JPH04285717A - 磁気ヘッド装置 - 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】

【０００１】［発明の目的］

【産業上の利用分野】本発明はビデオテープレコーダ等
に採用されてダイナミックトラッキングを可能にした磁
気ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ
）においては、静止画及び３倍速等の特殊再生時には、
磁気ヘッドが記録媒体に記録された数フィールド分にま
たがって信号トラックをトレースしてしまうことから、
磁気ヘッドの再生出力レベルは大きく変動し、再生画面
にノイズバーが発生する虞がある。このため、従来、Ｖ
ＴＲに登載される磁気ヘッド装置としては、可動磁気ヘ
ッドを記録媒体のヘッドトレース方向と略直交する方向
に駆動制御する、所謂、ダイナミックトラッキング型の
ものを採用することがある。このような可動磁気ヘッド
装置は、磁気ヘッドを圧電素子又は電歪素子等の駆動素
子の一端部に配設し、駆動回路からの電圧で駆動素子を
伸縮駆動することにより、磁気ヘッドを略トラック幅方
向に変位させるようになっている。

【０００３】図４は駆動素子を模式的に示す断面構造図
であり、図４（ａ），（ｂ）は圧電素子を示し、図４（
ｃ）は電歪素子を示している。

【０００４】圧電素子１は、ＰＺＴ（チタン酸・ジルコ
ン酸・鉛）等のセラミックス板１ａ，１ｂと、弾性を有
したＮｉ等の金属膜電極２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ（以下
、夫々上面電極２ａ，下面電極２ｂ，中間電極３ａ，３
ｂともいう）とによって構成している。図４（ａ）の矢
印１ｈにて示すように、一対のセラミックス板１ａ，１
ｂの分極方向は相互に非対称である。セラミックス板１
ａは表面及び裏面に夫々上面電極２ａ及び中間電極３ａ
を形成しており、セラミックス板１ｂは表面及び裏面に
夫々下面電極２ｂおよび中間電極３ｂを形成している。 これらのセラミックス板１ａ，１ｂを金属膜の中間電極
３ａ，３ｂ同士を対向させて導電性接着剤４で貼り合わ
せて、バイモルフ構造を構成している。

【０００５】一方、図４（ｂ）に示す圧電素子５も圧電
素子１と同一のバイモルフ構造であり、表面及び裏面に
金属膜電極６ａ，７ａ（以下、上面電極６ａ，中間電極
７ａともいう）及び金属膜電極６ｂ，７ｂ（以下、下面
電極６ｂ，中間電極７ｂともいう）が夫々形成された一
対のセラミックス板５ａ，５ｂが、中間電極７ａ，７ｂ
を対向させて導電性接着剤８で貼り合わされたものであ
る。圧電素子５の分極方向は、図４（ｂ）の矢印５ｈに
て示すように、セラミックス板５ａ，５ｂ相互間で対称
である。

【０００６】電歪素子９もバイモルフ構造を成している
。電歪素子９には分極は生じない。電歪体９ａ，９ｂの
表面及び裏面には、夫々、金属膜電極１０ａ，１１ａ（
以下、上面電極１０ａ，中間電極１１ａともいう）及び
金属膜電極１０ｂ，１１ｂ（以下、下面電極１０ｂ，中
間電極１１ｂともいう）を形成している。中間電極１１
ａ，１１ｂを対向させて導電性接着剤１２で電歪体９ａ
，９ｂを貼り合わせている。

【０００７】図５は駆動素子の駆動回路を示す説明図で
ある。図５（ａ）は並列駆動方式を示し、図５（ｂ）は
直列駆動方式を示し、図５（ｃ）はバイアス駆動方式を
示している。図５（ａ）は非対称に分極された圧電素子
１を駆動する代表的な方式である。この並列駆動方式に
おいては、上面電極２ａ及び下面電極２ｂを接地し、中
間電極３ａ，３ｂに交流の駆動信号を供給する。図５（
ｂ）は対称に分極された圧電素子５を駆動する代表的な
方式である。この直列駆動方式においては、上面電極６
ａ又は下面電極６ｂのいずれか一方を接地し、他方に交
流の駆動信号を供給する（図５（ｂ）では下面電極６ｂ
を接地している）。図５（ｃ）は圧電素子１又は電歪素
子９を駆動するためのバイアス駆動方式である。この方
式では、上面電極２ａ，１０ａに正極性の直流電圧を印
加し、下面電極２ｂ，１０ｂに負極性の直流電圧を印加
し、中間電極３ａ，１１ａ，中間電極３ｂ，１１ｂに交
流の駆動信号を供給する。

【０００８】これらの駆動素子１，５，９を回転ドラム
１４（斜線部）に取付け、その先端部に磁気ヘッド１３
を配設し、駆動信号に基づいて圧電素子１，５，９を歪
ませることにより、磁気ヘッド１３を図の上下方向に変
位させるようになっている。

【０００９】図６は並列又は直列駆動方式の圧電素子を
採用した従来の磁気ヘッド装置を示す斜視図である。

【００１０】アルミニウム製ベース板２１上にネジ２２
によって圧電素子２３を取り付けている。圧電素子２３
の先端には規定のトラック幅、ギャップ及びギャップデ
プスを有した磁気ヘッド２４が登載される。磁気ヘッド
２４は摺動面に垂直な面が圧電素子２３に固定されてお
り、圧電素子２３が振動することにより、ヘッドレース
方向に対して略垂直に変位するようになっている。

【００１１】圧電素子２３は、上述したように、一対の
圧電体によって構成しており、上面に上面電極２５を形
成し、下面に下面電極２６を形成している。例えば、直
列駆動方式では、上面電極２５から図示しない半田付け
によってリード線を引き出し、下面電極２６と電気的に
接続されているベース板２１から図示しない半田付けに
よってリード線を引き出し、これらのリード線を介して
圧電素子２３に駆動信号を供給するようになっている。 こうして、従来の磁気ヘッド装置２７が構成される。

【００１２】このように構成した磁気ヘッド装置をドラ
ムに取り付ける。図７はこの状態を示す斜視図である。 回動自在の上ドラム２８は図示しない下ドラムと対向し
た位置に配設されている。上ドラム２８の表面の下ドラ
ムとの間に磁気ヘッド装置２７をネジ２９によって固定
している。この場合には、圧電素子２３の先端に設けた
磁気ヘッド２４が上ドラム２８の縁辺から若干露出する
ように配置する。

【００１３】図８は横軸に圧電素子の厚方向に印加する
駆動信号電圧（正確には駆動電界）をとり縦軸に圧電素
子の歪をとって、圧電素子の特性を示すグラフである。 圧電素子は図８の特性Ａに示すように、ヒステリシスを
有する。また、圧電素子は歪の飽和点Ｂを有しており、
この飽和点Ｂを与える駆動電界Ｅｌ以下で使用する。ま
た、圧電素子には抗電界Ｅｃが存在し、駆動電界が負方
向で−Ｅｃを越えると、分極方向が逆転し、図８の波線
にて示す特性から図８の一点鎖線に示す特性に変化する
。すなわち、電界−Ｅｃから電界Ｅｌの範囲（許容印加
電界）内において単純増加関係が得られ、通常はこの範
囲内で使用する。

【００１４】図９は各駆動方式における使用範囲を示す
グラフであり、図９（ａ）は並列及び直列駆動方式の場
合を示し、図９（ｂ）はバイアス駆動方式の場合を示し
ている。

【００１５】図９（ａ）に示すように、並列及び直列駆
動方式においては、印加電界Ｅａの振幅は抗電界Ｅｃの
約７５％の交流である。この印加電界Ｅａに対する歪幅
は図９（ａ）の太線Ｃの範囲となる。

【００１６】一方、バイアス駆動方式においては、図９
（ｂ）に示すように、印加電界Ｅｂの範囲は、負方向で
は抗電界Ｅｃの約７５％で、正方向では飽和点を与える
電界Ｅｌまで可能である。この場合の歪幅は、図９（ｂ
）の太線に示すＤである。図９（ａ），（ｂ）の歪幅Ｃ
，Ｄの比較から明らかなように、バイアス駆動方式では
歪幅を並列及び直列駆動方式に比して大きくとることが
できる。

【００１７】図１０は横軸に駆動信号電圧（印加電圧）
をとり縦軸に歪幅をとって、電歪体の特性を示すグラフ
である。図１０に示すように、電歪体においては、印加
電圧に対して歪幅は略２次関数の特性で変化する。すな
わち、電歪体の歪方向は印加電圧の極性に拘らず一方向
である。したがって、印加電圧を正又は負のいずれかに
統一する必要がある。また、１対の電歪体を貼り合わせ
て電歪素子を構成した場合には、図１０の特性Ｆに示す
ように、略１次関数の特性となる。図１０の特性Ｆに示
す正の斜線部分を利用する例では、印加電圧Ｅｄに対し
て歪幅はＧである。

【００１８】また、図４（ｃ）に示したバイモルフ構造
においては、いずれか一方の電歪体には駆動信号電圧を
印加せず０ボルトにしなければならない。すなわち、図
５（ａ），（ｂ）に夫々示した並列駆動方式及び直列駆
動方式を採用することができない。この理由から、電歪
素子においては、バイアス駆動方式が採用される。なお
、電歪体は、圧電体に比べて、歪量は小さいが、ヒステ
リシス及びドリフト等も極めて小さいことが特徴である
（理論的には０）。

【００１９】このように、圧電素子を採用する場合には
、大きな歪量を得るためにバイアス駆動方式が有効であ
り、また、履歴特性に優れた電歪素子を採用する場合に
も、バイアス駆動方式を用いる必要がある。

【００２０】ところで、前述したように、バイアス駆動
方式においては、上面電極、中間電極及び下面電極に相
互に独立した電圧を印加する必要があり、更に、駆動素
子をアースから絶縁する（フローティングする）必要が
ある。しかしながら、図６の従来例では、圧電素子２３
が取り付けられたベース板２１は上ドラムに固定されて
アースされているので、バイアス駆動方式を採用するこ
とはできない。また、下面電極２６から直接リード線を
引き出す必要があり、ベース板の一部を開孔し、この開
孔を利用して下面電極にリード線を半田付けしなければ
ならず、組立作業が極めて煩雑となってしまうという問
題があった。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の磁気ヘッド装置においては、バイアス駆動方式の
駆動素子を採用すると組立作業性が著しく劣化してしま
うという問題点があった。

【００２２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、組立作業性を向上させることができる磁気
ヘッド装置を提供することを目的とする。

【００２３】［発明の構成］

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気ヘッド
装置は、磁気ヘッドと、一対の伸縮自在な駆動体によっ
て構成して先端に前記磁気ヘッドを配置し前記各駆動体
の表面及び裏面の電極にフローティング状態で信号を供
給することにより前記信号に基づいて振動させて前記磁
気ヘッドをヘッドトレース方向に対して略垂直に変位さ
せる駆動素子と、この駆動素子が取り付けられるベース
板と、このベース板と前記駆動素子との間に介装する絶
縁材と、この絶縁材上に形成する前記駆動素子よりも広
幅の金属膜とを具備したものである。

【００２４】

【作用】本発明において、駆動素子は絶縁材を介装して
ベース板に取り付けられる。絶縁材によって、駆動素子
はベース板から絶縁されてフローティング状態となる。 絶縁材上には駆動素子よりも広幅の金属膜を形成してお
り、駆動素子の裏面の電極は金属膜に電気的に接続され
る。金属膜が駆動素子よりも広幅であるので、金属膜の
一部は上方に露出し、この金属膜を利用してリード線の
引き出しが可能である。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係る磁気ヘッド装置の一実
施例を示す斜視図であり、図２はその分解斜視図である
。本実施例においては、バイアス駆動方式の駆動素子を
採用している。

【００２６】図１及び図２において、駆動素子３１が取
り付けられるベース板５１は図示しない上ドラムに固定
されるようになっている。ベース板５１はアルミニウム
又は真ちゅう製であり、駆動素子３１が振動可能なよう
に、駆動素子３１の形状に合わせた溝部５２を有してい
る。この溝部５２の後端に取付部５３を形成し、取付部
５３にはネジ止め用のネジ穴５４を形成している。

【００２７】駆動素子３１は略同一形状の一対の駆動体
によって構成している。一対の駆動体のうち上方に配置
する駆動体（以下、上面駆動体という）３２の端部に切
欠き３３を設ける。上面駆動体３２と下方の駆動体（以
下、下面駆動体という）３４とを、金属シム板３５を挾
装して貼り合わせバイモルフ構造を構成する。切欠き３
３によって、下面駆動体３２の中間電極３６の端部が上
方に露出する。この中間電極３６に半田付けしてリード
線３８を上方に引き出す。上面駆動体３２の上面電極４
０に半田付けしてリード線３７を上方に引き出す。

【００２８】駆動素子３１の後端の中央にはネジ止め用
の掛止孔４２を形成している。駆動素子３１の前端には
磁気ヘッド４３を登載する。磁気ヘッド４３は摺動面に
垂直な面を駆動素子３１に固定しており、駆動素子３１
が振動することにより、ヘッドレース方向に対して略垂
直に変位するようになっている。

【００２９】本実施例においては、駆動素子３１とベー
ス板５１との間に絶縁体４５を介装している。図３は図
１中の絶縁体４５を説明するための説明図であり、図３
（ａ）はその平面を示し、図３（ｂ）はその断面を示し
ている。絶縁体４５は絶縁材４６上に、スパッタリング
又は蒸着等によって、金属電極４７を形成したものであ
る。金属電極４７は２層構造となっており、絶縁材４６
上にＣｒの下地膜４８を形成し、下地膜４８上にＣｕの
電極膜４９を形成している。絶縁体４５の中央にはネジ
止め用の丸孔４９が設けてある。

【００３０】駆動素子３１の振動方向の取付誤差を低減
するために、金属電極４７の膜厚は１μｍ以下の精度に
仕上げる必要がある。この理由から、金属電極４７は、
膜厚を正確に制御することができるスパッタリング又は
蒸着等によって形成する。絶縁材４６によって駆動素子
３１はベース板５１から絶縁され、下面駆動体３４の下
面電極４１は絶縁体４５の金属電極４７に電気的に接続
される。

【００３１】絶縁体４５の長手方向の長さは駆動素子３
１の幅よりも長い。駆動素子３１とベース板５１との間
に絶縁体４５を挾装すると、絶縁体４５の一部は上方に
露出して電極部５０を構成する。この電極部５０に下面
電極用のリード線３９を半田付けしている。

【００３２】駆動素子３１の各電極からのリード線３７
，３８，３９を端子板５５に接続する。端子板５５は磁
気ヘッド４３に映像信号を供給するためのパターン及び
駆動素子３１を駆動する駆動信号を供給するためのパタ
ーンが形成されており、図示しないリード線によって後
述するスリップリングに接続している。端子板５５の後
端の中央にはネジ止め用の丸孔５６を形成している。 端子板５５と駆動素子３１の上面電極４０との間には、
絶縁性のプレート５７を介装する。プレート５７はベー
ス板５１のネジ穴５４に対向した位置にネジ止め用の丸
孔５８を形成している。

【００３３】組立時には、ベース板５１の取付部５３上
に、絶縁体４５、駆動素子３２、プレート５７及び端子
板５５を層状に配置して、ネジ５９を丸孔５６，５８、
掛止孔４２及び丸孔４９を介してベース板５１のネジ穴
５４に螺入する。こうして、端子板５５及び駆動素子３
１をベース板５１に締結して磁気ヘッド装置６０が得ら
れる。

【００３４】次に、このように構成された磁気ヘッド装
置の作用について説明する。

【００３５】図示しないスリップリングからの駆動信号
は端子板５５に導かれ、リード線３７，３８，３９を介
して駆動素子３１の上面電極４０、中間電極３６及び電
極部５０に与えられる。絶縁体４５の電極部５０は駆動
素子３１の下面電極４１に電気的に接続されており、駆
動素子３１の各電極には独立して電圧が印加される。

【００３６】ベース板５１と駆動素子３１の下面電極４
１との間には絶縁体４５を介装している。絶縁体４５の
絶縁材４６によって、駆動素子３１はベース板５１から
絶縁される。また、駆動素子３１の上面電極４０と端子
板５５との間には絶縁性のプレート５７を介装している
。これにより、駆動素子３１は端子板５５からも絶縁さ
れ、フローティング状態となる。

【００３７】こうして、リード線３７，３８，３９によ
って上面電極４０、中間電極３６及び下面電極４１に独
立に電力が供給されて、駆動素子３２はバイアス駆動方
式で駆動される。駆動信号に基づいて駆動素子３１は振
動し、先端に設けた磁気ヘッド４３はヘッドトレース方
向に略垂直な方向、すなわち、トラック幅方向に変位す
る。こうして、ダイナミックトラックキングが行われる
。

【００３８】このように、本実施例においては、駆動素
子３１とベース板５１とを絶縁体４５で絶縁し、駆動素
子３１と端子板５５とをプレート５７で絶縁して駆動素
子３１をフローティング状態にしてバイアス駆動を可能
にしている。また、駆動素子３１の下面電極４１が当接
する絶縁体４５の表面に金属電極４７を構成し、その一
部を上方に露出させることにより、複雑な組立作業を必
要とすることなく、下面電極４１からの上方へのリード
線の引き出しを可能にして、組立作業性を向上させてい
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
イアス駆動方式を可能にすると共に、組立作業性を向上
させることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ヘッド装置の一実施例を示す
斜視図。

【図２】図１の磁気ヘッド装置の分解斜視図。

【図３】図１の絶縁体４５を説明するための説明図。

【図４】駆動素子を模式的に示す断面構造図。

【図５】駆動素子の駆動回路を示す説明図。

【図６】従来の磁気ヘッド装置を示す斜視図。

【図７】図６の磁気ヘッド装置の上ドラムへの取付状態
を説明するための斜視図。

【図８】圧電素子の特性を示すグラフ。

【図９】各駆動方式における使用範囲を示すグラフ。

【図１０】電歪体の特性を示すグラフ。

【符号の説明】

３１…駆動素子 ４３…磁気ヘッド ４５…絶縁体 ４７…金属電極 ５１…ベース板 ６０…磁気ヘッド装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気ヘッドと、一対の伸縮自在な駆動
   体によって構成して先端に前記磁気ヘッドを配置し前記
   各駆動体の表面及び裏面の電極にフローティング状態で
   信号を供給することにより前記信号に基づいて振動させ
   て前記磁気ヘッドをヘッドトレース方向に対して略垂直
   に変位させる駆動素子と、この駆動素子が取り付けられ
   るベース板と、このベース板と前記駆動素子との間に介
   装する絶縁材と、この絶縁材上に形成する前記駆動素子
   よりも広幅の金属膜とを具備したことを特徴とする磁気
   ヘッド装置。