DE69632336T2 - Kopfschwenkmechanismus für antriebe - Google Patents

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/56Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head support for the purpose of adjusting the position of the head relative to the record carrier, e.g. manual adjustment for azimuth correction or track centering

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von magnetischen Speichervorrichtungen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung für die Azimut-Aufzeichnung und Zenit-Einstellung eines Magnetbandkopfs.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bandaufzeichnungs- und Wiedergabesysteme zur Verwendung als Computer-Datenspeichervorrichtungen sind erforderlich, um hohe Datenübertragungsraten zu liefern und bei allen geschriebenen Daten eine Leseüberprüfung vornehmen zu können. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wenden herkömmliche Bandsysteme verschiedene Verfahren der Aufzeichnung einschließlich linearer Aufzeichnung, bei der die Spuren von Daten parallel zueinander und zum Rand des Bandes liegen, sowie eine Aufzeichnung mit spiralförmiger Abtastung ("helical scan recording"), bei der die Spuren von Daten parallel zueinander, aber unter einem Winkel zum Rand des Bandes liegen. Das lineare Aufzeichnungsverfahren bietet höhere Datenübertragungsraten, es ist jedoch erwünscht, höhere Datendichten zu erzielen, während die Vorteile dieses Verfahrens beibehalten werden. Datenspurdichten sind durch sog. Cross-Talk begrenzt, der auftritt, wenn das Lesen durch Daten benachbarter Spuren gestört wird. Cross-Talk wird durch Fehler bei Kopfspaltausrichtungen verstärkt.
  • Bei einem als Azimut-Aufzeichnung bekannten Aufzeichnungsverfahren hat sich herausgestellt, dass die Auswirkungen von Cross-Talk abnehmen und damit die Spurdichte von Bandaufzeichnungssystemen erhöht wird. Bei der Azimut-Aufzeichnung ergibt sich ein Aufzeichnungsspurmuster, bei dem die Magnetisierungsrichtungen benachbarter Datenspuren relativ zueinander unter unterschiedlichen Azimut-Winkeln liegen.
  • Dieses Verfahren verringert erheblich einen Cross-Talk zwischen Spuren und ermöglicht es, dass die Spuren näher aneinander angeordnet werden.
  • Ein typisches Aufzeichnungsspurmuster, das sich aus der Verwendung eines Bandaufzeichnungssystems mit Azimut-Aufzeichnung ergibt, ist in 1 dargestellt. Die Spuren 7 und 9 sind so aufgezeichnet, dass die Magnetisierungsrichtung der Daten unter einem ersten Winkel –θ relativ zur Lateralrichtung des Bandes 50 ist. Die spuren 6 und 8 sind unter einem zweiten solchen Winkel +θ aufgezeichnet.
  • Die in 1 gezeigte Azimut-Aufzeichnung wird durch Anwendung eines typischen Magnetkopfs, wie dem in 1a gezeigten, bewerkstelligt. In 1a enthält die Fläche bzw. Seite 61 des Magnetkopfs 60 eine erste Kolumne bzw. Rubrik 62 von Schreibkopf spalten 72 und 73, eine zweite Rubrik 66 von Schreibkopf spalten 76 und 77 sowie eine dritte Rubrik 64 von Lesekopfspalten 74 und 75, die zwischen den Rubriken 62 und 66 gelegen ist. Die Kopfspalte jeder Rubrik sind so angeordnet, dass sich ihre Längen in einer Längs- oder Longitudinalrichtung allgemeinen parallel zu der Richtung eines Pfeils 71 erstrecken, wie in 1a gezeigt ist. Die Schreibkopf spalte 72 und 73, die Schreibkopfspalte 76 und 77 sowie die Lesekopf spalte 74 und 75 sind typischerweise so angeordnet, dass ein durchgehender Raum 63 zwischen ihnen besteht. Ferner sind die entsprechenden Kopfspalte in den Rubriken 62 und 66 so positioniert, dass die Schreibkopfspalte 72 und 76 allgemein lateral ausgerichtet sind. Die Lesekopf spalte 74 und 75 in der dritten Rubrik 64 sind in einer Längsrichtung und einem Abstand 65 von den entsprechenden Schreibkopf spalten in den anderen beiden Rubriken 62 und 66 versetzt. In dieser Anordnung ermöglicht der Magnetkopf 60 eine Azimut-Aufzeichnung mehrerer Spuren gleichzeitig.
  • Wie in 1b gezeigt ist, ist der Magnetkopf 60 typischerweise an einer Kopfanordnung 100, wie in gestrichelten Linien in 1b gezeigt ist, für eine laterale und schrittweise drehbare Bewegung relativ zum Band 50 ange bracht. Wie gezeigt ist, ist der Magnetkopf 60 für eine Bewegung um die Ausgangswelle eines Rotationsmotor 106 angebracht. Der Rotationsmotor 106, der von einem Controller 200 eine Eingabe empfängt, dient zum Dreh-Schrittschalten des Winkels des Magnetkopfs 60 in Bezug auf das Band 50. Ein Schrittschaltmotor 108, der ebenfalls Signale vom Controller 200 empfängt, dient zum Eingriff mit einem Aktuator 107, der als Linear-Aktuator in 1b dargestellt ist, um den Magnetkopf 60 in einer lateralen oder Breitenrichtung über das Band 50 zu bewegen.
  • Gemäß 1c bewegt sich beim Betrieb eines typischen Azimut-Aufzeichnungssystems das Magnetband 50 in einer Richtung, die durch den Pfeil 79 angedeutet ist, über den Magnetkopf 60. Wie auf der rechten Seite der 1c gezeigt ist, wird der Magnetkopf 60 in einem positiven Winkel in Bezug auf das Band 50, der mit +θ bezeichnet ist, gedreht, wobei die Schreib- und Lesekopf-Spaltpaare 72 und 74 bzw. 73 und 75 allgemein in Ausrichtung mit den Spuren 52 bzw. 54 gebracht werden. Die Schreibkopfspalte 72 und 73 schreiben Spuren 54 bzw. 52 auf das Band 50. Diese Spuren erstrecken sich allgemein parallel zum Rand des Bandes 50. Auf diese Weise werden Spuren aufgezeichnet, bei denen die Magnetisierungsrichtung der Daten einen positiven Azimut-Winkel auf dem Band 50 aufweist.
  • Gemäß 1c wird, wenn das Ende des Bandes 50 erreicht ist, die Durchlaufrichtung des Bandes 50 umgekehrt, um das Band 50 in der durch den Pfeil 78 angegebenen Richtung vorwärts zu bewegen. Der Schrittschaltmotor 108 aktiviert einen Linearaktuator 107, welcher den Magnetkopf 60 lateral über das Band 50 zu der nächsten zu schreibenden Spurposition bewegt. Der Rotationsmotor 106 schaltet den Magnetkopf 60 in Rotation zu einem durch –θ bezeichneten negativen Winkel, wie auf der linken Seite der 1b dargestellt ist. Dies bringt die Lese- und Schreibkopf-Spaltpaare 74 und 76 sowie 75 und 77 jeweils in allgemeine Ausrichtung mit den Spuren 55 und 53. In dieser Position schreiben die Schreibkopfspalte 76 und 77 die Spuren 55 bzw. 53, die sich parallel zum Rand bzw. zur Kante des Bandes 50 erstrecken. Diese Spuren werden unter einem negativen Azimutwinkel geschrieben. Wiederum sind infolge der Azimutposition –θ des Magnetkopfs 60 die Lesekopf spalte 74 und 75 in der Lage, alle von den Schreibkopfspalten 76 bzw. 77 geschriebenen Daten durch Lesen zu überprüfen. Herkömmliche Bandaufzeichnungssysteme haben verschiedene Azimut-Einstellmechanismen angewandt. Ein solcher Mechanismus ist im US-Patent Nr. 4 539 615 im Namen von Arai et. al. mit dem Titel "Azimuthal Magnetic Recording and Reproducing Apparatur" offenbart, das einen Schrittschaltmotor zum Drehen des Magnetkopfs zu dem gewünschten Azimutwinkel beschreibt. Die direkte Steuerung des Magnetkopfs durch den Schrittschaltmotor ist nicht genau genug für die Positionierung des Magnetkopfs 5 bei einer hochdichten Aufzeichnung. Dies würde ein zusätzliches Schaltgetriebe erfordern. Die Nachteile dieser Art von Mechanismus sind die physische Größe des Schaltgetriebes und die Anzahl von erforderlichen Zahnrädern, um die hohen Übersetzungsverhältnisse zu erzielen, die für eine Aufzeichnung und Wiedergabe mit hoher Spurdichte notwendig sind. Das Schaltgetriebe vermindert den Wirkungsgrad und schmälert die Bandbreite des Mechanismus, was die Performance des Mechanismus einschränkt. Ferner induziert das Spiel aus mehreren Zahnradsätzen im Schaltgetriebe Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Spuren, was es schwierig macht, hohe Spurdichten zu erzielen. Durch den Kontaktverlust zwischen Zahnrädern bei Änderungen der Drehrichtung wird Spiel erzeugt. Beim Starten und Umschalten von Zahnrädern erzeugt das Spiel eine Ungenauigkeit, insbesondere in einem Schaltgetriebe, bei dem ein Spiel von Zahnrad zu Zahnrad kumulative Wirkung zeigt. Die Bandbreite misst die Geschwindigkeit, mit der Zahnräder Drehrichtungen ändern können. Allgemein arbeiten kleinere Zahnräder und eine geringere Anzahl von Zahnrädern mit höheren Bandbreiten und sind daher erwünschter.
  • Bei zunehmend kleineren Bandaufzeichnungssystemen und zunehmend größerer Spurdichte ist die Notwendigkeit, die physikalische Größe und ein Spiel einzuschränken sowie die Notwendigkeit, die Bandbreite von Kopfbetätigungsmechanismen zu erhöhen, von entscheidender Bedeutung. Bei jedem Verfahren der Bandaufzeichnung ist es extrem wichtig, den Magnet kopf so zu positionieren, dass die Stirnseite des Kopfs einen Null-Zenit zeigt, d. h. die Stirnseite des Kopfs im wesentlichen parallel in Bezug auf die Ebene des Banddurchlaufwegs ist. Ein Null-Zenit ermöglicht es, dass die verschiedenen Lese-/Schreibkanäle des Kopfs einen gleichmäßigen und dauerhaften Kontakt mit dem Band halten, was das Lesen und Schreiben gleichmäßig stärker Signale ermöglicht. Außerdem bleiben die verschiedenen Lese-/Schreibkanäle des Kopfs in gleichmäßigem Kontakt mit dem Band, wenn sich der Kopf entlang der Querrichtung des Bandes auf- und abbewegt, um verschiedene Spuren zu lesen und zu schreiben.
  • Im Stand der Technik wurde ein geeigneter Zenit des Kopfs durch strenges Kontrollieren aller Montageflächen auf sehr enge Toleranzen erzielt. Beispielsweise zeigt 2 ein Bandführungssystem 3 und eine vertikal bewegliche Plattform 2, auf der ein Lese-/Schreibkopf 1 angebracht ist. Die Plattform 2 wird zunächst parallel zu einem Bezugspunkt A der Basisplatte ausgerichtet. Das Bandführungssystem 3 wird dann senkrecht zum Bezugspunkt A ausgerichtet. Der Lese-/Schreibkopf 1 wird dann senkrecht zu seiner Montagefläche 5, die auf der Plattform 2 montiert ist, ausgerichtet. Somit kann, wenn alle drei Komponenten ausgerichtet sind, der Zenit immer noch um so viel, wie die Summe aller zulässigen Toleranzen in der Ausrichtung der drei Komponenten beträgt, abweichen.
  • Alternativ bestand ein weiteres Verfahren zur Erzielung eines geeigneten Zenits im Stand der Technik darin, den Magnetkopf durch Verkleben am Ort anzubringen, nachdem der Zenit mittels Messvorrichtungen ausgerichtet wurde. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, dass der Zenit immer noch fehlausgerichtet sein kann, wenn das Klebemittel beim Aushärten schrumpft, sowie in der aufgewendeten Zeit für diese Art von Verfahren.
  • US 4 158 868 beschreibt einen einstellbaren Lese-/Schreibkopfträger für ein Banddeck, das eine Basisplatte mit dreieckiger Konfiguration von drei Einstellschrauben einsetzt, die jeweils axial verschiebbar sind, um an einem Bandkopf-Montageblock 34 anzuliegen. Die Azimut-Einstellung des Lese-/Schreibkopfs wird durch Einstellung einer einzelnen Einstellschraube durchgeführt, um eine Drehung um eine erste Achse zu bewirken. Die Zenit-Einstellung des Lese-/Schreibkopfs wird durch entgegengesetzte Einstellung der beiden anderen Schrauben durchgeführt, um eine Drehung um eine zweite, zu der ersten Achse orthogonale Achse zu bewirken.
  • US 4 609 959 beschreibt eine Vorrichtung zum Positionieren eines magnetischen Lese-/Schreibkopfs relativ zu einer ausgewählten von mehreren parallelen Spuren auf einem Mehrfachspurband. Eine motorgetriebe Schneckenradanordnung wird verwendet, um eine laterale Linearbewegung des Bandkopfs in einer zur Bandlaufrichtung transversalen Richtung auszuführen.
  • Weder US 4 158 868 noch US 4 609 959 beschreiben den Einsatz einer motorgetriebenen Schneckenradanordnung zur Ausführung einer Azimut-Einstellung.
  • Abriss der Erfindung
  • Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen neuen und verbesserten Kopf-Kipp-Mechanismus zum Erzielen des erforderlichen Azimuts und einen Einstellmechanismus für den Zenit eines magnetischen Aufzeichnungskopfs bereitzustellen, so dass Einschränkungen und Nachteile des Stand der Technik überwunden werden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Azimut-Kippmechanismus für einen Magnetkopf mittels einer Schnecke und eines Schneckenrads bereitzustellen, um ein für die Aufzeichnung mit hoher Spurdichte erforderliches hohes Übersetzungsverhältnis und eine hohe Auflösung beim Kippen des Kopfs im Winkel bereitzustellen.
  • Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung benutzt eine Torsionsfeder, um das Schneckenrad gegen die Schnecke vorzubelasten, um ein Spiel zu eliminieren.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Azimut-Kippmechanismus mit hoher Bandbreite bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Zenit-EinstellMechanismus bereitzustellen, der kumulative Toleranzen bzw. Spiele einzelner Komponenten eliminiert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung der Magnetisierungsrichtungen bei Azimut-Aufzeichnung auf benachbarten Spuren,
  • 1a eine Vorderansicht einer Magnetkopf-Stirnfläche zur Darstellung einer typischen Kopfspaltanordnung für Azimut-Aufzeichnung,
  • 1b eine schematische Darstellung der Komponenten einer herkömmlichen Magnetkopfanordnung für Azimut-Aufzeichnung,
  • 1c eine schematische Darstellung der Positionierung des Magnetkopfs der 1a zum Schreiben eines Azimut-Spurmusters,
  • 2 ein vorbekanntes Verfahren zum Einstellen des Zenits eines Magnetkopfs,
  • 3 eine auseinandergezogene Ansicht der vorliegenden Erfindung,
  • 4 eine isometrische Ansicht der vorliegenden Erfindung, in ihrer zusammengebauten Form dargestellt,
  • 5 eine auseinandergezogene isometrische Ansicht der Magnetkopfanordnung,
  • 6 eine Teil-Schnittansicht der Magnetkopfanordnung zur Darstellung der Prozedur für die Zenit-Einstellung der vorliegenden Erfindung, mit dem darauf angebrachten Magnetkopf dargestellt, und
  • 7 eine Vorderansicht der Stirnfläche des Lese-/Schreibkopfs von 6.
  • Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
  • 3 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht des Kopf-Kipp-Mechanismus 20 der vorliegenden Erfindung. Der Mechanismus 20 umfasst eine Schrittschaltmotor-Anordnung 28 mit einem Motorflansch 15, einer Drehwelle 16 und einer am Ende der Welle bzw. Achse 16 angebrachten Schnecke 17.
  • Die Motoranordnung 28 ist an einem Bügel 21 derart angebracht, dass die Welle 16 und Schnecke 17 durch ein im Bügel festgelegtes Durchgangsloch 12 eingesetzt sind bzw. werden. Der Motor 28 ist am Bügel durch Einstellschrauben 10 gesichert, die durch ausgerichtete Löcher 11 im Motorflansch 15 und dem Bügel 21 eingesetzt sind.
  • Ein Schneckenrad 40 ist integral an der Welle 42 angebracht, welche integral mit einer Kopfplatte 22 verbunden ist. Das Schneckenrad 40 steht in kämmendem Eingriff mit der Schnecke 17 und überträgt eine Drehbewegung vom Schrittschaltmotor 28 auf den Magnetkopf. Lager 23 sind an beiden Enden der Welle 42 eingesetzt und lagern die Wellen-42-Schneckenrad-40-Anordnung in den Lagerabschnitten 35 des Bügels 21.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Übersetzungsverhältnis zwischen der Schnecke 17 und dem Schneckenrad 40 in etwa 125. Somit würde es ein in einem Halbschrittmodus angetriebener Schrittschaltmotor mit 7,5 Grad ermöglichen, dass das Schneckenrad 40 den Kopf 33 in Schritten von 0,03 Grad oder 0,00015 Inch (3,8 μm) linearer Auflösung dreht. Mit der Verwendung einer Schnecken-Schneckenrad-Anordnung wird ein sehr hohes Übersetzungsverhältnis erzielt, das eine sehr feine Winkel- und Linearauflösung ermöglicht, ohne ein Schaltgetriebe oder eine hohe Anzahl von Zahnrädern zu erfordern.
  • Eine Torsionsfeder 26, von der ein Ende an das Schneckenrad 40 gekoppelt ist und das andere Ende an eine Lagerkappe 27 gekoppelt ist, liefert eine Vorbelastungskraft, um das Schneckenrad 40 in konstanten Kontakt gegen die Schnecke 17 vorzubelasten, um ein Spiel zu eliminieren. Die Verwendung eines Schneckenrads eliminiert die Notwendigkeit, Torsions federn an jedem Rad zu verwenden, um ein Spiel in einem Schaltgetriebe zu eliminieren. Ferner reduziert die Verwendung eines einzelnen Schneckenrads das Gesamtmaß und das Trägheitsmoment der Zahnräder und ermöglicht eine höhere Bandbreite.
  • Wie in 4 gezeigt ist, ist die Lagerkappe 27 mit vier Schenkeln 37 versehen, die an im Bügel 21 ausgebildeten Montageansätzen 36 einschnappen, um das Schneckenrad 40 und die Welle bzw. Achse 42 an dem Bügel 21 zu sichern. Die Lagerkappe kann aus Kunststoff oder einem anderen leichtgewichtigen Material gefertigt sein.
  • Wie in 4 gezeigt ist, ist ein Hall-Sensor 29 an dem Bügel gegenüber der Kopfplatte 32 angebracht. Der Hall-Sensor 29 fühlt ein Magnetfeld von einem kleinen Permanentmagneten 30 ab, der an der Kopfplatte 32 angebracht ist. Wenn sich die Kopfanordnung relativ zu dem Hall-Sensor 29 dreht, bewegt sich der Magnet 30 entweder näher zu dem Sensor 29 hin oder weiter von diesem weg. Bei einer vorbestimmten Nähe triggert das Magnetfeld von dem Magneten 30 ein "hohes" Signal zum Hall-Sensor 29. Wenn sich umgekehrt der Kopf von dem Sensor "weg" außerhalb der vorbestimmten Nähe dreht, schaltet der Sensor 29 zu einem "niedrigeren" bzw. "schwachen" Signal um. Die vorbestimmte Nähe hängt von der Stärke des Magneten und der Sensibilität des Sensors ab. Somit liefert das vom Hall-Sensor 29 gemessene Signal eine Bezugsgröße zur Bestimmung der Anfangsrichtung der Drehung während des Hochfahrens (nachstehend näher erläutert).
  • Gemäß 5 umfasst die Magnetkopfanordnung 22 eine Kopfplatte 32 und einen an einer Kopfstützplatte 34 integral angebrachten magnetischen Lese-/Schreibkopf 33. Die Kopfplatte 32 ist mit einem Paar kanalisierter Gelenkpunkte 41 versehen, die sich entlang einer Querachse der Kopfplatte befinden, d. h. in der gleichen Richtung wie die Ebene der Bandbewegung. Die Kanäle 43 sind so ausgebildet, dass sie die in der Kopfstützplatte 34 ausgebildeten Seitenflansche 38 aufnehmen, die in sie eingesetzt sind. Ferner befindet sich eine Einstellschraube 44 in einem bestimmten Abstand von der Mittelachse der Drehung der Kopfplatte entlang einer Longitudinalachse, d. h. senkrecht zu der Bandbewegungsebene zur Einstellung des Zenits des Kopfs 33. Außerdem sind ein Paar federvor-belasteter Stahlkugeln 35 teilweise an der Basis der Kopfplatte 32, d. h. auf der gegenüberliegenden Seite der Einstellschraube eingebettet, um den Magnetkopf 33 gegen die Einstellschraube 44 vorzubelasten.
  • Wie in 6 dargestellt ist, dreht sich der Kopf 33 bei Drehung der Einstellschraube 44 um die Gelenkpunkte 41 entlang der Querachse, wird in konstanten Kontakt gegen die Stahlkugeln 35 vorbelastet und ermöglicht es, dass die Stirnfläche des Magnetkopfs 33 parallel zur Ebene des Bandes 50 ausgerichtet ist bzw. wird. Der Zenit kann durch Messen der Signalstärken verschiedener Spuren auf einem vorbeschriebenen Band bei der Kopfausrichtungsprozedur richtig eingestellt werden. Wenn beispielsweise die Signalstärke relativ gleichmäßig über der Breite des vorher beschriebenen Bandes gemessen wird, wird der Kopfzenit richtig auf Null gestellt.
  • Die Kopfstützplatte 34 sowie die Kopfplatte 32 können aus Aluminium oder einem anderen leichtgewichtigen Nicht-Eisen-Material hergestellt sein.
  • 7 zeigt eine Vorderansicht der Stirnfläche 31 des Lese-/Schreibkopfs 33. Die Fläche 31 enthält eine erste Spalte 162 von Schreibkernen 112, 114, 116 und 118, eine zweite Spalte 166 von Schreibkernen 82, 84, 86 und 88 sowie eine dritte Spalte 164 von Schreibkernen 92, 94, 96 und 98, die zwischen den Spalten 162 und 166 gelegen ist. In der bevorzugten Ausführungsform ermöglicht diese Konfiguration eine 4-Kanal-Azimut-Aufzeichnung mit dem Azimut-Winkel von etwa 9,4 Grad. Eine Azimut-Aufzeichnung wird sowohl in der Vorwärtsrichtung unter Verwendung der Schreibkerne der Spalte 166 als auch in der Rückwärtsrichtung unter Verwendung der Schreibkerne der Spalte 612 ausgeführt. Ferner ist der Kopf 33 so konfiguriert, dass er eine Linearaufzeichnung in beiden Richtungen ermöglicht.
  • Während des Betriebs ist der Kopf-Kippmechanismus der vorliegenden Erfindung in einem Bandaufzeichnungssystem ähnlich dem in 1c dargestellten eingebaut. Wie vorher erwähnt wurde, liefert beim Hochfahren des Systems der Hall-Sensor 29 ein Bezugssignal, um zu ermöglichen, dass das System die anfängliche Drehrichtung festlegt. Wenn beispielsweise der Hall-Sensor 29 ein "Hoch"-Signal beim Anfahren misst, dreht sich der Schrittschaltmotor 28 im Uhrzeigersinn, bis sich das gemessene Signal zu "Niedrig" verschiebt. Aus dieser "Bezugsposition" ist das System in der Lage, einen bekannten Bezugspunkt und die nächste Drehrichtung festzulegen. Demgegenüber dreht sich der Schrittschaltmotor 28, falls der Hall-Sensor 29 ein "niederes" Signal beim Hochfahren misst, in dem Gegenuhrzeigersinn zur "Bezugsposition", d. h. bis das Signal auf "hoch" umschaltet. Wenn der Schrittschaltmotor 28 eine Eingabe von einem Controller (wie dem in 1s gezeigten) empfängt, wird der Magnetkopf 33 zu dem gewünschten Azimut-Winkel gedreht. Wie vorher festgestellt wurde, beträgt in der bevorzugten Ausführungsform der optimale Azimut-Winkel etwa 9,4 Grad. Nach Herstellungstoleranzen kann der tatsächliche Azimut-winkel während des Betriebs jedoch abweichen. Um eine optimale Aufzeichnung zu gewährleisten wird der tatsächliche Azimut-Winkel durch Überwachen der von den Lesekernen 92, 94, 96 und 98 gemessenen Signalstärke bestimmt. Somit ermöglicht es beim Aufzeichnen von Daten die Winkel-Feinauflösung des Schneckenrads, dass der Kopf 33 schrittweise gedreht wird, bis das stärkste Signal gemessen wird.
  • Ein Kopfbandaktuator ähnlich dem Aktuator 104, der in dem allgemein zugeteilten US-Patent Nr. 5 448 438 im Namen von Kasetty mit dem Titel "Head Actuator Having Spring Loading Split Nut" offenbart ist, haltert den Magnetkopf 60 und dient zum Bewegen des Magnetkopfs 60 in einer Lateral- oder Breitenrichtung über das Band 50. Für eine Aufzeichnung mit hoher Spurdichte liefert das hohe Übersetzungsverhältnis des Schneckenrades eine sehr feine lineare Auflösung, die erforderlich ist, um eine genaue Kopf-zu-Band-Ausrichtung und starke Lesesignale zu ermöglichen.
  • Nach der soeben erfolgten Beschreibung einer Ausfüh rungsform der Erfindung ist zu ersehen, dass die Aufgaben der Erfindung voll erfüllt worden sind, wobei es Fachleuten ersichtlich ist, dass sich viele Änderungen im Aufbau sowie stark unterschiedliche Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung anbieten, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Die hier gemachte Offenbarung und die Beschreibung dienen lediglich der Veranschaulichung, und sollen nicht in irgendeinem Sinn einschränkend sein.

Claims (13)

  1. Lese-/Schreibkopf-Kippmechanismus (20) für Bandlaufwerke, mit: einer Magnetkopfanordnung (22), die einen Magnetkopf (33) mit einer Drehachse aufweist, wobei die Drehachse im wesentlichen senkrecht zu einer Ebene ist, in der sich ein Magnetband bewegt, einer Schneckenradanordnung mit einem Schneckenrad (40), das an der Magnetkopfanordnung (22) angebracht ist, um die Magnetkopfanordnung integral mit dem Schneckenrad um die Drehachse zu drehen, einer Motoranordnung (28), die an einem Bügel (21) angebracht ist, wobei die Motoranordnung einen Motor und eine in kämmendem Eingriff mit dem Schneckenrad stehende Schnecke (17) zum Übertragen einer Drehbewegung auf die Magnetkopfanordnung, so dass ein Azimut bzw. Richtungswinkel des Magnetkopfs um die Drehachse fein eingestellt werden kann, umfasst, und einer Lagerkappe (27), die an dem Bügel (21) angebracht ist und die Schneckenradanordnung am Bügel sichert.
  2. Kopf-Kippmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Schneckenradanordnung (40) ferner eine Torsionsfeder (26) umfasst, von der ein Ende mit der Lagerkappe (27) gekoppelt ist und das andere Ende mit dem Schneckenrad (40) gekoppelt ist, und die das Schneckenrad in konstanten Kontakt mit der Schnecke (17) hin vorbelastet, um ein Spiel zu eliminieren.
  3. Kopf-Kippmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Magnetkopfanordnung (22) ferner eine Kopfplatte (32) zum Haltern des Magnetkopfs (33) umfasst, so dass sich die Kopfplatte und der Magnetkopf integral um eine zu der Fläche des Kopfs im wesentlichen senkrechte Mittelachse drehen können.
  4. Kopf-Kippmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen der Schnecke (17) und dem Schneckenrad (40) im wesentlichen 125 beträgt.
  5. Kopf-Kippmechanismus nach Anspruch 3, wobei die Kopfplatte (32) ferner Mittel (41, 43, 44) zum Einstellen eines Zenits des Magnetkopfs (33) umfasst, so dass eine Fläche des Kopfs im wesentlichen parallel zu der Magnetband-Bewegungsebene ist.
  6. Kopf-Kippmechanismus nach Anspruch 5, wobei das Mittel zum Einstellen des Zenits des Magnetkopfs (33) umfasst: ein Paar Dreh-/Schwenkpunkte (41), von denen sich jeder an entgegengesetzten Enden von und entlang einer Querachse der Kopfplatte (32) befindet, eine Einstellschraube (44), die sich entlang einer Longitudinalachse der Kopfplatte (32) in einem Abstand von der Rotations-Mittelachse entfernt befindet, und ein Mittel (35) zum Vorbelasten des Magnetkopfs (33) zu der Einstellschraube (44) hin derart, dass der Kopf entlang der Querachse um die beiden Dreh-/Schwenkpunkte (41) dreh-/schwenkbar ist, wobei sich das Vorbelastungsmittel in einem Abstand von der Mittelachse in einer zur Einstellschraube entgegengesetzten Richtung befindet.
  7. Kopf-Kippmechanismus nach Anspruch 1, wobei der Motor einen Schrittschaltmotor (28) umfasst.
  8. Mechanismus nach Anspruch 6, wobei das Vorbelastungsmittel (35) ein Paar federbelasteter Stahlkugeln umfasst.
  9. Mechanismus nach Anspruch 1, ferner mit: einer Kopfplatte (32) zum Haltern des Magnetkopfs (33) derart, dass sich die Kopfplatte und der Magnetkopf integral um die Drehachse drehen können, Mitteln (41, 43, 44) zum Einstellen eines Zenits des Magnetkopfs derart, dass eine Fläche (31) des Kopfs (33) im wesentlichen parallel zum Magnetband ist, und einer Torsionsfeder (26), von der ein Ende mit der Lagerkappe (27) gekoppelt ist und von der das andere Ende mit dem Schneckenrad (40) gekoppelt ist, wobei das Schneckenrad (40) in konstanten Kontakt mit der Schnecke hin vorbelastet ist, um ein Spiel zu eliminieren.
  10. Kopf-Kippmechanismus nach Anspruch 9, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen der Schnecke (17) und dem Schneckenrad (40) im wesentlichen 125 beträgt.
  11. Kopf-Kippmechanismus nach Anspruch 11, wobei die Mittel (41, 43, 44) zum Einstellen des Zenits des Magnetkopfs umfassen: ein Paar Dreh-/Schwenkpunkte (41), von denen jeder an entgegengesetzten Enden von und entlang einer Querachse der Kopfplatte (32) gelegen ist, eine Einstellschraube (44), die sich entlang einer Längsachse der Kopfplatte (32) in einem bestimmten Abstand von der Rotations-Mittelachse befindet, und ein Mittel (35) zum Vorbelasten des Magnetkopfs gegen die Einstellschraube derart, dass der Kopf (33) entlang der Querachse um die beiden Dreh-/Schwenkpunkte (41) dreh-/schwenkbar ist, wobei sich das Vorbelastungsmittel in einem Abstand von der Mittelachse in einer zur Einstellschraube entgegengesetzten Richtung befindet
  12. Mechanismus nach Anspruch 1, ferner mit einem Mittel zum Steuern des Motors, um die Drehposition des Magnetkopfs wahrend der Aufzeichnung eines Signals auf ein Band so zu steuern, dass ein entsprechendes, vom Magnetkopf empfangenes Lesesignal maximiert wird.
  13. Mechanismus nach Anspruch 1, ferner mit einem Sensor (29) zum Bereitstellen eines Bezugsignals für die Bestimmung einer Anfangsdrehrichtung des Motors.
DE69632336T 1995-11-13 1996-09-17 Kopfschwenkmechanismus für antriebe Expired - Fee Related DE69632336T2 (de)

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US55766295A 1995-11-13 1995-11-13
US557662 1995-11-13
PCT/US1996/018178 WO1997018555A1 (en) 1995-11-13 1996-09-17 Head tilt mechanism for azimuth recortding in tape drives

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Publication Number Publication Date
DE69632336D1 DE69632336D1 (de) 2004-06-03
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