JPH03269817A - 電磁変換特性測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録媒体や磁気ヘッドの１１磁変換特性
を評価するための電磁変換特性測定機に関するものであ
り、特に回転ドラムと固定ヘッドを用いた電磁変換特性
測定機の改良に関するものである。

３２ＸＲ”ＸＬＸｌｉｉｗＸｔ”　　　　　　　　Ｅ”
ＸＲ”ＸＬ”Ｘｔ”（Ｌ−ｊすｘｔｘＥ （ただし、Ｅｗは磁気記録媒体幅方向ヤング率、Ｅは磁
気記録媒体長手方向ヤング率、ｔは磁気記録媒体の厚み
、ｊ２は逃げ溝幅、Ｒは回転ドラム半径。

Ｌは磁気記録媒体の幅、Ｔはテンシラン、νはポアソン
比をそれぞれ表す。） 〔発明の概要〕 本発明は、磁気記録媒体が巻き付けられた回転ドラムを
回転しながら固定ヘッドを接触させ、磁気記録媒体や磁
気ヘッドの電磁変換特性を評価する電磁変換特性測定機
において、測定対象とする磁気記録媒体の機械的特性に
応して回転ドラムの形状を規定することで磁気記録媒体
に加わる圧縮歪εを抑え、これによって磁気記録媒体と
磁気へソドの当たりを改善し、精度の高い評価を可能と
するものである。

〔従来の技術〕

磁気記録媒体や磁気へンドにおけるｔ磁変換特性を評価
するｉｔ電磁変換特性測定機しては、種々の方式のもの
が知られているが、なかでも回転ドラムと固定ヘッドを
用いる測定機は、ビデオテープレコーダのように磁気ヘ
ッドが回転しないので、装置構成が簡単で取り扱いも容
易であり、各種磁気記録媒体や磁気ヘッドの評価に広く
用いられている。

前記電磁変換特性測定機の概略構成を説明すると、この
測定機は、周方向に沿って逃げ溝が設けられた回転ドラ
ムと固定ヘッドとを備えてなり、前記回転ドラムの周面
にテープ状の磁気記録媒体を巻き付け、前記逃げ溝位置
に固定ヘッドを押し当てて、例えばＲＦ出力波形を測定
するものである。ここで、固定ヘッドは磁気記録媒体に
対して回転ドラムの逃げ溝位置で接触されているので、
これら固定へンドと磁気記録媒体とはある程度弾力を持
って突き当てられ、ビデオテープレコーダと同様に良好
な当たり特性が得られることになる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前述の電磁変換特性測定機は、塗布型の磁気
記録媒体の使用を前提としており、通常の塗布型の磁気
記録媒体を使う限りは磁気記録媒体と磁気ヘッドの当た
りに関して何ら考慮を払わなくともほとんど問題とはな
らない。

しかしながら、Ｃｏ−Ｃｒ系の金属磁性薄膜を磁性層と
する磁気記録媒体に見られるように、ヤング率（縦禅性
係数）の高い磁気記録媒体の出現に伴い、安定なヘッド
当たりを確保することが困難なものとなっており、その
改善に迫られている。

前記ヘッド当たりは電磁変換特性の測定結果に大きく影
響を与え、ヘッド当たりが悪いと例えばＲＦ出力波形が
悪くなる等、精度の高い評価が難しくなる虞れがある。

本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたもので
あって、ヤング率の高い磁気記録媒体に対しても良好な
ヘッド当たりを確保することができ、磁気記録媒体や磁
気へ・ンドのｔ！ｆｆ変換特性を精度良く評価すること
が可能なｔ磁変換特性測定機を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、特にヤング率の高い磁気記録媒体におい
てヘッド当たりが悪化するメカニズムを解明すべく鋭意
検討を重ねた。その結果、磁気記録媒体の中央部が回転
ドラムに巻き付けたときに逃げ溝部分に入り込んで幅方
向に湾曲した雨樋状となり、ヤング率の高い媒体では前
記雨樋状の部分に大きな圧縮歪が発生し、これが許容値
を超えたときに座屈が発生することによるとの結論を得
るに至った。

杢発明は、このような検討結果に基づいて完成されたも
のであって、周方向に沿って逃げ溝が設けられた回転ド
ラムを備え、該回転ドラムに巻き付けられた磁気記録媒
体の前記逃げ溝位置に磁気ヘッドを接触させながら電磁
変換特性を測定する電磁変換特性測定機において、次式 ７式％ （１） ） （ただし、Ｅ−は磁気記録媒体幅方向ヤング率１Ｅは磁
気記録媒体長手方向ヤング率、Ｌは磁気記録媒体の厚み
、ｌは逃げ溝幅、Ｒは回転ドラム半径りは磁気記録媒体
の幅１　Ｔはテンション、νはポアソン比をそれぞれ表
す。） で表される磁気記録媒体の圧縮歪εがさくｏなる条件を
満たすように設定されていることを特徴とするものであ
る。

すなわち、本発明は、磁気記録媒体の機械的特性（ヤン
グ率やポアソン比、厚み１幅）に応して回転ドラムの径
、逃げ溝の幅、テンションをｊ１通化することで圧縮歪
εを抑制し、座屈による当たりの悪化を防止するもので
ある。

本発明においては、使用する磁気記録媒体の種類は問わ
ないが、特にヤング率がｌｏｏｏｋｇ／ｎｎ”以上の磁
気記録媒体である場合に適用すると効果が大きい。また
、そのポアソン比も規定されないが、０．１５〜０．４
程度である場合に好適である。

〔作用〕

ヤング率の高い磁気記録媒体の電磁変換特性を評価する
際にＲＦ出力波形が悪くなる原因は、電磁変換特性機の
回転ドラムに磁気記録媒体を巻き付けたときに発生する
凹凸である。前記凹凸の特に凹部において、磁気記録媒
体と磁気ヘッドとの間にスペーシングが発生し、ＲＦ出
力の落ち込みを起こす。

前記凹凸は回転ドラムに逃げ溝があるときに発生し、逃
げ溝内の雨樋状の磁気記録媒体に加わる曲げによる圧縮
応力、ポアソン比による伸び歪テンシッンによる伸び歪
の総和（圧縮歪）εがオイラーの座屈条件式により求め
られる最大許容歪εＩＩＩＩＭ　　（−〇）より大きく
なると局部的に座屈が生じて発生する。

本発明の電磁変換特性測定機においては、回転ドラムの
径や逃げ溝の幅、テンシラン等を最適化することで圧縮
歪εが０．すなわち前記オイラーの座屈条件式により求
められる最大許容歪ε０．８未満とされており、座屈に
よる凹凸の発生が回避される。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した実施例について図面を参照しな
がら説明する。

本実施例の電磁変換特性測定機は、第１図に示すように
、回転ドラム（１）　と固定ヘッド（２）とを主な構成
要素とするものであり、前記回転ドラム（１）の周面に
磁気記録媒体（３）を巻き付けるとともに回転ドラム（
１）をモータ（４）によって回転駆動し、磁気記録媒体
（３）に固定ヘッド（２）を接触させて電磁変換特性を
測定するものである。

前記回転ドラム（１）は、第２図及び第３図に示すよう
に、円筒状のドラム本体（１ａ）の周面の中途部にスリ
ット（１ｂ）が設けられるとともに磁気記録媒体（３）
の幅に応して段差面（１ｃ）が設けられてなり、該段差
面（ｌｃ）の中央にはドラム本体（１ａ）の周方向に延
在する逃げ溝（ｌｄ）が設けられている。したがって、
前記段差面（ｌｃ）が磁気記録媒体（３）の巻回面とい
うことになる。

また、上記円筒状の回転ドラム（１）内の空間には、一
対のテンションローラ（５）　、　（６）が配設されて
おり、回転ドラム（１）の段差面（１ｄ〉に巻き付けら
れた磁気記録媒体（３）の両端部は、ドラム本体（１ａ
）のスリット（１ｂ）を介してこれらテンションローラ
（５）　、　（６）に固定され一定のテンションが加え
られている。

一方、固定ヘッド（２）には、記録系として記録アンプ
（７）及びシグナルジェネレータ（８）が、再生系とし
て再生アンプ（９）及びスペクドラムアナライザ（１０
）がそれぞれ切り換えスイッチ（１１）を介して接続さ
れており、前記切り換えスイッチ（１１）を切り換える
ことで、磁気記録媒体（３）に対して記録あるいは再生
を行うことができるように槽底されている。

なお、前記固定ヘッド（２〉　の磁気記録媒体（３〉に
対する接触位置は、回転ドラム（１）の逃げ溝（１ｄ）
位置であり、したがって固定ヘッド（２）の先端は磁気
記録媒体（３〉　に対しである程度弾力をもって突き当
てられ、例えばビデオテープレコーダ等における回転ヘ
ッドと同様の当たり特性が得られ、また不用意に固定ヘ
ッド（２）に衝撃が加わることもない。

上述の槽底の電磁変換特性測定機において、使用する磁
気記録媒体（３）のヤング率が高いと（例えばヤング率
が１０００ｋｇ／ｍ１以上であると）、磁気記録媒体（
３）に生ずる凹凸により満足に電磁変換特性を測定する
ことができない。

本実施例では、前記回転ドラム（１）の形状を最適化す
ることで前記凹凸の発生を解消することとするが、以下
、凹凸の発生のメカニズムに関する検討結果、並びに凹
凸の発生を抑えるための改善策について詳述する。

先ず、磁気記録媒体（３）の凹凸は、回転ドラム（１）
に巻き付けたときで、しかも回転ドラム（１）に逃げ溝
（ｌｄ）がある場合に発生する。

したがって、凹凸が発生する主因として回転ドラム（１
）に設けられた逃げ溝（１ｄ）が考えられる。

そして、逃げ溝（１ｄ）によって凹凸が発生するメカニ
ズムは次のように考えられる。

すなわち、磁気記録媒体（３）を回転ドラム（１）に巻
き付けるとき、テンションによって回転ドラム（１）に
押さえつける力が加わる。すると、磁気記録媒体（３）
の回転ドラム（１）と接触している部分（３ａ）は摩擦
力で固定された状態となり、一方逃げ溝（１ｄ）に位置
する部分（３ｂ）では媒体（３）に伸び歪が生じ逃げ溝
（Ｌｄ）内へ入り込み、第４図に示すように雨樋状の断
面形状を有する梁ができた状態となる。

ここで、前記磁気記録媒体（３）は回転ドラム（１）の
円周に沿って張設されるが、第５図（Ａ）に示す雨樋状
の部分（３ｂ）には、第５図（Ｂ）に示すように図中矢
印方向に曲げモーメントが作用することになり、第５図
（Ｃ）に示すように局部的に座屈を生し、雨樋状の梁の
底部が盛り上がって媒体（３）に凹凸が生ずる。

このとき、磁気記録媒体（３）に加わる応力は、曲げに
よる圧縮応力ε１．ポアソン比による伸び歪ε２及びテ
ンシランによる伸び歪ε、である。これらε２．ε２．
ε、はそれぞれ次式で表される。

一方、磁気記録媒体（３）に座屈が発生するのは、磁気
記録媒体（３）に加わる歪の総和がオイラーの座屈条件
式により求めた最大許容束ε１１、（ｚＯ）よりも大き
くなったときである。

これらを併せ考えると、最終的に座屈が起こらない条件
は、次式で表される。

ε、＋ε２＋ε、〈０　　　　・・・（５）そこで、本
実施例では磁気記録媒体（３）に加わる歪の総和、すな
わち圧縮歪と（＝ε、＋ε２＋ε３）がさく０となるよ
うに各項を設定することとする。

前記圧縮歪ε〈０とするために、磁気記録媒体（３）の
厚み１幅等を変更することも考えられるが、測定対象で
ある磁気記録媒体（３）　のパラメータを変更すること
は現実的でない。

そこで、本実施例では、回転ドラム（１）の径逃げ溝（
１ｄ）の幅、磁気記録媒体（３）に加えるテンシランを
選定することで前記条件を満足せしめるものとする。

例えば、使用する磁気記録媒体（３）のヤング率Ｅ　＝
ｆ！ｗ−１２００ｋｇ／＋ｎ”、厚みむ＝１０μｍ、幅
Ｌ＝８箇である場合、回転ドラム（１）の逃げ溝幅１＝
２■、媒体（３）に加えるテンシランＴ−２０ｇに固定
して回転ドラム（１）の半径Ｒを変えると、第６図に示
すように、回転ドラム（１）の半径Ｒが大きくなるに従
って圧縮歪εは急激に低下し、Ｒ〉３０閣でε〈０とな
る。すなわち、前記条件下では、回転ドラム（１）の半
径Ｒを３０ｍより大きくすれば座屈が起こらないことに
なる。

あるいは、前記と同一の測定条件下で、回転ドラム（Ｌ
）の半径Ｒ＝２７．５ａｎに固定し、回転ドラム（１）
の逃げ溝幅ｌのみを変えると、第７図に示すように圧縮
歪εは極大値を有し、ｆｆ＜１．３ａｏあるいはｌ＞２
ｍで圧縮歪εが負（すなわち伸び歪）となっている。し
たがって、回転ドラム（１）の半径Ｒ＝２７．５ｍに固
定したときには、回転ドラム（１）の逃げ溝幅ｌを１．
３閣以下、もしくは２ｍよりも大きくすれば座屈が起こ
らない。

以上の検討結果をもとに、実際にＣｏ−Ｃｒ合金膜を磁
性層とする磁気記録媒体を用いてＲＦ出力波形の測定を
行った。

第８図は、磁気記録媒体（３）のヤング率Ｅ−Ｅｗ＝１
２００ｋｇ／ａｍ”、厚みｔ＝１０μｍ、輻し＝８ｍ、
ポアソン比ν＝０．３とし、回転ドラム（１）の半径Ｒ
＝３７．５閣、逃げ溝幅ｆ＝１閣、媒体（３〉に加える
テンシランＴ−ＬｏｇとしたときのＲＦ出力波形であり
、第９図は回転ドラム（１）の半径Ｒ＝２７．５園逃げ
溝幅ｆ＝２ｍとし他は同様の測定条件としたときのＲＦ
出力波形である。ここで、前者においては圧縮歪ε〈０
であり、後者においては圧縮歪ε〉０である。

これら図面を比較すると、圧縮歪ε〈０としたときにＲ
Ｆ出力波形が大きく改善されることがわかる。

〔発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
逃げ溝が設けられた回転ドラムの形状（回転ドラムの径
４逃げ溝の幅等）を最適化し、磁気記録媒体に加わる圧
縮歪εがさく０となるように設定しているので、使用す
る磁気記録媒体がヤング率の大きな磁気記録媒体であっ
ても座屈による凹凸の発生を抑制することができる。

したがって、本発明の電磁変換特性測定機によれば、例
えばＣｏ−Ｃｒ合金膜等を磁性層とするヤング率の大き
な磁気記録媒体の評価を精度良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁変換特性測定機の構成例を模式的に示す斜
視図であり、第２図は回転ドラムの外観斜視図、第３図
は回転ドラムの断面図である。 第４図は回転ドラムの逃げ溝への磁気記録媒体の入り込
み状態を一部破断して示す要部概略斜視図である。 第５図（Ａ）ないし第５図（Ｃ）は回転ドラムの逃げ溝
に入り込んだ磁気記録媒体の形状を模式的に示す要部概
略斜視図であり、第５図（Ａ）は曲げモーメントが加わ
っていない状態を、第５図（Ｂ）は曲げモーメントが加
わった状態を、第５図（Ｃ）は座屈が発生した状態をそ
れぞれ示す。 第６図は回転ドラムの径による圧縮歪εの変化を示す特
性図であり、第７図は回転ドラムに設けられた逃げ溝の
幅による圧縮歪εの変化を示す特性図である。 第８図は圧縮歪ε〈０としたときのＲＦ出力波形を示す
特性図であり、第９図は圧縮歪ε〉０としたときのＲＦ
出力波形を示す特性図である。 ・回転ドラム ・逃げ溝 ・固定ヘッド ・磁気記録媒体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　周方向に沿って逃げ溝が設けられた回転ドラムを備え
   、該回転ドラムに巻き付けられた磁気記録媒体の前記逃
   げ溝位置に磁気ヘッドを接触させながら電磁変換特性を
   測定する電磁変換特性測定機において、 次式 ε＝（Ｔ×ｌ＾４／３２×Ｒ＾２×Ｌ×Ｅｗ×ｔ＾３）
   −（２．４×１０＾−＾３×ｌ＾８×Ｔ＾２×ν／Ｅ＾
   ２×Ｒ＾２×Ｌ＾２×ｔ＾６）−（Ｔ／（Ｌ−ｌ）×ｔ
   ×Ｅ） （ただし、Ｅｗは磁気記録媒体幅方向ヤング率、Ｅは磁
   気記録媒体長手方向ヤング率、ｔは磁気記録媒体の厚み
   、ｌは逃げ溝幅、Ｒは回転ドラム半径、Ｌは磁気記録媒
   体の幅、Ｔはテンション、νはポアソン比をそれぞれ表
   す。） で表される磁気記録媒体の圧縮歪εがε＜０なる条件を
   満たすように設定されていることを特徴とする電磁変換
   特性測定機。