JP2556605B2 - 研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えば磁気ディスク用アルミニウム基板
等のワークに研磨加工を施す研磨装置に関する。

従来の技術及び課題 従来、例えば磁気ディスク用アルミニウム基板の研磨
を行う研磨加工機として、第３図に示されるような加工
機（51）が用いられている。

同図の研磨加工機（51）は、回転駆動可能に保持され
かつ上面にドーナツ盤状に砥石（52）が取着された下部
定盤（53）と、該下部定盤（53）の上方位置に該定盤
（53）と対向同軸状に配置されると共に回転駆動及び昇
降作動可能に保持されかつ下面に同じくドーナツ盤状の
砥石（54）が取着された上部定盤（55）と、各砥石（5
2）（54）間において砥石の軸芯位置に配置された太陽
歯車（57）と、該太陽歯車（57）の径方向外方位置に同
心状に配置された内歯歯車（59）と、該内歯歯車（59）
及び太陽歯車（57）の両歯車に噛合され下定盤（53）の
砥石（52）上に載置された状態で両歯車（57）（59）間
に配置された外歯歯車状のワークキャリアー（56）とか
らなる。なお、このワークキャリアー（56）は、磁気デ
ィスク用基板（Ａ）の外周形状に沿う円形の保持孔（6
0）を偏心状態に有し、該保持孔（60）内に磁気ディス
ク用基板（Ａ）が配置された状態で該基板の上下両面が
キャリア（56）の保持孔（60）から外方に突出した状態
となるようにその板厚が基板（Ａ）よりも薄く形成され
ている。

そして、この研磨加工機（51）では、上部定盤（55）
が上方待機位置に位置された状態で磁気ディスク用基板
（Ａ）がワークキャリアー（56）の保持孔（60）内に配
置され、上部定盤（55）が下降作動されて磁気ディスク
用基板（Ａ）の両面が上下の砥石（52）（54）で挾まれ
る。そして、加工状態において、太陽歯車（57）が回転
されることによりワークキャリアー（56）が自転されな
がら太陽歯車（57）の回りで公転され、更に上下の定盤
（53）（55）も回転されて、磁気ディスク用基板（Ａ）
の両面の研磨加工がなされる。研磨後は、上部定盤（5
5）が上昇され、キャリアー（56）に保持されている基
板（Ａ）が取り出され、また新たな基板がキャリアー
（56）に保持せしめられて研磨が再開される。

ところで、従来、上記加工機を用いた磁気ディスク用
基板の研磨は、作業者が、ラックから基板（Ａ）を取り
出してこれをワークキャリアー（56）の各保持孔（60）
に配置し、また、研磨完了後にキャリアー（56）の基板
（Ａ）を取り出すという作業を繰り返しながら実施され
ていた。

しかしながら、上記のような人手による繰返し作業
は、作業者に大きな負担を与え、また、装置のワーク処
理効率の向上に限界を生じさせていた。

そのため、研磨加工工程の自動化を図り、基板を研磨
加工機（51）内に自動的にローデングすると共に、研磨
完了後にはこれを自動的にアンローデングするという自
動化設備の開発が要請されていた。

そこで、本発明者らは、そのような自動化設備の一態
様として、上記のような研磨加工機（51）に隣接して、
未加工基板を載置状態で一時的に待機させる未加工ワー
ク待機部と、研磨加工済の基板を載置状態一時的に待機
させる加工済ワーク待機部とをそれぞれ配置し、かつ、
未加工ワーク待機部に載置状態にセットした未加工基板
を研磨加工機（51）に、また、研磨加工機（51）で研磨
加工を終えた基板を加工済ワーク待機部に、基板をチャ
ックして浮上状態で移送して載置するワーク移送装置を
備えた研磨装置の実用化を試みている。

しかし、かかる研磨装置の実用化を図る上において、
解決すべき課題の一つに、研磨加工機（51）で研磨を終
えた基板を、いかに該基板に傷をつけることなく加工済
ワーク待機部に上記のような移送装置にて載置させるか
という問題がある。

即ち、ワーク移送装置にてチャックされ浮上状態にさ
れている基板を加工済ワーク待機部に載置する際に、該
基板が待機部の受けの底面に落下したり、押し付けられ
たりして基板に傷をつけてしまうことが起こりうる。こ
のことは、特に、ワークが上記の磁気ディスク用基板の
ような高い表面性状の要求されるものである場合には深
刻な問題となる。

また一方、加工済ワーク待機部で待機させている間
に、研磨加工中等において付着した研磨液、切粉、砥粒
等の汚れが乾燥により基板にこびりついて、研磨後にお
いて行われる洗浄工程での基板の洗浄に困難を生じるこ
ともある。

この発明は、かかる課題を解決し、研磨加工部にて研
磨加工された加工済ワークを移送装置にてチャックして
浮上状態で加工済ワーク待機部に移送し、該待機部に該
加工済ワークを載置して一時的に待機させるようになさ
れた研磨装置において、加工済ワークを傷をつけるとな
く加工済ワーク待機部に上記のような移送装置にて載置
することができ、しかも、該待機部での待機中の乾燥に
よりワークに各種汚れがこびりつくのも防ぐことができ
る研磨装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的において、この発明は、ワークの研磨加工を
行う研磨加工部に隣接して、加工済ワークを載置状態で
一時的に待機させる加工済ワーク待機部が配置されると
共に、前記研磨加工部で研磨加工されたワークをチャッ
クして浮上状態で前記加工済ワーク待機部に移送して載
置するワーク移送装置が具備された研磨装置であって、 前記加工済ワーク待機部が、水平状態に配置された浅
底状のトレーと、該トレー内に設けられた所定高さの輪
状のワーク受けと、該ワーク受けを除くトレー内にクッ
ション用液体を供給する液体供給源とを備え、 該液体供給源からトレー内への液体の供給により、該
液体がトレー内からワーク受け内に供給され、該ワーク
受け内がクッション用液体にて満たされるように、前記
ワーク受けの上縁部高さ位置が、前記浅底状トレーの上
縁部高さ位置よりも低く設計されてなることを特徴とす
る研磨装置を要旨とする。

作用 上記構成では、研磨加工部にて研磨加工された加工済
ワークを載置状態で一時的に待機させる加工済ワーク待
機部のワーク受け内をクッション用液体で満たした状態
において、研磨加工部の加工済ワークを移送装置にてチ
ャックして浮上状態で移送し該ワークを加工済ワーク待
機部のワーク受け内に載置する。この載置の過程で、該
加工済ワークは、ワーク受け内のクッション用液体によ
ってクッション作用を受けることとなり、このクッショ
ン作用によって、該ワークは傷をつけられることなくワ
ーク受け内に載置される。

しかも、ワークは加工済ワーク待機部での待機中、受
け内の液体と接触することになり、従って、液体と接触
している部分は乾燥することがなく、研磨加工中等にお
いて付着した汚れがワークにこびりつくというようなこ
とも起りにくい。

加えて、加工済ワーク待機部は、水平状態に配置され
た浅底状のトレーと、該トレー内に設けられたワーク受
けと、該ワーク受けを除くトレー内にクッション用液体
を供給する液体供給源とを備え、該液体供給源からトレ
ー内への液体の供給により、ワーク受け内がクッション
用液体にて満たされるように、ワーク受けの上縁部高さ
位置が、浅底状トレーの上縁部高さ位置よりも低く設計
されていることにより、ワーク受けへのクッション用液
体の供給がワーク受けへの加工済ワークの載置動作を妨
げることなく遂行されると共に、ワーク受けへの加工済
ワークの下降載置動作もワーク受けへのクッション用液
体の供給を妨げることなく遂行される。

しかも、浅底状のトレーに液体を供給するものである
ことにより、わずかな量のクッション用液体でワーク受
けが液体にて満たされる。

実施例 以下、この発明を円盤状の磁気ディスク用アルミニウ
ム基板の研磨加工を自動的に行う研磨装置に適用する場
合の実施例につき、図面に基づいて説明する。

第１図に示される研磨装置において、（１）は研磨加
工部、（２）は未加工ワーク待機部、（３）は加工済ワ
ーク待機部、（４）は未加工ワーク一括移送装置、
（５）は加工済ワーク一括移送装置である。また、
（６）は未加工ワーク収容ラック、（７）は洗浄・乾燥
装置、（８）は未加工ワーク個別移送装置、（９）は加
工済ワーク個別移送装置である。

研磨加工部（１）は、上下の定盤（11）（12）と、太
陽歯車（13）、内歯歯車（14）、ワークキャリアー（1
5）で構成された研磨加工機によるもので、太陽歯車（1
3）の回転によりキャリアー（15）が自転公転され、更
に上下の定盤（11）（12）も回転駆動されて、基板
（Ａ）の研磨を行う。

この研磨加工部（１）において、下部定盤（11）は、
その上部に所定厚さのドーナル盤状の砥石（17）が取着
されたもので、図示しない駆動装置により自軸回りでの
回転及び上下方向への移動を行いうるものとなされてい
る。

上部定盤（12）は、下部定盤（11）の上方位置に同軸
状に対向配置され、その下部に同じくドーナツ盤状の砥
石（18）が前記砥石（17）に対向するように取着された
ものである。そして、この上部定盤（12）も、図示しな
い駆動装置により、自軸回りでの回転及び上下方向の移
動を行いうるものとなされている。

太陽歯車（13）は、上下両定盤（11）（12）間におい
て砥石（17）（18）の軸芯位置に配置されており、図示
しない駆動装置により自軸回りで回転されるものとなさ
れている。

内歯歯車（14）は、太陽歯車（13）の径方向外方位置
に太陽歯車（13）とのワークキャリアー（15）は、薄板
状外歯歯車によるもので、上記太陽歯車（13）と内歯歯
車（14）との間のドーナツ状のスペース内に１個ないし
複数個配置され、太陽、内歯の両歯車（13）（14）に噛
合されている。また、このワークキャリアー（15）に
は、その中心位置から偏心した位置に、磁気ディスク用
基板（Ａ）の外周形状に沿う円形の保持孔（19）が１個
ないし複数個設けられている。なお、このワークキャリ
アー（15）の厚さは、磁気ディスク用基板（Ａ）の厚さ
よりも薄く形成され、前記保持孔（19）内に磁気ディス
ク用基板（Ａ）を配置した状態でその上下の面が保持孔
（19）の外方に突出しうるものとなされている。

ここに、上記太陽歯車（13）、内歯歯車（14）及びワ
ークキャリアー（15）相互間の歯数比は、1:3:1に設定
されており、太陽歯車（13）が４の整数倍数回回転され
ると、ワークキャリアー（15）が公転開始時に位置して
いた位置に復帰し、かつキャリアー（15）のワーク保持
孔（19）も自転開始時に位置していた位置に復帰するよ
うにされている。

未加工ワーク待機部（２）及び加工済ワーク待機部
（３）は、研磨加工部（１）の両サイドに配置されてい
る。

これらの待機部（２）（３）は、テーブル（21）（2
2）によるもので、未加工ワーク待機部（２）のテーブ
ル（21）の上面には、基板の外周形状に沿う所定高さの
輪状のワーク受け（23）が設けられている。

そして、加工済ワーク待機部（３）側のテーブル（2
2）の上面には浅底状のトレー（28）が配置されると共
に、該トレー（28）内に前記と同様の輪状のワーク受け
（24）が配置され、かつ該ワーク受け（24）以外の位置
においてトレー（28）の上方位置には、液体供給源とし
ての水道管（29）の出口部が配設されている。なお、ワ
ーク受け（24）は、第２図に示されるように、その高さ
がトレー（28）の高さよりも相対的に低くされ、トレー
（28）内に水道管（29）の水が供給されることによって
水が満たされた状態にされる。また、このワーク受け
（24）は、基板（Ａ）をその中に配置した状態で該基板
（Ａ）が水面下に没することができるような深さを有す
るものに形成されているのが好ましい。

上記の両待機部（２）（３）における各ワーク受け部
（23）（24）は、研磨加工部（１）の太陽歯車（13）が
停止した状態におけるキャリアー（15）の保持孔（19）
の位置に対応して配置されている。

未加工ワーク一括移送装置（４）は、研磨加工部
（１）、ワーク待機部（２）（３）の背後にこれらと平
行状に配設されたガイドレール（25）に案内されて未加
工ワーク待機用テーブル（21）の上方位置と研磨加工部
（１）の上下の定盤（11）（12）間の位置との間で往復
作動されるものとなされている。また、加工済ワーク一
括移送装置（５）は同じく背後のガイドレール（25）に
案内されて研磨加工部（１）の上下の定盤（11）（12）
間の位置と加工済ワーク待機用テーブル（22）の上方位
置との間で往復作動されるものとなされている。そし
て、両移送装置（４）（５）のそれぞれには、待機用テ
ーブル（21）（22）のワーク受け部（23）（24）の位置
に対応して基板（Ａ）をその軸孔において拡径してチャ
ックする基板チャッカー（26）（27）が備えられてい
る。

未加工ワーク収容ラック（６）は、基板（Ａ）を立積
み状態で収容するもので、未加工ワーク待機部（２）に
コンベア等により隣接状態に配置されるものとなされて
いる。

また、未加工ワーク個別移送装置（８）はラック
（６）と未加工ワーク待機部（２）との間に配置され、
ラック（６）から基板（Ａ）を１個づつチャックして取
り出しこれを未加工ワーク待機用テーブル（21）のワー
ク受け部（23）に配置していくパターン化された動作を
繰り返し行うものとなされている。

洗浄・乾燥装置（７）は加工済ワーク待機部（３）に
隣接配置されている。そして、加工済ワーク個別移送装
置（９）は洗浄・乾燥装置（７）と加工済ワーク待機部
（３）との間に配置され、加工済ワーク待機用テーブル
（22）のワーク受け部（24）に待機されている基板
（Ａ）を１個づつチャックして取り出しこれを洗浄・乾
燥装置（７）に渡していくパターン化された動作を繰り
返し行うものとなされている。

次に、上記研磨装置の作動をその制御方式と併せて説
明する。

上記研磨装置では、未加工ワーク個別移送装置（８）
により、ラック（６）内の基板（Ａ）が未加工ワーク待
機用テーブル（21）のワーク受け部（23）内に順次配置
されていく。

配置完了後、未加工ワーク一括移送装置（４）が、該
テーブル（21）の上方位置に位置した状態で下降し、チ
ャッカー（26）で基板（Ａ）を一括してチャックし、上
昇する。そして、研磨加工部（１）側に移行し、下部定
盤（11）上に位置する。そして、下降し、基板（Ａ）を
キャリアー（15）の保持孔（19）内に一括配置後チャッ
カー（26）を解除して、上昇し、再び未加工ワーク待機
用テーブル（21）上に移行していく。

そして、研磨加工部（１）では、上部定盤（12）が下
降作動し、基板（Ａ）の上下面が上下の砥石（17）（1
8）で加圧状態に挾持され、その状態で太陽歯車（13）
が回転作動され、更に上下の定盤（11）（12）も回転作
動されて基板（Ａ）の研磨処理がなされる。そして、太
陽歯車（13）の所定回数（４の整数倍数回）の回転完了
後、上部定盤（12）が上昇作動される。そのときワーク
（Ａ）は太陽歯車（13）の回転開始時の位置関係と同じ
位置関係においてキャリアー（15）に保持されている。

しかるのち、加工済ワーク一括移送装置（５）が下部
定盤（11）上に移行し、下降、基板の一括チャック、上
昇を行って、加工済ワーク待機用テーブル（22）側に移
行する。

そして、加工済ワーク一括移送装置（５）は、該テー
ブル（22）上で下降され、所定の高さ位置において基板
（Ａ）のチャックが解除されて、該基板（Ａ）はワーク
受け（24）内に水没状態に配置される。その際、基板
（Ａ）は、受け（24）の底面との間に存在する水により
クッション作用を受けて、該ワーク受け（24）の底面に
衝撃的に当たることなく配置される。

その後、移送装置（５）は、加工済ワーク待機用テー
ブル（22）の上方位置に移行される。

そして、加工済ワーク待機用テーブル（22）に待機さ
れた基板（Ａ）は、加工済ワーク個別移送装置（９）に
よって１個づつ取り出され、濡れた状態で洗浄・乾燥装
置（７）に順次渡され、洗浄、乾燥に付される。

上記のように、加工済ワーク受取り部としての待機部
（３）が水の収容された受け（24）を備えたものに構成
されていることにより、加工済ワーク一括移送装置
（５）による該受け（24）への基板（Ａ）の配置を該受
け（24）内に収容された水によるクッション作用によっ
て該基板（Ａ）に傷をつけることなく行うことができ
る。特に磁気ディスク用基板（Ａ）のように平面的なワ
ークの場合には、水によるクッション作用が強く現れ、
受け（24）との衝突による基板（Ａ）への傷つき防止効
果がより有効的に発揮される。しかも、上記のように水
の収容された受け（24）内に基板（Ａ）が配置される構
成が採用されていることにより、研磨加工直後に基板
（Ａ）が水にさらされることで研磨液、切粉、砥粒等の
汚れが容易に落とされ、かつ受け（24）内で待機中に基
板（Ａ）が乾燥して汚れのこびりつきを生じるというこ
とも防止され、従って次の洗浄工程での基板（Ａ）の洗
浄を能率よく、しかも確実に行うことが可能となる。更
に、加工済ワーク待機部（３）に待機された基板（Ａ）
を加工済ワーク個別移送装置（９）で取り出す際にも、
水のクッション作用により、基板（Ａ）に衝撃を与える
ことなく取り出すことができる。

なお、本発明における研磨加工部は、外歯歯車による
ワークキャリアーを太陽歯車と内歯歯車との作用で自転
公転させてワークを一括して研磨加工する上記のような
研磨加工機によるものの他、例えばワークを上方突出固
定状態に保持して上方から研磨盤を当て、該研磨盤を回
転させることにより、ワークの研磨を行う研磨加工機等
によるものであってもよい。また、研磨加工部は、砥石
を使用した研磨機によるものの他、砥石に替えて研磨布
を使用した、いわゆるバフ研磨方式による研磨機等によ
るものであってもよい。

また、上記実施例ではワーク受け（24）内に収容され
る液体として水が用いられているが、本発明装置はこれ
に限定されるものではなく、要はワークを受ける際にク
ッションとなり、かつワークの乾燥を防止しうるような
液体であれば液体の種類に特に制限はない。

発明の効果 上述の次第で、この発明の研磨装置は、研磨加工部に
て研磨加工された加工済ワークを載置状態で一時的に待
機させる加工済ワーク待機部のワーク受け内がクッショ
ン用液体にて満たされるようになされているものである
から、加工済ワーク待機部のワーク受け内をクッション
用液体で満たした状態において、研磨加工部の加工済ワ
ークを移送装置にてチャックして浮上状態で移送し該ワ
ークを加工済ワーク待機部のワーク受け内に載置するこ
とにより、この載置の過程で、該加工済ワークは、ワー
ク受け内の液体のクッション作用を受ける。従って、こ
のクッション作用によって、該ワークを傷をつけずに加
工済ワーク待機部に載置することができる。

殊に、磁気ディスク用アルミニウム基板のような高い
表面性状が要求されるワークの研磨を行う場合には、こ
の研磨装置の使用により、かかるワークに傷をつけずに
加工済ワーク待機部に載置することができ、ワークの製
造歩留りの向上に寄与しうる。

しかも、ワークは加工済ワーク待機部での待機中、受
け内の液体と接触することになり、従って、液体と接触
している部分は乾燥することがなく、ワークへの研磨
液、切粉、砥粒等の汚れの乾燥によるこびりつきを防ぐ
こともできる。

加えて、加工済ワーク待機部は、水平状態に配置され
た浅底状のトレーと、該トレー内に設けられたワーク受
けと、該ワーク受けを除くトレー内にクッション用液体
を供給する液体供給源とを備え、該液体供給源からトレ
ー内への液体の供給により、ワーク受け内がクッション
用液体にて満たされるように、ワーク受けの上縁部高さ
位置が、浅底状トレーの上縁部高さ位置よりも低く設計
されているから、ワーク受けへのクッション用液体の供
給をワーク受けへの加工済ワークの載置動作を妨げるこ
となく遂行することができると共に、ワーク受けへの加
工済ワークの下降載置動作をワーク受けへのクッション
用液体の供給を妨げることなく遂行することができる。

しかも、浅底状のトレーに液体を供給するものである
から、わずかな量の液体でワーク受けをクッション用液
体にて満たすことができ、経済的にクッション用液体の
供給を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の研磨装置の一実施例を示す全体斜視
図、第２図は加工済ワーク受取り部の垂直断面図であ
る。第３図は従来より用いられている研磨加工機の構成
を示す斜視図である。 （１）……研磨加工部、（３）……加工済ワーク待機部
（加工済ワーク受取り部）、（５）……ワーク移送装
置、（24）……ワーク受け、（Ａ）……磁気ディスク用
アルミニウム基盤（ワーク）。

フロントページの続き (72)発明者 手塚 功 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (72)発明者 木村 義信 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−136365（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークの研磨加工を行う研磨加工部に隣接
   して、加工済ワークを載置状態で一時的に待機させる加
   工済ワーク待機部が配置されると共に、前記研磨加工部
   で研磨加工されたワークをチャックして浮上状態で前記
   加工済ワーク待機部に移送して載置するワーク移送装置
   が具備された研磨装置であって、 前記加工済ワーク待機部が、水平状態に配置された浅底
   状のトレーと、該トレー内に設けられた所定高さの輪状
   のワーク受けと、該ワーク受けを除くトレー内にクッシ
   ョン用液体を供給する液体供給源とを備え、 該液体供給源からトレー内への液体の供給により、該液
   体がトレー内からワーク受け内に供給され、該ワーク受
   け内がクッション用液体にて満たされるように、前記ワ
   ーク受けの上縁部高さ位置が、前記浅底状トレーの上縁
   部高さ位置よりも低く設計されてなることを特徴とする
   研磨装置。