DE3134480C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich­ tung mit einem ablenkbaren Teil für das Auslenken eines Magnetkopfes wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben und wie sie aus der DE-OS 27 41 217 vorbekannt ist.

Die Erfindung befaßt sich allgemein gesehen mit Vorrich­ tungen mit rotierendem Magnetkopf oder Wandler. Spezieller ist sie auf eine Verbesserung einer Vorrichtung mit ro­ tierendem Magnetkopf gerichtet, wie sie für Systeme mit automatischer Spursteuerung verwendet werden, so z. B. für Video-(Band-)Recorder mit beispielsweise wendelförmiger bzw. Schrägspur-Bandaufzeichnung. Solche Geräte werden auch als HVTR's bezeichnet.

In wie oben erwähnten Video-Recordern werden die vorlie­ genden Videosignale aufeinander folgend auf ein Magnetband aufgezeichnet, und zwar mit Hilfe zweier rotierender Magnet­ köpfe. Die Aufzeichnung erfolgt in Spuren, die sich schräg zur Längsrichtung des Bandes erstrecken. Üblicherweise haben die zwei verwendeten rotierenden Magnetköpfe unter­ schiedliche Azimutwinkel, nämlich um hohe Aufzeichnungs­ dichte zu erreichen, bei der benachbarte Spuren auf dem Band aneinanderliegen oder sich bereits teilweise über­ lappen. In bezug darauf kann Übersprechen zwischen be­ nachbarten 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 Video­ signale läßt man das Band mit einer Geschwindigkeit lau­ fen, die geringer ist als diejenige, die zur Aufzeichnung, d. h. zur normalen Aufzeichnung, verwendet wurde. Während der Wiedergabe tasten die rotierenden Magnetköpfe dement­ sprechend die betreffenden Aufzeichnungsspuren mehrfach ab. Das wiedergegebene Bild enthält dabei langsamere Bewe­ gungen, als sie bei normaler Wiedergabe erscheinen würden. 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 Stand­ bild-Wiedergabe rotieren die Magnetköpfe mit derselben Ge­ schwindigkeit, wie dies bei normaler Wiedergabe der Fall ist. Das Band läuft jedoch mit einer langsameren Geschwin­ digkeit 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 rotie­ renden Kopf auf dem Band bei Wiedergabe mit langsamer Be­ wegung und bei Standbild-Wiedergabe abgetastet wird, sich vom Neigungswinkel derjenigen Spur unterscheidet, die auf­ gezeichnet worden ist (oder bei normaler Abtastung abge­ tastet wird). Dieser Unterschied in der Neigung gibt An­ laß zu Spurabweichung.

Kürzlich sind für Videorecorder mit Schrägspuraufzeichnung Abtastsysteme mit automatischer Spureinstellung des Magnet­ kopfes verwendet worden. Ein solches System zur Spurein­ haltung hat eine Vorrichtung für oder mit einem ablenk­ baren Magnetkopf. In dieser Vorrichtung befindet sich der Magnetkopf zur Wiedergabe der aufgezeichneten Videosignale.

Die Vorrichtung läßt sich derart steuern, daß der Magnet­ kopf 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 wiederzugeben­ den Videosignale enthalten sind. Eine solche Vorrichtung für einen ablenkbaren Magnetkopf erlaubt es, den erforder­ lichen Abtastwinkel einzuhalten, und zwar (auch) bei soge­ nannten speziellen Wiedergabearten, wie Standbild-Wieder­ gabe, langsame bzw. Zeitlupen-Wiedergabe, rasche Wieder­ gabe und sogar Wiedergabe mit Rückwärtslauf. Wenn man das Band mit mehr als der doppelten normalen Wiedergabegeschwin­ digkeit oder rückwärts laufen läßt, ist jedoch der erfor­ derliche 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 frequenz desselben einhergeht und dies zu einer Verringe­ rung der Ansprechgeschwindigkeit desselben führt. Die Fol­ ge ist, daß dies zu Störung der Fähigkeit der Spursteuerung führt.

Die wirksame bzw. effektive Länge des Bimorph-Streifens ist dementsprechend mit Rücksicht auf seine Resonanz­ frequenz stark begrenzt. Wenn der Bimorph-Streifen mit großer Amplitude abgelenkt wurde, traten auch Sprünge im piezokeramischen Material desselben auf oder letztere sind zerbrochen.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für eine eingangs angesprochene Vorrichtung mit einem ablenkbaren Magnetkopf für die Befestigung des ablenkbaren Teils am Grundteil eine Maßnahme anzugeben, mit der sich Sprünge und Brechen ausschließen läßt und zwar dies in Verbindung mit dabei zu erreichenden großen Ablenkwinkeln.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Eine wie erfindungsgemäße Vorrichtung für einen ablenk­ baren Magnetkopf oder Wandler umfaßt eine Anzahl von Einzelheiten. Wenigstens ein erstes als elektromechani­ scher Wandler ausgebildetes ablenkbares Teil ist an seinem einen Ende an einem Halte- bzw. Grundteil be­ festigt. Mit dem entgegengesetzten freien Ende dieses ersten ablenkbaren Teils ist ein Magnetkopf oder Wandler verbunden, in dem die Signale umgewandelt werden. Es ist wenigstens ein Paar zweite wiederum als elektro­ mechanischer Wandler ausgebildete ablenkbare Teile an dem besagten einen Ende des jeweiligen ersten ablenk­ baren Teils derart hinzugefügt, daß das erste ablenkbare bzw. jeweils ein erstes ablenkbares Teil sich zwischen einem Paar der zweiten ablenkbaren Teile befindet.

Aus der DE-OS 22 11 751 ist es bekannt, zweite inaktive, d. h. lediglich von den ersten aktiven Biegelamellen mit auslenkbaren Stützlamellen an der Einspannstelle der Biegelamellen neben diesen und zusammen mit ihnen einzuspannen. Es wird damit nur das Biegeprofil der Biegelamellen an der Einspannstelle beeinflußt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und deren Vorteile werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigt

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,

Fig. 4 eine Ansicht einer Anordnung nach Fig. 3;

Fig. 5 eine Aufsicht auf ein Magnetband mit aufgezeich­ neten Schrägspuren;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Bimorph- Streifen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung nach Fig. 6;

Fig. 8 und 9 Seitenansichten eines Anteils der Vorrichtung mit Bimorph-Streifen nach Fig. 6, und zwar zur Erläuterung der Betriebsweise;

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Bimorph- Streifen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 11 eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Bimorph- Streifen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Der Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen sei eine anhand der Fig. 1 bis 5 gegebene Erläuterung bekannter Vorrichtungen mit ablenkbarem Magnetkopf voran­ gestellt, 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 piezo­ keramische Elemente 4 und 7 umfaßt Die beiden Ober­ flächenseiten der piezokeramischen Elemente 4 und 7 sind 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 Polari­ sationsrichtungen 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 be­ steht z. B. aus Phosphorbronze, einer Titanlegierung oder Carbonfiber- oder Carbonfaser-Material.

Wenn an dem Bimorph-Streifen 1 in der in Fig. 2 gezeigten Weise elektrische Spannung angelegt wird, liegt ein elek­ trisches Feld vor, das in dem einen piezokeramischen Ele­ ment 4 in Richtung von der Elektrode 2 zur Elektrode 3 anliegt. Diese Richtung ist entgegengesetzt der Polarisa­ tionsrichtung, so daß das eine piezokeramische Element 4 aufgrund seines piezoelektrischen Effektes eine Verlänge­ rung erfährt. Dies ist durch die Pfeile in Fig. 2 angedeu­ tet. 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 Fig. 2 bis 4 gezeigt, ist das eine Ende des Bimorph-Streifens 1 mit einem vorgegebenen Teil einer rotierenden Trommel 9 a verbunden, die zu der Anordnung 9 mit den rotierenden Köpfen gehört, und zwar als Befesti­ gung 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 An­ ordnung 9 entlang der äußeren Umfangsfläche derselben be­ wegt werden. Das Bezugszeichen 9 b 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 Span­ nungen.

Ein Magnetband 11 wird wendelförmig um einen Anteil der Oberfläche der Anordnung 9 gelegt, der ungefähr 340° be­ trägt. Dies erfolgt mit Hilfe eines Paares Bandführungen 12, 13, wie Fig. 3 zeigt. Das Band wird mit einer Geschwin­ digkeit V₁ von einer nicht dargestellten Antriebsvorrich­ tung angetrieben. Der Magnetkopf 10 ist andererseits an der rotierenden Trommel 9 a 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 9 a befindet, wie dies Fig. 4 zeigt. Auf diese Weise hat der Kopf 10 Berührungskontakt mit dem Magnetband 11 wäh­ rend dies mit der Geschwindigkeit V₂ über den Umfang hin­ wegläuft. Mit einer solchen Anordnung werden parallele Aufzeichnungsspuren T₁ auf dem Magnetband 11 aufgezeichnet, die zur Längsrichtung des Bandes geneigt sind, wie dies Fig. 5 zeigt. Bei der normalen Wiedergabe, bei der das Magnetband 11 mit derselben Geschwindigkeit läuft wie sie für die Aufzeichnung verwendet worden ist, tastet der Magnetkopf 10 genau die Spuren T₁ ab. Der Magnetkopf 10 weicht (dann) von der Aufzeichnungsspur T₁ nicht ab.

Wenn jedoch bei spezieller Wiedergabe, bei der das Magnet­ band 11 mit zur Geschwindigkeit V₁ vergleichsweise langsame­ rer Geschwindigkeit läuft, z. B. bei Wiedergabe mit langsa­ mer Bewegung (V = V₁/2, V₁/3 . . .) oder bei Standbild-Wie­ dergabe (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 überein­ stimmt. 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 T₁ 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 V₁ läuft, der Bimorph-Streifen 1 derart gebogen, daß er den Spurfehler korrigiert. Bei Wiedergabe mit rascher Bewegung mit V = 3V₁ ist z. B. der Neigungs­ winkel der Abtastspur T₃ 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 zusam­ menfällt.

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 T₄ 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. Für 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.

Im weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung im Zu­ sammenhang mit den Fig. 6 bis 11 beschrieben. Einzel­ heiten der Fig. 6 bis 11, die mit denjenigen der Fig. 1 und 2 übereinstimmen, haben dieselben Bezugszeichen und deren Beschreibung ist entbehrlich.

Die Fig. 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 21, 22 und 23, 24. Dieses sind elektromechanische Wandler­ elemente ähnlich den Bimorph-Streifen 1. Diese Streifen sind über diese Elemente mit einem Befestigungs-Grund- Teil 27 der rotierenden Trommel 9 a der Anordnung 9 ver­ bunden. Beide Oberflächen der piezokeramischen Elemente 21 bis 24 haben eine Beschichtung mit Elektroden 21 a und 21 b, 22 a und 22 b, 23 a und 23 b und 24 a und 24 b. Diese sind z. B. nach dem Siebdruckverfahren hergestellt. Die Elek­ troden 2 und 6 der piezokeramischen Elemente 4 und 7 des Bimorph-Streifens 1 sind mit den Elektroden 21 b, 23 b und 22 a und 24 a der piezokeramischen Elemente 21 bis 24 jeweils mit Klebstoff verbunden. Die piezokeramischen Elemente 21 bis 24 sind mit dem Befestigungs-Grund-Teil 27 der rotie­ renden 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 27 a des Befestigungs-Grund-Teils 27 der rotierenden Trommel 9 a 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 Polari­ sationsrichtungen der piezokeramischen Elemente 21 und 23 sind von den Elektroden 21 a und 23 a zu den Elektroden 21 b und 23 b jeweils gerichtet. Sie haben somit dieselbe Polari­ sationsrichtung wie das piezokeramische Element 7. Die Polarisationsrichtungen der piezokeramischen Elemente 22 und 24 sind von den Elektroden 22 b und 24 b zu den Elektro­ den 22 a und 24 a 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 22 b und 24 b der piezokeramischen Elemente 22 und 24 verbunden. Die Elektroden 6 der Bimorph-Streifen 1 sind über die Ver­ bindungsdrähte 29 mit den Elektroden 21 a und 23 a der piezokeramischen Elemente 21 und 23 verbunden, nämlich wie dies in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist.

Die Elektroden 6 und 21 a 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 25 a und 25 b 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 25 c des Teils 25 durch Klebstoff verbunden. Der Kopf 10 ragt um ein geringes Maß aus dem Schlitz der rotierenden Trommel 9 a hervor, was jedoch nicht dargestellt ist.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung mit ablenkbarem Wandlerkopf anhand der Fig. 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 1 vor, und dieses Element 4 wird länger 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 21 b zu den Elektroden 21 a, 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 Ver­ längerung wie durch die Pfeile in Fig. 8 gezeigt. Ein anderes elektrisches Feld herrscht in Richtung von den Elektroden 22 b zu den Elektroden 22 a, d. h. gleichgerich­ tet 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 piezo­ keramischen Elemente 21 und 22 ausgelenkt bzw. gebogen werden, nämlich mit einem Biegewinkel 8, der auf der Ver­ längerung des Elementes 21 und der Verkürzung des Elementes 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 Befestigungs-Grund-Teil 27 der rotierenden Trommel 9 a 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 11 (siehe Fig. 6) des Bimorph-Streifens 1 von den piezokeramischen Elementen 21 und 22 ab gemessen, und dem Verstärkungs­ effekt aufgrund des Winkels 8 am Punkt A, der durch Ver­ längerung bzw. Verkürzung der piezokeramischen Elemente 21 bzw. 22 hervorgerufen ist, ist.

Entsprechend der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung ist die effektive Länge des Bimorph-Streifens 1, die zum Ablenkungswinkel beiträgt, = l₁ + l₄. 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 bei­ trägt, um das Maß der Länge l₄, 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 elek­ trischer Spannung.

Ein Ergebnis ist, daß die Empfindlichkeit für Schwingun­ gen des Magnetkopfes zu einem großen Ausmaß verbessert werden kann. Im weiteren wird dies anhand konkreter Di­ mensionierungswerte zur Fig. 7 erläutert. Es sei ange­ nommen, daß die Befestigungsbreite l₂ des Bimorph-Streifens 1 26 mm beträgt. Die Breite l₃ am freien Ende desselben be­ trägt 4 mm. Die hervorspringende Länge l₄ der piezokerami­ schen Elemente 21 bis 24 beträgt 7 mm. Die Gesamtlänge l₅ 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 µm gewählt. Eingeschlossen die Verlänge­ rung und Verkürzüng der Elemente 21 bis 24 kann die Ablen­ kung des Magnetkopfes 10 mit Sicherheit um ungefähr 200 µm vergrößert werden. Der Magnetkopf 10 kann dementsprechend um mehr als ungefähr 720 µm zusammen mit der Ablenkung der Bimorph-Streifen 1 ausgelenkt werden. Zulässige Ablenkung des Magnetkopfes einer bekannten Anordnung mit Bimorph- Streifen beträgt ungefähr 460 µm. Selbst wenn die ausla­ dende Länge l₁ des Bimorph-Streifens gleich der Gesamt­ länge l (siehe Fig. 2) einer bekannten Vorrichtung mit Bimorph-Streifen ist, läßt sich ausreichend große Ablen­ kung für den Magnetkopf 10 erreichen. Andererseits ist die Resonanzfrequenz f₀ des Bimorph-Streifens 1 durch die vorspringende Länge l₁ des Bimorph-Streifens 1, durch die vorspringende Länge l₄ der piezokeramischen Elemente 21 bis 24 und durch die Gesamtdicke t _A (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 _A des Anteils mit der Länge l₄ zwei- oder dreimal so groß wie die Dicke des Bimorph-.Streifens 1. In diesem Falle, nämlich wenn die Länge l₄ ungefähr so klein wie 5 bis 7 mm ist, ist die Vorrichtung 20 mit Bimorph-Streifen beträchtlich steif, und die Resonanzfrequenz f₀ ist dementsprechend hoch.

Obgleich diese Ausführungsform die oben beschriebenen Vorteile hat, ist die Resonanzfrequenz f₀ des Bimorph- Streifens 1 im wesentlichen durch die vorspringende Länge l₁ 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 f₀ weiter angehoben werden kann in solcher Weise, daß die Befestigungsposition der piezo­ keramischen 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 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 9 a fest verbunden. Wenn an den Bimorph-Streifen 1 zur Auslenkung desselben Spannung angelegt wird, tritt Spannungskonzen­ tration nahe der Stelle A auf. Das piezokeramische Element bricht, wenn das freie Ende des Bimorph-Streifens 1 stark ausgelenkt wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungs­ form 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 l₄ ist jedoch vier- bis fünfmal so groß wie der­ jenige der Krümmung des Anteils der Länge l₁. Es besteht daher keine Gefahr, daß die Elemente 21 bis 24 brechen. Desweiteren besteht der Bimorph-Streifen 1 und die piezo­ keramischen 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 Magnet­ kopf unabhängig von Temperaturänderungen ist.

Desweiteren wird eine zweite Ausführungsform der Erfin­ dung anhand der Fig. 10 beschrieben. Bei dieser Ausfüh­ rungsform 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 9 a fest verbunden, nämlich wie ein einseitig eingespannter Stab (cantilever). Die 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 des Bimorph-Streifens 1 und damit zur Aulenkung 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 µm), ohne daß die Resonanzfrequenz f₀ 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 = -V₁ bis -3V₁ möglich wird, ohne daß (oben beschrie­ benes) Rauschen auftritt.

Fig. 11 zeigt eine dritte Ausführungsform. Bei dieser Aus­ führungsform ist der obere der Bimorph-Streifen 1 zwischen dem piezokeramischen Element 21 und einem Bimorph-Streifen 35 eingefaßt. Der untere der Bimorph-Streifen 1 ist zwi­ schen dem piezokeramischen Element 24 und dem Bimorph- Streifen 35 eingefaßt. Die obere Oberfläche des einen End­ anteils des oberen Bimorph-Streifens 1 ist mittels Kleb­ stoff mit dem piezokeramischen Element 21 verbunden. Da­ gegen 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-Teil 27 der rotierenden Trommel 9 a 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 werden, tritt derselbe Effekt auf, wie er zu der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben worden ist. Wenn der magnetische Kopf nach unten ausgelenkt wird, verlängern sich und verkürzen sich das jeweilige der Elemente 36 und 37 des Bimorph-Streifens 35. Die Elemente 4 und 7 des Bimorph-Streifens 1 verlän­ gern 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.

Claims (14)

1. Vorrichtung für einen ablenkbaren Magnetkopf, mit einem als elektromechanischer Wandler ausgebildeten 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 wenigstens einem solchen vorhandenen ersten ablenkbaren Teil (1, 1′) ein Paar zweite als elektromecha­ nische Wandler ausgebildete ablenkbare Teile (21-24; 31-34; 21, 36, 37, 24) vorgesehen sind, 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. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erste ablenkbare Teil ein Bimorph-Streifen (1, 1′) ist und das Paar zweiter ablenkbarer Teile je ein Einzel­ streifen (21, 22 bzw. 23, 24) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die zweiten ablenkbaren Teile (21-24; 31-34; 21, 36, 37, 24) zueinander entgegengesetzte Polarität haben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die zweiten ablenkbaren Teile (21-24; 31-34; 21, 36, 37, 24) zueinander entgegengesetzte Polarisation haben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erste ablenkbare Teil und das Paar zweiter ablenk­ barer Teile Bimorph-Streifen (1, 1′ und 31, 32 bzw. 33, 34) sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ge­ kennzeichnet 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 Polari­ täten der Steuersignale, die an das jeweilige Paar der zweiten ablenkbaren Teile (21-24; 31-34; 21, 36, 37, 24) anzule­ gen sind, einander entgegengesetzt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet da­ durch, daß das erste ablenkbare Teil (1, 1′) auf einan­ der gegenüberliegenden Oberflächen erste und zweite Elek­ troden (2 und 6) hat, an die das erste Steuersignal anzu­ legen ist, und dadurch, daß das eine Teil (21, 23) des Paares zweiter ablenkbarer Teile (21-24) auf einander ge­ genüberliegenden Oberflächen desselben dritte und vierte Elektroden (21 b und 21 a; 23 b und 23 a) hat, an die das zweite Steuersignal mit der einen Polarität anzulegen ist, und daß das andere Teil (22; 24) des Paares zweiter ablenk­ barer Teile (21-24) auf einander gegenüberliegenden Ober­ flächen desselben fünfte und sechste Elektroden (22 a und 22 b; 24 a und 24 b) hat, an die das zweite Steuersignal mit der entgegengesetzten Polarität anzulegen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet da­ durch, daß die erste Elektrode (2) des Bimorph-Streifens (1, 1′) eine Einheit mit der dritten Elektrode (21 b; 23 b) 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 (22 a, 24 a) 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 (22 b, 24 b) und die zweite Elektrode (6) des ersten ablenkbaren Teils (1, 1′) mit der vierten Elektrode (21 a, 23 a) der zweiten ablenkbaren Teile (21-24) verbunden sind, so daß das zweite anzulegende Steuersignal gleich dem ersten anzulegenden Steuersignal ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ge­ kennzeichnet dadurch, daß als erstes ablenkbares Teil ein erster (1) und ein zweiter (1′) Bimorph-Streifen vorge­ sehen sind, die im wesentlichen parallel zueinander aus­ gerichtet sind und die beide mit dem ersten Steuersignal in dieselbe Richtung abzulenken sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß der erste und der zweite Bimorph-Streifen (1, 1′) an ihren freien Enden mit einem Kopfhalteteil (25) miteinan­ der verbunden sind, wobei dieses Kopfhalteteil (25) ein Paar elastischer Platten (25 a, 25 b) hat, die sich vom jeweils freien Ende des betreffenden Bimorph-Streifens (1, 1′) weg erstrecken, und ein steifes Blockteil (25 c) hat, das fest mit den elastischen Platten (25 a, 25 b) verbunden ist, wobei der Wandlerkopf (10) an diesem Blockteil (25 c) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ge­ kennzeichnet 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. 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, 1′) angebracht sind, wobei der erste und der zweite Einzelstreifen (21, 22) mit dem angelegten zweiten Steuer­ signal in zueinander entgegengesetzte Richtungen zu ver­ zerren sind, und daß der dritte und der vierte Einzel­ streifen (23, 24) auf einander gegenüberliegenden Seiten des zweiten Bimorph-Streifens (1′) angebracht sind, wobei der dritte und der vierte Einzelstreifen (23, 24) abhängig vom angelegten zweiten Steuersignal in zueinander entgegen­ gesetzten Richtungen zu verzerren sind (Fig. 6).

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet da­ durch, daß die zweiten ablenkbaren Teile dritte und vierte Bimorph-Streifen (31,32), die auf einander gegenüberlie­ genden 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 (1′) angebracht sind.

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 Steuer­ signal in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu verzerren sind (Fig. 11).