JP3240238B2 - 磁気テープ変形測定装置 - Google Patents

磁気テープ変形測定装置

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JP3240238B2 JP10048194A JP10048194A JP3240238B2 JP 3240238 B2 JP3240238 B2 JP 3240238B2 JP 10048194 A JP10048194 A JP 10048194A JP 10048194 A JP10048194 A JP 10048194A JP 3240238 B2 JP3240238 B2 JP 3240238B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜体の変形測定装置に
係り、とくにVTR用磁気テープの剛性を評価する磁気
テ−プ変形測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気テープ等の剛性測定において
は、ヤング率を測定し、これにテープ厚みを乗じて値を
採用していた。このヤング率は材料試験にて一般的に引
っ張り試験法、あるいは振動リード法等により測定され
ていた。図8は上記引っ張り試験法と振動リード法の要
約図である。周知のように、試験片の歪εは弾性限内で
はフックの法則に基づいて応力σに比例して変化する。
この比例係数がヤング率E(弾性係数)である。したが
って、引張り試験法で試験片である磁気テープに垂直応
力σを与えて、その歪εを測定し、ヤング率Eを求め
る。
【0003】しかし、試験片が磁気テープのような薄く
て、かつヤング率の異なる材料の多層構造体の場合には
下記のような問題点が伴う。 (1)テープのクランプ部で応力をテープ幅方向に均一
にかけることが困難であるためテープの伸びが不均一に
なり、測定値のばらつきが大きくなる。 (2)カッティング後のテープを用いてテープ幅方向の
ヤング率を測定する際にはクランプ部の幅を十分にとれ
ず、とくに、テープ幅が3.81mmDAT用テープや
8ミリ用テープでは十分なクランプ幅が確保できない。 (3)磁気テープはベースフィルムや磁性層等のヤング
率の異なる薄膜を複合ものであるため引っ張り試験中に
磁性層が破壊される。とくに、金属蒸着テープでは、脆
性の高い金属薄膜がバインダ無しに形成されるためテン
ションにより金属薄膜が破壊されやすい。磁気テープと
しては磁性層が破壊された状態のヤング率は無意味であ
るが、測定デ−タからはどこで磁性層の破壊が発生した
判定困難である。
【0004】振動リード法では磁気テープを加振してそ
の共振周波数からヤング率を求めている。この振動リー
ド法においても下記のような問題が発生する。 (1)磁気テープ試験片の寸法バラツキによる影響が大
きい。 (2)製造過程で発生する残留歪により、磁気テープに
は図9に示すようなカッピング(彎曲)がおこるので、
このカッピングのあるテープを図8に示すように無テン
ション状態で加振すると共振周波数がばらつき、ヤング
率を正確に求めることが困難になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来のテ
ープ剛性評価法においては、磁気テ−プの幅が狭いた
め、幅方向に一様な応力をかけることが非常に難しく、
さらにテープカッピングも影響を及ぼすため、幅方向剛
性(ヤング率)が磁気テープの性能の一つであるヘッド
テープコンタクト性能に大きく影響を及ぼす因子である
にもかかわらずこれを精度良く測定できないという問題
があった。
【0006】また、静止状態のテープを評価しているた
め、実際の走行時特性をどこまで評価しているかという
点にも疑問が残されていた。本発明の目的は、上記の問
題点を解決して磁気テープの実使用時に即した剛性評価
を可能にする磁気テープ変形測定装置を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、筐体の円弧状面に突起物を設けて所定の張力を付加
した磁気テープを巻装し、この突起物による磁気テ−プ
の変形量を測定するようにする。さらに、上記突起物を
鋼球とし、上記磁気テ−プの張力を錘の重力により付加
するようにする。さらに、上記突起物の突出量を調整で
きるようにする。
【0008】
【作用】筐体の円弧状面に所定の張力を付加した磁気テ
ープを巻装することにより、磁気テ−プをVTRのシリ
ンダに巻き付けた場合と同様な装着状態が形成される。
さらに、上記突起物を鋼球とし、その突出量を調整する
ことにより、VTRの回転シリンダに取り付けられた磁
気ヘッドによる変形と同様な局所的な変形を磁気テ−プ
に与える。また、上記磁気テ−プの張力を錘の重力によ
り付加することにより、磁気テ−プに長手方向に均一な
張力が作用する。上記のように構成することにより、磁
気テープは実機実装時と同様なテープカッピングのない
非破壊の状態で変形するので、実機実装状態に近い形で
磁気テープの変形量が測定され、その剛性が評価でき
る。
【0009】
【実施例】本発明では、磁気テープを円弧状筐体に巻装
し、この円弧状筐体上に設けた突起物により磁気テープ
に弾性変形を与え、この磁気テープ変形量を非接触で測
定して磁気テープの剛性を測定する。図1は本発明によ
るテープ変形測定装置の構成図である。図1において、
強制変位発生装置1により磁気テープ12に弾性変形を
与え、非接触表面形状測定計2により磁気テープ12の
変形量を測定する。非接触表面形状測定計2には、サブ
ナノメートルオーダの分解能を有する光触針式や干渉縞
走査式、その他の測定方式を用いる。
【0010】非接触表面形状測定計2内の光学系3は磁
気テープ12の変形に応じた干渉縞等の情報を検出し、
コンピューター4は上記干渉縞等の情報を解析して磁気
テープ12の変形量を算出する。RGBモニタ5はコン
ピュータ4の計算結果を表示し、フリンジモニタ6は磁
気テープ12の測定面を表示する。電動ステージ7は強
制変位発生装置1を載置して微小移動を可能にする。
【0011】図2は強制変位発生装置1の構成図であ
り、円筒体(筐体)8に磁気テープ12を巻装し、円筒
体8上に設けた鋼球(突起物)10により磁気テープ1
2に局部的な弾性変形を与える。なお、円筒体8は必ず
しも円形である必要はなく、その磁気テ−プ接触面が円
弧状であればよく、また磁気テ−プ接触面はVTR等の
回転ドラムの表面粗さと同じように、0.4Sから1S
程度であることが望ましい。
【0012】鋼球10の円筒体8外周面からの突出量
は、鋼球突出量調整治具9により調整する。鋼球突出量
調整治具9の先端中心部にはV溝を設け、鋼球10をV
溝に容易に固定できるようにする。また、鋼球突出量調
整治具9には円筒体8に切られたメネジと嵌合するねじ
を設け、鋼球10の突出量を調整できるようにし、止メ
ネジ11により鋼球10の突出量を固定する。
【0013】磁気テープ12はテープリール14に巻か
れた状態で円筒体8に巻装され、テープガイド13によ
り鋼球10が磁気テープ12の幅のほぼ中心に位置する
ようにする。また、テープリール14には錘による重力
を印加して磁気テープ12に所定の張力Wが均等に掛か
るようにする。
【0014】このように本発明では、磁気テープ12を
試験片として短く切断せずに、テープリール14に巻か
れた長い磁気テープを円筒体8に巻きつけた状態で使用
し、さらに変形量測定位置から十分に離れた位置から所
定の張力を作用させるので、従来の測定装置におけるテ
−プクランプ部にて発生する張力の不均一や、テ−プカ
ッピング等の問題を解消することができる。なお、磁気
テープ12は円筒体8に十分巻き付き、そのクランプ位
置が変形量測定位置から十分に離れる長さのものがあれ
ばよく、この場合も重力印加により必要なテ−プ張力を
与えるようにする。
【0015】図3は鋼球10の突出量を固定できる場合
における鋼球10の取り付け方法を示す斜視図である。
図3では円筒体8の外周面に設けた溝に鋼球10を直接
的に接着固定して鋼球突出量調整治具9を省略する。な
お、この場合の鋼球10の取付け方法は、円筒体8に対
して所定の突出量を確保できて強固に固定できるもので
あれば他の方法でもよいことは勿論である。
【0016】図4は低剛性磁気テープの変形状態を示す
模式図で、同図(a)の12−1は低剛性磁気テープ、
同図(b)の12−2は高剛性の磁気テープである。円
筒体8に巻き付けられた磁気テープは、鋼球10との接
触部分で強制的に持ち上げられて弾性変形を生じる。図
4(a)に示すように、低剛性の磁気テープ12−1は
鋼球10に倣って変形し、高剛性磁気テープ12−2は
図5に示すように鋼球の頂点部分のみで接触するように
変形する。
【0017】したがって、鋼球10の頂点からテープ表
面までの高さ方向の距離δは、低剛性の磁気テープ12
−1では鋼球10の頂点近傍で大きく変化し、高剛性磁
気テープ12−2で緩やかに変化する。すなわち、鋼球
10の頂点から横方向に計った距離Lにおける距離δは
剛性が小さいほど大きくなる。図4ではδ1>δ2とな
る。
【0018】本発明では、鋼球10により磁気テープ1
2を局部的に変形させるので、磁気テープ12の幅方向
における距離δもテ−プ幅の影響少なく長手方向と同様
に測定することができる。
【0019】図5は磁気テープ12の剛性評価方法を説
明する模式図である。円筒体8の直径φDを評価する磁
気テープ12を使用する磁気記録再生装置の回転ドラム
の直径に合わせ、鋼球10の円筒体8外周面からの突出
量hを回転ドラム装置のヘッドの突出量に合わせること
により、実機に即した剛性評価を行なうことができる。
また、鋼球10の直径φdまたはその曲率半径を回転ド
ラムに取り付けられる磁気ヘッドの直径、曲率半径等に
合わせることにより、磁気テープ12に実機と同様な変
形を与えて剛性評価を行なうことができる。
【0020】磁気テープ4の剛性は、鋼球の頂点からの
距離Lにおける変形量δを非接触表面形状測定計により
測定し、鋼球10の突出量hに対する変形量δの相対値
により評価する。この結果、本発明により求まる磁気テ
−プ12の剛性値は、実機毎のテープ張力Wや鋼球の突
出量h等のパラメータに即した条件で求めることができ
るのである。
【0021】表1は本発明による3種類のVHS用磁気
テープの評価結果例、図6はその測定条件の諸元であ
る。
【表1】 図6において、円筒体の直径φDをVHSの回転ヘッド
の標準径φ62とし、鋼球2の突出量hを磁気ヘッドの
突出量30μmと一致させている。テープ張力は40
g、鋼球の直径dはφ1(直径1mm)、鋼球頂点から
測定点までの距離Lは磁気テープ12の幅方向、及び長
手方向共に120μmとした。この距離L=120μm
にて各テープ間の差異がほぼ最大となる。
【0022】表1において、磁気テープA,B,Cの厚
さはほぼ13.4μmと等しいので、変形量の差は磁気
テープの剛性(ヤング率)の差と考えることができる。
測定した変形量δは、テープAが最も大きく6.87μ
m、テープCが最も小さく6.03μmであった。剛性
の大きさは変形量δに逆比例するので、表1では剛性を
変形量δの逆数1/δとその相対値で表現している。
【0023】図7は上記剛性の相対値と再生信号の波形
率との関係の測定結果である。VTRのように、磁気テ
−プに磁気ヘッドを斜め走査して信号を再生する場合、
磁気ヘッドの当たり始めでは磁気テ−プがめくれ気味に
なるので再生信号の振幅aが定常時の振幅bより低下す
る。この振幅aとbの比(a/b)を波形率と呼んでい
る。この波形率は磁気テ−プの剛性と密接に関係する。
【0024】図7は上記波形率が磁気テ−プの剛性に逆
比例することを明確に示している。また、磁気テ−プに
は日常的に改善が加えられつつあるので、その試作品の
性能を迅速に評価することが求められている。本発明で
は、このような磁気テ−プの評価測定を実機に即して極
めて迅速、正確に行なうことができるのである。
【0025】
【発明の効果】本発明により、磁気テ−プにVTRのシ
リンダと同様な曲率と、均一長手方向張力を与え、さら
に、実際の磁気ヘッドによる変形と同様な局所的な変形
を与えることができるので、VTR実装時と同様な装着
状態における磁気テ−プの変形量を、テープカッピング
なく非破壊で極めて迅速、正確に測定することのできる
磁気テープ変形量測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるテープ変形測定装置実施例の構成
図である。
【図2】図1における強制変位発生装置1の断面図であ
る。
【図3】図1における円筒体8の他の実施例の斜視図で
ある。
【図4】本発明装置における磁気テープの変形状態を示
す模式図である。
【図5】本発明装置における磁気テープの変形状態を示
す模式図である。
【図6】本発明による強制変位発生装置のパラメータを
示す図である。
【図7】図6の条件における再生波形の波形率とテ−プ
幅方向剛性の特性図である。
【図8】従来のヤング率測定方法を示す図である。。
【図9】カッピングした磁気テープの斜視図である。
【符号の説明】
1…強制変位発生装置、2…非接触表面形状測定計、3
…光学系、4…コンピュータ、5…RGBモニタ、6…
フリンジモニタ、7…電動ステ−ジ、8…円筒体、10
…鋼球、12…磁気テープ、13…テープガイド、14
…テープリール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益田 憲明 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (72)発明者 亀田 敬 大阪府茨木市丑寅1丁目1番88号 日立 マクセル株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−85779(JP,A) 特開 平5−296901(JP,A) 特開 平8−161741(JP,A) 特開 平4−1551(JP,A) 特開 平4−29035(JP,A) 実開 平2−41147(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 3/00 G01B 21/32 G11B 5/84 JICSTファイル(JOIS)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気テープ変形測定装置において、磁気
    テープを巻装する筐体と、磁気テープに張力を付加する
    手段と、磁気テープの変形量の計測手段とを備え、さら
    に、少なくとも上記筐体の磁気テープ巻装面を円弧状に
    形成し、この円弧状の磁気テープ巻装面内から所定量突
    出した突起物を設けて、上記磁気テープの変形量計測手
    段により磁気テ−プの上記突起物による変形量を測定す
    るようにしたことを特徴とするテープ変形測定装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記突起物を鋼球と
    したことを特徴するテープ変形測定装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、上記磁気テ
    −プの張力付加手段を磁気テープの端部に錘による重力
    を付加するものとしたことを特徴とする磁気テープ変形
    測定装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
    上記突起物の突出量を調整する手段を設けたことを特徴
    する磁気テープ変形測定装置。
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