特許 7023538 仕上研磨用定盤、仕上研磨装置及び研磨方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-14

(45)【発行日】2022-02-22

(54)【発明の名称】仕上研磨用定盤、仕上研磨装置及び研磨方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 7/00 20060101AFI20220215BHJP

   B24B 37/16 20120101ALI20220215BHJP

   B24D 11/00 20060101ALI20220215BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20220215BHJP

【ＦＩ】

B24B7/00 Z

B24B37/16

B24D11/00 M

B24B37/00 H

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020091600

(22)【出願日】2020-05-26

(62)【分割の表示】P 2016026048の分割

【原出願日】2016-02-15

(65)【公開番号】P2020128008

(43)【公開日】2020-08-27

【審査請求日】2020-05-26

(73)【特許権者】

【識別番号】504194878

【氏名又は名称】国立研究開発法人海洋研究開発機構

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100152146

【弁理士】

【氏名又は名称】伏見 俊介

(72)【発明者】

【氏名】清水 健二

【審査官】山村 和人

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－２２８０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２６３３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６２２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３１５１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第９５／０２９０３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－２４１０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２７７１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－００１１６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｄ ３／００ － ９９／００

Ｂ２４Ｂ ７／００

Ｂ２４Ｂ ３７／００ － ３７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

柔軟な研磨フィルムと、
前記研磨フィルムを搭載する平面形状の研磨面を有し、前記研磨面に複数の島状の島状凸部と該島状凸部の間に連続した溝状となる溝状凹部とが設けられた定盤と、
を備え、
前記島状凸部が平面視して六角形状であり、
近接する前記島状凸部間の離間距離が、いずれも前記溝状凹部の幅寸法と等しくなるように平面配置されており、
前記島状凸部の径寸法が前記溝状凹部の幅寸法の１．５～２．５倍の範囲に設定されており、
前記溝状凹部と前記島状凸部との境目の角部は、前記溝状凹部の深さの半分の曲率半径と同程度に丸められていることを特徴とする仕上研磨用定盤。

【請求項2】

請求項１記載の仕上研磨用定盤における前記定盤を、前記研磨面と直交する回転軸線に対して回転させる回転手段を有することを特徴とする仕上研磨装置。

【請求項3】

前記回転手段が前記回転軸線まわりに回転する回転板を有し、該回転板に前記定盤を保持する保持手段を有している
ことを特徴とする請求項２記載の仕上研磨装置。

【請求項4】

前記定盤が磁性を有するステンレス製とされ、
前記保持手段が、前記回転板と前記定盤とを磁着可能とされている
ことを特徴とする請求項３記載の仕上研磨装置。

【請求項5】

請求項２から４のいずれか記載の仕上研磨装置を用いて研磨する方法であって、
平面定盤と研磨砥粒とを用いて研磨試料に縁ダレを発生させる第１工程と、
前記第１工程後に、前記仕上研磨装置の前記定盤と前記研磨フィルムとを用いて前記縁ダレをなくして前記研磨試料の研磨面を平坦面とする研磨をおこなう第２工程と、を有することを特徴とする研磨方法。

【請求項6】

前記研磨砥粒がアルミナペーストとされることを特徴とする請求項５記載の研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は仕上研磨用定盤、仕上研磨装置及び研磨方法に関し、特に片面研磨試料を仕上研磨する際、耐摩耗性が大きく異なる素材からなる複合材料を研磨する際に用いて好適な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、定盤の上に研磨フィルムを設けた研磨装置としては、定盤上に弾性体を介して研磨フィルムを固定したもの、および、定盤上に直接研磨フィルムを固定した研磨装置が知られている。この公知の研磨装置としては、例えば、特許文献１に記載されるように、研磨定盤の上に粗加工用研磨フィルムと仕上げ研磨用研磨フィルムの２種類の研磨フィルムを搭載したものであり、必要に応じて、研磨定盤と研磨フィルムとの間に弾性体を装着させるものである。

【0003】

研磨定盤と研磨フィルムとの間に弾性体を装着した場合、あるいは、遊離砥粒を散布した研磨布を用いた場合には、遊離砥粒が介在することもあって、研磨試料の軟らかい部位が過剰に研磨され、掘られてしまうとともに、軟らかい部位に囲まれた硬い部位の周縁部も過剰に研磨されるフチだれ現象を生じるという問題があった。

【0004】

また、平らな研磨定盤に固定砥粒フィルムを装着した場合には、潤滑材、例えば水の膜が厚いと、固定砥粒フィルムと研磨試料との間に水が介在してまったく磨けないか、あるいは、研磨試料の研磨面が固定砥粒フィルムに吸盤のように吸い付き磨きにくい、という問題があった。さらに、削りくずが研磨試料の研磨面と固定砥粒フィルムとの間に入り込んで研磨試料の研磨面を傷つけるという問題もあった。

【0005】

これらの問題を解決する技術として、特許文献２に記載されるように、平面ガラス板に平行な数ミリ幅の溝を幾つも形成した仕上げ研磨用定盤が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００７－１８５７５４号公報

【文献】特許第５３１７０９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上記の従来の技術である研磨ラッピングフィルムは、材料を平滑に研磨するのに優れているフィルムであり広く流通しているが、研磨ラッピングフィルムを用いて平坦な研磨試料を作成する場合、研磨ラッピングフィルムを平面性が高い硬い板（ガラス板）の上に置き、水などの潤滑液を撒きながら手動で試料を研磨するため、砥粒度が小さくなるほど研磨する試料とフィルムが密着し、抵抗が大きくなり、研磨試料が研磨フィルム上をなめらかに滑らなくなりきれいに磨けない場合があるという問題が解決されていない上、この問題は、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、顕著化している。
同時に、削り屑により、研磨試料の研磨面に多数の傷がつく場合があるという問題が解決されていない上、この問題は、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、顕著化してしまう。

【0008】

さらに、特許文献２に記載の技術では、手動による研磨のため、試料を鏡面仕上げにするのに長時間の作業を必要とするため、これを短縮したいという要求が生じており、この問題は、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、顕著化していた。
また、一定の方向（縦）の研磨であるため、試料表面を均等に磨きあげるのに熟練を有する。このため、作業者の熟練度合いによって研磨状態が異なってしまう場合があるという問題があった。この問題も、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、さらに顕著化してしまう。

【0009】

また、研磨試料の研磨面をＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）によって分析する場合には、研磨試料の軟らかい部位が過剰に研磨され掘られてしまうとともに、軟らかい部位に囲まれた硬い部位の周縁部も過剰に研磨されるフチだれ現象を生じた場合、分析面（研磨面）の平坦度が足りず、分析が上手くおこなえない場合があるという問題があった。この問題も、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、処理時間の増大に伴ってさらに顕著化していた。

【0010】

また、研磨試料が小さいものであると研磨による平坦化処理に係る時間も短いが、研磨試料が大きくなると、研磨による平坦化処理に係る時間が長くなるため、これを短縮したいという要求がある。さらに、研磨試料が大きくなると、研磨による平坦化処理が難しくなり、試料作成の効率および正確性が作業者の熟練度合いに依存してしまうため、これを作業者に因らないようにしたいという要求が生じていた。

【0011】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．研磨試料でのダレ防止。
２．硬度差による領域ごとの研磨不均等防止。
３．研磨試料の貼りつき防止。
４．研磨試料面での傷発生防止。
５．研磨フィルムの破損防止。
６．研磨試料の大きさによる対応可能性実現。
７．作業者の熟練度に因らない研磨試料作成実現。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の仕上研磨用定盤は、柔軟な研磨フィルムと、前記研磨フィルムを搭載する平面形状の研磨面を有し、前記研磨面に複数の島状の島状凸部と該島状凸部の間に連続した溝状となる溝状凹部とが設けられた定盤と、を備え、前記島状凸部が平面視して六角形状であり、近接する前記島状凸部間の離間距離が、いずれも前記溝状凹部の幅寸法と等しくなるように平面配置されており、前記島状凸部の径寸法が前記溝状凹部の幅寸法の１．５～２．５倍の範囲に設定されており、前記溝状凹部と前記島状凸部との境目の角部は、前記溝状凹部の深さの半分の曲率半径と同程度に丸められていることにより上記課題を解決した。
本発明の仕上研磨装置は、上記のいずれか記載の仕上研磨用定盤における前記定盤を、前記研磨面と直交する回転軸線に対して回転させる回転手段を有することができる。
本発明の仕上研磨装置は、前記回転手段が前記回転軸線まわりに回転する回転板を有し、該回転板に前記定盤を保持する保持手段を有していることができる。
本発明の仕上研磨装置は、前記定盤が磁性を有するステンレス製とされ、前記保持手段が、前記回転板と前記定盤とを磁着可能とされていることが好ましい。
本発明の研磨方法は、上記のいずれか記載の仕上研磨装置を用いて研磨する方法であって、
平面定盤と研磨砥粒とを用いて前記研磨試料に縁ダレを発生させる第１工程と、
前記第１工程後に、前記仕上研磨装置の前記定盤と前記研磨フィルムとを用いて前記縁ダレをなくして前記研磨試料の研磨面を平坦面とする研磨をおこなう第２工程と、を有する手段か、前記研磨砥粒がアルミナペーストとされる手段を採用することができる。

【0013】

本発明の仕上研磨用定盤は、柔軟な研磨フィルムと、前記研磨フィルムを搭載する平面形状の研磨面を有し、前記研磨面に複数の島状の島状凸部と該島状凸部の間に連続した溝状となる溝状凹部とが設けられた定盤と、を備えることにより、一方向ではなく多方向に延在する溝状凹部から効率的に排水効果を呈することができるため、潤滑材（例えば、水など）の排水容易性を向上することが可能となり、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとが容易に接触し、研磨効率を向上させることができる。また、研磨試料から発生した削り屑を定盤の溝状凹部上の研磨フィルムの凹部へ容易に排出することにより、研磨面を傷つける頻度が著しく低下する。
また、島状凸部が溝状凹部で分割されていることで、研磨がおこなわれる領域に対応する島状凸部の縁部が一方向ではなく多方向に延在することになり、研磨試料面が硬度の異なる領域を有するような場合でも、ダレの発生を防止することが可能となる。
同時に、島状凸部が一方向ではなく多方向に延在する溝状凹部で分割されていることにより、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとが相対的に移動して研磨をおこなう際に、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとが密着してしまい、研磨がおこなえなくなることを防止できる。
また、潤滑材の排水が溝状凹部によって容易におこなわれることで、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとが容易に接触することができ、研磨効率を向上させて研磨試料の研磨面が大きくなった場合でも処理時間を短縮することができる。
また、前記島状凸部が平面視して六角形状とされることにより、島状凸部が一方向ではなく多方向に延在する溝状凹部で分割されることになり、潤滑剤の排水と、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することができる。
また、近接する前記島状凸部間の離間距離が、いずれも前記溝状凹部の幅寸法と等しくなるように平面配置されることにより、潤滑剤の排水と、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することができる。
また、前記島状凸部の径寸法が前記溝状凹部の幅寸法の１．５～２．５倍の範囲に設定されることにより、潤滑剤の排水と、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することができる。

【0016】

本発明の仕上研磨装置は、上記のいずれか記載の仕上研磨用定盤における前記定盤を、前記研磨面と直交する回転軸線に対して回転させる回転手段を有することにより、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとの接触する状態を回転により変化させて研磨をおこなうことができるため、回転を利用して潤滑剤の排水容易性をより向上し、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することができる。

【0017】

本発明の仕上研磨装置は、前記回転手段が前記回転軸線まわりに回転する回転板を有し、該回転板に前記定盤を保持する保持手段を有していることにより、潤滑剤の排水と、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することて、研磨処理を作業者の熟練度に依存せずにおこなうことが可能となる。

【0018】

本発明の仕上研磨装置は、前記定盤が磁性を有するステンレス製とされ、前記保持手段が、前記回転板と前記定盤とを磁着可能とされていることにより、研磨フィルムの交換容易性と、研磨フィルムの定盤への密着性を向上することができる。

【0019】

本発明の研磨方法は、上記のいずれか記載の仕上研磨装置を用いて研磨する方法であって、
平面定盤と研磨砥粒とを用いて研磨試料に縁ダレを発生させる第１工程と、
前記第１工程後に、前記仕上研磨装置の前記定盤と前記研磨フィルムとを用いて前記縁ダレをなくして前記研磨試料の研磨面を平坦面とする研磨をおこなう第２工程と、を有する手段か、
前記研磨砥粒がアルミナペーストとされる手段を採用することができ、これにより、第１工程によって、研磨フィルムで削る量（表面積）を小さくすることができるため、平坦化にかかる作業時間をより短縮して、迅速に研磨をおこなうことが可能となる。
また研磨フィルムと研磨試料との間にもさらなる隙間を形成することができるので、削り屑をより逃げやすくするとともに、外部に排出しやすくして、試料表面を傷つける率を低減することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、研磨試料でのダレ発生を防止し、研磨試料の研磨面に有する硬度差による領域ごとの研磨不均等の発生を防止し、研磨試料の研磨フィルムへの貼りつき発生を防止し、削り屑に起因する研磨試料面での傷発生を防止し、貼りつきや他の原因による研磨フィルムの破損を防止し、研磨試料の大きさによる対応可能性を実現し、作業者の熟練度に因らない研磨試料作成実現することができるという効果を奏することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る仕上研磨用定盤の第１実施形態を示す平面図である。

【図2】本発明に係る仕上研磨用定盤の第１実施形態を示す拡大断面図である。

【図3】本発明に係る仕上研磨装置の第１実施形態を示す模式正面図である。

【図4】本発明に係る仕上研磨装置の第１実施形態に固定砥粒フィルムからなる研磨フィルムを搭載して研磨試料を研磨する状態を説明した図である。

【図5】本発明に係る仕上研磨用定盤の第２実施形態を示す平面図である。

【図6】本発明に係る仕上研磨用定盤による研磨例における試料研磨面を示す画像である。

【図7】本発明に係る仕上研磨用定盤による研磨例における試料研磨面を示す画像である。

【図8】本発明に係る仕上研磨用定盤による研磨例における試料研磨面を示す画像である。

【図9】本発明に係る仕上研磨用定盤による研磨例における試料研磨面を示す画像である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係る仕上研磨用定盤、仕上研磨装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。
図１は、本実施形態における仕上研磨用定盤を示す平面図であり、図２は、本実施形態における仕上研磨用定盤を示す拡大断面図であり、図３は、本実施形態における仕上研磨装置を示す模式正面図であり、図において、符号１は、仕上研磨用定盤である。

【0023】

本実施形態に係る仕上研磨用定盤１は、硬度の異なる複合材料を研磨して試料薄片とする際に仕様されるものであり、図１，図２に示すように、例えば、板体２の表面に、複数の島状の島状凸部５と、島状凸部５の間に連続した溝状となる溝状凹部４とが設けられている。

【0024】

板体２としては、例えば、公知の磁性を有する金属板などが用いられ、好ましくは、磁性を有するステンレス板からなることができる。板体２としては、φ１００～３００ｍｍ、好ましくはφ１５０ｍｍ程度（±１５ｍｍ）または２００ｍｍ程度（±２０ｍｍ）、厚さ１．５～３ｍｍ、好ましくは２ｍｍ程度（±０．２ｍｍ）の平円盤形状を有するものとされる。また、ＳＵＳ２００番台のものを適用することができる。

【0025】

島状凸部５は、図１，図２に示すように、平面視六角形とされており、個々の島状凸部５が、最密状態となる位置関係となるように互いに離間して配置されている。
島状凸部５の径寸法Ｔ１は、研磨試料８における研磨面の大きさに対応して設定することができるが、研磨試料８の研磨試料面径寸法に対して、１／２～３／２の範囲に設定される。具体的には、島状凸部５の径寸法Ｔ１は、８ｍｍ～２０ｍｍの範囲である１２ｍｍ程度（±１．２ｍｍ）に設定されることができる。なお、島状凸部５の径寸法Ｔ１とは、島状凸部５の対向する辺と辺との距離とされる。

【0026】

隣接する島状凸部５の離間距離は互いに等しくなるように設定されている。なお、板体２の縁部位置においては島状凸部５の輪郭が六角形ではなくなるが、隣接する島状凸部５の離間距離が等しくなるように形成されていればよい。

【0027】

島状凸部５の平面輪郭として本実施形態においては六角形としたが、平面に最密状態で配置できるものであればこれに限られるものではなく、円形、楕円形、あるいは、角数が6より大きい多角形等を採用することもできる。この場合、後述する溝状凹部４の幅寸法は場所によって不均等になるが、島状凸部５の配置状態が六角形のときと同じように維持されていればよい。

【0028】

島状凸部５の輪郭位置において、その端部は、溝状凹部４を研削により形成した状態、すなわち、島状凸部５あるいは溝状凹部４の側面が板体２主面の法線方向に等しくなるように切り立った状態に形成される。

【0029】

溝状凹部４は、図１，図２に示すように、隣接する島状凸部５と島状凸部５との間に形成され、溝条凹部４の幅寸法Ｔ２が、島状凸部５間の離間距離と等しくなるように設けられている。溝条凹部４の幅寸法Ｔ２は、板体２の全面で等しくなるように設定され、島状凸部５の径寸法Ｔ１の半分程度と等しくなるように設定されている。具体的には、溝条凹部４の幅寸法Ｔ２は、４ｍｍ～１０ｍｍの範囲である６ｍｍ程度（±０．６ｍｍ）に設定されることができる。

【0030】

また、溝条凹部４は、島状凸部５の頂部から深さ寸法が５０～３００μｍの範囲、好ましくは、１００～２００μｍ程度（±１０μｍ）となるように彫り込まれている。溝状凹部４は、隣接する島状凸部５と島状凸部５との間に延在するとともに、すべての溝状凹部４が板体２表面で連続して接続した状態とされている。

【0031】

溝状凹部４は、金属からなる板体２の表面にエッチング、研削、切削等の公知の方法によって形成されることができる。

【0032】

溝状凹部４と島状凸部５との境目の角部６は、溝状凹部４の深さの半分の曲率半径と同程度に角を丸めることもできる。

【0033】

本実施形態における仕上研磨用定盤１に搭載される研磨フィルム７については、特段説明しないが、例えば、公知の固定砥粒フィルムが用いられ、砥粒径が０．３μｍ～３μｍ程度の仕上げ用途のものとされる。

【0034】

研磨試料８は、研磨試料面が硬度の異なる領域を有し、この研磨試料面における高硬度領域と低硬度領域とのモース硬度の差が３以上であることができる。研磨試料面に硬度差があると、ダレが発生しやすいが、本実施形態の仕上研磨用定盤１では、このような研磨試料であっても、好適に研磨をおこなうことができる。
また、高硬度領域として、モース硬度４～８程度とされ、ガラス、鉱物、金属等などを含むことができ、低硬度領域として、樹脂より柔らかい粘度鉱物などを含むことができる。低硬度領域として、モース硬度１～３程度とされインジウムを挙げることができる。
研磨試料としては、例えば、径寸法２５ｍｍ程度の樹脂製円筒基材の表面に岩石等の研磨試料を複数埋込んだものとすることができる。

【0035】

本実施形態における仕上研磨装置１０は、図３に示すように、仕上研磨用定盤１を、研磨面となる主面と直交する回転軸線Ｃに対して回転させる回転手段として、回転軸線Ｃまわりに回転する回転板１１と、回転板１１を回転させるモータ等の駆動源１２とを有し、さらに、回転板１１に仕上研磨用定盤１を保持する保持手段として、回転板１１と仕上研磨用定盤１とを磁着可能とする磁着部１３と、回転板１１上側位置より、例えば水とされる潤滑材９を研磨面に供給可能な供給手段１４と、を有している。

【0036】

回転板１１は、図３に示すように、仕上研磨用定盤１と同程度の径寸法、あるいは、仕上研磨用定盤１よりも大きな円盤とされ、その上面が平面とされて磁着部１３が埋め込まれている。回転板１１は、回転軸１１ａを介して駆動源１２に接続され、回転軸１１ａは回転板１１下面の中心位置に立設されている。
磁着部１３は、図３に示すように、回転板１１の全面に均一の厚さとして設けられて、その上面が平面とされた異方性ゴム磁石シートとされるか、回転板１１の上面と面一とされて磁着のオンオフを切り替えることの可能な電磁石とすることもできる。

【0037】

仕上研磨装置１０は、図４に示すように、研磨フィルム７を搭載した仕上研磨用定盤１を回転板１１に載置して、駆動源１２により回転板１１を回転させるとともに、供給手段１４から潤滑剤９を研磨フィルム７上面に供給し、研磨試料８を押しつけることで研磨処理をおこなう。すると、余分な潤滑材９は板材２の全面で連続するいずれかの溝状凹部３から排出され、研磨フィルム７は仕上研磨用定盤１の溝状凹部３の部分において溝状凹部３に落込んだ状態になり、研磨フィルム７の表面には溝状凹部３に対応する形状で円弧状凹部４ａが形成される。

【0038】

このように、溝状凹部３からの余分な潤滑材９の排出と、研磨フィルム７の表面に形成される円弧状凹部１０とにより、仕上研磨用定盤１の溝状凹部３による排水効果により、例えば水とされた余分な潤滑材９が排出され、島状凸部５の上方における研磨試料８の研磨面と研磨フィルム７との間には潤滑材９がほぼ介在しない状態となる。これにより、島状凸部５の上方で研磨試料８の研磨面と研磨フィルム７が容易に接触し、研磨効率を向上させることができる。

【0039】

また、研磨試料８の研磨面と研磨フィルム７との接触面積が円弧状凹部４ａの形成により制限されるため、研磨試料８の研磨面が研磨フィルム７に吸い付きにくいので、研磨に必要な作用力を低減するか研磨処理時間を短縮することができる。研磨試料８から発生した削り屑Ｋが定盤の溝状凹部３上の研磨フィルムの円弧状凹部４ａへ排出されるので、研磨面を傷つける頻度が著しく低下する。
研磨試料面に硬度差がある複合材料からなる研磨試料８を研磨する場合でも、ダレや、部分的に研磨状態が異なることを防止して平面性、平坦性の高い研磨が可能である。

【0040】

本実施形態によれば、研磨試料８そのものが破壊される可能性があるので、一品ものなど、代替のない貴重なサンプルは機械擂りしたくないという要求を満たして、作業熟練度が低くても、容易に平面性、平坦性の高い研磨試料８を作成することが短時間で可能となる。

【0041】

以下、本発明に係る仕上研磨用定盤の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図５は、本実施形態における仕上研磨用定盤を示す平面図である。
本実施形態において上述した第１および第２実施形態と異なるのは島状凸部５と溝状凹部３との寸法に関する点であり、これ以外の対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0042】

本実施形態においては、溝状凹部３の幅寸法Ｔ２が、島状凸部５の径寸法Ｔ１より小さくされているとともに、島状凸部５の径寸法Ｔ１は、２～８ｍｍの範囲である４ｍｍ程度（±４ｍｍ）に設定されることができる。
溝条凹部４の幅寸法Ｔ２が、島状凸部５間の離間距離と等しくなるように設けられている。溝条凹部４の幅寸法Ｔ２は、板体２の全面で等しくなるように設定されている。具体的には、溝条凹部４の幅寸法Ｔ２は、１～４ｍｍの範囲である２ｍｍ程度（±０．２ｍｍ）に設定されることができる。

【0043】

研磨試料８は、研磨試料面が硬度の異なる領域を有し、この研磨試料面における高硬度領域と低硬度領域とのモース硬度の差が３以上であることができる。研磨試料面に硬度差があると、ダレが発生しやすいが、本実施形態の仕上研磨用定盤１では、このような研磨試料であっても、好適に研磨をおこなうことができる。
研磨試料としては、例えば、径寸法５～１０ｍｍ程度の樹脂製円筒基材の表面に岩石等の研磨試料を複数埋込んだものとすることができる。

【0044】

本実施形態においては、溝条凹部４の幅寸法Ｔ２と島状凸部５の径寸法Ｔ１とが上記のように設定されていることにより、第１実施形態における研磨試料８に比べて、小さな研磨試料８に対応して研磨をおこなうことができる。

【0045】

また、本実施形態においては、まず、通常の溝条凹部４のない定盤にアルミナペーストを供給して第１研磨工程をおこない、その後、本実施形態の仕上研磨用定盤１と研磨フィルム７を用いて、第２研磨工程をおこなった。

【0046】

第１研磨工程では、溝条凹部４と島状凸部５とを有さない定盤で処理をおこなうことにより、研磨試料面における硬度の差を有する高硬度領域と低硬度領域とが含まれた場合には、ダレが生じる場合がある。また、低硬度領域が研磨されすぎてしまう場合もある。
しかし、本実施形態においては、第１研磨工程の後に、第２研磨工程を施すことにより、第１研磨工程（第１工程）によって、研磨フィルムで削る量（表面積）を小さくすることができるため、第２研磨工程（第２工程）によって平坦化にかかる作業時間をより短縮して、迅速に研磨をおこなうことが可能となる。

【0047】

また研磨フィルム７と研磨試料８との間にもさらなる隙間を形成することができるので、削り屑Ｋをより逃げやすくするとともに、外部に排出しやすくして、試料表面を傷つける率を低減することができる。

【実施例】

【0048】

以下、本発明にかかる実施例を説明する。

【0049】

図６は、溝状凹部４のない定盤を用いて、第２実施形態における第１工程をおこなった研磨試料を示す画像である。
ここで、遊離砥粒として０．３μｍのアルミナペーストを用いて研磨処理をおこなった。図に示すように、材質硬度の違いにより、著しい縁ダレが発生していることがわかる。
なお、図において、研磨試料における硬度は、
硬度：粘土鉱物( 黒い部分)< 火山ガラス（薄灰色）< 火成鉱物（白い多角形）となっている。

【0050】

図７は、図６に示した研磨試料に対して、上述の第２実施形態における仕上研磨用定盤１を用いて第２工程をおこなった研磨試料を示す画像である。
ここで、研磨フィルム（ラッピングフィルム）として砥粒径３μｍのものを用いて、３００ｒｐｍで回転板１１を回転させた状態で１分間研磨後、研磨フィルム（ラッピングフィルム）として砥粒径０．５μｍのものを用いて、３００ｒｐｍで回転板１１を回転させた状態で２分間仕上げ研磨をおこなった。
図に示すように、材質硬度の違いが合っても、ダレが発生しておらず、平坦化されていることがわかる。

【0051】

図８は、溝状凹部４のない定盤を用いて、第２実施形態における第１工程をおこなった研磨試料を示す画像である。
ここで、遊離砥粒として０．３μｍのアルミナペーストを用いて研磨処理をおこなった。図に示すように、材質硬度の違いにより、著しい縁ダレが発生していることがわかる。
なお、図において、研磨試料における硬度は、
硬度：粘土鉱物( 黒い部分)< 火山ガラス（薄灰色）< 火成鉱物（白い多角形）となっている。

【0052】

図９は、図８に示した研磨試料に対して、上述の第２実施形態における仕上研磨用定盤１を用いて第２工程をおこなった研磨試料を示す画像である。
ここで、研磨フィルム（ラッピングフィルム）として砥粒径０．５μｍのものを用いて、３００ｒｐｍで回転板１１を回転させた状態で３分間研磨をおこなった。
図に示すように、材質硬度の違いが合っても、ダレが発生しておらず、平坦化されていることがわかる。
なお、研磨試料８として、輝石（モース硬度６．５－７）カンラン石（同硬度 ７）スピネル（モース硬度８）インジウム金属（モース硬度１．２）カオリナイト；粘土（鉱石
モース硬度１－２）鉄ニッケル合金（モース硬度４）といったものを含むことができる。

【0053】

これらの結果から、実施形態における仕上研磨用定盤１を用いて第２工程をおこなった研磨試料は、充分な平面化・平坦化を実現することができることがわかる。
これにより、本発明において平坦化された研磨試料８は、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）への適用に必要な平滑度を充分満たすことが可能となる。具体的には、SIMSによる分析が可能かどうか見極める目安である、偏光顕微鏡の反射光で焦点深度の比較的浅い対物レンズ（Nikon L Plan 2.5x0.075 EPI）を用いて試料表面を好適に観察できる状態を満たすことができる。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本発明は、硬度が著しく異なる複合材料を迅速かつ平滑に研磨することを可能にするものであり、材料科学分野を始めとして、難加工材の処理に携わる各分野において広く利用することができる。

【符号の説明】

【0055】

１…仕上研磨用定盤
２…板体
３…溝状凹部
４ａ…円弧状凹部
５…島状凸部
６…角部
７…研磨フィルム
８…研磨試料
９…潤滑材
１０…仕上研磨装置
１１…回転板
１１ａ…回転軸
１２…駆動源
１３…磁着部（異方性ゴム磁石シート）
Ｋ…削り屑

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】