JPH06148088A - ハードディスクの欠陥検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ハードディスク表面のしみ、タッチマークの
ような凹凸のほとんどない欠陥を検出する方法を提供す
る。 【構成】 第１は、ハードディスク表面に、テクスチャ
２に対して平行となるように、斜め方向から白色高輝度
平行光３を入射し、散乱光を分解能の低い結像光学系５
を通してＣＣＤアレイセンサ等の光センサ６で検出す
る。第２は、散乱光を光センサで検出し、この検出出力
を半径方向に沿って微分し、微分ピーク位置のハードデ
ィスク表面上における連続性を測定し、連続性が高いと
きにのみしみが存在すると判断する。第３は、散乱光を
光センサでハードディスクの全面にわたって検出し、ハ
ードディスクを複数の同心円に分け、その各同心円上で
の検出出力の極小値をとる位置を求め、この位置が半径
方向に並んだとき、これをタッチマークであると判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスクの欠陥
検出方法に係り、特にしみやタッチマーク等の欠陥の検
出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ハードディスクは、図２３に断面構
造図の一例を示すように、Ａｌ基板１０１上に順次Ｎｉ
Ｐ層１０２、Ｃｒ層１０３、磁性層としてのＣｏ−Ｃｒ
Ｎｉ層１０４、Ｃｒ層１０５が積層されて構成され、表
面をＣ層１０６で被覆した状態をなしている。ところで
この製作に際しては一般的に図２４に示すように、サブ
ストレートメーカでは、Ａｌ素材受入れ後研磨工程を経
て、めっきによりＮｉＰ層１０２を形成して１〜２μｍ
の表面研磨を行い、目視による出荷検査を経て、メディ
アメーカに出荷する。そしてメディアメーカでは、目視
による入荷検査を行い、磁気ヘッドの吸着防止のために
形成されるテクスチャと呼ばれる溝を形成する工程、す
なわちテクスチャリングを行い、Ｃｒ層１０３、磁性層
としてのＣｏ−ＣｒＮｉ層１０４、Ｃｒ層１０５、Ｃ層
１０６を積層し、磁気特性検査を行った後出荷検査をし
て出荷するという方法がとられている。

【０００３】このような工程中、精密洗浄時の乾燥む
ら、オイルなどによりＮｉＰ層１０２表面が酸化し、し
みとなることがある。またテクスチャリング工程におい
て研磨テープのスリップあとが残ることもあり、これは
タッチマークと呼ばれて、外観上よくないという問題が
ある。このようなハードディスクの欠陥は、外観上好ま
しくないだけでなくさらに機能上、品質に有害となると
いう恐れもある。そこで試料を回転駆動し、この回転し
た円板試料を表面の一部に垂直となるようにレーザ光を
照射すると共に走査光学系でこのレーザ光を円板試料の
半径方向に走査し、円板試料表面から乱反射して得られ
る散乱光の内、半径方向に向けられた散乱光を除いた散
乱光を光電変換素子で受光して検出するという方法（特
公平１−２８３３６号公報）、あるいは円板の表面に垂
直に光照射を行い、表面から反射する光の内、研削によ
って長手方向を周方向にむけて形成されたテクスチャ
（カッタマーク）と呼ばれる溝の長手方向にほぼ直角方
向に発生する散乱光を遮光し、この方向以外の散乱光を
検出する方法（特公平２−２８８１５号公報）なども提
案されている。しかしながら、このような方法では、し
み、タッチマークのような凹凸のほとんどない欠陥は検
出が非常に困難であるという問題があった。

【０００４】また、正常部との偏光特性の違いもほとん
どないため、偏光を利用した方法によっても検出は非常
に困難であり、通常は目視に頼るというのが現状であっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の方
法では、表面に垂直に光を照射するという方法がとられ
ており、しみ、タッチマークのような凹凸のほとんどな
い欠陥はこのような方法では検出不可能であるという問
題があった。

【０００６】また、正常部との特性の違いもほとんどな
いため、偏光を利用した方法によっても検出は非常に困
難であった。

【０００７】本発明は前記実情に鑑みてなされたもの
で、ハードディスク表面のしみ、タッチマークのような
凹凸のほとんどない欠陥を検出することのできる方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１で
は、ハードディスク表面に、テクスチャに対して平行と
なるように、斜め方向から光を入射し、ハードディスク
からの散乱光を結像光学系を通してＣＣＤラインセンサ
等の光センサで検出することにより、欠陥を検出するよ
うにしている。

【０００９】また本発明の第２では、ハードディスク表
面に、テクスチャに対して平行となるように、斜め方向
から光を入射し、ハードディスクからの散乱光を結像光
学系を通してＣＣＤアレイセンサ等の光センサで検出
し、この検出出力を半径方向に沿って微分して、微分ピ
ーク位置のハードディスク表面上における連続性を測定
し、連続性が高いときに、しみが存在すると判断するよ
うにしている。

【００１０】さらに本発明の第３では、ハードディスク
を複数の同心円に分け、その各同心円上での前記検出出
力の極小値をとる位置を求め、この位置が半径方向に並
んだとき、これをタッチマークであると判断するように
している。

【００１１】ここで光としては白色高輝度光を用いるの
が望ましい。

【００１２】

【作用】上記第１の構成によれば、テクスチャに対して
平行となるように斜め方向から光を照射すると、テクス
チャによる乱反射光はセンサとはまったく異なった方向
に出るため、Ｓ／Ｎ比のよい欠陥検出が可能となる。こ
の斜め方向からの入射角度はハードディスク表面に対し
て例えば３０度程度とするのが望ましい。

【００１３】上記第２の構成は、しみの場合２次元的に
広がって形成される可能性が高いという点に着目してな
されたもので、このように検出出力を半径方向に沿って
微分して、微分ピークのハードディスク面上における連
続性を測定し、連続性が高いときにのみ、しみが存在す
ると判断するようにしているため、極めて容易に短時間
で高精度の検出が可能となる。

【００１４】また第３の構成は、タッチマークはテクス
チャリング工程における研磨テープのスリップあとであ
るため、半径方向に沿って連続して形成される点に着目
し、ハードディスクを複数の同心円に分けその各同心円
上での前記検出出力の極小値をとる位置を求め、この位
置が半径方向に並んだとき、これをタッチマークである
と判断するようにしているため、極めて容易に短時間で
高精度の検出が可能となる。

【００１５】なお、逆に傷による欠陥はＣＣＤ出力が大
きくなるため識別可能である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。

【００１７】図１乃至３は本発明実施例の欠陥検出原理
を示す説明図である。

【００１８】この方法は、ハードディスク１表面に、テ
クスチャ２に対して平行となるように、斜め方向から白
色高輝度平行光３を入射せしめ、ハードディスク１から
の散乱光４を結像光学系５を通して例えばディスク面に
対して９０度の方向に設けられたＣＣＤラインセンサ等
の光センサ６で欠陥を検出することを特徴とするもので
ある。なおセンサアレイの配置は図４に示すように半径
方向に沿って１列に配列している。

【００１９】ここで、テクスチャ２に対して平行となる
ように斜め方向から光を照射すると、正反射光７は斜め
に出射し（図２）、図５(a) に示すようにテクスチャ２
による乱反射光８はセンサ６とはまったく異なった方向
に出るため、センサ６では検出されず、Ｓ／Ｎ比のよい
欠陥検出が可能となる。なおこの斜め方向からの入射角
度はハードディスク表面に対して３０度程度とする。比
較のために、図５(b)に示すようにテクスチャ２に対し
て垂直に光を照射すると、テクスチャ２による乱反射光
８がセンサ方向にも進行することになり、Ｓ／Ｎ比が低
下する。

【００２０】このしみおよびタッチマークの認識のため
の処理のフローチャートを図６に示す。

【００２１】まずスタート後（ステップ１０１）、斜め
方向から白色高輝度平行光３を入射せしめ、ハードディ
スク１からの散乱光４を結像光学系５を通してＣＣＤラ
インセンサ等の欠陥を検出するための光センサ６によっ
て出力を得て（ステップ１０１）、まずしみの認識処理
を行い（ステップ１０２）、さらにタッチマーク認識処
理を行って（ステップ１０３）、結果表示を行うととも
に、欠陥品排除を行う（ステップ１０４）。

【００２２】次にこのセンサによる検出処理のフローチ
ャートを図７に示す。

【００２３】まず、ディスクを回転しながら、ＣＣＤ出
力の取り込みを行う（ステップ２０１）。すなわちディ
スクが１回転する間にＣＣＤラインセンサがｎ回の取り
込みを実施し、全体でｎライン分の出力データが得ら
れ、次にこれをメモリに記憶せしめる（ステップ２０
２）。センサアレイの配置はディスクの半径方向に沿っ
て一列に配列しているので各ラインの出力はそれぞれ各
回転位置での半径方向の出力を示している。

【００２４】このようにしてセンサを駆動した後、この
センサ出力からしみの認識を行う。この操作のフローチ
ャートを図８に示す。

【００２５】まず、ＣＣＤ出力の呼び出しを行い（ステ
ップ３０１）、必要に応じてエッジ強調などの前処理を
行い（ステップ３０２）、各ラインごとに微分処理を行
い（ステップ３０３）、絶対値が別途設定されたしきい
値以上の値を示すピークのピークアドレスを検出する
（ステップ３０４）。

【００２６】そして、特定のラインのピークアドレスが
前後ラインのピークアドレスの読取り画素±Ｘ画素以内
であるか否かを判断し（ステップ３０５）、差が±Ｘ画
素以内であるときしみであると判断しピーク極性により
しみ部を表示する（ステップ３０６）。

【００２７】一方差が±Ｘ画素以内でないとき、他欠陥
またはノイズであるとして処理し（ステップ３０７）認
識処理終了とする。

【００２８】さらにしみ認識処理工程終了後、タッチマ
ークの認識処理を行う。

【００２９】この操作のフローチャートを図９に示す。

【００３０】まず、ＣＣＤ出力の呼び出しを行い（ステ
ップ４０１）、全出力から同心円上の円周方向に対して
極小値をもつ位置を検出し（ステップ４０２）、この位
置がハードディスクの半径方向に直線状にならんでいる
かを判定し（ステップ４０３）、並んでいるときにタッ
チマークであると判断し、表示する（ステップ４０
４）。一方半径方向に直線状にならんでいないときは他
欠陥またはノイズとして処理し（ステップ４０５）、終
了する。

【００３１】次に具体的な欠陥例について説明する。例
えば図１０に示すようなしみがある場合、ＣＣＤライン
センサによる出力電圧は図１１に示すようになる。これ
を微分し図１２に示すような微分出力を得る。このよう
に、境界部分がはっきりとピークを示すことになり、良
好に検出可能である。

【００３２】この検出測定を、ハードディスクを回転し
つつ複数の箇所で行うようにするかまたはハードディス
ク全面にわたって行うようにする。図１４は各箇所での
測定結果の出力特性を示し、上側が出力下側が微分出力
である。この微分出力のピーク値をプロットし連続性の
低いものは傷などの他欠陥またはノイズであると判断
し、しみと正常部との境界と、他欠陥、ノイズとに分類
する（図１３）。次に、しみと正常部との境界として認
識されたピークのみを抽出し（図１５）、図１６に示す
ように、しみ部分に着色して表示する。

【００３３】次にタッチマークの認識について説明す
る。

【００３４】タッチマークの場合は例えば一例を図１７
に示すように半径方向に沿って表れる。ここでも検出測
定を、ハードディスクを回転しつつ図１７に示すように
複数の箇所で行うようにする。図１８は各箇所での測定
結果の出力特性を示し、図１９は各アドレスＡ〜Ｄごと
に表示したもので、図１８および図１９からラインｄに
おいて各アドレスＡ〜Ｄにおける出力がすべて極小とな
っており、つまり、ラインｄにおいて同心円の円周方向
に対する極小値が半径方向に並ぶことになり。このよう
にして、容易に短時間で高精度の検出が可能となり、磁
気ハードディスクの出荷検査の高効率化が促進される。

【００３５】なお前記実施例では、センサ配置を半径方
向に沿うようにしたが、図２０(a)に示すように、二次
元アレイセンサとして検出してもよいし、図２０(b) に
示すように単体センサとして走査検出するようにしても
よい。

【００３６】また、しみ、タッチマークの認識方法の他
の実施例について図２１および図２２を参照しつつ説明
する。

【００３７】まずしみの認識について説明する。

【００３８】ここではまず、ＣＣＤ出力の呼び出しを行
い（ステップ５０１）、必要に応じてエッジ強調などの
前処理を行い、絶対値が別途設定されたしきい値Ｙ以上
の値を示すピークのピークアドレスをしみ候補として検
出し（ステップ５０２）、しみ候補端部のアドレスが前
後ラインの±Ｘ画素以内であるか否かを判断し（ステッ
プ５０３）、差が±Ｘ画素以内であるときしみであると
判断しピーク極性によりしみ部を表示する（ステップ５
０４）。

【００３９】一方差が±Ｘ画素以内でないとき、他欠陥
またはノイズであるとして処理し（ステップ５０５）認
識処理終了とする。

【００４０】またタッチマークの認識に際しては、ＣＣ
Ｄ出力の呼び出しを行い（ステップ６０１）、絶対値が
別途設定されたしきい値Ｚ以下の値を示すピークのピー
クアドレスをタッチマーク候補として検出し（ステップ
６０２）、タッチマーク候補のアドレスが半径方向に直
線状であるか否かを判断し（ステップ６０３）、半径方
向に直線状であると判断されたとき、タッチマークであ
るとして表示する（ステップ６０４）。半径方向に直線
状でないと判断されたとき、他欠陥またはノイズである
として処理し（ステップ６０５）認識処理終了とする。

【００４１】ここで、しきい値ＹＺは撮像手段の特定領
域からの出力の平均値をもとに設定するか、または別途
手段により設定する。

【００４２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の方法
によれば、しみ、タッチマーク等凹凸のほとんどない欠
陥をも容易に良好に検出可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のハードディスクの欠陥検出原理
を示す図

【図２】本発明実施例のハードディスクの欠陥検出原理
を示す図

【図３】本発明実施例のハードディスクの欠陥検出原理
を示す図

【図４】本発明実施例のハードディスクの欠陥検出装置
のセンサアレイ配列を示す図

【図５】同検出過程でのテクスチャによる乱反射光を示
す図

【図６】本発明実施例の検出処理の全体フローチャート
図

【図７】本発明実施例の検出処理のフローチャート図

【図８】本発明実施例の検出処理のしみ認識フローチャ
ート図

【図９】本発明実施例の検出処理のタッチマーク認識フ
ローチャート図

【図１０】しみの例を示す図

【図１１】ＣＣＤラインセンサによる出力電圧

【図１２】同微分出力を示す図

【図１３】ＣＣＤラインセンサによる出力電圧の微分出
力ピークアドレスをプロットした結果を示す図

【図１４】ＣＣＤラインセンサによる出力電圧

【図１５】同微分出力のピークアドレスのうちしみと正
常部との境界のみをプロットした結果を示す図

【図１６】しみの表示例を示す図

【図１７】タッチマークを含むハードディスクの一例を
示す図

【図１８】ＣＣＤラインセンサによる出力電圧

【図１９】同出力の各アドレスごとの出力を示す図

【図２０】本発明の他の実施例のセンサ配置を示す図

【図２１】本発明の他の実施例のしみ認識処理を示すフ
ローチャート図

【図２２】本発明の他の実施例のタッチマーク認識処理
を示すフローチャート図

【図２３】磁気ハードディスクの構造説明図

【図２４】通常の磁気ハードディスクの製造工程を示す
フローチャート図

【符号の説明】

１０１ Ａｌ基板、 １０２ ＮｉＰ層 １０３ Ｃｒ層 １０４ Ｃｏ−ＣｒＮｉ層、 １０５ Ｃｒ層、 １０６ Ｃ層、 １ ハードディスク ２ テクスチャ ３ 入射光 ４ 散乱光 ５ 結像光学系 ６ センサアレイ ７ 正反射光

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハードディスク表面に、テクスチャに対
   して平行となるように、斜め方向から光を入射し、ハー
   ドディスクからの散乱光を光センサで検出することによ
   りハードディスク表面の欠陥を検出するようにしたこと
   を特徴とするハードディスクの欠陥検出方法。
2. 【請求項２】 ハードディスク表面に、テクスチャに対
   して平行となるように、斜め方向から光を入射し、ハー
   ドディスクからの散乱光を光センサで検出する工程とこ
   の光センサの検出出力をそれぞれ半径方向に沿って微分
   して、微分ピーク位置のハードディスク表面上における
   連続性を測定し、連続性が高いときにのみしみが存在す
   ると判断する判断工程とを含むことを特徴とするハード
   ディスクの欠陥検出方法。
3. 【請求項３】 ハードディスク表面に、テクスチャに対
   して平行となるように、斜め方向から光を入射し、ハー
   ドディスクからの散乱光を光センサで検出する工程とハ
   ードディスクを複数の同心円に分け、その各同心円上で
   の前記検出出力の極小値をとる位置を求め、この位置が
   半径方向に並んだとき、これをタッチマークであると判
   断する判断工程とを含むことを特徴とするハードディス
   クの欠陥検出方法。