(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクを装着するスピンドルと、
ディスクをスピンドルに固定するディスクチャック手段と、
スピンドルに対し相対的に移動してディスクの着脱を行うディスク支持手段と、
前記ディスク支持手段を移動するための駆動力を発生する駆動源と、
前記駆動源の駆動出力軸の等速運動を不等速運動に変換し、変換された不等速運動を前記ディスク支持手段に伝達して該ディスク支持手段を移動させる運動変換機構とを具え、
前記運動変換機構は、前記ディスク支持手段の移動行程中、前記スピンドルに対してディスクを装着あるいは脱着するための所定のディスク着脱位置において速度が相対的に遅くなるように、その不等速運動変換特性が設定されているものであり、かつ、
前記運動変換機構は、
回転運動をする前記駆動源の駆動出力軸に対してそれぞれ異なる角度及び半径距離で偏心して形成された複数の突起を含み、該駆動出力軸と共に回転する偏心プレートと、
前記偏心プレートの回転に伴って前記突起のいずれかに係合するように複数の切り込みパターンが形成され、該切り込みパターンに係合された突起の回転に伴い直線的にストローク運動するラックと、
前記ラックの直線的なストローク運動を前記ディスク支持手段に伝達して該ディスク支持手段を所定の移動行程にわたり移動させる伝達手段と
を有し、前記駆動出力軸の回転に伴って前記偏心プレートとラックの係合に関与する前記突起と切り込みパターンとが切り替わり、これに伴いラックの移動速度が変化することを特徴とするディスク着脱機構。
【請求項２】
前記運動変換機構は、前記駆動源の駆動出力軸の運動を非線型的に変換する運動変換機構である請求項１に記載のディスク着脱機構。
【請求項３】
前記運動変換機構を介した前記ディスク支持手段によるディスクの着脱のための動きに連動させて、前記ディスクチャック手段によるディスクのチャック／アンチャックを行わせる連動機構を更に具えた請求項１又は２に記載のディスク着脱機構。
【請求項４】
前記ディスクチャック手段は、スプリングの有する付勢力によりディスクのチャック／アンチャックを行うものである請求項１乃至３のいずれかに記載のディスク着脱機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディスク状の記録媒体の表裏検査を行うディスク検査装置に係り、特にディスクをスピンドルに効率的に着脱することのできるディスク着脱機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクや光ディスクなどの情報記録に使用されるディスクあるいはそのサブストレートディスク（以下、単にディスクと呼ぶ）は、表面欠陥や記録媒体としての電気的性能の良否がディスク検査装置により検査される。この検査では、ディスクカセット（以下、単にカセットと呼ぶ）の収納棚毎に検査前のディスクを複数枚収納し、このカセットの開口部から１枚づつ順次にディスクが取り出されて、ディスク検査装置のスピンドルに装着される。そして、スピンドルに装着したディスクを回転駆動することによって、ディスクの検査が行われる。検査が終了した検査済みのディスクは、検査結果に応じてそれぞれのカセット、あるいはカセットの特定の位置（例えば、所定の範囲の収納棚）に収納される。このように、ディスク検査装置ではディスクをスピンドルに装着してディスク検査を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来知られたディスク検査装置において、ディスクをスピンドルに着脱する機構（以下、単にディスク着脱機構と呼ぶことにする）はエアシリンダ等により駆動制御されていた。このエアシリンダ等の駆動制御は微小な制御が非常に難しいため、ディスクのスピンドルに対する上昇及び下降が必ずしも円滑に行われずに、ディスクに損傷を与えることがあった。すなわち、ディスクはスピンドルに対して所定の速さで引き上げられたりあるいは引き下げられるので、この速さが非常に速いものであると、スピンドルにディスクを着脱する際にディスクに衝撃を与えてしまうことになる。ディスクへの衝撃は、ディスク本体に損傷を与えたり、あるいはディスク着脱機構における動作の欠陥などを生じる原因となるので、当該ディスク検査装置にとって大変不都合である。また、スピンドルは高速回転するので、ディスクがスピンドルに対して位置ずれした状態で装着されていると、ディスクに有害な振動が発生する。このような弊害を避けるためには、ディスクをスピンドルに装着（あるいは脱着）する際にスピンドルに対してディスクの上昇及び下降をゆっくり行って確実にディスクをスピンドルに装着（あるいは脱着）することが必要である。
しかし、最近ではディスクの生産量の増大に対応してディスクの検査時間を短縮することが要請されているために、極端にディスクの着脱を遅くしてしまうと、単位時間あたりのディスク検査処理枚数が少なくなってディスクの検査効率が悪くなる、という問題点があった。
【０００４】
本発明は、簡単な構成により、スピンドルに対して正確かつ効率的にディスクの脱着を行うことのできるディスク着脱機構を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るディスク着脱機構は、ディスクを装着するスピンドルと、ディスクをスピンドルに固定するディスクチャック手段と、スピンドルに対し相対的に移動してディスクの着脱を行うディスク支持手段と、前記ディスク支持手段を移動するための駆動力を発生する駆動源と、前記駆動源の駆動出力軸の等速運動を不等速運動に変換し、変換された不等速運動を前記ディスク支持手段に伝達して該ディスク支持手段を移動させる運動変換機構とを具え、前記運動変換機構は、前記ディスク支持手段の移動行程中、前記スピンドルに対してディスクを装着あるいは脱着するための所定のディスク着脱位置において速度が相対的に遅くなるように、その不等速運動変換特性が設定されているものであり、かつ、前記運動変換機構は、回転運動をする前記駆動源の駆動出力軸に対してそれぞれ異なる角度及び半径距離で偏心して形成された複数の突起を含み、該駆動出力軸と共に回転する偏心プレートと、前記偏心プレートの回転に伴って前記突起のいずれかに係合するように複数の切り込みパターンが形成され、該切り込みパターンに係合された突起の回転に伴い直線的にストローク運動するラックと、前記ラックの直線的なストローク運動を前記ディスク支持手段に伝達して該ディスク支持手段を所定の移動行程にわたり移動させる伝達手段とを有し、前記駆動出力軸の回転に伴って前記偏心プレートとラックの係合に関与する前記突起と切り込みパターンとが切り替わり、これに伴いラックの移動速度が変化することを特徴とするものである。
【０００６】
この発明では、スピンドルに対してディスクを装着あるいは脱着するための所定のディスク着脱位置においてディスク支持手段の移動速度が相対的に遅くなるようにして、ディスクの装着及び脱着を行う。すなわち、運動変換機構は、ディスクを装着あるいは脱着するためのディスク着脱位置において、ディスク支持手段のスピンドルに対する移動速度を遅くして、それ以外の位置ではそれよりも移動速度を速くする。
【０００７】
従って、駆動源が所定の速さで動作していたとしても、運動変換機構の介在によりスピンドルに対してディスクを脱着する際におけるディスク支持手段の移動速度のみを遅くすることができるようになる。したがって、このような簡単な構成でディスクの着脱を効率的に行うことができるようになる。
なお、この発明における好ましい実施例として、前記運動変換機構を介した前記ディスク支持手段によるディスクの着脱のための動きに連動させて、前記ディスクチャック手段によるディスクのチャック／アンチャックを行わせる連動機構を更に具えるとよい。こうすると、より効率的にディスクの脱着を行うことができるようになる。また、ディスク支持手段を動作する駆動源がディスクチャック動作の駆動源としても利用できると、ディスクチャック動作のためのエアシリンダなどの別個の駆動源を必要とすることがないので、当該ディスク検査装置をコンパクトに構成することができる、という利点がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施例に係るディスク着脱機構の全体概略構成を示す一部断面側面図である。ただし、図１ではディスクＤをスピンドルＳに装着した状態を実線で、ディスクＤをスピンドルＳから脱着した状態を点線で示している。当該ディスク着脱機構は、大きく分けてディスク受け１と、作動アーム２と、駆動手段３とにより構成される。
ディスク受け１は、図示しないカセットから取り出され搬送されたディスクＤをその有するディスク搭載面に搭載することができるようになっており、その中心部にはスピンドル軸ＳＪの通り抜けを許すサイズの開口部１ａが形成されている。ディスクＤの中心部にも開口部が形成されていることから、ディスク受け１には互いの中心部（すなわち、開口部）が略一致するようにディスクＤが搭載される。
作動アーム２は直方体や円柱体といった板状あるいは棒状の形状に形成されてなり、スピンドルＳの側面に配置される。作動アーム２の上端部は、ディスク受け１と結合されている（すなわち、作動アーム２とディスク受け１とは一体的に構成される）。また、作動アーム２の下端部は、後述するラック６により支持されている。作動アーム２はラック６が上下動すると、ラック６の上下動にあわせて上下動（矢印Ｘ方向に）するので、その上下動に応じてディスク受け１をスピンドルＳに対して上下に動作させる。ディスク受け１が上下動する際に、スピンドルアダプタＳＡを含むスピンドル軸ＳＪがディスク受け１の開口部１ａに入り込むようにディスク受け１とスピンドルＳは配置される。つまり、確実にディスクＤをスピンドルアダプタＳＡに装着する（あるいは、ディスクＤをスピンドルアダプタＳＡから脱着する）ためには、ディスクＤの平面がスピンドル軸ＳＪ（あるいはスピンドルアダプタＳＡ）の軸線に対して常に垂直を保つようにしておくことが必要である。そこで、ディスク受け１のディスク搭載面とスピンドルアダプタＳＡとが常に垂直をなすように、ディスク受け１（すなわち、作動アーム２）とスピンドルＳは配置される。
【００１０】
駆動手段３は、偏心プレート４とアクチュエータ５及びラック６とにより構成され、作動アーム２を上下動するための手段である。すなわち、アクチュエータ５はその動作によって偏心プレート４を回転させることができ、この回転に応じてラック６は上下動する。当該実施例において、ラック６は後述するように板状の長方体に形成されてなり、ラック６が上方に移動するとラック６の上端部６ｕが作動アーム２の下端部２ｂと接触し、更にラック６が上方に移動すると作動アーム２全体を押し上げることができる。つまり、そのようにラック６と作動アーム２とは配置される。
なお、偏心プレート４を回転するための手段はアクチュエータ５だけに限られるものではない。また、ここでは作動アーム２とラック６とを別々に構成した例を示したが、これらを一体的に構成してもよいことは言うまでもない。そして、ディスク着脱機構はこれら以外のハードを有する場合もあるが、ここでは必要最小限の資源を用いた場合について説明する。
【００１１】
ここで、図２、図３及び図４を用いて上述したラック６の上下動の動作について簡単に説明する。図２は本発明に係るディスク着脱機構の一部を拡大して示した一部拡大図であり、具体的にはラック６及び偏心プレート４を図１の矢印Ｙ方向から拡大して示した図である。
図２に示すように、ラック６は板状の長方体であって、一方の側面にはくし歯のような形状に複数の溝が形成される。すなわち、所定の深さと幅を持つ切り込み６Ａ（６Ｂ〜６Ｄ）がラック６の長手方向に所定の間隔で４個、側面に形成される。これらの切り込み６Ａ（６Ｂ〜６Ｄ）は、互いに隣り合う切り込みまでの間隔が全て同一間隔であるように形成される。つまり、切り込み６Ａと６Ｂまでの間隔、切り込み６Ｂから６Ｃまでの間隔、切り込み６Ｃから６Ｄまでの間隔、これらの間隔が全て等しく形成される。偏心プレート４には、ラック６と対向する面上に凸部４Ａ（４Ｂ）が所定間隔に離された状態で２個設けられる。この第１の凸部４Ａと第２の凸部４Ｂの間隔は、ラック６における隣り合う切り込みと切り込みとの間隔（例えば６Ａ〜６Ｂ間）と同一間隔に構成され、偏心プレート４の第１の凸部４Ａと第２の凸部４Ｂが同時にラック６の異なった切り込みにはめ込むことができるようになっている。さらに、前記各凸部４Ａ（４Ｂ）は偏心プレート６の回転中心までの間隔が各々異なるように配置される。この実施例においては、第１の凸部４Ａと回転中心までの間隔が第２の凸部４Ｂと回転中心までの間隔よりも長く構成されている。つまり、第１の凸部４Ａと第２の凸部４Ｂとは偏心した状態に構成されている。
【００１２】
偏心プレート４は、回転アクチュエータ５の回転に応じて回転を開始する。このアクチュエータ５は、図示しない当該ディスク検査装置の本体に固定され、また、偏心プレート４上の各凸部４Ａ（４Ｂ）の少なくとも一方とラック６の切り込み６Ａ（６Ｂ〜６Ｄ）とが常に噛み合うことから、この偏心プレート４の回転動作に伴ってラック６は上下動する。図３は、偏心プレートの回転に伴うラックの移動の変化を回転角度に応じて具体的に示した概念図である。偏心プレート４が回転を開始し、所定の回転角度におけるラック６の移動状態を順に示した（図３の左から順に回転角度が０度、９０度、１８０度、２７０度、３６０度の場合におけるラック６の移動状態を示す）。ただし、本実施例において偏心プレート４の回転角度が０度である状態は、ディスクＤがスピンドルアダプタＳＡに既に装着されており、ディスク受け１はディスクＤの下方の所定位置で待機している状態（図１の実線図参照）である。そして、偏心プレート４の回転角度が３６０度である状態は、ディスクＤがディスク受け１に搭載され、このディスク受け１はスピンドルＳの上方の所定位置で待機している状態（図１の破線図参照）である。
【００１３】
図４は、図３に示したラックの位置変化をグラフにして示した図である。図４では、横軸に偏心プレート４の回転角度を、縦軸に各回転角度時におけるラックの基準位置からの変位を示した。本実施例では、上述したように図１の実線図で示した状態、すなわち、ディスクＤがスピンドルアダプタＳＡに既に装着されていてディスク受け１はその下方で待機している状態を、偏心プレート４の回転角度が０度の場合とし、さらに、この時のラック６の位置を基準位置とした。
なお、以下の説明では、ディスクＤをスピンドルアダプタＳＡから脱着する（すなわち、ラック６を上方に移動する）場合には偏心プレート４を時計回りに、ディスクＤをスピンドルアダプタＳＡに装着する（すなわち、ラック６を下方に移動する）場合には偏心プレート４を反時計回りに回転動作させるものについて説明する。
【００１４】
ラック６の移動は、偏心プレート４上の各凸部４Ａ（４Ｂ）とラック６の切り込み６Ａ（６Ｂ〜６Ｄ）とが順次に噛み合うことによって行われる。例えば、偏心プレート４が回転角度０度の状態から時計周り（矢印Ｚ方向）に回転を始めると、それに伴い噛み合っていた第２の凸部４Ｂが切り込み６Ａから離れる。一方、第１の凸部４Ａは切り込み６Ｂとより深く噛み合うように移動し、この第１の凸部４Ａが回転動作に伴ってラック６を押し上げる。回転角度が０度から１８０度までの間は、この第１の凸部４Ａによってラック６は押し上げられる。回転角度が１８０度を超えると、今度は第１の凸部４Ａが切り込み６Ｂと離れて噛み合わない状態となり、かわって第２の凸部４Ｂが切り込み６Ｃと噛み合うようになる。そして、回転角度が１８０度から３６０度までの間は、この第２の凸部４Ｂによってラック６は押し上げられる。上述したように、第１の凸部４Ａと第２の凸部４Ｂは偏心プレート４上に偏心した状態で構成されている。また、切り込み６Ｂの切り込みの深さは他の切り込み６Ａ（６Ｃ、６Ｄ）と比較して深く切り込みがなされている。そのため、回転角度に応じたラック６のストローク量（変位量）は各々異なる。図４から理解できるように、回転角度が０度〜１８０度付近までは急速に変位し、１８０度付近ではあまり変位に変化が起こらず、１８０度〜３６０度までは再度大きな変位を生じている。このように、上述したような形状のラック６を用いることにより、回転角度に応じてラック６の変位の速さ（すなわち、変位量）を異ならせることができ、特に回転角度１８０度付近において他の回転角度時と比較してあまり変位しないようにすることができる。
したがって、偏心プレート４の回転角度が１８０度付近において、ディスクＤが、まさにスピンドルアダプタＳＡに装着されようとする相対的位置にディスク受け１が位置するようにすれば、ディスク受け１からディスクＤをスピンドルアダプタＳＡに装着する、つまり受け渡す際に、ディスク受け１の移動速度が最減速されることになるので、ディスクＤをスピンドルアダプタＳＡにゆっくりと確実に装着することができるようになる。
【００１５】
なお、上述したディスク着脱機構の動作に応じて、ディスクＤのチャック／アンチャック動作を連動して動作させるようにしてもよい。図５は、本発明に係るディスク着脱機構の動作に連動してディスクのチャック／アンチャック動作を行うようにしたディスクチャック機構の一実施例を概略的に示した垂直断面図である。ただし、ディスクがチャックされていない状態（アンチャック状態）を実線で示し、ディスクがチャックされた状態（チャック状態）を破線で示す。
ディスクチャック機構は、ディスクＤをチャック（固定）して保持するものである。本実施例におけるディスクチャック機構は、スピンドル軸ＳＪとスピンドルモータＳＭの内部を中心軸７が貫通し、中心軸７は付勢力を有するスプリングＢにより下方に付勢されている。中心軸７の上端（スピンドルＳの先端部）には、押圧ヘッドＨとチャック爪Ｔよりなる押圧部（すなわち、スピンドルアダプタＳＡ）が固定されている。チャック爪Ｔは押圧ヘッドＨに上から押圧されることにより、ディスクＤを表面から押さえつけてディスクＤをチャックすることができるようになっている。中心軸７の下端は、アームＲＡの先端部分で自由に回転できるように構成されている押圧ローラＲ１によって支えられる。アームＲＡの反対側の先端部分は接触ローラＲ２及びＲ３を介して作動アーム２と接触している。また、作動アーム２は接触ローラＲ３と接触する側面が所定の部分から徐々に傾斜するように（すなわち、作動アーム２の太さ（あるいは厚さ）が上端部分より下端部分の方で太く（厚く）なるように）形成される。
【００１６】
ここで、上述した構成におけるディスクＤのアンチャック動作について説明する。ラック６を上方へ移動した場合、ラック６の動作に伴って作動アーム２が上方へ押し上げられる。この際、作動アーム２が同一の太さである部分では、アームＲＡはその位置が変化しない（点線で示した図参照）。しかし、更に作動アーム２が上方へ押し上げられ、作動アーム２が太くなっている部分では、アームＲＡの先端部（接触ローラＲ３側）は作動アーム２の側面に沿って移動する。すると、アームＲＡは接触ローラＲ２を支点として回動する。すなわち、接触ローラＲ３の動作に伴って、反対側のアームＲＡの先端部（押圧ローラＲ１側）が矢印Ｑ方向に接触ローラＲ２を支点として円弧を描くように移動する（実線で示した図参照）。そして、押圧ローラＲ１は中心軸７を支えていることから、この押圧ローラＲ１の回動に従って中心軸７が上方に押し上げられる。中心軸７が上方に押しあげられることに伴い、押圧ヘッドＨはスプリングＢ（又はコイルばね）の付勢力に反して上昇する。つまり、スプリングＢは引っ張られて伸ばされた状態になる。すると、押圧ヘッドＨにより押圧されてディスクＤをチャックしていたチャック爪ＴがディスクＤから開放される。すなわち、チャック爪ＴはディスクＤの表面から離れて、ディスクＤをアンチャック状態（チャックされていない状態）とする。つまり、チャック爪Ｔは押圧していたディスクＤの表面から離れて、ディスクのチャック状態からディスクのアンチャック状態になる。
このように、ラック６の上下動に応じてアームＲＡの回動を介して中心軸７が上方へ移動することにより、チャック爪ＴがディスクＤの表面から離れる、すなわちディスクＤに対するアンチャック動作が行われる。
【００１７】
次に、ディスクＤのチャック動作について説明する。上述したディスクＤのアンチャック動作と反対にラック６を下方に動作した場合には、作動アーム２に沿って接触ローラＲ３が移動し、アームＲＡは接触ローラＲ２を支点としてアンチャック時とは反対方向に回動されるので、押圧ローラＲ１が下方へ移動する。そうすると、ディスクＤのアンチャック時に伸ばされた状態となったスプリングＢは、その有する付勢力により静的状態（すなわち、スプリングＢが伸びていない状態）に戻ろうとすることから、アームＲＡの回動に伴って、スプリングＢは徐々にラック６を動作させる前の静的状態に戻る。つまり、スプリングＢの付勢力により、中心軸７は下方に移動する。そのため、押圧ヘッドＨがチャック爪Ｔを下方へ押しつける、すなわちチャック爪ＴはディスクＤの表面に接近してディスクＤを押さえつけるので、ディスクＤはアンチャック状態からチャック状態になる。このように、ラック６の動作に応じてアームＲＡを回動し、スプリングＢの付勢力によりチャック爪ＴをディスクＤに押圧することによって、ディスクＤのチャック動作は行われている。
【００１８】
以上のように、このディスクチャック機構では、ラック６の上方への移動に伴ってアームＲＡを介してチャック爪ＴをディスクＤ表面から離すことによってディスクのアンチャック動作を行い、ラック６を下方へ移動することによるスプリングの収縮に伴ってローラＲＡを介してチャック爪ＴをディスクＤ表面に押圧することによってディスクのチャック動作を行っている。
また、上述したようにラック６の上下動に応じてディスク受け１はスピンドル２に対してディスクＤの着脱を行っている。そこで、ディスクＤの着脱動作とディスクＤのチャック／アンチャック動作とを連動して動作することにより、効率的にディスクＤの着脱動作を行うことができることになる。すなわち、ディスクＤをチャック／アンチャックする動作と、ディスク受け１とスピンドルＳとの間のディスクＤの受け渡し動作とを並行してタイミングよく行うことができる。さらに、ディスクＤをチャック／アンチャックする動作を行うための機構と、ディスク受け１とスピンドルＳとの間のディスクＤの受け渡し動作を行うための機構とを１つの機構で行うことができる。
【００１９】
なお、本実施例では、中心軸７を下降させることでディスクＤをチャックするようにしているが、これは中心軸７を上昇させることでチャックするようにすることもできる。また、ディスクＤのチャック／アンチャック機構は上述したものに限られるものでない。
【００２０】
【発明の効果】
この発明によれば、ディスク支持手段をスピンドルに対する所定の位置において移動速度を変化しながら移動させることができ、したがって、正確にかつ効率的にスピンドルに対してディスクの着脱を行わせることができる、という効果がある。さらに、ディスクのチャック／アンチャック動作と連動して動作させることにより、より効率的にディスクの着脱を行わせることができるようになる。
また、簡単な構成によって上記効果が得られるようになるので、当該ディスク検査装置を小さく構成できる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るディスク着脱機構の全体構成の一実施例を示した一部断面側面図である。
【図２】  図１に示したディスク着脱機構におけるラックと偏心プレートを特に正面から拡大して示した一部拡大図である。
【図３】  図１に示したディスク着脱機構におけるラックと偏心プレートの動作を概略的に説明するための説明図である。
【図４】  図３に示したラックと偏心プレートの動作時における変位と回転角度の関係をグラフにして示した図である。
【図５】  この発明に係るディスク着脱機構の動作に連動してディスクをチャック／アンチャックするディスクチャック機構を示す概念図である。
【符号の説明】
１…ディスク受け、２…作動アーム、３…駆動手段、４…偏心プレート、４Ａ（４Ｂ）…凸部、５…アクチュエータ、６…ラック、７…中心軸、Ｓ…スピンドル、ＳＡ…スピンドルアダプタ、ＳＭ…スピンドルモータ、ＳＪ…スピンドル軸、Ｂ…スプリング（コイルばね）、Ｄ…ディスク、Ｈ…押圧ヘッド、ＲＡ…アーム、Ｒ１（Ｒ２、Ｒ３）…ローラ、Ｔ…チャック爪
【図１】
0003739593.tif 000002
【図２】
0003739593.tif 000003
【図３】
0003739593.tif 000004
【図４】
0003739593.tif 000005
【図５】
0003739593.tif 000006