JP2005230987A - ディスク研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクを間欠的又は連続的な方法で研磨する際に発生する摩擦熱を効率よく放熱処理（冷却処理）できる研磨装置の提供。
【解決手段】蓋部２の内側に押さえシャフト３を取付け回転自在に押さえ具４を固定する。押さえ具４の円筒頂上部に風車状の回転翼１７と、円筒側面部に複数の窓がある。本体部１に取付けられた駆動用モータ１０の回転シャフト５は仕切板６と受皿７を貫通し押さえ具４に圧接する。駆動用モータ１０の回転シャフト３に円形の受板７を設ける。蓋部２を開きディスク９の中央孔を回転シャフト５に通して受皿７の上に、ディスク９の研磨面を下向きにセットする構成である。
【選択図】図４

Description

本発明は、ディスク(光ディスク)研磨装置に関する。

CD、CD-ROM、DVD等のディスクの表面（透明樹脂製基板の表面）に傷、凹凸等の損傷、又は汚れ等が発生した場合には、記録情報を正確に読取ることができなくなる。このような場合は、表面研磨して再生する必要がある。このような状況下で使用されるのが、ディスク研磨装置（ディスク機）である。従って、この種のディスク研磨装置（研磨装置）には、前述の目的を達成できる各種の構成と、装備等を備えたものが市販されている。しかし、使用・メンテナンス等の簡易性、価格の妥当性、又は寸法的な要望等を充足できる研磨装置は少なかった。

そして、前述の要望に応え得る研磨装置を文献より検討すると、次に挙げる文献（1）〜文献（3）が、一応、これに対応できるものと考えられる。この文献（1）〜文献（3）の概要を以下に説明する。

文献（1）は、特開2002-86338の「ディスク研磨装置」である。その概要は、ケーシング本体と、蓋体とで構成した研磨装置であって、このケーシング本体に、モータで回転する昇降可能な研磨具と、ディスクを支持する回転可能なディスク受け部材とを設け、また蓋体にディスク押さえ板を設けた構成であって、ディスクをディスク受け部材にセットし、蓋体を閉塞し、ディスクが研磨具に圧設した後に、この研磨具が回転して研磨するとともに、このディスクの研磨面を下向きにケーシング本体にセットして研磨する構成であり、研磨時に発生する研磨屑を、ダストトレイを介して削り粉を排出口より外部に排出すること、またこの際に、ディスクに発生する熱を補助的に排熱するとともに、この複数の研磨具は、ソレノイドで個々に昇降するとともに、この昇降を制御手段によりそれぞれコントロール可能としたこと等を特徴とする。

また文献（2）は、再公表特許97/32691号の「硬質円盤の研磨方法およびその研磨装置」である。その概要は、円盤を載置できる回転可能で、かつ相対的に水平移動可能となったターンテーブルと、このターンテーブル上の円盤に当接して研磨する研磨材とで構成し、この研磨材の回転軸を円盤表面の垂直方向に対し僅かにターンテーブルの中心側に傾斜させるとともに、ターンテーブルを連れ回り回転させる構成であり、硬質の円盤を均一に研磨できること、また円盤と研磨材との摩擦による静電気を抑え、円盤の変形を防止できること等の特徴がある。

また文献（3）は、特開平10-27459号の「ディスククリーナー装置」である。その概要は、ケーシング本体にターンテーブルを設け、このケーシング本体に軸支した蓋体に研磨具及びモータを設け、当該蓋体の閉塞を利用して、前記ターンテーブルに支持したディスクの表面に研磨具(研磨体)を接触し、このターンテーブルと研磨具とのそれぞれの回転を利用して研磨する構成であり、この研磨体とモータとをターンテーブルの上方に設け、かつ研磨体とモータとをターンテーブルの回転中心を挟み対向して設けた構成を採用したことでディスククリーナー装置の小型化が図れる特徴がある。

特開2002-86338 再公表特許97/32691号 特開平10-27459号

前記文献（1）は、研磨具の回転に付随してディスクが回転し、このディスク押さえ板・受け部材(閉塞部材)で、ディスクの一面及び／又は他面を略隠蔽する構成である。このようにディスクを対の閉塞部材で隠蔽する構成では、摩擦熱の排熱に関して問題を残している。またこの発明は、その目的よりして、ディスクの支持装置に複雑な構造を採用することから、構造が複雑となること、またコストの上昇を招くこと等の問題点を有する。

また文献（2）は、研磨具及び／又は研磨具用モータが蓋部内側にあり、この研磨具と研磨具用モータとを軸を介して連結し、この軸を前記蓋部に添って設けた構成である。従って、蓋部に掛かる重量が大きくなり、研磨機全体の重量バランスを崩すこと、またこのような状況から機械の不安定性を助長すること等の問題点が考えられる。またこの発明でも、ディスクの摩擦熱に関する排熱手段がなく、ディスクの歪みと、品質劣化に対する配慮がないこと等の問題点がある。

次に文献（3）は、蓋体に設けた研磨具が、蓋体に固定的に設けられた構成である。従って、複数の研磨具を介して個別に制御すること、又はディスクの損傷の程度に対応してフレキシブルに制御することは構造的に困難であること等の改良点が考えられる。そして、現実は、このような制御が要望される昨今では、この発明では困難であり問題となる。またこの発明においても、ディスクの摩擦熱に関する排熱手段が不十分で改良の余地がある。例えば、ディスクの研磨面に直接空気を送風し冷却する構造では、研磨作業の際に使用する研磨剤に風が当たることになり、研磨剤が乾燥して固まる弊害と、この固まった研磨剤がディスク面に傷を付ける要因となること、又はこの固まった研磨剤が誤動作の引金になること等の改良点があった。

請求項1の発明は、ディスクを間欠的又は連続的な方法で研磨する際に発生する摩擦熱を効率よく放熱処理（冷却処理）できる研磨装置を提供すること、またディスクを疵付けずに連続的に研磨すること及び／又は品質の確保が可能な研磨装置を提供すること等を意図する。また本発明は、ディスクの研磨作業の効率化を図るため連続研磨に耐える研磨機の開発が求められており、この要望に対応できる研磨装置の提供を意図する。本発明は、ディスクに発生する摩擦熱の排熱を介して、その歪みと、品質劣化とを回避することを意図する。そしてまた研磨作業の際に使用する研磨剤が固まるのを回避し、またこれに基づく弊害の発生をなくすることを意図する。

請求項1は、ディスクの研磨面を下向きに設置する研磨装置であって、このディスクの一面に研磨具を摺接させて研磨するディスク押さえ具に設けた研磨装置において、
このディスク押さえ具に、少なくとも前記ディスクに発生する摩擦熱の冷却を意図する冷却機能を設ける構成としたディスク研磨装置である。

請求項2の発明は、請求項1の目的を達成し、研磨粉塵の回収を容易にすること及び／又は研磨装置の駆動部における耐久性の向上を図ること等を意図する。

請求項2は、請求項1に記載の研磨装置をケーシングと、このケーシングを開閉するカバーとで構成し、前記ケーシングに設けた仕切板を介してこのケーシングを上下部に分離区画し、この上部にディスク及び研磨具を設置し、また下部にモータ及び昇降機構を設置する構成としたディスク研磨装置である。

請求項3の発明は、他の構造の研磨機であっても、請求項1の目的を達成することを意図する。

請求項3は、ディスクの研磨面を上向きに設置するターンテーブルを備えた研磨装置であって、このディスクの一面に研磨具を摺接させて研磨する研磨装置において、
このターンテーブルに、少なくとも前記ディスクに発生する摩擦熱の冷却を意図する冷却機能を設ける構成としたディスク研磨装置である。

請求項4の発明は、請求項3の目的を達成し、研磨粉塵の回収を容易にすること及び／又は研磨装置の駆動部における耐久性の向上を図ること等を意図する。

請求項4は、請求項3に記載の研磨装置をケーシングと、このケーシングを開閉するカバーとで構成し、前記ケーシングに設けた仕切板を介してこのケーシングを上下部に分離区画し、この上部にディスク及び研磨具並びに昇降機構を設置し、また下部にモータを設置する構成としたディスク研磨装置である。

請求項5の発明は、請求項1又は請求項3の目的を達成し、ディスクへの負担を軽減すること及び／又はディスクの損傷に適合した研磨（研磨面に摺接調節・摩擦調整の機能を介して深削り又は浅削り等をする研磨）の選択と、品質を確保すること等を意図する。

請求項5は、請求項1又は請求項3に記載のディスクの研磨面に摺接する回転自在に設けられた研磨具が、このディスクの回転摩擦力によって回転可能とした構成のディスク研磨装置である。

請求項6の発明は、請求項1又は請求項3の目的を達成し、ディスクへの負担を軽減及び／又はディスクの損傷に適合した研磨（研磨面に摺接する強さ・時間の調節機能を介して深削り又は浅削り等をする研磨処理）の選択と、品質を確保できる研磨具を提供すること等を意図する。

請求項6は、請求項1又は請求項3に記載の回転自在に設けられた研磨具が、上下動可能に構成されており、この上下動を介して前記ディスクの研磨面に摺接する強さ及び/又は研磨時間を調節可能なカム、ソレノイド等の調整機構を設ける構成としたディスク研磨装置である。

請求項1の発明は、ディスクの研磨面を下向きに設置する研磨装置であって、ディスクの一面に研磨具を摺接させて研磨するディスク押さえ具に設けた研磨装置において、
ディスク押さえ具に、少なくともディスクに発生する摩擦熱の冷却を意図する冷却機能を設けるディスク研磨装置である。

従って、請求項1は、ディスクを間欠的又は連続的な方法で研磨する際に発生する摩擦熱を効率よく放熱処理（放熱処理）できる研磨装置を提供できること、またディスクを疵付けずに連続的に研磨すること及び／又は品質の確保が可能な研磨装置を提供できること等の特徴がある。また本発明は、ディスクの研磨作業の効率化を図るため連続研磨に耐える研磨機の開発が求められており、この要望に対応できる研磨装置を提供できる実益がある。本発明は、ディスクに発生する摩擦熱の排熱を介して、その歪みと、品質劣化が回避できること等の実益を有する。

請求項2の発明は、請求項1に記載の研磨装置をケーシングと、ケーシングを開閉するカバーとで構成し、ケーシングに設けた仕切板を介してケーシングを上下部に分離区画し、上部にディスク及び研磨具を設置し、また下部にモータ及び昇降機構を設置するディスク研磨装置である。

従って、請求項2は、請求項1の目的を達成し、研磨粉塵の回収を容易にすること及び／又は研磨装置の駆動部における耐久性の向上が図れること等の特徴がある。

請求項3の発明は、ディスクの研磨面を上向きに設置するターンテーブルを備えた研磨装置であって、ディスクの一面に研磨具を摺接させて研磨する研磨装置において、
ターンテーブルに、少なくともディスクに発生する摩擦熱の冷却を意図する冷却機能を設けるディスク研磨装置である。

従って、請求項3は、他の構造の研磨機であっても、請求項1の目的を達成できること等の特徴がある。

請求項4の発明は、請求項3に記載の研磨装置をケーシングと、ケーシングを開閉するカバーとで構成し、ケーシングに設けた仕切板を介してケーシングを上下部に分離区画し、上部にディスク及び研磨具並びに昇降機構を設置し、また下部にモータを設置するディスク研磨装置である。

従って、請求項4は、請求項3の目的を達成し、研磨粉塵の回収を容易にすること及び／又は研磨装置の駆動部における耐久性の向上が図れること等の特徴がある。

請求項5の発明は、請求項1又は請求項3に記載のディスクの研磨面に摺接する回転自在に設けられた研磨具が、ディスクの回転摩擦力によって回転可能としたディスク研磨装置である。

従って、請求項5は、請求項1又は請求項3の目的を達成し、ディスクへの負担を軽減すること及び／又はディスクの損傷に適合した研磨（研磨面に摺接調節・摩擦調整の機能を介して深削り又は浅削り等をする研磨処理）の選択と、品質が確保できること等の特徴がある。

請求項6の発明は、請求項1又は請求項3に記載の回転自在に設けられた研磨具が、上下動可能に構成されており、上下動を介してディスクの研磨面に摺接する強さ及び/又は研磨時間を調節可能なカム、ソレノイド等の調整機構を設けるディスク研磨装置である。

従って、請求項6は、請求項1又は請求項3の目的を達成し、ディスクへの負担の軽減及び／又はディスクの損傷に適合した研磨（研磨面に摺接する強さ・時間の調節機能による深削り又は浅削り等の研磨処理）の選択と、品質を確保できる研磨具を提供できること等の特徴がある。

本発明の一例を説明する。

図１〜図４の例は、ディスク四連続自動研磨装置（ディスク複数連続自動研磨装置）であって、ディスク９が回転し、かつこのディスク９を押さえ具４を介して固止する一例を説明する（ディスク単独自動研磨装置もあり得る。以下、代表例として、四連続自動研磨装置の構造を説明する）。

本発明のディスク研磨装置は、本体部１と蓋部２とからなり、蓋部２の内側に押さえシャフト３を取付ける。この押さえシャフト３にベアリングを介して略ハット形の押さえ具４を回転自在に設ける。そして、この押さえ具４の円筒頂上部には風車状の回転翼１７を突設するとともに、その円筒側面部には複数の窓１８を開設する。尚、図示しないが、押さえ具４の円筒頂上部に吸込み用及び／又は排気用の窓を開設することもあり得る。尚、蓋部２の天井面に吸気口１９を開設し、この吸気口１９を利用して蓋部２及び／又は本体部１に外気を吸い込み、この外気を押さえ具４の内部及び／又はディスク９の表面近傍に導き、冷却及び／又は排気等の換気を図る構成である。

また本体部１の後方部に排気口２０があり受皿７の後方を通り仕切板６を貫通し本体部１の最下部に排気口の出口（図示せず）がある。この本体部１に取付けられた駆動用モータ１０の回転シャフト５は仕切板６と受皿７を貫通し押さえ具４に圧接している。そして、この駆動用モータ１０の回転シャフト５の上部に円形の受板８を設ける。従って、本発明の研磨装置に、ディスク９をセットするには、先ず、蓋部２を開きディスク９の中央孔を、回転シャフト５に通し円形の受板８の上に載架し、その研磨面を下向きにセットする。その後、この蓋部２を閉じると所定の長さを有する押さえシャフト３の長さにより、ディスク９の少なくとも支持部９a、９b、９cの３箇所で固定し、当該ディスク９のスムーズな回転と、空間９００を確保し、冷却効果の発揮等を図る構成とする。またこの押さえシャフト３の長さにより、このディスク９は支持部９a、９b、９cに対する接触圧の強弱及び／又は接触面積の大小を調整できる。

本発明の一例では、研磨具１１は研磨材２２と研磨材受皿２１とからなり、この研磨材２２と研磨材受皿２１は布ファスナーで脱着できる構成となっている。またこの研磨材２２はスポンジ状のバフに研磨用部材を貼付けた構成であって、この例では、荒削りから仕上げまで数種類の研磨用部材を貼付け使用する。そして、当該研磨具１１は回転自在に研磨具シャフト１２を通じて受皿７と仕切板６を貫通し回転盤１３の上にやや平行に設置し、この回転盤１３の円周面に合わせて上下移動する。従って、例えば、回転盤１３の円周の高い位置では、研磨材２２がディスク９の研磨面に摺接する位置で回転盤支柱１４にて固定されている。またこの回転盤１３は円周面に、高低（山と谷）を設ける構成とし、例えば、一番低いところ（谷）がスタート地点とし、一番高いところ（山）を経由して谷のやや前が終了停止地点とする。この一連の動きによって、回転盤１３が一回転して研磨の一工程が済み、この研磨具１１が降下する。この一連の工程によって、当該研磨の一工程が終了する。尚、回転盤用モータ１５はモータ支柱１６にて固定されておりベルト又は歯車等の連結媒体を介して回転盤１３と連結される。

このディスク四連続自動研磨装置の動作を説明すると、蓋部２を開けディスク９の研磨面を下向きに回転シャフト５に通し円形の受板８に載架する。そして、蓋部２を閉め操作パネル２４上のスタートスイッチ２５をオンして、研磨時間及び／又は研磨処理方法をセットした内蔵タイマーが動き出し駆動用モータ１０と研磨ユニットＫ１の回転盤用モータ１５が同時に回りだし回転盤１３に回転が伝わると、この回転盤１３の回転とともに、研磨具シャフト１２を押し上げ研磨材２２をディスク９の研磨面に接する。これと同時に駆動用モータ１０の回転が回転シャフト５を通じ押さえ具４に伝達されることから、この押さえ具４を回転させディスク９を回転させる(押さえ具４の回転を介してディスク９への損傷・磨耗・焼傷等を回避する)。このディスク９に接した研磨具１１はディスク９の回転に連れ回りしてディスク９を研磨する。そして、この回転盤１３が一回転したところで回転盤用モータ１５の電気スイッチが切れると、略同時に研磨ユニットＫ２の回転盤用モータ１５に電気スイッチが入る。以下研磨ユニットＫ３と、研磨ユニットＫ４とが連続して駆動し研磨ユニットＫ４の回転盤１３が一回転を終了した時点で、例えば、図示しない内蔵タイマーの駆動時間が切れてディスク９の研磨が終了するとともに、その都度、当該各研磨具１１が降下する。尚、研磨機稼動中に異常があれば、自動的にリセットスイッチが入り研磨が停止されるか、又はストップスイッチ２６が入り電源がリセットされて研磨が停止される等の処理を介して装置の点検及び／又は修理をする。本発明では、研磨ユニットの駆動パターンはディスク９に入った傷(引掻き傷、凹凸、撓み等の如く操作に障害となる傷)の深さ及び／又は汚れ程度等の各条件により選択できるように数種類の研磨具１１を用意する。例えば、研磨ユニットＫ１のみの一工程、研磨ユニットＫ１、Ｋ２の二工程、研磨ユニットＫ１、Ｋ２、Ｋ３及び／又はＫ４か、また研磨ユニットＫ１、Ｋ２及び／又はＫ３、Ｋ４等の３工程、研磨ユニットＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４（Ｋ１〜Ｋ４）の四工程、手動研磨等があり操作パネル上のスイッチを選択するだけで傷の深さ等にあわせて研磨できるよう設定することが可能である。

また本発明では、前記研磨具１１、回転盤１３、回転盤用モータ１５の三点を称して、研磨ユニット２３と称する。そして、この一例では、四個の研磨ユニットＫ１〜Ｋ４が取付けられており、この一例では各研磨ユニットＫ１〜Ｋ４は、図面に向かって前部左側より時計回りに設置されている。勿論、この研磨ユニットＫ１〜Ｋ４の個数は自由であり、一個から複数個の例が可能である。また研磨ユニットＫ１〜Ｋ４による研磨コースは自由である。

図５、図６の例は、ディスク単独自動研磨装置でディスク９及び／又は研磨具１１が回転し、かつこの研磨具１１及び／又はディスク９が連れ回りする構成の一例を説明する（ディスク複数（連続）自動研磨装置もあり得る。以下、代表例として、単独自動研磨装置の構造を説明する）。この例においても基本的な構造は前述の例に準ずるので、相違点を中心として説明すると、この一例では、ディスク９を冷却機構付きターンテーブル３０に設ける方式であり、このターンテーブル３０の下側に開口３１aを開設した箱体３１を設ける。蓋部２にはソレノイド３２(昇降機構)を備えた研磨具１１を設ける。また図示しないが、ターンテーブル３０の軸３０１はターンテーブル用モータ１５０を設けて、ターンテーブル３０上のディスク９が回転し、この回転によって研磨具１１を連れ回りする構造である。尚、箱体３１には回転翼１７を設けて、箱体３１内に空気を導入してディスク９等の冷却効果を図る。また削り粉の排出を促進すること及び／又は研磨の促進、精度の向上等を意図する（他の例も同じ）。そして、必要により底面に窓（図示せず）を開設して、換気及び／又は気流の発生を図る（他の例も同じ）。図中３００はターンテーブル３０に設けた孔を示す。

この例では、蓋部２を開けてターンテーブル３０にディスク９の研磨面を上側に載架する。その後、蓋部２を閉めて、図示しないスイッチがオンされることで、ターンテーブル３０及びディスク９が回転される。この回転により研磨具１１が連れ回りながら回転して、当該ディスク９を順次研磨する。そして、研磨が終了した時点で、研磨具１１及び／又はディスク９の回転が停止されるとともに、研磨具１１が上昇した後に、蓋部２を開放して研磨済みのディスク９を取外すことで一工程が完了する。尚、この例に於いても複数個の研磨具１１（研磨ユニットＫ１〜Ｋ４）を利用して、順次自動連続的に研磨することも可能である。

第一の実施例を示した要部の平面模式図 図１の例の押さえ具を示した平面図 図２の断面図 図１の例の断面図 第二の実施例を示した要部の断面模式図 図５の例の正面視した図

符号の説明

１ 本体部
２ 蓋部
３ 押さえシャフト
４ 押さえ具
５ 回転シャフト
６ 仕切板
７ 受皿
８ 円形の受板
９ ディスク
９a 支持部
９b 支持部
９c 支持部
９００ 空間
１０ 駆動用モータ
１１ 研磨具
１２ 研磨具シャフト
１３ 回転盤
１４ 回転盤支柱
１５ 回転盤用モータ
１５０ ターンテーブル用モータ
１６ モータ支柱
１７ 回転翼
１８ 窓
１９ 吸気口
２０ 排気口
２１ 研磨材受皿
２２ 研磨材
２３ 研磨ユニット
２４ 操作パネル
２５ スタートスイッチ
２６ ストップスイッチ
３０ ターンテーブル
３００ 孔
３０１ 軸
３１ 箱体
３１a 開口
３２ ソレノイド
Ｋ１ 研磨ユニット
Ｋ２ 研磨ユニット
Ｋ３ 研磨ユニット
Ｋ４ 研磨ユニット

Claims (6)

1. ディスクの研磨面を下向きに設置する研磨装置であって、このディスクの一面に研磨具を摺接させて研磨するディスク押さえ具に設けた研磨装置において、
   このディスク押さえ具に、少なくとも前記ディスクに発生する摩擦熱の冷却を意図する冷却機能を設ける構成としたディスク研磨装置。
2. 請求項1に記載の研磨装置をケーシングと、このケーシングを開閉するカバーとで構成し、前記ケーシングに設けた仕切板を介してこのケーシングを上下部に分離区画し、この上部にディスク及び研磨具を設置し、また下部にモータ及び昇降機構を設置する構成としたディスク研磨装置。
3. ディスクの研磨面を上向きに設置するターンテーブルを備えた研磨装置であって、このディスクの一面に研磨具を摺接させて研磨する研磨装置において、
   このターンテーブルに、少なくとも前記ディスクに発生する摩擦熱の冷却を意図する冷却機能を設ける構成としたディスク研磨装置。
4. 請求項3に記載の研磨装置をケーシングと、このケーシングを開閉するカバーとで構成し、前記ケーシングに設けた仕切板を介してこのケーシングを上下部に分離区画し、この上部にディスク及び研磨具並びに昇降機構を設置し、また下部にモータを設置する構成としたディスク研磨装置。
5. 請求項1又は請求項3に記載のディスクの研磨面に摺接する研磨具が、このディスクの回転摩擦力によって回転可能とした構成のディスク研磨装置。
6. 請求項1又は請求項3に記載の回転自在に設けられた研磨具は、上下動可能に構成されており、この上下動を介して前記ディスクの研磨面に摺接する強さ及び/又は研磨時間を調節可能なカム、ソレノイド等の調整機構を設ける構成としたディスク研磨装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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