专利名称：碟片夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碟片夹紧装置，所述碟片夹紧装置适于用于逐一地夹紧碟片，所述碟片装在例如碟片复制装置(a disc dubbing device)和CD/DVD发布器(CD/DVD publisher)的装置的叠置器(stacker)内。
背景技术：
在例如碟片复制装置(所述碟片复制装置将数据写在例如空白CD的多个碟片上)和CD/DVD发布器(所述CD/DVD发布器通过写入数据和打印标志可以使用成品碟片制作碟片)的碟片加工装置中，通常多个空白碟片或已记录的碟片被装入叠置器内，从而碟片在厚度方向上叠置。JP-A-2003-257084(专利文献1)和U.S.专利6802070(专利文献2)中披露了用于夹紧装入叠置器内的碟片的夹紧装置。
专利文献1中披露了一种光盘夹紧装置。在所述光盘夹紧装置中，在同一圆上分开相等角距离的钢球被弹性力在径向方向上向外推。钢球从光盘的前侧插入到中心孔内，以便推出到光盘的后侧。当钢球向碟片的后侧被推离中心孔的内周面时，钢球基于弹性力在径向方向上向外扩张，且光盘被钢球夹紧。
专利文献2中披露了一种CD输送装置。在此CD输送装置中，CD分开凸起形成在夹紧部件的夹紧部分上，以便确定地夹紧一张CD，所述一张CD处于在厚度方向上叠置的多个CD中的最上位置。在此CD输送装置中，通过推动被插入CD的中心孔内的三个夹紧部分，和将所述夹紧部分的凸起插入到CD与叠置在下侧的CD之间的间隙内，只有最上的CD被夹紧和提升。
在专利文献1披露的光盘夹紧装置中，由弹性力推动的钢球被强行插入到要被提升的光盘的中心孔内并到达光盘的后侧。因此，存在光盘的中心孔的内周面部分或有边的(edged)端部部分被钢球损坏的可能性。此外，在光盘叠置起来的情况下，当钢球移动到最上的光盘的后侧时，钢球接触下光盘的中心孔的内周面。由此，当上光盘和下光盘通过静电力等彼此紧密接触时，钢球不可以在径向方向上向内移动，从而存在只有上碟片不能被夹紧的可能性。
在专利文献2披露的CD输送装置中，上碟片和下碟片被形成在夹紧部分上的凸起分开，因此，只有上碟片可以被夹紧和提升。然而，例如CD的碟片的深度由于碟片制造商不同而有差别。此外，在不同类型的碟片之间例如CD和DVD之间也存在厚度差别。因此，会出现下面的情形夹紧部分的凸起的位置在上碟片和下碟片之间不能确定，且只有上碟片不能被夹紧和提升。
发明内容
本发明的一些方面的优点是提供一种碟片夹紧装置，所述碟片夹紧装置可以逐一确定地夹紧并提升叠置的碟片中的一个碟片。
此外，本发明的一些方面的另一优点是提供一种碟片夹紧装置，所述碟片夹紧装置在没有产生对碟片的任何损坏的情况下确定地夹紧和提升碟片。
所述优点可以通过下面诸方面中的至少一个方面获得本发明的第一方面提供了一种碟片夹紧装置，所述碟片夹紧装置用于通过将至少三个夹紧部件插入碟片的中心孔内并在径向方向上扩张所述夹紧部件中的至少一个以接合中心孔的内周面而夹紧碟片，其中所述至少三个夹紧部件包括第一夹紧部件，所述第一夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的第一碟片接触面，所述碟片接触面的长度大于中心孔的内周面的厚度；第二夹紧部件，所述第二夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的第二碟片接触面，所述第二碟片接触面的长度等于或小于中心孔的内周面的厚度；和第三夹紧部件，所述第三夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的第三碟片接触面。
当使用根据本发明的示范性实施例的夹紧装置时，在厚度方向上叠置的碟片可以从上侧被逐一地确定地夹紧和提升。换言之，当夹紧部件插入到在叠置的碟片中的最上的碟片的中心孔内且至少一个夹紧部件在径向方向上被推动时，至少三个夹紧部件的碟片接触面与碟片的中心孔的内周面接合。
此时，夹紧部件的碟片接触面通过中心孔，且最上的碟片被三个或更多夹紧部件确定地夹紧。例如，在长夹紧部件的数量为两个或更多的情况下，长夹紧部件布置在中心孔内周面的、不包括直径的区域内，且因为长夹紧部件的碟片接触面之间的距离小于中心孔的直径，且短夹紧部件没有凸出到上碟片的后侧，所以下碟片没有被提升。
第一夹紧部件的第一碟片接触面可以优选地由弹性部件形成，且从中心孔在碟片接触面内凸出到后侧的部分没有弹性变形地进入碟片的后侧。换言之，所述部分进入要被夹紧的上碟片的后侧与下碟片的前侧之间的间隙内。短夹紧部件的碟片接触面仅被推动到最上的碟片的中心孔的内周面。如上所述，由于第一夹紧部件的碟片接触面的弹性变形，碟片被确定地夹紧，从而碟片没有在碟片厚度方向上从夹紧部件脱落。另一方面，只有第一夹紧部件的碟片接触面的一部分与下碟片接触。因此，当夹紧部件被提升时，只有最上的碟片可以被确定地提升。
在第三夹紧部件为长夹紧部件的情况下，与第一夹紧部件一样，第三夹紧部件的碟片接触面可以优选地由弹性部件形成。
此外，为了避免碟片被夹紧时对碟片的损坏，第二夹紧部件的碟片接触面可以优选地由弹性部件形成。
通常，夹紧部件的数量为三个。在此情况下，三个夹紧部件中的两个可以是长夹紧部件(第一和第三夹紧部件)，且剩下的一个可以是短夹紧部件(第二夹紧部件)。
当夹紧部件在径向方向上被推动时，上碟片在碟片平面方向上的位置由三个夹紧部件固定，但是下碟片在碟片平面方向上被长夹紧部件推动。结果，下碟片相对于上碟片稍微滑动。尽管当上下碟片紧密接触时，下碟片也可以滑动从而允许空气进入上下碟片之间，因此，紧密接触被缓解或释放。因此，只有上碟片可以被确定地提升。
此外，因为所有的第一至第三夹紧部件构造成可以在径向方向上移动，所以可以减小夹紧部件的外接圆的尺寸，并因此易于在没有接触碟片表面的情况下将夹紧部件插入到中心孔内。从而不需要插入引导件。
此外，其碟片接触面由弹性部件形成的夹紧部件可以具有弹性圆柱体，所述弹性圆柱体包括轴部件和弹性部件，所述弹性部件覆盖所述轴部件的外周面。
根据本发明的示范性实施例的碟片夹紧装置可以用于碟片加工设备，例如CD复制设备或CD发布器(CD publisher)，所述碟片加工设备具有用于存储包括CD和DVD的碟片的碟片存储器，在所述碟片存储器中碟片在厚度方向上叠置。
根据本发明的示范性实施例的碟片夹紧装置具有第一夹紧部件，所述第一夹紧部件具有大于中心孔的内周面的厚度的、接触内周面的碟片接触面长度；第二夹紧部件，所述第二夹紧部件具有等于或小于中心孔的内周面的厚度的、接触内周面的碟片接触面长度；和第三夹紧部件，所述第三夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的碟片接触面。在长夹紧部件与短夹紧部件的数量适当的情况下，当夹紧部件插入到叠置的碟片中的最上的碟片内并在径向方向上被推动时，最上的碟片可以被确定地夹紧。换言之，当考虑到不规则的厚度、从而第一夹紧部件的碟片接触面构造成总是大于碟片的厚度时，只有最上的碟片可以总是被夹紧和提升，而不论碟片的不规则的厚度。
在第一夹紧部件的碟片接触面也与下碟片的中心孔的内圆周面接触的情况下，当夹紧部件被推动时，下碟片被第一夹紧部件稍微滑动以缓解或释放与上碟片的紧密接触。因此，只有上碟片可以被确定地夹紧和提升。
在第一至第三夹紧部件的所有碟片接触面都由弹性部件形成的情况下，存在下面的优点当夹紧部件被推动时，碟片不会被爪部件损坏。
在本发明的另一示范性实施例中，用于从至少两个碟片的堆叠中夹紧顶部碟片的碟片夹紧装置包括多个夹紧部件，所述多个夹紧部件具有用于接触碟片中心孔的内周面的各个碟片接触面，所述夹紧部件在缩回位置与接合位置之间可径向移动，其中所述碟片接触面的各个长度，或者是大于中心孔的内周面的厚度的第一长度，或者是等于或小于中心孔的内周面的厚度的第二长度，且其中具有第一长度的夹紧部件多于具有第二长度的夹紧部件。
本说明书涉及包含在2006年5月16日提交的日本专利申请No.2006-136170中的主题，所述日本专利申请No.2006-136170通过引用在此专门全文并入。
下面将参照附图描述本发明，其中相同的附图标记表示相同的元件。
图1是显示根据本发明示范性实施例的CD发布器的构造的示意图；图2是显示CD发布器的外观的详细示例的透视图；图3是处于门被打开状态的CD发布器的透视图；图4是显示CD发布器的内部构造的透视图；图5是显示CD发布器的碟片输送系统的透视图；图6是碟片输送单元的输送臂的分解透视图；图7是碟片输送单元的夹紧机构的侧视图；图8是夹紧机构的俯视图；图9是夹紧机构的夹紧爪的剖视图和俯视图；图10是显示输送臂和齿轮皮带(timing belt)的连接机构的透视图和分解透视图；图11是碟片输送单元的碟片夹紧操作的示意性流程图；图12是显示CD发布器的打印机的透视图；和图13是显示打印机的打印机托盘的俯视图。
具体实施例方式
下文将参照附图描述包括根据本发明示范性实施例的碟片夹紧装置的碟片加工装置的示例。
整体构造图1是显示根据本发明示范性实施例的CD制造系统的构造的示意图。此示例中的CD发布器(或者CD制作系统；CD publisher)1包括碟片存储器3，所述碟片存储器3用于存储例如CD或DVD的碟片2(空白碟片2A和被记录的碟片2B)；碟片驱动器4，所述碟片驱动器4将数据记录到碟片2上和从碟片2上重新获取(retrieves)数据；标志打印机5，所述标志打印机5用于将标志打印在数据被记录在其中的碟片2的标志侧2a，所述标志包括指示记录数据的名称、记录的年/月/日等；碟片输送单元6，所述碟片输送单元6用于输送碟片2；和控制单元7，所述控制单元7负责控制其他单元。控制单元7通过包括LAN的通信线路连接到更高级别的装置8，例如控制服务器或个人电脑。碟片制造请求(数据记录请求或数据重写请求)、碟片发布请求等被从更高等级别的装置8输入到控制单元7。
碟片2由碟片输送单元6装载或卸下，碟片驱动器4的碟片托盘71拉出到碟片更换位置71A。在已经被引导到处于加工位置71B的碟片托盘71内的碟片2上执行数据的记录和重新获取，在所述加工位置71B，碟片托盘71插入到碟片驱动器4内。
标志打印机5布置在碟片驱动器4的下面，且包括用于输送碟片2的打印机托盘81。打印机托盘81在打印位置81B与碟片更换位置81A之间往复运动。碟片2由碟片输送单元6在碟片更换位置81A装载或卸下。在此示例中，打印机托盘81的碟片更换位置81A在碟片驱动器4的碟片托盘71的碟片更换位置71A的正下方。
碟片存储器3包括存储在厚度方向上叠置的碟片2的第一和第二叠置器11和12。在此示例中，第一叠置器11和第二叠置器12垂直布置在同一轴上。通常，第一叠置器11用作用于存储空白碟片2A的空白碟片叠置器，且第二叠置器12用作用于存储已记录碟片2B的已记录碟片叠置器。
下面描述用于记录碟片的CD发布器1的典型的操作。当从更高等级的装置8接收数据记录请求时，CD发布器1从碟片存储器3的第一叠置器11取出空白碟片2A，将空白碟片2A放置在碟片驱动器4内，并记录与数据记录请求一起供给的记录数据。接下来，CD发布器1将记录的碟片2输送到标志打印机5，并将与数据记录请求一起供给的标志打印数据打印在碟片2的标志侧2a上。在打印过程之后CD发布器1将记录的碟片2B存储在碟片存储器3的第二叠置器12内。当存在碟片发布请求时，对应的被记录的碟片2B由碟片输送单元6从第二叠置器12取出，并被排出到碟片排出口13(图2)。结果，记录的碟片2B可以从CD发布器1取出。
CD发布器的详细构造示例下面将参照图2至11描述根据本发明的示范性实施例的CD发布器1的详细构造示例。
图2是显示CD发布器1的外观的透视图。CD发布器1包括壳体31，所述壳体31具有门32和33，所述门32和33可以分别打开或关闭连接到壳体3的前面的左侧和右侧。显示灯、操作按钮等布置在其上的操作面34形成在门32和33的下面，且碟片排出口13在操作面34的旁边开口。
图3是当门32和33打开时CD发布器1的透视图。在右侧的门32被锁定关闭(is locked closed)，且个人授权机构例如指纹传感器等布置在操作面34上，从而门32构造成仅被授权的人打开。可选地，门32可以构造成根据来自更高等级的装置8的指令可被打开和可被关闭。另一方面，当标志打印机5的墨盒要被更换时，在左侧的门33被打开或关闭。当门33打开时，墨盒安装单元36露出。在示例中，墨盒安装单元36包括上和下两级。
图4是当门32和33以及壳体31的一部分被移除时的CD发布器1的透视图。参照图3和4，在CD发布器1的壳体31的内部，空白碟片叠置器11和记录的碟片叠置器12垂直设置在左侧部分内的同一轴上。空白碟片叠置器11包括滑板41，所述滑板41可以在向前的方向上水平拉出；和一对圆弧形状的左右套板(casing boards)42和43，所述套板42和43垂直设置在滑板41上。可以从上侧容纳碟片2A、和可以存储在厚度方向上叠置的碟片2A的叠置器由滑板41和套板42、43形成。将碟片2A存储或提供到空白碟片叠置器11内或上的操作，可以通过打开门32并在向前的方向上拉出滑板41而简单地执行。
在下侧的记录的碟片叠置器12具有相同的构造。记录的碟片叠置器12包括滑板44，所述滑板41可以在向前的方向上水平拉出；和一对圆弧形状的左右套板45和46，所述套板45和46垂直设置在滑板44上。可以从上侧容纳碟片2B、和可以存储在厚度方向上叠置的碟片2B的叠置器由滑板44和套板45、46形成。
碟片输送单元6设置在空白碟片叠置器11和记录的碟片叠置器12的后侧。碟片输送单元6包括机架(chassis)51，所述机架51垂直连接到壳体31；垂直引导轴54，所述垂直引导轴54在水平支撑板部分52与53之间垂直延伸，所述水平支撑板部分52和53设置在机架51的上部和下部；和输送臂55，所述输送臂55连接到垂直引导轴54。输送臂55可以沿垂直引导轴54提升，且在垂直引导轴54上旋转到左侧或右侧。
在碟片输送单元6的后部，碟片驱动器4设置在上侧，且标志打印机5设置在下侧。在图3和4中，在上侧内的碟片驱动器4的碟片托盘71处于碟片更换位置71A中，在所述碟片更换位置71A中，碟片托盘71被向前取出，且在下侧的标志打印机5的打印机托盘81处于在前侧的碟片更换位置81A中。标志打印机5优选地为喷墨打印机，且用于每一种颜色的墨盒82用作墨水供给源。墨盒82从前侧安装到墨盒安装单元36。
在此，空白碟片叠置器11的左套板42与右套板43之间和记录的碟片叠置器12的左套板45与右套板46之间均形成有间隙，碟片输送单元6的输送臂55可以在所述间隙中提升。此外，在分别设置在上侧和下侧的叠置器11与12之间形成有间隙，从而输送臂55可以水平地旋转，并定位在叠置器11和12的正上方。当上侧中的碟片托盘71被推动以插入到碟片驱动器4中时，碟片输送单元6的输送臂55降低，从而输送臂55可以获取在碟片更换位置的打印机托盘81。因此，通过执行输送臂55的提升和旋转到左侧或右侧的组合操作，碟片2可以被输送到每一个部分。
碟片输送单元图5是显示碟片输送单元6的透视图。如上所述，碟片输送单元6包括垂直连接到壳体31的机架51，且垂直引导轴54连接在分别设置在机架51的上部和下部内的水平支撑板部分52和53之间。输送臂55由垂直引导轴54支撑成可提升和可旋转。
输送臂55的提升机构包括用于提升的电机56，所述电机56是驱动源。电机56的旋转通过减速齿轮阵列(或者减速齿轮组；array)传递到驱动侧滑轮61，所述减速齿轮阵列包括连接到电机的输出轴的小齿轮57、混和传动齿轮58、和传动齿轮59。驱动侧滑轮61被支撑在围绕机架51的上部的位置，并可在水平旋转轴(没有示出)上旋转。在围绕机架51的下部的位置，像驱动侧滑轮61一样，从动侧滑轮63被支撑成可在水平旋转轴62上旋转，且齿轮皮带64在驱动侧滑轮61与从动侧滑轮63之间延伸。输送臂55的后端连接到齿轮皮带64的左和右皮带部分的一侧(后面将参照图10和其他图描述所述连接部分的结构)。结果，当电机56被驱动时，齿轮皮带64上下移动，由此，连接到其上的输送臂55沿着垂直引导轴54被提升。
输送臂55的旋转机构包括旋转用电机65，所述电机65是驱动源；和连接到电机65的输出轴的小齿轮(没有示出)。小齿轮的旋转通过具有两个混和传动齿轮66和67的减速齿轮阵列传递到扇形的末级齿轮69。扇形的末级齿轮69可以围绕垂直引导轴54旋转到左侧或右侧。此外，支撑臂55的提升机构的构件连接到其上的机架51安装在末级齿轮69上。当电机65被驱动时，扇形的末级齿轮69旋转到左/右侧，并因此，安装到末级齿轮69上的机架51围绕垂直引导轴54作为一个结构旋转到左/右侧。结果，由安装在机架51上的提升机构保持的输送臂55在垂直引导轴54上旋转到左/右侧。
输送臂和夹紧机构图6是显示输送臂55的主要部分的分解透视图，图7是显示输送臂55的内部结构的侧视图，且图8是显示输送臂55的内部结构的俯视图。
输送臂55包括薄而长的臂基部55a，所述臂基部55a的前端部分为半圆形状；和相同轮廓形状的臂壳体55b，所述臂壳体55b覆盖臂基部55a。用于夹紧碟片2的夹紧机构100安装在臂基部55a内，且夹紧机构100被臂壳体55b覆盖而没有被看见。臂基部55a和臂壳体55b优选地通过树脂形成过程而形成。
夹紧机构100包括三个圆柱体形状的夹紧爪101-103，所述三个夹紧爪以彼此间相等角间距地设置在同一圆中。夹紧爪101-103通过圆孔55c垂直向下突出，所述圆孔55c形成在臂基部55a的前端内。通过将三个夹紧爪101-103插入到碟片2的中心孔2c内、并将夹紧爪101-103在径向方向上向外推动，碟片2可以被夹紧。
夹紧爪101-103形成在支撑销111-113的下面，所述支撑销111-113的直径大于夹紧爪101-103的直径。支撑销111-113向上延伸通过臂基部55a的圆孔55c。支撑销111-113分别设置在三个旋转板121-123内，所述三个旋转板121-123设置在臂基部55a的顶面上。旋转中心轴131-133以旋转中心轴围绕圆孔55c的情形，在同一圆上彼此间等角间距地、垂直地安装在臂基部55a内。旋转板121-123被支撑成可分别在旋转中心轴131-123上旋转。后面要描述的圆柱形形状的销101a至103a，优选地由例如POM的树脂分别形成在与旋转板121-123相同的主体内。
旋转板121-123分别包括在圆孔55c的近似圆周方向上沿臂基部55a延伸的前后臂部分121a、121b、122a、122b、123a、和123b；和支撑臂121c-123c，所述支撑臂121c-123c从旋转中心朝向圆孔55c的内侧突出。支撑销111-113分别垂直固定到支撑臂121c-123c的前端的后侧上。
旋转板122的后臂部分122b的后端与旋转板121的前臂部分121a的前端面接触从而可滑动。同样，旋转板123的后臂部分123b的后端与旋转板122的前臂部分122a的前端面接触从而可滑动。旋转板121的后臂部分121b的后端与旋转板123的前臂部分123a的前端面接触从而可滑动。在此，通过适当设定前臂部分121a-123a的前端面的倾斜角度，旋转板121-123构造成在相同的方向上旋转。
螺旋延伸弹簧124在旋转板121的前臂部分121a与旋转板122的前臂部分122a之间延伸。通过螺旋延伸弹簧124的张力，旋转板121-123没有咔嗒声地维持在接触状态，且偏压力在由图8中示出的箭头R1指示的方向(其中夹紧爪101-103变宽的方向)上施加到旋转板121上。
在此情况下，分别连接到旋转板121-123的支撑臂121c-123c的前端的夹紧爪101-103的外接圆的直径大于碟片2的中心孔2c的内径。在此状态下，当一个旋转板例如旋转板121在由箭头R2指示的方向上旋转时，另两个旋转板122和123与旋转板121一致地在相同的方向上旋转相同的角度。结果，旋转板121-123的支撑臂121c-123c朝向圆孔55c的中心移动，且连接到支撑臂121c-123c的前端的夹紧爪101-103可以被收集，从而插入到碟片2的中心孔2c内。在该状态下，当夹紧爪101-103被插入到碟片2的中心孔2c内时，且旋转板121-123在相反的方向R1上旋转，可以在径向方向上向外推夹紧爪101-103。结果，夹紧爪被推到碟片的中心孔2c的内周面2d，从而碟片2被夹紧。
在此示例的夹紧机构100中，包括下面用于旋转所述旋转板121-123的机构。延伸到支撑臂121c的相反侧的操作臂121d形成在旋转板121内。在L形连杆125的一侧的臂部分125a的前端连接到操作臂121d的前端，且臂部分125a的前端可自由旋转。L形连杆125可以围绕弯曲部分旋转，且在相反侧的臂部分125b的前端连接到电磁螺线管126的操作杆126a。当电磁螺线管126处于“停止”状态时，操作杆126a如图8中所示地伸长。当电子螺线管126转换到“启动”状态时，操作杆126a克服内置弹簧的弹簧力被拉入，以便旋转L形连杆125。L形连杆125的旋转被传递到旋转板121，旋转板121在方向R2上旋转，且另两个旋转板122和123与旋转板121的旋转同步地在相同的方向上旋转相同的角度。结果，夹紧爪101-103的分开可以被缩拢。
如上所述，在此示例的夹紧装置100中，三个夹紧爪101-103在径向方向上移动到碟片打开位置和碟片夹紧位置，在所述碟片打开位置，夹紧爪可以插入碟片2的中心孔2c内，在所述碟片夹紧位置，夹紧爪被推向碟片的中心孔2c的内周面2d。通过充分获得夹紧爪101-103的行程量，夹紧爪101-103可以被插入到碟片的中心孔2c内，且没有接触碟片的表面。因此，不需要在夹紧爪101-103的前端内垂直地形成很长的倾斜面用于引导碟片2，且夹紧爪101-103的长度可以被缩短到大体上等于碟片2的厚度。
此外，在平面方向上设置的旋转板121-123可以保持为彼此接触，且当一个旋转板121旋转时，另两个旋转板122和123构造成与旋转板121的旋转一致地在相同的方向上旋转相同的角度。因此，旋转板121-123的旋转机构可以变平。换言之，用于移动夹紧爪101-103的机构可以形成为扁平的构造。
如上所述，在此示例中，因为夹紧爪101-103可以被缩短，且用于移动夹紧爪101-103的机构可以形成为扁平的构造，所以夹紧装置可以做得很薄。此外，因为夹紧板122和123具有相同的形状，这些构件可以共同使用。因此，存在可以降低制造成本的优点。
夹紧爪下面将参照图9描述此实施例中的夹紧爪101-103。图9(a)为夹紧爪101和103的剖视图，且图9(b)是夹紧爪101-103的俯视图。夹紧爪101-103包括圆柱形状的销101a-103a，所述销101a-103a从支撑销111-113的下端面111a-113a向下延伸；和由橡胶等形成的弹性圆柱体101b-103b，所述弹性圆柱体101b-103b同心地围绕销101a-103a。在销101a-103a的下端下面，形成了用于防止脱落的具有大直径的头部101c-103c。
夹紧爪101-103的弹性圆柱体101b-103b的圆形外周面101d-103d是碟片接触面，所述碟片接触面可以接触碟片2的中心孔2c的内周面2d。夹紧爪101(第一夹紧爪)和102(第二夹紧爪)的轴的长度构造成大于夹紧爪103(第三夹紧爪)的轴的长度，并且构造成至少大于要被夹紧的碟片2的内周面2d的厚度。在此示例中，如图9(a)中所示，夹紧爪101和102的弹性圆柱体101b和102b的长度构造为延伸过叠置的上碟片2(1)的整个内周面2d和下碟片2(2)的内周面2d的至少上部的长度。相反，夹紧爪103的弹性圆柱体103b的长度构造为等于和小于要被夹紧的碟片2的内周面2d的厚度，且在此示例中构造为稍微小于内周面2d的厚度。
如图9中所示，夹紧爪101-103被插入到在厚度方向上叠置起来的碟片中的最上碟片2(1)的中心孔2c内，并被在径向方向上向外推。换言之，利用长夹紧爪101和102的弹性部件101b和102b形成的碟片接触面，通过推向碟片中心孔2c的内周面2d而弹性变形。然而，从碟片中心孔2c向相对侧在碟片接触面凸出的部分101e和102e(图中仅示出了部分101e)没有弹性变形，且穿透到碟片2(1)的后侧中。换言之，部分101e和102e穿透到要被夹紧的上碟片2(1)的后侧与下碟片2(2)的前侧之间的间隙中。此外，弹性圆柱体101b和102b的下端101f和102f(图中仅示出了下端101f)被推到下碟片2(2)的中心孔2c的内周面的上部。另一方面，短夹紧爪103的碟片接触面仅被推到最上碟片2(1)的中心孔的内周面2d。
上碟片2(1)被三个夹紧爪101-103确定地夹紧。此外，上碟片2(1)通过两个夹紧爪101和102的碟片接触面的弹性变形被确定地夹紧，从而上碟片2(1)也没有在碟片厚度方向上从夹紧爪101和102脱落。只有两个长夹紧爪101和102的碟片接触面的一部分接触下碟片2(2)，且下部分101f和102f的外侧的宽度为中心孔2c的内径的大约87％。因此，当夹紧爪101-103被提升时，只有上碟片2(1)被提升。
当夹紧爪101-103在径向方向上被推动时，上碟片2(1)在平面方向上的位置通过三个夹紧爪固定，但是因为下碟片2(2)仅接触两个夹紧爪101和102，所以下碟片2(2)在碟片平面方向上被夹紧爪101和102推动。因此，下碟片2(2)在大致水平的方向上相对于上碟片2(1)相对滑动。尽管上碟片2(1)和下碟片2(2)紧密接触，但是下碟片2(2)的滑动以穿透上碟片2(1)与下碟片2(2)之间的空气，从而紧密接触被缓解或释放。因此，只有上碟片2(1)可以被确定地提升。
此外，存在下面的优点因为三个夹紧爪101-103的碟片接触面由弹性圆柱体101b-103b形成，所以当碟片2被夹紧时碟片2不会被损坏。
通常，夹紧爪的数量为三个，但是夹紧爪的数量可以为4个或更多。
当夹紧爪的数量为4个时，例如，通过将长夹紧爪布置在小于内周面的1/2倍的区域上，长夹紧爪和短夹紧爪的数量和布置被适当地设定，所述区域不包括中心孔的直径等。即，长夹紧爪布置成长夹紧爪之间的距离小于中心孔的直径。
碟片检测机构夹紧装置100包括碟片检测机构，所述碟片检测机构用于当夹紧爪101-103插入到碟片2的中心孔2c内时控制停止位置(插入量)。参照图6-9，此示例中的碟片检测机构140配备有碟片检测杆141和包括光耦合器的碟片检测器142。碟片检测杆141为包括直线形状的主要部分141a，和前端部分141b，所述前端部分141b从主要部分141的前端以直角向下弯曲。主要部分141a的后端连接到臂基部55a的顶面，在所述顶面处主要部分141a的后端可以在上/下方向上自由旋转。碟片检测杆141的主要部分141a设置在臂基部55a的顶面上，且主要部分141a的前端141b从开口部分55d的后侧向下凸出穿过形成在臂基部55a上的所述开口部分。在主要部分141a的侧面中，形成了水平凸出的检测板141c。碟片检测器142的检测区域142a设置在检测板141的移动轨道中，所述检测板141c随碟片检测杆141的上/下移动。
当碟片2没有被夹紧时，碟片检测杆141水平地维持在臂基部55a上。在此情况下，检测板141c位于碟片检测器142的检测区域142a内，且处于其中通过检测区域142a的检测光被阻断的“关闭”状态。当通过降低输送臂55将夹紧爪101-103插入到碟片2的中心孔2c内时，碟片检测杆141的前端部分141b接触碟片2的表面，且碟片检测杆141随着夹紧爪101-103的插入被提升。
如图7和9(a)中所示，就在夹紧爪101-103已经完全插入到碟片2的中心孔2c内之后、支撑夹紧爪101-103的支撑销111-113的下端面111a-113a接触碟片2的表面之前，检测板141c离开检测区域142a，且碟片检测器142转换到“启动”状态。因此，夹紧爪101-103插入到碟片2的中心孔2c内被检测到。
输送臂和齿轮皮带的连接机构当夹紧爪101-103的插入位置通过使用检测机构140得到控制后，如图7和9(a)中所示，由于碟片检测杆141的制造误差、碟片检测杆141的连接误差、碟片检测器142的连接误差、碟片检测器142的检测误差等，当夹紧爪101-103完全插入到碟片2的中心孔2c内时，存在夹紧爪101-103的插入操作不能精确停止的情形。当插入不充分时，碟片2不能被夹紧爪101-103夹紧，因此存在出现夹紧缺陷的可能性。另一方面，当夹紧爪101-103过度插入时，夹紧爪101-103连接到其上的支撑销111-113的下端面111a-113a等会接触碟片2的表面以损坏碟片2，并且存在碟片在某些情况下被损坏的可能性。为了防止这种缺点，在此示例中，使用了下面的连接机构该连接机构具有所述输送臂55通过弹性部件连接到作为提升机构的齿轮皮带64上的构造。
图10(a)是显示连接机构的局部透视图，且图10(b)是连接机构部分的分解透视图。参照图7和10，输送臂55连接到皮带夹152上，所述皮带夹152通过弹簧部件151固定到齿轮皮带64上。面向下的顶面153和圆柱体形状的经研磨的轴(ground shaft)154形成在输送臂55的臂基部55a的后端内，所述经研磨的轴154从顶面153垂直向下延伸。皮带夹152包括上端面152a，所述上端面152a可以从下侧接触到臂基部侧的顶面153；轴孔152b，所述轴孔152b从上端面152a延伸穿过皮带夹152；和固定部分152c，所述固定部分152c固定地连接到齿轮皮带64。
皮带夹152连接到臂基部55a的后端，并且在臂基部55a的后端处，经研磨的轴154穿过皮带夹152的轴孔152b，且皮带夹152的上端面152a从下侧接触顶面153。因此，通过包括经研磨的轴154、轴孔152b、顶面153、和上端面152a的支撑部分，输送臂55可以相对于固定到齿轮皮带64上的皮带夹向上移动。换言之，输送臂55可以在夹紧爪101-103从碟片2的中心孔2c拉起的方向上移动。
从下侧容纳弹簧部件151的凹槽152d，形成在皮带夹152的下表面上的、设置在轴孔152b的前侧的部分内。弹簧部件151连接到形成在臂基部55a的后端内的弹簧悬挂件155，并总是将皮带夹152向上偏压。因此，臂基部55a被弹簧部件151推到皮带夹152，由此，臂基部55a的向上移动被阻挡。
当齿轮皮带64由提升电机56驱动(见图5)时，固定到齿轮皮带64上的皮带夹152被一体地提升。当没有施加过大载荷时，臂基部55a通过弹簧部件151的弹簧力，沿着垂直引导轴54与固定到齿轮皮带64上的皮带夹152一体地提升。
在此，当输送臂55降低且设置在支撑销111-113前端内的夹紧爪101-103插入到碟片2的中心孔2c内时，假定支撑夹紧爪101-103的支撑销111-113的下端面111a-113a在碟片2由上述碟片检测机构140检测到之前，与碟片2的表面碰撞。
在此情况下，过大载荷临时施加到输送臂55上，且弹簧部件151弹性变形成在上/下方向上被推压。由此，由于弹簧部件151的弹性变形，碰撞力被减轻。此后，当皮带夹152降低时，因为弹簧部件151弹性变形，输送臂55维持它的位置且没有降低。结果，可以防止碟片2被过度推压和损坏等的缺点。
例如，考虑到由制造误差引起的碟片检测机构140的检测误差(夹紧爪101-103的停止位置的偏移)、构件的制造误差、构件的连接误差等，夹紧爪101-103插入到碟片中的量构造成稍微充足。因此，可以防止夹紧爪101-103的碟片夹紧故障。此外，当夹紧爪101-103连接到其上的支撑销111-113(夹紧部件)在插入支撑销111-113过程中接触碟片的表面2b时，作为弹性部件的弹簧部件151弹性变形，因此缓解了施加到碟片2上的碰撞力。此外，在支撑销111-113接触碟片2之后，弹簧部件151弹性变形以在上/下方向上推压，并因此输送臂55没有在插入方向上进一步移动。结果，碟片2没有被支撑销111-113损坏。
此外，在此示例中，支撑夹紧爪101-103的输送臂55连接成可以相对于作为提升机构的齿轮皮带64移动，并且总是被弹簧部件151阻止移动。可选地，例如，当夹紧爪101-103的支撑销111-113形成在其中的旋转板121-123连接成可以相对于旋转中心轴131-133在上/下方向上移动、且旋转板121-123的移动将被例如螺旋压缩弹簧的弹性部件从上侧阻止时，尽管输送臂55在插入方向上移动，但是弹性部件在支撑销111-113接触碟片2之后在上/下方向上弹性变形，因此支撑销111-113没有在插入方向上进一步移动。作为另一示范性实施例，支撑销111-113构造成与旋转板121-123分开的构件，且支撑销111-113可以通过弹簧部件连接到旋转板121-123上。
碟片夹紧的操作图11是显示由具有上述结构的碟片输送单元6执行的碟片夹紧操作的示意性流程图。
例如，下面将描述将存储在空白碟片叠置器11内的空白碟片2A夹紧和提升以将其输送到另一部分的情形。在此情况下，输送臂55的位置在控制单元7的控制下，被确定为正在空白碟片叠置器11上方的预定位置。
安装在输送臂55内的夹紧机构100的电子螺线管126开启(步骤ST1)。当电子螺线管126转换到“开启”时，它的操作杆126a被拉入，操作杆126a的移动通过L形连杆125被传递到旋转板121，因此，旋转板121在图8中示出的箭头R2的方向上旋转预定角度。剩下的旋转板122和123在相同的方向上旋转相同的角度，分别连接到三个旋转板121-123的支撑臂121c-123c的前端的夹紧爪101-103在彼此靠近的方向上移动，从而夹紧爪被聚集以插入到碟片2A的中心孔2c内。
此后，用于提升输送臂的电机56被驱动以开始输送臂55的降低操作(步骤ST2)。当输送臂55降低到接近最上的空白碟片2A时，置入输送臂55内的碟片检测机构140接触空白碟片2A的表面。然后，检测杆141与输送臂55的降低一起相对地向上移动，检测杆141的检测板141c离开碟片检测器142的检测区域142a，从而碟片检测器142转换到“开启”(步骤ST3)。输送臂55降低预定距离以停止输送臂55，且设置在输送臂55内的夹紧装置100的夹紧爪101-103插入到空白碟片2A的中心孔2c内(步骤ST4)。当步进电机用作用于提升输送臂的电机56时，例如，输送臂55的位置通过步进电机的步数确定。
在其中三个夹紧爪101-103插入到要被夹紧的空白碟片2A的中心孔2c内的上述插入过程完成以后，插入到中心孔2c内的夹紧爪101-103在中心孔2c的直径方向上被向外推，以被推动到中心孔2c的内周面2d上。换言之，电子螺线管126被关闭，从而操作杆126a返回到凸起位置(步骤ST5)。结果，通过L形连杆125连接到操作杆126a的旋转板121，被螺旋延伸弹簧124的弹簧力在图8中示出的箭头R1的方向上旋转，以返回到它的最初位置。在旋转板121的连杆移动过程中，剩下的两个旋转板122和123在相同的方向上旋转相同的角度以返回到它们的初始位置。因此，其中连接到旋转板121-123的夹紧爪101-103、在中心孔的直径方向上被向外推并进入空白碟片2A的中心孔的内周面2d的碟片夹紧状态得以完成。
在上述碟片夹紧过程完成之后，执行碟片提升过程，在碟片提升过程中，被夹紧的碟片2A经由夹紧爪101-103通过提升输送臂55被提升(步骤ST1至ST5)。
在此示例的碟片提升过程中，输送臂55被间歇地提升，直到输送臂55被提升预定的距离，即直到夹紧爪101-103在与插入方向相反的方向上移动预定距离。换言之，将输送臂55以预定速度提升预定距离的操作，以及将输送臂55停止预定时间的停止操作重复预定的次数(步骤ST11至ST13)。当用于提升输送臂的电机56为步进电机时，提升距离可以通过步进电机的步数得到管理。
在执行了间歇移动过程之后，基于碟片检测机构140的输出，检测空白碟片2A是否被夹紧爪101-103夹紧和提升(步骤ST14)。当空白碟片2A被提升时，碟片检测机构140的检测杆141处于检测杆141由被提升的空白碟片2A向上移动的状态，且碟片检测器142处于“开启”的状态。因此，基于碟片检测机构140的输出，可以检测是否空白碟片2A是否被夹紧爪101-103确定地夹紧和提升。
当空白碟片2A没有被提升时，该过程再返回到步骤ST1，且从开始再次执行空白碟片2A的夹紧和提升操作。当空白碟片2A被提升时，执行高速连续移动过程(步骤ST15)，在高速连续移动过程中，输送臂55以高于间歇移动过程中的输送臂的提升速度被连续地提升到预定高度的位置。
在此示例中，输送臂55首先以很低的速度被间歇地提升。如上所述，输送臂55通过弹簧部件151连接到作为提升机构的驱动部件的齿轮皮带64。当在夹紧爪101-103的插入停止位置存在由碟片检测机构140的操作确定的偏差时，在由于弹簧部件151的弹性变形而没有出现对碟片2A的任何损坏的情况下，夹紧爪101-103插入到碟片的中心孔2c内，且夹紧爪101-103连接到其上的支撑销111-113的下端面111a-113a接触碟片的表面。
输送臂55由弹簧部件151的弹簧力推动到碟片的前侧。换言之，输送臂55被弹簧部件151的弹簧力从上侧推动到在下侧的空白碟片2A。当夹紧爪101-103以此方式被推动时，如果上下空白碟片2A之间的摩擦力高于夹紧爪101-103的推动力，空白碟片2A就不能在水平方向上移动。结果，可能出现以下情况空白碟片的中心孔2c的内周面2d不能被夹紧爪101-103从内部确定地夹紧。
特别在此示例中，如图9中所示，可能出现下面的情形当长夹紧爪101和102延伸到两张碟片的内周面且碟片被从上侧推动时，夹紧爪101和102不能通过在水平方向上推动碟片而打开。
为了防止这种缺点，当输送臂55在此示例的夹紧操作中被提升时，首先重复间歇的提升操作。空白碟片2A的推动力通过重复输送臂55的轻微的提升和停止操作而被缓慢地释放。当施加到空白碟片2A上的推动力缓解(或减小)到某一程度或推动力消失时，就变得可以在水平方向上由夹紧爪101-103推出空白碟片2A。结果，如参照图9所描述的，上下空白碟片2A被夹紧爪101-103相对滑动，从而只有上空白碟片2A被夹紧。因为空白碟片2A通过此间歇移动过程被确定地夹紧，所以可以防止在提升空白碟片2A的过程中空白碟片2A脱落等的缺点。
标志打印机的详细示例图12和13分别是显示标志打印机5的详细示例的透视图和显示标志打印机的打印机托盘的俯视图。下面将参照图12和13描述标志打印机5的构造。
标志打印机5包括机架83和滑架引导轴84，所述滑架引导轴84在机架83的后侧在左右侧板部分之间水平延伸，从而喷墨头(没有示出)置入其内的头滑架(head carriage)85可以沿着滑架引导轴84在左/右方向上往复运动。滑架驱动机构包括在左/右方向上水平延伸的齿轮皮带86，和用于驱动齿轮皮带86的滑架电机87。
置入头滑架85内的喷墨头具有向下布置的喷嘴面，且打印机托盘81可以在前/后方向上在喷墨头的后侧位置往复运动。打印机托盘81具有右端，所述右端由在前/后方向上水平延伸的引导轴88支撑；和左端，所述左端由导轨89支撑，所述导轨89在前/后方向上水平延伸从而可以滑动。打印机托盘81的驱动机构具有包括在前/后方向上水平延伸的齿轮皮带90、和用于驱动齿轮皮带90的托盘电机90的构造。
打印机托盘81包括浅的凹陷部分81a，所述浅的凹陷部分81a用于将碟片2装载在矩形形状的盘的前面内。凹陷部分81a的中心部分包括三个垂直爪92-94，所述垂直爪92-94以60度的间隔设置在同一圆内。一个垂直爪94可以在径向方向上移动，且剩下的两个垂直爪92和93设置在固定的位置。一个垂直爪94构造成由例如图中没有示出的电子螺线管的驱动机构移动。
当如图13中所示，碟片2从上侧落入凹陷部分81a内且标志侧2a向上时，三个垂直爪92-94插入到碟片2的中心孔2c内。此后，当垂直爪94在径向方向上稍微向外移动时，三个垂直爪92-94就从内侧推动到碟片2的中心孔2c的内周面2d。因此，碟片2保持在打印机托盘81内。通过驱动托盘电机91以将打印机托盘81沿引导轴88移动到后侧，打印机托盘可以移动到喷墨头的打印区域。此后，可以由喷墨头执行在碟片2的打印侧的打印。
本发明不限于上述实施例，且可以做出对上述实施例的各种修改。例如，使用圆柱体形状的销101a-103a和由橡胶等制成的、同心地围绕销101a-103a的弹性圆柱体101b-103b的情形，在本发明的示范性实施例中得到描述，但是也可以使用其中销在没有弹性圆柱体101b-103b的情况下直接夹紧碟片的机构，因为所述机构可以仅仅提升最上的碟片。然而，当使用例如硅橡胶的弹性部件时，在夹紧或输送碟片中可以改进夹紧。
此外，在前述实施例中，提出了所有夹紧爪101-103移动到中心侧的情形，但是，如在专利文献2中的，既然最上的碟片可以总是被夹紧和提升，就可以仅有一个夹紧爪移动到中心侧。
权利要求
1.一种碟片夹紧装置，所述碟片夹紧装置用于通过将至少三个夹紧部件插入碟片的中心孔内并在径向方向上扩张所述夹紧部件中的至少一个以接合中心孔的内周面而夹紧碟片，其中所述至少三个夹紧部件包括第一夹紧部件，所述第一夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的第一碟片接触面，所述第一碟片接触面的长度大于中心孔的内周面的厚度；第二夹紧部件，所述第二夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的第二碟片接触面，所述第二碟片接触面的长度等于或小于中心孔的内周面的厚度；和第三夹紧部件，所述第三夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的第三碟片接触面。
2.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中所述第一碟片接触面由弹性部件形成。
3.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中所述第二碟片接触面由弹性部件形成。
4.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中所述第三碟片接触面的长度大于中心孔的内周面的厚度，且其中第一夹紧部件与第三夹紧部件之间的距离小于中心孔的直径。
5.根据权利要求4所述的夹紧装置，其中所述第三碟片接触面由弹性部件形成。
6.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中所述至少三个夹紧部件都可在径向方向上移动。
7.根据权利要求6所述的夹紧装置，其中所述至少三个夹紧部件中的每一个具有弹性圆柱体，所述弹性圆柱体包括轴部件和弹性部件，所述弹性部件覆盖轴部件的外周面；且其中各个碟片接触面包括弹性圆柱体的外周面的至少一部分。
8.根据权利要求1所述的夹紧装置，其中所述夹紧部件在缩回位置与接合位置之间可移动，所述夹紧部件被朝向缩回位置推动。
9.根据权利要求8所述的夹紧装置，其中所述夹紧部件彼此连接成第一夹紧部件的位移用于移动第二和第三夹紧部件。
10.根据权利要求9所述的夹紧装置，进一步包括致动器，所述致动器与第一夹紧部件连接，所述致动器将夹紧部件从缩回位置驱动到接合位置。
11.一种碟片加工设备，包括碟片存储器，所述碟片存储器存储在厚度方向上叠置的碟片；碟片加工器，所述碟片加工器包括碟片驱动器和标志打印机中的至少一个，所述碟片驱动器执行数据写入或者数据读取，所述标志打印机在碟片的标志面上执行打印；和碟片输送单元，所述碟片输送单元用于在碟片存储器与碟片加工器之间输送碟片，其中所述碟片输送单元包括根据权利要求1的碟片夹紧装置。
12.一种用于夹紧顶部碟片的碟片夹紧装置，所述碟片夹紧装置包括多个夹紧部件，所述多个夹紧部件具有用于接触碟片中心孔的内周面的各个碟片接触面，所述夹紧部件在缩回位置与接合位置之间可径向移动，其中所述各个碟片接触面的长度或者是大于光盘中心孔的内周面的厚度的第一长度、或者是等于或小于中心孔的内周面的厚度的第二长度，且其中具有第一长度的夹紧部件多于具有第二长度的夹紧部件。
全文摘要
一种碟片夹紧装置，所述碟片夹紧装置构造用于通过将至少三个夹紧部件插入碟片的中心孔内并在径向方向上扩张所述夹紧部件中的至少一个以推动中心孔的内周面而夹紧碟片。所述至少三个夹紧部件包括第一夹紧部件，所述第一夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的第一碟片接触面，所述碟片接触面的长度大于中心孔的内周面的厚度；第二夹紧部件，所述第二夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的第二碟片接触面，所述第二碟片接触面的长度等于或小于中心孔的内周面的厚度；和第三夹紧部件，所述第三夹紧部件具有用于接触中心孔的内周面的第三碟片接触面。
文档编号G11B17/08GK101075451SQ200710104119
公开日2007年11月21日 申请日期2007年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者荒井健一郎 申请人:精工爱普生株式会社