检测玻璃盘的圆周表面缺陷的光学系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种检测玻璃盘的圆周表面缺陷的光学系统及装置。在本发明专利技术中，由于光束从玻璃盘的背面通过玻璃盘被照射到在玻璃盘正面一侧处的外周斜面部分上，所以在接收到的光中由于杂质和裂纹而导致的消光量之间的差增大，并且可以响应于该差而获得接收到的表示缺陷检测信号的光信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测玻璃盘的圆周(peripheral)表面缺陷的光学系 统以及一种检测其圆周表面缺陷的装置，更具体而言，涉及这样一种检 测玻璃盘的圆周表面缺陷的光学系统，该光学系统可以以高精度检测外 周缺陷，例如当夹持玻璃盘基底时所导致的裂紋、缺口和裂缝，而不用 检测作为缺陷之一沉积在外周表面上的大多数杂质。
技术介绍
作为例如用于计算机的其中 一种信息记录介质，磁盘按照常规使用 铝盘作为其原材料，然而，近来由于对其尺寸降低和高记录密度的需 要，玻璃盘被用作原材料并在其上形成磁膜。玻璃盘的表面被抛光并变 得平滑，然而在上述的抛光操作及其处理期间，其内周边缘或外周边缘 有时会出现缺口和裂缝。因为由于出现上述情况而导致盘的质量下降， 所以例如缺口和裂缝被进行检查，并且当其程度低时，盘被再次抛光， 而当其程度高时，盘被确定为不合格品。通过缺陷检查装置来检查并判 定上述缺口和裂缝的尺寸的程度。将参考图7来解释玻璃盘的外周边缘部分及其缺口缺陷。在图7(a)中，玻璃盘l包括各种外径，并且其中的每一种都具有 带有预定直径的中心孔H。图7 (b)示出其外周部分的横截面图，并且 其中在上側的表面被称为la,在下面(背面)的表面被称为lb，以及 外周的侧面被称为lc。在盘1中，对侧面lc附近的部分进行斜切，并 且形成上边缘部分(在下文将被称为斜面)ChU和下斜面ChU,将从側 面lc朝着内侧的长度为d的范围假定为外周边缘部分E(外周面)，并 且将该范围内产生的缺口和裂缝确定为圆周表面缺陷K。此外，长度d 根据盘1的尺寸而发生变化，例如，在2.5英寸盘的情况下，该长度d 被确定为0.2mm。现在，硬盘驱动器(HDD)正在扩展到例如汽车产品、家用电器以 及音频产品的各领域中，并且从3.5英寸到1.8英寸盘、以及更进一步 小于1.0英寸盘的硬盘驱动器装置被内置于各种产品中，并得到了应用。作为其中 一种使用玻璃基底的磁盘的外周边缘的常规缺陷检查装置，本受让人的专利技术JP-A-190950公开了第一光接收系统以及另外的第 二光接收系统，该第一光接收系统接收以关于法线成大约30°的入射角 射向外周边缘部分E的上部中的斜面部分的光的散射光，该第二光接收 系统接收在与外周侧面相反的方向上的散射光，并且JP-A-190950被称 为现有技术。此外，虽然不是用于圆周表面缺陷，但是JP-A-64-57154公开了一 种用于检测盘表面上的缺陷的缺陷检测装置，其中线性光束从透明盘的 上部射向盘表面，从而导致相同的光束在盘的内部被完全反射，以及来 自外周侧面的散射光被接收到，并且JP-A-64-57154被称为现有技术。在利用了玻璃盘的具有髙记录密度的HDD的情况下，外周边缘部 分E或盘的斜面部分的宽度现今窄至小于0.15mm，并且与外周边缘部 分E尽可能接近地形成轨道。盘的厚度大约是0.5mm 1.3mm，这取决 于盘的外径，斜面角以大约45°±5°进行倾斜，并且该侧面lc的宽度也 变窄。对于玻璃盘，由于在盘的外周处所设置的边缘(斜面部分和侧面) 处通常且频繁地进行盘的夹持，因此在其斜面部分处很可能产生由于夹 持而导致的缺口 。因为目前由于夹持而导致的缺口变得小于常规裂纹， 所以即使当利用如JP-A-7-190950中所公开的玻璃盘的常规外周边缘缺 陷检测方法来检测缺口时，由于检测信号的电平低，因此在沉积在斜面 上的杂质与夹持裂紋之间进行区分是困难的，这是一个缺点。而且，由于作为检查对象的盘被安装在主轴上，并且在其旋转的过 程中进行检查，因此特别是由于在其外周表面处的盘表面振动而导致的 向上和向下方向上的移动在缺陷检测时被放大。由于这个原因，由夹持 痕迹所导致的裂紋的检测信号的参考电平会由于盘的表面振动而变 化，这造成无法精确地区分夹持裂紋的检测信号与杂质等的检测信号的 问题。此外，当上述杂质被检测为裂紋或缺陷时，玻璃盘的产量被恶化。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决常规技术的这些问题，并且提供这样一种 检测玻璃盘的圆周表面缺陷的光学系统，该光学系统可以以高精度检观寸由例如当夹持玻璃盘时所导致的裂紋、缺口、裂缝等等的外周缺陷，而 不用检测作为缺陷之一 的大多数杂质。本专利技术的另一目的是提供一种检测玻璃盘的圆周表面缺陷的装 置，该装置可以以高精度检测外周缺陷，而不用检测大多数杂质。用于实现这些目的的根据本专利技术的检测玻璃盘的圆周表面缺陷的光学系统或检测其圓周表面缺陷的装置被构成为具有光照射系统，其 将光束从旋转的玻璃盘的背面通过玻璃盘的内部照射到在玻璃盘的正 面一侧的外周斜面部分上；光接收器，其被设置成远离外周斜面部分一 个预定距离；以及光阑，其被设置在光接收器的前面，其中光接收器接 收通过光阑在外周斜面部分处透射并折射的光束，并且基于光接收器接 收到的光信号来检测在玻璃盘的外周表面处的缺陷。按照上述方式，根据本专利技术，由于光束从玻璃盘的背面通过玻璃盘 被照射到在玻璃盘的正面一侧的外周斜面部分上，因此在接收到的光中 由于杂质和裂紋而导致的消光量之间的差增大，并且可以响应于该差而 获得接收到的表示缺陷检测信号的光信号。因此，即使当由于盘的外周表面的移动而导致接收到的光中参考电 平存在某一变化时，由于夹持裂紋而导致的检测信号也可以与由于杂质 等而导致的检测信号清楚地区分开，并且可以容易地获得由于夹持裂紋 而导致的检测信号。因此，利用本专利技术所应用的检测圆周表面缺陷的所述光学系统和检测圆周表面缺陷的所述装置，可以有效地并且以高精度检测在玻璃盘的 外周斜面部分处诸如裂紋、缺口和裂缝之类的缺陷，而不用检测大多数 杂质并且同时与杂质区分开。附图说明图1是用于解释玻璃盘检查装置的一个实施例的视图，根据本专利技术的用于检测的光学系统被应用于该玻璃盘检查装置；图2 (a)是用于解释在盘的斜面部分中不存在缺陷的情况的视图； 图2 (b)是用于解释杂质沉积在盘的斜面部分上的情况的视图； 图2 ( c)是用于解释在盘的斜面部分处存在由于夹持痕迹等而导致的裂紋的情况的视图；图3是用于解释在沿轨道旋转一周期间所获得的检测信号的视图4 ( a)是用于解释在经过滤波处理之后通过光接收器的检测信号 的信号波形的视图；图4(b)是用于解释已经经过参考电平变化抑制电路的缺陷检测信 号的视图；图5是用于解释根据本专利技术的用于检测的光学系统的另 一 实施例的 视图；图6是对于接收到的光信号使用另一参考电平变化抑制电路的缺陷 检测电路的框图；图7 (a)是用于解释玻璃盘的视图；以及图7 (b)是用于解释玻璃盘的外周边缘部分和缺陷的视图。具体实施方式在图1中，附图标记10是一个缺陷检查装置，并且它由盘旋转机 构2、缺陷检测光学系统3、缺陷检测电路5、数据处理装置6和盘翻转 (inverting)机构8构成。缺陷检测光学系统3由光照射系统3a和光接收系统4构成。盘旋转机构2由主轴21、设置在主轴21的顶部处的盘夹头(disk chuck)、设置在主轴21的底部处的支架23以及编码器24构成。在作 为检查对象的玻璃盘(在下文将被称为盘)1安装到盘夹头22上之后， 旋转该盘夹头22。此外，支架23被固定到装置基座7上。光照射系统3a由反射镜31和激光光源32构成。激光光源32被固 定到装置基座7上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测盘的圆周表面缺陷的光学系统，用于检测在盘的外周表面处的缺陷，包括：　　　　光照射系统，其将光束从旋转的玻璃盘的背面通过玻璃盘的内部照射到在玻璃盘的正面一侧处的外周斜面部分上，　　　　光接收器，其被设置成远离外周斜面部分一个预定距离，以及　　　　光阑，其被设置在光接收器的前面，　　　　其中光接收器接收通过光阑在外周斜面部分处透射并折射的光束，并且基于光接收器接收到的光信号来检测在玻璃盘的外周表面处的缺陷。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：芹川滋，石黑隆之，
申请(专利权)人：日立高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]