JPH11859A - 研磨方法および研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークをキャリアに装填するローディング作
業と、研磨終了後のワークをキャリアから取り出すアン
ローディング作業とを容易に行い得るようにした技術を
提供する。 【解決手段】 下側定盤１１に設けられた環状の下側砥
石１２と、上側定盤１３に設けられた環状の上側砥石１
４との間には、それぞれワークＷを保持するための複数
のキャリア１７が配置されるようになっている。太陽歯
車１５はそれぞれのキャリア１７に砥石１２，１４の径
方向内方において噛み合っており、それぞれのキャリア
１７には径方向外方において歯車１９が噛み合ってい
る。太陽歯車１５を駆動側としてこれを回転駆動する
と、キャリア１７はその回転中心位置が移動することな
く自転する。したがって、ワークＷを装填するときと研
磨終了後にワークを取り出すときの何れにあってもキャ
リア１７の位置は一定である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク用アル
ミニウム基盤などの円板状のワークを研磨加工するため
の研磨技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数枚の磁気ディスク用アルミニウム基
盤の両面を同時に研磨加工する研磨装置は、環状の上側
砥石が設けられた下側定盤と、環状の上側砥石が設けら
れた上側定盤とを有しており、これらの上下両方の定盤
は相互に逆方向に回転駆動されるとともに、上下方向に
移動自在となっている。

【０００３】それぞれ複数のワークを保持する保持孔が
形成された複数のキャリアは下側砥石の上に配置され、
それぞれのキャリアは、下側定盤の回転中心部に回転自
在に設けられた太陽歯車と、下側定盤の外方に位置させ
て固定された内歯歯車とに噛み合うようになっている。
したがって、太陽歯車を回転させると、それぞれのキャ
リアは太陽歯車の周りを自転しながら公転する。このよ
うな研磨装置としては、たとえば特許第２５５６６０５
号公報に示されるようなものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなタイプの研
磨技術にあっては、研磨能率を向上させるために、それ
ぞれのキャリアに対して同時にワークを装填するととも
に、研磨後には全てのワークを同時にキャリアから取り
出すことが行われており、同時に、たとえば、４０個や
５０個程度の多数のワークのローディングとアンローデ
ィングを行う必要がある。

【０００５】したがって、上述したように、太陽歯車と
内歯歯車とによりそれぞれのキャリアを自転運動と公転
運動をさせることにより遊星運動させるようにすると、
それぞれのキャリアにワークを自動的に装填するローデ
ィング操作と、研磨後にワークをキャリアから取り出す
アンローディング操作とがなされる際には、それぞれの
キャリアを公転方向に所定の位置に正確に位置決めする
とともに、それぞれのキャリアの回転位相も所定の位相
となるようにキャリアを正確に位置決めする必要があ
る。

【０００６】このため、太陽歯車の回転数をエンコーダ
などを利用して検出することにより、太陽歯車の回転停
止位置を検出結果に基づいて演算しており、太陽歯車の
位置決め停止のためにかなり複雑な制御を必要としてい
る。

【０００７】本発明の目的は、ワークをキャリアに装填
するローディング作業と、研磨終了後のワークをキャリ
アから取り出すアンローディング作業とを容易に行い得
るようにした技術を提供することにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１０】すなわち、本発明の研磨方法は、水平面内
において回転する下側定盤に環状に設けられた下側研磨
具の上に配置された複数のキャリアの複数の保持孔にそ
れぞれワークを装填する工程と、前記下側定盤に対向し
て回転する上側定盤に設けられた上側研磨具と前記下側
研磨具とを前記ワークの上下両面に接触させる工程と、
前記ワークを前記上側研磨具と下側研磨具に接触させて
前記上側定盤と前記下側定盤とを回転させながら、前記
キャリアを回転中心位置を固定させた状態で回転させる
工程と、研磨終了後に前記ワークを前記保持孔から取り
出す工程とを有し、前記保持孔に前記ワークを装填する
際と、研磨終了後に前記ワークを前記保持孔から取り出
す際とにおいて、前記キャリアの回転中心位置が前記下
側定盤の回転方向に対して同一の位置となるようにした
ことを特徴とする。

【００１１】本発明の研磨装置は、水平面内において回
転する下側定盤に設けられた環状の下側研磨具と、前記
下側定盤に対向して回転する上側定盤に設けられた環状
の上側研磨具と、前記下側研磨具の上に載置され、ワー
クを保持する複数の保持孔が形成された複数のキャリア
と、前記研磨具の径方向内方において前記キャリアと噛
み合う第１歯車と、前記研磨具の径方向外方において前
記キャリアと噛み合う第２歯車とを有し、前記キャリア
を回転中心位置を固定させた状態で回転させる駆動手段
とを有することを特徴とする。

【００１２】本発明にあっては、キャリアは研磨に際し
て回転中心位置が変化しないので、キャリアにワークを
装填する際と研磨後にワークを取り出す際とにおいて、
何れもキャリアは同一の位置となっており、研磨終了後
にキャリアの停止のために位置決め制御が容易となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施の形態である研磨装
置の概略構造を示す一部切り欠き斜視図であり、図２は
図１における下側部分を示す平面図である。

【００１５】この研磨装置１０は矢印で示すように水平
面内において回転する下側定盤１１を有し、この下側定
盤１１には環状の下側研磨具としての下側砥石１２が取
り付けられ、下側定盤１１は上下方向に調整移動自在と
なっている。下側定盤１１の上方には、これに対向して
回転する上側定盤１３が配置されており、この上側定盤
１３には下側砥石１２に対応して環状となった上側砥石
１４が上側研磨具として取り付けられている。この上側
定盤１３は矢印で示すように、下側定盤１１の回転方向
とは逆方向に回転するとともに上下方向に移動自在とな
っている。

【００１６】下側定盤１１の回転中心部には外径が下側
砥石１２の内径よりも小径となった太陽歯車１５が矢印
で示すように下側定盤１１と同一の方向に回転自在に設
けられており、下側砥石１２の外径よりも大径となった
環状のホルダー１６が下側定盤１１を囲むように固定配
置されている。

【００１７】下側砥石１２の上には、図示する場合に
は、１０個のワークキャリアつまりキャリア１７が配置
されるようになっており、それぞれのキャリア１７は外
周部に外歯歯車が形成されている。それぞれのキャリア
１７には、ワークである磁気ディスク用アルミニウム基
板Ｗを収容するための円形の保持孔１８が５つずつ形成
されており、キャリア１７の厚みはワークＷの厚みより
も薄く形成されている。図示する場合には、図２に示す
ように、太陽歯車１５のピッチ円直径Ｄとキャリア１７
のピッチ円直径ｄの比は、2.5 ：1 となっているが、こ
の比を３：１としたり、２：１にしたり、１：１にする
など任意の比に設定することができる。また、下側砥石
１２の上に配置されるキャリア１７の数およびそれぞれ
のキャリア１７に形成される保持孔１８の数もそれぞれ
任意に設定することができる。

【００１８】図２に示すように、ホルダー１６には、キ
ャリア１７の数に対応させて１０個の歯車１９が回転自
在に取り付けられており、それぞれのキャリア１７は太
陽歯車１５と対応する歯車１９とに噛み合っている。し
たがって、太陽歯車１５はそれぞれのキャリア１７に砥
石１２，１４の径方向内方において噛み合う第１歯車つ
まり大歯車を構成し、歯車１９はキャリア１７に砥石１
２，１４の径方向外方において噛み合う第２歯車つまり
小歯車を構成しており、１つの太陽歯車１５と各々の歯
車１９とによりそれぞれのキャリア１７を回転中心を固
定させた状態で回転させるための駆動手段が構成されて
いる。

【００１９】図２において、太陽歯車１５の回転中心と
キャリア１７の回転中心とを結ぶ径方向線をＲとし、キ
ャリア１７の回転中心と歯車１９の回転中心とを結ぶ進
み角線をｒとすると、それぞれのキャリア１７と歯車１
９との噛み合い位置は、進み角線ｒが径方向線Ｒに対し
て角度θだけ下側定盤１１の回転方向にずれた位置とな
っており、その角度θとなる位置にそれぞれの歯車１９
はホルダー１６に取り付けられている。

【００２０】それぞれのキャリア１７と噛み合うそれぞ
れの歯車１９は、上述した角度θとなってキャリア１７
に噛み合って回転自在となっているので、歯車１９と太
陽歯車１５との間の隙間がキャリア１７の直径ｄよりも
小さくなっており、太陽歯車１５を矢印で示す方向に回
転させると、キャリア１７が太陽歯車１５の周りで公転
移動することが防止され、回転中心位置が固定された状
態となってキャリア１７は自転することになる。

【００２１】つまり、太陽歯車１５を回転させると、そ
れぞれのキャリア１７にはＦ₁ の力が加わって、これに
よりキャリア１７にはこれをずらし移動する力Ｆ₂ が加
わることになるが、キャリア１７には歯車１９が噛み合
ってキャリア１７の回転中心位置が固定されているの
で、キャリア１７には回転トルクＴが発生し、キャリア
１７は回転中心位置がずれ移動することなく、回転運動
することになる。

【００２２】ずらし角度θは、キャリア１７の剛性や歯
車１９の径などを考慮して設定されることになる。すな
わち、キャリア１７の剛性が小さいと、変形して太陽歯
車１５と歯車１９との間の間隔を乗り越えて太陽歯車１
５の回転方向に移動することになり、剛性を持たせても
角度θが小さいとＦ₁ の力が回転トルクＴとならず、キ
ャリア１７が太陽歯車１５と歯車１９との間でブロック
される恐れがある。角度θをあまり大きくすると、歯車
１９の径が大きくなってしまう。そこで、これらの要素
を加味して所定の角度θが設定される。

【００２３】図３は研磨装置１０を示す断面図であり、
図示しない台座に固定された支持台２１には軸受により
回転自在に筒状の駆動体２２が組み込まれており、この
駆動体２２の中空孔内には、上端部で下側定盤１１に固
定された中空の駆動軸２３が設けられている。駆動体２
２の回転を駆動軸２３に伝達するとともに、駆動軸２３
を駆動体２２に対して上下方向に移動自在とするため
に、駆動軸２３と駆動体２２との間にはすべりキー２４
が設けられている。駆動軸２３の中空孔内には、上端部
で太陽歯車１５に固定された回転軸２５が回転自在に設
けられており、この回転軸２５はその下端部で図示しな
い軸受により支持されている。

【００２４】下側定盤１１を回転駆動するために、駆動
体２２にはプーリー２６が固定され、このプーリー２６
に掛け渡される図示しないタイミングベルトをモータに
より駆動することにより、下側定盤１１は所定の方向に
回転駆動される。また、太陽歯車１５を回転駆動するた
めに、回転軸２５の下端部には図示しないプーリーが固
定され、これをモータにより回転駆動することにより、
太陽歯車１５は下側定盤１１とは別の駆動源により駆動
されるようになっている。

【００２５】一方、上側定盤１３は下面に上側砥石１４
が取り付けられる環状の定盤本体２７を有しており、そ
の定盤本体２７には第１補強部材２８が取り付けられ、
さらにこの第１補強部材２８には第２補強部材２９が取
り付けられている。これらの部材により上側定盤１３
は、全体として中空孔を有することなく、高い剛性を有
している。上側定盤１３の上方には図示しない駆動部材
が配置されており、この駆動部材によって上側定盤１３
は所定の方向に回転駆動されるとともに、上下方向に駆
動されるようになっている。

【００２６】次に、前述した研磨装置によりワークを研
磨する手順について説明する。

【００２７】図４に示すように、研磨装置１０の下側定
盤１１に隣接させて、ローディングテーブル３１とアン
ローディングテーブル３２とが配置されている。キャリ
ア１７に装填されるワークＷは、まず、ローディングテ
ーブル３１の上に、停止状態のキャリア１７のそれぞれ
の保持孔１８の位置に対応させて載置される。その際に
は、図示しないワーク収容容器に収容されたワークを１
つずつローディングテーブル３１の上に載置する。

【００２８】そのときには、１つのキャリア１７の５つ
の保持孔１８の位置に対応させて５つのワークＷをロー
ディングテーブル３１の上に載置した後に、そのテーブ
ル３１を１つのキャリア１７の位相角度に対応した３６
°だけ回転させ、次の５つのワークＷをテーブル３１の
上に載置することになる。その操作を１０個のキャリア
１７の全てに対応させて行う。図４にあっては、合計５
０個のワークＷがローディングテーブル３１の上に載置
された状態が示されている。

【００２９】ローディングテーブル３１の上方には上下
動自在に図示しないワーク装填装置が設けられており、
この装置によつて５０個のワークＷが同時に保持されて
上昇した後に、水平移動されて下側定盤１１の真上にま
で搬送され、次いで、ワークＷは下降移動されてそれぞ
れのキャリア１７の保持孔１８にワークＷが装填され
る。なお、ワーク装填装置には、それぞれのワークＷを
保持するためのチャックがワークＷの数に対応した数だ
け設けられており、チャックはそれぞれのワークＷの中
央部に形成された貫通孔の部分でワークＷを保持するこ
とになる。

【００３０】このようにして、ワークＷが保持孔１８に
装填された後に、上側定盤１３を下降移動させて、上側
砥石１４をワークＷの上面に接触させる。これにより、
それぞれのワークＷはその下面が下側砥石１２に接触
し、上面が上側砥石１４に接触することになる。

【００３１】この状態のもとで、下側定盤１１と上側定
盤１３と相互に逆方向に回転させるとともに、太陽歯車
１５を下側定盤１１と同一の方向に回転駆動させる。太
陽歯車１５の回転によって、これを駆動側の歯車として
これに噛み合う全てのキャリア１７は回転することにな
る。それぞれのキャリア１７はホルダー１６に回転自在
に取り付けられたアイドル歯車つまり歯車１９によって
移動することが抑制されているので、回転中心位置が移
動することなく、下側砥石１２と上側砥石１４との間で
従動回転することになる。キャリア１７の回転によっ
て、保持孔１８に装填されたワークＷは砥石１２，１４
の幅方向に移動しながら、上下両面が砥石により研磨さ
れる。研磨精度や研磨能率はキャリア１７を従来のよう
に自転運動と公転運動を行う場合と同様とすることがで
きる。

【００３２】研磨が終了した後には、上側定盤１３を上
昇移動させ、ローディングテーブル３１に載置されたワ
ークＷを、研磨装置１０に装填するためのワーク装填装
置と同様の構造からなる図示しないワーク取り出し装置
によって、全てのキャリア１７からアンローディングテ
ーブル３２の上に搬送する。

【００３３】このときには、キャリア１７はローディン
グテーブル３１に載置されたワークＷを装填したとき
と、同一の位置となっているので、ワークＷの取り出し
に際しては、太陽歯車１５の停止位置を制御することが
不要となる。これにより、位置決め制御の構造が簡単と
なり、低コストで所望の研磨精度を有する研磨装置が得
られることになる。

【００３４】図５（Ａ）は本発明の他の実施の形態であ
る研磨装置の要部を示す平面図であり、この場合には、
太陽歯車１５の回転中心とキャリア１７の回転中心とを
結ぶ径方向線をＲに対して、下側定盤１１の回転方向と
その逆方向とにそれぞれ所定の角度ずらして１つのキャ
リア１７に対して２つの歯車１９ａ，１９ｂが設けられ
ている。この場合には、下側定盤１１を正逆何れの方向
に回転させても、ワークを研磨することができる。

【００３５】図５（Ｂ）は本発明のさらに他の実施の形
態である研磨装置の要部を示す平面図であり、この場合
には１つの歯車１５を全てのキャリア１７に噛み合わせ
ることなく、１つのキャリア１７に対して内側の歯車１
５ａと、外側の歯車１９とを噛み合わせるようにしてい
る。この場合には、それぞれの歯車１５ａ，１９がキャ
リア１７の数だけ設けられることになり、両方の歯車１
５ａ，１９の何れを駆動側とするようにしても良い。

【００３６】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３７】たとえば、図示する場合には研磨装置に取
り付けられた研磨砥石を研磨具としてワークを研磨操作
する場合を示したが、研磨マットやバフなどを有し、ワ
ークにラッピング操作やポリッシング操作を行うための
研磨装置にも本発明を適用することができる。また、キ
ャリアの数や各々のキャリアに形成される保持孔の数は
任意とすることができることは言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００３９】(1).ワークを保持するためのキャリアは定
盤の円周方向にはずれ移動することなく、回転中心位置
が固定された状態で回転することになるので、複数のワ
ークをキャリアに装填するワークのローディング操作
と、研磨終了後にワークをキャリアから取り出すアンロ
ーディング操作とを容易に行うことができる。

【００４０】(2).キャリアを定盤の円周方向に公転移動
させないので、ワークのローディングとアンローディン
グとに際して、キャリアを所定の位置に位置決め停止さ
せるために太陽歯車の停止位置を制御することが不要と
なり、制御装置の製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である研磨装置を示す一
部切り欠き斜視図である。

【図２】図１に示された研磨装置の下側部分を示す平面
図である。

【図３】図１に示された研磨装置を示す断面図であり、
図２における３−３線に沿う部分を示す。

【図４】研磨装置に隣接した配置されたローディングテ
ーブルとアンローディングテーブルとを示す斜視図であ
る。

【図５】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施の形
態である研磨装置の要部を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 研磨装置 １１ 下側定盤 １２ 下側砥石 １３ 上側定盤 １４ 上側砥石 １５ 太陽歯車 １６ ホルダー １７ キャリア １８ 保持孔 １９ 歯車 ２１ 支持台 ２２ 駆動体 ２３ 駆動軸 ２４ すべりキー ２５ 回転軸 ２６ プーリー ２７ 定盤本体 ２８，２９ 補強部材 ３１ ローディングテーブル ３２ アンローディングテーブル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平面内において回転する下側定盤に環
   状に設けられた下側研磨具の上に配置された複数のキャ
   リアの複数の保持孔にそれぞれワークを装填する工程
   と、 前記下側定盤に対向して回転する上側定盤に設けられた
   上側研磨具と前記下側研磨具とを前記ワークの上下両面
   に接触させる工程と、 前記ワークを前記上側研磨具と下側研磨具に接触させて
   前記上側定盤と前記下側定盤とを回転させながら、前記
   キャリアを回転中心位置を固定させた状態で回転させる
   工程と、 研磨終了後に前記ワークを前記保持孔から取り出す工程
   とを有し、 前記保持孔に前記ワークを装填する際と、研磨終了後に
   前記ワークを前記保持孔から取り出す際とにおいて、前
   記キャリアの回転中心位置が前記下側定盤の回転方向に
   対して同一の位置となるようにしたことを特徴とする研
   磨方法。
2. 【請求項２】 水平面内において回転する下側定盤に設
   けられた環状の下側研磨具と、 前記下側定盤に対向して回転する上側定盤に設けられた
   環状の上側研磨具と、 前記下側研磨具の上に載置され、ワークを保持する複数
   の保持孔が形成された複数のキャリアと、 前記研磨具の径方向内方において前記キャリアと噛み合
   う第１歯車と、前記研磨具の径方向外方において前記キ
   ャリアと噛み合う第２歯車とを有し、前記キャリアを回
   転中心位置を固定させた状態で回転させる駆動手段とを
   有することを特徴とする研磨装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の研磨装置であって、前記
   第１歯車は全てのキャリアに噛み合い駆動源に連結され
   た駆動側の大歯車であり、前記第２歯車は前記キャリア
   に対応して複数設けられ前記キャリアにより従動回転す
   る従動側の小歯車であることを特徴とする研磨装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の研磨装置であって、前記
   小歯車は前記キャリアに対応した数が前記下側研磨具の
   外方に設けられた環状のホルダーに回転自在に取り付け
   られ、かつ前記小歯車は前記下側定盤の回転方向にずれ
   た位置に取り付けられていることを特徴とする研磨装
   置。