JPH04285718A - 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５は駆動素子を模式的に示す断面構造図
であり、図５（ａ），（ｂ）は圧電素子を示し、図５（
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５（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５（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５（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６は駆動素子の駆動回路を示す説明図で
ある。図６（ａ）は並列駆動方式を示し、図６（ｂ）は
直列駆動方式を示し、図６（ｃ）はバイアス駆動方式を
示している。図６（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６（
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６（ｂ）では下面電極６ｂ
を接地している）。図６（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７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７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７の波線
にて示す特性から図７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。

【００１０】図８は各駆動方式における使用範囲を示す
グラフであり、図８（ａ）は並列及び直列駆動方式の場
合を示し、図８（ｂ）はバイアス駆動方式の場合を示し
ている。

【００１１】図８（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８（ａ）の太線Ｃの範囲となる。

【００１２】一方、バイアス駆動方式においては、図８
（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８（ｂ
）の太線に示すＤである。図８（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。

【００１３】図９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９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９の特性Ｆに示すように
、略１次関数の特性となる。図９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。

【００１４】また、図５（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
６（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）。

【００１５】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。そこで、バ
イアス駆動に対応した駆動素子支持構造の開発が重要と
なる。

【００１６】しかし、バイアス駆動方式においては、駆
動素子の３つの電極に相互に独立した電圧を印加するよ
うになっているので、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。

【００１７】図１０はこの点を考慮して、駆動素子をフ
ローティング状態で使用する従来の磁気ヘッド装置を示
す斜視図であり、図１１はその分解斜視図である。

【００１８】図１０及び図１１において、アルミニウム
製ベース板２１上に絶縁プレート２２を介して駆動素子
２３を取り付けるようになっている。駆動素子２３の先
端には磁気ヘッド２４が登載される。磁気ヘッド２４は
摺動面に垂直な面が駆動素子２３に固定されており、駆
動素子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。

【００１９】駆動素子２３上には、アルミニウム製スペ
ーサー２５を介して端子板２６が設けてある。これらの
端子板２６、スペーサー２５、駆動素子２３、絶縁プレ
ート２２は、外周面が絶縁管２７によって絶縁されたネ
ジ２８でベース板２１上に締結されている。こうして、
従来の磁気ヘッド装置２９を得ている。

【００２０】ところで、駆動素子２３は片持ばりを構成
しており、後端部がネジ２８によってネジ止めされてい
る。したがって、駆動素子２３の取付部分における変位
方向の取付誤差によって、磁気ヘッドを設置した先端部
では比較的大きな誤差が発生する。ところが、前述した
ように、端子板２６、スペーサー２５、駆動素子２３、
絶縁プレート２２及びベース板２１は層状に配設されて
いる。この積層構造によって、各部品の寸法誤差は累積
されてしまい、取付精度が低下する。また、各部品の寸
法誤差によって、装置全体の厚さ寸法に大きな誤差が生
じてしまう。更に、層状に配設するための組立作業も比
較的困難である。

【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、組立精度が低く、ま
た、組立作業性も悪い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、組立精度及び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、前記駆動素子を回転ドラムに対して固
定するための締結部材と、前記回転ドラムに固定され前
記締結部材によって前記駆動素子が締結されて前記各駆
動体をフローティング状態にして前記駆動素子を支持す
る絶縁性のベース板とを具備したものである。

【００２４】

【作用】本発明において、駆動素子は締結部材によって
絶縁性のベース板に取り付けられる。ベース板は回転ド
ラムに固定されているが、ベース板が絶縁性を有してい
るので、駆動素子はフローティング状態となり、表面及
び裏面の電極に供給される信号に基づいてバイアス駆動
される。従来と異なり、駆動素子をフローティング状態
にするための絶縁性のプレートは不要であり、このプレ
ートの寸法誤差分だけ組立精度が向上する。また、部品
点数が少なくなるので、作業性も向上する。

【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
。図１において図１０と同一の構成要素には同一符号を
付してある。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２３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）の端部に切欠き３１を設ける。この駆動体と下
方の駆動体（以下、下面駆動体という）とを貼り合わせ
てバイモルフ構造を構成する。切欠き３１によって、下
面駆動体の中間電極３２の端部が上方に露出する。この
中間電極３２に半田付けしてリード線３５を上方に引き
出す。上面駆動体の上面電極３３に半田付けしてリード
線３４を上方に引き出す。また、下面駆動体の下面電極
３７に半田付けしてリード線３６を上方に引き出す。こ
れらのリード線３４，３５，３６によって、上面電極３
３、中間電極３２及び下面電極３７に独立して電力を供
給可能である。

【００２７】駆動素子２３の後端の両側にはネジ止め用
の掛止孔４５を形成している。駆動素子２３の前端には
磁気ヘッド４６を登載する。磁気ヘッド４６は摺動面に
垂直な面を駆動素子２３に固定しており、駆動素子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。

【００２８】駆動素子２３の各電極からのリード線３４
，３５，３６を端子板４７に接続する。端子板４７は磁
気ヘッド４６に映像信号を供給するためのパターン及び
駆動素子２３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４７の後
端の両側にはネジ止め用の丸孔４８を形成している。

【００２９】本実施例においては、これらの端子板４７
及び駆動素子２３を取り付けるベース板として、アルミ
ナ、ジルコニア等の絶縁性の非磁性セラミックス製ベー
ス板４１を採用している。ベース板４１は駆動素子２３
が振動可能なように、駆動素子２３の形状に合わせた溝
部４２を有している。この溝部４２の後端に取付部４３
を形成し、取付部４３にはネジ止め用のネジ穴４４を形
成している。

【００３０】端子板４７と駆動素子２３の上面電極３３
との間には、アルミニウム製スペーサー４９を介装し、
駆動素子２３の下面電極３７は直接ベース板４１に取り
付けている。スペーサー４９はベース板４１のネジ穴４
４に対向した位置にネジ止め用の丸孔５０を形成してお
り、この丸孔５０及び駆動素子２３の掛止孔４５には絶
縁管５１を嵌合している。

【００３１】すなわち、絶縁管５１をスペーサーの丸孔
５０及び駆動素子２３の掛止孔４５に嵌合した状態で、
ネジ５２を端子板４７の丸孔４８及び絶縁管５１を介し
てベース板４１のネジ穴４４に螺入して、端子板４７及
び駆動素子２３をベース板４１の取付部４３に締結して
いる。こうして、図１の磁気ヘッド装置５３が得られる
。

【００３２】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３はこの状態を示す平面図であり、
図４はその側面図である。上ドラム８１は軸８２を中心
として回動自在である。上ドラム８１に対向した位置に
軸８２を中心とした下ドラム８３を固定している。上ド
ラム８１の下面の下ドラム８３との間に本実施例の磁気
ヘッド装置５３をネジ８４によって固定している。この
場合には、駆動素子２３の先端に設けた磁気ヘッド４６
が上ドラム８１の縁辺から若干露出するように配置する
。上ドラム８１及び軸８２はアースブラシ８５を介して
接地する。

【００３３】磁気ヘッド装置５３の端子板に接続された
リード線８６は上ドラム８１に設けた開孔部８７を介し
て上ドラム８１の上面側のスリップリング８８に接続す
る。スリップリング８８はブラシ８９を介して端子板９
０に接続している。

【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】端子板９０からの駆動信号はブラシ８９、
スリップリング８８及びリード線８６を介して磁気ヘッ
ド装置５３の端子板４７に導かれる。更に、駆動信号は
端子板４７から３本のリード線３４，３５，３６を介し
て駆動素子２３に与えられる。駆動素子２３の上面電極
３３、中間電極３２及び下面電極３７には独立して電圧
が印加される。これにより、圧電素子２３は振動して先
端に設けた磁気ヘッド４６はトラック幅方向、すなわち
、ヘッドトレース方向に略垂直な方向に変位する。こう
して、ダイナミックトラックキングが行われる。

【００３６】本実施例においては、ベース板４１として
、絶縁性の非磁性セラミックスを使用している。したが
って、上ドラム８１と駆動素子２３の下面電極３７とは
ベース板４１によって絶縁され、駆動素子２３はフロー
ティング状態となる。これにより、駆動素子２３の各金
属膜電極３３，３２，３７に独立に電力を供給して、バ
イアス駆動方式の駆動が可能である。

【００３７】このように、絶縁性のベース板４１に駆動
素子２３を直接取り付けるようにしており、従来のよう
に駆動素子２３とベース板４１との間に絶縁性のプレー
トを介装する必要はない。積層する部品が少なくなるの
で、各部品の寸法精度に基づく取付精度及び装置の寸法
精度等の組立精度を向上させることができる。また、部
品点数が低減されることから、組立作業性も向上する。

【００３８】なお、ベース板としてエポキシ系の絶縁性
樹脂材等を用いてもよい。この場合には、ベース板を一
体成形によって得る。この場合でも、図１と同様の作用
及び効果が得られることは明らかである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、組
立精度及び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】実施例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平面図。

【図４】図３の側面図。

【図５】駆動素子を模式的に示す断面構造図。

【図６】駆動素子の駆動回路を示す説明図。

【図７】圧電素子の特性を示すグラフ。

【図８】各駆動方式における使用範囲を示すグラフ。

【図９】電歪体の特性を示すグラフ。

【図１０】従来の磁気ヘッド装置を示す斜視図。

【図１１】図１０の分解斜視図。

【符号の説明】

２３…駆動素子 ４１…ベース板 ４６…磁気ヘッド ５２…ネジ ５３…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、前記駆動素子を回転ドラムに
   対して固定するための締結部材と、前記回転ドラムに固
   定され前記締結部材によって前記駆動素子が締結されて
   前記各駆動体をフローティング状態にして前記駆動素子
   を支持する絶縁性のベース板とを具備したことを特徴と
   する磁気ヘッド装置。