(57)【要約】【課題】周面が回転軸線と非平行なテーパ周面からなりその１８０゜対向位置に該テーパ周面から突出する一対の磁気ヘッドを有するテーパドラムについて、その一対の磁気ヘッドの回転軸線と直交する方向の突出量を正しく測定できる測定方法を得る。【解決手段】基準軸を有する支持台上に、テーパドラムをその回転軸線を基準軸に可及的に一致させて支持するステップと、基準軸と直交するＸ方向から、基準高さ位置のテーパ周面と一対の磁気ヘッド先端との間のＸ方向の距離（つまり、一対の磁気ヘッドの突出量）を測定するステップと、テーパドラムの回転軸線及び一対の磁気ヘッドを含む断面における左右のテーパ周面の傾きを算出するステップと、この左右のテーパ周面の傾きからテーパドラムの回転軸線の基準軸からの傾きを測定するステップと、及び一対の磁気ヘッドのＸ方向の測定距離をテーパドラムの回転軸線の傾き量を元に補正するステップと、を有するテーパ回転ドラムの磁気ヘッド突出量測定方法。【選択図】  図５
2005339602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準軸を有する支持台上に、回転軸線と非平行なテーパ周面から突出する複数の磁気ヘッドを有するテーパドラムを、上記回転軸線を基準軸に可及的に一致させて支持するステップと、
上記基準軸と直交するＸ方向から、基準高さ位置のテーパ周面と上記複数の磁気ヘッド先端との間のＸ方向の距離を測定するステップと、
上記テーパドラムの回転軸線を含む断面における左右のテーパ周面の傾きを測定するステップと、
この左右のテーパ周面の傾きからテーパドラムの回転軸線の上記基準軸からの傾きを算出するステップと、
上記複数の磁気ヘッドの上記Ｘ方向の測定距離をテーパドラムの回転軸線の傾き量を元に補正するステップと、
を有することを特徴とするテーパ回転ドラムの磁気ヘッド突出量測定方法。
【請求項２】
請求項１記載のテーパ回転ドラムの磁気ヘッド突出量測定方法において、上記複数の磁気ヘッドは、テーパドラムの１８０゜対向位置に一対が備えられているテーパ回転ドラムの磁気ヘッド突出量測定方法。
【請求項３】
請求項１記載のテーパ回転ドラムの磁気ヘッド突出量測定方法において、上記複数の磁気ヘッドは、テーパドラムに９０゜角度位置を異ならせて一対が備えられているテーパ回転ドラムの磁気ヘッド突出量測定方法。
【請求項４】
請求項１または２記載の磁気ヘッド突出量測定方法を実施するための装置であって、上記テーパドラムの回転軸線を含む断面において上記基準軸と直交するＸ方向に移動可能な、磁気ヘッド先端及びテーパ周面に合焦可能な固定焦点カメラを固定した左右一対のＸステージと、上記支持台を上記Ｘステージと直交するＹ方向に移動させるＹステージとを備えているテーパ回転ドラムの磁気ヘッド突出量測定装置。
【請求項５】
請求項３記載の磁気ヘッド突出量測定方法を実施するための装置であって、上記テーパドラムを支持台上で回転させて上記固定焦点カメラの光軸上に磁気ヘッド先端を移動させる回転装置を備えているテーパ回転ドラムの磁気ヘッド突出量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転磁気ヘッドのテーパドラム表面からの突出量を測定する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＴＲ等の磁気記録再生装置に用いられる回転ドラムには、磁気ヘッドが僅かに突出した状態で取り付けられる。この回転ドラムは、生産時に該ドラム表面からの磁気ヘッドの突出量が許容値にあるか否かの測定が不可欠である。
【０００３】
回転ドラムは一般に、回転軸線に対して周面が平行な円筒状をなしているが、中には、磁気ヘッドがＶＴＲテープに安定して接触するように、周面が回転軸線に対して非平行なテーパ円筒面からなるテーパ回転ドラム（テーパドラム）も用いられている。このテーパドラムの磁気ヘッドの突出量は従来、テーパドラムを回転治具台にセットし、回転治具台の回転軸と平行な方向及び直交する方向に移動可能な顕微鏡ステージ上に固定焦点カメラを設け、この顕微鏡ステージを移動させながら、テーパドラムの特定高さ（基準高さ）位置における周面と磁気ヘッド先端とにカメラの焦点を合わせ、顕微鏡ステージの移動座標値から測定していた。テーパドラムの１８０゜対向位置に一対の磁気ヘッドを有するタイプでは、一対の磁気ヘッドの突出量の測定は、テーパドラムを１８０゜回転させて、同様に行う。
【特許文献１】特開平１-１１６９１８号公報
【特許文献２】特開２００３-１８７４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、テーパドラムでは、顕微鏡ステージ（カメラ）の移動方向と直交する方向と回転治具台にセットされたテーパ回転ドラムの回転軸線とが厳密に平行であるとは限らない。このため、一対の磁気ヘッドの突出量を測定するためにテーパドラムを半回転させて行う測定データには、回転軸線の傾斜による誤差が含まれてしまい、回転軸線と正しく直交する方向の突出量を測定することができないという問題点があることが分かった。
【０００５】
本発明は、テーパドラムについての以上の問題意識に基づき、回転軸線と直交する方向の磁気ヘッド突出量を正しく測定できる測定方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による磁気ヘッド突出量の測定方法は、基準軸を有する支持台上に、回転軸線と非平行なテーパ周面から突出する複数の磁気ヘッドを有するテーパドラムを、上記回転軸線を基準軸に可及的に一致させて支持するステップと、基準軸と直交するＸ方向から、基準高さ位置のテーパ周面と上記複数の磁気ヘッド先端との間のＸ方向の距離（つまり、複数の磁気ヘッドの突出量）を測定するステップと、テーパドラムの回転軸線を含む断面における左右のテーパ周面の傾きを算出するステップと、この左右のテーパ周面の傾きからテーパドラムの回転軸線の上記基準軸からの傾きを測定するステップと、及び上記複数の磁気ヘッドの上記Ｘ方向の測定距離をテーパドラムの回転軸線の傾き量を元に補正するステップと、を有することを特徴としている。
【０００７】
磁気ヘッドは通常、テーパドラムの１８０゜対向位置に一対が備えられているが、本発明方法は、一対の磁気ヘッドがテーパドラムに９０゜角度位置を異ならせて設けられる場合にも適用でき、さらに複数対の磁気ヘッドが備えられる場合にも適用できる。
【０００８】
以上の測定方法は、具体的には例えば、テーパドラムの回転軸線を含む断面において基準軸と直交するＸ方向に移動可能な、一対の磁気ヘッド先端及びテーパ周面に合焦可能な固定焦点カメラを固定した左右一対のＸステージと、上記支持台をＸステージと直交するＹ方向に移動させるＹステージとを備えたテーパ回転ドラムの磁気ヘッド突出量測定装置によって実行することができる。
【０００９】
磁気ヘッドが１８０゜対向位置にないタイプの突出量を測定するには、さらに、テーパドラムを支持台上で回転させて上記固定焦点カメラの光軸上に磁気ヘッド先端を移動させる回転装置を備えるのがよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、テーパドラムに固定される複数の磁気ヘッドの突出量を正しく測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明方法が測定の対象とする、１８０°対向位置に一対の磁気ヘッド１０１と１０２を備えたテーパ円筒面を有する回転ドラム（以下テーパドラム）１００を示している。テーパドラム１００の周面１０３は、回転軸線１００Ｘに対して非平行であり、軸を含む断面において回転軸線１００Ｘに対して傾きθを持っている。θは図では誇張して描いており、実際には０．０１゜から０．１゜程度である。また磁気ヘッド１０１と１０２の周面１０３からの突出量も誇張して描いており、実際の突出量は１０μｍから３０μｍ程度である。突出量は個別に決められた値に厳密に調整する必要がある。
【００１２】
図２は、磁気ヘッド１０１と１０２の周面１０３からの突出量を測定するための装置の一例を示す概念図である。Ｙステージ（支持台）１０は基準軸（回転軸）Ｙを有していて、該基準軸Ｙとテーパドラム１００の回転軸線１００Ｘとを可及的に一致させて該テーパドラム１００を支持し、該テーパドラム１００を基準軸方向（Ｙ方向）に上下動させる。可及的に一致させるとは、通常の注意力をもって両軸が一致するように支持することを意味する。Ｙステージ１０を挟んで基準軸Ｙと直交する一直線（Ｘ方向）上にそれぞれ、Ｘステージ２１と２２が配置されており、このＸステージ２１と２２上にそれぞれ固定焦点カメラ２０１と２０２が固定されている。Ｙステージ１０上にセットされたテーパドラム１００の周面１０３には、θモータ２３によって回転駆動されるローラ２４が接触し、θモータ２３を回転駆動することで、テーパドラム１００をＹステージ１０上で回転させ、磁気ヘッド１０１と１０２の少なくとも一方及び回転軸線１００Ｘを含む平面を、固定焦点カメラ２０１と２０２及び基準軸Ｙを含む平面に一致させることができる。なお、テーパドラム１００は１８０°対向位置に磁気ヘッド１０１と１０２を有しているので、この磁気ヘッド１０１、１０２と固定焦点カメラ２０１、２０２との位置を合わせた後に行う以下の測定中にはテーパドラム１００を回転させることはない。
【００１３】
Ｙステージ１０によってＹ方向（上下方向）に移動するテーパドラム１００のＹ方向位置（上下位置）、及びＸステージ２１と２２のＸ方向位置（Ｙステージ１０の中心（基準軸Ｙ）からの距離）は制御回路２５によって厳密に把握され、モニター２６に表示される。固定焦点カメラ２０１と２０２は、Ｘステージ２１と２２によって磁気ヘッド１０１と１０２の先端または周面１０３の表面に合焦するようにフォーカス制御され、θモータ２３は同じく制御回路２５によって回転制御される。すなわち、Ｘステージ２１と２２は、磁気ヘッド１０１と１０２の先端または周面１０３の表面に固定焦点カメラ２０１と２０２が正しく合焦するように移動制御され、合焦したときのＸステージ２１と２２の座標が制御回路２５によって検出される。
【００１４】
図３ないし図５は、以上の測定装置によって測定するテーパドラム１００の磁気ヘッド１０１と１０２及び周面１０３の位置及び座標系を示している。図３、図４に示すように、磁気ヘッド１０１と１０２の突出量は、回転軸線１００Ｘ方向の特定基準位置（Ｙ１座標）における周面１０３面のＸ座標（Ｘ１１、Ｘ２１）と、磁気ヘッド１０１と１０２のＸ座標（Ｘ１０、Ｘ２０）とのＸ方向の距離の差の絶対値（｜Ｘ１１-Ｘ１０｜、｜Ｘ２１-Ｘ２０｜）として表される。図３に示すように、仮に回転軸線１００ＸがＸステージ２１と２２の移動方向（Ｘ方向）と正しく直交していれば、｜Ｘ１１-Ｘ１０｜、｜Ｘ２１-Ｘ２０｜はそれぞれ磁気ヘッド１０１と１０２の正しい突出量である。しかし、実際には、回転軸線１００ＸとＸステージ２１と２２の移動方向（Ｘ方向）とが正しく直交している保証はなく、図４に誇張して示すように傾いている可能性がある。
【００１５】
本実施形態は、図４のような場合に、正しい磁気ヘッド１０１と１０２の突出量（回転軸線１００Ｘと平行な軸と周面１０３の表面上の基準点（高さＹ１）からの突出量）を測定する方法を提案するものであり、次のステップを有している。
１．テーパドラム１００の周面１０３の基準位置座標及び磁気ヘッド１０１と１０２の先端のＸ座標を測定するステップと、
２．テーパドラム１００の回転軸線１００ＸのＹ方向からの傾きを求めるステップと、及び
３．求めたテーパドラム１００の傾きに基づき、磁気ヘッド１０１と１０２の測定座標（突出量）を補正するステップ。
【００１６】
図６は、図２の測定装置を用いて以上のステップを実行するためのフローチャートの一例を示している。
１．まず、Ｙステージ１０によりテーパドラム１００の高さ位置を磁気ヘッド１０１と１０２が固定焦点カメラ２０１と２０２の高さ位置になるＹ０にセットする（ステップＳ１１）。
２．次に、θモータ２３によりテーパドラム１００を回転させ磁気ヘッド１０１と１０２を固定焦点カメラ２０１と２０２に正しく対向させる。以後、テーパドラム１００は回転させない。この状態において、Ｘステージ２１と固定焦点カメラ２０１により磁気ヘッド１０１の先端に焦点を合わせ、そのときのＸステージ２１のＸ座標（Ｘ１０）を測定する。同様に、Ｘステージ２２と固定焦点カメラ２０２により磁気ヘッド１０２の先端に焦点を合わせ、そのときのＸステージ２２のＸ座標（Ｘ２０）を測定する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。
３．以上の測定が終了したら、Ｙステージ１０によりテーパドラム１００の高さ位置をＹ１にセットする（Ｙ０からＹ１に移動させる）（ステップＳ１４）。Ｙ１は、周面１０３の表面の基準高さ位置である。
４．Ｘステージ２１と固定焦点カメラ２０１により周面１０３の表面に焦点を合わせ、そのときのＸステージ２１のＸ座標（Ｘ１１）を測定する。同様に、Ｘステージ２２と固定焦点カメラ２０２により周面１０３の表面に焦点を合わせ、そのときのＸステージ２２のＸ座標（Ｘ２１）を測定する（ステップＳ１５、Ｓ１６）。
５．以上の測定が終了したら、Ｙステージ１０によりテーパドラム１００の高さ位置をＹ２にセットする（Ｙ１からＹ２に移動させる）（ステップＳ１７）。Ｙ２は任意の位置であるが、Ｙ１とＹ２における測定座標とから、周面１０３の傾きを求めるためにＹ１からできるだけ離れた点が好ましい。
６．Ｘステージ２１と固定焦点カメラ２０１により周面１０３の表面に焦点を合わせ、そのときのＸステージ２１のＸ座標（Ｘ１２）を測定する。同様に、Ｘステージ２２と固定焦点カメラ２０２により周面１０３の表面に焦点を合わせ、そのときのＸステージ２２のＸ座標（Ｘ２２）を測定する（ステップＳ１８、Ｓ１９）。
７．以上の各測定座標値を用いて回転軸線１００Ｘの傾き角を計算する（Ｓ２０）。図４において、一対の磁気ヘッド１０１と１０２及び回転軸線１００Ｘを含むテーパドラム１００の断面を考え、図の左方の磁気ヘッド１０１側の周面１０３の回転軸線１００Ｘとの傾き角をθ１、図の右方の磁気ヘッド１０２側の周面１０３の回転軸線１００Ｘとの傾き角をθ２とすると、回転軸線１００Ｘの傾き角θ０は、次式によって演算できる。
θ1=tan-1[(Y2-Y1)/(X12-X11)]
θ2=tan-1[(Y2-Y1)/(X22-X21)]
θ0=(θ1+θ2)/2
８．この傾き角を用いて磁気ヘッド１０１の突出量を演算（補正）する。図５において、太線の三角形は、以上の測定によって求めた各点の座標であり、磁気ヘッド１０１の突出量を示す｜Ｘ１１-Ｘ１０｜の値は、回転軸線１００Ｘの傾きによる誤差を含んでいる。求めたい磁気ヘッド１０１の突出量は、回転軸線１００Ｘと平行な軸θ0’と磁気ヘッド１０１の先端との間のθ0’と直交する方向の距離である。
図５において、
θA=tan-1((Y1-Y0)/(X11-X10))、
であり、補正後の左方の磁気ヘッド１０１の突出量ＡＤ１は、
AD1=[(Y1-Y0)2+(X11-X10)2]1/2*sin(θA −θ0)
で求めることができる。
同様に、補正後の右方の磁気ヘッド１０２の突出量ＡＤ２は、
AD2=[(Y1-Y0)2+(X21-X20)2]1/2*sin(θA −θ0)
で求めることができる。
【００１７】
以上の実施形態では、最初にテーパドラム１００の周面１０３の基準位置座標及び磁気ヘッド１０１と１０２の先端のＸ座標を測定し、次にテーパドラム１００の回転軸線１００ＸのＹ方向からの傾きを求めるための測定を行っているが、この順序は逆にしてもよいことは明らかである。また、以上の具体的な演算は一例であり、本発明が具体的な演算方法または手順を問わないことは勿論である。
【００１８】
また以上の実施形態では、回転軸線１００Ｘに対して１８０°対向位置に一対の磁気ヘッド１０１、１０２を備えたテーパドラム１００を測定対象としているが、本発明方法は、回転軸線に対して９０°異なる角度位置に一対の磁気ヘッドを備えたテーパドラムにも適用可能であり、さらに複数対の磁気ヘッドを備えたテーパドラムにも適用可能である。すなわち、９０°異なる角度位置に一対の磁気ヘッドが備えられている場合、または複数対の磁気ヘッドが備えられている場合は、磁気ヘッドの座標を測定する際（図６のステップＳ１２、Ｓ１３に相当）に、θモータによりテーパドラムを回転させて磁気ヘッドと一方の固定焦点カメラとを正しく対向させ、この正しく対向している状態でＸステージと固定焦点カメラにより磁気ヘッドの先端に焦点を合わせ、そのときのＸステージのＸ座標を測定する動作を、各磁気ヘッド毎に実行すればよい。磁気ヘッドの座標を測定するステップ以外は、上述した図６のフローチャートに示すステップと同一である。このように１８０°対向位置に磁気ヘッドが備えられていない場合でも、基準軸Ｙと直交する一直線（Ｘ方向）上に一対の固定焦点カメラを設け、回転軸線を含む断面における左右のテーパ周面の傾きを測定することで、テーパドラムの回転軸線の傾きを補正可能であり、この補正量に基づきヘッド突出量を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の測定方法による測定対象である１８０゜対向位置に一対の磁気ヘッドを有するテーパドラムの縦断面図である。
【図２】本発明方法を実行するための測定装置の概念図である。
【図３】テーパドラム１００の回転軸線１００Ｘに傾きがない場合の磁気ヘッド突出量の測定状況を示す模式断面図である。
【図４】テーパドラム１００の回転軸線１００Ｘに傾きがある場合の磁気ヘッド突出量の測定状況を示す模式断面図である。
【図５】本発明方法による磁気ヘッド突出量の補正を示す拡大断面図である。
【図６】本発明方法による測定ステップの例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
１０  Ｙステージ（支持台）
２１  ２２  Ｘステージ
２３  θモータ
２５  制御回路
１００  回転ドラム（テーパドラム）
１００Ｘ  回転軸線
１０１  １０２  磁気ヘッド
１０３  周面
２０１  ２０２  固定焦点カメラ
【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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