(57)【要約】  ガラスディスク研磨装置は、基台と、キャリアに保持されたガラスディスクの下面を研磨する下定盤と、ガラスディスクの上面を研磨する上定盤と、前記上定盤を昇降させる昇降機構と、該基台に設けられた駆動部と、上側研磨パッドをガラスディスクの上面に当接すると共に、ガラスディスクの下面を下側研磨パッドに当接した状態で前記上定盤を前記下定盤に対して相対回転させるように前記駆動部の駆動力を伝達する回転伝達機構とを有し、前記回転伝達機構は、前記駆動部の回転トルクを伝達する駆動軸と、該駆動軸の上端が嵌合する被駆動孔を有し、前記上定盤の上方に配された円盤状トルク伝達部材と、前記上定盤の外周と前記円盤状トルク伝達部材の外周との間を連結する連結機構と、を有し、前記円盤状トルク伝達部材の回転を前記連絡機構を介して前記上定盤の外周に伝達することを特徴とする。
2010150757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
該基台に支持され、キャリヤに保持された複数のガラスディスクの下面を研磨する下側研磨パッドを有する下定盤と、
該下定盤の上方に対向配置され前記複数のガラスディスクの上面を研磨する上側研磨パッドを有する上定盤と、
前記基台の上方に支持され前記上定盤を昇降させる昇降機構と、
前記基台に設けられた駆動部と、
前記昇降機構の降下動作により前記上側研磨パッドを前記複数のガラスディスクの上面に当接すると共に、前記複数のガラスディスクの下面を前記下側研磨パッドに当接した状態で前記上定盤を前記下定盤に対して相対回転させるように前記駆動部の駆動力を伝達する回転伝達機構とを有するガラスディスク研磨装置において、
前記回転伝達機構は、
前記駆動部から垂直方向に延在され、前記駆動部の回転トルクを伝達する駆動軸と、
該駆動軸の上端が嵌合する被駆動孔を有し、前記上定盤の上方に配された円盤状トルク伝達部材と、
前記上側研磨パッド近傍の高さ位置に設けられ、前記上定盤の外周と前記円盤状トルク伝達部材の外周との間を連結する連結機構と、を有し、
前記円盤状トルク伝達部材の回転を前記連結機構を介して前記上定盤の外周に伝達することを特徴とするガラスディスク研磨装置。
【請求項２】
前記上定盤は、アルミ合金、チタン、炭素繊維強化プラスチックの何れかにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のガラスディスク研磨装置。
【請求項３】
前記円盤状トルク伝達部材は、前記上定盤の上面全体を下方に押圧する加圧部を有することを特徴とする請求項１に記載のガラスディスク研磨装置。
【請求項４】
前記加圧部は、
前記上定盤の上面全周を押圧するように環状に形成された空気袋と、
前記空気袋に圧縮空気を供給する圧縮空気供給部とを有し、
前記上定盤は、自重及び圧縮空気が充填された空気袋の空気圧により前記複数のガラスディスクの各上面に前記上側研磨パッドを均一の圧力で押圧することを特徴とする請求項３に記載のガラスディスク研磨装置。
【請求項５】
前記圧縮空気供給部は、前記上定盤による研磨開始直後に前記空気袋に圧縮空気を供給して加圧し、前記上定盤による研磨完了前に前記空気袋の空気を排気して減圧することを特徴とする請求項４に記載のガラスディスク研磨装置。
【請求項６】
前記上側研磨パッドの研磨面と、前記連結機構を介して前記上定盤に回転トルクを伝達する回転トルク伝達位置との高さ方向の距離が１００ｍｍ以下となるように設定したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガラスディスク研磨装置。
【請求項７】
上側研磨パッドを保持する上定盤を降下させて前記上側研磨パッドをキャリヤに保持された複数のガラスディスクの上面に当接すると共に、前記複数のガラスディスクの下面を下定盤に保持された下側研磨パッドに当接した状態で前記上定盤を前記下定盤に対して相対回転させて前記複数のガラスディスクの上面及び下面を研磨するガラスディスク研磨方法において、
前記上定盤を降下させると共に前記上定盤の上側に連結された円盤状トルク伝達部材の被駆動孔を駆動軸の上端に嵌合させる工程と、
前記円盤状トルク伝達部材と前記上定盤との間に配された空気袋に圧縮空気を供給し、前記空気袋の空気圧及び上定盤の自重により前記上側研磨パッドの全周を均一の圧力で前記複数のガラスディスクの各上面に押圧すると共に、前記複数のガラスディスクの下面を前記下側研磨パッドに押圧する工程と、
前記円盤状トルク伝達部材の回転を前記円盤状トルク伝達部材の外周と前記上定盤の外周とを連結する連結機構を介して前記上定盤の外周に伝達して前記上側研磨パッドを前記下側研磨パッドに対して相対回転させることで前記複数のガラスディスクの上面及び下面を研磨する工程と、
前記複数のガラスディスクの上面及び下面の研磨が完了した後、前記空気袋の空気を排気すると共に、前記上定盤を上昇させて前記上側研磨パッドを前記複数のガラスディスクの上方に移動させる工程と、
を含むことを特徴とするガラスディスク研磨方法。
【請求項８】
板形状を有するガラス基板をディスク形状とする形状付与工程と、前記ガラス基板の主平面の研磨工程と、前記ガラス基板の洗浄工程と、を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法において、
前記研磨工程は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラスディスク研磨装置を用いてガラス基板の両主平面を同時に研磨する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項９】
板形状を有するガラス基板をディスク形状とする形状付与工程と、前記ガラス基板の主平面の研磨工程と、前記ガラス基板の洗浄工程と、を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法において、
前記研磨工程は、請求項７に記載のガラスディスク研磨方法によりガラス基板の両主平面を同時に研磨する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラスディスク研磨装置及び研磨方法に係り、特にガラスディスクの表面及び裏面を研磨するガラスディスク研磨装置及びガラスディスク研磨方法、及び該研磨装置または該研磨方法を用いて製造された磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、磁気ディスク用のガラスディスクを製造する工程では、ガラスディスクの上面及び下面を研磨してガラスディスクを所定の厚さに加工している。このようなガラスディスクの研磨工程では、多数のディスク収納孔を有するキャリヤを研磨装置の下定盤に載置し、当該キャリヤを周方向に回転させると共に、ディスク収納孔に収納されたガラスディスクの上面及び下面を研磨している。また、研磨装置においては、上定盤に保持された上側研磨パッド及び下定盤に保持された下側研磨パッドをガラスディスクの上面及び下面に押圧しながら、上定盤と下定盤とを互いに逆方向となるように相対回転させて複数のガラスディスクの上面及び下面を同時に研磨して研磨効率を高めている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、上定盤及び下定盤は、研磨面における平面精度及び平行度を高めるため、鉄製であり、研磨対象となるガラスディスクの枚数（キャリヤに収納保持されるディスク数）が増えるにつれて直径が増大すると共に、重量も増大する。【０００４】
特許文献１の研磨装置においては、上定盤が昇降用エアシリンダ装置により昇降可能に支持されており、且つ下定盤に対する平面精度及び平行度を調整可能とするため、ユニバーサルジョイント（自在継手）を介して吊下される吊り構造になっている。また、上定盤を回転駆動する回転伝達機構は、下定盤を支持する基台側に設けられており、上定盤の中心孔を貫通する駆動軸のセレーションの係合凹部に上定盤の内周側に突出するキー（爪）を係合させて駆動軸の回転トルクが上定盤に伝達されるように構成されている。【０００５】
上記とは別の研磨装置としては、上定盤を昇降させる昇降用エアシリンダ装置と上定盤とを連結する連結機構を上定盤の研磨面と略同一平面上に位置するように構成したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２００２−３５５７５２号公報
【特許文献２】日本国特開２００６−２１２７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載された研磨装置では、上定盤を昇降させる昇降用エアシリンダ装置と上定盤との連結部分であるユニバーサルジョイントが上定盤の上方に離れた高さ位置にある吊り構造であるため、上定盤がユニバーサルジョイントを支点として揺動（振り子動作）するという問題がある。このように、上定盤が振り子のように揺動した場合は、研磨面と上定盤との距離が全面で一定でなくなり、例えば、上定盤の中心部分よりも外周付近における研磨量が変動して研磨後の複数のガラスディスクの各厚さが均一にならず、上定盤の外周付近で研磨されたガラスディスクの表面の一部が傾斜するように研磨される可能性が高い。【０００８】
また、上記特許文献２に記載された研磨装置では、駆動軸と上定盤の内周とを連結する連結機構（揺動支点）が上定盤の研磨面と略同一平面上に位置するため、上記引用文献１のような上定盤が振り子のように揺動して上方に反りを生じるといった問題が解消されている。しかしながら、引用文献２では、当該連結機構が駆動軸と上定盤の内周との間をジャイロにより連結する構成であるので、駆動軸の外周に配された連結機構が大径になっており、その分上定盤の内周及び外周が大径になって回転中心付近の研磨できない面積が増大しており、研磨面積を確保するために装置全体が大型化するという問題がある。【０００９】
そこで、本発明は上定盤を下定盤に対して平行な状態を保つようにして、上記課題を解決したガラスディスク研磨装置及びガラスディスク研磨方法、及び該研磨装置または該研磨方法を用いて製造された磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、基台と、
該基台に支持され、キャリヤに保持された複数のガラスディスクの下面を研磨する下側研磨パッドを有する下定盤と、
該下定盤の上方に対向配置され前記複数のガラスディスクの上面を研磨する上側研磨パッドを有する上定盤と、
前記基台の上方に支持され前記上定盤を昇降させる昇降機構と、
前記基台に設けられた駆動部と、
前記昇降機構の降下動作により前記上側研磨パッドを前記複数のガラスディスク上面に当接すると共に、前記複数のガラスディスクの下面を前記下側研磨パッドに当接した状態で前記上定盤を前記下定盤に対して相対回転させるように前記駆動部の駆動力を伝達する回転伝達機構とを有するガラスディスク研磨装置において、
前記回転伝達機構は、
前記駆動部から垂直方向に延在され、前記駆動部の回転トルクを伝達する駆動軸と、
該駆動軸の上端が嵌合する被駆動孔を有し、前記上定盤の上方に配された円盤状トルク伝達部材と、
前記上側研磨パッド近傍の高さ位置に設けられ、前記上定盤の外周と前記円盤状トルク伝達部材の外周との間を連結する連結機構と、を有し、
前記円盤状トルク伝達部材の回転を前記連結機構を介して前記上定盤の外周に伝達することを特徴とする。
（２）本発明は、前記上定盤が、アルミ合金、チタン、炭素繊維強化プラスチックの何れかにより形成されることを特徴とする。
（３）本発明は、前記円盤状トルク伝達部材が、前記上定盤の上面全体を下方に押圧する加圧部を有することを特徴とする。
（４）本発明は、前記加圧部が、
前記上定盤の上面全周を押圧するように環状に形成された空気袋と、
前記空気袋に圧縮空気を供給する圧縮空気供給部とを有し、
前記上定盤は、自重及び圧縮空気が充填された空気袋の空気圧により前記複数のガラスディスクの各上面に前記上側研磨パッドを均一の圧力で押圧することを特徴とすることを特徴とする。
（５）本発明は、前記圧縮空気供給部が、前記上定盤による研磨開始直後に前記空気袋に圧縮空気を供給して加圧し、前記上定盤による研磨完了前に前記空気袋の空気を排気して減圧することを特徴とする。
（６）本発明は、前記上側研磨パッドの研磨面と、前記連結機構を介して前記上定盤に回転トルクを伝達する回転トルク伝達位置との高さ方向の距離が１００ｍｍ以下となるように設定したことを特徴とする。
（７）本発明は、上側研磨パッドを保持する上定盤を降下させて前記上側研磨パッドをキャリヤに保持された複数のガラスディスクの上面に当接すると共に、前記複数のガラスディスクの下面を下定盤に保持された下側研磨パッドに当接した状態で前記上定盤を前記下定盤に対して相対回転させて前記複数のガラスディスクの上面及び下面を研磨するガラスディスク研磨方法において、
前記上定盤を降下させると共に前記上定盤の上側に連結された円盤状トルク伝達部材の被駆動孔を駆動軸の上端に嵌合させる工程と、
前記円盤状トルク伝達部材と前記上定盤との間に配された空気袋に圧縮空気を供給し、前記空気袋の空気圧及び上定盤の自重により前記上側研磨パッドの全周を均一の圧力で前記複数のガラスディスクの上面に押圧すると共に、前記複数のガラスディスクの下面を前記下側研磨パッドに押圧する工程と、
前記円盤状トルク伝達部材の回転を前記円盤状トルク伝達部材の外周と前記上定盤の外周とを連結する連結機構を介して前記上定盤の外周に伝達して前記上側研磨パッドを前記下側研磨パッドに対して相対回転させることで前記複数のガラスディスクの上面及び下面を研磨する工程と、
前記複数のガラスディスクの上面及び下面の研磨が完了した後、前記空気袋の空気を排気すると共に、前記上定盤を上昇させて前記上側研磨パッドを前記複数のガラスディスクの上方に移動させる工程と、
を含むことを特徴とする。
（８）本発明は、板形状を有するガラス基板をディスク形状とする形状付与工程と、前記ガラス基板の主平面の研磨工程と、前記ガラス基板の洗浄工程と、を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法において、前記研磨工程は、（１）〜（６）のいずれかに記載のガラスディスク研磨装置を用いてガラス基板の両主平面を同時に研磨する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法である。
（９）本発明は、板形状を有するガラス基板をディスク形状とする形状付与工程と、前記ガラス基板の主平面の研磨工程と、前記ガラス基板の洗浄工程と、を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法において、前記研磨工程は、（７）に記載のガラスディスク研磨方法によりガラス基板の両主平面を同時に研磨する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動軸の上端が円盤状トルク伝達部材の被駆動孔と嵌合し、上側研磨パッド近傍の高さ位置に設けられた連結機構を介して円盤状トルク伝達部材の回転を上定盤の外周に伝達する構成とすることにより、上定盤に作用する水平方向の力をできるだけ抑制して上定盤の振り子動作を既存機に比べて非常に小さくすることができるので、上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との平行度を高精度に確保することができると共に、上定盤の内周を小径化することができ、装置全体の小型化を実現することが可能になる。【００１２】
また、本発明によれば、空気袋の空気圧及び上定盤の自重により上側研磨パッドの全周を均一の圧力で複数のガラスディスクの各上面に押圧することができ、複数のガラスディスクの研磨量のばらつきを抑制して研磨精度を高めることができる。【００１３】
また、本発明によれば、研磨面から上定盤に回転トルクを伝達する位置までの高さ方向の距離が１００ｍｍ以下に小さく設定することにより、回転トルク伝達による上定盤の振り子動作が大幅に抑制されて研磨面の研磨精度が安定し、複数のガラスディスクを研磨する際の上定盤の回転動作に伴う研磨精度のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるガラスディスク研磨装置の一実施例を示す正面図である。
【図２Ａ】上定盤ユニットを上昇させた状態を模式的に示す縦断面図である。
【図２Ｂ】上定盤ユニットを降下させた状態を模式的に示す縦断面図である。
【図３】下定盤に載置されたキャリヤの取付状態を示す平面図である。
【図４】図３中Ａ−Ａ線に沿う断面を模式的に拡大して示す縦断面図である。
【図５】上定盤ユニットを降下させたときの上定盤及び下定盤の断面構造を拡大して示す縦断面図である。
【図６】研磨工程時の加圧機構による加圧状態を拡大して示す縦断面図である。
【図７】上定盤を加圧する前の状態を模式的に示す縦断面図である。
【図８】上定盤の加圧状態を模式的に示す縦断面図である。
【図９】上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周を連結する連結機構を示す平面図である。
【図１０】上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周を連結する連結機構を示す側面図である。
【図１１】上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周を連結する連結機構を示す正面図である。
【図１２】上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周との離間距離を規制するストッパ機構を示す正面図である。
【図１３】上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周との離間距離を規制するストッパ機構を示す側断面図である。
【図１４】空圧制御系の構成を示す系統図である。
【図１５】制御部により制御される各機器を示す制御系のブロック図である。
【図１６Ａ】制御部９０が実行する研磨工程の制御処理及び作業者が行なう作業の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１６Ｂ】図１６Ａの制御処理に続いて実行される制御処理及び作業者が行なう作業の手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１６】
図１は本発明によるガラスディスク研磨装置の一実施例を示す正面図である。図１に示されるように、ガラスディスク研磨装置１０は、複数のガラスディスクの上面及び下面を同時に研磨するように構成されており、基台２０と、下定盤３０と、上定盤ユニット４０と、昇降機構５０と、回転伝達機構６０とを有する。基台２０の上部には、下定盤３０が回転可能に支持されており、基台２０の内部には、後述する駆動部としての定盤駆動モータが取り付けられている。
【００１７】
下定盤３０は、後述するようにキャリヤに保持された複数のガラスディスクの下面を研磨する下側研磨パッドを有する。また、上定盤ユニット４０は、下定盤３０の上方に対向配置され複数のガラスディスクの上面を研磨する上側研磨パッドを有する。
【００１８】
昇降機構５０は、基台２０の上方に起立する門型のフレーム７０により支持されており、キャリヤ交換時に上定盤ユニット４０を昇降させる昇降用シリンダ装置５２を有する。昇降用シリンダ装置５２は、フレーム７０の梁７２の中央に垂下方向に伸縮動作するように取り付けられている。昇降用シリンダ装置５２のピストンロッド５４は、下方に延在しており、その先端部には軸受５６の内周側に嵌合する軸部材５８が結合されている。軸受５６は、上定盤ユニット４０を回転可能に支持する。また、軸部材５８の下部には、ロータリジョイントが設けられている。
【００１９】
また、軸受５６の外周側に嵌合する吊下部材８０は、上定盤ユニット４０を吊下するように取り付けられている。従って、昇降用シリンダ装置５２のピストンロッド５４が上方向または下方向に駆動されると、ピストンロッド５４と吊下部材８０を介して連結された上定盤ユニット４０も同時に駆動されて上昇または降下する。
【００２０】
さらに、フレーム７０の梁７２には、ドレス用位置決めストッパ機構３２０が昇降用シリンダ装置５２の両側に設けられている。このドレス用位置決めストッパ機構３２０は、後述する研磨パッドの表面を整えるドレス処理を行なう際にドレスキャリヤの厚さ分（例えば、２０ｍｍ程度）上定盤ユニット４０を上昇させた位置に位置決めする。ドレス用位置決めストッパ機構３２０は、水平方向に取り付けられた水平駆動用シリンダ装置３２２と、水平駆動用シリンダ装置３２２のピストンロッドの先端に支持されたストッパ板３２４とを有する。ストッパ板３２４は、通常、昇降用シリンダ装置５２の外側に退避しており、ドレス処理を行なう際に中心側に駆動されてピストンロッド５４をドレスキャリヤの厚さ分上方に移動した位置に位置決めする。
【００２１】
ガラスディスク研磨装置１０は、上定盤ユニット４０、昇降機構５０、回転伝達機構６０を制御する制御部９０を有する。
【００２２】
図２Ａは上定盤ユニットを上昇させた状態を模式的に示す縦断面図である。図２Ａに示されるように、上定盤ユニット４０は、円盤状トルク伝達部材１００と、上定盤１１０と、加圧機構１２０と、連結機構１３０と、研磨パッド脱着ユニット１４０と、ストッパ機構１５０（図２Ａでは省略）を有する。
【００２３】
上定盤ユニット４０は、キャリヤ交換時またはパッド交換時に昇降用シリンダ装置５２によって上昇して下定盤３０の上方（Ｚａ方向）に移動する。この上昇状態では、下定盤３０の上面に載置された研磨工程が終了した複数のガラスディスク及びキャリヤ１６０を取り出して別のキャリヤ１６０及び未研磨のガラスディスクを下定盤３０の上面に装着することが可能になる。
【００２４】
また、回転伝達機構６０は、定盤駆動モータのモータ駆動軸６１の上端に円筒形状に形成された結合部６２を有する。この結合部６２は、上面に円盤状トルク伝達部材１００の被駆動孔１０１に設けられた連結孔１０２に嵌合する複数の連結ピン６３を有する。この連結ピン６３は、先端が連結孔１０２に挿入しやすい円錐形状に形成されている。また、上定盤ユニット４０が昇降用シリンダ装置５２によって降下させる際は、円盤状トルク伝達部材１００及び結合部６２に予め設けられた位置合わせマークを一致させた状態で円盤状トルク伝達部材１００を降下させることで連結孔１０２と連結ピン６３との相対位置を一致させることができる。
【００２５】
さらに、上定盤１１０の内周側の円筒部１１０ｄには、上定盤１１０の水平方向の位置を矯正する水平方向矯正機構１７０が設けられている。水平方向矯正機構１７０は、研磨時の水平力を吸収する複数の当接部材１７２よりなり、各当接部材１７２は上定盤１１０の内周側から軸方向に延在する円筒部１１０ｄの複数箇所に所定の間隔毎に設けられている。また、当接部材１７２の取付高さ位置は、研磨面と近い位置とすることが望ましい。
【００２６】
また、各当接部材１７２は、硬度が３０°〜４０°を有する軟質シリコンなどからなる弾性部と、被駆動孔１０１の内壁に接触する半球形状に形成された低摩擦部とを一体的に結合した構成である。さらに、水平方向矯正機構１７０は、上定盤１１０の内周側円筒部１１０ｄの外周に設けられた当接部材１７２の低摩擦部が円盤状トルク伝達部材１００の被駆動孔１０１の内壁に接触する構成である。そのため、各当接部材１７２の弾性部が円盤状トルク伝達部材１００と上定盤１１０との間の水平方向の力を吸収すると共に、各当接部材１７２の接触部に低摩擦部を設けることにより、水平方向に生じる力に起因する加圧動作時の有害な摩擦抵抗を大幅に減少させることができる。
【００２７】
図２Ｂは上定盤ユニットを降下させた状態を模式的に示す縦断面図である。図２Ｂに示されるように、昇降用シリンダ装置５２の下室に対する圧縮空気の供給圧力Ｐ１を低くすることにより（このとき、昇降用シリンダ装置５２の上室は大気開放、Ｐ２は大気圧）、昇降用シリンダ装置５２のピストンロッド５４が上定盤ユニット４０の自重により下方（Ｚｂ方向）に駆動されると、吊下部材８０と共に上定盤ユニット４０が降下する。
【００２８】
基台２０に設けられた定盤駆動モータの回転トルクは、結合部６２に起立する各連結ピン６３と各連結孔１０２とを介して円盤状トルク伝達部材１００に伝達される。また、回転伝達機構６０は、各連結ピン６３と各連結孔１０２とが嵌合する構成であるので、従来のキー構造のものと比較して軸方向に延在形成されたキー溝とキーとの嵌合に伴う上下方向の動き（上下にこねるような動き）を防止することで、上下方向の分力を発生させない構成になっている。実際の研磨動作を行なう上定盤１１０は、外周縁に設けられた連結機構１３０を介して円盤状トルク伝達部材１００から回転トルクを伝達される。
【００２９】
円盤状トルク伝達部材１００と上定盤１１０との間は、リジットな結合構造とはなっていないため、上下方向、水平方向のいかなる方向の力が研磨面に発生しても上定盤１１０が円盤状トルク伝達部材１００との間で応力が発生することがない。
【００３０】
また、上定盤ユニット４０を回転駆動する定盤駆動モータは、基台２０の内部に配置されており、フレーム７０には設けられていないので、装置全体の重心を低くして研磨動作時の振動を抑制すると共に、研磨動作時の安定性がより高められている。
【００３１】
尚、図２Ｂにおいて、加圧機構１２０は、非加圧状態であり、研磨パッド脱着ユニット１４０と上定盤１１０が自重により下定盤３０に載置された複数のガラスディスクの上面に当接した状態になっている。
【００３２】
図３は下定盤に載置されたキャリヤを示す平面図である。図３に示されるように、下定盤３０の上面３１には、複数のキャリヤ１６０が載置される。キャリヤ１６０は、ガラスディスク２００よりも薄い樹脂材により円盤状に形成されており、ガラスディスク２００が収納される多数の収納孔１６１が同心円状に設けられている。多数の収納孔１６１は、夫々収納された各ガラスディスク２００の外周をガタツキなく保持する寸法に形成されている。尚、本実施例では、キャリヤ１６０が５個配された構成を一例として示すが、これに限らず、下定盤３０とキャリヤ１６０との大きさ（直径）に応じて５個以上配置しても良い。
【００３３】
また、下定盤３０の上面３１の回転中心孔には、サンギヤ３２が下方から挿通され、下定盤３０の上面３１の外周内縁には、インナーギヤ３３が設けられている。キャリヤ１６０は、外周に形成されたギヤ１６２が下定盤３０のサンギヤ３２及びインナーギヤ３３に噛合している。そのため、キャリヤ１６０は、下定盤３０が回転駆動するのに伴ってインナーギヤ３３がサンギヤ３２に対して周方向に相対回転すると共に、自転しながらサンギヤ３２の周方向に公転する。これにより、各キャリヤ１６０の各収納孔１６１に収納された各ガラスディスク２００の研磨量の片寄りを防止して研磨後の厚さを均一化することが可能になる。
【００３４】
図４は図３中Ａ−Ａ線に沿う断面を模式的に拡大して示す縦断面図である。図４に示されるように、研磨工程時は、下定盤３０の上面３１に保持された下側研磨パッド２１０が各ガラスディスク２００の下面に接しており、且つ昇降機構５０により研磨位置に降下した上定盤１１０に保持された研磨パッド脱着ユニット１４０の上側研磨パッド２２０が各ガラスディスク２００の上面に接している。そのため、ガラスディスク研磨装置１０においては、上定盤１１０及び下定盤３０が相対回転することで、上定盤１１０と下定盤３０との間でキャリヤ１６０に保持された各ガラスディスク２００の上面及び下面を同時に研磨することが可能になる。尚、各ガラスディスク２００に接する下側研磨パッド２１０、上側研磨パッド２２０の表面が研磨面となる。
【００３５】
ここで、各キャリヤ１６０の各収納孔１６１に収納された各ガラスディスク２００の研磨を行なう上定盤１１０、加圧機構１２０、研磨パッド脱着ユニット１４０の構成について説明する。
【００３６】
図５は上定盤ユニットを降下させたときの上定盤及び下定盤の断面構造を拡大して示す縦断面図である。図５に示されるように、上定盤１１０は、既存の上定盤に比べて厚みも薄く形成され、且つ既存の鉄製のものより軽量なアルミ合金からなるため、大幅に軽量化されている。また、上定盤１１０の材質としては、アルミ合金に限らず、他の鉄よりも軽い材質で高強度のもの（例えば、チタン、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等）を用いても良い。
【００３７】
従来の上定盤は、鉄により形成されており、研磨時の発熱により、研磨面に対向する研磨パッド取付け面の周縁部が上方に反るように変形することがあった。これに対し、本実施例の上定盤１１０は、熱伝導率の高いアル合金製であるので、研磨面の発熱を逃がしやすくなっている。そのため、上定盤１１０は、高さ方向の厚さを小さくして薄型化を図り、熱変形が発生しにくい構成になっており、特に研磨工程時の発熱によって外周縁部が上方に反ることが防止される。
【００３８】
上定盤１１０の上面側には、スラリー供給チューブを挿通させるための凹部１１１及び凹部１１１を閉塞する受圧板１１２が設けられている。また、上定盤１１０の下面１１０ｂには、研磨パッド脱着ユニット１４０を真空吸着する複数の真空溝１１０ｃが設けられている。真空溝１１０ｃとしては、例えば、上定盤１１０の下面１１０ｂに同心円状に形成された複数の環状溝、あるいは上定盤１１０の下面１１０ｂの中心部から外周方向に向けて延在する複数の放射状溝などが設けられている。
【００３９】
このように上定盤１１０は、研磨工程時に研磨抵抗を受ける研磨パッド脱着ユニット１４０を下面１１０ｂに真空吸着する構成であるので、真空吸着をオフにして上側研磨パッド２２０を保持する研磨パッド脱着ユニット１４０を上定盤１１０から脱着することができる。そして、未使用の上側研磨パッド２２０を保持する別の研磨パッド脱着ユニット１４０を上定盤１１０に取り付ける。これにより、研磨パッド脱着ユニット１４０毎パッド交換することができるので、ガラスディスク研磨装置１０の研磨パッド交換に要する作業時間を短縮して当該研磨装置の稼動をできるだけ阻害しないように研磨パッド交換を行える。
【００４０】
また、上定盤１１０の上面１１０ａには、スラリー供給用チューブが挿入される凹部１１１が複数箇所に形成されている。また、凹部１１１は、研磨面にスラリーを供給するための孔１１１ａが設けられている。従って、研磨工程時は、研磨パッド脱着ユニット１４０とガラスディスク２００との間にスラリーを供給することが可能になる。また、研磨面から通過した使用済みのスラリーは、回収されて再利用される。
【００４１】
上定盤１１０の上面１１０ａに取り付けられた受圧板１１２は、加圧時に圧縮空気による空気袋１２１の押圧力を受けるものであり、例えば、ゴム板と金属板とを一体的に重ね合わせた２重構造になっている。
【００４２】
そして、上定盤１１０の上方には、加圧機構１２０を構成する空気袋１２１と、空気袋１２１を支持する加圧ベース１２２と、空気袋１２１の周縁部を保持する保持部材１２３と、空気袋１２１の下面に固着された弾性板１２４とが設けられている。加圧ベース１２２には、空気袋１２１との間に圧縮空気を供給、排気するための空気給排孔１２２ａが複数個設けられている。
【００４３】
空気袋１２１は、円盤状トルク伝達部材１００の下面側形状と同様に環状に形成されている。また、空気袋１２１は、例えば、高強度・気密性・柔軟性を有する芳香族ポリアミド系樹脂または蛇腹状ゴムなどからなり、内外周共に周縁部を保持部材１２３により加圧ベース１２２の下面に保持されている。
【００４４】
加圧ベース１２２は、空気袋１２１の外径より大径であり、且つ内径が小径であり、空気袋１２１と同様に環状に形成されている。また、加圧ベース１２２は、例えば、ステンレス等の金属からなる環状盤であり、上定盤１１０の上方に対向配置されている。
【００４５】
保持部材１２３は、例えば、ステンレス等の金属により環状に形成されており、空気袋１２１の外周縁部と内周縁部とを加圧ベース１２２との間で挟持するように取り付けられている。また、保持部材１２３は、圧縮空気により膨らんだ空気袋１２１を損傷させないように傾斜面１２３ａを有する。そして、加圧ベース１２２の下面と空気袋１２１との間に圧縮空気が供給されると、空気袋１２１は加圧ベース１２２の下方に向けて膨らみ、そのときの膨らみ具合に応じた押圧力で下方に位置する受圧板１１２の全周を均等（全周に亘り同じ圧力）に押圧する。
【００４６】
また、空気袋１２１の下面に設けられた弾性板１２４は、例えば、弾性を有するウレタン樹脂等により加圧ベース１２２の下面に対応する環状に形成されている。そして、弾性板１２４は、周縁部に保持部材１２３の傾斜面１２３ａに対向するように同じ角度で傾斜する傾斜面１２４ａを有する。この弾性板１２４は、空気圧により空気袋１２１が下方に膨らむと共に、保持部材１２３の下方に移動して受圧板１１２に当接して上定盤１１０を下方に押圧する。
【００４７】
尚、空気袋１２１の下方への変位量が足りない場合は、上記受圧板１１２の上面にゴム板１１３（図５中破線で示す）を取り付け、弾性板１２４との離間距離を小さくしても良い。
【００４８】
上定盤１１０の下側に真空吸着された研磨パッド脱着ユニット１４０は、パッド支持ベース１４２の下面側に上側研磨パッド２２０が一体的に取付けられている。パッド支持ベース１４２は、鉄などよりも軽量な材料によって形成されており、例えば、アルミ合金、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、塩化ビニルなどのエンジニアリングプラスチックでも良い。
【００４９】
図６は研磨工程時の加圧機構による加圧状態を拡大して示す縦断面図である。図６に示されるように、研磨工程時は、加圧ベース１２２の空気給排孔１２２ａから空気袋１２１と加圧ベース１２２との間に圧縮空気を供給することにより、空気袋１２１内の空気圧が大気圧以上に増大して空気袋１２１が下方に膨らむ。やがて空気袋１２１の内側に供給される圧縮空気の空気量によって決まる空気圧によって、空気袋１２１の下面に固着された弾性板１２４を上定盤１１０の受圧板１１２に押圧する。
【００５０】
そして、上定盤１１０は、自重と空気袋１２１の空気圧との合力によって研磨パッド脱着ユニット１４０の上側研磨パッド２２０をキャリヤ１６０に保持された各ガラスディスク２００の上面に密着させる。空気袋１２１は、上定盤１１０の上面全体に対向するように環状に形成されているので、空気圧によって上定盤１１０の上面全体を同じ力で押圧する。この押圧力は、上定盤１１０の受圧板１１２の全面に均等に作用するため、上側研磨パッド２２０が当接する各ガラスディスク２００の上面を均等に研磨する研磨力として作用する。
【００５１】
この空気袋１２１による加圧状態を保持しながら上定盤１１０及び下定盤３０が回転することにより、各ガラスディスク２００の上面及び下面が均等に研磨される。また、上側研磨パッド２２０による各ガラスディスク２００の研磨量は、空気袋１２１の押圧力、すなわち空気袋１２１の空気圧と研磨時間によって任意の値に調整される。このように、空気袋１２１の空気圧により上側研磨パッド２２０の全周を均一の圧力で複数のガラスディスク２００の各上面に押圧することができ、複数のガラスディスク２００の研磨量のばらつきを抑制して研磨精度を高めることができる。
【００５２】
尚、上側研磨パッド２２０が摩耗して上側研磨パッド２２０が使用限界まで擦り減った場合は、上定盤ユニット４０を上昇させた状態で研磨パッド脱着ユニット１４０全体を新しいものと交換する。研磨パッド脱着ユニット１４０の交換作業は、上定盤１１０の下面１１０ｂに配された真空溝１１０ｃ内を大気圧にすることで、真空吸着を解除すれば良い。これにより、研磨パッド脱着ユニット１４０を簡単に上定盤１１０から分離させることが可能になる。
【００５３】
そして、未使用の上側研磨パッド２２０を有する研磨パッド脱着ユニット１４０を上定盤１１０の下面１１０ｂに真空吸着させることでパッド交換作業が完了する。尚、上側研磨パッド２２０のみを単体で交換する場合は、上側研磨パッド２２０を剥がす作業に多くの労力を要するため、研磨パッド脱着ユニット１４０毎交換する方式の方が上側研磨パッド２２０のみを単体で交換する場合よりも短時間で交換作業を行なうことができる。また、研磨パッド脱着ユニット１４０の上側研磨パッド２２０は、手の空いた作業者が交換しても良いし、あるいは作業の合間に交換しても良い。
【００５４】
ここで、加圧機構１２０による研磨パッド脱着ユニット１４０の加圧動作について説明する。
【００５５】
図７は上定盤を加圧する前の状態を模式的に示す縦断面図である。図７に示されるように、昇降機構５０の昇降用シリンダ装置５２への圧縮空気の供給圧力Ｐ１を低くすることにより（このとき、昇降用シリンダ装置５２の上室は大気開放、Ｐ２は大気圧）、ピストンロッド５２が上定盤ユニット４０の自重により下方（Ｚｂ方向）に駆動されると、吊下部材８０と共に上定盤ユニット４０が降下する。これにより、上定盤１１０と、下面１１０ｂに真空吸着された研磨パッド脱着ユニット１４０と、上側研磨パッド２２０とが降下して上側研磨パッド２２０がキャリヤ１６０に保持された各ガラスディスク２００の上面に当接する。この上側研磨パッド２２０がガラスディスク２００の上面に当接する状態では、上定盤１１０及び研磨パッド脱着ユニット１４０の重量が各ガラスディスク２００の上面に作用している。
【００５６】
一方で、上定盤ユニット４０が更に降下すると、上定盤１１０の上面に空気袋１２１が当接し、円盤状トルク伝達部材１００の重量も各ガラスディスク２００の上面に作用してしまうと、各ガラスディスク２００に対する荷重が過大になってしまう。そこで、上定盤１１０、研磨パッド脱着ユニット１４０のみの重量しか作用しないように昇降用シリンダ装置５２のピストンロッド５４と軸部材５８の高さ位置を調整する。
【００５７】
図８は上定盤の加圧状態を模式的に示す縦断面図である。図８に示されるように、研磨工程時は、空気袋１２１に圧縮空気が供給される。空気袋１２１は、加圧ベース１２２の空気給排孔１２２ａから供給された圧縮空気の圧力により下方に膨らみ、上定盤１１０を下方に押圧する。この空気袋１２１に供給された空気圧により、上定盤１１０の下面１１０ｂに真空吸着された研磨パッド脱着ユニット１４０の上側研磨パッド２２０がキャリヤ１６０に保持された各ガラスディスク２００の上面に押圧される。このとき、上側研磨パッド２２０は、上定盤１１０と研磨パッド脱着ユニット１４０の重量と空気袋１２１の圧力との合力で各ガラスディスク２００の上面に押圧される。よって、空気袋１２１の圧力を調整することにより、各ガラスディスク２００に対する上側研磨パッド２２０の研磨力を適正値に設定することが可能になる。
【００５８】
また、このとき昇降用シリンダ装置５２の上室に圧縮空気を供給して上室圧力Ｐ２を高圧にすると共に、昇降用シリンダ装置５２の下室を大気開放として下室圧力Ｐ１を大気圧とすることで空気袋１２１からの反力を昇降用シリンダ装置５２で受け、空気袋１２１の押圧力を確実に各ガラスディスク２００に伝えることが可能になる。
【００５９】
この空気袋１２１の押圧力が上側研磨パッド２２０の全周に均等に作用するため、上定盤１１０の下面側に配された上側研磨パッド２２０は、下定盤３０の上面側に配された下側研磨パッド２１０の研磨面に対して平行状態を保ちながら研磨することができる。
【００６０】
ここで、上定盤１１０の外周と円盤状トルク伝達部材１００の外周とを連結する連結機構１３０の構成について説明する。
【００６１】
図９は上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周を連結する連結機構を示す平面図である。図１０は上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周を連結する連結機構を示す側面図である。図１１は上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周を連結する連結機構の動作を示す正面図である。尚、図１０、図１１において、実線は上定盤ユニット４０を降下させた研磨工程時の動作状態を示し、二点鎖線は上定盤ユニット４０を上昇させて下定盤３０から離間させた動作状態を示す。また、図１０、図１１において、二点鎖線で示す位置は、連結機構１３０が垂直状態に回動させた位置であるが、実際には後述するストッパ機構１５０により上定盤１１０と円盤状トルク伝達部材１００との離間距離が規制されるため、連結機構１３０は水平状態から僅かに下方に傾いた回動角度で停止する。
【００６２】
図９乃至図１１に示されるように、連結機構１３０は、円盤状トルク伝達部材１００の外周に固定された上側ブラケット１３１と、上側ブラケット１３１の上端側面に連結された玉軸受部１３２と、上定盤１１０の外周に固定された下側ブラケット１３３と、下側ブラケット１３３の上端側面に連結された玉軸受部１３４と、玉軸受部１３２、１３４間に装架された連結ロッド１３５とを有する。玉軸受部１３２、１３４は、夫々球体と球面凹部とが嵌合した構造であり、どの方向にも回動可能な自在継手構造になっている。
【００６３】
連結機構１３０は、連結ロッド１３５の両端に結合された玉軸受部１３２、１３４が上側ブラケット１３１、下側ブラケット１３３に回動可能に支持される構成であるので、上定盤１１０の外周と円盤状トルク伝達部材１００の外周との高さ方向の離間距離に応じて水平状態（図９、図１１中、実線で示す状態）から所定角度範囲（図１０、図１１中、二点鎖線で示す回動状態）で回動可能に設けられている。すなわち、連結ロッド１３５は、上定盤１１０の外周と円盤状トルク伝達部材１００の外周との離間距離が小さくなるほど水平方向に近づく。また、上定盤１１０の外周と円盤状トルク伝達部材１００の外周との離間距離は、上定盤１１０が研磨パッド脱着ユニット１４０を介してガラスディスク２００の上面に着座した際（図５を参照）、保持部材１２３と受圧板１１２に一定の間隔が空くように、昇降シリンダ装置５０のピストンロッド５４と軸部材５８の高さ位置を調整してある。
【００６４】
また、研磨工程時は、空気袋１２１に空気圧をかけた際、研磨面にかかる圧力は、円盤状トルク伝達部材１００、吊下部材８０、軸部材５８、ピストンロッド５４を介して昇降用シリンダ装置５２にかかり、その反力を超える圧力Ｐ２が昇降用シリンダ装置５２の上室にかけられているため、研磨工程時の空気袋１２１の空気圧に拘わらず、保持部材１２３と受圧板１１２の間隔、及び離間距離は、一定に保たれる。
【００６５】
また、研磨工程時は、円盤状トルク伝達部材１００の外周の回転力は、連結機構１３０の連結ロッド１３５を介して上定盤１１０の外周に効率良く伝達される。
【００６６】
すなわち、連結機構１３０は、研磨工程時になると、連結ロッド１３５が円盤状トルク伝達部材１００及び上定盤１１０の外周の接線方向に延在する向き（図９、図１１中、実線で示す状態）に保持され、円盤状トルク伝達部材１００の外周の回転トルクを上定盤１１０の外周に伝達することができる。
【００６７】
このように、各連結機構１３０は、円盤状トルク伝達部材１００及び上定盤１１０の外周の接線方向に延在する連結ロッド１３５を介して円盤状トルク伝達部材１００の回転トルクを上定盤１１０の外周に伝達するため、大きなトルクを効率良く伝達することが可能な構成になっている。さらに、各連結機構１３０は、上側研磨パッド２２０近傍の高さ位置に設けられ、研磨面からの高さ方向の離間距離が１００ｍｍ以下に抑えられるため、上側研磨パッド２２０を上下方向に揺動させるような力が作用しにくい構成になっている。
【００６８】
また、本実施例の連結機構１３０は、円盤状トルク伝達部材１００及び上定盤１１０の外周の少なくとも３箇所に設けられている。そのため、円盤状トルク伝達部材１００の回転トルクは、３箇所の連結機構１３０を介して上定盤１１０の外周に伝達されるが、連結機構１３０を３箇所以上設けることも可能である。
【００６９】
ここで、円盤状トルク伝達部材１００と上定盤１１０との離間距離を所定値以下に規制するストッパ機構１５０の構成について説明する。尚、ストッパ機構１５０は、円盤状トルク伝達部材１００、上定盤１１０の内周、外周の複数箇所に分散配置されており、例えば、内周側の４箇所、外周側の６箇所に設けられている。
【００７０】
図１２は上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周との離間距離を規制するストッパ機構を示す正面図である。図１３は上定盤の外周と円盤状トルク伝達部材の外周との離間距離を規制するストッパ機構を示す側断面図である。
【００７１】
図１２及び図１３に示されるように、ストッパ機構１５０は、円盤状トルク伝達部材１００の上面に固定された上側ブラケット１５１と、上側ブラケット１５１の筒状ストッパ部１５２と、筒状ストッパ部１５２に挿通された垂直ロッド１５３と、垂直ロッド１５３の上端に螺合された鍔部１５４と、鍔部１５４を上方に付勢する付勢部材１５５と、上定盤１１０の外周の凹部１１０ｅに固定された下側ブラケット１５６とを有する。コイルバネなどからなる付勢部材１５５は、上定盤１１０が研磨時にガラスディスク２００に着座する際、または研磨を開始する際、ガラスディスク２００に上定盤１１０及び研磨パッド脱着ユニット１４０の自重の全てがかかるのを軽減するために取り付けられている。尚、付勢部材１５５は、取り除いても良い。
【００７２】
垂直ロッド１５３は、下端が下側ブラケット１５６に固定されており、上端が上側ブラケット１５１の上方に延在する垂直方向に起立している。また、上側ブラケット１５１には、垂直ロッド１５３が挿通される挿通孔１５１ａが設けられている。この挿通孔１５１ａは、筒状ストッパ部１５２を軸方向（上下方向）に貫通する中空孔１５２ａに連通している。
【００７３】
また、研磨工程時は、上定盤ユニット４０が降下し、昇降用シリンダ装置５２のストロークエンドで高さ調整した位置で停止するため、円盤状トルク伝達部材１００と上定盤１１０との離間距離Ｔは、狭くなる。この状態のとき、ストッパ機構１５０においては、上定盤ユニット４０が降下するのに伴って鍔部１５４と筒状ストッパ部１５２の上端との隙間Ｓは、上定盤ユニット４０の上昇時に比べて拡大する。
【００７４】
したがって、キャリヤ交換時あるいはパッド交換時に上定盤ユニット４０を上昇させる場合、前述した連結機構１３０により外周側が連結された円盤状トルク伝達部材１００と上定盤１１０との離間距離Ｔは、研磨時より拡大され、ストッパ機構１５０の鍔部１５４と筒状ストッパ部１５２の上端との隙間Ｓによって規制される。このとき、ストッパ機構１５０に付勢部材１５５を取付けない場合は、隙間Ｓはゼロになる。
【００７５】
このように、円盤状トルク伝達部材１００の下方に連結機構１３０を介して吊下された上定盤１１０の動作可能範囲がストッパ機構１５０によって規制されるため、ガラスディスク２００及びキャリヤ１６０の交換作業は、例えば、図１０中二点鎖線で示すように、連結機構１３０の連結ロッド１３５が垂下方向に回動して連結ロッド１３５の長さ分、上定盤１１０が吊下された状態となることが無く、吊下状態の上定盤１１０によって阻害されることがない。
【００７６】
ここで、空圧制御系の構成について説明する。
【００７７】
図１４は空圧制御系の構成を示す系統図である。図１４に示されるように、上定盤１１０には、空気袋１２１の圧力を制御する加圧制御ライン（圧縮空気供給部）２３０と、研磨パッド脱着ユニット１４０の吸着・分離を制御する真空吸着ライン２４０とが接続されている。
【００７８】
加圧制御ライン２３０は、前述した空気袋１２１と共に加圧機構１２０を構成しており、空気袋１２１への圧縮空気の供給、あるいは排気を切替えることで空気袋１２１の圧力を制御する。加圧制御ライン２３０には、空気源２３１、フィルタレギュレータユニット２３２、レギュレータ２３３、電空レギュレータ２３４、加圧用弁２３５、大気開放弁２３６、加圧用圧力センサ２３７が配されている。
【００７９】
空気源２３１は、空気圧縮機等により生成された圧縮空気の供給源であり、圧縮空気を貯留する空気タンク、あるいは空気タンクに連通された空気配管経路などにより形成されている。
【００８０】
フィルタレギュレータユニット２３２、レギュレータ２３３、電空レギュレータ２３４は、空気源２３１から供給される空気圧を所定圧に段階的に減圧する圧力設定手段であり、空気袋１２１による上側研磨パッド２２０への押圧力が最適値となるように供給される圧力を調整する。
【００８１】
加圧用弁２３５は、ノーマルクローズ型２ポート２位置弁の電磁弁からなり、制御部９０からの制御信号によりソレノイドが励磁されると、閉弁状態から開弁状態に切り替わる。すなわち、加圧用弁２３５は、空気袋１２１への圧縮空気の供給または供給停止を行なうための加圧用切替え手段である。
【００８２】
大気開放弁２３６は、加圧用弁２３５と同様、ノーマルクローズ型２ポート２位置弁の電磁弁からなり、制御部９０からの制御信号によりソレノイドが励磁されると、閉弁状態から開弁状態に切り替わる。すなわち、大気開放弁２３６は、空気袋１２１の圧縮空気を大気中に排気するための大気開放用切替え手段である。
【００８３】
加圧用圧力センサ２３７は、空圧制御ライン２３０の圧力に応じた圧力検出信号を制御部９０に出力する。よって、制御部９０は、加圧用圧力センサ２３７からの圧力検出信号によって各工程における空気袋１２１の圧力状態を認識すると共に、各工程に応じて加圧用弁２３５、大気開放弁２３６を切替え制御する。
【００８４】
また、真空吸着ライン２４０は、上定盤１１０の下面１１０ｂに配された複数の真空溝１１０ｃへの真空導入または大気開放により研磨パッド脱着ユニット１４０の吸着・分離を切替えるように接続されている。
【００８５】
真空吸着ライン２４０には、冷却水供給源２４１、開閉弁２４２、冷却水確認センサ２４３、真空ポンプ２４４、真空ゲージ２４５、真空吸着用弁２４６、大気開放弁２４７、吸着用圧力センサ２４８、冷却水排水口２４９が配されている。
【００８６】
真空ポンプ２４４は、冷却水供給源２４１から供給された冷却水によってロータ（羽根車）の回転部分を気密に保持する水封式真空ポンプからなり、真空吸着ライン２４０の配管内の空気を吸引して冷却水と共に冷却水排水口２４９へ排出する。
【００８７】
冷却水確認センサ２４３は、真空ポンプ２４４へ供給される冷却水を検出する冷却水検出手段であり、冷却水検出信号を制御部９０に出力する。
【００８８】
真空ゲージ２４５は、真空ポンプ２４４によって減圧される空気の真空度計測手段である。
【００８９】
真空吸着用弁２４６は、ノーマルクローズ型２ポート２位置弁の電磁弁からなり、制御部９０からの制御信号によりソレノイドが励磁されると、閉弁状態から開弁状態に切り替わる。すなわち、制御部９０は、研磨パッド脱着ユニット１４０を上定盤１１０の下面１１０ｂに真空吸着させる際に真空吸着用弁２４６を開弁させ、上定盤１１０の下面１１０ｂに配された真空溝１１０ｃ内を真空にする。
【００９０】
大気開放弁２４７は、真空吸着用弁２４６と同様、ノーマルクローズ型２ポート２位置弁の電磁弁からなり、制御部９０からの制御信号によりソレノイドが励磁されると、閉弁状態から開弁状態に切り替わる。すなわち、制御部９０は、研磨パッド脱着ユニット１４０を上定盤１１０の下面１１０ｂから分離させる際に大気開放弁２４７を開弁させ、上定盤１１０の下面１１０ｂに配された真空溝１１０ｃ内を大気圧にする。
【００９１】
吸着用圧力センサ２４８は、真空吸着ライン２４０の圧力を検出し、圧力検出信号を制御部９０に出力する。よって、制御部９０は、吸着用圧力センサ２４８から圧力検出信号により真空吸着ライン２４０の圧力（真空または大気開放）を認識すると共に、研磨パッド脱着ユニット１４０の吸着状態（吸着・分離）を判別することが可能になる。
【００９２】
図１５は制御部により制御される各機器を示す制御系のブロック図である。図１５に示されるように、制御部９０は、昇降用シリンダ装置５２、加圧用弁２３５、大気開放弁２３６、加圧用圧力センサ２３７、真空ポンプ２４４、真空吸着用弁２４６、大気開放弁２４７、吸着用圧力センサ２４８、基台２０の内部に設けられた定盤駆動モータ（駆動部）２６０、モニタやスピーカ等の報知手段３１０と電気的に接続されており、各機器を制御するための制御信号を生成する。
【００９３】
ここで、制御部９０が実行する研磨工程の制御処理及び作業者が行なう作業の手順について図１６Ａ、図１６Ｂのフローチャートを参照して説明する。
【００９４】
図１６ＡのＳ１１で制御部９０は、ガラスディスク研磨装置１０の電源スイッチがオンに操作されたか否かをチェックしており、電源スイッチがオンなると、Ｓ１２に進み、真空ポンプ２４４を起動させると共に、真空吸着用弁２４６を開弁して研磨パッド脱着ユニット１４０を上定盤１１０の下面１１０ｂに真空吸着させる。続いて、Ｓ１３では、昇降用シリンダ装置５２の下室への供給圧力Ｐ１を高くすることにより（このとき、昇降用シリンダ装置５２の上室は大気開放、Ｐ２は大気圧）、ピストンロッド５２を上方に駆動して吊下部材８０と共に上定盤ユニット４０を上昇させる（図２Ａ参照）。これにより、上定盤ユニット４０は、下定盤３０の上方に離間する。
【００９５】
次のＳ１４では、作業者が下定盤３０の上面にキャリヤ１６０をセットする。続いて、Ｓ１５では、作業者がキャリヤ１６０の各収納孔１６１にガラスディスク２００をセットする。
【００９６】
Ｓ１６では、制御部９０が昇降用シリンダ装置５２の下室への供給圧力Ｐ１を低くすることにより（このとき、昇降用シリンダ装置５２の上室は大気開放、Ｐ２は大気圧）、ピストンロッド５２を上定盤ユニット４０の自重で下方（Ｚｂ方向）に駆動させる（図２Ｂ参照）。これにより、吊下部材８０と共に上定盤ユニット４０がシリンダ５２のストロークエンドまで降下し、円盤状トルク伝達部材１００の連結孔１０２に結合部６２の連結ピン６３が嵌合されると、上定盤１１０の下面１１０ｂに真空吸着された研磨パッド脱着ユニット１４０の上側研磨パッド２２０がキャリヤ１６０に保持された各ガラスディスク２００の上面に当接する。この上側研磨パッド２２０がガラスディスク２００に当接した状態では、上定盤１１０及び上定盤ユニット４０の重量のみが各ガラスディスク２００の上面に加圧力として作用している。
【００９７】
Ｓ１７では、制御部９０がスラリーを上定盤ユニット４０に供給する。さらに、Ｓ１８に進み、定盤駆動モータ２６０を起動させて、モータ駆動力を下定盤３０及び上定盤ユニット４０の円盤状トルク伝達部材１００に伝達する。
【００９８】
Ｓ１９では、研磨開始直後に制御部９０が加圧制御ライン２３０の加圧用弁２３５を開弁状態に切替えて加圧機構１２０の空気袋１２１に圧縮空気を供給する。空気袋１２１と加圧ベース１２２との間に圧縮空気が供給されると、空気袋１２１は下方に膨らみ、空気袋１２１の下面に固着された弾性板１２４を上定盤１１０の受圧板１１２に押圧する（図６参照）。これにより、研磨パッド脱着ユニット１４０の下面に装着された上側研磨パッド２２０は、空気袋１２１の圧力によってキャリヤ１６０に保持された各ガラスディスク２００の上面に密着する。
【００９９】
上定盤ユニット４０の降下動作により、円盤状トルク伝達部材１００の連結孔１０２に結合部６２の連結ピン６３が相対的に嵌合すると、円盤状トルク伝達部材１００は、連結孔１０２と連結ピン６３を介してモータ駆動軸６１の回転トルクが伝達され、円盤状トルク伝達部材１００の外周と上定盤１１０の外周とを連結する連結機構１３０により外周から接線方向の回転トルクを効率良く伝達する。この回転トルクの伝達が行なわれる連結機構１３０から上側研磨パッド２２０の研磨面までの高さ方向の距離は、例えば、１００ｍｍ以下に抑えられる。そのため、既存のガラスディスク研磨機での研磨面から上定盤の吊り支点までの高さ方向の距離が２００ｍｍ以上もある場合と比較すると、水平方向の力により回転伝達部を支点に振り子運動による鉛直方向の力を発生することが大幅に軽減される。
【０１００】
また、このように、駆動力の伝達経路を上定盤１１０の外周に配置する構成とすることにより、回転中心部に配された駆動軸６１の結合部６２を小径化すると共に、キャリヤ１６０を装着するのに必要なスペースを回転中心部側に拡張することができる装置全体をコンパクト化することが可能になる。
【０１０１】
次のＳ２０では、研磨時間（定盤回転駆動時間）をカウントする。そして、Ｓ２０において、研磨時間が予め設定された所定時間に達するとＳ２１に進む。尚、この所定時間とは、ガラスディスク２００の厚さ寸法が規定値になるまでの研磨量によって経験的に設定されており、例えば、ガラスディスク２００の硬さ、パッドの研磨剤粒度、スラリーの種別、パッド加圧力、定盤回転速度などの各種条件を総合的に勘案して設定される時間である。
【０１０２】
Ｓ２０において、研磨時間が予め設定された所定時間に達したときは、図１６ＢのＳ２１に進み、研磨完了前に加圧制御ライン２３０の大気開放弁２３６を開弁状態（大気開放）に切替えて加圧機構１２０の空気袋１２１内側の圧縮空気を排気して大気に減圧にする。そのため、空気袋１２１は、研磨完了前に上定盤１１０の受圧板１１２から離間するように上方に変位し、空気袋１２１による加圧を解除する（図５、図７参照）。
【０１０３】
次のＳ２２では、定盤駆動モータ２６０への通電を停止して回転トルクをゼロにする。続いて、Ｓ２３では、スラリー供給を停止する。
【０１０４】
次のＳ２４では、研磨完了したことを報知手段３１０により音声ガイドまたはモニタ表示で報知する。
【０１０５】
続いて、Ｓ２５に進み、昇降用シリンダ装置５２の下室への供給圧力Ｐ１を高くすることにより（このとき、昇降用シリンダ装置５２の上室は大気開放、Ｐ２は大気圧）、ピストンロッド５４を上昇動作させて上定盤ユニット４０を下定盤３０の上方（Ｚａ方向）に移動する（図２Ａ参照）。このような上定盤ユニット４０の上昇動作により、研磨が完了した複数のガラスディスク２００及びキャリヤ１６０を取り出すことが可能になる。
【０１０６】
また、上記上定盤ユニット４０の上昇動作を行なう際は、上定盤１１０の外周と円盤状トルク伝達部材１００の外周との間を連結する複数の連結機構１３０の各連結ロッド１３５が回動するため、上定盤１１０が円盤状トルク伝達部材１００の下方に変位する（図１０、図１１参照）。しかし、上定盤ユニット４０が上昇動作する過程では、ストッパ機構１５０の鍔部１５４が筒状ストッパ部１５２の上端に当接することによって規制されるため、連結機構１３０の連結ロッド１３５はほぼ水平状態を保ったまま昇降することができる。よって、ガラスディスク２００及びキャリヤ１６０を取り出す際の作業は、連結機構１３０によって吊下された上定盤１１０によって阻害されることがない。
【０１０７】
次のＳ２６では、作業者が下定盤３０からキャリヤ１６０を取り出す。続いて、Ｓ２７では、作業者が下定盤３０上から研磨完了したガラスディスク２００を全て取り出す。
【０１０８】
次のＳ２８で作業者は、下側研磨パッド２１０及び上側研磨パッド２２０が目詰まりしているか否かを判断し、パッド交換が必要か否かを確認する。尚、下側研磨パッド２１０及び上側研磨パッド２２０の目詰まり具合によるパッド交換は、例えば、研磨時間の累積値、あるいは研磨工程の回数、あるいは作業者によるパッド溝深さ計測などによって判断することが可能になる。
【０１０９】
さらに、作業者は、パッド交換が不要な場合には、Ｓ２９で下側研磨パッド２１０及び上側研磨パッド２２０のドレス処理が必要か否かを確認する。ドレス不要の場合には、Ｓ３０で作業者は研磨継続か否かを確認する。Ｓ３０において、引き続き研磨を継続する場合は、前述したＳ１３に戻り、Ｓ１３以降の手順を繰り返す。
【０１１０】
また、研磨を終了する場合は、Ｓ３１に進み、作業者は電源スイッチをオフに操作することで、制御部９０は真空ポンプ２４４への通電をオフにして真空ポンプ２４４を停止状態にする。
【０１１１】
また、上記Ｓ２８において、作業者が下側研磨パッド２１０及び上側研磨パッド２２０が目詰まりしていると判断されたときは、パッド交換が必要か、あるいはドレスが必要かを選択する。パッド交換が必要と判断した場合は、Ｓ３２に進み、真空吸着ライン２４０の大気開放弁２４７を開弁させると共に、真空吸着用弁２４６を閉弁させる。
【０１１２】
次のＳ３３では、作業者は、研磨パッド脱着ユニット１４０を上定盤１１０から分離して取り外す。続いて、Ｓ３４では、作業者は、研磨パッド脱着ユニット１４０のパッド支持ベース１４２から上側研磨パッド２２０を取り外す。そして、パッド支持ベース１４２の下面に新しい上側研磨パッド２２０を取付ける。このように、研磨パッド脱着ユニット１４０を上定盤１１０から外した状態で上側研磨パッド２２０の交換作業が比較的容易に行える。また、下定盤３０に装着された下側研磨パッド２１０も交換することができる。
【０１１３】
続いて、Ｓ３５で作業者は、新しい上側研磨パッド２２０が装着された研磨パッド脱着ユニット１４０を上定盤１１０の下面１１０ｂに取り付ける。そして、真空吸着ライン２４０の大気開放弁２４７を閉弁させると共に、真空吸着用弁２４６を開弁させる。これにより、交換された新しい研磨パッド脱着ユニット１４０は、上定盤１１０の下面１１０ｂに吸着される。この後は、Ｓ３６に進み、作業者は下側研磨パッド２１０及び上側研磨パッド２２０にパッドドレス処理を施す。すなわち、昇降用シリンダ装置５２により研磨パッド脱着ユニット１４０を上昇させた後、下定盤３０の上方にドレスキャリヤをセットし、上定盤１１０及び研磨パッド脱着ユニット１４０をドレス用高さ位置に降下させる。この際、昇降用シリンダ装置５２のピストンロッド５４は、ドレス用位置決めストッパ機構３２０（図１参照）のストッパ板３２４により降下位置を規制され、ドレスキャリヤの厚さ分上定盤ユニット４０を上昇させた位置に位置決めされる。ドレスキャリヤには、ダイヤモンドドレッサーが装着されており、ダイヤモンドドレッサーによって下側研磨パッド２１０及び上側研磨パッド２２０のパッド表面を整える。
【０１１４】
そして、パッドドレス処理を行なって下側研磨パッド２１０及び上側研磨パッド２２０の表面に付着した研磨粉などの除去、またはパッドの目立てを行なう。パッドドレス処理が終了すると、昇降用シリンダ装置５２により研磨パッド脱着ユニット１４０を上昇させて、ドレスキャリヤを除去する。
この後は、前述したＳ１３の処理に戻り、Ｓ１３以降の処理を繰り返す。
【０１１５】
また、Ｓ２９において、下側研磨パッド２１０及び上側研磨パッド２２０のドレス処理が必要と判断された場合も、前述したＳ３６に進み、作業者は研磨パッド脱着ユニット１４０の下側研磨パッド２１０及び上側研磨パッド２２０にパッドドレス処理を施す。この後は、前述したＳ１３の処理に戻り、Ｓ１３以降の処理を繰り返す。
【０１１６】
このように、ガラスディスク研磨装置１０によれば、モータ駆動軸６１の上端の連結ピン６３が円盤状トルク伝達部材１００の各連結孔１０２に嵌合することにより、回転トルクを円盤状トルク伝達部材１００に伝達し、実際に寄与する上定盤１１０は、構造的に円盤状トルク伝達部材１００と縁が切られており、且つ外周に配された各連結機構１３０を介して円盤状トルク伝達部材１００から上定盤１１０に回転トルクが伝達される。
【０１１７】
しかも、連結機構１３０の研磨面からの高さ方向の距離は、１００ｍｍ以下に抑えられ、既存の装置のように上定盤の吊り高さが研磨面から２００ｍｍ以上の上方にある場合と比較して水平方向の力による回転伝達部を支点に振り子運動による鉛直方向の力を発生させることが大幅に軽減される。
【０１１８】
これにより、上定盤１１０の振り子動作が抑制されことで研磨面の研磨精度が安定すると共に、空気袋１２１の空気圧力により研磨面の圧力が均一化され、複数のガラスディスク２００を研磨する際の上定盤１１０の回転動作に伴う研磨精度のばらつきを抑制することができる。
【０１１９】
よって、上定盤１１０の研磨面と下定盤３０の研磨面との平行度を高精度に確保することができると共に、円盤状トルク伝達部材１００の外周に配された連結機構１３０を介して上定盤１１０の外周にモータ駆動軸３１からの回転を伝達するため、上定盤１１０の内周を小径化することができ、装置全体の小型化を実現することが可能になる。
【０１２０】
本出願を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００９年６月２４日出願の日本特許出願（特願２００９-１５０３１２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
上記実施例では、磁気ディスク用のガラスディスクを研磨する研磨装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、これ以外の用途で使用されるガラスディスクを研磨するのにも本発明を適用することができるのは勿論である。【０１２２】
また、下定盤に載置されるガラスディスクの枚数及びキャリヤの枚数は、上記実施例に限るものではなく、一回の研磨工程で複数のガラスディスクを同時に研磨することができるものであれば良い。【０１２３】
また、上記実施例では、エアシリンダを用いて上定盤ユニットを昇降させる構成のものを例示したが、これに限らず、エアシリンダ以外の駆動手段を用いて上定盤ユニットを昇降させる構成でも良いのは勿論である。
一般に、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程は、以下の工程を含む。（１）フロート法、フュージョン法またはプレス成形法で成形されたガラス素基板を、ディスク（円盤）形状に加工した後、内周側面と外周側面に面取り加工を行う。（２）ガラス基板の上下主平面に研削加工を行う。（３）ガラス基板の内周、外周の側面部と面取り部に端面研磨を行う。（４）ガラス基板の上下主平面に研磨を行う。研磨工程は、１次研磨のみでも良く、１次研磨と２次研磨（１次研磨より目の細かい砥粒を用いる研磨）を行っても良く、２次研磨の後に３次研磨（２次研磨より目の細かい砥粒を用いる研磨）を行っても良い。（５）ガラス基板の精密洗浄を行い、磁気記録媒体用ガラス基板を得る。（６）磁気記録媒体用ガラス基板の上に磁性層などの薄膜を形成し、磁気ディスクを製造する。
なお、上記磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程において、各工程間にガラス基板洗浄（工程間洗浄）やガラス基板表面のエッチング（工程間エッチング）を実施してもよい。さらに、磁気記録媒体用ガラス基板に高い機械的強度が求められる場合、ガラス基板の表層に強化層を形成する強化工程（例えば、化学強化工程）を研磨工程前、または研磨工程後、あるいは研磨工程間で実施してもよい。
本発明において、磁気記録媒体用ガラス基板は、アモルファスガラスでもよく、結晶化ガラスでもよく、ガラス基板の表層に強化層を有する強化ガラス（例えば、化学強化ガラス）でもよい。また、本発明のガラス基板のガラス素基板は、フロート法で造られたものでも良く、フュージョン法で造られたものでも良く、プレス成形法で造られたものでもよい。
本発明は、（４）ガラス基板の上下主平面に研磨を行う工程に関し、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨加工に係るものである。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  ガラスディスク研磨装置
２０  基台
３０  下定盤
３１  上面
３２  サンギヤ
３３  インナーギヤ
４０  上定盤ユニット
５０  昇降機構
５２  昇降用シリンダ装置
５４  ピストンロッド
５６  軸受
５８  軸部材
６０  回転伝達機構
６１  モータ駆動軸
６２  結合部
６３  連結ピン
７０  フレーム
８０  吊下部材
９０  制御部
１００  円盤状トルク伝達部材
１０１  被駆動孔
１０２  連結孔
１１０  上定盤
１１０ａ  上面
１１０ｂ  下面
１１０ｃ  真空溝
１１１  凹部
１１２  受圧板
１２０  加圧機構
１２１  空気袋
１２２  加圧ベース
１２２ａ  空気給排孔
１２３  保持部材
１２４  弾性板
１３０  連結機構
１３１  上側ブラケット
１３２、１３４  玉軸受部
１３５  連結ロッド
１４０  研磨パッド脱着ユニット
１４２  パッド支持ベース
１５０  ストッパ機構
１５１  上側ブラケット
１５１ａ  挿通孔
１５２  筒状ストッパ部
１５２ａ  中空孔
１５３  垂直ロッド
１５４  鍔部
１５５  付勢部材
１５６  下側ブラケット
１６０  キャリヤ
１６１  収納孔
１７２  当接部材
１７０  水平方向矯正機構
２００  ガラスディスク
２１０  下側研磨パッド
２２０  上側研磨パッド
２３０  加圧制御ライン
２３１  空気源
２３２  フィルタレギュレータユニット
２３３  レギュレータ
２３４  電空レギュレータ
２３５  加圧用弁
２３６  大気開放弁
２３７  加圧用圧力センサ
２４０  真空吸着ライン
２４１  冷却水供給源
２４２  開閉弁
２４３  冷却水確認センサ
２４４  真空ポンプ
２４５  真空ゲージ
２４６  真空吸着用弁
２４７  大気開放弁
２４８  吸着用圧力センサ
２４９  冷却水排水口
３１０  報知手段
３２０  ドレス用位置決めストッパ機構
３２２  水平駆動用シリンダ装置
３２４  ストッパ板
【図１】
2010150757.tif 000003
【図２Ａ】
2010150757.tif 000004
【図２Ｂ】
2010150757.tif 000005
【図３】
2010150757.tif 000006
【図４】
2010150757.tif 000007
【図５】
2010150757.tif 000008
【図６】
2010150757.tif 000009
【図７】
2010150757.tif 000010
【図８】
2010150757.tif 000011
【図９】
2010150757.tif 000012
【図１０】
2010150757.tif 000013
【図１１】
2010150757.tif 000014
【図１２】
2010150757.tif 000015
【図１３】
2010150757.tif 000016
【図１４】
2010150757.tif 000017
【図１５】
2010150757.tif 000018
【図１６Ａ】
2010150757.tif 000019
【図１６Ｂ】
2010150757.tif 000020
【国際調査報告】
2010150757.tif 000021
2010150757.tif 000022
2010150757.tif 000023
2010150757.tif 000024