(57)【要約】【課題】光ディスクの読み取り面を均一且つ平滑に研磨することができると共に、研磨効率及び研磨体の耐久性の点において優れた光ディスク研磨装置を提供する。【解決手段】図４に示すドーナツ形の研磨体２０と、研磨体２０を回転自在に保持する研磨体回転機構と、光ディスク１０を回転自在に保持するディスク回転機構と、研磨体回転機構又はディスク回転機構の少なくともいずれか一方を駆動するための駆動部と、光ディスク１０をディスク回転機構に押し付けるためのディスク押し付け機構とを備える光ディスク研磨装置において、上記研磨体２０の中心が上記光ディスク１０の外周よりも内側に位置すると共に、研磨体２０の外周が光ディスク１０の外周よりも外側に位置するようにする。【選択図】　図４
2004039155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）環状研磨面を有する研磨体と、
ｂ）上記研磨体を回転自在に保持する研磨体回転機構と、
ｃ）被研磨体を回転自在に保持する被研磨体回転機構と、
ｄ）上記研磨体回転機構又は上記被研磨体回転機構の少なくともいずれか一方を駆動するための駆動部と、
ｅ）上記被研磨体を上記被研磨体回転機構に押し付けるための被研磨体押し付け機構と、
を備えると共に、
上記環状研磨面の中心が上記被研磨体の被研磨面の外周よりも内側に位置し、且つ、該環状研磨面の外周が該被研磨面の外周よりも外側に位置することを特徴とする光ディスク研磨装置。
【請求項２】
上記被研磨体の回転を規制するためのブレーキ機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク研磨装置。
【請求項３】
上記ブレーキ機構が、上記被研磨体の回転速度と上記研磨体の回転速度との差又は比が所定の値又は比となるように、被研磨体の回転を規制することを特徴とする請求項２に記載の光ディスク研磨装置。
【請求項４】
上記環状研磨面の内周が上記被研磨面の外周よりも内側に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ディスク研磨装置。
【請求項５】
上記環状研磨面と上記被研磨面とが互いに同心を成すことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ディスク研磨装置。
【請求項６】
上記被研磨体押し付け機構が磁力を利用することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光ディスク研磨装置。
【請求項７】
上記研磨体回転機構の軸の下端に、上記被研磨体押し付け機構を固定するための支持体を設けたことを特徴とする請求項１から６ののいずれかに記載の光ディスク研磨装置。
【請求項８】
上記被研磨面の外周と上記環状研磨面の内周との間に形成された空間に、上記被研磨体押し付け機構を固定するための支持体を設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光ディスク研磨装置。
【請求項９】
上記研磨体回転機構の軸が管状であると共に、該軸の空洞に研磨水及び研磨液を送るためのチューブを挿通することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の光ディスク研磨装置。
【請求項１０】
上記研磨体回転機構の軸が棒状であると共に、上記被研磨面の外周と上記環状研磨面の内周との間に形成された空間に研磨水及び研磨液を送るためのチューブを設けたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の光ディスク研磨装置。
【請求項１１】
上記研磨体回転機構と上記被研磨体回転機構との間に設けられた空間に、上記被研磨体押し付け機構を設けたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の光ディスク研磨装置。
【請求項１２】
上記研磨体を弾性的に保持するための弾性体を上記研磨体回転機構に設けたことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の光ディスク研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ等）の読み取り面を研磨するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクについては、音楽やコンピュータのプログラムを記録・配布するためのＣＤから普及し始め、現在では、主にビデオ映像を記録・配布するためのＤＶＤの使用が増えている。ここで、近年大量に利用されている光ディスクの一例を図１に示す。図１の光ディスク１０は透明樹脂製で（「透明」とは、光ピックアップが使用する波長の光に対して透明という意味であって、それ以外の光に対しては不透明である場合もある）、その厚さは約１．２ｍｍ、直径は１２０ｍｍである。又、その中心には、直径１５ｍｍの貫通穴が設けられている。このような光ディスク１０の読み取り面の反対側の面に（ＣＤの場合）、或いは、読み取り面から約０．６ｍｍ下の層に（ＤＶＤの場合）、それぞれ情報は記録される。なお、このようにＤＶＤの読み取り面から情報層までの距離がＣＤの約２分の１であることに加えて、ＤＶＤに記録される情報信号はＣＤよりも微細化・高密度化されていることから、ＤＶＤにはＣＤの約８倍の情報を記録することができる。
【０００３】
こうして記録された情報は、読み取り面から情報層にレーザー光を照射し、その情報層からの反射光を検出することで、読み取ることができる。このため、読み取り面に傷が付くと、この傷により読み取り光が散乱されるため、記録された情報を正確に読み取ることができない。
【０００４】
しかし、たとえ読み取り面に傷が付いたとしても、上記の通り、情報は読み取り面自体には記録されていないため、情報そのものは傷付いていない。そこで、情報を再度読み取ることができるように、読み取り面を研磨して傷を除去することが従来より行われている。なお、研磨に当たっては、サンドペーパー状の研磨体を使用して粗研磨を行い、液体状の研磨液（コンパウンド）と布又はスポンジ製の研磨体（「バフ」と言う）を併用して仕上げ研磨を行う鏡面研磨技術が利用されている。又、情報の平面上の記録領域は光ディスク１０の中心から約２２〜５８ｍｍの領域であるので、読み取り面の特にこの領域（図１（Ａ）の斜線部分）を均一且つ平滑に研磨することが必要である。
【０００５】
ここで、従来からの研磨装置の一例を図２に示す。図２の研磨装置は、光ディスク１０を回転させるためのディスク回転機構と、円形又はドーナツ形（図２（Ａ）では点線で示す）の研磨体２０を回転させるための研磨体回転機構と、これら回転機構を駆動するための駆動部（図示しない）とを備える。ディスク回転機構は軸１５を回転軸として一方に回転し、研磨体回転機構は軸２８を回転軸としてこれと同一又は反対の方向に回転する。こうして光ディスク１０と研磨体２０との間で摩擦が生じ、光ディスク１０の読み取り面が研磨体２０によって研磨される。
【０００６】
更に、従来の研磨装置の別の例を図３に示すが、その構成及び機能とも上記図２の研磨装置と同一であるため、説明を省略する。但し、図３の研磨体２０の中心が光ディスク１０の外周よりも内側に位置するのに対し、図２の研磨体２０の中心は光ディスク１０の外周よりも外側に位置するという違いは存在する。従ってまた、研磨体２０の直径と光ディスク１０の直径との比率における違いも存在する（即ち、図２の研磨体２０の直径が光ディスク１０の直径と同一かそれよりも僅かに大きい或いは小さいだけであるのに対し、図３の研磨体２０の直径は約５ｃｍにしか過ぎない）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図２の研磨装置を用いる場合、光ディスク１０と研磨体２０との前記位置関係に従い、研磨体２０が変形する（撓む）。その結果、光ディスク１０の中心近傍と外周近傍との間において研磨体２０の押し付け圧力に格差が生じる（即ち、外周近傍の押し付け圧力の方が大きくなる）ため、光ディスク１０の読み取り面を均一且つ平滑に研磨することは困難となる。
【０００８】
もっとも、上記研磨体２０の光ディスク１０に対する押し付け圧力を均等にするために、例えばスポンジ製の緩衝体２９を研磨体２０の上面に装着する（図２（Ｃ））、或いは、研磨体回転機構自体を光ディスク１０の中心に向かって僅かに傾ける（図２（Ｄ））、といったことが既に試みられている。しかし、前者によると、図２（Ｃ）の研磨体２０が光ディスク１０の外周において変形するため、面ダレ（光ディスク１０の外周エッジが丸みを帯びること）が発生してしまう。又、後者については、図２（Ｄ）の研磨体２０の変形量（撓み量）が変化するにもかかわらず（この撓み量は、押し付け圧力の大きさに比例する）、研磨体回転機構の傾き（補正量）は一定であることから、依然として、研磨体２０の押し付け圧力を均等にすることは困難である。更に、これらを併用することも試みられているが、読み取り面を均一且つ平滑に研磨することが困難であることに変わりはない。
【０００９】
他方、図３の研磨装置を用いる場合は、光ディスク１０と研磨体２０との前記位置関係から、研磨体２０の光ディスク１０に対する押し付け圧力は略均等になる。しかし、その反面、研磨体２０の直径を光ディスク１０の直径よりもかなり小さくする必要があるため、光ディスク１０の研磨効率及び研磨体２０の耐久性（消耗度）の点において問題がある。
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、光ディスクの読み取り面を均一且つ平滑に研磨することができると共に、研磨効率及び耐久性の点において優れた光ディスク研磨装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明に係る光ディスク研磨装置は、
ａ）環状研磨面を有する研磨体と、
ｂ）上記研磨体を回転自在に保持する研磨体回転機構と、
ｃ）被研磨体を回転自在に保持する被研磨体回転機構と、
ｄ）上記研磨体回転機構又は上記被研磨体回転機構の少なくともいずれか一方を駆動するための駆動部と、
ｅ）上記被研磨体を上記被研磨体回転機構に押し付けるための被研磨体押し付け機構と、
を備えると共に、
上記環状研磨面の中心が上記被研磨体の被研磨面の外周よりも内側に位置し、且つ、該環状研磨面の外周が該被研磨面の外周よりも外側に位置することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る光ディスク研磨装置では、環状研磨面の中心が被研磨面の外周よりも内側に位置するため、これら研磨面と被研磨面との間の略平行状態が自動的に形成及び維持される。
また、駆動部により研磨体回転機構を駆動して研磨体を回転させると、これに従い被研磨体も同一方向に回転する。なお、駆動部により被研磨体回転機構を駆動して被研磨体を回転させ、これに従い研磨体を同一方向に回転させるようにしてもよい。即ち、本発明の光ディスク研磨装置については、研磨体又は被研磨体のいずれか一方を能動的に回転させるための駆動部を設ければ十分である。もっとも、環状研磨面の外周を被研磨面の外周よりも外側に位置させているため、研磨体を能動的に回転させるための駆動部を設ける方が、受動的な回転を発生させるのにより好適である。もちろん、研磨体と被研磨体の双方を能動的に回転させるための駆動部を設けることも可能である。
【００１３】
本発明では、上記の通り、能動的に回転する研磨体（又は被研磨体）とこのような研磨体（又は被研磨体）の回転に従って受動的に回転する被研磨体（又は研磨体）との間で生じる摩擦を利用して、光ディスクの研磨を行う。このため、これら同一方向に回転する研磨体及び被研磨体の回転速度差が小さくなる傾向があり、その結果、研磨の効率性が損なわれる可能性がある。そこで、本発明に係る光ディスク研磨装置においては、研磨体及び被研磨体の間に所定の回転速度差又は回転速度比が生じるように、被研磨体の回転を規制するためのブレーキ機構を設けることが望ましい。
【００１４】
本発明に係る光ディスク研磨装置では、上記の通り、研磨面と被研磨面との間の略平行状態は自動的に形成及び維持される。もっとも、このような研磨面及び被研磨面の面平行精度を更に向上させるため、本発明の研磨体回転機構に、本願出願人が既に提案した特願２００１−１１１９９４に記載の研磨機構を用いることも可能である。このような研磨機構を用いた場合、上記面平行精度、即ち、被研磨面の研磨精度がより高まるので、好適である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係る光ディスク研磨装置では、環状研磨面の中心が被研磨面の外周よりも内側に位置するため、研磨面の被研磨面に対する押し付け圧力が面内で略均等になる。このため、本発明の光ディスク研磨装置を用いた場合、光ディスクの読み取り面を均一且つ平滑に研磨することが可能となる。特に、近年その使用が増えているＤＶＤについては、その読み取り面から情報層までの距離が、上記の通り、ＣＤの約２分の１であることから、より精密（均一且つ平滑）な研磨が要求される。従って、本発明の光ディスク研磨装置については、このようなＤＶＤの研磨にとりわけ好適である。
【００１６】
本発明に係る光ディスク研磨装置では、更に、環状研磨面の外周が被研磨面の外周よりも外側に位置するため、研磨体から被研磨体への回転力の伝達がより確実に行われるようになる。また、研磨面と被研磨面との接触部分の被研磨面に占める割合が大きくなるため、光ディスクの読み取り面を効率的に研磨することができると共に、研磨体の消耗を少なくすることができる。
【００１７】
【実施例】
本発明に係る光ディスク研磨装置の一実施例を図４に示す。図４（Ａ）は本実施例の光ディスク研磨装置の断面図であり、同図（Ｂ）はこの光ディスク研磨装置の研磨パターンを示す模式図である。
【００１８】
図４（Ａ）の研磨装置は、ディスク回転機構と、研磨体回転機構と、研磨体回転機構を駆動するための駆動部とを備える。ディスク回転機構は、軸１５を回転軸とする回転テーブル１２と、軸１５を回転自在に支持する軸受１４とを有し、これらを支持体１３が支持する。更に、回転テーブル１２に載せる光ディスク１０と回転テーブル１２との間には、柔軟な素材でできた（例えばゴム製）パッド１１を介挿する。これにより、研磨時に光ディスク１０が回転テーブル１２上を滑る、或いは、回転テーブル１２が原因で光ディスク１０に余計な傷が付くのを防ぐことができる。
【００１９】
このようなディスク回転機構の上方に、研磨体回転機構を設ける。研磨体回転機構は、軸３１を中心とする回転基板２１と、軸３１を回転自在に支持する軸受２３とを有し、これらを支持体３０が支持する。又、回転基板２１の下面にスペーサー２６を介してバックアップ材２７を取り付け、バックアップ材２７の下面にドーナツ形の研磨体２０を装着する。なお、図４（Ａ）に示すような板状のバックアップ材２７ではなく、特願２００１−１１１９９４に記載の２個の剛体をコイル状スプリングを用いてフローティング状に連結して成る弾性機構をバックアップ材２７として用いてもよい。
【００２０】
上記スペーサー２６を使用するのは、ディスク押し付け機構３３を設置する空間を確保するためである。従って、スペーサー２６の材質や厚さ等は、特に限定されない。ディスク押し付け機構３３はその下方の略中央に永久磁石３４を内包していて、光ディスク１０を回転テーブル１２に固定するための凸部１６に磁力によって吸着されると共に、上記軸３１の下端に設けた支持体３２により固定される。これにより、研磨時に光ディスク１０が回転テーブル１２から浮き上がるのを防ぐことができる。なお、このように磁力を利用するのではなく、例えばコイルばねを利用して光ディスク１０を回転テーブル１２に押し付けるようにしてもよい。又、支持体３２については、軸３１の下端に設けるのではなく、図７に示す通り、光ディスク１０の外周と研磨体２０の内周との間に形成された空間を利用して設けることも可能である。又、上記凸部１６に支持体３２の機能を持たせることも可能である。
更に、光ディスク１０の中心近傍が研磨水、研磨液、研磨屑等によって汚れる或いは傷付くのを防ぐため、ディスク押し付け機構３３の下端面の外周部を柔軟な素材でできた（例えばゴム製）シール機構３５によってシーリングする。
【００２１】
上記軸３１は管状であり、研磨水や研磨液（コンパウンド）を送るためのチューブ４１／４２をその空洞に挿通する。もちろん、棒状の軸３１を用いて、チューブ４１／４２をこれとは別に、例えば上記のような光ディスク１０の外周と研磨体２０の内周との間に形成された空間に設けるようにしてもよい。
【００２２】
又、上記研磨体回転機構の駆動部は、上記支持体３０に載置したモータ３６、第１及び第２プーリ２５／２２、及びこれら２個のプーリ２５／２２を連結するベルト２４から成る。
【００２３】
上記構成に加えて、本実施例の研磨装置には、光ディスク１０の回転を規制するためのブレーキ機構４０が設けられている。ブレーキ機構４０については、機械的ガバナー機構により光ディスク１０の回転速度を適当な速度に制限するものや磁気パウダーブレーキ等により一定トルク数でブレーキをかけるものを用いてもよいが、センサで光ディスク１０の回転速度を検出して研磨体２０の回転速度と比較し、最も適当な速度差又は速度比になるように能動的に制御するものも用いることができる。
【００２４】
続いて、本実施例の研磨装置を用いて光ディスク１０の読み取り面を研磨する方法を説明する。まず、モータ３６を起動すると、研磨体回転機構がモータ３６によって駆動され、回転基板２１が軸３１を中心として回転する。更に、研磨体２０の中心が光ディスク１０の外周よりも内側に位置することから、これら光ディスク１０と研磨体２０とは自動的に略平行状態を形成及び維持しているため、光ディスク１０を固定した回転テーブル１２も軸１５を回転軸として受動的に回転する。こうして、研磨体２０と光ディスク１０との間で摩擦が生じ、光ディスク１０の表面が研磨される。その際、ブレーキ機構４０によって回転テーブル１２（光ディスク１０）と回転基板２１（研磨体２０）との間に所定の回転速度差又は回転速度比が設けられるので、研磨効率が損なわれることもない。なお、図４（Ａ）では、モータ３６が研磨体回転機構を第１及び第２プーリ２５／２２とベルト２４を介して駆動するベルト・ドライブ式としたが、もちろん、研磨体回転機構を直接駆動するダイレクト・ドライブ式としてもよい。又、これらプーリ２２／２５やベルト２４の代わりに、ギアやチェーンを用いることも可能である。
【００２５】
なお、回転テーブル１２を上記のように受動的に回転させるのではなく、回転基板２１と同様に能動的に回転させることも可能である。但し、その場合は、回転テーブル１２と回転基板２１とを同一方向に回転させてもよいし、互いに反対の方向に回転させてもよい。もちろん、ブレーキ機構４０は不要である。
【００２６】
以上のような研磨方法による本実施例の研磨装置の研磨パターンについては、これを図４（Ｂ）に示したが、研磨体２０の貫通穴の直径や研磨体２０の中心位置を変化させることで、例えば図５及び図６に示すような研磨パターンとすることもできる。図５の研磨パターンによると、研磨体２０の内周は光ディスク１０の外周よりも内側に位置する。図６の研磨パターンによると、光ディスク１０と光ディスク１０よりも僅かに大きな直径を有する研磨体２０とは互いに同心を成す。もちろん、これらのいずれの場合にも、所期の研磨効果を達成できることに変わりはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ディスクの平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）。
【図２】従来の研磨装置の研磨パターンを示す模式図（Ａ）、この研磨装置の断面図（Ｂ）、この研磨装置の変形例の断面図（Ｃ及びＤ）、（Ｃ）の部分拡大図（Ｃ’）。
【図３】別の従来の研磨装置の研磨パターンを示す模式図（Ａ）及びこの研磨装置の断面図（Ｂ）。
【図４】本発明の一実施例に係る研磨装置の断面図（Ａ）、（Ａ）の部分拡大図（Ａ’）、及びこの研磨装置の研磨パターンを示す模式図（Ｂ）。
【図５】図４の研磨装置の別の研磨パターンを示す模式図。
【図６】図４の研磨装置の更に別の研磨パターンを示す模式図。
【図７】図４の研磨装置の変形例の断面図（Ａ）及び平面図（Ｂ）。
【符号の説明】
１０…光ディスク
１１…パッド
１２…回転テーブル
１３、３０，３２…支持体
１４、２３…軸受
１５、２８、３１…軸
１６…凸部
２０…研磨体
２１…回転基板
２２、２５…プーリ
２４…ベルト
２６…スペーサー
２７…バックアップ材
２９…緩衝体
３３…ディスク押し付け機構
３４…永久磁石
３５…シール機構
３６…モータ
４０…ブレーキ機構
４１、４２…チューブ
【図１】
2004039155.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004039155.tif 000007
【図６】
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【図７】
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