JP2002260293A - 円盤の芯出し方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 円盤１の中心を回転テーブル５の回転中心に
合わせる芯出し（センタリング）を、簡単かつ高精度に
行なえるようにする。 【解決手段】 直線案内機構に支持される回転テーブル
５に円盤１を載置し、回転テーブル５を直線移動させて
円盤１の外周面を当て駒に当接させることで円盤１の中
心を回転テーブル５の回転中心に合わせるようにした芯
出し装置において、当て駒２２ａ，２２ｂを円盤１の直
径以下の間隔で２箇所に設ける。円盤１はその外周面が
一方の当て駒に先に当接し、次に他方の当て駒に当接す
ることにより横ずれが矯正され、正確な芯出しが行なわ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転テーブルに載
置される円盤の中心を回転テーブルの回転中心に正確に
合わせるための芯出し方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば光ディスクの原盤の作成において
は、回転テーブルに原盤（円盤）を載置し、その状態で
回転テーブルと一体に原盤を回転させてこの原盤にレー
ザー光あるいは電子ビームを照射して記録を行なうよう
にしている。

【０００３】この場合、回転テーブルの回転中心と原盤
の中心とがずれていると、原盤の回転時に原盤の偏芯に
よる遠心力によって振動が生じ、これが正常な記録を妨
げることになので、原盤の中心を回転テーブルの回転中
心に正確に合わせる芯出し（センタリング）作業が必要
である。

【０００４】この原盤の芯出しを行なえる機構を備えた
装置としては、従来例えば「特開２０００−１００００
２号公報」に開示されるようなものがある。

【０００５】即ちこの装置では、直線案内機構に支持さ
れる回転テーブルに原盤を載置し、その状態で回転テー
ブルを直線移動させて原盤の外周面を当て駒に当接させ
ることで原盤の芯出しを行なうようにしている。

【０００６】また「特開平７−２４００３７号公報」の
ように、リンク機構によって動作される３つの案内駒で
原盤の外周面を３方向から拘束して原盤の芯出しを行な
う装置も提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
場合は、原盤を単純に当て駒に当接させるだけの芯出し
構造であるため、回転テーブル上の原盤が移動テーブル
の移動方向と直交する方向に横ずれを起していたときに
はこれを矯正することができず、正確な芯出しを行なう
ことは難しかった。

【０００８】また、後者の場合は、３つの案内駒を動作
させるリンク機構の構成が複雑であり、またこれを動作
させるための駆動機構も必要となるので、部品点数が多
くコスト高の装置となっていた。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、簡単な構成で高精度の芯出しを可能とするこ
とを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するも
のとして本発明は、直線案内機構に支持される回転テー
ブルに原盤を載置し、回転テーブルを直線移動させて原
盤の外周面を当て駒に当接させることで原盤の中心を回
転テーブルの回転中心に合わせるようにした芯出し装置
において、当て駒を原盤の直径以下の間隔で２箇所に設
けて原盤の横ずれを防ぐようにしたものである。

【００１１】即ちこの芯出し機構では、回転テーブル上
の原盤に横ずれがあっても、原盤はその外周面が一方の
当て駒に先に当接し、次に他方の当て駒に当接すること
によって横ずれが矯正され、正確な芯出しが行なわれ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態例について詳述する。ここでは、光ディス
クの原盤に電子ビームを照射して記録を行なう電子ビー
ム照射装置に本発明による原盤の芯出し機構を適用した
構成を例示してある。

【００１３】この装置は図１に示す如く、電子銃１６か
ら出射される電子ビームｂを被照射体であるディスク原
盤（円盤）１に照射して信号の記録（信号パターンの記
録ピットの形成）を行なうものである。ここで電子ビー
ムの照射には真空環境が必要であるが、特にこの装置で
は電子ビームを照射する部分のみを真空状態とし、それ
以外の部分は大気中に置く部分真空方式が採用されてい
る。

【００１４】先ず、この装置において原盤１を支持する
支持機構部２について説明する。この支持機構部２は、
装置の基台上に固定されるベース３と、このベース３上
に備えられた直線案内機構４と、この直線案内機構４に
より直線移動可能に支持され、原盤１が載置される回転
テーブル５とにより構成されている。

【００１５】直線移動機構４は、ベース３上に水平に配
置されたガイドレール６と、このガイドレール６の左右
両端部をベース３に支持するスタンド７ａ，７ｂと、ガ
イドレール６に沿って移動可能に支持された移動テーブ
ル８とから構成されており、この移動テーブル８はその
左右の脚部８ａ，８ｂに設けられた例えば静圧空気式の
軸受９によってガイドレール６に対し低摩擦力で移動可
能に支持されている。

【００１６】回転テーブル５は直線案内機構４の移動テ
ーブル８上に取り付けられており、例えば静圧空気式の
回転軸受により低摩擦で回転可能に支持されている。原
盤１はこの回転テーブル５上に水平に載置された状態で
吸着固定されるようになっており、この原盤１を回転テ
ーブル５上で吸着する手段としては、真空吸着方式ある
いは静電吸着方式が好適に用いられる。

【００１７】この回転テーブル５はその下に配置された
電磁駆動型のスピンドルモーター１０によって回転駆動
されるようになっている。さらに回転テーブル５の下に
は回転検出用のエンコーダーが配置されており、このエ
ンコーダーと制御回路によって回転テーブル５の回転駆
動が制御される。

【００１８】また移動テーブル８とベース３の間には電
磁駆動型のリニアモーター１１が構成されていおり、こ
のリニアモーター１１の駆動によって移動テーブル８が
ガイドレール６に沿って水平方向即ち原盤１の径方向に
移動されるようになっている。さらに、図には表われて
いないが、直線案内機構４には移動テーブル８の移動位
置を検出するリニアスケールと、このリニアスケールの
値を制御回路によってフィードバックして位置決め制御
を行なう駆動制御機構が設けられている。

【００１９】このように構成される原盤の支持機構部２
に対しその上方には、原盤１上を部分的に真空状態にし
て電子ビームを照射する電子ビーム照射手段１３が固定
配置されている。１４は原盤１の上方で懸架支持されて
いる真空チャンバーで、この真空チャンバー１４の内部
に電子ビームコラム１５が配置され、この電子ビームコ
ラム１５の上流の電子ビーム励起源である電子銃１６か
ら電子ビームｂが出射される。

【００２０】電子ビームコラム１５が内蔵される真空チ
ャンバー１４には真空ポンプによりなる排気手段が連結
されており、この排気手段によって真空チャンバー１４
の内部を吸引することで電子ビームコラム１５内が電子
ビームの照射に支障のない程度の真空度（１×１０
^-4〔Ｐａ〕程度）に保たれるようになっている。

【００２１】この真空チャンバー１４の下端部の電子ビ
ーム出口には伸縮連結機構１７を介して静圧浮上パッド
１８が取り付けられており、この静圧浮上パッド１８が
原盤１に対し５μｍ程度の僅かな隙間をもって非接触で
吸着し、その状態で電子銃１６から出射された電子ビー
ムｂが静圧浮上パッド１８の中心部の電子ビーム通路を
通って原盤１に照射される。

【００２２】そしてこの電子ビームが原盤１に照射され
ると同時にスピンドルモーター１０の駆動により回転テ
ーブル５と一体に原盤１が回転されると共にリニアモー
ター１１の駆動によって移動テーブル８と一緒に原盤１
が径方向に移動されることで所定のトラックに記録が行
なわれる。

【００２３】この記録を行なう場合、回転テーブル５の
回転中心と原盤１の中心とがずれていると、原盤１の回
転時に原盤１の偏芯による遠心力によって振動が生じ、
正常な記録が妨げられるので、記録を行なう前に原盤１
の中心を回転テーブル５の回転中心に正確に合わせる芯
出し（センタリング）作業が必要である。

【００２４】この原盤の芯出し作業を容易に行なうこと
のできる芯出し装置として本例の電子ビーム照射装置で
は、直線案内機構４の一方側の移動端部に対応して当て
駒機構２０が設けられている。

【００２５】この当て駒機構２０の詳細な構成を図２〜
図４に示す。これらの図に示すように当て駒機構２０
は、装置の基台に固定される支持台２１上の２箇所に当
て駒２２ａと２２ｂを設置して構成され、直線案内機構
４の移動テーブル８の移動によってこの当て駒２２ａと
２２ｂに原盤１の外周面を当接させることで原盤１の芯
出しが行なわれるものである。

【００２６】この２つの当て駒２２ａと２２ｂは、図３
で明らかなように原盤１の直径以下の間隔で、かつ原盤
１の直線移動方向の中心線ａを等間隔で挟む対称位置に
設置されており、直線案内機構４の移動テーブル８が一
方側の移動端まで完全に到達する直前の位置でこの当て
駒２２ａと２２ｂに原盤１の外周面が当接されるように
なっている。

【００２７】この当て駒を支持する支持台２１は、図４
で明らかな如く、装置の基台に固定されるベース２１
ａ、スタンド２１ｂ、ブロック２１ｃ、当て駒２２ａと
２２ｂが設けられるテーブル２１ｄを構成要素とし、こ
れらの構成要素を組み立て・分解・再組み立てが容易に
可能なようにボルト２３等の締結手段で締結して構成さ
れている。ここで各構成要素の締結部において、ボルト
２３とこのボルト２３を通す穴２４との間には若干の隙
間が設けられており、これによって支持体２１の組み立
て時に当て駒２２ａ，２２ｂの位置を原盤１に対して前
後、左右、上下方向に微調整して固定できるように構成
されている。この場合、原盤１がその中心を回転テーブ
ル５の回転中心に正確に一致させて回転テーブル５に吸
着固定されている状態で２つの当て駒２２ａと２２ｂが
同時に原盤１の外周面に当接するように当て駒２２ａ，
２２ｂの位置を調整して固定する。

【００２８】これによりこの当て駒機構２０において
は、図５（Ａ）に示すように偏心した方向を当て駒２２
ａ，２２ｂに向けて近付いてきた原盤１がその直線移動
方向と直交する方向に横ずれを起していても、同図
（Ｂ）に示すように原盤１はその外周面が一方の当て駒
２２ａに先に当接し、次に同図（Ｃ）に示すように他方
の当て駒２２ｂに当接することによって横ずれが矯正さ
れ、最後に同図（Ｄ）に示すように原盤１の中心が回転
テーブル５の回転中心に合った所定の位置で原盤１を回
転テーブル５に吸着して固定することにより、原盤１は
横ずれが矯正された状態で正確に芯出しされる。

【００２９】ところで、以上の芯出し動作においては、
当て駒２２ａ，２２ｂに当たるときの衝突の反発力で原
盤１が跳ね返らない程度の摩擦力を得るため、原盤１は
単に自重で回転テーブル５に対する摩擦力を得るだけで
なく、ごく弱い力で回転テーブル５に仮吸着させること
もあるが、当接時の動摩擦、静止摩擦力による当て駒機
構の弾性変形や駆動制御の偏差の取り残しによる若干の
芯ずれを生じるおそれがある。

【００３０】そこでこれを回避するために本例の当て駒
機構２０においては、原盤１の外周面を吸引して当て駒
２２ａと２２ｂに当接させる吸着手段２６ａと２６ｂを
設けてある。この吸着手段２６ａと２６ｂは当て駒２２
ａと２２ｂの間に位置して支持台２１のテーブル２１ｄ
上に対称的に設置されるもので、その吸着方式としては
真空吸着方式や静電吸着方式等が考えられるが、ここで
は特に真空吸着方式が好適に採用されている。

【００３１】即ちこの場合、吸着手段２６ａ，２６ｂは
夫々真空吸着口２７ａ，２７ｂを有し、この真空吸着口
２７ａ，２７ｂには夫々導管２８を介して真空ポンプ等
の空気吸引手段が連結されており、この空気吸引手段の
吸引力によって真空吸着口２７ａ，２７ｂの先端部の吸
引穴から原盤１の外周面を強制的に吸引して当て駒２２
ａ，２２ｂに当接させるものである。

【００３２】これにより、原盤１は当て駒２２ａ，２２
ｂに当たるときの衝突の反発力で跳ね返ることがなく安
定して当て駒２２ａ，２２ｂに当接され、原盤１と回転
テーブル５との間の摩擦力に頼る必要がなくなるので回
転テーブル５への仮吸着が不要となり、むしろ回転テー
ブル５から若干の空気等の気体を吹き出し、原盤１を浮
上させた状態とすることで摩擦力をごく微小にて当て駒
機構の弾性変形や駆動制御の偏差の取り残しによる若干
の芯ずれをごく軽微なものとすることができる。

【００３３】さらに本例の当て駒機構２０においては、
真空吸着口２７ａ，２７ｂを伸縮可能な部材で構成して
ある。この伸縮可能な部材としては、例えばシリコンゴ
ムを素材として成形した多段のダイアフラム状のベロー
ズを好適に用いることができ、その他にも例えば配管と
ばねの組み合わせ構造なども考えられる。

【００３４】そしてこの構成では、原盤の芯出し動作時
には原盤１の外周面が当て駒２２ａ，２２ｂより先に真
空吸着口２７ａ，２７ｂに当接するようになっており、
このため原盤１の外周面が真空吸着口２７ａ，２７ｂに
当接すると真空吸着口２７ａ，２７ｂの内部の真空度
（負圧）が上がって真空吸着口２７ａ，２７ｂが収縮す
ることで原盤１を引張る状態となるので、原盤１は確実
に毎回ほぼ同じ引力で安定して当て駒２２ａ，２２ｂに
当接されることになる。

【００３５】さらにこの構成では、真空吸着口２７ａ，
２７ｂと空気吸引手段を連結する導管２８の途中部に圧
力スイッチ２９を設けてあり、原盤１の外周面が真空吸
着口２７ａ，２７ｂに当接して真空吸着口２７ａ，２７
ｂが収縮したときには、この圧力スイッチ２９で負圧が
強くなったことが検出されることにより真空吸着口２７
ａ，２７ｂが確実に原盤１の外周面を吸引したことがわ
かるようになっている。これは、動作を自動化するとき
などに便利な機能である。

【００３６】さて、上記の如く構成される当て駒機構２
０において、当て駒２２ａ，２２ｂの設置位置の調整
は、次のようにして行なわれる。先ず、予め外径を測定
して既知とした基準となる原盤１を用意して回転テーブ
ル５に吸着させ、これをゆっくりと回転させながら、電
気マイクロメーター、レーザー変位計などの原盤の外周
面の変位検出手段を一時的に用いて回転中の原盤１の外
周円の芯ずれによる変位が最小になるようにプラスチッ
クハンマーやマイクロメーターを取り付けた治工具など
で原盤１と回転テーブル５の相対位置をずらせて芯出し
を行なう。

【００３７】一方、直線案内機構４の一方側の移動端部
など、当て駒２２ａ，２２ｂを当て易く他の動作の妨げ
とならない位置に当て駒２２ａ，２２ｂと当接させる場
所を設けて、その位置に円盤１を芯出しした回転テーブ
ル５を位置決めして、その移動位置をリニアスケールで
確認しておく。

【００３８】そして上記の状態で図３に示すように、２
つの当て駒２２ａと２２ｂを原盤１の外周面に均等に当
接するように調整して固定する。この当て駒２２ａ，２
２ｂの調整時に、当て駒２２ａ，２２ｂが原盤１の外周
面に均等に当接している状態を容易に確認できるように
するため、当て駒２２ａ，２２ｂは回転可能な円筒状体
で構成することが好ましい。

【００３９】即ち本例の当て駒機構２０では、当て駒２
２ａ，２２ｂは滑らかに回転可能な軸受を持つ円筒形の
カムフォロアによりなり、この当て駒２２ａ，２２ｂに
原盤１の外周面が当接した状態で原盤１を軽く回転させ
て揺り動かすと当て駒２２ａ，２２ｂが原盤１の外周面
との転がり摩擦によって回転し、このとき２つの当て駒
２２ａ，２２ｂが均等に当接していないと、片方だけ摩
擦が充分でなく滑るので両方が同じようには回転しな
い。

【００４０】このようにして当て駒２２ａと２２ｂが原
盤１に均等に当接したか否かを目視によって容易に確認
できるため、当て駒２２ａ，２２ｂの位置調整を確実か
つ適正に行なうことができる。

【００４１】従って、その後原盤の芯出しを行なうとき
には、原盤１を当て駒２２ａ，２２ｂに当接させて、リ
ニアスケールで確認した移動位置に回転テーブル５を位
置決めして回転テーブル５に原盤１を吸着するだけで芯
出しを行なうことができる。

【００４２】ここで、用いる原盤により外径に寸法誤差
がある場合は、予め、または芯出し位置で寸法測定手段
により原盤の外径を実測し、基準原盤との誤差を吸収す
る移動位置を計算により補正して回転テーブルを位置決
めし直してから原盤を吸着すると、より正確な芯出しが
可能となる。

【００４３】以上、本発明による芯出し機構の実施の形
態の一例について説明したが、本発明はこの構成に限る
ことなく他にも種々の実施形態を採り得るものであるこ
とは言うまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く本発明では、
回転テーブル上の円盤に横ずれがあっても、円盤は２つ
の当て駒に当接することによって横ずれが矯正されるの
で、より正確な芯出しが可能となる。そしてこの円盤の
芯出しを行なう装置は、芯出しのための可動部やリンク
機構、駆動機構を持たない簡単な構造の当て駒機構で構
成されるため、部品点数も少なく、組み立て調整も容易
なので低コストで高い精度の芯出しが可能となる。

【００４５】また本発明では、円盤の外周面を吸引して
当て駒に当接させることにより、円盤は安定して確実に
当て駒に当接されるので、一段と正確な芯出しが行なわ
れる。さらに吸着手段を真空吸着方式とし、吸着口を伸
縮可能な構成としたことにより、円盤の外周面を吸引す
る動作が柔軟かつ確実に行なわれるので、大きく芯ずれ
している円盤でも確実に吸着し、かつ真空吸引力を有効
に利用して当て駒に当接させるので、吸着の失敗がなく
なり、繰り返し安定した動作が可能となる。

【００４６】さらに本発明の芯出し装置では、当て駒を
回転可能な円筒状体で構成したことにより、調整時に２
つの当て駒の均等な当接を簡単に確認できるので、特別
な技能を必要とせず、短時間で最適な調整を実現でき
る。

【００４７】以上のように本発明によれば、安定かつ正
確に高精度な芯出しが可能なので、動作の自動化も容易
に実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した電子ビーム照射装置の構成図
である。

【図２】本発明における当て駒機構の側面図である。

【図３】同、平面図である。

【図４】同、背面図である。

【図５】当て駒機構による芯出し動作の説明図である。

【符号の説明】

１‥‥原盤（円盤）、４‥‥直線案内機構、５‥‥回転
テーブル、２０‥‥当て駒機構、２２ａ，２２ｂ‥‥当
て駒、２６ａ，２６ｂ‥‥吸着手段、２７ａ，２７ｂ‥
‥真空吸着口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線案内機構に支持される回転テーブル
   に円盤を載置し、上記回転テーブルを直線移動させて上
   記円盤の外周面を上記円盤の直径以下の間隔で設けられ
   た２箇所の当て駒に当接させることにより、上記円盤の
   横ずれを矯正した状態で上記円盤の中心を上記回転テー
   ブルの回転中心に合わせるようにした円盤の芯出し方
   法。
2. 【請求項２】 上記円盤の外周面を吸引して上記２箇所
   の当て駒に当接させるようにした請求項１に記載の芯出
   し方法。
3. 【請求項３】 直線案内機構に支持される回転テーブル
   に円盤を載置し、上記回転テーブルを直線移動させて上
   記円盤の外周面を当て駒に当接させることで上記円盤の
   中心を上記回転テーブルの回転中心に合わせるようにし
   た円盤の芯出し機構であって、上記当て駒を上記円盤の
   直径以下の間隔で２箇所に設けて上記円盤の横ずれを防
   ぐようにしたことを特徴とする円盤の芯出し装置。
4. 【請求項４】 上記円盤の外周面を吸引して上記当て駒
   に当接させる吸着手段を設けたことを特徴とする請求項
   ３に記載の円盤の芯出し装置。
5. 【請求項５】 上記吸着手段は真空吸着方式であり、吸
   着口が伸縮可能な部材で構成されていることを特徴とす
   る請求項４に記載の円盤の芯出し装置。
6. 【請求項６】 上記当て駒が回転可能な円筒状体である
   ことを特徴とする請求項３に記載の円盤の芯出し装置。