JPH10217077A - ディスク基板の加工方法と加工装置 - Google Patents

ディスク基板の加工方法と加工装置

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JPH10217077A
JPH10217077A JP1714097A JP1714097A JPH10217077A JP H10217077 A JPH10217077 A JP H10217077A JP 1714097 A JP1714097 A JP 1714097A JP 1714097 A JP1714097 A JP 1714097A JP H10217077 A JPH10217077 A JP H10217077A
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JP
Japan
Prior art keywords
processing
outer peripheral
disk substrate
grindstone
work
Prior art date
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Pending
Application number
JP1714097A
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English (en)
Inventor
Yasushi Matsumoto
康司 松本
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KURAMOTO SEISAKUSHO KK
Original Assignee
KURAMOTO SEISAKUSHO KK
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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小うねり、ビット等による品質精度の問題
を解消し、しかも加工速度を向上させる。 【解決手段】 3軸方向(X,Y,Z)の移動機構によ
りディスク基板(3)および外周刃砥石(1)の位置決
めを行い、外周刃砥石(1)およびディスク基板(3)
をそれぞれ回転させながら、外周刃砥石(1)によって
ディスク基板(3)にサイドカット加工とスパークアウ
ト加工とが順次連続的に行われるように、ディスク基板
(3)または外周刃砥石(1)のどちらか一方を、3軸
のいずれかの少なくとも一方向に移動させて研削加工を
行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、コンピュ
ータ等の記録媒体として使用されるハードディスク装置
に用いられるガラスディスク等の厳しい加工精度が要求
されるディスク基板の厚み研削方法とそのための装置に
関するものであり、さらに詳しくは、ディスク基板の板
厚ばらつきや研削面の微少うねりやビット(掘り起こ
し)等を防止して加工面品質を向上させることのできる
新しいディスク基板の加工方法と加工装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術と問題点】従来、コンピュータ等の記録媒
体であるハードディスク装置に使用されるハードディス
クはアルミニウムをベース基板としたものが一般的であ
ったが、近年、ディスクの小型化並びに高容量化が求め
られ、ベース基板に対する加工精度も厳しく求められる
ようになってきている。このような状況において、ガラ
スを基板としたハードディスクがこれらの要求品質を満
たす材料として注目されている。
【0003】しかしながら、これまでのガラス基板の製
造方法では、微少うねり、ビット等による品質精度並び
に加工速度等の点において問題があった。すなわち、従
来、ガラスを基板とするハードディスクの加工法式とし
ては、カップ砥石を用いた両頭研磨方式や、ロータリー
研磨方式、あるいはラップ方式が知られている。しかし
ながら、両頭研摩方式では加工速度の点では有利である
がディスク基板の板厚ばらつきが大きくなるという欠点
がある。また、ロータリー研磨方式では砥石輪の傾き調
整の範囲幅が狭く、十分なサイドカット加工とスパーク
アウト加工の組み合わせが困難であり、その機構上、砥
石と被加工物が連続して接触していないことから研削圧
力がばらつき、結果として砥石軌跡による微少うねりが
発生するという欠点がある。さらに、ラップ方式では板
厚ばらつきを抑える点では有利であるが、加工性(生産
性)が極端に低下することと、ビット(掘り起こし)の
発生による加工面品質の問題が発生する。このように、
従来の加工方法では、いずれの場合にも微少うねり、ビ
ット等の品質精度並びに加工速度等の点で満足できるも
のではなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、これらの問題を
解決するためにこの出願の発明はなされたものであっ
て、この出願の発明は、上記の課題を解決するものとし
て、3軸方向(X,Y,Z)の移動機構によりディスク
基板および外周刃砥石の位置決めを行い、外周刃砥石お
よびディスク基板をそれぞれ回転させながら、外周刃砥
石によってディスク基板にサイドカット加工とスパーク
アウト加工とが順次連続的に行われるように、ディスク
基板または外周刃砥石のどちらか一方を、3軸のいずれ
かの少なくとも一方向に移動させて研削加工を行うこと
を特徴とするディスク基板の加工方法を提供する。
【0005】また、この出願の発明は、3軸方向(X,
Y,Z)の移動機構と、外周刃砥石およびその駆動の機
構と、ディスク基板の載置とその駆動の機構とを備え、
3軸方向(X,Y,Z)の移動機構により載置されたデ
ィスク基板と外周刃砥石の位置決めを行い、外周刃砥石
およびディスク基板を駆動の機構によってそれぞれ回転
させながら、外周刃砥石によってディスク基板にサイド
カット加工とスパークアウト加工とが順次連続的に行わ
れるように、ディスク基板または外周刃砥石のどちらか
一方を、3軸のいずれかの少なくとも一方向に移動させ
て研削加工を行うことを特徴とするディスク基板の加工
装置をも提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】この出願の発明は、上記のとおり
の特徴を持つものであるが、以下に、さらに詳しく発明
の実施の形態について説明する。
【0007】
【実施例】添付した図面の図1は、この発明の加工装置
の基本構成を例示した構成図である。たとえばこの図1
に例示したように、この発明のディスク基板の加工装置
では、3軸方向(X,Y,Z)の移動機構(図中では省
略している)とともに、外周刃砥石(1)およびこれを
取付けたスピンドル(2)を含めてその駆動の機構と、
ディスク基板(3)を載置した回転テーブル(4)とそ
の駆動機構とを備えている。
【0008】そして、たとえばこの装置において、外周
刃砥石(1)と回転テーブル(4)に載置固定したディ
スク基板(3)とを、3軸方向(X,Y,Z)の移動機
構により所定の位置に位置決めし、外周刃砥石(1)お
よびディスク基板(3)をそれぞれ回転させながら、外
周刃砥石(1)によって、ディスク基板(3)に対して
サイドカット加工とスパークアウト加工とを順次連続的
に行う。
【0009】この時の、研削加工の外周刃砥石(1)の
回転方向(A)と、その送り方向(B)並びにディスク
基板(3)を回転させる回転テーブル(4)の回転方向
(C)を例示したものが図2である。実際には、より好
ましくは、たとえば図3に例示したように、外周刃砥石
(1)が加工方向(B)に送られるとして、外周刃砥石
(1)は、ディスク基板(3)との接触部として、ディ
スク基板(3)を深さ方向に研削するサイドカット加工
部(D1 )と、サイドカット加工の後に平面研削する寸
法出し加工部(D2 )およびスパークアウト加工部(D
3 )が存在するようにする。外周刃砥石(1)の砥石幅
については、一般的には5mm以上とするのが望まし
い。
【0010】外周刃砥石(1)と回転テーブル(4)の
回転方向と加工特性の関係については、装置の機構上、
外周刃砥石(1)と回転テーブル(4)は互いに回転体
として交錯させながら立体的に3方向のいずれか(X,
Y,Z方向)の少なくとも一方向に移動することにより
研削加工を行うが、特にY軸方向ならびにZ軸加工方向
での研削加工において外周刃砥石(1)と回転テーブル
(4)の回転方向(研削方向)はアップカットが望まし
い。その理由としてダウンカットの場合、互いの回転が
同一方向に作用するため、外周刃砥石(1)の周速度と
回転テーブル(4)の周速度が打ち消しあうように作用
するため加工に必要となる周速度の制御が困難であると
共に外周刃砥石(1)と回転テーブル(4)上の被加工
物であるディスク基板(3)との研削作用面に滑りが発
生し、加工面品質上好ましくない外傷(ガラスディスク
基板ではビットの発生、他の脆性材料においてはチッピ
ング等の発生)が生じ易くなるためである。したがっ
て、加工面品質を容易に制御できるアップカットで加工
を行うことが望ましい。
【0011】外周刃砥石(1)のサイドカット加工部
(D1 )は深さ方向での切り込み代を大きくすることと
外周刃砥石(1)を移動する際、特にガラス基板等の脆
性材料を用いた加工では外周刃砥石(1)のエッジが被
加工物へクラックならびに割れを発生させる要因とな
り、被加工物へのダメージ軽減のため面取り部は不可欠
である。寸法出し部(D2 )はサイドカット加工部(D
1 )で被加工物に発生するスパイラル状砥石軌跡を取り
除きながらスパークアウト部(D3 )への負担を軽減す
るためのプレフラット加工としての機能を有す。またス
パークアウト部(D 3 )はスパイラル状砥石軌跡を完全
除去すると共に平坦面の仕上げ加工上重要である。
【0012】従来、ガラスディスク基板に用いられる加
工方法としては、縦型ならびに横型ロータリー研削盤を
用いた砥石(固定砥粒)加工、またはラップ盤を用いた
遊離砥粒ならびに半固定砥粒加工があげられる。縦型な
らびに横型ロータリー研削盤を用いた砥石(固定砥粒)
加工の場合、ビットの発生は押さえることができるが加
工速度が数μm〜数10μm/毎分程度の深さ方向の切
り込み加工しか実現できない。また、ラップ盤を用いた
遊離砥粒ならびに半固定砥粒では平坦度品質は良好であ
るが、ビットの発生ならびに縦型ならびに横型ロータリ
ー研削盤による砥石加工以上に加工での生産性が低い。
これに対して、この発明の方式による特徴として特に次
の三つの点が上げられる。<1>深さ方向の切り込み深
さを数μm〜数100μm確保しながら加工送り速度を
数mm〜数m/毎分まであげることが可能でありながら
ビットの発生がない。<2>研削での形状が意図的に制
御できること。最終面品質を仕上げる加工で必要とする
形状の生成である。具体的には基本形状としてはフラッ
トであるが、円錐凸形状、円錐凹形状が回転テーブル、
または移動テーブルのX軸あるいはY軸を傾き調整によ
って可能としている。更に、被加工物の両面が加工対象
である場合は各々の面毎にその形状を意図的に制御でき
る。したがって、板厚ばらつきは0μmから数100μ
mまで自由に設定できる。<3>従来の加工方式では被
加工物の大きさが変わった場合、一回あたりの加工数量
が直接的に加工生産性として影響を受ける(ワークテー
ブルの大きさと被加工物の大きさで加工機へのセットで
きる数量が制約される。)。しかしながら、本発明によ
る加工方式では大きさの違いによる影響は前述の送り速
度を可能としているため、加工生産性に大きく影響する
ことはない。
【0013】砥石(固定砥粒)を用いた従来の加工方式
とこの発明との比較を行った結果、図4に示したよう
に、#800でのダイヤ砥石を用いて切り込み深さ20
μmでは縦型ロータリー研削盤では、加工送り速度約2
0μm/毎分、面粗さはRmax2.0μm程度であるの
に対して、この発明方式では、図5に示したように、加
工送り速度約1,000mm/毎分、面粗さはR
max 0.5μm程度であった。したがって、加工性(生
産性)において縦型ロータリー研削盤(φ600mm加
工テーブルにφ65mm被加工物を外周セット一列の場
合)が、{(エアーカット50μm+被加工物研削代2
0μm)/20μm加工送り+スパークアウト30秒}
/20枚取りで一枚あたり片面研削で4分/20枚=
0.2分/枚・片面であるのに対し、この発明方式で
は、{(エアーカット5mm+被加工物半径32.5m
m)/送り速度1,000mm}×往復2=0.075
分/枚・片面となり、設備への被加工物脱着時間を考え
ず、純粋に加工時間だけを比較しても約2.7倍の生産
性が求められる。この比較は被加工物の大きさに比例し
て顕著な差として現れる。
【0014】また、面粗さは約1/4まで向上させるこ
とが可能であることが確認された。なお、縦型ロータリ
ー研削盤でのエアーカット50μmは、被加工物の初期
板厚のばらつきならびに加工機の早送りから設定加工速
度への切り替わり時のオーバーランによるものである。
また、この発明方式でのエアーカット5mmは被加工物
のセット時に砥石との接触ならびに安全性から設定した
数値であり、絶対的なものではない。
【0015】もちろん、この発明は、ガラス基板を対象
とするだけではない。また、発明の細部の態様において
は様々に可能でもある。
【0016】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この発明に
よって、ガラスディスク基板等において、優れた品質精
度と加工速度によって、その表面研削が可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のディスク基板の加工装置の基本構成
を例示した斜視図である。
【図2】この発明の装置の回転および送り方向を例示し
た斜視説明図である。
【図3】この発明の加工機構を示す断面説明図である。
【図4】従来例による研削の面粗さを示した図である。
【図5】この発明による研削の面粗さを示した図であ
る。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3軸方向(X,Y,Z)の移動機構によ
    りディスク基板および外周刃砥石の位置決めを行い、外
    周刃砥石およびディスク基板をそれぞれ回転させなが
    ら、外周刃砥石によってディスク基板にサイドカット加
    工とスパークアウト加工とが順次連続的に行われるよう
    に、ディスク基板または外周刃砥石のどちらか一方を、
    3軸のいずれかの少なくとも一方向に移動させて研削加
    工を行うことを特徴とするディスク基板の加工方法。
  2. 【請求項2】 外周刃砥石がダイヤモンド砥石であるこ
    とを特徴とする請求項1のディスク基板の加工方法。
  3. 【請求項3】 外周刃砥石の砥石幅を5mm以上とし、
    被加工物を深さ方向に研削するサイドカット加工部と、
    サイドカット加工後に平面研削する寸法出し加工部およ
    びスパークアウト加工部を有する外周刃砥石を用いて加
    工する請求項1または2のディスク基板の加工方法。
  4. 【請求項4】 ディスク基板がガラス基板であることを
    特徴とする請求項1ないし3のいずれかのディスク基板
    の加工方法。
  5. 【請求項5】 3軸方向(X,Y,Z)の移動機構と、
    外周刃砥石およびその駆動の機構と、ディスク基板の載
    置とその駆動の機構とを備え、3軸方向(X,Y,Z)
    の移動機構により載置されたディスク基板と外周刃砥石
    の位置決めを行い、外周刃砥石およびディスク基板を駆
    動の機構によってそれぞれ回転させながら、外周刃砥石
    によってディスク基板にサイドカット加工とスパークア
    ウト加工とが順次連続的に行われるように、ディスク基
    板または外周刃砥石のどちらか一方を、3軸のいずれか
    の少なくとも一方向に移動させて研削加工を行うことを
    特徴とするディスク基板の加工装置。
  6. 【請求項6】 外周刃砥石がダイヤモンド砥石であるこ
    とを特徴とする請求項5のディスク基板の加工装置。
  7. 【請求項7】 外周刃砥石は、砥石幅が5mm以上であ
    って、被加工物を深さ方向に研削するサイドカット加工
    部と、サイドカット加工後に平面研削する寸法出し加工
    部およびスパークアウト加工部を有していることを特徴
    とする請求項5または6のディスク基板の加工装置。
JP1714097A 1997-01-30 1997-01-30 ディスク基板の加工方法と加工装置 Pending JPH10217077A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015122456A1 (ja) * 2014-02-17 2015-08-20 株式会社 荏原製作所 研磨装置および研磨方法
CN108436684A (zh) * 2018-05-30 2018-08-24 郑州博钰特超硬材料制品有限公司 一种用于石材加工的打磨装置

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US10144103B2 (en) 2014-02-17 2018-12-04 Ebara Corporation Polishing apparatus and polishing method
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