JPH0812236B2

JPH0812236B2 - 磁性薄膜の磁化特性測定装置

Info

Publication number: JPH0812236B2
Application number: JP62148736A
Authority: JP
Inventors: 透中島
Original assignee: グローリー工業株式会社
Priority date: 1987-06-15
Filing date: 1987-06-15
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPS63313082A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）この発明は、磁気テープ，磁気カードの磁気ストライ
プ，磁気ディスク等の磁気記録媒体の磁性薄膜の磁化特
性を、正確かつ迅速に測定するための磁化特性測定装置
に関する。

（技術的背景と解決すべき問題点）情報化社会の進展に伴ない、磁気カードあるいはデー
タ記録媒体としての磁気テープ，磁気ディスク等の磁気
記録媒体は既に大きな市場になっているが、今後もさら
に大きく発展することは容易に予測できる。これらの媒
体が大量，安定，低価格に生産されるためには、更に研
究開発の進展，品質レベルの向上などが求められてお
り、これらのことを支援するための手段の一つとして、
媒体の磁化特性を測定する装置が使用されている。例え
ば、磁気テープ等の磁性薄膜の磁化特性を記録する装置
としては、現在横河電機（株）製3257型直流磁化特性自
動記録装置，理研電子（株）製BHS−40,BHH−50,BHU−6
0型直流磁化Ｂ−Ｈ特性自動記録装置等が商品化されて
いる。

ここにおいて、上記装置での検出方法の一例として、
先ず環状試料における磁化特性の一般的な検出方法を説
明する。測定しようとする磁性体に磁界Ｈを印加する
と、この大きさによって磁性体に発生する磁束量Φが変
化する。そして、磁界Ｈを横軸に、磁束Φを縦軸にし
て、この様子をグラフにしたものを磁化曲線（ヒステリ
シスループ）というが、この磁化曲線は一般的に第22図
に示す構成で得られる。すなわち、円環状の磁性体100
の１次側に磁化コイル101が巻回されると共に（巻数
N₁）、２次側に検出コイル102が巻回されている（巻数N
₂）。そして、磁化コイル101に低周波発振器103から低
周波の正弦波が印加されると共に、抵抗R₁が直列に介挿
されている。

ここで、磁性体100内の磁界Ｈは磁化コイル101に流れ
る電流I₁に比例するとみなせるので、磁性体100の磁路
長をｌとするととなる。一方、発生する磁束Φは検出コイル102の出力
電圧V₂を積分することによって得られる。つまり、出力
電圧V_Cはであるからとなる。このような電圧V₁,V_Cを測定することによって
磁化曲線（Φ−Ｈ曲線）が得られる。また、電圧V₂を縦
軸にとると、透磁率に比例した出力が得られる。

このような原理に基づく磁性体測定装置は、1973年発
行の“横河技報Vol.17 No.2"の49頁〜72頁に述べられて
いる。しかしながら、この測定装置は高透磁率材料，永
久磁石などの板、ブロック材，磁性粉，磁性薄膜などを
測定対象にして汎用性をもたせているが、機能，操作
性，価格などに難点がある。また、この測定装置では、
例えば紙製カードに熱転写または塗布により作成された
磁気ストライプ、磁気テープが貼着されたカードや通
帳、表面にコーティングの施された磁気カード等の磁化
特性の測定は、カード等から磁性薄膜を切取って装置の
構成上ある大きさに備えて、第21図に示す如く10枚程度
の厚さにした試料110を用いなければならず、非常に面
倒であった。また、磁気カード等の磁気ストライプの磁
化特性の測定を、磁気カードに層設した状態のままで行
なうことは不可能であった。上述のような理由で、従来
磁気ストライプ媒体，ディスク媒体等の磁化特性につい
て絶対値の測定は非常に困難であった。

そこで、互換性規格として標準媒体との相対値評価
（例えばJISB9560−1979,JIS6291−1986）が規定されて
いる。しかし、この評価方法では、磁気ヘッドによる磁
界の影響も測定値に含まれてしまうため、媒体そのもの
の特性値が明確化できない欠点があった。更に、磁化特
性の良否を判断するのに、Ｘ−Ｙレコーダ等で紙面上に
一度描画したヒステリシスカーブから、使用者が飽和磁
束，残留磁気，保持力等の磁化特性値を目視で読取って
計算等をして判断しなければならず、非常に手間がかか
っていた。しかも、磁気ストライプ媒体，ディスク媒体
等の磁化特性の分布の測定や磁化特性値の工程能力の分
析が行なえる装置は未だ存在しておらず、もし上述のよ
うな磁化特性値の測定方法を使用して、１つの磁気ヘッ
ド（シングルヘッド）で磁性薄膜上を多点測定するため
には、磁気ヘッド又は媒体の移動機構が必要となる。

そこで、複数の磁気ヘッド（マルチヘッド）を使用し
た判定方法が考えられる。例えば、マルチヘッドの出力
電圧のチャンネルを切換えずに最初の１周期で磁性薄膜
の１番目の箇所のデータを読取り、次の１周期で磁性薄
膜の２番目の箇所のデータを読取る方法が考えられる。
しかし、この方法では励磁信号に高周波を使用しないと
測定に多大な時間がかかってしまう。しかも高周波を使
用するので、測定時に媒体自体に渦電流が発生し影響を
受けてしまうという欠点がある。又、現在商品化されて
いる装置では、例えば励磁部，信号処理用積分器，レコ
ーダ等を個別の装置として組合せて構成しており、装置
自体が極めて大型である欠点がある。

（発明の目的）この発明は上記問題点に鑑みなされたもので、この発
明の目的は、磁気テープ，磁気ストライプ，磁気ディス
ク等の磁気記録媒体の磁性薄膜の透磁率以外の磁化特性
（飽和磁束、残留磁束、保磁力、角形比等）を、試料の
磁気テープ等を切取るといった物理的に破壊したり変形
することなく自動的に、しかも短時間で測定することが
できるようにした磁化特性測定装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段）この発明は、磁性薄膜の磁化特性測定装置に関するも
ので、この発明の上記目的は、磁性薄膜の複数箇所を同
時に測定するための複数の磁気コア及び少なくとも１つ
のキャンセルコアを一体化した差動型磁気ヘッドと、こ
の差動型磁気ヘッドの１次コイルを繰返信号で順次励磁
する励磁信号発生手段と、前記差動型磁気ヘッドが測定
すべき磁性薄膜上又は測定すべき磁性薄膜近傍位置に位
置されたき前記励磁信号発生手段により前記差動型磁気
ヘッドの１次コイルに信号を印加して磁界を変化させ前
記差動型磁気ヘッドの２次コイルの差動出力電圧をサン
プリングしてデジタル値に変換するとともに前記差動型
磁気ヘッドが測定すべき磁性薄膜から遠ざかった位置に
位置されたときにも前記励磁信号発生手段により前記差
動型磁気ヘッドの１次コイルに信号を印加して磁界を変
化させ前記差動型磁気ヘッドの２次コイルの差動出力電
圧をサンプリングしてデジタル値に変換する測定データ
変換手段と、この測定データ変換手段により変換された
デジタル値を順次記憶し前記差動型磁気ヘッドが前記磁
性薄膜上又は前記磁性薄膜近傍位置に位置したときに得
られた前記デジタル値と前記差動型磁気ヘッドが前記磁
性薄膜から遠ざかった位置に位置されたときに得られた
前記デジタル値とを各々印加磁界で同期をとって差し引
きした後積分し磁性薄膜の透磁率以外の磁化特性値を算
出する測定データ解析手段とを設けることにより達成さ
れる。

（発明の作用）この発明では、複数の差動型磁気ヘッドをライン状に
構成して成る磁性測定部を磁性薄膜の上又は近傍に位置
させて低周波信号を印加し、前記複数の差動型磁気ヘッ
ドのキャンセルコアに対する各差動出力電圧をデータ変
換部で順次切換えてデジタルデータに変換し、このデー
タに基づいて測定データ解析部でソフトウエア積分によ
って、磁性薄膜の磁化特性値を演算して求めるようにし
ている。その結果、磁性薄膜の複数箇所の磁化特性値を
同時に得ることができ、更には磁性薄膜又は磁性測定部
を相対的に移動することによって、磁性薄膜の全面の磁
化特性値をも高速度に得ることができる。

（発明の実施例）第１図及び第２図はこの発明の磁化特性測定装置（以
下、単に測定装置と称す）の回路系をブロック構成で示
しており、この回路系は磁気テープ等の磁気記録媒体の
磁性薄膜の磁化特性を測定する複数（この例では８個）
の磁性測定部201〜208と、これら磁性測定部201〜208で
測定された電圧信号V_D1〜V_D8をデジタル信号に変換した
り、磁性測定部201〜208を駆動する三角波信号SD2を発
生する測定データ変換部21と、この測定データ変換部21
で変換されたデジタル信号をコンピュータ処理して磁化
特性値の表示をしたり、磁化特性の良否の判定や自己診
断等の機能を有する測定データ解析部60とから構成され
ている。

次に、上記各部の詳細について説明する。

磁気測定部201〜208は同一構成であり、上下及び左右
に対称のＨ字状の磁気コアとキャンセルコアとが一体化
された磁気ヘッド１を有しており、磁性測定部201〜208
の各磁気ヘッド１が第３図に示すライン状のマルチヘッ
ド型磁気センサ200の磁気ヘッド部211〜218内にそれぞ
れ設けられている。このマルチヘッド型磁気センサ200
が差動型磁気ヘッドを構成する。このような磁気センサ
200により、第４図に示す磁気カード300の磁気ストライ
プ部301の磁化特性を８箇所同時に検出することができ
る。磁性測定部201〜208の構造は同様であるので、ここ
では磁性測定部201について説明する。磁気ヘッド１の
磁気コアには、巻数N₁の直列に接続された１次コイル２
及び３が巻回されると共に、巻数N₂の２次コイル４及び
５がそれぞれ分離して巻回されている。１次コイル２及
び３には、測定データ変換部21より１〜10Hz程度の低周
波の三角波信号SD2が増幅器19を介して入力されてい
る。磁気コア１の下部には検出側のギャプ部1Aが、上部
には非検出側のギャップ部1Bがそれぞれ設けられてい
る。２次コイル４の出力電圧V_Sは増幅器10を介して得ら
れ、２次コイル５の出力電圧V_SCは増幅器11を介して得
られ、出力電圧V_S及びV_SCは差動増幅器12へ入力されて
いる。ここでは増幅器10,増幅器11,差動増幅器12のゲイ
ンを便宜上“1"と設定する。

ここにおいて、磁気ヘッド１の測定原理について説明
する。まず、コイル部の磁気コア１の断面積をS,ギャッ
プ部1Aの磁気コア断面積をS_g,コア磁路長をl,ギャップ
長をl_g,磁気コアの透磁率をμ，空気の透磁率をμ_０と
する。そして、ギャップ部1Aに何も媒体を接触させない
状態の磁束Φは、磁気コア１の磁気抵抗をＲ（＝l/μ
Ｓ）、ギャップ部1Aの磁気抵抗をR_g（＝l_g/μ₀S_g）とす
ると、であり、ギャップ部1Aの磁界Hgはである。ここで、とすると、磁界Hgと電流Ｉの関係は、となる。

次に、磁気抵抗Ｒ＜＜R_gの関係により、第５図に示す
ようにギャップ部1Aにおいては磁束Φは広がりを有し、
磁性薄膜310の内部にも一部の磁束が見かけ上ギャップ
長l_gの方向に平行に近い状態になる。いま磁性薄膜310
をギャップ部1Aに接触させた時の磁束をΦ_１とすると、
２次コイル４の起電圧V_sはであり、非検出側の２次コイル５の起電圧V_SCは磁束を
Φ_Ｃとすると、となる。従って、差動増幅器12による差動後の出力電圧
V_DAは（７）〜（９）式より、磁性薄膜310が無いときはであり、磁性薄膜310が有るときはとなる。ここで磁束Φは、測定データ変換部21より低周
波の三角波SD2が１次コイル２及び３に印加されている
ことから単調増加又は減少する。このような差動増幅器
12の出力電圧V_DA,V_D1を測定データ変換部21でデジタル
変換し、測定データ解析部60に取込んでメモリ部61のRA
M62,63に記憶させておくと共に、印加磁界Ｈで同期をと
り、RAM62,63よりデータを読出して（10）及び（11）式
の差をとることによって、磁性薄膜310を測定したこと
による磁束Φの増分に基づく出力電圧V_D′を算出するこ
とができる。尚、磁性薄膜310がないときの差動増幅器1
2の出力電圧V_DAはほぼ零に近いので、大まかな検出でよ
い場合または磁気コア１の製造精度を高めて出力電圧V
_DAが零となっている場合（キャンセル側と検出側の特性
を完全に一致させれば、V_s＝V_SCとなる）には、差動出
力電圧V_DAを測定データ解析部60に取込む必要はなく、V
_D1をV_DA′とすることができる。

そして、磁性薄膜310の断面積をS₁（＝厚さｄ×幅
Ｗ）とすると、この部分の磁束密度B₁は、 Φ_１−Φ＝Φ′＝B₁・S₁ ……（13）と置くことができ、（12）式よりである。

磁性薄膜310の透磁率μ_１は（正確には磁化率χとな
り、μ_１＝χ＝μ_１′−1,μ_１′は真の透磁率）はとなる。（12）式において各磁界強度におけるデータを
加算することによって、ソフトウェア積分を行なう。す
なわち、であるからとなる。ここに、Δｔはサンプリング周期であり、加算
は印加磁界Ｈの１周期分とする。

ここで、上記ソフトウエア積分を説明すると、第６図
の特性Ｉは磁界Ｈに対する前記（12）式による電圧
V_DA′の変化ｖ（Ｈ）を示すものであり、この特性Ｉに
おいて任意の点をv_iとする。次に、この初期値v_iからデ
ータサンプリング周期ΔＨを使って以下のような積分値
ψを得る。

従って、磁束Φ_i+1に対応した値ψ_i+nが横軸Ｈ（磁
界）に対しての積分値となる。この特性は第６図におい
てIIで示される。つまり、第６図の特性Ｉをv_iから積分
して行くと特性IIの曲線が得られるのである。磁束Φ′
は以下のような補正を施せば求めることができる。

ここで、ψ_ｉとψ_i+aは磁化曲線の重心に対して対称
な値とする。尚、ψ_ｉは必ずしも積分初期値を選ぶ必要
はなく、重心対称値であればよい。ここに、ｎは初期値
ｉからサンプリング周期ΔＨごとに数えられた整数を表
わす。

以上のようにして得られた磁界Ｈと磁束Φ′で磁化曲
線を描くと、第７図のように特性IIを縦軸方向にシフト
した曲線となる。

次に、測定データ変換部21について説明する。

測定データ変換部21には、測定データ解析部60との間
でデータの交信を行なうためのパラレル入出力インタフ
ェース17が設けられており、パラレル入出力インタフェ
ース17からの制御信号SD1が三角波発生回路18に入力さ
れ、三角波信号SD2が発生されて増幅器19を介して磁性
測定部201〜208へ入力される。この三角波発生回路18は
クロックパルス発振器80と、制御信号SD1によりクロッ
クパルスの計数を開始するカウンタ81と、このカウンタ
81の計数信号に対応するアドレスに三角波発生のための
デジタルデータが個々に記憶されたROM82と、このROM82
の所定アドレスから読出されたデジタルデータをD/A変
換して三角波信号SD2を作成するD/Aコンバータ83とから
構成されている。又、磁性測定部201〜208より出力され
る電圧V_D1〜V_D8（磁性薄膜が有るとき）,V_DA〜V_DH（磁
性薄膜が無いとき）を順次切換えて取込むためのマルチ
プレクサ24が設けられており、マルチプレクサ24はカウ
ンタ81からの切換信号で駆動されるようになっている。
マルチプレクサ24から順次出力される電圧V_D1〜V_D8,V_DA
〜V_DHはそれぞれ増幅器13を介して増幅され、サンプル
ホールド回路14に入力される。サンプルホールド回路14
は、三角波発生回路18のカウンタ81からのタイミング信
号SHにより上記電圧V_D1〜V_D8及びV_DA〜V_DHをサンプリン
グし、サンプリングデータSD3をA/Dコンバータ15に入力
する。A/Dコンバータ15は三角波発生回路18のカウンタ8
1からの変換開始信号CONVにより上記サンプリングデー
タSD3をデジタル信号DS1に変換し、パラレル入出力イン
タフェース17を介して測定データ解析部60へ伝送する。

次に、測定データ解析部60について説明する。

測定データ解析部60には、各部を制御すると共に、メ
モリ部61のRAM62,63よりデータを読出して演算（ソフト
ウエア積分）を行なうCPU73と、制御プログラム等が記
憶されているROM69とが設けられると共に、磁性薄膜310
が磁気ヘッド１上に有る場合の磁気ヘッド１の差動出力
電圧データを記憶するRAM62と、磁性薄膜310が無い場合
の磁気ヘッド１の差動出力電圧データを記憶するRAM63
とを有し、その他各種入力データを記憶するメモリ部61
が設けられている。更に、日付，時刻をディスプレイ68
に表示するためのクロック64が設けられ、インタフェー
スとしてGP−IBインタフェース22とパラレル入出力イン
タフェース70とが設けられており、GP−IBインタフェー
ス22にはGP−IB用出力コネクタ23が接続され、パラレル
入出力インタフェース70には磁化特性の良否を音で報知
するブザー72と、磁化特性値をプリンタで出力するため
のプリンタ用出力コネクタ71とが接続されている。更に
コントローラとして、ディスプレイ68を駆動するための
コントローラ67と、キーボード29からの入力データを制
御するキーコントローラ28とが設けられており、コント
ローラ67には２画面分の画像を記憶するビデオRAM65,66
が接続されている。

このような構成において、測定装置の動作を第８図の
フローチャートを参照して説明する。

先ず測定装置の電源スイッチをオンにし、キーボード
29のテンキーで測定すべき磁性薄膜310の磁化特性値の
合格範囲および磁化力のレンジ設定値（例えば1000［O
e］〜10000［Oe］までの10段階）を入力すると（ステッ
プS1）、合格範囲のデータが測定データ解析部60のメモ
リ部61に記憶される。この合格範囲のデータは、飽和磁
束Φｍ（飽和磁束密度Bm），残留磁束Φｒ（残留磁束密
度Br），保磁力HC,角形比Ｄ（＝Φr/Φｍ＝Br/Bm）等の
各下限値，上限値である。次に、キーボード29でモード
の選択を行なうが（ステップS2）、測定モードを選択し
た場合、測定装置のデープル（図示せず）に測定すべき
磁気カード300を挿入して載置すると共に、磁気ストラ
イプ部301の磁性薄膜310を例えばマーカに合せて位置決
めする（ステップS3）。そして、磁性薄膜310の測定部
分がずれていないか再確認してキー操作を行なうと、磁
気センサ200がセットされた磁気カード300の磁性薄膜31
0上に第４図の如く位置され、その後に測定データ解析
部60より測定データ変換部21に制御信号が伝送されて磁
化特性の測定が開始される（ステップS4）。制御信号SD
1によりカウンタ81はカウントアップを開始し、このカ
ウント信号と対応するROM82内のアドレスに予め記憶さ
れているデジタルデータをD/A変換することにより発生
された三角波信号SD2は、増幅器19を経て磁性測定部201
〜208の各磁気ヘッド１の１次コイル2,3に印加され、各
磁気ヘッド１のギャップ1A,1B間に磁界Ｈを発生させ
る。２次コイル4,5からは磁気コア１内を流れる磁束の
時間変化に比例した電圧が発生され、増幅器10,11及び
差動増幅器12を介して電圧信号V_D1〜V_D8が得られ、これ
らV_D1〜V_D8が測定データ変換部21内のマルチプレクサ24
で順次選択されてサンプルホールド回路14に入力され
る。そして、サンプリングデータSD3がA/Dコンバータ15
でデジタル信号DS1に変換され、パラレル入出力インタ
フェース17を介して測定データ解析部60に入力される。
ここにおいて、第25図（Ａ）はクロックパルス発振器80
から発するカウントパルスの波形を、同図（Ｂ）はカウ
ントパルスに対応してD/Aコンバータ83から発する三角
波SD2を、同図（Ｃ）はマルチプレクサのチャンネル選
択の様子を、同図（Ｄ）はサンプルホールド回路14に入
力されるサンプルホールド信号SHを、同図（Ｅ）はA/D
コンバータ15に入力される変換開始信号CONVのタイミン
グチャートを示している。つまり、カウンタ81はクロッ
クパルス発振器80で第25図（Ａ）のように発振されたク
ロックパルスに基づいてROM82を駆動してD/Aコンバータ
83より第25図（Ｂ）に示す三角波SD2を発生する。そし
て、例えばクロックパルス８個分を計数する毎にマルチ
プレクサ24に切換信号が入力され、マルチプレクサ24の
チャンネルが第25図（Ｃ）にように切換えらる（CH1→C
H2）と共い、切換え後、カウンタ81より第25図（Ｄ）の
ように例えばクロックパルス１個分遅延されたサンプル
ホールド信号SHがサンプルホールド回路14に入力され
る。そして、サンプルホールド回路14に増幅器13を介し
てマルチプレクサ24から入力されている電圧信号V_D1〜V
_D8のいずれか１つがサンプルホールドされる。A/Dコン
バータ15には第25図（Ｅ）に示すようにクロックパルス
１パルス分遅延されたA/D開始信号CONVが入力されてお
り、上記サンプルホールドされたサンプリングデータSD
3がA/D変換される。このようにして三角波１周期分につ
いて所定時間毎に電圧信号V_D1〜V_D8が全てRAM62に記憶
されると、磁気センサ200が磁性薄膜310上から離れ、同
様にして三角波１周期分について所定時間毎の電圧信号
V_DA〜V_DHがRAM63に記憶され、その後RAM62,63の各々に
対応する信号が差引きされる。上述のようにしてCPU73
が演算されたヒステリシスカーブ，磁化特性値Φｒ（B
r），Φｍ（Bm）,Hc,D等がそれぞれ測定値としてメモリ
部61に記憶される（ステップS5）。CPU73は予め設定さ
れている合格範囲と上記測定値とを比較し、ディスプレ
イ68にその合否を例えば「OK」，「NG」の如く表示する
と共に、ヒステリシスカーブ，測定値等を表示する。更
に、上記測定結果を基にその分布特性が第９図の如くデ
ィスプレイ68に表示されると共に、コントローラ67を介
してビデオRAM65,66に記憶される。又パラレル入出力イ
ンタフェース70を介してブザー72を駆動させ、上記「O
K」の場合にはブザー72でたとえば“ピー”と連続音を
発生させ（ステップS6,S7）、上記「NG」の場合にはた
とえば“ピッピッ…”と断続音を発生させる（ステップ
S6,S8）。以上により、磁気センサ200の磁気ヘッド部21
1〜218によって磁気ストライプ部301の８箇所の磁化特
性値を同時に求めることができ、これら磁化特性値は、
いずれもメモリ部61に記憶される（ステップS9）。な
お、メモリ部61のメモリエリアはRAM内に100データ分確
保されており、順次時系列的にデータがクロック64から
の測定時刻データと共にロギングされる。

更に、この発明の測定装置によれば磁気ストライプ部
301の全体の磁化特性を測定することができる。すなわ
ち、第４図のような検出状態から磁気ヘッド部211〜218
のピッチ分だけ、磁気センサ200又は磁気カード300を所
定量ずつ移動させ（ステップS11）、上述のような８箇
所毎の測定を繰返すことにより磁気ストライプ部301の
全体を測定することができる。なお、８箇所のサンプル
的な測定で十分な場合は、必ずしもこのような１ピッチ
移動による全体測定は行なわなくても良い。

一方、キー入力によりモード変換が指定されない場合
は次の磁気カードの測定待ち状態となり、複数枚の磁気
カードの測定後キー入力でデータ処理モードＩが選択さ
れた場合は（ステップS12,S2）、CPU73はメモリ部61の
ロギングデータを演算し、第10図（Ａ），（Ｂ）に示す
ような選択された特定の磁化特性値（例えば磁気ヘッド
211によって測定された箇所におけるΦｒ）のＸ−Ｒ管
理図をディスプレイ68に表示する（ステップS14）。こ
こにおいて、Ｘ−Ｒ管理図の作成要領を説明すると、先
ず前提条件としてN:データ総数,n:群の大きさ,k:群の数
を設定する。そして、Ｎはメモリ内のデータを自動計数
し、ｎはユーザ入力とする（ｎ＝3,4,5より選択）。
又、ｋはｋ＝N/nで求められた商とし、余りとなるデー
タは使用しない。例えばＮ＝98,n＝３のときｋ＝32と
し、97番目以降のデータは使用しない。群ごとの平均値
ｘはであり、群ごとの平均値ｘの総平均値ｘはであり、また、上下管理限界線UCL,LCLはである。ただし、A₂,D₄は次の表１により求める。

以上のデータをグラフに表示すると、第10図（Ａ）に
示すよう00ラフとなる。ただし、横軸は群番号を表示
し、ｎ＝３のとき“33"まで“5"ずつの目盛であり、ｎ
＝4,n＝５のとき“25"まで“5"ずつの目盛である。ま
た、縦軸はを表示し、LCL〜UCL間をドット数固定して
数値はLCL,CL,UCLを表示している。そして、群ごとのバ
ラツキＲは R_j＝x_max−x_min ……（24）であり、バラツキＲの群ごとの総平均値はであり、上下管理限界線UCLは UCL＝D₄ ……（26）である。ただし、D₄は上記表１より求める。以上のデー
タをグラフに表示すると、第10図（Ｂ）に示すようなグ
ラフとなる。

又、キー入力によりデータ処理モードIIが選択された
場合（ステップS2）、CPU73ではメモリ部61のロギング
データを演算し（ステップS15）、選択された特定の磁
化特性値（例えば磁気ヘッド211によって測定された箇
所におけるΦｒ）のヒストグラムをディスプレイ68に表
示する（ステップS16）。この場合、先ず前提条件とし
て横軸の最大クラス数を“10"とし、縦軸のレンジを80,
40,20の３通りに自動設定する。更に、横軸の目盛りはx
_max,x_minの値を表示する。そして、クラス分けとして級
の数ｋをとして、きざみ幅H_M,平均値x,標準偏差σをで求める。上記（27）〜（30）式にデータを代入してグ
ラフに表示すると、第11図に示すようなグラフとなる。

上記実施例では磁気カード300の磁気ストライプ部301
を検査対象としたが、第13図に示すような差動型磁気ヘ
ッドとしての磁気センサ400を用いてフレキシブルディ
スクのディスク面の磁化特性を測定することができる。
すなわち、第12図はフレキシブルディスク321の磁性薄
膜の検査の様子を示しており、フレキシブルディスク32
1が内蔵されているジャケット320のヘッドウインドウ部
322に磁気センサ400を近接させて、ディスク面の磁化特
性を測定するようにしている。

第13図は磁気センサの400の斜視構造を示しており、
磁化特性を検出するためのマルチチャンネルの磁気ヘッ
ド部411〜419が設けられており、磁気ヘッド部411〜418
内には第13図Ｘ−Ｘ断面図として第14図（Ａ）に示すよ
うな１次コイル432及び２次コイル433が巻回された磁気
コア431で成る磁気ヘッドが内蔵されている。また、磁
気ヘッド部419（キャンセルヘッド部）内には第13図Ｙ
−Ｙ断面図として第14図（Ｂ）に示すような１次コイル
442及び２次コイル443が巻回されたキャンセルコア441
で成る磁気ヘッド（キャンセルヘッド）が内蔵されてい
る。また、磁気ヘッド部411〜418の各磁気ヘッドは前述
した磁気センサ200の各磁気ヘッド検出側に相当し、磁
気ヘッド部419は磁気センサ200の磁気ヘッド非検出側に
相当している。つまり、この磁気センサ400では、前述
した磁性測定部201〜208の検出側磁気ヘッドがそれぞれ
磁気ヘッド部411〜418に設けられ、非検出側磁気ヘッド
が磁気ヘッド部419で兼用されている。更に、磁気セン
サ400の磁気ヘッド部419側のケース端面には、ジャケッ
ト320の端部との接触による干渉を避けるための切欠部4
20が設けられている。

このような構成の磁気センサ400を用いることによ
り、フレキシブルディスク321をライン状にかつ８箇所
で同時に、前述の実施例とほぼ同じブロック構成により
その磁化特性を測定できる。ただし、この実施例では磁
気コアとキャンセルコアとが一体化になっていないた
め、キャンセルヘッド419の出力は各磁気ヘッド411〜41
8の出力とそれぞれ個別に差動増幅器に入力され、差動
増幅され、マルチプレクサ24により順次切換えられてデ
ジタル化され、記憶されることになる。即ち、キャンセ
ルヘッド419の出力は共通に使用されることになる。ま
た測定結果の分布特性は第15図の如くディスプレイ68に
表示される。また、所定量ずつフレキシブルディスク32
1を回動することによって、全面の磁化特性を測定する
ことができる。また、この実施例のような磁気コアとキ
ャンセルコアとを分離させる考え方を最初の実施例に応
用すれば、第23図及び第24図に示すようなものになる。
第24図のＸ−Ｘ断面及びＹ−Ｙ断面はそれぞれ第14図
（Ａ），（Ｂ）に相当する。

ところで、この発明に用いる磁気ヘッド１の磁気コア
及び１次コイル,2次コイルの巻回は第１図及び第14図
（Ａ）（Ｂ）のものに限定されるものではなく、第１図
の磁気コア１を縦軸中央部又は横軸中央部で折曲した構
造でも良く、第16図に示すように磁気コア１の接続アー
ム1Cに１次コイル30を巻回しても良い。また、第17図に
示すように磁気コア１の各アームに１次コイル31〜34を
直列に巻回すると共に、たとえば１次コイル31及び34に
重ねて２次コイルを巻回しても良く、第18図に示す如く
磁気コア40,41に分離してシールド材42で磁気シールド
すると共に、磁気コア40に１次コイル43及び２次コイル
44を巻回し、磁気コア41に１次コイル45及び２次コイル
46を巻回しても良い。第19図に示す如く磁気コア50及び
51を完全分離し、各磁気コア50及び51にそれぞれ１次コ
イル及び２次コイルを巻回するようにしても良い。さら
に、第20図に示すように板状の磁気コア600に１次コイ
ル601を巻回すると共に、磁気コア600の両端部に結合さ
れたコの次状の磁気コア602及び603にそれぞれ２次コイ
ル604及び605を巻回しても良い。さらに又、上述では低
周波の三角波を１次コイルに印加するようにしている
が、正弦波等であっても良い。上記実施例では磁気カー
ド，フレキシブルディスクを測定の対象としたが、この
発明の測定装置は磁気テープ，磁気ディスクあるいは光
磁気ディスク等にも適用可能である。さらに、上述の磁
気センサは８チャンネルの磁気ヘッド部を有して構成さ
れているが、チャンネル数は任意である。また、第13図
に示される他の実施例において、キャンセルヘッド部41
9の位置は切欠部420の近傍に限定される必要はない。

（発明の効果）以上のようにこの発明の磁化特性測定装置によれば、
装置に磁気印刷，磁気テープ，フレキシブルディスク，
磁気ディスク，磁気カード等の磁性薄膜部分をセットす
るだけで、磁性薄膜の磁化特性の分布測定を一度（多点
高速測定）で行なうことができ、更に磁化特性の合否判
定をデイスプレイの画面やブザー音で表示するため、検
査工程が省力化されるという利点がある。更に、測定方
法として磁気ヘッドにチャンネル切換方式を使用してい
るための磁性薄膜を低周波の繰返信号で励磁でき、検査
対象が渦電流の影響を受けない利点がある。又、検査対
象物をそのまま直接に測定することができ非破壊測定の
利点があり、磁気ストライプ，ディスク媒体等の磁化特
性試験に際して、絶対値の測定が可能になり、上記媒体
の互換性評価の基準が明確になる利点がある。さらに、
ステッピングモータ等の移動機構や回転駆動装置を付加
することにより、ストライプやディスク表面全体の磁化
特性の分布状態が測定可能であり、予め設定した基準に
従って品質が表示されるので、品質基準の共通化が容易
であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例である磁化特性
測定装置のブロック構成図、第３図は差動型磁気ヘッド
としての磁気センサの外観図、第４図は差動型磁気ヘッ
ドとしての磁気センサの使用方法を示す図、第５図は磁
気ヘッドと磁界との様子を示す図、第６図及び図第７図
は磁化状態の特性図、第８図は磁化特性測定装置の動作
フローチャート、第９図〜第11図及び第15図はディスプ
レイに表示されるグラフの様子を示す図、第12図，第13
図及び第23図，第24図は差動型磁気ヘッドとしての磁気
センサの他の実施例を示す図、第14図（Ａ）は第13図及
び第24図のＸ−Ｘ断面図、第14図（Ｂ）は第13図及び第
24図のＹ−Ｙの断面図、第16図〜第20図は磁気ヘッドの
他の構造を示す図、第21図は磁気テープの様子を示す
図、第22図は一般的な磁化特性の検出方法を説明する
図、第23図及び第24図は第３図及び第４図の差動型磁気
ヘッドとしての磁気センサの変形例を示す図、第25図
（Ａ）〜（Ｅ）は測定データ変換部の各部の信号のタイ
ミングチャートである。１……磁気ヘッド、2,3……１次コイル、4,5……２次コ
イル、10,11,13,19……増幅器、12……差動増幅器、14
……サンプルホールド回路、15……A/Dコンバータ、17
……パラレル入出力インタフェース、18……三角波発生
回路、21……測定データ変換部、24……マルチプレク
サ、29……キーボード、60……測定データ解析部、68…
…ディスプレイ、80……クロックパルス発振器、81……
カウンタ、82……ROM、83……D/Aコンバータ、200,400
……磁気センサ、201〜208……磁性測定部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性薄膜の複数箇所を同時に測定するため
の複数の磁気コア及び少なくとも１つのキャンセルコア
を一体化した差動型磁気ヘッドと、この差動型磁気ヘッ
ドの１次コイルを繰返信号で順次励磁する励磁信号発生
手段と、前記差動型磁気ヘッドが測定すべき磁性薄膜上
又は測定すべき磁性薄膜近傍位置に位置されたとき前記
励磁信号発生手段により前記差動型磁気ヘッドの１次コ
イルに信号を印加して磁界を変化させ前記差動型磁気ヘ
ッドの２次コイルの差動出力電圧をサンプリングしてデ
ジタル値に変換するとともに前記差動型磁気ヘッドが測
定すべき磁性薄膜から遠ざかった位置に位置されたとき
にも前記励磁信号発生手段により前記差動型磁気ヘッド
の１次コイルに信号を印加して磁界を変化させ前記差動
型磁気ヘッドの２次コイルの差動出力電圧をサンプリン
グしてデジタル値に変換する測定データ変換手段と、こ
の測定データ変換手段により変換されたデジタル値を順
次記憶し前記差動型磁気ヘッドが前記磁性薄膜上又は前
記磁性薄膜近傍位置に位置したときに得られた前記デジ
タル値と前記差動型磁気ヘッドが前記磁性薄膜から遠ざ
かった位置に位置されたときに得られた前記デジタル値
とを各々印加磁界で同期をとって差し引きした後積分し
磁性薄膜の透磁率以外の磁化特性値を算出する測定デー
タ解析手段とを具備したことを特徴とする磁性薄膜の磁
化特性測定装置。
【請求項２】前記繰返信号の周波数が１〜10Hz程度であ
る特許請求の範囲第１項に記載の磁性薄膜の磁化特性測
定装置。