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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für ein Aufzeichnungsmagnetband
und Insbesondere auf eine der Abtastfunktion des Gerätes
zugeordnete Bandlagerstruktur.
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Ein bekanntes Aufzeichnungs/Wiedergabegerät für ein
Aufzeichnungsmagnetband enthält eine zweiteilige zylindrische
Abtastereinrichtung. Eine untere stationäre Führungstrommel
enthält ein Bandführungselement, das an der Auflaufstelle
des Bandes auf einen oberen rotierenden Abtastkörper
angeordnet ist, der seinerseits frei drehbar auf der
stationären Führungstrommel montiert ist. Das Magnetband wird durch
das Aufzeichnungs/Wiedergabegerät um den oberen
Abtasterkörper längs eines Bandweges geführt, der durch die
Bandführung und eine oder mehrere Auflauf- und/oder Ablaufführungen
definiert ist, welche im Bereich des oberen Abtasterkörpers
montiert sind. In Abhängigkeit vom Datenformat und der
Geräteausbildung rotiert der obere Abtasterkörper entweder
gegen die Richtung oder in Richtung der Bandbewegung und
enthält dabei einen oder mehrere Lese/Schreibkäpfe, welche
das Band mit einer Geschwindigkeit abtasten, die
normalerweise weit größer als die Geschwindigkeit der linearen
Bandbewegung ist. Das Gerät bewegt das bandförmige Medium längs
eines schraubenförmigen Weges für die Abtastung; in einem
derartigen Format sind die Datenspuren schräg zur
Längsachse
des Bandes angeordnet, um die Breite der einzelnen
Datenspuren pro Breite des Bandes maximal zu gestalten. Um die
Datenspuren des Bandes für die Bewegung über die Köpfe in
der abtastenden Trommel auszurichten, muß das Band einem
schraubenförmigen Weg um die abtastende Trommel folgen.
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Sowohl hinsichtlich des Komponentenformates als auch des
zusammengesetzten Digitalformates sind die in der abtastenden
Trommel montierten Lese/Schreibwandler in Paaren montiert,
um die Kosten und die Kompliziertheit eines derartigen
Mechanismus zu reduzieren. Typischerweise sind die Kopfpaare
in einem im oberen Abtasterkörper vorgesehenen
Abtastfenster montiert. Darüber hinaus erfährt jedes einem
gemeinsamen Fenster zugeordnetes Kopfpaar bei der Aufzeichnung
oder Übertragung von Fernsehsignalen mit einer im
wesentlichen großen Anzahl von für jedes Fernsehteilbild
erforderlichen Spuren speziell beI Wiedergabe mit variabler
Geschwindigkeit automatische Abtastnachlauf-Auslenkungen
(AST-Auslenkungen) mit schneller Hin- und Herbewegung
(Zitterbewegung) über die gesamte Breite des Abtastfensters,
um die AST-Auslenkanforderungen zu erfüllen. Diese
AST-Auslenkungen sind groß und erfordern eine relativ breite
Abtasteröffnung für das Aufzeichnungs/Wiedergabekopfpaar.
Weiterhin führen typische
Abtasteröffnungs/Kopfstrukturanforderungen, welche bei Verwendung von älteren und dickeren
Magnetbändern einen zufriedenstellenden Kontakt zwischen
Kopf und Band ergeben, bei Verwendung eines dünneren Bandes,
wie es normalerweise in der Digitaltechnik verwendet wird,
zu weniger vorhersagbaren Ergebnissen, insbesondere dann,
wenn ein Kopfpaar zu einer Seite der Abtastöffnung hin
ausgelenkt wird.
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Beispielsweise aus der japanischen Veröffentlichung
56-94539 mit dem Titel "Zylindrischer Köper zur Einpassung
eines rotierenden Magnetkopfs" sind Strukturen bekannt
geworden, bei denen zur Modlfizierung der Schnittstelle
zwischen
Kopf und Band Hindernisse zwischen dem Kopf und dem
Abtasterkörper vorgesehen sind. Es existiert jedoch keine
bekannte Struktur, welche eine Einrichtung zur Lagerung des
Bandes zwischen einem Paar von getrennten AST-Abtasterköpfen
bildet.
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Die US-A-3 778 560 beschreibt eine Kopfanordnung für einen
Bandtransport mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1. Dieses Dokument offenbart auch zwei magnetische
Wandlerköpfe mit je einem spitzen Ende, wobei jeder Kopf so
montiert ist, daß die Spitze geringfügig aus dem
Abtasterkörper herausragt, um mit dem über den Abtasterkörper
geführten Band in Kontakt zu treten. Jeder Kopf ist in einem
Körper montiert, wo er sich in einem engen Sitz in einem
entsprechenden Schlitz im Abtasterkörper befindet. Die
Schlitze sind längs des schraubenförmigen Bandweges
beabstandet. Im zusammengebauten Abtasterkörper ist jedoch kein
Fenster vorhanden, welches das Luftlager verringern kann, so
daß das Kopfproblem zwischen Kopf und Band nicht entsteht.
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Die Erfindung schafft eine Kopfanordnung für einen
Bandtransport mit einer Führungstrommel, einem auf der
Führungstrommel relativ zu dieser drehbar montierten Abtasterkörper,
dessen Außendurchmesser zu dem der Führungstrommel generell
äquivalent ist, und mit einer Führungseinrichtung, welche
einen relativ zur Rotationsachse des Abtasterkörpers
schraubenförmig um diesen verlaufenden Weg definiert, die durch
ein benachbart zum Bandweg angeordnetes Fenster im
Abtasterkörper, ein Paar von jeweils ein Spitzenende aufweisenden
auslenkbaren Wandlerköpfen, die so im Fenster montiert sind,
daß die Spitze geringfügig aus diesem herausragt, um mit dem
über den Abtastkörper geführten Band in Kontakt zu treten,
wobei die Spitze der Köpfe in einer Richtung quer zum
Bandweg über die Breite des Fensters hin und her auslenkbar sind
und die Köpfe wesentlich schmaler als die Breite des
Fensters sind, über das sie sich bewegen und durch ein am
Abtastkörper befestigtes und zwischen den beiden Kopfspitzen
über das Fenster verlaufendes Element zur Lagerung des sich
auf dem Weg bewegenden Bandes zwischen den beiden
Kopfspitzen gekennzeichnet ist.
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Zusätzlich zu den Vorteilen der vorstehend definierten
erfindungsgemäßen Kopfanordnung werden anhand der
Ausführungsbeispiele nach den beigefügten Zeichnungen weitere Vorteile
erläutert. Es zeigt
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer die
erfindungsgemäße Bandlagerstruktur enthaltenden
Abtastereinrichtung;
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Fig. 2A einen Teilaufriß eines bekannten Abtastfensters
einer der Einrichtung nach Fig. 1 entsprechenden
bekannten Abtastereinrichtung;
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Fig. 2B eine ausgewandelte Ausführungsform des bekannten
Abtastfensters;
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Fig. 3A eine Teilansicht der erfindungsgemäßen
Bandlagerstruktur der Abtastereinrichtung nach Fig. 1;
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Fig. 3B eine abgewandelte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Bandlagerstruktur;
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Fig. 4A ein Diagramm des durch die Abtastereinrichtung bei
Verwendung der bekannten Struktur erzeugten
Ausgangssignals;
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Fig. 4B ein Diagramm des durch die Abtastereinrichtung
unter Verwendung der erfindungsgemäßen Struktur
erzeugten Ausgangssignals;
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Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Kantenansicht
des Bandweges über ein bekanntes Abtastfenster;
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Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Kantenansicht
eines Bandweges über ein Abtastfenster und ein
Bandlagerelement gemäß der Erfindung;
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Fig. 7 eine Ansicht in einer Ebene 7-7 in Fig. 6; und
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Fig. 8 eine Vergrößerung eines Teils der Ansicht nach Fig.
7.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kopfanordnung 10 für ein
(nicht dargestelltes) Aufzeichnungs/Wiedergabegerät. Diese
Kopfanordnung 10 enthält eine stationäre Führungstrommel 17
und einen rotierenden Abtastkörper 18, der frei drehbar auf
der Führungstrommel 17 montiert ist. Ein in Verbindung mit
der Anordnung 10 zur Daten-Eingabe/Ausgabe verwendetes
Aufzeichnungsmagnetband 14 bewegt sich von einem an der
Außenseite der Führungstrommel 17 montierten Führungselement 19
in einem schraubenförmigen Weg um den rotierenden
Abtasterkörper 18, so daß in der Abtasttrommel 18 der Anordnung 10
enthaltene Lese/Schreibköpfe 16 das Band 14 abtasten können,
wobei Daten entweder vom Band 14 gelesen oder auf dieses
geschrieben werden. In der Kopfanordnung 10 rotiert der
rotierende Abtastkörper 18 gegen die Bandbewegungsrichtung. Die
Geschwindigkeit und die Richtung der Abtastbewegung kann
sich mit der Geschwindigkeit und der Richtung der
Bandbewegung in Abhängigkeit vom Geräte- und Bandformat ändern. Um
die Breite der Datenspuren pro Breite des Bandes 14 maximal
zu gestalten, sind Datenspuren 20 auf dem Band 14 schräg zu
dessen Längsachse 22 angeordnet. Um die Datenspuren 20 auf
dem Band 14 zu den Abtastköpfen 16 auf dem Abtasterkörper 18
auszurichten, muß das Band 14 auf einem schraubenförmigen
Weg über die Trommel 18 laufen. Das auf der stationären
Trommel 17 vorgesehene Bandführungselement 19 führt das Band
14 in einen schraubenförmigen Weg um den Abtasterkörper 18.
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Die Lese/Schreibköpfe 16, welche das Band 14 auslesen oder
beschreiben, sind in der in den Fig. 2 und 3 dargestellten
Weise angeordnet. Bei der bekannten Konfiguration nach Fig.
2A ist ein Paar von Wandlerköpfen 16 in einer gemeinsamen
Öffnung bzw. einem gemeinsamen Fenster 26 im Abtasterkörper
18 angeordnet. Das Fenster 26 und die Köpfe 16 sind gemäß
Fig. 2A benachbart zur stationären Trommel 17 angeordnet;
das Fenster kann jedoch an jeder relativen Stelle auf dem
Abtasterkörper 18 angeordnet sein. Bei einem abgewandelten
Aufbau nach Fig. 2B sind die Wandlerköpfe 16 in einem eine
Bodenwand 27 enthaltenden Fenster 26a montiert. Obwohl es
theoretisch möglich ist, lediglich ein einziges Paar von
Köpfen 16 in einem einzigen Abtastfenster 26 zur Auslesung
und Beschreibung des Bandes 14 zu verwenden, sind in den
meisten Anwendungsfällen mehr als ein Paar von
Lese/Schreibmagnetköpfen 16 vorgesehen, welche in gleichen Abständen am
Umfang des Abtasterkörpers 18 montiert sind. Dabei besitzen
zwei Sätze von Köpfen einen Abstand von 180º, vier Sätze von
Köpfen einen Abstand von 90º, usw.. Die Verwendung von
gleich beabstandeten Paaren von Köpfen 16 reduziert die
Drehzahl sowohl des Abtasterkörpers 18 als auch der Köpfe
16, wodurch die Toleranzen hinsichtlich der Kopfdrehzahlen
erhöht und verbessert werden.
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Gemäß der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3A
befindet sich im Fenster 26 zwischen den Wandlerköpfen 16 ein
Lagerelement bzw. eine Fahne 28. Eine zweite
erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Fig. 3B enthält eine Fahne 28a,
welche in das Fenster 26a eingesetzt ist, zwischen den
Köpfen 16a verläuft und mit einer Bodenwand 27a in Eingriff
steht.
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Die Funktion des Lagerelementes sei zunächst anhand einer
kurzen Beschreibung des Abtastprozesses erläutert. Die einen
generell abgeschrägten oberen Körperabschnitt (nicht
dargestellt) besitzenden Wandlerköpfe 16 enden etwa in ihrem
Mittelpunkt in Kopfspitzen 16a. Diese Kopfspitzen 16a treten
zum Lesen oder Schreiben mit dem Band 14 in Kontakt. Zwar
erscheinen die Kopfspitzen 16a in Fig. 3A parallel
zueinander ausgerichtet; da sich das Band 14 jedoch schräg über die
Fläche des Abtasterkörpers 18 bewegt, liest oder beschreibt
jede der Kopfspitzen 16a eine unterschiedliche Spur 20 auf
dem Band 14. Darüber hinaus bewegen sich in einem
Videoformat die Kopfspitzen 16a längs einer Querachse 30 in einer
schnellen Hin- und Her-Querbewegung über die Breite des
Abtastfensters 26 (in der Videotechnik als Zitterbewegung
bezeichnet), wie dies durch den Pfeil 31 angegeben ist. In
der ersten Ausführungsform beträgt die Breite jedes
Abtastfensters etwa 2 Millimeter (mm). In Fig. 3A ist die Richtung
der Bandbewegung um den Abtasterkörper 18 näherungsweise
durch den Pfeil 32 angegeben. Die Länge des Abtastfensters
liegt typischerweise im Bereich von 6 bis 7 mm. Der Abstand
zwischen den Wandlerspalten der Kopfspitzen 16a beträgt
typischerweise 3 bis 4 mm. Das Band 14 (Fig. 1) bewegt sich
längs des Führungselementes 19 (Fig. 1) auf der
Führungstrommel 17 und auf die Abtasttrommel 18 längs eines
schraubenförmigen Weges, wie dies in den Fig. 1 und 3A durch die
Richtungspfeile 32 angegeben ist. Um den Kontakt zwischen
dem Band 14 und dem Randführungselement 19 der stationären
Führungstrommel 17 zu unterstützen, ist der Durchmesser des
Abtasterkörpers 18 geringfügig größer als der Durchmesser
der Führungstrommel 17. Es hat sich zwar gezeigt, daß ohne
eine Bodenwand, wie beispielsweise die Wand 27 nach Fig. 2B,
das Luftlager zwischen dem Band 14 und der
Abtastereinrichtung 10 verbessert wird, wodurch die Bewegung des Bandes 14
um den Abtasterkörper 18 erleichtert wird; die Verwendung
einer Bodenwand 47 isoliert das Band 14 jedoch besser gegen
Nebensprechen.
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Das erfindungsgemäße Lagerelement 28 im Abtastfenster 26
führt auch zu einem wesentlich verbesserten und unerwarteten
Ergebnis im Ausgangssignal.
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Diese wesentliche Verbesserung im Ausgangssignal zeigt sich
bei einem Vergleich der Fig. 4A und 4B. Das Diagramm nach
Fig. 4A, welche die bekannte Struktur nach Fig. 2
repräsentiert, zeigt einen ins Gewicht fallenden Abfall (-4,5 dB) im
Ausgangssignal vom Beginn 32a bis zum Ende 32b der
Kopfabtastung 32, während erfindungsgemäß gemäß Fig. 4B vom Beginn
34a bis zum Ende 34b der Kopfabtastung 34 ein im
wesentlichen sauberes und gleichförmiges Ausgangssignal erzeugt
wird.
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Es ist zwar zu erwarten, daß durch Einfügen des
Lagerelementes 28 in das Fenster 26 eine bessere Lagerung des Bandes
14 bei seiner Bewegung über das Fenster 26 erreicht wird;
die Größe der dramatischen und ins Gewicht fallenden
Verbesserung im Ausgangssignal (+4,5 dB) ist darüber hinaus ein
sich aus den Strukturellen Änderungen ergebendes
unerwartetes aber willkommenes Ergebnis. Eine Untersuchung des an der
Schnittstelle zwischen Kopf und Band auftretenden
strukturellen Zusammenhangs wird nachfolgend anhand der Fig. 5 bis
8 diskutiert.
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Fig. 5 zeigt eine ebene Draufsicht des sich über die
Abtastöffnung 26 in der bekannten Struktur bewegenden Bandes 14.
Es ist darauf hinzuweisen, daß bei sich über die
Abtastöffnung 26 bewegendem Band 14 an sich gegenüberstehenden Seiten
der Wandlerköpfe 16 ein ins Gewicht fallendes Eintauchen
(wenigstens 0,005 in) auftritt. Gemäß Fig. 6 ergibt sich aus
dem Hinzufügen des Fahnenelementes 28 eine ins Gewicht
fallende Reduzierung (wesentlich kleiner als 0,005 in) des
Bandeintauchens.
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Ein vergleichbares Problem ist in den Fig. 7 und 8
dargestellt, welche sich auf die eintauchende Bandmenge längs der
Breite des Fensters 26 beziehen. Das Einfügen der Fahne 28
zwischen den Köpfen 16 führt zu einer ins Gewicht fallenden
Abnahme des Bandeintauchens an der Seite der Köpfe 16, wie
sich aus einem Vergleich der ausgezogenen Linie 30 gemäß der
Erfindung mit der gestrichelten Linie 32 der bekannten
Konstruktion nach den Fig. 7 und 8 ergibt.
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Die vorstehende strukturelle Analyse zeigt mehrere Gründe
für die Verbesserung des Ausgangssignals, erklärt sie jedoch
nicht vollständig. Eine bedeutungsvollere Messung kann sich
aus der Überwachung des Abstandes X zwischen der Kopfspitze
16a und dem Band 14 (Fig. 8) vom Beginn bis zum Ende der
Kopfabtastung ergeben. Gegenwärtig ist lediglich bekannt,
daß eine spezielle körperliche Abwandlung einer
Abtastfensterstruktur zu einer dramatischen und unerwarteten
Verbesserung des Ausgangssignals während einer typischen
Kopfabtastung führt.