(57)【要約】【課題】研磨材にも回転機構を加えて研磨効率を高めた光ディスク研磨装置を提供する。【解決手段】光ディスク１４を載せる光ディスクターンテーブル１５と、光ディスクターンテーブル１５を高速で回転駆動するメインモータ１９と、光ディスクターンテーブル１５に対して偏心かつ対向配置され、光ディスク１４の少なくともデータ記録部１４ａの表面全部を研磨する円板状の研磨材４８が下側に交換可能に取付けられた研磨材ターンテーブル２２と、研磨材ターンテーブル２２を回転駆動する小型モータ２４と、小型モータ２４を研磨材ターンテーブル２２ごと昇降する昇降手段２６と、これらを収納する下部ケース１２及び上部ケース１３を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平状態に配置されて、上部に光ディスクを載せる光ディスクターンテーブルと、
前記光ディスクターンテーブルを高速で回転駆動するメインモータと、
前記光ディスクターンテーブルに対して偏心かつ対向配置され、前記光ディスクターンテーブル上に載置された前記光ディスクのデータ記録部の半径方向全域の表面に一方側から同時に当接して、該光ディスクの少なくとも前記データ記録部の表面全部を研磨する円板状の研磨材が下側に交換可能に取付けられた研磨材ターンテーブルと、
前記研磨材ターンテーブルを前記光ディスクターンテーブルの回転方向とは反対方向に補助的に回転駆動する、出力が前記メインモータの１／１０以下の小型モータと、
小型減速モータを備え、前記小型モータを前記研磨材ターンテーブルごと昇降する昇降手段と、
前記メインモータを収納し、該メインモータの出力軸に連結された前記光ディスクターンテーブルがその上部に突出配置された下部ケースと、
前記下部ケースと対となって、蝶番を介して回動自在に連結されて、内部には前記小型モータ及び前記昇降手段が収納され、更に前記小型モータの出力軸に連結された前記研磨材ターンテーブルが下部に突出配置された上部ケースとを有することを特徴とする光ディスク研磨装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ディスク研磨装置において、前記研磨材ターンテーブル、前記小型モータ及び前記昇降手段を備えた研磨機構は、対となって異なる位置に設けられていることを特徴とする光ディスク研磨装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の光ディスク研磨装置において、前記メインモータの電流値によって、前記研磨材の研磨トルクを検知し、前記昇降手段によって下降した前記研磨材が前記光ディスクターンテーブルに載った光ディスクに当接したこと、及び前記研磨材が所定の押圧力で該光ディスクを研磨していることを検知することを特徴とする光ディスク研磨装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ディスク研磨装置において、前記研磨材の半径は前記光ディスクのデータ記録部の半径方向長さより大きく、前記光ディスクの半径より小さくなっていることを特徴とする光ディスク研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ及びこれらと均等物）の表面の汚れや傷を除去する光ディスク研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤの透明側の表面に傷がついた場合は、再生不能となるが、データの記録は透明側の表面に記録されていないので、この表面を研磨することによって再生可能である。このような研磨装置としては、例えば、特許文献１に記載の研磨装置が知られており、直接の駆動源を有さず回転自在に設置されるターンテーブルの上に光ディスクを載せて、その上部に研磨材を偏心配置して当接させ、この研磨材を回転駆動して光ディスクとの摩擦で光ディスクを回転させていた。そして、この研磨材を水平方向に移動させて、又は大径の研磨材を固定配置して光ディスクの研磨を行っている。
また、近年は光ディスクの普及と共に、疵つき再生不良となった光ディスクが大量に増えており短時間研磨が可能でしかも人手を省きながら研磨精度の向上が図れる自動研磨装置が期待されている。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第９７／０３２６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の装置において、光ディスクの上部に配置される研磨材に大型の研磨用モータを取付けているので、研磨用モータを含めた研磨材の重量が大きくなって精密な昇降機構を持たせることが困難で、仕上がり精度が劣るという問題があった。また、研磨効率を向上させるため、研磨材を複数取付けた自動研磨装置については、搬送性を考慮した重量制限から高トルクモータが搭載できず装置の自動化及び大量研磨の点で劣るという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、光ディスクを載せるターンテーブルをメインモータで直接回転駆動し、更に、研磨材も小型モータを取付けて積極回転させて研磨効率を高め、更には複数の研磨材を使用することも容易な光ディスク研磨装置を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る光ディスク研磨装置は、水平状態に配置されて、上部に光ディスクを載せる光ディスクターンテーブルと、
前記光ディスクターンテーブルを高速で回転駆動するメインモータと、
前記光ディスクターンテーブルに対して偏心かつ対向配置され、前記光ディスクターンテーブル上に載置された前記光ディスクのデータ記録部の半径方向全域の表面に一方側から同時に当接して、該光ディスクの少なくとも前記データ記録部の表面全部を研磨する円板状の研磨材が下側に交換可能に取付けられた研磨材ターンテーブルと、
前記研磨材ターンテーブルを前記光ディスクターンテーブルの回転方向とは反対方向に補助的に回転駆動する、出力が前記メインモータの１／１０以下の小型モータと、
小型減速モータを備え、前記小型モータを前記研磨材ターンテーブルごと昇降する昇降手段と、
前記メインモータを収納し、該メインモータの出力軸に連結された前記光ディスクターンテーブルがその上部に突出配置された下部ケースと、
前記下部ケースと対となって、蝶番を介して回動自在に連結されて、内部には前記小型モータ及び前記昇降手段が収納され、更に前記小型モータの出力軸に連結された前記研磨材ターンテーブルが下部に突出配置された上部ケースとを有する。
【０００６】
なお、光ディスクターンテーブルがその上部に突出配置されたとは、平面的に見て光ディスクターンテーブルが投影される下部ケースの天井面（又は該当部分）から光ディスクターンテーブルが突出していることをいう。また、研磨材ターンテーブルが下部に突出配置されたとは、研磨材ターンテーブルと上部ケースとの間に隙間があって、研磨材ターンテーブルが下方に露出していることをいう。
また、研磨材（更に詳細には研磨材ターンテーブル）を補助的に回転駆動する小型モータはメインモータの出力の１／１０以下で１／４５以上（更に好ましくは１／２０以下で１／３５以上）の出力を有する小型モータとするのがよい。
【０００７】
また、第２の発明に係る光ディスク研磨装置は、第１の発明に係る光ディスク研磨装置において、前記研磨材ターンテーブル、前記小型モータ及び前記昇降手段を備えた研磨機構は、対となって異なる位置に並べて設けられている。
【０００８】
第３の発明に係る光ディスク研磨装置は、第１及び第２の発明に係る光ディスク研磨装置において、前記メインモータの電流値によって、前記研磨材の研磨トルクを検知し、前記昇降手段によって下降した前記研磨材が前記光ディスクターンテーブルに載った光ディスクに当接したこと、及び前記研磨材が所定の押圧力で該光ディスクを研磨していることを検知する。
【０００９】
そして、第４の発明に係る光ディスク研磨装置は、第１〜第３の発明に係る光ディスク研磨装置において、前記研磨材の半径は前記光ディスクのデータ記録部の半径方向長さより大きく、前記光ディスクの半径より小さくなっている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜４記載の光ディスク研磨装置においては、光ディスクが搭載される光ディスクターンテーブルにメインモータが取付けられて回転駆動し、研磨材を回転駆動する動力源としてはメインモータの１／１０以下の出力を有する小型モータを使用しているので、研磨材を回転駆動する機構及び昇降する機構が小型化される。
そして、光ディスクターンテーブルをメインモータで回転させているが、研磨材を取付ける研磨材ターンテーブルも補助的に小型モータで回転させているので、研磨材の偏摩耗や研磨材が光ディスクに当接する場合の衝撃を緩和できる。
また、光ディスクターンテーブルと研磨材ターンテーブルは水平になっているので、仕上がり精度が向上する。
また、請求項２記載の光ディスク研磨装置においては、研磨材ターンテーブル、小型モータ及び昇降手段を備えた研磨機構が、対となって異なる位置に設けられているので、これらに異なる種類の研磨材（例えば、研削用研磨材と仕上げ用研磨材）を取付けて順次駆動すると、作業の自動化が可能となり、作業時間の短縮が図られる。
【００１１】
請求項３記載の光ディスク研磨装置においては、メインモータの電流値によって研磨材の研磨トルクを検知し、昇降手段によって下降した研磨材が光ディスクターンテーブルに載った光ディスクに当接したこと、及び研磨材が所定の押圧力で光ディスクを研磨していることを検知するので、研磨作業の自動化が行える。
【００１２】
請求項４記載の光ディスク研磨装置においては、研磨材の半径は光ディスクのデータ記録部の半径方向長さより大きく、光ディスクの半径より小さくなっているので、研磨材を水平方向に動かすことなく光ディスクの必要な研磨領域の全部をカバーできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る光ディスク研磨装置の斜視図、図２は同光ディスク研磨装置の正断面図、図３は同光ディスク研磨装置の平断面図、図４は同光ディスク研磨装置の電気回路ブロック図、図５は同光ディスク研磨装置の動作フロー図である。
【００１４】
図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る光ディスク研磨装置１０は、複数の蝶番１１で開閉可能に連結される下部ケース１２及び上部ケース（蓋）１３とを有し、下部ケース１２には光ディスク１４を載せる光ディスクターンテーブル１５を有する光ディスク回転駆動機構１６が配置され、上部ケース１３には光ディスクターンテーブル１５に載った光ディスク１４を切削又は研磨する第１、第２の研磨機構１７、１８が設けられている。なお、１３ａは伸縮型のストッパー、１３ｂ、１３ｃは対となるロック機構を示す。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１５】
光ディスク回転駆動機構１６は、下部ケース１２に直接取付けられている６０〜１５０ｗのメインモータ１９と、メインモータ１９の出力軸２０にボス２０ａを介して下部ケース１２の上部に突出配置されている光ディスクターンテーブル１５とを有する。水平状態となっている光ディスクターンテーブル１５の直径は光ディスク１４の直径より２〜１０ｍｍの範囲で大きくなって、しかも、中心部には光ディスク１４の中心孔が嵌入するガイド２１を有する。このガイド２１にはガイド２１に嵌着するディスク押さえ２１ａがねじ又は嵌め込みによって取付けられるようになっている。
メインモータ１９はインダクションモータからなって、光ディスクターンテーブル１５を、例えば１０００〜３６００ｒｐｍの高速の回転速度で駆動させる。光ディスクターンテーブル１５の上表面は、光ディスク１４の表面に疵を付け難く、しかも光ディスク１４が滑り難い合成樹脂又はゴム製のシート１５ａが貼着されている。
【００１６】
対となった第１の研磨機構１７と第２の研磨機構１８は実質同一構造となって上部ケース１３に支持部材１３ｄ及び図示しない別の支持部材を介して異なる位置に取付けられている。第１の研磨機構１７と第２の研磨機構１８は、上部ケース１３の下部に突出配置され、それぞれ使用状態で、水平状態に配置された研磨材ターンテーブル２２、２３と、研磨材ターンテーブル２２、２３を回転駆動する２〜１２ｗの小型モータ２４、２５と、小型モータ２４、２５をそれぞれの研磨材ターンテーブル２２、２３ごと昇降する昇降手段２６、２７を有している。
【００１７】
研磨材ターンテーブル２２、２３は平面的に見て光ディスクターンテーブル１５に対して偏心かつ対向して異なる位置に配置され、しかも、光ディスクターンテーブル１５上に載った光ディスク１４のデータ記録部１４ａの半径方向全域を完全に覆う広さを有している。従って、研磨材ターンテーブル２２、２３は光ディスクターンテーブル１５の中心軸に対して１００〜１５０度の角度で、光ディスクターンテーブル１５の外周部近傍にその軸心があるように配置されている。なお、研磨材ターンテーブル２２、２３（及びこれに取付けられる研磨材４８、４９）の半径は、光ディスク１４の半径より小さくなっている。
【００１８】
研磨材ターンテーブル２２、２３の中央のボス２９、３０が小型モータ２４、２５の出力軸３１、３２に固着されている。小型モータ２４、２５を上下させる昇降手段２６、２７は、小型モータ２４、２５の側部に設けられている取付け座３３、３４と、取付け座３３、３４にそれぞれ設けられている垂直ガイド孔３５、３６を貫通して上部ケース１３に固定されているガイドロッド３７、３８と、取付け座３３、３４に固着されているラック３９、４０と、ラック３９、４０にそれぞれ噛合するピニオン４１、４２と、ピニオン４１、４２がカップリン４３、４４を介して出力軸に取付けられ上部ケース１３に支持部材を介して取付けられた小型減速モータ４５、４６とを有している。なお、小型モータ２４、２５は高速回転の直流モータ（例えば、１０００〜８０００ｒｐｍ）を使用するのが好ましい。小型減速モータ４５、４６は回転数を正確に制御できる２〜１２ｗ程度のパルスモータ又は直流サーボモータと減速機構とを組み合わせたものからなって、出力軸の回転は５〜３０ｒｐｍ程度とするのが好ましい。
【００１９】
研磨材ターンテーブル２２、２３の裏側表面には面状ファスナーのループテープ４７、４７ａをそれぞれ有している。そして、研磨材ターンテーブル２２、２３に装着する円板状の研磨材４８、４９の上側裏面には面状ファスナーのフックテープを有している。従って、研磨材ターンテーブル２２、２３への研磨材４８、４９の取付け及び取外しはワンタッチで容易に行える。
【００２０】
光ディスク研磨装置１０は以上のような構成となっているので、上部ケース１３を開けた状態で、下部ケース１２に配置された光ディスクターンテーブル１５上に光ディスク１４を載せ、研磨材ターンテーブル２２、２３に適当な研磨材４８、４９を取付けて、上部ケース１３を閉じる。この状態で研磨を開始すると、例えば、全自動運転の場合には、第１の研磨機構１７によって光ディスク１４の表面の疵を除去する切削加工を行い、次に第２の研磨機構１８によって仕上げ研磨を行うことになる。この一連の研磨処理について図４、図５を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
上部ケース１３又は下部ケース１２には、この光ディスク研磨装置１０の制御部５０を有しており、図４には制御部５０のハードの主要構成を示す。図４に示すように、光ディスク研磨装置１０には、メインモータ１９、小型モータ２４、２５、小型減速モータ４５、４６、上部ケース１３の閉検知センサ５２、電源スイッチ５３、作動ランプ５６を有し、これらが制御部５０に電気的に接続されている。
【００２２】
制御部５０内にはメインモータ１９の電流値を検知する電流センサ５７、この電流センサ５７で検知した信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換回路５８、コンピュータの中核をなすＣＰＵ５９、ＲＡＭ６０、ＲＯＭ６１が設けられ、インターフェイス６２を介して前記した機器及びＡ／Ｄ変換回路５８に接続されている。
図１に示すように、下部ケース１２の正面には前記した電源スイッチ５３の他に緊急停止スイッチ６７、Ａスイッチ６８、Ｂスイッチ６９、自動研磨／手動研磨切り換えスイッチ７０、深削り／普通研削切り換えスイッチ７１とを有している。
【００２３】
この光ディスク研磨装置１０を半自動運転モード又は全自動運転モードによって作動させると、前記したコンピュータのＲＯＭ６１に記載された内容に従って全体の処理が行われるので、これを図５を参照しながら説明する。この光ディスク研磨装置１０には前述のように、第１、第２の研磨機構１７、１８が設けられ、これらを単独で使用する場合（モード１、モード２）と、これらを連続的に使用する場合（モード３）とがあるが、基本的な動作は同一であるので、モード１についてのみ説明し、モード２、３については相違点のみを説明する。なお、モード１、モード２は、自動研磨／手動研磨切り換えスイッチ７０を手動側に入れて、Ａスイッチ６８を作動させた場合にはモード１に、Ｂスイッチ６９を作動させた場合にはモード２となる。そして、自動研磨／手動研磨切り換えスイッチ７０を自動側に入れてＡスイッチ６８を作動させた場合にモード３となる。
【００２４】
まず、電源スイッチ５３が投入されていることを条件（作動ランプ５６は点灯する）とし、研磨材ターンテーブル２２、２３（運転する方だけでもよい）に適切な（即ち、研磨剤や研磨液が塗布された）研磨材４８、４９が装着されているとして、上部ケース１３が閉じていることを閉検知センサ５２で確認する（ステップＳ１）。
【００２５】
次に、研磨手順がモード１であること及び普通研磨であることを確認した（ステップＳ２）後、Ａスイッチ６８、Ｂスイッチ６９のいずれか一方を作動させることによって投入される研磨開始スイッチ（自己保持型のスイッチとする）が入っていることを確認し（ステップＳ３）、メインモータ１９の電源を入れて回転駆動させ、昇降手段２６を構成する小型減速モータ４５を回転させ、研磨材ターンテーブル２２を研磨材４８と共に下降させる（ステップＳ４）。研磨材４８が光ディスクターンテーブル１５に搭載されている光ディスク１４に当接すると、メインモータ１９の負荷電流Ｄ１が増えるので、これを電流センサ５７で計測し、所定電流値ａを超えたことを確認して（ステップＳ５）、小型モータ２４をオンにする。
【００２６】
なお、研磨材ターンテーブル２２にはブレーキ機構は設けられておらず、小型モータ２４をオフにしている場合には、自由回転可能であり、研磨材ターンテーブル２２を下げて、研磨材４８が光ディスク１４に当接すると、光ディスク１４の回転方向とは反対方向に回転する。また、小型モータ２４をオンにすると、光ディスク１４の回転方向とは反対方向に回転する（ステップＳ６）。この状態では、研磨材４８は更に徐々に下降しているので、メインモータ１９の負荷は増加して、研磨トルク及び押圧力に対応する負荷電流Ｄ１が電流値ｂ（ａ＜ｂ）を超えたことを確認して（ステップＳ７）、研磨材４８の下降を小型減速モータ４５を停止させることによって停止する。そして、研磨時間を計測するためのタイマーのカウントを始める（ステップＳ８）。なお、研磨材４８（４９も同様）を小型モータ２４（２５）で回転させる理由は、研磨材４８の種類及び使用する研磨液の種類によっては回転自由状態の研磨材４８が、光ディスク１４に当接しても滑って回転しない場合があるからである。小型モータ２４は研磨材４８の回転を補助するのみで十分であるので、メインモータ１９に比較して小出力の小型モータを使用している。なお、光ディスク１４を研磨する動力はメインモータ１９によって発生する。
【００２７】
研磨時間のタイマーがカウントアップする（ステップＳ９）と、小型減速モータ４５が逆転し、研磨材４８が上昇し、少し遅れてメインモータ１９、小型モータ２４（２５）が停止する（ステップＳ１０）。そして、昇降手段２６の上限はタイマーをカウントアップすることによって行い、小型減速モータ４５が所定の時間回転したことによってその距離を測定し停止する。なお、小型減速モータを駆動するモータをパルスモータとして回転数をカウントすれば更に停止精度が向上する（ステップＳ１１）。
【００２８】
第２の回転機構１８のみを作動させる場合（モード２）も第１の回転機構１７の動作と同一となる。また、第１、第２の回転機構１７、１８を連続的に動作させる場合（モード３）には、まず、第１の回転機構１７が作動しステップＳ１１まで完了した後に、第２の回転機構１８が作動することになる。第１、第２の回転機構１７、１８を備えることによって、例えば、研磨材４８として粗い研磨材を使用し、研磨材４９として細かい研磨材（ポリッシャ）等を用いることにより光ディスク１４の研磨時間を促進できる。
上部ケース１３を閉じた場合には、下部ケース１２の周囲に設けられた幅広縁部６３が上部ケース１３の周囲に設けられた幅広縁部６４に当接して、上部ケース１３と下部ケース１２が正確に位置決めできる構造となっている。下部ケース１２の幅広縁部６３の内側には光ディスク１４からの切削粉が周囲に飛散するのを防止する樹脂製（硬質樹脂が好ましい）の堰部６５が設けられている。この堰部６５は上部ケース１３を閉じた場合、上部ケース１３の幅広縁部６４の内側に嵌入するようになっている（図１参照）。
【００２９】
以上は自動運転の場合について説明したが、個別にメインモータ、小型モータ、小型減速モータを一定の条件の下に、手動で作動させることは当然可能であり、これらの操作スイッチを設けることも自由である。
また、深削り／普通研磨切り換えスイッチによって選択する「深削り」及び「普通研磨」の動作の相違は、研磨材が光ディスクを押圧する力、及び研磨材の研磨時間の差で、同切り換えスイッチによって選択可能となっている。
前記実施の形態では、研磨材が２つの場合について説明したが、１つの場合、３つ以上の場合も当然本発明が適用される。更に、研磨材の数が増えると、同時に並べられないので、特許文献１に記載のように、研磨材を水平移動できるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光ディスク研磨装置の斜視図である。
【図２】同光ディスク研磨装置の正断面図である。
【図３】同光ディスク研磨装置の平断面図である。
【図４】同光ディスク研磨装置の電気回路ブロック図である。
【図５】同光ディスク研磨装置の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０：光ディスク研磨装置、１１：蝶番、１２：下部ケース、１３：上部ケース、１３ａ：ストッパー、１３ｂ、１３ｃ：ロック機構、１３ｄ：支持部材、１４：光ディスク、１４ａ：データ記録部、１５：光ディスクターンテーブル、１５ａ：シート、１６：光ディスク回転駆動機構、１７：第１の研磨機構、１８：第２の研磨機構、１９：メインモータ、２０：出力軸、２０ａ：ボス、２１：ガイド、２１ａ：ディスク押さえ、２２、２３：研磨材ターンテーブル、２４、２５：小型モータ、２６、２７：昇降手段、２９、３０：ボス、３１、３２：出力軸、３３、３４：取付け座、３５、３６：垂直ガイド孔、３７、３８：ガイドロッド、３９、４０：ラック、４１、４２：ピニオン、４３、４４：カップリング、４５、４６：小型減速モータ、４７、４７ａ：ループテープ、４８、４９：研磨材、５０：制御部、５２：閉検知センサ、５３：電源スイッチ、５６：作動ランプ、５７：電流センサ、５８：Ａ／Ｄ変換回路、５９：ＣＰＵ、６０：ＲＡＭ、６１：ＲＯＭ、６２：インターフェイス、６３、６４：幅広縁部、６５：堰部、６７：緊急停止スイッチ、６８：Ａスイッチ、６９：Ｂスイッチ、７０：自動研磨／手動研磨切り換えスイッチ、７１：深削り／普通研磨切り換えスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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