JPH01271941A - 光ディスク原盤記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、音２画像、コンピュータメモリー等に用いら
れる光ディスク原盤記録装置に関するものである。

［従来の技術］ 光ディスク原盤記録装置は、ガラス円板上にホトレジス
トを塗り１回転させながら、細く絞ったレーザ光を、変
調信号により断続照射させ、ガラス面上にピットと称す
る凹部を形成することにより、音９画像９．コンピュー
タメモリー等の信号を記録した原盤ディスクを作製する
装置である。この原盤ディスクをもとに複製されたレプ
リカに、信号の記録、再生を行うため、この原盤ディス
クは最も重要なものであり、その原盤記録装置は高精度
な機構装置となる。特に記録密度の高密度化のためには
、円周方向の位置の高精度化、半径方向のピット間隔（
記録ピッチ）の狭小化が必要となり、原盤ディスクの記
録技術はより高度なものとなってきている。

これを達成する技術は、主に記録レーザをサブミクロン
オーダで細く安定に絞る技術と、そのビーム光の位置と
、ディスクの記録位置をサブミクロンの精度で位置決め
する技術からなっている。

このように、記録光学系とディスクは、相対的に移動さ
せれば良いため、定位置で回転しているディスクに対し
、細く絞るためのレーザ光学系を移動させ方式（光学系
移動方式）と、ディスクを回転させながら、光学系に対
し移動する方式（ディスク移動方式）の２方式が考えら
れる。どちらにせよ、高密度化に伴う記録ピッチの狭小
化、高精度化（例えば最小記録ピッチ０．５μｍ、精度
±０．０３μｍ）を実現するためには、その移動機構と
回転機構が重要となる。

なお、この種の装置として関連するものには精密機械、
５０巻、１２号＋ｐｐ１８３９〜１８４３゜１９８４年
１２月に記載の「光ディスク原盤記録装置」がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来は第４図に示すように、移動台１をころがり直進ガ
イド２で受け、移動台の下にナツト３を設け、ボールネ
ジ４をＤＣモータやパルスモータ等（図示せず）で回転
することにより、駆動していた。送りネジのボールの端
のラジアル軸受５とスラスト軸受６はやはりボール等転
動体がころがるタイプのころがり軸受となったいた。こ
のため、ころがり軸受（要素）に元来つきものの、転動
体の寸法のふぞろい、転動面の面あらさ不良等による、
ごろ等の振動が避けられず、サブミクロンの位置決めは
不可能であった。

また直進ガイドにエアガイド（静圧空気軸受）を利用す
るものもあるが、静電圧空気軸受特有の自励振動による
進行方向と直角２方向の振巾が進行方向の位置決め精度
に影響し、百分の数μｍオーダで位置決めすることは困
難であった。特にディスク移動方式では、ディスクの回
転子つりあいによるディスク回転に伴なう振動があり、
空気軸受は摩擦係数が小さいので動きやすく、それを小
さく抑えるためには大剛性の軸受が必要となり、寸法的
にも大型の軸受を必要としていた。但しディスク回転軸
受としては、静圧空気軸受は回転方向の相対速度が大き
いこともあり、問題にならず。

むしろサブミクロンオーダの高精度の回転を実現できる
最良の寸法である。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的の達成のため、従来の欠点の対策として長所
、欠点をよく整理分析し、本発明では、ディスク回転軸
受に静圧空気軸受を採用した他。

移動要素には、ボールネジの代りにすべりネジ、指すネ
ジ用ラジアルスラスト軸受にすべり軸受、またボール直
進ガイドの代りに、ＰＴＦＥ樹脂等を利用したすべりガ
イドの構成とした。

また方式によっては、すベリガイド構成の欠点にもなる
摩擦係数が大きいことに関しては、移動重量を軽減する
機構を併用した。

［作用］ このようにしたため、従来問題となっていた位置決め精
度の障害となる振動を除去できた。また重量軽減機構の
採用により、また軽減量は後述のように任意に可変なの
で両方式に対応できる。すなわちディスク移動方式では
軽減量をほとんど０にして、すベリ軸受の特徴を生かし
ディスクのアンバランスの回転振動を抑えることができ
る。また光学系移動方式では、移動台の重量を適宜軽減
することにより、光学系の安定化や、複雑な記録（パタ
ーン）モードに対応するために付加される光学系等で益
々大きくなる傾向にある移動台の、大重量によるスティ
ックスリップ等による位置決めの低下を防ぐことができ
る。

［実施例］ 以下本発明を、光学系移動方式の原盤記録装置に応用し
た時の実施例を第１，２．３図により述べる。

原盤用ガラスディスク１１は、静圧空気軸受式スピンド
ル１２上のターンテーブル１３に取付けられる。そのス
ピンドルにはＤＣモータ３５とエンコーダ３６が直結さ
れている。

光学系移動型では、単にヘッド（記録レンズ）１４を移
動させると、固定部分（レーザ光源）とヘッド間隔が変
わり、光学系が不安定になるため、レーザ光源毎移動し
、光源とヘッド間の間隔、状況が変らないようにするの
が理想であるが、今回は、レーザの絞り方、許容ふらつ
き等から、次のように移動するものを選定した。すなわ
ちＡｒレーザ１５．レーザ光をアライメントと、向きを
変えたりする固定光学系１６を通り、記録のための光を
変調する回路１６や絞り込み、記録光のモニタやオート
フォーカス等の複雑な光学要素で構成された移動光学系
１７が載った移動台１８を経て、原盤に細く絞られたレ
ーザ光が照射される。従って移動光学系を含む移動台全
体の重量は例えば１３０ｋｇ余となる。その重い移動台
と原盤に対し、一定速度で移動させるわけであるが、そ
の構造は、エンコーダ１９付ＤＣモータ２０から高精度
減速ギア２１を介して、ＰＴＦＥ樹脂を利用したラジア
ルすべり軸受２２スラストすベリ軸受２３により支えら
れた精密ラップネジ２４により送られる。

すなわち移動台の下には、送りネジ２４とかみ合うナツ
ト２５が付いており、進行方向に対し直角２方向（上下
、左右）は、移動台の下に設けられた■溝２６が、固定
ベース２７上の２本のガイドバー２８をまたぐように戟
すガイドされるようになっている。上記Ｖ溝の内側には
ＰＴＦＥ板２９が貼ってあり、その面がガイドバーに接
触する構造となっている。このように、記録ピッチ精度
に直接影響する移動台の要素は全てすべり要素で構成し
た。

移動の制御率は、送りモータをエンコーダを利用し一定
回転に制御する系と、移動台の上に、レーザ干渉測長系
３４を組んで、実際の移動量を七二りしながら送りモー
タの回転速度を制御する系の２段階成とした。この場合
、制御のしやすさ（応答性等）から、負荷トルクの変動
を含むトルクの最大値をモータの容量（出力）との比較
で小さく押さえるためにも、送りモータのトルクに関係
する要素時に上記直進ガイドの摩擦は小さい方が望まし
い、また重量が大きい場合特に発生しやすい、なめらか
な動きの障害となるすべり重量の現象いわゆるスティッ
クスリップの防止のため。

移動台の重量そのものと軽減する機構を上記ガイドの途
中に設けた。すなわち、ガイドバーの断面円に対向する
ような半円形の空気軸受３０を設け、その軸受と移動台
の間にスペーサ３１を介してバネ３２を設けた。固定ベ
ース、ガイドバー、■溝から決定される高さ方向位置寸
法に対して、スペーサの厚さを変え、バネをたわませる
ことにより、上記きの力が発生し、そのたわみ量とバネ
定数の積で決まる分だけ荷重を軽減することになるわけ
である。この軸受には、圧縮空気３３が供給され、それ
をガイドバーに対して吹き出すノズルが数個おいている
ような静圧空気軸受を構成しており、バネの発生力より
大きい負荷容量を持たせているため、移動時ガイドバー
と接触しないようになっている。本実施例では、この機
構は２本のガイドバーに対して各々２ケ所、計４ケ所設
けられており、計１００ｋｇを軽減させており、送りネ
ジにかかる接線力ひいてはモータの負荷トルクを約４分
　くの１に減少させている。

重量の軽減量を変えることには、前述のようにスペーサ
の厚を変えることにより行なわれる。またこの軽減ユニ
ットの数を増やすこと、またバネの諸元９種類（コイル
バネでなく皿バネ等）を変えることにより、軽減量が幅
広く可変できることは明らかである。

［発明の効果］ 以上の結果により、本発明を実施することにより、転動
体のごろ等の振動、エア軸動の自動振動がなく、位置決
め精度（定速送り精度）が向上し、サブミクロンのピッ
チの記録が可能となった。現在記録ピッチ０．５μｍに
対して、位置決めの精度±０．０３μｍを可能としてい
る。ディスク移動方式の管台は、送りモータの容量は大
きくなるが、重量軽減を０にすれば、ディスクのアンバ
ランスによる振動がおさえられる。しかし、光学系を上
手に工夫すれば、光学系移動方式の方がより高精度を達
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す光ディスク原盤記録
装置の平面図、第２図は第１図に示すものの横断面図、
第３図は第２図のＡ−Ａ’線断面図、第４図は従来の構
造を示す見取図である。 １１・・・ガラスディスク １４・・・ヘッド １７・・・移動光学系 ２０・・・送りモータ ２４・・・送りネジ ２８・・・ガイドバー ３０・・・空気軸受

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ディスク原盤記録装置において、ガラス円板と、
   記録レンズの相対位置を変えるためにどちらかを送りネ
   ジで移動させる移動台の要素として、該送りネジにすべ
   りネジ、該送りネジ用のラジアル及びスラスト軸受にす
   べり軸受、上記移動台の直進ガイドにすべり案内を用い
   て構成し、移動台に移動物の重量を任意に軽減できる機
   構を備えた直進ガイドを有することにより高精度の位置
   決め精度を可能としたことを特徴とする光ディスク原盤
   記録装置。 ２、請求項１に記載のものにおいて、上記重量軽減機構
   として静電空気軸受を用いたことを特徴とする光ディス
   ク原盤記録装置。