JP2721456B2 - 回転ドラム装置およびその装置における交流磁界発生装置の取付方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転軸と平行に駆動
可能なヘッドの位置を明確にできるとともに、ヘッドの
組み立てを正確に行うことができるようにした回転ドラ
ム装置および交流磁界発生装置の取付方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来のヘッド位置検出装置の構
成を示すブロック図であり、図１１は図１０のヘッド位
置検出装置が適用されている磁界発生装置の構成を示す
斜視図である。この図１０，図１１の両図において、４
０は可動ヘッド１６に周波数の異なる二つの磁界Ｂｆ
１，Ｂｆ２を与える交流磁界発生装置である。この交流
磁界発生装置４０は磁気テープ２０が巻き付けられてい
ない回転ドラム５と固定ドラム１の外周面に沿う位置に
配置されており、その位置は調整可能に構成されてい
る。

【０００３】この交流磁界発生装置４０は回転ドラム５
の軸方向に二つの交流磁界発生コイル４５，４５ａが回
転軸方向に配列されており、それぞれ異なった周波数ｆ
１，ｆ２の磁界Ｂｆ１，Ｂｆ２を発生するように構成さ
れている。４２は周波数ｆ１の成分を通過させるバンド
パスフィルタ、４３は周波数ｆ２の成分を通過させるバ
ンドパスフィルタ、４４は差動アンプである。この差動
アンプ４４の出力により、アクチュエータ７を駆動し、
それによって、可動ヘッド１６を移動させるようになっ
ている。

【０００４】次に、動作について説明する。可動ヘッド
１６は交流磁界発生装置４０の近傍を通過するたびに、
交流磁界発生コイル４５，４５ａによって形成されてい
る磁界Ｂｆ１，Ｂｆ２を検出し、その磁界の強さに比例
した検出信号を出力する。バンドパスフィルタ４２は周
波数ｆ１の信号成分Ｓを通過させ、バンドパスフィルタ
４３は周波数ｆ２の信号成分Ｔを通過させる。

【０００５】この二つの信号成分Ｓ，Ｔのレベルは図１
２に示すように、可動ヘッド１６を回転ドラム５の軸方
向に移動させたとき、つまり、可動ヘッド１６の高さ位
置の変化にともなって変化する。いま、この二つの信号
成分Ｓ，Ｔが同じレベルとなる可動ヘッド１６の高さ位
置をｍとし、そのときの両信号成分Ｓ，Ｔのレベルをｌ
とする。差動増幅器４４はこの二つの信号成分Ｓ，Ｔを
減算して、その差をとり、その差分信号をアクチュエー
タ７にフィードバックし、その差分が零となる方向に可
動ヘッド１６を移動させる。

【０００６】つまり、図１２において、二つの信号成分
ＳとＴが同じレベルとなるように、すなわち、可動ヘッ
ド１６の高さ位置がｍになるように、可動ヘッド１６を
移動させる。交流磁界発生コイル４５，４５ａの位置等
を変えることによって、二つの信号成分ＳとＴの交点ｌ
の位置を変えることができ、可動ヘッド１６の高さ位置
ｍを変えることができるので、可動ヘッド１６の高さの
基準位置を自由に定めることできる。

【０００７】なお、上記は一つの可動ヘッド１６の制御
について説明したが、図１１の破線で示すように、二
つ、すなわち、複数の可動ヘッド１６ａ，１６ｂを備え
た装置では、各可動ヘッド１６ａ，１６ｂについて、同
様の制御動作を行うことによって、各可動ヘッドの記録
時のチャンネル間の段差をなくすることができ、また、
他の固定ヘッドなどとの段差を規格値どおりの段差に保
持することができる。

【０００８】図１３はヘッド駆動装置の第２の従来例の
構成を示すブロック図である。この図１３における４６
はコイル４５に電流を供給するドライバである。このド
ライバ４６には、発振回路４７で発生した交流電圧が入
力され、この交流電圧をドライバ４６で増幅して、コイ
ル４５に電流を供給するようにしている。また、４８，
４９はそれぞれ回転ドラム５内の磁気ヘッドとの信号の
授受を行うためのロータリトランスである。

【０００９】５０，５１はそれぞれオーディオヘツドや
ビデオヘッドからの信号を増幅したり、記録電流を供給
するための録・再アンプ、５２は回転ドラム５内に固定
されたヘッドであるオーディオヘッド３７から再生され
る交流磁界発生コイル４５からの電磁誘導による信号の
みを通過させるバンドパスフィルタ、５３は可動ヘッド
１６から再生される交流磁界発生コイル４５からの電磁
誘導による信号のみを通過させるバンドパスフィルタ、
５５は回転ドラム５の１回転おきに再生される可動ヘッ
ド１６からの交流磁界発生コイル４５の電磁誘導出力の
増幅値をホールドするためのサンプルホールド回路、５
４は回転ドラム５の１回転おきに再生されるオーディオ
ヘッド３７からの交流磁界発生コイル４５の電磁誘導出
力の振幅をホールドするためのサンプルホールド回路で
ある。

【００１０】両サンプルホールド回路５４，５５の出力
は差動アンプ５６に入力されるようになっており、この
差動アンプ５６はサンプルホールド回路５４，５５の出
力の差をとって、サーボ補償回路５７に出力するように
なっている。サーボ補償回路５７は位相固定制御ループ
における安定性を確保するためのローパスフィルタなど
で構成されている。このサーボ補償回路５７の出力はア
クチュエータ７に駆動電流を供給するためのドライバ５
８に供給するようにしている。

【００１１】図１５は交流磁界発生コイル４５の構成を
示す断面図である。この図１５における４５ｃはコイル
磁束を集中させるための磁心、４５Ｕは交流電流を流
し、磁心４５ｃに交流磁束を発生させるためのコイル、
４５Ｌはコイル４５Ｕと磁界の発生の向きが逆になって
いるコイル、４５ｂはコイル４５Ｕと４５Ｌを収納する
ためのコイルホルダ、１００は交流磁界発生コイル４５
を固定するための取り付け部材である。図１６は交流磁
界発生コイル４５の発生磁束方向を示す説明図である。

【００１２】次に、動作について説明する。図１７に示
すように、交流磁界発生コイル４５の二つのコイル４５
Ｕ，４５Ｌで発生した周波数ｆ１の交流磁束は対向する
部分で反発し、上下方向に対して、磁束密度の高い部分
と低い部分が形成される。この交流磁束は可動ヘッド１
６や固定ヘッドであるオーディオヘッド３７がその交流
磁界内を通過したとき、再生され、ロータリトランス４
８，４９を介して録，再アンプ５０，５１より再生され
る。

【００１３】このとき、発振回路４７の発振周波数ｆ１
はロータリトランス４８，４９の低周波側の周波数特性
に起因する減衰周波数限界以上で、かつ交流磁界発生コ
イル４５のインダクタンスにより、駆動電流が供給しに
くくなる周波数以下の周波数に選定される。一般的に
は、ロータリトランス４８，４９の減衰周波数限界は数
１０KHz 〜１００KHz 程度となっており、たとえば、コ
イル４５Ｕ，４５Ｌの巻数が数１００ターンで、インダ
クタンスによる減衰開始周波数が１MHz であるとする
と、発振周波数ｆ１は、たとえば１００KHz ＜ｆ１＜１
MHz の間に選定される。

【００１４】図１３において、可動ヘッド１６，オーデ
ィオヘッド３７が交流磁界発生コイル４５の近傍を通過
するときに、録，再アンプ５０，５１から出力される周
波数ｆ１の再生信号の振幅はたとえば交流磁界発生コイ
ル４５の二つのコイル４５Ｕ，４５Ｌの中間の位置がオ
ーディオヘッド３７のヘッド高さ位置もしくは可動ヘッ
ド１６の中立位置におけるヘッド高さよりも高い位置に
取り付けてある場合、可動ヘッド１６を上方向（デッキ
ベースより離れる方向）に動かすと、大きくなり、可動
ヘッド１６を下方向に動かすと小さくなり、取付位置が
上記とは逆の場合には、再生信号の減衰方向も逆にな
る。

【００１５】いま、固定ヘッド、すなわち、オーディオ
ヘッド３７からの再生信号として、録再アンプ５０から
出力される信号検出感度と、可動ヘッド１６からの再生
信号として、録再アンプ５１から出力される信号検出感
度とが等しいか、または録再アンプ５０または５１のゲ
イン調整により等しくなるように、調整されているもの
とする。

【００１６】録，再アンプ５０と５１の再生出力は周波
数ｆ１のみを通過させるバンドパスフィルタ５２，５３
を通されて、不必要なノイズが除去され、この二つの再
生出力レベルが最大になる値をサンプルホールド回路５
４，５５でサンプルホールドされるか、ピークホールド
された後、そのレベル差が差動アンプ５６で取り出さ
れ、図１４に示すように、可動ヘッド１６とオーディオ
ヘッド３７の段差が電圧の関数として取り出される。こ
れをローパスフィルタなどの制御系のサーボ補償回路５
７に通した後、ドライバ５８によって、へッド段差がな
くなる方向に制御ループが閉じられることによって、記
録時においても、可動ヘッド１６とオーディオヘッド３
７との段差が生じないように、保持される。

【００１７】同様に、二つの可動ヘッド１６が回転ドラ
ム５上に１８０度対向に取り付けられている場合、それ
ぞれのチャンネル間のヘッド段差もそれぞれのアクチュ
エータにおいて、上述したヘッド高さ位置固定制御系を
構成することにより、実現できる。

【００１８】この場合、位置固定制御ループのサーボ帯
域は可動ヘッド１６とオーディオヘッド３７のヘッド段
差や二つの可動ヘッド１６の間の高さずれを補償するだ
けであるので、それほど広くする必要はなく、ヘッド高
さや段差ずれの検出も、回転ドラム５の１回転おきに行
われるため、回転ドラム５の回転数が１８００rpm の場
合、３０Hzのサンプリングによる無駄時間のため、制御
帯域を数Hz以下に設定しないと、制御系が発振する。こ
のため、サーボ補償回路５７にて、制御帯域が数Hzで位
相余裕が６０度以上確保されるように、サーボ補償回路
５７のローパスフィルタの時定数やゲインが決定され
る。

【００１９】なお、当然ではあるが、記録時におけるヘ
ッド高さ制御は可動ヘッド１６が回転ドラム５，固定ド
ラム１に磁気テープ２０が巻き付けられている側を走行
中は録再アンプ５１が記録アンプとして働き、可動ヘッ
ド１６が磁気テープ２０を巻き付けていない交流磁界発
生コイル４５の近傍を走行中には、再生アンプとして動
作するようにしなければならない。

【００２０】このように、ヘッド高さ位置制御系が構成
されているが、図１３の例では、可動ヘッド１６，オー
ディオヘッド３７から録再アンプ５０，５１までの検出
感度が等しいか、等しく調整されなければならない。こ
れは実際には、オーディオヘッド３７と可動ヘッド１６
とのヘッドのターン数の違いやヘッドコアの透磁率の違
いや、アンプゲインのばらつきや温度特性の差等により
等しくすることができない場合が多い。

【００２１】図１８はヘッド駆動装置の第３の従来例の
構成を示すブロック図である。この図１８の場合は、各
ヘッドの感度のばらつきなどの影響を受けないように構
成したものであり、二つの交流磁界発生コイル４５，４
５ａを回転ドラム５の周方向に配設したもので、５９は
第１の割算器であり、二つの交流磁界発生コイル４５、
４５ａからの固定ヘッド３７の再生出力振幅の比を求め
るためのものであり、また、６０は第２の割算器であ
る。この第２の割算器６０は二つの交流磁界発生コイル
４５，４５ａからの可動ヘッド１６の再生出力振幅の比
を求めるためのものである。

【００２２】この第３の従来例のように、二つの交流磁
界発生コイル４５，４５ａを配設してそれぞれの発振周
波数（ｆ１とｆ２）を変えて、図１８中のＡ部の拡大図
として示す図１９のように、かつ一方の交流磁界発生コ
イル４５は二つのコイル４５Ｕと４５Ｌの中間高さ位置
を固定ヘッドのオーディオヘッド３７の高さ位置より高
い位置に他方の交流磁界発生コイル４５ａ内の二つのコ
イル４５Ｕ，４５Ｌの中間高さ位置を固定ヘッド、すな
わち、オーディオヘッド３７の高さ位置よりも低い位置
に固定する。

【００２３】このとき、オーディオヘッド３７によって
再生される交流磁界発生コイル４５からの電磁誘導によ
る録再アンプ５０からの周波数ｆ１の再生出力と、交流
磁界発生コイル４５ａからの周波数ｆ２の再生出力との
振幅比が可動ヘッド１６の再生出力の振幅比と等しくな
るように、可動ヘッド１６の高さを制御すれば、各ヘッ
ドから録再アンプまでの周波数ｆ１，ｆ２における周波
数特性にオーディオヘッド３７系と可動ヘッド１６系が
大きくずれていない限り、ヘッドターン数の違いヘッド
コアの透磁率の違いや、アンプゲインのばらつきや温度
特性などにかかわらず、可動ヘッド１６とオーディオヘ
ッド３７の段差をなくすることができる。

【００２４】このため、可動ヘッド１６の再生出力周波
数ｆ１またはｆ２のみを通過させるバンドパスフィルタ
５３と５３ａの再生信号振幅をサンプルホールド回路５
５，５５ａもしくは、ピークホールド回路により、取り
出し、割算器６０に入力して取り出した割算信号と、同
様に固定ヘッド、すなわち、オーディオヘッド３７の再
生出力中の周波数ｆ１またはｆ２の信号成分の振幅の比
をバンドパスフィルタ５２，５２ａ、サンプルホールド
回路５４，５４ａで取り出して、第１の割算器５９に入
力して、取り出した割算信号との差を差動アンプ５６で
取ることにより、可動ヘッド１６と固定ヘッド、すなわ
ち、オーディオヘッド３７との段差ずれの方向と量を検
出することができる。

【００２５】たとえば、可動ヘッド１６のヘッド高さが
固定ヘッド、すなわち、オーディオヘッド３７のヘッド
高さよりも高い方にずれている（デッキベースより遠ざ
かる方向にずれている）場合、可動ヘッド１６の再生信
号はオーディオヘッド３７の再生信号より周波数ｆ１の
成分の方が周波数ｆ２の成分より振幅が大きく再生され
る。したがって、差動アンプ５６の出力信号は負とな
り、可動ヘッド１６を下方向に動かして、段差がなくな
る位置に固定する。

【００２６】以上のようにして、可動ヘッド１６，オー
ディオヘッド３７間や録再アンプ５０，５１間の感度の
ばらつきがあっても、正確なヘッド高さ制御が行われる
わけであるが、図１８の例の場合は、精度のよい割算器
５９，６０を必要とするので、コストアップになる場合
がある。

【００２７】図２０は割算器を用いないヘッド駆動装置
の従来の第４の例を示すブロック図である。この図２０
において、６１はスイッチ回路、６２はサンプルホール
ド回路５５Ａ，５５Ｂ，５５ａ，５５ｂのホールドタイ
ミングを制御するためのタイミングコントロール回路で
ある。この第４の従来例では、オーディオヘッド３７の
録再アンプ５０の出力をさらに周波数ｆ１，ｆ２のみを
通すバンドパスフィルタ５２，５２ａの出力を調整用端
子で再生信号の出力レベルを見ながら周波数ｆ１（＝１
５０KHz ）と周波数ｆ２（＝２００KHz ）の出力信号の
振幅が等しくなるように、交流磁界発生コイル４５，４
５ａの取付位置やドライバ４６，４６ａの駆動出力電圧
を調整する。

【００２８】このようにすれば、可動ヘッド１６による
再生出力の周波数ｆ１とｆ２の再生信号成分の振幅が等
しくなるように、高さ位置を制御すれば、割算器を用い
ずとも、可動ヘッド１６とオーディオヘッド３７のヘッ
ド段差がなくなるように制御することができる。

【００２９】可動ヘッド１６が回転ドラム５に１８０度
対向して２つ取り付けられている場合には、バンドパス
フィルタ５３，５３ａの後にアナログのスイッチ回路６
１で４つのサンプルホールド回路５５Ａ，５５Ｂ，５５
ａ，５５ｂにそれぞれのチャンネルの再生信号を分配す
ることにより、対応が可能であって、このときは差動ア
ンプ５６，５６ａ、サーボ補償回路５７，５７ａ，ドラ
イバ５８，５８ａはそれぞれ２つずつ必要である。この
ような多チャンネル化に対応する対応は図１３，図１８
の例においても同様に適用できる。制御帯域の設定につ
いては、図１３，図１８の例も図２０の例と全く同じ
で、サーボ補償回路５７，５７ａにてゲイン、位相が補
償される。

【００３０】なお、一般に、磁気ヘッドは回転ドラム５
の円周の接線方向の磁束を検出するため、交流磁界発生
コイル４５，４５ａの形状が図１５のような場合、図２
１のような再生エンベロープとして、取り出される。図
２１（ａ）はオーディオヘッド３７の再生出力、図２１
（ｂ）は制御前の可動ヘッド１６の再生出力、図２１
（ｃ）は制御後の可動ヘッド１６の再生出力をそれぞれ
示す。

【００３１】また、図２０の構成の場合、オーディオヘ
ッド３７の再生出力は、周波数ｆ１とｆ２が等しくなる
ように調整されているため、図２１（ａ）のようにな
り、可動ヘッド系とのヘッドアンプ間感度がずれていて
も、制御後は、図２１（ｃ）のように、周波数ｆ１，ｆ
２成分のレベルが等しくなると、ヘッド段差がなくな
る。

【００３２】図２２はヘッド駆動装置の従来の第５の従
来例を示すブロック図であり、一般的に微小変位計測器
として用いられている差動トランスの構成と同じよう
に、交流磁界発生コイル４５の二つのコイル４５Ｕ，４
５Ｌの中間高さ位置が固定ヘッド１６の高さと等しくな
るように配置し、可動ヘッド１６が上下方向にずれたと
き、図２３に示すように、再生信号の振幅とともに、位
相がずれることを同期検波回路６３で検出することによ
り、ヘッド段差の方向とずれ量とを検出するようにした
ものである。この場合も、同期検波サンプルホールド後
の処理は図１３，図１８，図２０の例と同じである。

【００３３】このように、記録時において、可動ヘッド
１６とオーディオヘッド３７のヘッド段差が常になくな
るように制御できれば、図２４に示すように、記録専用
の固定ヘッド３５，３６を回転ドラム５に取り付ける必
要がなくなり、アクチュエータ７に搭載された可動ヘッ
ドで、たとえば映像信号の記録，再生，特再が可能にな
るほか、固定ヘッド、すなわち、オーディオヘッド３７
との高さが調整されるため、図２４に示すように、ＶＨ
Ｓフォーマットにおけるハイファイオーディオヘッド３
７や、つなぎ取りのためのイレーズヘッド３８を回転ド
ラム５上に配置し、ＥＰヘッドとしての固定ヘッド３
５、ＳＰヘッドとしての固定ヘッド３６をアクチュエー
タ７に搭載してもよく、きわめて簡略化された構成とす
ることができる。

【００３４】なお、図２０の例では、交流磁界発生コイ
ル４５の取付位置の調整や駆動電圧レベルの調整によっ
て、オーディオヘッド３７の再生出力の周波数ｆ１とｆ
２の再生信号振幅が等しくなるようにすることが可能で
ある場合を示したが、取付位置の調整や駆動電圧レベル
の調整によっては、等振幅に追い込めない場合や、温度
特性，経時変化などにより、初期調整だけでは、実用で
きない場合がある。

【００３５】図２５に示す第６の従来例では、交流磁界
発生コイル４５，４５ａの取付位置の調整によっては、
オーディオヘッド３７の再生出力の振幅が等しくならな
い場合に、これを電気的に自動調整し、再生出力の振幅
が等しくなるようにする交流発生磁界制御系を設けたブ
ロック図であり、図２５における６５，６５ａは交流磁
界発生コイル４５，４５ａが発生する交流磁界のレベル
を制御するための可変ゲインアンプである。

【００３６】この第６の従来例では、可変ゲインコント
ロールアンプ６５，６５ａを挿入して、固定ヘッド、す
なわち、オーディオヘッド３７の再生出力のバンドパス
フィルタ５２，５２ａの出力信号振幅レベルが常に一定
になるように、サンプルホールド回路５４，５４ａの出
力を可変ゲインコントロールアンプ６５，６５ａのゲイ
ンコントロール入力端に入力して、オーディオヘッド３
７の再生出力の周波数ｆ１およびｆ２の振幅が常に一定
になるように制御するもので、交流磁界発生コイル４
５，４５ａの機械的な位置調整のばらつきや温度特性，
経時変化等に対しても、常に振幅が一定（この場合、オ
ーディオヘッド３７の再生出力の周波数ｆ１とｆ２の再
生振幅が常に等しく）制御される。

【００３７】図２６はヘッド駆動装置の第７の従来例の
構成を示すブロック図である。この第７の従来例では、
図２５で示した第６の従来例における磁界レベル制御を
一方の交流磁界発生コイル４５ａのみの調整で行う構成
としたものであり、６６はサンプルホールド回路５４，
５４ａの出力の差をとる差動アンプである。

【００３８】この第７の従来例では、オーディオヘッド
３７の再生出力のうち、周波数ｆ１とｆ２の信号成分を
それぞれバンドパスフィルタ５２，５２ａで抽出して、
それぞれサンプルホールド回路５４，５４ａでサンプル
ホールドした値を差動アンプ６６にて、差分を取り出す
ことにより、一方の交流磁界発生コイル４５ａの駆動電
圧レベルを可変ゲインコントロールアンプ６５に入力
し、他方の交流磁界発生コイル４５からの再生出力レベ
ルと、一方の交流磁界発生コイル４５ａからの再生出力
レベルとが等しくなるように、制御するように構成した
ものであり、図２５の第６の従来例と同様の効果があ
る。

【００３９】以上のような交流磁界発生コイル４５，４
５ａの発生磁界制御系を新たに加えたことにより、図２
０に示した第４の従来例において、交流磁界発生コイル
４５，４５ａの取付位置の調整のばらつきや、電磁誘導
レベルの経時変化，温度特性による変化等があっても、
可動ヘッドの高さ位置制御系の追従精度を維持すること
ができる。

【００４０】なお、図１３の第２の従来例から図２６の
第７の従来例においては、アナログ回路で構成した例に
ついて述べたが、録再アンプ５０，５１の出力もしく
は、バンドパスフィルタ５２，５２ａ，５３，５３ａの
出力をアナログ−ディジタル変換し、ディジタル回路や
マイクロコンピュータ内のソフトウエアによる処理で差
動、サンプルホールド、補償フィルタ処理などを行った
後、ディジタル−アナログ変換して、アクチュエータ７
をドライブする構成としてもよいことは云うまでもな
い。

【００４１】次に、上記のような磁界を発生させるため
の交流磁界発生コイル４５の構成について詳しく述べ
る。磁束密度を場所によって急激に変化させるために
は、まず、磁束を集中させることが必要となる。磁束を
集中させることが可能な例として、図１６に示すよう
に、コイル４５Ｕ，コイル４５Ｌを対向させて、互いに
反発し合うような電流を通電する方法がある。

【００４２】この場合、図１７に示すように、コイル間
の領域において、磁束が集中し、さらに、コイル磁心か
らの距離が離れると、急激に磁束が発散するために、磁
束密度は小さくなり、位置によって磁束密度が急激に変
化するので、都合がよい。

【００４３】ただし、ここで云う磁束密度の変化は、そ
の位置における磁束の本数ではなく、可動ヘッド１６の
移動方向、すなわち、回転ドラム５の回転方向に関し
て、可動ヘッド１６が検知できる方向の磁束の磁束密度
の変化をさしているのは、前述したとおりである。した
がって、交流磁界発生コイル４５の磁束の方向について
検討を行う必要がある。

【００４４】図２７は交流磁界発生コイル４５の磁界分
布を調べるための座標面を示す模式図である。この図２
７において、４５Ｕ，４５Ｌはそれぞれコイル、４５ａ
は軟鉄などの軟磁性体で形成された磁心、４６は二つの
コイル４５Ｕ，４５Ｌに通電するための交流電源であ
り、図中Ａ面は磁心４５ａの中心軸Ｌを法線に持つ面で
あり、かつ二つのコイル４５Ｕ，４５Ｌ間の中心を横切
る面である。また、Ｂ面はＡ面と平行であり、Ａ面から
の微小距離ｄ離れた面、Ｃ面はＡ面，Ｂ面と平行であ
り、Ｂ面から微小距離ｄ、Ａ面から微小距離２ｄ離れた
面である。Ｄ面は磁心４５ａの中心軸Ｌと同一方向に中
心軸を持つ半径Ｒの円筒側面の一部である。なお、Ｄ面
は回転ドラム５の側面を表し、Ｄ面と他の平面との交線
は可動ヘッドの軌跡を表すものとして考える。

【００４５】コイル４５Ｕ，４５Ｌには、実際は交流電
流を通電するのであるが、ここでは、原理説明のため、
直流電流を通電した場合を考えてみる。図２８にコイル
４５Ｕ，４５Ｌに互いに極が反発し合うように直流電流
を通電したときの各平面上の磁束をベクトル表示した模
式図を示す。なお、図中の円は磁心４５ａの断面、Ｘ−
XIの線は各面と曲面Ｄ面との交線を示す。

【００４６】この図２８において、まず、Ａ面を見る
と、磁心４５ａに近い領域においては、Ａ面上の磁束ベ
クトルの大きさは大きく、磁心４５ａから離れるにつ
れ、磁束がまわり込むため、Ａ面上の磁束ベクトルは急
激に小さくなってゆく。Ａ面からｄだけ離れたＢ面にお
いては、磁束がまわり込む効果のため、Ｂ面上の磁束ベ
クトルは磁心４５ａからある程度離れた領域で最大とな
る。Ｃ面もＢ面で述べた状態と同様であるが、磁束がま
わり込み、Ｃ面上の磁束ベクトルは次第に零に近づくた
め、ベクトルの絶対値はＢ面よりは小さくなる。

【００４７】さて、先ほど述べたように、図２８の各面
における曲線Ｘ−XIは可動ヘッド１６の軌跡を表してお
り、また、可動ヘッドが検知可能な磁束の方向は曲線Ｘ
−XI上の点の接線となる。図２８中の磁束を交流磁束と
し、曲面Ｄ面を平面に展開したものが、図２９である。
この図２９中の矢印はＤ面と各面との交線でのＤ面上の
磁束ベクトルを表す。交流磁束であるから、矢印の向き
は逆転したものが１対となっている。

【００４８】図３０は同図左側の磁束分布の場合におけ
る可動ヘッドがＡ面とＢ面とＣ面とＤ面との交線を通過
した場合の可動ヘッドの誘導起電力による出力波形であ
る。この出力波形を見てわかるように、各面において、
ピークレベルが異なる。この例では、Ｂ面のピークレベ
ルが最大となっている。換言すれば、ピークレベルは可
動ヘッドの回転ドラムの回転軸方向の変位量に依存する
非線形関数となっている。したがって、出力波形のピー
クレベルを検知することによって、可動ヘッド自身の絶
対位置を知ることができる。

【００４９】なお、可動ヘッドを位置センサとして位置
制御をかけることを考慮すると、センサ感度を高くとる
ために、ヘッド高さの変化に対する出力波形のピークレ
ベル変化率の大きい領域、図２９で云えば、Ａ面とＢ面
の間の領域もしくはＢ面とＣ面の間の領域に可動ヘッド
を固定できるように、交流磁界発生コイル４５を取り付
ければよい。

【００５０】また、いままで説明してきた磁界分布の様
子は、ある特定の交流電圧で交流磁界発生コイル４５を
駆動した場合を示したが、この磁界分布の関係は電圧振
幅値にも依存する関数となっている。そのため、この電
圧値は先ほど述べたヘッド高さ変化に対する出力波形の
ピークレベル変化率が最大になるように、調整すればよ
い。

【００５１】さらに、このように、交流磁界発生コイル
４５をドラムデッキ中に設けると、リニアオーディオヘ
ッドにノイズとして飛び込んだり、磁気テープの情報を
消去したりという悪影響を及ぼすおそれがある。そこ
で、図３１に示すように、磁界発生素子の一部を軟磁性
体４５ｓで包むことによって、磁気シールドする方法が
ある。図３２は図３１の２１−２１線の矢印方向から見
た断面図であり、このようにすれば、上記のような悪影
響は解消される。

【００５２】なお、上記の例では、交流磁界発生コイル
４５の構成を磁束を集中させるために、図１５のような
構成にした例を示したが、他に、たとえば、センサ感度
は落ちるが、図３３または図３４に示すような構成であ
ってもよい。また、上記のような可動ヘッド位置固定制
御系の構成例においては、基準位置検出にオーディオ用
固定ヘッド３７を用いたが、絶対位置を検出できるもの
であれば、その他の固定ヘッドでもよく、また、新たに
絶対位置検知用のヘッドを設けてもよい。

【００５３】以上のように上記各従来例によれば磁気テ
ープの巻き付けられていない回転ドラムと固定ドラムの
外周面に沿う位置に、交流磁界発生装置を設け、その二
つの磁界を可動ヘッドが検出した磁界情報に基づいて当
該可動ヘッドの絶対位置を制御するようにしたものであ
るから、アクチュエータのもつヒステリシス，温度特
性，経時変化などに関係なく、所定の位置に位置決めす
ることができるので、従来、固定ヘッドで記録再生して
いたトラックを可動ヘッドで記録再生することができ、
画質の向上および磁気ヘッドの必要数を少なくできる磁
気記録再生装置が得られる効果がある。

【００５４】

【発明が解決しようとする課題】従来のヘッド位置検出
装置は以上のように構成されているので、ヘッドのどこ
を検出しているのか、不明である。また、磁界を可動ヘ
ッドが検出するために、極力回転ドラムへ接近する必要
があり、さらに、検出装置の具体的構成も不明であるな
どの問題点があった。

【００５５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、具体的なヘッド位置検出ができ
るとともに、よりドラムに取り付け易い回転ドラム装置
を得ることを目的としており、また、回転ドラム装置に
適用する交流磁界発生装置を容易に取り付けることがで
きる交流磁界発生装置の取付方法を得ることを目的とし
ている。

【００５６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る回転ドラ
ム装置は、ヘッドを回転軸方向に駆動するヘッド駆動装
置を搭載した回転ドラムと、この回転ドラムを回転可能
に支持する固定ドラムと、上記両ドラムの磁気テープが
巻き付けられない外周面に沿って設けられ、上記ヘッド
による信号検出用の交流磁界を発生する交流磁界発生装
置とを有する回転ドラム装置において、上記交流磁界発
生装置は、共通軸に装着された一対のコイルと、上記共
通軸を支承し、上記固定ドラムに固定されたホルダと、
上記ホルダに設けられ、上記ホルダに対する上記共通軸
の支承位置を調整する手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

【００５７】また、この発明に係る交流磁界発生装置の
取付方法は、ヘッドを回転軸方向に駆動するヘッド駆動
装置を搭載した回転ドラムと、この回転ドラムを回転可
能に支持する固定ドラムと、上記両ドラムの磁気テープ
が巻き付けられない外周面に沿って設けられた交流磁界
発生装置とを有するものにおいて、上記交流磁界発生装
置の交流磁界を上記ヘッドで検出し、その検出値に応じ
て上記交流磁界発生装置の位置を調整するようにしたこ
とを特徴とするものである。

【００５８】

【作用】この発明の回転ドラム装置においては、固定ド
ラムで回転可能に支持された回転ドラムを駆動するとと
もに、交流磁界発生装置に交流電流を供給して、交流磁
界発生装置よりヘッド駆動手段の可動ヘッドに回転方向
に変化する交流磁界を与え、この交流磁界を可動ヘッド
が検出する。

【００５９】また、この発明の交流磁界発生装置の取付
方法は、交流磁界発生装置に交流電流を供給して交流磁
界をヘッド駆動手段の可動ヘッドに回転方向に変化する
ように与えると、可動ヘッドがこの交流磁界を検出し、
可動ヘッドの交流磁界の検出信号が最高点になったとき
に、固定手段により交流磁界発生装置の高さ方向の位置
を固定する。

【００６０】

【実施例】実施例１． 以下、この一実施例を図面に基づき説明する。図１はそ
の一実施例による回転ドラム装置の構成を示す斜視図で
ある。この図１において、１は固定ドラムであり、この
固定ドラム１上に回転ドラム５が回転可能に支持されて
おり、この回転ドラム５の軸方向に可動ヘッド１６がヘ
ッド駆動手段としてのアクチュエータ７により移動可能
になっている。この可動ヘッド１６に回転方向に変化す
る交流磁界を与えるように、交流磁界発生装置としての
コイル４５ａ，４５ｂが固定ドラム１，回転ドラム５の
外周面側において、図示しない磁気テープが巻き付けら
れない外周面に沿う位置に配置されている。

【００６１】このコイル４５ａ，４５ｂでコイル４５を
構成しており、コイル４５ａ，４５ｂは固定ドラム１，
回転ドラム５の外周面に対応するように弧状に形成され
たホルダ１００に支持されている。図２はこのホルダ１
００を図１の反対側、すなわち、固定ドラム１，回転ド
ラム５の軸心から外周面方向に見た図である。この図２
より明らかなように、コイル４５ａ，４５ｂの中心軸４
５Ａ，４５Ｂの下端はそれぞれ板ばね１０２ａ，１０２
ｂで支えられている。板ばね１０２ａ，１０２ｂはホル
ダ１００に支持されている。

【００６２】コイル４５ａ，４５ｂの中心軸４５Ａ，４
５Ｂの上部はそれぞれねじ１０１で板ばね１０２ａ，１
０２ｂの弾力に抗して押し付けられている。これらの板
ばね１０２ａ，１０２ｂとねじ１０１および後述するね
じ１０１ａとにより位置調整手段を構成している。図３
は図２のコイル４５ａの部分の断面図である。この図３
からも明らかなように、中心軸４５Ａ，４５Ｂ（図３で
は、中心軸４５Ａのみ図示）の両端がホルダ１００内に
挿入されており、下端は上述したように、板ばね１０２
ａの上面を押圧し、上端はホルダ１００内の溝１００ａ
に挿入された状態で、ねじ１０１の下端に押圧されるよ
うになっている。このねじ１０１はホルダ１００の溝１
００ａ内に刻設されたねじ溝に螺合されている。

【００６３】さらに、ホルダ１００の下端面近傍におい
て、中心軸４５Ａに対して直角方向に形成されたねじ溝
１００ｂにねじ１０１ａが螺合されている。このねじ１
０１ａの先端は中心軸４５Ａの下端近傍を押圧するよう
になっている。ねじ１０１ａを締め付ける方向に回すこ
とにより、中心軸４５Ａがホルダ１００に固定され、ひ
いては、コイル４５ａがホルダ１００に位置決めされる
ようになっている。

【００６４】次に、動作について説明する。まず、固定
ドラム１を基準にして、アクチュエータ７によって駆動
される可動ヘッド１６を規定位置に合わせる。その後、
回転ドラム５を回転させ、コイル４５ａ，４５ｂに交流
電流を供給する。これにより、交流磁界発生手段として
のコイル４５ａ，４５ｂから可動ヘッド１６に回転方向
に変化する交流磁界を与える。

【００６５】また、ねじ１０１により、コイル４５ａ，
４５ｂの中心軸４５Ａ，４５Ｂの押圧力を調整して、コ
イル４５ａ，４５ｂの高さを調整する。このとき、コイ
ル４５ａ，４５ｂから可動ヘッド１６に与える交流磁界
の強さを可動ヘッド１６が検出し、その検出信号の振幅
が図１２で示した最高点ｍに達したとき、ねじ１０１ａ
を調節して、コイル４５ａ，４５ｂの中心軸４５Ａ，４
５Ｂの位置を固定する。

【００６６】実施例２． なお、上記第１の実施例では、コイル４５ａ，４５ｂの
高さ調整には、ねじ１０１を用いたが、図５に示すよう
に、コイル４５ａ，４５ｂ（図５では、コイル４５ａを
代表して示している）の中心軸４５Ａの上下の両端近傍
にねじ溝４５Ａ１，４５Ａ２が刻設されており、このね
じ溝４５Ａ１，４５Ａ２を図４の断面図で示すように、
ホルダ１００の溝１００ａ，１００ｃに刻設したねじ溝
に螺合させ、コイル４５ａ，４５ｂを回転させることに
より、コイル４５ａ，４５ｂとともに中心軸４５Ａ，４
５Ｂがホルダ１００の溝１００ａ，１００ｃ内を上下動
して、コイル４５ａ，４５ｂの高さを調整するようにし
てもよい。

【００６７】この場合、コイル配線が回転の妨げとなら
ないように、図６に示すように、コイル４５ａ（コイル
４５ｂも同じ）の中心軸４５Ａの外周に回転可能なコイ
ルシリンダ４５Ｃを設けてもよい。

【００６８】実施例３．コイル４５の磁束を集中させ、
可動ヘッド１６から距離を離しても、配置可能なよう
に、図７に示すように、中心軸４５Ａに、コイル４５ａ
を構成する上側のコイル４５Ｕと下側のコイル４５Ｌと
の間に磁性体円盤４５Ｄを設けてもよい。

【００６９】実施例４．図８，図９は第４の実施例の構
成を示す図であり、図８は断面図で、図９は斜視図であ
る。この図８，図９の両図において、上記各実施例のよ
うに、コイル４５ａ，４５ｂを構成するコイル４５Ｕ，
コイル４５Ｌのように、高さ方向に２個配置する代わり
に、環状磁性体２０１に二つのコイル４５を巻き、この
二つのコイル４５間において、磁性体円盤４５Ｄ１，４
５Ｄ２を設けてもよい。調整に際しては、全体の高さを
調整、あるいは磁性体円盤４５Ｄ１、４５Ｄ２の位置調
整をするようにしてもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、この発明の回転ドラム装
置によれば、ヘッドを回転軸方向に駆動するヘッド駆動
装置を搭載した回転ドラムと、この回転ドラムを回転可
能に支持する固定ドラムと、上記両ドラムの磁気テープ
が巻き付けられない外周面に沿って設けられ、上記ヘッ
ドによる信号検出用の交流磁界を発生する交流磁界発生
装置とを有する回転ドラム装置において、上記交流磁界
発生装置は、共通軸に装着された一対のコイルと、上記
共通軸を支承し、上記固定ドラムに固定されたホルダ
と、上記ホルダに設けられ、上記ホルダに対する上記共
通軸の支承位置を調整する手段とを備えているので、交
流磁界発生装置と可動ヘツドとの位置関係を明確にでき
るとともに、交流磁界発生装置の固定ドラムおよび回転
ドラムへの対応配置が行い易いという効果がある。

【００７１】また、この発明の交流磁界発生装置の取付
方法によれば、交流磁界発生装置の交流磁界を可動ヘッ
ドで検出し、その検出値に応じて交流磁界発生装置の位
置を調整あるいは固定するようにしたので、ヘッドギャ
ップがどこかと云ったようなヘッドの具体的検出位置が
不明確でも交流磁界発生装置の取り付けが行い易くなる
と云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による回転ドラム装置
の構成を示す斜視図である。

【図２】同上実施例における固定ドラムと回転ドラムの
外周面側から見たコイル取付部分の正面斜視図である。

【図３】同上実施例におけるコイルの部分の断面図であ
る。

【図４】この発明の第２の実施例におけるコイルとその
位置調整および固定手段の構成を示す断面図である。

【図５】同上第２の実施例におけるコイルと中心軸を示
す斜視図である。

【図６】同上第２の実施例におけるコイルの中心軸の他
の実施例を示す断面図である。

【図７】この発明の第３の実施例による回転ドラム装置
におけるコイルと中心軸を示す斜視図である。

【図８】この発明の第４の実施例による回転ドラム装置
におけるコイルの部分の構成を示す断面図である。

【図９】同上第４の実施例におけるコイルの部分の構成
を示す斜視図である。

【図１０】従来のヘッド位置検出装置の第１の例を示す
ブロック図である。

【図１１】従来の第１のヘッド位置検出装置における交
流磁界発生装置の配設位置関係を示す斜視図である。

【図１２】従来の第１のヘッド位置検出装置における可
動ヘッドの高さ位置に対する二つの検出信号成分Ｓ，Ｔ
のレベル変化を示す説明図である。

【図１３】従来の第２のヘッド位置検出装置の構成を示
すブロック図である。

【図１４】従来の第２のヘッド位置検出装置におけるヘ
ッド段差と差動アンプの出力電圧との関係を示す説明図
である。

【図１５】従来の第２のヘッド位置検出装置における交
流磁界発生コイルの構成を示す断面図である。

【図１６】図１５の交流磁界発生コイルと駆動源との接
続関係と磁束の関係を示す説明図である。

【図１７】図１５の交流磁界発生コイルの磁界分布を示
す説明図である。

【図１８】従来の第３のヘッド位置検出装置の構成を示
すブロック図である。

【図１９】図１８の円Ａの拡大図である。

【図２０】従来の第４のヘッド位置検出装置の構成を示
すブロック図である。

【図２１】従来の第４のヘッド位置検出装置におけるオ
ーディオヘッドと可動ヘッドの検出信号の波形図であ
る。

【図２２】従来の第５のヘッド位置検出装置の構成を示
すブロック図である。

【図２３】従来の第５のヘッド位置検出装置における同
期検波回路の出力波形図である。

【図２４】従来の第５のヘッド位置検出装置に採用でき
る回転ドラム上の磁気ヘッドの配設例を示す説明図であ
る。

【図２５】従来の第６のヘッド位置検出装置の構成を示
すブロック図である。

【図２６】従来の第７のヘッド位置検出装置の構成を示
すブロック図である。

【図２７】図１５の交流磁界発生コイルの磁界分布を調
べるための座標面を示す模式図である。

【図２８】図１５の交流磁界発生コイルの二つのコイル
に極が反発し合う直流電流を通電したときの各平面上の
磁束をベクトル表示した模式図である。

【図２９】図２８中の磁束を交流磁束とし、曲面Ｄ面を
平面に展開した模式図である。

【図３０】図２９の左側の磁束分布の場合における可動
ヘッドがＡ面，Ｂ面，Ｃ面，Ｄ面との交線を通過する場
合の可動ヘッドの誘導起電力による出力波形図である。

【図３１】従来のヘッド位置検出装置における交流磁界
発生コイルの他の例を示す斜視図である。

【図３２】図３１の矢印２１−２１線に沿って切断して
示す断面図である。

【図３３】従来のヘッド位置検出装置における交流磁界
発生コイルの別の例を示す断面図である。

【図３４】従来のヘッド位置検出装置における交流磁界
発生コイルのさらに別の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 固定ドラム ５ 回転ドラム ７ アクチュエータ １６ 可動ヘッド ４５ 交流磁界発生コイル ４５ａ コイル ４５ｂ コイル ４５Ａ 中心軸 ４５Ａ１ ねじ溝 ４５Ａ２ ねじ溝 ４５Ｂ 中心軸 ４５Ｃ コイルシリンダ ４５Ｄ 磁性体円盤 ４５Ｄ１ 磁性体円盤 ４５Ｄ２ 磁性体円盤 ４５Ｌ コイル ４５Ｕ コイル １００ ホルダ １００ａ 溝 １００ｂ 溝 １００ｃ 溝 １０１ ねじ １０１ａ ねじ ２０１ 環状磁性体

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッドを回転軸方向に駆動するヘッド駆
   動装置を搭載した回転ドラムと、この回転ドラムを回転
   可能に支持する固定ドラムと、上記両ドラムの磁気テー
   プが巻き付けられない外周面に沿って設けられ、上記ヘ
   ッドによる信号検出用の交流磁界を発生する交流磁界発
   生装置とを有する回転ドラム装置において、上記交流磁
   界発生装置は、共通軸に装着された一対のコイルと、上
   記共通軸を支承し、上記固定ドラムに固定されたホルダ
   と、上記ホルダに設けられ、上記ホルダに対する上記共
   通軸の支承位置を調整する手段とを備えたことを特徴と
   する回転ドラム装置。
2. 【請求項２】 交流磁界発生装置の２つのコイル間に磁
   性体を介在させたことを特徴とする請求項１記載の回転
   ドラム装置。
3. 【請求項３】 交流磁界発生装置の共通軸は環状に形成
   され、一対のコイルは環状の共通軸に離隔して装着され
   ると共に、コイル間に磁性体を位置調整可能に設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の回転ドラム装置。
4. 【請求項４】 ヘッドを回転軸方向に駆動するヘッド駆
   動装置を搭載した回転ドラムと、この回転ドラムを回転
   可能に支持する固定ドラムと、上記両ドラムの磁気テー
   プが巻き付けられない外周面に沿って設けられた交流磁
   界発生装置とを有するものにおいて、上記交流磁界発生
   装置の交流磁界を上記ヘッドで検出し、その検出値に応
   じて上記交流磁界発生装置の位置を調整するようにした
   ことを特徴とする回転ドラム装置における交流磁界発生
   装置の取付方法。