JP5610840B2 - ディスク搬送機構及び薄型ディスク駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、ディスク搬送機構及び薄型ディスク駆動システムに係り、更に詳しくは、薄型ディスクを搬送するディスク搬送機構、及び該ディスク搬送機構を備える薄型ディスク駆動システムに関する。

近年、コンピュータで扱われる情報量の大容量化に伴い、情報を蓄える記憶装置の更なる大容量化が望まれている。記憶装置としては、主にハードディスク、光ディスク等のディスク状の記憶媒体、及び磁気テープ等のテープ状の記憶媒体があげられる。

ディスク状の記憶媒体は、テープ状の記憶媒体に比べて記録領域の総面積が小さい。このため、記録密度が同じ場合には、ディスクカートリッジ１個あたりの記録容量を、テープカートリッジ１個あたりの記録容量よりも大きくするのは困難であった。

これを解決する手段として、厚さが０．１〜０．３ｍｍ程度の光ディスク（以下、「薄型光ディスク」ともいう）を用い、１個のディスクカートリッジに多数の光ディスクを収納し、大容量化を図ることが考案された。

例えば、特許文献１には、複数の薄型の情報記録媒体を収容するカートリッジ、そのカートリッジに収容された情報記録媒体をローディングする方法、並びにそのローディング機構を備えた記録再生装置が開示されている。

また、特許文献２には、シート状の光ディスクを多数枚収納したカートリッジから光ディスクを取り出しデータを記録又は再生するための光ディスク記録再生装置、及び複数台配置したこの光ディスク記録再生装置にカートリッジを運搬し光ディスクを取り出して記録再生するように構成したディスクオートチェンジャが開示されている。

また、特許文献３には、複数枚の光ディスクに情報の記録、又は再生を行う記録再生装置において、複数枚の光ディスクを積層しコンパクトに収納した積層型トレイ、及び積層したトレイから光ディスクを複数の記録再生装置へ展開し搬送する機構装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されているカートリッジと搬送機構では、同時に使用できる光ディスクはせいぜい１枚か２枚であった。

そこで、複数のドライブ装置を用いることが考えられるが、フレキシブルな薄型ディスクは、剛性が低いために搬送などの取り扱いが難しく、複数の薄型光ディスクを複数のドライブ装置に搬送するためにかなりの時間を要するという不都合があった。

また、特許文献３に開示されている機構装置では、トレイを一度に展開することにより搬送時間を短縮しているが、多数の吸着ピンセットが必要であり、必然的に装置全体が大きくなるという不都合があった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、ディスクカートリッジと複数のドライブ装置との間の複数枚の薄型ディスクの搬送を高速で行うことができるディスク搬送機構を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、ディスクカートリッジと複数のドライブ装置との間の複数枚の薄型ディスクの搬送を高速で行うとともに、システムの小型化を図ることができる薄型ディスク駆動システムを提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、複数枚の薄型ディスクが間にスペーサを挟んだ積層体として載置されるディスクトレイが筐体内に収容されるディスクカートリッジ、及び前記薄型ディスクに対して記録及び再生のうち少なくとも再生を行う複数のドライブ装置を備える薄型ディスク駆動システムに用いられるディスク搬送機構であって、前記薄型ディスクを保持する複数の保持機構と；前記スペーサが一時的に載置されるスペーサストッカと；前記積層体が一時的に載置される積層体ストッカと；一方の端部に前記保持機構が取り付けられ、他方の端部が回転軸に固定されている複数のアームと；前記回転軸を回転させる駆動装置と；前記ディスクカートリッジから引き出された前記ディスクトレイに対して前記積層体を前記回転軸に平行な方向に移動させる移動機構と；を備え、前記回転軸は、前記ディスクカートリッジから引き出された前記ディスクトレイに前記積層体が載置されているときの該積層体の中心と、前記複数のドライブ装置から引き出された各ドライブトレイに前記薄型ディスクが載置されているときの該薄型ディスクの中心と、前記スペーサストッカに前記スペーサが載置されているときの該スペーサの中心とが該回転軸を中心とする同一円周上に互いに等しい中心角をもって配置される位置に設けられ、前記中心角と前記複数のアーム間の少なくとも一部の中心角とが等しく、前記ディスクカートリッジから引き出された前記ディスクトレイに前記積層体が載置されているときの該積層体の中心と、前記積層体ストッカに前記積層体が載置されているときの該積層体の中心とは、前記回転軸に平行な同一直線上に位置するディスク搬送機構である。

これによれば、ディスクカートリッジと複数のドライブ装置との間の複数枚の薄型ディスクの搬送を高速で行うことができる。

本発明は、第２の観点からすると、複数枚の薄型ディスクが収容されるディスクカートリッジと；前記薄型ディスクに対して記録及び再生のうち少なくとも再生を行う複数のドライブ装置と；本発明のディスク搬送機構と；を備える薄型ディスク駆動システムである。

これによれば、ディスクカートリッジと複数のドライブ装置との間の複数枚の薄型ディスクの搬送を高速で行うとともに、システムの小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る薄型ディスク記録再生装置の概略構成を説明するための図である。 図１におけるディスクカートリッジを説明するための図である。 積層体を説明するための図である。 薄型光ディスクを説明するための図である。 スペーサを説明するための図である。 積層体ストッカとスペーサストッカと開放ドライブトレイと公転搬送モータの位置関係を説明するための図である。 吸着機構を水平方向に移動させるためのアームと公転搬送モータとの関係を説明するための図である。 吸着機構を説明するための図である。 吸着機構の吸盤を説明するための図である。 積層体ストッカとスペーサストッカと開放ドライブトレイと吸着機構の位置関係を説明するための図である。 ディスク搬送機構の動作を説明するための図（その１）である。 ディスク搬送機構の動作を説明するための図（その２）である。 ディスク搬送機構の動作を説明するための図（その３）である。 第１の動作例を説明するための図（その１）である。 第１の動作例を説明するための図（その２）である。 第１の動作例を説明するための図（その３）である。 第２の動作例を説明するための図（その１）である。 第２の動作例を説明するための図（その２）である。 第３の動作例を説明するための図である。 第４の動作例を説明するための図である。 第５の動作例を説明するための図である。 第６の動作例を説明するための図である。 ディスク搬送機構の変形例を説明するための図である。 図２３のディスク搬送機構に対応する動作例を説明するための図である。 薄型ディスク記録再生装置の変形例を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２２に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る薄型ディスク駆動システムとしての薄型ディスク記録再生装置１０が示されている。ここでは、薄型ディスク記録再生装置１０が設置されている床面に直交する方向をＺ軸方向とし、床面に平行な面内で互いに直交する２つの方向をＸ軸方向とＹ軸方向とする。

この薄型ディスク記録再生装置１０は、４個の吸着機構１００、積層体昇降機構２００、積層体ストッカ３００、スペーサストッカ４００、公転搬送モータ５００、ディスクカートリッジ７００、１０台のドライブ装置８００、ディスクトレイ駆動機構（図示省略）及び制御装置（図示省略）などを備えている。

上記制御装置は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、上位装置（例えば、パソコン）との通信を制御する通信インターフェースなどを有している。

ディスクカートリッジ７００は、一例として図２に示されるように、１０段のディスクトレイ７１０を有している。

各ディスクトレイは、ディスクカートリッジ７００の筐体内に収容可能であるとともに、該筐体から引き出すことが可能である。ここでは、ディスクカートリッジ７００は、各ディスクトレイ７１０が、＋Ｘ方向に引き出されるように設置されているものとする。

また、各ディスクトレイ７１０は、＋Ｘ側の端部から中心部に延びる切り欠き部を有している。

そして、各ディスクトレイには、一例として図３に示されるように、複数枚の薄型光ディスク２１が間にスペーサ２２を挟んで積層されている積層体２０が収納されている。ここでは、この積層体２０は、１０枚の薄型光ディスク２１を含んでいる。

薄型光ディスク２１は、一例として図４に示されるように、外径Ｌ１１の円板状であり、中心部に直径Ｌ１２の開口（中心孔）を有している。ここでは、一例として、Ｌ１１＝１２０ｍｍ、Ｌ１２＝１５ｍｍとしている。

この薄型光ディスク２１は、厚さが約０．２ｍｍのプラスチックフィルムに記録膜を形成したものである。

スペーサ２２は、一例として図５に示されるように、外径Ｌ２１の円板状であり、中心部に直径Ｌ２２の開口（中心孔）を有している。ここでは、一例として、Ｌ２１＝１２３ｍｍ、Ｌ２２＝１５ｍｍとしている。

積層体２０では、複数の薄型光ディスク２１及び複数のスペーサ２２は、平面視、それらの中心孔が一致するように積層されている。そこで、以下では、薄型光ディスク２１とスペーサ２２が積層されているときの中心孔を、積層体２０の中心孔ともいう。

図１に戻り、積層体ストッカ３００は、積層体２０を一時的に保管するための板状部材であり、表面はＺ軸に直交している。

この積層体ストッカ３００は、Ｚ軸方向の移動（昇降）が可能であり、ディスクカートリッジ７００から引き出されたディスクトレイ７１０の直下に位置している。

また、積層体ストッカ３００は、積層体２０が載置されたときに、中心が該積層体２０の中心と略一致する開口を有している。

スペーサストッカ４００は、スペーサを一時的に保管するための板状部材であり、表面はＺ軸に直交している。

このスペーサストッカ４００は、Ｚ軸方向の移動（昇降）が可能であり、積層体ストッカ３００の−Ｙ側に配置されている。なお、積層体ストッカ３００とスペーサストッカ４００は、一体化されていても良い。

１０台のドライブ装置８００は、５台ずつ重ねられユニット化されている。そして、第１のドライブユニットをドライブユニットＤＵ１、第２のドライブユニットをドライブユニットＤＵ２とする。

ここでは、一例として図６に示されるように、ドライブユニットＤＵ１は、ディスクカートリッジ７００の＋Ｘ側に配置されている。ドライブユニットＤＵ２は、ドライブユニットＤＵ１の−Ｙ側に配置されている。そして、各ドライブ装置８００は、ドライブトレイ８１０が−Ｘ方向に引き出されるように配置されている。

公転搬送モータ５００は、図７に示されるように、Ｚ軸に平行な回転軸５１０を有している。そして、該回転軸５１０には、十字形状の４本のアーム５２０を有する板部材がＸＹ面に平行に取り付けられている。

４つの吸着機構１００は、上記４本のアーム５２０の各端部にそれぞれ取り付けられている。そこで、公転搬送モータ５００が回転すると、４つの吸着機構１００もＸＹ面内で回転する。

４本のアーム５２０のＺ軸方向に関する位置は、ドライブトレイのＺ軸方向に関する位置に応じて調整することができる。ここでは、４本のアーム５２０のＺ軸方向に関する位置は、５段階で調整することができるようになっている。そして、４本のアーム５２０のＺ軸方向に関する位置は、積層体ストッカ３００及びスペーサストッカ４００のＺ軸方向に関する位置と連動している。

ここでは、公転搬送モータ５００の回転軸５１０は、ＸＹ面内に関して、積層体ストッカ３００上に載置された積層体２０の中心と、スペーサストッカ４００上に載置されたスペーサ２２の中心と、ドライブユニットＤＵ１のドライブ装置８００から引き出された状態のドライブトレイ８１０の中心と、ドライブユニットＤＵ２のドライブ装置８００から引き出された状態のドライブトレイ（以下では、便宜上「開放ドライブトレイ」ともいう）８１０の中心とが、回転軸５１０を中心とする同一円周上に互いに等しい中心角（以下では、便宜上「配列中心角」ともいう）をもって配置される位置に設けられている。

そして、４本のアーム５２０間の中心角（以下では、便宜上「アーム中心角」ともいう）が互いに等しく、上記配列中心角と同じであることから、１つの吸着機構１００が、積層体ストッカ３００上に載置された積層体２０の中心の＋Ｚ側に位置すると、他の３つの吸着機構１００は、それぞれ、スペーサストッカ４００上に載置されたスペーサ２２の中心の＋Ｚ側、各開放ドライブトレイ８１０の中心の＋Ｚ側に位置することとなる。

各吸着機構１００は、図８及び図９に示されるように、Ｚ軸に平行な昇降軸１１０、該昇降軸１１０の−Ｚ側端部に取り付けられたブロック状の吸盤保持部材１２０、該吸盤保持部材１２０の−Ｚ側の面に−Ｚ方向を向いて保持されている３つの吸盤１３０、前記昇降軸１１０をＺ軸方向に移動（昇降）させるための駆動モータ１４０、該駆動モータ１４０の回転力を前記昇降軸１１０に伝達する伝達系１５０などを有している。

各吸盤は、真空配管を介して真空ポンプ（図示省略）に連結されている。そして、該真空配管の途中には、上記制御装置によって開閉される電磁弁（図示省略）が設けられている。

そこで、電磁弁を開とすることによって、各吸盤で薄型光ディスク２１及びスペーサ２２を真空吸着することができる。また、電磁弁を閉とすることによって、各吸盤に大気が導入され、吸着を解除することができる。

吸盤保持部材１２０は、駆動モータ１４０によって、Ｚ軸方向に移動（昇降）することができる。

積層体昇降機構２００は、積層体ストッカ３００の−Ｚ側に配置され、Ｚ軸に平行な昇降軸（図示省略、以下では「昇降軸２１０」という）、該昇降軸２１０の＋Ｚ側端部に取り付けられたアジャスタ（図示省略、以下では「アジャスタ２２０」という）、前記昇降軸２１０をＺ軸方向に移動（昇降）させるための駆動モータ（図示省略、以下では「駆動モータ２３０」という）などを有している。

昇降軸２１０の軸中心は、積層体ストッカ３００の開口の中心及び引き出されたディスクトレイ７１０の中心と略一致している。

引き出されたディスクトレイ７１０に積層体２０が載置されているときに昇降軸２１０が上昇すると、アジャスタ２２０は、積層体ストッカ３００の開口及びディスクトレイ７１０の切り欠き部を通過して積層体２０の中心孔に一部が挿入される。アジャスタ２２０は、張り出し部を有しており、該張り出し部で積層体２０を支持するようになっている。そこで、さらに昇降軸２１０が上昇すると、積層体２０はディスクトレイ７１０の底面から持ち上げられることとなる。

次に、詳細な搬送手順について説明する。
Ａ．全てのドライブ装置８００を用いて、薄型光ディスク２１に対して、記録あるいは再生を行う場合。

（Ａ１）ディスクカートリッジ７００からディスクトレイ７１０を引き出す。
（Ａ２）アジャスタ２２０を上昇させ、積層体２０をディスクトレイ７１０から離間させる。
（Ａ３）該ディスクトレイ７１０をディスクカートリッジ７００に収納する。
（Ａ４）アジャスタ２２０を下降させ、積層体２０を積層体ストッカ３００上に載置する。ＸＹ面内において、ここでの積層体２０の中心位置は、ディスクトレイ７１０に載置されていたときの中心位置と同じである。
（Ａ５）ドライブユニットＤＵ１及びドライブユニットＤＵ２のドライブトレイ８１０を開く。
（Ａ６）いずれかの吸着機構１００を積層体ストッカ３００の＋Ｚ側に移動させる。
（Ａ７）吸盤保持部材１２０を下降させ、３つの吸盤１３０で積層体２０の最上面にある薄型光ディスク２１を吸着する。
（Ａ８）吸盤保持部材１２０を上昇させ、吸着した薄型光ディスク２１を積層体２０から分離する。これにより、積層体２０の最上面は、スペーサ２２となる。
（Ａ９）薄型光ディスク２１を吸着した吸着機構１００をドライブトレイ８１０の直上に移動させる。
（Ａ１０）薄型光ディスク２１が吸着している吸盤保持部材１２０を下降させ、吸着を解除する。これにより、薄型光ディスク２１はドライブトレイ８１０上に載置される。
（Ａ１１）吸盤保持部材１２０を上昇させる。
（Ａ１２）該ドライブトレイ８１０をドライブ装置８００の筐体内に収納する。
（Ａ１３）いずれかの吸着機構１００を積層体ストッカ３００の＋Ｚ側に移動させる。
（Ａ１４）吸盤保持部材１２０を下降させ、３つの吸盤１３０で積層体２０の最上面にあるスペーサ２２を吸着する。
（Ａ１５）吸盤保持部材１２０を上昇させ、吸着したスペーサ２２を積層体２０から分離する。これにより、積層体２０の最上面は、薄型光ディスク２１となる。
（Ａ１６）スペーサ２２を吸着した吸着機構１００をスペーサストッカ４００の直上に移動させる。
（Ａ１７）スペーサ２２が吸着している吸盤保持部材１２０を下降させ、吸着を解除する。これにより、スペーサ２２はスペーサストッカ４００上に載置される。
（Ａ１８）吸盤保持部材１２０を上昇させる。
（Ａ１９）上記（Ａ６）〜（Ａ１８）の処理を別のドライブユニットで繰り返し行う。
（Ａ２０）次のドライブトレイ８１０のＺ軸方向に関する位置に応じて、各アームのＺ軸方向に関する位置を調整する。吸着機構１００、積層体昇降機構２００、積層体ストッカ３００、スペーサストッカ４００と公転搬送モータ５００は一体構造となっており、駆動モータ９００（図１参照）によってＺ軸方向に同時に移動される。

以降、全てのドライブ装置８００のドライブトレイ８１０に薄型光ディスク２１がセットされるように、上記（Ａ５）〜（Ａ２０）の処理を繰り返し行う。

そして、各薄型光ディスク２１に対して、記録あるいは再生を行う。

Ｂ．記録あるいは再生が終了し、全ての薄型光ディスク２１をディスクカートリッジ７００に戻す場合。

（Ｂ１）最も＋Ｚ側にあるドライブトレイ８１０のＺ軸方向に関する位置に応じて、各アームのＺ軸方向に関する位置を調整する。ここでは、各アームのＺ軸方向に関する位置を最上段とする。
（Ｂ２）ドライブユニットＤＵ１及びドライブユニットＤＵ２のドライブトレイ８１０を開く。
（Ｂ３）いずれかの吸着機構１００を該ドライブトレイ８１０の＋Ｚ側に移動させる。
（Ｂ４）吸盤保持部材１２０を下降させ、３つの吸盤１３０でドライブトレイ８１０上の薄型光ディスク２１を吸着する。
（Ｂ５）吸盤保持部材１２０を上昇させ、吸着した薄型光ディスク２１をドライブトレイ８１０から分離する。
（Ｂ６）該ドライブトレイ８１０をドライブ装置８００の筐体内に収納する。
（Ｂ７）薄型光ディスク２１を吸着した吸着機構１００を積層体ストッカ３００の直上に移動させる。
（Ｂ８）薄型光ディスク２１が吸着している吸盤保持部材１２０を下降させ、吸着を解除する。これにより、薄型光ディスク２１は積層体ストッカ３００上に載置される。
（Ｂ９）吸盤保持部材１２０を上昇させる。
（Ｂ１０）いずれかの吸着機構１００をスペーサストッカ４００の直上に移動させる。
（Ｂ１１）吸盤保持部材１２０を下降させ、３つの吸盤１３０でスペーサストッカ４００上のスペーサ２２を吸着する。
（Ｂ１２）吸盤保持部材１２０を上昇させ、吸着したスペーサ２２をスペーサストッカ４００から分離する。
（Ｂ１３）スペーサ２２を吸着した吸着機構１００を積層体ストッカ３００の直上に移動させる。
（Ｂ１４）スペーサ２２が吸着している吸盤保持部材１２０を下降させ、真空を解除する。これにより、スペーサ２２は積層体ストッカ３００上に載置される。
（Ｂ１５）吸盤保持部材１２０を上昇させる。
（Ｂ１６）上記（Ｂ３）〜（Ｂ１５）の処理を別のドライブユニットで繰り返し行う。
（Ｂ１７）次のドライブトレイ８１０のＺ軸方向に関する位置に応じて、アームのＺ軸方向に関する位置を調整する。

以降、全てのドライブトレイ８１０上の薄型光ディスク２１、及びスペーサストッカ４００上の全てのスペーサ２２が積層体ストッカ３００上に載置されるように、上記（Ｂ２）〜（Ｂ１７）の処理を繰り返し行う。

（Ｂ１８）アジャスタ２２０を上昇させ、積層体ストッカ３００上の積層体２０を積層体ストッカ３００上から離間させる。
（Ｂ１９）ディスクカートリッジ７００からディスクトレイ７１０を引き出す。
（Ｂ２０）アジャスタ２２０を下降させ、積層体２０をディスクトレイ７１０上に載置する。
（Ｂ２１）該ディスクトレイ７１０をディスクカートリッジ７００に収納する。

上記動作は、プログラム化され前記制御装置のＲＯＭに格納されている。すなわち、上記動作は、前記制御装置からの指示によって実行される。

ここでは、図６及び図１０に示されるように、公転搬送モータ５００の回転軸５１０は、ＸＹ面内に関して、積層体ストッカ３００上に載置された積層体２０の中心と、スペーサストッカ４００上に載置されたスペーサ２２の中心と、ドライブユニットＤＵ１の開放ドライブトレイ８１０の中心と、ドライブユニットＤＵ２の開放ドライブトレイ８１０の中心とが、回転軸５１０を中心とする同一円周上に互いに等しい配列中心角９０°をもって配置される位置に設けられている。そして、４つのアーム中心角が互いに等しく、配列中心角と同じである。

この場合は、吸着機構１００は、積層体ストッカ３００、スペーサストッカ４００、２つの開放ドライブトレイ８１０の直上に同時に位置することができる。これにより、積層体ストッカ３００からの薄型光ディスク２１あるいはスペーサ２２の吸着動作と、ドライブトレイ８１０上への薄型光ディスク２１の載置動作、あるいはスペーサストッカ４００上へのスペーサ２２の載置動作を同時に行うことができる。

このように、複数の動作を同時に行うことにより、全体の搬送時間を短縮することができる。また、回転軸５１０の回転によって吸着機構１００を移動させる構造となっているため、吸着機構１００は、比較的高速で移動することができる。

さらに、複数台のドライブ装置が２列に設置されているので、システム全体を小さくすることができる。そこで、搬送動作の高速化とシステムの小型化を同時に実現できる。

ところで、ディスクカートリッジに収納されている１０枚の薄型光ディスクを、１０台のドライブ装置に分配し、その後、ディスクカートリッジに戻すときのディスク搬送機構の動作について考える。

ここでは、図１１に示されるように、２組のドライブユニット、スペーサストッカ、積層体ストッカをそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。また、積層体は、図１２に示されるように、上から順に、薄型光ディスク１（Ｄ１）、スペーサ１（Ｓ１）、薄型光ディスク２（Ｄ２）、スペーサ２（Ｓ２）、・・・、スペーサ９（Ｓ９）、薄型光ディスク１０（Ｄ１０）、スペーサ１０（Ｓ１０）が積層されている。

そして、図１３に示されるように、ドライブユニットＡのドライブ装置にＤ１、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ７、Ｄ９を分配し、ドライブユニットＢのドライブ装置にＤ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０を分配するものとする。なお、ドライブユニットＡのドライブトレイを上から順にドライブトレイ１、ドライブトレイ３、ドライブトレイ５、ドライブトレイ７、ドライブトレイ９という。また、ドライブユニットＢのドライブトレイを上から順にドライブトレイ２、ドライブトレイ４、ドライブトレイ６、ドライブトレイ８、ドライブトレイ１０という。

第１の動作例が図１４〜図１６に示されている。図１４には、ディスクカートリッジから各ドライブ装置に薄型光ディスクを搬送するときの、吸着機構の動き、薄型光ディスクの移動状況、スペーサの移動状況が示されている。なお、図中「↑」は、吸着機構による吸着・上昇を意味し、「↓」は、吸着解除・落下を意味している。そして、図１４の各動作でのアームの回転角及び位置が、図１５に示されている。図１５では、右側の太い黒枠が図１１におけるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応し、その位置での動作を示している。

また、ディスクトレイは、ディスクカートリッジから引き出されている（Ｏｐｅｎ）ものとする。そして、アームのＺ軸方向に関する位置は、最上段位置にあるものとする。

（動作１）ドライブトレイ１とドライブトレイ２を引き出す（Ｏｐｅｎ）。

（動作２）薄型光ディスクＤ１を吸着する。

（動作３）アームを＋９０°回転させ、スペーサＳ１を吸着する。このとき、薄型光ディスクＤ１は、Ｃ（スペーサストッカ）の直上に位置している。

（動作４）アームを更に＋９０°回転（回転位置は＋１８０°）させ、スペーサＳ１をＣ（スペーサストッカ）上に載置させるとともに、薄型光ディスクＤ２を吸着する。このとき、薄型光ディスクＤ１は、Ｂ（ドライブトレイ２）の直上に位置している。

（動作５）アームを更に＋９０°回転（回転位置は＋２７０°）させ、薄型光ディスクＤ１をドライブトレイ１に載置させるとともに、スペーサＳ２を吸着する。このとき、薄型光ディスクＤ２は、Ｃ（スペーサストッカ）の直上に位置している。

（動作６）アームを更に＋９０°回転（回転位置は＋３６０°）させ、薄型光ディスクＤ２をＢ（ドライブトレイ２）に載置させるとともに、スペーサＳ２をＣ（スペーサストッカ）上に載置させる。

（動作７）ドライブトレイ１とドライブトレイ２を収納する（Ｃｌｏｓｅ）。

（動作８）アームを−３６０°回転させる。これは、吸着機構１００に必要となる真空ポンプ（図示省略）からの吸着機構１００への配管（図示省略）および駆動モータ９００の駆動回路からの電気配線等がアームの回転によりねじれないようにするための動作である。

（動作９）アームのＺ軸方向に関する位置を一段下げる（ＤＯＷＮ）。

以下、同様にして、残りの８枚の薄型光ディスクを、それぞれ残りの８台のドライブ装置に分配する。

また、図１６には、各ドライブ装置から薄型光ディスクをディスクカートリッジに戻すときの、吸着機構の動き、薄型光ディスクの移動状況、スペーサの移動状況が示されている。

なお、ディスクトレイは、ディスクカートリッジから引き出された（Ｏｐｅｎ）ままであるものとする。そして、アームのＺ軸方向に関する位置は、最下段位置にあるものとする。

（動作１）アームの回転位置を０°にする。

（動作２）アームの回転を開始する。

（動作３）ドライブトレイ９とドライブトレイ１０を引き出す（Ｏｐｅｎ）。

（動作４）アームの回転位置が＋３６０°になると、Ｂ（ドライブトレイ１０）上の薄型光ディスクＤ１０を吸着するとともに、Ｃ（スペーサストッカ）上のスペーサＳ１０を吸着する。

（動作５）アームを更に−９０°回転（回転位置は＋２７０°）させ、Ａ（ドライブトレイ９）上の薄型光ディスクＤ９を吸着するとともに、Ｄ（積層体ストッカ）上にスペーサＳ１０を載置する。

（動作６）アームを更に−９０°回転（回転位置は＋１８０°）させ、Ｃ（スペーサストッカ）上のスペーサＳ９を吸着するとともに、Ｄ（積層体ストッカ）上に薄型光ディスクＤ１０を載置する。

（動作７）アームを更に−９０°回転（回転位置は＋９０°）させ、Ｄ（積層体ストッカ）上にスペーサＳ９を載置する。

（動作８）アームを更に−９０°回転（回転位置は０°）させ、Ｄ（積層体ストッカ）上に薄型光ディスクＤ９を載置する。

（動作９）ドライブトレイ９とドライブトレイ１０を収納する（Ｃｌｏｓｅ）。

（動作１０）アームのＺ軸方向に関する位置を一段上げる（ＵＰ）。

以下、同様にして、残りの８枚の薄型光ディスクと残りの８枚のスペーサをＤ（積層体ストッカ）上に載置する。

（動作４６）Ｄ（積層体ストッカ）上に載置されている積層体をディスクトレイに移し、ディスクトレイをディスクカートリッジに収納する（Ｃｌｏｓｅ）。そして、初期状態に戻る。

この場合には、アームの最大回転角が３６０度以内なのでアームへの電気配線やエアー配管が容易、加減速動作が少なく高速で位置決め精度が高い、動作フローがシンプルで制御アルゴリズムが単純、原点復帰が容易、ディスク落下やトラブルに対処しやすい、吸着機構が戻る間に諸動作を同時に扱える、ディスク用吸着機構とスペーサ用吸着機構も別々に使える、等の利点がある。

第２の動作例が図１７及び図１８に示されている。図１７には、ディスクカートリッジから各ドライブ装置に薄型光ディスクを搬送するときの、吸着機構の動き、薄型光ディスクの移動状況、スペーサの移動状況が示されている。

（動作１）ドライブトレイ１とドライブトレイ２を引き出す（Ｏｐｅｎ）。

（動作２）薄型光ディスクＤ１を吸着する。

（動作３）アームを−９０°回転させ、薄型光ディスクＤ１をドライブトレイ１に載置させる。

（動作４）アームを更に−１８０°回転（回転位置は−２７０°）させ、スペーサＳ１を吸着する。

（動作５）アームを更に＋９０°回転（回転位置は−１８０°）させ、薄型光ディスクＤ２を吸着するとともに、スペーサＳ１をＣ（スペーサストッカ）上に載置させる。

（動作６）アームを更に＋９０°回転（回転位置は−９０°）させ、スペーサＳ２を吸着する。このとき、薄型光ディスクＤ２は、Ｃ（スペーサストッカ）の直上に位置している。

（動作７）アームを更に＋９０°回転（回転位置は０°）させ、スペーサＳ２をＣ（スペーサストッカ）上に載置させるとともに、薄型光ディスクＤ２をＢ（ドライブトレイ２）に載置させる。

（動作８）ドライブトレイ１とドライブトレイ２を収納する（Ｃｌｏｓｅ）。

（動作９）ドライブトレイ３とドライブトレイ４を引き出す（Ｏｐｅｎ）。

（動作１０）アームのＺ軸方向に関する位置を一段下げる（ＤＯＷＮ）。

以下、同様にして、残りの８枚の薄型光ディスクを、それぞれ残りの８台のドライブ装置に分配する。

また、図１８には、各ドライブ装置から薄型光ディスクをディスクカートリッジに戻すときの、吸着機構の動き、薄型光ディスクの移動状況、スペーサの移動状況が示されている。なお、アームの回転位置は０°である。

（動作１）ドライブトレイ９とドライブトレイ１０を引き出す（Ｏｐｅｎ）。

（動作２）そして、Ｂ（ドライブトレイ１０）上の薄型光ディスクＤ１０を吸着するとともに、Ｃ（スペーサストッカ）上のスペーサＳ１０を吸着する。

（動作３）アームを更に−９０°回転（回転位置は−９０°）させ、Ｄ（積層体ストッカ）上にスペーサＳ１０を載置する。

（動作４）アームを更に−９０°回転（回転位置は−１８０°）させ、Ｃ（スペーサストッカ）上のスペーサＳ９を吸着するとともに、Ｄ（積層体ストッカ）上に薄型光ディスクＤ１０を載置する。

（動作５）アームを更に−９０°回転（回転位置は−２７０°）させ、Ａ（ドライブトレイ９）上の薄型光ディスクＤ９を吸着するとともに、Ｄ（積層体ストッカ）上にスペーサＳ９を載置する。

（動作６）アームを更に＋９０°回転（回転位置は−１８０°）させ、Ｄ（積層体ストッカ）上に薄型光ディスクＤ９を載置する。

（動作７）ドライブトレイ９とドライブトレイ１０を収納する（Ｃｌｏｓｅ）。

（動作８）アームのＺ軸方向に関する位置を一段上げる（ＵＰ）。

（動作９）アームの回転位置を０°にする。

以下、同様にして、残りの８枚の薄型光ディスクと残りの８枚のスペーサをＤ（積層体ストッカ）上に載置する。

（動作４５）Ｄ（積層体ストッカ）上に載置されている積層体をディスクトレイに移し、ディスクトレイをディスクカートリッジに収納する（Ｃｌｏｓｅ）。そして、初期状態に戻る。

この動作では、アームの最大回転角が２７０度以内なのでアームへの配線や配管が容易、加減速動作が少なく高速で位置決め精度が高い、薄型光ディスクがドライブトレイ間を移動しないのでドライブトレイの引き出し長さを短くできる、等の利点がある。

第３の動作例が図１９に示されている。なお、この場合は、奇数番の薄型光ディスクがドライブユニットＤＵ２のドライブトレイに載置され、偶数番の薄型光ディスクがドライブユニットＤＵ１のドライブトレイに載置される。

（動作１）薄型光ディスクＤ１を吸着する。

（動作２）アームを＋９０°回転させ、スペーサＳ１を吸着する。

（動作３）アームを更に＋９０°回転（回転位置は＋１８０°）させ、薄型光ディスクＤ１をドライブトレイ２に載置させる。同時に、薄型光ディスクＤ２を吸着するとともに、スペーサＳ１をＣ（スペーサストッカ）上に載置させる。

（動作４）アームを更に−９０°回転（回転位置は＋９０°）させ、スペーサＳ２を吸着するとともに、薄型光ディスクＤ２をドライブトレイ１に載置させる。

（動作５）アームを更に＋９０°回転（回転位置は＋１８０°）させ、スペーサＳ２をＣ（スペーサストッカ）上に載置させるとともに、薄型光ディスクＤ３を吸着する。

（動作６）アームを＋９０°回転（回転位置は＋２７０°）させ、スペーサＳ３を吸着する。

ドライブトレイ１とドライブトレイ２の収納（Ｃｌｏｓｅ）、及びアームのＺ軸方向に関する位置の一段下げ（ＤＯＷＮ）は、動作５及び動作６が行われているいずれかの時点で行われる。

以下、同様にして、残りの８枚の薄型光ディスクを、それぞれ残りの８台のドライブ装置に分配する。

この場合は、アームを−９０°回転させる動作が適宜挿入されているため、全体の工程数の増加を最下限に抑えながら、常に前後９０度の回転動作により安定、薄型光ディスクがドライブトレイ間を移動しないのでドライブトレイの引き出し長さを短くできる、等の利点がある。

第４の動作例が図２０に示されている。この場合は、アームを−９０°及び−２７０°回転させる動作が適宜挿入されているため、全体の工程数の増加を最下限に抑えながら、アームの最大回転角を２７０度以内とすることができる。そこで、アームへの配線や配管が容易である、という利点がある。

第５の動作例が図２１に示されている。この場合は、アームを−９０°、−１８０°及び−３６０°回転させる動作が適宜挿入されているため、全体の工程数の増加を抑えつつ、アームの最大回転角を２７０度以内とすることができる。そこで、アームへの配線や配管が容易、逆転時は吸着機構は何も保持していないので高速回転が可能、薄型光ディスクがドライブトレイ間を移動しないのでドライブトレイの引き出し長さを短くできる、等の利点がある。

第６の動作例が図２２に示されている。この場合は、アームを常に一定の方向に９０°回転させているため、最も単純なアルゴリズムで実現できる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る薄型ディスク記録再生装置１０では、４つの吸着機構１００と積層体昇降機構２００と積層体ストッカ３００とスペーサストッカ４００と公転搬送モータ５００とによって、ディスク搬送機構が構成されている。

以上説明したように、本実施形態に係る薄型ディスク記録再生装置１０によると、ディスクカートリッジ７００、１０台のドライブ装置８００、及びディスク搬送機構などを備えている。

ディスクカートリッジ７００には、間にスペーサ２２を介して複数の薄型光ディスク２１が収納されている。

積層体ストッカ３００には、複数の薄型光ディスク２１と複数のスペーサ２２とからなる積層体２０が載置され、一時的に保管される。スペーサストッカ４００には、スペーサ２２が載置され、一時的に保管される。積層体昇降機構２００は、積層体２０をディスクトレイ７１０と積層体ストッカ３００との間で移動させる。４個の吸着機構１００は、４本のアームの一方の端部近傍にそれぞれ取り付けられ、各アームの他端は公転搬送モータ５００の回転軸５１０に固定されている。

また、ＸＹ面内において、積層体ストッカ３００の中心と、スペーサストッカ４００の中心と、各開放ドライブトレイの中心とが、同一円周上に等しい中心角で配置され、該円の中心位置に公転搬送モータ５００の回転軸５１０が配置されている。

この場合、４個の吸着機構１００は、同時に、積層体ストッカ３００の中心上、スペーサストッカ４００の中心上、各開放ドライブトレイの中心上に、それぞれ位置することができる。

そこで、積層体ストッカ３００での薄型光ディスク２１あるいはスペーサ２２の吸着あるいは吸着解除と、各開放ドライブトレイでの薄型光ディスク２１の吸着あるいは吸着解除と、スペーサストッカ４００でのスペーサ２２の吸着あるいは吸着解除とを同時に行うことができる。

このように、複数の動作を同時に行うことにより、全体の搬送時間を短縮することができる。さらに、各吸着機構１００は、回転軸５１０の回転動作により水平方向に移動するので、比較的高速に動作させることができるとともに、システム全体を小さくすることができる。すなわち、搬送動作の高速化とシステムの小型化を同時に実現できる。

なお、上記実施形態では、薄型光ディスク２１及びスペーサ２２は、一度ディスクトレイ７１０からまとめて積層体ストッカ３００に取り出され、そこから一枚ずつ搬送される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、薄型光ディスク２１及びスペーサ２２を、ディスクトレイ７１０から直接、ドライブトレイ８１０及びスペーサストッカ４００に搬送しても良い。この場合は、ディスクトレイ７１０が積層体ストッカ３００を兼ねることとなる。

また、上記実施形態では、４個の吸着機構１００が設けられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図２３に示されるように、３個の吸着機構１００が設けられていても良い。このときは、吸着機構１００を水平移動させるためのアームは３本となる。

この場合の動作例が図２４に示されている。この場合には、図２４における右側の太い黒枠内に書かれたＴ字型で示されるように、アームが３本で動作するので部品点数が減る上に軽量化できる、アームの最大回転角が１８０度以内なのでアームへの配線や配管が容易、逆転時は吸着機構は何も保持していないので高速回転が可能、薄型光ディスク２１がドライブトレイ間を移動しないのでドライブトレイの引き出し長さを短くできる、等の利点がある。

また、上記実施形態では、ドライブユニットが２つの場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図２５に示されるように、ドライブユニットが３つ（ＤＵ１、ＤＵ２、ＤＵ３）であっても良い。この場合の前記配列中心角は７２°となる。そして、吸着機構１００の数を５個としても良い。この場合は、吸着機構１００を水平移動させるためのアームは５本となる。このとき、前記アーム中心角を７２°とすると、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、各ドライブ装置が、薄型光ディスク２１に対して記録及び再生を行うことができるドライブ装置の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、各ドライブ装置が、薄型光ディスク２１に対して記録及び再生の少なくとも一方を行うことができるドライブ装置であれば良い。

また、上記実施形態では、各吸着機構が３つの吸盤を有する場合について説明したが、３つに限定されるものではない。そして、薄型光ディスクを吸着する吸盤とスペーサを吸着する吸盤とを異ならせても良い。

例えば、各吸着機構が、吸盤保持部材１２０の中心からの距離が第１の距離で、薄型光ディスクを吸着する３つの吸盤と、吸盤保持部材１２０の中心からの距離が第２の距離で、スペーサを吸着する３つの吸盤とを有しても良い。

また、上記実施形態では、各吸着機構が吸盤１３０を用いて薄型光ディスク２１及びスペーサ２２を吸着する場合について説明したが、これに限定されるものではない。薄型光ディスク２１及びスペーサ２２の吸着保持、吸着解除が可能であれば良い。

また、上記実施形態では、積層体２０が１０枚の薄型光ディスク２１を含んでいる場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、ディスクカートリッジ７００が１０段のディスクトレイ７１０を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、各ドライブユニットが５台のドライブ装置からなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、薄型ディスクが薄型光ディスクの場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、薄型ディスクが薄型磁気ディスクであっても良い。

以上説明したように、本発明のディスク搬送機構によれば、ディスクカートリッジと複数のドライブ装置との間の複数枚の薄型ディスクの搬送を高速で行うのに適している。本発明の薄型ディスク駆動システムによれば、ディスクカートリッジと複数のドライブ装置との間の複数枚の薄型ディスクの搬送を高速で行うとともに、システムの小型化を図るのに適している。

１０…薄型ディスク記録再生装置（薄型ディスク駆動システム）、２０…積層体、２１…薄型光ディスク（薄型ディスク）、２２…スペーサ、１００…吸着機構（保持機構）、１１０…昇降軸、１２０…吸盤保持部材、１３０…吸盤、１４０…駆動モータ、１５０…伝達系、２００…積層体昇降機構、３００…積層体ストッカ、４００…スペーサストッカ、５００…公転搬送モータ（駆動装置）、５１０…回転軸、５２０…アーム、７００…ディスクカートリッジ、７１０…ディスクトレイ、８００…ドライブ装置、８１０…ドライブトレイ、９００…駆動モータ。

特開２００７−１２２０１号公報 特開２００７−２８７２４２号公報 特開２００９−２３８２５８号公報

Claims (4)

1. 複数枚の薄型ディスクが間にスペーサを挟んだ積層体として載置されるディスクトレイが筐体内に収容されるディスクカートリッジ、及び前記薄型ディスクに対して記録及び再生のうち少なくとも再生を行う複数のドライブ装置を備える薄型ディスク駆動システムに用いられるディスク搬送機構であって、
   前記薄型ディスクを保持する複数の保持機構と；
   前記スペーサが一時的に載置されるスペーサストッカと；
   前記積層体が一時的に載置される積層体ストッカと；
   一方の端部に前記保持機構が取り付けられ、他方の端部が回転軸に固定されている複数のアームと；
   前記回転軸を回転させる駆動装置と；
   前記ディスクカートリッジから引き出された前記ディスクトレイに対して前記積層体を前記回転軸に平行な方向に移動させる移動機構と；を備え、
   前記回転軸は、前記ディスクカートリッジから引き出された前記ディスクトレイに前記積層体が載置されているときの該積層体の中心と、前記複数のドライブ装置から引き出された各ドライブトレイに前記薄型ディスクが載置されているときの該薄型ディスクの中心と、前記スペーサストッカに前記スペーサが載置されているときの該スペーサの中心とが該回転軸を中心とする同一円周上に互いに等しい中心角をもって配置される位置に設けられ、
   前記中心角と前記複数のアーム間の少なくとも一部の中心角とが等しく、
   前記ディスクカートリッジから引き出された前記ディスクトレイに前記積層体が載置されているときの該積層体の中心と、前記積層体ストッカに前記積層体が載置されているときの該積層体の中心とは、前記回転軸に平行な同一直線上に位置するディスク搬送機構。
2. 前記アームの数がＮ（Ｎは４又は５）のとき、前記中心角は３６０°／Ｎであることを特徴とする請求項１に記載のディスク搬送機構。
3. 複数枚の薄型ディスクが収容されるディスクカートリッジと；
   前記薄型ディスクに対して記録及び再生のうち少なくとも再生を行う複数のドライブ装置と；
   請求項１又は２に記載のディスク搬送機構と；を備える薄型ディスク駆動システム。
4. 前記複数のドライブ装置は、一部が積み重ねられていることを特徴とする請求項３に記載の薄型ディスク駆動システム。