(57)【要約】【課題】メディアとヘッドの間のスペーシング量を、１０〜５０ｎｍのレベルで高精度に測定することができる方法を提供する。【解決手段】メディアおよびヘッドのいずれか一方を透明に構成し、メディアまたはヘッドを押圧して当接させるとともに、透明な側から当接部に光を照射することによって生じる干渉縞の最大光強度部分を０次の明環部とし、かつ前記干渉縞の最小光強度部分を０次の暗環部として、メディアとヘッドの間のスペーシング量を求めることを特徴とするスペーシング量測定方法。【選択図】      図１
2004334951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メディアとヘッドの間のスペーシング量を測定する方法であって、
前記メディアおよびヘッドのいずれか一方を透明に構成し、前記メディアまたは前記ヘッドを押圧して前記メディアと前記ヘッドとを当接させるとともに、前記メディアまたはヘッドのうち透明な側から前記メディアと前記ヘッドの当接部に光を照射することによって前記当接部に生じる干渉縞の最大光強度部分を０次の明環部とし、かつ前記干渉縞の最小光強度部分を０次の暗環部として、下記式（１）より前記メディアと前記ヘッドの間のスペーシング量を求めることを特徴とするスペーシング量測定方法。
Ｘ＝（λ／４π）×ＣＯＳ−１〔［２／（Ｐ−Ｖ）］×［（Ｐ＋Ｖ）／２−Ｙ］〕  （１）
Ｙ：光強度
Ｐ：０次明環部の光強度
Ｖ：０次暗環部の光強度
λ：当接部に照射する光の波長
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペーシング量測定方法に関し、特に摺接状態のメディアとヘッドとの間のスペーシング量を測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体（メディア）と記録・読み取りヘッドとを摺接させ、双方間で記録・再生信号のやり取りを行う記録再生装置、例えば、メディアとして磁気テープを用い、この磁気テープを磁気ヘッドと摺接させ、走行する磁気テープが磁気ヘッドの位置を通過する際に、双方間で記録・再生信号の伝達を行う装置が用いられている。
【０００３】
このような記録再生装置において、データの転送速度を大きくするために磁気テープの走行速度を速く（例えば１ｍ／ｓｅｃ以上）すると、磁気テープ近傍に生じる高速空気流によって磁気テープと磁気ヘッドの間にスペーシング（隙間）が発生する。このスペーシングが大きくなると、記録・再生の効率が低下してエラーレートが増加し、所期の記録密度でデータの記録・読み取りを行うことが困難となる。そこで、スペーシングを小さく抑えるために、磁気ヘッドを磁気テープに強く押圧することが考えられるが、押圧力を大きくすると磁気ヘッドの摩耗が早く、かつ、磁気テープのダメージも大きくなるため、磁気ヘッドの押圧力をあまり大きくすることはできない。
【０００４】
また、磁気テープは、柔軟性があるため、テープの走行速度を速く（例えば１ｍ／ｓｅｃ以上）すると、走行速度に比例してテープ振動が大きくなり、磁気テープと磁気ヘッドの間のスペーシング量が変動する。このスペーシング量の変動によっても記録・再生の効率が低下してエラーレートが増加し、高密度に記録されたデータの記録・読み取りを行うことが難しくなる。
【０００５】
ところで、近年、記録媒体は、益々高記録密度化する傾向にある。そのため、記録媒体に記録されている情報の読み取り、および記録媒体への情報の書き込みに際して、記録媒体と記録・読み取りヘッドとのスペーシング量は、高記録密度化に伴ってより高精度に制御することが求められる。例えば、磁気記録再生装置においては、近年の高密度にデータが記録された磁気テープの記録・読み取りに際しては、磁気ヘッドと磁気テープとの間のスペーシング量が１０〜５０ｎｍレベルでもエラーの原因となる可能性がある。そこで、磁気テープおよび磁気ヘッドの双方の表面性状、形状、材質、あるいは磁気テープの走行機構等を検討して磁気テープと磁気ヘッドの間のスペーシング量を適正な範囲にするために、実際に、そのスペーシング量を高精度で測定することが求められる。
【０００６】
従来、実際のメディアと透明ダミーヘッド、または透明メディアと実際のヘッドとを組み合わせて、両者の摺動状態で生じる干渉縞によってスペーシング量を測定する方法はあった（特許文献１参照）。また、干渉縞の光強度より計算してスペーシング量を定量化する方法もあった（特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、前者の方法では、干渉縞の明暗によりスペーシング量の大小を定性的に判断することはできるが、正確にスペーシング量を測定することは困難であった。一方、後者の方法では、干渉縞の明環部と暗環部の光強度レベルの読み方によって、算出されるスペーシング量の値が大きく変化して、精度のよいデータが得られなかった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１４４２１４号公報
【特許文献２】
特開平１０−２６７６２３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、メディアとヘッドの間のスペーシング量を、１０〜５０ｎｍのレベルで高精度に測定することができる測定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、メディアとヘッドの間のスペーシング量を測定する方法であって、
前記メディアおよびヘッドのいずれか一方を透明に構成し、前記メディアまたは前記ヘッドを押圧して前記メディアと前記ヘッドとを当接させるとともに、前記メディアまたはヘッドのうち透明な側から前記メディアと前記ヘッドの当接部に光を照射することによって前記当接部に生じる干渉縞の最大光強度部分を０次の明環部とし、かつ前記干渉縞の最小光強度部分を０次の暗環部として、下記式（１）より前記メディアと前記ヘッドの間のスペーシング量を求めることを特徴とするスペーシング量測定方法を発明の構成とする。
Ｘ＝（λ／４π）×ＣＯＳ−１〔［２／（Ｐ−Ｖ）］×［（Ｐ＋Ｖ）／２−Ｙ］〕  （１）
Ｙ：光強度
Ｐ：０次明環部の光強度
Ｖ：０次暗環部の光強度
λ：当接部に照射する光の波長
【００１１】
このスペーシング量測定方法では、前記メディアまたは前記ヘッドを押圧して前記メディアと前記ヘッドとを当接させることによって、当接部に生じる干渉縞の最大光強度部分が確実に０次の明環部となり、また、干渉縞の最小光強度部分が確実に０次の暗環部となる。そのため、これらの最大光強度と最小光強度からスペーシング量を高精度で求めることができる。
【００１２】
前記メディアまたは前記ヘッドを押圧して前記メディアと前記ヘッドとを当接させる方法としては、下記の方法が挙げられる。なお、このとき、前記メディアと前記ヘッドの当接は、メディアの一部を押圧してヘッドに当接した状態で、両者の間のスペーシング量を測定することもできる。
（１）前記ヘッドが透明なダミーヘッドであり、かつ前記メディアに気体を吹き付けることによって前記メディアを前記ダミーヘッドに向けて押圧して、前記メディアと前記ダミーヘッドとを当接させる。
（２）前記ヘッドが透明なダミーヘッドであり、かつ前記メディアを、前記メディアが変形しない機械的押圧手段で前記ダミーヘッドに向けて押圧して、前記メディアと前記ダミーヘッドとを当接させる。
（３）前記メディアまたはヘッドが透明であり、かつ前記ヘッドをメディアに向けて押圧する、または前記ヘッドを前記メディアに向けて押圧しながら傾けることにより、前記メディアと前記ヘッドとを当接させる。
また、機械的押圧手段としては、柔らかいローラ（例えば、ゴム製ローラ、スポンジ製ローラ、樹脂製ローラ、繊維製ローラ等）などが挙げられる。
【００１３】
これにより、前記メディアと前記ヘッドを確実に当接させ、その当接部に生じる干渉縞において、最大光強度部分を０次の明環部、前記干渉縞の最小光強度部分を０次の暗環部とすることができる。このとき、前記メディアと前記ヘッドとを、静止状態で当接させることがより好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明のスペーシング量測定方法にしたがって、磁気テープ（メディア）と磁気ヘッドの間のスペーシング量を測定する実施形態を説明する概念図である。
【００１５】
図１は、摺接しているガラス製の透明ダミーヘッド１と磁気テープ２の間のスペーシング量を測定する光学系を示し、３は光源、４はフィルタ、５はビームスプリッタ、６は反射鏡、７はＣＣＤカメラをそれぞれ示す。ここで、透明ダミーヘッド１は、透明材料を加工して実際の磁気ヘッドと同一形状に作成され、磁気テープ２は実際の磁気テープである。
【００１６】
光源３は、白色光Ｉ１を照射するものであり、例えば、ハロゲンランプにより構成される。また、光源３として、ナトリウムランプ、キセノンランプ等を用いてもよく、さらに、発光ダイオード、レーザー光を用いてもよい。
【００１７】
フィルタ４は、波長選択透過性を示す干渉フィルタにより構成され、光源３より出射された白色光Ｉ１を選択透過して、特定の波長範囲の光Ｉ２のみを出射するものである。ここで、フィルタ４は、測定するメディアとヘッドの間のスペーシング量によって干渉縞を形成することができる狭い波長範囲の光Ｉ２を選択透過するように構成される。干渉フィルタとしては、特定の波長の光を数ｎｍ〜数十ｎｍの帯域幅で出射することができるものであれば、特に限定されず、一般に市販されているものを用いることができる。
【００１８】
ビームスプリッタ５は、フィルタ４より入射した光Ｉ２の光路を折り曲げて反射鏡６に出射し（光Ｉ３）、反射鏡６より入射する光Ｉ６を透過してＣＣＤカメラ７に出射するものである（光Ｉ７）。なお、ビームスプリッタの代わりにハーフミラーを用いてもよい。
【００１９】
反射鏡６は、ビームスプリッタ５より入射する光Ｉ３の光路を折り曲げて透明ダミーヘッド１の背面より磁気テープ２に向けて照射するものである（光Ｉ４）。
【００２０】
ここで、図２に示すように、光Ｉ４が照射されたダミーヘッド１の側面１ａと磁気テープ２の表面２ａにおいて、反射光ｒ１、ｒ２が発生する。そして、反射鏡６から見てこれらの反射光ｒ１とｒ２の干渉により、図３に示すような干渉縞が発生する。この干渉縞を含む反射光ｒ１、ｒ２は、光Ｉ５として反射鏡６に入射する。次に、反射鏡６は、光Ｉ５の光路を折り曲げて光Ｉ６（反射光ｒ１、ｒ２）をビームスプリッタ５に出射する。
【００２１】
ＣＣＤカメラ７は、ビームスプリッタ５より入射する光Ｉ７（反射光ｒ１、ｒ２）における干渉縞の像を撮像し、その光強度を測定するものである。
【００２２】
次に、本実施形態における干渉縞に基づくスペーシング量Ｘ（図２参照）の測定について説明する。
本実施形態においては、磁気テープ（メディア）２は、図２に示すように、表面２ａの反対面２ｂ側から吹き付けられる空気によって矢印Ｆの方向に押圧され、磁気テープ２はダミーヘッド１に当接される。そのため、磁気テープ２の表面２ａによる反射光ｒ２と、ダミーヘッド１の側面１ａによる反射光ｒ１とは干渉して干渉縞が発生し、ＣＣＤカメラ７によって、その干渉縞が撮像される。この干渉縞は、図３に示すように、まず、中央に０次の暗環部８、その０次の暗環部８を囲む０次の明環部９を有するものとなる。そして、０次の暗環部８は最小光強度部分を形成し、また、０次の明環部９は最大光強度部分を形成する。このとき、フィルタ４を変えて選択透過光（光Ｉ２）の波長を変えても、測定される干渉縞における最大光強度部分と最小光強度部分とが、位置がずれずに同一の位置に現われれば、前記最小光強度部分と最大光強度部分がそれぞれ０次の暗環部および０次の明環部であることが確認できる。
【００２３】
そして、ＣＣＤカメラ７によって撮像される、０次の暗環部および０次の明環部における光強度Ｙは、干渉条件を考慮すると、スペーシング量Ｘに対して下記式（ａ）で表される。これを、図示すると、図４に示すとおりとなる。なお、図４に示す光強度Ｙは、実際の光強度にバイアス（ＤＣオフセット量）を加えた値を示す。
【００２４】
Ｙ＝Ａ＋Ｂ×ＣＯＳ（４πＸ／λ−φ）          （ａ）
Ｙ：光強度
Ａ：ＤＣオフセット量
Ｂ：フリンジ変化量
Ｘ：スペーシング量
λ：当接部に照射する光（フィルタ透過光：光Ｉ２）の波長
φ：テープ表面での反射光（光Ｉ５）の位相シフト量
ここで、今回のスペーシング量の測定ではφ＝πであり、０次暗環部の光強度をＶ、０次明環部の光強度をＰとすると、
Ｐ＝Ａ＋Ｂ、Ｖ＝Ａ−Ｂ
であるから、
2004334951.tif 000003
より
2004334951.tif 000004
となり、スペーシング量Ｘは、
2004334951.tif 000005
となる。
【００２５】
したがって、上記式（ｄ）より、最大光強度Ｐおよび最小光強度Ｖを求めることによって、スペーシング量Ｘを求めることができる。
【００２６】
また、上述の実施形態においては、ダミーヘッドと磁気テープの間のスペーシング量を測定する場合について述べたが、本発明の方法は、これに限らず、実際の磁気ヘッドとダミーテープの間のスペーシング量を測定する場合にも適用することができる。この場合、透明部材によりダミーテープを作成して、このダミーテープ側より光を照射することになる。
【００２７】
また、前記実施形態では、磁気テープとダミーヘッドとを当接させる方法として、磁気テープに空気を吹き付けることによって、磁気テープをダミーヘッドに向けて押圧する方法を採用したが、本発明はこの方法に限られず、下記の方法を採用してもよい。
（２ａ）ヘッドとして透明なダミーヘッドを用い、かつ磁気テープを、磁気テープが変形しない機械的押圧手段でダミーヘッドに向けて押圧して、磁気テープとダミーヘッドとを当接させる。
（３ａ）メディアとして透明テープを用い、かつ磁気ヘッドを透明テープに向けて押圧する、または磁気ヘッドを透明テープに向けて押圧しながら傾けることにより、透明テープと磁気ヘッドとを当接させる。
【００２８】
また、空気の吹き付け圧、機械的押圧手段による押圧力、あるいは磁気ヘッドを透明テープに押圧する際の押圧力、もしくは磁気テープを透明テープに対して傾ける角度等は、予め、条件を変えて干渉縞を観察することによって、適宜、最適な条件を決定することができる。すなわち、条件を変えて、測定される干渉縞における最大光強度部分と最小光強度部分とが、それぞれ０次の明環部、０次の暗環部とすることができる。また、波長の異なる干渉フィルタを用いて最大光強度部分と最小光強度部分の位置がほとんどずれることなく現われるようであれば、それぞれ０次の明環部、０次の暗環部とすることができる。これによって、最適な条件を決定することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の方法は、メディアとヘッドの間のスペーシング量を、１０〜５０ｎｍのレベルで高精度に測定することができる。そのため、本発明の方法は、高密度記録を要する記録再生装置におけるヘッドとメディアの最適な組み合わせの解析に対して有効である。
【００３０】
また、本発明の方法は、メディアが異なっても、ヘッドやテープ面での反射や光源の影響を吸収でき、スペーシング量の絶対値比較ができる。しかも、本発明の方法は、メディアとヘッドとを連続的に摺動させながら、両者の間のスペーシング量を高精度で測定することができるため、メディアおよびヘッドの双方の表面性状、形状、材質、あるいはメディアの走行機構等を、実用時に近い状態で検討することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るスペーシング量測定方法を説明する概念図である。
【図２】ダミーヘッドと磁気テープにおける反射光の干渉を説明する模式図である。
【図３】ＣＣＤカメラによって撮像された干渉縞の像を示す概略図である。
【図４】干渉縞の０次の暗環部および０次の明環部における光強度とスペーシング量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１      ダミーヘッド
２      磁気テープ（メディア）
３      光源
４      フィルタ
５      ビームスプリッタ
６      反射鏡
７      ＣＣＤカメラ
８      ０次の暗環部（最小光強度部分）
９      ０次の明環部（最大光強度部分）
【図１】
2004334951.tif 000006
【図２】
2004334951.tif 000007
【図３】
2004334951.tif 000008
【図４】
2004334951.tif 000009