JP2521333B2 - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、磁気ヘッドのギャップ深さを知ることが
できるビデオテープレコーダやフロップーディスク装置
などの磁気記録再生装置に関する。

［従来の技術］ 磁気記録再生装置の中で記録媒体がテープ状の装置や
シート状の装置などは、磁気ヘツドと磁気媒体が接触し
て相対的に運動する。第６図にビデオテープレコーダ
（以下、「VTR」という）の磁気ヘツドと磁気媒体の接
触の様子を示す。図において（１）は磁気ヘツド、（1
a）は磁気ヘツドコア、（1b）はコイル、（1c）はギヤ
ツプ、Gdはキヤツプの深さ、（２）は磁気記録媒体、
（10）は磁気ヘツド（１）の進行方向である。なお、磁
気ヘッド（１）が磁気記録媒体（２）と接触する面にお
けるギャップ（1c）の長さをトラック幅Twとする。

第６図に示したように磁気ヘツド（１）と磁気記録媒
体（２）が接触して運動すると磁気ヘツドコア（1a）は
磁気記録媒体（２）によつて摩耗し、ギヤツブ（1c）の
深さGdが小さくなつていく。

この様子を第７図に示す。最初は同図（ａ）に示すよ
うに、ギヤツプ（1c）の深さGdは大きいが、磁気記録再
生装置を使用することにより、磁気ヘツドコア（1a）は
摩耗し同図（ｂ）のようになり、ギヤツプ（1c）の深さ
Gdは小さくなる。さらに使用すると、同図（ｃ）のよう
になりギヤツプ（1c）の深さGdはなくなり磁気ヘツドと
して機能しなくなる。磁気ヘツド（１）の単位使用時間
当りの摩耗量は磁気ヘツド（１）と磁気記録媒体（２）
の相対速度が速いほど大きく、磁気ヘツド（１）と磁気
記録媒体（２）の接触面圧が大きいほど大きく、湿度が
高いほど大きいことが知られている。

また、温度や、ほこりや、運用状態（連続使用か間歇
使用か）によつて単位使用時間当りの摩耗量は変化す
る。

相対速度が速く、信頼性が要求される例えば、放送用
VTRなどのVTRでは、一定時間使用すると磁気ヘツド
（１）を交換して、使用途中でギヤツプ（1c）の深さGd
がなくなることがないようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の磁気記録再生装置では、ギヤツプ
の深さGdの値を知ることができないため、一定時間使用
すると磁気ヘツドを交換しているが、磁気ヘツドの摩耗
量は温度や湿度やほこりなどによつて変わるため磁気ヘ
ツドの交換時期は平均的な磁気ヘツドの寿命よりかなり
短くしなければ充分な信頼性が得られない。そこで、未
だに残存するギャップの深さGdが十分に大きいにもかか
わらず、磁気ヘッドが交換される場合には、経済性が損
われるという不都合があった。

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、磁気ヘツドのギヤツプ深さを非破壊でもつ
て測定でき、磁気ヘツドの適切な交換時期を弁別するこ
とができる磁気記録再生装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る磁気記録再生装置は、磁気コアに巻回
されたコイルに記録電流を流して磁気記録媒体に記録を
行なう磁気ヘッド（１）と、前記磁気ヘッドに加える記
録信号を生成する記録回路（52）と、前記磁気ヘッドか
らの再生信号を処理する再生回路（53）と、前記磁気ヘ
ッドを前記記録回路または前記再生回路に切り換えて接
続する第１の切り換え手段（51）を有した磁気記録再生
装置において、前記磁気ヘッドのギャップ深さを検出す
るギャップ深さ検出手段（６）と、前記磁気ヘッドを前
記ギャップ深さ検出手段または前記第１の切り換え手段
に切り換えて接続する第２の切り換え手段（４）とを備
え、前記ギャップ深さ検出手段は、前記第２の切り換え
手段を介して前記コイルに交流電流を加える手段（61）
と、この交流電流を前記コイルに加えたときに該当コイ
ルに流れる電流値および該当コイルに加わる電圧値を測
定するための測定手段（62,63）と、前記測定手段によ
り測定した電流値ならびに電圧値を用いて飽和磁束を算
出し、この算出された飽和磁束と前記磁気コアの飽和磁
束密度とトラック幅を用いて前記磁気ヘッドのギャップ
深さを算出するギャップ深さ算出手段と（64）、前記ギ
ャップ深さ算出手段によって算出されたギャップ深さに
基づいて磁気ヘッドの交換時期を判別する手段（64）と
を有していることを特徴とする。

［作用］ この発明に係る磁気記録再生装置では、適宜に第２の
切り換え手段を切り換えて、磁気ヘッドをギャップ深さ
検出手段に接続することによって、磁気ヘッドの適切な
交換時期を弁別できる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を、VTRに組み込んだ例に
ついて説明する。第１図において、（３）はロータリー
トランス、（４）はスイツチ、（５）は記録再生装置、
（52）は記録回路、（53）は再生回路、（51）は記録再
生動作を切り換えるスイツチ、（６）はギヤツプ深さ測
定装置、（61）は磁気ヘツド（１）に試験信号を送出す
る信号源、（62）は信号源（61）の出力電流の波形を測
定し、デイジタルデータに変換して出力する電流計、
（63）は信号源（61）の出力電圧波形を測定し、デイジ
タルデータに変換して出力する電圧計、（64）は電流計
（62）と電圧計（63）の測定データ、および予め与えら
れたデータより磁気ヘツド（１）のギヤツプ深さを計算
する手段であるコンピユータである。

VTRとしての通常の使用状態では、スイツチ（４）は
端子ａ側に閉じられ、磁気ヘツド（１）は、記録再生装
置（５）に接続されている。

磁気ヘツド（１）のギヤツプ深さを測定する場合はス
イツチ（４）は端子ｂ側に閉じられ、磁気ヘツド（１）
はギヤツプ深さ測定装置（６）側へ接続される。

この場合の等価回路を第２図に示す。ただしロータリ
ートランス（３）は理想的なものとして省略している。

第２図において、（11）は磁気ヘツド（１）のコイル
（1b）自身の抵抗成分、（12）は磁気ヘツド（１）のイ
ンダクタンス成分、（61a）は、信号源（61）の内部起
電力、（61b）は信号源（61）の内部インピーダンス、
Ｉは磁気ヘツド（１）に流れる電流、Φは磁気コア
（１）を通る磁束、Ｅは磁気ヘツド（１）のコイル（1
b）の両端に発生する電圧、E2はインダクタンス成分（1
2）に発生する電圧、E1は抵抗成分（11）に発生する電
圧である。

磁気ヘツド（１）のコイル（1b）の巻数をＮとする
と、インダクタンス成分によつて発生する電圧E2は
（２）式で表わされ、抵抗成分（11）の抵抗値をＲとす
れば、抵抗成分（11）に発生する電圧E1は（１）式で表
わされ、磁気ヘツド（１）のコイル（1b）の両端に発生
する電圧Ｅは（３）式で表わされる。なお式中ｄФ/dt
は磁束の時間微分である。

（３）式を磁束Φについて解けば 磁束 となる。また起磁力NIは NI＝Ｎ×Ｉ ……（５） となる。

（４）式と（５）式から磁気ヘツド（１）のコイル
（1b）の巻数Ｎと、抵抗成分の値Ｒをあらかじめ求めて
おけば、磁気ヘツド（１）に流れる電Ｉの波形を電流計
（62）で、また、磁気ヘツド（１）のコイル（1b）の両
端に発生する電圧Ｅの波形を電圧計（63）で同時に測定
し、測定データをコンピユータ（64）で処理することに
より、磁束Φと起磁力NIの波形を求めることができる。
このようにして求めた起磁力NIと、磁束Φとの関係は、
第３図（ａ）のようなヒステリシスループとなる。第４
図に磁気コア（1a）の中を通る磁束の流れを示す。図に
おいて、Φｃは磁気コア（1a）の中だけを通る磁束であ
り、Φｌはギヤツプ（1c）近傍の断面積が小さくなつて
いる所において磁気コア（1a）の外に漏出する磁束であ
りコイル（1b）に鎖交する磁束ΦはΦｃにΦｌを加えた
ものである。第３図（ｂ）は起磁力NIに対する磁束Φｃ
の特性を、第３図（ｃ）は起磁力NIに対する磁束Φｌを
示す特性図で、コンピユータ（64）における演算によつ
て算出され、第３図（ａ）はこれらΦｃとΦｌの特性の
重ね合せとして表わされる。第３図（ｂ）において磁束
ΦｃはΦｓで飽和する。このΦｓの値は磁気コア（1a）
の飽和磁束密度Bsと磁気コア（1a）の最小断面積、つま
りギヤツプ（1c）の部分の断面積Ｓで定まり（６）式の
ようになる。

Φｓ＝Bs×Ｓ ……（６） このΦｓはコンピユータ（64）における演算によつて
算出される。第３図（ａ）においては、ギヤツプ部分が
飽和した後の部分を起磁力NIが０（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（lc）の部
分の断面形状が長方形である場合は、断面積Ｓはトラツ
ク幅すなわち、ギヤツプ（1c）の長さTwと、ギヤツプ
（1c）の深さGdで定まり、（７）式のようになる。
（６）式と（７）式よりギヤツプ（1c）の深さGdは、
（８）式となる。

Ｓ＝Tw×Gd ……（７） （８）式においてΦｓは上記の測定によつて得ること
ができTwは光学的な方法で精度よく測定でき、磁気ヘッ
ド（１）によつて定まつている値である。Bsは磁気コア
（1a）の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。このようにこの実施例においては、磁気コア
（1a）の材料の飽和磁束密度Bsと、トラツク幅Twとコイ
ル（1b）の巻数Ｎをコンピュータ（64）に入力しておけ
ば、電気的な測定で磁束Φｓを知ることによつて磁気ヘ
ツドのギヤツプ（1c）の深さGdを算出できる。さらに、
コンピュータ（64）によって磁気ヘッドの適切な交換時
期を弁別して、その旨をVTRの使用者に知らせることが
できる。

なお、上記実施例では、信号源（61）の出力電流波形
と、出力電圧波形とによつて磁気ヘツドの飽和特性を求
めたが、他の方法でもよく、例えば第５図に示すように
信号源（61）の出力電流の平均値又は実効値を電流計
（62）で測定し、出力電圧の平均値又は実効値を電圧計
（63）で測定するように構成しておき、信号源（61）の
出力を、コンピュータ（64）と接続されたアッテネータ
（65）によって調整し、出力レベルを可変することによ
り飽和特性を求めるようにしてもよい。この場合電圧計
（63）と電流計（62）はそれぞれ電圧及び電流の平均値
又は実効値を測定すればよいので、安価な測定装置に構
成できる効果がある。

なお、上記実施例では放送用VTRの場合に適用した場
合について述べたが他の磁気記録再生装置、例えばフロ
ツピーデイスク装置などに適用して同様の効果が得られ
る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、磁気ヘツド飽和特
性を測定し、この測定値からギヤツプ深さを算出するよ
うにしたので最適な磁気ヘツドの交換時期を何等の専門
知識を有しないユーザが特別の技術なしに弁別できる磁
気記録再生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明をVTRに適用した一実施例の構成を示
すブロツク回路図、第２図はこの実施例における磁気ヘ
ツドの磁気特性測定時の等価回路図、第３図はこの実施
例によつて測定した磁気ヘツドの磁気飽和特性を示す
図、第４図（ａ）は磁気ヘツドを示す正面図、第４図
（ｂ）は磁気ヘツドの磁束の流れを示す平面図、第５図
はこの発明の他の実施例のブロツク回路図、第６図は磁
気ヘツドと磁気記録媒体の接触の様子を示す図、第７図
は磁気ヘッドの摩耗の様子を示す図である。 （１）……磁気ヘツド、（1c）……ギヤツプ、（６）…
…ギヤツプ深さ測定装置、（61）……信号源、（62）…
…電流計、（63）……電圧計、（64）……コンピユー
タ、（65）……アツテネータ。 なお、各図中、同一符号は同一、または担当部分を示
す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気コアに巻回されたコイルに記録電流を
   流して磁気記録媒体に記録を行なう磁気ヘッドと、前記
   磁気ヘッドに加える記録信号を生成する記録回路と、前
   記磁気ヘッドからの再生信号を処理する再生回路と、前
   記磁気ヘッドを前記記録回路または前記再生回路に切り
   換えて接続する第１の切り換え手段を有した磁気記録再
   生装置において、 前記磁気ヘッドのギャップ深さを検出するギャップ深さ
   検出手段と、前記磁気ヘッドを前記ギャップ深さ検出手
   段または前記第１の切り換え手段に切り換えて接続する
   第２の切り換え手段とを備え、 前記ギャップ深さ検出手段は、 前記第２の切り換え手段を介して前記コイルに交流電流
   を加える手段と、 この交流電流を前記コイルに加えたときに該当コイルに
   流れる電流値および該当コイルに加わる電圧値を測定す
   るための測定手段と、 前記測定手段により測定した電流値ならびに電圧値を用
   いて飽和磁束を算出し、この算出された飽和磁束と前記
   磁気コアの飽和磁束密度とトラック幅を用いて前記磁気
   ヘッドのギャップ深さを算出するギャップ深さ算出手段
   と、 前記ギャップ深さ算出手段によって算出されたギャップ
   深さに基づいて磁気ヘッドの交換時期を判別する手段と を有していることを特徴とする磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】前記ギャップ深さ算出手段は、 測定された電流値および電圧値をもとに磁束φｔおよび
   起磁力Vmを、 φｔ＝（1/N）・∫（Ｅ−Ｉ・Ｒ）dt＋定数 Vm＝Ｎ・ｉ （但し、N:コイルの巻数、E:コイル両端電圧、I:コイル
   に流れる電流、R:コイルの抵抗） に従って算出し、算出された磁束φｔおよび起磁力Vmの
   特性をもとに飽和磁束φｓを求め、該飽和磁束φｓの値
   からギャップ深さGdを Gd＝φs/（Tw・Bs） （但し、Tw:トラック幅、Bs:コアの飽和磁束密度） に従って求める構成としたことを特徴とする請求項１に
   記載の磁気記録再生装置。