JPH0579456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオデイスクやコンパクトデイス
ク（デジタルオーデイオデイスク）などの光デイ
スクのもとになるスタンパーに精密な同芯度で内
径および外径を切削するための精密芯出し切削装
置に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

ビデオデイスクやオーデイオデイスクなどの光
デイスクは高密度に情報を記録している信号ピツ
トが多数のこまかい同芯円状みぞとして形成され
ている。このような光デイスク（レーザーデイス
ク）をプラスチツクの射出成形により製作しよと
するときは、光デイスクのポジに対しいわばネガ
に当たるスタンパーを用意しなければならない。
スタンパーは通常ニツケル系合金などのような硬
くて粘りのある難削材で製作されるが、このスタ
ンパーを射出成形機内に正確にセツトし、高精度
の光デイスクを製作するためには、信号ピツトの
多数同芯みぞと精密に同芯の内孔をスタンパー中
心部に切削することが必要である。

スタンパーは切削されるべきこの内孔の位置お
よび外径の位置をスタンパーに記録時に予め印さ
れた同芯円のケガキマークによつて表示されてい
るが、このケガキマークを切削装置の回転中心軸
線と精密に一致させてセツトすることが従来は非
常に困難であつた。通常、コンパクトデイスク用
のスタンパーに要求される同芯度は10〜20μ程度
の精度であれば許容されたが、従来の技術ではこ
れさえも難事であり、そのため高密度の情報を記
録してある高価なスタンパーを切削の段階で駄目
にしてしまうことが多かつた。

さらに、もしできるならスタンパー内孔の同芯
度は1μのオーダーにまで高めることが望ましい
が、従来の技術ではそのような芯出しはほとんど
不可能であるばかりでなく、仮にできたとしても
その精度にスタンパーを保持して難削材であるス
タンパーに精密な同芯内孔を切削し、かつスタン
パー外径をも同芯に切削することは到底不可能で
あつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような従来技術の問題点を解消
するためになされたもので、内径・外径を切削さ
れるべきスタンパーを比較的容易かつ正確な操作
により切削装置の回転中心軸線と精密な同芯度で
強固に保持し、この同芯度を崩さないで内孔をま
ず精密に切削し、ついで外径をも精密同芯度で切
削できる装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の精密芯出し切削装置は、内径および外
径を切削されるべきスタンパー（以下、被削スタ
ンパーという）を切削装置の回転中心軸線上に高
精度の同芯度にセツトし、まずその外周部を強固
に保持して精密同芯度の内孔内径を切削できるよ
うにし、ついで内孔の周りを強固に保持して外径
を切削できるようにするスタンパー保持体を有す
ることが第１の特徴である。このスタンパー保持
体が、約1μの精度で回転中心軸線上を回転可能
な中空スピンドル軸の先端にチヤツクにより把持
された時、そこでさらに同芯度を1μのオーダー
にまで微調整するため、高倍率（たとえば約200
〜400倍）の顕微鏡（または実体顕微鏡）から成
る測定部がスピンドル軸先端に近接して設けら
れ、この測定部は被削スタンパーの前記回転中心
軸線に対する同芯度を観測して該スタンパーの微
調整を可能ならしめと共に、精密同芯度にセツト
された被削スタンパー上のケガキマークに対する
切削刃物の刃先の接近を観測し、正確な位置に一
致した刃先による精密な切削を可能ならしめる。
測定部は、このような観測位置と非観測位置とに
移動し得るものとして構成され、前記スタンパー
保持体を中空スピンドル軸に着脱するときは非観
測位置へ移動され得る。スピンドル軸先端には、
上記顕微鏡によつて観測されるミクロン単位の芯
のずれを修正するためスタンパー保持体を径方向
に微動調整するための微調整ねじが複数本設けら
れている。こうして測定部によつて所望の同芯度
が確認された後、測定部によつて観測されつつあ
る被削スタンパー上の内径および外径を切削する
ため、スタンパー保持体の前面に接近し得る刃物
を有する刃物台がスピンドル軸先端の前方に設け
られる。

本発明によれば、被削スタンパーは、まずスタ
ンパー保持体上に一応の同芯度で締結固定され、
このスタンパー保持体を切削時の回転を行なわせ
る中空スピンドル軸の先端に取付けてからさらに
高精度の微調整を行ない、その状態で被削スタン
パーは外周部を強固に保持されて精密同芯度の出
ているケガキマークと刃先との精密な一致を確認
しつつ内径の高精度（1μのオーダー）な切削が
容易かつ確実に行なわれ、ついで今度は被削スタ
ンパーの中心部を強固に保持体に保持して同様に
外径を切削するから、所望精度の芯出しと同芯円
の切削とがともに容易かつ極めて高精度に達成さ
れ、従来のように切削段階でスタンパーを駄目に
する（不良品にする）ことを確実に防止すること
ができる。

〔発明の実施例〕

図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。本発明に係るスタンパーの精密芯出し切削装
置の全体を第１図に示す。

機械ハウジング１の上に支持されたヘツドスト
ツク本体２を水平に貫通して中空スピンドル軸３
が回転可能に支持されている。中空スピンドル軸
３はその中心軸線上に精密同芯度で回転し得るよ
うになつている。第１図で中空スピンドル軸３は
その前端付近がわずかに見えているだけである
が、ヘツドストツク本体２の内部を貫通し、駆動
部４の中でハウジング１内の動力源から回転入力
を受けるようになつている。ハウジング側壁にあ
る１ａはスピンドル軸３の回転速度を切替える変
速用スイツチ、R₁，R₂は回転方向を正逆切替え
るスイツチボタン、Ｓは電源スイツチである。高
精度回転する中空スピンドル軸３およびその駆動
部４の構成、ならびに次に述べるチヤツク５およ
びその操作機構は本出願人の有する他の特許およ
び実用新案に係るもので、本発明そのものの範囲
外であるので詳細は省く。

中空スピンドル軸３の前端付近は第２図の拡大
断面図に示してあり、その中に貫挿されたチヤツ
ク５は中空スピンドル軸３を後端まで貫いて延
び、チヤツク後端付近にある操作レバー５ａ（第
１図）を左右Ａ−Ｂに操作することにより第２図
に矢印Ａ，Ｂで示すように軸方向に摺動し得るよ
うになつている。チヤツク５の前端は把持孔５ｂ
（第２図）を形成しており、ここに後述のスタン
パー保持体１０の軸部１１ａを挿入してチヤツク
５を矢印Ａ方向に引張ることにより軸部１１ａは
強く把持され、中空スピンドル軸３と一体に回転
し得るようになる。中空スピンドル軸３の前端に
は、第２図に明らかなように、ねじホルダー６が
固着され、その貫通中心孔６ａは前記軸部１１ａ
をゆるく嵌挿し得る径になつている。この貫通中
心孔６ａへ先端をのぞかせる微調整ねじ７がねじ
ホルダー６の外周に複数設けられる。好適に、微
調整ねじ７は３本以上、たとえば４本、または６
本を均等間隔で設けるとよい。第１図では３本の
微調整ねじ７を設けたものとして図示してある。

このような中空スピンドル軸３の前端のチヤツ
ク５およびねじホルダー６に、本発明に係るスタ
ンパー保持体１０が第１図、第２図または第３図
に示すように取付けられる。スタンパー保持体１
０を取付けた状態は第２図または第３図に示すよ
うなもので、分解した各部品は第４図（フラツト
板）、第５図（外締め板）および第６図（内締め
板）に示すようなものである。第７図は被削スタ
ンパーの平面図である。

スタンパー保持体１０を構成する第１の部品は
フラツト板１１である。フラツト板１１の背面中
心に軸部１１ａが突設される。軸部１１ａの径は
前述のようにねじホルダー６の貫通中心孔６ａの
内径より細径とする。フラツト板１１の前面は円
板状をなし、その周縁に段部１１ｂが形成されて
いる。フラツト板１１の前面の中心にねじ穴１１
ｃが穿設され、後述の内締め板１４の固着用とな
る。フラツト板１１の前面には、被削スタンパー
の切削すべき外径および内径に合わせて外環状み
ぞ１１ｄおよび内環状みぞ１１ｅが形成されてい
る。

スタンパー保持体１０の第２の部品は外締め板
１２である。その背面外周縁に、第２図に示すよ
うに、環状突起１２ａが形成され、フラツト板１
１外周縁の段部１１ｂと係合する。外締め板１２
の主要部は環状をなす主体部から径内方へ延びる
複数の押え舌片１２ｂにより構成される。第５図
に示す例で、この押え舌片１２ｂは、４本の先細
り形舌片として形成されている。舌片１２ｂと舌
片１２ｂの間は空所となつている。外締め板１２
の外周付近にはねじ穴１２ｃが穿設され、フラツ
ト板１１外周付近の対応するねじ穴（第４図に破
線で示す）とこのねじ穴１２ｃに第２図に示すよ
うにねじ１３を螺合させて外締め板１２とフラツ
ト板１１とが固着され得る。この時、フラツト板
１１と外締め板１２との間には被削スタンパーＰ
がその中心領域を開放し、主として外周縁付近で
挾圧保持される（第２図）。

被削スタンパーＰは第７図に平面図として示す
ようなもので、中心領域に切削されるべき内径を
ケガキマークｍで表示され、同じく外径をケガキ
マークｎで表示されている。

スタンパー保持体１０の次の部品は内締め板１
４である。内締め板１４の平面形状は第６図に示
すように中心部から径外方へ延びる４本の押え舌
片１４ａを有し、肉厚となつた中心部（第３図参
照）にねじ穴１４ｂが穿設され、このねじ穴１４
ｂと前記フラツト板１１の中心のねじ穴１１ｃと
に締結用ねじ１５が螺合され、第３図のように内
締め板１４がフラツト板１１に締着される。内締
め板１４の押え舌片１４ａは、第５図と第６図を
重ねて見れば明らかなように、外締め板１２の押
え舌片１２ｂの間に形成される前記空所内に舌片
１２ｂと干渉しないように納まる寸法で、かつ、
スタンパーＰとなるべく広い面積で接触してスタ
ンパーを押えつけられる形状とされる。

スタンパー保持体１０についで本発明の重要な
特徴を構成するのは、第１図に示す測定部１６で
ある。測定部１６は、ヘツドストツク本体２の上
部に支持された取付け体１７に上下枢動可能に取
付けたアーム１８の先端部１９に、鏡筒２０と対
物レンズ２１と接眼レンズ２２とから成る顕微鏡
をとりつけて成るものである。図示の顕微鏡に代
えて実体顕微鏡を用いることもできる。顕微鏡の
焦点調節のため取付体１７はねじ１７ａを回わし
て前後に摺動させることができる。ねじに代え、
ラツクを用いてもよい。鏡筒２０はアーム１８か
ら延びる枢軸２３を支点に垂直面内でスタンパー
保持体１０の前面と平行に揺動し得るように構成
されているから、対物レンズ２１はスタンパー保
持体１０上のスタンパーＰの内径ｍと外径ｎ（第
７図）を観測する両位置に移動可能である。２４
と２５（第１図）はそれぞれ固定ねじである。第
１図で顕微鏡２０，２１，２２は観測位置にあ
り、この位置で顕微鏡は被削スタンパーの内径
ｍ、外径ｎがスピンドル回転中心軸線と精密に同
芯であるかどうかを観測し、芯出し調整を可能な
らしめると共に、次に述べる刃物２８が指定され
た切削位置に正確に一致しているかどうかを、切
削開始前および切削遂行中にわたり継続して観測
することを可能ならしめる。また、顕微鏡は、ス
タンパー保持体１０をスピンドル軸３に着脱する
ときには、第１図にアーム１８の一部を鎖線で示
すように非観測位置へはね上げられる。

最後に、機械ハウジング１の上面に支持された
案内面２６上に、中空スピンドル軸３の軸線と平
行に、また横断方向に移動可能な刃物台２７が設
けられ、これに刃物（バイト）２８が固定されて
いる。刃物２８を軸線方向に動かすには、刃物台
２７をレバー２７ａまたはねじハンドル２７ｂに
よつてスピンドル軸３に対し前進後退させる。刃
物台２７はまたレバー２７ｃまたはねじハンドル
２７ｄによつてスピンドル軸３に対し横断方向に
も動かされ、これらの動きにより刃物２８の刃先
は被削スタンパーＰのケガキマークｍおよびｎに
精密に一致するように位置づけられ得る。なお、
この刃物台２７の構成そのものは本発明の範囲外
であるので、詳細は省く。

次に、以上の構成を有する本発明装置の作用を
説明する。まず、フラツト板１１をその前面がな
るべく水平になるように支持し、その上に内径ｍ
および外径ｎを切削すべき被削スタンパーＰを乗
せる。スタンパーＰはまだ中心部ｍがくり抜かれ
ていないが、フラツト板１１上の外環状みぞ１１
ｄまたはその他の適宜目印を頼りに中心Ｏがなる
べくフラツト板の中心と合致するように置き、そ
の上から外締め板１２をかぶせてねじ１３により
フラツト板１１と締結する。ねじ１３を締める前
に、押え舌片１２ｂの内端とケガキマークｍとの
間隔を目測し、なるべく中心Ｏをフラツト板の中
心と合わせるようスタンパーＰを微動調整すると
よい。こうしてスタンパーＰを挾みつけ固定した
外締め板１２とフラツト板１１とから成るスタン
パー保持板１０を、第２図に示したようにスピン
ドル軸先端に取付ける。保持体１０の軸部１１ａ
は後端をチヤツク５により強く把持されている
が、ねじホルダー６の貫通中心孔６ａとの間にす
き間があるので、微調整の余地が残されている。
スタンパーＰは外締め板１２により締めつけられ
ているだけで、内締め板１４はまだ取付けてない
から、スタンパー中心部のケガキマークｍは保持
体１０の前面側から観測可能である。

ここで測定部１６の顕微鏡を第１図の位置にお
ろし、対物レンズ２１をケガキマークｍを観測す
る位置に調整し、焦点を合わせる。顕微鏡は、た
とえば100倍以上、好適に200〜400倍の高倍率と
するのがよく、また接眼レンズ２２には0.1〜0.5
mm程度の目盛を付しておくのがよい。スタンパー
保持体１０を中空スピンドル軸３により回転させ
ながらケガキマークｍのふれを観測する。ふれの
程度によつて複数本の微調整ねじ７を交互に微調
整し、ケガキマークｍの軌跡が接眼レンズ２２上
の同一点を通るようにする。こうして微調整の結
果1μmまたはそれ以下の高精密同芯度が得られ
る。この時の対物レンズ２１の位置を第７図の被
削スタンパー上に投影すると、鎖線２１で示すよ
うな位置となる。

ついで、刃物台２７を移動させて刃物２８の刃
先をケガキマークｍに合致させ、スピンドル軸３
−保持体１０の回転によりスタンパー内径ｍを切
削する。実際の操作においては、顕微鏡をのぞき
ながら、ねじハンドル２７ｂをゆつくり回わして
刃物２８を被削スタンパーＰに微動接近させ、同
時にもう１つのねじハンドル２７ｄをも微動させ
て刃先がケガキマークのやや内側に当たるように
して試し削りをする（スピンドル軸３は回転して
いる）。この時の刃物２８の大体の位置を第７図
に鎖線２８で投影してある。ついで、顕微鏡での
ぞきながら、さらにハンドル２７ｄを微動させつ
つ、刃先をケガキマークｍに近づけていき、慎重
かつ精密にケガキマークｍに刃先を合致させて本
切削を行なう。こうして常に顕微鏡で精確さを観
測しながら切削が行なわれるので、形成された内
孔Ｍ（第３図のスタンパーＰの中心領域に示され
ている）は高精度の同芯度を達成される。

次に、形成された内孔Ｍに内締め板１４を当て
がい、ねじ１５によつてフラツト板１１に締結す
る（第３図）。内締め板１４の押え舌片１４ａは、
外締め板１２に代わつてスタンパーＰの中心から
外周へ向けスタンパーＰを押えつけるから、今度
は外締め板１２を外してスタンパーＰの外径ｎを
切削する。この時は最初刃物２８の刃先を外径ｎ
よりやや外側に当てがい（第７図の鎖線２８′の
位置）、顕微鏡（鎖線２１′）でのぞきながら次第
に刃先をケガキマークｎに近づけていく。こうし
て、所望の高精度に同芯度を実現した内孔Ｍと外
径とを備えたスタンパーが完成される。

本発明はさらに、最初フラツト板に被削スタン
パーをなるべく同芯に取付けるのを容易ならしめ
る仮芯出し装置をも包含している。この仮芯出し
装置は第８図に示すようなものである。上面がフ
ラツト板１１を載置する平面を構成するガイドブ
ロツク３０の一端寄りに、フラツト板軸部１１ａ
を回転可能に受け入れるガイド孔３１が形成さ
れ、他端寄りに顕微鏡の取付け孔３２が形成され
ている。取付け孔３２に回動可能に挿入された取
付軸３３にアーム３４が支持され、その先端に顕
微鏡３５が取付けられている。３５ａは対物レン
ズ、３５ｂは目盛つき接眼レンズである。この顕
微鏡は、約50〜100倍の倍率のもので十分である。

この装置を使用するには、フラツト板１１を上
面に載置してその軸部１１ａを図示のようにガイ
ド孔３１に挿し込み、フラツト板１１上面に被削
スタンパーＰを乗せ、外締め板１２をかぶせてか
ら、フラツト板１１をゆつくり回わしてスタンパ
ーＰのケガキマークｍを顕微鏡で観測する。回転
するケガキマークｍのふれがなくなるようにスタ
ンパーを指先等で微動調節し、ねじ１３を締め
る。こうして一応フラツト板１１と同芯度を設定
したスタンパーＰは、前述のように第２図に示し
たスピンドル軸先端でさらに高精度の芯出し調整
をされ、切削加工を受ける。第８図のような仮芯
出し装置を用いれば、スピンドル軸に取付けてか
らの微調整量は極めて微量なものとなり、作業を
迅速正確ならしめることができる。このような仮
芯出し装置は第１図に示した機械ハウジング１ま
たはその延長部の上に設けてもよく、あるいは機
械ハウジングとは別の場所に設置してもよい。

なお、第１図に示した装置は横型、すなわち回
転軸線が水平に配置されたタイプであるが、本発
明は竪型、すなわち回転軸線を垂直に配置したタ
イプにも応用し得るものである。その場合、切削
刃物は回転部の上方にあることもできるが、スタ
ンパーを切り粉から守るため刃物を回転部の下方
に配置するのが好適である。

〔発明の効果〕

以上説明のように、本発明によれば1μのオー
ダーの精密同芯度を有する内孔が難削材であるス
タンパーに容易確実に形成され得、また外径も同
様精度で切削され得るので、これをもとに高品質
の光（レーザー）デイスクを量産することができ
る。特に本発明によれば、切削作業に入る前に、
十分な慎重さを以つて丹念に所望の同芯度を達成
し、それを確認しながらスタンパーの切削を行な
えるから、高価な被削スタンパーを切断工程で台
なしにすることがなく、従来のスタンパー製作時
のネツクを完全に解消することができる。さらに
本発明によれば、内径・外径の切削後に直ちにそ
の場で所期の同芯度で切削が行なわれたかどうか
を精密に検査することができ、完成スタンパーの
高精度同芯度を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスタンパーの精密芯出し
切削装置の実施例を示す側面図、第２図は本発明
に係るスタンパー保持体を外締め板とフラツト板
によつて被削スタンパーを締めつけ固定した状態
で中空スピンドル軸先端に取付けたところを示す
拡大断面図、第３図は内締め板とフラツト板で被
削スタンパーを締めつけ固定しているスタンパー
保持体の拡大部分断面側面図、第４図はスタンパ
ー保持体のフラツト板の側面図、第５図はスタン
パー保持体の外締め板の平面図、第６図はスタン
パー保持体の内締め板の平面図、第７図は被削ス
タンパーの平面図、第８図は第１図の装置と組合
せ使用される仮芯出し装置の部分断面側面図であ
る。 主要符号、３……中空スピンドル軸、５……チ
ヤツク、５ｂ……把持孔、６……ねじホルダー、
６ａ……貫通中心孔、７……微調整ねじ、１０…
…スタンパー保持体、１１……フラツト板、１１
ａ……軸部、１２……外締め板、１２ｂ……押え
舌片、１３……ねじ、１４……内締め板、１４ａ
……押え舌片、１５……ねじ、１６……測定部、
２１……対物レンズ、２２……接眼レンズ、２７
……刃物台、２８……刃物、３０……ガイドブロ
ツク、３１……ガイド孔、３５……顕微鏡、Ｐ…
…被削スタンパー、Ｍ……内孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 把持孔を有するチヤツクを内部に嵌挿し
   た回転可能な中空スピンドル軸、および該スピ
   ンドル軸の先端に固着され、外周から中心貫通
   孔へ先端を突出させ得る複数本の微調整ねじを
   有するねじホルダーと、 (b) 前記中心貫通孔より細径で前記把持孔に把持
   される径の軸部を有するフラツト板、該フラツ
   ト板に着脱可能に締結されフラツト板表面に置
   かれる被削スタンパーをその中心領域を残して
   締めつけ固定する径内方へ延びる複数本の押え
   舌片を備えた外締め板、および所望同芯度の内
   孔を形成されたスタンパーの中心領域をフラツ
   ト板に締めつけ固定する内締め板から成り、前
   記チヤツクおよびねじホルダーと組合せ可能な
   スタンパー保持体と、 (c) 前記中空スピンドル軸に平行をなす枢動可能
   なアームに取付けられ、前記チヤツクおよびね
   じホルダーに組合わされたスタンパー保持体に
   固定されている被削スタンパー上の切削すべき
   内径と外径の同芯度をミクロン単位で測定し得
   る測定部と、 (d) 前記スタンパー保持体上に保持されている被
   削スタンパーの内径および外径を切削する位置
   に移動し得るように刃物台に支持された刃物と
   から成るスタンパーの精密芯出し切削装置。 ２ (a) 把持孔を有するチヤツクを内部に嵌挿し
   た回転可能な中空スピンドル軸、および該スピ
   ンドル軸の先端に固着され、外周から中心貫通
   孔へ先端を突出させ得る複数本の微調整ねじを
   有するねじホルダーと、 (b) 前記中心貫通孔より細径で前記把持孔に把持
   される径の軸部を有するフラツト板、該フラツ
   ト板に着脱可能に締結されフラツト板表面に置
   かれる被削スタンパーをその中心領域を残して
   締めつけ固定する径内方へ延びる複数本の押え
   舌片を備えた外締め板、および所望同芯度の内
   孔を形成されたスタンパーの中心領域をフラツ
   ト板に締めつけ固定する内締め板から成り、前
   記チヤツクおよびねじホルダーと組合せ可能な
   スタンパー保持体と、 (c) 前記中空スピンドル軸とは離れた位置に設け
   られ、前記フラツト板を水平面内で回転可能に
   載置する平面部を有し、このフラツト板上に乗
   せた被削スタンパーの切削すべき内孔の同芯度
   をあらかじめ測定し仮芯出しをする顕微鏡を備
   えているガイドブロツクと、 (d) 前記中空スピンドル軸に平行をなす枢動可能
   なアームに取付けられ、前記チヤツクおよびね
   じホルダーに組合わされたスタンパー保持体に
   固定されている被削スタンパー上の切削すべき
   内径と外径の同芯度をミクロン単位で測定し得
   る測定部と、 (e) 前記スタンパー保持体上に保持されている被
   削スタンパーの内径および外径を切削する位置
   に移動し得るように刃物台に支持された刃物と
   から成るスタンパーの精密芯出し切削装置。