JPH0727620B2 - 磁気ヘツドのギヤツプ深さ測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ビデオテープレコーダなど磁気記録再生装
置の記録、再生、消去に使用される磁気ヘツドの製造時
における形状検査や摩耗試験時における摩耗量測定など
に用いられる磁気ヘツドのギヤツプ深さ測定装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第５図は被測定磁気ヘツドの構造を示す斜視図、第６図
はその平面図、第７図は一部を切欠いた正面図であり、
これら各図において、（１）は磁気コア、（２）は上記
磁気コア（１）に巻回されたコイル、（３）はモールド
ガラス、（４）は巻線窓、（ｇ）は磁気ギヤツプ、
（ｄ）はギヤツプ深さ、（ｗ）はトラツク幅、（d1）は
ギヤツプ上端、（d2）はギヤツプ下端である。

第８図は従来の磁気ヘツドのギヤツプ深さ測定装置を示
す構成図であり、同図において、（10）は被測定磁気ヘ
ツド、（100）は顕微鏡、（101）はテレビカメラで、上
記顕微鏡（100）からの画像を電気信号に変換する。

（102）は画像処理装置で、上記テレビカメラ（101）か
らの電気信号をデジタル信号に変換して所定の処理をお
こなう。（８）はコンピュータで、上記画像処理装置
（102）から出力される画像データによりギヤツプ深さ
（ｄ）の解を求める演算をおこなう。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

被測定磁気ヘツド（10）の磁気コア（１）をそれの正面
側から顕微鏡（100）により光学的に拡大捕捉し、その
捕捉した画像をテレビカメラ（101）を通して、それに
対応した電気信号に変換して画像処理装置（102）に入
力する。ついで、この画像処理装置（102）において上
記の電気信号をデジタル信号に変換し所定の処理をおこ
なつて光学画像データを得る。このとき、光源として透
過光を使用することにより磁気コア（１）とモールドガ
ラス（３）とのコントラストを大きくし画像処理を容易
におこなえる。このようにして、上記画像処理装置（10
2）で得られた画像データをコンピユータ（８）に入力
することによりギヤツプ下端（d2）からギヤツプ上端
（d1）までの距離を測り、所定のギヤツプ深さ（ｄ）を
求める。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の磁気ヘツドのギヤツプ深さ測定装置は、以上のよ
うに構成されているので、装置の構成要素が多くて高価
であるばかりでなく、被測定磁気ヘツドのセツテイング
および画像処理に要する時間が長くかかり、所定のギヤ
ツプ深さ測定の所要時間が長くかかる欠点があつた。

また、モールドガラスを透してみるためにギヤツプ下端
がみえにくい、顕微鏡の焦点合わせの精度によつてギヤ
ツプ下端位置が微妙に変化し、さらにギヤツプ下端の切
削加工面の加工精度によつても見掛上のギヤツプ深さが
変動するので測定誤差を生じやすい。さらにまた、磁気
ヘツドを機器に組み込んだ状態では所定の測定をおこな
うことができないなどの問題があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、機器に組み込んだ状態であつても所定のギヤ
ツプ深さ測定を正確、迅速におこなうことができ、かつ
全体を小型安価に構成しやすい磁気ヘツドのギヤツプ深
さ測定装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる磁気ヘツドのギヤツプ深さ測定装置
は、磁気コアを通る磁束の飽和特性を電気的に測定する
磁気特性測定装置と、これにより測定された磁束飽和値
を入力としてコンピユータを用いて磁気ギヤツプ深さの
解を求める所定の演算処理をおこなうように構成したこ
とを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、上記磁気特性測定装置を介して磁気
コアの最小断面積部分である磁気ギヤツプ部分が飽和す
る磁束を測定し、この飽和磁束と使用材料によつて定ま
つている磁気コアの飽和磁束密度とからギアツプ部分の
断面積が求められ、さらに、このギヤツプ部分の断面積
と予め測定したトラツク幅との関係からギヤツプ深さが
コンピユータの演算処理によつて求められる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による磁気ヘツドのギヤツ
プ深さ測定装置を示す構成図であり、同図において、
（10）は被測定磁気ヘツドで、この被測定ヘツド（10）
は第５図〜第７図で示すものと同一の構造を有するた
め、同一または相当部分に同一の符号を付しその説明を
省略する。

第１図において、（５）は磁気特性測定装置であり、こ
の磁気特性測定装置（５）は磁気ヘツド（10）のコイル
（２）に交流電流を加える信号源（50）と、上記コイル
（２）に交流電流を加えたときこのコイル（２）に流れ
る電流波形を測定しそれをデジタルデータに変換して内
部メモリに記憶する電流計（51）と、上記コイル（２）
に交流電流を加えたときこのコイル（２）の両端に発生
する電圧波形を測定しそれをデジタルデータに変換して
内部メモリに記憶する電圧計（52）とから構成されてい
る。（53）はコンピユータで、このコンピユータ（53）
は上記電流計（51）から出力されるデジタルデータと上
記電圧計（52）から出力されるデジタルデータとを入力
として、磁気コア（１）の磁気特性および磁気ギヤツプ
深さ（ｄ）の解を求める演算処理をおこなう。

第２図は第１図の等価回路図であり、同図において、
（Ｌ）はコイル（２）のインダクタンス成分、（Ｒ）は
コイル（２）の抵抗成分、（Eo）は信号源（50）の内部
起電力、（Ｚ）は信号源（50）の内部インピーダンス、
（１）はコイル（２）に流れる電流、（Φ）は磁気コア
（１）を通る磁束、（E2）はコイル（２）の両端に発生
する電圧、（E21）は上記インダクタンス成分（Ｌ）に
発生する電圧、（E22）は上記抵抗成分（Ｒ）に発生す
る電圧である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

コイル（２）の巻数を（Ｎ）とすると、インダクタンス
成分（Ｌ）によつて発生する電圧（E21）は下記の式
で表わされ、抵抗成分（Ｒ）に発生する電圧（E22）は
下記の式で表わされる。またコイル（２）の両端に発
生する電圧（E2）は下記の式で表わされる。

E22＝Ｉ×Ｒ …… なお、上記の式中の は磁束（Φ）の時間微分である。

上記式を磁束（Φ）について解けば、 ただし、ｋは定数 となる。また、起磁力（NI）は NI＝Ｎ×Ｉ …… となる。

式と式からコイル（２）の巻数（Ｎ）と抵抗成分の
値（Ｒ）をあらかじめ求めておけば、コイル（２）に流
れる電量（Ｉ）の波形を電流計（51）で、かつコイル
（２）の両端に発生する電圧（E2）の波形を電流計（5
2）で同時に測定でき、それら測定データをコンピユー
タ（53）で演算処理することにより磁束（Φ）と起磁力
（NI）の波形を求めることができる。

上記のようにして求めた起磁力（NI）と磁束（Φ）の関
係を示すと、第３図（ａ）のようにヒステリシスループ
を得る。

第４図は磁気コア（１）の中を通る磁束（Φ）の流れを
示す図であり、同図において、（Φｃ）は磁気コア
（１）の中だけ通る磁束、（Φｌ）はギヤツプ（ｇ）近
傍の断面積が小さくなつている所において磁気コア
（１）の外に漏れる磁束であり、コイル（２）に鎖交す
る磁束（Φ）は上記磁束（Φｃ）に（Φｌ）を加えた値
であり、第３図（ｂ）は起磁力（NI）に対する磁束（Φ
ｃ）の特性を、また第３図（ｃ）は起磁力（NI）に対す
る磁束（Φｌ）の特性を示し、第３図（ａ）で示す測定
結果の磁束（Φ）はこれら（Φｃ）と（Φｌ）の特性の
重ね合せで表わされる。

ところで、第３図（ｂ）において磁束（Φｃ）は（Φ
ｓ）で飽和する。この飽和磁束（Φｓ）の値は磁気コア
（１）の飽和磁束密度（Bs）と磁気コア（１）の最小断
面積、つまりギヤツプ（ｇ）の断面積（Ｓ）とにより、 Φｓ＝Bs×Ｓ …… で求められる。

この飽和磁束（Φｓ）は測定結果として得られる第３図
（ａ）においては、ギヤツプ部が飽和した後の部分を起
磁力（NI）がΟ（縦軸）まで外挿した時の磁束である。
このようにしてギヤツプ部分が飽和する磁束（Φｓ）を
求めることができる。

ギヤツプ（ｇ）の部分の断面が長方形である場合、その
断面積（Ｓ）はトラツク幅（Ｗ）の長さ（Tw）とギヤツ
プ深さ（ｄ）の長さ（Gd）とにより Ｓ＝Tw×Gd …… となり、この式と上記式とによりギヤツプ深さの長
さ（Gd）は、 となる。

この式において、飽和磁束（Φｓ）は上記の説明どお
りに得ることができ、トラツク幅の長さ（Tw）は光学的
な方法などにより精度よく測定でき、また飽和磁束密度
（Bs）は使用材料によつて定まる値で加工によつて変化
しないことが知られているのであらかじめ測定しておけ
ばよい。

このように磁気コア（１）の使用材料の飽和磁束密度
（Bs）とトラツク幅（Tw）とコイル（２）の巻数（Ｎ）
が解つていれば、上記したごとき電気的な測定のみによ
つて磁気ヘツド（10）のギヤツプ深さ（ｄ）を演算によ
つて求めることができる。

なお、上記実施例では、コイル（２）に流れる電流波形
とコイル（２）の両端に発生する電流波形とによつて磁
気特性を特性したが、それ以外にも、例えば、コイル
（２）に流れる電流平均値とコイル（２）の両端の電圧
の平均値を測定するようになし、信号源（50）の出力レ
ベルを変化させた時の電流（Ｉ）の平均値の変化と電圧
（E2）の平均値の変化により磁気特性を求めるようにし
てもよい。

また、上記実施例では、トラツク幅（Tw）を光学的に測
定するとしたが、例えば製造時に定まるトラツク幅の規
格値を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、磁気コアを通る磁束
の飽和特性といつた磁気特性を電気的に測定し、それを
入力としてコンピユータにより所定の演算処理をおこな
うので、従来の光学的の測定手段に比べて、測定作業を
手数少なく容易におこなえるばかりでなく、誤差要因が
少なくで精度の高い測定を短時間でおこなうことができ
る。また、磁気ヘツド単体での測定に制約されず、機器
に組み込んだ状態であつても所定の測定を正確におこな
い得る。さらに、構成要素も少なく、かつ単純小型のも
のの組合せでよいから、装置全体の小型化、低コスト化
も達成できるといつた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による磁気ヘツドのギヤツ
プ深さ測定装置の構成図、第２図は第１図の等価回路
図、第３図（ａ）〜（ｃ）は磁気特性の測定結果例を説
明する図、第４図は磁気特性の測定時における磁束の流
れを示す説明図、第５図は被測定磁気ヘツドの斜視図、
第６図は第５図の平面図、第７図は第５図の一部切欠き
正面図、第８図は従来の磁気ヘツドのギヤツプ深さ測定
装置を示す構成図である。 （１）……磁気コア、（２）……コイル、（５）……磁
気特性測定装置、（10）……磁気ヘツド、（50）……信
号源、（51）……電流計、（52）……電圧計、（ｇ）…
…ギヤツプ、（ｄ）……ギヤツプ深さ、（ｗ）……トラ
ツク幅。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定磁気ヘッドの磁気コアに巻かれた磁
   化コイルに交流電流を流す信号源と、前記磁化コイルに
   流れる電流波形をディジタルの電流波形データに変換す
   る手段と、前記磁化コイルの両端の電圧波形をディジタ
   ルの電圧波形データに変換する手段と、前記電流波形デ
   ータおよび前記電圧波形データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されたデータを演算する演算手段を
   備え、前記記憶手段に記憶された各時刻の電流波形デー
   タおよび電圧波形データから各時刻における磁束Φ、起
   磁力NI次式 Φ＝1/N∫（Ｅ−Ｉ×Ｒ）dt＋定数 NI＝Ｎ×Ｉ ただし、N:磁化コイルの巻数、E:磁化コイルの両端の電
   圧、 I:磁化コイルに流れる電流、R:磁化コイルの抵抗成分 に基づいて算出し、この磁束Φおよび起磁力NIの特性か
   ら、前記被測定磁気ヘッドのギャップを通過する磁束の
   飽和値である飽和磁束Φｓを求め、この飽和磁束Φｓか
   ら前記被測定磁気ヘッドのギャップ深さGdを次式 Gd＝Φs/（Tw×Bs） ただし、Tw:トラック幅、Bs:磁気コアの飽和磁束密度に
   よって求めることを特徴とする磁気ヘッドのギャップ深
   さ測定装置。