JP2517137B2 - ヘッドドラム装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記録再生装置等に用いられ、特に環状溝
付きのヘッドドラム装置に関する。

従来の技術 近年、磁気記録を利用した記録再生装置はVTR等に幅
広く使用され、トレンドとして、ディジタル化等による
信号量の増加のため、ヘッドドラム装置の高速回転化，
狭トラック化，テープ状記録媒体（以下、磁気テープと
する）の薄手化が進みつつある。このような状況下にお
いて、機構的な課題としては、記録されたトラックを磁
気ヘッドが正しくトレースし、機械間の互換を保つた
め、 １）リニアリティの確保 ２）テープ走行安定性の確保 ３）経時変化の低減 が挙げられ、その解決に向け取り組みが行われている。

以下に従来の記録再生装置のヘッドドラム装置につい
て説明する。

第９図に示すように回転ドラム１をモータ部５により
回転させ、磁気ヘッド６と磁気テープ４の間に相対速度
を発生させ、磁気テープ４上に磁気ヘッド６により、信
号を記録するようにしている。この回転ドラム１の回転
により、磁気テープ４と回転ドラム１の間に空気層（図
示せず）が発生して磁気テープ４は浮上する。第10図
は、この様子を示す。第10図において、９は入り側の磁
気テープ４の浮上曲線、10は巻き付け位置45゜付近の磁
気テープ４の浮上曲線、11は巻き付け位置90゜近傍の磁
気テープ４の浮上曲線、12は巻き付け位置180゜近傍の
磁気テープ４の浮上曲線である。

第10図に示した、断面積が細溝仕様の複数の環状溝８
（例では５本）をもつ低速回転用（1800rpm）の回転ド
ラム１を高速で回転させると、入り側において大きな浮
上量を示し、巻き付け位置が後ろに下がるに従って浮上
量は減少する。回転ドラム１の回転が、5400rpm（通常
の３倍）になると、この入り側の浮上量が40〜50μｍに
も達し、巻終わりの浮上量との差は30〜40μｍになる。
入り側では磁気ヘッド６と磁気テープ４との接触力が弱
くなるが、巻き付け位置180゜近傍では磁気ヘッド６と
磁気テープ４の接触力が必要以上に強くなる。

第11図は、第２の従来例を示すものである。第11図に
おいて13は断面積の大なる複数の環状溝、14は入り側に
おける磁気テープ４の浮上曲線、15は巻き付け位置180
゜近傍における磁気テープ４の浮上曲線である。

複数の環状溝13の断面積を大とすることにより、入り
側での磁気テープ４の浮上量は第10図の浮上曲線９と比
べて急激に減少し、入り側での磁気ヘッド６と磁気テー
プ４との接触は良好になるが、巻き付け位置180゜近傍
では浮上せず、浮上曲線15に示すように回転ドラム１と
磁気テープ４は接触するに至る。このため、磁気テープ
４は回転ドラム１の回転摩擦力を受け、磁気テープ４の
固定ドラム２上のリード３への規制力が弱くなり、磁気
テープ４のリード沿いが悪くなる。

第12図は第３の従来例である。このものは第11図に示
した第２の従来例の環状溝の下部の２本を除いて３本と
し、回転ドラム１の上方だけに配したもので、第２の実
施例に比べて浮上量は増加して、磁気テープ４の回転ド
ラム１への接触はなくなるものの、巻き付け位置45゜近
傍での浮上量は浮上曲線17に示すように固定ドラム２側
で持ち上がり気味になり、第13図に示すように磁気テー
プ４とリード３との浮き19が発生する。

発明が解決しようとする課題 前記の第１の従来例においては、入り側の磁気テープ
の浮上量が大となり、磁気テープと磁気ヘッドの当りが
弱くなるとともに出側近傍の磁気ヘッドと磁気テープの
当りが強くなって磁気テープの磁気ヘッドの摩耗が早く
なると言う問題がある。第２の従来例においては、磁気
テープと回転ドラム１が当接し、磁気テープの摩耗ある
いは回転ドラムの回転摩擦力で磁気テープが回転ドラム
上で不安定な走行をし、リニアリティのが悪化あるいは
エンベロープのウェービングの発生原因になると言う問
題がある。第３の従来例においては、第13図に示したよ
うに磁気テープのリードからの浮きが発生し、精密なリ
ードがあっても、磁気記録テープがリードから離れて、
リニアリテイが悪くなり、狭トラック化での良好な互換
性がが得られないと言う問題点を有していた。

本発明は上記課題を解決するもので、高速回転での安
定したテープ走行、良好なリアリティとエンベロープを
容易に得られるヘッドドラム装置を提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明のヘッドドラム装置
は、回転ドラム上の複数の環状溝を、環状溝の形成した
範囲内において、回転ドラムの回転軸方向の単位長さ当
りの環状溝断面積の変化率に不均一な部分を有すると共
に固定ドラム側の反対側に固定ドラム側より大きな断面
の環状溝あるいは単位長さ当たりの断面積の大きな環状
溝を有するようにしたものである。

作用 本発明は上記した構成により、磁気テープの固定ドラ
ムリードへの押圧力を均一化させる浮上量を得る。

実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

本発明の第１の実施例を第１図に示す。第１図は断面
積の異なる三種の環状溝を回転ドラム上に配列した実施
例で、22,23は固定ドラム２側から、３番目,2番目の最
小断面積の環状溝、20は固定ドラム２から５番目の最大
断面積の環状溝、21,24は中間断面積の固定ドラム２か
ら４番目と１番目の環状溝である。

前記の第１の実施例の作用を第２図を用いて説明す
る。第２図は、本発明の第１の実施例における、磁気テ
ープの浮上特性を示すもので、25は入り側の磁気テープ
４の浮上曲線、26は巻き付け位置45゜近傍での磁気テー
プ４の浮上曲線、35は磁気テープ４のテンションによる
面圧中心、36は磁気テープ４と回転ドラム１間の空気層
の圧力中心である。固定ドラム２から２番目,3番目の環
状溝23,22の溝断面積を最小とし、その両側へ形成した
環状溝24,21を中間断面積に、さらに固定ドラム２より
５番目の環状溝20を最断面積とすることにより、入り側
においては溝断面積の合計が十分大きく、浮上曲線25に
示すように浮上量は第10図の場合より小さく規制され
る。また回転ドラム１で形成する空気層は環状溝22,23
での空気の逃げ量が少ないため、この部分が最大圧力部
となる。最大圧力部すなわち磁気テープ４の浮上曲線25
の凸部が第10図の場合よりも固定ドラム２より離れた位
置になり磁気テープ４の巻き付け位置45゜近傍の浮上量
は磁気テープ４の回転ドラム１上の固定ドラム２側で少
なく、固定ドラム２の反対側で大きくなっている。すな
わち、環状溝断面積の最小部を固定ドラム２側から２番
目,3番目にすることによって、磁気テープ４の回転ドラ
ム１から受ける浮上圧力の圧力中心36の位置が磁気テー
プ４上のテンション分布によるヘッドドラム装置への面
圧中心35より固定ドラム２の反対側に位置し、圧力中心
36と面圧中心35が離れ、この距離のずれにより圧力中心
36と面圧中心35により磁気テープ４に時計方向のモーメ
ントが生じ、これによって巻き付け位置45゜位置におい
ても磁気テープは固定ドラムのリードへの押し圧力が発
生して、良好なリニアリティを得ることができるのであ
る。

第３図は、本発明の第２の実施例における環状溝の形
状を示す部分拡大図である。第３図において8a〜8iは回
転ドラム１上に形成された同一断面積を有する複数の環
状溝である。

本発明の第２の実施例においては、環状溝の単位区間
当りの断面積の変化を同一断面積をもつ複数の環状溝8a
〜8iのピッチ間隔の変化で実現しており、8e−8f間、8f
−8g間が最大のピッチ間隔で両側に行く程ピッチ間隔が
狭くしている。第２の実施例の動作を第４図を用いて説
明する。第４図において、27は入り側での磁気テープ４
の浮上曲線、28は巻き付け位置45゜近傍での磁気テープ
４の浮上曲線である。本実施例においては環状溝8a〜8i
までのピッチ間隔を8e−8f間、8f−8g間が最大のピッチ
間隔とし、両側に行く程ピッチ間隔を狭くすることによ
り、ピッチ間隔が大きいと環状溝への空気の逃げが少な
く空気層の圧力が大きくて浮上量が大となり、ピッチ間
隔が小さくなると環状溝への空気の逃げ量が大となり圧
力が小さく浮上量も少なくなり、磁気テープ４のテンシ
ョンによる面圧中心35と空気層の圧力中心が離れ、磁気
テープに時計方向のモーメントが発生し、第１の実施例
と同様の効果を生むものである。

第５図は、本発明の第３の実施例の環状溝形状を示す
部分拡大図である。第５図において、29a,29b,31は固定
ドラム２から、第１番目，第２番目，第４番目の細溝仕
様の環状溝、30a,30bは固定ドラム２から第３番目，第
５番目の太溝仕様の環状溝である。

第５図に示す第３の実施例の作用を第６図を用いて説
明する。第５図において、32は入り側の磁気テープ４の
浮上曲線、33は巻き付け位置45゜近傍の磁気テープ４の
浮上曲線、37は回転ドラム１の下部の空気層による圧力
中心、38は回転ドラム１の上部の圧力中心である。

第５図に示した第３の実施例では、固定ドラム２から
第３番目、第５番目の環状溝30a,30bを太溝仕様とする
ことにより入り側での磁気テープ４の浮上量を小さくで
きるとともに巻き付け位置45゜近傍の浮上特性を、固定
ドラム２から第４番目の環状溝31を細溝仕様とすること
により、巻き付け位置45゜近傍でも第４番目の環状溝31
位置で十分磁気テープ４に浮上量を発生させる空気層の
圧力があり、浮上曲線33で示す磁気テープ４の上端で磁
気テープ４を持ち上げる。この上部の圧力中心38の持ち
上げ力により回転ドラム１下部での空気層による圧力中
心37と磁気テープ４の面圧中心35とはほぼ一致して回転
モーメントは発生しないが、上部に圧力中心38が発生し
て、これにより磁気テープ４に時計方向のモーメントが
発生し、巻き付け位置45゜近傍で、磁気テープ４をリー
ド３側に押し付ける力となり安定した走行になるのであ
る。

第７図は第４図の実施例を示す部分拡大図である。第
７図において8j〜8sは、同一断面積を有する環状溝であ
る。

第７図において、8j−8k間,8k−8m間,8o−8p間,8p−8
q間でピッチが狭く、8m−8n間,8n−8o間,8q−8r間で中
間ピッチ、8r−8s間で最大ピッチに構成し、第３の実施
例で示した溝断面積分布と同じ分布を有している。

第８図は第４の実施例の作用を示すもので、33は入り
側での磁気テープ４の浮上曲線を示し、34は巻き付け位
置45゜近傍での磁気テープ４の浮上曲線である。第２の
実施例と同様に総溝断面積を環状溝8j〜8sの多溝仕様と
することにより入り側での磁気テープ４の浮上量を減ら
すことができるとともに8m−8n間、8n−8o間のピッチ間
隔を中間ピッチにすることにより浮上曲線34に示したよ
うに第３の実施例と同じように巻き付け位置45゜近傍で
磁気テープ４の上端を押し上げる力を発生しこれによ
り、リード３への押し圧力を発生する。第１図〜第８図
に示すように、第１の実施例から第３の実施例まで全
て、固定ドラムと反対側でその単位長さ当たりの環状溝
断面積を大としている。

発明の効果 以上の実施例から明らかになるように、本発明は回転
ドラム上に形成した複数の環状溝を、その形成された範
囲内において、環状溝の回転ドラム回転軸方向の単位長
さ当りの溝断面積の変化率に不均一な部分を有し、固定
ドラム側の反対側に前記固定ドラム側より大きな断面積
の環状溝あるいは単位長さ当たりの断面積の大きな環状
溝を配置することにより、入り口での磁気テープの浮上
を抑えつつ、磁気テープの浮上量を精密に制御すること
ができ、固定ドラムリードへの磁気テープのリード沿い
を安定にし、良好なリニアリティ，エンベロープを得る
ことができ、その実用的効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のヘッドドラム装置の環
状溝部の部分拡大図、第２図は本発明の第１の実施例に
おける作用を説明するための模式図、第３図は本発明の
第２の実施例のヘッドドラム装置の環状溝部の部分拡大
図、第４図は本発明の第２の実施例における作用を説明
するための模式図、第５図は本発明の第３の実施例のヘ
ッドドラム装置の環状溝部の部分拡大図、第６図は本発
明の第３の実施例における作用を説明するための模式
図、第７図は本発明の第４の実施例のヘッドドラム装置
環状溝部の部分拡大図、第８図は本発明の第２の実施例
における作用を説明するための模式図、第９図はヘッド
ドラム装置の正面図、第10図は第１の従来例の溝形状お
よび作用を示す部分拡大図、第11図は第２図の従来例に
おける溝形状および作用を示す部分拡大図、第12図は第
３の従来例における溝形状および作用を示す部分拡大
図、第13図は第３の従来例における問題点を示す模式図
である。 １……回転ドラム、２……固定ドラム、３……リード、
５……モータ部、６……磁気ヘッド、４……磁気テー
プ、８……環状溝。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テープ状記録媒体を案内するリードを外周
   面に有する固定ドラムと、 前記固定ドラムと同軸上で、かつ、回転可能に支持され
   た回転ドラムと、 前記回転ドラムに取り付けられ前記テープ状記録媒体に
   情報を記録する磁気ヘッドを備え、 前記回転ドラムの外周面に複数の環状溝を形成し、前記
   環状溝が回転軸方向に沿って形成された範囲内で、前記
   環状溝の前記回転軸方向の単位長さ当たりの溝断面積の
   変化率に不均一な部分を設けると共に前記固定ドラム側
   の反対側に前記固定ドラム側より大きな断面積の環状溝
   あるいは単位長さ当たりの断面積の大きな環状溝を配置
   したことを特徴とするヘッドドラム装置。