JPS6194954A - テープ巻取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気テープ等のテープ状物体の巻取装置につ
いて、テープ巻取部でのエアーの巻込みによる乱巻現象
を解消し、テープの高速巻取を可能にする装置を堤供す
ることを目的とする。

乱巻現象は、第１図に示すように、巻取り−ル１とテー
プ２で形成される微小すきま部３に、テープの走行、及
びリールの回転に伴なって周辺のエアーが巻き込まれ、
流体潤滑理論でいう、くさび膜効果、或は絞り膜効果に
よって発生する不安定な空気圧力膜によって、テープ２
に浮上刃（図中の太い矢印）が発生し、更に、周辺各部
の機械振動や、リールの偏心回転に起因するテープテン
ションの変動等の不規則な外乱が加わることによって、
テープが巾方向に振動し、巻ｆつだテープの端面が不揃
いになる現象である。

テープが乱巻きされると、外観上不都合であるばかりで
なく、テープに巻きぐせが発生し、磁気記録テープでは
、磁気ヘッドでの読み取り、苔き込みエラーが多発する
原因となる。

この乱巻現象の根本的要因である、エアーの巻込みによ
る発生浮上刃Ｆと、テープの走行速度Ｕの関係を第２図
に示す。動圧空気軸受と同様のメカニズムで、テープ走
行速度の増大にともない、テープ浮上刃が増大すること
を示しており、乱巻現象が、テープの高速巻取を妨げる
重大な要因でのることがわかる。

上記の乱巻現象に対して、従来の巻取装置では、例えば
、 （１）第３（ｉに示すように、巻取り部近傍で、押えロ
ーラー４を介してテープ２を外側より巻取り−ル１に押
し付け、テープの浮上を防ぐ、（２）第４図に示すよう
に、巻取部近傍で、サイドローラー５を介してテープ２
の工２．ジヲ規制して、テープの巾方向のズレを防ぐ、 等の方法がとられていた。

しかし、上記の方法によれば、ローラーとテープ面、或
はテープエツジが直接接触するため、テープに損傷を与
え、又、ゴミの発生、付着によるドロップアウトが発生
するという欠点があり、更に、−ｅに巻取速度が５〜６
ｍ／ｓｅｃ以上になると、もはや乱巻を防止する効果が
なくなり、高速巻取が不可能であった。

尚、テープテンションを大きくすれば乱巻の発生限界の
巻取速度を大きくすることができるが、磁気テープ等で
は磁性層の剥離、劣化をもたらすため、好ましくない。

本発明は、上記の乱巻現象を根本的に解消し、テープの
高速巻取を可能にするため、テープの巻取りを減圧雰囲
気中において行なうもので、以下に、その実施例と原理
を、図を用いて説明する。

第６図に本発明の方法を適用したテープ巻取機の一実施
例を示す。テープ２は、原反６よシ供給され、各部走行
ガイド７ａ　、７ｂ　、７ｃＫ沿って走行し、切断、接
着等の加工部８を経て、巻取リール１に巻取られる。巻
取装置９全体は、密封容器１０に納められており、密封
容器中の気圧は、真空ポンプ１１によって大気圧以下に
減圧される。

次に、このような方法で、テープを減圧雰囲気中で巻取
ることによって、乱巻現象が解消され、高速巻取が可能
になる原理を説明する。

先に、乱巻現象が、テープ巻取部でのエアーの巻込みに
よる一棟の動圧空気軸受作用によるものであることを述
べた。動圧空気軸受の圧力発生のメカニズムは空気の粘
性に起因して２す、粘性が大きい程、発生圧力は増大す
る。一方、気体の粘性は、圧力を下げても変化しないこ
とは、気体分子運動論の示すところである。しかし、空
気のような圧縮性流体の場合、その圧力発生のメカニズ
ムの非線形性により、周囲の気圧が下がると、発生圧力
は減少する。

具体的に、テープ巻取部をモデル化し、第６図に示すよ
うに、入口部すきまａ１出口部すきまｂにおいて、ａ＞
ｂなる関係を有する先せばまりの微少すきま１２を構成
する無限中の２つの平面１３ａ、１３ｂが同速度Ｕで図
中矢印で示す方向に運動している場合に、すきま内に発
生する圧力Ｐの分布が周囲の気圧Ｐａ　によって如何に
変化するかを、圧縮性流体の潤滑問題として差分法によ
って計算した。ｉ石果、第７図に示すように、周囲圧力
Ｐａの減少に伴ない発生圧力が小さくなることがわかっ
た。

又、第８図は、第７図の圧力分布を積分して、浮上刃を
計算し、速度Ｕをパラメータとして、周囲圧力と発生浮
上刃の１関係を示したものである。

第８図より、周囲気圧の減少にともなって、単位中白り
の浮上刃は減少し、周囲気圧が０．１　ａ　ｔｍ以下で
は、速度Ｕの影響をほとんど受けないことがわかる。

以上は、単純なモデル計算による結果であり、実際のテ
ープ巻取部の場合には、テープ巾、チーブチ／ジョン、
テープの曲げ剛性等の諸要因が加わり、様相は極めて複
雑であると考えられるが、基本的には、周囲圧力を下げ
ることによって、浮上刃が減少することは明白である。

実施例として、第９図に示す如く、巻取リール部に減圧
室を設けた巻取機において、巾１２．７ｍｍ（３／６イ
ンチ）、厚さ２０μの磁気テープをテープテンション５
０　ｇのもとで、フランジを外したリールに巻取る実験
を行なった結果、減圧室の気圧が大気圧の場合、巻取っ
たテープの端面が不揃いになシ（端面に１　ｍｍ以上の
凹凸が発生。）、６〜７ｍ／ｓｅｃの巻取速度では、テ
ープが巻取リールから飛び出して巻取ることが不可能で
あった。

これに対し、減圧室の気圧を５０ｔｏｒｒ（約１／１５
ａｔｍ）に保持した場合、１０ｍ／ｓｅｃという高速で
テープを巻取っても、巻取ったテープの端面はりめてな
めらかであり、表面粗さ計で、端面の凹凸を測定した結
果、巻き重ねられたテープの悶々の層の端面のズレ量は
最大０．０４側程度であった。

又、大気中で巻取ったテープと、減圧雰囲気中で巻取っ
たテープを比較すると、減圧雰囲気中で巻取ったテープ
は、各テープ層間がすべ９にくく、運搬等における、振
動や衝撃力によって容易に巻き姿が乱れないという利点
をも有している。

本発明は、以上詳述した原理に従って、テープ巻取部周
辺の気圧を大気圧以下に減圧し、乱巻現象の根本的原因
であるテープ浮上刃を抑え、テープの高速安定巻取を可
能にするものである。

特に、巻取部周辺の気圧を０．３気圧以下に保持も するならば、第８図から類推できるように、従来大気中
では不可能であったような高速の巻取が可能である。又
、周辺の気圧は低ければ低い程発生浮上刃が小さくなる
が、ｌＸ１０　　気圧以下では効果はあまり変化なく、
むしろ排気時間や経済性の点で好壕しくない。

尚、第９図に示す本発明の実施例は、巻取側リール部の
周辺に減圧室１４を設けたものである力ζテープを減圧
室に導入するテープ入口部１６には外部の大気が減圧室
へ大扉に流入するのを防ぐためシールを構成する必要が
ある。

７−ルの手段は、種々の方式がある。第１０図は、テー
プ２の両面に２個のピンチローラ−１７ａ、１７ｂｆ圧
接して、大気圧側ｌと減圧室側■を密封遮断するもので
ある。

又、第１１図は、テープ入口部通路のテープと通路壁面
の間隙にスポンジゴム、或は、クリーナーテープ等の軟
質の材料１８を介在させ、減圧室への気体の流入を抑圧
するものである。

磁気テープ等では、テープ表面の損傷はドロップアウト
の原因となるので、非接触でシールすることが望ましい
。単純な非接触シールは、第１２図に示す如く、テープ
の厚さより１０〜１００μ程度大きい間隙を有するスリ
ット状の通路を設けることによって形成される。つまり
、テープの両側に６〜６０μのせまいすきま１９ａ、１
９ｂをうえ１、ヵオ。９□、よ、□、オ。□　　　　２
゛抑圧するものである。このような狭い通路をテープが
走行する場合、種々の外乱によって、テープの走行位置
が変動し、通路壁面とテープが接触するおそれかめる。

この場合には第１３図、第１４図に示す如く、テープ通
路のテープ厚さ方間の間隙を、大気圧−＋１　［で大き
く、減圧室側■へ向って徐々に（第１３図）、或はステ
ップ状に（第１４図）、小さく設定することによって、
テープ走行位置に”剛性”を与え、安定にテープを減圧
室に導入することができる。これは、ひとつには、ステ
、プ絞り或は表面収りと呼ばれる静圧軸受の効果による
ものと、さらに、テープ走行に伴う動圧軸受の効果によ
るものである。

尚、上記と同１求の効果は、第１６図に示すようＶこテ
ープ通路の上下の壁面に一対以上の溝２１を設けること
によっても得られる。

父、第１５図に示す如く、テープ通路のテープ印に相対
する２つの壁面の相対する位置に１対以上の開口部２０
を設け、該開口部よシス体をテープの両面に吹きつける
ことによって両面対向型の静圧気体軸受を構成しても良
い。

尚、稟１５図では、自成収り、或は、オリフィス絞り等
の離散的な給気型式を示しているが、多孔質材料を通路
壁面に設け、前記多孔質物質を通じて気体をテープ表面
に吹きつける、いわゆる多孔質静圧気体軸受を構成して
も良い。

以上説明したように本発明は、テープの巻取りを行なう
巻取シ側す−ル部を、気体排出源によって大気圧以下に
減圧した減圧室に納め、前記減圧室の外部から内部へ前
記テープが入るテープ入口部には、前記テープの厚みと
略同一又は前記テープの厚みよシ大きな間隙を有する、
シール手段としてのテープ通路を備えることにより、テ
ープ巻取り時の乱巻の発生原因となるエアーの巻込みに
よるテープ浮上を回避することができ、高速でしかも安
定したテープ巻取りを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は乱巻現象の説明図、第２図はテープ速度とテー
プ浮上刃の関係図、第３〜４図は従来の乱巻防止対木法
を示す説明図、第５図は本発明によるテープ巻取億の実
施例の説明図、第６図は乱巻現象のモデル解析の説明図
、第７図は同乱巻現象のモデル解析によるすきま部の圧
力分布図、第８図はモデル解析による発生浮上刃と周囲
気圧の関係図、第９図は本発明によるテープ巻取装置の
実施例の説明図、第１ｏ〜１６図は本発明によるテープ
巻取装置の減圧室へのテープ入口部のシール装置の説明
図である。 １１・・・・・・真空ポンプ、１４・・・・・・減圧室
、１８・・・・・・軟質材料、１９ａ、１９ｂ・・・・
・・すきま、２Ｑ・・・・・・開口部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ｚ　２　図 テープを屋Ｕ 第３図　　　　第４図 第　６　図 第９図 第　１０１ス１ 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. テープの巻取りを行なう巻取り側リール部を、気体排出
   源によって大気圧以下に減圧した減圧室に納め、前記減
   圧室の外部から内部へ前記テープが入るテープ入口部に
   は、前記テープの厚みと略同一又は前記テープの厚みよ
   り大きな間隙を有する、シール手段としてのテープ通路
   を備えたテープ巻取装置。