CN1153726C - 将具有相反两侧边的记录带卷绕形成逐渐增大的记录带包的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种将具有相反两侧边的记录带围绕一个回转轴线卷绕形成一个逐渐增大的记录带包的方法，该方法在记录带层之间形成的流体薄膜的帮助下，将每个新到达的所述记录带卷的两个相反侧边与所述增大的记录带包中所有先前卷绕形成的记录带卷连续地对齐而形成许多圈的记录带卷，同时将位于所述许多圈记录带之间的所述流体薄膜增量逐渐地减小到零，直到所述许多圈记录带卷中的每个头圈被锁定在记录带包的其余部分上为止。本发明的方法克服了传统技术偏见，既不是极力地排出各记录带层之间的空气薄膜，而是积极利用该空气薄膜，由此形成完美对齐的记录带包装。

Description

将具有相反两侧边的记录带卷绕形成 逐渐增大的记录带包的方法及装置

                        发明领域

本发明涉及以高速卷绕和包装的记录带，并涉及具有平行且共面的记录带边缘构成的两侧边的记录带包。

                        发明背景

在所有记录带驱动系统中，包括磁的和光学的，横向或螺旋扫描的以及纵向的，单卷盘和双卷盘的，一个制约性设计因素是将记录在高速下以平滑、一致的记录带层卷绕在卷盘上的能力。只有当相继的各记录带的边缘卷绕在卷盘或类似装置上而构成记录带包并且均在同一平面内时，才能获得令人满意的记录带包。记录带在卷盘上未对齐而成为错位的记录带包，这通常在记录带传送机构进行下一次卷绕时，会导致不适当的记录带引导，并经常在读/写操作时产生由于介质未对齐而引起的问题。初始包装不良的记录带包不可避免地在后继的记录带卷绕中造成更为不良的记录带包，直至经常发生包装的极度的错位状态。在低速卷绕时，合适的记录带包装通常不是严重问题，且传统上使用各种技术以保证所希望的平滑的记录带包。这些技术包括记录带边缘引导、卷盘凸缘包装、主动控制记录带的方向等。在记录带边缘引导技术中，记录带介质被几种手段之一所引导，迫使记录带的一个边缘贴靠一静止引导块。这些手段包括：通过弹簧指产生的边顶压力；楔形引导；空气楔引导；或滚子，该滚子绕径向于记录带包轴线的轴线回转，并在记录带包上以与记录带包大约相同的速度回转。

记录带速度增加带来不良的记录带包，并要求增大力以控制所产生的记录带更大幅度的位移与循迹误差，然而却导致记录带边缘更大的磨损，从而产生更多的碎末。

在卷盘凸缘包装技术中，其系统设计成使记录介质被卷绕盘上的凸缘所约束与引导，记录带沿卷盘送进。主动控制包括记录带路径信息的传感和向由致动器驱动的记录带支撑元件输入修正的信号。最后这种方法更复杂，而前面两种方法之每一种要求接触记录带的边缘，这必然导致记录带边缘在经过多次卷绕/重复卷绕后损坏，特别是随着记录带的速度增高后更是如此。

本质上减小或消除记录带由于记录带传送机构多次卷绕而造成边缘损坏特别重要，在单个记录带上包含了大量数据，希望将其编档保存及此后对其进行多次访问。大量访问可能导致记录带边缘迅速磨损和损坏，这两者最终导致记录带不能成功地运动及随之而来的输送故障。许多形式的记录带边缘引导都会产生热量，这种热使记录带伸长而超出其弹性极限。这会在记录带的边缘产生称为“波浪形”的波度。这种波度部分不能与记录头和播放头正常地接触实现完善地记录和播放。没有正确地引导，在快速卷绕时，记录带有搭在卷盘凸缘上的倾向，这还会使记录带相对于记录头和播放头对不准。

在光学系统中，记录带磨损情况由于极细微的边缘磨损碎末对记录带数据表面的污染而更加恶化，导致对数据记录和恢复的干扰并增加比特误差率。

根据传统理论，已有技术认为卷取卷盘上记录带层与层之间空气的夹带是高速卷绕记录带过程中主要不稳定因数素，并视为记录带在最终记录带包中记录带错位的主要原因。因此，已有技术中随着记录带速度的增加，便增加记录带的张力以极力挤出在记录带卷绕过程中在全部记录带各层之间的圈闭空气。随着工业向着为获取更大容积效率而采用向着更薄记录带方向发展，已有技术中之增大记录带张力，使记录带的物理强度加重负担，结果，要么使得记录带拉伸超出其许可极限，要么限制其最大许用张力，因此，在给定的记录带速度下增大了记录带包上记录带的错位量。

在探索摆脱此困境的途径中，已有技术求助于包装装置以将空气挤出记录带包。回转装置和非回转装置两者都使用了。这些装置总是用弹簧在逐渐增大的记录带包的外直径上加载。这种已有技术方法的主要缺点在于，在此方法中，新进入的记录带由于记录带被吸附于上一层记录带而其侧向位置被锁定，而不论这一层记录带的位置与上一层已卷绕的记录带是否共面。

随着工业上为了获得更高的数据传输速率和更快的数据访问时间而要求更快的记录带速度，包装错位的问题随之增大。沿着传统纠正包装错位的方法继续前进，将要求使用愈来愈大的控制力来纠正在更高的速度下更大的错位量。随着控制力增大，由控制力增大而导致的记录带损坏也增加。在高速卷绕时，包装错位将会使得传统的矫正方法矫正不了。在某些情况下，高的记录带拉力和一圈与另一圈未对齐至少可导致暂时的记录带扭曲，有时甚至是永久性扭曲，即使记录带不被破坏，也会影响信息记录、存储再生的能力。在极端情况下，包装错位将使得后继的记录带圈难于包装成贴靠在上卷盘凸缘和下卷盘凸缘。从这种极端情况下退绕记录带还可能进一步损坏记录带，这是由于记录带拖刮上下卷盘凸缘造成的。没有卷盘凸缘，以及在某种情况下甚至具有凸缘时，严重的记录带错位也可导致记录带“跳”出凸缘，结果出现记录带卡住状态或断裂。

错位的记录带包在操纵和输送过程中特别容易损坏。未被相邻层记录带的边缘所支撑的记录带层，容易被弄皱，结果使记录带永久损坏。

                        发明概述

本发明的总目的在于，以具有突破性的解决方案克服上述已有技术面临的困境。

本发明最恰当的目的在于提供一种高级的卷绕技术和系统。

本发明的相关目的在于生产并能够生产高级记录带包，这种记录带包相反两径向侧边完全共面，并且在整个数以千计的重复卷绕中具有象镜面一样的品质。

本发明的目的还在于提高记录带介质的信息存储和再现的能力，而这种能力超出已有技术的能力。

本发明的其它目的通过在此所公开的进一步的内容将变得一目了然。

一方面，本发明属于一种卷绕记录带的方法，该方法将具有相反两边的记录带围绕一回转轴线卷绕形成一逐渐增大的记录带包，更具体说，属于所述方法的改进包括下述组合：使每一新到达的所述记录带卷悬浮在一个位于所述逐渐增大的记录带包上的流体薄膜上；形成一个大致没有所述流体的记录带包，其中，在所述记录带包中，大致所有的记录带卷的大致所有相应的相两反侧边，都沿着所述记录带包的两个相反径向平面共面，这种共面是通过下述步骤实现的，即，在所述流体薄膜的帮助下，将每个新到达的所述记录带卷的两个相反侧边与所述增大的记录带包中所有先前卷绕形成的记录带卷连续地对齐而形成许多圈的记录带卷，同时将位于所述许多圈记录带之间的所述流体薄膜增量逐渐地减小到零，直到所述许多圈记录带卷中的每个头圈被锁定在记录带包的其余部分上为止。

本发明还涉及卷绕记录带包，此记录带包在其相反两径向侧边处，具有良好共面的记录带边缘，如本发明的方法或如本发明诸实施例的方法在记录带的速度超过每秒三米状态下形成。

本发明还涉及一种装置，该装置用于将具有相反两侧边的记录带围绕一回转轴线卷绕形成一逐渐增大的记录带包，更准确地说，涉及其改进，包括下述组合：一个卷绕带卷之间流体薄膜形成器，其连接到所述记录带，并经由大致每一新到达的记录带圈直到在所述记录带包上形成许多圈记录带；一个记录带边缘对齐器，其位于在所述增大的记录带包上形成的所述许多圈记录带的，大致每一新到达的记录带卷处以及流体薄膜处；以及一个记录带卷绕锁定器，其连接到所述许多圈记录带的每一头圈。

根据具体地说，本发明涉及一种装置，该装置将具有相反两侧边的记录带围绕一具有回转轴线的记录带卷盘轮毂卷绕而形成一逐渐增大的记录带包的装置，该装置的改进包括下述组合：两个柔性卷盘凸缘，其设置在所述轮毂的相反两侧上；一个卷绕带卷之间流体薄膜形成器，其连接所述记录带，并经由大致每一新到达的记录带圈直到在所述记录带包上形成许多圈记录带；一个记录带边缘对齐器，其位于在所述增大的记录带包上形成的所述许多圈记录带的，大致每一新到达的记录带卷处以及流体薄膜处；以及一个记录带卷绕锁定器，其连接到所述许多圈记录带的每一头圈；所述记录带边缘对齐器和记录带卷绕锁定器包括所述柔性卷盘凸缘和一个连续卷盘凸缘折弯器，该卷盘凸缘折弯器连接在所述柔性卷盘凸缘处。

                        附图简介

本发明的主题及其各个方面，以及本发明的目的，从下列对优选实施例的详细说明将变得更加清楚，这些实施例在附图中以示例的方式图解说明，这些附图构成对本发明的书面说明，附图中，相同的标号表示相同或相当的部件，其中：

图1为根据本发明一实施例记录带走带机构和传送装置的顶视图，图1中转角剖面线3-3表明记录带卷盘如何剖切为图3、图5等所示；

图2为图1所示传送装置的侧视图，图中示出了根据本发明一实施例之记录带张力控制装置的方框图；

图3为一系统的剖视图，该系统类似于沿图1中3-3线剖切的剖视图，以便示出根据本发明一实施例之记录带边缘对齐器和卷盘凸缘扩展器相对于记录带包装的关系；

图4为记录带包的顶视图，该记录带包具有根据本发明另一实施例的改进后的记录带边缘对齐系统；

图5为一系统的侧视图，该系统类似于图4所示系统，不过具有根据本发明之空气轴承式随动器；

图6为记录带包的顶视图，该记录带包具有根据本发明又一实施例的记录带边缘对齐系统；

图7为记录带包的侧视图，该记录带包具有根据本发明又一实施例的经过改进的记录带边缘对齐系统；

图8为记录带包的侧视图，该记录带包具有根据本发明又一实施例的翼型记录带边缘对齐系统；

图9为一展开视图，沿图8中顶卷盘凸缘处从9-9线观察，具有空气动力凸缘弯缘装置；

图10为记录带包的侧视图，该记录带包具有根据本发明又一实施例的记录带边缘对齐系统；

图11为记录带包的侧视图，该记录带包具有根据本发明又一实施例的记录带边缘对齐系统；

图12为记录带包的侧视图，该记录带包具有根据本发明又一实施例的记录带边缘对齐系统；

图13为根据本发明一推荐实施例的记录带卷盘的侧视图；

图14为类似于图13的视图，示出了根据本发明一优选实施例的记录带卷盘凸缘，该凸缘被弯曲以使记录带进入接收和记录带对齐；

图15为图13所示卷盘的顶视图，该卷盘具有根据本发明一实施例所作的改动；

图16为图13所示记录带卷盘的详图，该卷盘具有根据本发明一实施例进行的另一改动；

图17为图13所示记录带卷盘的详图，该卷盘具有根据本发明另一实施例进行的另一改动；

图18为图13所示根据本发明另一实施例的记录带卷盘的顶视图；

图19为沿图18中19-19线剖切的剖视图；

图20为沿图18中20-20线剖切的剖面图。

为了图形表述的可能性和在下面更为充分的说明，在图中不得不将全部记录带卷绕层表述成彼此间相距一段距离，即使记录带卷已经变成锁定了的紧密包，因为不如此，在记录带最后几圈卷绕后就得画成所不允许的黑方块。事实上，当一圈又一圈的卷绕变成锁定在记录带包上，与全部先前卷绕在记录带包上的各卷绕圈成为完全共面的关系时，实际上就成为一个极紧密的记录带块。与此类似，为了表述的可能性，图形中在每一记录带边缘与相邻卷盘凸缘之间必须示出一间距，即使为了对齐的目的，凸缘的这部分与记录带接触也画出了一间距。

                    实施本发明的方式

附图图解说明了将记录带以高速卷绕成高质量卷绕记录带包的各种系统、装置和方法，该记录带包具有两个相距一段距离的、平行的、由共面记录带边缘形成的侧边，与任何已有技术中在超过每秒三米的高速卷绕成的记录带包相比，该侧边缘即使经过成千次卷绕和重新卷绕，也更平滑和更没有错位。附图还示出了一些系统，其中，记录带在记录、播放或其它记录带处理的装置或互动装置，以超过每秒三米的高速度从这种记录带包解绕或重新卷绕形成记录带包，与已有技术中任何可比系统相比，都更精确得多。

为简化和易于理解，图1和2示出了一种直线记录带走带机构和传送装置10，该传送装置具有根据本发明一实施例的记录带张力控制装置12。不过，应当理解，本发明的主题及其实施例适用于各种记录带驱动系统，包括：记录带记录、重放和/或复制系统，诸如磁式的、光学式的或磁-光式的此类系统，采用纵向、横向或螺旋扫描技术，用在单卷盘的、盒式的、双卷盘的或盒带等系统中。此外，本发明的应用并不局限于记录带记录及类似情况，还可扩展至其它应用中，在这些情况下，超精密的带或网以高速引导、卷绕和解绕具有重要意义或十分有利。因此，图1和2中的方框17用符号表示任何记录带记录、播放或处理装置，以及任何记录带驱动装置。引导滚或柱20和120也在记录带传送装置中示出，分别设置在装置17与记录带供给卷盘之间或者装置17与卷取卷盘之间。

图1和2示出了一种方法，该方法将具有相反的两侧边14和15的记录带13卷绕形成环绕回转轴线18、逐渐增大的记录带包16。本发明使每一新到达的卷绕层113，悬浮于逐渐增大的记录带包16上的流体薄膜19上，并形成一种大致没有流体的记录带包，其中，大致全部记录带卷的所有相应的相反两侧边14和15，都分别沿着记录带包沿记录带包16的相反径向平面21和22(见图3)大致是共面的。本发明实现这一点是借助于流体薄膜19，通过连续地使记录带的许多圈记录带23之每一新形成的卷绕层113的相反两侧边，与逐渐增大的记录带包中先前卷绕的记录带的相应侧边对齐，同时，逐渐将各层间的流体薄膜的增量减小至零，直至所述许多圈记录带的每一领头圈被锁定在记录带包的其余部分上。

对此，可参看图3，因为该图以放大比例示出了记录带包及其组成部分。图3以及图5至8、图10至12和图14之每一图，可看成是图1中沿3-3线角度剖切的剖视图，除了对齐力施加器或记录带边缘对齐器32至41和卷盘凸缘扩展器43至48是增加的，对此，将在后面更充分地说明。在这些图中，左侧为记录带13的进入侧，右侧为代表记录带包装侧。图13还可视为沿图1中3-3线角度剖切的剖视图，或可简单地视为后继的图14通过直径剖面的剖视图，相对于图14的比例缩小了。

回到基本原理，需要指出，图3示出了输入的记录带13、该输入的记录带的新近到达的记录带层113和记录带包的其余部分16。图3还示出了在新近到达的卷绕层与先前卷绕在记录带包上记录带层之间最后形成的流体薄膜19，新近到达的卷绕层113就浮在此流体薄膜上。此流体薄膜的增量从新近到达的卷绕层之间扩展到相邻的多圈23记录带包的先前卷绕层之间。正如图3和其它图中之某些图所示，当前流体薄膜增量螺旋向内进入卷绕记录带包时，这种流体薄膜增量是逐渐减小的。

为了能够用图形表述，附图不得不将全部记录带卷绕画成彼此相距一段距离。因为不如此的话，在记录带最后几圈以外的卷绕圈得画成不允许的黑方块。不过，根据本发明，随着一圈一圈的带卷变成锁定在记录带包上，而与先前卷绕在记录带包上的记录带形成完全共面的关系时，实际上就形成一个大的极其紧密的记录带块。

与此类似，为了能够用图形表述，附图不得不将每一记录带边缘14和15与记录带卷盘28的凸缘26和27之间示出为分别相距一段距离。这种空间事实上确实存在，而且在记录带13进入卷盘或离开卷盘28的区域是必需的。不过，至少在本发明之图示实施例中，在对齐力31施加在带卷113上和在前的多圈记录带卷23上使得带卷113与先前数圈带卷23在逐渐减小的流体薄膜19上对齐时，记录带边缘14与相邻的卷盘凸缘26之间事实上没有侧向距离，与之相对的记录带边缘15与卷盘凸缘27之间也没有侧向距离。

根据本发明之一实施例，上述大致每一新到达的记录带圈113的悬浮和每一流体薄膜增量的连续递减是通过对卷绕的记录带13的张力控制实现的。

上述记录带13的大致每一新到达的记录带圈113悬浮在逐渐增大的记录带包16上的流体薄膜19上，可由我们所称的“卷绕带圈之间流体薄膜形成器”来完成。因为，每一新流体薄膜19是在每一新到达的记录带圈113与先前刚卷绕在逐渐增大的记录带包16上的记录带圈之间(“在带圈之间”)形成，因此，术语“卷绕带圈之间”是比较适当的。记录带张力控制器12是这种流体薄膜形成器的一个例子，对在此所公开的内容的进一步说明将使其变得更容易理解。同样，记录带张力控制器12可充当一种记录带卷绕锁定器，其连接在所述许多圈记录带圈的每个头圈上，在所述许多圈记录带圈中，新到达的记录带圈113属于最后一圈。正如所给予的名字所蕴涵的意义，这种记录带卷绕锁定器将每一新到达的记录带圈113对齐形成许多圈记录带圈之后，然后锁定在已经卷紧在记录带包16上的记录带圈上。在记录带13卷绕过程中，随着记录带包增大，这种流体薄膜形成器和记录带卷绕锁定器连续地对一圈一圈卷绕的记录带圈进行操作。

本发明还在位于逐渐增大的记录带包16上形成的记录带13的每一新到达记录带圈113，以及流体薄膜19处，提供了一个记录带边缘对齐器或对齐力31，其在流体薄膜19的帮助下，使大致每一新到达的记录带圈113的相反两侧边14和15，相应地连续对齐所有位于逐渐增大的记录带包上的先前已经卷绕上的记录带圈边缘14和15。在图2、3等等图中，这种对齐力用箭头符号31表示，而图1以指向卷绕记录带包的箭头31后视图的形式，示出了“箭头向下符号”。图1还以虚线箭头符号示出了在退绕记录带包处的记录带对齐力31，从而表明这种对齐力或记录带边缘对齐器可用于两侧的记录带包上，因为记录带13可以卷绕在任一侧上，另一方面，也可从任一侧或任一卷盘退绕。

通过背景技术的介绍可回忆起，已有技术认为，空气圈闭在记录带卷绕层之间，在高速卷绕记录带时，会不可避免地导致卷绕记录带圈不稳定，导致在记录带包中各卷绕层之间的错位，以及由此而产生的种种问题。迄今为止，这实际上是在设计所有高速记录带驱动系统的制约因素，它使得已有技术不顾一切地努力，而这些努力都有损坏记录带并因而降低记录与播放过程品质的倾向，并在高记录带速度时严重缩短记录带的寿命。

本发明正好从与之相反的方向入手，即是积极地利用在卷绕时“附着”在记录带表面上并随着记录带一起移动的空气边界层，从而在逐渐增大的记录带包上形成流体薄膜。这种对所形成的流体薄膜的正面利用就是，使大致每一新到达的记录带圈113的相反两侧边14和15，在所述流体薄膜帮助下连续地与逐渐增大的记录带包上先前卷绕形成的全部卷绕记录带的相应两侧边14和15对齐，将曾经帮助记录带相应相反侧边14和15对齐的每一流体薄膜的增量逐渐递减至零，直至上述许多圈记录带中的每一头圈被变成锁定在记录带包16的其余部分上，从而记录带包中的所有卷绕记录带圈的所有相应的相反侧边14和15，将分别沿着记录带包两相对的径向平面21和22处于同一平面上，理想地将具有象镜面一样的品质。

在本发明范围内，各种类型的记录带边缘对齐器和对齐方法在本发明所示实施例中给予公开。

作为例子，图1至12和14示出了相反侧边14和15的对齐，包括在记录带13上施加力31，该力大致平行于流体薄膜19施加于每一新到达的记录带圈113上。于是，这些图示出了记录带边缘对齐器诸如32至41，作用在大致平行于流体薄膜19的每一新到达的记录带圈113上。

根据图5至9和11所示实施例，力31借助于压力差施加在记录带13上。这种压力差可我们所称的压差产生器生成，例如过压产生器33至36之一，或一种负压产生器39，正如在记录带边缘对齐器中，大致平行于流体薄膜19作用在每一新到达的记录带圈113上形成许多圈记录带圈。

图11中用箭头39象征性地示出了负压产生器。根据记录带卷盘凸缘26和27的柔性以及记录带卷盘28的允许转速，负压产生器39事实上可以是以足够快速度回转的记录带卷盘，该卷盘是由带电机控制器12的卷盘驱动电机50驱动，其中，流体薄膜19中的空气或流体借助于离心力抛出，如图11中箭头38所示，因此，流体薄膜递减，直到在许多圈记录带对齐后，每一新到达的记录带圈已经锁定在记录带包的其余部分上。在某些施加负压不够充分的场合，可使用真空泵装置或其它流体去除装置作为所象征性示出的负压产生器39。在任一情形，卷盘凸缘被拉向一起或缩回以使边缘对齐，而与每一新到达卷绕的记录带113接触达数圈。

相反边缘14和15的对齐包括，对记录带13的边缘进行引导，在本发明图示实施例中，这种引导在记录带边缘引导装置与大致每一新到达卷绕的记录带113之间大致为零的相对运动下进行。在这方面，记录带边缘对齐器可包括一种记录带边缘引导装置，该引导装置相对于每一新到达的记录带圈113相对运动大致为零。这种零相对运动可借助于卷盘凸缘26和27实现或达到，该卷盘凸缘可具有或不具有另外的对齐力施加器，例如将在下面更详细说明的那样。

在本发明的某些实施例中，记录带边缘引导装置最好是回转的，在卷绕记录带时随记录带13回转。记录带边缘对齐器于是可包括回转记录带边缘引导装置，该引导装置相对于每一新到达的记录带圈113，相对运动大致为零。这种回转的记录带引导装置，除连同下述图12所示的实施例外，可具有回转轴线18，该轴线大致平行于在逐渐增大的记录带包16中形成的流体薄膜19，例如绕记录带卷盘28的回转轴线18回转的卷盘凸缘26和27。自然，这只是更宽概念的其中一个实施例，按照这一概念，记录带边缘引导器可绕任何其它轴线回转，只要能相对于每一新到达的记录带圈113形成零相对运动即可。

例如，图12所示根据一实施例之记录带边缘引导器41，是朝向和背向记录带13回转，作为例子，回转的记录带边缘引导器41，具有回转轴线42，该回转轴线本质上垂直于逐渐增大的记录带包上形成的流体薄膜19，或沿回转轴线18的径向设置。根据本发明的图示实施例，记录带13被卷绕在记录带卷盘28的轮毂29上，在轮毂的相反两侧具有凸缘26和27，大致每一新到达的记录带圈113的相反两侧边14和15连续对齐此两凸缘，而记录带卷盘绕轴线18回转，如图1至12和14所示。根据本发明这个方面的装置中的记录带边缘对齐器可包括一连续的卷盘折弯器，其连接着卷盘凸缘26和27。正如对其命名所蕴涵的意义，此卷盘凸缘折弯器连续地折弯卷盘凸缘。

卷盘凸缘折弯器的例子在图3至12和14中分别为32-41。最好凸缘26和27借助于或通过对齐力31或对齐器32至41的作用，连续地被折弯于大致每一新到达的记录带圈的相反边缘14和15上，如图1至12和14所示。

相反，当卷绕记录带时，在记录带13进入卷盘28处，凸缘26和27可连续被折弯离开，如图1至2和14所示，即在此处，记录带相对于卷盘凸缘运动，或换言之，此处记录带和卷盘凸缘之间的相对运动本质上并不为零。在这方面，卷盘凸缘扩展器43至48分别示出于图1至12，当卷绕记录带时，记录带13在此进入卷盘28，或者，当退绕时，记录带在此处退出卷盘。

在这方面，记录带边缘对齐器实际上也可包括卷盘凸缘扩展器，例如在图14所示实施例中那样，其中，记录带边缘对齐器和卷盘凸缘扩展器被合并在同一结构32中。在这方面，通过图14可见，在卷绕记录带时，凸缘26和27被连续折弯于大致每一新到达的记录带圈113的相反两侧边14和15上，而与此同时，在记录带13进入卷盘处，凸缘26和27被连续折弯以相互离开，正如在图14中双头箭头40所象征性地表示的那样。

特别是图13和14所示，根据本发明实施例之柔性卷盘凸缘26和27，在其外圆周或外周边处与卷盘轮毂处具有不同的间距。特别如图13和14所示，柔性卷盘凸缘26和27的外圆周或外周边可比卷盘轮毂处进一步分离。这种柔性卷盘凸缘可为或可预制成锥形。在这方面，这种锥形凸缘可为凹锥即向外扩张，例如图13所示，或可为凸锥即向内变形以使其外圆周边处比轮毂29处彼此更靠近，例如将在下面结合图14所进行的讨论那样。每一种情况都实行下一节所提出的原理：

锥形结构，包括记录带卷盘凸缘26和27的截顶锥或平台锥形具有在外周边保持恒定外周边的特性。换言之，锥形的外周边即使被折弯仍保持恒定。如果锥的边缘被在边缘处运动以相对于轮毂29增大或减小锥度的夹角，例如通过在记录带对齐器垫块65和66之间回转圆锥凸缘26和27，或在诸如图5至9和12所示之其它记录带边缘对齐器之间回转凸缘26和27，于是此锥形形状必然偏离其如图13所示的初始形状，以便保持其恒定的外周边长度或圆周长度。如果在对齐器65和66处锥形表面的夹角改变成使卷盘凸缘26和27与新到达的记录带圈113等进入对齐接触，那么，倾斜夹角必须在凸缘26和27其它地方作反向改变，以便保持其恒定的外周边长度。因此，为对齐接触新到达的记录带圈113，凸缘26和27间的密贴间距在记录带13进入卷盘28区域的凸缘扩张，如图14中双头箭头40所示。这反过来也适用，如果柔性卷盘凸缘26和27如上所述为凸锥，即在其外周边处比轮毂29处彼此更靠近。在这种情况下，双头箭头40象征性地表示卷盘凸缘扩展器，该扩展器可类似于任何在图1至12中所示的扩展器43至48。借助于该扩展器，当记录带13在进入或退出记录带卷盘时在该处将凸缘扩展开，这种卷盘凸缘从箭头40折弯一角度位移，与正在进入的记录带圈113接触，因此起到记录带卷绕对齐器的作用，以取代对齐器32，从而可将对齐器32省略。

在此意义上，图14事实上是这两种情况的图解说明：(a)使用具有所谓凹锥的卷盘凸缘如图13所示，或(b)使用上述作为备选方式的具有凸锥的卷盘凸缘结构。因此图14图解说明了两个例子，其中，记录带边缘对齐器和卷盘凸缘扩展器整合在一种结构中，例如上述的32和40。

此外，在作为备选方式的凸锥柔性卷盘凸缘情况下，其中，凸缘26和27外周边向内收敛或在其外圆周或外周边比在其轮毂29处更靠近，这种向内收敛或偏转的卷盘凸缘，在储存、运送及类似过程中会紧密贴靠记录带包16的至少外边缘，当访问记录带13或希望卷绕或解绕时卷盘凸缘会扩展开如图中箭头40所示。

卷盘凸缘可偏转和具有固有的柔性，或可借助于各种柔性施加装置或结构。例如，卷盘凸缘26和27可相对于轮毂29悬臂或铰接。如图15所示，对于卷盘凸缘之一，柔性卷盘凸缘26和27可在卷盘轮毂29处具有许多孔51。这种孔可为环绕轮毂的形式以增加凸缘相对于卷盘轮毂的柔性。

根据图16所示实施例，柔性的卷盘凸缘26和27在卷盘轮毂29处具有铰接部52。此铰接部可以是在环绕凸缘与轮毂交界处薄横截面环的形式，诸如制成常见于聚丙烯元件和其它塑料结构的所谓“活铰接”形式。

如图17所示，柔性卷盘凸缘26和27在轮毂29处具有同心的环形褶53。此同心环形褶可为金属或其它薄膜所用的形式，诸如膜盒或其它波纹管所用形式，只是每一卷盘凸缘最好只有一环形褶，并设置在紧靠卷盘轮毂处，从而不致干扰记录带的卷绕和对齐过程。这最好用于图16至20的全部实施例中，其中，如在图17和19中，铰接部52或环形褶53大致上设置在卷盘轮毂29的空心圆柱内表面外面。

根据图18至20所示本发明之实施例，对于凸缘26和27两者，借助于示出的这些凸缘之一，柔性卷盘凸缘26和27外侧具有径向突起部或其它刚性增强部56。这种刚性增强部从卷盘轮毂29，或从制成同心环形褶53处，或从卷盘轮毂29上制成其它铰接部或悬臂结构处，延伸至位于凸缘外周边处的角度区域57，该区域用于承受记录带对齐力施加器的作用，诸如图3、8、9、和14中之32或36。诸如刚性增强部、凸缘的柔性以及其它参数，事实上相互平衡以获得相应情况下的最佳性能。

图3、4和14所示对齐力施加器或记录带边缘对齐器32可具有一对压力垫块65和66，卷盘凸缘26和27处于压力垫块之间。此压力垫块的形状与其所接触的记录带卷盘凸缘26和27之凸缘倾斜形状的轮廓相符，且最好具有坚硬光滑的表面与凸缘接触，从而使之长期耐磨和柔和，对卷盘凸缘无损害。例如，这种光滑表面可通过火焰抛光象蓝宝石的或陶瓷的或硬抛光铬板而获得。这同样应用于与卷盘凸缘内表面接触的扩展器43和44，如图1至4、10和12所示。

对齐力施加器或记录带边缘对齐器可支持在或作用在记录带卷盘凸缘26和27外周边区域，例如图3、8和14所示实施例之对齐器32或36。

根据本发明另外的实施例，这些或其它对齐力施加器或记录带边缘对齐器32或33，事实上可能随记录带包16在卷盘28内的轮毂29上增大而沿卷盘外周边随动，例如图4和5所示。作为对齐器32的例子如图4所示，作为对齐器33的例子如图5所示，这些对齐器之任一种可安装在铰接于68的臂67或167上，例如图4所示，还包括一用曲线箭头象征性地表示的对臂67或167施加的弹簧偏压或驱动力。最好，对齐器32或33的安装臂应当轻，并用弹簧加压与平衡，以避免在记录带转送中由于小的冲击或加速载荷而产生位移。

在许多情况下，所选择的卷盘凸缘26和27很薄，在记录带包从接近卷盘轮毂29处增大至接近卷盘外周边的过程中，偏压69将足以使对齐器32跟随形成中的记录带包16。不过，在对齐器33并不接触卷盘凸缘的场合，或环境要求对齐器32更精确引导的情况下，在69处可能使用伺伏控制。这种伺服控制本身已经是公知的了，一般使用一个记录带传感器，例如一种探测器或一种光源-光电池组合，其将每一新形成的外记录带圈113的位置信号输出，并据此使对齐器32和33运动，例如在68或69处使用一小电机，该电机接收根据上述记录带传感器输出信号所生成的驱动信号。为此以及其它理由，卷盘凸缘26和27可为透明的。

记录带对齐器可为凸缘接触式，例如图3、4和14中的对齐器65、66，或可为非接触式，例如图5至9所示的对齐器33至34。提供必要推力或对齐力31的非接触式记录带对齐器包括设置在每一卷盘凸缘26和27处的空气轴承。此空气轴承例如可包括垫片71和72，或具有孔75的杆73或74，如图7所示空气轴承35，也可用作如图5中之空气轴承33和图5和7中所示在45处之其它空气轴承。

此空气轴承从压缩空气源或流体源供给空气或所希望的流体。为避免图形中与已有技术部件的拥挤，压缩空气或流体源在图5、7和11中用供给管路77和78象征性地表示，而没有用方框符号表示流体源。

如图7示例所示，特别是对在此所公开的全部空气轴承，空气轴承的孔75设置在空气轴承的侧面或空气轴承上面向卷盘凸缘的部分。空气或其它流体从这些空气轴承以每平方英寸几磅或大约为十千帕的压力流出。孔75的数目、尺寸、形状和位置是设计变量。空气柱或有效的空气轴承表面设置在距每一卷盘凸缘表面小于一毫米处。

空气轴承并不是利用空气使卷盘凸缘运动的唯一途径。作为另一个例子，如图6示出了吹风机、风扇或其它空气推进器34和134，用于连续压卷盘凸缘26和27，借助于空气流131产生对齐力31，使凸缘与新到达的记录带圈113接触。

根据图8和9所示实施例，记录带边缘对齐器36包括翼面37和38，用于推动卷盘凸缘26和27连续地彼此相向，例如像图9展开图所示具有图中37所示的翼面形状，该翼面形状使沿卷盘凸缘运动的空气楔入翼面与相邻的卷盘凸缘之间，从而产生所需要的记录带对齐力31。

图10示出了我们称之为离心式记录带边缘对齐器37，因为它在卷盘凸缘26之上或卷盘凸缘27之下生成一离心力，这种离心力具有推动卷盘凸缘彼此面向的效果，如箭头231所示。作为例子，本发明此图示实施例使用分布在卷盘凸缘26和27外周边的重量81，其重心在卷盘凸缘外侧边之外一段距离，因此，当凸缘26或27或记录带卷盘28回转时，使凸缘向内侧弯曲的作用力231由离心力产生，由作用力231产生边缘对齐力31。

因此，图10和对图11的第一次说明是本发明实施例的图解说明，其中，记录带边缘对齐力31是由离心作用施加，或正如为其命名所蕴涵的意思一样，是通过离心作用对齐力施加器，诸如图10中的81或图2中的12-50，并和对图11的第一次说明相关，通过记录带卷盘28的高速回转在38、39生成离心力。

图12所示记录带边缘对齐器41使用或包括滚子84和85，该滚子绕轴线42和142回转，该轴线沿记录带卷盘的径向延伸，或本质上垂直于回转轴线18或记录带卷盘28。滚子84和85可与卷盘凸缘26和27接触，从而被驱动回转。

软刷可用作滚子84和85，该软刷最好是锥形并安装成可以回转。此刷锥的顶点指向卷盘28的轴线18，因此，如果刷随着卷盘凸缘的运动而回转，表面刷速和卷盘凸缘速度沿刷的全部点大致匹配。同样，如果存在滑动，沿刷的长度上滑动也是一致的。刷可为软纤维或合成橡胶泡沫材料。一种毛刷可设置成使其软毛有某些弯曲，从而以尺寸较不严格的方式给予所希望的压力，这种方式具有能允许的小速度差。

现在更加关注上述卷盘凸缘扩展器43至48，此扩展器连续依次地使卷盘凸缘26和27的相继部分向外扩展，以在卷绕时为进入卷绕的记录带13提供空间，并在记录带包16解绕时为出去的记录带13提供空间。这与记录带边缘对齐器32至36的作用相反，对齐器在一个位置处连续地将卷盘凸缘的相继部分相向推动，所述位置与卷盘凸缘扩展器相距一定角度处，即距离记录带进入卷绕位置与离开位置有一定角度的位置处，此角度大约为半个至一个π弧度。

不过，这里已经公开的有关记录带边缘对齐器32至36的类型、结构、布局、安装、质量、表面硬度和空气或流体源(如果用了的话)的大多数，也可用于卷盘凸缘扩展器43至48。因此，相同或功能相当的部分采用相同的标号32和44、33和45，包括压力垫片65和66或空气轴承71和70以及压缩空气或流体源77和78。

在这方面，扩展器44的压力垫片65和66与卷盘凸缘26和27的内侧表面接触以将此凸缘推向外，记录带13在此处进入或离开卷盘。如图3、10和12中回转箭头83所示，卷盘凸缘扩展器44可作角度位移，例如绕垂直于记录带卷盘回转轴线18的对称中心线转动。此扩展器44的外周边形状或其压力垫片65和66在外周边的布局可为椭圆或非圆形，以便通过此扩展器的角度位移改变和控制卷盘凸缘的扩展度数。

与此类似，空气轴承71和72的空气或流体源77、78可以改变，以改变或控制卷盘凸缘角度缩小或张开的度数。

图6中的扩展器46类似于记录带边缘对齐器34，除了它是在记录带进入和离开部位吹空气85，以使卷盘凸缘26和27彼此分开。有时，在这方面需要一种经过改进的装置，例如设置一种角度导流器86，与空气轴承71和72类似，该导流器引导空气流或流体流从流体源77、78至卷盘凸缘26和27之间。

翼面式记录带对齐器36在卷盘凸缘扩展器处也具有配对物如图8和9所示。具体说，扩展器47可包括翼面87和88，用于使卷盘凸缘26和27彼此连续离开，例如具有图9展开视图所示翼面形87，这种翼面使沿卷盘凸缘介于翼面和与之相邻的卷盘凸缘之间运动的空气流上升，从而产生使卷盘凸缘提升或扩展所需的力。

根据本发明的推荐实施例，上述记录带13之每一新到达的记录带圈113的悬浮，和帮助对齐的大致每一流体薄膜增量的连续控制，是由卷绕记录带的张力控制实现的。

这不同于上述已有技术中尽可能努力防止任何引起记录带错位流体薄膜的形成。已有技术的这种努力随着记录带速度的提高而变得愈来愈狂乱，因为在进入卷绕及随后的记录带卷绕中任何流体薄膜的形成，都被已有技术视为是记录带卷绕错位并导致不良记录带包以及后来出现的毛病的主要原因，这些毛病包括在记录带记录和播放站中记录带的不规则进程，以及由于记录带引导过程中的干涉及由于过大的记录带张力使记录带损坏。当已有技术在日益提高的记录带速度面前，除了愈来愈增大记录带张力之外找不出走出困境的途径，记录带张力变得过大，直至快速运转的记录带在此过程中，如果不是永久地也是暂时变形，用这样卷绕、解绕-重新卷绕的记录带，随之而来的结果是记录、播放、复制或其它过程品质下降。

本发明避免了这种极端，这是通过仅仅与上述对齐技术之一相结合，使用记录带张紧来去除流体薄膜增量实现的，而这种对齐技术利用了过去所轻视的流体薄膜作为记录带边缘对齐的一种辅助，从而实现高品质记录带包。

因此，记录带张力控制，例如图2中12所示，当记录带卷绕在任一卷盘上时，对传送中的记录带13施加的张力，最好大约为每平方英寸一千磅或每平方毫米七百克的数量级。作为例子，根据本发明原型试验，对宽半英寸厚半密尔的记录带使用四盎司的张力，或对宽12.7毫米厚度为13μm的记录带使用一百五十克的张力。这远小于已有技术对极高速记录带所施加的张力。

记录带张力控制系统包括如图2所示之卷盘驱动电机50和150以及与其协调工作的记录带张力控制器12。这种控制器可为可变电机控制器61控制记录带驱动电机50和51。双头箭头62和63示出记录带驱动电机50和150由设置在张力控制系统中的可变电机控制器61伺服控制。

这样，使记录带完善地对齐并锁定在记录带包16上所需要的记录带张力得以实现，这是通过当在图1和2中右手一侧驱动记录带进入所需要的记录带包16时，则在左手一侧约束记录带的退绕。电机控制器61为可变的，直至在记录带驱动力与记录带退绕约束之间实现适当的平衡，以获得所需要的记录带张力。根据本发明推荐实施例，与在已有技术中努力高速地记录带卷绕相比，记录带的张力较小，加之在记录带边缘对齐力较低，以及在记录带边缘与记录带边缘对齐器之间没有相对运动，给予记录带边缘的磨损和其它记录带损坏，基本上检测不到，或可忽略不计。

当卷绕记录带时，记录带的后继层在张力作用下对先前已经卷绕的层增加压力，以获得更紧密的记录带包。此张力最终在记录带包的中心下降为零，或在更大的记录带卷盘成为压力。结果获得更紧密的记录带包。

正如在记录带记录和播放技术和别的地方中通常情况一样，控制器12还可包括记录带驱动，例如传统形式的驱动，使与记录带13连接的卷筒回转以驱动记录带向前，该卷筒如图2中虚线112所象征性所表示的那样。

记录带厚度大约十微米(μm)，记录带速度大约每秒数十米的情形，可用本发明实施例成功地处理。卷盘凸缘26和27的厚度根据使用情况大约五十至五百微米。举例来说，可用钢或塑料作卷盘凸缘的材料。对于光学的或非磁性记录，可对卷盘凸缘使用磁场，此卷盘凸缘为铁磁体或包括铁磁体，或至少是导电材料，允许通过涡流电流或类似作用产生反磁场，使通过卷盘凸缘在记录带进入和离开区域收拢和/或扩张而实现记录带边缘对齐。静电和压电现象也可用在不致干扰任何记录带记录、播放或处理特性的特定情况中。

本发明还属于卷绕记录带13的包装16，当使用在此公开和在此作为例子的附图所示本发明或本发明实施例的方法生产时，该记录带包的记录带边缘14和15在记录带包相反的径向两侧平面21和22具有完善的共面性。

使用本发明的技术可实现每毫米大约一百至几千条记录轨迹密度。

本发明及其实施例生产的所用卷盘凸缘和/或记录带包可用于记录带包装、记录带卷盘记录带架和记录带盒及其它的组合形式。

所公开各种实施例的具体例子，并给出了新的教导，建议了本领域技术人员应当寻求的各种参数。本领域技术人员被教导了这些参数之后，就可以在本发明的保护范围内，寻求各种解决方案，这些解决方案可以是本发明教导范围内的，也可以超出本发明的这些教导。显然对于本领域技术人员来说，本发明彻底的公开必然使得本领域技术人员进行各种不脱离本发明主旨和范围的改变和变化。

Claims (28)

1.一种将具有相反两侧边的记录带围绕一个回转轴线卷绕形成一个逐渐增大的记录带包的方法，该方法的改进包括下述组合：

使每一新到达的所述记录带卷悬浮在一个位于所述逐渐增大的记录带包上的流体薄膜上；形成一个大致没有所述流体的记录带包，其中，在所述记录带包中，大致所有的记录带卷的大致所有相应的相反两侧边，都沿着所述记录带包的两个相反径向平面共面，这种共面是通过下述步骤实现的，即，在所述流体薄膜的帮助下，将每个新到达的所述记录带卷的两个相反侧边与所述增大的记录带包中所有先前卷绕形成的记录带卷连续地对齐而形成许多圈的记录带卷，同时将位于所述许多圈记录带之间的所述流体薄膜增量逐渐地减小到零，直到所述许多圈记录带卷中的每个头圈被锁定在记录带包的其余部分上为止。

2.如权利要求1所述的方法，其中，将所述相反两侧边的对齐包括：在所述许多圈记录带卷的大致每一新到达的记录带卷处，都对所述记录带施加一个大致平行于所述流体薄膜的力。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述力是借助于压力差而施加在所述记录带上。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述力是借助于过压而施加在所述记录带上。

5.如权利要求2所述的方法，其中，所述力是借助于负压而施加在所述记录带上。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述力是借助于离心作用施加。

7.如权利要求1所述的方法，其中，对所述相反两侧边的对齐包括：对所述许多圈记录带卷的大致每一新到达的记录带卷边缘进行引导，在引导过程中位于记录带边缘引导装置与记录带之间的相对运动大致为零。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述记录带边缘引导装置在所述卷绕过程中随所述记录带的转动而转动。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述记录带边缘引导装置朝向和背向所述记录带回转。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述记录带被卷绕在一个记录带卷盘的轮毂上，该记录带卷盘在所述轮毂的相反两侧各具有一凸缘；

所述相反两侧边借助于所述凸缘被连续地对齐。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述凸缘从大致每个新到达的记录带卷处开始被连续地折弯到所述相反两侧边上。

12.如权利要求10所述的方法，其中，所述凸缘仅仅在其与所述记录带之间大致没有相对运动的地方与所述记录带接触。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述凸缘在所述记录带卷绕时进入所述卷盘处的位置处连续地向外折弯离开。

14.如权利要求1所述的方法，其中，每一新到达的记录带卷的所述悬浮，以及每一流体薄膜增量的连续减小是通过卷绕记录带的张力控制实现。

15.如权利要求1所述的方法，其中，所述记录带以大约每平方毫米七百克的张力下被卷绕。

16.一种将具有相反两侧边的记录带围绕一个回转轴线卷绕形成一个逐渐增大的记录带包的装置，该装置的改进包括下述组合：

一个卷绕带卷之间流体薄膜形成器，其连接到所述记录带，并经由大致每一新到达的记录带圈直到在所述记录带包上形成许多圈记录带；

一个记录带边缘对齐器，其位于在所述增大的记录带包上形成的所述许多圈记录带的，大致每一新到达的记录带卷处以及流体薄膜处；以及

一个记录带卷绕锁定器，其连接到所述许多圈记录带的每一头圈。

17.如权利要求16所述的装置，其中，所述记录带卷绕锁定器包括一个卷绕带圈之间的流体排出器，其经由所述的许多圈记录带与所述头圈记录带相连。

18.如权利要求16所述的装置，其中，所述对齐器包括一个对齐力施加器，该对齐力施加器平行于所述流体薄膜的方向上，对所述许多圈记录带的大致每一新到达的记录带圈施加对齐力。

19.如权利要求16所述的装置，其中，所述对齐器包括一个压差产生器，该压差产生器平行于所述流体薄膜，作用在所述许多圈记录带圈的大致每一新到达的记录带圈上。

20.如权利要求16所述的装置，其中，所述对齐器包括一个过压产生器，该过压产生器平行于所述流体薄膜，作用再所述许多圈记录带圈的大致每一新到达的记录带圈上。

21.如权利要求16所述的装置，其中，所述对齐器包括负压发生器，该负压产生器平行于所述流体薄膜，作用在所述许多圈记录带圈的大致每一新到达的记录带圈上。

22.如权利要求16所述的装置，其中，所述对齐器包括一个离心记录带边缘对齐器。

23.如权利要求16所述的装置，其中，所述对齐器包括一个记录带边缘引导装置，该引导装置相对于所述许多圈记录带的大致每一新到达的记录带圈相对运动大致为零。

24.如权利要求16所述的装置，其中，所述对齐器包括一个回转式记录带边缘引导装置，该引导装置相对于所述许多圈记录带的大致每一新到达的记录带圈相对运动大致为零。

25.如权利要求24所述的装置，其中，所述回转式记录带边缘引导装置具有一个回转轴线，该回转轴线大致平行于在逐渐增大的记录带包中形成的所述流体薄膜。

26.如权利要求24所述的装置，其中，所述回转式记录带边缘引导装置具有一个回转轴线，该回转轴线大致垂直于在逐渐增大的记录带包中形成的所述流体薄膜。

27.如权利要求16所述的装置，其中，所述流体薄膜形成器和所述记录带卷绕锁定器包括一个记录带张力控制器。

28.如权利要求16所述的装置，其中，所述记录带具有大约每平方毫米七百克的张力。

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