(57)【要約】【課題】  透光性ディスクに対して外周エッジ部の割れ、欠け等の欠陥を付着異物から切り離して効率よく、高精度に検出することができる透光性ディスクの周面欠陥検出光学系およびその欠陥検出装置、そして欠陥検出方法を提供することにある。【解決手段】  この発明は、ディスクの内部を通しエッジ部分の検査領域に内側から光ビームスポットを照射してディスクの外側で検査領域の近傍に設けられた第１の受光系により検査領域からの散乱光を受光してディスクの欠陥を検出する。そのため、ディスクの外側に付着している異物からの散乱光はほとんど発生しないで済む。【選択図】      図１
2004317500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象となる透光性ディスクの周面に対して所定の入射角で光ビームを入射して前記ディスクの内部を通してエッジ部分の検査領域に内側から前記光ビームを照射する投光系と、
前記ディスクの内部に対して外部で前記検査領域の近傍に設けられ前記検査領域からの散乱光を受光する第１の受光系とを備える透光性ディスクの周面欠陥検出光学系。
【請求項２】
前記光ビームはスポットとされ、前記光ビームはスポットが入射する前記周面は外周面であり、前記第１の受光系は、回転する前記ディスクにおいて前記検査領域からの散乱光を受光する請求項１記載の透光性ディスクの周面欠陥検出光学系。
【請求項３】
前記ディスクはガラスディスクであり、前記スポットは、前記外周面のうちの外周側面に入射する請求項２記載の透光性ディスクの周面欠陥検出光学系。
【請求項４】
さらに、前記検査領域を通る前記ディスクの直径線に対して前記外周側面における前記光ビームスポットの入射位置と対称な外周側面の位置からさらに所定のオフセット分離れた位置あるいはこの近傍から前記ディスクの外部に放出される前記ディスクの内部を伝搬した前記検査領域からの散乱光を前記ディスクの外部で受光する第２の受光系を有する請求項３記載の透光性ディスクの周面欠陥検出光学系。
【請求項５】
前記光ビームスポットはレーザ光であり、前記第１および第２の受光系の受光面は、前記ディスクの表面あるいは裏面に対して２０゜〜６０゜の範囲のうちのある角度に設定されている請求項４記載の透光性ディスクの周面欠陥検出光学系。
【請求項６】
前記第１の受光系の受光面は、前記ディスクの前記チャンファにおける欠陥を検出するために前記ディスクの裏面側のチャンファの面に対向するように設定され、前記ディスクの内周側面あるいは前記外周側面の欠陥を検出するために前記第２の受光系の受光面は、前記ディスクの裏面側の前記チャンファの面に対して実質的に垂直になるように設定されている請求項５記載の透光性ディスクの周面欠陥検出光学系。
【請求項７】
前記光ビームスポットはレーザ光であり、前記第１および第２の受光系は、光ファイバを有する受光器であって、前記光ファイバの受光面が前記ディスクの表面あるいは裏面に対して２０゜〜６０゜の範囲のうちのある角度に設定されている請求項４記載の透光性ディスクの周面欠陥検出光学系。
【請求項８】
前記第１の受光系の前記光ファイバの受光面は、前記ディスクの前記チャンファにおける欠陥を検出するために前記ディスクの裏面側のチャンファの面に対向するように設定され、前記ディスクの内周側面あるいは前記外周側面の欠陥を検出するために前記第２の受光系の前記光ファイバの受光面は、前記ディスクの裏面側の前記チャンファの面に対して実質的に垂直になるように設定されている請求項７記載の透光性ディスクの周面欠陥検出光学系。
【請求項９】
検査対象となる透光性のディスクの周面に対して所定の入射角で光ビームを入射して前記ディスクの内部を通してエッジ部分の検査領域に内側から前記光ビームを照射する投光系と、
前記ディスクの内部に対して外部で前記検査領域の近傍に設けられ前記検査領域からの散乱光を受光する第１の受光系と、
前記ディスクが装着されるスピンドルを回転駆動して前記ディスクを回転させる駆動機構と、
前記ディスクが回転している状態で前記第１の受光系から検出信号を得て前記ディスクの前記検査領域での欠陥を検出する検出回路とを備える周面欠陥検出装置。
【請求項１０】
前記光ビームはスポットとされ、前記光ビームはスポットが入射する前記周面は外周面である請求項９記載の周面欠陥検出装置。
【請求項１１】
前記ディスクはガラスディスクであり、前記スポットは、前記外周面のうちの外周側面に入射する請求項１０記載の周面欠陥検出装置。
【請求項１２】
さらに、前記検査領域を通る前記ディスクの直径線に対して前記外周側面における前記光ビームスポットの入射位置と対称な外周側面の位置からさらに所定のオフセット分離れた位置あるいはこの近傍から前記ディスクの外部に放出される前記ディスクの内部を伝搬した前記検査領域からの散乱光を前記ディスクの外部で受光する第２の受光系を有し、前記外周面は外周側面であるする請求項１１記載の周面欠陥検出装置。
【請求項１３】
前記光ビームスポットはレーザ光であり、前記第１および第２の受光系の受光面は、前記ディスクの表面あるいは裏面に対して２０゜〜６０゜の範囲のうちのある角度に設定されている請求項１２記載の周面欠陥検出装置。
【請求項１４】
前記第１の受光系の受光面は、前記ディスクの前記チャンファにおける欠陥を検出するために前記ディスクの裏面側のチャンファの面に対向するように設定され、前記ディスクの内周側面あるいは前記外周側面の欠陥を検出するために前記第２の受光系の受光面は、前記ディスクの裏面側の前記チャンファの面に対して実質的に垂直になるように設定されている請求項１３記載の周面欠陥検出装置。
【請求項１５】
前記光ビームスポットはレーザであり、前記第１および第２の受光系は、光ファイバを有する受光器であり、前記光ファイバの受光面が前記ディスクの表面あるいは裏面に対して２０゜〜６０゜の範囲のうちのある角度に設定されている請求項１２記載の周面欠陥検出装置。
【請求項１６】
検査対象となる透光性ディスクの周面に対して所定の入射角で光ビームを入射して前記ディスクの内部を通してエッジ部分の検査領域に内側から前記光ビームを照射し、
前記ディスクを回転させて、前記ディスクの内部に対して外部で前記検査領域の近傍に設けられ前記検査領域からの散乱光を第１の受光系により受光して前記ディスクの周面欠陥を検出する周面欠陥検出方法。
【請求項１７】
前記光ビームはスポットとされ、前記ディスクはガラスディスクであり、前記周面は外周面であり、前記ディスクはスピンドルに装着され回転される請求項１６記載の周面欠陥検出方法。
【請求項１８】
前記光ビームはスポットとされ、前記光ビームはスポットが入射する前記周面は外周面である請求項１７記載の周面欠陥検出方法。
【請求項１９】
さらに、前記検査領域を通る前記ディスクの直径線に対して前記外周面における前記光ビームスポットの入射位置と対称な外周側面の位置からさらに所定のオフセット分離れた位置あるいはこの近傍から前記ディスクの外部に放出される前記ディスクの内部を伝搬した前記検査領域からの散乱光を前記ディスクの外側で第２の受光系により受光して前記ディスクの周面欠陥を検出する請求項１８記載の周面欠陥検出方法。
【請求項２０】
前記光ビームスポットはレーザ光であり、前記第１および第２の受光系の受光面は、前記ディスクの表面あるいは裏面に対して２０゜〜６０゜の範囲のうちのある角度に設定されている請求項１９記載の周面欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、透光性ディスク（半透明あるいは透明なディスク）の周面欠陥検出光学系、周面欠陥検出装置および周面欠陥検出方法に関し、詳しくは、ガラスディスクに対して内周あるいは外周のエッジ部の割れ、欠け等の欠陥を、付着異物をほとんど検出することなくこれから切り離して効率よく、高精度に検出することができるようなガラスディスクの周面欠陥検出光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報記録媒体として用いられる磁気ディスクは、近年益々高記憶密度化が要求され、それに伴い表面に形成される磁性層や保護膜等の膜が薄膜化している。ガラスディスク基板を用いる磁気ディスクの製造工程の―例としては、まず、図７に示すように、ガラスディスクをラッピング装置で磨上げ（ラッピング加工工程(1)）、次にガラス基板の両面をポリッシング加工して、表面粗さ平均１ｎｍ程度に鏡面加工する（ポリッシング加工工程(2)）工程がある。その後、ガラス基板を洗浄し（第１洗浄工程(3)）、表面欠陥検査および周面欠陥検査が行われる（第１表面検査工程(4)）。そして合格したガラス基板を洗浄し（第２洗浄工程(5)）、スパッタ法等によりクロム、銅、ＮｉＡｌ等からなる厚さ５０〜２０００Å程度の金属下地層を形成し（金属下地層形成工程(5)）、続いてスパッタ法等によりコバルト系強磁性合金薄膜等からなる厚さ１００〜１０００Å程度の磁性層を形成し（磁性層形成工程(7)）、さらに例えばカーボン膜、水素化カーボン膜、窒素化カーボン膜等からなる厚さ１０〜１５０Å程度の保護膜を形成する（保護膜形成工程(8)）工程がある。このような製造工程で保護膜を形成した後、成膜工程で発生した小突起の除去及び表面の清浄化のため、研磨装置により磁気ディスクの表面のテープクリーニング等が行われる（バーニッシュとワイピング工程(9)）、そして最後に再び表面検査が行われる（第２表面検査工程(10)）。
【０００３】
情報記録媒体の１つである磁気ディスクは、最近ではガラスディスクを素材とし、これに磁性膜を形成している。ガラスディスクは表面を研磨して平滑とされるが、研磨作業や取り扱い中などにおいて、その内周あるいは外周のエッジが欠けたり、割れたりすることがあり、これによりディスクの品質が低下する。第１表面検査工程(4)において、欠け、割れ等が検査され、その程度が小さいときは再研磨され、これが大きいと当該ディスクは不良品とされる。欠け、割れの大きさの程度は欠陥検査装置により検査されて判定される。
【０００４】
図６により、ガラスディスクの外周エッジ部と、その欠け欠陥を説明する。
図６（ａ）において、ガラスディスク１は、各種の外径のものがあり、それぞれは所定の直径の中心孔Ｈを有する。（ｂ）は、その外周部分の断面を示し、上側となるその表面を１a 、下側となるその表面（裏面）を１b 、外周の側面を１c とする。ディスク１は、側面１c の付近が面取りされ、上側の周縁部（以下チャンファ）ＣhUと下側のチャンファＣhDが形成されており、側面１c より内方の長さｄの範囲が外周エッジ部Ｅ（外周面）とされ、ここに生じた欠け、割れが周面欠陥Ｋとされる。なお、長さｄはディスク１のサイズにより異なり、例えば２．５インチの場合は０．２ｍｍとされている。
【０００５】
最近では、このようなガラスディスク基板が主流となり、その厚さはさらに薄くなっていて、高密度記録の要請から前記の長さｄもさらに短くなってきている。そのため、従来の周面欠陥検査方式では十分な検出ができない状況にある。
従来の外周エッジの欠陥検出方法としては、外周部の上部に法線からみた入射角３０゜程度でチャンファ部に投光して散乱光を受光する第１の受光系と、これに加えて、ディスクの外周側面に対向する方向で散乱光を受光する第２の受光系を設けた出願人による発明が公知である（特許第３１４１９７４号−特開平７−１９０９５０号−特許文献１）。
さらに、周面欠陥ではないが、透明体ディスクの上部からディスク表面へ線状の光を照射してこれをディスクの内部で全反射させて外周側面からの散乱光を受光してディスク表面における欠陥を検出する欠陥検出装置が公知である（特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１９０９５０号公報（特許第３１４１９７４号）
【特許文献２】特開昭６４−５７１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ディスク駆動装置（ＨＤＤ）は、記録密度のさらなる高密度化に加えて、５４００rpmを越える高速回転のディスクが使用されるようになってきている。そのため、ガラスディスクの厚さは薄くなり、さらに、記録されるトラック部分も外周や内周ぎりぎりまで設定される。これにより、内周あるいは外周に発生する、より小さな周面欠陥（欠け欠陥や割れ欠陥）が従来以上にディスクの品質に影響を与えるようになってきている。ＨＤＤにそのようなディスクが組込まれた場合に故障の原因になる確立が高くなている。
より小さな周面欠陥を問題とした場合には、特開平７−１９０９５０号に示される技術でディスクの外周エッジに存在する欠け欠陥、割れ欠陥を検出すると、この検出技術では、これらのほかに、付着異物も同時に検出されてしまう欠点がある。そのため製品歩留まりが悪化する問題がある。したがって、現在では特開平７−１９０９５０号のディスク欠陥の欠陥検出の技術は、高密度記録のＨＤＤ装置の製造に対して対応しきれなくなってきている。そのため、付着異物が検出されることを排除した、より精度の高い外周エッジ部の欠け欠陥、割れ欠陥の検出の要請が強い。
この発明の目的は、上記の要望を受けてなされたもので、透光性ディスクに対して外周エッジ部の割れ、欠け等の欠陥を、付着異物をほとんど検出することなくこれから切り離して効率よく、高精度に検出することができる透光性ディスクの周面欠陥検出光学系および周面欠陥検出装置、そして周面欠陥検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の透光性ディスクの周面欠陥検出光学系および周面欠陥検出装置の構成は、検査対象となる透光性ディスクの周面に対して所定の入射角で光ビームを入射してディスクの内部を通してエッジ部分の検査領域に内側から光ビームを照射する投光系と、ディスクの内部に対して外部で検査領域の近傍に設けられ検査領域からの散乱光を受光する第１の受光系とを備えるものである。
また、この発明の周面欠陥検出方法の構成は、前記の第１の受光系についてディスクを回転させて、ディスクの内部に対して外側で検査領域の近傍に設けられ検査領域からの散乱光を受光してディスクの周面欠陥を検出するものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明にあっては、前記したように、ディスクの内部を通して周面の検査領域に内側から光ビームスポットを照射してディスクの内部に対して外側で検査領域の近傍に設けられた第１の受光系により検査領域からの散乱光を受光してディスクの周面欠陥を検出する。そのため、ディスクの外側に付着している異物からの散乱光はほとんど発生しない。
その結果、ガラスディスクの内周あるいは外周のエッジ部に存在する欠け欠陥、割れ欠陥をはじめとする、付着異物を除いた各種の欠陥を、付着異物をほとんど検出することなく、これと区別して高精度に検出することができる。
ところで、ディスクには、中心部に孔が開けられているので、ここでは、ディスクの周面のうち中心部の孔から遠い外側となる周面を外周面とし、中心部の孔に沿った側の周面を内周面として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、この発明の検出光学系を適用したガラスディスク検査装置の一実施例の説明図、図２（ａ）は、レーザスポットのディスクへの入射状態の説明図、（ｂ）は、そのディスク内部に入射した光線と検査領域との関係の説明図、
図３（ａ）は、チャンファ欠陥検出系の説明図、（ｂ）は、ディスクの外周側面欠陥検出系の説明図、（ｃ）は、ディスク内部における内部散乱光と外周側面欠陥検出系との関係の説明図、図４（ａ）は、ディスクの反射光出射位置から所定のオフセットＯＦを持たせて欠陥を検出する原理説明の平面図、（ｂ）は、その外周部分の断面説明図、図５は、内周面の欠陥を検出するこの発明の他の一実施例の説明図、図６（ａ）は、ガラスディスクの外周エッジ部Ｅとその欠陥の説明図、図６（ｂ）は、その外周部分の断面図、そして、図７は、ガラス基板を用いる磁気ディスクの製造工程の一例の説明図である。
【実施例１】
【００１１】
図１において、欠陥検査装置１０の欠陥検出光学系９は、検査対象となるガラスディスク（以下ディスク）１を装着して回転するスピンドル２と、ディスク１の側面に対して入射角θi≒４５゜でレーザ光源３１からのレーザスポットＳpを側面位置Ｐ（図１，図２（ｂ）参照）に照射してディスク１の内部を通してディスク外周面の検査領域（受光外周面）Ｑ（図３（ａ）参照）を内側から投射する光学系３と、検査領域Ｑからの散乱光を受ける第１の受光系４（図３（ａ）参照）、検査領域Ｑからのディスク内部伝搬散乱光を受ける第２の受光系５（図３（ｂ）参照）とからなる。
【００１２】
第１の受光系４は、図３（ａ）に示すように、光ファイバ４１とその受光面形成部分４２（以下受光面４２）とからなり、受光面４２は、光学系３からの投射光を受けるディスク１の外周内側の検査領域Ｑの下側のチャンファＣhDに対向するように、すなわち、チャンファＣhDの面に平行になるように、ディスク１の表面に対して受光角θj方向（図３（ａ）参照）においてディスク１の表面外側に設けられている。
なお、受光面４２は、光ファイバ４１の受光面そのものであっても、あるいは光ファイバ４１の端部に結合する受光面として受光部材として形成されたものであってもよい。
これにより水平方向から所定の傾きとなるチャンファＣhU，ＣhD部分からの散乱光は受光し易くなるが、水平方向に対して直角な外周側面の散乱光は受光し難くなる。したがって、第１の受光系４は、チャンファ部分の欠け欠陥を検出する検出系になる。
【００１３】
一方、第２の受光系５は、図３（ｂ）に示すように、光ファイバ５１とその受光面形成部分５２（以下受光面５２）とからなり、ディスク内部の伝搬において前記の検査領域ＱからのレーザスポットＳpの正反射光がディスク１から外部に出射する出射位置Ｒ（点Ｒ）から、さらに所定のオフセットＯＦ、例えば、３．３インチ程度のディスクでは、ＯＦ＝１０ｍｍ程度を持たせた外周面の検出位置Ｓ（点Ｓ）において、これの斜め上部に設けられている。第２の受光系５の受光面は、下側のチャンファＣhDの面に垂直になるように、ディスク１の表面に対して受光角θk方向（図３（ｂ）参照）に設定されている。
これにより水平方向に対して直角な外周側面の散乱光は受光し易くなるが、水平方向から所定の傾きとなるチャンファＣhU，ＣhD部分からの散乱光は受光し難くなる。したがって、第２の受光系５は、外周側面の欠け欠陥を検出する検出系になる。
なお、レーザスポットＳpの正反射光が出射される出射位置Ｒは、検査領域Ｑを通るＹ軸（ディスクの直径線）に対して（あるいは関して）入射光が入る側面の入射位置Ｐと対称な位置にある。
【００１４】
ここでの欠陥検出光学系９は、回転するガラスディスク１の外周エッジ部Ｅ（図６参照）に対して、投光系３によりレーザスポットＳpをディスク１の内部を通してこの内部からディスク１の外周部に投射する。レーザスポットＳpによるこの照射位置が前記の検査領域Ｑを形成する。図３に示すように、各周面欠陥の散乱光Ｌjは、第１の受光系４に受光され、そしてその内部伝搬した正反射光近傍の散乱光Ｌkは、第２の受光系５に受光される。
ここで、第１の受光系４は、受光面４２により検査領域ＱにおけるチャンファＣhUとチャンファＣhDにおける欠陥を検出する。一方、第２の受光系５は、受光面５２により外周側面の欠陥を検出する。このようにチャンファの欠陥と外周側面の欠陥を検出する受光系をそれぞれに設けて２系統に分けることで、小さな欠け欠陥、割れ欠陥をより高い精度で検出することができる。また、ディスク１の内部からの照射光により検査領域Ｑで発生する散乱光を得ることで付着異物の検出を阻止する。これは、ディスク１の内側には異物は付着しないからである。欠け欠陥、割れ欠陥のある外周位置に同時に異物が付着していてもその散乱光は、ディスク周面あるいは端面を境界面として全反射されるため、光ファイバ４１の受光面４２および光ファイバ５１の受光面５２には到達しない。したがって、前記の検出光学系で検出される欠陥は、外周エッジ部の欠け欠陥、割れ欠陥がほとんどである。
【００１５】
図２は、この場合のディスク１の内部からディスク１の外周部に投射する投光系３の説明図である。
図２（ａ）において、３１は、光学系３のレーザ光源であり、内部に集束レンズを有していて、そのレーザビーム３２の焦点がＦである。レーザビーム３２は、焦点Ｆに収束された後にディスク１の外周面１ｃの入射位置ＰにレーザスポットＳpとして入射する。ここで、ディスク１を３．３インチとし、その厚さｔをｔ＝１．２７ｍｍとする。
外周面１ｃの入射位置ＰでのレーザスポットＳpは、長径が１．０ｍｍ程度の幅の楕円になっていて、その長径がチャンファＣhU，ＣhD部分を除いた外周面１ｃの高さＺ1（図２（ｂ）参照）に対応し、図１に示すように、例えば、θi＝４５゜で斜めに入射される。
【００１６】
図２（ｂ）に示すように、このとき、焦点Ｆで収束された後にレーザビーム３２のレーザスポットＳpは、ディスク表面に平行な線に対して角度θpにされて外周面１ｃに高さＺ1で照射される。そして屈折してディスク内部に入り、内部で角度θqとなり、入射位置Ｐから検査領域Ｑに至り、検査領域ＱにおいてチャンファＣhU，ＣhD部分と外周側面１ｃとをカバーする高さＺ2にする。このような関係になる、角度θpと焦点Ｆとの位置関係が設定される。
これにより、得られる散乱光は、実質的に外周エッジに発生する欠け欠陥あるいは割れ欠陥に限定することができ、ディスク１の表面あるいは裏面に付着した異物からの散乱光の影響は発生しない。
このように入射光θpを全反射角より小さくして斜めに入射させれば、ディスク１の表面あるいは裏面側から外部に出る光の割合が小さくて済む。その結果、ディスク１の表面あるいは裏面の付着異物からの散乱光は減少し、付着異物が検出される割合が少なくなる。
なお、外周面１ｃに対するレーザビーム３２の入射光の角θpをディスク１の表面あるいは裏面に対する全反射角よりも大きく採ってもよい。ディスク１の内部に入射した光は、表面内側と裏面内側とで全反射してディスク１の外にはほとんど出ないからである。
図１に示すように、このとき、ディスク内部に入射した光は、ガラスの屈折率ｎ＝１．５３６に従って屈折して、キャリッジの進行方向であるＹ軸との交点に一致する検査領域Ｑに照射される。
【００１７】
図３は、第１，第２の受光系４，５の部分の説明図である。
図３（ａ）に示されるように、第１の受光系４は、光ファイバ４１を有していて、外周エッジ部の検査領域Ｑにおける下側のチャンファＣhDの面に実質的に平行になる角度θjに設定されている。すなわち、ディスク１の表面からθj≒４０゜の角度に設定され、かつ表面上部から１５ｍｍ程度の高さで、さらにディスクの外周エッジから２４ｍｍ程度離れたところに光ファイバ４１の受光面４２が配置されている。これにより、受光面４２は、下側のチャンファＣhDの面に対峙する。
そして、光ファイバ４１の後端部が光ファイバ受光器（ＡＰＤ受光モジュール）４３に内蔵されたアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）の受光面に接続されている。
なお、図３（ａ）の白抜き実線矢印は、検査領域Ｑに対するレーザスポットＳpの入射光であり、点線の矢印は、検査領域Ｑを透過するレーザスポットＳpの透過直接光である。
一方、第２の受光系５も、図３（ｂ）に示されるように、光ファイバ５１を有している。そして、第２の受光系５は、ディスク１の内部において検査領域（受光面）Ｑから正反射光（内部伝搬反射光）を受ける出射位置Ｒより、さらにずれた検出位置Ｓ（受光位置）に設定され、ディスク１の下側のチャンファＣhDに実質的に平行となる角度θkに設定され、すなわち、裏面からθk≒約４０゜の上方に設定され、かつ表面から１５ｍｍ程度の高さで、さらにディスクの外周エッジ（その端面）から２４ｍｍ程度離れたところに光ファイバ５１の受光面５２が配置されている。そして、光ファイバ５１の後端部が光ファイバ受光器（ＡＰＤ受光モジュール）５３に内蔵されたアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）の受光面に接続されている。
【００１８】
なお、前記角θj，角θkは、チャンファと外周側面それぞれの散乱光を受ける角度であればよく、透過光あるいは正反射光を避ける角度であって、かつ、多くの散乱光が受光される角度がよい。角度が選択できる範囲としては、ディスク１の表面あるいは裏面に対して２０゜〜６０゜程度である。
ところで、外周エッジ部の検査領域Ｑでディスク１の内部の方向に反射した光は図３（ｃ）に示すように、ディスク内部で全反射しかつ散乱しながら正反射光ＬRに沿って進む。そこで、この散乱光を捕らえる適切な位置として前記オフセットＯＦが必要になる。さらに、検査領域Ｑで発生した散乱光は、ディスク１の外に出ることなく、内部散乱光となって、外周面内側と内周面内側との間で多重反射して回り込み、前記オフセットＯＦを設定した検出位置Ｓに至る。
【００１９】
図４は、正反射光の出射位置Ｒから所定のオフセットＯＦを持たせる欠陥検出の原理を説明するための平面図である。
３．３インチのディスク１の半径ｒ＝４２ｍｍとし、ガラスの屈折率ｎ＝１．５３６とする。そして、図４（ａ）において、入射角θi＝４５゜、図４（ｂ）の断面図において、検出位置Ｓの位置からの出射角γ＝４０゜（＝θj）、その
水平面での角度α（図４（ａ）参照）＝０゜とする。さらに、正反射光の出射位置Ｒの位置からのオフセットＯＦ＝１０ｍｍとし、ディスク１の中心を原点ＯとしてＸ，Ｙ軸を採る。
【００２０】
これにより、検査領域Ｑの座標（Ｘｑ，Ｙｑ）は、（０，４２ｍｍ）となり、入射位置Ｐの座標（Ｘｐ，Ｙｐ）は、（３４．３２８６ｍｍ，−２４．１９８１ｍｍ）となる。そして、正反射光出射位置Ｒの座標（Ｘｒ，Ｙｒ）は、入射位置Ｐに対してＹ軸を基準にして対称の位置（−３４．３２８６ｍｍ，−２４．１９８１ｍｍ）になる。その結果、検出位置Ｓの座標（Ｘｓ，Ｙｓ）は、Ｘｓ＝−ｒ・sinθs，Ｙｓ＝-r・cosθsとなって、（−２７．６３５１ｍｍ，−３１．６２７５ｍｍ）となる。ただし、θL＝２arcsin((Ｌ／２)／ｒ)＝１３．６７４２８゜，θs＝２θt−θL＝４１．１４５８８゜，Ｌ＝ＯＦ＝１０ｍｍである。ここに、θsは、弧Ｐ−Ｓ上の中心角を２θsとしたときの角であり、θLは、弧Ｐ−
Ｒ上の中心角の１／２角と角θsとの差の角、θt＝arcsin(1/n・sinθi)＝２７．４１００８゜、ｎ＝１．５３６である（図４参照）。
点Ｓの角度α＝０゜，γ＝４０゜において、検査領域Ｑの外周側面近傍の座標点を点Ｓから点Ｐへ向かう逆方向の光で追跡すると、点Ｓに得られる反射光の座標Ｑ’は、（−０．８９０９７，４１．９９０５５ｍｍ）となる。
この座標Ｑ’の位置は、座標Ｑ（０，４２ｍｍ）に対してＸ方向に約０．９ｍｍと少しずれた近傍の位置となっており、散乱光の発生する位置に対応している。
これにより実質的に検査領域Ｑの外周エッジ部の散乱光を捕らえることができる。この点Ｑの近傍点の位置がさらに大きくずれると、散乱光受光点から外れ、逆に検査領域Ｑに近すぎると正反射光を受けることになって、検査領域Ｑの外周側面での欠陥検出はできなくなる。
【００２１】
さて、図１に戻り、それぞれの光ファイバ受光器４３，５３の検出信号は、アンプ４４，５４を介してそれぞれ欠陥検出回路６に入力される。欠陥検出回路６は、アンプ４４からの検出信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６１ａ，６１ｂでそれぞれ受けてコンパレータ（ＣＯＭ）６２ａ，６２ｂでそれぞれの検出信号から閾値Ｔha，Ｔhbを越えた信号を欠陥検出信号として検出信号Ｄａ，Ｄｂを発生する。なお、ここでの閾値Ｔha，Ｔhbは、ノイズ除去のために設けられているものであって、制御回路７から設定される。。
検出信号Ｄａ，Ｄｂは、それぞれにビットデータとしてデータサンプリングクロック発生回路７５からのサンプリングクロックに応じてサンプリングされて欠陥メモリ６３に記憶される。
欠陥検出回路６は、周面欠陥ばかりでなく、ディスク１の表面欠陥検出回路として動作するものである。ここでは、この同じ検出回路６を利用して周面欠陥を検出する。
【００２２】
７は、制御回路であり、内部に、インタフェース７１と、Ｙテーブル駆動回路７２、スピンドルモータ駆動回路７３、Ｒ・θ座標発生回路７４、データサンプリングクロック発生回路７５とからなる。前記の閾値Ｔha，Ｔhbは、データ処理装置８からデータとして制御回路７に送出される。
そして、制御回路７は、Ｙテーブル駆動回路７２によりＹ軸方向（半径Ｒ方向）にスピンドル２を移動させるＹ移動機構のモータ７６を駆動して、モータ７６に設けられたエンコーダ７７からＲ・θ座標発生回路７４がＹ方向（半径Ｒ方向）の座標位置信号を得る。また、スピンドルモータ駆動回路７３によりスピンドルモータ７８を駆動してスピンドル２を回転させる。そして、スピンドルモータ７８に設けられたエンコーダ７９からＲ・θ座標発生回路７４がθ方向の座標位置信号と、回転基準となるインデックス信号とを得る。
制御回路７は、インタフェース７１を介してデータ処理装置８から制御される。
このような制御回路７において、周面欠陥を検出する場合には、Ｙテーブル駆動回路７２は移動されることなく、固定値ｒに設定される。そして、インデックス信号に応じて１周分の欠陥データが欠陥メモリ６３に採取される。
【００２３】
以下、これについて詳細に説明する。
Ｒ・θ座標発生回路７４は、インタフェース７１を介してデータ処理装置８から制御信号を受けて周面欠陥検出動作に入る。そして、ディスク１の回転基準位置であるインデックス信号をエンコーダ７９から得て、この信号に応じてデータサンプリングクロック発生回路７５を駆動し、これに所定の周期のサンプリングクロックを発生させる。発生したサンプリングクロックは、欠陥メモリ６３に供給されて、そのアドレスをサンプリングクロックの周期で更新して、更新した各アドレス位置に検出信号Ｄａ，Ｄｂのビットデータを順次それぞれに記憶させる。そして、Ｒ・θ座標発生回路７４は、インデックス信号の発生を基準として１回転分の検査が終了した時点でインタフェース７１に検査終了信号を送出し、同時に停止信号をデータサンプリングクロック発生回路７５に送出してサンプリングクロック発生動作を停止させる。
インタフェース７１は、Ｒ・θ座標発生回路から検査終了信号を受けて、これに応じて欠陥メモリ６３から欠陥検出信号Ｄａ，Ｄｂについての各１周分の欠陥検出データを読出して最初のデータ位置をディスク１の回転基準としてデータ処理装置８に、欠陥検出信号Ｄａ，Ｄｂによる２系統の欠陥データを送出する。
【００２４】
データ処理装置８は、ＭＰＵ８１とメモリ８２、ＣＲＴディスプレイ８３、キーボード８４等からなり、これらが相互にバス８５を介して接続されている。そして、メモリ８２には、欠陥分類プログラム８２ａ、欠陥大きさ判定プログラム８２ｂ、欠陥マップ表示プログラム８２ｃ等が設けられ、さらにディスク１の立体画像データ８２ｄが設けられている。
欠陥分類プログラム８２ａは、ＭＰＵ８１により実行されて、ＭＰＵ８１は、欠陥検出信号Ｄａ，Ｄｂについての各１周分の欠陥検出データを受けて、それぞれ欠陥検出信号Ｄａ側の欠陥をチャンファＣhUとチャンファＣhDのチャンファ部分の欠陥とし、欠陥検出信号Ｄｂ側の欠陥を外周側面（端面）の欠陥として分類する。さらに、サンプリングクロックの周波数に対応して各欠陥データ位置の外周座標（θ座標）を算出して欠陥データの位置を算出する。なお、このときの検出分解能は、サンプリングクロックの周波数により決定され、高い分解能に設定できる。
【００２５】
ＭＰＵ８１は、次に欠陥大きさ判定プログラム８２ｂを実行して、欠陥分類プログラム８２ａの実行によって分類されたチャンファ部分の欠陥と端面（外周側面）の欠陥とを共に参照してこれら２系統のデータについて、欠陥ビットの連続性をみてその連続性によりグルーピングして大きさを判定する。このとき、チャンファ部分の欠陥と端面の欠陥との間の連続性も判定されてこれらが１つの欠陥とされる。ここでの欠陥の大きさは、例えば、５段階のものとされる。ＭＰＵ８１は、次に欠陥マップ表示プログラム８２ｃを実行してディスク１の立体画像映像の上に検出基準位置（インデックス信号の発生位置）を基準として重ねてマップ表示する。このとき、チャンファ部分の欠陥と端面の欠陥とが色分けされ、さらにグルーピングされた大きな欠陥は、５段階にわけられた大きさの図形でそれぞれに表示される。
もちろん、チャンファ部分の欠陥と端面の欠陥が１つになったときには両方の色が重ね合わされる。
【実施例２】
【００２６】
図５は、内周面の欠陥を検出するこの発明の他の一実施例の説明図である。
レーザスポットＳpの入射角θiは、１８．４゜であり、ディスク１の照射面で屈折して内部に進入したレーザビームＬtが検査領域（ディスク内周面の内側の受光面）Ｑの位置で実質的に４５゜で照射するように設定されている。しかも、レーザビームＬtは、入射レーザビームが入射点Ｐで屈折なしに直進した方向（図５の一点鎖線参照）において、その直進光がディスク１の内周面Ｎに接触しないで近づくように設定され、内周面Ｎに最も近づいた内周面Ｎに照射されない位置Ｈ（点Ｈ）でその直進光がディスク１の半径線とクロスするようにその入射角θiが設定されている。このような条件に設定すると、内周面の検査領域Ｑに対して大きな角度の入射レーザビームを照射することができる。それにより、内部の反射光の反射率が大きくなり、その分、散乱光を増加する。なお、その直進光が内周面Ｎに接触すると、その分、ディスク１の内部での外乱光が増加する。
そこで、図示するように、クロスするディスク１の半径線と外周との交点が反射光の出射位置Ｒとなるようにして、逆算して入射角θiを求めると、最適なθi＝１８．４゜となる。
これにより、図示するように、ここでの検査領域Ｑは、ディスクｌの内周面の内側に設定され、ここに入射点Ｐで屈折したレーザスポットＳpが照射される。
ここで、図４の場合と同様に、ディスク１を３．３インチのディスクとして、半径ｒ＝４２ｍｍとし、ガラスの屈折率ｎ＝１．５３６とする。θa＝３８．７゜，θb＝１２．１゜，θp＝３２．８゜，θs＝２０．３゜であり、点Ｑへの照射角θqは、θq＝４５゜となる。
なお、内径ｒi＝１２．５ｍｍ，Ｐ点の座標は（２２．７８３，−３５．２８３）であり、点Ｈの座標は（−８．２９８，−１０．３４０）である。
【００２７】
ところで、この図では、第１の受光系４と第２の受光系５について図示していないが、それぞれは、図１と同様に設けられている。検査領域Ｑと第１の受光系４との位置関係、そして第２の受光系５と検出位置Ｓ（点Ｓ）との位置関係は、図１に示すものと同様となるので、その説明は割愛する。また、出射位置Ｒ（点Ｒ）と検出位置Ｓ（点Ｓ）とのオフセットＯＦも図１の実施例と同様に１０ｍｍ程度である。
このような構成により、ディスク１の内周面の欠陥を検出することができる。  なお、入射角θiは、ディスク１の外径ｒと内径ｒiと入射点Ｐの位置により決定されるものであり、３．３インチのディスクでは、θi＝１５゜〜２０゜程度の範囲が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上により、両受光系４，５のいずれか、または両者に受光された各散乱光Ｌj，Ｌkの受光信号は、欠陥検出回路６で制御回路７によりに設定された閾値Ｔha，Ｔhbと比較されて検出され、制御回路７を介してデータ処理装置８に送られて分類され、大きさが判定されて、マップ表示される。
図１の実施例では、出射位置Ｒと入射位置Ｐとの間に受光位置Ｓを設けた例を示しているが、受光位置Ｓが出射位置Ｒと検査領域Ｑとの間に設けられていてもよい。同様に、図５の実施例では、入射位置Ｐに対して出射位置Ｒの後ろ側に受光位置Ｓが設けられていてもよい。
また、実施例では、受光系として光ファイバを用いた受光器を設けているが、これは、光ファイバを用いた受光器に限定されるものではなく、イメージセンサ等の各種の受光素子、受光器を用いることができる。
また、実施例では、レーザ光源によりレーザスポットを検査領域に照射しているが、この発明は、このようなレーザスによるポットに限定されるものではなく、光ビーム一般を用いてもよいことはもちろんである。
ところで、実施例では、ガラスディスクを例としているが、ガラス基板に磁性層、保護層を被着した最終製品の磁気ディスクの状態でも光透過性があるので、この発明での検出対象としてよい。さらに、この発明は、このようなガラスディスクに限定されるものではなく、透光性ディスク一般の内周あるいは外周のエッジの欠陥検査に適用できることはもちろんである。
なお、この明細書での欠陥という言葉は、欠損や欠落のみならず疵一般に対する広義の概念として使用するものであって、これについては特許請求の範囲における語も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、この発明の検出光学系を適用したガラスディスク検査装置の一実施例の説明図である。
【図２】図２は、その投光系部分の説明図である。
【図３】図３は、その受光系部分の説明図である。
【図４】図４は、ディスクの反射光出射位置から所定のオフセットＯＦを持たせて欠陥を検出する原理説明の平面図である。
【図５】図５は、内周面の欠陥を検出するこの発明の他の一実施例の説明図である。
【図６】図６は、ガラスディスクの外周エッジ部Ｅと、その欠陥Ｒの説明図である。
【図７】図７は、ガラス基板を用いる磁気ディスクの製造工程の一例の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…ガラスディスク、１a …上側の表面、１b …下側の表面（裏面）、
１ｃ …周面、２…スピンドル、
３…投光系、４…第１の受光系、５…第２の受光系、
６…欠陥検出回路、７…制御回路、
８…データ処理装置、９…欠陥検出光学系、
１０…欠陥検査装置、
３１…レーザ光源、３２…レーザビーム、
４１，５１…光ファイバ、４２，５２…受光面、
４３，５３…光ファイバ受光器、４４，５４…アンプ、
６１ａ，６１ｂ…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、
６２ａ，６２ｂ…コンパレータ、
６３…欠陥メモリ、
７１…インタフェース、７２…Ｙテーブル駆動回路、
７３…スピンドルモータ駆動回路、
７４…Ｒ・θ座標発生回路、
７５…データサンプリングクロック発生回路、
７６…Ｙ移動機構のモータ、７７，７９…エンコーダ、
ＣhU…上側の周縁部（チャンファー）、
ＣhD…下側の周縁部（チャンファー）、
８１…ＭＰＵ、８２…メモリ、
８３…ＣＲＴディスプレイ、８４…キーボード、
８２ａ…欠陥分類プログラム、
８２ｂ…欠陥大きさ判定プログラム、
８２ｃ…欠陥マップ表示プログラム。
ＬT …レーザビーム、Ｓp …レーザスポット、
θT …入射角、θR …正反射角または受光角、
Ｌj，Ｌk…散乱光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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