JP3151083B2 - 磁気ヘッドの測定・検査方法及びその媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フロッピ−ディスクド
ライブのような磁気記録装置に用いられている磁気ヘッ
ドの測定・検査方法に関し、特にこの種磁気記録装置に
搭載された磁気ヘッドのギャップ長測定・検出方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、平成４年１２月１５日出願
の「磁気記録装置の検査方法」（特願平４−３５４２９
３号）において、新規な磁気ヘッドの実効磁気ギャップ
長の測定方法について提案した。これは、予めある周波
数から他の周波数まで連続的に変化する信号を記録した
磁気記録媒体（例えば、フロッピーディスク）を用意
し、この磁気記録媒体が装着された磁気記録装置におい
て、この磁気記録媒体と磁気ヘッドとを相対的に移動さ
せて該磁気記録媒体に記録されている周波数信号を読み
出してヌルポイントを検出し、その結果から磁気ヘッド
の実効磁気ギャップ長を検出するものである。この方法
によれば、簡単な手段により、装置内に組み込まれた磁
気ヘッドの実効磁気ギャップ長を容易に検出することが
できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記出願により提案さ
れた磁気ヘッドの実効磁気ギャップ長測定方法では、連
続的に変化する信号を記録するものであるため、各周波
数の信号は瞬間的に記録されているにすぎない。そのた
め、この測定方法では、各種の擾乱やノイズの影響をう
けやすく安定した検出が困難であった。

【０００４】例えば、媒体と磁気ヘッド間のスペーシン
グによりヌルポイントが複数になったり、ヌルポイント
がポイントでなくエリア（領域）になったりする。ま
た、モヂュレーションが発生してエンベロープが揺らぎ
結果的にヌルポイントが不明瞭となることがある。さら
に、ドロップアウト（本来有るべき信号が媒体の欠陥等
により普通より小さくなったり消失してしまったりする
現象）やエキストラパルス（本来無いはずの信号が現れ
る現象）の発生等の問題もあり、正確な測定値を得るこ
とが困難となる。したがって、本発明の目的とするとこ
ろは、上記出願により提案された測定方法の長所を継承
しつつより安定的に正確な測定値を得ることができるよ
うにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の本願発明の目的を
達成するために、本願の請求項１に係る発明では、円盤
状の磁気記録媒体のトラックに記録された検査信号を磁
気ヘッドで読み出して、出力電圧値が最小となる記録信
号の波長から当該磁気ヘッドの実効磁気ギャップ長を検
出する磁気ヘッドの測定・検査方法において、円盤状の
磁気記録媒体の中心に対して同心的に形成されたデータ
書き込み用の書き込み可能な全トラックを有する磁気記
録媒体を用い、磁気記録媒体の中心に近いトラックから
遠いトラックまですべてのトラックの各トラック毎に、
１トラック全周に渡って同一周波数の検査信号を記録
後、該検査信号を記録せしめた該記録媒体を被測定磁気
ヘッドが搭載された磁気記録装置に掛けて各トラックに
記録された検査信号を読み出し、その出力電圧値が最小
となるトラック位置における被測定磁気ヘッドの相対速
度から算出された記録波長から前記被磁気ヘッドの実効
ギャップ長を検出することを特徴とする磁気ヘッドの測
定・検査方法が提供される。本願の請求項２に係る発明
では、請求項１に係る発明において、磁気記録媒体の中
心に近いトラックから遠いトラックが、最内周トラック
から最外周トラックであることを特徴とする測定・検査
方法が提供される。本願の請求項３に係る発明では、同
心的に形成されたデータ書き込み用の書き込み可能な全
トラックを有する円盤状の磁気記録媒体のすべてのトラ
ックに同一周波数の検査信号を記録したことを特徴とす
る請求項２に記載の磁気ヘッドの測定・検査方法に用い
る磁気記録媒体が提供される。

【０００６】

【作用】本発明の磁気ヘッドの実効磁気ギャップ長の測
定方法は、読み出し時に磁気ヘッドギャップ長内に丁度
１波長分が収まるときに出力電圧が０となることを利用
するものであるが、本願発明では、ある周波数を持った
検査信号が１トラック内で連続して記録されているた
め、ノイズ等の影響を受けにくくなり、安定してヌルポ
イントを検出することができるようになる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。以下、磁気記録媒体としてフロッピ−ディ
スクを用いる例について説明する。本発明では、まず測
定用信号が記録された媒体が準備される。図１は、本発
明の第１の実施例において用いられる媒体への記録を行
う磁気記録装置のブロック図である。同図に示されるよ
うに、媒体１の挿入された書き込みドライブ２は、発振
器４を内蔵するコントロール回路３に制御されて、発振
器４の出力信号を媒体１に書き込む。

【０００８】媒体１としては、Ｃｏ−γＦｅ2 Ｏ3 を用
いたいわゆる２ＨＤタイプのものでもよいが、Ｂａフェ
ライト系乃至高保持力磁性粉を用いた２ＥＤ、２ＴＤタ
イプのものがより望ましい。書き込みドライブとして
は、高周波の書き込みも可能な４ＭＢタイプのものが望
ましい。そして、正確な測定値を得るためアジマス角は
できるだけ０に近いドライブを用いる方がよい。また、
書き込み時のトラック幅は、読み出し時のオフトラック
を考慮して多少広めの方が好ましいが、検出が基本的に
相対値比較方式によって行われるので、読み出し時のＳ
／Ｎが確保できればそれ程問題としなくてもよい。書き
込みヘッドについては、高い周波数まで書き込めるよう
にインダクタンスの小さいヘッドを用いるのが望まし
い。

【０００９】操作としては、書き込みドライブ２に媒体
１を挿入し、コントロール回路３により、書き込みドラ
イブ２の磁気ヘッドを書き込みを行うべきトラック上に
移動させ、発振器４の出力する信号を１周に渡って書き
込む。次に、磁気ヘッドを次のトラック上に移動させ、
前のトラックへの書き込み信号と同じ周波数の信号を書
き込む。以下この操作を必要な回数繰り返す。すなわ
ち、最内周から最外周まですべて書き込めば測定範囲は
広くできるが、書き込み／読みだし時間が長くなるの
で、測定範囲に応じて必要なトラックにのみ書き込みを
行う。

【００１０】図２は、被測定磁気ヘッドの測定手段を示
すブロック図である。測定に当たっては、被測定磁気ヘ
ッドの搭載された読み出しドライブ５に、図１に示す装
置にて書き込みがなされた媒体１を挿入し、コントロー
ル回路３により書き込み済みトラック上に磁気ヘッドを
移動させ、磁気ヘッドから出力される電圧を電圧計６で
読み取る。ここで使用する電圧計６は、交流測定用で周
波数帯域は書き込んだ周波数以上であることが必要であ
る。また、測定値は相対比較値が分かれば十分であるの
で、電圧計は実効値表示型あるいはピーク値表示型のい
ずれであってもよい。

【００１１】図３は、図１に示す装置にて全トラック
（０トラック〜７９トラック）に１．０ＭＨｚの信号の
記録された媒体を図２に示す装置で読み出した際の実測
値を示すグラフであって、横軸にトラックナンバーが、
縦軸に電圧計６の表示値が目盛られている。この例で
は、試料Ｎｏ．１で３２トラックから３９トラックに試
料Ｎｏ．２では３５トラックから４３トラック、両試料
に共通するトラックは３５トラックから３９トラックま
でにヌルポイントが現われている。

【００１２】図４は、フロッピーディスクの磁気記録面
を示す平面図である。同図に示されるように、０トラッ
クの半径は３９．５ｍｍで、トラック間のピッチは０．
１８７５ｍｍである。而して、ヌルポイントであるトラ
ックナンバー（ｋ）と、トラック長（ｌ）と、磁気ヘッ
ドの実効磁気ギャップ長（Ｇ）と、そこに記録された信
号の波長（λ）と、信号の周波数（ｆ）と、回転数
（ｎ）との間には、以下の関係が成り立つ。 Ｇ＝λ ・・・（１） λ＝ｌ×ｎ／ｆ ・・・（２） ｌ＝（３９．５−０．１８７５・ｋ）×２π[ｍｍ]・・・（３） ｆ＝１．０ＭＨｚ、ｎ＝３００ｒｐｍ（５ｒｐｓ）とし
て、３５トラックと３９トラックに対応する実効磁気ギ
ャップ長Ｇ（35) 、Ｇ（39）を求めると、 Ｇ（35）＝（39.5−35×0.1875）×２π×５／1,000,000 ＝0.001034ｍｍ ＝1.034 μｍ Ｇ（39）＝（39.5−39×0.1875）×２π×５／1,000,000 ＝0.001011ｍｍ ＝1.011 μｍ ここで、実効磁気ギャップ長Ｇ（35）、Ｇ（39）の平均
値を、求めるべき実効磁気ギャップ長Ｇであるものとす
ると、 Ｇ＝1.023 μｍ が求まる。

【００１３】仮に、０トラックでヌルポイントが現れた
ものとすると、 Ｇ（０）＝（39.5−０×0.1875）×２π×５／1,000,000 ＝0.001241ｍｍ ＝1.241 μｍ また、７９トラックに現れたものとすると、 Ｇ（79）＝（39.5−79×0.1875）×２π×５／1,000,000 ＝0.000776ｍｍ ＝0.776 μｍ が得られる。すなわち、本実施例での測定範囲は、0.77
6 〜1.241 μｍである。また、分解能は、0.0059μｍで
ある。

【００１４】本実施例では、ヌルポイントは、試料Ｎ
ｏ．１では３２〜３９トラック、試料Ｎｏ．２では３５
〜４３トラックにまで渡っている。これは、精度の十分
に高くはないデジタル電圧計を用いたため（実施例で
は、８ビットのＡ／Ｄコンバータによる電圧計が用いら
れている）であるが、実用上はこの程度の幅があっても
問題はない。なぜなら、実測の試料Ｎｏ．１では、真の
実効ギャップは、1.011 μｍから1.0524μｍの間にある
が、平均値は1.0317μｍであるので、誤差は、±0.0207
で、誤差率で±１．２％に過ぎないからである。

【００１５】本実施例による測定方式は、書き込みと読
み出しとを別の装置で行うものであるが、 モータ回転数の変動は、書き込み時にのみ影響が表
れ、読み出し装置の回転数変動は測定値に影響を与えな
い、 アジマス角度誤差、オフトラック誤差等があって
も、読み出し時には電圧値の相対比較になるため、これ
らの誤差は結果に殆ど影響を与えない、 という特徴がある。

【００１６】上述の第１の実施例では、書き込みの周波
数が一定であるため、測定範囲は使用する媒体の寸法に
より決められてしまう。また、得られた測定結果は、必
要以上に精度の高いものとなることがある。そこで、第
２の実施例では、トラックナンバー毎に書き込む信号の
周波数を変えて測定範囲を任意に設定しうるようにして
いる。

【００１７】すなわち、第２の実施例では、まず測定す
べきギャップ長の範囲が決定され、その範囲を７９等分
してギャップ長の大きい方が外側のトラックに対応する
ように順にトラックとギャップ長とを対応させる。そし
て、各トラック毎にそのトラックに対応するギャップ長
でヌルポイントを与える周波数を、上記（１）式乃至
（３）式に従って計算する。計算結果を表１（測定範囲
ギャップ長：０．５５〜４．５０μｍの場合）および表
２（測定範囲ギャップ長：０．６〜８．５μｍの場合）
に示す。

【００１８】本実施例でも図１に示す装置を用いて書き
込みを行い、図２の装置を用いて読み出しを行う。本実
施例では、測定器の分解能と設定上の分解能とを整合さ
せることによりあるいは設定上の分解能の方を低くする
ことにより、ヌルポイントが複数のトラックに渡って現
れることのないようにすることができる．

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】次に、計測時間をより短縮できる、本発明
の第３の実施例について説明する。従来例の問題点とし
て指摘した誤差、出力の不安定性は、媒体に記録する周
波数信号の記録範囲をポイントから一定の範囲に拡げる
ことによって解決することができる。そこで、本実施例
では、図５に示すように、一つのトラックを複数のブロ
ックに分割し、それぞれのブロックに、測定範囲をカバ
ーするように、異なる周波数の信号を記録しておく。各
ブロック間の境界では、信号が途切れていてもよいし繋
がっていてもよい。

【００２２】図６に、図５のように記録された媒体を図
２に示すように被測定ドライブ５に挿入してオシロスコ
ープにて出力電圧を観測した場合の出力電圧波形図を示
す。この電圧波形から出力が最低となる周波数、すなわ
ち、ヌルポイントを与える周波数を求め、これと周波数
信号の記録されたトラックの周速とから実効ギャップＧ
を算出する。あるいは、図２に示すように、電圧計６に
て各ブロックの出力電圧を検出するようにしてもよい。
本実施例によれば、測定に当たって磁気ヘッドを移動さ
せる必要がなくなりしかも基本的には媒体を１回転させ
るだけで測定が可能であるため、非常に短時間で実効磁
気ギャップ長を求めることができる。

【００２３】本実施例の測定方法は、同一周波数の記録
範囲が狭いことから他の実施例の場合より若干精度がお
ちるが、実効磁気ギャップ長が予測でき、しかもその近
傍のみの検査でよい場合にはこの方法で十分である。こ
の検査方法の応用例として、実効磁気ギャップ値が製造
規格内に入っているか否かのいわゆるＯＫ／ＮＧ検査等
に用いることができる。すなわち、ヌルポイントより低
い周波数を数ポイントと、ヌルポイントより高い周波数
を数ポイント選択しておき、低い周波数のポイントから
傾きを求め、高い周波数ポイントからも傾きを求め、そ
れぞれの傾きにより実効磁気ギャップ長の値を予測して
ＯＫ／ＮＧ判断を下すのである。

【００２４】以上の第１乃至第３の実施例は、図１、図
２に示されるように、被測定ドライブと異なる書き込み
ドライブにより媒体の書き込みをを行い、その後被測定
ドライブの測定・検査を行うものであったが、これを図
７に示すように、被測定ドライブ５にて書き込みを行う
ようにすることができる（第１、第２および第３の実施
例を図７に示す装置により実施するように変更した実施
例をそれぞれ第４、第５、第６の実施例とする）。これ
は、磁気記録方式においては、書き込みは磁気ヘッドの
ギャップから漏れた磁束の後縁で行われるため、書き込
み時におけるヘッドの影響はあまり大きくなく、被測定
磁気ヘッドで書き込んでも精度上ほとんど問題とならな
いという技術的特徴を利用するものである。

【００２５】図７に示す装置においては、コントロール
回路３は、発振器４および電圧計６を内蔵している。こ
の装置を使用する実施例では、被検査磁気ヘッドの搭載
されている被測定ドライブ５に媒体１を挿入し、スター
トスイッチ７をオンする。これ以降、設定されたプログ
ラムに従って発振器４の出力する周波数信号が媒体１に
順次記録される。続いて、読み出しモードに切り換えら
れ、被測定ドライブ５のヘッド出力は電圧計６により測
定される。

【００２６】第１乃至第３の実施例では、装置間のばら
つきによるオフトラック、アジマスずれの発生を防ぐこ
とができなかったが、自己録再方式をとる本方式では、
これらの誤差を考慮しなくてもよくなる利点を得ること
ができる。上記のように必要な書き込みが終了した後に
読み出しを行う方法に代え、書き込んだ直後に読み出し
を行い、その後次の書き込みを行い、それ以降読み出
し、書き込みを交互に実行するようにすることができ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本願の発明
では、 （イ）記録媒体の中心に近いトラックから遠いトラック
まで、各トラック毎に、１トラック全周に渡って同一周
波数の検査信号を記録しているため、各種のノイズや外
乱等の影響を受け難く、安定した再生出力の検出ができ
る。 （ロ）記録媒体の最内周トラックから最外周トラックま
で、各トラック毎に、同一周波数の検査信号を記録して
いるため、記録された記録波長の範囲を広く設定できる
結果、磁気ヘッドの実効ギャップ長の測定範囲を広く検
査することができる。 （ハ）再生出力電圧値が最小となるトラック位置におけ
る記録波長が磁気ヘッドの実効磁気ギャップ長となるた
め、各トラック位置に対する記録波長を換算しておけ
ば、再生出力電圧が最小となるトラック番号から磁気ヘ
ッドの実効ギャップ長を容易に求めることができる。と
いう発明の効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１、第２および第３の実施例におい
て用いられる書き込み系のブロック図。

【図２】本発明の第１、第２および第３の実施例におい
て用いられる読み出し系のブロック図。

【図３】本発明の第１の実施例の測定結果を示すグラ
フ。

【図４】本発明の第１の実施例における実効磁気ギャッ
プ長の算出方法を説明するための磁気ディスクの平面
図。

【図５】本発明の第３の実施例を説明するための磁気デ
ィスクの平面図。

【図６】本発明の第３の実施例の測定結果を示す電圧波
形図。

【図７】本発明の第４、第５および第６の実施例におい
て用いられる読み出し／書き込み系のブロック図。

【符号の説明】

１ 媒体 ２ 書き込みドライブ ３ コントロール回路 ４ 発振器 ５ 被測定ドライブ ６ 電圧計 ７ スタートスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−25309（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130713（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−286781（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−190917（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/455

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円盤状の磁気記録媒体のトラックに記録さ
   れた検査信号を磁気ヘッドで読み出して、出力電圧値が
   最小となる記録信号の波長から当該磁気ヘッドの実効磁
   気ギャップ長を検出する磁気ヘッドの測定・検査方法に
   おいて、円盤状の磁気記録媒体の中心に対して同心的に
   形成されたデータ書き込み用の書き込み可能な全トラッ
   クを有する磁気記録媒体を用い、磁気記録媒体の中心に
   近いトラックから遠いトラックまですべてのトラックの
   各トラック毎に、１トラック全周に渡って同一周波数の
   検査信号を記録後、該検査信号を記録せしめた該記録媒
   体を被測定磁気ヘッドが搭載された磁気記録装置に掛け
   て各トラックに記録された検査信号を読み出し、その出
   力電圧値が最小となるトラック位置における被測定磁気
   ヘッドの相対速度から算出された記録波長から前記被磁
   気ヘッドの実効ギャップ長を検出することを特徴とする
   磁気ヘッドの測定・検査方法。
2. 【請求項２】磁気記録媒体の中心に近いトラックから遠
   いトラックが、最内周トラックから最外周トラックであ
   ることを特徴とする請求項１に記載の測定・検査方法。
3. 【請求項３】同心的に形成されたデータ書き込み用の書
   き込み可能な全トラックを有する円盤状の磁気記録媒体
   のすべてのトラックに同一周波数の検査信号を記録した
   ことを特徴とする請求項２に記載の磁気ヘッドの測定・
   検査方法に用いる磁気記録媒体。