JP3372335B2 - 情報ディスクの形状測定方法及び装置 - Google Patents
情報ディスクの形状測定方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、情報ディスク、特にガ
ラス基板を使用した磁気ディスク等の形状評価に好適の
形状測定方法及び装置に関する。
ラス基板を使用した磁気ディスク等の形状評価に好適の
形状測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハードディスク装置の高密度記録
化が進み、浮上ヘッドのエアギャップも０．１〜０．０
５μｍと微小化が要請されている。これに伴い、ハード
ディスク表面の平面度に対する要求は益々厳しくなりつ
つある。この種のディスク材料としては、アルミニウム
合金に金属メッキを施した基板や結晶化ガラス基板等が
開発されているが、ガラス基板については、表面仕上げ
の善し悪しがディスク表面の平滑化に大きな影響を与え
ることが知られている（特開平５−８９４５９号）。即
ち、ガラスの表面仕上げの工程は、大きく分けて粗研
削、精研削、研磨の３工程からなるが、このうち研磨は
ポリシングと呼ばれ、従来、このポリシング工程の特性
として、図８に示すように、ガラス基板の外周部に***
部４２が形成され、外周部がだれてしまうことが知られ
ている。この***部の高さｈは、大きいもので０．４５
μｍ程度あり、磁気ヘッドのフライングに大きな影響を
与え、記録エリアがその分狭められてしまうという問題
がある。
化が進み、浮上ヘッドのエアギャップも０．１〜０．０
５μｍと微小化が要請されている。これに伴い、ハード
ディスク表面の平面度に対する要求は益々厳しくなりつ
つある。この種のディスク材料としては、アルミニウム
合金に金属メッキを施した基板や結晶化ガラス基板等が
開発されているが、ガラス基板については、表面仕上げ
の善し悪しがディスク表面の平滑化に大きな影響を与え
ることが知られている（特開平５−８９４５９号）。即
ち、ガラスの表面仕上げの工程は、大きく分けて粗研
削、精研削、研磨の３工程からなるが、このうち研磨は
ポリシングと呼ばれ、従来、このポリシング工程の特性
として、図８に示すように、ガラス基板の外周部に***
部４２が形成され、外周部がだれてしまうことが知られ
ている。この***部の高さｈは、大きいもので０．４５
μｍ程度あり、磁気ヘッドのフライングに大きな影響を
与え、記録エリアがその分狭められてしまうという問題
がある。
【０００３】そこで、特開平５−８９４５９号では、ポ
リシング時の研磨加工圧力と研磨加工時間とを適当に調
整することにより、ガラス基板の外周縁部の***部の発
生を極力抑えて高い平滑度を得ようとする試みがなされ
ている。この場合の製品の品質を評価するためには、ガ
ラス基板表面の形状を高精度に測定する必要がある。こ
のような測定が可能な形状測定装置としては、従来、触
針式の表面粗さ測定機が試験的に使用されている。
リシング時の研磨加工圧力と研磨加工時間とを適当に調
整することにより、ガラス基板の外周縁部の***部の発
生を極力抑えて高い平滑度を得ようとする試みがなされ
ている。この場合の製品の品質を評価するためには、ガ
ラス基板表面の形状を高精度に測定する必要がある。こ
のような測定が可能な形状測定装置としては、従来、触
針式の表面粗さ測定機が試験的に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
触針式の形状測定装置を使用したディスクの測定方法で
は、触針の変位信号を記録計でプロットし、このプロッ
ト結果から検査員が目視でディスク外周部の***部の形
状を評価しているため、測定結果にばらつきが発生した
り測定に時間がかかるという問題がある。特に、***部
のプロフィルにおける変曲点の位置の情報は、フライン
グの限界点、記録エリアとディスク端部との境界点、デ
ィスクの有効径等を知る上で極めて重要な情報である
が、従来は、***部のプロフィル自体がだれること、及
び変位方向のレンジの決め方に経験を要する等、変曲点
の位置を正しく測定することが困難であるという問題が
ある。従って、従来は、ディスクの任意の半径位置での
形状評価を行って、ディスクの良／不良を判定するにと
どまり、ディスクの有効径等の絶対的な評価を行った
り、ロット全体の傾向を知ることができなかった。さら
に、ディスクの中心点を求め、ディスクのｘ軸方向にお
ける任意の地点の形状評価を行おうとするとき、ディス
クの中心点が規定できないため、ｘ軸の値を正しく規定
することが困難であるという問題もある。
触針式の形状測定装置を使用したディスクの測定方法で
は、触針の変位信号を記録計でプロットし、このプロッ
ト結果から検査員が目視でディスク外周部の***部の形
状を評価しているため、測定結果にばらつきが発生した
り測定に時間がかかるという問題がある。特に、***部
のプロフィルにおける変曲点の位置の情報は、フライン
グの限界点、記録エリアとディスク端部との境界点、デ
ィスクの有効径等を知る上で極めて重要な情報である
が、従来は、***部のプロフィル自体がだれること、及
び変位方向のレンジの決め方に経験を要する等、変曲点
の位置を正しく測定することが困難であるという問題が
ある。従って、従来は、ディスクの任意の半径位置での
形状評価を行って、ディスクの良／不良を判定するにと
どまり、ディスクの有効径等の絶対的な評価を行った
り、ロット全体の傾向を知ることができなかった。さら
に、ディスクの中心点を求め、ディスクのｘ軸方向にお
ける任意の地点の形状評価を行おうとするとき、ディス
クの中心点が規定できないため、ｘ軸の値を正しく規定
することが困難であるという問題もある。
【０００５】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、情報ディスクの研磨工程によって生
じる外周部の***部及びだれ部における変曲点の位置を
高精度に測定することができる情報ディスクの形状測定
装置を提供することを目的とする。
になされたもので、情報ディスクの研磨工程によって生
じる外周部の***部及びだれ部における変曲点の位置を
高精度に測定することができる情報ディスクの形状測定
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る情報ディス
クの形状測定方法は、被測定ディスクの測定面に沿って
測定子を移動させ、この測定子から出力される変位信号
をサンプリングして形状情報として記憶するステップ
と、このステップで記憶された被測定ディスクの形状情
報から前記形状情報における外周縁部の各微小範囲の傾
斜角度を求めると共に、これらの傾斜角度に基づいて前
記被測定ディスクの外周縁部の形状情報のなかの変曲点
を前記被測定ディスクの半径方向の位置および回転軸方
向の位置のデータとして算出するステップとを具備した
ことを特徴とする。
クの形状測定方法は、被測定ディスクの測定面に沿って
測定子を移動させ、この測定子から出力される変位信号
をサンプリングして形状情報として記憶するステップ
と、このステップで記憶された被測定ディスクの形状情
報から前記形状情報における外周縁部の各微小範囲の傾
斜角度を求めると共に、これらの傾斜角度に基づいて前
記被測定ディスクの外周縁部の形状情報のなかの変曲点
を前記被測定ディスクの半径方向の位置および回転軸方
向の位置のデータとして算出するステップとを具備した
ことを特徴とする。
【０００７】また、本発明に係る情報ディスクの形状測
定装置は、被測定ディスクを保持する保持手段と、この
保持手段に保持された被測定ディスクの測定面に沿って
移動可能に配置され前記測定面の変位信号を出力する測
定子と、この測定子を前記被測定ディスクの測定面に摺
接させた状態で前記測定面に沿って移動させる駆動手段
と、前記測定子の前記測定面に沿った移動の過程で前記
測定子から出力される変位信号を所定のタイミングでサ
ンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング
手段によってサンプリングされた変位信号を前記被測定
ディスクの形状情報として記憶する記憶手段と、この記
憶手段に記憶された前記被測定ディスクの形状情報から
前記形状情報における外周縁部の各微小範囲の傾斜角度
を求めると共に、これらの傾斜角度に基づいて前記被測
定ディスクの外周縁部の形状情報のなかの変曲点を前記
被測定ディスクの半径方向の位置および回転軸方向の位
置のデータとして算出する変曲点算出手段とを具備した
ことを特徴とする。
定装置は、被測定ディスクを保持する保持手段と、この
保持手段に保持された被測定ディスクの測定面に沿って
移動可能に配置され前記測定面の変位信号を出力する測
定子と、この測定子を前記被測定ディスクの測定面に摺
接させた状態で前記測定面に沿って移動させる駆動手段
と、前記測定子の前記測定面に沿った移動の過程で前記
測定子から出力される変位信号を所定のタイミングでサ
ンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング
手段によってサンプリングされた変位信号を前記被測定
ディスクの形状情報として記憶する記憶手段と、この記
憶手段に記憶された前記被測定ディスクの形状情報から
前記形状情報における外周縁部の各微小範囲の傾斜角度
を求めると共に、これらの傾斜角度に基づいて前記被測
定ディスクの外周縁部の形状情報のなかの変曲点を前記
被測定ディスクの半径方向の位置および回転軸方向の位
置のデータとして算出する変曲点算出手段とを具備した
ことを特徴とする。
【０００８】なお、変曲点算出手段としては、記憶手段
に記憶された被測定ディスクの形状情報から直線部分を
抽出し、この直線部分に対する前記傾斜角度が予め指定
した値以上になった点を変曲点とするものや、傾斜角度
の変化率が予め指定した値以上になった点を変曲点とす
るものなどを用いることができる。傾斜角度やその変化
率は、ディスクの半径方向をｘ、測定面と直交する方向
をｚとすると、Δｘに対する変化量Δｚ及びその変化で
表されるので、Δｘが一定であるならば、Δｚの値及び
その変化量のみを参照して変曲点を求めればよい。
に記憶された被測定ディスクの形状情報から直線部分を
抽出し、この直線部分に対する前記傾斜角度が予め指定
した値以上になった点を変曲点とするものや、傾斜角度
の変化率が予め指定した値以上になった点を変曲点とす
るものなどを用いることができる。傾斜角度やその変化
率は、ディスクの半径方向をｘ、測定面と直交する方向
をｚとすると、Δｘに対する変化量Δｚ及びその変化で
表されるので、Δｘが一定であるならば、Δｚの値及び
その変化量のみを参照して変曲点を求めればよい。
【０００９】また、ディスクの軸心位置に基準球を位置
させ、この基準球のほぼ中心を通るように測定子をｘ方
向に移動させてその頂点を求め、得られた頂点のｘ方向
の位置をディスクの中心位置と決定するようにしてもよ
い。
させ、この基準球のほぼ中心を通るように測定子をｘ方
向に移動させてその頂点を求め、得られた頂点のｘ方向
の位置をディスクの中心位置と決定するようにしてもよ
い。
【００１０】
【作用】本発明によれば、被測定ディスクの測定面をト
レースすることによって取得され記憶手段に記憶された
被測定ディスクの形状情報から、形状情報における各微
小範囲の傾斜角度を求めると共に、これらの傾斜角度に
基づいて形状情報中の変曲点を求めるようにしているの
で、複雑な曲線あてはめ計算を用いることなく、所望と
する変曲点を正確に算出することができる。このため、
被測定ディスクの有効径等に対する正しい評価結果を得
ることができると共に、検査スピードが要求されるライ
ン内での自動検査等にも応用できる。
レースすることによって取得され記憶手段に記憶された
被測定ディスクの形状情報から、形状情報における各微
小範囲の傾斜角度を求めると共に、これらの傾斜角度に
基づいて形状情報中の変曲点を求めるようにしているの
で、複雑な曲線あてはめ計算を用いることなく、所望と
する変曲点を正確に算出することができる。このため、
被測定ディスクの有効径等に対する正しい評価結果を得
ることができると共に、検査スピードが要求されるライ
ン内での自動検査等にも応用できる。
【００１１】なお、ディスク端部に所定角度の面取りが
施されている場合には、予めその角度の情報を指定して
おくことにより、前記微小範囲の傾斜角度がその指定角
度以上になった点をディスクの記録エリアと端部との境
界点であると容易に認定することができる。
施されている場合には、予めその角度の情報を指定して
おくことにより、前記微小範囲の傾斜角度がその指定角
度以上になった点をディスクの記録エリアと端部との境
界点であると容易に認定することができる。
【００１２】また、そのような境界点も含め、一般に変
曲点では、プロフィルの接線の角度が急激に変化するこ
とがある。したがって、前記傾斜角度の変化率が指定値
以上又は最大になった点を変曲点と認定することによっ
ても、記録エリアと端部との境界点を正確に検出するこ
とができる。
曲点では、プロフィルの接線の角度が急激に変化するこ
とがある。したがって、前記傾斜角度の変化率が指定値
以上又は最大になった点を変曲点と認定することによっ
ても、記録エリアと端部との境界点を正確に検出するこ
とができる。
【００１３】傾斜角度がΔｘに対する変化量Δｚで表さ
れ、Δｘが一定である場合、これらの変曲点の算出は、
Δｚのみを参照することにより、演算処理が簡単にな
る。
れ、Δｘが一定である場合、これらの変曲点の算出は、
Δｚのみを参照することにより、演算処理が簡単にな
る。
【００１４】また、ディスクの軸心上に基準球を配置し
ておき、この基準球のほぼ中心位置をトレースすること
により、ディスクの中心位置を簡単且つ正確に求めるこ
とができ、ディスクの使用可能な有効径を極めて正確に
求めることができる。
ておき、この基準球のほぼ中心位置をトレースすること
により、ディスクの中心位置を簡単且つ正確に求めるこ
とができ、ディスクの使用可能な有効径を極めて正確に
求めることができる。
【００１５】
【実施例】以下、添付の図面を参照してこの発明の実施
例に係るハードディスクの形状測定装置について説明す
る。図１はこの形状測定装置の外観図である。形状測定
装置本体１のテーブル２上には、傾斜補正テーブル３が
載置されている。この傾斜補正テーブル３の上には、保
持台４が固定されており、更に保持台４の上面中央に固
定された保持治具５には、被測定ディスク６が保持され
ている。被測定ディスク６は、その中心孔が保持治具５
の凸部に嵌合した状態で、保持治具５と上部に配置され
た固定治具７とに挟持され固定される。固定治具７の上
端には曲率中心が被測定ディスク６の軸心上に位置した
球状凹部が形成され、この球状凹部に基準球８が嵌め込
まれている。
例に係るハードディスクの形状測定装置について説明す
る。図１はこの形状測定装置の外観図である。形状測定
装置本体１のテーブル２上には、傾斜補正テーブル３が
載置されている。この傾斜補正テーブル３の上には、保
持台４が固定されており、更に保持台４の上面中央に固
定された保持治具５には、被測定ディスク６が保持され
ている。被測定ディスク６は、その中心孔が保持治具５
の凸部に嵌合した状態で、保持治具５と上部に配置され
た固定治具７とに挟持され固定される。固定治具７の上
端には曲率中心が被測定ディスク６の軸心上に位置した
球状凹部が形成され、この球状凹部に基準球８が嵌め込
まれている。
【００１６】一方、テーブル２には、送りネジ１１を装
着したコラム１２が固定されており、このコラム１２に
スライダ１３が装着されている。コラム１２には、図示
しないモータ等の駆動手段が設けられており、この駆動
手段で送りネジ１１を回転させることにより、スライダ
１３を図中Ｚ軸方向に駆動する。スライダ１３には、ス
タイラスアーム１４が装着されている。このスタイラス
アーム１４は、図示しない駆動手段によってスライダ１
３に対して図中Ｘ軸方向に駆動される。スタイラスアー
ム１４の先端にはスタイラス１５が装着され、このスタ
イラス１５の先端が、被測定ディスク６の上面に接触し
ながらＸ方向に移動するようになっている。そして、こ
れらがテーブル２を含めて形状測定装置本体１を構成し
ている。
着したコラム１２が固定されており、このコラム１２に
スライダ１３が装着されている。コラム１２には、図示
しないモータ等の駆動手段が設けられており、この駆動
手段で送りネジ１１を回転させることにより、スライダ
１３を図中Ｚ軸方向に駆動する。スライダ１３には、ス
タイラスアーム１４が装着されている。このスタイラス
アーム１４は、図示しない駆動手段によってスライダ１
３に対して図中Ｘ軸方向に駆動される。スタイラスアー
ム１４の先端にはスタイラス１５が装着され、このスタ
イラス１５の先端が、被測定ディスク６の上面に接触し
ながらＸ方向に移動するようになっている。そして、こ
れらがテーブル２を含めて形状測定装置本体１を構成し
ている。
【００１７】形状測定装置本体１には、スタイラス１５
の先端の変位の信号をサンプリングして形状評価のため
の処理を実行するコンピュータ２０が接続されている。
このコンピュータ２０は、コンピュータ本体２１と、入
力手段としてのキーボード２２及びマウス２３と、ディ
スプレイ装置２４とを備えている。また、コンピュータ
２０には、測定結果を出力するプリンタ２５が接続され
ている。
の先端の変位の信号をサンプリングして形状評価のため
の処理を実行するコンピュータ２０が接続されている。
このコンピュータ２０は、コンピュータ本体２１と、入
力手段としてのキーボード２２及びマウス２３と、ディ
スプレイ装置２４とを備えている。また、コンピュータ
２０には、測定結果を出力するプリンタ２５が接続され
ている。
【００１８】図２は、この測定システムの機能ブロック
図である。スタイラス１５の先端の変位は、検出部３１
で検出される。検出部３１は、例えばスタイラスアーム
１４と連動する差動トランスと、この差動トランスの出
力を同期検波する同期検波回路等から構成される。検出
部３１からの変位信号は、サンプリング部３２で一定時
間間隔でサンプリングされる。サンプリング部３２は、
例えば入力される変位信号を一定時間間隔でＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器と、スタイラスアーム１４の円弧運動
による円弧歪を除去する円弧歪除去部とを備えて構成さ
れている。サンプリング部３２でサンプリングされた変
位データは、被測定ディスク６の形状情報としてメモリ
３３に記憶される。
図である。スタイラス１５の先端の変位は、検出部３１
で検出される。検出部３１は、例えばスタイラスアーム
１４と連動する差動トランスと、この差動トランスの出
力を同期検波する同期検波回路等から構成される。検出
部３１からの変位信号は、サンプリング部３２で一定時
間間隔でサンプリングされる。サンプリング部３２は、
例えば入力される変位信号を一定時間間隔でＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器と、スタイラスアーム１４の円弧運動
による円弧歪を除去する円弧歪除去部とを備えて構成さ
れている。サンプリング部３２でサンプリングされた変
位データは、被測定ディスク６の形状情報としてメモリ
３３に記憶される。
【００１９】演算処理部３４は、メモリ３３に格納され
た形状情報から被測定ディスク６の傾斜を算出し、制御
部３５を介して駆動機構３６を作動させることにより、
傾斜補正テーブル３の傾斜角を補正する。また、制御部
３５は、駆動機構３７を作動させてスタイラス１５のＸ
軸方向位置及びＹ軸方向位置を制御する。また、演算処
理部３４は、メモリ３３に格納された形状情報から、直
線部を検出したり、ディスク６の外周縁部の***部の変
曲点の位置等を算出すると共に、測定結果の表示の為の
制御を実行する。なお、被測定ディスク６がハードディ
スク用のガラス基板であると想定すると、この測定装置
としては、Ｚ軸方向の最小分解能が0.0005〜0.05μｍ、
最大倍率が500,000 倍、Ｘ軸方向最大倍率が10,000倍ま
で選択可能なものが好ましい。
た形状情報から被測定ディスク６の傾斜を算出し、制御
部３５を介して駆動機構３６を作動させることにより、
傾斜補正テーブル３の傾斜角を補正する。また、制御部
３５は、駆動機構３７を作動させてスタイラス１５のＸ
軸方向位置及びＹ軸方向位置を制御する。また、演算処
理部３４は、メモリ３３に格納された形状情報から、直
線部を検出したり、ディスク６の外周縁部の***部の変
曲点の位置等を算出すると共に、測定結果の表示の為の
制御を実行する。なお、被測定ディスク６がハードディ
スク用のガラス基板であると想定すると、この測定装置
としては、Ｚ軸方向の最小分解能が0.0005〜0.05μｍ、
最大倍率が500,000 倍、Ｘ軸方向最大倍率が10,000倍ま
で選択可能なものが好ましい。
【００２０】次に、このように構成されたシステムを用
いたハードディスクの形状測定方法について説明する。
まず、被測定ディスク６の上面をスタイラス１５で走査
することによってスタイラス１５の移動軸線に対する傾
斜角が大まかに検出され、傾斜補正テーブル３が作動し
て被測定ディスク６の測定面がスタイラス１５に対して
平行に位置するように設定される。次に、図３に示すよ
うな測定手順で測定処理が実行される。最初にオペレー
タの指示に従ってＸ軸方向の測定ピッチ（例えば３μ
ｍ）等の測定条件の設定を行う（Ｓ１）。続いて、基準
球８の上部のほぼ中心をＸ軸方向にスタイラス１５でト
レースすることにより、Ｚ軸の最大位置を求め、これを
Ｘ軸方向の原点位置として登録する（Ｓ２）。この原点
は、被測定ディスク６の回転軸のＸ軸位置に相当する。
いたハードディスクの形状測定方法について説明する。
まず、被測定ディスク６の上面をスタイラス１５で走査
することによってスタイラス１５の移動軸線に対する傾
斜角が大まかに検出され、傾斜補正テーブル３が作動し
て被測定ディスク６の測定面がスタイラス１５に対して
平行に位置するように設定される。次に、図３に示すよ
うな測定手順で測定処理が実行される。最初にオペレー
タの指示に従ってＸ軸方向の測定ピッチ（例えば３μ
ｍ）等の測定条件の設定を行う（Ｓ１）。続いて、基準
球８の上部のほぼ中心をＸ軸方向にスタイラス１５でト
レースすることにより、Ｚ軸の最大位置を求め、これを
Ｘ軸方向の原点位置として登録する（Ｓ２）。この原点
は、被測定ディスク６の回転軸のＸ軸位置に相当する。
【００２１】次に、測定開始点のＸ座標（例えば３１ｍ
ｍ）を指定することにより、スタイラス１５を駆動機構
３７によって測定開始点まで移動させる（Ｓ３）。そし
て、測定開始の指令を与えると、スタイラス１５は被測
定ディスク６の測定面上に下降し、測定面に接触したの
ち、検出部３１の検出電圧が一定レベルになる位置で停
止する。続いてスタイラス１５がＸ軸方向に移動して指
定された測定ピッチでＸ軸座標値とＺ軸座標値とがサン
プリング部３２でサンプリングされ、メモリ３３に記憶
される（Ｓ４）。各測定値は、ディスプレイ装置２４に
プロットされディスク６の形状情報として表示される
（Ｓ５）。
ｍ）を指定することにより、スタイラス１５を駆動機構
３７によって測定開始点まで移動させる（Ｓ３）。そし
て、測定開始の指令を与えると、スタイラス１５は被測
定ディスク６の測定面上に下降し、測定面に接触したの
ち、検出部３１の検出電圧が一定レベルになる位置で停
止する。続いてスタイラス１５がＸ軸方向に移動して指
定された測定ピッチでＸ軸座標値とＺ軸座標値とがサン
プリング部３２でサンプリングされ、メモリ３３に記憶
される（Ｓ４）。各測定値は、ディスプレイ装置２４に
プロットされディスク６の形状情報として表示される
（Ｓ５）。
【００２２】図４は、形状情報の表示態様の一例を示す
図である。被測定ディスク６の傾斜は、傾斜補正テーブ
ルによって大まかには補正されているが、この種の測定
では、Ｚ軸測定レンジが数１０μｍと微小であることか
ら、測定値が同図（ａ）に示すように全体的に傾くこと
は避けられない。そこで、マウス２３のカーソル４１に
より対角位置を指定して、直線部分と思われる範囲をＡ
１を指定する（Ｓ６）。これにより、範囲指定された部
分の測定データから最小自乗法により回帰直線が算出さ
れ、この直線が基準線Ｒとして例えば赤色で強調表示さ
れる（Ｓ７）。次に、傾斜補正を指示することにより、
図４（ｂ）に示すように、基準線Ｒがディスプレイ画面
のほぼ中央に水平に位置するように、画面全体が修正さ
れる（Ｓ８）。
図である。被測定ディスク６の傾斜は、傾斜補正テーブ
ルによって大まかには補正されているが、この種の測定
では、Ｚ軸測定レンジが数１０μｍと微小であることか
ら、測定値が同図（ａ）に示すように全体的に傾くこと
は避けられない。そこで、マウス２３のカーソル４１に
より対角位置を指定して、直線部分と思われる範囲をＡ
１を指定する（Ｓ６）。これにより、範囲指定された部
分の測定データから最小自乗法により回帰直線が算出さ
れ、この直線が基準線Ｒとして例えば赤色で強調表示さ
れる（Ｓ７）。次に、傾斜補正を指示することにより、
図４（ｂ）に示すように、基準線Ｒがディスプレイ画面
のほぼ中央に水平に位置するように、画面全体が修正さ
れる（Ｓ８）。
【００２３】続いて、図４（ｂ）に示すように、形状情
報の***部を取り囲むように、変曲点の算出エリアＡ２
をマウス２３によって指定する（Ｓ９）。そして、変曲
点の算出条件を指定したのち（Ｓ１０）、変曲点算出処
理が以下のように実行される（Ｓ１１）。
報の***部を取り囲むように、変曲点の算出エリアＡ２
をマウス２３によって指定する（Ｓ９）。そして、変曲
点の算出条件を指定したのち（Ｓ１０）、変曲点算出処
理が以下のように実行される（Ｓ１１）。
【００２４】即ち、ここで求めるべき変曲点としては、
例えば次のような点がある。 （１）図８に示すように、ディスク６の外周縁部の***
部４２の高さｈが問題となる場合には、***部４２の頂
点位置Ｐ１。 （２）図８に示すように、ディスク６の外周縁部の***
部４２の高さｈが許容範囲内であるとして、ディスク６
の有効半径ｒを知る場合には、***部４２と外周縁部と
の境界点Ｐ２。
例えば次のような点がある。 （１）図８に示すように、ディスク６の外周縁部の***
部４２の高さｈが問題となる場合には、***部４２の頂
点位置Ｐ１。 （２）図８に示すように、ディスク６の外周縁部の***
部４２の高さｈが許容範囲内であるとして、ディスク６
の有効半径ｒを知る場合には、***部４２と外周縁部と
の境界点Ｐ２。
【００２５】この実施例では、これらの変曲点を形状情
報の微小範囲の傾斜角に基づいて算出するようにしてい
る。微小範囲の傾斜角は、図５に示すように、一定のサ
ンプル数ＤＸだけ離れた２点を接続する直線Ｌ１，Ｌ２
の基準線Ｒに対する傾斜角α１，α２を使用することが
できる。また、傾斜角の変化率Δαは、直線Ｌ１，Ｌ２
のなす角度である。この場合、Ｘ軸方向のサンプルピッ
チΔＸは予め指定されているので、傾斜角としては、次
の値を用いることができる。
報の微小範囲の傾斜角に基づいて算出するようにしてい
る。微小範囲の傾斜角は、図５に示すように、一定のサ
ンプル数ＤＸだけ離れた２点を接続する直線Ｌ１，Ｌ２
の基準線Ｒに対する傾斜角α１，α２を使用することが
できる。また、傾斜角の変化率Δαは、直線Ｌ１，Ｌ２
のなす角度である。この場合、Ｘ軸方向のサンプルピッ
チΔＸは予め指定されているので、傾斜角としては、次
の値を用いることができる。
【００２６】
【数１】
（ｐ点前のデータのＺ座標）−（今回のデータのＺ座
標）
標）
【００２７】また、変曲点は、次のように定義されるも
のである。 （１）基準線Ｒから見た傾斜角αが指定値以上になった
点Ｐａ。 （２）傾斜角の変化率Δαが指定値以上になった点Ｐ
ｂ。 （３）傾斜角の変化率Δαが指定値以下になった点Ｐ
ｃ。 （４）傾斜角の変化率Δαが最大になった点Ｐｄ。 （５）傾斜角の変化率Δαが（＋）から（−）になった
点Ｐｅ。 これらの変曲点のうち点Ｐａ，Ｐｂを図６に示す。測定
の目的に応じて、これらのうちのいずれの点を求めるか
を決定すればよい。
のである。 （１）基準線Ｒから見た傾斜角αが指定値以上になった
点Ｐａ。 （２）傾斜角の変化率Δαが指定値以上になった点Ｐ
ｂ。 （３）傾斜角の変化率Δαが指定値以下になった点Ｐ
ｃ。 （４）傾斜角の変化率Δαが最大になった点Ｐｄ。 （５）傾斜角の変化率Δαが（＋）から（−）になった
点Ｐｅ。 これらの変曲点のうち点Ｐａ，Ｐｂを図６に示す。測定
の目的に応じて、これらのうちのいずれの点を求めるか
を決定すればよい。
【００２８】変曲点Ｐａ，Ｐｂを求める場合、図３の算
出条件指定ステップ（Ｓ１０）で指定すべき条件は、角
度算出のための単位ピッチ数ＤＸ、傾斜角α及び変化率
Δαである。これらの条件が与えられると、図７に示す
ような処理が実行される。まず、指定された変曲点算出
エリアＡ２から測定開始点Ｐｓと測定終了点Ｐｅが求め
られる（Ｓ２１）。次に、指定された傾斜角αからこれ
に対応するＺ軸方向の距離ｚを下記のように求める（Ｓ
２２）。
出条件指定ステップ（Ｓ１０）で指定すべき条件は、角
度算出のための単位ピッチ数ＤＸ、傾斜角α及び変化率
Δαである。これらの条件が与えられると、図７に示す
ような処理が実行される。まず、指定された変曲点算出
エリアＡ２から測定開始点Ｐｓと測定終了点Ｐｅが求め
られる（Ｓ２１）。次に、指定された傾斜角αからこれ
に対応するＺ軸方向の距離ｚを下記のように求める（Ｓ
２２）。
【００２９】
【数２】ｚ＝ＤＸ・tan α
【００３０】次に、ｉ＝ＤＸ＋１を初期値として（Ｓ２
３）、第ｉサンプル目から順次以下の処理を実行する。
まず、Δｚi ，Δｚi-1 を下記のように求める（Ｓ２
４）。
３）、第ｉサンプル目から順次以下の処理を実行する。
まず、Δｚi ，Δｚi-1 を下記のように求める（Ｓ２
４）。
【００３１】
【数３】Δｚi ＝ｚi-DX −ｚi
Δｚi-1 ＝ｚi-DX-1−ｚi-1
【００３２】次に、Δｚi がｚ以上であるかないかを判
定すると共に（Ｓ２５）、Δαi を下記のように求め
（Ｓ２７）、Δαi がΔα以上であるかどうかを判定す
る（Ｓ２８）。
定すると共に（Ｓ２５）、Δαi を下記のように求め
（Ｓ２７）、Δαi がΔα以上であるかどうかを判定す
る（Ｓ２８）。
【００３３】
【数４】Δαi ＝ tan-1（Δｚi ／ＤＸ）− tan-1（Δ
ｚi-1 ／ＤＸ）
ｚi-1 ／ＤＸ）
【００３４】そして、ｚi がｚ以上である場合には、変
曲点Ｐａ＝（ｘi ，ｚi ）とし（Ｓ２６）、Δαi がΔ
α以上である場合には、変曲点Ｐｂ＝（ｘi ，ｚi ）と
する（Ｓ２９）。以上の処理を指定された範囲内の全て
のサンプル点について実行する（Ｓ３０，Ｓ３１）こと
により、ハードディスクの品質及び有効記録半径等を評
価する上で必要なデータを検出することができる。
曲点Ｐａ＝（ｘi ，ｚi ）とし（Ｓ２６）、Δαi がΔ
α以上である場合には、変曲点Ｐｂ＝（ｘi ，ｚi ）と
する（Ｓ２９）。以上の処理を指定された範囲内の全て
のサンプル点について実行する（Ｓ３０，Ｓ３１）こと
により、ハードディスクの品質及び有効記録半径等を評
価する上で必要なデータを検出することができる。
【００３５】なお、以上は、オペレータによる条件設定
を対話式で行うマニュアル測定手順について述べたが、
実際のライン上で測定を行う場合には、予め指定された
エリア条件及び測定条件を複数のディスクについて共通
に使用することになる。この場合、変曲点の算出に複雑
な曲線あてはめ計算を行う必要がないため、高速検査が
可能である。また、傾斜角の変化率のデータ自体も形状
評価に有効であるため、変化率のデータをサンプル毎に
ディスプレイ装置にプロット表示するようにしてもよ
い。
を対話式で行うマニュアル測定手順について述べたが、
実際のライン上で測定を行う場合には、予め指定された
エリア条件及び測定条件を複数のディスクについて共通
に使用することになる。この場合、変曲点の算出に複雑
な曲線あてはめ計算を行う必要がないため、高速検査が
可能である。また、傾斜角の変化率のデータ自体も形状
評価に有効であるため、変化率のデータをサンプル毎に
ディスプレイ装置にプロット表示するようにしてもよ
い。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、形
状情報における各微小範囲の傾斜角度を求めると共に、
これらの傾斜角度に基づいて形状情報中の変曲点を求め
るようにしているので、複雑な曲線あてはめ計算を用い
ることなく、所望とする変曲点を正確に算出することが
でき、被測定ディスクの有効径等に対する正しい評価結
果を得ることができると共に、検査スピードが要求され
るライン内での自動検査等にも応用できるという効果を
奏する。
状情報における各微小範囲の傾斜角度を求めると共に、
これらの傾斜角度に基づいて形状情報中の変曲点を求め
るようにしているので、複雑な曲線あてはめ計算を用い
ることなく、所望とする変曲点を正確に算出することが
でき、被測定ディスクの有効径等に対する正しい評価結
果を得ることができると共に、検査スピードが要求され
るライン内での自動検査等にも応用できるという効果を
奏する。
【図１】 本発明の実施例に係るハードディスクの形状
測定装置の外観図である。
測定装置の外観図である。
【図２】 同装置の機能ブロック図である。
【図３】 同装置を使用した形状測定手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図４】 同装置における形状情報の表示例を示す図で
ある。
ある。
【図５】 同装置における形状情報の傾斜角度及びその
変化率の算出方法を説明するための図である。
変化率の算出方法を説明するための図である。
【図６】 同装置で求める変曲点の例を示す図である。
【図７】 同変曲点の算出手順を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図８】 ポリシング工程後のガラス基板の形状を示す
図である。
図である。
１…形状測定装置本体、３…傾斜補正テーブル、４…保
持台、６…被測定ディスク、１５…スタイラス、２０…
コンピュータ、２５…プリンタ、３１…検出部、３２…
サンプリング部、３３…メモリ、３４…演算処理部、３
５…制御部、３６，３７…駆動機構。
持台、６…被測定ディスク、１５…スタイラス、２０…
コンピュータ、２５…プリンタ、３１…検出部、３２…
サンプリング部、３３…メモリ、３４…演算処理部、３
５…制御部、３６，３７…駆動機構。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小嶋 毅
東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホ
ーヤ株式会社内
(72)発明者 坂田 幸寛
神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１
号 株式会社ミツトヨ内
(56)参考文献 特開 平５−89459（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−52548（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 21/20
G11B 5/84
Claims (8)
- 【請求項１】 被測定ディスクの測定面に沿って測定子
を移動させ、この測定子から出力される変位信号をサン
プリングして形状情報として記憶するステップと、 このステップで記憶された被測定ディスクの形状情報か
ら前記形状情報における外周縁部の各微小範囲の傾斜角
度を求めると共に、これらの傾斜角度に基づいて前記被
測定ディスクの外周縁部の形状情報のなかの変曲点を前
記被測定ディスクの半径方向の位置および回転軸方向の
位置のデータとして算出するステップとを具備したこと
を特徴とする情報ディスクの形状測定方法。 - 【請求項２】 前記変曲点を算出するステップは、前記
記憶された被測定ディスクの形状情報から直線部分を抽
出し、この直線部分に対する前記外周縁部の各微小範囲
の傾斜角度が予め指定した値以上になった点を変曲点と
することを特徴とする請求項１記載の情報ディスクの形
状測定方法。 - 【請求項３】 前記変曲点を算出するステップは、前記
外周縁部の各微小範囲の傾斜角度の変化率が予め指定し
た値以上になった点を変曲点とすることを特徴とする請
求項１記載の情報ディスクの形状測定方法。 - 【請求項４】 前記被測定ディスクの軸心位置に基準球
を位置させ、基準球のほぼ中心位置を前記測定子でトレ
ースすることにより前記測定子の移動方向における前記
基準球の頂点位置を求め、この頂点位置を前記変曲点の
半径方向の位置を求める際の前記被測定ディスクの中心
位置として求めるステップを更に備えたことを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれか１項記載の情報ディスクの
形状測定方法。 - 【請求項５】 被測定ディスクを保持する保持手段と、
この保持手段に保持された被測定ディスクの測定面に沿
って移動可能に配置され前記測定面の変位信号を出力す
る測定子と、 この測定子を前記被測定ディスクの測定面に摺接させた
状態で前記測定面に沿って移動させる駆動手段と、 前記測定子の前記測定面に沿った移動の過程で前記測定
子から出力される変位信号を所定のタイミングでサンプ
リングするサンプリング手段と、 このサンプリング手段によってサンプリングされた変位
信号を前記被測定ディスクの形状情報として記憶する記
憶手段と、 この記憶手段に記憶された前記被測定ディスクの形状情
報から前記形状情報における外周縁部の各微小範囲の傾
斜角度を求めると共に、これらの傾斜角度に基づいて前
記被測定ディスクの外周縁部の形状情報のなかの変曲点
を前記被測定ディスクの半径方向の位置および回転軸方
向の位置のデータとして算出する変曲点算出手段とを具
備したことを特徴とする情報ディスクの形状測定装置。 - 【請求項６】 前記変曲点算出手段は、前記記憶手段に
記憶された前記被測定ディスクの形状情報から直線部分
を抽出し、この直線部分に対する前記外周縁部の各微小
範囲の傾斜角度が予め指定した値以上になった点を変曲
点とすることを特徴とする請求項５記載の情報ディスク
の形状測定装置。 - 【請求項７】 前記変曲点算出手段は、前記外周縁部の
各微小範囲の傾斜角度の変化率が予め指定した値以上に
なった点を変曲点とすることを特徴とする請求項５記載
の情報ディスクの形状測定装置。 - 【請求項８】 曲率中心が前記被測定ディスクの軸心上
に位置するように前記保持手段に配置された基準球と、 この基準球のほぼ中心位置を前記測定子でトレースする
ことにより前記測定子の移動方向における前記基準球の
頂点位置を求め、この頂点位置を前記変曲点の半径方向
の位置を求める際の前記被測定ディスクの中心位置とし
て求めるディスク中心算出手段とを更に備えたことを特
徴とする請求項５乃至７のいずれか１項記載の情報ディ
スクの形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34870893A JP3372335B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 情報ディスクの形状測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34870893A JP3372335B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 情報ディスクの形状測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190751A JPH07190751A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3372335B2 true JP3372335B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=18398835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34870893A Expired - Fee Related JP3372335B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 情報ディスクの形状測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3372335B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5177388B2 (ja) * | 2008-02-15 | 2013-04-03 | 日本電気硝子株式会社 | 光学面の近似方法と同法を用いたプリズム角度測定方法 |
| JP4688902B2 (ja) * | 2008-06-06 | 2011-05-25 | 花王株式会社 | 繊維の形状評価方法 |
| JP5028537B1 (ja) * | 2011-10-07 | 2012-09-19 | 有限会社 杉浦技術士事務所 | 診察業務支援装置 |
| JP7390576B2 (ja) * | 2020-04-01 | 2023-12-04 | 株式会社東京精密 | 保持治具、表面形状測定装置、及び保持治具ユニット |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP34870893A patent/JP3372335B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07190751A (ja) | 1995-07-28 |
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