[发明专利]降低磁带卷集形变的传动带驱动数据磁带盒

说明书

本发明涉及磁带盒，它有两个转轮，磁带缠绕在每一个转轮上，并且从一个转轮延伸到另一个转轮上，更具体地说，本发明涉及一种传动带驱动的磁带盒，它有降低了的磁带卷集形变和在空间上有分布更均匀的磁带张力。

传动带驱动的磁带盒，或数据磁带盒，已经问世多年了，如在美国专利No.3,692,255(Von Behren)和日本专利公开No.48-15517中所示的那样。在Von Behren专利的图1-3中显示出，典型的数据磁带盒包括一个外壳，内含一对以可转动方式固定的磁带转轮，在其上缠绕着磁带。在从一个转轮移动到另一个转轮的过程中，磁带沿着数据磁带盒中预先确定的磁带路径运动，它被传输过一个切口部位，在这个部位中磁带可以被磁头接近。这个数据磁带盒还包括一对角滚轮，以及一个驱动滚轮。通过外壳正面上形成的一个开口，驱动滚轮可以被磁带驱动器的一个驱动圆盘接近。由圆盘所带动的驱动滚轮的转动使传动带移动，传动带与磁带之间的摩擦配合使磁带移动。除了移动磁带以外，传动带还在磁带中提供了合适的张力。磁带可以沿两个方向被移动和读取，即两个转轮都既可以作为供给转轮，也可以作为收取转轮。“供给转轮”和“收取转轮”两词将在描述本发明的运行中被使用，但是应当理解的是，每个转轮都可以起到供给转轮或收取转轮的作用，取决于每一给定时刻磁带的移动方向。

驱动传动带和卷集传动带的边缘代表了一种不连续性，显示出磁带卷集上压力增加的区域。当磁带的厚度减小时，传动带驱动的磁带盒中会在贴近这些传动带边缘处出现更高程度的形变，由于磁头与磁带不稳定的接触就会产生读取误差，特别在高密度记录的应用中更是如此。

驱动传动带和卷集传动带通常是利用平片材料冲制而成，这种冲制形成一个和空圆柱体的截面形状相应的结构。这个冲制的结构然后被拉伸形成传动带。冲制结构的内边缘总是会比外边缘产生更高的传动带应力。因此，与传动带的内缘相应的传动带边缘会比外缘产生更大的磁带缠集形变。

为了维持磁带与磁头的良好接触，在磁带中必须维持合适的张力。如在Von Behren的专利中所示，由于磁带转轮之间的速度差异，传动带的弹性和磁带的缺乏弹性，以及数据磁带盒中各个组件不同的摩擦力等综合效应，会使这个磁带张力增高。因此，在磁带盒中有许多元件可以被改进以便调节这个磁带张力。

在1991年的“先进的信息存储系统”第一卷的49页上，Robert A.Von Behren和David P.Smith提出了一个公式，近似估算了磁带张力的各种影响因素。文章中指出，在读写磁头上的磁带张力可用下式表示：

Th={(T3-T2)+Ts+Mb.tb(1/D1-1/D2)}.(系数项)

其中：

Th=在读写磁头上的磁带张力

T3-T2=角轮的转动摩擦力

Ts=供给转轮的转动摩擦力

Mb=驱动皮带的弹性模量

tb=驱动皮带的厚度

D1=供给转轮上磁带卷集的外径

D2=接收转轮上磁带卷集的外径

系数=与磁带和磁带导向之间摩擦力有关的项。

当磁带从供给转轮缠绕到收取转轮上时，直径D1和D2会逐渐改变。如上式中第三项所示，这表明磁带的张力也在改变。特别是在磁带从它的一端被绕到另一端时，在磁带中的张力会产生一个梯度。更具体地来说，磁带是由驱动传送带移动的，而驱动传动带本身又是被一个外部的马达通过驱动轮驱动的。当磁带缠绕到收取转轮上时，驱动传动带必须拉伸以容纳额外的直径。同时，供给转轮缩小，允许驱动传动带收缩而环绕着它。结果是供给转轮的速度相对于收取转轮会改变。由于与传动带相比，磁带是相对缺乏弹性的，转轮速度之间的差别被转变为磁带里的张力，并且当缠绕在两个转轮上的磁带卷集的直径的差别增加时，两个磁带卷集的驱动速度差会增大，从而造成磁带的张力有一个梯度。

在实际运行中，磁带张力的最大值和最小值之间的差别大约为0.49牛顿。这个张力差引起了一系列的问题。首先，磁头和磁带之间的接触压力随磁带张力而改变，因此不能维持一个稳定的接触压力。磁带的边缘必须承受很宽范围内的磁带张力变化，这就很难获得很高的磁带耐用性。由于前述的各种变量，就很难减少在信息记录或重放中的错误。而且，驱动器里的马达也必须能够在最高和最低驱动水平上准确地带动磁带。这个范围越宽，困难就越大。