JPS5817305A

JPS5817305A - 磁気ヘツドスペ−シング測定装置

Info

Publication number: JPS5817305A
Application number: JP11506081A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kawakubo; 川久保　洋一; Sukeo Saito; 斉藤　翼生; Yasuo Akiyama; 秋山　保雄
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1983-02-01

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】本発明は、磁気記録装置に用いられる磁気ヘヅドと磁気
記録媒体の間の浮動スペーシングを光学的に測定する磁
気へラドスペーシング測定装置に関するものである。

従来行われていた浮動スペーシングの光学的測定法の１
つを第１図に示す。同図伸）に示すように、この方法で
は、磁気ディスクを透明ディスクｌで置喚え、回転させ
、磁気ヘッド２を浮上させる。

透明ディスク１を通して波長λの単色光を入射させ、浮
動スペーシング１ｏを構成する浮動面１１と１２により
反射された反射光Ｒ，ｒによる干渉縞をレンズにより結
像させると第１図Φ）のようになる。この像から、波長
λの時の干渉縞の位置’ｌ　ｅ　’＊を求め、最小浮動
スペーシングｈ、を浮＃面１２は平面とし、干渉縞１０
００次数ｎを別の方法で求めて次式により求めている。

しかし、この方法では干渉縞１００を最小スペーシング
位置付近に持って来ると、干渉縞の最暗部が求められな
くなるため、少し離れた位置に干渉縞を生じさせなけれ
ばならず、浮動面の平面度の精度が悪いと誤差が大きく
なる。あるいは、干渉縞の位置を最低でも２点求めなけ
ればならず、浮動面の寸法が小さ９時、或いは傾きが小
さい時には測定ができなくなる欠点を持つ。この欠点は
２つの干渉縞１００，１０１を異なった波長λ１゜λ、
に対応したものとしてもなくならない。

別の方法としては、入射法として白色光を用い浮動スペ
ーシング１０に生じる干渉色を別に傾斜のわかった干渉
くさびにより求めた干渉色スケールの色と間隙の関係を
参照して間隙寸法に換算するカラースケールによる方法
がある。しかし、この方法では色の読取りを肉眼により
行うため分解能が悪く、特定のはつきりした色の部分で
±０．０２μｍ程度、その間では±０．０３μｍ程度の
誤差があり、更に個人差もあり精度が悪い。

更に別の方法としては、入射光の波長をモノクロメータ
により手動で連続的に変え、浮動スペーシングの希望個
所が干渉縞の最暗部になったことを肉眼により知ってそ
の時の波長の値を読み取り１その波長を２次数をｎ　（
＝０．１，２．・・・）としめる方法がある。しかし、
この方法では波長の変化により色と反射光強度の両方が
変化するために最暗波長を求めに〈〈測定に長時間かか
ること、−回のスキャンで一点のスペーシングしか求め
られず更に測定時間がかかるため実際には用いられてい
ない。

本発明は、上記した欠点を除き、任意の寸法。

傾きを有する磁気ヘッド浮動スペーシングを短時間に高
精度に測定できる磁気ヘッド浮動スペーシング測定装置
を提供することを目的とする。

本発明では、連続スペクトル光源からの光を、制御回路
により制御されたモノクロメータを用いて単色光にし、
浮動スペーシングの希望個所からの反射光の強度を光電
変換器により電圧とし、更にこの値をＡ／Ｄ変換して、
各単色光波長に対応させて記憶し、別に記憶させた、浮
動スペーシングでの干渉が無い時の反射光の強度との比
から反射率を求め、反射率の極小値から浮動スペーシン
グの値への演算を制御回路により行い、浮動スペーシン
グの値として表示することにより、上記した目的を達成
する。

以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。

第２図は、本発明を磁気ディスク用磁気ヘッドの測定装
置に適用した例を示す。

磁気ヘッド２０２は回転する石英透明ディスク２０１上
に浮動している。重水素ランプ２１０から出た光は、演
算制御回路２５０により制御されたモノクロメータ２１
１に入射し、波長λの単色光となる。モノクロメータ２
１１から出た単色光コは算すメータレンズ２１２により平行光となり、石英ハ
ーフミラ−２１３により反射されて、石英ガラスディス
ク２０１を通過し、浮動スペーシング部２０３に入射す
る。入射した光は石英ガラスディスクの表面２０５およ
び磁気ヘッド面２０４により反射され、ノ・−フミラー
２１３を通過し、等倍の投影レンズ２１４により屈折さ
れビジコンカメラ２１５の撮像面に結像する。

ビジコンカメラ２１５はカメラ制御回路２１６により制
御され、撮像面の像はモニタテレビ２２４により観察さ
れる。

モニタテレビ２２４上には、演算制御回路２５０により
制御されて水平（Ｘ）、垂直（Ｙ）カーソル輝線が表示
されており、これら輝線の位置はＸ。

Ｙ座標入力装置２２３により移動可能で、交点のＸ、Ｙ
座標はそれぞれ、Ｘ（水平）座標レジスタ２１８、Ｙ（
垂直）座標レジスタ２１９に格納される。

このよう”にして、浮動スペーシング２０３の任意の位
置のＸ、Ｙ座標を知ることができる。以下の浮動スペー
シングの測定はこのＸ、Ｙ位置で行われる。測定点の寸
法はカメラの分解能で決まり、約２０μｍ０である。

ビジコンカメラ撮偉面に結んだ浮動スペーシング部の儂
は、各座標点位置のスペーシングｈ（ｘ。

ｙ）と波長λの関係が（２）式を満たすような条件の時
に極小値を持つ。

ただし、”＝Ｌ　２＋　　（・・・正整数）である。

カメラ制御回路２１６からの映像信号出力は、Ａ／Ｄ変
換回路２１７に入り、Ｘ、Ｙ座標レジスタ２１８，２１
９で指定される位置に対応したタイ電ングでＡ／Ｄ変換
され、デジタル値となる。

演算制御回路２５０は、モノクロメータ２１１の波長駆
動機構を制御し、波長をλ１．λ８．・・・λ、と切換
え、それぞれの波長に対応した点（ｘ。

ｙ）での映像信号出力をＡ／Ｄ変換し、その値（Ｒハ）
を干渉光強度記憶装置２２０の各波長に対応した位置に
記憶させる。

また、光源、モノクロメータから、レンズ、ビジコンカ
メラに至る光学系の波長依存性を知るために、スライダ
と同一材料の基準反射板を磁気ヘッドのかわりに挿入し
、干渉縞の生じない場合の反射光強度を基準光強度（工
λ１）とし、干渉光強度と同様にしてデジタル化し、そ
の値を基準光強度記憶装置２２１に記憶させる。

演算制御回路２５０はこれら２つの光強度を求めた後、
２つの記憶装置の同じ波長位置にある値の比（ＲＩＪＩ
／ＩＪＩ）から干渉縞による干渉光強度比を求める。

第３図の（−）に基準光強度、０））に干渉光強度、（
Ｃ）に干渉光強度比の波長依存性をそれぞれ示す。

本例では、波長２２０〜７００ｎｍの範囲を５＋ｍ間隔
で光強度を９７点測定している。そして、演算制御装置
はその間にある２つの干渉光強度比の極小を示す波長λ
１．λ、から、（３）式により波長λ、の干渉次数Ｎを
求め、（４）式によりスペーシングを計算する。

スペーシングが０．２２μｍ以下の場合には、本例の波
長範囲では極小値は１点しか現れ彦いので、Ｎ＝１とし
て計算する。また、スペーシングが大きい場合には、極
小値が３点以上現れる場合もあるが、その場合には波長
の長い１組２５為ら求めればすなわち±０．００２５μ
ｍである。尚波長スキャンの最長波長と最短波長の比を
３以下とすると、極小値が１点のみでスペーシングの異
々る場合が生じるため、干渉縞次数を入力する必要があ
る。

また本例では基準光強度を求める場合に、基準反射板を
用いているが、スペーシングを大として干渉縞を生じな
いようにして、磁気ヘッドで代用することも可能である
。

以上の様に本発明によれば、個人差なく、自動的に高精
度のスペーシング自動測定が可能となる。

更に、従来例ではかなりの長さのスライダが必要であっ
た本のが、本発明によれば２０μｍ０以上であれば良く
、任意の形状のヘッドのスペーシング測定に用いて有効
である。

また、上述した実施例では、光検出器としてビジコンカ
メラを用いているが、特にこれに限られるものではなく
、イメージデセクタ、イメージセンサアレイのように２
次元方向で検出可能なもの、あるいは通常の光電管の前
段にＸ、Ｙ方向に撮らせる反射鐘を置いたものなど各種
のものが使用可能であることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来の光学的浮動ス
ベーシン／グ測定法を示した図、第２図は、本発明の一
実施例を示すブロック図、第３図（ａ）、　（ｂ）、　
（Ｃ）は、それぞれ本発明を実施した時の反射光強度の
波長依存性を示す特性線図である。１．２０１・・・透明ディスク、２．２０２・・・磁気
ヘッド、２１０・・・連続スペクトル光Ｌ２１１・・・
モノクロメータ、２１２・・・井すメータレンズ、２１
３・・・ハーフミラ−１２１４・・・投影レンズ、２１
５・・・ビジコンカメラ、２１６・・・カメラ制御回路
、２１’ｔ’・・・Ａ／Ｄ変換回路、２１８・・・Ｘ（
水平）座標レジスタ、２１９・・・Ｙ（垂ｉ１座標レジ
スタ、２２゜・・・反射光強度記憶装置、２２１・・・
基準光強度記憶装置、２２２・・・浮動スペーシング値
表示器、２２３・・・Ｘ、Ｙ座標人力装置、２２４・・
・モニタ・テレビ、２５０・・・演算制御回路。代理人　弁理士　薄田利幸

Claims

【特許請求の範囲】

磁気ヘッドと磁気記録媒体との間のスペーシングを両者
の一方を透明体に置換して光学的に測定する磁気ヘント
スベーシング測定装置において、連続スペクトル光源と
、上記光源からの光を単色光に分解するモノクロメータ
と、該モノクロメータからの単色光を上記磁気ヘッド又
は上記磁気記録媒体の一方を透明体としたスペーシング
部へ導く光学系と、該スペーシング部からの光を受けて
結像させるレンズ系と、該レンズ系の結像面の希望個所
の光強度を検出可能な光源変換系と、該光電変換系の出
力をデジタル値とするＡ／Ｄ変換器と、上記モノクロメ
ータの波長に対応、した上記スペーシング部での干渉が
ある場合の干渉光強度および、干渉がない場合の基単光
強度のそれぞれの変換されたデジタル値を記憶する記憶
装置と、上記モノクロメータの波長の設定、変更と上記
Ａ／Ｄ変換器のタイミング制御とデジタル値の記憶の制
御と上記記憶装置の内容を比較してスペーシング値を演
算する演算制御装置とを具備してなることを特徴とする
磁気へラドスペーシング測定装置。