JPH0744955A - ドラムリード測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リード形状を高精度に評価することができる
測定装置及び測定方法を提供する。 【構成】 テープを案内するためのリードＬが形成され
たドラム１０を、このドラム１０の取付部を介して回転
可能に保持するドラム保持手段１２と、ドラム１０を回
転する際にドラム１０の取付部を基準としてリードＬの
形状を測定する第１の測定子ユニット２３と、第１の測
定子ユニット２３と同位相にセットされてドラム１０の
基準面ＳＴをトレースして基準面ＳＴの形状を測定する
第２の測定子ユニット１２３と、第２の測定子ユニット
１２３により得られた測定値より振れ量を算出し、第１
の測定子ユニット２３より得られたリードＬの形状を振
れ量分補正する制御手段１６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばテープに信号を
記録・再生するために用いるドラムに形成されているリ
ードの形状等を測定する装置及び方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１０はこの種のリード測定装置により
測定しようとするワークの一例として示す、ＶＴＲ，Ｄ
ＡＴ等に使用されるドラム体用の下側ドラムである固定
ドラムの側面図である。この固定ドラム１０は、外周面
に磁気テープの走行を案内するするためのリードＬを有
しており、この固定ドラム１０に図示せぬ軸受を介して
回転自在に取り付けられている軸１００に固定されて一
体に回転する同じく図示せぬ磁気ヘッド付上ドラムと組
み合わされて用いられる。

【０００３】ここで、このリードＬのリード面の精度
は、装置間におけるトラックズレと非常に関係するとこ
ろである。そこで、リード測定装置を用いて、リードＬ
の形状、特にリードの直線性及びうねり等を測定して評
価をする必要がある。したがって、従来よりリードＬに
おけるリード面等の測定をリード測定装置を用いて測定
し、評価している。

【０００４】そして、この種のリード測定装置では、そ
の測定しようとするワークとしてのドラムを測定位置
（着座面）に載せて、あるいは保持して、ドラム自体を
基準としてそのドラムに形成されているリードの形状を
測定している。

【０００５】この方法では、ワークと着座面、あるいは
ワークと保持部との間にゴミ等が混入されると、測定結
果はゴミを含んだリード形状となり、真のリード形状を
評価することができない。また測定基準となる位置を色
々と変えて評価することもできなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のリード測定装置では、その測定しようとするワークと
してのドラムを測定位置（着座面）に載せて、あるいは
保持して、ドラム自体を基準としてそのドラムに形成さ
れているリードの形状を測定しているので、ワークと着
座面との間にゴミ等が混入されると、測定結果はゴミを
含んだリード形状となり、真のリード形状を評価するこ
とができないと言う問題点があった。

【０００７】そこで、従来より、ゴミの混入による着座
誤差及び測定基準の設定等を考慮し、精度の良い測定を
行うことができるリードの測定装置や測定方法等が要求
されている。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的はリード形状を高精度に評価するこ
とができる測定装置及び測定方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明にあ
っては、テープに信号を記録・再生するために用いるド
ラムにおいて、前記テープを案内するためのリードが形
成されたドラムを、このドラムの取付部を介して回転可
能に保持する保持手段と、前記ドラムを回転する際に前
記ドラムの取付部を基準として前記リードの形状を測定
する第１の形状測定手段と、前記形状測定手段と同位相
にセットされて前記ドラムの基準面をトレースして前記
基準面の形状を測定する第２の形状測定手段と、前記第
２の形状測定手段により得られた測定値より振れ量を算
出し、前記第１の形状測定手段より得られた前記リード
の形状を前記振れ量分補正する制御手段とを備えるドラ
ムリード測定装置により達成される。好ましくは、前記
基準面は前記ドラムの底面、あるいは前記ドラムに対し
て回転される軸上に設ける。

【００１０】また、この目的は、ドラムに形成されたリ
ードの軌跡に沿って移動する第１の測定子により前記リ
ードの形状を測定するとともに、前記第１の測定子と回
転方向に対して同位相に置かれた第２の測定子を中心軸
に関して回転するドラムの基準面に接触させて前記基準
面の形状を測定し、前記第１の測定子が測定した実際の
値に前記第２の測定子が測定した値を補正してリードの
形状を測定するようにしたドラムリード測定方法により
達成される。

【００１１】さらに、この目的は、テープに信号を記録
・再生するために用いるドラムに形成された、前記テー
プを案内するためのリード形状を測定するドラムリード
測定システムにおいて、前記リード形状の理想的な値が
格納されている理論値記憶部と、前記ドラムを、このド
ラムの取付部を介して回転可能に保持する保持手段と、
前記ドラムを回転する際に前記ドラムの取付部を基準と
して前記リードの形状を測定する第１の形状測定手段
と、前記形状測定手段と同位相にセットされて前記ドラ
ムの基準面をトレースして前記基準面の形状を測定する
第２の形状測定手段と、前記第１の形状測定手段が測定
した実際の値に前記第２の形状測定手段が測定した値を
補正し、ここで得られた実際のリード形状と前記理論値
記憶部内に格納されている理想的なリード形状とでリー
ド形状を評価するドラムリード測定システムにより達成
される。

【００１２】

【作用】上記構成にあっては、取付部とワーク（ドラ
ム）間に混入するゴミ等によるワークの傾き、すなわち
着座誤差や軸垂誤差を除外したリードの測定が可能にな
り、リード形状を精密に評価することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図３は、本発明のリード測定装置の好
適な実施例を示している。このリード測定装置７００
は、カム倣い方式のリード測定方式であり、図１０で示
したリードＬの形状、特にリードの直線性及びうねり等
を測定するためのものである。

【００１４】そして、このリード測定装置７００は、ド
ラム保持手段１２と形状測定手段１９０を有している。
また、この形状測定手段１９０は、カム回転手段１３、
測定子スライド部１４、測定子の移動量検出手段１５、
及び図２に示す制御手段１６を有している。

【００１５】さらに詳述すると、ドラム保持手段１２
は、上ユニット１２ａと下ユニット１２ｂとコラム１２
ｃとを有し、上ユニット１２ａと下ユニット１２ｂがコ
ラム１２ｃの上下に分かれて取り付けられている。ま
た、これら上ユニット１２ａと下ユニット１２ｂは対称
構造となり、各ユニット１２ａ，１２ｂは移動部材３０
と固定部材３１を各々有している。

【００１６】このうち，上ユニット１２ａは、回転軸１
００の上端を固定するようになっており、移動部材３０
を図中水平方向に移動させて移動部材３０と固定部材３
１との間で回転軸１００を取り外し可能に固定する。一
方、下ユニット１２ｂは、回転軸１００の下端を固定す
るようになっており、移動部材３０を図中水平方向に移
動させて移動部材３０と固定部材３１との間で回転軸１
００を取り外し可能に固定する。これにより、固定ドラ
ム１０の回転軸１００は、その上下端がドラム保持手段
にて着脱自在に固定することができる。

【００１７】カム回転手段１３は、回転部材１３ａとモ
ータ１８及びケレーユニット１７を有している。このう
ち、回転部材１３ａは、モータ１８の回転軸に一体回転
可能に取り付けられており、モータ１８が回転すること
により中心軸Ｃを中心として矢印Ａ方向に回転できるよ
うになっている。また、回転部材１３ａの上面にはケレ
ーユニット１７が固定されている。

【００１８】加えて、ケレーユニット１７の上端には挿
入部材１７ａが取り付けられており、この挿入部材１７
ａが固定ドラム１０の孔１０ａに挿入可能になってい
る。

【００１９】また、回転部材１３ａの上には略円筒状を
したカム１９が取り付けられており、このカム１９の上
面はカム倣い面２０として形成されている。なお、この
カム倣い面２０の形状は、予め固定ドラム１０のリード
Ｌの理想的な形状に対応するように形成されており、具
体的にはカム１９のカム倣い面２０の形状は、固定ドラ
ム１０のリードＬの理想的な形状に比べて、例えば５〜
８μｍ寸法差に設定されている。

【００２０】そして、固定ドラム１０は、孔１０ａに挿
入部材１７ａが挿入された状態でセットされる。したが
って、この状態でモータ１８が図５に示す制御手段１６
のモータ制御部２１からの指令信号Ｓ１により所定の回
転数で駆動されると、このモータ１８の駆動力が回転部
材１３ａとケレーユニット１７を介して固定ドラム１０
に伝達され、これによりカム１９と同期させて固定ドラ
ム１０を回転軸Ｃに関して矢印Ａ方向に回転もしくは連
れ周りをすることができる。

【００２１】測定子スライド部１４は、精密スライド２
２、第１の測定子ユニット２３、カム接触部２４、コラ
ム２５により構成されており、精密スライド２２がコラ
ム２５で保持されている。また、第１の測定子ユニット
２３は一体移動可能に精密スライド２２に保持されてお
り、精密スライド２２及びカム接触部２４を介してカム
１９のカム倣い面２０に接触している。これにより、カ
ム１９が回転すると、カム倣い面２０のプロフィールに
従って第１の測定子ユニット２３が連動してカム倣い面
２０をトレースすることができる。なお、カム接触部２
４はコロ２４ａを有しており、第１の測定子ユニット２
３がカム倣い面２０をトレースするときには、このコロ
２４ａを介してカム倣い面２０をトレースする。

【００２２】第１の測定子ユニット２３は、例えばマイ
クロメータで、接触子２３ａを有しており、この接触子
２３ａがリードＬの面に接触するようになっている。こ
の測定子ユニット２３は、図２に示すように上方向が測
定＋（プラス）方向であり、下方向が測定−（マイナ
ス）方向に設定されている。

【００２３】加えて、コラム２５には、同じくマイクロ
メータでなる接触子１２３ａを有している第２の測定子
ユニット１２３が、第１の測定子ユニット２３と回転方
向で同位相に取り付けられており、この接触子１２３ａ
が固定ドラム１０の下面に形成された基準面ＳＴに接触
され、この基準面ＳＴの振れ等を測定できるようになっ
ている。この測定子ユニット１２３も、上方向が測定＋
方向であり、下方向が測定−方向に設定されている。な
お、固定ドラム１０の基準面ＳＴは、固定ドラム１０の
底面に周回してされており、理想的には平面となるに形
成されている。

【００２４】移動量検出手段１５は、図２と共に説明す
ると、同じボックス内に収納されて一体化されている検
出ヘッド１５ａとスケール部１５ｂとを有している。ま
た、この移動量検出手段１５はリニアスケールとも言わ
れる直線型スケールであり、検出ヘッド１５ａより例え
ばレーザ光をスケール部１５ｂに投光して、その反射光
を検出ヘッド１５ａで受光する形式のものである。

【００２５】次に、上述した各要素を制御するための制
御手段１６について、図２に示すブロック図を用いて説
明しておく。制御手段１６は、アンプ２８ａ，２８ｂ、
Ａ／Ｄ変換器２９ａ，２９ｂ、演算部３００ａ，３００
ｂ，３１０ａ，３１０ｂ、理論値記憶部３３０、データ
処理部３２０、デジタル・コンピュータ３４０、モータ
制御部２１、アンプ２７ａ、検出ヘッド２７及び回転ス
ケール２５を有している。

【００２６】まず、回転系について説明すると、回転系
の回転スケール２５は、図１に示すように回転部材１３
ａに取り付けられ、検出ヘッド２７は回転スケール２５
と対面して固定部側に取り付けられている。そして、モ
ータ１８の回転により回転部材１３ａと一体に回転スケ
ール２５が回転すると、検出ヘッド２７は回転信号Ｓ２
を出力し、この回転信号Ｓ２がアンプ２７ａにより増幅
されてデジタル・コンピュータ３４０に入力される。

【００２７】すると、デジタル・コンピュータ３４０か
らは、Ａ／Ｄ変換器２９ａ，２９ｂにそれぞれ角度デー
タの信号Ｓ３が出力され、この信号Ｓ３がＡ／Ｄ変換器
２９ａ，２９ｂに入力される。ここで、検出ヘッド２７
は例えば回転信号Ｓ２として、１度毎の角度信号を出力
し、その１度毎の回転信号Ｓ２に基づいて第１の測定子
ユニット２３及び第２の測定子ユニット１２３から得ら
れる各データをアンプ２８ａ，２８ｂでそれぞれ増幅
し、さらにＡ／Ｄ変換器２９ａ，２９ｂによりデジタル
信号に変換するようになっている。

【００２８】すなわち、Ａ／Ｄ変換器２９ａは、第１の
測定子ユニット２３からのアナログ信号をデジタル・コ
ンピュータ３４からの信号Ｓ３に基づいてＡ／Ｄ変換を
行い、信号Ｓ４を演算部３００ａに出力するようになっ
ている。これに対して、Ａ／Ｄ変換器２９ｂは、第２の
測定子ユニット１２３からのアナログ信号をデジタル・
コンピュータ３４からの信号Ｓ３に基づいてＡ／Ｄ変換
を行い、信号Ｓ１４を演算部３００ｂに出力するように
なっている。

【００２９】一方、移動量検出手段１５からのアナログ
信号もしくはアナログデータＳ５は、Ａ／Ｄ変換器２９
ａからの信号Ｓ４，Ｓ１４と共に演算部３００ａ，３０
０ｂに取り込まれる。これにより、演算部３００ａは信
号Ｓ７，Ｓ１７を演算部３１０ａ，３１０ｂにそれぞれ
出力する。

【００３０】すると、演算部３１０ａ，３１０ｂは、理
論値記憶部３３０に記憶されている理論値に対応する信
号Ｓ６と共に演算部３００ａ，３００ｂからの信号Ｓ
７，Ｓ２０を取り込む。なお、この理論値とは、固定ド
ラム１０のリードＬの形状もしくはプロフィールの理論
値及び固定ドラム１０の基準面ＳＴの理論値のことであ
り、予め設定されている。

【００３１】次に、固定ドラム１０のリードＬの形状を
測定する方法を説明する。図１と図２に示すように、ド
ラム保持手段１２の上ユニット１２ａと下ユニット１２
ｂのそれぞれの移動部材３０を開いた状態で、回転軸１
００の上端と下端を固定部材３１にセットする。そし
て、移動部材３０を図示しせぬ手段により移動すること
により、回転軸１００の上端と下端をそれぞれ移動部材
３０と固定部材３１との間で固定する。

【００３２】次に、図２のモータ制御部２１からの指令
信号Ｓ１によりモータ１８が回転を始めると、カム１９
とケレーユニット１７により固定ドラム１０は同期して
図１に示すように矢印Ａ方向に回転する。このとき、固
定ドラム１０の形状によって異なるのであるが、例えば
テープの巻き付け角度分、この固定ドラム１０を回転し
て回転軸１００に対する固定ドラム１０のリードＬの形
状もしくはプロフィールを第１の測定子ユニット２３に
より測定する。

【００３３】この固定ドラム１０の回転により、第１の
測定子２３は、カム１９のカム倣い面２０のプロフィー
ルに沿って図２の矢印Ｂ方向に上下動される。つまり、
第１の測定子ユニット２３の接触子２３ａは、カム倣い
面２０の形状もしくはプロフィールに沿って、ほぼリー
ドＬの理想的な形状、もしくはプロフィールに対応する
ように矢印Ｂ方向に移動する。

【００３４】この第１の測定子ユニット２３の移動に伴
い、移動量検出手段１５の検出ヘッド１５ａも移動す
る。このとき、第１の測定子ユニット２３が＋方向に移
動すると、移動量検出手段１５の検出ヘッド１５ａは−
方向に移動する。また、第１の測定子ユニット２３が−
方向に移動すると、移動量検出手段１５の検出ヘッド１
５ａは＋方向に移動する。つまり、両者は数値的に逆に
移動している。

【００３５】一方、第２の測定子１２３は第１の測定子
２３と回転方向で同位相に取り付けられているため、固
定ドラム１０の回転と同時にデジタル・コンピュータ３
４０より角度データの信号Ｓ３を取り込み、処理するこ
とにより着座誤差を考慮したリードＬの生データが得ら
れる。

【００３６】次に、このように動作したときの測定デー
タの一例を図３乃至図７に示す。この図３乃至図７に示
す測定データを説明すると、各図共回転角度（ｄｅｇｒ
ｅｅ）に対する移動距離（μｍ）［単位はｍｉｃｒｏ
ｎ］の関係を示している。

【００３７】そして、図３は移動量検出手段１５からの
第１の測定子ユニット２３の移動に関する実測データＳ
５と理論値記憶部３３０からのデータ信号Ｓ６と、この
差分を各角度毎にプロットしたデータである。

【００３８】図４は第１の測定子ユニット２３の接触子
２３ｂの移動に関する信号Ｓ４の生データを示してい
る。

【００３９】図５は演算部３１０により演算後のデータ
Ｓ８、すなわちリードＬの形状と軸線誤差を含んだデー
タ示している。なお、図４のデータについては図３のデ
ータの負号を逆にしたデータと、リード形状を示すデー
タの両方を加味したデータを示しているために、図３と
図４のデータを加算すると理論値との差分データは差し
引きゼロとなり、図５のデータとなる。つまり、図５の
データには、リードＬと着座誤差（または軸垂誤差）の
データが残る。

【００４０】図６は、第２の測定子ユニット１２３の接
触子１２３ａの移動に関する信号Ｓ１４の生データを示
している。すなわち、このデータが軸垂の生データであ
る。

【００４１】図７は演算部３１０ｂにより演算された後
のデータ、すなわち着座誤差（または軸垂誤差）を除い
たリードＬの形状のみを示すものである。

【００４２】このように、上記実施例では、ワークと着
座面との間に混入するゴミ等によるワークの傾き等を除
外した、すなわち着座誤差を考慮した、固定ドラム１０
のリード形状のみの測定をすることができ、この測定結
果より精度の高い評価を行うことができる。

【００４３】図８及び図９は本発明の一変形例を示すも
ので、第２の測定子ユニット１２３がデータを得る位置
を変えたものである。なお、図８及び図９において図１
及び図２と同一符号を付したものは図１及び図２と同一
のものを示している。

【００４４】そして、図８及び図９に示すドラム体は、
下側の固定ドラム１０と上側の固定ドラム３０と中間の
中ドラム３１とを組み合わせてなるアッセンブリであ
り、中ドラム３１に磁気ヘッド３２が取り付けられ、こ
の中ドラム３１が軸１００に一体回転可能に取り付けら
れた軸回転タイプのものである。

【００４５】すなわち、軸１００は下側の固定ドラム１
０に対してベアリング３３を介して回転可能に装着され
ており、また下側の固定ドラム１０にはリードＬが形成
されている。また、このドラム体には、電気信号のやり
取りを行うロータリートランス部３４、軸１００を回転
駆動させるためのモーター駆動部３５、下側の固定ドラ
ム１０に対して上側の固定ドラム３０を固定するドラム
支柱３６から構成されている。

【００４６】そして、このドラム体のワークを測定する
に当たっては、中ドラム３１が取り付けられて上側の固
定ドラム３０より突出されている軸１００の一部に、高
精度に形成されている基準面ＳＴを有する基板３７を一
体回転可能に取り付け、この基準面ＳＴに第２の測定子
ユニット１２３の測定子１２３ａを当接させるととも
に、下側の固定ドラム１０のリードＬに第１の測定ユニ
ット２３の測定子２３ａを当接させる。これにより、測
定子２３ａと測定子１２３ａより得られた両データを、
上述したようにして処理することにより、リードＬの形
状に軸垂誤差の補正を加えた精度の高い測定が行える。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
取付部とワーク（ドラム）との間に混入するゴミ等によ
るワークの傾き、すなわち着座誤差や軸垂誤差を除外し
たリードの測定が可能になり、リード形状を精密に評価
することができる。これにより、製品精度の向上が図れ
る等の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドラムリード測定装置の一実施例を示
す図である。

【図２】本発明のドラムリード測定装置における制御系
を示すブロック図である。

【図３】第１の測定子ユニットからの実測データと理論
値記憶部からのデータ信号との差分を各角度毎にプロッ
トしたデータを示す図である。

【図４】第１の測定子ユニットの生データを示す図であ
る。

【図５】リードＬの形状と軸線誤差を含んだデータ示す
図である。

【図６】第２の測定子ユニットの生データを示す図であ
る。

【図７】軸垂誤差を除いた演算後のデータを示す図であ
る。

【図８】本発明の一変形例を説明するための側面図であ
る。

【図９】本発明の一変形例を説明するための断面図であ
る。

【図１０】リード測定装置により測定しようとするワー
クの一例として示す側面図である。

【符号の説明】

１０ 固定ドラム １２ ドラム保持手段 １６ 制御手段 ２３ 第１の測定子ユニット １２３ 第２の測定子ユニット ３３０ 理論値記憶部 Ｌ リード ＳＴ 基準面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テープに信号を記録・再生するために用
   いるドラムにおいて、前記テープを案内するためのリー
   ドが形成されたドラムを、このドラムの取付部を介して
   回転可能に保持する保持手段と、 前記ドラムを回転する際に前記ドラムの取付部を基準と
   して前記リードの形状を測定する第１の形状測定手段
   と、 前記形状測定手段と同位相にセットされて前記ドラムの
   基準面をトレースして前記基準面の形状を測定する第２
   の形状測定手段と、 前記第２の形状測定手段により得られた測定値より振れ
   量を算出し、前記第１の形状測定手段より得られた前記
   リードの形状を前記振れ量分補正する制御手段、 とを備えたことを特徴とするドラムリード測定装置。
2. 【請求項２】 前記基準面を前記ドラムの底面に設けた
   請求項１に記載のドラムリード測定装置。
3. 【請求項３】 前記基準面を前記ドラムに対して回転さ
   れる軸上に設けた請求項１に記載のドラムリード測定装
   置。
4. 【請求項４】 ドラムに形成されたリードの軌跡に沿っ
   て移動する第１の測定子により前記リードの形状を測定
   するとともに、前記第１の測定子と回転方向に対して同
   位相に置かれた第２の測定子を中心軸に関して回転する
   ドラムの基準面に接触させて前記基準面の形状を測定
   し、前記第１の測定子が測定した実際の値に前記第２の
   測定子が測定した値を補正して前記リードの形状を測定
   するようにしたことを特徴とするドラムリード測定方
   法。
5. 【請求項５】 テープに信号を記録・再生するために用
   いるドラムに形成された、前記テープを案内するための
   リード形状を測定するドラムリード測定システムにおい
   て、 前記リード形状の理想的な値が格納されている理論値記
   憶部と、前記ドラムを、このドラムの取付部を介して回
   転可能に保持する保持手段と、 前記ドラムを回転する際に前記ドラムの取付部を基準と
   して前記リードの形状を測定する第１の形状測定手段
   と、 前記形状測定手段と同位相にセットされて前記ドラムの
   基準面をトレースして前記基準面の形状を測定する第２
   の形状測定手段と、 前記第１の形状測定手段が測定した実際の値に前記第２
   の形状測定手段が測定した値を補正し、ここで得られた
   実際のリード形状と前記理論値記憶部内に格納されてい
   る理想的なリード形状とでリード形状を評価するように
   したことを特徴とするドラムリード測定システム。