JPH08297892A - 磁気テープガイド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気記録再生装置に備えられる磁気テープ案
内用の樹脂製の回転式ガイドピン７において、磁気テー
プの走行性を良くし、映像異常やエッジダメージ等の走
行トラブルをなくす。 【構成】 樹脂製の回転式ガイドピン７の磁気テープ案
内面１１を、円筒方向に沿って歯車状に凹凸の溝が彫ら
れた粗面に形成する。ここで、凸部の高さδを１×１０
^-3ｍｍ〜５×１０^-3ｍｍの範囲、凸部の幅Ｘ₁ を５×１
０^-3ｍｍ以下、凸部の繰り返しピッチＸを１０×１０^-3
ｍｍ〜５×１０^-3＋（０．０６５×１０³δ）^1/4 ｍｍ
の範囲に限定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気テープガイド装置に
係わる。

【０００２】

【従来の技術】各種磁気記録再生装置、例えばＶＴＲに
おいて、図１７に示すように例えば同軸心上に同径の上
下の磁気テープガイドドラム１及び２が配置された磁気
ヘッドドラム３が設けられ、このドラム３の周面を覆っ
てたすきがけに磁気テープ４が案内され、両ドラム１及
び２間に臨む回転磁気ヘッド５によって磁気テープ４に
対しての記録、再生が行なわれるようになされている。
この磁気ヘッドドラム３の、ガイドドラム１及び２は、
例えばその一方のドラム１が回転ドラムとされ、他方が
固定ドラムとされる。

【０００３】さらに、磁気テープ４の移行途上には、こ
れを案内する例えば固定のガイドピン６や回転式ガイド
ピン７があり、これらのガイドピンは磁気テープ４に対
して多少の傾斜を設けて摺接ならしめ、ドラム２のテー
プ案内リード２ａにテープが正確に移行するように設置
されている。

【０００４】このように、磁気テープがそれぞれ円柱な
いし円筒体より成る固定のガイドピン６、ガイドドラム
１及び２（以下固定のガイドピンとガイドドラムは単に
固定ガイド体と略称する）や回転式ガイドピン７によっ
て案内される場合、磁気テープ４の走行そのものが記録
再生の性能に大きく係わることから、固定ガイド体や回
転式ガイドピンは磁気テープ４の安定した走行性が確保
できるように設置される。

【０００５】これらのガイドピンのうち、固定ガイド体
は磁気テープとの摩擦摺動を考慮されて金属材を選ぶこ
とが多いが、回転式ガイドピンは磁気テープと接触する
ものの摩擦摺動しないと考えられることから、例えばポ
リアセタールといった金属よりも安価に製造できる樹脂
を材料に用いており、これらの材料は主に軸心の金属と
の耐摺動特性で選択されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、回転式ガイ
ドピン７は、図１８に示すように例えば多少の傾きを持
って磁気テープ４と摺接するため、磁気テープとの静摩
擦係数が大きいとテープ幅方向に引き寄せられて本来の
位置からズレるが、テープを本来の位置に制限させる上
下のフランジ部７ａ及び７ｂにより静摩擦が作用する方
向とは逆に規制力が強く作用することから、この本来の
位置からズレた状態を長く維持することが困難で、再び
もとの位置に戻るという不規則な振動現象を引き起こ
す。この振動現象により磁気テープに微小振動が伝わり
磁気ヘッドと磁気テープの良好な接触状態に対して外乱
となり、画像そのものにジッターズレを引き起こす現象
（以下映像異常と呼ぶ）が起きる。また、静摩擦力が非
常に大きくなるとそのままテープ幅方向に大きく引き寄
せられ、回転式ガイドピン７の上下のフランジ部７ａ及
び７ｂによりテープエッジ部に傷が入る（以下エッジダ
メージと呼ぶ）といったトラブルが発生して磁気テープ
に大きなダメージを与えるといった問題が起きる。

【０００７】一方、磁気記録の分野においては、年々高
密度化が要求されている。この場合、高保磁力のＣｏ−
Ｎｉ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｏ系の磁性金属の蒸着、スパ
ッタリング等によって磁性層が形成された金属磁性薄膜
磁気テープが使用される方向にある。

【０００８】加えて信号形態もアナログ信号からディジ
タル信号に代わりつつあり、高密度化と共に信号形態に
合わせた媒体設計が必要とされている。

【０００９】通常一般の磁気記録の方式は、面内に磁化
の容易軸を持った磁気記録媒体を用いる、いわゆる面内
磁気記録方式が取られるが、この方式では記録密度を上
げれば上げるほど磁気記録媒体の磁化方向が互いに反発
し合うように並ぶため、高密度化には自ずと限界があ
り、要求されるような高密度化を図ることは困難であ
る。

【００１０】さらに、面内磁気記録方式では、磁化反転
が２回繰り返すパターンにおいて、それぞれの磁化反転
の間隔が詰まってくるほど（高密度化するほど）互いの
磁化反発及び波形干渉によるピークシフトが生じ、エラ
ーレートが悪化する等の欠点がある。

【００１１】そこで近年、膜面に対して垂直方向に磁化
容易軸を有する磁気記録媒体を用いる垂直磁気記録方式
の開発が著しい。

【００１２】垂直磁気記録方式では、面内磁気記録方式
に比べて減磁作用が極めて少なく、記録密度を飛躍的に
増大することが可能となる。

【００１３】そしてこのような垂直磁気記録方式により
ディジタル信号を記録再生する際の磁気記録媒体として
も、垂直記録媒体として優れた磁気特性を有するＣｏ−
Ｎｉ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｏ系の金属磁性薄膜磁気テー
プが用いられる。

【００１４】ところが、このような金属薄膜磁気テープ
を用いる場合、この磁気テープは表面性が良好であり、
磁気テープガイド装置における上述した回転式ガイドピ
ンが、塑性変形を起こす金属製の場合静摩擦係数は変化
しないが、弾性変形を起こす樹脂製である場合、回転式
ガイドピンの接触面積が増大して静摩擦係数が大きくな
るため、これによる映像異常やエッジダメージ等のトラ
ブルが塗布型磁性層の磁気テープに比し、さらに問題と
なってくる。

【００１５】このような磁気テープガイド装置におい
て、特に磁気テープを摺接した状態で案内する回転式ガ
イドピンによる映像異常やエッジダメージ等のトラブル
問題への対処は、通常、これら回転式ガイドピンの金属
化や表面粗面化等によって行われている。

【００１６】即ち、樹脂製回転式ガイドピンにおいて
は、種々の表面加工が試みられている。例えば、ＮＣ旋
盤を用いて表面に適当な条件でネジ溝を切削加工した
り、また切削加工して適当な粗さになるよう制御されて
いる（但し、これらは射出成型後に別のプロセスとして
行なわれる為、コスト増の一因となる）。

【００１７】ところがこのようにしても、特にエラーレ
ートの低減化特に１０^-5オーダーのエラーレートを図る
磁気記録再生装置の回転式ガイドピンによる映像異常や
エッジダメージ等の走行トラブルが問題となる。

【００１８】本発明は、塗布型磁性層による磁気テープ
はもとより、特に金属性薄膜磁気テープを走行性を良く
案内することのできる磁気テープガイド装置に提供する
ものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、樹脂製回
転式ガイドピンにおける磁気テープ案内面と、磁気テー
プの映像異常やエッジダメージ、即ち静摩擦係数が大き
い場合に起因することを明確化し、これに基づいて磁気
テープの走行性にすぐれた磁気テープガイド装置を見い
出すに至ったものである。

【００２０】例えば、磁気テープを案内する樹脂製の回
転式ガイドピンの静摩擦係数μｓと実機における映像異
常に係わるジッターズレの発生頻度において、この静摩
擦係数μｓとジッターズレとの関係についてみると、図
２０に示す結果が得られた。この図において、ジッター
ズレの発生頻度は１秒あたりの平均発生数で表してい
る。

【００２１】この場合、図２０中○印及び●印はジッタ
ーズレの絶対値が０．１２μｓ〜０．２４μｓとした場
合、△印及び▲印はジッターズレの絶対値が０．２４μ
ｓ以上とした場合である。ジッターズレの絶対値が０．
１２μｓ未満の場合、ＮＴＳＣ方式の画面ではジッター
ズレが見られない。

【００２２】尚、ジッターズレは図１９に示すように、
ＮＴＳＣ方式のＶＴＲ２０１に信号発生機２００をつな
いで磁気テープに信号を記録させた後、ＶＴＲでこの記
録した磁気テープを再生させて得られた信号をジッター
メータ２０２及びディジタルストレージオシロスコープ
２０３を接続して求めたものであり、この時の再生画像
はモニター２０４で監視している。

【００２３】エッジダメージについては、上記映像異常
に係わるジッターズレを測定したＶＴＲで発生するかし
ないかを求めており、上記で求めた回転式ガイドピンの
静摩擦係数との関係について見ると、図２０に示す結果
が得られた。

【００２４】図２０中○印及び△印はエッジダメージが
発生しなかった場合であり、●印及び▲印はエッジダメ
ージが発生した場合である。

【００２５】また、静摩擦係数μｓは、次の方法によっ
て測定されたものであり、以下同様である。図２１に示
すように被測定回転式ガイドピンＤを配置し、これらの
周面にθの角度にわたって磁気テープ４を案内させ、テ
ープ４の一端におもりＷを結合し、そのおもりＷによっ
てテンションＴ１をかけるとともに他端において変位を
力に変換する例えばバネ式変換器２０５を連結した力検
出装置Ｍによって最大テンションＴ_max の測定を行う。
そして下記数１によって、数２として測定した。

【数１】Ｔ_max ／Ｔ１＝ｅｘｐ（μｓ＊θ）

【数２】μｓ＝（１／θ）ｌｎ（Ｔ_max ／Ｔ１）

【００２６】図２０で分かるように、映像異常及びエッ
ジダメージが静摩擦係数にのみ依存して、或る静摩擦係
数から映像異常やエッジダメージが発生することを究明
した。つまり、磁気テープと例えば樹脂製回転式ガイド
ピンの案内面１１との静摩擦は、両者の弾性変形による
摩擦係数の増減に係わることを明確に認識し、これに基
づいて静摩擦係数の増加を効果的に回避する構造を提供
する。

【００２７】即ち、本発明は、図１の模式的断面図で示
すように、回転式ガイドピン７の案内面１１を、円筒方
向に沿って歯車状の凹凸の細溝を切るように粗面化する
ものである。そして、その表面の幾何学的特徴は、図１
に案内面１１における断面を模式的に示すように、その
細溝による凸部の高さ即ち表面最大高さδ（Ｒ_max ）、
凸部の幅Ｘ₁ 、凸部の繰り返しピッチＸで規定されるも
のであり、ここで磁気テープの回転ガイドピン即ち磁気
テープ案内面１１が接触する山の高さδを１．０×１０
^-3ｍｍ〜５×１０^-3ｍｍとし、更に凸部の幅Ｘ₁ を５×
１０^-3ｍｍ以下とし、凸部の繰り返しピッチＸを下記数
３を満足する粗面とする。

【数３】 １０×１０^-3ｍｍ≦Ｘ≦５×１０^-3＋（０．０６５×１０³ δ）^1/4 ｍｍ

【００２８】

【作用】上述の本発明構成によれば、表面性の良い金属
薄膜磁気テープにおいても低摩擦係数を実現化した。こ
れは、凸部の形状即ち凸部の幅Ｘ₁ 及び凸部の繰り返し
ピッチＸ等の考慮によって回避できたことによる。

【００２９】

【実施例】以下本発明による磁気テープガイド装置は、
カラービデオ信号をディジタル化して磁気テープに記録
する特にエラーレートを１０^-5オーダー以下としたディ
ジタルＶＴＲに適用して有益であり、先ずこの磁気記録
再生装置、即ちディジタルＶＴＲを下記の順序に従って
説明する。

【００３０】Ａ．記録再生装置の構成 ａ．信号処理部 ｂ．ブロック符号化 ｃ．チャンネルエンコーダ及びチャンネルデコーダ ｄ．走行系

【００３１】Ａ．記録再生装置の構成 ディジタルＶＴＲとしては、放送局用のＤ１フォーマッ
トのコンポーネント形ディジタルＶＴＲ及びＤ２フォー
マットのコンポジット形ディジタルＶＴＲが実用化され
ている。

【００３２】前者のＤ１フォーマットディジタルＶＴＲ
は、輝度信号をそれぞれ１３．５ＭＨｚ，６．７５ＭＨ
ｚのサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換した後、所定の信
号処理を行って磁気テープ上に記録するもので、これら
コンポーネント成分のサンプリング周波数が４：２：２
であることから、４：２：２方式と称されている。

【００３３】一方、後者のＤ２フォーマットディジタル
ＶＴＲは、コンポジットカラービデオ信号をカラー副搬
送波信号の周波数の４倍の周波数の信号でサンプリング
を行ってＡ／Ｄ変換し、所定の信号処理を行った後、磁
気テープに記録するようにしている。

【００３４】いずれにしても、これらのディジタルＶＴ
Ｒは、共に放送局用に使用されることを前提に設計され
ているために、画質優先とされ、１サンプルが例えば８
ビットにＡ／Ｄ変換されたディジタルカラービデオ信号
を実質的に圧縮することなしに記録するようになされて
いる。

【００３５】従って、例えばＤ１フォーマットのディジ
タルＶＴＲでは、大型のカセットテープを使用しても高
々１．５時間程度の再生時間しか得られず、一般家庭用
のＶＴＲとして使用するには不適当である。

【００３６】そこで、本実施例においては、例えば５μ
ｍのトラック幅に対して最短波長０．５μｍの信号を記
録するようにし、記録密度４×１０⁵ ｂｉｔ／ｍｍ² 以
上、あるいは８×１０⁵ ｂｉｔ／ｍｍ² 以上を実現する
とともに、記録情報を再生歪みが少ないような形で圧縮
する方法を併用することによって、テープ幅Ｋが８ｍｍ
あるいはそれ以下の幅狭の磁気テープを使用しても長時
間の記録再生が可能なディジタルＶＴＲに適用するもの
とする。

【００３７】ａ．信号処理部 図２は記録側の構成全体を示すものであり、１Ｙ，１
Ｕ，１Ｖでそれぞれ示す入力端子に、例えばカラービデ
オカメラからの三原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから形成されたデ
ィジタル輝度信号Ｙ、ディジタル色差信号Ｕ、Ｖが供給
される。この場合、各信号のクロックレートはＤ１フォ
ーマットの各コンポーネント信号の周波数と同一とされ
る。即ち、それぞれのサンプリング周波数が１３．５Ｍ
Ｈｚ，６．７５ＭＨｚとされ、且つこれらの１サンプル
当たりのビット数が８ビットとされている。従って、入
力端子１Ｙ，１Ｕ，１Ｖに供給される信号のデータ量と
しては、約２１６Ｍｂｐｓ（メガビット／秒）となる。
この信号のうちブランキング時間のデータを除去し、有
効領域の情報のみを取り出す有効情報抽出回路１０２に
よってデータ量が約１６７Ｍｂｐｓに圧縮される。

【００３８】そして、上記有効情報抽出回路１０２の出
力のうちの輝度信号Ｙが周波数変換回路１０３に供給さ
れ、サンプリング周波数が１３．５ＭＨｚからその３／
４に変換される。周波数変換回路１０３としては、例え
ば間引きフィルターが使用され、折り返し歪みが生じな
いようになされている。この周波数変換回路１０３の出
力信号はブロック化回路１０５は、後段に設けられたブ
ロック符号化回路１０８のために設けられている。

【００３９】図３は符号化の単位のブロックの構造を示
す。この例は、３次元ブロックであって、例えば２フレ
ームに跨がる画面を分割することにより、同図に示すよ
うに（４ライン×４画素×２フレーム）の単位ブロック
が多数形成される。尚、図３において実線は奇数フィー
ルドのラインを示し、破線は偶数フィールドのラインを
示す。

【００４０】また、有効情報抽出回路１０２の出力のう
ち、２つの色差信号Ｕ，Ｖがサブサンプリング及びサブ
ラインの回路１０４に供給され、サンプリング周波数が
それぞれ６．７５ＭＨｚからその半分に変換された後、
２つのディジタル色差信号が互いにライン毎に選択さ
れ、１チャンネルのデータに合成される。従って、この
サブサンプリング及びサブライン回路１０４からは線順
次化されたディジタル色差信号が得られる。

【００４１】このサブサンプリング及びサブライン回路
１０４によってサブサンプル及びサブライン化された信
号の画素構成を図４に示す。図４において、○印は第一
の色差信号Ｕのサブサンプリング画素を示し、×印はサ
ブサンプルによって間引かれた画素の位置を示す。

【００４２】上記サブサンプリング及びサブライン回路
１０４からの線順次化出力信号は、ブロック化回路１０
６に供給される。ブロック化回路１０６では一方のブロ
ック化回路１０５と同様に、テレビジョン信号の操作の
順序の色差データがブロックの順序のデータに変換され
る。このブロック化回路１０６は、一方のブロック化回
路１０５と同様に、色差データを（４ライン×４画素×
２フレーム）のブロック構造に変換する。そしてこれら
のブロック化回路１０５及び１０６の出力信号が合成回
路１０７に供給される。

【００４３】合成回路１０７では、ブロックの順序に変
換された輝度信号及び色差信号が１チャンネルのデータ
に変換され、この合成回路１０７の出力信号がブロック
符号化回路１０８に供給される。ブロック符号化回路１
０８としては、後述するようにブロック毎のダイナミッ
クレンジに適応した符号化回路（ＡＤＲＣ（Ａｄａｐｔ
ｉｖｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｄｉｎｇ）
と称する）ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路等が適用できる。前記ブロッ
ク符号化回路１０８からの出力信号は、さらにフレーム
化回路１０９に供給され、フレーム構造のデータに変換
される。このフレーム化回路１０９では、画素系のクロ
ックと記録系のクロックとの乗り換えが行なわれる。

【００４４】次に、フレーム化回路１０９の出力信号が
エラー訂正符号のパリティ発生回路１１０に供給され、
エラー訂正符号のパリティが生成される。パリティ発生
回路１１０の出力信号は、チャンネルエンコーダ１１１
に供給され、記録データの低域部分を減少させるような
チャンネルコーディングがなされる。チャンネルエンコ
ーダ１１１の出力信号が記録アンプ１１２Ａ，１１２Ｂ
と回転トランスを介して一対の磁気ヘッド１１３Ａ及び
１１３Ｂに供給され、磁気テープに記録される。尚、オ
ーディオ信号と、ビデオ信号とは別に圧縮符号化され、
チャンネルエンコーダ１１１に供給される。

【００４５】上述の信号処理によって、入力のデータ量
２１６Ｍｂｐｓが、有効走査期間のみを抽出することに
よって約１６７Ｍｂｐｓに低減され、更に周波数変換と
サブサンプル、サブラインとによってこれが８４Ｍｂｐ
ｓに減少される。このデータは、ブロック符号化回路１
０８で圧縮符号化することにより、約２５Ｍｂｐｓに圧
縮され、その後のパリティ、オーディオ信号等の付加的
な情報を加えて、記録データ量として３１．５６Ｍｂｐ
ｓとなる。

【００４６】次に、再生側の構成について図５を参照し
て説明する。再生の際には、図５に示すように、先ず磁
気ヘッド１１３Ａ及び１１３Ｂからの再生データが回転
トランス及び再生アンプ１１４Ａ及び１１４Ｂを介して
チャンネルデコーダ１１５に供給される。チャンネルデ
コーダ１１５においてチャンネルコーディングの復調が
なされ、チャンネルデコーダ１１５の出力信号がＴＢＣ
回路（時間軸補正回路）１１６に供給される。このＴＢ
Ｃ回路１１６において、再生信号の時間軸変動成分が除
去される。ＴＢＣ回路１１６からの再生データがＥＣＣ
回路１１７に供給され、エラー訂正符号を用いたエラー
訂正とエラー修整とが行なわれる。ＥＣＣ回路１１７の
出力信号がフレーム分解回路１１８に供給される。

【００４７】フレーム分解回路１１８によって、ブロッ
ク符号化データの各成分がそれぞれ分離されるととも
に、記録系のクロックからの画素系のクロックへの乗り
換えがなされる。フレーム分解回路１１８で分離された
各データがブロック復号回路１１９に供給され、各ブロ
ック単位に原データと対応する復元データが復号され、
復号データが分配回路１２０に供給される。この分配回
路１２０で復号データが輝度信号と色差信号に分離され
る。輝度信号及び色差信号がブロック分解回路１２１，
１２２にそれぞれ供給される。ブロック分解回路１２
１，１２２は、記録側のブロック化回路１０５，１０６
とは逆に、ブロックの順序の復号データをラスター走査
の順に変換する。

【００４８】ブロック分解回路１２１からの復号輝度信
号が補間フィルター１２３に供給される。補間フィルタ
ー１２３では、輝度信号のサンプリングレートが３ｆｓ
から４ｆｓ（４ｆｓ＝１３．５ＭＨｚ）に変換される。
補間フィルター１２３からのディジタル輝度信号Ｙは出
力端子１２６Ｙに取り出される。

【００４９】一方、ブロック分解回路１２２からのディ
ジタル色差信号が分配回路１２４に供給され、線順次化
されたディジタル色差信号Ｕ，Ｖがディジタル色差信号
Ｕ及びＶにそれぞれ分離される。分配回路１２４からの
ディジタル色差信号Ｕ，Ｖが補間回路１２５に供給さ
れ、それぞれ補間される。補間回路１２５は、復元され
た画素データを用いて間引かれたライン及び画素のデー
タを補間するもので、補間回路１２５からはサンプリン
グレートが２ｆｓのディジタル色差信号Ｕ及びＶが得ら
れ、出力端子１２６Ｕ及び１２６Ｖにそれぞれ取り出さ
れる。

【００５０】ｂ．ブロック符号化 図２におけるブロック符号化回路１０８としては、ＡＤ
ＲＣエンコーダが用いられる。このＡＤＲＣエンコーダ
は、各ブロックに含まれる複数の画素データの最大値Ｍ
ＡＸと最小値ＭＩＮとを検出し、これら最大値ＭＡＸ及
び最小値ＭＩＮからブロックのダイナミックレンジＤＲ
を検出し、このダイナミックレンジＤＲに適応した符号
化を行い、原画素データのビット数よりも少ないビット
数により、再量子化を行うものである。ブロック符号化
回路１０８の他の例としては、各ブロックの画素データ
をＤＣＴ処理した後、このＤＣＴ処理で得られた係数デ
ータを量子化し、量子化データをランレングス・ハフマ
ン符号化して圧縮符号化する構成を用いてもよい。

【００５１】ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、更
にマルチダビングしたときにも画質劣化が生じないエン
コーダの例を図６を参照して説明する。図６において、
入力端子２７に例えば１サンプルが８ビットに量子化さ
れたディジタルビデオ信号（或いはディジタル色差信
号）が図２の合成回路１０７より入力される。入力端子
２７からのブロック化データが最大値、最小値検出回路
２９及び遅延回路３０に供給される。最大値、最小値検
出回路２９は、ブロック毎に最小値ＭＩＮ：最大値ＭＡ
Ｘを検出する。遅延回路３０からは、最大値及び最小値
が検出されるのに要する時間、入力データを遅延させ
る。遅延回路３０からの画素データが比較回路３１及び
３２に供給される。

【００５２】最大値、最小値検出回路２９からの最大値
ＭＡＸが減算回路３３に供給され、最小値ＭＩＮが加算
回路３４に供給される。これらの減算回路３３及び加算
回路３４には、ビットシフト回路３５から４ビット固定
長でノンエッジマッチング量子化した場合の１量子化ス
テップ幅の値（Δ＝１／１６ＤＲ）が供給される。ビッ
トシフト回路３５は、（１／１６）の割算を行うよう
に、ダイナミックレンジＤＲを４ビットシフトする構成
とされている。減算回路３３からは（ＭＡＸ−Δ）のし
きい値が得られ、加算回路３４からは（ＭＩＮ＋Δ）の
しきい値が得られる。これらの減算回路３３及び加算回
路３４からのしきい値が比較回路３１，３２にそれぞれ
供給される。尚、このしきい値を規定する値Δは、量子
化ステップ幅に限らず、ノイズレベルに相当する固定値
としてもよい。

【００５３】比較回路３１の出力信号がＡＮＤゲート３
６に供給され、比較回路３２の出力信号がＡＮＤゲート
３７に供給される。ＡＮＤゲート３６及び３７には、遅
延回路３０からの入力データが供給される。比較回路３
１の出力信号は、入力データがしきい値より大きいとき
にハイレベルとなり、従ってＡＮＤゲート３６の出力端
子には（ＭＡＸ〜ＭＩＮ−Δ）の最大レベル範囲に含ま
れる入力データの画素データが抽出される。一方、比較
回路３２の出力信号は、入力データがしきい値より小さ
いときにハイレベルとなり、従ってＡＮＤゲート３７の
出力端子には、（ＭＡＸ〜ＭＩＮ＋Δ）の最小レベル範
囲に含まれる入力データの画素データが抽出される。

【００５４】ＡＮＤゲート３６の出力信号が平均化回路
３８に供給され、ＡＮＤゲート３７の出力信号が平均化
回路３９に供給される。これらの平均化回路３８，３９
はブロック毎に平均値を算出するもので、端子４０から
ブロック周期のリセット信号が平均化回路３８，３９に
供給されている。平均化回路３８からは、（ＭＡＸ〜Ｍ
ＩＮ−Δ）の最大レベル範囲に属する画素データの平均
値ＭＡＸ′が得られ、平均化回路３９からは（ＭＡＸ〜
ＭＩＮ＋Δ）の最小レベル範囲に属する画素データの平
均値ＭＩＮ′が得られる。平均値ＭＡＸ′から平均値Ｍ
ＩＮ′が減算回路４１で減算され、この減算回路４１か
らダイナミックレンジＤＲ′が得られる。

【００５５】また、平均値ＭＩＮ′が減算回路４２に供
給され、遅延回路４３を介された入力データから平均値
ＭＩＮ′が減算回路４２において減算され、最小値除去
後のデータＰＤＩが形成される。このデータＰＤＩ及び
修整されたダイナミックレンジＤＲ′が量子化回路４４
に供給される。この実施例では、量子化に割り当てられ
るビット数ｎが０ビット（コード信号を転送しない）、
１ビット、２ビット、３ビット、４ビットの何れかとさ
れる可変長のＡＤＲＣであって、エッジマッチング量子
化がなされる。割り当てビット数ｎは、ブロック毎にビ
ット数決定回路４５において決定され、ビット数ｎのデ
ータが量子化回路４４に供給される。

【００５６】可変長ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジＤ
Ｒ′が小さいブロックでは、割り当てビット数ｎを少な
くし、ダイナミックレンジＤＲ′が大きいブロックで
は、割り当てビット数を多くすることで、効率の良い符
号化を行うことができる。即ち、ビット数ｎを決定する
際のしきい値をＴ１〜Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４）
とすると、（ＤＲ′＜Ｔ１）のブロックはコード信号が
転送されず、ダイナミックレンジＤＲ′の情報のみが転
送され、（Ｔ１≦ＤＲ′＜Ｔ２）のブロックは、（ｎ＝
１）とされ、（Ｔ２≦ＤＲ′＜Ｔ３）のブロックは、
（ｎ＝２）とされ、（Ｔ３≦ＤＲ′＜Ｔ４）のブロック
は、（ｎ＝３）とされ、（ＤＲ′≧Ｔ４）のブロック
は、（ｎ＝４）とされる。

【００５７】かかる可変長ＡＤＲＣでは、しきい値Ｔ１
〜Ｔ４を変えることで、発生情報量を制御すること（い
わゆるバッファリング）ができる。従って、１フィール
ド或いは１フレーム当たりの発生情報量を所定値にする
ことが要求される本実施例のディジタルオーディオビデ
オテープレコーダのような伝送路に対しても可変長ＡＤ
ＲＣを適用できる。

【００５８】発生情報量を所定値にするためのしきい値
Ｔ１〜Ｔ４を決定するバッファリング回路４６では、し
きい値の組（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）が複数例えば３
２組用意されており、これらのしきい値の組がパラメー
タコードＰｉ（ｉ＝０，１，２，‥‥，３１）により区
別される。パラメータコードＰｉの番号ｉが大きくなる
に従って、発生情報量が単調に減少するように設定され
ている。但し、発生情報量が減少するに従って、復元画
像の画質が劣化する。

【００５９】バッファリング回路４６からのしきい値Ｔ
１〜Ｔ４が比較回路４７に供給され、遅延回路４８を介
されたダイナミックレンジＤＲ′が比較回路４７に供給
される。遅延回路４８はバッファリング回路４６でしき
い値の組が決定されるのに要する時間、ＤＲ′を遅延さ
せる。比較回路４７では、ブロックのダイナミックレン
ジＤＲ′と各しきい値とがそれぞれ比較され、比較出力
がビット数決定回路４５に供給され、そのブロックの割
り当てビット数ｎが決定される。量子化回路４４ではダ
イナミックレンジＤＲ′と割り当てビット数ｎとを用い
て遅延回路４９を介された最小値除去後のデータＰＤＩ
がエッジマッチングの量子化により、コード信号ＤＴに
変換される。量子化回路４４は例えばＲＯＭで構成され
ている。

【００６０】遅延回路４８，５０をそれぞれ介して修整
されたダイナミックレンジＤＲ′、平均値ＭＩＮ′が出
力され、更にコード信号ＤＴとしきい値の組を示すパラ
メータコードＰｉが出力される。この例では、一旦ノン
エッジマッチ量子化された信号が新たにダイナミックレ
ンジ情報に基づいて、エッジマッチ量子化されているた
めに、ダビングしたときの画像劣化は少ないものとされ
る。

【００６１】ｃ．チャンネルエンコーダ及びチャンネル
デコーダ 次に、図２のチャンネルエンコーダ１１１及びチャンネ
ルデコーダ１１５について説明する。チャンネルエンコ
ーダ１１１においては、図７に示すように、図２におけ
るパリティ発生回路１１０の出力が供給される適応型ス
クランブル回路で、複数のＭ系列のスクランブル回路５
１が用意され、その中で入力信号に対し最も高周波成分
及び直流成分の少ない出力が得られるようなＭ系列が選
択されるように構成されている。５２はパーシャルレス
ポンス・クラス４検出方式のためのプリコーダで、１／
１−Ｄ² （Ｄは単位遅延用回路）の演算処理がなされ
る。このプリコーダ５２の出力を記録アンプ１１２Ａ，
１１２Ｂを介して磁気ヘッド１１３Ａ及び１１３Ｂによ
り記録再生し、再生出力を再生アンプ１１４Ａ，１１４
Ｂによって増幅するようになされている。

【００６２】一方、チャンネルデコーダ１１５において
は、図８に示すように、パーシャルレスポンス・クラス
４の再生側の演算処理回路５３は１＋Ｄの演算が再生ア
ンプ１１４Ａ，１１４Ｂの出力に対して行なわれる。ま
た、いわゆるビタビ復号回路５４においては、演算処理
回路５３の出力に対してデータの相関性や確からしさ等
を用いた演算により、ノイズに強いデータの復号が行わ
れる。このビタビ復号回路５４の出力がディスクランブ
ル回路５５に供給され、記録側のスクランブル処理によ
って並び換えられたデータが元の系列に戻され原データ
が復元される。この実施例において用いられるビタビ復
号回路５４によって、ビット毎の復号を行うよりも、再
生Ｃ／Ｎ換算が３ｄＢで改良が得られる。

【００６３】ｄ．走行系 上述の磁気ヘッド１１３Ａ及び１１３Ｂは、例えば図９
Ａに示すように、ドラム７６に対して１８０°の対向間
隔で取り付けられるか、或いは図９Ｂに示すように、例
えば一体構造とされた形でドラム７６に取り付けられ
る。ドラム７６の周面には、１８０°よりやや大きい
か、或いはやや小さい巻き付け角で磁気テープ（図示せ
ず）が斜めに巻き付けられている。図９Ａに示すヘッド
配置では、磁気テープに対して磁気ヘッド１１３Ａ及び
１１３Ｂがほぼ交互に接し、図９Ｂに示すヘッド配置で
は、磁気ヘッド１１３Ａ及び１１３Ｂが同時に磁気テー
プを走査する。

【００６４】また磁気ヘッド１１３Ａ及び１１３Ｂのそ
れぞれのギャップの延長方向（アジマス角と称する）は
互いに異ならしめて構成されており、例えば図１０に示
すように、磁気ヘッド１１３Ａと１１３Ｂとの間に、±
２０°のアジマス角が設定されて、このアジマス角の相
違により、磁気テープには、図１１に記録パターンの一
例を示すように、隣り合う記録トラックＴＡ及びＴＢに
おいて、アジマス角に相当する角度をもって互いに逆向
きに傾いて記録されるようになされる。従って、再生時
には、アジマス損失により、隣り合うトラック間のクロ
ストーク量を低減することができる。

【００６５】図１２及び図１３は、磁気ヘッド１１３Ａ
及び１１３Ｂを一体構造（いわゆるダブルアジマスヘッ
ド）とした場合のより具体的な構成を示す。例えば１５
０ｒｐｓ（ＮＴＳＣ方式）の高速で回転される上ガイド
ドラム７６に対して、一体構造の磁気ヘッド１１３Ａ及
び１１３Ｂが取り付けられ、下ガイドドラム７７が固定
とされている。従って、磁気テープ７８には、１フィー
ルドのデータが５本のトラックに分割して記録される。
このセグメント方式により、トラックの長さを短くする
ことができる。磁気テープ７８の巻き付け角θが、例え
ば１６６°とされ、ドラム径φが１６．５ｍｍとされて
いる。

【００６６】また、ダブルアジマスヘッドを使用し、同
時記録を行うこともできる。通常、上ドラム７６の回転
部の偏心等により、磁気テープ７８の振動が生じ、トラ
ックの直線性のエラーが発生する。図１４Ａにおいて矢
印ｄで示すように、磁気テープ７８が下側に押さえつけ
られ、また、図１４Ｂにおいて矢印ｕで示すように、磁
気テープ７８が上側に引っ張られ、これにより磁気テー
プ７８が振動し、トラックの直線性が劣化する。しかし
ながら、１８０°で一対の磁気ヘッドが対向配置された
ものと比較して、ダブルアジマスヘッドで同時記録を行
うことで、かかる直線性のエラー量を小さくできる。更
に、ダブルアジマスヘッドは、ヘッド間の距離が小さい
ので、ペアリング調整により正確に行うことができる利
点がある。このようなテープ・ヘッド系により、幅狭の
トラックの記録再生を行うことができる。

【００６７】本発明は上述したディジタルＶＴＲ例えば
図９、図１２及び図１３で示した磁気ヘッドを用いる磁
気テープガイド装置に適用し得る。

【００６８】即ちこの場合、図１の模式的断面図で示す
ように、磁気テープを案内する回転式ガイドピン７、例
えばポリアセタールにより成る樹脂製円筒体の円筒面
（案内面１１）を、円筒方向に沿って歯車状の凹凸の細
溝を切るように粗面化する。

【００６９】尚、これは追加工によって粗面化されるも
のではなく、回転式ガイドピン７の射出成型時に粗面化
されるものであり、このため追加工プロセスが不要なの
でコスト的には従来と変わらない。また回転式ガイドピ
ン７の材料としては、前記のポリアセタール樹脂の他に
も、例えばポリエチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド
樹脂等の耐摩耗性に優れるとともに射出成型で製造可能
な樹脂材料が好適に用いられる。

【００７０】そして、この回転式ガイドピン７において
は、その粗面状の案内面１１の凸部の高さδ即ち最大高
さＲ_max 、凸部の繰り返しピッチＸ、凸部自身の幅Ｘ₁
が変数となるが、このうち凸部の高さδを１．０μｍ〜
５μｍとする。ここに、δを１．０μｍ以上とするの
は、１．０μｍ未満では、凸部繰り返しピッチＸ及び凸
部の幅Ｘ₁ による効果が見られず、静摩擦係数が大きい
ことからである。また、δが５μｍを超えるときは、ガ
イドピンの真円度を害うおそれがあることによる。特
に、ディジタルＶＴＲの普及型をはかって小型化する場
合、磁気テープは幅Ｋを例えば６ｍｍ幅とされ、これに
伴って回転式ガイドピン７はトラッキングエラーを考慮
して半径が０．７〜１２ｍｍとする。このとき、δ＞５
μｍでは真円度に大きな影響をもたらし、磁気テープの
安定した走行を阻害するおそれが生じてくる。

【００７１】また、残りの変数については、表１に示す
ように、凸部の高さδを１．５μｍに固定して、凸部繰
り返しピッチＸ及び凸部の幅Ｘ₁ を幾種類かに振ったポ
リアセタール樹脂製回転式ガイドピンを用意し、これに
市販の金属磁性薄膜磁気テープを摺接させた場合の走行
試験を行いその影響を検討した。

【００７２】

【表１】

【００７３】この場合、Ｘ＝１０μｍでＸ₁ ＝３．５μ
ｍのガイド、及びＸ＝２０μｍでＸ ₁ ＝４．０μｍのガ
イド以外の回転ガイドについては、ジッターズレによる
映像異常現象及びエッジダメージが観測された。

【００７４】静摩擦係数μｓとジッターズレ及びエッジ
ダメージとの相関は、図２０に示す関係が求まってお
り、この図から静摩擦係数μｓが０．５以下であれば画
面上で映像異常が観測されず、静摩擦係数μｓが０．５
以下であれば良好な走行性が得られることが分かってい
る。

【００７５】上記表１の場合についても、静摩擦係数が
０．５以下である組合せ、すなわち前述のＸ＝１０μｍ
でＸ₁ ＝３．５μｍ、及びＸ＝２０μｍでＸ₁ ＝４．０
μｍのガイドについてはジッターズレによる映像異常現
象、エッジダメージの両トラブルは観測されないことを
確認した。

【００７６】この結果から、凸部の幅Ｘ₁ が前述の両ト
ラブルに対して効果があることが分かったものの、実際
には凸部繰り返しピッチＸが８．０μｍのガイドピンに
ついては凸部の幅Ｘ₁ の値に係わらず静摩擦係数が大き
いままであり、ジッターズレ及びエッジダメージが観測
され、Ｘ₁ の効果が得られないことが分かった。このこ
とからＸ₁ の効果が得られるのは凸部繰り返しピッチが
１０μｍ以上であることが判明した。

【００７７】そこで、凸部繰り返しピッチＸが１０μｍ
以上のガイドについて静摩擦係数μｓと凸部の幅Ｘ₁ と
の関係を表１のデータから求めると下記数４が得られ
る。

【数４】μｓ＝０．２０＋６．０×１０^-2＊Ｘ₁

【００７８】そして、この数４から静摩擦係数μｓが
０．５以下になる凸部の幅Ｘ₁ の条件を求めると５．０
μｍ以下であることがわかった。

【００７９】一方、凸部繰り返しピッチの上限つまり凹
部の幅長さＶの上限については、図１５にそのモデル図
を示すように、磁気テープ４あるいは７８に垂直方向の
力が掛かって磁気テープにたるみが生じた場合に、この
磁気テープが案内面１１の凹部底辺に達して山の効果
（テープとの接触点を減らす効果）を失うまでとなる。
この場合のたるみの最大値δ_max と、凹部の幅Ｖとの関
係は、材料力学によって、下記数５で示すように求めら
れる。

【数５】 δ_max ＝（５＊ｗ＊Ｖ⁴ ）／（３８４＊Ｅ＊Ｉ） ここで、Ｉは磁気テープ幅方向での断面２次モーメント
（Ｉ＝Ｋ＊ｄ³ ／１２、Ｋは磁気テープの幅長さ、ｄは
テープの厚さ）、Ｅは磁気テープのヤング率、ｗは磁気
テープの長手方向の単位長さ当たりの分布荷重であり、
回転ガイドピンに張力Ｔをもって巻き付けた系におい
て、回転ガイドピンの半径をｒとするとき数６で与えら
れる。

【数６】ｗ＝２＊Ｔ＊ｓｉｎ（１／２ｒ）

【００８０】数５及び数６をまとめると、数７になる。

【数７】 δ_max ＝５＊Ｔ＊Ｖ⁴ ＊ｓｉｎ（１／２ｒ）／（１６＊Ｅ＊ｄ³ ＊Ｋ） となる。

【００８１】ここでδ_max は、前述のδできめられるこ
とから、δ_max ＝δである。また、Ｅ＝７×１０⁹ Ｎｍ
^-2＝７×１０⁹ ｇ／ｍｍｓ² ，ｄ＝０．０１ｍｍ，ｒ＝
１２ｍｍ，Ｋ＝６ｍｍ，Ｔ＝４．９×１０^-2Ｎ＝４．９
×１０⁴ ｇｍｍ／ｓ² とした。

【００８２】さらに、凸部繰り返しピッチＸと凹部の幅
ＶにはＸ＝Ｘ₁ ＋Ｖ（Ｘ₁ ≦５μｍ）の関係式があるこ
とから、これらの値に基づいて数７からδ_max （＝δ）
と凸部繰り返しピッチＸの関係を求めると図１６中曲線
６１が最大値になり、この曲線６１は、数８になる。

【数８】 Ｘ＝５×１０^-3＋（０．０６５×１０³ δ）^1/4 ｍｍ

【００８３】従って、Ｘは数３で示した １０×１０^-3ｍｍ≦Ｘ≦５×１０^-3＋（０．０６５×１０³ δ）^1/4 ｍｍ に選ぶ。

【００８４】更に、回転式ガイドピンの凸部の高さδと
凸部の繰り返しピッチＸ及び凸部の幅Ｘ₁ を変えた場合
の静摩擦係数μｓについて測定した結果を表２、表３で
示す。

【００８５】

【表２】

【００８６】

【表３】

【００８７】表２中のδ＝０．８μｍとして本発明で特
定した範囲１．０μｍ未満の場合で凸部繰り返しピッチ
Ｘを上記数３を満足するＸ＝１２０μｍとしたにも拘わ
らず、静摩擦係数μｓは０．５を超えていることが分か
る。

【００８８】また、表３のデータにおいても明らかなよ
うに、δ≧１．０μｍ，Ｘ≧１０μｍでＸ₁ ≦５μｍの
δ，Ｘ，Ｘ₁ の組合せを満たす場合、静摩擦係数μｓが
０．５より小さくなっていることが分かる。

【００８９】上述したところから明らかなように、本発
明装置では静摩擦係数の増加を効果的に抑えることがで
きるので、エラーレートの減少への貢献が大であって特
に１０^-5オーダーのエラーレートを目標とするディジタ
ルＶＴＲに適用して好適である。

【００９０】

【発明の効果】本発明によれば、磁気テープの回転式ガ
イドピンに対する映像異常やエッジダメージを効果的に
回避出来るので、常時安定した走行を行うことができ
る。従って特にエラーレートを１０^-5オーダーに抑える
ディジタルＶＴＲに適用してその利益は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂製回転式ガイドピンの磁気テープ案内面の
断面図である。

【図２】本発明を適用する磁気記録装置の記録側信号処
理部の一例の構成図である。

【図３】符号化の単位のブロックを示す図である。

【図４】信号の画素構成を示す図である。

【図５】本発明磁気記録装置の再生側信号処理部の一例
の構成図である。

【図６】本発明磁気記録装置のブロック符号化回路の一
例の構成図である。

【図７】チャンネルエンコーダの一例の構成図である。

【図８】チャンネルデコーダの一例の構成図である。

【図９】ヘッド配置の説明図である。

【図１０】回転ヘッドの説明図である。

【図１１】記録パターンの説明図である。

【図１２】ヘッド配置の説明図である。

【図１３】ヘッド配置の説明図であ。

【図１４】磁気テープの振動の説明図である。

【図１５】磁気テープのたるみ量の説明図である。

【図１６】Ｘ−δ曲線図である。

【図１７】磁気テープガイド装置の斜視図である。

【図１８】映像異常及びエッジダメージ発生のメカニズ
ムの説明図である。

【図１９】ジッターズレ発生頻度測定法の説明図であ
る。

【図２０】静摩擦係数とジッターズレとの関係の測定結
果を示す図である。

【図２１】静摩擦係数測定法の説明図である。

【符号の説明】

７ 回転式ガイドピン １１ 案内面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気テープの記録再生装置において、磁
   気テープの案内を目的とする回転式ガイドピンのうち樹
   脂製の回転式ガイドピンについて、この回転式ガイドピ
   ンの磁気テープ案内円筒面が、円筒方向に沿って歯車状
   に凹凸の溝が彫られ、凸部の高さδが１．０×１０^-3ｍ
   ｍ≦δ≦５．０×１０^-3ｍｍの範囲で、凸部自身の幅が
   ５×１０^-3ｍｍ以下で限定され、凸部の繰り返しピッチ
   Ｘが１０×１０^-3ｍｍ≦Ｘ≦５×１０^-3＋（０．０６５
   ×１０³ δ）^1/4 ｍｍの範囲に限定された粗面よりなる
   ことを特徴とする磁気テープガイド装置。
2. 【請求項２】 上記回転式ガイドピンの半径が０．７〜
   １２ｍｍに限定されたことを特徴とする請求項１に記載
   の磁気テープガイド装置。
3. 【請求項３】 上記回転式ガイドピンの材料には、耐摩
   耗性に優れるとともに成型で製造可能なポリアセタール
   樹脂、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂
   が用いられてなる請求項１に記載の磁気テープガイド装
   置。