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発明の名称 回転ヘッド装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−65456
公開日 平成7年(1995)3月10日
出願番号 特願平5−206559
出願日 平成5年(1993)8月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】松田 正道
発明者 日野 雅之
要約 目的
磁気テープの巻き付け角度内で磁気ヘッドと磁気テープとの接触状態を均一にして、再生信号の波形を良好にすることのできる回転ヘッド装置を提供することを目的とするものである。

構成
磁気テープ7を巻き付けて高速に回転する回転シリンダ1と、回転シリンダ1に設けられた磁気ヘッド4と、回転シリンダ1の片側または、両側に配設された固定シリンダC1とを備え、磁気テープ7に接触している磁気ヘッド4の面と、固定シリンダC1の表面との間隔が、回転シリンダ1と固定シリンダC1に所定の角度だけ巻き付けられている磁気テープ7の巻き付け角度内で、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態が均一になるように、テープテンションに対応して連続的に変化している回転ヘッド装置である。
特許請求の範囲
【請求項1】 磁気テープを巻き付けて高速に回転する回転シリンダと、前記磁気テープ上を接触走査して、信号を記録再生するもので、前記回転シリンダの外周面から、わずかに突出するように前記回転シリンダに設けられた磁気ヘッドと、前記回転シリンダの片側または、両側に配設された固定シリンダとを備え、前記磁気テープに接触している前記磁気ヘッドの面と、前記固定シリンダの表面との間隔が、前記回転シリンダと前記固定シリンダに所定の角度だけ巻き付けられている前記磁気テープの巻き付け角度内で、前記磁気ヘッドの表面に接する前記磁気テープの接触状態が均一になるように、異なっていることを特徴とする回転ヘッド装置。
【請求項2】 間隔が異なっているとは、前記磁気テープの張力の強いところの方が、弱いところの方より、前記磁気テープに接触している前記磁気ヘッドの面と、前記固定シリンダの表面との間隔が、小さくなっていることを特徴とする請求項1に記載の回転ヘッド装置。
【請求項3】 間隔が異なっているとは、高速で回転する前記回転シリンダと前記磁気テープとの間に巻き込まれる空気等による前記磁気テープの浮上量が、大きいところの方が、小さいところの方より、前記磁気テープに接触している前記磁気ヘッドの面と、前記固定シリンダの表面との間隔が、大きくなっていることを特徴とする請求項1に記載の回転ヘッド装置。
【請求項4】 間隔が異なっているとは、請求項2と請求項3の内容をともにできるだけ活かすように設計されていることを特徴とする請求項1に記載の回転ヘッド装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、信号を記録再生する装置としてVTR等に用いられている、回転ヘッド装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、情報記録技術の分野では著しい高密度記録化が進められている。磁気記録の分野においても例外ではなく、VTRに代表される回転ヘッド装置では、高密度記録技術として、記録する信号の波長を短くする短波長化、磁気ヘッドと磁気テープとの相対速度を高くする高相対速度化、さらに磁気テープの厚みを薄くする薄手テープ化といった方向に進んでいる。
【0003】高密度記録を進めて行くためには、これらの技術を取り入れるとともに、個々の部品の仕様を最適化し、本来システムが持っている性能を充分発揮することが必要不可欠である。特に、磁気ヘッド周辺の仕様は全体の性能に大きく関係する重要な部分である。
【0004】従来、このような分野で用いられているVTRに代表される回転ヘッド装置の一例として、以下、その構造及び動作等について図4〜図7を参照しながら説明する。
【0005】すなわち、図5は従来の回転ヘッド装置の正面図、図6はその側面図である。図7は従来の回転ヘッド装置における磁気テープの幅方向の断面形状を示す図である。図4は従来の回転ヘッド装置と、本発明の回転ヘッド装置における再生出力の波形を示す図である。
【0006】従来の一般的な回転ヘッド装置は、回転シリンダ101と、固定シリンダ103で構成される。
【0007】回転シリンダ101は回転軸102に取り付けられており、回転軸102が固定シリンダ103内に固定された軸受け(図示せず)に挿入されて、回転シリンダ101が回転可能に支持される。回転シリンダ101の下端には磁気ヘッド104が、その先端を回転シリンダ101の外周面からわずかに突き出す位置に取り付けられて固定されている。
【0008】固定シリンダ103は、回転軸102を支持するとともに、外周面には磁気テープ107の走行をガイドするためのリード106が螺旋状に形成されている。
【0009】図5に示すように、回転シリンダ101と固定シリンダ103の直径はわずかに異なっており、回転シリンダ101と固定シリンダ103とは、それぞれ中心の位置が同一となるように組み立てられている。このため、回転シリンダ101と固定シリンダ103との直径の差によって段差Z2が生じ、シリンダ全周にわたりこの段差Z2が略同一に形成されており、従って、磁気ヘッド104の先端が固定シリンダ103の外周面から突き出す量としての突出量も略同一に形成されている。
【0010】磁気テープ107は、回転ヘッド装置に対して斜めに巻き付けられており、その下端が、リード106によって規制されている。本例では、磁気テープ107は180゜程度の範囲で巻き付けられているものとする。ここで図5に示すように、磁気テープ107の巻き付け角度内において、磁気テープ107が回転ヘッド装置に対して進入する側を0°の位置とし、出て行く側を180°の位置とする。
【0011】以上のような構成において、図5に示すように、磁気テープ107は同図において矢印Dの方向に走行するものとし、これに対して回転シリンダ101は、同図において矢印Cで示す方向に高速で回転する。このとき、回転シリンダ101の下端に固定された磁気ヘッド104が、磁気テープ107上を接触走査し、信号を記録再生する。
【0012】図7は、磁気ヘッド104が磁気テープ107と接触することによる磁気テープ107の幅方向の断面形状を示している。107aは0゜位置における磁気テープの断面形状、107bは90゜位置における断面形状、107cは180゜位置における断面形状を示している。
【0013】一方、このような分野の技術の他の一例として、磁気テープの走行負荷を少なくし、磁気テープのダメージの発生を防止するために回転シリンダと固定シリンダとの段差を、テープとシリンダとの接触始端から接触終端にわたり変化させ、終端に近づくほど、段差が大きくなるように構成した回転ヘッド装置(特開昭63−134972号公報参照)が知られている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、さきに述べた従来の方法では、図7からわかるように、0゜位置においては、磁気ヘッド104の先端と磁気テープ107が充分接触しているために記録再生は良好に行われるが、これに対して、180゜位置では、磁気テープ107の変形勾配が大きく磁気ヘッド104の先端部と磁気テープ107との間に微小な隙間が発生しているため、記録再生が良好に行われない。このため、例えば、180゜位置における再生出力は、0゜位置における出力よりも低下したものとなる。また、90゜位置における再生出力は、0゜位置と180゜位置の中間程度となる。この状態における再生出力の波形を示したものが、図4aである。
【0015】すなわち、磁気ヘッド、磁気テープなどを含めた、本来、このシステムが持っている性能は、0゜位置においてのみ発揮されていて、そのほかの部分では充分性能を出し切れていなかった。
【0016】以下、このような現象が起こる理由について説明する。
【0017】磁気テープ107の変形の勾配を定量的に示すために、半値幅という量を定義する。図7において、磁気ヘッド104が磁気テープ107を持ち上げることによってできる山の形で、山の裾から山の頂上の高さをHとしたとき、山の裾から1/2Hのところの磁気テープ107の幅Wを半値幅とする。
【0018】ここで、図5に示すように磁気テープ107は図示矢印Dの方向に走行する。このとき、磁気テープ107は、磁気ヘッド104との摩擦、空気の粘性による抵抗等の走行負荷があるため、磁気テープ107の巻き付け角度内で、張力(以下テンションと称す)は一定ではない。
【0019】ここで、一定のテンションTが加えられた平らな薄板に、高さPだけ突起を垂直に押し込んだ場合、上記の半値幅Wは以下の式で表される。
【0020】W3 = C×S/(T×P) ・・・(1)
C:定数S:薄板のスティフネスつまり、磁気テープ107の巻き付け角度内でテンションが一定でないため、半値幅が一定ではなく、磁気ヘッド104と磁気テープ107との接触状態が不均一となるのである。
【0021】図7において、0゜位置における半値幅W0は、180゜位置における半値幅W180に比べて非常に大きくなっている。
【0022】図8は従来の回転ヘッド装置と、本発明の一実施例の回転ヘッド装置における有効巻き付け角度内の半値幅とテンションの実測値を示す図である。テンションが低いところでは半値幅Wは大きくなり、逆にテンションが高いところでは半値幅Wが小さくなっている。これは上記式(1)と一致している。
【0023】以上のような従来の回転ヘッド装置では、磁気テープ107の巻き付け角度内で、テンションが異なるために、磁気テープ107の変形形状が異なり、磁気ヘッド104と磁気テープ107との均一な接触状態を確保することができないという課題があった。
【0024】一方、上述した特開昭63−134972号公報に記載された回転ヘッド装置については、磁気テープの走行負荷を少なくし、磁気テープへのダメージの発生を防止することを目的としており、磁気ヘッドと磁気テープとの均一な接触状態を確保することを目的とするものではなかった。
【0025】特に、放送・業務用VTRでは、高記録レートを実現するために大径シリンダに多数の磁気ヘッドを搭載する構成となるので、これに伴うテンションの不均一さは大きくなり、この問題はさらに深刻となる。
【0026】本発明は、従来のこのような課題を考慮し、磁気テープの巻き付け角度内で磁気ヘッドと磁気テープとの接触状態を均一にして、再生信号の波形を良好にすることのできる回転ヘッド装置を提供することを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気テープを巻き付けて高速に回転する回転シリンダと、磁気テープ上を接触走査して、信号を記録再生するもので、回転シリンダの外周面から、わずかに突出するように回転シリンダに設けられた磁気ヘッドと、回転シリンダの片側または、両側に配設された固定シリンダとを備え、磁気テープに接触している磁気ヘッドの面と、固定シリンダの表面との間隔が、回転シリンダと固定シリンダに所定の角度だけ巻き付けられている磁気テープの巻き付け角度内で、磁気ヘッドの表面に接する磁気テープの接触状態が均一になるように、異なっているように構成された回転ヘッド装置である。
【0028】
【作用】本発明では、磁気ヘッドを設けられた回転シリンダが高速で回転する際に、その磁気ヘッドが、磁気テープを、その巻き付け角度内で接触走査して信号を記録再生する。その際、磁気ヘッドの面と、固定シリンダの表面との間隔が、磁気ヘッドの表面に接する磁気テープの接触状態が均一になるように、異なっているので、磁気テープは、その巻き付け角度内で磁気テープと均一な接触状態をたもつことができる。
【0029】
【実施例】以下、本発明の実施例について図1〜図4および図8を参照しながら説明する。
【0030】図1は、本発明の実施例を示す回転ヘッド装置の正面図である。図2は、その側面図である。図3は同実施例の回転ヘッド装置における磁気テープ7の幅方向の断面形状を示す図である。図4は本発明の同実施例の回転ヘッド装置と、従来の回転ヘッド装置における再生出力の波形を示す図である。図8は本発明の同実施例の回転ヘッド装置と、従来の回転ヘッド装置における磁気テープ7の半値幅とテンションの実測値を示す図である。
【0031】図1、図2に示すように、本発明の回転ヘッド装置は、上固定シリンダC1と、下固定シリンダC2と、磁気ヘッド4を備えた回転シリンダ1と、回転軸2で構成する。回転シリンダ1の下端には磁気ヘッド4を、その先端を回転シリンダ1の外周面からわずかに突き出す位置に取り付けて固定している。
【0032】回転シリンダの両側に配設された、上固定シリンダC1と下固定シリンダC2は、それらの外周面で磁気テープ7の走行をガイドする。下固定シリンダC2は、回転シリンダ1と一体的に構成した回転軸2を回転可能に支持すると共に、外周面に形成したリード6により、磁気テープ7の走行を斜めにガイドする。
【0033】回転シリンダ1と固定シリンダC1,C2の直径は微妙に異なっており、回転シリンダ1の直径が、固定シリンダC1,C2の直径に対してわずかに小さくなるように構成されている。しかし、磁気ヘッド4の先端は、上固定シリンダC1と下固定シリンダC2の各々の外周面からわずかに突き出すように構成されており、以下、この突き出す量を、磁気テープに接触している磁気ヘッド4の面と、固定シリンダC1,C2の表面との間隔としての、磁気ヘッド4の突出量と称する。また、上固定シリンダC1と下固定シリンダC2の直径は、略同一になるように構成されている。
【0034】さらに、上固定シリンダC1と下固定シリンダC2は、中心の位置が略同一となるように構成されており、回転シリンダ1の中心位置と固定シリンダC1,C2の中心の位置は、それぞれ異なるように構成されている。このため、回転シリンダ1と固定シリンダC1,C2との直径の差によって段差Z1が生じ、この段差Z1はシリンダ全周にわたり連続的に変化して異なっているため、磁気ヘッド4の突出量もシリンダ全周にわたり連続的に変化するように構成されている。
【0035】磁気テープ7は、回転ヘッド装置に対して斜めに巻き付けられており、その下端が、リード6によって規制されている。本実施例では磁気テープ7は190゜の範囲で巻き付けられており、そのうちの180゜が有効巻き付け角度(実際に信号を記録再生する角度の範囲)であるものとする。ここで図1に示すように、磁気テープ7の有効巻き付け角度内において、磁気テープ7が回転ヘッド装置に対して進入する側を0°の位置とし、出て行く側を180°の位置とする。
【0036】以上のように構成された本発明の回転ヘッド装置について、以下その動作を説明する。
【0037】すなわち、図1に示すように、磁気テープ7は、同図において矢印Dの方向に走行し、これに対して回転シリンダ1は、同図において矢印Cで示す方向に高速で回転する。
【0038】ところで、磁気テープ7の走行方向と回転シリンダ1の回転方向を逆方向としているのは、次のような理由による。すなわち、回転シリンダ1が高速で回転することによって、磁気テープ7との間に空気を巻き込み、磁気テープ7は回転シリンダ1から浮き上がって走行している。この磁気テープ7の浮上量が、磁気テープ7の巻き付け角度内で一定ではなく、これを略同一とするためである。
【0039】このようにして、回転シリンダ1の下端に固定された磁気ヘッド4が磁気テープ7上を接触走査し、信号を記録再生する。
【0040】図3は、磁気ヘッド4が磁気テープ7と接触することによる磁気テープ7の幅方向の断面形状を示している。7aは0゜位置における磁気テープ7の断面形状、7bは90゜位置における断面形状、7cは180゜位置における断面形状を示している。
【0041】ここで、図1に示すように、磁気テープ7は矢印Dの方向に走行すると、磁気ヘッド4との摩擦、空気の粘性による抵抗等の負荷によって、磁気テープ7の巻き付け角度内で、磁気テープ7のテンションは、一定にならない。従って、従来と同様の構造であれば、磁気テープ7の巻き付け角度内で磁気テープ7の変形形状は、同一とはならず、テンションの最も小さい0゜位置で半値幅Wが最も大きく、テンションの最も大きい180゜位置で半値幅Wが最も小さくなる。
【0042】しかし、本発明の実施例においては、図3に示すように、磁気テープに接触している磁気ヘッド4の面と、固定シリンダC1,C2の表面との間隔としての、磁気ヘッド4の突出量に着目して、テンションの最も小さい0゜位置における磁気ヘッド4の突出量の方が、テンションの最も大きい180゜位置における磁気ヘッド4の突出量より大きくなるように構成されている。このため、磁気ヘッド4の見かけ上の突出量が、0゜位置では最も大きくなり、180゜位置で最も小さくなる。
【0043】上述した、式(1)に示すように、磁気テープ7の変形勾配を示す半値幅Wは、テンションと磁気ヘッド4の突出量に逆比例する。そこで、テンションと磁気ヘッド4の突出量の積がテープ巻き付け角度内で一定となるように、段差Z1を設定し、磁気ヘッド4の突出量を設定することによって図3に示すように、磁気テープ7の変形形状を略同一とすることができるのである。
【0044】図8は本発明の実施例の回転ヘッド装置と、従来の回転ヘッド装置における有効巻き付け角度内の半値幅とテンションの実測値である。テンションは、いずれの装置の場合においても変わらないが、本発明の実施例の回転ヘッド装置における半値幅は、従来の半値幅に比べ、テープ巻き付け角度内で均一化されている。テープ巻き付け角度内で、磁気テープ7の変形形状が同一となれば、磁気ヘッド4と磁気テープ7との接触状態が同一となり、再生信号の出力が均一化できる。図4bは、本発明の実施例の回転ヘッド装置における再生信号の波形を示している。
【0045】次に、本発明の別の実施例について説明する。
【0046】すなわち、上記実施例では、磁気テープ7のテンションを考慮して磁気ヘッド4の突出量を設定したが、これに限らず、例えば、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態に影響を与える要素に磁気テープ7の浮上量があるが、この磁気テープ7の浮上量の変化に応じて磁気ヘッド4の突出量を設定してももちろんよい。
【0047】すなわち、磁気テープ7の浮上量を考慮する場合には、磁気ヘッド4の突出量を次のように設定する。つまり、浮上量の大きい部分(磁気テープ7に対して磁気ヘッド4が入る側、すなわち、上記実施例においては、図1に示した180°の位置)では、磁気テープ7に対して磁気ヘッド4の突出量が実質的には小さくなるので、上記実施例で説明した磁気ヘッド4の突出量を大きくする。逆に、浮上量の小さい部分(磁気テープ7から磁気ヘッド4が出て行く側、すなわち、上記実施例においては、図1に示した0°の位置)では、磁気ヘッド4の突出量を小さくする等して、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態が均一になるように設定するのである。このようにすれば、磁気ヘッド4と磁気テープ7との接触状態が同一となり、再生信号の出力が均一化できる。
【0048】尚、上記実施例では、磁気テープ7のテンションの強いところの方が、弱いところの方より、磁気テープ7に接触している磁気ヘッド4の面と、固定シリンダC1,C2の表面との間隔が、小さくなるように設定された場合について説明したが、これに限らず、固定シリンダC1,C2の外周面が回転シリンダ1の回転軸に近づく方向をマイナス方向、離れていく方向をプラス方向とし、磁気テープ7の巻き付け角度内における磁気ヘッド4の突出量の平均値を平均突出量とすると、巻き付け角度内で、テンションが大きい部分では磁気ヘッド4の突出量が、平均突出量に対して小さくなるように固定シリンダC1,C2の外周面をプラス方向に、テンションが小さい部分では磁気ヘッド4の突出量が、平均突出量に対して大きくなるように固定シリンダC1,C2の外周面をマイナス方向に設定し、磁気ヘッド4の突出量を連続的に変化させようにしてももちろんよい。
【0049】また、上記実施例では、磁気テープ7のテンションあるいは、磁気テープ7の浮上量を考慮して磁気ヘッド4の突出量を設定したが、これに限らず、磁気テープ7の幅方向のテンションの分布等に着目する等、要するに、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態が均一にさえなれば、どのような要素に基づいて磁気ヘッド4の突出量を設定してもよい。
【0050】また、上記実施例では、磁気テープ7のテンションあるいは、磁気テープ7の浮上量を考慮して磁気ヘッド4の突出量を設定したが、磁気テープ7の幅方向のテンションの分布等も含めて、各々の要素を総合的に考慮して、磁気ヘッド4の突出量を設定すれば、より本発明の効果を高めることができる。
【0051】また、上記実施例では、回転シリンダ1に対して固定シリンダC1,C2の直径が大きく、上固定シリンダC1と下固定シリンダC2の直径は同一の場合について説明したが、要するに、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態が均一にさえなれば、回転シリンダ1と上固定シリンダC1、下固定シリンダC2の直径の関係は、問わない。
【0052】また、上記実施例では、上固定シリンダC1、下固定シリンダC2を略円筒形状の場合について 説明したが、要するに、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態が均一にさえなれば、上固定シリンダC1、下固定シリンダC2の形状は、問わない。
【0053】また、上記実施例では、磁気ヘッド4の突出量が連続的に変化するように設定されている場合について、説明したが、これに限らず、要するに、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態が均一にさえなれば、どのような構成で磁気ヘッド4の突出量を設定してもよい。
【0054】また、上記実施例では、磁気テープ7に接触している磁気ヘッド4の面と、上固定シリンダC1との間隔としての、磁気ヘッド4の突出量と、磁気テープ7に接触している磁気ヘッド4の面と、下固定シリンダC2との間隔としての、磁気ヘッド4の突出量とが同じ場合について説明したが、これに限らず、例えば、磁気テープ7の浮上量、あるいは、磁気テープ7の幅方向のテンションの分布等の、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態に影響を与える要素を総合的に考慮するなどして、磁気ヘッド4の突出量を個別に設定する等、要するに、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態が均一にさえなれば、どのように磁気ヘッド4の突出量を設定してもよい。
【0055】また、本実施例では、1つの回転シリンダと、4つの磁気ヘッドと、2つの固定シリンダC1,C2で構成される回転ヘッド装置として説明したが、これに限らず、要するに、磁気ヘッド4の表面に接する磁気テープ7の接触状態が均一にさえなれば、各構成要素の数は問わない。
【0056】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、本発明は、磁気テープの巻き付け角度内で磁気ヘッドと磁気テープとの接触状態を均一にして、再生信号の波形を良好にすることのできるという長所を有する。




 

 


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