JPH0130217B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヘツドのシリンダへの取付け位置の調
整を自動に行なうヘツド位置自動調整装置に関す
るものである。

一般に、VTRヘツドを上シリンダに取付ける
際には第１図〜第３図に示すように角度割出し量
ａ（Ｒヘツド１とＬヘツド２の回転方向の相対位
置）、Ｒヘツド１、Ｌヘツド２の上シリンダ３か
らの突出し量ｂ、Ｒヘツド１、Ｌヘツド２の上シ
リンダ３の回転面からの高さｃ、Ｒ合せｄ（ヘツ
ドギヤツプとヘツド先端のＲの頂点との相対位
置）の４項目の調整を行なう必要があり、いずれ
もミクロンオーダの精度で調整されなければなら
ない。

従来VTRヘツドの取付け位置の調整には第４
図、第５図に示す調整機を使用していた。この従
来の調整機について説明する。第４図、第５図に
おいて、４，５は顕微鏡鏡筒、６，７は撮像管で
あり、Ｒヘツド１、Ｌヘツド２の拡大像をモニタ
ーテレビに写し出す。１２，１３，１４はそれぞ
れＸテーブル、Ｙテーブル、θテーブルであり、
ヘツドを位置決めする。８，８′，９，９′はＲヘ
ツド１、Ｌヘツド２の挾持手段のチヤツク爪あ
り、Ｘテーブル１２に設置されている。１０，１
０′，１１，１１′は前記挾持手持を駆動するシリ
ンダーである。次にこの調整機を使つた調整方法
を説明する。上シリンダ３を固定手段（図示せ
ず）により固定し、Ｒヘツド１をチヤツク爪８，
８′で挾持する。顕微鏡鏡筒１８、撮像管１９に
より、Ｒヘツド１の先端の拡大像を第６図に示す
ようにモニターテレビ画面に写す。モニターテレ
ビ（以下モニターTVと略す）を見ながらマイク
ロメータヘツド１７によりθテーブル１４を回転
させ、ヘツド先端のＲの頂点が画面の中心にくる
ように調整してＲ合せを行う。次にマイクロメー
タヘツド１５によりＸテーブル１２を移動し、顕
微鏡の焦点をＲヘツド１のギヤツプ２５に合わせ
る顕微鏡の焦点深度がミクロンオーダーであるか
ら、モニターTV２０に鮮明な像がうつるように
調整すれば突出し調整がミクロンオーダの精度で
できる。次にマイクロメータヘツド１６によりＹ
テーブル１３を移動し、Ｒヘツド１のギヤツプ２
５をモニターTV２０の電子ライン２３に一致さ
せて割出し調整を行なう。この状態でビス２４を
締めればＲヘツド１の調整が完了する。次にチヤ
ツク爪８，８′を開き、チヤツク爪９，９′により
Ｌヘツド２を挾持して同様の調整を行なう。

以上のように人がモニターテレビに写し出され
たヘツドの拡大像を見ながらＸ、Ｙ、θテーブル
を移動されることによつて、ヘツドを所定の位置
に位置決めしているが、操作が複雑なうえに位置
決め精度が厳しいために熟練を要し、また調整時
間がかかり、分留も悪いという問題がある。

本発明の目的はVTRヘツドの位置調整を自動
化することによつて、分留りを向上させ、調整に
要する時間を短縮することにある。

本発明の他の目的はVTRヘツドの上シリンダ
への取付け精度を向上させることにある。

本発明はVTRヘツドのギヤツプ位置、および
VTRヘツド前面の干渉縞の中心位置を認識する
認識手段と前記認識手段の信号に基づき前記
VTRヘツドを所定の位置決めするXY運動およ
び回転が可能な位置決め手段を有し、前記位置決
め手段により前記VTRヘツドをＸ方向に移動さ
せた時のギヤツプ信号の大きさ、あるいは干渉縞
信号の有無により、前記VTRヘツドの突出し量
を調整し、前記ギヤツプ位置の基準位置からの偏
位量を前記認識手段により検出し、その偏位量だ
け前記位置決め手段により前記VTRヘツドをＹ
方向に移動させることにより割出し調整を行な
い、前記干渉縞の中心位置の基準位置から偏位量
を前記認識手段により検出し、前記位置決め手段
により前記VTRヘツドを回転させることにより
Ｒ合せを行なう。

以下図面により本発明の実施例を説明する。第
７図はVTRヘツド位置自動調整機の構成図であ
る。上シリンダ３を調整機に固定する載置手段３
０は加圧手段３１と載置台３２よりなる。加圧手
段３１は載置台３２の真上に設けられ、油圧シリ
ンダ３３により上下に往復動する。第８図に示す
ように加圧手段３１の上シリンダへの押圧面には
真空吸着孔３４と空気供給孔３５が設けられてい
る。載置台３２は基盤４１上に設置され、第９図
に示すように上シリンダの載置面には割出しピン
３６と上シリンダの内周と嵌合する嵌合部３７を
有している。割出ピン３６は上シリンダにあけら
れた孔と適当なクリアランスを有して嵌合し、そ
の外周には空気供給孔３８が設けてある。また嵌
合部３７の外周には複数個の空気供給孔３９が設
けてあり、載置台３２の上面には空気供給孔４０
が複数個設けてある。

次に本装置の認識手段を第７図、第１０図によ
つて詳しく説明する。認識手段は前記載置台３２
の両側にＲヘツド用認識手段４２とＬヘツド用認
識手段４２′が対向して設けられている。前記認
識手段は光学テーブル７０，７０′に各々載設さ
れており、光学テーブル７０，７０′はストロー
クが50μｍ以下の微小移動テーブルで、各々平行
ばね７１，７１′によつて支持され、送りモータ
７２，７２′により、前後に移動する。

第１０図に従つて認識手段の構成を説明する。
対物レンズ６６とビームスプリツタ６７、参照光
ミラー６８で干渉対物レンズ５０を構成してい
る。５７はVTRヘツド６２に光を照射する光源
である。５５はVTRヘツド６２をテレビ画面に
モニターするための撮像管である。５６は拡大レ
ンズ、４３はガルバノミラーである。ガルバノミ
ラー４３は所定の周波数で決められた角度だけ回
転し、VTRヘツド６２の対物レンズ６６、拡大
レンズ５６による像を所定の周波数で水平方向に
振動させる。ビームスプリツター４６は光路を２
方向に分割し、一方は水平走査用スリツト５１
に、他方は垂直走査用スリツト５２にVTRヘツ
ド６２の像を結ぶ。ガルバノミラー４６はVTR
ヘツド６２の像を垂直方向に振動させる。水平走
査用スリツト５１、垂直走査用スリツト５２を通
過した光は各々光電子増倍管４４，４５によつて
検出される。干渉対物レンス５０、ビームスプリ
ツター６４、拡大レンズ５６、ガルバノミラー４
３、ビームスプリツター４６、水平走査用スリツ
ト５１、光電子増倍管４４は同一光軸上に配置さ
れ、またビームスプリツター４６、ガルバノミラ
ー４６、垂直走査用スリツト５２、光電子増倍管
４５は同一光軸上に配置されている。

前記ガルバノミラー４３，４６の回転角はガル
バノミラー４３，４６に与える電圧に比例してお
り、ガルバノミラー４３，４６に与えた電圧がわ
かればその回転角を知ることができる。

６５はシヤツターであり、ビームスプリツター
６７、参照射ミラー６８の間に摺動可能に設けら
れ、ビームスプリツター６７と参照光ミラー６８
との間の光の遮断を必要に応じて行なつている。

本認識手段に用いるスリツト５１，５２の幅は
10μ〜100μであり、本認識手段のギヤツプ位置認
識精度は0.5μｍ以下である。

第７図に示すように位置決め手段７０は前記載
置台３２の両側に近接して設けられている。次に
第１１図に従つて位置決め手段を詳しく説明す
る。位置決め手段は突出し方向に移動可能なＸテ
ーブル７１と割出し方向に移動可能なＹテーブル
７２と回転可能なθテーブル７３からなる。Ｘテ
ーブル７１は平行ばね７４，７４′により突出方
向にのみ移動可能に支持されている。平行ばね７
４は第１２図に示すように剛体部７５，７５′、
弾性部７６，７６′からなる。平行ばね７５も同
様の構造で、剛体部と弾性部からなる。Ｘテーブ
ル７１の移動にともない平行ばねの固定部７７，
７８はその間隔が変わる。そのため平行ばね７４
の固定部７７は第１３図に示すように平行ばね７
９によつて支持されており、Ｘテーブル７１の移
動にともなつて固定部７７は矢印Ａ方向に動くよ
うに構成されている。平行ばね７４′の固定部７
８も同様の構造となつている。８０はＸテーブル
を駆動するモータで駆動軸の先端には送りねじが
設けられている。８１はＸテーブルの位置を検出
するセンサーである。

Ｙテーブル７２は長さの異なるバネ材８２，８
３からなる平行ばね８４，８５からなる平行ばね
によつて、割出し方向にのみ移動可能なように支
持されている。短かいバネ材８３，８５の固定部
は平行ばね８６，８７によつて支持されており、
バネ材の長さの違いによる固定部のＹテーブル７
２の移動方向と直角の方向の変位の違いを平行ば
ね８６，８７で吸収している。８８はＹテーブル
を駆動するモータ、８９はＹテーブルの位置を検
出するセンサーである。θテーブル７３は第１４
図に示すように半円形状のラジアル空気軸受９０
とスラスト空気軸受９１，９１′により、回転方
向、スラスト方向を規制されている。半円形状の
ラジアル空気軸受９０の詳細図を第１５図に示す
ラジアル空気軸受９０は、外周が円弧の一部であ
る複数個に分割されて内側支持部材９２と内側支
持部材９２と対向し内周が円弧の一部である複数
個に分割された外側支持部材９３と、内周・外周
が略半円形状とし、内側支持部材９２と外側支持
部材９３の間に所定のクリアランス９５を有して
嵌合する回転部材９４からなる、内側支持部材９
２と外側支持部材９３にはクリアランス９５に圧
縮空気を供給する空気供給孔９６，９７が穿孔さ
れている。ラジアル空気軸受の回転中心がヘツ
ドの先端のギヤツプ位置と一致するようにラジア
ル空気軸受９０は組立てられている。本装置の
Ｘ、Ｙ、θテーブルのVTRヘツドの位置決め精
度は±0.2μｍ以下である。

第１１図に示すように、Ｘテーブルにはヘツド
の挾持手段が設けられている。挾持手段はＸテー
ブルに固定され、ヘツド１をはさんで互いに対向
するガイド１００，１０１と、ヘツド１の側面を
挾持するため、ガイド１００，１０１にそれぞれ
摺動可能に嵌合したチヤツク爪９８，９９とチヤ
ツク爪９８，９９を駆動する空圧シリンダ１０
２，１０３からなる。

基盤４１の下面には電動ドライバーユニツトが
設けられている。電動ドライバーユニツトは正逆
転が可能な電動ドライバー１０４，１０５と電動
ドライバーの上昇下降を行なうためのスライド部
１０６，１０７からなり、スライド部には電動ド
ライバー１０４，１０５によりVTRヘツドを上
シリンダに固定しているビスをゆるめる時に
VTRヘツドが上シリンダにより離脱しないよう
にVTRヘツドを上シリンダに押しつけるヘツド
押え手段１０８，１０９が設けられている。

本発明におけるVTRヘツド位置の認識原理に
ついて説明する。前述の突出し調整・割出し調
整・Ｒ合せを行なうためには、VTRヘツド先端
位置・VTRヘツドのギヤツプ位置・VTRヘツド
前面の頂点の位置を認識する必要がある。第１９
図に本発明の認識手段によつてとりだされるギヤ
ツプ信号を示す、このギヤツプ信号が検出された
時のガルバノミラー４３の回転角を知ることによ
り、ギヤツプ位置を認識することができる。本発
明の認識手段はVTR上シリンダの外周から突出
し量だけ離れた位置に焦点が合うように設置され
ており、VTRヘツドを位置決め手段により認識
手段に向つて移動させ、ギヤツプ信号が最大とな
る点を認識することによりVTRヘツド先端の位
置を知ることができる。

VTRヘツド前面の干渉縞は第２０図に示すよ
うに楕円形状をしている。この干渉縞の認識手段
による信号は第２１図に示すようになつており、
この信号から干渉縞の中心を検出することにより
ヘツド前面の頂点を知ることができる。

認識手段の光源５７としてハロゲン等の白色光
源を用いれば干渉縞の現われる範囲は1μｍ以下
となり、この干渉縞の有無を認識することによつ
ても突出し調整を行なうことができる。

以下、本装置の動作について説明する。上シリ
ンダを加圧手段３１に真空吸着する。上シリンダ
が吸着されると加圧手段３１は下降し、割出しピ
ン３６、載置台３２の空気供給孔３８，３９，４
０からは空気が放出される。上シリンダが載置台
３２の近傍にくると真空はきれ、加圧手段３０の
空気供給孔３４から空気が供給され、第１６図、
第１７図に示すように上シリンダ３は載置台３２
の空気供給孔４０と加圧手段３１の空気供給孔３
４から供給される空気により挾持される。空気圧
により上シリンダ３は保持されているため、上シ
リンダ３はクリアランス１１０，１１１，１１
１′の範囲内で非常に小さな力で動くことができ
る。嵌合部３７の空気供給孔３９の空気圧により
クリアランス１１０は嵌合部３７の全周にわたり
均一になり、載置台３２の嵌合部３７の中心と上
シリンダーの中心が一致する。また割出しピン３
６，３６′の空気供給孔３８，３８′からの空気圧
により、クリアランス１１１，１１１′は割出し
ピン３６，３６′の全周にわたりほぼ均一となり、
上シリンダ３の回転方向の位置が規制され、Ｒヘ
ツド、Ｌヘツドのギヤツプと割出しピン３６，３
６′、嵌合部３７の各々の中心が認識手段の光軸
１１４上にほぼ一直線にならび、上シリンダ３は
ヘツドの調整範囲内に位置決めされる。この状態
で空気の供給がきれると上シリンダ３は載置台３
２と加圧手段３１の間で油圧シリンダー３３の力
により挾持される。次にヘツド押え手段１０８，
１０９が上昇しヘツドを押え、さらに電動ドライ
バー１０４，１０５が上昇しVTRヘツド固定用
ビス（図示せず）をゆるめる。以下Ｒヘツド１、
Ｌヘツド２の調整が同時に行なわれるが、同じ動
作であるのでＲヘツド１の調整についてのみ説明
する。チヤツク爪９８，９９がシリンダ１０２，
１０３により前進し、Ｒヘツド１を挾持する。こ
の時検出器（図示せず）により上シリンダ３の外
径が計測され、上シリンダ３の基準径との偏差が
算出される。その偏差値分だけ光学テーブル７０
が突出し方向に移動することにより上シリンダ３
の外径の加工バラツキを補正している。次にＸテ
ーブル７１が移動し、同時に認識手段のガルバノ
ミラーが振動し、第１９図に示すようにギヤツプ
信号を検出する。ギヤツプ信号が最大となつたと
ころがギヤツプに焦点があつたところであり、こ
の位置でＸテーブル７１を停止させると突出し調
整が完了する。ギヤツプ信号を検出した時のガル
バノミラー４３の回転角はガルバノミラー４３に
与えられた電圧を知ることによつてわかり、その
値から割出し基準位置からのギヤツプのずれ量を
算出し、Ｙテーブル７２をそのずれ量だけ移動し
割出し基準位置にギヤツプを合わせ、割出し調整
を完了する。次に認識手段のシヤツター６５がひ
らく。Ｘテーブル７１が微動し、干渉縞を検出す
る。干渉縞の検出範囲はギヤツプ検出の自動焦点
深度よりせまいので、より精度のよい突出し調整
ができる。

ヘツド前面の干渉縞は第２０図に示すように楕
円形状としている。この干渉縞の輝度信号を第２
１図に示す。干渉縞の中心を輝度信号から認識
し、干渉縞の中心がギヤツプ位置にくるようにθ
テーブルを回転させればＲ合せは完了する。θテ
ーブルの回転中心は調整終了時のギヤツプ位置に
設けられているのでＲ合せ時にギヤツプ位置が動
き、割出し、突出しがくるうということはない。

突出し、割出し、Ｒ合せが終了すると電動ドラ
イバー１０４が右回転し、ヘツド固定用ビスが締
められ押え手段１０８、電動ドライバー１０４は
下降する。ビス締めが終了すると、認識手段では
ガルバノミラー４３が静止し、ガルバノミラー４
６が振動し、ヘツドのギヤツプ近傍を走査し、ト
ラツク端を検出し、ヘツド高さを計測する。

ヘツド高さの計測が終わると、チヤツク爪９
８，９９が後退し、加圧手段３７は上シリンダ３
を真空吸着し上昇する。

本発明の実施例における認識手段では、ガルバ
ノミラー４３，４６を回転させることにより、
VTRヘツドの像を移動させているが、他の実施
例としてスリツト５１を水平方向に移動させ、ス
リツト５２を垂直方向に移動させ、スリツト５
１、スリツト５２の移動量を検出する検出器を設
け、ギヤツプを検出した時のスリツト５１の位
置、トラツク端を検出した時のスリツト５２の位
置を知ることにより、ギヤツプ位置、およびヘツ
ド高さを認識する方式がある。

他の実施例としてＹテーブル７２を移動させる
ことによりVTRヘツドを割出し方向に移動させ、
ギヤツプ検出した時のＹテーブル７２の位置をセ
ンサー８９により知り、ギヤツプ位置を認識する
方式がある。

本発明の実施例では認識手段としてスリツトを
通過する光を光電子増倍管で検出する方式を使つ
たが、撮像管でとり出した像を画像処理しても効
果は同じである。

本発明の実施例では位置決め手段のＸ―Ｙテー
ブルとして平行ばね支持のテーブルを採用してい
るが、静圧空気軸受を使つたXYテーブル、ある
いはころがり軸受等を使つたXYテーブルを採用
してもその効果は同じである。

以上本発明の装置ではVTRヘツドの取付け位
置の調整をＲ・Ｌヘツド同時に行なうことができ
るため調整に要する時間が短かく、さらに認識お
よび位置決めが高精度であるため、VTRヘツド
の上シリンダへの取付け精度が向上し、分留りも
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は上シリンダの斜視図、第２図は突出し
を示す矢印Ａ方向からのヘツドの平面図、第３図
はＲ合せを示す矢印Ａ方向からのヘツドの平面
図、第４図は従来の調整機の平面図、第５図は同
正面図、第６図１，２，３は各々モニターテレビ
の正面図、第７図は本発明の一実施例における自
動調整機の正面図、第８図は加圧手段の平面図、
第９図は載置手段の半断面図、第１０図は認識手
段を示す模式図、第１１図は位置決め手段の斜視
図、第１２図は平行ばね部の平面図、第１３図は
同側面図、第１４図はθテーブルの一部破断の斜
視図、第１５図は同断面図、第１６図は上シリン
ダの載置手段の断面図、第１７図は固定ベースと
嵌合された上シリンダの平面図、第１８図はギヤ
ツプを示すヘツドの平面図、第１９図はギヤツプ
信号図、第２０図はヘツド前面の干渉縞を示すヘ
ツドの正面図、第２１図は干渉縞の検出信号を示
す図である。 １…Ｒヘツド、２…Ｌヘツド、３…上シリン
ダ、３１…加圧手段、３２…載置台、５０…干渉
対物レンズ、４３，４６…ガルバノミラー、４
４，４５…光電子増倍管、５１，５２…スリツ
ト、７１…Ｘテーブル、７２…Ｙテーブル、７３
…θテーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ VTRヘツドが設けられたシリンダが載置さ
   れ、Ｘテーブル、Ｙテーブル、θテーブルを有す
   る載置手段と、光が照射されたVTRヘツドのテ
   ープ摺動面に干渉縞を発生させる干渉対物レンズ
   と、前記干渉対物レンズにより発生した干渉縞を
   用いてヘツド位置を認識する認識手段と、前記認
   識手段で認識されたヘツド位置をヘツド基準位置
   と比較する手段と、前記ヘツド位置が基準位置に
   位置するように前記Ｘテーブル、Ｙテーブル、θ
   テーブルを駆動させる駆動手段とを設えてなる
   VTRヘツド位置自動調整機。