JPH11183115A - 平坦度測定装置 - Google Patents

平坦度測定装置

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JPH11183115A
JPH11183115A JP9356771A JP35677197A JPH11183115A JP H11183115 A JPH11183115 A JP H11183115A JP 9356771 A JP9356771 A JP 9356771A JP 35677197 A JP35677197 A JP 35677197A JP H11183115 A JPH11183115 A JP H11183115A
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JP
Japan
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disk
flatness
measured
eddy current
sensor head
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JP9356771A
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Tetsuya Iwata
哲也 岩田
Mutsumi Hirokawa
睦 広川
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System Seiko Co Ltd
Original Assignee
System Seiko Co Ltd
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Publication date
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    • G11B5/82—Disk carriers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/34—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B7/345—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B23/00—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
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    • G11B23/0021—Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture record carriers not specifically of filamentary or web form discs
    • G—PHYSICS
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクなどの板材の表面の平坦度を非接触
で測定する。 【解決手段】 ディスクＤはその中心部に形成された貫
通孔の中に測定台１５の突起部１６を嵌合させ測定台１
５に支持される。測定台１５に沿って直線方向に往復動
自在に設けられたセンサヘッド１９には、ディスクＤに
渦電流を発生させてディスクＤの表面の変位を検出する
複数の渦電流変位センサ４０が設けられている。センサ
ヘッド１９の位置を検出する位置検出手段からの信号
と、それぞれの渦電流変位センサ４０からの信号とに基
づいてディスクＤの表面の平坦度マップが求められ、そ
の平坦度マップはディスプレイやプリンタに出力され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンピユータの記憶
媒体として使用される磁気ディスクなどの板状部材の表
面の平坦度を測定する平坦度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、コンコピュータの記憶媒体と
して使用される磁気ディスクは、アルミニウム合金やガ
ラスなどの素材を用いてディスク基板を形成し、その表
面に磁性膜を形成することにより製造されている。
【０００３】高品質の磁気ディスクを製造するには、デ
ィスク基板が所定の平坦度となっていることが必要であ
り、ディスク基板を製造した後にその表面が所定の平坦
度となっているか否かを検査している。
【０００４】板材などの種々の被測定部材の表面が所定
の平坦度となっているか否かを検査する技術としては、
電気マイクロメータがある。これは、測定子の機械的変
位を電気信号に変換して変位を検出する変位センサであ
り、この変位センサを使用して測定子を板材の表面に沿
って摺動させることにより、測定子の変位によって作動
トランスのコアが移動することになり、板材の表面の変
位を電気信号として取り出すことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】接触子を被測定部材の
表面に接触させてその変位から表面の平坦度を測定する
方式では、被測定部材の表面に接触子が接触するので、
接触子により被測定部材の表面に傷が発生したり、痕跡
が残るおそれがある。たとえば、磁気ディスクなどのよ
うに表面の平坦度のみならず、表面に傷などがない高い
鏡面仕上げが必要となる場合には、前述した接触子を用
いた平坦度測定は好ましくない。また、量産品の表面平
坦度を効率良く測定するには、測定を自動化し得るよう
にすることが好ましい。
【０００６】本発明の目的は、ディクスなどの板材の表
面の平坦度を非接触で測定し得るようにすることにあ
る。
【０００７】本発明の他の目的は、ディスクなどの板材
の表面の平坦度を自動的に測定し得るようにすることに
ある。
【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００１０】すなわち、本発明の平坦度測定装置は、被
測定部材を着脱自在に支持する測定台と、前記測定台に
沿ってこれに支持された前記被測定部材の表面に対して
所定の隙間を隔てて相対的に移動自在に設けられたセン
サヘッドと、前記センサヘッドに設けられ、前記被測定
部材に渦電流を発生させて前記被測定部材の表面の変位
を検出する複数の渦電流変位センサと、前記センサヘッ
ドと前記被測定部材との相対位置の信号と、前記それぞ
れの渦電流変位センサからの信号とに基づいて前記被測
定部材の表面の平坦度マップを求めて出力部にマップデ
ータを出力する制御部とを有することを特徴とする。
【００１１】さらに、本発明の平坦度測定装置は、ディ
スクの中心部に形成された貫通孔の中に嵌合する突起部
を有し、前記ディスクを着脱自在に支持する測定台と、
前記測定台に支持された前記ディスクに対して所定の隙
間を有し、前記測定台に沿って直線方向に往復動自在に
設けられたセンサヘッドと、前記センサヘッドに設けら
れ、前記ディスクに渦電流を発生させて前記ディスクの
表面の変位を検出する複数の渦電流変位センサと、前記
センサヘッドの位置を検出する位置検出部材からの信号
と、前記それぞれの渦電流変位センサからの信号とに基
づいて前記ディスクの表面の平坦度マップを求めて出力
部にマップデータを出力する制御部とを有することを特
徴とする。
【００１２】本発明にあっては、被測定部材の表面平坦
度を渦電流変位センサを用いて測定するようにしたの
で、被測定部材の表面にセンサを接触させることなく、
非接触式で平坦度を測定することができ、被測定部材を
傷つけたり、変形させることなく、高精度で平坦度を測
定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施の形態である平坦度
測定装置を示す一部切り欠き斜視図であり、この平坦度
測定装置は、磁気ディスクを製造するためのディスク基
板を被測定部材とし、これの表面の平坦度を測定するた
めに適用されている。
【００１５】この平坦度測定装置の装置本体１０は、底
板１１とこの上にポスト１２を介して固定された支持プ
レート１３とを有し、支持プレート１３の上にはベース
ブロック１４が固定されている。
【００１６】このベースブロック１４には被測定部材で
あるディスクＤを保持するための測定台１５が上下動自
在に取り付けられており、この測定台１５はベースブロ
ック１４の中に組み込まれたモータなどの図示しない上
下動手段により上下動されるようになっている。被測定
部材であるディスクＤは中心部に貫通孔を有し外周が円
形となっており、測定台１５はディスクＤの外周に対応
した円形となり、中心部にはディスクＤの貫通孔に嵌合
する円形の突起部１６を有している。したがって、ディ
スクＤはその貫通孔の部分を突起部１６に嵌合させるこ
とによって、測定台１５の上に着脱自在に位置決め固定
される。
【００１７】支持プレート１３にはベースブロック１４
の両側に位置させてこれに沿ってガイドレール１７が固
定されており、それぞれのガイドレール１７に沿って直
線方向に往復動自在に装着された摺動ブロック１８に
は、センサヘッド１９がベースブロック１４を跨ぐよう
にして取り付けられている。
【００１８】このセンサヘッド１９をベースブロック１
４に沿って直線方向に往復動させるために、支持プレー
ト１３にはボールねじ２１が回転自在に取り付けられて
おり、このボールねじ２１にねじ結合される図示しない
ナットが摺動ブロック１８を介してセンサヘッド１９に
連結されている。ボールねじ２１の端部にはタイミング
プーリ２２が取り付けられ、支持プレート１３の下方に
配置された図示しないモータのシャフト２３にはタイミ
ングプーリ２４が取り付けられ、これらのタイミングプ
ーリ２２，２４にはタイミングベルト２５が掛け渡され
ている。したがって、モータを駆動してボールねじ２１
を回転することにより、センサヘッド１９はベースブロ
ック１４に沿って往復動することになる。
【００１９】装置本体１０の一端部にはガイドポスト２
６が取り付けられ、そのガイドポスト２６にはこれ沿っ
て上下動自在に摺動支柱２７が取り付けられており、こ
の摺動支柱２７の上端部には、反転手段をなすワーク搬
送台２８が取り付けられている。このワーク搬送台２８
にはボールねじ３１が回転自在に設けられ、このボール
ねじ３１にねじ結合されるナット３２にはワーク保持チ
ャック３３が取り付けられている。ワーク搬送台２８に
はボールねじ３１を駆動するためのモータ３４が取り付
けられており、このモータ３４を駆動させると、ワーク
保持チャック３３は、矢印で示すように、センサヘッド
１９と平行に往復動することになる。
【００２０】ワーク保持チャック３３はナット３２に固
定された支持部材３５を介してナット３２に取り付けら
れ、この支持部材３５に対して水平方向の回転中心軸を
中心に旋回自在となっている。ワーク保持チャック３３
を旋回するために、支持部材３５には旋回用のモータ３
６が設けられている。ワーク保持チャック３３は開閉式
のフィンガー３７を有し、このフィンガー３７はアクチ
ュエータ３８によって開閉作動するようになっている。
なお、底板１１には装置本体１０を覆うように図１にお
いて二点鎖線で示すカバー３９が取り付けられており、
このカバー３９に形成された切り欠き部からセンサヘッ
ド１９が突出している。
【００２１】ディスクＤの表面を図１に示す平坦度検査
装置によって検査するには、モータ３４を駆動してワー
ク保持チャック３３を後退移動させ、さらにアクチュエ
ータ３８によりフィンガー３７を開いた状態のもとで、
図示しない搬送装置によってディスクＤをフィンガー３
７の位置に搬送する。この状態でアクチュエータ３８を
作動させてフィンガー３７を閉じてディスクＤを保持
し、搬送装置を後退させた後に、モータ３４によってデ
ィスクＤを測定台１５の真上にまで搬送する。この位置
のディスクＤは、図１において二点鎖線で示されてい
る。
【００２２】この状態のもとで、測定台１５を上昇移動
させてその突起部１６をディスクＤの貫通孔の中に嵌合
させた後にフィンガー３７を開くことにより、ディスク
Ｄは測定台１５の上に位置決め載置される。次いで、測
定台１５を下降移動させるこにより、ディスクＤの測定
を行うことができる。
【００２３】このようにして、ディスクＤの一方側面の
平坦度を測定した後には、測定台１５を再度上昇移動さ
せて、ワーク保持チャック３３のフィンガー３７により
ディスクＤを把持してワーク保持チャック３３を反転移
動させる。この状態で再度測定台１５の上にディスクＤ
を位置決め載置することにより、反対側面の平坦度を測
定することができる。
【００２４】図２は図１の要部を拡大して示す斜視図で
あり、図３は図２の平面図であり、図４は図３における
４−４線に沿う断面図であり、図５は渦電流変位センサ
を示す斜視図である。
【００２５】図示するように、センサヘッド１９は門形
となっており、その移動によって被測定部材であるディ
スクＤと対向する水平部には、図示する場合では１０個
の渦電流変位センサ４０が取り付けられている。それぞ
れの渦電流変位センサ４０は、図５に示すように、絶縁
体からなるセンサ本体４１に巻き付けられた励起用コイ
ル４２と検出用コイル４３とを有している。励起用コイ
ル４２に交流電圧を供給すると、このコイル４２によっ
て作られた交流磁界によって導電体の被測定部材である
ディスクＤに渦電流が発生する。この渦電流によって発
生する磁界は、コイル４２の電流によって作られた磁界
と逆方向であり、これらの磁界が重なりあって、検出コ
イル４３の出力に影響を与えることになり、検出用コイ
ル４３を流れる電流の強さおよび位相が変化することに
なる。この変化は、被測定部材が渦電流変位センサ４０
に近いほど大きくなり、逆に遠いほど小さくなるので、
検出コイル４３からの信号により渦電流変位センサ４０
と被測定部材の表面との間の変位つまり距離を検出する
ことができる。
【００２６】それぞれの渦電流変位センサ４０は、セン
サヘッド１９をベースブロック１４に沿って図３におい
て左側から右側に向けて移動させると、図３において二
点鎖線で示す位置を移動することになり、ディスクＤの
表面を走査してその表面の変位から平坦度を測定するこ
ときができる。
【００２７】図示する渦電流変位センサ４０により測定
するには、センサの先端から所定の距離の範囲内に被測
定部材であるディスクＤの表面が位置するように設定す
ることになる。
【００２８】図６は前記測定装置によって平坦度を表示
するための制御回路を示すブロック図であり、ボールね
じ３１を回転駆動するためのモータ４４の回転数をカウ
ントしてセンサヘッド１９の位置を検出するエンコーダ
４５からの信号は、中央演算処理装置ＣＰＵなどを有す
る制御部４６に送られるとともに、１０個の渦電流変位
センサ４０からの信号はそれぞれアンプ４７を介して制
御部４６に送られるようになっている。これらの信号に
よって、ＣＲＴなどのディスプレイ４８やプリンタ４９
などに測定された平坦度の値や分布状態などの平坦度マ
ップが出力される。
【００２９】図７はプリントされた平坦度マップを示す
図であり、ディスクＤの表面の平坦度がミクロンオーダ
ーで出力される。ただし、図７にあっては、センサヘッ
ド１９に１２個の渦電流変位センサ４０が取り付けられ
た場合の平坦度マップが示さている。このマップデータ
にあっては、１／１５０ｍｍ毎に測定した５つの測定点
の値を平均して出力した場合を示している。
【００３０】測定された平坦度のデータをメモリに格納
するようにし、測定された平坦度のデータを基準となる
平坦度の値と比較することにより、自動的にディスクの
良品と不良品とを自動的に選別するようにしても良い。
【００３１】図示する平坦度測定装置にあっては、セン
サヘッド１９を移動させて走査するようにしており、デ
ィスクＤを移動させるようにはしていないので、ディス
クを移動させた場合におけるディスクの揺れに起因する
測定誤差の発生が防止できる。また、旋回式のワーク保
持チャック３３を有するので、ディスクＤを自動的に反
転して両面の平坦度を自動的に検出することができる。
【００３２】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３３】たとえば、図示する場合に渦電流変位セン
サ４０をセンサヘッド１９に１０個設けているが、その
数は任意とすることができる。また、図示する場合に
は、センサヘッド１９を移動させて、測定台１５を固定
式としているが、測定台１５とセンサヘッド１９は相互
に直線方向に相対的に移動する関係にあれば、測定台１
５を移動式としてセンサヘッド１９を固定するようにし
ても良い。さらに、ディスクの反転のみを自動で行うよ
うにし、ディスクの搬入は手動で行うようにしても良
い。図示する場合には、アルミニウム製のディスク基板
を被測定部材としているが、平坦度を測定することがで
きるのは、これに限られず、導電体であれば、どのよう
な部材であっても、その表面平坦度を測定することがで
きる。
【００３４】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００３５】(1).渦電流変位センサを複数個用いて被測
定部材の表面平坦度を非接触で測定するようにしたの
で、被測定部材の表面に傷が発生したり変形することな
く、高い精度で平坦度を測定することができる。
【００３６】(2).反転手段によって被測定部材の両面の
平坦度を自動的に測定することができる。
【００３７】(3).平坦度のデータを自動的に検出測定す
ることができるので、平坦度の基準値と測定された平坦
度のデータとを比較することにより、不良品を自動的に
選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である平坦度測定装置を
示す斜視図である。
【図２】図１の要部を示す斜視図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図３における４−４線に沿う断面図である。
【図５】渦電流センサの構造を示す斜視図である。
【図６】平坦度を表示するための制御回路を示すブロッ
ク図である。
【図７】求められた平坦度マップの一例を示す線図であ
る。
【符号の説明】
１０ 装置本体 １１ ベースプレート １２ ポスト １３ 支持プレート １４ ベースブロック １５ 測定台 １６ 突起部 １７ ガイドレール １８ 摺動ブロック １９ センサヘッド ２１ ボールねじ ２２ タイミングプーリ ２３ シャフト ２４ タイミングプーリ ２５ タイミングベルト ２６ ガイドポスト ２７ 摺動支柱 ２８ ワーク搬送台 ３１ ボールねじ ３２ ナット ３３ ワーク保持チャック ３４ モータ ３５ 支持部材 ３６ モータ ３７ フィンガー ３８ アクチュエータ ４０ 渦電流変位センサ ４１ センサ本体 ４２ 励起用コイル ４３ 検出用コイル ４４ センサヘッド移動用モータ ４５ エンコーダ ４６ 制御部 ４７ アンプ ４８ ディスプレイ ４９ プリンタ Ｄ ディスク（被測定部材）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被測定部材を着脱自在に支持する測定台
    と、 前記測定台に沿ってこれに支持された前記被測定部材の
    表面に対して所定の隙間を隔てて相対的に移動自在に設
    けられたセンサヘッドと、 前記センサヘッドに設けられ、前記被測定部材に渦電流
    を発生させて前記被測定部材の表面の変位を検出する複
    数の渦電流変位センサと、 前記センサヘッドと前記被測定部材との相対位置の信号
    と、前記それぞれの渦電流変位センサからの信号とに基
    づいて前記被測定部材の表面の平坦度マップを求めて出
    力部にマップデータを出力する制御部とを有することを
    特徴とする平坦度測定装置。
  2. 【請求項２】 ディスクの中心部に形成された貫通孔の
    中に嵌合する突起部を有し、前記ディスクを着脱自在に
    支持する測定台と、 前記測定台に支持された前記ディスクに対して所定の隙
    間を有し、前記測定台に沿って直線方向に往復動自在に
    設けられたセンサヘッドと、 前記センサヘッドに設けられ、前記ディスクに渦電流を
    発生させて前記ディスクの表面の変位を検出する複数の
    渦電流変位センサと、 前記センサヘッドの位置を検出する位置検出部材からの
    信号と、前記それぞれの渦電流変位センサからの信号と
    に基づいて前記ディスクの表面の平坦度マップを求めて
    出力部にマップデータを出力する制御部とを有すること
    を特徴とする平坦度測定装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の平坦度測定装置におい
    て、前記測定台に支持される前記ディスクを反転させる
    反転手段を有し、前記ディスクの両面の平坦度を自動的
    に測定するようにしたことを特徴とする平坦度測定装
    置。
JP9356771A 1997-12-25 1997-12-25 平坦度測定装置 Pending JPH11183115A (ja)

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