JP2008533480A - 機械部品の位置および／または形状を検査する装置および方法 - Google Patents

Abstract

機械部品を検査する装置は、基底部（１）と、固定および基準システム（３１）と、オプトエレクトロニクスシステム測定システム（５３）と、変位システム（３、９、２６）と、オプトエレクトロニクス測定システムの信号を受け取って処理する処理ユニット（２５）とを備える。変位システムはまた、オプトエレクトロニクス測定システムと被検査部品との間を、横軸に沿って相互に平行移動変位できる。予測結果を検査して、少なくとも２つの異なる横方向位置（Ａ、Ｂ）において、相互に振動している間の部品の表面（５１）に関するオプトエレクトロニクス測定システムにより提供された信号を検出し、処理を実行することにより、仮想表面（５１’）に関する情報を得る。この方法および装置により、ハードディスク記憶ユニットの極めて小サイズの構成部品の位置および／または配置および／または形状に関する情報を得ることができる。

Description

本発明は、機械部品の位置および／または形状を検査するオプトエレクトロニクス装置に関し、この装置は、基底部と、被検査部品の固定および基準システムと、被検査部品の少なくとも一部分の位置を表す信号を提供するオプトエレクトロニクスシステムを有する検出装置と、オプトエレクトロニクスシステムと被検査部品との間を回転の縦軸回りに回転変位することを可能にする回転システムと、オプトエレクトロニクスシステムの信号を受け、被検査部品の位置および／または形状に関する情報を提供するように適合された処理ユニットと、を備える。

本発明はまた、被検査部品の固定および基準システムと、被検査部品のうちの少なくとも一部の位置を表す信号を提供する検出装置と、固定および基準システムと検出装置との間の駆動装置とを含む装置によって、機械部品の位置および／または形状の誤差を検査する方法に関し、この方法は、固定および基準システムと検出装置との間を回転軸回りに回転変位させるステップと、被検査部品の位置および／または形状に関する情報を得るために、回転変位中に検出装置によって提供される信号を処理するステップと、を含む。

本発明は、特に、ハードディスク記憶ユニットの構成部品など、極めて小さい寸法の機械部品の検査に適している。このようなユニットには、例えば、ミリメートルまたはそれ以下のオーダーの極めて小さい寸法の、スライダに連結されたディスク上の情報を読み出し／書き込むための、磁気読み出し／書き込みヘッドを含む。固定支持体は、弾性継手によってスライダを支持し、スライダは、磁気ヘッドが電気モータ等によって駆動されて回転すると、磁気ヘッドを、対応するディスクの表面上方に「浮動」する。ディスクの回転とスライダの特定の形状によって、スライダと磁気ヘッドとを対応するディスクの表面から離れる方向に、弾性継手により加えられる力とは反対方向に移動させる傾向にある、揚力が生成される。弾性継手の力と揚力とでバランスを取ることによって、磁気ヘッドは、それらが対応するディスクの上方で、実質的に一定の高さに、位置付けられる。正確な読み出し／書き込みプロセスを達成するために、スライダは直立の姿勢で配置されて、適切な揚力が生成され、それによってディスク表面上方のヘッドを適切な高さ（典型的には、約５〜５０ｎｍ）に維持することが極めて重要である。

産業界では、ハードディスクをさらに小さく製造する傾向にあり、ハードディスクはフォトカメラやデジタルビデオカメラ機器といった極端に小型の装置内でも利用される。その結果、スライダの寸法、ならびに高品質および高信頼性特徴を確実に維持および向上する必要がある他の構成部品の寸法が、極端に小さくなる。

欧州特許１０２９２１９−Ｂ１は、例えば、ハードディスクの磁気読み出し／書き込みヘッド用の複数の翼（すなわち「Ｅブロック」）を備えた支持体など、複雑な形状を備えた機械部品の寸法および／または形状の誤差を検査するためのオプトエレクトロニクス装置を開示している。この装置には、特に、被検査部品を固定および参照するためのシステムと、例えば、公知の影付けタイプのオプトエレクトロニクスシステムを含む検出装置とを含む。被検査部品とオプトエレクトロニクスシステムとは、特に、縦軸回りに、相対的に回転変位することができる。オプトエレクトロニクスシステムは、縦軸を横切り、感光性ＣＣＤ（「電荷結合素子」）タイプなどの受光体の方に向けられた、例えば赤外線波長の発光体を含む。検査される磁気ヘッドの支持体は、発光体と受光体との間に位置付けられ、オプトエレクトロニクスシステムによって時計回りおよび反時計回りに小さく回転変位している（揺れている）間、発光体により放射される光の一部を遮る。欧州特許１０２９２１９−Ｂ１に記載されているとおり、例えば、受光体が提供する信号を適切に処理することによって、機械的な基準に対して、いくつかの部品の位置に関する、部品の幾何学的および形状の特徴を検出することができる。回転中における、被検査部品が遮る光の部分の変動量は、受光体から提供される信号の「変動範囲」を決定する。被検査部品およびオプトエレクトロニクスシステムの振れ角度の大きさ、より具体的には横方向の大きさが小さくなるにつれて、遮られる光の変動量、したがって、信号の変動範囲が減少する。被検査部品の寸法が極めて小さく（例えば、１ミリメートル未満）、振れ角度が、例えば、特定用途の物理的な特徴によって制限される場合、処理信号の変動範囲が制限されることは、有用な信号の変動範囲が減少するにつれて回避できない光ノイズの負の影響が大きくなることを考えると、高信頼性結果を達成するのを必ずしも保証しない。

欧州特許１０２９２１９−Ｂ１による装置は、ハードディスクのスライダの配置および他の特徴を検査するために利用できる。しかし、スライダの横方向の寸法が著しく小さい場合は、先に述べた信頼性の不足といった問題が生じる可能性がある。

本発明の目的は、ハードディスクのスライダなどの被検査部品が特に小さな寸法であったとしても、正確で高信頼性の結果を得ることができる、機械部品の幾何学的な特徴を検査するオプトエレクトロニクス装置を提供することである。

この目的および他の目的ならびに利点は、請求項１による装置によって、および請求項１４による方法によって達成される。

本発明による装置は、特に、回転の縦軸回りに回転する回転システムを支持する基底部と、縦軸に対して横方向の平行移動軸を画定する横方向平行移動システムと、検査される機械部品用の固定および基準システムと、オプトエレクトロニクス測定システムと、を含む。本発明の方法に従って作動すると、装置は、被検査部品とオプトエレクトロニクス測定システムとを、平行移動軸に沿って相互に平行移動させ、回転軸回りに相互に回転させることができる。

平行移動軸に沿った変位の有用性および本発明の他の有利な態様が、非限定の例としてのみ提示される、以下の詳細な説明および添付の図面から明らかとなろう。

図１〜２に示されるオプトエレクトロニクス装置は、複雑な形状の機械部品、より詳細には、ヘッドスタックアセンブリ（「ＨＳＡ」）４０の部品を検査するために利用される。図１〜２のＨＳＡは、図３で、概略図であるが、より詳細に示され、複数の翼４４を備えたＥブロック４２を含む。薄板４６が翼４４に連結され、自由端で、スライダ５０を支持している。スライダに連結された読み出し／書き込みヘッドや薄板とスライダとの間に配置されたジンバルなどＨＳＡの他の詳細物は、簡略化および明瞭化のために、図には示されていない。図１〜２に示された装置は、多くの点で、欧州特許１０２９２１９−Ｂ１に記載の装置（図１）に類似し、基底部１を含み、この基底部１には、縦軸を画定し、ネジによって基底部１に固定される支持部５を含む公知のタイプの縦方向平行移動システム３を備えた変位システムが連結されている。支持部５は、保護構造４を支持し、この構造４上を縦方向の摺動体１１を平行移動することができる。保護構造４は、縦方向平行移動システム３の構成部品を含む。この構成部品は、例えば、それ自体は公知で、図には示されておらず、送りネジによって縦軸に沿って、縦方向の摺動体１１を平行移動させるための第１の電気モータを備えた駆動装置と、基底部１に対する縦方向の摺動体１１の位置に関する信号を提供するための第１の回転トランスデューサ、またはエンコーダを備えた検出装置と、である。縦方向の摺動体１１は、保護構造４に沿って摺動可能な可動ビーム２を含んでいる。可動ビーム２には、２本の支柱８、１０を支持するための支持板６が連結されている。２つの案内スピンドル１４、１６の第１端部分が支柱８に連結され、一方、第２端部分が支柱１０に連結されている。ブッシング１８、２０を備えた２つの構成部品が案内スピンドル１４に連結され、一方、ブッシング２２を備えた第３の構成部品が案内スピンドル１６に連結されている。構成部品１８、２０、２２は、例えばネジによって、可動テーブル２８の第１側面に連結されている。可動式テーブル２８は、変位システム、より詳細には、縦軸を横切る、より詳細には直交する平行移動軸を画定する横方向平行移動システム９の一部である。横方向平行移動システム９は、支柱８に連結された第２電気モータ２４を備える対応する駆動装置と、第２トランスデューサ（図示せず）を備えた他の検出装置と、モータ２４に連結された接続部３０を含む伝達機構とを含む。伝達機構は、接続部３０と一体のウォームネジ３２と、ウォームネジ３２に連結されたネジ付き構成部品またはリードナット３４とを有する。リードナット３４に連結された結合要素３６が、可動テーブル２８に固定されている。第２電気モータ２４によって、ウォームネジ３２が、その軸回りに、いずれかの方向に回転し、その結果、リードナット３４が平行移動軸に沿って平行移動する。結果として、可動テーブル２８は、スピンドル１４、１６によって設けられる案内部に沿って、摺動体１１の支柱８、１０に対して、平行移動することができる。支柱８、１０はまた、誘導または光学タイプの例として、公知のタイプの位置センサ３８を支持している。位置センサ３８は、平行移動軸に沿って変位する間に、可動テーブル２８が限定停止位置に到達することを検出する。位置センサ３８は、結合要素３６と一体の要素と、公知の方法で協働する。

可動テーブル２８の第２側面には、例えばネジによって、回転テーブル１３が連結される。回転テーブル１３は、変位システム、より詳細には回転システム２６の一部であり、回転の縦軸を画定している。オプトエレクトロニクス測定システム５３を含む検出装置用の略Ｃ字型の支持体１５が、例えばネジによって、（支持体１５の）中央部１７で、回転テーブル１３に固定され、オプトエレクトロニクス測定システム５３の構成部品を自由端１９、２１で支持している。オプトエレクトロニクス測定システム５３は、例えば、欧州特許１０２９２１９−Ｂ１に記載のシステムのように、公知の影付けタイプのシステムであり、光ビームを発生する発光体５４と、光を受けて対応する電気信号を生成する受光体５５とを含む。

さらに、回転システム２６は、第３モータ２７を備えた対応駆動装置を含む。第３モータ２７によって、回転テーブル１３が回転の縦軸回りに回転する。回転テーブル１３が時計回りおよび反時計回りに小さく回転変位する（振れる）ことによって、支持体１５の端部１９、２１、したがって、それらと一体のオプトエレクトロニクス測定システム５３の構成部品が、回転テーブル１３の回転軸にほぼ垂直な平面Ｙ−Ｚにおいて振動することができる。支持体１５の時計回りおよび反時計回りに可能な振動は、図面には示されていない、それ自体は公知の方法で、摺動体１１に固定された、適切に調節可能な機械基準によって、または回転テーブル１３の内部に置かれる公知のデバイスによって、制限できる。回転テーブル１３、したがってオプトエレクトロニクス測定システム５３の角度位置に応じた信号を供給する第３の回転トランスデューサ２９を含む別の検出装置が、モータ２７に連結されている。

電気モータと、トランスデューサと、オプトエレクトロニクスシステム５３の構成部品とが、導線Ｃによって図に簡単な形態で表された公知の方法で、図１および図２に概略的に示され、参照符号２５で特定された、電源、制御および表示機能を含む処理ユニットに接続される。

ＨＳＡ４０は、公知のタイプの固定および基準システム３１に固定されている。図１に示されるように、作業台４９を含む固定および基準システム３１は、例えば、ネジによって基底部１に連結され、例えば、欧州特許１０２９２１９−Ｂ１に記載され、図示されているように、被検査部品の寸法および形状に応じて、異なる形状や構造を有することができる。図３は、基準ブロック５９などの、オプトエレクトロニクス測定システム５３に対して基準平面ｒを画定する表面５８を含む、作業台４９に固定された、固定および基準システム３１の特定の詳細部分を示している。保護要素６１が、表面５８に堆積してオプトエレクトロニクスシステム５３が基準面を適切に検出するのを妨げる埃や他の異物から、基準ブロック５９を保護する。

固定および基準システム３１は、より具体的には基準平面ｒに対して、検査されるＨＳＡ４０の位置を特定および固定する。

ＨＳＡ４０のスライダ５０を検査するための、本発明による装置の作動について、図３〜７を参照して、ここで説明する。

本発明で開示される装置は、対応する薄板４６に連結された各スライダ５０の高さおよび空間配置または姿勢（種々の軸についての傾斜角度、すなわち「ロール」および「ピッチ」）を検査するために用いることができる。先に記載したとおり、これらの特徴は、正確な読み出し／書き込みプロセスにとって重要である。

ＨＳＡ４０は、薄板４６が、縦軸および平行移動軸にほぼ平行な平面上に位置するように、固定および基準システム３１に固定されている。

明瞭にするために、オプトエレクトロニクス装置の作動は、以下に、まず、装置の公知の部品を利用する方法に従うスライダ５０の検査について記載し、次いで、本発明の装置による新規の検査方法を記載することによって説明される。

図４は、簡単な形態で、例えば、上面に対応する、図３に示されたスライダ５０のうちの１つのほぼ平坦な表面５１の交差線（オプトエレクトロニクスシステム５３と一体の基準システムＸＹＺの平面Ｙ−Ｚ上の）を示している（明らかに、検査は、下面と対応表面を基準にして同じ方法で実行できる）。表面５１は、横方向の寸法ｂを有する。このような基準システムにおいては、Ｘ軸は、回転の縦軸と平行で、基準平面ｒ上にあり、Ｙ軸は光線と平行で、Ｚ軸は両方と直交している。

この図では、表面５１の外側の辺（または縁部）は２つの点ｅ_ｐおよびｅ_ｎで示されている。

縦方向の摺動体１１の平行移動は、構造４内に収容された第１電気モータと結合されたエンコーダとによって制御され、オプトエレクトロニクス測定システム５３が、スライダ５０の検査を実行することを要求される、図３に示された横断平面Ｓ１（実質的に図４の平面内にある）にある位置に到達すると、移動を停止する。

第３モータ２７は、オプトエレクトロニクス測定システム５３の構成部品を、図４の断面平面と対応する断面平面Ｓ１内で実質的に振動させることによって、回転テーブル１３を、回転軸回りに、時計回りおよび反時計回りに小さく回転変位するように制御している。このような回転変位中に、オプトエレクトロニクス測定システム５３は、例えば、基準ブロック５９の表面５８によって画定される基準平面ｒに対して、スライダ５０の、より詳細には対応表面５１の、空間位置を検出し、検出データを処理ユニット２５で処理する。

オプトエレクトロニクスシステム５３の受光体５５と、回転トランスデューサ２９によって提供される信号に基づいて、点ｅ_ｐの高さｚ_ｐが、オプトエレクトロニクスシステム５３の回転（すなわち振れ）角度θの関数として定義されることができる。回転軸が、図４で示された、考慮する断面における表面５１の中間点を含んでいると仮定すると、高さｚ_ｐは以下の式で表すことができる。

ここで、ｚ_ｐ０は、角度θ＝０での点ｅ_ｐの高さｚである。

スライダ５０とオプトエレクトロニクスシステム５３は、最初の位置に対して、小さく相互に振動し、振動は、角度−θ_ｋと角度＋θ_ｋとの間に含まれている。公知のとおり、角度が小さいと、角度の正弦は、実質的に、ラジアンの角度の値に一致し、（式１）は以下のように簡略化できる。

類似の式３を、点ｅ_ｎについて考えることができる。

ここで、ｚ_ｎ０は、角度θ＝０での点ｅ_ｎの高さｚである。

図５に示される平面θ−Ｚ上では、式２および式３は、交点Ｉで交わる直線Ｒ_ｐとＲ_ｎで表される。システムが前もって適切に校正されていると仮定すると、オプトエレクトロニクスシステム５３の光ビームが基準面ｒと平行である条件は、θ＝０の値に相当し、基準平面ｒの高さは、ｚ＝０の値に相当する。

点Ｉは、点ｅ_ｐおよび点ｅ_ｎの高さｚ_ｓが同じ、すなわち、それらの点が両方とも、オプトエレクトロニクスシステム５３の光ビームと一直線になる状態を表している。値ｚ_ｓは、平面ｒに対する表面５１の中心部分の高さを示している。この状態に対応する角度θ_ｒは、基準平面ｒに対するＸ軸回りのスライダ５０の表面５１の傾斜φ_Ｒ（図４参照のこと）を表し、振れ角として定義される。このような角度は、スライダ５０の空間配置または姿勢を画定する一因となり、対応するディスク上方でのヘッドの適切な読み出し／書き込みプロセスを保証するために、角度は、実質的にヌル値でなければならない。

実際には、オプトエレクトロニクスシステム５３により提供される信号は、ノイズの影響を受け、角度θに依存する点ｅ_ｐとｅ_ｎの高さｚを表す対応する曲線は、直線Ｒ_ｐとＲ_ｎの一部と一致しない。さらに、光ビームと表面５１とがほぼ一直線になり、スライダ５０の両側表面（上面および下面）に関する信号が混合し、ほとんど区別できなくなると、交点Ｉでの光ノイズの影響は大きくなる。図５に示された曲線Ｓは、実際に供給された信号の典型的な傾向を示している。

上述のノイズのために、交点Ｉは、直線の交差として得られる。この直線は、ノイズが無視できると予測される限定された振れ間隔で、オプトエレクトロニクスシステム５３によって供給される信号の値に基づく線形回帰を含む処理によって得られる。より具体的には、第１の直線が、第１の制限された間隔で検出される点ｅ_ｐに関するデータの回帰処理によって得られる。この処理に用いられるデータは、ｚが大きい、すなわち、決定される点Ｉから最も離れた（＋θ_ｋにより近い間隔θ_１〜θ_２における角度の値が対応する）データ、すなわち、恐らく、ノイズにあまり影響されないデータである。同様の処理が、第２の直線に対して実行される。第２の直線は、第２の間隔で検出される点ｅ_ｎに関するデータ、より具体的には、ｚが大きいデータ（−θ_ｋにより近い間隔θ_３〜θ_４における角度の値が対応する）から得られる。

スライダ５０の表面５１の、同じ振れ角度での横方向の寸法ｂが小さくなると、スライダ５０により遮られる光の変化量と、対応する寸法ｚの変化量とが小さくなる。

図５に示されたグラフでは、このことは、直線Ｒ_ｐとＲ_ｎの勾配が小さくなり、検出間隔（θ_１〜θ_２およびθ_３〜θ_４）におけるｚの変化間隔が小さくなることを意味する。言い換えると、受光体５５によって供給される信号の「変動範囲」が小さくなる。

例えば、横方向の寸法ｂが１ミリメートルのオーダーで、スライダ５０とオプトエレクトロニクスシステム５３との間で、１０°を超えずに相対的に回転するスライダの場合、（図５で簡略化された形態で示され、参照記号Δｚ_１とΔｚ_２とで特定された）有用な間隔の高さは、数１０μｍである。

したがって、検査されるスライダの横方向の寸法ｂが極めて小さい場合、信頼性のあるデータの間隔の振幅は小さすぎて、十分正確に、繰り返し処理することができない。特定の処理に関しては、交点Ｉ、したがって寸法ｚ_ｓおよび振れ角θ_ｒを決定することは難しくなる。

ｚの変化間隔を広げるために、部品４０とオプトエレクトロニクスシステム５３との間の回転の増幅を大きくすることが考えられる。しかし、この解決法は常に可能であるとは限らない。例えば、回転中における装置の機械的配置寸法を考慮する場合、すなわち、回転中に、スライダ５０が他の構成部品によって、またはオプトエレクトロニクスシステム５３の集光に関連する問題によって、オプトエレクトロニクスシステム５３に対して「隠される」可能性を考慮する場合などである。

本発明の装置によって実行される検査方法によると、回転テーブル１３の加振変位に加えて、縦軸に沿った摺動体１１の位置が定義されると、回転テーブル１３が連結されている可動テーブル２８の平行移動軸に沿った変位も、第１および第２の横方向位置の間で制御される、と予測される。テーブルの変位はモータ２４、先に記載した伝達機構および位置センサ３８によって制御される。

図６は、簡略化された形態で、実線によって、図４と同じ断面Ｓ１上のスライダ５０の表面５１の断面を、３つの位置で示している。この３つの位置とは、オプトエレクトロニクスシステム５３と一体の、図４と同様に定義された基準システムＸＹＺにおける、第１の横方向端位置Ａと、第２の中心位置と、第３の横方向端位置Ｂである。

先に記載したとおり、以後は、単に例として、上面の表面５１を基準とし、下面およびそれに対応する面を基準にしたのと同じ方法で検査を実行できる。

基準システムＸＹＺに関して、スライダ５０は、例えば同一量ΔＹだけ、横方向端位置Ａ、Ｂの方へ、Ｙ軸に沿って、正の向きおよび負の向きの両方に中心位置から平行移動する。横方向端位置Ａ、Ｂは、結果として、横方向の中心位置に対して同じ距離で反対側に位置している。Ｙ軸に沿った平行移動変位により、表面５１は、中心位置および横方向位置Ａ、Ｂの両方で、Ｙ軸と同一の振れ角φ_Ｒを形成する。スライダ５０と基準システムＸＹＺとの間の相対的な平行移動と振れとが、図１および図２で示された実施形態において、基準システムを定義するオプトエレクトロニクスシステム５３の平行移動と回転変位によって、実現される。各横方向位置Ａ、Ｂでは、オプトエレクトロニクスシステム５３とスライダ５０との間に１回または複数回の振れサイクルが実行され、横方向位置Ａ、Ｂにおける表面５１の端部をそれぞれ定義する、点ｅ_ｐ ^１、ｅ_ｎ ^１とｅ_ｐ ^２、ｅ_ｎ ^２の空間位置に関する値が得られる。図７のグラフは、振れ角度θが変化するときのオプトエレクトロニクスシステム５３によって検出され、点ｅ_ｐ ^１、ｅ_ｎ ^１とｅ_ｐ ^２、ｅ_ｎ ^２の位置を表す値ｚの理論的傾向を示している。表面５１が中心位置にある場合、オプトエレクトロニクスシステム５３は、典型的には、表面５１の末端部を検出しないが、明瞭化のために、図７のグラフは、点ｅ_ｐとｅ_ｎの振れ角度θ、すなわち、中心位置での表面５１の端部の関数として、値ｚの理論的傾向も示している。

横方向端位置Ａ、Ｂでのスライダ５０の表面５１に関する値を検出することによって、仮想、すなわち「バーチャルの」スライダの空間位置を得ることができる。スライダの上面（特定の例における）は、横方向の寸法ｂ_ａｐｐ（実際のスライダの横方向の寸法よりも長い）と、終点ｅ_ｐ ^１、ｅ_ｎ ^２とを備えた仮想表面５１’を有し、Ｙ軸と「見かけの横振れ」角φ_Ｒａｐｐを形成する。

見かけの横振れ角の値は、終点ｅ_ｐ ^１、ｅ_ｎ ^２を表す、図７の理論上の直線の交点Ｉ_ａｐｐの座標θ_ａｐｐに対応する。仮想スライダの表面５１’の中心部分の高さは、点Ｉ_ａｐｐの座標ｚ_ｓに対応している。

仮想表面５１’がＹ軸と形成する角度φ_Ｒａｐｐは、以下の式で表すことができる。
φ_Ｒａｐｐ＝ａｒｃｓｅｎ（ΔＺ_ａｐｐ／ｂ_ａｐｐ）（４）
ここで、ΔＺ_ａｐｐは、点ｅ_ｐ ^１と点ｅ_ｎ ^２との間の高さの差として定義される。

全く同様にして、スライダ５０の表面５１がＹ軸と形成する角度φ_Ｒは、以下の式で表すことができる。
φ_Ｒ＝ａｒｃｓｅｎ（ΔＺ_ｒｅａｌ／ｂ）（５）
ここで、ΔＺ_ｒｅａｌは、点ｅ_ｐと点ｅ_ｎとの間の高さの差として定義される。

振れ角度が小さくなるに伴い、角度のａｒｃｓｅｎ関数は、ほぼ角度に一致し、（式４）および（式５）は簡略化して、それぞれ次の（式６）と（式７）を得ることができる。

スライダ５０がＹ軸に沿って平行移動変位すると、点ｅ_ｎ ^２と点ｅ_ｎと同様に、点ｅ_ｐ ^１と点ｅ_ｐとは同じ高さになる。その結果、それらの差は同じ、すなわち、
ΔＺ_ａｐｐ＝ΔＺ_ｒｅａｌ（８）
となり、振れ角φ_Ｒは以下の式で表すことができる。
φ_Ｒ＝φ_Ｒａｐｐ×ｂ_ａｐｐ／ｂ（９）

図７のグラフはまた、点ｅ_ｐ、ｅ_ｎを表す理論上の直線の交点によって定義される、座標θ_ｒ、Ｚ_Ｓの点Ｉを示している。図７における点ＩとＩ_ａｐｐの位置は、スライダ５０の表面５１と仮想表面５１’とが同じ高さｚ_ｓにあることを示している。

本発明によって得られる利点は明らかであり、より具体的には、利点は、スライダとオプトエレクトロニクスシステム５３をＹ軸に沿って相互に平行移動し、異なる２つの位置Ａ、Ｂ（例えば、中心位置から一方または他方の方向にΔＹだけ離れた）で、表面５１の位置に関する値を得る可能性に対する結果である。実際、点ｅ_ｐ ^１、ｅ_ｎ ^２、すなわち仮想表面５１’の端部を表す理論上の直線は、それぞれ、点ｅ_ｐ、ｅ_ｎを表す理論上の直線よりも角度係数（絶対値で）が大きい。これによって、同一角度間隔に対して、オプトエレクトロニクスシステム５３によって検出される、対応する値の変化間隔を大きくし、この結果、回帰直線を処理するためのより信頼性の高いデータを得ることができる。より具体的には、間隔θ_３〜θ_４では、点ｅ_ｎ ^２を表す直線に沿ったｚの変化間隔（図７では基準ΔＺ_ｎａｐｐで示されている）は、点ｅ_ｎを表す直線に沿ったｚの変化間隔（基準ΔＺ_ｎ）よりも大きい。同様に、間隔θ_１〜θ_２では、点ｅ_ｐ ^１を表す直線に沿ったｚの変化間隔（基準ΔＺ_ｐａｐｐで示されている）は、点ｅ_ｐを表す直線に沿ったｚの変化間隔（基準ΔＺ_ｐ）よりも大きい。

言い換えると、スライダ５０の表面５１の端部を、オプトエレクトロニクス測定システム５３の回転軸から離れて移動させることは、Ｙ軸に沿って一方および他方に相互に平行移動することによって得られるが、これにより、受光体５５が提供する信号の変動範囲を、電気または電子増幅手段を用いずに、増幅することができる。

このように、高さＺ_ｓと振れ角φ_Ｒの両方は、横方向の延びが極めて小さい部品の場合であっても、極めて正確に繰り返し可能に、決定することができる（振れφ_Ｒは、極めて簡単な数学的処理によって決定することができる）。

本発明によって、２つの異なった断面Ｓ１、Ｓ２（図３に示された）で２回の後続の振れサイクルを実行することによって、例えばピッチなどの、スライダ５０の他の表面特徴も検査することができる。表面５１を引用した例では、第１の検査を断面Ｓ１で実行後、オプトエレクトロニクスシステム５３は、平行移動システム３によって縦軸に沿って変位し、所望の断面Ｓ２で停止する。したがって、ピッチ値は、Ｓ１およびＳ２で得られる考慮しているスライダ５０の表面５１の高さの差を、断面Ｓ１、Ｓ２の間の距離で割ることによって得られる。

同様の結果は、基底部１に対してオプトエレクトロニクスシステム５３を固定することによって、また、検査部品を支持する固定および基準システム３１を横方向に平行移動し、回転軸回りに回転させることによって、得ることができる。同様に、スライダ５０を支持する構成部品によって実行される変位もあれば、オプトエレクトロニクスシステム５３によって実行される変位もある。

実質的に、本発明は多くの実施形態を包含し、これら実施形態では、検査される機械部品とオプトエレクトロニクス測定システム５３とが、いずれにしても、縦軸回りに相互に振れて変位し、平行移動軸に沿って平行移動することができる。

機械部品とオプトエレクトロニクスシステム５３との間の相対的な振れ変位は、典型的には、横方向端位置Ａ、Ｂだけで生じる。横方向端位置Ａ、Ｂでは、スライダ５０の表面５１の縁部の位置が得られる。しかし、相対的な振れ変位は、一方の位置から他方の位置に横方向に変位している間に、連続して実現うることもできる。

前に述べたとおり、本発明による検査方法の本発明の説明では、説明を簡略で明瞭にするために、スライダ５０が平行移動軸の中心位置にある場合、考慮している部分における表面５１の中間点が回転の縦軸上にあると仮定されてきた。この基本条件が物理的に生じない場合であっても、いずれにせよ、常に、本発明による検査方法を実行するためにそれを参照し、典型的には、ソフトウェアで実行される簡単な公知の数学的処理によって、異なる配置を考慮して、補正することができる。

本発明はまた検査方法も包含し、これらの方法では、スライダ５０の表面５１の端部に関する取得が、中心位置に対して等距離にない横方向端位置Ａ、Ｂで生じる。言い換えると、オプトエレクトロニクスシステム５３とスライダ５０とは、Ｙ軸に沿って、正の向きの特定の量、負の向きの別の量で、相互に平行移動することができる。

さらに、例えば、振れている間に同じＥブロックに連結されたそれぞれのスライダ５０の表面５１の縁部を検出することによって、複数の部品を同時に検査することができる。

前に述べたとおり、本発明による装置および方法は、ＨＳＡのスライダなど寸法が小さい部品を検査するのに特に有用である。しかし、例えば、翼４４や薄板４６、または少なくとも１つの略平面を備えた任意の他の機械部品など、ＨＳＡの他の部品を検査するために利用することも明らかである。

本発明による装置および方法は、寸法がより大きい機械部品を検査する際にも大きな利点を提供する。実際、どのような寸法の機械部品の検査も、処理信号の変動範囲の拡大によって改善される。この拡大は、有利には、電気または電子増幅手段を利用せずに達成される。

本発明の好ましい実施形態による装置の斜視図である。 異なる角度位置からの、図１の装置の斜視図である。 図１の方向ＩＩＩに沿って示した、図１の詳細部分の拡大側面図である。 ハードディスクのスライダの表面と平面Ｙ−Ｚとの間の交点を簡略化してグラッフ表示した図である。 公知の装置の受光体によって提供される信号の理論上の傾向と実際の傾向とを概略的に示したグラフである。 種々の横断位置において、ハードディスクのスライダの表面と平面Ｙ−Ｚとの間の交点を簡略化してグラフ表示した図である。 本発明による装置の受光体によって提供される信号の傾向をグラフ形態で示している。

Claims (21)

1. 機械部品（４０；５０）の位置および／または形状を検査するオプトエレクトロニクス装置であって、
   ・基底部（１）と、
   ・被検査部品（４０；５０）の固定および基準システム（３１）と、
   ・被検査部品（４０；５０）の少なくとも一部分（５１）の位置を表す信号を提供するオプトエレクトロニクスシステム（５３）を有する検出装置と、
   ・前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）と被検査部品（４０；５０）との間を回転の縦軸回りに回転変位させる回転システム（２６）と、
   ・前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）の前記信号を受け、被検査部品の位置および／または形状に関する情報を提供するように適合された処理ユニット（２５）と、を備え、
   さらに、回転の前記縦軸に対して横方向の平行移動軸を画定し、および前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）と被検査部品（４０；５０）との間を、前記平行移動軸に沿って平行移動変位できる横方向平行移動システム（９）を備えることを特徴とする、オプトエレクトロニクス装置。
2. 少なくとも１つのほぼ平坦な表面（５１）を有する機械部品（４０；５０）を検査するために、
   前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）が、前記ほぼ平坦な表面（５１）に関する信号を提供し、
   前記横方向平行移動システム（９）が、前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）と前記ほぼ平坦な表面（５１）との間を、前記平行移動軸に沿って平行移動変位できるように適合されている、請求項１に記載のオプトエレクトロニクス装置。
3. 前記固定および基準システム（３１）が前記基底部（１）に連結されており、
   前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）が前記回転システム（２６）に連結されている、請求項１または２に記載のオプトエレクトロニクス装置。
4. 前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）が前記横方向平行移動システム（９）に連結されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
5. 前記回転システム（２６）が回転テーブル（１３）を含み、
   前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）がこの回転テーブル（１３）に連結されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
6. 前記回転テーブル（１３）が前記横方向平行移動システム（９）に連結されている、請求項５に記載のオプトエレクトロニクス装置。
7. 前記回転テーブル（１３）に連結された支持体（１５）を含み、
   前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）が前記支持体（１５）の自由端に連結された発光体（５４）および受光体（５５）を含む、請求項５または６に記載のオプトエレクトロニクス装置。
8. 前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）が影付けタイプのシステムである、請求項７に記載のオプトエレクトロニクス装置。
9. 前記平行移動軸が前記回転の縦軸に垂直である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
10. 前記回転システム（２６）および前記横方向平行移動システム（９）が、前記処理ユニット（２５）に接続された、対応する駆動装置（２４、２７）および対応する検出装置（２９）を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
11. 前記平行移動軸に垂直の縦軸を画定する縦方向平行移動システム（３）を含み、
    前記縦方向平行移動システム（３）が部品（４０；５０）と前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）との間を、前記縦軸に沿って相互に平行移動変位できるように適合されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
12. 前記縦方向平行移動システム（３）が、前記処理ユニット（２５）に接続された対応する駆動および検出装置を含む、請求項１１に記載のオプトエレクトロニクス装置。
13. 被検査部品（４０；５０）の固定および基準システム（３１）に強固に連結された基準ブロック（５９）を含み、
    前記基準ブロック（５９）が、前記オプトエレクトロニクスシステム（５３）に対する基準平面（ｒ）を画定する表面（５８）を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス装置。
14. 被検査部品（４０；５０）の固定および基準システム（３１）と、被検査部品（４０；５０）のうちの少なくとも一部（５１）の位置を表す信号を提供する検出装置（５３）と、前記固定および基準システム（３１）と前記検出装置（５３）との間の駆動装置とを含む装置によって、機械部品（４０；５０）の位置および／または形状の誤差を検査する方法であって、
    ・前記固定および基準システム（３１）と前記検出装置（５３）との間を回転軸回りに回転変位させるステップと、
    ・被検査部品（４０；５０）の位置および／または形状に関する情報を得るために、前記回転変位中に前記検出装置（５３）によって提供される信号を処理するステップと、を含む、方法であって、
    ・被検査部品（４０；５０）と前記検出装置（５３）との間を、前記回転軸に垂直な、平行移動軸に沿って相互に平行移動させるステップにより、特徴付けされ、
    前記信号が、前記回転変位中に、被検査部品（４０；５０）と前記検出装置（５３）との間の異なる相互横方向位置（Ａ，Ｂ）において、前記検出装置（５３）によって提供される、検査方法。
15. 少なくとも１つのほぼ平坦な表面（５１）を有する機械部品（４０；５０）を検査するために、
    前記検出装置（５３）が、前記回転変位中に、被検査部品（４０；５０）と前記検出装置（５３）との間の少なくとも２つの相互横方向位置（Ａ，Ｂ）において、前記ほぼ平坦な表面（５１）の位置を表す信号を提供する、請求項１４に記載の検査方法。
16. 被検査部品（４０；５０）と前記検出装置（５３）との間の前記少なくとも２つの相互横方向位置（Ａ，Ｂ）が、横方向の中心である中心位置に対して両側に位置する、請求項１５に記載の検査方法。
17. 被検査部品（４０；５０）と前記検出装置（５３）との間の前記少なくとも２つの相互横方向位置（Ａ，Ｂ）が、横方向の中心位置から等距離に位置する、請求項１６に記載の検査方法。
18. 前記検出装置（５３）により提供される信号を処理するステップが、
    被検査部品（４０；５０）と前記検出装置（５３）との間の前記少なくとも２つの相互横方向位置（Ａ，Ｂ）において提供される前記ほぼ平坦な表面（５１）の関する信号を組み合わせることにより得られる、仮想表面（５１’）に関する処理を含む、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の検査方法。
19. 装置により検査するために、
    前記検出装置が、被検査部品（４０；５０）の少なくとも一部分（５１）の位置を表す信号を提供するように適合されたオプトエレクトロニクスシステム（５３）を含む、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の検査方法。
20. 前記固定および基準システム（３１）と前記検出装置（５３）との間で、前記回転軸に平行な縦軸に沿って、相互平行移動させるステップと、
    少なくとも１つの横方向断面（Ｓ１；Ｓ２）において前記変位を停止するステップと、をさらに含み、
    前記信号が前記少なくとも１つの横方向断面（Ｓ１；Ｓ２）において、前記検出装置（５３）により提供される、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の検査方法。
21. ハードディスク記憶ユニットの少なくとも１つのスライダ（５０）の空間配置を検査するために、
    前記固定および基準システム（３１）により固定され、参照される前記機械部品（４０）が、複雑な形状を有し、前記少なくとも１つのスライダ（５０）を支持する、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の検査方法。

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