DE3134480A1 - Vorrichtung fuer einen ablenkbaren magnetkopf - Google Patents

Vorrichtung fuer einen ablenkbaren magnetkopf

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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

Λ Λ P
313U80
(13601/80)
S81P127
SONY CORPORATION
T ο k y ο / Japan
Vorrichtung für einen ablenkbaren Magnetkopf
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für einen ablenkbaren Magnetkopf wie im Oberbegriff ^ des Patentanspruches 1 angegeben.
Die Erfindung befaßt sich allgemein gesehen mit Vorrichtungen mit rotierendem Magnetkopf oder Wandler. Spezieller ist sie auf eine Verbesserung einer Vorrichtung mit rotierendem Magnetkopf gerichtet, wie sie für Systeme mit automatischer Spursteuerung verwendet werden, so. z. B. für Video-(Band-)Recorder mit beispielsweise wendeiförmiger bzw. Schrägspur-Bandaufzeichnung. Solche Geräte werden auch als HVTR's bezeichnet.
In wie oben erwähnten Video-Recordern werden die vorliegenden Videosignale aufeinander folgend auf ein Magnetband .f^ 25 aufgezeichnet, und zwar mit Hilfe zweier rotierender Magnetköpfe. Die Aufzeichnung erfolgt in Spuren,die sich schräg zur Längsrichtung des Bandes erstrecken, üblicherweise haben die zwei verwendeten rotierenden Magnetköpfe unterschiedliche Azimutwinkel, nämlich um hohe Aufzeichnungs-
QQ
dichte zu erreichen, bei der benachbarte Spuren auf dem Band aneinanderliegen oder sich bereits teilweise überlappen. In Bezug darauf kann Übersprechen zwischen benachbarten Spuren wirksam verringert werden, und zwar als Ergebnis der Azimutverluste (azimuth loss) der verwendeten Magnetköpfe.
Für eine Wiedergabe mit langsamer Bewegung bzw. für langsam bewegte Wiedergabe der aufgezeichneten Videosignale läßt man das Band mit einer Geschwindigkeit laufen, die geringer ist als diejenige, die zur Aufzeichnung, d. h. zur normalen Aufzeichnung, verwendet wurde. Während der Wiedergabe tasten die rotierenden Magnetköpfe dementsprechend die betreffenden Aufzeichnungsspuren mehrfach ab. Das wiedergegebene Bild enthält dabei langsamere Bewegungen, als sie bei normaler Wiedergabe erscheinen würden.
IQ Auf diese Weise erhält man eine Wiedergabe mit langsamer Bewegung. Wenn das Band sogar angehalten wird, wird darüber hinaus eine einzelne Spur wiederholt von den rotierenden Magnetköpfen abgetastet. Dies führt zu einer Standbild-Wiedergabe .
Bei der Wiedergabe mit langsamer Bewegung bzw. bei Standbild-Wiedergabe rotieren die Magnetköpfe mit derselben Geschwindigkeit, wie dies bei normaler Wiedergabe der Fall ist. Das Band läuft jedoch mit einer langsameren Geschwindigkeit als dies für normale Wiedergabe der Fall ist oder das Band wird sogar vollständig angehalten. Das Ergebnis ist, daß der Neigungswinkel der Spur, die durch den rotierenden Kopf auf dem Band bei Wiedergabe mit langsamer Bewegung und bei Standbild-Wiedergabe abgetastet wird, sich vom Neigungswinkel derjenigen Spur unterscheidet, die aufgezeichnet worden ist (oder bei normaler Abtastung abgetastet wird). Dieser Unterschied in der Neigung gibt Anlaß zu Spurabweichung.
Kürzlich sind für Videorecorder mit Schrägspuraufzeichnung Abtastsysteme mit automatischer Spureinstellung des Magnetkopfes verwendet worden. Ein solches System zur Spureinhaltung hat eine Vorrichtung für oder mit einem ablenkbaren Magnetkopf. In dieser Vorrichtung befindet sich der Magnetkopf zur Wiedergabe der aufgezeichneten Videosignale.
J, ^ „ a
Die Vorrichtung läßt sich derart steuern, .daß der Magnetkopf ein Videoband entlang einer Spur abtastet, und zwar mit steuerbar unterschiedlichen Winkeln bezogen auf die Längsrichtung des Videobandes. Die Steuerung des Winkels ist notwendig, um den Magnetkopf in exakter Ausrichtung zur Aufzeichnungsspur zu halten, in der die wiederzugebenden Videosignale enthalten sind. Eine solche Vorrichtung für einen ablenkbaren Magnetkopf erlaubt es, den erforderlichen Abtastwinkel einzuhalten, und zwar (auch) bei sogenannten speziellen Wiedergabearten, wie Standbild-Wiedergabe, langsame bzw. Zeitlupen-Wiedergabe, rasche Wiedergäbe und sogar Wiedergabe mit Rückwärtslauf. Wenn man das Band mit mehr als der doppelten normalen Wiedergabegeschwin-. digkeit oder rückwärts laufen läßt,, ist jedoch der erforderliche Abtastwinkel erheblich größer als die Neigung der Aufzeichnungsspur. Das Ergebnis ist, daß wesentlich mehr Ablenkungswinkel erforderlich ist, um den Magnetkopf zur Aufzeichnungsspur in exakter Ausrichtung zu halten. Um den Bimorph-Streifen um ein großes Maß auszulenken, ist es notwendig, die effektive Länge des Bimorph-Streifens . zu vergrößern oder eine hohe Steuerspannung an den Bimorph-Streifen anzulegen. Der Vergrößerung der wirksamen Länge des Bimorph-Streifens sind jedoch Grenzen gesetzt, da damit eine Verringerung der naturgegebenen Resonanz-/""*■■ 25 frequenz desselben einhergeht und dies zu einer Verringerung der Ansprechgeschwindigkeit desselben führt. Die Folge ist/ daß dies zu Störung der Fähigkeit der Spursteuerung führt.
Die wirksame bzw. effektive Länge des Bimorph-Streifens ist dementsprechend mit Rücksicht auf seine Resonanzfrequenz stark begrenzt. Wenn der Bimorph-Streifen mitgroßer Amplitude abgelenkt wurde, traten auch Sprünge im piezokeramischen Material desselben auf oder letztere sind zerbrochen»
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen ablenkbaren Magnetkopf bzw. für dessen Befestigung eine solche Vorrichtung anzugeben, mit der sich die vorliegenden Probleme des Standes der Technik lösen lassen.
Insbesondere soll diese neue Vorrichtung in der Lage sein, - große Ablenkwinkel zu erreichen.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindurigsgemäß mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Eine wie erfindungsgemäße Vorrichtung für einen ablenkbaren Magnetkopf oder Wandler umfaßt eine Anzahl von Einzelheiten.
Ein erstes ablenkbares Teil ist an einem Ende an einem Halte- bzw. Grundteil befestigt. Mit dem entgegengesetzten freien Ende dieses ersten ablenkbaren Teils ist ein Magnetkopf oder Wandler verbunden, in dem die Signale umgewandelt werden. Es ist ein Paar .zweiter ablenkbarer Teile an das besagte eine Ende des ersten ablenkbaren Teils derart hinzugefügt, daß das erstgenannte ablenkbare Teil sich zwischen diesem Paar der zweiten ablenkbaren Teile befindet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung und deren Vorteile werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bimorph-Streifens wie er in einer bekannten Vorrichtung mit Bimorph-Streifen verwendet wird;
Fig. 2 eine Seitenansicht der bekannten Vorrichtung; Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Anordnung mit Trommel und rotierenden Köpfen, die mit bekanntem Bimorph-Streifen ausgerüstet ist.
1 Fig. 4
Pig. 5
Fig. 6
5
Fig. 7
Fig. 8
10
Fig. 1
eine Ansicht einer Anordnung nach Fig. 3; eine Aufsicht auf ein Magnetband mit aufgezeichneten Schrägspuren;
eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Bimorph-Streifen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
eine Aufsicht auf eine Vorrichtung nach Fig. 6; und 9 Seitenansichten eines Anteils der Vorrichtung mit Bimorph-Streifen nach Fig. 6, und zwar zur Erläuterung der Betriebsweise;
10 eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Bimorph-Streifen gemäß einer zweiten Ausführungsforin der Erfindung; und
Fig. 11 eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Bimorph-Streifen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Der Beschreibung der erfindungsgemäßen Au'sführungsformen sei eine anhand der Figuren 1 bis 5 gegebene Erläuterung bekannter Vorrichtungen mit ablenkbarem Magnetkopf vorangestellt/ und zwar zum Zwecke des besseren Verständnisses der Erfindung.
Der in Fig. 1 gegebene schematische Aufbau eines Bimorph-Streifens, und zwar so wie er im Stand der Technik und wie er bei den Ausführungsformen der Erfindung verwendet wird, hat einen Bimorph-Streifen 1, der ein Paar piezokeramische Elemente 4 und 7 umfaßt. Die beiden Oberflächenseiten der piezokeramischen Elemente 4 und 7 sind 3^ jeweils mit Elektroden 2, 3 und 5, 6 bedeckt. Zum Beispiel sind dies im Siebdruckverfahren hergestellte Elektroden'. Ein mit 8 bezeichnetes Zwischenteil befindet sich zwischen den piezokeramischen Elementen 4 und 7 und ist mit diesen mittels Klebstoff fest verbunden. Die piezokeramischen Elemente 4 und 7 sind so angeordnet, daß ihre Polarisationsrichtungen einander entgegengesetzt sind, wie dies durch die Pfeile in Fig. 1 gezeigt ist. Die Funktion
des Zwischenteiles 8 ist die, den Bimorph-Streifen 1 zu verstärken. Durch das Teil 8 hindurch sind die Elektroden
3 und 5 elektrisch miteinander verbunden. Das Teil 8 besteht z. B. aus Phosphorbronze, einer Titanlegierung oder Carbonfiber-' oder Carbönfaser-Material.
Wenn an dem Bimorph-Streifen 1 in der in Fig. 2 gezeigten Weise elektrische Spannung angelegt wird, liegt ein elektrisches Feld vor, das in dem einen pieζokeramisehen EIement 4 in Richtung von der Elektrode 2 zur Elektrode 3 anliegt. Diese Richtung ist entgegengesetzt der Polarisationsrichtung, so daß das eine piezokeramische Element
4 aufgrund seines piezoelektrischen Effektes eine Verlängerung erfährt. Dies ist durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet. An das piezokeramische Element 7 ist ein anderes elektrisches Feld angelegt, und zwar in Richtung von der •Elektrode 5 zur Elektrode 6, wobei diese Richtung mit der Polarisationsrichtung übereinstimmt. Die Folge ist, daß das andere piezokeramische Element 7 sich wie durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet, verkürzt. Für den ganzen Bimorph-Streifen 1 bedeutet dies, daß er sich wie in Fig.2 gezeigt, biegt. Das Maß der Biegung des Bimorph-Streifens 1 hängt ab von der Größe des elektrischen Feldes, das an die piezokeramischen Elemente 4 und 7 angelegt ist. Wenn die Richtungen dieser elektrischen Felder umgekehrt werden, ändert sich die Ablenkung des Bimorph-Streifens 1 in die Gegenrichtung.
Wie mit den Figuren 2 bis 4 gezeigt, ist das eine Ende des Bimorph-Streifens 1 mit einem vorgegebenen Teil einer rotierenden Trommel 9a verbunden, die zu der Anordnung 9 mit den rotierenden Köpfen gehört, und zwar als Befestigung nach Art eines (einseitig) eingespannten Stabes (cantilever). Der Magnetkopf 10 ist am freien Ende des Bimorph-Streifens 1 befestigt. Demzufolge kann er in seiner Höhenlage bezogen auf das rotierende Teil der Anordnung 9 entlang der äußeren ümfangsflache derselben bewegt werden. Das. Bezugszeichen 9b in Fig. 4 weist auf
■
eine stationäre Trommel hin. Der oben erwähnte Spurfehler kann in der Weise korrigiert werden, daß eine gesteuerte Ablenkung des Magnetkopfes 10 erfolgt, und zwar durch die an den Bimorph-Streifen 1 anzulegenden elektrischen Spanmangen.
Ein Magnetband 11 wird wendelförmig um einen Anteil der Oberfläche der Anordnung 9 gelegt, der ungefähr 340 beträgt. Dies erfolgt mit Hilfe eines Paares Bandführungen 12,13, wie Fig. 3 zeigt. Das Band wird mit, einer Geschwindigkeit V. von einer nicht dargestellten Antriebsvorrich- _ tung angetrieben. Der Magnetkopf 10 ist andererseits an der rotierenden Trommel 9a der Anordnung 9 (bestehend aus Trommel und rotierendem Kopf) befestigt, und zwar über den Bimorph-Streifen 1. Der Kopf 10 ragt etwas durch einen Schlitz 14 hindurch, der sich in der rotierenden Trommel
\ 9a befindet, wie dies Fig. 4 zeigt. Auf diese Weise hat
der Kopf 10 Berührungskontakt mit dem Magnetband 11 während dies mit der Geschwindigkeit V0 über den Umfang hin-"*"■"*""■—-—-ja? wegläuft. Mit einer solchen Anordnung werden parallele
Aufzeichnungsspuren T1 auf dem Magnetband 11 aufgezeichnet, die Av$ Längsrichtung des Bandes geneigt sind, wie dies Fig. 5 zeigt. Bei der normalen Wiedergabe, bei der das Magnetband 11 mit derselben Geschwindigkeit" läuft wie /•-ν 25 sie für die Aufzeichnung verwendet worden ist, tastet der Magnetkopf 10 genau die Spuren T ' ab. Der Magnetkopf 10 weicht (dann) von der Aufzeichnungsspur T1 nicht ab.
Wenn jedoch bei spezieller Wiedergabe bei der das Magnetband 11 mit zur Geschwindigkeit V1 vergleichsweise langsamerer Geschwindigkeit läuft, z. B. bei Wiedergabe mit langsamer Bewegung (V = V../2, V,./3 ...) oder bei Standbild-Wiedergabe (V = 0)/ ist der Neigungswinkel der Abtastspur T2 des Magnetkopfes 10 größer als der Neigungswinkel der Aufzeichnungsspur T1. In Fig. 5 ist dies mit gestrichelten Linien gezeigt. Die Folge ist, daß die Abtastspur des Magnetkopfes 10 mit der Aufzeichnungsspur T1 nicht übereinstimmt. Es tritt Übersprechen und es tritt ein Rauschen auf,
das auf dem Vorhandensein des Schutzstreifens zwischen benachbarten Spuren beruht. Um dies zu. vermeiden, wird an den Bimorph-Streifen 1 elektrische Spannung angelegt, um diesen wie Fig. 2 zeigt abzulenken. Es wird damit für den Magnetkopf 10 die Abtastspur mit der Aufzeichnungsspur T. in Übereinstimmung gebracht. Auf diese Weise wird der Spurfehler korrigiert.
In gleicher Weise wird bei Wiedergabe mit rascher Bewegung, bei der das Magnetband 11 mit höherer Geschwindigkeit als . ·der Geschwindigkeit V. läuft, der Bimorph-Streifen 1 derart gebogen, daß er den Spurfehler korrigiert. Bei Wiedergabe mit rascher Bewegung mit V = 3V.. ist z. B. der Neigungs-
• winkel der Abtastspur T des Magnetkopfes 10 kleiner als der Neigungswinkel der aufgezeichneten Spur T1. In Fig. 5
ist dies in strichpunktierter Linie angedeutet. Man läßt den Bimorph-Streifen 1 sich so biegen, daß die Abtastspur T3 des Magnetkopfes 10 mit der Aufzeichnungsspur T1 zusammenfällt. .
20
Bei Wiedergabe mit Rückwärtslauf jedoch (z.B. V=- 2V1),
• wobei das Magnetband in zur Richtung normaler Wiedergabe entgegengesetzter Richtung läuft, wird der Neigungswinkel der Abtastspur T. des Magnetkopfes 10 noch größer als der.Neigungswinkel der Aufzeichnungsspur T1. In Fig. 5 ist dies durch die Strich-Punkt-Punkt-Linie angedeutet. Dementsprechend sollte der Magnetkopf zu einem derart großen Ausmaß ausgelenkt werden, daß die Abtastspur des Magnetkopfes 10 mit der Aufzeichnungsspur T1 übereinstimmt.
pur einen solchen Fall sind jedoch bekannte Vorrichtungen. mit ablenkbarem Magnetkopf mit den Nachteilen behaftet, die eingangs der vorliegenden Beschreibung angegeben worden sind. Die vorliegende Erfindung jedoch überwindet diese
Nachteile bekannter ablenkbarer Magnetkopf-Vorrichtungen. 35
Im weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren 6 bis 11 beschrieben. Einzelheiten der Figuren 6 bis 11, die mit denjenigen der Figu-
ren 1 und 2 übereinstimmen, haben dieselben Bezugszeichen und deren Beschreibung ist entbehrlich.
Die Figuren 6 bis 9 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Eine Vorrichtung 20 mit ablenkbarem (Wandler-) Kopf nach Fig. 6 hat ein Paar Bimorph-Streifen 1, die parallel zueinander angeordnet sind. Sie haben die in Fig. 7 gezeigte Form. Eines der Enden der Bimorph-Streifen 1 liegt jeweils zwischen Paaren piezokeramischer Elemente
IQ 21, 22 und 23, 24. Dieses sind elektromechanische Wandlerelemente ähnlich den Bimorph-Streifen 1.. Diese Streifen sind über diese Elemente mit einem Befestigungs-Grund-Teil 27 der rotierenden Trommel 9a der Anordnung 9 verbunden. Beide Oberflächen der piezokeramischen Elemente 21 bis 24 haben eine Beschichtung mit Elektroden 21a und 21b, 22a und 22b, 23a und 23b und 24a und'24b. Diese sind' z. B. nach dem Siebdruckverfahren hergestellt» Die Elektroden 2 und 6 der piezokeramischen Elemente 4 und 7 des Bimorph-Streifens 1 sind mit den Elektroden 21b, 23b und-22a und 24a der piezokeramischen Elemente 21 bis 24 jeweils mit Klebstoff verbunden. Die piezokeramischen Elemente 21 bis 24 sind mit dem Befestigungs-Grund-Teil 27 der rotierenden Trommel 9a durch Ankleben verbunden. Wie dies klar aus Fig. 6 hervorgeht, springen die piezokeramischen Elemente 21 bis 24. um ein gewisses Längenmaß über die Wandoberfläche 27a des Befestigungs-Grund-Teils 27 der rotierenden Trommel 9a hervor.
Die Polarisationsrichtungen der piezokeramischen Elemente 4, 7 und 21 bis 24 entsprechen den in Fig. 6 gezeigten Pfeilen. Die Polarisationsrichtungen der piezokeramischen Elemente 4 und 7 sind einander entgegengesetzt. Die Polarisationsrichtungen der piezokeramischen Elemente 21 und 23 sind von den Elektroden 21a und 23a zu den Elektroden 21b und 23b jeweils gerichtet. Sie haben somit dieselbe Polarisationsrichtung wie das piezokeramische Element 7. Die Polarisationsrichtungen der piezokeramischen· Elemente 22
und 24 sind von den Elektroden 22b und 24b zu den Elektroden 22a und 24a hin gerichtet. Sie sind gleich der Polarisationsrichtung des piezokeramischen Elementes 4. Die Elektroden 2 der Bimorph-Streifen 1 sind über die elektrischen Verbindungsdrähte 28 mit den Elektroden 22b und 24b der piezokeramischen Elemente 22 und 24 verbunden. Die Elektroden 6 der Bimorph-Streifen 1 sind über die Verbindungsdrähte 29 mit den Elektroden 21a und 23a der piezokeramischen Elemente 21 und 23 verbunden, nämlich wie dies in den Figuren 8 und 9 gezeigt ist.
Die Elektroden 6 und 21a sind mit Masse, verbunden. Zwischen den Elektroden 2 und 6 und den Zwischenteilen 8 sind jeweils Dioden angeordnet. Veränderbare positive oder negative Spannung wird an die Elektroden 2 angelegt.
Die freien Enden der Bimorph-Streifen 1 sind mit einem Kopfhalteteil 25 miteinander verbunden. Dieses Teil 25 hat U-förmigen Querschnitt. Armteile 25a und 25b sind zu einem gewissen Maße flexibel. Sie sind mit den freien Enden der Bimorph-Streifen 1 mittels Klebstoff fest verbunden. Der Magnetkopf 10 ist mit einem Grundteil 25c des Teils 25 durch Klebstoff verbunden. Der Kopf 10 ragt·um ein geringes Maß aus dem Schlitz der rotierenden Trommel 9a hervor, was jedoch nicht dargestellt ist.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung mit ablenkbarem Wandlerkopf anhand der Figuren 8 und 9 beschrieben. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird die Arbeitsweise nur des einen der Bimorph-Streifen 1 im wesentlichen beschrieben.
Wenn eine positive Spannung an die Elektrode 2 angelegt ist, herrscht ein elektrisches Feld in Richtung von der Elektrode 2 zur Elektrode 3, d. h. entgegengesetzt der Polarisationsrichtung. Dieses elektrische Feld liegt im piezokeramischen Element 4 des Bimorph-Streifens T vor
und dieses Element 4 wird langer wie dies durch die Pfeile in Fig. 8 gezeigt ist. Ein anderes elektrisches Feld in Richtung von der Elektrode 5 zur Elektrode 6, nämlich gleichgerichtet der Polarisationsrichtung, herrscht im piezokeramischen Element 7 des Bimorph-Streifens 1.
Dieses Element 7 verkürzt sich wie dies die Pfeile in Fig.8 zeigen.
Andererseits ist ein elektrisches Feld in Richtung von den Elektroden 21b zu den Elektroden 21a, d. h. entgegengesetzt der Polarisationsrichtung, an das eine mit 21 bezeichnete Element der piezokeramischen Elemente 21 und 22 angelegt. Dadurch erfährt das piezokeramische Element 21 eine Verlängerung wie durch die Pfeile in Fig. 8 gezeigt. Ein anderes elektrisches Feld herrscht in Richtung von den Elektroden 22b zu den Elektroden 22a, d. h. gleichgerichtet der Polarisationsrichtung. Es herrscht im anderen mit 22 bezeichneten der piezokeramischen Elemente 21 und 22. Dieses piezokeramische Element 22 verkürzt sich wie durch die Pfeile in Fig. 8 gezeigt. Das Ergebnis ist, daß die Befestigungsenden A des Bimorph-Streifens- 1 der piezokeramischen Elemente 21 und 22 ausgelenkt bzw. gebogen werden, nämlich mit einem Biegewinkel Θ, der auf der Verlängerung des Elementes 21 und der Verkürzung des Elementes /*\ 25 22 (siehe Fig.8) beruht. Die Ablenkung des freien Endes des Bimorph-Streifens 1 wird auf diese Weise vergrößert, verglichen mit dem Fall, daß der Bimorph-Streifen 1 am Punkt A unmittelbar mit dem Befestlgungs-Grund-Teil.27 der rotierenden Trommel 9a verbunden wäre. Das bedeutet, daß die tatsächliche Biegung bzw. Auslenkung des freien Endes des Bimorph-Streifens 1 gleich der Summe aus der Ablenkung des vorspringenden Anteils der Länge 1... (siehe Fig. 6) des Bimorph-Streifens 1 von den piezokeramischen Elementen 21 und 22 ab gemessen, und dem Verstärkungseffekt aufgrund des Winkels θ am Punkt A, der durch Verlängerung bzw. Verkürzung der piezokeramischen Elemente 21 bzw. 22 hervorgerufen ist, ist.
313448G
Entsprechend der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die effektive Länge des Bimorph-Streifens 1, die zum Ablenkungswinkel beiträgt, = 1.. + I4. Dies ist die Länge gemessen vom freien Endes des Bimorph-Streifens 1 bis zum Befestigungspunkt B der piezokeramischen Elemente 21 und 22. Dementsprechend ist die effektive Länge, die zur Ablenkung des freien Endes des Bimorph-Streifens 1 beiträgt, um das Maß der Länge 1., nämlich vergleichsweise zu einem bekannten Bimorph-Streifen, vergrößert. Für die gleiche gesamte Länge L des Bimorph-Streifens 1 kann die Ablenkung des freien Endes des Bimorph-Streifens 1 und damit die Ablenkung des Magnetkopfes 10 somit ausreichend groß sein bei vergleichsweise geringerer angelegter elektrischer Spannung.
Ein Ergebnis ist^ daß die Empfindlichkeit für Schwingungen des Magnetkopfes zu einem großen Ausmaß, verbessert werden kann. Im weiteren wird dies anhand konkreter Dimensionierungswerte zur Figur 7 erläutert. Es sei angenommen, daß die Befestigungsbreite 1„ des Bimorph-Streifens 1 26 mm beträgt. Die Breite I3 am freien Ende desselben beträgt 4 mm. Die hervorspringende Länge 1. der piezokeramischen Elemente 21 bis 24 beträgt 7 mm. Die Gesamtlänge I5 der Elemente 21 bis 24 ist auf 16 mm bemessen. Für die Dicke des Materials der Elemente 4, 7 und 21 bis 24 ist ein Wert von 190 um gewählt. Eingeschlossen die Verlängerung und Verkürzung der Elemente 21 bis 24 kann die Ablenkung des Magnetkopfes 10 mit Sicherheit um ungefähr 200 um vergrößert werden. Der Magnetkopf 10 kann dementsprechend um mehr als ungefähr 720 um zusammen mit der Ablenkung der Bimorph-Streifen 1 ausgelenkt werden. Zulässige Ablenkung des' Magnetkopfes einer bekannten Anordnung mit Bimorph-Streifen beträgt ungefähr 460 um. Selbst wenn die ausladende Länge 1. des Bimorph-Streifens gleich der Gesamtlänge 1 (sieh e Fig. 2) einer bekannten Vorrichtung mit Bimorph-Streifen ist, läßt sich ausreichend große Ablenkung für den Magnetkopf 10 erreichen. Andererseits ist
die Resonanzfrequenz fQ des Bimorph-Streifens 1 durch die vorspringende Länge I1 des Bimorph-Streifens 1, durch die vorspringende Länge I4 der piezokeramischen Elemente 21 bis 24 und durch die Gesamtdicke ta (z.B. 1,55 mm) des Streifens 1 und ein Paar der Elemente 23 und 24 bestimmt (siehe Fig. 6) . Zum Beispiel ist die Dicke t,. des Anteils mit der Länge 1. zwei- oder dreimal so groß wie die Dicke des Bimorph-Streifens 1. In diesem Falle, nämlich wenn die Länge I4 ungefähr so klein wie 5 bis· 7 mm ist, ist die Vorrichtung 20 mit Bimorph-Streifen beträchtlich steif und die Resonanzfrequenz fQ ist dementsprechend, hoch.
Obgleich diese Ausführungsform die oben beschriebenen Vorteile hat, ist die Resonanzfrequenz f~ des Bimorph-Streifens 1 im wesentlichen durch die vorspringende Länge 1, des Bimorph-Streifens 1 bestimmt. Diese kann erhöht werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Ablenkung des Magnetkopfes. 10 weiter gesteigert werden kann und daß die Resonanzfrequenz f„ weiter angehoben werden kann in solcher Weise, daß die Befestigungsposition der piezokeramischen Elemente 21 bis 24 in passender Weise in Longitudinalrichtung des Bimorph-Streifens 1 verschoben wird. Da die Bimorph-Streifen 1 durch das Kopfhalteteil 25 miteinander verbunden sind, kann der Magnetkopf 10 parallel zur Oberfläche des Magnetbandes 11 bewegt werden. Auf diese Weise kann ein gewünschter Winkel der Berührung zwischen Magnetkopf 10 und Magnetband 11 erhalten werden.
Der bekannte Bimorph-Streifen 1 ist in der Position A direkt mit dem Teil 27 der rotierenden Trommel 9a fest verbunden. Wenn an den Bimorph-Streifen 1 zur Auslenkung desselben Spannung angelegt wird, tritt Spannungskonzentration nahe der Stelle Ά auf. Das piezokeramische Element bricht, wenn das. freie Ende des Bimorph-Streifens 1 stark ausgelenkt wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform jedoch verlängern sich und verkürzen sich die
piezokeramischen Elemente 21 bis 24 und entlasten bzw. verringern die Spannungskonzentration an der Stelle A.
Das Ergebnis ist, daß die mechanische Spannung an der Stelle A gering ist. Die Elemente 4, 7 und 21 bis 24 können damit gegen Risse,.Bruch und Beschädigung gesichert werden. In diesem Fall kann die Spannungskonzentration an der Stelle B betrachtet werden. Der Radius der Krümmung des Anteils der Länge 1, ist jedoch vier- bis fünfmal so groß wie derjenige der Krümmung des Anteils der Länge I1. Es besteht daher keine Gefahr, daß die Elemente 21 bis 24 brechen. Desweiteren besteht der Bimorph-Streifen 1 und die piezokeramischen Elemente 21 bis 24 aus demselben Material. Die freien Enden der Vorrichtung 20 des Bimorph-Streifens erfahren keine temperaturabhängige Auslenkung, da die thermischen"Ausdehnungskoeffizienten der Elemente 4,-7 und 21 bis 24 gleich groß sind. Solange kein elektrisches Feld angelegt ist, befindet sich der Magnetkopf 10 immer • in seiner vorgegebenen Position. Das bedeutet, daß die Schwingungscharakteristik der Vorrichtung 20 mit Magnetkopf unabhängig von Temperaturänderungen ist.
Desweiteren wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung anhand der Figur 10 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist das jeweilige eine Ende der Bimorph-Strei-" fen 1 von den Bimorph-Streifen 31 und 32 bzw. 33 und 34 eingefaßt und durch diese mit dem Befestigungs-Grund-Teil 27 der rotierenden Trommel 9a fest verbunden, nämlich wie ein einseitig eingespannter Stab (cantilever). Die
3Q Bimorph-Streifen 31 bis 34 können durch Zerteilen eines Bimorph-Streifens 1 hergestellt sein.
Wenn passende elektrische Felder an die Bimorph-Streifen 1 und 31 bis 34 angelegt werden, trägt die Auslenkung der Bimorph-Streifen 31 bis 34 zur Auslenkung des freien Endes de,s Bimorph-Streifens 1 und damit zur Auslenkung des
Magnetkopfes 10 bei. Die effektive Länge des Bimorph-Streifens 1, die zur Auslenkung des Magnetkopfes 10 beiträgt, kann dementsprechend um ein beträchtliches Maß vergrößert werden (z.B. auf ungefähr 720 μΐη) , ohne daß die Resonanzfrequenz f' des Bimorph verringert wird und/ · oder daß die Ansprechzeit des Bimorph-Streifens 1 und damit des Magnetkopfes 10 sich ändert. Das Ergebnis ist, daß· Wiedergabe mit Rückwärtslauf mit einer Bandgeschwindigkeit V = - V... bis - 3V1 möglich wird, ohne daß. (oben beschriebenes) Rauschen auftritt.
^ Fig. 11 zeigt eine dritte Ausführungsform, Bei dieser Äusführungsform ist der obere der Bimorphstreifen 1 zwischen dem piezokeramischen Element 21 und einem Bimorph-Streifen 35. eingefaßt. Der untere der Bimorph-Streifen 1 ist zwischen dem piezokeramischen Element 24 und dem Bimorph-Streifen 35 eingefaßt. Die obere Oberfläche des einen Endanteils des oberen Bimorph-Streifens 1 ist mittels Klebstoff mit dem piezokeramischen Element 21 verbunden. Dagegen ist die untere Oberfläche des einen Endanteils des unteren Bimorph-Streifens 1 mittels Klebstoff mit dem unteren piezokeramischen Element 24 verbunden. Der Bimorph-Streifen 35 ist mittels Klebstoff zwischen den Bimorph-Streifen 1 befestigt. Mit dem Befestigungs-Grund-Te.il 27 der rotierenden Trommel 9a sind die Bimorph-Streifen 1,1' somit durch die piezokeramischen Elemente 21 und 24 und den Bimorph-Streifen 35 fest verbunden. Wenn passende elektrische Felder an die Bimorph-Streifen 31 und 35 und an die piezokeramischen Elemente 21 und 24 angelegt
30
werden, tritt derselbe Effekt auf, wie er zu der ersten und der zweiten Aus führung s form beschrieben worden ist·. Wenn der magnetische Kopf nach unten ausgelenkt wird, verlängern sich und verkürzen sich das jeweilige der piezokeramischen Elemente 36 und 37 des Bimorph-Streifens 35. Die Elemente 4 und 7 des Bimorph-Streifens 1 verlängern und verkürzen sich jeweils. Das Ergebnis ist, daß
die Auslenkung der Vorrichtung 20 mit Bimorph-Streifen in der Weise verbessert ist, daß größere Auslenkung des Magnetkopfes 10 zu erreichen ist.
Die vorangehende Beschreibung wurde anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Für den Fachmann ergeben sich aus dieser Beschreibung jedoch weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung, ohne daß er den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen müßte. 10
15
P atent anwalt
20
30 35

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    1J- Vorrichtung für einen ablenkbaren Magnetkopf, mit
    einem ablenkbaren Teil, das mit seinem einen .Ende an einem Befestigungs-Grund-Teil angebracht ist und an dessen gegenüberliegendem anderen, freien Ende ein Wandler-Kopf zur
    Umwandlung von Signalen angebracht ist, gekennzeichnet
    dadurch, daß zu dem wenigstens einen vorhandenen ersten
    ablenkbaren Teil (1,1') ein Paar zweiter ablenkbarer Teile (21-24;31-34;21,36,37,24) vorgesehen ist, die an dem einen Ende des jeweiligen ersten ablenkbaren Teils (1,1') so angebracht sind, daß sich dieses jeweilige erste ablenkbare
    Teil (1,1') zwischen einem Paar der zweiten ablenkbaren
    Teile (21-24;31-34;21,36,37,24) befindet.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erste ablenkbare Teil ein Bimorph-Streifen (1,1 1V
    ist und das Paar zweiter ablenkbarer Teile je ein Einzelstreifen (21,22 bzw. 23,24) ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die zweiten ablenkbaren Teile (21-24;31-34;21,36,37,24) zu^-einander entgegengesetzte Polarität haben.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß 'die zweiten ablenkbaren Teile (21-24;31-34;21,36,37,24) zu-^einander entgegengesetzte Polarisation haben.
  5. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erste ablenkbare Teil und das Paar zweiter ablenkbarer Teile Bimorph-Streifen (1,1* und 31,32 bzw. 33, 34) sind.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß das erste ablenkbare Teil (1,1 *) mit einem ersten Steuersignal abzulenken ist und daß die zweiten ablenkbaren Teile (21-24;31-34;21,36,37,24) mit zweiten Steuersignalen abzulenken sind, wobei die Polaritäten der Steuersignale, die an das jeweilige Paar der zweiten ablenkbaren Teile (21-24;31-34;21,36,37,24) anzulegen sind, einander entgegengesetzt sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß das erste ablenkbare Teil (1,1') auf einander gegenüberliegenden Oberflächen erste und zweite Elektroden (2 und 6) hat, an die das erste Steuersignal anzulegen ist, und dadurch, daß das eine Teil (21,23) des Paares zweiter «ablenkbarer Teile (21-24) auf einander gegenüberliegenden Oberflächen desselben dritte und vierte Elektroden (2.1b und 2-1a; 23b und 23a) hat, an die das zweite Steuersignal mit der einen Polarität anzulegen ist. und daß das andere Teil (22;24) des Paares zweiter ablenkbarer Teile (21-24) auf einander gegenüberliegenden Ober-■ flächen desselben fünfte und sechste Elektroden (22a und 22b; 24a und 24b) hat, an die das zweite Steuersignal mit der entgegengesetzten Polarität anzulegen ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Elektrode (2) des Bimorph-Streifens '(1,1') eine Einheit mit der dritten Elektrode (21b;23b) des einen (21,23) der Einzelstreifen (21-24) bildet und daß die zweite Elektrode (6) des Bimorph-Streifens (1,1') eine Einheit mit der fünften Elektrode (22a,24a) des anderen (22,24) der Einzelstreifen (21-24) bildet und daß die erste Elektrode (2) des ersten ablenkbaren Teils (1,1') mit der sechsten Elektrode (22b,24b) und die zweite
    Elektrode (6) des ersten ablenkbaren Teils (1,1") mit der vierten Elektrode (21a,23a) der zweiten ablenkbaren Teile (21-24) verbunden sind, so daß das zweite anzulegende Steuersignal gleich dem ersten anzulegenden Steuersignal ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß als erstes ablenkbares Teil ein erster (1) und ein zweiter (V) Bimorph-Streifen vorgesehen sind, die im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und die beide mit dem ersten Steuersignal in dieselbe Richtung abzulenken sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß der erste und der zweite Bimorph-Streifen (1,I1) an ihren freien Enden mit einem Kopfhalteteil (25) miteinander verbunden sind, wobei dieses Kopfhalteteil (25) ein Paar elastischer Platten (25a,25b) hat, die sich vom jeweils freien Ende des betreffenden Bimorph-Streifens (1,1') weg erstrecken ( und ein steifes Blockteil(25c) hat, das fest mit den elastischen Platten (25a,25b) verbunden ist, wobei der Wandlerkopf (10) an diesem Blockteil (25c) befestigt ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß zum ersten und zum zweiten Bimorph-Streifen (1,1') jeweils zweite ablenkbare Teile (21-24;31-34;21,36.37,24) zugeordnet sind.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die zweiten ablenkbaren Teile ein erster und ein zweiter Einzelstreifen (21,22) sind, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des ersten Bimorph-Streifens (1.,V) angebracht sind, wobei der erste und der zweite Einzelstreifen (21,22) mit dem angelegten zweiten Steuersignal in zueinander entgegengesetzte Richtungen zu verzerren sind, und daß der dritte und der vierte Einzelstreifen (23/2-"* auf einander gegenüberliegenden Seiten
    des zweiten Bimorph-Streifens (V) angebracht sind, wobei der dritte und der vierte Einzelstreifen (23,24) abhängig vom angelegten zweiten Steuersignal in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu verzerren sind. (Fig. 6)
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die zweiten ablenkbaren Teile dritte und vierte Bimorph-Streifen (31,32), die auf einander gegenüberliegenden Seiten des ersten Bimorph-Streifens (1) angebracht sind, und fünfte und sechste Bimorph-Streifen (33,34) sind, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des zweiten Bimorph-Streifens (11) angebracht sind.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die zweiten ablenkbaren Teile ein dritter Bimorph-Streifen (35) und erste und zweite Einzelstreifen (21,24) sind, wobei der dritte Bimorph-Streifen (35) zwischen dem ersten und dem zweiten Bimorph-Streifen (1,1') angeordnet ist und in der gleichen Richtung wie der erste und der zweite Bimorph-Streifen (1,1') abzulenken ist und wobei der zweite und der dritte Einzelstreifen (21,24) am ersten bzw. zweiten Bimorph-Streifen (1,1') gegenüber dem dritten Bimorph-Streifen (35) angebracht sind und der erste und der zweite Einzelstreifen (21,24) mit dem zweiten Steuersignal in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu verzerren sind, (Fig. 11)
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