JP3357894B2 - ベルト駆動テープカートリッジのための被覆ベルト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、米国特許第3,692,255号で開示されたよう
なベルト駆動テープカートリッジのための改良ベルトに
関する（ホン・ベーレン（Von Behren））。

発明の背景 ホン・ベーレン特許によるカートリッジ内では、両方
向に記録テープを迅速に加速および減速する１つの可逆
駆動モーターにより順次駆動する、薄く、連続的で、軟
質で、張力のあるベルトで磁気記録テープは駆動する。
このようなカートリッジ内では、ベルトは巻き付キ、そ
れゆえにベルト駆動ローラー、一対のベルトガイドロー
ラーおよび一対のテープハブに磁気テープを巻き付ける
ことにより形成するテープパックに圧力を及ぼす。

カートリッジの寿命中ずっと、ベルトは駆動ローラー
およびガイドローラー表面が摩耗する原因となり得る。
ベルトはローラーの表面を侵食するため、ローラーから
小さな粒子がカートリッジ内に散らばる。これらの粒子
が「瞬間的エラー」を作り出すことにより磁気テープ上
の読み取りまたは書き込み性能を妨害し得る。瞬間的エ
ラーは非繰り返しのエラーである。すなわち、瞬間的エ
ラーがあった磁気テープ部分がテープヘッドを２度目通
過するとき、同じ部分でいつも再びエラーが生じるとか
限らない。今のところ瞬間的エラーを補償する既知装置
はないため、瞬間的エラーは永久的エラーよりやっかい
である。

瞬間的エラーはまた、カートリッジ内での静電放電が
原因かもしれない。静電放電は、２つの電気絶縁表面が
ともにこすれることによって起こる摩擦効果が原因とな
る。カートリッジ内で駆動ベルトは駆動ローラー、ガイ
ドローラーおよびテープパックと摩擦し、電気の立ち上
がりが生じる。この立ち上がりは、充分高い電位に達す
るまで続き、放電する。放電は電子的読み取り増幅器回
路中のノイズの原因となり、磁気テープの読み取りまた
は記録エラーを生じさせる。このようなカートリッジ内
での電圧の立ちあげはまた、カートリッジの外にある塵
および他の粒子がカートリッジ内に入り込む原因となり
得る。それによりカートリッジ内に散らばる粒子の数が
増え、瞬間的エラーが増える。

1989年２月14日に発行された日本国特開昭64−42088
号公報には、10¹⁰オーム以下の電気抵抗をもつ駆動ベル
トが開示されている。そのベルトの他の性質は何も記載
されておらず、書類にはベルトの調製法もまた説明され
ていない。

米国特許第4,342,809号（ニューウェル（Newell））
では、低弾性駆動ベルトが開示される。テープパックと
接触するベルトの面、すなわちローラーと接触しない面
は、ベルトとテープパックとの間の接触を改良するため
エラストマー被膜で被覆される。

カートリッジコンポーネントの摩耗、摩擦効果および
電圧立ちあげによる瞬間的エラーを減らすことが望まし
い。

発明の要旨 本発明は、テープパックおよび１つまたはそれ以上の
ローラーに巻き付く駆動ベルトを包含するベルト駆動テ
ープカートリッジで用いる駆動ベルトに関する。本発明
による駆動ベルトには、ローラーの方に配向するベルト
の表面に被膜がある。被膜は、高分子バインダー中に分
散する粒子を含有する。粒子にはカーボンブラック粒子
および酸化アルミニウム粒子を含有させることができ
る。被膜によりローラーの摩耗を最小にし、カートリッ
ジ内に散らばる粒子の数を減少させ、テープの読み取り
および書き込み中に起こる瞬間的エラーの回数を順次減
少させることができる。本発明はまた、上述の被覆ベル
トを有するベルト駆動テープカートリッジを含む。

本発明はまた、カートリッジ内にあるローラーの摩耗
を減少させる方法も含む。該方法は、上述のベルトを提
供する工程、被覆されたベルト表面をローラーと接触さ
せるようにカートリッジ内にベルトを装着させる工程お
よびベルトを駆動させる工程を含むが、それらの手段に
より被膜がベルトによるローラーの摩耗を最小にする。
一つの具体例においては、カートリッジ内で放電および
電圧立ちあげを最小にするように、被膜は導電性であっ
てもよい。

本発明はまた、カートリッジ内で電圧立ち上がりを消
失させる方法も含む。該方法は、ベルト面のうち片面に
導電性被膜をもつ駆動ベルトを提供する工程、カートリ
ッジ内にベルトを装着する工程およびカートリッジ内の
電圧立ち上がりを消失させるようにベルトを駆動させる
工程を含む。ベルト上の被膜は約１×10⁹Ω−cm未満の
抵抗率をもつべきである。

本発明はまた、改良テープ張力を有するベルト駆動テ
ープカートリッジも含む。カートリッジは、２本のガイ
ドローラーの間に配置されるベルト張力勾配装置を含
む。装置は金属ピンであってもよく、ベルトの被覆表面
と接触するように方向付けられるべきである。

図面の簡単な説明 本発明の新規な特徴および利点は、添付の図面を参照
する後述の詳細な説明を考慮に入れると当該分野の当業
者に、より明白になるだろう。

図１は、本発明によるベルト駆動テープカートリッジ
の概略図である。

図２は、本発明による被覆駆動ベルトの断面図であ
る。

図３は、本発明による被覆ベルトの駆動ローラー摩耗
特性を示すグラフである。

図４は、本発明による被覆ベルトを用いたカートリッ
ジの磁気テーブ単位通過あたりの摩耗粒子が原因となる
エラー数を示すグラフである。

図５は、本発明によるベルト張力勾配装置を装着した
ベルト駆動テープカートリッジの概略図である。

図６は、本発明によるベルト張力勾配装置を用いた低
作動テープ速度での改良平均テープ張力を示すグラフで
ある。

図７は、本発明によるベルト張力勾配装置を用いた、
より高い最小テープ張力を示すグラフである。

図８は、本発明によるベルト張力勾配装置を用いた被
覆ベルトの摩擦係数の時間に対する一貫性を示すグラフ
である。

発明の詳細な説明 図１中、カートリッジ10はテープデッキ28の中に示さ
れる。カートリッジ10には、１本の磁気記録テープ16を
巻き付ける一対のハブ12および14がある。駆動ベルト18
は、ベルト駆動ローラー20、一対のベルトガイドローラ
ー22および24、ならびにハブ12および14に巻き付くテー
プ16の一部により形成されているテープパック17に巻き
付けられている。カートリッジ10を、図１で示すように
テープデッキ28の作動位置に動かす場合、テープデッキ
28の駆動パック26はベルト駆動ローラー20と接触し、テ
ープデッキ28の磁気記録ヘッド30はテープ16と接触す
る。ベルト駆動ローラー20のベルト接触部分32には、テ
ープ16が駆動パック26に触れることなく通過できるよう
にくぼみが作られている。

作動中、テープデッキ28の駆動パック26は、駆動ベル
ト18を順次駆動するベルト駆動ローラー20を回転させ
る。そして駆動ベルト18は、ガイドローラー22および24
ならびにハブ12および14の回転を引き起こし、磁気テー
プ16を一方のハブから他方のハブに移す。

図２に示すように、駆動ベルト18は基材40および基材
に提供される被膜42から成る。基材40には、内側の主表
面44および外側の主表面46がある。内側の主表面44は、
ローラー20、22および24の方に配向するベルト18の表
面、つまりテープパック17と接触しない表面と定義され
る。逆に、外側の主表面46は、テープパック17と接触す
るベルト18の表面と定義される。被膜42は、内側表面44
または外側表面46のどちらか、もしくは両表面に提供さ
れてもよい。好ましくは、図２に示すように被膜42はベ
ルト18の内側表面44に提供される。

基材40は、既知のいかなる駆動ベルト材料から形成さ
れ得る。好ましくは、米国特許第3,692,255号（ホン・
ベーレン）および第4,466,564号（スミス）で開示され
たベルトを形成するのに使われるような薄く、連続的
で、柔軟性のある高分子材料から形成される。駆動ベル
ト18は、厚さ約0.13〜0.25mm、外径約4.6cm、内径約3.2
cmのポリウレタンフィルムの輪から作られてもよい。標
準1/4インチ（6.3mm）データカートリッジに利用される
場合、ポリウレタンフィルムは約43cmの長さに伸ばされ
る。

本発明の一つの見地においては、駆動ベルト18が引き
起こす駆動ローラー20ならびにガイドローラー22および
24の摩耗を最小にするように、被膜42を設計する。これ
は、カートリッジ10内に放出され散らばった粒子の数を
最小にし、瞬間的エラーの数を減少させる。被覆面がロ
ーラーと接触するようにカートリッジ10にベルトを装着
し、テープハブ12、14の一方から他方にテープ16が移る
ように駆動パック26とともにベルトを駆動することによ
りローラー20、22および24の摩耗を最小にするために、
駆動ベルト18を用いることができる。それにより被膜42
は、ベルトによるローラーの摩耗を最小にする。

本発明の別の見地においては、好ましくは被膜は導電
性をもたせる、つまり低抵抗率をもつべきである。そう
すると被膜が静電荷を逸散させることができ、さもなけ
れば磁気テープが駆動ベルトにより一方のハブから他方
のハブに移るにつれ、ベルト／ローラー界面に静電電荷
が累積する。磁気テープを読み取ったり書き込んだりす
る場合瞬間的エラーの原因となり得る、カートリッジ内
の電圧立ち上がりおよび放電はこのようにして減少す
る。

従来技術の駆動ベルトは約４×10¹⁰Ω・cmの抵抗率を
もつ。伸ばした駆動ベルトの基材40上にある被膜42の抵
抗率は、好ましくは１×10⁹Ω・cm未満、より好ましく
は１×10⁶Ω・cm未満、さらに好ましくは約１×10⁴Ω・
cm未満、最も好ましくは約４×10²Ω・cm未満である。
被膜の抵抗率を次の式を参照して決定してよい： Ｒは抵抗（Ω）であり、ρは抵抗率Ω・cmであり、ｌは
被膜の長さcmであり、およびＡは被膜断面積cm²であ
る。抵抗率ρについて解くと上の式は となる。

例えば、基材40上の被膜42が厚さ2.5μｍであり、基
材（および従って被膜）が幅0.4cmであれば、基材上の
被膜の断面積は１×10^-4cm²である。1cmの長さにわたっ
て抵抗Ｒを測定するなら、式は となる。

従って、１×10^-4cm²の断面積Ａ、1cmの長さｌにわたっ
て測定された10⁸Ωの抵抗Ｒを有する被膜の抵抗率ρは1
0⁴Ω・cmとなる。

駆動ローラー20ならびにガイドローラー22および24の
方に配向する面の代わりにテープパック17と接触する駆
動ベルト18の面に被膜を被覆する場合でさえ、本発明に
よる導電性被膜を有する駆動ベルトは電荷を消失させ、
それにより放電および電圧立ち上がりによる瞬間的エラ
ーを減少させることが見いだされた。しかし、本発明に
よる駆動ベルトをこの方法で用いる場合、ベルトの被膜
面がローラーに配向する場合のみ効果のある被膜改良摩
耗特性に由来する利益を受けることはないだろう。

カートリッジにベルトを装着し、テープ16をテープハ
ブ12、14の一方から他方に移すのに駆動パック26でベル
トを駆動することにより、駆動ベルト18をカートリッジ
10内の電圧立ち上がりを消失させるのに用いることがで
き、それによりカートリッジ内の電圧立ち上がりを消失
させる。

テープパック17を形成する磁気テープ16の張力を、駆
動ベルト張力勾配装置36を用いることにより改良するこ
とができる。図５に示すように、ベルト張力勾配装置36
はガイドローラー22および24の間に提供される。ベルト
張力勾配装置36は被膜42を有するベルト18の面と接触す
るべきである。装置36は、ベルトと接触しさえすればガ
イドローラー22および24との間のどこにでも配置するこ
とができる。例えば、２つのガイドローラーのちょうど
真ん中またはどちらか一方の近隣に置くことができる。
装置36を駆動ベルト18の進路のさらに遠くに動かすこと
により、装置36により与えられる張力勾配を増やすこと
ができる。それにより、装置付近のベルトの全巻き角
（wrap angle）を増加させる。装置36をガイドローラ
ー22または24のどちらかに近付けることにより、張力勾
配を増やすこともできる。装置36は好ましくはステンレ
ス鋼等の金属でできたピンである。ピンの直径は好まし
くは約2.4mmである。カートリッジの基盤プレートに穴
を空け、その穴にピンを差し込むことにより、ピンをカ
ートリッジに装着することができる。別の具体例とし
て、装置36は、ベルト18の被覆表面と接触しさえすれば
ガイドローラー22および24との間のどこにでも置かれる
第２の金属ピンを含むことができる。

装置36はテープ移動速度範囲にわたって、より均一な
平均テープ張力およびより高い最小テープ張力を提供す
る。このことは、許容範囲内の最大駆動力規格内で作動
しながら、ベルト駆動テープカートリッジは最小テープ
張力規格を満たさなければならないため望ましい。テー
プがハブからハブへ移動するとき、テープ張力はあるレ
ベルより低く落ちてはいけない。さもなくば、読み取り
／書き込みヘッドとテープとの間の接触は、データ移送
に成功するには不十分となる。

装置36を用いるとベルト18の総摩擦抵抗がふえるた
め、ガイドローラー22および24の内側表面と表面が回り
を回転するピンとの間に提供する潤滑剤は、典型的に用
いられる潤滑剤より粘性を小さくするべきである。そう
することにより、テープ張力勾配装置が単に総抵抗を増
やすというよりも、ベルト18に加わる摩擦抵抗の性質を
変えることを確実にする。

被膜42は好ましくは高分子バインダー中で分散する有
機および無機粒子からなる。本発明による高分子バイン
ダーは、データカートリッジ駆動ベルトの経験する高速
および突然の始動、停止に耐えられる程、柔軟で耐久性
をもつべきである。高分子バインダーとして用いるのに
有用な材料は、磁気記録テープの磁化または裏面被膜の
バインダーを形成するのに有用であると知られているど
のような高分子材料をも含む。

好ましくは、本発明の高分子バインダーはヒドロキシ
官能ポリウレタンおよびイソシアネート官能架橋剤（活
性化剤）を含有する原料から得られる。好ましいポリウ
レタンポリマーはポリウレタンブロックポリマーであ
る。4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートから誘
導される、特に好ましいポリウレタンブロックポリマー
はB.F.グッドリッチ（Goodrich）株式会社からエスタン
（Estane）5705−F1Pとして商業的に入手できる。

高分子バインダー材料は随意にヒドロキシ官能ポリウ
レタンおよび活性化剤と共に、混合し、架橋できるハー
ドコンポーネント樹脂をさらに含有できる。ハードコン
ポーネント樹脂の例として、ビスフェノールＡおよびエ
ピクロロヒドリンの高分子量共重合体がある。特に好ま
しいハードコンポーネント樹脂はフェノキシPKHHブラン
ドフェノキシ樹脂であり、それはユニオンカーバイド社
より入手できる。

本発明による被膜は有機および無機両方の粒子を含有
する。ここで用いられる場合、カーボンブラック粒子は
有機粒子と考える。有機粒子は好ましくは、約１〜500n
m範囲内の直径、より好ましくは約30〜50nm範囲内の直
径、最も好ましくは約42nm±2.5nmの直径を有するカー
ボンブラック粒子である。42nm±2.5nmの直径を有する
粒子はテキサスのシーダ・バイユー（Cedar Bayou）に
あるケブロン株式会社（Chevron,Inc.）から入手でき、
「100％圧縮アセチレンカーボンブラック顔料」と呼ば
れる。特定のBET比表面積は本発明を実施するのに重要
でないかもしれないと信じられているが、BET比表面積
約80m²/gのカーボンブラック粒子は特に有用であること
が見いだされた。カーボンブラックは乾燥被膜に20〜50
重量％、より好ましくは約30〜40重量％、最も好ましく
は約34重量％含有されるような量で用いられる。

無機粒子は酸化アルミニウム（Al₂O₃）であり得る。
酸化アルミニウム粒子の直径は、好ましくは約10nm〜50
μｍ、より好ましくは約0.1μｍ〜10μｍの範囲内であ
る。最も好ましくは、粒子は中央値粒子直径約0.5μｍ
であるべきであり、そのうち93〜99％の粒子の直径は0.
2μｍを越え、52〜65％は0.5μｍを越え、９〜15％は１
μｍを越え、１％未満は10μｍを越える。酸化アルミニ
ウム粒子は乾燥被膜に１〜10重量％、より好ましくは２
〜５重量％、最も好ましくは約３重量％含有されるよう
な量で用いられる。

イソシアネート架橋剤は、１分子あたり少なくとも２
つのイソシアネート基を有する平均官能性の多官能性イ
ソシアネートであり得る。イソシアネート架橋剤として
本発明を実施するのに有用な特定の多官能性イソシアネ
ートの例として、マイルズ株式会社（Miles Corporati
on）、以前はモベイ・ケミカル株式会社（Mobay Chemi
cal Corporation）よりモンダー（Mondur）CB−601と
して商業的に入手できるトルエンジイソシアネートアル
コール付加体がある。最終的に乾燥したベルト上の被膜
の摩擦係数を減少するように促進するためにイソシアネ
ート架橋剤を用いることができることが見いだされ、イ
ソシアネート架橋剤はローラーの摩耗を減少させること
ができる。

好ましくはポリマーからの水酸基の総数に対するイソ
シアネート架橋剤からのNCO基のモル比が0.2〜3.0、よ
り好ましくは0.4〜1.5、最も好ましくは約0.6となるよ
うな量でイソシアネート架橋剤を用いる。架橋剤をいく
らか用いる場合、駆動ベルトを下記のように切る一枚の
高分子材料に分散物を被覆する少し前に、架橋剤をその
分散物に混合する。

イソシアネート架橋剤に加えて、本発明による分散物
はまた当該分野で知られる実施に従って、潤滑剤、研磨
剤、熱安定剤、酸化防止剤、分散剤、湿潤剤、帯電防止
剤、殺真菌剤、殺菌剤、界面活性剤、被膜補助剤、非磁
性顔料等の１またはそれ以上の従来の添加剤を含有して
もよい。

被膜42はまた、高分子バインダー中での有機および無
機粒子の分散を促進する分散剤を含有してもよい。既知
の分散剤のいかなるもの、またはその分散剤の混合物は
本発明で用いるのに適している。適した分散剤の例とし
て、大豆生成物、リン酸塩およびアニオン、カチオンま
たは非イオン性界面活性剤がある。

好ましい分散剤の部類として、次式で示すリン酸化ポ
リオキシアルキルポリオールがある： 上式中、ｍは１〜５の整数である。リン酸化ポリオキシ
アルキルポリオールは、米国特許第4,889,895号（チェ
ルネガ（Chernega））で開示されている。

他の好ましい分散剤として、ウィトコ・ケミカル（Wi
tco Chemical）、オーガニック・ディビジョン（Organ
ics Division）、ニューヨーク、N.Yから入手できるエ
ムコール（Emcol）塩化物、エムコールリン酸塩および
エムコール酢酸塩等のエムコール分散剤がある。エムコ
ール化合物は、次式で示すポリプロポキシ化第四級アン
モニウム塩基カチオン界面活性剤である： 上式で、Ｘはリン酸塩、酢酸塩または塩化物であっても
よい。

本発明による駆動ベルトを調製するために、被膜42の
成分は適した溶媒中で混合され、その後粉砕し均一な分
散液を形成する。適した溶媒は、アセトン、メチルエチ
ルケトン（「MEK」）、メチルイソブチルケトンまたは
シクロヘキサノン等のケトン類、メタノール、エタノー
ル、プロパノールまたはブタノール等のアルコール類、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、ジ
酢酸グリコール等のエステル類、モノエチルエーテル
等、テトラヒドロフラン（THF）、エチレングリコール
ジメチルエーテルまたはエチレングリコールモノエチル
エーテル等のグリコールエーテル類、ジオキサン等、ベ
ンゼン、トルエンまたはキシレン等の芳香族炭化水素類
およびそれらの混合物から成ってもよい。通常、溶媒は
分散液が10〜40重量％の溶媒を含有するような量で用い
られる。

イソシアネート架橋剤を分散液に添加する場合、架橋
反応を促進するように分散液に適した触媒量で、触媒を
添加することもできる。触媒は、水酸基部分とNCO部分
の反応を触媒すると当該分野で知られているものならど
んな触媒でもよい。

被膜溶液をポリウレタンシート（駆動ベルトに順次伸
ばされるリングを提供するために最後は型押しされる）
等の基材に被覆することができる。例えば押出貼合法に
より、基材を厚さ152μｍのポリプロピレンフィルムの
ような剥離ライナー（release liner）と貼り合わすべ
きである。剥離ライナーは、押し出しおよび被覆処理中
の歪みを防ぐために十分な強度をもつべきである。被覆
処理中の歪みを防ぐためにまた、基材と剥離ライナーと
の間で十分な接着性をもつべきである。

基材の表面に艶消し仕上げを施し、基材を所望の厚さ
に圧延するため、基材およびライナーをニップロールお
よびカレンダーロールスタックで移送することができ
る。カートリッジのばらつきのない性能のため、均一な
ベルトの厚さを保持することが非常に望ましい。不均一
な厚さのベルトは、結果的にベルトが壊れたり、性能上
の幾つかの他の欠陥となる可能性をもったむらのある延
伸の原因となる。

一般に知られる幾つかの塗布技術、例えばリバースロ
ール塗布、グラビア塗布およびしごき塗布等どんな方法
ででも、被覆溶液を塗布してもよい。塗布する被膜液の
厚さは、基材上で被膜液を乾燥させた後、約１〜10μｍ
厚となるようにするべきである。好ましくは、乾燥した
被膜は2.5μｍ厚であり、基材によくくっついているこ
とである。

２段階乾燥処理を行い、被覆溶液を基材上で乾燥させ
ることができる。最初の乾燥段階は約40〜70℃の温度範
囲内で30秒〜10分間の被覆溶液乾燥を伴う。約54℃の温
度で約１分間乾燥させることが好ましい。

第二乾燥段階は、より長い停止時間およびより高い温
度設定を伴う。停止時間および温度は、被覆溶液中の残
留溶媒を蒸発させるのに十分であるべきである。停止時
間は１〜数時間に及ぶことができ、温度は約70〜115℃
に達することができる。約104℃の温度で約４時間の停
止が望ましい。この乾燥段階中、基材のねじれを最小に
するために、適度の張力を与えるべきである。この張力
は、剥離ライナーを用いることにより、達成されるかも
しれない。そして、被覆された基材を、一連のリングを
形成するように型押しする。

その後、被覆リングを「熱延伸処理法」によりベルト
に延伸するが、処理中リングが延伸される間、リングは
加熱され、延伸処理中のベルト張力は一定のままであ
る。延伸処理中、ベルトの全長は一様に加熱されるよう
に、赤外線加熱源のそばを通りすぎて何度も回転する。
熱延伸処理法のおかげで、カートリッジの寿命中ずっと
かなり安定な張力範囲を維持するベルトが造り出され
る。

熱延伸処理法はまた、この方法により延伸される本発
明による被覆ベルトは、熱を用いず延伸された場合より
低い抵抗率をもつという点で有利である。熱延伸被覆ベ
ルトは約25〜280Ω・cmの範囲で抵抗率をもち得るが、
一方で「冷」延伸ベルトは約4,600〜46,000Ω・cmの抵
抗率をもつ。

以下の実施例に関して本発明をさらに述べるが、それ
らの実施例は本発明を何ら制限するものでない。

実施例１ 滑らかな分散液を得るまで、以下の材料を粉砕した： 基材に分散液を被覆する少し前、モンダー（Mondur）
CB−601（３重量部）を活性剤として添加した。そし
て、分散液を厚さ0.13〜0.25mmのポリウレタン基材に被
覆したが、その基材には上述した剥離ライナーが提供さ
れていた。その後、その被覆基材を54℃で約80秒間の第
一の乾燥段階および104℃で４時間の第二乾燥段階にさ
らした。残った乾燥被膜の厚さは約2.5μｍであり、カ
ーボンブラック約34重量％および酸化アルミニウム約３
重量％を含有していた。

そして、被覆基材からリングを型押しして、駆動ベル
トに熱延伸した。熱延伸処理中、被覆ベルトは約2.5秒
間赤外線源のそばを数度回転した。赤外線源は最大出力
1,000ワットのライン加熱器であった。ライン加熱器に
は、加熱器から10.2cm離れたところに位置するラインタ
ーゲットに赤外線の焦点を合わせる楕円形反射材がつい
ていた。このような加熱器の中には、リサーチ株式会社
より入手できる赤外線加熱器5193−２がある。そして、
ベルトを加熱器より10.2cm離れたところに一列に並べ
た。2.5秒処理の初めは加熱器を約350ワットに合わし、
処理が終わるまでに450ワットまで徐々に上げた。熱延
伸被覆ベルトの抵抗率を測定したところ、約25〜280Ω
・cmの範囲内であった。

そして、カートリッジ内での電圧立ち上がりを最小に
する性能を評価するために、被覆ベルトをテストした。
本発明による被覆ベルトを駆動ローラーおよびガイドロ
ーラーに取り付けた。最初モーターは駆動ローラーを回
転させ、次にモーターは、カートリッジ内でテープパッ
クが作り出した駆動力を模造しようとベルトの駆動力を
作り出すために、ガイドローラーを回転させた。ベルト
が回転する間、その電圧立ち上がりを測定するためにモ
ンロエ（Monroe）静電電圧計を用いた。

米国特許第4,466,564号（スミス）で開示された型押
しベルトのような被覆なし（先行技術）のベルトについ
て、同様の実験を行った。被覆していないベルトを測定
した電圧は約5,000〜20,000ボルトであった。被覆した
ベルトを測定した電圧は約200〜400ボルトにすぎなかっ
た。このように、被覆は電圧立ち上がりを25分の１に減
少させた。

次に、被覆ベルトの摩耗を少なくする性質と先行技術
ベルトの性質を比較するため、被覆ベルトをテストし
た。あるカートリッジでは、図２に示すように本発明に
よる被膜42を基材40の内側表面44に提供し、被膜がロー
ラー20、22および24と接触するように、駆動ベルトを装
着した。第２のカートリッジでは、被膜を基材40の外側
表面46に提供し、被膜がローラー20、22および24に代わ
ってテープバック17と接触するように、駆動ベルトを装
着した。前述したように、被膜42を基材40の外側表面44
に提供する場合、基材上の被膜は電圧立ちあげおよび放
電を少なくするように作用する。しかし、第２のカート
リッジ内のベルトは、被覆面がローラーと接触しないた
め、ローラーの摩耗を減らさない。それぞれベルトの逆
の面に被膜を有する駆動ベルトをもつ２つのカートリッ
ジを比較することにより、本発明による被膜ベルトの摩
耗減少性を単離、測定することは可能である。

本発明による被膜ベルトの摩耗減少特性を、２つのカ
ートリッジの磁気テープを数千回、始めから終わりまで
走行させることにより、評価した。テープの通過数の関
数として、駆動ローラーの平均累積摩耗を示すグラフ50
を図３に示す。折れ線54は、駆動ベルトの被覆面がロー
ラーと接触するカートリッジの結果である。折れ線52
は、駆動ベルトの被覆面がテープバックと接触するカー
トリッジの結果である。

グラフ50が示すように、1,000回通過後の第２のカー
トリッジの駆動ローラーの表面は約５μｍ摩耗されてい
た（それにより、ローラーの直径は２倍の10μｍ減少し
た）。折れ線52を見よ。対照的に、ベルトの被覆面がロ
ーラーと接触する最初のカートリッジの駆動ローラーの
表面は１μｍ未満が摩耗した。折れ線54を見よ。15,000
回通過後では、第２のカートリッジの駆動ローラーは約
８μｍ摩耗し、一方で最初のカートリッジの駆動ローラ
ーは約２μｍだけ摩耗した。従って、被膜は駆動ローラ
ーの摩耗を４分の１に減少させた。

その後、磁気テープが始めから終わりまで走行した回
数の関数として単位通過あたりのテープのエラー数を決
定するために、別の２つのカートリッジをテストした。
上で説明したように、２種類の被覆駆動ベルトは、電圧
立ち上がりおよび静電放電による瞬間的エラーの数を減
少させる導電特性をもつため、これらのエラーはローラ
ーを摩耗する粒子数の関数であるべきである。

カートリッジ内に散らばる粒子が原因となる単位通過
あたりの平均エラー数をテープの通過回数の関数として
示すグラフ60を図４に示す。折れ線62は、ベルト18の被
覆面がローラー20、22および24に代わってテープバック
17と接触するように、基材40の外側表面46上に被膜42を
もつ駆動ベルト18を有する第２のカートリッジである。
折れ線64は第１のカートリッジであり、ベルトの被覆面
はローラーと接触する。両方のベルトの単位通過あたり
の誤り数は初めの10,000回通過させたとき、ほとんど同
じである。しかし、初めの10,000回通過させた後、第２
のカートリッジ（折れ線62）の場合、単位通過あたりの
瞬間的エラー数はめざましく増加し、一方で第１のカー
トリッジ（折れ線64）の場合は相対的に一定のままであ
る。15,000回通過させた後は、第１のカートリッジの単
位通過あたり約50エラーのみと比較して、第２のカート
リッジには単位通過あたり約800のエラーがあった。こ
のように、被膜はカートリッジ内に散らばる粒子が原因
となる誤り数を16分の１に減少させた。２つのカートリ
ッジを視覚的に検分して、意義深いことに第１のカート
リッジよりも第２のカートリッジ内の方が、より多くの
散乱摩耗粒子が存在することが確認された。

実施例２ 実施例１で述べた被膜駆動ベルトと同様のベルトを、
ベルトの被膜表面が張力勾配装置と接触するように、そ
の装置を有する3M DC6525 5.25インチ（13.3cm）型フ
ァクター・データ・カートリッジに装着した。ベルト張
力勾配装置は直径2.4mmのステンレス鋼ピンであった。
その鋼ピンおよび１つのガイドローラーの間隔は、２つ
のガイドローラーの中心を通る直線に平行な方向で55.9
mmであり、２つのガイドローラーの中心を通る直線に垂
直な方向で7.6mmであった。ガイドローラーの半径は7.9
mmであった。

第１のベルトと全く同じ２つめの被覆ベルトを、第２
のカートリッジにはベルト張力勾配装置がないことを除
いて、第１のカートリッジと全く同様の第２のカートリ
ッジに装着した。第１のカートリッジのガイドローラー
には、第２のカートリッジのガイドローラーに用いられ
る潤滑剤より粘性の小さな潤滑剤がベルトの内側表面と
回転するピンとの間に提供されている点で、第２のカー
トリッジはまた第１のカートリッジと異なっていた。こ
れは、ベルト張力勾配装着は総抵抗を単に増やすという
より、むしろベルトにかかる摩擦抵抗の性質を変えると
いうことを確信するために必要であった。

テープ移動速度の関数として平均テープ張力のグラフ
70を図６に示す。線74は第１のカートリッジ（ピンをも
つ）内にある被覆ベルトの平均テープ張力であり、線72
は第２のカートリッジ（ピンをもたない）内にある被覆
ベルトの平均テープ張力である。

グラフ70は、被覆ベルトおよびピンを用いると、低テ
ープ移動速度においてより高い平均テープ張力が与えら
れることを示す。グラフ70はまた、被覆ベルトおよびピ
ンを用いると、63〜762cm/秒のテープ移動速度範囲でよ
り一定の平均テープ張力が与えられることをも示す。

実施例３ 実施例１で述べた被覆駆動ベルトと同様のベルトを、
ベルトの被覆面が駆動ローラーおよびガイドローラーと
接触するように3M DC2380 3.5インチ（8.9cm）型ファ
クター・データ・カートリッジに装着した。テストをそ
のカートリッジで行ったが、その内容は以下で述べる。
そのカートリッジを、図５に示すようにベルト張力勾配
装置を含有するように改変した。カートリッジをまた、
実施例２で述べたようにガイドローラーに粘性の小さな
潤滑剤を用いることにより改変した。

ベルト張力勾配装置は、直径2.4mmのステンレス鋼ピ
ンであった。その鋼ピンおよびガイドローラーの中心と
中心の間隔は、２つのガイドローラーの中心を通る直線
の平行方向で5.1mmであり、２つのガイドローラーの中
心を通る直線の垂直方向で5.1mmであった。ガイドロー
ラーの半径はそれぞれ5.5mmであった。

テープ移動速度の関数として、前進方向の最小テープ
張力のグラフ80を図７に示す。線82は原カートリッジの
最小テープ張力であり、線84はベルト張力勾配装置を有
する改変カートリッジの最小テープ張力である。グラフ
80は、被覆ベルトおよびピンはテープ移動速度範囲51〜
305cm/秒でばらつきがなくより高い最小テープ張力レベ
ルを提供することを示す。

実施例４ 実施例１で記述した被覆駆動ベルトとピンの接触面
に、ライオン（Lion）モデル3207−７型力変換器を内蔵
する摩擦試験機を設置した。そのベルトを、3M DC6000
系データカートリッジに装着される標準ベルト長まで延
伸した。これは、19.37cm離れた直径1.59cmガイドロー
ラーおよび直径1.74cm駆動ローラーの周りをぐるっと回
ってベルトを延伸することにより為された。用いたピン
はステンレス鋼製であり、直径は2.4mmであった。ピン
を押し込む深さは２つのローラーの真ん中で0.51mmにし
た。ベルトを連続して試験機上で15時間走行させた。ベ
ルトの非被覆面がピンと面するように内側と外側を入れ
換えたが第１のベルトと同様の第２のベルトもまた、連
続して試験機上を15時間走行させた。

時間の関数として摩擦係数のグラフ90を図８に示す。
線94は、ピンと接触する被覆面をもつ被覆ベルトの摩擦
係数である。線92は、非被覆面がピンと接触するように
内側と外側を入れ換えた被覆ベルトの摩擦係数である。
図８から読み取ることができるように、ピンに面する被
覆面を有するベルトの摩擦係数は試験時間中ずっと相対
的に一定のままであった。対照的に、ピンに面する非被
覆面を有するベルトの摩擦係数は最初の数時間は安定的
に上昇したが、その後残りの時間は散漫にゆらいだ。

内側と外側を入れ換えて装着した被覆ベルトはピンに
より傷つけられ、それにより試験型枠上と同様にピン上
にたくさんのベルト屑ができていた。対照的に、適切に
装着された被覆ベルトは、ピンにはほとんどベルト屑を
残さず、試験型枠上には全く屑は残っていなかった。

好ましい具体化に関して本発明を述べてきたが、当該
分野の当業者は、本発明の精神および目的から外れずに
形式および詳細について変わってもよいことを認識する
だろう。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 23/087

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テープパック（17）、少なくとも１つのロ
   ーラーならびにそのテープパックおよび該少なくとも１
   つのローラーの回りに巻かれる駆動ベルトを含有するベ
   ルト駆動テープカートリッジ（10）に用いる駆動ベルト
   （18）であって、 内側主表面（44）および外側主表面（46）を有する基材
   （40）；該内側表面は該少なくとも１つのローラーに向
   くよう設置され、該外側表面はテープパックに向くよう
   設置されている；および 該ベルトと該少なくとも１つのローラーとの間の接触に
   よる該少なくとも１つのローラー上の摩耗を最小にする
   ために該基材の内側表面に提供される被膜（42）；該被
   膜は高分子バインダー中に分散する粒子を含有し、該粒
   子は平均粒径が約30〜50nm範囲内のカーボンブラック粒
   子を含有し、さらに直径中央値が約0.1〜10μｍ範囲内
   の酸化アルミニウム粒子を含有している； からなることを特徴とする駆動ベルト。
2. 【請求項２】基材上の被膜は約１×10⁴Ω・cm未満の抵
   抗率を有する請求項１記載の駆動ベルト。
3. 【請求項３】ある長さのテープを巻く一対のハブ（12、
   14）からなるテープパック（17）；および 駆動ローラー（20）、一対のガイドローラー（22、24）
   およびそのテープパックの回りに巻かれる駆動ベルト
   （18）であって、その駆動ベルトは内側主表面（44）お
   よび外側主表面（46）を有し、該内側表面はローラーに
   向いて設置され、該外側表面はテープパックに向いて設
   置され、被膜（42）はそのベルトとローラーとの間の接
   触によるローラーの摩耗を最小になるように該駆動ベル
   ト（18）の内側表面に提供され、かつ該被膜は高分子中
   に分散する粒子を含有し、粒子は平均粒径が約30〜50nm
   範囲内のカーボンブラック粒子を含有し、さらに直径中
   央値が約0.1〜10μｍ範囲内の酸化アルミニウム粒子を
   含有する、ことを特徴とする駆動ベルト（18）； を包含するベルト駆動テープカートリッジ（10）。
4. 【請求項４】駆動ベルトの被膜は約１×10⁴Ω・cm未満
   の抵抗率を有する請求項３記載のカートリッジ。
5. 【請求項５】さらにカートリッジに固定されるベルト張
   力勾配装置（36）からなり、該装置が２つのガイドロー
   ラーの間に提供され、ベルトの内側表面と接触し、金属
   ピンを含有する請求項３記載のカートリッジ。
6. 【請求項６】ベルト駆動テープカートリッジ（10）中の
   ローラーの摩耗を最小にする方法であって、そのカート
   リッジは一対のガイドローラー（22、24）、駆動ローラ
   ー（20）、一対のテープハブ（12、14）の回りに巻かれ
   る磁気テープ（16）から成るテープパック（17）、なら
   びに該テープハブおよび該ローラーの回りに巻かれる駆
   動ベルト（18）を含有しており、 駆動ベルトを提供する手段；該駆動ベルトは 内側主表面（44）および外側主表面（46）を有する基材
   （40）；該内側表面はローラーに向いて設置され、該外
   側表面はテープパックに向いて設置されている；および ベルトとローラーとの間の接触による該ローラーの摩耗
   を最小にするために基材の内側表面に提供される被膜
   （42）； からなっている； 該ベルトの該内側表面がローラーと接触するように該カ
   ートリッジに該ベルトを装着する手段；および 該ベルトを駆動させる手段；それにより該被膜は該ロー
   ラーの摩耗を最小にしている； を包含する方法。