JP2003157589A - 円盤のセンタリング装置及びセンタリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単且つ低価格の構成によりターンテーブル
を回転させることなく、迅速且つ高精度に芯出しが行な
われる得るようにした、円盤のセンタリング装置及びセ
ンタリング方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 円盤３を載置するターンテーブル１と、
このターンテーブル１の一側及び他側に夫々中間点を支
点２９及び３０として回動自在とし、両端に夫々パッド
２７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８ｂを設けた第１及び第
２のアーム２７及び２８とを有し、この第１及び第２の
アーム２７及び２８の支点をこのターンテーブル１の中
心方向に移動し、この第１及び第２のアーム２７及び２
８の夫々の両端に設けたパッド２７ａ，２７ｂ及び２８
ａ，２８ｂがこのターンテーブル１の外周に倣うように
したものである。

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等
の原盤露光装置に使用して好適なディスク原盤等の円盤
のセンタリング装置及びセンタリング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクの原盤露光装置におい
て、光ディスクのマスターとなる原盤の中心が、ターン
テーブルの回転中心からずれていると、この原盤に対す
る回転記録中に、ダイナミックアンバランスによって振
動等が発生する。これにより、この原盤に記録されるト
ラックピッチ等の記録精度が低下してしまう。

【０００３】このため、この原盤の中心に貫通したセン
ターホールを設けておき、このセンターホールをターン
テーブル上のセンターピンに嵌合させることにより、こ
の原盤の芯出しを行なう方法がある。然しながら、この
方法では、高精度の芯出しを得るためには、センターホ
ール及びこの原盤の外円周の円心度と、センターホール
の寸法精度を高精度に規定する必要がある。従ってこの
原盤が高価になってしまうという問題があった。

【０００４】また、この原盤にセンターホールが設けら
れていると、この原盤にフォトレジストを均一にスピン
コートする際、及び露光後の現像処理等のウエットプロ
セスの際、そしてこの原盤のリサイクル時の再研磨の際
に薬液の残留、不連続面による面精度の劣化等に、この
センターホールに起因する問題が発生しやすく、むしろ
センターホールはない方がよい。

【０００５】さらに、上述したセンターホールが設けら
れている場合には、センターホールに微細なクラック等
の欠陥があると、回転中に遠心力に基づいて、亀裂が発
生し、場合によっては、この原盤が破断し、飛散するお
それが多くなる。かくして、この原盤に設けられたセン
ターホールを利用する芯出しは、上述した種々の問題が
あるため、実際にはあまり利用されていない。

【０００６】これに対し、この原盤の外円周を利用して
芯出しを行う方法がある。この場合ターンテーブル上に
てこの原盤の外円周を、リングにより全周で抑止し、ま
た少なくとも３ヶ所以上の位置にて案内駒により、この
原盤を抑止することにより、この原盤の芯出しが行なわ
れ得る。

【０００７】然しながら、この技術においては、この原
盤より大きな回転部分が必要であることから、上述セン
ターホールの場合に比較して、芯出しのための機構が大
幅に大きくなり、高精度に加工するためには高価になっ
てしまう問題があった。またターンテーブルの外周に円
環状のリングを設けると、この原盤の取付け、取外しが
面倒であると共にこの原盤の記録面に傷等のダメージを
与える可能性が大きくなってしまうという問題があっ
た。

【０００８】近年になって、光ディスク等の高密度化及
び高速アクセス化が進んできて、この原盤への記録時に
も、高速回転が要求されるようになってきている。この
原盤のダイナミックアンバランスにより発生する振動の
加速度は、回転数の二乗に比例する。

【０００９】これにより、振動の加速度による影響が非
常に大きくなり、記録精度が著しく低下してしまうこと
になる。更に、振動の周波数も回転数に比例して高くな
るので、この原盤露光装置の各部の固有振動数とこの振
動の周波数とが一致してしまった場合、共振によって振
動が増大してしまう等の問題があった。

【００１０】このため、従来に比較して、この原盤露光
装置の各部の剛性を高める等の対策が必要になるので、
この原盤露光装置自体が高価となってしまう問題があっ
た。また共振による振動を抑制するための他の方法とし
て、ターンテーブルを搭載する装置のベースを十分に重
く構成することにより、ダイナミックアンバランスに起
因する振動の加速度による変位をトラックピッチ等の記
録精度の悪化に寄与しない範囲に抑える方法もある。然
しながら重量の増大による設置場所が制限されたり、装
置の小型化が困難になる傾向があると共に材料費も高く
なってしまう等の問題があった。

【００１１】かくして、近年、このターンテーブルの回
転中心に対して、この原盤の外円中心をできるだけ正確
に一致させるための外部からの芯出し作業が必要とな
り、以下述べる方法が採用されている。

【００１２】第１の方法は、ターンテーブル上にこの原
盤を搭載装着する作業者が、ダイヤルゲージ又は電気マ
イクロメータ等の変位計をこの原盤の外周端面にセット
して、ターンテーブル上のこの原盤を回転させながら、
偏心量が最小または許容範囲内に収まるように、この原
盤の位置を微調整する方法である。

【００１３】また、第２の方法は、ターンテーブル上に
原盤を搭載装着する際に、治具等を使用することによ
り、この原盤の偏心量が一定の許容範囲内に収まるよう
にして、ターンテーブルを所定の回転数で回転させ、ダ
イナミックアンバランスによる振動の大きさ及び方向を
検出する釣合試験機またはダイナミックバランサー等を
使用し、この原盤の不釣合を検出して釣合重りを付加
し、あるいはこの原盤の位置を調整する方法である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら上述２つの
方法は何れも、作業に時間がかかると共に、熟練した専
任の作業者が必要である。また人が介在することから、
人に起因する塵埃の発生によりこの原盤の記録面に塵埃
が付着して、この原盤の記録された記録信号に欠陥が生
ずることがあるという不都合があった。更に第２の方法
においては一般に加速度の検出は変位の検出より分解能
が劣るため、変位と同等の分解能を得るためには、高価
な検出器が必要になる不都合があった。このため、以下
のような方法が開示されている。

【００１５】先ず、上述した第１の方法を自動化して、
人の介在を排除するようにしたものとしては、特開昭６
１−２０６９５６号公報、特開平１−２１０２４０号公
報及び特開平１−２１７７６０号公報等による方法があ
る。然しながら之等の方法は何れもターンテーブルを少
なくとも２回転以上、比較的低速度で回転させることに
よって、偏心量を補正し、且つ確認するものである。従
って芯出しに要する時間が比較的長く、また変位計測
部、駆動部、制御部が必要であることから、高精度の芯
出しを行なうためには、複雑で且つ高価な装置となって
しまう不都合があった。

【００１６】このため、ターンテーブルを回転させず
に、少なくとも３方向から同時に、または順次にこの原
盤を位置決め移動する方法として、特開平４−３８７６
４０号公報に開示された方法がある。然しながらこの方
法は、変位計測部、駆動部、制御部が必要であり、高精
度の芯出しを行なうためには、複雑で且つ高価な装置と
なってしまう等の不都合は依然として残っていると共に
更に演算によって、この原盤の位置決め移動を行なうた
め芯出しに時間がかかるという不都合があった。

【００１７】これに対して、特開平５−２８５４１号公
報において、工作機械の旋盤主軸台に被加工物を取り付
けたり、ボール盤にドリル刃を取り付ける際に使用され
るスクロール式３つ爪チャックに代表される機構を応用
する方法が開示されている。この方法は、ターンテーブ
ルを回転させなくても、少なくとも３方向から同時にこ
の原盤の位置を規制することにより、瞬時に芯出しが完
了する。更に変位計測部が必要ないことから前述した方
法に比較して、簡単に構成されることになる。

【００１８】然しながら、このような方法において、高
精度の芯出しを行うためには、各部材の精度が偏心量と
１対１の対応関係にある。即ち、調整部材の回転中心と
駆動回転テーブルと案内駒との間の高い同心度が要求さ
れることになる。更に少なくとも３個以上設けられる調
整部材の夫々の案内溝にも同様の高い精度が要求される
ことになる。かくして装置全体では、精度を向上させる
ために、高価となってしまう不都合があった。

【００１９】本発明は、斯る点に鑑み、簡単且つ低価格
の構成によりターンテーブルを回転させることなく、迅
速且つ高精度に芯出しが行なわれる得るようにした、円
盤のセンタリング装置及びセンタリング方法を提供する
ことを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明円盤のセンタリン
グ装置は、円盤を載置するターンテーブルと、このター
ンテーブルの一側及び他側に夫々中間点を支点として回
動自在とし、両端に夫々パッドを設けた第１及び第２の
アームとを有し、この第１及び第２のアームの支点をこ
のターンテーブルの中心方向に移動し、この第１及び第
２のアームの夫々の両端に設けたパッドがこのターンテ
ーブルの外周に倣うようにしたものである。

【００２１】本発明によれば、円盤と略同一外径のター
ンテーブルの一側及び他側より中間点を支点として回動
自在とし、第１及び第２のアームの両端に夫々設けた夫
々のパッドをこの第１及び第２のアームの支点をこのタ
ーンテーブルの中心方向に移動して、このターンテーブ
ルの外周に倣うようにしたので、この円盤をターンテー
ブルを回転させることなく、迅速且つ高精度に芯出しが
できると共にその構成が簡単で且つ低価格とできる。

【００２２】また、本発明円盤のセンタリング方法はタ
ーンテーブル上にこのターンテーブルと略同一外径の円
盤を載置し、このターンテーブルの一側及び他側より夫
々中間点を支点として回動自在とし、両端に夫々パッド
を設けた第１及び第２のアームの支点を、このターンテ
ーブルの中心方向に移動し、この第１及び第２のアーム
の夫々の両端に設けたパッドがこのターンテーブルの外
周に倣うようにして、この円盤の中心をこのターンテー
ブルの中心に合わせるようにしたものである。

【００２３】本発明によれば、円盤と略同一外径のター
ンテーブルの一側及び他側より中間点を支点として回動
自在とし、第１及び第２のアームの両端に夫々設けたパ
ッドを、この第１及び第２のアームの支点をこのターン
テーブルの中心方向に移動して、このターンテーブルの
外周に倣うようにしたので、この円盤をターンテーブル
を回転させることなく、迅速且つ高精度に芯出しができ
ると共にその構成が簡単で且つ低価格とできる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明円盤の
センタリング装置及びセンタリング方法を光ディスクの
原盤露光装置に適用した例につき説明する。

【００２５】図面において、１はターンテーブルを示
し、このターンテーブル１の中心は原盤露光時に回転駆
動できる如くスピンドルモータ２の回転軸に固定されて
おり、このターンテーブル１は自由に回転できる如くな
されている。この場合、このターンテーブル１の外径は
光ディスクの原盤３の外径と同寸あるいは若干大きく製
作する如くする。

【００２６】このターンテーブル１はこのスピンドルモ
ータ２と共に図１の矢印ａに示す一方向に移動できる如
くなされ、この図示する如きセンタリングポジションと
図示しない露光ポジションとを移動できる如くなされて
いる。また、このターンテーブル１は光ディスクの原盤
３を真空チャックできる如く構成する。

【００２７】本例においては、このターンテーブル１の
センタリングポジションにおいて、このターンテーブル
１の一側及び他側のこの矢印ａ方向に直交する位置に対
称構成のセンタリング手段４及び５を設ける如くする。
このセンタリング手段４及び５は所定位置に固定された
ベース板４ａ及び５ａを有する。

【００２８】このベース板４ａ及び５ａに夫々可動杆６
ａ及び７ａが夫々矢印ａ方向に直交する方向に往復運動
する如く空圧シリンダー６及び７を夫々設け、この可動
杆６ａ及び７ａにより駆動板８及び９を夫々矢印ａ方向
に直交する方向に往復運動できる如くする。

【００２９】この駆動板８及び９上に夫々軸固定ブラケ
ット１０ａ，１０ｂ及び１１ａ，１１ｂを夫々設けて、
軸１２及び１３を夫々この駆動板８及び９の駆動方向に
固定すると共に、この軸１２及び１３に夫々直交する一
辺１４ａ及び１５ａが夫々駆動ロッド１６及び１７に固
定された駆動ブラケット１４及び１５の直交する他辺１
４ｂ及び１５ｂに形成した貫通孔を貫通する如くする。

【００３０】この軸１２及び１３の軸固定ブラケット１
０ａ及び１１ａ側に圧力調整ねじ１８及び１９を夫々設
けると共にこの軸１２及び１３の夫々の圧力調整ねじ１
８，１９及び駆動ブラケット１４，１５の他辺１４ｂ，
１５ｂ間に夫々ばね押え２０ａ，２１ａ及び２０ｂ，２
１ｂを介して、この軸１２及び１３を夫々貫通する如く
コイルばね２２及び２３を設ける。この場合、圧力調整
ねじ１８及び１９を調整することによりコイルばね２２
及び２３の弾性力を調整することができる。

【００３１】この夫々の駆動ロッド１６及び１７は夫々
ベース板４ａ及び５ａに固定されたガイド固定ブラケッ
ト２４及び２５より構成されたクロスローラーテーブル
構成のガイド２６によりターンテーブル１の中心方向に
案内される如くする。このガイドをクロスローラーテー
ブル構成としたときは、極めて小さな力で位置決め動作
を行うことができる。

【００３２】この駆動ロッド１６及び１７のターンテー
ブル１側の先端に夫々このターンテーブル１を抱く如き
形状のアーム２７及び２８の中間点を支点とするアーム
軸受け２９及び３０を介して回動自在に設ける如くす
る。

【００３３】また本例においては、このアーム２７及び
２８の夫々の両端に夫々図６に示す如くパッド軸受け３
１及びパッドカラー３２を介してゴム等の軟質材３３が
設けられたパッド２７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８ｂを
設ける。

【００３４】本例は上述の如く構成されているので、光
ディスクの原盤３のセンタリングを行うときには、先ず
ターンテーブル１を矢印ａ方向に移動し、センタリング
ポジションまで移動すると共にこのターンテーブル１上
に光ディスクの原盤３を載置する。

【００３５】次に空圧シリンダー６及び７の出側にエア
ーを供給し、この空圧シリンダー６及び７の夫々の可動
杆６ａ及び７ａをターンテーブル１側に移動する。この
ときはこの可動杆６ａ及び７ａに取り付けられた駆動板
８及び９に設けた図２、図３、図５に示す如きコイルば
ね２２及び２３が同期して動作し、コイルばね２２及び
２３の夫々の右側及び左側が駆動ブラケット１４及び１
５を押し、図４に示す如く、ガイド２６に取付けた駆動
ロッド１６及び１７がターンテーブル１の中心方向に移
動する。

【００３６】この駆動ロッド１６及び１７のターンテー
ブル１側の先端にアーム軸受け２９及び３０を介して設
けたアーム２７及び２８の夫々の両端に設けたパッド２
７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８ｂが、この駆動ロッド１
６及び１７に同期して動き、やがて、このアーム２７及
び２８の夫々のパッド２７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８
ｂの片側がターンテーブル１の外周に接触する。

【００３７】その後、アーム２７及び２８が夫々アーム
軸受け２９及び３０を中心にもう一方のパッドが接触す
るまで回動する。更に駆動ロッド１６及び１７が夫々右
側及び左側によりターンテーブル１の中心方向に動きパ
ッド２７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８ｂは図６に示す如
くゴム等の軟質材３３が変形する。

【００３８】このパッド２７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２
８ｂが変形することを利用して、この原盤３の外径寸法
が公差内で、ばらついていてもこの原盤の中心とターン
テーブル１の回転中心を精度良く合わせることができ
る。

【００３９】この場合、パッド２７ａ，２７ｂ及び２８
ａ，２８ｂの押圧力は押圧調整ねじ１８及び１９を調整
することにより調整することができる。またパッド２７
ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂの押付け力とゴム等の軟質
材３３の硬度を設定することによりセンタリング精度を
向上することができる。

【００４０】また本例によれば、アーム軸受け（摩擦抵
抗小）２９及び３０によりアーム２７及び２８をある角
度範囲にて自由に回動することにより、このターンテー
ブル１の外周にパッド２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ
が倣うため、図１に示すターンテーブル移動方向矢印ａ
について、このターンテーブル１の位置精度は、それ程
必要がない。

【００４１】その後、この原盤３をターンテーブル１に
真空吸引して固定し、空圧シリンダー６，７に戻り側に
エアーを供給し、図１に示す如くパッド２７ａ，２７
ｂ，２８ａ，２８ｂを退避させ、このセンタリング動作
を完了する。

【００４２】以上述べた如く、本例によれば、光ディス
クの原盤３と略同一外径のターンテーブル１の一側及び
他側より中間点を支点（アーム軸受け２９及び３０）と
して回動自在とし、アーム２７及び２８の両端に夫々設
けた夫々のパッド２７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８ｂを
このアーム２７及び２８の支点２９及び３０をこのター
ンテーブル１の中心方向に移動して、このターンテーブ
ル１の外周に倣うようにしたので、この原盤３をターン
テーブル１を回転させることなく迅速且つ高精度に芯出
しができると共にその構成が簡単で且つ低価格とでき
る。

【００４３】また、本例によればターンテーブルの位置
精度に依存することなく、高精度なセンタリング精度を
実現することができる。

【００４４】また本例によればパッド２７ａ，２７ｂ，
２８ａ及び２８ｂのゴム等の軟質材３３の硬度とセンタ
リング時のパッド押付け力を最適化することによって、
原盤３の外径ばらつきに依存することなく高精度なセン
タリングを実現することができる。

【００４５】また本例によれば、ターンテーブル１の一
側及び他側よりターンテーブル１の外周にパッド２７
ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂが倣うようにした簡単な構
成なので、安価、軽量に構成できる。

【００４６】また、本例においてはターンテーブル１に
与える外力を小さくすることができ、原盤露光装置にお
けるこのターンテーブル移動機構に高精度送り機構を実
現するボイスコイルモータを使用することができる。

【００４７】また本例によれば、このセンタリング手段
４及び５を磁気シールドカバーにて覆うと共にアーム軸
受け２９，３０を含めて非磁性材を使用することによ
り、僅かな磁気でも嫌う電子ビームを用いた原盤露光装
置に適用することができる。

【００４８】尚、上述例は本発明を光ディスクの原盤３
のセンタリングに適用した例につき述べたが本発明はそ
の他の円盤のセンタリングにも適用できることは勿論で
ある。

【００４９】また本発明は上述例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得
ることは勿論である。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば円盤と略同一外径のター
ンテーブルの一側及び他側より中間点を支点として回動
自在とし、第１及び第２のアームの両端に夫々設けた夫
々のパッドをこの第１及び第２のアームの支点をこのタ
ーンテーブルの中心方向に移動して、このターンテーブ
ルの外周に倣うようにしたので、この円盤をターンテー
ブルを回転させることなく迅速且つ高精度に芯出しがで
きると共にその構成が簡単で且つ低価格とできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明円盤のセンタリング装置の実施の形態の
例を示す平面図である。

【図２】図１のセンタリング状態を示す平面図である。

【図３】図２の正面図である。

【図４】図２の一部切欠左側面図である。

【図５】図１の要部の例を示す一部拡大図である。

【図６】図１の要部の例を示す切欠拡大断面図である。

【符号の説明】

１‥‥ターンテーブル、３‥‥原盤、４，５‥‥ベース
板、６，７‥‥空圧シリンダー、８，９‥‥駆動板、１
２，１３‥‥軸、１４，１５‥‥駆動ブラケット、１
６，１７‥‥駆動ロッド、１８，１９‥‥押圧調整ね
じ、２２，２３‥‥コイルばね、２７，２８‥‥アー
ム、２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ‥‥パッド、２
９，３０‥‥アーム軸受け

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円盤を載置するターンテーブルと、 該ターンテーブルの一側及び他側に夫々中間点を支点と
   して回動自在とし、両端に夫々パッドを設けた第１及び
   第２のアームとを有し、 前記第１及び第２のアームの支点を前記ターンテーブル
   の中心方向に移動し、前記第１及び第２のアームの夫々
   の両端に設けたパッドが前記ターンテーブルの外周に倣
   うようにしたことを特徴とする円盤のセンタリング装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の円盤のセンタリング装置
   において、 前記パッドの外周部を軟質材で構成したことを特徴とす
   る円盤のセンタリング装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の円盤のセンタリング装置
   において、 前記第１及び第２のアームの支点を弾性部材を介して前
   記ターンテーブルの中心方向に移動するようにしたこと
   を特徴とする円盤のセンタリング装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の円盤のセンタリング装置
   において、 前記第１及び第２のアームの支点を前記ターンテーブル
   の中心方向に移動するガイドとして、クロスローラテー
   ブルを用いたことを特徴とする円盤のセンタリング装
   置。
5. 【請求項５】 ターンテーブル上に該ターンテーブルと
   略同一外径の円盤を載置し、 前記ターンテーブルの一側及び他側より夫々中間点を支
   点として回動自在とし、両端に夫々パッドを設けた第１
   及び第２のアームの支点を前記ターンテーブルの中心方
   向に移動し、 前記第１及び第２のアームの夫々の両端に設けたパッド
   が前記ターンテーブルの外周に倣うようにして、前記円
   盤の中心を前記ターンテーブルの中心に合わせるように
   したことを特徴とする円盤のセンタリング方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の円盤のセンタリング方法
   において、 前記パッドの外周部を軟質材で構成し、前記パッドが前
   記ターンテーブルの外周部に当接後、前記パッドが変形
   することにより、前記円盤の外円周を押すようにしたこ
   とを特徴とする円盤のセンタリング方法。