JPH10320844A - ガラス原盤のセンタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単かつ低コストの構成により、ターンテー
ブルを回転させることなく迅速かつ高精度に芯出しが行
なわれ、多種の直径のガラス原盤に対応できるガラス原
盤のセンタリング装置を提供する。 【解決手段】 ターンテーブル２の回転中心に関して同
心円上にかつ等角度間隔で配置された少なくとも３つの
ガイドアーム８と、各ガイドアーム８に取り付けられた
センタリング用調整部材５と、前記ガイドアーム８を動
作させるプレッシャープレート６と、このプレッシャー
プレート６を上下に駆動する駆動手段を有する。ガイド
アーム８はプレッシャープレート６の上昇により揺動回
転し、ターンテーブル２の回転中心を中心とし各センタ
リング用調整部材５によって形成する仮想外接円の直径
を、これら調整部材５を同時に移動することにより縮小
しながら、ターンテーブル２上に置かれたガラス原盤１
の外周に接触し、ガラス原盤１の中心をターンテーブル
２の中心に合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク製造に
おいて使用されるガラス原盤の露光装置において、ガラ
ス原盤の中心を、露光装置のターンテーブルの回転中心
に一致させるように、芯出しするためのガラス原盤のセ
ンタリング装置にかかわるものであるが、その他、円形
ワークの位置決め装置等にも用いることができるもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクのガラス原盤装置において、
光ディスクのマスターとなるガラス原盤の中心が、露光
装置のターンテーブルの回転中心からずれていると、こ
のガラス原盤に対する回転記録中すなわち回転露光中
に、偏心によるアンバランスな遠心力が発生してしま
い、振動が起き、これにより、ガラス原盤に記録される
トラックピッチ等の記録精度が低下してしまう。さら
に、近年の光ディスクの高密度化と供給数の増大に伴
い、回転記録速度を高速化するにあたり、この偏心によ
る振動がネックとなっている。

【０００３】このため、偏心を極限まで少なくする方法
として、従来、ガラス原盤の中心に同心円とした外円筒
の中心穴を設けるとともに、ターンテーブル上にセンタ
ーピンを設置させ、該センターピンを前記中心穴に嵌合
させセンタリングさせるという方法がある。この方法で
は、中心穴及びセンターピンのそれぞれに高精度の加工
を要求され、ガラス原盤が高価になってしまうという問
題がでる。また、ガラス原盤に中心穴を設けたことによ
る後工程への影響が大きく、中心穴に起因する問題が発
生し易い。そのため、実際には中心穴付ガラス原盤は利
用されていない。

【０００４】かくして、現在では次のような方法によ
り、ターンテーブルの回転中心と、ガラス原盤の外円筒
中心（理論上はガラス原盤の重心）をできるだけ確実に
一致させている。第１の方法は、ターンテーブル上にガ
ラス原盤を搭載する作業者が、電気マイクロメータ等の
変位計を原盤の外円筒端面にセットして、ターンテーブ
ル上のガラス原盤をターンテーブルとともに回転させな
がら、偏心を最小もしくは許容範囲内に収まるように、
ガラス原盤の位置を微調整するものである。第２の方法
は、ターンテーブル上にガラス原盤を搭載する際に、治
具などにより、ガラス原盤のターンテーブルに対する偏
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、偏心を起因とする振
動の大きさや方向を検出する釣合試験機などを使用し
て、ガラス原盤の不釣り合いを検出してバランサーを付
加し、あるいは、ガラス原盤の位置を調整するものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記２つの方法は、い
ずれも作業に時間がかかると共に、熟練した作業者を必
要とする。また、作業者を介在させることにより、人を
起因とする塵埃の発生により、ガラス原盤の記録面に塵
埃が付着し、記録された記録信号に欠陥が生ずるなど問
題が起こる。また、第２の方法において、振動の測定に
使用される加速度の検出は、一般に、変位の検出より分
解能が劣るため、変位と同様の分解能を得るためには高
価な検出器が必要となる等の問題がある。このため、す
でに以下のような方法が開示されている。

【０００６】まず、上記第１の方法を自動化し、作業者
の介在を排除したものとして、特開昭６１−２０６９５
６号公報、特開平１−２１０２４０号公報、特開平１−
２１７７６０号公報などによる方法がある。しかしなが
ら、これらの方法は、何れもターンテーブルを比較的低
速回転をさせることにより偏心量を補正し、かつ、確認
するものであって、センタリングに要する時間が比較的
長く、計測部、駆動部、及び、これらそれぞれの制御部
などが必要となるため、高精度のセンタリングを行なう
ためには、複雑で高価な装置となるという問題点があ
る。

【０００７】次に、特開平５−２８５４１号公報におい
て代表される、スクロール式３つ爪チャック機構を利用
した方法がある。この方法は、ターンテーブルを回転さ
せなくても、少なくても３方向から同時にガラス原盤の
位置及び姿勢を規制することにより、瞬時にセンタリン
グが完了する。さらに、変位や加速度の計測部が必要の
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。

【０００８】しかしながら、この方法の場合、高精度の
芯出しを行なうためには、各部材の精度が偏心量と１対
１の対応関係にあるため、少なくとも３個以上設けられ
る調整部材のそれぞれの案内溝にも同様の高い精度が要
求されることになり、かくして、装置全体では、その高
い加工精度と、それと同様の組付け精度を要求されるこ
とで、コスト高になってしまうという問題がある。

【０００９】さらに、特開平７−２４００３７号公報に
は、偏心量と調整部材及び該調整部材を構成する部材の
精度の関係を考慮して、少なくとも３つ以上の調整部材
をリンクアームで連結し、偏心量と加工精度の関係をこ
の原理を応用して軽減した方法が開示されている。しか
しながら、この方法の場合、連接棒におけるパワー伝達
において、連接棒の弾性歪みによる誤差が累積して、実
際には、各調整部材のパワーバランスが崩れ、ガラス原
盤をセンタリングすると、パワーを逃がす方向へガラス
原盤が動いてしまう。この現象は、特に、ガラス原盤の
直径が変更された場合に顕著におきてしまう。このた
め、ガラス原盤の直径ごとに、この装置が必要となり、
結果的に、コスト高になってしまうという問題がある。

【００１０】本発明は、以上のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、簡単かつ低コストの構成により、ターンテ
ーブルを回転させることなく、迅速かつ高精度に芯出し
が行われ、多種の直径のガラス原盤に対応できるガラス
原盤のセンタリング装置を提供することを目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光デ
ィスクのガラス原盤露光装置において、露光するために
ガラス原盤を置くターンテーブルと、該ターンテーブル
を配置するベースプレートと、このベースプレート上
に、前記ターンテーブルの回転中心に関して同心円上か
つ等角度間隔で配置された少なくとも３つのガイドアー
ムと、該ガイドアームに取り付けられたセンタリング用
調整部材と、前記ガイドアームを動作させるプレッシャ
ープレートと、該プレッシャープレートを上下に駆動す
るための駆動手段を有し、前記ガイドアームが前記プレ
ッシャープレートの駆動により揺動回転し、前記ターン
テーブルの回転中心を中心とし各センタリング用調整部
材によって形成される仮想外接円の直径を、前記各セン
タリング用調整部材を同時に移動することにより前記仮
想外接円の直径を縮小しながら、前記各センタリング用
接触部材を前記ターンテーブル上に置かれたガラス原盤
の外周に接触することを特徴としたものである。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て前記、各センタリング用調整部材が、内外輪を持ち、
かつ、外輪が回転可能な部材にて構成されていることを
特徴としたものである。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、前記プレッシャープレートを上下に駆動する
ための駆動手段に、エアシリンダ等の直動駆動装置を用
い、かつ、スプリング等の弾性変形を利用したパワーリ
ミッターを取付けることにより、所定以上のパワーを前
記ガイドアームやガラス原盤に伝達させなくしたことを
特徴としたものである。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１又は２又は３
の発明において、前記各ガイドアーム及び各センタリン
グ用調整部材とプレッシャープレートを、前記ベースプ
レートとは別のユニットプレートに配設し、前記ターン
テーブルの回転中心と、前記各センタリング用調整部材
によって形成される仮想外接円の中心とを位置調整でき
る位置調整手段を有し、該位置調整手段により前記ユニ
ットベースを位置調整して固定できるようにしたことを
特徴としたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（構成の説明）図１は、本発明によるセンタリング装置
の一実施例を説明するための要部概略平面図、図２はプ
レッシャープレート部の概略断面図、図３は調整ユニッ
ト部の概略断面図で、図中、１は露光記録用のガラス原
盤、２は該露光記録用のガラス原盤１を搭載するターン
テーブル、３は該ターンテーブル２を回転させるスピン
ドル、４は該スピンドル３を固定しているスピンドルベ
ース４である。ターンテーブル２は、該ターンテーブル
２上に搭載されるガラス原盤１を保持するために、何本
かの溝２ａ，２ｂが、ガラス原盤搭載面に環状に作られ
ている。その溝２ａ，２ｂには、スピンドル３を通して
図示しない真空源及び制御バルブに続く管路が形成され
ており、バルブもしくは真空源を動作させることによ
り、溝２ａ，２ｂは真空溜りとなり、ガラス原盤１はタ
ーンテーブル２に真空吸着され保持される構造となって
いる。

【００１６】５はガラス原盤１に直接接触し、該ガラス
原盤１をセンタリング移動させるための調整部材で、こ
の調整部材５は、好ましくは内外輪をもち、且つ、外輪
が回転可能な部材にて構成されていることが望ましい
（例えば、ベアリングやローラフォロアなどを用い
る）。これは、ガラス原盤１をセンタリングするとき
に、調整部材５でガラス原盤１の外円筒部を押しながら
芯出しするため、調整部材５とガラス原盤１の間に摩擦
が発生し、このときに発生する摩擦抵抗が大きいと芯出
しに悪影響を及ぼすだけでなく、酷い場合はガラス原盤
を破損させてしまうので、これを避けるため、上記のよ
うなベアリングやローラフォロアを用い、ガラス原盤１
を調整部材５との接触による摩擦抵抗を最小限にするた
めである。

【００１７】調整部材５は、図３及び図４に示すよう
に、片端部をプレッシャープレート６と接触させ、回転
軸７を中心として揺動可能なガイドアーム８に取り付け
られている。ガイドアーム８は、プレッシャープレート
６に対してある角度にて支柱９（ガイドアーム８の揺動
動作を妨げない形に形成されている）に取り付けられて
いる。また、このガイドアーム８の片端部は、図示しな
いスプリング等の弾性部材により、常にプレッシャープ
レート６と接触されている。上記の調整部材５から支柱
９までの一連の構成物を仮に調整ユニット１０と呼ぶ
と、該調整ユニット１０は少なくとも３つ以上の個数
（図示例では３つ）を、ターンテーブル２の回転中心に
関して、同心円上に且つ等角度間隔でユニットベース１
１に配設されている。

【００１８】プレッシャープレート６には、スプリング
１２を用いたパワーリミッター手段１３と、該パワーリ
ミッター手段１３介して接続しているエアシリンダ１
４、および、正確な上下動作を得るための複数個のリニ
アガイド１５が取付けられている。

【００１９】（動作の説明）光ディスクのマスターとな
る露光記録用のガラス原盤１を手動もしくは図示しない
移載機等の自動搬送手段を用いてターンテーブル２上に
搭載する。このとき、プレッシャープレート６を下限に
しておくことが望ましい。即ち、プレッシャープレート
６に接している３つの調整ユニット１０のガイドアーム
８は、揺動運動の上死点の位置となり、即ち、そのガイ
ドアーム８に取り付けられている３つの調整部材５が形
成する仮想外接円の直径は最大径となり、ガラス原盤１
の搭載を容易にする。

【００２０】次に、搭載したガラス原盤１の外円筒の中
心をターンテーブル２の回転中心にセンタリングするた
めに、まず、エアシリンダ１４を駆動させ、プレッシャ
ープレート６を上昇させる。このとき、エアシリンダ１
４の流入空気量をスピードコントローラなどで調整する
などして急激な上下動を起こさないようにすることが望
ましい。上昇するプレッシャープレート６は、接触して
いる各調整ユニット１０のガイドアーム８の片端部を同
時に持ち上げ、これにより、各ガイドアーム８は同時に
揺動運動を開始する。

【００２１】揺動するガイドアーム８の先端の調整部材
５の軌跡は、図５に示すように、Ｘ−Ｙ平面に対してα
度傾いたＸ’−Ｙ’平面上にて円軌道を描く。これは、
それぞれの調整ユニットを野球の投手に例えるならば、
ターンテーブル２の回転中心にめがけてスリークォータ
スロー（オーバースローとサイドスローの中間）にて投
球したときの腕の軌跡と同じである。このように、調整
部材５が同時に揺動運動することにより、これら３つの
調整部材５にて形成される仮想外接円は、図６に示すよ
うに、徐々に直径を狭めていき、ついには、ガラス原盤
１の外円筒部に接することとなり、その後、各調整部材
５がガラス原盤１の外円筒部に均一に接触するまで、ガ
ラス原盤１を押しながら移動させる。各調整部材５が均
一にガラス原盤１に接触したとき、仮想外接円とガラス
原盤１の外周円の中心が一致する。即ち、ターンテーブ
ル２の回転中心とガラス原盤１の中心の芯出しが完了す
る。

【００２２】しかしながら、芯出し後もプレッシャープ
レート６は、エアシリンダ１４のストロークエンドまで
上昇しようとするため、そのままでは、ガイドアーム８
をさらに揺動させてしまい、ガイドアーム８やガラス原
盤１を破損させる恐れがある。そこで、スプリング１２
を用いたパワーリミッター手段１３をプレッシャープレ
ート６とエアシリンダ１４の間に配設することにより、
センタリングに必要なストローク以上にプレッシャープ
レート６が上昇できないようにしている。

【００２３】例えば、ここで、３つの調整部材５がガラ
ス原盤１に接触したことを感知するセンサや、ガイドア
ームの応力上昇を検知するストレンゲージなどを用いる
ことも検討できるが、センサによるフィードバック制御
のための制御部が必要となり、装置が高価となってしま
い、本発明の目的を達成できない。

【００２４】センタリングしたガラス原盤１は、図示し
ない真空源もしくは制御バルブを動作させることによ
り、ターンテーブル２に真空吸着され、ターンテーブル
２に位置決めされる。ガラス原盤１を位置決めした後
は、センタリングした順序とは逆にプレッシャープレー
ト６を下降させ、調整部材５をガラス原盤１の外円筒部
から離脱させることで一連のセンタリング動作を完了さ
せる。

【００２５】さらに、ユニットベース１１に図示しない
位置調整手段（例えば、Ｘ・Ｙ軸ステージ）を取り付け
ることにより、ユニットベース１１とスピンドルベース
４の位置調整ができる。例えば、装置組付け時の調整
や、センタリング装置をスピンドルへ後付けにて取り付
ける場合など熟練を要せず簡単に作業ができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、簡単かつ低コストの構成により、ターンテー
ブルを回転させることなく、迅速かつ高精度に芯出しが
行われ、多種の直径のガラス原盤に対応できるガラス原
盤のセンタリング装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるガラス原盤センタリング装置の
要部概略平面図である。

【図２】 図１のII−II概線部の略断面図である。

【図３】 調整ユニット部の概略構成図である。

【図４】 調整ユニット部の側面図（図４（Ａ））及び
正面図（図４（Ｂ））の概観図である。

【図５】 調整部材のガイドアーム揺動回転時の軌跡を
示す図である。

【図６】 ガイドアーム揺動回転による仮想外接円の変
移を示す図である。

【符号の説明】

１…ガラス原盤、２…ターンテーブル、３…スピンド
ル、４…スピンドルベース、５…調整部材、６…プレッ
シャープレート、７…回転軸、８…ガイドアーム、９…
支柱、１０…調整ユニット、１１…ユニットベース、１
２…スプリング、１３…パワーリミッター手段、１４…
エアシリンダ、１５…リニアガイド。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス原盤を置くためのターンテーブル
   と、該ターンテーブルを配置するベースプレートと、該
   ベースプレート上に、前記ターンテーブルの回転中心に
   関して同心円上でかつ等角度間隔で配置された少なくと
   も３つのガイドアームと、該ガイドアームに取り付けら
   れたセンタリング用調整部材と、前記ガイドアームを動
   作させるプレッシャープレートと、該プレッシャープレ
   ートを上下に駆動するための駆動手段とを有し、前記ガ
   イドアームが前記プレッシャープレートの上下運動によ
   り揺動回転し該揺動回転により、前記ターンテーブルの
   回転中心を中心として前記各センタリング用調整部材に
   よって形成される仮想外接円の直径を変化させ、該セン
   タリング用調整部材を前記ターンテーブル上に置かれた
   ガラス原盤の外周に接触することを特徴とするガラス原
   盤のセンタリング装置。
2. 【請求項２】 前記各センタリング用調整部材が、内外
   輪を持ちかつ外輪が回転可能な部材にて構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のガラス原盤のセンタリ
   ング装置。
3. 【請求項３】 前記プレッシャープレートを上下に駆動
   するための駆動手段にパワーリミッターを具備し、前記
   ガラス原盤に所定以上のパワーが伝達されないようにし
   たことを特徴とする請求項１又は２記載のガラス原盤の
   センタリング装置。
4. 【請求項４】 前記各ガイドアームと各センタリング用
   調整部材とプレッシャープレートを、前記ベースプレー
   トとは別のユニットベースに配設して前記ベースプレー
   ト上に有するとともに、前記ターンテーブルの回転中心
   及び前記各センタリング用調整部材によって形成される
   仮想外接円の中心を位置調整できる位置調整手段を有
   し、該位置調整手段により前記ユニットベースを位置調
   整し固定できることを特徴とする請求項１又は２又は３
   記載のガラス基盤のセンタリング装置。