(57)【要約】【課題】高精度にバランス調整することができる技術を提供すること。【解決手段】バランサ１０は、内側部材１と、この内側部材１の周囲に配置された外側部材２と、内側部材１と外側部材２とを接続する接続部材２３及び３３とを備えている。接続部材２３及び３３は、流体圧により伸縮可能な圧力室２３ａ及び３３ａをそれぞれ内部に有する。典型的には、接続部材２３及び３３は、ベローズ状に形成されている。バランサ１０の回転時に各圧力室２３ａ及び３３ａのエア圧が個別に制御されることで、内側部材１と外側部材２との相対的位置が変化し、これにより高精度なバランス調整が可能となる。【選択図】図１
2008095786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側部材と、
前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、
流体圧により伸縮可能に設けられ、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材と
を具備することを特徴とするバランサ。
【請求項２】
請求項１に記載のバランサであって、
前記接続部材は、ベローズ部材であることを特徴とするバランサ。
【請求項３】
請求項１に記載のバランサであって、
前記接続部材は、複数設けられていることを特徴とするバランサ。
【請求項４】
請求項１に記載のバランサであって、
前記外側部材または内側部材は、前記流体圧により、当該バランサとともに回転する回転体に前記外側部材を吸着させるための吸着部を有することを特徴とするバランサ。
【請求項５】
回転軸と、前記回転軸に設けられた流体の第１の流路と、ディスク状の記録媒体を保持する保持体とを有する回転体と、
内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、前記第１の流路に連通し流体圧により伸縮可能に設けられた圧力室を有し前記圧力室の伸縮により前記内側部材と前記外側部材との相対的位置を変化させるように該内側部材と外側部材とを接続する接続部材とを有し、前記回転体と一体的に回転可能なバランサと、
前記第１の流路に連通する第２の流路を有する、前記回転軸の軸受と、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記流体を移動させて前記圧力室の前記流体圧を制御する流体圧制御手段と
を具備することを特徴とするディスク記録装置。
【請求項６】
請求項５に記載のディスク記録装置であって、
前記軸受は、前記回転軸との間に設けられた前記流体で満たされた隙間を介して配置された流体軸受であることを特徴とするディスク記録装置。
【請求項７】
請求項６に記載のディスク記録装置であって、
前記第２の流路は、
前記隙間と対面し、前記回転体の回転方向に沿って設けられたリング状の流路を有することを特徴とするディスク記録装置。
【請求項８】
内側部材と、
前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、
流体圧により伸縮可能に設けられ、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材と、
前記流体圧を制御する流体圧制御手段と
を具備することを特徴とするバランス調整装置。
【請求項９】
内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、前記流体圧により伸縮可能に設けられ、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材とを有し、回転体と一体的に回転可能なバランサによるバランス調整方法であって、
前記回転体を回転させ、
流体圧を制御することで、前記接続部材の伸縮により前記内側部材と前記外側部材との相対的位置を変化させる
ことを特徴とするバランス調整方法。
【請求項１０】
回転軸と、前記回転軸に設けられた流体の第１の流路と、ディスク状の記録媒体を保持する保持体とを有する回転体と、内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、前記第１の流路に連通し流体圧により伸縮可能に設けられた圧力室を有し、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材とを有し、前記回転体と一体的に回転可能なバランサと、前記第１の流路に連通する第２の流路を有する、前記回転軸の軸受とを備えたディスク記録装置におけるバランス調整方法であって、
前記保持体で前記記録媒体を保持し、
前記回転体を回転させ、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記流体を移動させて前記圧力室の前記流体圧を制御することで、前記圧力室の伸縮により前記内側部材と前記外側部材との相対的位置を変化させる
ことを特徴とするバランス調整方法。
【請求項１１】
回転軸と、前記回転軸に設けられた流体の第１の流路と、ディスク状の記録媒体を保持する保持体とを有する回転体と、内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、前記第１の流路に連通し流体圧により伸縮可能に設けられた圧力室を有し、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材とを有し、前記回転体と一体的に回転可能なバランサと、前記第１の流路に連通する第２の流路を有する、前記回転軸の軸受とを備えたディスク記録装置によるディスク製造方法であって、
前記保持体で前記記録媒体を保持し、
前記回転体を回転させ、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記流体を移動させて前記圧力室の前記流体圧を制御することで、前記圧力室の伸縮により前記内側部材と前記外側部材との相対的位置を変化させ、
前記バランサにより回転のバランスが取れた状態で、前記記録媒体に信号を記録する
ことを特徴とするディスク製造方法。
【請求項１２】
回転軸と、前記回転軸に設けられた流体の第１の流路と、ディスク状の記録媒体を保持する保持体とを有する回転体と、内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、前記第１の流路に連通し流体圧により伸縮可能に設けられた圧力室を有し、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材とを有し、前記回転体と一体的に回転可能なバランサと、前記第１の流路に連通する第２の流路を有する、前記回転軸の軸受とを備えたディスク記録装置によるディスク製造方法により製造されたディスク状記録媒体であって、
前記保持体で前記記録媒体を保持し、
前記回転体を回転させ、
前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記流体を移動させて前記圧力室の前記流体圧を制御することで、前記圧力室の伸縮により前記内側部材と前記外側部材との相対的位置を変化させ、
前記バランサにより回転のバランスが取れた状態で、前記記録媒体に信号を記録する
ことにより製造されたディスク状記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転のバランスを取るためのバランサ、このバランサを搭載したバランス調整装置、ディスク記録装置、ディスク記録方法、ディスク製造方法及びその製造方法により製造されたディスク状記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、動バランスの調整装置として各種の装置が開発、提案されている。動バランス調整方法として、次のような方法がある。例えば回転体を回転させてアンバランスの方向とその量が計測され、回転体の回転が停止した後、バランスが調製され、再度対象物を回転させてそのアンバランスの除去具合が確認される。このような作業が繰り返し行われることによりアンバランス量が極小に調整される。この方法では、回転体の回転とその停止を繰り返す必要があり、回転中にアンバランスを補正できるわけではないので、補正結果の誤差が大きいという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するため、錘が移動可能にケース内に収容され、このケースが回転体と一体となって回転する装置がある。かかる装置のうち、例えば、円筒形状のケース内に２つの重さの異なる錘体が移動可能に収容された回転体駆動装置が開示されている。この回転体駆動装置では、比較的低回転において質量の小さい方の錘体が遠心力でケースの外周側に移動する。さらに回転数が増加すると、質量の大きい方の錘体が遠心力でケースの外周側に移動する。これにより、比較的高回転数域において、バランスが取れるようになる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５２５５４号公報（段落[００１８]、[００２８]、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の装置では、錘体が回転の径方向にしか移動しないため、アンバランスを除去することは難しい。また、この装置では、アンバランスが多少解消されたとしても、バランスの微調整が困難である。
【０００６】
特に、高密度で記録されるディスク状記録媒体の原盤に、例えばレーザ照射等により原信号を記録する工程においては、記録媒体の回転中心と、振動系の重心位置とを高精度に一致させなければならない。したがって、高精度のバランス調整が必要になる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高精度にバランス調整することができる技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、回転体が回転中に、容易にアンバランス量を測定しつつこれを除去することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るバランサは、内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、流体圧により伸縮可能に設けられ、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材とを具備する。
【００１０】
本発明では、バランサの回転時に流体圧が制御されることで、内側部材と外側部材との相対的位置が変化する。つまり、流体圧の制御により、高精度なバランス調整が可能となる。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記接続部材は、ベローズ部材である。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、前記接続部材は、複数設けられている。この場合、接続部材の流体圧が個別に制御されることが望ましい。これにより、接続部材が１つの場合に比べ、さらに高精度なバランス調整が可能となる。接続部材が１つの場合、当該接続部材は、内側部材と外側部材とが回転の径方向や、径方向以外の方向にも伸縮する部材が用いられればよい。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記外側部材または内側部材は、前記流体圧により、当該バランサとともに回転する回転体に前記外側部材を吸着させるための吸着部を有する。例えば、アンバランスが除去された後は、吸着部の流体圧が負圧に調整されることで、外側部材（または内側部材）と回転体とが吸着する。これにより、回転のバランスが取れた状態でバランサは回転体とともに回転することが可能となる。この場合、流体とは気体である。
【００１４】
吸着部とは、溝や凹部等の形状を含む。つまり、負圧が維持されるような形状であればどのような形態であってもよい。
【００１５】
本発明に係るディスク記録装置は、回転軸と、前記回転軸に設けられた流体の第１の流路と、ディスク状の記録媒体を保持する保持体とを有する回転体と、内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、前記第１の流路に連通し流体圧により伸縮可能に設けられた圧力室を有し前記圧力室の伸縮により前記内側部材と前記外側部材との相対的位置を変化させるように該内側部材と外側部材とを接続する接続部材とを有し、前記回転体と一体的に回転可能なバランサと、前記第１の流路に連通する第２の流路を有する、前記回転軸の軸受と、前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記流体を移動させて前記圧力室の前記流体圧を制御する流体圧制御手段とを具備する。
【００１６】
本発明では、回転体の回転時に圧力室の流体圧が制御されることで、内側部材と外側部材との相対的位置が変化する。つまり、圧力室の流体圧の制御により、回転体（または回転体と記録媒体とを含む回転系）の高精度な回転のバランス調整が可能となる。
【００１７】
また、従来では、回転体を回転させアンバランス量を測定した後、回転体の回転を停止してアンバランスを修正し、再度回転体を回転させてアンバランス量を測定するといった作業が行われていた。つまり、アンバランス量の測定及び修正の作業が順に繰り返されることでバランス調整が行われていた。これに対し、本発明では、回転体の回転中であっても、容易にアンバランス量を測定しつつこれを除去修正することができる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記軸受は、前記回転軸との間に設けられた前記流体で満たされた隙間を介して配置された流体軸受である。これにより、圧力室を伸縮させることに必要な流体と、流体軸受として機能させるために必要な流体とを共用することができる。
【００１９】
本発明の一の形態によれば、前記第２の流路は、前記隙間と対面し、前記回転体の回転方向に沿って設けられたリング状の流路を有する。リング状の流路が設けられることにより、第２の流路は、回転体の回転時に上記隙間を介して第１の流路と連通することができる。
【００２０】
第２の流路がリング状の流路を有する構成ではなく、第１の流路がそれを有していてもよい。あるいは、第１及び第２の流路の両者がリング状の流路を有していてもよい。
【００２１】
本発明に係るバランス調整装置は、内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、流体圧により伸縮可能に設けられ、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材と、前記流体圧を制御する流体圧制御手段とを具備する。
【００２２】
本発明に係るバランス調整方法は、内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、前記流体圧により伸縮可能に設けられ、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材とを有し、回転体と一体的に回転可能なバランサによるバランス調整方法であって、前記回転体を回転させ、流体圧を制御することで、前記接続部材の伸縮により前記内側部材と前記外側部材との相対的位置を変化させる。本発明の「内側部材と、〜バランス調整方法であって、」という前提部分は、発明を分かりやすくするために記載した。したがって、当該前提部分は、決して公知の技術を意図したものではない。
【００２３】
本発明の他の観点に係るバランス調整方法は、回転軸と、前記回転軸に設けられた流体の第１の流路と、ディスク状の記録媒体を保持する保持体とを有する回転体と、内側部材と、前記内側部材の周囲に配置された外側部材と、前記第１の流路に連通し流体圧により伸縮可能に設けられた圧力室を有し、前記内側部材と前記外側部材とを接続する接続部材とを有し、前記回転体と一体的に回転可能なバランサと、前記第１の流路に連通する第２の流路を有する、前記回転軸の軸受とを備えたディスク記録装置におけるバランス調整方法であって、前記保持体で前記記録媒体を保持し、前記回転体を回転させ、前記第１の流路及び前記第２の流路を介して前記流体を移動させて前記圧力室の前記流体圧を制御することで、前記圧力室の伸縮により前記内側部材と前記外側部材との相対的位置を変化させる。本発明の、「回転軸と、〜とを備えたディスク記録装置におけるバランス調整方法であって、」という前提部分は、発明を分かりやすくするために記載した。したがって、当該前提部分は、決して公知の技術を意図したものではない。ディスク製造方法に係る発明及びディスク状記録媒体に係る発明についても同様である。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、高精度にバランス調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施の形態に係るバランサを示す平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１に示すバランサの裏側から見た平面図である。
【００２７】
バランサ１０は、内側部材１と、この内側部材１の周囲に配置された外側部材２と、内側部材１と外側部材２とを接続する接続部材２３及び３３とを備えている。内側部材１は、バランサ１０全体のうちほぼ中央に配置されている。内側部材１は、例えば円筒形状でなるが、これに限られず、多角柱形状でもよい。外側部材２は、例えば円形のリング状でなるが、これに限られず、多角形状のリング状に形成されていてもよい。内側部材１及び外側部材２の材質は、例えば金属でなる。その金属としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、チタン、あるいはその他の金属または合金が挙げられる。内側部材１及び外側部材２の材質は、金属以外にも、例えば樹脂やセラミックス等でもよい。
【００２８】
あるいは、内側部材１の材質と外側部材２の材質とが異なっていてもよい。例えば外側部材２の材質として、内側部材１より質量の密度が大きい材料が用いられてもよい。共振の問題を考慮しなければ、外側部材２が重いほど、外側部材２のわずかな移動でアンバランスが除去されやすいからである。
【００２９】
接続部材は、例えば２つ設けられており、これら接続部材２３及び３３は実質的に同じ構造である。接続部材２３及び３３は、流体圧により伸縮可能な圧力室２３ａ及び３３ａをそれぞれ内部に有する。典型的には、接続部材２３及び３３は、ベローズ状に形成されている。接続部材２３及び３３の材質としては、例えばゴムまたは樹脂等が挙げられる。流体としては、例えば気体が用いられる。気体は、典型的にはエアが用いられるが、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性気体でもよい。以下、流体をエアとして実施形態を説明する。２つの接続部材２３の間の角度θは、例えば７０〜１５０°に設定されているが、これ以外の角度に設定されてもよい。
【００３０】
内側部材１には、エアの通る貫通穴１ａ及び１ｂがそれぞれ形成されている。この貫通穴１ａ（及び１ｂ）は、内側部材１の下面１ｃに設けられた第１の開口７ａ（及び７ｂ）から、側面に設けられた第２の開口６ａ（及び６ｂ）まで貫通している。接続部材２３（及び３３）は、貫通穴１ａ（及び１ｂ）内と圧力室２３ａ（及び３３ａ）とが連通するように一端が当該第２の開口６ａ（６ｂ）に接続されており、他端は外側部材２の内周面２ｂに接続されている。
【００３１】
外側部材２の下面には、図３に示すように、そのリングの周方向に沿って溝２ａが形成されている。この溝２ａは、後述するように、エアによる負圧を発生させて、このバランサ１０と一体的に回転する回転体１３（図８参照）に吸着する吸着部として機能する。溝２ａは必ずしも必要ないが、溝２ａが設けられることにより吸着しやすくなる。
【００３２】
図４は、以上のように構成されたバランサ１０が搭載された光ディスク記録装置を示す平面図である。図５は、図４に示す光ディスク記録装置１００の正面図であり、図６は、その側面図である。
【００３３】
本実施の形態に係る光ディスク記録装置１００は、光ディスクの原盤Ｄを記録する装置である。光ディスク原盤Ｄは、最終的に製造される光ディスクのスタンパの型となる円盤である。光ディスク原盤Ｄの直径は、２００ｍｍ程度であるが、これに限られない。
【００３４】
光ディスク記録装置１００は、ベース１１と、このベース１１上に備えられた直動案内機構１２と、直動案内機構１２により直線移動可能に支持された移動テーブル１２ｄと、移動テーブル１２ｄ上に設けられた回転体１３とを備えている。また、光ディスク記録装置１００は、回転体１３の上方にてベース１１に対して固定配置された光照射機構２１と、位置検出機構１５と、電磁アクチュエータ１６とを備えている。
【００３５】
ベース１１は、マシンベースまたはマシンベースに対して取り付けられたサブベースとして構成されている。マシンベースは、例えば鋳鉄、天然石等の形状寸法安定性及び振動減衰性等に優れた材料から構成されている。マシンベースは、例えば空気バネ等の図示しない除振機構により懸架されることにより、床振動が減衰または絶縁できるようになっている。なお、上記除振機構は、典型的には、例えばベース１１上の加速度を検出して、この加速度を相殺するようにベース１１と床との間に相対的な駆動力を与えるようにした、いわゆるアクティブ除振機構が用いられる。これにより、除振機構自体の固有振動数による固有振動領域で床振動が増幅されたり、ベース１１上に搭載された他の振動源からの振動によるベース１１の共振が防止される。
【００３６】
直動案内機構１２は、図示の場合、ベース１１上に設けられ、互いに平行な二本のガイドレール１２ａと、ガイドレール１２ａの両端をベース１１に対して支持する支持部１２ｂと、ガイドレール１２ａに沿ってスライドするスライド部１２ｃと、各スライド部１２ｃにより支持された移動テーブル１２ｄとを有する。各スライド部１２ｃがガイドレール１２ａに沿って移動することにより、移動テーブル１２ｄがベース１１に対して水平方向に移動する。スライド部１２ｃと、ガイドレール１２ａとの間には圧縮エアが供給される。これにより、スライド部１２ｃは非接触で移動することができる。
【００３７】
回転体１３は、後述するように、例えばエアスピンドル等の摩擦が極めて低い、非接触式の軸受４（図８参照）により回転可能に支持されている。回転体１３は、駆動モータ４９（図８参照）により回転駆動されるようになっており、回転角度を検出するためのエンコーダ（図示せず）を備えている。駆動モータ４９は、その出力回転軸が、回転軸と同軸で接続される形態でもよいし、プーリやタイミングベルト等を介して接続される形態であってもよい。あるいは、回転軸１３ａ及び軸受４が、駆動モータ４９と一体化された形態であってもよい。
【００３８】
光照射機構２１は、ベース１１に固定された固定枠１７と、固定枠１７に設けられ、電子ビームまたはその他の光を照射する照射ヘッド１４とを備えている。
【００３９】
位置検出機構１５は、移動テーブル１２ｄとベース１１との間に設けられ、移動テーブル１２ｄとベース１１の相互の相対変位を測定する。位置検出機構１５としては、例えば１０ｎｍ以下の分解能を有するリニアスケールまたはレーザ干渉測長機等が用いられる。位置検出機構１５は、図示の場合には、移動テーブル１２ｄに取り付けられたスケール部１５ａとベース１１上に設けられた測定部１５ｂとから構成されている。
【００４０】
電磁アクチュエータ１６は、移動テーブル１２ｄ及びベース１１の間に設けられている。電磁アクチュエータ１６は、例えば、与えた電流に応じて駆動力を発生させるいわゆるボイスコイル型リニアモータ等が使用される。ここで、移動テーブル１２ｄは、位置検出機構１５により検出された位置情報と光ディスク原盤Ｄ上の記録の目標位置との誤差が最小となるように、電磁アクチュエータ１６により位置決め送りの駆動がなされる。
【００４１】
移動テーブル１２ｄ上には、移動テーブル１２ｄの加速度を検出するための加速度計１８が設けられている。
【００４２】
ここで、上記電磁アクチュエータ１６は、図１０に示すように、制御回路４７により駆動制御される。制御回路４７は、上述した位置検出機構１５により検出された位置情報に基づいて、この位置情報をフィードバックしながら、電磁アクチュエータ１６を駆動制御する。また、制御回路４７は、後述するように加速度計１８により検出された加速度、電磁アクチュエータ１６の駆動電流値等が入力されることにより、光ディスク原盤Ｄの偏心量及び方向等の各種演算を行う。
【００４３】
図７は、回転体１３及びバランサ１０等を示す平面図である。図８は、図７におけるＢ−Ｂ線断面図である。図９は、図８におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【００４４】
回転体１３は、光ディスク原盤Ｄを保持する保持体１３ｂと、保持体１３ｂと一体的に設けられまたは保持体１３ｂに連結された上記回転軸１３ａとを有する。保持体１３ｂは、例えば中央に円形の凹部１３ｃを有し、この凹部１３ｃにバランサが搭載されている。典型的には、バランサ１０の内側部材１の下面１ｃと、凹部１３ｃの表面に当接し固定されている。この固定方法としては、例えばネジ、接着剤、溶接、圧着、またはその他の固定方法がある。一方、外側部材２は、凹部１３ｃに固定されていない。つまり、接続部材２３の伸縮する分の長さ量だけ、外側部材２は内側部材１に対して移動可能となっている。
【００４５】
回転軸１３ａは、上記したように軸受４により回転可能に支持されている。軸受４は、エアの隙間ｕを介して回転軸１３ａを支持している。隙間ｕの幅ｍは、３μｍ〜２０μｍ、典型的には５μｍとされている。しかし、隙間ｕの値はこの範囲に限られない。
【００４６】
回転軸１３ａは、バランサ１０の内側部材１の貫通穴１ａ及び１ｂとそれぞれ連通する第１の流路２４及び３４を有する。すなわち、各第１の流路２４及び３４は、内側部材１の第１の開口７ａ及び７ｂにそれぞれ接続されている。また、回転軸１３ａは、外側部材２の溝２ａと連通する、外側部材２を負圧により保持し固定するためのバランサチャック用流路５、及び光ディスク原盤Ｄを負圧により保持し固定するためのディスクチャック用流路３１を有する。
【００４７】
軸受４は、上記各第１の流路２４及び３４とそれぞれ連通する第２の流路２５及び３５と、隙間ｕと対面し、回転体１３の回転方向に沿って設けられたリング状の流路２６及び３６とを有する。第２の流路２５及び３５は、リング状の流路２６及び３６にそれぞれ連通している。さらに軸受４は、隙間ｕに圧縮エアを供給するための供給路９を有する。供給路９は、複数設けられていてもよい。隙間ｕに供給される圧縮エアの圧力は、数ａｔｍ、例えば５ａｔｍ程度であるが、これに限られない。
【００４８】
なお、バランサチャック用流路５は、図１１に示すように、外側部材２の溝２ａの幅より十分に狭い幅に形成されていればよい。これにより、後述するようにバランス調整時に外側部材２が移動しても、当該溝とバランサチャック用流路５とを連通させておくことができる。あるいは、バランサチャック用流路５は、回転体１３の上面から見て、回転体の径方向１３に、多数の穴が形成されるように設けられていてもよい。これにより、外側部材２が大きく動いても問題ない。
【００４９】
図８に示すように、軸受４は、上記バランサチャック用流路５及びディスクチャック用流路３１にそれぞれ連通する連通路８をさらに有する。図８では、連通路８は１つしか図示していないが、バランサチャック用流路５とディスクチャック用流路３１とにそれぞれ個別に接続されるように、複数設けられている。各連通路８は、真空源４５に接続されている。連通路８は必ずしも軸受４に設けられる必要はなく、例えば回転体１３に非接触で近接して配置された図示しない固定の部材に設けられていてもよい。
【００５０】
光ディスク記録装置１００は、バランサ１０の接続部材２３及び３３の各圧力室２３ａ及び３３ａへエアを供給することが可能なエアの供給源４４と、当該圧力室２３ａ及び３３ａからエアを排出することが可能な上記真空源４５と、これら供給源４４及び真空源４５に接続された、各圧力室２３ａ及び３３ａの圧力を制御するエア圧制御システム４１とを備えている。
【００５１】
エア圧制御システム４１は、エアの制御弁４２ａ、４２ｂ及び４２ｃと、これらのエア制御弁４２ａ、４２ｂ及び４２ｃの駆動を個別に制御するコントローラ４３を含む。エア制御弁４２ａ、４２ｂ及び４２ｃには、例えば、流量制御弁または圧力制御弁が用いられる。また、エア圧制御システム４１は、供給路９、第２の流路２５及び３５にそれぞれ接続された、切り替え弁４６ｃ、４６ａ及び４６ｂを含む。各切り替え弁４６ｃ、４６ａ及び４６ｂは、エア供給源４４によるエアの供給と真空源４５によるエアの排出とをそれぞれ切り替える。切り替え弁４６ｃはなくてもよく、例えばエア解放用のポートが回転体１３または軸受４に設けられていてもよい。コントローラ４３は、上記切り替え弁４６ａ、４６ｂ及び４６ｃの駆動を個別に制御する。さらに、コントローラ４３は、各連通路８を介して、上記ディスクチャック用流路３１及びバランサチャック用流路５内のそれぞれの圧力を調整することで、光ディスク原盤Ｄ及びバランサ１０が回転体１３に保持される。なお、光ディスク原盤Ｄは、真空吸着でなくてもよく、メカチャック、または磁気チャック等でもよい。
【００５２】
エア圧制御システム４１は、エア制御弁４２ａ、４２ｂ及び４２ｃ（または切り替え弁４６ａ、４６ｂ及び４６ｃ）を駆動するためのソフトウェアやハードウェアを備えていてもよい。あるいは、光ディスク記録装置１００は、制御対象となる圧力を測定する図示しないセンサを備え、コントローラ４３は、そのセンサ値に基づいたフィードバック制御を行うようにしてもよい。当該センサとしては、エアの流量計、圧力センサ等が用いられる。コントローラ４３は、上記制御回路４７との間で通信が可能となっている。
【００５３】
エア供給源４４は、例えば加圧ボンベまたはエアコンプレッサ等を含む。真空源４５は、例えば真空ポンプ等を含む。
【００５４】
このような構成によれば、エア供給源４４から供給されたエアが第２の流路２５及び３５、さらに第１の流路２４及び３５を介して各圧力室２３ａ及び３３ａまでそれぞれ流通する。また、真空源４５の作動によって各圧力室２３ａ及び３３ａのエアが第１の流路２４及び３４、さらに第２の流路２５及び３５を介して排出される。また、エア供給源４４から供給される圧縮エアが供給路９を介して隙間ｕに供給される。
【００５５】
なお、図８に示すように、リング状の流路の幅ｒは数ｍｍ、例えば３ｍｍ程度であるのに対し、軸受の長さｓは数十ｍｍ、例えば５０ｍｍ程度である。つまり、隙間ｕの縦方向の長さは数十ｍｍで十分に長く、かつ、隙間ｕの幅ｍが数μｍで十分に狭い。したがって、後述するバランス調整時に、各圧力室２３ａ及び３３ａの制御のために、例えばリング状の流路２６または３６内で圧力が変動しても、隙間ｕにおける正圧（例えば５ａｔｍ程度）に影響はほとんどない。このとこは、例えばバランサチャック用の連通路８に設けられたリング状の流路１９と隙間ｕとの関係についても同様である。
【００５６】
以上のように構成された光ディスク記録装置１００におけるバランス調整の動作を説明する。図１２は、その動作を示すフローチャートである。この光ディスク記録装置１００において、光ディスク原盤Ｄへ信号の記録が行われる前に、図１２に示すようなバランス調整が行われる。
【００５７】
ステップ１にて、光ディスク原盤Ｄが回転体１３上に載置され、真空源４５の作動等により、保持体１３ｂにより光ディスク原盤Ｄが真空吸着される。この状態から、ステップ２にて、回転体１３が駆動モータ４９により回転駆動される。このときの回転数は、２０００〜４０００ｒｐｍであり、バランス調整完了後の光ディスク原盤Ｄの記録処理時の回転数に合わせればよい。しかし、回転数は適宜変更可能である。
【００５８】
ここで、光ディスク原盤Ｄが回転体１３に対して偏心していると、この偏心により、回転系に振れが発生する。この振れは、光ディスク原盤Ｄの偏心のみならず、回転体１３や軸受４の組み立て精度、穴加工等の不均一性等の原因で発生する場合もある。また、本実施の形態では、接続部材２３及び３３がバランサ１０の中で偏った位置にあるため、バランサ１０自体の重心は、その内側部材１の中心（回転体１３の回転軸１３ａ中心）と一致しない。ここで、回転系とは、光ディスク原盤Ｄ、回転体１３及びバランサ１０を含む系であり、一体となって回転する部材をすべて含む系である。
【００５９】
この場合、移動テーブル１２ｄが振動し、この振動が位置検出機構１５により検出され、電磁アクチュエータ１６の駆動制御にフィードバックされる。したがって、ステップ３にて、この振動によるパラメータが検出される。例えば、移動テーブル１２ｄの変位誤差が位置検出機構１５により検出され、または電磁アクチュエータ１６の駆動電流値が制御回路４７により検出される。あるいは移動テーブル１２ｄの加速度が移動テーブル１２ｄ上に設けられた加速度計１８により検出される。
【００６０】
ステップ４にて、制御回路４７は、これらの変位誤差、駆動電流値または加速度の極大極小値等に基づいて、光ディスク原盤Ｄの偏心の量を演算する。また、ステップ５にて、制御回路４７は、回転体１３のエンコーダからの角度信号と、上記変位誤差、駆動電流値または加速度の極大極小値等に基づいて、光ディスク原盤Ｄの偏心の方向を演算する。これにより、光ディスク原盤Ｄの偏心の量及び方向が求められることになる。
【００６１】
ステップ６にて、制御回路４７は、求めた偏心の量及び方向に基づき、その偏心を抑えるように、接続部材２３及び３３の各圧力室２３ａ及び３３ａの圧力を計算により求める。あるいは、偏心の量及び方向と、各圧力室２３ａ及び３３ａの圧力とが予め対応付けられたテーブルが、図示しない記憶装置に記憶されていてもよい。この場合、制御回路４７が当該記憶装置にアクセス可能とされる。
【００６２】
回転系の重心が回転中心から離れるほど、偏心の量が大きくなる。また、偏心の方向については、回転体の基準位置（回転角０°）を定めておけば、エンコーダによって検出可能である。
【００６３】
ここで、図１３を参照する。例えば、図１３（Ａ）に示すように、バランサが動いていない状態では、回転体、光ディスク原盤Ｄ、及びバランサのそれぞれの中心がほぼ一致している状態にある。いま、回転系の重心Ｐは、回転系の回転中心Ｏとは一致していないとする。
【００６４】
ステップ７にて、コントローラ４３は、計算により求められた各圧力室２３ａ及び３３ａの圧力を実現するように、エア制御弁４２ａ及び４２ｂの駆動を制御する。例えば図１３（Ｂ）に示すように、外側部材２がその重心とは逆方向に位置するように、接続部材３３の圧力室３３ａの圧力を、接続部材２３の圧力室２３ａの圧力に比べ高くする。これにより、外側部材２は、図中右下へ移動する。つまり、コントローラ４３は、回転系の重心Ｐが回転中心Ｏと一致するように、エア制御弁４２ａ及び４２ｂの駆動を制御する。これにより、アンバランスが除去され、バランス調整が完了する。
【００６５】
なお、図１３（Ｂ）では、説明を分かりやすくするため、外側部材２の移動量を大きく描いた。しかし、実際は偏心量は小さいものであり、外側部材２の移動量は図１３（Ｂ）で示すより微小である。
【００６６】
バランス調整が完了すると、ステップ８にて、真空源４５の作動により、バランサチャック用流路５内の圧力が調整されて、バランサ１０の外側部材２が回転体１３の凹部１３ｃの表面に吸着される。これにより、以降、回転体１３が回転しても、回転系や移動テーブル１２ｄ等の振動の発生を抑えることができ、あるいは振れをなくすことができる。この状態から、電磁アクチュエータ１６の駆動により移動テーブル１２ｄが所定の位置に移動し、回転体１３が回転する。そして所定の回転数において、光照射機構２１により光ディスク原盤Ｄに電子ビームが照射されることで信号が記録される。
【００６７】
なお、本実施の形態によるバランス調整では、コントローラ４３によって各圧力室２３ａ及び３３ａの圧力が自動制御された。しかし、作業者により手動で各圧力室２３ａ及び３３ａの圧力が制御されてもよい。
【００６８】
以上のように、本実施の形態では、バランサ１０の回転時に各圧力室２３ａ及び３３ａのエア圧が制御されることで、内側部材１と外側部材２との相対的位置が変化し、これにより高精度なバランス調整が可能となる。また、このように、回転体１３を回転させながら、バランス調整が可能となることから、処理効率、処理速度が向上する。
【００６９】
光ディスク原盤Ｄが、ＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））等、あるいはそれ以上の高記録密度の光ディスクを製造するための原盤である場合、本実施の形態は特に有効である。ＢＤは、記録領域のトラックピッチが０．３２μｍであり、また、その許容誤差範囲は±１０ｎｍである。つまり、本実施の形態によれば、そのような高記録密度の光ディスクを製造するのに非常に適している。
【００７０】
本実施の形態に係る軸受は、空気静圧軸受であるので、圧力室２３ａ及び３３ａを伸縮させることに必要なエアと、流体静圧軸受として機能させるために必要なエアとを共用することができる。
【００７１】
本実施の形態では、２つの接続部材２３及び３３が設けられ、これらの各圧力室の圧力が個別に制御された。これにより、接続部材が１つの場合に比べ、高精度なバランス調整が可能となる。また、接続部材の数が多いほど、高精度にバランス調整することができる。
【００７２】
例えば、図１４に示すバランサ２０のように、接続部材２３が３つあってもいよいし、図１５に示すバランサ３０のように、４つあってもよい。あるいは、接続部材２３は５つ以上あってもよい。図１４に示すバランサの場合、３つの接続部材２３の各圧力室２３ａの圧力が個別に制御される。３つの接続部材２３の配置間隔は１２０°となっている。図１５に示すバランサの場合、４つの接続部材２３の各圧力室２３ａの圧力が個別に制御される。４つの接続部材の配置間隔は９０°となっている。このように、各接続部材２３が回転方向で等間隔に配置されることにより、バランサ自体の重心位置が、回転中心Ｏと一致する。その結果、バランス調整が効率的かつ容易になる。また、上記実施形態のように接続部材２３（３３）が２つ設けられる場合、例えばそれらの配置間隔を１８０°とすることもできる。
【００７３】
図１６は、さらに別の実施の形態に係るバランサを示す平面図である。この実施形態に係るバランサ４０では、バランサ４０自体の回転のバランスを確保するために、外側部材６２にウェイト６２ａが設けられている。ウェイト６２ａの重量が適宜変えられることにより、バランサの重心位置を回転の中心Ｏと一致させることができる。
【００７４】
図１７は、接続部材の他の実施の形態を示す断面図である。この接続部材６３では、ベローズ６５の圧力室６５ａにコイルバネ６４が挿入されている。これにより、圧力室６３ａの圧力制御時において、ベローズ６５の伸縮のレスポンスが向上し、さらに高精度なバランス調整が可能になる。
【００７５】
図１８は、本発明の他の実施の形態に係る光ディスク記録装置の要部を示す平面図である。図１９は、図１８におけるＤ−Ｄ線断面図である。これ以降の説明では、図８等に示した実施の形態に係る光ディスク記録装置の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００７６】
この光ディスク記録装置のバランサ５０は、例えば３つの接続部材１２３、１３３、１４３を備えるバランサである。接続部材の数は適宜変更可能である。回転体１１３の凹部１１３ｃには、バランサ５０の外側部材５２が固定されている。つまり、外側部材５２が凹部１１３ｃに嵌合して固定され、内側部材５１は固定されておらず移動可能になっている。外側部材５２の固定方法は、嵌め込みに限られず、ネジ、接着剤、溶接、あるいはその他の方法であってもよい。
【００７７】
内側部材５１が外側部材５２に対して移動するので、内側部材５１の材料の密度が大きいほど、小さな移動量でもアンバランスを抑制しやすくなる。したがって、内側部材５１の材質を外側部材５２の材質と異ならせて、外側部材５２よりその密度を大きくしてもよい。
【００７８】
内側部材５１と外側部材５２とを接続する接続部材１２３、１３３及び１４３の各圧力室１２３ａ、１３３ａ、１４３ａは、外側部材５２に設けられた貫通穴５２ａ、５２ｂ及び５２ｃにそれぞれ連通している。図１９に示すように、各貫通穴５２ａ、５２ｂ（５２ｂは図示を省略）及び５２ｃは、回転軸１１３ａが有する各第１の流路７１とそれぞれ連通し、さらに各第１の流路７１は、軸受１０４が有する第２の流路７２にそれぞれ連通している。第２の流路７２は、配管等を介してエア供給等の制御ブロック７５に接続されている。この制御ブロック７５は、図８で示した、エア供給源４４、真空源４５及びエア圧制御システム４１等を含むブロックである。
【００７９】
図１９に示すように、内側部材５１の下面には、真空吸着用の溝５１ａが設けられている。溝５１ａは、回転体１１３が有するバランサチャック用流路７３に接続されている。バランサチャック用流路７３は、軸受１０４が有する連通路１０８を介して制御ブロック７５に接続されている。さらに、軸受１０４は、供給路１０９を有し、制御ブロック７５からの圧縮エアが当該供給路１０９を介して隙間ｕに供給される。すなわち、軸受１０４は、非接触の流体軸受である。
【００８０】
第２の流路７２、連通路１０８には、回転体１１３の回転方向に沿ってリング状の流路８２、８３が形成されている。
【００８１】
このように構成された光ディスク記  録装置は、図１２に示したようなフローで動作する。特に、ステップ７にて、アンバランスが除去されるように、各圧力室１２３ａ、１３３ａ、１４３ａの個別の圧力制御により内側部材５１が移動し、内側部材５１と外側部材５２との相対位置が変化する。アンバランスが除去されると、ステップ８にて、内側部材５１の溝５１ａが負圧に調整され、内側部材５１が回転体１１３に吸着される。その後、光ディスク原盤Ｄに信号が記録される。
【００８２】
本発明に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【００８３】
接続部材２３等は、必ずしもベローズに限られない。例えば、接続部材２３は、ベローズ形状ではないゴムまたはそのような樹脂等により構成されていてもよい。
【００８４】
流体として、エアとは別の気体が用いられてもよい。軸受４、１０４部分の密閉性を十分に確保することができれば、流体として液体が用いられてもよい。この場合、液体としては、オイルや純水、その他の液体が挙げられる。
【００８５】
図８に示した形態では、外側部材２にリング状の溝を負圧にして外側部材２を回転体１３に吸着させた例を示した。しかし、負圧ではなく正圧を利用して、回転体に設けられた図示しない部材を動かして、バランサ１０を上から押さえ付けたり、あるいは外側部材２を挟んだりしてバランサ１０が回転体１３に固定されてもよい。このことは、図１８、図１９に示した形態についても同様に考えられる。
【００８６】
図８、図１９等に示したように、リング状の流路２６（または３６、１９、８２、８３等）は、必ずしも軸受４に設けられていなくてもよい。例えばこれらのリング状の流路２６は、軸受４の内周面に対面する、回転軸１３ａの外周面に設けられるようにしてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るバランサを示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すバランサの裏側から見た平面図である。
【図４】バランサが搭載された光ディスク記録装置を示す平面図である。
【図５】図４に示す光ディスク記録装置の正面図である。
【図６】図５に示す光ディスク記録装置の側面図である。
【図７】回転体及びこれの軸受等を示す断面図である。
【図８】図７におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】図８におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】光ディスク記録装置の制御システムを示すブロック図である。
【図１１】バランサチャック用流路と外側部材の溝の拡大断面図である。
【図１２】光ディスク記録装置におけるバランス調整の動作を示すフローチャートである。
【図１３】バランス調整の動作を順に示す図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態に係るバランサを示す平面図であり、接続部材が３つ設けられる形態を示す図である。
【図１５】本発明のさらに別の他の実施の形態に係るバランサを示す平面図であり、接続部材が４つ設けられる形態を示す図である。
【図１６】本発明のさらに別の他の実施の形態に係るバランサを示す平面図であり、ウェイトが設けられる形態を示す図である。
【図１７】接続部材の他の実施の形態を示す断面図であり、コイルバネが設けられる形態を示す図である。
【図１８】本発明の他の実施の形態に係る光ディスク記録装置の要部を示す平面図である。
【図１９】図１８におけるＤ−Ｄ線断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
Ｄ…光ディスク原盤
ｕ…隙間
１、５１…内側部材
２、５２、６２…外側部材
２ａ、５１ａ…溝
４、１０４…軸受
１０、２０、３０、４０、５０…バランサ
１３、１１３…回転体
１３ａ…回転軸
１３ｂ…保持体
２３、３３、６３、１２３、１３３、１４３…接続部材
２３ａ、３３ａ、６３ａ、６５ａ、１２３ａ、１４３ａ、１５３ａ…圧力室
２４、７１…第１の流路
２５、７２…第２の流路
２６…流路
４１…エア圧制御システム
４３…コントローラ
６４…コイルバネ
６５…ベローズ
１００…光ディスク記録装置
【図１】
2008095786.tif 000003
【図２】
2008095786.tif 000004
【図３】
2008095786.tif 000005
【図４】
2008095786.tif 000006
【図５】
2008095786.tif 000007
【図６】
2008095786.tif 000008
【図７】
2008095786.tif 000009
【図８】
2008095786.tif 000010
【図９】
2008095786.tif 000011
【図１０】
2008095786.tif 000012
【図１１】
2008095786.tif 000013
【図１２】
2008095786.tif 000014
【図１３】
2008095786.tif 000015
【図１４】
2008095786.tif 000016
【図１５】
2008095786.tif 000017
【図１６】
2008095786.tif 000018
【図１７】
2008095786.tif 000019
【図１８】
2008095786.tif 000020
【図１９】
2008095786.tif 000021