JP2717742B2 - 回転磁気ヘッド - Google Patents

回転磁気ヘッド

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JP2717742B2
JP2717742B2 JP33188891A JP33188891A JP2717742B2 JP 2717742 B2 JP2717742 B2 JP 2717742B2 JP 33188891 A JP33188891 A JP 33188891A JP 33188891 A JP33188891 A JP 33188891A JP 2717742 B2 JP2717742 B2 JP 2717742B2
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、VTRの回転磁気ヘッ
ドにおいて回転ドラム外周からのヘッド突出量を制御す
る手段の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在主流のVTRは、テープカセット内
に収容され同一平面に接する1組のリールに巻回された
磁気テープを、上記テープカセットのテープ収容部から
1組のローディング手段で引出して、回転ドラムの外周
面にほぼU字型に添接させるヘリカルスキャン方式のも
のである。
【0003】図12は、回転磁気ヘッド型VTRの回転
ドラムおよび磁気テープの模式図である。磁気テープ6
は、テープ入口側ポスト1および出口側ポスト9によ
り、回転ドラム2に対し所定角度巻き付いている。磁気
テープ6は、矢印Aで示す方向に走行し、回転ドラム2
は、矢印Cで示す方向に回転する。回転ドラム2には、
ヘットベース4とヘッド3からなる磁気ヘッドaおよび
ヘッドベース8とヘッド7からなる磁気ヘッドbがそれ
ぞれ固定ビス5および10により固定されている。
【0004】このとき、磁気ヘッドaおよびbに取付け
固定されたヘッド3および7の回転ドラムの外周面に対
する突出量は、磁気テープ6と上記ヘッド3および7の
良好な接触が得られるように取付けられている。これに
より、安定した記録再生が行なわれる。
【0005】一般に、回転ドラム2の回転により矢印B
方向に巻き込まれる空気が、磁気テープ6と上記回転ド
ラム2の外周面間に形成するエアギャップgの厚みは、
テープ出口側に向かうにしたがって減少する。今、テー
プ入口側のエアギャップをg1、テープ出口側のエアギ
ャップをg2とする。テープ入口側での磁気テープ6と
ヘッド3及び7の良好な接触を優先して、1対の磁気ヘ
ッドaおよびbの突出量をg1+αに設定した場合、テ
ープ出口側に向かうにしたがってエアギャップgが減少
するので、磁気テープ6とヘッド3及び7の接触圧が徐
々に高まり、ヘッドの磨耗が加速し、寿命が縮まる。一
方、テープ出口側での磁気テープ6とヘッド3及び7の
良好な接触を優先して、1対の磁気ヘッドaおよびbの
突出量をg2+αに設定すると、入口側において磁気テ
ープ6とヘッド3及び7の接触不良が生じ、記録再生特
性が低下する。
【0006】以上に鑑み、図13(a)および(b)に
示すようなヘッド可変突出機構が提案されている。たと
えば、実公昭63−38420に示されるようなもので
ある。
【0007】図13(a)は図12に習った模式図であ
る。ヘッド可変突出機構dは、ヘッド12、ヘッド取付
部材13、積層型圧電素子14、接触力測定用バイモル
フ15、固定部材16等からなり、固定部材16は固定
ビス17により回転ドラム2に取付け固定されている。
ヘッド12はヘッド取付部材13を介して、積層型圧電
素子14の一端に取付けられ、積層型圧電素子14の他
端は接触力測定用バイモルフ15の一端を介して固定部
材16に固定されている。
【0008】同図に示されるように、上記ヘッド可変突
出機構dの回転ドラム上180度対向位置に、ヘッド1
8、ヘッド取付部材19、積層型圧電素子20、接触力
測定用バイモルフ21、固定部材22よりなるヘッド可
変突出機構eが固定ビス23により取付固定されてい
る。ヘッド突出量は、上記積層型圧電素子13および2
0に印加される電圧を制御することにより調整する。
【0009】図13(b)は、一方のヘッド可変突出機
構dの要部側面図およびその付属回路のブロック図であ
る。接触力測定用バイモルフ15(厚さT、長さL)の
出力は接触力測定回路Eに送られ、その出力はヘッド可
変突出機構制御回路Dに送られ、これにより積層型圧電
素子14に加えられる電圧を制御する。
【0010】この突出量調整方法について図14(a)
〜(e)により説明する。上述したように、磁気テープ
6と回転ドラム2の外周面間に形成されるエアギャップ
gは、テープ出口側に向かうにしたがって減少する。仮
に、ヘッド可変突出機構dまたはeのヘッド突出初期設
定により磁気テープ6とヘッド12および18の良好な
接触がテープ出口側において得られているとすると、同
図(a)に示すように、それぞれのヘッド12および1
8の再生出力エンベロープP12およびP18は前半部が劣
化し後半部にいくほど安定するいわゆる前欠け状態とな
る。このとき、同図(b)および(c)に示すように、
接触力測定回路Eで測定された接触力測定用バイモルフ
15および21のそれぞれの出力電圧V15およびV
21は、ヘッド突出量がテープ入口側において不足してい
るために、テープ出口側に行くにつれ大きくなる。ヘッ
ド可変突出機構制御回路Dは、同図(d)および(e)
に示すように、テープ入口部でのテープヘッド接触力不
足を補正するために、積層型圧電素子14および20に
印加される電圧をそれぞれV14およびV20のように印加
して、入口側におけるヘッドの突出量を増加し出口側に
向かうにしたがってこれを徐々に減少させる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】近年のVTRは、剛性
が比較的高い高剛性テープ、および体積記録密度向上の
ため薄手になった低剛性テープいずれに対しても使用可
能であることが必要になっている。一般に、低剛性テー
プを用いるときは、テープ走行系がテープに与えるテー
プダメージを低減するために、高剛性テープを走行させ
るときよりテープテンションを低下させるとともに、テ
ープとヘッドの接触力も小さくする必要がある。したが
って、高剛性テープおよび低剛性テープ両方の使用が可
能なVTRに、上記のようなヘッド可変突出機構を用い
る場合は、大きい接触力から小さい接触力まで測定でき
る接触力測定用バイモルフを必要とする。バイモルフに
より小さい接触力を測定するには、図13(b)に示さ
れる接触力測定用バイモルフ15の長さLを大きく、厚
さTを小さくする必要がある。ところが、上記方法によ
りバイモルフの測定感度を向上させると、バイモルフの
剛性が低下するので、高剛性テープを高テンション状態
で使用するときに、上記バイモルフが破損することがあ
った。また、バイモルフの長さLを大きく、厚さTを小
さくすると、大きくバイモルフが撓むことにより、ヘッ
ドのテープに対する対接角度が一時的に変化し、記録再
生特性が低下することがあった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明においては、回転
ドラムと固定ドラムとよりなるドラムと、一端を回転ド
ラムに取付けられ他端には回転ドラムの外周に突出する
ヘッドが取付けられたヘッド可変突出機構と、ヘッド可
変突出機構の一部とこれに対向する前記のドラムの一部
との間に形成される静電容量を検出する静電容量検出セ
ンサと、前記の静電容量の変化によりヘッドの回転ドラ
ム外周からの突出量を検出する検出手段と、テープの種
類によりテープに対するヘッドの突出し量パターンを変
化させるパターン発生回路と、検出手段の出力とパター
ン発生回路との出力により回転ドラムの外周に突出する
ヘッドの突出量を制御する手段とを設けた。
【0013】
【作用】本発明によれば、バイモルフにより接触力を測
定してヘッドの突出量を変化させる代わりに、ヘッド可
変突出機構の一部とこれに対向するドラム表面との間の
静電容量の変化により、ヘッドの突出量を検出し、かつ
パターン発生回路によりテープの種類に応じた適宜な突
出量を制御することができる。
【0014】
【実施例】図1は本発明の一実施例の断面図である。
【0015】固定状態にある下側ドラム26に形成され
た中央筒部26aの上部および下部には、それぞれベア
リング29および34が設けられており、この上下1対
のベアリング29および34により、上記中央筒部26
aの内部に嵌挿されたシャフト33がラジアル方向に支
持され、下側ドラム26に対して上部シャフト33が回
転自在に取付けられている。シャフト33の上端近傍部
にはディスク28が取付け固定され、このディスク28
の外周部に、本発明によるヘッド可変突出機構25およ
び25−1を搭載する上側ドラム24が取付け固定され
ている。なお、上記ヘッド可変突出機構は、上側ドラム
に対して複数個取付けてもよいし、1個もしくは通常の
ヘッドと混在する形で取付けてもよい。上記ヘッド可変
突出機構25および25−1の先端部には、それぞれヘ
ッド38および38−1が貼付固定されている。また上
記ディスク28の上部には、スリップリング27が取付
固定されている。また、シャフト33の下端近傍部には
ロータマグネット35が取付固定されている。
【0016】回転側のディスク28下端部には、平板型
をなすロータ側コア31が取付けられる一方、固定側の
下側ドラム26の凹部内底面には、平板型をなすステー
タ側コア32が取付けられていて、回転トランスを構成
する。これらロータ側コア31とステータ側コア32と
は、互いに対向配置されかつ両コア間の隙間量が高い精
度で管理されている。これにより、ヘッド可変突出機構
25および25−1に取付固定されたヘッド38および
38−1への記録信号および上記ヘッドからの再生信号
が正確に伝達される。
【0017】右側のヘッド可変突出機構25−1には、
ヘッド38−1が左側のヘッド可変突出機構25と同じ
構造で対称に設けられている。
【0018】図2(a)は上記のヘッド可変突出機構の
一方たとえば25の取付状態を示す要部断面図であり、
(b)は一方のヘッド可変突出機構25の斜視図であ
る。ヘッド38は、固定部材37を介し変位発生部とな
る積層型圧電素子40の先端部に取付固定されている。
上記固定部材37の上部には、ヘッド38の突出量を検
出する静電容量センサ39が取付固定されている。上記
積層型圧電素子40の他端は、ドラム取付部材41に取
付固定されている。このヘッド可変突出機構25は、固
定ビス42により上側ドラム24に取付固定されてい
る。
【0019】同図を用いてヘッド突出量検出方法につい
て説明する。静電容量センサ39は、回転する上側ドラ
ム24の内壁面36と微小ギャップgaを形成するよう
に、固定部材37に取付けられており、積層型圧電素子
40に印加される電圧に応じてヘッド38の突出量が変
化すると、上記静電容量センサ39と回転ドラム内壁面
36との微小ギャップgaが変化し、これに伴い上記静
電容量センサ39と回転ドラム内壁面36により形成さ
れるコンデンサの静電容量が変化するので、突出量の変
化を正確に検出できる。
【0020】図3(a)は静電容量センサ39の要部側
面図とその回路のブロック図を示し、同図(b)はその
平面図である。静電容量センサ39は、中央電極39
a、この周囲を取巻く絶縁部39b、最外周部のガード
部39cからなる。ガード部39cは、中央電極39a
と対向する回転ドラム内壁面36との微小ギャップga
の変化と両者により形成されるコンデンサの静電容量変
化の特性を補償するために設けられている。この静電容
量の変化は、変位測定回路Fに送られこの回路の出力デ
ータは後述のパターン発生回路の出力と組合わせられヘ
ッド可変突出機構制御回路Gを制御する。
【0021】図4(a)〜(e)は、ヘッド突出量制御
の説明図である。図4(a)は、可変ヘッド突出機構2
5とその周辺回路のブロック図である。静電容量センサ
39は、変位測定回路Fに接続され、これはヘッド可変
突出機構制御回路Gに接続されている。一方パターン発
生回路Hはヘッド可変突出機構制御回路Gに接続され、
その出力はヘッド可変突出機構25に接続されている。
【0022】パターン発生回路Hには、高剛性テープお
よび低剛性テープ使用時の最適ヘッド突出量が得られる
印加電圧パターンがメモリされている。たとえば、低剛
性テープを突出量制御なしで再生したとき、同図(b)
に示すような各ヘッド38および38−1の再生出力P
38およびP38−1が得られる場合、パターン発生回路H
には、低剛性テープに対しては、同図(c)および
(d)に示すような各ヘッドに対する印加電圧パターン
38およびV38−1をメモリしておく。そして、低剛性
テープを使用しているときに、パターン発生回路Hは上
記印加電圧パターンV38およびV38−1をヘッド可変突
出機構制御回路Gに出力する。同制御回路Gは、上記パ
ターンをもとに印加電圧信号を作りヘッド可変突出機構
25の積層型圧電素子に出力する。印加された信号によ
り積層型圧電素子が変位すると、ギャップgaが変化す
る。この変化は、静電容量センサ39により静電容量の
変化として測定され、変位測定回路Fに出力される。変
位測定回路Fより出力される電圧Dcとギャップgaの
関係は、同図(e)に示すようにリニアな特性となって
いる。電圧Dcは、ヘッド可変突出機構制御回路Gに出
力される。上記制御回路Gは、電圧Dcより突出量を検
出し、ヘッド可変突出機構25への出力電圧を補正す
る。以上の系は、閉ループをなしヘッドの突出量を短時
間にしかも精密に制御することができる。
【0023】図5(a)〜(c)は、第1の実施例にお
ける静電容量の形成位置の各種の応用例を示す断面図で
ある。
【0024】同図(a)は、静電容量センサ39を用い
て上側ドラム24の内側円筒部外周面44と静電容量セ
ンサ39との間のギャップgbを測定することにより、
ヘッドの突出量を制御する場合である。同図(b)は、
下側ドラム26の内周面46と静電容量センサ39との
間のギャップgcを測定する場合、同図(c)は下側ド
ラム26の内側円筒部外周面48と静電容量センサ39
との間のギャップgdを測定する場合をそれぞれ示す。
【0025】図6(a)および(b)はそれぞれ第3の
実施例であって、トラッキングアクチュエータ49と併
用した場合である。同図(a)は、前記第1の実施例の
ヘッド可変突出機構25を、ヘッド上側ドラム24回転
軸方向に変位させるトラッキングアクチュエータ49に
搭載することにより、ヘッド突出量の制御が可能なトラ
ッキング素子として使用した場合であり、同図(b)
は、図5(b)に示される静電容量を形成したヘッド可
変突出機構を、ヘッド上側ドラム24回転軸方向に変位
させるトラッキングアクチュエータ49に搭載すること
により、突出量の制御が可能なトラッキング素子として
使用した場合を示す。
【0026】図7は、本発明による第3の実施例の断面
図である。第1および第2の実施例と異なる所は静電容
量の形成部分およびそれに伴う回路であるから、重複す
る部分については省略する。
【0027】図7において、ヘッド可変突出機構25は
以下のようにして構成されている。ヘッド38は、固定
部材37を介し変位発生部となる積層型圧電素子40の
先端部に取付固定されている。上記固定部材37の下部
には、下側ドラム26上部に形成された円周状の凹面に
周方向に一定ピッチで形成された放射状の凸部54を設
け、これと微小ギャップを形成するように静電容量セン
サ53が取付け固定されている。上記積層型圧電素子4
0の他端は、ドラム取付部材41に取付け上側ドラム2
4に固定されている。同様に、ヘッド可変突出機構25
−1は、ヘッド30−1、固定部材37−1、積層型圧
電素子40−1、ドラム固定部材41−1、静電容量セ
ンサ53−1等が他方のヘッド可変突出機構25と対称
に設けられている。
【0028】図8(a)および(b)は、前述の放射状
の凸部54を設けた下側ドラム26の平面図および断面
図である。凸部54の幅h、凸部54と中心線のなす角
θ、ピッチ角αは、対向する静電容量センサの電極部形
状および制御される突出量の必要検出精度等により決め
られるものである。この凸部54は、図8(a)および
(b)に示されるように、下側ドラム26の上部凹面に
直接形成する方法、もしくは、図9(a),(b)およ
び(c)に示されるような方法もある。
【0029】図9(a)において下側ドラム26の上面
に設けられた円周状の溝に丸いリング65がはめ込まれ
ている。同図(b)はリング65の側面図であり、その
表面には同図(c)に示されるように複数の放射状の凸
部65aが一定ピッチで形成されている。
【0030】図7に示される実施例によるヘッド可変突
出機構の突出量検出方法について、図10(a)〜
(c)について説明する。静電容量センサ53が下側ド
ラム26の上方に設けられた凸部54の上方を通過する
ときに、図10(a)に示すように、ギャップgeは小
さくなり静電容量が大きくなる。上記静電容量センサ5
3により測定された静電容量の変化は、静電容量検出回
路Iに入力される。この静電容量検出回路Iよりヘッド
可変突出機構制御回路Gに出力される電圧Dc´と静電
容量Cの関係は、同図(c)に示されるようにリニアな
特性となっている。したがって、突出量が変化してヘッ
ド可変突出機構25に設けられた静電容量センサ53の
回転軌跡が同図(b)に示すようにA,BおよびCと変
化した場合、静電容量検出回路Iの出力電圧Dc´は、
図11(a)および(b)に示すようなほぼ台形状波形
A,BおよびCとなる。図11(a)の場合は、ドラム
回転に同期した基準パルスPの立ち下がりより各台形波
形A,BおよびCの基準電圧に達するまでの時間Ta、
TbおよびTcにより、ヘッドの突出量を検出すること
ができる。同図(b)の場合は、基準パルスPの立ち下
がりより一定時間T経過後の各台形波形A,BおよびC
の電圧Va,Vb,Vcによりヘッドの突出量を検出す
ることができる。
【0031】図10(a)の構造による第3の実施例に
よるヘッド突出量制御の1例について説明する。同図
(a)に示すパターン発生回路Hには、高剛性テープお
よび低剛性テープ使用時の最適ヘッド突出量が得られる
印加電圧パターンがメモリされている。たとえば、低剛
性テープを突出量制御なしで再生したとき、図4(b)
に示すような再生出力P38およびP39の得られるような
VTRの場合、パターン発生回路Hには、図4(c)お
よび(d)に示すような印加電圧パターンV38およびV
38−1をメモリしておく。そして、低剛性テープを使用
しているときに、パターン発生回路Hは、上記のそれぞ
れの印加電圧パターンを、ヘッド可変突出機構制御回路
Gに出力する。同制御回路Gは、上記パターンをもとに
印加電圧信号を作りヘッド可変突出機構25の積層型圧
電素子に出力する。印加された信号により積層型圧電素
子が変位すると、静電容量センサ53と下側ドラム26
上部凹面内に設けられた凸部54との静電容量が変化す
る。この変化は、静電容量検出回路Iに出力される。静
電容量検出回路Iより出力される電圧Dc´とギャップ
geに関連した静電容量Cの関係は、同図(c)に示す
ようにリニアな特性となっている。電圧Dc´は、ヘッ
ド可変突出機構制御回路Gに出力される。ヘッド可変突
出機構制御回路Gは、上述の時間Ta,TbおよびTc
またはVa,VbおよびVc等より突出量を検出し、ヘ
ッド可変突出機構への出力電圧を補正する。以上の系
は、閉ループをなしヘッドの突出量を短時間にしかも精
密に制御することができる。
【0032】
【発明の効果】本発明によるヘッド可変突出機構は、剛
性の高い構造を有していることおよび積層型圧電素子の
実際の変位量を検出することにより、非常に制御性が高
い。従来のように、テープとヘッドの対接角度が一時的
に変化することもない。また、高剛性テープおよび低剛
性テープの両方が使用可能なVTRにおいて、ヘッド突
出量を積層型圧電素子の実際の変位量を検出することに
より管理しているので、従来問題となっていた圧電材料
のクリープ現象および残留変位現象等の悪影響を補正し
つつ精密に制御することができる。また、突出量は、パ
ターン発生回路にメモリされている信号により自由に変
えられるので、たとえば回転数可変磁気記録再生装置等
に用いると大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の断面図である。
【図2】(a)はヘッド可変突出機構の要部断面図
(b)はその斜視図である。
【図3】(a)は静電容量センサの断面図およびその付
属回路のブロック図である。(b)は静電容量センサの
平面図である。
【図4】(a)〜(e)は本発明の動作の説明図であ
る。
【図5】(a)〜(c)はそれぞれ静電容量の形成場所
の例を示す断面図である。
【図6】(a)および(b)はヘッド可変突出機構とト
ラッキングアクチュエータを結合した場合の要部断面図
である。
【図7】本発明の他の実施例の断面図である。
【図8】(a)および(b)は上面に凸部を設けた下側
ドラムの平面図および断面図である。
【図9】(a)は下側ドラムの他の例の断面図、(b)
はそれに使用されるリングの断面図、(c)はリングの
表面を示すための半円の平面図である。
【図10】(a)〜(c)は図7の装置の動作の説明図
である。
【図11】(a)および(b)は、図10(a)の回路
に使用される波形の説明図である。
【図12】一般的な回転ドラムと磁気テープとの関係を
示す模式図である。
【図13】(a)は改良型の回転ドラムおよび磁気テー
プとの模式図であり、(b)はその要部側面図および付
属回路のブロック図である。
【図14】(a)〜(e)は図13(a)および(b)
に示される装置の動作の説明図である。
【符号の説明】
24 上側ドラム 25,25−1 ヘッド可変突出機構 26 下側ドラム 27 スリップリング 28 ディスク 31 ロータ側コア 32 ステータ側コア 33 シャフト 37,37−1 固定部材 38,38−1 ヘッド 39,39−1 静電容量センサ 40,40−1 積層型圧電素子 41,41−1 ドラム取付部材 F 変位測定回路 G ヘッド可変突出機構制御回路 H パターン発生回路 I 静電容量検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−100610(JP,A) 特開 平1−155512(JP,A) 特開 平3−154259(JP,A) 特開 昭63−253518(JP,A) 特開 平4−146515(JP,A) 特開 平2−287914(JP,A) 実開 昭59−53525(JP,U)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転ドラムと固定ドラムとよりなるドラ
    ムと、一端を回転ドラムに取付けられ他端には回転ドラ
    ムの外周に突出するヘッドが取付けられたヘッド可変突
    出機構と、ヘッド可変突出機構の一部とこれに対向する
    前記のドラムの一部との間に形成される静電容量を検出
    する静電容量検出センサと、前記の静電容量の変化によ
    りヘッドの回転ドラム外周からの突出量を検出する検出
    手段と、テープの種類によりテープに対するヘッドの突
    出量パターンを変化させるパターン発生回路と、検出手
    段の出力とパターン発生回路との出力により回転ドラム
    の外周に突出するヘッドの突出量を制御する手段とを有
    することを特徴とする回転磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 ヘッド可変突出機構のヘッド取付部材に
    設けられた静電容量センサ電極とこれに対向するドラム
    の内周壁との間のドラム半径方向のギャップ検出手段を
    有する請求項1記載の回転磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】 ヘッド可変突出機構はヘッドをドラムの
    回転軸方向に変位させるトラッキングアクチュエータと
    結合して回転ドラムに取付けられている請求項1記載の
    回転磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 ヘッド可変突出機構の一部とこれに対向
    するドラムの一部との間に形成される静電容量を検出す
    る静電容量検出センサにより発生される電圧波形と基準
    パルスとを比較しその差によりヘッドの突出量を検出す
    る手段を有する請求項1記載の回転磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】 一端に取付部材を介してヘッドが取付け
    られており他端には回転ドラムに取付ける固定部材を有
    するヘッド可変突出機構と、ヘッド取付部材に設けられ
    た一方の電極とこれに対向する固定ドラムに形成された
    所定のピッチを有する放射状の他方の電極とよりなる静
    電容量を検出する静電容量検出センサを有する請求項1
    および4記載の回転磁気ヘッド。
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