JPH0344816A - トラッキング装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はトラッキング装置に関し、特にＶＴＲ装置に
代表される回転ヘッドヘリカルスキャン型磁気テープ記
録再生装置において、回転シリンダに取り付けられた磁
気ヘッドをテープ上の記録トラックに直交する方向に変
位させることによりトラック追従を行なうトラッキング
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ヘリカルスキャン型磁気テープ記録再生装置において、
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きたトラック位置決めを一
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ョン、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。

再生時の磁気ヘッド軌跡を記録トラックに一致させるト
ラッキング装置における代表的な問題点は次の２点であ
る。

■　いかにしてトラックずれ情報（誤差信号）を検出す
るか。

■　どのような手段で磁気ヘッドを変位させ、トラック
に追従させるか。

このうち０項については、 ａ）第１の構成として、予め記録信号にパイロット信号
を重畳して記録し、再生時に追従しようとするトラック
およびその隣接トラックからの再生信号に含まれるパイ
ロット信号成分の周波数。

位相、振幅のいずれか少なくとも１つを検出してトラッ
キング誤差信号を得る手法。

ｂ）　第２の構成として、再生時に磁気ヘッドをトラッ
ク幅の１／１０程度の振幅で加振し、これによって生ず
る再生エンベロープ変動を上記加振周波数で同期検波す
ることによりトラツキジグ誤差信号を得る手法。

などが提案されている。

また、■項の磁気ヘッドをトラック幅方向に変位させる
手段としては、 Ｃ）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、他端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。

ｄ）第２の構成として、永久磁石とヨークとからなる磁
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４図は例えば特開昭５６−１１７３２８号公報に開示
されたトラッキング誤差信号検出手段（以下「ウオブリ
ング方式」と称す）の原理図、第５図は同公報に示され
た従来のウオブリング方式の概略構成図であり、これは
上述のｂ）の構成に該当する。

図において、４は加振信号発生器、１９はトラッキング
アクチュエータ、３は磁気ヘッド、７１はエンベロープ
検波器、７２は同期検波器、９は出力増幅器である。

次に動作について説明する。

加振信号発生器４からの加振信号４１（第４図（ａ））
はトラッキングアクチュエータ１９に印加され、該アク
チュエータに連結された磁気ヘッド３を振動させる。再
生時に磁気ヘッド３が記録トラックＴのほぼ中心をトレ
ースしている場合、記録トラックＴと磁気ヘッド軌跡り
との関係は概ね第４図（ｂ）のようになり、該磁気ヘッ
ド３からの再生信号をエンベロープ検波器７１で検波し
た出力は第４図（Ｃ）のようになる、また、第４図（ｄ
）のように磁気ヘッドの軌跡りが記録トラックＴの中心
より若干ずれていると、同図（ｅ）に示すようなエンベ
ロープ検波信号が得られ、ズレの方向が逆になるとエン
ベロープ検波信号の位相は反転する。従って上記エンベ
ロープ検波器７１からの検波出力と加振信号４１とを同
期検波器７２で同期検波することによりトラック偏差情
報を検出でき、該トラック偏差情報を適当に出力増幅器
９で増幅してトラッキングアクチュエータ１９にフィー
ドバックすることによりトラッキング動作が行われる。

また第６図は例えば特開昭５２−１２７２１０号公報に
開示された従来のトラッキングアクチュエータ１９の構
成を説明するための平面図、第７図はその要部側面図で
あり、これは上述のＣ）の構成に該当するものである。

なお、以下の説明ではＣ）の構戒に該当するトラッキン
グアクチュエータは符号２で示す０図において、４２は
回転シリンダ、４０はその回転軸であり、２３ａ、２３
ｂは該回転シリンダ４２の裏面に取り付けられた支持板
、２ａ。

２ｂは圧電素子本体２１ａ、２１ｂとその両面に取り付
けられた電極層２２ａ、２２ｂとからなる２枚の素子を
貼り合わせる構造の圧電素子で、これらの圧電素子２ａ
、２ｂは回転軸４０を中心に回転する回転シリンダ４２
に支持板２３ａ、２３ｂを介してその一端が固定されて
おり、他端には磁気ヘッド３ａ、３ｂが取り付けられて
いる。そして該磁気ヘッド３ａ、３ｂは回転シリンダ４
２の外周面４３より僅かに突出し、上記回転シリンダ４
２の外周面を摺接して走行する磁気テープ４４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２２ａ。

２２ｂ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２ａ、２ｂ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３ａ、３ｂが上
下方向に変位して、トラック追従が行われることとなる
。

また第８図は例えば特開昭６３−１７３２１９号公報に
開示された従来のトラッキングアクチュエータ１９の構
成を説明するための要部断面図であり、上述のｄ）の構
成に該当するものである。以下の説明では、ｄ）の構成
に該当するトラッキングアクチュエータは符号１で示す
。図において、第６図、第７図と同一符号は同一のもの
を示し、トラッキングアクチュエータ１は磁気回路を構
成する永久磁石１０とヨーク１１．磁気回路の磁気空隙
１２内に嵌合されたコイル１３が巻かれたコイルボビン
１４、及び該コイルボビン１４を保持する２枚の板バネ
１７ａ、１７ｂとから構成されており、−方の板バネ１
７ｂの一部は延長されてこの部分に磁気ヘッド３がコイ
ルボビン１４と一体に動くよう取り付けられている。

このような構成のトラッキングアクチュエータでは、コ
イル１３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、即ち図の場合は上下方向に駆動
力を発生し、コイル１３及びコイルボビン１４は−この
力によって上下方向に変位し、従って磁気へラド３も上
下方向に変位する。

さて、トラッキング誤差信号の検出方法として示した２
つの方法のうち、上述のａ）に該当するパイロット信号
を重畳して記録しておく方法は、記録フォーマットの制
約などがあり、どのような場合にも利用できるものでは
ない、従って、一般には再生信号のエンベロープ変化を
利用する上述のｂ）の方法が用いられることが多い、そ
じてこのウオブリング方式のトラッキング誤差検出方法
では、磁気ヘッドを追従させようとする振動周波数より
十分に高い加振周波数（一般に追従させようとする周波
数の１０倍程度が用いられる）で磁気ヘッドを加振して
やる必要があり、多くの場合、高い共振周波数が得られ
る上述のＣ）の構成のトラッキングアクチュエータと組
み合わせて用いられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のＣ）の構成のトラッキングアクチュエ
ータに用いられている圧電素子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る。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の共振周波数とは大きく異なってい
るため、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。

さらに、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
が取り付けられているため、圧電素子の湾曲に伴って磁
気ヘッドと磁気テープ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案されているが、上述
の欠点の全てを解決するものではない。

また、前記ｄ）の構成のトラッキングアクチュエータに
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なる可
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、この機構によって高い周波数で“ウオブリングす
ることは極めて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、トラック偏差の周波数帯域に対し、十分高い
周波数でウオブリングできるとともに、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
を得ることのできるトラッキング装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るトラッキング装置は、第１の電気機械変
換手段と、その可動部に取り付けられた第２の電気機械
変換手段とを有し、上記第２の電気機械変換手段の可動
部に取り付けられた磁気ヘッドを揺動させてトラッキン
グ動作を得るようにし、かつ、上記第１の電気機械変換
手段として磁界内に置かれたコイルに通電することによ
り発生する電磁力を利用する前述のｄ）の構成のアクチ
ュエータを用い、上記第２の電気機械変換手段として圧
電素子に電界を印加して該圧電素子を湾曲させる前述の
Ｃ）の構成のアクチュエータを用いるとともに、上記第
２の電気機械変換手段の共振周波数近傍の加振周波数を
該第２の電気機械変換手段に印加してウオブリングを行
ない、これによって得られたトラッキング誤差信号を位
相補償・増幅して上記第１の電気機械変換手段を励振す
るように構成したものである。

〔作用〕

この発明においては、共振周波数が高くとれる圧電素子
を用いた第２の電気機械変換手段により磁気ヘッドをウ
オブリングしてトラッキング誤差信号の検出を行なうと
ともに、低周波・大振幅での変位直線性に優れた１ｉ磁
力による第１の電気機械変換手段でトラック追従を行わ
せる。従って、ウオブリングの加振周波数を十分高く設
定できるからトラッキング誤差信号の検出帯域を広くと
ることができるとともに、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のない大きな変
位が得られ、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トラッキング装置の
ブロック構成図、第２図はこの発明に用いるトラッキン
グアクチュエータの側断面図である。また、第３図はこ
の発明に用いるトラッキングアクチュエータの他の構成
例を示す側断面図である。各図において同一符号は同一
あるいは相当部分を示し、４は加振信号発生器、４１は
加振信号、５は加振増幅器、６はヘッドアンプ、７はエ
ンベロープ同期検波器、８は位相補償器、９は出力増幅
器である。トラッキングアクチュエータは、永久磁石１
０とヨーク１１で構成される磁気回路と、コイル１３及
びコイルボビン１４からなる電磁力を利用したアクチュ
エータとからなる第１の電気機械変換手段１と、上記ア
クチュエータの可動部に、圧電素子２１の両面に電極２
２ａ、２２ｂを貼り付けた第２の電気機械変換手段２の
一端を取り付け、該第２の電気機械変換手段２の他端に
磁気ヘッド３を取り付けた構成となっている。

次に動作について説明する。

加振信号発生器４で発生された加振信号４１は加振増幅
器５で増幅されて第２の電気機械変換手段２の画電極２
２ａ、２２ｂ間に印加され、遊端に保持された磁気へラ
ド３を最大数μｍ程度ウォブルさせる。磁気ヘッド３か
らの再生信号６１は上記ウオブリングによって振幅変動
を有しているが、そのエンベロープを上記加振信号４１
で同期検波することにより、トラッキング誤差信号７１
を得る。該誤差信号７１を位相補償器８で位相補償し出
力増幅器９で増幅して第１の電気機械変換手段ｌのコイ
ル１３に印加することにより、コイル１３とコイルボビ
ン１４．及びコイルボビン１４に取り付けられた第２の
電気機械変換手段２、さらには該第２の電気機械変換手
段２の遊端に取り付けられた磁気へラド３を動かし、ト
ラック追従動作を得る。圧電素子２の共振周波数を数＋
ないし数百ＫＨｚ程度にすることは容易であり、この共
振周波数近傍にウオブリングの加振周波数４１を選ぶこ
とにより小さなエネルギーで所望とする数μｍ程度の微
振動を得ることができ、また、圧電素子２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。さら
に、第１の電気機械変換手段１として大振幅の直線性に
優れた電磁力によるアクチュエータを用いており、トラ
ック追従は該第１の電気機械変換手段を利用しているた
め、大きな変位をとっても変位ヒステリシスやヘッドと
テープの当接角の変化を避けることができ、忠実なトラ
ッキング動作が得られる。

なお、上記実施例では１つのヘッドにつき第１及び第２
のアクチュエータをそれぞれ１個ずつ用いる構成を示し
たが、第３図に示したように、固定シリンダ４３に環状
の永久磁石１０とヨークｌｌとからなる磁気回路を回転
軸４０とほぼ同軸に配置し、回転軸４０に摺動可能に嵌
入されかつ回転軸４０と一体に回転する回転部材１５に
コイルボビン１４を保持させ、該回転部材１５に必要数
の第２の電気機械変換手段を取り付ける構造としてもよ
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、この発明に係るトラッキング装置によれ
ば、誤差信号の検出に用いるウオブリングには共振周波
数を高くとることのできる圧電素子によるアクチュエー
タを用いるようにしたので、加振信号をサーボ帯域より
十分高い周波数に選び、かつ小さなエネルギーとするこ
とができ、またトラック追随には大振幅直線性に優れた
１を磁力によるアクチュエータを用いているので、大き
いトラック偏差に対してもヒステリシスのない変位が得
られ、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トラッキング装置の
ブロック構成国、第２図はこの発明に用いるトラッキン
グアクチュエータの側断面図、第３図はこの発明に用い
るトラッキングアクチュエータの他の構成例を示す側断
面図、第４図はウオブリング方式トラッキング誤差信号
検出手段の原理図、第５図は従来のウオブリング方式ト
ラッキング装置の概略構成図、第６図は従来のトラッキ
ングアクチュエータの槽底を説明するための平面図、第
７図はその要部側面図である。 １・・・第１の電気機械変換手段、２・・・第２の電気
機械変換手段、３・・・磁気ヘッド、４・・・加振信号
発生器、５・・・加振増幅器、６・・・ヘッドアンプ、
７・・・エンベロープ同期検波器、８・・・位相補償器
、９・・・出力増幅器、１０・・・永久磁石、１１・・
・ヨーク、１３・・・コイル、１４・・・コイルボビン
、１７・・・板バネ、２１・・・圧電素子、２２・・・
電極、４０・・・回転シリンダの回転軸、４１・・・加
振信号、４２・・・回転シリンダ、４３・・・固定シリ
ンダ、４４・・・テープ。 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）第１の電気機械変換手段と、その可動部に取り付
   けられた第２の電気機械変換手段とを有し、上記第２の
   電気機械変換手段の可動端に取り付けられた磁気ヘッド
   を揺動させてトラッキングを行なうトラッキング装置に
   おいて、 上記第１の電気機械変換手段は磁界内に置かれたコイル
   に通電することにより発生する電磁力を利用するもので
   あり、 上記第２の電気機械変換手段は圧電素子に電界を印加し
   て該圧電素子を湾曲させるもので、かつ、数＋ＫＨｚ付
   近に比較的急峻な共振特性を有するものであり、 上記第２の電気機械変換手段の共振周波数近傍で発振す
   る加振信号発生器と、 該発生器により発生した加振信号を増幅して上記第２の
   電気機械変換手段に最大数ミクロンの変位が得られる電
   界を印加する加振増幅器と、上記第２の電気機械変換手
   段の可動端に取り付けられた磁気ヘッドからの再生信号
   のエンベロープ変動を上記加振信号により同期検波して
   トラックずれに関する誤差信号を得る手段とを備え、上
   記誤差信号を位相補償・増幅して上記第１の電気機械変
   換手段に印加し、もって上記トラックずれを補正するこ
   とを特徴とするトラッキング装置。