JP3189514B2 - 磁気ヘッド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオテープレ
コーダ等の如き磁気記録及び／又は再生装置に用いられ
る磁気ヘッド装置に関し、特にトラックキング制御を行
うのに用いて好適な磁気ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオテープレコーダ等に搭載される磁
気ヘッド装置は、早送り・スロー再生等の可変速再生時
に磁気ヘッドを記録トラックに追従（トラッキング）さ
せるため、磁気ヘッドの位置を変位させる機構が必要と
なる。この種の機構としては、例えば２枚の分極した圧
電セラミックス等をチタン等からなる補強板を介して接
着したバイモルフ素子等の如き電気−機械変換素子が用
いられる。

【０００３】電気−機械変換素子を用いた磁気ヘッド装
置としては、例えば実開昭５５−１９３９３号公報に開
示される如きものが提案されている。この磁気ヘッド装
置は、基端部をヘッドベースに固定して電気−機械変換
素子を片持ち梁状態に支持し、その自由端である先端部
に磁気ヘッドを設け、電気−機械変換素子への駆動電圧
の印加により、この電気−機械変換素子を変位させ、そ
の先端部に設けた磁気ヘッドの位置を可変させるように
構成したものである。

【０００４】この磁気ヘッド装置には、磁気ヘッドの変
位量を検出し、その変位量に応じて磁気ヘッドの位置を
可変させる制御駆動回路が設けられている。この制御駆
動回路は、電気−機械変換素子の先端部と基端部との間
に設けられたセンサーとして機能するストレインゲージ
からの電気−機械変換素子の変位量に応じた抵抗値変化
を検出する変位量検出回路と、この変位量検出回路から
の出力信号に基づいて電気−機械変換素子に駆動電圧を
印加するバイモルフ駆動回路とから構成されている。

【０００５】ところで、制御駆動回路は、ストレインゲ
ージが設けられる側とは反対側の電気−機械変換素子を
支持するヘッドベース上に設けられた端子板を介して回
転ドラムの一部分に設けられている。このため、ストレ
インゲージと端子板との間及び端子板と制御回路との間
は、リード線によって接続されている。

【０００６】ところが、リード線によって接続を行った
のでは、電気−機械変換素子の繰り返し行われる変位に
よる振動等でリード線がヘッドベースのエッジ部で擦れ
て断線し易いばかりではなく、接続部分でのリード線の
浮き上がりが発生する。また、ストレインゲージとリー
ド線との接続は、小さなランド部へのはんだ付け作業及
び配線引き回しによる作業が非常に面倒であり作業性が
悪い。

【０００７】そこで、上述のような問題を解決するた
め、例えば特開昭５５−３２２７１号公報に開示される
ような、ストレインゲージと制御駆動回路を共に電気−
機械変換素子上に一体的に設けるようにした磁気ヘッド
装置が提案されている。

【０００８】この磁気ヘッド装置は、電気−機械変換素
子の主面である基端部近傍に直接配線回路パターンが焼
き付け又はフォトエッチング等の手段で形成され、この
配線回路パターンとストレインゲージとが電気的に接続
するようにその制御駆動回路の前方にストレインゲージ
が接着剤等を用いて取り付けられている。

【０００９】このような構成とすることにより、リード
線を用いて配線する必要が無くなり、組立作業が容易に
行えるのみならず、電気−機械変換素子の繰り返し行わ
れる変位による振動等でリード線の断線を防止すること
ができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ストレイン
ゲージと制御駆動回路を電気−機械変換素子上に一体的
に設けてしまうと、ストレインゲージを配置する位置が
規制され、ストレインゲージを電気−機械変換素子の大
振幅がとれる位置に配置することができなくなる。この
ため、トラックキング制御を高精度に制御することがで
きなくなる。特に、狭トラックヘッドの場合には、微小
の変位量でも出力変動に大きく影響を及ぼすことから、
高密度記録用の磁気ヘッドに対しては不利である。

【００１１】また、電気−機械変換素子が配置される部
分は電極が除去されるため、電気−機械変換素子の揺動
支点が制限されることになる。さらに、ストレインゲー
ジと電気−機械変換素子を一体的に形成するには、煩雑
な工程を要することから、作業性が悪く、パターニング
費用が増大し、コストの面で不利である。

【００１２】そこで、本発明は、上述の従来の問題点を
解決するべく提案されたものであって、作業性に優れる
と共に断線等を防止し高信頼性を確保し、且つトラッキ
ング制御を高精度に行うことができる磁気ヘッド装置を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、上
記目的を達成するために提案される本発明は、基端部が
ヘッドベースに固定され片持ち梁状態に支持された電気
−機械変換素子と、上記電気−機械変換素子の先端部に
設けられ、この電気−機械変換素子に付与される駆動電
圧によりヘッド位置が変位せしめられる磁気ヘッドと、
上記電気−機械変換素子の先端部と基端部との間に位置
して上記電気ー機械変換素子に取り付けられて上記磁気
ヘッドの変位量を検出するセンサー部と、上記センサー
部からの出力信号に応じて上記磁気ヘッドの変位量を制
御する制御回路部とを備えてなる磁気ヘッド装置であ
り、この磁気ヘッド装置は、上記センサー部と上記制御
回路部との間を電気的に接続するフレキシブル配線基板
を有し、上記フレキシブル配線基板が、上記電気ー機械
変換素子の変位方向と略直交する方向の各側面側に引き
出されているものである。

【００１４】また、本発明に係る磁気ヘッド装置は、上
記センサー部が、上記電気ー機械変換素子の両面にそれ
ぞれ設けられ、上記センサー部にそれぞれ接続されたフ
レキシブル配線基板が、上記電気ー機械変換素子の各面
から上記電気ー機械変換素子の変位方向と略直交する方
向の各側面側にそれぞれ引き出されているものである。

【００１５】

【作用】本発明に係る磁気ヘッド装置において、電気−
機械変換素子は、駆動電圧が付与されることにより基端
部を中心に駆動変位され、先端部に取り付けた磁気ヘッ
ドの位置を変位させる。このとき、センサー部と制御回
路部との間を電気的に接続するフレキシブル配線基板
も、電気ー機械変換素子の変位にしたがって変位する
が、電気ー機械変換素子の変位方向と略直交する方向の
側面側に引き出されることにより、電気ー機械変換素子
が変位するときの変位量を小さくでき、電気ー機械変換
素子の変位に対する負荷抵抗を小さくできる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例は、
早送り・スロー・スティル再生等の特殊再生モード時に
磁気ヘッドの位置調整を行うビデオテープレコーダに搭
載される磁気ヘッド装置の例である。

【００１７】本実施例の磁気ヘッド装置は、図１及び図
２に示すように、基端部がヘッドベース１に固定され片
持ち梁状態に支持される一対の電気−機械変換素子２，
３と、これら電気−機械変換素子２，３の先端部に設け
られる一対の磁気ヘッド４，５と、電気−機械変換素子
２の先端部と基端部との間に設けられ、磁気ヘッド４，
５の変位量を検出する一対のセンサー部６，７と、これ
らセンサー部６，７からの出力信号に応じて磁気ヘッド
４，５の変位量を制御する制御回路部と、センサー部
６，７と制御回路部とを電気的に接続する一対のフレキ
シブル配線基板８，９とから構成されている。

【００１８】ヘッドベース１は、平面略長方形をなす板
状体として形成され、その基端側の突起部分１０に電気
−機械変換素子２，３を片持ち梁状態に支持している。
このヘッドベース１の略中央部分には、図２に示すよう
に、電気−機械変換素子２，３が変位した際に、電気−
機械変換素子２，３がヘッドベース１に接触しないよう
にするための凹部１１が設けられている。さらに、この
ヘッドベース１の先端側には、電気−機械変換素子２，
３の先端部に設けられた磁気ヘッド４，５を支持するヘ
ッド取付部材１２との接触を回避するための切り欠き１
３が設けられている。

【００１９】電気−機械変換素子２，３は、その先端部
に設けた磁気ヘッド４，５の磁気ギャップ部を所望の記
録トラックに追従させる役目をするもので、例えば圧電
バイモルフ素子からなる。圧電バイモルフ素子は、例え
ば図７に示すように、両面に電極１４，１５及び１６，
１７がシルク印刷又は焼き付け等によって形成された一
対の圧電セラミック素子１８，１９を有し、これらを互
いに逆向きとなるように分極し、その間にシム２０を介
して貼り合わされて構成される。

【００２０】ここで使用される圧電セラミックとして
は、例えば圧電材料であるＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ_３ とＰ
ｂＴｉＯ_３ との固溶体）等が用いられる。一方、シム
２０は、バイモルフ素子の補強を目的とするもので、例
えばリン青銅、チタン合金、カーボンファイバー等から
なる。

【００２１】上記構成の圧電バイモルフ素子において
は、所定の電圧が印加されると、例えば一方の圧電セラ
ミック素子１８に対しては、これを挟み込む一方の電極
１４から他方の電極１５へと（分極とは逆向き）電界が
かけられるので、いわゆる圧電効果で当該圧電セラミッ
ク素子１８は図７中の矢印で示すように伸びる方向に変
形する。これに対して他方の圧電セラミック素子１９
は、反対に図７中の矢印で示すように縮む方向に変形す
る。この結果、圧電バイモルフ素子は、図７中矢印ａ方
向の厚み方向に変位する。変位量は、印加される電界の
大きさに応じて増減する。なお、電界の方向を先の場合
と逆向きに設定すれば、変位方向も図７中矢印ｂ方向の
逆向きとなる。したがって、電気ー機械変換素子２，３
は、電圧が印加されると、厚み方向に変位する。

【００２２】上述のように構成された一対の電気−機械
変換素子２，３は、いずれも平面略台形状として形成さ
れ、その幅広とされる底辺部分を基端部としてヘッドベ
ース１の突起部分１０上にスペーサ２１を介して所定間
隔を持って上下に相対向して片持ち梁状態に支持されて
いる。なお、これら電気−機械変換素子２，３は、最上
層の電気−機械変換素子２上に設けられる後述のメイン
フレキシブル配線基板２５に形成された取り付け孔２
８，２９を介して一対のネジ３０，３１によりヘッドベ
ース１に固定されている。

【００２３】磁気ヘッド４，５は、磁気テープに対して
情報信号を記録し又は再生するもので、例えば磁性フェ
ライトよりなる軟磁性材料からなる一対の磁気コアがギ
ャップスペーサを介して接合一体化され、その突合わせ
面間に記録及び／又は再生ギャップとして動作する磁気
ギャップを有して構成されている。

【００２４】かかる磁気ヘッド４，５は、上下一対の電
気−機械変換素子２，３の先端部にこれらを連結するよ
うにして設けられたヘッド取付部材１２の下面側に、所
定間隔を持って取り付けられている。上記ヘッド取付部
材１２は、磁気ヘッド４，５を磁気テープに対して常に
垂直となるように突き当て磁気テープに対するヘッドの
良好な当たりを確保するようになっている。

【００２５】センサー部６，７は、電気−機械変換素子
２の変位量（磁気ヘッド４，５の変位量）に応じて抵抗
値変化するストレインゲージからなり、例えば図６に示
すように平面略Ｌ字状をなす基板２２上に所定のパター
ンとして形成されている。かかるセンサー部６，７は、
例えば電気−機械変換素子２の大振幅が取れる有効長の
略半分位の位置に、電気−機械変換素子２の両面に相対
向して接着剤等によって貼り付けられている。なお、図
６には一方のセンサー部６のみを示すが、他方のセンサ
ー部７も同一の構成である。

【００２６】センサー部６の各端子６ａ，６ｂには、こ
れと電気的に接続される配線パターン２３，２４が形成
された可撓性を有したフレキシブル配線基板８が接続さ
れている。かかる記配線パターン２３，２４は、上記セ
ンサー部６の各端子６ａ，６ｂと接続される接続端子部
２３ａ，２４ａと、後述する制御回路部に接続される図
４及び図５に示すメインフレキシブル配線基板２５に設
けられる接続端子２６ａ，２６ｂと接続される接続端子
部２３ｂ，２４ｂとを有している。なお、他方のプリン
ト配線基板９も同一の構成で、やはりセンサー部７の各
端子と接続される接続端子部と、メインフレキシブル配
線基板２５に設けられる接続端子２７ａ，２７ｂと接続
される接続端子部を有している。

【００２７】これらフレキシブル配線基板８，９は、図
３に示すように、電気−機械変換素子２，３の支持方
向、換言すれば変位方向と略直交する側面側に引き出さ
れ、電気−機械変換素子２の最大変位量に対しても充分
に余裕を持って設けられるように弛みを持ってメインフ
レキシブル配線基板２５の接続端子２６ａ，２６ｂ及び
２７ａ，２７ｂに接続されている。なお、これらフレキ
シブル配線基板８，９は、電気ー機械変換素子２に対し
て互いに逆方向となるように、電気ー機械変換素子２の
各側面側に引き出されている。

【００２８】制御回路部は、センサー部６，７からの出
力信号に応じて磁気ヘッド４，５の変位量を制御する役
目をするもので、当該センサー部６，７からの出力信号
を検出する変位量検出回路と、電気−機械変換素子２，
３に所定の電圧を印加するバイモルフ駆動回路（いずれ
も図示は省略する。）とから構成されている。なお、制
御回路部は、フレキシブル配線基板８，９と接続される
先端側とは反対のメインフレキシブル配線基板２５の後
端側に接続されるようになっている。

【００２９】この制御回路部は、センサー部６，７で得
られた電気−機械変換素子２，３の湾曲による変位量を
上記変位量検出回路で微小電圧の変化量として検出し、
その出力信号をバイモルフ駆動回路にフィードバックす
ることにより、記録トラックに対する最適な磁気ヘッド
４，５の位置調整を行うようになっている。したがっ
て、ビデオテープレコーダにおける可変速再生時におい
ても磁気ヘッド４，５が所定の記録トラックに追従する
トラックキングが正確に行われる。

【００３０】以上のように構成された磁気ヘッド装置を
製造するには、以下の方法によって行う。

【００３１】先ず、センサー部６の各端子６ａ，６ｂと
フレキシブル配線基板８に設けられた配線パターン２
３，２４の接続端子部２３ａ，２４ａとをハンダによっ
て接続する。同様に、他方のセンサー部７の各端子と他
方のフレキシブル配線基板９の接続端子部もハンダ接続
する。

【００３２】このように、センサー部６の端子接続をフ
レキシブル配線基板８によって接続すれば、リード線に
よる接続に比べてハンダ処理が行い易く、しかも確実に
ハンダ処理が行われ、ランド剥がれが発生せず信頼性が
向上する。

【００３３】次に、一方の電気−機械変換素子２の両面
に、センサー部６，７をエポキシ樹脂又は瞬間接着剤を
用いて貼り付ける。

【００３４】このときセンサー部６，７は、正確な変位
量を検出するために電気−機械変換素子２に対し、この
電気−機械変換素子２の大振幅が取れる有効長の略半分
位の位置に設け、該センサー部６，７の支持方向に対し
て略直交する方向に引き出すようにする。

【００３５】本実施例では、センサー部６，７の電気−
機械変換素子２への取り付けに際してその取り付け精度
を高めるために、例えば図８に示すように予め電気−機
械変換素子２に位置合わせ用のマーク３２を設け、この
マーク３２を目印としてセンサー部６，７を位置合わせ
する。マーク３２は、例えばセンサー部６，７が設けら
れる基板２２のコーナー部分３３の外形状に応じた平面
略Ｌ字状とする。また、位置合わせに際しては、フレキ
シブル配線基板８の両側面８ａ，８ｂを治具３４，３５
によって挟み込んで行う。

【００３６】次に、先端部に磁気ヘッド４，５が取り付
けられた電気−機械変換素子２，３をヘッドベース１の
突起部１０にネジ３０，３１によって固定し、この電気
−機械変換素子２，３を片持ち梁状態に支持する。これ
と同時に、最上層の電気−機械変換素子２上にメインフ
レキシブル配線基板２５を、やはり電気−機械変換素子
２，３を固定したネジ３０，３１によってヘッドベース
１に固定する。

【００３７】次いで、メインフレキシブル配線基板２５
の接続端子２６ａ，２６ｂに、センサー部６に接続され
たフレキシブル配線基板８の接続端子部２３ｂ，２４ｂ
をハンダによって接続する。すなわち、メインフレキシ
ブル配線基板２５の接続端子２６ａに対してフレキシブ
ル配線基板８の接続端子２４ｂを、メインフレキシブル
配線基板２５の接続端子２６ｂに対してフレキシブル配
線基板８の接続端子部２３ｂをハンダによって接続す
る。

【００３８】フレキシブル配線基板８，９をハンダ接続
するに際しては、電気−機械変換素子２，３が最大限に
撓んだときでもこの電気−機械変換素子２，３にフレキ
シブル配線基板８，９が接触せず引っ張られないように
充分余裕を持って弛ませた状態でハンダ処理する。

【００３９】同様にして、他方のメインフレキシブル配
線基板２５の接続端子２７ａ，２７ｂにも、センサー部
７に接続されたフレキシブル配線基板８の接続端子部を
ハンダによって接続する。

【００４０】この結果、図１及び図２に示す磁気ヘッド
装置が完成する。

【００４１】

【発明の効果】上述したように、本発明は、磁気ヘッド
を先端に取り付けて片持ち支持された電気ー機械変換素
子に設けられたセンサー部と制御回路部間を電気的に接
続するフレキシブル配線基板が、電気ー機械変換素子の
変位方向と略直交する方向の側面側に引き出されている
ので、電気ー機械変換素子が変位するときの変位量を小
さくでき、電気ー機械変換素子の変位に対する負荷抵抗
を小さくできる。

【００４２】また、繰り返し行われる電気−機械変換素
子の湾曲変位による振動等によって、センサー部とフレ
キシブル配線基板との接続部分の断線事故を防止するこ
とができ、信頼性を大幅に高めることができる。

【００４３】さらに、本発明に係る磁気ヘッド装置は、
センサー部のみを電気−機械変換素子上に設けているの
で、センサー部を電気−機械変換素子の最大振幅が取れ
る最適な位置に配置することができ、その結果トラック
キング制御を高精度に制御することが可能となり、狭ト
ラックヘッドに対しても充分に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気ヘッド装置の平面図であ
る。

【図２】本発明を適用した磁気ヘッド装置を一部破断し
て示す側面図である。

【図３】本発明を適用した磁気ヘッド装置におけるセン
サー部の電気−機械変換素子に対する取り付け状態を示
す平面図である。

【図４】本発明を適用した磁気ヘッド装置のメインフレ
キシブル配線基板の平面図である。

【図５】本発明を適用した磁気ヘッド装置のメインフレ
キシブル配線基板の側面図である。

【図６】本発明を適用した磁気ヘッド装置のフレキシブ
ル配線基板を示す平面図である。

【図７】本発明を適用した磁気ヘッド装置に用いられる
電気−機械変換素子の駆動原理を示す模式図である。

【図８】本発明を適用した磁気ヘッド装置におけるセン
サー部を電気−機械変換素子に取り付ける状態を示す平
面図である。

【符号の説明】

１ ヘッドベース、 ２，３ 電気−機械変換素子、
４，５ 磁気ヘッド、６，７ センサー部、 ８，９
フレキシブル配線基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−40925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−118024（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−255907（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−32271（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−19393（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/53 G11B 5/56 - 5/60

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端部がヘッドベースに固定され片持ち
   梁状態に支持された電気−機械変換素子と、 上記電気−機械変換素子の先端部に設けられ、この電気
   −機械変換素子に付与される駆動電圧によりヘッド位置
   が変位せしめられる磁気ヘッドと、 上記電気−機械変換素子の先端部と基端部との間に位置
   して上記電気ー機械変換素子に取り付けられて上記磁気
   ヘッドの変位量を検出するセンサー部と、 上記センサー部からの出力信号に応じて上記磁気ヘッド
   の変位量を制御する制御回路部とを備えてなる磁気ヘッ
   ド装置において、 上記センサー部と上記制御回路部との間を電気的に接続
   するフレキシブル配線基板を有し、 上記フレキシブル配線基板は、上記電気ー機械変換素子
   の変位方向と略直交する方向の側面側に引き出されてい
   る ことを特徴とする磁気ヘッド装置。
2. 【請求項２】 上記センサー部は、上記電気ー機械変換
   素子の両面にそれぞれ設けられ、 上記センサー部にそれぞれ接続されたフレキシブル配線
   基板は、上記電気ー機械変換素子の各面から上記電気ー
   機械変換素子の変位方向と略直交する方向の各側面側に
   それぞれ引き出されている ことを特徴とする請求項１記
   載の磁気ヘッド装置。