JPH1145419A - 非接触式磁気ヘッド摩耗量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】非接触式で高精度なヘッド摩耗量をディジタル
式に計測する。 【解決手段】磁気ヘッド２０と対向するように磁気セン
サ３０が配置され、この磁気センサは発振回路４０の発
振素子の一部となる。ヘッドがセンサと対向する回転位
置での磁気回路の磁気抵抗はヘッドのドラム面からの突
出量によって変化し、この磁気抵抗変化が発振周波数の
変化となる。周波数変化をカウンタ出力に変換する。カ
ウンタ８０には、計測された発振周波数のパルスＰｄが
供給されて、所定パルス数がカウントされるに至るまで
のパルス幅を有するパルス（カウンタ出力）Ｐｘが生成
される。そしてこのカウンタ出力Ｐｘが第２のカウンタ
８２に供給されて、上記パルス幅内の基準クロック数が
カウントされる。このカウンタ出力Ｐｙがセンサとヘッ
ドの対向間隙に対応した計測データＹとして使用する。
ディジタル式に計測できるので計測精度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ビデオテープレ
コーダなどのように磁気ヘッドを使用した回転ドラム装
置などに適用して好適な非接触式磁気ヘッド摩耗量計測
装置に関する。

【０００２】詳しくは回転磁気ヘッド装置に対して非接
触式に磁気センサを配し、磁気ヘッドとこの磁気センサ
との間の総合的な磁気抵抗の変化によって、磁気ヘッド
の摩耗量を非接触式に精度よくディジタル的に計測でき
るようにしたものである。

【０００３】

【従来の技術】ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）、デー
タレコーダ、ディジタルオーディオテープレコーダ（Ｄ
ＡＴ）などのように、磁気ヘッドを搭載した回転ドラム
装置を使用するＡＶ機器では、磁気ヘッドは磁気テープ
に接触した状態で走行するものであるから、長時間のテ
ープ走行によって磁気ヘッドのうちテープ摺動部分が摩
耗する。

【０００４】その摩耗量が数１０ミクロンに達すると、
通常の磁気ヘッドでは磁気ヘッドギャップを形成する領
域（ヘッドデプス）がなくなってしまい、ヘッドデプス
が完全になくなる直前まで摩耗すると記録再生に支障を
きたす場合がある。更にヘッドデプスが完全に消滅する
までヘッド摺動部が摩耗すると最悪の状態となり、信号
を記録したり、再生することができない。

【０００５】この場合において、信号再生中にヘッド摩
耗量が数１０ミクロンに達してしまったようなときに
は、テープからの再生信号がゼロになるので、磁気ヘッ
ドの異常を即座に知ることができる。

【０００６】しかし信号の記録中に、ヘッド摩耗量が数
１０ミクロンに達してしまったようなときには、信号を
正常に記録できず、重要な情報の記録洩れが発生するお
それがある。この異常事態は記録した信号を再生しない
と確認できない。したがってこのような事態は、ＡＶ機
器を特に業務用として使用する場合には避けなければな
らない。

【０００７】そのため、特に業務用ＡＶ機器ではヘッド
摩耗量を監視し、摩耗量が規定量に達したときは、ユー
ザに警告し、保守・点検を促すようにした方が好まし
い。そのためにはヘッド摩耗量を計測する必要がある
が、この計測装置としては接触式による測定装置と、非
接触式な測定装置が考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】接触式磁気ヘッド摩耗
量計測装置では、測定すべき磁気ヘッドに対して計測子
などの計測治具が接触するように取り付けられるため、
被測定磁気ヘッドのテープ摺動面に傷が付いたり、最悪
の場合には被測定磁気ヘッドを破損するおそれがある。
また計測子の取り付け方によっては計測結果にばらつき
が生じ、計測精度への影響も見逃すことができない。

【０００９】非接触式磁気ヘッド摩耗量計測装置で摩耗
量を計測する場合には接触式のような問題は発生しな
い。非接触式では光を用いてヘッド摩耗量が計測され
る。この場合レーザ光などを用い、このレーザ光は集光
され被測定磁気ヘッドのテープ摺動面に正確に照射され
なければならないため、レーザ光学系の配置、調整など
が非常に面倒になる。光学系を使用するために計測装置
自体が嵩むことに加え、計測装置の回転ドラム装置への
組立には相当な神経を使うことになる。

【００１０】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、非接触状態でヘッド摩耗量を
計測できるようにすると共に、ヘッド摩耗量を高精度で
計測できる非接触式磁気ヘッド摩耗量計測装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載した発明は、磁気ヘッドが搭載され
た回転磁気ヘッド装置と対向し、かつ磁気テープの前記
回転磁気ヘッド装置に対する巻き付け角外に非接触状態
で配置された磁気センサと、上記磁気センサからの出力
を受けて摩耗量を算出する摩耗量算出手段と、回転磁気
ヘッド装置の回転位置を検出し、その検出出力が上記摩
耗量算出手段に供給される回転位置検出手段とを有し、
上記磁気センサは可変発振回路素子の一部として機能
し、上記回転位置検出手段からの出力に基づいて上記磁
気センサと磁気ヘッドとの対向位置が判断されると共
に、上記対向位置における上記磁気センサの発振周波数
の変化によって、上記摩耗量算出手段にて上記磁気ヘッ
ドの摩耗量がディジタル的に計測されるようになされた
ことを特徴とする。

【００１２】テープラップ角を外れた位置に磁気センサ
が配置・固定される。磁気センサはコ字状コアと、その
巻き溝に巻線された検出コイルとで構成され、コアの幅
は、磁気ヘッドのギャップ幅よりも広く、磁気ヘッドの
幅よりも狭くなされる。

【００１３】磁気ヘッドが磁気センサに対向したときの
回転位置での、これら磁気ヘッドと磁気センサを含む総
合的な磁気抵抗の値は、ヘッドが摩耗するにつれ変化す
るので、この磁気抵抗分の変化をインダクタンスの変化
として捉える。インダクタンスは発振回路素子の一部で
あるため、インダクタンスが変化するとその発振周波数
も変化する。ヘッド摩耗量と発振周波数の変動とは互い
に関連しているので、ヘッド摩耗量がゼロ（磁気ヘッド
使用前）のときの発振周波数をメモリしておき、その後
の発振周波数の変動を監視すれば計測時点でのヘッド摩
耗量を知ることができる。ヘッド摩耗量が規定量（規定
値）を越えたとき、ユーザへの警告が行なわれる。こう
することによって、信号を記録中に突然信号が記録され
なくなるような不慮の事態を未然に回避できる。

【００１４】磁気ヘッドに対する計測位置（アドレス）
は少しずつシフトさせ、その都度発振周波数を求め、そ
のトータルデータから磁気センサと磁気ヘッドとの完全
対向位置を求める。爾後は完全対向位置を示すアドレス
によって計測位置を指定して計測を実行する。

【００１５】回転方向に対して互いに段差をもって複数
の磁気ヘッドが取り付けられているときには、これらを
単一の磁気センサでカバーできるように、つまり磁気セ
ンサの磁気空隙内に複数の磁気ヘッドが総て含まれるよ
うに、磁気センサの大きさ（厚み）が選ばれる。

【００１６】

【発明の実施の形態】続いて、この発明に係る非接触式
磁気ヘッド摩耗量計測装置の実施の一形態を上述したＶ
ＴＲに搭載された回転ドラム装置に適用した場合につ
き、図面を参照して詳細に説明する。

【００１７】図１はこの発明を適用した非接触式磁気ヘ
ッド摩耗量計測装置１０の一部を示した概念図である。
回転磁気ヘッド装置１２にはガイドピン１６によって規
定される所定のラップ角αをもって磁気テープ１４が回
転ドラム（図示はしない）にヘリカル状に巻き付けら
れ、搭載された磁気ヘッド２０で情報が磁気テープ１４
に記録され、またこれより再生される。

【００１８】回転磁気ヘッド装置１２の所定位置にはベ
ース２２が取り付けられ、ここに磁気ヘッド２０が載置
固定される。磁気ヘッド２０はドラム面から規定量だけ
突出した状態で取り付けられる。信号巻線２４はヘッド
コア２３の両脚に巻き付けられる。

【００１９】回転磁気ヘッド装置１２のドラム面１２
ａ、詳細には磁気ヘッド２０のヘッド摺動面と所定の間
隙βを隔て、かつテープラップ角αにかからない位置、
例えば図示するようにラップ角αがほぼ１８０°である
ときには、ガイドピン１６から９０°離れた位置に磁気
センサ３０が配置される。磁気センサ３０はコ字状のコ
ア３１と、その巻き溝３１ａに巻き付けられた検出コイ
ル３２とで構成される。磁気センサ３０に巻き付けられ
た検出コイル３２は後述する可変発振回路（ＯＳＣ）の
発振素子の一部として機能する。

【００２０】回転ドラム装置が図２のように下ドラム３
２が固定で、上ドラム３４のみが回転するように構成さ
れているときは、この上ドラム３４が回転磁気ヘッド装
置１２としても機能する。そして、このときは下ドラム
３２に設けられた断面Ｌ字状の取り付け部材３８に上述
した磁気センサ３０が、上ドラム３４の磁気ヘッド２０
と対向するように取り付け固定される。

【００２１】これに対し、図３のように中ドラム（回転
ドラム）３６を有し、これに磁気ヘッド２０が取り付け
られると共に、その上下ドラム３２，３４が固定された
構成の回転ドラム装置を使用する場合には、上下ドラム
３２，３４間をまたいで取り付けられたコ字状の取り付
け部材３８に磁気センサ３０が取り付け固定される。

【００２２】磁気ヘッド２０は図４（Ａ）に示すように
一対のコア２３と、信号巻線２４とで構成されている。
図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は図４（Ａ）の矢印Ｄ方向
から見た時の断面図である。テープ摺動面２５ａを含む
テープ摺動部２５は図４（Ｂ）に示すように切欠された
構成となっている。コア２３は、図４（Ｂ）に示すよう
に磁性体のみで構成されている単層コアであっても、図
４（Ｃ）に示すように中間部にメタル２３ｂを配し、そ
の上下に非磁性体（セラミック）を配した積層型コアで
あってもよい。

【００２３】磁気ヘッド２０は回転しているので、１回
転のなかには磁気ヘッド２０が磁気センサ３０と対向し
ている状態とそうでない状態が発生する。磁気ヘッド２
０が図１のように磁気センサ３０と対向した状態では、
この磁気ヘッド２０と磁気センサ３０とによって構成さ
れる磁気回路は図５のような等価回路で表すことができ
る。

【００２４】図５に示す等価回路において、Ｒａはテー
プ摺動部２５の磁気抵抗を、Ｒｂはバックコア（ヘッド
摺動部２５以外のコア２３）２３ａの磁気抵抗を示す。
同様に磁気センサ３０の検出コイル３２の抵抗分をＲｃ
で示す。また両者が対向しているときの磁気空隙３６に
おける磁気抵抗をＲｄ，Ｒｅで示す。ここに磁気抵抗Ｒ
ｄ，Ｒｅはコ字状コア３１の両脚とテープ摺動部２５と
の間の磁気抵抗である。

【００２５】テープ摺動部２５が摩耗すると、テープ摺
動部２５の厚みが減少するので磁気抵抗Ｒａが変化す
る。同時にテープ摺動部２５と磁気センサ３０との対向
間隙長も変化するので、これによって磁気抵抗Ｒｄ，Ｒ
ｅも変化する。したがって磁気センサ３０から磁気ヘッ
ド２０側を見た場合の総合的な磁気抵抗の値がヘッド摩
耗によって変化することになる。

【００２６】図６はこの発明に係る非接触式磁気ヘッド
摩耗量計測装置１０の回路系の概要を示した図である。
図５の磁気抵抗の変化によるインダクタンスの変化が可
変発振回路４０に導かれる。可変発振回路４０は図７に
示すように発振用増幅素子であるトランジスタなどで構
成された増幅段４２を有し、本例ではこの増幅段４２に
対応する並列帰還路にＬＣ素子が発振素子として接続さ
れる。容量素子であるコンデンサ４４と並列に可変イン
ダクタンス素子４６がそれである。この可変インダクタ
ンス素子４６が、図５に示す総合的なインダクタンスＬ
ｘを示す。

【００２７】インダクタンスＬｘが変動すると、それに
伴って発振周波数が変動し、その発振出力はディジタル
計測回路５０に導かれ、周波数に比例したカウント値に
変換される。その詳細は後述するとして、発振周波数に
対応したカウント出力（計測データ）は後段の摩耗量算
出手段５２に供給される。

【００２８】摩耗量算出手段５２内にはＣＰＵが備えら
れ、得られた計測データに基づいて磁気ヘッド２０の摩
耗量が算出される。算出された摩耗量などのデータはメ
モリ５４にストアされる他、表示手段５６に供給されて
算出値などが表示される。

【００２９】この処理とは別に、摩耗量が規定値以上に
なったとき、警報手段などの告知手段（図示はしない）
を作動させて、“このまま放置すると情報を正しく記録
できないおそれがあり、直ちにヘッドの交換をすべき”
ことをユーザに知らせることもできる。規定値としては
例えばヘッドデプス（図４（Ａ）の２５ｂ）の深さが消
滅する直前の値に選ぶことができる。例えばヘッドデプ
スの深さが２５ミクロン程度であるときには２０ミクロ
ン程度を規定値として選ぶことができる。

【００３０】上述の計測処理は、例えば装置の電源が投
入された直後に行なうことができる。通常５００〜１０
００時間使用すると数１０ミクロン摩耗し、記録再生に
支障をきたすことが経験的に判っているので、この使用
時間を目安にしてその直前から計測処理を実行するよう
にソフトウエアを構築してもよい。この計測処理とは別
に摩耗量の増加に伴って記録電流の値を小さくするよう
な制御を行い、限界摩耗量（ヘッドデプスの深さに近い
値）が検出されたとき初めてヘッド交換を行なうように
することもできる。

【００３１】摩耗量の計測はドラム全周にわたって実施
することもできれば、磁気ヘッド２０が磁気センサ３０
に対峙する区間だけ実施することもできる。図１に示す
ようにドラムの回転中心を通る半径の延長線Ｖ上に回転
検出手段（例えばパルス発生器ＰＧ）５８を取り付け、
ここから得られるドラム１回転につき１個のＰＧパルス
を基準にしてドラムの回転位置が検出され、磁気センサ
３０による磁気ヘッドの計測タイミングを求めらること
ができる。これは、ＰＧパルスが得られるタイミングと
ドラムに取り付けられた磁気ヘッド２０の取り付け位置
との関係が判っており、両者の相対的位置関係が予め明
らかであるからである。

【００３２】図１に示すように、上述した磁気センサ３
０を構成するコア３１に形成される巻き溝３１ａの幅Ｗ
ａは磁気ヘッド２０のギャップｇの幅Ｗｂよりも大き
く、ヘッド自体の幅Ｗｃよりも狭く選ばれている。これ
は上述したように磁気センサ３０と磁気ヘッド２０との
間で磁気空隙を作り、なおかつ磁気ヘッド２０のヘッド
摺動面２５ａの摩耗によって、磁気ヘッド２０と磁気セ
ンサ３０とで構成される磁気抵抗の値が変わるようにす
るためである。これらの具体的数値の一例を挙げると、
以下の通りである。

【００３３】Ｗａ＝２５０μｍ、Ｗｂ＝０．５μｍ、Ｗ
ｃ＝１．５ｍｍ 巻き溝３１ａの幅Ｗａが磁気ヘッド２０のギャップｇの
幅Ｗｂよりも狭かったり（実際このような形状は不可能
であるが）、ヘッド自体の幅Ｗｃよりも広いと、ヘッド
摩耗量を磁気抵抗の変化として正確に捉えることができ
なくなるからである。対向間隙βは検出感度に影響を与
えるから、最適な間隙値が選ばれる。

【００３４】この発明のように磁気センサ３０を利用し
てその磁気抵抗の変化からヘッド摩耗量を計測するよう
に構成した場合には、対向間隙βを設計値通りとなるよ
うに取り付け位置を微調整するだけで、高精度な摩耗量
計測を実現できる。実験によれば±１μｍの精度でヘッ
ド摩耗量を計測（予測を含む）できることが確認され
た。特に積層型コアを使用した磁気ヘッドのときは±０
μｍの精度でヘッド摩耗量を計測できることが確認され
た。磁気センサ３０自体は超小型素子であり、それ以外
は回路部品であるため計測装置規模が非常に小さなもの
となる。

【００３５】上述した計測回路５０ではディジタル処理
が好適である。そのため、図６に示すように計測回路５
０には基準クロック源６８が設けられ、これより得られ
る基準クロックＣＫに基づいてディジタル処理がなされ
る。

【００３６】ところで、磁気ヘッド２０に磁気センサ３
０が完全に対向する位置でのだだ一度の計測によってヘ
ッド摩耗量を算出することも理論的には可能である。し
かしこれでは精度よいヘッド摩耗量算出を実現できな
い。

【００３７】そこで、磁気センサ３０に磁気ヘッド２０
が近づき始めてから離れるまでの期間、計測開始位置を
順次シフトしながら一定時間だけそれぞれ計測を行い、
それらの計測データから完全対向位置でのヘッド摩耗量
を算出すればよい。

【００３８】例えばドラム１回転分の領域をｎ分割し、
ｎ分割された領域のうち、実際に磁気ヘッド２０が磁気
センサ３０と対向する周辺領域での分割領域の計測デー
タに基づいてヘッド摩耗量を算出すればよい。

【００３９】図８はその概念図を示す。パルス発生器
（ＰＧ）５８に対する磁気ヘッド２０の取り付け位置Ｐ
は予め判明しているので、パルス発生器５８の取り付け
位置を基準点としてｎ分割したドラムの回転位置にアド
レスを付す。図６の例では反時計方向にアドレスが増え
るものとする。

【００４０】図８Ａのように最初の計測開始アドレスＡ
１から予め設定された計測時間Ｔ内に存在する一定数の
発振周波数波形を積分することによってその計測開始ア
ドレスＡ１（実際はＴ内に存在するアドレス数の中央
値）での発振周波数ｆ１が求まる。

【００４１】同様にして次の回転では、図８Ｃのように
計測開始アドレスをＡ２（＞Ａ１）にシフトさせて同じ
ような計測を実行し、そのときの発振周波数ｆ２を求め
る。計測開始アドレスＡを順次シフトさせながら最後の
計測開始アドレス（この例ではＡ７）まで計測処理を順
次実行して、それぞれの計測開始アドレスＡ３〜Ａ７で
の発振周波数ｆ３〜ｆ７が求められる。そして、それぞ
れの周波数ｆが最終的には数値（計測データ）Ｙ１〜Ｙ
７に変換される。

【００４２】ここで、磁気ヘッド２０が磁気センサ３０
と完全に対向した位置が、対向間隙βとしては一番狭く
なり、そのときが最低周波数となる。対向間隙βが広が
るにつれ、発振周波数ｆは高くなるから、実際には図９
のような特性曲線Ｌａが得られる。

【００４３】また、対向間隙βつまり発振周波数ｆとそ
のときの計測データＹとの関係を図１０Ａに示す。この
例では後述するように発振周波数ｆが高くなるにつれ、
したがって対向間隙βが大きくなるにつれ、計測データ
Ｙが小さくなる。そのため、対向間隙βが最小となる計
測開始アドレスＡまでは計測データＹが大きくなること
から、計測開始アドレスＡとそのときの計測データＹと
の関係を図示すると、図１１のように上に凸となる単峰
特性となる。

【００４４】最大値がギャップｇの位置と対応すること
になるから、磁気ヘッド２０を使用する前段階で計測を
行ってそのときの計測値（基準値であって、図１１曲線
Ｑａとする）が保存される。磁気ヘッド２０を使用する
とヘッド対接面２５ａ（図４）が摩耗してくることか
ら、対向間隙βはヘッド使用前よりも広がる。対向間隙
βが大きくなると、発振周波数ｆが高くなり、これによ
って計測データＹは小さくなるから、磁気ヘッド２０を
ある程度使用した後で計測すると図１１曲線Ｑｂのよう
になる。そして、それぞれの計測データの最大値の差分
が基準値以上になったとき磁気ヘッドの交換時期とな
る。

【００４５】上述したディジタル計測回路５０では以上
のような計測処理が行われる。図１２はディジタル計測
回路５０の具体例である。

【００４６】まず端子７７には可変発振回路４０で得ら
れた計測区間Ｔでの発振周波数ｆをディジタル化した計
測信号Ｐｄ（図１３Ｄ）が供給され、これが微分回路７
８で微分されることによって図１３Ｅに示す計測微分パ
ルスＰｅが得られる。計測微分パルスＰｅの周期は計測
された発振周波数ｆに依存する。計測される発振周波数
は対向間隙βの値に応じて僅かながら変化するため、図
示するようにそのパルス周期が僅かずつ伸縮している。

【００４７】計測微分パルスＰｅは次段の第１のカウン
タ８０に供給されて、そのカウンタ値が規定のカウント
値（例えばＹＹビット）となるまでカウント動作が続行
される。第１のカウンタ８０はｘビット（＞ＹＹビッ
ト）のカウンタで構成され、その出力はカウント開始に
よってハイレベルとなり、カウント値がＹＹビットにな
ったときローレベルに反転するようなパルス信号が得ら
れる。

【００４８】第１のカウンタ８０のカウントイネーブル
期間は計測モードのうちで最も周波数が低いときでもＹ
Ｙビットをカウントできる充分な期間であって、このカ
ウントイネーブル期間を定めるイネーブル信号（パル
ス）Ｐｊ（図１３Ｊ）は以下の手段によって生成され
る。

【００４９】端子７１に入力したＰＧパルス（図１３
Ｂ）は微分回路７２に供給されて図１３Ｃに示すように
クロックＣＫ（同図Ａ）に同期したＰＧ微分パルスＰｃ
が生成され、このＰＧ微分パルスＰｃが１／ｎ（ｎは任
意の整数）の分周回路７４に供給される。

【００５０】分周回路７４には発振器６８からのクロッ
クＣＫが供給されているので、このクロックＣＫをｎ個
カウントする毎に１個の分周パルスＰｆ（同図Ｆ）が出
力される。クロックＣＫの周波数は一定であるから分周
パルスＰｆの周期Ｔｆも一定であって、分周比ｎを適当
な値に選ぶことによってドラム１周当たりｍ個の分周パ
ルスＰｆが得られる。これによってドラム１周は１／ｍ
に分割されたことになる。

【００５１】したがって、ＰＧパルスを基準にしてｒ個
（ｒは任意の整数）を進んだ位置に磁気ヘッド２０が位
置することになるので、この分周パルスＰｆをドラムの
アドレスとして使用することができる。

【００５２】分周パルスＰｆは次段のアドレスカウンタ
７６に供給され、分周パルスＰｆの１パルス毎にアドレ
スが付与される（図１４Ｇ）。アドレスカウンタ７６に
はＰＧ微分パルスＰｃがリセットパルスとして供給され
る他、端子７５より計測開始アドレスＡＤＲ（＝Ａｉ）
（図１３Ｈ）が指定される。図１３の例は最初の計測開
始アドレスＡ１が与えられたときの例であって、またこ
の例ではＡ１としてＡ１＝“０８Ｈ”（Ｈはヘキサデシ
マル表示）が与えられた例である。

【００５３】アドレスカウンタ７６では分周パルスＰｆ
に関連したアドレスデータが計測開始アドレスＡ１に一
致したときリセットパルスＰｉ（図１３Ｉ）が得られる
と共に、このリセットによって一定期間Ｔだけ立ち上が
るイネーブルパルスＰｊ（同図Ｊ）が生成される。

【００５４】イネーブルパルスＰｊは計測期間Ｔを定め
るパルスであって、これらパルスＰｉ,Ｐｊは上述した
ように第１のカウンタ８０にリセットパルスおよびイネ
ーブルパルスとしてそれぞれ供給され、計測開始直前に
第１のカウンタ８０がリセットされると共に、イネーブ
ルパルスＰｊがハイレベルの期間内に入力する計測微分
パルスＰｅの個数がカウントされる。そしてそのカウン
ト値が規定数（＝ＹＹビット）に達したら第１のカウン
タ出力であるＸビットカウンタ出力Ｐｘ（図１３Ｋ）は
ローレベルに反転する。

【００５５】計測微分パルスＰｅのパルス間隔は計測さ
れた発振周波数の周期に対応するものであり、その周波
数が低いときは（βは狭い）、パルス間隔が広くなるか
ら、ＹＹビットになるまでの時間ＷＴ（図１３Ｋ）が長
くなる。

【００５６】これに対して計測された発振周波数が高い
ときには（βが広い）、パルス間隔が狭くなるからＹＹ
ビットまでカウントする時間ＷＴが短くなる。したがっ
て、Ｘビットカウンタ出力Ｐｘはパルス幅変調されたパ
ルス出力となり、これがさらに第２のカウンタ８２に供
給される。

【００５７】第２のカウンタ８２は上述のリセットパル
スＰｉによってカウンタ内容がリセットされ、イネーブ
ルパルスＰｊ内に入力するＸビットカウンタ出力Ｐｘの
期間だけカウントモードとなって、クロックＣＫをカウ
ントアップする（図１３Ｌ）。

【００５８】したがって、計測された発振周波数が低
く、Ｘビットカウンタ出力Ｐｘのパルス幅が広いときに
は（図１４Ａ〜Ｄ）、それだけ第２のカウンタ８２から
のカウンタ出力（Ｙビットカウンタ出力Ｐｙ）Ｙは大き
な値となる。

【００５９】これに対し、図１４Ｅ〜Ｇに示すように、
計測された発振周波数が高く、したがってＸビットカウ
ンタ出力Ｐｘのパルス幅が狭いときにはそれだけＹビッ
トカウンタ出力である計測データＹは小さな値となる。

【００６０】したがって、図１１に示すような計測結果
となる。磁気ヘッド２０を使用することによって磁気ヘ
ッド２０が磨耗してくると、対向間隙βが極く僅かでは
あるが徐々に広くなるので、そのときの計測データＹの
特性は図１１曲線Ｑｂのごとくになる。磁気ヘッド２０
を使用する前の段階で計測して図１１曲線Ｑａの計測結
果を得、次に磁気ヘッド２０の使用中に計測することに
よって図１１曲線Ｑｂの計測結果が得られたときには、
そのピーク値の差分を規定値と比較してヘッド摩耗量を
判別する。

【００６１】図１０Ａの曲線Ｌｂは対向間隙βと計測デ
ータＹとの関係を示す。ここで、ドラム回転数を一定に
した状態で、クロックＣＫの周波数を上げれば、Ｘビッ
トカウンタ出力Ｐｘのパルス幅間でカウントできるパル
ス数が増える。その結果、計測データＹが増えるように
なるため、そのときは図１０Ａ鎖線で示す曲線Ｌｂ′の
ようになって計測精度が向上する。

【００６２】同様に、クロックＣＫの周波数を一定にし
た状態で、ドラム回転周波数を下げ、例えば１／２にす
ると、計測期間Ｔそのものが２倍に拡張されるため、ク
ロックを高めたのと同じ結果となる。つまり計測期間Ｔ
内でカウントできるパルス数が２倍に増えるため、これ
によって計測精度は図１０Ｂの鎖線曲線Ｌｃ′で示すよ
うに２倍に改善されることになる。

【００６３】図１５は上述したヘッド摩耗量の初期値を
計測するための計測処理例を示すフローチャートであっ
て、上述したように計測開始位置を７回シフトさせて磁
気ヘッド２０の摩耗量を計測できるときの処理例であ
る。

【００６４】まず、計測開始アドレスＡＤＲを初期化す
る（ステップ９１）。この例では最初のアドレスＡ１に
セットされる。この計測開始アドレスＡ１から一定期間
Ｔの間に得られる発振周波数ｆが積分される（ステップ
９２）。積分された発振周波数ｆの計測データＹ（＝Ｙ
１）が算出され、少なくとも計測データＹが、必要に応
じてこの計測データＹの他に発振周波数ｆがメモリされ
る（ステップ９３）。

【００６５】２回目以降のドラム回転のときには計測開
始アドレスＡＤＲが１だけ順次インクリメントされ（ス
テップ９４，９５）、同様な処理が計測開始アドレスＡ
７まで実行され、計測開始アドレスＡ７での計測処理が
終了した段階でヘッド摩耗量の初期を算出するための計
測処理が終了する。

【００６６】これら７つの計測データＹ１〜Ｙ７のう
ち、実際のヘッド摩耗量を検出し、ヘッド交換の有無を
判別するときに使用される計測データとしてはピーク値
を挟む前後の複数の計測データのみである。この例では
Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５であり、例えばその平均値が初期値デ
ータ（基準データ）として使用される。

【００６７】したがってヘッド摩耗量を算出するときの
計測開始アドレスもこの３つのアドレスのみを指定して
行われる。図１６にそのときのヘッド交換指示のための
処理例を示すものである。

【００６８】図１６において、ステップ１０１から１０
５までは、アドレス初期値がＡ１からＡ３に変わり、ス
テップ１０４での判断アドレスがＡ７からＡ５に変わる
だけであるので、その詳細な説明は割愛する。

【００６９】上述した処理で得られた計測データＹ
３′，Ｙ４′およびＹ５′はステップ１０６でその平均
値が算出され、既にメモりされている初期値データ（基
準データ）とこの平均値との差分が求められる（ステッ
プ１０７）。その差分が基準の値より小さいときは、磁
気ヘッド２０は摩耗しているがまだ磁気ヘッド２０を交
換するには至らないと判断する（ステップ１０９）。

【００７０】これに対してその差分が基準値に等しいか
これよりも大きいと判断されたときには、磁気ヘッド２
０の交換時期であると判断する（ステップ１０８）。そ
のときは表示部（図示はしない）にその旨のメッセージ
を表示したり、警告灯を点滅させたり、音声でその旨を
知らせたりすることによって、ユーザにヘッド交換を促
すことになる。

【００７１】このように、この発明では回転ドラムの回
転基準位置を検出する回転位置検出手段５８が設けら
れ、この回転位置検出手段５８から得られる検出パルス
がディジタル式計測回路５０に供給されて、ドラム１回
転をｎ分周する分周パルスＰｅが求められ、これより回
転基準位置からの磁気ヘッド２０のドラム取り付け位置
のアドレスを求め、このアドレスを順次シフトさせなが
ら計測開始アドレスＡＤＲを指定したものである。

【００７２】そのため、ディジタル式計測回路５０に
は、第１と第２のカウンタ８０，８２を有し、第１のカ
ウンタ８０には、計測された発振周波数のパルスＰｄが
供給されて、所定パルス数がカウントされるに至るまで
のパルス幅を有するパルス（カウンタ出力）Ｐｘが生成
される。

【００７３】そしてこのカウンタ出力Ｐｘが第２のカウ
ンタ８２に供給されて、上記パルス幅内の基準クロック
数がカウントされる。このカウンタ出力Ｐｙが磁気セン
サ３０と磁気ヘッド２０の対向間隙に対応した計測デー
タＹとして使用されるようにしたものである。

【００７４】さて、図１に示す回転磁気ヘッド装置１２
において、これに搭載された磁気ヘッド２０は説明の便
宜上１個の場合を示してある。実際には数個の磁気ヘッ
ド２０が回転方向に対して特定の間隔を保持して配置さ
れているのが普通である。このように複数の磁気ヘッド
が取り付けられているときの各ヘッド摩耗量を計測する
場合であっても、磁気センサとしては単一の磁気センサ
である方が、計測精度上も、構成上も得策である。

【００７５】図１７はこのような点を考慮した計測装置
１０の概念図である。図の例は回転方向に対して４個の
磁気ヘッド２０Ａ〜２０Ｄが互いに所定の段差をもって
配置された例である。ドラムの端面を基準にすると図１
８のように基準となる磁気ヘッド２０Ａに対してそれぞ
れｍ２，ｍ３，ｍ４の段差をもって同一構成の磁気ヘッ
ド２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが配置される。ｇａ，ｇｂ，
ｇｃ，ｇｄはそれぞれのギャップを示す。ギャップｇａ
〜ｇｄの上下両端部には周知のようにガラス材２７ａ〜
２７ｄが充填されている。

【００７６】これら複数の磁気ヘッド２０に対向して配
置される磁気センサ３０は図１９に示すように構成され
る。磁気ヘッド２０の厚み（回転ドラムの軸方向）をＨ
ａとすると、磁気ヘッド２０Ａから２０Ｄまでの厚みＨ
ｂは、 Ｈｂ＝Ｈａ＋ｍ４ となる。したがって磁気センサ３０の厚みＨｃは、全て
の磁気ヘッド２０をカバーできるように、 Ｈｃ≧Ｈｂ のように選ばれる。こうすれば、１個の磁気センサ３０
だけで全ての磁気ヘッド２０に対するヘッド摩耗量を計
測できる。どの位置にある磁気ヘッド２０に対する摩耗
量計測であるかを知るために、上述したＰＧパルスが使
用される。ＰＧパルスの発生タイミングと各磁気ヘッド
の位置関係は一義的に決まるからである。

【００７７】磁気センサ３０の厚みを上述したような値
Ｈｃに選ぶと、測定すべき磁気ヘッド２０Ａ〜２０Ｄに
よって磁気空隙の磁気抵抗Ｒｃ，Ｒｄが相違し、計測精
度が異なってしまうようにも考えられるが、実際には殆
ど差がない。これはコア３１そのものの磁気抵抗が小さ
いからであると考えられる。

【００７８】また、１個の磁気ヘッド２０に対する計測
と同様に、複数個の磁気ヘッド２０Ａ〜２０Ｄに対して
も、計測開始アドレスＡを図２０のようにΔ、２Δ、３
Δだけそれぞれシフトさせることによって、複数個の磁
気ヘッド２０Ａ〜２０Ｄに対する基準データＱａ１〜Ｑ
ａ４と、ヘッド摩耗時の計測データＱｂ１〜Ｑｂ４が得
られる。

【００７９】この発明に係るヘッド摩耗量計測装置は、
上述したように回転磁気ヘッドを持つ装置であればその
全てに適用できることは明かである。また、磁気センサ
は１個使用した場合であるが、２個の磁気センサを使用
し、それぞれから得られる発振周波数の差分を計測して
基準値と比較してヘッド摩耗量を判断するようにしても
よい。

【００８０】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る非接触式
磁気ヘッド摩耗量計測装置では、磁気センサは回転磁気
ヘッド装置とは非接触状態で配置され、この磁気センサ
を含む磁気回路の磁気抵抗の変化を検出することによっ
て、磁気ヘッドのドラム面からの突出量、すなわちヘッ
ド摩耗量を計測することができる。

【００８１】これによれば、接触子などを使用した接触
式計測装置に比べ被測定磁気ヘッドの損傷を未然に防止
できる。またレーザ光などを使用した非接触計測装置と
は異なり、磁気抵抗変化によってヘッド摩耗量を計測す
るようにしたので、計測精度が高く、しかも計測装置自
体小型化できるので、その取り付け位置に制約を受ける
ことなく搭載できる特徴を有する。したがってドラム径
の小さな回転ドラム装置に対しても容易に適用できる。

【００８２】磁気ヘッドの摩耗量は、ＰＧパルスを基準
にして所定の区間だけディジタル的に計測されるので、
計測精度が高く、回路構成も小型化できる特徴を有す
る。もちろん、使用するクロックの周波数を高めたり、
ドラム回転数を低速に制御した状態で計測を行えば、そ
れだけカウントすべきクロック数が増えるため、計測精
度の向上につながる。

【００８３】したがってこの発明はＶＴＲ，ＤＡＴ，デ
ータレコーダなどのＡＶ機器に適用して極めて好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る非接触式磁気ヘッド摩擦量計測
装置の概要を示す概念図である。

【図２】回転磁気ヘッド装置の一例を示す構成図であ
る。

【図３】回転磁気ヘッド装置の一例を示す構成図であ
る。

【図４】被計測用磁気ヘッドの構成図である。

【図５】磁気ヘッドと磁気センサを含めた等価磁気回路
図である。

【図６】この発明に係る非接触式磁気ヘッド摩擦量計測
装置の一形態を示す系統図である。

【図７】磁気空隙を含めた可変発振回路の等価構成図で
ある。

【図８】ヘッド摩耗量の計測例を示す説明図である。

【図９】ヘッド摩耗量と発振周波数との関係を示す曲線
図である。

【図１０】対向間隙と計測データとの関係を示す特性図
である。

【図１１】計測データの関係を示す特性図である。

【図１２】ディジタル式計測回路の具体例を示す系統図
である。

【図１３】ディジタル式ヘッド摩耗量計測例を示す波形
図（その１）である。

【図１４】ディジタル式ヘッド摩耗量計測例を示す波形
図（その２）である。

【図１５】ヘッド摩耗量の初期値算出のための計測フロ
ーチャートを示す図である。

【図１６】ヘッド交換処理フローチャートを示す図であ
る。

【図１７】複数の磁気ヘッドを使用したときの図１と同
様な概念を示す概念図である。

【図１８】図１７の展開図である。

【図１９】図１７を側面から見た配置図である。

【図２０】複数ヘッドとそのときのヘッド摩耗量との関
係を示す図である。

【符号の説明】

１０・・・計測装置、１２・・・回転磁気ヘッド装置、
１４・・・テープ、２０・・・磁気ヘッド、３０・・・
磁気センサ、４０・・・可変発振回路、５０・・・ディ
ジタル式計測回路、５２・・・摩擦量算出手段、５４・
・・メモリ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ヘッドが搭載された回転磁気ヘッド
   装置と対向し、かつ磁気テープの前記回転磁気ヘッド装
   置に対する巻き付け角外に非接触状態で配置された磁気
   センサと、 上記磁気センサからの出力を受けて摩耗量を算出する摩
   耗量算出手段と、 回転磁気ヘッド装置の回転位置を検出し、その検出出力
   が上記摩耗量算出手段に供給される回転位置検出手段と
   を有し、 上記磁気センサは可変発振回路素子の一部として機能
   し、 上記回転位置検出手段からの出力に基づいて上記磁気セ
   ンサと磁気ヘッドとの対向位置が判断されると共に、 上記対向位置における上記磁気センサの発振周波数の変
   化によって、上記摩耗量算出手段にて上記磁気ヘッドの
   摩耗量がディジタル的に計測されるようになされたこと
   を特徴とする非接触式磁気ヘッド摩耗量計測装置。
2. 【請求項２】 上記摩耗量算出手段は、 上記磁気センサの磁気抵抗の変化によるインダクタンス
   の変化が導かれ、その変化に伴った発振周波数を出力す
   る可変発振回路と、 上記可変発振回路の出力に比例した計測データを出力す
   るディジタル計測回路と、 上記回転位置検出出力に基づいて求められた計測期間内
   での上記ディジタル計測回路の出力を受けて磁気ヘッド
   の摩耗量を計算する摩耗量算出部と、 記憶部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の非接
   触式磁気ヘッド摩耗量計測装置。
3. 【請求項３】 回転ドラムの回転基準位置を検出する回
   転位置検出手段が設けられ、 この回転位置検出手段から得られる検出パルスが上記デ
   ィジタル式計測回路に供給されて、ドラム１回転をｎ分
   周する分周パルスが求められ、これより上記回転基準位
   置からの上記磁気ヘッドのドラム取り付け位置のアドレ
   スを求め、 このアドレスを順次シフトさせながら計測開始アドレス
   を指定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   非接触式磁気ヘッド摩耗量計測装置。
4. 【請求項４】 上記ディジタル式計測装置には、第１と
   第２のカウンタを有し、 上記第１のカウンタには、計測された発振周波数のパル
   スが供給されて、所定パルス数がカウントされるに至る
   までのパルス幅を有するパルスが生成され、 このパルスが上記第２のカウンタに供給されて、上記パ
   ルス幅内の基準クロック数がカウントされ、 このカウンタ出力が、上記磁気センサと磁気ヘッドの対
   向間隙に対応した計測データとして使用されるようにな
   されたことを特徴とする請求項１記載の非接触式磁気ヘ
   ッド摩耗量計測装置。
5. 【請求項５】 上記磁気ヘッドを使用する前の段階で上
   記磁気センサと磁気ヘッドとの対向間隙に相当する計測
   データが、ヘッド摩耗量を判断するための初期値データ
   として使用されるようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の非接触式磁気ヘッド摩耗量計測装置。
6. 【請求項６】 上記磁気ヘッドの使用中での計測結果か
   ら得られる上記計測データと上記初期値データの差分が
   基準値と比較されてヘッド摩耗量が判断されるようにな
   されたことを特徴とする請求項５記載の非接触式磁気ヘ
   ッド摩耗量計測装置。
7. 【請求項７】 磁気ヘッドを使用する前段階で、計測開
   始タイミングを順次シフトして得られた複数の計測情報
   に基づいて、上記磁気ヘッドと上記磁気センサとが完全
   に対向する回転位置アドレスを求め、 爾後はこの回転位置アドレスを指定してヘッド摩耗量が
   算出されるようになされたことを特徴する請求項３記載
   の非接触式磁気ヘッド摩耗量計測装置。
8. 【請求項８】 上記摩耗量算出手段に供給される基準の
   クロックの周波数を高めることによって、ヘッド摩耗量
   の計測精度を高めるようにしたことを特徴とする請求項
   １記載の非接触式磁気ヘッド摩耗量計測装置。
9. 【請求項９】 上記計測期間よりもその期間を長くする
   ことによって、ヘッド摩耗量の計測精度を高めるように
   したことを特徴とする請求項１記載の非接触式磁気ヘッ
   ド摩耗量計測装置。
10. 【請求項１０】 上記磁気センサは上記位置に固定配置
    されることを特徴とする請求項１記載の非接触式磁気ヘ
    ッド摩耗量計測装置。
11. 【請求項１１】 上記磁気センサはコ字状コアと、その
    巻き溝に巻線された検出コイルとで構成されたことを特
    徴とする請求項１記載の非接触式磁気ヘッド摩耗量計測
    装置。
12. 【請求項１２】 上記巻き溝の幅は、上記磁気ヘッドの
    ギャップ幅よりも広く、かつ上記磁気ヘッドの幅よりも
    狭くなされたことを特徴とする請求項４記載の非接触式
    磁気ヘッド摩耗量計測装置。
13. 【請求項１３】 上記回転磁気ヘッド装置は、その回転
    方向に対して互いに所定の段差をもって配置される複数
    の磁気ヘッドを有し、 上記磁気センサは上記複数の磁気ヘッドの高さの総和よ
    りも大きな値の高さを有することを特徴とする請求項１
    記載の非接触式磁気ヘッド摩耗量計測装置。