(57)【要約】【課題】  磁気記憶媒体とのインターフェースにおける磁気記録コンポーネントの磨耗をシミュレートするための磨耗ゲージ及びそれを使ったテスト方法を提供する。【解決手段】  磨耗ゲージは、磁気記録コンポーネントの作業表面の幾何学的寸法及び形状に実質的に近似した磨耗表面を有する磨耗ゲージ・ブロックを含む。なお、磨耗表面は透明な材料のコーティングを有する。テスト方法は、テスト治具に磨耗ゲージを装着し、テープを位置決めして磨耗表面の端部におけるオーバラップ角を調節し、所望のテープ張力、速度、及び動作時間を選定し、テープを所望の動作時間の間、磨耗表面と実効的に接触したまま、望ましくは単一方向に走らせる。磨耗表面が白色光の照射の下に検査され、磨耗表面における干渉性の色変化の場所が観察及び記録される。色変化は、磨耗表面における透明なコーティングの厚さ変化に相関している。【選択図】  図５
2006019002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記憶媒体と磁気記録コンポーネントとのインターフェースの作業表面における該コンポーネントの磨耗をシミュレートするための装置であって、
前記磁気記録コンポーネントの作業表面の幾何学的寸法及び形状に実質的に近似した磨耗表面を有する磨耗ゲージ・ブロックと、
前記磨耗表面における透明な材料のコーティングと、
を含み、
前記コーティングが前面の表面及び裏面の表面を有し、前記前面の表面から反射した入射可視光と前記裏面の表面から反射した光との干渉が生じる厚さだけ前記前面の表面及び裏面の表面が隔てられている、装置。
【請求項２】
前記磨耗表面がフラットな表面である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記磨耗表面が、前記磁気記憶媒体の移動方向において曲面を有する円筒状の表面である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記コーティングが SiO２ から作られる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記コーティングが、SiO２、Al２O３、アモルファス炭素、及びサファイアを含む材料のグループから選定される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記コーティングが５０〜２５０nm の範囲の厚さを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
磁気記憶媒体と磁気記録ヘッドとのインターフェースにおける該磁気記録ヘッドの磨耗をシミュレートするための装置であって、
前記磁気記録ヘッドの作業表面の幾何学的寸法及び形状に実質的に近似した磨耗表面を有する磨耗ゲージ・ブロックと、
前記磨耗表面における透明な材料のコーティングと、
を有し、
前記コーティングが前面の表面及び裏面の表面を有し、前記前面の表面から反射した入射可視光と前記裏面の表面から反射した光との干渉が生じる厚さだけ前記前面の表面及び裏面の表面が隔てられている、装置。
【請求項８】
前記磨耗表面がフラットな表面である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記磨耗表面が、前記磁気記憶媒体の移動方向において曲面を有する円筒状の表面である、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記コーティングが SiO２ から作られる、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記コーティングが、SiO２、Al２O３、アモルファス炭素、及びサファイアを含む材料のグループから選択される、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記コーティングが５０〜２５０nm の範囲の厚さを有する、請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
磁気記憶媒体と磁気記録ヘッドとのインターフェースにおける該磁気記録ヘッドの磨耗をシミュレートするための装置を製造する方法あって、
前記磁気記録ヘッドの変換表面の幾何学的寸法、形状及び表面仕上げに実質的に近似した磨耗表面を有する磨耗ゲージ・ブロックを作るステップと、
前記磨耗表面の上に透明な材料のコーティングを付着するステップと、
を有し、
前記コーティングが前面の表面及び裏面の表面を有し、前記前面の表面から反射した入射可視光と前記裏面の表面から反射した光との干渉が生じる厚さだけ前記前面の表面及び裏面の表面が隔てられている、方法。
【請求項１４】
前記磨耗表面がフラットな表面である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記磨耗表面が、前記記憶媒体の移動方向において曲面を有する円筒状の表面である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記コーティングが SiO２ から作られる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記コーティングが、SiO２、Al２O３、アモルファス炭素、及びサファイアを含む材料のグループから選定される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記コーティングが５０〜２５０nm の範囲の厚さを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
磁気記憶媒体と磁気記録ヘッドとのインターフェースにおいて該磁気記録ヘッドをシミュレートする磨耗ゲージの磨耗をテストする方法あって、
第１エッジ及び第２エッジを有する磨耗表面を含む磨耗ゲージをテスト治具に装着するステップと、
テープを位置決めし、前記第１エッジ及び前記第２エッジにおけるオーバラップ角を調節するステップと、
前記テープの張力、速度、及び動作時間を選定するステップと、
前記選定された動作時間の間、前記テープを前記磨耗表面と動作関係に接触して走らせるステップと、
白色光の照射の下で前記磨耗表面を検査するステップと、
前記磨耗表面における観察された干渉色の位置を記録するステップと、
前記干渉色の変化を前記磨耗表面における透明なコーティングの厚さの変化に変換するステップと、
を含む、方法。
【請求項２０】
前記磨耗表面全体にわたってプロフィロメータ・スキャンを実行するステップを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記オーバラップ角が１度である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記コーティングが、SiO２、Al２O３、アモルファス炭素、及びサファイアを含む材料のグループから選定される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記コーティングが５０〜２５０nm の範囲の厚さを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記白色光が前記磨耗表面に対して直角に入射する光である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記テープが前記磨耗表面の上を単一方向に走る、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
磨耗ゲージを製造する方法であって、
基板ウェハを得るステップと、
一様に隔てられたプラトーを作成するために前記ウェハの最上面において一様に隔てられたスロットを並行にカットするステップと、
前記プラトーの上にフラットな磨耗表面を生じさせるために前記ウェハの最上面を研磨するステップと、
バーを作成するために前記スロットの中心に沿って前記ウェハをスライスするステップと、
前記バーを所望の長さにカットするステップと、
前記磨耗表面上に透明な材料のコーティングを付着するステップと、
を含む、方法。
【請求項２７】
前記コーティングが、SiO２、Al２O３、アモルファス炭素、及びサファイアを含む材料のグループから選定される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記コーティングが５０〜２５０nm の範囲の厚さを有する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記基板ウェハが AlTiC から作られる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
磨耗ゲージを製造する方法であって、
基板ウェアを得るステップと、
直線で囲まれた形状のバーを形成するように前記ウェハをカットするステップと、
前記バーの端部表面において平行して隔てられ、前記バーの前記表面に対して垂直な２つのスロットをカットするステップと、
前記バーの前記端部表面を切り取り、研磨するステップと、
前記バーを前記端部表面に平行にスライスするステップと、
前記端部表面における前記平行して隔てられたスロットから不要な材料を除去するステップと、
前記端部表面上に透明な材料のコーティングを付着するステップと、
含む、方法。
【請求項３１】
前記コーティングが、SiO２、Al２O３、アモルファス炭素、及びサファイアを含む材料のグループから選定される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記コーティングが５０〜２５０nm の範囲の厚さを有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記基板ウェハが AlTiC から作られる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
磁気記憶媒体とシステム・コンポーネントとのインターフェースにおける作業面において該システム・コンポーネントの磨耗をシミュレートするための装置であって、
前記コンポーネントの作業表面の寸法、形状、及び表面仕上げに実質的に近似した磨耗表面を有する磨耗ゲージ・ブロックと、
前記磨耗表面における透明な材料のコーティングと、
を有し、
前記コーティングが前面の表面及び裏面の表面を有し、前記前面の表面から反射した入射可視光と前記裏面の表面から反射した光との干渉が生じるに適した範囲の厚さだけ前記前面の表面及び裏面の表面が隔てられている、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磨耗ゲージに関し、詳しく言えば、磁気テープ記録システムにおけるテープ・ヘッドの磨耗を測定するための磨耗ゲージ、並びに、テープ・ヘッドの接触圧力分布及び磨耗を測定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録システムでは、磁気ヘッドと記録媒体との機械的相互作用が、システムの性能及び信頼性を決定する重要な要素となる。理想的には、読取り／書込みプロセスを最適化するために、ヘッドは移動記録媒体と接触状態にあるか又は接触状態に近い状態にある。ヘッド／媒体のインターフェースにおける接触は、その結果として、ヘッド及び媒体の両方における性能及び寿命に影響を与える主要な懸念事項であるヘッドの磨耗を生じさせる。
【０００３】
磁気テープ及びディスク記録システムには、記録媒体と接触する磁気ヘッドの材料の磨耗抵抗を決定するためにかなりの努力が払われてきた。ヘッドの表面における非常にわずかな寸法上の変化でも記録システムの性能低下の一因となり得るので、ヘッド磨耗特性を知ることは、記録密度が増加するにつれて重要性を増している。
【０００４】
ヘッド磨耗を決定するための一般的な手順は、移動する磁気媒体との実効的な接触状態のまま長期にわたってヘッドを作動することである。例えば、米国特許第４,０９１,６５４号は、記録ヘッドの磨耗をテストするための方法を開示している。この特許によれば、研磨された鋼または他の材料から成る模擬ヘッドの滑らかさが、記録表面との所定量の接触の前及び後に、光ファイバ発光器／検出器を使用してヘッドの表面から反射した光を測定することによって、測定される。しかし、このタイプのテストは、磨耗率を測定するものではなく、ヘッド上の特定の磨耗領域を識別するものでもない。
【０００５】
米国特許第３,７５３,０９３号は、移動する磁気テープと接触状態にある模擬記録ヘッドの磨耗率を決定するための装置を開示している。テープと接触する模擬記録ヘッドの表面は、実際の記録ヘッドの合金と同じ磁性合金の条片をその上に付着されている。テープ搬送動作の間、磁性合金の条片における電気抵抗の増加が、その磁性合金の条片の磨耗率を測定するために監視される。このタイプのテストは、磁性合金の条片及び電気的接点を付着するための複雑な手順を必要とし、顕微鏡的磨耗プロファイルの良好な測定を行うものではない。
【特許文献１】米国特許第４,０９１,６５４号
【特許文献２】米国特許第３,７５３,０９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁気記録システムにおけるヘッド磨耗及びヘッド／媒体のコンプライアンスを評価するための簡単且つ廉価なツールを提供する磨耗ゲージ及びその使用方法に対する恒常的な要求が存在する。本発明は、この要求に対処する改良された磨耗ゲージ及びその使用方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の原理に従って、磁気記憶媒体とのインターフェースにおける磁気記録ヘッドの磨耗をシミュレートするための磨耗ゲージが開示される。その磨耗ゲージは、磁気記録ヘッドの作業表面の幾何学的な寸法及び形状に実質的に近似した磨耗表面を有する磨耗ゲージ・ブロックを含む。なお、磨耗表面は、適切な磨耗特性を有する透明な材料のコーティングを有する。
【０００８】
磁気記録媒体と磁気記録ヘッドとのインターフェースにおいてその磁気記録ヘッドをシミュレートする磨耗ゲージの磨耗をテストする方法が開示される。このテストする方法は、磨耗表面を有する磨耗ゲージをテスト治具に装着し、テープを位置決めして磨耗表面のエッジにおけるラップ（wrap）角またはオーバラップ（overwrap）角を調節し、所望のテープ張力、速度、及び動作時間を選定し、所望の動作時間の間テープを磨耗表面と実効的に接触させたまま、望ましくは単一方向に走らせ、白色光の照射の下で磨耗表面を検査し、磨耗表面における干渉性の色変化が観測された位置を記録し、色変化を磨耗表面における透明なコーティングの厚さの変化に変換し、そして、望ましい場合には、磨耗表面全体にわたってプロフィロメータ・スキャンを実行することを含む。
【０００９】
本発明に関する上記及びそれ以外の目的、特徴、及び利点が以下の詳細な説明において明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１図は、従来技術の双方向性で記録時再生（read-while-write）フラット形状のテープ記録ヘッド１００を示す。一般に、磁気ディスク・ドライブ・ヘッドにおいて使用される基板セラミックのような抗磨耗材のロウバー（rowbar）基板１０２及び１０４が、相互に関して小さい角度αで固定されたキャリア１０５及び１０６に装着される。そのセラミックのロウバー基板１０２及び１０４は、フラットな変換表面１０８及び１１０、並びにギャップ１１２及び１１４の表面における変換器列を備えている。電気的接続ケーブル１１６及び１１８が変換器を関連のテープ・ドライブの読取り／書込みチャネルに接続している。エッジ１２２及び１２４におけるテープ１２０のオーバラップ角θを制御するために、所望のラップ角で切り取られたアウトリガ（outrigger）１２６及び１２８が設けられる。フラットな変換表面上に延びているラップ角は、通常、１／８度と４.５度との間である。変換器列は、ロウバー基板１０２および１０４と同じまたは同様のセラミックから作られた外枠部１３０及び１３２によって保護される。
【００１１】
図２は、図１のフラットな形状のヘッド１００のフラットな変換表面１０８を示す。テープ１２０がフラットな変換表面１０８上を左から右に又は右から左に移動するとき、変換表面からのテープ離隔距離は、その表面全体における種々なゾーンにおいて異なる。エッジ１２２及び２２２では、テープがエッジ１２２及び２２２と接触する狭い「圧縮ゾーン」２０４においてフラットな変換表面に適応するように、オーバラップ角がテープを湾曲させることになる。圧縮ゾーン２０４は、約０.１〜１０ミクロンの有効長を持ち、この有効長はヘッドの寿命を通して１５〜４５ミクロンまで増加する。移動するテープの表面から空気を少しずつ取り除く（希薄にする）ことによって、テープとフラットな変換表面との間に真空が形成され、テープを変換表面と接触した状態に保持する。しかし、オーバラップにより記録テープを湾曲させることは、その結果として、ラップ角、テープ厚、並びに、テープ張力及び速度に依存した距離に対する「キャノピ・ゾーン」２０６において変換表面からテープを離隔させることになる。テープ張力及びテープ厚の一般的な値、及び１／２〜２度の範囲におけるラップ角に対して、キャノピ・ゾーンの距離は２０〜２００ミクロンの範囲にある。「タックダウン・ゾーン」２０８では、テープと変換表面との間の真空はこの離隔に打ち勝つに十分であり、テープ１２０はフラットな変換表面１０８と接触するか、又はほとんど接触状態にある。フラットな形状のヘッド１００では、テープが接触状態又は接触状態に近い状態あるタックダウン・ゾーン２０８におけるギャップ１１２及び１１４に、変換器が位置付けられる。
【００１２】
図３は、図１及び図２に示されたタイプのフラットな形状のテープ・ヘッド１００のテープ／ヘッド接触圧力分布及びヘッド表面の磨耗をシミュレート及び測定するに適した磨耗ゲージ３００に関する実施例の投影図である。種々なゾーンにおける変換表面１０８からのテープ離隔距離の変動の結果、接触圧力分布及びその結果生じる変換表面１０８の磨耗はその表面全体にわたって変動する。磨耗ゲージ３００の使用は、非一様な磨耗を測定するための、及びこの複雑な磨耗状況における接触圧力分布を得るための、簡単な手段を提供する。
【００１３】
磨耗ゲージ３００は、磨耗表面３０２及び空気排出エッジ３０４及び３０６を有する磨耗ゲージ・ブロック３０１を含むダミー（模造）のフラットなプロファイル・ヘッドである。この磨耗ゲージは、高い抗磨耗性の材料、望ましくは、磁気記録ヘッドのための基板として使用されるセラミック AlTiC から作られる。そのダミーのヘッドの磨耗表面３０２は、テープ・ヘッド１００の変換表面（活動表面または作業表面）１０８と実質的に同じ寸法及びエッジ形状を有する。表面３０２は、５０〜２５０nmの範囲の厚さを有する透明な材料、望ましくは、SiO２ の薄いコーティング３０８を有する。代替として、Al２O３、アモルファス・カーボン、及びサファイアを含むがそれに限定されない他の透明な材料を使用することも可能である。その透明なコーティング材料は、作業表面よりも速く磨耗するように選定されることが望ましい。テープ誘因の磨耗によるコーティング３０８の厚さ変動が、コーティングの前面の表面及び裏面の表面から反射された光の光学的干渉を観察することによって、又は表面の選択された領域全体にわたる表面プロフィロメトリ測定によって、測定される。
【００１４】
図４は、磁気テープ３２４がキャリア３２２に装着の磨耗ゲージ３００とインターフェースするときのその磨耗ゲージ３００の側面図を示すと共にテスト治具３２０を図解する。コーティングされた磨耗表面３０２を横切って左から右に（矢印３２６によって示されるように）移動するテープが示される。右から左へのテープの移動も、双方向移動として使用することが可能である。オーバラップ角θが、当業者には周知の手段（図示されていない）によって、１／８乃至４.５度の範囲における厳密に一定の値、望ましくは、１度に制御される。
【００１５】
本実施例において開示された磨耗ゲージは、フラットな形状のテープ・ヘッドの磨耗をシミュレートするように設計されるが、本発明の原理による磨耗ゲージは、或る１つの形状のテープ・ヘッドをシミュレートために１つの形状の磨耗表面を持つように設計することが可能である。円筒形の形状の変換表面を有するテープ・ヘッドをシミュレートするための磨耗ゲージは、磨耗表面３０２がフラットである代わりに、ヘッドを横切るテープ移動の方向において曲面を有する円筒状の形状を磨耗表面が有することを除けば、磨耗ゲージ３００と同じである。フラットな磨耗表面の場合のように、その形状の磨耗表面は透明な材料の薄いコーティング３０８を有する。これとは別に、ローラ及びガイドを含むがそれに限定されない、移動テープと機械的に相互作用する他のコンポーネントの磨耗をシミュレートするように、本発明の原理による磨耗ゲージを作成することも可能である。他のコンポーネントの磨耗をシミュレートするための適当な磨耗ゲージを、移動テープとインターフェースするそのコンポーネントの作業表面上に透明な材料の薄いコーティングを設けることによって、作成することも可能である。
【００１６】
図５には、本発明の実施例によるテスト方法４００が概略的に示される。そのテストは、テスト治具３２０に磨耗ゲージ３００を装着し（ステップ４１０）、エッジ３０４及び３０６におけるオーバラップ角θが厳密に１度となるように磨耗表面３０２に関してテープ３２４を位置決めし（ステップ４２０）、所望のテープ張力、速度、及び動作時間を設定し（ステップ４３０）、そして一定の期間の間、望ましくは、約１０時間以上の間、所望の張力及び速度で１つの方向にテープを走らせる（ステップ４４０）。数時間の期間の動作時間中、テープの単一方向の移動をいくつかの方法によって達成することが可能である。限定されたテープ長のテープ・カセットを使用するテストに対しては、テープが所望の停止位置まで走らされ、停止させられ、そしてヘッドが引込められ、テープが巻き戻され、再び停止させられる。ヘッドがテープと再係号し、テープが始動される。この手順は、十分な単一方向の動作時間が累積するまで繰り返される。これとは別の方法として、巻き戻しのためにヘッドをテープから解放するようにヘッドを引込める代わりに、可動ローラを使用して又は空気圧力によって、テープをヘッドから持ち上げることも可能である。もう１つの代替のテスト方法は、無端ループのテープを使用して磨耗テストを行うことである。この方法の欠点は、磨耗テストされるべき各テープのタイプに関して適当なループを準備する必要があること、及びテープの磨耗性が、最初の数百サイクルの間、急速に低くなることである。
【００１７】
テスト実行時間の終了時、接触の痕跡及び磨耗率が磨耗表面３０２上のSiO２ のコーティング３０８の厚さにおける変化によって表される。磨耗表面３０２が、コーティング３０８に投射する白色光の照射の下で比較的低い倍率で検査される（ステップ４５０）。コーティングの厚さの変動は、コーティングの上側表面から反射した光と、コーティングを透過して磨耗表面３０２（コーティングの裏側表面）から反射した光との干渉効果による色変化として観察され、位置指定される（ステップ４６０）。コーティングを透過した光の光学的パスはコーティングの厚さの単に２倍であるので、磨耗表面における平面に対してほぼ直角の入射角で光の照射が行われる。直角の入射角に対して、厚さｔを有するコーティングの裏面表面から反射した光の遅れは２ｎｔである。なお、ｎは、コーティングの屈折率である。
【００１８】
コーティング３０８の屈折率がわかっているか又は測定可能であるので、その分野では周知の薄膜干渉原理を考慮すれば、光の変化をコーティングの厚さの変化に容易に変換することが可能である（ステップ４７０）。観察された色からコーティングの厚さへの変換を行う際、入射白色光の種々のスペクトル成分に関する建設的干渉及び破壊的干渉が考慮されなければならない。基板材料の屈折率よりも低い屈折率を有するコーティングに関しては、破壊的干渉に対する条件は、遅れ２ｎｔ＝λ／２である。なお、λは、光のスペクトル成分の空気中の波長である。建設的干渉に関しては、条件は、２ｎｔ＝λである。例えば、SiO２ のような特定のコーティング及び磨耗ゲージを検査するために使用される照射条件に対して、反射光の観察された色をコーティングの厚さの関数として示すチャートを作成することが可能である。反射光の干渉色が生じる磨耗表面上の位置の測定は、磨耗によるコーティング厚の変動のマッピングを提供する。これとは別の方法として、単色光の照明による検査が使用可能であり、その結果、コーティング厚の変化による建設的干渉及び破壊的干渉の領域の観察が行われる。しかし、厚さの変化に対する感度は、単一波長の投射光を使用するために低下する。その分野では知られているような市販のプロフィロメータを使用する表面プロフィロメトリ（profilometry）が、磨耗表面３０２の選択された領域全体にわたって実行され、コーティング３０８のインターフェロメトリ的に得られた磨耗の量的な確認を行う。これとは別の方法として、その分野では知られているように、先ず薄い金箔（ゴールド・フラッシング）でもって表面をコーティングすることによって、磨耗表面におけるコーティングの光学的なプロフィロメトリ測定を行うことが可能である。
【００１９】
図６は、白色光の照射の下で磨耗ゲージの磨耗表面の色における白黒レンダリングであり、磁気テープ媒体を使用した磨耗テストの後におけるコーティング３０８の厚さの変化を示している。このテストのために使用された磨耗ゲージは、約７５ nm の厚さを有する SiO２ の層でもってコーティングされた変換表面を有する磁気記録テープ・ヘッドのロウバーであった。矢印５０１によって表されるテープ移動の方向は左から右であった。狭い光輝帯５０２は、磨耗ゲージの磨耗表面のエッジ３０４及び３０６における磨耗を示し、そこでは表面におけるテープ・オーバラップが生じる。光輝帯５０３は、セラミック・ロウバー基板（図１）の変換表面においてギャップを形成するアルミナによるものであった。図２を参照して上述したキャノピ・ゾーン２０６における低い接触圧に対応する領域５１２及び５１４は、色で表示されるときには青に見える。これらの領域における低い接触圧は、テープ・オーバラップによって強いられた湾曲に抗するテープの硬さに起因したキャノピ・ゾーン領域における変換表面からのテープの離隔によるものである。タックダウン・ゾーンにおける高い接触圧に対応する幅広い領域５１６は、色を観察したときにマゼンタ（赤紫色）に見える。低い接触圧領域５１２及び５１４と高い接触圧領域５１６との間の遷移領域では、コーティング厚における漸進的変化を、白色光の検査の下に色の微かな変化として知ることが可能である。色の各変化はコーティング厚の変化に対応し、視覚的検査による磨耗の量子化を可能にする。
【００２０】
図７は、図６に示された磨耗ゲージの磨耗表面全体にわたって測定された例示的なプロフィロメータ軌跡を示す。矢印６０１によって表されたテープ移動の方向は左から右であった。図７では、プロファイル軌跡の左及び右エッジにおける激しい磨耗６１０は、テープ・オーバラップが生じた高い接触圧の領域に対応する。プロファイル軌跡における隆起部６１２及び６１４は、図２に関連して上述したキャノピ・ゾーン２０６における低い接触圧の領域に対応する。なお、そのキャノピ・ゾーン領域における変換表面とテープとの離隔は、テープ・オーバラップによって強いられた湾曲に抗するテープの硬さに起因する。隆起部６１２の最上部からタックダウン・ゾーン２０８（図２）に対応する幅広い中央領域６１６に向う方向において測定された SiO２ コーティングの漸進的な厚さの減少は、白色光の照射の下で磨耗ゲージの検査時に、上記の干渉効果による漸進的な色変化として観察することが可能である。
【００２１】
図７のプロフィロメトリ軌跡は、磨耗したコーティングにおける観察された色を磨耗表面上の同じ位置におけるコーティングの測定された厚さと相関させるために、図６に示された白色光の照射の下で磨耗表面の色の表示とともに使用することが可能である。磨耗表面において使用される特定のコーティング材料に関して、「観察された色」対「コーティング厚」のキャリブレーション・グラフまたはチャートを作成することも可能である。磨耗ゲージを製造するとき、一定の十分に制御されたコーティング厚が使用される場合、「コーティングの色」対「磨耗の量」の基準チャートを作成することも可能である。後者のチャートを参照すれば、将来の磨耗ゲージ・テストにおけるコーティングの量的な磨耗を、その観察された色から直接に決定することが可能にする。
【００２２】
SiO２ コーティングの硬さは代表的な磁気ヘッドの磨耗表面の硬さよりも小さいので、本発明の磨耗ゲージの使用は高速磨耗テストを提供する。わずか数時間の期間しか使わない磨耗テストが、テープ・レコーダ・システムにおける実際のヘッドの遥かに長い稼働時間に関する効果をシミュレートする。種々なテープとテープ速度及びテープ張力のような種々の動作条件とを有するヘッド磨耗に関して同等のテストを行うとき、この高速テストは非常に望ましいものであることが多い。
【００２３】
高速テストを実行するとき、同じ動作条件の下でのヘッドの実際の磨耗によってその高速テストを調整する方法を有することは有用である。図４を参照すると、エッジ３０４におけるコーティング３０２が磨耗してしまって、テープが磨耗ブロック材に接触するとき、時間ｔ１の間、コーティングされた磨耗ブロック３０１の上でテープを走らせることによって、このキャリブレーションを得ることが可能である。このポイントは、電流計を介して基板を接地することによって検出することが可能である。テープが絶縁コーティングを破壊するとき、わずかな摩擦電流が流れる。コーティングされてない磨耗ブロックにおいて第２のテストが実行され、コーティングされてないエッジ３０４において等量の磨耗が生じるための時間ｔ２が測定される。コーティングされてない磨耗ブロックのエッジ磨耗時間とコーティングされた磨耗ブロックのエッジ磨耗時間との比ｔ２／ｔ１は、コーティングされた磨耗表面全体にわたるすべての磨耗に適用する加速係数を与える。
【００２４】
図８乃至図１０を参照することによって磨耗ゲージ３００を製造する第１の方法を理解することが可能であろう。テープの移動方向に対して垂直の方向における磨耗ゲージの所望の長さよりも一般には大きい幅７０４を有する直線で囲まれた形状のバー（四辺形部分）７０２を形成するように、セラミック（AlTiC）ウェハがカットされる。狭いスロット７０５が四辺形部分７０２の端部表面７０６に対して垂直にカットされる。四辺形部分の端部表面７０６は、望ましくは１〜４nmの粗さを有するフラットな磨耗表面７０８を形成するように切り取られ、研磨される。磨耗表面７０８の面に平行な列スライス７０９が四辺形部分７０２から磨耗ゲージ７１０のブロックを分離する。研磨操作が不要な材料７１１を除去し、磨耗ゲージの空気希薄エッジ７１２を形成する。次に、バーが所望の長さにカットされる。スパッタ蒸着のような真空蒸着プロセスによって磨耗表面７０８上に透明材料のコーティング７１４が形成され、磨耗ゲージ・ブロックが完成する。
【００２５】
図１１乃至図１４を参照すると、磨耗ゲージ３００を製造する第２の方法を理解することが可能であろう。AlTiC のブランク・ウェハ８０２で始まり、望ましくは５００〜１０００ミクロンの範囲の厚さを有し、１〜３mm 離隔したプラトー８０６を作成するようにスロット８０４がカットされる。そこで、ウェハの最上面８０８が、約２nmの粗さを有するフラットな磨耗表面８１０をプラトー８０６上に生じさせるように研磨される。次に、ウェハは、図１４に示された断面を有するバーを形成するように、スロット８０４の中心８０９に沿ってスライスされる。そこで、それらのバーは、磨耗ゲージとして使用するために所望の長さを有する磨耗ブロック８１１にスライスされる。次に、透明材料のコーティング８１２が、磨耗表面８１０上に真空蒸着される。この製造方法は、テープ産業のための標準的な磨耗ゲージの大量生産に十分に適した低コストのバッチ・プロセスである。
【００２６】
好適な実施例に関連して本発明を詳細に示し且つ説明したが、本発明の真意、技術的範囲、及び教示内容から逸脱することなく、形式及び細部の種々な変更を行い得ることは、当業者には明らかであろう。従って、開示された発明は、単に例示的なものとして考慮されるべきであり、「特許請求の範囲」の記載において指定されたようにのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の磨耗ゲージの実施例によって模擬の双方向性のフラットな形状の読取り／書込みテープ記録ヘッドのスケーリングされてない側面図である。
【図２】図１のフラットな形状の記録ヘッドの変換表面からのテープの離隔を示す、スケーリングされてない側面図である。
【図３】磁気テープ記録システムと共に使用するための本発明の磨耗ゲージの実施例のスケーリングされてない投影図である。
【図４】図３の磨耗ゲージとインターフェースする磁気テープを示す、その磨耗ゲージのスケーリングされてない側面図である。
【図５】本発明の磨耗ゲージを使用して磨耗テストする方法を示す概略図である。
【図６】磁気テープとの相互作用の後、白色光によって示された本発明の磨耗ゲージの最上面を示す図である。
【図７】磁気テープとの相互作用の後、図６の磨耗ゲージの最上面のプロフィロメータ・スキャンを示す図である。
【図８】第１の方法による製造の種々な段階における本発明の磨耗ゲージのスケーリングされてない投影図である。
【図９】第１の方法による製造の種々な段階における本発明の磨耗ゲージのスケーリングされてない投影図である。
【図１０】第１の方法による製造の種々な段階における本発明の磨耗ゲージのスケーリングされてない投影図である。
【図１１】第２の方法による本発明の磨耗ゲージの製造におけるステップ中のウェハのスケーリングされてない平面図である。
【図１２】第２の方法による本発明の磨耗ゲージの製造におけるステップ中のウェハのスケーリングされてない側面図である。
【図１３】第２の方法による本発明の磨耗ゲージの製造におけるステップ中のウェハのスケーリングされてない側面図である。
【図１４】第２の方法による本発明の磨耗ゲージの製造におけるステップ中のウェハのスケーリングされてない側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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