JPH087065B2 - ディスクの表面検査における回転制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ディスクの表面検査におけるディスクの
回転制御方式に関し、詳細には実用されている各種のデ
ィスクドライバにおけるヘッドと同等の浮上高特性、お
よび検査装置として必要な一定の浮上高特性として表面
検査を行うことができるように、ディスクの回転速度を
制御する方式に関するものである。

［従来の技術］ 情報の記録、読み出しに使用されるディスクには、ハ
ード磁気ディスク、光ディスクなど種々のものがある
が、これらの素材であるディスク基板は、その表面に高
度の平坦度が要求されているため検査が行われる。例え
ば、磁気ディスク基板の表面には、研磨されても残存す
る突起があるので表面検査装置により検査される。

第３図は、ディスクの表面検査における突起の検出方
法を説明するもので、被検査ディスク１はスピンドル2a
に装着されて回転し、その表面に対して検査用のヘッド
３をディスクの半径ｒの方向に、外方より中心に向かっ
て直線的に移動してシークする。ヘッド３は、スライダ
ー3aと圧電センサ3bとよりなり、ディスク表面を流れる
エアフローにより浮上して進む。ディスク表面に図示の
突起t₁,t₂,t₃……などがあるときは、ヘッドがこれらに
接触、ないしは衝突するので、これを圧電センサにより
検出するものである。このような突起は全く無いことが
理想ではあるが、しかしある程度より小さい（低い）も
のは実用に差し支えないので許され、より以上に大きい
ものが検査の対象とされている。この場合、検出される
突起の高さはヘッドの浮上高に依存し、浮上高はディス
ク表面の移動に伴って発生するエアフローの速さ、すな
わちディスク表面の円周速度（周速）により変化する。
従って、浮上高および周速は検査にとって重要な条件で
ある。

第４図は、ディスクの回転速度、周速をそれぞれ一定
とした場合の、ヘッド位置（半径ｒ）に対する浮上高の
定性的な特性を示すもので、回転速度を一定とすると、
ヘッドの位置における周速は半径ｒに比例するので、浮
上高はほぼ直線ａとなる。ただし、この場合、浮上高は
エアの速度に直線比例せず外周となるほど、すなわち浮
上高が高いほど直線より低下して例えば曲線ａ′とな
る。これはスライダーの構造と重量およびエアフローの
方向などによりエアの押上力とバランスして浮上高が決
まるからである。これに対して、後者は周速を一定とす
るので、図示のように浮上特性は直線ｂとなる。

さて、従来の検査においては回転数を一定とする方
法、または周速を一定とする方法がそれぞれ行われてい
る。前者においては上記の浮上高特性ａまたはａ′によ
り、検出される突起の高さがヘッド位置によって異な
り、外周ほど大きいものしか検出されない。ただし、実
用のディスクドライバはすべて回転速度を一定としてい
るので、実機に与える障害に着目すれば、検出された突
起が位置により変化しても差し支えないとするものであ
る。JISにおいては、この点により突起の大きさの許容
値を外周ほど甘く（大きく）している。一方、後者にお
いては、ヘッドの位置に拘らず、一定の高さで突起を検
出する、いわば突起そのものの正確な検査および製造管
理には有効である。なお、この周速を一定とする方法で
は、外周ほど回転速度が小さいために検査時間が長くな
る欠点があるので、多数のディスクを効率的に検査する
場合には、前者の回転速度一定の方法が有利として適用
されている。

以上により、検査時間においては回転速度一定方法
と、周速一定の方法を兼ね備えることが効率的であり、
従来の両者の方法を単に組み合わせることにより達成で
きる筈である。しかしながら、ここで注意すべき点とし
て検査装置におけるヘッドの浮上高特性と、実用機のデ
ィスクドライバの浮上高特性に相違がある。これを第５
図（ａ），（ｂ）により説明する。図（ａ）は実用のデ
ィスクドライバにおけるヘッドのシーク方向を示すもの
で、一定速度で回転するディスク１に対して、ヘッド３
は支点3dを中心として回転するアーム3cの先端に取り付
けられており、円弧状にシークする。これに対して、図
（ｂ）は検査装置の場合で、図示しないキャリジにより
ヘッド３はディスクの半径ｒの方向に直線的にシークす
る。これらに対して、ディスク表面のエアフローは円周
方向であり、直線シークではすべての位置でエアフロー
に直角であるが、円弧シークは外周ほど直角から離れ
る。従って、それぞれのヘッドスライダーの底面に与え
る影響、すなわちヘッドの浮上力が異なるわけである。
このようにして、前記した、第４図における直線ａまた
は曲線ａ′はさらに変化して例えば曲線ａ″のように低
下する。しかも、この低下は実用機のドライバの構造に
よるので、機種により異なるものである。

以上により表面検査装置としては、各種の実用機と同
等の浮上高特性と、検査装置として必要な一定の浮上高
特性とが選択して適用できる回転速度制御方式が必要と
される次第である。

［発明の目的］ この発明は、上述したところに鑑み、各種の実用機の
ディスクドライバにおけるヘッドの浮上高特性と、検査
装置として必要な一定の浮上高特性のいずれをも実現で
きるようにディスクの回転速度制御を選択して行う。デ
ィスクの表面検査における回転制御方式を提供すること
を目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、スピンドルにより被検査ディスクを回転
し、その表面に沿って浮上したヘッドをディスクの半径
方向に直線移動してシーク動作をなし、表面に存在する
突起との接触を検出するディスクの表面検査における回
転制御方式であって、表面に対するヘッドの位置を検出
する検出回路と、マイクロプロセッサによるヘッドの浮
上高特性の指定および上記の検出回路よりのヘッドの位
置検出信号とにより、被検査ディスクの回転速度を決定
する回転制御値を発生する回転制御部と、該回転制御値
に応じて被検査ディスクを回転駆動する駆動回路とを備
えたものである。該回転制御部は、各種のディスクドラ
イバにおけるヘッドの円弧状のシーク動作に対するヘッ
ドの浮上高特性、および被検査ディスクの全面について
一定の浮上高特性をそれぞれ得ることができる複数組の
回転制御値を記憶し、マイクロプロセッサにより指定さ
れたヘッドの浮上高特性に対応する回転制御値をセレク
タにより選択して駆動回路に送出するものである。

上記の回転制御部においては、上記ヘッドの円弧状の
シーク動作に対するヘッドの浮上高特性を得ることがで
きる複数組の回転制御値を、被検査ディスクの表面を半
径方向に区分した複数のエリアに対応して、エリア毎に
メモリに記憶し、記憶されたエリア毎の回転制御値をセ
レクタにより選択して駆動回路に送出するものである。

［作用］ この発明によるディスクの表面検査における方制御方
式においては、各種のディスクドライバにおいてそれぞ
れ異なるヘッドの浮上高特性と、検査装置として必要な
一定の浮上高特性による検査が選択的に検査装置で実現
できるものである。このために、予め実験などにより得
られたデータにより、各種のディスクドライバの浮上高
特性と、各種の一定浮上高特性に対する回転速度の制御
値の回転制御部のメモリに記憶しておき、マイクロプロ
セッサによる浮上高特性の指定と、位置検出回路に検出
されたヘッド位置信号とにより回転制御値を駆動回路に
送出し、ディスクを所定の速度で回転して希望するヘッ
ドの浮上高特性が得られるものである。

上記において、各種のディスクドライバの浮上高特性
に対する回転制御値には、ある程度の半径の範囲で共通
する分があるので、被検査ディスクの表面を半径方向に
複数に区分したエリア毎に共通する回転制御値を１個と
してメモリに記憶して共用し、マイクロプロセッサの指
定により選択することにより、多種類の浮上高特性に対
する回転制御値がメモリの容量上効率的に記憶される利
点がある。

［実施例］ 第１図は、この発明によるディスクの表面検査におけ
る回転制御方式を適用した磁気ディスク表面検査装置の
ブロック構成図を示す。被検査ディスク１はスピンドル
2aに装着されてスピンドルモータ２により回転する。そ
の表面に対して設けられたヘッド３はエアフローにより
浮上する。マイクロプロセッサ11aの指定によりキャリ
ッジ駆動回路６とキャリッジモータ５によりキャリッジ
４が移動してその先端に取り付けられたヘッド３は、被
検査ディスクの外周より内周へ半径方向に直線的にシー
クして表面検査がなされ、表面の突起にヘッド３が接触
すると圧電センサによる検出信号が接触検出回路10より
表面検査処理部11に転送される。

これに先立ち、表面検査処理部11においては、各種の
浮上高特性に対する指示値が、予めキーボードにより入
力されてメモリ11bに記憶されている。検査に際して、
この指示値がマイクロプロセッサ11aにより回転制御部
８に与えられ、セレクタ8bで必要なメモリ8aが選択され
る。メモリ8aには各種のディスクドライバにおけるヘッ
ドの浮上高特性と、検査装置に必要な浮上高を一定する
ための回転制御値が予め記憶されている。被検査ディス
ク１の回転に伴って上記のヘッドの直線シークが行わ
れ、ヘッド３の位置はヘッド位置検出回路７により検出
されて逐次回転制御部８に転送され、この位置信号によ
り上記で選択されたメモリ8aの相当するデータが読み出
されてスピンドル駆動回路９に与えられ、スピンドルモ
ータ２が指定の回転速度で回転する。

第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、上記
のメモリ8aに記憶されている各種の浮上高特性と、これ
に対する回転制御値の例をしめす曲線図である。図
（ａ）は各種のディスクドライバの浮上高特性の例で、
当初に述べたように実機のドライバはすべて回転速度が
一定の方式であり、図の横軸のディスク半径ｒに対し
て、浮上高は機種別に例えば曲線A₁,A₂,A₃のようにそれ
ぞれ異なった特性を示す。それぞれの曲線はｒが大きく
なると、既述したエアフローの速度に対するヘッドの構
造、重量ならびにエアフローとシークの方向の関係によ
り、直線より漸次低下して、A₁はa₁,b₁……などの機種
別の曲線となる。A₂,A₃も同様である。これらの浮上高
特性を表面検査装置で実現するための、それぞれに対す
る回転速度は、図（ｂ）に示す曲線a₁′,b₁′……であ
る。

次に、図（ｂ）の回転速度曲線群に対応する回転制御
値は、回転制御部のメモリ8aを図（ａ），（ｂ）に示す
ようにディスク表面を半径方向に例えばエリアI,II,II
I,IVに区分して、それぞれに記憶される。これにより、
各曲線の同一値の部分はそれぞれ１個のデータですみ、
必要なメモリ容量が節約される。例えば、図（ｂ）の曲
線A₁に対しては、エリアＩにはa₁′の１個、IIには
a₁′,d₁′の２個などである。

上記においては図（ａ）の浮上高特性を例としたが、
これ以外にも特性の異なる機種があり、このような曲線
群を多数各エリアに記憶して選択することにより、多種
類のディスクドライバに適合する浮上高特性を随意に選
択して検査を行うことができる。なお、表面検査装置に
は既述したように一定の浮上高による検査が行われるの
で、これに対しては第２図（ｃ），（ｄ）に示す各種の
浮上高特性（直線）対する回転速度曲線群B₁,B₂……に
相当する回転制御値をメモリ8aに記憶する。この場合は
エリア別とする必要は特にないが、次に述べる方法の場
合はエリア別とすることが適当である。すなわち上記に
おいては、エリアの区分数を一応４としたが、さらに細
分して各メモリ内では回転速度をそれぞれ一定とし、必
要なデータを選択して使用することにより、全体のデー
タの重複を避けてメモリをより効率的とするとともに、
各種のディスクドライバに対する多数の回転制御値のデ
ータのいちいちメモリに入力する手数が省略される利点
がある。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明によるデ
ィスクの表面検査における回転制御方式においては、メ
モリに記憶された各種のディスクドライバの浮上高特性
と、検査に必要な一定の浮上高特性に対する回転制御値
とが、マイクロプロセッサの指定とヘッド位置検出信号
により選択して読み出されて所定の回転速度とされ、選
択により実機のドライバと同等の回転速度により行われ
て検査時間の短縮の効果がえられるとともに、一定の浮
上高として突起の大きさの正確な測定を伴せて行うこと
ができる両者を兼ねたものである。さらに各種の異なる
浮上高特性に対応する多数の制御値に対して、共通する
ものを共用してメモリ容量の節約と、各種のディスクド
ライバに対する回転制御値の記憶続きを簡略することが
できる。実施例は、磁気ディスクの表面検査装置とした
が、これ以外の他のディスク基板に対しても適用できる
もので、表面検査装置の効率的な活用に寄与する効果が
大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるディスクの表面検査における
回転制御方式を磁気ディスクの表面検査装置に適用した
実施例のブロック構成図、第２図（ａ），（ｂ），
（ｃ）および（ｄ）は第１図の回転制御部に記憶され
る、各種のディスクドライバの浮上高特性、および検査
装置に必要な一定の浮上高をうるための回転制御値（回
転速度）の特性を示す曲線図、第３図はディスク表面検
査装置による突起検出の方法を説明する図、第４図はデ
ィスクドライバの回転方向に対するヘッド浮上高の定性
的特性を示す図、第５図は実機のディスクドライバにお
けるヘッドの円弧シークと、検査装置におけるヘッドの
直接シークがヘッドの浮上高特性に生ずる相違を説明す
る図である。 １……被検査ディスク、２……スピンドルモータ、 2a……スピンドル、３……ヘッド、 3a……スライダー、3b……圧電センサー、 3c……アーム、3d……アームの支点、 ４……キャリッジ、５……キャリッジモータ、 ６……キャリッジ駆動回路、７……キーボード、 ８……回転制御部、8a……メモリ、 8b……セレクタ、９……スピンドル駆動回路、 10……接触検出回路、11……表面検査処理部、 11a……マイクロプロセッサ、11b……メモリ、 Ｉ〜IV……メモリのエリア。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スピンドルにより被検査ディスクを回転
   し、その表面に沿って、浮上したヘッドを該ディスクの
   半径方向に直線移動してシーク動作をなし、上記表面に
   存在する突起との接触を検出するディスクの表面検査に
   おいて、上記表面に対するヘッドの位置を検出する検出
   回路と、マイクロプロセッサによるヘッドの浮上高特性
   の指定および該検出回路よりのヘッドの位置検出信号と
   により、上記被検査ディスクの回転速度を決める回転制
   御値を発生する回転制御部と、該回転制御部に応じて上
   記被検査ディスクを回転駆動する駆動回路とを備え、上
   記回転制御部は各種のディスクドライバにおけるヘッド
   の円弧状のシーク動作に対するヘッドの浮上高特性、お
   よび被検査ディスクの全面について一定の浮上高特性を
   それぞれ得ることができる複数組の回転制御値を記憶
   し、上記マイクロプロセッサにより指定された浮上高特
   性に対応する回転制御値をセレクタにより選択して上記
   駆動回路に送出することを特徴とする、ディスクの表面
   検査における回転制御方式。
2. 【請求項２】上記回転制御部において、上記ヘッドの円
   弧状のシーク動作に対するヘッドの浮上高特性を得るこ
   とができる複数組の回転制御値を、被検査ディスクの表
   面を半径方向に区分した複数のエリアに対応して、該エ
   リア毎にメモリに記憶し、該記憶されたエリア毎の回転
   制御値を上記セレクタにより選択する、特許請求の範囲
   第１項記載のディスクの表面検査における回転制御方
   式。