JP2528966B2 - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気記録再生装置に使用する磁気ヘッド移動
装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

電磁コイルを平行な２枚の板バネで支持し、磁気ギャ
ップ内に配置し、コイルに通電することにより発生する
電磁力でコイルを駆動し、これと一体となって動くよう
に配置された磁気ヘッドを移動させる装置として、特開
昭63−173217号公報に記載されている如き装置が考案さ
れた。この装置は磁気記録再生装置の精密なトラッキン
グ用、又は可変速再生用に使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしこのような装置においては、温度変化、磁気特
性の非線形性、ヒステリシス等により、入力電気信号に
対するヘッド変位の特性が変化して、非常に精密な位置
制御を実施しょうとした場合にはうまく動作しない。又
コイルの質量と板バネのスチフネスに制約があり、これ
により決定される共振周波数があまり高くないため、変
位の周波数特性が良くないという問題点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はヘッド位置（コイル位置）を検出するセンサ
ーを磁気ヘッド移動装置内に備え、ヘッド位置信号をフ
ィードバックして、コイル駆動信号に加えることによ
り、ヘッド位置を高精度に定めかつ周波数特性を向上す
ることを目的とする。

〔作用〕

このため本発明に於ては、磁気ヘッド移動装置内にホ
ール素子を設け、駆動コイルにはコイル駆動信号に重畳
して、駆動コイルの電磁力によってわずかしか振動しな
いような一定周波数の高周波信号を印加し、コイル位置
の変化に応じて、ホール素子に検出される上記周波数の
磁束密度の変化を利用して、コイル位置すなわちヘッド
位置を検出する。

〔実施例〕

第１〜４図に基づき本発明の一実施例を説明する。第
１図は本発明の回転磁気ヘッド移動装置100の断面図を
示す。本装置は中心軸に対して、ほぼ回転対称な形状を
しており、第１図は中心軸を含んで互いに90゜をなす面
で切った断面図である。第１図の左半分は磁気ヘッド１
を含む面の断面図、右半分は本回転磁気ヘッド移動装置
の回転シリンダへの取付部60を含む面の断面図である。
第１図で５は高透磁率部材（鉄あるいはパーマロイ等）
で作られたトップヨーク、６は円柱形状の永久磁石でト
ップヨーク５にはめ合わされ、これと同軸に保持され
る。９は高透磁率部材で作られ、略円筒形状をしたアウ
ターヨークでトップヨーク５にはめ合わされて、これと
同軸に保持されている。さらにアウターヨーク９にはや
はりこれと同軸にベースヨーク10がはめ合わされてい
る。ベースヨーク10には、永久磁石８が同軸にはめ合わ
されている。装置中央のアウターヨーク９と対向する位
置には、センターヨーク７がやはり同軸に保持されてい
る。すべてのヨーク材は高透磁率部材で構成され、これ
らのヨーク5,9,10,7と永久磁石6,8とで磁気回路が構成
され、センターヨーク７とアウターヨーク９の対向する
円筒状のすきま部分に磁気ギャップ部が構成され、この
部分に径方向の一様な磁界が作られる。この部分にコイ
ル４が配置される。コイル４は円筒状のボビン61に巻か
れており、ボビン61は平行な２枚の板ばね2,3によりヨ
ークに対して支持されている。11,12は取付けリング
で、板ばね2,3とボビン61とを結合させるためにあり、
これらは互いに接着される。これらの板ばねは図示して
いないが、いわゆるジンバル状の形状をしており、その
内周はそれぞれ取付リング11,12及びボビン61に接着さ
れ、その外周はそれぞれトップヨーク５とアウターヨー
ク9,ベースヨーク10とアウターヨーク９に挾まれて固定
されている。板ばね２の内周部からヘッド支持部が板ば
ねと一体となって形成され、アウターヨーク９とベース
ヨーク10に形成された小孔63を通って装置外周部に突出
している。この板ばねヘッド支持部に回転磁気ヘッド１
が接着されている。

コイル４に電流を給電すると中心軸方向に電磁力が作
用し、２枚の平行板ばねに支持されたコイル、ボビンア
センブリーはこの力により中心軸方向に変位する。従っ
てボビンと一体となって動くよう支持された板ばねヘッ
ド支持部も中心軸方向に移動し、先端のヘッド１も同じ
く中心軸方向に移動する。このようにしてコイル４への
印加電流に応じて、磁気ヘッド１の中心軸方向位置が変
化する。

13は本発明の要点であるホール素子であり、図に示す
ようにトップヨーク５のリング状の溝部分に固定されて
いる。この部分の斜視図を第２図に示す。第２図はトッ
プヨーク５にホール素子13を取付けた状態を示す図であ
る。ホール素子13はトップヨーク５の溝部に図のように
配置され固定されており、ホール素子のリード線はフレ
キ配線板14の配線パターン66に接続されている。フレキ
配線板14はトップヨークに設けられた切欠き64,65から
外部へ引き出される。

第３図は本発明の磁気ヘッド移動装置を回転磁気ヘッ
ド装置（シリンダ）に取付けた状態の断面図を示す断面
図である。図示する如く磁気ヘッド移動装置100,100′
は回転シリンダ16の外周部に回転軸を中心に180゜対向
位置に取付けられている。（２ヘッドヘリカルスキャン
方式の場合）図示する如く、磁気ヘッド1,1′は回転シ
リンダ16の外周部に突出しており、図示しない磁気テー
プと接触、走査する。磁気ヘッド移動装置100,100′は
図示していないが第１図に示す取付部60に於て回転シリ
ンダ16にねじ止めされている。回転シリンダ16はディス
ク18に固定され、ディスク18は圧入等の手段でシャフト
19に固定されている。シャフト19はボールベアリング2
5,26により下シリンダ17に対して回転支持されている。
下シリンダには図示していないがテープ案内リードが形
成されている。又シャフト下部に固定された止め具24に
ヨーク22が取付けられ、ヨーク22には円環状のモータの
ロータマグネット21が接着されている。下シリンダ17に
はモータのステータ23が取付けられており、ロータマグ
ネット21とでシャフト19直結の直結モータを構成してい
る。又下シリンダ17には同軸ロータリトランス20のステ
ータが、ディスク18には同じくロータが接着されてお
り、このロータリトランス20でヘッド1,1′への信号の
受授を行なう。

ディスク18の上部には６チャンネルのスリップリング
27が同軸に取付けられており、これにブラシ33が接触し
て、磁気ヘッド移動装置への信号受授を行なう。磁気ヘ
ッド移動装置100,100′のコイル4,4′のリード線は図示
する如く直接あるいは、中継基板を介してスリップリン
グ27の端子に接続される。いっぽうホール素子13,13′
からのホール電圧はアンプ15,15′で増幅されたのち、
スリップリング27に接続される。

好適な実施例に於ては図に示す如くアンプ15,15′は
磁気ヘッド移動装置100,100′と一体となっている。こ
れは例えばアンプを搭載した基板を図に示す如く磁気ヘ
ッド移動装置の外側に貼り付けても良い。又スペースが
あれば磁気ヘッド移動装置の内部に設置しても良い。こ
れはホール電圧レベルが小さいため、アンプを出来るだ
けホール素子の近くにおくことがS/N上有利であるため
である。ホール素子により検出された磁気ヘッド1,1′
の位置情報はアンプ15,15′で増幅された後スリップリ
ング27,ブラシ33を介して、固定部の外部回路に導か
れ、信号処理されて、コイル４の駆動信号となり、ブラ
シ33,スリップリング27を介して、コイル4,4′に印加さ
れる。

第４図は本発明に伴なう回路のブロック図を示す。第
４図に於てスリップリング27,ブラシ33の接点部分の右
半分が回転シリンダ側、左半分が固定側である。

29はホール素子13,13′の制御電圧電源入力端子であ
りこの電圧はブラシ33、スリップリング27を介してホー
ル素子13,13′の制御電圧入力イに加えられる。他方の
制御入力端子ロは接地される。この制御電圧電源は又ア
ンプ15,15′の電源も兼ねている。ホール素子13,13′か
ら検出されたホール電圧はそれぞれアンプ15,15′に供
給される。ホール素子13,13′から検出される信号は一
定レベル一定周波数の信号であって、この信号は発振器
48より出力され、駆動アンプ47,47′でアンプされた後
ブラシ33,スリップリング27を介してコイル4,4′を駆動
する。この駆動信号周波数としては、この信号による磁
気ヘッド1,1′の振動レベルがヘッドからの再生信号レ
ベルに影響を与えないような高い周波数の信号が選択さ
れる。図１に示すコイル４と板ばね2,3の系は基本的に
はばねのスチフネスとコイル等の質量で構成される共振
系であり、上記周波数をこの系の最低共振周波数より充
分高い周波数とすれば、磁気ヘッド１はほとんど振動し
ない。よりいっそう好適な実施例としてはこの周波数を
全系の反共振周波数の近傍の周波数に選定すれば良い。
そうすればこの周波数の電圧印加による振動をよりいっ
そう小さくすることができる。しかしコイル４に印加さ
れた一定周波数の電流により、交流磁界が発生し、この
交流磁界がホール素子13により検知され、ホール電圧に
変換される。第１図から判明する如くこのホール素子13
に検知される交流磁界の大きさはコイル４の中心軸方向
位置により異なる。即ちコイル４即ちヘッド１が第１図
に於て上方にあればコイル４はホール素子13に近く、し
たがって検知される交流磁界は大きい。逆にコイル4,即
ちヘッド１が第１図の下方にあればコイル４はホール素
子13がら遠く、従って検出される交流磁界は小さい。即
ち検出される交流磁界の大きさ、すなわち検出されたホ
ール電圧のレベルがヘッド１の中心軸方向位置に対応す
る。アンプ15,15′で増幅されたホール電圧はスリップ
リング27,ブラシ33を介して、固定部に伝えられる。こ
れらの信号はそれぞれバントパスフィルター40,40′に
より、コイルに印加された一定周波数信号と同一周波数
成分のみ選択される。バンドパスフィルター40,40′の
出力は、包絡線検波回路41,41′に入力され、そのレベ
ルが検出される。包絡線検波回路41,41′の出力は原点
補正回路42,42′に入力される。この回路ではコイルに
駆動電流を印加しない状態に於て出力が０になるようレ
ベルシフトされる。原点補正回路42,42′の出力は直線
性補正回路29,29′に入力されて、コイル４の中心軸方
向位置と、検出信号レベル間の非直線性が補正される。
直線性補正回路29,29′の出力はゲイン調整回路28,28′
に入力される。この回路はフィードバック系のゲインを
調整して全系の特性を整える。ゲイン調整回路28,28′
の出力はそれぞれ減算回路43,43′に印加され、コイル
駆動信号から減算される。減算回路43,43′の出力はそ
れぞれゲイン調整回路44,44′に入力され、コイル駆動
信号と、ヘッド移動量の関係が調整される。ゲイン調整
回路44,44′の出力はそれぞれ、特性補償回路45,45′で
周波数特性が補償された後、加算器46,46′で発振器48
からの一定周波数信号が加算され、駆動アンプ47,47′
に入力される。前述の如く、この駆動アンプ出力信号で
コイル4,4′が駆動される。

先に述べた如くヘッド位置検出用に使用される信号の
周波数は系の共振周波数より充分高い信号であり、コイ
ル駆動信号は系の共振周波数より充分低い信号であるか
ら、ホール素子によりヘッド位置を検出してフィードバ
ックする系は充分な周波数特性を有している。従ってこ
のフィードバック系を加えることにより駆動信号対ヘッ
ド変位の追随精度を改善出来るばかりでなく、その周波
数特性を改善してより高い周波数迄の変位応答を可能に
出来る。

第5,6図にもとずき本発明の他の実施例を説明する。
前述の実施例に於てはヘッドを駆動するための駆動用の
コイル４に位置検出用の一定周波数信号を印加した。し
たがってコイル駆動信号に一定周波数信号を重畳した。
このようにする事は装置が単純となり、コスト的に有利
である。しかしながら重畳する欠点として、駆動アンプ
等に印加出来る最大電圧等の制限から、印加する一定周
波数信号のレベルが制限される。第５図に示す実施例に
於ては、駆動コイルには駆動信号のみ印加し、補助コイ
ルは別に設ける構造である。

第５図はヘッド１と中心軸を含む断面で切った断面図
である。第５図に於て50は駆動用コイルであり、コイル
駆動信号が印加され、この信号に応じてヘッドが変位す
る。この駆動用コイル50の上下に、補助コイル51,52が
配置されている。これらのコイルはすべてボビン61に巻
かれており、補助コイル51と52はそのボビンへの巻き方
向が互いに逆方向になっている。トップヨーク５には第
１図の実施例と同じくホール素子13が配置され、フレキ
配線板14が結線されている。本実施例に於ては、更にベ
ースヨーク部分にもホール素子53が配置され、フレキ配
線板54が結線されている。これらのホール素子、フレキ
配線板の取り付けは第２図に示す例と同様に行えるの
で、ここでは詳述しない。

ホール素子を上下に２個配置した目的は、ヘッド位置
と検出信号レベルの関係の直線性を改善することにあ
る。補助コイル51,52には一定周波数、一定レベルの信
号が印加される。第５図に於て、コイル50に電流を印加
して、コイル、ボビン全体、従ってヘッド１も上方向に
変位したとすれば、ホール素子13で検出されるこの周波
数の交流磁界のレベルは増加し、ホール素子53で検出さ
れる交流磁界のレベルは減少する。逆にコイル、ボビン
全体が下方に移動する時はホール素子13で検出される交
流磁界のレベルは減少し、ホール素子53で検出される交
流磁界のレベルは増加する。従ってホール素子13で検出
されるホール電圧レベルから、ホール素子53で検出され
るホール電圧レベルを差し引くことにより、コイル、ボ
ビン装置、従ってヘッド位置とホール電圧との関係の直
線性を改善することができる。

又補助コイル51と52の巻き線方向を逆にする事によ
り、補助コイル51と52に働く電磁力が互いに逆方向とな
り、キャンセルされる。従って、この場合には、系の共
振周波数に無関係に、位置検出用信号の周波数を選ぶこ
とができる。もちろん、高周波数迄位置検出特性が要求
される場合は、この位置検出用信号の周波数は高くしな
ければならない。

第６図に本実施例に伴う回路のブロック図を示す。48
は発振器であり、全系の周波数特性仕様を満足する一定
レベル単一周波数の信号が出力される。この信号は駆動
アンプ59に入力され、駆動アンプ59の出力はブラシ33,
スリップリング27を介して、補助コイル51,52,51′,5
2′に印加される。図に示すように、補助コイル51と52
は直列に、51′52′も直列に接続され、これらは並列に
接続されている。ホール素子13,53,13′,53′には外部
の電源からブラシ33,スリップリング27を介して制御電
圧が印加される。ホール電圧はそれぞれアンプ15,56,1
5′,56′で増幅される。これらのアンプの出力はそれぞ
れバンドパスフィルター40,57,40′,57′により位置検
出信号の周波数成分のみ抽出される。これらバンドパス
フィルターの出力はそれぞれ包絡線検波回路41,58,4
1′,58′で包絡線検波される。演算回路55で包絡線検波
回路41の出力から包絡線検波回路58の出力が差し引かれ
る。又演算回路55′で包絡線検波回路41′の出力から包
絡線検波回路58′の出力が差し引かれる。減算回路55,5
5′の出力はそれぞれの磁気ヘッド移動装置のヘッド位
置情報を示しており、スリップリング27,ブラシ33を介
して固定側に伝達される。この後の信号処理は第４図に
示すものと同様でそれぞれ原点補正回路42,直線性補正
回路29,ゲイン調整回路28で処理された後減算回路43で
コイル駆動信号から差し引かれる減算回路の出力はゲイ
ン調整回路44,特性補償回路45を経て駆動アンプ47で増
幅され、再びブラシ33,スリップリング27を経由して、
コイル50を駆動する。他のチャンネルについても全く同
様である。

以上２種の実施例について述べたが、本発明はこれに
留るものでなく、例えば第５図、第６図に示す実施例に
於て、補助コイルを１ケ、又はホール素子を１ケとする
ことも可能であるし、又補助コイル、ホール素子ともに
１ケでも良い。又第１〜４図に示す実施例に於て、第５
図、第６図に示す実施例の如く、ホール素子を２個用い
ても良い。又以上の実施例に於ては２ヘッドヘリカルス
キャン磁気記録再生装置を前提として説明したが、あら
ゆるヘリカルスキャン磁気記録再生装置に本発明の装置
が使用可能なことは自明である。又回転磁気ヘッド形の
磁気記録再生装置のみならず、磁気ヘッドが固定してお
り、記録媒体が高速で移動する形の磁気記録再生装置に
於ても本発明の適用が可能である。又磁界検出素子とし
てホール素子を使用したが、他の素子例えば磁気抵抗効
果を利用する素子を使用しても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、単純な構成でヘッド位置情報をフィ
ードバック可能な磁気ヘッド移動装置を作製することが
でき、磁気ヘッド移動量が正確で、しかも高い周波数の
信号に迄応答することができ、精密なトラッキングが可
能で、又可変速再生時の画質も良好な磁気記録再生装置
を作ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図に
示す実施例の一部分を拡大した斜視図、第３図は本発明
の装置を回転磁気ヘッド装置に搭載した状態を示す断面
図、第４図は本実施例に付属する回路のブロック図、第
５図は本発明の他の実施例の構造を示す断面図、第６図
はこれに付属する回路のブロック図である。 １……磁気ヘッド、2,3……板ばね、４……コイル、6,8
……永久磁石、13,53……ホール素子、50……駆動用コ
イル、51,52……補助コイル、27……スリップリング、3
3……ブラシ、48……発振器、55……減算回路。

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ヨーク部材（5,7,9,10）及び永久磁石
   （6,8）より構成された磁気回路と、 その磁気回路内の磁気ギャップ部におかれたコイル（4,
   50,51,52）と、 磁気ヨーク部材（5,9,10）に一端が固定され、上記コイ
   ル（4,50,51,52）を弾性的に支持する弾性部材（2,3）
   と、 上記コイル（4,50,51,52）と一体となって移動するよう
   にされた磁気ヘッド（１）と、 上記コイル（4,50,51,52）を駆動するための手段（44,4
   5,47,59）と、 を備えて成る装置に於て、 上記コイルにヘッド位置検出用信号を供給するための手
   段（48,46）と、 上記ヘッド位置検出用信号により発生する磁界を検出す
   る検出手段（13,53,15,40,41,56,57,58）と、 該検出手段の出力を利用して、該コイルの移動量を制御
   する手段（42,29,28,43,55）と、 を有することを特徴とする磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】上記コイルは、 １個のコイル（４）から成り、上記ヘッド位置検出用信
   号が該コイル駆動信号に重畳して供給される請求項１に
   記載の磁気記録再生装置。
3. 【請求項３】上記コイルは、 駆動用コイル（50）と補助コイル（51,52）から構成さ
   れ、駆動用コイル（50）にはコイル駆動信号のみが、補
   助コイル（51,52）にはヘッド位置検出用信号のみが印
   加される請求項１に記載の磁気記録再生装置。
4. 【請求項４】上記補助コイル（51,52）は、 駆動用コイル（50）の上下に配置され、互いに逆方向に
   巻かれた２個のコイルより構成される請求項３に記載の
   磁気記録再生装置。
5. 【請求項５】上記磁界を検出する検出手段（13,53）
   は、 ホール素子である請求項１に記載の磁気記録再生装置。
6. 【請求項６】上記磁界を検出する検出手段（13,53）
   は、 磁気ヨーク部材（5,10）の上記コイルに近い内側の面に
   取付けられている請求項１に記載の磁気記録再生装置。
7. 【請求項７】上記磁界を検出する検出手段（13,53）
   は、 コイルを挾んで上下に２個配置され、これらの手段から
   の出力信号を減算する手段（55）を有する請求項１に記
   載の磁気記録再生装置。
8. 【請求項８】上記ヘッド位置検出信号を供給するための
   手段（48,46）は、 一定周波数のヘッド位置検出用信号を発生する構成を備
   えている請求項１に記載の磁気記録再生装置。
9. 【請求項９】上記ヘッド位置検出用信号を供給するため
   の手段（46,48）は、 コイルと板ばねを含む共振系の最低共振周波数より高い
   周波数の単一周波数の信号を発生する発振器である請求
   項８に記載の磁気記録再生装置。
10. 【請求項１０】上記ヘッド位置検出用信号を供給するた
    めの手段（46,48）は、 コイルと板ばねを含む共振系の反共振周波数近傍の単一
    周波数の信号を発生する発振器である請求項８に記載の
    磁気記録再生装置。
11. 【請求項１１】磁界を検出する検出手段（13,53,15,40,
    41,56,57,58）は、 検出手段（13,53）からの出力信号を増幅するためのア
    ンプ（15）が、磁気ヘッド移動装置と一変化された構
    成、を備えている請求項１に記載の磁気記録再生装置。