(57)【要約】【課題】  回転体に畝状に担持する磁性スラリーによるワークの研磨能力や研磨範囲を拡大した研磨装置を提供する。【解決手段】  回転ドラム４内に、周方向に着磁されたマグネット１０とヨーク１１が交互に配置され、隣り合うマグネット１０が同極となるように対向配置されてリング状に形成されている。【選択図】図１
2007216326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に支持された支持軸を中心に回転可能に支持された回転体表面に磁性流体に砥粒を混入した磁性スラリーが供給され、磁気吸引力により回転体周面に担持されたままワークが押し当てられる加工領域へ搬送され、加工後の磁性スラリーが回転体表面より分離して回収される研磨装置において、
前記回転体内に、周方向に着磁されたマグネットとヨークが交互に配置され、隣り合うマグネットが同極となるように対向配置されて全体としてリング状に形成されていることを特徴とする研磨装置
【請求項２】
前記マグネット及びヨークは回転体の軸方向に対応して細長く形成されており、マグネットを介して隣り合う各ヨーク間に形成される磁気吸引力により、加工領域へ搬送される磁性スラリーが軸方向に連続する畝状に形成されて搬送されることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
回転体とガイドローラ間には、無端状の搬送ベルトが巻き付けられており、磁性スラリーは搬送ベルト上を搬送されることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性流体に砥粒を混入した磁性スラリーが回転体表面に供給され、磁気吸引力により回転体周面に盛り上がった帯状に担持されたままワークが押し当てられる加工領域まで搬送され、加工後の磁性スラリーが回転体表面より分離回収される研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体用のウエハーワークを研磨する研磨装置は、加工物（ワーク）を常盤と圧力をかけたポリッシャーで挟み込んだ状態で、常盤にスラリーを供給して常盤と圧力をかけたポリッシャーを相対的に移動させ、面摩擦により研磨が行なわれている。
【０００３】
或いは、光学素子などにより高精細な流体研磨を行なうため、磁性流体に砥粒を混入した磁性スラリーを用いて研磨する基板研磨装置が提案されている。この研磨装置は、回転盤の周縁部に径方向と交差する周縁面が形成され、該周縁面の近傍に電磁石の磁気ヨークを回転盤の両側に対向配置されている。回転盤の周縁面に磁性スラリーを供給し電磁石の磁極間に形成される磁力線に沿って磁性流体が砥粒と共に帯状に連なって回転盤の周縁面に吸引され、ワークが押し当てられる作業域へ搬送される。作業域を通過した磁性スラリーは、周縁面より掬い取られて回収され、再利用されるようになっている。（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２３３３５９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、回転盤の周縁面に磁性スラリーが帯状に連なって回転盤の周縁面に吸引され、該磁性スラリーにワークが回転或いは摺動して押し当てられる際の摩擦により研磨される。この磁性スラリーは、盛り上がった１条の畝が回転方向に連なるだけであるため、ワークとの接触面積が限られるため、ワークによっては十分な摩擦力が得られない場合がある。また、電磁石のヨーク端面どうしは面積が絞られているため磁束作用面に形成される磁力線の広がる範囲は限られており、回転盤に吸引される磁性流体の１条の畝の高さもそれほど高くすることができない。また、加工領域が限られるためワークの位置を変えながら研磨を繰り返す必要があり研磨に時間がかかるなどの課題もあった。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、回転体に畝状に担持する磁性スラリーによるワークの研磨能力や研磨範囲を拡大した研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
基台に支持された支持軸を中心に回転可能に支持された回転体表面に磁性流体に砥粒を混入した磁性スラリーが供給され、磁気吸引力により回転体周面に担持されたままワークが押し当てられる加工領域へ搬送され、加工後の磁性スラリーが回転体表面より分離して回収される研磨装置において、前記回転体内に、周方向に着磁されたマグネットとヨークが交互に配置され、隣り合うマグネットが同極となるように対向配置されて全体としてリング状に形成されていることを特徴とする。
また、前記マグネット及びヨークは回転体の軸方向に対応して細長く形成されており、マグネットを介して隣り合う各ヨーク間に形成される磁気吸引力により、加工領域へ搬送される磁性スラリーが軸方向に連続する畝状に形成されて搬送されることを特徴とする。
また、回転体とガイドローラ間には、無端状の搬送ベルトが巻き付けられており、磁性スラリーは搬送ベルト上を搬送されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上述した研磨装置を用いれば、回転体内に、周方向に着磁されたマグネットとヨークが交互に配置され、隣り合うマグネットが同極となるように対向配置されて全体としてリング状に形成されているので、マグネットの同極から発生した磁力線は隣接するヨークを通じて反発して外周側へ向かって各マグネットの異極側に向かうようなる。このため、磁性スラリーに作用する磁束密度が増大し、軸方向に形成される畝状の磁性スラリーの高さが増えるとともに加工領域を畝状の磁性スラリーが複数列連続して搬送されるので、ワークの研磨能力が増大しワークの研磨範囲を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る研磨装置の最良の実施形態について添付図面とともに詳細に説明する。本実施形態の研磨装置は、ワークとして金属材、ガラス材、セラミックス材などに利用可能であり、ワーク形状も加工面が平坦のみならず凹凸面（球面、曲面など）を有する場合にも研磨することが可能である。以下では、ワークの一例としてガラスレンズの研磨装置について説明する。
【０００９】
図１乃至図３を参照して、研磨装置の構成について説明する。
図１において、基台１には両側に支持部２が立設されている。この支持部２には、回転軸３が回転可能に支持されている。回転軸３には回転体（回転ドラム）４が一体に組み付けられている。また回転軸４の一端側には駆動プーリ５が一体に嵌め込まれている。駆動プーリ５は図示しない回転ベルトを介してモータ軸に設けられたモータプーリと連繋している。
【００１０】
図２において、回転ドラム４は、非磁性の円筒体が用いられる。回転ドラム４の周面には、無端の搬送ベルト（例えばステンレスベルト、樹脂ベルトなどの非磁性のベルト）６が掛けられている。搬送ベルト６は回転ドラム４とその両側に設けられた小径のガイドローラ７ａ、７ｂに架設されている。図３において、ガイドローラ７ａ、７ｂは支持部２に支持された支持軸８ａ、８ｂに回転可能に支持されている。回転ドラム４のワーク加工エリアより回転方向上流側に相当する搬送ベルト６には磁性スラリー９が供給される。
【００１１】
磁性スラリー９は磁性流体（例えば純水などのベース液にマグネタイト等の強磁性性微粒子を分散させたもの）に砥粒を混入したものであり、場合によっては、アルカリや酸などの化学液も添加される。砥粒としては、酸化セリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、二酸化マンガン、酸化鉄、酸化亜鉛、炭化珪素、ダイヤモンドである。特に酸化セリウムにおいては、Ｃｅ（セリウム）原子自体がガラス中のＳｉ（シリコン）原子と入れ替わる水和反応を利用して研磨が行なわれるため、研磨液中に化学液を添加する必要はない。
【００１２】
磁性スラリー９は、磁気吸引力により搬送ベルト６に担持されてワーク加工エリアへ搬送される。また、回転ドラム４のワーク加工エリアより回転方向下流側に相当する搬送ベルト６には、スクレイパー１３が当接している。ワーク加工後の磁性スラリー９はスクレイパー１３により掻き取られて回収され、再利用されるようになっている。
【００１３】
図２において、回転ドラム４の内壁面には、周方向に着磁されたマグネット１０とヨーク１１が交互に配置されている。マグネット１０には、長方形又は円弧片からなる板状の永久磁石、例えば希土類磁石（ネオジウム・鉄・ボロン）が用いられる。ヨーク１１を介して隣り合うマグネット１０は同極となるように対向して配置され、ドラム内壁面に接着されて同心のリング状に形成されている。マグネット１０とヨーク１１は非磁性の円板の外周縁部にセグメントとして組み付けられていてもよい。
【００１４】
図１において、マグネット１０及びヨーク１１は回転ドラム４の軸方向に対応して細長く形成されており、マグネット１０を介して隣り合う各ヨーク１１間に形成される磁気吸引力により、加工領域へ搬送された磁性スラリー８が軸方向に連続する畝形状に成形されて搬送される。
【００１５】
図２において、マグネット１０の同極から発生した磁力線は隣接するヨーク１１を通じて反発して外周側へ向かって当該マグネット１０の異極側に向かう。このため、磁性スラリー８に作用する磁束密度が増大し、軸方向に形成される畝状の磁性スラリー８の高さが増えるとともに該畝状の磁性スラリー８が複数列連続してワーク加工領域へ搬送されるので、ワーク１２を研磨する研磨能力やワーク１２を研磨する研磨範囲を拡大することができる。
【００１６】
尚、上述した研磨装置は、ワークの種類に応じて、磁性流体の種類、砥粒の種類、研磨液の温度などを調整することで、最適な研磨条件に設定できるので、より複雑な形状のワークを高精度に研磨仕上げすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】研磨装置の断面説明図である。
【図２】図１の研磨装置の矢印Ａ−Ａ断面図である。
【図３】図１の研磨装置の水平断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  基台
２  支持部
３  回転軸
４  回転ドラム
５  駆動プーリ
６  搬送ベルト
７ａ、７ｂ  ガイドローラ
８ａ、８ｂ  支持軸
９  磁性スラリー
１０  マグネット
１１  ヨーク
１２  ワーク
１３  スクレイパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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