专利名称：头鼓装置和磁记录/重放设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于把信号写入磁带和从磁带读出信号两者之一或两者兼用的头鼓装置，还涉及包含本头鼓装置的磁记录/重放设备。更具体说，本发明针对一种有三层结构的头鼓装置，其中的中层鼓是可旋转的，并且还针对包含该头鼓装置的磁记录/重放设备。
背景技术：
近年来，视频磁带记录器被广泛用于使用磁带作记录介质的磁记录/重放设备。在视频磁带记录器中，通常使用螺旋扫描方法，其中，信号的记录或重放是通过把磁带螺旋地环绕在头鼓装置上，该头鼓的周边设有一可旋转的磁头。用在该种视频磁带记录器的头鼓装置，一般有两类一类有两层结构，包括不动的下层鼓和设有磁头的上层鼓；另一类有三层结构，包括不动的下层鼓、可旋转的设有磁头的中层鼓、和不动的上层鼓。
图1画出常规三层头鼓装置构造的一个例子。
图1是有三层结构的常规头鼓装置40的侧视图。该头鼓装置40包括不动的下层鼓31、与下层鼓31共轴但可旋转的中层鼓32、与中层鼓32共轴但不动的上层鼓43。下层鼓31环绕其周边设有导槽(lead)31a，用于帮助螺绕的磁带2移动。用于旋转并驱动中层鼓32的电机机构和有关部件，都藏在下层鼓31内。另一方面，把信号写入磁带2和从磁带2读出信号的磁头32a，安装在中层鼓32的周边上。实际上，一般都安装多个(两个或四个)磁头32a。旋转变压器和用作磁头32a与外部装置信号传输通道的之类的装置，则藏在上层鼓43内。
如图1所示，在该头鼓装置40中进行磁带2的记录或重放操作的同时，磁带2由导槽31a引导，并按预设的角度环绕头鼓装置40的周边移动。此时，中层鼓32旋转，磁头32a按某一角度扫描磁带2，从而执行信号的写入和读出。上层鼓43还用于防止移动的磁带2向上位移而包裹头鼓装置40。
如图1所示，在三层头鼓装置40中，可旋转的中层鼓32的轴向长度，小于磁带2的宽度，因而磁带2环绕三层，就是说，环绕下层鼓31、中层鼓32、和上层鼓43。相反，包含不动的下层鼓和可旋转的上层鼓两层结构的头鼓装置中，上层鼓的轴向长度基本上等于磁带2的宽度。这样的两层头鼓装置可以把磁带的导槽设置在上层鼓之上，以防止磁带2包裹上层鼓，因而常常具有三层结构的外观。然而，这里也称该类结构为两层结构。另一方面，对中层鼓32的轴向长度小于磁带2宽度的结构，则称为三层结构。
三层结构的头鼓装置40的专门例子，示于公开号No.10-340504的日本待决专利申请中，该申请公开一种磁带2与磁头32a有良好接触特性的头鼓装置。在该头鼓装置40中，在中层鼓32以高速旋转进行记录或重放操作的同时，利用旋转力吸入空气，在外围表面与磁带2之间形成一空气薄膜。该空气薄膜能使磁带2平稳地移动。但是，该空气薄膜倾向于有一定的厚度分布，使磁带2的进入侧较厚而离开侧较薄。在此情形下，磁带2与磁头3之间的接触压力是不均匀的，从而妨碍了精确地把信号写入磁带和从磁带读出信号。另一方面，在上面所述专利公布中，该问题是通过把一带状金属薄膜粘附在下层鼓31的磁带2离开侧，形成一凸台来解决。
对有三层结构的头鼓装置40，例如在用磁带盒馈送磁带2的过程中，磁带2可能带上静电，于是磁带2被头鼓装置40吸引，并在卷入磁带盒时，紧贴在头鼓装置40上面。如果磁带2在这种情况下移动，则在头鼓40的外围表面与磁带2之间，不能产生足够的空气薄膜，可能导致磁带2的损坏。特别对如上所述的三层结构头鼓装置40，因为可旋转的中层鼓32周边的轴向长度短，在磁带2移动时不足以产生空气薄膜。因此，磁带2容易紧贴在头鼓装置40上面。
所以，有三层结构的常规头鼓装置40使用非磁性金属，例如铝合金或铜合金作为上层鼓43的材料，防止了静电积累。此外，在有三层结构的常规头鼓装置40中，制作中层鼓32时，使它的外直径等于上层鼓43的外直径，同时把磁带2在其上移动的表面做成光滑的，限制了摩擦阻力。还有，当它与上层鼓43的外围表面接触时，为了防止损坏磁带2，用上述金属材料以±2μm的精度制作上层鼓43的表面。然而，由于如上所述上层鼓43的制作，要求的材料、处理过程、装备、如此等等，都很昂贵，所以已经研究使用价格较低的合成树脂材料。
但是，用合成树脂制作的上层鼓43电阻高，可能积累静电，很容易使磁带2紧贴上层鼓。此外，与金属材料比较，在合成树脂材料的注入模制过程中，表面尺寸的制作精度大为降低。相应地，还因为在制作上层鼓43时，要获得±2μm范围的制作精度，必须用机加工来减小外直径，因此不可能降低制作成本。
除此之外，在包含该头鼓40的磁记录/重放设备中，当有任何污垢或尘埃粘附在上层鼓43的外周边表面时，可能损坏磁带2的表面。因此，在制作过程中，需要采取诸如除去该种污垢或尘埃的装配部件、防止该种污垢或尘埃附着的制作过程管理、清洁、如此等等的措施。结果，由于采取这些措施，必须增加制作过程数、额外装备数、以及例如用来清洁的乙醇等化学溶剂材料成本，从而增加制作成本。
本发明是为解决该类问题而提出的，所以本发明的一个目的，是提供一种具有降低制作成本的上层鼓的头鼓装置。
本发明的另一个目的，是提供一种磁记录/重放设备，它使用具有降低制作成本的上层鼓的头鼓装置。
发明内容
为了解决如上所述各问题，本发明提供一种用于把信号写入磁带和从磁带读出信号两者之一或两者兼用的头鼓装置，该头鼓装置的特征包括不动的下层鼓，其上有螺旋地引导磁带的导槽；在其外围表面有磁头的中层鼓，该中层鼓与下层鼓共轴，但能旋转并由该下层鼓支承，该中层鼓外围表面的轴向长度，要比磁带的宽度短；以及由含碳合成树脂制成的不动的上层鼓，并由中层鼓共轴地支承。
在该种使用含碳合成树脂作为上层鼓材料的头鼓装置中，能够防止磁带由于带静电而紧贴在头鼓装置上。还有，令上层鼓的外直径小于中层鼓的外直径，能够免除制作上层鼓时必要的高级别的制作精度。因此能够降低上层鼓的制作成本。
还有，本发明提供一种用于把信号记录在磁带上和在磁带上重放信号两者之一或两者兼用的磁记录/重放设备，该磁记录/重放设备的特征在于所使用的头鼓装置包括不动的下层鼓，其上有螺旋地引导磁带的导槽；在其外围表面有磁头的中层鼓，该中层鼓与下层鼓共轴，但能旋转并由该下层鼓支承，该中层鼓外围表面的轴向长度，要比磁带的宽度短；以及由含碳合成树脂制成的不动的上层鼓，并由中层鼓共轴地支承。
在该种使用含碳合成树脂作为上层鼓材料的磁记录/重放设备中，能够防止磁带由于带静电而紧贴在头鼓装置上。还有，令上层鼓的外直径小于中层鼓的外直径，能够免除制作上层鼓时必要的高级别的制作精度。因此，有可能降低上层鼓的制作成本。
图1画出常规的三层头鼓装置构造的一个例子。
图2是示意图，画出按照本发明的一种头鼓装置的构造。
图3是示意图，画出包含本发明一种头鼓装置的磁记录/重放设备的构造。
图4是图2中圆圈部分A的放大图。
具体实施例方式
下面参照附图，说明本发明的一个实施例。图3示意地画出包含本发明一种头鼓装置的磁记录/重放设备的构造。
图3画出的示意图，表示磁记录/重放设备1的正在运行的系统，其中的磁带2处于记录或重放状态。该磁记录/重放设备1正在运行的系统包括一种用于把信号写入磁带2和从磁带2读出信号两者之一或两者兼用的头鼓装置3、使磁带2按预设速度移动的主动轮4与夹送辊5、以及帮助磁带2移动的多个磁带导轮(tape guide)6至11(在图3中以TG表示)。该种磁记录/重放设备1的一个例子，是以数字形式记录或重放图像和话音的视频磁带记录器。安装在磁记录/重放设备1中的磁带盒12，包括磁带2的送带轮12a和卷带轮12b。
在进行记录或重放操作的同时，磁带2被主动轮4、夹送辊5和卷带轮12b的力从送带轮12a引出，并通过磁带导轮6、7、和8，环绕在头鼓装置3上。通过倾斜地安装磁带导轮8和9，和设置在头鼓装置3外围表面的引导磁带2的导槽，能使磁带2按预设的角度环绕在头鼓装置3上，用可旋转的磁头进行信号的写入和读出。然后，通过磁带导轮9和10、主动轮4、夹送辊5、和磁带导轮11，把磁带2环绕在卷带轮12b上。
下面将详细说明头鼓装置3。图2示意地画出按照本发明的一种头鼓装置3的构造。
图2是包含在磁记录/重放设备1中的头鼓装置3的侧视图。该头鼓3有三层，即，不动的下层鼓31、与下层鼓31共轴但可旋转的中层鼓32、与中层鼓32共轴但不动的上层鼓33。下层鼓31有圆柱状的周边并设有导槽31a，用于帮助螺旋地环绕该周边的磁带2的移动。用于旋转并驱动中层鼓32的电机机构和有关部件(未画出)，都藏在下层鼓31内。另一方面，中层鼓32有圆柱状的周边，外直径与下层鼓31的周边相同，在中层鼓32的圆柱状周边上，安装着向磁带2写入信号和从磁带2读出信号的磁头。实际上，有多个(两个或四个)磁头32a安装在中层鼓32的周边，并随中层鼓32一起旋转。此外，中层鼓32的轴向长度小于磁带的宽度。上层鼓33的周边呈部分圆柱状，并且该周边的半径小于中层鼓32的周边半径。还有，用作磁头32a与外部装置信号传输通道的旋转变压器等等(未画出)，则藏在上层鼓33内。
如图2所示，在该头鼓装置3中，在对磁带2进行记录或重放的同时，磁带2被导槽31a引导，并按预设的角度环绕着头鼓装置3周边移动。此时，中层鼓32旋转，磁头32a按某一角度扫描磁带2，从而执行信号的写入和读出。此外，如上所述，因为中层鼓32的轴向长度小于磁带2的宽度，所以磁带2环绕三层移动，即环绕下层鼓31、中层鼓32、和上层鼓33移动。
在该头鼓3中，上层鼓33由含碳合成树脂制成。由于含碳，所以上层鼓33是导电的，从而抑制静电的积累。举例说，在磁记录/重放设备1中，磁带2在使用时很容易带静电。如果上层鼓33因此带上静电，则上层鼓33和磁带2可能紧贴一起，从而妨碍磁带2的平稳移动。同时，由于合成树脂通常不导电，本发明通过在树脂中添加碳，能避免静电的积累。因此，上层鼓33表面的电阻值，一般是1015Ω或更小，而碳含量为重量的百分之10或更多。所用合成树脂的例子包括聚碳酸酯、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂、和POM(聚氧化甲烯)。在当前销售的产品中，从导电性能和成本的观点看，碳含量为重量的百分之30可能是最佳的。
与常规的装置比较，为了降低制作成本，使用该种材料制作头鼓装置3时，最好仅用不带后续处理过程的注入模制法。但是，因为上述合成树脂的注入模制，所能获得的制作精度约±10-20μm，所以当上层鼓33和中层鼓32要制成具有相同直径时，不能给出需要的制作精度级别。因此，在本发明的头鼓装置3中，制作上层鼓33时，使它的外直径小于中层鼓32的外直径。于是，本发明能够通过故意降低上层鼓33的外直径，以便把需要的制作精度，降低至可用合成树脂注入模制的级别，从而实现降低制作成本的目的。
图4是图2中圆圈部分A的放大图。
如图4所示，在头鼓3的磁带2上进行记录或重放操作的同时，磁带2的移动和中层鼓32的旋转，使中层鼓32及上层鼓33两者和磁带2之间吸入空气，形成空气薄膜34。此外，制作头鼓装置3时，上层鼓33的外周边表面从中层鼓32的外周边表面向内收缩一台阶d，就是说，上层鼓33的周边半径比中层鼓32的周边半径小d。
另一方面，在停机或运行时，由于磁带2紧贴头鼓3，上层鼓33表面的任何污垢或尘埃，都可能粘附在磁带2上，从而阻碍磁带2的移动。当上层鼓33与中层鼓32之间的台阶d小于10μm或更小时，很容易发生该类磁带2的紧贴现象。此外，前述空气薄膜34的形成，能使磁带2平稳地移动并以适当压力与磁头32a接触。然而，为了充分地形成该空气薄膜34，更希望上层鼓33的外周边表面与中层鼓32的外周边表面之间的台阶d，不超过100μm。
因此，适当的台阶d值，是不小于10μm，最好在10至100μm的范围。考虑到用注入模制合成树脂的制作精度，如上所述，当该台阶d的目标值设定为50至60μm左右时，易于用含碳的合成树脂材料形成上层鼓33。
如上所述，在本发明的头鼓3中，使用含碳为重量的百分之10或更多的合成树脂，作为上层鼓33的材料，能够防止头鼓3和磁带2因带静电而紧贴在一起，因而大大降低材料的成本。此外，设定上层鼓33的外围表面半径比中层鼓32的外围表面半径小10至100μm，可以免除上层鼓33制作中高级别制作精度的要求。再有，这一设定还能降低粘附在上层鼓33的污垢或尘埃转移到磁带2上的可能性，于是可以免除为除去该种污垢或尘埃而必须设置的处理过程或机构。因此，上层鼓33能够用上述材料用注入模制法制作，免除必要的高精度处理机械，降低了装备的成本，也降低了制作的成本。
还要指出，包含本发明的头鼓的装置，不限于视频磁带记录器。本发明能够用于所有使用磁带作记录介质的螺旋扫描型磁记录设备和磁重放设备。
如上所述，在本发明的头鼓中，使用含碳的合成树脂作为上层鼓的材料，能够防止磁带因带静电而紧贴在头鼓装置上。此外，设定上层鼓的外直径小于中层鼓的外直径，可以免除上层鼓制作中高级别制作精度的要求。因此，可以降低上层鼓的制作成本。
同样，在本发明的磁记录/重放设备中，使用含碳的合成树脂作为头鼓装置的上层鼓材料，能够防止磁带因带静电而紧贴在头鼓装置上。此外，设定上层鼓的外直径小于中层鼓的外直径，可以免除上层鼓制作中高级别制作精度的要求。因此，可以降低上层鼓的制作成本。
权利要求
1.在用于把信号写入磁带和从磁带读出信号两者之一或两者兼用的头鼓装置中，所述头鼓装置的特征在于包括包含用于螺旋地引导所述磁带的导槽的、不动的下层鼓；在其外围表面上包括磁头的中层鼓，该中层鼓与所述下层鼓共轴但可旋转并由所述下层鼓支承，形成该中层鼓时，所述外围表面的轴向长度要小于所述磁带的宽度；和由含碳的合成树脂制成的上层鼓，该上层鼓是不动的，并由所述中层鼓共轴地支承。
2.按照权利要求1的头鼓装置，特征在于所述上层鼓的外直径小于所述中层鼓的外直径。
3.按照权利要求2的头鼓装置，特征在于所述上层鼓的周边，在半径上与所述中层鼓的周边差10μm或更多。
4.按照权利要求1的头鼓装置，特征在于所述合成树脂的含碳量为重量的百分之10或更多。
5.在用于把信号写入磁带和从磁带读出信号两者之一或两者兼用的磁记录/重放设备中，所述磁记录/重放设备的特征在于具有一种头鼓装置，该头鼓装置包括包括用于螺旋地引导所述磁带的导槽的、不动的下层鼓；在其外围表面上包括磁头的中层鼓，该中层鼓与所述下层鼓共轴但可旋转并由所述下层鼓支承，形成该中层鼓时，所述外围表面的轴向长度要小于所述磁带的宽度；和由含碳的合成树脂制成的上层鼓，该上层鼓是不动的，并由所述中层鼓共轴地支承。
全文摘要
本发明的一种头鼓装置，为降低上层鼓(33)的制作成本，用含碳的合成树脂作上层鼓的材料，防止了磁带(2)因带静电而紧贴在头鼓装置(3)上。此外，设定该上层鼓(33)的外直径小于中层鼓(32)的外直径，可以免除上层鼓(33)制作时高级别制作精度的要求。因此，可以降低上层鼓(33)的制作成本。
文档编号G11B5/10GK1398397SQ01804721
公开日2003年2月19日 申请日期2001年12月13日 优先权日2000年12月13日
发明者大纲正, 远藤纯也, 前原正典, 喜古真弘, 三代瑞美, 新阶健太郎 申请人:索尼株式会社