JPH071306A - 研磨方法及び研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス板等のワークの両面を同時に研磨して
研磨作業効率を向上する。 【構成】 ワークＷを保持部材であるキャリア１に嵌め
込んで径方向移動を阻止した状態で保持し、キャリア１
を垂直にした状態（立姿勢）でワークＷの両面に、一対
の回転ヘッド２，２の前面に固定された円盤状の研磨体
３，３を押し付けてワークＷを挟持しながら、研磨体
３，３をワークＷの軸心Ｐに沿う軸心Ｑ回りに回転させ
て、ワークＷの両面を同時に研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は板状ワークの両面を一対
の研磨体で同時に研磨する研磨方法及び研磨装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク用のガラス円板等はフロ
ート法、ダウンドロー法などの方法で成形されるがガラ
ス円板の表面には微小な凹凸が残っているので、そのま
まハードディスク用ガラス円板として用いることができ
ず、従来からオスカー式研磨装置を用いてガラス円板表
面を研磨している。

【０００３】このオスカー式研磨装置は、断面図である
図８に示すように回転する定盤１００上面を研磨面１０
１とし、定盤１００の上方に揺動するかんざしと称する
ロッド１０２を設け、このロッド１０２の先端に球軸受
けを介して研磨ヘッド１０３を回転自在に取り付け、こ
の研磨ヘッド１０３の下面に環状をなす保持枠１０４を
設け、この保持枠１０４内にワークＷ（ガラス円板）を
保持し、この状態でワークＷを定盤１００の研磨面１０
１に押し付け、研磨液を研磨面１０１に供給しながら定
盤１００を回転させ、更に揺動アームにてロッド１０２
を揺動させて研磨ヘッド１０３を揺動させることで、研
磨面１０１をワークＷに均一に接触せしめて均一な研磨
を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したオスカー式研
磨装置にあっては、ワークの片面しか研磨できないので
ワークの両面を研磨する場合には研磨工数が倍になって
研磨時間も倍になり、また研磨面が定盤上に押し付けら
れる構造であるために、定盤の精度に研磨面の精度が依
存する場合があるとともに、定盤に当たる研磨面にキズ
などが付き易い。しかも、このキズの発生を防ぐために
定盤上にゴムやウレタンなどを介して研磨面を設けるこ
とがあるが、この場合には研磨面の面形状が損われるこ
とがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、ワークを保持部材に保持し、ワークの両面
から一対の研磨体を押し付けて挟持しながら、研磨体を
ワーク軸心に沿うヘッド軸心回りに回転させて、ワーク
の両面を同時に研磨するようにした。ここで、本発明の
別の手段では、保持部材が円板状をなし、その外周に配
置された少なくとも３個のローラで回転自在で且つ軸方
向に移動可能に保持される。更に別の手段では、ワーク
はそのワーク軸心が保持部材の軸心に対して偏心した状
態で保持され、保持部材の外周に配置された少なくとも
３個のローラによって強制回転せしめられる。

【０００６】

【作用】板状のワークを保持部材で両面が露出するよう
に保持し、この状態でワークの両面から一対の研磨体を
押し付けて挟持しながら、研磨体をワーク軸心に沿うヘ
ッド軸心回りに回転させて、ワークの両面を同時に研磨
するので、ワークの両面研磨時間が短縮されるととも
に、研磨体のキズ等の発生を低減することができる。

【０００７】また、円板状の保持部材でワークを保持
し、保持部材の外周に配置した少なくとも３個のローラ
で保持部材を回転自在で且つ軸方向に移動可能に保持す
ることで、非円板状のワークでも研磨体によるワークの
追従回転を阻害することなく研磨できる。更に、ワーク
を保持部材の軸心に対して偏心した状態で保持して、保
持部材の外周に配置した少なくとも３個のローラを強制
的に回転して保持部材を強制的に回転させることで、研
磨体の回転軸心の揺動と同様の作用効果を得ることがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本発明に係る研磨方法の第１
実施例を示す斜視図、図２は同研磨方法の第２実施例を
示す斜視図、図３は同研磨方法の第３実施例を示す側面
説明図、図４は本発明に係る研磨装置の正面図、図５は
同研磨装置の平面図、図６は同研磨装置の別実施例の正
面図、図７は同研磨装置の更に別実施例の要部側面図で
ある。

【０００９】本発明に係る研磨方法の第１実施例では、
図１に示すようにハードディスク用ガラス円板等のワー
クＷを保持部材であるキャリア１に嵌め込んで径方向移
動を阻止した状態で保持し、キャリア１を垂直にした状
態（立姿勢）でワークＷの両面に、一対の回転ヘッド
２，２の前面に固定された円盤状の研磨体３，３を押し
付けてワークＷを挟持しながら、研磨体３，３をワーク
Ｗの軸心Ｐに平行な軸心Ｑ回りに回転させ、研磨液を供
給しながらワークＷの両面を同時に研磨する。

【００１０】このようにキャリア３内に保持したワーク
Ｗの両側から一対の研磨体３，３を押し付けながら回転
させることで、ワークＷもその軸心Ｐ周りにキャリア１
内で追従回転するので、ワークＷの両面を同時にまんべ
んなく研磨することができ、ワークＷの両面研磨に要す
る時間が片面ずつ行う場合に比べて短くなり、研磨効率
が向上する。

【００１１】また、キャリア１を立姿勢にした状態でそ
の両側方からワークＷに研磨体３、３を押し付けるの
で、水平状態で研磨する場合に比べて、研磨時に異物や
破片等が速やかに落下するので、研磨体３、３の目詰り
が少なくなって研磨効率が向上し、ワークＷのキズ等の
発生を低減することができる。

【００１２】次に、第２実施例の研磨方法は、図２に示
すように２分割されたリング４，４にワークＷを保持す
る円板状のキャリア１を嵌め込んで固定し、このキャリ
ア１のリング４の外周にワークＷの軸心Ｐに沿った方向
の軸心Ｒを有する少なくとも３個のローラ５を回転可能
に配置し、この３個のローラ５によってリング４を回転
自在に、且つ軸方向に移動可能に保持した状態で、上記
第１実施例と同様にしてワークＷの両面を同時に研磨す
る。

【００１３】この方法で研磨すると、キャリア１自体も
回転できるので、ワークＷとキャリア１との摩擦が低減
されるので、ワークＷやキャリア１の破片の発生を抑え
ることができて、より平坦な状態に研磨することができ
る。しかも、キャリア１自体が回転するので、ワークＷ
としては円板状以外の形状、例えば長方形のワークでも
研磨することができる。

【００１４】次に、第３実施例の研磨方法は、図３に示
すように、上記第２実施例において、キャリア１にはそ
の軸心に対してワークＷの軸心を偏心させて保持し、ロ
ーラ５によってキャリア１を強制的に回転させながら、
上記各実施例と同様にしてワークＷの両面を同時に研磨
する。

【００１５】この方法で研磨すると、ローラ５を回転さ
せることでリング４が回転してリング軸心とワーク軸心
が偏心しているので、ワークＷは回転しながら揺動する
ことになり、別個に揺動機構を設ける必要がなくなる。

【００１６】次に、本発明に係る研磨装置は、図４及び
図５に示すように基台１１上にワークＷを立姿勢で保持
するキャリア１と、このキャリア１を挟んで両側から対
向する一対の研磨体である砥石３，３と、砥石３，３を
回転させるための電動モータ１２と、砥石３，３をキャ
リア１のワークＷに押し付けるためのエアーシリンダ１
３，１３とを備えている。

【００１７】キャリア１は基台１１上に設けたボックス
ハウジング１５内に取り付けた支持部材１６にてワーク
Ｗの軸心方向に移動可能に支持されている。これによ
り、キャリア１は研磨体３，３に干渉しないようにワー
クＷを保持することができ、また径の異なるワークＷを
研磨する場合にも、キャリア１を交換するだけで簡単に
ワークＷを保持して研磨することができる。

【００１８】研磨体３，３は粒径0.5μｍ程度の酸化セ
リウムを固化させて円盤状に形成した砥石からなり、こ
れら一対の研磨体３，３は同一軸心上に互いの研磨面と
なる一端面３ａ，３ａを対向させ、これら一対の研磨体
３，３の他端面は一対の回転ヘッドとなる支持軸部材１
７，１７の先端部に取り付けられている。尚、研磨体３
は、上述の砥石に限らず、他のものを添加したり、全く
他のものから形成されてもよく、更に砥石に代えて遊離
砥粒と磨き体とを用いたもの等であってもよい。

【００１９】この支持軸部材１７はその外周部にスプラ
イン軸部１７ａが形成され、基台１上に取り付けられた
支持部材１８にて支持される軸受部材１９内に回転自在
に嵌挿された軸受筒２０にスプライン結合されて、回転
自在で、且つ軸方向に移動可能に配設され、また軸受部
材１９の軸受筒２０の端部にはプーリ２１が一体的に形
成されている。

【００２０】尚、支持軸部材１７の一方の支持軸部材に
は研磨体３との間にユニバーサルジョイント等の回転力
を伝達するとともに、首振り可能の機構Ｙを設けること
もできる。

【００２１】そして図５に示すように、基台１１上に取
り付けた支持部材２３，２３間に回転自在に横架された
回転ロッド２４の両端部にプーリ２５，２５が固着さ
れ、一方のプーリ２５にはプーリ２６が一体的に形成さ
れ、電動モータ１２の回転がその回転軸１２ａに固着さ
れたプーリ２７、ベルト２８及びプーリ２６を介して回
転ロッド２４に伝達され、更に回転ロッド２４の回転が
プーリ２５、ベルト２９及びプーリ２１を介して軸受筒
２０に伝達されるようにしている。

【００２２】また、支持軸部材１７の後端部側には基台
１１上に支持部材３１を介して支持されるエアーシリン
ダ７の進退動を伝達するための伝達部材３３が設けられ
ている。この伝達部材３３はエアーシリンダ７の進退動
を支持軸部材１７に伝達するとともに、支持軸部材１７
の回転を許容するように支持軸部材１７に連結される。
更に、伝達部材３３には突出終端位置を規制するための
ストッパ部材３４が位置調整可能に設けられ、軸受部材
１９に設けられたストッパ受け部材３５に当接するよう
にされている。

【００２３】以上に説明したように構成した研磨装置に
おいては、キャリア１にワークＷを保持した状態で、エ
アーシリンダ７，７を作動させて伝達部材３３及び支持
軸部材１７を介して研磨体３，３をワークＷの両面にそ
れぞれ押し付けるとともに、電動モータ６を回転駆動さ
せてベルト２８、プーリ２６、２５、ベルト２９及びプ
ーリ２１を介して軸受筒２０を回転させ、支持軸部材１
７，１７を回転させて研磨体３，３を回転させ、キャリ
ア１に保持されたワークＷの両面を同時に研磨する。こ
れにより、前記研磨方法の第１実施例と同様の効果を得
ることができる。

【００２４】このとき、研磨面となる研磨体３，３の端
面３ａ，３ａには潤滑液等の研磨液を供給する。尚、研
磨液は支持軸部材１７の軸穴を通して研磨体３の中心部
より供給したり、キャリア１の両側から供給する。

【００２５】尚、上記実施例では支持軸部材１７自体を
進退させるようにしているが、図６に示すように基台１
１上に固定テーブル４１と基台１１上に設置したレール
４２に沿って移動可能なスライドテーブル４３とを設
け、一方の研磨体３を取り付けた支持軸部材１７及びこ
の支持軸部材１７を回転させる回転駆動装置４４等を固
定テーブル４１上に設置し、他方の研磨体３を取り付け
た支持軸部材１７及びこの支持軸部材１７を回転させる
回転駆動装置４４等をスライドテーブル４２上に設置し
て、エアーシリンダ１３によってスライドテーブル４２
を進退させるようにしてもよい。

【００２６】このようにすれば、支持軸部材１７自体を
進退させる必要がないので、軸心精度良くワークＷの両
面をより平滑に研磨することができるようになる。尚、
いずれの支持軸部材１７等もスライドテーブル上に設置
することもできる。

【００２７】また、上記実施例ではキャリア１を研磨体
３の軸心と直交する方向には移動できないようにしてい
るが、図７に示ようにキャリア１をスライドガイド４
５，４５間に上下方向に摺動可能に装着し、このキャリ
ア１を回転円板４６にリンク４７を介して連結して、回
転円板４６の回転に応じてキャリア１を上下に揺動させ
ることにより、ワークＷの両面をまんべんなく研磨する
ことができる。

【００２８】更に前述した研磨方法の第３実施例のよう
にキャリア１を円板状にしてワークＷの軸心とキャリア
１の軸心を偏心させてキャリア１を強制的に回転させる
ことによって、図７のようなスライド機構を設けること
なく揺動させることができる。

【００２９】また、上記各実施例ではキャリアでワーク
を立姿勢状態に保持して研磨する例について説明した
が、ワークの形状や設備の関係でワークを水平状態（横
姿勢）に保持して研磨することもできる。ワークの形状
によっては横姿勢の方が着脱が容易な場合もある。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ワークを保持部材に保持し、ワークの両面から一対の研
磨体を押し付けて挟持しながら、研磨体をワーク軸心に
沿うヘッド軸心回りに回転させて、ワークの両面を同時
に研磨するようにしたので、ワークの両面研磨時間が短
縮されて研磨作業の効率が向上するとともに、研磨体の
キズ等の発生を低減することができる。

【００３１】また、円板状の保持部材でワークを保持
し、保持部材の外周に配置した少なくとも３個のローラ
で保持部材を回転自在で且つ軸方向に移動可能に保持す
るようにしたので、非円板状のワークでも研磨体による
ワークの追従回転を阻害することなく研磨することがで
きる。

【００３２】更に、ワークを保持部材の軸心に対して偏
心した状態で保持して、保持部材の外周に配置した少な
くとも３個のローラを強制的に回転して保持部材を強制
的に回転させるようにしたので、ワークの両面を同時に
まんべんなく研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研磨方法の第１実施例を示す斜視
図

【図２】同研磨方法の第２実施例を示す斜視図

【図３】同研磨方法の第３実施例を示す側面説明図

【図４】本発明に係る研磨装置の正面図

【図５】同研磨装置の平面図

【図６】同研磨装置の別実施例の正面図

【図７】同研磨装置の更に別実施例の要部側面図

【図８】従来のオスカー式研磨装置の断面図

【符号の説明】

１…キャリア、２…回転ヘッド、３…研磨体、４…リン
グ、５…ローラ、１２…電動モータ、１３…エアーシリ
ンダ、１７…支持軸部材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状ワークを研磨体にて研磨する研磨方
   法において、前記板状ワークを両面を露出させた状態で
   保持部材で保持し、前記板状ワークの両面から一対の研
   磨体を押し付けて挟持しながら、研磨体を板状ワーク軸
   心と平行なヘッド軸心回りに回転させることで板状ワー
   クの両面を同時に研磨するようにしたことを特徴とする
   研磨方法。
2. 【請求項２】 板状ワークを研磨体にて研磨する研磨装
   置において、この研磨装置は前記板状ワークを両面を露
   出させた状態で保持する保持部材と、前記板状ワークの
   両面をそれぞれ研磨する一対の研磨体とを備え、これら
   一対の研磨体は板状ワークに対して相対的に進退動可能
   で且つ板状ワーク軸心と平行な軸心回りに回転可能とさ
   れていることを特徴とする研磨装置。
3. 【請求項３】 前記保持部材は円板状をなし、その外周
   には保持部材を回転自在で且つ軸方向に移動可能に保持
   する少なくとも３個のローラが配置されていることを特
   徴とする請求項２に記載の研磨装置。
4. 【請求項４】 前記保持部材はその軸心に対して偏心し
   た状態で板状ワークを保持し、この保持部材の外周に配
   置された少なくとも３個のローラを強制的に回転させる
   回転手段が設けられていることを特徴とする請求項３に
   記載の研磨装置。