(57)【要約】【課題】ドラムの高速回転によるドラム表面からのテープ浮上を抑制し、ドラムに対するテープ巻付け全範囲において、テープとヘッドとのコンタクト性能を向上させ、安定したヘッド出力を確保できる回転ヘッドドラム及びそれを用いる記録再生装置を提供する。【解決手段】固定上ドラム、回転中ドラム、固定下ドラムから構成される回転ヘッドドラムおいて、該固定上ドラムの外周面には上記回転中ドラムに接近するに従い外径寸法が小さくなるようなテーパ加工が設けられており、テープの巻付け進入位置でのテーパ加工の逃げ量α、及びテープの退出位置でのテーパ加工の逃げ量βが、α＞βを満たす関係とする。【選択図】  図２
2005044394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドを回転させテープ状記録媒体に対し信号の記録または再生を行なう回転ヘッドドラム装置であって、
上記テープ状記録媒体を案内するためのリードが外周に形成された固定下ドラムと、
該固定下ドラムに同軸上に対向して配され上記テープ状記録媒体を案内する固定上ドラムと、
上記ヘッドが搭載され、上記固定下ドラムと上記固定上ドラムとの間に配され中心軸周りに回転可能な回転中ドラムと、を備え、
上記固定上ドラムの外周面には、上記回転中ドラムに接近するに従い該固定上ドラムの外径寸法Ｕが漸減するようなテーパ部が設けられており、上記テープ状記録媒体が巻き付けられる角度範囲内において該媒体の進入位置での上記テーパ部の逃げ量α、及び上記媒体の退出位置での上記テーパ部の逃げ量βが、α＞βを満たす関係に構成されていることを特徴とする回転ヘッドドラム装置。
【請求項２】
前記テーパ部は、少なくとも前記テープ状記録媒体が巻き付けられる角度範囲内において該媒体の進入位置から退出位置にかけて逃げ量が連続的に変化していることを特徴とする請求項１に記載の回転ヘッドドラム装置。
【請求項３】
前記テーパ部は、前記テープ状記録媒体の進入位置における前記固定上ドラムの端部位置において、逃げ量は約５〜１０μｍの範囲としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転ヘッドドラム装置。
【請求項４】
回転ヘッドドラム装置を用いテープ状記録媒体に対し信号の記録および再生を行う記録再生装置であって、
上記テープ状記録媒体を案内するためのリードが外周に形成された固定下ドラムと、
該固定下ドラムに同軸上に対向して配され上記テープ状記録媒体を案内する固定上ドラムと、
ヘッドが搭載され、上記固定下ドラムと上記固定上ドラムとの間に配され中心軸周りに回転可能な回転中ドラムと、を備え、
上記固定上ドラムの外周面には、上記回転中ドラムに接近するに従い該固定上ドラムの外径寸法Ｕが漸減するようなテーパ部が設けられており、上記テープ状記録媒体が巻き付けられる角度範囲内において該媒体の進入位置での上記テーパ部の逃げ量α、及び上記媒体の退出位置での上記テーパ部の逃げ量βが、α＞βを満たす関係に構成された回転ヘッドドラム装置と、
上記回転ヘッドドラム装置の前後に配され上記テープ状記録媒体を案内するガイド部材を含んで構成され、該テープ状記録媒体を上記回転ヘッドドラム装置の外周部を経て所定の経路で走行させる媒体走行手段と、
上記ヘッドからの再生信号または該ヘッドへの記録信号の信号処理を行う信号処理手段と、を備えたことを特徴とする記録再生装置。
【請求項５】
前記回転ヘッドドラム装置の前記テーパ部は、少なくとも上記テープ状記録媒体が巻き付けられる角度範囲内において該媒体の進入位置から退出位置にかけて逃げ量が連続的に変化していることを特徴とする請求項４に記載の記録再生装置。
【請求項６】
前記回転ヘッドドラム装置の前記テーパ部は、前記テープ状記録媒体の進入位置における前記固定上ドラムの端部位置において、逃げ量は約５〜１０μｍの範囲としたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドを回転させテープ状記録媒体に対し信号の記録または再生を行う回転ヘッドドラム装置とそれを用いた記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＶＴＲ、ビデオカメラ、テープストリーマ等の記録再生装置では、回転ドラムの外周面に磁気テープを斜めに巻付け、回転ドラムに設けられた複数の磁気ヘッドで磁気テープを斜めに走査し、信号を記録または再生するヘリカルスキャン方式が一般的に採用されている。かかる状況下で、長時間化、高画質化、デジタル化の流れに伴い、記録情報量の増大（高密度化）とデータ転送スピードの高速化が要求され、ドラム回転数を高め、ヘッド・テープ間の相対スピードを上げる方向になっている。ドラムの回転数が高くなると、回転ドラム表面の空気が磁気テープとの間に巻き込まれ、テープとヘッドとの接触状態（以下、テープ・ヘッドコンタクトという）が悪くなり記録再生性能に影響を与える。また、テープがヘッド走査方向（一般的なＶＴＲではテープ幅上方）へ受ける力が増加し、テープ走行性能への影響も懸念される。
【０００３】
上記問題に対応する技術としては、例えば、特許文献１には、ドラム回転部分の表面積を極力小さくするために、上回転ドラムのヘッドを含む一部分の幅のみを回転させる中ドラム回転方式や、上回転ドラム全体を固定し、ヘッドのみを回転させるドラム構造が記載されている。また、特許文献２には、上固定ドラム構造の特徴を活かし、上固定ドラムの一部分を加工して変形させ、テープに幅方向のテンション分布を付与することで、テープ・ヘッドコンタクト性能を良好に保ち、記録再生波形の安定化を確保する技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１８２７４０号公報（段落番号００１７、００１９、図１、図３）
【特許文献２】
特開平９−３２０１５３号公報（段落番号００１８〜００２５、図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のうち回転ドラムを用いる構成では、ドラムのテープ進入側において、ドラムとテープとの間の空気膜厚が増大し、テープ・ヘッドコンタクトにおける接触面圧が低下する。その結果、再生出力波形のドラム進入側部分及びドラム退出側部分において、出力の劣化並びに変動を引起し、ヘッド出力が劣化した波形となる。また、上記上固定ドラムを用いる構成では、テープ浮上を抑える効果は高まるが、超薄手テープを含む多種多様なテープに対応するためには、テープ・ヘッドコンタクト性能確保の点で未だ不十分である。つまり、ドラムのテープ進入側を適正なヘッド・テープコンタクト条件に設定しても、ドラム退出側においては、ヘッド・テープコンタクト条件が適正条件からはずれてしまい、その結果、ヘッド部におけるテープ変形が大きくなり過ぎたりしてヘッドのギャップ部分で適正な接触面圧が得られなかったりすることがある。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の状況に鑑み、記録再生装置において、超薄手テープ等を記録媒体として用いた場合でも、安定したヘッド出力を確保できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では基本的に、回転ヘッドドラム装置を上ドラムと下ドラムをそれぞれ固定型構造とし、該上ドラムと下ドラムとの間に回転型構造の中ドラムを配し該中ドラムにヘッドを搭載して回転可能な構成とし、且つ固定上ドラム外周面には中ドラムに近接した側にテーパ部を設け、その逃げ量をテープの進入側と退出側とで変化させる。
【０００８】
具体的には、（１）上記固定上ドラムの外周面には、上記回転中ドラムに接近するに従い該固定上ドラムの外径寸法Ｕが漸減するようなテーパ部が設けられており、上記テープ状記録媒体が巻き付けられる角度範囲内において該媒体の進入位置での上記テーパ部の逃げ量α、及び上記媒体の退出位置での上記テーパ部の逃げ量βが、α＞βを満たす関係に構成する。（２）上記（１）において、上記テーパ部は、少なくとも上記テープ状記録媒体が巻き付けられる角度範囲内において該媒体の進入位置から退出位置にかけての逃げ量が連続的に変化するような構成とする。（３）上記（２）において、上記テーパ部の逃げ量は、上記テープ状記録媒体の進入位置における上記固定上ドラムの端部位置において、約５〜１０μｍの範囲とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例につき、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の回転ヘッドドラム装置を搭載した記録再生装置のメカニズム部を示す図である。テープカセットは説明の都合上仮想線で示す。また、図１はテープローディング完了時の状態を示し、記録媒体としてのテープは回転ヘッドドラム装置に対して所定の角度範囲で螺旋状に巻装されているとする。なお、本実施例はＶＨＳタイプのＶＴＲに一般的に採用されているＭローディング型テープ走行系の例を示す。記録再生装置は、上記メカニズム部の他、上記回転ヘッドドラム装置のヘッドからの再生信号または該ヘッドへの記録信号の信号処理を行う信号処理手段としての信号処理回路等を備えて構成される。
【００１０】
図１において、１はテープ状記録媒体として磁気テープ等のテープ、２は回転ヘッドドラム装置、３はテープカセット、４はテープカセット３内の供給リール、５、９はテープ走行系における傾斜ピン、６、７、１０は同じくガイドローラ、８は同じくテンション制御ガイド、１１はキャプスタン、１２はテープガイド、１３はピンチローラ、１４はテープカセット３内の巻取りリール、１５はメカシャーシである。回転ヘッドドラム装置２は、固定上ドラムと、固定下ドラムと、ヘッドを搭載した中回転ドラムと、中回転ドラムを回転駆動するドラム駆動用モータ（図示なし）とを備えて構成される。キャプスタン１１はキャプスタンモータ（図示なし）によって駆動される。また、供給リール４と巻取りリール１４もリール駆動用モータ（図示なし）によって駆動される。
【００１１】
かかる構成において、テープカセット３の供給リール４から繰り出されたテープ１は、テープ走行系によるテープ走行路と回転ヘッドドラム装置２とを経て、テープカセット３内の巻取りリール１４に巻き取られる。回転ヘッドドラム装置２のテープ進入側においては、傾斜ピン５、ガイドローラ６、７、テンション制御ガイド８などの記録媒体走行手段としてのテープ走行系によってテープ走行路が形成される。また、回転ヘッドドラム装置２のテープ退出側においては、傾斜ピン９、ガイドローラ１０、キャプスタン１１、テープガイド１２などの記録媒体走行手段としてのテープ走行系によってテープ走行路が形成される。記録または再生時には、キャプスタン１１とピンチローラ１３によってテープ１が挟持され、キャプスタン１１が一定の速度で回転することにより、供給リール４から繰り出されたテープ１が、所定の走行路を一定速度で走行し、巻取りリール１４に巻取られる。
【００１２】
本実施例の場合、回転ヘッドドラム装置２は矢印Ａ方向に回転し、テープ１は通常の記録再生モードでは矢印Ｂ方向に走行し、逆転走行モード（巻き戻し等）では矢印Ｃ方向に走行する。また、Ｍローディング型テープ走行系としているため、テープ進入側、テープ退出側にはそれぞれ１本の傾斜ピン５、９が設けられており、その近傍にテープ走行高さをある範囲で規制するためのガイドローラ６、１０が設けられている。また、本実施例ではキャプスタンによるテープ駆動方式を前提に記載しているが、テープ駆動方式はこれに限定されるものではなく、テープリールのダイレクトドライブ等の他の方式を採用しても問題はない。
【００１３】
図２は、図１の記録再生装置のテープ走行系を、図１の矢印Ｇ方向より見たときの側面展開図である。１ａはテープ１の上端、１ｂは下端、５、９は傾斜ピン、６、１０はガイドローラ、６ａ、６ｂはそれぞれガイドローラ６の上フランジ、下フランジ、１０ａ、１０ｂはそれぞれガイドローラ１０の上フランジ、下フランジ、１６は固定上ドラム、１７は回転中ドラム、１８は回転中ドラム１７に搭載された記録再生用のヘッド、１９は固定下ドラム、２０はテープ１の走行を案内するために固定下ドラム１９の外周面に設けられたリード部、Ｕは固定上ドラム１６の外径寸法、Ｍは回転中ドラム１７の外径寸法である。通常、ヘッド１８は回転中ドラム１７に複数個搭載される。ここで、テープ走行の安定化のため回転中ドラム１７の外径寸法Ｍと、固定上ドラム１６の外径寸法Ｕとは、Ｍ＜Ｕの関係となるように構成されている。
【００１４】
また、１６ａは固定上ドラム１６の外周面に形成されたテーパ部であり、回転中ドラム１７側に近づくほど固定上ドラム１６の外径Ｕが小さくなるような形状となっている。さらに本発明では、該テーパ部の固定上ドラム１６の表面からの逃げ量が、回転ヘッドドラム装置２へのテープ１の巻き付け範囲における進入側と、退出側とで異なるように形成されている。具体的には、テープ１の進入側での逃げ量αと、退出側での逃げ量βの関係は、α＞βとなっており、且つ進入側から退出側にかけて、逃げ量が連続的に変化するようになっている。本実施例におけるテーパ部１６ａは、テーパ角度が急激に変化しないように、略同一の角度で形成されるようになされており、その結果テープ１の進入側におけるテーパ部高さＨαと、退出側におけるテーパ部高さＨβの関係は、Ｈα＞Ｈβとなる。
【００１５】
しかしながら、テーパ角度に関しては本実施例の限りではなく、例えば図３に示すように、テーパ部１６ａの高さがテープ１の巻き付き範囲内で略一定値Ｈであり、逃げ量のみがテープ１進入側と退出側でαからβへ変化するような形状も可能であり、この場合は回転ヘッドドラム装置２へのテープ１の巻き付け範囲において、テーパ角度θはθｉ→θｏと連続的に小さくなる。システムに対応した最適な形状を選択すればよい。
【００１６】
本実施例のテーパ部１６は、固定上ドラム１６の外周面にストレート部分γを残したうえで、テーパ角度が比較的緩やかな形状としている。なお、ストレート部分γと、テーパ部１６ａの境界部分は、鋭利な角形状にならぬように、滑らかな曲率をもって形成されている。尚、上記テーパ形状の加工方向に関しては、多種多様の方法が可能であるが、一般的な切削加工が加工コスト低減の点で有利である。
【００１７】
ここで、例えば８ｍｍ幅、４〜８μｍ厚のメタルもしくは蒸着タイプのテープを使用し、回転中ドラム１７の外周面からの突出量が約２０μｍ、固定上ドラム１６の外径Ｕが回転中ドラム１７の外径Ｍよりも約１０μｍ大きい条件下において、固定上ドラム１６のテーパ部１６ａの逃げ量αは、テープ１巻き付け範囲の進入位置で、該固定上ドラムの端部位置において、約５〜１０μｍの範囲に設定するのが望ましい。その場合、退出側の逃げ量βは約２〜５μｍとし、進入側よりも減らした設定が良好な結果を得ることができる。
【００１８】
かかる構成において、回転中ドラム１７が回転し、テープ１がテープ走行系により走行しているとき、回転ヘッドドラム装置２において、テープを規制する移行力（矢印Ｉ）が発生し、この結果、リード２０に対しテープ１の下端１ｂが安定して高さ規制される。これにより、回転ヘッドドラム装置２におけるテープ退出側でのテープ浮上りを抑制でき、テープ走行の安定化を図ることが可能となる。よって、ガイドローラ６、１０においては、テープ１の上端１ａとテープ幅規制用の上フランジ６ａ、１０ａとの接触力を極力小さく設定することが可能である。また、テープ１の下端１ｂはテープ幅規制用の下フランジ６ｂ、１０ｂと接触しないようにされている。これにより、テープ１にはカール等の面外変形は発生せず、特に、繰返し走行等のモードにおけるテープ上端のテープダメージの発生を抑えることができる。
【００１９】
図４と図５は、ヘッド・テープコンタクト性能改善の説明図である。図４は、図２におけるテープ進入側のヘッド・テープコンタクト部（ａ部）の拡大図、図５は、図２におけるテープ退出側のヘッド・テープコンタクト部（ｂ部）の拡大図である。
【００２０】
図４において、テープ進入側では、回転中ドラム１７に搭載されているヘッド１８は該回転中ドラム１７の外表面から所定の突出量Ｐに設定されている。また、固定上ドラム１６の外周面にはテーパ部１６ａが形成されており、該固定上ドラム１６のテーパ部１６ａ端部からの突出量はＰｉとなる。これに対しテープ退出側では、図５に示すように、固定上ドラム１６のテーパ部１６ａ端部からの突出量はＰｏとなる。本願でのテーパ部１６ａの逃げ量は、先にも述べたようにテープ進入側でα、テープ退出側ではβとなっており、α＞βの関係がある。よって、上記テーパ部１６ａ端部からのヘッド突出量ＰｉとＰｏの関係は、Ｐｉ＞Ｐｏとなる。
【００２１】
これにより、テープ進入側においては、相対的にテープテンションが小さいためにドラム表面からのテープ浮上量が比較的大きいものの、本実施例のように突出量Ｐｉを大きくすることによりテープ１がヘッド１８を包み込みやすくなり、ヘッドとテープの適度な面圧が確保できる。一方、テープ退出側においては、相対的にテープテンションが大きいためにドラム表面からのテープ浮上量が比較的小さく、逆にテープ１のヘッド１８に対する過剰な包み込みによるヘッドギャップ部（ヘッド幅中央部）でのテープ浮きが生じやすい。そこで、本実施例のように突出量Ｐｏを小さくすることによりこのようなテープ浮きを抑制でき、その結果、テープ進入側と同様にバランスの取れた、ヘッドとテープの適度な面圧が確保できる。以上の効果により、テープの全巻き付け範囲において良好な再生波形が確保可能となる。
【００２２】
図６は、本実施例により得られたヘッド出力波形の一例を示す。従来構造では波形２１’（実線で示す）のように、左端部（テープ進入位置）と右端部（テープ退出位置）において出力劣化ΔＶが見られる。本実施例の構造では劣化分を回復し、波形２１（破線で示す）のような良好な波形に近付けることができる。
【００２３】
尚本実施例では、回転中ドラム１７の外表面よりも固定上ドラム１６の外表面が突出しているが、必ずしも固定上ドラム１６の外表面は突出している必要はなく、両者の外表面は略面一でも同様の性能を確保可能であり、本実施例の範囲に限るものではない。
【００２４】
また、テープ走行系におけるテープガイドの具体的構成に関しては、本実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を他の類似のテープ走行系に適用することで同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば安定したヘッド出力を確保できる回転ヘッドドラム装置及びそれを用いた記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転ヘッドドラムを搭載したテープ走行機構部を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例のドラムテーパ形状を示す、ドラム側面図である。
【図３】本発明の他の実施例のドラムテーパ形状を示す、ドラム側面図である。
【図４】図２におけるテープ進入側（ａ部）のヘッド部拡大図である。
【図５】図２におけるテープ退出側（ｂ部）のヘッド部拡大図である。
【図６】本発明によるヘッド出力波形図である。
【符号の説明】
１・・・テープ
２・・・回転ヘッドドラム
３・・・カセット
４・・・供給リール
５、９・・・傾斜ピン
６、７、１０・・・ガイドローラ
６ａ、１０ａ・・・上フランジ
６ｂ、１０ｂ・・・下フランジ
８・・・テンション制御ガイド
１１・・・キャプスタン
１２・・・テープガイド
１３・・・ピンチローラ
１４・・・巻取りリール
１５・・・メカシャーシ
１６・・・固定上ドラム
１６ａ・・・テーパ部
１７・・・回転中ドラム
１８・・・ヘッド
１９・・・固定下ドラム
２０・・・リード
２１・・・再生出力波形（良好な状態）
２１’・・・再生出力波形（劣化状態）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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