JPH0771954A - ディスクの平坦度測定方法及び測定装置 - Google Patents

ディスクの平坦度測定方法及び測定装置

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JPH0771954A
JPH0771954A JP24595693A JP24595693A JPH0771954A JP H0771954 A JPH0771954 A JP H0771954A JP 24595693 A JP24595693 A JP 24595693A JP 24595693 A JP24595693 A JP 24595693A JP H0771954 A JPH0771954 A JP H0771954A
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JP
Japan
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disk
measured
measuring
value
flatness
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JP24595693A
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Hiroshi Naito
弘 内藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクを回転手段により自転させつつ、距
離センサによりディスクの被測定面までの距離を回転位
相角に対応させて計測することにより、ディスクの平坦
度を測定するに際して、回転手段の部品として安価なも
のが使用できるようにするとともに、距離センサーの位
置ずれ等の影響を受けずに高精度な測定を可能とする。 【構成】 基準ディスクについての各回転位相角に対す
る被測定面までの距離を基準値として計測し記録した
後、同一の回転手段と距離センサを使用して、被測定デ
ィスクについての各回転位相角に対する被測定面までの
距離を計測値として計測するとともに、この計測値から
対応する回転位相角についての前記基準値を差引いて補
正値を演算し、この補正値を被測定ディスクの平坦度を
表すデータとして出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザーディス
クやコンパクトディスク等のディスクの静的曲りを測定
する平坦度測定方法及び測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、ディスクの静的曲り(回転時
の上下振れとなるもの)を測定する平坦度測定装置とし
ては、例えば図5に示すものが知られている。この装置
は、ディスク1を保持具2でチャッキングしてスピンド
ルモータ3により回転させ、回転角検出器4により回転
角度θを検出しつつ、距離センサー5によりディスクの
被測定部までの距離lを計測し、コントローラ8から平
坦度のデータL(θ)を出力するものである。
【0003】すなわち、モータ3は、速度設定器7によ
り指令された一定速度を目標値としてドライバ6により
フィードバック制御される。回転角検出器4の出力信号
θは、ドライバ6に入力されて速度制御のフィードバッ
クデータとして使用される一方、ディスク1の回転位相
角データとしてコントローラ8に入力される。距離セン
サー5は、超音波や光を利用した距離センサーで、その
出力lはコントローラ8に入力される。
【0004】コントローラ8では、距離センサー5から
入力された距離データlからオフセットデータl0が差
し引かれ、その結果L(l−l0)が測定回路8aに入
力される。測定回路8aでは、ディスク1の回転位相角
θに対応したLの値すなわちL(θ)が求められて出力
される。ここで、オフセットデータl0は、ディスク1
の基準点O(被測定面の基準位置)と距離センサー5と
の距離である。
【0005】上記測定装置によると、ディスク1や距離
センサー5が前記基準点Oやオフセットデータl0に対
応した位置に正確に位置決めされて測定が行なわれれ
ば、L(l−l0)はディスクの曲りの大きさを正確に
表すものとなり、コントローラ8から出力されるL
(θ)は、例えば図6に示すように各回転位相角に対す
るディスクの曲りを表す平坦度の正確なデータとなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、実際にはモ
ータ3や保持具2において軸振れがある場合や、距離セ
ンサー5の位置ずれや特性の変化が発生する場合があ
り、このような場合は出力値L(θ)の値にはこれら軸
振れや位置ずれ等の大きさが誤差となって含まれること
になる。
【0007】そしてこれら誤差のうち、例えばモータ3
のベアリングのガタによる軸振れに基づくもののような
非周期的なものは、被測定ディスクを複数回回転させて
測定回数を増やすことで平均化して解消することができ
る。ところが、例えばモータ3の軸芯の傾き等のよう
な、ディスクの回転位置に対して周期性のあるものは、
上記平均化処理を行なっても解消できず、測定精度の低
下を招く。
【0008】このため、従来のディスクの平坦度測定装
置あるいはそこで行なわれていた測定方法では、精度を
高く確保するために、以下のような設計上の配慮及び定
期的な校正作業が必要であった。すなわち、モータ3と
してはエアースピンドルモータのような高価であるが軸
振れの少ないモータを使用し、保持具2についても極端
に加工精度を上げる必要があった。また、距離センサー
5の位置ずれ等に対処するため、ディスク1の基準点O
と距離センサー5の距離を定期的に測定してオフセット
データl0を校正するという作業が必要であった。
【0009】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、回転手段の部品として安価なものが使
用できてコスト低減が図れるとともに、距離センサーの
位置ずれ等の影響を受けずに高精度な測定が可能なディ
スクの平坦度測定方法及び測定装置を提供することを目
的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載のディスクの平坦度測定方法は、ディ
スクを所定の回転手段により一定位置で自転させつつ、
基準位置に固定した距離センサによりディスクの被測定
面までの距離をディスクの回転位相角に対応させて計測
することにより、ディスクの平坦度を測定するディスク
の平坦度測定方法であって、前記回転手段と距離センサ
を使用して、平坦な基準ディスクについての各回転位相
角に対する基準位置から被測定面までの距離を基準値と
して計測するとともに、この基準値を記憶しておく基準
値測定工程と、前記回転手段と距離センサを使用して、
被測定ディスクについての各回転位相角に対する基準位
置から被測定面までの距離を計測値として計測するとと
もに、この計測値から対応する回転位相角についての前
記基準値を差引いて補正値を演算し、この補正値を被測
定ディスクの平坦度を表すデータとして出力する本測定
工程と、よりなることを特徴とする。
【0011】また、請求項2記載のディスクの平坦度測
定装置は、ディスクを所定の回転手段により一定位置で
自転させ、位相角検出手段によりディスクの回転位相角
を検出つつ、基準位置に固定した距離センサによりディ
スクの被測定面までの距離を前記回転位相角に対応させ
て計測することにより、ディスクの平坦度を測定するデ
ィスクの平坦度測定装置であって、平坦な基準ディスク
についての前記距離センサによる計測値を前記位相角検
出手段の出力値と対応させて基準値として記録する基準
値記憶部と、被測定ディスクの平坦度測定の際に、この
基準値記憶部に記録された基準値を読み出し、前記距離
センサによる計測値から対応する回転位相角についての
前記基準値を差引いて補正値を演算し、この補正値を被
測定ディスクの平坦度を表すデータとして出力する演算
部とを具備したことを特徴とする。
【0012】また、請求項3記載のディスクの平坦度測
定装置は、請求項2記載の測定装置において、基準ディ
スクの平坦度測定の際に前記距離センサの計測値を前記
基準値記憶部に書込むべく、前記距離センサの出力を前
記基準値記憶部の入力に接続する回路切換え手段を具備
することを特徴とする。
【0013】
【作用】請求項1記載の測定方法では、まず基準値測定
工程において、所定の回転手段と距離センサを用いて計
測された基準ディスクについての測定データ(各回転位
相角に対する距離センサの出力値)が基準値として毎回
記録され、次に本測定工程において、同一の回転手段と
距離センサを用いて計測された被測定ディスクについて
の測定値(各回転位相角に対する距離センサの出力値)
から前記基準値が差引かれてなる補正値が、当該被測定
ディスクについての平坦度を表すデータとして出力され
る。
【0014】このため、前記回転手段に軸振れ(周期的
なものも含む)があったり、距離センサの位置ずれ等が
あっても、これらによる誤差が毎回測定されて差引かれ
ることになり、被測定ディスクの平坦度のみを正確に表
すデータが得られる。
【0015】なぜなら、基準値測定工程における基準値
は、基準ディスクが平坦なものであることから、ディス
クの曲りの影響を受けず、距離センサーの配置に基ずく
オフセット量と、回転手段の軸振れや距離センサーの位
置ずれ等に基づくその時点での全ての誤差のみを含んだ
データとなる。一方、本測定工程においても同一の回転
手段及び距離センサを用いて測定を行なっているから、
この本測定工程における測定値には、被測定ディスクの
曲りによる振れ量に加えて、前記基準値に等しい量が各
回転位相角に対応して必ず含まれることになる。このた
め、前記計測値から基準値を差引いてなる補正値には、
前記誤差の量が各回転位相角についてどのような値であ
っても、被測定ディスクの曲りによる振れ量のみが含ま
れることになるのである。
【0016】請求項2記載の測定装置では、上記基準値
を予め測定して基準値記憶部に記録しておけば、被測定
ディスクの平坦度測定の際に、演算部により、この基準
値記憶部に記録された基準値が読み出され、前記補正値
が演算されて、請求項1記載の測定方法が自動的に実施
される。
【0017】さらに請求項3記載の測定装置では、回路
切換え手段により距離センサの出力を前記基準値記憶部
の入力に接続して、基準ディスクの平坦度測定の際に前
記距離センサの計測値を前記基準値記憶部に直接書込む
ことができるので、前記基準値測定工程の処理が容易と
なる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
まず、図1,2によりディスクの平坦度測定装置の構成
について説明する。この実施例の測定装置は、コントロ
ーラ80の構成に特徴を有し、他の構成については、図
5に示す従来の測定装置と同様であるので、同符合を付
してその説明を省略する。なおこの場合、モータ3ある
いは保持具2等が本発明の回転手段を構成している。
【0019】コントローラ80は、切換え回路81(回
路切換え手段)と、記憶回路82(基準値記憶部)と、
測定回路83と、演算回路84(演算部)とよりなる。
切換え回路81は、この場合距離センサ5からの出力を
記憶回路82又は測定回路83の入力のいずれかに選択
的に接続するスイッチであり、外部からの基準ディスク
測定信号を受けて記憶回路82への接続状態に切換わる
ものである。
【0020】記憶回路82は、平坦な基準ディスクにつ
いての距離センサ5による計測値(距離データl)を回
転角検出器4の出力値(回転位相角θ)に対応させて記
録し、基準値l*(θ)として出力する回路である。測
定回路83は、被測定ディスクについての距離センサ5
による測定値(距離データl)を回転角検出器4の出力
値(回転位相角θ)に対応させて記録し、測定値l
(θ)として出力する回路である。演算回路84は、記
憶回路82及び測定回路83の出力値を受けて、補正値
L(θ)(L(θ)=l(θ)−l*(θ))を演算し
出力する回路である。
【0021】次に、上記測定装置の動作とともに、上記
測定装置により実施する本発明の測定方法の実施例につ
いて説明する。まず、被測定ディスクの測定(本測定工
程)に先立って、基準ディスクにより基準値を測定し記
録する工程(基準値測定工程)を実施する。すなわち、
ガラスディスク等の予め平坦度の良いこと(曲りの量が
被測定ディスクの曲りに対して無視できること)が確認
できている基準ディスクを用意する。そして、基準ディ
スク測定信号を入力して切換え回路81を切換えた状態
で、この基準ディスクを保持具2によりチャッキングし
て、上記測定装置を作動させる。
【0022】すると、モータ3の作動による基準ディス
クの回転につれ、回転位相角のデータθと距離センサの
出力値lがコントローラ80の記憶回路82に入力さ
れ、記憶回路82では基準値l*(θ)として記録され
る。この基準値l*(θ)は、例えば図3に鎖線で示す
ようなデータとなる。
【0023】つぎに、被測定ディスクの測定(本測定工
程)を行なう。すなわち、基準ディスク測定信号の入力
を停止して切換え回路81の状態を戻し、今度は被測定
ディスクを保持具2によりチャッキングして、上記測定
装置を作動させる。
【0024】すると、モータ3の作動による被測定ディ
スクの回転につれ、回転位相角のデータθと距離センサ
の出力値lがコントローラ80の測定回路83に入力さ
れ、測定回路83から測定値l(θ)として出力され
る。そして、演算回路84が、記憶回路82及び測定回
路83の出力値を受けて、補正値L(θ)(L(θ)=
l(θ)−l*(θ))を演算し出力する。ここで、測
定値l(θ)は、例えば図3に実線で示すようなデータ
となり、また補正値L(θ)は、例えば図4に示すよう
なデータとなる。
【0025】上記測定方法及び測定装置では、モータ3
の軸芯の傾き等の周期性をもった誤差や、距離センサの
位置ずれ等があっても、これらによる誤差が毎回測定さ
れて差引かれることになり、被測定ディスクの平坦度の
みを正確に表すデータが得られる。
【0026】なぜなら、基準値測定工程における基準値
*(θ)は、基準ディスクが平坦なものであることか
ら、ディスクの曲りの影響を受けず、距離センサー5の
配置に基ずくオフセット量と、モータ3や保持具2の軸
振れや距離センサー5の位置ずれ等に基づくその時点で
の全ての誤差のみを含んだデータとなる。一方、本測定
工程においても同一のモータ3や距離センサ5を用いて
測定を行なっているから、この本測定工程における測定
値には、被測定ディスクの曲りによる振れ量に加えて、
前記基準値l*(θ)に等しい量が各回転位相角θに対
応して必ず含まれることになる。このため、前記計測値
l(θ)から基準値l*(θ)を差引いてなる補正値L
(θ)には、前記誤差の量が各回転位相角θについてど
のような値であっても、被測定ディスクの曲りによる振
れ量のみが含まれることになるのである。
【0027】このため、上記測定方法及び装置によれ
ば、モータ3として軸振れなどの精度の低い安価なもの
を使用したり、保持具2の加工精度を緩めても測定精度
を高く確保することができる。したがって、測定精度を
高く維持しつつ装置のコスト低減を図ることができる。
また、従来は、距離センサの位置ずれ等があった場合
は、オフセットデータを変更する必要があったが、上記
測定方法等によれば、基準値測定工程を実施する度に補
正されるので、その必要はなくなる。さらに、距離セン
サ自体の異常(ドリフトなど)等の装置の不具合を、基
準値l*(θ)を監視することで早期に発見できる効果
もある。
【0028】なお、上記実施例における記憶回路82
は、随時書込み可能ないわゆるRAMにより構成する必
要があるが、基準値測定工程における基準値のデータを
別装置により記録したいわゆるROMをコントローラ8
0に組込んで記憶回路82を構成するようにしてもよ
い。この場合切換え回路81は不要となる。ただし、上
記実施例は、記憶回路82への基準値の記録がコントロ
ーラ80において直接に行なえる点で優れている。
【0029】また、本発明における基準値測定工程は、
必ずしも被測定ディスク一枚を測定する度に行なう必要
はない。例えば、ロット毎に一回だけ基準値測定工程を
行なって基準値を更新するといった処理でもよく、同様
の効果が奏される。距離センサの位置ずれや特性の変化
等は、長期間の使用により徐々に生じるのが通常だから
である。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転手段を構成するモータ等に軸振れなどの精度の低い
安価なものを使用しても、測定精度を高く確保すること
ができる。したがって、測定精度を高く維持しつつ装置
のコスト低減を図ることができる。また、従来は、距離
センサの位置ずれ等があった場合は、オフセットデータ
を変更する必要があったが、本発明の測定方法によれ
ば、基準値測定工程を実施する度に補正されるので、そ
の必要はなくなる。さらに、距離センサ自体の異常(ド
リフトなど)等の装置の不具合を、基準値を監視するこ
とで早期に発見できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るディスクの平坦度測定装置の一実
施例の構成を示す図である。
【図2】同実施例のコントローラを示すブロック図であ
る。
【図3】同実施例の測定データ(基準値と測定値)の一
例を示す図である。
【図4】同実施例の測定データ(補正値)の一例を示す
図である。
【図5】従来のディスクの平坦度測定装置を示す図であ
る。
【図6】従来のディスクの平坦度測定装置による測定デ
ータの一例を示す図である。
【符号の説明】
1 ディスク 2,3 回転手段 (2…保持具,3…モータ) 4 位相角検出手段 5 距離センサ 82 基準値記憶部(記憶回路) 84 演算部(演算回路)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディスクを所定の回転手段により一定位
    置で自転させつつ、基準位置に固定した距離センサによ
    りディスクの被測定面までの距離をディスクの回転位相
    角に対応させて計測することにより、ディスクの平坦度
    を測定するディスクの平坦度測定方法であって、 前記回転手段と距離センサを使用して、平坦な基準ディ
    スクについての各回転位相角に対する基準位置から被測
    定面までの距離を基準値として計測するとともに、この
    基準値を記憶しておく基準値測定工程と、 前記回転手段と距離センサを使用して、被測定ディスク
    についての各回転位相角に対する基準位置から被測定面
    までの距離を計測値として計測するとともに、この計測
    値から対応する回転位相角についての前記基準値を差引
    いて補正値を演算し、この補正値を被測定ディスクの平
    坦度を表すデータとして出力する本測定工程と、 よりなることを特徴とするディスクの平坦度測定方法。
  2. 【請求項2】 ディスクを所定の回転手段により一定位
    置で自転させ、位相角検出手段によりディスクの回転位
    相角を検出つつ、基準位置に固定した距離センサにより
    ディスクの被測定面までの距離を前記回転位相角に対応
    させて計測することにより、ディスクの平坦度を測定す
    るディスクの平坦度測定装置であって、 平坦な基準ディスクについての前記距離センサによる計
    測値を前記位相角検出手段の出力値と対応させて基準値
    として記録する基準値記憶部と、 被測定ディスクの平坦度測定の際に、この基準値記憶部
    に記録された基準値を読み出し、前記距離センサによる
    計測値から対応する回転位相角についての前記基準値を
    差引いて補正値を演算し、この補正値を被測定ディスク
    の平坦度を表すデータとして出力する演算部とを具備し
    たことを特徴とするディスクの平坦度測定装置。
  3. 【請求項3】 基準ディスクの平坦度測定の際に前記距
    離センサの計測値を前記基準値記憶部に書込むべく、前
    記距離センサの出力を前記基準値記憶部の入力に接続す
    る回路切換え手段を具備することを特徴とする請求項2
    記載のディスクの平坦度測定装置。
JP24595693A 1993-09-06 1993-09-06 ディスクの平坦度測定方法及び測定装置 Pending JPH0771954A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275032B1 (en) 1997-12-25 2001-08-14 System Seiko Co., Ltd. Surface flatness measuring apparatus
JP2015087295A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 株式会社Ihi 形状検査装置及び形状検査方法
CN111504249A (zh) * 2020-05-19 2020-08-07 盐城工业职业技术学院 一种陶瓷基板平整度检测仪
CN111578889A (zh) * 2020-05-19 2020-08-25 盐城工业职业技术学院 圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法

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Effective date: 20020903