JP2615525B2

JP2615525B2 - 磁気ヘッドの高さ調整方法

Info

Publication number: JP2615525B2
Application number: JP4095069A
Authority: JP
Inventors: 明夫村田; 宜章前川; 秀明向江; 賢東陰地
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH0628644A; US5347415A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転シリンダを用いた磁
気記憶装置における、磁気ヘッドの高さを調整する磁気
ヘッドの高さ調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッドの
位置決め精度は、媒体に記録される情報のフォーマット
を決定する重要な精度である。

【０００３】例えば、家庭用として広く普及しているビ
デオテープレコーダでは、回転シリンダに１８０°対向
して取り付けられた２対の磁気ヘッドが、順次、磁気テ
ープに対して斜め方向に走査しながら画像や音声の情報
を記録再生している。実際に磁気テープ上に記録される
トラックピッチは、２時間モードで約６０μｍ、６時間
モードで約２０μｍと非常に狭くなっている。

【０００４】仮に前述した２対の磁気ヘッドが、これら
のトラック上を正確に走査できない場合、記録された情
報を正確に再生することができず、再生画像の画質は著
しく低下してしまう。これを防ぐには、磁気ヘッドの走
査ピッチを前述したトラックピッチに正確に合わせる必
要があるが、この走査ピッチを決める重要な要因に、磁
気ヘッドの高さがある。

【０００５】磁気ヘッドの高さには、図４にＨａで示し
た絶対高さとＨｒで示した相対高さがある。絶対高さＨ
ａとは、下シリンダ３１の基準面３５と上シリンダ３２
に固定されたヘッド３０のギャップ端部との距離であ
る。

【０００６】従来のヘッド高さ調整方法について図４を
用いて以下に説明する。まず、上シリンダ３２とヘッド
チップ３０を貼付けたヘッドベース３３との間に所定厚
みのスペーサ３９を挟んで大まかな調整をする。

【０００７】つぎに、ＣＣＤカメラ３６を用いてヘッド
高さをモニタ３７で観察しながら、ヘッドベース３３の
一部に当たっている虫ネジ４０を必要な調整量の分だけ
図４中の矢印Ｂの方向にねじ込み、ヘッドベース３３を
部分的に変形させることで所定のヘッド高さになるよう
に調整する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の虫ネジを用いた
調整の基本は、ヘッドベースの弾性変形の限界以内での
虫ネジの押し込み力によるヘッドベースの変形を利用し
ている点にある。このような場合、仮に機械的な振動や
温度変化によって虫ネジの押し込み量が変われば、ヘッ
ドベースの変形量はその分だけ変化し、結局ヘッド高さ
が変化してしまう恐れがある。

【０００９】実際のＶＴＲにはシリンダの回転やテープ
搬送など様々な振動原因となる要素があり、また、それ
らの駆動系から発生する熱の経時変化や使用環境の変化
などによる温度変化は避けられない。

【００１０】現在、これらの変動要因からの影響を最小
限にとどめようとして、虫ネジに対してネジ緩み防止剤
（常温で固着する樹脂）を用いているが、その効果は十
分ではなく、数ミクロンのオーダーでヘッド高さが変化
してしまっていた。

【００１１】また、回転シリンダの軸受けに流体軸受け
を用いた場合、回転する上シリンダの下シリンダに対す
る相対位置は、軸が回転しているかどうかによって大き
く変化するので、静止状態での調整による従来法では十
分な精度を確保することは困難であり、結局、調整作業
は試行錯誤的なものにならざるを得なかった。

【００１２】また一方、虫ネジによる調整の上記問題点
を解決するために、特願平３−７６１６９号（特開平４
−３１０６１３号公報）に見られるようなレーザ光を磁
気ヘッドを支持しているヘッドベースに照射して部分的
な塑性変形を引き起こし、ヘッド高さを調整する方法で
あるが、その場合、調整可能なシリンダの回転数は照射
するレーザ光の照射タイミング精度や変形に必要なレー
ザエネルギーに依存し、正規のシリンダ回転数で調整が
できるとは限らない。

【００１３】本発明の目的は、上記問題を解決し、調整
したヘッド高さが振動や温度変化に左右されず、しかも
正規の回転数でシリンダを回転させた状態で高精度、高
能率にヘッド高さを調整することができる方法を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、単一の金属板からなるヘッドベースと少な
くとも１つ以上のヘッドチップとからなる磁気ヘッドが
回転シリンダに取り付けられた状態において、ヘッドベ
ースのヘッドチップ取付け部分の近傍にレーザ光を照射
することにより、前記ヘッドベースの照射部分を熱的に
塑性変形させてヘッド高さを調整する磁気ヘッドの高さ
調整方法であって、前記レーザ光の光軸をシリンダ回転
に同期して回転させることにより、光軸とヘッドの相対
位置関係を時間的に変化させることなく疑似静止状態で
レーザ光を照射し、シリンダ回転中にヘッド高さを調整
するものである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、レーザ光の照射によるヘッド
ベースの塑性変形によってヘッド高さは調整されるの
で、その調整されたヘッド高さは、機械的振動や温度変
化に影響されにくく、また、そのヘッドベースの変形は
非接触で行えるため、シリンダを回転させた状態での調
整が可能となる。

【００１６】また、レーザ光の光軸がシリンダ回転に同
期して回転しているので、シリンダに取り付けられてい
るヘッドとレーザ光との位置関係は、シリンダが回転し
ていても常に静止しており、照射位置を正確に制御でき
るだけでなく、照射時間を変化させても照射痕は流れる
ことなく所定の位置に正確に照射でき、高精度なヘッド
高さの調整が行える。

【００１７】

【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。図１は本発明の一実施例におけるシ
リンダの断面とレーザ光を示す概略図、図２はレーザ光
を発振するための励起用ランプの電圧とヘッド高さの関
係を示す特性図、図３は本実施例のレーザ光照射位置を
説明するための上シリンダの部分拡大図である。

【００１８】図１に示されるように、シリンダユニット
１は、ヘッドチップ３と、厚み１．５ｍｍの真鍮からな
るヘッドベース４と、流体軸受けにより固定された１対
の上下シリンダにより構成されている。

【００１９】また、シリンダユニット１の上にはシリン
ダユニット１の回転軸と同軸上に回転軸をもつ中空モー
タ２が設置されている。本実施例のシリンダユニットは
一般に市販されている家庭用ＶＴＲのＶＨＳシリンダで
ある。

【００２０】中空モータ２の回転部分には中空モータ２
の中空軸を通ってくるレーザ光１９を反射させるための
２つのミラー５、６が取り付けてあり、さらに中空モー
タ２が回転時に偏心しないように、ダミーのミラー７に
よって重量バランスが調整されている。

【００２１】レーザ光１９は、レーザ発振器８で発振さ
れミラー９によって中空モータ２の回転軸中心に向かっ
て進み、フォーカシングレンズ１０によってヘッドベー
ス４上で焦点を結ぶように設置されている。

【００２２】ここで、図３に示すように上シリンダ３２
には、回転方向に伸びた円弧状の貫通穴２０を設けてあ
り、発振されたレーザ光１９はこの貫通穴２０を通って
ヘッドベースに照射される。

【００２３】また、図１に示される様に、照射位置はレ
ーザ光の光学系を共有するＣＣＤカメラ１１とモニタ１
２によって観察されている。一方、調整あるいは測定さ
れるヘッドのギャップ面は、同様にＣＣＤカメラ１３と
モニタ１４によって観察されている。

【００２４】照射するレーザ光と磁気ヘッドを擬静止状
態に保つ為、中空モータ２と上シリンダ３２を同期回転
させている。ここで、回転数は毎分１８００回転であ
る。

【００２５】さらに、ミラー６の真下にくる被調整ヘッ
ドを異なるヘッドに変えたり、被調整ヘッドのレーザ光
照射位置（特に回転方向の位置）を調整するために、照
射位置確認用モニタ１２を見ながら中空モータ２と上シ
リンダ３２両者の回転位相ずれを調整できるようにして
ある。

【００２６】具体的には、同期回路１５に基準信号発生
部と遅延回路が組み込まれており、その遅延量を変える
ことによって、駆動回路１６、１７のそれぞれに位相の
異なる同期回転信号を与え、両者を同じ回転数でしかも
位相の異なる回転をさせ、照射位置の調整及び照射する
ヘッドの選択を行っている。

【００２７】同様に、同期回路１５はストロボ光源１８
につながっており、ここでも位相の異なる同期信号を与
え、観察したいヘッドがＣＣＤカメラ１３の前を通過す
る瞬間に発光するようになっている。その時得られるヘ
ッドギャップ面の画像をＣＣＤカメラ１３によって静止
画像としてモニタ１４上に写し、シリンダに取り付けら
れた種々のヘッドの相対的なヘッド高さを測定する。

【００２８】次に具体的な調整方法を説明する。まず、
調整すべきヘッド３の高さ基準となるヘッド（図示せ
ず）に対する相対的な高さをＣＣＤカメラ１３によるギ
ャップ面観察によって測定し、所定ヘッド高さにするた
めに必要なヘッドの必要調整量を求めた。本実施例で
は、必要調整量は１２．３μｍであった。

【００２９】レーザ光１９としてはＮｄ：ＹＡＧレーザ
ー（波長１．０６μｍ）の短パルス発振レーザ光を用い
た。ヘッド高さを調整するために、本実施例では励起用
フラッシュ光のパルス幅を５ｍｓｅｃとし、励起電圧を
制御してレーザ光を照射した。

【００３０】図２にダミーのヘッドベースに対して行っ
たヘッド高さ変化量の励起電圧依存性の実験結果を示
す。図２では、一回の照射で変形した量を縦軸にとって
いる。

【００３１】図２の結果より、ヘッド３の高さを１２．
３μｍ変化させるためには一回の照射では不十分である
ことがわかる。レーザ光照射によるヘッドベースの変形
すなわちヘッド高さの調整は、レーザ光が照射された位
置での溶接角変形を原理としており、溶接変形には加算
性がある。このことから本実施例では、複数回の照射を
照射位置を変えながら行い、トータルの変化量が１２．
３μｍになるようにした。

【００３２】具体的には、まず図２から分かるように７
μｍの変形が得られる７３０ｖｏｌｔで図３のＡ位置に
照射した。照射とほぼ同時に高さを計測した結果、６．
５μｍの高さ変位が起こっており、残る必要調整量は
５．８μｍであった。

【００３３】そこで次に、照射位置をシリンダ回転方向
に１．２ｍｍずらしたＢ位置にした。

【００３４】照射位置の変更は、シリンダ中心から半径
およそ２５ｍｍの円周上であるので、１．２ｍｍずらす
ために、中空モータ側に与える回転同期信号をシリンダ
に与える同期信号よりも約２５５μｓｅｃだけ遅らせる
ことで得た。

【００３５】Ｂ位置での照射条件は、図２より３μｍの
高さ変化が期待される３１０ｖｏｌｔの励起電圧とし
た。先と同様に照射とほぼ同時に測定した結果、３．２
μｍの変化が起こっており、残る必要調整量は、２．６
μｍであった。さらに、調整精度を０．５μｍ以下に追
い込むため、調整位置を図３中のＡ位置とＢ位置の中間
であるＣ位置に変更した。Ｃ位置への変更は、先と同様
に今度は、同期信号を１２７μｓｅｃだけ進めて調整し
た。

【００３６】Ｃ位置での照射条件は、図２より２．６μ
ｍの変化が得られる２７０ｖｏｌｔの励起電圧とした。
照射とほぼ同時に測定した結果、変化量は２．３μｍで
あった。

【００３７】結局、最終的なヘッド高さの調整量は１
２．０μｍで、必要調整量１２．３μｍに対し、わずか
０．３μｍの調整誤差でしかなく、非常に精度の高いヘ
ッド高さの調整が可能であった。また、−４０℃〜８０
℃の範囲における１０時間のヒートショック試験後も、
その変形量に変化はなく安定していた。

【００３８】なお、本実施例では変形量の調整に照射位
置を変えてのレーザ光の電圧制御を行ったが、同一箇所
へのレーザ光照射を行い、その照射回数の制御でも良
い。

【００３９】本実施例では、シリンダに同期回転する中
空モータを光軸回転に用いたが、他の例としては、高速
レーザマーキングに使われているようなガルバノミラー
をシリンダ回転に同期させて動かし、光軸を回転させる
方法も考えられる。

【００４０】また、レーザ光源としてはＮｄ：ＹＡＧレ
ーザーを用いたが、他の光源を用いても良い。たとえ
ば、炭酸ガスレーザーや、Ａｒガス、エキシマレーザー
等でもよい。また本発明は、真鍮以外の材質のヘッドベ
ースにも、レーザー照射条件を変更することで適用でき
る。

【００４１】また、本実施例ではヘッドベースに１つの
ヘッドチップが接着されている状態での高さ調整の説明
をしたが、複数のヘッドチップが一つのヘッドベースに
接着されている時にも本発明は適用できるし、さらに、
そのようなヘッドベースが複数でシリンダに固定されて
いれば、それらすべてのヘッドベースについても同様に
本発明は適用できる。

【００４２】なお、本実施例では、光エネルギーを用い
たレーザ光の照射による溶接変形を利用したが、原理的
には、局所加熱が行える方法ならばなんでもよい。たと
えば、電気的エネルギーを用いたアーク溶接や電子ビー
ム溶接、超音波エネルギーを用いた超音波溶接、化学的
エネルギーを用いたガス溶接などがあげられる。

【００４３】

【発明の効果】以上実施例で述べたように、本発明によ
ればシリンダを回転させた状態でのヘッド高さの調整が
でき、レーザ光軸がシリンダ回転に同期して回転し常に
照射したいヘッドの真上に位置できるので、照射時間に
よってレーザ光の照射部分が流れることなくスポット状
に照射する事ができる。

【００４４】また、レーザ光を単一の金属板からなるヘ
ッドベースに照射してヘッドベースに部分的な熱塑性変
形を起こさせてヘッド高さを調整する方法であるため、
特殊な接着剤を用いたり外力を加える事なく従来通りの
磁気ヘッドにおいてヘッド高さが調整できる。また、単
一のヘッドベースに固定された複数のヘッドチップ間の
相対的なヘッド高さも調整可能であり、さらに回転シリ
ンダに取り付けられた状態に於ても複数の磁気ヘッド間
の相対的なヘッド高さが調整可能となる。しかも、それ
らの調整は、レーザ光の光軸が回転シリンダと同期回転
する構成なので、回転シリンダの回転中に行えるため、
調整を短時間に終えられるとともに高い調整精度を確保
することが可能である。

【００４５】また、本発明は虫ネジを使用しないため直
接的なコストダウンメリットに加え、虫ネジ先端の接触
部のバラツキによる高さ調整バラツキや、振動による高
さ変動などを排除でき、高い信頼性を持つ高さ調整が高
精度に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例をシリンダの断面とレーザ光
で説明するための概略図

【図２】レーザ光を発振するための励起用ランプの電圧
とヘッド高さの関係を示す図

【図３】本実施例のレーザ光照射位置を説明するための
上シリンダの部分拡大図

【図４】従来のヘッド高さの調整方法を説明する図

【符号の説明】

１シリンダユニット２中空モータ３ヘッドチップ４ヘッドベース５レーザ光反射用ミラー６レーザ光反射用ミラー９レーザ光反射用ミラー１０フォーカス用レンズ１５同期回路１６回転用駆動回路１７回転用駆動回路１９レーザ光

フロントページの続き (72)発明者東陰地賢大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平１−102715（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−159326（ＪＰ，Ａ) 特開平２−206015（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】単一の金属板からなるヘッドベースと少
なくとも１つ以上のヘッドチップとからなる磁気ヘッド
が回転シリンダに取り付けられた状態において、ヘッド
ベースのヘッドチップ取付け部分の近傍にレーザ光を照
射することにより、前記ヘッドベースの照射部分を熱的
に塑性変形させてヘッド高さを調整する磁気ヘッドの高
さ調整方法であって、前記レーザ光の光軸をシリンダ回
転に同期して回転させることにより、光軸とヘッドの相
対位置関係を時間的に変化させることなく疑似静止状態
でレーザ光を照射し、シリンダ回転中にヘッド高さを調
整することを特徴とする磁気ヘッドの高さ調整方法。
【請求項２】レーザ光の光軸が回転運動する中空モータ
の軸中心を通っていることを特徴とする請求項１記載の
磁気ヘッドの高さ調整方法。