JP2008122365A - ガラスディスクの周面欠陥検出光学系および周面欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
欠陥の１つである異物をほとんど検出することなく、ガラスディスクに対してチャック等による疵や欠け、割れ等の外周欠陥を高精度に検出することができるガラスディスクの周面欠陥検出光学系および検査装置を提供することにある。
【解決手段】
この発明は、ガラスディスクの表面側の外周チャンファ部に対してガラスディスクの裏面からガラスディスクを通して光ビームを照射するようにしているので、受光光における異物と疵との間の減光量の差が大きくなり、この相違に応じた欠陥検出信号を発生する受光信号を得るものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ガラスディスクの周面欠陥検出光学系および周面欠陥検出装置に関し、詳しくは、欠陥の１つである付着異物をほとんど検出することなく、ガラスディスク基板をチャックしたときの疵や欠け、割れ等の外周欠陥を高精度に検出することができるようなガラスディスクの周面欠陥検出光学系に関する。

コンピュータ等の情報記録媒体の１つである磁気ディスクは、従来はアルミディスクを素材としていたが、近年は、小型高記録密度化の要求からガラスディスクを素材とし、これに磁性膜を形成している。ガラスディスクは、表面を研磨して平滑とされるが、研磨作業や取り扱い中などにおいて、その内周エッジあるいは外周のエッジが欠けたり、割れたりすることがある。それによりディスクの品質が低下するので、表面検査工程において、欠け、割れ等が検査され、その程度が小さいときは再研磨され、これが大きいときには当該ディスクは不良品とされる。その欠け、割れの大きさの程度は欠陥検査装置により検査されて判定されている。

図７により、ガラスディスクの外周エッジ部と、その欠け欠陥を説明する。
図７（ａ）において、ガラスディスク１は、各種の外径のものがあり、それぞれは所定の直径の中心孔Ｈを有する。（ｂ）は、その外周部分の断面を示し、上側となるその表面を１a 、下側となるその表面（裏面）を１b 、外周の側面を１c とする。ディスク１は、側面１c の付近が面取りされた上側の周縁部（以下チャンファ）ＣhUと下側のチャンファ
ＣhDが形成されており、側面１c より内方の長さｄの範囲が外周エッジ部Ｅ（外周面）と
され、ここに生じた欠け、割れが周面欠陥Ｋとされる。なお、長さｄはディスク１のサイズにより異なり、例えば、２．５インチの場合は０．２ｍｍとされている。

ハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在では自動車製品や家電製品、音響製品の分野にまで浸透し、３．５インチから１．８インチに、さらには１．０インチ以下のハードディスク駆動装置が各種製品に内蔵され、使用されている。
ガラスサブストレートを使用した磁気ディスクの従来の外周エッジの欠陥検出方法としては、外周エッジ部Ｅの上部に、法線からみた入射角３０゜程度でチャンファ部に投光して散乱光を受光する第１の受光系と、これに加えて、ディスクの外周側面に対向する方向で散乱光を受光する第２の受光系を設けた出願人による発明が公知となっている（特許文献１）。
さらに、周面欠陥ではないが、透明体ディスクの上部からディスク表面へ線状の光を照射してこれをディスクの内部で全反射させて外周側面からの散乱光を受光してディスク表面における欠陥を検出する欠陥検出装置が公知となっている（特許文献２）。
特開平７−１９０９５０号公報 特開昭６４−５７１５４号公報

ガラスディスクを利用した高記録密度のＨＤＤは、ディスクの外周エッジ部Ｅの幅あるいはチャンファ部幅は、現在では０．１５ｍｍ以下と狭く、外周エッジ部Ｅぎりぎりまでトラックが形成される。ディスクの厚さは、その外径に応じて、０．５ｍｍ〜１．３ｍｍ程度であり、チャンファの角度は４５゜±５゜程度の傾斜とされ、側面１c の幅も小さくなってきている。

ディスクのチャックは、通常、ディスクの外周に設けられたエッジ（チャンファ部分と側面）で行われることが多いので、ガラスディスクではチャンファ部分にチャックによる欠けが発生し易い。チャックによる欠けは、現在では従来の疵より小さくなり、特許文献１に示されるような従来のガラスディスクの外周エッジの欠陥検出方法で欠陥検出をしても検出信号のレベルが低く、チャンファに付着した異物とチャック疵との区別がしにくい欠点がある。
しかも、検査対象となるディスクは、スピンドルに挿着されて回転状態で検査が行われので、欠陥検出時のディスクの外周面では特にディスクの面振れにより上下方向の振れが大きくなる。そのため、チャック痕による疵の検出信号の基準レベルがディスクの面振れにより変動し、チャック疵の検出信号が異物等の検出信号に対して明確に分離できない問題がある。しかも、異物を疵あるいは欠陥として検出することは、ガラスディスクの歩留まりを悪化させる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、欠陥の１つである異物をほとんど検出することなく、ガラスディスクに対してチャック等による疵や欠け、割れ等の外周欠陥を高精度に検出することができるガラスディスクの周面欠陥検出光学系を提供することにある。
この発明の他の目的は、異物をほとんど検出することなく、外周欠陥を高精度に検出することができるガラスディスクの周面欠陥検出装置を提供することにある。

このような目的を達成するためのこの発明のガラスディスクの周面欠陥検出光学系あるいはその周面欠陥検出装置の構成は、回転するガラスディスクの裏面からガラスディスクを通して内側からガラスディスクの表面側の外周チャンファ部に光ビームを照射する投光系と、外周チャンファ部から所定距離離れて設けられた受光器と、この受光器の手前に設けられた絞りとを備えていて、前記受光器が外周チャンファ部で屈折した光ビームの透過光を絞りを介して受光し、受光器の受光信号に基づいてガラスディスクの外周面の欠陥が検出されるものである。

このように、この発明は、ガラスディスクの表面側の外周チャンファ部に対してガラスディスクの裏面からガラスディスクを通して光ビームを照射するようにしているので、受光光における異物と疵との間の減光量の差が大きくなり、この相違に応じた欠陥検出信号を発生する受光信号を得ることができる。
これにより、ディスクに外周面の振れにより受光信号の基準レベルが変動が多少あってもチャック疵の検出信号と異物等の検出信号とを明確に分離でき、チャック疵の検出信号の検出信号を容易に得ることができる。
その結果、この発明を適用した周面欠陥検出光学系および周面欠陥検出装置にあっては、異物をほとんど検出することなく、ガラスディスクの外周チャンファ部における疵や欠け、割れ等の欠陥を異物と切り離して効率よく、高精度に検出することができる。

図１は、この発明の検出光学系を適用したガラスディスク検査装置の一実施例の説明図、図２（ａ）は、外周チャンファ部に欠陥のない場合の説明図、図２（ｂ）は、ディスクのチャンファ部に異物が付着した場合の説明図、図２（ｃ）は、ディスクのチャンファ部にチャック痕等による疵があった場合の説明図、図３は、トラック１周分の検出信号の説明図、図４（ａ）は、受光器の検出信号をフィルタ処理した信号波形の説明図、図４（ｂ）は、基準レベル変動抑止回路を経た欠陥検出信号の説明図、図５は、この発明の検出光学系の他の実施例の説明図、そして図６は、他の受光信号の基準レベル変動抑止回路を用いた欠陥検出回路のブロック図である。
図１において、１０は、欠陥検査装置であり、ディスク回転機構２と、欠陥検出光学系３、欠陥検出回路５、データ処理装置６、そしてディスク反転機構８とからなる。
欠陥検出光学系３は、投光系３ａ、そして受光系４とからなる。
ディスク回転機構２は、スピンドル２１と、これの頭部に設けられたディスクチャック２２、その底部に設けられた支持台２３、そしてエンコーダ２４とからなる。ディスクチャック２２には、検査対象となるガラスディスク（以下ディスク）１が装着されて回転する。なお、支持台２３は、装置ベース７に固定されている。
投光系３ａは、ミラー３１とレーザ光源３２とからなる。レーザ光源３２は、装置ベース７に固定され、ミラー３１にレーザスポットＳpを照射する。その照射角は、ミラー３１側からみて仰角θ1である。この照射光を受けるミラー３１は、支持台２３とディスク１との間において所定の角度でスピンドル２１に添うように装置ベース７に対して仰角θ2でブラケット３３に傾斜固定されている。このブラケット３３は装置ベース７に固定されている。
ここで、前記の仰角θ1，θ2は、レーザスポットＳpがディスク１の裏面１ｂを経てディスク１の表面側の外周チャンファ部１ｄに対してディスク１の内側から照射されるような角度に選択されている。その結果、レーザスポットＳpは、４５゜±５゜の傾斜を持つ外周チャンファ部１ｄの裏面側に照射される。

ガラスの透過率は９０％以上であり、このように、ディスク１の裏面側から厚さ０．５ｍｍ〜１．３ｍｍ程度のガラスを介して外周チャンファ部１ｄの裏側にレーザスポットＳpを照射してもガラス面から別の方向への反射光は数％程度である。そこで、照射光のほとんどが外周チャンファ部１ｄで屈折して出射する出射光Ｐとなる。
ここで、ガラスの屈折率ＮをＮ＝１．５とし、ディスク１を２．５インチとして仰角θ1，θ2を選択してディスク１の裏面１ｂに対して入射するレーザスポットＳpの入射角度を裏面１ｂに対して時計方向に入射角６５゜程度になるようにすると、外周チャンファ部１ｄからレーザスポットＳpが出射する角度がディスク１の表面１ａに対して反時計方向に８５゜程度となる。そこで、受光系４の受光器４３は、図２（ａ）に示されるように、その受光角θ3がディスク１の表面１ａに対して反時計方向に８５゜前後の入射角度になるように外周チャンファ部１ｄの斜め上部に配置される。

図２（ａ）は、外周チャンファ部１ｄに欠陥のない正常なディスク１に対してレーザスポットＳpが照射されたときの受光器４３との関係についての説明図であり、受光器４３は、外周チャンファ部１ｄで屈折して出射したレーザスポットＳpを絞り孔板４２の絞り孔４２ａを通して受ける。図１に示すように、受光系４は、結像レンズ４１と、絞り孔板４２、そして受光器４３とからなる。絞り孔板４２は、受光器４３の手前に設けられている。
受光器４３は、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）であり、その受光面に結像レンズ４１、絞り孔板４２を介して外周チャンファ部１ｄからの出射光Ｐを受ける。
なお、絞り孔４２ａは、外周チャンファ部１ｄからの出射光Ｐのみを通す大きさの孔である。その孔径は調整可能である。レーザスポットＳpの径は、外周チャンファ部１ｄの幅に対応するものであり、絞り孔４２ａの存在により外周チャンファ部１ｄからの出射光Ｐのみを受けることができる。

図１において、５は、欠陥検出回路であり、プリアンプ（ＡＭＰ）５１とＬＰＦ（ローパスフィルタ）５２、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）５３、比較増幅器（ＣＯＭ）５４、そしてＡ／Ｄ５５とからなり、Ａ／Ｄ５５の出力がデータ処理装置６に送出されて、データ処理装置６において、ディスク１の外周チャンファ部１ｄの欠陥の数と大きさとが検出される。
ここで、ＬＰＦ５２は、ディスク外周面の上下方向の振れによる発生する受光信号の基準信号を抽出する回路であり、ＨＰＦ５３は、ＬＰＦ５２の出力端子とグランドＧＮＤとの間に挿入されて、高周波ノイズ成分と疵や異物等の検出信号成分をグランドＧＮＤへと落とす回路である。そして、比較増幅器（ＣＯＭ）５４は、ディスク外周面の上下方向の振れによる発生する受光信号の基準レベルの変動をキャンセルして外周欠陥の検出信号を発生する回路になっている。
受光器４３の検出信号は、欠陥検出回路５のプリアンプ５１、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）５２、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）５３を経て比較増幅器５４の（＋）入力に入力される。比較増幅器５４の（−）入力は、プリアンプ５１の出力を受ける。

データ処理装置６は、ＭＰＵ６１と、メモリ６２、ディスプレイ６３、キーボード６４、インタフェース回路（Ｉ／Ｆ）６５等からなり、これらが相互にバス６６を介して接続されている。６７は、ＨＤＤ等の外部記憶装置である。
メモリ６２には、欠陥検出プログラム６２ａと、欠陥大きさ判定プログラム６２ｂ、ディスク合否判定プログラム６２ｃ、そして作業領域６２ｄが設けられている。
なお、ＭＰＵ６１は、ディスク回転機構２側に設けられたエンコーダ２ａからディスクの１回転に対応して得られるインデックス信号ＩＮＤをバス６６を介して割込み信号として受ける。
８は、ディスク反転機構であって、スピンドル２に装着されたディスク１に隣接して設けられている。このディスク反転機構８は、ディスク１の外周側面をチャック機構でチャックしてスピンドル２からディスク１をその上に持ち上げて受取る。そして、レール（図示せず）上を後退してスピンドル２の位置からディスク１を待避させて、表面側外周チャンファ部１ｄが検査済みのディスク１を反転して裏面側を表面としてレール上を前進してディスク１をスピンドル２の上のに戻してスピンドル２に再装着する。なお、ディスク反転機構は各種のものが公知であるので詳細は割愛する。

図２は、欠陥検出光学系の外周欠陥検出についての説明図であって、図２（ａ）は、前記したように外周チャンファ部に欠陥のない場合の説明図であり、図２（ｂ）は、ディスク１の外周チャンファ部１ｄに異物が付着した場合の説明図、図２（ｃ）は、ディスク１の外周チャンファ部１ｄにチャック等による欠けＦがあった場合の説明図である。なお、これら各図においては、説明の都合上、絞り４２は省略してある。
図２（ｂ）に示すように、チャンファ部に異物があるときには、その異物は、出射光Ｐが散乱光となり、出射光Ｐから受光器４３への入射光が減少して、出射光Ｐを受ける受光器４３は、図３の点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3で示すような各波形が受光器４３の受光信号（検出信号Ｓ）に現れてくる。
ディスク１の外周チャンファ部１ｄにチャック等による欠けＦがあった場合には、図２（ｃ）に示すように、正規の方向に屈折する出射光Ｐは大きく減少するので受光器４３の受光信号は低下し、図３の点ＫFで示すようなパルス状の波形が欠けＦの検出信号として得られる。これに対して、異物に対応する点Ｐ1，点Ｐ2，点Ｐ3で示す各波形の検出信号（以下点Ｐ1の検出信号，点Ｐ２の検出信号，点Ｐ３の検出信号）は、それぞれ点ＫFで示す波形の検出信号（以下点ＫFの検出信号）よりも受光信号のレベル低下が小さい。

点線で示すように点ＫFの検出信号が検出信号Ｓの山の位置にあるときでも欠けＦの検出信号の低下レベルは比較的大きいので簡単なフィルタ処理で異物に対応する点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3の各検出信号と欠けＦの検出信号とは区別がつく。
しかし、透過型の欠陥検出であるので、異物の径が大きい場合などには透過光が遮断される量が多くなるので欠けＦの検出信号のレベルが低下し、受光信号の基準レベルの変動によりパルス的な波形の点Ｐ3の検出信号のレベルが図示するもよいも大きいときなどにはこれらの判別し難くなることがある。
そこで、検出信号ＳをＬＰＦ（ローパスフィルタ）５２とＨＰＦ（ハイパスフィルタ）５３とを通して、ＬＰＦ５２でディスク１の振れに応じた信号成分を通過させ、残留する高周波ノイズと点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，点ＫFの各検出信号成分をＨＰＦ５３でグランドへと落として除去して、結果として、検出信号Ｓから図４（ａ）に示すような、ほとんどノイズのないディスク１の振れに対応した振動波形の検出基準信号を抽出する。
この振動波形が比較増幅器（ＣＯＭ）５４の（＋）入力に加えられることで、（−）入力側の受光信号の基準信号レベルの変動がキャンセルされる。

検出信号Ｓは、完全な正弦波ではないので、これらフィルタを通すことが必要になるが、スピンドルの回転数を、例えば１０，０００回転とし、ＬＰＦ５２の遮断周波数を、例えば、２００Ｈｚとして２．５インチのディスク外周面の上下方向の振れに応じた信号成分を通過させるものとすれば、１．８インチの場合にも共に使用可能である。
このＬＰＦ５２は、スピンドルの回転数にもよるが、検出信号Ｓにおける１つあるいは複数の径における各ディスク外周面の上下方向の振れに応じた信号成分の周波数に対応させてそれらの信号成分を抽出するＢＰＦ（バンドバスフィルタ）を用いることができる。したがって、ＬＰＦ５２をＢＰＦとしてもよい。

そこで、図４（ａ）の信号と図３（ａ）の検出信号Ｓとを比較増幅器５３で比較した結果として、比較増幅器５３がパルス信号状に低下した点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3と点ＫFの各検出信号の位置で図４（ｂ）に示すような欠陥検出信号Ｓｋを得ることができる。
このようにすると、受光信号の基準レベルの変動がキャンセルされるばかりでなく、点Ｐ1，Ｐ2の各検出信号で示される異物に対応する検出信号はレベル低下が小さくノイズ的なものとなっているので、図４（ｂ）に点線で示すように、そのほとんどが比較増幅器５４の出力には現れてこない。
比較増幅器５４は、高利得非反転直流増幅器であるので、（−）入力の入力信号の高周波ノイズも増幅される可能性があるが、これは、非反転直流増幅器の動作不感帯で多少除去され、さらに図示していないが、コンデンサ等でグランドＧＮＤへ落とせば除去される。これにより高周波ノイズに近い点Ｐ1，Ｐ2の各検出信号は除去される。
その結果として図４（ｂ）のような検出信号を比較増幅器５４の出力として欠陥検出信号Ｓｋを得ることができる。ここで多くの異物についての検出信号は落とされる。もちろん、このとき高周波ノイズも出力されない。

その結果、検出されるものは、異物に対応する比較的レベル低下があり、もしあるとすればパルス的な点Ｐ3の検出信号と、低下レベルの大きい、疵Ｆに対応する点ＫFの検出信号になる。これら点Ｐ3と点ＫFの各検出信号は、受光光の減光レベルに差があるので、これに応じたレベルを持つパルス信号として比較増幅器５４の出力に現れてくる。しかも、パルス的な点Ｐ3の検出信号が発生することは少ない。
Ａ／Ｄ５５は、これら点Ｐ3と点ＫFの各検出信号に対応するパルス信号を欠陥検出信号Ｓｋとして受ける。この信号のレベルを欠陥検出信号Ｓｋの発生ごとにデジタル値に変換して作業領域６２ｄに順次記憶する。

データ処理装置６は、インデックス信号ＩＮＤを受けて、ディスク１の１周分のチャンファの検査が終了したときに、欠陥検出プログラム６２ａをコールする。欠陥検出プログラム６２ａは、ＭＰＵ６１により実行されて、ＭＰＵ６１は、欠陥検出信号Ｓｋのレベルが所定値以上のものをチャンファ部１ｄにある欠陥（チャック痕を含めての欠陥）として検出し、作業領域６２ｄの所定の記憶位置にそのレベル値をそれぞれに記憶し、かつ、その数をカウントする。このときに、比較的大きなパルス的な点Ｐ3の検出信号は、所定の基準値と比較され異物の検出信号として排除される。
なお、前記の所定の基準値は、異物についての点Ｐ3の検出信号を排除し、チャック痕による疵、あるいはその他の疵を検出できるレベルとして選択されている。
ＭＰＵ６１は、次に欠陥大きさ判定プログラム６２ｂをコールする。
欠陥大きさ判定プログラム６２ｂは、ＭＰＵ６１により実行されて、ＭＰＵ６１は、作業領域６２ｄの所定の記憶位置に記憶された欠陥検出信号Ｓｋの各検出信号のレベルから欠陥を大，中，小の３段階に分類して作業領域６２ｄの前記とは別の所定の記憶位置に記憶する。そして、次にディスク合否判定プログラム６２ｃをコールする。

ディスク合否判定プログラム６２ｃは、ＭＰＵ６１により実行されて、ＭＰＵ６１は、作業領域６２ｄに記憶された大きさ分類されたデータを参照して大が１個あったときには不合格とする。中が２個以上あったときのも不合格とする。小が５個を超えたときには不合格とする。合否判定の結果、表面側が不合格となったディスクは、ディスプレイ６３にその旨が表示され、不合格ディスクは、ハンドリングロボットによりスピンドル２から取外されて不合格のカセット（ＮＧのカセット）に搬送される。
表面側チャンファ部ＣhUの検査で合格になったディスクは、ＭＰＵ６１がディスク反転機構８を駆動してこの合格ディスクをディスク反転機構８により反転して裏面側のチャンファ部ＣhDを外周チャンファ部１ｄとしてスピンドル２に再挿着する。
そして、インデックス信号ＩＮＤ待ちをして前記と同様な検査を裏面側のチャンファ部ＣhDに対して行う。
ＭＰＵ６１は、この裏面側のディスク合否判定が終了した時点で検査ディスクの合否判定の結果をディスプレイ６３に表示して不合格ディスクをＮＧのカセットに搬送する。
その結果、表裏いずれかで不合格となったディスクは、ＮＧのカセットに収納され、Ｇ（合格）となったディスクは、合格（Ｇ）のカセットに収納されてここでのディスク１の検査が終了し、次の新しい検査対象ディスクの検査に移る。

図５は、この発明の検出光学系の他の実施例の説明図である。
図５の検出光学系は、図１に示す１枚のミラー３１に換えて２枚のミラー３１ａ，３１ｂを用いる。これにより、レーザ光源５２を装置ベース７に垂直に固定することができる。なお、３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、ミラー３1ａ，３1ｂを固定するブラケットであり、レンズ４１は、複数枚のレンズ構成を採っている。
図５において、点線丸枠部分の右側の拡大図に示すように、レーザスポットＳpの入射角度をディスク１に裏面１ｂに対して時計方向に４０゜としている。この場合には、裏面1ｂの法泉に対する入射角が５０゜となり、外周チャンファ部１ｄからの出射角が外周チャンファ部１ｄの法線に対して２１．７４゜となる。そこで、ディスク１の表面１ａ側に対する受光器４３の受光角θ3は、ディスク１に表面１ａに対してθ3＝１１３゜となる
。

ところで、前記したように、図１の実施例では、パルス的な点Ｐ3の検出信号は、所定の基準値と比較して排除しているが、点Ｐ3の検出信号と点ＫFの検出信号の排除は、比較増幅器５４とＡ／Ｄ５５との間に欠陥検出信号Ｓｋを所定の基準値と比較するコンパレータを設けて、点Ｐ3の検出信号を欠陥検出信号Ｓｋから排除するようにしてもよい。次にその例を説明する。
図６は、他の受光信号の基準レベル変動抑止回路を用いた欠陥検出回路のブロック図であって、欠陥検査装置１０は、図１の欠陥検出回路５に換えて欠陥検出回路５０を用いる。
欠陥検出回路５０は、図１におけるＬＰＦ５２とＨＰＦ５３の接続関係が逆になり、ＨＰＦ５３の後ろにＬＰＦ５２が従属接続されている。ＬＰＦ５２の出力は、コンパレータ５４ａに入力され、コンパレータ５４ａの“１”あるいは“０”の出力がＡ／Ｄ５５に入力される。これにより、コンパレータ５４ａの“１”の期間が長いときにはその期間分“１”のレベルが所定の周期で連続してＡ／Ｄに変換されることになる。
なお、Ａ／Ｄ５５に換えて欠陥ビットメモリを設けて、ディスク１周分のビットデータを記憶し、ＭＰＵ６１がビットデータを読出すようにしてもよい。
通常、ＨＰＦ５２にＬＰＦ５３を従属接続する構成は、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）になる。

ここで、ＨＰＦ５３は、遮断周波数を２００Ｈｚとし、ディスク外周面の上下方向の振れによる周波数に対応する受光信号の信号基準レベルの変動周波数を遮断周波数以下にすることで、ディスク外周面の上下方向の振れによる周波数を排除して信号基準レベルを平滑化した信号を抽出する。これにより受光信号の基準レベルの変動が抑制される。
ＬＰＦ５２は、遮断周波数を３ＭＨｚとする。これは、受光信号から高周波ノイズをカットし、異物を含めた欠陥検出信号を排除するフィルタである。
結局のところ、ＨＰＦ５３とＬＰＦ５２とからなるＢＰＦの帯域を２００Ｈｚ〜３ＭＨｚとしたフィルタを設けて欠陥検出信号を抽出する。
この欠陥検出信号を、比較基準となる基準値（閾値）Ｖｔｈを（＋）入力側に持つコンパレータ５４ａの（−）入力に入力することで、高周波ノイズ成分と異物に対応する点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3の各検出信号を欠陥検出信号からカットして、図４（ｂ）に示す欠陥検出信号Ｓｋから点Ｐ3の検出信号を除いた点ＫFの検出信号を得る。
なお、コンパレータ５４ａの基準値Ｖｔｈは、点Ｐ3の検出信号を除去する値に調整される。

以上説明してきたが、図１の実施例では比較増幅器を用いているが、アンプで増幅した受信信号のレベルが大きい場合には通常のコンパレータあるいは差動増幅器を使用することができる。
さらに、実施例の受光器は、ＡＰＤを用いているが、この発明は、ＣＣＤやホトマルチプライヤなど各種の受光素子，受光器を用いることができる。
さらに、実施例では、ディスクの表面側チャンファ部のみを検査対象としているが、この発明は、裏面側チャンファ部に対応して受光器を設けて、裏面側チャンファ部に光ビームを照射して裏面側に設けた受光器で裏面側のチャンファ部の外周面欠陥を検出するようにしてもよい。また、表裏面のチャンファ部の外周面欠陥を同時に検出するようにしてもよい。
さらに、実施例では、照射光をレーザビームとしているが、照射光は白色光であってもよいことはもちろんである。
なお、この明細書での欠陥という言葉は、欠損や欠落のみならず疵一般に対する広義の概念として使用するものであって、これについては特許請求の範囲における語も同様である。

図１は、この発明の検出光学系を適用したガラスディスク検査装置の一実施例の説明図である。 図２（ａ）は、外周チャンファ部に欠陥のない場合の説明図、図２（ｂ）は、ディスクのチャンファ部に異物が付着した場合の説明図、そして図２（ｃ）は、ディスクのチャンファ部にチャック痕等による疵があった場合の説明図である。 図３は、トラック１周分の検出信号の説明図である。 図４（ａ）は、受光器の検出信号をフィルタ処理した信号波形の説明図、そして図４（ｂ）は、基準レベル変動抑止回路を経た欠陥検出信号の説明図である。 図５は、この発明の検出光学系の他の実施例の説明図である。 図６は、他の受光信号の基準レベル変動抑止回路を用いた欠陥検出回路のブロック図である。 図７（ａ）は、ガラスディスクの説明図、そして図７（ｂ）はその外周エッジ部と欠陥の説明図である。

符号の説明

１…ガラスディスク、１ｄ …外周チャンファ部、
２…ディスク回転機構、３…欠陥検出光学系、
２１…スピンドル、２２…ディスクチャック、
２３…支持台２３、２４…エンコーダ２４
３ａ…投光系、３２…レーザ光源、
４…受光系、４１…結像レンズ、４２…絞り孔板、４３…受光器、
５，５０…欠陥検出回路、
５１…プリアンプ、５２…ＬＰＦ（ローパスフィルタ）、
５３…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）、
５４…比較増幅器、５４ａ…コンパレータ、５５…Ａ／Ｄ、
６…データ処理装置、６１…ＭＰＵ、
６２…メモリ、６２ａ…欠陥検出プログラム、
６２ｂ…欠陥大きさ判定プログラム、
６２ｃ…ディスク合否判定プログラム、
６２ｄ…作業領域。６３…ディスプレイ、
６４…キーボード、７…装置ベース、
８…ディスク反転機構、１０…欠陥検査装置、
Ｐ…出射光。

Claims (14)

1. ディスクの外周面の欠陥を検出するディスクの周面欠陥検出光学系において、
   回転するガラスディスクの裏面から前記ガラスディスクを通して内側から前記ガラスディスクの表面側の外周チャンファ部に光ビームを照射する投光系と、
   前記外周チャンファ部から所定距離離れて設けられた受光器と、
   この受光器の手前に設けられた絞りとを備え、
   前記受光器は、前記外周チャンファ部で屈折した光ビームの透過光を前記絞りを介して受光し、
   前記受光器の受光信号に基づいて前記ガラスディスクの外周面の欠陥が検出されるガラスディスクの周面欠陥検出光学系。
2. 前記絞りの孔の径は、前記外周チャンファ部の幅に対応する前記透過光を通過させるものである請求項１記載のガラスディスクの周面欠陥検出光学系。
3. 前記光ビームはレーザ光であり、前記投光系は、前記レーザ光の光源と前記レーザ光が照射されるミラーとを有し、前記ミラーの反射光が前記ガラスディスクの裏面に照射されて前記透過光が生成される請求項２記載のガラスディスクの周面欠陥検出光学系。
4. 前記ガラスディスクはスピンドルに装着されていて、前記ミラーは、前記スピンドルに沿って傾斜して前記ガラスディスクの裏面側に設けられている請求項３記載のガラスディスクの周面欠陥検出光学系。
5. 前記ミラーは第１のミラーと第２のミラーからなり、前記光源からのレーザ光が第１のミラーに照射されて前記第２のミラーに反射され、前記第２のミラーの反射光が前記ガラスディスクの裏面に照射され、前記光源が前記ガラスディスクの裏面側に起立して設けられている請求項４記載のガラスディスクの周面欠陥検出光学系。
6. ディスクの外周面の欠陥を検出するディスクの周面欠陥検出光装置において、
   回転するガラスディスクの裏面から前記ガラスディスクを通して内側から前記ガラスディスクの表面側の外周チャンファ部に光ビームを照射する投光系と、前記外周チャンファ部から所定距離離れて設けられた受光器と、この受光器の手前に設けられた絞りとを有し、前記受光器が前記外周チャンファ部で屈折した光ビームの透過光を前記絞りを介して受光する周面欠陥検出光学系を備えるガラスディスクの周面欠陥検出装置。
7. さらに、前記ディスクの回転により発生する前記外周面の振れによる前記受光器の受光信号の信号基準レベルの変動を抑制しあるいはキャンセルする基準レベル変動抑止回路と有し、
   前記基準レベル変動抑止回路から得られる信号に基づいて前記外周面の欠陥を検出するための検出信号を得る請求項６記載のガラスディスクの周面欠陥検出装置。
8. 前記絞りの孔径が前記外周チャンファ部の幅に対応する前記透過光を通過させるものである請求項７記載のガラスディスクの周面欠陥検出装置。
9. 前記基準レベル変動抑止回路は、信号基準レベルの変動に対応する周波数の信号を通過させるローパスフィルタおよびバンドパスフィルタのいずれかのフィルタあるいは前記信号基準レベルの変動に対応する周波数の信号を阻止するハイパスフィルタからなるフィルタ回路を有し、前記受光信号を前記フィルが回路に通した信号に基づいて前記外周面の欠陥の検出信号を得る請求項８記載のガラスディスクの周面欠陥検出装置。
10. 前記光ビームはレーザ光であり、前記受光器が前記ディスクの表面に対して垂直な方向に配置され、前記フィルタ回路は前記ローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタのいずれかと高周波ノイズと欠陥検出信号とを除去する他のハイパスフィルタとを有し、
    前記基準レベル変動抑止回路は、前記他のハイパスフィルタとを通して高周波ノイズと欠陥検出信号とを除去して前記信号基準レベルの変動に対応する周波数の信号を検出基準信号として得て、前記検出基準信号と前記受光信号とを比較することにより前記外周面の欠陥について欠陥検出信号を得る請求項９記載のガラスディスクの周面欠陥検出装置。
11. 前記検出基準信号と前記受光信号とを比較増幅器、コンパレータおよび差動増幅器のうちの１つに入力して前記外周面の欠陥について欠陥検出信号を前記１つの出力から得る請求項１０記載のガラスディスクの周面欠陥検出方法。
12. 前記ハイパスフィルはバンドパスフィルタであり、前記バンドパスフィルタにより前記外周面の振れによる周波数の信号を排除して前記受光信号の信号基準レベルを平滑化した前記受光信号を抽出してこの抽出された受光信号に基づいて前記外周面の欠陥の検出信号を得る請求項９記載のガラスディスクの周面欠陥検出装置。
13. さらにコンパレータを有し、前記光ビームはレーザ光であり、前記受光器が前記ディスクの表面に対して垂直な方向に配置され、前記抽出された信号を前記コンパレータにより所定の基準値と比較して前記コンパレータの出力に基づいて前記外周面の欠陥の検出信号を得る請求項１２記載のガラスディスクの周面欠陥検出装置。
14. さらにＡ／Ｄ変換回路とデータ処理装置とを有し、前記欠陥検出信号は、前記Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル値として前記データ処理装置に入力され、前記データ処理装置は、前記欠陥検出信号のレベルに応じて前記外周面の欠陥か否かの判定をしかつ、前記外周面の欠陥の数に基づいて前記ディスクの合否の判定をする請求項１３記載のガラスディスクの周面欠陥検出装置。

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