JPH08111012A

JPH08111012A - 磁気ヘッド装置

Info

Publication number: JPH08111012A
Application number: JP6245985A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hoshi; 一廣星; Kazuo Kashiwa; 和郎柏
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】押さえ板の割れ及び電気−機械変換素子への
クラック発生を防止し、正確なトラッキングサーボをか
けることができるようにする。【構成】ヘッドベース１上に電気−機械変換素子３を
押さえ板４を介してネジ５により片持ち梁状態に支持し
た磁気ヘッド装置である。そして、この電気−機械変換
素子３の板厚をネジ締め付け力に充分耐え得る厚みとす
ると共に、面粗度を１０μｍ以下と良い状態とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオテープレ
コーダ等の如き磁気記録及び／又は再生装置に用いられ
る磁気ヘッド装置に関し、特にトラッキング制御を行う
のに用いて好適な磁気ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ビデオテープレコーダ等に搭載
される磁気ヘッド装置には、早送り・スロー再生等の可
変速再生時に磁気ヘッドを記録トラックに追従（トラッ
キング）させる必要があることから、該磁気ヘッドの位
置を変位させる機構を備えた，いわゆるダイナミックト
ラッキングヘッド（以下、ＤＴヘッドと言う。）が用い
られている。

【０００３】このＤＴヘッドは、例えば図７に示すよう
に、ヘッドベース１０１上に電気−機械変換素子である
バイモルフ板１０２、アルミナよりなる中間ホルダ１０
３、バイモルフ板１０４、やはりアルミナよりなる押さ
え板１０５、フレキシブルプリント基板１０６の順に積
層され、それらの基端側においてネジ１０７によって固
定されている。

【０００４】バイモルフ板１０２，１０４は、図８に示
すように、２枚の分極した圧電セラミックス等からなる
強誘電体１０８，１０９をチタン、ステンレス、リン青
銅、カーボンファイバー等からなる補強板１１０を介し
てエポキシ系接着剤等を用いて接合一体化されている。

【０００５】これら一対のバイモルフ板１０２，１０４
は、基端部に中間ホルダ１０３を挟んで所定間隔を隔て
て相対向して設けられると共に、その基端部をヘッドベ
ース１０１にネジ止めすることにより片持ち梁状態に支
持されている。そして、これらバイモルフ板１０２，１
０４の自由端側には、カーボン繊維からなるチップベー
ス１１１が設けられ、そのチップベース１１１の先端部
に磁気ヘッド１１２が取付けられている。

【０００６】そして、この一対のバイモルフ板１０２，
１０４をヘッドベース１０１にネジ止めするために、一
方のバイモルフ板１０４の上に押さえ板１０５が設けら
れている。この押さえ板１０５の上には、磁気ヘッド１
１２との電気的接続を行うフレキシブルプリント基板１
０６が設けられ、このフレキシブルプリント基板１０６
を介してネジ１０７により、バイモルフ板１０２，１０
４がヘッドベース１０１上に固定されている。

【０００７】このように構成されたＤＴヘッドは、バイ
モルフ板１０２，１０４への駆動電圧の印加により、該
バイモルフ板１０２，１０４を変位させ、その先端部に
設けた磁気ヘッド１１２の位置を、図７中矢印Ｙで示す
方向に可変させるようになされている。これにより、磁
気テープ上の所定記録トラック位置に磁気ヘッド１１２
が追従することになる。

【０００８】なお、このＤＴヘッドには、磁気ヘッド１
１２の位置を検出するセンサーであるストレインゲージ
１１３が設けられている。このストレインゲージ１１３
は、一方のバイモルフ板１０４に貼付けられ、図示しな
いリード線と接続されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＤＴヘッド
は、機械的に動作するヘッド（アクチュエータ）であ
り、ヘッド高さ等の動作信頼性を高めるためには、相当
の締め付け力が必要とされる。このＤＴヘッドでは、各
ネジ毎に３ｋｇｆ・ｃｍのトルクで締め付ける必要があ
る。３ｋｇｆ・ｃｍのトルクで締め付けると、２４．２
ｋｇｆの推進力が発生する。

【００１０】ところが、この大きな締め付け力によって
バイモルフ板１０２，１０４をヘッドベース１０１に固
定しようとすると、押さえ板１０５が耐え切れずに、図
９及び図１０に示すように、ネジ締結部分よりヒビＡが
入り割れてしまう。

【００１１】押さえ板１０５が割れることにより、バイ
モルフ板１０４への荷重は割れ部による集中荷重とな
り、当該バイモルフ板１０４に図１１に示すようにマイ
クロクラックＢが発生する。このマイクロクラックＢ
は、バイモルフとして振らせることにより、進行し放射
状をなすクラックとなる。

【００１２】このように、押さえ板１０５の割れによっ
て派生するバイモルフ板１０４へのクラック発生によ
り、バイモルフ本来の機能が損なわれ、可変速再生時に
おける磁気ヘッド１１２の記録トラックへの追従が不可
能となり、正確なトラッキングサーボがかけられなくな
る。

【００１３】そこで本発明は、上述の従来の有する課題
を解決するべく提案されたものであって、押さえ板の割
れを防止することによりバイモルフ板へのクラック発生
を無くし、正確なトラッキングサーボがかけられる磁気
ヘッド装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【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、先端部に磁気ヘッドが取付けられた電気−機械
変換素子、アルミナからなる押さえ板の順にヘッドベー
ス上にネジ止めされ、該電気−機械変換素子をヘッドベ
ースにその基端部を取付け部として片持ち梁状態に支持
してなる装置である。

【００１５】この磁気ヘッド装置では、押さえ板の割れ
を防止すべく、ネジの締め付け力に対し、該押さえ板の
強度を充分高くする。そのための手段として、板厚を
１．１ｍｍ以上とし、且つ電気−機械変換素子と接触す
る押さえ板の接触面の面粗度を１０μｍ以下とする。

【００１６】

【作用】本発明では、押さえ板の板厚を１．１ｍｍ以上
としているので、ネジによる締め付け力に対して充分耐
え得る強度を備えることになり、該押さえ板の割れが防
止される。従って、押さえ板の割れが防止されることか
ら、電気−機械変換素子にクラックが入ることも無くな
る。

【００１７】また、電気−機械変換素子と接触する押さ
え板の面粗度を１０μｍ以下としているので、突起の無
い滑らかな面の接触により、電気−機械変換素子へのク
ラックの発生がより一層回避される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例は、
早送り・スロー・スティル再生等の特殊再生モード時に
磁気ヘッドの位置調整を行うビデオテープレコーダに搭
載される磁気ヘッド装置の例である。

【００１９】本実施例の磁気ヘッド装置においては、図
１に示すように、アルミからなるヘッドベース１上に、
先端部に磁気ヘッド２が取付けられた電気−機械変換素
子３を片持ち梁状態となるように、押さえ板４を介して
ネジ５により固定することにより構成されている。

【００２０】磁気ヘッド２は、例えばフェライト等の軟
磁性材料からなる一対の磁気コア６，７をギャップスペ
ーサ等を介して一体化させ、その突き合わせ面間に記録
再生ギャップとして動作する磁気ギャップｇを形成する
ようになっている。

【００２１】電気−機械変換素子３は、上記磁気ヘッド
２をその先端部に設け、該磁気ヘッド２の磁気ギャップ
ｇを所望の記録トラックに追従させる役目をするもの
で、例えば圧電バイモルフ板からなる。この電気−機械
変換素子３は、ヘッドベース１に取付けられる基端部が
幅広とされ、磁気ヘッド２が取付けられる先端部に行く
に従ってその面積が次第に小さくされる，いわゆる台形
状をなす平板として形成されている。

【００２２】電気−機械変換素子３は、例えば図２に示
すように、両面に電極８，９及び１０，１１がシルク印
刷又は焼き付け等によって形成された一対の圧電セラミ
ック素子１２，１３を有し、これらを互いに逆向きとな
るように分極し、その間にシム１４を介して貼り合わさ
れることにより構成されている。

【００２３】ここで使用される圧電セラミックとして
は、例えば圧電材料であるＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ₃とＰｂ
ＴｉＯ₃との固溶体）等が用いられる。一方、シム１４
は、バイモルフ板の補強を目的とするもので、例えばリ
ン青銅、チタン合金、カーボンファイバー等からなる。

【００２４】上記構成の電気−機械変換素子３において
は、所定の電圧が印加されると、例えば一方の圧電セラ
ミック素子１２に対しては、これを挟み込む一方の電極
８から他方の電極９へと（分極とは逆向き）電界がかけ
られるので、いわゆる圧電効果で当該圧電セラミック素
子１２は矢印で示すように伸びる方向に変形する。

【００２５】これに対して他方の圧電セラミック素子１
３は、反対に矢印で示すように縮む方向に変形する。こ
の結果、電気−機械変換素子３は、図中矢印ａで示す厚
み方向に変位する。変位量は、印加される電界の大きさ
に応じて増減する。なお、電界の方向を先の場合と逆向
きに設定すれば、変位方向も図中矢印ｂで示す逆向きと
なる。

【００２６】上記のように構成された電気−機械変換素
子３は、幅広とされる基端部をヘッドベース１の突起部
１５上に押さえ板４により押さえられた形で、ネジ５に
よって止められることにより、片持ち梁状態に支持され
ている。すなわち、ヘッドベース１の突起部１５上に電
気−機械変換素子３の基端部が直接載せられ、その上に
押さえ板４がさらに載せられて、これらヘッドベース
１、電気−機械変換素子３、押さえ板４をいわゆる３枚
通しの形でネジ５により固定されることにより、電気−
機械変換素子３が片持ち梁状態に支持されている。

【００２７】そして、このようにして構成された磁気ヘ
ッド装置においては、磁気テープに記録されたパターン
上をトレースする上で、微小な変位量を制御する必要が
ある。特に、狭トラックとされる磁気ヘッドの場合、出
力変動に大きく影響を及ぼす。そのため、電気−機械変
換素子３に抵抗値の変化を利用したストレインゲージ１
６をエポキシ系接着剤又は瞬間接着剤で電気−機械変換
素子３に接着せしめ、湾曲した変位量を微小電圧の変化
量としてフィードバックし、最適な再生ヘッドの位置調
整を行うようになされている。

【００２８】そして特にこの磁気ヘッド装置では、ネジ
５による締め付け力による押さえ板４の割れ、及びこれ
により派生する電気−機械変換素子３へのクラックの発
生を防止すべく、当該押さえ板４の板厚を１．１ｍｍ以
上とし、且つ電気−機械変換素子３と接触する押さえ板
４の接触面の面粗度を１０μｍ以下としている。

【００２９】押さえ板４の板厚を１．１ｍｍ以上、面粗
度を１０μｍ以下とするのは、実験結果に基づくもので
ある。本願出願人は、ネジ５の締め付け力を実験的に求
め、その締め付け力が点集中したときには、強誘電体
（圧電セラミック素子）そのものにマイクロクラックが
入ることを実験的に確認した。また、締め付け力の点集
中は、押さえ板４の割れ及び突起が原因していることを
突き止め、割れに対しては１．１ｍｍ以上の厚みが必要
であり、突起については１０μｍ以下の面粗度が必要で
あることを見出した。

【００３０】実験は、先ず、アルミナからなる押さえ板
の板厚を変化させたときの抗折荷重Ｑを次式（１）によ
り求めた。そして、その結果を図３にプロットした。

【００３１】τ＝３Ｑｌ／２Ｗｔ²・・・（１）式（但し、τ：材料抗折力、ｌ：支点間距離、Ｗ：押さえ
板の幅、ｔ：押さえ板の板厚、Ｑ：抗折荷重）実験で
は、τ＝３３００、ｌ＝３ｍｍ、Ｗ＝２．５ｍｍとし
た。

【００３２】ところで、ＤＴヘッドでは、機械的に動作
するアクチュエータであることから、ヘッド高さ等の動
作信頼性を高めるためには、相当の締め付け力（抗折力
に相当する）が必要とされる。例えば、その締め付け力
は２４．２ｋｇｆ相当である。従って、少なくともこの
締め付け力に対して押さえ板が充分耐え得る板厚であれ
ば、当該押さえ板の割れを防ぐことができる。その板厚
は、図３から求められる。すなわち、押さえ板の板厚を
１．１ｍｍ以上とする。

【００３３】また、押さえ板の板厚とクラック不良率と
の関係を図４に示す。この結果からもわかるように、押
さえ板の板厚を１．１ｍｍ以上とすることで、クラック
の発生が抑えられる。

【００３４】本実施例では、安全を見越して、押さえ板
の板厚をネジの締め付け力の２〜３倍の強度が得られる
１．５〜２ｍｍ程度とすることが望ましい。

【００３５】次に、押さえ板の電気−機械変換素子に接
する接触面の面粗度を調べ、ある範囲での突起の大きさ
の占有率の分布状態を調べた。その結果を図５に示す。
また、この押さえ板の突起量と、電気−機械変換素子に
生じたクラック不良率を調べた結果を図６に示す。

【００３６】これらの結果からわかるように、突起が１
０μｍ以下であると、電気−機械変換素子に生ずるクラ
ックの発生が１０数％となり、大幅にクラックの発生を
抑制できることが判る。

【００３７】従って、押さえ板の割れを防止し、これに
より派生する電気−機械変換素子のクラックの発生を防
止するためには、押さえ板の板厚を１．１ｍｍ以上とす
ると共に、面粗度を１０μｍ以下とすればよいことが判
る。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気ヘッド装置においては、押さえ板の板厚をネジ
締め付け力に充分耐え得る厚みとし、且つ、押さえ板の
電気−機械変換素子に接触する面の面粗度を小さなもの
としているので、ネジの締め付け力により押さえ板の割
れを防止でき、この押さえ板の割れにより派生する電気
−機械変換素子へのクラックの発生を回避することがで
きる。従って、早送り・スロー・スティル等の特殊再生
時においても磁気ヘッドを所定の記録トラックに追従さ
せることができ、正確なトラッキングサーボがかけられ
る。また、信頼性並び歩留りも向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気ヘッド装置の斜視図であ
る。

【図２】本発明を適用した磁気ヘッド装置における電気
−機械変換素子の動作を示す概略構成図である。

【図３】押さえ板の板厚と強度の関係を示す特性図であ
る。

【図４】押さえ板の板厚とクラック不良率との関係を示
す特性図である。

【図５】押さえ板の突起量と占有率の関係を示す特性図
である。

【図６】押さえ板の突起量と不良率の関係を示す特性図
である。

【図７】従来の磁気ヘッド装置の斜視図である。

【図８】従来の磁気ヘッド装置における電気−機械変換
素子の一部を破断して示す要部拡大斜視図である。

【図９】従来の磁気ヘッド装置におけるネジ止め部分を
拡大して示す要部拡大平面図である。

【図１０】従来の磁気ヘッド装置におけるネジ止め部分
を一部破断して示す要部拡大側面図である。

【図１１】従来の磁気ヘッド装置における電気−機械変
換素子にヒビが入った状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ヘッドベース２磁気ヘッド３電気−機械変換素子４押さえ板５ネジ６，７磁気コア８，９，１０，１１電極１２，１３圧電セラミック素子１４シム１６ストレインゲージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部に磁気ヘッドが取付けられた電気
−機械変換素子、アルミナからなる押さえ板の順にヘッ
ドベース上にネジ止めされ、該電気−機械変換素子をヘ
ッドベースに対してその基端部を取付け部として片持ち
梁状態に支持してなる磁気ヘッド装置において、上記押さえ板の板厚が１．１ｍｍ以上であり、且つ電気
−機械変換素子と接触する押さえ板の接触面の面粗度が
１０μｍ以下であることを特徴とする磁気ヘッド装置。