JP2506180B2 - 回転磁気ヘッド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えばビデオテープレコーダ（以下、VTR
と称す）等の磁気記録再生装置に使用される回転磁気ヘ
ッドの突出量を制御する回転磁気ヘッド装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕 従来の先端技術として、放送用１インチヘリカルVTR
では、オートマチック・スキャン・トラッキング（AS
T）やタイナミック・トラック・フォローイング（DTF）
という名称で呼ばれ、再生時に磁気ヘッドを磁気テープ
のトラック幅方向に動かしながら自動的にトラッキング
をとるものが既に開発されている。以下に、第７図〜第
10図を参照して従来技術について説明する。1,2は記録
再生用ビデオヘッド、3,4はAST又はDTF時に動作する特
殊再生専用ヘッド、5,6は特殊再生専用ヘッド3,4を先端
に取付けているバイモルフ型圧電素子、７は記録再生用
ビデオヘッド1,2及びバイモルフ型圧電素子5,6を取付け
て1800rpmで回転する回転ドラムを示す。

第８図はDTF方式のアクチュエータ部分の構造を示す
図で、８は固定ドラム、９は磁気テープを示す。

第９図は従来から使用されているバイモルフ型圧電素
子5,6の動作原理を示すものである。これは２枚の圧電
素子X₁，X₂を３枚の電極Y₁〜Y₃でサンドイッチ状にはさ
んだ構造のバイモルフ板により構成されており、この自
由端の先端に特殊再生専用ヘッド3,4が取付けられてお
り、３つの電極Y₁〜Y₃に電源Ｓが接続されている。例え
ば圧電素子X₁に順方向の電圧が、又、圧電素子X₂に逆方
向の電圧が電源Ｓにより印加されると、圧電素子X₁は図
示矢印x₁の方向に縮み、圧電素子X₂は図示矢印x₂の方向
に伸びる。上記と逆の電圧をかけると圧電素子X₁は伸
び、圧電素子X₂は縮む。このようにして第８図に示すよ
うにバイモルフ型圧電素子5,6はドラムの軸方向に上下
に移動できる構造になっている。

次に、第10図において例えば高速再生動作を行なった
場合（ノイズレススピードサーチ）の原理について説明
する。A₁，B₁，A₂，B₂，A₃，B₃…は磁気テープ９上に記
録されたビデオトラックを示している。ここで、A₁，
A₂，A₃…とB₁，B₂，B₃…とは異なるアジマスのヘッドで
記録されたトラックである。今、スピードサーチの一例
として５倍速で再生する場合を想定する。特殊再生専用
ヘッド３用のバイモルフ型圧電素子５を駆動させなけれ
ば特殊再生専用ヘッド３の走査軌跡は第９図の破線L₁の
ようになり特殊再生専用ヘッド３のアジマス角がＡトラ
ックのアジマス角と同一であるとすれば、再生される信
号はトラックA₁，A₂，A₃…を走査する部分のみであり、
再生画面にノイズバーを生じている。ここで再生時にビ
デオテープが５倍速で走行してもトラックA₁を完全に再
生するためには、特殊再生専用ヘッド３が磁気テープ９
と接触する１フィールド期間に特殊再生専用ヘッド３を
トラック軸方向（図中の左側）に４トラックピッチだけ
移動してやればよい。次のフィールドでは特殊再生専用
ヘッド４を４トラックピッチ分移動することになる。こ
のようにして、A₁，B₃，A₆…トラックを完全に走査して
ノイズレスの再生信号を得ている。即ち上述の動作によ
り、再生時に回転磁気ヘッドをテープ速度に応じてトラ
ック幅方向に移動させることによりあらゆる速度におけ
るノイズレス再生が再現できる。

以上のようにVTRの先端技術として可動ヘッドが存在
し、業務用VTRの一部に使用されている。一般の民生用V
TRでは回転ドラム上に設けられた磁気ヘッドは固定であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の回転磁気ヘッド装置は以上のように構成され、
一般のVTRでは磁気ヘッドが固着され、又、AST方式やDT
F方式VTRでは磁気ヘッドとして可動ヘッドを採用し、ド
ラムの軸方向上下運動を制御するものであった。

ここでいずれの場合も例えば第７図に示すように磁気
ヘッドはドラム外周よりわずかに突出しており、ドラム
に巻きついている磁気テープの磁性面を摺動している。
従って、これらの磁気ヘッドは例えば1000時間で８μｍ
〜10μｍ摩粍する。又、磁気ヘッドのドラム外周からの
突出量は同一であることが望ましいが、磁気テープとの
摺動による摩粍のために不均一となり易く、磁気ヘッド
の突出量が不均一であると磁気テープの振動が発生し、
再生画にジッターが発生する課題があった。又、磁気ヘ
ッドの摩粍により磁気ヘッドのドラムからの突出量が減
ると磁気ヘッドと磁気テープの磁性面との接触性が悪く
なり、高画質を長時間保てず、最悪の場合には短時間の
使用でヘッド交換せざるを得なくなる等の課題があっ
た。

この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので、磁気ヘッドをその回転直径方向に移動可能に
設け、磁気ヘッドのドラムからの突出量を制御すること
により再生信号のジッター成分を軽減させ且つ長期間高
画質状態を維持することのできる回転磁気ヘッド装置を
得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る回転磁気ヘッド装置は、複数の磁気ヘ
ッドにより記録媒体から再生された各エンベロープ信号
のレベルに応じた制御信号を受けて上記各磁気ヘッドの
突出量を回転直径方向のみに可動し、かつ固定ならしめ
る直流制御の可動手段を備えたものである。

〔作用〕

この発明における回転磁気ヘッド装置は、複数の磁気
ヘッドにより記録媒体から再生された各エンベロープ信
号のレベルに応じた制御信号を可動手段に供給すること
により、各磁気ヘッドの摩粍分を補うように可動手段に
よる磁気ヘッドの回転直径方向への各移動量を制御す
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。第１図はこの発明の一実施例に係る装置のドラ
ム部の断面構造を簡略的に示す断面図である。第１図に
おいて、７は回転ドラム、８は回転ドラム７の下側に位
置する固定ドラム、９は両ドラム7,8の中心軸上に設け
られ且つ固定ドラム８に軸受8aを介して軸承された主軸
で、回転ドラム７に固着されている。10は固定ヘッド８
にアーム10aを介して支持され後述の可動ヘットユニッ
ト100内のコイルに電流を印加するための電極ブラシ、1
1は主軸９の上部延長上に設けられ電極ブラシ10と接触
しているスリップリング、12は主軸９を回転軸とするド
ラムモータ、13は上部が回転ドラム７に、下部が固定ド
ラム８に固着されたロータリトランスである。100は複
数の磁気ヘッド3a,4aを回転ドラム７と固定ドラム８か
ら成るドラムの外周面からの突出量が常に一定になるよ
うにするための可動ヘッドユニットで、回転ドラム７の
内面に固着され、ドラムモータ12の回転動作により1800
rpmで一定回転する。

第２図は上記可動ヘッドユニット100等の断面を示す
図である。101,102は並設された円形バネで、その一方
の円形バネ101には一端に磁気ヘッド3a又は4aがヘッド
アーム110を介して固着されている。これらの円形バネ1
01,102の中心部にはその中空を回転直径方向に向けた軽
量のボビン103が接着されている。又、この軽量ボビン1
03の外周には例えば細い銅線（直径0.1mm）が250回巻回
されたコイル104が設けられている。105は希土類コバル
トから成る永久磁石、106は軟鉄よりなるポールピー
ス、107〜109は軟鉄より構成されたヨークである。ポー
ルピース106の両側に永久磁石105が固着され、これらは
ボビン103の中空部を貫通している。コイル104の外周囲
に設けられたヨーク109の両側にヨーク107,108が連結さ
れ、ポールピース106の両側に固着されている一対の永
久磁石105の端部に固着されている。又、111は回転ドラ
ム７及び固定ドラム８の外周面に斜めに巻回された磁気
テープで、磁気ヘッド3a又は4aと接触している。

第３図は第２図の断面図で示したものを、更に理解し
易くするために組立図を示したもので、それぞれの部品
に分解して表わしたものである。第２図と同じ部分には
同符号を付し、112aはヘッド信号送受フレキシブルプリ
ント基板、112bはコイル駆動電流送出フレキシブルプリ
ント基板である。

第４図は本実施例の主要部品である円形バネ101,102
の詳細図である。この２枚の円形バネ101,102は0.08mm
の厚さをもつベリリウム銅板に第４図に示すように円弧
状スリットを数多く持たせ、安定なる弾性をもたせてあ
る。その中心部にノリルの小形成形品を嵌合接着し、こ
の中にコイル付きボビン103を接着してある。一方、円
形バネ101の外周の一部には切込みの入った長い片が取
出されており、板状のヘッドアーム110が直交する如く
固着され、さらにそのヘッドアーム110の先端に磁気ヘ
ッド3a又は4aが取付けられている。

以上のように第２図に示すように細い銅線を巻いた軽
量のボビン103の外周囲の２箇所に第４図の２枚の円形
バネ101,102を接着したユニットをヨーク107の内面に、
接着又は嵌込み方式で固着する。円形バネ101,102の周
囲を固着してボビン103全体が可動した時それに連動し
て磁気ヘッド3a又は4aが第２図矢印Ａ方向（ドラムの直
径方向）に移動する。

次に第１図及び第２図に従ってさらに詳しく動作の説
明をする。永久磁石105のＮ極側でポールピース106との
固着側にすると図中の破線の太矢印で代表的に示すよう
な磁界が発生する。コイル104に図示の方向に電流を流
すとフレミング左手の法則により図示矢印Ａの一側の方
向に力が働き、ボビン103は右方向（磁気ヘッド3a又は4
aがドラムから突出する方向）に移動する。この時円形
バネ101,102の外周はヨーク107に固着しているが柔らか
い均一な弾性を有しているため、ボビン103全体は電流
の大きさに比例して図示矢印Ａ方向の一側の方向の右方
向に移動する。このボビン103の移動に伴なって円形バ
ネ101の長い片に取付けられたヘッドアーム110及び磁気
ヘッド3a又は4aが右方向（突出量が増加する方向）にそ
のまま平行移動する。

一方、コイル104に流れる電流の方向を逆方向にすれ
ば上述とは逆にボビン103の移動は左方向（磁気ヘッド3
a又は4aの突出量が減少する方向）になる。このように
コイル104に流す電流の大きさ及び方向を制御すること
により磁気ヘッド3a,4aが回転ドラム７と固定ドラム８
から成るドラムの直径方向に移動を行うため磁気テープ
111と磁気ヘッド3a,4aとの制動圧が制御出来る。

又、ドラムモータ12の回転駆動力により主軸９を介し
て回転ドラム７を回転させているので磁気ヘッド3a,4a
も主軸９を回転中心として回転している。これにより、
磁気ヘッド3a及び4aは回転ドラム７及び固定ドラム８に
斜めに巻付けられて走行している磁気テープ111をヘリ
カルスキャンして例えば磁気テープ111に記録されてい
る情報を良好に再生する。

第５図は本実施例の回転磁気ヘッド装置の駆動部の全
体のブロックシステムを示す。第５図において、磁気テ
ープ111は図示矢印Ｔの方向に走行し、111a,111bは±６
°のアジマスのビデオトラックで、ビデオトラック111a
は磁気ヘッド3aのヘリカルスキャンにより再生され、ビ
テオトラック111bは磁気ヘッド4aのヘリカルスキャンに
より再生される。磁気ヘッド3a,4aはアンプ21a,21b、エ
ンベロープ検波器22a,22b、A/D変換器23a,23b、マイク
ロコンピュータ内の比較演算手段24a,24b、D/A変換器25
a,25b、フィルター回路26a,26b、ゲイン調整器27a,27
b、アンプ28a,28b、電極ブラシ10の各部、スリップリン
グ11の各部、各コイル104に順に接続されている。

次に第５図を参照してこのシステムの動作について説
明する。磁気ヘッド3aが磁気テープ111のビデオトラッ
ク111a上をヘリカルスキャンすることによりFMビデオ信
号がビックアップされ、アンプ21aで増幅された後、こ
のFM信号のエンベロープをエンベロープ検波器22aで検
波される。このアナログ量のエンベロープ検波信号をデ
ジタル信号に変換するA/D変換器23aに入力させてエンベ
ロープデジタル信号を得る。この時、磁気ヘッド3aのド
ラム外周面からの突出量（横軸）とそのエンベロープ信
号出力レベル（縦軸）との関係を第６図に示す。10μｍ
以上の突出量からエンベロープ信号出力が検知出来、ほ
ぼ突出量に比例してエンベロープ信号の出力レベルは大
きくなり、45μｍ付近の突出量から飽和して一定とな
り、70μｍ以上の突出量になると磁気ヘッド3aと磁気テ
ープ111の圧力が過大となりその出力が若干低下する。

そして、A/D変換器23aによりA/D変換されたデジタル
信号を比較演算手段24aにより以下のようにして比較す
る。先に説明した第６図の磁気ヘッド突出量とエンベロ
ープ信号レベルとの関係を利用する。即ち、マイクロコ
ンピュータの動作により磁気ヘッド3aの突出量を若干サ
ーチするためのデジタル信号D/Aが変換器25aに出力さ
れ、磁気ヘッド3aの突出量を例えば段階的に５μｍづつ
大きく変化させ、突出量を変化させた時とその前、つま
り突出量を変化させる前の状態時にA/D変換器23aから入
力したデジタル信号の比較演算を行ない、エンベロープ
信号出力レベルが飽和しはじめたポイントの点、つまり
突出量の変化前と変化後の比較において、出力レベルの
変化がなくなった時点の直前の点α（一般に突出量45μ
ｍ付近）にサーチ点を戻す。

比較演算手段24aの演算出力信号は常にD/A変換器25a
でアナログ信号に変換され、フィルター回路26aで平滑
された直流電圧信号となり、ゲイン調整器27aでその利
得を調整される。さらに、この信号は電流アンプ28a、
電極ブラシ10、スリップリング11を介してコイル104を
駆動し、磁気ヘッド3aの突出量が45μｍ付近となるよう
に制御する。

磁気ヘッド4aについても全く同様に構成されており、
上記動作と同じであるのでその説明を省略する。

以上のように磁気ヘッド3a,4aの突出量をゆっくりと
少ない方からサーチし、飽和点に達した事を認めてから
飽和しはじめた最適突出量に磁気ヘッド3a,4aの位置を
設定する。この時、磁気ヘッド3a,4aはエンベロープ信
号出力レベルに差がある時にはマイクロコンピュータに
より構成される比較演算手段24a,24bで出力レベル差を
なくすための補正がかかり両チャンネルのバランスをと
る。

なお、上記実施例において、円形バネ102には２枚以
上設けても良いが、弾性に富み、信頼性の良いものを選
ぶ必要がある。又、円形バネ101,102は多数のスリット
を円弧状に設けたが、この構造に限定されるものではな
く、放射状にスリットを入れたり、板厚を変えることに
より同等の機能をもたせることができる。

駆動方式を示す第５図はエンベロープ信号をデジタル
信号に変換し、マイクロコンピュータでサーチさせる手
法を選んだが、アナログ信号のまま制御する方式も考え
られるし、又、単純にエンベロープ信号レベルが低い時
のみ突出量を段階的に増加するオープンループ方式の低
級制御方式でも効果がある。

しかし、第５図のようにA/D変換して細かく制御する
と磁気テープの種類によって異なる磁気テープ、磁気ヘ
ッドのコンタクト状態を補正することも容易に可能であ
るし、複数の磁気ヘッドの感度のバラツキを突出量で補
うことも可能になる利点がある。

〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、複数の磁気ヘッド
により記録媒体から再生された各エンベロープ信号のレ
ベルに応じた制御信号を受けて直流制御の可動手段によ
って、上記各磁気ヘッドの突出量を回転直径方向のみに
可動するようにしたので、上記各エンベロープ信号のレ
ベルが例えば最大となる磁気テープと各磁気ヘッドとの
摺動コンタクトの最良状態に磁気ヘッドの突出量を設定
することができる。磁気ヘッドが磨耗しても、磨耗した
分だけ突出させて補うことができ、約5000時間の使用の
保証が可能となる（従来の固定式回転型磁気ヘッドは約
3000時間でヘッド交換せざるをえなかった）。また、各
磁気ヘッドの突出量を制御することにより、上記各磁気
ヘッドの出力するそれぞれのエンベロープ信号出力レベ
ルを、同レベルにそえることもできる。また、複数の磁
気ヘッドの突出量を均一とすればテープに与えるタタキ
振動が軽減され、ジッターノイズの少ない高画質の画像
を再現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による回転磁気ヘッド装置の
ドラム部の断面図、第２図は第１図中の可動ヘッドユニ
ット等の詳細な断面図、第３図は第２図に示した可動ヘ
ッドユニットと磁気ヘッドの組立分解図、第４図は第２
図中の円形バネ等の正面図、第５図は回転磁気ヘッド装
置の電気系のブロック図、第６図は磁気ヘッドの突出量
とエンベロープ信号の出力の関係を示す線図、第７図は
従来の回転磁気ヘッド装置の斜視図、第８図は従来装置
による磁気ヘッドの動きを示す説明図、第９図は従来装
置による磁気ヘッドを移動させるためのバイモルフ型圧
電素子の原理を示す図、第10図は従来装置により磁気テ
ープから特殊再生するための説明図である。 図中、3a,4a…磁気ヘッド、７…回転ドラム、８…固定
ドラム、10…電極ブラシ、11…スリップリング、21a,21
b…アンプ、22a,22b…エンベロープ検波器、23a,23b…A
/D変換器、24a,24b…比較演算手段、25a,25b…D/A変換
器、26a,26b…フィルター回路、27a,27b…ゲイン調整
器、28a,28b…アンプ、100…ヘッドユニット、101,102
…円形バネ、103…ボビン、104…コイル、105…永久磁
石、106…ポールピース、107〜109…ヨーク、110…ヘッ
ドアーム。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の磁気ヘッドが回転する回転磁気ヘッ
   ド装置において、上記複数の磁気ヘッドにより記録媒体
   から再生された各エンベロープ信号の出力レベルに応じ
   た制御信号を受けて、各エンベロープ信号出力レベルの
   バランスをとるように上記各磁気ヘッドの突出量を回転
   直径方向のみに可動し、かつ固定ならしめる直流制御の
   可動手段を備えた事を特徴とする回転磁気ヘッド装置。