(57)【要約】【課題】研磨パッドの目詰まりを防止でき、且つ、研磨能率の向上が図ることが可能な連続研磨装置を提供する。【解決手段】  走行している基板を、回転軸を中心に回転する研磨ヘッドを用いて連続研磨する研磨装置において、  前記研磨ヘッドの回転軸に沿った中心部に研磨液を供給するための供給孔が設けられ、該研磨ヘッド底部全面には、貫通孔を有せず、研磨液が浸透する研磨パッドが密着され、該パッド辺縁部は研磨ヘッド周辺部に固着されていることを特徴とする連続研磨装置。  また前記連続研磨装置を用いた連続研磨方法。【選択図】図１
2009184093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行している基板を、回転軸を中心に回転する研磨ヘッドを用いて連続研磨する研磨装置において、
前記研磨ヘッドの回転軸に沿った中心部に研磨液を供給するための供給孔が設けられ、該研磨ヘッド底部全面には、貫通孔を有せず、研磨液が浸透する研磨パッドが密着され、該パッド辺縁部は研磨ヘッド周辺部に固着されていることを特徴とする連続研磨装置。
【請求項２】
研磨パッドが不織布からなる請求項１に記載の連続研磨装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の連続研磨装置を用いて、研磨液を研磨パッド全体に浸透させ、該研磨液を研磨パッドから走行している基板に供給しながら該基板を研磨する連続研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼等のコイル材やエンドレスベルトのような帯板或いは定尺板、配列により形成された小型の切板などの走行基板を連続的に鏡面研磨するための連続研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような走行基板を研磨する場合には、研磨ヘッドの横手から研磨液を研磨パッドへ供給しながら研磨していた。しかし、研磨パッドの内部まで研磨液を均一に引き込むことができず、次第に研磨により発生する研磨カスが研磨パッドに付着し目詰まりを起こすため、研磨パッドの洗浄を頻繁に行わなければならず、走行基板を連続的に鏡面研磨することができないと言う問題があった。
【０００３】
これに対して、例えば、特許文献１に開示されるように、図２に示す研磨ヘッド１の中心部に設けた供給孔３から、ドーナツ状の研磨パッド２と走行基板５との間に研磨液４を侵入させることにより、連続的に鏡面研磨を可能とする連続研磨装置が提案されている。
【特許文献１】特開平２−６５９６３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、上述のような連続研磨装置では、通常研磨ヘッド１と研磨パッド２とは図２のように粘着剤や接着剤等６で固着されており、次のような問題点がある。
【０００５】
研磨パッド２がドーナツ状であると、外周が同径で貫通孔のない円盤状の研磨パッド２に比べ、走行基板５との接触面積が小さいため、研磨能率が低下し効率的な研磨ができない。逆に、研磨能率の向上を図るため、ドーナツ状の内径を絞った研磨パッド２を使用し、走行基板５との間に研磨液４を侵入させようとすると、走行基板５との接触面積が増加した分、接触抵抗の増加に繋がり、研磨ヘッド１の中心部から供給した研磨液４を外周部へ上手く排出することができなくなり、研磨パッド２に目詰まりが発生し研磨能率の低下に繋がる。そこで、研磨液４の供給圧を上げて研磨液４を無理やり排出させようとすると、研磨ヘッド１の浮上によりハイドロプレーイング現象が起こり、研磨ヘッド１に揺れが発生し、安定した研磨ができないと言った問題があった。
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、研磨パッド２の目詰まりを防止でき、且つ、研磨能率の向上が図ることが可能な連続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】
【０００７】
本発明は、走行している基板を、回転軸を中心に回転する研磨ヘッドを用いて連続研磨する研磨装置において、
前記研磨ヘッドの回転軸に沿った中心部に研磨液を供給するための供給孔が設けられ、該研磨ヘッド底部全面には、貫通孔を有せず、研磨液が浸透する研磨パッドが密着され、該パッド辺縁部は研磨ヘッド周辺部に固着されていることを特徴とする連続研磨装置である。
【０００８】
また、本発明は、前記記載の連続研磨装置を用いて、研磨液を研磨パッド全体に浸透させ、該研磨液を研磨パッドから走行している基板に供給しながら該基板を研磨する連続研磨方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上述したように、研磨ヘッド１の中心部から研磨パッド２に浸透させ走行基板５に研磨液４を供給することにより、貫通孔のない研磨パッド２を使用することができ、研磨能率を向上させることができる。また、研磨ヘッド１の中心部から外周部へと研磨液４を均一に容易に供給できるようになるとともに、研磨により発生する研磨カスを研磨液４とともに外部へと排出することができるため研磨カスによる研磨パッド２の目詰まりを防ぐことができ、長時間の安定した連続研磨が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面とともに説明する。図１は、本発明に係る連続研磨装置の断面を示す図である。本連続研磨装置は、ステンレス鋼等のコイル材やエンドレスベルトのような帯板或いは定尺板、配列により形成された小型の切板などの走行基板５を連続研磨することを対象としている。研磨のし易さの観点から、走行基板５の走行方向は一定方向への走行が好ましい。また研磨液の浸透性の観点から、走行基板５は水平に走行することが好ましい。走行基板５の走行速度を０．０１〜５ｍ／ｍｉｎとするのが好ましい。走行速度が遅すぎると、研磨の作業効率が悪くなり、走行速度が速すぎると、研磨効率が悪くなる。
【００１１】
この走行基板５の上方には、研磨ヘッド１が単数或いは複数個並べて配置されており、研磨ヘッド１は回転軸を中心に任意の研磨圧により走行基板５上を回転する。研磨ヘッド１の回転は、モータ等の駆動装置により行うことができる。この研磨ヘッド１の回転速度は、１００〜１０００ｒｐｍとするのが好ましい。回転速度が遅すぎると、回転による遠心力が小さい分、回転軸中心部の研磨液の研磨パッド全体への浸透性が悪くなり研磨効率が悪くなる。回転速度が速すぎると、研磨液の飛散が顕著となる。
【００１２】
前記研磨圧は、例えば研磨ヘッド１に接続されたエアシリンダーあるいは電動シリンダーによる加圧により調整することができる。研磨圧としては０．０１〜０．１ＭＰａが好ましい。研磨圧が小さすぎると研磨効率が悪くなり、研磨圧が高すぎると基板表面が粗くなり、また研磨時のトルク負荷が増大するため、それに耐えるべくモータを大型化せざるを得ないことになる。
【００１３】
研磨ヘッド１は安定した回転状態の保持の観点から、研磨ヘッド底面すなわち基板面に相対する面の形状は円形が好ましい。
【００１４】
研磨ヘッド１は特定箇所に固定化されていてもよく、また走行基板５の面上を自在に移動してもよい。
【００１５】
この研磨ヘッド１には、回転軸に沿った中心部に研磨液４が供給される供給孔３が設けられている。
【００１６】
研磨ヘッド底部の全面には研磨パッドが密着されている。ここでいう密着とは面に接触した状態のことであり、接着剤等で固着したものではない。なお、「研磨ヘッド底部」とは、前記基板の研磨面に対向した面側のことをいう。研磨パッド２の辺縁部（研磨ヘッド底部に密着した部分から外れた部分の端部）は研磨ヘッド周辺部（側面部または底部と反対側の面の外周近傍）に固着して取り付けられている。このとき、固着方法としては固定治具を用いることが好ましい。研磨パッドを固定する際、研磨パッドにはしわが無く適度な張力がかかった状態で固着することが好ましい。固着方法としては、例えば図１に示すようにプレート状の治具と研磨ヘッド１の間に研磨パッド２を挟んでネジで止める方法が挙げられる。その他の方法としては、研磨ヘッド１に研磨パッド２を包むような形にした後、紐や止めバンドで締めて止める方法が挙げられる。その他、研磨パッド２を研磨ヘッド１に引っ張り上げ止めることが可能な固定治具７であれば、前記方法に限られない。
【００１７】
研磨液４は、研磨ヘッド１に取り付けられた研磨パッド２に浸透して走行基板５に供給される。このとき研磨パッド２としては、研磨液４を研磨パッド２全体に浸透させることができ、かつ、走行基板５へ研磨液を容易に供給可能な素材であることが好ましい。前記素材として不織布からなるものが例示される。該不織布の材質としては、ナイロン、レーヨン、ウレタン等が挙げられる。該不織布の繊維径としては１０〜１００μｍが好ましく、また目付は１０〜１０００ｇ／ｍ２が好ましい。
【００１８】
研磨パッド２は貫通孔を有しないものであり、その形状は研磨ヘッドとの密着性の観点から円形が好ましい。ここで貫通孔とは、内径１ｍｍ以上の孔が厚み方向に貫通しているものをいう。
【００１９】
研磨液４は、無機微粒子を含むものを用いることができる。研磨液の濃度は、０．０１〜５質量％が好ましく、また研磨液のｐＨ値は０．０１〜６の範囲とするのが好ましい。研磨液の供給量は、０．５〜５Ｌ／ｍｉｎが好ましい。この供給量が少なすぎると、研磨効率が低下し、研磨により発生する研磨カスが溜まり易くなる。供給量が多すぎると、研磨効率は上がらず研磨液が無駄となる。研磨液に含まれる無機微粒子の粒径は０．０１〜５μｍが好ましく、該無機微粒子としては、アルミナが好ましい。
【００２０】
研磨液の浸透性をよくするために、研磨ヘッドに予め板状の弾性体を貼付し、その弾性体を介して研磨パッド２を密着させてもよい。該弾性体としては、前記研磨パッドと同等の素材（不織布等）が使用できる。前記弾性体を貼付すると、研磨液の浸透性向上に寄与するのみならず、研磨パッドが損傷した場合の基板保護材として機能する。
【００２１】
上述のような構成とすることにより、貫通孔のない研磨パッド２を使用しても、研磨ヘッド１の中心部から外周部へと研磨液４を均一に排出できるようになる。これにより、研磨能率（単位時間当たりの研磨領域の大小）を向上させることができるとともに、研磨液の供給量を比較的多くすることができるため、研磨により発生する研磨カスを研磨液４とともに外部へ排出することが容易となる。その結果、研磨カスによる研磨パッド２の目詰まりが起こり難くなり、長時間の安定した連続研磨が可能となる。
【実施例】
【００２２】
次に本発明の実施形態を以下の実施例により具体的に説明する。
【００２３】
（実施例１）
走行基板５としてＳＵＳ３０４のステンレス鋼板を図１に示す研磨ヘッド１を用いた連続研磨装置にて研磨した。
【００２４】
ステンレス鋼板の寸法は、厚さ１．５ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍであり、同厚の型枠の中にはめ込まれている。研磨パッド２は、直径２００ｍｍの円盤状で、貫通孔のない浸透性のある不織布素材としてケメット・ジャパン(株)製のＦＥＬ（商品名）の粘着剤を剥ぎ取ったものを使用し、研磨ヘッド１底部と固着することなく、研磨パッド２辺縁部を止め金具７で張り上げ研磨ヘッド１の底部と反対側の面の外周近傍に取り付け固着した。研磨剤は昭和電工(株)製のＡ３０００を用いて純水で１０倍に希釈した研磨液４を使用し、１Ｌ／ｍｉｎで研磨ヘッド１の中心部から研磨パッド２に浸透させ走行基板５へ研磨液４を供給した。研磨ヘッド１は、回転数３００ｒｐｍ、研磨圧０．０３ＭＰａ、走行基板５の速度を０．５ｍ／ｍｉｎとし、走行基板５がむらなく研磨されるように型枠ごと連続研磨した。１２０分後においても研磨能率の低下はほとんど見られず、安定した研磨が可能であり、鏡面が得られた。
【００２５】
（比較例１）
研磨液４の供給を研磨ヘッド１の外周近傍の基板上に供給したこと以外は、実施例１と同様にして研磨した。研磨開始直後から研磨パッド２に研磨カスが付着し目詰まりを起こし、９０分後には研磨能率が半分以下に低下した。
【００２６】
（比較例２）
実施例１と同径の研磨パッド２の中心部を繰り抜き内径８ｍｍの貫通孔を設け、それを研磨ヘッド１底部全面へ粘着剤６として両面テープを使用して隙間なく貼り付けたこと以外は実施例１と同様にして研磨した。まず、実施例１と同じ研磨液供給吐出圧で研磨液４を供給しようとした場合、研磨パッド２の外周部から研磨液４はほとんど排出されず、そのため走行基板５に焼付けを起こしたため研磨を中止した。次に、実施例１と同量の研磨液４を供給しようと研磨液供給吐出圧を上昇させた場合、研磨ヘッド１が浮上し揺れが起きたため（ハイドロプレーイング現象）、安定した研磨ができず中止した。
【００２７】
（比較例３）
実施例１と同径の研磨パッド２において、図２のように研磨ヘッド１へ粘着剤６として両面テープにて隙間なく貼り付け、内径を１００ｍｍ繰り抜いた以外は実施例１と同じに研磨した。研磨液４は走行基板５と研磨パッド２の間に侵入され、研磨パッド２の外周部へ排出することはでき、安定した研磨を行うことができたが、内径を繰り抜いた分、走行基板５との接触面積が低下したため、実施例１と比べ研磨能率は４割程度低下した。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の研磨装置を用いることにより、研磨効率の向上が図れるため、種々の板状物に適用することできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る連続研磨装置を示す断面図である。
【図２】従来の連続研磨装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    研磨ヘッド
２    研磨パッド
３    供給孔
４    研磨液
５    走行基板
６    粘着剤、接着剤等
７    固定治具
【図１】
2009184093.tif 000003
【図２】
2009184093.tif 000004