JPH0452524B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気テープの長手方向に対して傾斜し
た記録トラツクを形成するいわゆるヘリカルスキ
ヤニング方式のVTRや磁気デイスクに対し同心
円状もしくはスパイラル状の記録トラツクを形成
するようにした磁気記録再生装置に用いられるヘ
ツドアクチユエータに係り、特に磁気ヘツドをト
ラツキング情報ならびにアジマス角情報に基いて
トラツキング制御およびアジマス角制御を行なう
手段の改良に関する。

従来のこの種のアクチユエータの一つに磁気ヘ
ツドをバイモルフ素子（圧電素子の一種）の先端
部に取付け、トラツキング情報に基いて上記バイ
モルフ素子に所定電圧を印加することにより、磁
気ヘツドのギヤツプ中心位置が常にトラツクの中
心位置に一致するように、ヘツド位置を制御する
ものがある。上記のものはバイモルフ素子自体の
機械的強度が比較的弱いために、例えば磁気ヘツ
ドの先端が磁気テープや磁気デイスクの記録面と
接触することによつて生じる力等の外力が磁気ヘ
ツドに加わると、磁気ヘツドは上記外力により所
定の位置から大きくずれて他の位置へ移動してし
まうことがある。このような場合、磁気ヘツドを
最適動作位置に戻すためには、バイモルフ素子に
対し、ずれ量補正用の大きな電圧を印加する必要
がある。したがつて上記印加電圧を供給するため
の増幅器のダイナミツクレンジを十分大きくする
必要があり、コスト的に不利となる問題がある。
又、前記ずれ量はトラツキングサーボ系にオフセ
ツトを与えることになる。このため上記オフセツ
トを吸収する目的でトラツキングサーボ系のサー
ボ利得を極めて大きくする必要があり、サーボ系
の安定性確保の面でも問題がある。

バイモルフ素子は、薄手のセラミツク同志を２
枚はり合わせたもの、あるいは圧電素子と金属板
や高分子フイルムの様な非電圧素子とをはり合わ
せた構造をしている。したがつて磁気ヘツドを位
置的に大きく動かすには、バイモルフ素子の長さ
を十分長いものにする必要がある。長いセラミツ
クスは、強度的に弱いので厚手の材料を使用しな
ければならない。しかるに厚手のバイモルフ素子
は駆動電圧を高くしないと充分動作しない。

以上述べた様に、バイモルフ素子には素子の厚
み、素子の長さ、駆動電圧、変形量（移動量）に
相関があり、装置にとつて好適な駆動素子の設計
をむずかしいものにしていた。

一方記録トラツクに記録された情報に対するヘ
ツドギヤツプの角度のずれによつて生じるいわゆ
るアジマス角損失を抑制する手段として、従来は
アジマス調整ビスにより磁気ヘツドのギヤツプ角
度を手動で調整する手段を採用していた。しかし
乍ら上記手段では調整時にバラツキが生じ易いう
え経時変化も生じ易い。特に記録時の装置と再生
時の装置とが異なる場合には再生時においてその
都度再調整をしないと最適出力が得られない難点
があつた。殊に磁気記録波長が1μm以下になる
と、ギヤツプのアジマス角を厳密に調整しない限
り、記録媒体や装置の互換性が失なわれる。

本発明はこのような事情に基いてなされたもの
であり、その目的は機械強度が十分大きく、たと
え外力がヘツドに加つても、ヘツドを安定に保持
でき良好なトラツキング制御を行なえると共に、
駆動素子が長大化せず、全体をコンパクトに形成
できる上、アジマス角情報に基いてヘツドギヤツ
プを所定角度に自動的に調整制御でき、磁気記録
媒体における記録状態の如何に拘らず、常に最適
出力を得ることのできるヘツドアクチユエータを
提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために次の如く構
成したことを特徴とする。すなわち本発明は記録
トラツクの幅方向に所定距離をおいて平行に相対
向する二脚を備えた枠体を機械的強度の大きな部
材で形成し、上記枠体の上記二脚間中央に磁気ヘ
ツドを配置し、この磁気ヘツドの一側面と前記一
方の脚の内側面との間および磁気ヘツドの他側面
と前記他方の脚の内側面との間に、それぞれ第
１，第２の圧電素子を挿着し、これら第１，第２
の圧電素子に対しトラツキング情報に応じた所定
極性の制御電圧を印加することにより、磁気ヘツ
ドをトラツキング制御するようにしたものであ
る。また本発明は前記ヘツドのギヤツプが前記ト
ラツクの幅方向に対してなす角度を変化させる如
く第３の圧電素子を前記枠体に取付け、この第３
の圧電素子に対し、アジマス角情報に応じた所定
極性の制御電圧を印加することにより、磁気ヘツ
ドのアジマス角を調整制御するようにしたもので
ある。かくして本発明ではバイモルフ構造の素子
を用いず圧電素子の厚み方向縦振動を利用して磁
気ヘツドを駆動制御するようにし、バイモルフ素
子の構造的な弱さと素子の長大化を防止すると共
に、アジマス角の自動調整を行なえるようにした
ことを特徴としている。

以下、本発明の実施例につき図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の一実施例の機構部の構成を示
す平面図であり、図中１１は回転磁気デイスク、
１２は磁気デイスク上に形成された記録トラツ
ク、１３はヘツド送り用ステツプモータ、１４は
上記モータの軸に設けられたボールネジ、１５は
上記ボールネジ１４の回転に伴つてデイスク１１
の半径方向にステツプ移動するヘツド保持体であ
る。

第２図は第１図に示したヘツド保持体１５の具
体的構成を示す斜視図である。第２図中、２０は
十分な機械的強度を有する部材にて形成されたコ
字形の枠体であり、この枠体２０の対向する二脚
２１ａ，２１ｂ間にはギヤツプＧを有する磁気ヘ
ツド２２が両側を第１，第２の積層圧電素子２３
ａ，２３ｂにて挟持された状態で挿着されてい
る。第１，第２の積層圧電素子２３ａ，２３ｂに
は電圧増幅器２４，２５にて電圧増幅された正ま
たは負電位の制御電圧が印加される。なお枠体２
０の二脚２１ａ，２１ｂと第１，第２の積層圧電
素子２３ａ，２３ｂとの間、および磁気ヘツド２
２の両側面と第１，第２の積層圧電素子２３ａ，
２３ｂとの間は、接着剤等にて接着される。

前記枠体２０の背面には第３の圧電素子である
一対の積層圧電素子２６ａ，２６ｂの各一側面が
接合されている。これら各積層圧電素子２６ａ，
２６ｂの各他側面は、前記ボールネジ１の回転に
伴つて図中左右方向に移動する駆動体２７の一側
面に接合されている。なお上記駆動体２７と前記
枠体２０との間には両者を弾性的に吸引結合する
スプリング（不図示）等が設けてある。上記第３
の圧電素子である一対の積層圧電素子２６ａ，２
６ｂには電圧増幅器２８，２９にて電圧増幅され
た正または負電位の制御電圧が印加される。

第３図は第１，第２の積層圧電素子２３ａ，２
３ｂおよび第３の圧電素子である一対の積層圧電
素子２６ａ，２６ｂの詳細な構成を示す図であ
る。ただし第３図には、第１の積層圧電素子２３
ａのみを示してある。図中３１，３２〜３６は圧
電素子単体であり、図中矢印で示す如く分極方向
を交互に180゜異ならせて積層してある。上記各圧
電素子単体３１〜３６の相互間および３１と３６
の両外側には電極層４１，４２〜４７が設けられ
ている。上記電極層のうち奇数番目の電極層４
１，４３，４５，４７は共通接続されて電圧増幅
器２４の出力端に接続されており、偶数番目の電
極層４２，４４，４６は共通接続されて接地され
ている。かくして上記各圧電素子３１〜３６には
電圧増幅器２４で電圧増幅されたトラツキング情
報に応じた制御電圧が並列的に印加されることに
なる。その結果、各圧電素子３１〜３６は制御電
圧が正電位のものであれば第３図中矢印の方向
へ膨脹し、制御電圧が負電圧のものであれば、第
３図中矢印の方向へ圧縮し、ヘツド２２に偏倚
力を与える。

なお第１，第２の積層圧電素子２３ａ，２３ｂ
は各素子の偏倚力がヘツド２２に対し同一方向に
働くように制御される。すなわち第２図において
たとえば積層圧電素子２３ａに対し電圧増幅器２
４からこの素子２３ａが厚み方向に膨脹するよう
な電位の電圧が印加されるときには、積層圧電素
子２３ｂには電圧増幅器２５からこの素子２３ｂ
が厚み方向に圧縮されるような電位の電圧が印加
される。その結果、２３ａ，２３ｂ双方の効果で
ヘツド２２はこの場合図示のＡ方向に偏倚するこ
とになる。

また第３の圧電素子である積層圧電素子２６
ａ，２６ｂは各素子の偏倚力がヘツド２２に対し
逆方向に働くように制御される。すなわち第２図
において、たとえば積層圧電素子２６ａに対し電
圧増幅器２８からこの素子が厚み方向に膨脹する
ような電位の電圧が印加されるときには、積層圧
電素子２６ｂには電圧増幅器２９からこの素子２
６ｂが厚み方向に圧縮されるような電位の電圧が
印加される。その結果、ヘツド２２はこの場合第
２図中、反時計方向へ回動することになる。

第４図はトラツキング情報およびアジマス角情
報を検出する手段を示す図である。第４図におい
て５１，５２は一対のトラツキング情報検出用の
ヘツドである。上記検出用ヘツド５１，５２はヘ
ツド２２が最適トラツキング状態にあるとき、ヘ
ツド５１および５２の各ギヤツプ中心位置がトラ
ツク１２の両端に一致するように位置設定されて
おり、ヘツド２２と共に一体的にトラツク１２の
幅方向へ移動するものとなつている。上記トラツ
キング情報検出用ヘツド５１，５２の各出力はエ
ンベロープ検波器５３，５４によりそれぞれエン
ベロープ検波され、しかるのち差動増幅器５５に
供給される。差動増幅器５５の出力は出力端子５
６からトラツキング情報として前記電圧増幅器２
４，２５に与えられる。

また第４図において５７はアジマス角検出用の
ヘツドである。上記検出用ヘツド５７はヘツド２
２のギヤツプＧが最適アジマス角にあるとき、一
対のギヤツプ５７ａ，５７ｂのアジマス角ずれ量
が相等しく且つ中間レベルの出力を送出する如く
ヘツド２２と一体的に設けられている。上記アジ
マス角検出用ヘツド５７から得られる二つの出力
はそれぞれエンベロープ検波器５８，５９により
エンベロープ検波され、しかるのち差動増幅器６
０に供給される。差動増幅器６０からの差出力は
減算器６１に与えられる。減算器６１は上記差動
増幅器６０からの差出力から前記差動増幅器５５
の出力を差引き、アジマス角情報に含まれている
トラツキングずれ情報成分を除去する。減算器６
１から出力されるアジマス角情報はホールド回路
６２に供給されその情報の大きさに応じた電圧レ
ベルがホールドされる。かくしてホールド回路６
２にてホールドされたアジマス角情報の大きさに
応じた出力電圧が端子６３から送出され、これが
前記電圧増幅器２８，２９に与えられる。

本装置は上記の如く構成されているので、ヘツ
ド２２がトラツキングエラーを生じると、検出用
ヘツド５１，５２の出力に差が生じ、差動増幅器
５５から上記差に応じたトラツキング情報が送出
される。このトラツキング情報は電圧増幅器２
４，２５にて電圧増幅され、正または負電位の制
御電圧として積層圧電素子２３ａ，２３ｂに印加
される。このため、積層圧電素子２３ａ，２３ｂ
は第２図に示すようにヘツド２２に対しＡまたは
Ｂ方向への駆動力を与え、ヘツド２２の中心位置
がトラツク１２の中心位置と一致するようにトラ
ツキング制御する。

一方、ヘツド２２のギヤツプＧがアジマス角度
ずれを生じると検出用ヘツド５７の各ギヤツプ５
７ａ，５７ｂにより得られる出力に差が生じる。
このため差動増幅器６０から上記差に応じたアジ
マス角情報が出力される。このアジマス角情報は
減算器６１にてトラツキング情報成分を除去され
たのちホールド回路６２にてホールドされ、その
ホールドされた電圧が電圧増幅器２８，２９に供
給される。このため電圧増幅された正または負電
位の制御電圧が積層圧電素子２６ａ，２６ｂに印
加される。このため積層圧電素子２６ａ，２６ｂ
は上記制御電圧に応じてヘツド２２を第２図中、
時計方向または反時計方向へ回動させるような偏
倚力を枠体２０に与え、ヘツド２２におけるギヤ
ツプＧのアジマス角を所定角度に自動的に調整設
定する。

ところで今、ヘツド２２に何らかの外力が加わ
つたとする。しかるにヘツド２２はその両側を積
層圧電素子２３ａ，２３ｂにり挟持されており、
しかも両圧電素子２３ａ，２３ｂの外側は機械的
強度の大きな部材で形成された枠体２０の両側２
１ａ，２１ｂによつて堅固に保持されているた
め、上記外力によつてヘツド２２の位置が大幅に
ずれるおそれはない。したがつて従来のようなず
れ量補正のための大きな電圧を圧電素子２３ａ，
２３ｂに与えるべく増幅器２４，２５のダイナミ
ツクレンジを格別大きくする必要もない。またオ
フセツト吸収のためのサーボ利得を確保する必要
もないのでサーボ系の安定性が得られる。一方、
第２図に示す如く、ヘツド２２は平行な二脚２１
ａ，２１ｂ間において一対の積層圧電素子２３
ａ，２３ｂにより両側を均等に挟圧保持されるの
で、格別の調整手段を講じなくともヘツド２２の
垂直度および平行度が容易に得られ組立てが容易
となる利点がある。

また第１，第２の積層圧電素子２３ａ，２３ｂ
および第３の圧電素子である一対の積層圧電素子
２６ａ，２６ｂはいずれも圧電素子の厚み方向縦
振動を利用しているので、バイモルフ素子の構造
的弱さがなく、しかも長大化するおそれもない。
さらに本実施例では、第３図に示すように各圧電
素子単体３１〜３６の分極方向を交互に180゜異な
らせて積層しているので、各圧電素子単体相互間
に介在している電極層を単一化しその両側に隣接
している二つの圧電素子単体に対して共用でき
る。その結果、分極方向を一方向に揃えて積層し
たものに比べると、各電極層の構造が単純化され
る上、配線も簡略化される。

第５図〜第７図は本発明の他の実施例を示す図
である。第５図に示すものはアジマス角調整用の
一対の積層圧電素子２６ａ，２６ｂをヘツド２２
に対し直接当接させた例である。このようにすれ
ばヘツド保持体７０を、単一のコ字形枠体７１に
よりヘツド２２を保持する構成となし得る。

第６図に示すものは、ヘツド保持体８０として
ボールネジ１４に螺合する駆動体部８１とヘツド
２２および第１，第２の積層圧電素子２３ａ，２
３ｂとを保持する保持部８２とを一端で連結し、
他端を遊端となし、この遊端相互間に単一の第３
の圧電素子８３を介在させたものである。したが
つて一対の圧電素子を設けた前記実施例のものに
比べ、偏倚量は低下するが、構成が簡略化する利
点はある。このため、アジマス角調整量が比較的
少なくてよい場合のアクチユエータとして好まし
い。

第７図に示すものは、ヘツド保持体９０として
コ字形の枠体９１の内底面に突起９２を設け、こ
の突起９２を第５図に示した一対の積層圧電素子
２６ａ，２６ｂの一方たとえば２６ａの代りに用
い、第３の圧電素子として単一化した積層圧電素
子９３を用いた例である。この場合も第６図の場
合と同様にアジマス角調整量が比較的少なくてよ
い場合のアクチユエータとして好ましい。

なお本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではない。たとえば前記実施例では本発明を磁気
デイスク装置用のヘツドアクチユエータに適用し
た場合を示したが、ヘリカルスキヤニング方式の
VTR用ヘツドアクチユエータにも使用できる。
ただしこの場合はボールネジ１４は不要で、ヘツ
ド保持体のボールネジ挿通部位に設けた軸を回転
シリンダの軸と平行に取付ければよい。また前記
実施例では第１，第２，第３の圧電素子として積
層圧電素子を用いた場合を示したが、ヘヘツド２
２の大きさや必要な偏倚量の大きさ等によつて
は、単体の圧電素子を用いてもよい。

以上説明したように、本発明は機械的強度の大
なる部材で形成された枠体の二脚間に配置した磁
気ヘツドを、第１，第２の圧電素子にて両側から
挟持する如くにし、これら各圧電素子に対しトラ
ツキング制御情報に応じた所定極性の制御電圧を
印加することにより、磁気ヘツドのトラツキング
制御を行なうと共に、上記ヘツドのギヤツプがト
ラツク幅方向に対してなす角度を変化させる如く
枠体に取付けた第３の圧電素子に対し、アジマス
角情報に応じた所定極性の制御電圧を印加し前記
ヘツドのギヤツプを前記トラツクのアジマス角に
一致させるようにしたものである。

したがつて本発明によれば圧電素子の厚み方向
縦振動が利用され、素子の機械的強度が十分大き
なものとなるので、たとえ磁気ヘツドに大きな外
力が加つても、ヘツドを安定に保持できると共
に、駆動素子が長大化せず全体をコンパクトなも
のとなし得る。また本発明によればアジマス角情
報に基いてヘツドギヤツプのアジマス角を所要角
度に自動的に調整制御することができ、磁気テー
プの記録状態の如何に拘らず、常に最適な出力を
得ることのできるヘツドアクチユエータを提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示す図
で、第１図は機構部の構成を示す断面図、第２図
はヘツド保持体の具体的構成を示す斜視図、第３
図は第１，第２，第３の圧電素子の詳細な構成を
示す図、第４図はトラツキング情報検出手段およ
びアジマス角情報検出手段を示すブロツク図、第
５図〜第７図は本発明の他の実施例におけるヘツ
ド保持体の構成を示す図である。 １１…回転磁気デイスク、１２…記録トラツ
ク、１３…ヘツド送り用ステツプモータ、１４…
ボールネジ、１５…ヘツド保持体、２０…枠体、
２１ａ，２１ｂ…二脚、２２…磁気ヘツド、２３
ａ，２３ｂ…積層圧電素子、２４，２５，２８，
２９…電圧増幅器、２７…駆動体、３１〜３６…
圧電素子単体、４１〜４７…電極層、５１，５２
…トラツキング情報検出用ヘツド、５７…アジマ
ス角情報検出用ヘツド、７０，８０，９０…ヘツ
ド保持体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 記録トラツクの幅方向に所定距離をおいて平
   行に相対向する二脚を有する機械的強度の大きな
   部材で形成された枠体と、この枠体の二脚間中央
   に配置された磁気ヘツドと、この磁気ヘツドの一
   側面と前記一方の脚の内側面との間に挿着された
   第１の圧電素子と、前記ヘツドの他側面と前記他
   方の脚の内側面との間に挿着された第２の圧電素
   子と、上記第１，第２の圧電素子に対しトラツキ
   ング情報に応じた所定極性の制御電圧を印加し前
   記ヘツドのギヤツプ中心を記録トラツクの中心に
   一致させる手段と、前記ヘツドのギヤツプが前記
   トラツクの幅方向に対してなす角度を変化させる
   如く前記枠体に取付けられた第３の圧電素子と、
   この第３の圧電素子に対しアジマス角情報に応じ
   た所定極性の制御電圧を印加し前記ヘツドにおけ
   るギヤツプのアジマス角を調整制御する手段とを
   具備したことを特徴とするヘツドアクチユエー
   タ。