JP2005063565A - 磁気テープドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間にわたって使用したとしても、磁気テープの記録密度の高さにかかわらずトラッキングエラーを生じさせることがない磁気テープドライブを提供する。
【解決手段】 複数のガイド１５を備える磁気テープドライブＡであって、前記ガイド１５のうち、磁気テープＭＴの走行速度に対する前記ガイド１５の周面速度の比が０．９以下の当該ガイド１５が、表面硬化処理されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気テープに対して磁気情報の記録再生を行う磁気テープドライブに関する。

磁気テープドライブは、磁気テープを走行させる走行装置と、走行する磁気テープを所定の経路に沿って案内する複数のガイドとを備えている（例えば、特許文献１）。この磁気テープドライブでは、所定の位置に配置された複数のガイドに走行する磁気テープが掛け渡されるようになっている。そして、これらのガイドは、周知のとおり、中心軸周りに回転自在に軸支された円柱形状のローラ部と、このローラ部の上下端に配置されるフランジ部とで構成されている。

このような磁気テープドライブでは、ローラ部の周面に受け止められた磁気テープが、フランジ部でその幅方向の動きを規制されつつ磁気ヘッドに向けて送り込まれることによって、磁気テープに磁気情報の記録が行われ、そして記録された磁気情報の再生が行われるようになっている。
特表２００２−５３０７９１号公報（段落番号００５８、図１）

ところで、このような磁気テープドライブが磁気テープの磁気的特性の検査や、磁気情報データを格納した多数の磁気テープカートリッジを備えるライブラリに使用されると、この磁気テープドライブに掛けられる磁気テープが未使用あるいは未使用に近いため、この磁気テープの大きな研削力によってガイドが著しく磨耗する。つまり、例えば図９に示すように、磁気テープＭＴのエッジが擦れるガイド２０のフランジ部２０ａには、磁気テープドライブの使用回数を重ねるにつれて溝Ｇが掘り込まれていく。この傾向は、特に磁気テープの走行速度が高められて磁気情報の記録再生を高速で行う磁気テープドライブに顕著に現れる。そして、このような溝Ｇが掘り込まれると、ガイド２０で案内される磁気テープＭＴは、この溝Ｇによってマイクロメータ（μｍ）のオーダで磁気テープＭＴの幅方向（図９中、上下方向）に振れる。

その一方で、昨今、磁気テープの高密度記録化を図るためにトラック幅が狭められていく傾向にある。その結果、磁気テープドライブが使用される際に、前記した磁気テープの振れは、たとえその振れ幅がマイクロメータのオーダといえどもトラッキングエラーの原因となる。

そこで、本発明の課題は、長期間にわたって使用したとしても、磁気テープの記録密度の高さにかかわらずトラッキングエラーを生じさせることがない磁気テープドライブを提供することにある。

本発明者は、磁気テープドライブに配置された複数のガイドのそれぞれは、磁気テープの走行速度に対するガイドの周面速度の比が所定値を下回ると、下回ったガイドのフランジ部が特異に磁気テープで研削されることを見出して本発明に到達した。

すなわち、前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、磁気テープを走行させる走行装置と、走行する前記磁気テープを所定の経路に沿って案内する複数のガイドとを備える磁気テープドライブであって、前記ガイドのうち、前記磁気テープの走行速度に対する前記ガイドの周面速度の比が０．９以下の当該ガイドが、表面硬化処理されていることを特徴とする。

この磁気テープドライブでは、ガイドが磁気テープを所定の経路に沿って案内しつつ、走行装置が磁気テープを走行させる際に、磁気テープは、ガイドのフランジ部によって、その幅方向の動きが規制される。このような磁気テープドライブによれば、走行する磁気テープがガイドで案内される際に、前記磁気テープの走行速度に対する前記ガイドの周面速度の比が０．９以下の当該ガイド、つまり、磁気テープの走行速度とガイドの回転速度との差が所定値以上のガイドが、表面硬化処理されているため、当該ガイドのフランジ部が磁気テープのエッジで研削され難くなっている。したがって、この磁気テープドライブは、長期間にわたって使用されたとしても、磁気テープが幅方向に振れることがない。

その一方で、本発明者の知見によると、磁気テープのラップ角度が９０°以下のガイドは、磁気テープに対するガイドの回転追従性が著しく悪い。なお、ここでいうラップ角度とは、ガイドが磁気テープを案内する際に、ガイドの周面に巻き掛けられた磁気テープが当該周面に接触している範囲の平面角度、つまり接触角度（図２（ｂ）参照）をいう。
したがって、このような磁気テープドライブにおいて、前記ガイドのうち、前記ガイドの周面速度の比が０．９以下であり、かつ前記磁気テープのラップ角度が９０°以下の当該ガイドが、表面硬化処理されているものが好ましい。
この磁気テープドライブは、長期間にわたって使用されたとしても、より確実に磁気テープの幅方向への振れを抑制する。

本発明の磁気テープドライブによれば、長期間にわたって使用したとしても、磁気テープの記録密度の高さにかかわらずトラッキングエラーを生じさせることがない。

以下、本発明に係る磁気テープドライブ（以下、単に「ドライブ」という）の一実施の形態について、適宜図面を参照して詳細に説明する。参照する図面において、図１は、本発明に係るドライブの概略図、図２（ａ）は、図１のドライブで使用されるガイド周りの様子を示す斜視図、図２（ｂ）は、図１のドライブで使用されるガイドに磁気テープが接触する状態を示す模式図、図３は、図１のドライブで使用されるガイドをその回転軸に沿った面で破断した際の部分断面図である。

本実施の形態で例示するドライブは、ＬＴＯ（Linear Tape−Open）規格に準拠したドライブであり、このドライブに装填された磁気テープカートリッジの磁気テープが順逆の双方向のいずれに走行する場合にも磁気情報の記録再生を高速に行えるようになっている。

図１に示すように、本実施の形態に係るドライブＡは、第１ギア１１ａ及び第２ギア１１ｂと、リール１２と、磁気ヘッド１４と、第１ガイド１５ａ及び第２ガイド１５ｂ（特にガイドを特定しない場合は、単に「ガイド１５」という）と、前記第１及び第２ギア１１ａ，１１ｂをそれぞれ駆動するための図示しない駆動モータと、これら部材１１ａ，１１ｂ，１２，１４，１５ａ，１５ｂを収納する筐体１６とを備えている。

第１ギア１１ａは、このドライブＡに装填された磁気テープカートリッジＭＣのリール１７を回転させるものであり、図示しない駆動モータで順逆の双方向に回転するようになっている。

ドライブＡのリール１２（以下、「ドライブ側リール１２」という）は、磁気テープカートリッジＭＣのリール１７（以下、「カートリッジ側リール１７」という）から送り出された磁気テープＭＴを巻き取り、そして巻き取った磁気テープＭＴをカートリッジ側リール１７に向けて送り出すものである。

第２ギア１１ｂは、カートリッジ側リール１７の回転方向と反対の方向にドライブ側リール１２を回転させるものであり、図示しない駆動モータで順逆の双方向に回転するようになっている。

なお、これら第１及び第２ギア１１ａ，１１ｂ、ドライブ側リール１２並びに駆動モータは、特許請求の範囲にいう「走行装置」を構成している。

磁気ヘッド１４は、カートリッジ側リール１７とドライブ側リール１２との間で行き来する磁気テープＭＴに磁気情報を記録し、または記録された磁気情報を再生するものである。この磁気ヘッド１４には、磁気抵抗効果型素子といった読出素子と電磁誘導型素子といった書込素子とを備えた複合型ヘッドが使用されている。この磁気ヘッド１４は、次に説明するガイド１５で所定の経路に案内されて走行する磁気テープＭＴに接触可能に配置されている。

第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂは、このドライブＡに装填された磁気テープカートリッジＭＣ（カートリッジ側リール１７）から送り出される磁気テープＭＴが磁気ヘッド１４を経由してドライブ側リール１２に向かうように、あるいはドライブ側リール１２に巻き取られた磁気テープＭＴが磁気ヘッド１４を経由し、カートリッジ側リール１７に向かうように当該磁気テープＭＴを案内するものである。これら第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂによってこのドライブＡでの磁気テープＭＴの走行経路が決定されている。

このようなガイド１５は、図２（ａ）を併せて参照すると明らかなように、筐体１６の底面から垂直方向に延びる回転軸１５ｃに軸支され、この回転軸１５ｃ周りで回転可能になっている。そして、ガイド１５は、走行する磁気テープＭＴがそのローラ部１５ｄの周面に巻き掛けられることによってガイド１５自体が回転しつつ、そのフランジ部１５ｅが走行する磁気テープＭＴの幅方向の動きを規制するようになっている。

また、このようなガイド１５に巻き掛けられて走行する磁気テープＭＴは、図２（ｂ）に示すように、回転軸１５ｃの中心Ｃから所定の角度θで開く範囲でガイド１５の周面と接触している。なお、この接触角度θは、特許請求の範囲にいう「ラップ角度」に相当する。以下、この接触角度をラップ角度という。

そして、第１ガイド１５ａにおけるラップ角度θは、カートリッジ側リール１７から磁気テープＭＴがドライブ側リール１２に向けて送り出されるにしたがって次第に小さくなっていき、第２ガイド１５ｂにおけるラップ角度θは、この送り出された磁気テープＭＴが、ドライブ側リール１２に巻き取られていくにしたがって次第に小さくなっていく。これとは逆に、ドライブ側リール１２から磁気テープＭＴがカートリッジ側リール１７に向けて送り出されるにしたがって、第２ガイド１５ｂのラップ角度θは次第に大きくなっていき、この送り出された磁気テープＭＴがカートリッジ側リール１７に巻き取られていくにしたがって、第１ガイド１５ａのラップ角度θは次第に大きくなっていく。本実施の形態に係るドライブＡでは、ガイド１５が、このように磁気テープＭＴがカートリッジ側リール１７とドライブ側リール１２との間で行き来する際に変動するラップ角度θが常に９０°以下になるような位置に配置されている。本実施の形態に係るドライブＡでは、このような範囲にラップ角度θが設定されることによって、第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂに対する磁気テープＭＴの摩擦抵抗が軽減されて、磁気テープＭＴの高速走行が可能になり、磁気テープＭＴに対する磁気情報の記録再生が迅速に行われるようになっている。そして、このように配置されたガイド１５では、走行装置によって磁気テープＭＴが走行した際に、磁気テープＭＴの走行速度に対するローラ部１５ｄの周面速度の比（以下、単に「ガイド１５の回転追従比」という）が０．９以下になっている。

このようなガイド１５は、図３に示すように、金属の母材Ｂの表面が硬化処理されたものであり、その表面には硬化層Ｈが形成されている。なお、図３では、母材Ｂと硬化層Ｈとを明確に区別して表しているが、硬化層Ｈの材質によっては母材Ｂと硬化層Ｈとの界面は必ずしも明確ではない。

この硬化層Ｈは、母材Ｂが軟窒化処理、浸炭焼入、高周波焼入等の硬化処理が施され、あるいは、例えばスパッタリング法といった公知の薄膜形成法によって母材Ｂの表面に硬質膜が形成されたものである。

この硬化層Ｈの材質は、特に制限されるものではなく、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、炭化タングステン−コバルト（ＷＣ−Ｃｏ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等が挙げられる。なお、母材Ｂ上に形成された硬化層Ｈは、その表面が所定の平滑度となるように研磨処理が施されたものであってもよい。

次に、本実施の形態に係るドライブＡの動作について適宜図１、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３を参照しながら説明する。

まず、このドライブＡに磁気テープカートリッジＭＣが装填されるとともに、図示しない駆動モータで第１及び第２ギア１１ａ，１１ｂが所定の方向に回転することによって、カートリッジ側リール１７に巻回された磁気テープＭＴは、ドライブ側リール１２に向けて送り出される。そして、送り出された磁気テープＭＴは、ドライブ側リール１２に巻き取られていくことによって、カートリッジ側リール１７とドライブ側リール１２との間で走行する。

そして、第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂは、走行する磁気テープＭＴが磁気ヘッド１４と摺接するように案内する。この際、第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂのラップ角度θは、９０°以下の範囲になるように設定されているため、これらガイド１５に対する磁気テープＭＴの摩擦抵抗が低減される。その結果、磁気テープＭＴを高速で、しかも安定して走行させることができるので、磁気テープＭＴに対する磁気情報の記録再生を高速に行うことができる。その反面、第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂでは、ラップ角度θが９０°以下の範囲に設定されて磁気テープＭＴとこれらガイド１５との接触面積が低減されていることから、ガイド１５の前記した回転追従比が０．９以下になる。つまり、磁気テープＭＴの走行速度とガイド１５の周面速度とに差が生じる。

その一方で、第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂは、表面硬化処理されているので、フランジ部１５ｅが磁気テープＭＴで研削され難くなっている。つまり、このドライブＡは、長期間にわたって使用されても、磁気テープＭＴがその幅方向に振れることはない。したがって、このドライブＡは、これに掛けられる磁気テープＭＴの記録密度の高低にかかわらずにトラッキングエラーを生じさせることがなく、長期間にわたって磁気テープＭＴの検査やライブラリに使用することができる。

次に、本発明のドライブに使用されるガイドの耐摩耗性試験を行ったので、その試験結果について検討する。

この耐磨耗試験に使用されたドライブは、図４に示すように、♯１、♯２、♯３及び♯４の位置に配置されたガイドによって、１対のリールＲ１，Ｒ２の間を走行する磁気テープＭＴが所定の経路に沿って案内されるようになっている。そして、これらガイドのうち、♯２及び♯３の位置に配置されたガイドの周面には、図示しないグルーブが形成されており、磁気テープＭＴの走行速度と回転するガイドの周面速度とがほぼ等しくなるように、つまり、これらガイドの前記回転追従比が１に近接するように調節されている。また、♯１の位置に配置されたガイドには、ステンレス製のガイドの表面に窒化チタン（ＴｉＮ）の硬化層を形成したものが使用されている。

この耐磨耗試験では、まず、張力を１Ｎに設定して６ｍ／秒で磁気テープを走行させた際の各ガイドの回転速度を測定した。そして、ここでは、リールＲ１からリールＲ２に向けて磁気テープＭＴを送り込む方向を順方向とし、その逆を逆方向として、その順逆双方向に磁気テープＭＴを走行させた場合の各ガイドの回転速度を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１の「始端側速度」の欄に記載した回転速度は、リールＲ１から磁気テープＭＴを送り出し始めた際、つまり図４中、磁気テープＭＴがＸの位置にあるときの各ガイドの回転速度である。また、表１の「終端側速度」の欄に記載した回転速度は、リールＲ１から磁気テープＭＴを送り出し終わる直前、つまり図４中、磁気テープがＹの位置にあるときの各ガイドの回転速度である。

表１から明らかなように、♯１の位置に配置されたガイドは、その回転追従比が、０．９をはるかに下回っていることが判明した。

次に、このようなドライブで市販の新品の磁気テープを順逆双方向にそれぞれ走行させた。そして、磁気テープを１２０００ｍ走行させた後の♯１の位置に配置されたガイドの磨耗状態を、レーザー顕微鏡で観察した。なお、この観察に供したサンプル（以下、「ガイドサンプル」という）は、図５に示すように、ガイド１５からフランジ部１５ｅを残して、ローラ部１５ｄを切り欠いたものである。

図６は、磁気テープを走行させた際の♯１のガイドサンプルの顕微鏡映像写真である。

本発明の磁気テープドライブに使用されるガイド１５は、図６から明らかなように、回転追従比が０．９をはるかに下回る位置に配置されていてもフランジ部１５ｅが磨耗していないことが判明した。

次に、比較例として、従来のステンレス製のガイドについて、前記したと同様に、磁気テープを走行させた際の各ガイドの回転速度を測定した。その結果を表２に示す。

表２から明らかなように、♯１の位置に配置されたガイドは、その回転追従比が、０．９をはるかに下回っていることが判明した。

また、従来のステンレス製のガイドについて、前記したと同様に、♯１の位置に配置されたガイドの磨耗状態をレーザー顕微鏡で観察した。図７は、磁気テープを走行させた際の♯１のガイドサンプルの顕微鏡映像写真である。

従来の磁気テープドライブに使用されるガイドのフランジ部は、図７から明らかなように、走行する磁気テープＭＴを受け止めた部分が著しく磨耗していることが判明した。

以上の耐磨耗試験から明らかなように、本発明のドライブに使用されるガイドは、回転追従比が０．９を下回る位置に配置されたとしてもフランジ部１５ｅ（図２（ａ）参照）が磨耗しないので、このガイド１５で案内される磁気テープＭＴは、その幅方向に振れることはない。

以上、本発明のドライブを実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、この実施の形態に何ら制限されるものではない。

例えば、本実施の形態では、第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂとして、その表面全体に硬化処理が施されたものが使用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図８（ａ）に示すように、フランジ部１５ｅの周面から立ち上がるフランジ部１５ｅの内側面Ｉにのみ硬化層Ｈが形成された第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂを備えたものであってもよい。

また、第１及び第２ガイド１５ａ，１５ｂは、図８（ｂ）に示すように、ローラ部１５ｄとフランジ部１５ｅとが別部材で構成されるとともに、表面硬化処理されたフランジ部１５ｅがローラ部１５ｄと接合されたものであってもよい。

また、本実施の形態では、ＬＴＯ規格に準拠したドライブ、つまり単リール型カートリッジドライブを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２リール型カートリッジドライブであってもよい。

また、本発明の磁気テープドライブに使用されるガイドは、磁気テープカートリッジ内に配置されるガイドに適用することができる。

本発明の実施の形態に係る磁気テープドライブの概略図である。 （ａ）は、図１の磁気テープドライブで使用されるガイド周りの様子を示す斜視図、（ｂ）は、図１の磁気テープドライブで使用されるガイドに磁気テープが接触する状態を示す模式図である。 図１の磁気テープドライブに使用されるガイドの部分断面図である。 ガイドの耐磨耗試験に使用した磁気テープドライブにおけるガイドの配置位置を示す模式図である。 レーザー顕微鏡での観察に供したガイドサンプルの模式図である。 ガイドサンプル（本発明例）の顕微鏡映像写真である。 ガイドサンプル（比較例）の顕微鏡映像写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、他の実施の形態に係る磁気テープドライブに使用されるガイドの部分断面図である。 従来の磁気テープドライブで使用されるガイドを示す概念図である。

符号の説明

１１ａ 第１ギア（走行装置）
１１ｂ 第２ギア（走行装置）
１２ ドライブ側リール（走行装置）
１５ ガイド
１５ａ 第１ガイド
１５ｂ 第２ガイド

Claims (2)

1. 磁気テープを走行させる走行装置と、走行する前記磁気テープを所定の経路に沿って案内する複数のガイドとを備える磁気テープドライブであって、前記ガイドのうち、前記磁気テープの走行速度に対する前記ガイドの周面速度の比が０．９以下の当該ガイドが、表面硬化処理されていることを特徴とする磁気テープドライブ。
2. 前記周面速度の比が０．９以下の当該ガイドは、前記磁気テープのラップ角度が９０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気テープドライブ。