JPH10282013A

JPH10282013A - ディスク表面の欠陥検査及び研磨方向認識装置、並びにこれらの使用方法

Info

Publication number: JPH10282013A
Application number: JP9260097A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Toda; 正利戸田; Masaki Fuse; 正樹布施
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】欠陥検出精度に優れた、テ゛ィスクの表面の欠陥
を検査する装置及び方法の提供。及びテ゛ィスクの研磨方向
を検出する装置及び方法の提供。【解決手段】第一光出射部（２）と、テ゛ィスク面からの
反射光を受光する第一受光部（３）と、水平方向出射角
が連続的に変化するように第一光出射部及び第一受光部
を含む系とテ゛ィスクとの相対的位置関係を変える第一移動
機構（４）と、前記第一受光部の出力の変化によってテ゛
ィスクの研磨方向を認識する研磨方向認識部（５）と、第
二光出射部（１２）を有し水平方向出射角が所定範囲内
の光のみをテ゛ィスク面上に照射するように光の照射方向を
相対的に変更する照明装置（１５）と、その反射光を受
光する第二受光部（１３）と、第二受光部が被検査範囲
を走査するように第二受光部とテ゛ィスクの相対的な位置関
係を変更する第二移動機構（１４）と、画像処理部（１
６）を有するテ゛ィスク表面欠陥検査装置。及びその使用方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム磁気
ディスク等の表面の欠陥検査装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク表面の欠陥検査装置や方法とし
ては特開平４ー２７６６４１号公報、特開昭６２−２６
９０４９号公報等が開示されている。特開平４−２７６
６４１号公報は、アルミニウム磁気ディスク基板の表面
へ照射された光の正反射光を受光部で受光する明視野法
を採用している。即ち正反射光を撮像装置で受光して基
板表面の画像を撮影し、得られた画像の濃淡から表面欠
陥の有無を検出している。特開昭６２−２６９０４９号
公報はディスク基板の表面に照射された光の正反射光を
受光しない位置に受光部を設け、欠陥に起因する乱反射
光のみを受光する暗視野法を採用している。

【０００３】一方画像処理方式によって、ディスク研磨
方向と出射光とがなす角度の変化が受光部の出力値にも
たらす影響を除去するものとして電子情報通信学会論文
誌ｖｏｌ．Ｊ７８−Ｄ−II、Ｎｏ．４、５９７頁〜６０
７頁がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アルミニウ
ム磁気ディスクの表面は、一定方向に研磨されており、
ディスク研磨方向とディスク面に投影された出射光とが
なす角度が異なれば、光の反射態様は異なる。しかし特
開平４ー２７６６４１号公報、特開昭６２−２６９０４
９号公報は、ディスク研磨方向とディスク面に投影され
た出射光の角度の変化を考慮せずにディスクを検査する
ものである。そのためこの角度の変化に伴い、研磨面の
画像データが明視野法の場合に数十％程度の変化が発生
し、暗視野法をとる場合には研磨面と出射光との角度が
９０度付近で大幅な変化が発生するため、欠陥検出精度
が低下するという問題があった。また、電子情報通信学
会論文誌の技術は傷の角度がわからないと該画像処理を
行うことができないという問題があり、自動検査を行う
ことができなかった。

【０００５】このように、あらかじめ研磨方向を認識し
て、研磨方向が変化した場合の画像データの変動を抑制
した、欠陥検出精度に優れた自動検査装置及び方法は提
供されていない。また、ディスクの研磨方向を検出する
装置及び方法も提供されていない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、第一の
ディスク保持部１と、ディスク面に光を出射する第一の
光出射部２と、ディスク面からの反射光を受光する第一
の受光部３と、第一の出射光とディスクの研磨方向とが
なす水平方向出射角が連続的に変化するように第一の光
出射部２及び第一の受光部３を含む系とディスクとの相
対的位置関係を変える第一の移動機構４と、前記第一の
受光部３の出力の変化によってディスクの研磨方向を認
識する研磨方向認識部５と、第二のディスク保持部１１
と、一つ以上の第二の光出射部１２を有し出射光と研磨
方向とがなす水平方向出射角が所定範囲以内である光の
みをディスク面上に照射するように光の照射方向を相対
的に変更する照明装置１５と、ディスク面からの反射光
を受光する少なくとも一つの第二の受光部１３と、前記
第二の受光部１３によってディスク表面の被検査範囲が
全て走査されるように第二の受光部１３とディスクの相
対的な位置関係を変更する第二の移動機構１４と、前記
第二の受光部１３からの信号を処理する画像処理部１６
を有するディスク表面欠陥検査装置である。

【０００７】また本発明の要旨は、ディスク表面の研磨
方向を認識する研磨方向認識手段７と、第二のディスク
保持部１１と、一つ以上の第二の光出射部１２を有し出
射光と研磨方向とがなす水平方向出射角が所定範囲以内
の光のみを照射するように光の照射方向を相対的に変更
しながらディスク面に対して光を照射する照明装置１５
と、ディスク面からの反射光を受光する少なくとも一つ
の第二の受光部１３と、前記第二の受光部１３によって
ディスク表面の被検査範囲が全て走査されるように、照
明装置１５及び第二の受光部１３を含む系とディスクと
の相対的な位置関係を変更する第二の移動機構１４と、
前記第二の受光部１３からの信号を処理する画像処理部
１６と、からなるディスク表面欠陥検査装置である。

【０００８】更に本発明の要旨は、前記ディスク表面欠
陥検査装置を用いてディスク表面の研磨方向を認識した
あと、照明装置によって、出射光と研磨方向とがなす水
平方向出射角が所定範囲以内の光をディスク面に照射し
てディスクの表面の欠陥を検査する方法である。

【０００９】また本発明の要旨は、第一のディスク保持
部１と、ディスク面に光を出射する少なくとも一つの第
一の光出射部２と、ディスク面からの反射光を受光す
る、第一の光出射部と対をなす第一の受光部３と、出射
光とディスクの研磨方向とがなす水平方向出射角が連続
的に変化するように第一の光出射部２及び第一の受光部
３を含む系とディスクとの相対的位置関係を変える第一
の移動機構４と、前記第一の受光部３の出力の変化から
ディスクの研磨方向を認識する研磨方向認識部５とを有
する研磨方向認識装置である。

【００１０】更に本発明の要旨は、前記研磨方向認識装
置を用いた研磨方向認識方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を具体的に説明する。
なお本発明において研磨方向認識に用いる光出射部、受
光部、移動機構についてそれぞれ「第一の光出射部」、
「第一の受光部」、「第一の移動機構」といい、欠陥検
出に用いる光出射部、受光部、移動機構についてそれぞ
れ「第二の光出射部」、「第二の受光部」、「第二の移
動機構」という。また、第一の光出射部、第二の光出射
部から出射される光をそれぞれ「第一の出射光」、「第
二の出射光」という。

【００１２】図１は、第一の光出射部及び第一の受光部
を通り、ディスク面に垂直な面において、研磨方向を認
識する工程に用いる各部の位置関係の一例を示した図で
ある。図１に示すように以下の説明において、第一の光
出射部の出射光とディスク面との交点における垂線と、
出射方向がなす角を「第一出射角ａ₁」といい、この垂
線と第一の受光部の受光方向がなす角を「第一受光角ｂ
₁」という。

【００１３】図５は第二の光出射部及び第二の受光部を
通り、ディスク面に垂直な面において、ディスクの欠陥
を検査する工程に用いる各部の位置関係の一例を示した
図である。図５に示すように以下の説明において、第二
の光出射部の出射光とディスク面との交点における垂線
と出射方向がなす角を「第二出射角ａ₂」といい、この
垂線と、受光方向がなす角を「第二受光角ｂ₂」とい
う。また、本発明において「ポイントセンサ」は受光部
分のみを指すものとする。

【００１４】まず図によって光出射方向とディスク研磨
方向との関係について説明する。図２は第一の光出射部
と第一の受光部の配置と反射パターンの関係を説明する
ための図である。ディスク１０の一つの半径の上方に第
一の光出射部２と第一の受光部３を配置した場合におい
て、ディスク１０の垂直方向上方からディスクをみたと
きの状態を例示したものである。なお、第一の光出射部
２と第一の受光部３を含む系とディスクの研磨方向の相
対的な位置関係が異なる場合を示すため、便宜的に３対
の第一の光出射部及び第一の受光部を図示し、それぞれ
の配置状態をｘ，ｙ，ｚと表示している。

【００１５】この場合３対の第一の光出射部及び第一の
受光部は、ｘ，ｙ，ｚいずれの配置状態においてもディ
スク半径の垂直方向上方に配置されている。また、図２
において、ディスク１０の研磨方向は紙面の左右方向で
ある。

【００１６】第一出射角ａ₁は３０度、第一受光角ｂ₁は
０度であり、第一の出射光は第一の受光部３の真下を含
む範囲を照らすようになっている。また、第一の受光部
３の先端には、反射パターン６を受光しやすくするため
レンズを配置している。なお「反射パターン」はディス
ク面に対して垂直方向に反射する光が存在する範囲をデ
ィスク面上に図示したものである。反射パターン６も、
第一の光出射部及び第一の受光部の配置状態ｘ，ｙ，ｚ
のそれぞれに対応して３つ図示している。

【００１７】一般に研磨されたディスク面に光を照射し
た場合、ディスク面に投影された出射光と研磨方向がな
す角度（以下このような角度を「水平方向出射角」とい
う）がほぼ９０度のときに、ディスク面に対して垂直方
向に光が反射する。第一の出射光はディスク面上の一定
の範囲を照射する。このため、ディスク面上の照射範囲
のうち水平方向出射角が約９０度である光の照射範囲が
反射パターンとして現れることになる。

【００１８】従ってこのとき第一の光出射部２の出射光
のディスク１０上での反射パターン６の長手方向は、研
磨方向に対して常に約９０度となる。このため、図２の
ｚの配置状態における反射パターンのように、第一の光
出射部と第一の受光部を結ぶ直線と研磨方向がなす角度
が９０度となるとき、第一の受光部の受光量が最大とな
る。

【００１９】図３は、図２の場合のディスクの研磨方向
とディスク面に投影された第一の出射光（以下「第一の
投影出射光」という）とがなす角度（以下研磨方向を認
識する装置におけるこの角度を「水平方向出射角ｃ₁」
という）と、受光部の出力の関係を示す図である。なお
受光部の出力は受光部からの信号を８ビットＡ／Ｄ変換
したものである。受光部の出力は、この場合水平方向出
射角ｃ₁が９０度±２０度、および、２７０度±２０度
の位置で急激に変化している。このように水平方向出射
角ｃ₁の変化は光の反射パターンに影響し、受光部の出
力を大きく変化させる。

【００２０】ディスクの研磨方向を認識するためには水
平方向出射角ｃ₁を連続的に変化させながら、その反射
光を第一の受光部で読みとり、その出力の変化を検出し
て、その出力の立ち上がり（この場合７０度または２５
０度）、または、立ち下がり（この場合１１０度または
２９０度）をチェックする。

【００２１】なお、ここでは第一の受光部が第一の出射
光の正反射光を受光しないように第一の光出射部及び第
一の受光部を配置した場合を例にとって説明したが、正
反射光を受光するように第一の光出射部及び第一の受光
部を配置した場合においても、水平方向出射角ｃ₁を連
続的に変更すると、受光部の出力が急激に変化する角度
がある。そしてそれらの角度の間では出力レベルが高い
状態もしくは低い状態で、出力の変化量は比較的小さ
い。従って同様に受光部の出力の立ち上がりまたは立ち
下がりをチェックすることによりディスクの研磨方向を
認識できる。ただしこの場合出力の変化は前述の場合に
比べて小さく、出力の立ち上がり及び立ち下がりが生じ
る水平方向出射角ｃ₁も異なる。

【００２２】一方欠陥検出においても以上のような水平
方向出射角と受光部の出力の関係を応用することができ
る。欠陥検出において暗視野法をとる場合、ディスクの
研磨方向とディスク面に投影された第二の出射光（以下
「第二の投影出射光」という）とがなす角度（以下欠陥
検出工程においてこの角度を「水平方向出射角ｃ₂」と
する）と受光部の出力の関係は研磨方向認識の場合と同
様の関係を有する。即ち、水平方向出射角ｃ₂を連続的
に変更した場合、受光部の出力は特定の角度で急激に変
化し、その間では出力レベルが高い状態もしくは低い状
態で出力の変化量は比較的小さくなる。例えば第二の光
出射部と第二の受光部の配置関係を前記研磨方向認識の
場合と同様に設定すれば、水平方向出射角ｃ₂と受光部
の出力の関係は図３と同様になる。

【００２３】従って暗視野法をとる場合は受光部の出力
が低くなる範囲の（この図３の例においては水平方向出
射角ｃ₂が０度〜７０度、１１０度〜２５０度、２９０
度〜３６０度となるように）光を照射することにより、
受光部の出力は常に低いレベルで安定するため、安定し
た画像データを得ることができる。

【００２４】なお明視野法をとる場合、受光部の出力が
高くなる範囲の光を照射する。ただし、研磨方向認識の
場合と同様に、明視野法における第二の受光部の出力に
立ち上がり及び立ち下がりが生じる水平方向出射角ｃ₂
は、暗視野法におけるそれとは異なる。従ってこの場合
光を照射する水平方向出射角ｃ₂の範囲は暗視野法の場
合と異なる。

【００２５】本発明においては、以上のように１）ディ
スクの研磨方向を認識して、２）水平方向出射角の範囲
を、受光部の出力の変化が少ない範囲、即ち画像データ
の変化が少ない範囲に設定した状態で検査を行う、とい
う二つの工程を有する。本発明の装置においてはディス
クの研磨方向を認識する工程と、欠陥を検査する工程を
別の装置で行うこともでき、一つの装置で行うこともで
きる。

【００２６】以下装置の各部についてより詳細に説明す
る。ディスクは、通常その研磨面が上側となるように水
平に設置される。ここでは、便宜上この状態を基本とし
て、装置各部の位置関係を説明する。尚、ディスクの置
き方はこれに限定されない。

【００２７】研磨方向を認識する工程においてディスク
は第一のディスク保持部によって保持されている。なお
以下第一のディスク保持部によってディスクを保持した
状態で説明する。

【００２８】第一の光出射部と第一の受光部は研磨され
たディスク面の上方に設置される。ディスクの両面が研
磨されている場合、ディスク下方に障害物を設けない形
でディスクを保持すれば、第一の光出射部と第一の受光
部をディスク面の下方に設置することも可能である。

【００２９】装置全体をより単純に構成するためには、
第一の光出射部と第一の受光部はディスク直径の垂直方
向上方または下方に対をなすように設置することが好ま
しい。前述のように第一の光出射部と第一の受光部は、
第一の光出射部からの正反射光を受光しないように配置
する場合と受光するように配置する場合が考えられる。
受光部の出力が急激に変化する角度において、その変化
量が大きい前者の配置状態が望ましい。

【００３０】第一の光出射部は、出射角度を正確に制御
するため比較的小さな点光源が望ましく、例えば光ファ
イバーライトガイドなどがあげられる。第一の光出射部
の照射範囲については、第一の受光部の位置や読みとり
範囲等の状況から決定される。また、第一の光出射部
は、第一の受光部を含むディスク面に垂直な面を通るよ
うに配置され、第一の受光部が読みとるディスク面上の
範囲を第一の出射光が照射する。第一出射角ａ₁は特に
限定されないが、３０度〜６０度の範囲であることが好
ましい。

【００３１】第一の受光部は研磨方向を正確に認識する
ためにはできるだけ狭い範囲の光を検出するもの、例え
ばポイントセンサなどが好ましい。第一受光角ｂ₁は特
に限定されないが、第一の光出射部からの正反射光を受
光しない構成とする場合、約０度であることが好まし
い。正反射光を受光する構成の場合は、第一受光角ｂ₁
は第一出射角ａ₁と等しく設定する。反射光を効果的に
受光するためには第一の受光部の先端にレンズを配する
ことが望ましい。

【００３２】受光部の出力は、研磨方向認識部に入力さ
れる。研磨方向認識部は受光部の出力の変化によって研
磨方向を認識する。研磨方向認識部には各種情報処理装
置などが利用される。装置を簡略化するため情報処理装
置として簡便なシーケンサー等を用いることが好まし
い。

【００３３】研磨方向認識部は、図２、図３を用いて説
明したように、受光部の出力が大きく変化した場合に研
磨方向を認識する。なお図２、図３の場合は水平方向出
射角ｃ₁が９０度±２０度、および、２７０度±２０度
で出力が急激に変化したが、第一の受光部の出力が急激
に変化する水平方向出射角ｃ₁は、用いる光出射範囲の
大きさ、第一の光出射部と第一の受光部の位置設定等の
諸条件によって異なる。

【００３４】従って、研磨方向を認識する際には第一投
影出射光とディスクの研磨方向がなす角度が連続的に変
化するように、かつ第一の出射光がディスク面を照射す
るように、第一の光出射部及び第一の受光部とを含む系
と、ディスクとの相対的な位置関係を、第一の移動機構
を用いて移動させる。第一の移動機構としては、例えば
ディスクを、または第一の光出射部と第一の受光部を含
む系を、ディスクの中心を通るディスク面に対する垂線
（以下「ディスクの中心軸」という）を回転軸として回
転させるものがあげられる。装置を簡便に構成するため
には、ディスクを回転させる機構であることが好まし
い。

【００３５】研磨方向認識部が受光部の出力の立ち上が
り立ち下がりを判定する際に、より単純に判定を行うた
めには、ある閾値を設定し、その閾値以下から以上に、
または以上から以下に出力が変化した場合に立ち上が
り、または立ち下がりを判定する方式をとることが望ま
しい。この方式をとる場合、受光部の出力値は出射光の
光量等の諸条件により異なるため、前記閾値はそれらの
状況に応じて随時設定する。立ち上がりと立ち下がり、
または立ち下がりと立ち上がりの間の出力の微量の変化
により研磨方向を誤認しない程度に大きな値に設定する
ことが望ましい。例えば見本のディスクを用いて、その
水平方向出射角ｃ₁を０度〜３６０度まで変化させた場
合の受光部の出力の最小値の３倍の値に閾値を設定す
る。

【００３６】なお、受光部の出力はディスクの欠陥によ
っても変化するため、閾値の設定値によっては、ディス
クの欠陥によって研磨方向を誤認することもある。しか
しこのような値に閾値を設定しても、このような欠陥が
あるディスクについてはディスク表面の欠陥を検査する
工程において欠陥ありという判定がされるため、欠陥の
過剰検出および見逃しには影響せず、問題は生じない。
また前記移動は連続的なものであっても、断続的なもの
であっても良い。

【００３７】研磨方向を効果的に認識するためには研磨
方向認識手段を以上説明したような各部から構成するこ
とが好ましいが、本発明の研磨方向認識手段は必ずしも
これに限定されるものではない。

【００３８】ディスク表面の欠陥を検査する工程におい
てはディスクは第二のディスク保持部によって保持され
ている。なお以下第二のディスク保持部によってディス
クを保持した状態で説明する。また後述のように第一の
移動機構と第二の移動機構を兼用する場合には第一のデ
ィスク保持部と第二のディスク保持部も兼用できる。

【００３９】第二の光出射部と第二の受光部は研磨され
たディスク面の上方に設置される。ディスクの両面が研
磨されている場合、ディスク下方に障害物を設けない形
でディスクを保持すれば、第二の光出射部と第二の受光
部をディスク面の下方に設置することも可能である。

【００４０】照明装置から発する出射光の第二出射角ａ
₂は特に限定されない。実用的には３０度〜６０度の範
囲であることが好ましく、ディスク面上の広い範囲を照
射しようとする場合は他の装置が出射光の障害にならな
いように考慮することが好ましく、４５度程度に設定す
るのが更に好ましい。

【００４１】本発明の照明装置は、水平方向出射角ｃ₂
が「所定範囲」以内の出射光のみがディスク面を照射す
るように働く。水平方向出射角ｃ₂の制御には各種情報
処理装置を用いることができ、より簡便なシーケンサな
どを用いることもできる。制御方法は欠陥検査装置全体
の構成により最適な方法が採用される。

【００４２】例えば前述のような第一の光出射部と第一
の受光部の組み合わせを複数対設けることにより研磨方
向を都度認識し、研磨方向認識結果から水平方向出射角
ｃ₂を制御することも可能である。しかし正確な制御の
ためには第一の光出射部及び第一の受光部が多数対必要
になり、数を減らせば、光照射方向の制御の正確性を欠
く。従って例えば研磨方向を一度認識した後、照明装置
と第二の受光部とを含む系と、ディスクとの相対的な移
動量から水平方向出射角ｃ₂が所定範囲内となるような
出射光のみがディスク面を照射するように照明装置を制
御することが望ましい。なお、照明装置の制御装置、研
磨方向認識部、は必ずしも装置として明確に分かれてい
なくてもよく、一つの装置でこれらの処理を行うことも
できる。

【００４３】ところで水平方向出射角ｃ₂を連続的に変
化させながらディスク面を照射して、第二受光部の出力
を測定した場合、研磨方向の認識の場合と同じ原理で第
二受光部の出力にもある角度を境に大きな変化がみられ
る。なお、前述のように、第二受光部が照明装置からの
光の正反射光を受光するか否かによって第二の受光部の
出力変化の態様は異なる。

【００４４】ここで前記「所定範囲」とは出力の立ち下
がりと立ち上がりまたは立ち上がりと立ち下がりの間で
あって、比較的出力の変化量が小さい水平方向出射角ｃ
₂の範囲のうち、出力レベルが低い範囲または高い範囲
のいずれかである。なお受光部の出力の立ち上がりない
し立ち下がりがみられる際の水平方向出射角ｃ₂は、用
いる欠陥検出方式、光出射範囲の大きさ、第二の光出射
部と第二の受光部の位置設定等の諸条件によって異なる
ので、前記所定範囲はこれらの条件に鑑みて決定され
る。「所定範囲」として、前記の比較的出力の変化量が
小さい範囲のうち、出力レベルが低い範囲、高い範囲の
いずれを選択するかは、欠陥検出方式として明視野法、
暗視野法のどちらを採用するかによって決定される。

【００４５】暗視野法を用いる場合には「所定範囲」と
して第二受光部の出力レベルが低い範囲を選択する。即
ち照明装置は第二受光部が受光する光量レベルが低い値
を示す位置からのみ照明する。例えば第二出射角ａ₂を
３０度〜６０度程度に設定し、第二受光角ｂ₂を約０度
に設定した場合、水平方向出射角ｃ₂が０度〜７０度、
１１０度〜２５０度、２９０度〜３６０度となるように
照明装置を設計するのが望ましい。更に望ましくは０度
〜６０度、１２０度〜２４０度、２８０度〜３６０度で
ある。明視野法を用いる場合には逆に「所定範囲」とし
て第二受光部の出力レベルが高い範囲を選択する。即ち
該照明装置は第二受光部が受光する光量レベルが高い値
を示す位置からのみディスク面を照射する。本発明にお
いては明視野法、暗視野法のいずれも用いることができ
るが、暗視野法を用いるほうが、より細かな欠陥を検出
することが可能であるため、好ましい。

【００４６】このような照明装置としては、様々な水平
方向出射角ｃ₂を有する光を出射する複数の第二の光出
射部を有し、水平方向出射角ｃ₂が所定範囲以内の光を
出射する出射部のみを点灯する構造にしたもの、水平方
向出射角ｃ₂が所定範囲外の光を出射する出射部からの
光を遮光装置によって遮光する構造のもの、水平方向出
射角ｃ₂が所定範囲以内の光を出射する位置に出射部が
移動する構造のものなどが例示される。これらの中でも
遮光部を有するものが、構造が簡素であり好ましい。ま
たディスク面上の被検査範囲をより均一にカバーするよ
うに光を照射するためには、被検査範囲の中央部に中心
をとり、同心円状に複数個の第二の光出射部を設置する
ことが好ましい。

【００４７】例えば、ディスクのひとつの直径上の二つ
の点であってディスクの外径と内径の中点となる二つの
点（例えば図６のＯ₁及びＯ₂）、のそれぞれを中心とす
る同心円の上方であってＯ₁、Ｏ₂を通る垂直軸（中心
軸）に対して一定角度の間隔をおいて複数の第二の光出
射部を配置すると共に、これらそれぞれの中心軸を軸と
して回転可能な遮光部を配置して、水平方向出射角Ｃ₂
が所定範囲外となる第二の出射光を遮光する構造のもの
があげられる。また開閉可能な遮光部を各々の第二の出
射部の先端に取り付け、これらをソレノイドのＯＮ,Ｏ
ＦＦで開閉するという構造にすることも可能である。こ
の場合第二の出射部の数が多いほど出射角度の細かな調
整が可能になるが、多すぎると構造が複雑になるので、
前記同心円の中心軸に対して３０度間隔程度に、延べ角
度が１８０度程度となるように設置するのが好ましい。

【００４８】第二受光部としてはポイントセンサ、ライ
ンセンサなどの各種センサが使用可能である。狭い範囲
のみの光を受光するセンサを用いるとディスク面の全体
を検査するために複雑な装置を必要とするため、ライン
センサ、エリアセンサなどが好ましい。また、欠陥検査
方式として暗視野法を用いる場合はあまり広い範囲を検
出するセンサを用いると正常部分の反射光も受光してし
まう可能性があるので、ポイントセンサ、ラインセンサ
などを用いることが好ましい。この場合装置を容易に構
成するために更に好ましいのはラインセンサである。第
二受光角ｂ₂は特に限定されないが、欠陥検出方式とし
て暗視野法を用いる場合、約０度であることが好まし
い。明視野法を用いる場合は第二出射角ａ₂とほぼ同じ
角度に設定する。

【００４９】ある検査状態において、第二受光部の読み
とり範囲がディスク面の被検査範囲の全てをカバーして
いない場合にはディスク面の被検査範囲の全てを検査す
るために、ディスク面の被検査範囲の全てを走査するよ
うにディスクと第二受光部が読みとる範囲とを相対的に
移動させる第二の移動機構が配置される。被検査範囲は
ディスク全面に設定して一度に検査することもでき、例
えばディスク表面を１／２ずつに分けて被検査範囲を設
定し、２回に分けて検査することもできる。この場合２
回の検査を別の装置で行うこともできる。なお、第二の
受光部の読みとり範囲がディスク面の被検査範囲の全て
をカバーしている場合には第二の移動機構は不要であ
る。そしてこの場合照明装置は所定範囲以内の角度から
ディスクを照射するように固定される。

【００５０】前記照明装置の光出射方向の変更を容易に
行うためには、研磨方向が連続的に変化するような装
置、例えばディスクの中心軸を回転軸としてディスクを
回転させる回転装置などが好ましい。また、第一の移動
機構と第二の移動機構の移動態様が同じである場合に
は、両者を兼用することもできる。

【００５１】画像処理装置としては公知のものが使用可
能である。

【００５２】

【実施例】まずはじめにディスクの研磨方向を認識する
装置について図１を用いて説明する。検査するディスク
は、３．５インチのアルミニウム製磁気ディスクであっ
た。サイズは、外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍである。研
磨方向は不定であるが、一つの方向に向かって研磨され
ていた。

【００５３】第一の光出射部２と第一の受光部３はディ
スクの一つの半径の垂直方向上方にそれぞれ一つずつ設
置され、第一出射角ａ₁は約３０度、第一受光角ｂ₁は約
０度であり、第一の出射部２は第一の受光部３の真下を
照らすようになっていた。第一の光出射部２とディスク
及び第一の受光部３とディスクとの距離はそれぞれ１３
ｍｍであった。第一の光出射部２および第一の受光部３
として、ＳＵＮＸ社製ファイバーセンサーＦＸ４を用い
た。第一の受光部３の先端には、反射パターンを受光し
やすくするためレンズを使用した。

【００５４】第一の移動機構４としてディスク中心を回
転軸としてディスクを回転する回転機構を用いた。第一
のディスク保持部はこの回転機構と連動するように設置
した。第一のディスク保持部の上にディスクを設置し
た。その状態でディスクを５秒／回の速度で回転させな
がら第一の光出射部から光を出射し、反射光を第一の受
光部で受光して、第一の受光部の出力を研磨方向認識部
５に送った。研磨方向認識部５としてはシーケンサーを
用いた。シーケンサーでは、第一の受光部の出力の最小
値の３倍の値を閾値にして、出力値がその閾値以下から
以上に変化した場合に立ち上がりを検出し、ディスクの
回転を止めるようにした。

【００５５】次に欠陥検査工程の装置の構成を説明す
る。適宜図４、図５、図６を用いて装置の概略について
説明する。第二の移動機構１４としてディスク中心を通
るディスク面への垂線を回転軸としてディスクを回転す
る回転機構を用いた。前述のように研磨方向を一定の方
向に設定したディスク１０を、回転機構と連動する第二
のディスク保持部１１の上にセットした。この状態で５
秒/回の速度で、回転しながら検査した。ディスクはデ
ィスク一枚の検査につき少なくとも半回転させた。搬送
系１９は前記第二のディスク保持部、前記回転機構、デ
ィスク運搬装置、良品と不良品の仕分け装置から構成さ
れている。搬送系１９は、ホストコンピュータ１７から
制御部１８を通して制御した。

【００５６】第二の光出射部１２として、三菱レイヨン
株式会社製光ファイバライトガイド（型名：GB4-2000)
を６本使用した。このライトガイドはそれぞれ先端が二
本に分岐しており、各々の先端に集光レンズを取り付け
た。

【００５７】図６を用いて照明装置、第二の受光部１３
として用いるラインセンサの配置等についてより詳細に
説明する。

【００５８】図６はディスクを垂直方向上方からみたと
きの照明装置及びラインセンサの配置を図示したもので
ある。ディスク１０は、ディスクの中心Ｏを中心にして
回転する。ラインセンサのディスク面上における読取範
囲６１、６２は、ディスクの一つの直径上に設定されて
いる。ラインセンサはこれら読取範囲６１、６２の垂直
方向上方に設置されている。このため、ディスク１０を
半回転させることにより、ディスクの全面を検査するこ
とができた。

【００５９】前記ライトガイドの先端部を４１〜４６及
び５１〜５６として図示した。このライトガイドはその
出射光が各種の水平方向出射角を有し、かつ読取範囲６
１、６２を照明するように複数台設置した。出射部４１
〜４６は、Ｏ₁を中心とする同心円の上方であって、Ｏ₁
に対して約３０度間隔となるように配置した。また、同
様に、出射部５１〜５６は、Ｏ₂を中心にする同心円の
上方であって、Ｏ₂に対して約３０度間隔となるように
配置した。なおＯ₁，Ｏ₂は６１、６２が位置する直径上
の点であって、内径と外径との中点である。

【００６０】回転するディスク１０の研磨方向に対して
水平方向出射角ｃ₂が±７０度を超える光を出射する第
二の出射部を遮断するために遮光部３１、３２をとりつ
けた。遮光部３１、３２は、それぞれＯ₁,Ｏ₂を通る垂
線を軸として回転する構造になっており、研磨方向の変
化に伴い水平方向出射角ｃ₂が±７０度を超える光を遮
断する位置に回転移動するようにシーケンサーによって
制御されていた。

【００６１】出射部４１〜４６及び５１〜５６の第二の
出射角ａ₂は、いずれも４５度程度であり、ラインセン
サの第二の受光角ｂ₂は０度程度であった。このため、
ラインセンサは、正常な研磨面ではほとんど反射光を受
光せず、ディスク１０に欠陥があると、その散乱反射光
を受光した。光源２０は、三菱レイヨン株式会社製光源
装置（型名：ELI-100J)を使用した。

【００６２】第二の受光部１３としてラインセンサを用
い、ディスク１０の反射光を受光した。ラインセンサ
は、三菱レイヨン株式会社製ラインＣＣＤカメラ（型
名：SCD-5000-20)を使用した。ラインセンサの素子数は
５０００、ディスクを含む平面に対するラインセンサ長
手方向の読取範囲は１５０ｍｍであり、ラインセンサが
１台でディスクの一つの直径９５ｍｍの範囲をカバーし
ている。素子方向の分解能は、３０μｍ／素子である。
ラインセンサの先端にはディスクからの反射光を効果的
に受光するためのレンズを配置した。そのレンズとして
マクロレンズ(ｆ＝５０ｍｍ）を使用した。ディスクと
ラインセンサの間の距離は３２６ｍｍであった。ライン
センサの走査周期は０．５ｍｓであり、外周部での流れ
方向の分解能は、３０μｍ／画素であった。

【００６３】ラインセンサで得られた信号は画像処理部
１６で処理し欠陥検出を行った。画像処理部１６は、三
菱レイヨン株式会社製ライン画像処理装置（型名：LSC-
300)を使用し、ラインセンサのアナログビデオ信号をＡ
／Ｄ変換、２値化、ランレングス符号化を行った後、欠
陥の大きさ、位置等を測定した。欠陥の発生状態はホス
トコンピュータ１７で処理し、ディスプレイ２１に表示
した。

【００６４】本実施例の装置により、ディスク１０に含
まれるキズ、打痕、研磨不良など各種の欠陥を安定して
検出することができた。また、キズは照明方向により見
え方が変化するが、延べ１４０度程度（±７０度以内）
の範囲から光を照射しているため、各種の角度のキズを
安定して検出することができた。

【００６５】

【発明の効果】本発明の欠陥検査装置を用いた検査方法
によりあらかじめ研磨方向を認識して、研磨方向が変化
した場合の画像データの変動を抑制し、欠陥検出精度に
優れた自動検査を行うことができる。また、本発明の研
磨方向検出装置及び方法により、ディスクの研磨方向を
効果的に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の出射角ａ₁と第一の受光角ｂ₁を示す図で
ある。

【図２】第一の光出射部と第一の受光部の設置位置と、
ディスクの研磨方向と、反射パターンとの関係を示す図
である。

【図３】ディスクの研磨方向と光の照射方向とがなす水
平方向出射角と、受光部の出力の関係を示す図である。

【図４】検査装置の構成の一例の概略を示す図である。
実施例において別工程で使用される研磨方向認識手段７
も説明の便宜上図示されている。

【図５】第二の出射角ａ₂と第二の受光角ｂ₂を示す図で
ある。

【図６】第二の光出射部と遮光部、照射範囲などを説明
するための図である。

【符号の説明】

１第一のディスク保持部２第一の光出射部３第一の受光部４第一の移動機構５研磨方向認識部６反射パターン７研磨方向認識手段１０ディスク１１第二のディスク保持部１２第二の光出射部１３第二の受光部１４第二の移動機構１５照明装置３１、３２遮光部４１〜４６第二の光出射部５１〜５６第二の光出射部６１、６２第二の受光部の読取位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一のディスク保持部（１）と、ディス
ク面に光を出射する第一の光出射部（２）と、ディスク
面からの反射光を受光する第一の受光部（３）と、第一
の出射光とディスクの研磨方向とがなす水平方向出射角
が連続的に変化するように第一の光出射部（２）及び第
一の受光部（３）を含む系とディスクとの相対的位置関
係を変える第一の移動機構（４）と、前記第一の受光部
（３）の出力の変化によってディスクの研磨方向を認識
する研磨方向認識部（５）と、第二のディスク保持部
（１１）と、一つ以上の第二の光出射部（１２）を有し
出射光と研磨方向とがなす水平方向出射角が所定範囲以
内である光のみをディスク面上に照射するように光の照
射方向を相対的に変更する照明装置（１５）と、ディス
ク面からの反射光を受光する少なくとも一つの第二の受
光部（１３）と、前記第二の受光部（１３）によってデ
ィスク表面の被検査範囲が全て走査されるように第二の
受光部（１３）とディスクの相対的な位置関係を変更す
る第二の移動機構（１４）と、前記第二の受光部（１
３）からの信号を処理する画像処理部（１６）を有する
ディスク表面欠陥検査装置。
【請求項２】前記第一の受光部（３）としてポイント
センサを用い、前記第一の移動機構（４）として、ディ
スクの中心を通る垂線を回転軸として、ディスクを回転
させる回転機構を用い、前記照明装置（１５）を、ディ
スクのひとつの直径上の点であってディスクの外径と内
径の中点となる二つの点Ｏ₁、Ｏ₂のそれぞれを中心とす
る二つの同心円の上方に設置された複数の第二の光出射
部（１２）と、これらＯ₁、Ｏ₂のそれぞれを軸として回
転可能であって、第二の光出射部（１２）から出射する
光のうち水平方向出射角が前記所定範囲外の光を遮光す
る遮光部（３１、３２）とから構成し、前記第二の受光
部（１３）として、前記直径及びその延長線の垂直方向
上方に設置されたラインセンサを用いることを特徴とす
る請求項１に記載のディスク表面欠陥検査装置。
【請求項３】請求項１に記載のディスク表面欠陥検査
装置において、ディスク面からの反射光を受光する少な
くとも一つの第二の受光部（１３）と、前記第二の受光
部（１３）によってディスク表面の被検査範囲が全て走
査されるように第二の受光部（１３）とディスクの相対
的な位置関係を変更する第二の移動機構（１４）との代
わりに、ディスク面からの反射光を受光し、ディスク面
上の被検査範囲の全てを読みとることができる第二の受
光部（１３）を備えたディスク表面欠陥検査装置。
【請求項４】ディスク表面の研磨方向を認識する研磨
方向認識手段（７）と、第二のディスク保持部（１１）
と、一つ以上の第二の光出射部（１２）を有し出射光と
研磨方向とがなす水平方向出射角が所定範囲以内の光の
みを照射するように光の照射方向を相対的に変更しなが
らディスク面に対して光を照射する照明装置（１５）
と、ディスク面からの反射光を受光する少なくとも一つ
の第二の受光部（１３）と、前記第二の受光部（１３）
によってディスク表面の被検査範囲が全て走査されるよ
うに、照明装置（１５）及び第二の受光部（１３）を含
む系とディスクとの相対的な位置関係を変更する第二の
移動機構（１４）と、前記第二の受光部（１３）からの
信号を処理する画像処理部（１６）と、からなるディス
ク表面欠陥検査装置。
【請求項５】請求項１〜請求項４の装置を用いてディ
スク表面の研磨方向を認識したあと、照明装置によっ
て、出射光と研磨方向とがなす水平方向出射角が所定範
囲以内の光をディスク面に照射してディスクの表面の欠
陥を検査する方法。
【請求項６】第一のディスク保持部（１）と、ディス
ク面に光を出射する少なくとも一つの第一の光出射部
（２）と、ディスク面からの反射光を受光する、第一の
光出射部と対をなす第一の受光部（３）と、出射光とデ
ィスクの研磨方向とがなす水平方向出射角が連続的に変
化するように第一の光出射部（２）及び第一の受光部
（３）を含む系とディスクとの相対的位置関係を変える
第一の移動機構（４）と、前記第一の受光部（３）の出
力の変化からディスクの研磨方向を認識する研磨方向認
識部（５）とを有する研磨方向認識装置。
【請求項７】請求項６の装置を用いた研磨方向認識方
法。