JP2014035782A

JP2014035782A - ディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置及びそれを用いたディスク検査方法

Info

Publication number: JP2014035782A
Application number: JP2012177832A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Sugita; 寿明杉田; Yu Yanaka; 優谷中; Hisaaki Yamashita; 尚晃山下
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-24

Abstract

【課題】磁気ディスクの表面を検査し、次に磁気ディスクを反転させて裏面を検査する磁気ディスクの検査において、磁気ディスクを反転させるための時間を短縮して検査のスループットを上げる。
【解決手段】ディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置を、磁気ディスクを保持するスピンドルを備えて移動可能なディスク搬送部と、磁気ディスクをディスク搬送部に受け渡すディスク受渡部と、磁気ディスクの表面の欠陥を光学的に検査する光学式検査部と、磁気ディスクを反転させるディスク反転ユニットとを備えて構成し、ディスク反転ユニットは、ディスク搬送部のスピンドルに保持された磁気ディスクをスピンドルから外して持ち上げて前記スピンドルに戻す上下機構部と、磁気ディスクを反転させる反転機構部とを備え、上下機構部で磁気ディスクをディスク搬送部のスピンドルから外して持ち上げて前記スピンドルに戻すまでの動作の一部と、反転機構部で磁気ディスクを反転させる動作とを同時に実行するようにした。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、磁気ディスクの検査装置に関し、磁気ディスクの表面を検査した後にディスク反転ユニットを用いて磁気ディスクを裏返し、上向きになった裏面を検査して磁気ディスクの両面を検査するディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置及びそれを用いたディスク検査方法に関する。

従来の磁気ディスク検査装置のディスク反転機構としては、例えば、特許文献１に、２枚のディスクを一定の間隔をなして別々に着脱自在にチャックし、ディスクを解放して検査装置のスピンドルに対してローディングするチャック部と、チャックされたディスクを反転し、または一定の間隔Ｈに等しい距離を昇降する反転／昇降部とにより構成される。チャック部は、ガイド棒と、エアシリンダに駆動されたクランク機構により、ガイド棒に沿って移動してディスクの円周エッジを両側でチャックする２本のチャックアームを１組とし、このチャックアームの２組を上記の一定の間隔として結合する。また、反転／昇降部は、カム板の１回転により半回転するゼネバ歯車を有する反転部と、反転部を上記の一定の間隔に等しい距離を昇降させるエアシリンダとよりなり、チャック部の結合部の中心点をゼネバ歯車の反転軸に固定する構成が記載されている。

特開平４−３２１９８６号公報

特許文献１に記載されているチャック反転機構では、スピンドルに保持されているディスクを上昇させ、スピンドルから所定の高さまで上昇して上昇が終了した後に、ディスクを反転させ、反転が完了してからディスクを下降させてスピンドルに装着する一連の動作により、ディスクの反転を行っていた。

しかし、磁気ディスクの検査のスループットを上げるために、このディスクの反転動作を早く行おうとすると、シーケンシャルに実行するそれぞれの動作が終了したのを待って次の動作を開始する必要があるので、より早くディスクを交換する上でネックになっていた。

上記した課題を解決するために、本発明では、ディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置を、磁気ディスクを保持するスピンドルを備えて移動可能なディスク搬送部と、磁気ディスクを前記ディスク搬送部に受け渡すディスク受渡部と、前記ディスク搬送部に受け渡されて前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクの表面の欠陥を光学的に検査する光学式検査部と、前記ディスク搬送部に受け渡されて前記光学式検査部で表面の欠陥が検査された前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクを反転させるディスク反転ユニットとを備えて構成し、前記ディスク反転ユニットは、前記ディスク搬送部の前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクを前記スピンドルから外して持ち上げて前記スピンドルに戻す上下機構部と、前記磁気ディスクを反転させる反転機構部とを備え、前記上下機構部で前記磁気ディスクを前記ディスク搬送部のスピンドルから外して持ち上げて前記スピンドルに戻すまでの動作の一部と、前記反転機構部で前記磁気ディスクを反転させる動作とを同時に実行するようにした。

また、上記した課題を解決するために、本発明では、ディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置を用いたディスク検査方法において、磁気ディスクをディスク受渡部から磁気ディスクを保持するスピンドルを備えて移動可能なディスク搬送部に受け渡し、該ディスク搬送部に受け渡されて前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクの表面の欠陥を光学的に検査し、前記ディスク搬送部に受け渡されて前記光学式検査部で表面の欠陥が検査された前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクをディスク反転ユニットに搬送して前記磁気ディスクを反転させて裏面側を上に向け、該反転させた磁気ディスクの裏面側を光学的に検査し、該裏面を光学的に検査した磁気ディスクをディスク搬送部から取り外すことにより行ない、前記磁気ディスクを前記ディスク反転ユニットで反転させることを、前記磁気ディスクを前記ディスク搬送部のスピンドルから外して持ち上げる動作の一部と、前記磁気ディスクを反転させる動作とを同時に実行するようにした。

本発明によれば、同時に複数スピンドルモータ上のディスク反転動作を回転モータによる昇降機構と、回転角度に対する昇降位置ゾーン信号を使用することで、ゾーンエリア検出により反転動作を開始できるため動作タイミングを意識する必要がない。仮にゾーンエリア内で反転動作が完了できない場合は昇降機構動作駆動モータに対する即停止指令（割り込み）により異常停止することで異常処理時の動作タイミングも意識する必要がない。このように、省スペースで短時間に反転動作を実現できる。

図１Ａは、ディスク検査の全体構成を示す正面のブロック図である。図１Ｂは、ディスク検査の全体構成を示す平面のブロック図である。図２は、ディスク検査の動作フローを示すフロー図である。図３は、ディスク反転機構部の動作フローを示すフロー図である。図４Ａは、ディスク反転部の概略の構成を示す斜視図であり、上下移動部が上昇した状態を示す。図４Ｂは、図４Ａの状態を反対側から見た斜視図である。図４Ｃは、ディスク反転部の概略の構成を示す斜視図であり、上下移動部が下降した状態を示す。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１Ａ及びＢは、この発明を適用したディスク検査装置の概略構成を示すブロック図で、図２はディスク検査の動作フローを示すフロー図、図３はディスク反転機構部の動作フローを示すフロー図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ディスク検査装置１０は、検査対象ディスクを反転するディスク反転部２０、検査ディスクを検査する光学式検査部３０、検査済ディスクを受け取り、検査対象ディスクを受け渡すディスク受け渡し部４０、検査対象ディスクを反転させるため、あるいは、検査済ディスクを交換するためのリニア駆動機構部５０で構成される。

ディスク反転部２０は、図４Ａ乃至Ｃに示すように、上下移動部２０１、ディスク反転ハンド２０２、上下駆動モータ２０３、移動検知部２０４、ディスク反転ハンド保持部２０５、上下駆動モータ２０３で回転駆動される円板２０６、円板２０６と上下移動部２０１とを接続する接続ロッド２０７、ベースプレート２０８を備えている。

上下移動部２０１は、接続ロッド２０７を介して接続されている円板２０６が上下駆動モータ２０３で回転駆動されることにより、ベースプレート２０８に沿って上下に駆動される。上下移動部２０１には、ディスク反転ハンド保持部２０５を介して検査対象ディスク６０を反転するためのディスク反転ハンド２０２が取り付けられているので、上下移動部２０１が上下に移動すると一緒に上下に移動する。

ディスク反転ハンド２０２は、ディスク反転ハンド保持部２０５の開閉駆動部(図示せず)で駆動されて開閉動作を行い、閉じて検査対象ディスク６０をつかんだ状態でディスク反転ハンド保持部２０５の回転駆動モータ(図示せず)で駆動されて１８０度回転させることで、検査対象ディスク６０を反転させる。ディスク反転ハンド２０２は、図示していない開閉駆動部により駆動されて、ディスク６０の円周部分を保持及び解放するように動作する。

上下駆動モータ２０３は、上下移動部２０１をベースプレート２０８に沿って上下に移動するための駆動源である。移動検知部２０４は、上下移動部２０１に固定されており、上下駆動モータ２０３により駆動されたときの、図示していないベースプレート２０８の基準位置に対する上下移動部２０１の移動位置(高さ)を検知して、ディスク反転ハンド２０２が検査対象ディスク６０をつかめるような高さに移動したり、ディスク反転ハンド２０２で検査対象ディスク６０を反転するときに、他の部品に検査対象ディスク６０が接触しないように高さを検知する。

ディスク反転ハンド保持部２０５は、上下移動部２０１に固定されており、ディスク反転ハンド２０２を保持するとともに、ディスク反転ハンド保持部２０５の内部に装着された図示していない回転駆動モータで駆動されてディスク反転ハンド２０２を反転させる。上下駆動モータ２０３で駆動されて上下移動部２０１がベースプレート２０８に沿って上下移動をしているときに、移動検知部２０４で検知した上下移動部２０１の高さ情報に基づいて、上下移動部２０１が最上昇点に達する前に、ディスク反転ハンド保持部２０５の内部に装着された図示していない回転駆動モータで駆動してディスク反転ハンド２０２の反転動作を開始させることで、検査対象ディスク６０を早く反転することができる。

なお、上下移動部２０１の移動高さを直接検知する代わりに、円板２０６の回転角度を測定してこの回転角度から判断してもよい。あるいは、この回転角度を移動高さに変換して変換された移動高さで判断することもできる。

光学式検査部３０は、検査光学系３０１を通じて検査用ディスク６０を検査する。検査光学系の構成は、例えば特開２０１２−４２３７５号公報の図１Ａに記載されているような構成とすればよい。

ディスク受け渡し部４０は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ディスク交換ハンド４０１、ディスク交換ハンド保持台４０２、上下移動用柱４０３、駆動部４０４を備えている。ディスク交換ハンド４０１は、光学式検査部３０で測定した検査対象ディスク６０の検査が終了した後、新たな検査対象使用ディスク６０に交換するため、検査対象ディスク６０を受け渡しする。ディスク交換ハンド保持台４０２は、ディスク交換ハンド４０１を保持する。上下移動用柱４０３は、ディスク交換ハンド保持台４０２が上下に移動するときのガイドとなるものである。駆動部４０４は、ディスク交換ハンド保持台４０２を上下及び水平方向に駆動する駆動源である。

リニア移動機構５０は、ベース５０１、ステージ５０２、スピンドル５０３、スピンドルモータ５０４、ガイドテーブル５０５を備えている。ガイドテーブル５０５は、ベース５０１が移動する際のガイドを備えたテーブルである。ベース５０１の上には、１対のステージ５０２が設置されている。１対のステージ５０２は、検査対象ディスク６０を検査するときに検査対象ディスク６０を一方向に連続的に移動させる。スピンドル５０３は、検査対象ディスク６０を保持するとともに、光学式検査部３０で検査するときは、検査対象ディスク６０を保持しながら回転させる。スピンドルモータ５０４は、スピンドル５０３を回転するときの駆動源である。

次に、ディスクの検査手順を説明する。図２は、ディスク検査の動作フローを示すフロー図である。
ディスク受け渡し部４０のディスク交換ハンド４０１に検査対象ディスク６０をセットして、ディスク交換ハンド保持台４０２をステージ５０２の方向に回転(旋回)させる（Ｓ１０１）。スピンドル５０３に検査対象ディスク６０を供給する（Ｓ１０２）。スピンドル５０３が図示していないディスクチャックをオンにして（Ｓ１０３）、検査対象ディスク６０がスピンドル５０３に保持される。１対のステージ５０２を搭載したベース５０１が、ガイドテーブル５０５上を光学式検査部３０まで移動する（Ｓ１０４）。光学式検査部３０が検査対象ディスク６０のＴＯＰ面（上面）を光学測定することで検査する（Ｓ１０５）。

ＴＯＰ面の検査終了後、ベース５０１がガイドテーブル５０５上をディスク反転部２０へ移動する（Ｓ１０６）。スピンドル５０３の図示していないディスクチャックをオフにして（Ｓ１０７）検査対象ディスク６０をスピンドル５０３から解放する。ディスク反転ハンド２０２がディスクチャックをオンにして検査対象ディスク６０を保持し（Ｓ１０８）、ディスク反転ハンド２０２で検査対象ディスク６０を反転させる（S１０９）。検査対象ディスク６０を反転させた後、ディスク反転ハンド２０２が検査対象ディスク６０をスピンドル５０３に載せて、ディスク反転ハンド２０２のチャックをオフにする（Ｓ１１０）。

スピンドル５０３がディスクチャックをオンにして、検査対象ディスク６０を保持する（Ｓ１１１）。ステージ５０２がガイドテーブル５０５に沿って光学式検査部３０に移動する（Ｓ１１２）。光学式検査部３０が検査対象ディスク６０のボトム面（下面）を光学測定により検査する（Ｓ１１３）。光学式検査部３０の検査が終了すると、ステージ５０２がガイドテーブル５０５に沿ってディスク受け渡し部４０に移動する（Ｓ１１４）。スピンドル５０３がチャックをオフして、検査済の検査対象ディスク６０を解放する（Ｓ１１５）。ディスク反転ハンド２０２が検査済の検査対象ディスク６０を受け取って（Ｓ１１６）一連のディスクの検査を終了する。

次に、上記に説明したディスク検査の処理フローにおいて、Ｓ１０８の反転ハンド２０２のディスクチャックをＯＮにする工程からＳ１０９の検査対象ディスク６０を反転させる工程を経て、Ｓ１１０の反転ハンド２０２のチャックをＯＦＦにする工程までの詳細なフローを、図３を用いて説明する。

図３は本実施例のディスク反転動作フローを示す。
片面（ＴＯＰ面）の光学検査終了後のディスク６０は、もう片面（ボトム面）の光学検査を行うため、ステージ５０２がガイドテーブル５０５に沿ってディスク反転部２０に移動し、図２で説明したＳ１０７の工程でスピンドルのディスクチャックがＯＦＦになり、ディスク６０を反転ハンド２０２でつかむ（Ｓ２０１）。その後、反転回転駆動軸の回転方向（ＣＷかＣＣＷ）をセットする（Ｓ２０２）。上下動作駆動モータをスタート（Ｓ２０３）。ロッドにより回転を上下動作に変換することで反転ハンドを上昇させる（Ｓ２０４）。反転ハンドが上昇し反転動作可能ゾーンに到達したことで反転開始位置を検出する（Ｓ２０５）。この信号検出により、（Ｓ２０２）で予めセットされている回転方向にハンド回転動作開始する（Ｓ２０６）。その後、上端到達から下降し反転動作可能ゾーン終了位置までゾーン信号が有効となる（Ｓ２０７）。

反転動作可能ゾーン検出にてハードゲートＯＮし、そのタイミングで反転動作開始する。反転動作可能ゾーン内で反転動作が未完了かどうかは、ＣＷまたはＣＣＷ位置センサ検出信号と上記ゾーン信号によりハード回路によりチェックする（Ｓ２０８）の場合は上下動作用モータに対しハードインタロックを実行し、衝突を回避することができる（Ｓ２０９）。次に、反転動作が完了したかをチェックし（Ｓ２１０）、反転動作が未完了の場合には（ＮＯの場合）減速モータを即時停止させる（Ｓ２１１）。一方、正常に反転動作が完了した場合（ＹＥＳの場合）は、反転ハンドのディスクチャックをＯＦＦにし（Ｓ２１２）、図２で説明したＳ１１1に進んで、スピンドルハブ上に受け渡し（Ｓ２１２）。上記のように、最短時間で反転動作の完了／未完了を判定するため、上下動作用駆動装置のゾーン信号と反転ハンドのＣＷ／ＣＣＷ位置センサ（図示せず）からの検出信号により実現する。

１０・・・ディスク検査装置２０・・・ディスク反転部３０・・・光学式検査部４０・・・ディスク受け渡し部５０・・・リニア移動機構６０・・・検査対象ディスク２０１・・・上下移動部２０２・・・ディスク反転ハンド２０３・・・上下駆動モータ２０４・・・移動検知部２０５・・・ディスク反転ハンド保持部４０１・・・ディスク交換ハンド４０２・・・ディスク交換ハンド保持台４０３・・・上下移動用柱４０４・・・駆動部５０１・・・ベース５０２・・・ステージ５０３・・・スピンドル５０４・・・スピンドルモータ。

Claims

磁気ディスクを保持するスピンドルを備えて移動可能なディスク搬送部と、
磁気ディスクを前記ディスク搬送部に受け渡すディスク受渡部と、
前記ディスク搬送部に受け渡されて前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクの表面の欠陥を光学的に検査する光学式検査部と、
前記ディスク搬送部に受け渡されて前記光学式検査部で表面の欠陥が検査された前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクを反転させるディスク反転ユニットと
を備え、
前記ディスク反転ユニットは、前記ディスク搬送部の前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクを前記スピンドルから外して持ち上げて前記スピンドルに戻す上下機構部と、前記磁気ディスクを反転させる反転機構部とを備え、前記上下機構部で前記磁気ディスクを前記ディスク搬送部の前記スピンドルから外して持ち上げて前記スピンドルに戻すまでの動作の一部と、前記反転機構部で前記磁気ディスクを反転させる動作とを同時に実行することを特徴とするディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置。
前記ディスク反転ユニットは、前記上下機構の高さを検出する高さ検出器を備え、該高さ検出器の出力を用いて前記上下機構部で前記磁気ディスクを前記ディスク搬送部のスピンドルから外して持ち上げる動作を実行中に前記反転機構部で前記磁気ディスクを反転させる動作を開始することを特徴とする請求項１記載のディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置。
前記ディスク受渡部は前記ディスク搬送部に２枚の磁気ディスクを受け渡し、前記光学式検査部は前記磁気ディスクの表面の欠陥を光学的に検査する検査ユニットを２組備え、前記ディスク反転ユニットは前記２組の検査ユニットで検査された２枚の磁気ディスクを一緒に反転させることを特徴とする請求項１記載のディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置。
磁気ディスクをディスク受渡部から磁気ディスクを保持するスピンドルを備えて移動可能なディスク搬送部に受け渡し、
該ディスク搬送部に受け渡されて前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクの表面の欠陥を光学的に検査し、
前記ディスク搬送部に受け渡されて前記光学式検査部で表面の欠陥が検査された前記スピンドルに保持された前記磁気ディスクをディスク反転ユニットに搬送して前記磁気ディスクを反転させて裏面側を上に向け、
該反転させた磁気ディスクの裏面側を光学的に検査し、
該裏面を光学的に検査した磁気ディスクをディスク搬送部から取り外す
磁気ディスクの検査方法であって、
前記磁気ディスクを前記ディスク反転ユニットで反転させることを、前記磁気ディスクを前記ディスク搬送部のスピンドルから外して持ち上げて前記スピンドルに戻すまでの動作の一部と、前記磁気ディスクを反転させる動作とを同時に実行することを特徴とするディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置を用いたディスク検査方法。
前記ディスク反転ユニットは、前記上下機構の高さを検出する高さ検出器を備え、該高さ検出器の出力を用いて前記磁気ディスクを前記ディスク搬送部のスピンドルから外して持ち上げる動作中に前記磁気ディスクを反転させる動作を開始することを特徴とする請求項４記載のディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置を用いたディスク検査方法。
前記ディスク受渡部は前記ディスク搬送部に２枚の磁気ディスクを受け渡し、前記磁気ディスクの表面の欠陥を光学的に検査することを前記２枚の磁気ディスクについて同時に行い、前記ディスク反転ユニットで前記２枚の磁気ディスクを一緒に反転させることを特徴とする請求項４記載のディスク反転ユニットを備えたディスク検査装置を用いたディスク検査方法。