JP3135752B2

JP3135752B2 - 回転ヘッドシリンダー

Info

Publication number: JP3135752B2
Application number: JP05189513A
Authority: JP
Inventors: 敏彰田渕
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH0744952A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヘリカルスキャン方
式の磁気記録再生装置、すなわちビデオテープレコーダ
ーやＲ−ＤＡＴなどにおける回転ヘッドシリンダーに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヘリカルスキャン方式のビデオテープレ
コーダーにおいては外周面に複数個の磁気ヘッドを有す
る回転シリンダと磁気テープをヘリカルに巻き付けるた
めのリード溝を有する固定シリンダが同軸上に配置さ
れ、回転シリンダの回転により記録再生を行っている。

【０００３】ところで、磁気記録再生装置のテープ状記
録媒体である磁気テープの回転シリンダへの巻き始めと
なる磁気テープに対する磁気ヘッドの突入側、および磁
気テープの回転シリンダからの巻き終わりとなる磁気テ
ープに対する磁気ヘッドの離脱側において、テープ振動
が発生することが観測されている。特にカメラ一体形Ｖ
ＴＲのように磁気ヘッドを回転シリンダの外周上に９０
度ずつずらして４個配置し、さらに磁気テープを回転シ
リンダに２７０度以上巻き付けるものについては、テー
プ振動が再生画面にジッターとして現れ易く画質劣化等
の課題が生じている。

【０００４】このような課題に対して、その発生原理や
対策については月刊誌「テレビ技術」’８７年５月号に
詳細に記載されている。また、例えば特開平１−２１３
８５６号公報などにも具体的な対策が公開されている。
すなわち磁気テープの磁気ヘッドへの接触部においては
面圧が高くなっており、磁気ヘッドは磁気テープから急
激に離脱していくために、磁気ヘッドを取り除かれた磁
気テープは激しく振動することになる。この振動を防止
するために、５０μｍ程度の突起を設けて磁気テープの
離脱面での磁気ヘッドに加わる面圧を低下させることに
より、磁気テープの磁気ヘッドへの不要な巻き付けを防
止し、磁気ヘッドと磁気テープのスムースな離脱により
テープ振動を防止するようにしている。

【０００５】つぎに磁気ヘッドの突入側におけるテープ
振動の発生原理を簡単に説明する。すなわち、図２を参
照して回転シリンダ１の周方向を４当分した外周面に磁
気ヘッド２が複数個配置されている。この回転シリンダ
１に磁気テープ３が巻き付けられて走行するが、この時
回転シリンダ１は矢印方向に回転され、各磁気ヘッド２
が位置Ｐから位置Ｑまで走行する２７０度の角度範囲で
記録再生されるものとする。この角度は有効な映像信号
や音声信号が記録される有効巻付角度である。また、磁
気テープ３は磁気ヘッド２の突入側および離脱側ともオ
ーバーラップ角度αだけ余分に巻き付けられている。い
わゆるオーバーラップ部と呼ばれており、記録再生のた
めの磁気ヘッドの切り換えでいわゆるヘッドスイッチン
グを行うために確保し、映像信号や音声信号そのものを
記録再生する以外の余分な走査範囲である。

【０００６】いま、磁気ヘッド２が再生動作しているも
のとして位置Ｐからオーバーラップ角度αだけ前の時に
磁気ヘッド２が磁気テープ３に衝突する。この際、衝突
時の衝撃で磁気テープ３が振動し、これが離脱時と同様
にジッターとして再生画面上に表れる。これらの課題点
の対策として、例えば特開平１−１４３０５６号公報に
詳細に記述されている。この公報によると回転シリンダ
を回転させて走査する角度範囲よりも所定の角度だけ巻
き付けられた角度範囲の内、磁気ヘッドの突入する側の
磁気テープ接触部に、磁気テープの径より回転シリンダ
の外周面から磁気ヘッドの突出している寸法と同程度だ
け径が大きく、かつリードに接触する段差部を形成し、
段差部の磁気テープに接触する部分を磁気テープを径方
向に偏奇させる突起としたものである。さらにこの突起
を形成するため、磁気テープの接触部を所定の径にし、
且つリードを形成するための切削加工時に磁気ヘッドが
突入する側の磁気テープを余分に巻き付けた範囲で、切
削加工の傾斜角度を磁気テープの下端が通過する境界線
に対して大とすることにより突起に対応する部分を残存
させ、この部分の突出量が適切になるように加工してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例は、次のような課題が挙げられる。すなわち、微小
突起の形成方法は詳述されているものの、微小突起とテ
ープ振動の関連は明確にされていなく、また微小突起の
配設位置の明確な記述はなく、特にテープ入り側とテー
プ出側に同時に微小突起が配設された場合の微小突起相
互作用はほとんどこれまで触れられていない。さらに、
微小突起の配設位置とオーバーラップ量および磁気テー
プの巻付角度との関連も不明であり、テープ振動の発生
原因とともに合理的な説明がされていなく、従って微小
突起の効果も満足されるものではない。

【０００８】したがって、この発明の目的は、簡単な構
成によりジッターを減少することができる回転ヘッドシ
リンダーを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の回転ヘッドシ
リンダーは、外周面に複数個の回転ヘッドを有する回転
シリンダと、この回転シリンダにテープ状記録媒体をヘ
リカルに案内するリード溝を有して前記回転シリンダに
同軸に固定された固定シリンダと、前記テープ状記録媒
体の前記固定シリンダの巻き始めの位置に設けられて前
記テープ状記録媒体を摺接させるジッター防止用の第１
の微小突起と、前記テープ状記録媒体の前記固定シリン
ダの巻き終わりの位置に設けられて前記テープ状記録媒
体を摺接させるジッター防止用の第２の微小突起とを備
え、前記第１の微小突起および前記第２の微小突起の突
出量は前記第１の微小突起＞前記第２の微小突起＞５０
ミクロンの寸法関係とし、前記テープ状記録媒体の巻き
始めから巻き終わりに至る巻付角度は、前記回転シリン
ダの前記回転ヘッドで記録再生される有効巻付角度の両
側にオーバーラップ角度を含む角度であり、しかも前記
テープ状記録媒体の巻き始め側のオーバーラップ角度が
巻き終わり側のオーバーラップ角度よりも大きく、巻き
始め側のオーバーラップ角度は少なくとも３Ｈ（水平同
期信号）以上となるように、前記第１の微小突起および
前記第２の微小突起を位置決めしたことを特徴とするも
のである。

【００１０】

【作用】この発明の回転ヘッドシリンダーによれば、回
転シリンダを回転しテープ状記録媒体を走行させると、
回転ヘッドを通して記録や再生が行われる。この場合、
テープ状記録媒体の巻き始めから巻き終わりに至る巻付
角度は、回転シリンダの回転ヘッドで記録再生される有
効巻付角度の両側にオーバーラップ角度を含む角度であ
るため、オーバーラップ角度がないものと比較して安定
動作が得やすく、しかもテープ状記録媒体の巻き始め側
のオーバーラップ角度が巻き終わり側のオーバーラップ
角度よりも大きくなるように、第１の微小突起および第
２の微小突起を位置決めしたため、従来よりもオーバー
ラップ量を減少できるのでジッターを低減でき、しかも
振動音を低減できる。また固定シリンダに微小突起を設
けるという極めて単純な構成であるため、切削加工や塑
性加工で容易に加工できるのでシリンダの製造コストの
上昇にはならず量産性にも優れる。

【００１１】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図９により
説明する。すなわち、この回転ヘッドシリンダーは、図
１に示すように回転シリンダ１と、固定シリンダ１１と
を有する。回転シリンダ１は、外周面に複数個の回転ヘ
ッドである磁気ヘッド２を有する。

【００１２】固定シリンダ１１は、回転シリンダ１にテ
ープ状記録媒体である磁気テープ３をヘリカルに案内す
るリード溝１２（図５）を有して回転シリンダ１に同軸
に固定されている。この固定シリンダ１１は磁気テープ
３を摺接させるジッター防止用の第１の微小突起１３を
固定シリンダ１１の巻き始めの位置に設け、ジッター防
止用の第２の微小突起１４を磁気テープ３の固定シリン
ダ１１の巻き終わりの位置に設けている。

【００１３】しかも、磁気テープ３の巻き始めから巻き
終わりに至る巻付角度は、回転シリンダ１の磁気ヘッド
２で記録再生される有効巻付角度θ₀の両側にオーバー
ラップ角度θ₁，θ₂を含む角度となるように少なくと
も一対のテープガイド４，５により案内されている。そ
して、磁気テープ３の巻き始め側のオーバーラップ角度
θ₁が巻き終わり側のオーバーラップ角度θ₂よりも大
きくすなわち、θ₁＞θ₂＞０となるように、第１の微
小突起１３および第２の微小突起１４を位置決めしてい
る。

【００１４】以下、詳細に説明する。まず図２は前述の
ようにヘッドインパクトによるテープ振動の発生原理の
説明図を示す。ヘリカルスキャン方式のビデオテープレ
コーダーにおいては図２に示すように回転シリンダ１の
周方向を４当分した外周面に磁気ヘッド２が複数個配置
されている。この回転シリンダ１に磁気テープ３が巻き
付けられて走行するが、この時、回転シリンダ１は矢印
方向に回転され、各磁気ヘッド２が位置Ｐから位置Ｑま
で走行する２７０度の角度範囲で記録再生されるものと
する。また、磁気テープ３は磁気ヘッド２の突入側およ
び離脱側ともオーバーラップ角度αだけ余分に巻き付け
られている。いわゆるオーバーラップ範囲と呼ばれてお
り、記録再生のための磁気ヘッド切り換えでいわゆるヘ
ッドスイッチングを行うために確保し、映像信号そのも
のを記録再生する以外の余分な走査範囲である。供給側
テープガイド４および巻取り側テープガイド５は磁気テ
ープ３を回転シリンダ１にヘリカルに供給および巻取る
ための案内部材である。今、磁気ヘッド２が再生動作し
ているものとして位置Ｑからオーバーラップ角度αだけ
磁気テープを走査したとき磁気ヘッド２ａが磁気テープ
と離脱する。この際、離脱時に磁気テープ３が振動し、
これがジッターとして再生画面上に表れる。

【００１５】すなわち、磁気テープ３の磁気ヘッド２ａ
への接触部においては面圧が高くなっており、磁気ヘッ
ド２ａは磁気テープ３から急激に離脱していくために、
磁気ヘッド２ａを取り除かれた磁気テープ３は激しく振
動することになり、離脱側テープ振動６となる。また磁
気ヘッドが磁気テープへ突入する場合は位置Ｐからオー
バーラップ角度αだけ前に磁気テープ３を走査したとき
磁気ヘッド２ｂが磁気テープ３に衝突する。この際、衝
突時の衝撃で磁気テープ３が振動し、突入側テープ振動
７となる。これが上述の離脱時と同様にジッターとして
再生画面上に表れる。

【００１６】図３は、図２で説明した再生画面を表現し
た説明図を示すが、回転シリンダ構成では回転シリンダ
１に図２に示す４個の磁気ヘッド２ａ、２ｂ，２ｃ，２
ｄが９０度分割で配置されているのでＴＶモニタ８の再
生画面９では上述の離脱側テープ振動６および突入側テ
ープ振動７が再生ジッターとなり、いわゆる縦ライン歪
１０が発生する。これは磁気ヘッド２の配列では１走査
期間に２回の離脱および突入があり、これらの各テープ
振動が合成され、再生ジッターとしては再生画面９をほ
ぼ縦方向の長さＬに対して３分割した位置（１／３）Ｌ
に発生することになる。

【００１７】図４は、従来の微小突起でのジッター時間
軸波形を示す。図４でＣ部およびＤ部が再生画面９にお
ける縦ライン歪１０に相当するところで”叩きジッタ
ー”および”ヘッドインパクト”とも呼ばれている。こ
の振動を防止するために５０μｍ〜１００μｍ程度の突
起をテープ離脱およびテープ突入付近に設けてテープ振
動を防止するようにしている例が前記した特許公報など
に公開されている。

【００１８】図５は、回転ヘッドシリンダの斜視図を示
す。回転シリンダ１には複数個の磁気ヘッド２が配置さ
れ、磁気テープ３をヘリカルに巻き付けるための固定シ
リンダ１１が回転シリンダ１と同軸状に配置されてい
る。なお、回転シリンダ１は図示しない回転駆動モータ
で外部から回転駆動されている。固定シリンダ１１には
ヘリカルに磁気テープ３を走行させるためのリード溝１
２が形成されている。また、上記固定シリンダー１１に
は磁気テープ３の巻き始め側となる入側に第１の微小突
起１３が磁気テープ３の上端部に対応して設けられてい
る。

【００１９】一方、磁気テープ３の巻き終わりとなる出
側には第２の微小突起１４が磁気テープ３の下端に対応
して設けられている。第１の微小突起１３および第２の
微小突起１４の位置は記録走査範囲以外のオーバーラッ
プ部分に設けられるのが通常である。また第１の微小突
起１３および第２の微小突起１４の固定シリンダ１１の
外周面からの高さは例えば第１の微小突起１３では６０
μｍ程度で、第２の微小突起１４では５０μｍ程度であ
る。

【００２０】図６は、図４のジッター波形に付いての発
生概念図を示す。図６（ａ）は回転シリンダ１に磁気ヘ
ッド２が１個搭載された場合のテープ走行を測定した縦
振動波形を示す。点Ａは磁気ヘッド２が磁気テープ３へ
突入する点であり、点Ｂは磁気ヘッド２が磁気テープ３
と離脱する点である。この時には磁気ヘッド２が矢印方
向に回転すると同図（ｂ）のように離脱側ではテープ速
度がマイナスに、突入側ではテープ速度がプラスになる
ことが観測されている。このとき磁気テープ３は有効巻
き付け角よりも余分にオーバラップ角度α巻き付けられ
ているのでテープ速度波形は離脱側では９０度位置より
も遅れた位相になり突入側ではやや進んだ位相となる。
一方、図６（ｃ）は実際の回転シリンダ１と同様の磁気
ヘッド２が４個搭載された相互に９０度の配置角度を有
した回転シリンダ１でのテープ速度波形を示す。この場
合には図６（ａ）の孤立波形が磁気ヘッド２の搭載個数
だけ重ね合わされた波形となる。例えば、磁気ヘッド２
ｃが磁気テープ３から離脱位置の点Ｂにきた場合には図
６（ｄ）のように速度波形はＢｃの破線波形となり、ほ
ぼ同時に磁気ヘッド２ｄが突入し、Ａｄの破線波形とな
る。この時に両者の波形は重ね合わされるために実線の
波形となると考えられる。その他の磁気ヘッド２ａ，２
ｂについても同様であり、磁気ヘッド２の回転に伴い、
全体として巻付角度に応じて図６（ｄ）のように離脱お
よび突入の孤立波形の合成が行われることになる。すな
わち、突入側と離脱側の単独振動の相互作用で実際のジ
ッター波形が形成されると考えられる。

【００２１】図７は、図６で説明した内容を実験的に測
定した結果を示し、同図（ａ）は磁気ヘッド２が１個で
の孤立波形、同図（ｂ）は孤立波形を合成した波形、お
よび同図（ｃ）は実際のジッター波形を示す。なお、縦
振動とはテープ走行方向の振動を表し、ジッター波形と
の合致を行うためテープ進行方向をプラスにテープ走行
と逆方向をマイナスに符号化している。図７（ａ）と図
７（ｂ）および図７（ｃ）の波形は極めて類似しており
位相的にも合致が見られ図６でのジッター波形解析およ
び推論は有効であることがわかる。

【００２２】しかしながら、図６での説明でわかるよう
に磁気テープ３の磁気ヘッド２の突入および離脱のタイ
ミングがジッターに大きく影響を与えるため、そのタイ
ミングを決定する要因となる微小突起の配設位置が重要
となる。図８（ａ）は突入側の第１の微小突起１３の配
設位置をずらした場合のオーバーラップ量と縦振動振幅
を示し、図８（ｂ）は離脱側の第２の微小突起１４の配
設位置をずらした場合のオーバーラップ量と縦振動振幅
を示す。これらによるといずれも凹曲線となり、前記の
説明でも分かるように突入と離脱の振動位相が関係して
いることが確認された。さらに、現実的なオーバーラッ
プ量の範囲、すなわちプラス側のオーバーラップ量を確
保し、かつ縦振動振幅を減少させ、ジッターを低減する
には図８からオーバーラップ量を少なくさせれば良いこ
とがわかる。

【００２３】そこで、図１において前記したように、磁
気ヘッド２は回転シリンダ１に所定角度に複数配設され
るとともに、固定シリンダ１１の磁気テープ３の巻き始
め側に第１の微小突起１３を配設し磁気テープ３の巻き
終わり側に第２の微小突起１４を配設した場合、オーバ
ーラップ量を減少させれば叩きジッターは低減されるこ
とがわかっているので理想的には図１の第１の微小突起
１３および第２の微小突起１４の配設位置となるオーバ
ーラップ角度θ₁，θ₂をほぼゼロとすれば良いが、記
録フォーマット上からの制限や装置ばらつきの吸収から
少なくとも３Ｈ以上のオーバーラップ量は確保する必要
がある。従来では微小突起配設角度をほぼ同等に設定し
ている例が多く、すなわちオーバーラップ量は離脱側も
突入側も同等量を確保している例が多い。また前記した
ように微小突起配設位置の分析および解析を行い、配設
角度を最適に設定していることも公開されてはいない。
さらに、オーバーラップ量の設定で記録フォーマットか
ら突入側の記録データとして同期信号などの信号処理に
必要な重要なデータが書き込まれることや、磁気ヘッド
２と磁気テープ３のヘッドタッチも磁気ヘッド２の突入
側が不安定であることから突入側のオーバーラップ量は
できるだけ信号処理の面から多い方が安定動作が得られ
る。一方、磁気テープ３の離脱側ではヘッドスイッチン
グ処理などの確保のためであり磁気ヘッド２の突入側に
比較すれば重要度は低い。このため第１の微小突起１３
および第２の微小突起１４の配設位置としては、磁気ヘ
ッド２の突入側の方が離脱側よりも大きなオーバーラッ
プ角度で良く、図１に示すようにオーバーラップ角度θ
₁，θ₂として、θ₁＞θ₂＞０を満足させるような配
設角度で良い。このような第１の微小突起１３および第
２の微小突起１４の配設で磁気テープ３の入り側および
出側でのオーバーラップ量を確保しながら、かつジッタ
ーを低減することが可能となる。

【００２４】図９は、この実施例での第１の微小突起１
３および第２の微小突起１４の配設におけるジッター波
形を示すが、図４の従来のジッター波形と比べ叩きジッ
ターの低減が行われていることがわかる。

【００２５】

【発明の効果】この発明の回転ヘッドシリンダーによれ
ば、テープ状記録媒体の巻き始めから巻き終わりに至る
巻付角度は、回転シリンダの回転ヘッドで記録再生され
る有効巻付角度の両側にオーバーラップ角度を含む角度
であるため、オーバーラップ角度がないものと比較して
安定動作が得やすく、しかもテープ状記録媒体の巻き始
め側のオーバーラップ角度が巻き終わり側のオーバーラ
ップ角度よりも大きくなるように、第１の微小突起およ
び第２の微小突起を位置決めしたため、従来よりもオー
バーラップ量を減少できるのでジッターを低減でき、し
かも振動音を低減できる。また固定シリンダに微小突起
を設けるという極めて単純な構成であるため、切削加工
や塑性加工で容易に加工できるのでシリンダの製造コス
トの上昇にはならず量産性にも優れるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の回転ヘッドシリンダーを
示す平面図である。

【図２】磁気テープのジッターの説明のための回転ヘッ
ドシリンダーの平面図である。

【図３】ジッターと再生画像および縦ライン歪の関係を
示す説明図である。

【図４】従来例の微小突起の配設でのジッター波形図で
ある。

【図５】この実施例の回転ヘッドシリンダーを示す斜視
図である。

【図６】１ヘッド（ａ）および４ヘッド（ｂ）での縦振
動波形の説明図である。

【図７】１ヘッドの縦振動波形（ａ）、合成波形（ｂ）
およびジッター波形（ｃ）の波形図である。

【図８】磁気テープの巻き始め側（ａ）および巻き終わ
り側（ｂ）における合成波形でのオーバーラップ量と縦
振動振幅の関係図である。

【図９】この実施例のジッター波形図である。

【符号の説明】

１回転シリンダ２回転ヘッドである磁気ヘッド３テープ状記録媒体である磁気テープ１３第１の微小突起１４第２の微小突起 θ₀ 有効巻付角度 θ₁，θ₂ オーバーラップ角度

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に複数個の回転ヘッドを有する回
転シリンダと、この回転シリンダにテープ状記録媒体を
ヘリカルに案内するリード溝を有して前記回転シリンダ
に同軸に固定された固定シリンダと、前記テープ状記録
媒体の前記固定シリンダの巻き始めの位置に設けられて
前記テープ状記録媒体を摺接させるジッター防止用の第
１の微小突起と、前記テープ状記録媒体の前記固定シリ
ンダの巻き終わりの位置に設けられて前記テープ状記録
媒体を摺接させるジッター防止用の第２の微小突起とを
備え、前記第１の微小突起および前記第２の微小突起の
突出量は前記第１の微小突起＞前記第２の微小突起＞５
０ミクロンの寸法関係とし、前記テープ状記録媒体の巻
き始めから巻き終わりに至る巻付角度は、前記回転シリ
ンダの前記回転ヘッドで記録再生される有効巻付角度の
両側にオーバーラップ角度を含む角度であり、しかも前
記テープ状記録媒体の巻き始め側のオーバーラップ角度
が巻き終わり側のオーバーラップ角度よりも大きく、巻
き始め側のオーバーラップ角度は少なくとも３Ｈ（水平
同期信号）以上となるように、前記第１の微小突起およ
び前記第２の微小突起を位置決めしたことを特徴とする
回転ヘッドシリンダー。