JPH0359499B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、テープ搬送システムに関し、より
特定的には、テープにテンシヨン（張力）を維持
しながら一方のハブから他方のハブへテープを搬
送するために、供給および巻取ハブに巻かれたテ
ープの外面に係合する周辺駆動ベルトを用いたテ
ープ搬送システムにおいてテンシヨンの変動を減
じる装置に関する。 周辺ベルト駆動を備えたテープ搬送システム
は、Chester W.Newellに対するアメリカ合衆国
特許第4172569号において開示される。開示され
た搬送システムは、テープ供給ハブと巻取ハブを
有し、そのテープは、第１の方向転換アイドラと
トランスデユーサ（変換）ヘツドと第２の方向転
換アイドラとを介して供給ハブから巻取ハブへ巻
取られる。テープの厚みよりも小さいかまたはそ
れとほぼ等しい厚みを有するエンドレス駆動ベル
トループは、供給ハブに巻かれたープと巻取ハブ
に巻かれたテープとの周辺外面に係合する。この
駆動ベルトはテープの巻かれるハブを駆動し、そ
れによりテープが一方のハブから他方のハブへと
搬送され、かつそれら２つのハブの間に延びるテ
ープの部分に張力を生じさせる。第１および第２
の方向転換アイドラは、そのトランスデユーサヘ
ツドを横切るテープの部分を支持するために位置
決めされ、かつそのテープが一方のハブから他方
のハブへ送られるときにそのテープをヘツド上に
案内する。 ベルト駆動は、そのベルトがテープハブを駆動
し、テープを引張り、かつ２つのハブの間のテー
プを移動させる回転駆動ローラにより駆動され
る。テープのテンシヨンを維持するのに必要な巻
取および供給ハブの周部の間で要求される異なる
速度は、駆動ローラに連結されたテンシヨンベル
トを介してリヤ駆動ベルトアイドラを駆動するこ
とにより成される。このことは、そのテンシヨン
ベルトのために用いられる滑車よりも大きな直径
を有し駆動ローラに接する滑車でテープ駆動ベル
トを駆動することにより達成される。そのハブの
間のテープの搬送により、曲げられた経路での変
化によつて生ずる駆動ベルトにおける正味のテン
シヨン変動を実質的に減ずることは、ハブとテー
プガイドを特定の位置に取付けることにより成さ
れる。この特定の位置は、テープがハブの間を搬
送されるときに、駆動ベルトの第１および第２の
部分に対してほぼ等しくかつ反対の経路の長さの
変化の効果を生じさせるように選択される。 周辺ベルトガイドシステムは、駆動ベルトの放
射状方向の中心線において速度の差を生じさせる
手段を設ける。比較的固いテープ駆動ベルトを用
いることによつて、テープ搬送システムのエレメ
ントの一定した幾何学的配置で、テープが一方の
ハブから他方のハブへ搬送されるときに、ハブに
巻かれたテープの直径が変化することによつて生
ずる駆動ベルト通路長さ変化効果におけるほとん
ど完全な自己補償が、達成される。しかしなが
ら、駆動ベルトがハブに巻かれたテープに係合す
る領域におけるハブの各々のテープの中心線での
結果的な速度は、ベルトの中心線のテープの中心
線に対する半径の比だけ減じられる。ベルトとテ
ープとの中心線の速度の差は、供給ロールと巻取
ロールの半径が等しいときにのみ等しく、そのこ
とはテープ送りの中央点で生ずる。このテンシヨ
ン変動の問題は、1978年に発行されたIEEE
Transactions on Magnetics，Vol.Mag−14，
No，４において、Chester W.New ellによる
“An Improved ANSI−Compati ble Magnetic
Ｔ ape Cartridge”と題された記事において述
べられる。（そのうちの式26を参照。）実用的なテ
ープハブおよびテープロールの半径と、テープお
よびベルトの厚みおよび弾性率と、実用的に使用
可能な幾何学構成とに対して、テープテンシヨン
の変動は、典型的には通常のテープテンシヨンの
25％のオーダか、またはそれよりも高い。このテ
ープテンシヨンの変動を減ずることは、トランス
デユーサヘツドと接触するために作用するテンシ
ヨンの維持に必要なテンシヨンの総量を減じるこ
とになり、したがつてヘツドとテープとの摩損が
減じられかつテープの寿命が延ばされる。 テープ供給ハブとテープ巻取ハブとを有するテ
ープ周辺駆動搬送システムにおいて、テープは、
供給ハブから、アイドラのような第１の方向転換
エレメントを介して、変換ヘツドを通り、アイド
ラのような第２の方向転換エレメントを介して、
巻取ハブに引張られるのであるが、ここにおい
て、ベルトの中心線に対する半径とテープの中心
線に対する半径とにおける差異によるテープテン
シヨンの変動が、方向転換アイドラとテープ供給
ロールとの間のテープの経路において位置する固
定されたガイド摩擦ポストを導入することにより
減じられる。その固定された摩擦ガイドポスト
は、テープが供給リールから解かれるときにテー
プと絶えず接触するように位置され、そのテープ
は、最小の量のテープがハブに巻かれているとき
にポストのまわりに最小の角度で巻掛され、かつ
最大の量のテープがハブに巻かれているときにポ
ストのまわりに最大の角度で巻掛されるように規
定される。その最小の角度は、０度よりも大きい
角度であり、摩擦力がなくなるのを妨げるに十分
である。同様の幾何学構成は、テープ巻取ロール
に対しても与えられる。ヘツドスパンにおけるテ
ープがその固定されたポストを介して滑走すると
きに、テンシヨン勾配は、ポストの前のテンシヨ
ンが、ポストに接触した後に増加するような態様
で与えられ、その増加は、テープおよびポストの
間の摩擦係数とそのポストのまわりのテープの巻
掛角度とのようなパラメータにより決定される。
テープが供給ロールから解かれるにつれて、巻掛
角度は、供給側のガイドポストにおいて減じられ
る。逆に、テープが巻取ロールに巻かれるにつれ
て、巻掛角度は、巻取側のガイドポストのまわり
で増加する。巻取ロールの半径が供給ロールの半
径よりも小さいようなテープ送りの始めにおい
て、ヘツドのスパンにおけるテンシヨンは、増加
する。同様に、供給ロールの半径が巻取ロールの
半径よりも小さいようなテープ送りの後半の部分
においては、ヘツドのスパンにおけるテンシヨン
は、減少する。ベルトの放射状方向の中心線とテ
ープの放射状方向の中心線との半径の差により生
じたテンシヨン変動に対して、この増加／減少効
果は反対の方向に働くので、このガイドポストの
導入により、打消の効果が与えられる。 テープのこわさに対して比較的こわいベルトが
用いられる周辺ベルト駆動を備えたテープ搬送シ
ステムは、1979年10月30日にChester W.Newell
に発行され、かつ、Newell Resea rch
Corporation.に譲渡されたアメリカ合衆国特許第
4172569号においてより詳細に述べられる。理解
の便宜のために、この出願における参照番号は、
同一の発明のエレメントを説明するために用いら
れるNewellの特許における番号と同じである。 第１図および第２図を参照すると、テープ供給
ハブ５２およびテープ巻取ハブ５４が、１対の軸
５６，５８によりテープのカートリツジの下方板
１４に回転可能に設けられる。磁気記録テープ５
０は、一方端すなわち第１のハブ５２に巻かれた
ロール６０と、他方端すなわちハブ５４に巻かれ
たロール６２とを有している。中間の部分６４
は、テープロール６０の周辺箇所７４からデープ
ロール６２の周辺箇所７６へとそのハブの間を延
びる。 １４に回転可能に取付けられる１対の方向転換
アイドラすなわちテープガイド７８，８０を介し
て、テープ６４の中間部分が送られる。その方向
転換アイドラは、テープに実質的な摩擦のない案
内を与える。方向転換アイドラ７８，８０は、ア
ートリツジが記録−再生装置に装着されたときに
磁気記録ヘツド８６と適した接触を維持するため
に、ヘツド位置開口部１６内でテープのヘツドス
パンを適当に一直線にする。下方板１４に取付け
られたさらに他のテープ支持アイドラすなわちポ
スト８８により、ヘツド８６が記録テープと接触
しながら、そのテープがベルト駆動部材１８と接
触しないようにされる。 駆動部材１８は、記録／再生装置の一部である
駆動キヤプスタン９４と係合するような位置に、
下方板１４に軸で回転可能に取付けられる。 駆動部材１８は、ある直径の第１のレベルとそ
れよりも大きい直径の第２のレベルとを有し、そ
れらによつて異なる機構的な利点が得られる（第
２図を参照）。駆動ベルト１３０は、小さい方の
直径のレベルと係合し、かつテンシヨンベルト４
６は、大きい方の直径のレベルと係合する。 １対のロータリベルトガイド部材、すなわちリ
ヤアイドラ３６，３８は、下方板１４に固定され
た１対の軸で回転可能に取付けられる。これらの
アイドラは各々、異なる機構的な利点を与えるた
めの異なる直径からなる第１のレベル１１８，１
２０と第２のレベル１２２，１２４とを有してい
る。 エンドレスループ駆動ベルト１３０は、駆動部
材１８の第１のレベルと、リヤアイドラ３６，３
８の第１のレベル１１８，１２０とのまわりを送
られる。 エンドレスループテンシヨンベルト４６は、駆
動部材１８の第２のレベルと、リヤアイドラ３
６，３８の第２のレベル１２２，１２４とのまわ
りを送られる。 駆動部材１８は、時計方向でキヤプスタン９４
により回転される。駆動ベルト１３０は、周辺箇
所１３４および１３６の間でテープロール６０と
係合し、そのためテープロール６０のまわりに巻
掛角度を規定する。駆動ベルト１３０は、箇所１
３８および１４０の間でテープロール６２と係合
して、そのため同様に巻掛角度が規定される。 エンドレスなテンシヨンベルト４６は、駆動ベ
ルトとテンシヨンベルトとがそれぞれ巻掛される
駆動プーリおよびリヤアイドラの第１のレベルと
第２のレベルとの直径における差の結果として、
リヤアイドラ３６，３８に反対向きのトルクを効
果的に生じかつ伝達させることによつて、駆動ベ
ルト１３０の第１の部分１５４と駆動ベルト１３
０の第２の部分１５８との間にテンシヨンにおい
て差を生ずるような手段が設けられる。このこと
は結果的に、テープ５０におけるテンシヨンの維
持になる。 上述のNewellの特許においてより詳細に述べ
られるように、駆動部材１８とアイドラ３６，３
８との位置は、テープが第１および第２のハブの
間を搬送されるとき、駆動ベルト部分１５４，１
５８において正味のテンシヨンの変動を最小限に
保つように選択される。このことは、テープがハ
ブの間を搬送されるときに第１および第２の駆動
ベルト部分に対してほぼ等しくかつ反対の駆動ベ
ルト長さ変化効果を生ずる固定した位置を選択す
ることによつて成される。 この方法は、駆動ベルト部分１５４あるいは１
３４と１３６との間の部分と駆動ベルト部分１５
８あるいは１３８と１４０との間の部分との間に
おいて角速度差を生じさせる手段を与える。ここ
でいう角速度とは、駆動ベルトの放射状方向の中
心線における角速度をいう。駆動ベルトが係合し
ているテープロール６０の領域でのテープ速度
は、１３４と１３６との間での駆動ベルト部分の
速度よりも小さい。また、駆動ベルトが係合して
いるテープロール６２の領域でのテープ速度は、
１３８と１４０との間での駆動ベルト部分の速度
よりも小さい。ここでいう速度とは、それぞれ、
テープの放射状方向の中心線における速度、駆動
ベルトの放射状方向の中心線における速度をい
う。 一方、１３４と１３６との間での駆動ベルト部
分の角速度は、その駆動ベルト部分が係合してい
るテープロール６０の領域でのテープの角速度と
等しい。また、１３８と１４０との間での駆動ベ
ルト部分の角速度は、その駆動ベルト部分が係合
しているテープロール６２の領域でのテープの角
速度と等しい。 しかしながら、各ハブ５２，５４の中心からベ
ルトの中心線までの半径は、各ハブ５２，５４の
中心からそのベルトが係合している領域でのテー
プの中心線までの半径よりも大きい。そのため、
駆動ベルト部分の速度は、その駆動ベルトが係合
している領域でのテープ速度よりも大きい。供給
ロールパツク６０の半径が巻取ロールパツク６２
の半径と同じであるとき、１３４と１３６との間
での駆動ベルト部分の速度と、その駆動ベルト部
分が係合しているテープの速度との差は、138と
140との間での駆動ベルト部分の速度と、その駆
動ベルト部分が係合しているテープの速度との差
に等しくなる。 巻取ハブにおけるテープの比率の関数としてテ
ープのテンシヨンの変動が、第３図のグラフに典
型的に示される。このプロツトは、2.128cmのテ
ープハブ半径を有するANSI（American
National Standard Institute）規格番号X3B5／
7518のテープカートリツジにおいて、0.076mmの
厚みで2.66mmの幅のポリイミドベルトにより駆動
され、0.025mmの厚みと6.35mmの幅のマイラーテ
ープを90メートル駆動させるごとにとつた。平均
的なテンシヨンは70.87グラムであり、第３図の
グラフは、35％までのテンシヨンの変動の比率が
存在することを示す。 再び第１図を参照すると、付加的な摩擦ポスト
300が、方向転換アイドラ７８と供給ロールとの
間のテープ経路に位置される。その取付けられた
摩擦ポストは、テープがハブ５２から解かれると
きにテープと絶えず諏触するように位置される。
そのテープは、最小の量のテープがハブに巻かれ
ているときに、ポストのまわりに最小の巻掛角度
を規定し、かつ最大の量のテープがハブに巻かれ
ているときに、そのポストに最大の巻掛角度を規
定する。この最小の角度は、０度よりも大きい任
意の角度で作用し、摩擦力がなくなるのを妨げる
に十分である。好ましくは、第１および第２のポ
ストのまわりの最小および最大の巻掛角度は、５
度から最大90度の範囲内にあればよい。 同様のポスト３０１が、巻取側方向転換アイド
ラ８０と巻取ロール６２との間に位置決めされ
る。 ヘツドスパンにおいてテンシヨンＴを有するテ
ープが固定ガイドポストを介して送られると、テ
ンシヨンの勾配△Txは、ポストの前のテンシヨ
ンＴが、以下の式により、ポストと接触した後
Txに増加されるような態様で設定される。 Tx／Ｔ＝e〓〓^x または Ax＝Ｔ／Tx＝１／e〓〓^x …(1) ここで、μは、テープとポストとの間の摩擦係
数であり、 θxは、テープ供給ロールの半径ｘの任意の特
定値に対応する巻掛角度であり、 Axは、ヘツドスパンのテンシヨンＴに基づく
ポストのテンシヨンの“倍率”である。 このシステムの“上流”側において巻取ロール
の半径x′の対応する値に対し、この前／後のテン
シヨンの関係は同様に、 Ｔ／Tx′＝e〓〓^x′ または Ax′＝Ｔ／Tx′＝e〓〓^x′ …(2) である。 ヘツドスパンにおけるテープのテンシヨンに基
づく上流および下流ポスト300，301の正味の“倍
率”は、 Ａ＝Ax Ax′＝e〓（θx′−θx） …(3) である。 理解できるように、巻取の半径が供給の半径よ
りも小さいテープ送りの始めにおいては、 θx＜θx′ または Ａ＞１ であり、すなわちヘツドスパンにおけるテンシヨ
ンは増加する。 同様に、テープ送りの後半の間では、 θx＞θx′ Ａ＜１ であり、かつヘツドスパンにおけるテンシヨンは
減少する。 供給ロールから巻取ロールへテープが送られて
いるときのこの増加／減少効果は、第３図に示さ
れるテンシヨンの変動の反対の方向に働き、かつ
したがつて打消す効果を与える。 例： 1/4インチのANSIの比較できるカートリツジ
（第１図および第２図）の特定的な実施例では、
便宜的な大きさと位置のポストにより、第１図に
示されるようにθxおよびθx′の値が与えられる。
（θx′の値は、θxの鏡像である。） テープの20％が巻取ハブにある場合に打消され
るテンシヨンは、−0.232オンス（約、6.6ｇ）で
ある。 ２−１／２オンス（約、70.9ｇ）の中央点のテ
ープテンシヨンで、上述の値ｘおよびx′でヘツド
スパンにおけるテンシヨンは、2.268／2.500＝
0.907のテンシヨン増加比に対して2.268オンスで
ある。これを打消すために、ポストは、 Ａ＝１／0.907＝1.102 の倍率を与えるべきである。 式３から、 Ａ＝e〓（θx′−θx）＝1.102 が得られる。20％の時点でθx′およびθxにこの値
を置換し、かつ式を解くと、完全な打消に対する
所望な摩擦係数が、μ＝0.263で得られる。 他の比率に関しては、

【表】 最適の打消に対して、それらの値は平均的に、
μ平均＝0.253で与えられる。 5/16インチの直径の研磨されたスチールのロツ
ドと、たとえばマクセル35／180Bの磁気テープ
との間の測定された摩擦係数は、μ＝0.26であ
る。 5/16インチの研磨されたスチールのポストを用
いると、結果として生ずる修正されたテンシヨン
は以下のとおりである。

【表】 修正前のテンシヨンの幅△Ｔは、0.870オンス
（約、23.9ｇ）であり、２−１／２オンス（約、
70.9ｇ）の平均のテンシヨンの35％である。 修正の後のテンシヨンの幅△Ｔは、0.049オン
ス（約、14.1g）であり、２−１／２オンスの平
均テンシヨンの２％である。 与えられたこの特定的な例では、テンシヨン変
動は、35％から２％に減じられた。 この発明は、その好ましい実施例を参照して特
定的に示されかつ述べられたが、当業者にとつて
は、形状および細部における多種な変更が、この
発明の精神および範囲を逸脱することなく成され
得るということが理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁気テープカートリツジにおいて具
体化されたこの発明のテープ搬送システムの上面
図である。第２図は、第１図において示されたカ
ートリツジの正面図である。第３図は、典型的な
テープ駆動ベルトに対して巻取ハブに巻かれたテ
ープの比率の関数として、オンスの単位でテンシ
ヨンの変動をプロツトしたグラフである。 図において、５０はテープ、５２は供給ハブ、
５４は巻取ハブ、６０は供給ロール、６２は巻取
ロール、３６および３８はリヤアイドラ、４６は
テンシヨンベルト、１３０は駆動ベルト、１８は
駆動部材、７８，８０は方向転換アイドラ、３
０，３０１は摩擦ポストを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テープ供給ハブとテープ巻取ハブとを有し、
   テープが、供給ハブから、第１の方向転換エレメ
   ントを介し、変換ヘツド位置を通つて、第２の方
   向転換エレメントを介し、かつ巻取ハブへ送ら
   れ、 テープ供給ハブのまわりに巻かれた一方端部
   分、テープ巻取ハブのまわりに巻かれた他方端部
   分、およびハブの間に延びるテープの中間部分を
   有するテープと、 少なくともテープのこわさと等しいこわさを有
   するエンドレス駆動ベルトループとを備え、前記
   駆動ベルトは、供給ハブに巻かれたテープの第１
   の周辺と巻取ハブに巻かれたテープの第２の周辺
   と係合し、テープの巻かれたハブを駆動してそれ
   によりテープを一方のハブから他方のハブへ搬送
   し、かつテープの中間部分に張力を生じさせ、さ
   らに、 前記駆動ベルトを駆動させるベルト駆動部材
   と、前記駆動ベルトを案内するベルト案内部材
   と、 前記テープの第１の周辺係合部と前記テープの
   第２の周辺係合部との間において前記駆動ベルト
   に張力差を生じさせるための手段とを備え、 前記第１および第２のテープガイド方向転換エ
   レメントは、テープのヘツドスパンを支持するよ
   うに位置決めされて、それによりテープが一方の
   ハブから他方のハブへ搬送されるときに変換ヘツ
   ド位置を介してテープの中間部分を案内するテー
   プ搬送システムにおいて、 前記第１の方向転換エレメントと前記供給ロー
   ルとの間に、前記テープの経路において位置され
   た第１の固定摩擦ポストを備え、 前記第１のポストは、テープが前記供給ハブか
   ら解かれるときにテープと絶えず接触するように
   位置し、前記テープは、最小の量のテープが前記
   ハブに巻かれているときに前記ポストのまわりに
   最小の巻掛角度を規定し、かつ最大の量のテープ
   が前記ハブに巻かれているときに前記ポストのま
   わりに最大の巻掛角度を規定し、前記最小の角度
   は、０度よりも大きい角度で、テープとポストと
   の表面の間の摩擦力がなくなるのを妨げるのに十
   分であり、 前記第２の方向転換エレメントおよび前記巻取
   ロールの間に、前記テープの経路に位置された第
   ２の固定摩擦ポストをさらに備え、 前記第２のポストは、テープが前記巻取ハブに
   巻かれるときに絶えずテープと接触するように位
   置し、前記テープは、最小の量のテープが前記ハ
   ブに巻かれているときに前記ポストのまわりに最
   小の巻掛角度を規定し、かつ最大の量のテープが
   前記ハブに巻かれているときに前記ポストのまわ
   りに最大の巻掛買角度を規定し、前記最小の角度
   は、０度よりも大きい角度で、前記テープとポス
   トとの表面の間の摩擦力がなくなるのを妨げるの
   に十分であることを特徴とする、テープ搬送シス
   テム。 ２ 前記第１および第２のポストは各々、0.2な
   いし0.3の範囲内で、テープとポストとの間の摩
   擦係数（μ）を有する研磨されたロツドからな
   る、特許請求の範囲第１項記載のテープ搬送シス
   テム。 ３ 前記第１および第２のポストのまわりの前記
   最小および最大の巻掛角度は、５度から最大90度
   の範囲内にある、特許請求の範囲第１項記載のテ
   ープ搬送システム。 ４ 前記第１および第２のポストは各々、0.1な
   いし0.3の範囲内でテープをポストとの間の摩擦
   係数（μ）を有する研磨されたロツドからなり、
   前記第１および第２のポストのまわりの前記最小
   および最大の巻掛角度は、５度から90度の範囲内
   にある、特許請求の範囲第１項記載のテープ搬送
   システム。