DE69323274T2

DE69323274T2 - Kopftrommelgerät

Info

Publication number: DE69323274T2
Application number: DE69323274T
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Kamakura-Shi Mitsuyasu; Takuji Machida-Shi Sekiguchi
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: US5463506A; EP0599630A2; DE69323274D1; EP0599630B1; EP0599630A3

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein eine Kopftrommelvorrichtung, die in Aufnahme/Wiedergabe-Vorrichtungen wie z. B. einem Videorecorder (VTR) und einem digitalen Audiorecorder (DAT) eingesetzt wird. Genauer betrifft die Erfindung eine Technik zum Verringern der Reibung zwischen einem Magnetband und der Kopftrommel, um einen zufriedenstellenden Kontakt zwischen dem Band und der Trommel sicherzustellen.
In den letzten Jahren wurde ein Magnetband, auf dem Daten oder eine Information durch die Verwendung von Signalen mit kurzer Wellenlänge mit hoher Dichte aufgenommen werden können, entwickelt und in praktischen Anwendungen wie VTR, DAT und anderen benutzt. Im Vergleich mit dem konventionellen Band weist das für die obengenannten Anwendungszwecke vorgesehene Band eine extrem dünne magnetische Schicht und eine sehr glatte Oberfläche auf, die günstig für die Realisierung einer hohen Rauschreduktion sind. Jedoch neigt das Band zum Haften oder Kleben an der Trommeloberfläche, da die obengenannten Merkmale ein Anwachsen der Reibung zwischen dem Band und der Trommel in solch einem Ausmaß erzeugen, daß ein gegenteiliger Einfluß auf den Transport des Bandes ausgeübt wird. Dieses Phänomen macht sich bemerkbar, wenn Feuchtigkeit an der Trommeloberfläche kondensiert, und deshalb wird ein guter Kontakt des Kopfes mit dem Band verlangt.
Die Kopftrommel mit einer oberen rotierenden Trommel wird nun durch eine Trommelstruktur mit einer rotierenden Zwischentrommel oder mit einer rotierenden Zwischenscheibe ersetzt. Jedoch wächst im Fall der Trommelstruktur mit Zwischentrommel oder rotierender Scheibe der von einem festen oder unbeweglichen Trommelteil eingenommene Bereich, was ein Anwachsen der Reibung zwischen dem Band und dem unbeweglichen Trommelteil zur Folge hat, was ungünstig für den Transport des Bandes ist. Insbesondere gestaltet sich der Transport des Bandes schwieriger, wenn Feuchtigkeit auf der Trommeloberfläche kondensiert.
Ein Verfahren zum Lösen der obengenannten Probleme kann darin bestehen, die Oberfläche des Magnetbandes aufzurauhen. In diesem Fall entsteht jedoch das Problem, daß sich der Kontakt zwischen dem Band und dem Kopf verringert. Dafür ist in der JP-A-54-72028 und JP-A-54-72029 eine Kopftrommelstruktur angegeben, bei der eine Einrichtung zum Vibrieren des Magnetbandes als ein sehr kleiner Bestandteil der Trommel bereitgestellt wird, um die oben genannten Probleme wie in Fig. 14 gezeigt, zu lösen. In Fig. 14 weist der Kopftrommelaufbau 4 unbewegliche Trommelteile 22a und 22b und eine Zwischenscheibe 24, die mit einem Magnetkopf 24 h versehen ist, und eine Vorrichtung 3 zur Erkennung von kondensierter Feuchtigkeit in einem Teil der äußeren Umfangsoberfläche der Trommel 22b auf. Ein piezoelektrisches keramisches Bauteil wird benutzt, um das Band zum Vibrieren zu bringen. In Fig. 15 ist das keramische Bauteil auf einem Teil der äußeren Umfangsoberfläche der unbeweglichen Trommel 22b gemäß der JP-A-54-72028 angebracht und hat leitende Schichten, die auf ihren äußeren und inneren Oberflächen mit einer Silbermasse ausgebildet sind. Zwei Metallschichten sind auf der leitenden Schicht der Kontaktoberfläche des Bandes durch eine Metallauflage ausgebildet. Wenn durch eine Vorrichtung 3 zur Erkennung von Feuchtigkeit kondensierte Feuchtigkeit erkannt wird, wird eine Hochfrequenzspannung auf das piezoelektrische keramische Bauteil gegeben, was eine Vibration der Trommel mit einer sehr kleinen Amplitude zur Folge hat, um das Magnetband vom Kleben auf der Trommeloberfläche abzuhalten. Gemäß den Ausführungen der Schrift JP-A-54-72028 bildet das piezoelektrische keramische Bauteil selbst einen Teil der unbeweglichen Trommel. Jedoch ist in der Praxis die geforderte mechanische Genauigkeit beim Ausbilden des piezoelektrischen keramischen Bauteils nicht leicht zu verwirklichen, damit eine Aufnahme mit hoher Dichte gewährleistet werden kann. Außerdem ist ein Verfahren zur Herstellung der Kopftrommelvorrichtung mit oben beschriebener Struktur sehr kompliziert und verringert damit die Ausbeute.
In der JP-A-54-72029 hat ein piezoelektrisches keramisches Bauteil eine bimorphe Struktur, die ein Anwachsen der Vibrationsamplitude ermöglicht.
In der JP-A-56-114151 ist eine Trommelstruktur beschrieben, bei der ein elektrischer Motor als Vorrichtung zur Erzeugung einer Vibration mit hoher Frequenz verwendet wird, wie es in Fig. 16 gezeigt ist. Dort weist die Kopftrommelvorrichtung der rotierenden Zwischenscheibe eine obere und untere Trommel 22a und 22b auf, die aufgrund der Vibration durch den Motor 5 über eine Verbindungsstange 6 in Rotationsrichtung der Trommeln zum Vibrieren angeregt werden, wodurch ein Kleben eines Magnetbandes auf der Trommeloberfläche verhindert wird. Damit einhergehend wird eine Bandspannungssteuerung verwirklicht, bei der die Position einer Bandführungssäule mit Hilfe einer mechanischen Feder variiert werden kann. Alternativ kann ein Verfahren zur Steuerung eines Wickelmotors in Abhängigkeit von der Position der Säule, die unter Verwendung eines Hall- Elementes erfaßt wird, für die Bandspannungssteuerung angewendet werden. Ein Problem dieses bekannten Mechanismus zur Vibrationserzeugung besteht darin, daß keine Vibration mit einer hohen Frequenz, wodurch ein gegenteiliger Einfluß auf die Qualität eines Bildes oder Audiosignals bei der Reproduktion ausgeübt wird, erzeugt werden kann.
Außerdem sind in der JP-A-63-291248, der JP-A-63-291249 und der JP-A-63-291250 Techniken zum Transport des Magnetbandes unter der Wirkung einer Wanderwelle in Längs- oder Querrichtung zum Transport des Bandes durch Anlegen eines Spannungssignals mit hoher Frequenz an eine Anzahl von piezoelektrischen keramischen Bauteilen, die gruppenweise bereitgestellt werden, beschrieben. Jedoch haben diese bekannten Techniken ein Problem in Bezug auf die Bandspannungssteuerung dadurch, daß die Position der Säule aufgrund einer Spannungsänderung variiert und aufgrund dessen die Konfiguration des Bandtransportsystems geändert wird, um die Bandlaufgeschwindigkeit und damit die Qualität des reproduzierten Bildes entgegenwirkend zu beeinflussen. Die EP-A-0 292 008 beschreibt ebenso eine Verwendung von Piezoelektriken, um ein Band mittels Wanderwellen zu transportieren.
Die in den Ansprüchen definierte Erfindung gibt eine Kopftrommelvorrichtung für Aufnahme/Wiedergabevorrichtungen wie VTR und DAT an, der eine Reibung zwischen einem Magnetband und einer Kopftrommel ausreichend reduzieren oder abschwächen kann.
Die Erfindung gibt ebenso eine Kopftrommelvorrichtung an, die in der Lage ist, eine kleine Stehwellenvibration auf einer Oberfläche einer Kopftrommel zu erzeugen.
Die Erfindung gibt außerdem eine Kopftrommelvorrichtung an, bei der eine Stehwellenvibration auf einer Trommeloberfläche einer Kopftrommel erzeugt werden kann, wann immer eine Vibration wie im Fall auftretender Feuchtigkeitskondensation auf der Trommeloberfläche verlangt wird.
Außerdem kann erfindungsgemäß eine Vibration eines piezoelektrischen keramischen Bauteils auf eine Trommeloberfläche einer Kopftrommel übertragen werden, wobei eine Abnahme der Vibration auf ein Minimum unterdrückt wird.
Außerdem kann in erfindungsgemäßen Ausführungsformen die Amplitude und/oder Frequenz der von einem piezoelektrischen keramischen Bauteil erzeugten Vibration in Abhängigkeit von den benutzten Bandtypen gesteuert werden.
Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen stellen eine Kopftrommelvorrichtung bereit, die in der Lage ist, die Vibration eines piezoelektrischen keramischen Bauteils in Abhängigkeit von einer auf das Magnetband wirkenden Spannung zu steuern.
Noch weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen stellen eine Kopftrommelvorrichtung bereit, bei der die Vibrationsfrequenz eines piezoelektrischen keramischen Bauteils durch Erfassung der Beschleunigung der auf einer Kopftrommel wirkenden Vibration gesteuert werden kann.
Die Erfindung wird nun anhand beispielshafter Ausführungsformen und der folgenden Zeichnungen beschrieben, es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm zur Darstellung des für eine Reduzierung der Reibung zwischen einem Magnetband und einer Kopftrommel in einer erfindungsgemäßen Kopftrommelvorrichtung zugrundeliegenden Prinzips;
Fig. 2 eine Explosionszeichnung zur Darstellung einer Struktur und eines Aufbaus einer Kopftrommelvorrichtung mit einer rotierenden Zwischenscheibe gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 3A eine schematische perspektivische Zeichnung eines zylindrischen piezoelektrischen Bauteils, das in einer erfindungsgemäßen Kopftrommelvorrichtung verwendet wird, und beispielhaft ein Elektrodenmuster des polarisierten keramischen Bauteils und elektrische Kontakte dafür;
Fig. 3B ein Diagramm zur schematischen Darstellung von Spannungspolaritäten, die an die Elektroden des in Fig. 3A gezeigten piezoelektrischen keramischen Bauteils angelegt werden;
Fig. 4 eine perspektivische Zeichnung eines anderen Elektrodenmusters in einem zylindrischen piezoelektrischen keramischen Bauteil einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 5A eine perspektivische Zeichnung mit noch einem noch anderen Elektrodenmuster eines zylindrischen piezoelektrischen keramischen Bauteils, das auch zur Erfassung der Beschleunigung gemäß einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden kann;
Fig. 5B ein Diagramm zur schematischen Darstellung von Spannungspolaritäten, die an das in Fig. 5A gezeigte polarisierte zylindrische piezoelektrische keramische Bauteil angelegt werden;
Fig. 6 eine Explosionszeichnung mit zwei zylindrischen piezoelektrischen keramischen Bauteilen, die in einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden;
Fig. 7A eine Draufsichtzeichnung einer Trommel, die mit mehreren kleinen Kerben ausgebildet ist und in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 7B eine Seitenansicht derselben;
Fig. 8 eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht einer bekannten Struktur einer unbeweglichen Trommel;
Fig. 9 eine Zeichnung ähnlich der Fig. 8 mit einer erfindungsgemäßen Struktur einer unbeweglichen Trommel;
Fig. 10 eine Zeichnung ähnlich der Fig. 9 mit einer veränderten erfindungsgemäßen Struktur einer unbeweglichen Trommel;
Fig. 11 eine Zeichnung ähnlich der Fig. 9 mit einer anderen erfindungsgemäßen Struktur einer unbeweglichen Trommel;
Fig. 12 ein Blockdiagramm mit einer Ansteuerschaltung, die in einer erfindungsgemäßen Kopftrommelvorrichtung verwendet wird;
Fig. 13 eine Zeichnung zur graphischen Darstellung einer Beziehung zwischen der Amplitude und der Frequenz einer Vibration, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche einer unbeweglichen Trommel erzeugt wird;
Fig. 14 eine perspektivische Zeichnung mit einer bekannten Kopftrommelvorrichtung;
Fig. 15 einen Querschnitt eines piezoelektrischen keramischen Bauteils, das in der in Fig. 14 gezeigten bekannten Vorrichtung benutzt wird;
Fig. 16 eine Schnittzeichnung einer bekannten Struktur einer Kopftrommelvorrichtung, bei der ein Motor als Einrichtung zur Erzeugung einer Vibration eingesetzt wird;
Fig. 17 ein Blockdiagrmm eines Aufbaus einer Ansteuerschaltung für eine erfindungsgemäße Kopftrommelvorrichtung;
Fig. 18A ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens, eine Resonanzfrequenz in einer erfindungsgemäßen Kopftrommelvorrichtung zu bestimmen;
Fig. 18B ein schematisches Diagramm zur Darstellung der Resonanzfrequenzbestimmung in Verbindung mit Fig. 18A; und
Fig. 19 ein Diagramm mit einer Biegevibration, die in einer erfindungsgemäßen Kopftrommelvorrichtung erzeugt wird.
Im folgenden wird eine erfindungsgemäße Kopftrommelvorrichtung anhand der Zeichnungen genauer beschrieben.
Fig. 1 zeigt das Prinzip der erfindungsgemäßen Kopftrommelvorrichtung, bei der eine Reibung zwischen einem Band und einer Kopftrommel verringert werden kann. Eine Gleichspannung wird als Polarisationsspannung an ein zylindrisches piezoelektrisches keramisches Bauteil 30 angelegt, das mit einem Elektrodenmuster ausgebildet ist, so daß die innere Oberflächenelektrode des keramischen Bauteils 30 mit z. B. einer Masse verbunden ist und die Elektroden der äußeren Oberfläche abwechselnd mit "Plus" und "Minus" Polaritäten der Gleichspannung im Hinblick auf die Masse verbunden sind, so daß das keramische Bauteil 30 polarisiert ist, um seinem Kristall eine Richtung zu geben. Die Polarisation wird z. B. durch Anlegen einer hohen Gleichspannung von ungefähr 2000 V/mm an leitendes Zirkonattitanat erreicht. Wenn eine Gleichspannung an das keramische Bauteil 30 angelegt wird, so daß die Elektrode der inneren Oberfläche mit der Masse und alle Elektroden der äußeren Oberfläche mit der "+" Polarität der Gleichspannung verbunden sind, weitet sich ein Teil des keramischen Bauteils 30, an den die Gleichspannung mit derselben "+" Polarität wie die der Polarisationsspannung angelegt wird, aus, und ein Teil, an den die Gleichspannung mit der "-" Polarität, die sich von der der Polarisationsspannung unterscheidet, angelegt wird, zieht sich zusammen. Wenn entsprechend alle Elektroden der äußeren Oberfläche mit der "-" Polarität einer Gleichspannung verbunden sind, zieht sich ein Teil des kera mischen Bauteils 30, das mit der Gleichspannung der "+" Polarität polarisiert ist, zusammen, und ein anderer Teil, der mit der Gleichspannung der "-" Polarität polarisiert ist, weitet sich aus. Wenn eine Wechselspannung an die Elektroden der äußeren Oberflächen angelegt wird, entsteht somit eine vibrierende Welle auf dem keramischen Bauteil 30. Die Vibration wird auf eine Trommel 22 durch ein Haftmittel 28 übertragen, so daß eine Vibration mit einer kleinen Amplitude auf der Trommeloberfläche entsteht.
Als Folge davon wird der Kontaktbereich zwischen dem Band 2 und der äußeren Oberfläche der Trommel 22 verringert, so daß das Band auf der Trommel scheinbar fließt, was eine Verringerung der Reibung zwischen dem Band und der Trommel zur Folge hat.
Im folgenden wird die Trommelstruktur der erfindungsgemäßen Kopftrommelvorrichtung genauer beschrieben. Bezugnehmend auf Fig. 2 wird zunächst eine Kopftrommelstruktur mit einer rotierenden Zwischenscheibe, auf die die Erfindung angewendet wird, beschrieben.
Piezoelektrische keramische Bauteile 30a und 30b werden vorher polarisiert, so daß "+" und "-" Polaritäten auf ihren äußeren Oberflächen entstehen. Als Polarisationsmuster sind verschiedene Muster möglich, aber genaueres wird später beschrieben.
Eine obere Trommel 22a und eine untere Trommel 22b sind metallische, unbewegliche oder feste Trommeln. Die piezoelektrischen keramischen Bauteile 30a und 30b sind an den entsprechenden inneren Oberflächen der oberen und unteren Trommeln 22a und 22b mit dem Haftmittel 28 aus z. B. Epoxidharz, der bei Raumtemperatur härtet, befestigt. Die obere und untere Kopftrommel 22a und 22b sind durch eine dazwischenliegende Zwischenscheibe 24, die mehrere Kopfstückchen 24 h aufweist, miteinander gekoppelt. Damit ist die Kopftrommel 4 fertig.
Bezugnehmend auf die Fig. 3A bis 5 werden im folgenden Elektrodenmusterbeispiele und ein Verfahren zum Anlegen einer Spannung mit hoher Frequenz beschrieben. In Fig. 3A sind mehrere elektrisch leitende Elektroden 42 und 44 auf der inneren und äußeren Oberfläche einer zylindrischen piezoelektrischen keramischen Scheibe 32 ausgebildet, um das piezoelektrische keramische Bauteil 30 zu bilden. Jede Elektrode 42 auf der inneren Oberfläche ist so ausgebildet, daß sie die entsprechende Elektrode 44 auf der äußeren Oberfläche durch die keramische Scheibe 32 überdeckt. Die Anzahl der Elektroden auf der inneren oder äußeren Oberfläche wird gleich der doppelten Anzahl der zu erzeugenden Vibrationsbäuchen gewählt. In Fig. 3B wird an jede Elektrode eine hohe Spannung angelegt, die eine entgegengesetzte Polarität zu der hohen Spannung, die an eine benachbarte Elektrode angelegt wird, hat, um eine Polarisation zu erzeugen. Nach der Polarisation werden die Elektroden auf der inneren und äußeren Oberfläche jeweils zusammengefaßt, um zwei zusammengefaßte Elektroden zu bilden. Ein Verfahren zum Zusammenfassen der Elektroden zusätzlich zu dem Verfahren des Verbindens einer Elektrode mit einer anderen durch leitende Drähte kann die Befestigung des keramischen Bauteils 30 an der Trommel, die mit der Masse durch ein leitendes Haftmittel verbunden ist, oder ein anderes Verfahren kann das Erstellen einer großen inneren Elektrode zur Zeit der Polarisation sein, wobei die Elektrode danach in mehrere Elektroden auf der inneren Oberfläche aufgeteilt wird. Das leitende Haftmittel ist z. B. ein Epoxidharz-Haftmittel, das als Silbermasse formiert ist.
Wenn eine Spannung zwischen den zusammengefaßten Elektroden angelegt wird, weitet sich ein Teil des piezoelektrischen Bauteils, an dem die Spannung mit derselben Polarität wie die Polarisationsspannung angelegt wird, aus, und ein anderer Teil, an den die Spannung mit der zu der Polarisationsspannung entgegensetzten Polarität angelegt wird, zieht sich zusammen. Auf diese Weise ziehen sich die Elektrodenteile des piezoelektrischen keramischen Bauteils auseinander oder zusammen. Deshalb führt das piezoelektrische keramische Bauteil, wenn eine Wechselspannung angelegt wird, eine Biegevibration aus. Die Wellenlänge der Biegevibration hängt von dem Elektrodenmuster der Polarisation ab. Die Vibration des piezoelektrischen keramischen Bauteils wird auf die unbewegliche oder feste Trommel als Biegewelle übertragen, so daß eine Stehwellenvibration auf der äußeren Oberfläche der Trommel entsteht. Die Frequenz der angelegten Wechselspannung wird später beschrieben.
Wie oben beschrieben, wird, wenn das Band wie in Fig. 1 gezeigt um die Trommel gewickelt ist, der Kontaktbereich zwischen dem Band und der Trommel sichtbar verringert, so daß die Reibung zwischen dem Band und der Trommel beseitigt werden kann. Da die Resonanzfrequenz einer Trommelstruktur und die Wellenlänge einer Stehwelle aus der Anzahl der aufgebauten Elektroden bestimmt werden kann, kann die Entwicklungsfreiheit gesteigert werden. Es sollte angemerkt werden, daß die Trommel, wie später beschrieben, einem besonderen Arbeitsprozeß ausgesetzt wird, da die Amplitude der Vibration auf der äußeren Oberfläche der Trommel sehr klein ist.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel, in dem sich die Elektrode auf der äußeren Oberfläche zur inneren Oberfläche hin erstreckt, um eine Verbindung der Elektroden miteinander zu ermöglichen, so daß der Einbau des piezoelektrischen keramischen Bauteils 30 in die Trommel 22 erleichtert werden kann. Selbst in diesem Fall ist die Arbeitsweise dieselbe wie in Fig. 3A.
Fig. 5A zeigt ein Beispiel eines Eletrodenmusters auf dem piezoelektrischen keramischen Bauteil, bei dem die Stehwelle, die die gewünschte Anzahl von Wellen hat, erzeugt werden und das Herstellen und Ansteuern erleichtert werden kann. In Fig. 5B hat dieses Elektrodenmuster dieselbe Anzahl Elektroden 44 und 50 wie in Fig. 3A, die auf der äußeren Oberfläche angebracht sind. Auf der inneren Oberfläche ist eine kleine Elektrode 48, die zu einer der Elektroden auf der äußeren Oberfläche korrespondiert, und eine große gemeinsame Elektrode 42, die zu den übrigen Elektroden auf der äußeren Oberfläche korrespondiert, angebracht. Die gemeinsame Elektrode 42 ist mit der Masse verbunden, und die Elektroden der äußeren Oberfläche sind abwechselnd in Umfangsrichtung mit positiven und negativen Spannungen in Bezug auf die Masse verbunden, um eine zylindrische keramische Scheibe des keramischen Bauteils zu polarisieren. Zu dieser Zeit ist die kleine Elektrode auf der inneren Oberfläche mit der positiven oder negativen Spannung verbunden. Durch die Ansteuerung des keramischen Bauteils 30 ist die kleine Elektrode auf der inneren Oberfläche mit Masse verbunden, und an der gemeinsamen Elektrode 42 ist eine Spannung angelegt. Sogar wenn eine Haftung zwischen dem piezoelektrischen keramischen Bauteil und der Trommel durch ein leitendes oder nicht leitendes Haftmittel erzeugt wird, ändert sich nichts an der Wirkung. Als Ergebnis weitet sich ein Teil des keramischen Bauteils, der dieselbe Beziehung zwischen der Polarisation und der Ansteuerung der Polarität hat, aus, und ein anderer Teil, der die entgegengesetzte Beziehung hat, zieht sich zusammen. Da die Elektrodenteile des piezoelektrischen Bauteils sich ausweiten oder zusammenzie hen, erzeugt das piezoelektrische keramische Bauteil auf diese Weise eine Biegevibration, wenn eine Wechselspannung anliegt. In der oben genannten Ausführungsform ist die kleine Elektrode auf der inneren Oberfläche 48 mit der Masse verbunden, und an die gemeinsame Elektrode 42 ist eine Spannung angelegt. Jedoch können die Verbindungen auch entgegengesetzt sein.
In der oben genannten Ausführungsform haftet ein zylindrisches piezoelektrisches keramisches Bauteil 30 an einer Trommel. Jedoch kann ein weiteres piezoelektrisches Bauteil an der Innenseite des haftenden keramischen Bauteils haften. Dieses Beispiel ist in Fig. 6 gezeigt. Ein inneres piezoelektrisches keramisches Bauteil 30' hat dasselbe Elektrodenmuster wie das äußere piezoelektrische keramische Bauteil und haftet so an dem äußeren piezoelektrischen keramischen Bauteil, daß jede Elektrode des inneren keramischen Bauteils in Umfangsrichtung um eine halbe Elektrodenbreite gegenüber einer korrespondierenden Elektrode des äußeren keramischen Bauteils verschoben ist. In dieser Ausführungsform können die haftenden keramischen Bauteile zueinander unterschiedliche Elektrodenmuster haben, und zwei oder mehrere keramische Bauteile können aneinander haften.
Im folgenden wird die Trommelstruktur, an der das piezoelektrische keramische Bauteil haftet, beschrieben.
Fig. 8 zeigt eine bekannte Struktur einer unteren unbeweglichen Trommel 22. Die folgende Beschreibung kann auch auf eine obere unbewegliche Trommel angewendet werden. Ein vibrierender Teil der unteren unbeweglichen Trommel ist an einem unbeweglichen Teil befestigt. Folglich verringert sich die Vibrationsenergie des piezoelektrischen keramischen Bauteils merk lich, bevor sie die äußere Oberfläche der Trommel erreicht. Somit ist es unmöglich, die Vibration mit einer gewünschten Amplitude zu erhalten, was die Erlangung einer verminderten Reibung in zufriedenstellender Weise erschwert.
Die Fig. 7A und 7B zeigen eine Struktur einer Trommel 22a oder 22b, die mit mehreren kleinen Kerben 24 oder Vorwölbungen 25 auf der äußeren Oberfläche ausgebildet ist. In diesem Fall wird die Vibration, die von dem innen angebrachten keramischen Bauteil erzeugt wird, durch die Vorwölbungen, die auf der äußeren Oberfläche der Trommel ausgebildet sind, verstärkt. Genauer gesagt kann, weil die Dicke der Trommel scheinbar anwächst (d. h., weil anders gesagt die Masse der Trommel durch die Zacken abnimmt), die Amplitude der Vibration auf der äußeren Oberfläche der Trommel derartig anwachsen, daß das Band nur an den Scheitelpunkten der vibrierenden Welle in Kontakt mit der Trommel gebracht wird, wodurch die Reibung zwischen dem Band und der Trommel weiter verringert werden kann.
In einer in Fig. 9 gezeigten erfindungsgemäßen Trommelstruktur kann verhindert werden, daß die von dem piezoelektrischen keramischen Bauteil übertragene Vibration abnimmt. In der in Fig. 9 gezeigten Trommelstruktur mit einer Zwischentrommel oder einer rotierenden Scheibe wird ein vibrierender Teil 13 einer unteren unbeweglichen Trommel 22b, die ein damit verbundenes piezoelektrisches keramisches Bauteil aufweist, mit einem dünnen Wandteil 12, das durch Entfernen eines mit einem unbeweglichen Teil der Trommel 22b in Kontakt befindlichen Teiles gebildet wird, bereitgestellt. Der dünne Wandteil 12 ist entlang der gesamten inneren Oberfläche des vibrierenden Teils 13 ausgebildet. Die Herstellung sollte so durchgeführt werden, daß sie keine Spur auf der äußeren Oberfläche der Trommel zurückläßt, um einen gegenteiligen Einfluß auf den Transport des Bandes zu vermeiden. Außerdem besteht keine Notwendigkeit, die Größe der Trommel zu verändern. Da der vibrierende Teil 13 und der unbewegliche Teil 14 im Hinblick auf die Vibration voneinander getrennt sind, kann eine Abschwächung der Vibrationsenergie, die von dem keramischen Bauteil 30 erzeugt wird, eliminiert werden. Genauer gesagt, wenn der dünne Wandteil nicht gebildet wird, stellt die unbewegliche Trommel als ganzes einen starren Körper dar, und eine Änderung in der geometrischen Struktur eines Teiles der unbeweglichen Trommel wird einen signifikanten Einfluß auf die Resonanzfrequenz ausüben. Im Gegensatz dazu wird im Fall, wenn der vibrierende Teil 13 von dem unbeweglichen Teil 14 getrennt ist, die geschätzte Resonanzfrequenz des vibrierenden Teils 13, die nur in Abhängigkeit von den geometrischen Faktoren des vibrierenden Teiles 13 ermittelt wird, kaum von einer aktuellen Resonanzfrequenz abweichen. Da der analysierte Wert und der aktuelle Wert bei der Bestimmung der Vibrationsfrequenz und die Ansteuerspannung für den vibrationserzeugenden Bestandteil wie das piezoelektrische Bauteil gut übereinstimmen, besteht der Vorteil darin, daß eine Steuerschaltung leicht zu entwerfen und herzustellen ist. In dieser Erfindung wird das piezoelektrische keramische Bauteil auf der Innenseite der Trommel bereitgestellt.
Fig. 10 zeigt eine modifizierte Trommelstruktur. Im Fall der in Fig. 9 gezeigten Trommelstruktur ist der dünne Wandteil 12 im vibrierenden Teil 13 ausgebildet. Im Gegensatz dazu ist in diesem Fall ein dünner Wandteil 12 in dem unbeweglichen Teil 14 in einem umgebenden Teil, der an das vibrierende Teil 13 angrenzt, ausgebildet. Gemäß der in Fig. 10 gezeigten Trommelstruktur kann die Abschwächung der Vibration wirksam verhindert werden, ohne die Größe der Trommel zu ändern.
Fig. 11 zeigt eine andere modifizierte Trommelstruktur. Bei dieser Modifizierung sind mehrere längliche runde Löcher in einem Koppelteil zwischen einem vibrierenden Teil 13 und einem unbeweglichen Teil 14 ausgebildet, wobei die Abschwächung der Vibrationsenergie des vibrierenden Teils 13 weiter verringert wird.
Fig. 12 zeigt eine Ansteuerschaltung für das piezoelektrische keramische Bauteil 30 der erfindungsgemäßen Kopftrommelvorrichtung, wobei die Schaltung entworfen ist, der Kopftrommelstruktur eine kleine Vibration weiterzugeben. In Fig. 12 weist die Ansteuerschaltung einen Speicher 60 zum Speichern von Daten, die Frequenzen und Amplituden der Spannungen mit höherer Frequenz zeigen, die an das piezoelektrische keramische Bauteil in Abhängigkeit von den verwendeten Bandtypen angelegt werden, auf. Ein Speicher 62 speichert Daten, die zulässige Spannungen, die in einem Bandtransport oder -wandersystem angewendet werden dürfen, betreffen. Ein Banderfasser 64 erfaßt den verwendeten Bandtyp aus einer Information, die von einem das Band aufnehmenden Gehäuse geliefert wird, und gibt den erfaßten Bandtyp an eine arithmetische Einheit 52 weiter. Ein Spannungserfasser 66 erfaßt die Spannung des transportierten Bandes und gibt das erfaßte Ergebnis an die arithmetische Einheit 52 weiter. Ein Feuchtigkeitserfasser 68 erfaßt kondensierte Feuchtigkeit, und das erfaßte Ergebnis wird ebenso an die arithmetische Einheit 52 ausgegeben.
Im Falle der nun betrachteten Trommelstruktur 4 wird angenommen, daß das piezoelektrische keramische Bauteil 30 das in Fig. 3A gezeigte Elektrodenmuster aufweist. Die arithmetische Einheit 52 beginnt die Steuerung der Vibration auf ein empfangenes Feuchtigkeitserfassungssignal hin, das von dem Feuchtigkeitserfasser 68 geliefert wird. Selbstverständlich kann der Beginn des Vibrationssteuerungsablaufes der arithmetischen Einheit 52 von einer anderen Eingangseinheit (nicht gezeigt) gesteuert werden. Die arithmetische Einheit 52 identifiziert den benutzten Bandtyp in Abhängigkeit von dem Ausgang des Banderfassers 64 und bestimmt eine optimale Vibrationsamplitude und eine optimale Vibrationsfrequenz durch Hinzuziehen der Banddaten 60 gemäß dem verwendeten Bandtyp, der als ein Parameter benutzt wird, um ein Frequenzsteuersignal und ein Amplitudensteuersignal zu erzeugen, die auf eine Oszillatorschaltung mit variabler Frequenz 54 und einen Verstärker 56 gegeben werden. Die Oszillatorschaltung mit variabler Frequenz 54 erzeugt ein Hochfrequenz-Spannungssignal mit einer Frequenz, die in Abhängigkeit von dem Frequenzsteuersignal bestimmt wird. Das Hochfrequenz-Spannungssignal wird dann auf den Verstärker 56 gegeben, der das Hochfrequenz- Signal auf ein Amplitudensteuersignal hin verstärkt, das von der arithmetischen Einheit 52 geliefert wird. Das so verstärkte Hochfrequenz-Spannungssignal wird auf das piezoelektrische keramische Bauteil 30 gegeben, das dann vibriert, um das Band vom Kleben an der Kopftrommelstruktur abzuhalten.
Außerdem liest die arithmetische Einheit 52 die Spannungsdaten auf das Feuchtigkeitserfassungssignal hin aus dem Speicher 62 aus und hält die Daten. Während des Transportes eines Bandes wird ein von dem Spannungserfasser 66 geliefertes Bandspannungssignal mit dem gehaltenen Spannungswert verglichen, wodurch das Amplitudensteuersignal in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs erzeugt wird und dem Verstärker 56 zugeführt wird, um damit die Spannung ohne die Position einer Spannungssteuerungssäule zu ändern, in etwa konstant zu halten. Um die Vibrationsamplitude anwachsen oder verringern zu lassen, ist es ausreichend, die an das keramische Bauteil angelegte Spannung zu erhöhen oder zu verringern oder die An steuerfrequenz der Hochfrequenz-Spannung ein wenig zu verschieben. Die Ansteuerfrequenz des piezoelektrischen keramischen Materials 32 und die Vibrationsamplitude der Trommeloberfläche haben das in Fig. 13 dargestellte Verhältnis zueinander. Es ist zu sehen, daß, wenn die Ansteuerfrequenz von der Resonanzfrequenz fr abweicht, die Vibrationsamplitude abrupt kleiner wird. Deshalb ist es wünschenswert, die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen keramischen Bauteils ständig zu überwachen und den Wert der Resonanzfrequenz an die arithmetische Einheit 52 zurückzugeben.
Fig. 17 zeigt eine beispielhafte Schaltungskonfiguration dafür. In dieser Figur sind die Schaltungskomponenten dieselben oder äquivalent zu denen in Fig. 12 und mit den selben Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung wird verzichtet. In Fig. 17 ist der in Fig. 12 gezeigte Speicher 60 durch einen Speicher 70 ersetzt, der eine Resonanzfrequenz der Kopftrommelstruktur 4 speichert. Außerdem ist der in Fig. 12 gezeigte Banderfasser 64 in der in Fig. 17 gezeigten Vorrichtung weggelassen. Außerdem wird das in Fig. 5A gezeigte piezoelektrische keramische Bauteil 30 als piezoelektrische Keramik für die Kopftrommelstruktur 4 benutzt. Im Fall des in Fig. 3A gezeigten piezoelektrischen keramischen Bauteils wird nur ein Satz von mehreren Metallelektrodensätzen als Beschleunigungserfasser benutzt. Ein Beschleunigungserfasser 58 zum Erfassen der Beschleunigung der Vibration des piezoelektrischen keramischen Bauteils 30 wird in Verbindung mit einem Verstärker 72 bereitgestellt, der das Ausgangssignal des Beschleunigungserfassers 58 verstärkt. Der Ausgang des Verstärkers 72 wird der arithmetischen Einheit 52 zugeführt. Die Resonanzfrequenz wird auf eine unten beschriebene Weise bestimmt.
Wird die Kopftrommel an ihrer Oberfläche mit einem Hammer oder ähnlichem geschlagen, entsteht eine Vibration. Diese Vibration wird als elastische Oberflächenwelle bezeichnet und pflanzt sich entlang der Trommeloberfläche fort. Wenn andererseits der piezoelektrische keramische Zylinder, der der besonderen Polarisationsbehandlung unterzogen wird und mit der inneren Umfangsoberfläche der Kopftrommel verbunden ist, zum Ausweiten und Zusammenziehen, wie zuvor beschrieben, angeregt wird, entsteht eine Biegevibration in der Trommel, wodurch die Trommel als Ganzes deformiert wird. Der Resonanzpunkt, die Wellenlänge und der Vibrationsmodus der elastischen Oberflächenwelle werden eindeutig durch die physikalischen Eigenschaften (wie Dichte, Young-Modulus und Poisson- Verhältnis) des elastischen Materials, durch das sich die Vibration fortpflanzt, und einer Struktur des elastischen Materials (V = f · λ) bestimmt. Andererseits wird im Fall der Biegevibration die Wellenlänge der entsprechenden Vibrationswelle in Abhängigkeit von der Länge der Elektrode, die der Polarisationsbehandlung unterzogen wurde, bestimmt. Genauer gesagt entsprechen in dem zuvor genannten Elektrodenmuster zwei benachbarte Elektroden einer Wellenlängeneinheit. Die Resonanzfrequenz wird wie folgt bestimmt:
Die Biegevibration der Trommel wird wie eine Biegevibration eines Strahls behandelt, für die eine Differentialgleichung hergeleitet wird. Zunächst wird nur die Biegevibration der Trommel betrachtet. Die X-Achse entspricht der Hauptachse eines Strahls. Eine Ablenkung des Strahles in der transversalen Richtung wird durch (x, t), der Young-Modulus des Materials durch E, die Masse pro Einheitsfläche durch ρ, der Querschnittsfläche des Strahles durch A und das Schnittmoment zweiter Ordnung durch I dargestellt. Dann gilt mit einem Bie gemoment und einer Scherkraft die folgende Differentialgleichung:
Für die unbewegliche oder stehende Vibration gilt die folgende Gleichung:
(x, t) = Y(x) (A sin t + B cos t) ... (2)
Wird Gleichung (2) in Gleichung (1) eingesetzt, ergibt sich die Gleichung (3), und es kann eine Funktion Y(x) aus der folgenden Gleichung (3) bestimmt werden:
Wenn λ&sup4; = ²,&sup4;/a², (a² = EI/ρA)
λ&sup4; = ω²&sup4;/a², (a² = EI/ρA)
Durch Lösen der oben genannten Gleichung für eine einfache Einspannung am Ende ergibt sich die Vibrationseigenfrequenz zu:
Wenn andererseits das piezoelektrische keramische Bauteil mit einem elastischen Material auf die in den Fig. 18A und 18B gezeigte Weise verbunden und elektrisch angeregt wird, dann gilt:
Kc = EI&sub1; + Y&sub1;&sub1;I&sub2; - bk&sub3;&sub1;²Y&sub1;&sub1; · t&sub1;tm/2
K&sub3;&sub1;² = e&sub3;&sub1;²/Y&sub1;&sub1;&epsi;&sub3;&sub3; ... (6)
Es stellen dar:
t&sub1;, b und L jeweils eine Dicke, Breite und Länge des elastischen Materials,
I&sub1; ein Schnittmoment zweiter Ordnung des elastischen Materials,
I&sub2; ein Schnittmoment zweiter Ordnung der piezoelektrischen Keramik,
Y&sub1;&sub1; den Young-Modulus des piezoelektrischen Materials,
tm einen mittleren Abstand der piezoelektrischen Keramik von einer neutralen Achse,
e&sub3;&sub1; eine piezoelektrische Spannungskonstante,
&epsi;&sub3;&sub3; eine dielektrische Konstante, und
k&sub3;&sub1; eine elektromechanische Koppelkonstante.
Entsprechend gilt:
Durch Einsetzen von Zahlenwerten in den oberen Ausdruck (7) kann die Vibrationseigenresonanzfrequenz bestimmt werden. Wenn die Trommel wie in Fig. 19 gezeigt aus einem unbefestigten Ring besteht, kann eine Vibration auf der Trommel beobachtet werden, die gleichmäßig in einem zahnradähnlichen Muster verteilte Bäuche und Knoten aufweist. Wenn z. B. die An zahl der polarisierten Teile 16 beträgt, gibt es wie in Fig. 19 gezeigt 8 Bäuche und 8 Knoten. In diesem Fall kann die Resonanzfrequenz von 45 KHz aus dem Ausdruck (7) bestimmt werden.
Somit werden Datenwerte, die 45 KHz zeigen, im Speicher 70 gespeichert. Die arithmetische Einheit 52 beginnt die Vibrationssteuerung auf den Empfang des Feuchtigkeitserfassungssignals hin, das von dem Feuchtigkeitserfasser geliefert wird. Genauer gesagt spricht die arithmetische Einheit 52 den Speicher 70 an, um Daten, die die Resonanzfrequenz und einen vorbestimmten Frequenzbereich zeigen, auszulesen, um dadurch ein Frequenzsteuersignal zum Ändern der Oszillationsfrequenz innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches um die Resonanzfrequenz zu ändern. Das Frequenzsteuersignal wird dann dem Oszillator 54 mit variabler Frequenz zugeführt. Der Verstärker 56 gibt ein vorbestimmtes Amplitudensteuersignal aus. Der Oszillator 54 erzeugt ein Hochfrequenz-Spannungssignal, das eine vom Frequenzsteuersignal abhängige Frequenz aufweist. Das Ausgangsspannungssignal des Oszillators 54 wird dem Verstärker 56 zugeführt, während die Frequenz dieses Signals auf die arithmetische Einheit 52 zurückgegeben wird. Der Verstärker 56 verstärkt das Hochfrequenz-Spannungssignal auf das Amplitudensteuersignal hin. Das verstärkte Hochfrequenz-Spannungssignal wird dann dem piezoelektrischen keramischen Bauteil 30 zugeführt, um das piezoelektrische keramische Bauteil 30 zum Vibrieren zu bringen, wodurch ein Kleben des Bandes an der Trommelstruktur verhindert wird. Der Beschleunigungserfasser 58 erfaßt die Beschleunigung der Vibration aus einer Spannung, die zwischen den Elektroden 48 und 50 des piezoelektrischen keramischen Bauteils 30 erzeugt wird. Die elektromotorische Kraft aufgrund des umgekehrten piezoelektrischen Effektes, die zwischen den Elektroden 48 und 50 des piezoelektrischen keramischen Bauteils 30 entsteht, stellt eine Beschleunigungskomponente der mit der Trommel verbundenen piezoelektrischen Keramik dar. Dementsprechend können die Elektroden 48 und 50 als Beschleunigungserfasser benutzt werden. Das so erfaßte Beschleunigungssignal wird der arithmetischen Einheit 52 zugeführt, nachdem es vom Verstärker 72 verstärkt wurde. Die arithmetische Einheit 52 hält die Frequenz, die der maximalen erfaßten Beschleunigung entspricht und liefert dem Oszillator 54 das Frequenzsteuersignal, so daß dieser mit der Frequenz, die der maximalen Frequenz entspricht, oszilliert. Auf diese Weise kann das piezoelektrische keramische Bauteil 30 sogar, wenn die Vibrationsfrequenz von der Resonanzfrequenz aufgrund einer thermischen Kennlinie des keramischen Bauteils abweicht, mit maximaler Effizienz vibrieren. Eine Anpassung der Vibrationsamplitude und somit der Spannung des Bandes kann auf dieselbe Weise wie im Fall der in Fig. 12 gezeigten Vibrationssteuerschaltung verwirklicht werden.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß gemäß des Verfahrens des automatischen Führens oder Verfolgens der Resonanzfrequenz die Frequenz ständig in positiver (+) und negativer (-) Richtung von der erwarteten Resonanzfrequenz abweicht. Der Wert der Zentralfrequenz wird in der Richtung verändert, in der die elektromotorische Kraft anwächst, so daß die Abweichung um den Resonanzpunkt ständig erhalten bleibt.
In der vorangegangenen Beschreibung wurde angenommen, daß die piezoelektrische Keramik mit der inneren Umfangsoberfläche der Kopftrommel durch Verwendung eines Haft- oder Bindemittels verbunden ist. Jedoch ist die Erfindung nicht auf ein derartiges Aufbauverfahren beschränkt. Die piezoelektrische keramische Schicht kann durch Verwendung von Schrauben oder Gewindebolzen befestigt werden.
Aus dem Vorangegangenen wird klar, daß gemäß der Erfindung das piezoelektrische keramische Bauteil mit der inneren Umfangsoberfläche der unbeweglichen Kopftrommel verbunden ist und eine kleine Vibration durch das piezoelektrische keramische Bauteil durch Anlegen einer Spannung mit hoher Frequenz erzeugt wird, und daß das um die unbewegliche Kopftrommel gewickelte Band dazu gebracht wird, sozusagen von der Trommel zu fließen, wodurch die Reibung zwischen dem Band und der Trommel signifikant verringert werden kann. Da die kleine Vibration mit einer einfachen Struktur erzeugt werden kann, können die Vibrationsfrequenz und die -amplitude auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Durch wirksames Ausnutzen dieser Vorteile ist es möglich, die Reibung zwischen dem Band und der Kopftrommel unabhängig vom Typ und von der Dicke des Bandes und der Oberflächenrauhheit der Kopftrommel zu verringern. Außerdem ist es gemäß erfindungsgemäßen Ausführungsformen möglich, automatisch der Resonanzfrequenz unter Verwendung eines Teiles der piezoelektrischen keramischen Schicht als Beschleunigungssensor zu folgen. Außerdem kann die auf das Band wirkende Spannung durch Variieren der Vibrationsfrequenz und -amplitude gesteuert werden, ohne den Bandtransportmechanismus modifizieren oder ändern zu müssen.

Claims

1. Kopftrommelvorrichtung, mit:

einer unbeweglichen zylindrischen Kopftrommel (22), die eine innere Umfangsoberfläche und eine äußere Umfangsoberfläche aufweist und von der ein Teil während des Gebrauchs von einem Magnetband (2) umwickelt ist; und

einem piezoelektrischen keramischen Bauteil (30; 30'), das aus einem zylindrischen keramischen Material (32) ausgebildet ist und eine innere Umfangsoberfläche und eine äußere Umfangsoberfläche und mehrere Elektroden (42; 44) aufweist, die zumindest an der inneren Umfangsoberfläche oder der äußeren Umfangsoberfläche des piezoelektrischen keramischen Materials (32) angebracht sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

das piezoelektrische keramische Bauteil an der inneren Umfangsoberfläche der Kopftrommel (22) befestigt ist und das zylindrische keramische Material (32) so polarisiert ist, daß das piezoelektrische keramische Bauteil auf eine Wechselspannung hin, die an den Elektroden (42; 44) anliegt, so vibriert, daß Stehwellenvibrationen auf der äußeren Umfangsoberfläche der Kopftrommel auftreten.

2. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 1, bei der Bäuche bzw. Knoten der Vibration der äußeren Umfangsoberfläche der Kopftrommel (22) an Positionen erscheinen, die jeweils den Elektroden (42; 44) entsprechen.

3. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der Teile des piezoelektrischen keramischen Bauteils, die benachbarten Elektroden entsprechen, eine Polarisation derart erhalten, daß die Teile einander entgegengesetzte Polaritäten aufweisen.

4. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das piezoelektrische keramische Bauteil (30) mehrere zweite Elektroden (42) aufweist, die an dessen anderer Umfangsoberfläche entsprechend den Elektroden (44) an der einen Oberfläche angebracht sind.

5. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das piezoelektrische keramische Bauteil (30) eine gemeinsame Elektrode (42) aufweist, die an dessen anderer Umfangsoberfläche gemeinsam für die Elektroden auf der einen Oberfläche angebracht sind.

6. Kopftrommelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die außerdem aufweist:

ein zweites piezoelektrisches keramisches Bauteil (30'), das aus einem zylindrischen polarisierten piezoelektrischen keramischen Material (30) ausgebildet ist und eine innere Umfangsoberfläche und eine äußere Umfangsoberfläche und mehrere dritte Elektroden, die an der inneren Umfangsoberfläche oder der äußeren Umfangsoberfläche des zweiten piezoelektrischen keramischen Bauteils angebracht sind, aufweist, wobei die dritten Elektroden in etwa dieselbe Größe wie die Elektroden (42; 44) des piezoelektrischen keramischen Bauteils (30) haben;

wobei der zweite piezoelektrische keramische Bauteil (30') mit der inneren Umfangsoberfläche des piezoelektrischen keramischen Bauteils (30) gekoppelt ist und auf eine Wechselspannung hin, die jeweils an die entsprechenden zweiten Elektroden angelegt wird, vibriert, um die äußere Umfangsoberfläche der Kopftrommel zum Vibrieren zu bringen.

7. Kopftrommelvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die äußere Umfangsoberfläche der Kopftrommel mit mehreren kleinen Kerben (25a) versehen ist.

8. Kopftrommelvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die unbewegliche Kopftrommel einen unbeweglichen Teil (14), einen zylindrischen vibrierenden Teil (13) und einen zylindrischen dünnen Wandteil (12) zwischen dem unbeweglichen Teil (14) und dem zylindrischen vibrierenden Teil (13) aufweist;

wobei das piezoelektrische keramische Bauteil (30) so an dem vibrierenden Teil (13) befestigt ist, daß der vibrierende Teil auf die Vibration des piezoelektrischen keramischen Bauteils (30) hin vibriert.

9. Kopftrommelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem eine Ansteuereinrichtung (52-68) zum Anlegen der Wechselspannung an die Elektroden (42; 44) aufweist.

10. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 9, bei der das piezoelektrische keramische Bauteil (30) außerdem zwei besondere Elektroden (48; 50) aufweist, die jeweils an der inneren bzw. äußeren Umfangsoberfläche des piezoelektrischen keramischen Bauteils (30) angebracht sind, und wobei die Ansteuereinrichtung aufweist:

eine Beschleunigungserfassungseinrichtung (58) zum Erfassen der Beschleunigung aus einer Spannung, die zwischen den zwei besonderen Elektroden auftritt; und

eine Steuerungseinrichtung (52, 54) zum Steuern einer Frequenz der an die Elektroden angelegten Wechselspannung in Abhängigkeit von der durch die Beschleunigungserfassungseinrichtung (58) erfaßten Beschleunigung.

11. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 10, bei der die die Ansteuereinrichtung eine Einrichtung (52, 54) aufweist, die auf ein Eingangserfassungsstartsignal anspricht und die Wechselspannung an die Elektroden anlegt, wobei die Frequenz der Wechselspannung innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches, der eine Resonanzfrequenz der unbeweglichen Kopftrommel (22) aufweist, variiert wird;

die Beschleunigungserfassungseinrichtung eine Einrichtung aufweist, die der Ansteuereinrichtung das Erfassungsstartsignal zuführt, um eine maximale Beschleunigung innerhalb einer Zeitdauer zu erfassen, während der die Frequenz der Wechselspannung variiert wird; und

die Ansteuereinrichtung außerdem eine Einrichtung (54, 56) aufweist, um eine Wechselspannung, die eine Frequenz entsprechend der von der Beschleunigungserfassungseinrichtung erfaßten maximalen Beschleunigung aufweist, an die Elektroden anzulegen.

12. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, die außerdem eine Feuchtigkeitserfassungseinrichtung (68) aufweist, um kondensierte Feuchtigkeit auf der äußeren Umfangsoberfläche der Kopftrommel (22) zu erfassen, um ein Vibrationsstartsignal zu erzeugen; und

bei der die Ansteuereinrichtung eine Einrichtung (52) aufweist, um die Wechselspannung auf das Vibrationsstartsignal hin an die Elektroden anzulegen.

13. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, die außerdem aufweist:

eine Banddatenspeichereinrichtung (60) zum Speichern von Banddaten, die Amplituden und Frequenzen der Wechselspan nung in Abhängigkeit von den entsprechenden Magnetbandtypen zeigen;

eine Erfassungseinrichtung (64) zum Erfassen des benutzten Magnetbandtyps; und

eine Leseeinrichtung (52) zum Auslesen der Banddaten in Abhängigkeit von dem erfaßten Bandtyp, um ein Amplitudensignal und ein Frequenzsignal entsprechend der ausgelesenen Banddaten zu erzeugen; und

wobei die Ansteuereinrichtung eine Einrichtung (52, 54, 56) aufweist, um die Wechselspannung, die eine Amplitude und eine Frequenz entsprechend dem Amplitudensignal und dem Frequenzsignal hat, an die Elektroden anzulegen.

14. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Erfassungseinrichtung (64) den benutzten Bandtyp aufgrund einer Information erfaßt, die ein das Band aufnehmendes Gehäuse darbietet.

15. Kopftrommelvorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Erfassungseinrichtung (64) den benutzten Bandtyp aufgrund von voreingestellten Werten, die die Bandtypen (60) anzeigen, erfaßt.

16. Kopftrommelvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, die außerdem aufweist:

eine Spannungsdatenspeichereinrichtung (62) zum Speichern von Spannungsdaten, die die auf das Band aufbringbare Spannung zeigt;

eine Spannungserfassungseinrichtung (66) zum Erfassen einer Spannung, die auf das Band aufgebracht ist; und

eine Einrichtung (52) zum Erzeugen eines Amplitudensignals, das eine Amplitude in Abhängigkeit von der erfaßten Spannung und der gespeicherten Spannung zeigt; und

wobei die Ansteuereinrichtung eine Einrichtung (52, 56) aufweist, die die Wechselspannung mit einer Amplitude, die das Amplitudensignal angibt, an die Elektroden anlegt.