(57)【要約】【課題】  回転精度が高いことに加えて、モータ等で発生した熱が主軸を経由してモータと反対側の回転テーブルへ伝わりにくく、かつ主軸の熱膨張を抑えることができ、さらに、不導体材料を使用しながら静電容量タイプの非接触計での測定を可能にした静圧気体軸受スピンドルを提供する。【解決手段】  静圧気体軸受スピンドルは、主軸２と、この主軸２を回転自在に支持する静圧気体軸受３と、主軸２の一端がモータ軸と２ｃなり主軸２を回転駆動するモータ４と、主軸２の他端に固定された回転テーブル５とを備える。主軸２における静圧気体軸受３により回転自在に支持される部分である主軸被支持部２ａ、および主軸２における主軸被支持部２ａよりも回転テーブル５側の部分である主軸テーブル側部２ｂをセラミックス材で形成し、主軸被支持部２ａにおけるラジアル軸受部３ｂに導電性のメッキを施す。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転テーブルを回転させる主軸と、前記主軸の主軸被支持部を回転自在に支持する静圧気体軸受とを備えた静圧気体軸受スピンドルにおいて、
前記主軸被支持部および前記主軸における前記主軸被支持部よりも前記回転テーブル側の部分である主軸テーブル側部を、セラミックス材で形成したことを特徴とする静圧気体軸受スピンドル。
【請求項２】
請求項１において、前記主軸は軸方向に延びる貫通孔を有し、前記貫通孔の内部と、前記主軸の外周面とに導電性を有する導電部を形成した静圧気体軸受スピンドル。
【請求項３】
請求項２において、前記貫通孔の内部に形成した導電部と電気的に接続された回転精度測定ターゲットと、前記回転精度測定ターゲットに対して設けられた静電容量式の変位計とを有する静圧気体軸受スピンドル。
【請求項４】
請求項３において、前記変位計で測定された前記回転精度測定ターゲットの変位から前記主軸の基準位置に対する変位量を算出する変位量算出手段を設けた静圧気体軸受スピンドル。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記導電部はメッキ層により形成されている静圧気体軸受スピンドル。
【請求項６】
請求項５において、前記メッキ層は、無電解ニッケルメッキによるものである静圧気体軸受スピンドル。
【請求項７】
請求項５において、前記メッキ層は、金メッキによるものである静圧気体軸受スピンドル。
【請求項８】
請求項５において、前記メッキ層は、無電解ニッケルメッキによるメッキ層と金メッキによるメッキ層とを積層させたものである静圧気体軸受スピンドル。
【請求項９】
請求項２ないし請求項８のいずれか１項において、前記貫通孔は前記主軸被支持部の中心部に設けられている静圧気体軸受スピンドル。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記静圧気体軸受は、前記主軸に作用するスラスト方向の力を受けるスラスト軸受部と、前記主軸に作用するラジアル方向の力を受けるラジアル軸受部とを有する静圧気体軸受スピンドル。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記主軸の一端に接続され、前記主軸の外周に永久磁石からなるロータを配置したサーボモータを有する静圧気体軸受スピンドル。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項において、前記主軸の主軸被支持部を形成するセラミックス材がアルミナセラミックスである静圧気体軸受スピンドル。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記主軸の主軸テーブル側部を形成するセラミックス材がジルコニアセラミックスである静圧気体軸受スピンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気ディスクや光ディスク等の製造工程、検査工程等で使用される高精度な静圧気体軸受スピンドルに関する。
【背景技術】
【０００２】
静圧気体軸受スピンドルは、主軸を静圧気体軸受により非接触で支持するため、回転精度が高く、精密加工機や精密検査装置のワークスピンドルまたは工具スピンドル等に使用される。このようなスピンドルでは外乱の侵入を防ぐ制御性を高めるために、ベルト等を使用せず主軸にモータのロータを直接取付けて駆動する場合が多い。
【０００３】
特に磁気ディスクや光ディスク等の製造工程、検査工程等で使用する場合は、ディスクの記録密度を向上させるため、データを高密度に書き込む必要があり、ディスクとビーム照射ユニットまたは再生ヘッド等との高い位置決め精度や、スピンドルの高い回転精度が要求される。このような用途に使用される静圧気体軸受スピンドルは、モータのロータに永久磁石を使用した同期型ＡＣサーボモータとロータリエンコーダを主軸に直接取付けてフィードバック制御を行うことが多い。このような静圧気体軸受スピンドルの構成は、特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８４２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
静圧気体軸受スピンドルが使用されるディスク原盤製造装置は、静圧気体軸受スピンドルの主軸上端に取付けた回転テーブルのワーク載置面にディスク原盤を載せ、このディスク原盤を回転させた状態で、収束された電子ビームまたは集光されたレーザービームを回転テーブルのワーク載置面に平行に相対移動させながら照射して、ディスク原盤の表面に塗布されたレジストに、記録するデータ信号に基づいて露光または描画している。
【０００６】
上記ディスク原盤製造装置においては、静圧気体軸受スピンドルのモータ等で発生した熱が主軸を通じてディスク原盤に伝わると、上記レジストの反応速度の不安定化や反応むらの原因となる。また、熱によって主軸が熱膨張すると、上記電子ビームまたはレーザービームのビーム照射部とディスク原盤の表面との相対的な位置変化が生じ、高精度な情報の記録が阻害される。このため、ディスク原盤製造装置に使用される静圧気体軸受スピンドルには、高い回転精度に加えて、主軸の熱伝達や熱膨張が小さいことが求められている。
【０００７】
この発明の目的は、回転精度が高いことに加えて、モータ等で発生した熱が主軸を経由してモータと反対側の回転テーブルへ伝わりにくく、かつ主軸の熱膨張を抑えることができ、さらに、不導体材料を使用しながら静電容量タイプの非接触計での測定を可能にした静圧気体軸受スピンドルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の静圧気体軸受スピンドルは、回転テーブルを回転させる主軸と、前記主軸の主軸被支持部を回転自在に支持する静圧気体軸受とを備え、前記主軸被支持部および前記主軸における前記主軸被支持部よりも前記回転テーブル側の部分である主軸テーブル側部を、セラミックス材で形成したことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、主軸を静圧気体軸受により非接触で支持するため、主軸の回転精度が高い。これに加えて、以下の効果が得られる。すなわち、セラミックス材は金属と比べて熱伝導率が低いため、主軸の主軸被支持部および主軸テーブル側部をセラミックス材で形成したことにより、主軸全体が金属製である場合に比べて、モータ等で発生した熱が主軸を経由して回転テーブルへ伝わり難い。また、セラミックス材は金属と比べて熱膨張係数が小さいため、主軸の主軸被支持部および主軸テーブル側部をセラミックス材で形成したことにより、主軸全体が金属製である場合に比べて、主軸の熱膨張が少ない。
【００１０】
この発明において、前記主軸は軸方向に延びる貫通孔を有し、前記貫通孔の内部と、前記主軸の外周面とに導電性を有する導電部を形成しても良い。その場合、前記貫通孔の内部に形成した導電部と電気的に接続された回転精度測定ターゲットと、前記回転精度測定ターゲットに対して設けられた静電容量式の変位計とを設けても良い。
この構成によれば、変位計で回転精度測定ターゲットの変位（回転の振れ）を測定することで、主軸の回転精度を検出することができる。貫通孔の内部と主軸の外周面とに導電部が形成されていれば、外周面の導電部を静圧気体軸受に対峙させることにより、主軸を、変位計の先端に形成されたコンデンサよりも静電容量の大きなコンデンサとして機能させることができる。それにより、回転精度測定ターゲットをアースする作用が得られる。
説明を補足すると、変位計の測定原理上、回転精度測定ターゲットにおける交流成分のアースをとる必要がある。しかし、回転精度測定ターゲットは、電気絶縁性を有するセラミックス材からなる主軸に設けられているため、そのままではアースをとれない。そこで、上記のように主軸をコンデンサとして機能させることで、回転精度測定ターゲットのアースが可能になる。
【００１１】
上記構成において、前記変位計で測定された前記回転精度測定ターゲットの変位から前記主軸の基準位置に対する変位量を算出する変位量算出手段を設けても良い。
【００１２】
前記メッキ層は、無電解ニッケルメッキによるものであってもよく、金メッキによるものであってもよく、無電解ニッケルメッキによるメッキ層と金メッキによるメッキ層とを積層させたものであってもよい。
いずれであっても、メッキ層の導電性が良好である。
【００１３】
前記貫通孔は前記主軸被支持部の中心部に設けられているのが良い。
貫通孔が主軸被支持部の中心部に設けられていれば、円周方向の重量バランスが良好である。
【００１４】
この発明において、前記静圧気体軸受は、前記主軸に作用するスラスト方向の力を受けるスラスト軸受部と、前記主軸に作用するラジアル方向の力を受けるラジアル軸受部とを有しているのが良い。
静圧気体軸受がスラスト軸受部とラジアル軸受部とを有していれば、静圧気体軸受スピンドルを主軸が上下方向に沿う姿勢で使用する場合に、主軸の回転によるラジアル方向の力に加えて、重力等によって主軸にかかるスラスト方向の力を受けることができる。
【００１５】
この発明において、前記主軸の一端に接続され、前記主軸の外周に永久磁石からなるロータを配置したサーボモータを設けても良い。
この構成によれば、主軸の一部をモータ軸とすることができ、部品点数を減らせる。また、サーボモータで主軸を回転させれば、主軸の回転を制御しやすい。
【００１６】
この発明において、前記主軸の主軸被支持部を形成するセラミックス材は、例えばアルミナセラミックスとすることができる。
アルミナセラミックスは、各種特性のバランスが良く安定性がある。そのため、主軸の主軸被支持部にアルミナセラミックスを好適に用いることができる。
【００１７】
また、前記主軸の主軸テーブル側部を形成するセラミックス材は、例えばジルコニアセラミックスとすることができる。
ジルコニアセラミックスは、他のセラミックス材に比べても熱伝導率が低い。そのため、回転テーブルに近い位置にある主軸テーブル側部のセラミックス材をジルコニアセラミックスとすることで、回転テーブルへの熱伝達をより一層低くできる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の静圧気体軸受スピンドルは、回転テーブルを回転させる主軸と、前記主軸の主軸被支持部を回転自在に支持する静圧気体軸受とを備え、前記主軸被支持部および前記主軸における前記主軸被支持部よりも前記回転テーブル側の部分である主軸テーブル側部を、セラミックス材で形成したため、回転精度が高いことに加えて、モータ等で発生した熱が主軸を経由して回転テーブルへ伝わりにくく、かつ主軸の熱膨張を抑えることができ、さらに、不導体材料を使用しながら静電容量タイプの非接触計での測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施形態にかかる静圧気体軸受スピンドルの断面図である。
【図２】同静圧気体軸受スピンドルが設けられた電子ビーム記録装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の実施形態を図１と共に説明する。この静圧気体軸受スピンドルＡは、ハウジング１内に設けた上下方向の主軸２を、静圧気体軸受３により非接触で回転自在に支持し、サーボモータ４によって回転駆動させるものである。主軸２の上端には、ワークを載せる回転テーブル５が固定してある。この図例の静圧気体軸受スピンドルＡは、例えば磁気ディスク、光ディスク等の製造工程や検査工程で使用されるものであり、その場合、ワークは磁気ディスクや光ディスク、またはそれらの原盤である。
【００２１】
ハウジング１は、略円筒状の軸受ケース部１ａと、この軸受ケース部１ａの下端に続き下端に内径側に延びるつば状部１ｂａが形成されたつば付き円筒状のモータケース部１ｂとでなる。前記静圧気体軸受３は軸受ケース部１ａ内に収容され、前記サーボモータ４はモータケース部１ｂ内に収容されている。
【００２２】
主軸２は、前記静圧気体軸受３により回転自在に支持される部分である主軸被支持部２ａと、主軸被支持部２ａよりも回転テーブル５側すなわち上側の部分である主軸テーブル側部２ｂと、主軸被支持部２ａよりも下側の部分であるモータ軸部２ｃとでなる。主軸テーブル側部２ｂの上端部はハウジング１の上端面よりも上方に突出しており、その突出した上端部の先端に前記回転テーブル５が固定して設けられ、その下方に後記回転精度測定ターゲット部材４２および回転円板４８が固定して設けられている。回転精度測定ターゲット部材４２および回転円板４８については、後で説明する。モータ軸部２ｃは、サーボモータ４のモータ軸である。
【００２３】
主軸被支持部２ａおよび主軸テーブル側部２ｂは、それぞれ中心部に軸方向の貫通孔６，７を有する筒状であり、セラミックス材で形成されている。例えば、主軸被支持部２ａを形成するセラミックス材はアルミナセラミックスとされ、主軸テーブル側部２ｂを形成するセラミックス材はジルコニアセラミックスとされる。これらのセラミックス材は、金属に比べて、熱膨張係数および熱伝導率が低い。特にジルコニアセラミックスの熱伝導率は低く、その値は約３Ｗ（ｍｋ）である。
【００２４】
静圧気体軸受３は、主軸２に作用するスラスト方向の力を受けるスラスト軸受部３ａと、主軸２に作用するラジアル方向の力を受けるラジアル軸受部３ｂとを有する。
【００２５】
スラスト軸受部３ａは、主軸被支持部２ａの上端から外径側へ拡がるスラスト板１０を軸方向に非接触支持する。この図例では、スラスト板１０は、主軸被支持部２ａと一体に形成されていて、全体が上記セラミックス材からなるが、スラスト板１０は、主軸被支持部２ａと一体に動作するのであれば主軸被支持部２ａと別体であってもよく、またセラミックス材でなくてもよい。
【００２６】
スラスト軸受部３ａは、具体的には、ハウジング２の軸受ケース部１ａの内側に、前記スラスト板１０を上下から微小な隙間を隔てて挟むように、上下のノズル形成部材１１，１２が配置されている。上ノズル形成部材１１は、中央の孔部に前記主軸テーブル側部２ｂが挿入された孔付き円板状である。下ノズル形成部材１２は、スラスト板１０を挟んで上ノズル形成部材１１と対向する孔付きの円板部１２ａと、この円板部１２ａの内周端から主軸被支持部２ａの外周面に沿って下方に延びる円筒部１２ｂとでなる。上ノズル形成部材１１の下面および下ノズル形成部材１２の円板部１２ａの上面に、それぞれ円周方向に等間隔で並ぶ複数個のノズル１３Ａ，１３Ｂが設けられている。各ノズル１３Ａ，１３Ｂは、上下のノズル形成部材１１，１２およびハウジング１の軸受ケース部１ａに形成された給気通路１４を介して、給気口１５に繋がっている。この給気口１５に外部から圧縮空気を供給し、その圧縮空気の一部をノズル１３Ａ，１３Ｂから噴出させることで、前記スラスト板１０と上下のノズル形成部材１１，１２間の微小な隙間を適正に保たせる。それにより、スラスト板１０を軸方向に非接触支持する。
【００２７】
ラジアル軸受部３ｂは、主軸被支持部２ａの外周面を径方向に非接触支持する。具体的には、下ノズル形成部材１２の円筒部１２ｂの内周面における軸方向の複数段に、円周方向に等間隔で並ぶ各段複数個のノズル１６が設けられている。各ノズル１６も、給気通路１４を介して給気口１５に繋がっている。給気口１５に外部から供給された圧縮空気のうち、前記ノズル１３Ａ，１３Ｂから噴出された分の残りをノズル１６から噴出させることで、主軸被支持部２ａの外周面と下ノズル形成部材１２の円筒部１２ｂ間の微小な隙間を適正に保たせる。それにより、主軸被支持部２ａを径方向に非接触支持する。
【００２８】
サーボモータ４はコアレスモータであって、前記主軸２のモータ軸部２ｃであるモータ軸と、このモータ軸の外周に固定された永久磁石からなるモータロータ２０と、このモータロータ２０の外周に所定の空間を隔てて配置された円筒状のロータヨーク２１と、これらモータロータ２０とロータヨーク２１間の空間に配した円筒状の励磁コイル２２とを備える。ロータヨーク２１は、主軸２のモータ軸部２ｃの上端に固定のヨーク保持板２４から吊り下げ状態で設けられている。励磁コイル２２は、ハウジング１のモータケース部１ｂのつば状部１ｂａに固定したコイルベース２５に取付けられている。
【００２９】
モータ軸である主軸２のモータ軸部２ｃの下端は、ハウジング１のモータケース部１ｂを突き抜けて下方に突出している。この突出したモータ軸部２ｃの回転位置を検出するロータリエンコーダ３８が、モータケース部１ｂの下面に設けられている。ロータリエンコーダ３８は、モータ軸部２ｃに取付けた回転円板（図示せず）と、この回転円板に設けた円周方向に並ぶ複数の被検出部を検出する検出ヘッド（図示せず）とを有する。
【００３０】
主軸２の回転精度検出手段４０として、ハウジング１の軸受ケース部１ａの上端面に静電容量式の変位計４１が設けられていると共に、この変位計４１に対向して主軸テーブル側部２ｂに金属製の回転精度測定ターゲット部材４２が設けられている。回転精度測定ターゲット部材４２は、外周面が主軸テーブル側部２ｂと同軸の円筒状で、その円筒状の外周面に回転精度測定ターゲット（図示せず）を有する。回転精度測定ターゲット部材４２は、主軸テーブル側部２ｂと一体であってもよく、別体であってもよい。回転精度検出手段４０は、変位計４１で回転精度測定ターゲット部材４２の回転の振れを測定することで主軸２の回転精度を検出するものである。
【００３１】
静電容量式変位計４１の測定原理上、回転精度測定ターゲット部材４２はアースに接続されていることが理想である。しかし、回転精度測定ターゲット部材４２は電気絶縁性を有するセラミックス材からなる主軸テーブル側部２ｂに設けられ、さらに静圧気体軸受３により非接触で支えられているために、下ノズル形成部材１２やハウジング１とは絶縁された状態にあり、つまりはアースからは絶縁されている。通常、このような測定ターゲット部材４２がアースから絶縁されている場合や、アース状態が不完全な場合には、静電容量式変位計４１の測定信号にノイズが重畳するなど、正常な測定ができない。これを解決する手段として、回転精度測定ターゲット部材４２とケースの間に１０００ｐＦ以上の容量を持たせる方法がある。そこで、以下の構成とすることで、アースを可能にした。
【００３２】
すなわち、主軸被支持部２ａの貫通孔６の内周面と、サーボモータ４側である下端面と、静圧気体軸受３のラジアル軸受部３ｂに対向する外周面とに、導電性を有する導電部としてメッキ層４３を形成する。メッキ層４３は、無電解ニッケルメッキ、または金メッキによるもの、または無電解ニッケルメッキによるメッキ層と金メッキによるメッキ層とを積層したものとする。いずれであっても、メッキ層４３の導電性が良好である。このメッキ層４３における貫通孔６の内周面の部分の上端と前記回転精度測定ターゲット部材４２とを、主軸テーブル側部２ｂの貫通孔７内に配した導電線４４により電気的に接続する。図例では、主軸被支持部２ａの貫通孔６の上端に大径部６ａを設け、この大径部６ａに金属製の導電部材４５を嵌合させ、この導電部材４５を介してメッキ層４３と導電線４４とを電気的に接続している。
【００３３】
上記構成によると、導電線４４、導電部材４５、およびメッキ層４３により、回転精度測定ターゲット部材４２から主軸被支持部２ａの外周面までの範囲に導電性が付加されている。また、主軸被支持部２ａの外周面は、静圧気体軸受３のラジアル軸受部３ｂに微小な隙間を介して対峙している。これにより、メッキ層４３を含む主軸被支持部２ａが、変位計４１の先端に形成されたコンデンサよりも静電容量の大きなコンデンサとして機能し、回転精度測定ターゲット部材４２をアースする作用が得られる。
【００３４】
また、主軸２の回転位置検出手段として、高分解能ロータリアクチュエータ４７が設けられている。高分解能ロータリアクチュエータ４７は、主軸テーブル側部２ｂにおける前記回転精度測定ターゲット部材４２の下側の位置に固定して設けられ、円周方向に並ぶ複数の被検出部（図示せず）を有する回転円板４８と、この回転円板４８に対向してハウジング１の軸受ケース部１ａの上端面に設置され、前記回転円板４８の被検出部を検出する検出ヘッド４９とで構成される。この高分解能ロータリアクチュエータ４７により、主軸２の正確な回転角度が検出される。
【００３５】
変位計４１および高分解能ロータリアクチュエータ４７の検出ヘッド４９の出力端には、変位量算出手段５１が接続されている。この変位量算出手段５１は、変位計４１の出力および検出ヘッド４９の出力から、主軸２の基準位置に対する現在の角度位置を算出する手段である。また、変位量算出手段５１の出力端には、照射位置調整手段５２が接続されている。照射位置調整手段５２は、変位量算出手段５１の出力から、回転テーブル５上のディスク原盤の表面に照射される電子ビームやレーザービームの収束位置または集光位置であるビームスポット位置を調整するための指令を出力する手段である。なお、静圧気体軸受スピンドルＡは、機構部分である静圧気体軸受スピンドル本体Ａａに上記変位量算出手段５１および照射位置調整手段５２を加えたものを指す。
【００３６】
この静圧気体軸受スピンドルＡは、主軸２の主軸被支持部２ａおよび主軸テーブル側部２ｂが熱膨張係数や熱伝導率が比較的低いセラミックス材で形成されているため、サーボモータ４で発生した熱が主軸２を経由して回転テーブル５に伝わりにくく、かつ主軸２の熱膨張が少ない。特に、回転テーブル５に近い側である主軸テーブル側部２ｂのセラミックス材を、他のセラミックス材に比べても熱伝導率が低いジルコニアセラミックスとしたことで、回転テーブル５への熱伝達をより一層低いものにしている。主軸被支持部２ａのセラミックス材は、各種特性のバランスが良く安定性のあるアルミナとしてある。主軸２の主軸被支持部２ａおよび主軸テーブル側部２ｂが共にセラミックス材であれば、両部２ａ，２ｂの接合部において熱膨張係数の差による熱変形がほとんど生じないので、回転精度に悪影響を与えない。
【００３７】
静圧気体軸受スピンドルＡをディスク原盤製造装置として使用する場合、熱が回転テーブル５に伝わり難いと、回転テーブル５上に載せたディスク原盤（図示せず）を適正温度に保つことができ、ディスク原盤の表面に塗布されたレジストの反応速度が不安定になったり反応むらが生じたりすることを防げる。また、主軸２の熱膨張が少ないと、前記レジストに照射される電子ビームまたはレーザービームのビーム照射部（図示せず）とディスク原盤の表面との相対的な位置の変化が少ないため、前記レジストに高密度なデータを正確に露光または描画して、高精度な情報を記録できる。
【００３８】
主軸２の回転時には、ロータリエンコーダ３８の検出ヘッドに検出される回転位置信号をサーボモータ４のドライバー（図示せず）にフィードバックして、主軸２の回転を制御する。それにより、回転むらや回転変動の少ない主軸２の回転を実現できる。
【００３９】
また、主軸２の回転時には、変位計４１および高分解能ロータリアクチュエータ４７の検出ヘッド４９の出力が変位量算出手段５１へ送信され、変位量算出手段５１により、主軸２の基準位置に対する現在の変位量を算出する。さらに、算出された変位量の情報が照射位置調整手段５２へ送信され、その情報に基づき照射位置調整手段５２が、回転テーブル５上のディスク原盤の表面に照射される電子ビームやレーザービームの収束位置または集光位置であるビームスポット位置を調整するための指令を出力する。これにより、露光時にディスク原盤の表面上に収束または集光されたビームスポット位置を制御修正することができる。また、変位量算出手段５１により算出された変位量は、静圧気体軸受スピンドルＡの精度保証等にも利用される。
【００４０】
上記実施形態の静圧気体軸受３は、多数の給気孔（ノズル）から圧縮空気を噴出させる多数給気型の静圧気体軸受であるが、静圧気体軸受３は、多孔質の部材に形成された無数の孔から圧縮空気を噴出させる多孔質給気型の静圧気体軸受であっても良い。
【００４１】
図２は、上記静圧気体軸受スピンドルが適用された電子ビーム記録装置の一例を示す概略構成図である。電子ビーム記録装置６０は、電子ビームを用い、例えば磁気ディスクの例であるハードディスク製造用の原盤を作成するディスクマスタリング装置である。電子ビーム記録装置６０は、真空チャンバ６１と、この真空チャンバ６１内に配された静圧気体軸受スピンドルＡと、この静圧気体軸受スピンドルＡを載せて水平方向であるＸ軸方向に移動させる送りステージ６２と、前記真空チャンバ６１に取付けられた電子ビームカラム６３と、各種制御をする制御系６４とでなる。なお、同図の静圧気体軸受スピンドルＡは、図１で示す静圧気体軸受スピンドル本体Ａａのみからなり、変位量算出手段５１および照射位置調整手段５２は、回転振れ演算器８１およびコントローラ８０でそれぞれ代用されている。
【００４２】
送りステージ６２は、例えばスライドベース６５上にＸ軸方向に移動自在に支持され、送り駆動源６６で駆動されるボールねじ機構６７により、Ｘ軸方向に移動させられる。送りステージ６２による静圧気体軸受スピンドルＡの送り量は、測長器６８により測定する。測長器６８は、真空チャンバ６１に設けた検出部６８ａと、静圧気体軸受スピンドルＡのハウジング１に設けた被検出部６８ｂとで構成される。
【００４３】
電子ビームカラム６３内には、上から順に電子銃（エミッタ）７０、収束レンズ７１、ブランキング電極７２、アパーチャ７３、ビーム偏向電極７４、フォーカスレンズ７５、対物レンズ７６が配置されている。電子銃７０は、加速高圧電源（図示せず）から供給される高電圧が印加される陰極（図示せず）により、例えば数１０ＫｅＶに加速された電子ビーム（ＥＢ）を射出する。収束レンズ７１は、射出された電子ビームを収束させる。ブランキング電極７２は、電子ビームのオン・オフ切換を行う。アパーチャ７３は、電子ビームの通過範囲を制限する開口である。ビーム偏向電極７４は、電子ビームを高速で偏向制御する。フォーカスレンズ７５は焦点距離を変更可能なレンズであり、このフォーカスレンズ７５と対物レンズ７６とで、電子ビームを電子ビームカラム６３の直下に位置する電子ビームスポットＢに収束させる。電子ビームスポットＢの位置は、回転テーブル５上に載置されたワークであるディスク原盤用の基板７７の表面における処理箇所の位置とされる。
【００４４】
制御系６４は、コンピュータ、メモリ等からなるコントローラ８０と、このコントローラ８０に接続された回転振れ演算器８１、ステージ駆動部８２、ブランキング制御部８３、ビーム制御部８４、およびフォーカス制御部８５とで構成される。コントローラ８０は、図１の静圧気体軸受スピンドルＡにおける照射位置調整手段５２に相当する。また、回転振れ演算器８１は、図１の静圧気体軸受スピンドルＡにおける変位量算出手段５１に相当し、変位計４１の出力および高分解能ロータリアクチュエータ４７の出力から、主軸２の基準位置に対する現在の変位量すなわち回転振れを演算する。
【００４５】
ステージ駆動部８２は、コントローラ８０からの指令信号に基づいて、送りステージ６２の送り駆動源６６および静圧気体軸受スピンドルの主軸回転用サーボモータ４を駆動させる。送り駆動源６６の駆動は、測長器６８により検出される静圧気体軸受スピンドルＡの送り量の情報を用いたフィードバック制御で行う。主軸回転用サーボモータ４の駆動は、ロータリエンコーダ３８により検出される主軸２の回転位置の情報を用いたフィードバック制御で行う。さらに、回転振れ演算器８１で求められた主軸２の回転振れに応じて、コントローラ８０からステージ駆動部８２へ主軸２の回転位置を調整するための信号が出力され、これにより、電子ビームスポットＢの位置が基板７７の処理箇所の位置と正確に合致するように調整する。測長器６８およびロータリエンコーダ３８の検出信号は、ステージ駆動部８２を経由してコントローラ８０に送られる。
【００４６】
ブランキング制御部８３は、コントローラ８０からの指令信号に基づき変調信号をブランキング電極７２に出力して、電子ビームのオン・オフを切換えるように制御する。ビーム偏向部８４は、コントローラ８０からの指令信号に基づき制御信号をビーム偏向電極７４に出力し、基板７７に対する電子ビームスポットＢの位置制御を行う。フォーカス制御部８５は、コントローラ８０からの指令信号に基づきフォーカスレンズ７５の焦点距離変更機構（図示せず）に出力して、フォーカスレンズ７５の焦点距離を変更する。
【００４７】
ディスク原盤用の基板７７の表面には、レジストが塗布されている。送りステージ６２により静圧気体軸受スピンドルＡをＸ軸方向に移動させると共に、回転テーブル５を回転させることにより、回転テーブル５上に載置された基板７７の処理箇所を電子ビームカラム６３直下の所定の電子ビームスポットＢに位置させる。そして、電子ビームカラム６３の電子銃７０により電子ビームを射出して、基板７７にデータ信号を書き込む。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ…静圧気体軸受スピンドル
２…主軸
２ａ…主軸被支持部
２ｂ…主軸テーブル側部
２ｃ…モータ軸部（モータ軸）
３…静圧気体軸受
３ａ…スラスト軸受部
３ｂ…ラジアル軸受部
４…サーボモータ
５…回転テーブル
６…貫通孔
２０…モータロータ
４１…変位計
４２…回転精度測定ターゲット部材
４３…メッキ層（導電部）
４４…導電線
【図１】
2011208724.tif 000003
【図２】
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