(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に孔が開口されたディスクの内周縁と外周縁とを研磨して鏡面に面取りをするディスク鏡面面取り装置において、
前記ディスクを筒状の端面部で吸着して、該ディスクの外周縁と内周縁とが露出するように保持し、自転することで前記ディスクを自転させる吸着盤と、
前記ディスクの外周縁に摺接して、該外周縁を研磨する外周研磨部材と、
前記ディスクの中央の孔に挿入され、該ディスクの内周縁に外周で摺接して、該内周縁を前記外周縁の研磨と同時に研磨すべく自転する内周研磨部材と、
前記外周研磨部材に前記ディスクの外周縁を摺接させるべく、該外周研磨部材と前記吸着盤とを、所定の軌道に沿って相対的に接離動させる第１接離動機構と、
前記内周研磨部材の外周を前記ディスクの内周縁に摺接させるべく、該内周研磨部材と前記吸着盤とを、前記第１接離動機構にかかる接離軌道の延長線上の軌道に沿って相対的に接離動させる第２接離動機構とを具備し、
前記第１接離動機構及び前記第２接離動機構による接離動の軌道が同一の回動軸心を中心にする円弧であることを特徴とするディスク鏡面面取り装置。
【請求項２】
前記外周研磨部材が、前記ディスクの外周縁に内周で摺接して、該外周縁を研磨すべく自転することを特徴とする請求項１記載のディスク鏡面面取り装置。
【請求項３】
前記外周研磨部材が、基体に対して相対的に移動しない固定軸を中心に自転することを特徴とする請求項１又は２記載のディスク鏡面面取り装置。
【請求項４】
前記第１接離動機構が、一端側で前記吸着盤が自転するように装着され、該吸着盤が前記円弧の軌道上を移動可能に、他端側で前記回動軸心を中心に回動される第１アームと、該第１アームを回動駆動する駆動装置とを備え、前記第２接離動機構が、一端側で前記内周研磨部材が自転するように装着され、該内周研磨部材が前記円弧の軌道上を移動可能に、他端側で前記回動軸心を中心に回動される第２アームと、該第２アームを回動駆動する駆動装置とを備えることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のディスク鏡面面取り装置。
【請求項５】
前記第１接離動機構及び前記第２接離動機構を作動させる駆動装置はエアシリンダ装置であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のディスク鏡面面取り装置。
【請求項６】
前記外周研磨部材及び前記内周研磨部材は発泡ウレタンを主材として構成されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のディスク鏡面面取り装置。
【請求項７】
前記外周研磨部材の内周を構成する内周面は、軸心方向に幅のある帯状に形成されており、該内周面に軸心方向に所定の間隔をおいて多数のリング状の溝が形成されると共に、前記内周研磨部材の外周を構成する外周面は、軸心方向に幅のある帯状に形成されており、該外周面に軸心方向に所定の間隔をおいて多数のリング状の溝が形成されていることを特徴とする請求項６記載のディスク鏡面面取り装置。
【請求項８】
前記外周研磨部材と前記ディスクの外周縁とが摺接する外周縁研磨部へ研磨液を供給する外部研磨液供給路と、前記吸着盤の筒状内部に開口し、前記内周研磨部材の外周と前記ディスクの内周縁とが摺接する内周縁研磨部へ研磨液を供給する内部研磨液供給路とを具備することを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載のディスク鏡面面取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスク鏡面面取り装置に関し、さらに詳細には、中央に孔が開口されたディスクの内周縁と外周縁とを研磨して鏡面に面取りをするディスク鏡面面取り装置に関する。
従来、ガラス製ハードディスク基板、光ディスク、磁気ディスクと称される情報電子機器用のガラスディスクの内周及び外周のエッジ部分（内周縁及び外周縁）の面取りは、情報電子機器の性能上、高レベルに仕上げることを必須要件としなかった。
ところが、最近のパーソナルコンピュータ用のハードディスクの記憶容量の飛躍的な向上に伴って、ガラスディスクのエッジ部分から生じる発塵が問題とされ、極めて精密な加工が要求されるに及んで、ガラスディスクのエッジ部分を鏡面（高レベルの研磨面）に仕上げることが要請されるに至っている。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、例えば、１００枚前後のガラスディスクを重ねて保持し、ブラシに酸化セリウムから成る砥粒が分散された研磨液（スラリー）をかけながら、ブラシを回転運動或いは直線往復運動させ、ガラスディスクのエッジ部分の面取り（研磨）を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、多数が束ねられたガラスディスクについて、ブラシを使用して研磨しているので、加工速度が非常に遅い。また、ガラスディスクの内周縁と外周縁を片方づつ鏡面面取り加工するため、加工時間が長くかかっていた。
そして、研磨後の加工精度（表面粗さ）が低く、完全（所定レベル以上）に鏡面に加工できなかった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、ディスクの内周縁と外周縁とを、効率よく、好適な鏡面に仕上げることができるディスク鏡面面取り装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明は、中央に孔が開口されたディスクの内周縁と外周縁とを研磨して鏡面に面取りをするディスク鏡面面取り装置において、前記ディスクを筒状の端面部で吸着して、該ディスクの外周縁と内周縁とが露出するように保持し、自転することで前記ディスクを自転させる吸着盤と、前記ディスクの外周縁に摺接して、該外周縁を研磨する外周研磨部材と、前記ディスクの中央の孔に挿入され、該ディスクの内周縁に外周で摺接して、該内周縁を前記外周縁の研磨と同時に研磨すべく自転する内周研磨部材と、前記外周研磨部材に前記ディスクの外周縁を摺接させるべく、該外周研磨部材と前記吸着盤とを、所定の軌道に沿って相対的に接離動させる第１接離動機構と、前記内周研磨部材の外周を前記ディスクの内周縁に摺接させるべく、該内周研磨部材と前記吸着盤とを、前記第１接離動機構にかかる接離軌道の延長線上の軌道に沿って相対的に接離動させる第２接離動機構とを具備し、前記第１接離動機構及び前記第２接離動機構による接離動の軌道が同一の回動軸心を中心にする円弧であることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、外周研磨部材が、前記ディスクの外周縁に内周で摺接して、該外周縁を研磨すべく自転することで、外周研磨部材とディスクの外周縁との接触面積を増大させることができ、安定した状態で精度よく研磨できると共に、加工効率を向上できる。
【０００７】
また、前記外周研磨部材が、基体に対して相対的に移動しない固定軸を中心に自転することで、他の構成と比べて大型化する外周研磨部材について自転動以外の動作をさせないため、より安定的に加工ができる。
【０００９】
また、前記第１接離動機構が、一端側で前記吸着盤が自転するように装着され、該吸着盤が前記円弧の軌道上を移動可能に、他端側で前記回動軸心を中心に回動される第１アームと、該第１アームを回動駆動する駆動装置とを備え、前記第２接離動機構が、一端側で前記内周研磨部材が自転するように装着され、該内周研磨部材が前記円弧の軌道上を移動可能に、他端側で前記回動軸心を中心に回動される第２アームと、該第２アームを回動駆動する駆動装置とを備えることで、簡単な構成で、精度良く動作する機構を好適に構成できる。従って、加工精度（表面粗さ精度）を向上できると共に、装置の製造コストを低減できる。
【００１１】
また、前記第１接離動機構及び前記第２接離動機構を作動させる駆動装置はエアシリンダ装置であることで、ディスクの外周縁を外周研磨部材に、また、ディスクの内周縁を内周研磨部材に相対的に好適に制御された押圧力によって接触させ、好適に研磨加工による鏡面面取りを行うことができる。
【００１２】
また、前記外周研磨部材及び前記内周研磨部材は発泡ウレタンを主材として構成されていることで、容易に交換できる好適な研磨部材を安価に得ることができる。
【００１３】
また、前記外周研磨部材の内周を構成する内周面は、軸心方向に幅のある帯状に形成されており、該内周面に軸心方向に所定の間隔をおいて多数のリング状の溝が形成されると共に、前記内周研磨部材の外周を構成する外周面は、軸心方向に幅のある帯状に形成されており、該外周面に軸心方向に所定の間隔をおいて多数のリング状の溝が形成されていることで、斜面に面取りされたディスクの内周縁と外周縁のエッジ部を好適に研磨して鏡面面取りすることができる。
【００１４】
また、前記外周研磨部材と前記ディスクの外周縁とが摺接する外周縁研磨部へ研磨液を供給する外部研磨液供給路と、前記吸着盤の筒状内部に開口し、前記内周研磨部材の外周と前記ディスクの内周縁とが摺接する内周縁研磨部へ研磨液を供給する内部研磨液供給路とを具備することで、内周縁研磨部と外周縁研磨部の両方へ好適に研磨液を供給でき、ディスクの内周縁と外周縁とを同時に好適に研磨できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明にかかるディスク鏡面面取り装置の一実施例を概念的に説明する平面図である。
また、図２は本発明にかかるガラスディスク鏡面面取り装置の全体システムの一実施例を示す平面図である。
また、図３は図２の実施例のディスクの外周縁を研磨する研磨機構を主に説明する側面断面図である。図４は図３の研磨機構の接離動機構の駆動装置を説明する平面図である。図５はディスクを吸着保持する吸着盤の実施例を示す断面図である。
また、図６は図２の実施例のディスクの内周縁を研磨する研磨機構を主に説明する側面断面図である。図７は図６の研磨機構の接離動機構の駆動装置を説明する平面図である。
また、図８は図２の実施例のディスクの内周縁を研磨する研磨機構を反対位置に展開し、外周研磨部材と内周研磨部材の位置関係を説明するための展開図である。
【００１６】
１０はガラスディスク（以下、単に「ディスク」という）であり、図１に示すように、中央に孔１２が開口され、内周縁１４と外周縁１６とを有する。
本実施例のディスク１０は、パーソナルコンピュータの記憶装置であるハードディスクの基板として用いられる。例えば、外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ０．９ｍｍ、面取り角度９０度のガラス製のディスクが対象になる。
なお、図１では、ディスク１０の面を格子状の線で示したが、これはディスク１０の形状を明確にするためのもので、ディスク１０の表面にそのような模様があるわけではなく、平坦であるのは勿論である。また、図１では、鏡面研磨加工の直前直後において原点位置にあるディスク１０が、２点鎖線で示されている。
【００１７】
２０は外周研磨部材であり、ディスク１０の外周縁１６に内周２２で摺接して、その外周縁１６を研磨すべく自転する。本実施例の外周研磨部材２０は、図から明らかなように筒体に設けられ、円形の内周２２を有し、その筒体の軸心を中心に後述する外周縁研磨用の回転駆動手段２４によって自転される。
また、本実施例の外周研磨部材２０は、基体４０に対して相対的に移動しない固定軸４２を中心に自転する。これにより、他の構成と比べて大型化する外周研磨部材２０について自転動以外の動作をさせないことになり、より安定的に鏡面面取り加工ができる。
【００１８】
３０は内周研磨部材であり、ディスク１０の中央の孔１２に挿入され、そのディスクの内周縁１４に外周で摺接して、内周縁１４を前記外周縁１６の研磨と同時に研磨すべく自転する。なお、図１では、内周研磨部材３０が、鏡面研磨加工の位置にある状態、及びその鏡面研磨加工の直前直後において原点位置にある状態のどちらについても、黒丸で示されている。
本実施例の内周研磨部材３０は、図から明らかなように円柱体に設けられ、円形の外周を有し、その円柱の軸心を中心に後述する内周縁研磨用の回転駆動手段３４によって自転される。
【００１９】
そして、本実施例では、外周研磨部材２０の内周２２へディスク１０の外周縁１６を摺接させるべく、ディスクを、外周研磨部材２０に対して、後述する吸着盤５０と第１接離動機構６０を介して所定の軌道（本実施例では円弧Ｐ）に沿って移動させる。また、同時に、ディスク１０の内周縁１４へ内周研磨部材３０の外周３２を摺接させるべく、内周研磨部材３０を、ディスク１０に対して、第２接離動機構７０を介して所定の軌道（本実施例では円弧Ｐ）に沿って移動させる。この際に、ディスク１０と内周研磨部材３０とが移動する軌道は、同一の軸心（回動軸心６５）を中心にする同一半径Ｒの円弧Ｐの同一延長線上にある。ディスク１０と内周研磨部材３０の中心が円弧Ｐを通る。
【００２０】
これにより、ディスク１０の外周縁１６と内周縁１４とを、ディスク１０と内周研磨部材３０とを好適に移動させて、同時に好適に研磨できる。
すなわち、ディスク１０と内周研磨部材３０とが移動する軌道が同一軌道上であることで、ディスク１０の中央の孔１２の内で内周研磨部材３０スムースに移動でき、内周研磨部材３０の外周３２がディスク１０の内周に好適に接触できる。また、研磨のためディスクの外周縁１６と内周縁１４へかかる押圧力の作用と反作用の方向が同一軌道方向にある。このため、ディスクの外周縁１６と内周縁１４との研磨の際には、後述する第１接離動機構６０及び第２接離動機構７０において、常に一方向への力（作用と反作用）がかけられることになり、ビビリ動等の振れの発生を防止できる。従って、高レベルの鏡面研磨を、ディスクの外周縁１６と内周縁１４について、同時に好適に行うことができる。
【００２１】
なお、本実施例のように、外周研磨部材２０の内周２２へディスク１０の外周縁１６を押圧する方向と、ディスク１０の内周縁１４へ内周研磨部材３０の外周３２を押圧する方向とが一致しているため、前者の押圧力は、後述する吸着盤５０によってディスク１０を移動させる押圧力と、内周研磨部材３０を移動させる押圧力の総和とすることができる。
このことは、ディスクの外周縁１６と内周縁１４とを均等に研磨するため、外周研磨部材２０の内周２２とディスク１０の外周縁１６との接触面積の方が、ディスク１０の内周縁１４と内周研磨部材３０の外周３２との接触面積よりも大きくなり易いことから、前者の接触圧力が後者の接触圧力よりも大きくすべきことに一致する。従って、後述する第１接離動機構６０及び第２接離動機構７０を合理的に設定し易く、ひいては装置の簡略化や製造コストの低減を可能にできる。
【００２２】
次に、図２〜図８に基づいて、上記各構成にかかる具体的な駆動機構等を示すディスク鏡面面取り装置の一実施例について説明する。
５０は吸着盤であり、図２〜５及び８、特に図５に示すように、ディスク１０を筒状の端面部で後述する吸着手段によって吸着して、ディスク１０の外周縁１６と内周縁１４とが露出するように保持し、自転することでディスク１０を自転させる。
ディスク１０を自転させるように、吸着盤５０を自転させる吸着盤の回転駆動手段５２（図８参照）は、本実施例では、第１アーム６４上に装着された電動モータ５３と、歯車による減速装置（図示せず）を有する。また、図３、５及び８に示すように、回転軸部材５４が、第１アーム６４に下方へ向けて固定された筒状の軸受部５５に回転自在に支持され、その回転軸部材５４が、電動モータ５３の駆動力によって減速装置を介して回転される。これによって、回転軸部材５４の下端に固定された吸着盤５０が回転（自転）するのである。
【００２３】
６０は第１接離動機構であり、図２〜４に示すように、外周研磨部材２０の内周２２にディスク１０の外周縁１６を摺接させるべく、外周研磨部材２０と吸着盤５０とを、所定の軌道に沿って相対的に接離動させる。
本実施例の第１接離動機構６０は、図４に示すように、第１基部６２に回動可能に軸着された第１アーム６４、及び第１シリンダ装置６６を備える。
第１アーム６４は、一端側に吸着盤５０が自転できるように装着され、その吸着盤５０が円弧Ｐの軌道上を移動可能に、他端側で回動軸心６５を中心に回動できるよう、第１基部６２に軸着されている。
【００２４】
また、第１シリンダ装置６６は、シリンダ端６６ａが第１基部６２に回動可能に軸着されると共に、ロッド端６６ｂが第１回動軸部材６７に固定された第１レバー部６８の先端部に回動可能に軸着され、第１アーム６４を回動駆動する駆動装置として作動する。
従って、第１シリンダ装置６６を駆動することで、吸着盤５０に保持される２点鎖線で示したディスク１０を、円弧Ｐに沿って回動移動させ、１点鎖線で示した外周研磨部材２０の内周２２に対して接離動させることができる。なお、本実施例では、第１シリンダ装置６６を収縮させることで、ディスク１０の外周縁１６を外周研磨部材２０の内周２２へ接触させることができる。
【００２５】
７０は第２接離動機構であり、図６、７に示すように、内周研磨部材３０の外周３２をディスク１０の内周縁１４に摺接させるべく、内周研磨部材３０と吸着盤５０とを、第１接離動機構６０にかかる接離軌道（円弧Ｐ）の延長線上の軌道に沿って相対的に接離動させる。
本実施例の第２接離動機構７０は、図７に示すように、第２基部７２に回動可能に軸着された第２アーム７４、及び第２シリンダ装置７６を備える。
第２アーム７４は、一端側に内周研磨部材３０が自転できるように装着され、その内周研磨部材３０が円弧Ｐの軌道上を移動可能に、他端側で回動軸心６５を中心に回動できるよう、第２基部７２に軸着されている。
【００２６】
また、７６は第２シリンダ装置であり、シリンダ端７６ａが第２基部７２に回動可能に軸着されると共に、ロッド端７６ｂが第２回動軸部材７７に固定された第２レバー部７８の先端部に回動可能に軸着され、第２アーム７４を回動駆動する駆動装置として作動する。
従って、第２シリンダ装置７６を駆動することで、内周研磨部材３０を、円弧Ｐに沿って回動移動させ、吸着盤５０に保持されたディスク１０の内周縁１４に対して接離動させることができる。なお、本実施例では、第２シリンダ装置７６を伸長させることで、内周研磨部材３０の外周３２をディスク１０の内周縁１４へ接触させることができる。
【００２７】
このように、第１接離動機構６０及び第２接離動機構７０による接離動の軌道が同一の回動軸心６５を中心にする円弧Ｐであることで、外周研磨部材２０に対するディスク１０の接離動の軌道と、ディスク１０に対する内周研磨部材３０の接離動の軌道を、同一の軌道の延長線上に容易に一致させることができる。
そして、このように両者の接離動の軌道を一致させることで、前述したように、高レベルの鏡面研磨を、ディスクの外周縁１６と内周縁１４について、同時に好適に行うことができ、加工効率を向上できる。
また、本実施例による第１接離動機構６０及び第２接離動機構７０によれば、簡単な構成で、精度良く動作する機構を好適に構成できる。ディスク１０の外周縁１６と内周縁１４の加工に用いる各アームは、１つの回転支点を中心に回動する簡単な構成でよく、その回転支点（回転軸心）を同一（同軸）にすることにより、一点制御でよく、荷重変化を極力小さくできる。従って、加工精度（表面粗さ精度）を向上できると共に、装置の製造コストを低減できる。
さらに、第１接離動機構６０及び第２接離動機構７０を作動させる駆動装置がエアシリンダ装置であるため、ディスク１０の外周縁１６を外周研磨部材２０の内周２２へ、また、内周研磨部材３０の外周３２をディスク１０の内周縁１４へ容易に押圧力を制御調整して接触させ、好適に研磨加工（面取り加工）を行うことができる。
【００２８】
また、本実施例の外周研磨部材２０を自転させる外周研磨用の回転駆動手段２４は、図８に示すように、基体４０に固定された電動モータ２５と、外周研磨部材２０が固定されると共に基体４０に設けられた軸受部４４に回転可能に支持された回転部材２６と、電動モータ２５の出力軸に固定された出力プーリ２７と、外周研磨部材２０と同軸に回転部材２６に固定された従動プーリ２８と、出力プーリ２７と従動プーリ２８とに掛け回されたベルト２９とから構成されている。
このように、本実施例の外周研磨部材２０は、基体４０に設けられた固定軸４２を中心に自転するため、前述したように、より安定的に鏡面面取り加工ができる。
【００２９】
また、本実施例の内周研磨部材３０を自転させる内周研磨用の回転駆動手段３４は、図６及び８に示すように、第２アーム７４上に固定された電動モータ３５と、内周研磨部材３０が固定されると共に第２アーム７４上に設けられた軸受部７５に回転可能に支持された回転部材３６と、電動モータ３５の出力軸に固定された出力プーリ３７と、内周研磨部材３０と同軸に回転部材３６に固定された従動プーリ３８と、出力プーリ３７と従動プーリ３８とに掛け回されたベルト３９とから構成されている。
このように、本実施例の内周研磨部材３０は、第２アーム７４上に設けられた内周研磨用の回転駆動手段３４によって自転するため、直接的に駆動力を伝達でき、より安定的に鏡面面取り加工ができる。
【００３０】
ところで、本実施例では、重力による影響を受けないで、ディスク１０の内外の全周にわたって均一に鏡面面取りができるように、ディスク１０を水平にして研磨加工がなされるように構成されている。従って、以上に説明した各軸心は、上下方向に平行に設けられている。
また、各部材の回転方向は、例えば、吸着盤５０を介して回転するディスク１０の自転方向に対して、外周研磨部材２０及び内周研磨部材３０の自転方向が反対方向となるようにすると良い。なお、各部材の回転方向は、これに限定されるものではなく、研磨速度等の加工仕様（条件）によっては、適宜選択的に設定すればよいのは勿論である。
【００３１】
以上の実施例にかかる説明では、ディスク１０に対する外周研磨部材２０及び内周研磨部材３０の主に水平方向に関する相対的な動作について説明したことになるが、以下では、ディスク１０の外周縁１６を外周研磨部材２０の内周２２に摺接させるための上下位置の調整、ディスク１０の内周縁に内周研磨部材３０の外周を摺接させるための上下位置の調整、及びディスク１０の給排等にかかる機構について詳細に説明する。
【００３２】
先ず、図２〜５及び８に基づいて、ディスク１０の外周縁１６を外周研磨部材２０の内周２２に摺接させるための上下位置の調整にかかる吸着盤の上下動機構５６の一実施例について、以下に説明する。
図３に示すように、５７ａは直動ガイドレールであり、後述する吸着盤の水平動機構８０によって水平方向へ移動可能な水平動基部８２に上下方向に固定されている。この直動ガイドレール５７ａには、前記第１基部６２に固定されたスライダー５７ｂが嵌まっている。これにより、第１基部６２を上下方向へ移動可能に案内する案内機構５７が構成されている。
また、図８に示すように、５８ａはボールネジであり、上下方向に配され、５８ｂはサーボモータであって、これらの構成によって第１基部６２を上下動させる駆動装置５８になっている。なお、図３では駆動装置５８を省略した構成を示してあり、図８では案内機構５７を省略した構成を示してある。
【００３３】
このような案内機構５７及び駆動装置５８から成る吸着盤の上下動機構５６によって、吸着盤５０が第１アーム６４及び回転軸部材５４を介して上下動できる。サーボモータ５８ｂによって、上下動が制御されるため、極めて精度の高い運動を得ることができる。
これにより、吸着盤５０の下端で保持されたワークであるディスク１０を、外周研磨部材２０の内部へ好適に進入させ、その外周研磨部材２０の内周の所望の高さ位置へ移動させることができる。従って、ディスク１０の外周縁１６が摺接する外周研磨部材２０の内周２２の位置を、上下方向に順次送って定期的に変えることができ、外周研磨部材２０の内周の全面を好適に利用することができる。これによれば、外周研磨部材２０の交換頻度を低減することが可能となり、加工効率を向上できる共に、加工コストを低減できる。
【００３４】
次に、図６、７及び８に基づいて、ディスク１０の内周縁１４に内周研磨部材３０の外周３２を摺接させるための上下位置の調整にかかる内周研磨部材の上下動機構４６の一実施例について、以下に説明する。
図６に示すように、４７ａは直動ガイドレールであり、基体４０に上下方向に固定されている。この直動ガイドレール４７ａには、前記第２基部７２に固定されたスライダー４７ｂが嵌まっている。これにより、第２基部７２を上下方向へ移動可能に案内する案内機構４７が構成されている。
また、図８に示すように、４８ａはボールネジであり、上下方向に配され、４８ｂはサーボモータであって、これらの構成によって第２基部７２を上下動させる駆動装置４８になっている。なお、図６では駆動装置４８を省略した構成を示してあり、図８では案内機構４７を省略した構成を示してある。
【００３５】
このような案内機構４７及び駆動装置４８から成る内周研磨部材の上下動機構４６によって、内周研磨部材３０が第２アーム７４及び回転部材３６を介して上下動できる。サーボモータ４８ｂによって、上下動が制御されるため、極めて精度の高い運動を得ることができる。
これにより、回転部材３６の上端に固定された内周研磨部材３０を、ディスク１０の孔１２中へ好適に進入させ、その内周研磨部材３０の外周の所望の高さ位置をディスク１０の内周縁１４に合わせるよう、移動させることができる。従って、ディスク１０の内周縁１４に摺接する内周研磨部材３０の外周３２の位置を、上下方向に順次送って定期的に変えることができ、内周研磨部材３０の外周の全面を好適に利用することができる。これによれば、内周研磨部材３０の交換頻度を低減することが可能となり、加工効率を向上できる共に、加工コストを低減できる。
【００３６】
次に、本発明にかかる研磨部材について詳細に説明する。
本実施例の外周研磨部材２０及び内周研磨部材３０は発泡ウレタンを主材として構成されている。このため、容易に交換できる好適な研磨部材を安価に得ることができる。また、発泡ウレタンはポーラス構造になっており、そのポーラス内に研磨液が留まって、ディスク１０と外周研磨部材２０との間に適量の研磨液が供給されることで研磨加工が好適に促進され、精度の高い鏡面研磨による面取りが可能になる。
【００３７】
また、本実施例の外周研磨部材２０の内周２２を構成する内周面は、軸心方向に幅のある帯状に形成されており、その内周面に軸心方向に所定の間隔をおいて多数のリング状の溝が形成されている。そして、実施例の内周研磨部材３０の外周３２を構成する外周面も、軸心方向に幅のある帯状に形成されており、その外周面に軸心方向に所定の間隔をおいて多数のリング状の溝が形成されている。
これにより、斜面（例えば上下両面にかかるテーパ角度として９０度）に面取りされたディスク１０の内周縁１４と外周縁１６のエッジ部を全体的に好適に鏡面研磨することができる。すなわち、リング状の溝によって、ディスク１０の内周縁１４或いは外周縁の上下両側の面取り部が、内周研磨部材３０或いは外周研磨部材２０に同時に確実に接触可能となり、その各上下両側の面取り部を効率良く鏡面研磨できる。なお、内外の各周研磨部材が、柔軟性があって、ディスク１０の内外の各周縁の上下両側の面取り部に好適に接触できる場合は、リング状の溝が形成されていなくともよい。
【００３８】
また、バフと称されて外周研磨部材２０及び内周研磨部材３０として好適に利用できる部材の材質及び形状等は、選択的に設定すればよいのは勿論である。
例えば、本実施例の外周研磨部材２０は、詳細には、筒状の全体が発泡ウレタンを主材とするバフ部材である。また、この外周研磨部材２０を構成するバフ部材としては、シリカ等の砥粒が混合された硬質発砲ウレタンによって成形されたものを利用できる。
また、バフ部材が硬質発砲ウレタン等の樹脂により成形されている場合、新鮮な研磨面を得るため、或いは新鮮な研磨面を有するリング状の溝を得るために、必要に応じて容易に切削して再生することができ、バフ部材の再使用が可能である。
【００３９】
また、各研磨部材は、以上のような形態に限定されず、例えば、クロス状のもので、母材の壁面（内周面或いは外周面）に接着等によって取り付けられたものでもよい。そのクロス状の研磨部材が、十分に弾力性のある不織布等によって設けられていれば、ディスク１０の被研磨部である内周縁１４或いは外周縁１６が押圧されて摺接される際、その被研磨部の形状に沿って変形できる。これによれば  、前述したリング状の溝の効果と同様に、各上下両側の面取り部を好適に鏡面研磨できる。
【００４０】
次に、本実施例の吸着盤５０のディスク１０を吸着する作用を好適に発生させる構造について、図５に基づいて詳細に説明する。
５１は吸着ヘッド本体であり、吸着盤５０の本体部を構成し、下方が開口された筒状に形成されている。吸着ヘッド本体５１の内部５１ａは、内周研磨部材３０が進入可能に形成されている（図８参照）。
５９は空気の吸引口であり、吸着ヘッド本体５１の下端に開口し、吸着ヘッド本体５１内に穿設された形成された通路を介して真空（減圧）発生装置５９ａに連通されている。
【００４１】
１７は外周Ｖ−リングであり、吸着ヘッド本体５１の下端外周側にリング状に形成された外周溝５１ｃに、リップ部１７ａが吸着ヘッド本体５１の下端から先端側が外周側へ向けて露出する状態に装着されている。
また、１８は内周Ｖ−リングであり、吸着ヘッド本体５１の下端内周側にリング状に形成された内周溝５１ｄに、リップ部１８ａが吸着ヘッド本体５１の下端から先端側が内周側へ向けて露出する状態に装着されている。
なお、空気の吸引口５９は、この外周Ｖ−リング１７と内周Ｖ−リング１８とに囲まれるドーナツ状の閉じた平面１９内の部位で開口している。
また、１９ａはクロスであり、ディスク１０の表面を保護すべく、外周Ｖ−リング１７と内周Ｖ−リング１８が配設された部分を除く吸着ヘッド本体５１の下端に貼着されている。このクロス１９ａは、ディスク１０の表面を保護すべく、柔軟性のある材質によって設けられている。
【００４２】
従って、本実施例の吸着盤５０によれば、外周Ｖ−リング１７と内周Ｖ−リング１８をディスク１０の表面（上面）に密着させて、前記ドーナツ状の閉じた平面１９を減圧することでディスク１０を好適に吸引吸着できる。
外周Ｖ−リング１７及び内周Ｖ−リング１８は、合成ゴム等の弾性材料によって、リップ部１７ａ、１８ａを有し断面形状がほぼＶ字状に成形された気密部材であり、そのリップ部１７ａ、１８ａによって、ディスク１０の表面に傷をつけないように好適に接触でき、強力に吸着をすることができる。
また、図５に示すように、吸着ヘッド本体５１の外径は、ディスク１０の外周部（外周縁）を好適に露出できる範囲内で極力大きく設定されている。また、吸着ヘッド本体５１の内径は、ディスク１０の内周部（内周縁）を好適に露出できる範囲内で極力小さく設定されている。これにより、ディスク１０をより大きな吸着面積で確実且つ安定した状態に保持できる。
なお、本発明にかかる吸着盤５０は、本実施例のようなＶ−リング等を用いた構造に限定されるものではなく、他の形態のシール部材等を利用した構造としてもよいのは勿論である。
【００４３】
次に、本実施例の研磨液を供給する手段について、図１及び図５に基づいて説明する。
２３は外部研磨液供給路であり、外周研磨部材２０の内周２２とディスク１０の外周縁１６とが摺接する外周縁研磨部へ、研磨液の供給装置４３によって研磨液を供給する。
また、３３は内部研磨液供給路であり、吸着盤５０の筒状内部に開口し、内周研磨部材３０の外周３２とディスク１０の内周縁１４とが摺接する内周縁研磨部へ、研磨液の供給装置４３によって研磨液を供給する。
これにより、内周縁研磨部と外周縁研磨部の両方へ好適に研磨液を供給でき、ディスクの内周縁と外周縁とを同時に好適に研磨できる。
【００４４】
次に、図２、３、６に基づいて、ディスク１０の吸着盤５０への給排を行うなうディスク給排機構９０について、以下に説明する。
本実施例では、吸着盤５０へ供給するディスク１０が収納されるローディング用カセット９１ａ、及び吸着盤５０からのディスク１０を収納するアンローディング用カセット９１ｂが、水槽９１（純水）の中に没している。
９２は内径チャック装置であり、一対のチャック爪９２ａを備え、ディスク１０の中央の孔１２の中に入って一対のチャック爪９２ａが離反する方向へ開き、ディスク１０を保持（チャック）できるように設けられている。この内径チャック装置９２が、次に説明する運動機構９３によってカセット９１ａ（９１ｂ）内に進入し、ディスク１０をチャックして取り出し、そのディスク１０を吸着盤５０の位置まで搬送し、また、吸着盤５０からディスクを受けて、アンローディング用カセット９１ｂへ搬送する。すなわち、内径チャック装置９２と、運動機構９３によってディスク１０搬送して吸着盤５０に対して給排するディスク給排機構９０が構成されている。
なお、ディスク給排機構９０は、上記の実施例に限定されるものではなく、真空吸着作用によってディスク１０を保持する吸着方式、或いはディスク１０の外周に複数の爪を掛けて把持する外径チャック方式などを採用してもよいのは勿論である。
【００４５】
内径チャック装置９２に所定の運動をさせる運動機構９３は、基体４０に設けられた左右方向駆動機構９４と、その左右方向駆動機構９４によって左右方向に移動する左右移動部材９４ａと、その左右移動部材９４ａに設けられた昇降駆動機構９５と、その昇降駆動機構９５によって上下方向に移動する昇降部材９５ａと、その昇降部材９５ａに設けられた前後方向駆動機構９６と、その前後方向駆動機構９６によって前後方向に移動する前後移動部材９６ａと、その前後移動部材９６ａに設けられた水平旋回機構９７と、その水平旋回機構９７によって上下方向に平行な旋回軸を中心に水平旋回する水平旋回部材９７ａと、その水平旋回部材９７ａに設けられた垂直旋回機構９８と、その垂直旋回機構９８によって水平方向に平行な水平軸を中心に旋回運動する垂直旋回部材９９とを備える。
そして、内径チャック装置９２は、図３及び図６に明らかなように、垂直旋回部材９９の水平方向に延びた水平アーム部９９ａの先端に、その水平アーム部９９ａの長手方向に直交する方向に配され、固定されている。
【００４６】
以上の運動機構９３によれば、各駆動機構を適宜に制御することで、内径チャック装置９２を、その内径チャック装置９２によってディスク１０を吸着盤５０に対して好適に給排できるよう、好適に作動（運動）させることができる。なお、本発明にかかる運動機構９３は、これに限らず、例えば、設置スペースが十分に許容されるのであれば、多関節ロボットを用いることも可能である。
【００４７】
次に、吸着盤５０を水平方向へ移動させる吸着盤の水平動機構８０の一実施例を、図２及び図３に基づいて説明する。
図２及び図３に示すように、８１ａは直動ガイドレールであり、基体４０に水平方向に固定されている。この直動ガイドレール８１ａには、水平動基部８２に固定されたスライダー８２ａが嵌まっている。これにより、水平動基部８２を水平方向へ移動可能に案内する案内機構８１が構成されている。
また、図３に示すように、８３はシリンダ装置であり、水平方向に配され、水平動基部８２を水平動させる駆動装置になっている。
このような案内機構８１及びシリンダ装置８３から成る吸着盤の水平動機構８０によって、吸着盤５０を、第１基部６２、第１アーム６４及び回動軸部材５４を介し、ディスク１０の研磨加工ステージ８５と洗浄ステージ８８との間で、往復運動させることができる。
なお、このシリンダ装置８３は、伸長した場合に吸着盤５０が研磨加工ステージに位置し、収縮した場合に吸着盤５０が洗浄ステージに位置するように配設されている。
【００４８】
次に、洗浄ステージ８８について説明する。
本実施例の洗浄ステージでは、研磨加工の終了して吸着盤５０に保持されたディスク１０を高圧ジェット水流によって洗浄すると共に、続いて、ディスク１０が吸着盤５０からディスク給排機構９０に受け渡された後に、その吸着盤５０の吸着面を高圧ジェット水流によって洗浄する。この洗浄ステージ８８は、例えば、複数の高圧ジェット水流を噴射するノズルと、噴射された水を回収する箱状の受け部とから構成される。
なお、高圧ジェット水流の圧力は、例えば、３０〜４０ｋｇ／ｃｍ2 程度であればよい。但し、その圧力は、洗浄度の要求条件等によって適宜選択的に設定すればよいのは勿論である。
【００４９】
次に、本発明にかかるディスク鏡面面取り装置システムについて説明する。
図２は、本発明にかかるディスク鏡面面取り装置システムの一実施例を示す平面図である。このディスク鏡面面取り装置システムは、２つの研磨加工ステージ８５と、１つの洗浄ステージ８８及び１つのディスク給排機構９０によって構成されている。
すなわち、吸着盤５０が２つ配され、２つのディスク１０に関する鏡面面取り加工を平行して進行可能なシステムになっている。
【００５０】
このディスクの鏡面面取り装置システムは、次のように作動する。
先ず、図２に示すように、２つの吸着盤５０が各吸着盤の水平動機構８０によってそれぞれの研磨加工ステージ８５に位置し、ディスク給排機構９０によって、ディスク１０が一方の吸着盤５０へ搬送される。ディスク１０は、吸着盤５０によって吸着保持される。ディスク給排機構９０（内径チャック装置９２）が研磨加工ステージ８５の外に移動した後、吸着盤５０が下降されてディスク１０が外周研磨部材２０の内部に進入し、内周研磨部材３０がディスク１０の中央の孔１２に挿通される。この時点では、ディスク１０及び内周研磨部材３０が、外周研磨部材２０軸心と同軸の原点位置にある。また、外周研磨部材２０、ディスク１０、内周研磨部材３０は、それぞれに対応する駆動装置によって自転される。
【００５１】
次に、吸着盤５０が、ディスク１０を吸着保持した状態で、第１接離動機構６０によって所定の軌道（本実施例では円弧Ｐ）に沿って押動される。
また、同時に内周研磨部材３０が、第２接離動機構７０によって吸着盤５０の移動軌道の延長線上の軌道に倣って押動される。
これにより、本実施例では、外周研磨部材２０の内周２２にディスク１０の外周縁１６が摺接して研磨され、同時に、ディスク１０の内周縁１４が内周研磨部材３０の外周によって摺接されて研磨される。
このように一方の吸着盤５０の側でディスク１０の研磨加工がなされている間に、ディスク給排機構９０は、他方の吸着盤５０へディスクを供給する。
【００５２】
以上の工程で研磨が終了すると、第１接離動機構６０及び第２接離動機構７０による押動が解除され、ディスク１０及び内周研磨部材３０が外周研磨部材２０内の原点位置に戻る。続いて、吸着盤５０が上昇することで、ディスク１０が外周研磨部材２０内から上方へ持ち上げられる。そして、吸着盤の水平動機構８０によって、ディスク１０が保持された吸着盤５０を、２つの研磨加工ステージ８５の中央に設けられた洗浄ステージ８８まで水平方向へ移動させる。
【００５３】
洗浄ステージ８８では、先ず、吸着盤５０が下降されてディスク１０が高圧ジェット水流によって洗浄される。そして、吸着盤５０が上昇されて、所定の位置で停止する。すると、ディスク給排機構９０の内径チャック装置９２が移動してディスク１０を受け取り、そのディスク１０を洗浄ステージ８８からアンローディング用カセット９１ｂへ搬送して収納する。一方、ディスク１０を内径チャック装置９２に渡した吸着盤５０は再度下降して、その吸着面が洗浄ステージで洗浄される。
【００５４】
次に、吸着面の洗浄を終えた吸着盤５０は、上昇し、吸着盤の水平動機構８０によって、一方の研磨加工ステージ８５に戻され、一方の吸着盤５０にかかる鏡面面取り加工の１サイクルが終了する。
他方、他方の吸着盤５０にかかる鏡面面取り加工工程は、前記一方の加工工程に対して遅れた状態で進行される。
以上の加工サイクルを順次行うことで、２つの研磨加工ステージで、ディスク１０の研磨加工、及びディスク１０の給排工程が交互になされ、洗浄ステージ８８には２つの吸着盤５０によってディスク１０が交互に供給されて、その洗浄工程が順次なされる。
【００５５】
このように、２つの研磨加工ステージ８５を備えることで、一方の研磨加工ステージ８５でディスク１０が加工されている際に、他方の研磨加工ステージ８５ではディスク１０の給排を行うことができる。従って、２つの研磨加工ステージ８５について交互に給排工程を行えばよく、１つのディスク給排機構９０を効率良く利用できる。このため、装置を複雑化することなく、加工効率が向上する。
また、洗浄ステージ８８についても、１つの洗浄装置を好適に共用できるため、装置が複雑化しない。なお、洗浄手段といて高圧流体による噴射（本実施例では高圧ジェット水流）を用いるため、所要時間が短く、好適なタクトタイムを得ることができる。
また、２つの研磨加工ステージ８５を備えることで、一方を稼働しながら、他方について研磨部材（バフ）の交換等の保守を行うことができる。また、異形のディスクについて、１つの装置システムでの加工が可能になるという利点がある。
【００５６】
次に他の実施例について図９及び図１０に基づいて説明する。
図９に示す実施例では、第１接離動機構（図示せず）及び第２接離動機構（図示せず）の接離動による軌道が直線に設定されている。本実施例では、ディスク１０及び内周研磨部材３０を、２点鎖線で示した原点位置から実線で示した位置へ移動させるよう、第１接離動機構及び第２接離動機構の接離動の方向が同一方向になっている。これによれば、ディスク１０の外周縁１６を外周研磨部材２０の内周２２に、また、ディスク１０の内周縁１４を内周研磨部材３０の外周３２に、常に同一角度方向から相対的に確実に接離動させることができ、安定した研磨加工（鏡面面取り加工）を行うことができる。
また、このように接離動軌道が直線の場合は、第１接離動機構による接離方向と第２接離動機構による接離方向とが正反対（１８０度反対）な場合にも、ディスク１０と内周研磨部材３０を好適に移動させることができ、横振れを起こす作用力及び反作用力が作用しにくく、ディスク１０の内周縁１４外周縁１６とを同時に好適に研磨できる。
【００５７】
また、図１０では、自転する外周研磨部材２１の外周２１ａが、ディスク１０の外周縁１６に摺接し、その外周縁１６が鏡面面取り加工される実施例が示されている。
このように、外周研磨部材２１が形成された場合は、前述した内周２２で研磨する場合よりも接触面積を稼げないが、交換し易く簡単な構成とすることが可能となる。なお、接触面積を稼ぐためには、複数の外周研磨部材２１を用いることも可能である。
さらに、外周研磨部材としては、以上の実施例に限らず、常に均等な押圧力でディスク１０の外周縁１６に好適に摺接できるものであれば、例えば、帯状の部材とすること可能である。
【００５８】
なお、以上の実施例で説明した同一方向とは、厳密に同一の方向であることを要せず、実質的に好適に押圧力を作用させるように、ディスク１０の孔１２の中で内周研磨部材３０が好適に移動できる程度に方向性が一致していればよいのは勿論である。
以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、中央に孔が開口されたディスクの内周縁と外周縁とを研磨して鏡面に面取りをするディスク鏡面面取り装置において、外周研磨部材にディスクの外周縁を摺接させるべく、外周研磨部材とディスクを吸着保持する吸着盤とを、第１接離動機構によって所定の軌道に沿って相対的に接離動させ、内周研磨部材の外周をディスクの内周縁に摺接させるべく、内周研磨部材と吸着盤とを、第２接離動機構によって前記第１接離動機構にかかる接離軌道の延長線上の軌道に沿って相対的に接離動させることができる。
これにより、外周研磨部材とディスクとの相対的な接離動、及び内周研磨部材とディスクとの相対的な接離動とがスムースになされ、ディスクの外周縁と内周縁の両方の研磨加工を同時に好適に行うことができる。
このため、本発明によれば、各ディスク毎に加工する枚葉研磨にもかかわらず、タクトタイムを短くして加工効率を向上でき、好適な鏡面に仕上げることができるという著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるディスク鏡面面取り装置の一実施例を概念的に説明する平面図である。
【図２】本発明にかかるディスク鏡面面取り装置の全体システムの一実施例を示す平面図である。
【図３】図２の実施例のディスクの外周縁を研磨する研磨機構を主に説明する側面断面図である。
【図４】図３の研磨機構の接離動機構の駆動装置を説明する平面図である。
【図５】本発明にかかるディスクを保持する吸着盤の一実施例を示す断面図である。
【図６】図２の実施例のディスクの内周縁を研磨する研磨機構を主に説明する側面断面図である。
【図７】図６の研磨機構の接離動機構の駆動装置を説明する平面図である。
【図８】図２の実施例のディスクの内周縁を研磨する研磨機構を反対位置に展開し、外周研磨部材と内周研磨部材の位置関係を説明するための展開図である。
【図９】本発明にかかるディスク鏡面面取り装置の他の実施例を概念的に説明する平面図である。
【図１０】本発明にかかるディスク鏡面面取り装置の他の実施例を概念的に説明する平面図である。
【符号の説明】
１０  ディスク
１２  孔
１４  内周縁
１６  外周縁
２０  外周研磨部材
２２  内周
２３  外部研磨液供給路
３０  内周研磨部材
３２  外周
３３  内部研磨液供給路
４０  基体
４２  固定軸
５０  吸着盤
６０  第１接離動機構
６４  第１アーム
６５  回動軸心
６６  第１シリンダ装置
７０  第２接離動機構
７４  第２アーム
７６  第２シリンダ装置
８０  吸着盤の水平機構
８２  水平動基部
８５  研磨加工ステージ
８８  洗浄ステージ
９０  ディスク給排機構
９２  内径チャック装置
９３  運動機構
９４  左右方向駆動機構
【図１】
0004065078.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004065078.tif 000008
【図８】
0004065078.tif 000009
【図９】
0004065078.tif 000010
【図１０】
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