頭鼓裝置和磁記錄/重放設備的製作方法
2023-05-25 03:20:26
專利名稱：頭鼓裝置和磁記錄/重放設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於把信號寫入磁帶和從磁帶讀出信號兩者之一或兩者兼用的頭鼓裝置，還涉及包含本頭鼓裝置的磁記錄/重放設備。更具體說，本發明針對一種有三層結構的頭鼓裝置，其中的中層鼓是可旋轉的，並且還針對包含該頭鼓裝置的磁記錄/重放設備。
背景技術：
近年來，視頻磁帶記錄器被廣泛用於使用磁帶作記錄介質的磁記錄/重放設備。在視頻磁帶記錄器中，通常使用螺旋掃描方法，其中，信號的記錄或重放是通過把磁帶螺旋地環繞在頭鼓裝置上，該頭鼓的周邊設有一可旋轉的磁頭。用在該種視頻磁帶記錄器的頭鼓裝置，一般有兩類一類有兩層結構，包括不動的下層鼓和設有磁頭的上層鼓；另一類有三層結構，包括不動的下層鼓、可旋轉的設有磁頭的中層鼓、和不動的上層鼓。
圖1畫出常規三層頭鼓裝置構造的一個例子。
圖1是有三層結構的常規頭鼓裝置40的側視圖。該頭鼓裝置40包括不動的下層鼓31、與下層鼓31共軸但可旋轉的中層鼓32、與中層鼓32共軸但不動的上層鼓43。下層鼓31環繞其周邊設有導槽(lead)31a，用於幫助螺繞的磁帶2移動。用於旋轉並驅動中層鼓32的電機機構和有關部件，都藏在下層鼓31內。另一方面，把信號寫入磁帶2和從磁帶2讀出信號的磁頭32a，安裝在中層鼓32的周邊上。實際上，一般都安裝多個(兩個或四個)磁頭32a。旋轉變壓器和用作磁頭32a與外部裝置信號傳輸通道的之類的裝置，則藏在上層鼓43內。
如圖1所示，在該頭鼓裝置40中進行磁帶2的記錄或重放操作的同時，磁帶2由導槽31a引導，並按預設的角度環繞頭鼓裝置40的周邊移動。此時，中層鼓32旋轉，磁頭32a按某一角度掃描磁帶2，從而執行信號的寫入和讀出。上層鼓43還用於防止移動的磁帶2向上位移而包裹頭鼓裝置40。
如圖1所示，在三層頭鼓裝置40中，可旋轉的中層鼓32的軸向長度，小於磁帶2的寬度，因而磁帶2環繞三層，就是說，環繞下層鼓31、中層鼓32、和上層鼓43。相反，包含不動的下層鼓和可旋轉的上層鼓兩層結構的頭鼓裝置中，上層鼓的軸向長度基本上等於磁帶2的寬度。這樣的兩層頭鼓裝置可以把磁帶的導槽設置在上層鼓之上，以防止磁帶2包裹上層鼓，因而常常具有三層結構的外觀。然而，這裡也稱該類結構為兩層結構。另一方面，對中層鼓32的軸向長度小於磁帶2寬度的結構，則稱為三層結構。
三層結構的頭鼓裝置40的專門例子，示於公開號No.10-340504的日本待決專利申請中，該申請公開一種磁帶2與磁頭32a有良好接觸特性的頭鼓裝置。在該頭鼓裝置40中，在中層鼓32以高速旋轉進行記錄或重放操作的同時，利用旋轉力吸入空氣，在外圍表面與磁帶2之間形成一空氣薄膜。該空氣薄膜能使磁帶2平穩地移動。但是，該空氣薄膜傾向於有一定的厚度分布，使磁帶2的進入側較厚而離開側較薄。在此情形下，磁帶2與磁頭3之間的接觸壓力是不均勻的，從而妨礙了精確地把信號寫入磁帶和從磁帶讀出信號。另一方面，在上面所述專利公布中，該問題是通過把一帶狀金屬薄膜粘附在下層鼓31的磁帶2離開側，形成一凸臺來解決。
對有三層結構的頭鼓裝置40，例如在用磁帶盒饋送磁帶2的過程中，磁帶2可能帶上靜電，於是磁帶2被頭鼓裝置40吸引，並在捲入磁帶盒時，緊貼在頭鼓裝置40上面。如果磁帶2在這種情況下移動，則在頭鼓40的外圍表面與磁帶2之間，不能產生足夠的空氣薄膜，可能導致磁帶2的損壞。特別對如上所述的三層結構頭鼓裝置40，因為可旋轉的中層鼓32周邊的軸向長度短，在磁帶2移動時不足以產生空氣薄膜。因此，磁帶2容易緊貼在頭鼓裝置40上面。
所以，有三層結構的常規頭鼓裝置40使用非磁性金屬，例如鋁合金或銅合金作為上層鼓43的材料，防止了靜電積累。此外，在有三層結構的常規頭鼓裝置40中，製作中層鼓32時，使它的外直徑等於上層鼓43的外直徑，同時把磁帶2在其上移動的表面做成光滑的，限制了摩擦阻力。還有，當它與上層鼓43的外圍表面接觸時，為了防止損壞磁帶2，用上述金屬材料以±2μm的精度製作上層鼓43的表面。然而，由於如上所述上層鼓43的製作，要求的材料、處理過程、裝備、如此等等，都很昂貴，所以已經研究使用價格較低的合成樹脂材料。
但是，用合成樹脂製作的上層鼓43電阻高，可能積累靜電，很容易使磁帶2緊貼上層鼓。此外，與金屬材料比較，在合成樹脂材料的注入模製過程中，表面尺寸的製作精度大為降低。相應地，還因為在製作上層鼓43時，要獲得±2μm範圍的製作精度，必須用機加工來減小外直徑，因此不可能降低製作成本。
除此之外，在包含該頭鼓40的磁記錄/重放設備中，當有任何汙垢或塵埃粘附在上層鼓43的外周邊表面時，可能損壞磁帶2的表面。因此，在製作過程中，需要採取諸如除去該種汙垢或塵埃的裝配部件、防止該種汙垢或塵埃附著的製作過程管理、清潔、如此等等的措施。結果，由於採取這些措施，必須增加製作過程數、額外裝備數、以及例如用來清潔的乙醇等化學溶劑材料成本，從而增加製作成本。
本發明是為解決該類問題而提出的，所以本發明的一個目的，是提供一種具有降低製作成本的上層鼓的頭鼓裝置。
本發明的另一個目的，是提供一種磁記錄/重放設備，它使用具有降低製作成本的上層鼓的頭鼓裝置。
發明內容
為了解決如上所述各問題，本發明提供一種用於把信號寫入磁帶和從磁帶讀出信號兩者之一或兩者兼用的頭鼓裝置，該頭鼓裝置的特徵包括不動的下層鼓，其上有螺旋地引導磁帶的導槽；在其外圍表面有磁頭的中層鼓，該中層鼓與下層鼓共軸，但能旋轉並由該下層鼓支承，該中層鼓外圍表面的軸向長度，要比磁帶的寬度短；以及由含碳合成樹脂製成的不動的上層鼓，並由中層鼓共軸地支承。
在該種使用含碳合成樹脂作為上層鼓材料的頭鼓裝置中，能夠防止磁帶由於帶靜電而緊貼在頭鼓裝置上。還有，令上層鼓的外直徑小於中層鼓的外直徑，能夠免除製作上層鼓時必要的高級別的製作精度。因此能夠降低上層鼓的製作成本。
還有，本發明提供一種用於把信號記錄在磁帶上和在磁帶上重放信號兩者之一或兩者兼用的磁記錄/重放設備，該磁記錄/重放設備的特徵在於所使用的頭鼓裝置包括不動的下層鼓，其上有螺旋地引導磁帶的導槽；在其外圍表面有磁頭的中層鼓，該中層鼓與下層鼓共軸，但能旋轉並由該下層鼓支承，該中層鼓外圍表面的軸向長度，要比磁帶的寬度短；以及由含碳合成樹脂製成的不動的上層鼓，並由中層鼓共軸地支承。
在該種使用含碳合成樹脂作為上層鼓材料的磁記錄/重放設備中，能夠防止磁帶由於帶靜電而緊貼在頭鼓裝置上。還有，令上層鼓的外直徑小於中層鼓的外直徑，能夠免除製作上層鼓時必要的高級別的製作精度。因此，有可能降低上層鼓的製作成本。
圖1畫出常規的三層頭鼓裝置構造的一個例子。
圖2是示意圖，畫出按照本發明的一種頭鼓裝置的構造。
圖3是示意圖，畫出包含本發明一種頭鼓裝置的磁記錄/重放設備的構造。
圖4是圖2中圓圈部分A的放大圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，說明本發明的一個實施例。圖3示意地畫出包含本發明一種頭鼓裝置的磁記錄/重放設備的構造。
圖3畫出的示意圖，表示磁記錄/重放設備1的正在運行的系統，其中的磁帶2處於記錄或重放狀態。該磁記錄/重放設備1正在運行的系統包括一種用於把信號寫入磁帶2和從磁帶2讀出信號兩者之一或兩者兼用的頭鼓裝置3、使磁帶2按預設速度移動的主動輪4與夾送輥5、以及幫助磁帶2移動的多個磁帶導輪(tape guide)6至11(在圖3中以TG表示)。該種磁記錄/重放設備1的一個例子，是以數字形式記錄或重放圖像和話音的視頻磁帶記錄器。安裝在磁記錄/重放設備1中的磁帶盒12，包括磁帶2的送帶輪12a和卷帶輪12b。
在進行記錄或重放操作的同時，磁帶2被主動輪4、夾送輥5和卷帶輪12b的力從送帶輪12a引出，並通過磁帶導輪6、7、和8，環繞在頭鼓裝置3上。通過傾斜地安裝磁帶導輪8和9，和設置在頭鼓裝置3外圍表面的引導磁帶2的導槽，能使磁帶2按預設的角度環繞在頭鼓裝置3上，用可旋轉的磁頭進行信號的寫入和讀出。然後，通過磁帶導輪9和10、主動輪4、夾送輥5、和磁帶導輪11，把磁帶2環繞在卷帶輪12b上。
下面將詳細說明頭鼓裝置3。圖2示意地畫出按照本發明的一種頭鼓裝置3的構造。
圖2是包含在磁記錄/重放設備1中的頭鼓裝置3的側視圖。該頭鼓3有三層，即，不動的下層鼓31、與下層鼓31共軸但可旋轉的中層鼓32、與中層鼓32共軸但不動的上層鼓33。下層鼓31有圓柱狀的周邊並設有導槽31a，用於幫助螺旋地環繞該周邊的磁帶2的移動。用於旋轉並驅動中層鼓32的電機機構和有關部件(未畫出)，都藏在下層鼓31內。另一方面，中層鼓32有圓柱狀的周邊，外直徑與下層鼓31的周邊相同，在中層鼓32的圓柱狀周邊上，安裝著向磁帶2寫入信號和從磁帶2讀出信號的磁頭。實際上，有多個(兩個或四個)磁頭32a安裝在中層鼓32的周邊，並隨中層鼓32一起旋轉。此外，中層鼓32的軸向長度小於磁帶的寬度。上層鼓33的周邊呈部分圓柱狀，並且該周邊的半徑小於中層鼓32的周邊半徑。還有，用作磁頭32a與外部裝置信號傳輸通道的旋轉變壓器等等(未畫出)，則藏在上層鼓33內。
如圖2所示，在該頭鼓裝置3中，在對磁帶2進行記錄或重放的同時，磁帶2被導槽31a引導，並按預設的角度環繞著頭鼓裝置3周邊移動。此時，中層鼓32旋轉，磁頭32a按某一角度掃描磁帶2，從而執行信號的寫入和讀出。此外，如上所述，因為中層鼓32的軸向長度小於磁帶2的寬度，所以磁帶2環繞三層移動，即環繞下層鼓31、中層鼓32、和上層鼓33移動。
在該頭鼓3中，上層鼓33由含碳合成樹脂製成。由於含碳，所以上層鼓33是導電的，從而抑制靜電的積累。舉例說，在磁記錄/重放設備1中，磁帶2在使用時很容易帶靜電。如果上層鼓33因此帶上靜電，則上層鼓33和磁帶2可能緊貼一起，從而妨礙磁帶2的平穩移動。同時，由於合成樹脂通常不導電，本發明通過在樹脂中添加碳，能避免靜電的積累。因此，上層鼓33表面的電阻值，一般是1015Ω或更小，而碳含量為重量的百分之10或更多。所用合成樹脂的例子包括聚碳酸酯、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)樹脂、和POM(聚氧化甲烯)。在當前銷售的產品中，從導電性能和成本的觀點看，碳含量為重量的百分之30可能是最佳的。
與常規的裝置比較，為了降低製作成本，使用該種材料製作頭鼓裝置3時，最好僅用不帶後續處理過程的注入模製法。但是，因為上述合成樹脂的注入模製，所能獲得的製作精度約±10-20μm，所以當上層鼓33和中層鼓32要製成具有相同直徑時，不能給出需要的製作精度級別。因此，在本發明的頭鼓裝置3中，製作上層鼓33時，使它的外直徑小於中層鼓32的外直徑。於是，本發明能夠通過故意降低上層鼓33的外直徑，以便把需要的製作精度，降低至可用合成樹脂注入模製的級別，從而實現降低製作成本的目的。
圖4是圖2中圓圈部分A的放大圖。
如圖4所示，在頭鼓3的磁帶2上進行記錄或重放操作的同時，磁帶2的移動和中層鼓32的旋轉，使中層鼓32及上層鼓33兩者和磁帶2之間吸入空氣，形成空氣薄膜34。此外，製作頭鼓裝置3時，上層鼓33的外周邊表面從中層鼓32的外周邊表面向內收縮一臺階d，就是說，上層鼓33的周邊半徑比中層鼓32的周邊半徑小d。
另一方面，在停機或運行時，由於磁帶2緊貼頭鼓3，上層鼓33表面的任何汙垢或塵埃，都可能粘附在磁帶2上，從而阻礙磁帶2的移動。當上層鼓33與中層鼓32之間的臺階d小於10μm或更小時，很容易發生該類磁帶2的緊貼現象。此外，前述空氣薄膜34的形成，能使磁帶2平穩地移動並以適當壓力與磁頭32a接觸。然而，為了充分地形成該空氣薄膜34，更希望上層鼓33的外周邊表面與中層鼓32的外周邊表面之間的臺階d，不超過100μm。
因此，適當的臺階d值，是不小於10μm，最好在10至100μm的範圍。考慮到用注入模製合成樹脂的製作精度，如上所述，當該臺階d的目標值設定為50至60μm左右時，易於用含碳的合成樹脂材料形成上層鼓33。
如上所述，在本發明的頭鼓3中，使用含碳為重量的百分之10或更多的合成樹脂，作為上層鼓33的材料，能夠防止頭鼓3和磁帶2因帶靜電而緊貼在一起，因而大大降低材料的成本。此外，設定上層鼓33的外圍表面半徑比中層鼓32的外圍表面半徑小10至100μm，可以免除上層鼓33製作中高級別製作精度的要求。再有，這一設定還能降低粘附在上層鼓33的汙垢或塵埃轉移到磁帶2上的可能性，於是可以免除為除去該種汙垢或塵埃而必須設置的處理過程或機構。因此，上層鼓33能夠用上述材料用注入模製法製作，免除必要的高精度處理機械，降低了裝備的成本，也降低了製作的成本。
還要指出，包含本發明的頭鼓的裝置，不限於視頻磁帶記錄器。本發明能夠用於所有使用磁帶作記錄介質的螺旋掃描型磁記錄設備和磁重放設備。
如上所述，在本發明的頭鼓中，使用含碳的合成樹脂作為上層鼓的材料，能夠防止磁帶因帶靜電而緊貼在頭鼓裝置上。此外，設定上層鼓的外直徑小於中層鼓的外直徑，可以免除上層鼓製作中高級別製作精度的要求。因此，可以降低上層鼓的製作成本。
同樣，在本發明的磁記錄/重放設備中，使用含碳的合成樹脂作為頭鼓裝置的上層鼓材料，能夠防止磁帶因帶靜電而緊貼在頭鼓裝置上。此外，設定上層鼓的外直徑小於中層鼓的外直徑，可以免除上層鼓製作中高級別製作精度的要求。因此，可以降低上層鼓的製作成本。
權利要求
1.在用於把信號寫入磁帶和從磁帶讀出信號兩者之一或兩者兼用的頭鼓裝置中，所述頭鼓裝置的特徵在於包括包含用於螺旋地引導所述磁帶的導槽的、不動的下層鼓；在其外圍表面上包括磁頭的中層鼓，該中層鼓與所述下層鼓共軸但可旋轉並由所述下層鼓支承，形成該中層鼓時，所述外圍表面的軸向長度要小於所述磁帶的寬度；和由含碳的合成樹脂製成的上層鼓，該上層鼓是不動的，並由所述中層鼓共軸地支承。
2.按照權利要求1的頭鼓裝置，特徵在於所述上層鼓的外直徑小於所述中層鼓的外直徑。
3.按照權利要求2的頭鼓裝置，特徵在於所述上層鼓的周邊，在半徑上與所述中層鼓的周邊差10μm或更多。
4.按照權利要求1的頭鼓裝置，特徵在於所述合成樹脂的含碳量為重量的百分之10或更多。
5.在用於把信號寫入磁帶和從磁帶讀出信號兩者之一或兩者兼用的磁記錄/重放設備中，所述磁記錄/重放設備的特徵在於具有一種頭鼓裝置，該頭鼓裝置包括包括用於螺旋地引導所述磁帶的導槽的、不動的下層鼓；在其外圍表面上包括磁頭的中層鼓，該中層鼓與所述下層鼓共軸但可旋轉並由所述下層鼓支承，形成該中層鼓時，所述外圍表面的軸向長度要小於所述磁帶的寬度；和由含碳的合成樹脂製成的上層鼓，該上層鼓是不動的，並由所述中層鼓共軸地支承。
全文摘要
本發明的一種頭鼓裝置，為降低上層鼓(33)的製作成本，用含碳的合成樹脂作上層鼓的材料，防止了磁帶(2)因帶靜電而緊貼在頭鼓裝置(3)上。此外，設定該上層鼓(33)的外直徑小於中層鼓(32)的外直徑，可以免除上層鼓(33)製作時高級別製作精度的要求。因此，可以降低上層鼓(33)的製作成本。
文檔編號G11B5/10GK1398397SQ01804721
公開日2003年2月19日 申請日期2001年12月13日 優先權日2000年12月13日
發明者大綱正, 遠藤純也, 前原正典, 喜古真弘, 三代瑞美, 新階健太郎 申請人:索尼株式會社