JP3991659B2

JP3991659B2 - 円盤のセンタリング装置及びセンタリング方法

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Publication number: JP3991659B2
Application number: JP2001352028A
Authority: JP
Inventors: 純佐々木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: JP2003157589A

Description

【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６１−２０６９５６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４−３８７６４０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のアームの回動により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のアームの回動により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６ａ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１４ｂ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１０ａ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１８，１９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，２１ｂ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３１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１５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２７ａ，２７ｂ及び２８ａ，２８ｂが、この駆動ロッド１６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，２８ｂ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，２８ｂ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２８ａ，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２７ａ，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，２７ｂ，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２７ａ，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、１２，１３‥‥軸、１４，１５‥‥駆動ブラケット、１６，１７‥‥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、２９，３０‥‥アーム軸受け

Claims

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のアームの回動により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。
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。
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。
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。
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のアームの回動により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。
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のアームの回動により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。