JPH0744947A

JPH0744947A - 磁気記録・再生装置のシリンダ装置

Info

Publication number: JPH0744947A
Application number: JP5208563A
Authority: JP
Inventors: Tatsuzo Ujo; 達三鵜城; Hiroo Edakubo; 弘雄枝窪
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-07-31
Filing date: 1993-07-31
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】小型化及び低コスト化を有効に実現すると共
に、テープ速度の変化に対して磁気ヘッドの軌跡を容易
且つ的確に整合させるようにする。【構成】磁気ヘッド１１を備えた回転上シリンダ２
と、磁気テープ１５を案内するリード１４を形成した固
定の下シリンダ３が、同軸に上下に配置される。上シリ
ンダ２を取り付けた回転軸１を滑り軸受７，８にて支持
し、スラスト方向の磁気的吸引力を、スラスト軸受１６
にて受けることによりスラスト方向を保持する。スラス
ト軸受１６の下側に圧電素子２２を配置し、圧電素子２
２に電圧を印加することにより、上シリンダ２全体を上
下動可能とする。磁気テープ１５の記録パターンに対す
る磁気ヘッド１１の追従区間において読み取った信号
を、メモリ素子に入力し、また基準位置に対する磁気ヘ
ッド１１の復帰区間において読み取った信号を、メモリ
素子に入力しないようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録・再生装置の
シリンダ装置に係り、特にビデオテープレコーダ（ＶＴ
Ｒ）における特殊再生時のヘッド位置制御に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＶＴＲのシリンダ装置では、例え
ば特公平１−１５９２９号公報において開示されるよう
に、回転軸が、２個の玉軸受にて支持されており、この
回転軸にモータ部及び回転ヘッド支持体が取り付けられ
ている。また別の構造例としては、回転軸を動圧型流体
軸受にて支持するようにしたシリンダ装置が知られてい
る（National Technical Report Vol.31, No.6 Dec. 19
85 p98〜）。

【０００３】またこの種の磁気記録・再生装置におい
て、記録済のテープを再生する時に、その記録時とはテ
ープ速度を変えて再生するようにした特殊再生の場合、
テープに記録された軌跡とヘッドが駆動される軌跡とが
異なってくると、再生画面にノイズが発生する。このよ
うな場合、従来、例えば平板状の圧電素子の上に磁気ヘ
ッドを組付けて、電圧を印加してその磁気ヘッドを上下
駆動させることにより、再生時の速度が変化しても、記
録時の軌跡と同一にすることができ、再生画面における
ノイズ発生を防止し得る特殊再生を可能にしている（Na
tional TechnicalReport Vol.28, No.3 June. 1982 p39
〜）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、ＶＴＲ
装置の小型化と記録パターンの高密度化が進んできてお
り、これに伴い、シリンダ装置の小型化が進むと共に、
高い精度が要求されている。しかしながら、上述の従来
技術では、例えば玉軸受構造の場合、本来的に部品点数
が多いのに加えて、それらを小型化すると組付が著しく
困難になる。また軸受及び軸間の嵌合精度や、軸受精度
に起因する非同期の振れ等、精度的な点で問題が生じ
る。更に、装置の小型化と相まって、落下，振動等によ
る外力によって損傷を受け易くなるばかりか、シリンダ
の組付自体も困難にならざるを得なかった。

【０００５】一方、前述の動圧型流体軸受の場合、装置
の小型化を図ると回転軸の軸径が細くなるため、その軸
及び軸受間の相対速度が低下し、適正且つ十分な支持圧
力を確保することが困難になる。またこれとは逆に、そ
の軸受剛性の向上を図ろうとすれば、精度が悪化すると
いう問題が生じ得る。更に、この装置では本来、軸又は
軸受部にヘリングボーンの溝加工を行う必要があり、そ
のためコスト的に高価にならざるを得なかった。

【０００６】更に、特殊再生時に平板状の圧電素子に磁
気ヘッドを組付ける前述の従来方式では、構造が複雑で
あり、小型化されたそのシリンダ内に挿着することが困
難であり、テープ速度の変化に対して軌跡を整合させる
ことが実質的に不可能になる等の問題があった。

【０００７】本発明はかかる実情に鑑み、小型化及び低
コスト化を有効に実現すると共に、テープ速度の変化に
対して磁気ヘッドの軌跡を容易且つ的確に整合させ得る
磁気記録・再生装置のシリンダ装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録・再生
装置のシリンダ装置は、複数の磁気ヘッドを備えた回転
上シリンダと、外周面に磁気テープを案内するリード部
を形成した固定の下シリンダとが、同軸に上下に配置さ
れて成るが、特に上記上シリンダを取り付けた中心の回
転軸を滑り軸受にて支持し、マグネットと磁性体を、固
定側及び回転軸側のいずれか一方づつに設け、上記マグ
ネット及び磁性体間に発生させたスラスト方向の磁気的
吸引力を、スラスト軸受にて受けることによりスラスト
方向を保持し、また上記スラスト軸受とこれを保持する
固定部材との間に圧電素子を配置し、該圧電素子に電圧
を印加することにより、上記回転軸及び上記回転上シリ
ンダ全体を上下動可能となるように構成し、上記磁気テ
ープの記録パターンに対する上記磁気ヘッドの追従区間
において読み取った信号を、メモリ素子に入力し、また
基準位置に対する上記磁気ヘッドの復帰区間において読
み取った信号を、上記メモリ素子に入力しないようにし
たものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、回転軸の軸受部を特に含油性
の焼結軸受とし、またモータ部に発生する磁気的吸引力
に勾配変化を持たせ、そのモーメント荷重が作用する方
向と、磁気テープ巻付によるテンションによる上シリン
ダに対する側圧との方向を一致させる。これにより、従
来のシリンダ装置に対して格段に小型且つ低コストであ
り、外力に対して極めて安定したシリンダ装置が実現さ
れる。またスラスト軸受部において積層型の圧電素子を
配置構成し、その駆動制御を行い、これにより小型であ
りながら、容易且つ的確に磁気ヘッドを上下動させてそ
のヘッド高さ制御を行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下、図１乃至図７に基づき、本発明による
磁気記録・再生装置のシリンダ装置の好適な実施例を説
明する。

【００１１】図１は、本発明装置の全体構成を示してい
る。図１において、１は回転軸であり、この回転軸１に
対して圧入又は接着等によってトランス台４が固着され
ていて、回転軸１に嵌合する回転上シリンダ２が、ネジ
２５によって上記トランス台４に取付・固定されてい
る。３は固定側の下シリンダであり、磁気テープ１５が
所定位置を走行するようにリード１４が形成されてい
る。下シリンダ３の中心部において、含油性の焼結軸受
７，８が圧入固定され、上記回転軸１を支持するように
なっている。９，１０は油漏れ防止用のワッシャーであ
る。

【００１２】磁気ヘッド１１は、その磁気ヘッド基材１
２に対して接着等によって固着しており、磁気ヘッド基
材１２は更に、ビス２４によって上シリンダ２の所定位
置に固定されている。ロータリトランス５及び６は、ト
ランス台４及び下シリンダ３に対して接着等によってそ
れぞれ固着し、同軸配置されている。信号は、先ず配線
基板２３を介してロータリトランス６に送られ、そして
ロータリトランス５，６において回転側へ送られ、更に
配線端子１３を介して磁気ヘッド１１まで送られる。

【００１３】下シリンダ３の下側には、モータ部が構成
されている。即ち、上記回転軸１に対して圧入又は接着
等によってブッシュ１８が固着されていて、このブッシ
ュ１８にロータヨーク１９を介して駆動マグネット２０
が固定される。一方、下シリンダ３に固定されたステー
タヨーク１７には、駆動用コイル２１が取り付けられて
いる。ステータヨーク１７及び駆動マグネット２０間で
磁路が形成され、これにより駆動用コイル２１に電流を
流すことによってモータが回転し、かくして上シリンダ
２を回転駆動し得るように構成されている。

【００１４】ステータヨーク１７及び駆動マグネット２
０間の磁気的吸引力は、スラスト軸受１６によって受け
られ、これにより回転軸１に沿ったスラスト荷重を支持
することができる。ここで、下シリンダ３の端面からの
ステータヨーク１７の高さもしくは距離、即ち図示のよ
うに磁気テープ１５が走行する側（図中、左側）の高さ
ｌ₁と、これとは反対側の高さｌ₂において、ｌ₁＞ｌ
₂とすることにより、モータ部の駆動マグネット２０に
よる磁気的吸引力の大きさに勾配（変化）が設定され
る。

【００１５】回転軸１と軸受７，８には極めて僅かな嵌
合隙間が存在するが、上記磁気的吸引力及びテープテン
ションによる外力によって、回転軸１は一方向（図１に
おいて右方向）に付勢される。例えば、図２に示される
ように回転軸１及び軸受７，８間の隙間ｘは、ガタとな
るが、上記のように磁気的吸引力等の外力によって回転
軸１を一方向に付勢することにより、該回転軸１を高精
度且つ安定的に保持することができる。このように回転
軸１の位置を安定保持することにより、従来技術例とし
て説明した前述の玉軸受構造や動圧型流体軸受の場合で
は、極めて困難にならざるを得なかったシリンダの超小
型化や高精度化を可能にし、更に大幅な低コスト化と高
い信頼性の確保を有効に実現することができる。

【００１６】ところで本実施例の構造によれば、回転軸
１は、テープテンション等によって一方向に付勢され、
図２に示されるように角度θだけ傾斜する。またここ
で、図３は、テープ走行部におけるリード１４の形状を
展開図として示しており、図３において点線により示さ
れるように（符号１４ａ参照）、その形状は理想的には
直線が好ましい。一方、磁気テープ１５をガイド等（図
示せず）によって、その幅方向に規制して安定走行させ
る場合、即ち同図、実線により示されるように（符号１
４ｂ参照）、リード１４の形状を山形にすることによ
り、磁気テープ１５の入口・出口において該磁気テープ
１５を上方から下方に向けて押圧した場合に安定走行を
確保し易くなる。

【００１７】回転軸１の傾斜に対応する磁気ヘッド１１
の軌跡は、下シリンダ３に対して磁気テープ１５の走行
側で山形となり、この軌跡は、リード１４の山形形状
（符号１４ｂ）と一致する。このように回転軸１の傾斜
とリード１４の形状の整合を図り、回転軸１及び軸受
７，８間のガタに起因する回転軸１の倒れを効果的に吸
収することができると共に、磁気テープ１５の安定走行
を有効に実現することができる。

【００１８】更に図１に示されるように、下シリンダ３
の下側のモータ部において、スラスト軸受１６は、積層
型圧電素子２２上に配置されるようになっている。上述
した通り回転軸１に対して焼結軸受７，８による支持構
造となっているため、その軸方向移動は容易である。ま
た上記積層型圧電素子２２は、所定電圧を印加すること
により、軸方向の長さが変化し、これにより回転軸１を
上下に変位させることができる。かかる積層型圧電素子
２２によれば、磁気テープ１５の走行速度に対応して、
その印加電圧を調節することにより、磁気ヘッド１１全
体を上シリンダ２と一体に所望量だけ上下動させ、これ
により記録時の軌跡を的確に追従させることができる。
従って小型・高精度のシリンダ装置において、その構造
を大きくすることなく、磁気ヘッド１１の上下変位機構
を有効に実現することができる。

【００１９】ここで図４は、本発明に係るシリンダ装置
において、磁気テープ１５が巻回走行している状態を示
している。磁気テープ１５は、テープガイド２６，２７
によって、図示しないカセットケースから引き出され、
シリンダ装置に巻回される。そして該磁気テープ１５
は、図中、矢印により示したように走行し、即ちテープ
ガイド２６側から入って、テープガイド２７側から出て
いく。また上シリンダ２は、図中、矢印により示したよ
うに磁気テープ１５と同方向に回転する。

【００２０】磁気ヘッド１１は、この例では特に異なる
アジマスを有するＡ，Ｂの少なくとも２つのヘッド１１
ａ，１１ｂにより構成され、これらのヘッド１１ａ，１
１ｂは、１８０°対向配置され、所定の突出量を有して
組付けられている。上シリンダ２の回転数とテープ速度
を制御することにより、磁気テープ１５上には、Ａ，Ｂ
の各ヘッド１１ａ，１１ｂによる記録パターンが交互に
並ぶ。再生時に、このテープ速度が記録時の場合とは異
なってくると、即ち例えば、Ａのヘッド１１ａが、Ｂの
記録パターン上を走行すると、その信号はノイズとなっ
てしまう。

【００２１】そこで、本実施例では更に、ステータヨー
ク１７に設けた圧電素子２２に電圧を印加して、磁気ヘ
ッド１１を回転させながら上下動させることにより、再
生速度が異なる場合においても記録パターン上を追従走
行するように制御するものである。

【００２２】図５は、本発明装置の制御ブロック図であ
る。図において、本実施例に係るシリンダ装置のモータ
部において検出されたシリンダＦＧ／ＰＧ２８は、制御
回路２９によって処理され、一方、Ａ，Ｂのヘッド１１
ａ，１１ｂの回転位相を検出し、記録又は再生信号と記
録パターンとの同期がとられる。そして磁気テープ１５
上の所定位置に所定の信号が記録されるように、駆動用
コイル２１に対して制御された電流が流される。テープ
速度は、キャプスタンモータ３２にて駆動制御され、ま
たキャプスタンＦＧ３１を制御回路２９に入力してその
速度を検出し、これによりキャプスタンモータ３２に対
して補正制御としてフィードバックすることにより、磁
気テープ１５を一定のテープ速度に正確に設定すること
ができる。また再生時には、信号再生回路３３によっ
て、信号に含まれているトラック追従用信号を検出し、
記録パターンとヘッド軌跡とにずれが生じないように、
補正制御される。

【００２３】磁気テープ１５における記録パターンは、
通常、ほぼ直線状になっているが、若干のばらつきがあ
り、特に高密度記録で、その記録パターンピッチが幅狭
の場合には、かかるばらつきを無視し得なくなる。この
ため再生時には、トラック追従信号を処理して、ヘッド
軌跡と記録パターンの中心を整合させる。また１つの記
録パターン上の曲がり（非直線性）については、制御回
路２９から圧電素子駆動回路３０へ制御信号を送り、圧
電素子２２を駆動して、磁気ヘッド１１及び記録パター
ンが整合するように、磁気ヘッド１１を適宜上下動させ
る。そして再生された信号は、信号処理回路３５へ送出
される。なお再生された信号を、選択的にメモリ回路３
４に入力する。

【００２４】さて図６は、本実施例における磁気ヘッド
１１の記録パターンに対する軌跡を示している。磁気テ
ープ１５には、Ａ，Ｂの各ヘッド１１ａ，１１ｂよって
交互に記録された記録パターンが多数並んでいる。磁気
テープ１５の再生時の速度が、記録時の場合と同一であ
れば、図中、矢印（実線）により示される磁気ヘッド１
１のヘッド軌跡Ａ_Hとなり、該磁気ヘッド１１（Ａヘッ
ド）は、前述した制御方法によって記録パターンに沿っ
て正確に追従する。一方、磁気テープ１５の再生時の速
度が、記録時の場合よりも速くなると、相対的にヘッド
軌跡の傾斜が変化し、即ち図中、矢印（点線）により示
されるヘッド軌跡Ａ₁，Ｂ₁となり、この場合、そのま
までは別アジマスの記録パターンを横切って、再生信号
にノイズが混入してしまう結果となる。

【００２５】本来のヘッド軌跡Ａ_Hになるようにするた
めのヘッド軌跡Ａ₁との段差Ｈ_VA（ヘッド軌跡Ｂ_Hに対
しては、Ｈ_VB）は、磁気テープ１５の再生速度によって
一義的に決定される。従って、上記段差Ｈ_VA，Ｈ_VBにそ
れぞれ見合う量だけ、圧電素子２２を介して磁気ヘッド
１１を上下動させて制御すればよい。そのためテープ再
生速度のための制御信号が制御回路２９に送出され、こ
れによりキャプスタンモータ３２が駆動制御される。ま
たキャプスタンＦＧ３１が該制御回路２９に入力され、
これに基づきテープ再生速度の検知及び制御がフィード
バックされる。制御回路２９にて、このテープ再生速度
に見合った段差Ｈ_VA，Ｈ_VBが演算され、圧電素子２２に
対する所定の駆動電圧Ｖ_xA，Ｖ_xBがそれぞれ出力され
る。

【００２６】シリンダＦＧ／ＰＧ２８により、記録パタ
ーンの読込のタイミングと圧電素子２２に対する駆動の
際のスタートタイミングとを合わせ、その読込終了時に
上記段差Ｈ_VA，Ｈ_VBを確保するように、例えば図７
（ａ）に示した三角波の駆動電圧が圧電素子駆動回路３
０から出力される。これにより図７（ｂ）に示されるよ
うに、ヘッド１１ａ，１１ｂがそれぞれＨ_VA，Ｈ_VBだけ
移動し、これにより各ヘッド軌跡は、図６に示されるよ
うに、ヘッド軌跡Ａ₁，Ｂ₁からヘッド軌跡Ａ_H，Ｂ_H
へと変化する。そしてかかる磁気ヘッド１１の移動によ
り、ノイズがない良好な再生信号を得ることができる。

【００２７】ところが、上記のように圧電素子２２を一
方向に駆動させる場合には一定の限界があり、基本的に
元の位置（０位置）に復帰させる必要がある。そして、
この復帰の際に磁気ヘッド１１は、必然的に別アジマス
の記録パターンを横切ることになる。即ち、図７（ａ）
及び（ｂ）において、傾斜角度αで記録パターンに追従
している場合（追従区間）では、別アジマスの記録パタ
ーンを横切ることはないから、ノイズは発生しないが、
一方、傾斜角度βで復帰する場合（復帰区間）では、こ
れとは逆に記録パターンを横切ってノイズが発生する。
従って、上記復帰区間では、信号再生回路３３から信号
処理回路３５へは信号を送らずに、この場合、追従区間
における再生信号をメモリ回路３４に入力して、更に信
号処理回路３５へ出力し、これによりエラーが少ない画
像を再生することができる。

【００２８】このように追従区間における磁気ヘッド１
１の追従時の信号をメモリ回路３４に入力しておき、非
追従時に該メモリ回路３４からその記憶した信号を出力
することにより、再生速度が異なる場合でも、ノイズが
ない良好な再生信号を得ることができる。なお上記メモ
リ回路３４は、信号処理回路３５の後側に構成するよう
にしたものでもよい。

【００２９】上記実施例において、圧電素子２２を、片
方向（マイナス側）のみ駆動制御する例を説明したが、
シリンダに対する磁気テープ１５の位相をずらすことに
より、その駆動中心を０に設定することができ、その場
合には±１／２Ｖ_xAで駆動すればよい。そしてこれによ
り、実質的に圧電素子２２に印加すべき駆動電圧の振幅
を１／２に小さくし、その消費電力を減少することがで
きる。またスラスト部（スラスト軸受１６）に設けた圧
電素子２２に対して直流電圧を印加することにより、磁
気ヘッド１１の高さ出しを微調整可能とすることができ
る。例えば、その設定電圧を図示しないメモリに記憶さ
せておくことにより、磁気ヘッド１１の相対的な高さ出
しのみで済む。

【００３０】更に、スラスト軸受１６を例えばカーボン
ファイバー入りの樹脂材料等によって構成することによ
り、回転部分と固定部分の電気的接続アースを容易且つ
確実にとることができる。またスラスト方向の磁気的吸
引力を発生させるために、モータ部の駆動マグネットを
利用するが、別途に専用のマグネットを設けるようにし
てもよく、上記実施例と同様な作用効果を得ることがで
きる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、こ
の種のシリンダ装置において、モータ部の磁束による磁
気的吸引力に勾配変化を持たせ、テープテンションによ
るシリンダに対する側圧との方向を一致させることによ
り、特に含油性の焼結軸受を使用して、これにより安価
で高い安定性を有するシリンダ装置を実現することがで
きる。またテープ走行面から回転軸が離れる方向に僅か
に傾斜させることにより、テープ安定走行に最適なリー
ド形状と、かかる軸傾斜によるヘッド軌跡とが、極めて
好適に整合するシリンダ装置を構成し、テープ安定走行
を有効に保証することができる。更にスラスト部におい
て圧電素子を設け、構成を簡素化して小型で安価なヘッ
ド上下動機構を構成することができ、テープ再生速度が
異なる場合でもノイズがない良好な再生を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録・再生装置のシリンダ装置の
一実施例におけるシリンダ構造例を示す縦断面図であ
る。

【図２】本発明の上記シリンダ装置における回転軸の傾
斜状態を示す部分拡大図である。

【図３】本発明の上記シリンダ装置におけるテープリー
ドの形状例を示す図である。

【図４】本発明の一実施例におけるテープ及び磁気ヘッ
ドの配置構成例を示す部分平面図である。

【図５】本発明の一実施例におけるシリンダ装置の制御
ブロック図である。

【図６】本発明の一実施例における磁気ヘッドの記録パ
ターンに対する軌跡を示す図である。

【図７】本発明の一実施例における圧電素子に対する駆
動電圧波形及び磁気ヘッドの高さ変化を示す図である。

【符号の説明】

１回転軸２上シリンダ３下シリンダ４トランス台５，６ロータリトランス７，８焼結軸受１１磁気ヘッド１２磁気ヘッド基材１４リード１５磁気テープ１６スラスト軸受１７ステータヨーク２０駆動マグネット２１駆動用コイル２２圧電素子２６，２７テープガイド２９制御回路３０圧電素子駆動回路３１キャプスタンＦＧ３２キャプスタンモータ３３信号再生回路３４メモリ回路３５信号処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の磁気ヘッドを備えた回転上シリン
ダと、外周面に磁気テープを案内するリード部を形成し
た固定の下シリンダとが、同軸に上下に配置されて成る
磁気記録・再生装置のシリンダ装置において、上記上シリンダを取り付けた中心の回転軸を滑り軸受に
て支持し、マグネットと磁性体を、固定側及び回転軸側
のいずれか一方づつに設け、上記マグネット及び磁性体間に発生させたスラスト方向
の磁気的吸引力を、スラスト軸受にて受けることにより
スラスト方向を保持し、また上記スラスト軸受とこれを保持する固定部材との間
に圧電素子を配置し、該圧電素子に電圧を印加すること
により、上記回転軸及び上記回転上シリンダ全体を上下
動可能となるように構成し、上記磁気テープの記録パターンに対する上記磁気ヘッド
の追従区間において読み取った信号を、メモリ素子に入
力し、また基準位置に対する上記磁気ヘッドの復帰区間
において読み取った信号を、上記メモリ素子に入力しな
いようにしたことを特徴とする磁気記録・再生装置のシ
リンダ装置。