JPH10249720A

JPH10249720A - 平板状工作物のポリッシング加工方法

Info

Publication number: JPH10249720A
Application number: JP5927697A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Wada; 吉樹和田; Norihide Tokunaga; 典秀徳永; Masaichi Miyamoto; 政一宮本; Hidetaka Yamaguchi; 秀隆山口; Nobuhiro Hara; 宣宏原
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1998-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】より高精度に仕上げ加工できるポリッシン
グ加工方法の性能は保持したまま、研磨工程を連続化
し、生産性向上が図れるポリッシング加工方法を提供す
る。【解決手段】キャリア１のポケット６に所定間隔で
多数保持された平板状工作物Ｗを、相対向して回転する
パッド２、３の間に連続的に通過させつつ、パッド２、
３の表面に遊離砥粒を含むスラリー５を供給するととも
に、各パッド２、３を平板状工作物Ｗの表面にそれぞれ
押しつけ、平板状工作物Ｗの平行な両面の研磨を同時か
つ連続的に行うポリッシング加工方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板状工作物のポ
リッシング加工方法に関し、特に、例えば磁気ディスク
用のアルミ基板などの、軟質平板状工作物の両面を仕上
げ加工するのに適したポリッシング加工方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、光学レンズやＳｉウェーハ、
あるいはアルミニウム、ガラス、樹脂、カーボンなどか
らなる磁気ディスクなど、表面を鏡面ないし幾何学的精
度を有する面に仕上げ加工（研磨）する方法として、ポ
リッシング加工方法がある。

【０００３】周知のように、Ｓｉウェーハの仕上げ精度
としては、平面度ＮＴＶ（non linear thickness varia
tion）2 μｍ以下という高い精度が要求されている。ま
た、コンピュータ等の記憶装置に使用される磁気ディス
ク用の基板では、更なる高密度化の要求に伴って、表面
粗さ0.013 μｍＲａ(130ÅＲａ) 以下を必要としてい
る。

【０００４】これら高い表面の仕上げ精度が要求される
平板状工作物の研磨には、言い換えると、平板状工作物
の平行な２表面を研磨加工して、表面粗さを小さくした
い場合には、ポリッシング加工方法が優れている。一般
的にこのポリッシング加工方法によれば、他の研削加工
や、遊離砥粒加工法として同種のラッピング加工法など
よりも小さな表面粗さが得られ、加工精度に優れてい
る。

【０００５】このポリッシング加工方法は、例えば、
「金属便覧」（平成2 年3 月31日丸善発行、1207〜1209
頁) 、あるいは「超精密生産技術大系第２巻実用技術」
（平成6 年 8月23日フジテクノシステム発行、233 〜23
9 頁) に記載されているように、ラッピング加工などと
ともに、遊離砥粒を研磨液に混合したスラリーで研磨す
る遊離砥粒加工の一種である。より具体的には、数μｍ
以下の微細砥粒と、合成樹脂、人工皮革、繊維、ピッチ
などの軟質材料工具のポリシャないし研磨布（以下パッ
ドと言う）を用いて適当な研磨圧力で加工する。このた
め、1 〜数十μｍの砥粒と、鋳鉄などの硬質材料工具の
ラップを用いるラッピング加工に比して、砥粒がパッド
に弾性的に抱えられた状態で平板状工作物に当接するた
め、より高精度の研磨加工が可能である。

【０００６】また、前記平板状工作物の平行な２平面
（両面) をポリッシング加工する機構は、研磨圧付加機
構やマイクロメータを備えた上下定盤（金属プレート）
にパッドを接着し、このパッドと自転および公転するキ
ャリア内に保持した平板状工作物を相対摺動させ、遊離
砥粒を含むスラリーを、平板状工作物の被研磨面に補給
して研磨を行うものである。

【０００７】このように、ポリッシング加工方法は、得
られる表面粗さを他の仕上げ加工方法よりも小さくでき
る点で優れるものの、加工方式は、平板状工作物を一枚
ずつポリッシング加工機に供給、加工、排出する枚葉式
か、平板状工作物をキャリアに一括搬入し、かつキャリ
アから一括搬出するとともに、これらの作業の際にポリ
ッシング加工機の運転を停止するというバッチ式で行わ
れる。

【０００８】一方、これに対し、高い生産性を有する仕
上げ加工方法として、両頭研削加工方法がある。この両
頭研削加工方法は、元々、主として鉄や鋼などの硬質金
属材料、例えばベアリングなどの機械部品の仕上げ加工
に使用されているもので、円盤状または帯状のキャリア
に研削対象工作物を保持させて、該対象工作物と共に、
円盤状または帯状のキャリアを、数百rpm で高速回転し
ている一対の砥石間を、連続的に通過させ、対象工作物
の表面を連続的に研削するものである。

【０００９】このため、両頭研削加工方法は、前記ポリ
ッシング加工方法や他の両面ラッピング法などよりも研
削速度が速い。また、ポリッシング加工法のように、ア
ルミ基板をキャリアに搬入し、かつキャリアから搬出す
る際に両面研削機の運転を停止する必要がなく、連続的
なアルミ基板の研削加工が可能である。したがって、両
頭研削加工方法は、格段に高い生産性が得られる点で、
他の研削加工方法よりも有利である。

【００１０】この両頭研削加工方法自体は、例えば特公
昭５５−３７３７８号公報や特開平６−３０４８５４号
公報などに開示されている。先ず、特公昭５５−３７３
７８号公報には、精密部品用の金属薄板小片やＩＣ用セ
ラミック薄板小片を、両頭研削加工法で連続的に研削す
るため、無端ベルト状キャリアにより搬送することが開
示されている。

【００１１】同公報では、工作物の大きさにほぼ適合し
たポケット部を等間隔に有する金属帯状材からなるベル
トをキャリアとし、直線状または無端状に走行させる。
そしてキャリアに保持されて移動する工作物を表裏両面
から、回転するディスク形砥石で加工する機構となって
いる。また、工作物は自動挿入および排出装置により、
キャリアのポケット部に着脱され連続的な加工を保障し
ている。

【００１２】次に、特開平６−３０４８５４号公報に
は、前記ベルト状タイプのキャリアとは別の、円盤状タ
イプのキャリアを有する両頭研削加工法が開示されてい
る。同公報の両頭研削加工装置は、対向配置されてなる
一対の砥石車の間に、円弧上に工作物を収納できる複数
のポケットが等間隔で設けられた円板状のキャリアを回
転させて、このキャリアのポケットに収納されている工
作物の両面を連続して研削する構成になるものである。
なお、同公報でも、連続的な加工を保障するために、工
作物をポケットに収納およびポケットから取外す、ロー
ディングプッシャやアンローディングプッシャが開示さ
れている。

【００１３】本発明者らは、鉄、鋼、セラミック等の比
較的硬質材料の研削を対象としていた、これら従来の両
頭研削加工方法を、アルミ基板等の比較的軟質材料の仕
上げ加工用に改良した。即ち使用砥石を、ビトリファイ
ド砥石、レジノイド砥石等の硬質砥石から、ＰＶＡ系砥
石等の弾性砥石に代え、無端ベルト状キャリアや円盤状
タイプのキャリアを用いた両頭研削加工法により、アル
ミ基板などの平板状工作物を連続的に仕上げ（研削）加
工する方法を、特願平 8−83820 号、特願平 8−85165
号、特願平 8−117923号等で、既に出願している。

【００１４】そして、この改良により、磁気ディスクと
してのアルミ基板に要求される、表面粗さが0.02μmRa
（Rmaxで0.2 μm)程度の表面精度が達成できるようにな
った。因みに前記硬質の砥石を用いて、アルミ基板を両
頭研削加工した場合、達成可能な表面粗さは、せいぜい
1 〜 2μmRa 程度までである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
が対象とする例えば磁気ディスクなどでは、更なる高密
度化に伴い、要求される表面粗さは益々小さくなり、最
近では、0.013 μｍＲａ以下のものも必要とするように
なっている。これに対し、前記ＰＶＡ系砥石を用いた両
頭研削加工法では、除去量を大きくすることはできるも
のの、前記要求表面粗さの更なる微小化に対応すること
は、後述する砥石の製造上と構造上の基本的な制約があ
り、困難である。

【００１６】また、前記ポリッシング加工方法は、スラ
リー中の遊離砥粒によって、小さな切込圧力と小さな切
込深さで除去加工を行うもので、他の仕上げ加工法よ
り、高精度に表面粗さを小さくできるものの、前記した
通り、ポリッシング加工機への平板状工作物の供給、加
工、排出は、枚葉式かバッチ式で行われるため、生産性
が低く、しかも更なる生産性の向上が望めないという、
重大な課題がある。

【００１７】従って、本発明の目的は、要求表面粗さを
達成できる等、より高精度に仕上げ加工できるポリッシ
ング加工方法の性能（利点）は保持したまま、研磨工程
を連続化することであり、この連続化により、工作物の
仕上げ加工の生産性向上が図れるポリッシング加工方法
を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
においては、ポリッシング加工方法を、平板状工作物を
所定間隔で多数保持したキャリアを、相対向して回転す
るパッドの間に連続的に通過させつつ、前記パッドの表
面に遊離砥粒を含むスラリーを供給するとともに、各パ
ッドを平板状工作物の表面にそれぞれ押しつけ、平板状
工作物の平行な両面の研磨を同時かつ連続的に行うよう
に改良する。

【００１９】ポリッシング加工は、基本的にスラリーと
軟質材料工具のパッドを用いて研磨する。したがって、
加工作用を及ぼすのは、スラリー中の遊離砥粒であり、
この砥粒について注目すると、小さな切り込み圧力と小
さな切り込み深さで除去加工を行うことができる。した
がって、加工単位が小さくなるため、加工能率は低くな
るものの、得られる表面粗さは小さくなり、要求表面粗
さを満足した良好な仕上げ加工面が得られるようにな
る。

【００２０】これを、前記弾性砥石を用いた両頭研削加
工方法と比較すると、ＰＶＡ系砥石などの弾性砥石は、
ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）などを主体とし、こ
れにメラミンおよびフェノール系等の調質用の樹脂を適
宜混合した樹脂組成物を結合剤とし、この結合剤に、Ｇ
Ｃ、Ｃ、ＷＡ等の砥粒を埋め込んだ砥石である。このよ
うに、ＰＶＡ系砥石などの砥石は、結合剤が軟らかい樹
脂であるがゆえに、また、結合剤中に多くの気孔を有す
る多孔質であるため、ビトリファイド砥石、レジノイド
砥石等の硬質の砥石に比して、弾性や靱性に富む砥石で
ある。

【００２１】したがって、純アルミやアルミ合金（以
下、単にアルミと言う）などの軟質の工作物を研削加工
する際には、結合剤自体や気孔の存在により、弾性や靱
性に富み、個々の砥粒の実切り込み荷重が緩衝され、そ
の結果加工単位が小さくなるので、表面粗さの小さな面
が得られる。また、前記した気孔の機能により、脱落し
た砥粒や微小アルミ研削屑の排出性にも優れるという特
徴を有する。

【００２２】しかし、ポリッシング加工の遊離砥粒に比
べれば、ＰＶＡ系砥石と言えども、結合剤によって拘束
を受けた固定砥粒であり、拘束を受けている分だけ、個
々の砥粒の切り込み圧力、切り込み深さとも大きくなり
がちである。また、砥粒の大きさも、砥粒を砥石に製造
し、砥石として使用可能とするための技術的な制約を受
けるため、その最小値は概ね1 〜0.5 μm 程度である。

【００２３】これに対し、ポリッシング加工法の砥粒
は、研磨液に混合される遊離砥粒であり、ＰＶＡ系砥石
のような砥石製造上などの制約が無い。このため、所望
の粒径の砥粒の製造さえ可能であれば、小さな砥粒径を
自由に選択でき、この砥粒の点からも、両頭研削加工方
法よりも微小な表面粗さを実現できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明における遊離砥粒の大きさ
は、研磨条件や目的表面精度（表面粗さ）により適宜選
択されるが、磁気ディスク用のアルミ基板などでは、平
均粒径が0.1〜2.0 μm の遊離砥粒を用いることが好ま
しい。遊離砥粒の平均粒径が小さすぎると、研磨効率が
著しく低下するとともに除去量（加工量）も少なくな
り、研磨加工自体ができない場合が生じる。一方、遊離
砥粒の平均粒径が大きすぎると、前記した表面粗さ0.01
3 μｍＲａ以下の表面精度が得られなくなる。

【００２５】このように、ポリッシング加工方法では、
遊離砥粒を含むスラリーを使うことがポイントとなる
が、ポリッシング加工方法の連続化においては、この遊
離砥粒を用いた場合に新たに生じる問題も考慮しておく
ことが好ましい。本発明者らは、循環式の無端状キャリ
アを用いて連続的にポリッシング加工した場合に、加工
時間とともに工作物の表面粗さが大きくなったり、また
スクラッチが増えたりする現象が生じる場合があること
を知見した。

【００２６】そこでこの原因を究明した結果、使用スラ
リーがポリッシング加工の際に、キャリアやその周辺の
機材に必然的に付着し、この付着スラリーがキャリアを
循環使用する際に、次の平板状工作物の仕上げ加工精度
に悪影響を及ぼすことを突き止めた。

【００２７】即ち、本発明では、ポリッシング加工の連
続化のために、ベルト状あるいは円板状の無端状キャリ
アを循環使用するが、この場合、ポリッシング加工を終
えてパッドから出てきたキャリアに付着しているスラリ
ーが、キャリアが一周乃至周回して、新たな工作物とと
もに再びパッド間に入るまでの間に、砥粒が凝集、乾燥
してキャリア表面に固まる現象が生じ易い。この固まっ
た砥粒は、再びパッド間に入ったときに、新しいスラリ
ーにより溶け、キャリアからは脱落するものの、一端凝
集した砥粒はすぐには分散しない。このため、この凝集
した砥粒がパッド間に入ったときに、あたかも粒径の大
きな一個の砥粒のように振る舞い、工作物を研磨するた
めに、工作物の表面粗さを大きく（劣化）させたり、ス
クラッチを発生させたりする可能性がある。

【００２８】したがって、本発明のポリッシング加工の
連続化のためには、パッドの間に無端状キャリアを通過
させる前および／または後に、無端状キャリアを洗浄し
て付着しているスラリーを除去することが特に好まし
い。なお、キャリア周辺機器にもポリッシング加工の際
のスラリーは飛散し付着するので、これらがキャリア上
やパッド上に落下、飛来等する可能性もある。このた
め、これらスラリーが前記キャリアに付着したスラリー
と同じ悪影響を与えないよう、これらキャリア周辺機器
もスラリーが付着しないよう合わせて洗浄されることが
より好ましい。

【００２９】更に本発明では、本発明者らが改良した前
記弾性砥石を用いた両頭研削加工方法を、ポリッシング
加工方法の前加工として使うことが好ましい。ポリッシ
ング加工方法自体は、表面精度には優れるものの、他の
研磨・研削加工に比較して、除去量を大きくできない
（加工量を大きく取れない）問題がある。したがって、
除去量を大きくし、仕上げ加工工程としての高い効率化
を図るためには、前加工が必要である。従来この前加工
には、前記ラッピング加工などが用いられていた。しか
し、このラッピング加工も従来のポリッシング加工方法
と同様、バッチ式であり、ポリッシング加工のみ生産性
を向上させても、前加工の方の生産性が上がらなけれ
ば、仕上げ加工工程全体の生産性向上につながらない。

【００３０】したがって、本発明では、ポリッシング加
工方法の連続化に合わせ、仕上げ加工工程全体の生産性
向上を図るために、前加工も合わせて連続化することが
好ましい。このため、連続化に優れた前加工として、前
記弾性砥石を用いた両頭研削加工方法を用いる。即ち、
この両頭研削加工方法とポリッシング加工方法とを、連
続化した一つの仕上げ加工ラインとすることにより、除
去量を大きくすることができ、また、工作物のキャリア
への着脱などのハンドリング工程を少なくし、高精度の
加工物をより高能率や高効率化で得られるようにでき
る。

【００３１】以下、本発明ポリッシング加工方法に用い
る装置の実施態様を、図１〜図７を用いて説明する。ま
ず、図１（ａ）、（ｂ）において、１０は本発明ポリッ
シング加工装置を示す。符号１は工作物のキャリアであ
り、後述する図２〜５で示すキャリア移動機構によっ
て、同図において右向きの矢印Ａ方向に移動される。

【００３２】帯状金属からなるキャリア１は、長手方向
に所定の間隔で、アルミ基板等の円板状工作物Ｗが掛合
される抜穴からなる複数のポケット部６を有する。この
キャリア１は、ポケット部６に円板状工作物Ｗを保持し
たまま、矢印ＢとＣの方向に相互に逆回転され、対向配
設されてなるパッド２、３の間に通されるように構成さ
れている。

【００３３】このキャリア１の同図における左側の一方
側には、ポケット部１ａに順次アルミ基板２を掛合させ
るローディング機構８が、また右側の他方側にはポケッ
ト部１ａからアルミ基板２を取外すアンローディング機
構９が設けられている。このローディング８ないしアン
ローディング機構９について詳細な図示はしないが、一
般的に使用されている、公知の機構が適宜使用できる。

【００３４】前記一対のパッド２、３は、パッド支持用
の金属製のプレート７に各々貼り付けられており、図示
しない回転駆動軸により互いに逆方向Ｂ、Ｃに回転させ
られるとともに、工作物に対するパッドの角度を調節さ
れる。また、パッド２、３の工作物への押しつけ力を、
回転駆動軸のストロークの調節により制御する。更にパ
ッド２，３には、スラリー供給口４が設けられ、研磨
中、外部よりスラリー（遊離砥粒を含む研磨液）が、パ
ッド２，３と工作物の界面に供給される。

【００３５】以上のような構成により、対象工作物の連
続的なポリッシング加工が可能であるが、このスラリー
供給およびポリッシング加工の連続化に際して、スラリ
ーがキャリアへ必然的に付着する問題がある。この問題
解決のためには、前記した通り、パッドの間に無端状キ
ャリアを通過させる前および／または後に、無端状キャ
リアを洗浄して、付着しているスラリーを除去する機構
が必要であり、この機構について、次に説明する。

【００３６】図２〜５は、この無端状キャリアを洗浄す
る機構の態様を示しており、ポリッシング加工装置１０
およびローディング機構８ないしアンローディング機構
９等については図１（ａ）、（ｂ）と同じである。まず
図２において、無端状キャリアを洗浄する洗浄機構１１
は、通過する無端状キャリアを両側から洗浄し、キャリ
ア幅全域をカバーできる長さを持つ、一対の円柱状の回
転ブラシ１３と、該回転ブラシ１３の無端状キャリアへ
の当接面やその近傍に洗浄水を供給するノズル１２（無
端状キャリアに向けてキャリアの両側から一対配置）か
らなる。そして、この回転ブラシを図示しないモータに
よって回転させながらキャリア１の表面に押し当て付着
スラリーを除去する。

【００３７】キャリアの洗浄機構自体はこれに限定され
るものではなく、要は、走行するキャリア１の表面を連
続的に洗浄できるものであれば、他の形状のブラシやブ
ラシに代わるスポンジなど公知の手段が適宜選択可能で
ある。また、スラリーが除去できるのであれば、ブラシ
やスポンジ等の拭く乃至擦る等の手段を使わず、水およ
び／または洗浄剤のみを使用しても良い。

【００３８】この図２においては、洗浄機構１１は、ポ
リッシング加工装置１０の下流側に設けられている。ま
た、図３〜５は、洗浄機構１１の構成自体は図２と同じ
だが、洗浄機構１１を設ける位置を各々変えた例を示し
ており、図３は無端状キャリアの中間地点、図４はポリ
ッシング加工装置１０の上流側、図５はポリッシング加
工装置１０の上流側と下流側との両方に設けられてい
る。

【００３９】このように洗浄機構１１は、キャリアの適
宜の位置に適当数設けて良いが、キャリアをガイドする
部分などキャリア周辺機器にスラリーが転写付着するの
を未然に防止するためには、図２のように、洗浄機構１
１をポリッシング加工装置１０の下流側に設けることが
好ましい。また、図のようにポリッシング加工装置１０
の上流側に洗浄機構１１を設けた場合には、キャリアが
一周する間に付着する異物（キャリアをガイドする各部
分との間で生じる摩擦粉、空気中の塵、埃等）がパッド
間に入って生じるスクラッチの発生を確実に防止するこ
とができるので好ましい。したがって、図５のように、
ポリッシング加工装置１０の上流側と下流側との両方に
洗浄機構を設ける方が、表面粗さを向上させ、スクラッ
チの発生を防止しつつ、連続的なポリッシング加工を行
う点で、より好ましい。

【００４０】なお、図１〜５のポリッシング加工装置
は、工作物のローディング機構とアンローディング機構
との間に、一対の相対向するパッドを一段配設した例し
か図示していないが、例えば、研磨加工を段階的に行う
必要がある場合には、キャリア１に沿ってパッドの対を
複数段直列に配列し、各パッド対における供給スラリー
中の遊離砥粒の粗さを順次細かくするか、あるいは同じ
遊離砥粒の粗さとするようにしても良い。

【００４１】図６は、前記ベルト状タイプのキャリアと
は別の、円盤状タイプのキャリアを有するポリッシング
加工装置を開示している。同図のポリッシング加工装置
は、対向配置されてなる一対のパッド２、３の間に、円
弧上に工作物を収納できる複数のポケット６が等間隔で
設けられた円板状のキャリア１を回転させて、このキャ
リア１のポケット６に収納されている工作物Ｗの両面を
連続して研削する構成になるものである。なお、同図で
も、連続的な加工を保障するために、工作物Ｗをポケッ
ト６に収納およびポケット６から取外すプッシャ等の手
段が適宜選択されるローディング機構８やアンローディ
ング機構９を設けている。

【００４２】なお、図６での円盤状タイプのキャリアの
洗浄機構は、キャリアに垂直な回転軸を中心に回転する
回転ブラシ１３と、ブラシの作用面に向けて洗浄水を供
給するノズル１２とからなる。また、この洗浄機構を、
パッドの間に円盤状タイプのキャリアを通過させた後に
設けているが、前記ベルト状のキャリアと同様、パッド
の間に入る前および／またはパッドの間から出た後に適
宜設けてよい。

【００４３】また、図７は、弾性砥石を用いた両頭研削
加工方法を、ポリッシング加工方法の前加工として使
い、お互いに連続化した両頭研削加工方法とポリッシン
グ加工方法とを組み合わせ、一つのラインで連続して行
う装置を示している。この構成とすることにより、ポリ
ッシング加工方法の連続化に合わせ、仕上げ加工工程全
体の生産性向上を図ることができる。

【００４４】図７において、２０は両頭研削加工を行う
装置を示しており、ポリッシング加工装置１０の上流側
に設けられている。同図において、洗浄機構１１は、ポ
リッシング加工装置１０の下流側と、両頭研削装置２０
とポリッシング加工装置１０との間に設けられている。
この内、両頭研削装置２０とポリッシング加工装置１０
との間の洗浄機構１１は、両頭研削装置２０における脱
落砥粒のポリッシング加工装置１０への混入を防止する
ため事前に洗浄することを目的とするもので、この場
合、回転ブラシなどを接触させると、工作物に傷をつけ
たりキャリアから押し外してしまう恐れがあるので、同
図の通り、洗浄水供給ノズルのみを配設している。ま
た、この図７の例においては、この洗浄機構の他、ロー
ド機構８が両頭研削装置２０の上流側に設けられている
以外は、前記図２〜５と装置構成は概ね同じである。

【００４５】この両頭研削装置２０の実施態様を図８
（ａ）、（ｂ）に示す。同図において、工作物のキャリ
ア１は、前記図２〜５で示したキャリア移動機構によっ
て、同図において右向きの矢印Ａ方向に移動される。帯
状金属からなるキャリア１は、前記図１で示したものと
同じで、ポケット部６に円板状工作物Ｗを保持したま
ま、相互に逆回転される対向配設されてなる一対の弾性
砥石２２，２３の間に通されるように構成されている。
このキャリア１の同図における左側の一方側には、ポケ
ット部１ａに順次アルミ基板２を掛合させるローディン
グ機構８が設けられている。

【００４６】砥石の回転駆動軸２１は、弾性砥石を高速
回転させるとともに、弾性砥石の角度を調節する。ま
た、弾性砥石２２、２３の切り込み量を、回転駆動軸２
１のストロークの調節により制御し、砥石間ギャップを
保っている。また、このストロークの調節は、工作物が
弾性砥石から通過離脱する際の砥石間ギャップを一定に
保持する手段として用いても良い。

【００４７】また、図８（ｂ）に示すように、一対の砥
石２２，２３のキャリア１の入口と出口側とのそれぞれ
には工作物回転制動手段２４が配設されている。この工
作物回転制動手段２４は、円板状工作物が砥石の間に入
り込むときと、砥石から通過離脱するときに、この円板
状工作物の回転を制動することにより、円板状工作物の
両研削面に異なった向きの研削条痕が発生するのを防止
し、また同時に、円板状工作物の端面の傷付きも防止
し、工作物の表面精度を保障するための手段である。ま
た、工作物回転制動手段２４は、工作物の片面のみから
作用させると、工作物の姿勢に影響を及ぼす恐れがあ
る。したがって、そのようなことがないように、図８
（ｂ）に示すように、両面から作用させるべく、工作物
の両側に対向して設けられている。

【００４８】この工作物回転制動手段２４は、一端が固
定されてなる一定力で押付ける押付け機構であるコイル
ばね２４ａの先端に、円板状工作物Ｗよりも低硬度の弾
性樹脂、例えばゴムからなるブロック状の固体である制
動体２４ｂが取付けられた構成になっており、この制動
体２４ｂをコイルばね２４ａの弾性力で円板状工作物Ｗ
に押付けることにより、円板状工作物Ｗの回転を制動す
るように構成されている。この場合は、キャリア１の一
面側だけに工作物回転制動手段２４が配設されている
が、工作物回転制動手段２４をキャリア１の両面側に設
けると円板状工作物Ｗが両面側から押圧されるので、円
板状工作物Ｗの研削精度の向上にとって好ましい。な
お、押付け機構としては、例えば板バネ、エアシリンダ
あるいはゴムの弾力を利用するものであっても良い。

【００４９】前記工作物回転制動手段としては、この他
に、円板状工作物の面に転接する弾性樹脂等の、円板
状工作物よりも低硬度のローラ状の固体、円板状工作
物の面に先端部分が接触する薄板状樹脂、円板状工作
物の面に先端部分がキャリアの移動方向に曲げられた状
態で接触するブラシなどがあり、これらの手段を円板状
工作物の面に一定力で押付ける押付け機構とともに設け
ても良い。

【００５０】また、図７乃至図８（ａ）、（ｂ）の両頭
平面研削盤は、工作物のローディング機構とアンローデ
ィング機構との間に、一対の弾性砥石を一段配設した例
しか図示していないが、例えば、研削加工を粗研削加工
から仕上研削加工までの段階的に行う必要がある場合に
は、キャリア１に沿って、砥石の粗さを順次細かくし
た、あるいは同じ砥石の粗さである弾性砥石対を、工作
物の進行方向に沿って、複数段、直列或いは並列して配
置しても良い。この場合、粗研削加工から仕上研削加工
まで、同じ弾性砥石、例えばＰＶＡ系砥石を使わずと
も、粗研削加工に通常の硬質砥石を用い、仕上研削加工
にＰＶＡ系砥石を用いても良い。更に、砥石の大きさ
（径）を大きくして、キャリア１の幅を広げ、工作物を
複数列配列する、あるいはキャリア１を複数列平行に配
設しても良い。

【００５１】

【実施例】

〔実施例１〕図２に示す、洗浄機構１１をポリッシング
加工装置１０の下流側に設けたポリッシング加工装置を
用いて、外径φ９０ｍｍ、初期厚さ０．９ｍｍの、磁気
ディスク用ＪＩＳ５０８６系アルミニウム合金製基板を
ポリッシング加工した例を示す。なお、キャリアは基板
保持用の穴（ポケット）を設けたステンレス製で厚み
０．５ｍｍ、幅１５０ｍｍのエンドレスベルトを用い
た。研磨条件は、パッドとして、アルミの研磨用として
一般に市販されているパッド（外径φ５８５ｍｍ、内径
φ４０ｍｍ）を用い、回転数が５０ｒｐｍで、対向した
パッドが互いに逆向きに回転するようにした。パッドの
アルミニウム合金製基板に対する切り込み量の制御は、
基板への押しつけ力（圧力）にて行った。また、スラリ
ーも平均粒径１．６μｍの砥粒を含むアルミ用の市販研
磨液に混合したものを使用し、各々のパッドに供給する
スラリー流量は、合計で４０ｍｌ／ｍｉｎとした。

【００５２】以上の条件で、連続的なポリッシング加工
を行ったが、図２の洗浄機構１１を用いた場合には、ポ
リッシング加工された全ての（３００枚）アルミニウム
合金製基板は、表面粗さ１００〜１３０ÅＲａのレベル
で維持されていた。本実施例では１．６μｍと比較的大
きな砥粒を用いたにも係わらず、１３０ÅＲａ以下の表
面粗さが得られており、更に細かい砥粒を用いるほど、
より小さい表面粗さが得られる。一方、比較のために、
図２の洗浄機構１１を用いずに、同じ条件でポリッシン
グ加工を行った。この結果、加工開始後の数枚のアルミ
ニウム合金製基板では、表面粗さ１００〜１３０ÅＲａ
のレベルで維持されていたものの、キャリアが一周以上
走行し、かつ５分経過後（１００枚）加工した時点で、
アルミニウム合金製基板の表面粗さが１３０〜２６０Å
Ｒａと大きくなる場合が生じ、また、目視で確認できる
スクラッチも増加した。これは、前記した通り、キャリ
アが循環使用されるために、付着スラリーがキャリアに
堆積して、ポリッシング加工に悪影響を与えたためであ
る。したがって、ポリッシング加工の連続化を保障し、
歩留りを向上させるためには、キャリアの洗浄を行うこ
とが好ましいことが分かる。

【００５３】〔実施例２〕前記ベルト状タイプのキャリ
アとは別の、図６の、円盤状タイプのキャリアを有する
ポリッシング加工装置を用いて、実施例１と同じ条件で
磁気ディスク用ＪＩＳ５０８６系アルミニウム合金製基
板を連続的にポリッシング加工した例を示す。図６の洗
浄機構１１を用いた場合には、加工された全ての（３０
０枚）アルミニウム合金製基板は、表面粗さ１００〜１
３０ÅＲａのレベルで維持されていた。一方、比較のた
めに、図６の洗浄機構１１を用いずに、同じ条件でポリ
ッシング加工を行ったところ、加工開始後キャリアが２
周以上走行し、３分経過（１００枚）まで加工した時点
で、アルミニウム合金製基板の表面粗さが１３０〜２６
０ÅＲａと大きくなる場合が生じ、また、目視で確認で
きるスクラッチも増加した。

【００５４】この実施例１および２において、パッドの
代わりにバフまたは不織布、ポリエステルフィルム基材
に不織布を貼り付けたもの等の研磨布、研磨紙を用いて
も、表面粗さの程度は若干異なるが、キャリアの洗浄の
有無に対して同様の効果が得られる。

【００５５】〔実施例３〕次に、弾性砥石を用いた両頭
研削加工方法を、ポリッシング加工方法の前加工として
使った例を示す。装置として、図７に示す、両頭研削加
工方法とポリッシング加工方法とを組み合わせ、一つの
ラインで連続して行う装置を用いた。この場合、両頭研
削条件として、ＧＣ＃３０００の、外径φ５８５ｍｍ、
内径φ４０ｍｍのディスク形ＰＶＡ砥石を用い、砥石回
転数を８００ｒｐｍとし、アルミ基板両面から、合計３
０μｍ除去するようＮＣにより切込み量を制御した。そ
して互いに反対方向に回転するＰＶＡ砥石の中心穴から
加工面に水溶性研削液を連続的に供給した。また、砥石
のキャリアの入口と出口側とのそれぞれに、前記図４
（ｂ）に示した工作物回転制動手段（コイルばね４ａと
してばね定数３Ｎ／ｍのものを用い、ゴム製の制動体４
ｂを０．１Ｎでアルミ基板Ｗに押付けた）を配設して研
削加工を行った。また、キャリアの洗浄は、図７に示す
ポリッシング加工装置１０の下流側に設けた洗浄機構１
１のうち、回転ブラシ１３は工作物の傷つきが生じる恐
れがあるため使わず、洗浄水（供給ノズル１２）のみ使
用した。ポリッシング加工条件は、実施例１と同じ条件
とし、磁気ディスク用ＪＩＳ５０８６系アルミニウム合
金製基板を連続的にポリッシング加工するようにした。

【００５６】以上の条件により、まず比較のために、両
頭研削加工を用いず、ポリッシング加工のみで３０μｍ
の除去量の加工を行ったが、パッドが過負荷による焼き
付きを起こし加工できなくなった。したがって、本発明
ポリッシング加工方法でも、仕上げ加工の除去量（加工
量）が多くなった場合には、両頭研削加工などの前加工
を入れた方が良いことが分かる。

【００５７】更に、比較のために、ポリッシング加工を
用いず、両頭研削加工のみで３０μｍの除去量の加工を
行った。この結果、除去量は工作物の両面合計で３０μ
ｍの除去量を得ることができたが、工作物の表面粗さは
１５０〜１８０ÅＲａ程度の粗いものしか得ることがで
きなかった。

【００５８】これに対し、前記条件にて、両頭研削加工
方法をポリッシング加工方法の前加工として使った本発
明ポリッシング加工例を実施した結果、連続的に加工さ
れた８００枚全てのアルミニウム合金製基板は、工作物
の両面合計で３０μｍの除去量を得ることができるとと
もに、表面粗さが１００〜１３０ÅＲａのレベルで維持
されていた。したがって、両頭研削加工と組み合わせる
と、表面粗さを小さくできるとともに、除去量を大きく
とれるなどの相乗効果があることが分かる。

【００５９】更に、この両頭研削加工を用いた場合の本
発明ポリッシング加工例は、いずれも両頭研削加工工程
において、前記図８（ｂ）に示した工作物回転制動手段
２４を用いたために、アルミニウム合金製基板表面に異
なった向きの研削条痕や、工作物の端面の傷つきは無か
った。

【００６０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のポリッシン
グ加工方法によれば、より高精度に表面粗さを小さく研
磨加工できるポリッシング加工方法の性能は保持したま
まで、加工工程を連続化することができる。しかも、工
作物の加工枚数を増加ないし長時間連続運転しても、工
作物の表面精度を維持することができる。従って、要求
品質に対応した工作物の仕上げ加工の自動化や、更に仕
上げ加工の前後の工程とを一貫させた生産システムの自
動化が図れるなど、生産性の向上に対して大いに貢献す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）、（ｂ）は本発明ポリッシング加工
方法の原理を示し、パッド間に工作物を連続的に通過さ
せてポリッシング加工する様子を示した説明図である。

【図２】本発明ポリッシング加工方法に用いるベルト状
キャリアタイプの装置の実施態様を示す説明図である。

【図３】本発明ポリッシング加工方法に用いるベルト状
キャリアタイプの装置の他の実施態様を示す説明図であ
る。

【図４】本発明ポリッシング加工方法に用いるベルト状
キャリアタイプの装置の他の実施態様を示す説明図であ
る。

【図５】本発明ポリッシング加工方法に用いるベルト状
キャリアタイプの装置の他の実施態様を示す説明図であ
る。

【図６】本発明ポリッシング加工方法に用いる円板状キ
ャリアタイプの装置の実施態様を示す説明図である。

【図７】本発明ポリッシング加工方法の別の実施態様を
示し、ポリッシング加工の前に両頭研削加工を行う装置
の概要を示す説明図である。

【図８】本発明ポリッシング加工方法に用いる両頭研削
加工装置の概要を示す説明図である。

【符号の説明】

１…キャリア２、３…パッド４…スラリー供給口５…スラリー６…キャリアのポケット部７…プレート８…ローダー９…アンローダ
ー１０…ポリッシング加工装置１１…洗浄機構１２…洗浄水供給ノズル１３…回転ブラ
シ１４…キャリア１５、１６…キャリア
駆動手段２０…両頭研削加工装置２１…弾性砥石
回転駆動軸２２、２３…弾性砥石２４…工作物回
転制動手段Ｗ…円板状工作物

フロントページの続き (72)発明者山口秀隆神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者原宣宏神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状工作物を所定間隔で多数保持した
キャリアを、相対向して回転するパッドの間に連続的に
通過させつつ、前記パッドの表面に遊離砥粒を含むスラ
リーを供給するとともに、各パッドを平板状工作物の表
面にそれぞれ押しつけ、平板状工作物の平行な両面の研
磨を同時かつ連続的に行うことを特徴とするポリッシン
グ加工方法。
【請求項２】前記キャリアが循環使用される無端状キ
ャリアであり、該無端状キャリアを前記パッドの間に通
過させる前および／または通過させた後に、キャリアを
洗浄し、キャリアに付着しているスラリーを除去する請
求項１に記載のポリッシング加工方法。
【請求項３】前記パッドの上流側で、かつキャリアの
走行経路上に、相対向して回転する弾性砥石を配置し、
該弾性砥石の間に、前記キャリアに保持された平板状工
作物を連続的に通過させ、平板状工作物の平行な両面を
同時かつ連続的に研削する両頭研削加工を行う請求項１
または２に記載のポリッシング加工方法。
【請求項４】前記弾性砥石がＰＶＡ系砥石である請求
項３に記載のポリッシング加工方法。
【請求項５】前記平板状工作物がアルミである請求項
１乃至４のいずれか１項に記載のポリッシング加工方
法。
【請求項６】前記アルミが、磁気ディスク用アルミ基
板である請求項５に記載のポリッシング加工方法。