JPH0341614A - 磁気ヘッドの読取角度ファジィ制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、例えば、磁気カードに対して磁気記録情報
の読取、書込みを行なうカードリーダ等に用いられる磁
気ヘッドの読取角度ファジィ制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、上述例のカードリーグとしては、例えば、第１０
図に示す如き構造の装置がある。

すなわち、左右の側板９１．９２を平行に立設固定して
、−例の側板９２の内面に磁気カード９３の一側端を案
内する凹溝９４を形成する一方、他側の側板９１の上部
前後に突片９５．９５を一体的に形威し、これら各突片
９５．９５にピン９６．９６を介して幅寄せ部材９７を
枢着して、この幅寄せ部材９７の下部遊端に取付けたコ
イルスプリング９８で同部材９７を幅寄せ方向へバネ付
勢すると共に、上述の幅寄せ部材９７の所定部に凹溝９
９を形成し、左右の凹Ａ９９．９４間を搬送手段（図示
せず）により搬送される磁気カード９３に対して、搬送
路に固定した磁気ヘッド（図示せず）で磁気記録情報の
読取、書込みを行なうように構成したカードリーダであ
る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上述の磁気カード９３は一側の凹溝９４を基準面とし、
左右の各間４９９．９４に沿って搬送されるが、コイル
スプリング９４で幅寄せ方向へ常時バネ付勢されている
ので、上述の各間？ｆＩｔ９９　。

９４に平面度、平行度等の製作誤差がある場合には、搬
送路に固定された磁気ヘッドと磁気カードの磁気記録角
度とが不平行となって、第９図に実線で示す平行時のヘ
ッドアンプ出力ｖ１に対して不安定なヘッドアンプ出力
Ｖ２　　（同図の点線参照）となり、読取りエラーが発
生する問題点を有していた。

また、上述の読取りエラーは磁気カードが搬送ローラお
よび磁気ヘッド配設部に対して進入、離反する時も同様
である。

この発明は、磁気ヘッド出力を予め設定した基準値と比
較した比較値と、磁気ヘッド出力の変動値とに対応して
、磁気ヘッドの磁気記録媒体に対する読取角度を最も妥
当な値に制御することで、磁気ヘッドと磁気記録媒体の
磁気記録角度とを常に平行に保って、読取りエラーのな
い安定した出力を得ることができる磁気ヘッドの読取角
度ファジィ制御装置の提供を目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 この発明は、磁気記録媒体に対する情報の読取、書込み
を行なう磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドの磁気記録媒体
に対する読取角度を可変制御する角度制御手段と、磁気
ヘッド出力を基準値と比較する比較手段と、磁気ヘッド
出力の変動値を検出出力する変動値検出手段と、上記比
較手段および変動値検出手段からの検出要素を前件部と
し、これに対応して上記角度制御手段に対する制御信号
を後件部とするファジィルールを設定すると共に、上記
比較手段および変動値検出手段で検出した検出要素から
上記ファジィルールに基づいて最も妥当な操作量を出力
し、該操作量で上記角度制御手段をファジィ推論制御す
るファジィ推論制御手段とを備えた磁気ヘッドの読取角
度ファジィ制御装置であることを特徴とする。

（ホ）作用 この発明によれば、上述の比較手段が磁気ヘッド出力と
基準値との比較値を検出し、上述の変動値検出手段が磁
気ヘッド出力の変動値（つまり磁気ヘッド出力の時間に
対する変動率）を検出し、ファジィ推論制御手段は上述
の比較手段および変動値検出手段からの検出要素を前件
部としてファジィルール（プロダクションルール）に基
づいて最も妥当な操作量（磁気ヘッドの角度を制御する
信号）を出力し、この操作量で上述の角度制御手段をフ
ァジィ推論制御する。

（へ）発明の効果 この結果、磁気ヘッドの磁気記録媒体に対する読取角度
は、上述の比較値および変動値に対応して最も妥当な値
に制御されるので、磁気へ・ソドと磁気記録媒体の磁気
記録角度とを常に平行に保つて、読取りエラーのない安
定した出力を得ることができる効果がある。

（ト）発明の実施例 この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面は磁気ヘッドの読取角度ファジィ制御装置を示し、
第１図、第２図において、磁気ヘッド１を備えたカード
リーダ２は、左右の側板３，３（但し図面では一方のみ
を示す）の対向部に、磁気カード幅より最小隙間だけ大
きく離間した左右の凹溝４．４を形成し、これら左右の
凹溝４，４に沿って磁気カード（図示せず）を搬送すべ
く構成している。

上述の磁気ヘッド１は角度制御機構５により一側の側板
３に制御可能に取付け、この角度制御機構５で上述の磁
気ヘッド１の磁気カードに対する読取角度を可変制御す
べく構成している。

上述の角度制御機構５は、側板３の凹溝４における下部
溝壁と而−状に突出形成した２つの離間突片６，７と、
一方の突片６の支軸８を中心として他方の突片７のガイ
ド軸９に沿って水平方向へ揺動可能なヘッドホルダ１０
と、このヘッドホルダ１０を上述の離間突片６，７側へ
付勢するボルト１１およびコイルスプリング１２と、上
述のヘッドホルダ１０の遊端に一体的に形成した従動ギ
ヤ１３と、回転速度可変形の可逆モータ１４と、この可
逆モータ１４の回転軸１５に嵌合されて、上述の従動ギ
ヤ１３と常時噛合する原動ギヤ１６と、第３図に示すモ
ータコントローラ１７およびドライバ１８とを備え、上
述の離間突片６，７間におけるヘッドホルダ１０の上面
に磁気ヘッド１を取付けている。

第３図はファジィ推論制御回路を示し、磁気ヘッド１の
出力段にヘッドアンプ１９を接続している。

また、ＣＰＵ２０は上述のヘッドアンプ１９からの出力
電圧ａに基づいてＲＯＭ２１に格納したプログラムに従
って、比較器２２および積分器２３を駆動制御し、また
ＲＡＭ２４は磁気ヘッド出力の基準値データなどの必要
なデータを記憶する。

ここで、上述の比較器２２は磁気ヘッド１出力、詳しく
はヘッドアンプ出力電圧ａをＲＡＭ２４に記憶させた基
準値と比較して比較値すを出力する比較手段であり、ま
た上述の積分器２３はヘッドアンプ出力電圧ａを積分し
てその変動値Ｃを検出出力する変動値検出手段である。

ファジィ推論エンジン（ファジィコントローラと同意で
、以下単にＦＩＥと略記する）２５は上述の比較器２２
からの比較値すおよび積分器２３からの変動値Ｃを前件
部とし、これに対応してモータコントローラ１７に刻す
る制御信号としての角速度を後件部とするファジィルー
ルを設定すると共に、上述の各検出要素す、ｃから上述
のファジィルールに基づいて最も妥当な操作量Ｚ１を出
力し、この操作量Ｚ１でモータコントローラ１７を介し
て角度制御機構５をファジィ推論制御する。

上述のファジィルールは第３図のファジ゛イルールテー
ブル２６に示すように設定している。

例えば、 ｉｆ　　ＸＩ＝ＰＳ　　＆　　Ｘ２＝ＰＬｔｈｅｎ　　
　ＹＩ＝ＺＲ 前件部ＸＩに対応する比較値すが小さくて、前件部ｘ２
に対応する変動値Ｃが極めて大きくなりつつある時には
、後件部Ｙ１に対応する角速度を零にする。

ｉ　ｆ　　ＸＩ　＝ＰＭ　　＆　　Ｘ２　＝ＮＭｔｈｅ
ｎ　　Ｙ！＝ＮＭ 前件部Ｘ１に対応する比較値すが中間値で、前件部Ｘ２
に対応する変動値Ｃが小さくなりつつある時には、後件
部Ｙ１に対応する角速度を負中っまり逆方向に中位の速
さで動かす値にする。

ｉｆ　　ＸＩ＝ＰＳ　　＆　　Ｘ２＝ＰＳｔｈｅｎ　　
Ｙｌ＝ＰＭ 前件部ＸＩに対応する比較値すが小さくて、前件部Ｘ２
に対応する変動値Ｃが少し大きくなりつつある時には、
後件部Ｙ１に対応する角速度を正中つまり正方向に中位
の速さで動かす値にする。

第４図は、比較器２２からの比較値ｂ（前件部ｘ１に対
応）のメンバシップ関数を示し、この前件部メンバシッ
プ関数において、各ラベルは、ＰＳ：小（ヘッド出力が
小さい） ＰＭ：中（ヘッド出力が中間） ＰＬ二大（ヘッド出力が大きい） を示している。

第５図は、積分器２３からの変動値Ｃ（前件部Ｘ２に対
応）のメンバシップ関数を示し、この前件部メンバシッ
プ関数において、各ラベルは、ＮＬ：出力が極めて小さ
くなりつつある。

ＮＭ：出力が小さくなりつつある。

ＮＳ：出力がやや小さくなりつつある。

ｚＲ：標準 ＰＳ：出力がやや大きくなりつつある。

ＰＭ：出力が大きくなりつつある。

ＰＬ：出力が極めて大きくなりつつある。

を示している。

第６図は、角速度（操作量ｚ１と異なり第３図の後件部
としての値）のメンバシップ関数を示シ、この後件部メ
ンバシップ関数において、各ラベルは、 ＮＬ；負大 （モータを逆方向に極めて速く動かす値）ＮＭ：食中 （モータを逆方向に速く動かす値） ＮＳ：負中 （モータを逆方向にやや速く動かす値）ｚＲ：零 （モータを動かさない） ＰＳ：正中 （モータを正方向にやや速く動かす値）ＰＭ：正中 （モータを正方向に速く動かす値） ＰＬ：正大 （モータを正方向に極めて速く動かす値）を示している
。

なお、１ｒａｄ／５＝５７．３０　　／ｓ＝９．５４９
ｒｐｍ の換算式が成立することから、制御信号としては上述の
角速度に代えて回転数を用いることもできる。

このように構成した磁気ヘッドの読取角度ファジィ制御
装置のファジィ推論制御動作を説明する。

上述の比較器２２から比較値すが出力され、上述の積分
器２３から変動値Ｃが出力されて、これらの検出要素す
、ｃのそれぞれの値が第４図、第５図に示すＸＩ、Ｘ２
の時、磁気ヘッド１の読取角度に対応する角速度をＦＩ
Ｅ２５でファジィ推進制御すると次のようになる。

まず、第７図に示すように比較値すの値Ｘ１および変動
値Ｃの値ｘ２を含む前件部の各ラベル（ファジィ変数の
ファジィ値）とグレードから上述のＦＩＥ２５内のＭＩ
Ｎ回路で前件部の適合度を求める。

ルール■　ｘ＋　＝ｐｔ、（０，８６）Ｘ２　＝ＮＭ　
（０，６７） 適合度０．６フ ルール■　ＸＩ　＝ＰＬ　（０，８６）Ｘ２　＝ＮＬ　
（０，３３） 適合度０．３３ ルール■　Ｘｉ　＝ＰＭ　（０，１４）Ｘ２　＝ＮＭ　
（０，６７） 適合度０．１４ ルール■　ＸＩ　＝ＰＭ　（０，１４）Ｘ２　＝ＮＬ　
（０，３３） 適合度０．１４ 上述の前件部の適合度はルール内の各入力のグレードの
小さい値いわゆるｍｉｎ　（ミニマム）を取っている。

次に上述のＦＩＥ２５は、前件部ＸＩ、Ｘ２からプロダ
クションルールに基づいて後件部Ｙｌのラベルを決定す
ると共に、この後件部Ｙｌのメンバシップ関数を上述の
各適合度に対応して修正する。

つまり、第７図に示す各ファジィ集合の高さを前件部の
適合度に合わせるように修正すると、上述のプロダクシ
ョンルールの後件部Ｙ１のファジィ集合の形は第７図の
斜線部のようになる。

すなわち、 ルール■　Ｙｌ　＝ＮＳ　（０，６７）ルール■　Ｙｌ
　＝ＮＭ　（０，３３）ルール■　Ｙｌ　＝ＮＭ　（０
，１４）ルール■　Ｙｌ　＝ＮＬ　（０，１４）次にＦ
ＩＥ２５内のＭＡＸ回路は上述のルールの結果を統合判
断して、操作量Ｚ１の確定を行なう。

すなわち、上述の４つのファジィルール■〜■の結果の
ファジィ集合を足し合わせて第８図に示すようにｍａｘ
（マックス）を取り、操作量Ｚ１の確定を行なう。

このときモータコントローラ１７への角速度のマックス
の面積を２分するところ、つまり重心点を操作量ｚ１に
確定し、これを最も妥当な操作量とする。

すなわち、上述のモータコントローラ１７への角速度は
、操作量ｚ１であり、この例では角速度は食中ＮＭと負
中ＮＳとの略中間の操作量に確定されて、この操作ｆｉ
ｔＺｌになるようにモータコントローラ１７、ドライバ
１８を介して可逆モータ１４を駆動制御することになり
、上述の可逆モータ１４は逆方向へ少し速（動かされる
。

この結果、可逆モータ１４の回転軸１５に嵌合した原動
ギヤ１６が逆方向へ少し速く回転し、この原動ギヤ１６
と常噛構造の従動ギヤ１３を介してヘッドホルダ１０を
可変制御し、磁気ヘッド１と磁気カードの磁気記録角度
が平行になるように、読取角度を可変制御する。

このように可逆モータ１４に対する角度制御により、磁
気ヘッド１の読取角度をファジィ推論制御することで、
上述の磁気ヘッド１の磁気カードに対する読取角度は前
述の比較値すと変動値Ｃに対応して最も妥当な値に制御
されるので、磁気カードが搬送ローラや磁気へラド１へ
の進入、離反により変動しても、また磁気カードがカー
ドガイド面の製作誤差そめ他により変動しても、この磁
気カードの変動に対して磁気ヘッド１を追従させて、磁
気ヘッド１と磁気カードの磁気記録角度とを常に平行に
保つことができ、ヘッドアンプ１９からの出力を第９図
に実線で示すような良好な状態に保持することができる
。

この結果、読取りエラーのない安定した出力を得ること
ができる効果がある。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、 この発明の磁気記録媒体は、実施例の磁気カードに対応
し、 以下同様に、 角度制御手段は、角度制御機構５に対応し、比較手段は
、比較器２２に対応し、 変動値検出手段は、積分器２３に対応し、検出要素は、
比較値すおよび変動値Ｃに対応し、制御信号は、角速度
に対応し、 ファジィ推論制御手段は、ＦＩＥ２５に対応するも、 この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではない。

例えば、上述の前件部および後件部のラベル数を他のラ
ベル数に変更してもよく、また制御信号としては回転数
信号を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図はカードリーグの部分斜視図、 第２図はカードリーグの断面図、 第３図は磁気ヘッドの読取角度ファジィ制御装置を示す
ブロック図、 第４図は比較値の前件部メンバシップ関数を示す説明図
、 第５図は変動値の前件部メンバシップ関数を示す説明図
、 第６図は角速度の後件部メンバシップ関数を示す説明図
、 第７図はファジィ推論制御の説明図、 第８図は操作量確定の説明図、 第９図はヘッドアンプの出力電圧特性図、第１０図は従
来のカードリーグを示す概略斜視図である。 １・・・磁気ヘッド　　　　５・・・角度制御機構２２
・・・比較器　　　　　２３・・・積分器２５・・・Ｆ
ＩＥ 食動値の前杵部メシバシブフ’Ｍ数乞示ｇ説明面第６図 ／ｆＡ速度の快件部メジパンツ１Ｍ数と示す説明図第９
図 ヘラドア〉プの出力電圧斜柱図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気記録媒体に対する情報の読取、書込みを行な
   う磁気ヘッドと、 上記磁気ヘッドの磁気記録媒体に対する読取角度を可変
   制御する角度制御手段と、 磁気ヘッド出力を基準値と比較する比較手段と、 磁気ヘッド出力の変動値を検出出力する変動値検出手段
   と、 上記比較手段および変動値検出手段からの検出要素を前
   件部とし、これに対応して上記角度制御手段に対する制
   御信号を後件部とするファジィルールを設定すると共に
   、 上記比較手段および変動値検出手段で検出した検出要素
   から上記ファジィルールに基づいて最も妥当な操作量を
   出力し、該操作量で上記角度制御手段をファジィ推論制
   御するファジィ推論制御手段とを備えた 磁気ヘッドの読取角度ファジィ制御装置。