中心ずれ測定装置及びその方法
【課題】中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する時間を短縮可能な、中心ずれ測定装置及びその方法を提供すること。
【解決手段】中央部に円孔を有する円盤状基板Ｗの内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定装置であって、内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２に挟まれた主平面Ｓの半径方向幅Ｂを、投光部と受光部との間に形成された計測領域ＤＡ内で円盤状基板の全周にわたって非接触で計測する計測部と、前記計測部によって計測された半径方向幅Ｂの最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎの差Ａを演算して該差Ａを用いて中心ずれを演算する演算部とを備えることを特徴とする、中心ずれ測定装置。
【解決手段】中央部に円孔を有する円盤状基板Ｗの内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定装置であって、内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２に挟まれた主平面Ｓの半径方向幅Ｂを、投光部と受光部との間に形成された計測領域ＤＡ内で円盤状基板の全周にわたって非接触で計測する計測部と、前記計測部によって計測された半径方向幅Ｂの最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎの差Ａを演算して該差Ａを用いて中心ずれを演算する演算部とを備えることを特徴とする、中心ずれ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中央部に円孔を有する円盤状基板の内周中心と外周中心のずれを測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばガラス又はアルミニウム磁気ディスク基板の製造工程においては、内周と外周の同芯度が測定されて、管理されている。一般に、同芯度は、ディスク基板の内周端面と外周端面を接触式又は非接触式センサによって計測し、その内周円と外周円の中心をそれぞれ求め、それらの中心間距離を算出することにより、測定される。
【０００３】
例えば、２つの円周の中心をそれぞれ求め、それらの中心間距離に基づいて、同芯度を測定する先行技術文献として、例えば特許文献１，２が挙げられる。特許文献１，２には、非接触式センサによる測定技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５４９１７号公報
【特許文献２】特開２００８−１７１５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
確かに、上述の従来技術の場合、２つの円周の中心ずれの測定を正確に実施することができる。しかしながら、２つの円周の中心をそれぞれ求めなければならないので、両中心間のずれの測定に時間を要してしまうという欠点がある。そのため、例えば、工程管理のために頻繁に測定をする場合には、従来の測定方法では不向きである。
【０００６】
そこで、本発明は、中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する時間を短縮可能な、中心ずれ測定装置及びその方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る中心ずれ測定装置は、
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定装置であって、
前記内周と前記外周に挟まれた主平面の半径方向幅を円盤状基板の全周にわたって計測する計測部と、
前記計測部によって計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算して該差を用いて中心ずれを演算する演算部と、
を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る中心ずれ測定方法は、
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定方法であって、
前記内周と前記外周に挟まれた主平面の半径方向幅を円盤状基板の全周にわたって計測する計測工程と、
計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算する演算工程と、
を有する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る中心ずれ測定方法は、
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定方法であって、
中央部に円孔を有する複数の円盤状基板を立てた状態で横方向に並べて収容する収納容器から、収容されている円盤状基板を昇降機構によって立てた状態で上昇させて離脱させ、
離脱させた円盤状基板を該円盤状基板の周方向に回転させ、
回転させた円盤状基板の主平面の半径方向幅を全周にわたって計測する計測工程と、
前記半径方向幅を計測した円盤状基板を前記昇降機構によって下降させて前記収納容器に戻し、
前記収納容器に収容されている別の円盤状基板が前記昇降機構によって前記収納容器から上昇して離脱するように、前記収納容器と前記昇降機構との前記横方向の相対位置を移動させるピッチ移動工程と、
計測工程で計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算して該差を用いて中心ずれを演算する演算工程とを含む、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、中央部に円孔を有する円盤状基板の内周中心と外周中心の中心ずれを測定する時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを本発明で測定する場合を示した図である。
【図１Ｂ】計測領域ＤＡの別態様を示した図である。
【図１Ｃ】計測領域ＤＡの別態様を示した図である。
【図１Ｄ】計測領域ＤＡの別態様を示した図である。
【図２】本発明の中心ずれ測定方法を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態である中心ずれ測定装置１の側面図である。
【図４】回転機構１０の第１の具体例を示した斜視図である。
【図５】図４に示したＥ−Ｅにおける回転機構１０の断面図である。
【図６】回転機構１０の第２の具体例を示した斜視図である。
【図７】回転機構１０の第３の具体例を示した模式図である。
【図８】図７に示した回転機構１０を利用して、カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの中心ずれを測定する装置を説明するための図である。
【図９】カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの中心ずれを測定する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００１３】
図１Ａは、磁気記録媒体用ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを本発明で測定する場合を示した図である。ガラス基板Ｗは、中央部に円状の円孔が形成されたドーナツ状の円盤状基板である。主平面Ｓは、ガラス基板Ｗの外周端面Ｃ２と中央部の円孔の内周端面Ｃ１とに挟まれた平面状の環状面である。主平面Ｓの半径方向幅Ｂは、主平面Ｓのガラス基板Ｗの半径方向の寸法に相当する。
【００１４】
図２は、ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを説明するための図である。ガラス基板Ｗを周方向に中央部の円孔を回転中心として１回転させたとき、主平面Ｓの全周にわたる半径方向幅Ｂの中で最大の値がＢｍａｘに相当し、主平面Ｓの全周にわたる半径方向幅Ｂの中で最小の値がＢｍｉｎに相当する。この場合、最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎの差Ａが、ガラス基板Ｗの内周と外周の同芯度に相当する値であるため、差Ａを、ガラス基板Ｗの外周と内周の中心ずれの度合を表す値として使用することができる。すなわち、差Ａの絶対値が大きいほど、ガラス基板Ｗの外周と内周の中心ずれが大きいことを表し、差Ａの絶対値が小さいほど、その中心ずれが小さいことを表し、差Ａが零のとき、その中心ずれが無いことを表している。
【００１５】
つまり、ガラス基板Ｗの内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２に挟まれた主平面Ｓの半径方向幅Ｂを全周にわたって計測し、その計測された全周分の半径方向幅Ｂの最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎの差Ａを演算し、該差Ａを用いて中心ずれを演算することにより、ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを測定できる。この方法によれば、ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを測定するために、内周と外周の中心をそれぞれ求める必要がないため、中心ずれの測定時間を短縮できる。
【００１６】
主平面Ｓの半径方向幅Ｂを全周にわたって計測するためには、例えば図１Ａに示されるように、半径方向幅Ｂを計測するための所定の計測領域ＤＡに主平面Ｓを全周にわたって通過させればよい。具体的には、ガラス基板Ｗの周方向に中央部の円孔を回転中心としてガラス基板Ｗを１回転又はそれ以上回転させればよい。半径方向幅Ｂの計測を安定化させるためには、主平面Ｓが計測領域ＤＡを通過する速度（具体的には、回転の角速度）を一定にすることが好ましい。
【００１７】
計測領域ＤＡは、ガラス基板Ｗの主平面Ｓを全て含むような大きさにする必要はない。半径方向幅Ｂの誤計測を防ぐため、計測領域ＤＡは、ガラス基板Ｗの半径方向の一方向において、主平面Ｓの半径方向幅Ｂを規定する内周端面Ｃ１の一部分と外周端面Ｃ２の一部分とを含むような大きさであればよい。測定時間をさらに短縮させたい場合、計測領域ＤＡを広げると良い。例えば、図１Ｂのように計測領域ＤＡを広げる、又は図１Ｃ，図１Ｄのように計測領域ＤＡを２箇所以上設けて、ガラス基板Ｗの回転を半回転以下として測定もよい。
【００１８】
図３は、本発明の一実施形態である中心ずれ測定装置１の側面図である。中心ずれ測定装置１は、半径方向幅Ｂの計測部として、投光部１２と受光部１１とを備えている。投光部１２の投光面１４と受光部１１の受光面１３とに挟まれた空間に計測領域ＤＡが形成される。投光部１２は、投光面１４が上向きになるように、ガラス基板Ｗの取り付け位置に対して下側に配置される。受光部１１は、支柱１５の上部に設置され、受光面１３が下向きになるように、ガラス基板Ｗの取り付け位置に対して上側に配置される。受光面１３を下向きにすることによって、上向きにする場合に比べて、天井の蛍光灯などの他の外乱光が受光面１３に入射することを抑え、ひいては半径方向幅Ｂの誤計測を防止することができる。
【００１９】
投光部１２は、ガラス基板Ｗに向けてその主平面Ｓの法線方向（図３の場合、Ｚ軸方向）から光を照射する。投光部１２は、例えば、光源２１と、レンズ２２とを備えている。半径方向幅Ｂの計測精度向上の点で、光源２１の好適な例として、発光ダイオードが挙げられ、より好適な例として、窒化ガリウム発光ダイオードが挙げられる。一方、レンズ２２は、計測領域ＤＡを形成する光学部品である。レンズ２２は、計測領域ＤＡの安定的な形成のため、光源２１から放たれた光を平行光に変換するコリメータレンズが好適である。レンズ２２によって、光源２１からの光が、主平面Ｓの全領域のうち内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２とに挟まれた半径方向の一部分に集光される。
【００２０】
受光部１１は、ガラス基板Ｗの主平面Ｓの方向から到来した光を受光する。半径方向幅Ｂは、受光部１１によって受光された光の明暗のエッジ位置に基づいて計測される。受光部１１は、例えば、投光部１２からの光が照射されたガラス基板Ｗの映像を、テレセントリックレンズ２３を介して、ＣＣＤイメージセンサ（撮像素子）２５上に結像させる。また、受光部１１は、ビームスプリッタ２４備え、ガラス基板Ｗの映像を、ＣＣＤイメージセンサ２５とＣＭＯＳイメージセンサ２６に分けてもよい。
【００２１】
中心ずれ計測装置１の演算部１６は、受光部１１のＣＣＤイメージセンサ２５から送出される受光信号に基づいて、主平面Ｓのエッジ（内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２）を計測し、半径方向幅Ｂの最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎを導出する。そして、演算部１６は、最大値Ｂｍａｘと最小値ｍｉｎの差Ａを算出して、その差Ａの算出結果を出力部１７に出力する。演算部１６は、ＡＤ変換器やＣＰＵなどによって構成されるとよい。出力部１７は、例えば、ディスプレイ、プリンター、スピーカ、それらのいずれかの組み合わせであればよい。出力部１７は、受光部１１のＣＭＯＳイメージセンサ２６によって得られた映像を表示するものでもよい。
【００２２】
また、中心ずれ測定装置１は、ガラス基板Ｗの主平面Ｓを全周にわたって計測領域ＤＡに通過させる可動機構として、回転機構１０を備えている。回転機構１０は、ＸＹ平面内で、ガラス基板Ｗをその周方向にその中央部の円孔を回転中心としてモータで回転させる手段である。回転機構１０は、台座１８によって固定されている。
【００２３】
図４は、回転機構１０の第１の具体例を示した斜視図である。回転機構１０は、ガラス基板Ｗを回転させる回転台３２と、ガラス基板Ｗを位置決めする中心軸３３と、回転台３２を回転させるモータ等を収容するハウジング３１とを備えている。回転台３２の上面３２ａに、ガラス基板Ｗが載る。外形が円柱状の中心軸３３は、ガラス基板Ｗの中央部の円孔が上方から嵌合されてガラス基板Ｗを位置決めする部材である。回転台３２は、ＸＹ平面内をガラス基板Ｗの周方向に自転するが、中心軸３３は、回転しない固定されたままの部材である。中心軸３３には、投光部１２から照射された光が、ガラス基板Ｗの内周端面Ｃ１を通過して、受光部１１に到達するように、溝３４が形成されている。
【００２４】
図５は、図４に示したＥ−Ｅにおける回転機構１０の断面図である。被計測物としてのガラス基板Ｗが、回転台３２の上面に載っている。回転機構１０の回転台３２は、ガラス基板Ｗの内周端面Ｃ１を中心軸３３の側面３３ａに接触させて滑らせながら、ガラス基板Ｗを回転させる。溝３４は、投光部１２から内周端面Ｃ１を通って受光部１１に到達する光の経路として、ガラス基板Ｗの主平面Ｓの法線方向に延在するように中心軸３３に形成された切り欠き部である。溝３４を設けることによって、中心軸３３の側面と回転台３２の内筒面との間の隙間を通ってきた光が、ガラス基板Ｗの中央部の円孔の内周端面Ｃ１と内周端面Ｃ１の半径方向の内側を通ることができるため、受光部１１で計測される内周端面Ｃ１における光の明暗がはっきりし、内周端面Ｃ１を正確に計測することができる。
【００２５】
図６は、回転機構１０の第２の具体例を示した斜視図である。中心軸３３に形成される切り欠き部は、図４に示されるような溝形状に限ることはなく、図６に示されるように、ガラス基板Ｗが静止した状態で、ガラス基板Ｗの内周端面Ｃ１の一部分が中心軸３３の側面３３ａに接触しないような形状であればよい。
【００２６】
また、投光部１２から照射された光が乱反射しないように、さらには、受光部１１が乱反射した光を受光しないように、回転台３２と中心軸３３は暗色（典型的には、黒色）であることが好ましい。
【００２７】
図７は、回転機構１０の第３の具体例を示した模式図である。回転機構１０は、ガラス基板Ｗの外周端面Ｃ２に外接可能な回転ローラーによって、ガラス基板Ｗをその周方向に回転させるものでもよい。図７には、回転ローラー４１〜４３が示されている。回転ローラーの全てが、ガラス基板Ｗに回転力を与える駆動源を備えるものでもよいし、その一部のみがそのような駆動源を備え、残りがそのような駆動源を備えずに回転支持ガイドとして機能するものでもよい。
【００２８】
図８は、図７に示した回転機構１０を利用して、カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの中心ずれを測定する装置を説明するための図である。上述の図３では、投光部１２から受光部１１への光の照射方向が上下方向である構成を例示した。図８では、投光部１２から受光部１１への光の照射方向が水平方向である構成を例示する。なお、図８において、図３に例示した、投光部１２，受光部１１，演算部１６，出力部１７などは同様の構成でよいため、省略している。
【００２９】
図８は、カセット４０を上方から見た図である。カセット４０は、複数のガラス基板Ｗをそれらの主平面Ｓが鉛直となるように立てた状態で、横方向（すなわち、主平面Ｓの法線方向）に互いに離隔して並べて収容可能な収納容器（具体例として、ラック）である。カセット４０は、複数のガラス基板Ｗを、それらの上部と下部を開放して露出させた状態で、支持している。回転ローラー４１，４２は、一枚のガラス基板Ｗを下方から規定位置まで押し上げ、規定位置まで押し上げたガラス基板Ｗを再び下降させることが可能な昇降機構として備えられている。回転ローラー４１，４２は、押し上げ前の初期状態では、カセット４０の下方に配置されている。その規定位置には、ガラス基板Ｗにその周方向の回転力を与える駆動源を備える図７に示した回転ローラー４３が設置されている（図８では省略）。また、カセット４０は、カセット４０の横方向への移動を可能にするキャリア４４の上に載せられている。
【００３０】
図９は、カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの中心ずれを測定する方法を説明するための図である。図９は、カセット４０を側方から見た図である。（ａ）（ｂ）に示されるように、不図示の測定開始スイッチが押されると、回転ローラー４１，４２が上昇する。回転ローラー４１，４２は、ガラス基板Ｗ１の下部の外周端面を支えながら、ガラス基板Ｗ１を立てたまま上昇させて収納容器４０から離脱させる。（ｃ）に示されるように、回転ローラー４１，４２は、ガラス基板Ｗ１の上部の外周端面が回転ローラー４３に接するまで、ガラス基板Ｗ１を上昇させる。ガラス基板Ｗ１の上部の外周端面が回転ローラー４３に接すると、回転ローラー４３は、モータＭの駆動力によって、ガラス基板Ｗ１を周方向に回転させる。不図示の受光部１１は、上述と同様に、ガラス基板Ｗ１の主平面Ｓの半径方向幅Ｂを全周にわたって計測する。（ｄ）に示されるように、全周分の半径方向幅Ｂの計測後、回転ローラー４１，４２は、ガラス基板Ｗ１を立てたまま下降させて収納容器４０の元の収容位置に戻す。（ｅ）に示されるように、ガラス基板Ｗ１の収容位置の隣に収容されているガラス基板Ｗ２が回転ローラー４１，４２によって収納容器４０から上昇させて離脱できるように、カセット４０は１ピッチ（収納間隔の長さ分）移動する。カセット４０と回転ローラー４１，４２との横方向の相対位置を移動させるピッチ移動機構として、キャリア４４とキャリア４４の横方向への移動を制御する制御部４５とが備えられている。（ｆ）に示されるように、回転ローラー４１，４２は、ガラス基板Ｗ２の下部の外周端面を支えながら、ガラス基板Ｗ２を立てたまま上昇させて収納容器４０から離脱させる。以下、同様に繰り返される。
【００３１】
不図示の演算部１６は、計測された半径方向幅Ｂの最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎの差Ａを、複数のガラス基板Ｗそれぞれについて演算する。これにより、複数のガラス基板Ｗ毎の中心ずれを測定できる。差Ａの演算は、一枚のガラス基板Ｗの全周分の半径方向幅Ｂの計測が終了する毎に行ってもよいし、カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの全周分の半径方向幅Ｂの計測が全て終了した段階でまとめて行ってもよい。
【００３２】
このように、上述の実施例によれば、ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを測定するために、内周と外周の中心をそれぞれ求める必要がないため、ガラス基板Ｗの中心ずれを簡易的に短時間で測定できる（内周の真円度と外周の真円度が、それぞれ測定する中心ずれの値より充分に小さい場合）。また、ガラス基板Ｗの回転中心と回転機構１０の回転中心が一致していなくてもよく、予め芯出しを行うことを不要にできるため、その点でも測定時間短縮が可能となる。測定時間短縮の結果、ガラス基板の生産性も向上する。
【００３３】
測定時間短縮の効果を確認するため、従来の触針式同芯度測定器（メーカー：ＫＯＳＡＫＡ。装置名：Ｒｏｎｃｏｒｄｅｒ ＥＣ１５５０）と本発明の実施例として図３に示した非接触式の測定装置とについて、測定タクト時間と測定のみに要する時間を比較した。従来の触針式同芯度測定器の場合、測定タクト時間は約３分、測定のみに要する時間は約１分２０秒であるのに対して、図３に示した非接触式の測定装置の場合、測定タクト時間は約１１秒、測定のみに要する時間は約７秒であり、大幅な時間短縮効果が確認できた。
【００３４】
また、本発明の中心ずれ測定装置及びその方法の実施例として図８，９に例示した装置又は方法によれば、複数のガラス基板Ｗの中心ずれをまとめて短時間に測定できる。特に、量産工程では、複数のガラス基板Ｗをカセット４０に立てた状態で取り扱われることが多いため、測定時間削減によって得られる効果は特に高い。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。
【００３６】
例えば、主平面Ｓの半径方向幅Ｂは、内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２との撮像画面上での画素列に沿った離間距離によっても、計測可能である。撮像素子によって得られる撮像画像は、複数の画素から構成される。撮像画像を構成する各画素に割り当てられた座標によって、撮像画像内の被写体の位置を表すことができる。
【００３７】
例えば、図１Ａに示した計測領域ＤＡを、撮像画像の視野とする。撮像画像の左右方向をｘ軸方向とし、上下方向をｙ軸方向とすると、内周端面Ｃ１の絶対位置は、内周端面Ｃ１上の複数の点Ｐｊが属する画素の位置を表す座標（ｘｊ，ｙｊ）によって定めることができる（ｊは、自然数）。同様に、外周端面Ｃ２の絶対位置は、外周端面Ｃ２上の複数の点Ｐｉが属する画素の位置を表す座標（ｘｉ，ｙｉ）によって定めることができる（ｉは、自然数）。したがって、上述の演算部１６は、ｘ座標が互いに同一の点Ｐｊと点Ｐｉとの間の距離（画素数）を半径方向幅Ｂとして計測することができる。そして、回転機構１０によって、内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２を計測領域ＤＡ内に入るように全周にわたって移動させることによって、主平面Ｓの全周にわたる半径方向幅Ｂを計測できる。
【００３８】
また、上述の実施例では、主平面Ｓを全周にわたって計測領域ＤＡに通過させる可動手段として、回転機構１０を例示した。この実施例では、受光部１１などの計測部を固定したまま、回転機構１０を回転させることによって、計測領域ＤＡ内のガラス基板Ｗを動かしている。しかしながら、当該可動手段は、受光部１１などの計測部を動かすことによって、主平面Ｓを全周にわたって計測領域ＤＡに通過させてもよい。
【００３９】
また、上述の図８，９に示した実施例では、回転ローラー４１〜４３の横方向への移動は固定し、カセット４０を横方向に移動させて、回転ローラー４１〜４３とカセット４０との横方向での相対位置を変えていた。しかしながら、回転ローラー４１〜４３を横方向に移動させて、カセット４０の横方向への移動を固定することにより、回転ローラー４１〜４３とカセット４０との横方向での相対位置を変えてもよい。
【００４０】
本発明の測定の対象となるガラス基板としては特に制限はなく、中央部に円孔を有する円盤形状の基板であればよい。
【００４１】
また、ガラス基板のガラスの種類は、それぞれの用途に適したものが適宜選択されるが、アモルファスガラスでもよいし、結晶化ガラスでもよく、ガラス基板の表層に強化層を有する強化ガラス（例えば、化学強化ガラス）でもよい。
【００４２】
また、加工前のガラス基板（以下、ガラス素基板ともいう）の製造方法としても特に制限はなく、フロート法で造られたものでもよく、フュージョン法で造られたものでもよく、プレス成形法で造られたものでもよい。
【００４３】
中央部に円孔を有する円盤形状の基板の中でも、磁気記録媒体用ガラス基板は、他のガラス基板製品に要求される形状特性に比べて厳しいレベルのものが要求されるが、本測定装置を使用した測定方法および本測定装置を使用した測定方法を有する検査工程を含む磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法が最も好適に適用されるものである。
【００４４】
一般に、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程は、以下の工程を含む。（１）フロート法、フュージョン法またはプレス成形法で成形されたガラス素基板を、中央部に円孔を有する円盤形状に加工した後、内周側面と外周側面に面取り加工を行う。（２）ガラス基板の上下主平面に研削加工を行う。（３）ガラス基板の側面部と面取り部に端面研磨を行う。（４）ガラス基板の上下主平面に研磨を行う。研磨工程は、１次研磨のみでも良く、１次研磨と２次研磨を行っても良く、２次研磨の後に３次研磨を行っても良い。（５）ガラス基板の精密洗浄を行い、磁気記録媒体用ガラス基板を製造する。（６）磁気記録媒体用ガラス基板の上に磁性層などの薄膜を形成し、磁気ディスクを製造する。
【００４５】
なお、上記磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程において、各工程間にガラス基板洗浄（工程間洗浄）やガラス基板表面のエッチング（工程間エッチング）を実施してもよい。さらに、磁気記録媒体用ガラス基板に高い機械的強度が求められる場合、ガラス基板の表層に強化層を形成する強化工程（例えば、化学強化工程）を研磨工程前、または研磨工程後、あるいは研磨工程間で実施してもよい。
【００４６】
本発明において、磁気記録媒体用ガラス基板は、アモルファスガラスでもよく、結晶化ガラスでもよく、ガラス基板の表層に強化層を有する強化ガラス（例えば、化学強化ガラス）でもよい。また、本発明のガラス基板のガラス素基板は、フロート法で造られたものでもよく、フュージョン法で造られたものでもよく、プレス成形法で造られたものでもよい。
【００４７】
本発明の測定装置は、測定基準を満たせば、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程のガラス基板の形状付与工程（１）や、端面研磨工程（３）で、加工途中の磁気記録媒体用ガラス基板の形状の検査に使用できる。また、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程において、測定基準を満たせば、ガラス基板を精密洗浄して製造された磁気記録媒体用ガラス基板（５）の形状検査（磁気記録媒体用ガラス基板の最終検査）や、磁気記録媒体用ガラス基板の上に磁性層などの薄膜を形成して製造された磁気ディスク（６）の形状検査に使用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 中心ずれ測定装置
１０ 回転機構
１１ 受光部
１２ 投光部
１３ 受光面
１４ 投光面
１５ 支柱
１６ 演算部
１７ 出力部
１８ 台座
２１ 光源
２２ レンズ
２３ テレセントリックレンズ
２４ ビームスプリッタ
２５ ＣＣＤイメージセンサ
２６ ＣＭＯＳイメージセンサ
３１ ハウジング
３２ 回転台
３３ 中心軸
４０ カセット
４１〜４３ 回転ローラー
４４ キャリア
４５ 制御部
Ａ 差
Ｂ 半径方向幅
Ｃ１ 内周端面
Ｃ２ 外周端面
ＤＡ 計測範囲
Ｓ 主平面
Ｗ ガラス基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中央部に円孔を有する円盤状基板の内周中心と外周中心のずれを測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばガラス又はアルミニウム磁気ディスク基板の製造工程においては、内周と外周の同芯度が測定されて、管理されている。一般に、同芯度は、ディスク基板の内周端面と外周端面を接触式又は非接触式センサによって計測し、その内周円と外周円の中心をそれぞれ求め、それらの中心間距離を算出することにより、測定される。
【０００３】
例えば、２つの円周の中心をそれぞれ求め、それらの中心間距離に基づいて、同芯度を測定する先行技術文献として、例えば特許文献１，２が挙げられる。特許文献１，２には、非接触式センサによる測定技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５４９１７号公報
【特許文献２】特開２００８−１７１５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
確かに、上述の従来技術の場合、２つの円周の中心ずれの測定を正確に実施することができる。しかしながら、２つの円周の中心をそれぞれ求めなければならないので、両中心間のずれの測定に時間を要してしまうという欠点がある。そのため、例えば、工程管理のために頻繁に測定をする場合には、従来の測定方法では不向きである。
【０００６】
そこで、本発明は、中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する時間を短縮可能な、中心ずれ測定装置及びその方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る中心ずれ測定装置は、
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定装置であって、
前記内周と前記外周に挟まれた主平面の半径方向幅を円盤状基板の全周にわたって計測する計測部と、
前記計測部によって計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算して該差を用いて中心ずれを演算する演算部と、
を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る中心ずれ測定方法は、
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定方法であって、
前記内周と前記外周に挟まれた主平面の半径方向幅を円盤状基板の全周にわたって計測する計測工程と、
計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算する演算工程と、
を有する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る中心ずれ測定方法は、
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定方法であって、
中央部に円孔を有する複数の円盤状基板を立てた状態で横方向に並べて収容する収納容器から、収容されている円盤状基板を昇降機構によって立てた状態で上昇させて離脱させ、
離脱させた円盤状基板を該円盤状基板の周方向に回転させ、
回転させた円盤状基板の主平面の半径方向幅を全周にわたって計測する計測工程と、
前記半径方向幅を計測した円盤状基板を前記昇降機構によって下降させて前記収納容器に戻し、
前記収納容器に収容されている別の円盤状基板が前記昇降機構によって前記収納容器から上昇して離脱するように、前記収納容器と前記昇降機構との前記横方向の相対位置を移動させるピッチ移動工程と、
計測工程で計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算して該差を用いて中心ずれを演算する演算工程とを含む、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、中央部に円孔を有する円盤状基板の内周中心と外周中心の中心ずれを測定する時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを本発明で測定する場合を示した図である。
【図１Ｂ】計測領域ＤＡの別態様を示した図である。
【図１Ｃ】計測領域ＤＡの別態様を示した図である。
【図１Ｄ】計測領域ＤＡの別態様を示した図である。
【図２】本発明の中心ずれ測定方法を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態である中心ずれ測定装置１の側面図である。
【図４】回転機構１０の第１の具体例を示した斜視図である。
【図５】図４に示したＥ−Ｅにおける回転機構１０の断面図である。
【図６】回転機構１０の第２の具体例を示した斜視図である。
【図７】回転機構１０の第３の具体例を示した模式図である。
【図８】図７に示した回転機構１０を利用して、カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの中心ずれを測定する装置を説明するための図である。
【図９】カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの中心ずれを測定する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００１３】
図１Ａは、磁気記録媒体用ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを本発明で測定する場合を示した図である。ガラス基板Ｗは、中央部に円状の円孔が形成されたドーナツ状の円盤状基板である。主平面Ｓは、ガラス基板Ｗの外周端面Ｃ２と中央部の円孔の内周端面Ｃ１とに挟まれた平面状の環状面である。主平面Ｓの半径方向幅Ｂは、主平面Ｓのガラス基板Ｗの半径方向の寸法に相当する。
【００１４】
図２は、ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを説明するための図である。ガラス基板Ｗを周方向に中央部の円孔を回転中心として１回転させたとき、主平面Ｓの全周にわたる半径方向幅Ｂの中で最大の値がＢｍａｘに相当し、主平面Ｓの全周にわたる半径方向幅Ｂの中で最小の値がＢｍｉｎに相当する。この場合、最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎの差Ａが、ガラス基板Ｗの内周と外周の同芯度に相当する値であるため、差Ａを、ガラス基板Ｗの外周と内周の中心ずれの度合を表す値として使用することができる。すなわち、差Ａの絶対値が大きいほど、ガラス基板Ｗの外周と内周の中心ずれが大きいことを表し、差Ａの絶対値が小さいほど、その中心ずれが小さいことを表し、差Ａが零のとき、その中心ずれが無いことを表している。
【００１５】
つまり、ガラス基板Ｗの内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２に挟まれた主平面Ｓの半径方向幅Ｂを全周にわたって計測し、その計測された全周分の半径方向幅Ｂの最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎの差Ａを演算し、該差Ａを用いて中心ずれを演算することにより、ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを測定できる。この方法によれば、ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを測定するために、内周と外周の中心をそれぞれ求める必要がないため、中心ずれの測定時間を短縮できる。
【００１６】
主平面Ｓの半径方向幅Ｂを全周にわたって計測するためには、例えば図１Ａに示されるように、半径方向幅Ｂを計測するための所定の計測領域ＤＡに主平面Ｓを全周にわたって通過させればよい。具体的には、ガラス基板Ｗの周方向に中央部の円孔を回転中心としてガラス基板Ｗを１回転又はそれ以上回転させればよい。半径方向幅Ｂの計測を安定化させるためには、主平面Ｓが計測領域ＤＡを通過する速度（具体的には、回転の角速度）を一定にすることが好ましい。
【００１７】
計測領域ＤＡは、ガラス基板Ｗの主平面Ｓを全て含むような大きさにする必要はない。半径方向幅Ｂの誤計測を防ぐため、計測領域ＤＡは、ガラス基板Ｗの半径方向の一方向において、主平面Ｓの半径方向幅Ｂを規定する内周端面Ｃ１の一部分と外周端面Ｃ２の一部分とを含むような大きさであればよい。測定時間をさらに短縮させたい場合、計測領域ＤＡを広げると良い。例えば、図１Ｂのように計測領域ＤＡを広げる、又は図１Ｃ，図１Ｄのように計測領域ＤＡを２箇所以上設けて、ガラス基板Ｗの回転を半回転以下として測定もよい。
【００１８】
図３は、本発明の一実施形態である中心ずれ測定装置１の側面図である。中心ずれ測定装置１は、半径方向幅Ｂの計測部として、投光部１２と受光部１１とを備えている。投光部１２の投光面１４と受光部１１の受光面１３とに挟まれた空間に計測領域ＤＡが形成される。投光部１２は、投光面１４が上向きになるように、ガラス基板Ｗの取り付け位置に対して下側に配置される。受光部１１は、支柱１５の上部に設置され、受光面１３が下向きになるように、ガラス基板Ｗの取り付け位置に対して上側に配置される。受光面１３を下向きにすることによって、上向きにする場合に比べて、天井の蛍光灯などの他の外乱光が受光面１３に入射することを抑え、ひいては半径方向幅Ｂの誤計測を防止することができる。
【００１９】
投光部１２は、ガラス基板Ｗに向けてその主平面Ｓの法線方向（図３の場合、Ｚ軸方向）から光を照射する。投光部１２は、例えば、光源２１と、レンズ２２とを備えている。半径方向幅Ｂの計測精度向上の点で、光源２１の好適な例として、発光ダイオードが挙げられ、より好適な例として、窒化ガリウム発光ダイオードが挙げられる。一方、レンズ２２は、計測領域ＤＡを形成する光学部品である。レンズ２２は、計測領域ＤＡの安定的な形成のため、光源２１から放たれた光を平行光に変換するコリメータレンズが好適である。レンズ２２によって、光源２１からの光が、主平面Ｓの全領域のうち内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２とに挟まれた半径方向の一部分に集光される。
【００２０】
受光部１１は、ガラス基板Ｗの主平面Ｓの方向から到来した光を受光する。半径方向幅Ｂは、受光部１１によって受光された光の明暗のエッジ位置に基づいて計測される。受光部１１は、例えば、投光部１２からの光が照射されたガラス基板Ｗの映像を、テレセントリックレンズ２３を介して、ＣＣＤイメージセンサ（撮像素子）２５上に結像させる。また、受光部１１は、ビームスプリッタ２４備え、ガラス基板Ｗの映像を、ＣＣＤイメージセンサ２５とＣＭＯＳイメージセンサ２６に分けてもよい。
【００２１】
中心ずれ計測装置１の演算部１６は、受光部１１のＣＣＤイメージセンサ２５から送出される受光信号に基づいて、主平面Ｓのエッジ（内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２）を計測し、半径方向幅Ｂの最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎを導出する。そして、演算部１６は、最大値Ｂｍａｘと最小値ｍｉｎの差Ａを算出して、その差Ａの算出結果を出力部１７に出力する。演算部１６は、ＡＤ変換器やＣＰＵなどによって構成されるとよい。出力部１７は、例えば、ディスプレイ、プリンター、スピーカ、それらのいずれかの組み合わせであればよい。出力部１７は、受光部１１のＣＭＯＳイメージセンサ２６によって得られた映像を表示するものでもよい。
【００２２】
また、中心ずれ測定装置１は、ガラス基板Ｗの主平面Ｓを全周にわたって計測領域ＤＡに通過させる可動機構として、回転機構１０を備えている。回転機構１０は、ＸＹ平面内で、ガラス基板Ｗをその周方向にその中央部の円孔を回転中心としてモータで回転させる手段である。回転機構１０は、台座１８によって固定されている。
【００２３】
図４は、回転機構１０の第１の具体例を示した斜視図である。回転機構１０は、ガラス基板Ｗを回転させる回転台３２と、ガラス基板Ｗを位置決めする中心軸３３と、回転台３２を回転させるモータ等を収容するハウジング３１とを備えている。回転台３２の上面３２ａに、ガラス基板Ｗが載る。外形が円柱状の中心軸３３は、ガラス基板Ｗの中央部の円孔が上方から嵌合されてガラス基板Ｗを位置決めする部材である。回転台３２は、ＸＹ平面内をガラス基板Ｗの周方向に自転するが、中心軸３３は、回転しない固定されたままの部材である。中心軸３３には、投光部１２から照射された光が、ガラス基板Ｗの内周端面Ｃ１を通過して、受光部１１に到達するように、溝３４が形成されている。
【００２４】
図５は、図４に示したＥ−Ｅにおける回転機構１０の断面図である。被計測物としてのガラス基板Ｗが、回転台３２の上面に載っている。回転機構１０の回転台３２は、ガラス基板Ｗの内周端面Ｃ１を中心軸３３の側面３３ａに接触させて滑らせながら、ガラス基板Ｗを回転させる。溝３４は、投光部１２から内周端面Ｃ１を通って受光部１１に到達する光の経路として、ガラス基板Ｗの主平面Ｓの法線方向に延在するように中心軸３３に形成された切り欠き部である。溝３４を設けることによって、中心軸３３の側面と回転台３２の内筒面との間の隙間を通ってきた光が、ガラス基板Ｗの中央部の円孔の内周端面Ｃ１と内周端面Ｃ１の半径方向の内側を通ることができるため、受光部１１で計測される内周端面Ｃ１における光の明暗がはっきりし、内周端面Ｃ１を正確に計測することができる。
【００２５】
図６は、回転機構１０の第２の具体例を示した斜視図である。中心軸３３に形成される切り欠き部は、図４に示されるような溝形状に限ることはなく、図６に示されるように、ガラス基板Ｗが静止した状態で、ガラス基板Ｗの内周端面Ｃ１の一部分が中心軸３３の側面３３ａに接触しないような形状であればよい。
【００２６】
また、投光部１２から照射された光が乱反射しないように、さらには、受光部１１が乱反射した光を受光しないように、回転台３２と中心軸３３は暗色（典型的には、黒色）であることが好ましい。
【００２７】
図７は、回転機構１０の第３の具体例を示した模式図である。回転機構１０は、ガラス基板Ｗの外周端面Ｃ２に外接可能な回転ローラーによって、ガラス基板Ｗをその周方向に回転させるものでもよい。図７には、回転ローラー４１〜４３が示されている。回転ローラーの全てが、ガラス基板Ｗに回転力を与える駆動源を備えるものでもよいし、その一部のみがそのような駆動源を備え、残りがそのような駆動源を備えずに回転支持ガイドとして機能するものでもよい。
【００２８】
図８は、図７に示した回転機構１０を利用して、カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの中心ずれを測定する装置を説明するための図である。上述の図３では、投光部１２から受光部１１への光の照射方向が上下方向である構成を例示した。図８では、投光部１２から受光部１１への光の照射方向が水平方向である構成を例示する。なお、図８において、図３に例示した、投光部１２，受光部１１，演算部１６，出力部１７などは同様の構成でよいため、省略している。
【００２９】
図８は、カセット４０を上方から見た図である。カセット４０は、複数のガラス基板Ｗをそれらの主平面Ｓが鉛直となるように立てた状態で、横方向（すなわち、主平面Ｓの法線方向）に互いに離隔して並べて収容可能な収納容器（具体例として、ラック）である。カセット４０は、複数のガラス基板Ｗを、それらの上部と下部を開放して露出させた状態で、支持している。回転ローラー４１，４２は、一枚のガラス基板Ｗを下方から規定位置まで押し上げ、規定位置まで押し上げたガラス基板Ｗを再び下降させることが可能な昇降機構として備えられている。回転ローラー４１，４２は、押し上げ前の初期状態では、カセット４０の下方に配置されている。その規定位置には、ガラス基板Ｗにその周方向の回転力を与える駆動源を備える図７に示した回転ローラー４３が設置されている（図８では省略）。また、カセット４０は、カセット４０の横方向への移動を可能にするキャリア４４の上に載せられている。
【００３０】
図９は、カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの中心ずれを測定する方法を説明するための図である。図９は、カセット４０を側方から見た図である。（ａ）（ｂ）に示されるように、不図示の測定開始スイッチが押されると、回転ローラー４１，４２が上昇する。回転ローラー４１，４２は、ガラス基板Ｗ１の下部の外周端面を支えながら、ガラス基板Ｗ１を立てたまま上昇させて収納容器４０から離脱させる。（ｃ）に示されるように、回転ローラー４１，４２は、ガラス基板Ｗ１の上部の外周端面が回転ローラー４３に接するまで、ガラス基板Ｗ１を上昇させる。ガラス基板Ｗ１の上部の外周端面が回転ローラー４３に接すると、回転ローラー４３は、モータＭの駆動力によって、ガラス基板Ｗ１を周方向に回転させる。不図示の受光部１１は、上述と同様に、ガラス基板Ｗ１の主平面Ｓの半径方向幅Ｂを全周にわたって計測する。（ｄ）に示されるように、全周分の半径方向幅Ｂの計測後、回転ローラー４１，４２は、ガラス基板Ｗ１を立てたまま下降させて収納容器４０の元の収容位置に戻す。（ｅ）に示されるように、ガラス基板Ｗ１の収容位置の隣に収容されているガラス基板Ｗ２が回転ローラー４１，４２によって収納容器４０から上昇させて離脱できるように、カセット４０は１ピッチ（収納間隔の長さ分）移動する。カセット４０と回転ローラー４１，４２との横方向の相対位置を移動させるピッチ移動機構として、キャリア４４とキャリア４４の横方向への移動を制御する制御部４５とが備えられている。（ｆ）に示されるように、回転ローラー４１，４２は、ガラス基板Ｗ２の下部の外周端面を支えながら、ガラス基板Ｗ２を立てたまま上昇させて収納容器４０から離脱させる。以下、同様に繰り返される。
【００３１】
不図示の演算部１６は、計測された半径方向幅Ｂの最大値Ｂｍａｘと最小値Ｂｍｉｎの差Ａを、複数のガラス基板Ｗそれぞれについて演算する。これにより、複数のガラス基板Ｗ毎の中心ずれを測定できる。差Ａの演算は、一枚のガラス基板Ｗの全周分の半径方向幅Ｂの計測が終了する毎に行ってもよいし、カセット４０に収容されている複数のガラス基板Ｗの全周分の半径方向幅Ｂの計測が全て終了した段階でまとめて行ってもよい。
【００３２】
このように、上述の実施例によれば、ガラス基板Ｗの内周と外周の中心ずれを測定するために、内周と外周の中心をそれぞれ求める必要がないため、ガラス基板Ｗの中心ずれを簡易的に短時間で測定できる（内周の真円度と外周の真円度が、それぞれ測定する中心ずれの値より充分に小さい場合）。また、ガラス基板Ｗの回転中心と回転機構１０の回転中心が一致していなくてもよく、予め芯出しを行うことを不要にできるため、その点でも測定時間短縮が可能となる。測定時間短縮の結果、ガラス基板の生産性も向上する。
【００３３】
測定時間短縮の効果を確認するため、従来の触針式同芯度測定器（メーカー：ＫＯＳＡＫＡ。装置名：Ｒｏｎｃｏｒｄｅｒ ＥＣ１５５０）と本発明の実施例として図３に示した非接触式の測定装置とについて、測定タクト時間と測定のみに要する時間を比較した。従来の触針式同芯度測定器の場合、測定タクト時間は約３分、測定のみに要する時間は約１分２０秒であるのに対して、図３に示した非接触式の測定装置の場合、測定タクト時間は約１１秒、測定のみに要する時間は約７秒であり、大幅な時間短縮効果が確認できた。
【００３４】
また、本発明の中心ずれ測定装置及びその方法の実施例として図８，９に例示した装置又は方法によれば、複数のガラス基板Ｗの中心ずれをまとめて短時間に測定できる。特に、量産工程では、複数のガラス基板Ｗをカセット４０に立てた状態で取り扱われることが多いため、測定時間削減によって得られる効果は特に高い。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。
【００３６】
例えば、主平面Ｓの半径方向幅Ｂは、内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２との撮像画面上での画素列に沿った離間距離によっても、計測可能である。撮像素子によって得られる撮像画像は、複数の画素から構成される。撮像画像を構成する各画素に割り当てられた座標によって、撮像画像内の被写体の位置を表すことができる。
【００３７】
例えば、図１Ａに示した計測領域ＤＡを、撮像画像の視野とする。撮像画像の左右方向をｘ軸方向とし、上下方向をｙ軸方向とすると、内周端面Ｃ１の絶対位置は、内周端面Ｃ１上の複数の点Ｐｊが属する画素の位置を表す座標（ｘｊ，ｙｊ）によって定めることができる（ｊは、自然数）。同様に、外周端面Ｃ２の絶対位置は、外周端面Ｃ２上の複数の点Ｐｉが属する画素の位置を表す座標（ｘｉ，ｙｉ）によって定めることができる（ｉは、自然数）。したがって、上述の演算部１６は、ｘ座標が互いに同一の点Ｐｊと点Ｐｉとの間の距離（画素数）を半径方向幅Ｂとして計測することができる。そして、回転機構１０によって、内周端面Ｃ１と外周端面Ｃ２を計測領域ＤＡ内に入るように全周にわたって移動させることによって、主平面Ｓの全周にわたる半径方向幅Ｂを計測できる。
【００３８】
また、上述の実施例では、主平面Ｓを全周にわたって計測領域ＤＡに通過させる可動手段として、回転機構１０を例示した。この実施例では、受光部１１などの計測部を固定したまま、回転機構１０を回転させることによって、計測領域ＤＡ内のガラス基板Ｗを動かしている。しかしながら、当該可動手段は、受光部１１などの計測部を動かすことによって、主平面Ｓを全周にわたって計測領域ＤＡに通過させてもよい。
【００３９】
また、上述の図８，９に示した実施例では、回転ローラー４１〜４３の横方向への移動は固定し、カセット４０を横方向に移動させて、回転ローラー４１〜４３とカセット４０との横方向での相対位置を変えていた。しかしながら、回転ローラー４１〜４３を横方向に移動させて、カセット４０の横方向への移動を固定することにより、回転ローラー４１〜４３とカセット４０との横方向での相対位置を変えてもよい。
【００４０】
本発明の測定の対象となるガラス基板としては特に制限はなく、中央部に円孔を有する円盤形状の基板であればよい。
【００４１】
また、ガラス基板のガラスの種類は、それぞれの用途に適したものが適宜選択されるが、アモルファスガラスでもよいし、結晶化ガラスでもよく、ガラス基板の表層に強化層を有する強化ガラス（例えば、化学強化ガラス）でもよい。
【００４２】
また、加工前のガラス基板（以下、ガラス素基板ともいう）の製造方法としても特に制限はなく、フロート法で造られたものでもよく、フュージョン法で造られたものでもよく、プレス成形法で造られたものでもよい。
【００４３】
中央部に円孔を有する円盤形状の基板の中でも、磁気記録媒体用ガラス基板は、他のガラス基板製品に要求される形状特性に比べて厳しいレベルのものが要求されるが、本測定装置を使用した測定方法および本測定装置を使用した測定方法を有する検査工程を含む磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法が最も好適に適用されるものである。
【００４４】
一般に、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程は、以下の工程を含む。（１）フロート法、フュージョン法またはプレス成形法で成形されたガラス素基板を、中央部に円孔を有する円盤形状に加工した後、内周側面と外周側面に面取り加工を行う。（２）ガラス基板の上下主平面に研削加工を行う。（３）ガラス基板の側面部と面取り部に端面研磨を行う。（４）ガラス基板の上下主平面に研磨を行う。研磨工程は、１次研磨のみでも良く、１次研磨と２次研磨を行っても良く、２次研磨の後に３次研磨を行っても良い。（５）ガラス基板の精密洗浄を行い、磁気記録媒体用ガラス基板を製造する。（６）磁気記録媒体用ガラス基板の上に磁性層などの薄膜を形成し、磁気ディスクを製造する。
【００４５】
なお、上記磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程において、各工程間にガラス基板洗浄（工程間洗浄）やガラス基板表面のエッチング（工程間エッチング）を実施してもよい。さらに、磁気記録媒体用ガラス基板に高い機械的強度が求められる場合、ガラス基板の表層に強化層を形成する強化工程（例えば、化学強化工程）を研磨工程前、または研磨工程後、あるいは研磨工程間で実施してもよい。
【００４６】
本発明において、磁気記録媒体用ガラス基板は、アモルファスガラスでもよく、結晶化ガラスでもよく、ガラス基板の表層に強化層を有する強化ガラス（例えば、化学強化ガラス）でもよい。また、本発明のガラス基板のガラス素基板は、フロート法で造られたものでもよく、フュージョン法で造られたものでもよく、プレス成形法で造られたものでもよい。
【００４７】
本発明の測定装置は、測定基準を満たせば、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程のガラス基板の形状付与工程（１）や、端面研磨工程（３）で、加工途中の磁気記録媒体用ガラス基板の形状の検査に使用できる。また、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程において、測定基準を満たせば、ガラス基板を精密洗浄して製造された磁気記録媒体用ガラス基板（５）の形状検査（磁気記録媒体用ガラス基板の最終検査）や、磁気記録媒体用ガラス基板の上に磁性層などの薄膜を形成して製造された磁気ディスク（６）の形状検査に使用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 中心ずれ測定装置
１０ 回転機構
１１ 受光部
１２ 投光部
１３ 受光面
１４ 投光面
１５ 支柱
１６ 演算部
１７ 出力部
１８ 台座
２１ 光源
２２ レンズ
２３ テレセントリックレンズ
２４ ビームスプリッタ
２５ ＣＣＤイメージセンサ
２６ ＣＭＯＳイメージセンサ
３１ ハウジング
３２ 回転台
３３ 中心軸
４０ カセット
４１〜４３ 回転ローラー
４４ キャリア
４５ 制御部
Ａ 差
Ｂ 半径方向幅
Ｃ１ 内周端面
Ｃ２ 外周端面
ＤＡ 計測範囲
Ｓ 主平面
Ｗ ガラス基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定装置であって、
前記内周と前記外周に挟まれた主平面の半径方向幅を円盤状基板の全周にわたって計測する計測部と、
前記計測部によって計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算して該差を用いて中心ずれを演算する演算部と、
を備えることを特徴とする、中心ずれ測定装置。
【請求項２】
可動機構を更に備え、
前記計測部が、所定の計測領域内の被計測物を計測するものであって、
前記可動機構は、円盤状基板の全周にわたって前記主平面を前記計測領域に通過させる、請求項１に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項３】
前記可動機構が、前記円盤状基板の周方向に前記円盤状基板を回転させる回転機構を有する、請求項２に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項４】
前記計測部が、前記円盤状基板の主平面の方向から到来した光を受光する受光部を有し、
前記半径方向幅が、前記受光部によって受光された光に基づいて計測される、請求項２又は３に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項５】
前記計測部が、前記円盤状基板に対して光を照射する投光部を有する、請求項４に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項６】
前記受光部が、前記主平面の方向から到来した光を撮像素子で受光する、請求項４又は５に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項７】
前記受光部の受光面が下向きである、請求項４から６のいずれか一項に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項８】
前記可動機構が、
中央部に円孔を有する複数の円盤状基板を立てた状態で横方向に並べて収容する収納容器から、収容されている円盤状基板を立てた状態で上昇させて離脱させ、離脱させた円盤状基板を下降させて前記収納容器に戻す昇降機構と、
前記収納容器に収容されている別の円盤状基板が前記昇降機構によって前記収納容器から上昇して離脱するように、前記収納容器と前記昇降機構との前記横方向の相対位置を移動させるピッチ移動機構とを有する、請求項２から６のいずれか一項に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項９】
前記円盤状基板が、ガラス基板である、請求項１から８のいずれか一項に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項１０】
前記ガラス基板が、磁気記録媒体用ガラス基板である、請求項９に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項１１】
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定方法であって、
前記内周と前記外周に挟まれた主平面の半径方向幅を円盤状基板の全周にわたって計測する計測工程と、
計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算する演算工程と、
を有する中心ずれ測定方法。
【請求項１２】
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定方法であって、
中央部に円孔を有する複数の円盤状基板を立てた状態で横方向に並べて収容する収納容器から、収容されている円盤状基板を昇降機構によって立てた状態で上昇させて離脱させ、
離脱させた円盤状基板を該円盤状基板の周方向に回転させ、
回転させた円盤状基板の主平面の半径方向幅を全周にわたって計測する計測工程と、
前記半径方向幅を計測した円盤状基板を前記昇降機構によって下降させて前記収納容器に戻し、
前記収納容器に収容されている別の円盤状基板が前記昇降機構によって前記収納容器から上昇して離脱するように、前記収納容器と前記昇降機構との前記横方向の相対位置を移動させるピッチ移動工程と、
計測工程で計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算して該差を用いて中心ずれを演算する演算工程とを含む、中心ずれ測定方法。
【請求項１３】
前記円盤状基板が、ガラス基板である、請求項１１又は１２に記載の中心ずれ測定方法。
【請求項１４】
前記ガラス基板が、磁気記録媒体用ガラス基板である、請求項１３に記載の中心ずれ測定方法。
【請求項１５】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の中心ずれ測定装置を用いた検査工程を有する円盤状基板の製造方法。
【請求項１６】
請求項１１から１４のいずれか一項に記載の中心ずれ測定方法が使用される検査工程を含む円盤状基板の製造方法。
【請求項１】
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定装置であって、
前記内周と前記外周に挟まれた主平面の半径方向幅を円盤状基板の全周にわたって計測する計測部と、
前記計測部によって計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算して該差を用いて中心ずれを演算する演算部と、
を備えることを特徴とする、中心ずれ測定装置。
【請求項２】
可動機構を更に備え、
前記計測部が、所定の計測領域内の被計測物を計測するものであって、
前記可動機構は、円盤状基板の全周にわたって前記主平面を前記計測領域に通過させる、請求項１に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項３】
前記可動機構が、前記円盤状基板の周方向に前記円盤状基板を回転させる回転機構を有する、請求項２に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項４】
前記計測部が、前記円盤状基板の主平面の方向から到来した光を受光する受光部を有し、
前記半径方向幅が、前記受光部によって受光された光に基づいて計測される、請求項２又は３に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項５】
前記計測部が、前記円盤状基板に対して光を照射する投光部を有する、請求項４に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項６】
前記受光部が、前記主平面の方向から到来した光を撮像素子で受光する、請求項４又は５に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項７】
前記受光部の受光面が下向きである、請求項４から６のいずれか一項に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項８】
前記可動機構が、
中央部に円孔を有する複数の円盤状基板を立てた状態で横方向に並べて収容する収納容器から、収容されている円盤状基板を立てた状態で上昇させて離脱させ、離脱させた円盤状基板を下降させて前記収納容器に戻す昇降機構と、
前記収納容器に収容されている別の円盤状基板が前記昇降機構によって前記収納容器から上昇して離脱するように、前記収納容器と前記昇降機構との前記横方向の相対位置を移動させるピッチ移動機構とを有する、請求項２から６のいずれか一項に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項９】
前記円盤状基板が、ガラス基板である、請求項１から８のいずれか一項に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項１０】
前記ガラス基板が、磁気記録媒体用ガラス基板である、請求項９に記載の中心ずれ測定装置。
【請求項１１】
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定方法であって、
前記内周と前記外周に挟まれた主平面の半径方向幅を円盤状基板の全周にわたって計測する計測工程と、
計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算する演算工程と、
を有する中心ずれ測定方法。
【請求項１２】
中央部に円孔を有する円盤状基板の内周と外周の中心ずれを測定する中心ずれ測定方法であって、
中央部に円孔を有する複数の円盤状基板を立てた状態で横方向に並べて収容する収納容器から、収容されている円盤状基板を昇降機構によって立てた状態で上昇させて離脱させ、
離脱させた円盤状基板を該円盤状基板の周方向に回転させ、
回転させた円盤状基板の主平面の半径方向幅を全周にわたって計測する計測工程と、
前記半径方向幅を計測した円盤状基板を前記昇降機構によって下降させて前記収納容器に戻し、
前記収納容器に収容されている別の円盤状基板が前記昇降機構によって前記収納容器から上昇して離脱するように、前記収納容器と前記昇降機構との前記横方向の相対位置を移動させるピッチ移動工程と、
計測工程で計測された前記半径方向幅の最大値と最小値の差を演算して該差を用いて中心ずれを演算する演算工程とを含む、中心ずれ測定方法。
【請求項１３】
前記円盤状基板が、ガラス基板である、請求項１１又は１２に記載の中心ずれ測定方法。
【請求項１４】
前記ガラス基板が、磁気記録媒体用ガラス基板である、請求項１３に記載の中心ずれ測定方法。
【請求項１５】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の中心ずれ測定装置を用いた検査工程を有する円盤状基板の製造方法。
【請求項１６】
請求項１１から１４のいずれか一項に記載の中心ずれ測定方法が使用される検査工程を含む円盤状基板の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１５４７４０（Ｐ２０１２−１５４７４０Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２２１（Ｐ２０１１−１３２２１）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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