JPS6051981B2 - 芯出固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は例えば光学ディスク原盤のカッティング時に
使用される芯出固定装置に関する。

従来例の構成とその問題点 通常ディスク原盤はセンタ穴を有すると共に表面にフ
ォトレジストがコーティングされたガラス盤でそのカッ
ティング時においては、ディスク原”盤はセンタ穴を介
してカッティング装置のスピンドル上に載置固定された
後、スピンドルが回転させられると共に情報信号により
光学変調されたレーザ光が、ディスク上方で半径方向に
移動する対物レンズにより微小径に集光させられ、そし
て上記フォトレジストに照射されてそのカッティングが
行なわれている。

また上記スピンドル上のディスク原盤の位置決めは、デ
ィスク原盤のセンタ穴と、スピンドル上に設けられたハ
ブとの嵌合により成されている。ところで、スピンドル
上のハブは高精度に仕上げられており、回転時において
はほとんど振れることはないが、ディスク原盤の材質が
ガラスであるため、センタ穴をハブと隙間なく嵌合する
ように高精度に仕上げることは困難であり、どうしても
１０〜２０ｐｒｒＬ程度の隙間が生じる。このように隙
間があると、ディスク原盤のセンタ穴の中心と、レーザ
光により記録された同心円状若しくはスパイラル状の信
号トラックの中心とがずれることになり、従つてディス
ク原盤から製品ディスクを製造する途中の工程（例えば
メタルマスク、マザー、スタンパの製造工程）において
、ディスク原盤のセンタ穴と信号トラックとの同心度が
徐々に悪くなり、最終の製品ディスクにおいては極端に
その同心度が劣化してしまうことがある。このようにな
ると製品ディスクを再生デッキにかけた時、信号トラッ
クの振れがデッキのピックアップのトラッキング能力の
限界を越え、良好な信号の再生が不可能となつてしまう
。発明の目的そこで本発明はディスク原盤のセンタ穴と
カッティング装置側のハブとの間は隙間があつても、両
者の芯を正解に合わせると共に固定する芯出固定装置を
堤供することを目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するため、本発明の芯出固定装置は、穴
を有する被固定体を載置する載置面を有する固定体と、
上記固定体に設けられてあつて、上記穴に遊嵌する嵌合
面に第１の給気穴若しくは溝が形成されたハブと、上記
被固定体を上記載置面から離間させ、被固定体を載置面
に沿つて移動自在に支持する被固定体支持手段と、上記
被固定体を上記載置面に押圧固定する被固定体固定手段
と、第１の給気穴若しくは溝に高圧空気を供給し、上記
穴とハブ間に高圧の空気膜を形成して上記穴をハブに対
して同心的に支持する第１の給気手段とから成り、被固
定体支持手段と第１の給気手段とにより、被固定体が載
置面に沿つて自由に移動可能にした状態で上記穴をハブ
に対して同心的に支持し、次に被固定体支持手段の動作
を停止せしめて穴とハブの同心状態を保持したまま被固
定体を載置面に載置し、次に上記被固定体固定手段によ
り被固定体を載置面に押圧固定するようにしたことを特
徴とするものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を図面に基つき説明する。

なお、本実施例においては光学ディスク原盤のカッティ
ング装置のスピンドルに適用する場合について説明する
。第１図〜第５図において、１は上部に円板状フランジ
２を有するスピンドルで、軸受（図示せず）等を介して
機体（図示せす）に支持されると共にモータ（図示せず
）等により回転駆動される。

３は上記フランジ２よりも大きい外径を有すると共に中
心部にハブ（後述する）取付用の取付穴４を有する真空
チャック（固定体）で複数固の沈頭ボルト５により上記
フランジ２に固定される。

なお、取付穴４は上位が小径穴部４ａにされると共に下
位が大径穴部４ｂに構成されている。そして、真空チャ
ック３の上面には同心状に複数固の環状溝６が形成され
、また真空チャック３のフランジ１上の下面には放射状
に複数固の放射状溝７が形成され、更に真空チャック３
のフランジ２より外方部内には上記各放射状溝７に連通
する放射状穴８が複数固穿設されている。なお、上記放
射溝７の内側端部は中心部に形成されたハブの取付穴４
に連通されている。上記環状溝（第２の給気穴若しくは
溝）６と放射状溝７及びフランジ２より外周部内の放射
状穴８とはそれぞれ複数位置（例えば四方位置）に穿設
された竪穴９を介して連通されている。また真空チャッ
ク３の取付穴４近傍上面には環状溝１０が形成されると
共にこの環状溝１０内部に穿設された半径方向の連通穴
１１を介して外周に形成された接続穴１２に連通されて
いる。なお、１３は接続穴１２内に装着されたＯリング
、１４は上記放射状穴８の開口端部一を塞ぐプラグであ
る。１５は下位が上記真空チャック１３の取付穴４の小
径穴部４ａに嵌合可能な小径部１５ａにされると共に上
位が中心に環状凹部１６を有する大径部１５ｂに構成さ
れたハブで、六角穴付ボルト１７を介して真空チャック
３に固定される。

また、上記六角穴付ボルト１７の中心には、真空チャッ
ク３の取付穴４内とハブ１５の環状凹部１６内とを連通
させる連通穴１８が”穿設されている。上記大径部１５
ｂの下面には、真空チャック３の中心近傍に形成された
環状溝１０に連通する小穴１９が一定間隔を有して複数
固穿設されると共に、これら小穴１９はそれぞれ細穴（
第１の給気穴若しくは溝）２０を介して大径部１５ｂの
外周面に連通されており、更に上記環状凹部１６の内周
面には一定間隔を有して複数固の半円形状の竪溝２１が
形成されている。２２はハブ１５の環状凹部１６内に圧
入固定されたラジアル玉軸受で、ボール２３の上下両側
にシールド２４を有する。

２５は環状凹部１６の内底面とラジアル玉軸受２２の下
面との間に介装されたシール部材である。

このシール部材２５は第５図に示すように、その上面内
側には凹状段部２６が形成されると共に、その外周部に
は、ハブ１５の環状凹部１６の各竪溝２１と合致する位
置で切欠き２７がそれぞれ形成され、またその中心部に
は上下空間を連通する連通穴２８が穿設されている。な
お、上記シール部材２５の凹状段部２６の段差ａは４〜
７ＰＴｒＬ，程度とされ、シール部材２５の上面とラジ
アル玉軸受２２の下面との間に非接触シール部が構成さ
れていることになる。従つて、ラジアル玉軸受２２の内
輪２２ａの内側空間２９が負圧の場合、外部の空気は竪
溝２１、切欠き２７、凹状段部２６を順次介して内側空
間２９に流れ込み、また内側空間２９が高圧の場合、上
記とは逆方向に流れ出る。ただし、凹状段部２６の段差
ａが微小であるため、流出入する空気の量即ち漏れ量は
わずかである。なお、空気はラジアル玉軸受２２のシー
ルド２４と内輪２２ａとの隙間からも流出入するが、こ
の場合の流れ抵抗は、シールド部材２５側を通過する場
合の流れ抵抗よりも著しく大きく、従つてラジアル玉軸
受２２内部にはほとんど空気が流れることがないので、
ラジアル玉軸受２２内部に塵埃が入ることはない。３０
は真空チャック３上方位置で上下方向で揺動自在に設け
られたレバーで、ラジアル玉軸受２２の内側空間２９内
の空気の給排気を行うためのものである。

即ち、レバー３０の基部は水平ピン３１を介して機体に
支持されると共にその先端突出部３０ａにはラジアル玉
軸受２２の内輪２２ａに密着可能なシールゴム３２が設
けられ、またレバー３０の内部には、一端がレバー３０
ａに開口すると共に他端がレバー３０の基部近傍に開口
する空気穴３３が穿設されており、またこの空気穴３３
はゴムチューブ３４を介して高圧空気供給装置３５及び
真空排気装置３６に接続されている。なお、３７は高圧
空気供給装置３５側のゴムチューブ３４Ａに介装された
第１の電磁弁、３８は真空排気装置３６側のゴムチュー
ブ３４Ｂに介装された第２の電磁弁である。３９は真空
チャック３内部の連通穴１１を介して、ハブ１５の大径
部１５ｂ外周に高圧空気を噴出させるための空気供給ノ
ズルで、その先端部は連通穴１１の接続穴１２に着脱自
在にされると共に基端部はゴムチューブ４０を・介して
高圧空気供給装置４１に接続されている。

なお、４２はゴムチューブ４０に介装された第３の電磁
弁である。勿論、上記空気供給ノズル３９の着脱は自動
的に成される。４３は上面にフォトレジストがコーティ
ングされたガラス製のディスク原盤（被固定体）で、中
央部に、ハブ１５の大径部１５ｂに遊嵌可能なセンター
穴４４を有している。

以下、上記構成における作用について説明する。

先ず、レバー３０を上方向に揺動させて、ディスク原盤
４３を真空チャック３上面に載置し、そしてレバー３０
を下方向に揺動させて、レバー３０先端のシールゴム３
２をラジアル玉軸受２２の内輪２２ａに押圧付勢させ、
また空気供給ノズル３９を真空チャック３に接続する。

次に第１、第３の電磁弁３７，４２を開き、各コムチュ
ーブ３４，４０内に高圧空気を供給する。すると第６図
に示すようにレバー３０の空気穴３３を通つた高圧空気
Ａはラジアル玉軸受２２の内側空間２９、シール部材２
５の連通穴２８、六角穴付ボルト１７の連通穴１８を介
して真空チャック３の放射状溝７及び放射状穴８に流入
すると共に竪穴９を介して真空チャック３上面から噴出
して、ディスク原盤４３を浮上させる。一方、真空チャ
ック３内の連通穴１１に流入した高圧空気Ｂは、環状溝
１０、小穴１９、細穴２０を介してハブ１５の大径部１
５ｂ外周面とディスク原盤４３のセンタ穴４４内周面と
の間の隙間ｂに噴出される。この時、細穴２０と上記隙
間ｂとにより自成絞りが、構成される。即ち、ハブ大径
部１５ｂの外周面とディスク原盤４３のセンタ穴４４の
間に単列自成絞り型静圧空気軸受が構成されることにな
る。なお、細穴２０の穴径は、隙間ｂの大きさがあらか
じめ分かつているので、最も大きな軸受鋼性を持つよう
に決定される。また真空チャック３の上面とディスク原
盤４３の下面との間の空気膜の軸受鋼性は、ディスク原
盤４３を浮上させるだけでよいので大きくする必要はな
く、従つて特別な絞り部を設ける必要はない。このよう
にディスク原盤４３は真空チャック３上面から浮上して
いるので、自由に真空チャック３上を移動してハブ１５
とセンタ穴４４との間の軸受鋼性により正確にハブ１５
の中心とセンタ穴４４の中心とが一致して、正確な芯出
しが行われる。そして、この状態でレバー３０に接続さ
れているチューブ３４の第１の電磁弁３７を閉じてディ
スク原盤４３を真空チャック３上に芯出状態で載置する
。次に、第２の電磁弁３８を開いてディスク原盤４３と
真空チャック３との間の空気を排気し、ディスク原盤４
３を真空チャック３上に吸引固定した後、第３の電磁弁
４２を閉じると共に空気供給ノズル３９を真空チャック
３の接続穴１２から引抜く。そしてこの状態で、スピン
ドル１が回転駆動されてレーザ光によりカッティングが
行なわれる。カッティングが終了すると、スピンドル１
を停止させると共に第２の電磁弁３８を閉じ、レバー３
０を上方向に揺動させてディスク原盤４３を取外す。従
つて、ディスク原盤４３にはセンタ穴４４の中心と正確
に一致した中心を有する信号トラックが記録されたこと
になる。なお、ディスク原盤４３からメタルマスタへ、
メタルマスタからマザーへ、マザーからスタンパへ取る
場合にも、上記同様に芯出しを行なえば、それぞれのセ
ンタ穴と信号トラックの中心とを正確に一致させること
ができる。この場合は対象物を回転させる必要はないの
で、ゴムチューブ３４，４０は直接真空チャック３に接
続される。その他の実施例として下記のようなものがあ
る。

１被固定体を載置面から離間させ、被固定体を載置面に
沿つて移動自在に支持する手段を、本自施例では高圧の
空気膜により行なつているが、ワイヤ等により被固定体
を吊り上げる手段、あるいはボールローラ等により被固
定体を載置面から離間させる手段等により構成してもよ
い。

即ち被固定体を載置面から離間させ、被固定体を載置面
に沿つて移動自在に支持する手段であればよい。２被固
定体を載置面に押圧固定する手段に本実施例では真空チ
ャックを用いているが、機械的にレバー等で押圧する手
段であつてもよい。

３本実施例で被固定体の穴及びハブの形状は円であるが
、角であつても他の形状であつてもよい。

４本実施例では載置面は平面であるが、被固定体が曲面
を有するものであれば載置面は同様に被固定体に合わせ
て曲面とすればよい。

５本実施例では光学ディスクの原盤カッティングにおけ
るガラス原盤のセンタ穴とスピンドルのセンタの芯出し
に適用した場合を一例として述べたが用途はこれに限る
ものではない。

６本実施例において穴とハブ間の空毅軸受の形式は単列
自成絞り形としたが、ハブの表面に溝を設けた表面絞り
形であつてもよく、軸受鋼性を得るために何らかの絞り
部を持つものであればよい。

発明の効果 以上のように、本発明によれば次の効果を得ることがで
きる。

１被固定体を載置面から離間せしめしかも載置面に沿つ
て移動自在に支持した状態で被固定体の穴と、その穴に
遊嵌するハブとの間に高圧空気を供給して空気軸受を構
成することにより、１穴の直径精度、真円度が多少悪く
ても穴の中心とハブの中心を正確に一致させることがで
き、しかもその再現性が良く、従つて穴を精度良く仕上
げにくい材料であつても正確な芯出が可能である。

２ハブ外径に対して穴径をしつくり仕上げる必要がなく
、穴径はかなり大き目にすることができるのでハブへの
脱着が容易であり、脱着時にハブと穴がかみ込みをおこ
すことがないので被固定体が脆性材料であつても穴のエ
ッジが欠けることはない。

２載置面に設けた第２の給気穴あるいは溝に高圧空気を
供給することにより、被固定体を載置面から高圧の空気
膜すなわち空気軸受により浮上させることができ、従つ
て非常に容易にしかも正確に被固定体を載置面に沿つて
移動自在に支持することができる。

３第２の給気穴若しくは溝から空気を排気することによ
り、非常に容易にしかも正確に芯出しされた状態をそこ
ねることなく被固定体を載置面に強固に固定することが
できる。

またかなり広い面積に亘つて均等な押圧荷重を作用させ
ることができるので脆性材料であつても何ら支障なく強
固に固定し得る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は全体断
面図、第２図は一部切欠平面図、第３図は第１図の要部
拡大断面図、第４図はハブの斜視図、第５図はシール部
材の斜視図、第６図は要部における作用説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 穴を有する被固定体を載置する載置面を有する固定
   体と、上記固定体に設けられてあつて、上記穴に遊嵌す
   る嵌合面に第１の給気穴若しくは溝が構成されたハブと
   、上記被固定体を上記載置面から離間させ、被固定体を
   載置面に沿つて移動自在に支持する被固定体支持手段と
   、上記被固定体を上記載置面に押圧固定する被固定体固
   定手段と、第１の給気穴若しくは溝に高圧空気を供給し
   、上記穴とハブ間に高圧の空気膜を形成して上記穴をハ
   ブに対して同心的に支持する第１の給気手段とから成り
   、被固定体支持手段と第１の給気手段とにより、被固定
   体が載置面に沿つて自由に移動可能にした状態で上記穴
   をハブに対して同心的に支持し、次に被固定体支持手段
   の動作を停止せしめて穴とハブの同心状態を保持したま
   ま被固定体を載置面に載置し、次に上記被固定体固定手
   段により被固定体を載置面に押圧固定するようにしたこ
   とを特徴とする芯出固定装置。 ２ 被固定体支持手段を固定体の載置面に設けた第２の
   給気穴若しくは溝と、該第２の給気穴若しくは溝に高圧
   空気を供給し、上記被固定体と載置面間に高圧の空気膜
   を形成して被固定体を載置面から離間させる手段により
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   芯出固定装置。 ３ 被固定体固定手段を上記第２の給気穴若しくは溝を
   通して被固定体と載置面の間の空気を排気し、被固定体
   を載置面に吸引固定する手段により構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の芯出固定装置。