(57)【要約】【課題】  被研磨材の均一な研磨ができる研磨用キャリアを備えた両面研磨装置を提供する。【解決手段】  研磨用キャリア２には一辺の長さｂの正方形状の孔２Ｋが基本形として形成される。さらにこの正方形の各辺に凹部２Ｕが形成された研磨用キャリア２が示されている。この本発明の研磨用キャリア２は、一辺の長さがａの正方形の被研磨材を研磨するもので、外周にギア部２Ｇが設けられている。この研磨用キャリア２の偏心させた部分には、この被研磨材を挿入する四角形の孔２Ｋが形成されている。この孔２Ｋには、各辺の長さｂからなる正四角形と深さｃからなる凹部２Ｕを含む形状を有する。各辺の長さｂは、被研磨材の長さａより長い値に設定され、深さｃは被研磨材が回転するのを助けるよう機能する。なお、研磨用キャリア２の厚さは、被研磨材の厚さより薄い値に設定されている。【選択図】          図１
2007276030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨材を挿入する研磨用キャリア内の孔形状が、被研磨材における多角形の最長辺より長い一辺を有する正方形状である研磨用キャリアを備え、この正方形状の各辺に凹部が形成されていることを特徴とする両面研磨装置。
【請求項２】
凹部が四角形を基本とし、四角形の４角を丸めた形状であることを特徴とする請求項１記載の両面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば結晶やガラス等被研磨材の両面を同時に研磨加工する時に用いられる両面研磨装置で、特に被研磨材を収容保持して研磨を保障する保持枠（本発明の説明においては「研磨用キャリア」という）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、ガラスなど光学材料の平行平面の両面研磨加工は両面ラップ盤あるいは両面ポリッシング盤と呼ばれる両面研磨装置が使用されて行われる。
両面研磨装置の概要は、たとえば図５に示すとおりである。この図５は両面研磨装置における主要な構成要素である上定盤４と、下定盤１および上定盤４の駆動部である駆動歯車３等を互いの関係を斜視的に示す図であるが、図５から明らかなように、下定盤１の外側の内面側にはインターナルギア１Ｇが設けられている。他方、駆動歯車３の歯形３Ｇと前記インターナルギア１Ｇとの間には、駆動歯車３およびインターナルギア１Ｇとそれぞれ咬合する外周にギア部２Ｇを設けた円形の研磨用キャリア２が咬合わされている。
【０００３】
なお、上定盤４には駆動歯車３の切欠部３Ｋと係合する係合部４Ｋが設けられていて、駆動歯車３の回転に伴い上定盤４が回転駆動される。この研磨用キャリア２の内方には研磨用の被研磨材すなわちガラス材や結晶など光学素子や光学材料（図示せず）を挿入する孔２Ｈが穿設されている。なお、この図５では構成の理解をたすけるために、上定盤４を持ち上げた状態で図示している。また、駆動機構等の細かい部位、構成は省略していて図示されていない。
【０００４】
ところで、被研磨材料の研磨の主要な機能を行う研磨用キャリア２の厚さは、加工する被研磨材より薄く設定されている。研磨用キャリア２の孔２Ｈ内に被研磨材が挿入配置され、上下に設置された上定盤４と下定盤１によって挟み込まれる。そして、駆動歯車３の回転駆動により上、下定盤１、４が互いに逆方向に回転される。以上の構成により、インターナルギア１Ｇと駆動歯車３との回転数の差によってギア部２Ｇを持つ研磨用キャリア２はその回転数の差により相対運動（遊星運動）が生起され、研磨用キャリア２内に配置された被研磨材にも相対運動が生じ両面の研磨が行われる（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００５】
被研磨材が円形の場合は、研磨用キャリア２に円形の孔２Ｈが設けられる。また、四角形などの多角形の場合は、その形状の孔２Ｈが研磨用キャリア２に設けられる。その数は、両面研磨装置の上定盤４と下定盤１の大きさや研磨用キャリア２の大きさおよび研磨加工する材料の大きさや個数により決定される。
【特許文献１】実開平６−８５７２４号公開公報
【特許文献２】特開平１１−１０５３０号公開公報
【特許文献３】特開２００３−８０４５３号公開公報
【特許文献４】特開２００５−１４１７８号公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
被研磨材が円形の場合は、両面研磨装置における研磨用キャリア２の相対運動と、研磨用キャリア２内での被研磨材自らが自由に回転することによって、被研磨材が均一に研磨されることになる。
しかしながら、被研磨材が四角形などの多角形体である場合、両面研磨装置の研磨用キャリア２の相対運動による研磨は行われるが、研磨用キャリア２の孔２Ｈが多角形であるため、その孔２Ｈ内では被研磨材には回転移動が生起しない。そのため、研磨用キャリア２の孔２Ｈ内の被研磨材の位置による研磨速度の差が発生し、研磨が不均一で研磨精度を低下させる問題を有している。
したがって、多角形状の被研磨材について両面研磨を行う場合、作業者が研磨加工の途中で被研磨材の向きを変更しまたは、位置を変更するなどして、研磨速度差の低減をはかるようにしている。
【０００７】
しかしながら、被研磨材の量が多い場合や、研磨時間が長時間を必要とする場合は、方向を変更させる作業の回数も多くなり非常に手間が掛かり、作業者の疲労が増大するとともにコストも増大する。また、被研磨材が薄い場合は、取り出し時に研磨を完了した被研磨材が変形しまたは割れてしまう危険も伴うなどの問題を有している。
ところで上記先行技術文献の中で、特開２００５−１４１７８に開示される発明においては、研磨用キャリア内に円形の孔を追加し、その中に「コマキャリア」と称するもう一つのキャリアを設け、このコマキャリア内に多角形の被研磨材を挿入するダブルキャリア方式が提案されており、研磨用キャリア内で多角形の被研磨材の回転運動を保障するようにしている。
【０００８】
しかしながら、この方法では両面研磨中に研磨液による浮力により、あるいは上、下定盤１、４の相対運動と研磨用キャリア２の回転運動の影響によって被研磨材が移動する時大きな力が加わり、コマキャリアが研磨用キャリア２の孔２Ｈから外れる恐れがある。この場合、被研磨材は両面研磨装置から外れ、装置の外方に放出される。あるいは、研磨装置内で破損する可能性がある。その結果、上、下定盤１、４の面精度は劣化し、最悪の場合、定盤内で他の被研磨材を傷つける恐れがある。
本発明は、上記の事情を鑑み、両面研磨装置で使用する多角形状の被研磨材を挿入する研磨用キャリア内の孔形状を適正ならしめ上記課題を解決する研磨用キャリア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】
【０００９】
本発明が提供する両面研磨装置は、この装置に設置され研磨に機能する研磨用キャリアが上記課題を解決するために、多角形状の被研磨材を挿入する研磨用キャリア内の孔形状を当該多角形の最長辺より大きい一辺を有する正方形状にすることを基本とし、この正方形状の各辺に凹部を形成したものである。
そしてさらに、前記各凹部の形状は、四角形で各四角が９０°角の形状とするかあるいは四角形の４角を丸めた形状とするものである。
【００１０】
本発明が提供する研磨用キャリアは以上の構成であり、研磨する被研磨材を研磨用キャリア内に挿入する際孔枠は支障にならない。また研磨加工において被研磨材はその最長辺より大きい一辺を有する正方形状の孔を基本とし、且つこの各辺より垂直方向に凹部を配置されるので回転に支障も生じない。したがって、多角形状の被研磨材は、上、下定盤の互いに逆方への回転運動と、研磨用キャリアによる相対運動により、キャリア内での回転が保障され、研磨用キャリア内における研磨速度差が低減される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、両面研磨装置で使用する同研磨用キャリアの孔が正方形状で且つ各辺に凹部を設けられており、被研磨材自らの回転が保障され、面精度の良い多角形の両面研磨が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
被研磨材の両面を同時的に研磨する両面研磨装置は、上定盤と下定盤間に被研磨材を挟み、両定盤を相対的に回転させることにより研磨するが、この研磨を良好に遂行させるために両盤間に介設されるのが研磨用キャリアで、通常被研磨材がその内方に挿入配置される孔が設けられている。凹部の方である穴ではなくて貫通している孔が穿設されていて、両面研磨が保障されることが基本である。孔形状では被研磨材の多角形状の最長寸法が自由に挿入されるに充分な一辺の長さの正方形状であること、そして正方形状の各辺にの凹部が形成されていることが最良の形態となる。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の主要部である研磨用キャリア２の第一の実施例である。図１に示すとおり、研磨用キャリア２には一辺の長さｂの正方形状の孔２Ｋが基本形として形成されている。図示例では後段にて詳述するように、各辺には、凹部２Ｕが形成された研磨用キャリア２が示されている。この本発明の研磨用キャリア２は図１に示すように、一辺の長さがａの正方形の被研磨材を研磨するもので、外周にギア部２Ｇが設けられている。
【００１４】
以下詳述すると、この研磨用キャリア２の偏心させた部分には、一辺の長さがたとえばａからなる正方形状の被研磨材を挿入する四角形の孔２Ｋが形成されている。この孔２Ｋには、各辺の長さｂからなる正四角形と深さｃからなる凹部２Ｕを含む形状を有している。ここで各辺の長さｂは、図示していない被研磨材の一辺の長さａより長い値に設定されている。また、深さｃは被研磨材が回転するのを助けるよう機能する。研磨用キャリア２の厚さは、被研磨材の厚さより薄い値に設定されている。
これら辺の長さｂ、凹部２Ｕの深さｃの値は、被研磨材の状況から最適な値が設定される。また、尖った部分は、被研磨材を傷つける可能性があるため後述で説明するように丸め加工を施すのが望ましい。
【００１５】
図２は、本発明による研磨用キャリア２を使用したときの、被研磨材６と研磨用キャリア２における孔２Ｋとの移動の一例を示している。すなわち、下定盤１上に、研磨用キャリア２と被研磨材６を配置した状態を概略的に示す。図において下定盤１は矢印Ａ方向に回転し上定盤４（図示せず）は、下定盤１と反対方向に回転するとする。これらの回転によって研磨用キャリア２が矢印Ｂ方向に回転しながら移動することになる。ところでこの場合研磨用キャリア２には、図１に示すとおり、一辺の長さがａの正方形状の被研磨材６が挿入配置されている。通常、両面研磨装置においては４〜６個の研磨用キャリア２が使用されるが図２においては他のキャリアは省略されている。研磨用キャリア２の回転（回転方向Ｂ）に伴い、その孔２Ｋの位置も相対的に移動し、そのため被研磨材６が孔２Ｋの中で凹部２Ｕの部分を利用しながら回転する。
【００１６】
この回転の状態は図３に示されているが、この回転状態を理解しやすくするため図３においては被研磨材６の角の部分に６ｋ１、６ｋ２、６ｋ３、６ｋ４が付されている。
図３における（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、上、下定盤１、４が回転したときの研磨用キャリア２の移動に伴う材料の位置の変化を示したものである。研磨用キャリア２の回転は（Ａ）から（Ｄ）に示すとおり展開され、被研磨材６の角位置が変位し被研磨材６自らが回転する。研磨用キャリア２の回転は、インターナルギア１Ｇ（図２）と駆動歯車３（図２）との速度差により変更することができる。
実際の研磨では、上、下定盤１、４の回転や、被研磨材６の平行度などの影響により、研磨用キャリア２内にて、より複雑な運動をすることは充分考えられ得る。
研磨用キャリア２内における孔２Ｋの個数は、被研磨材６の大きさや個数、また、研磨用キャリア２の大きさにより決定すればよく、この実施例に限定されるものではない。
【００１７】
図４は、本発明の研磨用キャリア２の第二の実施例である。
一辺の長さがａの正方形の被研磨材６を研磨するための本発明の研磨用キャリア５にも上記実施例１で示す研磨用キャリア２と同様、外周にギア部５Ｇが設けられている。この研磨用キャリア５の変位させた部分に、この被研磨材６を挿入配置する四角形の孔５Ｋが設けられている。孔５Ｋには、長さｂと深さｃとよりなる凹部５Ｕを含む形状を有し、しかも８個の角には丸味５Ｒを持たせた形状になっている。ここで辺の長さｂは、被研磨材６の長さａより長い値に設定されている。また、凹部５Ｕの深さｃや丸味５Ｒは材料が回転するのを助ける機能を有している。研磨用キャリア５の厚さは、被研磨材６の厚さより薄い値に設定されている。この研磨用キャリア５も研磨用キャリア２と同様上記長さａ、長さｂ、深さｃ、そして丸味５Ｒのサイズは最適な値を選べばよい。本発明の特徴は以上詳述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されるものではなく、種々の変形例を包含する。特に研磨用キャリア２、５については、敢えて正方形状と特定したが、これは厳密な正方形のみに限定されるものではなく、ほぼ正方形とみなされる形状を含むことを意味している。たとえば、若干縦方向の辺の長さが長い正方形の孔も本発明に含まれることを意味している。あるいは厳密には若干台形になっている孔も含まれる。本発明はこれらの変形例を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の両面研磨装置における主要部をなす研磨用キャリアの構成を示す図である。
【図２】本発明の両面研磨装置における研磨用キャリアの作動を示す図である。
【図３】定盤が回転した時の両面研磨装置移動に伴う材料の位置の変化を示す図である。
【図４】本発明の両面研磨装置における研磨用キャリアの変形例を示す図である。
【図５】両面研磨装置の主要な構成要素とそれらの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  下定盤
１Ｇ  インターナルギア
２  研磨用キャリア
２Ｇ  ギア部
２Ｈ  孔
２Ｋ  孔
２Ｕ  凹部
３  駆動歯車
３Ｇ  歯形
３Ｋ  切欠部
４  上定盤
４Ｋ  係合部
５  研磨用キャリア
５Ｇ  ギア部
５Ｋ  孔
５Ｒ  丸味
５Ｕ  凹部
６  被研磨材
６ｋ１  角の部分
６ｋ２  角の部分
６ｋ３  角の部分
６ｋ４  角の部分
ａ  長さ
ｂ  長さ
ｃ  深さ
【図１】
2007276030.tif 000003
【図２】
2007276030.tif 000004
【図３】
2007276030.tif 000005
【図４】
2007276030.tif 000006
【図５】
2007276030.tif 000007