(57)【要約】【課題】  二次の共振周波数を飛躍的に上げ、位相進み補償を可能にして、サーボ帯域を一次共振周波数を超え現状の数倍に上げ、トラッキング密度の大幅な向上を可能ならしめたリニアテープドライブのサーボ装置を提供する。【解決手段】  複数の磁気ヘッド素子がトラック幅方向に配列された磁気ヘッドチップ１１２と、磁気ヘッドチップ１１２のトラック幅方向両端に対向配設され、各一端が固定された１対のバイモルフ素子１１４を有した第１の微動追従機構１１３と、同様に構成した第２の微動追従機構２１３とを備え、前記２対のバイモルフ素子１１４、２１４の各変位端を、前記磁気ヘッドチップ１１２のトラック幅方向両端にチップベース１１５、２１５を介して連結し、前記第１の微動追従機構１１３のバイモルフ素子１１４の変位端および固定端を結ぶ線が、第２の微動追従機構２１３側のそれと直交又は略直交するように配設する。【選択図】  図１
2007080379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気テープの長手方向に延長する磁気トラックが、磁気テープの幅方向に多数本配列形成されるリニアテープが用いられるリニアテープドライブのサーボ装置であって、
複数の磁気ヘッド素子がトラック幅方向に配列された磁気ヘッドチップと、
前記磁気ヘッドチップのトラック幅方向の長さに対応する間隔をもって対向配設され、各一端が固定された１対のバイモルフ素子を有した微動追従機構としての第１のツインバイモルフ型アクチュエータと、
前記磁気ヘッドチップのトラック幅方向の長さに対応する間隔をもって対向配設され、各一端が固定された１対のバイモルフ素子を有した微動追従機構としての第２のツインバイモルフ型アクチュエータとを備え、
前記第１および第２のツインバイモルフ型アクチュエータの２対のバイモルフ素子の各変位端を、前記磁気ヘッドチップのトラック幅方向両端に機械的に連結し、前記第１および第２のツインバイモルフ型アクチュエータを、それらのうちいずれか一方のアクチュエータのバイモルフ素子の変位端および固定端を結ぶ線が、いずれか他方のアクチュエータのバイモルフ素子の変位端および固定端を結ぶ線に対して直交又は略直交するように配設したことを特徴とするリニアテープドライブのサーボ装置。
【請求項２】
サーボ制御系に、位相遅れ帯域を進める位相進み補償制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のリニアテープドライブのサーボ装置。
【請求項３】
前記第１および第２のツインバイモルフ型アクチュエータで挟まれる領域に粗動アクチュエータを配設したことを特徴とする請求項１に記載のリニアテープドライブのサーボ装置。
【請求項４】
前記第１および第２のツインバイモルフ型アクチュエータで挟まれる領域に粗動アクチュエータを配設したことを特徴とする請求項２に記載のリニアテープドライブのサーボ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気テープの長手方向に延長する磁気トラックが、磁気テープの幅方向に多数本配列形成されるリニアテープが用いられるリニアテープドライブのサーボ装置に係り、ヘッド可動サーボ帯域を飛躍的に向上させ、トラッキング密度を向上させるヘッド可動素子の構造及びサーボコントローラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気テープを用いたデータストレージシステムとしては、例えばサーボバンド方式を採用したリニアテープシステムがある。図７（ａ）は、リニアテープシステムにおけるテープフォーマットの一例であり、磁気テープＴの長手方向に沿って延長する、複数のサーボバンドＳＢ（ＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３・・・）が、テープの幅方向に、並置配列され、これらサーボバンドＳＢ間で仕切られて複数のデータバンドＤＢ（ＤＢ１，ＤＢ２，ＤＢ３・・・）が形成されている。
【０００３】
これらデータバンドＤＢには、それぞれテープの長手方向に、多数のデータトラック（図示省略）が平行配列されている。
【０００４】
磁気テープＴは、多チャネル型の磁気ヘッドＨＤによって、選択されたデータバンドにおいて、複数のデータトラックが同時に、記録・再生される構造となっている。
【０００５】
磁気ヘッドＨＤは、例えば図７（ｂ）に示すように、それぞれ複数の記録磁気ヘッド素子１Ｗと、再生磁気ヘッド素子１Ｒとを組みとする記録再生磁気ヘッド素子１Ｄが、テープの長手方向に２列配列されている。
【０００６】
各列の記録再生磁気ヘッド素子１Ｄのテープ幅方向の配置間隔は、同一データバンドＤＢにおける間歇的位置にあるデータトラックの間隔に対応して選定される。
【０００７】
また、各列の記録再生磁気ヘッド素子１Ｄの列の両端には、この記録再生磁気ヘッド素子１Ｄによる記録、再生状態におけるデータバンドＤＢの両側のサーボバンドＳＢからのサーボ信号を読み出すサーボ信号の再生磁気ヘッド素子１Ｓが配置される。
【０００８】
磁気テープＴは、磁気ヘッドＨＤに対して往復摺動移行するが、この往復移行に際し、磁気ヘッドＨＤが、テープの幅方向に所定量移行することによって、異なる複数のデータトラックに対して記録ないし再生が行われるようにしている。
【０００９】
そしてこの記録、再生時に、磁気ヘッド素子列の両端のサーボ信号再生磁気ヘッド素子１Ｓによって、その記録、再生がなされるデータバンドＤＢを挟む両側のサーボバンドＳＢからサーボ信号を読み出し、これによって、磁気ヘッドＨＤの対象のデータトラックに対する微小移動によるトラッキングサーボを行うようにしている。
【００１０】
このようなリニアテープのドライブ装置では、磁気ヘッドＨＤは、選択されたデータバンドの選択された組のデータトラックに、対応する磁気ヘッド素子を位置させるための粗動追従機構と、上述したサーボ信号によるトラッキングサーボを行う微小移動を行うための微動追従機構によって、それぞれ磁気テープＴの幅方向の移行がなされる。この微動追従機構としては、例えば本発明者が既に特許出願している下記特許文献１に記載のものがある。
【００１１】
図８〜図１０は特許文献１に記載された磁気ヘッド装置１０を示し、１１は前方部に磁気ヘッドチップ１２が配置された磁気ヘッド構体である。磁気ヘッドチップ１２には、例えば前述した図７（ｂ）の多チャネル型の磁気ヘッドＨＤにおける、記録再生磁気ヘッド素子１Ｄ（記録磁気ヘッド素子１Ｗ、再生磁気ヘッド素子１Ｒ）、サーボ信号の再生磁気ヘッド素子１Ｓが磁気テープＴに対向する面に設けられている。
【００１２】
磁気ヘッド構体１１は、図８および図９に示すように、先端に磁気ヘッドチップ１２が配置される中央部１１Ａと、その両側に所要の間隔を保持して対向する対向壁部１１Ｂを有する、全体としてＥ字状をなすブロックによって構成されている。
【００１３】
この磁気ヘッド構体１１の中央部１１Ａの先端部すなわち前方部に、トラッキングサーボ信号によるトラッキングの微調整がなされる微動追従機構１３を介して、磁気ヘッドチップ１２が配置される。
【００１４】
この微動追従機構１３は図１０に示すように、磁気ヘッド構体１１の中央部１１Ａに、磁気ヘッドチップ１２のトラック幅方向の全長に対応する間隔をもって対向するように、中央部１１Ａの両端面に、それぞれ一端が固定された一対のバイモルフ素子１４が配置される。
【００１５】
さらに、これらバイモルフ素子１４の変位端には、例えば中間部においてコの字型に屈曲させたチップベース１５の一端が取着される。このチップベースは、例えばカーボン繊維入りの樹脂等の導電性を有する材料によって形成される。
【００１６】
そして、これら一対のチップベース１５の変位端に図８および図９に示すように、磁気ヘッドチップ１２の両端が例えば瞬間接着剤によって接着される。
【００１７】
両バイモルフ素子１４は、それぞれ一対の圧電体１４ａが、各一方の面の電極を共通の電極１４Ｅ０として接合され、各両外側面の電極をそれぞれ第１及び第２の電極１４Ｅ１および１４Ｅ２とする。
【００１８】
そして、その一方の例えば第２の電極１４Ｅ２を接地電位とし、他方の電極１４Ｅ１に、サーボ信号の再生磁気ヘッド素子１Ｓから得られた信号をバイモルフドライバ回路を通して所定のトラッキングサーボを得るに適切な電圧として印加する。
【００１９】
この構成において、両バイモルフ素子１４の接地電位側に、導電性を有するチップベース１５を連結して、両バイモルフ素子１４の接地電極１４Ｅ２に、磁気ヘッドチップ１２を接地する。
【００２０】
このように一対のバイモルフ素子１４を備えたいわゆるツインバイモルフ型アクチュエータによって微動追従機構１３が構成され、磁気ヘッドチップ１２の微動追従が行われる。
【００２１】
この微動追従機構１３は、バイモルフ素子１４にトラッキング制御信号を印加することによりバイモルフ素子１４を撓曲させ、これらの間に配置された磁気ヘッドチップ１２を、その多チャネル配列方向、すなわちトラック幅方向に微小移動させて、磁気ヘッド素子を対応するデータトラックにトラッキングさせるように動作する。
【００２２】
図８、図９の１６は、磁気ヘッド構体１１に取り付けられ、ダンピング体１７を保持する保持部１８を支持する支持体であり、１９はフレキシブル配線基板である。
【００２３】
前記ダンピング体１７は、磁気ヘッド素子の、差動磁気ギャップの深さ方向と交差する面に配置された例えば長方形の板状に構成され、保持部１８は、その内形状が、この板状のダンピング体１７を囲む偏平区間を形成する形状とされる。
【００２４】
尚前記磁気ヘッド構体１１をトラック幅方向に移動させる粗動追従機構（粗動アクチュエータ）は図示省略している。
【００２５】
上記のように構成された装置において、まず図示省略の粗動追従機構によって磁気ヘッド構体１１を磁気テープＴのトラック幅方向に移動させ、磁気ヘッドチップ１２の記録再生磁気ヘッド素子１Ｄを、目的とするデータトラックに対向させる。
【００２６】
次にサーボ信号の再生磁気ヘッド素子１Ｓによってサーボ信号の読み出しがなされ、サーボ信号が検出される。このサーボ信号の検出によって得たトラッキング制御電圧がツインバイモルフ型アクチュエータ（微動追従機構１３）における両バイモルフ素子１４に印加され、これによって磁気ヘッドチップ１２がトラック幅方向に微小移動し、記録再生磁気ヘッド素子１Ｄを、各データトラックに対してトラッキング制御がなされる。
【特許文献１】特開２００５−２１６４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
前記特許文献１に記載のドライブ装置のヘッド可動素子の応答周波数特性は、図１１に示すように一次の共振周波数が1KHzをわずかに越える（1.2KHZ）レベルである。一方位相に関しては図１２に示すように180度にとどまらず360度以上まわっている。これは一次共振周波数と二次共振周波数が近接していることのみならず三次共振周波数が近接し、位相がさらに回っていることを示している。
【００２８】
更に図１１のゲイン周波数応答曲線にも2KHzを越えた周波数領域で若干の変動が認められる。同様に位相周波数応答曲線でもこの変動が認められる。これは二次共振の影響であり、ヘッド可動素子の支持部の剛性が低下すると二次共振の影響が顕著に現れ、図１３に示すような振幅応答が得られる。
【００２９】
この不要共振の影響を出来るだけ小さくするためにはヘッド可動素子の支持部の剛性を確保しなければならず、機器の小型化の弊害のみならず、メディア幅全域に稼動できるような粗動アクチュエータを含めたヘッド可動素子部全体の構造を複雑・高価なものにする弊害がある。
【００３０】
特許文献１の例では最終的なエラーレスポンスカーブ（Error Response Curve）は例えば図１４に示すように360Hzを0dBとしてそれ以下の周波数成分のテープ幅方向変位に40dB/decadeで応答出来る。この360Hzという周波数は高いほど応答周波数帯域が上がり、残差分のテープ変動はより小さくなり最終的にトラッキング密度を向上出来る。
【００３１】
しかし特許文献１における可動素子（バイモルフ素子１４）の一次共振周波数は1.2KHzであるが0dBの周波数は略360Hzと1/3以下である。サーボ帯域を系の一次共振周波数以下に限定しているため、応答周波数帯域を上げるには一次共振周波数を上げなければならない。
【００３２】
特許文献１においては可動素子として圧電セラミックを使用しているが、この曲げ剛性を上げるか先端質量を軽減しなければならない。先端質量はヘッド部で殆ど占められており上下の圧電セラミックが平行に稼動できるよう適度の剛性が必要である。材料も軽量のアルミナ系を用いており（比重3.7）大幅な軽量化は難しい。
【００３３】
圧電セラミックの剛性を上げるには厚みを増す、先端長さを短くする、縦弾性係数を上げる、軽量化する、等が考えられるがどれも問題を生じる。厚みを増すことは電界強度の低下を招き、素子そのものの振れ感度の低下を招く。先端長さを短くすればこれも同様に振れ感度の低下を招く。材料の物理特性に関しては大幅な向上は新たな研究・開発に待たなければならない。以上より従来構造での可動素子そのものの改善は難しく、可動素子全体構造の大幅な変更もしくは制御系でなんとかサーボ帯域を上げられないかが重要になる。
【００３４】
また、制御系では位相遅れが180度に達すると発振するので、制御系では180度にならないよう位相を進め、系の安定化を図っている。そのためには一次共振周波数と二次の共振周波数の差を十分に広く採り位相進み補償により180度位相遅れを生じている帯域を-120度から-135度まで進め一次共振周波数帯をサーボ帯域に取り込むことが可能になる。
【００３５】
しかし特許文献１の装置では一次共振周波数と二次の共振周波数の差がわずかしかなく位相が360度迄一気に回ってしまい、この手法を適用することが難しい。
【００３６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的は、一次共振周波数を上げるとともに二次の共振周波数を飛躍的に上げ、上記の位相進み補償を可能にして、サーボ帯域を一次共振周波数を超え現状の数倍に上げ、トラッキング密度の大幅な向上を可能ならしめたリニアテープドライブのサーボ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記課題を解決するための本発明のリニアテープドライブのサーボ装置は、磁気テープの長手方向に延長する磁気トラックが、磁気テープの幅方向に多数本配列形成されるリニアテープが用いられるリニアテープドライブのサーボ装置であって、複数の磁気ヘッド素子がトラック幅方向に配列された磁気ヘッドチップと、前記磁気ヘッドチップのトラック幅方向の長さに対応する間隔をもって対向配設され、各一端が固定された１対のバイモルフ素子を有した微動追従機構としての第１のツインバイモルフ型アクチュエータと、前記磁気ヘッドチップのトラック幅方向の長さに対応する間隔をもって対向配設され、各一端が固定された１対のバイモルフ素子を有した微動追従機構としての第２のツインバイモルフ型アクチュエータとを備え、
前記第１および第２のツインバイモルフ型アクチュエータの２対のバイモルフ素子の各変位端を、前記磁気ヘッドチップのトラック幅方向両端に機械的に連結し、前記第１および第２のツインバイモルフ型アクチュエータを、それらのうちいずれか一方のアクチュエータのバイモルフ素子の変位端および固定端を結ぶ線が、いずれか他方のアクチュエータのバイモルフ素子の変位端および固定端を結ぶ線に対して直交又は略直交するように配設したことを特徴としている。
【００３８】
また、サーボ制御系に、位相遅れ帯域を進める位相進み補償制御手段を備えたことを特徴としている。
【００３９】
また、前記第１および第２のツインバイモルフ型アクチュエータで挟まれる領域に粗動アクチュエータを配設したことを特徴としている。
【００４０】
前記構成において、二次の共振モードは磁気テープの長手方向（テープ走行方向）に現れるが、従来のように、前記第１又は第２のツインバイモルフ型アクチュエータのいずれか一方のみのバイモルフ素子の変位端を磁気ヘッドチップに連結した場合は、当該連結支持部分の剛性が弱いため磁気テープの長手方向（テープ走行方向）に二次共振の影響が顕著に現れてしまう。
【００４１】
しかし本発明によれば、前記２つのアクチュエータのバイモルフ素子と磁気ヘッドチップとの連結線（バイモルフ素子の固定端と変位端を結ぶ線）が、互いに直交する線上に配置されているので、前記連結支持部の剛性が向上し二次の共振周波数が極めて向上する。このため磁気ヘッド可動サーボ帯域が飛躍的に向上し、トラッキング密度が著しく向上して高密度記録が実現される。
【００４２】
また磁気ヘッドチップに対して、１対のバイモルフ素子を備えたアクチュエータを２組用意するだけの簡単な装置構成で済み、コストも抑制される。
【発明の効果】
【００４３】
（１）請求項１〜４に記載の発明によれば、２つのアクチュエータのバイモルフ素子と磁気ヘッドチップとの連結線（バイモルフ素子の固定端と変位端を結ぶ線）が、互いに直交する線上に配置されているので、前記連結支持部の剛性が向上し二次の共振周波数が極めて向上する。このため磁気ヘッド可動サーボ帯域が飛躍的に向上し、トラッキング密度が著しく向上して高密度記録が実現される。
【００４４】
また磁気ヘッドチップに対して、１対のバイモルフ素子を備えたアクチュエータを２組用意するだけの簡単な装置構成で済み、コストも抑制される。
（２）また請求項３、４に記載の発明によれば、第１および第２のツインバイモルフ型アクチュエータで挟まれる領域、すなわち直交するアクチュエータ部がＬ型構造をなし、この内側の隙間に粗動アクチュエータを配置することが可能であるので、ヘッド可動素子アッセンブリーを小型化出来、テープドライブの小型化に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。
【００４６】
図１は本発明のサーボ装置における磁気ヘッド装置の一例を示す斜視図であり、図８〜図１０と同一部分は同一符号をもって示している。本実施形態例の磁気ヘッド装置１００は、図１０に示すように磁気ヘッドチップと連結された微動追従機構（ツインバイモルフ型アクチュエータ）に、剛性が低いテープ走行方向、すなわちヘッドアクチュエータに直交する位置に、磁気ヘッドチップを除いた微動追従機構を連結配置して二次の共振周波数を飛躍的に向上させた。
【００４７】
第１の磁気ヘッド構体１１１は、先端に磁気ヘッドチップ１１２が配置される中央部１１１Ａと、その両側に所要の間隔を保持して対向する対向壁部１１１Ｂを有するブロックにより構成されている。
【００４８】
この磁気ヘッド構体１１１の中央部１１１Ａの先端部すなわち前方部に、トラッキングサーボ信号によるトラッキングの微調整がなされる第１の微動追従機構１１３を介して、磁気ヘッドチップ１１２が配置される。
【００４９】
この微動追従機構１１３は、磁気ヘッド構体１１１の中央部１１１Ａに、磁気ヘッドチップ１１２のトラック幅方向の全長に対応する間隔をもって対向するように、中央部１１１Ａの両端面に、それぞれ一端が固定された一対のバイモルフ素子１１４が配置される。
【００５０】
これらバイモルフ素子１１４の変位端には、中間部を屈曲して段部を形成したチップベース１１５の一端が取着される。チップベース１１５は、前記図１０と同様に例えばカーボン繊維入りの樹脂等の導電性を有する材料によって形成される。そしてこれら一対のチップベース１１５の変位端に、磁気ヘッドチップ１１２の両端が接着されている。
【００５１】
前記一対のバイモルフ素子１１４の圧電体、電極は前記図１０と同様に構成されている。
【００５２】
このバイモルフ素子１１４はネジ止めにより磁気ヘッド構体１１１の中央部１１１Ａの両端面に固定されるが、ネジ止め時の位置規制用として、中央部１１１Ａの側面に止め部材１２１が設けられている。
【００５３】
前記バイモルフ素子１１４と磁気ヘッドチップ１１２を結ぶ線に直交する線上には、前記第１の磁気ヘッド構体１１１と同様に構成された第２の磁気ヘッド構体２１１が配設されている。
【００５４】
この第２の磁気ヘッド構体２１１には、前記と同様に、第２の微動追従機構２１３、一対のバイモルフ素子２１４、チップベース２１５が設けられている。
【００５５】
第２の微動追従機構２１３のチップベース２１５の変位端は第１の微動追従機構１１３のチップベース１１５の変位端に接着されている。
【００５６】
尚磁気ヘッドチップ１１２は、図１（ｂ）に示すようにバイモルフ素子１１４、２１４と結ぶ各線に対して各々４５°傾けて配置され、２つのアクチュエータ（微動追従機構１１３、２１３）による連結支持の対称性を保つようになされている。
【００５７】
チップベース１１５、２１５と磁気ヘッドチップ１１２の接着部分には、アクチュエータのダンピング機能を実現するダンピングバー３１１、３１２が、磁気ヘッドチップ１１２の重心と同一線上に突設されている。
【００５８】
このダンピングバー３１１、３１２の上、下端部には、内部にダンピング材を装填し、且つダンピングバー３１１、３１２の軸方向に移動自在とされたダンピングカバー（図示省略）が装着され、ダンピングバー３１１、３１２と前記ダンピング材の接触量が調整（ダンピング特性の調整）できるようになっている。
【００５９】
磁気ヘッドチップ１１２の両側面には、フレキシブル配線基板を保持するホルダー３１５が取り付けられている。尚図１において粗動追従機構は図示省略している。
【００６０】
上記のように構成された装置において、磁気記録、再生動作は前記図８〜図１０と同様に行われ、トラッキングサーボ動作は２つの微動追従機構１１３、２１３によって前記図８〜図１０と同様に行われる。
【００６１】
まず特許文献１に記載のヘッド可動素子の振動モード及び共振周波数のシミュレーション図を図１５に示す。図１５は図８〜図１０の磁気ヘッドチップ１２、バイモルフ素子１４の部位のみを表している。
【００６２】
図１５に示すように、一次の振動モードはヘッド先端を最大振幅として磁気ヘッドチップの長手方向に1.43KHzを共振周波数として変位する。一方二次の振動モードはテープ走行方向に圧電素子の支持部を中心にヘッドが首を振っているように振動しており、共振周波数は3.29KHzを示す。実測値の2.8KHzと異なるのはシミュレーションでは拘束条件等理想的であり、実際は共振周波数が低めにでる。
【００６３】
図２に本発明のヘッド可動素子のシミュレーションによる一次及び二次の共振周波数での振動モードを示す。特許文献１に記載の装置においては、圧電素子（バイモルフ素子）を長手方向のヘッド両端部にそれぞれ平行に配置しているが、本発明では二次の振動モードのテープ走行方向の曲げ剛性を上げるために従来の圧電素子と直交する方向に同じ諸常数の圧電素子を連結配置している。
【００６４】
ヘッドのテープとの摺動面は従来ヘッドと同じ方向をむいているが実際には45度傾けて配置され対称性を保つようにしてある。図１５、図２のシミュレーションでは、可動部をわかりやすくするため支持部材は図示省略してある。
【００６５】
本発明のこの構造を採用することにより、共振周波数は従来の一次二次の共振周波数と比べて以下のように向上している。
【００６６】
従来モデル：一次共振周波数：1.43KHz   二次共振周波数： 3.29KHz、
本発明モデル：一次共振周波数：1.99KHz   二次共振周波数： 8.05KHz
一次共振周波数は40%の向上にすぎないが二次共振周波数は145%の向上を得た。この一次共振周波数と二次共振周波数の差が広いほどサーボゲインを大きくとることができる。ダンピングファクターを0.1としたときの4次系のボーデ線図は図３のように示される。
【００６７】
図３によれば、2.5KHzから6KHzにかけて-180度の位相回りの領域が確保出来ているのがわかる。この伝達関数は二次の共振周波数までを考えると以下の数式（１）のように表現することが出来る。
【００６８】
【数１】
2007080379.tif 000003
【００６９】
ωn1=1.99Krad/s
ωn2=8.05Krad/s
この伝達関数で表されるヘッド可動素子系にPID制御をコントローラーとして前段に施す。このPIDコントローラーを以下のように表す。
【００７０】
C(s) = kp(1 + 1/T1s + TDs)…（２）
ここで、Kp =10e6、T1 =0.0008、TD =0.0004としたときのボーデ線図は図４のように示される。
【００７１】
上記のPIDコントローラーを付加した系で5KHzをサーボ帯域として閉ループを組むと、図４中の粗なる斜線で示す領域Ｘの面積に相当するサーボゲインが得られる。一次共振周波数のピークと二次共振周波数のピーク値の差は20dB弱得られているので発振することはない。また位相に関してもサーボ帯域内で-135度以下に抑えられているのでこちらも発振することはない。
【００７２】
本発明者がすでに出願している特許文献１のヘッド可動素子のサーボゲインは図４中の密なる斜線で示した領域Ｙである。10Hz以上のテープ幅変動に対して本発明のサーボゲインが優っていることがわかる。
【００７３】
本発明のヘッド可動素子を含むリニアテープドライブ装置ではテープのエッジを規制し、大きなまた低周波数の変動を抑制する構造を採用する。テープのエッジを何らかの手段で規制することは固体同士の摺動を伴い例えば360Hzを越える振動周波数成分を伴う。
【００７４】
テープを規定のパスに沿わせて走行させるためにはローラーガイドやエアーガイドまたは動圧ガイド等を配置する必要がある。ローラーガイドは比較的簡単・低価格で組み立てられるため、多くの機種で採用されている。しかしローラーガイドの真円度の良否はテープの幅変動に影響し、多くは複雑な振れ回りを伴う。このことはローラーガイドの回転成分の高調波成分をスペクトルに含む。
【００７５】
図５は市販されているリニアテープドライブのテープ幅変動のヘッド可変アクチュエータで抑圧しきれずに残った成分の周波数解析を2.5KHzまでの帯域で行った例である。図５から容易にわかるように、360Hzを越えてピークの430Hzのスペクトルから40dB下がる周波数領域は2KHzに達する。本発明の5KHzのサーボ帯域を有するヘッド可変アクチュエータは図５で示される残差成分を十分に抑圧出来る性能を有する。
【００７６】
図６（ｂ）は特許文献１に記載の磁気ヘッド装置１０の平面の概略構成を示しており、磁気ヘッドチップ１２のヘッド摺動面には磁気テープＴがラップしている。磁気ヘッドチップ１２の左側台形状の部品の下にアクチュエータが配置されている。その左側の殆どはスライド機構及びステッピングモーター部であり、この部分の剛性が低下すると前述したように不要共振が現れる。しかしこの４０×８４ｍｍのブロックをコンパクトなテープドライブに組み込むことは容易ではない。
【００７７】
図６（ａ）は本発明による磁気ヘッド装置１００の平面図である。図６（ａ）において図１と同一部分は同一符号をもって示している。図１（ａ）において、第１および第２の磁気ヘッド構体１１１、２１１を挟む部位には、該磁気ヘッド構体１１１、２１１を駆動して粗動追従機構を行う粗動追従機構（粗動アクチュエータ）３５０が配設されている。
【００７８】
この粗動追従機構３５０は、リニアテープドライブ装置のシャーシ等の固定基板に取り付けられたステップモーター等の駆動部を有し、駆動部の回転軸の回転をネジ機構等により第１および第２の磁気ヘッド構体１１１、２１１に伝達し、それら磁気ヘッド構体をトラック幅方向に移動させるように構成されている。
【００７９】
本発明では、二次共振周波数を８ＫＨZと十分に高い領域に持っていくことができたため、磁気ヘッドチップ１１２の支持部の剛性に余裕が生ずる。これによって、図６（ｂ）の８４ｍｍという寸法を図６（ａ）の実施例に示すように軽減出来る。すなわち粗動ネジ部（粗動追従機構３５０）も含めて約２５ｍｍ角に収めることができる。尚図６ではフレキシブル基板等は図示省略している。
【００８０】
以上のように本実施形態例によれば、磁気ヘッドのアクチュエータ部の、剛性が低いテープ走行方向、つまり従来のヘッドアクチュエータに直交する位置にヘッドを除いたアクチュエータ部を連結配置することにより、二次の共振周波数を飛躍的に向上させることができる。
【００８１】
従来のアクチュエータの圧電素子は、ヘッドスタックの長手方向の両端に２個同じアッセンブリーを配置しているが、本実施形態例ではこの同じアッセンブリーを倍の４個配置するだけで構成することが可能になり、部品構成が簡易化される。またコストも圧電素子に関して２倍以下で可能になるメリットを有する。
【００８２】
尚本発明の第１、第２のツインバイモルフ型アクチュエータは、バイモルフ素子の変位端および固定端を結ぶ線どうしが直交又は略直交するものであれば、図１、図６（ａ）の形状、構成に限らず他の形状、構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施形態例を表し、（ａ）は磁気ヘッド装置の斜視図、（ｂ）は要部平面図。
【図２】本発明の装置における共振周波数の振動モードのシミュレーションを表し、（ａ）は一次共振周波数の振動モードを示す説明図、（ｂ）は二次共振周波数の振動モードを示す説明図。
【図３】本発明の装置の共振周波数、サーボゲイン、位相の関係を示す４次系のボーデ線図。
【図４】位相進み補償制御を行ったときの共振周波数、サーボゲイン、位相の関係を示す４次系のボーデ線図。
【図５】市販のリニアテープドライブのテープ幅変動の残差成分の周波数分析結果を示す特性図。
【図６】磁気ヘッド装置の設置面積を表し（ａ）は本実施形態例の装置の平面図、（ｂ）は従来の装置の平面図。
【図７】リニアテープと磁気ヘッドの関係を表し、（ａ）はリニアテープシステムのテープフォーマットの模式図、（ｂ）は磁気ヘッドチップの磁気ヘッド素子の配列パターンを示す説明図。
【図８】従来の磁気ヘッド装置の一例を示す概略斜視図。
【図９】従来の磁気ヘッド装置の一例の前方部の平面図。
【図１０】従来の磁気ヘッド装置の一例の微動追従機構の概略側面図。
【図１１】従来の磁気ヘッド装置による周波数とゲインの関係を示す特性図。
【図１２】従来の磁気ヘッド装置による周波数と位相の関係を示す特性図。
【図１３】磁気ヘッド装置における、可動素子の支持部の剛性が低い場合の振幅応答を示す特性図。
【図１４】従来の磁気ヘッド装置における振幅応答を示す特性図。
【図１５】従来の磁気ヘッド装置における一次および二次共振周波数の振幅モードを示す説明図。
【符号の説明】
【００８４】
１１１…第１の磁気ヘッド構体、１１２…磁気ヘッドチップ、１１３、２１３…微動追従機構、１１４、２１４…バイモルフ素子、１１５、２１５…チップベース、２１１…第２の磁気ヘッド構体、３１１、３１２…ダンピングバー。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図２】
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【図１５】
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