JPS6186173A - 磁気デイスクの表面加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ディスク記憶装置に用いられる磁気ディスク
の表面加工装置に係り、特に、磁気ディスクのディスク
基板の両面を同時に加工するに好適な、磁気ディスクの
表面加工装置に関するものである。

〔発明の背景〕

まず、従来の磁気ディスクの表面加工装置とその問題点
を、図面を用いて説明する。

第４図は、従来、磁気ディスクの表面加工に使用されて
いる加工装置の一例としてのダイヤモンド旋盤を示す斜
視図、第５図は、第４図に係るダイヤモンド旋盤による
加工面を示す拡大断面図である。

第４図において、１は、ディスク基板であるＡｔ円板、
２は、このＡ７円板１を保持する真空チャック、４は、
ｋｔ円円板の表面を旋削加工するダイヤモンドバイト、
３は、空気軸受からなる主軸である。

このダイヤモンド旋盤（特開昭５７−４８４０１号公報
およびニューモプレシジョン社製超精密旋盤ＭＳＧ−７
００）は、Ａ／、円板１を真空チャック２で保持し、こ
れを矢印ｒ６方向へ回転させながら、矢印ｒ、方向に往
復動する往復台５上のダイヤモンドバイト４によって旋
削加工するものである。

このようにして旋削加工されたＡｔ円板の加工面１ａの
表面粗さは０，０２μｍＲｍａｘ、　　うねりは０．０
５μｍを達成することができ、ダイヤモンドバイト４の
軌跡を高精度でＡｔ円板１の加工面１ａに転写すること
が可能となった。しかしながら、旋削加工は、ダイヤモ
ンドバイト４の刃先形状と送りピッチとにより、第５図
に示すように、加工面１ａにダイヤモンドバイト４の旋
削痕が形成される。将来の高密度記録用の磁気ディスク
では、さらに高い表面精度が要求されるが、上述したよ
うな現状の旋削加工ではその表面精度を得ることは難し
くなっている。また、旋削加工では、例えば板厚約１．
９　ｒｔａｎ　、外径φ３５６ｍｍのＡｔ円板１を真空
チャック２により保持し、Ａｔ円板１を片面ずつ加工す
るものであるから、真空チャック２から脱離した後のＡ
ｔ円板１の形状精度が加工歪等の影響を受け、高い精度
を得ることが難しい問題もあった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術における困難を解決して、
磁気ディスクのディスク基板の表面を、スクラッチフリ
ーの高精度平面に加工することができる、磁気ディスク
の表面加工装置の提供を、その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る磁気ディスクの表面加工装置の構成は、デ
ィスク記憶装置に用いられる磁気ディスクのディスク基
板の両面を同時に加工する表面加工装置において、チャ
ックしたディスク基板を研磨剤中で回転させる回転機構
と、前記ディスク基板と対向する面に該ディスク基板の
円周方向に沿って傾斜を設けてなる工具を支持し、該工
具に加わる負荷荷重を検出するための歪ゲージを途中に
固着し、前記ディスク基板の両面側に配設した一対の板
ばねと、この一対の板ばね間の距離を調節する微動機構
と、前記一対の板ばねを支持した摺動板を上下動させる
上下調整機構と、前記摺動板を水平方向に移動させる摺
動機構と、前記ディスク基板の板厚を非接触で測定する
ための超音波マイクロメータと、この超音波マイクロメ
ータを、前記工具と同一半径位置にくるように該工具と
同期して移動させるマイクロメータ摺動機構と、前記両
歪ゲージで検出した負荷荷重が同一になるように前記微
動機構、上下調整機構を作動させるとともに、前記回転
機構、摺動機構を作動させて前記ディスク基板の回転数
、前記工具の摺動速度および摺動回数を制御し、且つ前
記超音波マイクロメータからの出力波形を処理して前記
ディスク基板の板厚のばらつきが所定値以内になるよう
に制御することができる制御装置と、一定温度の研磨剤
を循環供給する研磨剤恒温装置とを有せしめるようにし
たものである。

〔発明の実施例〕

実施例の説明に入るまえに、本発明に係る基本的事項を
、図面を用いて説明する。

第２．３図は、本発明に係る基本的事項を説明するため
のものであり、第２図は、加工状態を示す要部拡大断面
図（後述する第１図の■−■矢視拡犬断面図）、第３図
は、板厚測定の原理図である。

従来のダイヤモンドバイトにより旋削加工されたＡｔ円
板面の微小な凹凸やうねりを低減するためには、ボリシ
／グ加工の適用が考えられる。しかし、従来のポリシャ
に研磨剤を介在させてｋｌ円板を研磨すると、該Ａｔ円
板が軟質材であるのでスクラッチ等の欠陥が加工面に生
じやすい。また、前記ポリシャが粘弾性体であるので、
うねり、すなわちＡ７円板の板厚のばらつきを低減させ
ることも難しい。

そこで、本発明においては、Ａｔ円板を、ディスク記憶
装置として適用された状態、すなわち、Ａｔ円板の内周
部をチャックし、このＡｔ円板を水平にした状態で保持
し、第２図に示すように、ＡＡ７円板と対向する面７ａ
に該Ａｔ円板１の円周方向に沿って傾斜を設けた工具７
によって、ｋｔ円板１０両面を同時に加工する方法を適
用し、さらに、相対速度Ｖで回転するＡＡ７円板を研磨
剤１７中で加工することにより、Ａｊ７円板と工具７と
の間に研磨剤１７の流れを生じさせ、くさび効果によっ
て動圧を発生させて、工具７とＡｔ円板１との間に、研
磨剤１７の砥粒よりも大きい隙間りを生じさせ、該は粒
を工具７に保持することなく、そのは粒を加工面の凸部
に衝突させることによって、該加工面を平滑化させる。

この工具面７ａと加工面との隙間りは、相対速度■、工
具７の寸法ｔ、研磨剤１７の粘性η等によって変化ここ
で、ｐは動圧、ξは側流補正係数、Ｋｗは負荷係数であ
って工具面７ａの形状によって定まる。

したがって、負荷荷重（＝ｐ×工具面の面積）を調整す
ることによって、隙間りを制御することができ、加工面
との間に研磨剤１７が流動し、加工面の凸部では研磨剤
１７の流れが局部的に速くなり、砥粒による凸部の除去
量が多くなって平滑化が進む。

また、Ａｔ円板１の加工状態で、Ａｔ円板１の板厚を超
音波を利用して非接触で測定する。この板厚測定原理は
、第３図に示すように、Ａｔ円板１中の音速をＶとする
と、第１底面反射波Ｂｌと第２底面反射波Ｂ２との時間
Ｔを計測することによって、Ａｔ円板１の測定点での板
厚ｔが求められる。すなわち、ｔ＝ｌＶＴである。

したがって、Ａｔ円板１の板厚が局部的に太きい場合に
は、工具７の摺動速度、すなわち加工時間を制御するこ
とにより、ＡＡ７円板の板厚のばらつきを均一化するこ
とができるものである。

以下、実施例によって説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る磁気ディスクの表面
加工装置を示す縦断面図である。

この第１図において、２０は、上端に設けたチャック部
２１でＡｔ円板１（外径２１０ｍｍ、内径１００ｍ、板
厚１．９　ｍｍ　）を保持することができる回転軸であ
り、この回転軸２０にはプーリ２２が嵌入され、軸受２
３を介して架台脚２４に回転自在に支持されている。６
は、前記プーリ２２との間に掛は渡したベルト２５を介
して、回転軸２０を回転駆動することができる回転機構
である。７は、Ａｔ円板１と対向する面７ａに該Ａｔ円
板１の円周方向に沿って傾斜を設けた、セラミック製の
工具（長さ２０１晰９幅１（ｈ＋＋ｍ、厚さ５順）であ
り、この工具７は、この工具７に加わる負荷荷重を検出
するための歪ゲージ９を途中に固着した板ばね８の先端
に取付けられている。そして、このように工具７．歪ゲ
ージ９を取付けた一対の板ばね８が、Ａｔ円板１の両面
側に配設されている。

１０は、両板ばね８間の距離を調整することができる微
動機構、１２は、一対の板ばね８を保持した摺動板１１
を上下動させることができる上下調整機構、１３は、摺
動板１１を水平方向に移動させることができる摺動機構
、１４は、Ａｔ円板１の板厚を非接触で測定することが
できる、ニオブ酸鉛によるトランスジューサを用いた、
発振周波数２５ＭＨ２の超音波マイクロメータ、１５は
、この超音波マイクロメータ１４を、架台底部１９に穿
設した摺動溝１９ａに沿って、工具７と同一半径位置に
くるように、送りポールねじ１５ａによって該工具７と
同期して移動させるマイクロメータ摺動機構、１６は、
歪ゲージ９からの負荷荷重を検出し、それぞれの負荷荷
重が同一の設定値になるように微動機構１０および上下
調整機構１２を作動させるとともに、回転機構６．摺動
機構１３を作動させてＡｔ円板の回転数、工具７の摺動
速度および摺動回数を制御し、且つ超音波マイクロメー
タ１４からの出力波形を処理してＡｔ円板の板厚のばら
つきが設定値以内になるように制御することができる制
御装置である。前記摺動速度とは、工具７を取付けた板
ばね８を摺動機構１３によって半径方向に移動させると
きの、該工具７の移動速度であり、また、摺動回数は、
Ａ４円板１の外周から該Ａｔ円板１の内周までの半径方
向の移動を１回の摺動という。２６は、研磨剤１７を溜
める研磨剤タンク、１８は、研磨剤１７の温度を一定に
保持し、これを研磨剤タンク２６内へ循環供給する研磨
剤恒温装置である。

このように構成した磁気ディスクの表面加工装置の動作
を説明する。

Ａｔ円板１を回転軸２０のチャック部２１で保持し、所
定温度に保持した研磨剤１７をｖｒｂ剤恒温装置１８か
ら研磨剤タンク２６内へ供給して循環させる。次に、制
御装置１６に、回転軸２０の回転数、工具７の負荷荷重
（１ｋｇｆ）、工具７の摺動速度および摺動回数、なら
びにＡ４円板１の板厚のばらつきをそれぞれ設定する。

ここで表面加工装置をＯＮにすると、工具７がＡｔ円板
１の外周部へ移動するとともに、超音波マイクロメータ
１４も工具７と同期して外周部へ移動し、Ａｔ円板１が
前記設定回転数で回転する。

さらに、微動機構１０および上下調整機構１２によって
工具７かに１円板１の両面に接近し、負荷荷重が前記設
定値１ｋｇｆになるように調節され、加工が開始される
。そして摺動機構１３により、工具７がＡｔ円板１上を
半径方向内側へ前記設定摺動速度で移動し、超音波マイ
クロメータ１４も同期して移動し、Ａｔ円板１の内周に
至って逆転し外周部まで戻って１回の摺動を終える。こ
の１回の摺動によって超音波マイクロメータ１４で検出
された板厚は、制御装置１６によって記憶、処理され、
次の摺動時には、板厚の厚い部分における摺動速度が遅
くなり、そこでの局部的な加工が行によって、Ａｔ円板
１の表面精度が逐次向上し、加工終了時には、表面粗さ
が０．０１μｎｉ３ｍａｘ以下のスクラッチフリーの所
望の鏡面に仕上げられる。

以上説明した実施例によれば、Ａｔ円板１の傷かつ青や
すい加工面に工具面を接触させることなく、Ａ４円板１
の両面側へ配設した一対の工具７と前記加工面との間へ
温度一定の研磨剤１７（温度一定にすることにより粘性
が一定になる）を流動させ、研磨剤１７中の遊離砥粒と
加工面の凸部との衝突によってその凸部を削り取シ、ま
た加工状態でＡｔ円板１の局部的な板厚のばらつきを超
音波マイクロメータ１４で検出し、工具７の摺動速度す
なわち加工時間の制御によって板厚を均一化するように
したので、Ａｔ’円板１の両面を同時に、スクラッチフ
リーで表面粗さ０．０１μｍ　Ｒｍａｘ　。

板厚ばらつき１μｍ以内の、うねりのほとんどない高精
度平面に加工することができるという効果がある。

特に、板厚が０．５■以下の薄板円板の表面加工に対し
ては、従来加工法では難しく、本発明の効、果が著しい
ものである。　　　□ なお、本実施例においては、Ａｔ円板１の表面加工を実
施する場合について説明したが、本発明ハ、黄銅、ステ
ンレス、ガラス、セラミックスなどの円板や、これらの
円板上に薄膜形成した、磁気ディスクのディスク基板の
表面加工にも適用できるものである。

さらに、本実施例においては、工具７としてセラミック
製のものを使用した場合について説明したが、セラミッ
クの表面に粘弾性体のポリシングクロスを接着した工具
、セラミックの表面に有機膜や無機膜を形成した工具を
用いた場合にも、同様の効果を奏するものである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、磁気ディス
クのディスク基板の表面を、スクラッチラリ−の高精度
平面に加工することができる、磁気ディスクの表０面加
工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る磁気デイスりの表面
加工装置を示す継断面図、第２，３図は、本発明に係る
基本的事項を説明するためのものであり、第２図は、加
工状態を示す要部拡大断面図、第３図は、板厚測定の原
理図、第４図は、従来、磁気ディスクの表面加工に使用
されている加工装置の一例としてのダイヤモンド旋盤を
示す斜視図、第５図は、第４図に係るダイヤモンド旋盤
によるりロ工面を示す拡大断面図である。 １・・・Ａ　を円板、６・・・回転機構、７・・・工具
、８・・・板ばね、９・・・歪ゲージ、１０・・・倣動
機構、１１・・・摺動板、１２・・・上下調整愼構、１
３・・・摺動機構、１４・・・超音波マイクロメータ、
１５・・・マイクロメータ摺動機構、１６・・・制御装
置、１７・・・研磨剤、第１日 第　２　口 早３　口 ８３第３・　り 第　５　口 ／ｃＬ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ディスク記憶装置に用いられる磁気ディスクのディ
   スク基板の両面を同時に加工する表面加工装置において
   、チャックしたディスク基板を研磨剤中で回転させる回
   転機構と、前記ディスク基板と対向する面に該ディスク
   基板の円周方向に沿つて傾斜を設けてなる工具を支持し
   、該工具に加わる負荷荷重を検出するための歪ゲージを
   途中に固着し、前記ディスク基板の両面側に配設した一
   対の板ばねと、この一対の板ばね間の距離を調節する微
   動機構と、前記一対の板ばねを支持した摺動板を上下動
   させる上下調整機構と、前記摺動板を水平方向に移動さ
   せる摺動機構と、前記ディスク基板の板厚を非接触で測
   定するための超音波マイクロメータと、この超音波マイ
   クロメータを、前記工具と同一半径位置にくるように該
   工具と同期して移動させるマイクロメータ摺動機構と、
   前記両歪ゲージで検出した負荷荷重が同一になるように
   前記微動機構、上下調整機構を作動させるとともに、前
   記回転機構、摺動機構を作動させて前記ディスク基板の
   回転数、前記工具の摺動速度および摺動回数を制御し、
   且つ前記超音波マイクロメータからの出力波形を処理し
   て前記ディスク基板の板厚のばらつきが所定値以内にな
   るように制御することができる制御装置と、一定温度の
   研磨剤を循環供給する研磨剤恒温装置とを有することを
   特徴とする磁気ディスクの表面加工装置。