JPS6025020A - 記録再生装置のヘツド支持装置 - 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 本発明は記録再生装置のヘッド支持装置に係り特に記録
媒体と信号変換素子であるヘッドとの相対的な位置を移
動制御する事によって所定の前記記録媒体とヘッドとの
走査軌跡を得る様にした記録再生装置のヘッド支持装置
に関するものである。

従来例の構成とその問題点 周知の如く、回転ヘッドを有するヘッドドラム外周面に
記録媒体テープ（以下テープと記す）を螺旋状に巻付は
走行する事により、前記テープに傾斜した記録トラック
を形成する構成された、いわゆるヘリカルスキャン型の
ＶＴＲにおいては前記記録トランクの傾斜角は、前記螺
旋状に巻付けられたテープの傾斜角及びテープの走行速
度、ドラムの回転速度に応じ変化する。従って記録時の
テープ走行速度と異なる走行速度で前記テープを走行さ
せ再生を行なう場合、例えばメチル、スローモーション
、倍速再生時等には、ヘッドの走査軌跡は記録されたト
ラック上から外れてし寸うこととなる。つまりヘッドの
走査軌跡は記録トラックに対して相対的な角度を有する
事になる。この様に記録トラックからヘッドが外れると
、バンドノイズや隣接トラック間クロスト−りか生じ好
ましくない。第１図および第２図はその状態を示す図で
あり、１は記録媒体テープである。２は定められた仕様
に基づき記録されたトランクである。

第１図はテープ走行を停止させた状態つ寸りスチル時の
状態を示し図中斜線で示す軌跡３がその時のヘッド走査
軌跡となり記録トラック２に対してθ１の角度差を生ず
る。又第２図は２倍速］８生の状態を示すものであり斜
線部４はその時のヘッド走査軌跡を示す。この場合には
ヘッド走査軌跡４は記録トラック２に対してθ２だけの
角度差を持つことになる。そこで如何なる再生時モード
においてもヘッド走査が記録トラック上となる様に、必
要に応じて前記ヘッドを上下方向、すなわち第１図、第
２図の図中矢印方向に移動させるようにしたヘッド支持
装置が概に提案されている。

第３図は前記ヘッド支持装置の一例を示すものであり、
このヘッド支持装置には２枚の薄板状の圧電素子５ａ、
５ｂをはり合わせた構造のいわゆるバイモルフ型圧電素
子６がヘッド７の支持部材として使用されている。８は
前記ヘッド７を一端に固着保持し他端を前記バイモルフ
型圧電素子６゜の一端に固着したヘッドベースである。

バイモルフ型圧電素子６の他端は固定部材９ａ、９ｂに
よシトラムの一部に例えばねし止め等の手段により取付
りられている。又圧電素子ｓａ、ｓｂにはそれぞれメッ
キ層ＩＣ）ａ、１０ｂ、１００，１０ｄが電極として被
着されている。このようなヘッド支持装置によれば必要
な直流電圧を適当な方向に印加し、これによって生ずる
電歪現象（圧電効果）を利用してバイモルフ型圧電素子
６を第３図（！Ｌ）。

（０）に示すように上下方向にだわ捷せるように構成さ
れている。即ち記録又は通常再生時には第３図（ｂ）の
如く水平に維持しておき、スチル又はスローモー７ヨン
再生時のようにテープ走行速度を記録時の走行速度よシ
も遅くする場合には例えば第３図（＆）に示すようにバ
イモルフ型圧電素子６を水平位置から徐々に上方へたわ
ませてヘッド７を上方へ移動させ、又倍速再生時のよう
にテープ走行速度を速くする場合には第３図（Ｃ）に示
すようにバイモルフ型圧電素子６を水平位置から下方に
たわませてヘッド７を下方へ移動させる。これによって
テープ走行速度が記録時と異なっても、ヘッドＹがテー
プ１１に形成された記録トラック上を正しく走査するよ
うに補正されることになる。しかしながら、かかる実施
例の如く１枚のバイモルフ型圧電素子６にヘッド７を取
付けた装置においては、バイモルフ型圧電素子６の価曲
に従かいその先端部に取付けられたヘッド７はテープ１
１に対して傾斜して接する事になりヘッド７の先端部は
第３図に示ずあおり角β１．β２を持ってテープ１１に
接することになる。第４図はヘッドのあおシ角と記録さ
れた信号の再生出力の関係を実験的に示す図である。前
記の如くかがる構成例においてバイモルフ型圧電素子６
に印加する直流電圧を次第に大きくしてゆくとこれに伴
ってヘッド７のテープ１１に対するあおり角β１．β２
は次第に大きくなり、スペーシングロスを生じて再生出
力が減少する欠点を有している。実験結果の一例を挙げ
るとあおシ角０．５度で約８ｂｎの出力減少を生じ特性
が劣化した。

第５図はこのような欠点を是正する為に提案さ、れた−
例である。本構成例においては圧電素子１２ａ、１２ｂ
に印加される直流電圧の極性がその先端部において逆と
なる様に考案されたものであシ、図においてバイモルフ
型圧電素子１３０両面に被着される電極に一部切欠部１
４ａ、１４ｂを設け、１５ａ、１５ｂ、１５Ｃ，１５ｄ
、１６ｅの電極を構成し更に電極１５ａと１５８をリー
ド線１６で、電極１５０と１５ｄをリード線１７で結線
し、バイモルフ型圧電素子１３の先端部分において逆方
向の直流電圧が印加される様に構成されたものである。

１８はバイモルフ型圧電素子の先端に例えば接着等にょ
シ固着されたヘッドベース１９に同じく接着等にょシ固
着されたヘッドであシ又２０１Ｌ、２０ｂはバイモルフ
型圧電素子の固定部羽である。本構成においては、バイ
モルフ型圧電素子１３のわん聞方向を先端部分で逆方向
としそれによりあお９角γ１．γ２を矯正するものであ
り、それによって前記構成例の欠点を補正しようとする
ものである。

かかる構成例においてはバイモルフ型圧電素子１３にそ
の矯正部を構成する関係上、同じ量だけのヘッド１８の
上下変位置去を得る為にはバイモルフ型圧電素子１３の
長さを長くする事が必要となる、バイモルフ型圧電素子
１３を長くすると共振周波数が低くなり共振が起こり易
くなると共に制御速度を低くおさえる必要が生じてくる
、この為に再生時において記録トランクに正確に追随で
きなくなってしまう欠点を有している０又実際の構成に
おいてバイモルフ型圧電素子１３を長くする事はスペー
ス的な制約もあり困難となり、特にドラム直径の小さな
記録再生装置においては非常に困難となる。

第６図は前記２つの構成例の欠点を補なう為に提案され
た考案の一例である。２１および２２はそれぞれ圧電素
子２３＆、２ｓｂおよび２４！Ｌ１２４ｂがはり合わさ
れて構成されたバイモルフ型圧電素子である。

該２枚のバイモルフ型圧電素子２１，２２は平行となる
様固定部材２５，２６．２７により固定せられかつドラ
ムに例えばねじにより取付けられている。バイモルフ型
圧電素子２１．２２の他端にはその一部あるいは全体を
弾性体（弾性部）２８ａ、、２８ｂで構成されたヘッド
ベースが前記バイモルフ型圧電素子２１．２２の平行条
件を守り接着等の方法により固着されている。３０はベ
ンドベース２９先端に接着等の方法により取付けられた
ヘッドである。

かかる構成においてはヘッドベース２９の弾性部２Ｂ＆
、２８１）の作用によシヘソド３０の先端はその接触条
件を損なう事なくテープ３１と如何なる場合においても
保つ事が出来る。第６図（ｂ）は水平状態、（ａ）は上
方への移動時、（Ｃ）は下方への移動時におけるそれぞ
れのバイモルフ型圧電素子２１．２２とへラドベース２
９の弾性部２８ａ。

２８ｂの関係を示すものである。

本構成例においては２枚のバイモルフ型圧電素子２１．
２２により構成する関係上その両者の経時変化特性を含
む電気−機械特性を一致させる必要がある。もしその特
性が異なる場合においては直流電圧を印加しバイモルフ
型圧電素子２１．２２をわん曲させた時にその平行条件
がくずれそれによりヘッド３０があおり角を持ったり又
バイモルフ型圧電素子２１．２２とへラドベース２９の
接着部において歪みを生ずる事となり、時には接着が外
れる等の危険を有している。又へラドベース２９は共振
周波数の関係上あまり大きな質量とする事は得策でなく
一般には小型に構成されている。

その場合その弾性部も小さくなりその歪み量は大きくな
る為に、ヘッド３０の上下方向移動量を大きく出来ない
欠点を有している。更に本構成例においてはバイモルフ
型圧電素子を２枚用いた例を示しだが、どちらか一方を
弾性体で構成する方法も提案されている。しかしながら
その例においては、バイモルフ型圧電素子が２次曲線の
わん曲をするのに対して弾性体側は相異なるわん曲線を
示しその結果ヘッド先端とテープとの間でのあおり角の
発生およびヘッドベース部でのひずみの発生をきたすも
のであり、本第６図の構成例より更に欠点を有するもの
である。

更に前記した３つの実施例に共通する欠点につき説明を
する。第７図は回転ドラム３２に取付けられたヘッド支
持装置を示す図であり、バイモルフ型圧電素子３３．ベ
ンドベース３４．ヘンド３５、固定部材３６で構成され
るヘッド支持装置はねじ３了により回転ドラム３２に取
付けられている。３８は下ドラム、３９はヘッドディス
クであり、ねじ４０により上ドラム３２を保持する。

４１は例えば下部にモータ部を有する回転主軸であシヘ
ソドディスク３９に例えば圧入笠の手段により固着され
ている。ヘッド３５は上ドラム３２の外周面４２から適
当量だけ突出する様（図中Ｂ）に高精度に取付けられて
いる。この突出量Ｂが大きくなり過ぎると、ヘッドとテ
ープの描接時におけるたたき現象が大となシワウフラッ
タ、ジッタの増加の原因となったり、あるいはヘッドテ
ープの接触圧増加によるノイズの増加等を生じ、又突出
量Ｂが小さくなるとスペーシングクロス等による出力の
減少となる、ヘッド突出量Ｂは前記理由等により、その
摩耗による減少あるいは温度条件をも含み適した範囲に
設定する事が必要である。

しかしドラムが熱膨張係数の比較的大きなアルミ合金材
で作られるのに対して、圧電素子は熱膨張係数の小さい
セラミック材であり上ドラム３２の０間での温度に対す
る伸び量と、バイモルフ型圧電素子３３の９間での温度
に対する伸び量とに差を生じその結果、ヘッド３６の上
ドラム外周面４２からの突出量Ｂが温度にょシ変化をす
る欠点を持ち、その結果前記した特性上の欠点を生ずる
事となる。

第８図はその変化の一例を示すものであり、図中実線４
３はバイモルフ型圧電素子３３ラ　ヘッドベース３４．
ヘッド３５で構成されたヘッド支持部羽部Ｅの伸び量を
、又破線４４は上ドラム３２の０間における伸び量を示
すものであり、基準温度を２０℃とした時のグラフであ
る。基準温度とは諸元値を設定する温度を言い、例えば
基準温度より温度が高くなった場合には上ド？ム伸び量
４４が犬となり図中Ｆに相当するだけ突出量Ｂは減少す
る。逆に温度が低くなった時は十ドラムの縮み量４４が
犬となり図中Ｇに相当する量だけ突出量Ｂが増加する事
になる。実験値の一例を示すと、例えば記録再生装置の
使用温度範囲をＯ℃〜４５℃、装置温度上昇を１５℃と
すると図中Ｆ値で約２４μｍ１Ｇ値で約１２μｍとなり
、仮にヘッド寿命までのヘッド摩耗量を３０μｍ１最低
保証ヘツド突出量を１０μｍとすると、−＼ノドとテー
プの接触条件を保証しなければいけない突出量の範囲は
１０μｍ〜７６μｍとなり非常に困難となる。

発明の目的 本発明の目的は前記した欠点を是正するものであって、
ヘッドとテープの接触条件を損なう事なく容易に上下方
向に移動可能なヘッド支持装置を提供するものであって
、結果多機能、高性能な記録再生装置を提供するもので
ある。

発明の構成 本発明はほぼ平行なる状態に保持された少くとも２枚の
弾性板で構成されたヘッド支持部材を一端を固定とし他
端を可動可能に構成すると共に、その固定端と可動端間
に例えばバイモルフ型圧電素子等の電気−機械変換用素
子を少なくともその一端を前記弾性板と相対位置をもっ
て固定せしめる様構成し、前記ヘッド支持部材の可動端
側にヘッドを配し、これによって前記ヘッドがその回転
方向に対してほぼ直交する方向に移動し得る様にしたも
のであり、それにより前記ヘッドとテープの接触にあお
り角を生ずる事なく常に最適の接触条件を保ちながら前
記方向に移動する事を可能成らしめ、例えばスチル、ス
ローモーション、倍速再生時においても常に最良の再生
出力を保ちながら記録トランクに追随してヘッドが走査
する様にしたものである。更に前記弾性板をドラムを構
成する材質の熱膨張係数とほぼ同一の熱膨張係数を有す
る材料に設定する事により如何なる環境条件下において
も上ドラムからのヘッド突出量を一定ならしめ、常にヘ
ッドテープの接触条件を最適に保ち得る様構成したもの
である。

実施例の説明 以下図面を参照にさらに詳細に本発明について説明を行
なう。第９図は本発明の一実施例とその動作を示すもの
である。４５．４６は例えばステンレス板等で構成され
た弾性変形可能な弾性板であシ、その一端を保持部材４
７，４８．４９およびユニットベース５０で挾持固定し
、他端をヘッドベース５１に例えば接着剤５２．６３に
より接着固定し、前記弾性板４５と４６が、はぼ平行と
なる様構成されている。ヘッドベース６１の一端にはヘ
ッド５４が例えば接着等の方法で固着されている。６５
はバイモルフ型圧電素子であり、電気−機械変換トラン
スデユーサである。バイモルフ型圧電素子５５は圧電素
子６６１Ｌ、５６ｂから構成されそれぞれの圧電素子５
６１Ｌ、ｓｓｂはメッキ層によシミ極５７ａ、６７ｂ、
５８ａ、５８ｂが被着されている。又圧電素子５６ａ・
　５６ｂはそれぞれの電極ｓ　７　ａ、ｔｓ　ｓ　ｂ部
ではシ合わされて構成されている。前記の如く構成され
たバイモルフ型圧電素子５５はその一端を前記保持部月
４７．４８．４９およびユニットベース５ｏにより前記
弾性板４５．４６と一体に挾持固定され、他端はへノド
ベース５１に例えば硬質ゴムで作られ弾性変形可能な支
持部材５９で適量の自由度を持ちかつすき間を生ずる事
無く保持される様構成されている。第１０図は本実施例
の斜視図であり、第９図の下方より見た状態を示す。６
ｏは前記バイモルフ型圧電素子５５、弾性板４５．４６
を挾持する為のねじ、６１１　６２は前記の如く構成さ
れたヘッド支持装置を例えば回転ドラムに固定する為の
取イ」けねじである。

かかる構成において圧電素子５６２Ｌ、５６ｂに記録ト
ラック上をヘッド５４が追随し走査する為に必要な適当
な方向の必要な直流電圧を印加する事によシ生じる電歪
現象（圧電効果）によりバイモルフ型圧電素子５５は第
９図（ｂ）の水平状態から第９図（ａ）又は（Ｃ）の方
向にわん曲する。バイモルフ型圧電素子６６のわん曲に
よりその可動端６３は上下方向に変位する。この変位に
伴ないその可動端６３と係合されているヘッドベース５
１も上下に移動しヘッドベース５１に取付けられたヘッ
ド５４も当然テープ６４に対して相対的に上下移動する
。この場合前記の如くヘッドベース５１は平行なる２枚
の弾性板４５．４６により保持せられている為にその向
きを一定に保ちつつ上下移動する事は一周知であり、そ
の為にバイモルフ型圧電素子５５の可動端６３の向きに
関係なく常にテープ６４に対して一定の向きとなる。支
持部材５９を弾性体で構成するのは前記ヘッドベース５
１とバイモルフ型圧電素子５６の傾き差を吸収するだめ
である。

第８図の一点鎖線６５は本発明の弾性板４６゜４６をス
テンレス薄板材にて構成した時のヘッド支持部材の温度
に対する伸びを示す。この様にドラム部制質の熱膨張係
数に近い値の熱膨張係数を持つ材料を弾性板４５．４６
に選ぶ事によりヘッド突出量の変化は最少限に押える事
が可能となり従来例の如き欠点を是正する事が可能とな
る。つまり前記弾性板４５．４６を例えばドラムを構成
するのと同じ材質とする事も可能であり、その場合は温
度による突出量変化はほとんど無視出来る。

更に本発明においてはヘッド５４とバイモルフ型圧電素
子５５は弾性を有する支持部材６９を介しつながってい
る為、ヘッド５４に生じる力、およびその重量をバイモ
ルフ型圧電素子６６が全てを担う必要がなく、その為前
記バイモルフ型圧電素子５５は４しくする事が出来、そ
の為印加電圧も低くする事が可能となる。更には弾性板
を長く構成出来る為にその歪みは少なくなり、前述の従
来例の如く変位量の制約がなくなり、大きなヘッド５４
の上下動を可能とする等の特徴を有するものである。

第１１図および第１２図は本発明の他の実施例を示すも
のであり、リング形状のバイモルフ型圧電素子・により
構成した例であり、例えば小さな径のドラム等への採用
に効果のある構成である。

６６．６７は弾性板であり、リング状バイモルフ型圧電
素子６８と共にスペマザーｅ　９ａ　＋　ｅ９ｂ＋７０
ａ＋　７０ｂおよび保持部材７１ａ、７１ｂによりユニ
ットベース７２にねじ７３．ａ、７３ｂに固定されてい
る。更に前記固定位置と９０度離れた位置に例えば接着
等の方法によりヘッドベース７４．７５が固着せられ、
前記弾性板６６．６７を平行なる状態に構成保持してい
る。ヘッドベース７４．７５にはそれぞれ硬質ゴム等で
構成された支持部材７６１　７７を介してバイモルフ型
圧電素子６８と係合している。７８．７９はヘッドベー
スア４，７５に接着等の方法により固着されたヘッドで
ある。前記の如く構成されたヘッド支持部材はねじ８０
ａ、ａｏｂにより回転ドラム８１に固定されている。バ
イモルフ型圧電素子の構成および動作に関しては前記実
施例と同じであり省略をする。

以上本発明の実施例に基づいて説明したが、本発明はこ
れらの実が０例に限定されるものではなく本発明の技術
的思想に基づいて変形が可能である例えばバイモルフ型
圧電素子は弾性板の間に設ける必要はなくその上方又は
下方でもよい。又弾性板は２枚で構成する必要はなく２
枚以上で構成する事も可能である。又バイモルフ型圧電
素子を用いて説明したが、それである必要はなく電気量
を機械量に変換し得るようなものであれは良い。更にバ
イモルフ型圧電素子の可動端と係合する支持部材につい
ても硬質ゴムである必要はなく例えばプラスチックであ
っても良く、その変位方向が吸収出来れば何でも良い。

又電気−機械変換トランスデユーサはその全長に構成す
る必要はなく、否変形部材との複合構造でもよい。又そ
の固定側は本実施例と反対のヘッドベース側であっても
よい。

以上本発明る回転ヘッド式のＶＴＲの記録トラックを追
随再生走査する場合について説明しためζ記録時に本発
明を用い所定の記録トラックを形成する場合も同じであ
る。更には回転ヘッド方式と異なる記録方式の場合、例
えば固定ヘッド型記録再生装置においても本発明を用い
、正確なトラッキングを行わせる事も可能である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、テープとヘッドの接触条
件を常に最適に保ちながら？ラドをテープに対して相対
的に上下移動させる事が容易に可能となり、記録された
トラックを常に追随して走査再生する事が可能な高性能
、多機能な記録再生装置を提供可能ならしめる効果を持
つものである。

更にその構成において大きなヘッドの上下変位を可能成
らしめ、前記追随走査の範囲を大きく拡大し逆方向再生
から数倍速再生を可能成らしめる効果を持つ。

更にヘッドドラム面からの突出量変化を最少限にする事
が可能となり、結果広い温度条件範囲において良好な再
生出力を得る事が出来その為に機器の使用条件範囲が拡
大されその利用範囲、用途が広くなる。

又バイモルフ型圧電素子の如き電気−機械変換トランス
デユーサを薄型、小型化する事が可能となり機器の小型
化、省電力化に効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はヘリカルスキャン型ＶＴＲのスチ
ル再生時および倍速再生時における記録トラックとヘッ
ドの走査軌跡との関係を示す平面図、第３図はバイモル
フ型圧電素子を用いたヘッド支持装置の従来例の一例を
示す側面図であり、（ａ）は上方へ移動した時の状態を
、（ｂ）は水平状態を、（Ｃ）は下方へ移動した時の状
態を示す図、（ｄ）は同要部の拡大図、第４図はヘッド
のあおり角と再生出力との関係を示す図、第５図は他の
従来例を示す側面動作図で、（ａ）は上方へ移動した時
の状態を、（ｂ）は水平状態、（０）は下方への移動時
の状態を示す図、（ｄ）は同要部の拡大図、第６図は更
に他の従来例を示す側面動作図であり、（ａ）は上方へ
移動した時の状態を、（ｂ）は水平状態を、（Ｃ）は下
方移動時の状態を示す側面図、第７図は上ドラムに取付
けられた・ヘッド支持装置の側断面図、第８図は温度と
ドラム構成部主要部の伸びの関係を示す図、第９図は本
発明の一実施例のヘッド支持装置の側面図であり、（ａ
ｌは上方移動時の状態を、（ｂ）は水平状態図は第９図
に示す実施例の展開斜視図、第１１図は本発明の他の実
施例の展開斜視図、第１２図は第１１図の実施例の側面
図である。 ４５．４６・・・・・・弾性板、４７，４８．４９・川
・・保持部材、５０・・・・・・ユニットヘース、６１
・・・・・・ヘッドベース、５４・・・・・・ヘッド、
５５・・・・・・バイモルフ型圧電素子、６４・・・・
・・テープ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ζ７Ｊ２図 ？ ρ２ ８１Ｘ４図 ヘッドめおソ角 第５図 ７ｆ！ 第、６図 椰７図 εＪ８゛図 ０６Ｃ２０’Ｃ００’（。 第９図 日 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体に所定の記録トラックを形成して記録及
   び／又は再生を行なう様にした記録再生装置において、
   はぼ平行に保持された少なくとも２枚の弾性板で構成さ
   れたヘッド支持部材をその一端を固定し、他端を可動に
   支持すると共に、前記ヘッド支持部材の固定端と可動端
   の間に、少くともその一部が電気−機械変換素子で構成
   された駆動素子を、少くともその一端を固定して介在せ
   しめ、前記ヘッド支持部材の可動端の一部に、信号変換
   用素子であるヘッドを支持し信号変換素子が記録トラッ
   クの長さ方向に対しく２）駆動素子の一部を、弾性変形
   可能なる支持部材を介してヘッド支持部材と結合された
   事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の記録再生装
   置のヘッド支持装置。