JP5234137B2 - ディスク搬送装置およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、把持爪によりディスクを把持するように構成されているディスク搬送装置に関するものである。さらに詳しくは、把持爪をディスクの中心孔に挿入する動作を、ディスクの破損、把持爪の挿入不良を招くことなく、適切に行うことのできるディスクのグリッピング機構を備えたディスク搬送装置に関するものである。
多数枚のブランクCDなどのディスクにデータの書き込みを行うディスクダビング装置、データの書き込みとレーベル印刷を行うことにより制作したディスクを発行可能なCD/DVDパブリッシャなどのディスク処理装置においては、一般に、多数枚のブランクディスクあるいは作成済みのディスクが厚さ方向に積み重ねられた状態でスタッカに収納される。かかる状態でスタッカに収納されているディスクを把持するためのグリッピング機構としては、3本の把持爪を把持対象のディスクの中心孔に挿入し、これらを相対的に中心孔の径方向に広げて、これらを当該中心孔の内周面に押し付けることによりディスクを把持する構成のものが知られている。
特許文献1にはCD搬送機構が開示されており、このCD搬送機構では、CDの中心孔に3本の把持片(把持爪)を挿入し、これらを半径方向に広げて中心孔の内周面に押し付けることによりCDを把持するようになっている。3本の把持片を半径方向に広げるために、2本の把持爪を固定しておき、1本の把持片をこれらに対して遠ざかる方向に移動させ、これにより3本の把持片の外接円を広げるようにしている。また、把持片が取り付けられているアームには、CDの表面を検出するための位置センサが搭載されており、この位置センサの出力に基づき、CDの中心孔に3本の把持片が挿入されたことを検出するようにしている。
米国特許第6,802,070号明細書
ここで、位置センサによって正確に把持片がディスク中心孔に挿入されたことを検出できないと、把持不良、ディスクの破損などの弊害が発生する可能性がある。
例えば、把持片、アームなどの製造誤差、アームに対する位置センサの取り付け誤差、位置センサ自体の検出誤差などに起因して、把持片がディスク中心孔に十分に挿入される前の時点で把持片が挿入されたことが検出されてその挿入が停止すると、把持片によってディスクを確実に把持できず、ディスクを持ち上げて搬送する際にディスクが落下するなどの弊害が発生する。逆に、把持片が挿入されたことの検出が遅れると、把持片が取り付けられているハブなどの部分がディスク中心孔の縁部分に衝突して、ディスク表面を傷つけ、場合によってはディスクを破損する可能性もある。
したがって、位置センサによる把持片の停止位置のバラツキを無くす必要があるが、各部品の製造誤差、取り付け誤差、位置センサ自体の検出誤差などが原因となって発生する把持片の停止位置のバラツキを無くすことは極めて困難である。
本発明の課題は、この点に鑑みて、ディスクの中心孔に挿入される把持爪の停止位置にバラツキが発生しても、ディスクの把持不良、ディスクの破損を招くことなく、ディスクを把持可能なグリッピング機構を備えたディスク搬送装置を提案することにある。
上記の課題を解決するために、本発明のディスク搬送装置は、把持対象のディスクを把持する把持爪と前記ディスクの上面に当接する当接面を備えた、前記ディスクを把持するディスクのグリッピング機構と、前記グリッピング機構が一端側に組み込まれた搬送アームと、前記搬送アームを昇降する昇降機構と、を備え、前記搬送アームの他端側は、弾性部材を介して前記昇降機構と連結されることを特徴としている。
本発明のディスク搬送装置においては、把持爪を把持対象のディスクの中心孔に挿入する挿入量を、部品の製造誤差、それらの組付け誤差などを考慮して、僅かに多めに設定しておくことにより、把持爪によるディスクの把持不良が解消される。また、把持爪を挿入する際に、それらの把持部材がディスク表面に当った場合には、弾性部材が弾性変形し、ディスクに作用する衝突力が緩和される。また、把持部材がディスクに当った後は、弾性部材が弾性変形して、把持部材がそれ以上挿入方向に移動することがない。よって、把持部材によってディスクが損傷することもない。したがって、把持爪の挿入時におけるその停止位置にバラツキが発生しても、把持不良、ディスクの破損などが発生しない。
また、本発明は、把持対象のディスクを把持する把持爪と前記ディスクの上面に当接する当接面を備えた、前記ディスクを把持するディスクのグリッピング機構と、前記グリッピング機構が、一端側に組み込まれた搬送アームと、前記搬送アームを昇降する昇降機構と、前記搬送アームの他端側と、前記昇降機構とを連結する弾性部材と、を備えたディスク搬送装置の制御方法であって、前記昇降機構により前記搬送アームを降下させるステップと、前記搬送アームの降下により前記把持爪を前記ディスクの中心孔に挿入するステップと、前記当接面を前記ディスクの表面に当接させるステップと、前記当接面が前記ディスクの表面に当接した後、前記弾性部材が弾性変形して前記搬送アームの挿入方向への移動を阻止するステップと、を含むことを特徴としている。
本発明のディスク搬送装置の制御方法においては、把持爪を把持対象のディスクの中心孔に挿入する挿入量を、部品の製造誤差、それらの組付け誤差などを考慮して、僅かに多めに設定しておくことにより、把持爪によるディスクの把持不良が解消される。また、把持爪を挿入する際に、それらの把持部材がディスク表面に当った場合には、弾性部材が弾性変形し、ディスクに作用する衝突力が緩和される。また、把持部材がディスクに当った後は、弾性部材が弾性変形して、把持部材がそれ以上挿入方向に移動することがない。よって、把持部材によってディスクが損傷することもない。したがって、把持爪の挿入時におけるその停止位置にバラツキが発生しても、把持不良、ディスクの破損などが発生しない。
本発明のディスク搬送装置では、把持爪を備えている把持部材が、把持爪の挿入方向とは逆方向に移動可能な状態で支持部によって支持され、常時は、その移動が弾性部材によって阻止されている。把持爪を把持対象のディスク中心孔に挿入した際に、把持爪を備えている把持部材がディスク表面に当ると、弾性部材が弾性変形して、それらの衝突力が緩和される。また、弾性部材が弾性変形して、把持部材がそれ以上移動することがない。よって、把持爪の挿入時に、その停止位置にバラツキが有ったとしても、ディスクが損傷してしまうことが無い。また、停止位置のバラツキを考慮して把持爪の挿入量を設定しておくことにより、把持爪によるディスクの把持不良も解消できる。

本発明を適用したCDパブリッシャの概略構成図である。 CDパブリッシャの具体例を示す外観斜視図である。 CDパブリッシャにおける開閉扉が開いた状態での斜視図である。 CDパブリッシャの内部構造を示すための斜視図である。 CDパブリッシャのディスク搬送部を示す斜視図である。 ディスク搬送部の搬送アームの分解斜視図である。 ディスク搬送部の搬送アームのグリッピング機構を示す側面図である。 グリッピング機構の平面図である。 グリッピング機構の把持爪を示す断面図および平面図である。 搬送アームとタイミングベルトの連結機構を示す斜視図及び分解斜視図である。 ディスク搬送部のディスクグリッピング動作を示す概略フローチャートである。 CDパブリッシャのプリンタを示す斜視図である。 プリンタのプリンタトレイを示す平面図である。
以下に、図面を参照して、本発明を適用したディスクのグリッピング機構を備えたディスク処理装置の一例を説明する。
(全体構成)
図1は本発明を適用したCDパブリッシャの概略構成図である。本例のCDパブリッシャ1は、CD、DVDなどのディスク2(ブランクディスク2Aおよび作成済みディスク2B)を保管するためのディスク保管部3と、ディスク2へのデータの書き込み、およびディスク2からのデータの読み出しを行うディスクドライブ4と、データが書き込まれたディスク2のレーベル面2aに、書き込みデータを表すタイトル、書き込み年月日などを含むレーベルを印刷するためのレーベルプリンタ5と、ディスク2を搬送するためのディスク搬送部6と、各部の駆動制御を司る制御部7を有している。制御部7はLANなどの通信回線を介して管理サーバ、パーソナルコンピュータなどの上位機器8に接続されており、上記機器8の側から、ディスク製作要求(データ書き込み要求、データ追記要求)、ディスク発行要求などが入力される。
ディスクドライブ4のディスクトレイ71に対しては、ディスク受け渡し位置71Aに引き出された状態で、ディスク搬送部6によってディスク2の受け渡しが行われる。ディスクトレイ71に引き渡されたディスク2に対しては、ディスクドライブ4内に引き込まれた処理位置71Bにおいてデータの書き込み、読み出しが行われる。
レーベルプリンタ5はディスクドライブ4の下側に配置されており、ディスク2を搬送するためのプリンタトレイ81を備えている。プリンタトレイ81は、レーベルプリンタ5による印刷位置81Bと、ディスク受け渡し位置81Aとの間を往復移動する。ディスク受け渡し位置81Aにおいて、ディスク搬送部6によってディスク2の受け渡しが行われる。本例では、ディスクドライブ4のディスクトレイ71のディスク受け渡し位置71Aの真下が、プリンタトレイ81のディスク受け渡し位置81Aとされている。
ディスク保管部3は、ディスク2を厚さ方向に積層した状態で収納する第1および第2スタッカ11、12を備えている。第1スタッカ11および第2スタッカ12は、本例では、同軸状態で上下に配置されており、通常は、第1スタッカ11はブランクディスク2Aを収納するためのブランクディスク・スタッカとして機能し、第2スタッカ12は作成済みディスク2Bを収納するための作成済みディスク・スタッカとして機能する。
CDパブリッシャ1の典型的なディスク作成動作は次の通りである。上位機器8からデータ書き込み要求を受けると、ディスク保管部3の第1スタッカ11からブランクディスク2Aを取り出して、ディスクドライブ4にセットして、データ書き込み要求と共に供給された書き込みデータを書き込む。次に、書き込み済みディスク2をレーベルプリンタ5にセットして、そのレーベル面に、同じくデータ書き込み要求と共に供給されたレーベル印刷情報を印刷する。印刷終了後の作成済みディスク2Bを、ディスク保管部3の第2スタッカ12に収納する。ディスク発行(取り出し)要求があると、ディスク搬送部6によって、対象となる作成済みディスク2Bが第2スタッカ12から取り出されて、ディスク排出口13に排出される。この結果、作成済みディスク2Bを、ここから装置外部に取り出すことができる。
(CDパブリッシャの具体的構成例)
次に、図2ないし図12を参照して、本例のCDパブリッシャ1の具体的構成例を説明する。
図2はCDパブリッシャ1の外観斜視図である。CDパブリッシャ1は、ほぼ直方体形状の筐体31を備え、この筐体31の前面には、左右に開閉可能な開閉扉32、33が取り付けられている。開閉扉32、33の下側右端部には、表示ランプ、操作ボタンなどが配列された操作面34が形成されており、当該操作面34の隣には、ディスク排出口13が開いている。
図3は、開閉扉32、33を開いた状態でのCDパブリッシャ1の斜視図である。左側の開閉扉32は閉じ状態にロックされており、操作面34に個人認証手段、例えば、指紋センサなどを配置しておき、予め登録されている者のみが開閉できるようになっている。あるいは、上位機器8からの指令によって開閉可能となっている。これに対して、右側の開閉扉33はレーベルプリンタ5のインクカートリッジの交換時に開閉するためのものであり、当該開閉扉33を開けると、カートリッジ装着部36が露出するようになっている。本例では上下二段のカートリッジ装着部36が形成されている。
図4は、開閉扉32、33および筐体31の一部を取り外した状態でのCDパブリッシャ1の斜視図である。図3および図4を参照して説明すると、CDパブリッシャ1の筐体31の内部には、その左側の部位において、ブランクディスク・スタッカ11および作成済みディスク・スタッカ12が同軸状態で上下に配置されている。ブランクディスク・スタッカ11は、前方に水平に引き出し可能なスライド板41と、このスライド板41の上に垂直に配置されている左右一対の円弧状の枠板42、43とを備えており、これらにより、ディスク2Aを上側から受け入れて厚さ方向積層した状態で収納可能なスタッカが構成されている。ブランクディスク・スタッカ11にディスク2Aを収納あるいは補充する作業は、開閉扉32を開け、スライド板41を手前に引き出すことにより、簡単に行うことが可能となっている。
下側の作成済みディスク・スタッカ12も同一構造となっており、前方に水平に引き出し可能なスライド板44と、この上面に垂直に配置されている左右一対の円弧状の枠板45、46とを備えており、これらによって、ディスク2Bを上側から受け入れ、同軸状態で積層した状態で収納可能なスタッカが構成されている。
これらのブランクディスク・スタッカ11および作成済みディスク・スタッカ12の後側には、ディスク搬送部6が配置されている。ディスク搬送部6は、筐体31に垂直に取り付けられているシャーシ51と、このシャーシ51の上下の水平支持板部分52、53の間に垂直に架け渡されている垂直ガイド軸54と、この垂直ガイド軸54に取り付けた搬送アーム55とを備えている。搬送アーム55は、垂直ガイド軸54に沿って昇降可能であるとともに、当該垂直ガイド軸54を中心に左右に旋回可能である。
ディスク搬送部6の側方から後ろ側の部位には、上側にディスクドライブ4が配置され、下側にレーベルプリンタ5が配置されている。図3、4では、上側のディスクドライブ4のディスクトレイ71が手前に引き出されたディスク受け渡し位置71Aにある状態、および、下側のレーベルプリンタ5のプリンタトレイ81が手前側のディスク受け渡し位置81Aにある状態が示されている。また、レーベルプリンタ5はインクジェットプリンタであり、インク供給源として各色のインクカートリッジ82が用いられており、これらのインクカートリッジ82がカートリッジ装着部36に前方から装着されている。
ここで、ブランクディスク・スタッカ11および作成済みディスク・スタッカ12の左右一対の枠板42、43の間、45、46の間には、ディスク搬送部6の搬送アーム55が昇降可能な隙間が形成されている。また、これら上下のスタッカ11、12の間には、搬送アーム55が水平に旋回して、これらの真上に位置できるように、隙間が開いている。さらに、上側のディスクトレイ71をディスクドライブ4に押し込むと、ディスク搬送部6の搬送アーム55を下降させて、ディスク受け渡し位置にあるプリンタトレイ81にアクセス可能となっている。したがって、搬送アーム55の昇降および左右への旋回の組み合わせ動作によって、ディスク2を各部分に搬送することが可能である。
(ディスク搬送部)
図5はディスク搬送部6のみを示す斜視図である。先に述べたように、ディスク搬送部6は、筐体31に対して垂直に取り付けられているシャーシ51を備え、このシャーシ51の上下の水平支持板部分52、53の間に、垂直ガイド軸54が取り付けられている。この垂直ガイド軸54に搬送アーム55が昇降および旋回可能な状態で支持されている。
搬送アーム55の昇降機構は、駆動源である昇降用のモータ56を備えており、このモータ56の回転が、当該モータの出力軸に取り付けたピニオン57、複合伝達歯車58、および伝達歯車59を備えた減速歯車列を介して、駆動側プーリ61に伝達されるようになっている。駆動側プーリ61は、シャーシ51の上端近傍位置において、水平な回転軸(図示せず)を中心として回転自在の状態に支持されている。シャーシ51の下端近傍位置には、同じく水平な回転軸62を中心として回転自在の状態で従動側プーリ63が支持されており、これら駆動側プーリ61および従動側プーリ63の間にタイミングベルト64が架け渡されている。このタイミングベルト64の左右のベルト部分の一方に、搬送アーム55の後端部分が連結されている。(この連結部分の構造については、図10などを参照して後述する。)したがって、モータ56を駆動すると、タイミングベルト64が上下方向に移動し、そこに取り付けられている搬送アーム55が垂直ガイド軸54に沿って昇降する。
次に、搬送アーム55の旋回機構は、駆動源である旋回用のモータ65を備えており、このモータ65の出力軸にはピニオン(図示せず)が取り付けられて、このピニオンの回転が、2枚の複合伝達歯車66、67を備えた減速歯車列を介して、扇形の最終段歯車69に伝達されるようになっている。扇形の最終段歯車69は、垂直ガイド軸54を中心として左右に旋回可能である。また、当該最終段歯車69には、搬送アーム55の昇降機構の構成部品が組み付けられているシャーシ51が搭載されている。モータ65を駆動すると、扇形の最終段歯車69が左右に旋回するので、ここに搭載されているシャーシ51が一体となって垂直ガイド軸54を中心として左右に旋回する。この結果、シャーシ51に搭載されている昇降機構によって保持されている搬送アーム55が垂直ガイド軸54を中心として左右に旋回する。
(搬送アームおよびグリッピング機構)
図6は搬送アーム55の主要部分を示す分解斜視図であり、図7はその内部構造を示す側面図であり、図8はその内部構造を示す平面図である。
搬送アーム55は、先端部が半円形の細長いアームベース55aと、このアームベース55aの上に被せた同一輪郭形状のアームケース55bとを備えている。また、アームベース55aにはディスク2を把持するためのグリッピング機構100が組み込まれており、このグリッピング機構100がアームケース55bによって覆い隠されている。
グリッピング機構100は、同一円上において等角度間隔で配置された3本の円柱状の把持爪101〜103を備えており、これらの把持爪101〜103は、アームベース55aの先端部に形成した円形穴55cから下方に垂直に突出している。これら3本の把持爪101〜103を、ディスク2の中心孔2bに挿入して、その半径方向の外方に押し広げることにより、ディスク2を把持できる。
各把持爪101〜103は、これらより大径の支持ピン111〜113の下端に取り付けられている。各支持ピン111〜113は、アームベース55aの円形穴55cを貫通してその上側に延び、アームベース55aの上面に配置されている3枚の旋回板121〜123にそれぞれ取り付けられている。アームベース55aには、その円形穴55cを取り囲む状態で同一円上に等角度間隔で旋回中心軸131〜133が垂直に固定されている。各旋回板121〜123は、これらの旋回中心軸131〜133を中心として旋回可能な状態で支持されている。
各旋回板121〜123は、アームベース55aに沿って、その円形穴55cのほぼ円周方向に延びる前後の腕部121a、121b、122a、122b、123a、123bと、旋回中心から円形穴55cの内側に突出している支持腕121c〜123cとを備えている。支持腕121c〜123cの先端部の裏面に、それぞれ、支持ピン111〜113が垂直に固定されている。
旋回板121の前側の腕部121aの先端面には、旋回板122の後側の腕部122bの後端がスライド可能な状態で当接している。同様に、旋回板122の前側の腕部122aの先端面には、旋回板123の後側の腕部123bの後端がスライド可能な状態で当接している。旋回板123の前側の腕部123aの先端面には、旋回板121の後側の腕部121bの後端がスライド可能な状態で当接している。ここで、前側の腕部121aないし123aの先端面の傾斜角度を適切に設定することにより、各旋回板121ないし123が同一方向に旋回するようになっている。
旋回板121の前側の腕部121aと、旋回板122aの前側の腕部122aとの間には、引張りコイルばね124が架け渡されている。この引張りコイルばね124の引張り力によって、旋回板121〜123はガタ付くことなく当接状態に保持されていると共に、旋回板121に対して図8において矢印R1で示す方向(把持爪101〜103を広げる方向)の付勢力が加わっている。
この状態では、各旋回板121〜123の支持腕121c〜123cの先端に取り付けられている把持爪101〜103の外接円は、ディスク2の中心孔2cの内径より大きな径となっている。この状態において、一枚の旋回板、例えば旋回板121を矢印R2で示す方向に旋回すると、これに連動して、他の二枚の旋回板122、123も同一方向に同一角度だけ旋回する。この結果、旋回板121〜123の支持腕121c〜123cが円形穴55cの中心に向けて移動し、これらの先端部に取り付けられている把持爪101〜103をディスク2の中心孔2cに挿入可能な状態まで狭めることができる。この状態で把持爪101〜103をディスク2の中心孔2cに挿入し、しかる後に、旋回板121〜123を逆方向R1に旋回すると、把持爪101〜103が半径方向の外側に押し広げられる。この結果、それらがディスクの中心孔2cの内周面2dに押し付けられて、ディスク2が把持された状態になる。
本例のグリッピング機構100では、旋回板121〜123を旋回させるために次の機構が備わっている。旋回板121には、支持腕121cとは反対側に延びる操作腕121dが形成されている。この操作腕121dの先端部には、L形リンク125の一方の腕部125aの先端が回転自在の状態で連結されている。L形リンク125はその折れ曲がり部を中心として旋回可能であり、反対側の腕部125bの先端部は電磁ソレノイド126の作動ロッド126aに連結されている。電磁ソレノイド126は、オフ状態においてその作動ロッド126aが図8に示す突出状態にある。電磁ソレノイド126をオンに切り替えると、作動ロッド126aが内蔵のばねのばね力に逆らって引き込まれて、L形リンク125を旋回させる。L形リンク125の旋回運動が旋回板121に伝わり、当該旋回板121がR2方向に旋回し、これに連動して他の二枚の旋回板122、123も同一方向に同一角度だけ旋回する。この結果、把持爪101〜103が押し広げられる。
このように、本例のグリッピング機構100では、3本の把持爪101〜103がそれぞれ半径方向に移動して、ディスク2の中心孔2cに挿入可能なディスク開放位置および、ディスク中心孔2cの内周面2dに押し付けられたディスク把持位置に位置決めされる。これらの把持爪101ないし103のストローク量を十分に確保しておくことにより、把持爪101〜103をディスク2の表面に当てることなく、その中心孔2cに挿入させることができる。よって、把持爪101〜103の先端部分にディスク2を案内するために上下に長い傾斜面を形成しておく必要がなく、各把持爪101ないし103の長さを、実質的にディスク2の厚さ程度に短くできる。
また、平面方向に配列した各旋回板121〜123が相互に当接した状態に保持されており、一枚の旋回板121が旋回すると、他の二枚の旋回板122,123も連動して同一方向に同一角度だけ旋回するように構成されている。したがって、各旋回板121〜123の旋回機構を扁平に構成できる。換言すると、各把持爪101〜103を移動させるための機構を扁平に構成できる。
このように、本例では、把持爪101〜103を短くでき、また、それらを移動させるための機構も扁平に構成できるので、グリッピング機構100の薄型化を達成できる。さらに、旋回板122、123は同一形状であり、これらの部品を共用化できる。よって、コストの低減化に有利である。
(把持爪)
次に、図9を参照して、本例の把持爪101〜103を説明する。図9(a)は把持爪101、103の断面図であり、図9(b)は把持爪101〜103の平面図である。把持爪101〜103は、支持ピン111〜113の下端面111a〜113aから下方に突出している円柱状のピン101a〜103aと、このピン101a〜103aを同心状態で取り囲んでいるゴムなどからなる弾性円筒101b〜103bとを備え、ピン101a〜103aの下端には抜け止め用の大径の頭101c〜103cが形成されている。
各把持爪101〜103の弾性円筒101b〜103bの円形外周面101d〜103dが、ディスク2の中心孔2cの内周面2dに当接可能なディスク当接面である。把持爪101および102の軸長が把持爪103の軸長より長く、少なくとも把持対象のディスク2の内周面2dの厚さより長い寸法とされている。本例では、把持爪101、102の弾性円筒101b、102bの長さが、図9(a)に示すように、積層されている上側のディスク2(1)の内周面2dの全体と、下側のディスク2(2)の内周面2dの少なくとも上側部分に掛かる長さ寸法に設定されている。これに対して、把持爪103の弾性円筒103bの長さは、把持対象のディスク2の内周面2dの厚さ以下の寸法、本例では、内周面2dの厚さよりも僅かに短い寸法に設定されている。
各把持爪101ないし103が、厚さ方向に積み上げられているディスクにおける最も上のディスク2(1)の中心孔2cに挿入されて、半径方向の外側に押し広げられると、図9に示す状態が形成される。すなわち、長い把持爪101、102の弾性部材101b、102bからなるディスク当接面はディスク中心孔2cの内周面2dに押し付けられて弾性変形する。しかるに、当該ディスク当接面におけるディスク中心孔2cからその裏面側に突出している部分101e、102e(図においては部分101eのみを示す。)は、弾性変形することなく、当該ディスク2(1)の裏面側に食い込んだ状態になる。換言すると、把持対象の上側のディスク2(1)の裏面と下側のディスク2(2)の表面との間の隙間に食い込んだ状態になる。また、弾性円筒101b、102bの下端部分101f、102f(図においては下端部分101fのみを示す。)は下側のディスク2(2)の中心孔2cの内周面2dの上端部分に押し付けられた状態になる。これに対して、短い把持爪103のディスク当接面は最も上のディスク2(1)の中心孔内周面2dにのみ押し付けられた状態になる。
上側のディスク2(1)は3本の把持爪101〜103によって確実に把持される。また、2本の把持爪101、102のディスク当接面の弾性変形によって、ディスク厚さ方向においても把持爪101、102から落下することにないように確実に把持される。これに対して、下側のディスク2(2)には、長い2本の把持爪101、102のディスク当接面が部分的に当接しているのみである。よって、把持爪101〜103を持ち上げると、上側のディスク2(1)のみが持ち上げられる。
また、把持爪101ないし103を半径方向に押し広げたときには、上側のディスク2(1)は3本の把持爪101〜103によってディスク平面方向の位置が固定されるが、下側のディスク2(2)は長い2本の把持爪101、102が当たるだけなので、これらによってディスク平面方向に押される。この結果、上側のディスク2(1)に対して下側のディスク2(2)が相対的に僅かに横方向にスライドする。上下のディスク2(1)、2(2)が密着状態で積層されていたとしても、下側のディスク2(2)がスライドすることにより、これらの間に空気が進入して、これらの間の密着状態が緩和あるいは解除される。このため、上側のディスク2(1)のみを確実に持ち上げることができる。
さらに、3本の把持爪101〜103のディスク当接部は弾性円筒101b〜103bから形成されているので、ディスク2を把持する際に、ディスク2を傷つけることがないという利点もある。
なお、把持爪の本数は3本が一般的であるが、4本以上とすることも可能である。4本以上の場合においても、それらを半径方向に押し広げたときに、上側のディスクの平面方向の位置が固定され、下側のディスクは長い把持爪によって平面方向にスライドするように、把持爪の配置を適切に設定しておけばよい。
(ディスク検出機構)
次に、クリッピング機構100は、把持爪101〜103をディスク2の中心孔2cに挿入する際の停止位置(挿入量)を制御するためのディスク検出機構が備わっている。図6〜図9を参照して説明すると、本例のディスク検出機構140は、ディスク検出レバー141と、ホトカプラからなるディスク検出器142を備えている。ディスク検出レバー141は、直線状の本体部141aと、その先端から下方に直角に折れ曲がった先端部141bを備えたL形のレバーであり、本体部141aの後端部はアームベース55aの上面に、上下方向に回転自在の状態で取り付けられている。ディスク検出レバー141の本体部141aはアームベース55aの上面に乗っており、その先端部141bは、アームベース55aに開けた開口部55dを貫通してその裏面側から下方に突出している。また、本体部141aの側面には横方に突出した検出板141cが形成されている。ディスク検出レバー141の上下方向の移動に伴う当該検出板141cの移動軌跡上に、ディスク検出器142の検出領域142aが配置されている。
ディスク2を把持していない状態では、ディスク検出レバー141はアームベース55aに乗った水平姿勢となっている。この状態では、検出板141cがディスク検出器142の検出領域142a内に位置しており、この検出領域142aを通る検出光を遮断したオフ状態になる。搬送アーム55を下降させて、ディスク2の中心穴2cに把持爪101〜103を挿入していくと、ディスク2の表面にディスク検出レバー141の先端部141bが当り、挿入に伴って当該ディスク検出レバー141が押し上げられる。
図7、9(a)に示すように、把持爪101〜103がディスク2の中心孔2cに完全に挿入され、それらを支持している支持ピン111〜113の下端面111a〜113aがディスク2の表面に当接する直前の状態において、検出板141cが検出領域142aから外れて、ディスク検出器142がオンに切り替わる。これにより、把持爪101〜103がディスク2の中心孔2cに挿入されたことが検出される。
(搬送アームとタイミングベルトの連結機構)
ここで、このような検出機構140を用いて把持爪101〜103の挿入位置を制御する場合には、ディスク検出レバー141の製造誤差、このディスク検出レバー141の組付け誤差、ディスク検出器142の組付け誤差、ディスク検出機42自体の検出誤差などが原因となって、図7、図9(a)に示すように、把持爪101〜103が完全にディスク2の中心孔2cに挿入された時点で正確に把持爪101〜103の挿入を止めることができない場合がある。挿入が不十分であると、把持爪101〜103によってディスク2を把持できず、把持不良が発生する可能性がある。逆に、過剰に挿入すると、把持爪101〜103が取り付けられている支持ピン111〜113の下端面111a〜113aなどがディスク2の表面に当り、ディスク2を傷つけ、場合によってはディスクを破損する可能性がある。かかる弊害を回避するために、本例では、搬送アーム55を、弾性部材を介して、その昇降機構のタイミングベルト64に連結した構成の連結機構を採用している。
図10(a)は連結機構の部分を示す部分斜視図であり、図10(b)はその分解斜視図である。図7および図10を参照して説明すると、搬送アーム55は、ばね部材151を介して、タイミングベルト64に固定したベルトクリップ152に連結されている。搬送アーム55のアームベース55aの後端部には、下向きの天面153と、この天面153から下方に垂直に延びている円柱状の支軸154が形成されている。ベルトクリップ152は、アームベース側の天面153に下側から当接可能な上端面152aと、この上端面152aから当該ベルトクリップ152を貫通して延びる軸穴152bと、タイミングベルト64に連結固定された固定部152cとを備えている。
ベルトクリップ152は、その軸穴152bに支軸154が通され、上端面152aが天面153に下側から当接した状態で、アームベース55aの後端部に取り付けられている。したがって、搬送アーム55は、支軸154、軸穴152b、天面153、上端面152aからなる支持部を介して、タイミングベルト64に固定したベルトクリップ152に対して、上方に移動可能な状態で連結されている。すなわち、把持爪101〜103がディスク2の中心孔2cから引き上げられる方向に移動可能である。
また、ベルトクリップ152の底面における軸穴152bよりも前方側の部位にはばね部材151を下側から受け入れている溝152dが形成されている。ばね部材151は、アームベース55aの後端部に形成したばね掛け155に取り付けられており、ベルトクリップ152を常に上方に付勢している。したがって、ばね部材151によって、アームベース55aがベルトクリップ152に押し付けられて、その上方への移動が阻止されている。
昇降用のモータ56によってタイミングベルト64が駆動されると(図5参照)、タイミングベルト64に固定されているベルトクリップ152は一体となって昇降する。過剰な負荷が作用しない状態においては、ばね部材151のばね力によって、タイミングベルト64に固定されているベルトクリップ152と一体となってアームベース55aも垂直ガイド軸54に沿って昇降する。
ここで、搬送アーム55を下降させて、その先端部の把持爪101〜103をディスク2の中心孔2cに挿入するときに、上述のディスク検出機構140によりディスク2が検出される前に把持爪101〜103を支持している支持ピン111〜113の下端面111a〜113aがディスク2の表面に衝突したとする。
この場合、搬送アーム55には一時的に過剰な負荷が作用し、ばね部材151が弾性変形して上下方向に潰される。ばね部材151の弾性変形によって、衝突力が緩和される。また、これ以後は、ベルトクリップ152が下降しても、ばね部材151が弾性変形し、搬送アーム55は下降することなく、その位置に留まる。この結果、ディスク2が搬送アーム55によって過剰に押し込まれて破損するなどの弊害が回避される。
例えば、把持爪101〜103のディスク中心穴2cへの挿入量を、部品の製造誤差、それらの組付け誤差などに起因するディスク検出機構140の検出誤差(把持爪101〜103の停止位置のバラツキ)を考慮して、僅かに多めに設定しておく。これにより、把持爪101〜103のディスク把持不良が解消される。また、把持爪101〜103を挿入する際に、それらが取り付けられている支持ピン111〜113(把持部材)がディスク表面2bに当った場合には、弾性部材であるばね部材151が弾性変形し、ディスク2に作用する衝突力が緩和される。さらに、支持ピン111〜113がディスク2に当った後は、ばね部材151が弾性変形して上下方向に押し潰され、搬送アーム55がそれ以上挿入方向に移動することがない。よって、支持ピン111〜113によってディスク2が損傷することもない。
なお、本例では、把持爪101〜103を支持している搬送アーム55を、その昇降機構のタイミングベルト64に対して移動可能に連結し、常時、ばね部材によってその移動を阻止するようにしている。この代わりに、例えば、把持爪101〜103の支持ピン111〜113が取り付けられている旋回板121〜123を、旋回中心軸131〜133に対して上下に移動可能に取り付け、弾性部材によってその移動を阻止するようにしておいてもよい。
(ディスクのグリッピング動作)
図11は、上記構成のディスク搬送部6によるディスクグリッピング動作を示す概略フローチャートである。
例えば、ブランクディスク・スタッカ11に収納されているブランクディスク2Aを把持して持ち上げて他の部位に搬送する場合を説明する。この場合には、制御部7の制御の下で、搬送アーム55がブランクディスク・スタッカ11の真上の所定高さ位置の所に位置決めされる。
この状態において、搬送アーム55に組み込まれているグリッピング機構100の電磁ソレノイド126をオンする(ステップST1)。電磁ソレノイド126をオンに切り替えると、その作動ロッド126aが引き込まれ、この動きがL形リンク125を介して旋回板121に伝達され、当該旋回板121が図8における矢印R2の方向に所定量だけ旋回する。残りの旋回板122、123も同一方向に同一角度だけ旋回し、これら3枚の旋回板121〜123の支持腕121c〜123cの先端に取り付けられている把持爪101〜103が相互に接近する方向に移動し、ディスク2Aの中心孔2cに挿入可能な状態に窄まる。
この後、搬送アーム昇降用のモータ56を駆動して、搬送アーム55の下降動作を開始する(ステップST2)。搬送アーム55が下降して最も上に位置するブランクディスク2Aに接近すると、搬送アーム55に搭載されているディスク検出機構140の検出レバー141がブランクディスク2Aの表面に当たる。この後は、検出レバー141が搬送アーム55の下降に伴って相対的に上方に移動し、検出レバー141の検出板141cがディスク検出器142の検出領域142aから外れ、当該ディスク検出器142がオンに切り替わる(ステップST3)。この後に、搬送アーム55を予め定めた量だけ下降させて当該搬送アーム55を停止し、搬送アーム55に組み込まれているグリッピング機構100の把持爪101〜103がブランクディスク2Aの中心孔2cに挿入された状態を形成する(ステップST4)。例えば、搬送アーム昇降用のモータ56としてステッピングモータを採用する場合には、当該ステッピングモータのステップ数により搬送アーム55の位置決めを行う。
このようにして3本の把持爪101〜103を把持対象のブランクディスク2Aの中心孔2cに挿入する挿入工程が終了した後は、当該中心孔2cに挿入された把持爪101〜103を中心孔2cの径方向に押し広げて当該中心孔2cの内周面2dに押し付ける。すなわち、電磁ソレノイド126をオフに切り替え、その作動ロッド126aを突出位置に戻す(ステップST5)。この結果、作動ロッド126aに、L形リンク125を介して連結されている旋回板121が引張りコイルばね124のばね力によって図8の矢印R1の方向に旋回して元の位置に戻る。これに連動して残りの2枚の旋回板122、123も同一方向に同一角度だけ旋回して元の位置に戻る。よって、これらの旋回板121〜123に取り付けられている把持爪101〜103が、中心孔径方向の外側に押し広げられて、ブランクディスク2Aの中心孔内周面2dに押し付けられたディスク把持状態が形成される。
このようにしてディスク把持工程が終了した後は、把持爪101〜103を径方向に押し広げた状態のままで、搬送アーム55を上昇させ、把持したブランクディスク2Aを持ち上げるディスク持ち上げ工程が実行される(ステップST11〜ST15)。
本例のディスク持ち上げ工程では、搬送アーム55が所定量だけ持ち上げられるまでの間、すなわち、把持爪101〜103が挿入方向とは逆方向に所定量だけ移動するまでは、当該搬送アーム55を間欠的に上昇させるようにしている。すなわち、搬送アーム55を所定の速度で一定量だけ上昇させる上昇動作と、搬送アーム55を一定時間だけ停止させる停止動作とを所定回数だけ繰り返す(ステップST11〜13)。搬送アーム昇降用のモータ56がステッピングモータの場合には、そのステップ数により上昇量を管理すればよい。
このような間欠移動工程を行った後は、ディスク検出機構140の出力に基づき、ブランクディスク2Aが把持爪101〜103によって把持されて持ち上げられているか否かの検出が行われる(ステップST14)。ブランクディスク2Aが持ち上げられている場合には、ディスク検出機構140の検出レバー141が持ち上げられているブランクディスク2Aによって上方に移動したままの状態にあり、ディスク検出器142はオン状態にある。よって、ディスク検出機構140の出力に基づき、把持爪101〜103によってブランクディスク2Aが確実に把持されて持ち上げられたか否かを検出できる。
ブランクディスク2Aが持ち上げられていない場合には、再び、ステップST1に戻り、ブランクディスク2Aの把持および持ち上げ動作を最初からやり直す。ブランクディスク2Aが持ち上げられている場合には、上記の間欠移動工程における搬送アーム上昇速度よりも早い速度で連続して所定の高さ位置まで搬送アーム55を持ち上げる高速連続移動工程を実行する(ステップST15)。
本例では、搬送アーム55を上昇させる際に、最初は、遅い速度で間欠的に上昇させるようにしている。先に述べたように、搬送アーム55はばね部材151を介して昇降機構の駆動部材であるタイミングベルト64に連結されている。ディスク検出機構140による把持爪101〜103の挿入停止位置にバラツキがあっても、ばね部材151の弾性変形によって、ディスク2Aを傷つけることなく、把持爪101〜103がディスク中心孔2cに挿入され、それらが取り付けられている支持ピン111〜113の下端面111a〜113aがディスク表面に当接した状態が形成される。
この状態では、ばね部材151のばね力によって、搬送アーム55がディスク表面側に押し付けられている。すなわち、ブランクディスク2Aは上側からばね部材151のばね力によって下側のブランクディスク2Aに押し付けられている。この状態で、把持爪101〜103を押し広げた場合、把持爪101〜103を押し広げる力よりも、上下のブランクディスク2Aの間の摩擦力の方が大きい場合には、ブランクディスク2Aを横方向に移動させることができない。この結果、3本の把持爪101〜103によってブランクディスク中心孔2cの内周面2dを内側から確実に把持した状態を形成できない場合がある。
特に、本例では、図9に示すように、長い把持爪101、102は、2枚のディスクの内周面に掛かっており、これらのディスクが上側から押し付けられていると、これらのディスクを横方向に押して把持爪101、102を広げることができない場合がある。
かかる弊害を回避するために、本例のグリッピング動作においては、搬送アーム55を持ち上げる際に、まず間欠的に持ち上げる動作を繰り返している。搬送アーム55を僅かに持ち上げて止める動作を繰り返すことにより、ブランクディスク2Aを押し付けている力が徐々に緩和される。ブランクディスク2Aの押し付け力がある程度緩和された時点、あるいはそれが解除された時点で、把持爪101〜103によってブランクディスク2Aを横方向に押し出すことが可能となる。この結果、図9を参照して説明したように、把持爪101〜103によって上下のブランクディスク2Aが相対的にスライドして、上側のブランクディスク2Aのみが確実に把持された状態が形成される。この間欠移動工程によってブランクディスク2Aが確実に把持されるので、ブランクディスク2Aを持ち上げる途中でブランクディスク2Aが落下するなどの弊害を回避できる。
(レーベルプリンタの具体例)
なお、図12、13は、レーベルプリンタ5の具体例を示す斜視図、および、そのプリンタトレイ81を示す平面図である。これらの図を参照してレーベルプリンタ5の構成を説明する。
レーベルプリンタ5はシャーシ83を備え、このシャーシ83における後側の左右の側板部分の間にキャリッジガイド軸84が水平に架け渡されており、ここに沿って、インクジェットヘッド(図示せず)が搭載されたヘッドキャリッジ85が左右方向に往復移動可能である。キャリッジ駆動機構は、左右方向に水平に架け渡したタイミングベルト86と、これを駆動するためのキャリッジモータ87とを備えている。
ヘッドキャリッジ85に搭載されているインクジェットヘッドは、そのノズル面が下向きとされており、当該インクジェットヘッドの下側位置を、前後方向に水平にプリンタトレイ81が往復移動可能となっている。プリンタトレイ81は、その右側の端が、前後方向に水平に延びるガイド軸88によって支持され、その左側の端が、スライド可能な状態で、前後方向に水平に延びるガイドレール89によって支持されている。このプリンタトレイ81の駆動機構も、前後方向に水平に架け渡したタイミングベルト90と、これを駆動するためのトレイモータ91を備えた構成となっている。
プリンタトレイ81は、矩形の板の上面に、ディスク2を載せるための円形の浅い凹部81aを備えている。また、当該凹部81aの中心部には、同一円上において60度間隔に配置された3本の垂直爪92〜94を備えている。1本の垂直爪94は半径方向に移動可能であり、残りの2本の垂直爪92,93は、固定位置に配置されている。電磁ソレノイドなどの不図示駆動機構によって1本の垂直爪94が移動するようになっている。
ディスク2を、そのレーベル面2aを上向きにして、上から凹部81aに落とすと、図13に示すように、ディスク2の中心孔2cに3本の垂直爪92〜94が差し込まれた状態になる。この後に、垂直爪94を半径方向の外方に僅かに移動すると、これら3本の垂直爪92〜94がディスク2の中心孔2cの内周面2dに内側から押し付けられた状態になる。これにより、ディスク2がプリンタトレイ81に保持される。この状態で、トレイモータ91を駆動して、プリンタトレイ81をガイド軸88に沿って後ろ側に移動させ、インクジェットヘッドの印字領域内まで移動させることができる。この後は、インクジェットヘッドによって、ディスク2の印刷面に所定の印刷を施すことができる。
1 CDパブリッシャ、2 ディスク、2A ブランクディスク、2B 作成済みディスク、2c 中心孔、2d 内周面、3 ディスク保管部、4 ディスクドライブ、5 レーベルプリンタ、6 ディスク搬送部、7 制御部、8 上位機器、11 第1スタッカ(ブランクディスク・スタッカ)、12 第2スタッカ(作成済みディスク・スタッカ)、13 ディスク排出口、54 垂直ガイド軸、55 搬送アーム、55a アームベース、55b アームケース、56 モータ、64 タイミングベルト、65 モータ、100 グリッピング機構、101〜103 把持爪、101a〜103a ピン、101b〜103b 弾性円筒、111〜113 支持ピン、121〜123 旋回板、131〜133 旋回中心軸、140 ディスク検出機構、141 ディスク検出レバー、141c 検出板、142 ディスク検出器、142a 検出領域、151 ばね部材、152 ベルトクリップ、152a 上端面、152b 軸穴、153 天面、154 支軸。

Claims (9)

  1. 把持対象のディスクを把持する把持爪と前記ディスクの上面に当接する当接面を備えた、前記ディスクを把持するディスクのグリッピング機構と、
    前記グリッピング機構が一端側に組み込まれた搬送アームと、
    前記搬送アームを昇降する昇降機構と、を備え、
    前記昇降機構は、駆動部材を備え、
    前記搬送アームの他端側は、前記昇降機構の前記駆動部材に弾性部材を介して連結され、
    前記駆動部材の駆動による前記搬送アームの降下により、前記把持爪は前記ディスクの中心孔に挿入され、前記当接面が前記ディスクの表面に当接した後、前記駆動部材がさらに駆動された場合、前記弾性部材は弾性変形することを特徴とするディスク搬送装置。
  2. 請求項1において、
    前記昇降機構は、プーリ、該プーリに掛け渡されたベルト、該ベルトを駆動するモータおよび垂直ガイド軸を備え、
    前記搬送アームの他端側は、前記ベルトに固定されたベルトグリップに前記弾性部材を介して連結された状態で前記垂直ガイド軸に昇降可能に支持され、
    前記ベルトの駆動による前記搬送アームの降下により、前記把持爪は前記ディスクの中心孔に挿入され、前記当接面が前記ディスクの表面に当接した後、前記ベルトがさらに駆動された場合、前記弾性部材は弾性変形することを特徴とするディスク搬送装置。
  3. 請求項2において、
    前記ベルトが駆動されると、前記搬送アームは、過剰な負荷が作用しない状態において、前記弾性部材のばね力により前記ベルトおよび前記ベルトグリップと一体となって前記垂直ガイド軸に沿って昇降することを特徴とするディスク搬送装置。
  4. 請求項1において、
    前記搬送アームに搭載され、前記把持対象のディスクの中心孔に挿入される前記把持爪の停止位置を検出するためのディスク検出機構を有していることを特徴とするディスク搬送装置。
  5. 請求項4において、
    前記ディスク検出機構は、直線状の本体部とその先端から下方に折れ曲がった先端部を備えたディスク検出レバーを備え、
    前記搬送アームの降下により前記把持爪が前記ディスクの中心孔に挿入されると、前記ディスク検出レバーの前記先端部は、前記ディスクの表面に当たり前記搬送アームに対して相対的に上方に移動することによって、前記把持爪の挿入量が制御されることを特徴とするディスク搬送装置。
  6. 把持対象のディスクを把持する把持爪と前記ディスクの上面に当接する当接面を備えた、前記ディスクを把持するディスクのグリッピング機構と、
    前記グリッピング機構が、一端側に組み込まれた搬送アームと、
    前記搬送アームを昇降する昇降機構と、
    前記搬送アームの他端側と、前記昇降機構とを連結する弾性部材と、を備えたディスク搬送装置の制御方法であって、
    前記昇降機構の駆動により前記搬送アームを降下させるステップと、
    前記搬送アームの降下により前記把持爪を前記ディスクの中心孔に挿入するステップと、
    前記当接面を前記ディスクの表面に当接させるステップと、
    前記当接面が前記ディスクの表面に当接した後、前記昇降機構がさらに駆動された場合、前記弾性部材が弾性変形して前記搬送アームの挿入方向への移動を阻止するステップと、
    を含むことを特徴とするディスク搬送装置の制御方法。
  7. 請求項6において、
    前記昇降機構は、プーリ、該プーリに掛け渡されたベルト、該ベルトを駆動するモータおよび垂直ガイド軸を備え、
    前記搬送アームの他端側は、昇降可能な状態で前記垂直ガイド軸に支持され、前記弾性部材を介して前記ベルトに固定されたベルトグリップに連結され、
    前記ベルトの駆動による前記搬送アームの降下により前記把持爪を前記ディスクの中心孔に挿入するステップと、
    前記当接面が前記ディスクの表面に当接した後、前記ベルトがさらに駆動された場合、前記弾性部材は弾性変形するステップと、
    を含むことを特徴とするディスク搬送装置の制御方法。
  8. 請求項6において、
    前記搬送アームに搭載され、前記把持対象のディスクの中心孔に挿入される前記把持爪の停止位置を検出するためのディスク検出機構を有し、
    前記ディスク検出機構のディスク検出レバーが、前記ディスクの表面に当たり、前記搬送アームに対して相対的に上方に移動することによって、前記把持爪の挿入量を制御するステップを含むことを特徴とするディスク搬送装置の制御方法。
  9. 請求項8において、
    前記ディスク検出機構が検出した前記把持爪の停止位置で前記搬送アームを停止させ、前記把持爪が前記ディスクの中心孔に挿入された状態を形成するステップを含むことを特徴とするディスク搬送装置の制御方法。
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