JPH03209515A - 光ディスク取扱いシステムと光学駆動装置の間に接続されるインターフェース回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、コンピュータシステムに関するものであり、
とりわけ光デイスクカートリッジを取り扱い、収納する
ための装置に関するものである。さらに詳述すれば、本
発明は、こうした装置の制御システムとデータの読取り
及び書込みに用いられる光学駆動装置の間のインタフェ
ースに関するものである。

【従来の技術】

光ディスクはレーザをベースにした読取り装置によって
読取り可能なデータ記憶媒体である。 この２〜３年の間に音楽及びオーディオビジュアル作品
を記録する上で「コンパクトディスク」又はｒＣＤＪと
して知られる光ディスクが次第に普及してきた。従来の
磁気記憶媒体に比べると光ディスクの記憶容量は膨大で
あるため「ＲＯＭディスク」として知られる光ディスク
がコンピュータが読取れる情報を記憶する上で一般的に
なってきた。最近のテクノロジーによって、コンピュー
タによる読取りだけでなく、書込みも可能な光ディスク
が開発されており、従って、光ディスクは将来コンピュ
ータ業界においてますます重要性を増すものと期待され
るし、最終的には「フロッピーディスク」や「ハードデ
ィスク」といった磁気的に読取り及び書込みが可能な記
憶媒体に取って代わる可能性がある。 コンピュータ用途に用いられるタイプの光ディスクはカ
ートリッジ内に取り付けられるのが普通であり、通常、
読取り装置はカートリッジの表面に設けられたスロット
を介してデータの読取り又は書込みを行う。現状ではほ
とんどの光ディスクは手でディスク読取り装置に挿入さ
れている。しかしながら、多数の光ディスクからなる大
型データベースの場合、既知の場所に光ディスクを収納
するための光デイスク収納システム、及び収納場所から
所望の光ディスクを検索して、光デイスク読取り装置に
挿入することができる光デイスク取扱いシステムを備え
ることが望ましく、おそらく必須と言える。収納される
光ディスクと、連係する光デイスク読取り装置が、垂直
方向に延びる縦列と横方向に延びる横列からなる、軸方
向に延びる２次元アレイをなすように配置される光ディ
スク収納ンステムにおいて、光デイスク取扱いシステム
は光ディスクと係合して、垂直方向、横方向、軸方向に
移動させ、それを解放して、収納場所から取り出し、光
デイスク読取り装置とアライメントがとれるように移動
させて、光デイスク読取り装置に挿入することができな
ければならない。 現状では、光デイスク取扱いシステムに用いるのに適し
た光デイスク読取り装置は、光ディスクの手動挿入に合
わせて設計されている。これらの光デイスク読取り装置
は、動作を開始させる押しボタンや、光学駆動装置の状
況を表示するライトのような人間志向の装置を備えてい
る。光デイスク取扱いシステムが経済的であるためには
、現在の人間志向の光学駆動装置と共に動作しなければ
ならず、従って、人間のオペレータをまねた装置でなけ
ればならない。 このため、当該技術においては、人間のオペレータと同
じように、光デイスク駆動装置と対話する光デイスク取
扱いシステムが必要になる。 さらに、人間のオペレータに適したように機能する入力
及び出力を用いて、こうした動作を行うシステムが必要
になる。さらに人間のオペレータが行う動作をまねたや
り方でカートリッジを挿入したり、取り出したりするシ
ステムが必要になる。 こうしたカートリッジ取扱いシステムの各種機構及びコ
ンポーネントについては、以下の米国特許出願に開示さ
れている： （Ａ＞メスリー（Ｍｅｔｈｌｉｅ）、オリバー（Ｏｌｉ
ｖｅｒ）、ステイーブリー（５ｔａｖｅｌｙ）及びワン
ガー（Ｗａｎｇｅｒ）によるｒＯＰＴＩｃＡＬ　ＤＩＳ
Ｋ　ＨＡＮＤＬＩＮＧ　ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ　ＷＩＴＨ
ＦＬＩＰ　ＬＡ丁ＣＨＪと題する１９８８年１１月３０
日に提出の米国出願第２７８．１０２号；（Ｂ）クリス
テイー（Ｃｈｒｉｓｔｉｅ）、ワンガー（Ｗａｎｇｅｒ
）、トーナー（Ｄａｕｎｅｒ）、ジョーンズ（Ｊｏｎｅ
ｓ）及びドメル（Ｄｏｍｅｌ）によるｒＯＰＴＩｃＡＬ
　ＤＩＳＫ　ｌＮ５ＥＲＴＩＯＮ　ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ
Ｊと題する１９８８年１２月２２日に提出の米国出願第
２８８．６０８号；（Ｃ）ワンガー（Ｗａｎｇｅｒ）、
メスリー（Ｍｅｔｈｌｉｅ）、ステイーブリー（５ｔａ
ｖｅｌｙ）及びオリバー（Ｏｌｉｖｅｒ）によるｒＬＡ
ＴＥＲＡＬ　ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ　Ｃ０ＮＴＲ０
Ｌ　ＡＳ　ＳＥＭＢＬＹ　ＦＯＲＡＮ　０ＰＴＩＣＡＬ
　ＤＩＳＫ　ＨＡＮＤＬＩＮＧ　ＳＹＳＴＥＭＪと題す
る１９８９年１月１８日に提出の米国出願第２８９．３
８８号； （Ｄ）ワンガー（Ｗａｎｇｅｒ）、メスリー（Ｍｅｔｈ
ｌｉｅ）Ｓ　　ジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）及びステイー
ブリー（５ｔａｖｅｌｙ）によるｒＯＰＴＩｃＡＬ　Ｄ
ＩＳＫ　ＣＡＲＴＲＩＤＧＥＨＡＮＤＬＩＮＧ　ＡＰＰ
ＡＲＡＴｔｌＳ　ＷＩＴ）ｌ　ＰＡＳＳＩＶＥ　ＣＡＲ
ＴＲＩＤＧＥＥＮＧＡＧＥＭＥＮＴ　ＡＳＳＥＭＢＬＹ
Ｊと題する１９８９年２月２日に提出の米国出願第３０
５．８９８号；（Ｅ）ワンガー（Ｗａｎｇｅｒ）、メス
リー（Ｍｅｔｈｌｉｅ）、クリステイー　（Ｃｈｒｉｓ
ｔｉｅ）、トーナー（Ｄａｕｎｅｒ）、ジョーンズ（Ｊ
ｏｎｅｓ）、オリバー（０１ｉｖｅｒ）及びステイーブ
リー（５ｔａｖｅｌｙ）によるｒｃＡＲＴＲＩＤＧＥ　
ＨＡＮＤＬＩＮＧ　５ＹＳＴＥ）ＩＩＪと題する１９８
９年２月２８日に提出の米国出願第３２６．５７２号；
（Ｆ）オリバー（Ｏｌｉｖｅｒ）、ワンガー（ｗａｎｇ
ｅｒ）ステイーブリー（５ｔａｖｅｌｙ）、メスリー（
Ｍｅｔｈｌｉｅ）、ビアンチ（Ｂｉａｎｃｈｊ）、カド
−（Ｋａｔｏ）及びプロエールＹ　（Ｐｒｏｅｈｌ）に
よるｒ　ＭＥＣＨＡＮ　Ｉ　ＣＡＬＳＥＮＳＥ　ＯＦ　
ＴＯＵＣＨＩＮ　Ａ　Ｃ０ＮＴＲ０Ｌ　ＳＹＳＴＥＭＪ
と題する１９８９年３月１９日に提出の米国出願第３２
６．１４６号これらは、それぞれ開示の全てについて参
考までに特に本書に組み込まれている。

【発明が解決しようとする課題】

本発明の目的は、オートチェンジャ（ａｕｔｏｃｈａｎ
ｇｅｒ）が人間のオペレータによる光学駆動装置との対
話と同じやり方で、こうした駆動装置と対話できるよう
にすることにある。 本発明のもう一つの目的は、光学駆動装置によって与え
られる可視光表示が典型的な信号を監視することによっ
て、駆動装置が実施中の機能を検出することにある。 本発明のもう１つの目的は、光信号のオンオフの持続時
間を監視して、光学駆動装置が実施中の機能を判定する
ことにある。 もう１つの目的は、光信号のオンオフ時間のシーケンス
を監視して、光学駆動装置が実施中の機能を判定するこ
とにある。 本発明のもう１つの目的は、制御システムによって働く
力の計算を行うことにある。 もう１つの目的は、該システムによって働く力を監視す
ることによって、該システムの障害を検出することにあ
る。 もう１つの目的は、働く力を監視することによって、制
御システムの動作の完了を検出することにある。 本発明のもう１つの目的は、所望の力又は抵抗が得られ
るまで、制御システムのモータの動作を調整することに
ある。 本発明のもう１つの目的は、光学駆動装置にカートリッ
ジを挿入する一方で、カートリッジに働く力を監視し、
カートリッジに対して行う次の動作を決定することにあ
る。 さらにもう１つの目的は、カートリッジと係合するアセ
ンブリを短い周期で上下動させ、駆動装置からのカート
リッジの除去時にカートリッジを装着することにある。

【課題を解決するための手段】

以上の、及びその他の目的は、収納保持ユニットアレイ
、すなわちセルから光デイスク読取り装置、すなわち光
学駆動装置へと、光デイスクカートリッジを移動させる
のに必要な６つの動作を可能にする２つの制御システム
を備えた、オートチェンジャと呼ばれる光デイスク取扱
いシステムによって実現する。セルのアレイに配置され
た光学駆動装置は、カートリッジの光ディスクについて
データの読取り又は書込みを行う。読取り又は書込み動
作が済むと、そのカートリッジは元のセルに戻される。 該システムは、２つの制御システムの２つのモータにお
けるシャフトエンコーダ及びモータからの電流又は電圧
のフィードバックを利用して全ての位置決めを行い、移
動時及び移動の終了時に機構の位置を検出スる。シャフ
トエンコーダを用いて最終的な移動場所の近くへ機構を
位置決めし、次にモータからの電流又は電圧のフィード
バックを用いて機構の移動に対する抵抗を確かめる。特
定の目標場所によって決まるこの抵抗は、制御システム
に対して機構がその目的位置に達したか否かを伝える。 抵抗量は所定の限界までテストされ、抵抗が小さすぎる
と移動が完了しており、一方、抵抗が大きすぎれば障害
に出くわしたことを表す。 セルは２つの縦列に編成されている。制御システムは横
方向変位アセンブリを利用して、１つの縦列のセルから
もう１つの縦列へカートリッジを移動させ、或いは縦列
の１つに配置された光学駆動装置ともう１つの縦列のセ
ルとの間においてカートリッジを移動させる。 該制御システムは、カートリッジ係合アセンブリを用い
て、セル又は光学駆動装置に納められたカートリッジの
露出端部に取り付ける。取付は後、制御システムは軸方
向変位アセンブリを利用して、カートリッジをセル又は
光学駆動装置から取出す。カートリッジの垂直方向と横
方向における位置決めが済むと、軸方向変位アセンブリ
を用いて、カートリッジをセル又は光学駆動装置に挿入
し、そこで係合アセンブリはカートリッジを解放する。 カートリッジ係合アセンブリと軸方向変位アセンブリは
、共に駆動機構と呼ばれるアセンブリを形成する。 光学駆動装置とオートチェンジャの電子装置のインタフ
ェースは、光学駆動装置のフロントパネルランプによる
電気信号に相当するものに加え、取出しブツシュボタン
の電気信号に相当するものを送り出す。カートリッジの
光学駆動装置への挿入、及びカートリッジの光学駆動装
置からの取出しは、これら２つの信号を利用して制御さ
れる。 オートチェンジャはカートリッジを光学駆動装置にゆつ
くりと挿入する一方で、ランプ信号のモニターを行い、
カートリッジが光学駆動装置に収容されると、これを検
出するやり方で光学駆動装置と対話する。オートチェン
ジ中は、次にカートリッジを解放し、これによって光学
駆動装置はカートリッジをロードすることが可能になる
。オートチェンジャは取出し信号を出し、ランプ信号を
監視して、光学駆動装置がカートリッジを排出すると、
これを確認する。カートリッジが利用可能になると、オ
ートチェンジャはカートリッジに係合して、適正な装着
を確保するため、係合アセンブリを上下に「揺動」させ
、それからカートリッジを取出す。

【実施例】

以下の説明は、現在企図されている本発明の最良の実施
態様に関するものである。この説明は、制限を意味する
ものと解釈すべきではなく、単に、本発明の一般原理に
関する説明を目的としたものである。本発明の範囲は付
属のクレームを基準にして判定するのが望ましい。 本発明の光デイスク取扱いシステム（「オートチェンジ
ャ」）は、２つの制御システムを利用して、収納保持ユ
ニットアレイ（「セル」）から光デイスク読取り装置（
「光学駆動装置」）へ光デイスクカートリッジを移動さ
せるのに必要な６つの動作を可能にする。光学駆動装置
は、またアレイ内に配置されてカートリッジ内の光ディ
スクについてデータの読取り又は書込みを行う。読取り
又は書込み動作が済むと、カートリッジは元のセルに戻
される。人間のオペレータがカートリッジ挿入アセンブ
リ（「メールスロット」）を介して、該システムにカー
トリッジを挿入することができる。オペレータがカート
リッジをメールスロットに挿入する毎に、制御システム
はオートチェンジャに接続されたホストコンピュータシ
ステムの要求に従って、カートリッジをセルに光学駆動
装置のいずれかへ移動させる。オペレータが取出せるよ
うに、カートリッジを光学駆動装置又はセルからメール
スロットへ移動させることも可能である。 データは、カートリッジ内における光ディスクのどちら
の面にでも納めることが可能である。 制御システムは、オートチェンジャ内のフリップアセン
ブリを用いてカートリッジをひっくり返し、光ディスク
のどちらの面でも光学駆動装置による読取り又は書込み
が施せるようにすることができる。 セルは、２つの縦列をなすように編成される。 制御システムは、横方向変位アセンブリを用いて、縦列
の一方のセルからもう一方の縦列のセルへカートリッジ
を移動させ、あるいは縦列の一方に配置された光学駆動
装置ともう一方の縦列のセルとの間でカートリッジを移
動させる。 また、メールスロットが縦列の一方に配置されるので、
制御システムは横方向変位アセンブリを用いて、メール
スロットからもう一方の縦列へカートリッジを移動させ
る。 制御システムは、カートリッジ係合アセンブリを用いて
、セル又は光学駆動装置内に納められたカートリッジの
露出端部に取付ける。取付は後、制御システムは軸方向
変位アセンブリを用いて、セル又は光学駆動装置からカ
ートリッジを取出す。カートリッジの垂直方向及び横方
向における位置決めが済むと、次に軸方向変位アセンブ
リを利用してカートリッジをセル又は光学駆動装置に挿
入し、そこで、係合アセンブリはカートリッジを解放す
る。カートリッジ係合アセンブリ、軸方向変位アセンブ
リ、及び横方向変位アセンブリは、共に駆動機構と呼ば
れるアセンブリを形成している。 前述の特許明細書（Ｅ）から（Ｆ）に基づいて、オート
チェンジ中の機械的様態に関するより完全な説明を行う
。 ここで第１図を参照すると、本発明の環境に関するブロ
ック図が示されている。コンピュータシステム１０は、
システムバス１４に接続された処理素子１２を備えてい
る。処理素子１２はシステムバス１４を介して主メモリ
２０から命令を受信し、入力用のキーボード１６と出力
用のデイスプレィ１８を利用して、人間のオペレータと
通信を行う。 小型コンピュータシステムインタフェース（ＳＣ３Ｉ）
であるインタフェース２２がバス２８を介してオートチ
ェンジャ２４とコンピュータシステム１０を接続する。 オートチェンジャ２４には複数の光デイスクカートリッ
ジを保持するセルのアレイが含まれている。各カートリ
ッジにはデータ記憶に用いられる光ディスクが含まれて
いる。 オートチェンジャ２４にはカートリッジ内の光ディスク
に関するデータの読取り及び書込みに用いる光学駆動装
置２６が組み込まれている。光学駆動装置２６は、処理
素子１２の制御下で駆動装置２６と主メモリ２０の間に
おけるデータ転送を行うため、５Ｃ８Ｉインタフエース
２２を介してシステムバス１４にも取りつけられいてい
る。 主メモリ２０は、オペレーティングシステム３０及びユ
ーザソフトウェア３２を含むコンピュータシステム１０
のプログラミング命令を保持している。オペレーティン
グシステム３０及びユーザーソフトウェア３２は連係し
て、オートチェンジャ２４内におけるカートリッジの選
択、及び光学駆動装置２６によるデータの読取り及び書
込みを制御する。 第２図には、オートチェンジャ２４の高レベルのブロッ
ク図が示されている。インタフェースバス２８は、イン
タフェース２２（第１図）をオートチェンジャインタフ
ェース電子装置４６に接続スル。マイクロプロセッサシ
ステム５０ババス４８を介してインタフェーズ４６と接
続している。マイクロプロセッサ５０は、またバス５２
を介して制御システム電子装置５４と接続し、インタフ
ェース２５を介して光学駆動装置２６と接続している。 マイクロプロセッサ５０は、バス２８、インタフェース
４６及びバス４８を介してコンピュータシステム１０（
第１図）から指令を受信する。これらの指令はセルを光
学駆動装置２６の間でカートリッジを移動させたり、メ
ールスロット（不図示）を介してカートリッジの挿入及
び取出しを行うようにオートチェンジャ２４に命じるも
のである。 マイクロプロセッサは、インタフェース２５を介して光
学駆動装置２６とインタフェースし、オートチェンジャ
内の２つの制御システムに命令することによって、これ
らの指令を実施する。制御システムは、オートチェンジ
ャの機械アセンブリを駆動する２つのモータに接続され
たインタフェース電子装置５４を備えている。該電子装
置５４は、一対の接続６４を介して第１のモータを駆動
し、信号６６を介してシャフトエンコーダ６２からの位
置フィードバックを受ける。モータ６０はモータシャフ
ト６８を介してオートチェンジャの機械アセンブリ８０
に機械的につながれている。 電子装置５４は、また接続７４を介して第２のモータを
駆動し、信号７６を介してシャフトエンコーダ７２から
の位置フィードバックを受ける。この第２のモータはモ
ータシャフト７８を介してオートチェンジャの機械アセ
ンブリ８０に機械的につながれている。 第２Ａ図及び第２Ｂ図には、横方向及び垂直方向に延び
るセルアレイ４０内に配置された複数の軸方向に延び、
後方が開放されているセル３５゜３７、３９等と連係し
て用いられる光デイスクカートリッジ取扱いシステム２
４の機械アセンブリ又は機構が示されている。 取扱いシステム２４は、人間のオペレータの手で挿入さ
れ、その第１の端部が前方位置につくことになる。カー
トリッジ４３を収容するための挿入アセンブリで構成す
ることができる。挿入アセンブリは、カートリッジを軸
方向に変位させたり、回転させたりして、カートリッジ
の第１の端部がハウジングの後部に向かう位置につくよ
うな形でカートリッジをカートリッジ係合機構に渡す。 カートリッジ係合機構４５は、挿入アセンブリ４１又は
３５．３７．３９といった別のセルに収容されたカート
リッジの露出端部と係合するように設けられている。 軸方向変位アセンブリ４７は係合機構と連係動作し、係
合機構４５に係合したカートリッジ４３を軸方向に変位
させる。 フリップアセンブリ４９は、係合アセンブリ４５と連係
動作し、軸方向に延びるフリップ軸ＤＤまわりで、係合
機構と係合したカートリッジを裏返しするために用いら
れる。 横方向変位アセンブリ５１は、係合アセンブリ４５と連
係動作して、係合機構に係合したカートリッジ４３を横
方向に変位させる。 回転可能な第１のモータアセンブリ６ｏは、軸方向変位
アセンブリ４３、フリップアセンブリ４９及び横方向変
位アセンブリ５１に連係動作して、それらに駆動力を加
える。 軸方向変位アセンブリ４７の移動を制限するストップア
センブリ５３を設けることが可能である。 ラッチ状態と非ラツチ状態を備え、フリップアセンブリ
４９と連係動作して、ラッチ状態時にはその回転を阻止
するフリップラッチアセンブリ５５が設けられている。 ラッチ状態と非ラツチ状態を備える並進ラッチアセンブ
リ５７が設けられている。並進ラッチアセンブリは横方
向変位アセンブリ５１と連係動作して、ラッチ状態時に
はその横方向変位を阻止する。 カートリッジ取扱いシステム２４は、ストップアセンブ
リ５３が軸方向変位アセンブリ４７からはずれ、フリッ
プラッチアセンブリ５５がラッチ状態になり、並進ラッ
チアセンブリ５７がラッチ状態になるプランジ動作を備
えている。カートリッジ取扱いシステム２４は、ストッ
プアセンブリ５３は軸方向変位アセンブリ４７と係合し
；フリップラッチアセンブリ５５が非ラツチ状態になり
；並進ラッチアセンブリ５７がラッチ状態になるフリッ
プ動作状態を備えている。カートリッジ取扱いシステム
２４も並進ラッチアセンブリ５７が非ラツチ状態になる
並進状態を備えている。 横方向変位アセンブリ５１に回転変位するように取りつ
けられ、軸方向変位アセンブリ４７とフリップアセンブ
リ４９に連係して、その駆動を行う第１のギヤアセンブ
リ５９が設けられてる。 連続してすべらないように第１のギヤ手段５９と係合し
、第１のギヤアセンブリ５９を第１のモータアセンブリ
６０に連係させて、その駆動を行うための連続駆動ベル
トアセンブリ６１が設ケラれている。連続駆動ベルトア
センブリは第１のギヤアセンブリ５９から第１の横方向
に延びる第１の部分６３と、第１のギヤ手段から第２の
横方向に延びる第２の部分６５から構成することができ
る。第１のギヤアセンブリ５９が回転しないように口、
りされる時、横方向変位アセンブリ５１は連続ベルトア
センブリ６１の移動によって横方向に変位することがで
きる。 第１のギヤアセンブリ５９と連係動作する、ロック状態
と非ロツク状態を備えたギヤロックアセンブリ６７が設
けられている。ギヤロックアセンブリ６７は、ロック状
態にあるとき第１のギヤアセンブリ５９の回転を阻止す
る。カートリッジ取扱いシステム２４は、並進ラッチア
センブリ５７が非ラツチ状態の場合にはギヤロックアセ
ンブリ６７がロック状態になり、並進ラッチアセンブリ
５７がラッチ状態の場合にはギヤ口ックアセンブリ６７
が非ロツク状態になるように作られ、構成されている。 光デイスクカートリッジ取扱いシステム２４は、またカ
ートリッジ係合アセンブリ４５に係合したカートリッジ
を垂直方向に変位させる垂直変位アセンブリ６９を備え
ている。第２のモータ７０は垂直変位アセンブリ６９と
連係動作して、それに駆動力を加える。 第３図には、本発明による２つの制御システムの一方を
表した制御システムの電子装置、モータ及び機械アセン
ブリの詳細ブロック図が示されている。制御システムの
モータを駆動するのに用いられる方法は、普通、同様の
制御システムに用いられるパルス幅変調（ｒＰＷＭＪ　
）である。この方法では電圧量を変動させるのではなく
、モータに加えられる定電圧パルスの衝撃係数を変動さ
せることによってモータ速度を制御する必要がある。Ｐ
ＷＭ法について例示されているが、本発明の範囲内にお
いて、モータ速度を制御する他の方法を用いることも可
能である。 ここで第３図を参照すると、バス５２がマイクロプロセ
ッサ５０（第２図）からヒューレソトパッカード社の部
品番号ＨＣＴＬ−１０００として市販されているパルス
幅変調集積回路（ｒＩＣＪ）９０にデータを転送する。 同じ機能を実施する同様の集積回路が、例えばモトロー
ラ社の部品番号ＭＣ３３０３０やシリコン・ジェネラル
社の部品番号５ＧＩ７３１のように、他のメーカから入
手可能である。 ＩＣ９０はマイクロプロセッサのバス５２と直接インタ
フェースして、マイクロプロセッサがＩＣ９０内のレジ
スタについて書込み又は読取りを行い、ＩＣ９０のＰＷ
Ｍ出力を発生するのに必要な機能を実施できるようにす
る。Ｉｃ９ｏ内のＰｗＭ発生回路９２は、バス５２から
データを受は取り、このデータを変換して、電圧増幅器
１００に接続される２つの時変出力信号９６にする。デ
ータの極性に基づき、１度に信号９６の一方だけが有効
になり、この有効信号はデータの値に比例した衝撃係数
を備えていて、この値が大きくなればそれだけ衝撃係数
も増すことになる。信号９６はモータ６０の駆動に適し
たレベルまで電圧増幅器１００によって増幅される。電
圧増幅器１００はマイクロプロセッサからの信号１０２
によって使用可能又は使用禁止にすることができる。 シャフトエンコーダ６２（第２図にも示されている）は
、モータシャフトの角位置に関する２つのチャネル出力
を送り出す市販の部品である。 この部品の例にはヒユーレットバラカード社の部品番号
ＨＥＤＳ−５５００、ＨＥＤＳ−６０００及びＨＥＤＳ
−９０００といった部品がある。シャフトエンコーダ６
２はモータシャフト６０に取りつけられて、内蔵ユニッ
トを形成する。シャフトエンコーダの内側にはエンコー
ダディスク（不図示）が配置されており、該ディスクの
一方の側には発光器（不図示）が設けられ、該ディスク
のもう一方の側には受光器（不図示）が設けられている
。該ディスクは、一連の暗線がその表面にプリント又は
エツチングされている点を除けば、透明である。発光器
からの光がエンコーダディスクを照射して通過し、シャ
フトの回転につれて光をさえぎる暗線によってパルス列
が発生する。９０度の間隔をあけて配置された２つの受
光器が用いられるので、受光器からの２つの出力チャネ
ルを利用して、回転方向を検出することができる。２つ
のチャネルから出力されるパルス列は、ＩＣ９０のエン
コーダインタフェース及びカウンタセクション９４に送
られる。２つのチャネルの位相関係によって、モータの
回転が時計廻りか、反時計廻りかの判定が行われる。Ｉ
Ｃ９０は位相を解読し、シャフトエンコーダ６２が発生
するパルス数をカウントして、マイクロプロセッサ５０
による処理に備え、このデータをバス５２に供給する。 ＩＣ９０からエンコーダ６２のデータを得ることによっ
て、マイクロプロセッサはモータ６０の回転速度及び方
向を判定する。エンコーダインタフェース９４のカウン
タは、またモータのシャフト位置を維持する。 制御システムのインタフェース電子装置５４ニは、モー
タ６０に流れる電流を、マイクロプロセノサがこうした
電流量の測定に利用することができる信号に変換する手
段も含まれている。この方法では、差動増幅器１０６に
モータのリード線６４と直列をなすサンプリング抵抗器
（不図示）の両端にかかる電圧を入力することによって
、この電圧１０４の測定を行う。該電圧は、そこでデジ
タルアナログ変換回路（ｒＤＡ　Ｃｌ　）　１１０によ
って出力される既知の電圧信号と比較される。 マイクロプロセッサ５０からＤ　Ａ　Ｃ１１０へデータ
が送られ、該データはアナログ信号１０８に変換される
。この信号１０８は差動増幅器１０６によってモータの
電流を表す電圧信号１０４と比較される。差動増幅器１
０６の出力信号１１２はマイクロプロセッサ５０によっ
て読取られ、ＤＡＣの出力］０８がモータ電流に関する
電圧値１０４を超えるか、あるいはそれ未満であるかの
判定が行われる。こうして、マイクロプロセッサ５０は
、信号１１２の値が変化するまでＤ　Ａ　Ｃ１１０の値
を変化させることによって、モータの電流を求めること
ができる。 第４図は、本発明のソフトウェアの機能間の流れに関す
る高レベルのブロック図である。インタフェースプロト
コル及び指令Ｉ１０のブロック１３２では、インタフェ
ース電子装置４６（第２図）と対話して、コンピュータ
システム１０（第１図）から指令を受信し、状況をコン
ピュータシステム１０に送り返す。ブロック１３２では
全ての場所及び対応する状況の論理構成を保持する役目
を担うカートリッジ管理ブロック１３４に指令が送られ
る。さらに、ブロック１３４では、コンピュータシステ
ムからのインタフェース指令がオートチェンジャの内部
指令構造に翻訳され、動作計画及び実行機能のブロック
１３６に送られる。この機能は、指令構造をその指令を
実施する一連のオートチェンジャ副指令に変換する。ブ
ロック１３６では、また副指令の順序づけを行って、時
間的に最適なやり方で指令が実施されるようにする。機
能調整のブロック１３８では、制御システムの動作に修
正を加えて、必要な機械アセンフリのそれぞれが適正に
動くようにすることにより、一連の副指令に指令実行の
ための調整が施される。副動作実行ブロック１４０では
、各副指令を実行するため、オートチェンジャにおける
最低レベルの動作を実施する。制御システムのそれぞれ
に対する入力位置を調整し、プロ・ツク１３６及び１３
８によって与えられた所定の加速、ピーク速度、及び力
のパラメータに基づいて、各入力毎に動作のプロフィル
を示す。サーボ制御ループ及び監視のブロック１４２で
は、制御システムの電子装置５４（第２図）とインタフ
ェースし、デジタル補償アルゴリズムによって２つの制
御システムにおけるモータの位置に制御を加える。 このブロックでは、さらに２つの制御システムに関する
位置、力及び速度のデータを保持し、該システムの監視
を行って、異常な又は予期しない条件が生じると該シス
テムに対するパワーを使用禁止にする。 第５図には、本発明のサーボ制御システムが示されてい
る。従来のデジタルサーボ制御ループ１５０を利用して
、制御システムに対するモータの制御が行われる。本発
明ではＹ制御ループとＺ制御ループと称する、２つのこ
うした制御ループが設けられている。各制御ループは、
位置信号１５４を総和ジャンクション１５６に入力する
サーボ補償モジュール１５２を備えている。総和ジャン
クション１５６の出力は、出力伝達関数Ｇｃ（）に送ら
れ、この出力１５６に定数Ｋｐをかけることによって、
総和ジャンクション１５６の出力が信号１６０に変換さ
れる。表１には、各制御システムの各動作毎にＫｐが示
されている。結果得られる値は、制御システムのインタ
フェース電子装置５４におけるＩＣ９０に送られる。次
に、この信号が増幅器１００によって増幅され、モータ
６０に入力される。シャフトエンフーダ６２からＩＣ９
０へ情報カ送うれ、ＩＣ９０からフィールドパ・ツク伝
達関数Ｈｅ（）１６４に、信号１６２によって位置及び
速度情報が送られる。フィールドパ・ツク伝達関数１６
４によって、位置及び速度情報は負のフィールドバック
信号１６６に変換され、総和ジャンクション１５６に入
力される。関数Ｈｅ（）は：

【数１】 Ｈｅ（）＝　１　　＋ＫＶ　　ｄ／　ｄ　　ｔであり、 ここで、ｄ／ｄ　ｔは入力１６２の導関数、ＫＶは定数
値である。表１には各制御システムの各動作毎にＫＶが
示されている。こうしてＨｃ（）によって、出力位置の
導関数に定数ＫＶをかけた値に出力位置が加算される。 Ｋｐ及びＫＶの値はシステムに対する精度及び安定性の
要件によって決まる。Ｋｐが大きくなれば位置のエラー
が減少する。ＫｐとＫＶの両方によって制御ンステトの
安定性と性能が決まる。こうして、ライン１５４によっ
て新しい位置を受信する毎に、制御ループ１５２はモー
タ６０の位置を変更する。後述するように、モータ６０
は時間が異なれば負荷も異なる可能性がある。こうした
異なる負荷を補償するため、補償値信号１６８によって
サーボ補償モジュール１５２に異なる補償値Ｋｐ及びＫ
Ｖを入力することができる。また、ソフトウェアが制御
システムを停止しなければならないと判定した場合には
、サーボ補償モジュール１５２に停止信号１７０を入力
することによって停止させる。 力計算モジニール１７４はモータによって加えられる力
の量を判定する。該モジュールは信号１７２によって補
償モジュール１５２から補償値及びモータ速度を受信す
る。本発明の機械的触覚は、オートチェンジャの制御シ
ステムによって働く力の計算と、オートチェンジャの操
作時に力の情報を利用する方法である。この機械的触覚
は、制御システムの機械的パラメータに関する知識を利
用して、該システムのモータによって機構に加えられる
力の量を導き出す。力計算モジュール１７４によって周
期的に力の計算が行われ、変数記憶領域１７６にこの力
の情報を納めることによって、制御システム内の他のソ
フトウェアモジュールによる利用が可能になる。この力
の情報は他のソフトウェアモジュールによって、位置フ
ィールドバック及びオートチェンジャ内における異常状
況の検出のための検知機構として利用される。力は

【数２】 Ｆ＝Ｔｍ／ｒ によって直接モータのトルクと関連付けられるが、この
場合、Ｆは有効半径ｒで動作するモータのトルクＴｍに
よって生じる発揮される力であり、ｒはオートチェンジ
ャの機構をモータアセンブリに取りつける伝動装置によ
って決まり、／は割算を表している。モータのトルりは

【数３】 Ｔｍ＝Ｉｍ＊Ｋｔ によってモータの電流と直接関連づけられるカダ、この
場合Ｉｓは瞬時モータ電流であり、Ｋｔはモータのトル
ク定数であり、＊は掛算を表して（する。 モータの電流は電子装置によって直接計算することもで
きるし、モータ電圧とモータ速度（こ関する知識から計
算によって求めることもできる。結果得られる式は

【数４］ Ｆ＝Ｔｍ／ｒ −（Ｋｔ／ｒ）＊Ｉ になる。 本発明の場合、直接測定は電子装置とソフトウェアを組
み合わせることによって行われる。 第３図に関連して、上述のように増幅器１００からのモ
ータ電流に比例した電圧が、差動増幅器１０６によって
Ｄ　Ａ　Ｃ１１０の出力と比較される。力計算モジニー
ル１７４は、信号１７８によっである値ＤＡＣＩＩＯに
送り、信号１１２によってこの値とモータ電流に比例し
た電圧との比較結果を受信する。 ソフトウェア】７４は信号１１２が等しい比較結果を示
すまでこの値を変化させ、これによって、その値はモー
タ電流を表すことになる。Ｋｔ及びｒは定数であるので
、前もって新しい定数Ｋを計算することが可能であり、
結果得られる式は

【数５】 Ｆ＝に＊Ｉ になる。 モータ電流は

【数６】 Ｉｍ＝　（Ｖｍ−（Ｋｔ＊ｗ））／Ｒ によって計算することもできるが、ここでＶｍＬＬ　モ
ータ電圧、Ｋはモータのトルク定数、Ｒはモータ及びモ
ータに連係した駆動回路の抵抗、Ｗはモータシャフトの
ラジアン速度である。制御ループ１５０ではデジタルコ
ントローラが用い↓れるので、ｖｍ及びＷはすでにデジ
タル形式での利用が可能である。カに関する簡単な計算
が

【数７】 Ｆｍ＝　　（Ｋｔ／　（ｒ　＊　Ｒ））＊　　（Ｖｍ−
（Ｋｔ＊ｗ）） ＝（Ｋｌ＊Ｖｍ）”　（Ｋ２＊ｗ） によって行われるが、この場合、ＫＩ＝Ｋｔ／（ｒ＊Ｒ
）、Ｋ２＝Ｋｔ＊Ｋｔ／　（ｒ＊Ｒ）であＺ後述のよう
に、カの情報はフィールドバック及び障害検出の一形態
としてコントローラのソフトウェア全体に拡張して用い
られる。コントローラは動作実行中の戦略時間における
カを監視することによって、動作の完了を検知すること
ができる。コントローラは所望のカ又は抵抗が得られる
まで、モータの動作の調整することができる。力を監視
することによって、全ての動作を即時停止させるに十分
な異常な状況を検出することもできる。 計算がすめば、力は変数記憶領域１７６に記憶される。

【基本操作】

ここで第６図を参照すると、移動操作に関連した主モジ
ュール及びデータフローを示すブロック図が描かれてい
る。副動作実行モジュール１４０（第４図）の１つであ
る移動軸モジュール２００が、デルタＹ１　デルタＺ１
　及びＩＤ値を含む入力パラメータ２０１を受信する。 デルタＹ及びデルタＺは、現在位置と新しい位置との間
のシャフトエンコーダによるカウント数である。ＩＤ値
は、信号２１２によってループ監視２１０に送られルコ
トになる力の値を検索するための、ルックアップテーブ
ルに対するインデックスとして用いられている。この表
には、またブロック２０４に対する入力に関したミリメ
ートル／秒／秒Ｃ表す加速や、ミリメートル７秒で表し
た速度も示されている。表１には制御システムの各動作
毎に、力の値、加速（Ａｃｃｅｌ）、及び速度（Ｖｐ）
が示されている。ブロック２０４では加速及び速度のパ
ラメーターがプロフィル発生プログラムのためのデータ
に変換され、プロフィル発生プログラムにスケーリング
情報を提供する。ブロック２０４では、次に移動を開始
する。移動が始まると、周期的なタイマー割込みによっ
て、制御がプロフィル発生プログラム２０６に移される
。ブロック２０４から送られるパラメータを利用して、
プロフィル発生プログラム２０６は、移動を生じさせる
べき方法に関する位置のプロフィルを動的に作成する。 このプロフィルには時間に関スるＹ位置及びＺ位置が含
まれており、これらの位置は信号１５４ｙによってＹ制
御ループ１５０Ｙに、また信号１５４ｚによってＺ制御
ループ１５ｏｚに送られる。 制御ループの説明は、第５図に関連して既述のところで
ある。機構に動きが生じると、制御ループは力計算モジ
ュール１７４Ｙ及び１７４Ｚ　（第５図に関連して説明
済み）に情報を送り、これらによって、力の情報は変数
メモリ１７６に記憶される。 ブロック２０２におけるセットアツプの実施中に、信号
２１２によって停止力のセツティングがループ監視２１
０へ送信済みになっている。ループ監視２１０は、後述
のように、停止力のセツティングと変数メモ１月７６の
力を比較して、その力が安全限界を超えると、制御ルー
プ１５０Ｙ及び１５０２を停止させる。移動が完了する
と、完了信号２０Ｂが移動軸モジュール２００に戻され
、さらに該モジュールからその呼出しルーチンに移動が
完了したことを知らせる。プロフィル発生プログラム、
制御ループ、及びループ監視は割込み駆動を受ける背景
モジュールとして実行されるので、制御システムが絶え
ずサービスを受けている点に留意すること。 第７図には、制御フローチャートとして移動軸モジュー
ルのプロセスが示されている。モジュールに入った後、
ブロック２２０において、移動パラメータ及びプロフィ
ル発生プログラムをセットアツプして移動の準備を行い
、ブロック２２２では移動を開始させ、ブロック２２４
では背景プロセスだけを実施して移動を完了させる。完
了すると、制御はブロック２２６において呼出しルーチ
ンに戻される。 第８図はループ監視ブロック２６ｏ（第６図）のフロー
チャートである。このモジュールでは、移動パラメータ
セットアツプブロック２０２から最大力パラメータを受
は取り、制御を受ける毎にモータが働かせる力とこれら
の力の値との比較を行う。働く力が最大値を超えると、
制御システムは両方とも停止する。ここで第８図を参照
すると、タイマー割込みによって入った後、フロック２
４０ではＹ制御システムが働かせる力と、移動パラメー
タセットアツプブロックから送られてくる最大Ｙ力との
比較を行う。その力が最大Ｙカ以下の場合、制御はブロ
ック２４２に移され、制御値はゼロにセットされる。こ
のカウントを用いて、停止を生じさせることなく、短い
時間期間にわたって力が最大値を超えるようにすること
ができるが、それより長い期間にわたって力が最大値を
超えると、停止することになる。 長い時間期間にわたって大きい力の発生を確保するため
、該モジュールは制御を受けたり、力が最大値未満にな
ると、いつでもカラン！・値をゼロにセットする。 力が最大値を超えると、ブロック２４４でカウントがイ
ンクリメントされ、ブロック２４６ではそのカウントの
評価が行われる。カウントが許容される最長時間にわた
ってカウントが高い値であったことを保証するのに必要
な値を超えると、制御はブロック２４８に移され、Ｙ状
況がカエラーにセットされて、停止が生じることになる
。いずれの場合にも、制御はブロック２５０に移され、
Ｚ力が最大Ｚ力と比較される。Ｚ力が最大力未満の場合
、ブロック２５２においてカウントがゼロにセットされ
、別様であればブロック２５４においてカウントがイン
クリメントされる。ブロック２５６においてカウントの
評価が行われ、十分に大きければ制御がブロック２５８
に移され、Ｚ状況がカエラーにセットされ、停止するこ
とになる。 制御は、次にブロック２６０及びブロック２６２に移り
、Ｙ状況のカエラーとＺ状況のカエラーのいずれになる
かチエツクされる。どちらかの条件が真であれば、制御
はブロック２６４に移り、モータ駆動装置を停止させて
移動を停止し、次にブロック２６６において制御ループ
が使用禁止になって、新しい指令がモータに送られなく
なる。 ブロック２６０とブロック２６２のいずれにおいても、
エラー条件が検出されない場合、又は停止の後、制御は
ブロック２６８に移り、割込みから戻ることになる。 第９図は、データの流れを示す飽和軸操作のブロック図
である。この操作は、目標位置に達した場合と、移動に
抵抗する特定の力の検出時のいずれかにおいて、移動が
停止するという点を除けば、移動操作と似ている。ここ
で第９図を参照すると、副動作実行モジュール１４０の
１つである（第４図）飽和軸モジュール２８０は、デル
タＹ、デルタＺ及びＩＤ値を含む入力パラメータ２８１
を受信する。デルタＹ及びデルタＺは現在位置と新しい
位置の間のシャフトエンコーダによるカウント数である
。ＩＤ値は信号２８３によってループ監視２１０に送ら
れることになる力の値を検索するためのルックアップテ
ーブルに対するインデックスとして用いられる。この表
には、またブロック２８４に対する入力に関したミリメ
ートル／秒／秒で表す加速や、ミリメートル７秒で表す
速度も示されている。ブロック２８４では加速及び速度
のパラメータがプロフィル発生プログラムのためのデー
タに変換され、プロフィル発生プログラムに関するスケ
ーリング情報が提供される。次に、ブロック２８４にお
いて移動が開始する。移動が開始すると、周期的なタイ
マー割込みによって制御がプロフィル発生プログラム２
０６に移されるが、これは第６図のプロフィル発生プロ
グラムと同じである。ブロック２８４から送られてくる
パラメータを利用して、プロフィル発生プログラム２０
６は移動を生じさせるべき方法に関する位置のプロフィ
ルを動的に作成する。 このプロフィルには時間に関するＹ位置及びＺ位置が含
まれており、これらの位置は、信号１５４ＹによってＹ
制御ループ１５０Ｙに、また、信号１５４ＺによってＺ
制御ループ１５ｏｚに送られる。制御ループの説明は、
第５図に関連して既述のところである。機構に動きが生
じると、制御ループは力計算モジュール１７４Ｙ及び１
７４２　（第５図に関連して説明済み）に情報を送り、
これらによって、力の情報は変数メモリ１７６に記憶さ
れる。ブロック２８２によるセ、ｌ−アップの実施中に
、信号２８８によってしきい値力のセツティング値の２
倍にあたる停止力のセツティングが飽和プロセス２８６
へ送信済みになっている。ループ監視２１０には、信号
２８３によってしきい値力のセツティングが送信済みで
ある。上述のループ監視２１０は停止力のセツティング
と変数メモリ１７６の力を比較して、その力が完全限界
を超えると制御ループ１５０Ｙ及び１５ｏｚを停止させ
る。移動が完了すると、完了信号２０８が飽和移動軸モ
ジュール２００に戻され、さらに該モジュールからその
呼出しルーチンに該操作の完了したことを伝える。飽和
プロセス２８６では、また信号２８７によって変数１７
６の監視を行い、ブロック２８２から送られて（るしき
い値を超えるとこれを確認し、どちらかの力がしきい値
を超えると停止信号２９０によって移動を停止させる。 この時点で状況信号２９２によって飽和状況の利用が可
能になる。プロフィル発生プログラム、制御ループ及び
ループ監視は割込み駆動を受ける背景モジュールとして
実行されるので、制御システムは絶えずサービスを受け
ている点に留意すること。飽和プロセスは前景ループで
実行される。 第１０図は、飽和軸操作のフローチャートである。モジ
ュールに入った後、ブロック３００において、移動に備
えて入力パラメータ、デルタＹ及びデルタＺを処理し、
停止力値をループ監視に送り、プロフィルパラメータを
プロフィル発生プログラムに送り、しきい値力の値を飽
和プロセッサに送って、それから移動を開始させる。 ブロック３０２では力の値が測定されるのを待ち（タイ
マー割込みにより駆動される力計算モジュールによって
）、次にブロック３０４において、Ｚ力がＺしきい値を
超えるか否かを判定する。 力がしきい値を超えなければ制御はブＯツク３０６に移
り、Ｙ力値とＹしきい値パラメータの照合が行われる。 両方の力がしきい値未満の場合制御はブロック３０８に
移り、移動が完了したか否か、すなわち移動が最終位置
に達したか否かの判定が行われる。移動が完了していな
ければ制御はブロック３０２に戻り、同じチエツクを行
うことになる。Ｚ力がしきい値を超えると制御はブロッ
ク３１０に移り、Ｚ飽和フラグがセットされる；Ｙカが
しきい値を超えると制御はブロック３１２に移り、Ｙ飽
和フラグがセットされる。いずれかの場合、すなわち移
動が完了する場合には制御はブロック３１４に移り、移
動を停止する。次に、フロック３１６では、戻るべき状
況であるか否かの判定を行い、呼出しルーチンに戻る。 上述の移動軸及び飽和軸ルーチンは、特定の操作を行う
下記ルーチンにおいて用いられる。 下記特定の移動ルーチンのそれぞれは、第４図の機能調
整ルーチン１３８の一部である。下記説明において注目
されるのはＹ制御システムが、係合、フリップ及び軸方
向変位を行う、駆動機構とも呼ばれる装置を垂直方向に
移動させ、Ｚ制御システムはカートリッジを取り出すた
め、係合機構を内側に押しやり、係合機構を押し出して
駆動機構をひっくり返し、駆動機構を並進させるという
点である。Ｚ制御システムは、またメールスロットのカ
ートリッジ挿入機構を移動させる。本発明の機械的アセ
ンブリに関するより完全な説明については、前述の特許
出願（Ｅ）を参照のこと。

【並進操作】

第１ｊ図は、駆動機構を１つの縦列からもう１つの縦列
に移動させる並進操作のフローチャートである。この操
作には駆動機構を縦列の底部にあたる位置まで移動させ
て、横方向変位ラッチを解除することが含まれる。解除
されると、横方向変位ラッチはＺ制御システムの制御下
で駆動機構を横方向に移動させることが可能になる。Ｚ
制御システムが駆動機構を新しい位置まで移動させると
、Ｙ制御システムは駆動機構を上昇させて、横方向変位
ラッチがラッチをがけれるようにし、それ以上の横方向
変位を阻止する。 ここで第１１図を参照すると、モジュールに入った後、
ブロック３２６において、プランジに対する制御システ
ムの利得がセットされ、ブロック３２８では係合機構は
横方向変位ラッチにょるラッチの解除を可能ならしめる
位置に戻される。次にブロック３３０において、移動軸
モジュールを呼び出して駆動機構を縦列の底部にあたる
位置まで移動させ、横方向変位ラッチを解除する。横方
向変位ラッチが解除されると、駆動機構の横方向移動が
可能になるが、この移動はＺ制御システムに対して新し
い１組のプラントパラメタを提供する。この結果、ブロ
ック３３２では、この移動に関するＺ制御システムに対
する利得パラメータが変更される。これらのパラメータ
は第５図の信号１６８として示されている。並進のため
に利得が変更されると、ブロック３３４において移動軸
モジュールが呼び出され、駆動機構はもう１つの縦列に
おける所望の新しい位置に近い位置まで移動する（Ｚモ
ータを動かすことによって）。ブロック３３６では、次
に飽和軸モジュールが呼び出されて、Ｎポンドの力に出
くわすまで駆動機構を移動させる（Ｎ及び距離の定義に
ついては表１参照のこと）。この操作は駆動機構を機械
的ストップに押しつけることによって移動を完了させる
。このストップは新しい位ｆｌに関する機械的位置の製
造許容差について調整を施す。呼出しから飽和モジュー
ルに戻ると、ブロック３３８においてＮポンドの力に出
くわしたか否かの判定を行い、前記力に出くわしていな
ければブロック３４０において後続の機能を使用禁止に
するため、エラーが記録される。いずれの場合にも、ブ
ロック３４２においてＹ制御システムは並進位置から垂
直方向に移動して、離れ、横方向変位ラッチを再びかけ
ることが可能になり、ブロック３４４においてＺ制御シ
ステムが新しい絶対位置まで移動し、該システムから張
力が除去される。次にブロック３４６において、制御が
呼出しモジュールに戻る前に、後続のプランジ操作に備
えて制御システムの利得がリセットされる。 オートチェンジャ光学駆動装置の操作 第１２図には、光デイスク取扱い装置２４と光学駆動装
置２６の間のインタフェースが示されている。ここで第
１２図を参照すると、取出し要求信号４０４及びランプ
信号４０６の電気的基準として役立つ接地信号を生じる
インタフェース２５（第２図にも示されている）が示さ
れている。取出し要求信号４０４は光デイスク取扱いシ
ステム２４のマイクロプロセッサシステム５０によって
光学駆動装置２６に信号を加え、光学駆動装置２６に現
在納められているカートリッジを排出させるために用い
られる。ランプ信号４０６は、光学駆動装置２６によっ
てマイクロフロセッサシステム５０に対し４つの異なる
機能の１つの信号で知らせるために用いられる。ランプ
信号４０６で知られるこれらの機能のうち第１の機能は
、光学駆動装置２６が電源オン時自己検査でうまくゆか
なかったことを表す故障表示である。ランプ信号４０６
によって表示される第２の機能は、光学駆動装置２６が
操作を実施中である旨の表示である。ランプ信号４０６
によって知らされる第３の機能は、光学装置が取出し操
作を実施中である旨の表示であり、ランプ４０６によっ
て知らされる第４の機能は、光学駆動装置が光学装置内
に現在納められているカートリッジを回転させて、テス
ト中である旨の表示である。 光学駆動装置２６の操作時、ランプ信号はパワーアップ
時に「オン」状態になり、パワーアップ及び自己検査中
は「オン」状態にとどまる。 光学駆動装置の自己検査が首尾よく終わると、ランプ信
号４０６は「オフ」状態になる。自己検査がうまくゆか
なければ、ランプ信号は「オン」状態にとどまる。光学
駆動装置が実施する自己検査には、電源オン時にカート
リッジが光学駆動装置に納められている場合には読取り
及び書込みテストを含めることができる。光学駆動装置
２６がシーク操作、読取り操作又は書込み操作を実施し
ている間に、ランプ信号４０６は約０．２〜０．１秒の
速度で「オン」状態と「オフ」状態の間でスイッチされ
る。マイクロプロセッサシステム５０が取出し要求信号
を光学駆動装置２６に送ると、該駆動装置は取出しシー
ケンスを開始し、少なくとも１秒間にわたってランプ信
号４０６を「オン」状態にする。少なくとも１秒間が経
過し、カートリッジが持ち上げられ、開放されて取り出
されると、光学駆動装置２６は、ランプ信号４０６を「
オフ」状態にする。取出し操作時の１オン」時間は実施
中信号時の周期時間より長いので、取出し信号と実施中
信号との弁別が可能である。光学駆動装置２６内にカー
トリッジがなければ、取出し信号によって光学駆動装置
はランプ信号４０６をやはり少なくとも１秒間にわたっ
て「オン」状態にし、その後、ランプ信号４０６を「オ
フ」状態にする。光学駆動装置２６が取出し操作を実施
できない場合、ランプ信号４０６は「オン」状態になら
ない。カートリッジか光学駆動装置２６に挿入されると
ランプ信号４０６は「オン」状態になり、カートリッジ
内の媒体が動作速度に達し、光学駆動装置の焦点合わせ
が完了し、媒体に対する読取り又は書込みの準備が整う
まで、その状態にとどまる。その時点になると、光学駆
動装置２６はランプ信号４０６を「オフ」状態にする。 第１３Ａ図〜第１３Ｄ図は、ランプ信号４０６と取出し
要求信号４０４のタイミング図である。ここで第１３Ａ
図を参照すると、ランプ信号４０６は電源オンの時点４
１０で「オフ」状態から「オン」状態に移行し、自己検
査が完了する４１２まで「オン」状態にとどまる。光学
駆動装置２６にカートリッジが挿入されると、ランプ信
号は４１４において「オフ」状態から「オン」状態に移
行し、カートリッジ内の媒体は所定の速度まで加速され
る。４１６の時点でランプ信号４０６は「オン」状態か
ら「オフ」状態に移行し、信号によって光学駆動装置２
６による操作開始の準備か整ったことが知らされる。 読取り、書込み又はシーク操作時、ランプ信号４０６は
第１３Ａ図の位置４１８に示すように０．２〜１周期／
秒の速度で「オフ」状態から「オン」状態にスイッチさ
れる。マイクロプロセッサシステム５０が第１３Ａ図の
位置４２０に示すように取出し要求信号を送り出すと、
光学駆動装置２６は４２２で示すように「オフ」状態か
ら「オン」状態に移行し、４２４で示すように取出しが
完了するか、又は１秒間が経過するまで「オン」状態に
とどまる。 第１３Ｂ図には、第１３Ａ図と同様のタイミング図が示
されている。ただし、第１３Ｂ図には電源オンプロセス
時にカートリッジが光学駆動装置２６に納められている
場合の、電源オン周期が示されている。光学駆動装置２
６がパワーを加えられると、ランプ信号４０６は４３０
において「オフ」状態から１オン」状態に移行し、自己
検査が完了し、媒体が動作状態になるまで「オン」状態
にとどまり、それから４３２においてランプ信号４０６
は「オフ」状態に戻る。 第１３Ｃ図には、第１３Ａ図と同様のタイミング図が示
されている。第１３Ｃ図に示すところによれば、光学駆
動装置２６が他の操作の実施中に取出し要求信号を受信
すると、光学駆動装置２６はランプ信号４０６の多くの
実施中表示によって示されるように、他の操作を完了し
てから取出しシーケンスを開始する。 第１３Ｄ図は、やはり第１３Ａ図と同様のタイミング図
である。第１３Ｄ図に示すように、電源オンシーケンス
中に、光学駆動装置が取出し要求を受信すると、電源オ
ンシーケンスを完了して、ランプ信号４０６が「オフ」
状態になってから、取出しシーケンスを開始する。 第１４図には、カートリッジを光学駆動装置に挿入する
プロセスのフローチャートが示されている。ここで第１
４図を参照すると、モジュールに入った後、ブロック５
０２において第７図を呼び出し、光学駆動装置の中心と
垂直方向においてアライメントがとれるように駆動機構
を光学駆動装置の前に位置決めする。ブロック５０４で
は、媒体を公称距離だけ光学駆動装置内に挿入して、挿
入プロセスを開始する。この公称距離ｒＤＪは適応アル
ゴリズムに基づくものであり、光学駆動装置に対する前
の挿入時に実施中であることが肯定されたポイントより
　１．６ミリメ一ドル手前まで媒体を挿入することにな
る。挿入が初めて行われる場合（パワーアップ後）、挿
入距離は光学駆動装置の内部ハードストップから４５ミ
リメートルになる。この初期挿入が済むと、ブロック５
０６において、駆動機構によって媒体に加えられる力が
２０ボンドを超えるが否かの判定を行う。力が口の量を
超えるとプ０．７り５０６からブロック５０８へ移行し
、エラーが報告され、後続の操作に対し制御システムが
使用禁止になる。 媒体は、最後にうまくいった挿入より　１，６ミリメ一
ドル手前まで挿入されるので、通常、停止は行われない
。この時点でエラーが生じると、フローチャートが通常
の経路をたどり続けることができるように、操作の実施
が不能になる。 いずれの場合にもフローチャートはブロック５１０から
続行され、ステップカウント値はゼロにセットされる。 次にブロック５１２において第７図が呼び出され、媒体
はさらに０．４ミリメートルだけ光学駆動装置内に挿入
される。次にブロック５１４においてステップカウント
が１だけインクリメントされ、ブロック５１６では力が
１４ポンドを超えるか否かのチエツクが行われる。過剰
力状態が生じると、ブロック５１６からブロック５１８
に移行し、エラーが記録され、後続の操作が実施できな
くなる。いずれの場合にもフローチャートはブロック５
２０から続行され、光学駆動装置が実施中と表示された
か否かの判定のため、チエツクが行われる。光学駆動装
置が実施中と表示されていなければ、制御は移行してブ
ロック５１２に戻り、媒体をさらに０．４ミリメートル
だけ挿入して、ループを続行する。ブロック５２０にお
いて、光学駆動装置が実施中であると肯定した場合には
、ブロック５２０からブロック５２２へ移行し、少なく
とも２０ミリ秒間待機して、実施中状況のままであるか
否かの判定が行われる。２０ミリ秒間にわたって実施中
状況にとどまっていなければ、ブロック５２２は移行し
てブロック５】２に戻り、ループを続行する。２０ミリ
秒間にわたって実施中のままであれば、ブロック５２２
はブロック５２４へ移行し、次の挿入操作に関する公称
距離ｒＤＪが再計算される。ブロック５２４では、完全
に挿入するのに要する距離を求め、それから１．６ミリ
メードル引いて、この結果をｒＤＪの新しい値として記
憶するといったやり方で、この距離の計算を行う。完全
に挿入するのに必要な距離はｒＤＪのもとの値（上記ス
テップ５０４における）に光学駆動装置による実施中の
肯定前に必要であった０、４ミリメートルのステップ数
（ステップカウント値）を加えたものに基づいている。 この新しいｒＤＪの値は、光学駆動装置に対する媒体の
初期挿入に関する後続の操作において利用されることに
なる。ｒＤＪの再計算がすむと、ブロック５２４からブ
ロック５２６へ移行し、光学駆動装置から駆動機構が引
き戻されて、次に呼出しルーチンに戻る。 第１５図は、カートリッジを光学駆動装置からアンロー
ドするプロセスのフローチャートである。ここで第１５
図を参照すると、モジュールに入った後、ブロック５５
２において光学駆動装置の中心と垂直方向においてアラ
イメントがとれるように、駆動機構を光学駆動装置の前
に位置決めする。次にブロック５５４において、第７図
を呼び出し、カートリッジを光学駆動装置から取り出す
際、フィンガーがカートリッジをつかむ位置につくこと
になすポイントまで駆動機構を移動させる。既述のよう
に、駆動機構には、媒体を駆動機構へ引き込むのに用い
られる２つのフィンガーが設けられている。これらのフ
ィンガーはカートリッジの両側にあるノツチにはまるよ
うになっており、またスプリングを備えていて駆動機構
ヘカートリソジを押し込む際、それらを開き、それから
カートリッジに対し閉じるようにすることが可能になっ
ている。カートリッジはフィンガーに対して十分に強く
押しつけてフィンガーが開くようにし、さらにカートリ
ッジを十分に移動させてフィンガーがカートリッジに対
して閉じるようにしなければならない。 次にブロック５５６において、カウント値がゼロにセク
トされ、ブロック５５８では完了フラグが偽にセットさ
れる。次にブロック５６０において第１６図を呼び出し
、状態１において取出し状態マシンを始動させる。取出
し状態マシン（第１６図に関連して後述）は、インタフ
ェース２５（第１２図）の監視を行い、光学駆動装置に
よってどんな操作が実施中であるか確かめられる。状態
マシンの始動後、ブロック５６０からブロック５６２へ
移行して、カウント値が１だけインクリメントする。 次にブロック５６４において、取出し状態マシンがその
完了を表示するまで待機する。状態マシンが完了を表示
すると、ブロック５６６において、状態マシンにタイム
アウトエラーがあったか否かの判定が行われ、タイムア
ウトエラーが生じていた場合にはブロック５６６からブ
ロック５８８へ移行し、状態２において取出し状態マシ
ンを再始動させる。エラーがなければブロック５６６か
らブロック５７０へ移行し、完了フラグを真にセットし
て、さらにブロック５７２で第７図を呼び出し、駆動機
構に対する「揺動」操作を実施する。この「揺動」操作
は駆動機構と光学駆動装置の取出しスロットとの間で常
に完全なアライメントがとれるわけではないという事実
を示すものである。ミスアライメントが大きければ、カ
ートリッジを取り出して十分に駆動機構内へ送り込むと
いうわけにはいかず、フィンガーはカートリッジをつか
むことができない。従って、このステップでは、駆動機
構は１ミリメートル上昇して、次に２ミリメートル下降
し、さらに１ミリメートル上昇して戻ることになる。こ
の動作によってカートリッジを「揺動」させ、駆動機構
へ送り込むことが可能になる。制御は、次にブロック５
７４へ移行し、チエツクを行ってカウント値が４以上か
否かを確かめる。このカウントを利用して取出しを試み
た回数が求められる。取出しの試みが４回以上の場合、
光学駆動装置はカートリッジを送り出すことがてきない
ものと推定されるので、制御はブロック５７６へ移行し
、エラーが記録されて、後続の操作が実施不能になる。 カウントが３回以下であれば、ブロック５７４からブロ
ック５７８へ移行し、完了フラグのチエツクが行われる
。完了フラグが真でなければ制御が移行してブロック５
６２に戻り、もう１度取出しの反復が試みられる。完了
フラグが真であればブロック５７８からブロック５８０
へと移行し、第７図を呼び出して媒体のまわりでフィン
ガーを移動させる。通常、取り出したカートリッジはフ
ィンガーが開くように押しつけられ、さらに、フィンガ
ーが閉じてカートリッジのノツチにかみ合うように駆動
機構内へ十分に挿入されるのが望ましい。しかし、取り
出されるカートリッジにフィンガーを開くのに十分なエ
ネルギーがなければ、このステップにおいてフィンガー
をカートリッジのまわりで移動させ、迅速にフィンガー
をカートリッジに押し込んで、開かせ、それからノツチ
に対して閉じるようにさせる。制御は、次にステップ５
８２へ移行し、媒体が駆動機構内へ引き込まれると、呼
び出しルーチンへ戻る。 第１６図は、光学駆動装置において取出しが行われたか
否かを判定するのに用いられる状態マシンの図である。 ここで第１６図を参照すると、取出し状態マシンは、通
常、リセット状態にあたる状態ゼロ６００にとどまって
いる。状態マシンは「開始１」変数６１０を肯定するか
、又は「開始２」変数６１２を肯定することによって、
状態１に変更することが可能である。これらの変数のう
ちどちらかが肯定されるかは、上述の第１６図における
フローチャートの機能で決まる。通常、最初に取出し操
作を開始する場合には「開始１」が肯定されて、状態マ
シンがリセット状態６００から使用／不使用６０１に移
行する。取出し操作の再試行時には、第１５図のブロッ
ク５６８で「開始２」が肯定され、状態マシンは取出し
肯定状態２６０２に直接移行する。状態マシンは使用／
不使用状態６０１にとどまって、１０ミリ秒間待機し、
使用中が肯定されたか否かを判定する。１０ミリ秒間に
実施中が肯定されなければ、使用／不使用状態６０１は
取出し肯定状態６０２にスイッチされる。 使用／不使用状態６０１と、リセット状態６００を除く
状態マシンの他の全状態は、時間信号をチエツクして状
態マシンが状態ゼロからはずれている総時間量を求める
。状態マシンが状態ゼロからはずれている総時間が１０
秒を超えると、この条件を検出する状態は、どれでも即
座にタイムアウト状態５６０５に移行する。取出し肯定
状態６０２は取出し要求信号４０４（第１２図）をセッ
トし、光学駆動装置による取出しシーケンスを開始する
。　２５ＱミｌＪ秒経過すると、取出し肯定状態６０２
は取出し待機信号装置状態６０３にスイッチされる。こ
の状態は、ランプ信号４０６（第１２図）を監視して、
ランプ信号４０６が少なくとも８００ミリ秒間連続して
肯定されるのを待つ。ランプ信号４０６が連続して８０
０ミリ秒間肯定されると、取出し待機腕木状態６０３が
カートリ、ジアン口、り及び取出し状態６０４に移行す
る。この状態は光学駆動装置が取出し操作を完了するの
を１秒間だけ待って、次にリセット状態ゼロ６００に移
行する。 既述のように、全ての状態が時間カウンタのチエツクを
行い、取出し状態マシンが状態ゼロを出て以降累算され
た総時間が１０秒を超えたか否かを判定する。この総時
間が１０秒を超えると、この条件を検出する状態がタイ
ムアウト状態５６０５に移行し、エラーを記入してから
リセット状態ゼロ６００に戻る。

【発明の効果】

以上のように、本発明によれば、オートチェンジャが人
間のオペレータによる光学駆動装置との対話と同じやり
方で、こうした駆動装置と対話できる。 さらに、本発明によれば、光学駆動装置によって与えら
れる可視光表示により典型的な信号を監視することによ
って、駆動装置により実施中の機能を検出すること可能
である。 さらに、本発明によれば、光信号のオンオフの持続時間
を監視して、光学駆動装置により実施中の機能を判定す
ることができる。 さらに、本発明によれば、光信号のオンオフ時間のシー
ケンスを監視して、光学駆動装置により実施中の機能を
判定することができる。 さらに、本発明によれば、制御システムによって働く力
の計算を行うことができる。 さらに、本発明によれば、該システムによって働く力を
監視することによって、該システムの障害を検出するこ
とができる。 さらに、本発明よれば、働く力を監視することによって
、制御システムの動作の完了を検出することができる。 さらに、本発明によれば、所望の力又は抵抗が得られる
まで、制御システムのモータの動作を調整することがで
きる。 さらに、本発明によれば、光学駆動装置にカートリッジ
を挿入する一方で、カートリッジに働く力を監視し、カ
ートリッジに対して行う次の動作を決定することができ
る。 さらに、本発明によれば、カートリッジと係合するアセ
ンブリを短い周期で上下動させ、駆動装置からのカート
リッジの除去時にカートリッジを装着することができる
。 本発明の現在のところ望ましい実施例について説明をし
てきたが、今や明らかなように、本発明の目的は十分に
達成されており、また、当該技術の熟練者には明らかな
ように、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、構
造及び回路構成における数多くの変化や、本発明の多種
多様な実施例及び用途が自ずと示唆されている。 本書の開示及び解説は、例示を意図したものであって、
本発明を制限しようとするものではなく、範囲の定義は
下記クレームによる方が望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を組み込んだコンピュータシステムの
ブロック図である。 第２図は、本発明の電子回路の高レベルのブロック図で
ある。 第２Ａ図及び第２Ｂ図は、本発明の機構的アセンブリを
示している。 第３図は、本発明の制御システムインタフェースの詳細
なブロック図である。 第４図は、本発明のソフトウェアの主モジュールの流れ
図である。 第５図は、本発明のサーボ制御システムの図である。 第６図は、移動動作に含まれる主なモジ５−ルとデータ
流れを示すブロック図である。 第７図は、移動動作のフローチャートである。 第８図は、制御システムにより実行される、焦点を連続
的に監視するループ監視のフローチャートである。 第９図は、飽和動作に含まれる主なモジュールとデータ
流れを示すブロック図であるシ第１０図は、飽和動作の
フローチャートである。 第１１図は、並進動作のフローチャートである。 第１２図は、光学駆動装置及びオートチェンジャの間の
電子的インタフェースのブロック図である。 第１３Ａ図、第１３Ｂ図、第１３Ｃ図及び第１３Ｄ図は
、第１２図のインタフェース信号の動作のタイミング図
である。 第１４図は、光学駆動装置内にカートリッジを挿入する
場合の動作のブローチヤードである。 第１５図は、光学駆動装置からカー）　ＩＪッジを取り
外す場合の動作のフローチャートである。 第１６図は、光学駆動装置によって実行される動作を決
定するべくランプ信号を監視する状態マシンの状態遷移
図である。 １０・・・コンピュータシステム、 １２・・・処理素子、 １４・・・システムバス、 １６・・・牛−ボード、 １８・・・デイスプレィ、 ２０・・・主メモリ、 ２２・・・インタフェース、 ２４・・・オートチェンジャ、 ２６・・・光学駆動装置、 ２８・・・バス、 ３０・・・オペレーティングシステム、４６・・・イン
タフェース電子回路、 ５０・・・マイクロプロセッサシステム、５４・・・制
御システムインタフェース電子回路、８０・・・オート
チェンジャ機構、 馨

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光学ディスク取り扱いシステムと光学駆動装置の間
   の通信を行うためのインタフェースであって、 「オン」及び「オフ」状態を備えた取り出し信号と、 前記取り出し信号を前記「オン」及び前記「オフ」状態
   に設定するための前記光学ディスク取り扱いシステム内
   の手段と、 「オン」及び「オフ」状態を備えた指示ランプ信号と、 複数の動作の内どれが実行されているかを指示するため
   に、所定の割合で前記「オン」及び前記「オフ」状態の
   間で前記ランプ信号を切り換えるための前記光学駆動装
   置内の手段と、 前記光学駆動装置によって前記複数の動作の内どれが実
   行されているかを判定するために前記ランプ信号を診断
   するための前記光学ディスク取り扱いシステム内の手段
   とを含み、前記光学ディスク取り扱いシステムと前記光
   学駆動装置との間の全ての通信が前記取り出し信号と前
   記ランプ信号とを用いて実行されることを特徴とする入
   出力通信システム。