JP2002260295A - 電子ビーム照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ビームを原盤（被照射体）１に照射して
記録を行なう電子ビーム照射装置において、電磁モータ
ーに発生する電磁場が電子ビームに悪影響を及ぼすこと
を防止し、特に原盤の径方向の移動に対し高精度な動作
制御を可能とする。 【解決手段】 原盤１上を部分的に真空状態にして電子
ビームを照射する部分真空方式の電子ビーム照射装置に
おいて、原盤１を回転させる電磁モーター９と原盤１を
径方向に移動させる電磁モーター１１とを備えた支持機
構部２を全体的に磁性筺体３０で覆って磁気シールドし
た構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば光ディスクの
原盤記録に用いられる電子ビーム照射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクにおいては記録密度の
一層の高密度化が求められており、これを実現するため
には記録ピットをより微細に形成する必要がある。この
ため光ディスクの原盤の作製においては、従前のレーザ
ー光よりもさらに微細な記録ピットを形成できる電子ビ
ームを原盤に照射して記録を行なう装置が提案されてい
る。

【０００３】この電子ビームを原盤に照射して記録行な
う装置としては、従来例えば「特開平６−１３１７０６
号公報」に開示されるようなものがある。

【０００４】即ちこの装置は、原盤を回転させる電磁モ
ーターと原盤を径方向に移動させる移動機構とを真空容
器内に配置し、この真空容器内で電子ビーム照射手段か
ら原盤に電子ビームを照射して記録を行なう構造となさ
れている。そしてこの場合、原盤を回転させる電磁モー
ターに発生する電磁場が電子ビームの照射に悪影響を及
ぼさないように、電磁モーターを磁気シールド手段で覆
った構造が採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の電子ビーム照射装置では、原盤を径方向に移
動させる移動機構に電磁場を発生する電磁モーターを使
用することができず、またこの移動機構を真空容器内に
設置しなければならないため、原盤の径方向の移動に対
し高精度な動作制御が難しいという課題があった。

【０００６】

【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、電子ビームが照射される原盤（被照
射体）を回転させる電磁モーターと原盤を径方向に移動
させる電磁モーターとを備えた支持機構部と、原盤上を
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
ム照射手段と、を有して構成される電子ビーム照射装置
において、支持機構部を全体的に磁性筺体で覆って磁気
シールドした構造としたものである。その上さらに本発
明では、原盤を回転させる電磁モーターと原盤を径方向
に移動させる電磁モーターとを夫々個別に磁性筺体で覆
って電磁シールドした構造としてもよい。

【０００７】このような構造とすることにより本発明の
電子ビーム照射装置では、支持機構部の電磁モーターで
発生する電磁場が電子ビームの照射に悪影響及ぼすこと
はなく、高精度な記録を実現できる。

【０００８】

【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説明する。ここでは、光ディス
クの原盤記録に用いる電子ビーム照射装置を例示してあ
り、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。

【０００９】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。装置の基台３上にはガ
イドレール４が水平に配置されてその左右両端部が固定
部５ａ，５ｂで固定されており、このガイドレール４に
スライドテーブル６が左右の脚部７ａ，７ｂに設けられ
た軸受８によって移動可能に支持されている。ここで軸
受８としては、静圧空気式軸受を用いることにより、ス
ライドテーブル６の移動時の摩擦抵抗が極端に少ない高
精度な移動機構を実現することができる。

【００１０】そしてこのスライドテーブル６には原盤１
の回転手段であるモーター９が固定されており、このモ
ーター９の回転軸に取り付けられた回転テーブル１０に
原盤１が水平に載置支持されるようになっている。

【００１１】原盤回転用のモーター９は電磁駆動型のス
ピンドルモーターが用いられており、制御回路からの制
御信号に基いてこのモーター９が駆動されることによっ
て回転テーブル１０と一体に原盤１が回転されるもので
ある。ここでこのモーター９は、回転軸の軸受に静圧空
気式軸受を用いることにより、回転時の摩擦抵抗による
負荷が少なくなって応答性のよい高精度な回転機構を実
現することができる。

【００１２】またこの装置において原盤１を回転テーブ
ル１０に固定保持するチャッキング手段としては、真空
吸着方式が採用されている。

【００１３】さらにスライドテーブル６と基台３との間
には、スライドテーブル６の移動手段であるモーター１
１が配置されている。このスライドテーブル移動用のモ
ーター１１には電磁駆動型のリニアモーターが用いられ
ており、即ちこれは基台３側の固定子１１ａとスライド
テーブル６側の移動子１１ｂとの間に例えばボイスコイ
ル型の磁気回路が構成されてなるもので、制御回路から
の制御信号に基いてこのモーター１１が駆動されること
によってスライドテーブル６がガイドレール４に沿って
水平に移動し、これと一体に原盤１がその径方向に移動
される構造となっている。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】図２に静圧浮上パッド１８の詳細な構造を
示す。この静電浮上パッド１８は、その中心部に電子ビ
ームｂが通る電子ビーム通路１９を有する例えば金属製
のブロック２０により構成される。このブロック２０は
ベローズ状の伸縮連結機構１７によって真空チャンバー
１４の下端の固定部１４ａに気密的に連結されており、
この伸縮連結機構１７の伸縮によりブロック２０は原盤
１に厚さムラや回転ぶれ等があってもそれに追従して確
実に５μｍ程度の隙間を維持できるようになっている。

【００１８】そしてこのブロック２０を原盤１の方向に
引きよせる力を発生させる手段としてブロック２０に
は、原盤１との対向面に開口する第１の吸引溝２１及び
第２の吸引溝２２が電子ビーム通路１９を中心とする同
心円状に形成されている。

【００１９】この第１の吸引溝２１と第２の吸引溝２２
には夫々排気管２３と２４を介して排気手段が連結され
ており、この排気手段によって第１の吸引溝２１と第２
の吸引溝２２から排気即ち気体の吸引が行なわれる如く
なされている。

【００２０】この排気手段としては真空ポンプが用いら
れ、この場合、電子ビーム通路１９に近い吸引溝ほど高
い真空度に排気できる真空ポンプを連結する。即ち、電
子ビーム通路１９に近い第１の吸引溝２１には例えば１
×１０^-1〔Ｐａ〕程度の真空度が得られる真空ポンプを
連結し、これより外側の第２の吸引溝２２には５×１０
³ 〔Ｐａ〕程度の真空度が得られる真空ポンプを連結す
る。

【００２１】さらにブロック２０には、第２の吸引溝２
２の外側において原盤１との対向面に露出する通気体２
５が埋め込まれている。この通気体２５は通気性を有す
る多孔質材料を用いて電子ビーム通路１９を中心とする
リング状に形成されており、この通気体２５の裏側にお
いてブロック２０の内部には気体の流路２６が形成され
ている。

【００２２】この流路２６には給気管２７を介して給気
手段が連結されており、この給気手段から流路２６に例
えば５×１０⁵ 〔Ｐａ〕程度の圧縮気体（正圧）が供給
され、これが通気体２５から噴出されるようになってい
る。

【００２３】このように構成される静圧浮上パッド１８
を原盤１の上に載せた状態で各排気手段及び給気手段を
作動させると、通気体２５から噴出される気体によって
静圧浮上パッド１８が原盤１から僅かに浮き上がり、同
時に第１及び第２の吸引溝２１及び２２から気体が吸引
されて溝内が負圧となることによって静圧浮上パッド１
８が原盤１に吸い付くように作用し、このため静圧浮上
パッド１８は原盤１に対し５μｍ程度の隙間ｄを保ちな
がら非接触で浮上する状態となるので、原盤１の回転に
は支障がない。

【００２４】このとき通気体２５から噴出される気体
は、その周囲に形成されている第１及び第２の吸引溝２
１及び２２で吸引されることにより電子ビーム通路１９
に至ることが回避され、この場合、通気体２５からの気
体は先ず第２の吸引溝２２で吸引され、さらに第１の吸
引溝２１で吸引されることになり、ここで第１の吸引溝
２１での吸引力は第２の吸引溝２２より強くなっている
ため、静圧浮上パッド１８の中心部にいくほど真空度を
高くでき、これによって真空チャンバー１４の内部即ち
電子ビームコラム１５内を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）に保つこと
ができるものである。

【００２５】そしてこの静圧浮上パッド１８によって原
盤１上の一部分を真空にした状態で原盤１に電子ビーム
ｂが照射され、同時に支持機構部２のモーター９の駆動
により原盤１が回転されると共にモーター１１の駆動に
よって原盤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。

【００２６】上記の如く構成される電子ビーム照射装置
では、電子ビームを照射する部分のみを真空とする部分
真空方式を採用したことにより、大きな空間の真空保持
を必要とせず、このため大型の排気手段（真空ポンプ）
の使用を回避でき、小型で廉価に装置を構成することが
できる。

【００２７】ところで、この電子ビーム照射装置では、
原盤１を支持する支持機構部２において、原盤の回転用
のモーター９と原盤の径方向移動用のモーター１１には
何れも電磁モーターが用いられており、この電磁モータ
ーは電磁場を発生するため、これが原盤１上の電子ビー
ムの照射に悪影響を及ぼすおそれがある。

【００２８】そこでこの電磁場対策として本例の電子ビ
ーム照射装置では、図１に示すように支持機構部２を全
体的に磁性筺体３０で覆って磁気シールドした構造が採
られている。この場合、磁性筺体３０は支持機構部２の
ガイドレール４、固定部５ａ，５ｂ、スライドテーブル
６、モーター９及び１１を全て覆い、その上面に設けら
れた開口から回転テーブル１０とこれに載置される原盤
１のみが表出されるものとする。

【００２９】さらにこの電子ビーム照射装置では、図３
に示す如く原盤の回転用のモーター９を磁性筺体３１で
覆って磁気シールドし、また図４に示す如く原盤の径方
向移動用のモーター１１もこれを磁気筺体３２で覆って
磁気シールドを施してある。

【００３０】ここで用いられる磁性筺体３０，３１，３
２の材料としては、例えばパーマロイによりなる板金が
好適に用いられる。さらにその表面に例えばコバルトの
粉末を付着させたり、あるいはアモルファスを数μｍ厚
に形成したフィルムを貼り付けた構成とすることで、よ
り効果的な磁気シールドが可能となる。

【００３１】このように構成される電子ビーム照射装置
では、支持機構部２を全体的に磁性筺体３０で覆って磁
気シールドした構造により、支持機構部２における原盤
の回転用のモーター９と原盤の径方向移動用のモーター
１１で発生する電磁場の影響が原盤１上に照射される電
子ビームに及びことはなく、このため電子ビームによる
高精度な記録が可能となる。

【００３２】さらにこの電子ビーム照射装置では、原盤
の回転用のモーター９と原盤の径方向移動用のモーター
１１にも夫々磁性筺体３１と３２による磁気シールドを
施したことにより、これらのモーター９と１１で発生す
る電磁場が電子ビームに及ぼす悪影響を一段と効果的に
抑えることができるので、より高精度な記録を実現でき
る。

【００３３】そして特にこの電子ビーム照射装置では、
原盤１を支持する支持機構部２において、原盤１を径方
向に移動させる移動機構に電磁モーター１１を使用する
ことができ、またこの移動機構を大気中に設置できるの
で、原盤１の径方向の移動に対し高精度な動作制御が可
能となる。

【００３４】またこの電子ビーム照射装置では、原盤１
を支持する支持機構部２が大気中に設置されているの
で、原盤の回転用のモーター９における回転軸の軸受に
静圧空気式軸受を用いることができ、これによって原盤
の回転時の摩擦抵抗が少なくなって応答性が良好とな
る。さらに原盤１を径方向に移動させる移動機構におい
てもスライドテーブル６の軸受８に静圧空気式軸受を用
いることができるので、原盤の径方向の移動時の摩擦抵
抗の少ない高精度な移動機構を実現する上で大きな効果
がある。

【００３５】以上、本発明の実施の形態の一例について
説明したが、本発明はこの例に限定されることなく他に
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。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く本発明は、被
照射体上を部分的に真空状態にして電子ビームを照射す
る部分真空方式の電子ビーム照射装置において、電子ビ
ームが照射される被照射体を回転させる電磁モーターと
被照射体を径方向に移動させる電磁モーターとを備えた
支持機構部を磁気シールドした構造により、電磁モータ
ーで発生する電磁場が電子ビームの照射に悪影響を及ぼ
すことはなく、高精度な記録を実現できる。そして特に
本発明では、被照射体を径方向に移動させる移動機構に
電磁モーターを使用でき、またこの移動機構を大気中に
設置できるため、被照射体の径方向の移動に対して高精
度な動作制御が可能となり、より確実な記録を行なえる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される部分真空方式の電子ビーム
照射装置を示す正面図である。

【図２】電子ビーム照射装置に備えられる静圧浮上パッ
ドの構造を示す縦断面図である。

【図３】原盤（被照射体）を回転させるモーターを磁気
シールドした状態の説明図である。

【図４】原盤（被照射体）を径方向に移動させるモータ
ーを磁気シールドした状態の説明図である。

【符号の説明】

１‥‥原盤（被照射体）、２‥‥支持機構部、４‥‥ガ
イドレール、６‥‥スライドテーブル、９‥‥モーター
（原盤の回転用）、１０‥‥回転テーブル、１１‥‥モ
ーター（原盤の径方向移動用）、１３‥‥電子ビーム照
射手段、１４‥‥真空チャンバー、１５‥‥電子ビーム
コラム、１８‥‥静圧浮上パッド、３０，３１，３２‥
‥磁性筺体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向井 暢彦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 稲垣 敬夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5D121 BB21 BB38

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームが照射される被照射体を回転
   させる電磁モーターと上記被照射体を径方向に移動させ
   る電磁モーターとを備えた支持機構部と、 上記被照射体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と、 を有して構成される電子ビーム照射装置において、 上記支持機構部を全体的に磁性筺体で覆って磁気シール
   ドしたことを特徴とする電子ビーム照射装置。
2. 【請求項２】 上記被照射体を回転させる電磁モーター
   を磁性筺体で覆って電磁シールドしたことを特徴とする
   請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
3. 【請求項３】 上記被照射体を径方向に移動させる電磁
   モーターを磁性筺体で覆って電磁シールドしたことを特
   徴とする請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
4. 【請求項４】 上記被照射体を回転させる電磁モーター
   における回転軸の軸受に静圧空気式軸受を用いたことを
   特徴とする請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
5. 【請求項５】 上記被照射体を径方向に移動可能に支持
   するスライドテーブルの軸受に静圧空気式軸受を用いた
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム照射装
   置。