(57)【要約】【課題】簡単な構成で光ディスク原盤の回転時の振れ回り振動により生じる露光位置の送り方向振動を抑制して隣接するトラックの溝間隔を高精度に露光する。【解決手段】計測手段７は、光ディスク原盤１を搭載して回転する回転機構部４が回転しているときの振れ回り振動により基台１７に伝達される露光位置可変手段５の送り方向の加速度を計測する。サーボ制御手段３６は、計測した加速度から基台１７に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成して、振動伝達力の作用方向が、露光位置可変手段５の送り方向と同一方向になるように基台１７に固定された加振器６を駆動制御して、光ディスク原盤１を露光するときの露光位置の送り精度を高める。【選択図】    図１
2005024588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光手段と、基台に設けられた回転機構部と露光位置可変手段とを有し、露光手段は露光光学系から導かれた照射ビームを回転機構部に搭載して回転する光ディスク原盤に集光し、露光位置可変手段は、露光光学系の集光手段を搭載し、搭載した集光手段を回転機構部に搭載した光ディスク原盤の半径方向に移動する光ディスク原盤露光装置において、
加速度計測手段と加振器及び制御手段を有し、
前記加速度計測手段は、前記回転機構部の回転中心と前記露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って基台の上面に設けられ、前記回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される前記露光位置可変手段の送り方向の加速度を計測し、
前記加振器は、振動伝達力作用点が、前記回転機構部が回転しているときの基台に対する前記露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点と同一平面上にあり、振動伝達力の作用方向が、前記露光位置可変手段の送り方向と同一方向になるように基台に固定され、
前記制御手段は、前記加速度計測手段から出力する送り方向の加速度信号を入力して基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成し、前記加振器を駆動制御することを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
【請求項２】
露光手段と、基台に設けられた回転機構部と露光位置可変手段とを有し、露光手段は露光光学系から導かれた照射ビームを回転機構部に搭載して回転する光ディスク原盤に集光し、露光位置可変手段は、露光光学系の集光手段を搭載し、搭載した集光手段を回転機構部に搭載した光ディスク原盤の半径方向に移動する光ディスク原盤露光装置において、
偏差表示器と加速度計測手段と加振器及び制御手段を有し、
前記偏差表示器は、前記露光位置可変手段の送り偏差信号を表示し、
前記加速度計測手段は、前記回転機構部の回転中心と前記露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って基台の上面に設けられ、前記回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される前記露光位置可変手段の送り方向の加速度を計測し、
前記加振器は、振動伝達力作用点が、前記回転機構部が回転しているときの基台に対する前記露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点と同一平面上にあり、振動伝達力の作用方向が、前記露光位置可変手段の送り方向と同一方向になるように基台に固定され、
前記制御手段は、前記加速度計測手段から出力する送り方向の加速度信号を入力し、前記偏差表示器に表示された送り偏差信号を参照して入力した送り方向の加速度信号を逆位相にして基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成し、前記加振器を駆動制御することを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
【請求項３】
前記加振器の振動伝達力作用点が、前記回転機構部の回転中心と前記回転機構部が回転しているときの基台に対する前記露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点を結ぶ直線上になるように、前記加振器を基台に固定した請求項１又は２記載の光ディスク原盤露光装置。
【請求項４】
露光手段と、基台に設けられた回転機構部と露光位置可変手段とを有し、露光手段は露光光学系から導かれた照射ビームを回転機構部に搭載して回転する光ディスク原盤に集光し、露光位置可変手段は、露光光学系の集光手段を搭載し、搭載した集光手段を回転機構部に搭載した光ディスク原盤の半径方向に移動する光ディスク原盤露光装置において、
振動伝達力計測手段と加振器及び制御手段を有し、
前記振動伝達力計測手段は、前記回転機構部の回転中心と前記露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って設けられ、前記露光位置可変手段の送り方向の位置を検出する位置検出手段の可動部に伝達する振動伝達力を計測し、
前記加振器は、振動伝達力作用点が、前記回転機構部が回転しているときの基台に対する前記露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点と同一平面上にあり、振動伝達力の作用方向が、前記露光位置可変手段の送り方向と同一方向になり、かつ振動伝達力作用点が、前記回転機構部の回転中心と前記回転機構部が回転しているときの基台に対する前記露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点を結ぶ直線上になるように基台に固定され、
前記制御手段は、前記振動伝達力計測手段から出力する振動伝達力を入力して基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成し、前記加振器を駆動制御することを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
【請求項５】
露光手段と、基台に設けられた回転機構部と露光位置可変手段とを有し、露光手段は露光光学系から導かれた照射ビームを回転機構部に搭載して回転する光ディスク原盤に集光し、露光位置可変手段は、露光光学系の集光手段を搭載し、搭載した集光手段を回転機構部に搭載した光ディスク原盤の半径方向に移動する光ディスク原盤露光装置において、
加速度計測手段と振動伝達力計測手段と加振器及び制御手段を有し、
前記加速度計測手段は、前記回転機構部の回転中心と前記露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って基台の上面に設けられ、前記回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される前記露光位置可変手段の送り方向の加速度を計測し、
前記振動伝達力計測手段は、前記回転機構部の回転中心と前記露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って設けられ、前記露光位置可変手段の送り方向の位置を検出する位置検出手段の可動部に伝達する振動伝達力を計測し、
前記加振器は、振動伝達力作用点が、前記回転機構部が回転しているときの基台に対する前記露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点と同一平面上にあり、振動伝達力の作用方向が、前記露光位置可変手段の送り方向と同一方向になり、かつ振動伝達力作用点が、前記回転機構部の回転中心と前記回転機構部が回転しているときの基台に対する前記露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点を結ぶ直線上になるように基台に固定され、
前記制御手段は、前記加速度計測手段から出力する送り方向の加速度信号と前記振動伝達力計測手段で出力する振動伝達力の信号を入力し、入力した送り方向の加速度信号と振動伝達力の信号の和信号により基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成し、前記加振器を駆動制御することを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
【請求項６】
前記加振器を、コイル移動型又は磁石移動型のボイスコイルモータで構成し、固有角周波数ωｃと使用回転角周波数ωとをω／ωｃが２１／２の近傍になるように可動部を保持する支持ばねのばね定数を設定した請求項１乃至５のいずれかに記載の光ディスク原盤露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク原盤露光装置、特に光ディスク原盤の回転時の振れ回り振動により生じる露光位置の送り方向振動を抑制して隣接するトラックの溝間隔を高精度に露光することに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１０−２９３９２８号公報
【特許文献２】特開平１０−２６１２４５号公報
【特許文献３】特開平８−３２９４７６号公報
【特許文献４】特開平９−１９０６５１号公報
光ディスク原盤の表面に形成されたレジスト膜にトラックの溝を露光するとき、隣接するトラックの溝間隔を高精度に露光する必要がある。この隣接するトラックの溝間隔を高精度に露光する露光装置が各種開示されている。
【０００３】
特許文献１に示された光ディスク原盤露光装置は、ディスク原盤を露光するヘッドの装置本体に対する位置と、ディスク原盤を支持するターンテーブルの装置本体に対する位置の差分をレーザ測長計で計測し、計測した差分と、ターンテーブルの位置とあらかじめ設定されたヘッドの目標位置に対応する差分とからディスク原盤を露光するヘッドの位置を装置本体に固定した微小移動手段により微調整して、ターンテーブルに対するヘッドの位置を所定の位置に制御するようにしている。
【０００４】
特許文献２に示された光ディスク原盤露光装置は、記録ヘッドを搭載しているスライダー送り系に設けたレーザ干渉計又はレーザホロスケールで送りスライダーの微量な送りムラを検出し、音響光学光偏向器によりレーザ光を偏向して光学的に送りむらを補正するようにしている。
【０００５】
特許文献３に示された光ディスク原盤露光装置は、露光用光学系が設けられたスライダの摩擦駆動による微少振動及び送り系の機械的共振周波数が低いことによる送りサーボゲイン不足によるスライダの微少振動をなくすために、対物レンズを取り付けた第１微動テーブルの位置を微調整する圧電素子を第２微動テーブルに設けて、スライダの振動と同じ距離だけ第１微動テーブルを振動方向と逆向きに移動させることにより、スライダの振動を抑制するようにしている。
【０００６】
特許文献４に示された光ディスク原盤露光装置は、ディスク原盤を保持するターンテーブルの半径方向に、非接触に変位センサーを配置し、予めターンテーブルの各回転位置での振れ量を計測し各回転角位置ごとの振れ量を平均した平均値をメモリに蓄積しておき、露光時には測定した振れ量から各回転角の位置に対応する平均値を減算して非同期振れ量のみを出力し、この出力値で露光光の照射位置を補正して、ターンテーブルの非同期振れによる影響を受けないようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
通常、ディスク原盤は外径に対して数１０μｍ程度の偏心、言い換えれば、数１０μｍ程度の偏重心にてターンテーブル上に搭載される。このため回転時に働く遠心力により回転部が振れ回り振動を発生するので、特許文献１に示すように、ターンテーブルの位置をレーザ測長計で測定しようとしても、ターンテーブル側面のレーザ照射位置が回転角とともに変わってしまう。したがってディスク原盤を露光するヘッドの位置と、ディスク原盤を支持するターンテーブルの位置の差分を計測しても正確な送り方向の差分が計測できず、その信号にもとづいて微小移動手段を動作させてしまうと正確な補正動作ができず、逆にピッチ変動を発生して露光品質が劣化してしまう可能性がある。
【０００８】
また、光ディスク原盤上に形成される記録溝のピッチ精度は、ターンテーブルとヘッドを移動する移動台の相対的な振れにて決定されるため、特許文献２や特許文献３に示すように、送りスライダーの微量な送りムラや振動だけを検出して送り補正を行ったり、特許文献４に示すように、ターンテーブルの振れ量だけで露光位置を補正しても補正精度が悪くなってしまい、露光品質が劣化してしまう。
【０００９】
さらに、特許文献１〜特許文献３に示された光ディスク原盤露光装置は、送り方向の補正機構としてヘッド先端又はヘッド筐体にピエゾアクチュエータを取り付ける構成のため、構造が複雑で組立調整が困難である。また、機械剛性が低下し、送り系のサーボゲインを高く設定できないので制御上好ましくなかった。
【００１０】
この発明はかかる短所を改善し、簡単な構成で光ディスク原盤の回転時の振れ回り振動により生じる露光位置の送り方向振動を抑制して、隣接するトラックの溝間隔を高精度に露光することができる光ディスク原盤露光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】
この発明の光ディスク原盤露光装置は、露光手段と、基台に設けられた回転機構部と露光位置可変手段とを有し、露光手段は露光光学系から導かれた照射ビームを回転機構部に搭載して回転する光ディスク原盤に集光し、露光位置可変手段は、露光光学系の集光手段を搭載し、搭載した集光手段を回転機構部に搭載した光ディスク原盤の半径方向に移動する光ディスク原盤露光装置において、加速度計測手段と加振器及び制御手段を有し、加速度計測手段は、回転機構部の回転中心と露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って基台の上面に設けられ、回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される露光位置可変手段の送り方向の加速度を計測し、加振器は、振動伝達力作用点が、回転機構部が回転しているときの基台に対する露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点と同一平面上にあり、振動伝達力の作用方向が、露光位置可変手段の送り方向と同一方向になるように基台に固定され、制御手段は、加速度計測手段から出力する送り方向の加速度信号を入力して基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成し、加振器を駆動制御することを特徴とする。
【００１２】
この発明の第２の光ディスク原盤露光装置は、露光手段と、基台に設けられた回転機構部と露光位置可変手段とを有し、露光手段は露光光学系から導かれた照射ビームを回転機構部に搭載して回転する光ディスク原盤に集光し、露光位置可変手段は、露光光学系の集光手段を搭載し、搭載した集光手段を回転機構部に搭載した光ディスク原盤の半径方向に移動する光ディスク原盤露光装置において、偏差表示器と加速度計測手段と加振器及び制御手段を有し、偏差表示器は、露光位置可変手段の送り偏差信号を表示し、加速度計測手段は、回転機構部の回転中心と露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って基台の上面に設けられ、回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される露光位置可変手段の送り方向の加速度を計測し、加振器は、振動伝達力作用点が、回転機構部が回転しているときの基台に対する露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点と同一平面上にあり、振動伝達力の作用方向が、露光位置可変手段の送り方向と同一方向になるように基台に固定され、制御手段は、加速度計測手段から出力する送り方向の加速度信号を入力し、偏差表示器に表示された送り偏差信号を参照して入力した送り方向の加速度信号を逆位相にして基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成し、加振器を駆動制御することを特徴とする。
【００１３】
前記加振器の振動伝達力作用点が、回転機構部の回転中心と回転機構部が回転しているときの基台に対する露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点を結ぶ直線上になるように、加振器を基台に固定して、加振器の取付け調整を容易にするとともに露光位置可変手段の送り制御の精度をより高める。
【００１４】
この発明の第３の光ディスク原盤露光装置は、露光手段と、基台に設けられた回転機構部と露光位置可変手段とを有し、露光手段は露光光学系から導かれた照射ビームを回転機構部に搭載して回転する光ディスク原盤に集光し、露光位置可変手段は、露光光学系の集光手段を搭載し、搭載した集光手段を回転機構部に搭載した光ディスク原盤の半径方向に移動する光ディスク原盤露光装置において、振動伝達力計測手段と加振器及び制御手段を有し、振動伝達力計測手段は、回転機構部の回転中心と露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って設けられ、露光位置可変手段の送り方向の位置を検出する位置検出手段の可動部に伝達する振動伝達力を計測し、加振器は、振動伝達力作用点が、回転機構部が回転しているときの基台に対する露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点と同一平面上にあり、振動伝達力の作用方向が、露光位置可変手段の送り方向と同一方向になり、かつ振動伝達力作用点が、回転機構部の回転中心と回転機構部が回転しているときの基台に対する露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点を結ぶ直線上になるように基台に固定され、制御手段は、振動伝達力計測手段から出力する振動伝達力を入力して基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成し、加振器を駆動制御することを特徴とする。
【００１５】
この発明の第４の光ディスク原盤露光装置は、露光手段と、基台に設けられた回転機構部と露光位置可変手段とを有し、露光手段は露光光学系から導かれた照射ビームを回転機構部に搭載して回転する光ディスク原盤に集光し、露光位置可変手段は、露光光学系の集光手段を搭載し、搭載した集光手段を回転機構部に搭載した光ディスク原盤の半径方向に移動する光ディスク原盤露光装置において、加速度計測手段と振動伝達力計測手段と加振器及び制御手段を有し、加速度計測手段は、回転機構部の回転中心と前記露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って基台の上面に設けられ、回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される露光位置可変手段の送り方向の加速度を計測し、振動伝達力計測手段は、回転機構部の回転中心と露光位置可変手段の送り方向とで形成する平面に沿って設けられ、露光位置可変手段の送り方向の位置を検出する位置検出手段の可動部に伝達する振動伝達力を計測し、加振器は、振動伝達力作用点が、回転機構部が回転しているときの基台に対する露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点と同一平面上にあり、振動伝達力の作用方向が、露光位置可変手段の送り方向と同一方向になり、かつ振動伝達力作用点が、回転機構部の回転中心と回転機構部が回転しているときの基台に対する露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点を結ぶ直線上になるように基台に固定され、制御手段は、加速度計測手段から出力する送り方向の加速度信号と振動伝達力計測手段で出力する振動伝達力の信号を入力し、入力した送り方向の加速度信号と振動伝達力の信号の和信号により基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成し、加振器を駆動制御することを特徴とする。
【００１６】
前記加振器を、コイル移動型又は磁石移動型のボイスコイルモータで構成し、固有角周波数ωｃと使用回転角周波数ωとをω／ωｃが２１／２の近傍になるように可動部を保持する支持ばねのばね定数を設定し、加振の伝達効率を高める。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１，図２はこの発明の光ディスク原盤露光装置の構成を示し、図１は側面図、図２は平面図である。図に示すように、光ディスク原盤１を露光する光ディスク原盤露光装置２は、露光手段３と回転機構部４と露光位置可変手段５と加振器６と計測手段７及び駆動制御装置８を有する。露光手段３は光源９と露光光学系１０と折返しミラー１１及び例えば開口数ＮＡが０．９以上の対物レンズを搭載したボイスコイルアクチュエータで構成された集光手段１２を有する。
【００１８】
回転機構部４は、光ディスク原盤１を吸着して保持するターンテーブル１３と外部より供給される圧縮空気によりスラストとラジアル方向に静圧浮上して回転自在なスピンドル１４とＡＣ同期モータ１５及びモータ１５の回転角度を検出する光学式ロータリーエンコーダ１６を有し、例えば空気圧等を利用した除振機構の上に設けた基台１７の所定の取付部１８にモータ１５が固定されている。
【００１９】
露光位置可変手段５は、外部から供給される圧縮空気により静圧浮上するスライダ１９と移動台２０及び位置検出手段２１を有する。スライダ１９のガイド２２は、図２に示すように、基台１７の回転機構部４の回転中心を通るＸ軸を中心にして回転機構部４から一定位置に固定されている。移動台２０は、一方の端部がスライダ１９の上面に固定され、回転機構部４と対向する他方の端部の上部には露光手段３の折返しミラー１１が固定され、折返しミラー１１の下部に、折返しミラー１１から導かれる照射ビームを集光する集光手段１２が固定されている。位置検出手段２１は、例えばスライダ１９の下部に取付けたスケール２３と基台１７に取付けられた投光部と受光部２４で構成された光学式リニアエンコーダからなり、スライダ１９の移動量すなわち集光手段１２の送り方向に位置を計測する。
【００２０】
加振器６は、図２の平面図に示すように、動作軸２５が集光手段１２の送り方向であるＸ軸と平行で、振動伝達力作用点Ｂが回転機構部４が回転するときの基台１７への送り方向振動伝達力の作用点Ａと同一平面上で距離Ｌだけ離れた基台１７の上面の固定されている。このように加振器６の振動伝達力作用点Ｂと回転機構部４が回転するときの基台１７への送り方向振動伝達力の作用点Ａを同一平面上に設けることにより、基台１７に対してピッチング方向振動（紙面の回転方向振動）を誘起する振動伝達力を加えないように構成している。すなわち基台１７のピッチング方向振動は光ディスク原盤１を露光して形成するトラックピッチ精度に影響を及ぼすから、この影響を避けるためである。
【００２１】
この加振器６は、図３の断面図に示すように、加振方向に磁極構成されたリング状の永久磁石２６に、中心が円筒状に形成された中空フランジ状の継鉄２７とリング状の継鉄２８が同軸で固定され、これらが筐体２９の内周面に固定されている。中空フランジ状の継鉄２７の円筒部には可動部３０が摺動自在に配置され、可動部３０の外周部に巻き回した駆動コイル３１が中空フランジ状の継鉄２７とリング状の継鉄２８により形成される磁気ギャップに配置されている。この可動部３０の両端部は、外周部を筐体２９に固定した支持ばね３２の中心穴に固定して支持され、コイル移動型のボイスコイルアクチュエータを構成している。そして駆動コイル３１に通電することにより、可動部３０は中心軸である動作軸２５の方向に移動する。この加振器６の可動部３０の質量は光ディスク原盤１の質量と同じに構成している。
【００２２】
計測手段７は加速度センサ等からなり、回転機構部４の回転中心を含みかつ集光手段１２の送り方向であるＸ軸上の基台１７の上面に設けられ、回転機構部４が回転しているときの振れ回り振動により基台１７に伝達されるスライダ１９すなわち集光手段１２の送り方向の加速度を計測する。
【００２３】
駆動制御装置８はコントローラ３３とスライダコントローラ３４とスピンドルコントローラ３５及びサーボ制御手段３６を有する。コントローラ３３は装置全体の動作を制御する。スライダコントローラ３４は、露光位置可変手段５に設けた位置検出手段２１からの位置検出信号を入力してスライダ１９の例えばＤＣリニアモータ等の駆動部を制御する。スピンドルコントローラ３５は回転機構部４の光学式ロータリーエンコーダ１６からの出力、すなわち一周を数千等分割したＡ相とＢ相パルス及び一周に１回発生するＺ相パルスを入力してモータ１５の回転を制御する。また、スピンドルコントローラ３５に入力した光学式ロータリーエンコーダ１６のＺ相出力は、送り動作と回転動作の協調を図るためにスライダコントローラ３４に送られる。
【００２４】
サーボ制御手段３６は、増幅器３７とローパスフィルタ３８と補償回路３９とゲイン調整器４０とスイッチ回路４１及び駆動回路４２を有し、計測手段７で計測した集光手段１２の送り方向の加速度量の計測信号を増幅器３７で増幅し、ローパスフィルタ３８を介して補償回路３９に出力する。補償回路３９は入力した信号の開ループ周波数特性におけるゲイン余有（１０ｄＢ以上）と位相余有（４５度以上）を調整してゲイン調整器４０を介してスイッチ回路４１に出力する。スイッチ回路４１はコントローラ３３からのオン信号により導通し、ゲイン調整器４０の出力信号を駆動回路４２に送る。駆動回路４２は入力した信号により加振器６を駆動する。
【００２５】
この光ディスク原盤露光装置１で光ディスク原盤２を露光するとき、回転数（角速度）を一定としたスライダー１９すなわち集光手段１２と回転機構部４の協調送り動作であるＣＡＶ回転送り駆動と、線速度を一定とした協調送り動作であるＣＬＶ送り駆動がある。
【００２６】
ＣＬＶ送り駆動の場合、スライダ１９で移動する集光手段１２の位置すなわち露光する半径位置にしたがって下記（１）式に示すように回転機構部４の回転数を変化させる必要がある。
Ｎ＝６０×Ｖ／（２×π×ｒ））          （１）
ここでＮは回転数（ｒｐｍ）、Ｖは線速度（ｍ／ｓ）、ｒは半径位置（ｍ）である。
回転送り動作が開始される前にコントローラ３３からサーボ制御手段３６にオン信号が送出され、スイッチ回路４１をオンにしてサーボ制御を開始して加振器６を駆動する。このとき基台１７に加わる外乱振動の送り方向すなわちＸ軸方向成分に対して計測手段７の出力が見かけ上は零になるように加振器６を駆動制御する。この状態でコントローラ３３から回転送り動作開始指令がスピンドルコントローラ３５とスライダコントローラ３４に出力されると、ターンテーブル１３上に偏重心が数十μｍ程度で吸着固定された光ディスク原盤１が回転を開始する。この回転により回転機構部４の回転部全体が振れ回り振動を発生して基台１７に伝達する。この基台１７に伝達した振れ回り振動により計測手段７に送り方向の正弦波状の振動加速度が加わる。ＣＬＶ送り駆動の場合、露光する半径位置が外周ほど周波数が下がっていく正弦波状の振動加速度が加わる。この振動加速度を計測手段７で計測し、計測した加速度信号をサーボ制御手段３６に出力する。サーボ制御手段３６は、計測手段７から出力される加速度信号が見かけ上は零になるように加振器６を駆動制御する。すなわちサーボ制御手段３６は計測手段７で計測している振れ回り振動の加速度と逆相に振動を基台１７に加えるように加振器７を駆動制御する。このように計測手段７から出力される加速度信号が見かけ上は零になるように加振器６を駆動制御することにより、光ディスク原盤２を露光するときの送り精度を高めて露光品質を向上させることができる。
【００２７】
ここで加振器６の計算モデル６１と駆動回路モデル６２を図４に示す。この加振器６の入力電圧に対する伝達力の関係は下記（２）式の伝達関数Ｇ（ｓ）で示される。
Ｇ（ｓ）＝Ｋｆ・（Ｋ＋Ｃ・ｓ）／｛（ｍｓ２＋Ｃｓ＋Ｋ）・（Ｒ０＋ＲＣ＋ＬＣｓ）｝・・・（２）
ここでＫｆは加振器推力定数、ｍは可動部質量、Ｋは支持バネ定数、Ｃは減衰係数、Ｒ０は駆動回路出力抵抗、ＲＣは加振器コイル抵抗、ＬＣは加振器コイルインダクタンスを示す。
サーボ制御手段３６は、この伝達関数Ｇ（ｓ）と増幅器３７とローパスフィルタ３８と補償回路３９とゲイン調整器４０及び駆動回路４２の伝達関数を掛け算して得られる伝達関数にて構成する。
【００２８】
また、加振器６の可動部３０に加える力Ｐに対する振動伝達力Ｐｔの比Ｐｔ／Ｐである伝達率Ｔａは、使用回転角周波数をω、加振器６の固有角周波数をωｃとすると下記（３）式で表せる。
Ｔａ＝｛１＋（２・ζ・ω／ｐ）２｝１／２／［｛１−（ω／ｐ）２｝２＋（２・ζ・ω／ｐ）２］１／２・・（３）
ここで、ζ＝Ｃ／２・（ｍ・Ｋ）１／２、ｐ＝（Ｋ／ｍ）１／２＝ωｃである。
加振器６の固有角周波数ωｃを使用回転角周波数ωに対してω／ωｃが２１／２の近傍になるように支持ばね３２のばね定数を定めれば、可動部３０の加振による伝達効率を大きくすることができ、小さい加振器６で基台１７の振動を打ち消すことができる。
【００２９】
次に、ＣＡＶ回転送り駆動の場合について説明する。この場合、光ディスク原盤露光装置２には、図５の側面図に示すように、スライダコントローラ３４から出力される送り偏差信号を表示する偏差表示器４３を有し、サーボ制御手段３６には増幅器３７とローパスフィルタ３８と調整可変抵抗等の手動調整手段を有する振幅調整器４４とスイッチ回路４１及び駆動回路４２を有する。
【００３０】
ＣＡＶ回転送り駆動を開始する前にコントローラ３３からサーボ制御手段３６にオン信号が送出され、スイッチ回路４１をオンにしてサーボ制御を開始して加振器６を駆動する。このとき基台１７に加わる外乱振動の送り方向すなわちＸ軸方向成分に対して計測手段７の出力が見かけ上は零になるように加振器６を駆動制御する。この状態で光ディスク原盤１をターンテーブル１３に搭載してＣＡＶ回転送り駆動を開始し、光ディスク原盤１を、例えば内周側から露光する場合、まず、スライダ１９により集光手段１２を所望の内径位置へ移動した後、ターンテーブル１３上にある偏重心が数十μｍ程度で吸着固定された光ディスク原盤１を所定の一定回転数で回転させる。このときコントローラ３９からスライダコントローラ３４に出力している送り動作指令をオフにしてスライダ１９の送り動作を一時停止する。光ディスク原盤１が一定回転数で回転を開始すると、回転機構部４の回転部全体が振れ回り振動を発生して基台１７に伝達する。このとき基台１７は伝達した振れ回り振動により回転部の回転周波数と同じ周波数で振動する。この基台１７の振動加速度を計測手段７で計測し、計測した加速度信号をサーボ制御手段３６に出力する。
【００３１】
このときの各信号について図６の波形図を参照して説明する。図６において、右方向と左方向は図５の側面図における方向を示している。計測手段７で計測して出力した信号を増幅器３７で増幅すると、図６（ａ）に示す正弦波状の加速度信号が出力される。この加速度信号を、例えば、カットオフ周波数数がｋＨｚ程度のローパスフィルタ３８を通して制御に必要な周波数成分のみを取り出すと、図６（ｂ）に示すように、高周波成分が取り除かれた正弦波状の加速度信号になる。このとき露光位置可変手段５に設けた位置検出手段２１の受光部２４は基台１７に固定されているため、スライダ１９の送り制御は回転振動方向と逆方向に影響を受けるので、スライダコントローラ３４から偏差表示器３に出力されて表示された送り偏差信号は、図６（ｄ）に示すように、図６（ｂ）に示す加速度信号と逆位相となる。そこで偏差表示器３に表示された送り偏差信号を参照してサーボ制御手段３６の振幅調整器４４の手動調整手段を操作してローパスフィルタ３８から出力される加速度信号の位相を逆位相にして、図６（ｃ）に示すように、基台１７の送り方向振動を打ち消す振動信号に変換する。この振幅調整器４４を調整した振動信号を駆動回路４２から出力して加振器７を駆動制御して、基台１７の送り方向振動を打ち消す。振幅調整器４４を調整して加振器７を所定の振動周期で加振した状態でコントローラ３３からスライダコントローラ３４に送り動作開始指令を出力してスライダ１９の送り動作を開始し、光ディスク原盤２に露光を行う。
【００３２】
このように回転機構部４の回転数が一定なＣＡＶ回転送り駆動の場合、偏差表示器３に表示された送り偏差信号を参照して加振器７を駆動制御して基台１７の送り方向振動を打ち消すようにしたから、光ディスク原盤１を露光する集光手段１２の送り精度を高めて露光品質を向上することができる。
【００３３】
この回転機構部４の回転により生じる振れ回り振動は、光ディスク原盤１をターンテーブル１３に搭載するたびに偏重心が異なるので、その都度、露光動作開始前に振幅調整器４４を調整して加振器７の加振状態を可変すれば良い。また、この場合も加振器６の動作軸２５を集光手段１２の送り方向であるＸ軸、すなわち回転機構部４が回転するときの基台１７への送り方向振動伝達力の作用点Ａと同一平面上でかつ同一直線上になるように設けることにより、加振器６の取付け調整を容易にすることができるとともに送り制御の精度をより高めることができる。
【００３４】
前記説明では加振器６を集光手段１２の送り方向であるＸ軸から距離Ｌだけ離した位置に設けた場合について説明したが、図７の平面図に示すように、加振器６の動作軸２５を集光手段１２の送り方向であるＸ軸、すなわち回転機構部４が回転するときの基台１７への送り方向振動伝達力の作用点Ａと同一平面上でかつ同一直線上になるように設けることにより、加振器６の取付け調整を容易にすることができるとともに送り制御の精度をより高めることができる。
【００３５】
すなわち回転機構部４の回転により基台１７に伝達する振れ回り振動を加振器６で打ち消すとき、加振器６の動作軸２５が回転機構部４から基台１７への送り方向振動伝達力の作用点Ａに生じる振動伝達力と厳密に平行でないと、基台１７に対してヨーイング方向（紙面直角方向）の振動を誘起する伝達力成分が発生し、この伝達力成分が光ディスク原盤１を露光して形成するトラックピッチの円周方向の精度に影響を及ぼしてしまう。このため加振器６の動作軸２５を回転機構部４から基台１７への送り方向振動伝達力と厳密に平行にする必要があり、加振器６を集光手段１２の送り方向であるＸ軸に設け、距離Ｌを零にすることにより基台１７に対するヨーイング方向の振動を誘起する伝達力成分の影響を小さくすることができる。
【００３６】
また、前記各説明では振動加速度を計測する計測手段７を基台１７の上面に設けた場合について説明したが、露光位置可変手段５の位置検出手段２１の部分で振動伝達力を計測するようにしても良い。この場合は、図８の側面図と図９の平面図に示すように、回転機構部４の回転中心を通り、集光手段１２の送り方向であるＸ軸に沿ったスライダ１９の下部に位置検出手段２１である光学式リニアエンコーダのスケール２３を設け、受光部２４を取り付けた取付台４５を、ロードセル等の計測手段７ａと基台１７に固定された固定ブロック４７に取り付けられ計測手段７ａに予圧を与える固定治具４６を介して基台１７に固定する。加振器６は動作軸２５を集光手段１２の送り方向であるＸ軸、すなわち回転機構部４が回転するときの基台１７への送り方向振動伝達力の作用点Ａと同一平面上でかつ同一直線上になるように基台１７に固定されている。
【００３７】
光ディスク原盤１をターンテーブル１３に搭載して露光を行うとき、回転機構部４の回転によって生じる送り方向伝達力によって基台１７が加振され、基台１７を伝達媒体としてその振動が計測手段７ａを介して受光部２４に伝わる。このとき、受光部２４と取付台４５の合計質量と伝達された振動加速度の積で表される振動伝達力が計測手段７ａの出力として発生する。この計測手段７ａから出力する振動伝達力をサーボ制御手段３６に入力する。サーボ制御手段３６は入力した振動伝達力が零になるように加振器６の加振動作を制御する。したがって光ディスク原盤１をターンテーブル１３に偏重心の状態で搭載して回転したことによりスライダ１９へ与える振動を抑制することができ、スライダ１９の送り精度すなわち集光手段１２の送り精度を高めることができる。
【００３８】
また、図１０の側面図に示すように、基台１７の上面に振動加速度を計測する計測手段７を設け、位置検出手段２１の部分に振動伝達力を計測する計測手段７ａを設けても良い。この場合、サーボ制御手段３６に計測手段７の出力信号を増幅して高周波成分を除去する増幅器３７とローパスフィルタ３８とともに、計測手段７ａの出力信号を増幅して高周波成分を除去する増幅器４８とローパスフィルタ４０を設け、ローパスフィルタ４０の出力信号をスイッチ回路５０を介して加算器５０に送りローパスフィルタ３８の出力信号と加算して補償回路３９に出力するように構成している。
【００３９】
この光ディスク原盤露光装置２で光ディスク原盤１を露光するとき、露光動作開始前に、コントローラ３３からサーボ制御手段３６のスイッチ回路４１のオン信号を出力し、スイッチ回路４１を導通させて振動加速度を計測する計測手段７からの出力信号を処理するループを動作させる。引き続いてコントローラ３３からスイッチ回路５０のオン信号を出力し、スイッチ回路５０を導通させて振動伝達力を計測する計測手段７ａの出力信号を処理するループも動作させる。このように露光動作開始前に振動加速度を計測する計測手段７からの出力信号を処理するループと振動伝達力を計測する計測手段７ａの出力信号を処理するループを動作させて加振器６を駆動制御してスライダ１９の送り方向の振動成分を打ち消すことにより、基台１７に対する外部からの振動伝達の影響を除去することができる。
【００４０】
この状態でコントローラ３３からスピンドルコントローラ３５とスライダコントローラ３４に送り回転駆動開始指令が出力されて回転機構部４が回転を開始すると、サーボ制御手段３６は、回転機構部４の回転により生じた振れ回り振動により基台１７に伝達した送り方向振動成分を計測手段７からの出力信号に基づき打ち消し、基台１７を伝達媒体とすることに起因する振動位相と大きさにゆがみを生じた位置検出手段２１への送り方向伝達力を計測手段７ａの出力信号に基づき打ち消すように加振器６を駆動制御する。このように基台１７を伝達媒体とすることに起因する振動位相と大きさにゆがみを生じた位置検出手段２１への送り方向伝達力を打ち消すことにより、回転機構部４とスライダ１９の相対振動の影響を除去することもでき、スライダ１９による集光手段１２の送り動作を高精度に制御することができる。
【００４１】
前記説明ではスライダ１９の送り方向の振動加速度を計測する計測手段７や送り方向の振動伝達力を計測する計測手段７ａの出力を、見かけ上、零に収束する相対的なフィードバック系でサーボ制御手段３６を構成することにより、サーボ制御手段３６の全ての要素で線形特性を確保することができ、制御特性を向上することができる。
【００４２】
また、スライダ１９の送り方向の振動加速度や振動伝達力を打ち消す加振器６としてボイスコイルアクチュエータを構成した場合について説明したが、図１１の断面図に示すように、可動部３０の加振方向両端保持部を例えばバイモルフ型圧電素子５２で軸芯が一致するように筐体２９の内周面に固定し、バイモルフ型圧電素子５２に通電して可動部３０を動作軸２５の方向に加振させるようにしても良い。この場合、支持ばねを使用しないので、ボイスコイルアクチュエータで構成した加振器６より伝達効率は低下するが、構成部品が少なく構造を簡単化することができる。
【００４３】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、光ディスク原盤を搭載して回転する回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される露光位置可変手段の送り方向の加速度を計測し、計測した加速度から基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成して、振動伝達力作用点が、回転機構部が回転しているときの基台に対する露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点と同一平面上にあり、振動伝達力の作用方向が、露光位置可変手段の送り方向と同一方向になるように基台に固定された加振器を駆動制御することにより、光ディスク原盤を露光するときの露光位置の送り精度を高めることができ、露光品質を向上することができる。
【００４４】
また、露光位置可変手段の送り偏差信号を表示し、光ディスク原盤を搭載して回転する回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される露光位置可変手段の送り方向の加速度を計測し、表示された送り偏差信号を参照して計測した送り方向の加速度信号を逆位相にして基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成し、加振器を駆動制御することにより、光ディスク原盤を露光するときの露光位置の送り精度を高めることができ、露光品質を向上することができる。
【００４５】
この回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される振動を打ち消す加振器を、振動伝達力作用点が、回転機構部の回転中心と回転機構部が回転しているときの基台に対する露光位置可変手段の送り方向の振動伝達力の作用点を結ぶ直線上になるように、基台に固定することにより、加振器の取付け調整を容易にすることができるとともに露光位置可変手段の送り制御の精度をより高めることができる。
【００４６】
また、露光位置可変手段の送り方向の位置を検出する位置検出手段の可動部に伝達する振動伝達力を計測し、計測した振動伝達力により基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成して加振器を駆動制御して、回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される振動を、見かけ上、零にすることにより、露光位置可変手段の送り制御の精度を高めることができる。
【００４７】
さらに、光ディスク原盤を搭載して回転する回転機構部が回転しているときの振れ回り振動により基台に伝達される露光位置可変手段の送り方向の加速度と露光位置可変手段の送り方向の位置を検出する位置検出手段の可動部に伝達する振動伝達力の和信号により基台に伝達した送り方向振動伝達力を打消す方向の信号を生成して加振器を駆動制御することにより、振動伝達経路の違いに起因する送り方向の振動成分及び外乱振動の送り方向成分を抑圧でき、露光位置可変手段の送り制御の精度をより高めることができ、露光品質を向上することができる。
【００４８】
また、加振器を、コイル移動型又は磁石移動型のボイスコイルモータで構成し、固有角周波数ωｃと使用回転角周波数ωとをω／ωｃが２１／２の近傍になるように可動部を保持する支持ばねのばね定数を設定することにより、加振の伝達効率を高めて送り方向の振動成分や外乱振動の送り方向成分を抑圧でき、露光位置可変手段の送り制御の精度をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光ディスク原盤露光装置の構成を示す側面図である。
【図２】この発明の光ディスク原盤露光装置の構成を示す平面図である。
【図３】加振器の構成を示す断面図である。
【図４】加振器の計算モデルと駆動回路モデルの模式図である。
【図５】第２の光ディスク原盤露光装置の構成を示す側面図である。
【図６】第２の光ディスク原盤露光装置における振動抑制処理を示す波形図である。
【図７】加振器の他の配置を示す平面図である。
【図８】第３の光ディスク原盤露光装置の構成を示す側面図である。
【図９】第３の光ディスク原盤露光装置の構成を示す平面図である。
【図１０】第４の光ディスク原盤露光装置の構成を示す側面図である。
【図１１】加振器の他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１；光ディスク原盤、２；光ディスク原盤露光装置、３；露光手段、
４；回転機構部、５；露光位置可変手段、６；加振器、７，７ａ；計測手段、
８；駆動制御装置、９；光源、１０；露光光学系、１１；折返しミラー、
１２；集光手段、１３；ターンテーブル、１４；スピンドル、
１５；ＡＣ同期モータ、１６；光学式ロータリーエンコーダ、１７；基台、
１８；取付部、１９；スライダ、２０；移動台、２１；位置検出手段、
２２；ガイド、２３；スケール、２４；受光部、２５；加振器の動作軸、
２６；永久磁石、２７；中空フランジ状の継鉄、２８；リング状の継鉄、
２９；筐体、３０；可動部、３１；駆動コイル、３２；支持ばね、
３３；コントローラ、３４；スライダコントローラ、
３５；スピンドルコントローラ、３６；サーボ制御手段、
３７；増幅器、３８；ローパスフィルタ、３９；補償回路、
４０；ゲイン調整器、４１；スイッチ回路、４２；駆動回路、
４３；偏差表示器、４４；振幅調整器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005024588.tif 000009
【図８】
2005024588.tif 000010
【図９】
2005024588.tif 000011
【図１０】
2005024588.tif 000012
【図１１】
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