KR19990030315A - 회전형 헤드 드럼 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 테이프(31)가 감겨지는 범위에서 상부 드럼(12)의 테이프 경로 원통형 표면을 하부 드럼(11)의 테이프 경로 원통형 표면으로부터 안쪽으로 설정하거나, 테이프(31)가 감겨지는 범위에서 중심 드럼(13)의 테이프 경로 원통형 표면을 상부 드럼 또는 하부 드럼의 테이프 경로 원통형 표면으로부터 바깥쪽으로 설정함으로써 테이프 주행 부하를 감소시킨다.

Description

회전형 헤드 드럼

본 발명은 중심 회전형 헤드 드럼식(inner rotary head drum system)의 회전형 헤드 드럼에 관한 것이다.

최근, 회전형 헤드 드럼을 이용하는 카세트식 자기 기록 및 재생 장치는, 성능 및 품질은 향상된 반면에 사이즈는 현저히 감소되고, 그 메카니즘과 회전형 헤드 드럼도 소형화가 요구되어, 중심 회전형 헤드 드럼식의 회전형 헤드 드럼이 더욱 넓게 이용되고 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 통상적인 회전형 헤드 드럼의 일례에 대해 설명한다. 도 10a 및 도 10b는 종래기술에 있어서의 회전형 헤드 드럼의 측면도이다. 도 12a 및 도 12b는 자기 및 기록 재생 장치에 있어서 테이프의 경로를 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 12a는 평면도, 도 12b는 측면도이다.

테이프 경로에 있어서는, 도 12a 및 도 12b에 도시한 바와 같이, 릴(reel)(201)에 감겨진 테이프(31)는, 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 소정의 리딩 각도(a specified lead angle)로 소정 각도만큼 나선형으로 감겨지고, 핀치 롤러(pinch roller)(71)와 캡스턴(capstan)(72)의 협동에 의해 일정 속도로 이동되어 기록 및 재생된다. 여기서, 테이프(31)가 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 나선형으로 감기도록, 복수개의 로딩 포스트(70)가 카세트(2)의 마우스(203)로부터 인출된다. 또한, 회전형 헤드 드럼(1) 둘레의 테이프(31)에는 소정의 장력이 인가된다.

여기서, 특히, 카메라 일체형 VTR과 같은 휴대용 기기의 경우에, 기기 전체의 크기를 콤팩트하게 유지하기 위해, 회전형 헤드 드럼(1)을 카세트(2)의 마우스(203)내에 깊숙히 삽입할 필요가 있지만, 카세트(2)에는 방진용 리드(dust lid)(202)가 마련되어 있어서, 이 리드(202)와 회전형 헤드 드럼(1)의 상부가 서로 충돌하게 된다. 이러한 충돌을 방지하려면, 회전형 헤드 드럼(1)이 마우스(203)내의 리드(202)와 접촉하지 않게 하측면쪽으로 이동되어야 하지만, 이렇게 하면 회전형 헤드 드럼(1)이 카세트의 하측면으로부터 크게 돌출되기 때문에, 기기의 두께가 증가한다. 따라서, 기기의 두께를 억제하기 위해, 도 12b에 도시한 바와 같이 회전형 헤드 드럼(1)의 상부를 비스듬히 절단하여 절단부(cut portion)(111)를 형성한다.

회전형 헤드 드럼(1)의 상부를 비스듬히 절단하기 위해서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 상부 드럼(upper drum)(12)을 하부 드럼(lower drum)(11) 상에 동축으로 고정하고, 양 드럼간에는, 하단부에 헤드(21)를 탑재한 중심 드럼(inner drum)(13)이 동축으로 배치된다(즉, 소위 중심 드럼 회전형 구성임). 중심 드럼(13)은 샤프트(shaft) 및 베어링(bearing)(도시하지 않음)에 의해 회전가능하게 지지된다. 이 중심 드럼(13)의 두께는 테이프(31) 두께의 약 1/2이다. 회전 방향은 도면에 도시한 바와 같이 오른쪽 방향이다.

하부 드럼(11)에는 테이프 경로 안내용 리드(14)가 제공되고, 테이프(31)는 그의 하단부에서 리드(14)와 접촉하면서 주행한다. 상부 드럼(12)은 절단부(111)를 가지며, 그의 외측 가장자리는 선반 마무리 가공 처리된다.

종래에는, 도 11a 및 도 11b에 도시한 바와 같이, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)에서 외주(테이프 주행 안내부) 원통형 표면의 직경 d1, d2, d3이 모두 동일하거나 d2d3d1의 관계로 설정되었다.

이와 같이 구성함으로써, 테이프 경로의 표면적 및 두께를 억제할 수 있지만, 그와 반대로 다음과 같은 문제를 야기한다.

즉, 도 11a 및 도 11b에 그 부상 상태를 단면도로 도시한 바와 같이, 테이프(31)가 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 감겨질 때 중심 드럼(13)이 회전함에 따라 테이프(31)와 중심 드럼(13) 사이에 공기의 점성 저항(viscous resistance)에 의해 공기가 포함되고, 그 부상 높이(floating height)가 중심 드럼(13) 상에서 최고로 되며, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 상에서 순차적으로 감소한다. 이러한 부상 높이는, 상부 드럼 상에서 거의 0μm, 중심 드럼 상에서 수십 μm, 하부 드럼 상에서 수 μm이다. 따라서, 상부 드럼(12)의 직경이 중심 드럼(13)의 직경보다 크거나 같으면, 테이프(31)는 상부 드럼(12)과 항상 접촉하게 된다.

이러한 상태에서는, 테이프(31)와 상부 드럼(12) 사이의 마찰력이 크고, 회전형 헤드 드럼의 설치후에 테이프 장력이 크게 증가하므로, 결과적으로, 테이프 주행 부하가 커지며, 이에 따라 테이프 손상, 캡스턴(72)에서의 슬립(slip) 발생, 모터 및 전류의 증가가 초래된다.

테이프(31)에는 종종 주행 성능을 개선하기 위해 양측면에 윤활제와 같은 표면 처리제가 코팅되지만, 상부 드럼(12)의 외주 상에는 축중심에 수직한 방향으로 머시닝 기구 경로(machining tool path)가 형성되기 때문에, 테이프(31)가 상부 드럼(12)과 접촉하는 주행 상태에 있을 때 자기 표면측 상의 표면 처리제나 기기내의 다른 미세한 먼지 입자, 또는 테이프 상의 부착물 등이 머시닝 기구 경로를 따라 쌓여서, 상부 드럼(12) 상에 퇴적될 수 있다. 그에 따라, 테이프 주행 저항이 증가하거나, 최악의 경우, 테이프(31)와 상부 드럼(12) 또는 중심 드럼(13) 사이가 들러붙어서, 테이프 주행이 불가능해거나, 테이프(31)의 기초 필름(base film)으로부터 자성층이 이탈될 수도 있다는 문제점이 있었다.

도 1a는 본 발명의 실시예 1에 따른 회전형 헤드 드럼의 측면도,

도 1b는 본 발명의 실시예 1에 따른 회전형 헤드 드럼에서 각 드럼의 직경을 도시하는 측면도,

도 2a는 본 발명의 실시예 2에 따른 회전형 헤드 드럼의 측면도,

도 2b는 본 발명의 실시예 2에 따른 회전형 헤드 드럼에서 각 드럼의 직경을 도시하는 측면도,

도 3a는 본 발명의 실시예 3에 따른 회전형 헤드 드럼의 측면도,

도 3b는 본 발명의 실시예 3에 따른 회전형 헤드 드럼에서 각 드럼의 직경을 도시하는 측면도,

도 4a는 본 발명의 실시예 1에 있어서 상부, 중심 및 하부 드럼에서 테이프의 부상 상태를 설명하기 위한 도면,

도 4b는 본 발명의 실시예 2에 있어서 상부, 중심 및 하부 드럼에서 테이프의 부상 상태를 설명하기 위한 도면,

도 4c는 본 발명의 실시예 3에 있어서 상부, 중심 및 하부 드럼에서 테이프의 부상 상태를 설명하기 위한 도면,

도 5a는 본 발명의 실시예 1에 있어서 상중하 드럼에서 편심 배치를 도시하는 평면도,

도 5b는 본 발명의 실시예 2에 있어서 상중하 드럼의 편심 배치를 도시하는 평면도,

도 5c는 본 발명의 실시예 3에 있어서 상중하 드럼의 편심 배치를 도시하는 평면도,

도 6a는 본 발명의 실시예 4에 따른 회전형 헤드 드럼의 측면도,

도 6b는 본 발명의 실시예 4에 따라 가공된 일례의 상 드럼(upper drum)의 주요부의 단면도,

도 6c는 본 발명의 실시예 4에 따라 가공된 다른 일례의 상 드럼의 주요부의 단면도,

도 7은 본 발명의 실시예 5에 있어서 자기 테이프의 부상 높이(floating height)를 도시하는 부분 단면도,

도 8은 본 발명의 실시예 5에 있어서 헤드 윈도우의 영역내에 홈을 위치시킨 회전형 헤드 드럼의 정면도,

도 9는 본 발명의 실시예 5에 있어서의 홈폭과 테이프 부하 전류에 대한 재생 출력 평탄도 변화의 관계를 도시하는 도면,

도 10a는 종래의 회전형 헤드 드럼의 측면도,

도 10b는 종래의 회전형 헤드 드럼에서 각 드럼의 직경을 도시하는 측면도,

도 11a는 종래의 상부, 중심 및 하부 드럼에서 테이프의 부상 상태를 설명하기 위한 도면,

도 11b는 다른 종래의 상부, 중심 및 하부 드럼에서 테이프의 부상 상태를 설명하기 위한 도면,

도 12a는 테이프의 경로를 개략적으로 설명하기 위한 평면도,

도 12b는 테이프의 경로를 개략적으로 설명하기 위한 측면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전형 헤드 드럼 11 : 하부 드럼

12 : 상부 드럼 13 : 중심 드럼

13a : V홈 14 : 리드

21 : 헤드 31 : 테이프

70 : 로딩 포스트 71 : 핀치 롤러

72 : 캡스턴 111 : 절단부

201 : 릴 202 : 리드

203 : 마우스

상술한 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명의 회전형 헤드 드럼은, 테이프 형태의 기록 매체를 리딩 각도 α로 나선형으로 안내하는 제 1 테이프 경로 원통형 표면을 갖는 하부 드럼과, 제 2 테이프 경로 원통형 표면을 갖고, 상기 하부 드럼에 대해 거의 동축으로 대향하여 고정된 상부 드럼과, 상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면과 거의 동일 직경의 제 3 테이프 경로 원통형 표면을 갖고, 상기 상부 드럼과 상기 하부 드럼간에 거의 동축으로 회전가능하게 유지되며, 회전형 헤드를 갖는 중심 드럼을 구비하되, 상기 상부 드럼의 제 2 테이프 경로 원통형 표면은, 상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면의 내측에서 상기 상부 드럼 상에 상기 테이프 형태의 기록 매체가 감기는 범위에 위치된다.

또한, 본 발명의 회전형 헤드 드럼은 테이프 형태의 기록 매체를 리딩 각도 α로 나선형으로 안내하는 제 1 테이프 경로 원통형 표면을 갖는 하부 드럼과, 상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면과 거의 동일 직경의 제 2 테이프 경로 원통형 표면을 갖고, 상기 하부 드럼에 대해 거의 동축 상으로 대향하여 고정된 상부 드럼과, 제 3 테이프 경로 원통형 표면을 갖고, 상기 상부 드럼과 상기 하부 드럼 사이에 거의 동축으로 회전가능하게 유지되며, 회전형 헤드를 갖는 중심 드럼을 구비하되, 상기 중심 드럼의 상기 제 3 테이프 경로 원통형 표면은, 상기 제 1 및 제 2 테이프 경로 원통형 표면의 외측에서 상기 테이프 형태의 기록 매체가 감기는 범위에 위치된다.

따라서, 본 발명의 회전형 헤드 드럼에 따르면, 상부 드럼 상에서 테이프와의 접촉이 제한되기 때문에, 테이프 주행 부하가 감소되어, 테이프 손상, 캡스턴 상에서의 슬립 및 모터 전류 증가를 방지할 수 있다.

청구항 1에 기재된 본 발명의 회전형 헤드 드럼은, 테이프 형태의 기록 매체를 리딩 각도 α로 나선형으로 안내하는 제 1 테이프 경로 원통형 표면을 갖는 하부 드럼과, 제 2 테이프 경로 원통형 표면을 갖고, 상기 하부 드럼에 대해 거의 동축으로 대향하여 고정된 상부 드럼과, 상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면과 거의 동일 직경의 제 3 테이프 경로 원통형 표면을 갖고, 상기 상부 드럼과 상기 하부 드럼간에 거의 동축으로 회전가능하게 유지되며, 회전형 헤드를 갖는 중심 드럼을 구비하되, 상기 상부 드럼의 상기 제 2 테이프 경로 원통형 표면은, 상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면의 내측에서 상기 상부 드럼 상에 상기 테이프 형태의 기록 매체가 감기는 범위내에 위치되며, 따라서, 이러한 구성에서는, 상부 드럼 상에서 테이프와의 접촉이 제한되기 때문에, 테이프 주행 부하가 감소되어, 테이프 손상, 캡스턴 상에서의 슬립 및 모터 전류 증가를 방지할 수 있다.

(실시예 1)

이하, 본 발명의 실시예 1에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 종래기술과 동일한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.

도 1은 본 실시예에 따른 회전형 헤드 드럼의 측면도이다. 상부 드럼(12), 중심 드럼(13) 및 하부 드럼(11)은 서로 동축으로 배치된다. 중심 드럼(13)의 테이프 경로 원통형부는 테이프(31) 폭의 1/4∼3/4의 두께를 갖는다. 여기에서, 도 1b에 도시한 바와 같이, 상부 드럼(12)의 직경 d2는, 하부 드럼(11) 및 중심 드럼(13)의 직경 d1, d3보다도 수 μm 작게 설정되어 있다.

상기와 같이 구성된 실시예에 대하여, 그 동작을 설명한다. 도 4a는 본 실시예에서 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 테이프(31)가 나선형으로 감김으로써 중심 드럼(13)이 회전될 때, 테이프(31)의 부상 높이를 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 테이프(31)의 부상 높이는 중심 드럼(13) 상에서 가장 크다. 여기에서, 부상 높이는 수십 μm 이상임이 주목된다.

또한, 하부 드럼(11) 상에서는 테이프(31)가 종래와 동일하게 대략 수 μm 부상한다. 그러나, 상부 드럼(12) 상에서는 종래기술과 달리, 약 0∼수 μm 부상한다. 상부 드럼(12)에서의 부상 높이가 0μm로 되는 때(테이프(31)와 상부 드럼(12)이 접촉함)는, 모드 변환시 등에 장력이 일시적으로 높은 때뿐이다.

따라서, 본 실시예에 있어서는, 상부 드럼(12)의 직경 d2는 하부 드럼(11)과 중심 드럼(13)의 직경 d1, d3보다도 작기 때문에, 통상적으로, 테이프(31)는 상부 드럼(12) 위에서도 부상하므로, 상부 드럼(12)과 테이프(31)의 마찰 미끄러짐이 발생하지 않아, 테이프(31)의 주행 마찰 저항이 증가하지 않는다. 모드 변환시 등에 일시적으로 장력이 급격히 증가하여, 상부 드럼(12)이 테이프(31)와 접촉하더라도, 상부 드럼(12) 상에서 테이프(31)의 면압(surface pressure)이 작기 때문에, 주행 마찰 저항이 작다.

즉, 회전형 헤드 드럼(1)의 직경이 10mm∼80mm의 범위내일 때, 하부 드럼(11) 및 중심 드럼(13)의 직경 d1, d3과 상부 드럼의 직경 d2의 직경차가 약 10μm 이상이면, 모드 변환시 등의 높은 장력 상태에서도, 상부 드럼(12)은 테이프(31)와 접촉하지 않는다.

그러나, 하부 드럼(11) 및 중심 드럼(13)의 직경 d1, d3과 상부 드럼(12)의 직경 d2의 직경차가 너무 크면, 테이프(31)를 테이프 경로 상에 로딩(loading)할 때, 로딩 경로의 설정이 부적절한 경우, 테이프(31)가 상부 드럼(12)을 타고 넘어 잘못 위치될 수도 있다. 이러한 상태로 되면, 테이프(31)가 엉클어져서, 카세트(2)가 덱(deck)으로부터 빠져나오지 않게 된다. 이러한 불편을 방지하기 위해서는, 하부 드럼(11) 및 중심 드럼(13)의 직경 d1, d3과 상부 드럼(12)의 직경 d2의 직경차를 30μm 이내로 설정해야 하며, 따라서, 테이프(31)가 상부 드럼(12)을 막 타고 넘으려고 할 경우, 테이프(31)와 상부 드럼(12) 사이의 마찰력에 의해 완전히 타고 넘어가는 것을 방지할 수 있게 된다.

직경차가 20μm 이내이면, 헤드(21)에 의해 기록될 트랙의 직선성(linearity)에 대한 악영향은 거의 완전히 무시할 수 있다.

본 실시예에 있어서는, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)을 서로 동축으로 배치하고, 서로 직경을 달리함으로써, 상부 드럼(12)의 테이프 경로 원통형 표면을 하부 드럼(11)의 테이프 경로 원통형 표면보다도 직경 방향으로 작게 하였지만, 도 5a에 도시한 바와 같이, 상부 드럼(12)을 하부 드럼(11) 및 중심 드럼(13)에 대하여 편심시킬 수 있고, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)의 직경이 동일하여도 좋다. 이 경우, 테이프(31)는 로딩 포스트(loading post)(70)에 의해 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 약 180° 감겨지며, 중심 드럼(13)의 두께는 테이프(31) 폭의 약 절반이다. 따라서, 테이프(31)는 상부 드럼(12) 주위에 약 90°의 범위내에 감겨진다. 따라서, 상부 드럼(12)의 편심 방향은, 상부 드럼(12) 상에 테이프(31)가 감겨지는 중심으로부터 반대(도 5a에서 135°) 방향으로 벗어나게 된다.

이러한 구성으로 하면, 앞서의 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)의 직경을 동일하게 할 수 있기 때문에, 치수 측정 게이지가 통일되고, 공정 제어가 간소화된다고 하는 이점이 있다.

(실시예 2)

실시예 2에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 2a는 본 실시예 2에 따른 회전형 헤드 드럼의 측면도이다. 상부 드럼(12), 중심 드럼(13) 및 하부 드럼(11)은 서로 동축으로 배치되어 있다. 중심 드럼(13)의 테이프 경로 원통형부는 테이프(31) 폭의 1/4∼3/4의 두께를 갖는다. 여기에서, 도 2b에 도시한 바와 같이, 중심 드럼(13)의 직경 d3은, 하부 드럼(11) 및 상부 드럼(12)의 직경 d1, d2보다도 수 μm 크게 설정된다.

이하, 상기와 같이 구성한 본 실시예에 대해 그 동작을 설명한다. 도 4b는 본 실시예에 있어서 테이프(31)가 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 나선형으로 감김으로써 중심 드럼(13)이 회전될 때의, 테이프(31)의 부상 높이를 도시한다. 동 도면에 도시한 바와 같이, 테이프(31)의 부상 높이는 중심 드럼(13) 상에서 최고로 크게 된다. 여기에서, 부상 높이는 수십 μm이다. 하부 드럼(11) 상에서는, 종래의 경우보다 더 높이 부상한다. 또한, 상부 드럼(12) 상에서는, 약 0∼수 μm 부상한다. 상부 드럼(12)에서의 부상 높이가 0μm로 되는 때(테이프(31)과 상부 드럼(12)가 접촉함)는, 모드 변환시 등에 일시적으로 고 장력으로 될때뿐이다.

따라서, 본 실시예에서는, 중심 드럼(13)의 직경 d3이, 하부 드럼(11) 및 상부 드럼(12)의 직경 d1, d2보다 크기 때문에, 통상적으로, 테이프(13)가 상부 드럼(12) 상에서 부상할 수 있어, 상부 드럼(12)와 테이프(31)의 마찰 미끄러짐이 발생하지 않으며, 테이프(31)의 주행 마찰 저항이 증가하지 않는다. 모드 변환시 등에 일시적으로 장력이 급격히 증가하여, 상부 드럼(12)과 테이프(31)가 접촉하더라도, 상부 드럼(12) 상에서 테이프(31)의 면압(surface pressure)이 작아서, 주행 마찰 저항이 작아진다.

즉, 회전형 헤드 드럼(1)의 직경이 10mm∼80mm의 범위내일 때, 하부 드럼(11) 및 상부 드럼(12)의 직경 d1, d2와 중심 드럼의 직경 d3의 직경차가 약 10μm 이상이면, 모드 변환시 등의 높은 장력 상태에서도, 상부 드럼(12)은 테이프(31)와 접촉하지 않는다.

그러나, 하부 드럼(11) 및 상부 드럼(12)의 직경 d1, d2와 중심 드럼(13)의 직경 d2의 직경차가 너무 크면, 테이프(31)를 테이프 경로 상에 로딩(loading)할 때, 로딩 경로의 설정이 부적절한 경우, 테이프(31)가 상부 드럼(12)을 타고 넘어 위치이탈될 수도 있다. 이러한 상태로 되면, 테이프(31)가 엉클어져서, 카세트(2)가 덱(deck)으로부터 빠져나오지 않게 된다. 이를 방지하기 위해서는, 하부 드럼(11) 및 상부 드럼(12)의 직경 d1, d2와 중심 드럼(13)의 직경 d3의 직경차를 40μm 이내로 설정해야 하며, 테이프(31)가 상부 드럼(12)을 타고 넘으려고 하더라도, 테이프(31)와 상부 드럼(12) 사이의 마찰력에 의해 완전히 타고 넘어가는 것을 방지할 수 있게 된다.

직경차가 20μm 이내이면, 헤드(21)에 의해 기록될 트랙의 직선성에 대한 악영향은 거의 완전히 무시될 수 있다.

본 실시예에서는, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)을 서로 동축 상에 배치하고, 서로 직경을 달리함으로써, 중심 드럼(13)의 테이프 경로 원통형 표면이 하부 드럼(11) 및 상부 드럼(12)의 테이프 경로 원통형 표면보다도 직경 방향으로 더 크게 하였지만, 테이프(31)가 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 약 90° 감기는 테이프 경로의 경우에는, 도 5b에 도시한 바와 같이, 중심 드럼(13)을 하부 드럼(11) 및 상부 드럼(12)에 대하여 편심시킬 수도 있고, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)의 직경을 동일하게 할 수도 있다. 이 경우, 중심 드럼(13)의 편심 방향은, 테이프(31)가 감기는 중심 방향으로 이탈된다.

이러한 구성으로 하면, 앞서의 실시예에서와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)의 직경을 동일하게 할 수 있기 때문에, 치수 측정 게이지가 통일되고, 공정 제어가 간소화된다고 하는 이점이 있다.

(실시예 3)

본 발명의 실시예 3에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 3a는 본 발명의 실시예 3에 따른 회전형 헤드 드럼의 측면도이다. 상부 드럼(12), 중심 드럼(13) 및 하부 드럼(11)은 서로 동축으로 배치되어 있다. 중심 드럼(13)의 테이프 경로 원통형부는 테이프(31) 폭의 1/4∼3/4의 두께를 갖는다. 여기에서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 하부 드럼(11)의 직경 d1, 상부 드럼(12)의 직경 d2 및 중심 드럼(13)의 직경 d3의 관계는 d3d1d2로 설정되며, 그 직경차는 각각 수 μm이다. 즉, 중심 드럼(13)의 직경이 최대이고, 상부 드럼(12)의 직경이 최소이다.

이와 같이 구성된 본 실시예에 대해 그 동작을 설명한다. 도 4c는 본 실시예에 있어서 테이프(31)가 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 나선형으로 감김으로써 중심 드럼(13)이 회전될 때의, 테이프(31)의 부상 높이를 도시한다. 도면에 도시한 바와 같이, 테이프(31)의 부상 높이는 중심 드럼(13) 상에서 최고로 크게 된다. 여기에서, 부상 높이는 십수 μm 이다. 하부 드럼(11) 상에서는 종래의 경우보다 더 높이 부상한다. 또한, 상부 드럼(12) 상에서는 수 μm 부상한다. 본 실시예의 경우에는, 상부 드럼(12) 상에서도 테이프(31)가 충분히 부상하기 때문에, 모드 변환시 등에 일시적으로 고 장력으로 될 때에도 상부 드럼(12)에 테이프(31)는 접촉하지 않는다.

이와 같이 본 실시예에 있어서는, 중심 드럼(13)의 직경 d3이 하부 드럼(11) 및 상부 드럼(12)의 직경 d1, d2보다도 크기 때문에, 통상적으로, 테이프(31)는 상부 드럼(12) 위에서 부상하고, 상부 드럼(12)과 테이프(31)의 마찰 미끄러짐이 발생하지 않아서, 테이프(31)의 주행 마찰 저항이 증가하지 않는다. 모드 변환시 등에 일시적으로 장력이 급격히 증가한 경우에도, 상부 드럼(12)과 테이프(31)는 접촉하지 않기 때문에, 주행 마찰 저항이 증가하는 것을 방지할 수 있다.

즉, 회전형 헤드 드럼(1)의 직경이 10mm∼80mm의 범위내일 때, 상부 드럼(12)의 직경 d2와 중심 드럼의 직경 d3의 직경차가 약 10μm 이상이면, 모드 변환시 등의 고 장력 상태에서도, 상부 드럼(12)과 테이프(31)는 접촉하지 않는다.

그러나, 상부 드럼(12)의 직경 d2와 중심 드럼(13)의 직경 d3의 직경차가 너무 크면, 테이프(31)를 테이프 경로 상에 로딩할 때, 로딩 경로의 설정이 부적절한 경우, 테이프(31)가 상부 드럼(12)을 타고 넘어 위치이탈될 수도 있다. 이러한 상태로 되면, 테이프(31)가 엉클어져서, 카세트(2)가 덱으로부터 빠져나오지 않게 된다. 이를 방지하기 위해서는, 상부 드럼(12)의 직경 d2와 중심 드럼(13)의 직경 d3의 직경차를 40μm 이내로 설정해야 하며, 이렇게 하면, 테이프(31)가 상부 드럼(12)을 타고 넘어가려고 하더라도, 테이프(31)와 상부 드럼(12) 사이의 마찰력에 의해 완전히 타고 넘어가는 것을 방지할 수 있게 된다.

직경차가 20μm 이내이면, 헤드(21)에 의해 기록될 트랙의 직선성에 대한 악영향은 거의 완전히 무시될 수 있다.

본 실시예에서는, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)을 서로 동축 상에 배치하고, 서로 직경을 달리함으로써, 중심 드럼(13)의 테이프 경로 원통형 표면을 하부 드럼(11)의 테이프 경로 원통형 표면보다도 직경 방향으로 크게 하였지만, 도 5c에 도시한 바와 같이, 테이프(31)가 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 약 90° 감기는 테이프 경로의 경우에는, 중심 드럼(13) 및 상부 드럼(12)을 하부 드럼(11)에 대하여 편심시킬 수 있고, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)의 직경이 동일하게 할 수도 있다. 이 경우, 중심 드럼(13)의 편심 방향은, 테이프(31)가 감기는 중심 방향으로 이탈된다. 상부 드럼(12)의 편심 방향은 중심 드럼(13)에 대하여 반대 방향이다.

이러한 구성으로 하면, 앞서의 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)의 직경을 동일하게 할 수 있기 때문에, 치수 측정 게이지가 통일되고, 공정 제어가 간소화된다고 하는 이점이 있다.

(실시예 4)

본 발명의 실시예 4에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 회전형 헤드 드럼(1)에서, 테이프(31)는 하부 드럼(11)에 마련된 리드(14)를 따라 리딩 각도 α°로 감겨짐으로써 주행한다. 중심 드럼(13)의 두께는 테이프(31) 폭의 약 1/2이다. 여기에서, 하부 드럼(11), 상부 드럼(12) 및 중심 드럼(13)의 직경을 실시예 1 또는 실시예 2와 동일하게 설정된다.

또한, 상부 드럼(12) 상에서, 테이프(31)가 감기는 범위 β에는, 리딩 각도 α와 거의 동일한 각도로 머시닝 기구 경로(112)가 제공된다.

여기에서, 머시닝 기구 경로(112)는, 도 6b 및 도 6c에 도시한 바와 같이, 가공 피치 P≥30μm 및 골 높이 H≥1μm로 골지게 형성된다. 도 6b에 있어서는, 선단의 노우즈 형상(tip nose shape)이 둔각을 이루도록 형성된 기구로 가공한 경우를 도시하고, 도 6c는 선단의 노우즈 형상이 원호 형상을 갖는 기구로 가공한 경우를 도시한다.

이하, 이와 같이 구성한 실시예의 동작에 대해서 설명한다. 테이프(31)에는 일반적으로 주행 성능을 개선시키기 위해 윤활제와 같은 표면 처리제가 양면에 코팅된다. 여기에서, 상부 드럼(12)과 테이프(31)가 접촉한 상태에서 주행하면, 종래의 경우에 상부 드럼(12)의 외주 상에 축 중심에 수직한 방향으로 머시닝 기구 경로가 있는 한편, 테이프(31)는 이 머시닝 기구 경로에 대하여 리딩 각도 α분만큼 비스듬하게 주행하기 때문에, 자성면측의 표면 처리제나 그 외의 먼지 또는 자성 분말이 머시닝 기구 경로에 마치 면도기로 면도하듯이 모여서 상부 드럼(12) 상에 쌓인다.

또한, 표면 처리제 및 먼지가 상부 드럼(12) 상에 쌓인 상태에서, 테이프(31)가 회전형 헤드 드럼(1) 주위에 감긴채로 장시간동안 방치하면, 테이프(31)와 상부 드럼(12) 사이가 서로 들러붙어, 테이프가 손상된다.

본 발명의 실시예에서는, 장력이 높아지더라도, 상부 드럼(12)과 테이프(31)가 서로 거의 접촉하지는 않지만, 주름지거나 손상된 테이프가 로딩될 때, 중심 드럼(13) 상의 공기 막(air film)이 파괴되고, 부상 높이가 낮아지며, 이러한 극한 주행 상태에서는, 테이프(31)가 상부 드럼(12)과 접촉하여, 표면 처리제나 먼지가 상부 드럼(12) 상에 퇴적할 수도 있고, 장시간동안 방치하여 두면, 테이프(31)와 상부 드럼(12) 사이가 들러붙을 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따르면, 머시닝 기구 경로(112)가 테이프(31)의 주행 방향에 평행하고, 가공 피치 P≥30μm, 골 높이 H≥1μm의 골지게 형성되기 때문에, 상부 드럼(12)과 테이프(31)가 접촉하여도, 표면 처리제나 먼지가 모여서, 상부 드럼(12) 상에 쌓이지 않기 때문에, 들러붙지 않게 된다.

또, 테이프(31)는 머시닝 기구 경로(112)의 피크 영역에서만 접촉하고, 실제 접촉 면적은 작으며, 머시닝 기구 경로(112)의 방향은 테이프(31)의 주행 방향에 거의 평행하므로, 표면 처리제 등이 쌓이지 않는다. 그러나, 골 높이 H가 너무 낮거나 가공 피치 P가 너무 작으면, 실제 접촉 면적이 커지기 시작한다. 그 결과, 머시닝 기구 경로(112)가 테이프(31)의 주행 방향과 평행하더라도, 응착에 의해 테이프(31)의 표면 처리제가 모여서, 상부 드럼(12) 상에 쌓여서 들러붙게 된다.

따라서, 머시닝 표면에는 소정의 거칠기(roughness)가 필요하게 된다. 각종 테이프에서 한계값을 구했을 때, 가공 피치 P≥30μm, 골 높이 H≥1μm로 되면, 이와 같은 퇴적은 발생하지 않음이 확인되었다.

가공 피치가 너무 크면, 머시닝 기구의 진동이 증가하여, 가공 치수의 정밀도가 떨어진다. 직경 10mm∼80mm의 알루미늄봉을 가공하는 경우는, 120μm 이하의 가공 피치 P에서, 회전형 헤드 드럼에 요구되는 μm 정도의 가공 정밀도가 보증된다.

골 높이 H가 너무 크면, 기구 수명이 짧아지고, 머시닝 기구 경로(112)의 궤적이 전사된다. 테이프에 따라 다르지만, 6μm 이하에서 이러한 일은 발생하지 않았다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 손상된 테이프(31)가 로딩되더라도, 테이프(31) 상에 표면 처리제나 먼지 등의 퇴적으로 인해 들러붙는 것을 방지할 수 있다.

(실시예 5)

본 발명의 실시예 5에 대하여 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 고속으로 회전하는 중심 드럼의 외주 상에는 공기 막이 형성된다. 이 공기 막은 테이프를 부상시켜 부하를 감소시키는데 기여하지만, 지나치게 부상하게 되면, 헤드와 테이프 사이의 접촉이 불확실하게 되어, 기록 및 재생이 부정확해질 수도 있다. 도 7은 본 발명에 의한 V홈(13a)을 헤드 탑재면(head mounting surface) 근방에 형성함으로써, 헤드(21) 근방의 부상 높이가 감소하고, 헤드(21)와 테이프(31) 사이의 접촉이 개선되어 있는 것을 도시하고 있다. 도 8은 본 실시예에 따른 회전형 헤드 드럼의 측면도이다.

이에 따라, 홈단면 형상이 V자형이므로, 이 형상은 사용되는 기구의 피크각과 홈폭에 의해 결정된다.

도 9는 재생 출력과 드럼에 대한 테이프 부하 전류에 따른 홈폭의 변화를 도시하는 그래프로서, 홈폭의 최적 범위를 결정하기 위한 실험 결과를 도시하고 있다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 직경 및 회전 속도 모두를 크게 변화시켰음에도 불구하고, 홈폭을 0.06mm∼0.2mm의 범위내로 설정함으로써, 테이프 부하를 경감시키면서 확실한 헤드 접촉이 실현되었다.

따라서, 본 발명의 회전형 헤드 드럼에 따르면, 상부 드럼 상에 테이프 형태의 기록 매체가 감겨지는 범위에 있어서, 상부 드럼의 테이프 경로 원통형 표면을, 하부 드럼의 테이프 경로 원통형 표면보다도 안쪽에 설정하여, 테이프가 상부 드럼과 접촉하지 않게 되며, 테이프와 상부 드럼간에 마찰 저항의 증가를 제한하여, 테이프 주행 부하를 억제함으로써, 테이프 손상, 캡스턴 상에서의 슬립 발생 및 모터 전류의 증가를 방지할 수 있다.

본 발명의 회전형 헤드 드럼에 따르면, 테이프 형태의 기록 매체가 감겨지는 범위에 있어서, 중심 드럼의 테이프 경로 원통형 표면이, 상부 드럼 및 하부 드럼의 바깥쪽에 설정되므로, 테이프가 상부 드럼과 접촉하지 않게 되어, 테이프와 상부 드럼간에 마찰 저항의 증가가 제한되며, 테이프 주행 부하가 억제되고, 테이프 손상, 캡스턴 상에서의 슬립 발생 및 모터 전류의 증가가 방지된다.

Claims (10)

1. 회전형 헤드 드럼에 있어서,

   테이프 형태의 기록 매체를 리딩 각도 α로 나선형으로 안내하는 제 1 테이프 경로 원통형 표면을 갖는 하부 드럼과,

   제 2 테이프 경로 원통형 표면을 가지며, 상기 하부 드럼에 대하여 거의 동축으로 대향하여 고정된 상부 드럼과,

   상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면과 거의 동일 직경을 갖는, 상기 테이프 형태의 기록 매체의 제 3 테이프 경로 원통형 표면을 가지며, 상기 상부 드럼과 상기 하부 드럼간에 거의 동축으로 회전가능하게 유지되고, 회전형 헤드를 갖는 중심 드럼

   을 포함하되,

   상기 상부 드럼의 상기 제 2 테이프 경로 원통형 표면은, 상기 상부 드럼 상에 상기 테이프 형태의 기록 매체가 감겨지는 범위에서, 상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면의 안쪽에 있는 회전형 헤드 드럼.
2. 회전형 헤드 드럼에 있어서,

   테이프 형태의 기록 매체를 리딩 각도 α로 나선형으로 안내하는 제 1 테이프 경로 원통형 표면을 갖는 하부 드럼과,

   상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면과 거의 동일 직경를 갖는, 제 2 테이프 경로 원통형 표면을 가지며, 상기 하부 드럼에 대하여 거의 동축으로 대향하여 고정된 상부 드럼과,

   상기 테이프 형태의 기록 매체의 제 3 테이프 경로 원통형 표면을 가지며, 상기 상부 드럼과 상기 하부 드럼간에 거의 동축으로 회전가능하게 유지되고, 회전형 헤드를 갖는 중심 드럼

   을 포함하되,

   상기 중심 드럼의 제 3 테이프 경로 원통형 표면은, 상기 중심 드럼 상에 상기 테이프 형태의 기록 매체가 감겨지는 범위에서, 상기 제 1 및 제 2 테이프 경로 원통형 표면의 바깥쪽에 있는 회전형 헤드 드럼.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 상부 드럼의 상기 제 2 테이프 경로 원통형 표면은, 상기 상부 드럼 상에 상기 테이프 형태의 기록 매체가 감겨지는 범위에서, 상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면의 안쪽에 있는 회전형 헤드 드럼.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서,

   상기 상부 드럼의 상기 제 2 테이프 경로 원통형 표면 상에서, 상기 테이프 형태의 기록 매체를 주행 안내하여 감는 범위는, 상기 리딩 각도 α와 거의 동일 방향으로, 30μm 이상의 가공 피치, 1μm 이상의 골 높이를 갖도록 골지게 가공되는 회전형 헤드 드럼.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   적어도 하나의 V홈은, 상기 제 3 테이프 경로 원통형 표면의 거의 중앙 높이로부터 상기 회전형 헤드 위치의 측단면까지의 영역에 형성되는 회전형 헤드 드럼.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 V홈의 폭은 0.06mm∼0.2mm 범위인 회전형 헤드 드럼.
7. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,

   상기 상부 드럼, 중심 드럼 및 하부 드럼의 직경은 10mm∼80mm의 범위인 회전형 헤드 드럼.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 드럼 및 하부 드럼의 테이프 경로 원통형 표면의 직경은 서로 동일하고, 상기 상부 드럼의 상기 제 2 테이프 경로 원통형 표면의 중심축은, 상기 하부 드럼의 상기 제 1 테이프 경로 원통형 표면의 중심축에 대하여 편심하여 고정되어 있는 회전형 헤드 드럼.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 드럼, 중심 드럼 및 하부 드럼의 직경은, 서로 동일하고, 상기 상부 드럼 및 하부 드럼은 상기 중심 드럼의 회전 중심축에 대하여 편심하여 고정되어 있는 회전형 헤드 드럼.
10. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서,

    상기 중심 드럼의 상기 테이프 경로 원통형부의 축방향 두께는, 테이프폭의 1/4∼3/4인 회전형 헤드 드럼.