JP4143914B2

JP4143914B2 - 回転式ヘッド装置及び記録再生装置

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Publication number: JP4143914B2
Application number: JP2003023101A
Authority: JP
Inventors: 康俊井上; 博昭肥田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: JP2004234771A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転式ヘッド装置及びこれを用いた記録再生装置において、記録信号と再生信号との完全な系統分離を実現し、機械的寸法精度を高めるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気テープ等のテープ状記録媒体に情報を記録し又は記録した情報を再生する記録再生装置（回転走査式磁気記録再生装置）においては、磁気ヘッドやロータリートランスを備えた回転式ヘッド装置（所謂回転ドラム装置）が用いられる。そして、記録信号や再生信号の伝送には、ヘッドに接続されたロータリートランスを用いて行われるが、複数のロータリートランスを用いた各別の伝送経路を確保して記録信号と再生信号の系統を分離した構造を採用することで、記録系と再生系との間のクロストーク等を防止し、充分なアイソレーションを講じることができる。
【０００３】
このようなヘッド装置には下記に示す２種類のタイプが知られている。
【０００４】
（Ａ）ベアリング軸がステータ部に固定された形態（所謂ベアリング軸固定タイプ）
（Ｂ）ベアリング軸がロータ部とともに回転する形態（所謂ベアリング軸回転タイプ）。
【０００５】
上記（Ａ）の形態において、例えば、ダイレクトベアリングを用いるとともに上ドラムを回転ドラムとし、下ドラムを固定ドラムとした構成では、ベアリング軸が下ドラムに固定される（例えば、特許文献１参照。）。この場合、記録信号伝送用と再生信号伝送用のロータリートランスがベアリング軸方向においてそれぞれ別個に設けられた構成とされ、両者が所定の距離をおいて配置される。
【０００６】
また、上記（Ｂ）の形態ではベアリング軸が回転ドラムとともに回転するが、その際、記録信号系統と再生信号系統との分離構造を満たすための構成として、下記に示す例が知られている。
【０００７】
（Ｂ−１）ダイレクトベアリング及び別の軸受を用いて共軸の構成とし、ダイレクトベアリングの外輪を固定ドラムに支持する形態。例えば、回転ドラムとの間に再生側ロータリートランスが設けられる第一の固定部（固定ドラム）にダイレクトベアリングを使用し、記録側ロータリートランスが設けられる第二の固定部には別の軸受を設けてダイレクトベアリングの軸部分を支持する軸受構成等が挙げられる。
【０００８】
（Ｂ−２）上記（Ｂ−１）の軸受の代替手段として上記第二の固定部を支える支持部品（支柱など）を設け、該固定部を吊り下げ状態（オーバーアングル）で支持する構成形態（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−９２８０１号公報（図２乃至図８）
【特許文献２】
特開平５−２７４６０３号公報（図５）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、ベアリング軸の支持強度や寸法精度、振動や落下衝撃の対策等に関して、下記のような種々の問題がある。
【００１２】
例えば、上記（Ｂ−２）では、テープラップ角度が大きく、例えば、角度値が１８０度以上の場合には、片持ち状態で固定部が支持部品に支持されるため、振動や落下衝撃等に対して構造的に弱く、また、回転軸方向における高さ精度や回転ドラムの振れ精度等の機械的寸法精度を保持するのが難しい。
【００１３】
尚、それぞれの構成において、設計上個別の対策を講じることは勿論可能であるが、そのために構成が複雑化したり大幅な構成の変更を余儀なくされたのでは設計上の負担が増し、またコスト上昇の原因にもなる。
【００１４】
そこで、本発明は、記録と再生の各信号系統を電気的に分離する構造とされた回転式ヘッド装置及びこれを用いた記録再生装置において、振動や落下衝撃等に強く高精度化に適した構造を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、第一の軸受部を固定ドラムに配置して回転ドラムの回転軸を支持するとともに、該回転軸を第一の軸受部とは別の位置で支持するために第二の軸受部を設け、第二の軸受部部を保持する保持部を回転軸に圧入した構造を備えたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、回転式ヘッド装置に係る機械的寸法の精度を確保するとともに、記録再生信号の完全分離を実現するための外乱に強い構造を提供するものである。例えば、映像信号や音声信号を記録するテープレコーダ、あるいはコンピュータのデータ記録に使用されるテープストリーマ等のように高精度及び性能が必要とされる記録再生装置（データストレージ等）への適用に好適である。
【００１８】
図１は、本発明に係る回転式ヘッド装置を用いた記録再生装置の構成例について概略的に示したものである。
【００１９】
記録再生装置１は、テープ状記録媒体（以下、単に「テープ」という。）２に対して情報を記録したりテープの記録情報を再生するために回転式ヘッド装置３を備えている。尚、ここでいう「記録再生装置」には、記録又は再生専用の装置や記録及び再生を行う装置が含まれる。
【００２０】
テープカセット４から外部に引き出されたテープ２は、その一部が回転式ヘッド装置３を構成するドラムに巻き付けられた状態で所定のテープパスに従って走行される。
【００２１】
回転式ヘッド装置３は、固定ドラム及び該固定ドラムに対して回転軸とともに回転される回転ドラムを備えており、回転ドラムに付設された磁気ヘッド３ａを用いて、テープ２への磁気記録や情報再生が行われる。これらのドラムは、図示しないシャーシに対して軸心が傾斜した状態で支持されており、テープカセット４から引き出されたテープ２が該ドラムに対して所定のラップ角をもって巻き付けられる。尚、ヘッドドラム内部の回路部と、その外部に設けられた図示しない信号処理部（記録回路や再生回路等を含む。）との間の信号伝送は複数のロータリートランスを用いて行われる。つまり、テープ２の記録信号と再生信号はそれぞれ別のロータリートランスを介して伝送されることで両信号について電気的に分離された構成を有する（この点については後述する。）。
【００２２】
テープ２を所定のテープパスに沿って送るためのテープ走行手段５は、キャプスタン６、ピンチローラ７、テープ案内部材８（ガイドピンやテープガイドポスト）等を用いて構成され、テープカセット４から引き出されたテープ２がキャプスタン６とピンチローラ７に狭持された状態で送られる。
【００２３】
尚、テープカセット４内のリール９、９の駆動に係る制御手段（リール回転制御手段）として、リール台１０、１０及びその回転駆動機構やサーボ制御回路が設けられ、また、ヘッドドラムの回転制御手段等を構成する駆動機構及びサーボ制御回路が設けられていることは勿論である。
【００２４】
図２は回転式ヘッド装置３の構造例を示したものである。
【００２５】
本例において、回転式ヘッド装置３を構成するヘッドドラムは、回転軸１１及びその軸受部１２を有する固定ドラム１３Ｌと、回転軸１１に取り付けられた回転ドラム１３Ｕを備えている。つまり、回転軸１１の軸方向を上下方向とした場合に、記録再生用の磁気ヘッドを搭載した上ドラム（アッパードラム）が回転ドラムとされ、これを支える下ドラム（ロワ−ドラム）が固定ドラムとされる。
【００２６】
固定ドラム１３Ｌには、テープ２をガイドするためのリード（図示せず）が高い精度をもって加工されており、固定ドラム１３Ｌの中心部には、回転軸１１と一体化された軸受部（ダイレクトベアリング）１２が保持されている。そして、軸受部１２の周囲には、回転ドラム１３Ｕとの間でロータリートランス１４等を収容する空間を形成するための凹部１５が形成されている。
【００２７】
本例においてロータリートランス１４は、再生信号の伝送用に平面対向型ロータリートランスが用いられており、該ロータリートランスのステータ部（固定側コア及びコイル部）１４ｓが凹部１５内に配置されて固定ドラム１３Ｌに取り付けられている。尚、ステータ部１４ｓについては、例えば、その高さ出しを精度良く行うために、浮かし接着により凹部１５の内底面に取り付けられている。
【００２８】
ロータリートランス１４のロータ部（回転側コア及びコイル部）１４ｒは、回転ドラム１３Ｕに固定されている。ロータ部１４ｒのコアには、上記ステータ部１４ｓとは反対側の面に再生用の回路基板１６が浮かし接着等により固定されている。
【００２９】
回転ドラム１３Ｕを駆動するためのモータ部１７が固定ドラム１３Ｌの底部に設けられている。該モータ部１７は、軸受部１２の回転軸１１における片側の軸端部を回転させる駆動用モータを構成しており、回転軸１１の下端部に取り付けられた保持部１８とその外周縁に設けられた回転板１９を備え、該回転板１９にマグネット２０が付設されている。そして、マグネット２０に対してコイル部２１が設けられており、該コイル部２１は固定ドラム１３Ｌの底面と回転板１９との間に形成される空間に配置されている。
【００３０】
金属等の導電材料を用いて形成される回転ドラム１３Ｕの下面部は、固定ドラム１３Ｌの凹部１５とともに、ロータリートランス１４等の収容空間を形成しており、ヘッド（再生ヘッド、記録ヘッド）２２やヘッドベース等を含むヘッド部２３、２３、…が回転ドラム１３Ｕの下面部にネジ止め等で取り付けられている。そして、再生ヘッドが上記回路基板１６を介してロータリートランス１４のロータ部１４ｒに接続されており、再生信号が該ロータ部１４ｒからステータ部１４ｓを介して固定側の外部回路（再生信号処理回路）に伝送される。尚、使用する磁気ヘッドの種類は問わないので、インダクティブ（誘導型）ヘッドや磁気抵抗効果（Magneto Resistive effect）素子を用いたヘッド等を用いることができる。
【００３１】
回転ドラム１３Ｕの上面部に形成された凹部２６において、記録用の平面対向型ロータリートランス２４が配置されており、該ロータリートランス２４のロータ部（回転側コア及びコイル部）２４ｒが環状の支持部材２５に固定されている（該支持部材２５は回転ドラム１３Ｕに取り付けられている。）。
【００３２】
回転軸１１は回転ドラム１３Ｕの中央に形成された貫通孔２７に圧入されている。そして、該回転軸１１を上記軸受部１２とは別位置（上端寄りの位置）で支持するために別の軸受部２８が設けられており、該軸受部２８を保持した保持部２９を回転軸１１に対して圧入した構造を有する。即ち、本例では、ダイレクトベアリングを用いた軸受部１２とは別に、回転軸１１の片側（上方）の軸端に保持部２９を設けている。この保持部２９は、回転軸１１に圧入されて該回転軸とともに回転する保持部材２９Ａ（本例ではインナースリーブ）及び該保持部材２９Ａとの間で軸受部２８を保持する保持部材２９Ｂ（本例ではアウタースリーブ）を備えており、各保持部材は金属材料等で形成されている。
【００３３】
ロータリートランス２４のステータ部（固定側コア及びコイル部）２４ｓが保持部材２９Ｂに固定されており、外部回路（記録信号処理回路）からの記録信号がステータ部２４ｓからロータ部２４ｒを介して、回転ドラム１３Ｕに付設された記録ヘッドに伝送される。
【００３４】
以上のように、回転式ヘッド装置３において、ロータリートランス１４とロータリートランス２４とが回転ドラム１３Ｕを挟んで分離された構造とされるため、記録信号系統と再生信号系統との電気的な完全分離が実現され、両系統に亘る電気的な影響が低減され、Ｃ／Ｎ（キャリア対ノイズ）比が向上する。
【００３５】
上記のように保持部２９は、回転軸１１に対して圧入構造とされるアセンブリであり、例えば、以下に示す形態が挙げられる。
【００３６】
（Ｉ）保持部材２９Ａと２９Ｂの間に単列ベアリングを保持した形態
（ＩＩ）保持部材２９Ａと２９Ｂの間にダイレクトベアリングを保持した形態。
【００３７】
図２に示す構成は形態（Ｉ）の例を示しており、軸受部２８が保持部材２９Ａ（インナースリーブ）と２９Ｂ（アウタースリーブ）の間で保持されており、本例では２つの単列ベアリング２８ａ、２８ｂが用いられている。即ち、これらの単列ベアリングはインナースリーブ及びアウタースリーブによって接着あるいは圧入構造として保持される（各ベアリングの内輪がインナースリーブに外嵌され、それらの外輪がアウタースリーブに内嵌される。）。従って、この状態で、インナースリーブに対するアウタースリーブの振れ等について、機械的精度の向上及び精度の確認が可能となる。尚、本例では、量産化されている単列ベアリングを使用することにより、高精度でありながら非常に安価な構成を実現することが可能である。
【００３８】
また、図３に示す構成は形態（ＩＩ）の一例を示しており、回転式ヘッド装置３Ａにおいて、軸受部３０が保持部材２９Ａ（インナースリーブ）、２９Ｂ（アウタースリーブ）の間で保持されており、本例ではダイレクトベアリング３０ａ、３０ｂが用いられている。即ち、各ベアリングの玉がインナースリーブに当接され、各ベアリングの外輪がアウタースリーブに内嵌されることで、圧入構造のダイレクトベアリングアセンブリが構成される。本例でも、インナースリーブに対するアウタースリーブの振れ等について、機械的精度の向上及び精度の確認が可能となる。そして、本例では、回転軸１１を支える軸受部１２と、保持部２９を構成する軸受部３０についてともにダイレクトベアリングが使用され、精度等の向上にとって好適である。
【００３９】
以上のように、回転ドラム１３Ｕの上部におけるロータリートランス２４の保持については、該ロータリートランスのロータ部２４ｒを回転ドラム１３Ｕの上面部で保持し、該ロータリートランスのステータ部２４ｓについては、上記した圧入構造の保持部２９（ベアリングアセンブリ）を用いて保持する構成を採っている。つまり、ステータ部２４ｓをアウタースリーブに接着固定した後、インナースリーブを回転軸１１に圧入することにより、回転式ヘッド装置が完成する。
【００４０】
尚、上記した形態（Ｉ）、（ＩＩ）のいずれの場合でも、回転軸１１に伴ってインナースリーブが回転するが、それに引きずられてアウタースリーブが回らないように回り止め手段を講じる必要がある。その際、例えば、アウタースリーブの回り止め用部材を設けてこれを固定ドラム１３Ｌに取り付ける形態が挙げられるが、部品点数や組立工数等の削減を考慮すると、ロータリートランス２４のステータ部２４ｓにおけるコイルの配線部材を回り止め手段として利用することが好ましい。
【００４１】
図４及び図５はフレキシブルプリント基板等の可撓性を有する配線部材を用いた構成例を示したものであり、図４は要部の断面図、図５は回転軸１１の軸方向からみた概略図を示している。
【００４２】
配線部材３１は、その一端部がロータリートランス２４のステータ部２４ｓに半田付けで接続されており、保持部材２９Ｂと回転ドラム１３Ｕとの間に形成される該ステータ部２４ｓの配置空間からドラムの外部に引き出された部分が、図示しない信号処理回路に接続されている。つまり、保持部材２９Ｂには配線部材３１のための挿通孔３２が形成されていて、該挿通孔を通して外部に引き出された配線部材３１の他端部が回路基板に接続されることにより、配線部材３１がロータリートランス２４と信号処理回路との電気的な接続手段と、保持部材２９Ｂの回り止め手段を兼ねている。これによって、構成の簡素化やコスト低減が可能となる。
【００４３】
ところで、上記した構成において、各ロータリートランス（１４、２４）はロータ部（回転側部分）とステータ部（固定側部分）を有しており、信号伝達のためには両者間に微小な隙間（ギャップ）をもった状態に組み立てる必要がある。
【００４４】
この隙間をできる限り少なくすることが、電気信号の伝達ロスを抑えることにつながる。尚、実例でいえば、ギャップ（Ｇａｐ）は約３０μｍ程度である。
【００４５】
ここで問題となるのが、ギャップを如何に精度良く保証できるかであり、ロータリートランスの振れ精度及びギャップ精度を含む全体的な精度を適正に規定することが重要となる。
【００４６】
ロータリートランスの振れ精度については、これを保持している上記保持部２９（圧入構造のベアリングアセンブリ）での精度向上が可能であり、また、ギャップ精度については、ロータリートランスにおける、電気的なＬ（インダクタンス）値とギャップ値との相関関係を利用し、該相関関係を予め把握しておくことにより、ロータリートランスのＬ値を測定により確認しながら上記保持部２９（の保持部材２９Ａ）を回転軸１１に圧入することで高いギャップ精度を得ることができ、必要な精度条件を満たすことが可能である。
【００４７】
さらに、本発明では保持部材を軸（回転軸）に圧入する構造を有しているため、ロータリートランス２４のステータ部２４ｓとロータ部２４ｒとの芯ズレについて数μｍ以内に抑えることが可能であり、さらに精度を高めることができる。
【００４８】
そして、本発明に係る上記の構成は、保持部２９を支持部材によって支える構造、例えば、吊り下げによる片持ち構造ではないため、振動や落下衝撃等に対して強い。
【００４９】
しかして、上記した構成によれば、回転式ヘッドを備えた磁気記録再生装置への適用において、下記に示す利点が得られる。
【００５０】
・記録系統及び再生系統に係る完全な分離構造を実現することができること
・信号伝送に係る高精度化（Ｓ／Ｎ比の向上等）にとって好適であること
・簡素な構造で済み、部品点数の削減が可能であること
・振動や落下衝撃等に強い構造を実現することができること
・高精度でありながら安価な構成で済むこと。
【００５１】
尚、上記した構成は本発明のあくまで一例を示したものに過ぎず、従って、本発明を各種構成のヘッド装置に適用することが可能であることは勿論である（例えば、平面対向型に限らず各種形態のロータリートランス（円筒型等）を備えたヘッド装置等。）。
【００５２】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１や請求項６に係る発明によれば、記録信号系統と再生信号系統との電気的な分離構造に実現において、振動や落下衝撃等に強い構造をもたせるとともに、機械的精度を充分に確保することができる。しかも、そのために構成の複雑化やコストの著しい上昇を伴うことがない。
【００５３】
請求項２、３や請求項７、８に係る発明によれば、保持部の構成が簡素化され、また、ロータリートランスのギャップ精度を充分に確保することができる。そして、信号伝送に係るＳ／Ｎ比及び性能の向上を図ることができる。
【００５４】
請求項４や請求項９に係る発明によれば、軸支持について精度の向上に好適である。
【００５５】
請求項５や請求項１０に係る発明によれば、配線部材を第二の保持部材の回り止め手段として兼用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録再生装置の構成例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る回転式ヘッド装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る回転式ヘッド装置について別の構成例を示す図である。
【図４】図５とともに配線部材を保持部の回り止め手段に兼用した構成例を示すものであり本図は要部の断面図である。
【図５】回転ドラムの回転軸方向からみた概略図である。
【符号の説明】
１…記録再生装置、２…テープ状記録媒体、３、３Ａ…回転式ヘッド装置、３ａ…磁気ヘッド、５…テープ走行手段、１１…回転軸、１２…第一の軸受部、１３Ｕ…回転ドラム、１３Ｌ…固定ドラム、１４…第一のロータリートランス、１４ｒ…ロータ部、１４ｓ…ステータ部、２４…第二のロータリートランス、２４ｒ…ロータ部、２４ｓ…ステータ部、２８…第二の軸受部、２９…保持部、２９Ａ…第一の保持部材、２９Ｂ…第二の保持部材、３０…第二の軸受部、３１…配線部材

Claims

固定ドラム及び該固定ドラムに対して回転軸とともに回転される回転ドラムを備え、該回転ドラムに設けられた磁気ヘッドによりテープ状記録媒体に係る信号の記録又は再生を行うとともに、記録信号と再生信号が各別のロータリートランスを介して伝送されることで両信号について電気的に分離された構成を有する回転式ヘッド装置において、
第一の軸受部を上記固定ドラムに配置して上記回転軸を支持するとともに、該回転軸を該第一の軸受部とは別の位置で支持するために第二の軸受部を設け、該第二の軸受部を保持する保持部を上記回転軸に圧入した構造を有する
ことを特徴とする回転式ヘッド装置。
請求項１に記載した回転式ヘッド装置において、
上記保持部が、上記回転軸に圧入される第一の保持部材と、該第一の保持部材との間で上記第二の軸受部を保持する第二の保持部材を有する
ことを特徴とする回転式ヘッド装置。
請求項２に記載した回転式ヘッド装置において、
第一のロータリートランスのステータ部が上記固定ドラムに固定され、該第一のロータリートランスのロータ部が上記回転ドラムに固定されており、
第二のロータリートランスのステータ部が上記第二の保持部材に固定され、該第二のロータリートランスのロータ部が上記回転ドラムに固定されている
ことを特徴とする回転式ヘッド装置。
請求項１に記載した回転式ヘッド装置において、
上記第一及び第二の軸受部にダイレクトベアリングを用いた
ことを特徴とする回転式ヘッド装置。
請求項３に記載した回転式ヘッド装置において、
上記第二のロータリートランスのステータ部におけるコイルに配線部材が接続されるとともに、該配線部材が上記第二の保持部材と上記回転ドラムとの間に形成される該ステータ部の配置空間から外部に引き出されている
ことを特徴とする回転式ヘッド装置。
固定ドラム及び該固定ドラムに対して回転軸とともに回転される回転ドラムと、テープ状記録媒体を送るためのテープ走行手段を備えており、該回転ドラムに設けられた磁気ヘッドによりテープ状記録媒体に係る信号の記録又は再生を行うとともに、記録信号と再生信号が各別のロータリートランスを介して伝送されることで両信号について電気的に分離された構成を有する記録再生装置において、
第一の軸受部を上記固定ドラムに配置して上記回転軸を支持するとともに、該回転軸を該第一の軸受部とは別の位置で支持するために第二の軸受部を設け、該第二の軸受部を保持する保持部を上記回転軸に圧入した構造を有する
ことを特徴とする記録再生装置。
請求項６に記載した記録再生装置において、
上記保持部が、上記回転軸に圧入される第一の保持部材と、該第一の保持部材との間で上記第二の軸受部を保持する第二の保持部材を有する
ことを特徴とする記録再生装置。
請求項７に記載した記録再生装置において、
第一のロータリートランスのステータ部が上記固定ドラムに固定され、該第一のロータリートランスのロータ部が上記回転ドラムに固定されており、
第二のロータリートランスのステータ部が上記第二の保持部材に固定され、該第二のロータリートランスのロータ部が上記回転ドラムに固定されている
ことを特徴とする記録再生装置。
請求項６に記載した記録再生装置において、
上記第一及び第二の軸受部にダイレクトベアリングを用いた
ことを特徴とする記録再生装置。
請求項８に記載した記録再生装置において、
上記第二のロータリートランスのステータ部におけるコイルに配線部材が接続されるとともに、該配線部材が上記第二の保持部材と上記回転ドラムとの間に形成される該ステータ部の配置空間から外部に引き出されている
ことを特徴とする記録再生装置。