(57)【要約】      （修正有）【課題】内向き円筒ブラシの長所を維持しつつ、研磨液の濃度低下を抑制して研磨性能を向上する。【解決手段】内向き円筒ブラシ１００は、直線状のチャンネルブラシを螺旋状に丸めた螺旋状ブラシ１１０を備える。螺旋状ブラシは、隣り合う植込み基部１１２間に所定のスペースが形成されるように支柱１２０ａ〜１２０ｄにて支持される。この植込み基部間の螺旋状スペースは、研磨液の流出開口Ｈとして利用される。研磨液は、円筒ブラシが回転すると遠心力により放射方向に移動する。ブラシ毛１１１の根元にまで移動した研磨液は、植込み基部間の流出開口Ｈを通って外部に流出する。従って、研磨液に含有される研磨剤がブラシ毛に詰まりにくくなり、研磨液の濃度低下を抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に円孔を有する円板状の記録媒体用ガラス基板を複数積層した状態で支持するとともに、上記ガラス基板の積層体を上記円孔の中心軸回りに回転させる基板回転駆動手段と、
上記ガラス基板の積層体の周囲を囲むように設けられ、ブラシ毛の先端を上記ガラス基板の積層体の円筒外周面に向けた内向円筒ブラシと、
上記ブラシ毛の先端が上記ガラス基板の積層体の円筒外周面に接触する位置で上記内向円筒ブラシを回転させるブラシ回転駆動手段と、
上記円筒ブラシと上記ガラス基板の積層体との相対位置を上記ガラス基板の積層方向に往復動的に変化させる往復駆動手段と、
上記内向円筒ブラシのブラシ毛と上記ガラス基板の積層体の円筒外周面との接触部に研磨液を供給する研磨液供給手段と
を備え、上記ガラス基板の外周端面を研磨する記録媒体用ガラス基板の研磨装置において、
上記内向円筒ブラシは、円筒外周部に上記研磨液がブラシ回転軸線の放射方向に流出可能な流出開口が形成されていることを特徴とする記録媒体用ガラス基板の研磨装置。
【請求項２】
上記内向円筒ブラシは、線状の植込み基部にその長手方向にそって列状にブラシ毛を植毛した線状ブラシ体を、ブラシ毛先端が円筒内側方向に向くように螺旋状に丸めて形成した螺旋状ブラシを備えることを特徴とする請求項１記載の記録媒体用ガラス基板の研磨装置。
【請求項３】
上記螺旋状ブラシにおける互いに隣り合う植込み基部間に所定の隙間を確保するスペーサを備え、上記植込み基部間の隙間を上記流出開口としたことを特徴とする請求項２記載の記録媒体用ガラス基板の研磨装置。
【請求項４】
上記内向円筒ブラシは、上記スペーサを兼用した複数の支柱で上記螺旋状ブラシの植込み基部の外周部を支持し、上記各支柱の両端をそれぞれリング状部材に連結することで一体的に形成されることを特徴とする請求項３記載の記録媒体用ガラス基板の研磨装置。
【請求項５】
上記支柱には、上記植込み基部の外周部を嵌める溝が軸線方向に所定の間隔で形成されることを特徴とする請求項４記載の記録媒体用ガラス基板の研磨装置。
【請求項６】
中心に円孔を有する円板状の記録媒体用ガラス基板の外周端面を研磨する研磨装置に用いられる研磨ブラシにおいて、
線状の植込み基部にその長手方向にそって列状にブラシ毛を植毛した線状ブラシ体を、ブラシ毛先端が円筒内側方向に向くように螺旋状に巻いて形成した螺旋状ブラシと、
上記螺旋状ブラシにおける互いに隣り合う植込み基部間に所定の隙間を確保するスペーサとを備え、
上記植込み基部間の隙間を研磨液の流出開口としたことを特徴とする記録媒体用ガラス基板の研磨ブラシ。
【請求項７】
上記スペーサを兼用した複数の支柱で上記螺旋状ブラシの植込み基部の外周部を支持し、上記各支柱の両端をそれぞれリング状部材に連結することで一体的に形成されることを特徴とする請求項６記載の記録媒体用ガラス基板の研磨ブラシ。
【請求項８】
上記支柱には、上記植込み基部の外周部を嵌める溝が軸線方向に所定の間隔で形成されることを特徴とする請求項７記載の記録媒体用ガラス基板の研磨ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置等の情報記録媒体用ディスクに用いられるガラス基板の外周端面を研磨する研磨装置、および、その研磨装置に用いられる研磨ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、携帯音楽プレーヤといった情報端末装置には、高容量のハードディスク装置を搭載するものが登場してきた。このため、記録媒体となる磁気ディスクの高容量化、小型化が望まれている。こうしたニーズに応えるために、ハードディスクに使用される磁気ディスクとしては、従来のアルミニウム系合金基板に代わって、ガラス基板が使用されるようになってきている。
【０００３】
ガラス基板は、中央に円孔を有する円板状に形成されるが、その内周端面および外周端面の角部が内部応力により欠けやすい。そのため、ガラス基板の内・外周端面は、回転砥石等による研削にて面取加工が施される。こうして面取加工が施されると、次に、ガラス基板の内周端および外周端の角部をブラシにより研磨して滑らかにする処理が施される。このガラス基板の外周端面のブラシ研磨技術としては、例えば、特許文献１に提案されている。
【０００４】
この特許文献１のものでは、円板状のガラス基板を回転保持台に複数積層した状態で回転させるとともに、この積層ガラス基板の外周面部分に研磨ブラシを回転接触させる。研磨ブラシは、円筒形の胴部の外周面にブラシ毛を植毛して構成され、回転運動だけでなくブラシ軸方向に往復動するように構成される。そして、積層ガラス基板の外周端面部分と研磨ブラシのブラシ毛とのあいだにノズルから研磨液（研磨剤を水中に懸濁した懸濁液：スラリー）が供給される。
【０００５】
この特許文献１にて提案された従来の装置においては、積層ガラス基板の外周面部分と研磨ブラシとは線接触することになる。１枚のガラス基板で考えれば点接触となる。このため、積層ガラス基板とブラシ毛との接触面積が小さく、研磨効率が悪い。
【０００６】
これに対して、特許文献２にて提案された研磨装置においては、円筒状フレームの内周面に内巻きブラシを設け、この内巻きブラシ内の偏心した位置に積層ガラス基板を配置する。そして、積層ガラス基板の回転運動と、内巻きブラシの回転運動およびブラシ軸方向往復動とにより積層ガラス基板の外周面を研磨する。この研磨装置では、内巻きブラシにより積層ガラス基板を研磨するため、積層ガラス基板とブラシ毛との接触面積を大きくすることができる。
【特許文献１】特開２００２−４６０６５号公報
【特許文献２】特許第３１６０８４１号公報
【発明の開示】
【０００７】
しかしながら、特許文献２のものは、積層ガラス基板とブラシ毛との接触面積を大きくできるものの、研磨液に含有される研磨剤が内巻きブラシのブラシ毛間に詰まってしまうという問題が生じる。内巻きブラシにて研磨する場合、積層ガラス基板が内巻きブラシ内に配置されることから、研磨液も内巻きブラシ内に供給される。このため、研磨液は、ブラシの回転運動による遠心力で放射方向に移動する。この場合、ブラシ毛が円筒状フレームの内周面に囲まれているため、研磨液は、円筒内周壁面にまで達するとそのまま円筒内周壁面を流下する。このとき、研磨液はブラシ毛の根元に溜まりながら流下するため、この根元部分に研磨剤が詰まってしまう。つまり、ブラシ毛の根元部分が研磨剤のフィルタとして作用してしまう。
【０００８】
一般に、研磨液は、ポンプ等により循環させて使用される。従って、この特許文献２のものでは、研磨液に含有される研磨剤の含有率が減ってしまい、良好な研磨を継続することが難しい。従って、研磨液の管理が必要となってしまう。更に、ブラシ毛の根元部分が研磨剤により固まってしまうことによりブラシ毛の有効長が短くなり、本来のブラシ性能を維持できなくなる。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、研磨剤の濃度低下を抑制しつつ積層ガラス基板とブラシ毛との接触面積を大きくして研磨性能を向上することにある。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の記録媒体用ガラス基板の研磨装置の特徴は、中心に円孔を有する円板状の記録媒体用ガラス基板を複数積層した状態で支持するとともに、上記ガラス基板の積層体を上記円孔の中心軸回りに回転させる基板回転駆動手段と、上記ガラス基板の積層体の周囲を囲むように設けられ、ブラシ毛の先端を上記ガラス基板の積層体の円筒外周面に向けた内向円筒ブラシと、上記ブラシ毛の先端が上記ガラス基板の積層体の円筒外周面に接触する位置で上記内向円筒ブラシを回転させるブラシ回転駆動手段と、上記円筒ブラシと上記ガラス基板の積層体との相対位置を上記ガラス基板の積層方向に往復動的に変化させる往復駆動手段と、上記内向円筒ブラシのブラシ毛と上記ガラス基板の積層体の円筒外周面との接触部に研磨液を供給する研磨液供給手段とを備え、上記ガラス基板の外周端面を研磨する記録媒体用ガラス基板の研磨装置において、上記内向円筒ブラシは、円筒外周部に上記研磨液がブラシ回転軸線の放射方向に流出可能な流出開口が形成されていることにある。
【００１１】
この発明の記録媒体用ガラス基板の研磨装置においては、ガラス基板の積層体の周囲を囲むように内向円筒ブラシが配置され、そのブラシ毛の先端がガラス基板の積層体の円筒外周面に接触する位置で内向円筒ブラシがブラシ回転駆動手段により回転するとともに、ガラス基板積層体が基板回転駆動手段により回転する。また、このとき、往復駆動手段が内向円筒ブラシとガラス基板積層体との相対位置をガラス基板の積層方向に変化させる。この場合、ガラス基板に対して内向円筒ブラシを軸方向（ガラス基板の重ね方向）に往復動させてもよいし、円筒ブラシに対してガラス基板を軸方向に往復動させてもよい。
【００１２】
このように内向円筒ブラシとガラス基板積層体とが回転・往復動するときに、磨液供給手段は、内向円筒ブラシのブラシ毛とガラス基板の積層体の円筒外周面との接触部に研磨液を供給する。この場合、研磨液は、接触部にめがけて直接的に供給してもよいが、その接触部とは異なる部位であって内向円筒ブラシとガラス基板積層体の動きにより最終的に接触部に送られるように供給してもよい。
【００１３】
こうして、ガラス基板の外周端面が研磨される。この場合、内向円筒ブラシを用いることによりブラシ毛とガラス基板積層体との接触面積を大きくすることができるため、効率よく研磨することができる。従って、研磨時間の短縮化を図ることができる。
【００１４】
内向円筒ブラシが、ブラシ回転駆動手段によりその軸線回り回転すると、ブラシ毛に付着した研磨液が遠心力によりブラシ回転軸線の放射方向に移動する。本発明においては、内向円筒ブラシには、円筒外周部にブラシ回転軸線の放射方向に流出開口が形成されている。このため、放射方向に移動した研磨液は、この流出開口から外に流出することができる。従って、研磨液に含有する研磨剤がブラシ毛の根元部分に詰まってしまうことが抑制される。
【００１５】
研磨液を循環させて使用する場合には、研磨剤がブラシ毛に詰まると研磨液の濃度（研磨剤の含有率）が低下してしまうが、本発明によれば、研磨液の濃度低下を抑制するため、長期にわたって所期の研磨性能を維持することができる。また、研磨剤の詰まりを抑制できるため、ブラシ毛の有効長が変化しにくく、本来のブラシ性能を維持できる。
【００１６】
尚、例えば、ブラシ回転駆動手段は、ブラシ回転軸線がガラス基板の積層体の回転軸線と偏心した位置で、内向円筒ブラシを回転させるようにするとよい。この場合、ブラシ回転軸線とガラス基板の積層体の回転軸線との偏心距離を調整する偏心距離調整手段を備えてもよい。これによれば、磨耗等によりブラシ毛が短くなった場合に、偏心距離調整手段により偏心距離を調整することで、ブラシ毛の先端をガラス基板積層体外周面に良好に接触させることができる。
【００１７】
また、例えば、ブラシ回転駆動手段は、内向円筒ブラシをガラス基板の回転方向とは逆方向となるように回転させるとよい。この場合、両者の相対回転速度が速くなり、研磨時間を短縮することができる。また、例えば、ガラス基板を複数積層するにあたっては、各ガラス基板間にスペーサを介装するとよい。この場合、ガラス基板外周端面とブラシ毛先端との接触が良好となる。
【００１８】
本発明の記録媒体用ガラス基板の研磨装置の他の特徴は、上記内向円筒ブラシは、線状の植込み基部にその長手方向にそって列状にブラシ毛を植毛した線状ブラシ体を、ブラシ毛先端が円筒内側方向に向くように螺旋状に丸めて形成した螺旋状ブラシを備えることにある。
【００１９】
この発明における内向円筒ブラシは、線状ブラシ体をブラシ毛先端が円筒内側方向に向くように螺旋状に丸めて形成した螺旋状ブラシを備えているため、ブラシ毛の先端が同一円筒面上に揃うようにブラシ毛を配置することができる。例えば、円筒体内にブラシ毛を直接植毛しようとすると、その植毛工程だけでなく、ブラシ毛を所定寸法に刈る毛刈り工程も難しい。これに対して、本発明においては、線状の植込み基部にブラシ毛を列状に植毛した線状ブラシ体を用意し、その線状ブラシ体をブラシ毛先端が円筒内側方向に向くように螺旋状に丸めて螺旋状ブラシを構成している。このため、線状ブラシ体を螺旋状に丸める前に、線状の植込み基部に植毛されたブラシ毛を一定寸法で刈ることができるため、簡単にブラシ毛先端を同一円筒面上に揃えることができる。しかも、螺旋状ブラシにおいては、互いに隣り合う植込み基部間の隙間を形成することが容易であるため、この隙間を研磨液の流出開口とすることができる。
【００２０】
本発明の記録媒体用ガラス基板の研磨装置の他の特徴は、上記螺旋状ブラシにおける互いに隣り合う植込み基部間に所定の隙間を確保するスペーサを備え、上記植込み基部間の隙間を上記流出開口としたことにある。
【００２１】
この発明においては、スペーサを用いて植込み基部間に所定の隙間を確保し、この隙間を研磨液の流出開口としている。このため、簡単に流出開口を設けることができる。この場合、螺旋状ブラシの回転により放射方向に移動する研磨液は、植込み基部間の隙間を通って外に流出する。従って、ブラシ毛に研磨剤が詰まりにくい。しかも、研磨液の流出開口が螺旋状に形成されるため、研磨液の流出に有効となる有効面積を広くとることができ、しかも円筒外周全体にわたって均一に研磨液を流出させることができる。
【００２２】
本発明の記録媒体用ガラス基板の研磨装置の他の特徴は、上記内向円筒ブラシは、上記スペーサを兼用した複数の支柱で上記螺旋状ブラシの植込み基部の外周部を支持し、上記各支柱の両端をそれぞれリング状部材に連結することで一体的に形成されることにある。
【００２３】
この発明においては、スペーサを兼用した複数の支柱で螺旋状ブラシの植込み基部の外周部を支持する。各支柱の両端は、リング状部材に連結される。従って、内向円筒ブラシは、螺旋状ブラシを支柱とリング状部材とにより固定して一体的に形成されるため、取り扱いが容易である。しかも、一体的に組み立てた状態においては、隣り合う植込み基部間に隙間が形成され、この隙間が研磨液の流出開口として利用できるため、わざわざ流出開口を加工形成する必要がない。
【００２４】
本発明の記録媒体用ガラス基板の研磨装置の他の特徴は、上記支柱には、上記植込み基部の外周部を嵌める溝が軸線方向に所定の間隔で形成されることにある。
【００２５】
この発明によれば、支柱に溝を所定間隔で形成し、この溝に植込み基部の外周部を嵌めるため、螺旋状ブラシの支持を簡単かつ確実に行うことができる。しかも、この溝を所定間隔で形成することで、螺旋状ブラシの支持と研磨液の流出開口の形成とを同時に行うことができる。
【００２６】
本発明の記録媒体用ガラス基板の研磨ブラシの特徴は、中心に円孔を有する円板状の記録媒体用ガラス基板の外周端面を研磨する研磨装置に用いられる研磨ブラシにおいて、線状の植込み基部にその長手方向にそって列状にブラシ毛を植毛した線状ブラシ体を、ブラシ毛先端が円筒内側方向に向くように螺旋状に巻いて形成した螺旋状ブラシと、上記螺旋状ブラシにおける互いに隣り合う植込み基部間に所定の隙間を確保するスペーサとを備え、上記植込み基部間の隙間を研磨液の流出開口としたことにある。
【００２７】
この発明の研磨ブラシによれば、螺旋状ブラシで囲まれる円筒空間内にガラス基板の積層体を配置し、少なくとも研磨ブラシを回転させることで、ガラス基板の外周端面を研磨する。従って、ブラシ毛とガラス基板積層体との接触面積を大きくすることができるため、効率の良い研磨が可能となり、研磨時間の短縮化を図ることができる。また、線状ブラシ体をブラシ毛先端が円筒内側方向に向くように螺旋状に丸めて形成した螺旋状ブラシを備えているため、簡単にブラシ毛先端を同一円筒面上に揃えることができる。また、スペーサを用いて植込み基部間に所定の隙間を確保し、この隙間を研磨液の流出開口としているため、放射方向に移動する研磨液をこの流出開口から外部に流出させることができ、ブラシ毛に研磨剤が詰まりにくい。しかも、植込み基部間に所定の隙間を確保するだけで流出開口が形成されるため、特別に開口を加工形成する必要がなく、製造が容易となる。また、研磨液の流出開口が螺旋状に形成されるため、研磨液の流出に有効となる有効面積を広くとることができ、しかも円筒外周全体にわたって均一に研磨液を流出させることができる。
【００２８】
本発明の記録媒体用ガラス基板の研磨ブラシの他の特徴は、上記スペーサを兼用した複数の支柱で上記螺旋状ブラシの植込み基部の外周部を支持し、上記各支柱の両端をそれぞれリング状部材に連結することで一体的に形成されることにある。
【００２９】
この発明の研磨ブラシは、螺旋状ブラシを支柱とリング状部材とにより固定して一体的に形成されるため、取り扱いが容易である。しかも、一体的に組み立てた状態においては、隣り合う植込み基部間に隙間が形成され、この隙間が研磨液の流出開口として利用できるため、わざわざ流出開口を加工形成する必要がない。
【００３０】
本発明の記録媒体用ガラス基板の研磨ブラシの他の特徴は、上記支柱には、上記植込み基部の外周部を嵌める溝が軸線方向に所定の間隔で形成されることにある。
【００３１】
この発明の研磨ブラシは、螺旋状ブラシの支持を簡単かつ確実に行うことができる。しかも、溝を所定間隔で形成することで、螺旋状ブラシの支持と研磨液の流出開口の形成とを同時に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の一実施形態に係る記録媒体用ガラス基板の研磨装置について図面を用いて説明する。図１は、実施形態としての記録媒体用ガラス基板の外周端面を研磨する研磨装置全体の概略構成を表す。また、図９は、本実施形態の研磨装置により研磨されるワークとなるガラス基板の斜視図である。
【００３３】
本実施形態の研磨装置にて研磨されるガラス基板１は、図９に示すように、中心に円孔１ｈを有し、厚さ０．５ｍｍ、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍのドーナツ状の円板で、最終的には表面に磁性膜等を積層することによりハードディスクドライブに内蔵される磁気ディスクとして使用されるものである。このガラス基板１は、前の加工工程において、その内周端面１ｂと外周端面１ａの面取加工が施されている。本実施形態の研磨装置は、この面取加工が施されたガラス基板１の外周端面１ａを研磨して平滑面に仕上げるものである。
【００３４】
研磨装置は、図１に示すように、基台１０から上方に立設したコラム１１を備える。このコラム１１は、その側面に上下方向に延びたガイドレール１２を備えている。ガイドレール１２には、ガイドレール１２にスライド可能に係合した２つのスライド片１３ａ，１３ｂを介して昇降バー１４が取り付けられる。従って、この昇降バー１４は、ガイドレール１２によりガイドされて上下方向に昇降可能となっている。コラム１１の頂部には、ワーク昇降用の電動モータ１５（以下、昇降用モータ１５と呼ぶ）がその出力軸を真下に向けて固定される。
【００３５】
昇降用モータ１５の出力軸には、雄ねじが形成されたボールねじ１６が連結される。ボールねじ１６の他端は、コラム１１に固定された軸受け１７により回転可能に支持される。ボールねじ１６には、その雄ねじに螺合する雌ねじを有するボールねじナット１８が設けられる。ボールねじナット１８は、横方向に延びた連結アーム１９により、昇降バー１４と連結され、これにより回転が規制されている。従って、昇降用モータ１５による駆動されるボールねじ１６の回転運動がボールねじナット１８の軸方向の直線運動に変換され、このボールねじナット１８の直線運動により昇降バー１４がガイドレール１２に沿って昇降する。
【００３６】
昇降バー１４の上端および下端には、水平方向に延びた上アーム２０および下アーム２１が互いに向かい合って固定して設けられる。下アーム２１には、後述するワーク支持軸３０を回転させるための電動モータ２２（以下、ワーク回転用モータ２２と呼ぶ）と、ワーク支持軸３０を着脱可能に連結する下軸受け部２３とが設けられる。
【００３７】
下軸受け部２３は、下アーム２１に固定される軸受けケース２４と、軸受けケース２４に回転自在に軸支されワーク支持軸３０の連結部となる連結軸２５とを備える。連結軸２５の一方端（図面上方端）は、ワーク支持軸３０を差し込むための円錐台状に窪んだ連結凹部２５ａが形成される。また、連結凹部２５ａの周囲の壁面には、互いに向かい合う２つのＵ字状溝２５ｂが形成される。連結軸２５の他方端（図面下方端）には、ギヤ２６が固着される。このギヤ２６は、ワーク回転用モータ２２の出力軸に固着したギヤ２７と噛合する。従って、ワーク回転用モータ２２の駆動により下軸受け部２３の連結軸２５が回転するように構成される。
【００３８】
ワーク支持軸３０は、ワークであるガラス基板１をその円孔１ｈに挿通して積層状態で保持するもので、図６に示すように、外径がガラス基板１の円孔１ｈと略同一径の軸体となる小径軸部３１と、小径軸部３１の先端に設けられ下軸受け部２３の連結凹部２５ａに挿入されてワーク回転用モータ２２の回転トルクが伝達される連結挿入部３２とを備える。連結挿入部３２は、先端に円錐台部３２ａを形成するとともに、ピン３２ｂが左右に貫通して固着される。このピン３２ｂは、ワーク支持軸３０を下軸受け部２３の連結凹部２５ａに挿入したとき、Ｕ字状溝２５ｂ内に入り込んで連結軸２５の回転をワーク支持軸３０に伝達するものである。また、小径軸部３１の途中には、外径がガラス基板１の円孔１ｈよりも大きな大径軸部３３が設けられ、積層したガラス基板１の受け部となる。
【００３９】
ガラス基板１は、図７に示すように、スペーサＳを各ガラス基板１の間に介装してワーク支持軸３０の小径軸部３１に挿通されて保持される。スペーサＳは、中央に円孔Ｓｈを有するドーナツ状の円板で、その外径がガラス基板１の外径より小径となっている。従って、隣り合うガラス基板１の外周端部が互いに密着しないため、その間に形成される空間Ａに後述する円筒ブラシ１００のブラシ毛１１１の先端が入り込むようになっている。また、スペーサＳは、その内径がガラス基板１の内径と同一であり、各ガラス基板１と同芯にガラス基板１間に介装される。以下、このようにスペーサＳを介在させて積層されたガラス基板１をガラス基板積層体１Ｓと呼ぶ。
【００４０】
このようにワーク支持軸３０に挿通されたガラス基板積層体１Ｓは、図６に示すように、その上面からカラー３４をワーク支持軸３０に挿通し、更に、その上からワーク押さえ治具３５にて押さえ付けられる。ワーク押さえ治具３５は、その一方端に雌ねじ孔３５ａが形成されておりワーク支持軸３０の小径軸部３１の先端に形成された雄ねじ３１ａと螺合することによりガラス基板積層体１を大径軸部３３側に押し込む。こうして、ガラス基板積層体１は、ワーク支持軸３０の大径軸部３３とワーク押さえ治具３５とのあいだで保持される。ワーク押さえ治具３５の他方端は、円錐台状に形成され、後述する上軸受け部４１の連結軸４４と連結される部分となる。
【００４１】
昇降バー１４の上端に設けられた上アーム２０には、ガラス基板積層体１Ｓを挿通したワーク支持軸３０を上アーム２０と下アーム２１とのあいだで挟持するためのエアシリンダ４０（以下、クランプシリンダ４０と呼ぶ）と、ワーク支持軸３０を連結して回転可能に軸支する上軸受け部４１とが設けられる。クランプシリンダ４０のロッド４０ａの先端には、水平方向に延びたクランプアーム４２が設けられる。クランプアーム４２には、その先端部にワーク押さえ治具３５をクランプシリンダ４０の力により下方向に付勢するクランプ部４３が設けられる。
【００４２】
クランプ部４３には、クランプシリンダ４０のロッド４０ａが伸長したときに、ワーク押さえ治具３５と連結される連結軸４４が回転自在に軸支される。この連結軸４４は、その一方端にワーク押さえ治具３５の円錐台状部がはまり込む連結凹部４４ａが形成される。また、連結軸４４の他方端は、上軸受け部４１にまで延びて上軸受け部４１内に回転可能でかつ上下方向にストローク可能に軸支される。
【００４３】
ガラス基板積層体１Ｓがセットされたワーク支持軸３０は、以下のようにして上アーム２０と下アーム２１との間に装着される。まず、クランプシリンダ４０のロッド４０ａを縮めた状態から、ワーク支持軸３０の連結挿入部３２を下軸受け部２３の連結凹部２５ａに挿入し鉛直方向に立てる。このとき、連結挿入部３２のピン３２ｂが下軸受け部２３のＵ字状溝２５ｂ内に入るように位置合わせする。そして、クランプシリンダ４０を駆動してロッド４０ａを伸長させクランプ部４３を下げる。これにより、ワーク押さえ治具３５の先端円錐台部が連結軸４４の連結凹部４４ａ内に嵌り込み、ワーク支持軸３０と連結軸４４とが連結される。こうして、ワーク支持軸３０が上アーム２０と下アーム２１とのあいだに回転可能に装着される。
【００４４】
ガラス基板積層体１Ｓの周囲には、その外周端面１ａを研磨するための円筒ブラシ１００が設けられる。円筒ブラシ１００は、ブラシテーブル６０上に回転可能に設けられる。ブラシテーブル６０は、テーブル移動ユニット５０により連結され、横方向に移動可能となっている。
【００４５】
このテーブル移動ユニット５０は、基台１０上に固定されるとともに、その上部に横方向に沿って形成されたガイドレール５２を備え、このガイドレール５２に沿ってブラシテーブル６０を横方向にスライド可能に支持する。テーブル移動ユニット５０には、図示しないボールねじ機構が設けられ、電動モータ５３によりボールねじを回転駆動することによりボールねじナットを横方向に直線移動させる。そして、このボールねじナットとブラシテーブル６０とを連結することによりブラシテーブル６０をガイドレール５２に沿って横方向に移動させる。従って、ブラシテーブル６０は、テーブル移動ユニット５０の電動モータ５３の回転を制御することで横方向位置が調整可能となっている。
【００４６】
ブラシテーブル６０には、円筒ブラシ１００を回転可能に支持する円筒状のブラシ軸受け部６１、および、円筒ブラシ１００を回転させるための電動モータ６５（以下、ブラシ回転用モータ６５と呼ぶ）が設けられる。ブラシ軸受け部６１は、ブラシテーブル６０に固定されるリング状の軸受けケース６２と、軸受けケース６２内でベアリング６３を介して回転自在に設けられる中空円筒状のブラシ回転軸６４が設けられる。このブラシ回転軸６４は、その上面外周部に円筒壁６４ａを形成し、この円筒壁６４ａの内側部分が円筒ブラシ１００を嵌め込み固定する部位となっている。
【００４７】
ブラシテーブル６０には、この円筒状のブラシ軸受け部６１と同心となる円孔６６が穿設されている。ブラシ回転軸６４の下面には、ブラシ回転用ギヤ６７が固着される。このブラシ回転用ギヤ６７は、その中央部がブラシ回転軸６４の中空部に対応した位置に円孔６７ａが穿設されており、外周面にギヤ歯が形成される。ブラシ回転用モータ６５には、その出力軸にギヤ６８が固着され、このギヤ６８とブラシ回転用ギヤ６７とが噛合する。従って、ブラシ回転用モータ６５を駆動することによりブラシ回転軸６４が回転するように構成されている。尚、図１中において、ブラシ回転用ギヤ６７については、円孔６７ａを示すため断面にて表している。
【００４８】
円筒ブラシ１００は、図２、図３に示すように、ブラシ毛１１１を円筒内側に向けた内向円筒ブラシであって、螺旋状ブラシ１１０と、螺旋状ブラシ１１０の外周を支持する６本の支柱１２０ａ,１２０ｂ、１２０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅ，１２０ｆ（以下、これらを総称する場合には支柱１２０と呼ぶ）と、この支柱１２０の両端を連結固定する２つのリング状基台１３０ａ，１３０ｂ（以下、これらを総称する場合にはリング状基台１３０と呼ぶ）とから一体的に構成される。
【００４９】
螺旋状ブラシ１１０は、図４に示すような直線状のチャンネルブラシ１１０’を、そのブラシ毛１１１の先端が内向き（円筒中心側）になるように螺旋状に丸めて加工したものである。チャンネルブラシ１１０’は、直線状の植込み基部１１２に一定長のナイロン製のブラシ毛１１１を植毛したものである。この植込み基部１１２は、アルミ製の帯状板を長手方向にそって中央で折り返し、その折り返された板間にブラシ毛１１１の一端を挿入して端部をかしめることで、ブラシ毛列を形成する。このチャンネルブラシ１１０’は、本発明における線状ブラシ体に相当する。
【００５０】
螺旋状ブラシ１１０は、図２、図３に示すように、その植込み基部１１２の外周部にて６本の支柱により支持される。本実施形態においては、６本の支柱１２０により螺旋状ブラシ１１０の外周部を支持するが、この数に限定するものではない。各支柱１２０は、円柱体であって、その外周面１２１に断面凹状の溝１２２が形成される。この溝１２２は、外周面１２１に対して一定の深さで形成されてリング状の溝となっている。溝１２２は、螺旋状ブラシ１１０の植込み基部１１２の外周端を嵌め込んで支持するものであるため、その幅が植込み基部１１２の厚さと略同程度に形成される。
【００５１】
また、溝１２２は所定間隔で形成される。これにより、螺旋状ブラシ１１０の隣り合う植込み基部１１２間に所定の隙間Ｈが確保される。従って、支柱１２０は、溝１２２により螺旋状ブラシ１１０を支持するだけでなく、溝１２２間における柱部分により植込み基部１１２間に所定の隙間Ｈを確保するスペーサとしての機能を有している。
【００５２】
この円筒ブラシ１００における螺旋状ブラシ１１０の外周部（植込み基部１２２の外周端にて形成される円筒面）は、本発明の円筒外周部に相当するもので円筒壁等の遮蔽体が設けられずに開放されている。従って、植込み基部１１２間の隙間Ｈが本発明の円筒外周部に形成される流出開口を構成し、植込み基部１１２間の柱部分が本発明のスペーサを構成している。以下、この隙間Ｈを流出開口Ｈと呼ぶ。
【００５３】
６本の支柱１２０は、その溝１２２の形成間隔が等しいが、溝１２２の形成位置は異なる。つまり、各支柱１２０は、螺旋状ブラシ１１０の外周を等間隔（この例では、６０度間隔）に配置した位置で支持するために、溝１２２の形成位置が螺旋の傾斜による軸方向位置のずれ量だけ相違するようになっている。また、各支柱１２０の両端には、軸線方向に雌ねじが形成されたねじ孔１２３が設けられる。
【００５４】
２つのリング状基台１３０ａ，１３０ｂは、各支柱１２０を連結して円筒ブラシ１００を一体的に形成するもので、それぞれ円状の中央開口１３１ａ，１３１ｂが形成されている。この中央開口１３１ａ，１３１ｂは、その内径が螺旋状ブラシ１１０の植込み基部１１２の内径と同程度に形成される。また、２つのリング状基台１３０ａ，１３０ｂには、同一円周上に６箇所の挿通孔１３２ａ，１３２ｂが軸線方向に形成される。
【００５５】
円筒ブラシ１００の組立てに当たっては、図３に示すように、螺旋状ブラシ１１０の外周に６本の支柱１２０を等間隔に配置し、それら６本の支柱１２０で螺旋状ブラシ１１０の外周を円筒中心に向かって挟むようにして、支柱１２０の各溝１２２に植込み基部１１２の外周端を嵌め込む。そして、この状態で各支柱１２０の端部のねじ孔１２３がリング状基台１３０ａ，１３０ｂの挿通孔１３２ａ，１３２ｂに向かい合うように各支柱１２０端部をリング状基台１３０ａ，１３０ｂに当接させる。そして、６角孔付ボルト１３３をリング状基台１３０ａ，１３０ｂの各挿通孔１３２ａ，１３２ｂに挿入して支柱１２０のねじ孔１２３に螺合して締め付けることにより、各支柱１２０とリング状基台１３０ａ，１３０ｂとが堅く連結される。こうして、螺旋状ブラシ１１０、各支柱１２０、リング状基台１３０ａ，１３０ｂが一体的に組み立てられて円筒ブラシ１００が完成する。
【００５６】
この円筒ブラシ１００においては、螺旋状ブラシ１１０で囲まれてブラシ毛１１１が存在しない円筒空間が形成される。この円筒空間がガラス基板積層体１Ｓの配置される領域となる。こうした内向きの円筒ブラシ１００においては、ブラシ毛１１１の先端をガラス基板積層体１Ｓの外周面と接触させて研磨するため、ブラシ毛１１１の先端が同一円筒面上に揃っている必要がある。ブラシ毛を円筒状に毛刈りすることは難しいが、本実施形態においては直線状のチャンネルブラシ１１０’を螺旋状に加工する前に、そのブラシ毛１１１を直線的に一定寸法に刈り込むことができるため、簡単にブラシ毛１１１の先端を同一円筒面上に揃えることができる。
【００５７】
この円筒ブラシ１００は、図１に示すように、その軸線を縦方向に向けてブラシテーブル６０に設けたブラシ回転軸６４に装着される。この例では、一方のリング状基台１３０ａがブラシ回転軸６４にはめ込まれ、その状態で、図示しないボルト等の固定手段により両者が相対回転不能に連結される。従って、円筒ブラシ１００は、ブラシ回転用モータ６５の駆動により、その円筒軸を中心に回転する。
【００５８】
ガラス基板積層体１Ｓは、この円筒ブラシ１００の円筒内においてワーク支持軸３０にて保持される。ワーク支持軸３０と円筒ブラシ１００とは、それぞれの中心軸がともに鉛直方向に向けられて平行ではあるものの、中心軸の位置がずれて配置される。
【００５９】
図８は、ガラス基板積層体１Ｓと円筒ブラシ１００との平面位置関係を表す説明図である。図８中において、円筒ブラシ１００の内側に描かれた破線円は、ブラシ毛１１１の先端位置を表す。図示するように、円筒ブラシ１００は、その中心軸Ｏ２がワーク支持軸３０の中心軸Ｏ１（ガラス基板１の円孔１ｈの中心軸と同一）に対して偏心した位置で、かつ、ガラス基板積層体１Ｓの外周面の一部がブラシ毛１１１の先端に接触するように配置される。この場合、螺旋状ブラシ１１０とガラス基板積層体１Ｓ外周面とは、同じ方向に湾曲しているため、ブラシ毛１１１のガラス基板積層体１Ｓ外周面との接触面積を大きくすることができる。このため、研磨効率が高く研磨時間を短縮することができる。
【００６０】
円筒ブラシ１００内には、研磨液供給ノズル７０が設けられる。この研磨液供給ノズル７０は、先端を閉止した円筒パイプに研磨液を噴出する噴出口７１を軸方向に列設したもので、ガラス基板積層体１Ｓの外周面のブラシ毛１１１が接触しない側にワーク支持軸３０と平行に設けられる。研磨液供給ノズル７０は、研磨液供給管７２に接続される。本実施形態においては、研磨剤としての酸化セリウムを水中に懸濁した研磨液が使用される。
【００６１】
研磨装置の下部には、ガラス基板積層体１Ｓの研磨中に流れ落ちた研磨液を受け止める研磨液タンク７３が設けられる。研磨液タンク７３に溜まった研磨液は、図示しないポンプにより吸引され研磨液供給管７２を介して研磨液供給ノズル７０に送られるようになっている。つまり、研磨液を円筒ブラシ１００内に循環供給するように構成されている。
【００６２】
次に、この研磨装置の全体動作について説明する。まず、作業者は、ワーク支持軸３０にその小径軸部３１の先端からガラス基板１とスペーサＳとを交互に挿通する。所定数のガラス基板１を挿通したところで、ワーク支持軸３０の小径軸部３１の先端からカラー３４を挿通し、ワーク押さえ治具３５を小径軸部３１の先端に螺合する。これにより、ガラス基板１とスペーサＳとは、ワーク支持軸３０の大径軸部３３とカラー３４との間で積層状態で保持される。そして、ガラス基板積層体１Ｓを保持したワーク支持軸３０を円筒ブラシ１００の円筒空間内に配置し、ワーク支持軸３０の連結挿入部３２を、下アーム２１に設けられた下軸受け部２３の連結凹部２５ａに挿入する。このとき、連結挿入部３２のピン３２ｂが下軸受け部２３のＵ字状溝２５ｂ内に入るように位置合わせする。そして、クランプシリンダ４０を駆動してロッド４０ａを伸長させクランプ部４３を下げる。これにより、ワーク押さえ治具３５の先端円錐台部が連結軸４４の連結凹部４４ａ内に嵌り込み、ワーク支持軸３０と連結軸４４とが連結される。こうして、ワーク支持軸３０が上アーム２０と下アーム２１とのあいだに回転可能に装着される。
【００６３】
この状態で、作業者が図示しないコントローラの作動スイッチをオンすることにより、昇降用モータ１５、ワーク回転用モータ２２、ブラシ回転用モータ６５が同期して作動する。昇降用モータ１５は、コントローラにより通電制御されて所定の周期で正回転・逆回転を交互に繰り返す。これにより昇降バー１４が所定の周期で上下方向に昇降し、それにあわせてワーク支持軸３０が上下方向に昇降する。また、ワーク回転用モータ２２は、所定方向に一定速度で回転駆動される。これにより、ワーク支持軸３０は、その軸回りに回転する。従って、この昇降用モータ１５とワーク回転用モータ２２との作動により、ワーク支持軸３０は、軸回りに回転しながら軸線方向（上下方向）に昇降する。
【００６４】
ブラシ回転用モータ６５は、所定方向に一定速度で回転駆動される。このブラシ回転用モータ６５の回転トルクは、ブラシ回転軸６４に伝達される。従って、ブラシ回転軸６４に固定された円筒ブラシ１００は、その軸回りに回転する。この円筒ブラシ１００の回転方向は、図８の矢印にて示すように、ガラス基板積層体１Ｓを保持したワーク支持軸３０の回転方向とは逆方向となるように設定されている。
【００６５】
また、作業員は、同時に、図示しない循環ポンプを作動させて、研磨液を研磨液タンク７３から吸い込み研磨液供給ノズル７０から噴出させる。研磨液は、回転するガラス基板積層体１Ｓの外周面に当たるが、円筒ブラシ１００およびガラス基板積層体１Ｓの回転によりブラシ毛１１１との接触部にまで送られる。
【００６６】
こうした研磨により円筒ブラシ１００のブラシ毛１１１が磨耗して短くなった場合には、テーブル移動ユニット５０の電動モータ５３を駆動して、ブラシテーブル６０を横方向に移動させる。つまり、円筒ブラシ１００の中心軸Ｏ２とワーク支持軸３０の中心軸Ｏ１との偏心量ｒ（図８参照）が大きくなるようにブラシテーブル６０を移動させる。例えば、ガラス基板１の研磨が所定回数行われた都度、テーブル移動ユニット５０の電動モータ５３を駆動して偏心量ｒを調整する。これにより、ブラシ毛１１１の先端がガラス基板１の外周面に適正に接触するようになり、長期にわたって良好な研磨性能を維持することができる。
【００６７】
ところで、内向きの円筒ブラシを使って研磨する場合には、研磨液が遠心力により放射方向に移動してブラシ毛の根元に研磨剤が詰まってしまうことが懸念される。そこで、本実施形態においては、円筒ブラシ１００の外周部から研磨液が流出できる流出開口Ｈを備えている。この流出開口Ｈは、上述したように螺旋状ブラシ１１０の隣り合う植込み基部１１２間に確保された隙間Ｈにより形成されている。
【００６８】
ブラシ毛１１１に付着している研磨液は、円筒ブラシ１００の回転による遠心力により放射方向に移動する。そして、研磨液は、植込み基部１１２に達すると、その上下に形成された植込み基部１１２の上下面を伝って更に放射方向に移動し外に放出される。放出された研磨液は、研磨液タンク７３に落下し循環ポンプにより吸引されて循環する。このため、研磨液に含まれる研磨剤がブラシ毛１１１の根元部分に詰まりにくく、研磨液の濃度（研磨剤の含有率）が減ってしまうことが抑制される。また、ブラシ毛１１１が研磨剤により固まりにくいため、ブラシ毛１１１を有効に使うことができる。これらの結果、長期にわたって良好な研磨性能を維持することができる。
【００６９】
以上説明した本実施形態の研磨装置によれば、内向きの円筒ブラシ１００の有するメリット（ブラシ毛１１１とガラス基板積層体１Ｓとの接触面積を大きくすることができ、研磨時間の短縮化を図ることができる）をそのまま維持しつつ、更に、以下の効果を奏する。
【００７０】
１．円筒ブラシ１００の外周部に研磨液の流出開口Ｈを形成しているため、ブラシ毛１１１の根元に研磨剤が詰まりにくく、研磨液の濃度が低下してしまうという不具合を防止できる。
【００７１】
２．ブラシ毛１１１の根元に研磨剤が詰まりにくいため、ブラシ毛１１１の有効長が短くなりにくく、ブラシ性能の低下を抑制できる。
【００７２】
３．線状のチャンネルブラシ１１０’をブラシ毛１１１先端が円筒内側方向に向くように螺旋状に丸めて形成した螺旋状ブラシ１１０を使用するため、簡単にブラシ毛１１１先端を同一円筒面上に揃えることができる。また、従来装置のように円筒面内壁にブラシ毛を植毛する必要もなく、円筒ブラシの製造が容易である。
【００７３】
４．螺旋状ブラシ１１０の植込み基部１１２を支柱１２０に支持することにより、植込み基部１１２間に研磨液の流出開口Ｈが形成されるため、特別に開口を加工形成する必要がなく製造が容易となる。
【００７４】
５．研磨液の流出開口Ｈが螺旋状に形成されるため、研磨液の流出に有効となる有効面積を広くとることができ、しかも全体にわたって均一に研磨液を流出させることができる。
【００７５】
６．円筒ブラシ１００は、螺旋状ブラシ１１０を支柱１２０とリング状基台１３０ａ，１３０ｂとにより固定して一体的に形成されるため、取り扱いが容易である。
【００７６】
以上、本実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、螺旋状ブラシ１１０の植込み基部１１２間に流出開口Ｈを形成しているが、流出開口を外周面に形成した円筒壁を設け、この円筒壁の内周面に螺旋状ブラシを固定するようにしてもよい。また、本実施形態においては、酸化セリウムを研磨剤とした研磨液を用いているが、これに限るものでもない。
【００７７】
また、本実施形態においては、偏心量ｒの調整を電動モータ５３によるブラシテーブル６０の横方向移動により行っているが、手動ハンドルでブラシテーブル６０を移動させるようにしてもよい。また、ワーク支持軸３０を移動させて偏心量ｒの調整を行ってもよい。また、偏心量ｒを調整する手段を備えない構成であってもよい。
【００７８】
また、本実施形態においては、ガラス基板積層体１Ｓをその重ね方向（軸方向）に往復動させる構成を採用しているが、円筒ブラシ１００をその軸方向に往復動させるようにしてもよく、要するに、ガラス基板積層体１Ｓと円筒ブラシ１００との軸方向の相対移動が行われるものであればよい。また、本実施形態においては、ガラス基板積層体１Ｓを円筒ブラシ１００の円筒中心軸Ｏ２から偏心した位置に支持する構成を採用しているが、偏心させずに同心位置、つまり、円筒中心軸Ｏ２位置に支持するようにしてもよい。
【００７９】
尚、本発明の基板回転駆動手段は、本実施形態におけるワーク支持軸３０、上アーム２０、下アーム２１、ワーク回転用モータ２２、下軸受け部２３、ギヤ２６，２７、上軸受け部４１、ワーク押さえ治具３５、カラー３４、クランプシリンダ４０、クランプアーム４２、クランプ部４３等からなる構成が対応する。また、本発明のブラシ回転駆動手段は、本実施形態におけるブラシ回転用モータ６５、ギヤ６７，６８、ブラシ軸受け部６１等からなる構成が対応する。また、本発明の往復駆動手段は、本実施形態におけるガイドレール１２、スライド片１３ａ，１３ｂ、昇降バー１４、昇降用モータ１５、ボールねじ１６、軸受け１７、ボールねじナット１８、連結アーム１９、上アーム２０、下アーム２１等からなる構成が対応する。また、本発明の研磨液供給手段は、本実施形態における研磨液供給ノズル７０、研磨液供給管７２、研磨液タンク７３、図示しない循環ポンプ等からなる構成が対応する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施形態にかかる記録媒体用ガラス基板の研磨装置の概略構成を表す正面図である。
【図２】円筒ブラシの正面図である。
【図３】円筒ブラシの分解斜視図である。
【図４】チャンネルブラシの正面図である。
【図５】チャンネルブラシの側断面図である。
【図６】ガラス基板をワーク支持軸へ挿通して積層した状態を表す正面図である。
【図７】ガラス基板とスペーサとの積層状態を表す説明図である。
【図８】円筒ブラシとガラス基板積層体との位置関係、回転方向を説明するための説明図である。
【図９】ガラス基板の斜視図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…ガラス基板、１ａ…外周端面、１ｈ…円孔、１Ｓ…ガラス基板積層体、１２…ガイドレール、１４…昇降バー、１５…昇降用モータ、１６…ボールねじ、１８…ボールねじナット、２０…上アーム、２１…下アーム、２２…ワーク回転用モータ、２３…下軸受け部、３０…ワーク支持軸、３１…小径軸部、３２…連結挿入部、３３…大径軸部、３５…ワーク押さえ治具、４０…クランプシリンダ、４１…上軸受け部、４３…クランプ部、５０…テーブル移動ユニット、６０…ブラシテーブル、６１…ブラシ軸受け部、６２…軸受けケース、６４…ブラシ回転軸、６５…ブラシ回転用モータ、６７…ブラシ回転用ギヤ、７０…研磨液供給ノズル、７２…研磨液供給管、７３…研磨液タンク、１００…円筒ブラシ、１１０…螺旋状ブラシ、１１０’…チャンネルブラシ、１１１…ブラシ毛、１１２…植え込み基部、１２０…支柱、１２２…溝、１３０ａ，１３０ｂ…リング状基台。
【図１】
2008254086.tif 000003
【図２】
2008254086.tif 000004
【図３】
2008254086.tif 000005
【図４】
2008254086.tif 000006
【図５】
2008254086.tif 000007
【図６】
2008254086.tif 000008
【図７】
2008254086.tif 000009
【図８】
2008254086.tif 000010
【図９】
2008254086.tif 000011