(57)【要約】【課題】  各ディスク洗浄ブラシのディスクに対する接触圧力を均一に保持することが可能で再洗浄ディスクを低減することができるディスク洗浄ブラシおよびディスク洗浄機構を提供することにある。【解決手段】  この発明は、回転ブラシの芯ローラの軸方向にすべり対偶を構成するために回転ブラシに凹凸円周部のある中心開口を設け、凹凸円周部に嵌合する芯ローラの凹凸円周部の軸方向の厚さよりもその軸方向の厚さが大きい円板あるいは円筒の形状としたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ブラシをディスクの表面に表裏両面から接触させてディスクを洗浄するディスク洗浄機構のディスク洗浄ブラシにおいて、
前記回転ブラシの芯ローラの軸方向にすべり対偶を構成するために前記回転ブラシに凹凸円周部のある中心開口を設け、この凹凸円周部を前記芯ローラの凹凸円周部に嵌合させる円板あるいは円筒の形状としたディスクを洗浄するディスク洗浄ブラシ。
【請求項２】
前記回転ブラシの前記凹凸円周部の前記軸方向の厚さは、前記芯ローラの前記凹凸円周部の前記軸方向の厚さよりも大きい請求項１記載のディスク洗浄ブラシ。
【請求項３】
前記回転ブラシは、前記円板あるいは円筒の形状の頭部と底部で前記ディスクの表面に接触してディスクを洗浄するものであって、前記中心開口の前記凹凸部円周部は、円周上に等間隔に配置され複数個設けられた溝により形成される請求項２記載のディスク洗浄ブラシ。
【請求項４】
前記円板あるいは円筒の前記凹凸円周部の凹部の底面を結ぶ円周の径と凸部の頭部を結ぶ円周の径は、前記芯ローラの凹凸円周部の凹部の底面を結ぶ円周の径と凸部の頭部を結ぶ円周の径よりそれぞれに８〜１５％小さい範囲の中にある請求項３記載のディスク洗浄ブラシ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの項記載の前記ディスク洗浄ブラシを使用するディスク洗浄装置。
【請求項６】
回転ブラシをディスクの表面に表裏両面から接触させてディスクを洗浄するディスク洗浄機構において、
前記回転ブラシの芯となり凹凸円周部が外周に設けられた芯ローラが複数挿着された回転軸と、
前記芯ローラの軸方向にすべり対偶を構成するために凹凸円周部のある中心開口が設けられこの凹凸円周部を前記芯ローラの凹凸円周部に嵌合させる円板あるいは円筒の形状とした前記回転ブラシとを備え、
隣接する前後の前記回転ブラシのブラシ面の間に前記ディスクが挿入されて保持され前記回転ブラシを回転させるディスク洗浄機構。
【請求項７】
前記回転ブラシの前記凹凸円周部の前記軸方向の厚さは、前記芯ローラの前記凹凸円周部の前記軸方向の厚さよりも大きい請求項６記載のディスク洗浄機構。
【請求項８】
前記回転ブラシは、円板あるいは円筒の形状の頭部と底部で前記ディスクの表面に接触してディスクを洗浄するものであって、前記中心開口の前記凹凸部円周部は、円周上に等間隔に配置され複数個形設けられた溝により形成され、前記円板あるいは円筒の前記凹凸円周部の凹部の底面を結ぶ円周の径と凸部の頭部を結ぶ円周の径は、前記芯ローラの凹凸円周部の凹部の円周の底面を結ぶ径と凸部の頭部を結ぶ円周の径よりそれぞれに小さい請求項７記載のディスク洗浄機構。
【請求項９】
さらに、前記回転ブラシユニットにおいて前記ディスクが挿入される位置とは重複しない前記ブラシ面の間に挿入されるクリーナ円板と、
前記回転ブラシの回転による前記回転軸を中心とする保持した前記ディスクの公転を阻止し自転を許容するためのディスク公転防止ストッパとを有する請求項７記載のディスク洗浄機構。
【請求項１０】
前記複数の芯ローラは一体化されて１本のスリーブとして形成されている請求項７記載のディスク洗浄機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディスク洗浄ブラシ、ディスク洗浄機構およびディスク洗浄装置に関し、詳しくは、ウエハやハードディスク、光ディスクようなディスク（円板）をスクラブ洗浄するディスク洗浄装置において、各ディスク洗浄ブラシのディスクに対する接触圧力を均一に保持することが可能で再洗浄ディスクを低減することができるようなディスク洗浄ブラシ、ディスク洗浄機構およびディスク洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハードディスクのサブストレートなどでは、研削、研磨、スパッタリング、メッキ等の工程の後にディスクの洗浄が行われている。このようなハードディスクや、ウエハのようなディスクの洗浄には、複数の洗浄工程と洗浄後の乾燥工程とがある。
洗浄工程では、通常、垂直に複数枚のディスクを配列したキャリア（あるいはトレイ）を洗浄液の槽に浸けて超音波等により洗浄する装置が知られている。この場合には、洗浄後のディスクの乾燥は、キャリア（あるいはトレイ）を乾燥室に搬送してそこで行われる。
このようなキャリア洗浄に換えて、シャワー槽、薬液槽、超音波槽、純水槽それぞれにコンベアを設けて、ディスクを各槽においてコンベア搬送して順次各槽間を移動させて洗浄するスクラブ洗浄装置も公知である（特許文献１）。
【０００３】
また、多数の円板ブラシを間隙を持って一軸に連続的に挿着して組立て、円板ブラシの間隙にディスクの一部を挟み込むようにして多数のディスクを同時にスクラブ洗浄する技術も公知である（特許文献２）。
なお、ブラシ洗浄では、通常のブラシに換えてこれに類するものとして多孔質のスポンジを回転ディスクの表面に接触させて洗浄することが行われている。この明細書および特許請求の範囲では、このようなスポンジもブラシの概念に含めるものである。
【特許文献１】特開２００１−９６２４５号公報
【特許文献２】特開平１１−１２９３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハードディスクは、現在では自動車製品や家電製品、音響製品の分野にまで浸透し、２．５インチから１．８インチに、さらには１．０インチ以下のハードディスク駆動装置がこれらの製品分野で内蔵され、使用されてきている。ハードディスク駆動装置は、さらに小型化される傾向にある。しかも、ハードディスク駆動装置自体の製品単価は低下しかつ多量のハードディスク駆動装置をコストダウンして製造することがメーカには要請されている。
多数の円板ブラシを間隙を持って一軸に挿着してスクラブ洗浄をする特許文献２の場合であっては、多数の円板ブラシを配置した場合に各ディスク洗浄ブラシのディスクに対する接触圧力が均一とはならないためにディスクの表面と裏面とディスク洗浄ブラシの接触圧力の相違で両面の同時洗浄がうまく行かない場合がある。また、ディスクの中には洗浄が不十分なディスクも発生する。そのため、再洗浄ディスクも増えてくる。一方、洗浄時間を長くすると、今度はディスク面にテクスチャやその他の接触傷が付き易くなる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、各ディスク洗浄ブラシのディスクに対する接触圧力を均一に保持することが可能で再洗浄ディスクを低減することができるディスク洗浄ブラシ、ディスク洗浄機構およびディスク洗浄装置のいずれかを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するための第１の発明のディスク洗浄ブラシおよびディスク洗浄装置の特徴は、回転ブラシの芯ローラの軸方向にすべり対偶を構成するために回転ブラシに凹凸円周部のある中心開口を設け、この凹凸円周部を芯ローラの凹凸円周部に嵌合させる円板あるいは円筒の形状としたものである。
また、第２の発明のディスク洗浄装置の特徴は、回転ブラシの芯となり凹凸円周部が外周に設けられた芯ローラが複数挿着された回転軸と、芯ローラの軸方向にすべり対偶を構成するために凹凸円周部のある中心開口が設けられこの凹凸円周部を芯ローラの凹凸円周部に嵌合させる円板あるいは円筒の形状とした回転ブラシとを備えていて、
隣接する前後の回転ブラシのブラシ面の間にディスクが挿入されて保持され回転ブラシを回転させるものである。
【発明の効果】
【０００６】
このように、この発明にあっては、回転ブラシの芯ローラの軸方向にすべり対偶を構成する凹凸円周部を回転ブラシに設けることで、芯ローラの軸方向に回転ブラシは移動することができる。そこで、洗浄中にディスクとディスクとの間に挿入された回転ブラシは、両側のディスクからの反作用による力で均等な接触圧力の位置まで移動する。
特に、ディスクが挿入される位置とは重複しないブラシ面の間にブラシのクリーナ円板を挿入すれば、回転ブラシとブラシクのリーナ円板との反作用による力で均等な接触圧力の位置まで移動させることができ、多数の回転ブラシを設けた場合にディスクに対する接触圧力をより均一化し易い。
その結果、ディスク洗浄装置において、各ディスク洗浄ブラシのディスクに対する接触圧力を均一に保持することができ、再洗浄ディスクを低減することができ、さらにディスク面にテクスチャやその他の接触傷が付き難いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、この発明を適用した一実施例のディスク洗浄ブラシと芯ローラの正面図であり、図２は、このディスク洗浄ブラシを用いたディスク洗浄機構の主要部の説明図である。なお、各図において、同一の構成要素は同一の符号で示す。
図２において、１０はディスク洗浄装置の洗浄機構部であって、１は洗浄されるディスク、３，４は、洗浄機構部１０の回転ブラシユニット、３ａ，４ａは、それぞれ所定の長さの多孔質のスポンジ製（ＰＶＡ；ポリビニルアルコール製）の円板（以下円板ブラシ）であって、円板ブラシ３ａ，４ａが装着された芯ローラ３ｂ（図示せず，図１（ａ）参照），４ｂが連続的に回転軸３ｃ，４ｃにそれぞれ多数挿着されて回転ブラシユニット３，４が構成されている。
なお、図２においては、内部構造の関係の説明上、回転ブラシユニット３側は、省略して点線で示し、回転ブラシユニット４側の一部は実線で示し、後ろ側の一部は円板ブラシ４ａ（回転ブラシ）を除いて芯ローラ４ｂが見える状態で示した説明図になっている。そこで、回転ブラシユニット３側のクリーナ円板８の一部が図では見えていて、これの回転軸が８ａとなっている。
【０００８】
回転ブラシユニット３は、ディスクローダ側にあって、回転ブラシユニット４がディスクアンローダ側に位置している。３ｃ，４ｃは、それぞれ回転ブラシユニット３，４の回転軸、５ａ，６ｃ，７ｃは円周溝、５ｂは突起、５ｃは溝、６，７はディスク公転防止ローラ、６ａ，７ａは軸、６ｂ，７ｂは、円周溝付きの芯ローラ、そして８，９はクリーナ円板であり、８ａ，９ａはその回転軸である。
【０００９】
円板ブラシの円板ブラシ３ａ，４ａのブラシ形状とその芯ローラ３ｂ，４ｂを図１の正面図に示す。この図１において、円板ブラシ３ａ，４ａは、図１（ａ）にみるように、それぞれ中心開口２ａが設けられた穴開き円板部材２で構成される。穴開き円板部材２の中心開口２ａは、中心部の円形開口に沿って８個の溝２ｂが形成され、これに応じて溝の間に８個の突起２ｃが形成された凹凸円周を持つ開口である。
穴開き円板部材２には、面取り部２ｄが設けられていて、円板ブラシ３ａ，４ａにおいてディスク１が前後の円板ブラシの接触部Ｓ（図２参照）に挿入し易くなっている。各円板ブラシ３ａ，４ａの軸方向の厚さは、図２に示すように、１．８インチディスク用として厚さが１５〜２０ｍｍであって、直径が４０〜５０ｍｍ程度の円板状となっている。
一方、芯ローラ３ｂ，４ｂは、それぞれ円板ブラシ３ａ，４ａに嵌合するリング部材５で形成されている。リング部材５は、図１（ｂ）に示すように、円板ブラシの８個の溝２ｂに嵌合する８個の突起５ｂが周囲に形成され、これに応じて８個の突起５ｂの間に溝５ｃが形成された凹凸円周を持つリングである。これの溝５ｃは、穴開き円板部材２の突起２ｃに嵌合する。
リング部材５の中心開口５ｄの周囲にはフランジ部５ｅが形成されている。突起５ｂと溝５ｃの奥行き（軸方向の厚さ）は、溝２ｂと突起２ｃの奥行き（軸方向の厚さ）よりも小さい。
このような穴開き円板部材２とリング部材５とは、円板ブラシ３ａ，４ａが芯ローラ３ｂ，４ｂに装着されたときに所定の軸方向の力に応じて軸方向に移動する、軸方向にすべり対偶（スプライン）を構成させる。
【００１０】
ここで、円板ブラシ３ａ，４ａの溝２ｂの底面を結ぶ外周開口径Ａは、芯ローラ３ｂ，４ｂの突起５ｂの頭部を結ぶ外周軸径Ｃより１０％程度小さくしてある。同様に、円板ブラシ３ａ，４ａの突起２ｃの頭部を結ぶ内周開口径Ｂは、芯ローラ３ｂ，４ｂの溝５ｃの底面を結ぶ外周軸径Ｄより１０％程度小さくしてある。これによりある程度の以上の力を受けたときに円板ブラシ３ａ，４ａは、芯ローラ３ｂ，４ｂの軸方向に移動することができる。しかも、回転方向での円板ブラシ３ａ，４ａの保持を十分に確保することができる。
なお、外周開口径Ａと外周軸径Ｃ、そして内周開口径Ｂと外周軸径Ｄの関係は、８％〜１５％小さい範囲の中から選択されるとよい。
その結果、円板ブラシ３ａ，４ａは、回転方向には保持され、芯ローラ３ｂ，４ｂの軸方向に移動が可能になる。
【００１１】
多数の各芯ローラ３ｂ，４ｂ（リング部材５）の中心開口５ｄは、回転軸３ｃ，４ｃに挿入される径を有していて、回転ブラシユニット３，４は、それぞれ回転軸３ｃ，４ｃとこれに挿入された多数の芯ローラ３ｂ，４ｂとで一本の細長いローラを形成している。
すなわち、多数の各芯ローラ３ｂ，４ｂが回転軸３ｃ，４ｃに嵌合して図２に示すように配列されたときに隣接するリング部材５のフランジ部５ｅとが接触することにより図２の円周溝５ａが形成される。さらに、回転軸３ｃ，４ｃにそれぞれ挿入された各芯ローラ３ｂ，４ｂは、回転軸３ｃ，４ｃの端に設けられた鍔３ｄ，鍔４ｄと反対側の端に設けられた同様な鍔（図示せず）との間で両側から各芯ローラ３ｂ，４ｂが圧着固定される。
なお、鍔３ｄ，鍔４ｄと他方の鍔は、それぞれ回転軸３ｃ，４ｃに螺合していて回転することで軸上を進退可能であり、これら鍔を回転させることで各芯ローラ３ｂ，４ｂが両端から締め付けられて固定されるようになっている。これにより回転ブラシユニット３，４は、それぞれに回転軸３ｃ，４ｃと芯ローラ３ｂ，４ｂとが一体化されて連続する一本のローラを構成する。
【００１２】
図２に示すように、ディスク１は、隣接する前後の円板ブラシ（回転ブラシ）３ａ，４ａのブラシ面の間にそれぞれに挿入されて保持される。円板ブラシ３ａ，４ａの内径から外形までの幅は、ディスク１の内径に達するとともに回転軸３ｃ，４ｃの外側においてディスク１を部分的に狭持して接触保持できる幅を持っている。これにより広い範囲にわたりディスクの十分な洗浄が可能になる。
なお、回転軸３ｃ，４ｃには駆動モータが結合されているが図では駆動モータは省略してある。
図２に示すディスク公転防止ローラ６，７は、ディスク公転防止ストッパをローラとして形成したものであり、ディスク公転防止ローラ６は、回転ブラシユニット３側のものであって、円板ブラシ３ａの外周に隣接する位置でロード側に設けられている。
また、ディスク公転防止ローラ７は、回転ブラシユニット４側のものであって、円板ブラシ４ａの外周に隣接する位置で回転ブラシユニット３に隣接して設けられている。
これらディスク公転防止ローラ６，７は、それぞれその軸６ａ，７ａが回転軸３ｃ，回転軸４ｃにそれぞれ平行に設けられていて、軸方向に沿った長い１本のローラを形成している。溝付き芯ローラ６ｂ，７ｂの円周溝６ｃ，７ｃは、前後の円板ブラシの接触部Ｓに挿着された各ディスク１の外周に当接されるように各ディスク１に対応してそれぞれ設けられている。
【００１３】
ディスク公転防止ローラ６，７は、回転軸３ｃ，４ｃが回転して多数の円板ブラシ３ａ，４ａが時計方向に回転したときに、ディスク１が回転軸３ｃ，４ｃの回りを公転するのを阻止してディスク１を係合した位置に止め、その位置で反時計方向に自転させるものである。したがって、このディスク公転防止ローラ６，７は、ローラではなく、単なる軸であってもよい。
１１は、洗浄する複数のディスク１を回転ユニット３に同時に挿着する、ロード側に設けられたディスク挿着機構、１２は、洗浄された複数のディスク１を回転ユニット４から同時に受けてアンロード位置に配置され、アンロード側に設けられたディスク受取機構である。
クリーナ円板８，９は、ｎ個（ｎは２以上の整数）のディスク１に対応してｎ個設けられ、軸８ａ，軸９ａにそれぞれ挿着され、同時に軸８ａ，軸９ａを軸として回転ブラシユニット３の円板ブラシ（回転ブラシ）３ａの回転によりあるいは回転ブラシユニット４の円板ブラシ（回転ブラシ）４ａの回転によりその摩擦接触により駆動されて回転する。
なお、クリーナ円板８，９は、その軸をモータ駆動して強制回転させてもよい。
【００１４】
前記したように、円板ブラシ３ａ，４ａ（穴開き円板部材２）に凹凸円周を持つ中心開口２ａを設けて芯ローラ３ｂ，４ｂ（実線で示す部分参照）により設けらる軸方向の円周溝５ａとディスク１を嵌合させれば円板ブラシ３ａ，４ａを回転させると同時に回転軸３ｃ，４ｃの軸方向に沿っての円板ブラシ３ａ，４ａの移動させて、ディスク１に対する円板ブラシ３ａ，４ａの接触圧力を均一にすることが可能になる。
さらに、クリーナ円板９の一部が下方から挿入されることにより、多数の円板ブラシ３ａ，４ａの位置が回転軸３ｃ，４ｃに軸方向において適正な位置にシフトする。その結果、円板ブラシ３ａ，４ａの位置が最適な位置に設定され、矯正される。
その結果、接触部Ｓに挿入された複数のディスク１に適正な接触圧力を持ってそれぞれのディスク１の面に円板ブラシ３ａ，４ａのブラシ面を接触させることができ、ディスク１に多少時間をかけて洗浄してもテクスチャやその他の接触傷が付き難い作用効果が発生する。
【００１５】
ディスク挿着機構１１とディスク受取機構１２について簡単に説明すると、ディスク挿着機構１１は、ディスク公転防止ローラ６に隣接してロード側に設けられた２本のディスク受軸１１１，１１２と、ディスク公転防止ローラ６に端部が固定されてディスク受軸１１１，１１２、これらディスク受軸１１１，１１２を両端部で支持するブラケット１１３（図２参照），軸の反対側で支持するブラケット１１３と同様なブラケット（図示せず）、そしてディスク公転防止ローラ６にその回転軸が結合するステッピングモータ１１５とからなる。
ステッピングモータ１１５の回転軸１１５ａは、ブラケット１１３（軸の反対側で支持するブラケットとも）に結合していてブラケット１１３を回動させる。ディスク公転防止ローラ６の軸６ａとディスク受軸１１１，１１２とは、それぞれ両端がブラケット１１３、軸の反対側のブラケットに軸受支持されてフリーに回転する。
なお、ステッピングモータ１１５は、ロータリエアーシリンダを用いることができる。
ディスク受軸１１１，１１２は、各ディスク１の外周に当接されるように各ディスク１に対応してそれぞれに溝付き芯ローラ１１１ａ，１１２ａが密着挿着されている。１１６はその芯ローラに形成されたその円周溝であり、各円周溝１１６の位置は、ディスク公転防止ローラ６の円周溝付き芯ローラ６ｂに形成された円周溝６ｃに対応して形成され、各円周溝５ａにも対応する位置にある。
溝付き芯ローラ１１１ａ，１１２ａは、芯ローラ３ｂ，４ｂと同様にリング部材として回転軸１１１，１１２に多数装着して軸ととに回転できるようにしてもよい。
【００１６】
アンロード位置に配置されるディスク受取機構１２は、回転軸４ｃに平行で回転ブラシユニット４隣接してこれの後側（図面左側のアンロード側）に設けられている。これは、３本のディスク受軸１２１，１２２、１２３を有し、ディスク受軸１２２、１２３がディスク挿着機構１１のディスク受軸１１１，１１２にそれぞれ対応している。
ステッピングモータ１２６の回転軸１２６ａは、ブラケット１２４に結合していてブラケット１２４を回動させる。ディスク受軸１２１，１２２、１２３は、それぞれ両端がブラケット１２４、１２５に軸受支持されてフリーに回転する。
なお、ステッピングモータ１２６は、ロータリエアーシリンダを用いることができる。
ステッピングモータ１２６とステッピングモータ１１５とは装置フレーム（図示せず）に固定されているが、その状態は図２では省略してある。
それぞれのディスク受軸１２１，１２２、１２３には、溝付きスリーブ１２１ａ，１２２ａ、１２３ａが設けられている。これら各軸を支持するブラケット１２４がブラケット１１３にそれぞれ対応し、ステッピングモータ１２６がステッピングモータ１１５にそれぞれ対応している。また、円周溝１２７は、ディスク挿着機構１１のスリーブに形成された円周溝１１６に対応している。
ただし、ディスク受取機構１２の各軸の回転角は、ディスク挿着機構１１の回転角とは異なってその半分程度である。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
以上説明してきたが、実施例の回転ブラシ（円板ブラシ）は、多数のディスクを同時に洗浄するために円板状のものを使用しているが、ディスクの数が少なければ円筒状の回転ブラシを使用してもよいことはもちろんである。また、処理するディスクは、複数個あればよい。
また、実施例では、回転ブラシユニット３，４の２個設けているが、これは、回転ブラシユニット３，４のいずれか１個であってもよい。
さらに、実施例の芯ローラを装着した芯ローラ３ｂ，４ｂは、回転ブラシに対応するように個別に設けられているが、この発明は、複数の芯ローラが一体化されて１本のスリーブとして形成されていてもよい。
また、実施例では、円板ブラシをスポンジ製としているが、円板ブラシは、その底部ブラシ面と頭部ブラシ面との間にディスクを狭持できかつ保持できるものであればスポンジ製のものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、この発明を適用した一実施例のディスク洗浄ブラシと芯ローラの正面図である。
【図２】図２は、このディスク洗浄ブラシを用いたディスク洗浄機構の主要部の説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…ディスク、２…穴開き円板部材、  ２ａ，５ｄ…中心開口、
２ｂ，５ｃ…溝、２ｃ，５ｂ…突起、２ｄ…面取り部、
３，４…回転ブラシユニット、
３ａ，４ａ…円板ブラシ、３ｂ，４ｂ…芯ローラ、
３ｃ，４ｃ…回転軸、６ｂ，７ｂ…円周溝付きの芯ローラ、
５…リング部材、５ａ，６ｃ，７ｃ…円周溝、５ｅ…フランジ部、
６，７…ディスク公転防止ローラ、６ａ，７ａ…軸、
８，９…クリーナ円板、
１０…ディスク洗浄装置の洗浄機構部。
１１…ディスク挿着機構、１２…ディスク受取機構。
【図１】
2007289878.tif 000003
【図２】
2007289878.tif 000004