(57)【要約】  研磨対象物（１１）の支持テーブル（１２）；支持テーブルの上方に垂直に配置された回転軸（１３ａ）；そして回転軸に接続されている、環状超音波振動子（３１ａ、３１ｂ）を固定した砥石保持部材（３２）と、砥石保持部材の周縁部の下端に備えられた環状の砥石（３３）とを含む研磨具（４０）から構成され、前記の砥石保持部材の環状超音波振動子の固定位置と回転軸との接続位置との間の位置に、環状に配置した非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を多重に形成してなる環状空気相含有領域（３６）が設けられていて、この環状空気相含有領域により、環状超音波振動子から発生される超音波振動が砥石保持部材の環状空気相含有領域よりも回転軸との接続位置の側の領域に直線的に伝達されないようにされていることを特徴とする研磨装置（１０）は、超音波振動子から発生される超音波振動を砥石に効率良く付与することができるため、研磨対象物を高い精度で研磨することができる。
2008108463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側表面に研磨対象物を支持する支持テーブル；支持テーブルの上方に、支持テーブルに対して垂直に配置された回転軸；そして、回転軸の下端部に支持テーブルと平行に接続されている、電源に電気的に接続する環状超音波振動子を固定した砥石保持部材と該砥石保持部材の周縁部の下端に備えられた環状の砥石とを含む研磨具から構成された研磨装置であって、該研磨具の砥石保持部材の環状超音波振動子の固定位置と回転軸との接続位置との間の位置に、環状に形成もしくは配置した連続もしくは非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を多重に形成してなる環状空気相含有領域が設けられていて、この環状空気相含有領域により、環状超音波振動子から発生される超音波振動が砥石保持部材の環状空気相含有領域よりも回転軸との接続位置の側の領域に直線的に伝達されないようにされていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
環状空気相含有領域が、砥石保持部材に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通溝と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通溝とから構成されていて、内周側の連結領域は、外周側の貫通溝に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は、内周側の貫通溝に接するように配置されている請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
環状空気相含有領域が、砥石保持部材に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通孔と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通孔とから構成されていて、内周側の連結領域は、外周側の貫通孔に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は、内周側の貫通孔に接するように配置されている請求項１に記載の研磨装置。
【請求項４】
環状空気相含有領域が、砥石保持部材の上側から上下方向に延びた非貫通の円環状上側溝と砥石保持部材の下側から上下方向に延びた非貫通の円環状下側溝とから構成されていて、上側溝と下側溝との深さの合計が砥石保持部材の上下方向の厚みよりも大きい請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
環状空気相含有領域が、砥石保持部材の内部で、かつ環状超音波振動子の内周側に備えられた多孔質環状部材から構成されている請求項１に記載の研磨装置。
【請求項６】
上記砥石保持部材が円板部材と該円板部材の周縁から下方に延びた円筒状部材とを含み、環状空気相含有領域が、該円筒状部材に連結領域を介して断続的に形成された上側の複数の貫通溝と連結領域を介して断続的に形成された下側の複数の貫通溝とから構成されていて、上側の連結領域は、下側の貫通溝に接するように配置され、かつ下側の連結領域は、上側の貫通溝に接するように配置されている請求項１に記載の研磨装置。
【請求項７】
上記砥石保持部材が円板部材と該円板部材の周縁から下方に延びた円筒状部材とを含み、環状空気相含有領域が、該円筒状部材の外側から厚み方向に延びた非貫通の円環状外側溝と円筒状部材の内側から厚み方向に延びた非貫通の円環状内側溝とから構成されていて、外側溝と内側溝との深さの合計が円筒状部材の厚みよりも大きい請求項１に記載の研磨装置。
【請求項８】
上記砥石保持部材が円板部材と該円板部材の周縁から下方に延びた円筒状部材とを含み、環状空気相含有領域が、円筒状部材の内部で、かつ環状超音波振動子の上側に備えられた多孔質環状部材から構成されている請求項１に記載の研磨装置。
【請求項９】
支持テーブルが回転する請求項１に記載の研磨装置。
【請求項１０】
中央に回転軸接続部を備え、電源に電気的に接続する環状超音波振動子を固定した砥石保持部材と該砥石保持部材の周縁部の下端に備えられた環状の砥石とを含む研磨具であって、該砥石保持部材の環状超音波振動子の固定位置と回転軸接続部との間の位置に、環状に形成もしくは配置した連続もしくは非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を多重に形成してなる環状空気相含有領域が設けられていて、この環状空気相含有領域により、環状超音波振動子から発生される超音波振動が砥石保持部材の環状空気相含有領域よりも回転軸接続部の側の領域に直線的に伝達されないようにされていることを特徴とする研磨具。
【請求項１１】
環状空気相含有領域が、砥石保持部材に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通溝と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通溝とから構成されていて、内周側の連結領域は、外周側の貫通溝に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は、内周側の貫通溝に接するように配置されている請求項１０に記載の研磨具。
【請求項１２】
環状空気相含有領域が、砥石保持部材に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通孔と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通孔とから構成されていて、内周側の連結領域は、外周側の貫通孔に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は、内周側の貫通孔に接するように配置されている請求項１０に記載の研磨具。
【請求項１３】
環状空気相含有領域が、砥石保持部材の上側から上下方向に延びた非貫通の円環状上側溝と砥石保持部材の下側から上下方向に延びた非貫通の円環状下側溝とから構成されていて、上側溝と下側溝との深さの合計が砥石保持部材の上下方向の厚みよりも大きい請求項１０に記載の研磨具。
【請求項１４】
環状空気相含有領域が、砥石保持部材の内部で、かつ環状超音波振動子の内周側に備えられた多孔質環状部材から構成されている請求項１０に記載の研磨具。
【請求項１５】
上記砥石保持部材が円板部材と該円板部材の周縁から下方に延びた円筒状部材とを含み、環状空気相含有領域が、該円筒状部材に連結領域を介して断続的に形成された上側の複数の貫通溝と連結領域を介して断続的に形成された下側の複数の貫通溝とから構成されていて、上側の連結領域は、下側の貫通溝に接するように配置され、かつ下側の連結領域は、上側の貫通溝に接するように配置されている請求項１０に記載の研磨具。
【請求項１６】
上記砥石保持部材が円板部材と該円板部材の周縁から下方に延びた円筒状部材とを含み、環状空気相含有領域が、該円筒状部材の外側から厚み方向に延びた非貫通の円環状外側溝と円筒状部材の内側から厚み方向に延びた非貫通の円環状内側溝とから構成されていて、外側溝と内側溝との深さの合計が円筒状部材の厚みよりも大きい請求項１０に記載の研磨具。
【請求項１７】
上記砥石保持部材が円板部材と該円板部材の周縁から下方に延びた円筒状部材とを含み、環状空気相含有領域が、円筒状部材の内部で、かつ環状超音波振動子の上側に備えられた多孔質環状部材から構成されている請求項１０に記載の研磨具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスやシリコンなどから形成された研磨対象物の表面の研磨に有利に用いることができる研磨具及び研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、薄膜型電子デバイスを形成するために、ガラス基板、シリコン基板、シリコンナイトライド基板、サファイア基板、あるいはシリコンカーバイド基板などの各種の基板が用いられている。これらの基板の表面は、研磨装置を用いて平滑に研磨される。また、レンズやプリズムなどの光学部品にも、その表面を平滑に研磨することが必要とされる場合がある。研磨装置は、このような各種の研磨対象物の表面を研磨したり、あるいは研磨対象物をその表面の研磨を繰り返して所定の厚みに加工したりするために用いられている。【０００３】
図１は、特許文献１に記載の研磨装置が備える研磨具の構成例を示す平面図であり、そして図２は、図１に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断した研磨具１の断面図である。【０００４】
図１及び図２に示す研磨具１は、回転駆動装置（例、モータ）の回転軸に接続される接続板２、接続板２の周囲に複数の連結部３ａとスペース部３ｂとからなる連結手段３を介して連結されている環状弾性体４、環状弾性体４に環状に配置された状態で固定されている超音波振動子５、および環状弾性体４の周縁部の下端に備えられた環状の砥石６から構成されている。この研磨具１の接続板２は、円盤状の取り付け部材を介して回転軸に固定される。接続板２が備える合計で四個のねじ孔７の各々には、接続板２を前記の取り付け部材に取り付けるためのボルトが挿入される。【０００５】
この研磨具を備える研磨装置では、回転軸を駆動して研磨具１を回転させ、そして各々の超音波振動子５から発生される超音波振動を環状弾性体４を介して砥石６に付与しながら、この砥石６の下面を加工対象物の表面に接触させることにより、加工対象物の表面の研磨が行なわれる。【０００６】
この研磨具１の環状弾性体４の前記連結部３ａと連結部３ａとの間の部分は、連結部３ａと接続している部分よりも大きく超音波振動し易い。このため、各々の超音波振動子５から発生される超音波振動は、連結部３ａ、そして接続板２を介して回転軸には伝わり難く、その大部分が砥石６に付与される。このように、砥石６に超音波振動が効率良く付与されると、砥石６が大きな振幅で超音波振動して砥石と研磨対象物との摩擦抵抗が低減されるため、不要な機械振動の発生が抑制される。このため、同文献の研磨具１を用いることにより、研磨対象物を高い精度で研磨することができる。
【特許文献１】国際公開第０６／１３７４５３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の特許文献１の研磨具を用いることにより、研磨対象物を高い精度で研磨することはできる。しかしながら、超音波振動子から発生される超音波振動の一部分が、連結手段の連結部、そして接続板などを通して回転軸へと伝わり、僅かではあるが超音波振動のエネルギーの損失を生じる。【０００８】
本発明の課題は、超音波振動子から発生される超音波振動を砥石に効率良く付与することができる研磨具及び研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上側表面に研磨対象物を支持する支持テーブル；支持テーブルの上方に、支持テーブルに対して垂直に配置された回転軸；そして、回転軸の下端部に支持テーブルと平行に接続されている、電源に電気的に接続する環状超音波振動子を固定した砥石保持部材と砥石保持部材の周縁部の下端に備えられた環状の砥石とを含む研磨具から構成された研磨装置であって、前記の研磨具の砥石保持部材の環状超音波振動子の固定位置と回転軸との接続位置との間の位置に、環状に形成もしくは配置した連続もしくは非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を多重に形成してなる環状空気相含有領域が設けられていて、この環状空気相含有領域により、環状超音波振動子から発生される超音波振動が砥石保持部材の環状空気相含有領域よりも回転軸との接続位置の側の領域に直線的に伝達されないようにされていることを特徴とする研磨装置にある。【００１０】
本発明の研磨装置の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）環状空気相含有領域が、砥石保持部材に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通溝と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通溝とから構成されていて、内周側の連結領域は、外周側の貫通溝に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は、内周側の貫通溝に接するように配置されている。
（２）環状空気相含有領域が、砥石保持部材に連結領域を介して断続的に形成された内周側の複数の貫通孔と連結領域を介して断続的に形成された外周側の複数の貫通孔とから構成されていて、内周側の連結領域は、外周側の貫通孔に接するように配置され、かつ外周側の連結領域は、内周側の貫通孔に接するように配置されている。
（３）環状空気相含有領域が、砥石保持部材の上側から上下方向に延びた非貫通の円環状上側溝と砥石保持部材の下側から上下方向に延びた非貫通の円環状下側溝とから構成されていて、上側溝と下側溝との深さの合計が砥石保持部材の上下方向の厚みよりも大きい。
（４）環状空気相含有領域が、砥石保持部材の内部で、かつ環状超音波振動子の内周側に備えられた多孔質環状部材から構成されている。
（５）上記砥石保持部材が円板部材と円板部材の周縁から下方に延びた円筒状部材とを含み、環状空気相含有領域が、円筒状部材に連結領域を介して断続的に形成された上側の複数の貫通溝と連結領域を介して断続的に形成された下側の複数の貫通溝とから構成されていて、上側の連結領域は、下側の貫通溝に接するように配置され、かつ下側の連結領域は、上側の貫通溝に接するように配置されている。
（６）上記砥石保持部材が円板部材と円板部材の周縁から下方に延びた円筒状部材とを含み、環状空気相含有領域が、円筒状部材の外側から厚み方向に延びた非貫通の円環状外側溝と円筒状部材の内側から厚み方向に延びた非貫通の円環状内側溝とから構成されていて、外側溝と内側溝との深さの合計が円筒状部材の厚みよりも大きい。
（７）上記砥石保持部材が円板部材と円板部材の周縁から下方に延びた円筒状部材とを含み、環状空気相含有領域が、円筒状部材の内部で、かつ環状超音波振動子の上側に備えられた多孔質環状部材から構成されている。
（８）支持テーブルが回転する。【００１１】
本発明はまた、中央に回転軸接続部を備え、電源に電気的に接続する環状超音波振動子を固定した砥石保持部材と砥石保持部材の周縁部の下端に備えられた環状の砥石とを含む研磨具であって、前記の砥石保持部材の環状超音波振動子の固定位置と回転軸接続部との間の位置に、環状に形成もしくは配置した連続もしくは非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を多重に形成してなる環状空気相含有領域が設けられていて、この環状空気相含有領域により、環状超音波振動子から発生される超音波振動が砥石保持部材の環状空気相含有領域よりも回転軸接続部の側の領域に直線的に伝達されないようにされていることを特徴とする研磨具にもある。【００１２】
本発明の研磨具の好ましい態様は、前記の研磨装置の好ましい態様を示す（１）〜（７）に記載された研磨具である。【００１３】
なお、本明細書において、「環状超音波振動子」には、環状に並べて配置された複数個の超音波振動子片の集合体も含まれる。同様に、「環状の砥石」には、環状に並べて配置された複数個の砥石片の集合体も含まれる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の研磨具の砥石保持部材には、環状超音波振動子の固定位置と回転軸接続部との間の位置に、空気相を含む環状空気相含有帯域を多重に形成してなる環状空気相含有領域が設けられている。この研磨具の環状超音波振動子から発生される超音波振動は、環状空気相含有領域に含まれる複数の空気相が形成する超音波反射面の何れかによって反射されて実質的に回転軸に漏れることはなく、このため環状の砥石に極めて効率良く付与される。従って、本発明の研磨具においては、環状の砥石が大きな振幅で超音波振動し、環状の砥石と研磨対象物との摩擦抵抗が低減されるため、不要な機械振動の発生が効果的に抑制される。このため、本発明の研磨具を用いることにより、研磨対象物を極めて高い精度で研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の研磨装置を添付の図面を用いて説明する。図３は、本発明の研磨装置の構成例を示す正面図である。図４は、図３に示す研磨具４０を、研磨具４０に接続する回転軸１３ａを図に記入した切断線II−II線に沿って切断した状態で示す平面図である。そして図５は、図４に記入した切断線III−III線に沿って切断した研磨具４０の拡大断面図である。【００１６】
図３〜図５に示すように、本発明の研磨装置１０は、上側表面に研磨対象物１１を支持する支持テーブル１２；支持テーブル１２の上方に、支持テーブル１２に対して垂直に配置された回転軸１３ａ；そして、回転軸１３ａの下端部に支持テーブル１２と平行に接続されている、電源１４に電気的に接続する環状超音波振動子３１ａ、３１ｂを固定した砥石保持部材３２と、砥石保持部材３２の周縁部の下端に備えられた環状の砥石３３とを含む研磨具（本発明の研磨具）４０などから構成されている。この研磨装置１０は、研磨具４０の砥石保持部材３２の環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの固定位置３４ａと、回転軸１３ａとの接続位置（研磨具４０の回転軸接続部）３４ｂとの間の位置に、環状に配置した非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を二重に形成してなる環状空気相含有領域３６が設けられていて、この環状空気相含有領域３６により、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂから発生される超音波振動が砥石保持部材３２の環状空気相含有領域３６よりも回転軸との接続位置３４ｂの側の領域に直線的に伝達されないようにされていることに大きな特徴がある。【００１７】
支持テーブル１２は、基台１５に設置された回転駆動装置（例、モータ）１６の回転軸１６ａに支持されて回転可能とされている。支持テーブルは、例えば、その表面に沿って直線的に移動（往復移動）させることもできる。【００１８】
支持テーブル１２の上方には、研磨対象物１１の上面に研削液（代表例、水）を供給するパイプ１８ａを備えた研削液供給装置１８が配置されている。研削液供給装置１８は、基台１５の上面に立設された支柱２１の上部に支持固定されている。この支柱２１は、図３の紙面において支持テーブル１２の後方側に配置されている。なお、研削液は、公知の方法に従って、前記砥石保持部材の環状の砥石よりも内周側の位置に形成した透孔を介して研磨対象物の上面に供給することもできる。【００１９】
研磨具４０は、回転駆動装置１３の回転軸１３ａに接続されている。回転駆動装置１３は、送りねじ２３のナット２３ｂに支持固定されている。この送りねじ２３のねじ軸２３ａは、基台１５の上面に設置された回転駆動装置１７に接続されている。この回転駆動装置１７を駆動してねじ軸２３ａを回転させることにより、ナット２３ｂに支持された回転駆動装置１３を研磨具４０と共に昇降させることができる。また、前記のナット２３ｂは、基台１５の上面にねじ軸２３ａと平行に立設された支柱２２に備えられたベアリング２４に固定されている。このため、前記のようにねじ軸２３ａを回転させる際に、ナット２３ｂ、回転駆動装置１３及び研磨具４０が、ねじ軸２３ａを中心に回転することはない。【００２０】
研磨具４０は、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂを備える砥石保持部材３２、そして砥石保持部材３２の周縁部の下端に備えられた環状の砥石３３などから構成されている。【００２１】
環状の砥石３３としては、例えば、ダイヤモンド砥粒に代表される砥粒を、金属ボンドやレジンボンドで結着して環状に形成した砥石を用いることができる。通常、砥粒の平均粒径は０．１乃至５０μｍの範囲内に設定される。【００２２】
なお、環状の砥石には、環状に並べて配置された複数個（例えば、２乃至５０個）の砥石片の集合体も含まれる。このように、環状の砥石を複数個の砥石片から構成すると、環状の砥石（特にサイズの大きいもの）の作製が容易になる。また、砥石への超音波振動の付与により、あるいは砥石と研磨対象物との摩擦により砥石内部に生じる応力が低減されるため、砥石の破損（例、クラックの発生）を防止することができる。【００２３】
砥石保持部材３２は、例えば、アルミニウム、青銅、ステンレススチール、もしくはアルミニウム合金（例、ジュラルミン）に代表される金属材料、あるいはセラミック材料などの超音波振動の伝達性に優れる材料から形成される。【００２４】
砥石保持部材３２は、回転軸１３ａの周囲に嵌め合わされてボルト３８ａにより固定されたスリーブ３２ａ、スリーブ３２ａの下面にボルト３８ｂにより固定された円板状の保持部材本体３２ｂ、そして保持部材本体３２ｂの下面に仮接着剤（例、ホットメルト接着剤）により固定され、更にボルト３８ｃにより締め付け固定された砥石保持リング３２ｃから構成されている。【００２５】
スリーブ３２ａ、保持部材本体３２ｂ及び砥石保持リング３２ｃは、一体に形成することもできる。但し、スリーブ３２ａと保持部材本体３２ｂとを分離可能に構成すると、保持部材本体３２ｂの厚みを小さな値に設定することにより、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂから発生される超音波振動により保持部材本体３２ｂを砥石３３と共に大きな振幅で超音波振動させることができる。その一方で、スリーブ３２ａの軸方向の長さを大きな値に設定することにより、保持部材本体３２ｂをスリーブ３２ａを介して回転軸１３ａに安定に支持固定することができる。また、保持部材本体３２ｂと砥石保持リング３２ｃとを分離可能に構成すると、後に説明するロータリートランス２５の電力受容ユニット２５ｂと、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂとの電気配線２８ｂ、２８ｃを取り外すことなく、使用により摩耗した砥石３３を砥石保持リング３２ｃと共に取り外して別の新しいものに簡単に交換することができる。【００２６】
砥石保持部材３２の形状は、研磨具を安定に回転させるため、回転軸を中心として対称な形状に設定することが好ましい。例えば、砥石保持部材の保持部材本体の平面形状は、円形に限らず、多角形に設定することもできる。【００２７】
砥石保持部材３２の環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの固定位置３４ａと、回転軸１３ａとの接続位置３４ｂとの間の位置には、環状に配置した非連続の空気相を含む環状空気相含有帯域を二重に形成してなる環状空気相含有領域３６が設けられている。この環状空気相含有領域３６により、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂから発生される超音波振動が砥石保持部材３２の環状空気相含有領域３６よりも回転軸との接続位置３４ｂの側（研磨具４０の場合には内周側）の領域に直線的に伝達されないようにされている。この環状空気相含有領域３６の機能については、後に詳しく説明する。【００２８】
なお、前記の「砥石保持部材の環状超音波振動子の固定位置」とは、研磨具４０のように砥石保持部材３２の環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの内周側に環状空気相含有領域３６が形成されている場合には、砥石保持部材３２の環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの内縁に対応する位置を意味する。但し、前記の「環状超音波振動子の内縁」とは、砥石保持部材３２に互いに内径の異なる二以上の環状超音波振動子が固定されている場合には、最も小さな内径を持つ環状超音波振動子の内縁を意味する。また、前記の「砥石保持部材の回転軸との接続位置」とは、砥石保持部材３２の回転軸１３ａに接触する位置を意味する。【００２９】
環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々としては、例えば、環状の圧電体４１と、圧電体４１の上面及び下面の各々に付設された一対の電極層４２とから構成される環状の圧電振動子が用いられている。【００３０】
圧電体４１の材料の代表例としては、ジルコン酸チタン酸鉛系の圧電セラミック材料が挙げられる。電極層４２の材料の例としては、銀やリン青銅などの金属材料が挙げられる。【００３１】
環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々の圧電体４１は、例えば、その厚み方向に分極処理される。研磨具４０の場合には、例えば、環状超音波振動子３１ａの圧電体４１は垂直且つ上向きに、そして環状超音波振動子３１ｂの圧電体４１は垂直且つ下向きに分極処理されている。【００３２】
環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々は、例えば、エポキシ樹脂を用いて砥石保持部材３２に固定される。このエポキシ樹脂により、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々と、砥石保持部材３２とが互いに電気的に絶縁される。また、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々の表面に、例えば、絶縁性の塗料を塗布することにより、環状超音波振動子の一対の電極層が、研磨の際に用いる研削液（代表例、水）を介して互いに電気的に短絡することを防止することができる。【００３３】
なお、環状超音波振動子には、環状に並べて配置された複数個（例えば、２乃至３０個）の超音波振動子片の集合体も含まれる。このように、環状超音波振動子を、複数個の超音波振動子片から構成すると、環状の砥石の直径が大きい場合、すなわち砥石保持部材のサイズが大きい場合に、これに対応する大きな直径の環状超音波振動子を、複数個の超音波振動子片を用いて容易に構成することができる。【００３４】
また、環状超音波振動子の個数に特に制限はないが、実用的には、１乃至４個の範囲内にあることが好ましい。環状超音波振動子の個数が多いほど、環状の砥石を大きな振幅にて超音波振動させることができる。しかしながら、環状超音波振動子の個数が多すぎると、砥石保持部材に環状超音波振動子を付設し、各々の環状超音波振動子を電源に電気的に接続する作業に手間がかかる。【００３５】
研磨装置１０が備えるロータリートランス２５は、研磨対象物１１を研磨する際に研磨具４０と共に回転する環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々に、電源１４の電気エネルギーを供給するために用いられている。【００３６】
ロータリートランス２５は、電力供給ユニット２５ａと電力受容ユニット２５ｂとが互いに僅かに間隔をあけて近接配置された構成を有している。電力供給ユニット２５ａ及び電力受容ユニット２５ｂは、それぞれ円環状の形状に設定されている。前記の電力供給ユニット２５ａは、回転駆動装置１３の底部に固定されている。そして電力受容ユニット２５ｂは、砥石保持部材３２の頂部に固定されている。【００３７】
電力供給ユニット２５ａは、円環状のステータコア２６ａ及びステータコイル２７ａから構成されている。そして電力受容ユニット２５ｂは、円環状のロータコア２６ｂ及びロータコイル２７ｂから構成されている。ステータコア２６ａ及びロータコア２６ｂの各々は、例えば、フェライトなどの磁性材料から形成され、その周方向に沿って円環状の溝が形成されている。ステータコイル２７ａ及びロータコイル２７ｂの各々は、ステータコア２６ａ及びロータコア２６ｂの各々に形成された円環状の溝に沿って導線をコイル状に巻いたものである。【００３８】
ステータコイル２７ａには、電気配線２８ａを介して電源１４が電気的に接続されている。そしてロータコイル２７ｂには、電気配線２８ｂ、２８ｃの各々を介して環状超音波振動子３１ａ、３１が電気的に接続されている。なお、電気配線２８ｃは、砥石保持部材３２に形成された透孔３２ｄを通って、下側の環状超音波振動子３１ｂに電気的に接続されている。【００３９】
このロータリートランス２５のステータコイル２７ａに、電源１４から発生される電気エネルギーを供給することにより、ステータコイル２７ａとロータコイル２７ｂとが互いに磁気的に結合される。このため、ステータコイル２７ａに供給された電気エネルギーは、ロータコイル２７ｂ（すなわち電力受容ユニット２５ｂ）が回転軸１３ａと共に回転している場合であってもロータコイル２７ｂに伝達する。従って、電源１４から発生される電気エネルギーを、研磨対象物１１を研磨する際に回転軸１３ａと共に回転する研磨具４０の環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々に付与することができる。【００４０】
そして、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々に（環状超音波振動子として用いる環状の圧電振動子の各々の電極層に）、電源１４から発生される電気エネルギー（例、交流電圧）を付与することにより発生した超音波振動は、砥石保持部材３２を介して環状の砥石３３に付与される。【００４１】
前記のロータリートランスに代えて、例えば、スリップリングを用いることもできる。ロータリートランスは、互いに非接触に配置されている電力供給ユニットと電力受容ユニットを介して電気エネルギーを伝達するため、回転軸の回転数が１０００００回転／分程度までは、回転軸と共に回転する研磨具の環状超音波振動子に安定に電力を供給できるという利点を有している。一方、スリップリングは、回転軸の回転数が５０００回転／分程度を超えると、回転する研磨具の環状超音波振動子に安定に電力を供給することが難しくなる。【００４２】
研磨装置１０においては、例えば、下記の手順により加工対象物の研磨が行なわれる。【００４３】
先ず、研磨対象物１１を、例えば、ホットメルト型接着剤を用いて鋼製の保持具（図示していない）に仮固定する。そして、支持テーブル１２の上面に、前記の研磨対象物１１が仮固定された保持具を、例えば、電磁力を利用して固定する。【００４４】
次に、回転駆動装置１６を作動させ、回転軸１６ａを支持テーブル１２と共に回転させる。そして研削液供給装置１８のパイプ１８ａの先端から研削液を噴出させ、研磨対象物１１の表面に研削液を供給する。その一方で、電源１４から発生される電気エネルギーをロータリートランス２５を介して環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々に付与する。これにより、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々から発生される超音波振動は、砥石保持部材３２を介して環状の砥石３３に付与される。【００４５】
続いて、駆動装置１３を作動させ、回転軸１３ａを研磨具４０と共に回転させ、次いで駆動装置１７を作動させ、研磨具４０を次第に下降させる。このような操作により、超音波振動が付与された環状の砥石３３の外周面の下端近傍の部位が、研磨対象物１１の側面の上端近傍の部位に接触し、そして研磨対象物１１の表面（上面）の全体が研磨（研削）される。そして、研磨具４０を更に下降させながら、所定の厚みになるまで研磨対象物１１の研磨を続ける。【００４６】
次に、研磨具４０の砥石保持部材３２が備える環状空気相含有領域３６の機能について説明する。【００４７】
研磨具４０の環状空気相含有領域３６は、砥石保持部材３２の内周側に備えられた合計で四個の空気相３５ａを含む環状空気相含有帯域３６ａと、外周側に備えられた合計で四個の空気相３５ｂを含む環状空気相含有帯域３６ｂとが二重に配置された構成を有している。【００４８】
一般に、異なる二つの物質が互いに接触して界面を形成している場合に、各々の物質に固有の音響インピーダンスの値が互いに大きく異なると、一方の物質中を他方の物質に向かって伝わる音波の大部分は前記界面にて反射され、他方の物質には殆ど伝わらないことが知られている。前記の音響インピーダンスは、物質の密度と、この物質中での音速との積により定まる。そして、固体と気体とでは、両者の密度の値、すなわち音響インピーダンスの値が互いに大きく異なるため、例えば、固体中を伝わる音波の大部分は、固体と気体との界面にて反射されて気体中には殆ど伝わらない。【００４９】
従って、前記のように砥石保持部材３２に空気相３５ａ、３５ｂが備えられていると、この砥石保持部材（固体）３２と空気相（気体）３５ａ、３５ｂの各々との界面からなる超音波（振動）反射面が形成される。【００５０】
そして研磨具４０では、前記のように各々空気相を含む環状空気相含有帯域３６ａ、３６ｂから構成される環状空気相含有領域３６により、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂから発生される超音波振動が砥石保持部材３２の環状空気相含有領域３６よりも回転軸との接続位置３４ｂの側（研磨具４０の場合には内周側）の領域に直線的に伝達されないようにされている。【００５１】
すなわち、砥石保持部材３２の内周側にて互いに隣接する空気相３５ａ、３５ａにより形成される超音波反射面の間の位置の外周側に、空気相３５ｂにより形成される超音波反射面を配置し、そして外周側にて互いに隣接する空気相３５ｂ、３５ｂにより形成される超音波反射面の間の位置の内周側に、空気相３５ａにより形成される超音波反射面を配置することにより、前記の超音波振動の伝達を防止している。【００５２】
このため、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂから発生される超音波振動は、前記の環状空気相含有領域３６に到達すると、空気相３５ａ、３５ｂにより形成される超音波反射面にて反射され、砥石保持部材３２の外周側、そして環状の砥石３３へと伝わり、この環状の砥石３３を超音波振動させるために有効に用いられる。このため、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂから発生される超音波振動により、環状の砥石３３を大きな振幅にて超音波振動させることができる。前記のように、環状の砥石３３が大きな振幅にて超音波振動すると、環状の砥石３３と研磨対象物１１との摩擦抵抗が低減し、不要な機械振動の発生が十分に抑制される。このため、研磨具４０を用いることにより、研磨対象物を高い精度で研磨することができる。【００５３】
図４に示すように、環状空気相含有領域３６は、砥石保持部材３２に連結領域３７ａを介して断続的に形成された内周側の複数（例えば、四個）の貫通溝４３ａと、連結領域３７ｂを介して断続的に形成された外周側の複数（例えば、四個）の貫通溝４３ｂとから構成されていて、内周側の連結領域３７ａは、外周側の貫通溝４３ｂに接するように配置され、かつ外周側の連結領域３７ｂは、内周側の貫通溝４３ａに接するように配置されていることが好ましい。これにより、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂから発生される超音波振動の殆どが、空気相３５ａ、３５ｂにより形成される超音波反射面の何れかによって反射され、環状の砥石３３を超音波振動させるために極めて有効に用いられる。【００５４】
前記の貫通溝４３ａ、４３ｂの各々は、例えば、放電加工あるいは切削加工などを利用して容易に形成することができる。【００５５】
研磨具４０のように、砥石保持部材３２の環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの内周側に環状空気相含有領域３６を設ける場合には、超音波反射面を形成する空気相３５ａ、３５ｂが、砥石保持部材３２の環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの固定位置３４ａに形成される円筒面（砥石保持部材を環状超音波振動子の内縁に沿って切断した断面が形成する円筒面）の面積の８５乃至１００％（特に、９０乃至１００％）の範囲内の領域に、前記円筒の直径方向に重ねて配置されていることが好ましい。【００５６】
なお、前記の図１及び図２に示す特許文献１の研磨具１のように、研磨具１を回転軸に接続するためにボルトが挿入されるねじ孔７は、ボルトが挿入されることでねじ孔７の内部の空気相が排除されて超音波反射面を形成しないため、本発明の研磨具の空気相を構成しない。【００５７】
図６は、本発明の研磨具の別の構成例を示す平面図である。そして図７は、図６に記入した切断線IV−IV線に沿って切断した研磨具６０の拡大断面図である。【００５８】
図６及び図７に示す研磨具６０の構成は、環状空気相含有領域６６が、砥石保持部材６２の上側から上下方向に延びた非貫通の円環状上側溝７３ａと、砥石保持部材６２の下側から上下方向に延びた非貫通の円環状下側溝７３ｂとから構成されていて、上側溝７３ａと下側溝７３ｂとの深さの合計が砥石保持部材６２の上下方向の厚みよりも大きいこと以外は図４に示す研磨具４０と同様である。【００５９】
この研磨具６０においては、前記の上側溝７３ａの内部の空気相（環状に形成した連続の空気相）６５ａと連結領域６７ａとにより環状空気相含有帯域６６ａが構成され、そして下側溝７３ｂの内部の空気相６５ｂと連結領域６７ｂとにより環状空気相含有帯域６６ｂが構成されている。そして、前記の環状空気相含有帯域６６ａと環状空気相含有帯域６６ｂとにより、環状空気相含有領域６６が構成されている。【００６０】
研磨具６０の空気相６５ａ、６５ｂ及び連結領域６７ａ、６７ｂは、ぞれぞれ連続した環状の形状にある。このため、研磨具６０は、図４の研磨具４０と比較して、超音波振動を付与することにより環状の砥石３３を周方向において均一に超音波振動させることができるため、研磨対象物を研磨する精度が高いという利点を有している。【００６１】
前記の上側溝７３ａと下側溝７３ｂとの深さの合計は、砥石保持部材６２の上下方向の厚みよりも大きく、前記厚みの１．５倍（特に、１．１倍）以下であることが好ましい。上側溝７３ａと下側溝７３ｂとの深さの合計が、砥石保持部材６２の厚みの１．５倍を超えると、砥石保持部材６２の剛性が低下して、この砥石保持部材６２に環状の砥石３３が不安定に支持されるため、研磨対象物を研磨する精度が低下する傾向にある。【００６２】
図８は、本発明の研磨具の更に別の構成例を示す平面図である。そして図９は、図８に記入した切断線Ｖ−Ｖ線に沿って切断した研磨具８０の拡大断面図である。【００６３】
図８及び図９に示す研磨具８０の構成は、環状空気相含有領域８６が、砥石保持部材８２の内部で、かつ環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの内周側に備えられた多孔質環状部材９３から構成されていること以外は図４の研磨具４０と同様である。【００６４】
この研磨具８０の環状空気相含有領域８６は、多孔質環状部材９３の内部にて環状部材９３の周方向に沿って環状に配置している気泡（空気相）８５を含む環状空気相含有帯域が、環状空気相含有領域８６の径方向に多重に配置された構成を有している。【００６５】
研磨具８０の環状空気相含有領域８６の空気相は、多孔質環状部材９３の内部に均一に分散配置された多数の気泡８５から構成されている。このため、研磨具８０は、図４の研磨具４０と比較して、超音波振動を付与することにより環状の砥石３３を周方向において均一に超音波振動させることができ、また砥石保持部材８２の剛性も高いため、研磨対象物を研磨する精度が高いという利点を有している。【００６６】
砥石保持部材８２の保持部材本体８２ｂは、保持部材本体８２ｂの多孔質環状部材９３よりも外周側の部分と内周側の部分とを予め別々に作製しておき、両者の間に多孔質環状部材９３を配置して、これらを、例えば、接着あるいは溶接することにより容易に作製することができる。【００６７】
多孔質環状部材９３は、例えば、多孔質金属材料から形成される。多孔質環状部材９３は、例えば、青銅、ステンレススチール、ニッケル、あるいはチタンなどの金属粉末（もしくは金属繊維）を圧縮成形して焼結することにより作製することができる。多孔質環状部材９３の気泡８５の直径は、その製造方法にもよるが、一般に１０ｎｍ〜数ｍｍの範囲内にある。【００６８】
多孔質環状部材９３の密度（かさ密度）は、保持部材本体８２ｂの多孔質環状部材９３よりも外周側の部分の密度の５〜７５％の範囲内の値に設定することが好ましい。多孔質環状部材９３の密度を、前記の保持部材本体８２ｂの外周側の部分の密度の５％未満の値に設定すると、砥石保持部材８２の剛性が低下して、この砥石保持部材８２に環状の砥石３３が不安定に支持されるため、研磨対象物を研磨する精度が低下する傾向にある。その一方で、多孔質環状部材９３の密度を、前記の保持部材本体８２ｂの外周側の部分の密度の７５％を超える値に設定すると、環状部材９３に含まれる気泡（空気相）８５により形成される超音波反射面で反射される超音波振動の量が少なくなる。【００６９】
図１０は、本発明の研磨具の更に別の構成例を示す平面図である。そして図１１は、図１０に記入した切断線VI−VI線に沿って切断した研磨具１００の拡大断面図である。【００７０】
図１０及び図１１に示す研磨具１００の構成は、環状空気相含有領域１０６が、砥石保持部材１０２に連結領域１０７ａを介して断続的に形成された内周側の複数の貫通孔１１３ａと、連結領域１０７ｂを介して断続的に形成された外周側の複数の貫通孔１１３ｂとから構成されていて、内周側の連結領域１０７ａは、外周側の貫通孔１１３ｂに接するように配置され、かつ外周側の連結領域１０７ｂは、内周側の貫通孔１１３ａに接するように配置されていること以外は図４の研磨具４０と同様である。【００７１】
この研磨具１００においては、前記の複数の貫通孔１１３ａの内部の空気相１０５ａと複数の連結領域１０７ａとにより環状空気相含有帯域１０６ａが構成され、そして複数の貫通孔１１３ｂの内部の空気相１０５ｂと複数の連結領域１０７ｂとにより環状空気相含有帯域１０６ｂが構成されている。そして、前記の環状空気相含有帯域１０６ａと環状空気相含有帯域１０６ｂとにより、環状空気相含有領域１０６が構成されている。【００７２】
研磨具１００は、図４の研磨具４０と比較して、環状空気相含有領域１０６の貫通孔１１３ａ、１１３ｂを、例えば、ドリルを用いた孔あけ加工により簡単に形成することができるという利点を有している。【００７３】
また、図１１に示すように、研磨具１００に接続される回転軸１３ａの周囲に二個（あるいは二個以上）のロータリートランス１１５ａ、１１５ｂを配置し、これらのロータリートランス１１５ａ、１１５ｂ各々を用いて、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々に電気エネルギーを供給することができる。なお、これらのロータリートランス１１５ａ、１１５ｂは、両者の間に配置されたパーマロイ製の筒体１１６により互いに磁気的に遮蔽されている。【００７４】
そして、例えば、ロータリートランス１１５ａ、１１５ｂを用いて、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々に互いに同相の交流電圧（例、正弦波電圧）を付与することにより、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々を、その直径方向に互いに同相にて超音波振動させることができる。これにより、環状超音波振動子３１ａがその直径が拡大するように変位する際には、これと同時に環状超音波振動子３１ｂもまたその直径が拡大するように変位するため、砥石保持部材１０２の外周縁部は外周側に変位する。そして環状超音波振動子３１ａがその直径が縮小するように変位する際には、これと同時に環状超音波振動子３１ｂもまたその直径が縮小するように変位するため、砥石保持部材１０２の外周縁部は内周側に変位する。その結果、砥石保持部材１０２の外周縁部は、環状の砥石３３と共に図１１に記入した矢印１１９ａが示す方向（研磨対象物の表面に対して平行な方向）に振動する。【００７５】
環状の砥石３３を研磨対象物の表面に平行な方向に振動させることにより、研磨対象物の表面を高い精度にて研磨することができる。【００７６】
その一方で、例えば、ロータリートランス１１５ａ、１１５ｂを用いて、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々に互いに逆相の交流電圧（例、正弦波交流電圧）を付与することにより、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々を、その直径方向に互いに逆相にて超音波振動させることができる。これにより、環状超音波振動子３１ａがその直径が拡大するように変位する際には、これと同時に環状超音波振動子３１ｂがその直径が縮小するように変位するため、砥石保持部材１０２は湾曲し、その外周縁部は下側に変位する。そして環状超音波振動子３１ａがその直径が縮小するように変位する際には、これと同時に環状超音波振動子３１ｂがその直径が拡大するように変位するため、砥石保持部材１０２は湾曲し、その外周縁部は上側に変位する。その結果、砥石保持部材１０２の外周縁部は、環状の砥石３３と共に図１１に記入した矢印１１９ｂが示す方向（研磨対象物の表面に対して概ね垂直な方向）に振動する。【００７７】
環状の砥石３３を研磨対象物の表面に概ね垂直な方向に振動させることにより、研磨対象物の表面を高い速度（短い時間）で研磨することができる。【００７８】
このように、ロータリートランス１１５ａ、１１５ｂを備える研磨装置を用いることにより、研磨対象物を荒加工する際には、超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々に互いに逆相の交流電圧を付与して研磨対象物の表面を高い速度で研磨し、そして研磨対象物を仕上げ加工する際には、環状超音波振動子３１ａ、３１ｂの各々に互いに同相の交流電圧を付与して研磨対象物の表面を高い精度で研磨することができる。すなわち、このような研磨装置を用いることにより、研磨対象物を短時間で粗加工し、次いで高い精度で仕上げ加工することができる。【００７９】
また、前記のように環状超音波振動子を複数個の超音波振動子片から構成し、これらの超音波振動子片に、複数個（例えば、二個）のロータリートランスを介して正弦波交流電圧及び余弦波交流電圧を適宜付与することにより、環状の砥石に超音波振動の進行波を励起することができる。環状超音波振動子により超音波振動の進行波を励起する方法は、前記の特許文献１に詳しく記載されている。また、環状超音波振動子により超音波振動の進行波を励起する方法としては、環状超音波振動子により超音波モータのステータに超音波振動の進行波を励起する公知の方法を適用することもできる。【００８０】
図１２は、本発明の研磨具の更に別の構成例を示す斜視図である。そして図１３は、図１２に記入した切断線VII−VII線に沿って切断した研磨具１２０の拡大断面図である。【００８１】
図１２及び図１３に示す研磨具１２０の構成は、砥石保持部材１２２が円板部材１２２ａと、円板部材の１２２ａの周縁から下方に延びた円筒状部材１２２ｂとを含み、環状空気相含有領域１２６が、円筒状部材１２２ｂに連結領域１２７ａを介して断続的に形成された上側の複数の貫通溝１３３ａと、連結領域１２７ｂを介して断続的に形成された下側の複数の貫通溝１３３ｂとから構成されていて、上側の連結領域１２７ａは、下側の貫通溝１３３ｂに接するように配置され、かつ下側の連結領域１２７ｂは上側の貫通溝１３３ａに接するように配置されていること、そして前記円筒状部材１２２ｂの下面に環状超音波振動子３１が固定されていること以外は図４に示す研磨具４０と同様である。【００８２】
この研磨具１２０においては、前記の上側の複数の貫通溝１３３ａの内部の空気相１２５ａと複数の連結領域１２７ａとにより環状空気相含有帯域１２６ａが構成され、そして前記の下側の複数の貫通溝１３３ｂの内部の空気相１２５ｂと複数の連結領域１２７ｂとにより環状空気相含有帯域１２６ｂが構成されている。そして、前記の環状空気相含有帯域１２６ａと環状空気相含有帯域１２６ｂとにより、環状空気相含有領域１２６が構成されている。【００８３】
そして、環状超音波振動子３１から発生される超音波振動の殆どは、前記の環状空気相含有領域１２６に到達すると、空気相１２５ａ、１２５ｂにより形成される超音波反射面の何れかによって反射され、砥石保持部材１２２の下側、そして環状の砥石３３へと伝わり、この環状の砥石３３を超音波振動させるために極めて有効に用いられる。このため、環状超音波振動子３１から発生される超音波振動により、環状の砥石３３を大きな振幅にて超音波振動させることができる。このため、研磨具１２０を用いることにより、研磨対象物を高い精度で研磨することができる。【００８４】
研磨具１２０は、円筒状部材１２２ｂの壁体の厚みを小さな値に設定することにより、環状の砥石３３を研磨対象物の表面に平行な方向に大きな振幅にて超音波振動させることができるという利点を有している。【００８５】
なお、研磨具１２０のように、砥石保持部材１２２の環状超音波振動子３１の上側に環状空気相含有領域１２６が形成されている場合には、前記の「砥石保持部材の環状超音波振動子の固定位置」とは、砥石保持部材１２２の環状超音波振動子３１の上端に対応する位置を意味する。【００８６】
また、このような場合には、超音波反射面を形成する空気相１２５ａ、１２５ｂが、砥石保持部材１２２の環状超音波振動子３１の固定位置４４ａに形成される円環面（砥石保持部材を環状超音波振動子の上面に沿って切断した断面が形成する円環面）の面積の８５乃至１００％（特に、９０乃至１００％）の範囲内の領域に、円筒状部材１２２ｂの軸方向に重ねて配置されていることが好ましい。【００８７】
図１４は、本発明の研磨具の更に別の構成例を示す一部切り欠き斜視図である。そして図１５は、図１４に記入した切断線VIII−VIII線に沿って切断した研磨具１４０の拡大断面図である。【００８８】
図１４及び図１５に示す研磨具１４０の構成は、砥石保持部材１４２が円板部材１４２ａと、円板部材１４２ａの周縁から下方に延びた円筒状部材１４２ｂとを含み、環状空気相含有領域１４６が、円筒状部材１４２ｂの外側から厚み方向に延びた非貫通の円環状外側溝１５３ａと、円筒状部材１４２ｂの内側から厚み方向に延びた非貫通の円環状内側溝１５３ｂとから構成されていて、外側溝１５３ａと内側溝１５３ｂとの深さの合計が円筒状部材１４２ｂの厚みよりも大きくされていること、そして前記円筒状部材１４２ｂの下面に環状超音波振動子３１が固定されていること以外は以外は図４の研磨具４０と同様である。【００８９】
この研磨具１４０においては、前記の外側溝１５３ａの内部の空気相１４５ａと連結領域１４７ａとにより環状空気相含有帯域１４６ａが構成され、そして内側溝１５３ｂの内部の空気相１４５ｂと連結領域１４７ｂとにより環状空気相含有帯域１４６ｂが構成されている。そして、環状空気相含有帯域１４６ａと環状空気相含有帯域１４６ｂとにより、環状空気相含有領域１４６が構成されている。【００９０】
図１４の研磨具１４０は、前記の図６の研磨具６０と同様に、超音波振動を付与することにより環状の砥石３３を周方向において均一に超音波振動させることができるため、研磨対象物を研磨する精度が高いという利点を有している。【００９１】
前記の外側溝１５３ａと内側溝１５３ｂとの深さの合計は、円筒状部材１４２ｂの壁体の厚みよりも大きく、前記厚みの１．５倍（特に、１．１倍）以下であることが好ましい。外側溝１５３ａと内側溝１５３ｂとの深さの合計が、円筒状部材１４２ｂの壁体の厚みの１．５倍を超えると、砥石保持部材１４２の剛性が低下して、この砥石保持部材１４２に環状の砥石３３が不安定に支持されるため、研磨対象物を研磨する精度が低下する。【００９２】
図１６は、本発明の研磨具の更に別の構成例を示す斜視図である。そして図１７は、図１６に記入した切断線IX−IX線に沿って切断した研磨具１６０の拡大断面図である。【００９３】
図１６及び図１７に示す研磨具１６０の構成は、砥石保持部材１６２が円板部材１６２ａと、該円板部材１６２ａの周縁から下方に延びた円筒状部材１６２ｂとを含み、環状空気相含有領域１６６が、円筒状部材１６２ｂの内部で、かつ環状超音波振動子３１の上側に備えられた多孔質環状部材１７３から構成されていること、そして前記円筒状部材１６２ｂの下面に環状超音波振動子３１が固定されていること以外は以外は図４の研磨具４０と同様である。【００９４】
この研磨具１６０の環状空気相含有領域１６６は、多孔質環状部材１７３の内部にて環状部材１７３の周方向に沿って環状に配置している気泡（空気相）１６５を含む環状空気相含有帯域が、環状空気相含有領域１６６の軸方向に多重に配置された構成を有している。【００９５】
図１６の研磨具１６０は、前記の図８の研磨具８０と同様に、超音波振動を付与することにより環状の砥石３３を周方向において均一に超音波振動させることができ、また砥石保持部材１６２の剛性も高いため、研磨対象物を研磨する精度が高いという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】従来の研磨装置が備える研磨具の構成を示す平面図である。
【図２】図１に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断した研磨具１の断面図である。
【図３】本発明の研磨装置の構成例を示す正面図である。
【図４】図３に示す研磨具４０を、研磨具４０に接続する回転軸１３ａを図に記入した切断線II−II線に沿って切断した状態で示す平面図である。
【図５】図４に記入した切断線III−III線に沿って切断した研磨具４０の拡大断面図である。
【図６】本発明の研磨具の別の構成例を示す平面図である。
【図７】図６に記入した切断線IV−IV線に沿って切断した研磨具６０の拡大断面図である。
【図８】本発明の研磨具の更に別の構成例を示す平面図である。
【図９】図８に記入した切断線Ｖ−Ｖ線に沿って切断した研磨具８０の拡大断面図である。
【図１０】本発明の研磨具の更に別の構成例を示す平面図である。
【図１１】図１０に記入した切断線VI−VI線に沿って切断した研磨具１００の拡大断面図である。
【図１２】本発明の研磨具の更に別の構成例を示す斜視図である。
【図１３】図１２に記入した切断線VII−VII線に沿って切断した研磨具１２０の拡大断面図である。
【図１４】本発明の研磨具の更に別の構成例を示す一部切り欠き斜視図である。
【図１５】図１４に記入した切断線VIII−VIII線に沿って切断した研磨具１４０の拡大断面図である。
【図１６】本発明の研磨具の更に別の構成例を示す斜視図である。
【図１７】図１６に記入した切断線IX−IX線に沿って切断した研磨具１６０の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１  研磨具
２  接続板
３  連結手段
３ａ  連結部
３ｂ  スペース部
４  環状弾性体
５  超音波振動子
６  砥石
７  ねじ孔
１０  研磨装置
１１  研磨対象物
１２  支持テーブル
１３  回転駆動装置
１３ａ  回転軸
１４  電源
１５  基台
１６、１７  回転駆動装置
１６ａ  回転軸
１８  研削液供給装置
１８ａ  パイプ
２１、２２  支柱
２３  送りねじ
２３ａ  ねじ軸
２３ｂ  ナット
２４  ベアリング
２５  ロータリートランス
２５ａ  電力供給ユニット
２５ｂ  電力受容ユニット
２６ａ  ステータコア
２６ｂ  ロータコア
２７ａ  ステータコイル
２７ｂ  ロータコイル
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ  電気配線
３１、３１ａ、３１ｂ  環状超音波振動子
３２  砥石保持部材
３２ａ  スリーブ
３２ｂ  保持部材本体
３２ｃ  砥石保持リング
３２ｄ  透孔
３３  環状の砥石
３４ａ  環状超音波振動子の固定位置
３４ｂ  回転軸との接続位置
３５ａ、３５ｂ  空気相
３６  環状空気相含有領域
３６ａ、３６ｂ  環状空気相含有帯域
３７ａ、３７ｂ  連結領域
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ  ボルト
４０  研磨具
４１  圧電体
４２  電極層
４３ａ、４３ｂ  貫通溝
４４ａ  環状超音波振動子の固定位置
６０  研磨具
６２  砥石保持部材
６６  環状空気相含有領域
６５ａ、６５ｂ  空気相
６６ａ、６６ｂ  環状空気相含有帯域
６７ａ、６７ｂ  連結領域
７３ａ  円環状上側溝
７３ｂ  円環状下側溝
８０  研磨具
８２  砥石保持部材
８２ｂ  保持部材本体
８５  気泡（空気相）
８６  環状空気相含有領域
９３  多孔質環状部材
１００  研磨具
１０２  砥石保持部材
１０５ａ、１０５ｂ  空気相
１０６  環状空気相含有領域
１０６ａ、１０６ｂ  環状空気相含有帯域
１０７ａ、１０７ｂ  連結領域
１１３ａ、１１３ｂ  貫通孔
１１５ａ、１１５ｂ  ロータリートランス
１１６  筒体
１１９ａ、１１９ｂ  環状の砥石３３の振動方向を示す矢印
１２０  研磨具
１２２  砥石保持部材
１２２ａ  円板部材
１２２ｂ  円筒状部材
１２５ａ、１２５ｂ  空気相
１２６  環状空気相含有領域
１２６ａ、１２６ｂ  環状空気相含有帯域
１２７ａ、１２７ｂ  連結領域
１３３ａ、１３３ｂ  貫通溝
１４０  研磨具
１４２  砥石保持部材
１４２ａ  円板部材
１４２ｂ  円筒状部材
１４５ａ、１４５ｂ  空気相
１４６  環状空気相含有領域
１４６ａ、１４６ｂ  環状空気相含有帯域
１４７ａ、１４７ｂ  連結領域
１５３ａ  円環状外側溝
１５３ｂ  円環状内側溝
１６０  研磨具
１６２  砥石保持部材
１６２ａ  円板部材
１６２ｂ  円筒状部材
１６５  気泡（空気相）
１６６  環状空気相含有領域
１７３  多孔質環状部材
【図１】
2008108463.tif 000003
【図２】
2008108463.tif 000004
【図３】
2008108463.tif 000005
【図４】
2008108463.tif 000006
【図５】
2008108463.tif 000007
【図６】
2008108463.tif 000008
【図７】
2008108463.tif 000009
【図８】
2008108463.tif 000010
【図９】
2008108463.tif 000011
【図１０】
2008108463.tif 000012
【図１１】
2008108463.tif 000013
【図１２】
2008108463.tif 000014
【図１３】
2008108463.tif 000015
【図１４】
2008108463.tif 000016
【図１５】
2008108463.tif 000017
【図１６】
2008108463.tif 000018
【図１７】
2008108463.tif 000019
【国際調査報告】
2008108463.tif 000020
2008108463.tif 000021
2008108463.tif 000022
2008108463.tif 000023