(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクを受ける先端表面の周辺部の内側に円形に設けられ外側側壁面の径が前記ディスクの内径と実質的に等しいかこれより少し大きく内側側壁面の上部が上に向かって径が小さくなる傾斜面となっている所定の幅の円形溝および中心部に設けられた貫通孔とを有するシリンダと、前記円形溝に実質的に等角度で位置付けられこの円形溝内で起立する軸を中心として前記シリンダの中心軸と直交する面内で回動する前記円形溝の幅より直径が小さい少なくとも２個の押圧ローラと、これら２個の押圧ローラを同時に降下させる降下機構とを備え、前記降下機構により前記押圧ローラが降下して前記押圧ローラが前記傾斜面に接触して外側に回動し前記周辺部に支持される前記ディスクの内径側面を押圧することを特徴とするディスクチャック機構。
【請求項２】
さらに前記内側側壁面が貫通する孔が中心部に設けられ前記円形溝に装着される円板と前記円形溝の少なくとも一部を形成するスリーブとを有し、前記ディスクは磁気ディスクであって、前記押圧ローラは、３個設けられ、それぞれのローラは、上部にフランジを有し、このフランジの下面が下側に向かって径が小さくなる傾斜面となっていて、前記押圧ローラの降下によりこのフランジが前記外側側壁面より外周方向で外側に突出し前記フランジの下面の前記傾斜面により前記ディスクのチャンファ部分が押圧され、前記起立する軸は、前記円板に植設されている請求項１記載のディスクチャック機構。
【請求項３】
さらに前記押圧ローラを前記中心軸方向に付勢するばねを有し、前記３個の押圧ローラは、それぞれアームを介して前記起立する軸に枢支され、前記降下機構は、前記内側側壁面より小さい径で前記貫通孔に挿通する足が中心部に設けられ前記押圧ローラに対応する位置が切り欠かかれ前記アームを降下させる切り欠き円板を有する請求項２記載のディスクチャック機構。
【請求項４】
請求項１乃至３項のうちのいずれか１項記載のディスクチャック機構を有するディスク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、情報記録用ディスクのディスクチャック機構およびディスク検査装置に関し、詳しくは、磁気ディスク検査装置のディスク回転駆動機構として、径の小さいディスクをチャックするのに適し、かつ、ディスクを高速回転しても安定なチャックができ、さらにディスクチャック位置から上部へのヘッド部分の突出がほとんどない小型のディスクチャック機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報記憶に使用される磁気ディスクや光ディスクなどは、記憶媒体の物理的欠陥と、その電気的な記憶性能の良否が、ディスク検査装置により検査される。この種の検査装置にはスピンドルとその回転機構が設けられていて、検査対象となるディスクは、スピンドルの頭部に設けたチャック機構によりチャックされて回転する。
ディスクは、検査の自動化に伴ってロボットハンドにより自動装着されるので、これに適応するディスクチャック機構が使用される。
【０００３】
図４は、従来のディスクチャック機構の代表的な例を示す断面図であって、(a)は、ヘッドＨの下部の円錐形の位置に、Ｃリングの弾性リングｒを装着したたものである。ヘッドＨを上昇すると弾性リングｒは直径が縮小する。この状態でシリンダＳに磁気ディスク１を載置し、ヘッドＨを下降して弾性リングｒの直径を拡大させてディスク周辺チャンファ部１aの全周を押圧する。このような全周押圧方式は、部分押圧方式よりチャック力が強く、高速回転に適している。
なお、２ａは、シリンダＳの中心貫通孔を貫通する貫通軸である。
【０００４】
(ｂ)は、シリンダＳの内壁に円錐面を形成し、この円錐面の内壁にピンにより複数個の押圧棒Ｃを回動可能に支持する。貫通軸２aの上部に設けた押圧板２cにより各押圧棒Ｃを外方に傾斜させて、中心開口部の側面を部分的に押圧する。この方式は、磁気ディスク１の上部に機構が全くない。そのため、例えば、磁気ディスクの磁気特性検査などに好都合なチャックとして使用される。しかし、磁気ディスク１の回転速度が向上すると、やはり押圧力が不足するので通常の磁気ディスク検査装置には適していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、磁気ディスク（以下ディスク）の径が１．８インチ、１．５インチと小さくなってきている。しかも、ＧＭＲヘッド等による高感度化な読出が行われ、単板でも十ギガを超える高密度化に伴い、ディスク表面と磁気ヘッドとの距離も０．２ｍｍ程度と接近してきている。このようなディスクの高感度化に伴い、ディスクの表面検査装置もディスク表面に接近することが必要になる。しかし、ディスクの小型化に伴い、ディスチャックの頭部の突出が３ｍｍ程度かそれ以上あると、それが検出光学系の接近に制約を与え、邪魔になる問題が生じている。
【０００６】
また、チャック爪等の部品の摩耗も比較的早く、これの交換を周期的に行わなければならない欠点がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、径の小さいディスクをチャックするのに適し、かつ、ディスクを高速回転しても安定なチャックができ、さらにディスクチャック位置から上部へヘッドがほとんど突出しない小型のディスクチャック機構ディスクおよびディスク検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためのこの発明のディスクチャック機構およびディスク検査装置の特徴は、ディスクを受ける先端表面の周辺部の内側に円形に設けられ外側側壁面の径がディスクの内径と実質的に等しいかこれより少し大きく内側側壁面の上部が上に向かって径が小さくなる傾斜面となっている所定の幅の円形溝および中心部に設けられた貫通孔とを有するシリンダと、円形溝に実質的に等角度で位置付けられこの円形溝内で起立する軸を中心としてシリンダの中心軸と直交する面内で回動する円形溝の幅より直径が小さい少なくとも２個の押圧ローラと、これら２個の押圧ローラを同時に降下させる降下機構とを備えていて、降下機構により押圧ローラが降下して押圧ローラが傾斜面に接触して外側に回動し周辺部に支持されるディスクの内径側面を押圧するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
このように、この発明においては、円形溝に実質的に等角度で位置付けられこの円形溝内で起立する軸により軸支されてシリンダの中心軸と直交する面内で回動する少なくとも２個の押圧ローラを設け、この押圧ローラの回動によりディスクの内径側面を側面から直接力を加えて押圧するので、ディスクの回転速度が向上しても押圧力の不足が発生せずに安定なチャックができる。
しかも、押圧ローラの下側が傾斜面に接するので、この傾斜面は、シリンダの先頭位置付近まで後退させることができ、かつ、ヘッド部にストロークの長い傾斜面を設けなくても済むので、ディスクチャックの位置からのヘッドの突出量を小さく抑えることができる。
その結果、径の小さいディスクをチャックするのに適し、かつ、ディスクを高速回転しても安定なチャックができ、ディスクチャック位置から上部へヘッドがほとんど突出しない小型のディスクチャック機構を容易に実現できる。
さらに、ローラで押圧するので、ローラの変形による接触面が大きくなって摩耗が低減し、接触位置は、ローラが回転し、あるいは回転させることでチャック部品の寿命を長くでき、部品交換の周期を長くすることができる。
【０００９】
【実施例】
図１は、この発明のディスクチャック機構を適用した一実施例の垂直断面図であって、そのセンターラインより左半分にチャック状態を、そして右半分に解放状態を示す。図２は、ローラチャック機構部の分解斜視図およびそれぞれ部品の側面図であり、図３は、ディスクチャック機構の平面図である。
図１におて、１０は、ディスクチャック機構であり、１は、これにチャックされるディスク、２はシリンダ、３はローラチャック機構部である。
ローラチャック機構部３は、図２のローラチャック機構部の分解斜視図および側面図に示すように、上部より順に、図２（ａ）が切り欠きヘッド円板３１、図２（ｂ）が３個の押圧ローラ３２、図２（ｃ）がローラアーム３３、図２（ｄ）がローラ支持円板３４である。これら部品は、図示する順で下から積み上げられて組み立てられる。なお、図２（ｂ）と図２（ｄ）の右側の側面図は、図を簡単にするために、少し回転して後ろ側に見える部材を手前と重ねて示してある。
【００１０】
図２において、切り欠きヘッド円板３１は、その外径が円形溝２０（図１参照）の外側側壁面２２の径より小さく、押圧ローラ３２がそれぞれ挿着される３個の切り欠き３１ａが１２０度の等角度で設けられていて、中心部の裏面側には、シリンダ２の貫通孔２６に挿通される足３１ｂが形成されている。この足３１ｂがその下面中央部から下に延びていて、足の内側にはねじが切られている。このねじ部分が後述するシリンダ２の貫通孔２６に貫通するロッド２８（図１参照）の頭部に螺合してロッド２８と切り欠きヘッド円板３１とが図１に示されるように結合される。
また、切り欠きヘッド円板３１には３個の切り欠き３１ａの間に後述するローラ支持円板３４（図２（ｄ）参照）の３個の軸ピン３４ａが嵌合される孔３１ｃが設けられていて、この孔３１ｃを介して図３（ａ）に図示するねじ３０ａにより軸ピン３４ａの頭部において切り欠きヘッド円板３１がローラ支持円板３４と結合されて固定される。
【００１１】
３個の押圧ローラ３２は、その外径が円形溝２０に微小間隙をもって装填される幅に対応していて、それぞれローラアーム３３の先端側に設けられた円形突起軸３３ａに挿着されてねじ３０ｂ（図１参照）により回転可能に円形突起軸３３ａに固定され、軸支される。押圧ローラ３２には、上部に、下面の外形径が下側に向かって小さくなる傾斜面を有するフランジ３２ａが形成されている。ローラアーム３３の後端側には、孔３３ｂが設けられていて、この孔３３ｂがローラ支持円板３４に設けられた起立する３個の軸ピン３４ａにそれぞれ嵌合することで、軸ピン３４ａに枢支され、３個の押圧ローラ３２は、ローラアーム３３によってシリンダ２の中心軸と直交する面内で回動する。押圧ローラ３２は、この回動により円形溝２０の外側側壁面２２に当接する。
なお、ローラアーム３３には、側面に溝３３ｃが設けられていて、洗濯ばさみ等でみるＣリングばね３３ｄ（図１参照）が３つのローラアーム３３の溝３３ｃを巡って挿着され、押圧ローラ３２をシリンダ２の中心軸方向に付勢している。  図２（ｄ）に示すローラ支持円板３４もその外径が円形溝２０の外側側壁面２２の径より小さく、起立する３個の軸ピン３４ａが押圧ローラ３２の中心位置からローラアーム３３の長さ分だけずれた位置で１２０度の等角度で設けられている。さらに、これには、上下移動の際のガイド孔３４ｂが１カ所開けられている。このガイド孔３４ｂが図１に示すガイドピン２５に嵌合することでローラチャック機構部３の上下移動がガイドされる。
さらに、ローラ支持円板３４の中央部には、足３１ｂの外径よりも大きい、後述するシリンダ２の内側側壁面２３の径より少し大きいこれに遊嵌する孔３４ｃが開けられている。
【００１２】
図１に示すように、シリンダ２の円形溝２０は、外側側壁面の径が、例えば、２０ｍｍφであり、シリンダ２の外径が２２ｍｍφ程度であって、シリンダ２の頭部表面側の周辺部において、ディスク１の内周チャンファ部１ａを受ける幅を残して周辺部２７に沿って周辺部２７の内側に円形に押圧ローラ３２の直径よりほんの少し大きい幅の溝として形成される。円形溝２０は、図１に示すように、摩擦係数の低いスリーブ２１が内側に装着され、これにより溝となっている。そこで、このスリーブ２１により形成される溝を含めて、以下、円形溝２０として説明する。
円形溝２０は、外側側壁面２２の径がディスク１のディスクの内径と実質的に等しいかこれより少し大きいものであり、スリーブ２１により形成される内側側壁面２３の上部の形状が上部に向かって円形溝の径が小さくなる傾斜面２４となっていて、３個の押圧ローラ３２が内部に挿着される所定の幅の持つ。各押圧ローラ３２のフランジ３２ａは、外側側壁面２２の上部において外周方向でこれより外側に突出している。
【００１３】
一方、このローラチャック機構部３は、３個の押圧ローラ３２がローラアーム３３の円形突起軸３３ａを中心に回転可能に挿着され、図２に示す各部品が下から順に積み重ねられ、ローラ支持円板３４の起立する３個の軸ピン３４ａが切り欠きヘッド円板３１の３個の孔３１ｃに嵌合して、足３１ｂがローラ支持円板３４の孔３４ｃに挿入されてねじ３０ａ（図３（ａ）参照）により一体的に組立られる。このとき、スリーブ２１による円形溝２０の内側側壁面２３に孔３４ｃが間隙をもって嵌合し、切り欠きヘッド円板３１の下側に突き出した足３１ｂがシリンダ２の中心の貫通孔２６に間隙をもって嵌合する。なお、貫通孔２６は、スリーブ２１の溝を形成する内側側壁面２３の中心に向かう外側の側壁面（シリンダ２の中心軸側側壁面）により形成される。
これにより、ローラチャック機構部３は、シリンダ２の頭部表面側の円周部に設けられた円形溝２０に挿着される。また、ローラ支持円板３４のガイド孔３４ｂは、図１の断面図に示すようにシリンダ２の円形溝２０の底部に起立して植設されたガイドピン２５に上下移動可能に嵌合する。
これにより、ディスクチャック機構１は、平面からみて図３（ａ）のようになり、切り欠きヘッド円板３１と押圧ローラ３２とを取り除いた状態が図３（ｂ）のようになる。そしてその断面が図１の断面図に示す状態である。
【００１４】
図１において、シリンダ２には中心部に貫通孔２６が設けられていて、これにロッド２８が貫通し、切り欠きヘッド円板３１の足３１ｂと螺合して結合している。ロッド２８は、コイルばね２９により、下側に付勢されていて、ロッド２８の底部２８ａを下側から突き上げることによりローラチャック機構部３がガイドピン２５に沿って上昇し、ローラアーム３３に設けられたばね３３ｄにより内側に回動して押圧ローラ３２のフランジ３２ａがシリンダ２の頭部外周より内側に待避して、シリンダ２の中心側に位置する押圧ローラ３２のフランジ３２ａの外周部分（図面左側の内側に位置するフランジ３２ａの外周部分）は、切り欠き３１ａの周面に接触する。図１の右側半分に示す状態になる。このとき、シリンダ２の中心側に対して反対側に位置する押圧ローラ３２のフランジ３２ａの外周部分（図面右側の外側に位置するフランジ３２ａの外周部分）は、ディスク１の内径より内側に配置される。これがディスクのアンチャック状態である。このときの押圧ローラ３２のディスク１の表面からの突出量は、２ｍｍか、それ以下にすることができる。
なお、図１の右側半分に示すように、このアンチャック状態では、シリンダ２の中心側に位置する押圧ローラ３２のフランジ３２ａの外周部分（内側外周部分）の下面は、傾斜面２４の上部に接触するように配置されている。
【００１５】
ロッド２８の底部２８ａの下側からの突き上げを停止すると、ロッド２８は、コイルばね２９により下側に付勢されて降下し、押圧ローラ３２の下面が内側側壁面２３の上部の傾斜面２４に接触してばね３３ｄの付勢に抗して外側へと突出し、図１の左側半分に示すように、押圧ローラ３２が外側へと回動してシリンダ２の周辺部２７の上面に載置されたディスク１のチャンファ部１ａをフランジ３２ａと押圧ローラのローラ面とによりディスク１の内径上部（チャンファ部１ａ）と内径側面とが押圧されてチャックされる。これがディスクのチャック状態である。なお、フランジ３２ａがあることと押圧ローラ３２が多少変形するので、たとえ、円形溝２０の外側側壁面の径がディスク１の内径と実質的に等しくても十分なチャックができる。
【００１６】
ここで、図１に示すように、スリーブ２１により円形溝２０の内側側壁面２３の上部にある傾斜面２４は、シリンダ２の先頭部の位置か、これより少し後退した位置であってよい。この傾斜面２４は、従来のヘッドの傾斜面からみてシリンダの先頭位置付近まで後退している。これは、押圧ローラ３２の下面が傾斜面２４に接触して押圧ローラ３２を回動させることによる。これにより傾斜面の位置が従来よりも後退し、ヘッド部にストロークの長い傾斜面を設けなくても済む。その結果、ディスク１のチャックの位置からのヘッドの突出量を小さく抑えることができる。
【００１７】
以上説明してきたが、実施例では、押圧ローラの数は、３個であるが、この３個に限定されるものではなく、２個以上あればよい。
また、押圧ローラは、上部にフランジが設けられているが、フランジは必ずしも必要とされない。さらに、実施例では、磁気ディスクを例としているが、磁気ディスクのサブストレート、光ディスク等、各種のディスクにこの発明は適用できるものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、この発明にあっては、円形溝に実質的に等角度で配置されこの円形溝内で起立する軸により軸支されてシリンダの中心軸と直交する面内で回動する少なくとも２個の押圧ローラを設け、この押圧ローラの回動によりディスクの内径側面を側面から直接力を加えて押圧するので、ディスクの回転速度が向上しても押圧力の不足が発生せずに安定なチャックができる。しかも、押圧ローラの下側が傾斜面に接するので、この傾斜面は、シリンダの先頭位置付近まで後退させることができ、かつ、ヘッド部にストロークの長い傾斜面を設けなくても済むので、ディスクチャックの位置からのヘッドの突出量を小さく抑えることができる。
その結果、径の小さいディスクをチャックするのに適し、かつ、ディスクを高速回転しても安定なチャックができ、ディスクチャック位置から上部へヘッドがほとんど突出しない小型のディスクチャック機構を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明のディスクチャック機構を適用した一実施例の垂直断面図である。
【図２】図２は、ローラチャック機構部の分解斜視図およびそれぞれ部品の側面図である。
【図３】図３は、ディスクチャック機構の平面図であり、（ａ）は、その平面図、（ｂ）は、切り欠き円板を除いた状態の平面図である。
【図４】図４は、従来のディスクチャック機構の代表的な例を示す断面図であって、(a)は、傾斜面をもつヘッドによる全周押圧方式のチャック機構の説明図、（ｂ）は、シリンダ内部に押圧棒を配置した部分押圧方式のチャック機構の説明図である。
【符号の説明】
１…ディスク、２…シリンダ、
３…ローラチャック機構部、
２０…円形溝、２１…スリーブ、２２…外側側壁面、
２３…内側側壁面、２４…傾斜面、２５…ガイドピン、
２６…貫通孔、２７…周辺部、２８…ロッド、２９…コイルばね、
３０ａ、３０ｂ…ねじ、
３１…切り欠きヘッド円板、
３１ａ…切り欠き、３１ｂ…足、
３２…押圧ローラ、３２ａ…フランジ、
３３…ローラアーム、３３ａ…円形突起軸、
３３ｂ、３４ｃ…孔、３３ｃ…溝、
３３ｄ…ばね、３４…ローラ支持円板、３４ａ…軸ピン、
３４ｂ…ガイド孔。
【図１】
0004068811.tif 000002
【図２】
0004068811.tif 000003
【図３】
0004068811.tif 000004
【図４】
0004068811.tif 000005