JP2007331048A - 研磨盤の溝形成方法および溝切装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラップ盤装置の研磨面の全面に格子状の溝を切る溝切装置を、ラップ盤装置より小さいスペースで、安価に提供する。
【解決手段】研磨盤１２を回転自在に支持するラップ盤装置１０の本体部に溝切装置２０を固定する。溝切装置は、ラップ盤装置の研磨面１４を中心角９０°の扇形に区画した４つの範囲に分割して、その１つ１つに順次格子状の溝を入れる。溝切装置は、枠体２４と、枠体に支持されて上下に移動可能な矩形状のレール枠２６とによって構成される。レール枠に設けられたガイドレール２８，３０に両端が移動自在に支持され互いに直交状態を維持しながら個別に移動自在な一対のスライドバー３２，３４と、これらのスライドバーが交差する位置で各々のスライドバーに対して移動自在に支持されたスピンドルユニットを備える。このスピンドルユニット３６で支持され前記研磨盤の研磨面に各々のスライドバーと平行に溝を形成するカッターとを備える。
【選択図】図１

Description

この発明はラップ盤装置の研磨盤の研磨面に、クーラント排出のための格子状の溝を入れる溝切装置および溝形成方法に関するものである。

磁気記憶用ハードディスク、液晶ディスプレイ、カメラなどの製造の際には、部品の一つであるガラス板やレンズあるいは光学ミラーなどの研磨作業が必要であり、これらを平面研磨するには通常ラップ盤装置が用いられている。このラップ盤装置は被加工物であるガラス板の表裏を研磨盤で挟み、この研磨盤を交互に逆転させることにより、この研磨盤の摺り合わせ面に固着せしめられた研磨体によってガラス板の表裏の研磨を行うものがある（下記特許文献１参照）。

平面研磨を必要とするものは必ずしも両面の場合だけでなく、凸平レンズのように片面のみ平面研磨を必要とするものもある。この場合は研磨のための研磨盤は片側のみで、他の一方は被加工物に圧力を加える役目のみを果たす。

研磨盤には下記特許文献２に示すような回転円盤の摺り合わせ面に円柱状をなした小型のダイヤモンドペレットを所定間隔で多数固定したものなどの所謂ペレット植設タイプのものがあり、また下記特許文献３および４に示すような扇形砥石を多数並べたものや、下記特許文献５に示すような帯状砥石を扇形に貼り付けたものなどがある。更には回転円盤の摺り合わせ面に格子状あるいは放射状の溝を形成したものがある（下記特許文献６参照）。
特開２００４−２４３４６９号公報 特開２００４−２４３４８５号公報 特開平０６−０３９７３３号公報 特開平０６−１０４６７４号公報 特開２００５−２３８４１３号公報 特開平１０−３１５１２１号公報

ペレット植設タイプの研磨盤や帯状砥石を扇形に貼り付けたものなどは、砥石間隔が大きくその面率が低いので加工効率が悪い。また一つ一つの砥石を植設する作業にも時間が掛かる。一方、研磨盤の摺り合わせ面（以下、研磨面という）の全面に格子状の溝を入れるタイプでは、その溝を入れる為のロボットの移動範囲をラップ盤装置の研磨面より広く設定しなければならない為、その装置がラップ盤装置より大きくなってしまうので、格子状の溝切装置の付いたラップ盤装置はなく、放射状あるいは螺旋状あるいは同心円上の溝で代用している。しかしこの場合、被研磨物に輪帯状の精度劣化が現れることがあるので、やはり回転に対して溝の角度が均一ではない格子状の溝が理想的である。

本発明は、ラップ盤装置の研磨面の全面に格子状の溝を入れる小型で安価な装置を提供するものである。

研磨盤を回転自在に支持するラップ盤装置の本体部に、研磨面を中心角９０°の扇形に区画した範囲に格子状の溝を入れる溝切装置を固定する。この溝切装置による溝切りと、研磨盤の９０°のステップ回転とを順次に繰り返すことによって研磨面全体に格子状の溝を形成する。前記溝切りで形成された溝の方向を基準にして、次のステップ回転を行う際の研磨盤の初期位置を決める。

ラップ盤装置の本体部に固定される枠体と、研磨面を中心角９０°の扇形に区画する互いに直交した二辺を含み枠体に支持されて上下に移動可能な矩形状のレール枠と、レール枠に設けられた対向し合うガイドレールに各々の両端が移動自在に支持され、互いに直交状態を維持しながら個別に移動自在な一対のスライドバーと、これらのスライドバーが交差する位置で各々のスライドバーに対して移動自在に支持されたスピンドルユニットと、このスピンドルユニットで支持され前記研磨盤の研磨面に各々のスライドバーと平行に溝を形成するカッターとを備える。前記カッターは、前記一対のスライドバーの各々と平行なカット方向を向くように前記スピンドルユニットに回転自在に軸支される。

前記枠体に、前記研磨面に形成された溝で位置決めされる反射治具に測定光を投光する投光器と、前記反射治具からの反射光を受光する受光器とからなる測定装置を設ける。この位置決めは、既に加工した溝に嵌合する位置合わせピンと測定光を測定装置の受光器に向けて反射させる反射部を有する反射治具を用いる。この溝切装置は、溝切り作業時はラップ盤装置に固定され、ラップ盤装置稼動時はラップ盤装置から取り外せる。

本発明によれば、ラップ盤装置の研磨面を４等分に分けて格子状の溝形成方法を採ることでラップ盤装置より小さな溝切装置を実現することができる。溝切り後、ラップ盤装置で研磨作業を行う時は、溝切装置をラップ盤装置から取外すことができる。また、研磨盤の回転角の検出にエンコーダのような高価なものを使っていないので、安価に研磨盤の溝切りを実現することができる。

図１に本発明による研磨盤の溝切装置を取付けたラップ盤装置を示す。ラップ盤装置１０の上部に配置された研磨盤１２の上にはドーナツ状の研磨体が載せられており、研磨面１４を形成している。研磨面１４に格子状の溝を入れる溝切装置２０を、ラップ盤装置１０の本体に固定する。この時、ラップ盤装置１０の中心が加工可能な範囲内の隅に入ることを確認する。

溝切装置２０は、ラップ盤装置１０の本体部に固定する枠体２４と、研磨面１４を中心角９０°の扇形に区画する互いに直交した二辺を含み、枠体２４に支持されて上下に移動可能な矩形状のレール枠２６とで構成されている。レール枠２６の内側四辺には、二組の互いに対向し合う一対のガイドレール２８と３０が設けられている。

このガイドレール２８および３０に、各々の両端が移動自在に支持され、互いに直交状態を維持しながら個別に移動自在な一対のスライドバー３２と３４が設けられ、スピンドルユニット３６が、スライドバー３２と３４が交差する位置でスライドバー３２および３４に対して移動自在に支持される。スピンドルユニット３６の上部には水準器３８が設けられており、前記レール枠２６の研磨面１４との平行度を確認できる。

また、このスピンドルユニット３６には前記研磨盤１２の研磨面１４に各々のスライドバー３２および３４と平行に溝を形成するカッター４０が備えられている。カッター４０は、スライドバー３２および３４の各々と平行なカット方向を向くようにスピンドルユニット３６に回転自在に軸支されている。

前記枠体２４にはキャスター４２が設けられており、簡単に移動可能となっている。また枠体２４には制御ユニット４４が取付けられている。

いまラップ盤装置１０に溝切装置２０を固定した後、カッター４０をスライドバー３４に平行にしてスライドバー３２および３４を動かし、研磨面１４の中心に対する中心位置合わせを行う。その後レール枠２６を降下させカッター４０の先端を研磨面１４に当てて、研磨面１４に対する位置合わせを行う。

この時、レール枠２６に設けられた補助脚４６を調節して、その最下面を研磨面１４に当て、レール枠２６が研磨面１４に対して水平になるように、且つ安定させる。この時、スピンドルユニット３６の天面に設けられた水準器３８によって、水平になっていることを確認する。

加工の準備が完了した後、制御ユニット４４へ加工条件を入力する。加工条件は研磨面１４を中心角９０°の扇形に４等分した加工範囲とそのスタート位置および溝深さと溝の加工間隔などである。加工条件の入力が済むと加工をスタートする。スタート釦を押すと、スピンドルユニット３６はスライドバー３４を移動させ研磨面１４の中心を通る位置にカッター４０を合わせ、レール枠２６が降下しカッター４０の先端が研磨面１４に所定の深さの溝を切削する。スライドバー３２の移動により、研磨面１４の周囲から中心に向かって溝が切られて行く。

こうして研磨面１４の中心を通る基準となる１本の溝が加工されると、レール枠２６が上昇しスライドバー３２および３４によってスピンドルユニット３６は加工のスタート位置から所定間隔離れた位置に移動する。再びカッター４０は降下し、先に加工した基準となる１本の溝と平行に溝を切る。

この作業を繰り返してスライドバー３４に平行な溝の加工を終了すると、スピンドルユニット３６のカッター４０は９０°回転し、スライドバー３２と平行になる。カッター４０は研磨面１４の中心を通るスライドバー３２と平行な位置から所定間隔離れた位置に移動する。そこからスライドバー３４の移動により、研磨面１４の周囲から中心に向かって溝が切られる。

１本の溝の加工が終わると所定間隔離れた次の溝を切削する。この作業を繰り返してスライドバー３２と平行な溝の加工を終了すると、１回の溝切り加工、即ち研磨面１４を４分割したうちの１つの溝切りが完了する。

次にレール枠２６に設けられた補助脚４６をゆるめ、その最下面を研磨面１４から離した後、研磨盤１２を９０゜回転させて、格子状の溝の加工が済んだ１／４の部分が、図２に示すように溝切装置２０の加工範囲の外になるようにする。

ここで最初に加工した研磨面１４の中心を通る基準となる１本の溝に、反射治具５０の位置合わせピン５１を嵌合させて、研磨面１４の上に反射治具５０を載せる（図４および５参照）。位置合わせピン５１は交換可能となっており、加工する溝の幅に合わせて事前に準備されているので、溝との間に僅かな隙間もなく、反射治具５０を溝と平行に精度良く保っている。反射治具５０は、２つの位置合わせピン５１の並び方向と直交する面に対して所定角度を持っている反射部５３を有している。

ここで前記枠体２４の下に設けられた測定装置５５の投光部より、反射治具５０の反射部５３に向けて測定光が照射される。この時、反射治具５０が正しい位置にある時は、測定光５７が前記反射部５３で反射し、測定装置５５の受光部に戻る。前記測定装置５５の受光部に戻る光が最大の時が、反射治具５０が正しい位置にある時であり、研磨盤１２が正しく９０°回転した位置である。

研磨盤１２を正しく９０°回転した後、研磨面１４から反射治具５０を取り外す。次にレール枠２６に設けられた補助脚４６を調節し、その最下面を研磨面１４に当てて、レール枠２６を水平にするとともに安定させる。この時、スピンドルユニット３６の天面に設けられた水準器３８によって、レール枠２６が水平になっていることを確認する。

次の加工の為の準備が完了した後、前述の溝切り作業が行なわれ、研磨面１４の４分の１の２つ目の加工が完了する。この一連の作業を繰り返し４回行うことで、研磨面１４の全面に格子状の溝を入れる作業が完了する。

以上のように本発明によれば、ラップ盤装置の研磨面の全面を中心角９０°の扇形に４等分に分けて格子状の溝を切る方法を採用することでラップ盤装置より小さな溝切装置を実現でき、ラップ盤装置に取付け取り外しも可能で、更に、エンコーダのような高価なものを使うことがないので安価にできる。

本発明の実施形態である研磨盤の溝切装置を取付けたラップ盤装置を示す斜視図である。 研磨盤の溝切装置を取付けたラップ盤装置を上から見た図である。 研磨盤の溝切装置を取付けたラップ盤装置を横から見た図である。 本発明の実施形態の実施に使用する反射治具を上から見た斜視図である。 本発明の実施形態の実施に使用する反射治具を下から見た斜視図である。

符号の説明

１０ ラップ盤装置
１２ 研磨盤
１４ 研磨面
２０ 溝切装置
２４ 枠体
２６ レール枠
２８，３０ ガイドレール
３２，３４ スライドバー
３６ スピンドルユニット
３８ 水準器
４０ カッター
４６ 補助脚
５０ 反射治具
５１ 位置合わせピン
５３ 反射部
５５ 測定装置

Claims (5)

1. ラップ盤装置に回転自在に設けられた研磨盤の研磨面に格子状の溝を形成する方法において、
   研磨盤を回転自在に支持する前記ラップ盤装置の本体部に、前記研磨面を中心角９０°の扇形に区画した範囲に格子状の溝を入れる溝切装置を固定し、この溝切装置による溝切りと、研磨盤の９０°のステップ回転とを順次に繰り返すことによって研磨面全体に格子状の溝を形成することを特徴とする研磨盤の溝形成方法。
2. 前記溝切りで形成された溝の方向を基準にして、次のステップ回転を行う際の研磨盤の初期位置を決めることを特徴とする請求項１記載の研磨盤の溝形成方法。
3. ラップ盤装置に回転自在に設けられた研磨盤の研磨面に格子状の溝を形成する方法において、
   前記ラップ盤装置の本体部に固定される枠体と、
   前記研磨面を中心角９０°の扇形に区画する互いに直交した二辺を含み、前記枠体に支持されて上下に移動可能な矩形状のレール枠と、
   前記レール枠に設けられた対向し合うガイドレールに各々の両端が移動自在に支持され、互いに直交状態を維持しながら個別に移動自在な一対のスライドバーと、
   これらのスライドバーが交差する位置で各々のスライドバーに対して移動自在に支持されたスピンドルユニットと、
   このスピンドルユニットで支持され前記研磨盤の研磨面に各々のスライドバーと平行に溝を形成するカッターとを備えたことを特徴とする研磨盤の溝切装置。
4. 前記カッターは、前記一対のスライドバーの各々と平行なカット方向を向くように前記スピンドルユニットに回転自在に軸支されていることを特徴とする請求項３記載の研磨盤の溝切装置。
5. 前記枠体に、前記研磨面に形成された溝で位置決めされる反射治具に測定光を投光する投光器と、前記反射治具からの反射光を受光する受光器とからなる測定装置を設けたことを特徴とする請求項４記載の研磨盤の溝切装置。

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