DE69224831T2

DE69224831T2 - Schraubenlinienförmiger bandabtaster

Info

Publication number: DE69224831T2
Application number: DE69224831T
Authority: DE
Inventors: Abraham Eshel; Steven Magnusson
Original assignee: Ampex Systems Corp
Current assignee: Ampex Systems Corp
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1992-06-18
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2012-06-19
Also published as: GB2272324A; GB9325897D0; EP0590089A1; GB2272324B; US5448439A; DE69224831D1; KR100279516B1; WO1992022892A1; EP0590089B1; JPH06508713A; EP0590089A4

Description

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen Magnetbandaufzeichnungsgeräte und insbesondere ein Gebilde, das eine verbesserte Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band in zylindrischen Bandführungsanordnungen mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung bereitstellt, welche beispielsweise in Breitband-Video- und -Datenbandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten verwendet werden.
Das Segmentabtast-Breitband-Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegerätmit Drehkopf ist eine äußerst komplexe Anordnung. Bei derartigen Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten mit Schrägspurabtastung werden die Informationen auf einem Magnetband aufgezeichnet und von diesem wiedergegeben durch einen oder mehrere Magnetköpfe, die mit einer hohen Geschwindigkeit bezüglich des Bandes gedreht werden, welches mit einer viel geringeren Geschwindigkeit entlang eines schraubenförmigen Weges um eine zylindrische Trommelbandführung transportiert wird. Die Köpfe und die zylindrische Bandführung sind gewöhnlich eine Anordnung, die gemeinhin als Abtastanordnung oder einfach als Abtaster bezeichnet wird. Die Informationen werden auf dem Band in diskreten parallelen Spuren aufgezeichnet, die entlang dem Band in einem Winkel von typischerweise wenigen Grad bezüglich der Länge des Bandes diagonal verlaufen, so daß die Länge einer aufgezeichneten Spur die Breite des Bandes in hohem Maße übersteigt.
Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräte mit Drehkopf und Schrägspurabtastung verwenden eine Vielfalt von verschiedenen Bandbehandlungsvorrichtungen, Drehkopfbehandlungsvorrichtungen und Bandführungsvorrichtungen. Einige verwenden einen einzigen Kopf zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen bezüglich der Spuren auf dem Band, während andere dazu eine Mehrzahl von zwei oder mehr Köpfen verwenden. Ungeachtet der Anzahl an Köpfen sind sie gewöhnlich so befestigt, daß sie in einem kreisförmigen Weg rotieren, wenn Informationen bezüglich des Bandes übertragen werden. Die zylindrische Trommelbandführung besteht gewöhnlich aus zwei axial verschobenen zylindrischen Trommelabschnitten. Bei einer breit verwendeten zylindrischen Bandführungsanordnung mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung ist die obere Trommel zur Rotation befestigt und die untere Trommel ist stationär befestigt, wobei die Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeköpfe an der oberen drehbaren Trommel befestigt sind, so daß sie dadurch gedreht werden. Andere zylindrische Bandführungsanordnungen mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung weisen stationäre obere und untere Trommelabschnitte auf, wobei die Drehköpfe an einem separaten drehbaren Gebilde, wie z.B. einer Platte oder einem dritten Trommelabschnitt, zur Rotation zwischen den stationären oberen und unteren Trommelabschnitten befestigt sind.
Bei Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten mit Schrägspurabtastung werden gewöhnlich zwei anerkannte Varianten zum schraubenförmigen Führen des Bandes um die zylindrische Trommelbandführung verwendet, die im allgemeinen als "Alpha"- und "Omega"- Bandführungsvorrichtungen bezeichnet werden. Bei der Alpha- Bandführungsvorrichtung wird das Band in den schraubenförmigen Weg um eine zylindrische Trommelbandführung zum Abtasten durch einen Drehkopf aus einer Richtung bezüglich der Trommelführung eingeführt und wird vollständig um die Trommel gewickelt, so daß es bezüglich der Trommelführung in der entgegengesetzten Richtung austritt. Sie wird aus dem Grund als Alpha- Bandführungsvorrichtung bezeichnet, daß der schraubenförmige Bandweg um die zylindrische Trommelbandführung im allgemeinen dem griechischen Symbol Alpha entspricht, wenn man den Bandweg um die zylindrische Trommel in einer Richtung entlang der Achse der zylindrischen Trommel betrachtet. Bei Omega- Bandführungsvorrichtungen wird das Band in den schraubenförmigen Weg um die zylindrische Trommelbandführung entlang eines Weges eingeführt, der sich in einer zur zylindrischen Trommel im allgemeinen radialen Richtung zur Trommel erstreckt, verläuft um eine Eintrittsführung, die das Band auf die Oberfläche der Trommel lenkt, verläuft schraubenförmig um die Trommel und verläuft um eine Austrittsführung, so daß es dadurch von der Trommel in einer im allgemeinen dazu radialen Richtung weggelenkt wird. Der Bandweg um die zylindrische Trommelbandführung entspricht im allgemeinen der Form des griechischen Symbols Omega, wenn er in einer Richtung betrachtet wird, die entlang der Achse der zylindrischen Trommel verläuft.
Bei all diesen Magnetbandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten mit Schrägspurabtastung wird das Band entlang eines schraubenförmigen Weges um die zylindrische Trommelbandführung gelenkt, wobei das Band den Weg um die Trommelbandführung an einer anderen Position, die entlang der Trommeloberfläche bezüglich seiner Eintrittsposition in den Weg axial verschoben ist, verläßt. Bei einigen dieser Vorrichtungen folgt das Band einem schraubenförmigen Weg mit vollständiger Umwicklung um die zylindrische Bandführung von fast 360º. Bei anderen dieser Vorrichtungen folgt das Band einem Weg von viel weniger als 360º, wobei ein üblicher Weg annähernd 180º ist, der "halbe Umwicklung" genannt wird. Diese Magnetbandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräte mit Schrägspurabtastung haben ein zweckmäßiges Mittel zum Erzielen der hohen Geschwindigkeiten zwischen dem Kopf und dem Band bereitgestellt, die zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Breitbanddaten, wie z.B. Fernsehbildinformationen, erforderlich sind.
Der für Breitbandsignalübertragungen mit hoher Qualität kritische Parameter der Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräte mit Drehkopf und Schrägspurabtastung ist die Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band. Dies gilt besonders bei solchen Geräten für Bandaufzeichnungsformate, die schmale Spuren von aufgezeichneten Informationen entweder mit einem schmalen oder ohne aufzeichnungsfreien Raum oder Schutzbänder dazwischen aufweisen, welche mit hohen relativen Geschwindigkeiten zwischen dem Kopf und dem Band aufgezeichnet und wiedergegeben werden, wie z.B. bei digitalen Videobandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten, die entsprechend einem der gut bekannten D1- oder D-2-Formate konstruiert sind. Die Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band wird in einem beträchtlichen Umfang durch den Kontaktpunkt zwischen dem Kopf und dem Band bestimmt, der für optimale Signalübertragungen eine optimale Konfiguration aufweisen muß. Eine optimale Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band wird durch Herstellen einer vollkommen gleichmäßigen und symmetrischen Eindringung der Kopfspitze bezüglich der Bandoberfläche während der gesamten Abtastung des Bandes durch den Kopf erreicht, während das Band genau und stabil um die zylindrische Bandführung geführt wird. Insbesondere muß die Spitze des Kopfes dort, wo Signalübertragungen stattfinden, mit dem Band in einer Art und Weise in Eingriff stehen, die einen stetigen Grad an Eindringung der Spitze bezüglich des Bandes entlang der gesamten Abtastung des Bandes aufrechterhält, um die Qualität der Signalübertragung zu optimieren. Leider haben die dynamischen Gegebenheiten zum Führen eines biegsamen Bandes um eine zylindrische Bandführung und zum Drehen eines Kopfes in Kontakt mit dem geführten biegsamen Band das Erzielen einer vollkommen gleichmäßigen und symmetrischen Eindringung der Kopfspitze entlang der gesamten Abtastung des Bandes verhindert.
Wie bekannt ist, steht die Kopfspitze bei Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten mit Drehkopf und Schrägspurabtastung mit dem Band derart in Eingriff, daß in dem Band am Kontaktpunkt mit der Kopfspitze eine leichte Anhebung oder ein "Zelt" erzeugt wird. Es ist erwünscht, das Band an der Kopfspitze so zu halten, daß das Profil des Zelts an der Kopfspitze während der gesamten Abtastung des Bandes durch den Kopf gleichmäßig und symmetrisch bleibt und daß die Kopfspitze während der gesamten Abtastung des Bandes durch den Kopf mit dem Zelt des Bandes in Eingriff steht. Eine zu starke Anhebung oder "Zelterzeugung", so daß der Scheitelpunkt des Bandzelts von dem Teil der Spitze des Kopfes, wo Signalübertragungen stattfinden, entfernt bleibt, führt zu einem Verlust der Signalausgabe zu oder von dem Kopf und zu einem gleichzeitigen Abfall im Ausgangssignal-Rausch-Verhältnis (S/N). Veränderungen in der Konfiguration des Zelts an der Kopfspitze führen ebenfalls zu einem Verlust in der Signalausgabe und einem Abfall im Ausgangssignal-Rausch- Verhältnis.
Typischerweise sind Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräte mit Drehkopf und Schrägspurabtastung so angeordnet, daß sie zwischen der Oberfläche der zylindrischen Trommelbandführung und dem Band einen Luftfilm oder ein Auflager erzeugen, welches das Band von der Oberfläche der Bandführung abhebt, um die Steuerung des Transports des Bandes um die Bandführung zu erleichtern. Bei den üblicheren Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten mit Drehkopf und Schrägspurabtastung wird der Luftfilm durch eine Anordnung aus einem oberen rotierenden und einem unteren stationären zylindrischen Trommelbandführungsabschnitt erzeugt. Der obere rotierende Trommelabschnitt erzeugt eine Luftströmung, die zwischen die Oberflächen der zwei Trommelabschnitte und das darum transportierte Band gezogen wird, um den Luftfilm zu bilden, der das Band über der Oberfläche der Bandführung hält. Wenn die Dicke des Luftfilms über die Breite des Bandes und über die Länge des über der Oberfläche der Bandführung getragenen Bandes gleichmäßig ist, wird zwischen dem Band und der Oberfläche der Bandführung ein gleichmäßiger Zwischenraum aufrechterhalten. Durch einen solchen Luftfilm ist das Bandzeltprofil an der Kopfspitze während der gesamten Kopfabtastung gleichmäßig und symmetrisch, wobei die Kopfspitze mit dem Zelt in der gewünschten Art und Weise in Eingriff steht.
In der Praxis wird jedoch kein Luftfilm mit einer vollkommen gleichmäßigen Dicke während der gesamten Kopfabtastung gebildet. Gewöhnlich ist der Luftfilm zwischen der zylindrischen Trommelbandführung und dem Band in dem Bereich nahe der Stelle, an der der Kopf die Abtastung des Bandes beginnt, dicker als in dem Bereich nahe der Stelle, an der der Kopf die Abtastung des Bandes beendet. Diese Ungleichmäßigkeit der Luftfilmdicke wird hauptsächlich durch den Verlust an Luft von dem zwischen dem Band und der Oberfläche der zylindrischen Trommelbandführung gebildeten Luftfilm verursacht. Verschiedene andere Faktoren können zu einer ungleichmäßigen Luftfilmdicke führen, wie z.B. Schwankungen in der Bandspannung, Schwankungen im Druck in dem Spalt zwischen den axial verschobenen Abschnitten der zylindrischen Trommelbandführung und an den in der Bandführung für die Magnetköpfe vorgesehenen Fenstern und die Änderung des Abstands zwischen dem Kopf und der Bandkante während der Abtastung des Bandes durch den Kopf.
Solche Schwankungen tragen einzeln oder in Kombination zu Veränderungen im Grad der Eindringung der Spitze bezüglich des Bandes bei, während der Kopf das Band abtastet, was zu einem unerwünschten ungleichmäßigen Bandzeltprofil führt. Das während der Abtastung des Bandes erhaltene zusammengesetzte Bandzeltprofil weist einen relativ dicken Luftfilm und folglich eine geringe Eindringung der Kopfspitze in dem Bereich nahe der Stelle, an der der Kopf die Abtastung des Bandes beginnt, und einen relativ dünnen Luftfilm und folglich eine größere Eindringung der Kopfspitze in dem Bereich nahe der Stelle, an der der Kopf die Abtastung des Bandes beendet, auf. Diese Änderung der Dicke des Luftfilms und die gleichzeitige Änderung der Eindringung der Kopfspitze führt zu Veränderungen der Kontur des Bandzeltprofils an der Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band, was merklich zu Verlusten in der Signalausgabe und zur Verschlechterung des Signal-Rausch- Verhältnisses beiträgt. Während die Eindringung der Kopfspitze bei Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten mit Schrägspurabtastung, die für analoge Signale ausgelegt sind, weniger wichtig war, erfordern die neueren Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräte mit Schrägspurabtastung, die für digitale Signale ausgelegt sind, höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten und relative Geschwindigkeiten zwischen dem Kopf und dem Band, um mehr Daten pro Flächeneinheit des Bandes aufzuzeichnen, und verwenden dünnere Bänder, um mehr Daten auf einer Bandspule zu speichern. Mit relativ dicken Bändern, einer mäßigen Bandgeschwindigkeit und geringen Kopfrotationsgeschwindigkeiten, die man in zweckmäßig gestalteten Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten für analoge Signale findet, gibt es keine bedeutende Verschlechterung in der Signalausgabe und Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses aufgrund des Vorkommens einer Änderung der Dicke des Luftfilms und daraus resultierenden Anderung der Eindringung der Kopfspitze, die die Kontur des Bandzeltprofils an der Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band verändert. Außerdem entdeckt man nach einer Verschleißdauer für den Kopf und das Band, daß sich die Signalausgabe für solche Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräte für das "benutzte" Band tatsächlich verbessert. Es wird jedoch keine entsprechende resultierende Verbesserung bei den dünneren Bändern und den neueren, schnelleren Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten beobachtet, die für digitale Signale ausgelegt sind, wie z.B. digitale Videobandaufzeichnungsgeräte, die entsprechend einem der gut bekannten D1- oder D-2-Formate konstruiert sind. Während "Verschleiß" bei diesen neueren, schnelleren Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten nach wie vor auftritt, kann die resultierende Änderung der Eindringung der Spitze bezüglich der Position des Kopfes bei der Abtastung des Bandes mit der Zeit eine allmähliche Abnahme im Signalausgabepegel entlang einer Abtastung des Bandes von einem maximalen Signalpegel an der Kopfabtastposition nahe der Stelle, an der der Kopf die Abtastung des Bandes beginnt, auf einen minimalen an der Kopfabtastposition nahe der Stelle, an der der Kopf die Abtastung des Bandes beendet, verursachen.
Um eine gleichmäßigere und symmetrischere Eindringung der Kopfspitze bezüglich der Bandoberfläche während der gesamten Abtastung des Bandes durch den Kopf zu erreichen, während das Band genau und stabil um die zylindrische Bandführung geführt wird, haben einige Bandaufzeichnungsund/oder -wiedergabegeräte mit Drehkopf und Schrägspurabtastung eine zylindrische Bandführungsanordnung mit Magnetkopf mit nicht-koaxialen stationären und drehbaren zylindrischen Trommelbandführungsabschnitten verwendet, wobei die Achse des stationären Abschnitts bezüglich der Achse des drehbaren Abschnitts in einer Richtung zu der Stelle, an der der Kopf die Abtastung des Bandes beendet, geringfügig verschoben ist. Für die in den vorstehend beschriebenen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten für digitale Signale erforderliche genaue Bandführung war es jedoch nicht möglich, den stationären Führungsabschnitt um ein ausreichendes Maß zu verschieben, um all die unerwünschte allmähliche Abnahme im Signalausgabepegel zu beseitigen, ohne die Stabilität der Bandführung um die zylindrische Trommelbandführung einzubüßen. Wenn die Verschiebung des stationären Führungsabschnitts zu groß wird, wird der radiale Abstand zu dem Band, das um den stationären Führungsabschnitt verläuft, größer als der radiale Abstand zu dem Band, das um den drehbaren Abschnitt über eine wesentliche Länge der Abtastung des Bandes durch den Kopf verläuft. Dies erzeugt Kräfte, die auf das Band wirken, während es um die zylindrische Trommelbandführung transportiert wird, welche das Band axial entlang der Bandführung von den Bandkantenführungselernenten, die gewöhnlich am stationären zylindrischen Trommelbandführungsabschnitt vorgesehen sind, weglenken.
Es besteht folglich ein ausgeprägter Bedarf für eine zylindrische Bandführungsanordnung mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung, die eine gleichmäßigere und symmetrischere Eindringung der Kopfspitze bezüglich der Bandoberfläche während der gesamten Abtastung des Bandes durch den Kopf herstellt, ohne den Verlust an Stabilität und Genauigkeit der Bandführung um die zylindrische Bandführung zu riskieren. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Erfordernisse und stellt weitere damit verbundene Vorteile bereit.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der durch den Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche ausgewiesene Stand der Technik ist durch US-A-4833562 dargestellt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt eine Abtastanordnung für ein Magnetband-Aufzeichnungsgerät mit einem schraubenförmigen Weg für ein Magnetband:
eine stationäre untere zylindrische Trommel, die auf einer Mittelachse der Abtastanordnung angeordnet ist und ein oberes Ende festlegt;
eine drehbare obere zylindrische Trommel, die oberhalb des oberen Endes der stationären unteren zylindrischen Trommel befestigt ist, wobei die obere zylindrische Trommel mindestens einen Magnetkopf aufweist, der am Umfang der drehbaren oberen zylindrischen Trommel an einem Ende derselben nahe dem oberen Ende der stationären unteren zylindrischen Trommel befestigt ist, wobei der Kopf eine von der drehbaren oberen zylindrischen Trommel vorstehende Spitze aufweist zum Lesen von dem oder Schreiben auf das Magnetband, das auf die obere zylindrische Trommel gewickelt ist;
Mittel zum Bestimmen eines schraubenförmigen Weges für ein Magnetband von der stationären unteren zylindrischen Trommel zu der drehbaren oberen zylindrischen Trommel, wobei der schraubenförmige Weg für das Band einen Kopfeintrittsbereich am Beginn der Abtastung und einen Kopfaustrittsbereich am Ende der Abtastung aufweist; und
eine zylindrische Leiste, die mit dem oberen Ende der stationären unteren zylindrischen Trommel, angrenzend an das Ende der drehbaren oberen zylindrischen Trommel, an der der Magnetkopf befestigt ist, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Leiste auf einer gegenüber der Mittelachse in Richtung des Endes der Abtastung seitlich verschobenen Achse derart angeordnet ist, daß die obere zylindrische Leiste vom Umfang der stationären unteren zylindrischen Trommel nach außen vorsteht, um das Magnetband so zu halten, daß die Eindringung in das Band durch die Spitze während der Abtastung des Bandes durch den Magnetkopf im allgemeinen bei derselben durchschnittlichen Tiefe gehalten wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Abtastanordnung für ein Magnetband-Aufzeichnungsgerät mit einem schraubenförmigen Weg für ein Magnetband mit ausgewählter Breite:
eine stationäre untere zylindrische Trommel, die auf einer Mittelachse der Abtastanordnung angeordnet ist und ein oberes Ende festlegt;
eine drehbare obere zylindrische Trommel, die oberhalb des oberen Endes der stationären unteren zylindrischen Trommel angebracht ist und einen größeren Durchmesser aufweist als die stationäre untere zylindrische Trommel;
Mittel zum Bestimmen eines schraubenförmigen Weges für das Magnetband von der stationären unteren zylindrischen Trommel zu der drehbaren oberen zylindrischen Trommel; und
eine Vielzahl von Magnetköpfen, die am Umfang der drehbaren oberen zylindrischen Trommel an einem Ende derselben nahe dem oberen Ende der stationären unteren zylindrischen Trommel zum Lesen von dem und Schreiben auf das Magnetband befestigt sind, wobei jeder Kopf eine radial von der drehbaren oberen zylindrischen Trommel in das Magnetband vorstehende Spitze aufweist, wobei der schraubenförmige Weg für das Band einen Kopfeintrittsbereich am Abtastanfang und einen Kopfaustrittsbereich am Abtastende aufweist; und
eine zylindrische Leiste, die mit dem oberen Ende der stationären unteren zylindrischen Trommel, angrenzend an das Ende der drehbaren oberen zylindrischen Trommel, an der die Magnetköpfe befestigt sind, verbunden ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß die zylindrische Leiste auf einer gegenüber der Mittelachse um einen Winkel zwischen 140 und 170 Grad gegenüber dem Abtastanfang in Richtung der Abtastung versetzten Achse angeordnet ist, wodurch die obere zylindrische Leiste vom Umfang der stationären unteren zylindrischen Trommel nach außen vorsteht, wobei die zylindrische Leiste eine Breite zwischen 1% und 15% der Breite des Bandes aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt eine Bandführungsanordnung mit Drehkopf und zylindrischer Trommel für ein Drehkopf-Magnetbandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegerät, die einen schraubenförmigen Weg für ein Magnetband bestimmt:
ein zylindrisches Trommelgebilde, das eine Oberfläche definiert zum Führen des Magnetbandes entlang des schraubenförmigen Weges von einer Stelle, an der ein Magnetkopf die Abtastung des Magnetbandes beginnt, zu einer Stelle, an der der Magnetkopf die Abtastung des Magnetbandes beendet, wobei das zylindrische Trommelgebilde eine stationäre zylindrische Trommel umfaßt, die eine zylindrische Oberfläche um eine Mittelachse definiert; wobei der Magnetkopf zur Rotation nahe einem Ende der stationären zylindrischen Trommel befestigt ist, und wobei der Magnetkopf eine Spitze aufweist, die radial von der durch das zylindrische Trommelgebilde definierten Oberfläche zum Übertragen von Signalen nach außen vorsteht, wobei das Magnetband entlang des schraubenförmigen Weges geführt wird;
ein stationäres zylindrisches Leistenelement, das zwischen dem Ende der stationären zylindrischen Trommel und dem Magnetkopf angebracht ist und eine zylindrische Oberfläche um eine Mittelachse festlegt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des stationären zylindrischen Leistenelements radial gegenüber der Mittelachse der stationären zylindrischen Trommel in Richtung zu der Stelle, an der der Magnetkopf die Abtastung des Bandes beendet, verschoben ist, so daß dessen zylindrische Oberfläche gegenüber der zylindrischen Oberfläche der stationären zylindrischen Trommel radial nach außen in Richtung zu der Stelle, an der der Magnetkopf die Abtastung des Bandes beendet, verschoben ist.
Bei einer speziellen Ausführungsforrn der Erfindung weist eine Schrägspurabtastanordnung der beschriebenen Art einen Aufbau zum Verbessern der Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band auf. Die stationäre zylindrische Trommelbandführung ist so gestaltet, daß sie mindestens zwei nicht-koaxiale zylindrische Segmente aufweist. Das dem angrenzenden Drehmagnetkopf am nächsten liegende Segment besitzt eine bezüglich der Achse des anderen Segments (oder der anderen Segmente) im allgemeinen in Richtung der Stelle, an der der Drehkopf die Abtastung des Bandes beendet, geringfügig verschobene Achse und erstreckt sich entlang seiner Achse auf einer Länge, die geringer ist als die Länge des (der) anderen nicht-koaxialen zylindrischen Segments (oder Segmente) des stationären Bandführungsabschnitts. Folglich steht das versetzte Segment gegenüber der Rotationsachse des Kopfes an der Stelle, an der der Drehkopf die Abtastung des Bandes beendet, um einen größeren Abstand nach außen vor als anderswo um dem Ort der Rotation des Kopfes. Wie vorstehend beschrieben, ist der zwischen der zylindrischen Trommelbandführung und dem schraubenförmig um die Führung transportiertenband gebildete Luftfilm normalerweise in dem Bereich, in dem der Kopf die Abtastung des Bandes beginnt, dicker und sinkt allmählich auf seine dünnste Ausdehnung in dem Bereich, in dem der Kopf die Abtastung des Bandes beendet. Wenn der Kopf das Band abtastet, wirkt das Trommelsegment örtlich nahe der Spitze des Drehkopfes als Hilfe zum Halten des Bandes, wenn die Luftfilmdicke sinkt, auf einer größeren Höhe über der zylindrischen Trommelbandführung als es der Luftfilm allein tun würde. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden jedoch das Ausmaß und die Richtung der seitlichen Versetzung der Achsen der Trommelsegmente und die relativen axialen Längen der Trommelsegmente so ausgewählt, daß sie zumindest örtlich nahe der Spitze des Drehkopfes eine konstante durchschnittliche Höhe des Bandes über der Oberfläche der zylindrischen Bandführung aufrechterhalten und dadurch die Tiefe der Eindringung des Kopfes bezüglich des Bandes während der gesamten Abtastung auf einem konstanten Niveau halten. Außerdem werden diese Parameter so ausgewählt, daß sie die gewünschte abwärts gerichtete Kraft auf das Band aufrechterhalten, während es um die zylindrische Trommelbandführung transportiert wird, um das Band gegen die Bandkantenführungselemente, die typischerweise an der zylindrischen Trommelbandführung vorgesehen sind, vorzuspannen
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der stationäre zylindrische Bandführungsabschnitt ebenfalls bezüglich der Kopfrotationsachse in einer Richtung seitlich versetzt, um irgendeiner unerwünschten Bandführungsinstabilität, die durch die seitliche Versetzung des an den Drehmagnetkopf angrenzenden zylindrischen Trommelsegments eingeleitet wird, entgegenzuwirken. Diese seitliche Versetzung verbessert die Führung des Bandes um die zylindrische Trommelbandführung weiter, indem sie zum Aufrechterhalten der abwärts gerichteten Kraft auf das Band beiträgt, die es gegen die Bandkantenführungselemente vorspannt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

FIG. 1 ist eine perspektivische Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform der zylindrischen Bandführungsanordnung mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung der vorliegenden Erfindung;
FIG. 2 ist eine schematische Ansicht des Teils des Bandes, der schraubenförmig um die Anordnung von FIG. 1 gewickelt ist;
FIG. 3 ist eine Draufsicht auf eine zylindrische Bandführungsanordnung mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung des Standes der Technik, die den typischen Abstand zwischen dem Band 12' und der Oberfläche 25' der Anordnung 10' zur Verdeutlichung in einer übertriebenen Darstellung zeigt;
FIG. 4A ist ein vertikaler Schnitt der Anordnung des Standes der Technik von FIG. 3 an einer Stelle nahe dem Punkt 26', an dem der Kopf die Abtastung des Bandes 12' beginnt, welches schraubenförmig um die Anordnung 10' transportiert wird;
FIG. 4B ist eine vergrößerte Ansicht des Kopfes und des Bandes von FIG. 4A;
FIG. 5A ist ein vertikaler Schnitt der Anordnung des Standes der Technik von FIG. 3 an einer Stelle nahe dem Mittelpunkt 21' der Abtastung des Bandes 12' durch den Kopf, welches schraubenförmig um die Anordnung 10' transportiert wird.
FIG. 5B ist eine vergrößerte Ansicht des Kopfes und des Bandes von FIG. 5A;
FIG. 6A ist ein vertikaler Schnitt der Anordnung des Standes der Technik von FIG. 3A an einer Stelle nahe dem Punkt 28', an dem der Kopf die Abtastung des Bandes 12' beendet, welches schraubenförmig um die Anordnung 10' transportiert wird;
FIG. 6B ist eine vergrößerte Ansicht des Kopfes und des Bandes von FIG. 6A;
FIG. 7 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der zylindrischen Bandführungsanordnung mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung der vorliegenden Erfindung;
FIG. 8 ist ein vertikaler Gesamtschnitt durch die Linie 8-8 von FIG. 7;
FIG. 9 ist ein vertikaler Gesarntschnitt durch die Linie 9-9 von FIG. 7; und
FIG. 10 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der zylindrischen Bandführungsanordnung mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG IM EINZELNEN

Allgemein ausgedrückt richtet sich die vorliegende Erfindung auf eine zylindrische Bandführungsanordnung mit Drehmagnetkopf für Magnetbandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräte mit Schrägspurabtastung zum Übertragen von Informationssignalen bezüglich eines Magnetbandaufzeichnungsmediums, welche einen stationären zylindrischen Bandführungsabschnitt mit einer Gestaltung aufweist, die eine Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band herstellt, die während der gesamten Abtastung des Bandes durch den Kopf für eine gleichmäßigere relative Eindringung der Spitze des Drehmagnetkopfes bezüglich der durchschnittlichen Höhe des Magnetbandes über der Oberfläche der zylindrischen Bandführung in der Nähe des Drehmagnetkopfes sorgt. Die zylindrische Bandführungsanordnung mit Drehmagnetkopf kann verschiedene Formen annehmen, die die spezielle Gestaltung des stationären zylindrischen Bandführungsabschnitts bestimmen, welche zum Herstellen der zum Erzielen der gewünschten gleichmäßigen relativen Eindringung der Kopfspitze erforderlichen Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band notwendig ist. Wie man aus dem vorangehenden und aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erkennt, kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtungen implementiert werden, die Bandführungskonfigurationen mit entweder Alpha- oder Omega-Wicklung verwenden und Anordnungen mit entweder vollständiger Umwicklung oder halber Umwicklung verwenden. Darüber hinaus ist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung anpassungsfähig an eine beliebige zylindrische Bandführungsanordnung mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung mit einer stationären zylindrischen Trommelbandführung, die nahe dem Drehmagnetkopf angeordnet ist, wie z.B. jene vorstehend hierin beschriebenen, egal, ob der Drehmagnetkopf von der drehbaren zylindrischen Trommelbandführung getragen wird oder von der zylindrischen Trommelbandführung unabhängig ist. Außerdem sollte es auch klar sein, daß die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung anpassungsfähig ist an Magnetbandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabeeinrichtungen mit Schrägspurabtastung, die einen oder mehrere Drehköpfe aufweisen und bei denen die Drehköpfe in beiden Drehrichtungen drehbar sind, das Band in den schraubenförmigen Weg um die Drehköpfe entweder oberhalb oder unterhalb des Austrittspunkts eingeführt wird und das Band in beiden Richtungen um den schraubenförmigen Weg transportiert wird. Die Beziehungen zwischen der Kopfdrehung, der Bandtransportrichtung und der Art und Weise der Bandführung bezüglich des schraubenförmigen Weges stellen eine Vielfalt von unterschiedlichen baulichen Beziehungen dar, von denen nur eine hierin speziell beschrieben wird.
Im allgemeinen und mit Bezug auf FIG. 1 umfaßt eine erfindungsgemäße zylindrische Bandführungsanordnung 10 mit Drehmagnetkopf zum Übertragen von Informationssignalen bezüglich eines Magnetbandaufzeichnungsmediums 12 einen Drehmagnetkopf 22, der zur magnetischen Kopplung mit dem Bandaufzeichnungsmedium 12 angeordnet ist, welches in einem schraubenförmigen Weg um eine zylindrische Trommelbandführung 15 transportiert wird, wenn Informationssignale zwischen dem Kopf und dem Band übertragen werden. Die hierin beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen betreffen die Form der Omega- Bandführungskonfigurationen mit halber Umwicklung, die z.B. in Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten mit Drehkopf und Schrägspurabtastung, die entsprechend dem gut bekannten D-2-Format konstruiert sind, verwendet werden. Bei solchen Konfigurationen wird das Band 12 in den schraubenförmigen Weg um die zylindrische Trommelbandführung 15 entlang eines Weges eingeführt, der in Richtung der Trommelführung 15 in einer durch den Pfeil 11 angezeigten Richtung verläuft, die im allgemeinen zur zylindrischen Trommelbandführung radial ist, wird davon durch eine Eintrittsführung 34 auf die Oberfläche der Trommelführung 15 gelenkt, verläuft schraubenförmig um die Trommelführung 15 und wird durch eine Austrittsführung 36 von der Trommelführung 15 in einer im allgemeinen dazu radialen Richtung weggelenkt. Bei den beschriebenen Ausführungsformen tritt das Band in den schraubenförmigen Weg um die zylindrische Trommelbandführungsoberfläche an einer Stelle ein, die entlang der Trommeloberfläche unterhalb der Stelle, an der das Band den schraubenförmigen Weg verläßt, axial verschoben ist, und die Drehköpfe 22 drehen sich in einer durch den Pfeil 13 angezeigten Richtung entgegengesetzt zur normalen Richtung 11 des Transports des Bandes 12 um die zylindrische Trommelbandführung 15. Die Köpfe 22 zeichnen Informationssignale auf und/oder geben sie wieder bezüglich diskreter paralleler Spuren 24, die diagonal entlang des Bandes in einem Winkel α (FIG. 2) bezüglich der Längsrichtung des Bandes verlaufen. Für eine gegebene Ausführung eines Magnetbandaufzeichnungs- und -wiedergabegeräts mit Schrägspurabtastung ist die Winkelorientierung der aufgezeichneten Spuren eine Funktion der Transportgeschwindigkeit des Bandes um die zylindrische Trommelbandführung, der Rotationsgeschwindigkeit des Drehkopfes und der Richtung des Bandtransports um die Trommelführung bezüglich der Drehrichtung des Drehkopfes sowie des Winkels bezüglich der Rotationsebene des Drehkopfes, in dem das Band in den schraubenförmigen Weg um die zylindrische Trommelbandführung eintritt. Der Winkel, in dem das Band 12 in den schraubenförmigen Weg eintritt, die Richtung 11 des Bandtransports um die zylindrische Trommelbandführung 15, die Richtung 13 der Kopfrotation und die relative Geschwindigkeit zwischen dem Kopf und dem Band bestimmen die Länge auf dem Band 12, die von jeder aufgezeichneten Spur belegt ist, und den Abstand oder die Steigung zwischen benachbarten Spuren.
Bei den meisten Magnetbandaufzeichnungs- und -wiedergabegeräten mit Schrägspurabtastung, einschließlich der hierin beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, wird der Drehkopf 22 von der zylindrischen Trommelbandführung 15 getragen, die wiederum aus zwei axial verschobenen zylindrischen Abschnitten 14 und 16 besteht, von denen sich einer (gewöhnlich der obere größte Abschnitt 14) dreht, während der andere Abschnitt 16 stationär bleibt. Typischerweise sind die Köpfe am oberen drehbaren zylindrischen Trommelbandführungsabschnitt 14 so befestigt, daß sie aus den im drehbaren Trommelabschnitt vorgesehenen Abtastfenstern 20 herausragen, um zu gestatten, daß die Drehköpfe mit dem Band in Eingriff stehen, wenn es schraubenförmig um die zylindrische Bandführungsanordnung 10 mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung transportiert wird. Bei Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten mit Drehkopf und Schrägspurabtastung, die solche Bandführungsanordnungen verwenden, tasten die Köpfe vom unteren Ende des Bandes 12 in Richtung des oberen Endes ab, d.h., die Abtastung beginnt dort, wo das Band 12 den schraubenförmigen Weg um die zylindrische Bandführungsanordnung 10 über der oberen Trommel 14 verläßt, und endet dort, wo das Band 12 in den schraubenförmigen Weg um die zylindrische Trommelbandführungsanordnung über der unteren stationären Trommel 16 eintritt. Die resultierende Spur 24, die ein Kopf 22 entlang des Bandes 12 abtastet, ist in FIGN. 1 und 2 als Strichlinie dargestellt, die am Kopfeintrittspunkt 26 (dem Schnittpunkt der abgetasteten Spur 24 mit der Bandaustrittstangente 30) beginnt und zum Kopfaustrittspunkt 28 (dem Schnittpunkt der abgetasteten Spur 24 mit der Bandeintrittstangente 32) verläuft. Das Band 12 wird mittels eines Eintrittsführungsstifts 34 und eines Austrittsführungsstifts 36, die beide an einer stationären Stützplatte (nicht dargestellt), die auch den Abtaster 10 trägt, befestigt sind, auf die und von der zylindrischen Trommelbandführungsanordnung 10 geführt. Die Ebene, aus der das Band in den schraubenförmigen Weg um die Trommelanordnung 10 eintritt, ist durch die Ziffer 38 gekennzeichnet, während die Ebene, in der das Band den schraubenförmigen Weg verläßt oder daraus austritt, durch die Ziffer 40 gekennzeichnet ist.
Wenn sich das Band 12 entlang des schraubenförmigen Weges um die zylindrische Trommelbandführungsanordnung 10 bewegt, dreht sich der obere Trommelbandführungsabschnitt 14 entgegengesetzt zur Bewegung des Bandes 12, so daß die von der rotierenden Trommel 14 getragenen Köpfe 22 das Band zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen bezüglich der Spuren entlang des Bandes abtasten. Wie vorstehend beschrieben, dient die relative Bewegung des Bandes 12 und der vom oberen Trommelabschnitt 14 getragenen Köpfe 22 zur Erzeugung eines hydrodynamischen Luftfilms zwischen dem Band 12 und den Oberflächen 25a, 25b und 25c der zylindrischen Trommelbandführungsabschnitte 14 und 16, die die zylindrische Trommelbandführungsanordnung 10 bilden. Der hydrodynamische Luftfilm hält das Band 12 beabstandet von und über der Oberfläche der zylindrischen Trommelbandführungsanordnung 10.
Eine beispielhafte derartige zylindrische Trommelbandführungsanordnung 10' des Standes der Technik ist in den FIGN. 3 - 6 dargestellt, jedoch ohne die versetzten Trommelsegmente 18 und 19, die den Trommelabschnitt 16 bilden. Wie vorstehend beschrieben, erzeugen derartige zylindrische Trommelbandführungsanordnungen des Standes der Technik Luftfilme mit einer ungleichmäßigen und unsymmetrischen Dicke zwischen dem Band 12' und der Oberfläche 25' der Trommelführungsanordnung 10', wobei sich der dickste Luftfilm am Kopfeintrittspunkt 26' befindet. Der dünnste Luftfilm tritt am Kopfaustrittspunkt 28' auf.
Eine bessere Einschätzung der Verbesserung, die sich aus der Vorrichtung dieser Erfindung ergibt, wird durch ein besseres Verständnis des Problems der Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band erreicht, das durch die schwankende Dicke des zwischen dem Band 12' und den zylindrischen Trommelbandführungsabschnitten 14' und 16' gebildeten Luftfilms verursacht wird. FIGN. 4A/4B, 5A/5B und 6A/6B zeigen die schlechte Eindringeigenschaft der Kopfspitze an der durch die zylindrische Trommelbandführungsanordnung des Standes der Technik von FIG. 3 bereitgestellten Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band vom Beginn der Abtastung des Bandes 12' durch einen Kopf 22' (FIGN 4A/4B) bis zum Ende der Bandabtastung durch den Kopf (FIGN 6A/6B). In der in FIG. 4 dargestellten Ausführungsform weist der Magnetkopf 22' einen nicht-magnetischen Spalt an seiner Spitze 23' auf, der die Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen bezüglich des Bandes 12' bewirkt. Der nicht-magnetische Spalt ist durch entgegengesetzte, voneinander beabstandete Flächen eines Paars von Polelementen bestimmt, die in FIGN. 4 - 6 mit den Polflächen, die in zur Ebene der FIGN. 4 - 6 parallelen Ebenen liegen, in einer Linie liegen und in Blickrichtung der Figuren voneinander beabstandet sind. Folglich liegt die Breite des nicht-magnetischen Spalts an der Spitze 23' des Kopfes 22', der die Breite des aktiven Umwandlungsbereichs 23a' des Kopfes 22' und die Breite der Informationsspuren entlang des Bandes 12' bestimmt, in der Ebene des Bandes und verläuft in den FIGN. 4 - 6 horizontal.
Mit Bezug auf FIG. 4A erzeugt die Spitze 23' des Kopfes 22' am Beginn der Abtastung des Bandes 12' durch den Kopf 22' eine leichte Anhebung oder ein Zelt im Band 12' an dem Punkt, an dem das Band 12' über die Kopfspitze 23' verläuft. FIG. 4B ist eine vergrößerte Ansicht des in FIG. 4A dargestellten Bereichs der Kopfspitze 23' und des Bandes 12', die das Band 12' am aktiven Umwandlungsbereich 23a' des Kopfes 22' anliegend zeigt. Am Beginn der Abtastung, der durch FIG. 4B dargestellt ist, besitzt das Band 12' eine geringe Kontur, da die Dicke des zwischen dem Band 12' und der Oberfläche des Abtasters 10' gebildeten Luftfilms für die gewünschte Abstützung des Bandes sorgt, und der Kopf erzeugt nur eine leichte Anhebung in dem Band. Folglich wird das meiste des aktiven Umwandlungsbereichs 23a' des Kopfes 22' von dem Band 12' berührt. Mit Bezug auf FIG. 5A, die die Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band am ungefähren Mittelpunkt 21' der Abtastung des Bandes 12' durch den Kopf 22' darstellt, ergibt sich eine stärkere Anhebung des Bandes durch den Kopf, da die Dicke des Luftfilms zwischen dem Band 12' und der Trommel 14' durch die verschiedenen vorher beschriebenen Einflüsse verringert ist. Das Ergebnis der Erhöhung der Bandanhebung durch den Kopf ist in FIG. 5B dargestellt, die eine vergrößerte Ansicht der Kopfspitze 23' und des Bandes 12' ist, die in FIG. 5A dargestellt sind. Wenn die Anhebung des Bandes durch den Kopf steigt, tritt eine seitliche Wölbung des Bandes 12' bezüglich der Kopfspitze 23' auf. Und am oder nahe dem Ende der Abtastung, das durch FIG. 6A dargestellt ist, ergibt sich sogar eine noch stärkere Anhebung durch die weitere Verringerung der Dicke des Luftfilms zwischen dem Band 12' und der stationären Trommel 14'. Das Ergebnis der Verstärkung der Anhebung ist in FIG. 6B dargestellt, die eine vergrößerte Ansicht der Kopfspitze 23' und des Bandes 12' ist, die in FIG. 6A dargestellt sind. An diesem Punkt im Bandweg um die zylindrische Bandführungsanordnung 10' mit Drehmagnetkopf steigt die seitliche Wölbung des Bandes 12' zu dem Punkt, an dem zwischen der Spitze 23' und dem Band 12' im genauen Mittelpunkt der Breite des Kopfes 22' ein physikalischer Spalt erzeugt wird. Der Kontaktverlust, der sich aus diesem Spalt ergibt, verursacht einen entsprechenden Abfall des Ausgangssignalpegels und des Signal-Rausch-Verhältnisses.
Bei der in den FIGN. 3 - 6 dargestellten zylindrischen Bandführungsanordnung 10' mit Drehmagnetkopf zur Schrägspurabtastung des Standes der Technik ist zu sehen, daß die zwei zylindrischen Trommelbandführungsabschnitte 14' und 16' koaxial ausgerichtet sind, wobei der obere drehbare Trommelabschnitt 14' einen größeren Radius aufweist als der untere stationäre zylindrische Trommelabschnitt 16'. Diese Gestaltung der zwei zylindrischen Trommelabschnitte erzeugt die gewünschten abwärts gerichteten Kräfte, die auf das Band 12' wirken, wenn es um die Anordnung 10' transportiert wird, um das Band 12' gegen die Bandkantenführungsleiste 17' zu spannen, die schraubenförmig um den Umfang des unteren stationären zylindrischen Trommelabschnitts 16' verläuft, wodurch das Band 12' mit der erforderlichen genauen Führung um die Anordnung 10' transportiert wird. Wie vorstehend beschrieben, haben einige Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräte mit Drehkopf und Schrägspurabtastung bei einem Versuch, den Abfall im Signalausgabepegel auf ein annehmbares Maß zu verringern, ohne die Stabilität der Bandführung um die zylindrische Trommelbandführung einzubüßen, eine zylindrische Bandführungsanordnung mit Magnetkopf mit nicht-koaxialen stationären und drehbaren zylindrischen Trommelbandführungsabschnitten verwendet, wobei die Achse des stationären Abschnitts bezüglich der Achse des drehbaren Abschnitts in einer Richtung zu der Stelle, an der der Kopf die Abtastung des Bandes beendet, geringfügig verschoben war. Wie vorstehend erörtert, wurde dies jedoch nicht erfolgreich erprobt, insbesondere bei Bandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten mit Drehkopf und Schrägspurabtastung für digitale Signale.
Die Verbesserung des Abtastaufbaus, um diese Verschlechterung der Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Band zu verbessern, ist in FIGN. 7 - 10 abgebildet. FIGN. 8 und 9 zeigen die von dem Band 12 über einem oberen drehbaren Trommelabschnitt 14 und einem stationären unteren Trommelabschnitt 16, der zwei nicht-koaxiale Segmente 18 und 19 umfaßt, angenommene Konfiguration, wenn das Band 12 um die zylindrische Bandführungsanordnung 10 mit Drehmagnetkopf transportiert wird. FIG. 8 stellt die Bandkonfiguration nahe dem Beginn der Abtastung des Bandes 12 durch den Kopf 22 dar, d.h. nahe dem Punkt, der ansonsten als Kopfeintrittspunkt 26 bezeichnet wird, welcher sich auf der Bandaustrittstangente 30 befindet (FIG. 1). FIG. 9 stellt die Bandkonfiguration nahe dem Ende der Abtastung des Bandes 12 durch den Kopf 22 dar, d.h. nahe dem Kopfaustrittspunkt 28, welcher sich auf der Austrittstangente 32 befindet (FIG. 1). An der Stelle, an der der Kopf 22 die Abtastung des Bandes 12 beginnt, überlappt das meiste des Bandes den oberen rotierenden Trommelabschnitt 14, während ein kleiner Teil des Bandes das obere Segment 18 des unteren stationären Trommelabschnitts 16 an der Kante des stationären unteren Trommelabschnitts nahe dem Drehkopf 22 überlappt Bei dieser Ausführungsforrn ist der Drehkopf am oberen drehbaren Trommelabschnitt 14 zur Rotation durch die drehbare Trommel befestigt. Obwohl beide Teile des Bandes, die sich über den Trommelabschnitten 14 und 16 befinden, durch einen Luftfilm losgelöst sind, ist der Teil des Bandes 12 über dem oberen drehbaren Trommelabschnitt 14 als Folge des in diesem Bereich entwickelten dickeren Luftfilms um einen größeren Abstand gegenüber der Oberfläche 25a des Trommelabschnitts 14 verschoben. Wenn der Kopf 22 seine Abtastung des Bandes 12 beginnt, erzeugt die Spitze 23 des Kopfes 22, der durch das Trommelfenster 20 über die Oberfläche 25a des Trommelabschnitts 14 hinaussteht, eine leichte Anhebung oder ein Zelt im Band 12 an der Berührungsfläche zwischen dem Band 12 und der Kopfspitze 23. Diese Anhebung oder dieses Zelt ergibt eine mittlere radiale Eindringung "RS(mittel)" der Kopfspitze 23 in das Band 12 von
RS(mittel) = (RS1 + RS2)/2, wobei
RS1 = die relative Eindringung der Kopfspitze 23 in das Band 12 auf der dem oberen Trommelabschnitt 14 zugewandten Seite des Kopfes 22 am Beginn der Abtastung des Bandes 12, und
RS2 = die relative Eindringung der Kopfspitze 23 in das Band 12 auf der dem unteren Trommelabschnitt 16 zugewandten Seite des Kopfes 22 am Beginn der Abtastung des Bandes 12.
Die leichte Vertiefung oder Senke an der dem oberen Trommelabschnitt 14 zugewandten Seite des Kopfes 22 wird durch den Verlust an Luft von dem Luftfilm durch Ausströmen durch das Fenster 20, das in der oberen drehbaren Trommel 14 für den Kopf 22 vorgesehen ist, verursacht. Wenn sich der Luftfilm zwischen dem Band 12 und der zylindrischen Trommelbandführungsanordnung 10 gegen das Ende der Abtastung des Bandes 12 durch den Kopf, wie in FIG. 9 gezeigt, auflöst, verschwindet auch diese Senke im Band.
Wenn der Kopf 22 die Abtastung des Bandes 12 durchläuft, verringert sich der dicke Luftfilm zwischen dem oberen drehbaren Trommelabschnitt 14 und dem Band 12 merklich entlang der Abtastung als Folge des Ausströmens der Luft von dem Luftfilm, so daß am Ende der Abtastung des Bandes 12 durch den Kopf 22, wie in FIG. 9 gezeigt, das Band 12 gegenüber der Oberfläche 25a der oberen drehbaren Trommel 14 um einen viel geringen Abstand verschoben ist als am Beginn der Abtastung des Bandes durch den Kopf. Außerdem verschiebt sich die axiale Stelle des Bandes 12 bezüglich den Oberflächen 25a, 25b und 25c, die durch die zwei zylindrischen Trommelbandführungsabschnitte 14 und 16 festgelegt sind, aufgrund des schraubenförmigen Weges, dem das Bahd um die zylindrische Trommelbandführungsanordnung 10 folgt, so daß es sich hauptsächlich über dem unteren stationären Trommelabschnitt 16 und nur geringfügig über dem oberen drehbaren Trommelabschnitt 14 aufhält. Somit hebt die Kopfspitze 23 am Ende der Abtastung des Bandes 12 durch den Kopf 22 das Band 12 um einen größeren Abstand an der dem oberen Trommelabschnitt 14 zugewandten Seite des Kopfes 22 als am Beginn der Abtastung (d.h., RE1 > RS1). Am Mittelpunkt 21 der Abtastung des Bandes durch den Kopf 22 hebt die Kopfspitze 23 das Band 12 auf beiden Seiten des Kopfes 22 etwa um denselben Abstand. Jedoch durch das obere Segment 18 des stationären unteren Trommelabschnitts 16, das gegenüber der Mittellinie (Achse "A") des koaxialen oberen Trommelabschnitts 14 und des unteren Trommelsegments 19 des Trommelabschnitts 16 in dem Bereich, in dem der Kopf 22 seine Abtastung des Bandes 12 beendet, verschoben oder versetzt ist, wird das Band 12 gegenüber der Achse "A" radial weiter nach außen gehalten. Folglich wird das Band 12 durch das obere Trommelsegment 18 radial nach außen gehalten, so daß die Anhebung am unteren Trommelabschnitt 16 nicht so groß ist wie am Beginn der Abtastung des Bandes 12 durch den Kopf (d.h., RE2 < RS2). Auf diese Weise ist die radiale Eindringung der Kopfspitze 23 "RE(mittel)" in das Band 12 am Ende der Bandabtastung im wesentlichen gleich der radialen Eindringung "RS(mittel)" der Kopfspitze 23 am Beginn der Bandabtastung [d.h., RE(mittel) Rs(mittel)]. Darüber hinaus hat das versetzte Trommelsegment 18 die günstige Wirkung, daß es die seitliche Wölbung des Zelts in dem Band 12 an der Kopfspitze 23 am Beginn der Abtastung des Bandes 12 durch den Kopf etwa auf dem gleichen Niveau hält wie am Ende der Abtastung des Bandes 12, wie in FIGN. 8 und 9 dargestellt.
Das Verhältnis der Achsen und der relativen Abmessungen des oberen drehbaren Trommelabschnitts 14, des unteren Segments 19 des unteren stationären Trommelabschnitts 16 und des oberen Segments 18 des unteren stationären Trommelabschnitts 16 ist in FIG. 7 am besten dargestellt. Der Punkt "A" kennzeichnet die Mittellinie oder Achse für den koaxialen drehbaren oberen Trommelabschnitt 14 und das untere Segment 19 der unteren stationären Trommel 19, während der Punkt "B" die Mittellinie oder Achse für das versetzte obere Segment 18 des unteren Trommelabschnitts 16 ist. Für die Stabilität und Genauigkeit der Führung des Bandes um die zylindrische Bandführungsanordnung 10 ist der Durchmesser des oberen drehbaren Trommelabschnitts 14 größer als der Durchmesser des unteren Segments 19 des unteren stationären Trommelabschnitts 16. Zum Zweck der Herstellung der Winkelbeziehungen wird der Kopfabtasteintrittspunkt 26 auf der Bandaustrittstangente 30 als Null Grad gewählt. Bezüglich dieses Eintrittspunkts 26 ist der Kopfabtastaustrittspunkt 28 auf der Bandeintrittstangente 32 im Uhrzeigersinn um einen Winkel "β" von etwa 188º verschoben. Die Mittellinie oder Achse des versetzten oberen Segments 18 des unteren Trommelabschnitts 16 ist um einen Abstand "X" in einem Winkel "Gamma" im Uhrzeigersinn gegenüber dem Kopfabtasteintrittspunkt 26 verschoben.
Das obere Trommelsegment 18 des stationären Trommelabschnitts 16, das dem angrenzenden Drehmagnetkopf 22 am nächsten ist, erstreckt sich entlang seiner Achse auf einer Länge, die kleiner ist als die Länge des anderen nicht-koaxialen unteren Trommelsegments 19 des stationären Trommelbandführungsabschnitts 16, und bildet ein kleines Leistenelement um den stationären Trommelbandführungsabschnitt. Die zwei Trommelsegmente 18 und 19 können einteilige Elemente sein, die einen einteiligen stationären Trommelbandführungsabschnitt 16 bilden. Alternativ können die zwei Trommelsegmente 18 und 19 separate Teile sein, die durch eine geeignete Befestigungsvorrichtung aneinander befestigt sind. In jedem Fall wirkt das Trommelsegment 18 örtlich nahe der Spitze 23 des Drehkopfes 22, wenn der Kopf das Band 12 abtastet, wo die Luftfilmdicke sinkt, als Hilfe zum Halten des Bandes auf einer größeren Höhe über der zylindrischen Trommelbandführung 15 als es der Luftfilm allein tun würde. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind das Ausmaß und die Richtung der seitlichen Versetzung der Achsen der Trommelsegmente 18 und 19 und die relativen axialen Längen der Trommelsegmente so ausgewählt, daß sie zumindest örtlich nahe der Spitze 23 des Drehkopfes 22 eine konstante durchschnittliche Höhe des Bandes über der Oberfläche der zylindrischen Trommelbandführung 10 aufrechterhalten und dadurch die Tiefe der Eindringung des Kopfes bezüglich des Bandes während der gesamten Abtastung auf einem konstanten durchschnittlichen Niveau halten. Außerdem sind diese Parameter so ausgewählt, daß sie die gewünschte abwärts gerichtete Kraft auf das Band 12 aufrechterhalten, wenn es um die zylindrische Trommelbandführung 10 transportiert wird, um das Band gegen die Bandkantenführungsleiste 17 zu spannen, die am stationären zylindrischen Trommelbandführungsabschnitt 16 vorgesehen ist.
Zur Verdeutlichung der Darstellung in den Zeichnungen sind die Unterschiede in den Durchmessern zwischen der oberen drehbaren Trommel 14 und dem unteren Trommelsegment 19 des unteren stationären Trommelabschnitts 16 und die seitliche Versetzung oder Verschiebung der Achse "B" für das Leistenelement 18 des Trommelabschnitts 16 stark übertrieben. In der tatsächlichen Praxis einer gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierten bevorzugten Ausführungsform lag das Versetzungs- oder Verschiebungsausrnaß "X" in der Größenordnung von etwa 0,00066 Inch oder 0,001676 Zentimetern (cm) und das Leistenelement 18 der unteren Trommel hatte einen in der Größenordnung von etwa 0,00095 Inch oder 0,00241 cm größeren Durchmesser als der Durchmesser des unteren Segments 19 des unteren stationären Trommelabschnitts 16. Der Winkel "Gamma" liegt in der Größenordnung zwischen 140º und 170º (in einer Ausführungsform etwa 159º), so daß die seitliche Versetzung des Leistenelements 18 im allgemeinen vor dem Kopfaustrittspunkt 28 am Ende der Abtastung des Bandes 12 durch den Kopfliegt. Die Breite der versetzten oberen Leiste 18 liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 1% bis 15% der Breite des Bandes 12, beispielsweise 0,050 Inch oder 0,127 cm.
In der in FIG. 10 dargestellten alternativen Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sind der obere drehbare Trommelabschnitt 14" und das untere Trommelsegment der unteren stationären Trommel 16" nicht koaxial, sondern sind statt dessen axial verschoben. Der Punkt "A" stellt die Mittellinie oder Achse der Rotation der oberen drehbaren Trommel 14" dar, wobei das untere Leistenelement 18" im allgemeinen in derselben Weise wie bei der Ausführungsform von FIG. 7 verschoben ist, nämlich um einen Abstand "X" entlang einer radialen Linie in einem Winkel "Gamma" im Uhrzeigersinn gegenüber dem Kopfeintrittspunkt 26". Die Mittellinie oder Achse "C" des unteren Segments des unteren stationären Trommelabschnitts 16" ist jedoch um einen Abstand "Y" entlang einer radialen Linie in einem Winkel "Phi" im Uhrzeigersinn gegenüber der Kopfeintrittstangente 30" verschoben. Der Winkel "Phi" beträgt normalerweise etwa 230º, wobei der Abstand "Y" in derselben Größenordnung liegt wie der Abstand "X".
Wie beschrieben, wirkt das Leistenelement 18" örtlich nahe der Kopfspitze 23" am Ende der Abtastung des Bandes 12" als Hilfe zum Hochhalten des Bandes 12", wo der Luftfilm verringert ist, und sorgt dadurch für eine konstantere durchschnittliche effektive Eindringung der Spitze während der gesamten Bandabtastung und beseitigt die Ausgangssignalabschwächung zwischen dem Beginn und dem Ende der Bandabtastung. Da das untere Trommelsegment des unteren Trommelabschnitts 16" im Durchmesser geringfügig kleiner ist als entweder der drehbare obere Trommelabschnitt 14" oder das versetzte obere Leistenelement 18" und auch viel breiter ist als die obere Leiste 18", ist die mit der unteren Trommel 16" in Kontakt stehende Fläche des Bandes 12" größer als die mit der Leiste 18" in Kontakt stehende Fläche des Bandes 12". Somit sind die resultierenden Führungskräfte während der gesamten Abtastung abwärts gerichtet.
Das Versetzen der Achse der stationären unteren Trommel 16" gegenüber der Achse der drehbaren oberen Trommel 14" allein, ohne daß die stationäre untere Trommel 16" das versetzte Leistenelement 18" aufweist, führt zu einem wesentlichen Abtastbereich, in dem der effektive Durchmesser (Größe Pi Luftfilm) der unteren Trommel 16" größer ist als der effektive Durchmesser der oberen drehbaren Trommel 14". Wie vorstehend beschrieben, kann diese Bedingung Kräfte erzeugen, die das Band 12" unerwünschterweise von den Kantenführungselementen nach oben weglenken. Obwohl das versetzte Leistenelement 18" am stationären unteren Trommelabschnitt 16" mit entweder koaxialen oder nicht-koaxialen oberen und unteren Trommeln 14" und 16" verwendet werden kann, arbeiten folglich die nicht-koaxialen oder versetzten oberen und unteren Trommeln 14" und 16" zufriedenstellender mit dem versetzten Leistenelement 18" am stationären unteren Trommelabschnitt 16".
Eine große Vielfalt von Modifizierungen und Verbesserungen an dem hierin beschriebenen schraubenförmigen Bandabtaster werden als für Fachleute ersichtlich betrachtet. Obwohl die Erfindung beispielsweise mit Bezug auf einen Videorekorder beschrieben wurde, ist die Erfindung gleichermaßen für ein Datenaufzeichnungsgerät nützlich und darauf anwendbar.

Claims

1. Abtastanordnung für ein Magnetband-Aufzeichnungsgerät mit einem schraubenförmigen Weg für ein Magnetband, welche umfaßt:

eine stationäre untere zylindrische Trommel (16), die auf einer Mittelachse der Abtastanordnung angeordnet ist und ein oberes Ende festlegt;

eine drehbare obere zylindrische Trommel (14), die oberhalb des oberen Endes der stationären unteren zylindrischen Trommel befestigt ist, wobei die obere zylindrische Trommel mindestens einen Magnetkopf (22) aufweist, der am Umfang der drehbaren oberen zylindrischen Trommel an einem Ende derselben nahe dem oberen Ende der stationären unteren zylindrischen Trommel befestigt ist, wobei der Kopf eine von der drehbaren oberen zylindrischen Trommel vorstehende Spitze (23) aufweist zum Lesen von dem oder Schreiben auf das Magnetband, das auf die obere zylindrische Trommel gewickelt ist;

Mittel (34, 36) zum Bestimmen eines schraubenförmigen Weges für ein Magnetband von der stationären unteren zylindrischen Trommel zu der drehbaren oberen zylindrischen Trommel, wobei der schraubenförmige Weg für das Band einen Kopfeintrittsbereich (26) am Beginn der Abtastung und einen Kopfaustrittsbereich (28) am Ende der Abtastung aufweist; und

eine zylindrische Leiste (18), die mit dem oberen Ende der stationären unteren zylindrischen Trommel, angrenzend an das Ende der drehbaren oberen zylindrischen Trommel, an der der Magnetkopf befestigt ist, verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Leiste auf einer gegenüber der Mittelachse in Richtung des Endes der Abtastung seitlich verschobenen Achse derart angeordnet ist, daß die zylindrische Leiste (18) vom Umfang der stationären unteren zylindrischen Trommel nach außen vorsteht, um das Magnetband so zu halten, daß die Eindringung in das Band (12) durch die Spitze (23) während der Abtastung des Bandes durch den Magnetkopf im allgemeinen bei derselben durchschnittlichen Tiefe gehalten wird.

2. Abtastanordnung nach Anspruch 1, bei der die drehbare obere zylindrische Trommel (14) um die Mittelachse der stationären unteren zylindrischen Trommel (16) rotiert.

3. Abtastanordnung nach Anspruch 1, bei der die drehbare obere zylindrische Trommel um eine gegenüber der Mittelachse der stationären unteren zylindrischen Trommel verschobene Achse rotiert.

4. Abtastanordnung nach Anspruch 3, bei der die Verschiebung der Achse der drehbaren oberen zylindrischen Trommel (14) vom Abtastbereich weggerichtet ist.

5. Abtastanordnung nach einem vorangehenden Anspruch, bei der die Achse der oberen zylindrischen Leiste in Richtung der Rotation der oberen Trommel um einen Winkel zwischen 140º und 170º gegenüber dem Abtastanfang versetzt ist.

6. Abtastanordnung nach Anspruch 5, bei der die Achse der oberen zylindrischen Leiste um einen Winkel von etwa 159º gegenüber dem Abtastanfang versetzt ist.

7. Abtastanordnung nach einem vorangehenden Anspruch, bei der die Breite der zylindrischen Leiste (18) zwischen 1% und 15% der Breite des Bandes beträgt.

8. Abtastanordnung für ein Magnetband-Aufzeichnungsgerät mit einem schraubenförmigen Weg für ein Magnetband mit ausgewählter Breite, welche umfaßt:

eine drehbare obere zylindrische Trommel (14), die oberhalb des oberen Endes der stationären unteren zylindrischen Trommel angebracht ist und einen größeren Durchmesser aufweist als die stationäre untere zylindrische Trommel;

Mittel (34, 36) zum Bestimmen des schraubenförmigen Weges für das Magnetband von der stationären unteren zylindrischen Trommel zu der drehbaren oberen zylindrischen Trommel;

eine Vielzahl von Magnetköpfen (22), die am Umfang der drehbaren oberen zylindrischen Trommel an einem Ende derselben nahe dem oberen Ende der stationären unteren zylindrischen Trommel befestigt sind, zum Lesen von dem und Schreiben auf das Magnetband, wobei jeder Kopf eine radial von der drehbaren oberen zylindrischen Trommel in das Magnetband vorstehende Spitze aufweist, wobei der schraubenförmige Weg für das Band einen Kopfeintrittsbereich am Abtastanfang und einen Kopfaustrittsbereich am Abtastende aufweist; und

eine zylindrische Leiste (18), die mit dem oberen Ende der stationären unteren zylindrischen Trommel, angrenzend an das Ende der drehbaren oberen zylindrischen Trommel, an der die Magnetköpfe befestigt sind, verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Leiste auf einer gegenüber der Mittelachse um einen Winkel zwischen 140º und 170º gegenüber dem Abtastanfang in Richtung der Abtastung versetzten Achse angeordnet ist, wodurch die zylindrische Leiste vom Umfang der stationären unteren zylindrischen Trommel nach außen vorsteht, wobei die zylindrische Leiste (18) eine Breite zwischen 1% und 15% der Breite des Bandes aufweist.

9. Abtastanordnung nach Anspruch 8, bei der die drehbare obere zylindrische Trommel (14) um die Mittelachse der stationären unteren zylindrischen Trommel (16) rotiert.

10. Abtastanordnung nach Anspruch 9, bei der die drehbare obere zylindrische Trommel (14) um eine Achse rotiert, die gegenüber der Mittelachse der stationären unteren zylindrischen Trommel (16) in einer vom Abtastbereich wegweisenden Richtung verschoben ist.

11. Bandführungsanordnung mit Drehkopf und zylindrischer Trommel für ein Drehkopf-Magnetbandaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegerät, die einen schraubenförmigen Weg für ein Magnetband bestimmt, wobei sie umfaßt:

ein zylindrisches Trommelgebilde (14, 16), das eine Oberfläche definiert zum Führen des Magnetbandes entlang des schraubenförmigen Weges von einer Stelle, an der ein Magnetkopfeine Abtastung des Magnetbandes beginnt, zu einer Stelle, an der der Magnetkopf die Abtastung des Magnetbandes beendet, wobei das zylindrische Trommelgebilde eine stationäre zylindrische Trommel (16) umfaßt, die eine zylindrische Oberfläche um eine Mittelachse definiert, wobei der Magnetkopf (22) zur Rotation nahe einem Ende der stationären zylindrischen Trommel befestigt ist, und wobei der Magnetkopf eine Spitze aufweist, die radial von der durch das zylindrische Trommelgebilde definierten Oberfläche nach außen vorsteht, zum Übertragen von Signalen zum oder von dem Magnetband, das entlang des schraubenförmigen Weges geführt wird; und

ein stationäres zylindrisches Leistenelement (18), das zwischen dem Ende der stationären zylindrischen Trommel (16) und dem Magnetkopf (22) angebracht ist und eine zylindrische Oberfläche um eine Mittelachse festlegt; dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des stationären zylindrischen Leistenelements radial gegenüber der Mittelachse der stationären zylindrischen Trommel in Richtung zu der Stelle, an der der Magnetkopf die Abtastung des Bandes beendet, verschoben ist, wodurch die zylindrische Oberfläche gegenüber der zylindrischen Oberfläche der stationären zylindrischen Trommel radial nach außen in Richtung zu der Stelle, an der der Magnetkopf die Abtastung des Bandes beendet, verschoben ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, bei der die stationäre zylindrische Trommel (16) und das stationäre zylindrische Leistenelement (18) jeweils eine Länge in Richtung ihrer Mittelachse definieren und die Längen der stationären zylindrischen Trommel und des stationären zylindrischen Leistenelements so ausgewählt sind, daß sie für eine stabile Führung des Magnetbandes entlang des schraubenförmigen Weges sorgen.

13. Anordnung nach Anspruch 12, bei der das zylindrische Trommelgebilde eine zweite zylindrische Trommel (14) umfaßt, die um eine Mittelachse nahe dem stationären zylindrischen Leistenelement (18), fern der stationären zylindrischen Trommel angebracht ist, und die stationäre zylindrische Trommel so angebracht ist, daß ihre Mittelachse radial gegenüber der Mittelachse der zweiten zylindrischen Trommel in einer Richtung und in einem Ausmaß verschoben ist, die so ausgewählt sind, daß sie für eine stabile Führung des Magnetbandes entlang des schraubenförmigen Weges sorgen.

14. Anordnung nach Anspruch 13, bei der die zweite zylindrische Trommel (14) zur Rotation um ihre Mittelachse befestigt ist und der Magnetkopf (22) von der zweiten zylindrischen Trommel zur Rotation mit derselben, angrenzend an das stationäre zylindrische Leistenelement (18), abgestützt wird.

15. Anordnung nach Anspruch 14, bei der das stationäre zylindrische Leistenelement (18) am Ende der stationären zylindrischen Trommel (16) an den Magnetkopf angrenzend befestigt ist.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der die Mittelachse des stationären zylindrischen Leistenelements (18) radial gegenüber der Mittelachse der stationären zylindrischen Trommel (16) in einer Richtung und in einem Ausmaß verschoben ist, die ausgewählt sind, um das Magnetband so zu halten, daß die Eindringung in das Band durch die Spitze des Magnetkopfes (22) während der gesamten Abtastung des Bandes durch den Magnetkopf im allgemeinen bei derselben durchschnittlichen Tiefe gehalten wird.