JP3876449B2 - ディスク研磨装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスクその他の円環状記憶媒体を構成するディスクを、回転軸に装着して、回転駆動する間に、その表面を研磨するディスク研磨装置に関し、特に表面に交差する微細な溝を形成する、所謂テクスチャ加工を行うためのディスク研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク等の円環状記憶媒体を構成するディスクは、磁気ヘッドの浮上特性を良好にならしめ、また磁気の配向性を改善するために、その表面に微細な溝を形成する、所謂テクスチャ加工が施される。このテクスチャ加工における溝は、ディスクの回転中心に対して同心円状のものとしたものの他、交差する溝を形成するクロスパターン溝加工が行われる。このクロスパターン溝加工を行えば、ディスク表面の全面に均一な状態の潤滑膜を形成できることから、特に磁気ヘッドの浮上特性の点から有利である。
【０００３】
回転軸にディスクを装着して、この回転軸を高速で回転させる間に、研磨テープを所定の荷重でディスク表面に摺接させ、この研磨テープを送りながら研磨加工が行われるが、クロスパターン溝を形成するには、回転軸または研磨テープの少なくともいずれか一方を所定のピッチ幅で往復動させる。回転軸には、それを回転駆動するために、支持部材に軸受を介して回転軸を取り付け、かつこの支持部材には、モータ等の駆動手段を備える必要があることから、また研磨テープは、供給リール，巻き取りリール及びガイドローラ等をやはり支持部材に装着し、しかも研磨テープの送り用及び供給リールのテンション調整用のモータ等が設けられることから、いずれも重量部材であり、このような重量部材を往復動させると、そのストロークエンドで大きな慣性力が働く等により振動が生じて、均一な溝を形成することができない場合がある。特に、微細溝を迅速に形成するには、ディスクの回転速度を速くし、しかも回転軸または研磨テープの往復動も速くする必要があり、この往復動の速度を速くすると、そのストロークエンドでの慣性力はより大きくなり、極めて大きな振動が生じ、加工むらが大きくなる問題点がある。
【０００４】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、加工中におけるディスクの振動を極力抑制して、微細なクロスパターン溝を高精度に、しかも効率的に形成できるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、ディスクが装着される回転軸には、このディスクを着脱可能にクランプするクランプ部を設け、回転軸の回転軸芯をディスクの中心から所定量だけ離した位置とすることによって、このディスクを自転させながら公転するようになし、かつディスクを一定の公転位置で停止させるために、回転軸の回転停止時の公転位置を検出する手段を設ける構成としたことをその特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ディスクを回転軸に装着して、モータ等の回転駆動手段により回転軸を回転駆動する。これによって、ディスクが回転するが、このディスクの表面、好ましくは表裏両面に研磨テープを摺接させることによって、ディスクの表面が研磨加工される。回転軸における回転軸芯は、ディスクの中心から離して、所定の間隔だけオフセットしているから、ディスクは回転軸の回転軸芯に対して旋回しながら回転することになる。この結果、研磨テープによりディスクに形成される溝は同心円状とはならず、ジグザグ状になり、多数形成される溝が相互に交差したクロスパターン溝が形成される。
【０００７】
クロスパターン溝を形成するに当って、特定の部材を往復動させるものではないから、慣性力が作用することはない。従って、加工中における振動が抑制されて、微細で均一な溝を高精度に形成できる。
【０００８】
回転軸の回転軸芯とディスクの中心とをオフセットさせて、ディスクを旋回しながら回転させるには、１軸方式と２軸方式とを用いることができる。１軸方式においては、回転軸の回転軸芯と、この回転軸に装着されるディスクの中心とをずらすように構成する。これによって、ディスクは回転軸の回転軸芯を中心として旋回しながら回転する。また、２軸方式においては、ディスクの回転駆動を行う回転軸は、ディスクの中心を回転軸芯として回転駆動するものであり、またこの回転軸を、その回転軸芯から離れた位置を回転中心として回転する旋回駆動手段に装着して、この旋回駆動手段により回転軸を旋回させる。ここで、回転軸の回転駆動や旋回駆動は、モータ等の駆動手段を用いて行うが、伝達ベルトやギア等のような伝達手段を介して駆動するか、または駆動手段に回転軸等を直結することも可能である。
【０００９】
前述した２つの方式のうち、１軸方式は、２軸方式より駆動機構の構成が簡単になる。一方、２軸方式では、回転軸の回転速度と旋回駆動手段による回転軸の旋回速度とを制御することによって、クロスパターン溝の形状、即ち溝の交差角度の調整が可能となる。
【００１０】
１軸方式であれ、２軸方式であれ、ディスクは旋回するのであるから、ディスクに遠心力が働かないようにする。このために、回転軸の重心をディスクの中心に一致させる。この重心位置の調整は、回転軸の一部を切削したり、荷重を付加したりする等により行うことができる。
【００１１】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例について説明する。まず、図１にクロスパターン溝を形成するテクスチャ装置の全体構成を示す。
【００１２】
図中において、１はディスクであって、このディスク１はスピンドル２（図２及び図３参照）に装着されて、このスピンドル２を回転駆動することによって、ディスク１を回転させることができる。そして、このディスク１の回転中において、研磨テープ３がディスク１の表裏両面に摺接させることによりテクスチャ加工が行われる。研磨テープ３は、供給リール４から送り出されて、複数のガイドローラ５により引き回されて、加圧ローラ６によりディスク１の表面に所定の荷重をもって当接される。そして、研磨テープ３の加圧ローラ６ディスク１への当接部より下流側には送りローラ７が設けられ、さらにガイドローラ５により引き回されて、巻き取りリール８により巻き取られるようになっている。
【００１３】
次に、図２にスピンドル２及びその駆動機構の構成を示す。図中において、１０は支持板であって、この支持板１０には軸受ブロック１１が取り付けられている。そして、この軸受ブロック１１内には旋回体１２が回転可能に設けられており、この旋回体１２は中空筒状の部材であり、その回転軸芯Ａ₁ からΔＤだけオフセットした位置に回転軸芯Ａ₂ を有する回転軸１３が回転自在に挿通されている。
【００１４】
回転軸１３の先端にはディスク１のクランプ機構を備えている。このクランプ機構は、回転軸１３は金属等の弾性部材で中空の部材からなり、太径化されてディスク保持部１４となっている。このディスク保持部１４には、図３から明らかなように、段差壁１４ａが設けられて、その先端部はディスク１の内径とほぼ一致する直径を有し、ディスク１を実質的にがたなく嵌合させるディスク受け部１５となっている。また、回転軸１３の先端部には、クランプ部材１６が挿嵌される凹部１７が設けられている。
【００１５】
クランプ部材１６は、凹部１７内に挿嵌される挿嵌部１８と、この挿嵌部１８に連設され、大径となったディスク受け部１９及びこのクランプ部材１６の凹部１７への着脱操作を行うための把持部２０から構成される。挿嵌部１８は、その先端部が凹部１７内に円滑に呼び込むための呼び込みテーパ部１８ａとなっており、またその中間部には円環状の凹溝１８ｂが形設されている。ディスク受け部１９は、その外径が回転軸１３のディスク保持部１４の外径と略同じものであり、ディスク１は、その内周縁部がディスク保持部１４とディスク受け部１９との間に挾持されるようになっている。把持部２０はクランプ部材１６を凹部１７に挿脱するためのものであり、このために図２に仮想線で示したように、クランプ部材１６を把持して、軸線方向に変位させる挿脱手段２１を備えている。
【００１６】
挿脱手段２１によって、クランプ部材１６を凹部１７内に挿入した状態で係止するために、回転軸１３には、凹部１７の内壁に臨むクリック機構２２が装着されている。このクリック機構２２は、クランプ部材１６の挿嵌部１８に設けた凹溝１８ｂに係脱する鋼球２２ａと、この鋼球２２ａを所定量凹部１７内に突出させるように付勢するクリックばね２２ｂとから構成される。
【００１７】
前述したように、スピンドル２は、回転軸１３及び旋回体１２の２軸回転機構を備えている。しかも、回転軸１３の回転軸芯Ａ₂ と旋回体１２の回転軸芯Ａ₁ とはΔＤだけオフセットしているから、ディスク１を回転軸１３に装着してこの回転軸１３及び旋回体１２を同時に同じ方向に回転駆動すると、ディスク１は回転軸１３の回転軸芯Ａ₂ を中心として回転（自転）し、かつ旋回体１２の回転軸芯Ａ₁ を中心として旋回（公転）することになる。そこで、図４にこれら回転軸１３及び旋回体１２の回転駆動機構を示す。
【００１８】
同図に示したように、回転軸１３及び旋回体１２をそれぞれ回転駆動するために、第１のモータ２３，２４を備えている。回転軸１３と第１のモータ２３とにはそれぞれプーリ２５，２６が設けられ、これらプーリ２５，２６間には第１の伝達ベルト２７が巻回して設けられている。また旋回体１２と第２のモータとにもプーリ２８，２９が設けられ、両プーリ２８，２９間にも第２の伝達ベルト３０が巻回して設けられている。さらに、旋回体１２が回転すると、回転軸１３はΔＤの２倍の範囲で回転中心位置が変位するから、第１の伝達ベルト２７が伸縮しなければならない。このために、第１の伝達ベルト２７にカム部材３１が当接しており、このカム部材３１は、回転軸３２に回転自在に支承されて、旋回体１２の回転に追従して回転して、第１の伝達ベルト２７の張力を変化させる。このために、第２の伝達ベルト２７は回転軸３２を回転駆動するためのプーリ３３にも巻回されて、カム部材３１は旋回体１２と同期して回転することになる。
【００１９】
これにより、第１，第２のモータ２５，２６を同時に作動させると、回転軸１３が回転すると共に、旋回体１２も回転することから、回転軸１３に装着したディスク１は、回転しながらΔＤを半径として、旋回体１２の回転中心の回りを旋回する。ここで、回転軸１３は旋回体１２に対して偏心しているから、ディスク１を回転軸１３に装着させた状態では、この旋回体１２の重心位置と回転中心とが一致しなくなる結果、円滑な回転が損なわれる場合がある。このような場合には、旋回体１２の重量バランスを取るように、重量調整を行う。この重量調整は、旋回体１２の一部に重量物を取り付けるか、または旋回体１２の外面の一部を切削等の加工を施すようにして、部分的に軽量化する等により行える。
【００２０】
回転軸１３は、自公転を行うことから、旋回体１２の停止位置によっては、その位置が変わってくる。クランプ部材１６の挿脱及びディスク１の着脱を円滑に行うには、旋回体１２を常に同じ位置で停止させる。このために、旋回体１２には位置検出用円板３４が取り付けられており、この位置検出用円板３４の外周部には所定の位置にスリット３４ａが設けられている。また、支持板１０には、この位置検出用円板３４のスリット３４ａの位置を検出するためのセンサ３５が設けられている。そして、このセンサ３５からの信号に基づいて第２のモータ２４の作動制御が行われ、旋回体１２を常に一定の回転位置で停止させるようにしている。
【００２１】
本実施例は以上のように構成されるものであって、回転軸１３の先端に連設したディスク保持部１４に対して、クランプ部材１６を分離した状態で、適宜のハンドリング手段にディスク１をハンドリングさせて、その内径部をディスク保持部１４におけるディスク受け部１５に嵌合させて、段差壁１４ａに当接させる。この状態で、挿脱手段２１によりクランプ部材１６を凹部１７内に挿入し、その挿嵌部１８における凹溝１８ｂにクリック機構２２を構成する鋼球２２ａを係合させる。これによって、ディスク１はディスク受け部１９とクランプ部材１６との間に挾持された状態に保持されることになる。この状態で、ハンドリング手段及び挿脱手段２１を退避させることによって、ディスク１はスピンドル２に移載される。
【００２２】
そこで、第１，第２のモータ２３，２４を作動させて、回転軸１３を回転駆動すると共に、旋回体１２を回転させる。この状態で、加圧ローラ６をディスク１の表裏両面に当接させて、送りローラ７により研磨テープ３を送りながら、ディスク１の表面研磨を行う。なお、この時に、必要に応じて、研磨テープ３のディスク１への摺接部の直前の部位で研磨液を供給して、この研磨液を研磨テープ３に含浸させるようにする。これによって、ディスク１の表面には、微細な溝が形成される。
【００２３】
ここで、回転軸１３によりディスク１が回転駆動されるが、この回転軸１３は旋回体１２の回転によって、ΔＤを半径とした旋回動作が行われる。即ち、ディスク１は回転軸１３により自転すると共に、旋回体１２の回転軸芯Ａ₁ に対して半径ΔＤをもって公転することになる。この結果、ディスク１の表面に形成される溝はディスク１の中心に対して同心円状ではなく、ジグザグ状となり、多数形成される溝は相互に交差した、クロスパターン溝となる。
【００２４】
このように、クロスパターン溝を形成するに当って、ディスク１または研磨テープ３を往復動させる必要がないので、振動が生じることがなく、従って回転軸１３によるディスク１の回転速度（自転速度）及び旋回体１２によるディスク１の旋回速度（公転速度）を高速化させても、安定した高精度の溝加工が行われることになり、極めて精度が高く、しかも微細なクロスパターン溝を効率的に形成できる。また、旋回体１２において、ディスク１が装着されている回転軸１３は偏心した位置に設けられているにも拘らず、この旋回体１２の重心位置と回転中心とが一致するように重量バランスが取られているから、さらに振動が抑制できる。そして、クロスパターン溝の形状、例えば溝の交差角等は、回転軸１３の回転速度と旋回体１２の回転速度との比により容易に、しかも微細に制御できる。旋回体１２の回転速度を回転軸１３の回転速度に対して高速化すると、溝の交差角が大きくなり、また旋回体１２の回転速度を低速にすると、溝の交差角が小さくなる。
【００２５】
次に、図５は本発明の第２の実施例を示すものであって、本実施例は１軸方式のものが示されている。図中において、４０は回転軸であって、ディスク１は、この回転軸４０に先端部にその内径部が着脱可能にクランプされるものである。そして、回転軸４０は軸受部材４１に回転自在に支承されており、この回転軸４０の他端には、前述した第１の実施例と同様、プーリ４２が取り付けられて、このプーリ４２に巻回して設けた伝達ベルト４３によって、図示しないモータからの回転が回転軸４０に伝達される。ここで、回転軸４０でディスク１をクランプした時に、その中心位置ｃは回転軸芯ａに対してΔｄだけ偏心している。このように構成しても、ディスク１は回転すると共にΔｄを半径として旋回することになるから、クロスパターン溝が形成される。
【００２６】
この１軸方式の場合には、ディスク１の回転速度と旋回速度とに差を持たせることができないので、溝のパターンを変えることができないが、駆動機構の構成を著しく簡略化できる。勿論、この１軸方式でも、クロスパターン溝を形成するために、ディスク１または研磨テープ３を往復動させるものではないことから、振動の発生が抑制される。また、ディスク１の装着部の位置が回転軸４０の回転軸芯からずれているので、この回転軸４０に重量バランスを持たせるために、回転軸４０の一部に重量物を取り付ける等により重量調整を行えば良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、回転軸の回転軸芯を、ディスクの中心から所定量だけオフセットするように構成したので、加工中におけるディスクの振動を極力抑制して、微細なクロスパターン溝を高精度に、しかも効率的に形成でき、かつディスクの回転停止時には、常に一定の公転位置で停止するように制御されるので、ディスクの着脱が容易になる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すテクスチャ装置の構成説明図である。
【図２】ディスクの回転及び旋回機構の構成を示す断面図である。
【図３】ディスク保持部の構成説明図である。
【図４】ディスクの回転及び旋回駆動機構の構成説明図である。
【図５】本発明の第２の実施例におけるディスクの回転及び旋回機構の構成を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１ ディスク
２ スピンドル
３ 研磨テープ
６ 加圧ローラ
１２ 旋回体
１３，４０ 回転軸
１４ ディスク保持部
１６ クランプ部材
２３ 第１のモータ
２４ 第２のモータ
２４，２５，２８，２９ プーリ
２７ 第１の伝達ベルト
３０ 第２の伝達ベルト
３１ カム部材

Claims (4)

1. ディスクを回転軸に装着して、このディスクを回転駆動しながら、その表面に研磨テープを当接させて、この研磨テープによりディスクの表面研磨を行うものにおいて、
   前記回転軸には、前記ディスクを着脱可能にクランプするクランプ部を設け、
   前記回転軸の回転軸芯を前記ディスクの中心から所定量だけ離した位置とすることによって、このディスクを自転させながら公転するようになし、
   前記ディスクを一定の公転位置で停止させるために、前記回転軸の回転停止時の公転位置を検出する手段を設ける
   構成としたことを特徴とするディスク研磨装置。
2. 前記回転軸を、その回転軸芯に前記ディスクの中心が位置するようにクランプさせ、この回転軸をその回転軸芯から離れた位置を回転中心として回転する旋回駆動手段に装着し、この旋回駆動手段に、所定の位置にスリットを形成した位置検出用円板を設け、この位置検出用円板のスリットをセンサにより検出させて、このセンサからの信号に基づいて前記旋回駆動手段の回転停止位置を制御する構成としたことを特徴とする請求項１記載のディスク研磨装置。
3. 前記回転軸は、モータにより回転駆動されるものであり、このモータと回転軸との間には、伝達ベルトを巻回して設け、前記旋回駆動手段により回転軸が旋回しながら回転する際に、前記伝達ベルトの張力が変化しないように保持する張力調整手段を備える構成としたことを特徴とする請求項２記載のディスク研磨装置。
4. 前記旋回駆動手段の重心位置をその回転中心に位置させるように重量バランスを持たせる構成としたことを特徴とする請求項１記載のディスク研磨装置。

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