JP2005166197A

JP2005166197A - 磁気転写マスターの位置測定装置および位置決め装置

Info

Publication number: JP2005166197A
Application number: JP2003406040A
Authority: JP
Inventors: Akihito Kamatani; 彰人鎌谷
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-06-23
Also published as: US20050122606A1

Abstract

【課題】転写ホルダーに対するマスターの位置決めを簡易にかつ正確に行えるようにするためにその位置決め調整に使用する位置測定装置および位置決め装置を提供する。
【解決手段】磁気転写用マスター３が保持された転写ホルダー１１を回転させる回転機構２１と、マスター３上に円弧状に配置された検出マークを検出する検出器２２とを備え、転写ホルダー３を回転させながらマスター上の検出マークを検出し、転写ホルダー１１の回転中心に対するマスター３の中心位置のずれ量を測定する。さらに、マスター３の半径方向に力を与える押圧機構２３を備え、マスター３の中心位置のずれ量とずれ方向に応じて位置修正して位置決めする。
【選択図】図２

Description

本発明は、情報が担持されたマスターを転写ホルダーに保持しスレーブ媒体と密着させて磁気転写する磁気転写装置において、上記マスターを転写ホルダーに位置決め保持する際に使用するマスターの位置測定装置および位置決め装置に関するものである。

本発明の対象とする磁気転写は、少なくとも表層に磁性層を有するサーボ信号等の転写パターンが凹凸形状あるいは埋め込み構造で形成されたマスター（パターンドマスター）を、磁気記録部を有するスレーブ媒体と密着させた状態で、転写用磁界を印加してマスターに担持した情報に対応する磁化パターンをスレーブ媒体に転写記録するものである。

また、スレーブ媒体がハードディスクまたは高密度フレキシブルディスクのような円盤状媒体の場合には、このスレーブ媒体の両面に円盤状のマスターを密着させた状態で、その片側または両側に電磁石装置、永久磁石装置による磁界印加装置を配設して転写用磁界を印加する。

この磁気転写を行う際の重要な課題の一つに、マスターとスレーブ媒体との位置決めを精度良く行うことがある。特に、ハードディスク、高密度フレキシブルディスク等のスレーブ媒体では、磁気転写後にドライブ装置に取り付けられたときの回転中心と転写記録された磁化パターンの中心とが精度良く一致していなければならない。

上記点から、マスターとスレーブ媒体を密着させる際に、画像装置で両者の位置決めを行うものが知られている。具体的には、まず密着フランジにスレーブ媒体をセットした後、その上にパターンに対応して透明部分に形成したマーカーを有するマスターを載置し、画像装置でマーカーとスレーブ媒体との位置とが一致するように観察しつつマスターの位置調整を行ってから両者を密着させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。または、マスターをＸ−Ｙ方向に移動可能なホルダーに保持し、マスターの中心位置をＣＣＤカメラで観察して、スレーブ媒体との位置を一致させて密着させるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−１７５９７３号公報特開２００１−２０９９７８号公報

ところで、スレーブ媒体に信号を磁気転写する場合、スレーブ媒体の内径中心すなわち回転中心と転写された信号パターンの中心位置とは、数十ミクロンオーダーの高い同芯度が要求される場合が多い。これを実現させるためには、磁気転写時にマスターの転写パターンの中心とスレーブ媒体の内径中心ひいては転写ホルダーの回転中心とが正確に一致している必要があった。

上記位置決めを実現するためには、転写ホルダー上に位置決めピンを設置し、この位置決めピンでマスターを位置決めして保持する手段や、前記特許文献のように、コンパレーター等を用いてパターン中心位置を検出し、ホルダーの内面に載置したマスターの外周を４方向から押す手段によってマスターを微小移動させて位置調整する手段等があったが、位置決め精度が十分に得られなかったり、作業が煩雑で熟練を要するなどの点で問題となっていた。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、転写ホルダーに対するマスターの位置決めを簡易にかつ正確に行えるようにするためにその位置決め調整に使用する位置測定装置および位置決め装置を提供することを目的とするものである。

本発明の磁気転写マスターの位置測定装置は、磁気転写用マスターが保持された転写ホルダーを回転させる回転機構と、前記マスター上に円弧状に配置された検出マークを検出する検出器とを備え、前記転写ホルダーを回転させながら前記マスター上の検出マークを検出し、前記転写ホルダーの回転中心に対する前記マスターの中心位置のずれ量を測定することを特徴とするものである。

また本発明の磁気転写マスターの位置決め装置は、磁気転写用マスターが保持された転写ホルダーを回転させる回転機構と、前記マスター上に円弧状に配置された検出マークを検出する検出器と、前記マスターの半径方向に力を与える押圧機構とを備え、前記転写ホルダーを回転させながら前記マスター上の検出マークを検出することにより、前記転写ホルダーの回転中心に対する前記マスターの中心位置のずれ量を検出し、そのずれ量とずれ方向に応じて前記押圧機構により前記マスターを半径方向に押圧して、前記転写ホルダーに対する前記マスターの位置を修正することを特徴とするものである。

上記のような本発明位置測定装置によれば、マスターとともに転写ホルダーを回転させる回転機構とマスター上の検出マークを検出する検出器とを備え、ホルダーを回転させながら検出マークを検出し、ホルダーの回転中心に対するマスターの中心位置のずれ量を測定することにより、マスターの転写パターンの中心位置を簡易にかつ正確に測定することができる。

また、本発明位置決め装置によれば、ホルダーを回転させる回転機構と検出マークを検出する検出器とマスターの半径方向に力を与える押圧機構とを備え、ホルダーを回転させながら検出マークを検出し、転写ホルダーの回転中心に対するマスターの中心位置のずれ量を検出し、そのずれ量とずれ方向に応じて押圧機構によりマスターを半径方向に押圧して、マスターの位置を補正して位置決めを行うことにより、簡単な構成で高精度な位置決めが可能となり、自動化が容易であり、作業性、タクトが向上する。

以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は一実施形態にかかる磁気転写装置の転写ホルダーの開状態を示す概略斜視図である。なお、図は模式図であり各部の寸法は実際とは異なる比率で示している。

図１に示す磁気転写装置の転写ホルダー１は、接離移動可能な縦型の片側ホルダー１１と他側ホルダー１２とを備え、片側ホルダー１１の内面に一方のマスター３を保持し、他側ホルダー１２の内面に他方のマスター４を保持している。両側ホルダー１１，１２の接近により、両者間にスレーブ媒体２の両面に両側のマスター３，４を密着させる。

なお、図示していないが、磁気転写装置は、例えば、転写ホルダー１の片側ホルダー１１と他側ホルダー１２とで密閉された内部空間を形成し、この内部空間のエアーを真空吸引し内部を減圧状態として密着力を得る真空吸引手段と、転写ホルダー１を回転させつつ転写用磁界を印加する磁界印加装置とを備える。また、スレーブ媒体２とマスター３，４との密着は、接触密着、ごく僅かな隙間を空けて対峙密着させることの何れかを指すものとする。

スレーブ媒体２は円盤状で所定径の中心孔２ａが開口され、両面に磁気記録部（磁性層）が形成されたハードディスク、高密度フレキシブルディスクなどの円盤状磁気記録媒体が使用される。その磁気記録部は塗布型磁気記録層あるいは金属薄膜型磁気記録層で構成される。また、マスター３，４は円盤状ディスクに形成され、所定径の中心孔３ａ，４ａが開口され、この中心孔３ａ，４ａの内径は、上記スレーブ媒体２の中心孔２ａの内径と略同一に設定されている。このマスター３，４は、スレーブ媒体２の片面に信号を転写するものと、他面に信号を転写するものとでは、転写パターン３２（図５参照）の形態が表裏の関係を有するが、その他は同一に形成されてなる。

図５には片面用のマスター３を示し、基板３１上に形成された微細凹凸パターンに軟磁性体が被覆されてなる転写パターン３２を、同心円状のトラックに、内周から外周に向けて略放射方向に、全体として同心円状に有する。このマスター３は、その転写パターン３２の中心位置を検出するために、円弧状トラックと同心円上に複数点が円弧状に配置された検出マーク３３〜３５を有する。

図５(ａ)のマスター３では、転写パターン３２の外周端の少なくとも３箇所以上の複数カ所を検出マーク３３とし、その検出により中心位置を求めるようにしている。また、転写パターン３２の内周端の複数カ所を検出マークとしてもよい。このように中心位置を測定する際の検出マークとして、マスター３上に形成された磁気転写用の凹凸状の転写パターン３２を使用すると、高精度の位置検出が可能となる。

図５(ｂ)のマスター３では、転写パターン３２の形成領域の外側に円弧状の検出マーク３４を設け、その数カ所を検出することにより中心位置を求めるようにしている。また、図５(ｃ)のマスター３では、転写パターン３２の形成領域の内側に円弧状の検出マーク３５を設け、その数カ所を検出することにより中心位置を求めるようにしている。

上記のように円弧状の検出マーク３４，３５を用いると、位置検出が容易となり、より低コスト、高速での位置検出が可能となる。また、この円弧状の検出マーク３４，３５はスレーブ媒体２に転写する信号部すなわち転写パターン３２に対し、その内周側もしくは外周側にあることが、転写信号に影響を与えない点で好ましい。さらに、マスター３への上記検出マーク３４，３５の形成は、転写パターン３２の形成と同じ手段で同時に形成すると、マスター３の製造工程を簡略化できる。

また、図１のように、前記片側ホルダー１１および他側ホルダー１２は円盤状で、マスター３，４の外径より大きい円形状の内面１１ａ，１２ａを備え、この内面１１ａ，１２ａにそれぞれマスター３，４を、本発明のマスター位置測定装置を兼ね備えた位置決め装置２０（図２参照）を用いて、マスター３，４に形成されている転写パターンの中心位置を測定し、ホルダー１１，１２の中心に対して所定の位置決め精度に調整してセットする。また、両ホルダー１１，１２の背面にはそれぞれ支持軸１１ｂ，１２ｂを備え、回転可能に支持される。なお、上記両ホルダー１１，１２の内面１１ａ，１２ａには、多数のエアー吸引孔（不図示）がほぼ均等に開口され、マスター３，４を吸引保持する。マスター３，４と両ホルダー１１，１２の内面１１ａ，１２ａとの間に、スレーブ媒体２とマスター３，４との密着性を高めるための弾性材を介装してもよい。

前記片側ホルダー１１および他側ホルダー１２は一方または両方が軸方向に移動して開閉可能に設けられ、この片側ホルダー１１および他側ホルダー１２は図示しない回転機構に連係されて一体に回転駆動されるとともに、相対的にも回転可能となっており、この相対回転で位相位置が調整可能となっている。

図２は前記片側ホルダー１１の内面１１ａにマスター３をセットする位置決め装置２０を示す概略正面図(ａ)と概略平面図(ｂ)である。この位置決め装置２０は、マスター３を保持した片側ホルダー１１を回転させる回転機構２１と、マスター３上に円弧状に配置された検出マーク３３〜３５を検出する検出器２２と、マスター３の半径方向に力を与える押圧機構２３とを備えてなる。

この位置決め装置２０は、片側ホルダー１１を回転させながらマスター３上の検出マーク３３〜３５を検出器２２で検出することにより、ホルダー１１の回転中心に対するマスター３の中心位置のずれ量を検出し、そのずれ量とずれ方向に応じて押圧機構２３によりマスター３を半径方向に押圧して、ホルダー１１に対するマスター３の位置を修正し、両者の中心位置を簡易かつ正確に位置決めする。

なお、上記位置決め装置２０は、マスター３を保持したホルダー１１を回転させる回転機構２１と、マスター３上に円弧状に配置された検出マーク３３〜３５を検出する検出器２２とを備え、ホルダー１１を回転させながらマスター３上の検出マーク３３〜３５を検出し、ホルダー１１の回転中心に対するマスター３の中心位置のずれ量を測定するマスター位置測定装置を兼ね備えている。

位置決め装置２０を具体的に説明する。回転機構２１は、基盤２５上に回転支持台２６を備え、この回転支持台２６にホルダー１１が、支持軸１１ｂを縦にし、内面１１ａを上向きにして回転可能に保持されている。そして、内面１１ａ上にマスター３が載置されている。回転機構２１によるホルダー１１の回転は、手動もしくは自動で行うものであり、不図示の駆動機構が連係される。

検出器２２はマスター３の上方に配置され、検出マーク３３〜３５を検出するＣＣＤカメラなどの画像センサーで構成され、その画像を処理し円弧上の複数の検出マーク３３〜３５の座標位置より中心位置を演算する不図示の画像処理・演算処理機能に連係されている。

上記検出マーク３３〜３５を検出する検出器２２としては、画像センサーを用いると高精度の位置検出が可能であり、位置検出や位置決めを自動化することが可能となる。また、検出器２２として、汎用のコンパレーター（測定顕微鏡）を用いると、高精度の位置検出が可能であり、また専用の画像センサーと比較するとコスト低減が可能となる。

さらに、押圧機構２３は、基盤２５に立設された支柱２７にアクチュエータ２８が設置されてなる。このアクチュエータ２８の先端部の押圧部材２９が、前記ホルダー１１上のマスター３の外周に当接して半径方向に押圧し、このマスター３を修正移動させて、マスター３の転写パターン３２の中心とホルダー１１の回転中心とを精度よく一致させるように位置決めを行う。上記押圧部材２９のマスター３と接触する先端部形状は、図４により後述する。

そして、ホルダー１１を回転させながら、マスター３の中心のずれ量を検出した後、マスター３の芯ずれ方向と押圧機構２３の押圧方向とを合わせて回転を停止し、押圧機構２３によりマスター３を押圧して位置補正を行う。

その際、この押圧機構２３に対する検出器２２の相対的な位相は任意に配置が可能であり、検出器２２による検出後、マスター３上の押圧すべき位相を押圧機構２３の位相に合わせればよい。

また、マスター３がホルダー１１の内面１１ａに真空吸着されている場合は、押圧機構２３の動作時には真空度を低くして吸着力を下げ、マスター３を動かしやすくすることが好ましい。この場合、真空度は−１ｋＰａ〜−２０ｋＰａが好ましい。

そして、上記のマスター３の中心位置検出とマスター３の押圧作動による中心位置補正とを何度か繰り返すことにより、所定範囲に収束させてより高精度な位置決めが可能となる。

上記押圧機構２３は、アクチュエータ２８を用いて自動でマスター３を位置補正するほか、マイクロメーター等を用いて手動で行ってもよい。この位置補正を行う際は、マスター３の内径または外径の少なくとも一方側面を押圧するようにし、表面は汚れや傷による不具合の原因となるため接触しないことが望ましい。

上記位置決め装置２０によるマスター３の位置決めは、図３に示すようなフローチャートの手順によって行う。

まず、ホルダー１１を固定し基準状態としてから、このホルダー１１を回転させながら検出器２２でマスター３の検出マーク３３〜３５の位置を読み取り、それからマスター３の転写パターン３２の中心位置を演算し、ホルダー１１の中心とのずれ量および方向（位相角度）求める。そして、マスター３のずれ方向の角度位置が押圧機構２３の押圧部材２９による押圧方向に一致した位置でホルダー１１の回転を停止させる。次に、押圧機構２３を作動して、マスター３を上記ずれ量に相当する距離だけ押圧して移動させ、位置補正を行った後、前述と同様に検出器２２でマスター３の中心位置のずれ量を検出し、所定位置決め状態となるまでこれを繰り返し、ホルダー１１の中心とマスター３の中心とが許容範囲内にあることを確認して位置決めを完了するものである。

これらの検出・押圧は、磁気転写装置内に限らず、外段取りでマスター３，４上の転写パターンの中心位置の最適化を行ってもよい。

前記押圧機構２３における押圧部材２９の先端部形状は、図４(ａ)〜(ｄ)のように用途に応じて変更可能である。

図４(ａ)は、押圧部材２９の先端を１本のロッド２９ａで構成したものである。このようにマスター３の外周部（または内周部）を１点で支持する形状とすると、接触面積が最小となり、マスター３へのコンタミネーションの付着や傷の発生を抑えることができる。

図４(ｂ)は押圧部材２９の先端を２本のロッド２９ｂで構成したものであり、図４(ｃ)は押圧部材２９の先端を３本のロッド２９ｃで構成したものである。このように、マスター３の外周部（または内周部）を２点または３点で支持する形状とすると、押圧時にマスター３を押圧方向に安定して移動させることができる。接触面積が小さいため、マスター３のコンタミネーションの付着や傷の発生を抑えることができる。

図４(ｄ)は押圧部材２９の先端をマスター３の外周部の曲率半径に合わせた押圧曲面２９ｄで構成したものである。マスター３の外周部（または内周部）の曲率半径に合わせた押圧部形状をとると、押圧時にマスター３を押圧方向に安定して移動させることができる。

なお、上記押圧部材２９のマスター３と接触する部位を弾性体（不図示）で構成してもよく、この場合には、マスター３への傷の発生を防止することができる。

また、押圧機構２３が圧力検出器（不図示）を備え、規定の圧力以下で押圧動作を行うように設定することにより、過剰な押圧力が作用する異常時には押圧機構２３の作動を停止し、マスター３を破損するなどの異常を防止することができる。

上記実施形態によれば、転写ホルダー１における各ホルダー１１，１２に対する各マスター３，４の位置決めにおいて、ホルダー１１，１２を回転させる回転機構２１と、マスター３，４上に円弧状に配置された検出マーク３３〜３５を検出する検出器２２とを備えたマスター位置測定装置により、ホルダー１１，１２の回転中心に対するマスター３，４の中心位置のずれ量を正確に測定することができ、それに基づいて、ずれ量とずれ方向に応じてマスターを半径方向に押圧する押圧機構２３を備えた位置決め装置２０により、各ホルダー１１，１２の中心位置にマスター３，４を簡易かつ正確に位置決めを行うことができる。

本発明の一実施形態にかかる磁気転写装置の転写ホルダーの開状態を示す斜視図ホルダーにマスターを位置決めする位置決め装置を示す概略正面図と概略平面図ホルダーへのマスターの位置決め手順を示すフローチャート押圧機構の押圧部材の先端部構造例を示す概略平面図マスターへの検出マークの設置例を示す平面図

符号の説明

１転写ホルダー
２スレーブ媒体
３，４マスター
11 片側ホルダー
12 他側ホルダー
11a,12a 内面
20 位置決め装置
21 回転機構
22 検出器
23 押圧機構
29 押圧部材
31 基板
32 転写パターン
33〜35 検出マーク

Claims

磁気転写用マスターが保持された転写ホルダーを回転させる回転機構と、前記マスター上に円弧状に配置された検出マークを検出する検出器とを備え、
前記転写ホルダーを回転させながら前記マスター上の検出マークを検出し、前記転写ホルダーの回転中心に対する前記マスターの中心位置のずれ量を測定することを特徴とする磁気転写マスターの位置測定装置。
磁気転写用マスターが保持された転写ホルダーを回転させる回転機構と、前記マスター上に円弧状に配置された検出マークを検出する検出器と、前記マスターの半径方向に力を与える押圧機構とを備え、
前記転写ホルダーを回転させながら前記マスター上の検出マークを検出することにより、前記転写ホルダーの回転中心に対する前記マスターの中心位置のずれ量を検出し、そのずれ量とずれ方向に応じて前記押圧機構により前記マスターを半径方向に押圧し、前記転写ホルダーに対する前記マスターの位置を修正することを特徴とする磁気転写マスターの位置決め装置。