JPH02189710A - 回転磁気ヘッドの駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は回転磁気ヘッドの駆動機構に関し、特に回転
シリンダに磁気テープをヘリカル状に巻き付け、該テー
プにテープ走行方向に斜交する記録トランクを形成する
磁気記録再生装置において、上記回転シリンダに取り付
けられた磁気ヘッドをトラックに直交する方向に変位さ
せてトラック追随を行なう回転磁気ヘッドの駆動機構に
関するものである。

〔従来の技術〕

ＶＴＲ装置に代表されるヘリカルスキャン型磁気テープ
装置において、高密度化・長時間化に伴う狭トラツク化
の進行は、これまで機械的精度のみで行われて来たトラ
ンク位置決めを一層困難なものとしており、また通常再
生以外の特殊再生、例えばスローモーシッン、フリーズ
などを行なう場合、記録トラックのテープ走行方向に対
する角度は通常再生時とは異なることとなり、このため
再生画面にノイズバーが現れるなどの不具合があった。

上述の問題を解決するため、回転シリンダに取り付けら
れた磁気ヘッドをトラックに直交する方向に変位させて
記録トラックをトレースする方法が各種提案されている
。これらの方法における磁気ヘッドを変位駆動する手段
を具体的に見ると、その構成は次の２種類に大別される
。

ｌ）第１の構成として、片持梁状の圧電素子の一端を回
転シリンダに固定し、他方に磁気ヘッドを取り付け、該
圧電素子の両面に形成された電極間に電界を付与して圧
電素子を湾曲させ、磁気ヘッドを変位させるもの。

２）第２の構成として、永久磁石とヨークとから成る磁
気回路の磁気空隙部に可動コイルを嵌合させ、該可動コ
イルに磁気ヘッドを取り付け、コイルに通電することに
よりボイスコイルモータの原理により磁気ヘッドを変位
させるようにしたものがあり、またこの変形例としてコ
イルを固定し、永久磁石を可動とするものもある。

第２図は例えば特開昭５２−１２７２１０号公報に開示
された従来の回転磁気ヘッドの変位駆動手段の構成を説
明するための平面図、第３図はその要部側面図であり、
これは上述の第１の構成に該当するものである０図にお
いて、１３は回転シリンダ、ｌはその回転軸、１４ａ、
１４ｂは」亥回転シリンダ１３の裏面に取付られた支持
板、９ａ、９ｂは圧電素子本体１６とその両面に取付ら
れた電極層１８．１９とからなる２枚の素子を貼り合わ
せた構造の圧電素子で、これらの圧電素子９ａ、９ｂは
回転軸１を中心に回転する回転シリンダ１３に支持板１
４ａ、１４ｂを介してその一端を固定されており、他端
は磁気ヘッドｌｌａ、ｌｌｂが取り付けられている。そ
して該磁気ヘッド１１ａ。

１１ｂは回転シリンダ１３の外周面１５より僅かに突出
し、上記回転シリンダ１３の外周面を摺接して走行する
磁気テープ２２に当接するよう配置されている。

次に動作について説明する。

このような構成の変位機構では、電極層１８゜１９間に
電界を印加することによりその電界方向に応じて圧電素
子９ａ、９ｂは上方あるいは下方に湾曲し、その遊端に
取り付けられた磁気ヘッド１１ａ、ｌｌｂが上下方向に
変位し、すなわち記録トラックに直交する方向に変位し
て、トラック追従が行われることとなる。

また第４図は例えば特開昭６３−１７３２１９号公報に
開示された従来の回転磁気ヘッドの変位駆動手段の構成
を説明するための断面図、第５図はその要部断面図であ
って上述の第２の変位機構の構成に該当するものである
８図において、第２図、第３図と同一符号は同一のもの
を示し、２０は回転シリンダ１３に取付られた磁気ヘッ
ド１１を支持する担持機構で、磁気回路を構成する永久
磁石６及びヨーク７と、コイル５が巻かれたコイルボビ
ン２と、該コイルボビン２１を保持する２枚の板バネ３
ａ、３ｂとから構成されており、ここでは上記コイル５
は該磁気回路の環状空隙８中に磁束を横切るよう配置さ
れている。また磁気ヘッド１１は上記コイルボビン２１
と一体に動くよう板バネ３ａの一端に取り付けられてい
る。

このような構成の磁気ヘッド変位機構では、コイル５に
電流を流すと、電流の方向及び磁束の方向のなす面に直
交する方向、すなわち図の場合は上下方向に駆動力を発
生し、コイル５およびコイルボビン２１はこの力によっ
て上下方向に変位し、したがって磁気ヘッド１１も上下
方向に変位する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の第１の変位機構に用いられている圧電
素子９は一般にかなり急峻な共振特性を有し、共振周波
数近傍では大きな変位振幅が得られるがこれ以外の周波
数では変位を大とするには数十ないし数百Ｖの高い電圧
を印加する必要があり、また記録トラックの追随におい
て生じる偏差の発生周波数の基本成分は回転シリンダの
回転周波数であって、この周波数は通常圧電素子９の共
振周波数とは大きく異なっている。従って、偏差の最も
大きな成分を補償するのに極めて高い電圧を必要とする
という欠点があった。

更に、圧電素子の変位特性にはヒステリシスがあり、大
きく変位させた後電界を取り除いても元の位置に復元し
ない、また一端を固定した片持梁の遊端に磁気ヘッド１
１が取り付けられているため圧電素子の湾曲に伴って磁
気ヘッド１１と磁気テープ２２の当接角も変化するなど
の欠点もあり、例えば特開昭５６−２７号公報に開示さ
れた技術では２枚の圧電素子を用いて平行リンクを形成
してヘッド当接角の変化を抑えることが提藁されている
が、上述の欠点の全てを解決するものではない。

また、前記第２の変位機構においてはバネの弾性限界の
範囲内において低周波域では大きな変位ストロークが得
られヒステリシスも生じないが、磁気ヘッド、コイル及
びコイルボビンから成る可動部質量とバネ定数とによっ
て定まる共振周波数より上の周波数域においては応答は
４０ｄＢ／ｄｅｃ、で減衰する。そして可動部質量の軽
減には限界があり、またバネ定数を高めることは電気機
械変換の利得を減少させることになるので、上記共振周
波数を高めることは困難であり、この機構によってトラ
ック偏差の高域成分までを補償することは難しいという
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、トラック偏差の基本成分である低周波域にお
いてヒステリシスのない大きな変位を得ることができる
とともに、トランク偏差の高域成分に対しても十分追従
することができる回転磁気ヘッドの駆動機構を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る回転磁気ヘッドの駆動機構は、回転シリ
ンダに、その回転軸方向に変位可能でかつ回転軸と共に
回転する回転部材を板バネで保持し、電磁力を発生して
上記回転部材を上記回転軸方向に変位させる第１の変位
手段を、環状磁気空隙を有する磁気回路を構成する永久
磁石及びヨークと、該磁気空隙中に位置するよう該回転
部材に取り付けられた環状コイルとにより構成し、さら
に電圧の印加により湾曲する圧電素子の一端を上記回転
部材に固定し、その他端である遊端に磁気ヘッドを取り
付けて、磁気ヘッド本体を微少変位させる第２の変位手
段を構成したものである。

〔作用〕

この発明においては、磁気ヘッドを保持する回転部材を
電磁力により回転シリンダの回転軸方向に変位させる第
１の変位手段と、磁気ヘッド自体を圧電素子の変形によ
り該回転軸方向に微少変位させる第２の変位手段とを設
けたから、トラック偏差の振幅の大きい低周波成分に対
しては、変位ヒステリシスが無く大きな変位の得られる
電磁力による第１の変位手段によりトラック追従を行な
い、高速応答の必要な高域でのトラック蛇行に対しては
、共振周波数が高く取れる圧電素子を用いた第２の変位
手段によりトラック追従を行うことが可能となり、これ
によりトラック偏差の低周波域から高周波域までの略全
域に渡ってトラック偏差を補償することができ、トラッ
ク追従特性を改善することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による回転磁気ヘッドの駆
動機構の側断面図である。図において、第２図、第３図
と同一符号は同一あるいは相当部分を示し、２１は固定
シリンダで、その中央には回転シリンダ（図示せず）の
回転軸１が回動自在に嵌挿されており、該回転軸１には
２個の係止リング４ａ、４ｂが間隔を置いて嵌着されて
いる。

２は上記回転軸１にこれに対して軸方向に摺動可能に嵌
合された回転部材で、該回転部材２の外周端部がバネ３
を介して係止リング４ａに保持されており、この回動部
材２は回転軸１及び図示しない上側回転シリンダと共に
回転し、しかも係止リング４ａ、４ｂによりバネ３０弾
性限界を越える変位が抑制されるようになっている。

また２１は該回動部材２に回転軸１と同軸状に嵌合固着
されたコイルボビンで、コイル５が巻装されている。９
は上記回転部材２の外周端にその一端を支持された圧電
素子、１１は該圧電素子９の他端部にホルダ１０により
支持された磁気ヘッドである。さらに６，７ａは上記固
定シリンダに取付られ、回転軸１と同軸な環状磁気空隙
８を有する磁気回路を構成する環状永久磁石、及びヨー
クで、該磁気回路の環状磁気空隙８中に上記コイル５が
位置するよう配置されている。

次に動作について説明する。

永久磁石６及びヨーク７ａ、７ｂから成る磁気回路の環
状磁気空隙８中に置かれたコイル５に電流が流れると、
空隙中の磁束の方向及び電流の方向の成す面に直交する
方向、すなわち第１図では上下方向に駆動力が発生し、
バネ３の弾性に逆らって回転部材２は上下方向に摺動変
位する。また上記回転部材２に一端を保持された圧電素
子９の表裏両面に設けられた電極（第３図参照）間に電
界を印加することにより、圧電素子９は図の上下方向に
湾曲し、従って圧電素子９の他の一端つまり遊端に取り
付けられた磁気ヘッド１１自体が上下方向に変位する。

このとき圧電素子９の湾曲に伴い磁気へラド１１がテー
プ（図示せず）と当接する角も変化するが、大振幅の変
位に追従するのは電磁力で駆動される回転部材２であっ
て圧電素子９の湾曲は微小であるため、磁気ヘッド１１
の当接角の変化は無視できる程小さい。また、圧電素子
の変位ヒステリシスの影響も湾曲変位が小さいため無視
できる。

このように本実施例によれば、電磁力による第１の変位
手段を、固定シリンダ１２に取付けた永久磁石６及びヨ
ーク７ａ、７ｂと、回転軸１に弾性体３を介して保持し
た回転部材２と、該回転部材２に取付けたコイル５を有
するコイルボビン２１とから構成し、該第１の変位手段
の可動部、つまりコイルボビン５の一端に第２の変位手
段たる圧電素子９の一端を固定し、その他端に磁気ヘッ
ド１１を取り付け、コイル５に電流を印加して回転部材
２を、また該圧電素子９をこれに電界を付加して湾曲さ
せ磁気ヘッドを変位させるようにしたので、トラック偏
差の主成分である比較的低周波大振幅のズレには上記第
１の変位手段によるヒステリシスやヘッド当接角変化の
ないトラック追従を行うことができ、一方高域トラック
蛇行に対しては高域応答特性に優れた上記第２の変位手
段により追従できる。従って例えばＶＴＲにおける特殊
再生時などにおいても高精度のトラック追従サーボ特性
を得ることができる。

なお、上記実施例では磁気回路を構成する部材を固定シ
リンダ１２に固定し、コイルボビン２１を回転部材２に
回転軸１と同軸に保持する構成を示したが、第４図の従
来例の如く磁気回路を構成するヨーク７を回転シリンダ
１３に取り付け、内周側にコイルボビン２１を嵌着した
環状板バネ３ａ、３ｂの外周を該ヨーク７に、コイル５
が磁気回路の磁気空隙中に位置するよう固着し、圧電素
子９の一端を上記コイルボビン２１に固定するようにし
てもよく、この場合も上記実施例と同様の効果を奏する
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る磁気ヘッド駆動機構によ
れば、磁気ヘッドを磁気ヘッド保持部材により回転シリ
ンダの軸方向に移動可能に保持し、電磁力により上記磁
気ヘッド保持部材を上記回転軸方向に変位させる一第１
の磁気ヘッド変位手段を設けるとともに、さらに圧電素
子を有し、その電圧印加による変形により上記磁気ヘッ
ド自体を上記回転軸方向に微少変位させる第２の磁気ヘ
ッド変位手段を設けたので、トラック偏差の基本成分で
ある低周波域においてヒステリシスのない大きな磁気ヘ
ッドの変位を得ることができるとともに、トラック偏差
の高域成分に対しても磁気ヘッドの追従を行うことがで
き、高精度のトラック追従サーボ特性を得ることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による回転ヘッドの駆動機
構の要部側断面図、第２図は従来の回転ヘッドの駆動機
構の一例を示す構成図、第３図はその要部側面図、第４
図は従来の回転ヘッドの駆動機構の他の例を示す構成図
、第５図はその要部断面図である。 １・・・回転軸、２・・・回転部材、３・・・板バネ、
５・・・コイル、６・・・永久磁石、７・・・ヨーク、
８・・・環状磁気空隙、９・・・圧電素子、１１・・・
磁気ヘッド、２１・・・コイルボビン。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転シリンダに装着された磁気ヘッドを該回転シ
   リンダの回転軸方向に変位させる回転磁気ヘッドの駆動
   機構において、 上記磁気ヘッドを上記回転軸方向に移動可能に保持する
   磁気ヘッド保持部材と、 磁気回路を構成する永久磁石及びヨークと、該磁気回路
   の磁気空隙に保持されたコイルとを有し、該コイルへの
   電流の印加により磁気ヘッド保持部材を上記回転軸方向
   に変位させる第１の磁気ヘッド変位手段と、 上記磁気ヘッド保持部材に取付られた圧電素子を有し、
   該素子への電圧の印加により上記磁気ヘッド自体を上記
   回転軸方向に微少変位させる第２の磁気ヘッド変位手段
   とを備えたことを特徴とする回転磁気ヘッドの駆動機構
   。