JPS62134514A - 磁気デイスク等の板厚・平坦度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、磁気ディスク等の円盤状平板測定部材の板
厚及び平坦度をｉｌｌ’ｌ定する測定装置に係り、特に
、板厚及び平１１度の検査工程を簡略化でさるように改
良した測定装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、外部記憶装置の一例どして磁気アイスフ装置が
あるが、この磁気ディスク装置の機種は様々であり、各
機種に応じた磁気ディスクが夫々用いられている。ぞし
て、このトドの磁気ディスクは各機種毎に規格化され、
所定の規格検査に合格したもののみが使用されるように
イ【つている。

ところで、この種の磁気ディスクを規格検査する工程に
おいては、例えば磁気ディスクの板厚及び平坦度が規格
寸法の許容誤差範囲にあるか否かを検査する上で、磁気
ディスクの板厚及び平坦度を測定づることが必要になる
。この場合にｄ３ける従来の測定装置としては、測定対
宋となる磁気ディスクの板厚を測定するためにマイクロ
メータ専が用いられる一方、上記磁気ディスクの平坦度
を測定するためにダイセルゲージ等が用いられ、専ら手
動操作による測定が行なわれていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の測定装置にあっては、
磁気ディスクの板厚及び平坦度を規格検査するに際し、
異なる測定装置を用いて上記板厚及び平坦度を別々に測
定しなければならないので、検査工程が別個になり、そ
の分、磁気ディスクの検査工程が面倒なものになるとい
う問題が生ずる。

また、従来の測定装置にあっては、磁気ディスクの板厚
及び平坦度を測定するに際し、手動操作が必要不可欠で
あるので、測定作業を自ａＪ化することが難しく、その
分、測定作業性が損われるという問題を生ずるほか、従
来の各測定装置にあっては、磁気アイスフの板厚及び平
坦度を測定するに当って、磁気ディスク面に測定装置が
接触配置されてしまうため、磁気ディスク而が損傷し易
いという問題も生ずる。

尚、このような問題は、測定対象が磁気ディスクに類似
したものであっても同様に生じ得るものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、以上の問題点に４目して為されたものであ
って、磁気ディスク等の測定部材を１０付けることなく
、任意の規格サイズの測定部材の板厚及び平坦度を同時
に測定でき、しかも、測定作業の自動化を容易に達成で
きるようにした磁気ディスク等の板厚・平坦度測定装置
を提供するものである。

即も、この発明は、各規格サイズ毎に異なる径の位置決
め孔を有する磁気ディスク等の測定部材が回転自在に支
持される多段のターンテーブルと、このターンテーブル
に対向した位置において垂直方向及び上記ターンテーブ
ルに対し進退可能な水平方向に沿って移動自在に設けら
れるアーム部材と、このアーム部材の先端側上下部に相
対向して離間配置され且つターンテーブル上に位置決め
載置された測定部材に対し非接触状態でその測定部材面
とのギャップを夫々検知する一対のセンサとを備え、タ
ーンテーブルとアーム部材とを同期作動させ、測定部材
の複数箇所に対して検出された各ギャップに基づいて測
定部材の板厚及び平坦度を同時に測定するようにしたも
のである。

このような技術的手段において、上記ターンテーブルの
構成については、磁気ディスク等の測定部材の規格数に
応じた教だけの多段の載置面を備え、しかも、上記測定
部材を中央部で回動支持できるものであれば適宜設計変
更して差支えないが、測定精度を高めるには、上記ター
ンテーブルの各伐胃面の平面度精度、ターンテーブルの
回転精度及び上記載置面と回転軸との垂直精度を夫々高
めるように設計することが望ましい。

また、上記アーム部材については、垂直方向及びターン
テーブルに対して進退可能な水平方向に沿って移動する
移動機構に設けられていれば、適宜設計変更して差支え
ないが、測定精度を高めるには、移ｖＪａ構の垂直及び
水平方向の移動精度を高めることが必要である。また、
各方向の移動昌をパルスモータ等で制御するようにすれ
ば、アーム部材の移ｖＪ位置を自１３Ｊ的に制御するこ
とが可能になる。

更に、上記一対のセンサの配置関係については、少なく
とも、測定部材の最大板厚より大きな値にセンサ間の寸
法を設定し、各センサが測定部材と非接触配置されるこ
とが必要である。また、センサの具体的構成についても
、測定部材とのギャップを検出し得るものであれば適宜
選択して差支えないが、測定精度を高めるには、例えば
渦電流方式変位側（分解能１μｍ）が好ましく、測定精
度を更に高めるには静電容母方式変位計く分解能０．１
μｍ）がより好ましい。尚、測定精度が１μｍ以下、例
えば０．０１　ｍｍＰｉ！度のものでよい場合には、セ
ンサを超音波方式のものにしても良い。

更にまた、ターンテーブルの駆Ｍ制御系やセンサの移動
制御系については適宜設計変更して差支えないが、少な
くともターンテーブルの回転ｆａＪ作どセンサの移動動
作とを同期させ、磁気ディスク等の測定部材の板厚等を
所定の複数点で測定するように設計することが必要であ
る。この場合において、測定部材のギャップ測定点とし
て、測定部材の全域を均等配分した複数点を設定してお
けば、測定部材に対する測定範囲の片寄りに伴う測定精
度の低下を抑えることができる。また、センサ出力を演
算処理する制御系としても適宜設計変更して差支えない
が、高速■つ確実に処理するには、通常コンピュータに
その機能を具備させてディジタル処理することが行なわ
れる。

［作用］ 上述したような技術的手段によれば、任意の規格サイズ
の磁気ディスク等の測定部材はターンテーブル上の所定
位置に載置されて回転動作を行なう一方、アーム部材側
のセンサ゛は適宜移動した復、ターンテーブル上の測定
部材を任意位置で挟み込んで配置され、測定部材とのギ
ャップの検出動作を行なう。このとき、測定部Ｈの半径
方向に沿ってセンサを適宜移Ｍさせるようにすれば、測
定部材の任意の複数点における上記ギャップが検出され
ることになる。この状態において、各ギｔ？ツブに基づ
いて所定の演算を行なうと、測定部材の各部での板厚が
判別されると共に、測定点相互の平坦度が判別されるこ
とになるのである。

［実施例１ 以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明の詳細
な説明する。

第１図は磁気ディスクの板厚・平坦度測定装置の一実施
例を示すものであり、その具体的構成は、規格化された
磁気ディスク１を回転支持する多段のターンテーブル２
と、板厚及び平坦度検出用のセンサプローブＳを移動自
在に支持するアーム部材３とを作業台４の上面部に配設
してなるものである。そして、この測定装置は塵埃含有
率の低いクリーンルームに配設されてその測定精度を良
好に保つように配慮されている。

この実施例において、上記磁気ディスク１としては、ア
ルミニウム板を超緒密切削加工した磁気ディスク素板、
更に表面に陽極酸化処理又は硬質メッキ処理した磁気デ
ィスク基板あるいは第２図に示すように、例えばアルミ
ニウム合金基板１１にγ−Ｆｅ２Ｏ３等の磁性体１２を
塗布してなる所謂ハードディスク等が用いられ、その中
央部には各規格サイズ毎に異なる位置決め孔１３が開設
されている。

また、上記ターンテーブル２は、第２図に示すように、
中空の固定台２１を上記作業台４上に取付け、この固定
台２１上に可動テーブル２２を回転可能に配置し、作業
台４に保持される駆動モータ２３のシャフトには固定台
２１に貫通する回動シャフト２４を連結し、この回動シ
ャフト２４と上記可動テーブル２２の中央下部とを連結
軸材２５を介して固定したものである。そして、可動テ
ーブル２２と固定台２１との間には可動テーブル２２の
回転精度を高めるためのエアベアリング２６が上記連結
軸材２５を回動可能に保持して介装されている。そして
また、上記可動テーブル２２は、各規格サイズ毎の磁気
ディスク１の位置決め孔１３の内径寸法に略合致した径
の段付き部２２ａを複数有しており、各段付き部２２ａ
の水平面部分を磁気ディスク１の載置面とするものであ
る。また、固定台２１の中空部には原点指示用のロータ
リエンコーダ２７及び回転角指示用のロータリエンコー
ダ２８が設けられ、各ロークリエンコーダ２７．２８は
上記回動シャフト２４に固定されて夫々指示用のマーク
が施されている回転円板２９と、回転円板２９のマーク
を光学的に検出する光学センサ３０とで構成されている
。尚、第２図中、符号３１．３２はエアベアリング２６
の給気孔、排気孔であり、ロータリエンコーダ２７．２
８は一個のロータリエンコーダで原点指示と回転角指示
とを兼ねたものであっても良い。

更に、この実施例において、上記アーム部材３は、第３
図に示すように、」：下に離間した一対の保持アーム３
ａ、３ｂからなり、垂直方向Ｚに移動する垂直移動機溝
４０に支持されていて、この垂直移動機構４０は上記タ
ーンテーブル２に対し進退可能な水平方向Ｘに移動づる
水平移動機構５０に支持されている。上記垂直移動機１
７４４０は、垂直方向に沿って延び且つパルスモータ４
１のシャフトに連結される螺軸４２ど、この螺軸４２に
螺合するナツト部材４３と、上記螺軸４２に沿って並設
されるガイドレール４４と、このガイドレール４４に沿
って摺動し且つ上記ナツト部材４３を保持するスライド
ベアリング４５とをカバー４６で格納したものであり、
上記アーム部材３は上記ナツト部材４３に固定されると
共に、カバー４６の一部に開設したスリット４６ａを通
じてカバ−４６外部へ突出配置されている。また、上記
水平移動ｉ構５０は、作業台４の上に支持台５１を介し
てスライドレール５２を設け、このスライドレール５２
には移動粘度の良いエアスライダ５３を摺動自在に配設
づる一方、支持台５１にはパルスモータ５４のシャフト
にジヨイント５５連結される螺軸５６を貫通配貨すると
共に、この螺軸５６にはナラ１〜部材５７を螺合させ、
このナツト部材５７と上記エアスライダ５３とを連結し
たもので、パルスモータ５４の回転に応じて上記エアス
ライダ５３を移動させるようになっている。そして、上
記エアスライダ５３に上記垂直移動機構４０が固定的に
設けられている。尚、第１図及び第３図中、符号４８．
５８は各移動機構４０．５０を手動操作するためのハン
ドル、４９．５９は各移動機構４０．５０をその両端位
置で確実に停止させるためのリミットスイッチ、５３ａ
はエアスライダ５３への給気孔である。

更にまた、上記一対の保持アーム３ａ、３ｂの内側面に
は、特に第４図に示すように、セン１ナブローブＳが配
置されており、このセンサプローブＳには夫々静電容母
方式変位計からなるＵフサ６０（具体的には６０ａ、　
６０ｂ）が配置され、このセンサ６０間の間隔Ｇはアー
ム部材を選定若しくは調整することにより測定する磁気
ディスク１の板厚に応じて適宜設定される。この実施例
におけるセンサ６０は、センサの対測定部材間の静電容
量Ｃを電気的に検出するものである。このとぎ、センサ
と測定部材間の静電容ｆＭｃとその間のギャップ長ａ又
はｂ（総称してｄとする）とは、比誘電率をε、センサ
面積をＭとするとＣ−εＭ／ｄで表されるように、逆比
例の関係にあることから、静電容急変化に基づいてギャ
ップ長ｄを検出することが可能になるのである。よって
、各センサ６０は、第４図に示ずように、各センサ６０
問に挿入配置された磁気ディスク１とのギャップａ、ｂ
を検出し１ｊるのである。

また、この実施例においては、−Ｆ記測定装置を自動的
にｆｆ１ｌ＋御する制御系が設けられており、この制御
系は第５図に示づようなマイクロコンピュータシステム
を採用している。同図において、ターンテーブル２側の
ロータリエンコーダ２７．２８、フォ］〜セン４ノ３３
及び上記リミツｌ〜ス、イツチ４９．５９からの出力は
直接入力インクフＪ、−ス６５を介して制御部７０に入
力データとして与えられ、センサ６０ａ。

６０ｂからの出力はＡＤ−］ンバータ６１（具体的には
Ｇｌａ、　６１ｂ）を介してデータセレクタ６２に入力
され、このデータセレクタ６２で適宜切換られて個々的
に上記入力インタフェース６５を介して制御部７０に入
力データどして与えられる。そして、上記制御部７０は
、中央処理装置（以下ＣＰＵという）７１、ランダムア
クセスメモリ（以下ＲＡＭという）７２及びリードオン
リ、メモリ（以下ＲＯＭという）７３からなり、上記Ｒ
ＯＭ　７３には、第６図にフローチ！７−トで示すよう
に、測定対象となる磁気ディスク１の板厚及び平坦度を
複数点で測定する基本プログラムのほか、測定したデー
タに基づいて規格と合致するか否かを検査するという検
査プログラムが予め格納されている。そして更に、上記
ＣＰＵ７１は、入力インタフェース６５から与えられた
データに基づいて上記プログラムを実行し、出力インタ
フェース７５を介して各制御対象、具体的には各移動機
構４０．５０のパルスモータ　４１，５４、ターンテー
ブル２の駆動モータ２３、規格検査の良好表示手段８１
、規格検査の不良表示手段８２等に制御信号を送出し、
これらを制御するようになっている。尚、第５図中、符
号８３は各パルスモータ駆動用のドライバ、８４は上記
駆動モータ２３の速度を制御する速度コントローラであ
る。

次に、この実施例に係る測定装置の作動を第６図のフロ
ーヂャートに基づいて説明する。

今、任意の規格サイズの磁気ディスク１をターンテーブ
ル２上に載置したとすると、磁気ディスク１の位置決め
孔１３縁が可動テーブル２２の対応した段付き部２２ａ
に位置決め支持される。このとき、磁気ディスク１の載
置箇所に応じたサイズ情報を制御部７０に予め入力操作
するようにしておけば、上記制御部７０は、ステップＡ
で示すように、磁気ディスク１の載置箇所に応じて各移
動機構４０．５０のパルスモータ４１．５４を適宜回動
させてアーム部材３を垂直及び水平方向において移動さ
せ、第７図に示すように、磁気ディスク１の周縁付近の
初期測定サークル位置Ｐ１に一対のセンサ６０を固定的
に配置する。

この段階において、今、第７図に示すように、磁気ディ
スク１の測定点Ｎとしで円周方向に８点、半径方向に３
点を設定したとすると、上記制御部７０は、ステップＢ
で示すように、駆動モータ２３へ作動信号を送出して上
記ターンテーブル２を一回転させると共に、ロータリエ
ンコーダ２１．２８からの信号に同期して、磁気ディス
ク１の初ｉｌｌ］　ａ＋＋Ｉ定サークす位冒Ｐ１におけ
る円周方向の複数点（例えば等角度間隔の８点）で各セ
ンサ５０を作すノさせる。

すると、制御部１０は、ステップＣで示づ゛ように、総
ての測定点における測定が終了したか否かを判断し、測
定が終了していない場合には、ステップＤで示すように
、水平移動機構５０のパルスモータ５４を所定方向に回
動させることによりアーム部材３をターンテーブル２側
へ適宜進出さゼ、磁気ディスク１の半径内方向に向けて
センサ６０を次の測定サークル位置Ｐ、Ｐ３　（第７図
参照）へ順次移動させる。そして、再びステップＢで示
づように、ターンテーブル２を一回転させることにより
各測定サークル位置Ｐ　　ＳＰ　３の円周方向の８点を
上述したのと同様に測定する。その後、総ての測定点で
の測定が終了すると、ロークリエンコーダ２７．２８か
らの信号に基づいて、上記制θｐ部７０は、ステップＥ
で示すように、パルスモータ４１．５４を適宜逆転させ
て各移動機構４０．５０を初期位置に復帰させ、次の測
定工程に備える。

また、総ての測定点での測定が終了した段階において、
上記制御部７０は、ステップＦで示すように、各測定点
におけるセンサ６０出力に基づいて各センサ６０と磁気
ディスク１面とのギャップａ、ｂを測定値として算出し
、ＲＡ　Ｍ　７２に順次読み出し可能に格納する（第４
図参照）。しかる復、ステップＧに示すように、ＲＡＭ
７２に格納されたギャップａ、ｂのデータを以下の演算
式（１）（２）に代入することにより、磁気ディスク１
の各測定点ｉにお（プる板厚を及び平坦度ｆ（ｌａ気デ
ィスク１の板厚の中心と一方のセンサ６０ｂとの距ＩＣ
の変位）を順次算出し、その結果データをＲＡＭ７２に
読み出し可能に格納する。

ｔ　　　＝Ｇ−（ａ　　　＋ｂ　　　）・・・（１〉（
ｉ）　　　　　　（ｉ）　　　（ｉ）ｆ　　　＝ｃ　　
　−ｃ （ｉ）　　　（ｉ）　　　（ｊ）　””　２）但し、ｊ
は測定点ｉど異なる測定点、Ｃ（ｉ）−ｂ　　　＋ｔ　
　　７２である。

（ｉ）　　　　　（ｉ） 尚、この場合、ｉＳｊを半径方向又は円周方向に設定す
ることによって、半径方向又は円周方向の平坦度（即ち
、うねり）が各々停出されることになる。

この状態において、磁気ディスク１の板厚を及び平坦度
ｆは同時に測定されたことになり、この測定データは出
力インタフェース７５にディスプレイ装置を接続するこ
とにより、このディスプレイ装置に表示され得ることに
なる。

更に、この実施例においては、上記制御３ＩＩ部７ｏは
、ステップＨで示すように、測定データの平均値と予め
格納されている規格データとを比較し、その差の絶対値
が規格寸法許容誤差範囲以下である場合には測定対象た
る磁気ディスク１が規格検査に合格したものであること
を示す良好信号を出力する一方、その絶対値が上記許容
誤差範囲より大きなものである場合には測定対象たる磁
気ディスク１が規格検査に不合格であることを示ず不良
信号を出力するようになってＪ３す、ステップＩ、Ｊで
示ずように、各信号に基づいて検査結果を表示する手段
８１．８２を適宜作動させるのである。この場合、磁気
ディスク１の板厚及び平坦度の規格検査工程は一工程で
自動的に行なわれることになるのである。

尚、この実施例においては、測定対象となる磁気ディス
ク１のサイズを予め制御部７０にデータ入力操作するこ
とが必要であるが、例えば、ターンテーブル２の各段付
き部２２ａの水平部分にフォトセンサや近接スイッチ等
の検知手段を埋設し、各検知手段で磁気ディスク１がど
こに載置されたか否かを自動的に検知し、この検知信号
に基づいて制御部７０を働かせるようにすれば、上述し
たようなデータ入力操作が不要となり、磁気ディスク１
の検査工程がより簡略化されることになる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明に係る磁気ディスク
等の板厚・平坦度測定装置によれば、任意の規格サイズ
に対応した磁気ディスク、光ディスク等の測定部材の板
厚及び平坦度を同時に測定できるので、総ての規格サイ
ズに対して行なわれる規格検査等における検査工程を簡
略化することができるほか、板厚等の測定に際して、セ
ンサと測定部材とを非接触配置するようにしたので、測
定部材の損傷をも確実に防止することができる。

また、この発明ににれば、ターンテーブルとセンサとを
同期作動させ、測定部材の板厚等を複数点で順次測定で
きるようにしたので、測定作業の自動化を容易に達成ザ
ることがでさる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る磁気ディスク等の板厚・平坦度
測定装置の一実施例を示す正面説明図、第２図はターン
テーブルの詳細を示す一部破断説明図、第３図はアーム
部Ｈの移動機構の詳細を示す一部破断説明図、第４図は
センサ部の詳細を示す説明図、第５図は実施例に係る測
定装置の制御系の一例を示すブロック説明図、第６図は
制御系の作動過程例を示すフローチャート、第７図はセ
ンサによる測定点を示″？ｊ説明図である。 ［符号の説明］ （１）・・・磁気ディスク （２）・・・ターンテーブル （３）・・・アーム部材 （１３）・・・位置決め孔 （６０）・・・センサ 待シ′Ｆ出願人　　　　日本軽金属株式会社代　理　人
　　　　井理ｔ　中村　智廣（外２名） ＋：ｉ気デ゛イスク ２、ターンテーフフレ 第２図 第３図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）各規格サイズ毎に異なる径の位置決め孔を有する磁
   気ディスク等の測定部材が回転自在に支持される多段の
   ターンテーブルと、このターンテーブルに対向した位置
   において垂直方向及び上記ターンテーブルに対し進退可
   能な水平方向に沿って移動自在に設けられるアーム部材
   と、このアーム部材の先端側上下部に相対向して離間配
   置され且つターンテーブル上に位置決め載置された測定
   部材に対し非接触状態でその測定部材面とのギャップを
   夫々検知する一対のセンサとを備え、ターンテーブルと
   アーム部材とを同期作動させ、測定部材の複数箇所に対
   して検出された各ギャップに基づいて測定部材の板厚及
   び平坦度を同時に測定するようにしたことを特徴とする
   磁気ディスク等の板厚・平坦度測定装置。 ２）各センサのギャップ測定点は測定部材の全域を略均
   等配分した複数点であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の磁気ディスク等の板厚・平坦度測定装置
   。 ３）一対のセンサは静電容量方式変位計で構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の磁気ディスク等の板厚・平坦度測定装置。