JPH07118131B2 - 光学式カ−ド記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、光学式カードを所定方向に送り、レーザー光
を利用して情報の記録再生を行う光学式カード記録再生
装置に関する。

（従来の技術） カード型式の光学式記録媒体（以下光学式カードと称
す）に情報を記録する場合、実用化されているディスク
状の光学式記録媒体に螺旋状ピットとして記録する場合
と異なり、光学式カード反射面上にその縁と平行且つ互
いに平行で直線的に並んだ微細なホール群として記録さ
れるのが普通である。このように情報を記録するため
に、あるいは、この様な状態で記録されている情報を読
み取る為に光学式カード反射面上に焦点を結んだレーザ
ー光を情報ホール列に沿って相対的に移動させなければ
ならない。螺旋状に記録されている光ディスクの場合は
ディスクの回転によってレーザー光がピットをなぞる方
式が取られているが、光学式カードの場合は光学式カー
ドの往復運動によってレーザー光が情報ホール列をなぞ
る方式が考えられている。情報は光学式カード上に平行
な直線群として二次元平面的に記録されているが、前述
の光学式カードの往復運動の他にレーザー光の反射によ
って情報を読みとる光学式ピックアップヘッドを光学式
カードの往復運動直交方向、且つ光学式カードに平行な
方向に直線移動することによって光学式カード上のいか
なる位置も情報も読みとることができる方式である。こ
の方式では光学式カードの往復運動の速度はシステム全
体のデータの入出力の速度を決定する重要な技術的問題
点である。現在考えられている光学式カードの容量は２
〜4Mbyteと大容量であり、システムの取扱う情報密度も
極めて高い。従って、データの書込みあるいは読みとり
は十分実用的な速度でなされなければならない。光学式
カードの往復運動は、書込み及び読取り時は比較的等速
度で行われなければならないため、運動の加減速はその
両端に集中させられる。光学式カードの平面度が十分保
証されない限りカードトレイによって一定の平面度に押
える必要があり、従って、光学式カードを装着して光学
式カードと共に往復運動するカードトレイの質量は加減
速時、その駆動機構に大きな駆動力を要求する。このカ
ードトレイに対する駆動力は、その反力を外部に求める
ため、システム全体が機械的に振動的になる。特にカー
ドトレイが等速直線運動中に光学式ピックアップヘッド
のみが振動する場合には、カードトレイと光学式ピック
アップヘッドの相対速度が一定ではなくなり、光学式カ
ードの等速運動が得られず、結果として安定した記録再
生が行えないといった問題が生じていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、光学式カード記録再生装置において
は、光学式カードを装着したカードトレイが等速運動中
に、光学式ピックアップヘッドが振動すると、光学式カ
ードと光学式ピックアップヘッドの相対速度が変化し
て、安定した記録再生が行えないといった問題を有して
いた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、光学式カードの等速連動区間中に常に光
学式カードと光学式ピックアップヘッドの相対速度が一
定で安定した記録再生の行える光学式カード記録再生装
置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の光学式カード記録再生装置においては、カード
トレイと非接触で振動が伝わらないようにカードトレイ
を直線運動させる駆動手段と、このカードトレイを案内
する案内手段と、光学式ピックアップヘッドを支持する
固定部を有し、この固定部にカードトレイの往復運動方
向に移動可能かつカードトレイに対して十分大きな質量
を有する慣性反力部を設け、この慣性反力部で案内手段
を支持している。

（作 用） このように構成されたものにおいては、カードトレイが
運動方向を反転させる際の反力は慣性反力部に吸収さ
れ、光学式ピックアップヘッドを支持している固定部に
は伝達されないため光学式ピックアップヘッドは振動し
ない。またカードトレイは案内手段に案内され駆動手段
とは非接触であるため、等速運動中に振動することがな
い。このように光学式ピックアップヘッドもカードトレ
イも振動しないため、記録再生中に光学式ピックアップ
ヘッドと光学式カードの相対速度を常に一定に保てる。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図から第６図を参照して説明
する。

第１図は、本発明の光学式カード記録再生装置の一実施
例を示す部分断面図である。光学式カード１はカードト
レイ２の所定の位置に後述するカード保持用紙板ばね19
によって着脱自在に固定される。カードトレイ２は、光
学式カード１の情報読みとり方向に案内する二本のガイ
ド３に支持され、カードトレイ２に固着されている駆動
用コイル24と後述する慣性反力部８に固定されている磁
気回路４から構成されるリニアアクチュエータによって
直線運動させられる。カードトレイ２に光学式カード１
が装着された時に光学式カード１の記録面と対向する位
置には光学式ピックアップヘッド25が配置されており、
この光学式ピックアップヘッド25は、光学式カード１の
直線運動方向に対して直行かつ光学式カード１の面に平
行に移動できるように案内機構26に支持されている。

ところで、カードトレイ２は光学式ピックアップヘッド
25に対して光学式カード１の記録面を一方の端から他方
の端まで略等速に移動した後、その運動方向を反転させ
なければならない。そこでカードトレイ２の運動方向を
反転させるために、カードトレイ２の運動をガイド３の
両端に位置した内部減衰の小さい反発用ばね７に受けさ
せるようにし、カードトレイ２の運動エネルギーを一旦
反発用ばね７に歪みエネルギーとして蓄え、次の瞬間カ
ードトレイ２の反対方向の運動エネルギーとして反発用
ばね７の歪みエネルギーを放出させる。このような過程
をカードトレイ２の往復運動の際ガイド３の両端で行わ
せることによってリニアアクチュエータを構成する駆動
用コイル24に流す電流を極めて少なくすることができ、
低消費電力の光学式カードに記録再生装置が実現され
る。

ここで反発用ばね７は、カードトレイ２が反転運動する
際にその反力を受けるが、反力が周囲の固定部に与える
影響をできるだけ少なくし、かつ反転運動させるのに充
分な歪エネルギーが得られるようなばね定数にしておく
必要がある。しかし、光学式カード１の情報記録容量は
大容量であり、等速運動も実用的な速さで行わせる必要
があることから、カードトレイ２の反転運動の際の反力
が及ぼす影響、具体的には、周囲の固定部に与える振動
を極力抑える必要がある。

そこで、第１図に示すごとく、固定部６に対してカード
トレイ２等の可動部を支持する慣性反力部８を設けてい
る。前述のガイド３の両端は慣性反力部８に固着され反
発用ばね７も具備している。慣性反力部８はカードトレ
イ２と同方向に移動可能なように、固定部６に対して慣
性反力部ガイド10と軸受９によって支持されている。こ
の慣性反力部８は、カードトレイ２に対して十分大きな
質量を有し、カードトレイ２の運動量を大きく吸収する
ものではない。また、慣性反力部８の移動可能な方向は
支持ばね５によって固定部６に対して中立位置を保持さ
れている。この支持ばね５は、反発用ばね７と比べてば
ね定数の非常に小さなもので、カードトレイ２の停止時
に慣性反力部８の中立位置が保てる程度のものである。
また、光学式ピックアップヘッド25は固定部６に取付軸
29を介して支持されている。

このように、カードトレイ２と固定部６の間に慣性反力
部８を設けたことにより、次のような作用効果が得られ
る。リニアアクチュエータを駆動してカードトレイ２を
直線運動させる。この時にカードトレイ２はガイド３の
両端に設けられた反発用ばね７によって運動方向を反転
させられる。この時の反力はガイド３を支持している慣
性反力部８によって受けられる。この反力によって慣性
反力部８は、軸受９と慣性反力部ガイド10によって固定
部６に対してカードトレイ２の運動方向に移動する。こ
の慣性反力部８の移動によってカードトレイ２の反転時
の反力は固定部６には伝達されず、固定部６が振動する
ことはない。また、カードトレイ２は、前述駆動手段で
あるリニアアクチュエータとは非接触であり等速運動中
はガイド３にわずかに接する程度に浮上しており慣性反
力部８が移動してガイド３が移動してもカードトレイ２
の等速運動には影響はない。このように、カードトレイ
２は慣性反力部８に支持され、光学式ピックアップヘッ
ド25は固定部６に支持されているが、カードトレイ２の
運動方向反転時に、カードトレイ２も光学式ピックアッ
プヘッド25も振動しない。つまり光学式カード１と光学
式ピックアップヘッド25の相対速度は常に一定に光学式
カード１の等速直線往復運動が実現でき安定した記録再
生が行える。

次に第２図から第４図を参照して光学式カード１の装着
取出し機構について説明する。

第２図から第４図において、図示せぬ駆動用モータの回
転は歯車13から歯車14に伝達され、更に歯車12からピン
チローラー16aの回転へと伝達される。ピンチローラー1
6aの上部対向位置に設けられるピンチローラー16bは回
転軸17bの周りに自由に回転できる構造であり、これら
ピンチローラー16a,16bは回転軸17a,17bの周りに回動可
能な扇形歯車18a,18bの回動に連動して、回転軸17a,17b
の周りにピンチローラーアーム15a,15bを腕として回動
できる。ピンチローラー16a,16bは、光学式カード１を
挟み込みカードトレイ２に導く役割をしている。そして
光学式カード１が所定の位置まで挿入されカードトレイ
２が往復運動する際には第３図の矢印Ａ方向に回転軸17
a,17bを中心に回動して光学式カード１から離れてい
る。

光学式カード１を挿入するには、第３図、第４図に示す
ように、光学式カード１をカード引き込み方向に回転し
ているピンチローラー16a,16b間に挟んでカードトレイ
２内に引き込む。このとき、カードトレイ２は後述する
リジェクトアーム22及びカードストッパー21によって装
置前端のカード着脱の所定位置に保持されている。光学
式カード１の引き込みが完了して、光学式カード１がカ
ードトレイ２の端部に当接すると、カードの引き込み方
向に回転していたピンチローラ16a,16bは引き込みの反
力で予圧ばね23に打勝って、回転軸17a,17bを回動中心
にピンチローラーアーム15a,15bを回動させる。回転軸1
7a,17bを中心にピンチローラーアーム15a,15bの回動運
動であるため、上下のピンチローラー16a,16bは連動し
て光学式カード１の表面から離れる。つまり、矢印Ａ方
向に回動する。光学式カード１とピンチローラ16a,16b
との間の摩擦による反力によって動いていたピンチロー
ラー16a,16bは、光学式カード１から離れる直前に、ピ
ンチローラーアーム15a,15bの回動を案内するための凹
形歯車20a,20bにピンチローラー16a,16bと同軸の歯車12
a,12bが噛み合うことによって動作が受け継がれ、完全
にピンチローラー16a,16bは光学式カード１の表面から
離れることができる。

また、光学式カード１はカードトレイ２に装着された後
は、カードトレイ２の往復運動によってはずれないよう
に確実に保持されなければならない。第４図と第５図は
その保持機構を説明するためのものである。

光学式カード１をカードトレイ２に引き込む状態では、
第４図に示すように、ピンチローラー16aの回転軸27aは
リジェクトアーム22を押し上げて保持している。リジェ
クトアーム22が押し上げられて保持されている状態にお
いては、リジェクトアーム22の段差部22aでカード保持
用板ばね19に取付けられたコの字形のガイドストッパー
21を押し上げている。このコの字形のガイドストッパー
21は押し上げられた状態では、カード保持用板ばね19が
光学式カード１を解放している状態にある。またガイド
ストッパー21が段差部22aに掛っているために、カード
トレイ２は、カード着脱取り出しの所定位置に保持さ
れ、反発用ばね７との間にも一定の力で拘束されてい
る。このようにカード保持用板ばね19が開放状態で、カ
ードトレイ２が所定位置に保持されているために、光学
式カード１の挿入が可能である。

さらに詳しく第５図にカードストッパー部分の拡大図を
示す。光学式カード１は、カード保持用板ばね19によっ
て押さえられるが、光学式カード１が最も慣性力を受け
る往復移動方向にはカードストッパー21で止えられる。
カードストッパー21は前述のごとくコの字形をしてお
り、カード保持用板ばね19で付勢されているが、光学式
カード１の装着取出し時にはリジェクトアームで押し上
げられ、コの字形の間を光学式カード１が通過できる。

光学式カード１がカードトレイ２の所定位置に装着さ
れ、ピンチローラーアーム15aが回動すると、回転軸27a
で保持されていたリジェクトアーム22は、支持軸28を中
心に下方へ回動する。すると、リジェクトアーム22の段
差部22aに保持されていたカードストッパー21が解放さ
れて、光学式カード１を往復移動方向に規制すると供
に、カード保持用板ばね19で光学式カード１をカードト
レイ２に押えつける。このようにして、光学式カード１
が高速で往復運動しても位置ずれを生じることはなく安
定した記録再生が行える。

光学式カード１の取り出し時には装着取り出し機構は次
のように動作する。まず、記録再生が終了した時点で駆
動用コイル24に一定の電流を流して、カードトレイ２を
カード装着取り出しの所定位置に保持する。そして図示
せぬ駆動モータを光学式カード１の挿入時とは逆回転さ
せて、歯車13を逆回転させる。そして歯車12も逆回転さ
せ、ピンチローラーアーム15a,15bを回転軸17a,17bを中
心に矢印Ａとは逆方向に回動させる。この時にピンチロ
ーラー16aの回転軸27aでリジェクトアーム22を押し上げ
る。この時にリジェクトアーム22の段差部22aがカード
ストッパー21を押し上げ、光学式カード１の位置規制及
びカード保持用板ばね19の付勢力を解放することにより
光学式カード１は取り出し可能となる。これと同時に、
ピンチローラーアーム15a,15bの回動は、リジェクトア
ーム22に設けられたストッパー22bに回転軸27aが当接す
ることによって規制される。ピンチローラーアーム15a,
15bの回動が停止した時点で、光学式カード１を挟ん
で、挿入時とは逆回転しているピンチローラー16a,16b
の回転力によって光学式カード１をカードトレイ２から
引き出せる。

次に電力供給用のリード線11について第１図を参照して
説明する。このリード線11は、フレキシブルなテープ状
のリード線であり、第１図に示すようにカードトレイ２
の底面とこれと平行な慣性反力部８の上面との間に一定
の曲率を持って湾曲させて取付けている。このようなリ
ード線11を上述のように取付けることによって、機械的
摩擦部が無く、このテープ状のリード線11が適当な剛性
を有することによって、その形状がいかなる位置にあっ
ても一定の曲率を保持することから高速運動時において
も、接続部等、機械的に弱い部分に負担がかかることは
ない。

このリード線11の取付けは、例えば第６図に示すように
二本合せるようにして用いてもよい。

以上の実施例で光学式カード１の装着取出し機構では、
歯車による回転伝達機構があるが、ベルト等による伝達
機構でもよい。またカードトレイ２の往復運動機構で
は、軸受は滑りあるいは玉軸受であるが、十分摩擦の小
さなものであれば他の方式、例えば磁気軸受等でもよ
い。また、反発用ばね７あるいは慣性反力部の支持ばね
５にコイルばねを用いているが、他の弾性手段、例えば
板ばね、磁石の反発を利用したもの等でもよい。さらに
カードトレイ２の駆動手段として、カードトレイ２に設
けられた駆動用コイル24と磁気回路４を用いた可動コイ
ル形のリニアアクチュエータを用いたが、これに限られ
たものではなく、可動磁石型のリニアアクチュエータ、
さらには他の手段でもカードトレイ２と非接触に駆動さ
せる駆動手段であれば適応することができる。

このように、本発明の光学式カード記録再生装置はその
要旨を逸脱しない範囲において種々変形して用いること
ができる。

〔発明の効果〕

以上詳述してきたように、慣性反力部が設けて常に光学
式カードと光学式ピックアップヘッドの相対速度を一定
に保てるようにしたため安定した記録再生が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光学式カード記録再生装置の部分断
面図、第２図は、本発明の光学式カード記録再生装置の
斜視図、第３図と第４図は本発明の光学式カード記録再
生装置のカード装着取り出し機構を示す断面図、第５図
は、本発明の光学式カード記録再生装置のカード保持機
構の斜視図、第６図は、本発明の光学式カード記録再生
装置に用いるリード線の変形例を示す断面図である。 １……光学式カード、２……カードトレイ ３……ガイド（案内手段）、４……磁気回路 ６……固定部、７……反発用ばね ８……慣性反力部、11……リード線 19……カード保持用板ばね 21……カードストッパー 22……リジェクトアーム、24……駆動用コイル 25……光学式ピックアップヘッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学式カードを載置し所定方向に直線往復
   運動させるカードトレイと、このカードトレイが直線往
   復運動するように案内する案内手段と、前記カードトレ
   イに非接触でカードトレイを直線運動させる駆動手段
   と、前記光学式カードから情報の記録及び再生を行う光
   学式ピックアップヘッドと、この光学式ピックアップヘ
   ッドを支持する固定部とを具備する光学式カード記録再
   生装置において、前記固定部に対して前記カードトレイ
   の往復運動方向に移動可能かつ前記カードトレイに対し
   て十分大きな質量を有する慣性反力部を設け、この慣性
   反力部で前記案内手段を支持してて前記カードトレイの
   運動方向反転時の反力を受けるようにし、前記光学式カ
   ードから前記光学式ピックアップヘッドで情報の記録又
   は再生を行うときに、前記カードトレイと前記光学式ピ
   ックアップヘッドの相対速度を常に一定に保つようにし
   たことを特徴とする光学式カード記録再生装置。