JPWO2002070199A1 - 光ディスクの研磨装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、光ディスクの修復用研磨装置に関し、研磨に必要な適切な圧力を均一に得ること、光ディスク及び研磨シートの回転面の面平行精度の補正、光ディスクの外周エッジの面ダレ及び研磨むらの解消、及び研磨時の削り屑の排出を促進し研磨シート面の目づまりを防止すると共に、目づまりに起因する光ディスク表面のスクラッチ傷の発生防止、を目的とする。そのために、ディスク駆動部Ａと、研磨機構Ｂとから成る光ディスクの研磨装置において、研磨機構Ｂは研磨パッドＣを弾性保持する弾性機構Ｄを有し、研磨パッドＣの研磨シートは研磨に必要な圧力で光ディスク表面に接した時の変形量Δｘが０．００５〜０．３ｍｍとなるような弾性を有し、弾性機構Ｄは光ディスクへの圧接方向に対して弾性を、せん断方向に対して剛性を有する構造とし、ディスク駆動部Ａのディスク角速度ωａと研磨機構Ｂの研磨シート角速度ωｂとの比が０．２＜ωａ／ωｂ＜１．５の範囲となるように調整する。

Description

技術分野
本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＶＤ、ＬＤ等の光ディスクの修復用研磨装置に関するものである。
背景技術
近時大量に販売されている光ディスクは、一旦表面に傷が付くとデータの読み取りが不可能となるため、これを修復して再利用できるようにすることが望ましい。また、使用不能となった光ディスクを大量に廃棄することは、資源の有効活用上望ましくない。
従来一般のディスク研磨装置は、例えば第５図に示すように、被研磨体３１を回転させるディスク駆動部Ａ２と、被研磨体３１の表面を研磨する研磨機構Ｂ２とから構成される。研磨機構Ｂ２については、研磨パッドＣ２が、回転軸３２に固定された回転基板３３にマジックテープ（登録商標）３４等を介して取り付けられている。研磨パッドＣ２については、研磨シート３６が、例えば柔軟なスポンジ状弾性体３５の下面に貼り付けられている。
このような構成を有する上記研磨装置を光ディスク表面の研磨に用いた場合、研磨パッドＣ２の弾性体３５が柔軟すぎると、第６ａ図に示すように、研磨面の変形量が大きくなり、研磨時に光ディスク３１の外周エッジに面ダレＥが発生する。
逆に、研磨パッドＣ２の弾性体３５に適度な柔軟性がないと、光ディスク表面に対する研磨面の圧接力が部分的に大きくなるため、研磨時の削り屑（ポリカーボネート粉等）の排出が困難となり、研磨シート面に目づまりが生じる。その結果、研磨能力が低下すると共に、集積した削り屑によって光ディスク表面にすり傷（スクラッチ傷）が発生する。
また、光ディスクの回転面と研磨シート３６の回転面との面平行を保たないと、第６ｂ図に示すように、研磨時に研磨面の平面精度を充分に補正することができない。
従って、本発明においては、（１）研磨に必要な適切な圧力を得ること、（２）光ディスクの回転面と研磨シートの回転面との面平行精度を補正すること、（３）光ディスク外周エッジの面ダレ及び研磨むらを解消すること、（４）研磨時の削り屑の排出を促進して研磨シート面の目づまりを防止すると共に、目づまりに起因する光ディスク表面のスクラッチ傷の発生を防止すること、が課題となる。
発明の開示
本発明は第１に、光ディスクを回転させるディスク駆動部Ａと、光ディスク表面を研磨する研磨機構Ｂとから成り、研磨機構Ｂは研磨パッドＣを弾性的に保持する弾性機構Ｄを有し、研磨パッドＣの研磨シートは研磨に必要な圧力で光ディスク表面に接した時の変形量Δｘが０．００５ｍｍ〜０．３ｍｍとなるような弾性を有する光ディスクの研磨装置を提供するものである。
この発明においては、研磨時の削り屑の排出を促進して研磨シート面の目づまりを防止することができると共に、目づまりに起因する光ディスク表面のスクラッチ傷の発生を防止することができる。また、研磨シートの弾性を規制して、光ディスク外周エッジの面ダレ及び研磨むらを解消することができる。
本発明は第２に、光ディスクを回転させるディスク駆動部Ａと、光ディスク表面を研磨する研磨機構Ｂとから成り、研磨機構Ｂは研磨パッドＣを弾性的に保持する弾性機構Ｄを有し、弾性機構Ｄは光ディスクへの圧接方向に対して弾性を有し、せん断方向に対して剛性を有する構造とされた光ディスクの研磨装置を提供するものである。
この発明においては、光ディスクの回転面と研磨シートの回転面との面平行精度を補正して、研磨面に対し研磨に必要な適切な圧力を均一に得ることができ、光ディスク外周エッジの面ダレ及び研磨むらを解消することができる。
本発明は第３に、光ディスクを回転させるディスク駆動部Ａと、光ディスク表面を研磨する研磨機構Ｂとから成り、ディスク駆動部Ａのディスク角速度をωａ、研磨機構Ｂの研磨シート角速度をωｂとすると、これらの比が０．２＜ωａ／ωｂ＜１．５の範囲を満足させる光ディスクの研磨装置を提供するものである。
この発明においては、ディスク駆動部Ａのディスク角速度と研磨機構Ｂの研磨シート角速度との比を一定の範囲に調整することにより、研磨効率を向上させて充分な研磨量を得ることができると共に、削り屑の排出を容易にして目づまりの発生を抑制することができる。また、研磨シートの耐久性を向上させることもできる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の一実施例を図面に基づき説明する。本実施例においては、光ディスク表面１ａに研磨パッドＣの研磨シート面２ａを圧接して研磨する際に、水等の液体を光ディスク表面１ａと研磨シート面２ａとの界面に供給して摩擦熟を解消すると共に、削り屑を排出しながら研磨するようにした湿式研磨装置を用いる。
第１図及び第２図に示すように、本実施例に係る光ディスクの研磨装置は、光ディスク１を回転させるディスク駆動部Ａと、光ディスク表面を研磨する研磨機構Ｂとから成り、研磨機構Ｂは研磨パッドＣを弾性的に保持する弾性機構Ｄを有する。
ディスク駆動部Ａは、回転軸３に結合された回転基板４上に光ディスク１を搭載する。
研磨機構Ｂについては、第２図及び第３図に示すように、回転軸５に結合された第１の剛体６と研磨パッドＣを取り付ける第２の剛体７との間において、第２の剛体７の外周近傍から上方に複数個突出する軸７ａを、コイル状スプリング８を介在させながら第１の剛体６の外周近傍に複数個設けた軸穴６ａに摺動自在に嵌入し、固定部材９により固定する。こうして第２の剛体７を第１の剛体６にフローティング状に連結することにより、上記弾性機構Ｄを構成する。
従って、この弾性機構Ｄについては、光ディスク１への圧接方向に対して弾性を有し、せん断方向に対して剛性を有する構造となっている。また、第２の剛体７の下面には、後述する研磨パッドＣの金属基板１１と磁気的に接合する磁気体１０を形成する。
研磨パッドＣについては、第３図に示すように、前記磁気体１０と接合する金属基板１１に、弾性シート１２を介して研磨シート２を接着する。
なお、前記第２の剛体７と研磨パッドＣとの着脱には、磁気的着脱手段の他、面ファスナー（例えばマジックテープ（登録商標））等を使用することもできる。また、第２の剛体７と研磨パッドＣとを着脱するのではなく、上記弾性機構Ｄと研磨パッドＣとを一体化した上で、このような一体化した弾性機構Ｄ及び研磨パッドＣと上記回転軸５とを着脱するようにしてもよい。
第４ａ図及び第４ｂ図は前記弾性機構Ｄの別の仕様を示すものであり、研磨機構Ｂ１の回転軸２５に固定したリブ状弾性体２８に、リング２９を介して磁気体２０を取り付ける。第４ｂ図（第４ａ図の弾性機構の平面図）に示すように、内周部２８ａと外周部２８ｂとを空間２８ｃを形成するようにリブ２８ｄで連結してリブ状弾性体２８を形成し、弾性機構Ｄ１を構成する。従って、この弾性機構Ｄ１も光ディスクへの圧接方向に対して弾性を有し、せん断方向に対して剛性を有する構造となっている。
〔実験例１〕
材質及び厚みの異なる弾性シートを用いた研磨パッドを作成する。続いて、これら研磨パッドを本実施例に係る研磨装置の研磨機構Ｂに取り付け、各研磨パッドの研磨シート面を研磨に必要な圧力で光ディスク表面に圧接して試料１〜６を得た。この時の研磨シート面の変形量Δｘは、それぞれ第１表に示す通りである。また、研磨シート面の目づまりの評価、光ディスク外周エッジの面ダレの評価、及び総合評価についても行い、その結果を同様に第１表に示した。本実験においては、ディスク駆動部Ａの回転数を５００ｒｐｍ、研磨機構Ｂの回転数を１２００ｒｐｍとすると共に、各回転方向を同一としている。
なお、試料１については、弾性シートを使用せず研磨パッドの金属基板１１に直接研磨シートを貼り付けている。試料２〜６については、弾性シートとして種々の合成ゴムを使用し、その厚みも異ならせている。

この結果からは、研磨パッドの研磨シートが研磨に必要な圧力で光ディスク表面に接した時の研磨シート面の変形量（凹み量）Δｘが小さいと研磨シート面に目づまりが発生し易く、大きいと光ディスク外周エッジに面ダレが生じ易いことがわかった。また、研磨シートの変形量（凹み量）Δｘが０．００５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲であると好ましく、より好ましくは０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲であることもわかった。
〔実験例２〕
本実施例に係る研磨装置を用いて、上記ディスク駆動部Ａのディスク角速度ωａと上記研磨機構Ｂの研磨シート角速度ωｂとを調整し、これらの比が第２表に示す値となるようにして試料１〜７を得た。これら試料について研磨量を測定すると共に、同時に削り屑の排出、目づまりの発生等についても評価し、第２表の研磨量の評価欄に示した。

ディスク角速度が遅く研磨シート角速度が早い試料番号１（比０．１）については、第７ａ図に示すように、研磨シートは研磨跡Ｋａに対して平行な研磨方向Ｌａで常に研磨を行う。この時、研磨シートでは、同一砥粒が前記研磨跡Ｋａの山部Ｙを、他の部分が谷部Ｔを、それぞれ常に研磨することになる。従って、研磨効率が悪く、研磨量が少なくなる。また、削り屑の排出も困難となるため目づまりを起こし易くなると共に、研磨シートの耐久性も悪くなる。
次に、ディスク角速度が早く研磨シート角速度が遅い試料番号７（比２．０）については、第７ｂ図に示すように、研磨シート面の砥粒１回転当りの研磨距離が長くなりすぎることから、砥粒に研磨熱がたまり易い。その結果、削り屑（ポリカーボネート）が軟化して破粒表面に貼り付くと、目づまりを起こして摩擦抵抗が増大するため、研磨効率が悪くなる。
そして、ディスク角速度と研磨シート角速度との比が０．６である試料番号４については、第７ｃ図に示すように、研磨シートが研磨跡Ｋｃに対してほぼ直角な研磨方向Ｌｃで研磨を行うため、試料番号１のように砥粒の同じ部分が山部Ｙを削ることはなく、山部Ｙと谷部Ｔを交互に研磨するようになる。この時、山部Ｔを研磨してできた削り屑は谷部Ｔで効率よく排出されるため、目づまりの発生が抑制される。
以上の結果からは、ディスク角速度と研磨シート角速度との比は適切な比率であることが望まれるところ、これらの比が０．２＜ωａ／ωｂ＜１．５の範囲であると好ましく、より好ましくは０．４＜ωａ／ωｂ＜１．０の範囲であることがわかった。
上述の通り、本発明においては、研磨時の削り屑の排出を促進して研磨シート面の目づまりを防止することができると共に、目づまりに起因する光ディスク表面のスクラッチ傷の発生を防止することができる。また、光ディスクの回転面と研磨シートの回転面との面平行精度を補正して、研磨面に対して研磨に必要な適切な圧力を均一に得ることができ、光ディスク外周エッジの面ダレ及び研磨むらを解消することができる。さらに、ディスク駆動部Ａのディスク角速度と研磨機構Ｂの研磨シート角速度との比を一定の範囲に調整することにより、研磨効率を向上させて充分な研磨量を得ることができると共に、削り屑の排出を容易にして目づまりの発生を抑制できる。また、研磨シートの耐久性を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図 ディスク駆動部と研磨機構との構成関係を示す斜視図。
第２図 研磨パッドを取り付けた研磨機構の側面図。
第３図 研磨パッドを取りつけていない研磨機構の部分断面図。
第４ａ図 別の仕様の弾性機構の部分断面図。
第４ｂ図 第４ａ図の弾性機構の平面図。
第５図 従来のディスク駆動部と研磨機構との構成関係を示す側面図。
第６ａ図 従来の研磨機構の部分断面作用説明図。
第６ｂ図 従来の研磨機構の部分断面作用説明図。
第７ａ図 実験例２の試料１のディスクの平面図及び研磨跡の斜視図。
第７ｂ図 実験例２の試料７のディスクの平面図。
第７ｃ図 実験例２の試料４のディスクの平面図及び研磨跡の斜視図。

Claims (7)

1. 光ディスクを回転させるディスク駆動部Ａと、光ディスク表面を研磨する研磨機構Ｂとから成り、研磨機構Ｂは研磨パッドＣを弾性的に保持する弾性機構Ｄを有し、研磨パッドＣの研磨シートは研磨に必要な圧力で光ディスク表面に接した時の変形量Δｘが０．００５ｍｍ〜０．３ｍｍとなるような弾性を有する光ディスクの研磨装置。
2. 光ディスクを回転させるディスク駆動部Ａと、光ディスク表面を研磨する研磨機構Ｂとから成り、研磨機構Ｂは研磨パッドＣを弾性的に保持する弾性機構Ｄを有し、弾性機構Ｄは光ディスクへの圧接方向に対して弾性を有し、せん断方向に対して剛性を有する構造とされた光ディスクの研磨装置。
3. 光ディスクを回転させるディスク駆動部Ａと、光ディスク表面を研磨する研磨機構Ｂとから成り、ディスク駆動部Ａのディスク角速度をωａ、研磨機構Ｂの研磨シート角速度をωｂとすると、これらの比が０．２＜ωａ／ωｂ＜１．５の範囲を満足させる光ディスクの研磨装置。
4. 上記弾性機構Ｄが、
   ａ）第１板状部材と、
   ｂ）第１板状部材に設けられた棒状部材に対して摺動する第２板状部材と、
   ｃ）上記第１及び第２板状部材の間において上記棒状部材を嵌挿した弾性部材と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスクの研磨装置。
5. 上記弾性機構Ｄが、リブ状弾性体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスクの研磨装置。
6. 上記弾性機構Ｄと上記研磨パッドとを磁気的着脱手段或いは面ファスナーを用いて着脱することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ディスクの研磨装置。
7. 一体を成した弾性機構Ｄ及び研磨パッドＣと回転軸とを着脱することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ディスクの研磨装置。

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