記録媒体ローディング装置
【課題】記録媒体を内蔵し、本体との接続用I/Fコネクタを備えた可搬型カートリッジ（ｉＶＤＲ）のローディング装置で、カートリッジを本体装着後、コネクタ接続直前までの駆動負荷の少ない搬送を、駆動源の減速により第一の速度で行い、負荷の大きいコネクタ嵌合工程を減速比の大きい第二の速度で行うよう減速比の異なるピニオンへの切り替えにより行うカートリッジ搬送機構を簡単な構造で実現する。
【解決手段】ラックと噛合する第一ピニオンから第二ピニオンへ噛合が変わるとき、双方のピニオンが同時に噛合わない間隙を設ける。回転駆動源の一方向回転を、カートリッジ装着工程と排出工程に対応付けた正・逆方向回転する回転方向変換手段を駆動源とラックピニオン間に設ける。コネクタ嵌合後と、カートリッジ排出後にメインギヤから反転ギヤへ回転を伝達しない区間を設ける。
【解決手段】ラックと噛合する第一ピニオンから第二ピニオンへ噛合が変わるとき、双方のピニオンが同時に噛合わない間隙を設ける。回転駆動源の一方向回転を、カートリッジ装着工程と排出工程に対応付けた正・逆方向回転する回転方向変換手段を駆動源とラックピニオン間に設ける。コネクタ嵌合後と、カートリッジ排出後にメインギヤから反転ギヤへ回転を伝達しない区間を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部との接続用コネクタを有する記録媒体を、電子機器本体の装着口へ手動で装着後、機器内部へローディングし、相手側コネクタと嵌合させ電気接続を完了するまでの装着工程、並びに、上記嵌合状態のコネクタ同士を外し、記録媒体を機器外部への取り外し可能位置まで搬送するようにしたローディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録媒体として内部にハードディスクや、フラッシュメモリーなど半導体素子を筐体内に配置し、外部との接続用インターフェスコネクタを該筐体の外面に臨んで設けたものがみられる。図２の斜視図は一例として可搬使用の記憶媒体１を示す。同図で１０１は外部との接続用インターフェスコネクタで、このコネクタを介しデータの記録や、記録されたデータの読み出しが行われる。
【０００３】
図３にこの記録媒体１が使用される電子機器としてコンピュータ２０１を示す。このコンピュータ２０１には記録媒体１の専用受け口である装着口３０１が設けられ、コネクタ１０１を前方にして所定の深さまで差し込むと自動的に記録媒体１が吸い込まれるローディング装置３が実装されている。記憶媒体１がローディング装置３によりコンピュータ２０１内に搬送され、コネクタ１０１とローディング装置側のコネクタとが嵌合し接続状態となりデータの書込み、読み出しが可能となる（不図示）。
【０００４】
更に、装着された記録媒体をコンピュータから取り出すときは、釦３０２を押すことで内蔵する排出機構が動作し、装着口３０１より記憶媒体１の後部が露出し、手で取り出し可能状態となる。
【０００５】
上述の如く接続用のコネクタを有する記録媒体をローディングし機器本体と接続する装置では、記録媒体をトレー又はシャーシなどに装着し、トレーに取付けられたラック又はカム受けピンをそれぞれに係合したピニオンやカムを駆動源であるモータで駆動し搬送する構造がとられている（特許文献１、２、３）。
【０００６】
その際、装着動作または装着検知手段により記録媒体左右の縁に設けた凹部（図２、１０２など）に嵌入する係止部材を動作させて、トレー又はシャーシと記憶媒体が一体となった動きを行う（特許文献１）。これによりトレー又はシャーシと記憶媒体は装置内を搬送される。
【０００７】
記録メディアの搬送最終段階に、搬送負荷が大きくなるコネクタとの嵌合工程が有り、この高負荷時にピニオンーラック搬送からカムーピン搬送などの別の搬送方式に切替え、送り速度を低下させつつも力強く動かす構成がとられる（特許文献１）。
【０００８】
又、装着最終工程でトレーを所定位置に停止させる際、駆動モータへの通電停止後、慣性による過剰押圧力を緩和させるために駆動力伝達機構内にすべりクラッチを設け力を逃がす構成が採られている（特許文献３）。
【０００９】
電子機器内に装着された記録媒体を取り外す排出工程では、ピニオンまたはカムを装着時とは逆方向に回転させることにより行われる。これは、一般的には駆動源であるモータに逆電圧を印加し、モータを逆回転させることにより行われる。更にトレーの装着、脱却停止直前にトレーの移動を利用しスイッチを切換え、駆動モータの停止と印加極性切換えを行うモータ駆動回路方式も提案されている（特許文献２）。
【００１０】
なお、参考文献４は後述する回転方向変換手段に関するものである。
【特許文献１】特開2003-99722号公報
【特許文献２】特開2004-030791号公報
【特許文献３】特開2004-005111号公報
【特許文献４】特開平4-288264号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来例の記録媒体ローディング装置では以下の課題があった。
【００１２】
１）通常のトレー搬送の駆動負荷にあわせると、最終工程であるコネクタの嵌合時には負荷は更に大きいため、コネクタが完全に接続できない。
【００１３】
２）コネクタ嵌合時の負荷に見合った駆動力を出す為、モータの減速比を大きく取ると、トレー搬送スピードが遅くなり、記録媒体の着脱に時間が掛かる。
【００１４】
３）送り速度が速いラックによるトレー送りから、コネクタ嵌合時にカムによる低速の可変送りへと切換えることによりコネクタ嵌合力を補う構成は、トレー搬送機構が複雑な構造となるのは避けられない。又ピニオ駆動からカム駆動またはその逆に駆動を切替えタイミングで、負荷や慣性などによりトレーの動きが一定にならずうまく引き渡しが行われないことがある。
【００１５】
又記憶媒体の装着、脱却時のトレー双方向動作について言えば、
４）モータの可逆回転で装着と脱却のトレー双方向駆動を行う為、モータ駆動制御にマイクロコンピュータなどでモータ電源の極性反転を制御する必要がある。
【００１６】
５）モータを停止するタイミングも、トレーの到来を検知して停止するように制御するのが一般的であるが、所定位置の前方でトレーが停止したり又所定位置へ到着してもトレーの慣性により所定位置で停止せず、嵌合するコネクタや搬送機構に必要以上の負荷をかけてしまう。
【００１７】
といった課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成する為の本発明に係る第一の構成は、
記憶媒体を装着した状態で移動可能なトレーであって、
該トレーには前記移動方向に沿って、少なくとも移動ストロークをカバーする長さのラックを有し、
前記トレーの移動動力源となるモータからの伝達により第一の速度で回転する第一ピニオンギヤと、
該モータ回転の伝達により前記第一ピニオンギヤの速度より低速の第二の回転速度で回転する第二ピニオンギヤと、
により前記ラックが駆動され、
前記第一ピニオンギヤが前記ラックと噛合する工程から、前記第二ピニオンに前記ラックと噛合する工程に移行する間、双方のピニオンギヤが前記ラックと噛合しないタイミングを有する記憶媒体ローディング装置である。
【００１９】
前記第一ピニオンギヤは同軸上に一体の減速ギヤを有し、第一ピニオンが前記ラックとの噛合が終了してから前記減速ギヤの回転が減速手段を介し前記第二ピニオンを駆動し、ラックと噛合し前記トレーに動力を伝達する記憶媒体ローディング装置である。
【００２０】
前記第二ピニオンギヤと前記ラックの噛合によるトレーの移動工程は、前記記憶媒体のコネクタが嵌合接続する工程を含む記憶媒体ローディング装置である。
【００２１】
更に本発明に係る第二の構成は、前記モータと前記第一ピニオンギヤとの間に、前記モータの一方向回転を双方向回転に変換する回転方向変換手段を設けた記憶媒体ローディング装置である。
【００２２】
前記回転方向変換手段は前記モータからの駆動力を伝達するための第一回転部材と、
前記第一回転部材からの回転を伝える第一の状態と、伝えない第二の状態との二つの状態を有する第二回転部材と、
前記第二回転部材の前期第一の状態時に回転を受け第一の回転方向へ回転し、かつ前記第二の状態時には前記第一回転部材からの回転を請け、前記第一の回転方向と逆方向に回転する第三回転部材によりなる記憶媒体ローディング装置である。
【００２３】
前記第一回転部材の半回転により、前記トレーの装着工程を、他の半回転により前記トレーの脱去工程を対応付けた記憶媒体ローディング装置である。
【００２４】
前記トレーの装着工程と脱却工程の間、脱却工程と装着工程の間のそれぞれには、前記第二回転部材と前期第三回転部材の双方が前記第一回転部材からの回転を受けないタイミングを設けた記憶媒体ローディング装置である。
【００２５】
前記第一回転部材からの回転を受けない前記タイミングを、
前記第一回転部材の回転位置を検知する検知手段を設け、
該検知手段の検知情報に基づき、前記モータを停止させることで、前記タイミングに前記トレーを停止させる記憶媒体ローディング装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ピニオンの回転によりラックを駆動する方式をとりながら、負荷の少ない一般のトレー搬送と、負荷の増大するコネクタ嵌合時で、同一のラックに対しピニオンを切替え減速比を変える事で、負荷変動に対する最適な駆動力を得ることが出来る。
【００２７】
又、２つのピニオン間で駆動を切換えるとき、双方のギヤが同時に噛合わないタイミングを設ける事でラック歯との噛合いをスムースに行え、ピニオン間の動力引き渡しが安定する。
【００２８】
更に、駆動源であるモータと前記ピニオン間に回転方向変換機構を設けたので、記憶媒体の装着と、排出で、トレーの移動方向が逆向きであるにも係らずモータは常に一方回転で駆動することができ、回転方向の制御を不要とする事が出来る。
【００２９】
更に、モータとピニオン間に装着と排出の一サイクルに対応して一回転する回転体を設けたので、その回転位置を一つの検出器で検出する事で、トレー装着、排出動作後のモータ停止を行う事が可能である。
【００３０】
更に、トレーは所定ストロークの装着、排出搬送工程後、所定位置で正確に停止させる必要がある。前記回転体は各工程に対応したギヤ歯の割当てとピニオンに回転を伝達しない欠歯部が割当てられているので、ピニオンへの回転駆動の後、ピニオンへ回転を伝達しない一定の期間が設けられている。その間にモータを停止するれば良く、従ってモータ停止のタイミングに幅があり、停止制御がた易くなると供に、モータの慣性による停止誤差などの影響も取り除く事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
以下本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００３２】
図２は前述した携帯型の記憶媒体１の斜視図を示す。この記憶媒体１には前述の構造に加え更に筐体左右側面に装着ガイドとなる一対の溝１０３が装着方向に沿って形成されている。この記憶媒体１を装着、脱却する為のローディング装置の例をもって本発明一例を示す。
【００３３】
図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のローディング装置３の平面図と正面図を示す。３０１は記録媒体が装脱される開口部で、開口部近傍の左右垂直壁に一対のガイドレール３０３が設けられている。記録媒体１が装着された時左右溝１０３（図２）が該ガイドレール３０１と嵌合し案内され、後述するコネクタ同士が嵌合するまでの間、ローディング装置内にあって正確な位置を保ち搬送される。
【００３４】
該開口３０１は略コの字形状に形付けられたトレー３０４と、基台３０５によって形成される。基台３０５の左右両側にはほぼ全長に渡り、一対の平行なトレーガイド３０６が形成され該トレーガイドによってトレー３０４がローディング装置内を案内され移動する。ローディング装置３の開口３０１から見て奥位置に、機器本体とのインタ−フェース回路が設けられた回路基板３０７上に前記記憶媒体側コネクタ（図２、１０１）と嵌合し電気接続を行う為のコネクタ３０８が位置する。
【００３５】
ここで記憶媒体がトレーに挿入された時の係止機構を説明する。
【００３６】
記憶媒体係止機構はトレー３０４に設けられた係止片３１２Ｒ、３１２Ｌが左右に形成された前記凹部１０２に入り込み左右から挟持される事で行われる。
トレー３０４の左右上面には対称形状のスライド片Ｒ ３０９Ｒ、スライド片Ｌ ３０９Ｌがトレー３０４の中心に向かい斜め方向に移動可能状態に支持されている。トレー３０４の上面には左右に二対の傾斜長孔３１０Ｒ、３１０Ｌが空けられ該長孔に対してスライド片下面に設けられた二対の突起３１１Ｒ、３１１Ｌが嵌入し傾斜スライド時の案内となっている。記憶媒体が挿入されていないの状態では、該左右のスライド片Ｒ、Ｌは図示しないバネ等の付勢手段により図４（ａ）で示す左右最外位置に停止している。
【００３７】
又、右側スライド片Ｒ ３０９Ｒには一対の突起３１１Ｒの中間に係止片３１２Ｒが傾斜長孔３１１Ｒと同様の傾斜で下方に凸形状に設けられ、一部が前述のトレーガイド３０６に刻まれた傾斜溝３１３Ｒに移動可能状態に入り込んでいる。更に記憶媒体挿入方向前端位置には、挿入経路内に突出し挿入時に記憶媒体の先端と当接する検出片３１４Ｒがスライド片Ｒ ３０９Ｒに設けられる。
【００３８】
同様に左側スライド片Ｌ ３０９Ｌには上述と対称形の係止片リブ３１２Ｌ、検出片３１４Ｌと左側トレーガイド３０６に傾斜溝３１３Ｌが対称位置に配置される。従って、記憶媒体が未挿入の場合はトレー３０４は左右の係止片３１２Ｒ、３１２Ｌが傾斜溝３１３Ｒ、３１３Ｌに入り込みロック状態にある。
【００３９】
図５の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）は記録媒体１がローディング装置３に挿入され先端がスライド片Ｌ、Ｒを作動させ、トレー３０４と係止状態になった時の位置関係を示す。左右の係止片３１２Ｒ、３１２Ｌの内側先端は左右の記憶媒体凹部１０２に入り込み狭持去され以後ローディング装置の動力によりトレーが内部に取り込まれている間は本係止関係が維持され一体的に動作する。
【００４０】
同時に係止片３１２Ｒ、３１２Ｌの外側端は左右トレーガイド３０６の傾斜溝３１３Ｒ、３１３Ｌから外れる事により、トレーは記録媒体１と一体となって挿入方向の動きが可能となる。本図の状態で、トレー３０４への装着駆動力が働きコネクタ嵌合に向けて稼動する事になる。
【００４１】
以下に本発明の主題であるトレー駆動部の機構について図１を用いて説明する。図１（ａ）はローディング装置３の基台３０５の一部を削除した平面図である。トレー３０４は図１（ｂ）に示す如く装着方向右側部が基台の下面に延出し、その先にラック３１５が固定されている。該ラック３１５は少なくともトレー３０４が記録媒体挿入されてコネクタが嵌合するまでの装着工程で駆動される全ストロークの長さを持ち、噛合するピニオンギヤの回転が直線運動に変換されることで行われる。トレーを駆動するモータと、動力伝達機構は、基台３０５の下面に固定されている。
【００４２】
該ラック３１５と噛合うピニオンギヤは高速ピニオンギヤ３１６と低速ピニオンギヤ３１７の適宜な切替えによって行われ、装着と脱却工程の双方において一般のトレー搬送とコネクタ嵌合とで切換えられる。
【００４３】
先ず記録媒体が装着され、コネクタが嵌合し装着工程が完了するまでの動作を、順次回転駆動源であるモータ３１８からの動力伝達経路順に従って説明する。
モータ３１８は一般に入手可能な直流モータ、ステップモータ等で、駆動制御が容易な一方向のみの回転で使用する。回転開始のきっかけはトレー３０４に記憶媒体がし挿入され、前述の如く左右スライド片３０９Ｒ、３０９Ｌが前方へ押圧される（図５参照）ことにより、図示しないスイッチがＯＮしモータ３１８が回転開始する。
【００４４】
モータ３１８は回転軸が装置に対し水平方向に取付けられており、その出力軸にウオーム３１９が固定され、メインギヤ３１０の最下部に形成されたウオームギヤ３２０ａへと直角方向の回転変換と共に減速伝達される。メインギヤ３２０の回転軸はほぼ垂直に配置され、以下後段に噛合するギヤ類の回転軸方向も同様である。
【００４５】
メインギヤ３２０は概略３つ機能部分に別れ、前述最下部の動力入力部であるウオームギヤ３２０ａ部、大径平歯車よりなる最上部のＡ歯車３２０ｂ部、中間位置のＢ歯車３２０ｃよりなり、これらが一体となっている。Ａ歯車３２０ｂは更に２１歯の平歯車が形成されたＡ平歯車部３２０ｂ−ａ、５歯分の歯車を歯先円の径で接続したＡ楔部３２０ｂ−ｂ、残りの円周を歯底円の径で形成したＡ欠歯部３２０ｂ−ｃとに分かれている。Ａ歯車３２０ｂの円周に全て歯車を形成した場合、５８歯の歯車となる。
【００４６】
中間に位置するＢ歯車３２０ｃは同様に２１歯の平歯車が形成されたＢ平歯車部３２０ｃ−ａ、５歯分の歯車を歯先円の径で接続したＢ楔部３２０ｃ−ｂ、残りの円周を歯底円の径で形成したＢ欠歯部３２０ｃ−ｃとに分かれている。Ｂ歯車３２０ｃも円周に全て歯車を形成した場合、５８歯の歯車となる。
【００４７】
各機能部の配置は、図１の平面図の矢印に示す如く、メインギヤ３２０の回転方向はモータ３１８の一方向回転を受けＣＷ（右回転）のみの回転となり、Ａ歯車３２０ｂは定位置から見るとＡ平歯車部３２０ｂ−ａ→Ａ楔部３２０ｂ−ｂ→Ａ欠歯部３２０ｂ−ｃ→Ａ平歯車部３２０ｂ−ａ→・・・・の順に各機能部が廻ってくる。Ｂ歯車３２０ｃも同様の順に配置してあるが、Ａ歯車３２０ｂとの配置関係はメインギヤ３２０の中心から見て所定角の位相を持って配置される。
【００４８】
前記メインギヤ３２０には３２１、３２２で示す反転ギヤＡと反転ギヤＢが噛合する。
【００４９】
該反転ギヤＡ、Ｂは上下２段のギヤが一体に形成され、各上段ギヤ３２１ａと３２２ａはメインギヤ３２０の歯車部とモジュールの等しい歯車で、２２歯の歯車と、欠歯３歯分の歯底円の径で構成さた欠歯部よりなる。各下段部３２１ｂ、３２２ｂは上部の歯車と同径の欠歯のない２５歯の完全歯車で互いに噛合関係にある。
【００５０】
図６（ａ）に上段の噛合い関係を示す平面図を示し、図６（ｂ）に高さ関係を示す側面図及び図（ｃ）に下面より見た下段歯車の噛合い関係を示す平面図を示す。
【００５１】
図７の斜視図によって更に、メインギヤ３２０、該反転ギヤＡ ３２１、反転ギヤＢ ３２２の３つの歯車全体の噛合い位置関係を示す。これら上下２段の機能を有する３つの歯車によって回転方向が変換される機構が構成される。
【００５２】
回転方向変換手段は、メインギヤ３２０のＣＷ方向の一方向回転が、出力ギヤとし反転ギヤＢ ３２２の下段ギヤ３２２ｂのＣＷ、ＣＣＷ（左回転）の往復回転に変換される。その回転状況を特徴のあるポイントである図８（ａ）〜（ｇ）の平面図で示し説明する。
【００５３】
なお、メインギヤから伝達を受けている方の反転ギヤは、回転方向を示す矢印を実線で、受けていない方の反転ギヤの回転方向を示す矢印は破線で示してある。
【００５４】
図８（ａ）はトレー３０４に記憶媒体１が挿入されていない時の、即ち初期位置でのギヤ噛合い関係を示す。この時点でメインギヤ３２０の上下段双方の歯車は反転ギヤＡ、Ｂの双方のどの歯車とも噛合しておらず、下段の楔３２０ｃ−ｂが反転ギヤＢの欠歯部３２２ａ−ｂに面しており、回転抑止している。反転ギヤＡ ３２１の上段歯車３２１ａ−ａで欠歯部に面する最初の1歯目はメインギヤ上段の歯部３２０ｂ−ａの歯先円軌跡内に位置している。
【００５５】
トレー３０４に記憶媒体が挿入され、モータ３１８が回転開始するとメインギヤはCW方向の回転を開始し、図８（ｂ）の状態へ移行する。この状態では楔３２０ｃ−ｂが反転ギヤB欠歯部322a-bから外れ回転可能状態となり、反転ギヤAの一歯目と、メインギヤ一歯目が噛合い反転ギヤAにCCW方向の回転が伝えられる。反転ギヤB ３２２へは反転ギヤAとのギヤ噛合いによりCW方向の回転が伝えられる。
【００５６】
図８（ｃ）は引き続き回転が進行し反転ギヤ歯部３２１ａ−ａの１３歯目がメインギヤの歯車と正対する。この状態で後述するラック送りが高速ピニオンギヤ３１６から低速ピニオンギヤ３１７へと引渡される。
【００５７】
図８（ｄ）は反転ギヤＡの歯部３２１ａ−ａの２２歯目最終歯が楔部３２０ｂ−ｂの前縁で押され、欠歯部に進入する直前の状態を示す。
【００５８】
図８（ｅ）は楔部３２０ｂ−ｂが反転ギヤＡの欠歯部３２１ａ−ｂに入り込み、反転ギヤＡ、Ｂともに回転を停止した状態である。反転ギヤＢの上段歯部３２２ａ−ａの一歯目は、メインギヤ下段のギヤ部３２０ｃ−ｃの歯先円軌跡内に入り込んだ位置で停止している。
【００５９】
該各歯車位置で、トレーはローディング装置の最奥位置に搬送され停止し、装着工程が終了する。図８（ｃ）から（ｅ）までの間で、後述詳細開示する低速ピニオンギヤ３１７のラック送りにより駆動力を要するコネクタ嵌合が行われ、記録媒体と本体装置の間の信号授受が可能状態となる。又、メインギヤ３２０は図８（ａ）から当図８（ｅ）の間で半回転している。
【００６０】
次に、エジェクト釦が押される事から開始する脱却工程を、嵌合しているコネクタが外れ、記憶媒体が手動取り出し可能位置まで搬送されるまでの動作を手順を追って説明する。
【００６１】
装着状態の記憶媒体１を取り出す場合、前述のエジェクト釦３０２（図３）が押され、モータ制御部（不図示）より駆動電圧が印加され回転開始する事によってメインギヤ３２０の回転が開始する。図８（ｆ）はメインギヤの回転開始に引き続き反転ギヤが回転開始する状態を示している。楔部３２０ｂ−ｂが欠歯部３２１ａ−ｂから外れ、反転ギヤＢのギヤ部３２２ａ−ａ第一歯目とメインギヤ３２０下段の歯部３２０ｃ−ｃ一歯目が噛合し始める状態を示す。同図の矢印で示すように反転ギヤＡ３２１、Ｂ３２２は前の回転方向とは逆のそれぞれＣＷ、ＣＣＷ方向の回転を開始する。しかも、反転ギヤＢはメインギヤ下段の３２０Ｃから歯車噛合いにより回転力を受け、反転ギヤＡは反転ギヤＢからの駆動力を受けて回転する。これによりトレー３０４の脱却工程が開始し、コネクタの嵌合が外される。
【００６２】
なお、メインギヤ３２０が回転しながら楔３２０ｂ−ｂにより反転ギヤＡの回転阻止を開始した後、即ち図８（ｅ）の直前の状態から、回転が開始する図８（ｆ）まで比較的広い回転角範囲の間にメインギヤ３２０の回転が停止するようモータを制御すれば、コネクタ嵌合し所定の位置に静止しているので、モータの制御が非常に容易である。
【００６３】
引き続き図８（ｇ）状態であるトレー３０４一般搬送を経過し記憶媒体１がトレー３０４に係止された状態で開口部３(図３参照)に近づく。
【００６４】
更にメインギヤ３２０の回転が進行し、元の図８（ａ）の状態に戻ることで、メインギヤが1回転し、連動するトレーの動作も装着→停止→脱却→停止の一サイクル分が終了する。この位置では前述の如く、装着している記録媒体１はトレーから外すことが可能であり、図９の平面図に示す如く、該取り外し可能位置では、左右の係止片３１２Ｒ、３１２Ｌが記憶媒体１の左右凹部１０２より外れた位置に移動し、トレーガイド３０６に刻まれた左右の傾斜溝３１３Ｒ、３１３Ｌに入り込んでいる。その為、トレー３０４はローディング装置内で固定状態になる（図５と図９の相違に注意されたい）。
【００６５】
空のトレーに対しては新たに記憶媒体１を装着する事が可能である。
【００６６】
当初期位置へ停止する為に、モータへの通電を停止しするタイミングは前述にコネクタ嵌合が終了してから停止させたときと同様に、メインギヤ３２０が回転しながら楔３２０ｃ−ｂにより反転ギヤＢの回転阻止を開始した後、即ち図８（ａ）の直前の状態から、回転が開始する図８（ｂ）まで比較的広い回転角範囲の間にメインギヤ３２０の回転が停止するようモータを制御すればよく、トレーが所定の位置に静止しているので、モータの制御が非常に容易である。
【００６７】
先の技術背景の項で挙げた特許文献５は、以上の回転方向変換手段と同様な機構を、シリアルプリンタのキャリッジ動作を直線往復で動作させるために用いた例である。この例ではモータの一方向回転をリードスクリューの双方向回転に変える機構として、同様な回転方向変換手段を用いて行う構成を開示している。
【００６８】
次に、ラックを駆動する２つピニオンギヤの駆動引渡し機構を説明する。前述のように、回転方向変換手段の動力出力ギヤである反転ギヤＢの回転は、下段のギヤ部３２２ｂに噛合する高速ピニオンギヤ３１６に伝達される。高速ピニオンギヤ上段３１６ａは全周歯車が切られている。さらに下段には上段と一体的に設けられた減速ギヤ部３１６ｂが配置され、ギヤ部３１６ｂ−ａと歯底円の径の欠歯部３１６ｂ−ｂとで構成されている。該減速ギヤ部３１６ｂは低速ピニオンギヤ３１７と一体になった内歯車で構成され扇ギヤ３２３の歯と噛合う位置関係にある。扇ギヤ３２３の回転中心は低速ピニオンギヤ３１７の中心と同位置の同軸回転を行う。
【００６９】
これらメインギヤ、反転ギヤＡ、反転ギヤＢ（以上、回転方向変換手段）、高速ピニオンギヤ、扇ギヤ、低速ピニオンギヤ、ラックのギヤ間噛合いと動作関係を図１０（ａ）から（ｃ）に示す。図１０（ａ）はトレーが初期位置停止状態から、搬送を開始するときのギヤ位置関係を示し、回転方向変換手段は、その説明で用いた図８（ｂ）と同位置である。
【００７０】
高速ピニオンギヤ３１６の上段はギヤ部３１６ａが反転ギヤＢと噛合い位置で、ラック３１５と第一歯目が噛合い位置にある。該状態で高速ピニオンギヤ３１６がＣＣＷ方向回転をおこないラックを図の矢印Ａ方向へ送り出す。この時扇ギヤ３２３の第一歯目は高速ピニオンギヤ３１６下段の減速ギヤ３１６ｂの歯先円回転軌跡内に位置しているが、欠欠歯部３１６ｂ−ｂの位置にあるので、回転の伝達は行われない。又、低速ピニオンギヤ３１７も欠歯部がラック側に面しており、ラック３１５の動きを規制する位置ではない。
【００７１】
メインギヤの回転が更に進み、高速ピニオンギヤ図の矢印Ａ方向へラックを１３歯送った後、低速ピニオンギヤへ切り替わる時の図を図１０（ｂ）に示す。同図は回転方向変換手段で図８（ｃ）に対応し、高速ピニオンギヤ上段３１６ａのギヤがラック最終歯を送り出した状態で、この時下段の減速ギヤ３１６ｂは欠歯部から続くギヤ部３１６ｂ−ａの一歯目が到来し、扇ギヤ３２３の１歯目と噛合い低速ピニオンギヤ３１７と一体にＣＣＷ方向に回転する。この時、ラック３１５の最終歯が高速ピニオンギヤ３１６により送られてから、前述の扇ギヤ３２３が送られるまでの間、ラックは何れの駆動力を受けない間がある。
【００７２】
低速ピニオンギヤのギヤ部３１７ａの第一歯目は、ラック歯を図の矢印Ａ方向へ高トルクで移動させる。該低速ピニオンギヤによるラック送り時がコネクタ嵌合工程のストロークと一致しているので、トレーは低速で搬送されるが、コネクタが嵌合するのに必要な駆動力を発生する事が出来る。
【００７３】
更に扇ギヤが回転し、低速ピニオンギヤ３１７がラックを送り切ったところを図１０（ｃ）示す。該状態は回転方向変換手段の説明で示す図８（ｅ）に対応し、コネクタの嵌合が終了し、電気的接続が取れる状態である。
【００７４】
以上のように、コネクタの嵌合工程では、扇ギヤ３２３のギヤ径と、低速ピニオンギヤ３１７のギヤ径の比が、ラック送りトルク増加となるので、力強いコネクタ嵌合力が得られる。
【００７５】
コネクタの脱却工程では、回転方向変換手段により反転ギヤＡ、Ｂ以下が装着工程とは逆に回転するので、高速ピニオンギヤ３１６がＣＷ方向に回転し図１０（ｃ）のギヤ関係位置から（ｂ）の位置へ変位する間、低速ピニオンギヤ３１７によりラックが矢印Ｂ方向へと搬送されコネクタ嵌合が解除さる。更に（ｂ）から（ａ）と変位する間は、高速ピニオンギヤ３１６によりラックが搬送され、ラックと一体になったトレーが初期位置へ戻り、記憶媒体１が取り外し可能となる。
【００７６】
以上の説明では,コネクタの着脱時以外のトレー搬送（一般搬送）はラック３１５を動作させる歯車として高速ピニオンギヤ３１６で行う例で示したが、複雑となるが反転ギヤＢ ３２２がラックを噛合する構成で行っても良い。この場合高速ピニオンギヤを省略する事が可能である。
【００７７】
又、低速ピニオンギヤのピッチ円形、歯数、回転角、減速比は、コネクタ着脱時の負荷と一般搬送時に要する負荷との比、コネクタ嵌合ストローク量で決まるものであり、本実施例を応用することで様々なローディング装置のケースに応じて利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（ａ）（ｂ）一部基台を削除し内部を示した本発明のローディング装置を示す平面図及び正面図。
【図２】本発明ローディング装置に用いる記憶媒体１の斜視図。
【図３】記憶媒体１が使用される機器としてのコンピュータ。
【図４】（ａ）（ｂ）本発明のローディング装置の平面図及び正面図。
【図５】（ａ）（ｂ）記録装置１が挿入され係止片３０９が作動した時のトレー３０４への係止状態を示す平面図及び正面図。
【図６】（ａ）回転方向変換手段の構成ギヤ噛合い関係を示す平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）下面から見た反転ギヤ噛合い関係を示す平面図。
【図７】回転方向変換手段の構成ギヤ噛合い関係を示す斜視図。
【図８】回転方向変換手段の１サイクル分の動きを示した平面図。 （ａ）トレーに記憶媒体が挿入されていない時の初期位置のギヤ噛合い関係を示す、（ｂ）メインギヤが回転し始めたときの状態を示す、（ｃ）反転ギヤＡの１３歯目がメインギヤと正対する状態を示す、（ｄ）メインギヤの楔部が反転ギヤＡの欠歯部に進入する状態を示す、（ｅ）メインギヤの楔部が反転ギヤＡの欠歯部に入り停止した時の状態を示す、（ｆ）メインギヤの回転開始に引き続き反転ギヤＢが回転開始する状態を示す、（ｇ）トレーが開口に近づく時のギヤ状態を示す。
【図９】記憶媒体１が取り外し可能位置でのスライド片との関係を示す平面図。
【図１０】ラックを駆動する２つのピニオンギヤの動力引渡し機構を示す平面図。 （ａ）トレー初期位置停止状態から搬送を開始する時のギヤ位置関係を示す、（ｂ）高速ピニオンギヤから扇ギヤを介し、低速ピニオンギヤへ動力を引渡す状態を示す、（ｃ）低速ピニオンギヤがラックを送り切った状態を示す。
【符号の説明】
【００７９】
１ 記憶媒体
３ ローディング装置
１０１ コネクタ
１０２ 凹部
１０３ 溝
２０１ コンピュータ
３０１ 装着口
３０２ 開口
３０３
３０４ トレー
３０５ 基台
３０６ トレーガイド
３０７ 回路基板
３０８ コネクタ
３０９Ｒ スライド片Ｒ
３０９Ｌ スライド片Ｌ
３１０ 傾斜長孔
３１１ 突起
３１２ 係止片リブ
３１３ 傾斜溝
３１４ 検出片
３１５ ラック
３１６ 高速ピニオンギヤ
３１７ 低速ピニオンギヤ
３１８ モータ
３１９ ウオーム
３２０ メインギヤ
３２１ 反転ギヤＡ
３２２ 反転ギヤＢ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部との接続用コネクタを有する記録媒体を、電子機器本体の装着口へ手動で装着後、機器内部へローディングし、相手側コネクタと嵌合させ電気接続を完了するまでの装着工程、並びに、上記嵌合状態のコネクタ同士を外し、記録媒体を機器外部への取り外し可能位置まで搬送するようにしたローディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録媒体として内部にハードディスクや、フラッシュメモリーなど半導体素子を筐体内に配置し、外部との接続用インターフェスコネクタを該筐体の外面に臨んで設けたものがみられる。図２の斜視図は一例として可搬使用の記憶媒体１を示す。同図で１０１は外部との接続用インターフェスコネクタで、このコネクタを介しデータの記録や、記録されたデータの読み出しが行われる。
【０００３】
図３にこの記録媒体１が使用される電子機器としてコンピュータ２０１を示す。このコンピュータ２０１には記録媒体１の専用受け口である装着口３０１が設けられ、コネクタ１０１を前方にして所定の深さまで差し込むと自動的に記録媒体１が吸い込まれるローディング装置３が実装されている。記憶媒体１がローディング装置３によりコンピュータ２０１内に搬送され、コネクタ１０１とローディング装置側のコネクタとが嵌合し接続状態となりデータの書込み、読み出しが可能となる（不図示）。
【０００４】
更に、装着された記録媒体をコンピュータから取り出すときは、釦３０２を押すことで内蔵する排出機構が動作し、装着口３０１より記憶媒体１の後部が露出し、手で取り出し可能状態となる。
【０００５】
上述の如く接続用のコネクタを有する記録媒体をローディングし機器本体と接続する装置では、記録媒体をトレー又はシャーシなどに装着し、トレーに取付けられたラック又はカム受けピンをそれぞれに係合したピニオンやカムを駆動源であるモータで駆動し搬送する構造がとられている（特許文献１、２、３）。
【０００６】
その際、装着動作または装着検知手段により記録媒体左右の縁に設けた凹部（図２、１０２など）に嵌入する係止部材を動作させて、トレー又はシャーシと記憶媒体が一体となった動きを行う（特許文献１）。これによりトレー又はシャーシと記憶媒体は装置内を搬送される。
【０００７】
記録メディアの搬送最終段階に、搬送負荷が大きくなるコネクタとの嵌合工程が有り、この高負荷時にピニオンーラック搬送からカムーピン搬送などの別の搬送方式に切替え、送り速度を低下させつつも力強く動かす構成がとられる（特許文献１）。
【０００８】
又、装着最終工程でトレーを所定位置に停止させる際、駆動モータへの通電停止後、慣性による過剰押圧力を緩和させるために駆動力伝達機構内にすべりクラッチを設け力を逃がす構成が採られている（特許文献３）。
【０００９】
電子機器内に装着された記録媒体を取り外す排出工程では、ピニオンまたはカムを装着時とは逆方向に回転させることにより行われる。これは、一般的には駆動源であるモータに逆電圧を印加し、モータを逆回転させることにより行われる。更にトレーの装着、脱却停止直前にトレーの移動を利用しスイッチを切換え、駆動モータの停止と印加極性切換えを行うモータ駆動回路方式も提案されている（特許文献２）。
【００１０】
なお、参考文献４は後述する回転方向変換手段に関するものである。
【特許文献１】特開2003-99722号公報
【特許文献２】特開2004-030791号公報
【特許文献３】特開2004-005111号公報
【特許文献４】特開平4-288264号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来例の記録媒体ローディング装置では以下の課題があった。
【００１２】
１）通常のトレー搬送の駆動負荷にあわせると、最終工程であるコネクタの嵌合時には負荷は更に大きいため、コネクタが完全に接続できない。
【００１３】
２）コネクタ嵌合時の負荷に見合った駆動力を出す為、モータの減速比を大きく取ると、トレー搬送スピードが遅くなり、記録媒体の着脱に時間が掛かる。
【００１４】
３）送り速度が速いラックによるトレー送りから、コネクタ嵌合時にカムによる低速の可変送りへと切換えることによりコネクタ嵌合力を補う構成は、トレー搬送機構が複雑な構造となるのは避けられない。又ピニオ駆動からカム駆動またはその逆に駆動を切替えタイミングで、負荷や慣性などによりトレーの動きが一定にならずうまく引き渡しが行われないことがある。
【００１５】
又記憶媒体の装着、脱却時のトレー双方向動作について言えば、
４）モータの可逆回転で装着と脱却のトレー双方向駆動を行う為、モータ駆動制御にマイクロコンピュータなどでモータ電源の極性反転を制御する必要がある。
【００１６】
５）モータを停止するタイミングも、トレーの到来を検知して停止するように制御するのが一般的であるが、所定位置の前方でトレーが停止したり又所定位置へ到着してもトレーの慣性により所定位置で停止せず、嵌合するコネクタや搬送機構に必要以上の負荷をかけてしまう。
【００１７】
といった課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成する為の本発明に係る第一の構成は、
記憶媒体を装着した状態で移動可能なトレーであって、
該トレーには前記移動方向に沿って、少なくとも移動ストロークをカバーする長さのラックを有し、
前記トレーの移動動力源となるモータからの伝達により第一の速度で回転する第一ピニオンギヤと、
該モータ回転の伝達により前記第一ピニオンギヤの速度より低速の第二の回転速度で回転する第二ピニオンギヤと、
により前記ラックが駆動され、
前記第一ピニオンギヤが前記ラックと噛合する工程から、前記第二ピニオンに前記ラックと噛合する工程に移行する間、双方のピニオンギヤが前記ラックと噛合しないタイミングを有する記憶媒体ローディング装置である。
【００１９】
前記第一ピニオンギヤは同軸上に一体の減速ギヤを有し、第一ピニオンが前記ラックとの噛合が終了してから前記減速ギヤの回転が減速手段を介し前記第二ピニオンを駆動し、ラックと噛合し前記トレーに動力を伝達する記憶媒体ローディング装置である。
【００２０】
前記第二ピニオンギヤと前記ラックの噛合によるトレーの移動工程は、前記記憶媒体のコネクタが嵌合接続する工程を含む記憶媒体ローディング装置である。
【００２１】
更に本発明に係る第二の構成は、前記モータと前記第一ピニオンギヤとの間に、前記モータの一方向回転を双方向回転に変換する回転方向変換手段を設けた記憶媒体ローディング装置である。
【００２２】
前記回転方向変換手段は前記モータからの駆動力を伝達するための第一回転部材と、
前記第一回転部材からの回転を伝える第一の状態と、伝えない第二の状態との二つの状態を有する第二回転部材と、
前記第二回転部材の前期第一の状態時に回転を受け第一の回転方向へ回転し、かつ前記第二の状態時には前記第一回転部材からの回転を請け、前記第一の回転方向と逆方向に回転する第三回転部材によりなる記憶媒体ローディング装置である。
【００２３】
前記第一回転部材の半回転により、前記トレーの装着工程を、他の半回転により前記トレーの脱去工程を対応付けた記憶媒体ローディング装置である。
【００２４】
前記トレーの装着工程と脱却工程の間、脱却工程と装着工程の間のそれぞれには、前記第二回転部材と前期第三回転部材の双方が前記第一回転部材からの回転を受けないタイミングを設けた記憶媒体ローディング装置である。
【００２５】
前記第一回転部材からの回転を受けない前記タイミングを、
前記第一回転部材の回転位置を検知する検知手段を設け、
該検知手段の検知情報に基づき、前記モータを停止させることで、前記タイミングに前記トレーを停止させる記憶媒体ローディング装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ピニオンの回転によりラックを駆動する方式をとりながら、負荷の少ない一般のトレー搬送と、負荷の増大するコネクタ嵌合時で、同一のラックに対しピニオンを切替え減速比を変える事で、負荷変動に対する最適な駆動力を得ることが出来る。
【００２７】
又、２つのピニオン間で駆動を切換えるとき、双方のギヤが同時に噛合わないタイミングを設ける事でラック歯との噛合いをスムースに行え、ピニオン間の動力引き渡しが安定する。
【００２８】
更に、駆動源であるモータと前記ピニオン間に回転方向変換機構を設けたので、記憶媒体の装着と、排出で、トレーの移動方向が逆向きであるにも係らずモータは常に一方回転で駆動することができ、回転方向の制御を不要とする事が出来る。
【００２９】
更に、モータとピニオン間に装着と排出の一サイクルに対応して一回転する回転体を設けたので、その回転位置を一つの検出器で検出する事で、トレー装着、排出動作後のモータ停止を行う事が可能である。
【００３０】
更に、トレーは所定ストロークの装着、排出搬送工程後、所定位置で正確に停止させる必要がある。前記回転体は各工程に対応したギヤ歯の割当てとピニオンに回転を伝達しない欠歯部が割当てられているので、ピニオンへの回転駆動の後、ピニオンへ回転を伝達しない一定の期間が設けられている。その間にモータを停止するれば良く、従ってモータ停止のタイミングに幅があり、停止制御がた易くなると供に、モータの慣性による停止誤差などの影響も取り除く事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
以下本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００３２】
図２は前述した携帯型の記憶媒体１の斜視図を示す。この記憶媒体１には前述の構造に加え更に筐体左右側面に装着ガイドとなる一対の溝１０３が装着方向に沿って形成されている。この記憶媒体１を装着、脱却する為のローディング装置の例をもって本発明一例を示す。
【００３３】
図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のローディング装置３の平面図と正面図を示す。３０１は記録媒体が装脱される開口部で、開口部近傍の左右垂直壁に一対のガイドレール３０３が設けられている。記録媒体１が装着された時左右溝１０３（図２）が該ガイドレール３０１と嵌合し案内され、後述するコネクタ同士が嵌合するまでの間、ローディング装置内にあって正確な位置を保ち搬送される。
【００３４】
該開口３０１は略コの字形状に形付けられたトレー３０４と、基台３０５によって形成される。基台３０５の左右両側にはほぼ全長に渡り、一対の平行なトレーガイド３０６が形成され該トレーガイドによってトレー３０４がローディング装置内を案内され移動する。ローディング装置３の開口３０１から見て奥位置に、機器本体とのインタ−フェース回路が設けられた回路基板３０７上に前記記憶媒体側コネクタ（図２、１０１）と嵌合し電気接続を行う為のコネクタ３０８が位置する。
【００３５】
ここで記憶媒体がトレーに挿入された時の係止機構を説明する。
【００３６】
記憶媒体係止機構はトレー３０４に設けられた係止片３１２Ｒ、３１２Ｌが左右に形成された前記凹部１０２に入り込み左右から挟持される事で行われる。
トレー３０４の左右上面には対称形状のスライド片Ｒ ３０９Ｒ、スライド片Ｌ ３０９Ｌがトレー３０４の中心に向かい斜め方向に移動可能状態に支持されている。トレー３０４の上面には左右に二対の傾斜長孔３１０Ｒ、３１０Ｌが空けられ該長孔に対してスライド片下面に設けられた二対の突起３１１Ｒ、３１１Ｌが嵌入し傾斜スライド時の案内となっている。記憶媒体が挿入されていないの状態では、該左右のスライド片Ｒ、Ｌは図示しないバネ等の付勢手段により図４（ａ）で示す左右最外位置に停止している。
【００３７】
又、右側スライド片Ｒ ３０９Ｒには一対の突起３１１Ｒの中間に係止片３１２Ｒが傾斜長孔３１１Ｒと同様の傾斜で下方に凸形状に設けられ、一部が前述のトレーガイド３０６に刻まれた傾斜溝３１３Ｒに移動可能状態に入り込んでいる。更に記憶媒体挿入方向前端位置には、挿入経路内に突出し挿入時に記憶媒体の先端と当接する検出片３１４Ｒがスライド片Ｒ ３０９Ｒに設けられる。
【００３８】
同様に左側スライド片Ｌ ３０９Ｌには上述と対称形の係止片リブ３１２Ｌ、検出片３１４Ｌと左側トレーガイド３０６に傾斜溝３１３Ｌが対称位置に配置される。従って、記憶媒体が未挿入の場合はトレー３０４は左右の係止片３１２Ｒ、３１２Ｌが傾斜溝３１３Ｒ、３１３Ｌに入り込みロック状態にある。
【００３９】
図５の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）は記録媒体１がローディング装置３に挿入され先端がスライド片Ｌ、Ｒを作動させ、トレー３０４と係止状態になった時の位置関係を示す。左右の係止片３１２Ｒ、３１２Ｌの内側先端は左右の記憶媒体凹部１０２に入り込み狭持去され以後ローディング装置の動力によりトレーが内部に取り込まれている間は本係止関係が維持され一体的に動作する。
【００４０】
同時に係止片３１２Ｒ、３１２Ｌの外側端は左右トレーガイド３０６の傾斜溝３１３Ｒ、３１３Ｌから外れる事により、トレーは記録媒体１と一体となって挿入方向の動きが可能となる。本図の状態で、トレー３０４への装着駆動力が働きコネクタ嵌合に向けて稼動する事になる。
【００４１】
以下に本発明の主題であるトレー駆動部の機構について図１を用いて説明する。図１（ａ）はローディング装置３の基台３０５の一部を削除した平面図である。トレー３０４は図１（ｂ）に示す如く装着方向右側部が基台の下面に延出し、その先にラック３１５が固定されている。該ラック３１５は少なくともトレー３０４が記録媒体挿入されてコネクタが嵌合するまでの装着工程で駆動される全ストロークの長さを持ち、噛合するピニオンギヤの回転が直線運動に変換されることで行われる。トレーを駆動するモータと、動力伝達機構は、基台３０５の下面に固定されている。
【００４２】
該ラック３１５と噛合うピニオンギヤは高速ピニオンギヤ３１６と低速ピニオンギヤ３１７の適宜な切替えによって行われ、装着と脱却工程の双方において一般のトレー搬送とコネクタ嵌合とで切換えられる。
【００４３】
先ず記録媒体が装着され、コネクタが嵌合し装着工程が完了するまでの動作を、順次回転駆動源であるモータ３１８からの動力伝達経路順に従って説明する。
モータ３１８は一般に入手可能な直流モータ、ステップモータ等で、駆動制御が容易な一方向のみの回転で使用する。回転開始のきっかけはトレー３０４に記憶媒体がし挿入され、前述の如く左右スライド片３０９Ｒ、３０９Ｌが前方へ押圧される（図５参照）ことにより、図示しないスイッチがＯＮしモータ３１８が回転開始する。
【００４４】
モータ３１８は回転軸が装置に対し水平方向に取付けられており、その出力軸にウオーム３１９が固定され、メインギヤ３１０の最下部に形成されたウオームギヤ３２０ａへと直角方向の回転変換と共に減速伝達される。メインギヤ３２０の回転軸はほぼ垂直に配置され、以下後段に噛合するギヤ類の回転軸方向も同様である。
【００４５】
メインギヤ３２０は概略３つ機能部分に別れ、前述最下部の動力入力部であるウオームギヤ３２０ａ部、大径平歯車よりなる最上部のＡ歯車３２０ｂ部、中間位置のＢ歯車３２０ｃよりなり、これらが一体となっている。Ａ歯車３２０ｂは更に２１歯の平歯車が形成されたＡ平歯車部３２０ｂ−ａ、５歯分の歯車を歯先円の径で接続したＡ楔部３２０ｂ−ｂ、残りの円周を歯底円の径で形成したＡ欠歯部３２０ｂ−ｃとに分かれている。Ａ歯車３２０ｂの円周に全て歯車を形成した場合、５８歯の歯車となる。
【００４６】
中間に位置するＢ歯車３２０ｃは同様に２１歯の平歯車が形成されたＢ平歯車部３２０ｃ−ａ、５歯分の歯車を歯先円の径で接続したＢ楔部３２０ｃ−ｂ、残りの円周を歯底円の径で形成したＢ欠歯部３２０ｃ−ｃとに分かれている。Ｂ歯車３２０ｃも円周に全て歯車を形成した場合、５８歯の歯車となる。
【００４７】
各機能部の配置は、図１の平面図の矢印に示す如く、メインギヤ３２０の回転方向はモータ３１８の一方向回転を受けＣＷ（右回転）のみの回転となり、Ａ歯車３２０ｂは定位置から見るとＡ平歯車部３２０ｂ−ａ→Ａ楔部３２０ｂ−ｂ→Ａ欠歯部３２０ｂ−ｃ→Ａ平歯車部３２０ｂ−ａ→・・・・の順に各機能部が廻ってくる。Ｂ歯車３２０ｃも同様の順に配置してあるが、Ａ歯車３２０ｂとの配置関係はメインギヤ３２０の中心から見て所定角の位相を持って配置される。
【００４８】
前記メインギヤ３２０には３２１、３２２で示す反転ギヤＡと反転ギヤＢが噛合する。
【００４９】
該反転ギヤＡ、Ｂは上下２段のギヤが一体に形成され、各上段ギヤ３２１ａと３２２ａはメインギヤ３２０の歯車部とモジュールの等しい歯車で、２２歯の歯車と、欠歯３歯分の歯底円の径で構成さた欠歯部よりなる。各下段部３２１ｂ、３２２ｂは上部の歯車と同径の欠歯のない２５歯の完全歯車で互いに噛合関係にある。
【００５０】
図６（ａ）に上段の噛合い関係を示す平面図を示し、図６（ｂ）に高さ関係を示す側面図及び図（ｃ）に下面より見た下段歯車の噛合い関係を示す平面図を示す。
【００５１】
図７の斜視図によって更に、メインギヤ３２０、該反転ギヤＡ ３２１、反転ギヤＢ ３２２の３つの歯車全体の噛合い位置関係を示す。これら上下２段の機能を有する３つの歯車によって回転方向が変換される機構が構成される。
【００５２】
回転方向変換手段は、メインギヤ３２０のＣＷ方向の一方向回転が、出力ギヤとし反転ギヤＢ ３２２の下段ギヤ３２２ｂのＣＷ、ＣＣＷ（左回転）の往復回転に変換される。その回転状況を特徴のあるポイントである図８（ａ）〜（ｇ）の平面図で示し説明する。
【００５３】
なお、メインギヤから伝達を受けている方の反転ギヤは、回転方向を示す矢印を実線で、受けていない方の反転ギヤの回転方向を示す矢印は破線で示してある。
【００５４】
図８（ａ）はトレー３０４に記憶媒体１が挿入されていない時の、即ち初期位置でのギヤ噛合い関係を示す。この時点でメインギヤ３２０の上下段双方の歯車は反転ギヤＡ、Ｂの双方のどの歯車とも噛合しておらず、下段の楔３２０ｃ−ｂが反転ギヤＢの欠歯部３２２ａ−ｂに面しており、回転抑止している。反転ギヤＡ ３２１の上段歯車３２１ａ−ａで欠歯部に面する最初の1歯目はメインギヤ上段の歯部３２０ｂ−ａの歯先円軌跡内に位置している。
【００５５】
トレー３０４に記憶媒体が挿入され、モータ３１８が回転開始するとメインギヤはCW方向の回転を開始し、図８（ｂ）の状態へ移行する。この状態では楔３２０ｃ−ｂが反転ギヤB欠歯部322a-bから外れ回転可能状態となり、反転ギヤAの一歯目と、メインギヤ一歯目が噛合い反転ギヤAにCCW方向の回転が伝えられる。反転ギヤB ３２２へは反転ギヤAとのギヤ噛合いによりCW方向の回転が伝えられる。
【００５６】
図８（ｃ）は引き続き回転が進行し反転ギヤ歯部３２１ａ−ａの１３歯目がメインギヤの歯車と正対する。この状態で後述するラック送りが高速ピニオンギヤ３１６から低速ピニオンギヤ３１７へと引渡される。
【００５７】
図８（ｄ）は反転ギヤＡの歯部３２１ａ−ａの２２歯目最終歯が楔部３２０ｂ−ｂの前縁で押され、欠歯部に進入する直前の状態を示す。
【００５８】
図８（ｅ）は楔部３２０ｂ−ｂが反転ギヤＡの欠歯部３２１ａ−ｂに入り込み、反転ギヤＡ、Ｂともに回転を停止した状態である。反転ギヤＢの上段歯部３２２ａ−ａの一歯目は、メインギヤ下段のギヤ部３２０ｃ−ｃの歯先円軌跡内に入り込んだ位置で停止している。
【００５９】
該各歯車位置で、トレーはローディング装置の最奥位置に搬送され停止し、装着工程が終了する。図８（ｃ）から（ｅ）までの間で、後述詳細開示する低速ピニオンギヤ３１７のラック送りにより駆動力を要するコネクタ嵌合が行われ、記録媒体と本体装置の間の信号授受が可能状態となる。又、メインギヤ３２０は図８（ａ）から当図８（ｅ）の間で半回転している。
【００６０】
次に、エジェクト釦が押される事から開始する脱却工程を、嵌合しているコネクタが外れ、記憶媒体が手動取り出し可能位置まで搬送されるまでの動作を手順を追って説明する。
【００６１】
装着状態の記憶媒体１を取り出す場合、前述のエジェクト釦３０２（図３）が押され、モータ制御部（不図示）より駆動電圧が印加され回転開始する事によってメインギヤ３２０の回転が開始する。図８（ｆ）はメインギヤの回転開始に引き続き反転ギヤが回転開始する状態を示している。楔部３２０ｂ−ｂが欠歯部３２１ａ−ｂから外れ、反転ギヤＢのギヤ部３２２ａ−ａ第一歯目とメインギヤ３２０下段の歯部３２０ｃ−ｃ一歯目が噛合し始める状態を示す。同図の矢印で示すように反転ギヤＡ３２１、Ｂ３２２は前の回転方向とは逆のそれぞれＣＷ、ＣＣＷ方向の回転を開始する。しかも、反転ギヤＢはメインギヤ下段の３２０Ｃから歯車噛合いにより回転力を受け、反転ギヤＡは反転ギヤＢからの駆動力を受けて回転する。これによりトレー３０４の脱却工程が開始し、コネクタの嵌合が外される。
【００６２】
なお、メインギヤ３２０が回転しながら楔３２０ｂ−ｂにより反転ギヤＡの回転阻止を開始した後、即ち図８（ｅ）の直前の状態から、回転が開始する図８（ｆ）まで比較的広い回転角範囲の間にメインギヤ３２０の回転が停止するようモータを制御すれば、コネクタ嵌合し所定の位置に静止しているので、モータの制御が非常に容易である。
【００６３】
引き続き図８（ｇ）状態であるトレー３０４一般搬送を経過し記憶媒体１がトレー３０４に係止された状態で開口部３(図３参照)に近づく。
【００６４】
更にメインギヤ３２０の回転が進行し、元の図８（ａ）の状態に戻ることで、メインギヤが1回転し、連動するトレーの動作も装着→停止→脱却→停止の一サイクル分が終了する。この位置では前述の如く、装着している記録媒体１はトレーから外すことが可能であり、図９の平面図に示す如く、該取り外し可能位置では、左右の係止片３１２Ｒ、３１２Ｌが記憶媒体１の左右凹部１０２より外れた位置に移動し、トレーガイド３０６に刻まれた左右の傾斜溝３１３Ｒ、３１３Ｌに入り込んでいる。その為、トレー３０４はローディング装置内で固定状態になる（図５と図９の相違に注意されたい）。
【００６５】
空のトレーに対しては新たに記憶媒体１を装着する事が可能である。
【００６６】
当初期位置へ停止する為に、モータへの通電を停止しするタイミングは前述にコネクタ嵌合が終了してから停止させたときと同様に、メインギヤ３２０が回転しながら楔３２０ｃ−ｂにより反転ギヤＢの回転阻止を開始した後、即ち図８（ａ）の直前の状態から、回転が開始する図８（ｂ）まで比較的広い回転角範囲の間にメインギヤ３２０の回転が停止するようモータを制御すればよく、トレーが所定の位置に静止しているので、モータの制御が非常に容易である。
【００６７】
先の技術背景の項で挙げた特許文献５は、以上の回転方向変換手段と同様な機構を、シリアルプリンタのキャリッジ動作を直線往復で動作させるために用いた例である。この例ではモータの一方向回転をリードスクリューの双方向回転に変える機構として、同様な回転方向変換手段を用いて行う構成を開示している。
【００６８】
次に、ラックを駆動する２つピニオンギヤの駆動引渡し機構を説明する。前述のように、回転方向変換手段の動力出力ギヤである反転ギヤＢの回転は、下段のギヤ部３２２ｂに噛合する高速ピニオンギヤ３１６に伝達される。高速ピニオンギヤ上段３１６ａは全周歯車が切られている。さらに下段には上段と一体的に設けられた減速ギヤ部３１６ｂが配置され、ギヤ部３１６ｂ−ａと歯底円の径の欠歯部３１６ｂ−ｂとで構成されている。該減速ギヤ部３１６ｂは低速ピニオンギヤ３１７と一体になった内歯車で構成され扇ギヤ３２３の歯と噛合う位置関係にある。扇ギヤ３２３の回転中心は低速ピニオンギヤ３１７の中心と同位置の同軸回転を行う。
【００６９】
これらメインギヤ、反転ギヤＡ、反転ギヤＢ（以上、回転方向変換手段）、高速ピニオンギヤ、扇ギヤ、低速ピニオンギヤ、ラックのギヤ間噛合いと動作関係を図１０（ａ）から（ｃ）に示す。図１０（ａ）はトレーが初期位置停止状態から、搬送を開始するときのギヤ位置関係を示し、回転方向変換手段は、その説明で用いた図８（ｂ）と同位置である。
【００７０】
高速ピニオンギヤ３１６の上段はギヤ部３１６ａが反転ギヤＢと噛合い位置で、ラック３１５と第一歯目が噛合い位置にある。該状態で高速ピニオンギヤ３１６がＣＣＷ方向回転をおこないラックを図の矢印Ａ方向へ送り出す。この時扇ギヤ３２３の第一歯目は高速ピニオンギヤ３１６下段の減速ギヤ３１６ｂの歯先円回転軌跡内に位置しているが、欠欠歯部３１６ｂ−ｂの位置にあるので、回転の伝達は行われない。又、低速ピニオンギヤ３１７も欠歯部がラック側に面しており、ラック３１５の動きを規制する位置ではない。
【００７１】
メインギヤの回転が更に進み、高速ピニオンギヤ図の矢印Ａ方向へラックを１３歯送った後、低速ピニオンギヤへ切り替わる時の図を図１０（ｂ）に示す。同図は回転方向変換手段で図８（ｃ）に対応し、高速ピニオンギヤ上段３１６ａのギヤがラック最終歯を送り出した状態で、この時下段の減速ギヤ３１６ｂは欠歯部から続くギヤ部３１６ｂ−ａの一歯目が到来し、扇ギヤ３２３の１歯目と噛合い低速ピニオンギヤ３１７と一体にＣＣＷ方向に回転する。この時、ラック３１５の最終歯が高速ピニオンギヤ３１６により送られてから、前述の扇ギヤ３２３が送られるまでの間、ラックは何れの駆動力を受けない間がある。
【００７２】
低速ピニオンギヤのギヤ部３１７ａの第一歯目は、ラック歯を図の矢印Ａ方向へ高トルクで移動させる。該低速ピニオンギヤによるラック送り時がコネクタ嵌合工程のストロークと一致しているので、トレーは低速で搬送されるが、コネクタが嵌合するのに必要な駆動力を発生する事が出来る。
【００７３】
更に扇ギヤが回転し、低速ピニオンギヤ３１７がラックを送り切ったところを図１０（ｃ）示す。該状態は回転方向変換手段の説明で示す図８（ｅ）に対応し、コネクタの嵌合が終了し、電気的接続が取れる状態である。
【００７４】
以上のように、コネクタの嵌合工程では、扇ギヤ３２３のギヤ径と、低速ピニオンギヤ３１７のギヤ径の比が、ラック送りトルク増加となるので、力強いコネクタ嵌合力が得られる。
【００７５】
コネクタの脱却工程では、回転方向変換手段により反転ギヤＡ、Ｂ以下が装着工程とは逆に回転するので、高速ピニオンギヤ３１６がＣＷ方向に回転し図１０（ｃ）のギヤ関係位置から（ｂ）の位置へ変位する間、低速ピニオンギヤ３１７によりラックが矢印Ｂ方向へと搬送されコネクタ嵌合が解除さる。更に（ｂ）から（ａ）と変位する間は、高速ピニオンギヤ３１６によりラックが搬送され、ラックと一体になったトレーが初期位置へ戻り、記憶媒体１が取り外し可能となる。
【００７６】
以上の説明では,コネクタの着脱時以外のトレー搬送（一般搬送）はラック３１５を動作させる歯車として高速ピニオンギヤ３１６で行う例で示したが、複雑となるが反転ギヤＢ ３２２がラックを噛合する構成で行っても良い。この場合高速ピニオンギヤを省略する事が可能である。
【００７７】
又、低速ピニオンギヤのピッチ円形、歯数、回転角、減速比は、コネクタ着脱時の負荷と一般搬送時に要する負荷との比、コネクタ嵌合ストローク量で決まるものであり、本実施例を応用することで様々なローディング装置のケースに応じて利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（ａ）（ｂ）一部基台を削除し内部を示した本発明のローディング装置を示す平面図及び正面図。
【図２】本発明ローディング装置に用いる記憶媒体１の斜視図。
【図３】記憶媒体１が使用される機器としてのコンピュータ。
【図４】（ａ）（ｂ）本発明のローディング装置の平面図及び正面図。
【図５】（ａ）（ｂ）記録装置１が挿入され係止片３０９が作動した時のトレー３０４への係止状態を示す平面図及び正面図。
【図６】（ａ）回転方向変換手段の構成ギヤ噛合い関係を示す平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）下面から見た反転ギヤ噛合い関係を示す平面図。
【図７】回転方向変換手段の構成ギヤ噛合い関係を示す斜視図。
【図８】回転方向変換手段の１サイクル分の動きを示した平面図。 （ａ）トレーに記憶媒体が挿入されていない時の初期位置のギヤ噛合い関係を示す、（ｂ）メインギヤが回転し始めたときの状態を示す、（ｃ）反転ギヤＡの１３歯目がメインギヤと正対する状態を示す、（ｄ）メインギヤの楔部が反転ギヤＡの欠歯部に進入する状態を示す、（ｅ）メインギヤの楔部が反転ギヤＡの欠歯部に入り停止した時の状態を示す、（ｆ）メインギヤの回転開始に引き続き反転ギヤＢが回転開始する状態を示す、（ｇ）トレーが開口に近づく時のギヤ状態を示す。
【図９】記憶媒体１が取り外し可能位置でのスライド片との関係を示す平面図。
【図１０】ラックを駆動する２つのピニオンギヤの動力引渡し機構を示す平面図。 （ａ）トレー初期位置停止状態から搬送を開始する時のギヤ位置関係を示す、（ｂ）高速ピニオンギヤから扇ギヤを介し、低速ピニオンギヤへ動力を引渡す状態を示す、（ｃ）低速ピニオンギヤがラックを送り切った状態を示す。
【符号の説明】
【００７９】
１ 記憶媒体
３ ローディング装置
１０１ コネクタ
１０２ 凹部
１０３ 溝
２０１ コンピュータ
３０１ 装着口
３０２ 開口
３０３
３０４ トレー
３０５ 基台
３０６ トレーガイド
３０７ 回路基板
３０８ コネクタ
３０９Ｒ スライド片Ｒ
３０９Ｌ スライド片Ｌ
３１０ 傾斜長孔
３１１ 突起
３１２ 係止片リブ
３１３ 傾斜溝
３１４ 検出片
３１５ ラック
３１６ 高速ピニオンギヤ
３１７ 低速ピニオンギヤ
３１８ モータ
３１９ ウオーム
３２０ メインギヤ
３２１ 反転ギヤＡ
３２２ 反転ギヤＢ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶媒体を装着した状態で移動可能なトレーであって、
該トレーには前記移動方向に沿って、少なくとも移動ストロークをカバーする長さのラックを有し、
前記トレーの移動動力源となるモータからの伝達により第一の速度で回転する第一ピニオンギヤと、
該モータ回転の伝達により前記第一ピニオンギヤの速度より低速の第二の回転速度で回転する第二ピニオンギヤと、
により前記ラックが駆動され、
前記第一ピニオンギヤが前記ラックと噛合する工程から、前記第二ピニオンに前記ラックと噛合する工程に移行する間、双方のピニオンギヤが前記ラックと噛合しないタイミングを有する記憶媒体ローディング装置。
【請求項２】
前記第一ピニオンギヤは同軸上に一体の減速ギヤを有し、第一ピニオンが前記ラックとの噛合が終了してから前記減速ギヤの回転が減速手段を介し前記第二ピニオンを駆動し、ラックと噛合し前記トレーに動力を伝達することを特徴とした請求項１記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項３】
前記第二ピニオンギヤと前記ラックの噛合によるトレーの移動工程は、前記記憶媒体のコネクタが嵌合接続する工程を含むことを特徴とする請求項１、２記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項４】
前記モータと前記第一ピニオンギヤとの間に、前記モータの一方向回転を双方向回転に変換する回転方向変換手段を設けたことを特徴とする請求項１から３記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項５】
前記回転方向変換手段は前記モータからの駆動力を伝達するための第一回転部材と、
前記第一回転部材からの回転を伝える第一の状態と、伝えない第二の状態との二つの状態を有する第二回転部材と、
前記第二回転部材の前記第一の状態時に回転を受け第一の回転方向へ回転し、かつ前記第二の状態時には前記第一回転部材からの回転を受け、前記第一の回転方向と逆方向に回転する第三回転部材によりなる事を特徴とした請求項４記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項６】
前記第一回転部材の半回転により、前記トレーの装着工程を、他の半回転により前記トレーの脱却工程を対応付けた事を特徴とした請求項５記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項７】
前記トレーの装着工程と脱却工程の間、脱却工程と装着工程の間のそれぞれには、前記第二回転部材と前期第三回転部材の双方が前記第一回転部材からの回転を受けないタイミングを設けたことを特徴とする請求項６記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項８】
前記第一回転部材からの回転を受けない前記タイミングを、
前記第一回転部材の回転位置を検知する検知手段により検出し、
該検知手段の検知情報に基づき、前記モータを停止させることで、前記タイミングに前記トレーを停止させることを特徴とした請求項７記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項１】
記憶媒体を装着した状態で移動可能なトレーであって、
該トレーには前記移動方向に沿って、少なくとも移動ストロークをカバーする長さのラックを有し、
前記トレーの移動動力源となるモータからの伝達により第一の速度で回転する第一ピニオンギヤと、
該モータ回転の伝達により前記第一ピニオンギヤの速度より低速の第二の回転速度で回転する第二ピニオンギヤと、
により前記ラックが駆動され、
前記第一ピニオンギヤが前記ラックと噛合する工程から、前記第二ピニオンに前記ラックと噛合する工程に移行する間、双方のピニオンギヤが前記ラックと噛合しないタイミングを有する記憶媒体ローディング装置。
【請求項２】
前記第一ピニオンギヤは同軸上に一体の減速ギヤを有し、第一ピニオンが前記ラックとの噛合が終了してから前記減速ギヤの回転が減速手段を介し前記第二ピニオンを駆動し、ラックと噛合し前記トレーに動力を伝達することを特徴とした請求項１記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項３】
前記第二ピニオンギヤと前記ラックの噛合によるトレーの移動工程は、前記記憶媒体のコネクタが嵌合接続する工程を含むことを特徴とする請求項１、２記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項４】
前記モータと前記第一ピニオンギヤとの間に、前記モータの一方向回転を双方向回転に変換する回転方向変換手段を設けたことを特徴とする請求項１から３記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項５】
前記回転方向変換手段は前記モータからの駆動力を伝達するための第一回転部材と、
前記第一回転部材からの回転を伝える第一の状態と、伝えない第二の状態との二つの状態を有する第二回転部材と、
前記第二回転部材の前記第一の状態時に回転を受け第一の回転方向へ回転し、かつ前記第二の状態時には前記第一回転部材からの回転を受け、前記第一の回転方向と逆方向に回転する第三回転部材によりなる事を特徴とした請求項４記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項６】
前記第一回転部材の半回転により、前記トレーの装着工程を、他の半回転により前記トレーの脱却工程を対応付けた事を特徴とした請求項５記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項７】
前記トレーの装着工程と脱却工程の間、脱却工程と装着工程の間のそれぞれには、前記第二回転部材と前期第三回転部材の双方が前記第一回転部材からの回転を受けないタイミングを設けたことを特徴とする請求項６記載の記憶媒体ローディング装置。
【請求項８】
前記第一回転部材からの回転を受けない前記タイミングを、
前記第一回転部材の回転位置を検知する検知手段により検出し、
該検知手段の検知情報に基づき、前記モータを停止させることで、前記タイミングに前記トレーを停止させることを特徴とした請求項７記載の記憶媒体ローディング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１７１９３７（Ｐ２００６−１７１９３７Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６０８３２（Ｐ２００４−３６０８３２）
【出願日】平成１６年１２月１４日（２００４．１２．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１４日（２００４．１２．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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