JP2003257084A - 光ディスククランプ機構および光ディスクダビングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクト化ならびに軽量化を実現すること
ができ、経時的に機能の低下しない信頼性の高い光ディ
スクのクランプ機構を提供する。そしてこのクランプ機
構を用いて光ディスクを搬送する経路を最短とすること
を可能とする光ディスクダビングシステムのコンパクト
化を実現する。 【解決手段】 光ディスクＤの中心孔Ｄａの端縁に対
し、遠心方向および求心方向へ前後動可能の複数のクラ
ンプ部材１５を備え、カム部材１４により前記クランプ
部材を遠心方向へ付勢することにより光ディスクの中心
孔の端縁を保持する一方、該クランプ部材を去勢したと
き前記光ディスクの中心孔の端縁の保持を解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のＣＤ（コン
パクト・ディスク）あるいはＤＶＤ（デジタル・バーサ
タイル・ディスク）などの光ディスクの自動交換を要す
る装置に用いて好適な光ディスククランプ機構および光
ディスクダビングシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、音楽、映画などを記録した商業
用のＣＤあるいはＤＶＤは通常、大量に生産されるた
め、大掛かりなディスクチェンジャーを備えた大型装置
が用いられ、製作コストの低減が計られている。一方、
大量の生産を必要としないいわゆるカスタムメードの光
ディスク、例えば、学習教材、記念品、贈答などに用い
られるものは、その受注数量が少量である反面、顧客の
注文に対し迅速、柔軟な対応が要求されるものである。

【０００３】このような要求に対応するため、光ディス
クへの情報の書き込みを行う記録ユニット、ディスクチ
ェンジャーを一体化して光ディスクの供給、この光ディ
スクへの情報の書き込み、そして情報の記録された光デ
ィスクの回収という一連の作業を自動的に行うシステム
（例えば、特開２００１−１３６３６９）が提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記システムは、複数
の光ディスクをシステム内部で搬送するため、垂直方向
への移動ならびに回転運動をする搬送アームを備え、こ
の搬送アームの先端で光ディスクの中心孔をクランプす
るようにしている。前記出願によるこのクランプ機構
は、搬送アームの先端に基部を固定し、この基部の内部
でプランジャーを作動して保持部材を上下動するように
したものである。そして、この保持部材の先端の係合部
を光ディスクの中心孔に係合させ保持するようにしてい
る。

【０００５】この種のクランプ機構を備える搬送アーム
は、片側一端のみが支持された片持構造であるため、そ
の開放端は機構面での駆動制御の安定性を保つために
も、極力、軽量であることが望ましく、かかる条件に対
応するための図９に示すごとき構成のクランプ機構が多
く採用されている。これは搬送アームの先端に配置する
クランプ要素１０１を、合成樹脂など適度の柔軟性を備
えた素材により保持爪片１０１ａを立ち上げて一体成形
したものである。この保持爪片１０１ａはスリット１０
１ｂにより分離独立しており、中心が一体化している。

【０００６】そして、保持爪１０１ａの前記中心部に固
定した作用ピン１０２がプランジャ１０３で駆動され、
プランジャ１０３が作用ピン１０２を引き上げたとき、
保持爪片１０１ａで形成される外周が収縮する。この状
態で保持爪片１０１ａをディスクＤの中心孔Ｄａへ挿通
し、プランジャ１０３の駆動を停止することにより保持
爪片１０１ａが定常位置に復帰して前記中心孔Ｄａの端
縁と接触することによりディスクＤをクランプすること
ができるようにしたものである。

【０００７】前記保持爪片によるクランプ機構の場合、
クランプ要素自体が軽量であるため、アーム先端を軽量
にすることができるが、保持爪片が常に収縮を繰り返す
ため、やがて疲労断裂を生じたり、外表面の摩耗劣化に
より光ディスクＤの中心孔Ｄａとの接触抵抗が低下す
る。これにより、光ディスクを保持することができなか
ったり、搬送中に脱落し、落下する危険のあるものであ
った。さらに、保持爪片には弾性力のばらつきがあり、
光ディスクへの圧力の変動が大きく、安定性に欠けるも
のであった。また、保持爪片を張引する作用力はかなり
大きなものが必要であり、このため、プランジャが大型
化する傾向があった。

【０００８】ところで、前述のようなクランプ機構を備
えた搬送アームによる光ディスクの搬送を行う光ディス
クダビングシステムでは、機構的精度の向上、搬送時間
の短縮による安全性の向上、そしてシステム全体を小型
化するために、光ディスクのシステム内での搬送経路は
短いものが理想であった。しかしながら、記録ユニッ
ト、光ディスクのストックケースなどが分散した位置に
配置されている従来のシステムでは、光ディスクの搬送
経路および搬送アームの動きが複雑になるとともにシス
テム全体が大型となり、コンパクト化を達成することが
できなかった。

【０００９】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、小型軽量化を実現するとともに、小さな作用力
で光ディスクのクランプを確実なものとし、経時的に信
頼性の低下しない光ディスクのクランプ機構を提供する
ものである。さらに本発明は、光ディスクの搬送経路を
最短となるようにし、コンパクト化を実現することがで
きる光ディスクダビングシステムを提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、光ディスクの中心孔の端縁に対し、遠心方
向および求心方向へ前後動可能の複数のクランプ部材を
備え、カム部材により前記クランプ部材を遠心方向へ付
勢することにより光ディスクの中心孔の端縁を保持する
一方、該クランプ部材を去勢したとき前記光ディスクの
中心孔の端縁の保持を解除するように光ディスクのクラ
ンプ機構を構成する。

【００１１】そして、上記構成において、クランプ部材
を転動球体として光ディスクのクランプ機構を構成す
る。

【００１２】また、本発明は、光ディスクの記録面へ情
報を書き込む記録ユニットとラベル面へ印刷を施す印刷
ユニットを段積み状態で配置し、さらに上段に配置した
前記いずれかのユニット上に光ディスクのストックケー
スおよび回収ケースを載置した状態で配置してなり、前
記ストックケース、回収ケース、記録ユニット、印刷ユ
ニットの各々の間における光ディスクの搬送を垂直およ
び水平のみの二次空間内で移動できるように光ディスク
ダビングシステムを構成する。

【００１３】そして、上記システムにおいて、ストック
ケース、回収ケース、記録ユニット、印刷ユニットを、
これに装填される光ディスクの中心を基準として水平方
向の同一直線上で一致させて配置して光ディスクダビン
グシステムを構成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
もとづいて詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の光ディスクダビングシス
テムの全体の構成を示す斜視図であり、同図において、
符号Ａは本発明の光ディスククランプ機構（以下、クラ
ンプ機構という）を示す。このクランプ機構の主体部
は、後述するように光ディスクＤの搬送アーム１に構成
されており、該搬送アーム１の一端がエレベーション機
構２に固定されている。このエレベーション機構２は支
柱３、４で支持され、動力源となるスピンドルモータＭ
の出力軸の回転力がプーリＰ、ギヤＧ１、Ｇ２を介して
減速されつつギヤＧ３に伝達し、該ギヤＧ３が支柱３の
ラックギヤ３ａに噛合していることにより垂直方向に昇
降し、搬送アーム１を上下動することができる。

【００１６】そして、前記支柱３，４の基端はホルダー
５に固定さており、該ホルダーはさらにベルト６に固定
されているため、ベルト６がホィール７，８により駆動
されると、支柱３，４に組み込まれたエレベーション機
構２ならびに搬送アーム１は、水平方向に往復動する。

【００１７】つぎに、符号９は印刷ユニットであり、デ
ィスクトレイ９ａによりローディングされた光ディスク
のラベル面に印刷を施す機能を内蔵する。また、符号１
０は記録ユニットであり、ディスクトレイ１０ａにより
ローディングされた光ディスクへダビング情報を記録す
る機能を内蔵する。なお、図１に示す実施例では、記録
ユニット１０を印刷ユニット９に載置するようにしてあ
るが、これとは逆に印刷ユニット９を記録ユニット１０
に載置するようにしてもよい。

【００１８】そして、同図の実施例においては、記録ユ
ニット１０の筐体天板上に複数枚の記録用光ディスクを
収容するストックケース１１と、記録済光ディスクを収
容するための回収ケース１２が配置されている。なお、
前記ストックケース、回収ケース、記録ユニット、印刷
ユニットの各々の相対的配置は、これらに装填される光
ディスクの中心を基準として水平方向の同一直線上で一
致するようにする。即ち、図２に模式的に示すごとく、
ストックケース１１に収容される光ディスクＤ１、回収
ケースに収容される光ディスクＤ２、記録ユニットに装
填された光ディスクＤ３、印刷ユニットに装填された光
ディスクＤ４の中心が同一直線Ｘ１−Ｘ２上で一致する
ように配置する。

【００１９】つぎに、本発明のクランプ機構を詳細に説
明する。図３はその要部の構成を示すもので、固定ホル
ダー１３と可動カム板１４との組合せにより構成され
る。固定ホルダー１３は、周壁１３ａが光ディスクの中
心孔に遊嵌する外径となっており、全周の角度を三等分
した位置に、開口部１３ｂが形成され、この開口部の周
壁の端部１３ｃには内方向へ拡がるテーパ面が形成され
ている。

【００２０】そして、前記開口部から求心方向に向かっ
て底面が落ち込んだ転動球体１５の収容部１３ｄが形成
され、この収容部１３ｄの両側に大小の側壁１３ｅ、１
３ｆが形成されている。なお、固定ホルダー１３の中央
にはネジ受けボス１３ｇが立設されており、このネジ受
けボスに軸支ネジ１６を挿通して固定ホルダー１３を搬
送アーム１の先端へ固定する。なお、前記搬送アーム１
の先端はその裏面に後述するスイッチ素子を取り付ける
ため、凹陥させた断面形状となっている。

【００２１】ところで、前記転動球体１５は金属素材で
成形されたものが理想的であるが、十分な剛性を備える
ものであればその材質は限定されるものではない。そし
て、この転動球体は前記開口部１３ｂから脱落せず、し
かも球体表面が僅かに周壁１３ａから突出する外径寸法
であることを要する。

【００２２】つぎに、可動カム板１４は、前記固定ホル
ダー１３の収容部１３ｄに対応する位置にカム溝１４ａ
が形成され、カム斜面１４ｂが転動球体１５に作用する
ように形成されている。そして、可動カム板１４には該
可動カム板を回転駆動するための操作ピン１７が立設さ
れており、中心に前記固定ホルダー１３のネジ受けボス
１３ｇに回動自在に遊嵌する軸孔が形成されている。

【００２３】このように形成された固定ホルダー１３お
よび可動カム板１４は図４に示すごとく一体化され、軸
支ネジ１６により固定ホルダー１３が搬送アーム１の先
端に取り付けられる。このとき、可動カム板１４は固定
ホルダー１３内で回動可能の状態となり、その操作ピン
１７の開放端は図５に示すごとく搬送アーム１の窓孔１
ａからこの搬送アームの表面に臨む。

【００２４】そして、搬送アーム１へ軸支ネジ１９によ
り揺動可能に取り付けられたクランクアーム１８の作用
端１８ａの割溝１８ｂを前記操作ピン１７の開放端に係
合させ、一方、クランクアーム１８の駆動端１８ｃを搬
送アーム１に固定されたプランジャー２０の出力軸２０
ａに連結される。なお、プランジャー２０の本体とクラ
ンクアーム１８の駆動端１８ｃとの間には圧縮コイルバ
ネ２０ｂが装着されている。したがって、プランジャー
２０が無通電のとき、前記圧縮コイルバネ２０ｂの作用
により出力軸２０ａは前進方向に付勢され、これにより
クランクアーム１８の駆動端１８ｃも前進方向に付勢さ
れた状態となり、作用端１８ａは常時反時計回り方向に
付勢された状態となる。

【００２５】符号２１は搬送アーム１の背面に固定され
たスイッチ素子であり、該スイッチ素子により光ディス
クとの接触を検知し、その検知信号により搬送アーム１
の降下を停止するなど、搬送アーム１の移動制御を司る
ようにしている。

【００２６】本発明のクランプ機構は以上のごとく構成
されており、このクランプ機構の動作態様を図６乃至図
８を参照して以下に説明する。

【００２７】前述したごとくクランクアーム１８の作用
端１８ａは常時反時計回り方向に付勢されているので、
操作ピン１７により可動カム板１４は時計回り方向に付
勢され、図６（Ａ）に示すごとくそのカム斜面１４ｂに
より転動球体１５が遠心方向に押し出されるように付勢
される。この状態において転動球体１５は同図に示すご
とく、その球体表面が固定ホルダー１３の周壁１３ａか
ら僅かに突出し、開口部１３ｂの周壁の端部１３ｃのテ
ーパ面で係止されて遠心方向への移動が規制されてい
る。

【００２８】上記状態はプランジャー２０が作動してい
ないクランプ機構の定常状態にあり、この状態で搬送ア
ームが光ディスクをクランプする状態、即ち、エレベー
ション機構２によって搬送アーム１が降下して固定ホル
ダー１３が光ディスクＤの中心孔Ｄａ内に臨み、さらに
搬送アーム１が降下すると図６（Ｂ）に示すごとく前記
中心孔Ｄａの端縁が固定ホルダー１３の転動球体１５に
当接する。

【００２９】そして、前記図６（Ｂ）の状態からさらに
固定ホルダー１３が降下すると、図６（Ｃ）に示すごと
く光ディスクＤの中心孔Ｄａの端縁が転動球体１５を求
心方向へ押し込む。このとき可動カム板１４は時計回り
方向に付勢されているが、転動球体１５の求心方向への
移動に伴い、可動カム板１４は圧縮コイルバネ２０ｂの
付勢力に抗して反時計回り方向へ僅かに反転する。この
状態からさらに固定ホルダー１３が降下して転動球体１
５の水平方向の中心が光ディスクＤの中心孔Ｄａの端縁
の下端を越えると、可動カム板１４の時計回り方向への
付勢力により転動球体１５が遠心方向へ押し出され、こ
の球体表面が図６（Ｄ）に示すごとく再度固定ホルダー
１３の周壁１３ａから突出するので、光ディスクＤの中
心孔Ｄａの端縁が下方から支持した状態で固定され、光
ディスクＤの表面と搬送アーム１の先端の裏面が図７に
示すごとく密着して搬送アーム１にクランプされた状態
となる。なお、この状態となったとき、スイッチ素子２
１が作動し、その検知信号にもとづいて搬送アーム１の
降下が停止し、該搬送アームは上昇動作に移行する。

【００３０】このようにして、光ディスクＤの中心孔Ｄ
ａの端縁が図７（Ａ）示すごとく転動球体１５で保持さ
れた状態でクランプされ、この状態で搬送アーム１をプ
ログラムされた所定の搬送経路で移動させることによ
り、光ディスクを目的の位置へ移動させることができ
る。そして、目的位置で光ディスクのクランプを解除す
るには、プランジャー２０を通電し、図７（Ｂ）に示す
ごとく可動カム板１４を反時計回り方向に回転させ、転
動球体１５を遊動状態にすることにより、光ディスクＤ
が前記転動球体１５による保持力から開放され、その自
重により固定ホルダー１３から脱却し、クランプ機構か
ら離脱する。これと同時にプランジャー２０への通電を
遮断することにより、可動カム板１４は図７（Ｃ）に示
すごとく初期位置に復帰する。

【００３１】以上の説明から明らかなように、クランプ
部材とする転動球体への付勢力は単一の可動カム板を付
勢する単一の圧縮コイルバネで得られるようにし、しか
も、プランジャー２０は、光ディスクのクランプの解除
時の僅かな時間のみ作動すればよく、きわめて短時間の
通電で光ディスクの着脱の機能を果たすことができる。
したがって、本発明に用いるプランジャーは弱い駆動力
での瞬間的な作動となるため、小型のもので対応するこ
とができ、搬送アーム全体の質量を大きくするこがな
く、きわめて軽量で、コンパクトな構成のクランプ機構
とすることができた。

【００３２】また、上記実施例による場合、クランプ部
材として転動球体を使用していることにより、この転動
球体が遠心方向に移動してきて、その球面が光ディスク
の中心孔の端縁に滑り込んで抱き込むように機能するた
め、信頼性の高い確実な保持が可能となる。したがっ
た、例えば、搬送アームが多少傾いていたり、あるいは
スイッチ素子の高さ位置の不揃いなどによる誤差を吸収
することができ、また、衝撃が加わっても、光ディスク
の脱落し難いクランプ機構とすることができた。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したごとく本発明のクラ
ンプ機構によれば、コンパクト化ならびに軽量化を実現
することができ、経時的に機能の低下しない信頼性の高
い光ディスクのクランプが可能となる。そして、本発明
のクランプ機構を用いて好適な光ディスクダビングシス
テムは、光ディスクの搬送経路を最短とすることがで
き、システムのコンパクト化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクランプ機構ならびに光ディスクダビ
ングシステムの斜視図である。

【図２】本発明の光ディスクダビングシステムにおける
ユニット構成を説明するための模式図である。

【図３】本発明のクランプ機構の要部の構成を示す斜視
図である。

【図４】本発明のクランプ機構の組立状態を示す斜視図
である。

【図５】本発明のクランプ機構の完成状態を示す斜視図
である。

【図６】本発明のクランプ機構の動作工程を示す説明図
である。

【図７】本発明のクランプ機構により光ディスクをクラ
ンプした状態を示す説明図である。

【図８】本発明のクランプ機構の動作工程を示す説明図
である。

【図９】従来のクランプ機構の要部の構成を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１・・・・・・搬送アーム ２・・・・・・エレベーション機構 ３、４・・・・支柱 ５・・・・・・ホルダー ６・・・・・・ベルト ７、８・・・・ホイール ９・・・・・・印刷ユニット １０・・・・・記録ユニット １１・・・・・ストックケース １２・・・・・回収ケース １３・・・・・固定ホルダー １４・・・・・可動カム板 １５・・・・・転動球体 １７・・・・・操作ピン １８・・・・・クランクアーム ２０・・・・・プランジャー ２１・・・・・スイッチ素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクの中心孔の端縁に対し、遠心
   方向および求心方向へ前後動可能の複数のクランプ部材
   を備え、 カム部材により前記クランプ部材を遠心方向へ付勢する
   ことにより光ディスクの中心孔の端縁を保持する一方、
   該クランプ部材を去勢したとき前記光ディスクの中心孔
   の端縁の保持を解除するようにしたことを特徴とする光
   ディスクのクランプ機構。
2. 【請求項２】 クランプ部材が転動球体であることを特
   徴とする請求項１記載のクランプ機構。
3. 【請求項３】 光ディスクの記録面へ情報を書き込む記
   録ユニットとラベル面へ印刷を施す印刷ユニットを段積
   み状態で配置し、さらに上段に配置した前記いずれかの
   ユニット上に光ディスクのストックケースおよび回収ケ
   ースを載置した状態で配置してなり、 前記ストックケース、回収ケース、記録ユニット、印刷
   ユニットの各々の間における光ディスクの搬送を垂直お
   よび水平のみの二次空間内で移動できるようにしたこと
   を特徴とする光ディスクダビングシステム。
4. 【請求項４】ストックケース、回収ケース、記録ユニッ
   ト、印刷ユニットを、これに装填される光ディスクの中
   心を基準として水平方向の同一直線上で一致させて配置
   したことを特徴とする請求項３記載の光ディスクダビン
   グシステム。