JP2585727B2

JP2585727B2 - 研摩方法

Info

Publication number: JP2585727B2
Application number: JP63164748A
Authority: JP
Inventors: 一文浅川
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPH0215970A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、板状体の端面や面取りした部分、あるいは
角の丸めた部分などを研摩するための研摩方法に関する
ものである。

［従来の技術］第３図は、研摩の対象である板状体１を示したもので
ある。

この板状体１は、金属・非金属のどちらも有り得る
が、この場合は、電子デバイス用のマスク基板で、ガラ
ス基板である。

この板状体１では、その端面1aや面取りした部分（以
下、Ｃ面と呼ぶ）1b、あるいは角を丸めた部分（以下、
Ｒ面と呼ぶ）1c、あるいは材質の識別等のために角の部
分を少し大きくカットした部分（以下、マーク面と呼
ぶ）1d、丸みを付けた角部に通常の幅で面取りした部分
（以下、Ｒ部のＣ面と呼ぶ）1eなどに研摩を施して、最
終的には各面を所望の状態（例えば、鏡面）にまで仕上
げたり、あるいは、板状体１の寸法を所望の値にする。

さて、これまで、板状体１の各面を研摩する方法とし
て、第４図乃至第８図に示すものが知られている。

各方法を簡単に説明すると、第４図に示したものは、
いわゆるオスカー研摩機を使用するもので、まず被研摩
物である板状体１をピッチ（松やにを含む接着剤）２で
複数枚接着してブロック状にし、このブロック状にした
ものを回転テーブル３の研摩布４の上に載せ、さらに板
状体１のブロックの上に押え金具５を載せることによっ
て加重をかける。そして、テーブル３を回転させる一方
で板状体１のブロックには揺動軸６によって径方向（図
に矢印イで示す方向）に往復移動を与えて、テーブル３
の回転時の内外周速差によって板状体１のブロックに自
転を生じさせ、かつ研摩部にノズル７によって研摩剤８
を供給することによって、研摩を行う。

第５図に示したものは、表面に研摩砥粒９が塗布され
た研摩ベルト10をプーリ11,12に掛け、駆動モータ13に
よりプーリ11を回転させ、走行する研摩ベルト10の表面
に板状体１の被研摩部を当接することによって研摩を行
う。図示したものは、板状体１のＣ面1bを研摩する場合
で、板状体１は治具14によって所定の姿勢に固定してお
く。また、この方法の場合には、研摩部に水を供給しな
がら行う湿式と、供給しない乾式との２種類が知られて
いる。

第６図に示したものは、特開昭56−46227号公報に記
載された技術で、固定ボックス15によって複数枚の板状
体１をそれぞれ直立状態で保持しておき、これらの板状
体１の上に載せた研摩ボックス16を回転機17およびリン
ク18によって揺動させつつ、ノズル19から研摩砥粒20を
供給して、各板状体１の端面1aとＣ面1bとを同時に研摩
するものである。第７図は、第６図における研摩ボック
ス16をVII−VII線に添って断面したものである。この第
７図から明らかなように、研摩ボックス16の底面には、
板状体１の端面1aおよびＣ面1bの輪郭に対応した断面形
状の研摩溝16aが複数形成されており、また、ノズル19
から噴射された砥粒20を板状体１側に流すための小孔16
bが適宜数設けられている。第８図に示したものは、特
開昭54−25号公報に記載された技術で、板状体１がガラ
ス基板の場合に、いわゆる化学研摩によって研摩するも
のである。この場合、まず、複数枚の板状体１はそれぞ
れの端面1aを揃えて積層し、外側に位置した板状体１の
外側の表面1eには、耐エッチング液性の当て板22を密着
させ、これら２枚の当て板22で挟み付けるように矢印
ロ，ハの方向から加重を加えた状態で固定する。そし
て、このようにしたものをエッチング液に浸漬する。浸
漬すると、第９図に示すように、浸透圧によってエッチ
ング液が板状体１相互の合せ目23に侵入して、侵入した
部分でもエッチングが進行するため、第９図に示すよう
に、滑らかな丸みを有した大きな面取り部24が形成され
ることになる。

［発明が解決しようとする課題］ところで、研摩方法として、４つの従来例を挙げた
が、前述の各方法は、以下に示すような問題がある。

例えば、第５図に示した方法では一枚ずつしか処理す
ることができず、また第４図に示した方法では複数枚同
時に処理することはできても板状体１のブロックを作る
のに手間がかかり、しかも第３図に示した研摩箇所のう
ち、Ｒ面1c、Ｒ部のＣ面1eもしくはマーク面1dを研摩す
ることができない。さらに、いずれの方法も一回の作業
工程で一つの面しか処理できず、結局、作業効率を高め
ることが困難になっている。

一方、第６図および第７図に示した方法では、複数枚
を同時に処理でき、また板状体１上の複数の面を同時に
処理することも可能であるが、板状体１の処理部の輪郭
と研摩ボックス16の研摩溝16aの断面形状とが正確に一
致していないと、磨きむら等の不都合が生じるため、板
状体１の前加工や研摩ボックス16の加工に高い精度が要
求されることになり、その結果、処理コストが高くな
る。また、板状体１のＣ面1bの寸法や板厚寸法が変更に
なると、新たにその寸法に合致した研摩ボックス16を別
に用意しなければならないという問題もある。また、最
大の問題として、第３図に示した研摩箇所のうち、Ｒ面
1cやＲ部のＣ面1eやマーク面1dが磨けないことが挙げら
れる。

また、第８図および第９図に示した方法では、端面1a
とＣ面1bとの境界を明確にしなければならないような場
合には適さず、また、それぞれの合せ目23におけるエッ
チング液の侵入の程度を正確に制御することができない
ため、仕上り寸法にばらつきが生じ易く、また、エッチ
ング液が浸透した所としない所との境界に段差が発生し
てしまうという問題もある。

そこで、以上の如き各問題の解決が今後の課題とさ
れ、新規な研摩方法の開発が望まれていた。

本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、
その目的とするところは、従来の方法における多くの課
題を一挙に解説し得る新規な研摩方法を提供すること、
即ち、Ｒ面やマーク面やＲ部のＣ面を含めて複数の面を
同時に研摩処理することができ、また、接着剤を使用せ
ずとも複数枚の板状体を一括して処理することも可能
で、また、高精度の前加工を必要としないばかりか、ス
クラッチ等も生じにくく、したがって、高精度の仕上げ
面を効率良く、しかも比較的安価に得ることのできる研
摩方法を提供することになる。

［課題を解決するための手段］本発明に係る研摩方法は、研摩手段としてブラシを利
用した場合の利点に着目し、これに回転運動による研摩
の方向を正逆切換えて繰返すという新規な発想を加味
し、解決課題に結び付けて発展させることによって得ら
れたもので、具体的な課題解決の手段としては、直立状態にして置かれる板状体をその両主面側から挟
み付けることによって固定する板状体固定具を有して双
方向に回転可能な回転テーブルと、前記板状体を挟んで
回転テーブルと相対向する位置に配備されるとともに研
摩用のブラシ毛が回転テーブルに向けて突設されて双方
向に回転可能な回転ブラシとを使用し、前記回転テーブルと回転ブラシとを互いに逆方向に回
転させつつブラシ毛の擦る部分に研摩剤を供給して研摩
を行う第１の研摩行程と、前記回転テーブルおよび回転
ブラシの回転を第１の研摩行程とは逆方向にして同様に
研摩を行う第２の研摩行程とを繰返して前記板状体の端
面等を研摩することを特徴としたものである。

［作用］本発明に係る研摩方法は、研摩に回転ブラシを利用し
ており、ブラシ毛の板状体に接触する長さを適宜選定し
ておけば、ブラシ毛の弾性変形を利用して窪んだ部分を
も良好に磨くこともでき、板状体の端部にあっては、平
坦な端面だけでなく、面取りによるＣ面やＲ面、さらに
はマーク面やＲ部のＣ面なども同時に処理することがで
きる。また、回転テーブルに設けた板状体固定具が板状
体を直立状態でその両主面から挟み付ける構造であるか
ら、複数枚の板状体はそれぞれの端部を揃えて重ね合せ
て板状体固定具に挟み込ませることができ、したがっ
て、接着剤を使用せずとも複数枚の板状体を一括して処
理に供することができ、しかも、この場合、板厚寸法の
同一のもののみならず、異なる板厚寸法の複数枚の板状
体を一括して処理することもできる。

また、ブラシ毛の弾性変形等によって前加工の寸法誤
差も許容できるため、高精度の前加工を必要としない。

また、研摩はブラシ毛の擦る部分に研摩剤を供給して
行うため、ブラシ毛としては、硬度が低いもの、あるい
は柔軟性の高いものを利用することができ、ブラシ毛の
弾性変形によって擦る力が過大になることを防止でき、
スクラッチ等の傷の発生を良好に防止することができ
る。

また、研摩方向が異なる第１の研摩工程と第２の研摩
工程とを繰返し行うため、各部における研摩の進み具合
を均等化することができ、処理品質を安定させることが
できる。

以上より、本発明に係る研摩方法によれば、高精度の
仕上げ面を効率良く、しかも比較的安価に得ることがで
きる。

［実施例］第１図および第２図は、この発明の一実施例に使用す
る研摩装置を示したもので、第１図は正面図、第２図は
平面図である。

先ず、この研摩装置を説明し、次いで、一実施例の研
摩方法を説明する。

この実施例に示した研摩装置は、板状体１を固定する
板状体固定具30を有した回転テーブル31と、前記板状体
１を挟んで回転テーブル31と相対向する位置（第１図で
は、回転テーブル31の上方）に配備された回転ブラシ32
と、回転ブラシ32が板状体１を擦る位置に研摩剤33を供
給するノズル34とを基本構成としている。

前記板状体固定具30は、回転テーブル31の上面に対し
て直立状態にして置かれる板状体１をその両主面から挟
み付けることによって固定するもので、回転テーブル31
上の３箇所に設けられている。３個の固定具30は、それ
ぞれ回転テーブル31の中心から等距離だけ離れ、また互
いに等間隔で離間している。

各固定具30は、具体的には、底板36、側板37,38、背
板39、前板40などによって上方を開放した箱形を呈して
おり、この内部には、直立状態で密着重ねした複数枚の
板状体１が入る。前板40は、側板38に着脱可能になって
おり、側板38、背板39などはテーブル31に固定されてい
る。前板40の側板38への着脱は、前板40の４隅に明けた
略だるま形の取付け穴40aと側板38に立設した頭付きピ
ン41との係脱によってなされる。前板40の内面側には、
前記背板39との協動で板状体１を挟みつける押し板42が
取り付けられている。この押し板42は、板状体１の接触
する部分にウレタン樹脂によるパッド43が貼ってあり、
これによって挟み付ける板状体１の傷付きを防止してい
る。また、押し板42は、前板40に螺合しているセットボ
ルト44をねじ込むことによって、板状体１を挟み付ける
側に移動させることができ、セットボルト44をゆるめれ
ば、前板40を挿通して押し板42に固着したガイドピン45
の頭部と前板40との間に装着された圧縮コイルばね46の
力で、板状体１から離れる側に移動させることができ
る。

回転テーブル31は、その中心に連結された回転軸31a
が図示略の回転駆動装置に接続されており、矢印ニに示
す正方向と、矢印ホに示す逆方向との双方向に回転可能
に構成されている。

前記回転ブラシ32は、回転中心の位置が前記回転テー
ブル31の回転中心からずらして設定されている。そし
て、ブラシ皿32aには、研摩用のブラシ毛32bが回転テー
ブル31に向けて突設されている。このブラシ毛32bとし
ては、蛇行形にカールさせたナイロン繊維（直径0.8m
m）が使用されているが、ナイロン繊維の代りに塩化ビ
ニル繊維、豚毛、ピアノ線、ステンレス製繊維などにし
ても良い。一般に、硬度が低い繊維、あるいは柔軟性の
高い繊維を利用すれば、ブラシ毛の弾性変形によって擦
る力が過大になることを防止でき、スクラッチ等の傷の
発生を良好に防止することができる。また、カールさせ
た繊維は、窪み等に対する接触性が良く、例えば、板状
体１のＣ面1bやＲ面1cをより効率よく研摩することが可
能になるが、Ｃ面1bやＲ面1cの研摩の効率性をそれ程考
慮しなければ、カールのない直線状の繊維を利用しても
良い。

ブラシ皿32aに連結された回転軸32cは、図示略の回転
駆動装置に接続されており、矢印ヘに示す正方向と、矢
印トに示す逆方向との双方向に回転可能に構成され、ま
た、前述の回転テーブル31とは逆方向に回転駆動され
る。

また、回転テーブル31および回転ブラシ32の回転方向
は、一定時間毎にそれまでと逆の方向に切替え可能に構
成されている。

また、回転ブラシ32は、ブラシ毛32bの板状体１への
接触長さを加減したり、あるいは板状体１の固定具30へ
の取り付けや取り外しを容易にすることから、エアシリ
ンダ等を利用した機構（図示略）によって、上下方向に
位置調整可能に構成されている。また、回転ブラシ32
は、回転テーブル31の中心側に配置された板状体１と外
周側に位置した板状体１との各部における研摩の進み具
合をより一層均等にするために、一定の範囲を往復する
揺動運動ができるように構成されている。この場合の揺
動運動としては、回転テーブル31の中心に向かう往復移
動させること、あるいは第２図に矢印チで示すように、
回転軸32cを一定の円弧上で往復移動させることが考え
られている。

前記研摩剤33は、酸化セリウムが利用されているが、
他にも酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等
の研摩材を用いることもできる。

さて、このような研摩装置を使って一実施例の研摩方
法を次に説明する。

この方法は、先ず、回転ブラシ32を板状体固定具30の
上から適当量退避させて、第２図に示すように回転テー
ブル31の板状体固定具30に複数枚の板状体１をセットす
る。ここにセットする板状体１は、既に前加工が済んだ
ものである。

次いで、回転ブラシ32のブラシ毛32bの先端が適当な
長さだけ板状体１の端部に当接するように、回転ブラシ
32の高さ位置を調整する。この場合の調整は、ブラシ毛
32bがカールしたナイロン繊維では、ブラシ毛32bの先端
位置が板状体１の被研摩面よりも5mm〜10mm程度下がる
高さとする。

次いで、回転テーブル31と回転ブラシ32とを互いに逆
方向に回転させた状態で、ノズル34から研摩剤33を供給
して、研摩を開始するが、この場合の研摩作業は、例え
ば、回転テーブル31を第２図の矢印ニ方向に回転駆動す
るとともに回転ブラシ32を第２図の矢印ヘ方向に回転駆
動して行う研摩を第１の研摩工程し、これに対して、回
転テーブル31および回転ブラシ32の回転方向を前記第１
の研摩工程と逆方向にして行う研摩を第２の研摩工程と
すると、これら第１および第２の研摩工程を交互に繰返
すことによって行う。そして、所定量の研摩が終了した
ら、装置を止め、板状体１を固定具30から取り出すもの
である。

なお、この板状体１の取り出しのときは、回転テーブ
ル31を所定量回転することにより、取り出す板状体１を
収容した固定具30を回転ブラシ32によって覆われない場
所に位置させて順次各固定具30から板状体１を取り出
す。

この研摩方法によれば、ブラシ毛32bの弾性変形を利
用して窪んだ部分をも良好に磨くこともでき、板状体１
の端部にあっては、平坦な端面1aだけでなく、面取りに
よるＣ面1bやＲ面1c、さらにはマーク面1dやＲ部のＣ面
1eなども同時に処理することができる。また、固定具30
によって、接着剤を使用せずとも複数枚の板状体１を一
括して処理に供することができる。

また、ブラシ毛32bの弾性変形等によって前加工の寸
法誤差も許容できるため、高精度の前加工を必要としな
いし、また、ブラシ毛32bに柔軟性等の点で優れたナイ
ロン繊維を利用することによって、擦る力が過大になる
ことを防止して、スクラッチ等の傷の発生を良好にする
こともできる。

また、研摩方向が異なる第１の研摩工程と第２の研摩
工程とを繰り返し行うため、各部における研摩の進み具
合を均等化することができ、処理品質を安定させること
ができる。

換言すると、前記実施例の研摩方法によれば、高精度
の仕上げ面を効率良く、しかも比較的安価に得ることが
できる。

［発明の効果］本発明に係る研摩方法は、研摩に回転ブラシを利用し
ており、ブラシ毛の板状体に接触する長さを適宜選定し
ておけば、ブラシ毛の弾性変形を利用して窪んだ部分を
も良好に磨くこともでき、板状体の端部にあっては、平
坦な端面だけでなく、面取りによるＣ面やＲ面、さらに
はマーク面やＲ部のＣ面なども同時に処理することがで
きる。また、回転テーブルに設けた板状体固定具が板状
体を直立状態でその両面から挟み付ける構造であるか
ら、複数枚の板状体はそれぞれの端部を揃えて重ね合せ
て板状体固定具に挟み込ませることができ、したがっ
て、接着剤を使用せずとも板厚寸法同一の複数枚の板状
体を一括して処理に供することのみならず、板厚寸法の
異なる複数枚の板状体を一括して処理に供することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例に使用する装置
を示したもので、第１図は正面図、第２図は第１図の一
部をＡ−Ａ線に沿って切断した部分平面図、第３図は本
発明による研摩対象となる板状体の外観を示す斜視図、
第４図乃至第９図はそれぞれ従来の研摩方法の説明図で
ある。１……板状体、1a……端面、1b……Ｃ面、1c……Ｒ面、
1d……マーク面、1e……Ｒ部のＣ面、30……板状体固定
具、31……回転テーブル、32……回転ブラシ、32b……
ブラシ毛、33……研摩剤、34……ノズル。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直立状態にして置かれる板状体をその両主
面側から挟み付けることによって固定する板状体固定具
を有して双方向に回転可能な回転テーブルと、前記板状
体を挟んで回転テーブルと相対向する位置に配備される
とともに研摩用のブラシ毛が回転テーブルに向けて突設
されて双方向に回転可能な回転ブラシとを使用し、前記回転テーブルと回転ブラシとを互いに逆方向に回転
させつつブラシ毛の擦る部分に研摩剤を供給して研摩を
行う第１の研摩行程と、前記回転テーブルおよび回転ブ
ラシの回転を第１の研摩行程とは逆方向にして同様に研
摩を行う第２の研摩行程とを繰返して前記板状体の端面
等を研摩することを特徴とする研摩方法。