DE3113174A1

DE3113174A1 - Vorrichtung zur positionierung eines magnetkopfes in einer bezugsstellung

Info

Publication number: DE3113174A1
Application number: DE19813113174
Authority: DE
Inventors: Tomohisa Yokohama Yoshimaru
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-04-01
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1982-01-14
Also published as: DE3113174C2; JPS56140564A; US4394696A

Description

Vorrichtung zur Positionierung eines Magnetkopfes in einer Bezugsstellung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung eines Magnetkopfes in einer Bezugsstellung, insbesondere bei einem Magnetbandgerät für ein Bildspeicher-Informationsabrufsystem o.dgl.

In jüngster Zeit sind Informationsspeicher- bzw. Registratursysteme zur Rationalisierung der Ablage von Dokumenten in Büros und Ämtern entwickelt worden. Bei einem solchen System werden Bildinformationen, z.B. eine große Zahl von im Büro oder Amt erstellten Dokumenten optisch ausgelesen und auf einem endlosen Magnetband mit einer Anzahl von Informationsspuren in einem Magnetbandgerät aufgezeichnet. Die aufgezeichneten Informationen können dabei zum Auslesen der gewünschten Bildinformation abgerufen werden, so daß sie dem Benutzer in sichtbarer Form zugänglich ist. Beim Magnetbandgerät fdr ein solches System wird eine gewünschte Informationsspur dadurch angewählt, daß ein Magnetkopf mittels eines Schrittmotors über die Magnetbandbreite verschoben wird.

Bei einem derartigen Magnetbandgerät ist es wesentlich, daß keine Abweichung des Magnetkopfes von der Position.entsprechend jeder Informationsspur auf dem Magnetband auftritt. Um diesem Erfordernis zu genügen, muß der Magnetkopf in bezug auf eine

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Position entsprechend einer vorbestimmten Informationsspur, d.h. einer Bezugsspur, auf dem Magnetband verschoben werden. Bei einem bisherigen Gerät dieser Art ist ein Mikroschalter oder Meldeschalter (sensitive switch) zum Abgreifen des Magnetkopfes in einer Stellung entsprechend der Bezugsspur auf dem Magnetband angeordnet. Bei Stromanlegung an das Gerät wird zunächst der Magnetkopf bewegt, wobei bei der Betätigung des Mikroschalters, d.h. bei Ankunft des Magnetkopfes in einer Stellung entsprechend der Bezugsspur, die entsprechende Positionierung des Magnetkopfes erfasst bzw. gemeldet wird. Bei diesem bisherigen Gerät kann es jedoch vorkommen, daß sich der Magnetkopf bei der Betätigung des Mikroschalters infolge von Betätigungsabweichungen desselben nicht genau in der Stellung entsprechend der Bezugsspur befindet. Die genaue Ausrichtung oder Einstellung des Magnetkopfes in der Bezugsstellung ist somit schwierig.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Vorrichtung zur genauen Positionierung eines Magnetkopfes, der durch einen Schrittmotor in einer Richtung senkrecht zur Laufrichtung eines eine Anzahl von Informations-, d.h. Aufzeichnungsspuren aufweisenden Magnetbands bewegbar ist, in einer Bezugsposition entsprechend einer Bezugsspur auf dem Magnetband, um dadurch eine Abweichung des Magnetkopfes von der jeder Spur entsprechenden Stellung auszuschliessen.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß ist ein Detektor, etwa ein Mikroschalter, zur Feststellung der Ankunft des Magnetkopfes in der Nähe der Bezugsspur vorgesehen. Eine Steuerschaltung, welche den Schrittmotor zur Verschiebung des Magnetkopfes mittels aufeinanderfol-

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gender Erregung seiner Phasenwicklungen ansteuert, hält den Schrittmotor zum Anhalten des Magnetkopfes in der Bezugsstellung nach Maßgabe der Erregung einer vorher gewählten Phasenwicklung dieses Schrittmotors an, nachdem die Ankunft des Magnetkopfes in der Nähe der Bezugsspur durch den Detektor festgestellt worden ist.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des die Erfindung betreffenden Teils eines Magnetbandgeräts,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Innenaufbaus des Schrittmotors gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltbild einer Steuerschaltung bei der Anordnung nach Fig. 1 und

Fig. 4 ein Zeitsteuerdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Steuerschaltung nach Fig. 3.

Fig. 1 veranschaulicht den wesentlichen Teil eines Magnetbandgeräts, auf welches die Erfindung anwendbar ist und bei dem ein endloses Magnetband 1 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung läuft. Auf dem Magnetband sind mehrere Informations- bzw. Aufzeichnungsspuren in seiner Laufrichtung verlaufend vorgesehen. Ein auf einer Gewindespindel 2. eines Schrittmotors 2 sitzender Magnetkopf 3 ist mittels der Drehung der Gewindespindel (Welle) 2. des Schrittmotors 2 quer über die Breite des Magnetbands bewegbar.

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Ein Schalter 4, z.B. ein Mikroschalter, zur Erfassung (der Stellung) des Magnetkopfes 3 ist in einer Position entsprechend der untersten, im folgenden als Bezugsspur bezeichneten Informationsspur 1a auf dem Magnetband 1 angeordnet. Der Mikroschalter 4 wird betätigt, d.h. geschlossen, wenn sein Betätigungs- oder Stellglied mit dem Magnetkopf 3 in Berührung kommt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Position des Mikroschalters 4 so gewählt, daß er bei Annäherung des Magnetkopfes 3 an die Bezugsspur 1a betätigt wird. Dies bedeutet, daß der Mikroschalter 4 erfindungsgemäß nicht.genau in einer mit der Bezugsspur 1a übereinstimmenden Stellung angeordnet zu sein braucht.

Der Ausgang des Mikroschalters 4 ist an eine Schrittmotor-Steuer schaltung 5 angeschlossen. Der Schrittmotor 2 wird dabei durch von der Steuerschaltung 5 gelieferte Treiber- oder Ansteuerimpulse angesteuert, um den Magnetkopf 3 lotrecht, d.h. in Richtung der Magnetbandbreite zu verschieben. Fig.2 veranschaulicht ein Beispiel für den Innenaufbau des Schrittmotors 2, der einen Ständer bzw. Stator 2_ mit vier Phasenwicklungen A, B, C und D längs seines Innenumfangs sowie einen dreipoligen Läufer bzw. Rotor 2_ aufweist. Die vier Phasenwicklungen (Vierphasenwicklungen) A-D werden durch die von der Steuerschaltung 5 gelieferten Ansteuerimpulse nacheinander angesteuert, wobei sich der Rotor 2, so dreht, daß seine Pole in eine mit der jeweils erregten Phasenwicklung übereinstimmende Stellung gelangen.

Wenn bei dieser Konstruktion die Vorrichtung erstmals an Spannung gelegt wird, liefert die Steuerschaltung 5, wie bei der bisherigen Vorrichtung, ständig Treiber- bzw. Ansteuerimpulse zum Schrittmotor 2, um den Magnetkopf 3 abwärts fahren zu lassen. Wenn dabei der Magnetkopf 3 am Stellglied des

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Mikroschalters 4 anstößt, wird letzterer betätigt, wodurch die Ankunft des Magnetkopfes 3 in der Nähe der Bezugsspur 1a festgestellt, d.h. gemeldet wird. Die zu diesem Zeitpunkt erregte Phasenwicklung des Schrittmotors 2 kann im voraus bekannt sein. Wenn sodann die Pole des Rotors 2_ des Schrittmotors 2 einer vorbestimmten Phasenwicklung gegenüberstehen, beendet die Steuerschaltung 5 die Lieferung von Ansteuerimpulsen zum Schrittmotor 2 zum Abstellen desselben, worauf sich der Magnetkopf 3 in einer Stellung entsprechend der Bezugsspur 1a befindet.

Tatsächlich werden der Magnetkopf 3 und der Mikroschalter 4 im voraus derart mechanisch eingestellt, daß z.B. bei Betätigung des Mikroschalters 4 die Phasenwicklung A erregt wird und der Magnetkopf zu einem folgenden Zeitpunkt, wenn die Phasenwicklung C erregt ist, sich in einer Bezugsstellung entsprechend der Bezugsspur befindet. Zu diesem Zweck ist die Steuerschaltung 5 mit Phasenbestimmungsschaltern versehen, wobei sie eine durch diese Schalter bestimmte Phase mit der tatsächlich erregten Phase vergleicht und den Schrittmotor 2 anhält, wenn Koinzidenz erreicht ist.

Ein Beispiel für eine Steuerschaltung ist im folgenden anhand von Fig. 3 beschrieben. Obgleich die Steuerschaltung tatsächlich so ausgelegt ist, daß sie die lotrechte Verschiebung des Magnetkopfes bewirkt, ist in Fig. 3 zur Vereinfachung der Darstellung nur der Schaltungsteil dargestellt, der für die Positionierung des Magnetkopfes in der Bezugsstellung benötigt wird.

Ein Bezugsspur-Suchsignal, das beim Einschalten der Stromversorgung der Vorrichtung oder zu einem sonstigen Zeitpunkt erzeugt wird, wird an die Setzklemme S eines Flip-Flops 11 an-

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gelegt, so daß sein an ein UND-Glied 12 angeschlossener Ausgang Q auf den hohen Pegel übergeht. Ein Takt(signal)impuls wird an die Taktkleirane CK des Flip-Flops 11 sowie an das UND-Glied 12 angelegt. Während der Aktivierungs- bzw. Durchschaltzeitspanne des UND-Glieds 12 wird der Taktimpuls als Schiebesignalimpuls (vgl. Fig. 4D) zu.einem umkehrbaren Schieberegister 13 mit vier Bitstufen 13a - 13d geliefert. Im Schieberegister 13 werden beim Einschalten der Stromversorgung durch .eine nicht dargestellte Voreinstellschaltung ein Bit des logischen Pegels "1" in einer vorbestimmten Stufe und Bits des logischen Pegels "0" in den restlichen drei Stufen voreingestellt bzw. vorgegeben. Diese vorgegebenen vier Bits werden durch den Schiebesignalimpuls durch das Schieberegister 13 im Umlauf gehalten (circulated). Die einzelnen Bitstufen 13a - 13d des Schieberegisters 13 sind über Verstärker 14a - 14d mit den vier Phasenwicklungen A-D des Schrittmotors 2 verbunden, so daß diese Phasenwicklungen A-D durch die Ausgangssignale des Schieberegisters 13 fortlaufend erregt werden.

Der Mikroschalter 4 ist an der einen Seite mit einer Stromquellen-Plusklemme +V und an der anderen Seite mit einem Verstärker 15 verbunden, dessen Ausgangsklemme an der einen Eingangsklemme eines UND-Glieds 16 liegt, dessen Ausgangsklemme wiederum mit der Klemme K des Flip-Flops 11 verbunden ist, während seine Ausgangsklemme Q an die andere Eingangsklemme des UND-Glieds 16 angeschlossen ist. Die Ausgangsklemme eines UND-Glieds 17, das die Ausgangssignale von exklusiven ODER-Gliedern 18a - 18d abnimmt, ist an eine weitere Eingangsklemme des UND-Glieds 16 angeschlossen. Die Ausgänge der Schieberegister-Stufen 13a - 13d liegen an den Eingängen der betreffenden exklusiven ODER-Glieder 18a - 18d, deren andere Eingangsklemmen über zugeordnete Phasenwählschalter 19a -

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19d an Masse liegen und außerdem über Widerstände 20a - 20d an die Stromquellen-Plusklemme +V angeschlossen sind.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Steuerschaltung nach Fig. 3 anhand der Fig. 4A bis 4F beschrieben. Fig. 4A veranschaulicht den zum Flip-Flop 11 und zum UND-Glied 12 gelieferten Takt(Signal)impuls; Fig. 4B zeigt das Bezugsspur-Suchsignal; Fig. 4C veranschaulicht das Q-Ausgangssignal des Flip-Flops 11; in Fig. 4D ist der vom UND-Glied 12 an das Schieberegister 13 angelegte Schiebesignalimpuls dargestellt; Fig. 4E veranschaulicht das Ausgangssignal des Mikroschalters 4 und Fig. 4F zeigt das Ausgangssignal des UND-Glieds 17.

Wenn das Bezugsspur-Suchsignal gemäß Fig. 4B auf den niedrigen Pegel übergeht, wird das Flip-Flop 11 gesetzt, so daß sein Q-Ausgangssignal gemäß Fig. 4C auf den hohen Pegel übergeht. Hierdurch wird das UND-Glied 12 aktiviert bzw. durchgeschaltet, wobei der Taktimpuls als Schiebesignalimpuls an das Schieberegister 13 angekoppelt wird. Aufgrund der Verschiebewirkung des Schieberegisters 13 werden die vier Phasenwicklungen A-D nacheinander erregt, wodurch der Schrittmotor 2 zum Herabfahren des Magnetkopfes 3 angesteuert wird. Wenn der Magnetkopf 3 bei seiner Abwärtsbewegung in die Nähe der Bezugsspur 1a gelangt, wird der Mikroschalter 4 auf vorher beschriebene Weise durch den Magnetkopf 3 betätigt. Infolgedessen geht das Ausgangssignal des Mikroschalters 4 gemäß Fig. 4E auf den hohen Pegel über. Wie erwähnt, ist zu diesem Zeitpunkt die Phasenwicklung A erregt. Wie ebenfalls erwähnt, wird zu diesem Zeitpunkt auch der der Phase C entsprechende Schalter 19c selektiv geschlossen.

Wenn die Phasenwicklung A erregt ist, sind die Ausgangssignale der exklusiven ODER-Glieder 18a und 18c niedrig, während die

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Ausgangssignale der exklusiven ODER-Glieder 18b und 18d den hohen Pegel besitzen. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 17 ist daher niedrig. Wenn nach aufeinanderfolgender Erregung der Phasenwicklungen A und B die Phasenwicklung C erregt wird, gehen die Ausgangssignale aller exklusiven ODER-Glieder 18a - 18d auf den hohen Pegel über. Infolgedessen nimmt das Ausgangssignal des UND-Glieds 17 gemäß Fig. 4F den hohen Pegel an. Da zu diesem Zeitpunkt die Ausgangssignale des Mikrosphalters 4 und des Flip-Flops 11 beide den hohen Pegel besitzen, geht das Ausgangssignal des UND-Glieds 16 beim Übergang des Ausgangssignals des UND-Glieds 17 auf den hohen Pegel (ebenfalls) auf den hohen Pegel über. Das Q-Ausgangssignal des Flip-Flops 11 geht gemäß Fig. 4C auf den nächsten Taktimpuls hin, der nach dem Übergang des K-Ausgangssignals des Flip-Flops 11 auf den hohen Pegel auftritt, auf den niedrigen Pegel über. Infolgedessen wird das UND-Glied 12 deaktiviert bzw. gesperrt, um die Verschiebeoperation des Schieberegisters 13 zu beenden. Demzufolge wird die Phasenwicklung C ständig erregt, so daß die Bewegung des Magnetkopfes 3 angehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Magnetkopf in der mit der Bezugsspur übereinstimmenden Bezugsstellung. Wenn somit die mechanische Einstellung so getroffen ist, daß der Magnetkopf eine Stellung entsprechend der Bezugsspur erreicht, sobald der Schrittmotor nach Betätigung des Mikroschal ters angehalten wird, kann ersichtlicherweise anschliessend die genaue Bezugsstellung des Magnetkopfes erreicht werden.

Während bei der beschriebenen Ausfuhrungsform ein mechanischer Schalter, z.B. ein Mikroschalter, zur Erfassung bzw. Meldung der Position des Magnetkopfes vorgesehen ist, kann auch eine optische Abtast- oder Detektoreinrichtung unter Verwendung eines

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Photokopplers verwendet werden. Da eine solche optische Abtasteinrichtung ebenfalls Änderungen oder Abweichungen bezüglich ihrer Betätigung unterworfen ist, ist die Erfindung effektiv auf die Magnetkopf-Positioniervorrichtung mit einem optischen Detektor anwendbar.

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Leerseite

Claims

Henkel, Kern, Feuer & Hahzei- *■-" ^: "--' ^:- Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

MöhlstraBe 37 D-8000 München 80

TOKYO SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISHA, Tel· 089/982085-87

Kawasaki, Japan Telex:0529802hnkld

. Telegramme: ellipsoid

SH-56P11O-2

rl. April 1981

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Positionierung eines Magnetkopfes in einer Bezugsstellung bei einem Magnetbandgerät mit einem Magnetkopf (3), der senkrecht zur Laufrichtung eines mehrere in seiner Laufrichtung verlaufende Daten- bzw. Aufzeichnungsspuren aufweisenden Magnetbands (1) bewegbar ist, und einem Schrittmotor (2) zum Bewegen des Magnetkopfes (3) in der genannten Richtung in bezug auf eine Bezugsstellung entsprechend einer Bezugsspur (1a) auf dem Magnetband, wobei der Schrittmotor (2) einen Rotor (2O sowie durch einen Ansteüersignalimpuls aufeinanderfolgend erregbare Phasenwicklungen (A, B, C, D) aufweist, gekennzeichnet durch eine Detektor- bzw. Meldeeinheit (4) zur Feststellung bzw. Meldung der Ankunft des sich zur Bezugsstellung bewegenden Magnetkopfes (3) in der Nähe der Bezugsstellung und durch eine an die Meldeeinheit (4) und den Schrittmotor (2) angeschlossene Steuerschaltung (5) zum Abstellen des Schrittmotors (2) für das Anhalten des Magnetkopfes (3) in der Bezugsstellung, wenn eine vorher gewählte Phasenwicklung des

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Schrittmotors nach der Erfassung oder Meldung der Ankunft des Magnetkopfes (3) in der Nähe der Bezugsstellung durch die Meldeeinheit (4) erregt wird, um dabei die Bezugsstellung des Magnetkopfes zu erreichen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (5) ein Schieberegister (13) zur Lieferung von Treiber- bzw. Ansteuerimpulsen zu den Phasenwicklungen (A - D) des Schrittmotors (2) zwecks aufeinanderfolgender Erregung der Phasenwicklungen in Abhängigkeit von einem Schiebesignalimpuls, Phasenwählschalter (19a - 19d) zur Bestimmung der Phase der dann, wenn sich der Magnetkopf in der Bezugsstellung befindet, zu erregenden Phasenwicklung, eine an das Schieberegister (13) und die Phasenwählschalter (19a - 19d) angeschlossene Logikschaltung (17, 18a - 18d) zum Vergleichen der Phase einer durch das Schieberegister zu erregenden Phasenwicklung mit der durch die Phasenwählschalter gewählten Phase zwecks Erzeugung eines Ausgangssignals bei vorliegender Koinzidenz und einen an die Meldeeinheit (4) und die Logikschaltung (17, 18a - 18d) angeschlossenen Schaltkreis (11, 12, 16) zur Beendigung der Verschiebeoperation des Schieberegisters (13) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Logikschaltung nach der Erfassung oder Meldung der Ankunft des Magnetkopfes (3) in der Nähe der Bezugesteilung durch die Meldeeinheit (4) aufweist.

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