JPH048867B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はたとえば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
カルスキヤンニング方式のVTRや、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
クを磁気的あるいは光学的に形成するようにした
情報記録再生装置のヘツド等を駆動制御するため
のアクチユエータに関する。

従来のこの種のアクチユエータの１つに磁気ヘ
ツドをバイモルフ素子（圧電素子の１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
ボ利得が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、薄手のセラミツクス同志を
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圧電素子とをはり合
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。

本発明はこのような事情に基いてなされたもの
であり、その目的は機械的強度が十分大きく、た
とえ外力が駆動対象物である磁気ヘツド等に加つ
ても、この駆動対象物を安定に保持できると共
に、駆動素子が長大化せず、全体をコンパクトに
形成できる上、構成が簡単で組立ておよび配線が
容易で例えば小型の可搬式磁気記録装置のヘツド
アクチユエータ等として好適なアクチユエータを
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
上記二脚間中央に駆動対象物を配置し、この駆動
対象物の一側面と前記一方の脚の内側面との間お
よび駆動対象物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の積層圧電素子を
挿着し、これら第１、第２の積層圧電素子に対し
駆動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、駆動対象物を所定位置に駆動制
御するようにしたものであり、特に第１、第２の
積層圧電素子として、それぞれ複数の圧電素子単
体を、分極方向を交互に180°異ならせて積層した
ものを用い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することによつて駆動対
象物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、
各圧電素子単体相互間に挿入される電極構造の単
純化および組立て、配線の簡略化をはかるように
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Ｈ
形の枠体であり、この枠体２０の相対向する二脚
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にて挾持された状態で挿着されてい
る。表１、表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の積層圧素
子２３ａ，２３ｂとの間、および磁気ヘツド２２
の両側面と第１、第２の積層圧電素子２３ａ，２
３ｂとの間は、接着剤等にて接着される。

第３図は第１、第２の積層圧電素子２３ａ，２
３ｂ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２３ａのみを示してあ
る。図中、３１，３２，３３，３４，３５，３６
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の両外側面には電極層４１，４２，４３，
４４，４５，４６，４７が設けられている。上記
電極層のうち奇数番目の電極層４１，４３，４
５，４７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４２，４
４，４６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２
４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Ｉの方向へ膨脹し、制
御電圧が負電位のものであれば、第３図中矢印
方向へ圧縮し、ヘツド２２に偏倚力を与える。な
お上記の偏倚力がヘツド２２に対し作用する方向
が第１、第２の積層圧電素子２３ａ，２３ｂで一
致するように、第１、第２の圧電素子２３ａ，２
３ｂの一方が膨脹するときには他方が圧縮するよ
うに制御される。

すなわち、第２図において、積層圧電素子２３
ａに電圧増幅器２４からこの素子２３ａが厚み方
向に膨張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，２
３ｂ双方の効果で、ヘツド２２は図示のＡ方向へ
移動することになる。

第４図はトラツキング情報検出手段を示す図で
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５
１，５２の各出力はエンベロープ検波器５３，５
４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５
５の出力はトラツキング情報として前記電圧増幅
器２４，２５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。

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により挾持されてお
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
脚２１ａ，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２３
ａ，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
２１ａ，２１ｂ間において一対の積層圧電素子２
３ａ，２３ｂにより両側を均等に挾圧保持される
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
易な利点がある。

また第１、第２の積層圧電素子２３ａ，２３ｂ
は第２図、第３図に示すように圧電素子の厚み方
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がな
い。さらに第３図に示すように、各圧電子巣単体
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
２つの圧電素子単体に対し共用できる。その結
果、第５図に示すように分極方向を一様にして積
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。なお第５図中、
６１〜６６は各圧電素子素体、７１ａ，７１ｂ〜
７５ａ，７５ｂは各圧電素子体６１〜６５の両側
に配設した電極層、８１〜８６は絶縁層である。
本実施例によれば上記各対をなす電極層７１ａ，
７１ｂ〜７５ａ，７５ｂがそれぞれ単一化される
結果、絶縁層８１〜８６も省略できることになる
上、電極に対する配線も１つおきに共通接続すれ
ばよいものとなる。

第６図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。第６図において、９１はステツプモータ、９
２はポールネジ、９３はコ字形の枠体、９４は上
記枠体の二脚９３ａ，９３ｂ間に配置された磁気
ヘツド、９５ａ，９５ｂは第１、第２の積層圧電
素子である。この実施例ではヘツド９４のギヤツ
プ位置が第２図とは90°異なつたものとなつてい
る。このような構成のものであつても、前記実施
例と同様の作用効果を奏するのは勿論である。

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として使
用する場合を例示したが、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。ただしこの場合は第２図および第６図に示
したボールネジ１４は不要で、ボールネジ挿通部
位に設けた枠体の軸を回転シリンダの軸と平行に
取付ければよい。さらに光学式デイスク装置の光
学式ヘツドアクチユエータあるいはフオーカシン
グアクチユエータとしても使用できる。

以上説明したように、本発明によれば機械的強
度の大きな部材で形成された枠体の二脚間に配置
した駆動対象物を第１、第２の積層圧電素子にて
両側から挾持する如くにし、これら各圧電素子に
対し駆動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、駆動対象物を所定位置に駆
動制御するようにしたものであり、圧電素子の厚
み方向縦振動を利用したものであるから、駆動素
子の機械的強度が十分大きなものとなり、たとえ
駆動対象物に外力が加つても、この駆動対象物を
安定に保持できると共に、駆動素子が長大化せず
全体をコンパクトに形成できる。また本発明によ
れば、第１、第２の積層圧電素子として、それぞ
れ複数の圧電素子単体を、分極方向を交互に180°
異ならせて積層したものを使用しているので、各
圧電素子単体相互間に挿入される電極構造を単純
化でき、構成が簡単で組立ておよび配線が容易で
あり、たとえば小型の可搬式磁気記録装置のヘツ
ドアクチユエータ等として好適なアクチユエータ
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の積層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を示す
図、第５図は同実施例の作用説明のために示した
積層圧電素子の構成例を示す図、第６図は本発明
の他の実施例を示すヘツド保持体の斜視図であ
る。 １１……回転磁気デイスク、１２……記録トラ
ツク、１３，９１……ヘツド送り用ステツプモー
タ、１４，９２……ボールネジ、１５……ヘツド
保持体、２０，９３……枠体、２１ａ，２１ｂ，
９３ａ，９３ｂ……二脚、２２，９４……磁気ヘ
ツド、２３ａ，２３ｂ，９５ａ，９５ｂ……積層
圧電素子、２４，２５……電圧増幅器、３１〜３
６……圧電素子単体、４１〜４７……電極層、５
１，５２……トラツキング情報検出用再生ヘツ
ド、５３，５４……エンベロープ検波器、５５…
…差動増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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駆動対象
   物と、この駆動対象物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の積層圧電素子
   と、前記駆動対象物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の積層圧電素子と、
   上記第１、第２の積層圧電素子に対し駆動制御情
   報に応じた所定極性の制御電圧を印加し前記駆動
   対象物を所定位置に駆動制御する制御手段とから
   なるアクチユエータ。 ２ 前記第１、第２の積層圧電素子は、それぞれ
   複数の圧電素子単体を、分極方向を交互に180°異
   ならせて積層したものである請求項１に記載のア
   クチユエータ。 ３ 前記第１、第２の積層圧電素子は、一方が膨
   脹する時には、他方が圧縮されるように制御され
   るものである請求項１または２に記載のアクチユ
   エータ。 ４ 前記駆動対象物は、磁気ヘツドである請求項
   １または２または３に記載のアクチユエータ。 ５ 前記駆動対象物は、光学ヘツドである請求項
   １または２または３に記載のアクチユエータ。