JPH10502199A - 各コーナの近傍にアイドルローラを有するベルト駆動式テープカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２つのリールを備える長方形のテープカートリッジのベルトが、テープパック、一個のベルト駆動ローラ、および４個のアイドルローラに引伸ばし可能状態で掛けられる。各アイドルローラは、カートリッジのコーナの近傍に配置される。これによって、テープパックの周囲に対するベルトの巻付き角が少なくとも150°になる。このような巻付き角によって、カートリッジは、裏面がより平滑な磁気記録テープを採用することができるとともに、高いテープ速度における読取／書込のエラーを回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 各コーナの近傍にアイドルローラを有するベルト駆動式テープカートリッジ 発明の背景 発明の分野 本発明は、リールを２つ備えるとともに弾性ベルトがテープパックの周囲に掛 けられて接触状態でテープを駆動するテープカートリッジに関する。関連技術の説明 米国特許第3692255号明細書(フォン・ベーレン)は、長方形の箱状封入体を有 しリールを２つ備えているテープカートリッジを開示している。封入体内におい ては、弾性ベルトが反転モータによって駆動されており、テープを２方向に駆動 する。ベルトは、引き伸ばし可能状態でテープパック、一個のベルト駆動ローラ 、および一対のアイドルローラの周囲に掛けられている。ベルト駆動ローラは、 封入体の第１端部近傍に配置されている。一対のアイドルローラ(例えば、図１ および２のベルト案内ローラ29、30)は、前記第１端部と平行に延在する第２端 部の両端のカートリッジコーナ近傍に固定されたピンに回動可能に軸支されてい る。ベルト駆動ローラおよびアイドルローラがベルト案内経路を規定しており、 このベルト案内経路は、テープパックの周囲に対して少なくとも60°の巻付き角 を有している。アイドルローラとそれに係るピンは所定の摩擦をもって結合して いるので、ベルトの進行に対して所定の抵抗が与えられる。この結果、ベルトは 、供給パックにおけるテープ速度よりも巻取りパックにおけるテープ速度を大き くした状態で、該テープを駆動する。したがって、たるみ部分に対してテンショ ンを与えて該たるみ部分を巻き取る。さもなければ、テープは封入体の切欠部分 を通過して駆動される間により大きくたるんでしまう。なお、この切欠部分は、 記録装置のヘッドがアクセスすることを許容するものである。このようなテンシ ョン は、ヘッドに対するテープの接触状態を維持するのに十分なものとすべきである 。テープは、記録装置のヘッドと接触する位置においては、ベルトとは接触しな い。 フォン・ベーレン特許のテープカートリッジは、データを記録するために使用 されるので、一般に“データカートリッジ”と呼ばれている。この出願が譲渡さ れた企業によって現在市場に出回っているそのようなデータカートリッジの１つ は、厚さ6.6mmのバッキングが設けられた幅6.35mmの磁気記録テープを装着して いる。記録装置が長手方向に延びる45本もの多くのトラックに対して記録を行う ので、テープは、記録装置のヘッドを横切って引き出されるとともに幅方向にず れることなく均一に巻き取られなければならない。テープはデータ高密度で記録 するために(例えば、１mmあたりの磁束転位が1575)鏡のような表面を有している が、その裏面は比較的粗いコーティングが施されており、テープとベルトとの間 における十分な摩擦接触を確保している。これによって、均一な巻取りと、ヘッ ドに対するテープの均一な走行を得ることができる。非常に薄いテープは、残念 なことに、粗い裏面のコーティングに起因して読取／書込のエラーが生じるが、 現在のところ、巻取り時の問題を生じることなくテープ裏面をより平滑にするこ とは不可能である。 フォン・ベーレンのタイプのデータカートリッジのユーザのなかにはより高い テープ速度を望む者もいるが、テープ速度が実質的に３m／sを越えると、テープ 裏面の粗さとは無関係に、巻取りが雑になって読取／書込のエラーが生じる。 米国特許第4447019号明細書（ナゴルスキ）は、図１において、従来の２つの リールを備えたベルト駆動式テープカートリッジを示している。このテープカー トリッジは、フォン・ベーレン特許に示されたテープカートリッジと同様のもの である。ナゴルスキのカートリッジは、フォン・ベーレンのものに比べて、ベル トを案内するアイドルローラを追加した点において異なる。これは、“テープを マシンヘッドの近傍において支持して、テープがはねるのを最小限に抑えるため ”である(第２欄、21〜23行)。ベルト８によってこのような支持がなされるため 、情報の記録および再生のために非常に薄いテープ12を使用することができる。 ベルト８によってこのような支持がなされない場合には、テープが垂直方向に過 大 にはねてしまうことを防止すべく十分な剛性を得るために、該テープは比較的厚 いものであることが要求される(第３欄、61〜66行)。フォン・ベーレン特許のそ れに比べて、ナゴルスキのカートリッジのエンドレスベルトは巻付き角が大きい が、この特許においてはそうすることによって何等の利益も得られない。 ナゴルスキ特許が“テープの垂直方向におけるはね”について述べた事柄に反 して、現在市場に出回っているフォン・ベーレン特許のカートリッジにおいては 、6.6mmの薄いバッキングを有するテープを装着した場合には実質的にエラーは 生じていない。他方、本件発明者の経験では、確証はないが、引き伸ばされたベ ルトがテープをヘッドに対して押圧した場合に、読取／書込のエラーが過大とな る。 米国特許第3942743号明細書(ジンセンジ)は、図１〜３において、２つのリー ルを備えるベルト駆動式のテープカートリッジを示している。このテープカート リッジにおいては、引き伸ばされたベルト(10)が、テープパック、ベルト駆動ロ ーラ(２)、および２つのアイドルローラ(３、４)に掛けられている。ナゴルスキ 特許の場合と同様に、テープが記録装置のヘッドと接触する位置において、ベル トはテープと接触する。図４に示されたジンセンジのカートリッジは、ベルト駆 動ローラ(44)がコーナの１つの近傍に配置されている点を除いて、ナゴルスキ特 許の図１に示されたものと同様である。その特許の図６においては、ベルト駆動 ローラおよび２つのアイドルローラの代わりに、“４つのガイドローラ47、48、 49、50”が採用されており(第３欄、31〜32行)、これによって巻付き角が大きく なる。しかし、該特許は、巻付き角については何も言っていない。その特許に示 されたカートリッジもまた、市場には出回っていないと信じられる。 米国特許第4242709号明細書(ストライカー)もまた、２つのリールを備えるベ ルト駆動式のテープカートリッジに関する。この特許の図５においては、ベルト (23)がテープパック、ベルト駆動ローラ(34)、３つのアイドルローラ(20、21、2 2)で構成される“テンション機構”、および他の２つのアイドルローラ(27、42) に引き伸ばし可能状態で掛けられている。図６においては、ベルト駆動ローラは 無い。ストライカー特許は、図５のカートリッジと図６のカートリッジとの“主 要な相異”は、図６においては“一個の外部駆動モータキャプスタン68が磁気テ ープ 80と直接接触しており、．．．．．この具体例におけるベルト79は受動的な要素 であってその機能はテンションを与えることのみである”と言っている(第７欄 、36〜42行)。図６のベルトは、他の２つのアイドルローラ64、75に掛けられて おり、“135°以上の”最小巻付け角を与えている(第７欄、48行)。この結果、 テンション付与要素206、208によってベルトに付与される初期テンションが非常 に小さくなる。 ２つのリールを備える他のベルト駆動式テープカートリッジが米国特許第3305 186号明細書(バードルフ等)および同第4262860号明細書(ヒューティグ等)に示さ れている。 発明の概要 本発明により、２つのリールを備えるベルト駆動式のテープカートリッジが提 供される。本発明のテープカートリッジは、フォン・ベーレン特許のカートリッ ジに比べて、裏面がより平滑な磁気記録テープを採用することができ、しかも高 いテープ速度における読取／書込のエラーは実質的に生じない。この新規なカー トリッジにおいては、磁気記録テープは、巻取りがみだれたり読取／書込時の問 題を生じたりすることなく、５m／sまでの速度で駆動することができる。 フォン・ベーレン特許の場合と同様に、本発明のベルト駆動式テープカートリ ッジの箱状封入体は、 間隔をおいて平行に配置された軸上に回動可能に支持された一対のリール ハブと、 前記各リールハブに反対方向に巻き取られて２つのテープパックを与える 所定長さのテープと、 一個のベルト駆動ローラおよび少なくとも２つのベルトガイド(例えば、 アイドルローラ)と、 テープパック、ベルト駆動ローラ、および他のベルトガイドに引き伸ばし 可能状態で掛けらる弾性ベルトと、 を備えている。 ベルトガイドの軸は、リールハブの軸と平行である。弾性ベルトは、テープが 記録装置のヘッドと接触する位置においては該テープとは接触しない。両カート リッジは、同様に摩擦手段を備えている。この摩擦手段は、ベルトの走行に対し て所定の抵抗を与えて、これによって、テープが２つのテープパック間を通過す る際に該テープに所定のテンションを与えている。 本発明のテープカートリッジは、フォン・ベーレン特許のカートリッジと比べ て、ベルトガイドを少なくとも２つ追加している点において異なる(すなわち、 全体では、少なくとも４つのアイドルローラが採用されている)。これらのベル トガイドは、ベルトの各テープパックに対する巻付き角が少なくとも150°、好 ましくは170〜270°となるように配置されている。このように大きな巻付き角を 与えるカートリッジにおいては、テープパック面の外観が鏡のようになることか らも分かるように、約５m／sのテープ速度で巻き取られた場合においてもその巻 取りは非常に均一なものとなる。 以下に説明する好ましい具体例においては、上記テープは磁気記録テープであ る。しかしながら、本発明においては、“テープ”の語には、マイクロフィルム 、ペーパーウェブ、および一対のリール間で走行させることが可能な可撓性を有 する他の細長いウェブ材料も含まれる。 図面の簡単な説明 図面を参照すれば、本発明をより容易に理解することができる。各図は、すべ て概略図である。 図１は、本発明のベルト駆動式テープカートリッジの上面図である。 図２は、図１のテープカートリッジとフォンベーレン特許のテープカートリッ ジとについて、駆動力およびテープテンションを比較するグラフである。 詳細な説明 図１を参照すると、テープカートリッジ10は、長方形の箱状封入体11を備えて いる。封入体11は、ベースプレート12およびカバー13からなる。ベースプレート 12から突出するシャフトに、一対の固定リールのハブ15、16と固定ベルト駆動ロ ーラ17とが回動可能に軸支されている。ハブ15と16とは同一のものである。駆動 ローラ17は、ハブ15と16との間において、第１の切欠部18の近傍に配置されてい る。切欠部18は、封入体11の第１端部19に形成されているものであって、記録装 置のキャプスタンがベルト駆動ローラ17と接触することを許容する。 一定長さの磁気記録テープ20が２つのリールハブに反対方向に巻き取られてお り、２つのテープパックを提供している。テープ20は、一対のピン21および22、 さらに３つのガイドピン23、23a、24を通過するように引き出され、第１端部19 に沿って走行し、第１切欠部18および第２切欠部25を通過する。第２切欠部25に おいて、テープ20は、テープレコーダの記録ヘッド（図示せず）と接触する。 新規なテープカートリッジの封入体がフォン・ベーレン特許の場合のような長 方形の形状であってベルト駆動ローラを該封入体の第１端部に形成された切欠部 近傍に備えている場合には、ベルトは、それぞれが封入体のコーナ近傍に固定さ れたピンに回動可能に軸支された４つのアイドルローラに案内される。このよう にアイドルローラを配置すれば、好ましい大きな巻付き角を確保することができ る。 カートリッジの封入体11の第１端部19に対して平行に延在する第２端部27の両 端におけるコーナ近傍において、第１アイドルローラ29および第２アイドルロー ラ30がベースプレート12から突出する固定ピンに回動可能に軸支されている。第 １端部19の両端におけるコーナ近傍には、第３アイドルローラ31および第４アイ ドルローラ32が配置されている。第３アイドルローラ31および第４アイドルロー ラ32は、第３アイドルローラがやや小径である点を除いて、第１アイドルローラ 29および第２アイドルローラ30と同じである。第３アイドルローラがやや小径で あるのは、図１のテープカートリッジを、上述のように既に市場に出回っている フォン・ベーレンの6.35mmのテープカートリッジと互換性をもたせるためにスペ ースを制約する必要があると思われるからである。弾性ベルト34(ポリウレタン が好ましい)が、それぞれ図示の位置に設けられたテープパック、ベルト駆動ロ ーラ17、およびアイドルローラ29、30、31、32に引き伸ばし可能状態で掛けられ る。これによって、ベルトは各テープパックの周囲に170〜230°の角度範囲で巻 き付けられる。アイドルローラを支持するピンは潤滑処理が施されており、弾性 ベルト34の走行に対する所定の抵抗(drag)を維持する。 フォン・ベーレン特許のテープカートリッジの場合と同じように、ベルト駆動 ローラ17は、ガイドピン23と24との間においてテープ経路を越えて延在する直径 の大きな大径部分を有する。この大径部分は、テープレコーダのキャプスタン( 図示せず)と接触する。各アイドルローラおよび各ベルト駆動ローラのベルト受 面(bearing surface)は、端部ガイドを設けることなしにベルトを中央に維持す るためにクラウンが設けられている。 フォン・ベーレン特許の弾性ベルトは、新規なテープカートリッジに対して有 用であって、弾性係数が0.005〜0.1m／nt mのポリウレタンベルトである。同様 に、ベルトは、少なくとも1.5nt、好ましくは２〜５ntのプレテンション(pre-te nsion)有すべきである。さらに、フォン・ベーレンのカートリッジの場合のよう に、ベルトの走行に対する摩擦抵抗が付与される。しかし、予備的な試験の結果 から、巻付き角がより大きいので、摩擦抵抗(frictional drag)はフォン・ベー レン特許において要求されるそれよりも小さくてもよいことが分かった。摩擦抵 抗が小さくてもよいので、駆動力もフォン・ベーレンのカートリッジの場合より も小さくて済む。したがって、本発明のカートリッジはより小さいモータで駆動 することができ、発熱量も小さい。追加のベルトガイドがアイドルローラである 場合には、アイドルローラのピンを小さくするとともに、アイドルローラおよび ベルト駆動ローラのベアリングに潤滑処理を施すことによって、摩擦抵抗を小さ くすることができる。 例 図１に示したプロトタイプのベルト駆動式テープカートリッジは、以下の重要 な特徴を備える。 ベースプレート12 アルミニウム 厚さ 2.5mm カバー13 ポリカーボネート樹脂 リールハブ15、16 ガラスを充填したポリカーボネート樹脂 直径 40mm 磁気記録テープ20 長さ 300m 幅 6.35mm テープパックの最大径 73mm ベルト駆動ローラ17 直径 17.4mm 大径部分 22.6mm アイドルローラ29、30、31、32 アセタール樹脂 直径(29、30、32) 10mm 直径(31) 8.5mm ピン 焼入れ鋼 直径 ２mm 弾性ベルト34 長さ 73.7cm 幅 3.5mm 厚さ 0.1mm 装着された弾性ベルトはプレテンションが3.3ntで、リールハブに対するその 巻付け角は、最小で約170°、最大で約230°であった。多数の試験サイクルを通 してテープテンションを少なくとも0.17ntに維持して、カートリッジが作動され た。また、テープ速度は5.1m／sまでとされ、スタートおよび停止時の加速は75m ／s²までとされた。いずれの時においても、ベルトおよびテープはともに正確に 走行し、その結果、テープパックの面は外見上、鏡のようであった。2.3m／sの テープ速度を達成するのに必要なモータの力は0.7ntであった。 フォン・ベーレン特許の小サイズのベルト駆動式テープカートリッジを使用し て比較試験が行なわれた。その弾性ベルトはプレテンションが4.4ntであった。 何故なら、テープ速度を2.3m／sまでとして、スタートおよび停止動作を失敗な く行うためには少なくとも4.4ntのプレテンションが必要だったからである。ベ ルトのプレテンションをこのように高くしても(例１のカートリッジのプレテン ションと比較して)、3.4m／sのテープ速度においてテープのテンションは０以下 に下がった。2.3m／sのテープ速度を達成するのに必要なモータの力は0.9ntであ った。テープ速度を2.3m／sまでとして駆動した後においてはテープパックは鏡 のような外観を呈していたが、３m／sを越えるテープ速度で駆動した後において は鏡のような外観は失われ、テープ縁部がテープパック面よりも突出していた。 これは、巻取りが不均一となった証拠である。 フォン・ベーレン特許のベルト駆動式テープカートリッジと比較して、新規な テープカートリッジは低いベルトテンションにおいて作動可能であると信じられ る。何故なら、巻付き角が大きいためにすべりが起こりにくいからである。 図２においては、縦軸は力(ニュートン)を示している。横軸はテープに沿う位 置を示しており、左端がテープの開始端部(ＢＯＴ)を、右端がテープの終了端部 (ＥＯＴ)を示している。線50は駆動力を、線51はテープテンションを、それぞれ 示しており、これらは、前記例に示したカートリッジのテープを2.3m／sの速度 で一方のハブから他方のハブへと走行させた場合についての値である。これと比 較して、線54は駆動力を、線55はテープテンションを、それぞれ示しており、こ れらは、フォン・ベーレン特許のカートリッジのテープを同一速度で走行させた 場合についての値である。この比較によって、前記例のテープカートリッジは、 フォン・ベーレン特許のものと比べて、高いテープテンションと非常に低い駆動 力を達成していることが分かる。 記録ヘッドにおける均一なテープテンションを維持するためには、ＢＯＴから ＥＯＴまで(さらには、逆走行時にも)テープテンションが均一であることが理想 的である。線50と線54とを比較すると、前記例のテープカートリッジは、フォン ・ベーレン特許のテープカートリッジの場合に比べて、この理想により近いもの と なっていることが分かる。 この分野における当業者であれば、ここに説明した本発明の具体例に対して多 様な変更および修正を為すことは容易であろう。したがって、本発明は、以下の 請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．箱状の封入体を備えるテープカートリッジであって、 間隔をおいて平行に配置された軸上に回動可能に支持された一対のリ ールハブと、 前記各リールハブに反対方向に巻き取られて２つのテープパックを与 えるとともに、該２つのテープパック間に延びる所定長さのテープと、 一個のベルト駆動ローラおよび少なくとも２つのベルトガイドと、 前記テープを制御駆動する弾性駆動ベルトと、 を備えており、 前記ベルトは、テープに対する単なる駆動要素であって、テープパッ ク、ベルト駆動ローラ、およびベルトガイドに引き伸ばし可能状態で掛けられて いるとともに、テープが記録装置のヘッドと接触する位置においては該テープと は接触せず、 カートリッジの上記構成要素間の摩擦が、ベルトの走行に対して所定 の抵抗を与え、テープ速度が2.3m／sである場合に２つのテープパック間におけ るテープテンションを少なくとも0.15ntとしており、 前記ベルトガイドのうちの少なくとも４つが、前記各テープパックに対するベル トの巻付き角を少なくとも150°とするように配置されていることを特徴とする 、テープカートリッジ。 ２．前記ベルトガイドが170〜270°の巻付き角を与えるように配置されているこ とをさらに特徴とする、請求項１記載のテープカートリッジ。 ３．前記箱状封入体が長方形であって、前記ベルトガイドのうちの１つが封入体 の各コーナの近傍に配置されていることをさらに特徴とする、請求項１または２ 記載のテープカートリッジ。 ４．前記ベルトガイドのそれぞれが、固定ピンに回動可能に軸支されたアイドル ローラであることをさらに特徴とする、請求項１、２または３のいずれか１つに 記載されたテープカートリッジ。 ５．前記弾性ベルトは、その弾性係数が少なくとも0.005m／nt mであって、プレ テンションが少なくとも1.5ntとなるように引き伸ばし可能状態で掛けられてい ることをさらに特徴とする、請求項１、２、３または４のいずれか１つに記載さ れたテープカートリッジ。 ６．前記摩擦抵抗が、2.3m／sのテープ速度において、少なくとも0.15ntのテー プテンションを与えることをさらに特徴とする、請求項１、２、３、４または５ のいずれか１つに記載されたテープカートリッジ。 ７．前記弾性ベルトが0.005〜0.1m／nt mの弾性係数を有するポリウレタンベル トである、請求項１、２、３、４、５または６のいずれか１つに記載されたテー プカートリッジ。