(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）回転軸線を含む平面における外周部の断面形状が被加工物の研磨される端部断面形状と同じとされたマスター砥石を作製する工程、
（ｂ）前記マスター砥石を第１の回転軸線の回りに回転駆動する工程、
（ｃ）前記第１の回転軸線に対して所定の角度（θ）だけ傾斜した第２の回転軸線の回りに砥石台金を回転駆動する工程、
（ｄ）前記マスター砥石の外周部を前記砥石台金の外周部に押圧し、前記砥石台金の外周部に溝部を形成する工程、
（ｅ）前記砥石台金の溝部に砥粒を固着する工程、
の各工程を有することを特徴とする研磨砥石の作製方法。
【請求項２】
前記傾斜角度（θ）は１°〜４５°、好ましくは、５°〜１５°であることを特徴とする請求項１の研磨砥石の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、コンピュータのハードディスクに使用されるガラス基板ディスクの外周面或いは内周面の端面仕上げ、面取り、又は、その他のガラス或いは種々の素材の製品の円形、非円形或いは直線状の端縁部の端面仕上げ、面取りなどを行うための研磨方法及び研磨装置に使用する砥石の作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、コンピュータ用ハードディスクの基板として円板状のガラス基板、即ち、ガラス基板ディスクが使用されている。一般に、ガラス基板ディスクは、プレスにより、或いは、コアドリル砥石により所定の円板形状に型取りされた後、その内、外周部は仕上げ加工され、又、内、外周部の両側面は、ほぼ４５°程度にて面取り作業が行われる。
【０００３】
従来、ガラス基板ディスク内、外周部端面仕上げ及び面取り作業は、研磨方法（プランジカット）にて行われている。
【０００４】
外周部端面仕上げ及び面取り作業について説明すると、図１０に示すように、被加工物であるガラス基板ディスク１０を真空吸着盤付回転支持軸１０１に吸着保持して回転させ、同じく、ガラス基板ディスク１０の外周部面取り形状に成形された溝部１０３を備えたダイヤモンド砥石１００を砥石軸１０２に装着し、砥石軸１０２を回転させながらガラス基板ディスク１０の外周部１１に押しつけ、ガラス基板ディスク外周部１１の端面仕上げ及び端面面取りが行われている。従来において、砥石軸１０２と、ガラス基板ディスク回転支持軸１０１とは各回転軸線Ｏ3、Ｏ1が互いに平行となるように配置されている。又、内周部端面仕上げ及び面取り作業時においても、より小型のダイヤモンド砥石１００をガラス基板ディスク１０の内径部内に配置して、上記と同様にして行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
斯かる研磨方法によると、研磨されるガラス基板ディスク１０の内、外周部１１と、ダイヤモンド砥石溝部１０３とは、線接触状態にて研磨作業が行われ、従って、ガラス基板ディスク内、外周部１１の研磨精度は、ダイヤモンド砥石１００の砥粒に従った面精度（表面粗さ）となる。又、この研磨方法によれば、ダイヤモンド砥粒が被研磨面、即ち、ガラス基板ディスク内、外周部に対して衝撃的に接触するために、高精度の研磨面が得られないという問題を有している。
【０００６】
そのために、従来においては、研磨作業の後、更に、ガラス基板ディスク内、外周部１１は長時間のポリッシュ工程が必要とされ、その結果、ガラス基板ディスク内、外周部１１の端面仕上げ及び端面面取り作業に多大の時間が余儀なくされた。そのために、ガラス基板ディスク１０の製造コストが大となるといった問題があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、極めて高い面精度（表面粗さ）を有し、従来必要とされたポリッシュ工程のための時間を大幅に短縮するか、或いはゼロとして、ガラス基板ディスク外周部或いは内周部の端面仕上げ及び端面面取り作業のための研磨時間を短縮し、且つ、製造コストを低減することのできる研磨方法及び研磨装置に使用される砥石を極めて効率よく、しかも高性能にて作製することのできる研磨砥石の作製方法を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、極めて高い面精度（表面粗さ）を有し、従来必要とされたポリッシュ工程のための時間を大幅に短縮するか、或いはゼロとして、ガラス或いは種々の素材の製品の円形、非円形或いは直線状の端縁部の端面仕上げ及び面取り作業のための研磨時間を短縮し、且つ、製造コストを低減することのできる研磨方法及び研磨装置に使用される砥石を極めて効率よく、しかも高性能にて作製することのできる研磨砥石の作製方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る研磨方法及び研磨装置に使用される砥石の作製方法にて達成される。
【００１４】
本発明によると、（ａ）回転軸線を含む平面における外周部の断面形状が被加工物の研磨される端部断面形状と同じとされたマスター砥石を作製する工程、
（ｂ）前記マスター砥石を第１の回転軸線の回りに回転駆動する工程、
（ｃ）前記第１の回転軸線に対して所定の角度（θ）だけ傾斜した第２の回転軸線の回りに砥石台金を回転駆動する工程、
（ｄ）前記マスター砥石の外周部を前記砥石台金の外周部に押圧し、前記砥石台金の外周部に溝部を形成する工程、
（ｅ）前記砥石台金の溝部に砥粒を固着する工程、
の各工程を有することを特徴とする研磨砥石の作製方法が提供される。一実施態様によると、前記傾斜角度（θ）は１°〜４５°、好ましくは、５°〜１５°である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る研磨方法及び研磨装置に使用される研磨砥石の作製方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１６】
実施例１
本実施例においては、コンピュータ用ガラス基板ディスクの内、外周部の端面仕上げ及び端面面取り研磨作業における研磨方法について説明するが、その他のガラス或いは種々の素材の製品の端面仕上げ及び端面面取りなどにも適用し得るものであることを理解されたい。
【００１７】
図１及び図２に、上記研磨方法を実施するための研磨装置の一実施例である内外径研磨機１の概略構成を示す。
【００１８】
本実施例によると、内外径研磨機１は、水平に設置された水平基台２と、この基台２に垂直方向に延在して取り付けられた垂直基台３とを有する。水平基台２には、中心に穴が形成された円形状のガラス基板ディスクのような被加工物１０を、例えば、真空吸着して支持する吸着盤付回転支持軸４が設けられる。回転支持軸４は、回転軸線Ｏ1の回りに駆動モータＭ1にて回転駆動されると共に、エアシリンダ５などの移動手段にて上下動自在とされる。
【００１９】
内外径研磨機１は、ガラス基板ディスク１０の内径部（内周面）を研磨する内径研磨ヘッド６と、ガラス基板ディスク１０の外径部（外周面）を研磨する外径研磨ヘッド７とを備えた可動テーブル２０を有する。可動テーブル２０は、水平方向に移動可能に、スライドテーブル２１を介して垂直基台３の取付面３Ａに取り付けられる。スライドテーブル２１は又、図示するように、垂直基台３の取付面３Ａに対しスライダ２２により上下方向に移動自在に設けることも可能である。このようなスライドテーブル２１の構造は当業者には周知の技術であるので、これ以上の詳しい説明は省略する。
【００２０】
本実施例によれば、内径及び外径研磨ヘッド６、７の先端にはダイヤモンド砥石のような研磨砥石３０、３１がそれぞれ取り付けられる。本実施例では、内径研磨ヘッド６の回転軸６Ａの回転軸線Ｏ2及び外径研磨ヘッド７の回転軸７Ａの回転軸線Ｏ3は、ガラス基板ディスク回転支持軸４の回転軸線Ｏ1に対して所定の角度θだけ傾斜して設定される。この点については後で詳しく説明する。
【００２１】
本実施例では、例えば外径９６ｍｍ、内径２４ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのガラス基板ディスク１０を吸着盤付回転支持軸４の上端面に固定し、所定の回転速度、本実施例では、５０〜２００ｒｐｍにて回転駆動すると共に、エアシリンダ５にて所定の研磨位置へと上昇して設置する。
【００２２】
次いで、内径及び外径研磨ヘッド６、７を駆動して、例えば内径研磨砥石３０を３００００ｒｐｍ、外径研磨砥石３１を３６００ｒｐｍにて回転し、ガラス基板ディスク１０の内径部及び外径部へと接触させて、研磨を行う。本実施例にて内径部研磨は、外径部研磨と同様にして行われるので、以下の説明は、外径研磨砥石３１によるガラス基板ディスク外周部の研磨方法について詳しく説明する。
【００２３】
本実施例によると、図３をも参照するとよりよく理解されるように、ガラス基板ディスク１０の外周部１１を研磨するダイヤモンド砥石３１は、その外周面に溝部３２が形成されている。砥石３１は、外径研磨ヘッド７の砥石軸７Ａに装着され、所定の回転速度で回転されるが、この砥石軸７Ａの回転軸線Ｏ3は、ガラス基板ディスク回転支持軸４の回転軸線Ｏ1に対して角度θだけ傾斜して配置される。傾斜角度（θ）は、１°〜４５°、好ましくは、５°〜１５°である。本実施例では５°とした。
【００２４】
このように、砥石軸７Ａをガラス基板ディスク回転支持軸４に対して角度θだけ傾斜した状態を維持しながら、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、回転する砥石３１の溝部３２をガラス基板ディスク１０の外周部１１へと押しつけ、ガラス基板ディスク外周部１１の端面仕上げ及び端面面取り研磨を行う。このとき、砥石３１をガラス基板ディスク１０の方へと移動しても良く、又、ガラス基板ディスク１０を砥石３１の方へと移動しても良く、更には、ガラス基板ディスク１０及び砥石３１を互いの方へと移動する構成としても良い。
【００２５】
本実施例によると、図５（Ａ）に示すように、ガラス基板ディスク１０の外周部１１は、その外周端面１０Ｃの研磨と共に、ディスク外周部１１の両側外周面１０Ａ、１０Ｂが、角度α＝４５°、距離ｔ＝０．３ｍｍにて面取り研磨が行われる。勿論、場合によっては、外周端面１０Ｃの研磨を省略したり、又は、両側外周面１０Ａ、１０Ｂの一方、或いは両方の面取り研磨を省く場合もある。
【００２６】
図５（Ａ）に、図３の線Ａ−Ａに取った、即ち、ガラス基板ディスク回転支持軸４の回転軸線Ｏ1を含む平面におけるガラス基板ディスク１０の外周部１１と、砥石溝部３２の嵌合状態を示し、図５（Ｂ）に、図３の線Ｂ−Ｂに取った、即ち、砥石軸７Ａの回転軸線Ｏ3を含む平面における砥石溝部３２の形状を示す。
【００２７】
本実施例によれば、砥石３１の溝部３２は、砥石軸７Ａの回転軸線Ｏ3をガラス基板ディスク回転支持軸４の回転軸線Ｏ1に対して角度θだけ傾斜して配置した状態で、ガラス基板ディスク１０の端面形状に相補的に嵌合する形状に成形されている。従って、本実施例では、砥石軸７Ａの回転軸線Ｏ3を含む平面における砥石溝部３２の断面形状は、溝部壁面３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが、図５（Ｂ）に示すように、幾分湾曲した形状となる。
【００２８】
図６は、ガラス基板ディスク外周部１１と砥石溝部３２との研磨時の接触領域を斜線で示す。本発明によれば、従来のガラス基板ディスク外周部１１と砥石溝部３２とは、従来の線接触状態にて研磨作業が行われるのではなく、所定の面積にわたって面接触状態での研磨作業、即ち、ディスク１０の一方の面１０Ａから他方の面１０Ｂへと至るスパイラル研磨が行われていることが理解されるであろう。従って、本発明によれば、研磨されるガラス基板ディスク１０の外周部１１とダイヤモンド砥石溝部３２との接触研磨時に、ダイヤモンド砥粒がガラス基板ディスク外周部１１に対して衝撃的に接触するのが緩和されガラス基板ディスク外周部１１の研磨精度が大幅に向上する。
【００２９】
本実施例によれば、研磨砥石３１として＃６００〜＃８００のものを使用したが、研磨後のガラス基板ディスク外周部１１の表面の粗さＲａは、表面粗さ測定機（ザイゴ社製：非接触レーザー測定機）を用いて測定したところＲａ＝０．３〜０．５μｍであった。これは従来の方法により得られる表面の粗さＲａ＝５〜８μｍに比較すると、大幅に面精度が向上したことが理解されるであろう。又、本実施例によれば、従来必須とされた研磨後のポリッシュ工程は不要とされるか、或いは、必要とされた場合でも僅かな時間のポリッシュ工程を必要とするに過ぎない。そのために、従来では面取り研磨作業に４０〜５０秒必要とされたのに対して、本実施例では２０秒の研磨作業にて上記表面粗さの面取り部を得ることができ、大幅な時間の短縮が達成された。
【００３０】
次に、本発明に従ったガラス基板ディスク端面研磨用の砥石３１の作製方法について説明する。
【００３１】
上記ガラス基板ディスク端面研磨用の砥石３１は、従来のプロファイルグラインダーなどを用いて成形することもできるが、成形に時間がかかり、作製コストも大となる。
【００３２】
本発明によると、ガラス基板ディスク端面研磨用砥石３１は、上記内外径研磨機１を使用して作製することができる。
【００３３】
つまり、図７を参照して説明すると、本実施例では、少なくとも外周部４１の形状が、即ち、回転軸線を含む平面における外周部４１の断面形状がガラス基板ディスク１０の外周部１１（場合によっては内周部）の端部断面形状と同じ形状に作製されたダイヤモンド砥石のようなマスター砥石４０を、上記ガラス基板ディスク回転支持軸４に取り付ける。一方、上記外径研磨ヘッド７の砥石軸７Ａに、例えば鋼材などで作製された円板状のガラス基板ディスク研磨用砥石台金３１Ａを取り付ける。上述のように、砥石軸７Ａは、回転支持軸４に対して角度θだけ傾斜して配置されている。傾斜角度（θ）は、１°〜４５°、好ましくは、５°〜１５°とされる。本実施例では５°とした。
【００３４】
このように、ガラス基板ディスク研磨用砥石台金３１Ａを取り付けた砥石軸７Ａを、回転軸４に対して角度θだけ傾斜した状態を維持しながら、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、回転するマスター砥石４０の外径部４１にガラス基板ディスク研磨用砥石台金３１Ａの外周部３３を押しつける。このとき、ガラス基板ディスク研磨用砥石台金３１Ａをマスター砥石４１の方へと移動しても良く、又、マスター砥石４１をガラス基板ディスク研磨用砥石台金３１Ａの方へと移動しても良く、更には、マスター砥石４１及びガラス基板ディスク研磨用砥石台金３１Ａを互いの方へと移動する構成としても良い。
【００３５】
これにより、図７（Ｃ）に示すように、ガラス基板ディスク研磨用砥石台金３１Ａの外周部には、その回転軸線Ｏ3をガラス基板ディスク回転支持軸４の回転軸線Ｏ1に対して角度θだけ傾斜して配置した状態で、ガラス基板ディスク１０の外周端面形状に相補的に嵌合する形状に成形された溝部３２が形成される。
【００３６】
次いで、このガラス基板ディスク研磨用砥石台金３１Ａの、少なくとも溝部３２表面にダイヤモンド砥粒を、例えば電着などにより固着して、研磨砥石３１が作製される。
【００３７】
斯かる方法により作製したガラス基板ディスク研磨砥石３１は、上述した内外径研磨機１に使用して、コンピュータ用ガラス基板ディスク１０の外周部端面仕上げ及び端面面取り作業を極めて効率良く実施することができた。
【００３８】
上記実施例では、コンピュータ用ガラス基板ディスク１０の外周部１１の端面仕上げ及び端面面取り作業について説明したが、コンピュータ用ガラス基板ディスク１０の内周部の端面仕上げ及び端面面取り作業にも同様に適用し、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
実施例２
実施例１では、コンピュータ用ガラス基板ディスク１０の外周部１１の端面仕上げ及び端面面取り作業について説明したが、直線状、又は、円形或いは非円形に湾曲した端縁部を有するガラス或いは種々の素材の製品の端面仕上げ及び端面面取り研磨作業などにも同様に適用することができる。
【００４０】
図８及び図９に直線状の端縁部５１を有する薄板ガラスのような被加工物５０の端面仕上げ及び端面面取り研磨の一実施例を示す。
【００４１】
本実施例にて、薄板ガラス５０は、例えば、水平或いは垂直状態に保持され、薄板ガラス端縁部５１を研磨する溝部３２を有したダイヤモンド砥石３１は、例えば外径研磨ヘッド７の砥石軸７Ａに装着され、所定の回転速度で回転される。このとき、砥石軸７Ａの回転軸線Ｏ3は、端縁部５１の延在する方向に直交する垂線（実施例１におけるガラス基板ディスク回転支持軸の回転軸線に相当する）Ｏ1に対して所定の角度θだけ傾斜して配置されている。傾斜角度（θ）は、１°〜４５°、好ましくは、５°〜１５°である。本実施例では５°とした。
【００４２】
このように、砥石軸７Ａを薄板ガラス端縁部５１に対して上記傾斜角度θだけ傾斜した状態を維持しながら、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、回転する砥石３１の溝部３２をガラス端縁部５１へと押しつけ、ガラス端縁部５１の端面仕上げ及び端面面取りを行う。勿論、このとき、薄板ガラス５０を砥石３１の方へと移動してガラス端縁部５１を砥石溝部３２内へと押しつける構成としても良い。本実施例においても上記実施例１と同様に効果を得ることができる。
【００４３】
又、上記研磨方法は、上述のように製品の直線状をした端縁部の面取り作業に限定されるものではなく、円形或いは非円形などの湾曲した端縁部にも同様に適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、上記研磨方法は、外周部に溝部が形成された砥石を、回転する被加工物の回転軸線に対して所定の角度（θ）だけ傾斜した回転軸線の回りに回転駆動し、砥石の溝部を回転する被加工物の外周部或いは内周部に押圧することにより被加工物の外周部或いは内周部の面取り研磨及び／又は端面研磨を行う構成とするか、又は、外周部に溝部が形成された砥石を、被加工物の端縁部の延在する方向に直交する垂線に対して所定の角度（θ）だけ傾斜した回転軸線の回りに回転駆動し、砥石の溝部を被加工物の端縁部に押圧することにより被加工物の端縁部の面取り研磨及び／又は端面研磨を行う構成とされるので、極めて高い面精度（表面粗さ）を有し、従来必要とされたポリッシュ工程のための時間を大幅に短縮するか、或いはゼロとして、ガラス基板ディスク外周部或いは内周部の、更には、ガラス或いは種々の素材の製品の円形、非円形或いは直線状の端縁部の端面仕上げ及び面取り作業のための研磨時間を短縮し、且つ、製造コストを低減することができる。
【００４５】
又、上記研磨装置は、水平に設置された水平基台と、この水平基台に垂直方向に延在して取り付けられた垂直基台と、水平基台に設けられ、被加工物を支持し回転駆動する回転支持軸と、被加工物の外径部又は内径部を研磨するために外周部に溝部が形成された砥石を支持し回転駆動する砥石軸と、を備え、砥石軸は、回転支持軸に対して角度θだけ傾斜して配置された構成とされるので、上記研磨方法を極めて有効に実施することができる。
【００４６】
本発明の砥石の作製方法によれば、（ａ）回転軸線を含む平面における外周部の断面形状が被加工物の研磨される端部断面形状と同じとされたマスター砥石を作製する工程、（ｂ）マスター砥石を第１の回転軸線の回りに回転駆動する工程、（ｃ）第１の回転軸線に対して所定の角度（θ）だけ傾斜した第２の回転軸線の回りに砥石台金を回転駆動する工程、（ｄ）マスター砥石の外周部を砥石台金の外周部に押圧し、砥石台金の外周部に溝部を形成する工程、（ｅ）砥石台金の溝部に砥粒を固着する工程、の各工程を有する構成とされるので、上記研磨方法及び研磨装置に使用される砥石を極めて効率よく、しかも高性能にて作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  研磨装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】  研磨装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】  研磨方法の一実施例を説明するための図である。
【図４】  研磨方法の一実施例を説明するための工程図である。
【図５】  砥石の形状を示す断面図で、図５（Ａ）は、図３の線Ａ−Ａに取った断面図で、図５（Ｂ）は、図３の線Ｂ−Ｂに取った断面図で
【図６】  研磨方法による接触研磨領域を説明するための図である。
【図７】  本発明の研磨砥石の作製方法を説明するための工程図である。
【図８】  研磨方法の他の実施例を説明するための図である。
【図９】  研磨方法の他の実施例を説明するための工程図である。
【図１０】  従来の研磨方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１                                            研磨装置
２                                            水平基台
３                                            垂直基台
４                                            回転支持軸
７Ａ                                          砥石軸
１０、５０                                    被加工物
１１、５１                                    外周部（端縁部）
３１                                          研磨砥石
３１Ａ                                        砥石台金
３２                                          砥石溝部
４０                                          マスター砥石
【図１】
0003830291.tif 000002
【図２】
0003830291.tif 000003
【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】
0003830291.tif 000008
【図８】
0003830291.tif 000009
【図９】
0003830291.tif 000010
【図１０】
0003830291.tif 000011