DE4032983A1 - Umlaufmagnetkopf-vorrichtung fuer ein magnetaufzeichnungs/wiedergabegeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Umlaufmagnetkopf- Vorrichtung in einem Gerät zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe und insbesondere auf eine Vorrichtung für umlaufende Magnetköpfe, mit der das Ausragungsausmaß von umlaufenden Magnetköpfen in einem Gerät zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe wie einem Videobandgerät oder Digital-Tonbandgerät regelbar ist, bei dem ein Schrägspurabtastsystem angewandt ist.

Eine herkömmliche Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung in einem Gerät zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe wie in einem Videobandgerät oder Digital-Tonbandgerät nach dem Schrägspur-Abtastsystem hat den in Fig. 7 gezeigten Aufbau.

Die Fig. 7 ist eine Schnittansicht der herkömmlichen Vorrichtung in dem Magnetaufzeichnungs/Wiedergabegerät. Die herkömmliche Vorrichtung hat eine feststehende untere Trommel 1, eine Welle 3, die an der Mitte der unteren Trommel 1 vorsteht und die über ein unteres und ein oberes Lager 2 drehbar an der unteren Trommel 1 gelagert ist, ein Auflager 4, das an dem aus der unteren Trommel 1 vorstehenden oberen Ende der Welle 3 befestigt is, und eine an das Auflager 4 angeschraubte obere Trommel 5. An der unteren Fläche der oberen Trommel 5, nämlich an der der unteren Trommel 1 zugewandten Fläche ist an vorbestimmten Stellen jeweils abnehmbar ein Kopfträger 6 angeschraubt. An dem Kopfträger 6 ist jeweils ein Magnetkopf 7 derart befestigt, daß er an einem engen Spalt zwischen der oberen und der unteren Trommel 5 bzw. 1 von deren Außenumfang etwas vorsteht. Die Fig. 7 zeigt ferner einen an dem Auflager 4 angebrachten oberen Transformatorteil 8, einen unteren Transformatorteil 9, der an der unteren Trommel 1 derart befestigt ist, daß er mit einem engen Zwischenspalt dem oberen Transformatorteil 8 gegenübergesetzt ist, Anschlußteile 10 und 11, eine Verteilerplatte 12 und ein Magnetband 13.

In der herkömmlichen Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird die obere Trommel 5 mit einer hohen konstanten Drehzahl gedreht. Das Magnetband 13 ist etwas schräg an die Außenumfangsflächen der oberen und unteren Trommel 5 bzw. 1 gelegt und wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit transportiert. Zum Aufzeichnen oder Wiedergeben eines Videosignals kommt der jeweilige Magnetkopf mit dem Magnetband 13 in Berührung. Der Magnetkopf ist über die Anschlußteile 10 und 11 und die Verteilerplatte 12 elektrisch mit dem oberen Transformatorteil 8 verbunden. Der obere Transformatorteil 8 und der untere Transformatorteil 9 sind miteinander zur Signalübertragung magnetisch gekoppelt. Der untere Transformatorteil 9 ist an eine (nicht gezeigte) externe Signalverarbeitungsschaltung angeschlossen.

Wenn das Magnetband 13 abläuft und der Magnetkopf 7 umläuft, überstreicht der Magnetkopf 7 aufeinanderfolgend das Magnetband 13 auf schrägen Spuren. Die Bahnen, auf denen der Magnetkopf 7 das Magnetband 13 überquert, sind zueinander parallel. Dies wird ausführlicher anhand der Fig. 8A und 8B erläutert. Mit 13a ist die Bahn des Magnetbands 13 bezeichnet, mit V₁ die normale Magnetband-Ablaufgeschwindigkeit dargestellt, mit 7A ist die Bahn des Magnetkopfs 7 bezeichnet undf mit V₀ ist die Drehgeschwindigkeit des Magnetkopfs 7 dargestellt. Gemäß Fig. 8A überkreuzen sich die Bahnen 13a und 7A. Daher wird die relative Bahn des Magnetkopfs 7, auf der der Kopf tatsächlich in Gleitberührung mit dem ablaufenden Magnetkopf 13 kommt, zu der in Fig. 8A mit A bezeichneten.

Da aufeinanderfolgend zwei Magnetköpfe mit dem Magnetband 13 in Gleitberührung kommen, werden bei der Darstellung des Bahnverlaufs der Gleitberührung des einen Magnetkopfs mit dem Magnetband durch A und des Bahnverlaufs der Gleitberührung des anderen Magnetkopfs mit dem Magnetband durch B an dem Magnetband 13 parallel zueinander in hoher Dichte die Bahnen A und B gebildet, wie es durch A1, B1, A2, B2, . . . dargestellt ist. Diese Bahnen A1, B1, A2, B2, . . . werden als Spuren auf dem Band bezeichnet. Bei einer Standwiedergabe (Stehbildbetrieb), einer Aufzeichnungsunterbrechung oder einer Aufzeichnungsbereitschaft (Pausenbetrieb) wird das Magnetband 13 angehalten, während die obere Trommel 5 mit hoher Geschwindigkeit dreht, so daß der jeweilige Magnetkopf 7 fortgesetzt die Bahn 7A gemäß Fig. 8A durchläuft. D. h., der Magnetkopf 7 überstreicht eine Stelle des Magnetbands 13 fortgesetzt unter einem Winkel, der kleiner als der normale Schrägwinkel ist. Auf diese Weise führt die Umlaufmagnetkopf- Vorrichtung beispielsweise eines herkömmlichen Geräts zur magnetischen Videoaufzeichnung und Videowiedergabe bzw. Videobandgeräts eine normale Wiedergabe, bei der das Magnetband 13 mit einer vorbestimmten Fördergeschwindigkeit abläuft, eine Standwiedergabe, bei der das Magnetband 13 angehalten ist, und einen Aufzeichnungsunterbrechungs- und Bereitschaftsbetrieb aus, bei dem das Magnetband 13 angehalten ist.

Für in Sendeanstalten verwendete 1-Zoll-Schrägspur-Videobandgeräte wurde ein Verfahren zur automatischen Spurnachführung bei der Wiedergabe entwickelt, bei welchem der Magnetkopf in der Richtung der Breite des Magnetbands bewegt wird, was als automatische Abtastnachführung bzw. Spurnachführung (AST) oder dynamische Spurverfolgung (DTF) bezeichnet wird.

Dieses Verfahren wird im folgenden anhand der Fig. 9 bis 12 erläutert. In den Fig. 9 bis 12 sind mit 7 die Magnetköpfe für die Aufzeichnung und Wiedergabe, mit 14 Köpfe, die ausschließlich für eine besondere Wiedergabe dienen und die bei der automatischen oder dynamischen Spurnachführung betrieben werden, mit 15 piezoelektrische Doppelplatten- Elemente, an deren Enden jeweils der Kopf 14 für die besondere Wiedergabe angebracht ist, und mit 5 die Umlauftrommel bezeichnet, die mit 1800 Umdrehungen je Minute umläuft und an der die Magnetköpfe 7 für die Aufzeichnung und Wiedergabe sowie die piezoelektrischen Doppelplatten-Elemente 15 angebracht sind.

Die Fig. 10 zeigt den Aufbau eines Stellabschnitts des Systems zur dynamischen Spurverfolgung bzw. Spurnachführung, wobei die feststehende Trommel 1 und das Magnetband 13 dargestellt sind.

Die Fig. 11 veranschaulicht das Funktionsprinzip des üblicherweise verwendeten piezoelektrischen bimorphen bzw. Doppelplatten-Elements 15. Das piezoelektrische Element 15 ist eine bimorphe bzw. Doppelplatte aus zwei piezoelektrischen Elementen X1 und X2, die jeweils zwischen Elektroden Y1 und Y2 bzw. zwischen Elektroden Y2 und Y3 eingelegt sind. An dem freien Ende des piezoelektrischen Elements 15 ist der ausschließlich für die spezielle Wiedergabe vorgesehene Kopf 14 angebracht, während die drei Elektroden Y1 bis Y3 an eine Spannungsquelle S angeschlossen sind. Wenn beispielsweise die Spannungsquelle S an das piezoelektrische Element X1 eine Vorwärtsspannung und an das piezoelektrische Element X2 eine Gegenspannung anlegt, zieht sich das piezoelektrische Element X1 in der durch Pfeile x1 dargestellten Richtung zusammen, während sich das piezoelektrische Element X2 in der durch Pfeile x2 dargestellten Richtung ausdehnt. Wenn andererseits die Spannungsquelle S an das piezoelektrische Element X1 die Gegenspannung und an das piezoelektrische Element X2 die Vorwärtsspannung anlegt, dehnt sich das piezoelektrische Element X1 aus, während sich das piezoelektrische Element X2 zusammenzieht. Auf diese Weise bewegt sich das piezoelektrische Doppelplatten-Element 15 vertikal in der Achsrichtung der Trommeln 1 und 5 gemäß Fig. 10.

Anhand der Fig. 12 wird nun das Prinzip einer störungsfreien schnellen Suche bei einer Hochgeschwindigkeitswiedergabe erläutert. Mit A1, B1, A2, B2, A3, B3 . . . sind die auf dem Magnetband 13 aufgezeichneten Videospuren bezeichnet. Der Azimuth, mit dem die Spuren A1, A2, A3, . . . mittels des einen Kopfs aufgezeichnet sind, ist von dem Azimuth verschieden, mit dem die Spuren B1, B2, B3 . . . aufgezeichnet sind.

Es sei nun angenommen, daß für die schnelle Suche die Signale mit fünffacher Geschwindigkeit wiedergegeben werden. Falls das piezoelektrische Doppelpatten-Element 15 für den ausschließlicch zur besonderen Wiedergabe dienenden Kopf 14 nicht angesteuert wird, überstreicht der Kopf 14 das Magnetband 13 auf einer durch gestrichelte Linien in Fig. 12 dargestellten Bahn L1. Falls der Azimuth des Kopfs 14 für die spezielle Wiedergabe der gleiche wie derjenige der Spur A ist, wird das Signal nur durch Abtasten der Spuren A1, A2, A3, . . . reproduziert, während die mit einem anderen Azimuth aufgezeichneten Spuren B1, B2, B3, . . . gesondert abgetastet werden müssen, so daß an einem Wiedergabebildschirm ein Störbalken entsteht. Um die Spur A1 selbst bei dem Ablaufen des Videobands mit der fünffachen Geschwindigkeit vollständig wiederzugeben, wird der Kopf 14 für die besondere Wiedergabe während der Berührung mit dem Magnetband 13 in einem Halbbild um vier Spurteilungsabstände in Spurachsenrichtung, nämlich nach links in Fig. 12 bewegt. Bei dem nächsten Halbbild wird der gegenüberliegende Kopf 14 für die besondere Wiedergabe um vier Spurteilungsabstände versetzt. Auf diese Weise werden die Spuren A1, B3, A6, . . . vollständig abgetastet, wodurch störungsfreie Wiedergabesignale erhalten werden. D. h., die störungsfreie Wiedergabe bei irgendeiner beliebigen Geschwindigkeit wird ddurch erzielt, daß der Umlaufmagnetkopf entsprechend der Bandgeschwindigkeit während der Wiedergabe in der Richtung der Spurbreite versetzt wird. Damit ist der bewegbare Kopf in der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung ein Kopf, der in der Richtung der Achse der Trommel bewegbar ist.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wurde zwar ein verstellbarer Kopf als fortschrittliche Technik für ein Videobandgerät entwickelt und schon in einem Teil von gewerblichen Videobandgeräten eingesetzt, jedoch ist der in einem Heim- Videobandgerät an der Umlauftrommel angebrachte Magnetkopf weiterhin ein festgelegter Kopf.

Da bei einer herkömmlichen Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung während der Standwiedergabe, der Aufzeichnungsunterbrechung und der Bereitschaft das Magnetband 13 angehalten ist, gleitet gemäß Fig. 8A der Magnetkopf 7 auf dem Magnetband 13 mit hoher Geschwindigkeit wiederholt auf einer einzigen Bahn, nämlich genauer auf einem zwei Spuren überstreichenden Bahnbereich, da gemäß den vorangehenden Ausführungen die Kopfbahn bei angehaltenem Magnetband 13 einen Neigungswinkel hat, der kleiner als der normale Spurneigungswinkel ist. Dadurch wird die Magnetfläche des Magnetbands 13 geschädigt und die Magnetisierung des magnetischen Materials allmählich verringert, was als Entmagnetisierung bezeichnet wird. Um dies zu verhindern, wird in einem herkömmlichen Videobandgerät dann, wenn die Standwiedergabe, die Aufzeichnungsunterbrechung und Aufzeichnungsbereitschaft über im allgemeinen 4 bis 5 Minuten fortdauert, das an die Trommel angelegte Magnetband automatisch abgehoben und das Gerät stillgesetzt. Sobald das Stillsetzen vorgenommen ist, sind für das Beginnen eines nächsten Betriebsvorgangs einige Sekunden erforderlich. Daher ist die Bedienung des Videobandgeräts bei der Standwiedergabe oder bei der Aufzeichnungsunterbrechung oder Aufzeichnungsbereitschaft sehr umständlich.

Bei einem Videobandgerät nach dem automatischen oder dynamischen Spurnachführungssystem wird als Magnetkopf ein verstellbarer Kopf verwendet, dessen vertikale Bewegung in der Achsenrichtung der Trommel gesteuert wird.

In einem jeden Fall steht gemäß Fig. 9 der Magnetkopf geringfügig aus dem Außenumfang der Trommel heraus und gleitet an der Magnetfläche des Magnetbandes, das um die Trommel gelegt ist. Ein solcher Magnetkopf zeigt beispielsweise in 1000 Stunden einen Abrieb von 8 bis 10 µm. Es ist zwar anzustreben, daß das Ausragungsausmaß an dem Außenumfang der Trommel das gleiche bleibt, jedoch wird infolge des durch das Schleifen an dem Magnetband verursachten Abriebs das Ausragungsausmaß ungleichmäßig und es entsteht nachteiligerweise an dem Wiedergabebild ein "Zittern". Wenn durch den Abrieb des Magnetkopfs das Ausragungsausmaß an der Trommel verringert ist, ist die Berührung des Magnetkopfs mit dem Magnetband verschlechtert, wodurch es unmöglich wird, über eine lange Zeitdauer eine gute Bildqualität aufrecht zu erhalten, und es schlimmstenfalls erforderlich wird, den Kopf trotz nur kurzzeitigem Einsatz auszuwechseln.

Infolgedessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zum Ausschalten der bei dem Stand der Technik auftretenden Probleme gemäß der vorstehenden Erläuterung für ein Gerät zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eine Umlaufmagnetkopf- Vorrichtung zu schaffen, die einen Standwiedergabebetrieb und einen Aufzeichnungsunterbrechungs- und Bereitschaftsbetrieb über eine lange Zeitdauer ermöglicht, nämlich keine Entmagnetisierung hervorruft.

Ferner soll mit der Erfindung eine Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung geschaffen werden, die das Verringern einer Zitterkomponente eines Wiedergabesignals und das Aufrechterhalten von hoher Bildqualität über eine lange Zeitdauer ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Mitteln gelöst.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung die im Patentanspruch 2 aufgeführten Merkmale auf; bei dieser Gestaltung wird der an dem Ende des Kopfarms angebrachte Magnetkopf diametral zur umlaufenden Trommel bewegt.

Auf diese Weise ist es durch das zur umlaufenden Trommel diametrale Bewegen des Magnetkopfs möglich, bei dem Standwiedergabebetrieb oder dem Aufzeichnungsunterbrechungs- und Bereitschaftsbetrieb im Vergleich zu dem normalen Betrieb das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs stark zu verringern und das Entmagnetisieren des magnetischen Materials zu verhindern.

Falls die erfindungsgemäße Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung ferner die im Patentanspruch 3 aufgeführten Merkmale aufweist, ist es dadurch möglich, das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs entsprechend dem Hüllkurvenpegel eines Wiedergabesignals zu steuern, wodurch der Abrieb des Magnetkopfs kompensiert wird und der Berührungsdruck zwischen dem Magnetband und dem Magnetkopf auf einem optimalen Wert gehalten wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Umlaufmagnetkopf- Vorrichtung für ein Magnetaufzeichnungs/Wiedergabegerät.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Kopfeinheit bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 ist eine auseinandergezogen dargestellte perspektivische Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Kopfeinheit.

Fig. 4A und 4B sind Draufsichten auf zwei ringförmige Blattfedern, die einen Spulenkörper der Kopfeinheit tragen.

Fig. 5 ist eine Blockdarstellung eines elektrischen Systems für die Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung.

Fig. 6A veranschaulicht den Zusammenhang zischen dem Ausragungsausmaß eines Magnetkopfs und dem Pegel eines Hüllkurvensignals.

Fig. 6B zeigt einen FM-Wiedergabesignal- Ausgangspegel bei dem Einstellen des Berührungsdrucks zwischen dem Magnetband und dem Magnetkopf auf einen optimalen Wert.

Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung für ein Gerät zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe.

Fig. 8A und 8B sind erläuternde Ansichten von relativen Bahnen des Magnetbands und des Magnetkopfs in einem herkömmlichen Gerät.

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Magnetkopf-Vorrichtung.

Fig. 10 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Bewegung des Magnetkopfs in der herkömmlichen Vorrichtung.

Fig. 11 veranschaulicht das Funktionsprinzip eines piezoelektrischen Doppelplatten-Elements für das Bewegen des Magnetkopfs in der herkömmlichen Vorrichtung.

Fig. 12 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer besonderen Wiedergabe von einem Magnetband an der herkömmlichen Vorrichtung.

Die Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines Trommelteils der Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt. Die Fig. 1 zeigt eine drehbare Trommel 5, eine unterhalb der drehbaren Trommel 5 angeordnete feststehende Trommel 1 und eine an der Mittelachse der beiden Trommeln 1 und 5 angeordnete Hauptwelle 3, die über Lager 2 drehbar von der feststehenden Trommel 1 gehalten ist und an der die umlaufende Trommel 5 befestigt ist. Mit 17 sind Schleifelektroden bezeichnet, die über einen Arm 17a von der feststehenden Trommel 1 derart gehalten sind, daß über die Elektroden einer Spule in einer nachfolgend beschriebenen Kopfeinheit 100 Strom zugeführt wird. Mit 18 sind Schleifringe bezeichnet, die in Berührung mit den Schleifelektroden 17 an einem nach oben herausstehenden Abschnitt der Hauptwelle 3 angbracht sind, mit 19 ist ein Trommelmotor für das Drehen der Hauptwelle 3 bezeichnet und mit 8 und 9 sind Drehtransformatorteile bezeichnet, die jeweils oben an der umlaufenden Trommel 5 bzw. unten an der feststehenden Trommel 1 befestigt sind.

Die Kopfeinheit 100 ist an der Innenfläche der durch die Drehung des Trommelmotors 19 mit einer konstanten Drehzahl von 1800 Umdrehungen je Minute umlaufenden Trommel 5 befestigt, um das Ausmaß des Ausragens eines Magnetkopfs 7a oder 7b aus der Außenumfangsfläche der Trommel kontant zu halten, die aus der umlaufenden Trommel 5 und der feststehenden Trommel 1 zusammengesetzt ist.

Die Fig. 2 ist eine Schnittansicht der Kopfeinheit 100. Mit 101 und 102 sind ringförmige Blattfedern bezeichnet, die parallel zueinander angeordnet sind. An einem vorstehenden Rand der ringförmigen Blattfeder 101 ist über einen Kopfarm 110 der Magnetkopf 7a oder 7b befestigt. An den mittigen Bereichen der Blattfedern 101 und 102 ist ein leichter Spulenkörper 103 angebracht. Um den Spulenkörper 103 ist eine Spule 104 aus beispielsweise 250 Windungen von feinem Kupferdraht (mit dem Durchmesser von 0,1 mm) gewickelt, deren Achse diametral zu der umlaufenden Trommel 5 ausgerichtet ist.

Mit 105 sind Permanentmagnete aus Seltenerdenelement-Kobalt bezeichnet, mit 106 ist ein Polschuh aus Weicheisen bezeichnet und mit 107 bis 109 sind Joche aus Weicheisen bezeichnet. Der Polschuh 106 ist in die Höhlung des Spulenkörpers 103 eingesetzt, durch die hindurch die Permanentmagnete 105 an den beiden Seiten des Polschuhs 106 befestigt sind. Mit dei beiden Seiten des Jochs 109, das an dem Außenumfang der Spule 104 angeordnet ist, sind die Joche 107 und 108 verbunden, die an den Endabschnitten der beiden Permanentmagnete 105 befestigt sind, welche an den beiden Enden des Polschuhs 106 festgelegt sind. Mit 111 ist ein Magnetband bezeichnet, das in Berührung mit dem Magnetkopf 7a bzw. 7b schräg um die Umfangsflächen der umlaufenden Trommel 5 und der feststehenden Trommel 1 gewunden ist.

Die Fig. 3 ist eine auseinandergezogene Darstellung der jeweiligen Teile der in Fig. 2 gezeigten Kopfeinheit 100. Die gleichen Elemente wie die in Fig. 2 gezeigten sind mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Mit 112a ist eine flexible gedruckte Schaltung für das Empfangen und Übertragen eines Kopfsignals bezeichnet, während mit 112b eine flexible gedruckte Schaltung für das Zuführen eines Spulenansteuerstroms bezeichnet ist.

Die Fig. 4A und 4B sind jeweils ausführliche Darstellungen der ringförmigen Blattfedern 101 bzw. 102, die wesentliche Teile dieses Ausführungsbeispiels bilden. Die Blattfedern 101 und 102 sind jeweils aus einem Berylliumkupferblatt mit 0,8 mm Dicke gebildet, das gemäß Fig. 4A und 4B mit einer Vielzahl von bogenförmigen Schlitzen zum Erhalten einer gleichmäßigen Elastizität versehen ist. In den Mittelbereich der ringförmigen Blattfeder 101 bzw. 102 ist ein kleines Formteil aus Noryl (PPO-PS-Thermoplast) eingeführt und eingeklebt, in welches der mit der Spule 104 versehene Spulenkörper 103 eingeführt und eingeklebt ist. Ein Teil des Außenumfangs der ringförmigen Blattfeder 101 ist an einem Ausschnitt zu einem langgestreckten Teil erweitert, an dem rechtwinklig hierzu der plattenförmige Kopfarm 110 befestigt ist. An dem Ende des Kopfarms 110 ist der Magnetkopf 7a bzw. 7b befestigt.

Die Einheit aus dem leichten Spulenkörper 103 mit dem darumgewickelten feinen Kupferdraht und den in Fig. 4A und 4B gezeigten und gemäß der vorstehenden Beschreibung an zwei Abschnitten des Außenumfangs des Spulekörpers 103 angeklebten beiden ringförmigen Blattfedern 101 und 102 wird gemäß Fig. 2 durch Kleben oder Einpassen an den Innenflächen der Joche 107 und 108 befestigt. Wenn der Spulenkörper 103 als Ganzer zusammen mit den am Umfang befestigten ringförmigen Blattfedern 101 und 102 bewegt wird, wird auch der Magnetkopf 7a oder 7b in der in Fig. 2 durch einen Pfeil A dargestellten Richtung diametral zu der Trommel bewegt.

Die Funktion wird ausführlicher anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. Falls die N-Seite des Permanentmagneten 105 an dem Polschuh 106 befestigt ist, entsteht ein Magnetfeld, das in Fig. 2 durch einen als breiter gestrichelter Pfeil dargestellt ist. Wenn über die Spule 4 ein Strom in der in Fig. 2 gezeigten Richtung geleitet wird, entsteht gemäß der Linke- Hand-Dreifingerregel in der durch den Pfeil A dargesellten Richtung zur (-)-Seite hin eine Kraft, durch die der Spulenkörper 103 nach rechts, nämlich in der Richtung bewegt wird, in der der Magnetkopf 7a bzw. 7b aus der Trommel herausragt. Da die jeweils an den Außenumfängen an den Jochen 108 bzw. 107 befestigten ringförmigen Blattfedern 101 und 102 eine gleichförmige hohe Elastizität haben, wird der Spulenkörper 103 als Ganzer proportional zu der Stromstärke in der durch den Pfeil A dargestellten Richtung zu der (-)-Seite hin bewegt. Mit der Bewegung des Spulenkörpers 3 bewegen sich der Kopfarm 110 und der Magnetkopf 7a oder 7b, die an dem langen Teil der Blattfeder 101 befestigt sind, parallel zu dem Spulenkörper 103 nach rechts, nämlich in der Richtung, bei der das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs 7a bzw. 7b größer wird.

Falls andererseits der Strom in der Spule 104 in Gegenrichtung fließt, bewegt sich der Spulenkörper 103 nach links, nämlich in der Richtung, bei der das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs 7a und 7b kleiner wird. Auf diese Weise ist es durch Steuern der Stärke und der Richtung des der Spule 104 zugeführten Stroms möglich, die Anhaltekraft bzw. den Berührungsdruck zwischen dem Magnetband 111 und dem Magnetkopf 7a oder 7b zu regeln, welcher diametral zu der aus der umlaufenden Trommel 5 und der feststehenden Trommel 1 gebildeten Trommel verstellt wird.

Da die umlaufende Trommel 5 über die Hauptwelle 3 durch die Drehantriebskraft des Trommelmotors 19 gedreht wird, werden auch die Magnetköpfe 7a und 7b um die Hauptwelle 3 gedreht. Daher überstreichen die Magnetköpfe 7a und 7b schraubenförmg das schräg um die drehende Trommel 5 und die feststehende Trommel 1 gelegte ablaufende Magnetband 111, wodurch die auf dem Magnetband aufgezeichneten Informationen hervorragend wiedergegeben werden.

Auf diese Weise wird das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs 7a oder 7b während der normalen Aufzeichnung und Wiedergabe auf einem optimalen Wert (von 40 µm) für die Flächengleitberührung gehalten, während dann, wenn bei dem Standbetrieb, dem Pausenbetrieb oder dergleichen das Magnetband 111 angehalten wird, das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs 7a oder 7b auf ungefähr die Hälfte (ungefähr 20 µm) verringert wird, um den Berührungsdruck zwischen dem Magnetkopf und dem Magnetband 111 zu verringern. Dadurch wird durch den Magnetkopf 7a oder 7b selbst bei dem Standbetrieb oder Pausenbetrieb die Magnetisierungskraft an dem Magnetband 111 nicht verringert oder die Bandoberfläche nicht beschädigt. Auf diese Weise ist es möglich, einen Standbetrieb oder Pausenbetrieb über eine lange Zeitdauer auszuführen, wodurch die Bedienbarkeit des Geräts für die magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe verbessert ist, sowie den durch den Pausenbetrieb bzw. Unterbrechungsbetrieb oder dergleichen verursachten Abrieb des Magnetkopfs 7a bzw. 7b zu verringern.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind für das Halten des Spulenkörpers 103 derart, daß dieser in der axialen Richtung "schwebt" bzw. bewegbar ist, die beiden ringförmigen Blattfedern 101 und 102 vorgesehen, jedoch besteht hinsichtlich der Anzahl der Blattfedern keine Einschränkung auf "2", so daß auch drei oder mehr Blattfedern verwendet werden können. Ferner ist zwar bei diesem Ausführungsbeispiel an den ringförmigen Blattfedern 101 und 102 jeweils eine Vielzahl von bogenförmigen Schlitzen für die Federung des Spulenkörperhaltebereichs ausgebildet, jedoch kann die gleiche Wirkung durch das Bilden von radialen Schlitzen oder durch abschnittsweises Ändern der Dicke der Blattfeder 101 bzw. 102 erreicht werden. D. h., es können verschiedenartige Federn einschließlich von anderen Federn als den ringförmigen Blattfedern eingesetzt werden, sofern sie hohe Elastizität und hohe Zuverlässigkeit haben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde zwar nur das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs bei der normalen Aufzeichnung und Wiedergabe und bei dem Anhalten des Bands (zur Standwiedergabe oder Unterbrechung) erläutert, jedoch ist es auch möglich, das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs auf einen Wert einzustellen, der für langsame Wiedergabe (mit sehr langsamer Bandgeschwindigkeit) oder eine Hochgeschwindigkeitswiedergabe zur schnellen Suche (mit einer Bandgeschwindigkeit, die ungefähr 5mal so hoch ist wie die Geschwindigkeit für die normale Wiedergabe) geeignet ist.

Darüber hinaus ist es möglich, das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs entsprechend dem Hüllkurvenpegel eines Wiedergabesignals zu steuern oder zu regeln.

Die Fig. 5 ist eine Blockdarstellung des ganzen Systems des Stellteils einer solchen Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung. Gemäß Fig. 5 sind auf dem Magnetband 111, das in der durch einen Pfeil T dargestellten Richtung abläuft, mit einem Azimuth von ±6° Videospuren 111a und 111b aufgezeichnet, die jeweils zur Wiedergabe durch die Magnetköpfe 7a und 7b schraubenförmig bzw. schräg abgetastet werden.

An die Magnetköpfe 7a und 7b sind jeweils nacheinander bzw. in Reihe Verstärker 21a und 21b, Hüllkurvendetektoren 22a und 22b, Analog/Digital-Wandler 23a und 23b, Vergleicher 24a und 24b in einem Mikrocomputer, Digital/Analog-Wandler 25a und 25b, Filterschaltungen 26a und 26b, Verstärkungsregler 27a und 27b, Verstärker 28a und 28b, jeweilige Schleifelektroden 17, jeweils Schleifringe 18 und jeweilige Spulen 104 angeschlossen.

Anhand der Fig. 5 wird nun die Funktion dieses Systems erläutert. Wenn der Magnetkopf 7a die Videospur 111a an dem Magnetband 111 überstreicht, wird ein FM-Videosignal aufgenommen, dessen Hüllkurve nach der Verstärkung in dem Verstärker 21a von dem Hüllkurvendetektor 22a erfaßt wird. Das analoge Hüllkurvensignal wird zur Umsetzung in ein digitales Signal in den Analog/Digital-Wandler 23a eingegeben, wodurch ein digitales Hüllkurvensignal erhalten wird. Der Zusammenhang zwischen dem Ausmaß des Ausragens des Magnetkopfs 7a aus der äußeren Umfangsfläche der Trommel und dem hierbei erhaltenen Ausgangspegel des Hüllkurvensignals ist in der Fig. 6A dargestellt, in der auf der Abszisse das Ausmaß des Ausragens des Magnetkopfs 7a aus der Außenumfangsfläche der Trommel aufgetragen ist und auf der Ordinate der Ausgangspegel des Hüllkurvensignals aufgetragen ist.

Im allgemeinen kann bei dem Anfangszustand, bei dem die durch den Kopfabrieb verringerte Kopfspalttiefe des Videokopfs ungefähr 35 µm beträgt, nämlich der Videokopf neu ist, der Ausgangspegel des Hüllkurvensignals dann erfaßt werden, wenn das Ausragungsausmaß nicht weniger als 10 µm beträgt. Der Ausgangspegel des Hüllkurvensignals steigt ungefähr proportional zu dem Ausragungsausmaß an, wonach der Pegel bei einer Sättigung im Bereich des Ausragungsausmaßes 45 µm konstant wird. Wenn das Ausragungsausmaß 70 µm übersteigt, wird der Berührungsdruck zwischen dem Magnetkopf 7a und dem Magnetband 111 übermäßig groß, wodurch der Ausgangspegel des Hüllkurvensignals etwas abfällt.

Obwohl es anzustreben ist, das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs in einem Bereich einzustellen, in dem der Berührungsdruck zwischen dem Band und dem Kopf maximal ist und der Ausgangspegel des Hüllkurvensignals maximal ist, wird normalerweise zum Vermeiden einer durch die Gleitreibung zwischen dem Band und dem Kopf verursachten Beschädigung des Magnetbands oder Entmagnetisierung des magnetischen Materials des Bands das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs auf das Minimum in dem Bereich, in dem der Ausgangspegel des Hüllkurvensignals maximal ist, nämlich auf den in Fig. 6A mit a bezeichneten Wert begrenzt. Da jedoch der Kopf durch die Schleifberührung abgenutzt wird, entspricht mit dem fortgesetzten Gebrauch des Geräts der für das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs angesetzte Anfangswert nicht mehr den optimalen Bedingungen, was zu dem Entstehen von Zitter-Bildstörungen führt. Auf diese Weise ist in einem alten Videobandgerät die Bildqualität verschlechtert. Wenn der Kopf abgenutzt ist, ist die Spalttiefe um die Abriebtiefe verringert. Wenn die Kopfspalttiefe verringert ist, ist der geschlossene Magnetfluß am Kopfspaltbereich konzentriert, so daß der Wiedergabewirkungsgrad des Kopfs erhöht ist und daher gemäß Fig. 6B der Pegel des FM-Wiedergabesignals ansteigt.

Es ist daher erforderlich, das Ausragungsausmaß des Kopfs auf einen Wert nachzustellen, der für den Pegel des FM- Wiedergabesignals geeignet ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ständig der Hüllkurvenwert des FM- Wiedergabesignals erfaßt und das Kopfausragungsausmaß fortschreitend derart geändert, daß es auf einen für die Spalttiefe geeigneten Wert eingestellt wird, wobei außerdem der Berührungsdruck zwischen dem Kopf und dem Band auf den optimalen Wert eingestellt wird.

Das durch den in Fig. 5 gezeigten Analog/Digital-Wandler 23a umgesetzte digitale Signal wird dem durch einen Mikrocomputer gebildeten Vergleicher 24a für den folgenden Vergleich zugeführt: Von dem Mikrocomputer wird an den Digital/Analog- Wandler 25a ein digitales Signal für das grobe Prüfen des Ausragungsausmaßes des Magnetkopfs 7a abgegeben, welches aufeinanderfolgend verändert wird. Das bei der Änderung des Ausragungsausmaßes des Magnetkopfs 7a erhaltene digitale Signal wird mit dem aus dem Analog/Digital-Wandler 23a vor der Änderung des Ausragungsausmaßes des Magnetkopfs 7a eingegebenen Signal verglichen und der Prüfpunkt auf denjenigen Punkt angesetzt, an welchem die Sättigung des Ausgangspegels des Hüllkurvensignals beginnt (im allgemeinen in der Nähe des Ausragungsausmaßes 45 µm).

Das Ausgangssignal des Vergleichers 24a wird ständig durch den Digital/Analog-Wandler 25a in ein analoges Signal umgesetzt, das durch die Filterschaltung 26a zu einem Gleichspannungssignal geglättet wird. Mit dem Verstärkungsregler 27a wird die Verstärkung des Gleichspannungssignals eingestellt.

Mit dem Gleichspannungssignal wird über den Stromverstärker 28a, die Schleifelektroden 17 und die Schleifringe 18 die Spule 104 derart angesteuet, daß das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs 7a in die Nähe von 45 µm gesteuert wird.

Der Magnetkopf 7b hat den gleichen Aufbau und auch die gleiche Funktion wie der Magnetkopf 7a, so daß sich eine Erläuterung erübrigt.

Auf diese Weise wird das Ausmaß des Ausragens des Magnetkopfs 7a oder 7b allmählich von einem niedrigen Wert ausgehend geprüft und der Magnetkopf 7a oder 7b wird nach der Feststellung, daß das Ausragungsausmaß den Sättigungspunkt erreicht hat, auf das optimale Ausragungsausmaß eingestellt, bei dem die Sättigung des Ausgangspegels des Hüllkurvensignals beginnt. Wenn hinsichtlich des Ausgangspegels des Hüllkurvensignals eine Differenz zwischen dem Magnetkopf 7a und dem Magnetkopf 7b besteht, ist es vorteilhaft, die Ausgangspegel mittels der durch den Mikrocomputer gebildeten Vergleicher 24a und 24b zu korrigieren, um dadurch die beiden Kanäle auszugleichen.

Wenn die Kopfspalttiefe verringert ist, ist gemäß Fig. 6B der Pegel des FM-Wiedergabesignals etwas erhöht, so daß gemäß der vorstehenden Beschreibung die Bildqualität verbessert sein sollte. Wenn jedoch durch langzeitigen Einsatz die Stirnseite des Kopfs abgenutzt ist und die Kopfspalttiefe verringert ist, ist wegen des unzureichenden Ausragungsausmaßes des Magnetkopfs der Berührungsdruck zwischen dem Kopf und dem Band ungenügend, was zu einer Verstärkung der durch den schleifenden Kopf verursachten Störungen und der Zitter- Bildstörungen führt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch verhindert, daß mit dem in Fig. 5 gezeigten System das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs ständig aufeinanderfolgend verändert wird und die Hüllkurve mit der Hüllkurve bei dem vorangehenden Zustand verglichen wird, um den Sättigungsbereich des Ausgangspegels des Hüllkurvensignals zu ermitteln und das Ausragungsausmaß auf dasjenige einzustellen, bei dem die Sättigung des Ausgangspegels des Hüllkurvensignals beginnt. D. h., das Ausragungsausmaß wird auf den kleinsten Wert in dem Bereich eingestellt, in dem der Ausgangspegel des Hüllkurvensignals das Maximum erreicht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel können mehrere ringförmige Blattfedern 102 vorgesehen werden, jedoch müssen diese derart gewählt werden, daß sie hohe Elastizität und Zuverlässigkeit haben. In den ringförmigen Blattfedern 101 und 102 ist zwar jeweils eine Vielzahl von bogenförmigen Schlitzen ausgebildet, jedoch besteht keine Einschränkung auf diese Gestaltung und es kann eine gleichartige Wirkung durch das Ausbilden von radialen Schlitzen oder durch das abschnittsweise Verändern der Dicke der Blattfeder erreicht werden.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Antriebssystem wird ein Hüllkurvensignal in ein digitales Signal umgesetzt, das durch einen Mikrocomputer überprüft wird, jedoch kann auch eine Regelung eines analogen Signals ohne Umsetzung in Betracht gezogen werden. Falls jedoch die in Fig. 5 dargestellte Analog/ Digital-Umsetzung angewandt wird, ist damit eine umfassendere Regelung ermöglicht, durch die der in Abhängigkeit von der Art des Magnetbands und den Umgebungsbedingungen wie der Temperatur unterschiedliche Berührungszustand zwischen dem Magnetband und dem Magnetkopf optimiert wird.

Außerdem ist es möglich, durch das Ausragungsausmaß irgendwelche Ungleichförmigkeiten hinsichtlich der Empfindlichkeit von mehreren Magnetköpfen zu kompensieren.

Da gemäß der vorstehenden Beschreibung bei diesem Ausführungsbeispiel das Ausragungsausmaß des umlaufenden Magnetkopfs aus der Trommel auf das Ausmaß zur maximalen Sättigung des Ausgangspegels des Hüllkurvensignals bei dem FM-Wiedergabesignal eingestellt wird, während die Amplitude der FM- Signal-Hüllkurve erfaßt wird und das kleinste Ausragungsausmaß im Sättigungsbereich eingestellt wird, ist es möglich, beständig das Ausragungsausmaß auf die beste Gleitberührung zwischen dem Magnetband und dem Magnetkopf einzustellen, nämlich auf ein Ausmaß, bei dem aus dem Magnetkopf der maximale Ausgangspegel des Hüllkurvensignals erhalten wird. Außerdem ist es auch dann ermöglicht, wenn bei einem langzeitigen Gebrauch der Magnetkopf abgenutzt ist, die Kopfspalttiefe verringert ist und eine Möglichkeit zu einem geringen Anstieg des Pegels eines FM-Wiedergabesignals besteht, die Verringerung des Ausragungsausmaßes derart zu kompensieren, daß alle Möglichkeiten ausgenutzt werden. Auf diese Weise ist eine Garantie für ungefähr 5000 Stunden ermöglicht, während ein herkömmlicher festgelegter Umlaufmagnetkopf nach 3000 Stunden Einsatz ersetzt werden muß. Außerdem ist es ermöglicht, die Ausgangspegel der Hüllkurvensignale von mehreren Magnetköpfen durch das Regeln der Ausragungsausmaße derselben einander anzugleichen. Da bei einem Anfangszustand die Ausragungsausmaße mehrerer Magnetköpfe einander gleich werden, sind an dem Magnetband wirkende Schlagvibrationen verringert, wodurch die Wiedergabe eines Bilds in hoher Qualität mit einem geringen Störungsanteil gewährleistet ist.

Für ein Gerät zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe wie ein Videobandgerät oder ein Digital-Tonbandgerät, bei dem ein Schrägspurabtastungssystem angewandt wird, wird eine Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung beschrieben. Zum Verhindern einer Entmagnetisierung eines Magnetbands und zum Verringern einer Zitter-Komponente eines Wiedergabesignals wird mit einer Kopfeinheit der Magnetkopf diametral zu einer umlaufenden Trommel verstellt. Die Kopfeinheit hat einen in die mittigen Öffnungen einer Vielzahl von Blattfedern eingeführten Spulenkörper, der durch die mit einer um den Spulenkörper gewickelten Spule hervorgerufene elektromagnetische Kraft diametral zu der umlaufenden Trommel bewegbar ist. Dadurch wird ein an einer der Blattfedern befestigter Kopfarm in der gleichen Richtung bewegt, wodurch das Ausmaß des Ausragens des Magnetkopfs verändert wird. Das Ausragungsausmaß des Magnetkopfs wird entsprechend dem Pegel der Hüllkurve eines Wiedergabesignals derart geregelt, daß es auf den kleinsten Wert in einem Bereich eingestellt wird, in welchem eine Sättigung des Ausgangspegels des Hüllkurvensignals auftritt.

Claims (6)

1. Umlaufmagnetkopf-Vorrichtung für ein Gerät zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe, mit einer umlaufenden Trommel und einem diametral zu der Trommel vorstehenden Magnetkopf, gekennzeichnet durch eine Kopfeinheit (100) zum Verändern des Ausmaßes des Ausragens des Magnetkopfs (7) von der umlaufenden Trommel (5) weg durch Versetzen des Magnetkopfs in der zur Trommel diametralen Richtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfeinheit (100) mehrere Blattfedern (101, 102), die jeweils eine Mittelöffnung haben und parallel zueinander angeordnet sind, wobei deren Umfangsbereiche an Jochen (107 bis 109) festgelegt sind, einen Spulenkörper (103), der in die Mittelöffnungen der mehreren Blattfedern eingeführt und dadurch derart gehalten ist, daß er diametral zu der umlaufenden Trommel (5) bewegbar ist, einen in den Spulenkörper eingesetzten Polschuh (106), an beiden Enden des Polschuhs innerhalb des Spulenkörpers angeordnete Permanentmagnete (105), eine um den Spulenkörper gewickelte Stell-Spule (104) zum Bewegen des Spulenkörpers in der Richtung diametral zu der umlaufenden Trommel durch die bei dem Speisen der Spule hervorgerufene elektromagnetische Kraft und einen an einer der Blattfedern angebrachten Kopfarm (110), der sich diametral zu der umlaufenden Trommel erstreckt und in dieser Richtung durch die Bewegung des Spulenkörpers bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Hüllkurvendetektoreinrichtung (2) zum Erfassen der Hüllkurve eines Wiedergabesignals aus dem Magnetkopf (7), eine Sucheinrichtung (23, 24), die durch aufeinanderfolgendes Ansteuern der Kopfeinheit das kleinste Ausmaß an Ausragung in einem Ausragungsbereich ermittelt, in dem der Hüllkurvensignalpegel gesättigt ist, und eine Regeleinrichtung für das Regeln der Kopfeinheit (100) derart, daß der Magnetkopf an einer Stelle festgelegt wird, die dem mittels der Sucheinrichtung erfaßten kleinsten Ausmaß an Ausragung entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sucheinrichtung einen Analog/Digital-Wandler (23) zum Umsetzen der mittels der Hüllkurvendetektoreinrichtung (22) erfaßten Hüllkurve in ein digitales Signal und einen Vergleicher (24) aufweist, der aufeinanderfolgend aus dem Analog/Digital-Wandler erhaltene digitale Hüllkurvensignale vergleicht, um das kleinste Ausragungsausmaß zu ermitteln, bei dem das digitale Hüllkurvensignal gesättigt ist, und der ein Ansteuerungssignal für das aufeinanderfolgende Ansteuern der Kopfeinheit (100) abgibt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung einen Digital/Analog-Wandler (25) zum Umsetzen des Ansteuerungssignals aus dem Vergleicher (24) in ein analoges Signal, eine Filtereinrichtung (26) zum Glätten des analogen Ansteuerungssignals aus dem Digital/ Analog-Wandler in ein Gleichstrom-Stellsignal und einen Verstärker (27, 28) zum Verstärken des Stellsignals aus der Filtereinrichtung und zum Zuführen des verstärkten Stellsignals zu der Kopfeinheit (100) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die um den Spulenkörper (103) gewickelte Stellspule (104) durch das aus dem Verstärker (27, 28) angelegte Stellsignal diametral zu der Trommel bewegbar ist.