JP2751890B2 - カートリッジおよび光ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク等の情報
ディスクを収納するカートリッジおよびこのカートリッ
ジを使用した光ディスク装置に係わり、特に情報ディス
クのローディングに特徴を持ったカートリッジおよび光
ディスクを収納したカートリッジを使用する光ディスク
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの普及に伴って、高速アク
セスが可能で、かつ記憶容量が磁気ディスクよりも遙か
に大きな記録媒体としての光ディスクが注目を集めてい
る。光ディスクは、高速転送レート、高速ランダムアク
セスおよび大容量といった特徴を有するばかりでなく、
非接触による媒体の耐久性という利点を有している。光
ディスク装置は、光ディスクの記録トラック上に光ビー
ムを収束させ、情報の記録や再生あるいは消去を行う装
置である。

【０００３】光ディスク装置で光ディスクの両面を同時
に記録したり再生するには、ディジタル情報信号を分割
（マルチプレクシング）したり、この逆のデマルチプレ
クシングを行えばよい。これにより、高速記録レートを
記録線密度一定の状態で実現可能である。記録線密度を
一定にするのは、光ディスクの内周と外周の線速の合計
が常に一定となることを利用する。高速転送レートの記
録を行う際には、光ディスクの半径位置に応じて、ディ
スクの上側と下側の情報記録レートを変化させ、両者の
和が一定となるような記録方式を採用する。すなわち、
下側の光ヘッドが光ディスクの最内周にあるとき、上側
の光ヘッドは光ディスクの最外周にあり、両光ヘッドは
内周から外周へ、外周から内周へと同期して移動する。
この記録方法によって、両光ヘッドの線速の和が一定と
なる記録方式を実現している。

【０００４】ところで光ヘッドの対物レンズと光ディス
クの間隔、つまり作動距離は一般に１．５ｍｍ以下であ
る。そこで、光ディスクの上下に光ヘッドを配置する場
合、光ディスクの厚さが２．５ｍｍであれば２つの対物
レンズの間隔は、この２．５ｍｍに１．５ｍｍの２倍の
値を加算した５．５ｍｍでしかない。このような狭い間
隔に光ディスクを直接ローディングする従来の光ディス
ク装置では、ローディング時に光ヘッドの対物レンズア
クチェータ部分に光ディスクを衝突させ、ディスク面を
傷つける可能性があった。そこで、光ディスクをキャリ
ジに収納した状態で記録や再生を行う光ディスク装置が
提案されている。

【０００５】図７は、特開平６−３３３１６号公報に開
示されたこの光ディスク装置の要部を表わしたものであ
る。この提案の光ディスク装置では、光ディスク１１が
これを回転可能に支持するキャリジ１２に収納されてい
る。これら複数枚のキャリジ１２はストッカ１３に収納
されるようになっている。光ディスク１１には回転軸１
４が配置されている。この回転軸１４はキャリジ１２に
穿たれた中心孔１５に挿入されている。

【０００６】この光ディスク装置には、ストッカ１３か
らキャリジ１２を引き出すためのキャリジ移動機構１８
が設けられている。このキャリジ移動機構１８によって
引き出されたキャリジ１２に収容された光ディスク１１
が回転される。光ディスク１１の回転駆動は、ローラ駆
動機構１９と、これによって駆動される駆動ローラ２２
と、光ディスク１１の表裏に１つずつ配置された従動ロ
ーラ２３、２４から構成されている。このように、光デ
ィスク１１の外周部分の回転駆動が行われ、この状態で
光学ピックアップ２５が情報の再生を行う。

【０００７】図８は、従来の光ディスク装置の他の要部
を表わしたものである。この装置で図７と同一部分には
同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略す
る。この光ディスク装置では光ディスク１１を比較的幅
の狭いカートリッジ３１に収容している。光学ピックア
ップ２５による情報の再生時には光ディスク１１をその
回転軸１４がカートリッジ３１の外にでるまで引き出す
ようになっている。これにより、ローラ駆動機構１９に
よって駆動ローラ３３を駆動して光ディスク１１を回転
させることができる他、装置によっては回転軸１４に図
示しないモータのプラッタを接合させることで光ディス
ク１１を回転させることも可能である。

【０００８】なお、特開平１−３０３６６７号公報で
は、外径の異なる数種類の情報ディスクを記録したり再
生するコンパチブル光ディスク装置を開示しており、タ
ーンテーブルを２つ備えて複数枚の情報ディスクの１枚
を選択できるようにしている。また、実開昭６１−７２
７６６号公報では、カートリッジの一部を開いて、情報
ディスクを外部に相対的に押し出すようにした光ディス
ク装置が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図７に示したこの提案
の光ディスク装置では、光ディスク１１をキャリジ１２
に収納した状態で回転させ、またこの収納した状態で光
ヘッドで記録や再生を行う必要がある。このため、キャ
リジ１２自体に破線２６で示すような比較的大きな切り
欠き部を設けディスク面を露出させる必要があった。こ
のため、十分な防塵を行うことができないという問題が
あった。また、この提案では光ディスク１１の片面の再
生のみを行うようになっており、両面の記録や再生を行
う構成には至っていない。また、この装置では光ディス
ク１１の外周部分を駆動ローラ２２と従動ローラ２３、
２４によって回転させるので、その信頼性が低いという
問題があった。更に、光ディスク１１の外周部分にロー
ラが接触することから、ディスク面の傷の発生も問題と
なった。

【００１０】一方、図８に示した装置の構成では光ディ
スク１１の回転軸１４を直接回転させることができるも
のの、図７のキャリジ１２に比べてカートリッジ３１の
サイズが更に小さくなり、十分な防塵を行うことができ
ないばかりでなく、剛性が劣化して、光ディスク１１を
外的、機械的な変形から保護することができなくなると
いった問題があった。

【００１１】また、光ディスク１１を図８に示したよう
なカートリッジ３１から引き出すための従来の機構は複
雑であり、そのコストや信頼性に問題があった。特開平
１−３０３６６７号公報および実開昭６１−７２７６６
号公報に開示された技術も、その構成が複雑であり、信
頼性に乏しいという問題があった。以上、光ディスクを
収納するカートリッジおよび光ディスク装置について説
明したが、一般にコンパクトディスク等の他のディスク
を含む情報ディスクを収納するカートリッジについても
同様の問題があった。

【００１２】そこで本発明の目的は、情報ディスクを簡
単な機構によって引き出すことのできるカートリッジを
提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、カートリッジから引
き出した光ディスクの上下に光ヘッドを配置して信号の
記録や再生を行うことができるようにした光ディスク装
置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）中心部に円柱状の凸部を有する円板状の情報
ディスクを内部に収納可能なカートリッジ本体と、
（ロ）このカートリッジ本体の情報ディスクの面と対向
する面に情報ディスクの引き出される方向に沿って円柱
状の凸部と嵌まり合う幅で形成された１本の溝と、
（ハ）カートリッジ本体の溝と平行な一方の内側面に沿
って情報ディスクの収納あるいは引き出し動作に応じて
往復動するラック歯車と、（ニ）一端が円柱状の凸部を
挟むＵ字状の形状を有し他端にこの移動部材と歯合する
ピニオン歯車を形成したディスク引き出し用アームとを
カートリッジに具備させる。

【００１５】

【００１６】

【００１７】すなわち請求項１記載の発明では、カート
リッジ本体の円板状の情報ディスクの面と対向する面に
情報ディスクの引き出される方向に沿って、この情報デ
ィスクの中心部の円柱状の凸部と嵌まり合う幅で一本の
溝を形成しておき、この溝に円板状の情報ディスクの円
柱状の凸部を嵌合させ引き出し方向あるいは収納方向に
ガイドさせて移動させるようにした。また、ディスク引
き出し用アームの端部と移動部材は、それぞれラック歯
車とこれに歯合するピニオン歯車とした。これにより、
これらを例えば半円形のローラ状のものとこれと転接す
るゴム部材によって形成する場合よりも、運動方向の変
換を確実に行うことができる。

【００１８】請求項２記載の発明では、（イ）中心部に
磁性体からなる円柱状の凸部を有する円板状の光ディス
クを内部に収納可能なカートリッジ本体と、このカート
リッジ本体の光ディスクの面と対向する面に光ディスク
の引き出される方向に沿って円柱状の凸部と嵌まり合う
幅で形成された１本の溝と、カートリッジ本体の溝と平
行な一方の内側面に沿って光ディスクの収納あるいは引
き出し動作に応じて往復動するラック歯車と、一端が円
柱状の凸部を挟むＵ字状の形状を有し他端にこの移動部
材と歯合するピニオン歯車を形成したディスク引き出し
用アームとを備えたカートリッジと、（ロ）このカート
リッジの光ディスク引き出し側に配置され磁性体からな
る円柱状の凸部と磁気的に吸着する磁石をプラッタ部分
に配置した光ディスク回転用のモータと、（ハ）カート
リッジの光ディスク引き出し側に配置され引き出された
光ディスクの少なくとも１面に対向して配置された情報
の記録、再生あるいは消去用の光ヘッドとを光ディスク
装置に具備させる。

【００１９】すなわち請求項２記載の発明では、請求項
１記載の情報ディスク用のカートリッジを光ディスク用
に使用し、カートリッジから引き出された光ディスクを
磁石によって吸着してモータで回転させると共に、光デ
ィスクの片方の面あるいは双方の面に光ヘッドを対向配
置させて、情報の記録、再生あるいは消去を行うように
した。

【００２０】請求項３記載の発明では、カートリッジは
ラック歯車を光ディスクの収納される方向に押しつける
圧縮コイルバネと、光ヘッドの作動時にこの圧縮コイル
バネの力に抗してラック歯車を逆方向に移動させる強制
移動手段とを具備することを特徴としている。これによ
り、光ヘッドを使用するときには強制移動手段を用いて
光ディスクをカートリッジから引き出し、これ以外のと
きには圧縮コイルバネによって光ディスクをカートリッ
ジに収納させることができる。

【００２１】請求項４記載の発明では、プラッタ部分に
はモータのシャフトと一体となり光ディスクの円柱状の
凸部の中心に開けられた孔に嵌合するスピンドルが配置
されていることを特徴としている。これにより、カート
リッジから引き出された光ディスクの回転中心をモータ
のそれと正確に合わせることが可能になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

【００２３】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２４】図１は本発明の一実施例における光ディス
ク装置のカートリッジの組み立ての状態を表わしたもの
である。光ディスク４１を収納するカートリッジは、カ
ートリッジ本体４２と、これにネジ止めされる蓋部４３
と、光ディスク４１の中心部分の円柱状の凸部４４の外
周に刻まれた溝４５をＵ字状の先端部４７Ａで軽く挟む
ように保持したアーム４７と、このアーム４７の端部に
加工されたピニオン歯車４７Ｂと噛合するラック歯車４
９その他の部品で構成されている。

【００２５】カートリッジ本体４２は、光ディスク４１
の直径よりもやや大きなサイズの矩形状のベース板４２
Ａの３辺の部分を所定幅で一定の厚さに盛り上げてコ字
状の凸部４２Ｂを形成したもので、図で手前側の部分に
は所定の長さのキー溝５１が刻まれている。このキー溝
５１には、圧縮コイルバネ５２を介してラック歯車４９
が往復動自在に嵌入され、更にラック歯車４９と同一断
面形状の止め具５４が嵌入されるようになっている。ラ
ック歯車４９にはその長手方向に途中まで穴４９Ａが開
けられており、止め具５４にも同一断面位置に穴５４Ａ
が貫通している。

【００２６】ベース板４２Ａにおける凸部４２Ｂが形成
されていない光ディスク４１の引き出し口側には、その
端部中央に半円形の切り欠き５５が設けられている。こ
の切り欠き５５は光ディスク４１を引き出した状態で回
転させるためのもので、この直下にはこの図には示して
いないモータのプラッタ部分が配置されている。コ字状
の凸部４２Ｂの４隅には、ネジ止め用の穴５６₁ 〜５６
₄ が設けられている。このうちキー溝５１の配置されて
いる箇所の上に配置された穴５６₄ は、蓋部４３と共に
止め具５４をネジ止めするために使用される。

【００２７】蓋部４３は、ベース板４２Ａと同じサイズ
の平板で、ネジ止め用の穴５６₁ 〜５６₄ に対応した４
隅に同じくネジ止め用の穴５８₁ 〜５８₄ を配置してい
る。また、ベース板４２Ａにおける切り欠き５５と対応
する箇所には同様に半円形の切り欠き５９が設けられて
いる。また、この切り欠き５９の存在する箇所からその
半円の直径を幅としたガイド溝６１が蓋部４３の中央位
置まで刻まれている。このガイド溝６１は、光ディスク
４１の移動に従って円柱状の凸部４４をガイドするため
に使用されるものである。凸部４４は前記したモータの
プラッタ部分に配置されたマグネットと吸引するために
磁性体で構成されている。

【００２８】板金等の板材から構成されたアーム４７の
端部に加工されたピニオン歯車４７Ｂの回転中心にはピ
ン穴６３が穿たれており、ここにピン６４が圧入される
ようになっている。このピン６４は、キー溝５１に嵌入
されたラック歯車４９と噛合したピニオン歯車４７Ｂを
ベース板４２Ａにおける穴５６₄ の近傍の所定位置に回
動自在に配置させるためのものである。ベース板４２Ａ
および蓋部４３には、このピン６４の両端を回動自在に
支持するためのピン取付穴６６、６７が配置されてい
る。

【００２９】このような光ディスク装置のカートリッジ
の組み立て方法を説明する。まず、光ディスク４１の円
柱状の凸部４４の外周に刻まれた溝４５をアームの先端
部４７Ａで回動自在に保持し、光ディスク４１がベース
板４２Ａの中程に位置するようにする。このとき、アー
ムの先端部４７Ａはキー溝５１の端部近傍に位置させ
る。この状態でキー溝５１に圧縮コイルバネ５２を挿入
し、続いてラック歯車４９の先端近傍にピニオン歯車４
７Ｂを噛合させる。この状態でラック歯車４９をキー溝
５１に差し込み、これを矢印６８方向に押し込む。この
とき、光ディスク４１およびアーム４７も共に同一方向
に移動させる。ラック歯車４９を差し込んだ後には、キ
ー溝５１に止め具５４を差し込む。アーム４７のピン穴
６３がピン取付穴６６の真上に来たら、この位置でピン
６４を差し込み、このピン６４の先端部がピン取付穴６
７に差し込まれるように位置決めしながら蓋部４３を閉
め、ネジ止め用の穴５８₁ 〜５８₄ から図示しないネジ
でネジ止めする。

【００３０】図２は、このようにしてカートリッジに光
ディスクが収納された状態を示したものである。光ディ
スク４１はカートリッジ本体４２と蓋部４３等からなる
カートリッジ７１内に完全に収納されている。また、図
３は、カートリッジに光ディスクが収納されたこの状態
を示した断面図である。

【００３１】図４は、カートリッジから光ディスクが引
き出された状態を表わしたものである。カートリッジ７
１の止め具の穴５４Ａから矢印６８方向に棒状部材７３
を差し込むと、次に説明するように光ディスクの円柱状
の凸部４４が矢印６８方向と反対方向に移動し、光ディ
スク４１がカートリッジ７１から半分ほど突出する。す
ると、磁性体からなる円柱状の凸部４４がモータのプラ
ッタ部分に配置されたマグネットに吸引され、光ディス
ク４１は回転可能な状態となる。引き出された光ディス
ク４１の部分の両面には、それぞれ対向して光ヘッド７
５、７６が配置され、両面同時の情報の書き込みや読み
出しが可能になる。

【００３２】図５は、ラック歯車の移動に伴う光ディス
クの往復動の様子を示したものである。カートリッジ７
１に差し込まれた棒状部材７３を矢印６８方向に移動さ
せれば、ラック歯車４９と噛合したピニオン歯車４７Ｂ
がピン６４を中心として時計方向に回転する。これによ
り、アーム４７が時計方向に回転するので、これに回動
自在に保持された光ディスクの円柱状の凸部４４がガイ
ド溝６１に沿って矢印６８方向と反対方向に移動する。
これにより、光ディスク４１がカートリッジ７１から半
分ほど突出することになる。棒状部材７３を引き抜く方
向に移動させれば、圧縮コイルバネ５２がラック歯車４
９を矢印６８方向と逆方向に移動させるので、光ディス
ク４１は再びカートリッジ７１内に収納される方向に移
動することになる。

【００３３】図６は、光ディスクがモータによって回転
する状態での光ディスク装置の要部を示したものであ
る。モータ８１のプラッタ部分８２にはモータシャフト
と一体となったスピンドル８３を貫通した形で円板状の
マグネット８４が取り付けられている。図４に示したよ
うに光ディスク４１がカートリッジ７１から引き出され
ると、その磁性体からなる円柱状の凸部４４がマグネッ
ト８４に吸着する。このとき、凸部４４の中心に開けら
れている細孔８６にスピンドル８３が嵌合する。これに
より、円錐形状のスピンドル８３によって光ディスク４
１の中心が精度よく設定された状態でその回転が行われ
ることになる。

【００３４】なお、以上説明した実施例ではカートリッ
ジ７１の光ディスク引き出し側の端部を開口状態とした
が、ここに例えばリッド扉を配置し、防塵性を確保して
もよいことは当然である。また、実施例ではピニオン歯
車４７Ｂとラック歯車４９を用いてラック歯車４９をカ
ートリッジ７１の内部に押し込むことで光ディスク４１
を引き出す運動を行うようにしたが、半円形のローラ状
のものとこれと転接するゴム部材等の他の手段で同様の
動作を行わせるようにしてもよい。また、実施例では光
ディスク４１を挟むように２つの光ヘッド７５、７６を
配置し、両面同時記録や再生を可能にしたが、片面につ
いて情報の記録や再生を行う光ディスク装置についても
本発明を同様に適用することができることも同然であ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、情報ディスクあるいは光ディスクをカートリ
ッジ内の収納したアームによって引き出したり収納する
ようにしたので、簡単な構成となるばかりでなく、外部
に引き出しのための特別な機構を要しないので、カート
リッジを含めた情報処理のための装置全体を小型に作成
することがきるといる長所がある。

【００３６】また請求項１記載の発明によれば、カート
リッジ内部に情報ディスクの引き出されたり収納される
方向をガイドする溝を配置したので、情報ディスクをこ
の溝に沿って直線的に移動させたり、所定の場合には曲
線的にカーブした溝を用いてこの曲線に合わせた移動を
行わせることができる。したがって、情報ディスクの引
き出される側の部品配置にある程度の自由度を持たせる
ことができる。また、情報ディスクの中心部を溝に沿っ
て移動させるので、ディスクの外周部がカートリッジの
内側面と接触する事態を回避することができる。

【００３７】更に請求項２記載の発明によれば、カート
リッジから光ディスクを引き出したときこれを磁気的に
モータと連結するようにしたので、複雑な機構を用いず
に動力の伝達が可能になる。

【００３８】また請求項３記載の発明では、ラック歯車
を圧縮コイルバネで常時所定方向に押しつけるようにし
たので、光ヘッドによる読み取りを行わないときには光
ディスクをカートリッジに自動的に収納することがで
き、その安全性を確保することができる。

【００３９】更に請求項４記載の発明では、プラッタ部
分に配置されたスピンドルが光ディスクの円柱状の凸部
の中心に開けられた孔に嵌合した状態でこの光ディスク
の回転が行われるので、回転の際に偏心が生ぜず、信頼
性の高い読み取りを可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光ディスク装置のカ
ートリッジの組み立ての状態を表わした分解斜視図であ
る。

【図２】本実施例でカートリッジに光ディスクが収納さ
れた状態を示した斜視図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本実施例でカートリッジから光ディスクが引き
出された状態を表わした光ディスク装置の要部を示す斜
視図である。

【図５】ラック歯車の移動に伴う光ディスクの往復動の
様子を示した説明図である。

【図６】光ディスクがモータによって回転する状態での
光ディスク装置の要部を示した断面図である。

【図７】従来提案された光ディスク装置の要部を示す平
面図である。

【図８】従来使用された光ディスク装置の要部を示す平
面図である。

【符号の説明】

４１ 光ディスク ４２ カートリッジ本体 ４３ 蓋部 ４４ 円柱状の凸部 ４７ アーム ４７Ａ アームの先端部 ４７Ｂ ピニオン歯車 ４９ ラック歯車 ５１ キー溝 ５２ 圧縮コイルバネ ７１ カートリッジ ７３ 棒状部材 ７５、７６ 光ヘッド ８１ モータ ８２ プラッタ部分 ８４ マグネット

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部に円柱状の凸部を有する円板状の
   情報ディスクを内部に収納可能なカートリッジ本体と、 このカートリッジ本体の前記情報ディスクの面と対向す
   る面に情報ディスクの引き出される方向に沿って前記円
   柱状の凸部と嵌まり合う幅で形成された１本の溝と、 前記カートリッジ本体の前記溝と平行な一方の内側面に
   沿って情報ディスクの収納あるいは引き出し動作に応じ
   て往復動するラック歯車と、 一端が前記円柱状の凸部を挟むＵ字状の形状を有し他端
   にこの移動部材と歯合するピニオン歯車を形成したディ
   スク引き出し用アームとを具備することを特徴とするカ
   ートリッジ。
2. 【請求項２】 中心部に磁性体からなる円柱状の凸部を
   有する円板状の光ディスクを内部に収納可能なカートリ
   ッジ本体と、このカートリッジ本体の前記光ディスクの
   面と対向する面に光ディスクの引き出される方向に沿っ
   て前記円柱状の凸部と嵌まり合う幅で形成された１本の
   溝と、前記カートリッジ本体の前記溝と平行な一方の内
   側面に沿って光ディスクの収納あるいは引き出し動作に
   応じて往復動するラック歯車と、一端が前記円柱状の凸
   部を挟むＵ字状の形状を有し他端にこの移動部材と歯合
   するピニオン歯車を形成したディスク引き出し用アーム
   とを備えたカートリッジと、 このカートリッジの光ディスク引き出し側に配置され前
   記磁性体からなる円柱状の凸部と磁気的に吸着する磁石
   をプラッタ部分に配置した前記光ディスク回転用のモー
   タと、 前記カートリッジの光ディスク引き出し側に配置され引
   き出された光ディスクの少なくとも１面に対向して配置
   された情報の記録、再生あるいは消去用の光ヘッドとを
   具備することを特徴とする光ディスク装置。
3. 【請求項３】 前記カートリッジはラック歯車を光ディ
   スクの収納される方向に押しつける圧縮コイルバネと、
   前記光ヘッドの作動時にこの圧縮コイルバネの力に抗し
   てラック歯車を逆方向に移動させる強制移動手段とを具
   備することを 特徴とする請求項２記載の光ディスク装
   置。
4. 【請求項４】 前記プラッタ部分には前記モータのシャ
   フトと一体となり前記光ディスクの円柱状の凸部の中心
   に開けられた孔に嵌合するスピンドルが配置されている
   ことを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。