(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクを回転可能な状態で収納するディスク収納部と、前記ディスクを外部からチャッキングするために前記ディスク収納部の底部に設けられたチャッキング開口部と、情報の記録および／または再生を行うヘッドが前記ディスクへアクセスするために前記ディスク収納部の底部に設けられたヘッドアクセス開口部とを含むカートリッジ本体と、
前記ディスク収納部に設けられており、前記ディスク収納部内で回転することによって前記ヘッドアクセス開口部を外部に対して、開放または閉塞するための第１および第２のシャッタと、
前記ディスク収納部に回転支持され、かつ前記第１および第２のシャッタと係合する回転部材と、
を備え、前記第１および第２のシャッタが前記回転部材と係合することにより、互いに逆方向にかつ異なる回転速度で回転するディスクカートリッジ。
【請求項２】
ディスク開口部および底部を有し、第１および第２の面を有するディスクを回転可能な状態で、かつ、前記ディスク開口部から前記第１の面を外部に露出するように収納するディスク収納部と、前記ディスクを外部からチャッキングするために前記ディスク収納部の底部に設けられたチャッキング開口部と、情報の記録および／または再生を行うヘッドが前記ディスクの第２の面へアクセスするために前記ディスク収納部の底部に設けられたヘッドアクセス開口部とを含むカートリッジ本体と、
前記ディスク収納部に設けられ、前記ディスク収納部内で回転することによって前記ヘッドアクセス開口部を外部に対して、開放または閉塞するための第１および第２のシャッタと、
前記ディスク収納部の底部に回転可能なように支持され、かつ前記第１および第２のシャッタと係合する回転部材と、
前記第１および第２のシャッタが閉塞している状態において、前記ディスクが前記カートリッジ本体に対して固定するようにディスクを保持するディスク保持部と、
を備え、前記第１および第２のシャッタが前記回転部材と係合することにより、互いに逆方向にかつ異なる回転速度で回転するディスクカートリッジ。
【請求項３】
前記ディスク保持部は、前記第１または第２のシャッタに係合しており、前記第１または第２のシャッタの閉塞動作に連動して、前記ディスクの保持動作を行う請求項２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項４】
前記ディスク保持部は、前記第１および第２のシャッタの開放動作に連動して前記ディスクを解放する請求項２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項５】
前記第１のシャッタ、前記第２のシャッタおよび前記ディスク収納部は、前記チャッキング開口部の周囲に設けられた円弧状の第１、第２および第３の凸部をそれぞれ有し、前記第１シャッタまたは前記第２のシャッタはその外周部に設けられた第４の凸部を有し、
前記ディスク保持部は、前記ディスクの前記第２の面を前記第１、第２、第３および第４の凸部を当接させて前記ディスクを保持する請求項２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項６】
前記第１および第２のシャッタが閉塞している状態において、前記ディスクの第２の面に設けられたデータ記憶領域が前記第１、第２および第３の凸部と前記第４の凸部との間に位置するように前記ディスクが前記カートリッジ本体に対して固定されている請求項５に記載のディスクカートリッジ。
【請求項７】
前記第１もしくは第２のシャッタは、前記第１および第２のシャッタが閉塞した状態にあるときに前記ヘッドアクセス開口部と重なるように設けられた切り欠きを有し、
前記ディスク収納部は、その底部の外周に沿って設けられた側壁を有し、
前記ディスク保持部は、前記第１および第２のシャッタが閉塞した状態にあるときに、前記切り欠きが位置する領域において、前記ディスク収納部の側壁に前記ディスクの外側面が当接するよう、前記ディスクの中心を前記ディスク収納部の中心に対してオフセットさせた位置において、前記ディスク収納部に対して前記ディスクを固定するようにディスクを保持する請求項６に記載のディスクカートリッジ。
【請求項８】
前記ディスク保持部は、第１のディスク保持部および第２のディスク保持部を含み、前記第１および第２のシャッタが閉塞した状態にあるとき、前記第１のディスク保持部は、前記ディスク収納部の側壁に前記ディスクの外側面が当接するよう前記ディスクを付勢し、前記第２のディスク保持部は前記ディスクを前記ディスク収納部の底部側へ付勢する請求項７に記載のディスクカートリッジ。
【請求項９】
前記第１のシャッタは、その外周部に設けられた側壁を有し、前記第１のシャッタの側壁には切り欠き部が設けられており、前記第１のディスク保持部は前記第１および第２のシャッタが閉塞した状態にあるとき、前記切り欠きを介して前記ディスクを付勢する請求項７に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１０】
前記第１および第２のシャッタが開放動作を行う際、前記第１のシャッタが回転することにより前記第１のディスク保持部と前記第１のシャッタの側壁とが当接し、前記ディスクの付勢を停止する請求項９に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１１】
前記第１のシャッタは前記側壁の内側近傍にガイドリブを有し、
前記第２のディスク保持部は前記ディスク開口部内に突出するよう弾性部を介して前記カートリッジ本体に設けられており、
前記第１および第２のシャッタが開放動作を行う際、前記第２のディスク保持部が前記ガイドリブと当接し、前記第２のディスク保持部を持ち上げることにより、前記ディスクを解放する請求項１０に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１２】
前記ディスク保持部は、逆テーパ状の斜面を含み、前記ディスクの円周方向に沿って複数個配置され、前記斜面を前記ディスクの外周の稜に当接させることにより、前記ディスクを把持して前記カートリッジ本体に固定する請求項２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１３】
前記保持部は弾性部を介して前記ディスク開口部内に突出するように前記カートリッジ本体に設けられている請求項１２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１４】
前記第１のシャッタは、その外周近傍に設けられた側壁と前記側壁の内側近傍に設けられたガイドリブを有し、
前記第１および第２のシャッタが開放動作を行う際、前記ディスク保持部が前記ガイドリブと当接し、前記ディスク保持部を持ち上げることにより、前記ディスクを解放する請求項１３に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１５】
前記保持部は前記カートリッジ本体と一体に形成されている請求項２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１６】
前記第１および第２のシャッタは、前記ディスク収納部内において少なくとも一部が互いに重なるように保持されている請求項１または２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１７】
前記回転部材は歯車であり、前記第１および第２のシャッタは、前記第１および第２のシャッタの回転中心と一致し、かつ、お互いに異なる半径をもつ円弧状の第１および第２のラック部をそれぞれ有し、前記第１および第２のラック部は前記回転部材と噛み合う請求項１または２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１８】
前記第１および第２のシャッタは、前記回転部材を収納する第１および第２の開口部をそれぞれ有している請求項１７に記載のディスクカートリッジ。
【請求項１９】
前記第１および第２のシャッタにおいて、前記第１および第２のラック部は前記第１および第２の開口部の一部を規定している請求項１８に記載のディスクカートリッジ。
【請求項２０】
前記回転部材は、前記第１および第２のシャッタが開放または閉塞する状態において、少なくとも一部が互いに重なっている請求項１７に記載のディスクカートリッジ。
【請求項２１】
前記第１および第２のシャッタは、前記第１および第２のシャッタの回転中心と前記回転部材の回転中心とを結ぶ直線上において前記回転部材と係合する請求項１または２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項２２】
前記第１および第２のシャッタは、約１．２〜３倍の回転速度比で回転する請求項１または２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項２３】
前記第１および第２のシャッタは、前記ヘッドアクセス開口部の投影領域で互いにその端部が重なり合うことにより前記ヘッドアクセス開口部を外部に対して閉塞する請求項１または２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項２４】
前記回転部材は、前記第１のシャッタの厚さと第２のシャッタの厚さとの合計におおよそ等しい厚さを有する歯車である請求項１または２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項２５】
前記第１および第２のシャッタが閉塞している状態において、前記データ記憶領域より前記ディスクの中心側の前記データ記憶領域に近接した点から前記ディスクの中心までの距離をＲｉｎとし、前記データ記憶領域より前記ディスクの外側の前記データ記憶領域に近接した点から前記ディスクの中心までの距離をＲｏｕｔとし、前記第２の面の下方の空間の高さをＳとしたとき、前記第２の面上の半径Ｒｏｕｔの第１の円、前記第２の面から平行に距離０．３Ｓだけ離れた平面上の半径（Ｒｏｕｔ−１．２Ｓ）の第２の円、および前記第２の面から平行に距離Ｓだけ離れた平面上の半径（Ｒｏｕｔ−１６．２Ｓ）の第３の円としたとき、前記第１の円および前記第２の円を底面および上面とする第１の円錐台の領域、ならびに、前記第２の円および前記第３の円を底面および上面とする第２の円錐
台の領域から、前記ディスクの中心から半径Ｒｉｎの円を底面とし、高さＳの円柱の領域を除いた領域に空間を有する請求項２に記載のディスクカートリッジ。
【請求項２６】
前記Ｓは１ｍｍであり、前記Ｒｉｎは２０ｍｍであり、前記Ｒｏｕｔは３９もしくは５９ｍｍである請求項２５に記載のディスクカートリッジ。
【請求項２７】
請求項１から２６のいずれかに記載のディスクカートリッジと、前記ディスクカートリッジのディスク収納部に収納され、情報を記録することが可能なディスクとを備えたデータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク、磁気ディスク等のディスク状のデータ記憶媒体を、回転可能な状態で収納するディスクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、片面もしくは両面にデータ記憶面を有するディスク状のデータ記憶媒体(以下、単にディスクと称する）を保持するための種々のディスクカートリッジが提案されている。
【０００３】
たとえば、特開平９−１５３２６４号公報は、ディスクをディスク収納部内において完全に覆った状態で収納するディスクカートリッジを開示している。ディスク収納部は上ハーフおよび下ハーフからなるカートリッジ本体の内部に規定される。カートリッジ本体は、チャッキング開口部およびヘッドアクセス開口部を含む。チャッキング開口部は、スピンドルモータのターンテーブルおよびクランパーがディスクをチャッキングするのを許容する。ヘッドアクセス開口部は、ヘッドがディスクに対してデータの再生および記録を行うのを許容する。下方のチャッキング開口部とヘッドアクセス開口部とは連なっている。したがって、カートリッジを携帯して搬送する際、これらの開口部から埃が侵入したりディスクに指紋が付着したりしやすい。このため、これらの開口部を覆うシャッタがディスクカートリッジに形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この構造のディスクカートリッジは以下の欠点を有する。第１に、このようなディスクカートリッジは薄くできない。なぜなら、上ハーフと下ハーフとの間に形成されるディスクを収納する空間は、ディスクドライブが、ディスクに対して信号（あるいは情報）の記録、再生を正確に行うために十分に厚くする必要があるからである。ディスクを収納する空間を厚くする理由には、ディスク回転時の面ぶれ、ディスクの反り、およびカートリッジのディスク装置への位置決め誤差が含まれる。
【０００５】
第２に、チャッキング開口部およびヘッドアクセス開口部を同時に覆うシャッタはローコストで形成することは難しい。なぜなら、下ハーフにはスピンドルモータのターンテーブル用の開口部とヘッドアクセス開口部とが設けられ、上ハーフにはクランパー用の開口部が設けられているからである。３つの開口を一度に塞ぐには矩形の底部を有するＵ字形状を備えている必要があり、このような形状のシャッタは安価で製造できない。
【０００６】
第３に、このようなディスクカートリッジに収納されるディスクは、多くの場合、固定されておらず、粉塵が生じたり、その粉塵がディスクに付着したり、傷がつくという問題点が生じる可能性がある。金属ハブの付いたディスクをディスクカートリッジに収納する場合、磁石などを用いてハブを吸引するように固定することによって、ディスクをがたつきなく保持することが可能である。しかし、ＣＤやＤＶＤといったハブの無い光ディスクを収納する場合、一般にディスクはカートリッジ内で固定されずに自由に移動可能である。このため、ディスクがディスクカートリッジの内壁と接触するようにディスクが揺り動かされると、ガタつきによりディスクのデータ記憶面が傷ついたり、ディスクとカートリッジ内壁との衝突により、粉塵が生じ、その粉塵がディスクに付着するという問題点も有していた。
【０００７】
さらに、シャッタの開閉動作が直線的であることから、カートリッジ本体の外形が収納するディスクより非常に大きくなる。このため、特に小径ディスクを収納するディスクカートリッジを携帯機器やディスクビデオカメラのデータ記憶媒体に用いる場合、携帯機器やディスクビデオカメラ自体の外形も大きくなってしまう。加えて、小型カートリッジと大型カートリッジのヘッドアクセス開口部の大きさは通常異なるため、小型カートリッジおよび大型カートリッジの両方を扱うことのできるディスクドライブ装置を実現することが困難であったり、両方のディスクカートリッジを扱うために、ディスクドライブ装置が複雑になるという問題もあった。
【０００８】
本発明は上記課題の少なくとも１つを解決し、外形を小さくすることのできるディスクカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態によるディスクカートリッジは、カートリッジ本体と、第１および第２のシャッタと、回転部材とを備える。前記カートリッジ本体は、ディスク収納部と、チャッキング開口部とヘッドアクセス開口部とを含む。前記ディスク収納部は、前記ディスクを回転可能なように収納する。前記チャッキング開口部は、前記ディスクを外部からチャッキングするために前記ディスク収納部の底部に設けられる。前記ヘッドアクセス開口部は、情報の記録および／または再生を行うヘッドが前記ディスクへアクセスするために前記ディスク収納部の底部に設けられる。前記第１および第２のシャッタは、ディスク収納部に設けられており、ディスク収納部内で回転することによって、ヘッドアクセス開口部を外部に対して、開放または閉塞する。前記回転部材は、前記ディスク収納部に回転支持され、かつ前記第１および第２のシャッタと係合する。第１および第２のシャッタは前記回転部材と係合し、互いに逆方向にかつ異なる回転速度で回転する。
【００１０】
本発明の他の実施形態によるディスクカートリッジは、カートリッジ本体と、第１および第２のシャッタと、回転部材とディスク保持部とを備える。前記カートリッジ本体は、ディスク収納部と、チャッキング開口部とヘッドアクセス開口部とを含む。前記ディスク収納部は、ディスク開口部および底部を有し、第１および第２の面を有するディスクを回転可能な状態で、かつ、前記ディスク開口部から前記第１の面を外部に露出するように収納する。前記チャッキング開口部は、ディスクを外部からチャッキングするために前記ディスク収納部の底部に設けられる。前記ヘッドアクセス開口部は、情報の記録および／または再生を行うヘッドが前記ディスクへアクセスするために前記ディスク収納部の底部に設けられる。前記第１および第２のシャッタは、前記ディスク収納部に設けられており、ディスク収納部内で回転することによって、前記ヘッドアクセス開口部を外部に対して、開放または閉塞する。前記回転部材は、ディスク収納部に回転支持され、かつ前記第１および第２のシャッタと係合する。前記ディスク保持部は、第１および第２のシャッタが閉塞している際、前記ディスクを前記カートリッジ本体に対して固定するようにディスクを保持する。第１および第２のシャッタは前記回転部材と係合し、互いに逆方向にかつ異なる回転速度で回転する。
【００１１】
ある好ましい実施形態において、前記ディスク保持部は、前記第１または第２のシャッタに係合しており、前記第１または第２のシャッタの閉塞動作に連動して、前記ディスクの保持動作を行う。
【００１２】
ある好ましい実施形態において、前記ディスク保持部は、前記第１および第２のシャッタの開放動作に連動して前記ディスクを解放する。
【００１３】
ある好ましい実施形態において、前記第１のシャッタ、前記第２のシャッタおよび前記ディスク収納部は、前記チャッキング開口部の周囲に設けられた円弧状の第１、第２および第３の凸部をそれぞれ有し、前記第１シャッタまたは前記第２のシャッタはその外周部に設けられた第４の凸部を有し、前記ディスク保持部は、前記ディスクの前記第２の面を前記第１、第２、第３および第４の凸部を当接させて前記ディスクを保持する。
【００１４】
ある好ましい実施形態において、前記第１および第２のシャッタが閉塞している状態において、前記ディスクの第２の面に設けられたデータ記憶領域が前記第１、第２および第３の凸部と前記第４の凸部との間に位置するように前記ディスクが前記カートリッジ本体に対して固定されている。
【００１５】
ある好ましい実施形態において、前記第１もしくは第２のシャッタは、前記第１および第２のシャッタが閉塞した状態にあるときに前記ヘッドアクセス開口部と重なるように設けられた切り欠きを有し、前記ディスク収納部は、その底部の外周に沿って設けられた側壁を有し、前記ディスク保持部は、前記第１および第２のシャッタが閉塞した状態にあるときに、前記切り欠きが位置する領域において、前記ディスク収納部の側壁に前記ディスクの外側面が当接するよう、前記ディスクの中心を前記ディスク収納部の中心に対してオフセットさせた位置において、前記ディスク収納部に対して前記ディスクを固定するようにディスクを保持する。
【００１６】
ある好ましい実施形態において、前記ディスク保持部は、第１のディスク保持部および第２のディスク保持部を含み、前記第１および第２のシャッタが閉塞した状態にあるとき、前記第１のディスク保持部は、前記ディスク収納部の側壁に前記ディスクの外側面が当接するよう前記ディスクを付勢し、前記第２のディスク保持部は前記ディスクを前記ディスク収納部の底部側へ付勢する。
【００１７】
ある好ましい実施形態において、前記第１のシャッタは、その外周部に設けられた側壁を有し、前記第１のシャッタの側壁には切り欠き部が設けられており、前記第１のディスク保持部は前記第１および第２のシャッタが閉塞した状態にあるとき、前記切り欠きを介して前記ディスクを付勢する。
【００１８】
ある好ましい実施形態において、前記第１および第２のシャッタが開放動作を行う際、前記第１のシャッタが回転することにより前記第１のディスク保持部と前記第１のシャッタの側壁とが当接し、前記ディスクの付勢を停止する。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記第１のシャッタは前記側壁の内側近傍にガイドリブを有し、前記第２のディスク保持部は前記ディスク開口部内に突出するよう弾性部を介して前記カートリッジ本体に設けられており、前記第１および第２のシャッタが開放動作を行う際、前記第２のディスク保持部が前記ガイドリブと当接し、前記第２のディスク保持部を持ち上げることにより、前記ディスクを解放する。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記ディスク保持部は、逆テーパ状の斜面を含み、前記ディスクの円周方向に沿って複数個配置され、前記斜面を前記ディスクの外周の稜に当接させることにより、前記ディスクを把持して前記カートリッジ本体に固定する。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記保持部は弾性部を介して前記ディスク開口部内に突出するように前記カートリッジ本体に設けられている。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記第１のシャッタは、その外周近傍に設けられた側壁と前記側壁の内側近傍に設けられたガイドリブを有し、前記第１および第２のシャッタが開放動作を行う際、前記ディスク保持部が前記ガイドリブと当接し、前記ディスク保持部を持ち上げることにより、前記ディスクを解放する。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記保持部は前記カートリッジ本体と一体に形成されている。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記第１および第２のシャッタは、前記ディスク収納部内において少なくとも一部が互いに重なるように保持されている。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記回転部材は歯車であり、前記第１および第２のシャッタは、前記第１および第２のシャッタの回転中心と一致し、かつ、お互いに異なる半径をもつ円弧状の第１および第２のラック部をそれぞれ有し、前記第１および第２のラック部は前記回転部材と噛み合う。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記第１および第２のシャッタは、前記回転部材を収納する第１および第２の開口部をそれぞれ有している。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記第１および第２のシャッタにおいて、前記第１および第２のラック部は前記第１および第２の開口部の一部を規定している。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、前記回転部材は、前記第１および第２のシャッタが開放または閉塞する状態において、少なくとも一部が互いに重なっている。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、前記第１および第２のシャッタは、前記第１および第２のシャッタの回転中心と前記回転部材の回転中心とを結ぶ直線上において前記回転部材と係合する。
【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記第１および第２のシャッタは、約１．２〜３倍の回転速度比で回転する。
【００３１】
ある好ましい実施形態において、前記第１および第２のシャッタは、前記ヘッドアクセス開口部の投影領域で互いにその端部が重なり合うことにより前記ヘッドアクセス開口部を外部に対して閉塞する。
【００３２】
ある好ましい実施形態において、前記回転部材は、前記第１のシャッタの厚さと第２のシャッタの厚さとの合計におおよそ等しい厚さを有する歯車である。
【００３３】
ある好ましい実施形態において、前記第１および第２のシャッタが閉塞している状態において、前記データ記憶領域より前記ディスクの中心側の前記データ記憶領域に近接した点から前記ディスクの中心までの距離をＲｉｎとし、前記データ記憶領域より前記ディスクの外側の前記データ記憶領域に近接した点から前記ディスクの中心までの距離をＲｏｕｔとし、前記第２の面の下方の空間の高さをＳとしたとき、前記第２の面上の半径Ｒｏｕｔの第１の円、前記第２の面から平行に距離０．３Ｓだけ離れた平面上の半径（Ｒｏｕｔ−１．２Ｓ）の第２の円、および前記第２の面から平行に距離Ｓだけ離れた平面上の半径（Ｒｏｕｔ−１６．２Ｓ）の第３の円としたとき、前記第１の円および前記第２の円を底面および上面とする第１の円錐台の領域、ならびに、前記第２の円および前記第３の円を底面および上面とする第２の円錐台の領域から、前記ディスクの中心から半径Ｒｉｎの円を底面とし、高さＳの円柱の領域を除いた領域に空間を有する。
【００３４】
ある好ましい実施形態において、前記Ｓは１ｍｍであり、前記Ｒｉｎは２０ｍｍであり、前記Ｒｏｕｔは３９もしくは５９ｍｍである。
【００３５】
本発明の実施形態によるデータ記憶媒体は、上記いずれかに規定されるディスクカートリッジと、前記ディスクカートリッジのディスク収納部に収納され、情報を記録することが可能なディスクとを備える。
【００３６】
本発明の実施形態によるディスクドライブ装置は、上記いずれかに規定されるディスクカートリッジを装填し、前記ディスクに対して情報を記録すること、および／または、前記ディスクから情報を再生することを行う。
【００３７】
本発明の他の実施形態によるディスクドライブ装置は、ディスクを回転させるための駆動手段と、前記ディスクに対して情報を記録すること、および／または、前記ディスクから情報を再生することを行うヘッドと、前記ディスクを収納した上記いずれかに規定されるディスクカートリッジを前記駆動手段に対して所定の位置において支持する支持構造と、前記ディスクカートリッジのシャッタを開放し、前記ディスクを前記ディスクカートリッジのディスク収納部内で回転し得るように前記ディスクカートリッジのディスク保持部に前記ディスクの保持動作を解除させるシャッタ開閉機構とを備える。
【００３８】
ある好ましい実施形態において、前記ディスクを駆動手段に固定するためのクランパーを更に備える。
【００３９】
ある好ましい実施形態において、前記支持構造は、前記ディスクカートリッジの位置を決定するための位置決めピンを有する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明のディスクカートリッジは、種々の記録形式のディスク状記録媒体を保持するのに適している。また、防塵性が高いので、記録密度の高い記録媒体を保持するのに適している。また、外形を小さくすることが可能であるため、ディスクビデオカメラ等小型のディスクドライブ装置に使用可能なディスクカートリッジを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
（第１の実施形態）
以下、本発明によるディスクカートリッジの第１の実施形態を説明する。図１Ａはディスク１００を収納したディスクカートリッジ１０１を上方から見た斜視図であり、図１Ｂはディスク１００を収納しない状態における斜視図である。図２は、ディスクカートリッジ１０１を裏側から見た斜視図である。図３は、ディスクカートリッジ１０１の分解斜視図である。また、図４Ａおよび図４Ｂは、カートリッジ上体１２を取り除いた残りの部分の構造を示す平面図であって、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が閉じた状態および開いた状態をそれぞれ示している。なお、一般に、ディスク１００を収納したディスクカートリッジ１０１全体を単にディスクあるいはデータ記憶媒体と呼ぶ場合がある。
【００４２】
ディスク１００は、第１および第２の面を備えており、図１Ａでは、第１の面であり、通常ディスクのラベル等が描かれている面が示されている。ディスク１００の第２の面であるデータ記憶面１００Ａは、図２および図３においては裏面として示されている。
【００４３】
図３に示すように、ディスクカートリッジ１０１は、カートリッジ下体１１、カートリッジ上体１２、歯車１４、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５を含む。
【００４４】
図３に示すように、カートリッジ下体１１は、外部からディスク１００を回転させるためのスピンドルモータ等のチャッキング部材が侵入できるよう開口したチャッキング開口部１１ｃと、ディスク１００のデータ記憶面１００Ａに対して情報の再生および記録の少なくとも一方を行うヘッドが侵入し、アクセスできるよう開口したヘッドアクセス開口部１１ｈとを有する。チャッキング開口部１１ｃとヘッドアクセス開口部１１ｈとは連続しており、チャッキング開口部１１ｃの周囲には第３の凸部１１ｓが設けられている。ヘッドアクセス開口部１１ｈはカートリッジ下体１１の側面に達している。
【００４５】
カートリッジ下体１１は、ディスクドライブ装置の一対のカートリッジ位置決めピン１７と嵌合してディスクドライブ装置に対するディスクカートリッジ１０１の位置決めを行う一対の位置決め孔１１ｗを有する。ドライブ装置がディスクカートリッジ１０１を引き込みローディングする際の、あるいはディスクカートリッジ１０１がチェンジャに収納された場合の、引き込み用の係止もしくは位置決め用の一対の凹部１０ｃを設けてもよい。カートリッジ下体１１は、ディスク１００のデータ記憶面１００Ａと対向する。
【００４６】
カートリッジ上体１２は、ディスクの上面を露出するようにディスク１００の全投影領域を開口する円形のディスク開口部１２ｗを有する。カートリッジ上体１２とカートリッジ下体１１とは外縁部で接着もしくは溶着されてカートリッジ本体１０を構成している。以下において詳述するように、ディスク開口部１２ｗにはディスク保持部１２ａが突出している。
【００４７】
カートリッジ下体１１のディスク１００のデータ記憶面１００Ａと向かい合う内面１１ｕと、カートリッジ上体１２のディスク開口部１２ｗを構成する略円筒状の側壁１２ｉとにより、ディスク１００を収納するディスク収納部１０ｄが構成される。これにより、内面１１ｕがディスク収納部１０ｄの底部となる。
【００４８】
ディスク収納部１０ｄにおいて、側壁１２ｉとディスク１００との間にはディスク１００が回転可能な程度の空間が設けられる。つまり、収納するディスク１００の直径より、ディスク開口部１２ｗおよび側壁１２ｉが形成する円の直径のほうが大きい。ディスク収納部１０ｄの上部はディスク開口部１２ｗになっており、ディスク収納部１０ｄに保持されたディスク１００の片面全体は、ディスク開口部１２ｗから外部に露出される。
【００４９】
図１Ｂに示すように、ディスクカートリッジ１０１は、ヘッドアクセス開口部１１ｈが設けられた側面１０ｅがディスクドライブ装置に対向するよう、矢印１Ａで示す方向でディスクドライブ装置に装填される。本実施形態では、側面１０ｅを凸状の曲面によって構成している。これにより、ディスク開口部１２ｗ側からみたディスクカートリッジの外形を小さくし、ディスクカートリッジ１０１が装填されるディスクドライブ装置自体も小型化することができる。また、側面１０ｆおよび他の対向する側面１０ｇおよび１０ｈを平面によって構成することによって、ディスクカートリッジ１０１の挿入方向１Ａをディスクカートリッジ１０１の外形から容易に判断することが可能となる。このため、操作者がディスクカートリッジ１０１に記された挿入方向を確認しなくても、誤りなくディスクドライブ装置への挿入することができる。
【００５０】
図３によく示すように、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５は、それぞれチャッキング開口部１１ｃを内径とするリングの一部を切り取ったような形状を備えている。具体的には、第１のシャッタ１６には、カートリッジ下体に設けられたヘッドアクセス開口部１１ｈとほぼ等しい大きさおよび形状の切り欠き１６ｆが設けられている。第２のシャッタ１５は、本実施形態ではリングの半分よりやや大きい形状を有している。これらのシャッタは第２のシャッタ１５が第１のシャッタ１６とディスク収納部１０ｄの底部との間に挟まれるようにディスク１００のデータ記憶面１００Ａとディスク収納部１０ｄの内面１１ｕとの間に配置される。
【００５１】
第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５の内周には、円弧状の第１の凸部１６ｓおよび第２の凸部１５ｓがそれぞれ設けられている。また第１のシャッタ１６の外周部には、円弧状の第４の凸部１６ｍが設けられている。第１の凸部１６ｓおよび第２の凸部１５ｓは、カートリッジ下体１１の第３の凸部１１ｓと干渉しないよう第３の凸部１１ｓより大きな半径の円弧に形成されている。第１の凸部１６ｓ、第２の凸部１５ｓ、第３の凸部１１ｓおよび第４の凸部１６ｍの高さは、カートリッジ１０１において等しくなるように構成されており、かつカートリッジ１０１において、ディスク収納部１０ｄに収納されるディスク１００のデータ記憶領域より内周側および外周側に位置している。第１のシャッタ１６の外周部には側壁１６ｉが形成されており、側壁の一部に開閉操作部１６ｔが設けられている。また、第４の凸部１６ｍ上には複数個のガイドリブ１６ｃが設けられている。
【００５２】
第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５は、チャッキング開口部１１ｃの周囲に設けられた第３の凸部１１ｓと第１の凸部１６ｓおよび第２の凸部１５ｓとがそれぞれ重なりながら接触し、チャッキング開口部１１ｃの中心であるシャッタ回転中心１１ｑを中心に回転摺動される。図２に示すようにシャッタが閉塞した状態において、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５の端部はヘッドアクセス開口部１１ｈに位置し、互いに重なる。これにより、ヘッドアクセス開口部１１ｈが外部に対して閉塞する。なお、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５は、シャッタ１６の外周部に設けられた側壁１１ｉとそれぞれ接触しながら回転摺動してもよい。
【００５３】
歯車１４はカートリッジ下体１１に設けられた回転軸１１ｒに対して回転自在に支持される。回転軸１１ｒは、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が外部に対して開放または閉塞している状態においても、お互いに重なり合う投影領域内のカートリッジ下体１１に設けられている。歯車１４の厚さは、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５の厚さの合計の値にほぼ等しくなるよう設定されている。
【００５４】
第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５には、チャッキング開口部１１ｃの中心であるシャッタ回転中心１１ｑを中心とする円弧状の第１のラック部１６ｒおよび第２のラック１５ｒが設けられており、さらに回転した際に歯車１４と干渉しないよう第１の開口部１６ｗと第２の開口部１５ｗとが設けられている。第１のラック部１６ｒおよび第２のラック１５ｒは、それぞれ第１の開口部１６ｗおよび第２の開口部１５ｗの一部を規定している。第１のラック部１６ｒおよび第２のラック１５ｒは、シャッタ回転中心１１ｑと歯車１４の回転中心１１ｐとを結ぶ直線上でそれぞれ歯車１４と歯合し、お互いに反対方向に回転摺動される。つまり、歯車１４は、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５と係合する回転部材として機能する。
【００５５】
次に第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５の動作を説明する。図４Ａに示すように、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５を閉じてヘッドアクセス開口部１１ｈを外部に対して閉塞する状態では、第１のシャッタ１６の切り欠き１６ｆを規定する端部１６ｘおよび１６ｙのうち、端部１６ｘがヘッドアクセス開口部１１ｈ内に位置している。したがって、第１のシャッタ１６だけでは、第１のシャッタ１６の切り欠き１６ｆの一部がヘッドアクセス開口部１１ｈに位置し、ヘッドアクセス開口部１１ｈを完全には閉塞できない。しかし、第２のシャッタ１５は、第１のシャッタ１６の切り欠き１６ｆを完全に覆うように第１のシャッタ１６と重なっている。このため、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が協同してヘッドアクセス開口部１１ｈを閉塞している。このとき、第２のシャッタ１５の一端１５ｙはヘッドアクセス開口部１１ｈ内に位置している。図４Ａに示すように、ヘッドアクセス開口部１１ｈ内においては、領域Ａ１で示すように第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が比較的広く面積に渡って重なっている。このため、シャッタが閉じた状態においてヘッドアクセス開口部１１ｈから埃などがディスク１００のデータ記憶面側へ侵入することを防止している。ヘッドアクセス開口部１１ｈにおけるシャッタの重なりを大きくすることによって、シャッタが閉じた状態においてディスクカートリッジ１０１全体の剛性を高めている。
【００５６】
このとき、チャッキング開口部１１ｃの周囲では、第３の凸部１１ｓ、第２の凸部１５ｓおよび第１の凸部１６ｓが円周方向に分散し、チャッキング開口部１１ｃの外周全体を取り囲んでいる。また、第３の凸部１１ｓ、第２の凸部１５ｓおよび第１の凸部１６ｓは領域Ａ２において互いに半径方向に重なっている。
【００５７】
以下において詳細に説明するように、シャッタが閉塞している状態では、ディスク保持部１２ａのそれぞれはディスク１００をその中心方向およびディスク収納部１０ｄの底面の方向へ押し付ける。このため、収納部１０ｄ内において、ディスク１００はディスク保持部１２ａによって第１のシャッタ１６側に押されながら固定される。ディスク１００のデータ記憶面１００Ａは、外周側において第４の凸部１６ｍと接触し、内周側において第１の凸部１６ｓ、第２の凸部１５ｓおよび第３の凸部１１ｓと接触する。これによって、ディスク１００のデータ記憶領域は、第４の凸部１６ｍと第１の凸部１６ｓ、第２の凸部１５ｓおよび第３の凸部１１ｓとによって挟まれる空間と接する。図３に示すように、第４の凸部１６ｍは切り欠き部１６ｆには形成されないため、この空間は完全な閉空間ではない。しかし、収納部１０ｄ内で保持されたディスク１００のラベル面から切り欠き部１６ｆを介してデータ記憶面１００Ａへ回りこむ埃は少ない。また、特に、チャッキング開口部１１ｃの周りには全体に渡って第１の凸部１６ｓ、第２の凸部１５ｓおよび第３の凸部１１ｓが位置しているため、埃がチャッキング開口部１１ｃから侵入しディスク１００のデータ記憶領域に達することを確実に防止する。また、データ記憶領域は第１のシャッタ１６と接触しないため、データ記憶領域に傷などが付く可能性がない。
【００５８】
矢印１Ａで示す方向でカートリッジ１０１をディスクドライブ装置内に挿入した場合、ディスクドライブ装置内に設けられた開閉レバー（図示せず）が、第１のシャッタ１６に設けられた開閉操作部１６ｔを矢印１６Ａ方向に移動させる。これによって、第１のシャッタ１６は矢印１６Ａで示す方向でチャッキング開口部１１ｃの周りに回転する。第１のシャッタ１６の回転によって、ラック１６ｒが歯車１４を回転させる。その結果、歯車１４とラック１５ｒが噛み合い、歯車１４が第２のシャッタ１５を駆動する。第２のシャッタは、第１のシャッタ１６とは逆の方向である矢印１５Ａで示す方向でチャッキング開口部１１ｃの周りに回転する。第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５の回転により、ヘッドアクセス開口部１１ｈが外部に対して開放する。このとき、第１のシャッタ１６の欠き１６ｆはカートリッジ下体１１のヘッドアクセス開口部１１ｈと一致する位置まで回転する。また、第２のシャッタ１５の両端１５ｙおよび１５ｘもヘッドアクセス開口部１１ｈを挟むように位置している。
【００５９】
第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５の開閉動作における回転速度は同一ではなく、ラック部１５ｒおよび１６ｒと歯車１４とが歯合する位置１５ｐおよび１６ｐとシャッタ回転中心１１ｑとのそれぞれの距離に反比例する。したがって、開閉動作において、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が回転する角度は異なる。本実施形態においては、第１のシャッタ１６の開閉動作に必要な回転角度に対して第２のシャッタ１５の回転角度は１．２倍〜３倍となる。これにより開閉操作部１６ｔの回転角度が４０度〜６０度という少ない角度で、ヘッドアクセス開口部１１ｈを外部に対して開放または閉塞することができる。
【００６０】
以下において説明するように、閉塞状態にあった２つのシャッタが回転し、開放動作を開始すると、第１のシャッタ１６に連動してディスク保持部１２ａは、ディスク１００から離れるように移動する。このため、ディスク１００は保持部１２ａによる保持から解放される。これにより、ディスク１００はディスク収納部１０ｄ内で回転可能な状態となる。しかし、ディスク保持部１２ａはディスク開口部１２ｗから突出した状態で移動するため、ディスク１００がディスク開口部１２ｗから脱落することはない。
【００６１】
このように、本実施形態によれば、２つのシャッタは互いに連動して逆方向に回転する。このため、一方のシャッタを小さな角度で回転させても、大きな開口を生じさせることができる。このような構造は、特に、大きな直径のディスクを収納する大径ディスクカートリッジと互換性を持たせるため、大径ディスクカートリッジと同じ幅のヘッドアクセス開口部を有し、小さな直径のディスクを収納するディスクカートリッジに好適に採用することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、２つのシャッタを連動させるための歯車はディスク収納部内に設けられているため、ディスクカートリッジの外形を小さくすることが可能となる。このため、特に、外形を小さくすることが求められる小径のディスクを収納するディスクカートリッジに本発明は適している。
【００６３】
次に開閉操作部１６ｔを説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、開閉操作部１６ｔ近傍を拡大して示す平面図である。図５Ａに示すように、開閉操作部１６ｔは、弾性部１６ｅを介して、第１のシャッタ１６の側壁１６ｉに接続されている。開閉操作部１６ｔの先端には係合凸部１６ｇが設けられている。また、カートリッジ下体１１には、凹部１１ｇが設けられている。シャッタが閉じている状態では、第１のシャッタ１６の係合凸部１６ｇがカートリッジ下体１１の凹部１１ｇと係合し、ロックされている。このため、第１のシャッタ１６は回転することができない。第１のシャッタ１６は歯車１４と噛み合い、歯車１４は第２のシャッタ１５と噛み合っているため、第２のシャッタ１５も回転することができない。つまり、シャッタは閉じた状態を維持する。
【００６４】
シャッタを開放させるためには、矢印１６Ｂで示すように開閉操作部１６ｔをディスクの中心方向へ押し下げる。これにより、凹部１１ｇと係合凸部１６ｇとの係合が解消するので、開閉操作部１６を引き続き矢印１６Ｂの方向へ移動させる。これにより、第１のシャッタ１６を矢印１６Ａの方向へ移動させることができる。また、歯車１４を介して第２のシャッタ１５も回転する。
【００６５】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、シャッタが閉じているとき、開閉操作部１６ｔは、ヘッドアクセス開口部１１ｈ内に位置している。また、シャッタが開放した状態では、開閉操作部１６ｔはカートリッジ下体１１の側壁１１ｉに設けられた切り欠き部１１ｋに収納される。これにより、ヘッドアクセス開口部１１ｈにディスクドライブ装置のヘッドがアクセスしても開閉操作部１６ｔと干渉することがない。
【００６６】
次にディスク１００の円周方向に分散配置された複数個のディスク保持部１２ａによるディスク１００の保持動作について図３、図４Ａ、図４Ｂ、図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。図６Ａは、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５がヘッドアクセス開口部１１ｈを外部に対して閉塞し、かつディスク１００を保持している状態におけるディスク保持部１２ａのディスク半径方向の断面図である。図６Ｂは、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５がチャッキング開口部１１ｃおよびヘッドアクセス開口部１１ｈを外部に対して開放し、かつディスク１００をディスクカートリッジ１０１内で回転可能に開放している状態におけるディスク保持部１２ａのディスク半径方向の断面図である。
【００６７】
ディスク保持部１２ａは、ディスク開口部１２ｗにその一部がそれぞれ突出するよう、カートリッジ上体１２からスリットにより分割されており、弾性部１２ｅを介してカートリッジ上体１２に一体に設けられている。ディスク保持部１２ａはディスクの円周方向に沿って複数個配置される。本実施形態では、３つのディスク保持部１２ａが設けられている。図６Ａに示すように、ディスク保持部１２ａの先端には、ディスク投影領域上であってディスク１００の外周上方に張り出すように傾斜した斜面１２ｂが設けられている。ディスク保持部１２ａは斜面１２ｂをディスク１００の外周の稜１００ｃもしくはディスク１００の第１の面の外周部に当接させ、ディスク１００を把持すると共にディスク１００を厚み方向の矢印１００ｔへ押圧し、図４Ａに示すようにディスク１００の第２の面であるデータ記憶面１００Ａを第１の凸部１６ｓ、第２の凸部１５ｓ、第３の凸部１１ｓおよび第４の凸部１６ｍに面接触させる。これにより、データ記憶面１００Ａにおけるデータ記憶領域以外の内周側と外周側とでディスク１００が保持固定され、かつディスク１００のデータ記憶面１００Ａのデータ記憶領域は、凹部１６ｂとある一定の空隙を隔てておおよそ密閉されるため、データ記憶面１００Ａのデータ記憶領域への埃塵の混入あるいは付着が防止できる。図４Ａに示すように、このとき、斜線で示すガイドリブ１２ｃはディスク保持部１２ａから離れた位置にある。
【００６８】
シャッタが閉じ、ディスク１００がディスク保持部１２ａによって保持されているとき、ディスク１００の中心はチャッキング開口部１１ｃの中心１１ｑと一致する。チャッキング開口部１１ｃの中心はディスク収納部１１ｄの中心でもある。
【００６９】
図４Ｂおよび図６Ｂに示すように、閉塞状態にあった２つのシャッタが回転し、開放動作を開始すると、第１のシャッタ１６に設けられたガイドリブ１６ｃがディスク保持部１２ａの内側面に設けられた凸部１２ｃ（図４Ｂにおいて斜線で示している）と当接することにより、ディスク保持部１２ａを押し上げる。これにより、ディスク１００は斜面１２ｂによる保持固定から開放され、回転自在の状態になる。この時、ディスク保持部１２ａは依然としてディスク開口部１２ｗ内あるいは開口部１２ｗの上方において突出し、ディスク投影領域上であるディスク外周上に張り出している。このため、ディスク１００が垂直になるよう構成されたディスクドライブ装置において、ディスクが解放状態になったときでも、ディスクカートリッジ１０１からディスク１００が脱落するのを防止することができる。つまり、ディスク保持部１２ａは、ディスクカートリッジをディスクドライブ装置に垂直に挿入して使用する場合においてもディスク開口部１２ｗからディスク１００が脱落することを防止している。なおディスク保持部１２ａは、弾性部材を介してカートリッジ下体１１に一体に形成される構成でもよい。
【００７０】
上述したように、ディスク保持部１２ａの凸部１２ｃとガイドリブ１６ｃが当接することにより、ディスク保持部１２ａを押し上げ、ディスクが解放される。したがって、ディスク保持部１２ａに対してガイドリブ１６ｃの位置および円周方向の長さを調節することにより、シャッタの開閉動作中の適切なタイミングでディスクを解放し、また、ディスクを把持することができる。ディスク保持部１２ａの凸部１２ｃとガイドリブ１６ｃとの当接は、３つのディスク保持部１２ａにおいて同時に生じなくてもよい。
【００７１】
このようにディスク保持部１２ａは、シャッタ開放時およびシャッタ閉塞時においてディスク開口部１２ｗからディスク１００が脱落するのを防止する脱落防止部としても機能する。なお、本実施形態では、ディスク保持部１２ａはカートリッジ上体１２と一体的に形成されているため、ディスクカートリッジ１０１を組み立てた後、ディスク開口部１２ｗからディスク１００を挿入することは困難である。このため、本実施形態では、ディスクカートリッジ１０１を組み立てる際、ディスク１００をディスク収納部に収納することが好ましい。
【００７２】
次に図７から図１０を参照して、第１のシャッタ１６の凹部１６ｂの構造を説明する。本発明のディスクカートリッジは、従来のディスクカートリッジと異なり、ディスクの片面を露出させてディスクを収納する。このため、ディスクカートリッジの厚さを小さくすることができ、また、ディスクのレーベル面に記された意匠を露出させることによって、ディスクカートリッジ全体のデザインを優れたものにすることができる。
【００７３】
しかし、ディスクの片面が露出しているために、操作者がディスクのレーベルに触れることができ、操作者の使用形態によっては、不注意にレーベル面を押さえつけたりする可能性もある。このような場合でも、ディスクのデータ記憶面に傷がついたり、ディスクが変形したりしないように、ディスクカートリッジはディスクを保持する必要がある。このため、第１のシャッタ１６の凹部１６ｂがどのような形状であれば、ディスクのデータ記憶面に傷等をつけることなく、ディスクを保持することができるか検討を行った。
【００７４】
図７は、ディスク１００を保持する構造（第１の凸部１６ｓ、第２の凸部１５ｓ、第３の凸部１１ｓおよび第４の凸部１６ｍからなる）およびディスク１００が、操作者によって押し付けられてもディスク１００のデータ記憶領域１００ｄが保持構造５９に接触して傷が付くことがないようデータ記憶領域１００ｄの下方に設けるべき空間を示している。なお、図７では、空間を規定する保持構造５９の特徴が良く分かるように、一部分の寸法を誇張して表している。したがって、図中の縦と横との寸法の比率は実際の比率と異なっている。
【００７５】
ディスク１００の下方に空間を十分取ることができる場合には、ディスク１００がどのように撓んでも、ディスク１００の最大撓み量に対応する空間を確保すればよい。しかし、このようなディスクカートリッジを作製すれば、その厚さは大きくなってしまう。ディスクの下方に設けるべき空間をできるだけ小さくするには、まずディスク１００の撓みができるだけ小さくなるよう、ディスク１００を保持する必要がある。このためには、データ記憶領域１００ｄにできるだけ近い部分でディスク１００を保持することが好ましい。図７に示すように、保持構造５９は、ディスク１００の中心からＲｉｎまでの部分およびディスク１００の中心からＲｏｕｔより外側において、ディスク１００のデータ記憶面１００Ａを保持する。ここでＲｉｎは、データ記憶領域１００ｄよりディスク１００の中心側のデータ記憶領域１００ｄに近接した点からディスク１００の中心までの距離とする。また、Ｒｏｕｔをデータ記憶領域１００ｄよりディスク１００の外側のデータ記憶領域１００ｄに近接した点からディスク１００の中心までの距離とする。上述したように、Ｒｉｎを規定する点およびＲｏｕｔを規定する点はデータ記憶領域１００ｄにできるだけ近接していることが好ましい。ディスク１００の直径が５インチ（半径６０ｍｍ）である場合、Ｒｉｎは２０ｍｍであり、Ｒｏｕｔは５９ｍｍであることが好ましい。また、ディスク１００の直径が８０ｍｍである場合、Ｒｉｎは２０ｍｍであり、Ｒｏｕｔは３９ｍｍであることが好ましい。
【００７６】
データ記憶領域１００ｄに傷が付かないよう設けるべき空間６９ｂは以下のように決定される。まず、空間６９ｂの高さ（深さ）をＳとする。そして、データ記憶面１００Ａ上の半径Ｒｏｕｔの円周６９ｄ、データ記憶面１００Ａから平行に距離０．３Ｓだけ離れた平面上の半径（Ｒｏｕｔ−１．２Ｓ）の円周６９ｅおよびデータ記憶面１００Ａから平行に距離Ｓだけ離れた平面上の半径（Ｒｏｕｔ−１６．２Ｓ）の円周６９ｆを規定する。円周６９ｄおよび円周６９ｅによって規定される円を上面および下面とする円錐台の側面５９ａとし、円周６９ｅおよび円周６９ｆによって規定される円を上面および下面とする円錐台の側面５９ｂとする。
【００７７】
また、ディスク１００の中心から半径Ｒｉｎの円を底面とし、データ記憶面１００Ａから高さ（深さ）Ｓの円柱の側面を５９ｄとする。側面５９ａおよび５９ｂによって規定される円錐台の領域から側面５９ｄによって規定される円柱の内側の領域を除いた領域が情報記領域１００ｄの下方に設けるべき空間６９ｂである。
【００７８】
Ｓの値は、空間６９ｂの高さを規定するため、Ｓの値が大きいほどディスク１００が撓んでもデータ記憶領域１００ｄに傷が付きにくくなる。しかし、Ｓの値を大きくすると、ディスクカートリッジが厚くなってしまう。したがって、薄いディスクカートリッジを作成するためには、Ｓの値は小さいほど良い。実験結果によれば、ディスク１００の直径が５インチである場合、Ｓの値を０．８ｍｍから１．０ｍｍの範囲に設定することにより、操作者がディスク１００を手で押すことによって生じる程度のディスク１００の撓みではデータ記憶領域１００ｄに傷がつかないことが分かった。好ましくは、Ｓの値は１．０ｍｍである。また、ディスク１００の直径が８０ｍｍである場合には、Ｓの値を０．５ｍｍから０．８ｍｍの範囲に設定することにより、操作者がディスク１００を手で押すことによって生じる程度のディスク１００の撓みではデータ記憶領域１００ｄに傷がつかないことが分かった。
【００７９】
図８は、Ｓの値を１ｍｍとして上述の空間６９ｂを形成し、空間６９ｂ上に配置したディスク１００に、空間６９ｂ側へディスク１００を押さえつける力を加えた時のディスク１００の変形の様子を模式的に示している。実験の結果から、操作者がディスク１００を手で押さえつける力は、３ｋｇを超えることはないことが分かった。また、このときでも、ディスク１００の撓みは空間６９ｂ内に充分収まる程度あり、側面５９ａおよび５９ｂに撓んだディスク１００が接触することもなかった。
【００８０】
空間６９ｂは、ディスク１００のデータ記憶領域１００ｄに傷が付かないための必要最小限度の領域を規定している。したがって、空間６９ｂを含むより大きな領域をディスク１００のデータ記憶領域１００ｄの下に形成してもよい。図９および図１０に示すように、側面５９ａおよび５９ｂを超えて空間６９ｂを形成してもよい。しかし、ディスク１００を保持する保持構造５９のディスク１００の外周を保持する部分の強度を補強するために、外周を保持する部分に隣接して補強部分５９’または５９’’を設けることが好ましい。側面５９ａおよび５９ｂは、こうした補強部分５９’および５９’’をどのような形状にすることが許容されるかを判断する上で有用である。
【００８１】
これらの結果から、第１の凸部１６ｓ、第２の凸部１５ｓ、第３の凸部１１ｓおよび第４の凸部１６ｍおよびこれらにより形成される凹部１６ｂがディスク１００の下方に図５に示す空間６９ｂを形成するよう第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５を構成することにより、ディスクカートリッジ１０１に収納されたディスク１００を操作者が押さえることがあっても、確実にディスクのデータ記憶領域を保護することができる。
【００８２】
なお、本実施形態において、ディスク保持部１２ａはディスク開口部１２ｗへ突出するよう、カートリッジ本体１０と一体に複数形成されていた。しかし、上述したようにディスク開口部１２ｗからのディスクの脱落を防止し、シャッタの閉塞時においてディスクを保持することができる限り、ディスク保持部の形状や位置は本実施形態で示したもの以外のものであってもよい。この場合でも、ディスク保持部は、シャッタの開閉動作に連動して、ディスクの保持あるいは解放の動作を行うことが好ましい。たとえば、ディスク開口部１２ｗ内に突出し、第１のシャッタまたは第２のシャッタと係合してディスク収納部１０ｄにおいて上下に移動するリング状のディスク保持部を本発明のディスクカートリッジは備えていてもよい。
【００８３】
（第２の実施形態）
以下、本発明によるディスクカートリッジの第２の実施形態を説明する。図１１は、ディスクカートリッジ１０２を示す分解斜視図である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、カートリッジ上体１２を取り除いた残りの部分の構造を示す平面図であって、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が閉じた状態および開いた状態をそれぞれ示している。これらの図において第１の実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付している。
【００８４】
第１の実施形態のディスクカートリッジ１０１では、ディスク１００の中心とディスク収納部１０ｄの中心が一致するようにディスク保持部１２ａがディスク１００を把持していた。本実施形態では、ディスク１００をディスク収納部１０ｄの中心に対してオフセットさせて保持する。このために、ディスクカートリッジ１０２はディスク保持部１８を備えている。また、第１のシャッタ１６の側壁１６ｉに切り欠き１６ｋが設けられている。
【００８５】
図１２Ａに示すように、ディスク保持部１８は、金属や樹脂などからなる板状のばねによって構成されており、ディスク保持部１８の一端はカートリッジ下体１１に固定される。シャッタが閉じているとき、ディスク保持部１８は第１のシャッタ１６に設けられた切り欠き１６ｋからディスク収納部１０ｄへ侵入し、ディスク収納部１０ｄに収納されるディスク１００を矢印１Ｃの方向へ付勢する。
【００８６】
図１２Ａに示すように、ディスク収納部１０ｄの側壁１２ｉはディスク収納部１０ｄの点１１ｑを中心とする円と等しい曲率半径ｒ１を有しているが、第１のシャッタ１６に設けられた切り欠き１６ｆが位置する領域１０ｒは、ディスク１００の外側面と等しい曲率半径ｒ２の曲面により構成される。この曲率半径の中心は点１００ｑと一致する。
【００８７】
図１３に示すように、ディスク収納部１０ｄに収納されるディスク１００は、ディスク保持部１８によって矢印１Ｃの方向に付勢され、その外側面がディスク収納部１０ｄの側壁１２ｉと領域１０ｒにおいて接触するように、ディスク１００の中心がディスク収納部１０ｄの中心から矢印１Ｃの方向へオフセットされて保持される。このとき、ディスク保持部１８は、矢印１Ｃの方向にのみ付勢するので、ディスク保持部１８は、ディスク１００を第１のシャッタ１６側へ押し付ける機能は有していない。第１のシャッタ１６側への押圧は、以下で説明するようにディスク保持部１２ａ’によって行われる。
【００８８】
シャッタを開く場合には、図１２Ｂに示すように、開閉操作部１６ｔを矢印１６Ａの方向へ移動させ、シャッタを回転させる。第１のシャッタ１６が矢印１６Ａの方向へ回転すると、側壁１６ｉの切り欠き１６ｋも移動し、側壁１６ｉとディスク保持部１８とが接触することにより、側壁１６ｉがディスク保持部１８を矢印１Ｃとは逆の方向へ移動させる。これにより、ディスク保持部１８がディスク１００から離間し、ディスク収納部１０ｄ内のディスク１００を付勢しなくなる。つまり、ディスク１００の矢印１Ｃの方向への付勢が解除される。
【００８９】
このように、シャッタが閉じた際には、ディスク保持部１８がディスク１００を第１のシャッタに設けられた切り欠き１６ｆが位置する領域において側壁１２ｉにディスク１００の外側面が当接するよう、ディスク１００をディスク収納部１０ｄの中心に対してオフセットさせ保持する。つまり、ディスク保持部１８は、シャッタ閉塞時において、ディスク１００をディスク１００と平行な面内の所定の位置に固定して保持するディスク保持部として機能する。
【００９０】
次にディスク保持部１２ａ’によるディスク１００の保持動作について図１４Ａおよび図４Ｂを参照して説明する。図１４Ａは、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５がヘッドアクセス開口部１１ｈを外部に対して閉塞し、かつディスク１００を保持している状態におけるディスク保持部１２ａ’のディスク半径方向の断面図である。図１４Ｂは、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５がチャッキング開口部１１ｃおよびヘッドアクセス開口部１１ｈを外部に対して開放し、かつディスク１００をディスクカートリッジ１０２内で回転可能に開放している状態におけるディスク保持部１２ａ’のディスク半径方向の断面図である。
【００９１】
ディスク保持部１２ａ’は、その先端近傍であってディスク１００と対向する面に接触部１２ｍを有する。接触部１２ｍはディスク投影領域上であってディスク１００の外周上方に張り出している。ディスク保持部１２ａ’は、接触部１２ｍをディスク１００のラベル面の外周部に当接させ、ディスク１００を厚み方向の矢印１００ｔへ押圧することによって、図1４Ａに示すようにディスク１００の第２の面であるデータ記憶面１００Ａを第１の凸部１６ｓ、第２の凸部１５ｓ、第３の凸部１１ｓおよび第４の凸部１６ｍに面接触させる。これにより、ディスク保持部１２ａ’は、厚さ方向においてディスク１００を所定の位置で保持・固定する。なお、本実施形態では接触部１２ｍは丸みを有する凸形状を備えているため、ディスク１００と点あるいは線接触するが、面接触するように構成してもよい。
【００９２】
図１４Ｂに示すように、閉塞状態にあった２つのシャッタが回転し、開放動作を開始すると、第１のシャッタ１６に設けられたガイドリブ１６ｃがディスク保持部１２ａ’の内側面に設けられた凸部１２ｃと当接することにより、ディスク保持部１２ａ’を押し上げる。これにより、ディスク１００は接触部１２ｍによる保持固定から開放される。この時、ディスク保持部１２ａは依然としてディスク投影領域上であるディスク外周上に張り出している。このため、第１の実施形態と同様、ディスクが解放状態になったときでも、ディスクカートリッジ１０１からディスク１００が脱落するのを防止する。
【００９３】
このように本実施形態では、シャッタ閉塞時において、ディスク保持部１８が、ディスク１００をディスク１００と平行な方向において固定し、ディスク保持部１２ａ’がディスク１００の厚さ方向に固定する。このため、ディスク１００がディスク収納部内の所定の位置に固定・保持される。
【００９４】
このとき、図１２に示すように、ディスク１００のデータ記憶領域の内側では、第１の凸部１６ｓ、第２の凸部１５ｓ、第３の凸部１１ｓにより構成されるリング状の連続した凸部とディスク１００のデータ記憶面が接触する。また、データ記憶領域の外側では、第４の凸部１６ｍとディスク１００のデータ記憶面が接触する。切り欠き１６ｆの位置する領域ではディスク１００の外側面がディスク収納部１０ｄの側壁１２ｉと接触する。これらの接触によってディスクのデータ記憶領域が接する空間を完全に密閉することができ、この空間に埃が侵入して、データ記憶領域に埃が付着するのを防止することができる。
【００９５】
なお、本実施形態では、ディスク１００をディスク収納部１０ｄの中心に対してオフセットさせて保持・固定するために、ディスク保持部１８によってディスク１００と平行な方向に固定し、ディスク保持部１２ａ’によってディスク１００と垂直な方向に固定した。しかし、第１の実施形態で採用している斜面１２ｂを有するディスク保持部１２ａを用いてディスク１００をディスク収納部１０ｄの中心に対してオフセットさせて保持・固定させてもよい。たとえば、図１３に示すように、ディスクカートリッジ１０２において、位置Ｍで示す２つのディスク保持部１２ａ’を斜面１２ｂを有するディスク保持部１２ａに換える。２つのディスク保持部１２ａの斜面１２ｂは、シャッタが閉塞する際、同時にディスク１００と接触するようにし、また、接触によってディスク１００を矢印１Ｃの方向に付勢する合力が生じるように斜面１２ｂの角度を調整する。このようにすることよって、シャッタが閉塞した状態では、位置Ｍにある２つのディスク保持部１２ａによってディスク１００をディスク収納部１０ｄの側壁１２ｉと領域１０ｒにおいて当接させ、ディスク１００と平行な方向に固定するとともに、ディスク保持部１２ａ’および２つのディスク保持部１２ａによって垂直な方向にも固定することができる。
【００９６】
（第３の実施形態）
以下、本発明によるディスクドライブ装置を説明する。図１５は、ディスクドライブ装置９００の主要部を模式的に示す斜視図である。ディスクドライブ装置９００は、第１の実施形態のディスクカートリッジ１０１および第２の実施形態のディスクカートリッジ１０２のいずれを装填（ローディング）することもできる。図１５では、第１の実施形態のディスクカートリッジ１０１を装填した状態を示している。ディスク１００をあわせて示すと見にくくなるため、ディスク１００の外周のみが破線で示されている。
【００９７】
ディスクドライブ装置９００は、ディスクカートリッジ１０１内に収納されたディスク１００を回転させる駆動部９０２と、ディスク１００に対して情報を記録すること、および／またはディスク１００から情報を再生することを行うためのヘッド９０８とを備えている。
【００９８】
駆動部９０２は、スピンドルモータ９０４およびスピンドルモータ９０４の回転軸に取り付けられたターンテーブル９０６を含み、スピンドルモータ９０４は、ベース９１０に支持されている。ヘッド９０８は、図示しないアクチュエータにより、ガイド９１２に沿って移動する。
【００９９】
また、ディスクドライブ装置９００は、アーム９１４に支持されたクランパー９１６を備える。ターンテーブル９０６およびクランパー９１６は、例えば磁石および磁性体をそれぞれ含む。後述するように、これらの吸引力によって、クランパー９１６とターンテーブル９０６との間にディスク１００を挟んで保持し、ディスク１００をターンテーブル９０６に固定する。これによって、スピンドルモータ９０４の駆動力を確実にディスク１００へ伝え、また面振れを生じさせることなくディスク１００を回転させる。
【０１００】
ディスクドライブ装置９００はさらに、第１のシャッタ１６に設けられた開閉操作部１６ｔと係合してシャッタを開閉するためのシャッタ駆動機構９１８を備えている。シャッタ駆動機構９１８は、ディスクドライブ装置９００に挿入されるディスクカートリッジ１０１の開閉操作部１６ｔの位置に対応して設けられる。シャッタ駆動機構９１８は、開閉操作部１６ｔと係合する係合部９１８ａを含む。
【０１０１】
ベース９１０上にはディスクカートリッジ１０１のベース９１０からの高さを規定するポスト９２０が設けられており、ポスト９２０の上面上にディスクカートリッジ１０１が保持される。また、ディスクカートリッジ１０１に設けられた位置決め孔１１ｗに係合する位置決めピン９２２がベース９１０に設けられている。
【０１０２】
ポスト９２０および位置決めピン９２２は、駆動部９０２に対してディスクカートリッジ１０１を所定の位置に位置決めして支持する支持構造として機能する。ポスト９２０および位置決めピン９２２の代わりに、支持構造としてトレイをディスクドライブ装置９００に設け、トレイを排出させて、ディスクカートリッジ１０１をトレイの上に置き、トレイを収納することによってディスク１００をディスク装置９００へ挿入するとともに、駆動部９０２およびヘッド９０８に対してディスクカートリッジ１０１を所定の位置に位置決めしてもよい。また、トレイと位置決めピン９２２とを併用する支持構造を採用してもよい。
【０１０３】
以下に、ディスクドライブ装置９００の動作を説明する。
【０１０４】
まず、ディスク１００が収納されたディスクカートリッジ１０１をディスクドライブ装置９００に装着する。ディスクカートリッジ１０１の装着は、操作者が手動で行ってもよいし、図示しないローディング機構により、ディスクドライブ装置９００のディスクカートリッジ挿入孔から図１５に示す位置にディスクカートリッジ１０１を搬送してもよい。この場合には、例えば、図２に示すように、ディスクカートリッジに凹部１０ｃを設け、ローディング機構を凹部１０ｃに係合させてもよい。また、上述したようにトレイを用いてもよい。いずれかの方法により、ディスクカートリッジ１０１が駆動部９０２およびヘッド９０８に対して所定の位置に位置決めされる。
【０１０５】
ディスクカートリッジ１０１が図１５に示す位置に装着されると、シャッタ駆動機構９１８は開閉操作部１６ｔに係合し、矢印２０Ｂの方向に開閉操作部１６ｔをスライドさせる。これに伴って、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が開放動作を始め、ヘッドアクセス開口部１１ｈおよびチャッキング開口部１１ｃが開放される。また、第１の実施形態において説明したように、第１のシャッタ１６を介してシャッタ駆動機構９１８がディスク保持部１２ａにディスク１００の保持動作を解除させる。このため、ディスク１００がディスク保持部１２ａから解放される。続いて、クランパー９１６を保持しているアーム９１４が降下して、クランパー９１６とターンテーブル９０６との間にディスク１００が保持される。これにより、ディスク１００はディスクカートリッジ１０１の収納部内において、回転可能なようにターンテーブル９０６上に保持される。
【０１０６】
その後、スピンドルモータ９０４がディスク１００を回転させながら、ヘッド９０８がディスク１００のデータ記憶領域にアクセスして、ディスク１００に情報を記録し、また、ディスク１００に記録された情報を再生する。
【０１０７】
ディスクカートリッジ１０１をディスクドライブ装置９００から排出（アンローディング）する場合、まず、アーム９１４を上昇させて、クランパー９１６をディスク１００から脱離させる。続いて、シャッタ駆動機構９１８を矢印２０Ｂと逆の方向に移動させて、開閉操作部１６ｔをスライドさせる。これに伴って、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が閉塞する。第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が閉塞する際、ディスク保持部１２ａがディスク１００を把持し、第１のシャッタ１６および第２のシャッタ１５が完全に閉塞すると、ディスク保持部１２ａがディスク１００を保持する。その後図示しない、アンローディング機構によってディスクカートリッジ１０１をディスクドライブ装置９００から排出する。
【０１０８】
なお、図１５においてディスクドライブ装置９００は、ディスクカートリッジ１０１を水平に保持している。しかし、ディスクカートリッジを垂直に保持するようにディスクドライブ装置９００を構成してもよい。ディスクカートリッジが垂直にディスクドライブ装置９００に装填される場合であっても、ディスク保持部１２ａがディスク開口部１２ｗ内に突出し、ディスク１００がディスク開口部１２ｗから脱落するのを防止することができる。
【０１０９】
本発明のディスクカートリッジによれば、カートリッジの投影面積を収納するディスクとほぼ等しくでき、かつ２個のシャッタを回転部材と係合させてそれぞれの回転方向を逆転させ、かつどちらか一方の開閉速度を増加させることにより、小型のカートリッジにおいても大きなヘッドアクセス開口部に対してシャッタの閉塞・開放動作を実現することができる。これにより、小型カートリッジに大型カートリッジと同等のヘッドアクセス開口部を設けることができ、ディスクドライブ装置において大型、小型カートリッジの互換性を向上できる。また、本カートリッジは片面のみに記録面を有するディスクを収納するのに適している。カートリッジ本体がディスクのデータ記憶領域のみを覆い、片面を露出させる構造を備えることにより、カートリッジの厚みを小さくできる。
【０１１０】
また、シャッタを、ディスクカートリッジの片側のみを覆う形状にすることによって、構造の簡素化を図り、シャッタのコストを低下させることができる。また、ディスク保持部がディスクをシャッタあるいはカートリッジ本体に押し付けて保持するので、カートリッジ本体内においてディスクがガタつくことを防止でき、ディスクのデータ記憶面への埃等の付着も防止できる。加えてディスク開口部に露出したディスクレーベル面を利用することによりデザイン的に優れる。
【０１１１】
したがって、本発明によれば、カートリッジ投影面積に対してヘッドアクセス開口部を大きく設計することができ、ディスクドライブ装置におけるカートリッジ互換性を向上し、かつ薄型で、防塵性が高く、さらにデザイン性にも優れ、ディスクビデオカメラを含めた種々のディスクドライブ装置に使用可能なディスクカートリッジが提供される。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明のディスクカートリッジは、種々の記録形式のディスク状記録媒体を保持するのに適している。また、防塵性が高いので、記録密度の高い記録媒体を保持するのに適している。また、外形を小さくすることが可能であるため、ディスクビデオカメラ等小型のディスクドライブ装置に使用可能なディスクカートリッジを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】Ａは、本発明によるディスクカートリッジの第１の実施形態であって、ディスクを収納した状態を示す斜視図であり、Ｂは、ディスクを収納しない状態を示す斜視図である。
【図２】図１のディスクカートリッジを裏側から見た斜視図である。
【図３】図１のディスクカートリッジの分解斜視図である。
【図４】Ａは、図１のディスクカートリッジのカートリッジ上体を取り除いた残りの部分の構造をシャッタが閉じた状態で示す平面図であり、Ｂは、そのシャッタが開いた状態で示す平面図である。
【図５】ＡおよびＢは、それぞれ開閉操作部近傍の構造を拡大して示す平面図である。
【図６】ＡおよびＢは、それぞれシャッタの閉塞状態および開放状態におけるディスク保持部のディスク半径方向の断面図である。
【図７】ディスクカートリッジにおいて、ディスクの下方に設ける空間を説明する図である。
【図８】ディスクの撓みを説明する図である。
【図９】ディスクの下方に設ける空間の例を示す図である。
【図１０】ディスクの下方に設ける空間の他の例を示す図である。
【図１１】本発明によるディスクカートリッジの第２の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１２】Ａは、図１１のディスクカートリッジのカートリッジ上体を取り除いた残りの部分の構造をシャッタが閉じた状態で示す平面図であり、Ｂは、そのシャッタが開いた状態をそれぞれ示す平面図である。
【図１３】図１１のディスクカートリッジにおいてディスクを保持した状態を示す平面図である。
【図１４】ＡおよびＢは、それぞれシャッタの閉塞状態および開放状態におけるディスク保持部のディスク半径方向の断面図である。
【図１５】本発明による光ディスク装置の実施形態を示す図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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