專利名稱：碟片夾緊裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種碟片夾緊裝置，所述碟片夾緊裝置適于用于逐一地夾緊碟片，所述碟片裝在例如碟片復制裝置(a disc dubbing device)和CD/DVD發布器(CD/DVD publisher)的裝置的疊置器(stacker)內。
背景技術：
在例如碟片復制裝置(所述碟片復制裝置將數據寫在例如空白CD的多個碟片上)和CD/DVD發布器(所述CD/DVD發布器通過寫入數據和打印標志可以使用成品碟片制作碟片)的碟片加工裝置中，通常多個空白碟片或已記錄的碟片被裝入疊置器內，從而碟片在厚度方向上疊置。JP-A-2003-257084(專利文獻1)和U.S.專利6802070(專利文獻2)中披露了用于夾緊裝入疊置器內的碟片的夾緊裝置。
專利文獻1中披露了一種光盤夾緊裝置。在所述光盤夾緊裝置中，在同一圓上分開相等角距離的鋼球被彈性力在徑向方向上向外推。鋼球從光盤的前側插入到中心孔內，以便推出到光盤的后側。當鋼球向碟片的后側被推離中心孔的內周面時，鋼球基于彈性力在徑向方向上向外擴張，且光盤被鋼球夾緊。
專利文獻2中披露了一種CD輸送裝置。在此CD輸送裝置中，CD分開凸起形成在夾緊部件的夾緊部分上，以便確定地夾緊一張CD，所述一張CD處于在厚度方向上疊置的多個CD中的最上位置。在此CD輸送裝置中，通過推動被插入CD的中心孔內的三個夾緊部分，和將所述夾緊部分的凸起插入到CD與疊置在下側的CD之間的間隙內，只有最上的CD被夾緊和提升。
在專利文獻1披露的光盤夾緊裝置中，由彈性力推動的鋼球被強行插入到要被提升的光盤的中心孔內并到達光盤的后側。因此，存在光盤的中心孔的內周面部分或有邊的(edged)端部部分被鋼球損壞的可能性。此外，在光盤疊置起來的情況下，當鋼球移動到最上的光盤的后側時，鋼球接觸下光盤的中心孔的內周面。由此，當上光盤和下光盤通過靜電力等彼此緊密接觸時，鋼球不可以在徑向方向上向內移動，從而存在只有上碟片不能被夾緊的可能性。
在專利文獻2披露的CD輸送裝置中，上碟片和下碟片被形成在夾緊部分上的凸起分開，因此，只有上碟片可以被夾緊和提升。然而，例如CD的碟片的深度由于碟片制造商不同而有差別。此外，在不同類型的碟片之間例如CD和DVD之間也存在厚度差別。因此，會出現下面的情形夾緊部分的凸起的位置在上碟片和下碟片之間不能確定，且只有上碟片不能被夾緊和提升。
發明內容
本發明的一些方面的優點是提供一種碟片夾緊裝置，所述碟片夾緊裝置可以逐一確定地夾緊并提升疊置的碟片中的一個碟片。
此外，本發明的一些方面的另一優點是提供一種碟片夾緊裝置，所述碟片夾緊裝置在沒有產生對碟片的任何損壞的情況下確定地夾緊和提升碟片。
所述優點可以通過下面諸方面中的至少一個方面獲得本發明的第一方面提供了一種碟片夾緊裝置，所述碟片夾緊裝置用于通過將至少三個夾緊部件插入碟片的中心孔內并在徑向方向上擴張所述夾緊部件中的至少一個以接合中心孔的內周面而夾緊碟片，其中所述至少三個夾緊部件包括第一夾緊部件，所述第一夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的第一碟片接觸面，所述碟片接觸面的長度大于中心孔的內周面的厚度；第二夾緊部件，所述第二夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的第二碟片接觸面，所述第二碟片接觸面的長度等于或小于中心孔的內周面的厚度；和第三夾緊部件，所述第三夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的第三碟片接觸面。
當使用根據本發明的示范性實施例的夾緊裝置時，在厚度方向上疊置的碟片可以從上側被逐一地確定地夾緊和提升。換言之，當夾緊部件插入到在疊置的碟片中的最上的碟片的中心孔內且至少一個夾緊部件在徑向方向上被推動時，至少三個夾緊部件的碟片接觸面與碟片的中心孔的內周面接合。
此時，夾緊部件的碟片接觸面通過中心孔，且最上的碟片被三個或更多夾緊部件確定地夾緊。例如，在長夾緊部件的數量為兩個或更多的情況下，長夾緊部件布置在中心孔內周面的、不包括直徑的區域內，且因為長夾緊部件的碟片接觸面之間的距離小于中心孔的直徑，且短夾緊部件沒有凸出到上碟片的后側，所以下碟片沒有被提升。
第一夾緊部件的第一碟片接觸面可以優選地由彈性部件形成，且從中心孔在碟片接觸面內凸出到后側的部分沒有彈性變形地進入碟片的后側。換言之，所述部分進入要被夾緊的上碟片的后側與下碟片的前側之間的間隙內。短夾緊部件的碟片接觸面僅被推動到最上的碟片的中心孔的內周面。如上所述，由于第一夾緊部件的碟片接觸面的彈性變形，碟片被確定地夾緊，從而碟片沒有在碟片厚度方向上從夾緊部件脫落。另一方面，只有第一夾緊部件的碟片接觸面的一部分與下碟片接觸。因此，當夾緊部件被提升時，只有最上的碟片可以被確定地提升。
在第三夾緊部件為長夾緊部件的情況下，與第一夾緊部件一樣，第三夾緊部件的碟片接觸面可以優選地由彈性部件形成。
此外，為了避免碟片被夾緊時對碟片的損壞，第二夾緊部件的碟片接觸面可以優選地由彈性部件形成。
通常，夾緊部件的數量為三個。在此情況下，三個夾緊部件中的兩個可以是長夾緊部件(第一和第三夾緊部件)，且剩下的一個可以是短夾緊部件(第二夾緊部件)。
當夾緊部件在徑向方向上被推動時，上碟片在碟片平面方向上的位置由三個夾緊部件固定，但是下碟片在碟片平面方向上被長夾緊部件推動。結果，下碟片相對于上碟片稍微滑動。盡管當上下碟片緊密接觸時，下碟片也可以滑動從而允許空氣進入上下碟片之間，因此，緊密接觸被緩解或釋放。因此，只有上碟片可以被確定地提升。
此外，因為所有的第一至第三夾緊部件構造成可以在徑向方向上移動，所以可以減小夾緊部件的外接圓的尺寸，并因此易于在沒有接觸碟片表面的情況下將夾緊部件插入到中心孔內。從而不需要插入引導件。
此外，其碟片接觸面由彈性部件形成的夾緊部件可以具有彈性圓柱體，所述彈性圓柱體包括軸部件和彈性部件，所述彈性部件覆蓋所述軸部件的外周面。
根據本發明的示范性實施例的碟片夾緊裝置可以用于碟片加工設備，例如CD復制設備或CD發布器(CD publisher)，所述碟片加工設備具有用于存儲包括CD和DVD的碟片的碟片存儲器，在所述碟片存儲器中碟片在厚度方向上疊置。
根據本發明的示范性實施例的碟片夾緊裝置具有第一夾緊部件，所述第一夾緊部件具有大于中心孔的內周面的厚度的、接觸內周面的碟片接觸面長度；第二夾緊部件，所述第二夾緊部件具有等于或小于中心孔的內周面的厚度的、接觸內周面的碟片接觸面長度；和第三夾緊部件，所述第三夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的碟片接觸面。在長夾緊部件與短夾緊部件的數量適當的情況下，當夾緊部件插入到疊置的碟片中的最上的碟片內并在徑向方向上被推動時，最上的碟片可以被確定地夾緊。換言之，當考慮到不規則的厚度、從而第一夾緊部件的碟片接觸面構造成總是大于碟片的厚度時，只有最上的碟片可以總是被夾緊和提升，而不論碟片的不規則的厚度。
在第一夾緊部件的碟片接觸面也與下碟片的中心孔的內圓周面接觸的情況下，當夾緊部件被推動時，下碟片被第一夾緊部件稍微滑動以緩解或釋放與上碟片的緊密接觸。因此，只有上碟片可以被確定地夾緊和提升。
在第一至第三夾緊部件的所有碟片接觸面都由彈性部件形成的情況下，存在下面的優點當夾緊部件被推動時，碟片不會被爪部件損壞。
在本發明的另一示范性實施例中，用于從至少兩個碟片的堆疊中夾緊頂部碟片的碟片夾緊裝置包括多個夾緊部件，所述多個夾緊部件具有用于接觸碟片中心孔的內周面的各個碟片接觸面，所述夾緊部件在縮回位置與接合位置之間可徑向移動，其中所述碟片接觸面的各個長度，或者是大于中心孔的內周面的厚度的第一長度，或者是等于或小于中心孔的內周面的厚度的第二長度，且其中具有第一長度的夾緊部件多于具有第二長度的夾緊部件。
本說明書涉及包含在2006年5月16日提交的日本專利申請No.2006-136170中的主題，所述日本專利申請No.2006-136170通過引用在此專門全文并入。
下面將參照附圖描述本發明，其中相同的附圖標記表示相同的元件。
圖1是顯示根據本發明示范性實施例的CD發布器的構造的示意圖；圖2是顯示CD發布器的外觀的詳細示例的透視圖；圖3是處于門被打開狀態的CD發布器的透視圖；圖4是顯示CD發布器的內部構造的透視圖；圖5是顯示CD發布器的碟片輸送系統的透視圖；圖6是碟片輸送單元的輸送臂的分解透視圖；圖7是碟片輸送單元的夾緊機構的側視圖；圖8是夾緊機構的俯視圖；圖9是夾緊機構的夾緊爪的剖視圖和俯視圖；圖10是顯示輸送臂和齒輪皮帶(timing belt)的連接機構的透視圖和分解透視圖；圖11是碟片輸送單元的碟片夾緊操作的示意性流程圖；圖12是顯示CD發布器的打印機的透視圖；和圖13是顯示打印機的打印機托盤的俯視圖。
具體實施例方式
下文將參照附圖描述包括根據本發明示范性實施例的碟片夾緊裝置的碟片加工裝置的示例。
整體構造圖1是顯示根據本發明示范性實施例的CD制造系統的構造的示意圖。此示例中的CD發布器(或者CD制作系統；CD publisher)1包括碟片存儲器3，所述碟片存儲器3用于存儲例如CD或DVD的碟片2(空白碟片2A和被記錄的碟片2B)；碟片驅動器4，所述碟片驅動器4將數據記錄到碟片2上和從碟片2上重新獲取(retrieves)數據；標志打印機5，所述標志打印機5用于將標志打印在數據被記錄在其中的碟片2的標志側2a，所述標志包括指示記錄數據的名稱、記錄的年/月/日等；碟片輸送單元6，所述碟片輸送單元6用于輸送碟片2；和控制單元7，所述控制單元7負責控制其他單元。控制單元7通過包括LAN的通信線路連接到更高級別的裝置8，例如控制服務器或個人電腦。碟片制造請求(數據記錄請求或數據重寫請求)、碟片發布請求等被從更高等級別的裝置8輸入到控制單元7。
碟片2由碟片輸送單元6裝載或卸下，碟片驅動器4的碟片托盤71拉出到碟片更換位置71A。在已經被引導到處于加工位置71B的碟片托盤71內的碟片2上執行數據的記錄和重新獲取，在所述加工位置71B，碟片托盤71插入到碟片驅動器4內。
標志打印機5布置在碟片驅動器4的下面，且包括用于輸送碟片2的打印機托盤81。打印機托盤81在打印位置81B與碟片更換位置81A之間往復運動。碟片2由碟片輸送單元6在碟片更換位置81A裝載或卸下。在此示例中，打印機托盤81的碟片更換位置81A在碟片驅動器4的碟片托盤71的碟片更換位置71A的正下方。
碟片存儲器3包括存儲在厚度方向上疊置的碟片2的第一和第二疊置器11和12。在此示例中，第一疊置器11和第二疊置器12垂直布置在同一軸上。通常，第一疊置器11用作用于存儲空白碟片2A的空白碟片疊置器，且第二疊置器12用作用于存儲已記錄碟片2B的已記錄碟片疊置器。
下面描述用于記錄碟片的CD發布器1的典型的操作。當從更高等級的裝置8接收數據記錄請求時，CD發布器1從碟片存儲器3的第一疊置器11取出空白碟片2A，將空白碟片2A放置在碟片驅動器4內，并記錄與數據記錄請求一起供給的記錄數據。接下來，CD發布器1將記錄的碟片2輸送到標志打印機5，并將與數據記錄請求一起供給的標志打印數據打印在碟片2的標志側2a上。在打印過程之后CD發布器1將記錄的碟片2B存儲在碟片存儲器3的第二疊置器12內。當存在碟片發布請求時，對應的被記錄的碟片2B由碟片輸送單元6從第二疊置器12取出，并被排出到碟片排出口13(圖2)。結果，記錄的碟片2B可以從CD發布器1取出。
CD發布器的詳細構造示例下面將參照圖2至11描述根據本發明的示范性實施例的CD發布器1的詳細構造示例。
圖2是顯示CD發布器1的外觀的透視圖。CD發布器1包括殼體31，所述殼體31具有門32和33，所述門32和33可以分別打開或關閉連接到殼體3的前面的左側和右側。顯示燈、操作按鈕等布置在其上的操作面34形成在門32和33的下面，且碟片排出口13在操作面34的旁邊開口。
圖3是當門32和33打開時CD發布器1的透視圖。在右側的門32被鎖定關閉(is locked closed)，且個人授權機構例如指紋傳感器等布置在操作面34上，從而門32構造成僅被授權的人打開。可選地，門32可以構造成根據來自更高等級的裝置8的指令可被打開和可被關閉。另一方面，當標志打印機5的墨盒要被更換時，在左側的門33被打開或關閉。當門33打開時，墨盒安裝單元36露出。在示例中，墨盒安裝單元36包括上和下兩級。
圖4是當門32和33以及殼體31的一部分被移除時的CD發布器1的透視圖。參照圖3和4，在CD發布器1的殼體31的內部，空白碟片疊置器11和記錄的碟片疊置器12垂直設置在左側部分內的同一軸上。空白碟片疊置器11包括滑板41，所述滑板41可以在向前的方向上水平拉出；和一對圓弧形狀的左右套板(casing boards)42和43，所述套板42和43垂直設置在滑板41上。可以從上側容納碟片2A、和可以存儲在厚度方向上疊置的碟片2A的疊置器由滑板41和套板42、43形成。將碟片2A存儲或提供到空白碟片疊置器11內或上的操作，可以通過打開門32并在向前的方向上拉出滑板41而簡單地執行。
在下側的記錄的碟片疊置器12具有相同的構造。記錄的碟片疊置器12包括滑板44，所述滑板41可以在向前的方向上水平拉出；和一對圓弧形狀的左右套板45和46，所述套板45和46垂直設置在滑板44上。可以從上側容納碟片2B、和可以存儲在厚度方向上疊置的碟片2B的疊置器由滑板44和套板45、46形成。
碟片輸送單元6設置在空白碟片疊置器11和記錄的碟片疊置器12的后側。碟片輸送單元6包括機架(chassis)51，所述機架51垂直連接到殼體31；垂直引導軸54，所述垂直引導軸54在水平支撐板部分52與53之間垂直延伸，所述水平支撐板部分52和53設置在機架51的上部和下部；和輸送臂55，所述輸送臂55連接到垂直引導軸54。輸送臂55可以沿垂直引導軸54提升，且在垂直引導軸54上旋轉到左側或右側。
在碟片輸送單元6的后部，碟片驅動器4設置在上側，且標志打印機5設置在下側。在圖3和4中，在上側內的碟片驅動器4的碟片托盤71處于碟片更換位置71A中，在所述碟片更換位置71A中，碟片托盤71被向前取出，且在下側的標志打印機5的打印機托盤81處于在前側的碟片更換位置81A中。標志打印機5優選地為噴墨打印機，且用于每一種顏色的墨盒82用作墨水供給源。墨盒82從前側安裝到墨盒安裝單元36。
在此，空白碟片疊置器11的左套板42與右套板43之間和記錄的碟片疊置器12的左套板45與右套板46之間均形成有間隙，碟片輸送單元6的輸送臂55可以在所述間隙中提升。此外，在分別設置在上側和下側的疊置器11與12之間形成有間隙，從而輸送臂55可以水平地旋轉，并定位在疊置器11和12的正上方。當上側中的碟片托盤71被推動以插入到碟片驅動器4中時，碟片輸送單元6的輸送臂55降低，從而輸送臂55可以獲取在碟片更換位置的打印機托盤81。因此，通過執行輸送臂55的提升和旋轉到左側或右側的組合操作，碟片2可以被輸送到每一個部分。
碟片輸送單元圖5是顯示碟片輸送單元6的透視圖。如上所述，碟片輸送單元6包括垂直連接到殼體31的機架51，且垂直引導軸54連接在分別設置在機架51的上部和下部內的水平支撐板部分52和53之間。輸送臂55由垂直引導軸54支撐成可提升和可旋轉。
輸送臂55的提升機構包括用于提升的電機56，所述電機56是驅動源。電機56的旋轉通過減速齒輪陣列(或者減速齒輪組；array)傳遞到驅動側滑輪61，所述減速齒輪陣列包括連接到電機的輸出軸的小齒輪57、混和傳動齒輪58、和傳動齒輪59。驅動側滑輪61被支撐在圍繞機架51的上部的位置，并可在水平旋轉軸(沒有示出)上旋轉。在圍繞機架51的下部的位置，像驅動側滑輪61一樣，從動側滑輪63被支撐成可在水平旋轉軸62上旋轉，且齒輪皮帶64在驅動側滑輪61與從動側滑輪63之間延伸。輸送臂55的后端連接到齒輪皮帶64的左和右皮帶部分的一側(后面將參照圖10和其他圖描述所述連接部分的結構)。結果，當電機56被驅動時，齒輪皮帶64上下移動，由此，連接到其上的輸送臂55沿著垂直引導軸54被提升。
輸送臂55的旋轉機構包括旋轉用電機65，所述電機65是驅動源；和連接到電機65的輸出軸的小齒輪(沒有示出)。小齒輪的旋轉通過具有兩個混和傳動齒輪66和67的減速齒輪陣列傳遞到扇形的末級齒輪69。扇形的末級齒輪69可以圍繞垂直引導軸54旋轉到左側或右側。此外，支撐臂55的提升機構的構件連接到其上的機架51安裝在末級齒輪69上。當電機65被驅動時，扇形的末級齒輪69旋轉到左/右側，并因此，安裝到末級齒輪69上的機架51圍繞垂直引導軸54作為一個結構旋轉到左/右側。結果，由安裝在機架51上的提升機構保持的輸送臂55在垂直引導軸54上旋轉到左/右側。
輸送臂和夾緊機構圖6是顯示輸送臂55的主要部分的分解透視圖，圖7是顯示輸送臂55的內部結構的側視圖，且圖8是顯示輸送臂55的內部結構的俯視圖。
輸送臂55包括薄而長的臂基部55a，所述臂基部55a的前端部分為半圓形狀；和相同輪廓形狀的臂殼體55b，所述臂殼體55b覆蓋臂基部55a。用于夾緊碟片2的夾緊機構100安裝在臂基部55a內，且夾緊機構100被臂殼體55b覆蓋而沒有被看見。臂基部55a和臂殼體55b優選地通過樹脂形成過程而形成。
夾緊機構100包括三個圓柱體形狀的夾緊爪101-103，所述三個夾緊爪以彼此間相等角間距地設置在同一圓中。夾緊爪101-103通過圓孔55c垂直向下突出，所述圓孔55c形成在臂基部55a的前端內。通過將三個夾緊爪101-103插入到碟片2的中心孔2c內、并將夾緊爪101-103在徑向方向上向外推動，碟片2可以被夾緊。
夾緊爪101-103形成在支撐銷111-113的下面，所述支撐銷111-113的直徑大于夾緊爪101-103的直徑。支撐銷111-113向上延伸通過臂基部55a的圓孔55c。支撐銷111-113分別設置在三個旋轉板121-123內，所述三個旋轉板121-123設置在臂基部55a的頂面上。旋轉中心軸131-133以旋轉中心軸圍繞圓孔55c的情形，在同一圓上彼此間等角間距地、垂直地安裝在臂基部55a內。旋轉板121-123被支撐成可分別在旋轉中心軸131-123上旋轉。后面要描述的圓柱形形狀的銷101a至103a，優選地由例如POM的樹脂分別形成在與旋轉板121-123相同的主體內。
旋轉板121-123分別包括在圓孔55c的近似圓周方向上沿臂基部55a延伸的前后臂部分121a、121b、122a、122b、123a、和123b；和支撐臂121c-123c，所述支撐臂121c-123c從旋轉中心朝向圓孔55c的內側突出。支撐銷111-113分別垂直固定到支撐臂121c-123c的前端的后側上。
旋轉板122的后臂部分122b的后端與旋轉板121的前臂部分121a的前端面接觸從而可滑動。同樣，旋轉板123的后臂部分123b的后端與旋轉板122的前臂部分122a的前端面接觸從而可滑動。旋轉板121的后臂部分121b的后端與旋轉板123的前臂部分123a的前端面接觸從而可滑動。在此，通過適當設定前臂部分121a-123a的前端面的傾斜角度，旋轉板121-123構造成在相同的方向上旋轉。
螺旋延伸彈簧124在旋轉板121的前臂部分121a與旋轉板122的前臂部分122a之間延伸。通過螺旋延伸彈簧124的張力，旋轉板121-123沒有咔嗒聲地維持在接觸狀態，且偏壓力在由圖8中示出的箭頭R1指示的方向(其中夾緊爪101-103變寬的方向)上施加到旋轉板121上。
在此情況下，分別連接到旋轉板121-123的支撐臂121c-123c的前端的夾緊爪101-103的外接圓的直徑大于碟片2的中心孔2c的內徑。在此狀態下，當一個旋轉板例如旋轉板121在由箭頭R2指示的方向上旋轉時，另兩個旋轉板122和123與旋轉板121一致地在相同的方向上旋轉相同的角度。結果，旋轉板121-123的支撐臂121c-123c朝向圓孔55c的中心移動，且連接到支撐臂121c-123c的前端的夾緊爪101-103可以被收集，從而插入到碟片2的中心孔2c內。在該狀態下，當夾緊爪101-103被插入到碟片2的中心孔2c內時，且旋轉板121-123在相反的方向R1上旋轉，可以在徑向方向上向外推夾緊爪101-103。結果，夾緊爪被推到碟片的中心孔2c的內周面2d，從而碟片2被夾緊。
在此示例的夾緊機構100中，包括下面用于旋轉所述旋轉板121-123的機構。延伸到支撐臂121c的相反側的操作臂121d形成在旋轉板121內。在L形連桿125的一側的臂部分125a的前端連接到操作臂121d的前端，且臂部分125a的前端可自由旋轉。L形連桿125可以圍繞彎曲部分旋轉，且在相反側的臂部分125b的前端連接到電磁螺線管126的操作桿126a。當電磁螺線管126處于“停止”狀態時，操作桿126a如圖8中所示地伸長。當電子螺線管126轉換到“啟動”狀態時，操作桿126a克服內置彈簧的彈簧力被拉入，以便旋轉L形連桿125。L形連桿125的旋轉被傳遞到旋轉板121，旋轉板121在方向R2上旋轉，且另兩個旋轉板122和123與旋轉板121的旋轉同步地在相同的方向上旋轉相同的角度。結果，夾緊爪101-103的分開可以被縮攏。
如上所述，在此示例的夾緊裝置100中，三個夾緊爪101-103在徑向方向上移動到碟片打開位置和碟片夾緊位置，在所述碟片打開位置，夾緊爪可以插入碟片2的中心孔2c內，在所述碟片夾緊位置，夾緊爪被推向碟片的中心孔2c的內周面2d。通過充分獲得夾緊爪101-103的行程量，夾緊爪101-103可以被插入到碟片的中心孔2c內，且沒有接觸碟片的表面。因此，不需要在夾緊爪101-103的前端內垂直地形成很長的傾斜面用于引導碟片2，且夾緊爪101-103的長度可以被縮短到大體上等于碟片2的厚度。
此外，在平面方向上設置的旋轉板121-123可以保持為彼此接觸，且當一個旋轉板121旋轉時，另兩個旋轉板122和123構造成與旋轉板121的旋轉一致地在相同的方向上旋轉相同的角度。因此，旋轉板121-123的旋轉機構可以變平。換言之，用于移動夾緊爪101-103的機構可以形成為扁平的構造。
如上所述，在此示例中，因為夾緊爪101-103可以被縮短，且用于移動夾緊爪101-103的機構可以形成為扁平的構造，所以夾緊裝置可以做得很薄。此外，因為夾緊板122和123具有相同的形狀，這些構件可以共同使用。因此，存在可以降低制造成本的優點。
夾緊爪下面將參照圖9描述此實施例中的夾緊爪101-103。圖9(a)為夾緊爪101和103的剖視圖，且圖9(b)是夾緊爪101-103的俯視圖。夾緊爪101-103包括圓柱形狀的銷101a-103a，所述銷101a-103a從支撐銷111-113的下端面111a-113a向下延伸；和由橡膠等形成的彈性圓柱體101b-103b，所述彈性圓柱體101b-103b同心地圍繞銷101a-103a。在銷101a-103a的下端下面，形成了用于防止脫落的具有大直徑的頭部101c-103c。
夾緊爪101-103的彈性圓柱體101b-103b的圓形外周面101d-103d是碟片接觸面，所述碟片接觸面可以接觸碟片2的中心孔2c的內周面2d。夾緊爪101(第一夾緊爪)和102(第二夾緊爪)的軸的長度構造成大于夾緊爪103(第三夾緊爪)的軸的長度，并且構造成至少大于要被夾緊的碟片2的內周面2d的厚度。在此示例中，如圖9(a)中所示，夾緊爪101和102的彈性圓柱體101b和102b的長度構造為延伸過疊置的上碟片2(1)的整個內周面2d和下碟片2(2)的內周面2d的至少上部的長度。相反，夾緊爪103的彈性圓柱體103b的長度構造為等于和小于要被夾緊的碟片2的內周面2d的厚度，且在此示例中構造為稍微小于內周面2d的厚度。
如圖9中所示，夾緊爪101-103被插入到在厚度方向上疊置起來的碟片中的最上碟片2(1)的中心孔2c內，并被在徑向方向上向外推。換言之，利用長夾緊爪101和102的彈性部件101b和102b形成的碟片接觸面，通過推向碟片中心孔2c的內周面2d而彈性變形。然而，從碟片中心孔2c向相對側在碟片接觸面凸出的部分101e和102e(圖中僅示出了部分101e)沒有彈性變形，且穿透到碟片2(1)的后側中。換言之，部分101e和102e穿透到要被夾緊的上碟片2(1)的后側與下碟片2(2)的前側之間的間隙中。此外，彈性圓柱體101b和102b的下端101f和102f(圖中僅示出了下端101f)被推到下碟片2(2)的中心孔2c的內周面的上部。另一方面，短夾緊爪103的碟片接觸面僅被推到最上碟片2(1)的中心孔的內周面2d。
上碟片2(1)被三個夾緊爪101-103確定地夾緊。此外，上碟片2(1)通過兩個夾緊爪101和102的碟片接觸面的彈性變形被確定地夾緊，從而上碟片2(1)也沒有在碟片厚度方向上從夾緊爪101和102脫落。只有兩個長夾緊爪101和102的碟片接觸面的一部分接觸下碟片2(2)，且下部分101f和102f的外側的寬度為中心孔2c的內徑的大約87％。因此，當夾緊爪101-103被提升時，只有上碟片2(1)被提升。
當夾緊爪101-103在徑向方向上被推動時，上碟片2(1)在平面方向上的位置通過三個夾緊爪固定，但是因為下碟片2(2)僅接觸兩個夾緊爪101和102，所以下碟片2(2)在碟片平面方向上被夾緊爪101和102推動。因此，下碟片2(2)在大致水平的方向上相對于上碟片2(1)相對滑動。盡管上碟片2(1)和下碟片2(2)緊密接觸，但是下碟片2(2)的滑動以穿透上碟片2(1)與下碟片2(2)之間的空氣，從而緊密接觸被緩解或釋放。因此，只有上碟片2(1)可以被確定地提升。
此外，存在下面的優點因為三個夾緊爪101-103的碟片接觸面由彈性圓柱體101b-103b形成，所以當碟片2被夾緊時碟片2不會被損壞。
通常，夾緊爪的數量為三個，但是夾緊爪的數量可以為4個或更多。
當夾緊爪的數量為4個時，例如，通過將長夾緊爪布置在小于內周面的1/2倍的區域上，長夾緊爪和短夾緊爪的數量和布置被適當地設定，所述區域不包括中心孔的直徑等。即，長夾緊爪布置成長夾緊爪之間的距離小于中心孔的直徑。
碟片檢測機構夾緊裝置100包括碟片檢測機構，所述碟片檢測機構用于當夾緊爪101-103插入到碟片2的中心孔2c內時控制停止位置(插入量)。參照圖6-9，此示例中的碟片檢測機構140配備有碟片檢測桿141和包括光耦合器的碟片檢測器142。碟片檢測桿141為包括直線形狀的主要部分141a，和前端部分141b，所述前端部分141b從主要部分141的前端以直角向下彎曲。主要部分141a的后端連接到臂基部55a的頂面，在所述頂面處主要部分141a的后端可以在上/下方向上自由旋轉。碟片檢測桿141的主要部分141a設置在臂基部55a的頂面上，且主要部分141a的前端141b從開口部分55d的后側向下凸出穿過形成在臂基部55a上的所述開口部分。在主要部分141a的側面中，形成了水平凸出的檢測板141c。碟片檢測器142的檢測區域142a設置在檢測板141的移動軌道中，所述檢測板141c隨碟片檢測桿141的上/下移動。
當碟片2沒有被夾緊時，碟片檢測桿141水平地維持在臂基部55a上。在此情況下，檢測板141c位于碟片檢測器142的檢測區域142a內，且處于其中通過檢測區域142a的檢測光被阻斷的“關閉”狀態。當通過降低輸送臂55將夾緊爪101-103插入到碟片2的中心孔2c內時，碟片檢測桿141的前端部分141b接觸碟片2的表面，且碟片檢測桿141隨著夾緊爪101-103的插入被提升。
如圖7和9(a)中所示，就在夾緊爪101-103已經完全插入到碟片2的中心孔2c內之后、支撐夾緊爪101-103的支撐銷111-113的下端面111a-113a接觸碟片2的表面之前，檢測板141c離開檢測區域142a，且碟片檢測器142轉換到“啟動”狀態。因此，夾緊爪101-103插入到碟片2的中心孔2c內被檢測到。
輸送臂和齒輪皮帶的連接機構當夾緊爪101-103的插入位置通過使用檢測機構140得到控制后，如圖7和9(a)中所示，由于碟片檢測桿141的制造誤差、碟片檢測桿141的連接誤差、碟片檢測器142的連接誤差、碟片檢測器142的檢測誤差等，當夾緊爪101-103完全插入到碟片2的中心孔2c內時，存在夾緊爪101-103的插入操作不能精確停止的情形。當插入不充分時，碟片2不能被夾緊爪101-103夾緊，因此存在出現夾緊缺陷的可能性。另一方面，當夾緊爪101-103過度插入時，夾緊爪101-103連接到其上的支撐銷111-113的下端面111a-113a等會接觸碟片2的表面以損壞碟片2，并且存在碟片在某些情況下被損壞的可能性。為了防止這種缺點，在此示例中，使用了下面的連接機構該連接機構具有所述輸送臂55通過彈性部件連接到作為提升機構的齒輪皮帶64上的構造。
圖10(a)是顯示連接機構的局部透視圖，且圖10(b)是連接機構部分的分解透視圖。參照圖7和10，輸送臂55連接到皮帶夾152上，所述皮帶夾152通過彈簧部件151固定到齒輪皮帶64上。面向下的頂面153和圓柱體形狀的經研磨的軸(ground shaft)154形成在輸送臂55的臂基部55a的后端內，所述經研磨的軸154從頂面153垂直向下延伸。皮帶夾152包括上端面152a，所述上端面152a可以從下側接觸到臂基部側的頂面153；軸孔152b，所述軸孔152b從上端面152a延伸穿過皮帶夾152；和固定部分152c，所述固定部分152c固定地連接到齒輪皮帶64。
皮帶夾152連接到臂基部55a的后端，并且在臂基部55a的后端處，經研磨的軸154穿過皮帶夾152的軸孔152b，且皮帶夾152的上端面152a從下側接觸頂面153。因此，通過包括經研磨的軸154、軸孔152b、頂面153、和上端面152a的支撐部分，輸送臂55可以相對于固定到齒輪皮帶64上的皮帶夾向上移動。換言之，輸送臂55可以在夾緊爪101-103從碟片2的中心孔2c拉起的方向上移動。
從下側容納彈簧部件151的凹槽152d，形成在皮帶夾152的下表面上的、設置在軸孔152b的前側的部分內。彈簧部件151連接到形成在臂基部55a的后端內的彈簧懸掛件155，并總是將皮帶夾152向上偏壓。因此，臂基部55a被彈簧部件151推到皮帶夾152，由此，臂基部55a的向上移動被阻擋。
當齒輪皮帶64由提升電機56驅動(見圖5)時，固定到齒輪皮帶64上的皮帶夾152被一體地提升。當沒有施加過大載荷時，臂基部55a通過彈簧部件151的彈簧力，沿著垂直引導軸54與固定到齒輪皮帶64上的皮帶夾152一體地提升。
在此，當輸送臂55降低且設置在支撐銷111-113前端內的夾緊爪101-103插入到碟片2的中心孔2c內時，假定支撐夾緊爪101-103的支撐銷111-113的下端面111a-113a在碟片2由上述碟片檢測機構140檢測到之前，與碟片2的表面碰撞。
在此情況下，過大載荷臨時施加到輸送臂55上，且彈簧部件151彈性變形成在上/下方向上被推壓。由此，由于彈簧部件151的彈性變形，碰撞力被減輕。此后，當皮帶夾152降低時，因為彈簧部件151彈性變形，輸送臂55維持它的位置且沒有降低。結果，可以防止碟片2被過度推壓和損壞等的缺點。
例如，考慮到由制造誤差引起的碟片檢測機構140的檢測誤差(夾緊爪101-103的停止位置的偏移)、構件的制造誤差、構件的連接誤差等，夾緊爪101-103插入到碟片中的量構造成稍微充足。因此，可以防止夾緊爪101-103的碟片夾緊故障。此外，當夾緊爪101-103連接到其上的支撐銷111-113(夾緊部件)在插入支撐銷111-113過程中接觸碟片的表面2b時，作為彈性部件的彈簧部件151彈性變形，因此緩解了施加到碟片2上的碰撞力。此外，在支撐銷111-113接觸碟片2之后，彈簧部件151彈性變形以在上/下方向上推壓，并因此輸送臂55沒有在插入方向上進一步移動。結果，碟片2沒有被支撐銷111-113損壞。
此外，在此示例中，支撐夾緊爪101-103的輸送臂55連接成可以相對于作為提升機構的齒輪皮帶64移動，并且總是被彈簧部件151阻止移動。可選地，例如，當夾緊爪101-103的支撐銷111-113形成在其中的旋轉板121-123連接成可以相對于旋轉中心軸131-133在上/下方向上移動、且旋轉板121-123的移動將被例如螺旋壓縮彈簧的彈性部件從上側阻止時，盡管輸送臂55在插入方向上移動，但是彈性部件在支撐銷111-113接觸碟片2之后在上/下方向上彈性變形，因此支撐銷111-113沒有在插入方向上進一步移動。作為另一示范性實施例，支撐銷111-113構造成與旋轉板121-123分開的構件，且支撐銷111-113可以通過彈簧部件連接到旋轉板121-123上。
碟片夾緊的操作圖11是顯示由具有上述結構的碟片輸送單元6執行的碟片夾緊操作的示意性流程圖。
例如，下面將描述將存儲在空白碟片疊置器11內的空白碟片2A夾緊和提升以將其輸送到另一部分的情形。在此情況下，輸送臂55的位置在控制單元7的控制下，被確定為正在空白碟片疊置器11上方的預定位置。
安裝在輸送臂55內的夾緊機構100的電子螺線管126開啟(步驟ST1)。當電子螺線管126轉換到“開啟”時，它的操作桿126a被拉入，操作桿126a的移動通過L形連桿125被傳遞到旋轉板121，因此，旋轉板121在圖8中示出的箭頭R2的方向上旋轉預定角度。剩下的旋轉板122和123在相同的方向上旋轉相同的角度，分別連接到三個旋轉板121-123的支撐臂121c-123c的前端的夾緊爪101-103在彼此靠近的方向上移動，從而夾緊爪被聚集以插入到碟片2A的中心孔2c內。
此后，用于提升輸送臂的電機56被驅動以開始輸送臂55的降低操作(步驟ST2)。當輸送臂55降低到接近最上的空白碟片2A時，置入輸送臂55內的碟片檢測機構140接觸空白碟片2A的表面。然后，檢測桿141與輸送臂55的降低一起相對地向上移動，檢測桿141的檢測板141c離開碟片檢測器142的檢測區域142a，從而碟片檢測器142轉換到“開啟”(步驟ST3)。輸送臂55降低預定距離以停止輸送臂55，且設置在輸送臂55內的夾緊裝置100的夾緊爪101-103插入到空白碟片2A的中心孔2c內(步驟ST4)。當步進電機用作用于提升輸送臂的電機56時，例如，輸送臂55的位置通過步進電機的步數確定。
在其中三個夾緊爪101-103插入到要被夾緊的空白碟片2A的中心孔2c內的上述插入過程完成以后，插入到中心孔2c內的夾緊爪101-103在中心孔2c的直徑方向上被向外推，以被推動到中心孔2c的內周面2d上。換言之，電子螺線管126被關閉，從而操作桿126a返回到凸起位置(步驟ST5)。結果，通過L形連桿125連接到操作桿126a的旋轉板121，被螺旋延伸彈簧124的彈簧力在圖8中示出的箭頭R1的方向上旋轉，以返回到它的最初位置。在旋轉板121的連桿移動過程中，剩下的兩個旋轉板122和123在相同的方向上旋轉相同的角度以返回到它們的初始位置。因此，其中連接到旋轉板121-123的夾緊爪101-103、在中心孔的直徑方向上被向外推并進入空白碟片2A的中心孔的內周面2d的碟片夾緊狀態得以完成。
在上述碟片夾緊過程完成之后，執行碟片提升過程，在碟片提升過程中，被夾緊的碟片2A經由夾緊爪101-103通過提升輸送臂55被提升(步驟ST1至ST5)。
在此示例的碟片提升過程中，輸送臂55被間歇地提升，直到輸送臂55被提升預定的距離，即直到夾緊爪101-103在與插入方向相反的方向上移動預定距離。換言之，將輸送臂55以預定速度提升預定距離的操作，以及將輸送臂55停止預定時間的停止操作重復預定的次數(步驟ST11至ST13)。當用于提升輸送臂的電機56為步進電機時，提升距離可以通過步進電機的步數得到管理。
在執行了間歇移動過程之后，基于碟片檢測機構140的輸出，檢測空白碟片2A是否被夾緊爪101-103夾緊和提升(步驟ST14)。當空白碟片2A被提升時，碟片檢測機構140的檢測桿141處于檢測桿141由被提升的空白碟片2A向上移動的狀態，且碟片檢測器142處于“開啟”的狀態。因此，基于碟片檢測機構140的輸出，可以檢測是否空白碟片2A是否被夾緊爪101-103確定地夾緊和提升。
當空白碟片2A沒有被提升時，該過程再返回到步驟ST1，且從開始再次執行空白碟片2A的夾緊和提升操作。當空白碟片2A被提升時，執行高速連續移動過程(步驟ST15)，在高速連續移動過程中，輸送臂55以高于間歇移動過程中的輸送臂的提升速度被連續地提升到預定高度的位置。
在此示例中，輸送臂55首先以很低的速度被間歇地提升。如上所述，輸送臂55通過彈簧部件151連接到作為提升機構的驅動部件的齒輪皮帶64。當在夾緊爪101-103的插入停止位置存在由碟片檢測機構140的操作確定的偏差時，在由于彈簧部件151的彈性變形而沒有出現對碟片2A的任何損壞的情況下，夾緊爪101-103插入到碟片的中心孔2c內，且夾緊爪101-103連接到其上的支撐銷111-113的下端面111a-113a接觸碟片的表面。
輸送臂55由彈簧部件151的彈簧力推動到碟片的前側。換言之，輸送臂55被彈簧部件151的彈簧力從上側推動到在下側的空白碟片2A。當夾緊爪101-103以此方式被推動時，如果上下空白碟片2A之間的摩擦力高于夾緊爪101-103的推動力，空白碟片2A就不能在水平方向上移動。結果，可能出現以下情況空白碟片的中心孔2c的內周面2d不能被夾緊爪101-103從內部確定地夾緊。
特別在此示例中，如圖9中所示，可能出現下面的情形當長夾緊爪101和102延伸到兩張碟片的內周面且碟片被從上側推動時，夾緊爪101和102不能通過在水平方向上推動碟片而打開。
為了防止這種缺點，當輸送臂55在此示例的夾緊操作中被提升時，首先重復間歇的提升操作。空白碟片2A的推動力通過重復輸送臂55的輕微的提升和停止操作而被緩慢地釋放。當施加到空白碟片2A上的推動力緩解(或減小)到某一程度或推動力消失時，就變得可以在水平方向上由夾緊爪101-103推出空白碟片2A。結果，如參照圖9所描述的，上下空白碟片2A被夾緊爪101-103相對滑動，從而只有上空白碟片2A被夾緊。因為空白碟片2A通過此間歇移動過程被確定地夾緊，所以可以防止在提升空白碟片2A的過程中空白碟片2A脫落等的缺點。
標志打印機的詳細示例圖12和13分別是顯示標志打印機5的詳細示例的透視圖和顯示標志打印機的打印機托盤的俯視圖。下面將參照圖12和13描述標志打印機5的構造。
標志打印機5包括機架83和滑架引導軸84，所述滑架引導軸84在機架83的后側在左右側板部分之間水平延伸，從而噴墨頭(沒有示出)置入其內的頭滑架(head carriage)85可以沿著滑架引導軸84在左/右方向上往復運動。滑架驅動機構包括在左/右方向上水平延伸的齒輪皮帶86，和用于驅動齒輪皮帶86的滑架電機87。
置入頭滑架85內的噴墨頭具有向下布置的噴嘴面，且打印機托盤81可以在前/后方向上在噴墨頭的后側位置往復運動。打印機托盤81具有右端，所述右端由在前/后方向上水平延伸的引導軸88支撐；和左端，所述左端由導軌89支撐，所述導軌89在前/后方向上水平延伸從而可以滑動。打印機托盤81的驅動機構具有包括在前/后方向上水平延伸的齒輪皮帶90、和用于驅動齒輪皮帶90的托盤電機90的構造。
打印機托盤81包括淺的凹陷部分81a，所述淺的凹陷部分81a用于將碟片2裝載在矩形形狀的盤的前面內。凹陷部分81a的中心部分包括三個垂直爪92-94，所述垂直爪92-94以60度的間隔設置在同一圓內。一個垂直爪94可以在徑向方向上移動，且剩下的兩個垂直爪92和93設置在固定的位置。一個垂直爪94構造成由例如圖中沒有示出的電子螺線管的驅動機構移動。
當如圖13中所示，碟片2從上側落入凹陷部分81a內且標志側2a向上時，三個垂直爪92-94插入到碟片2的中心孔2c內。此后，當垂直爪94在徑向方向上稍微向外移動時，三個垂直爪92-94就從內側推動到碟片2的中心孔2c的內周面2d。因此，碟片2保持在打印機托盤81內。通過驅動托盤電機91以將打印機托盤81沿引導軸88移動到后側，打印機托盤可以移動到噴墨頭的打印區域。此后，可以由噴墨頭執行在碟片2的打印側的打印。
本發明不限于上述實施例，且可以做出對上述實施例的各種修改。例如，使用圓柱體形狀的銷101a-103a和由橡膠等制成的、同心地圍繞銷101a-103a的彈性圓柱體101b-103b的情形，在本發明的示范性實施例中得到描述，但是也可以使用其中銷在沒有彈性圓柱體101b-103b的情況下直接夾緊碟片的機構，因為所述機構可以僅僅提升最上的碟片。然而，當使用例如硅橡膠的彈性部件時，在夾緊或輸送碟片中可以改進夾緊。
此外，在前述實施例中，提出了所有夾緊爪101-103移動到中心側的情形，但是，如在專利文獻2中的，既然最上的碟片可以總是被夾緊和提升，就可以僅有一個夾緊爪移動到中心側。
權利要求
1.一種碟片夾緊裝置，所述碟片夾緊裝置用于通過將至少三個夾緊部件插入碟片的中心孔內并在徑向方向上擴張所述夾緊部件中的至少一個以接合中心孔的內周面而夾緊碟片，其中所述至少三個夾緊部件包括第一夾緊部件，所述第一夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的第一碟片接觸面，所述第一碟片接觸面的長度大于中心孔的內周面的厚度；第二夾緊部件，所述第二夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的第二碟片接觸面，所述第二碟片接觸面的長度等于或小于中心孔的內周面的厚度；和第三夾緊部件，所述第三夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的第三碟片接觸面。
2.根據權利要求1所述的夾緊裝置，其中所述第一碟片接觸面由彈性部件形成。
3.根據權利要求1所述的夾緊裝置，其中所述第二碟片接觸面由彈性部件形成。
4.根據權利要求1所述的夾緊裝置，其中所述第三碟片接觸面的長度大于中心孔的內周面的厚度，且其中第一夾緊部件與第三夾緊部件之間的距離小于中心孔的直徑。
5.根據權利要求4所述的夾緊裝置，其中所述第三碟片接觸面由彈性部件形成。
6.根據權利要求1所述的夾緊裝置，其中所述至少三個夾緊部件都可在徑向方向上移動。
7.根據權利要求6所述的夾緊裝置，其中所述至少三個夾緊部件中的每一個具有彈性圓柱體，所述彈性圓柱體包括軸部件和彈性部件，所述彈性部件覆蓋軸部件的外周面；且其中各個碟片接觸面包括彈性圓柱體的外周面的至少一部分。
8.根據權利要求1所述的夾緊裝置，其中所述夾緊部件在縮回位置與接合位置之間可移動，所述夾緊部件被朝向縮回位置推動。
9.根據權利要求8所述的夾緊裝置，其中所述夾緊部件彼此連接成第一夾緊部件的位移用于移動第二和第三夾緊部件。
10.根據權利要求9所述的夾緊裝置，進一步包括致動器，所述致動器與第一夾緊部件連接，所述致動器將夾緊部件從縮回位置驅動到接合位置。
11.一種碟片加工設備，包括碟片存儲器，所述碟片存儲器存儲在厚度方向上疊置的碟片；碟片加工器，所述碟片加工器包括碟片驅動器和標志打印機中的至少一個，所述碟片驅動器執行數據寫入或者數據讀取，所述標志打印機在碟片的標志面上執行打印；和碟片輸送單元，所述碟片輸送單元用于在碟片存儲器與碟片加工器之間輸送碟片，其中所述碟片輸送單元包括根據權利要求1的碟片夾緊裝置。
12.一種用于夾緊頂部碟片的碟片夾緊裝置，所述碟片夾緊裝置包括多個夾緊部件，所述多個夾緊部件具有用于接觸碟片中心孔的內周面的各個碟片接觸面，所述夾緊部件在縮回位置與接合位置之間可徑向移動，其中所述各個碟片接觸面的長度或者是大于光盤中心孔的內周面的厚度的第一長度、或者是等于或小于中心孔的內周面的厚度的第二長度，且其中具有第一長度的夾緊部件多于具有第二長度的夾緊部件。
全文摘要
一種碟片夾緊裝置，所述碟片夾緊裝置構造用于通過將至少三個夾緊部件插入碟片的中心孔內并在徑向方向上擴張所述夾緊部件中的至少一個以推動中心孔的內周面而夾緊碟片。所述至少三個夾緊部件包括第一夾緊部件，所述第一夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的第一碟片接觸面，所述碟片接觸面的長度大于中心孔的內周面的厚度；第二夾緊部件，所述第二夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的第二碟片接觸面，所述第二碟片接觸面的長度等于或小于中心孔的內周面的厚度；和第三夾緊部件，所述第三夾緊部件具有用于接觸中心孔的內周面的第三碟片接觸面。
文檔編號G11B17/08GK101075451SQ200710104119
公開日2007年11月21日 申請日期2007年5月16日 優先權日2006年5月16日
發明者荒井健一郎 申請人:精工愛普生株式會社