JP2005222569A - 回転磁気ヘッドドラム装置及びこれを用いた磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
中ドラム回転方式の回転磁気ヘッドドラム装置に関するもので、上固定ドラムの芯合わせ精度を向上させ、微調整を簡単に行う。
【解決手段】
上固定ドラム４の上部端面部に、軸７に嵌合する穴を上固定ドラム４の外周に対し同心円の位置に設け、穴に軸７を通すとともに、上固定ドラム４の上部端面部をおねじ１０と止めねじ１３で固定しながら傾き調整をして、上固定ドラム４の芯合わせの微調整を行う。特に、下固定ドラム３の外周に対し、テープ入側の上固定ドラム４の外周が、テープ出側の上固定ドラム４の外周より、わずかに後退させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転する磁気ヘッドを用いて磁気テープに信号を記録再生するヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置に係り、特に中回転ドラム方式の回転磁気ヘッドドラム装置に関するものである。

昨今の記録信号のディジタル化、高帯域化に伴い、記録レートには飛躍的な向上が要請されている。ヘリカルスキャン方式にて高い記録レートを実現するには、ドラム回転数の増加、記録信号の短波長化や記録チャンネルの多チャンネル化といった方法が採用されている。どの方法においてもテープとヘッドとの接触をより安定に保つ必要があり、回転するドラム周辺を流れる空気（エアフィルム）をいかに制御するかが重要である。最近のＶＴＲ、特に放送業務用ＶＴＲでは、互換信頼性や各種環境におけるテープの走行信頼性を重視するために、テープ走行を案内するリードが設けられた下固定ドラムと同軸上に上固定ドラムを配置し、両方の固定ドラムに挟まれたところに回転する中ドラムを配置しこれに磁気ヘッドを搭載する上固定中回転ドラム方式が多く用いられている。

しかしながら、一般に上固定中回転方式では、下固定ドラム及び中回転ドラムに対する上固定ドラムの偏芯誤差が生じやすい。偏芯誤差が０．００５ｍｍ程度でも磁気ヘッドと磁気テープとの接触が不完全になり、記録再生信号レベルが低下して、出力波形のエンベロープ（包絡線）が平坦にならない。また磁気テープに記録された磁気パターンの寸法精度が劣化し、互換性を損なう。これらを解決するためには、上固定ドラムの芯合わせの微調整が必要である。

上固定中回転ドラム方式における上固定ドラムの調整方法としては、例えば特許文献１に開示された技術がある。該特許文献１では、ヘッドの回転軌跡を誤差を少なくすることを目的とし、上固定ドラムの回転軸保持部材の水平度及び垂直度を調整する調整手段を設けている。

また、ドラムを調整する際、磁気テープ入側のテープ張力に対し、出側のテープ張力は摩擦により増大するため、テープ張力が一様でなく、磁気テープと磁気ヘッドとの接触が安定しないという課題があった。

特開平７−２０１０２４号公報

上記特許文献１では、回転軸が上ドラムと下ドラム用に２本あり、上ドラム側の回転軸に磁気ヘッドを搭載した中ドラムが取り付けられている。調整手段により磁気ヘッドの回転軌跡を調整するものであるが、その際上ドラムと中ドラムは一体で可動する構造である。つまり、上ドラムを調整した結果、磁気ヘッドの走査位置も変化することになり、テープとヘッドとの接触をより安定に保つための解決にはならない。また特許文献１における調整手段は構造的に複雑であり、部品点数が多い。

このように、従来技術では、磁気ヘッドと磁気テープとの接触をより安定に保つための、上固定ドラムの芯合わせの精度及び調整について配慮されていなかった。本発明の目的は、上固定ドラムの芯合わせの精度を向上させること、及び微調整を簡単に出来る構造を提供することにある。これより、良好な出力信号が得られる回転磁気ヘッドドラム装置及び磁気記録再生装置を提供することである。

本発明は、固定軸に下固定ドラムと上固定ドラムとこれらに挟まれ磁気ヘッドを搭載した中回転ドラムを同軸上に取り付けた回転磁気ヘッドドラム装置であって、前記上固定ドラムの上部端面部には、該上固定ドラムの前記下固定ドラムおよび前記中回転ドラムに対する姿勢を調整する調整手段を設けたものである。

本発明は、固定軸の自由端側に予圧金具を固定し、上固定ドラムの上部端面部に、軸に嵌合する穴を上固定ドラムの外周に対し同心円の位置に設け、穴に軸を通し、予圧金具の自由端側に上固定ドラムを搭載し固定したものである。

また予圧金具にめねじを設け、上固定ドラム上部端面部にねじ通し穴を設け、予圧金具の自由端側（軸受け側の反対側）に上固定ドラムを搭載し、おねじで上固定ドラムを予圧金具に所定の締め付けトルクで固定したものである。また、ばね座金を通したおねじで上固定ドラムを予圧金具に所定の締め付けトルクで固定したものである。

また、本発明者らは、ねじ締結時の締め付けトルクの増減により、締め付けられる物体に極微小な変位が発生すること、及びその極微小な変位が上固定ドラムの芯合わせに必要な調整量にほぼ等しいことを発見した。また、この変位は上固定ドラムの傾き変位であるが、芯合わせ調整として効果があることを発見した。よって、上固定ドラム上部端面部のねじ通し穴から離れたところの上固定ドラム上部端面部に貫通のめねじを設け、予圧金具の自由端側に上固定ドラムを搭載し、おねじを締め付けながら上固定ドラムの傾き微調整をして予圧金具に固定し、上固定ドラム上部端面部のめねじに止めねじをねじ込んで、上固定ドラムの傾き微調整を行うものである。

また、ばね座金を通したおねじで予圧金具に締め付けトルクを増減させて上固定ドラムの一方向の傾きの微調整を行い固定し、一方、貫通のめねじに止めねじをねじ込み、ねじ込み量を加減しながら上固定ドラムの他方の一方向の傾きを微調整することにより上固定ドラムの芯合わせを行うものである。

また、止めねじによる調整の位置は任意に選べるので、テープとヘッドとの接触を制御すべき位置に一致した角度位相位置に貫通のめねじを設け、止めねじをねじ込み、ねじ込み量を加減しながら上固定ドラムを微調整することにより上固定ドラムの芯合わせを行うものである。

また、磁気テープが回転磁気ヘッドドラム装置に進入する側を入側とし、出て行く側を出側としたとき、下固定ドラム外周に対して、入側の上固定ドラム下端部外周が、出側の上固定ドラム下端部外周より、わずかに後退していることを特徴とした。

本発明によれば、良好な出力信号が得られる回転磁気ヘッドドラム装置及び磁気記録再生装置を提供できる。

本発明では、０．００１ｍｍ単位の微小な芯合わせ調整機構として、汎用のねじを用いて、一方向から容易に作業を行うことが出来る構造の回転磁気ヘッドドラム装置にした。以下の実施例において、適用される磁気記録再生装置の種類により、ドラム直径は２０ｍｍ〜１００ｍｍ、回転数は１５００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍの範囲で適宜設定される。

図１乃至図４は、本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第１の実施例を示す。図２は本実施例の平面図であって、図１は図２のＸＺ断面図であり、図３は図２のＹＹ断面図である。図４は調整動作説明図の断面図である。

図１、図２において、軸７は下固定ドラム３に圧入されている。２は中回転ドラムであって、磁気ヘッド１が搭載されており、軸７を中心として、所定の回転数に制御されて回転する。６ａ、６ｂは玉軸受である。予圧金具５は止めネジ９により軸７に固定されていて、玉軸受６ａ、６ｂに予圧を与えている。１２ａはモータロータで中回転ドラムの上端面部に取り付けられている。１２ｂはモータコイルであり、１２ｃはモータステータである。上固定ドラム４は上部端面部において軸７と嵌合し、ばね座金１１を通したおねじ１０ａ、１０ｂにより予圧金具５に締結されている。

このように本実施例の回転磁気ヘッドドラム装置は、上固定ドラムの上部端面部に、軸に嵌合する穴を上固定ドラムの外周に対し同心円の位置に設け、穴に軸を通し、予圧金具に上固定ドラムを搭載し固定するので、芯合わせの精度を向上させることが出来る。

次に、上固定ドラムの調整方法について説明する。上記上固定ドラムに取り付けたおねじ１０ａ、１０ｂを締結する際、その締め付けトルクを増減させることにより、前記上固定ドラムの一方向（ＸＸ方向）の傾きの微調整を行うことができる。

また図２、図３において、上固定ドラム４のＹＹ方向には貫通のめねじ１４が設けられ、これに止めねじ１３ａ、１３ｂをねじ込んである。その際、ねじ込み量を増減することにより上固定ドラムの他の一方向（ＹＹ方向）の傾きを微調整することができる。本実施例によれば、おねじ１０ａ、１０ｂと止めねじ１３ａ、１３ｂを調整することで、２方向（ＸＸ方向とＹＹ方向）の傾きを微調整することができるので、全周に渡り芯合わせ調整をすることができる。上固定ドラム下端部外周での芯ずれ（誤差）を微調整後０．００５ｍｍ以内にすることが出来る。

図４は、止めねじ１３ａのねじ込み量を増加させたときの上固定ドラム４の動きを誇張して示したものであり、調整前は２点鎖線で示し、調整後の上固定ドラム位置を４ａで示した。なおこの場合、調整により可動するのは上固定ドラムだけであり、中回転ドラム２及びこれに搭載された磁気ヘッド１の位置は変化しない。

このように、上固定ドラム上部端面部のおねじの締め付けトルク及び止めねじのねじ込み量を加減することにより、上固定ドラムは極微小な傾き変化を起こし、外周方向成分の誤差（変位）を改善させる。この極微小な傾き変化は芯合わせ調整を行う上で適当量になる。

この調整部は回転磁気ヘッドドラム装置の上面部に集約されており、かつ上から下へのねじ回し操作であるので、調整作業は容易である。また、上固定ドラムを搭載する予圧金具は玉軸受に予圧を荷重する従来から備わっている部品であるので、追加必要部品はおねじと止めねじのみであり、コストの増加は少ない。

図５と図６は本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第２の実施例である。図６は、図５に示した断面図の止めねじ１３ａ部分の拡大断面図である。図１から図３との共通部分には同一符号で示す。

図５は、上固定ドラム４を予圧金具５に締結する際、モータステータ１２ｄをとも締めにした構成である。図６は、図５に示した実施例の止めねじ１３ａの部分断面図であり、止めねじ１３ａのねじ込み量を増加させたときの上固定ドラム４の動きを誇張して示したものである。調整前は実線で示し、調整後の上固定ドラム４ｂを２点鎖線で示した。

第２の実施例においては、モータステータ１２ｄをとも締めにした構造である。モータステータ１２ｄは予圧金具５に押し付けられて固定されているので、止めねじ１３ａにより上固定ドラム４を調整しても、傾きが変わることがない。よって、モータロータ１２ａ、モータステータ１２ｄおよびモータコイル１２ｂの位置関係は変わることがなく、モータの性能は何ら影響を受けない。

図７は、本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第３の実施例を示し、図２のＸＸ断面図である。

図７は、上固定ドラムと下固定ドラムの外周面の好ましい位置関係について示すものである。すなわちテープ入側においては、上固定ドラムの下端部外周は、下固定ドラム外周に対してわずかに（０．００１ｍｍ〜０．００５ｍｍ）後退させ、一方テープ出側においては、上固定ドラムの下端部外周は、下固定ドラム外周に対してわずかに突き出す構成とした。図７では、これを誇張して示したもので、調整前（上下ドラム外周面同一高さ位置）は一点鎖線で示し、調整後の上固定ドラム４ｃを実線で示した。この状態で磁気テープと磁気ヘッドとの接触圧力が一定化し、良好な出力波形が得られる。

これは、磁気テープ入側のテープ張力に対し出側のテープ張力は、摩擦により増大し、テープ張力は一様にならない。下固定ドラム外周に対して、入側の上固定ドラム下端部外周が、出側の上固定ドラム下端部外周より、わずかに後退させることにより、入側時と出側時の磁気ヘッドが受けるテープ圧力の差が減少し、磁気テープと磁気ヘッドとの接触が安定し、良好な出力波形が得られる。

上記した各実施例は本発明の一実施例にすぎず、調整用ねじ（おねじ１０ａ、１０ｂや止めねじ１３ａ、１３ｂ）の数や配置は、これに限るものではない。また上記回転磁気ヘッドドラム装置を採用した磁気記録装置は、磁気テープと磁気ヘッドとの接触が安定し、良好な出力波形が得られる。

磁気記録再生装置の中で、特に高速回転、高密度記録を行うディジタルＶＴＲ、ディジタルＶＴＲカメラ、放送業務用ＶＴＲ及びデータバックアップ装置に最適である。

本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第１の実施例の断面図。 本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第１の実施例の平面図。 本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第１の実施例の断面図。 本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第１の実施例の調整動作説明図。 本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第２の実施例の断面図。 本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第２の実施例の調整動作説明図。 本発明による回転磁気ヘッドドラム装置の第３の実施例の断面図。

符号の説明

１…磁気ヘッド
２…中回転ドラム
３…下固定ドラム
４…上固定ドラム
４ａ…上固定ドラム（調整後）
４ｂ…上固定ドラム（調整後）
４ｃ…上固定ドラム（調整後）
５…予圧金具
６ａ，６ｂ…玉軸受
７…軸
８ａ，８ｂ…回転トランス
９…止めネジ
１０ａ、１０ｂ…おねじ
１１…ばね座金
１２ａ…モータロータ
１２ｂ…モータコイル
１２ｃ…モータステータ
１２ｄ…モータステータ
１３ａ，１３ｂ…止めねじ
１４…めねじ
１５…調整レンチドライバ
１６…磁気テープ

Claims (10)

1. 磁気テープの走行を案内するリードを有する下固定ドラムに軸を圧入固定し、前記軸の自由端側に上固定ドラムを配置し、前記下固定ドラムと前記上固定ドラムとの間に磁気ヘッドを搭載した回転自在の中回転ドラムを前記下固定ドラムと同軸上に設けるとともに、前記リードに沿って磁気テープが走行可能な回転磁気ヘッドドラム装置であって、
   前記軸の自由端側に前記中回転ドラムを支持する軸受に予圧を与える予圧金具を固定し、
   前記上固定ドラムは、その上部端面部に該上固定ドラムの外周に対し同心円の位置に前記軸に嵌合する穴を設けて前記軸に通し、前記予圧金具の自由端側に搭載され、
   前記上固定ドラムの上部端面部には、該上固定ドラムの前記下固定ドラムに対する姿勢を調整して前記軸に固定する調整手段を設けたことを特徴とする回転磁気ヘッドドラム装置。
2. 請求項１記載の回転磁気ヘッドドラム装置において、
   前記調整手段は、前記予圧金具にめねじを設け、前記上固定ドラム上部端面部にねじ通し穴を設け、おねじで締め付けトルクを調整して前記上固定ドラムを前記予圧金具に固定する構成としたことを特徴とする回転磁気ヘッドドラム装置。
3. 請求項２記載の回転磁気ヘッドドラム装置において、
   前記調整手段は、前記おねじで前記上固定ドラムを前記予圧金具に固定する際、ばね座金を介して固定したことを特徴とする回転磁気ヘッドドラム装置。
4. 請求項２記載の回転磁気ヘッドドラム装置において、
   前記調整手段は、さらに、前記ねじ通し穴と異なる位置の前記上固定ドラム上部端面部に貫通のめねじを設け、該めねじに止めねじをねじ込んで、そのねじ込み量を調整して前記上固定ドラムを固定する構成としたことを特徴とする回転磁気ヘッドドラム装置。
5. 請求項４記載の回転磁気ヘッドドラム装置において、
   前記調整手段は、前記おねじで前記上固定ドラムを前記予圧金具に固定する際、ばね座金を介して固定したことを特徴とする回転磁気ヘッドドラム装置。
6. 請求項２または４記載の回転磁気ヘッドドラム装置において、
   前記調整手段は、調整用の前記おねじまたは前記止めねじを、前記上固定ドラム外周のうち、前記磁気テープと前記磁気ヘッドの接触領域両端位置に対応する角度位相位置に設けたことを特徴とする回転磁気ヘッドドラム装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の回転磁気ヘッドドラム装置において、
   前記磁気テープが当該装置に進入する入側位置においては、前記上固定ドラムの下端部外周は、前記下固定ドラム外周に対して内側に微小量だけ後退させ、前記磁気テープが当該装置から退出する磁気テープ出側位置においては、前記上固定ドラムの下端部外周は、前記下固定ドラム外周に対して外側に微小量だけ突き出す構成としたことを特徴とする回転磁気ヘッドドラム装置。
8. 固定軸に下固定ドラムと上固定ドラムとこれらに挟まれ磁気ヘッドを搭載した中回転ドラムを同軸上に取り付けた回転磁気ヘッドドラム装置であって、
   前記上固定ドラムの上部端面部には、該上固定ドラムの前記下固定ドラムおよび前記中回転ドラムに対する姿勢を調整する調整手段を設けたことを特徴とする回転磁気ヘッドドラム装置。
9. 磁気テープの走行を案内するリードを有する下固定ドラムに軸を圧入固定し、前記軸の自由端側に上固定ドラムを配置し、前記下固定ドラムと前記上固定ドラムとの間に磁気ヘッドを搭載した回転自在の中回転ドラムを前記下固定ドラムと同軸上に設けるとともに、前記リードに沿って磁気テープが走行する回転磁気ヘッドドラム装置の製造方法であって、
   前記軸の自由端側に前記中回転ドラムを支持する軸受に予圧を与える予圧金具を固定し、
   前記上固定ドラムの上部端面部に該上固定ドラムの外周に対し同心円の位置に前記軸に嵌合する穴を設けて前記軸に通し、
   前記上固定ドラムを前記予圧金具の自由端側に搭載し、
   前記上固定ドラムの上部端面部に設けた調整手段により、該上固定ドラムの前記下固定ドラムに対する姿勢を調整して前記軸に固定することを特徴とする回転磁気ヘッドドラム装置の製造方法。
10. 請求項１ないし８記載の回転磁気ヘッドドラム装置により、磁気テープに対しディジタル信号を記録再生する磁気記録再生装置。
    

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