(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に長い被研磨物であって、電気‐磁気変換素子および磁気‐電気変換素子の少なくとも一方からなる素子を前記長さ方向に複数個形成した被研磨物を研磨する研磨装置であって、
前記研磨装置は、研磨面を有して回転駆動される研磨用定盤と、前記研磨面に対して移動可能に配置された研磨ヘッド取付け用フレームと、前記研磨ヘッド取付け用フレームに支持される研磨ヘッドと、を有し、
前記研磨ヘッドは、前記長さ方向に延在して表面上所定位置において前記被研磨物を保持する弾性体からなる保持部と、前記保持部と共に前記被研磨物を変形させる負荷を前記保持部に与える複数の保持部変形手段と、一対の被研磨物保持ユニットと、を有し、
前記一対の被研磨物保持ユニットは、一方が前記被研磨物の両端部の一端を支持し他方が前記両端部の他端を支持し、且つ前記保持部変形手段とは独立して各々前記被研磨物を前記研磨面に対しての上下駆動を可能とし、
前記保持部は、前記保持部変形手段及び前記一対の被研磨物保持ユニットとは独立して配置されることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記保持部変形手段は、アクチュエータと、前記アクチュエータと接続されて前記研磨用定盤に対して略上下方向に先端部が駆動するスライダと、を有することを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記被研磨物保持ユニットは、非磁性且つ導電性を有する材料からなる部材を介して前記被研磨物を支持することを特徴とする請求項１或いは２記載の研磨装置。
【請求項４】
複数の前記アクチュエータは隣り合うアクチュエータが異なる列となるように前記長さ方向に伸びる複数の列に配置され、前記スライダが前記保持部に負荷を与える領域は前記被研磨物において前記素子に割り当てられる領域に対応することを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記保持部を構成する弾性体は、ゴムを主材料とするものであることを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の研磨装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは圧力媒体を用いて駆動されることを特徴とする請求項２或いは４何れかに記載の研磨装置。
【請求項７】
一方向に長い被研磨物であって、電気‐磁気変換素子および磁気‐電気変換素子の少なくとも一方からなる素子を前記長さ方向に複数個形成した被研磨物を研磨する研磨方法であって、
前記方法は、請求項４或いは６何れかに記載の研磨装置における前記研磨用定盤の研磨面が所定の曲率半径を有する球面の一部によって構成されている前記研磨装置を用いて前記被研磨物を弾性体の表面に保持し、前記研磨面に対して、前記弾性体を介して前記被研磨物を前記長さ方向に略均一に押圧し、前記被研磨物を研磨する工程を含み、
前記被研磨物を前記研磨面に略均一に押圧する際には、前記略均一な押圧に加えて、前記保持部変形手段によって、前記弾性体の裏面より前記被研磨物に対して複数点でさらに荷重が付加されることを特徴とする研磨方法。
【請求項８】
前記複数点で付加される荷重は、前記被研磨物上に形成された前記素子の特性を測定して得られる測定結果に応じて制御されることを特徴とする請求項７記載の研磨方法。
【請求項９】
一方向に長い被研磨物であって、電気‐磁気変換素子および磁気‐電気変換素子の少なくとも一方からなる素子を前記長さ方向に複数個形成した被研磨物を研磨する研磨方法であって、
前記方法は、請求項４或いは６何れかに記載の研磨装置を用いて前記被研磨物を弾性体の表面に保持し、回転駆動される研磨用定盤に形成された研磨面に対して、前記弾性体を介して前記被研磨物を前記長さ方向に略均一に押圧し、前記被研磨物を研磨する工程を含み、
前記被研磨物を前記研磨面に略均一に押圧する際には、前記略均一な押圧に加えて、前記保持部変形手段によって、前記弾性体の裏面より前記被研磨物に対して複数点でさらに荷重が付加されることを特徴とする研磨方法。
【請求項１０】
前記被研磨物を前記弾性体の表面に保持する工程の前に、樹脂からなる部材において前記被研磨物の両端部のみを固定し、前記一対の被研磨物保持ユニットを駆動して前記被研磨物を前記研磨用定盤に形成された前記研磨面に対して一定位置に保持することを特徴とする請求項９記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ヘッドを構成する磁気ー電気変換素子等が複数配列された被研磨物を研磨するための磁気ヘッドの研磨装置および研磨方法に関わり、特に被研磨物の被研磨面に対してクラウン加工を施すために用いられる装置および方法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置等に用いる薄膜磁気ヘッドは、誘導型磁気変換素子或いは磁気抵抗（以下ＭＲ素子と述べる。）素子等を形成する磁性薄膜等からなる多数個の素子部が表面上に一列に形成された棒状のセラミック（以下セラミックバーと述べる。）を加工して得られる部品より構成されている。これら素子部は、当初多数個同時にウエハ状のセラミック基板上に形成され、このセラミック基板を一方向に棒状に切断することによって上述のセラミックバーが得られる。
【０００３】
これら素子部は、半導体製造技術に代表される薄膜形成および加工技術を用いて、多数個同時にウエハ状のセラミック基板上に作り込まれる。この工程においては、磁気抵抗測定用、磁極用、コイル用、絶縁用、等のそれぞれの薄膜について、膜形成、フォトレジストの塗布、配線形状等の露光、被露光部のフォトレジストの除去、被露光部における膜のエッチング、露光部のフォトレジストの除去等が行われる。その後、最上部に保護膜が形成され、素子部の形成工程は終了する。
【０００４】
さらに、複数の素子部が形成されたセラミックバーに対しては、次の工程において、各素子部のスロートハイトあるいはＭＲハイト等を適切な値に加工する研磨等の加工が施される。一般に、磁気ディスク装置において、磁気ヘッドからの出力特性を安定化させるためには、磁気ヘッドの磁極部分と記録媒体表面との距離を、きわめて狭い一定の距離に保つ必要があり、このスロ−トハイトあるいはＭＲハイトはこの距離を規定する重要なパラメータとなる。
【０００５】
各素子部において所定のスロートハイト等が得られた後、さらにこの研磨面に対してＲ加工、溝加工、あるいは端部を研磨してこの研磨面に対して斜めとなる面を形成する等の加工が行われる。その後の工程で、セラミックバーは各素子部ごとに個々に切り離され、それぞれが磁気ディスク装置用の磁気ヘッドの一部品を構成する。この部品は、該磁気ヘッドが磁気ディスク装置に用いられる際に、セラミック部分が磁気ディスク上でディスクの回転による風圧により浮上するスライダとなり、該素子部がディスクの磁気信号の記録および／又は再生を行うヘッドコアとなる。
【０００６】
なお、スロートハイトとは、このようなヘッドコアにおいて磁気信号の記録・再生を行う磁極先端部であって２つの磁極が微少ギャップで向かい合う部分の長さ（高さ）をいう。また、ＭＲハイトとは、ＭＲ素子の媒体対向面側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）を言う。信号の適切な記録再生を可能とするために、これらスロートハイトおよびＭＲハイトの値を所定のものとする必要があり、この所定値を得るための研磨加工には高い精度が要求される。
【０００７】
また、上述のように、スライダはディスクの高速回転に伴って生ずる空気流の風圧により、ディスク表面から微少間隔離れて浮上した状態となる。素子部によるディスクに対しての情報の書き込みあるいはディスクからの情報の読み出しを精確に行うためには、浮上したスライダの浮上高さおよび浮上時のスライダの姿勢が常に安定している必要がある。上述のＲ加工等をスライダに対して施すことにより、スライダを安定して浮上させることが可能となる。
【０００８】
しかし、一般に上記セラミックバーは、セラミック基板からの切断或いは素子部の形成によって生じる応力等のため、歪み、曲がり等を有しており、単にセラミックバーを固定して研磨加工を行うだけでは上記の高い加工精度を得ることは困難である。このため、一般的な研磨装置ではなく、例えば米国特許第５６２０３５６号等に開示されているような、セラミックバー形態で磁気ヘッドの研磨を高精度で行う装置が提案されている。また、本願出願人もこのような装置および方法をいくつか提案している（特願平１１−１６２７９９等）。
【０００９】
セラミックバーを加工し、所定のスロートハイト等を得る方法について以下に説明する。まず、セラミックバーにおける研磨面とは反対の面を、接着剤等により治具に貼り付け、治具を介してセラミックバーの被研磨面を研磨用定盤の研磨面に押しつけることで、被研磨面の研磨を行う。この治具は外部から荷重を付与されること等によりセラミックバーを保持する部分が変形し、同時にセラミックバーをも変形させる。これによりセラミックバー自体が持つ曲がり等を修正することが可能となる。
【００１０】
これら方法あるいはこれら方法に用いられる装置を用いて、上述のＲ加工等を行うことも可能である。しかし、実際には装置の構成上、滑らかなＲ形状を得ることは困難であるため、一般的にはＲ加工等はこれら装置とは異なる装置を用いて行われている。Ｒ形状の中でも、研磨面の中央部が突出したような、研磨面が球面の一部分を構成する形状を特にクラウン形状といい、クラウン形状を得るための加工をクラウン加工という。セラミックバーの形態のままで、各スライダに対してクラウン加工を行うための研磨装置および方法として、本出願人は例えば特願平１１−３０２３０５に開示されているような装置および方法を提案している。
【００１１】
本出願人が開示する、セラミックバーに対してクラウン加工を施す研磨方法について、以下に説明する。セラミックバーの研磨に用いられる例えばスズ等からなる研磨用定盤の研磨面は、セラミックバーに所定のクラウン形状を与えるべく、所定の半径を有する球面の一部を構成する略凹面からなるすり鉢形状とされている。研磨時において、セラミックバーは、セラミックバーの長手方向に延在する横長治具によって保持されるが、具体的には横長治具の一端面に接着剤により貼り付けられたゴム板等の弾性体に対して、セラミックバーの研磨面とは反対となる面が吸着されることによって治具の端面に保持される。
【００１２】
治具は、その中央部において、セラミックバーが研磨面に対して押しつけるように荷重を負荷することで、セラミックバーの被研磨面に対してクラウン形状を形成すると共に、同時にその両端部に適当な荷重を負荷することによって、セラミックバーに形成されるクラウン形状の長手方向におけるばらつきを低減せしめている。さらに、セラミックバーに形成されているＭＲ素子のＭＲ値を研磨中に測定し、その測定結果に基づいてセラミックバーを研磨面に対して押しつける荷重を制御することで、クラウン加工時における研磨量の制御を行うこととしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
磁気記録媒体の高記録密度化に伴って、スロートハイト等を所定値とする研磨工程において許容される誤差範囲はますます小さくなってきている。所定値のスロートハイトを得るための工程における研磨量に対して、クラウン加工時における研磨量はたいていの場合は小さく、クラウン加工を行った後においても、スロートハイトの値を実質的に大きく変化させることはない。しかし、スロートハイト等の加工において許容される誤差が年々小さな値となり、現状のようにセラッミクバー内において、例えば±０．０１μｍ以下の研磨精度が求められた場合には、クラウン加工についてもより高い精度のもとに行われることが要求される。
【００１４】
また、実際にセラミックバー状に形成された素子は、素子形成工程において生じる形成位置上の誤差も同時に有している。例えば、フォトレジストを露光する場合、ウエハ上の全ての部分に対して一度に露光処理を行うことはせず、ウエハ上面を複数部分に分割してその各部分に対して露光処理が行われる場合がある。一般に露光機による、露光時の位置あわせにおいては、０．０１乃至０．０５μｍの誤差が生じることが知られている。
【００１５】
一本のセラミックバー上の素子に関しても、長手方向にみた場合には、複数部分に分けた露光処理が行われている。この露光処理によって生じる素子の位置ずれは、ずれの方向によっては、その大きさが上記要求精度を大きく上回る場合もあり、上記セラミックバーの曲がりの補正の他に、この位置ずれに対する補正も行う必要がある。
【００１６】
さらに、上記素子形成工程においては、複数の薄膜について、膜形成、露光、エッチング等の処理が行われており、各工程において薄膜の厚さ方向、配線の幅方向および長さ方向における誤差が生じる。これら誤差は一回に露光される領域内においても生じているが、これらの誤差は全て重ね合わされ、研磨方向における各素子間の位置誤差として、スロートハイト等の調整時の素子毎の必要研磨量の相違として検出される。
【００１７】
本出願人は、上記問題に鑑み、露光処理等により生じた各素子の位置ずれに応じて、セラミックバーに対して複雑な曲げ変形等を与えることを可能とし、これによりセラミックバーの研磨量の調整を行い、各素子における非研磨部分の均一化を図りうる装置および方法を、特願平１２−４４２６９に開示している。しかし、当該装置および方法によりスロートハイトを所定値としたセラミックバーは、研磨量の大きい部分が局所的に存在する可能性がある。このため、これらセラミックバーに対してさらにクラウン加工を施す場合には、クラウン加工時においても、スロートハイト調整時にセラミックバーに与えた変形と同様若しくはそれに近い変形をセラミックバーに対して与える必要が生じていた。
【００１８】
本発明は、上記要求に鑑みてなされたものであり、局所的に大きく研磨されたセラミックバーに対して、セラミックバー上の各素子毎に応じたクラウン加工を施すことを可能とし、セラミックバー内についてクラウン加工後における各素子間の加工量のばらつきの低減を図る研磨装置および研磨方法を提供することを目的としてる。また、本発明は、上記スロートハイト等の調整時あるいはクラウン加工時において必要とされていたセラミックバーを保持するための治具を用いないこととし、当該加工に要するコストを低減せしめる研磨装置および研磨方法を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る研磨装置は、一方向に長い被研磨物であって、電気−磁気変換素子および磁気−電気変換素子の少なくとも一方からなる素子を長さ方向に複数個形成した被研磨物を研磨する研磨装置であって、研磨面を有して回転駆動される研磨用定盤と、研磨面に対して移動可能に配置された研磨ヘッド取付け用フレームと、研磨ヘッド取付けフレームに支持される研磨ヘッドとを有し、研磨ヘッドは、長さ方向に延在して表面上所定位置において被研磨物を保持する弾性体からなる保持部と、保持部を支持し保持部と一体で研磨面に対して昇降する昇降部と、保持部と共に被研磨物を変形させる負荷を保持部に与える複数の保持部変形手段とを有することを特徴としている。
【００２０】
さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る研磨装置において、研磨面は、所定の曲率半径を有する球面の一部を構成することとしても良い。また、保持部変形手段は、可撓性の櫛歯状の部分を有する第二の弾性体と、櫛歯状の部分の櫛歯各々を独立して撓ませる複数のアクチュエータとを有し、櫛歯各々の特定の部分は保持部の裏面に配置され、櫛歯状の部分が撓むことにより保持部に負荷を与えることとしても良い。
【００２１】
また、第二の弾性体は金属板からなり、特定の部分は前記櫛歯の先端であっても良く、複数のアクチュエータは、長さ方向に複数の列として配置され、隣り合う列においては長さ方向と垂直な方向には前記アクチュエータは並ばないこととしても良い。さらに、第二の弾性体は一対として用いられ、櫛歯部分が互いに対向し、一方の櫛歯先端が他方の櫛歯先端の間に配置されることとしても良い。
【００２２】
さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る研磨装置において、保持部変形手段は、保持部の裏面に配置されて、保持部に負荷を与える複数のアクチュエータを有することとしても良い。さらに、保持部変形手段は、複数のアクチュエータ各々に応じる伝達部材を有し、アクチュエータは伝達部材を介して保持部に負荷を与えることとしても良い。また、複数のアクチュエータは、長さ方向に複数の列として配置され、隣り合う列においては長さ方向と垂直な方向にはアクチュエータは並ばないこととしても良い。
【００２３】
さらに、保持部を構成する弾性体は、ゴムを主材料とするものであっても良く、アクチュエータは圧力媒体を用いて駆動されることとしても良い。保持部変形手段は、保持部における複数の素子各々に応じた位置に負荷を与えるように配置されることとしても良い。
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る研磨方法は、一方向に長い被研磨物であって、電気ー磁気変換素子および磁気ー電気変換素子の少なくとも一方からなる素子を長さ方向に複数個形成した被研磨物を研磨する方法であって、被研磨物を弾性体の表面に保持し、回転駆動される研磨用定盤に形成された所定の曲率半径を有する球面の一部を構成する研磨面に対して、弾性体を介して被研磨物を長さ方向に略均一に押圧し、被研磨物を研磨する工程を含み、被研磨物を研磨面に略均一に押圧する際には、略均一な押圧に加えて、弾性体の裏面より被研磨物に対して複数点でさらに荷重が負荷されることを特徴としている。
【００２５】
さらに、本発明に係る研磨方法においては、複数点で負荷される荷重は、被研磨物上に形成された素子の特性を測定して得られる測定結果に応じて制御されることとしても良い。また、荷重が負荷される複数の点は、被研磨物上に形成された前記素子各々に対応することとしても良い。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの研磨装置を添付図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の磁気ヘッドの研磨装置を示す全体正面図であり、図２は平面図である。図１及び図２により、磁気ヘッドの研磨装置の全体構成を説明する。磁気ヘッドの研磨装置は、基台１を備え、この基台１には、研磨用定盤２が水平面内で回転可能に支持され、さらに、この研磨用定盤２は基台１内に設けられた回転駆動源である定盤駆動用モータ４でベルト６を介して回転駆動される。なお、研磨用定盤２における研磨面２ａは、研磨工程によって被研磨面上に所定のＲ形状（クラウン形状）を与えるべく、所定の半径を有する球面の一部を構成する略凹面状のすり鉢形状が与えられている。
【００２７】
また、上下方向に離間した１対のガイドレール８が水平方向に延びるように基台１の上方で支持され、さらに、１対のガイドレール８により水平方向に摺動自在に案内される横移動スライダ１０が設けられている。この横移動スライダ１０には研磨ヘッド取付用フレーム１２が昇降自在に取付けられている（高さ調整自在に昇降駆動されるようになっている）。横移動スライダ１０の駆動は、例えばガイドレール８に平行なボール螺子軸にスライダ１０側のボール螺子ナットを螺合し、ボール螺子軸をモータで回転駆動することで実行することができ、さらに、スライダ１０及び研磨ヘッド取付用フレーム１２は往復直線運動を行うことができる。
【００２８】
図３に本発明の第一の実施の形態に係る研磨装置に関し、研磨ヘッド取り付け用フレーム１２等を含めた研磨ヘッド２０等の側面図を、図４に研磨ヘッド２０等の平面図を、図５に研磨ヘッド２０等の側面図を、図６に研磨ヘッド２０および研磨ヘッドに対して加圧エアを供給する際に用いられるバルブブラケットの正面図をそれぞれ示す。なお、図面の理解を容易にするために、バルブブラケット４０から延在するエア配管４５等は一部省略して示されている。
【００２９】
図２および図３に示されるように、研磨ヘッド取り付け用フレーム１２にはＺ軸スライダ２２を介して研磨ヘッド取り付け用ブラケット２４が取り付けられており、該ブラケット２４は研磨ヘッド取り付け用フレーム１２に固定されたＺ軸モータ２６、減速機２８によってボールネジ３０およびボールネジナット３４を介してＺ軸（研磨面に対して略垂直）方向に駆動され、該ブラケット２４によって昇降部が構成される。該ブラケット２４は、研磨面に対して下降し、近接スイッチであるフォトセンサ３６によってその移動の下端を検知する。該ブラケット２４には、バランス用電空レギュレータ７１およびバルブブラケット４２が固定される電空レギュレータ固定部４０と、実際にこれら電空レギュレータによって駆動される研磨ヘッド２０とが取り付けられる。
【００３０】
図３乃至６に示されるように、研磨ヘッド２０においては、研磨ヘッド取り付け用ブラケット２４に対して固定されたサイドプレート４３に対しては傾動軸４４が固定されており、この傾動軸４４を中心としてヘッド部２１が傾動可能に取り付けられている。研磨ヘッド２０においては、さらに、支点軸５０、回転軸５２、回転軸５２に連結されるボールネジ軸５４、ボールネジ軸５４に螺合するボールネジナット５６、支点軸６０において一端がボールネジナット５６に固定されかつ他端が傾動部４６に固定されるアーム５８からなる傾斜駆動手段が、連結プレート２３およびサイドプレート４３を介して駆動部取り付け用ブラケット２４に固定されている。
【００３１】
これら構成により、傾動部４６は、傾斜駆動手段によるＺ軸に対しての傾動を可能としている。なお、本実施例においては、回転軸５２の端部を手動により回転させることにより、研磨ヘッドのＺ軸に対する傾動角度を調整することとしているが、個別のモータ等の駆動手段を有する構成としても良い。
【００３２】
傾動部４６には、スライド軸受６２を介して昇降部６４が傾動部４６に対して昇降可能に取り付けられている。昇降部６４の下端には、Ｚ軸および傾動軸４４に直交する支点軸６６が固定され、被研磨物押しつけ機構が８０が支点軸６６および押しつけ機構保持プレート８２を介して保持されている。傾動部４６の上部には、電空レギュレータ７１Ａ、７１Ｂによって駆動および制御が為されるバランス用シリンダ７０Ａ、７０Ｂが、ブラケット７２を介して取り付けられている。
【００３３】
バランス用シリンダ７０Ａ、７０Ｂの軸先端は連結部材７９Ａ、７９Ｂ、およびコンロッド７８Ａ、７８Ｂを介して、支点軸６６に対して右側および左側となる位置で押しつけ機構保持プレート８２に連結されている。従って、バランス用シリンダ７０Ａ、７０Ｂにより被研磨物押しつけ機構８０をＺ軸方向と略平行な方向に駆動が可能となるとと共に、支点軸６６に対しての被研磨物押しつけ機構８０の右側および左側に対しての押しつけのバランスの調整が可能となる。
【００３４】
なお、バランス用シリンダに７０Ａ、７０Ｂによる押しつけ機構８０に対する駆動量、および押しつけバランスは、傾動部４６に固定された上部センサ７５Ａ、７５Ｂ、下部センサ７６Ａ、７６Ｂおよび基準位置センサ７７Ａ、７７Ｂによって検知される。また、本実施の形態においては、研磨面２ａは略凹面状のすり鉢形状となっているが、バランス用シリンダ７０Ａ、７０Ｂによる支点軸６６左右の拘束を無くして研磨ヘッド２０を研磨面２ａに対して下降させることにより、研磨ヘッド２０は研磨面２ａの曲面の曲率中心に対して常に垂直の姿勢を保つことが可能となる。
【００３５】
次に、被研磨物押しつけ機構８０の詳細について、横方向からの断面図を示す図７、正面からの概略を示す図８、および櫛歯上治具を固定して下方から見た状態を示す図９を参照して述べる。なお、図７において押しつけ機構保持プレート８２が延在する方向（紙面上下方向）がＺ軸に対応するが、説明の便宜上Ｚ軸に垂直かつ図７の紙面に対して平行となる方向をＸ軸、垂直となる方向をＹ軸と仮定する。
【００３６】
図７において、Ｘ軸方向において平行な位置関係にあるホルダ固定ブラケット８３とシリンダ固定ブラケット８４が、押しつけ機構保持プレート８２に対して垂直に固定され、ホルダ固定ブラケット８３の中央部には被研磨物ホルダブロック８５がＹ軸方向に延在するように固定される。さらにホルダ固定ブラケット８３はシリンダ固定ブラケット８４と供にアクチュエータである複数のシリンダ８６を固定する。これら複数のシリンダ８６は、バルブブラケット４２に固定された電空レギュレータ４８と不図示のエア導入チューブ４５を介して接続されており、電空レギュレータ４８によって駆動およびその制御が行われる。
【００３７】
シリンダ固定用ブラケット８４の下端には、第二の弾性体である可撓性の櫛歯状治具９０が固定される。その際、その櫛歯先端部９０ａは、ホルダブロックの下方端面８５ａと、ホルダブロックによって両端が固定されるＹ軸方向に延在する被研磨物保持ラバー９４の裏面との間に挟持される。さらに、櫛歯状治具９０の櫛歯部分９０ｂにはシリンダロッド８６ａを収容するロッド受け穴９０ｃが形成されており、シリンダ８６によりシリンダロッド８６ａの先端部がＺ軸方向に駆動されることに応じて、櫛歯先端部９０ａがＺ軸方向に撓ませられる。以上の如く、アクチュエータであるシリンダー８６、および櫛歯上治具９０は、協動して保持部変形手段として作用する。被研磨物保持ラバー９４は、被研磨物であるセラミックバー９２を、自己粘着作用あるいは一種の真空吸着作用によってその表面に保持し、弾性体からなる保持部として作用する。
【００３８】
上述のようにセラミックバー９２はラバー９４表面に保持され、研磨面２ａに押しつけられクラウン加工が行われる。加工時においては、櫛歯先端部９０ａを駆動してラバー９４に変形を与えることにより、セラミックバー９２の特定部分を変形させる、あるいはセラミックバー９２の特定部分を強く研磨面２ａに押しつけることで、セラミックバー９２の特定部分の被研磨量を大きくすることが可能となる。なお、櫛歯先端部９０ａは弾性体であるラバー９４を介してセラミックバー９２に変形を与えるが、櫛歯先端部９０ａの撓み量はその何割かがラバー９４の弾性変形により減衰される。従って、シリンダロッド８６ａの先端部の駆動量は、ラバー９４による減衰量を考慮して定めることを要する。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、上述の櫛歯先端部９０ａによる変形を、セラミックバー上に形成された各素子毎に応じて行うことを目的としている。このため、本実施の形態においては、図９に示されるように、櫛歯先端部９０ａの幅を櫛歯部分９０ｂの幅の半分とし、この櫛歯先端部９０ａを有する櫛歯状治具９０をセラミックバー９２の保持位置に対応するホルダブロック下端面８５ａの両側に配置し、両側の櫛歯状治具９０の櫛歯先端部９０ａが互い違いに組み合わせている。この構成により、セラミックバー上の素子各々に割り当てられた領域に櫛歯先端９０ａを対応させることとしている。
【００４０】
さらに、必要となるシリンダロッドの駆動量を提供しうるシリンダ８６の大きさ、特にシリンダ８６の直径は、現状においては、各素子に割り当てられるセラミックバー上の領域の大きさ、および櫛歯部分９０ｂの幅と比較して、かなり大きいものとなる。このため、図９に示すように、シリンダ８６をホルダブロック８５の両側にそれぞれ二列ずつに分けかつ各列のシリンダが互い違いとなるように配置することで、各櫛歯部分９０ｂ各々に別個のシリンダを対応させている。
【００４１】
クラウン加工用の研磨装置を以上に述べた構成とすることにより、局所的に大きく研磨されたセラミックバーに対して、セラミックバー上の各素子毎に応じたクラウン加工を施すことを可能とし、セラミックバー内についてクラウン加工後における各素子間の加工量のばらつきの低減を図ることが可能となる。また、従来技術に於いて、クラウン加工時において必要とされていたセラミックバーを保持するための治具を用いないことなく、クラウン加工等の研磨加工を行うことが可能となる。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、櫛歯部分９０ｂにおいてシリンダロッド８６ａと連結し、櫛歯先端部分９０ａにおいてラバー９４を変形させている。しかし、櫛歯の長さをさらに延長して櫛歯先端部分においてシリンダロッド８６ａと連結することとし、櫛歯部分においてラバー９４を変形させることとしても良い。さらにこの場合、櫛歯部分の根本部分において更なるシリンダロッドとも連結させても良い。また、櫛歯部分９０ｂとシリンダロッド８６ａとの連結はロッド受け穴９０ｃにより行っているが、連結方法はこれに限定されず、更なる連結用の部材を用いる、あるいはロッド受け穴にネジ山を形成してネジ止めする等によっても良い。
【００４３】
本実施の形態においては、各素子毎に割り当てられるセラミックバー上の領域に対して、充分な変形量を与えうるシリンダーの大きさを考慮した結果、櫛歯状の部材を２つ用い、かつシリンダーを左右２列づつ配置することとしている。しかし、本発明はこれに限定されず、さらに小径のシリンダーが使用可能である場合は、左右の列を１列とする、あるいは２つの櫛歯状の部材を一体化してさらに櫛歯部分の幅を狭くした部材を用いることとしても良い。この場合は、櫛歯の両端にシリンダを連結することで、シリンダ単体の付加を軽減してシリンダの小径化を図ることも可能である。
【００４４】
また、本実施の形態においては、可撓性の櫛歯状治具９０としてステンレス鋼からなるものを用いているが、充分な可撓性および剛性を有する材質であれば、ステンレス鋼に限定されない。実際にセラミックバーを保持するラバー９４についても、材質はゴムに限定させるものでなく、セラミックバーを自己粘着作用等により保持することが可能でありかつ弾性変形可能な材質であれば良い。さらに単一の構成品とせず、複数の分割品からなるものとしても良い。
【００４５】
さらに、本実施の形態においては、アクチュエータとして取り扱いの容易さからエアにより駆動されるシリンダを用いているが駆動媒体はエアに限定されるものでなく、制御系も上述の電空レギュレータに限定されない。駆動媒体には液体材料を用いても良く、制御系も単なるエアレギュレータ等を用いても良い。さらには、シリンダに変えて圧電素子等からなるマイクロアクチュエータ等を用いても良い。
【００４６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドの研磨装置を添付図面を参照して説明する。本実施の形態に係る研磨装置と第１の実施の形態に係る研磨装置とは、研磨ヘッドの構成においてのみ異なるため、第１の実施の形態に係る研磨装置と同一の構成については説明を省略し、相違点を有する研磨ヘッドについてのみ以下に説明する。なお、第１の実施の形態と同一の機能を有する構成要素のついては、同一の参照符号を用いて説明することとする。
【００４７】
図１０に、本発明の第２の実施の形態に係る研磨装置に関し、第１の実施の形態とは異なる部分に関しての研磨ヘッド２０等の側面図を、図１１に電空レギュレータ固定部４０を除いた状態での研磨ヘッド等の平面図を、図１２に研磨ヘッド等の正面図をそれぞれ示す。なお、第１の実施の形態の場合と同様、バルブブラケット４２から延在するエア配管４５等は省略して図示してある。
【００４８】
図１０乃至図１２に示されるように、第２の実施の形態における研磨ヘッド２０は、第１の実施の形態における傾動軸、傾動部駆動手段等を有さず、連結プレート２５に対して支点軸６６を中心として回転可能なヘッドホルダ１１０によって支持される。ヘッドホルダ１１０は、支点軸６６を中心として、調整ネジ１１２Ａ、１１２Ｂとによりその回転量が調整される。ヘッドホルダ１１０は、直線ガイド付きシリンダ１１４を介して押しつけ機構８０を支持し、押しつけ機構８０の研磨面２ａに対しての上下駆動を可能とする。さらにヘッドホルダー１１０は、セラミックバー９２左右両端部をそれぞれ保持するセラミックバー保持ユニット１０１Ａ、１０１Ｂを、押しつけ機構８０とは独立してその両脇に支持する。
【００４９】
ヘッド部２１は、押しつけ機構８０および保持ユニット１０１Ａ、１０１Ｂとから構成される。保持ユニット１０１Ａ、１０１Ｂは、それぞれヘッドホルダ１１０Ａ、１１０Ｂに固定されるシリンダ１０２Ａ、１０２Ｂ、シリンダ１０２Ａ、１０２Ｂによりそれぞれ駆動されるスライダ１０３Ａ、１０３Ｂ、およびスライダ１０３Ａ、１０３Ｂの駆動量をそれぞれ計測するセンサ１０４Ａ、１０４Ｂ、とから構成される。これら保持ユニット１０１Ａ、１０１Ｂは、押しつけ機構８０とは独立してセラミックバー９２をその両端部において支持し、さらにこれらスライダの上下駆動により、セラミックバー９２が研磨面２ａに対して押しつけられる際に過度の荷重が負荷されることが防止される。
【００５０】
次に、図１３および１４を参照して押しつけ機構８０の詳細について述べる。図１３に押しつけ機構８０の正面矢視図を、図１４に図１３における線１４−１４による断面矢視図をそれぞれ示す。押しつけ機構８０においては、電空レギュレータ４８から供給されるエアを、継手１２２を介してマニホールドシリンダ１２１内に導入し、マニホールドシリンダ１２１内に保持されたアクチュエータとなるピストン１２３を駆動している。ピストン１２３の駆動に応じて、スライダ１２４が研磨面２ａに対して略上下方向に駆動される。なお、スライダの駆動範囲は、ストッパ１２６およびガイド１２７によって規制される。
【００５１】
保持ユニット１０１Ａ、１０１Ｂの下端部には、真空吸着ポート１０５Ａ、１０５Ｂがそれぞれ設けられている。並設された複数のスライダ１２４全ての下端には、被研磨面２ａ方向から覆うゴムサック１２５が、接着剤等により固定される。ゴムサック１２５は、その表面（図１３における紙面下方向に向かう面）において、被研磨物であるセラミックバー９２を、自己粘着作用あるいは一種の真空吸着作用によって保持する。なお、本実施の形態においては、ゴムサック１２５は、真空吸着ポート１０５Ａ、１０５Ｂによりそれぞれ所定位置に吸着固定されかつ真空吸着ポートと連通する吸着ポートによってセラミックバー９２の左右端部をそれぞれ支持する吸着部１２５ａ、１２５ｂ、およびセラミックバー９２における素子部形成部分の裏面を保持するサック部分１２５ｃとからなる。なお、本実施の形態においてはゴムサック１２５は三つの部分から構成されるが、その材質の剛性、セラミックバーの吸着能等に応じ更なる分割体としても良く、特にサック部分１２５ｃは各スライダ１２４各々に対応した分割体としても良い。
【００５２】
上述のようにセラミックバー９２はゴムサック１２５表面に保持され、研磨面２ａに押しつけられクラウン加工が行われる。加工時においては、複数のスライダ１２４各々を駆動してゴムサック１２５に変形を与えることにより、セラミックバー９２の特定部分を変形させる、あるいはセラミックバー９２の特定部分を強く研磨面２ａに押しつけることで、セラミックバー９２の特定部分の被研磨量を大きくすることが可能となる。なお、スライダ１２４は弾性体であるゴムサック１２５を介してセラミックバー９２に変形を与えるが、スライダ１２４の駆動量はその何割かがゴムサック１２５の弾性変形により減衰される。従って、スライダ１２４の駆動量すなわちピストン１２３の駆動量は、ゴムサック１２５による減衰量を考慮して定めることを要する。
【００５３】
本実施の形態においては、上述のスライダ１２４による変形を、セラミックバー上に形成された各素子毎に応じて行うことを目的としている。しかし、必要となるスライダ１２４の駆動量を提供しうるピストン１２３の大きさ、特にピストン１２３の直径は、現状においては、各素子に割り当てられるセラミックバー上の領域の大きさと比較して、かなり大きいものとなる。このため、図１４に示すように、ピストン１２３を３列に並設することとし、隣り合うスライダ１２４を駆動するピストン１２３は、順次異なる列に配置することとで、各スライダ１２４各々に対して別個のピストン１２３を対応させている。従って、本実施の形態におけるピストン１２３の配置は、ピストン１２３の大きさ等に応じて適宜変更されることが望ましい。
【００５４】
クラウン加工用の研磨装置を以上に述べた構成とすることにより、局所的に大きく研磨されたセラミックバーに対して、セラミックバー上の各素子毎に応じたクラウン加工を施すことを可能とし、セラミックバー内についてクラウン加工後における各素子間の加工量のばらつきの低減を図ることが可能となる。また、従来技術に於いて、クラウン加工時において必要とされていたセラミックバーを保持するための治具を用いないことなく、クラウン加工等の研磨加工を行うことが可能となる。
【００５５】
なお、実際の研磨時においては、セラミックバー９２を略凹面状のすり鉢形状を有する研磨面２ａに押しつけることから、セラミックバー９２は研磨面２ａに沿うように研磨面２ａの球面中心に向かって若干傾けて保持することを要する。本実施の形態においては、調整ネジ１１２Ａ、１１２Ｂによってヘッドホルダーを回転させることにより、これに対応しているが、第１の実施の形態のように調整用のシリンダを設けても良い。すなわち、セラミックバー９２を研磨面２ａに略正対させるために、研磨ヘッド２０自体を垂直方向から予め傾けて保持可能とする種々の機構を設けることが好ましい。
【００５６】
また、セラミックバーを保持するゴムサック１２５についても、材質はゴムに限定させるものでなく、セラミックバーを自己粘着作用等により保持することが可能でありかつ弾性変形可能な材質であれば良い。また、ゴムサック１２５がセラッミクバー９２を確実かつ精確に保持できるように、セラミックバー９２の大きさとほぼ等しい収納溝（不図示）を設ける、あるいは、吸着度を増加させるために極細い溝を複数形成する等の加工を施しても良い。また、ゴムサック１２５は１２５ａ〜ｃの部分からなるとしているが、保持ユニット１０１Ａ、１０１Ｂおよび押し付け機構８０それぞれ応じて独立の部材とし、且つこれらユニット等が独立して駆動される構成としても良い。その際、部材１２５ａ〜ｃは全て同材質である必要はなく、例えば１２５ａおよびｂを樹脂等から構成してセラミックバー９２をより強固に保持することとし、１２５ｃのみを弾性部材からなるものとしても良い。当該構成の場合、例えば保持ユニット１０１ＡおよびＢが最初に一体で駆動されて、セラミックバー９２が樹脂からなる部材１２５ａおよびｂにより研磨面２ａに対して固定保持され、その後ゴムサック１２５ｃを介して押し付け機構８０がセラミックバー９２を押し付ける構成とすることが好ましい。なお、ここでは例として樹脂を掲げたが、セラミックバー上の素子の帯電防止が可能であると共に不必要な磁性を帯びない材質で有れば、非磁性金属等の種々の材料をこれに用いることが可能である。
【００５７】
また、本実施の形態においては、ピストン１２３はスライダ１２４を介してゴムサックを１２５に対して変形を与えることとしている。しかし、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ピストン１２３或いはこれに変えて用いるエアシリンダー等の直径が充分に小さいものである場合には、ピストン１２３により直接ゴムサック１２５に変形を与える構成としても良い。本実施の形態においては、セラミックバー９２は、ゴム等の絶縁体を介して装置に保持されるため、研磨時において素子等に静電気が蓄積されて素子の破壊を起こす可能性がある。このため、弾性体あるいは上述の樹脂等の中にカーボン粉末等を含めることとして、各々の素材に導電性を持たせることが好ましい。
【００５８】
さらに、本実施の形態においては、アクチュエータとして取り扱いの容易さからエアにより駆動されるピストンあるいはシリンダを用いているが駆動媒体はエアに限定されるものでなく、制御系も上述の電空レギュレータに限定されない。駆動媒体には液体材料を用いても良く、制御系も単なるエアレギュレータ等を用いても良い。さらには、シリンダに変えて圧電素子等からなるマイクロアクチュエータ等を用いても良い。また、本実施の形態において、研磨ヘッドはＸおよびＺ軸方向にのみ可動であるが、本発明は当該実施例に限定されず、例えば研磨面２ａと略平行な平面上で研磨ヘッドが駆動可能となるように、Ｙ軸方向にも可動な構成としても良い。また、このＸＹ平面上において回転可能な構成としても良い。
【００５９】
以上、第１および第２の実施の形態においては、研磨量の制御については特に述べていないが、本願出願人が特願平１１−３０２３０５に開示するように、各素子の例えばＭＲ値等を順次測定しながら研磨を行うクローズドループによる研磨量の制御を行っても良い。さらに、上記第１および第２の実施の形態においては、セラミックバーに対してクラウン加工を施す際の研磨装置について述べているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば、研磨面２ａを平坦な面とし、当該研磨装置をスロートハイトの調節等に用いても良い。
【００６０】
【発明の効果】
本発明にかかる研磨装置および研磨方法によれば、セラミックバー等の研磨対象物に対してクラウン加工を行う際に、電気ー磁気変換素子等を形成する際に生じた位置ずれに対して、これら位置ずれに応じた複雑な曲げ変形等をセラミックバー等に与えることを可能とし、これによりクラウン加工時において、電気ー磁気変換素子等の位置ずれをに対してもこれを加味してクラウン加工を施すことが可能となる。
【００６１】
また、本発明に係る研磨装置および方法によれば、高価な治具を用いる必要がなくなるため、クラウン加工のみならず、種々の研磨工程に本発明を用いることによって、研磨工程に要するコストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの研磨装置の全体正面図である。
【図２】  図１に示す装置の平面図である。
【図３】  図１に示す装置における研磨ヘッド等の側面図である。
【図４】  図３に示す研磨ヘッド等の平面図である。
【図５】  図３に示す研磨ヘッド等の側面図である。
【図６】  図３に示す研磨ヘッド等の正面図である。
【図７】  図３に示す研磨ヘッドにおける被研磨物の押しつけ機構の横方向矢視図である。
【図８】  図７に示す押しつけ機構の正面概略図である。
【図９】  図７に示す押しつけ機構について、櫛歯上治具を固定しての下方向矢視図である
【図１０】  本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドの研磨装置における研磨ヘッド等の側面図である。
【図１１】  図１０に示す研磨ヘッド等の平面図である。
【図１２】  図１０に示す研磨ヘッド等の側面図である。
【図１３】  被研磨物押しつけ機構８０の正面矢視図である。
【図１４】  図１３における線１４−１４における断面矢視図である。
【符号の説明】
１    基台
２    研磨用定盤
２ａ  研磨面
４    定盤駆動用モータ
６    ベルト
８    ガイドレール
１０    横方向スライダ
１２    研磨ヘッド取付け用フレーム
２０    研磨ヘッド
２１    ヘッド部
２２    Ｚ軸スライダ
２３    連結プレート
２４    研磨ヘッド用取付ブラケット
２５    連結プレート
２６    Ｚ軸モータ
２８    減速機
３０    ボールネジ
３４    ボールネジネット
３６    フォトセンサ
４０    電空レギュレータ固定部
４２    バルブブラケット
４３    サイドプレート
４４    傾動軸
４５    エア導入チューブ
４８    電空レギュレータ
５０    支点軸
５２    回転軸
５４    ボールネジ軸
５６    ボールナット
５８    アーム
６０    支点軸
６２    スライド軸受
６４    昇降部
６６    支点軸
７０Ａ、７０Ｂ    バランス用シリンダ
７１Ａ、７１Ｂ    バランス用電空レギュレータ
７２    ブラケット
７５Ａ、７５Ｂ    上部センサ
７６Ａ、７６Ｂ    下部センサ
７７Ａ、７７Ｂ    基準位置センサ
７８Ａ、７８Ｂ    コンロッド
７９Ａ、７９Ｂ    連結部材
８０    被研磨物押し付け機構
８２    押し付け機構保持プレート
８３    ホルダ固定ブラケット
８４    シリンダ固定ブラケット
８５    被研磨物ホルダブロック
８５ａ  ホルダブロック下方端面
８６    シリンダ
８６ａ  シリンダロッド
９０    櫛歯上治具
９０ａ  櫛歯先端
９０ｂ  櫛歯部分
９０ｃ  ロッド受け穴
９２    被研磨物（セラミックバー）
９４    被研磨物保持ラバー
１０１Ａ、１０１Ｂ    保持ユニット
１０２Ａ、１０２Ｂ    シリンダー
１０３Ａ、１０３Ｂ    スライダ
１０４Ａ、１０４Ｂ    センサ
１０５Ａ、１０５Ｂ    真空吸着ポート
１１０    ヘッドホルダ
１１２Ａ、１１２Ｂ    調整ネジ
１１４    直線ガイド付きシリンダ
１２１    マニホールドシリンダ
１２２    継ぎ手
１２３    ピストン
１２４    スライダ
１２５    ゴムサック
１２５ａ、１２５ｂ  吸着部
１２５ｃ  サック部分
１２６    ストッパ
１２７    ガイド
【図１】
0003914006.tif 000002
【図２】
0003914006.tif 000003
【図３】
0003914006.tif 000004
【図４】
0003914006.tif 000005
【図５】
0003914006.tif 000006
【図６】
0003914006.tif 000007
【図７】
0003914006.tif 000008
【図８】
0003914006.tif 000009
【図９】
0003914006.tif 000010
【図１０】
0003914006.tif 000011
【図１１】
0003914006.tif 000012
【図１２】
0003914006.tif 000013
【図１３】
0003914006.tif 000014
【図１４】
0003914006.tif 000015