JPH097136A - 記録再生ヘッドの位置測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】常に安定して正確な位置でヘッド位置を測定で
きるようにした記録再生ヘッド位置測定装置を提供す
る。 【構成】記録再生ヘッド１１が配設されたドラム１２に
近接して配置され、ヘッド１１の回転中にヘッド１１を
含む回転周面の凹凸を連続して測定する突出量測定装置
１５と、ヘッド１１自身またはヘッド１１の取付部にお
ける突出量測定装置１５の測定量の変化からトリガ信号
を発生するトリガ信号発生装置２２と、トリガ信号によ
り突出量測定装置１５の出力を取り込む処理装置２１と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば高品位の映像を記
録再生するビデオテープレコーダやデータレコーダに適
用して好適な記録再生ヘッドの位置測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオテープレコーダ等に使用される磁
気ヘッドは磁気テープが摺接することによって記録再生
を行うので、使用に伴って磁気ヘッドは次第に摩耗す
る。磁気ヘッドが摩耗すると、それに応じて磁気ヘッド
の磁気変換特性などが変化するので、特に放送局で使用
されるような高品位用ビデオテープレコーダにおいては
これを補償するように記録電流の大きさや、再生イコラ
イザ回路の特性等を調整し直す必要が生じる。

【０００３】そこで従来、摩耗量によって変化する磁気
ヘッドの突き出し量を光学的手法を用いた突出量測定装
置にて測定し、測定結果に基づいて摩耗の状態を表示や
アラームで操作者に告知したり、摩耗の状態に応じて記
録再生系を時々刻々に調整することが行われている。

【０００４】図８はこの突出量測定装置の測定原理を示
す図である。図８に示すように、突出量測定装置５１
は、発光部である半導体レーザ発光素子５２と受光部で
ある光位置検出素子５３を有し、半導体レーザ発光素子
５２は集光レンズＬＥＮ１を通して磁気ヘッド５４の磁
気テープ摺接面Ｍに向けて回転ドラム５５の法線に対し
て４５度の傾きでレーザ光ＬＡ１を照射し、摺接面Ｍで
反射した光ビームＬＡ２を集光レンズＬＥＮ２を通して
光位置検出素子５３で受光する。

【０００５】摩耗のない状態では磁気ヘッド５４の摺接
面Ｍで反射された光ビームＬＡ２は光位置検出素子５３
上の点Ｉ₁ を照射する。いま、磁気ヘッド５４が摩耗に
より破線で示す位置に後退すると、磁気ヘッド５４の摺
接面Ｍで反射された光ビームＬＡ２は破線で示す光路を
通って光位置検出素子５３上の点Ｉ₂ を照射することと
なる。光位置検出素子５３は光ビームＬＡ２のこの受光
位置に対応する位置検出信号Ｓ_O を発生し、この位置検
出信号Ｓ_O に基づいて位置検出回路５６において磁気ヘ
ッド５４の回転ドラム５５からの突出量または摩耗量を
測定するようになされている。

【０００６】次に従来のヘッド突き出し量を測定するヘ
ッド位置測定装置の構成図を図９に示す。図９に示すよ
うに磁気ヘッド５４は回転ドラム（例えば上ドラム５
５）に搭載され、ドラムモータ５７により一定速度で回
転駆動される。回転ドラム５５に近接して突出量測定装
置５１が配設される。

【０００７】この突出量測定装置５１による測定は回転
ドラム５５の回転中連続してなされ、突出量測定装置５
１は磁気ヘッド５４を含む回転ドラム５５の回転円周面
の凹凸（断面の外形）の変化を連続的な電圧変化として
出力する。

【０００８】突出量測定装置５１の出力はプリアンプ５
８で増幅されて処理装置５９に入る。上述のように突出
量測定装置５１の出力は磁気ヘッド５４だけでなく回転
ドラム５５の外周面も含んだ連続した波形であるので、
ここで磁気ヘッド５４上の所定の１点（好適には磁気ヘ
ッド５４のヘッドギャップ上に相当する点）をサンプリ
ングする必要がある。そのため、ドラムモータ５７に設
けられるパルス発生器（ＰＧ）あるいは周波数発生器
（ＦＧ）の信号がサンプリングのためのトリガ信号とし
て処理装置５９に入力され、そのトリガ信号により所定
のタイミングで突出量測定装置５１の出力を取り込んで
表示装置６０に例えば「突出量１００μｍ」と表示す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】パルス発生器や周波数
発生器は本来、ビデオテープレコーダにおいて回転ドラ
ム５５の位相制御や回転速度制御等に用いられるもので
あり、これらの信号を利用することで磁気ヘッド５４の
所定の１点を概略的にサンプリングすることは可能であ
る。

【００１０】しかし、これらの信号は回転ドラム５５の
回転位相を間接的に示すものであるため、回転ドラム５
５の回転ジッタによるずれに対応することができず、常
に所定の同じ位置をサンプリングできる保証はなかっ
た。また、磁気ヘッド５４自体の回転ドラム５５に対す
る取付位置がずれている場合にも、正確な位置をサンプ
リングすることができない。

【００１１】そこで本発明は、突出量測定装置の測定結
果を利用して安定したトリガ信号を得て正確にヘッド位
置を測定できるようにした記録再生ヘッド位置測定装置
を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明にかかる記録再生ヘッド位置測定装置は、記録再生
ヘッドが配設されたドラムに近接して配置され、前記ヘ
ッドの回転中に該ヘッドを含む回転周面の凹凸を連続し
て測定する突出量測定装置と、前記ヘッド自身または該
ヘッドの取付部における前記突出量測定装置の測定量の
変化からトリガ信号を発生するトリガ信号発生装置と、
前記トリガ信号により前記突出量測定装置の出力を取り
込む処理装置とを有することを特徴とする。

【００１３】例えば、前記ヘッドは回転ドラムの円周面
に形成されたヘッド取付穴内に搭載され、前記突出量測
定装置は前記回転ドラムに光を照射する発光部と該回転
ドラムからの反射光を受光する受光部とを有し、前記ト
リガ信号発生装置は前記回転ドラムの円周面と前記ヘッ
ド取付穴との光反射率の相違に起因する前記受光部での
受光量の変化からトリガ信号を発生する。

【００１４】また、前記トリガ信号発生装置は前記ヘッ
ド自身の形状の変化に起因する前記突出量測定装置の測
定量の変化からトリガ信号を発生する。

【００１５】

【作用】突出量測定装置はヘッドを含む回転周面の凹凸
を連続して測定する。ヘッド自身またはヘッドの取付部
においては段差形状、光反射率等何らかの特徴的な変化
があり、その変化が突出量測定装置の測定量の変化とし
て現れる。この測定量の変化から発生されたトリガ信号
により突出量測定装置の出力が取り込まれる。

【００１６】ヘッド自身またはヘッド取付部におけるこ
の特徴的な変化を用いることで、ヘッド位置に直接的に
関連したトリガ信号が得られ、正確にヘッド位置が検出
される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により具体的
に説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施例にかかる記録再生
ヘッドの位置測定装置の構成図、図２は本発明の一実施
例に用いる突出量測定装置が設けられたビデオテープレ
コーダの回転ヘッド部分の平面図である。

【００１９】図２に示すように、記録再生ヘッドである
磁気ヘッド１１はドラム１２に搭載される。本実施例で
はドラム１２は回転ドラムである中ドラム３３と、中ド
ラム３３の上下に中ドラム３３を挟むようにそれぞれ配
置される固定ドラムである上ドラム３４及び下ドラム３
５からなり、磁気ヘッド１１は中ドラム３３に搭載され
ている。ドラム１２の中ドラム３３はドラムモータ（図
示せず）に連結されドラムモータにより一定の回転速度
にて回転駆動される。上ドラム３４、下ドラム３５は図
示しない取付金具によりシャーシ（図示せず）に固定さ
れ、回転軸に対して傾斜したテープ走行面を構成する。

【００２０】磁気ヘッド１１は中ドラム３３に例えば１
８０度の角度間隔をもって２個（図２では１個のみを図
示）配置される。ドラム１２には磁気テープ１３がガイ
ドポスト１４によって例えば１８０度巻き付けられるよ
うにされ、磁気テープ１３が巻き付けられないドラム１
２の半円周の部分に対向して突出量測定装置１５が配置
される。

【００２１】図２に示すように突出量検出装置１５は発
光部である半導体レーザ発光素子１６と受光部である光
位置検出素子１７を有し、半導体レーザ発光素子１６と
光位置検出素子１７を搭載した保持部材１８がドラム１
２の周面に近接して位置し、保持部材１８は例えば上ド
ラム３４の取付金具（図示せず）を介してシャーシ（図
示せず）に固定される。

【００２２】突出量測定装置１５は上述した突出量測定
装置５１と同じ構成をしており、半導体レーザ発光素子
１６は集光レンズＬＥＮ１を通して磁気ヘッド１１を含
むドラム１２（中ドラム３３）の円周面に向けてレーザ
光ＬＡ１を照射し、反射した光ビームＬＡ２を集光レン
ズＬＥＮ２を通して光位置検出素子１７で受光する。こ
のレーザ光の照射及び反射の光路は、図１ではドラム１
２の回転軸に対して垂直な面を横切るように描かれてい
るが、ドラム１２の回転軸に対して垂直な面内に位置す
る。光位置検出素子１７は光ビームＬＡ２の受光位置に
対応する位置検出信号を発生し、この位置検出信号に基
づいて位置検出回路（図示せず）にて磁気ヘッド１１を
含むドラム１２の円周面のプロフィールを連続して測定
する。

【００２３】図１に示すようにドラムモータ１９により
回転駆動される中ドラム３３に近接して突出量測定装置
１５が配置され、突出量測定装置１５は磁気ヘッド１１
を含む中ドラム３３の回転周面の凹凸（断面の外形）の
変化を電圧変化として中ドラム３３の回転中連続して出
力する。突出量測定装置１５の出力はプリアンプ２０で
増幅されて処理装置２１に入力される。

【００２４】突出量測定装置１５の出力はトリガ信号発
生装置２２に入力される。トリガ信号発生装置２２は、
磁気ヘッド１１の中ドラム３３に対する取付部における
突出量測定装置１５の測定量の変化からトリガ信号を発
生し、処理装置２１に送出する。

【００２５】すなわち、磁気ヘッド１１の中ドラム３３
に対する取付部においては、ヘッド取付穴の段差形状、
ヘッド自身の縁部の段差形状、あるいは光反射率等何ら
かの特徴的な変化があり、その変化が突出量測定装置１
５の測定量の変化として現れる。予めこの測定量の変化
を特定して予定しておき、その変化を検出してトリガ信
号を発生する。例えば、ヘッド取付穴の段差の立ち下が
りの部分を検出し、その検出時点から所定時間（中ドラ
ム３３がヘッド取付穴の段差位置から磁気ヘッド１１の
ヘッドギャップ位置までの距離移動する時間）経過後に
トリガ信号を発する。処理装置２１はトリガ信号により
突出量測定装置１５の出力を取り込んで表示装置２３に
例えば「突出量１００μｍ」と表示する。

【００２６】本位置測定装置によれば、ヘッド自身また
はヘッドの取付部におけるこの特徴的な変化を用いるこ
とで、ヘッド位置に直接的に関連したトリガ信号が得ら
れ、従来のようにパルス発生器、周波数発生器等の間接
的な信号をトリガ信号として用いる場合に比べて、より
正確にヘッド位置を測定することができる。また、磁気
ヘッド１１自身の縁部における信号変化をトリガ信号に
用いれば、磁気ヘッド１１のドラム１２に対する取付位
置が全体的にずれているようなときにも、正確に所定位
置での測定が可能である。

【００２７】図３は本実施例の位置測定装置のより具体
的な構成図、図４はその各部の波形図である。ここで
は、ヘッド取付部における光反射率の相違に起因する受
光部での受光量の変化からトリガ信号を発生するように
している。中ドラム３３の外周面は金属光沢面であり高
い光反射率を有するのに対して、ヘッド取付穴内はそれ
に比べて光反射率は低い。従って、突出量測定装置１５
による測定位置が中ドラム３３の外周面からヘッド取付
穴の縁部に至ると、急峻に受光量が減少する。図３の例
はこの受光量の減少を検出してトリガ信号を発するもの
である。

【００２８】図３に示すように、突出量測定装置１５の
レーザ発光素子１６から発せられた光ビームは磁気ヘッ
ド１１を含む中ドラム３３の回転周面に当たって反射
し、光位置検出素子（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｎ
ｇ Ｄｅｖｉｃｅ）１７に入力される。

【００２９】光位置検出素子１７は例えばホトダイオー
ドからなり、両端のＡ、Ｂ２点の間に光ビームが照射さ
れるようにされる。Ａ、Ｂの中間にてホトダイオードに
光ビームが照射されると、そこに発生した光起電力は
Ａ、Ｂそれぞれの点でＡ、Ｂそれぞれの位置から照射位
置までの距離に反比例した電圧として検出される。

【００３０】位置検出回路２４では光位置検出素子１７
のＡ、Ｂからの２つの位置検出信号から（Ａ−Ｂ）／
（Ａ＋Ｂ）の演算を行う。ここで、（Ａ＋Ｂ）は光位置
検出素子１７における受光量の総量に比例する量であ
り、（Ａ−Ｂ）はＡ、Ｂ間における受光位置に比例する
量となり、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）にて磁気ヘッド１１
を含むドラム１２の突出量あるいは位置が算出される。

【００３１】位置検出回路２４の出力はプリアンプ２０
で増幅された後、処理装置２１のサンプルホールド回路
２５に入力される。

【００３２】一方、光位置検出素子１７のＡ、Ｂの両出
力は加算器４５で加算されてコンパレータ２６に入力さ
れ、ここで所定のしきい値ＲＥＦと比較される。コンパ
レータ２６は光位置検出素子１７の出力がしきい値ＲＥ
Ｆより小さい時に低レベル信号をモノマルチバイブレー
タ２７に出力する。モノマルチバイブレータ２７はコン
パレータ２６からの入力の立ち下がりを検出して所定時
間の時間遅れをもってトリガパルス信号をサンプルホー
ルド回路２５に出力する。

【００３３】サンプルホールド回路２５はこのトリガ信
号により、突出量測定装置１５からの測定量をホールド
し、ホールドされた量はＡＤ変換器２８によりデジタル
量に変換されて表示装置２３に出力される。

【００３４】ここで、図４（ａ）は磁気ヘッド１１を含
む中ドラム３３の周面の展開図である。中ドラム３３の
外周面の一部にヘッド取付穴３６が開設されてその中に
磁気ヘッド１１が配設される。突出量測定装置１５は図
４（ａ）に一点鎖線で示すように磁気ヘッド１１を含む
中ドラム３３の回転周面を走査する。尚、図４で各分図
（ａ）〜（ｅ）を跨る縦線は時間的タイミングの一致を
示している。

【００３５】図４（ｂ）は図３のｂ点、つまり突出量測
定装置１５の出力信号波形であり、中ドラム３３の表面
に対応する平坦部２９からヘッド取付穴３６により形成
される凹部３０を介在させて磁気ヘッド１１に対応する
凸部３１が突出量ｈで突き出している様子がわかる。
尚、凹部３０（ヘッド取付穴３６内）では測定に必要な
反射光が不足するので、凹部３０においては正確な測定
はできない。

【００３６】図４（ｃ）は図３のｃ点、つまり受光量の
総量（Ａ＋Ｂ）に比例する波形である。金属光沢面であ
る中ドラム３３の表面からヘッド取付穴３６の縁にさし
かかると反射率が下がり、受光量が急峻に減少する。磁
気ヘッド１１の表面は研磨面であるので受光量が回復し
て凸部３７が形成されるが、中ドラム３３の表面に比べ
れば受光量は少ない。図４（ｃ）で一点鎖線ＲＥＦで示
すように、平坦部２９と凸部３７の中間にしきい値ＲＥ
Ｆが設定される。

【００３７】図４（ｄ）は図３のｄ点のコンパレータ２
６の出力波形である。図４（ｅ）は図３のｅ点のトリガ
信号の波形であり、受光量の急峻な減少変化をコンパレ
ータ２６で検出して所定時間Ｔ後にトリガパルス信号が
発せられる。ここで、ヘッド取付穴３６の縁部から磁気
ヘッド１１のヘッドギャップＧの位置までの距離は正確
に知ることができる量であるので、上述のようにして突
出量測定装置１５の光ビームがヘッド取付穴３６の縁部
を通過する時を知ることで、それから算出した所定時間
Ｔ後にサンプリングすることで正確に磁気ヘッド１１の
ヘッドギャップＧの位置における突出量をサンプリング
することができる。

【００３８】図５は１個の取付部にヘッドが２個設けら
れる場合のヘッド取付部の正面図である。この回転ヘッ
ドでは回転ドラムである中ドラム３３に形成されたヘッ
ド取付穴３６に第一の磁気ヘッド１１及び第二の磁気ヘ
ッド１１’が配設される。両磁気ヘッド１１、１１’は
共通のヘッド支持板４１に固定され、ヘッド支持板４１
はねじ４２によって中ドラム３３に固定される。

【００３９】このような１個のヘッド取付部にヘッドが
２個設けられる場合にも本発明を適用することができ
る。図６は１個のヘッド取付部にヘッドが２個設けられ
る場合に対応する本発明の他の実施例にかかる位置測定
装置の構成図、図７はその各部の波形図である。図６及
び図７はそれぞれ上述の実施例の図３及び図４に対応す
るものであり、同一の部分には同じ符号を付して重複す
る説明は省略する。

【００４０】図６の例では、コンパレータ２６の出力が
第一のモノマルチバイブレータ２７及び第二のモノマル
チバイブレータ２７’にそれぞれ接続される。これらの
モノマルチバイブレータ２７及び２７’はそれぞれ第一
の磁気ヘッド１１及び第二の磁気ヘッド１１’に対応す
るものであり、各磁気ヘッド１１、１１’の取付位置に
応じたそれぞれの所定時間の時間遅れをもってトリガパ
ルス信号をサンプルホールド回路２５に出力する。

【００４１】突出量測定装置１５は、図６（ａ）に一点
鎖線で示すように、２個の磁気ヘッド１１、１１’を含
む中ドラム３３の回転周面を走査する。突出量測定装置
１５の出力信号波形である図６（ｂ）に示すように中ド
ラム３３の表面に対応する平坦部２９からヘッド取付穴
３６により形成される凹部３０を介在させて第一の磁気
ヘッド１１及び第二の磁気ヘッド１１’に対応する凸部
３１及び凸部４３がそれぞれ突出量ｈ１及びｈ２で突き
出している。

【００４２】突出量測定装置１５の受光量の総量に比例
する波形を表す図６（ｃ）に示すように、中ドラム３３
の表面からヘッド取付穴３６の縁にさしかかると受光量
が急峻に減少すると共に、磁気ヘッド１１、１１’それ
ぞれに対応する凸部３７、４４が形成され、図４の場合
と同様に平坦部２９と凸部３７、４４の中間にしきい値
ＲＥＦが設定される。

【００４３】図６（ｅ１）及び（ｅ２）はそれぞれ第一
のモノマルチバイブレータ２７及び第二のモノマルチバ
イブレータ２７’の出力波形である。受光量の急峻な減
少変化をコンパレータ２６で検出し、第一のモノマルチ
バイブレータ２７では所定時間Ｔ１後にトリガパルス信
号が発せられ、第二のモノマルチバイブレータ２７’で
は所定時間Ｔ２後にトリガパルス信号が発せられる。こ
こで、時間Ｔ１、Ｔ２はそれぞれ突出量測定装置１５の
光ビームがヘッド取付穴３６の縁部から磁気ヘッド１
１、１１’のヘッドギャップＧ１、Ｇ２に至るまでの時
間である。これにより２個の磁気ヘッド１１、１１’の
それぞれのヘッドギャップＧ１、Ｇ２の位置における突
出量をサンプリングすることができる。

【００４４】尚、上述の例では光位置検出素子１７にて
得られる受光量の変化を検出しているが、直接的に突出
量の変化を検出するようにしてもよい。例えば、図４
（ｂ）の平坦部２９からヘッド取付穴３６の凹部３０に
さしかかるときの突出量の急激な立ち下がりを検出して
トリガ信号を発生するようにする。

【００４５】また、上述した回転ヘッドはヘッド１１が
回転ドラムである中ドラム３３に搭載され、それを挟む
ように上下ドラム３４、３５が配置される例について述
べたが、本発明はこれに限られるものではない。その
他、ヘッドが上ドラムに搭載され、上ドラムと共に回転
するタイプについても同様に適用することができる。さ
らに例えば、ヘッドの回転経路にドラム表面等の光反射
面がないような場合であっても、ヘッド自身のエッジ等
の形状変化を測定することでヘッド位置を測定すること
が可能である。

【００４６】尚上述の実施例では、ＡＶ用の磁気記録再
生装置に応用した記録再生ヘッドの位置測定装置につい
て述べたが、本発明は他の回転ヘッド装置にも広く適用
できるものである。

【００４７】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明によれば、ヘッド自身、ヘッド取付部におけ
る突出量測定装置の測定量の変化からトリガ信号を発生
するようにしたので、回転ジッタやヘッドの回転ドラム
の取付誤差等に影響を受けず、常に安定して正確な位置
でヘッド位置を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本発明の一実施例にかかる記録再生ヘ
ッドの位置測定装置の構成図である。

【図２】本発明の一実施例に用いる突出量測定装置が設
けられたビデオテープレコーダの回転ヘッド部分の平面
図である。

【図３】本発明の一実施例の位置測定装置のより具体的
な構成図である。

【図４】図３の各部の波形図である。

【図５】１個の取付部にヘッドが２個設けられる場合の
ヘッド取付部の正面図である。

【図６】本発明の他の実施例にかかる位置測定装置の構
成図である。

【図７】図６の各部の波形図である。

【図８】突出量測定装置の測定原理を示す図である。

【図９】従来例にかかるヘッド突き出し量を測定するヘ
ッド位置測定装置の構成図である。

【符号の説明】

１１，１１’ 磁気ヘッド １２ ドラム １３ 磁気テープ １４ ガイドポスト １５ 突出量測定装置 １６ レーザ発光素子 １７ 光位置検出素子 １９ ドラムモータ ２０ プリアンプ ２１ 処理装置 ２２ トリガ信号発生装置 ２３ 表示装置 ２４ 位置検出回路 ２５ サンプルホールド回路 ２６ コンパレータ ２７，２７’ モノマルチバイブレータ ２８ ＡＤ変換器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録再生ヘッドが配設されたドラムに近
   接して配置され、前記ヘッドの回転中に該ヘッドを含む
   回転周面の凹凸を連続して測定する突出量測定装置と、 前記ヘッド自身または該ヘッドの取付部における前記突
   出量測定装置の測定量の変化からトリガ信号を発生する
   トリガ信号発生装置と、 前記トリガ信号により前記突出量測定装置の出力を取り
   込む処理装置とを有することを特徴とする記録再生ヘッ
   ドの位置測定装置。
2. 【請求項２】 前記ヘッドは回転ドラムの円周面に形成
   されたヘッド取付穴内に搭載され、前記突出量測定装置
   は前記回転ドラムに光を照射する発光部と該回転ドラム
   からの反射光を受光する受光部とを有し、 前記トリガ信号発生装置は前記回転ドラムの円周面と前
   記ヘッド取付穴との光反射率の相違に起因する前記受光
   部での受光量の変化からトリガ信号を発生することを特
   徴とする請求項１記載の記録再生ヘッドの位置測定装
   置。
3. 【請求項３】 前記トリガ信号発生装置は前記ヘッド自
   身の形状の変化に起因する前記突出量測定装置の測定量
   の変化からトリガ信号を発生することを特徴とする請求
   項１記載の記録再生ヘッドの位置測定装置。