JPH11500560A

JPH11500560A - データ保存用カートリッジの回帰反射性マーカー

Info

Publication number: JPH11500560A
Application number: JP8524953A
Authority: JP
Inventors: シー．，ザサードトマス，フレッド
Original assignee: アイオメガコーポレイション
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1996-01-29
Publication date: 1999-01-12
Also published as: DE69612473T2; CA2212848A1; EP0789909A1; EP0789909A4; DE789909T1; EP0789909B1; WO1996025737A1; ATE200592T1; US5638228A; DE69612473D1

Abstract

(57)【要約】データ保存のためのディスク駆動装置（４０）用のカートリッジ（１０）は回帰反射性マーカー（１１）を有する。光源（２１）からの光はマーカーから入射路上にほぼ正確に反射される。この性質が、外面で反射された光に対する最低限の感度でのカートリッジ（１０）の独特な識別を可能にする。マーカー（１１）はディスク駆動装置の作動回路（２６）を付勢して、駆動装置（４０）が損傷を生じるような不適当なカートリッジの使用を不可能にする。回帰反射性マーカー（１３）はカートリッジの書込み不可の保護に関しても使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】データ保存用カートリッジの回帰反射性マーカー発明の背景発明の分野本発明は着脱式データ保存用カートリッジ、およびそのカートリッジを受入れるデータ保存のための駆動装置に関する。特に本発明は、データ保存のための駆動装置におけるディスクカートリッジの存在を検出する方法および装置、および駆動装置内へ不適合な、または書込み不可の保護がなされたディスクカートリッジが挿入されたときにこれを保護する方法および装置に関する。先行技術の説明デジタル化された電気的情報を保存する着脱式ディスクカートリッジは、電気的情報を保存することのできる回転可能な記録媒体すなわちディスクを収容する外側ケーシングすなわちシェルを典型的に含んでなる。カートリッジシェルはディスクを収容するために互いに結合される上側および下側の半体をしばしば含んでなる。ディスクはカートリッジ内の回転自在なハブに取付けられる。カートリッジがディスク駆動装置に挿入されると、カートリッジ内でディスクを回転させるために該駆動装置のスピンドルモータがディスクハブに係合される。記録ヘッドがディスクの記録面にアクセスできるようにするために、カートリッジの外側シェルはその前端縁付近に何れかの形状をした開口を典型的に有している。カートリッジが不使用状態のときに塵埃または他の異物がカートリッジ内に侵入してディスクの記録面に固着するのを防止するために、シャッターすなわちドアー機構がその開口を覆うようにしばしば備えられている。通常の３．５インチ型ディスク駆動装置を含めて着脱式ディスクカートリッジを受入れるディスク駆動装置は、駆動装置内にディスクカートリッジが挿入されたこと、すなわち存在することを検出するために、いずれかの機構を備えなければならない。ディスク駆動装置の記録ヘッドを担持するアクチュエータは、ディスクカートリッジの存在が検出されないかぎり、ディスクの記録面を横断して移動するように許可されてはならない。先行技術では、駆動装置におけるディスクカートリッジの存在を検出するために、機械的スイッチが典型的に使用されている。このようなスイッチは、ディスクカートリッジが駆動装置内部に完全に挿入されたときにそのカートリッジがスイッチに接触して、ディスクカートリッジが存在することの指示を与えるように典型的に配置されている。データ保存用カートリッジが駆動装置に挿入されるとき、そのカートリッジの形式がその特定の駆動装置に安全且つ信頼性を有して使用することのできる適正なものであるかを駆動装置が認識することは重要である。例えば３．５インチ型や５．２５インチ型などのほとんど全ての着脱式カートリッジ（磁気式および光学式）用駆動装置はほぼ同じ形状因子（form factor ）を典型的に使用している。したがって、それらのカートリッジのいずれか一つが不適合な駆動装置のカートリッジスロットに挿入されると、駆動装置（ヘッド、装填機構、電子装置など）あるいはディスクのデータのいずれかが損傷を受ける可能性が大きい。また、幾つかのカートリッジはユーザーによって「書込み不可の保護」がなされて、重要なデータが上書きによって意図せずに消去されるのを防止するようになされる。不適当な、または書込み不可の保護をなされたカートリッジが挿入されたときには、駆動装置による作動から保護されることが重要である。最近、回帰反射性（retroflective ）材料が開発された。この材料は多数の周期的に配置された小さなコーナーキューブ（corner cube ）あるいは球体要素を有しており、これらの要素が入射光を入射路へほぼ正確に反射するようになす。回帰反射性アレーの材料は、ヤコブＳ．Ｆ．氏の「回帰指向性アレーによる実験」、光学エンジニアリング、第２１巻、第２号、１９８２年３月／４月；レンニルソンＪ．氏の「回帰反射性−何か、どのように使うのか」、ＡＳＴＭ規格ニュース、１９８２年２月；ヴェーナブルＷ．Ｈ．、ステフェンソンＨ．Ｆ．およびテルスタイエジーＨ．氏の「回帰反射性材料の計測学に影響する因子」、応用光学、第１９巻、第１８号、１９８０年４月１５日に記載されている。本発明の目的は、不適当なカートリッジの挿入または書込み／読取りの実行により、または「書込み不可の保護」がなされたカートリッジに対する書込みによって駆動装置または保存用記録媒体が損傷されるのを防止するために、データ保存用カートリッジに回帰反射性マーカーを付すことである。発明の概要本発明によれば、データ保存用カートリッジに付した回帰反射性マーカーは光検出器によって検出される。データ保存用カートリッジはデータ保存のために磁気式または光学式の記録ディスクまたはテープを内蔵する。光源から発せられた光は回帰反射性材料によってほぼ正確にその入射路へ反射される。回帰反射性材料のこの特異な性質により、光源および光検出器と組合わせて使用される他の形式の反射材料に比べて、範囲および距離に対する敏感性（感度）を格段に減じられる。好ましい実施例では、対をなすエミッタ／検出器が適当な安価な光学装置と組合わされて磁気ディスク駆動装置に配備される。この対をなすエミッタ／検出器はカートリッジ検出装置に連結される。この光学的構造によれば、また明るさを固定されたエミッタによれば、拡散型反射器では何らかのリターン信号が、また最適に配向された鏡面反射器では何らかのリターン信号が生じる。しかしカートリッジ検出のために駆動装置に使用されている安価なＬＥＤ光源から放射される光の特性は発散（非平行）または収束するために、非回帰反射性の反射材料がカートリッジから離れる方向へ移動するとリターン検出器へ向うリターン信号は急激に減少する。反射信号の減少は回帰反射性材料ではかなり小さい。この性質は、本発明によってカートリッジの光学的識別マーカーが回帰反射性材料で作られたものであるかを識別し、したがってそのカートリッジが適合する（正当な）形式のものであって、その特定の駆動装置で使用できるものかを識別できるようにする。これに代えて、マーカーはカートリッジが書込み不可の保護がなされているかどうかを識別させる。他の実施例では、回帰指向性タグはモールド成形されたアクリル樹脂製タグとされる。本発明の利点には、駆動装置におけるエミッタ／検出器に対してのマーカーの範囲および角度状態（angularity）に過敏でないこと、ならびにマーカーおよびエミッタ／検出器が擦傷に強く、光路における埃や塵の堆積が過度に生じないことが含まれる。前述した、および他の本発明の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付図面を参照してさらに良く理解されよう。図面の簡単な説明第１図は本発明のデータ保存用カートリッジを示す。第２図は本発明が使用される形式のディスク駆動装置の斜視図である。第３図は第２図のディスク駆動装置の頂部を切除した図面である。第４図はディスク駆動装置の作動を制御する回路における本発明のエミッタ／検出器を示す。第５図はビーム分割器を備えた本発明の実施例を示す。第６図、第７図および第８図は本発明の好ましい実施例のそれぞれ平面図、頂面図および端面図である。第９図は第８図の線上での断面図である。第１０図は検出回路の好ましい実施例を示す。第１１図はタグから検出器へ戻る或る発散光源の光の軌跡である。第１２図は反射された放射光の分散を示す。好ましい実施例の説明第１図〜第３図は本発明を適用することのできるカートリッジおよびディスク駆動装置を示している。このカートリッジおよびディスク駆動装置は１９９４年１０月１８日付で出願された「ディスクカートリッジおよびそのカートリッジを受入れるデータ保存のための駆動装置」と題する関連出願である米国特許出願第３２４６７１号（代理人整理番号ＩＯＭ−８９０７）、および１９９４年１０月１８日付で出願された「一つの電気−機械装置を使用したデータ保存装置で多機能を遂行するための装置」と題する関連出願である米国特許出願第３２４８０８号（代理人整理番号８９０６）に記載されている。これらの文献の記載内容は本発明を理解するうえで参考になるためここに文献名で記載する。ディスクカートリッジ１０は組合ってケーシングを形成するようになされた上側および下側シェルを有してなる外側ケーシング１２を含む。ディスク形状の記録媒体が外側ケーシング１２の内部に回転可能に取付けられているハブ１６に備えられている。外側ケーシング１２の下側シェルに備えられた開口は、ディスクハブ１６に対するアクセスを行わせる。ディスクカートリッジ１０の前側周縁２０に備えられたヘッドアクセス用開口は、ディスク駆動装置の記録ヘッドによるディスク記録面へのアクセスを行わせる。本発明によれば、回帰反射性マーカー、すなわちタグ１１は駆動装置内で検出器によって検出を行われるカートリッジ上に配置される。本発明によればさらに、「書込み不可の保護」がなされるならば、回帰反射性材料で作られた書込み不可保護マーカー１３がカートリッジに与えられる。第２図は、第１図のディスクカートリッジ１０を受入れるようになされたデータ保存のための駆動装置、この例ではディスク駆動装置４０、を示している。ディスク駆動装置４０は上側および下側のカバー４４，４６と、前部パネル４８とを有する外側ハウジング４２を含んでなる。ディスクカートリッジはディスク駆動装置４０の前部パネル４８に設けられている水平開口５０を通してディスク駆動装置４０に挿入されることができる。第３図は上側カバー４４を取外した状態で本発明のディスク駆動装置４０の頂面図を示している。ディスク駆動装置４０は内部プラットフォーム５０を含み、この内部プラットフォームは両側のレール５２，５４に沿って前進位置と後退位置との間を滑動する。一対のばね５６，５８がプラットフォーム５０を前進位置へ向けて押圧している。線形アクチュエータがプラットフォーム５０の後部に取付けられている。この線形アクチュエータは２つの軽量可撓アーム６４，６６を有するキャリッジ組立体６２を含んでなる。ディスク駆動装置の記録ヘッド１８，１９はそれぞれのアーム６４，６６の端部に取付けられている。ボイスコイルモータの一部であるコイル６８がキャリッジ６２の反対側の端部に取付けられている。コイル６８は磁石（図示せず）と相互作用してキャリッジを直線的に移動させ、ディスク駆動装置に挿入されたディスクカートリッジのそれぞれの記録面上を記録ヘッド１８および１９が半径方向へ移動できるようにさせる。ヘッド固定レバー７２も回転シャフト７２ｂのまわりに枢動できるようにプラットフォーム５０に取付けられている。第２ばね（図示せず）がその回転シャフト７２ｂの位置でヘッド固定レバー７２に連結されており、そのヘッド固定レバー７２をＸ−（マイナス）方向へ押圧するようにされている。ヘッド固定レバー７２の主軸から直角に延在しているヘッド固定レバーの端部７２ａは、アクチュエータのキャリッジ６２が完全に引込められた位置にあるときにそのキャリッジ６２の端部６２ａに解除可能に係合して、これにより該キャリッジを所定位置に固定し、記録ヘッド１８，１９の不測の動きを防止するようになされる。ソレノイド７４は駆動シャフト７６を有している。ソレノイド７４に電流が付勢されると、駆動シャフト７６は常時の伸長位置から引込み位置へ向かってＸ＋（プラス）方向へ移動する。ソレノイド７４の駆動シャフト７６がその引込み位置へ向かって移動すると、駆動シャフト７６の拡大開口端部７６Ａは排出ラッチレバー７０およびヘッド固定レバー７２と係合して、それらのレバーをその常時のばね押圧力に抗してＸ−方向へ引張ることができるようにする。ヘッド固定レバー７２のＸ−方向への移動はヘッド固定レバー７２の端部７２Ａをキャリッジ６２の端部６２Ａから係合を解除させ、これによりアクチュエータの固定を解除して、アクチュエータが回転ディスクの半径方向へ移動できるようにさせる。同様に排出ラッチレバー７０のＸ−方向への移動は排出ラッチレバーの切欠き７０Ａをラッチ突起７８から係合を解除させ、これによりプラットフォーム５０を解放してそのプラットフォーム５０が前進位置へ戻れるようにする。本発明によれば、エミッタ／検出器２０（第４図）は回帰反射性マーカー１１を検出してアクチュエータの固定を解除させるようにするために駆動装置に配置される。エミッタ／検出器２０はＬＥＤ光源すなわちエミッタ２１と、検出器２２とを含んでなる。エミッタ／検出器２０はディスク駆動装置のプリント回路基板に配置されて、ベースプレートのスリット２３（第３図）を通過したＬＥＤ光源からの光が回帰反射性マーカー１１で反射された後、その入射路上を移動して検出器２２で検出されるようにする。検出器２２はＬＥＤ光源すなわちエミッタ２１に接近されている。それ故に検出器は、ＬＥＤ光源２１から放射されて回帰反射性マーカー１１の回帰反射性材料で反射され、放射光と同一の光路に沿ってエミッタ／検出器２０に入射される光に対して最適に応答する。マーカー１１における回帰反射性材料の特異な性質により、回帰反射性マーカー１１および検出器１３の間隔距離は重大でなくなる。この間隔距離は矢印２４で示されている。同様に、角２５で示される角度公差は重大でなくなる。検出器２２からの信号は、ソレノイド７４の作動を可能にするように適当な電子回路２６を通して与えられて、これにより駆動装置がカートリッジにアクセスできるようにする。これ以外の反射面は作動を行わせるのに十分な量の光を検出器へ向けて反射することができないこと理解できる。高度に研磨された平面鏡ですら十分な量の光を検出器へ向けて反射することができない。何故なら、発散する光源からの反射は発散する特徴を有するからである。同様に、散乱型反射器は表面での光の散乱があまりにも大きいので、リターン信号は回帰反射性面からのリターン信号よりも少なくとも一桁ほど強さが弱まる。ガラスビード、または反射レンズ装置（すなわちフレネル）はほぼ同じ量の光を反射する（表面での吸収がないと仮定して）。重大な相違は、入射路上を反射して戻る量である。この量はリフレクサイト（Ｒeflexite）（登録商標）のような回帰反射性アレーでほぼ一桁ほど良い。ガラスビードは回帰反射性に近いが、軸線上の反射（入射光に対して０°の角度で反射される）はほぼ一桁悪い。回帰反射性でない反射器からの光の検出をさらに弁別するように、プリズムレンズカバー２７が備えられる。内側の湾曲光学面が反射光を展開させて、その収束光を検出器へ送り、検出される光のリターン信号を最大とするようになされる。このプリズムレンズは、回帰反射性のアレー材料により光源へ戻るように反射された光を光センサーへ向わせるように再方向決めするのに使用される。適当なプリズムレンズが使用されないと、回帰反射された光はＬＥＤ光源へ戻るように反射されてしまう。他形式の反射材料の使用、および他形式の反射材料と組合わせてのレンズの使用を打破するように助成する特徴をプリズムレンズに付加することができる。例えば、回帰反射性要素のピッチ（０．１５２ｍｍ（０．００６インチ））より小さい空間周期（spacial frequency）を有するプリズムレンズ頂面の表面粗さまたは表面のうねり（waviness）は、回帰反射性のカートリッジマーカーを使用することで光学的に補正される。このことは、レンズと組合わせて使用する通常の鏡および反射器の使用をいずれも失敗させる。プリズムレンズの前面に角度の付いた面（angular surface ）を配置することは、その角度が十分に大きいばあいには研磨鏡の使用を失敗させる。要求される適正な研磨鏡は、たとえ不可能ではないとしてもカートリッジ上に配置するのが困難となるほど大きな傾斜角度とされる。鏡が正しく配向されるならば、幾分かの光は受光器へ戻されるが、その量は鏡が光源から離れる方向へ移動するにつれて指数関数的に減少してしまう。回帰反射性材料のばあいはそうならない。距離につれての減少は非常になだらかな傾きの線形変化である。本発明によれば、回帰反射性の書込み不可の保護マーカー１３がカートリッジに備えられ得る。このマーカーの存在はマーカー１１の検出と同じようにして検出される。対をなすエミッタ／検出器２８（第４図）がベースプレートに設けられているスリット２９を通してマーカー１３を検出する。この検出器は適当な電子回路２６ａを経て書込み不可の保護回路に信号を与える。これはカートリッジに対する書込み不可の保護を与えるために使用される。第５図はビーム分割器３１が反射光を検出器２２へ再方向決めする実施例を示している。この実施例は光源２１が検出器２２と同じパッケージにないばあいに有用である。カートリッジ検出ノイズの原因である検出器へ向うエミッタの後方散乱（back scatter ）を減少させるために、適当な光学的バッフル作用を使用することができ、また光学要素面の角度状態（angularity）を使用することができる。回帰反射性、すなわち光学的位相が共役的な材料は本明細書で用いられるような回帰反射性の定義に含まれる。市販され、使用するのに適当な一つの材料は、リフレクサイト・コーポレーション社から「ＡＰ１０００」またはリフレクサイト（登録商標）という名称のもとに入手できる。これは小さな（０．１５２ｍｍ（０．００６インチ））回帰反射性要素を浮出し形成された薄いシート材料である。この実施例は、反射光が検出器（フォトトランジスタ）へ向けて再方向決めされるように「プリズムレンズ」を必要とする。本発明の装備費用を減少させるために、第７図〜第９図に示すアクリル樹脂製の回帰反射性マーカーすなわちタグ１３が使用される。このタグは回帰反射性コーナーキューブのアレーであり、そのピッチおよび平坦面間距離は、タグを検出するために使用される対をなすエミッタ／検出器の間隔距離よりも僅かに大きい。タグのコーナーキューブでのピッチは２．３８８ｍｍ（９４ミル）であるのに対し、対をなすエミッタ／検出器のフォトトランジスタからのＬＥＤの間隔距離は１．７７８ｍｍ（７０ミル）である。対をなすエミッタ／検出器は０．７ｍｍの実際の反射性物体を検出する。駆動装置におけるこの対をなすエミッタ／検出器からカートリッジまでの距離は約１３ｍｍである。この長い距離でタグを検出できるのは、各々のコーナーキューブ要素（好ましい実施例では一つのタグに９個）がそれに入射する拡散光を環状の照射模様としてＬＥＤへ反射するという事実によって得られる。回帰反射性の反射器が１．７７８ｍｍ（７０ミル）よりも僅かに大きい、すなわち２．３８８ｍｍ（９４ミル）の寸法（直径）であるならば、各回帰反射性要素からのリターン光の分布はエミッタの中心のまわりにドーナッツ状の分布となる。このドーナッツの半径は約２．３８８ｍｍ（９４ミル）である。第１１図および第１２図から分るように、このドーナッツの一部分すなわちローブ（輪形部分）が検出器２２を照射する。第１２図の照射分布には６つのピークとなるローブがある。これは、タグ１３の各々の要素が六角形状だからである（第６図参照）。リフレクサイト（登録商標）のようなシート材料とレンズ／プリズムを使用する実施例ほどに多量の光が検出器へ戻されることはないが、拡散型反射器または研磨鏡よりはかなり多い量の光が戻される。ドーナッツの外径は直径、すなわちコーナーキューブの平坦面間距離、すなわち２．３８８ｍｍ（９４ミル）にほぼ等しい。したがって、ＬＥＤの中心から１．７７８ｍｍ（７０ミル）の位置のフォトトランジスタはこの反射された環状照射の一部を視野に入れることになる。この距離における研磨鏡またはペーパー白片からの反射は、フォトトランジスタ口径へ戻る照射光が比較的少なくなるように散乱され、角度に鈍感となる。さらに説明するように、回帰性要素が２５．４ｍｍ（１インチ）径であるならば、光のリターンドーナッツは５０．８ｍｍ（２インチ）径となる。この例から、この回帰反射性構造を使用して検出器へ向う反射を最大限にするために、回帰反射性要素の径をオーバーサイズにして照射要素および検出要素の間隔距離よりも僅かに大きい径となすことだけが重要であるということも分る。したがって、二つの回帰反射性材料、すなわちリフレクサイト（登録商標）およびモールド成形されたアクリル樹脂製タグからの光の戻りの相違は、基本的にリターン照射スポットの直径にある。リフレクサイトによれば、回帰反射スポットの直径は約０．３０５ｍｍ（１２ミル）で、検出のために検出器へ向けて光を再方向決めするのに「プリズムレンズ」を必要とする。「プリズムレンズ」を除くことで光を方向決めする他の形式のタグを差別する幾つかの態様が減じられることに留意しなければならない。適当なエミッタ／検出器は、例えばシャープ・コーポレーション社からモデル番号ＧＰ２Ｓ２７として購入することができる。これは、第１０図の回路での対をなすエミッタ／検出器３１である。抵抗３２は１０Ｋであり、±５％の公差を有する。２Ｎ３９０４トランジスタ３４はそのベータ（Beta）において±５０％の公差を有し、対をなすエミッタ／検出器３１は与えられた特定の反射性ターゲットでフォトレジスタの出力電流に関して２：１の範囲を有する。タグマーカー１３の光学的要素は反射効率に約２０％の変動範囲を有する。試験データおよび幾つかのシミュレーションに基づいて、タグに適当な感度を与える一方、拡散型または鏡面型の反射タグ代替品を十分に拒絶できるように、回路抵抗３３は５０ＫΩに選定された。これらの試験では、典型的（平均的）な回帰反射性タグおよび典型的（平均的）な対をなすエミッタ／検出器に関してのその対をなすエミッタ／検出器３１からの出力信号と、最新の対をなすエミッタ／検出器による反射鏡またはペーパー白片に関しての出力信号とに、一桁近い強さの差のあることを示している。試験はまた、鏡面型または拡散型のタグ代替品からの信号とカートリッジ検出の閾値との間に約２〜２．５倍の余裕のあることを示している。好ましい実施例はまた、使用を通じて擦傷を生じたり光学的に劣化するような低級タグと組合わされた低級の対をなすエミッタ／検出器に対しても幾分かの余裕を含んでいる。検出器はこのような低級な構成でも機能する。本発明の他の実施例も可能である。それ故に請求の範囲は本発明の精神および範囲に含まれる全ての実施例を網羅することを意図している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年９月１３日【補正内容】存用カートリッジに回帰反射性マーカーを付すことである。発明の概要本発明によれば、データ保存用カートリッジに付した回帰反射性マーカーは光検出器によって検出される。データ保存用カートリッジはデータ保存のために磁気式または光学式の記録ディスクまたはテープを内蔵する。光源から発せられた光は回帰反射性材料によってほぼ正確にその入射路へ反射される。回帰反射性材料のこの特異な性質により、光源および光検出器と組合わせて使用される他の形式の反射材料に比べて、範囲および距離に対する敏感性（感度）を格段に減じられる。好ましい実施例では、対をなすエミッタ／検出器が適当な安価な光学装置と組合わされて磁気ディスク駆動装置に配備される。この対をなすエミッタ／検出器はカートリッジ検出装置に連結される。この光学的構造によれば、また明るさを固定されたエミッタによれば、拡散型反射器では何らかのリターン信号が、また最適に配向された鏡面反射器では何らかのリターン信号が生じる。しかしカートリッジ検出のために駆動装置に使用されている安価なＬＥＤ光源から放射される光の特性は発散（非平行）または収束するために、非回帰反射性の反射材料がカートリッジから離れる方向へ移動するとリターン検出器へ向うリターン信号は急激に減少する。反射信号の減少は回帰反射性材料ではかなり小さい。この性質は、本発明によってカートリッジの光学的識別マーカーが回帰反射性材料で作られたものであるかを識別し、したがってそのカートリッジが適合する（正当な）形式のものであって、その特定の駆動装置で使用できるものかを識別できるようにする。これに代えて、マーカーはカートリッジが書込み不可の保護がなされているかどうかを識別させる。他の実施例では、回帰指向性タグはモールド成形されたアクリル樹脂製タグとされる。本発明の利点には、駆動装置におけるエミッタ／検出器に対してのマーカーの範囲および角度状態（angularity）に過敏でないこと、ならびにマーカーおよびエミッタ／検出器が擦傷に強く、光路における埃や塵の堆積に許容度をもたせていることなどが含まれる。前述した、および他の本発明の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付図面を参照してさらに良く理解されよう。図面の簡単な説明第１図は本発明のデータ保存用カートリッジを示す。第２図は本発明が使用される形式のディスク駆動装置の斜視図である。第３図は第２図のディスク駆動装置の頂部を切除した図面である。第４図はディスク駆動装置の作動を制御する回路における本発明のエミッタ／検出器を示す。第５図はビーム分割器を備えた本発明の実施例を示す。第６図、第７図および第８図は本発明の好ましい実施例のそれぞれ平面図、頂面図および端面図である。第９図は第６図の線上での断面図である。第１０図は検出回路の好ましい実施例を示す。第１１図はタグから検出器へ戻る或る発散光源の光の軌跡である。第１２図は反射された放射光の分散を示す。好ましい実施例の説明第１図〜第３図は本発明を適用することのできるカートリッジおよびディスク駆動装置を示している。このカートリッジおよびディスク駆動装置は１９９４年１０月１８日付で出願された「ディスクカートリッジおよびそのカートリッジを受入れるデータ保存装置のための駆動装置」と題する関連出願である米国特許出願第３２４６７１号（代理人整理番号ＩＯＭ−８９０７）、および１９９４年１０月１８日付で出願された「一つの電気−機械装置を使用したデータ保存装置で多機能を遂行するための装置」と題する関連出願である米国特許出願第３２４８０８号（代理人整理番号８９０６）に記載されている。これらの記載内容は参照することで本明細書に組入れられる。ディスクカートリッジ１０は組合ってケーシングを形成するようになされた上側および下側シェルを有してなる外側ケーシング１２を含む。ディスク形状の記録媒体が外側ケーシング１２の内部に回転可能に取付けられているハブ１６に備えられている。外側ケーシング１２の下側シェルに備えられた開口は、ディスクハブ１６に対するアクセスを行わせる。ディスクカートリッジ１０の前側周縁２０に備えられたヘッドアクセス用開口は、ディスク駆動装置の記録ヘッドによるディスク記録面へのアクセスを行わせる。本発明によれば、回帰反射性マーカー、すなわちタグ１１は駆動装置内で検出器によって検出を行われるカートリッジ上に配置される。本発明によればさらに、「書込み不可の保護」がなされるならば、回帰反射性材料で作られた書込み不可保護マーカー１３がカートリッジに与えられる。第２図は、第１図のディスクカートリッジ１０を受入れるようになされたデータ保存のための駆動装置、この例ではディスク駆動装置４０、を示している。ディスク駆動装置４０は上側および下側のカバー４４，４６と、前部パネル４８とを有する外側ハウジング４２を含んでなる。ディスクカートリッジはディスク駆動装置４０の前部パネル４８に設けられている水平開口５０を通してディスク駆動装置４０に挿入されることができる。第３図は上側カバー４４を取外した状態で本発明のディスク駆動装置４０の頂面図を示している。ディスク駆動装置４０は内部プラットフォーム５０を含み、この内部プラットフォームは両側のレール５２，５４に沿って前進位置と後退位置との間を滑動する。一対のばね５６，５８がプラットフォーム５０を前進位置へ向けて押圧している。線形アクチュエータがプラットフォーム５０の後部に取付けられている。この線形アクチュエータは２つの軽量可撓アーム６４，６６を有するキャリッジ組立体６２を含んでなる。ディスク駆動装置の記録ヘッド１８，１９はそれぞれのアーム６４，６６の端部に取付けられている。ボイスコイルモータの一部であるコイル６８がキャリッジ６２の反対側の端部に取付けられている。コイル６８は磁石（図示せず）と相互作用してキャリッジを直線的に移動させ、ディスク駆動装置に挿入されたディスクカートリッジのそれぞれの記録面上を記録ヘッド１８および１９が半径方向へ移動できるようにさせる。ヘッド固定レバー７２も回転シャフト７２ｂのまわりに枢動できるようにプラットフォーム５０に取付けられている。第２ばね（図示せず）がその回転シャフト７２ｂの位置でヘッド固定レバー７２に連結されており、そのヘッド固定レバー７２をＸ−（マイナス）方向へ押圧するようにされている。ヘッド固定レバー７２の主軸から直角に延在しているヘッド固定レバーの端部７２ａは、アクチュエータのキャリッジ６２が完全に引込められた位置にあるときにそのキャリッジ６２の端部６２ａに解除可能に係合して、これにより該キャリッジを所定位置に固定し、記録ヘッド１８，１９の不測の動きを防止するようになされる。ソレノイド７４は駆動シャフト７６を有している。ソレノイド７４に電流が付勢されると、駆動シャフト７６は常時の伸長位置から引込み位置へ向かってＸ− （マイナス）方向へ移動する。ソレノイド７４の駆動シャフト７６がその引込み位置へ向かって移動すると、駆動シャフト７６の拡大開口端部７６Ａは排出ラッチレバー７０およびヘッド固定レバー７２と係合して、それらのレバーをその常時のばね押圧力に抗してＸ−方向へ引張ることができるようにする。ヘッド固定レバー７２のＸ−方向への移動はヘッド固定レバー７２の端部７２Ａをキャリッジ６２の端部６２Ａから係合解除させ、これによりアクチュエータの固定を解除して、アクチュエータが回転ディスクの半径方向へ移動できるようにさせる。同様に排出ラッチレバー７０のＸ−方向への移動は排出ラッチレバーの切欠き７０Ａをラッチ突起７８から係合解除させ、これによりプラットフォーム５０を解放してそのプラットフォーム５０が前進位置へ戻れるようにする。本発明によれば、エミッタ／検出器２０（第４図）は回帰反射性マーカー１１を検出してアクチュエータの固定を解除させるようにするために駆動装置に配置される。エミッタ／検出器２０はＬＥＤ光源すなわちエミッタ２１と、検出器２２とを含んでなる。エミッタ／検出器２０はディスク駆動装置のプリント回路基板に配置されて、ベースプレートのスリット２３（第３図）を通過したＬＥＤ光源からの光が回帰反射性マーカー１１で反射された後、その入射路上を移動して検出器２２で検出されるようにする。検出器２２はＬＥＤ光源すなわちエミッタ２１に接近されている。それ故に検出器は、ＬＥＤ光源２１から放射されて回帰反射性マーカー１１の回帰反射性材料で反射され、放射光と同一の光路に沿ってエミッタ／検出器２０に入射される光に対して最適に応答する。マーカー１１における回帰反射性材料の特異な性質により、回帰反射性マーカー１１および検出器１３の間隔距離は重大でなくなる。この間隔距離は矢印２４で示されている。同様に、角２５で示される角度公差は重大でなくなる。検出器２２からの信号は、ソレノイド７４の作動を可能にするように適当な電子回路２６を通して与えられて、これにより駆動装置がカートリッジにアクセスできるようにする。これ以外の反射面は作動を行わせるのに十分な量の光を検出器へ向けて反射することができないことを示すことができる。高度に研磨された平面鏡ですら十分な量の光を検出器へ向けて反射することができない。何故なら、発散する光源からの反射は発散する特徴を有するからである。同様に、散乱型反射器は表面での光の散乱があまりにも大きいので、リターン信号は回帰反射性面からのリターン信号よりも少なくとも一桁ほど強さが弱まる。ガラスビード、または反射レンズ装置（すなわちフレネル）はほぼ同じ量の光を反射する（表面での吸収がないと仮定して）。重大な相違は、入射路上を反射して戻る量である。この量はリフレクサイト（Ｒeflexite）（登録商標）のような回帰反射性アレーでほぼ一桁ほど良い。ガラスビードは回帰反射性に近いが、軸線上の反射（入射光に対して０° の角度で反射される）はほぼ一桁悪い。回帰反射性でない反射器からの光の検出をさらに弁別するように、繊織レンズカバー２７（第４図）が備えられる。内側の湾曲光学面３１，３２（第５図）が反射光を展開させて、その収束光を検出器へ送り、検出される光のリターン信号を最大とするようになされる。このプリズムレンズ２７Ａは、通常光源へ戻る回帰反射性のアレー材料により光源へ戻るように反射された光を光センサー２２へ向わせるように再方向決めするのに使用される。適当なプリズムレンズが使用されないと、回帰反射された光は直ぐにＬＥＤ２１光源へ戻るように反射されてしまう。他形式の反射材料の使用、および他形式の反射材料と組合わせてのレンズの使用を打破するように助成する特徴をプリズムレンズに付加することができる。例えば、回帰反射性要素のピッチ（０．１５２ｍｍ（０．００６インチ））より小さい空間周期（spacial frequency）を有するプリズムレンズ頂面の表面粗さまたは表面のうねり（waviness）は、回帰反射性のカートリッジマーカーを使用することで光学的に補正される。このことは、レンズと組合わせて使用する通常の鏡および反射器の使用をいずれも失敗させる。プリズムレンズの前面に角度の付いた面（angular surface ）を配置することは、その角度が十分に大きいばあいには研磨鏡の使用を失敗させる。要求される適正な研磨鏡は、たとえ不可能ではないとしてもカートリッジ上に配置するのが困難となるほど大きな傾斜角度とされる。鏡が正しく配向されるならば、幾分かの光は受光器へ戻されるが、その量は鏡が光源から離れる方向へ移動するにつれて指数関数的に減少してしまう。回帰反射性材料のばあいはそうならない。距離につれての減少は非常になだらかな傾きの線形変化である。本発明によれば、回帰反射性の書込み不可の保護マーカー１３がカートリッジに備えられ得る。このマーカーの存在はマーカー１１の検出と同じようにして検出される。対をなすエミッタ／検出器２８（第４図）がベースプレートに設けられているスリット２９を通してマーカー１３を検出する。この検出器出力は、適当な電子回路２６ａを経て書込み不可の保護回路に信号を与える。これはカートリッジに対する書込み不可の保護を与えるために使用される。第５図はビーム分割器３１が反射光を検出器２２へ再方向決めする実施例を示している。この実施例は光源２１が検出器２２と同じパッケージにないばあいに有用である。カートリッジ検出ノイズの原因である検出器へ向うエミッタの後方散乱（back scatter ）を減少させるために、適当な光学的バッフル作用を使用することができ、また光学要素面の角度状態（angularity）を使用することができる。回帰反射性、すなわち光学的位相が共役的な材料は本明細書で用いられるような回帰反射性の定義に含まれる。市販され、使用するのに適当な一つの材料は、リフレクサイト・コーポレーション社から「ＡＰ１０００」またはリフレクサイト（登録商標）という名称のもとに入手できる。これは小さな（０．１５２ｍｍ（０．００６インチ））回帰反射性要素を浮出し形成された薄いシート材料である。この実施例は、反射光が検出器（フォトトランジスタ）へ向けて再方向決めされるように「プリズムレンズ」を必要とする。本発明の装備費用を減少させるために、第７図〜第９図に示すアクリル樹脂製の回帰反射性マーカーすなわちタグ１３が使用される。このタグは回帰反射性コーナーキューブのアレーであり、そのピッチおよび平坦面間距離は、タグを検出するために使用される対をなすエミッタ／検出器の間隔距離よりも僅かに大きい。タグのコーナーキューブでのピッチは２．３８８ｍｍ（９４ミル）であるのに対し、対をなすエミッタ／検出器のフォトトランジスタからのＬＥＤの間隔距離は１．７７８ｍｍ（７０ミル）である。対をなすエミッタ／検出器は０．７ｍｍの実際の反射性物体を検出する。駆動装置におけるこの対をなすエミッタ／検出器からカートリッジまでの距離は約１３ｍｍである。この長い距離でタグを検出できるのは、各々のコーナーキューブ要素（好ましい実施例では一つのタグに９個）が拡散入射光を環状の照射模様としてＬＥＤへ反射するという事実によって得られる。回帰反射性の反射器が１．７７８ｍｍ（７０ミル）よりも僅かに大きい、すなわち２．３８８ｍｍ（９４ミル）の寸法（直径）であるならば、各回帰反射性要素からのリターン光の分布はエミッタの中心のまわりにドーナッツ状の分布となる。このドーナッツの半径は約２．３８８ｍｍ（９４ミル）である。第１１図および第１２図から分るように、このドーナッツの一部分すなわちローブ（輪形部分）が検出器２２を照射する。第１２図の照射分布には６つのピークとなるローブがある。これは、タグ１３Ａの各々の要素が六角形状だからである（第６図参照）。リフレクサイト（登録商標）のようなシート材料とレンズ／プリズムを使用する実施例ほどに多量の光が検出器へ戻されることはないが、拡散型反射器または研磨鏡よりはかなり多い量の光が戻される。ドーナッツの外径は直径、すなわちコーナーキューブの平坦面間距離３４、すなわち２．３８８ｍｍ（９４ミル）にほぼ等しい。したがって、ＬＥＤの中心から１．７７８ｍｍ（７０ミル）の位置のフォトトランジスタはこの反射された環状照射部分を視野に入れることになる。この距離における研磨鏡またはペーパー白片からの反射は、フォトトランジスタ口径へ戻る照射光が比較的少なくなるように散乱され、角度に鈍感となる。さらに説明するように、回帰性要素が２５．４ｍｍ（１インチ）径であるならば、光のリターンドーナッツは５０．８ｍｍ（２インチ）径となる。この例から、この回帰反射性構造を使用して検出器へ向う反射を最大限にするために、回帰反射性要素の径をオーバーサイズにして照射光源と検出要素（発光器／検出器）の間隔距離よりも僅かに大きい径となすことだけが重要であるということも分る。したがって、二つの回帰反射性材料、すなわちリフレクサイト（登録商標）およびモールド成形されたアクリル樹脂製タグからの光の戻りの相違は、基本的にリターン照射スポットの直径にある。リフレクサイトによれば、回帰反射スポットの直径は約０．３０５ｍｍ（１２ミル）で、検出のために検出器へ向けて光を再方向決めするのに「プリズムレンズ」を必要とする。「プリズムレンズ」を除くことで光を方向決めする他の形式のタグを差別する幾つかの態様が減じられることに留意しなければならない。適当なエミッタ／検出器は、例えばシャープ・コーポレーション社からモデル番号ＧＰ２Ｓ２７として購入することができる。これは、第１０図の回路での対をなすエミッタ／検出器３１である。抵抗３２は１０Ｋであり、±５％の公差を有する。２Ｎ３９０４トランジスタ３４はそのベータ（Beta）において±５０％の公差を有し、対をなすエミッタ／検出器３１は与えられた特定の反射性ターゲットでフォトレジスタの出力電流に関して２：１の範囲を有する。タグマーカー１３の光学的要素は反射効率に約２０％の変動範囲を有する。試験データおよび幾つかのシミュレーションに基づいて、タグに適当な感度を与える一方、拡散型または鏡面型の反射タグ代替品を十分に拒絶できるように、回路抵抗３３は５０ＫΩに選定された。これらの試験では、典型的（平均的）な回帰反射性タグおよび典型的（平均的）な対をなすエミッタ／検出器に関してのその対をなすエミッタ／検出器３１からの出力信号と、最新の対をなすエミッタ／検出器による反射鏡またはペーパー白片に関しての出力信号とに、一桁近い強さの差のあることを示している。試験はまた、鏡面型または拡散型のタグ代替品からの信号とカートリッジ検出の閾値との間に約２〜２．５倍の余裕のあることを示している。好ましい実施例はまた、使用を通じて擦傷を生じたり光学的に劣化するような低級タグと組合わされた低級の対をなすエミッタ／検出器に対しても幾分かの余裕を含んでいる。検出器はこのような低級な構成でも機能する。本発明の他の実施例も可能である。それ故に請求の範囲は本発明の精神および範囲に含まれる全ての実施例を網羅することを意図している。請求の範囲１．カートリッジがその駆動装置で使用するのに適当なものであるかを決定するために照射光源および前記照射光の検出器を有するデータ保存のための駆動装置に使用されるカートリッジであって、本体と、前記本体内部のデータ保存用媒体と、前記本体に取付けられたマーカーであって、回帰反射性材料で作られ、前記光源からの照射光を前記光源へ向けて反射させて前記検出器で検出されるようになし、これによって前記カートリッジがこの駆動装置で使用するのに適当なものであると識別させるようになすマーカーとを含んでいるカートリッジ。２．前記回帰反射性材料が光を入射路に沿って反射させる周期的に配置された要素を有している請求の範囲第１項に記載されたカートリッジ。３．前記回帰反射性マーカーが、そのカートリッジが前記駆動装置に使用するのに正当なものであり、使用できるものであるかを指示する請求の範囲第１項に記載されたカートリッジ。４．前記マーカーが、そのカートリッジが開口不可の保護がなされているかを指示する請求の範囲第１項に記載されたカートリッジ。５．前記回帰反射性マーカーがコーナーキューブのアレーである請求の範囲第１項に記載されたカートリッジ。６．各々のコーナーキューブが環状形状に光を反射する請求の範囲第５項に記載されたカートリッジ。７．データ保存のための駆動装置および前記駆動装置用のカートリッジの組合わせであって、前記駆動装置は、照射光源と、反射された照射光の検出器と、反射された照射光が予め定めたレベルを超えたときに前記駆動装置を作動化させる手段とを含み、前記カートリッジは、本体と、前記本体内部のデータ保存用媒体と、前記カートリッジに取付けられた回帰反射性マーカーとを含み、前記検出器は前記回帰反射性マーカーから反射された光が予め定めたレベルを超えたときに前記ディスク駆動装置を作動化させる前記手段を可能化させるように連結されている組合わせ。８．前記マーカーは光を入射路に沿って反射させる周期的に配置された要素を有する回帰反射性材料で作られている請求の範囲第７項に記載された組合わせ。９．前記光源および背検出器が接近して配置されている請求の範囲第７項に記載された組合わせ。１０．前記マーカーから前記検出器へ反射される光を再方向決めするビーム分割器をさらに含んでいる請求の範囲第７項に記載された組合わせ。１１．回帰反射性材料以外から反射した光を歪ませて、当該光を弁別する前記検出器用の加工レンズ（textured lens ）をさらに含んでいる請求の範囲第７項に記載された組合わせ。１２．前記回帰反射性マーカーが前記光源および前記検出器の間隔距離よりも僅かに大きいピッチおよび平坦面間距離を有するコーナーキューブのアレーである請求の範囲第７項に記載された組合わせ。１３．各々のコーナーキューブが前記光源を中心とする環状の照射模様で光を反射する請求の範囲第１２項に記載された組合わせ。１４．前記照射模様の外径が前記コーナーキューブの平坦面間距離にほぼ等しい請求の範囲第１３項に記載された組合わせ。１５．前記環状照射模様の一部分が前記検出器に入射する請求の範囲第１３項に記載された組合わせ。１６．前記環状形状の外径は、前記コーナキューブの平面間距離にほぼ等しい請求項６に記載のカートリッジ。【図１】【図４】【図５】

Claims

【特許請求の範囲】１．カートリッジがその駆動装置で使用するのに適当なものであるかを決定するために照射光源および前記照射光の検出器を有するデータ保存のための駆動装置に使用されるカートリッジであって、本体と、前記本体内部のデータ保存用媒体と、前記本体に取付けられたマーカーであって、回帰反射性材料で作られ、前記光源からの照射光を前記光源へ向けて反射させて前記検出器で検出されるようになし、これによって前記カートリッジがこの駆動装置で使用するのに適当なものであると識別させるようになすマーカーとを含んでいるカートリッジ。２．前記回帰反射性材料が光を入射路に沿って反射させる周期的に配置された要素を有している請求の範囲第１項に記載されたカートリッジ。３．前記回帰反射性マーカーが、そのカートリッジが前記駆動装置に使用するのに正当なものであり、使用できるものであるかを指示する請求の範囲第１項に記載されたカートリッジ。４．前記マーカーが、そのカートリッジが開口不可の保護がなされているかを指示する請求の範囲第１項に記載されたカートリッジ。５．前記回帰反射性マーカーがコーナーキューブのアレーである請求の範囲第１項に記載されたカートリッジ。６．各々のコーナーキューブが環状形状に光を反射する請求の範囲第５項に記載されたカートリッジ。７．データ保存のための駆動装置および前記駆動装置用のカートリッジの組合わせであって、前記駆動装置は、照射光源と、反射された照射光の検出器と、反射された照射光が予め定めたレベルを超えたときに前記駆動装置を作動化させる手段とを含み、前記カートリッジは、本体と、前記本体内部のデータ保存用媒体と、前記カートリッジに取付けられた回帰反射性マーカーとを含み、前記検出器は前記回帰反射性マーカーから反射された光が予め定めたレベルを超えたときに前記ディスク駆動装置を作動化させる前記手段を可能化させるように連結されている組合わせ。８．前記マーカーは光を入射路に沿って反射させる周期的に配置された要素を有する回帰反射性材料で作られている請求の範囲第７項に記載された組合わせ。９．前記光源および背検出器が接近して配置されている請求の範囲第７項に記載された組合わせ。１０．前記マーカーから前記検出器へ反射される光を再方向決めするビーム分割器をさらに含んでいる請求の範囲第７項に記載された組合わせ。１１．回帰反射性材料以外の光反射材料を差別する、前記検出器用の加工レンズ（textured lens ）をさらに含んでいる請求の範囲第５項に記載された組合わせ。１２．前記回帰反射性マーカーが前記光源および前記検出器の間隔距離よりも僅かに大きいピッチおよび平坦面間距離を有するコーナーキューブのアレーである請求の範囲第７項に記載された組合わせ。１３．各々のコーナーキューブが前記光源を中心とする環状の照射模様で光を反射する請求の範囲第１１項に記載された組合わせ。１４．前記照射模様の外径が前記コーナーキューブの平坦面間距離にほぼ等しい請求の範囲第１２項に記載された組合わせ。１５．前記環状照射模様の一部分が前記検出器に入射する請求の範囲第１２項に記載された組合わせ。