JPH09510816A - テープストリーマの読取り／書込みヘッドを調整するためのリニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、テープに対して相対的な、テープストリーマ上への読取り／書込みヘッドの迅速かつ精確なミクロな位置決めの問題を解決するものであり、同時に読取り／書込みヘッドをテープの全幅にわたって移動させることができる。同時にテープおよび読取り／書込みヘッドを破壊する危険を潜在的に有する磁力の漂遊磁界は小さい。

Description

【発明の詳細な説明】 テープストリーマの読取り／書込みヘッドを 調整するためのリニアアクチュエータ 発明の分野 本発明の目的は、テープストリーマの読取り／書込みヘッドを調整するための アクチュエータ手段を提供することである。このようなアクチュエータは読取り ／書込みヘッドの作動部材を位置決めし、それにより作動部材は読取りおよび書 込み時に正しい位置を取る。トラック密度の増大にしたがって精確なサーボトラ ック追従を行う必要が生じる、それというのもトラック間の距離がトラック数の 増大とともに小さくなるからである。同時に経済的な理由から読取り／書込みヘ ッド内の作動部材の数はできる限り少ないことが望まれる。したがってヘッド位 置決めのためのアクチュエータは、例えばテープからのサーボ信号によって制御 される読取り／書込みヘッドを微位置決め（fine positioning）することができ 、同時にこのアクチュエータはすべてのトラックの読取り／書込みができるよう にテープの全幅にわたって読取り／書込みヘッドを移動させることができなくて はならない。テープドライブの読取り／書込みヘッドの移動に関するこれら２つ の要求は今日まで複数のアクチュエータを組合わせて 、または読取り／書込みヘッド上の複数のチャンネルを使用することによって適 宜対応されてきた。 本発明は、ヘッドの微調整（トラック追従）と完全なテープ幅にわたる読取り ／書込みヘッドの移動のいずれをも同一のモータを用いて行うことに成功した。 付加的な目的は、テープまたは読取り／書込みヘッドがモータによって損傷され るかまたは妨害されないように電磁モータからの磁界の放射を減少させることで あった。 従来技術 リニアモータまたは“ボイスコイルモータ”は公知の原理を構成しており、か つアクチュエータおよび拡声器の両者に接続して使用される。また変位可能な磁 石を含む種々の変更形も公知である。本願ではアクチュエータのモータ自体は“ ボイスコイルモータ”として実施された図面に示された形状を持つ。しかし他の タイプの電磁モータも使用することができ、ノルウエー国特許出願第９５３６４ ６号明細書が参照される。これは公知の技術の一部分として見なされている。 テープドライブは公知の技術を成す。読取り／書込みヘッドは公知の技術に属 し、かつ平行ガイドは運動を制御するための自体公知の原理である。リニアモー タのサーボコントロールは従来の技術として見なされ、テープドライブおよび拡 声器に関する一連の教科書内で開示されている。このようなサーボシステムを作 るには複数の種々の形式がある。具体的な変更形はこの特許出願には含まれてい ないが、これはどれを選択するかは本発明にとって重要ではないからである。本 発明に関連して使用される材料は自体公知の材料、すなわち鉄、胴、ネオジム磁 石、セラミックス、液晶ポリマープラスティックおよびルビーベアリングである 。第９４４１０３号と関連してノルウエー国特許庁で前審査された刊行物は良く 知られており、かつ本発明を妨げるものではないと見なされる。これはシャープ のイワマツ（Iwamatu）およびオクダ（0kuda）によるヨーロッパ特許公開第０４ ７７０３０号明細書である。この刊行物の図面および表から二次ダイナミックシ ステムが板ばねのサスペンションに基づいていることが判る。板ばねがきわめて 長めに製作されたとしてもこれらが本発明によるように長い、しかも同時に精確 な運動を行うことはできない。 ビリー・リチャード・ベーカー（Billy Richard Baker）の英国特許第２０３ ４９５６号明細書も本発明を妨げるものと見なされない、それというのもこれが ビデオテープレコーダのためのドラムヘッド調整であることはこの刊行物から明 らかであるからである。ミツビシデンキのヤスオ・ミツハシ（Yasuo Mituhasi） による米国特許第５１８２６８３号明細書もボイスコイルを懸架するための板ば ねに基づくドラム調整アクチュエータに関する。このアクチュエータは必要な運 動を実施するための必要な柔軟性を有していず、これも障害となるものではない 。ミツビシデンキのムネヒサ・タケダ（Munehisa Takeda）による米国特許第５ ２４７４０４０号明細書は、モータの磁石の装置は本発明と同じタイプのもので あるが、上記と同じ理由から障害を成すものと見なされる。 公知の技術と異なる本発明の特徴 上記の、または同様の出願内で使用される類似かつ公知のアクチュエータとは 異なる本発明の特別な特徴は以下のようである： 電磁リニアモータは以下の特徴の組合せを持つ： ＊ 特に長く、自由な運動を行わせる平行ガイド、テープの個々のトラック上へ の迅速かつ精確なミクロな位置決めとテープの全幅にわたる読取り／書込みヘッ ドの移動を提供、しかもこのすべてが１つのアクチュエータ内で行われる。本ア クチュエータは１／４−１／２インチ（１２．７−６．３５ｍｍ）のテープ（te per）用である。 テープ上の予めフォーマット化されたトラックからのサーボ信号と位置決めコ イルからのサーボ信号との両者を一緒に受取ることによるダブルサーボの可能性 、そのためにこれらの信号は個々に、かつ組合わせてアクチュエータの制御に使 用することができる。 ＊ サスペンションにおける不所望な変位を回避するために新規の、かつ特別に 硬い材料の使用（液晶ポリ マーおよびセラミック）。 ＊ この解決手段は、敏感な読取り／書込みヘッドおよびテープが存在する方向 の磁界に対してきわめて小さな漂遊磁界値を発生するリニアモータを含む。 ＊ 一次制御システム内に含まれる。 図面の簡単な説明 本発明は、一次アクチュエータシステムである。 第１図では、テープドライブに固着されかつモータのマグネットシステムのキ ャリアとして用いられるベースアイロンが図示されている。装置は、テープに対 して相対的に方位角及び天頂を整合させるために調節ポイントを有している。第 １図によるベースアイロン上には第２図による磁石が配置され、その後方に磁極 片がかつその後方に磁石が配置されるので、前記磁石は互いに対向してＮ−Ｎ又 はＳ−Ｓを有する。これによって、磁界全てがほぼモータ内に集中する。磁界用 のアイロン経路を閉じるために、第３図による磁石ケーシング及びケーシングキ ャップが第２図の磁石に取り付けられる。第５図で図示のコイルはモータコイル から成りかつ第１３図では位置決めコイルが図示されていて、このコイルは第４ 図の機構に組み合わされかつ接着剤によりコイルホルダ／ヘッドマウント内に取 り付けられる。給電ワイヤは第３図で図示の磁石ケーシングのギャップを介して 案内され、かつ、コイルホルダ／ヘッドマウントに対する取付けは接着剤によっ て行われる。 本発明の実施例では、マグネットシステムは閉じられたマグネットシステム内 に対称的に配置された２つの磁石を有している。磁石は、磁石からの磁束の１０ ０パーセントが円形のエヤーギャップ内に集中するように、配置され、このエヤ ーギャップ内ではコイルが変位する。このことは、磁石Ｎ−Ｎ又はＳ−Ｓの取り 付けによって行われる。 読込み／書込みヘッドに対する磁界の分布が極めて少ないことによって、即ち 、シミュレートグラフにおける磁力線によって例証される２−５ガウス範囲にあ ることによって、読込み／書込みヘッド（第６図参照）とは反対向きに開口する 狭いギャップを有するマグネットシステムの閉じられた構成が得られる。交流電 流が第５図のコイルにかけられた場合には、コイルは電流方向に従って移動する 。従って、位置はかけられる信号によって規定される。 変位可能なコイル（第５図参照）又は多数のコイルは、図示のように、同時に ヘッド（第６図参照）用の支持体を成すコイルキャリヤに取り付けられる。 コイルは、リンクアーム（第７図参照）から成る平行ガイドを介して、第３図 と第２図との間のエヤーギャップ内に案内される。リンクアームは、第１図で図 示されているようなベースアイロン内にかつ第４図で図示されているようなコイ ルホルダ内に、各端部に配 置されるニードル（第８図参照）を介して懸架される。前記ニードルはリンクア ームを横切りかつ第９図で図示されているようなニードルベアリング内に圧入さ れる。ニードルは、大きな摩擦力比を得るために、小さな直径を有さねばならな い。前記ベアリングは図面では時計用ルビーベアリング（ピンベアリング）とし て形成されていて、このベアリング内では、ピンが板ばね（第１０図参照）を介 して保持される。板ばねの応力は、テープの移動方向に対して相対的な角度変位 又は方位角誤差を生ぜしめることなしに、ヘッドに側方から作用する力を規定す る。ルビーベアリング（第９図参照）は接着剤によって取り付けられかつリンク アーム（第７図参照）の取り付けを介して正確な位置に調整される。これによっ て、エレメントは取付中に自動調整される。選択的に、前記平行ガイド（第７図 、リンクアーム）は、第１１図又は第１２図に図示されているようなブレードベ アリングとしても構成でき、この場合、リンクアームはセラミックから形成され かつスプリング（第１１図参照）は共通にリンクアームの間に保持される。これ によって、摩擦の僅かな極めて安定したガイドが得られる。 リンクアームは全ての実施例において（第７図、第１１図、第１２図）頑丈に しかも軽量に形成されている（第１１図及び第１２図ではブレードベアリングリ ンクアームの原理を図示している）。リンクアームは 、曲げ鋼、セラミックス又はプレス成形軽金属から製作でき、また、極めて頑強 に補強されたプラスチック、例えばカーボンを含む液晶ポリマー又はＰＰＳを使 用することもできる。 平行ガイドの構成においては、テープ面に対して垂直方向で僅かなずれが生ず る。２３ｍｍのベアリング間隔の場合、本発明の構成では、８ｍｍの全変位長さ でほぼ０，２ｍｍのずれが生ずる。このことはモータにおいて考慮されかつ効率 に些細な影響を及ぼすに過ぎない。 ２つの磁石（第２図参照）を有する対称的な構成は、アウトスプリングにおい て、従来のボイスコイルモータよりも頑丈なモータを生ぜしめる。前記ずれは、 長いリンクアームによって減少される。２つのモータコイル（第５図参照）を有 するシステムの構成によって、モータをより長く駆動することができるか又は２ つのコイル間で電流を分割するように各コイルを制御することができる。 第５図で図示のモータコイルとは別に、システムは、位置を記録する単数又は 複数のセンサコイル（第１３図参照）を有する。前記コイルは、第１図によるア イロンベース内で、プラスチックロッドに取り付けられたフェライト（第１４図 参照）に対して入出運動する。これによって、インダクタンスの変化が位置イン ジケータとして利用されかつサーボ操作のための可能 性が生ぜしめるられる。モータに対する固有の位置決めシステムを含むこのよう なコンビネーションはダブルサーボ駆動の可能性を生ぜしめる。両サーボは、ア クチュエータに対する、テープ（媒体）からのフィードバック情報及び２つのセ ンサコイル（第１３図参照）からのフィードバック情報を含む。 テープのトラック幅に関連して、絶対的なインジケータとしてのアクチュエー タセンサの利用により直接、テープの下側エッジにおける一方のトラックのミク ロな位置決め（トラック追従）からテープの上側エッジにおける新たなトラック に対するミクロな位置決めに移行することができる。 それぞれ個々のテープドライブ内にルーチンとして組込まれる前記センサシス テムは、まず校正されねばならない。この精密度は、アクチュエータのセンサシ ステムの機械的な構成に組み入れる必要はない。アクチュエータセンサ（第１３ 図及び第１４図参照）は、コイル（第５図参照）に電流がかけられた場合、アク チュエータ用のロック機構としても利用される。完全なアクチュエータはテープ （方位角：テープ長手方向及び天頂：テープ横方向）に対して正確な角度で調節 されねばならない。このことは、アクチュエータの底部にばね負荷された固定ね じを設けることによって（第１図、アイロンベース内）、及び、アイロンベース （第１図参照）の底部側の規定されたポイントに向け て移動する調節ねじを含む３つの支持点を設けることによって、行われる。 第１５図、第１６図及び第１７図では、組み立てられたアクチュエータが、斜 視図、正面図及び側面図でそれぞれ図示されている。第１８図では、組み立てら れたアクチュエータが長手方向で断面して図示されている。第１９図及び第２０ 図では、ダブル磁石を成すモータからの漂遊磁界のシミュレーションを図示して いる。 アクチュエータの特別な説明 本発明によるアクチュエータは、本発明の実施例によれば、完全なテープの横 方向での運動と組み合わせてテープに予めフォーマット化されたトラックを追従 するという要求を満たす。同じ構想の僅かな変化形は、リンクアームの材料を僅 かに変えることによって又はリンクアームの配置形式を僅かに変えることによっ て、又は、モータテープ選択によって、実現される。 特別な変化形は特に、ルビーベアリングを有する平行ガイド（リンクアーム） の構成の点に特徴を有しかつ２つの磁石と２つのコイルとを含むモータ選択によ って特徴付けられる。 変化形 同じ構造設計範囲において以下の異なる変化形を一次システムにおいて考慮で きる。 ａ）図示のような可動なコイルを有する。 ｂ）可動磁石、半径方向で磁化した円形磁石又は軸方向で磁化したフラットな 磁石を有する。 ｃ）ａ）又はｂ）及びルビーピンベアリングを備えた平行ガイドを有する。 ｄ）ａ）又はｂ）及びセラミック又は特に剛性的で耐摩耗性の若干異なる材料 から成るブレードベアリングを備えた平行ガイドを有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グトルム ルディ ノルウェー国 Ｎ−1472 フィエルハマー エドヴァルド グリーグス ヴァイエン 17

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．読取り／書込みヘッドのためのリニアモータにおける装置において、同じ、 １つのモータを用いてミクロな位置決めとテープの横断方向に長距離の移動の両 者を行うことを特徴とする、読取り／書込みヘッドのためのリニアモータにおけ る装置。 ２．モータの位置を読みとるためのフェライト上に位置決めコイルを備えており 、かつこれにより位置決めコイルとテープ上の予めフォーマット化されたトラッ クの両者からの上方に基づくダブルサーボの駆動を可能にする、請求項１記載の 装置。 ３．ルビーベアリングニードルピンまたはブレードベアリングとして設けられた 、変位可能なコイルまたは変位可能な磁石のための特別に精確な平行ガイドを備 えている、請求項１または２記載の装置。 ４．モータが変位を取出すための狭いギャップのみを有して完全に閉じられてお り、これによりこのギャップがヘッドからそれている時に装置が磁気テープとヘ ッドの特に好都合なスクリーニングを可能にし、しかもギャップがモータの出力 の著しい減少を招くことがない（磁界の短絡等）、請求項１から３までのいずれ か１項記載の装置。