(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアプレートの下面にワークを固定してワークの下面を被研磨面とし、回転する円盤状定盤の上面を研磨面とする研磨定盤へ該ワークを適宜押付けて研磨加工を行なう片面研磨装置において、
該キャリアプレートを該研磨定盤の半径方向へ揺動させる構造として、
該研磨定盤の中心軸を回転中心とする該研磨定盤の中心位置に位置し、適宜偏心した位置にずらした状態で回転するセンターローラと、
該キャリアプレートの位置を保持するガイドローラを内包し該研磨定盤の略半径方向へ直動するガイドアームと、
該ガイドアームの定盤中心側の先端部に設けられ、該センターローラの外周面に常に接触する追従ローラと、
を備え、
該センターローラの外周面が回転中心からみて半径方向へ揺動する動きと、該追従ローラから該ガイドアームを介して伝達される該ガイドローラの半径方向へ揺動する動きと、に該キャリアプレートを追従させることにより、該ワークを固定した該キャリアプレートを該研磨定盤の半径方向へ揺動させることを特徴とする片面研磨装置。
【請求項２】
前記センターローラの偏心量を任意に設定することにより、前記キャリアプレートの揺動範囲を任意に設定することを特徴とする請求項１項記載の片面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの片面を研磨する片面研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
片面研磨装置は、ワークの片面を研磨する装置である。この片面研磨装置の従来技術について図を参照しつつ説明する。図１４は片面研磨装置の第１の従来技術を説明する説明図であり、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）はＸ−Ｘ矢視図である。片面研磨装置２０は、ワーク１０を研磨する装置であり、定盤２１、キャリアプレート２２、押圧部材２３、ガイドアーム２４、ガイドローラ２５、センターローラ２６を備える。
【０００３】
この片面研磨装置２０による片面研磨は以下のように行われる。まず、キャリアプレート２２の下面にワーク１０を貼り付け等により固定し、ワーク１０の研磨面を定盤２１に当接させた状態で、定盤２１上にキャリアプレート２２およびワーク１０を配置する。この際、装置中央に配置したセンターローラ２６と、各キャリアプレート２２毎に設けたガイドローラ２５と、を各キャリアプレート２２に当接させ、各キャリアプレート２２が２点支持により位置決めされた状態とする。
【０００４】
そして、キャリアプレート２２の上側に押圧部材２３を配置してキャリアプレート２２へ荷重を加えつつ、定盤２１を矢印ａ方向へ回転させると定盤２１が回転する時の内側および外側の周速差によりキャリアプレート２２およびワーク１０は矢印ｂ方向に回転し、定盤２１に当接するワーク１０が研磨される。ここで、センターローラ２６は例えば回転駆動装置を設けずに自由回転するものとすれば、キャリアプレート２２から回転力を受けるセンターローラ２６は矢印ｃ方向に回転する。この片面研磨装置２０の特徴は、装置構成が簡易であり、スループット（１台で複数のワークを同時加工できる）が高いことである。なお、図示しないが、定盤２１の上側に研磨布を貼り付け、研磨布によりワークを研磨することもある。
【０００５】
以上の従来技術では、定盤半径方向について視ると、定盤２１の内外周の間にある中間の固定位置で研磨を行うことになるため定盤２１に対してワーク１０が接触する部分と接触しない部分とがあり、磨耗領域と磨耗しない領域とが生じて定盤半径方向で凹凸が生じ、その境界では段差が生じることがある。
【０００６】
このように定盤上に凹凸や段差が生じた場合以下のような問題が発生する。
（１）径が異なる複数種類のウェーハを研磨する場合、この段差にウェーハの研磨面が当たると平坦度が損なわれてしまい研磨精度が低下する。
（２）また、研磨終了後にワークを水平方向へ滑らせてから取出すような場合、ワークが段差部と干渉して損傷（割れや欠けなど）が発生することがある。
（３）ドレッシングにより定盤あるいは研磨布の段差を除去することはできるが、研磨布などは余分に消耗することになるし、ドレッシング工程を頻繁に設けること自体が全体の生産性を損ねることになる。
【０００７】
そこで、上記のような問題の解決策として定盤が中凹や中凸というように位置により凹凸が生じたときにはキャリアプレート２２およびワーク１０が研磨する位置を定盤半径方向で移動させることにより、接触位置の調整を行う。この調整により、定盤（あるいは研磨布）の偏磨耗を防止し、定盤半径方向で定盤（あるいは研磨布）の形状を平坦に保持する。
【０００８】
このように通常は、ワークおよびキャリアプレートの研磨位置が定盤半径方向で固定されているが、必要時にはキャリアプレートの定盤半径方向の研磨位置を適宜変更可能とする片面研磨装置の従来技術について図を参照しつつ説明する。図１５は、片面研磨装置の第２の従来技術を説明する説明図であり、図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）はＹ−Ｙ矢視図である。片面研磨装置３０は、ワーク１０を研磨する装置であり、定盤３１、マウントプレート３２、トッププレート３３、テーブル３４、ガイドアーム３５、マウントプレートガイドローラ３６、トッププレートガイドローラ３７を備える。
【０００９】
この片面研磨装置３０による片面研磨は以下のように行われる。まず、マウントプレート３２の下面にワーク１０を貼り付け等により固定し、ワーク１０を定盤３１に当接させた状態で、定盤３１上にマウントプレート３２およびワーク１０を配置する。この際、各マウントプレート３２毎に設けた２個のマウントプレートガイドローラ３６を当接させて各マウントプレート３２を位置決めする。そして、マウントプレート３２の上側にトッププレート３３を配置し、さらに各トッププレート３３毎に設けた２個のトッププレートガイドローラ３７を当接させて各トッププレート３３を位置決めした状態とする。
【００１０】
このようにトッププレート３３によりマウントプレート３２に荷重が付与された状態で定盤３１を矢印ａ方向へ回転させると、定盤３１が回転する時の内側および外側の周速差によりマウントプレート３２およびワーク１０は矢印ｂ方向に回転し、定盤３１に当接するワーク１０が研磨される。なお、図示しないが、定盤３１の上側に研磨布を貼り付け、研磨布によりワークを研磨することもある。
【００１１】
そして、この片面研磨装置３０の定盤半径方向の位置調整であるが、通常加工の場合では、図１６（ｂ）で示すようにワークを定盤半径方向の内外から中間位置にセットして研磨を行う。しかしながら、定盤形状が中凹の場合では、図１６（ａ）で示すように全てのガイドアーム３５を定盤外周側（例えば右下ガイドアーム３５では矢印ｅ方向）へ移動させることによりワークを外周側へ移動させてワークの研磨を行う。また、定盤形状が中凸の場合では、図１６（ｃ）で示すように全てのガイドアーム３５を定盤内周側（例えば右下ガイドアーム３５では矢印ｆ方向）へ移動させることによりワークを内周側へ移動させてワークの研磨を行う。
【００１２】
このように片面研磨装置では、マウントプレートの定盤半径方向位置を適宜変えて均等な研磨を行い、定盤の形状を内外周で差がないようにして常時平坦に保持する。このような平坦化処理は、第２の従来技術のように２個のガイドローラでマウントプレートを位置決め・保持する方式でのみ実現できる。先に説明した第１の従来技術の片面研磨装置では常にセンターローラにキャリアプレートを接触させる必要があるため定盤半径方向には移動できない。このような第２従来技術の片面研磨装置では、マウントプレートの定盤半径方向位置を適宜変えて、定盤の形状を平坦に保持することができる。
【００１３】
そして、このような定盤半径方向位置を適宜変える調整は作業員の手動操作により行われるが、機械的に定盤半径方向位置を適宜変える揺動動作を行う研磨装置も開発されている。
このような揺動を行う研磨装置の従来技術としては、例えば、特許文献１（特開２０００−８４８４２号公報、発明の名称「鏡面研磨方法」）に記載の発明が知られている。
特許文献１に記載の鏡面研磨方法では、研磨布上でウエハを８の字状に揺動させた後、ウエハを任意方向に揺動させることで、ウエハのＴＴＶの劣化を防止する方法である。回転押圧過程において、回転する下定盤の研磨布上に、２個のキャリアで保持したウエハを回転させながら押圧し、前揺動過程において、ウエハを研磨布のＹ軸方向に沿って８の字に揺動させる。しかる後、前揺動過程においてウエハＷが接触した研磨布の領域内で、ウエハＷを楕円状に揺動させる。
【００１４】
また、揺動を行う他の研磨装置の従来技術としては、例えば、特許文献２（特開２００４−１０６１７３号公報、発明の名称「両面研磨装置」）に記載の発明が知られている。
特許文献２に記載の両面研磨装置では、上定盤と下定盤との間に配設した複数枚のワークの各々をキャリアの透孔内に保持し、キャリアを小円運動させてワークに研磨を施す際に各ワークに満遍なく上定盤の荷重を加えることができ、且つキャリアの大型化を防止するというものである。
少なくとも一方が所定方向に回転する上定盤と下定盤との間に挟まれたワークの両面を研磨する両面研磨装置において、該上定盤の重心の周囲に配設され且つ上定盤と下定盤との間に挟まれた、ワークＷを保持する透孔が形成された複数枚のキャリアと、各キャリアが自転することなく小円運動又は揺動運動するように、各キャリアを互いに独立して駆動するキャリア用駆動手段とが設けられ、各キャリアが小円運動又は揺動運動する際に、キャリアに保持されたワークＷの各重心が、上定盤の重心に対して同時に接近する方向又は同時に離れる方向に同一距離移動できるように、キャリア用駆動手段を制御する制御部が設けられている。
【００１５】
また、揺動を行う他の研磨装置の従来技術としては、例えば、特許文献３（特開平０９−０３６０７０号公報、発明の名称「半導体ウエハの研磨装置」）に記載の発明が知られている。特許文献３に記載の半導体ウエハの研磨装置では、上定盤と下定盤との間に配設した複数枚の半導体ウエハの研磨を高スループットで再現性及び均一性良く行うことが可能な研磨装置を提供するというものである。
各々半導体ウエハを保持する複数のヘッドを各々アームに保持し、各アーム同士が互いに干渉しないように各ヘッドを研磨台上で少なくともその半径方向位置が変化するように例えば揺動またはスライドさせつつ研磨することにより、研磨台の研磨面に各ヘッドに保持された半導体ウエハが均一に摺接し、かつ一度に多くの半導体ウエハを研磨処理できることから、半導体ウエハの研磨を高スループットで再現性及び均一性良く行うことが可能となる。
【００１６】
これら引用文献１，２，３に記載の研磨装置は、何れも第２の従来技術のようにワークを定盤面上で揺動させるものであるが、引用文献４（特開２００３−３９３１４号公報、発明の名称「研磨装置」）に記載の研磨装置は、第１の従来技術のようにセンターローラとガイドローラでキャリアプレートを保持する装置であって、さらに、研磨布の研磨面に生じる段差を解消するための手段を別途設けた装置である。
【００１７】
特許文献４に記載の研磨装置では、ウェーハ等の被研磨物の研磨が終了した際に、定盤に貼付された研磨布の周縁部に段差部が形成されることを防止し得る研磨装置である。キャリアプレートに保持された被研磨物を、研磨布の研磨面に所定の押圧力で押し付ける押圧部材と、被研磨物の被研磨面が研磨布の研磨面に密着した状態でキャリアプレートをスライドする取出装置と、キャリアプレートに保持された被研磨物の被研磨面を、研磨布の研磨面に所定の力で押圧して研磨を施す際に、研磨布の周縁近傍に載置され、キャリアプレートを所定位置に位置決めする位置決めローラとを具備し、位置決めローラの研磨布側には、研磨布の研磨面を所定の力で押圧する押圧板を回転可能に設ける。
位置決めローラに押圧板を内蔵して研磨布周縁部の段差を平坦化する。これにより研磨後のワークを研磨面に沿ってスライドした後にワークを研磨面から剥離する工程において、ワークを損傷させることがなくなる。
【００１８】
これらのように揺動機能を有する研磨装置では、ワークの外周部側と中央部側との研磨レート（研磨速度のことで、ポリシング処理前後の膜厚の差である研磨量を、その研磨量を得るために要した研磨時間で除して表す。）の差を小さくして研磨精度の低下を回避する。なお、研磨レートの差を小さくするために揺動のパターンや諸条件（速度設定やその周期など）を適正に設定する必要がある。
また、揺動により、加工面の広範囲の領域を有効利用できるので、定盤あるいは研磨布の寿命を延ばすことができる。
また、揺動により、局部的な磨耗を防止し、研磨布の寿命を長くすると同時に、ウェーハ平坦度の劣化を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２０００−８４８４２号公報
【特許文献２】特開２００４−１０６１７３号公報
【特許文献３】特開平０９−０３６０７０号公報
【特許文献４】特開２００３−３９３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記した第１の従来技術では定盤の平坦度を均一に保持することができなかったが、第２の従来技術および引用文献１，２，３，４に記載の装置では定盤の平坦度を向上させることが可能となる。
【００２１】
しかしながら、図１５，図１６を用いて説明した第２の従来技術では、揺動機構は簡素な機構であるが、作業員が夫々のガイドローラの位置を手動で調整する必要があり、熟練を要し、調整が難しいという問題があった。調整を不要とし品質の均一化を図りたいという要請があった。
【００２２】
また、引用文献１に記載の鏡面研磨方法は、揺動により、ワークの外周部側と中央部側との研磨レートの差を小さくすることが目的であり、半径方向あるいは周方向への揺動によりある程度の平坦化を期待できるが、半径方向の全面に揺動する構成ではないため、段差の発生を完全に防止できない。そしてワークを任意のパターンで揺動あるいは直動させるために、引用文献１に記載の装置のような大掛かりな移動機構を装備する必要がある。しかしながら、研磨面に段差を形成しないための揺動方式としてみた場合は、Ｘ−Ｙテーブル方式の揺動構造では、運動部分の重量が大きくなり、移動速度を大きくできず加工能率が低下する。また、振動が発生するなどの要因となり仕上げ精度が低下する。このように引用文献１に記載の鏡面研磨方法では機構の簡素化や低コスト化が困難であった。
【００２３】
また、引用文献２に記載の両面研磨装置では、キャリア揺動手段を多数設ける必要があり、また個々の揺動手段を制御する方法も複雑となってしまう。したがって、構造複雑であり、設備費大であるという問題があった。また、本構成では、対象となるワーク形状は固定されてしまうので汎用性はないという問題もあった。
【００２４】
また、引用文献３に記載の研磨装置では、スループットは優れているマルチヘッド型であって再現性や均一性に乏しいという問題点を克服するため揺動アームに夫々のワークを固定して夫々のアームを揺動する構造を採用しているが、装置費用が膨大となると同時に、複雑な装置構造となってその制御方法も繁雑となる。揺動動作のパターンは様々設定が可能であるが条件変更等が容易に実施できない懸念がある。
【００２５】
また、引用文献４に記載の研磨装置では、押圧板を周縁部に押付けると大きな制動抵抗を研磨盤へかけることになり、エネルギ損失が大きく、場合によっては定盤の回転速度を低下させる原因にもなりかねない。
また、研磨布全面を研磨加工に作用させることには寄与しないので、研磨布あるいは研磨盤の寿命を延ばす効果はない。
これら引用文献１，２，３，４の研磨装置は揺動機能を持たせるためにいずれも大がかりな機構を採用するものであり、低コスト化は容易ではなかった。
【００２６】
そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価かつ簡素な構成であるにも拘わらず、ワークおよびキャリアプレートを定盤上で定盤半径方向の内外周全域に揺動させる揺動機構を採用し、定盤あるいは研磨布の全面を研磨領域として均一に磨耗させることで定盤あるいは研磨布面に段差を発生させないようにしてワークへの悪影響を防止するとともに、ワークの外周側と内周側の研磨レートの均一化や、定盤あるいは研磨布の延命化を図る片面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】
【００２７】
（１）センターローラを偏心揺動させ、その揺動に追従させてキャリアプレート＝ワークを揺動させて、研磨面全体を使って研磨することができる片面研磨装置とする。
【００２８】
（２）その揺動させる構造として、従来の揺動アームやＸ−Ｙテーブル組合せ構造のような大掛かりでコスト高な構造を必要とせず、簡易かつ低コストで実現する。
【００２９】
（３）研磨面全体を有効に使うことにより、研磨定盤あるいは研磨布の寿命を延ばすことができると同時に、揺動動作により従来よりワーク面全体の研磨レートを均一化する。
【００３０】
（４）さらに、研磨定盤および研磨布上に段差が生じることによる不具合（取出し時にワークを損傷する等）や従来装置でこの段差を解消するために、適宜手動でキャリアプレートの設置位置を定盤の半径方向へずらさなければならないこと、あるいは、この段差を解消するために、ドレッシング作業などを行う必要が生じたりすること等を省略し、生産性の向上を図る。
【００３１】
本発明の請求項１に係る発明は、
キャリアプレートの下面にワークを固定してワークの下面を被研磨面とし、回転する円盤状定盤の上面を研磨面とする研磨定盤へ該ワークを適宜押付けて研磨加工を行なう片面研磨装置において、
該キャリアプレートを該研磨定盤の半径方向へ揺動させる構造として、
該研磨定盤の中心軸を回転中心とする該研磨定盤の中心位置に位置し、適宜偏心した位置にずらした状態で回転するセンターローラと、
該キャリアプレートの位置を保持するガイドローラを内包し該研磨定盤の略半径方向へ直動するガイドアームと、
該ガイドアームの定盤中心側の先端部に設けられ、該センターローラの外周面に常に接触する追従ローラと、
を備え、
該センターローラの外周面が回転中心からみて半径方向へ揺動する動きと、該追従ローラから該ガイドアームを介して伝達される該ガイドローラの半径方向へ揺動する動きと、に該キャリアプレートを追従させることにより、該ワークを固定した該キャリアプレートを該研磨定盤の半径方向へ揺動させることを特徴とする片面研磨装置とした。
【００３２】
また、本発明の請求項２に係る発明は、
前記センターローラの偏心量を任意に設定することにより、前記キャリアプレートの揺動範囲を任意に設定することを特徴とする請求項１項記載の片面研磨装置とした。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、安価かつ簡素な構成であるにも拘わらず、ワークおよびキャリアプレートを定盤上で定盤半径方向の内外周全域に揺動させる揺動機構を採用し、定盤あるいは研磨布の全面を研磨領域として均一に磨耗させることで定盤あるいは研磨布面に段差を発生させないようにしてワークへの悪影響を防止するとともに、ワークの外周側と内周側の研磨レートの均一化や、定盤あるいは研磨布の延命化を図る片面研磨装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を実施するための第１の形態の片面研磨装置の説明図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ矢視図である。
【図２】センターローラの偏芯量調節機構を説明する説明図であり、図２（ａ）は偏芯量調節機構の平面図、図２（ｂ）は偏芯量調節機構のＡ１−Ａ１矢視図、図２（ｃ）は偏芯量調節機構のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】センターローラの偏心状態を説明する説明図であり、図３（ａ）はセンターローラ偏心量ゼロの状態図、図３（ｂ）はセンターローラに偏心量αを設定した状態図、図３（ｃ）はセンターローラに偏心量β（最大値）を設定した状態図、図３（ｄ）はセンターローラ偏心量ゼロの状態のＡ１−Ａ１矢視図、図３（ｅ）はセンターローラに偏心量αを設定した状態のＡ２−Ａ２矢視図、図３（ｆ）はセンターローラに偏心量β（最大値）を設定した状態のＡ３−Ａ３矢視図である。
【図４】片面研磨装置の揺動を説明する説明図であり、図４（ａ）はセンターローラの０時方向への偏心時の状態を示す平面図、図４（ｂ）はセンターローラの３時方向への偏心時の状態を示す平面図、図４（ｃ）はセンターローラの６時方向への偏心時の状態を示す平面図である。
【図５】本発明を実施するための第２の形態の片面研磨装置の説明図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＣ−Ｃ矢視図である。
【図６】片面研磨装置の揺動を説明する説明図であり、図６（ａ）はセンターローラの０時方向への偏心時の状態を示す平面図、図６（ｂ）はセンターローラの３時方向への偏心時の状態を示す平面図、図６（ｃ）はセンターローラの６時方向への偏心時の状態を示す平面図である。
【図７】センターローラの変形形態を説明する説明図であり、図７（ａ）はセンターローラ径が大の状態図、図７（ｂ）はセンターローラ径が通常の状態図、図７（ｃ）はセンターローラ径が小の状態図
【図８】本発明を実施するための第３の形態の片面研磨装置の説明図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）はＤ−Ｄ矢視図である。
【図９】片面研磨装置の揺動を説明する説明図であり、図９（ａ）はセンターローラの０時方向への偏心時の状態を示す平面図、図９（ｂ）はセンターローラの３時方向への偏心時の状態を示す平面図、図９（ｃ）はセンターローラの６時方向への偏心時の状態を示す平面図である。
【図１０】本発明を実施するための第４の形態の片面研磨装置の説明図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）はＥ−Ｅ矢視図である。
【図１１】センターローラの偏芯量調節機構を説明する説明図であり、図１１（ａ）はセンターローラの偏心量がゼロの状態図、図１１（ｂ）はセンターローラの偏心量が最大の状態図である。
【図１２】本発明を実施するための第５の形態の片面研磨装置の説明図であり、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）はＦ−Ｆ矢視図である。
【図１３】センターローラの偏芯量調節機構を説明する説明図であり、図１３（ａ）はセンターローラの偏心量がゼロの状態図、図１３（ｂ）はセンターローラの偏心量が最大の状態図である。
【図１４】片面研磨装置の第１の従来技術を説明する説明図であり、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）はＸ−Ｘ矢視図である。
【図１５】片面研磨装置の第２の従来技術を説明する説明図であり、図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）はＹ−Ｙ矢視図である。
【図１６】マウントプレートの移動を説明する説明図であり、図１６（ａ）はガイドアームを定盤外周側へ移動した状態図、図１６（ｂ）はガイドアームにワークを定盤半径方向の中心位置にセットした状態図、図１６（ｃ）はガイドアームを定盤内周側へ移動した状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
続いて、本発明を実施するための形態について図を参照しつつ以下に説明する。まず、第１の形態について図１を参照しつつ説明する。片面研磨装置１００はワーク１０を研磨する装置であり、図１で示すように、定盤１０１、キャリアプレート１０２、押圧部材１０３、直動アーム１０４、支持部１０５、ガイドアーム１０６、直動ガイド１０７、圧縮バネ１０８、ガイドローラ１０９、追従ローラ１１０、センターローラ１１１、センターローラ軸１１２を備える。
【００３７】
本形態の片面研磨装置では、上記した第１の従来技術（図１４参照）として説明したセンターローラを用いる方式に着目し、センターローラを簡易な構成にて偏心回転させると同時に、キャリアプレートをセンターローラの偏心に追従させて定盤の半径方向へ揺動させる片面研磨装置１００とする。
この片面研磨装置１００では、図１（ｂ）で示すように、ワーク１０を貼り付けたキャリアプレート１０２を複数個（本形態では例示的に３個とした）準備し、これらキャリアプレート１０２を、円盤状の定盤１０１の円周方向へ略等間隔に配置し、定盤１０１を回転させて同時に研磨する装置である。各キャリアプレート１０２上には押圧部材１０３が搭載されており、所定の荷重で各ワーク１０を研磨面へ押付けながらラップ加工あるいはポリッシュ加工を行なう。
【００３８】
続いて、各構成について説明する。
定盤１０１は、環状の板体を含む構成であり、上側に研磨面が形成されている。この定盤１０１は、図示しない駆動装置により一方向（例えば矢印ａ方向）に回転するように構成される。なお、図示しないが、定盤１０１の上側に図示しない研磨布を貼り付け、研磨布によりワークを研磨することもある。
キャリアプレート１０２は、略円柱状であり、下面にワーク１０が保持される。
押圧部材１０３は、略円柱状であって、キャリアプレート１０２の上側に配置され、キャリアプレート１０２に所定の荷重をかける。押圧部材１０３は、図示しない移動手段により上下方向に移動自在になされている。
【００３９】
直動アーム１０４は、直線状の棒体である。
支持部１０５は、直動アーム１０４の一端上側に固定される。
ガイドアーム１０６は、支持部１０５を介して直動アーム１０４に連結される直線状の棒体である。ガイドアーム１０６は、支持部１０５により直動アーム１０４から高い位置にて取り付けられており、押圧部材１０３の上側をオーバハングする状態となる。
【００４０】
直動ガイド１０７は、直動アーム１０４の定盤外張り出し部に設けられており、定盤半径方向と略平行となるように直動アーム１０４を摺動させる。これにより、直動アーム１０４は定盤半径方向と略平行方向に直動動作を円滑に行えるようになっている。そして、直動ガイド１０７は水平方向に回転可能に支持されている。キャリアプレート１０２や押圧部材１０３の着脱作業時では、ガイドアーム１０６を含む直動ガイド１０７の全体を水平方向へ回動させて上下方向に障害物がないような状態にし、その後にキャリアプレート１０２および押圧部材１０３の設置・取り出しが行われる。これによりキャリアプレート１０２および押圧部材１０３の着脱作業を円滑に行うことができる。
【００４１】
圧縮バネ１０８は、直動ガイド１０７内に配置されて直動アーム１０４の他端と当接し、直動ガイド１０７内にある直動アーム１０４を定盤１０１の中心側（センターローラ１１１側）へ押し出すように付勢し、追従ローラ１１０がセンターローラ１１１と常時当接するようにしている。
【００４２】
ガイドローラ１０９は、直動アーム１０４の先端下側で軸支されており、圧縮バネ１０８の付勢力によりキャリアプレート１０２の外周に常時当接する。１個の直動アーム１０４に対しガイドローラ１０９は１個設けられており、キャリアプレート１０２の１箇所を支持する。
【００４３】
追従ローラ１１０は、ガイドアーム１０６の先端の下側に軸支されており、センターローラ１１１の外周面に圧縮バネ１０８の付勢力により常に当接している。追従ローラ１１０は、センターローラ１１１の偏芯に追従し、ガイドアーム１０６を定盤半径方向へ誘導する。なお、定盤１０１の中心から追従ローラ１１０の中心まで、を結ぶ線の方向と、直動ガイド１０７により決定される移動方向と、は略平行となっている。
【００４４】
センターローラ１１１は、円柱体であり、図示しないセンターローラ回転駆動装置を設けて偏心揺動動作を付与する。このセンターローラ１１１は、キャリアプレート１０２と当接する。したがって、キャリアプレート１０２はガイドローラ１０９とセンターローラ１１１とで２点支持される。このセンターローラ１１１は、定盤１０１の中央に設けられるが定盤１０１の中心軸に対して偏芯した位置にセンターローラ１１１の中心軸が設定されている。センターローラ１１１の偏心量は、定盤形状（内外周寸法）やワーク形状（外径）により最適な揺動量を設定する必要がある。センターローラ１１１は偏芯量調節機構を備え、偏芯量を調節できるようになされている。
【００４５】
このセンターローラ１１１の偏芯量調節機構について図２，図３を参照しつつ以下に説明する。このセンターローラ１１１は、キー溝スライド方式を採用し、偏芯量を設定可能としている。
片面研磨装置１００のセンターローラ１１１は、センターローラ軸１１２に固定フランジ１１３を介して取り付け固定されており、図２で示すように、さらにセンターローラ固定板１１４、センターローラ本体１１５、センターローラ固定ボルト１１６を備えている。
【００４６】
センターローラ固定板１１４は、円板状であって下側にある固定フランジ１１３に固定されている。センターローラ固定板１１４の上側には長尺で中心軸を通って半径方向に伸びる凹状ガイド溝１１４ａが形成され、また、その四隅付近にねじ孔１１４ｂが４個形成されている。
【００４７】
センターローラ本体１１５は中空の円柱体であり、底面のセンターローラ底板１１５ａの下側には嵌合用凸部１１５ｂが形成され、また、その四隅には４個の長孔１１５ｃが形成されている。このセンターローラ本体１１５の嵌合用凸部１１５ｂは、センターローラ固定板１１４の凹状ガイド溝１１４ａ内にて摺動するようになされておりセンターローラ本体１１５は凹状ガイド溝１１４ａの伸びる方向に移動可能となっている。
【００４８】
センターローラ固定ボルト１１６は、センターローラ固定板１１４の４個のねじ孔１１４ｂにそれぞれ螺挿され、また、センターローラ本体１１５の４個の長孔１１５ｃにそれぞれ挿通された状態となっている。センターローラ本体１１５の上側の蓋部１１５ｅを取り外すとセンターローラ本体１１５の中空円筒内にアクセス可能となり、センターローラ固定ボルト１１６のねじ頭に六角レンチを嵌め込んで緩めるとセンターローラ固定板１１４の凹状ガイド溝１１４ａに嵌合用凸部１１５ｂが沿って摺動可能となって、センターローラ本体１１５を定盤半径方向に沿って移動させることができ、六角レンチで締めるとセンターローラ本体１１５が固定される。これにより所望の偏芯量が設定可能となっている。
【００４９】
図３（ａ），（ｄ）では偏芯量がゼロの状態を示している。長孔１１５ｃの一端にセンターローラ固定ボルト１１６を接した状態とするときに、偏芯量をゼロの状態と設定できるようにしており、偏芯量をゼロとする設定は極めて容易である。
図３（ｂ），（ｅ）では偏芯量が任意量αの状態を示している。長孔１１５ｃの一端から距離α移動させてセンターローラ固定ボルト１１６を配置して固定するときに、偏芯量をαの状態と設定できるようにしている。このとき、揺動範囲２αにわたり移動することとなる。
図３（ｃ），（ｆ）では偏芯量が最大量βの状態を示している。長孔１１５ｃの他端にセンターローラ固定ボルト１１６を接した状態とするときに、偏芯量を最大のβの状態と設定できるようにしている。このとき、揺動範囲２βにわたり移動することとなる。
このように偏芯量を設定して所望の揺動動作とすることができる。
【００５０】
この片面研磨装置１００による片面研磨は以下のように行われる。揺動量の調節は予め行われているものとする。まず、キャリアプレート１０２の下面にワーク１０を貼り付け等により固定する。続いてガイドアーム１０６を外周側へ回転させてから、ワーク１０を定盤１０１に当接させた状態で、定盤１０１上にキャリアプレート１０２およびワーク１０を配置する。
そして、キャリアプレート１０２の上側に押圧部材１０３を配置してキャリアプレート１０２へ荷重を加えた状態とし、その後にガイドアーム１０６を内周側へ回転させる。
【００５１】
この際、装置中央に配置したセンターローラ１１１と、各キャリアプレート１０２毎に設けたガイドローラ１０９とを、各キャリアプレート１０２に当接させ、各キャリアプレート１０２を２点支持により位置決めされた、図１（ａ）で示すような状態とする。また、センターローラ１１１と追従ローラ１１０とを当接させる。
続いて定盤１０１を矢印ａ方向へ回転させると、定盤１０１が回転する時の内側および外側の周速差によりキャリアプレート１０２およびワーク１０は矢印ｂ方向に回転し、定盤１０１に当接するワーク１０が研磨される。
【００５２】
そして、本発明の片面研磨装置１００では回転時に揺動動作を行う。図示しないセンターローラ回転駆動装置が、キャリアプレート１０２と当接するセンターローラ１１１を矢印ｃ方向に回転させる。センターローラ１１１の回転速度は、例えば、キャリアプレート１０２の回転速度と同程度となるように設定する。このように偏芯するセンターローラ１１１が回転する間、圧縮バネ１０８の付勢力により追従ローラ１１０が常時センターローラ１１１に当接するようになっており、センターローラ１１１の外周に当接する追従ローラ１１０は偏芯により定盤半径方向に移動し、ガイドアーム１０６も移動する。なお、ガイドアーム１０６は、直動ガイド１０７で移動方向が定盤半径方向に拘束される直動アーム１０４と連結されているため、ガイドアーム１０６とともにガイドローラ１０９も定盤半径方向に移動する。また、回転するキャリアプレート１０２は、矢印ａ方向に移動しつつ、センターローラ１１１とガイドローラ１０９との２点に支持される箇所に位置するように移動し、その結果、キャリアプレート１０２も定盤半径方向へ揺動するように移動する。そして、偏芯量αに設定されているとき、距離２αにわたり揺動が行われる。
【００５３】
このような片面研磨装置１００による揺動は、順次行われていく。例えば、図４（ａ）で示すようにセンターローラの０時方向への偏心、図４（ｂ）で示すようにセンターローラの３時方向への偏心、図４（ｃ）で示すようにセンターローラの６時方向への偏心が順次行われていき、キャリアプレートが定盤半径方向に揺動する。例えば、上側のキャリアプレートを視ると０時の図４（ａ）で上側（矢印ｇ方向）へ、６時の図４（ｃ）で下側（矢印ｈ方向）へ移動しており、以下繰り返しによる揺動動作が行われている。このように定盤１０１では定盤半径方向の全域で接触するように研磨がなされるため、定盤半径方向の全域で平坦化され、高精度な研磨に加え、定盤（あるいは研磨布）の延命化が実現される。
【００５４】
なお、この片面研磨装置１００では、図示しないセンターローラ回転駆動装置がセンターローラ１１１およびセンターローラ軸１１２を回転させているものとして説明した。しかしながら、定盤１０１を回転させる図示しない定盤用駆動装置からセンターローラ軸１１２を回転させる力を出力する駆動機構を設け、センターローラ軸１１２を所定の速度で回転するように機械的に駆動伝達してもらってセンターローラ１１１を一定の回転数比で運用してもよい。また、センターローラ軸１１２用に回転数の調整が可能なセンターローラ用駆動装置を設けて、キャリアプレート１０２即ちワーク１０の回転数を任意値に調整してもよい。
【００５５】
以上説明した本形態の片面研磨装置では、センターローラ形状およびガイドアーム形状が簡易な構造であり、軽量化や低コスト化等を実現することができる。
また、本形態の片面研磨装置では、追従ローラからガイドローラまでの距離を直線上で短く形成したガイドアームで構成している。特にキャリアプレート上に搭載する押圧部材の高さが比較的低い場合に適用されるものであり、機械的に堅牢な構造とし、構成の簡素化に寄与する。
また、本形態の片面研磨装置では、ガイドアームの定盤外張り出し部に、定盤半径方向と略平行となるように直動ガイドを設けており、追従ローラの半径方向の直動動作を円滑に行えるようになっている。
また、本形態の片面研磨装置では、偏芯がない場合の通常の研磨も可能としており、利便性の高いものとなっている。
【００５６】
続いて、本発明を実施するための第２の形態について図５，図６を参照しつつ説明する。片面研磨装置２００は、図５で示すように、ワーク１０を研磨する装置であり、定盤２０１、キャリアプレート２０２、押圧部材２０３、直動アーム２０４、ガイドアーム２０５、直動ガイド２０６、圧縮バネ２０７、ガイドローラ２０８、追従ローラ２０９、センターローラ２１０、センターローラ軸２１１を備える。
【００５７】
本形態では、先に第１の形態として図１〜図４を用いて説明した片面研磨装置１００と比較すると、ガイドアームおよびセンターローラの形状を変更した点が相違する。第１の形態では押圧部材１０３が低いことからガイドアーム１０６が押圧部材１０３の上側をオーバハングして渡される構成を採用しているが、本形態では押圧部材などの上部構造物の高さが大きい場合を想定するものであり、図５で示すように、ガイドアーム２０５をキャリアプレート２０２の外周に沿って円弧状に構成し、さらにセンターローラ２１０を二段形状とし、センターローラ２１０の上段部２１２を小径の円柱構造として追従ローラ２０９が当接するスペースを確保している。そして、センターローラ２１０の下段部２１３を大径の円柱構造としてキャリアプレート２０２に当接するようにしている。以下、先の形態と重複する説明もあるが、明瞭化のため再掲しつつ説明する。
【００５８】
定盤２０１は、環状の板体を含む構成であり、上側に研磨面が形成されている。この定盤２０１は、図示しない駆動装置により一方向（例えば矢印ａ方向）に回転するように構成される。なお、図示しないが、定盤２０１の上側に図示しない研磨布を貼り付け、研磨布によりワークを研磨することもある。
キャリアプレート２０２は、略円柱状であり、下面にワーク１０が保持される。
押圧部材２０３は、略円柱状であって、キャリアプレート２０２の上側に配置され、キャリアプレート２０２に所定の荷重をかける。押圧部材２０３は、図示しない移動手段により上下方向に移動自在になされている。
【００５９】
直動アーム２０４は、直線状の棒体である。
ガイドアーム２０５は、直動アーム２０４の一端に連結される部材であり、円弧形状を有している。
【００６０】
直動ガイド２０６は、直動アーム２０４の定盤外張り出し部に設けられており、定盤半径方向と略平行となるように直動アーム２０４を摺動させる。これにより、直動アーム２０４は定盤半径方向と略平行方向に直動動作を円滑に行えるようになっている。この直動ガイド２０６は水平方向（例えば、定盤中心と追従ローラの中心とを結ぶ線に対して略垂直方向であってキャリアプレートから離れる方向）に平行移動可能に支持されている。キャリアプレート２０２や押圧部材２０３の着脱作業時では、ガイドアーム２０５を含む直動ガイド２０６の全体を水平方向へ平行移動させて周囲に障害物がないような状態にし、その後にキャリアプレート２０２および押圧部材２０３の設置・取り出しが行われる。これによりキャリアプレート２０２および押圧部材２０３の着脱作業を円滑に行うことができる。なお、本形態ではガイドアーム２０５はオーバハングしていないため、直動ガイド２０６を固定した構成とし、この状態でキャリアプレート２０２および押圧部材２０３の設置・取り出しを行うようにしても良い。
【００６１】
圧縮バネ２０７は、直動ガイド２０６内に配置されて直動アーム２０４の他端と当接し、直動ガイド２０６内にある直動アーム２０４を定盤２０１の中心側（センターローラ２１０側）へ押し出すように付勢し、追従ローラ２０９がセンターローラ２１０と常時当接するようにしている。
【００６２】
ガイドローラ２０８は、直動アーム２０４の先端下側で軸支されており、圧縮バネ２０７の付勢力によりキャリアプレート２０２の外周に常時当接する。１個の直動アーム２０４に対しガイドローラ２０８は１個設けられており、キャリアプレート２０２の１箇所を支持する。
【００６３】
追従ローラ２０９は、ガイドアーム２０５の先端の下側に軸支されており、センターローラ２１０の上段部２１２の外周面に圧縮バネ２０７の付勢力により常に当接している。追従ローラ２０９は、センターローラ２１０の上段部２１２の偏芯に追従し、ガイドアーム２０５を定盤半径方向へ誘導する。なお、定盤２０１の中心から追従ローラ２０９の中心までを結ぶ線の方向と、直動ガイド２０６により決定される移動方向と、は略平行となっている。
【００６４】
センターローラ２１０は、二段円柱体であり、図示しないセンターローラ回転駆動装置を設けて偏心揺動動作を付与する。このセンターローラ２１０の上段部２１２には追従ローラ２０９が当接し、下段部２１３にはキャリアプレート２０２が当接する。したがって、キャリアプレート２０２はガイドローラ２０８とセンターローラ２１０の下段部２１３とで２点支持される。このセンターローラ２１０は、定盤２０１の中央に設けられるが定盤の中心軸に対して偏芯した位置にセンターローラ２１０の中心軸が設定されている。センターローラ２１０の偏心量は、定盤形状（内外周寸法）やワーク形状（外径）により最適な揺動量を設定する必要がある。センターローラ２１０は先に図２，図３を用いて説明した偏芯量調節機構を備えており偏芯量０から偏芯量βまでの範囲で偏芯量αを設定調整することができる。センターローラ２１０の全体が移動し上段下段ともに偏芯する。なお、偏芯量調節機構については同じ機構であり重複する説明を省略する。
【００６５】
この片面研磨装置２００による片面研磨は以下のように行われる。揺動量の調節は予め行われているものとする。まず、キャリアプレート２０２の下面にワーク１０を貼り付け等により固定する。続いてガイドアーム２０５をキャリアプレート載置位置から離れるように平行移動させてから、ワーク１０を定盤２０１に当接させた状態で、定盤２０１上にキャリアプレート２０２およびワーク１０を配置する。
そして、キャリアプレート２０２の上側に押圧部材２０３を配置してキャリアプレート２０２へ荷重を加えた状態とし、その後にガイドアーム２０５をキャリアプレート載置位置へ近づくように平行移動させる。なお、直動ガイド２０６が固定されているときは、平行移動動作は省略されることとなる。
【００６６】
ここで、装置中央に配置したセンターローラ２１０の上段部２１２に追従ローラ２０９を当接させるとともに、このセンターローラ２１０の下段部２１３と各キャリアプレート２０２毎に設けたガイドローラ２０８とを、各キャリアプレート２０２に当接させ、各キャリアプレート２０２を２点支持により位置決めされた、図５（ａ）で示すような状態とする。
続いて定盤２０１を矢印ａ方向へ回転させると、定盤２０１が回転する時の内側および外側の周速差によりキャリアプレート２０２およびワーク１０は矢印ｂ方向に回転し、定盤２０１に当接するワーク１０が研磨される。
【００６７】
そして、本発明の片面研磨装置２００では回転時に揺動動作を行う。図示しないセンターローラ回転駆動装置が、キャリアプレート２０２と当接するセンターローラ２１０を矢印ｃ方向に回転させる。センターローラ２１０の回転速度は、例えば、キャリアプレート２０２の回転速度と同程度となるように設定する。このように偏芯するセンターローラ２１０が回転する間、圧縮バネ２０７の付勢力により追従ローラ２０９が常時センターローラ２１０の上段部２１２に当接するようになっており、センターローラ２１０の上段部２１２の外周に当接する追従ローラ２０９は偏芯により定盤半径方向に移動し、ガイドアーム２０５も移動する。なお、ガイドアーム２０５は、直動ガイド２０６で移動方向が定盤半径方向に拘束される直動アーム２０４と連結されているため、ガイドアーム２０５とともにガイドローラ２０８も定盤半径方向に移動する。また、回転するキャリアプレート２０２は、矢印ａ方向に移動しつつ、センターローラ２１０の下段部２１３とガイドローラ２０８との２点に支持される箇所に位置するように移動し、その結果、キャリアプレート２０２も定盤半径方向へ揺動するように移動する。そして、偏芯量αに設定されているとき、距離２αにわたり揺動が行われる。
【００６８】
このような片面研磨装置２００による揺動は、順次行われていく。例えば、図６（ａ）で示すようにセンターローラの０時方向への偏心、図６（ｂ）で示すようにセンターローラの３時方向への偏心、図６（ｃ）で示すようにセンターローラの６時方向への偏心が順次行われていき、キャリアプレートが定盤半径方向に揺動する。例えば、上側のキャリアプレートを視ると０時の図６（ａ）で上側（矢印ｉ方向）へ、６時の図６（ｃ）で下側（矢印ｊ方向）へ移動しており、以下繰り返しによる揺動動作が行われている。このように定盤２０１では定盤半径方向の全域で接触するように研磨がなされるため、定盤半径方向の全域で平坦化され、高精度な研磨に加え、定盤（あるいは研磨布）の延命化が実現される。
【００６９】
なお、この片面研磨装置２００では、図示しないセンターローラ回転駆動装置がセンターローラ２１０およびセンターローラ軸２１１を回転させているものとして説明した。しかしながら、定盤２０１を回転させる図示しない定盤用駆動装置からセンターローラ軸２１１を回転させる力を出力する駆動機構を設け、センターローラ軸２１１を所定の速度で回転するように機械的に駆動伝達してもらってセンターローラ２１０を一定の回転数比で運用してもよい。また、センターローラ軸２１１用に回転数の調整が可能なセンターローラ用駆動装置を設けて、キャリアプレート２０２即ちワーク１０の回転数を任意値に調整してもよい。
【００７０】
以上説明した本形態の片面研磨装置では、センターローラ形状が多段形状となり、また、ガイドアーム形状が円弧形状となっているが、依然簡便な構造とすることができる。
また、本形態の片面研磨装置では、ガイドアームの定盤外張り出し部に、定盤半径方向と略平行となるように直動ガイドを設けており、追従ローラの半径方向の直動動作を円滑に行えるようになっている。
キャリアプレートの着脱作業時は、ガイドアームを含む直動ガイド全体を水平方向へ平行移動させるなどの構造とすることにより、本作業を円滑に行うことができる。
また、本形態の片面研磨装置では、偏芯がない場合の通常の研磨も可能としており、利便性の高いものとなっている。
【００７１】
続いて、本発明を実施するための他の形態について図７を参照しつつ以下に説明する。
先の第１，第２の形態の片面研磨装置１００，２００は、通常加工の場合では、図７（ｂ）で示すようにワークを定盤半径方向の中心位置にセットして研磨を行う。しかしながら、定盤形状が中凹の場合では、図７（ａ）で示すように予め大径のセンターローラを用いればガイドアームを定盤外周側（矢印ｋ方向）へ移動することでワークを外周側へ移動させて定盤外側で接触するようにしてワークの研磨を行うことができる。また、定盤形状が中凸の場合では、図７（ｃ）で示すように小径のセンターローラを用いればガイドアームを定盤内周側（矢印ｌ方向）へ移動することでワークを内周側へ移動させて定盤内側で接触するようにしてワークの研磨を行うことができる。このように普通径・大径・小径のセンターローラを準備しておき、適宜取り替えることで実現できる。そして揺動によりさらに平坦化機能を高めることができる。
これにより、定盤の平坦化に寄与することができる。これらのような構成を採用しても良い。
【００７２】
続いて、本発明を実施するための第３の形態について図８，図９を参照しつつ説明する。片面研磨装置３００は、図８で示すように、ワーク１０を研磨する装置であり、定盤３０１、キャリアプレート３０２、押圧部材３０３、直動アーム３０４、ガイドアーム３０５、直動ガイド３０６、圧縮バネ３０７、ガイドローラ３０８、追従ローラ３０９、センターローラ３１０、センターローラ軸３１１を備える。
【００７３】
本形態では、先に第２の形態として図５，図６を用いて説明した片面研磨装置と比較すると、ガイドローラを２個設け、追従ローラをキャリアプレートから離して独立させた点が相違する。第２の形態ではセンターローラ２１０が追従ローラ２０９とキャリアプレート２０２との両方に接しているが、定盤２０１の内外周の速度差からキャリアプレート２０２の回転速度が決定されるとセンターローラ２１０の回転速度も決定されて揺動速度に影響を与えることとなり、回転速度と揺動速度とを独立して速度調整することが容易ではなかった。一方、 本形態では、図８で示すように、２個のガイドローラ３０８でキャリアプレート３０２を位置決め・保持する構造の装置であってセンターローラ３１０はキャリアプレート３０２から独立することとなり、従来は存在しなかった揺動動作のみを実現するための“センターローラ”を設置し、センターローラ３１０の偏心揺動の動きに追従してガイドアーム３０５（即ちキャリアプレート３０２）を定盤の半径方向へ揺動させることができる片面研磨装置を提供する。本装置の場合はセンターローラ３１０の回転をキャリアプレート３０２へ伝達していないため、センターローラ３１０の回転方向や回転速度は定盤回転方向に対して制約を受けない。センターローラ軸３１１はセンターローラ駆動装置により駆動され、キャリアプレート３０２の揺動速度のみを調整することになる。以下、先の形態と重複する説明もあるが、明瞭化のため再掲しつつ説明する。
【００７４】
定盤３０１は、環状の板体を含む構成であり、上側に研磨面が形成されている。この定盤３０１は、図示しない駆動装置により一方向（例えば矢印ａ方向）に回転するように構成される。なお、図示しないが、定盤３０１の上側に図示しない研磨布を貼り付け、研磨布によりワークを研磨することもある。
キャリアプレート３０２は、略円柱状であり、下面にワーク１０が保持される。
押圧部材３０３は、略円柱状であって、キャリアプレート３０２の上側に配置され、キャリアプレート３０２に所定の荷重をかける。押圧部材３０３は、図示しない移動手段により上下方向に移動自在になされている。
【００７５】
直動アーム３０４は、直線状の棒体である。
ガイドアーム３０５は、直動アーム３０４の一端に連結される部材であり、円弧形状を有している。
【００７６】
直動ガイド３０６は、直動アーム３０４の定盤外張り出し部に設けられており、定盤半径方向と略平行となるように直動アーム３０４を摺動させる。これにより、直動アーム３０４は定盤半径方向と略平行方向に直動動作を円滑に行えるようになっている。この直動ガイド３０６は水平方向（例えば、定盤中心と追従ローラの中心とを結ぶ線に対して略垂直方向であってキャリアプレートから離れる方向）に平行移動可能に支持されている。キャリアプレート３０２や押圧部材３０３の着脱作業時では、ガイドアーム３０５を含む直動ガイド３０６の全体を水平方向へ平行移動させて周囲に障害物がないような状態にし、その後にキャリアプレート３０２および押圧部材３０３の設置・取り出しが行われる。これによりキャリアプレート３０２および押圧部材３０３の着脱作業を円滑に行うことができる。なお、本形態ではガイドアーム３０５はオーバハングしていないため、直動ガイド３０６を固定した構成としても良い。
【００７７】
圧縮バネ３０７は、直動ガイド３０６内に配置されて直動アーム３０４の他端と当接し、直動ガイド３０６内にある直動アーム３０４を定盤３０１の中心側（センターローラ３１０側）へ押し出すように付勢し、追従ローラ３０９がセンターローラ３１０と常時当接するようにしている。
【００７８】
ガイドローラ３０８は、１個のガイドアーム３０５に対し下側の２箇所に設けられており、キャリアプレート３０２の２箇所を支持する。キャリアプレート３０２は所定位置にて回転するように支持される。
【００７９】
追従ローラ３０９は、ガイドアーム３０５の先端の下側に軸支されており、センターローラ３１０の外周面に圧縮バネ３０７の付勢力により常に当接している。追従ローラ３０９は、センターローラ３１０の偏芯に追従し、ガイドアーム３０５を定盤半径方向へ誘導する。なお、定盤３０１の中心から追従ローラ３０９の中心までを結ぶ線の方向と、直動ガイド３０６により決定される移動方向と、は略平行となっている。
【００８０】
センターローラ３１０は、円柱体であり、例えばセンターローラ軸３１１を回転駆動する図示しないセンターローラ回転駆動装置により回転する構成を採用している。このセンターローラ３１０には追従ローラ３０９のみが当接する。なお、キャリアプレート３０２は２箇所のガイドローラ３０８のみが当接して２点支持されることとなる。このセンターローラ３１０は、定盤３０１の中央に設けられるが定盤の中心軸に対して偏芯した位置に中心軸が設定されている。センターローラ３１０の偏心量は、定盤形状（内外周寸法）やワーク形状（外径）により最適な揺動量を設定する必要がある。センターローラ３１０は先に図２，図３を用いて説明した偏芯量調節機構を備えており偏芯量０から偏芯量βまでの範囲で偏芯量αを設定調整することができる。なお、偏芯量調節機構については同じ機構であり重複する説明を省略する。
【００８１】
この片面研磨装置３００による片面研磨は以下のように行われる。揺動量の調節は予め行われているものとする。まず、キャリアプレート３０２の下面にワーク１０を貼り付け等により固定する。続いてガイドアーム３０５をキャリアプレート載置位置から離れるように平行移動させてから、ワーク１０を定盤３０１に当接させた状態で、定盤３０１上にキャリアプレート３０２およびワーク１０を配置する。
そして、キャリアプレート３０２の上側に押圧部材３０３を配置してキャリアプレート３０２へ荷重を加えた状態とし、その後にガイドアーム３０５をキャリアプレート載置位置へ近づくように平行移動させる。なお、直動ガイド３０６が固定されているときは、平行移動動作は省略されることとなる。
【００８２】
ここで、装置中央に配置したセンターローラ３１０に各追従ローラ３０９をそれぞれ当接させ、また、各ガイドアーム３０５毎に設けた２個のガイドローラ３０８を各キャリアプレート３０２にそれぞれ当接させ、各キャリアプレート３０２を２点支持により位置決めされた、図８（ａ）で示すような状態とする。
続いて定盤３０１を矢印ａ方向へ回転させると、定盤３０１が回転する時の内側および外側の周速差によりキャリアプレート３０２およびワーク１０は矢印ｂ方向に回転し、定盤３０１に当接するワーク１０が研磨される。
【００８３】
そして、本発明の片面研磨装置では回転時に揺動動作を行う。図示しないセンターローラ回転駆動装置が、センターローラ３１０を矢印ｃ方向に回転させている。このように偏芯するセンターローラ３１０が回転する間、圧縮バネ３０７の付勢力により追従ローラ３０９が常時センターローラ３１０に当接するようになっており、センターローラ３１０の外周に当接する追従ローラ３０９は偏芯により定盤半径方向に移動し、ガイドアーム３０５も移動する。なお、ガイドアーム３０５は、直動ガイド３０６で移動方向が定盤半径方向に拘束される直動アーム３０４と連結されているため、ガイドアーム３０５とともに２個のガイドローラ３０８も定盤半径方向に移動する。また、回転するキャリアプレート３０２は、矢印ａ方向に移動しつつ、２個のガイドローラ３０８の２点に支持される箇所に位置するように移動し、その結果、キャリアプレート３０２も定盤半径方向へ揺動するように移動する。そして、偏芯量αに設定されているとき、距離２αにわたり揺動が行われる。
【００８４】
このような片面研磨装置３００による揺動は、順次行われていく。例えば、図９（ａ）で示すようにセンターローラの０時方向への偏心、図９（ｂ）で示すようにセンターローラの３時方向への偏心、図９（ｃ）で示すようにセンターローラの６時方向への偏心が行われる。キャリアプレートが定盤半径方向に揺動する。例えば、上側のキャリアプレートを視ると０時の図９（ａ）で上側（矢印ｍ方向）へ、６時の図９（ｃ）で下側（矢印ｎ方向）へ移動しており、以下繰り返しによる揺動動作が行われている。このように定盤３０１では定盤半径方向の全域で接触するように研磨がなされるため、定盤半径方向の全域で平坦化され、高精度な研磨に加え、定盤（あるいは研磨布）の延命化が実現される。
【００８５】
なお、この片面研磨装置３００では、センターローラ回転駆動装置はセンターローラ軸３１１の回転数の調整が可能とし、任意回転速度にて揺動させても、キャリアプレート３０２の回転速度に影響を与えることがなく、揺動周期とキャリアプレート３０２の回転速度とを独立して設定でき、調節がより容易となる。このようにキャリアプレート３０２即ちワーク１０の回転数を任意値に調整してもよい。また、定盤３０１を回転させる図示しない定盤用駆動装置からセンターローラ軸３１１を回転させる力を出力する駆動機構を設け、センターローラ軸３１１を所定の速度で回転するように機械的に駆動伝達してもらってセンターローラ３１０を一定の回転数比で運用してもよい。
また、センターローラ３１０も、図７で説明したように、普通径・大径・小径のセンターローラを準備しておき、適宜取り替えることで研磨位置を定盤半径方向へ移動させても良い。
【００８６】
以上説明した本形態の片面研磨装置では、センターローラ形状が円柱形状となり、また、ガイドアーム形状が円弧形状となっているが、依然簡便な構造とすることができる。
また、本形態の片面研磨装置では、ガイドアームの定盤外張り出し部に、定盤半径方向と略平行となるように直動ガイドを設けており、追従ローラの半径方向の直動動作を円滑に行えるようになっている。
キャリアプレートの着脱作業時は、ガイドアームを含む直動ガイド全体を水平方向へ平行移動させるなどの構造とすることにより、本作業を円滑に行うことができる。
また、本形態の片面研磨装置では、偏芯がない場合の通常の研磨も可能としており、利便性の高いものとなっている。
【００８７】
続いて、本発明を実施するための他の形態について図１０，図１１を参照しつつ説明する。片面研磨装置４００は、図１０で示すように、ワーク１０を研磨する装置であり、定盤４０１、キャリアプレート４０２、押圧部材４０３、直動アーム４０４、ガイドアーム４０５、直動ガイド４０６、圧縮バネ４０７、ガイドローラ４０８、追従ローラ４０９、中心軸４１０、偏芯軸４１１、センターローラ４１２、センターローラ軸４１３を備える。
【００８８】
本形態では、先に第３の形態として図８，図９を用いて説明した片面研磨装置と比較すると、センターローラの上側に駆動軸を設ける構成を採用する点が相違する。第３の形態では、センターローラ３１０は定盤３０１の下に設けられるセンターローラ軸３１１と連結され、さらに下側に設けられる図示しないセンターローラ回転駆動装置によりこのセンターローラ軸３１１が駆動される構造を採用した。しかしながら、定盤を駆動する定盤駆動装置とセンターローラを駆動するセンターローラ回転駆動装置とを併置することはスペースが足らず装置を大型化する要因となっていた。一方、本形態では、図１０（ｂ）で示すように、センターローラ４１２の上部にセンターローラ軸４１３を設け、さらにセンターローラ４１２とセンターローラ軸４１３とは切り離し可能な構造として装置全体の構造を簡易化した。なお、本形態のようなセンターローラ構造の場合、図２，図３を用いて説明したキー溝方式による偏心量調節機構を適用し難いため、センターローラの偏心量を「駆動軸側の偏心軸と偏心孔の開いたセンターローラ」で設定する構造を採用する。以下、先の形態と重複する説明もあるが、明瞭化のため再掲しつつ説明する。
【００８９】
定盤４０１は、環状の板体を含む構成であり、上側に研磨面が形成されている。この定盤４０１は、図示しない駆動装置により一方向（例えば矢印ａ方向）に回転するように構成される。なお、図示しないが、定盤４０１の上側に図示しない研磨布を貼り付け、研磨布によりワークを研磨することもある。
キャリアプレート４０２は、略円柱状であり、下面にワーク１０が保持される。
押圧部材４０３は、略円柱状であって、キャリアプレート４０２の上側に配置され、キャリアプレート４０２に所定の荷重をかける。押圧部材４０３は、図示しない移動手段により上下方向に移動自在になされている。
【００９０】
直動アーム４０４は、直線状の棒体である。
ガイドアーム４０５は、直動アーム４０４の一端に連結される部材であり、円弧形状を有している。
【００９１】
直動ガイド４０６は、直動アーム４０４の定盤外張り出し部に設けられており、定盤半径方向と略平行となるように直動アーム４０４を摺動させる。これにより、直動アーム４０４は定盤半径方向と略平行方向に直動動作を円滑に行えるようになっている。この直動ガイド４０６は水平方向（例えば、定盤中心と追従ローラの中心とを結ぶ線に対して略垂直方向であってキャリアプレートから離れる方向）に平行移動可能に支持されている。キャリアプレート４０２や押圧部材４０３の着脱作業時では、ガイドアーム４０５を含む直動ガイド４０６の全体を水平方向へ平行移動させて周囲に障害物がないような状態にし、その後にキャリアプレート４０２および押圧部材４０３の設置・取り出しを行う。これによりキャリアプレート４０２および押圧部材４０３の着脱作業を円滑に行うことができる。なお、本形態ではガイドアーム４０５はオーバハングしていないため、直動ガイド４０６を固定した構成としても良い。
【００９２】
圧縮バネ４０７は、直動ガイド４０６内に配置されて直動アーム４０４の他端と当接し、直動ガイド４０６内にある直動アーム４０４を定盤４０１の中心側（センターローラ４１２側）へ押し出すように付勢し、追従ローラ４０９がセンターローラ４１２と常時当接するようにしている。
【００９３】
ガイドローラ４０８は、１個のガイドアーム４０５に対し下側の２箇所に設けられており、キャリアプレート４０２の２箇所を支持する。キャリアプレート４０２は所定位置にて回転するように支持される。
【００９４】
追従ローラ４０９は、ガイドアーム４０５の先端の下側に軸支されており、センターローラ４１２の外周面に圧縮バネ４０７の付勢力により常に当接している。追従ローラ４０９は、センターローラ４１２の偏芯に追従し、ガイドアーム４０５を定盤半径方向へ揺動する。なお、定盤４０１の中心から追従ローラ４０９の中心までを結ぶ線の方向と、直動ガイド４０６により決定される移動方向と、は略平行となっている。
【００９５】
中心軸４１０は、定盤４０１と連結された円柱体であり、定盤４０１の中心軸と同軸に設けられている。
偏芯軸４１１は、その回転中心軸から偏芯した孔部を有する円柱体であり、この孔部に中心軸４１０が軸受けを介して軸支される。本形態ではこの偏芯軸４１１の上側にセンターローラ軸４１３と磁石等の力により連結する連結部が設けられており、連結可能に構成されている。センターローラ軸４１３は、図示しないセンターローラ回転駆動装置により回転駆動される。
【００９６】
センターローラ４１２は、その回転中心軸から偏芯した孔部を有する円柱体であり、この孔部に偏芯軸４１１が軸支される。このセンターローラ４１２には追従ローラ４０９のみが当接する。なお、キャリアプレート４０２は２箇所のガイドローラ４０８のみが当接して２点支持されることとなる。このセンターローラ４１２は、定盤４０１の中央に設けられるが定盤の中心軸に対して偏芯した位置に中心軸が設定されている。センターローラ４１２の偏心量は、定盤形状（内外周寸法）やワーク形状（外径）により最適な揺動量を設定する必要がある。センターローラ４１２は偏芯量調節機構を備え、偏芯量を調節できるようになされている。
【００９７】
このセンターローラ４１２の偏芯量調節機構について図１１を参照しつつ以下に説明する。このセンターローラ４１２は、偏芯方式を採用し、偏芯量を設定可能としている。
この片面研磨装置４００の偏芯量調節機構では、まず中心軸４１０に偏芯軸４１１が軸支され、さらにこの偏芯軸４１１にセンターローラ４１２が軸支されている。中心軸４１０に対して偏芯軸４１１が回転すると偏芯により外周が揺動する。また、偏芯軸４１１に対してセンターローラ４１２が回転すると偏芯により外周が揺動する。
【００９８】
図１１（ａ）では偏芯量がゼロの状態を示している。中心軸４１０に対して偏芯軸４１１を一方の側（図１１（ａ）では左側）に最大偏芯させ、偏芯軸４１１に対してセンターローラ４１２を他方の側（図１１（ａ）では右側）に最大偏芯させることにより、偏芯が打ち消しあい、偏芯量を０とするようにしており、偏芯量をゼロとする設定は極めて容易である。
図１１（ｂ）では偏芯量が最大量βの状態を示している。中心軸４１０に対して偏芯軸４１１を一方の側（図１１（ｂ）では左側）に最大偏芯させ、偏芯軸４１１に対してセンターローラ４１２を同じ側（図１１（ｂ）では左側）に最大偏芯させることにより、偏芯が加算されて最大の偏芯量をβとするようにしており、偏芯量を最大とする設定は極めて容易である。
調整終了後には図示しないねじにより偏芯軸４１１に対してセンターローラ４１２が固定される。
このように偏芯量を設定して所望の揺動動作とすることができる。
【００９９】
この片面研磨装置４００による片面研磨は以下のように行われる。揺動量の調節は予め行われているものとする。まず、キャリアプレート４０２の下面にワーク１０を貼り付け等により固定する。続いてガイドアーム４０５をキャリアプレート載置位置から離れるように平行移動させてから、ワーク１０を定盤４０１に当接させた状態で、定盤４０１上にキャリアプレート４０２およびワーク１０を配置する。
そして、キャリアプレート４０２の上側に押圧部材４０３を配置してキャリアプレート４０２へ荷重を加えた状態とし、その後にガイドアーム４０５をキャリアプレート載置位置へ近づくように平行移動させる。なお、直動ガイド４０６が固定されているときは、平行移動動作は省略されることとなる。
【０１００】
ここで、装置中央に配置したセンターローラ４１２に各追従ローラ４０９をそれぞれ当接させ、また、各キャリアプレート４０２毎に設けた２個のガイドローラ４０８を、各キャリアプレート４０２にそれぞれ当接させ、各キャリアプレート４０２を２点支持により位置決めされた、図１０（ａ）で示すような状態とする。続いて、センターローラ軸４１３を偏芯軸４１１およびセンターローラ４１２に連結する。続いて研磨を開始する。まず、定盤４０１を矢印ａ方向へ回転させると、定盤４０１が回転する時の内側および外側の周速差によりキャリアプレート４０２およびワーク１０は矢印ｂ方向に回転し、定盤４０１に当接するワーク１０が研磨される。
【０１０１】
そして、本発明の片面研磨装置では回転時に揺動動作を行う。図示しないセンターローラ回転駆動装置によりセンターローラ軸４１３を介してセンターローラ４１２を矢印ｃ方向に回転させている。このように偏芯するセンターローラ４１２が回転する間、圧縮バネ４０８の付勢力により追従ローラ４０９が常時センターローラ４１２に当接するようになっており、センターローラ４１２の外周に当接する追従ローラ４０９は偏芯により定盤半径方向に移動し、ガイドアーム４０５も移動する。なお、ガイドアーム４０５は、直動ガイド４０６で移動方向が定盤半径方向に拘束される直動アーム４０４と連結されているため、ガイドアーム４０５とともに２個のガイドローラ４０８も定盤半径方向に移動する。また、回転するキャリアプレート４０２は、矢印ａ方向に移動しつつ、２個のガイドローラ４０８の２点に支持される箇所に位置するように移動し、その結果、キャリアプレート４０２も定盤半径方向へ揺動するように移動する。そして、偏芯量αに設定されているとき、距離２αにわたり揺動が行われる。
【０１０２】
このような片面研磨装置４００による揺動は、先の図９を用いて説明した第３の形態と同様に順次行われていく。例えば、図９（ａ）で示すようにセンターローラの０時方向への偏心、図９（ｂ）で示すようにセンターローラの３時方向への偏心、図９（ｃ）で示すようにセンターローラの６時方向への偏心が行われ、キャリアプレートが定盤半径方向に揺動する。例えば、上側のキャリアプレートを視ると０時の図９（ａ）で上側（矢印ｍ方向）へ、６時の図９（ｃ）で下側（矢印ｎ方向）へ移動しており、以下繰り返しによる揺動動作が行われている。このように定盤４０１では定盤半径方向の全域で接触するように研磨がなされるため、定盤半径方向の全域で平坦化され、高精度な研磨に加え、定盤（あるいは研磨布）の延命化が実現される。
【０１０３】
なお、この片面研磨装置４００では、センターローラ回転駆動装置はセンターローラ軸４１３の回転数の調整を可能とし、任意回転速度にて揺動させても、キャリアプレート４０２の回転速度に影響を与えることがなく、揺動周期とキャリアプレート４０２の回転速度とを独立して設定でき、調節がより容易となる。このようにキャリアプレート４０２即ちワーク１０の回転数を任意値に調整してもよい。
また、センターローラ４１２も、図７で説明したように、普通径・大径・小径のセンターローラを準備しておき、適宜取り替えることで研磨位置を定盤半径方向へ移動させても良い。
【０１０４】
以上説明した本形態の片面研磨装置では、センターローラ形状が円柱形状となり、また、ガイドアーム形状が円弧形状となっているが、依然簡便な構造とすることができる。
また、本形態の片面研磨装置では、ガイドアームの定盤外張り出し部に、定盤半径方向と略平行となるように直動ガイドを設けており、追従ローラの半径方向の直動動作を円滑に行えるようになっている。
キャリアプレートの着脱作業時は、ガイドアームを含む直動ガイド全体を水平方向へ平行移動させるなどの構造を追加することにより、本作業を円滑に行うことができる。
また、本形態の片面研磨装置では、偏芯がない場合の通常の研磨も可能としており、利便性の高いものとなっている。
【０１０５】
また、本形態の片面研磨装置では、下定盤を一枚板として使用でき、下部を下定盤駆動軸を支持・駆動するだけの構造とすることができる。
また、本形態の片面研磨装置では、センターローラの着脱が定盤上部から容易にできるので組立・調整・保守等の作業性が向上する。
センターローラ軸と偏心軸の連結部として磁石による連結部を例示したが、双方の凸形状のツメ同士を引っ掛ける係止構造や凸形状部と凹形状部を嵌合させる嵌合構造を採用してもよい。
【０１０６】
続いて、本発明を実施するための他の形態について図１２，図１３を参照しつつ以下に説明する。片面研磨装置５００は、図１２で示すように、ワーク１０を研磨する装置であり、定盤５０１、キャリアプレート５０２、押圧部材５０３、直動アーム５０４、ガイドアーム５０５、直動ガイド５０６、ガイドローラ５０７、追従ローラ５０８、中心軸５０９、偏芯軸５１０、センターローラ５１１、追従ローラガイド溝５１２、センターローラ軸５１３を備える。
【０１０７】
本形態では、先に第４の形態として図１０，図１１を用いて説明した片面研磨装置と比較すると、本形態ではセンターローラに追従ローラを案内する追従ローラガイド溝を形成したもので、本構造を適用することにより直動ガイドに圧縮バネを内蔵する必要がなくなり、確実にガイドアームを直動させることができる。以下、先の形態と重複する説明もあるが、明瞭化のため再掲しつつ説明する。
【０１０８】
定盤５０１は、環状の板体を含む構成であり、上側に研磨面が形成されている。この定盤５０１は、図示しない駆動装置により一方向（例えば矢印ａ方向）に回転するように構成される。なお、図示しないが、定盤５０１の上側に図示しない研磨布を貼り付け、研磨布によりワークを研磨することもある。
キャリアプレート５０２は、略円柱状であり、下面にワーク１０が保持される。
押圧部材５０３は、略円柱状であって、キャリアプレート５０２の上側に配置され、キャリアプレート５０２に所定の荷重をかける。押圧部材５０３は、図示しない移動手段により上下方向に移動自在になされている。
【０１０９】
直動アーム５０４は、直線状の棒体である。
ガイドアーム５０５は、直動アーム５０４の一端に連結される部材であり、円弧形状を有している。
【０１１０】
直動ガイド５０６は、ガイドアーム５０５の定盤外張り出し部に設けられており、定盤半径方向と略平行となるように直動アーム５０４を摺動させる。これにより、半径方向の直動動作を円滑に行えるようになっている。この直動ガイド５０６は水平方向（例えば、定盤中心と追従ローラの中心とを結ぶ線に対して略垂直方向であってキャリアプレートから離れる方向）に平行移動可能に支持されている。キャリアプレート５０２や押圧部材５０３の着脱作業時では、センターローラ５１１を持ち上げて従動ローラ５０８を移動自在にした後、ガイドアーム５０５を含む直動ガイド５０６の全体を水平方向へ平行移動させて周囲に障害物がないような状態にし、その後にキャリアプレート５０２および押圧部材５０３の設置・取り出しが行われる。これによりキャリアプレート５０２および押圧部材５０３の着脱作業を円滑に行うことができる。なお、本形態ではガイドアーム５０５はオーバハングしていないため、直動ガイド５０６を固定した構成としても良い。
【０１１１】
ガイドローラ５０７は、１個のガイドアーム５０５に対し下側の２箇所に設けられており、キャリアプレート５０２の２箇所を支持する。キャリアプレート５０２は所定位置にて回転するように支持される。
【０１１２】
追従ローラ５０８は、ガイドアーム５０５の先端の上側に軸支されており、センターローラ５１１の追従ローラガイド溝５１２内に配置されている。追従ローラ５０８が追従ローラガイド溝５１２によりガイドされるとセンターローラ５１１の偏芯に追従し、ガイドアーム５０５を定盤半径方向へ誘導する。なお、追従ローラ５０８の中心から定盤５０１の中心までを結ぶ線の方向と、直動ガイド５０６により決定される移動方向と、は略平行となっている。
【０１１３】
中心軸５０９は、定盤５０１と連結された円柱体であり、定盤５０１の中心軸と同軸に設けられている。
偏芯軸５１０は、その回転中心軸から偏芯した孔部を有する円柱体であり、この孔部に中心軸５０９が軸受けを介して軸支される。本形態ではこの偏芯軸５１０の上側にセンターローラ軸５１３を磁石等の力により連結する連結部が設けられており、連結可能に構成されている。センターローラ軸５１３は、図示しないセンターローラ回転駆動装置により回転駆動される。
【０１１４】
センターローラ５１１は、その回転中心軸から偏芯した孔部を有する円柱体であり、この孔部に偏芯軸５１０が軸支される。このセンターローラ５１１の追従ローラガイド溝５１２に追従ローラ５０８が案内される。なお、キャリアプレート５０２は２箇所のガイドローラ５０７のみが当接して２点支持されることとなる。このセンターローラ５１１は、定盤５０１の中央に設けられるが定盤の中心軸に対して偏芯した位置に中心軸が設定されている。センターローラ５１１の偏心量は、定盤形状（内外周寸法）やワーク形状（外径）により最適な揺動量を設定する必要がある。センターローラ５１１は偏芯量調節機構を備え、偏芯量を調節できるようになされている。
【０１１５】
このセンターローラ５１１の偏芯量調節機構について図１３を参照しつつ以下に説明する。このセンターローラ５１１は、偏芯方式を採用し、偏芯量を設定可能としている。
片面研磨装置５００では、まず中心軸５０９に偏芯軸５１０が軸支され、さらにこの偏芯軸５１０にセンターローラ５１１が軸支されている。中心軸５０９に対して偏芯軸５１０が回転すると偏芯により外周が揺動する。また、偏芯軸５１０に対してセンターローラ５１１が回転すると偏芯により外周が揺動する。
【０１１６】
図１３（ａ）では偏芯量がゼロの状態を示している。中心軸５０９に対して偏芯軸５１０を一方の側（図１３（ａ）では左側）に最大偏芯させ、偏芯軸５１０に対してセンターローラ５１１を他方の側（図１３（ａ）では右側）に最大偏芯させることにより、偏芯が打ち消しあって追従ローラガイド溝５１２の偏芯量を０とするようにしており、偏芯量をゼロとする設定は極めて容易である。
図１３（ｂ）では偏芯量が最大量βの状態を示している。中心軸５０９に対して偏芯軸５１０を一方の側（図１３（ａ）では左側）に最大偏芯させ、偏芯軸５１０に対してセンターローラ５１１を同じ側（図１３（ａ）では左側）に最大偏芯させることにより、偏芯が加算されて追従ローラガイド溝５１２の偏芯量を最大のβとするようにしており、偏芯量を最大とする設定は極めて容易である。
調整終了後には図示しないねじにより偏芯軸５１０に対してセンターローラ５１１が固定される。
このように偏芯量を設定して所望の揺動動作とすることができる。
【０１１７】
この片面研磨装置５００による片面研磨は以下のように行われる。揺動量の調節は予め行われているものとする。まず、キャリアプレート５０２の下面にワーク１０を貼り付け等により固定する。続いてセンターローラ５１１を上昇させて追従ローラガイド溝５１２から追従ローラ５０８を外した後にガイドアーム５０５をキャリアプレート載置位置より離れるように平行移動させ、ワーク１０を定盤５０１に当接させた状態で、定盤５０１上にキャリアプレート５０２およびワーク１０を配置する。
そして、キャリアプレート５０２の上側に押圧部材５０３を配置してキャリアプレート５０２へ荷重を加えた状態とし、その後にガイドアーム５０５をキャリアプレート載置位置へ近づくように平行移動させ、装置中央に配置したセンターローラ５１１を下降させて追従ローラ５０８を追従ローラガイド溝５１２内に配置する。なお、直動ガイド５０６が固定されているときは、平行移動動作は省略されることとなる。
【０１１８】
ここで、各キャリアプレート５０２毎に設けた２個のガイドローラ５０７を、各キャリアプレート５０２に当接させ、各キャリアプレート５０２を２点支持により位置決めされた、図１２（ａ）で示すような状態とする。続いてセンターローラ軸５１３を偏芯軸５１０およびセンターローラ５１１に連結する。そして研磨を開始する。まず、定盤５０１を矢印ａ方向へ回転させると、定盤５０１が回転する時の内側および外側の周速差によりキャリアプレート５０２およびワーク１０は矢印ｂ方向に回転し、定盤５０１に当接するワーク１０が研磨される。
【０１１９】
そして、本発明の片面研磨装置では回転時に揺動動作を行う。図示しないセンターローラ回転駆動装置によりセンターローラ軸５１３を介してセンターローラ５１１を矢印ｃ方向に回転させている。このように偏芯するセンターローラ５１１が回転する間、追従ローラガイド溝５１２内で誘導される追従ローラ５０８は偏芯により定盤半径方向に移動し、ガイドアーム５０５も移動する。なお、ガイドアーム５０５は、直動ガイド５０６で移動方向が定盤半径方向に拘束される直動アーム５０４と連結されているため、ガイドアーム５０５とともに２個のガイドローラ５０７も定盤半径方向に移動する。また、回転するキャリアプレート５０２は、矢印ａ方向に移動しつつ、２個のガイドローラ５０７の２点に支持される箇所に位置するように移動し、その結果、キャリアプレート５０２も定盤半径方向へ揺動するように移動する。そして、偏芯量αに設定されているとき、距離２αにわたり揺動が行われる。
【０１２０】
このような片面研磨装置５００による揺動は、先の図９を用いて説明した第３の形態と同様に順次行われていく。例えば、図９（ａ）で示すようにセンターローラの０時方向への偏心、図９（ｂ）で示すようにセンターローラの３時方向への偏心、図９（ｃ）で示すようにセンターローラの６時方向への偏心が行われ、キャリアプレートが定盤半径方向に揺動する。例えば、上側のキャリアプレートを視ると０時の図９（ａ）で上側（矢印ｍ方向）へ、６時の図９（ｃ）で下側（矢印ｎ方向）へ移動しており、以下繰り返しによる揺動動作が行われている。このように定盤５０１では定盤半径方向の全域で接触するように研磨がなされるため、定盤半径方向の全域で平坦化され、高精度な研磨に加え、定盤（あるいは研磨布）の延命化が実現される。
【０１２１】
なお、この片面研磨装置５００では、センターローラ回転駆動装置はセンターローラ軸５１３の回転数の調整を可能とし、任意回転速度にて揺動させても、キャリアプレート５０２の回転速度に影響を与えることがなく、揺動周期とキャリアプレート５０２の回転速度とを独立して設定でき、調節がより容易となる。このようにキャリアプレート５０２即ちワーク１０の回転数を任意値に調整してもよい。
また、センターローラ５１１も、図７で説明したように、普通径・大径・小径のセンターローラを準備しておき、適宜取り替えることで研磨位置を定盤半径方向へ移動させても良い。
【０１２２】
以上説明した本形態の片面研磨装置では、センターローラ形状が円柱形状となり、また、ガイドアーム形状が円弧形状となっているが、依然簡便な構造とすることができる。
また、本形態の片面研磨装置では、ガイドアームの定盤外張り出し部に、定盤半径方向と略平行となるように直動ガイドを設けており、追従ローラの半径方向の直動動作を円滑に行えるようになっている。
キャリアプレートの着脱作業時は、ガイドアームを含む直動ガイド全体を水平方向へ平行移動させるなどの構造を追加することにより、本作業を円滑に行うことができる。
また、本形態の片面研磨装置では、偏芯がない場合の通常の研磨も可能としており、利便性の高いものとなっている。
【０１２３】
また、本形態の片面研磨装置では、下定盤を一枚板として使用でき、下部を下定盤駆動軸を支持・駆動するだけの構造とすることができる。
また、本形態の片面研磨装置では、センターローラの着脱が定盤上部から容易にできるので組立・調整・保守等の作業性が向上する。
センターローラ軸と偏心軸の連結部として磁石による連結部を例示したが、双方の凸形状のツメ同士を引っ掛ける係止構造や凸形状部と凹形状部を嵌合させる嵌合構造を採用してもよい。
【０１２４】
以上本発明の片面研磨装置について説明した。この片面研磨装置の機能および特徴は以下のようになる。
【０１２５】
（１）センターローラの偏心量を簡単に設定・変更でき、定盤面あるいはパッド面に対してワークを半径方向へ揺動させる量を任意に設定できるので、例えば、研磨面全体をワーク研磨領域に設定したり、研磨面の内周側あるいは外周側へワークをオーバーハングさせて、ワークの内外周での研磨レートを調整したりすることが容易に設定できる。
【０１２６】
（２）夫々のガイドローラの位置を調整する必要がないので、作業性が大きく向上すると同時に、複数のキャリアプレートの揺動量を均一に設定することができるので、品質の均一化が図れる。
【０１２７】
（３）センターローラを偏心させないで一定の位置に固定した研磨を行いたい場合、センターローラ自身の外径を変更してセットすることにより、研磨面の中央部あるいは内周側あるいは外周側のいずれへの設定も容易に実施することができる。
【０１２８】
（４）本発明の大きな特徴は、各キャリアプレート毎あるいは全体を揺動させるような大掛かりな移動機構などを設けることなく、簡易な構成の装置とすることである。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
以上のような本発明に係る片面研磨装置は角形または丸形等のワークの研磨に適している。
【符号の説明】
【０１３０】
１００：片面研磨装置
１０１：定盤、１０２：キャリアプレート、１０３：押圧部材、１０４：直動アーム、１０５：支持部、１０６：ガイドアーム、１０７：直動ガイド、１０８：圧縮バネ、１０９：ガイドローラ、１１０：追従ローラ、１１１：センターローラ、１１２：センターローラ軸、１１３：固定フランジ、１１４：センターローラ固定板、１１４ａ凹状ガイド溝、１１４ｂ：ねじ孔、１１５：センターローラ固定本体、１１５ａ：センターローラ底板、１１５ｂ：嵌合用凸部、１１５ｃ：長孔、１１５ｄ：外周部、１１５ｅ：蓋部、１１６：センターローラ固定ボルト
２００：片面研磨装置
２０１：定盤、２０２：キャリアプレート、２０３：押圧部材、２０４：直動アーム、２０５：ガイドアーム、２０６：直動ガイド、２０７：圧縮バネ、２０８：ガイドローラ、２０９：追従ローラ、２１０：センターローラ、２１１：センターローラ軸
３００：片面研磨装置
３０１：定盤、３０２：キャリアプレート、３０３：押圧部材、３０４：直動アーム、３０５：ガイドアーム、３０６：直動ガイド、３０７：圧縮バネ、３０８：ガイドローラ、３０９：追従ローラ、３１０：センターローラ、３１１：センターローラ軸
４００：片面研磨装置
４０１：定盤、４０２：キャリアプレート、４０３：押圧部材、４０４：直動アーム、４０５：ガイドアーム、４０６：直動ガイド、４０７：圧縮バネ、４０８：ガイドローラ、４０９：追従ローラ、４１０：中心軸、４１１：偏芯軸、４１２：センターローラ、４１３：センターローラ軸
５００：片面研磨装置
５０１：定盤、５０２：キャリアプレート、５０３：押圧部材、５０４：直動アーム、５０５：ガイドアーム、５０６：直動ガイド、５０７：ガイドローラ、５０８：追従ローラ、５０９：中心軸、５１０：偏芯軸、５１１：センターローラ、５１２：追従ローラガイド溝、５１３：センターローラ軸
【図１】
0005674145.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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