JPH04500426A - テープ上の位置指示用標識の書き込み方法および読み取り手段 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 テープ上の位置指示用標識の書き込み方法および読み取り手段 技術分野 テープウェブの制御に関し、特にテープ上の位置指示用標識に関する。

背景技術 磁気テープおよびフィルムの記録装置あるいは再生装置等のテープあるいはフィ ルム駆動装置において、ウェブはしばしば一体の容器内において、供給ロールか ら巻取りロール上にあるいはその逆方向に引っ張られる。また、これに関連する カートリッジ装置においては、通常変換ヘッドが該容器内において開口部を介し てウェブと連絡している。以下、本出願においては、磁気あるいは他のテープロ ールおよびテープリール、リール上のフィルム、スプール上のプリントリボン、 および平坦あるいはロール状の材料ウェブのすべてを「テープ」と称する。

テープカートリッジ、特に磁気テープカートリッジにおいては、テープウェブが 順方向あるいは逆方向において該供給ロールあるいは巻き取りロールからはずれ ないことが重要である。一般に低コストのテープカートリッジにおいては、丈夫 なリーグおよびトレーラがテープの開始部および終端部にそれぞれ取り付けられ 、さらに該リーダおよびトレーラの端部は供給ロールおよび巻き取りロールにそ れぞれ機械的に取り付けられている。そして、該テープの開始部あるいは終端部 に達すると、駆動機構は停止する。しかしながら、コンピュータシステムにおい ては、高速加速のための高トルクにより該開始部および終端部における駆動の停 止が困難である。さらに、装填位置指示および早期警告指示が該ウェブ本体の終 端部以前に設けられる必要がある。

従来においては、磁気テープ上の該開始部、終端部、装填位置および早期警告位 置における標識付けおよびその読み取りのための多数の方法が知られている。ま た、そのような標識の個々の位置は米国規格協会（ＡＮＳＩ）により、例えばＡ ＮＳＩ　Ｘ３Ｂ１／６２５によって定められるように、一定の大きさのカートリ ッジにたいして特定されている。また、ウォルフ（Ｗｏｌｆｆ）による米国特許 第３．８６１．６１９号においては、該制御位置の標識を有するテープを形成す る方法として条片、導電性条片あるいは透明リーダをテープに結び付けたりある いはスプライシングしたりすることが記載されている。しかしながら、該特許に おいてウォルフはこれらの方法には多くの欠点があること示している。まず、テ ープの厚さがこのような接続の部分で増え、さらにそのような厚さの変化が記録 の信頼性を損なう。第二に、該テープの接続部分は塵埃がたまりやすく、またそ の塵埃が読み取りヘッドあるいは書き込みヘッドに運ばれると、再生あるいは録 音不良を起こしやすい。第三に、該接続部分には張力が生じやすく、そのため疲 労しやすい。さらに、ウォルフは該反射条片、導電性条片および透明リーグでは 該テープの制御位置を明確に指示することが保証できないことを示している。

そこで、ウォルフは上記テープの開始部分、終端部、装填位置および早期警告位 置を示すためのテープの各制御位置にパンチ穴を設けることを教示している。こ のウォルフ法においては、上記のような磁気テープと条片あるいはリーグとの接 続部分は必要とされない。しかしながら、該ウオルフ法におけるパンチ穴の部分 には塵埃がたまりやすく、シたがってテープ駆動装置におけるテープあるいは読 み取りおよび書き込みヘッドを汚染しやすい。さらに、該穴に隣接するテープ層 における記録の信頼性が損なわれやすく、特に該隣接層に隆起の生じている高圧 縮で巻かれる情報密度の高い薄手のテープにおいては、ヘッドとテープが分離し やすく、そのためデータが損失されやすい。さらに、それらの穴はテープの強度 を低下させる。したがって、透明マークとしての該穴の大きさは比較的小さくし なければならない。そこで、この磁気テープの各制御位置における穴の大きさは 該テープの製造のおける重要な問題となる。つまり、該穴の大きさは「信号」と しての透明マークとピンホールを通過する「ノイズ」としての光とを区別し得る に足る大きさを必要とする。該テープのピンホールは微ａｍ分におけるテープの 塗膜不良によるものである。該塗膜不良は部公的あるいは全体的な塗膜の厚さの 減少であり、パンチ穴の検出に用いるセンサによりノイズとして検出される。

この場合、「理想的」な駆動検知システムにおいては、各標識に対応する穴を抜 けて投射する光が立体角に亙ってのみ集光されるようになっており、そのため結 果と１１、て生じる最適化された信号ノイズ比（ＳＮ比）は穴の透過度とバック グランドの透過度との比と同程度に低くなる。また、ＡＮＳ　Ｉでは該バックグ ランドの光透過度の最大値は５％と定められ、最適駆動のための理論的な最小の ＳＮ比が２０：１となるように規定されている。該ＡＮＳＩの規定はこの駆動を 標準化するものではなく、実際には上記のような理想的駆動とはかなりのかけは なれが生じて、このようなＳＮ比は以下のような二つの理由によって実現するこ とが困難となっている。すなわち、センサ上にノイズマスキング孔のない駆動に おいては、標識穴による立体角の３倍までの立体角が機械的に観測できる。しか しながら、このような駆動システムでは検出されるノイズのエネルギーがその面 積比により９倍に増加され、したがって、理論的なＳＮ比は２０：１から２．２ ：１に低減する。さらに、実際の駆動システムではすべて単光源が使用されてい る。それゆえ、最悪の場合、すなわちノイズとなるピンホールが光軸上にあって 各標識用の穴が光軸上にない場合には、信号エネルギーとノイズエネルギーとの 比はこのような場合の透過光強度の比によってさらに損なわれる。通常このよう な場合、該比は０．８程度になり、その結果、全体のＳＮ比は１゜７６：１に減 衰する。したがって、もし該ＡＳＮＩ値の最小値が基準となると、多くの駆動機 構が安全性の点で不適格となる。

し亡−がって、このよらなタイプのカートリッジの製造において、マーキングお よびその検出のための該パンチ穴法による信頼性を保証するためには、該バック グランドの透過度を５％よりも相当低くすることが必要である。

例えば、該バックグランド透過度を低減する方法としては、テープのバックコー ティングが挙げられる。しかしながら、この方法ではテープの厚さが増し、汚染 がおこりやすく、さらにテープ自体のコストがかさむ。そこで、本発明の譲受人 に譲渡された米国特許第４．１７２．５６９号に記載のカートリッジにおいては 、テープの張力を引っ張り抵抗と独立させ、該バックコーティングが光ノイズを 減衰するため以外にほとんど作用をおよぼさないようになっている。

したがって、本発明の目的は、上記テープの透過度をＡＮＳＩにより定められる 値よりも低くすることなく、テープの標識を適当な安全性の裕度をもって検出で きるようにすることである。

これまで、この目的を実現するための方法としては、溶剤や薬品を用いて透明な テープ基体の両面の不透明なコーティングを除去し、テープを厚くしたりその強 度を損なう事なく、テープ上の透明なマーキングを比較的大きく形成することが 知られている。しかしながら、この方法は前述した従来技術よりも優れた点を有 しているが、溶剤をもちいる点で低コストで大量の生産に好適でない。

また、本発明の他の目的はり−ダや穴の欠点を回避しながらテープ上の透明なマ ーキングの大きさを増すことにより信号のレベルを増加することである。本発明 においては、上記ＳＮ比を最大にするために各制御位置の標識の読込みに使用さ れる光学素子が重要である。最適化された検出機構を有する駆動システムにおい ては、それぞれの標識の面積が増加すると信号のレベルを増加することが困難に なるだけでなく、センサ上のノイズマスキング孔が増加する立体角に対応しなく なるので、光のノイズも減衰されなくなる。したがって、このような方法はノイ ズマスキング孔を有さない駆動システムにのみ有効である。これに対して、本発 明のこのましい実施例は、光学素子がカートリッジ内に設けられて拡大された領 域から投射される光を駆動マスク孔を介して集光するようになっているので、す べての駆動システムに有効である。

本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４．３８０１０３２号においては、フオ スト（Ｐｆｏｓｔ）がテープの幅方向の異なる部分をスキャンし、それらの異な るテープの部分のそれぞれからの光が少なくとも部分的に他の部分にたいする異 なる光において単離されるような構造を有する光学素子を開示している。さらに 、該光学素子は異なるテープ部分からの光の経路を容器の外部の該光の経路の数 に対応する複数の光センサに向ける。該センサは復帰回路にそれぞれ接続され、 ローパスフィルタを含み、フォストの知見によるバックグランドの状態に固有の 低速コントラスト変化とカラーマーカーにこゆうの高速コントラスト変化とを識 別する。その結果、最大の信号光が集光され第９図のａ点および０点の間の検出 曲線で示される感度の最適領域内で検知され、光ノイズが第９図の０点よりも小 さな感度に押さえられる。しかしながら、該フォストのマーキングおよび検知法 は既存の駆動システムに用いることができるが、ＳＮ比を向上するためには特別 の回路構成が必要となる。

本発明のさらに他の目的は既存の駆動システムをなんら変化させることな（ノイ ズを低い感度のレベルにおさえることである。

光学素子は種々の長さのテープカートリッジの読み込みに特に重要である。ＡＮ ＳＩ標準の６００フイート（１８３メートル）カートリッジはそれぞれ循環し０ ゜０４６インチ（１，１７ミリ）の直径を有する早期警告標識と装填位置標識と を有する。これらの標識の直径は該カートリッジと直径０．０２３インチ（０， ５８ミリ）の標識を有する３００フイート（９１，５メートル）標準カートリッ ジとをセンサ出力のパルス幅によって識別するためのテープ駆動を許容する。本 発明においては、この標準が用いられ、該ノイズの立体角が長方形に形成される 一実施例においては、ノイズマスキング孔なしの駆動システムにおいてマスキン グ孔を有する駆動システムに比してそのＳＮ比か同程度に向上される。

発明の説明 上記の目的は時期テープの機械的強度を下げたり、またその厚さを増加したりす ることなく、各標識を通過する光量を増加するようにテープウェブ上へ標識を形 成するための低コストで大量の生産方法に合致する。そして、該標識を通過して 増量された光はノイズとともに減衰され、既存の駆動システムになんら変更を施 すことなく、その信号感度が最適領域に保持され、さらにノイズが低感度レベル に抑制される。また、さらに改良された光学素子は光軸に対しておおむね対称な 一対の入力面を有する透明なプリズムを含む。該光軸に沿う光の経路はこれら両 方の入力面に対応し、入射ビームが二本のビームに分光されるようになっている 。そして、これらのビームは該ビームをほぼ平行に方向づける少なくとも一個の 反射レンズを有する出口にそれぞれ反射される。　また、本発明における磁気テ ープの長さ方向の制御位置のマーキングの方法は、レーザあるいはそれに類似す る光ビームが最初の制御位置に当てられることを含む。該磁気テープは透明な基 体から成り、さらに該基体は、たとえば商標名ｒＭｙｌａｒＪという、一つの面 に磁気コーティングを施し、他面に必要に応じて潤滑用コーティングを施したプ ラスチックフィルムである。さらに、前記ビームは該対向表面上の二種類のコー ティングを破壊し、かつ前記テープの基体に影響しない程度の強度を有する。

該表面コーティングの破壊はいわゆるラスクスキャンニング方式でおこなわれ、 それぞれ方形のパターンが形成される。このようにして形成された標識はテープ の送り方向にそって長手方向が決められ、その長さは異なるテープ長のカートリ ッジを識別するためのＡＮＳＩ規格にしたがって定められる。しかしながら、そ の幅方向の長さは長手方向の長さよりも長く、該テープ幅の０．５倍程度である 。すなわち、該マーカーは従来技術において記載される最大３．５二１の係数で 示されるマーカーよりも大きな光の経路のための領域を有している。また、テー プ基体はビームによって何ら影響を受けないので、その機械的強度はほとんど損 なわれないまま保持される。

該テープの長さに関する標識の記録には、レーザあるいはビーム源を用いてもよ く、またシングルスブリットビーム源を用いてもよい。さらに、該ビーム源はテ ープの同一側にあっても、対向する側にあってもよい。そして、第一のビームは テープの上側の長手領域に標識を記録し、第二のビームはテープの下側の長手領 域に標識を記録する。該ビームのオン−オフは種々の標識パターンを形成するよ うに制御される。さらに、標識は磁気テープの供給ロールから巻取りロールへの 巻き上げの間に記録される。この操作は、各パンチ穴を形成するたびに必要であ ったテープの停止および始動の操作を必要としない。

また、テープの再生中は、上記カートリッジに内蔵されているビームスブリット プリズムが二本の平行なビームを標識を含む近接した長手領域に方向づけ、それ ぞれを最大のビーム強度の光軸上に移動する。その後、該テープから現出した光 は、該ビームの立体角がテープ駆動システム内のいかなるノイズマスキング孔に も分断されないように集光される。すなわち、上記光学素子が標識を通過した光 の増加のために作用する。また、該集光用光学素子はまた、同一の長手領域にわ たってのみノイズを集め、前記ＳＮ比がテープと駆動システムとのそれでなく、 実質的にテープ自体のそれとなるようにする。

このましくは、ニュートラルフィルタがテープに近接しプリズムに対向して設置 されるのがよい。該フィルタは上記光学素子と長方形の標識との組み合わせによ って得られる光の増加と相互関係にある透過率を有する。例えば、実質的な光量 のゲインが４であるとき、該減衰フィルタのニュートラル密度は０，６、すなわ ち透過度は２５％である必要がある。それゆえ、標識を通過した光は従来技術の レベルまで減少するが、該システムを通過するノイズ光は従来技術のそれに比し て２５％となる。

このようにして、これらすべてのノイズ抑制技術を組み合わせることにより、Ｓ Ｎ比が３０ｄｂ向上できる。

本発明の利点は該ＳＮ比をテープの機械的強度を低下したり厚さを増加すること なく向上できる点にある。また、他の利点としては、該標識のレーザによる記録 が磁気テープカートリッジの低コストで大量の生産を容易にしている。さらに、 レーザ標識はテープが高速で移動中に該テープを走査することができる。加えて 、本発明によってえられる改善はテープカートリッジのノイズマスキング孔の有 無にかかわらず実現することができ、またノンバックコートテープの使用も可能 である。　また、本発明の光学素子は既存のデータカートリッジに従来用いられ ている平板鏡として使用することもできる。該本発明の構成は既存のデータカー トリッジのミラーの架台上に直接設けることができ、またプリズムのカバーや上 部に固定されたアームを介してデータカートリッジに懸下することもできる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による光学素子を有するテープカートリッジの斜視図、　第２図 は従来技術による磁気テープ上の制御位置のマーキングのための方法を説明する 概略図、 第３図は第１図示のテープカートリッジに用いる本発明に従う磁気テープ上の制 御位置のマーキングのための方法を説明する概略図、 第４図は第１図示のテープカートリッジに用いる本発明に従う光学素子を説明す るための側断面図、第５図は第４図において実施される光学プリズムの構成を説 明するための分解平面図、 第６図は第４図に示される光学素子の第１実施例の斜視図、 第７図は第４図に示される光学素子の第２実施例の斜視図、 第８図は本発明に従う光学素子の第３実施例の斜視図、および 第９図は制御標識読み取りの操作を説明するためのセンサの出力と光量との関係 を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態 第１図に基づき、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４．１７２．５６９号 に記載の様式のテープカートリッジを説明する。この記述の目的は磁気データカ ートリッジに関連する光学素子５１の配置を説明することである。

磁気データカートリッジ１ｏはプラスチックモールドケースの上板１２と下板１ ４とを含む。この上板および側壁は不透明あるいは半透明であり、また該二種類 の組み合わせでもよい。カセットの大きさは上記ＡＮＳ　Ｉ規格Ｘ３Ｂ１／６２ ５に一致する。該規格にはカセットの全体の大きさが謳われており、さらにヘッ ド孔あるいはへラドボート１６の位置および大きさ、ロータリドライブおよびベ ルトガイド部材１８の位置、そしてテープガード２０の大きさ、形状および位置 が含まれる。該テープガード２０は下板１４に固定されたビン２２の回りを回転 するように取り付けられ、該カートリッジが既存の市販の装置に共用できるよう になっている。モールドプラスチックの上板１２と側壁２４ａ、２４ｂ、２４ｃ および２４ｄは該下板１４と上板１２との間隔を形成するように配置されている 。上板１２には、該上板１２を穴２８を介して図示しないネジで下板１４に取り 付けるための複数の足２６が設けられている。この上板１２に設けられた第１の 透明窓２５からは光源からの光が入射する。一方、該第１の窓の近傍に設けられ た第２の窓２７から、光がカートリッジの外へ出て以下に述べる検出器に向かう 。

また、第１および第２ハブ５２．５４は交互にテープ供給用およびテープ巻取り 用ハブとして作用し、かつそれぞれ平行な軸５６．５８の回りに回転自在に下板 １４と平行に取り付けられている。磁気テープ５０は通常０゜００１インチ以下 のバッキング厚を有し、該バッキングは「ＭｙｌａｒＪを商号とするプラスチッ クフィルムであり、カートリッジ１０の内部に納められている。該テープは第１ ハブ５２に巻き付けたロール６０の一端部と第２ハブ５４に巻き付けられたロー ル６２の一端部を有しており、さらに中間部６４はテープロール６０の周辺部７ ４からテープロール６２の周辺部７６にわたり該ハブの間に張設されている。動 作時においては、該テープ５０はロール６０および６２の間お下板１４と平行な 経路で移動する。さらに、該テープはその幅方向に完全に磁気材料がコーティン グされ、またその幅は通常０．２５インチである。

そして、該テープの中間部６４は下板１４に回転しない状態で固定された同様の テープガイド７８．８ｏにわたって移動する。該テープガイド７８．８０はテー プ５０と穴１６との位置合わせを前記ＡＮＳＩ規格Ｘ３Ｎ１／６２５に従って適 当におこない、図示しないテープ駆動システムの一部であってもよい磁気記録ヘ ッドとの動作上の関係を適当に保ち、該テープ駆動システムが動作モードのとき にテープを磁気ヘッド位置に近付ける。また、下板１４に固定されたテープサポ ートビン８８は該磁気ヘッドがテープ５ｏに接触しているときに該テープ５０が 駆動システムやベルトガイド部材１８に触れないようにする。テープ５０は側壁 ２４ｂと平行に送られ、以下に第２図に基づいて説明する光学素子５１を通過す る。さらに、該光学素子５１は上板１２の透明窓２５および２７と側壁２４ｂと の近くに設けられ、光が窓の外から該素子入射するようになっている。

前記駆動部材１８は下板１４に固定した軸に回転自在にＡＮＳ　Ｉ規格Ｘ３Ｎ１ ／６２５に従ってカートリッジ１０上の中央前方位置に取り付けられ、上板１２ に設けた開口部９２から突出して該カートリッジ１０が図示しない記録再生装置 内に格納されているときに該装置のドライブキャプスタンと係合する。また、一 対の同様なロータリベルトガイド部材あるいはアイドラ３６．３８は下板１４に 固定された一対の平行軸に回転自在に取り付けられている。該アイドラ３６．３ ８はそれぞれ米国特許第４．１７２．５６９号に記載するような異なる機械的利 点を生ずるために、異なる半径のブリ一部分を有する段階的な構造をもっている 。さらに、該アイドラ３６．３８および駆動部材１８はすべて前記ハブ５２．５ ４の軸に平行な軸にそれぞれ配設されており、それらは垂直方向に配列している 。引っ張りベルト４６は該ロータリベルト部材１８とアイドラ３６．３８とのま わりで移動する。

また、一定の長さを有する無端状ループベルト３１もまたロータリベルト部材１ ８とアイドラ３６．３８とのまわりを引っ張られて移動する。ただし、該記述に おけるカートリッジは例示的に取り上げたものであって、他のタイプのコンテナ も本発明の特徴を実現することができる。しかし、どんなタイプのコンテナが用 いられても、本発明ではコンテナの外部に設けられた光学センサとテープとの光 学的な連携のための位置に光学素子５１を配置することが必要であり、このこと によって、該テープはコンテナ外の光源により照射される。

該光学素子５１は素子５１の前方に位置するテープから光センサまで延出する光 学経路を有する。該経路は相互に光学的に独立して、該テープ上の幅方向の異な る位置に標識が読み取られ適当な標識と関連するように構成されている。

上述したＡＮＳ　Ｉ規格においては、テープの位置は該テープの制御位置の各標 識により示される。そして、そのような標識はテープ駆動システムあるいは再生 機内に取りはけられた該データカートリッジ１０の第２窓２７から光を受ける光 検出器により検出される。第２窓２７の近傍に設けた光検出器を有するテープ駆 動システムは今日では広く用いられており、本発明ではこのような既存の装置と 教養しうるテープコンテナに注目している。

第２図は磁気テープ５０′に標識８２を設けるための従来の方法を概略的に説明 している。該磁気テープ５０゜が供給ロール８３から巻き取りロール８４に送ら れるとき、図において矢Ａで示すようにバンチ８５が垂直方向に移動し、標識と して作用する穴を設ける。また、一対の穴を同時に設ける場合は二本のパンチを 必要とする。

テープの開始部の標識は該テープをパンチして設けた一対の穴の組で示されてい る。この場合、３組の穴が設けられおり、もっとも内側の穴の対がカートリッジ の格納位置を示している。該格納位置においては、テープのすべての記録可能な 領域が供給ハブに巻き取られ、少なくともテープの一層により保護される。他の ２組の穴は開始部の検出の確認のために用いられる。一方、テープの終端部の標 識は該テープの下端部にバンチされた単孔である。そして、また余分の穴が検出 の確認のために設けられる。さらに、装填位置標識は該テープの上端部にパンチ された単孔であり、順方向における記録可能領域の開始を示す。そして、早期警 告標識は順方向における記録可能領域の終わりが近付いたことを示すためにテー プの上単部にバンチされて設けられるので、該終端部が検知される前に記録操作 が停止する。

前記標識８２は磁気テープ５０゛の二つの長手方向に延びる領域に記録される。

通常の３００フイート規格カートリツジの早期警告および装填位置標識の直系は ０゜０２３インチであり、６００フイート規格のカートリッジは０．０４６イン チの穴を有している。このことによって、製造者はテープの長さの違いとそれに ともなう自動ヘッド切り替えのための保磁力と知ることができる。

次に第３図によれば、テープ基体の対向する表面のコーティングのレーザによる 破壊により、標識８６の検出の信頼性を高めるための光学的コントラストかえら れることは従来より知られている。この方法は、テープ基体はほぼそのままの状 態に保たれるので、該磁気テープ５０の機械的強度は何ら影響がおよぼされない 。該磁気テープ５０は通常商標をｒＭｙｌａｒＪとするプラスチックフィルムで ある透明なテープ基体から成り、該基体は第１の表面上に磁気材料のコーティン グを有し、そしてその対向表面上に滑材のコーティングを有していてもよい。レ ーザ９０およびレーザ９４は該コーティングを破壊するために用いられる。該レ ーザ９０および９４からのビームはコーティングを破壊し、かつ上記透明基体に 影響を及ぼさない程度のエネルギーを有する。該レーザはそれぞれ独立して操作 され、磁気テープ５０の長手方向に延びる二つの領域に標識を記録する。該レー ザ９０および９４はゲートあるいはスイッチ手段をともなうシングルスブリット レーザであってもよい。

操作時には、磁気テープ５０の中間部がハブ９８上の供給ロール９６と第２ハブ １０２上の巻き取りロール１００との間で送られる。テープ移送が標識の穿設に 先立って停止されるパンチ穴法に比して、該コーティングのレーザ破壊はテープ 移送とともにおこなうことができる。

破壊は該コーティング上あるいは近傍に集光するビームのラスクスキャンニング においておこなわれ、方形の標識が形成される。標識８６は磁気テープ５０の幅 全体にわたって前記両方のレーザ９０および９４の操作により設けることが可能 である。図示の標識８６は前記開始端部指示標識の余分な部分を例示している。

また、単一レーザ９０が磁気テープの一つの長手領域に標識１０４を形成するこ ともできる。さらに、図示の標識１０４は装填位置標識あるいは早期警告標識を 例示している。

該装填位置標識１０４はテープ送り方向に平行な前記ＡＮＳ！規格に基づく一定 の長さを有する。すなわち、該装填位置標識１０４の「長手方向」の長さは０． ０２３インチか０．０４６インチのいずれかであり、テープカートリッジのテー プ長にそれぞれ対応して定められる。

しかしながら、従来技術の穴の標識とは異なり、標識１０４の幅方向の長さは長 手方向の長さよりも長く、このましくは、磁気テープ５０の０．５倍程度がよい 。したがって、１／４インチのテープの場合、その幅方向の長さは０．１２５イ ンチであり、従来技術による標識の幅方向の長さ０．０４６インチをはるかに越 えている。

また、一般には用いられていないが、テープ駆動システムの製造においては、標 識を読み取るための検出器の前面にノイズマスキング孔を配置することにより光 ノイズを最適化することもある。そのようなテープ駆動システムにおいては、方 形の標識８６および１０４は該制限孔により分断される信号領域を与える。すな わち、該標識の立体角は分断される。それに比して、それよりも小さいピンホー ルの立体角の光は分断されない。この減衰は従来技術のより大きいバンチ穴の直 系（０，０４６インチ）にも関係がある。このため、第１図示の適当な光学素子 ５１の選択が重要である。

該二つのシステムにおける立体角、透過率、明るさの係数の積を比較することに より、本発明は最適化した駆動において、従来技術の円形標識および検知システ ムに対して３．５までの正味のゲインを可能にした。また、最適化されない多く の駆動システムにおいては、３５の正味のゲインが可能である。つまり、前記Ｓ Ｎ比を１０ｄｂから３０ｄｂ向上することが可能である。ここで注意すべきは前 記ノイズは磁気テープ５０を透過する光の比較的僅かな部分であり、さらに重要 なのは、該ノイズが標識の大きさに比して微細な大きさの磁気テープのピンホー ルを通過した光りによるものであることである。

このようなピンホールは該磁気テープ５０の不良点である。そして、１０ｄｂか ら３０ｄｂの正味のゲインは磁気テープカートリッジの製造者にとって製造方法 における多大の選択の余地を与えると考えられる。たとえば、非バックコートテ ープを用いる場合は、ニュートラルフィルタが該磁気テープ５０と標識の読み取 りに用いられる検出器との間に配置される。減衰フィルタを用いることにより、 Ｏ６６のニュートラル密度すなわち２５％の透過率が可能となる。このようなフ ィルタは上記の新しい光学素子をともなう方形の標識により正味のゲインが４と なる場合にも用いることができる。該ニュートラルフィルタは信号を従来技術の それに匹敵するくらいのレベルに減衰することができ、また従来技術のレベルの ２５％程度のレベルにノイズの光量を減衰することもできる。このようにして、 ＳＮ比の改善がほぼ４：１の割合でなされる。すなわち、すべての場合において 、該ニュートラルフィルタは正味のゲインと相互関係にある透過率を有する。

また、前記レーザ９０および９４は磁気テープ５０の透明基体がテープ駆動シス テムの読み取りビームを散乱に耐えることのできる程度のエネルギーを有する。

したがって、方形の標識８６およびＬＯ４はテープ平面に対して分散した画像を 提供する。そこで、適当な光学素子を用いると、ピンホールを通過する直接光を マスクに透過させながら、マスク平面の穴へ各標識を投影することより、画像と 該磁気テープのピンホールによるノイズとの識別がさらに向上できる。したがっ て、ノイズはニュートラルフィルタを使用しなくても抑制することが可能である 。　また、カートリッジ製造者に与えられる第３の選択枝は該ノイズを抑制する ためにバックコートテープを用いることであり、終端部／開始部の検知の信頼性 を向上するためにより高い信号レベルのほとんどすべてを用いることである。多 くのノイズマスキング孔のない駆動システムはＡＮＳＩ規格によって許容される 最低のＳＮ比に適応するために検出器のゲインを低減することにより、信号の感 度を犠牲にしてノイズの感度を低下させていた。したがって、そのような駆動シ ステムでは、特に上記カートリッジの窓が汚れていたり、内部ミラーの位置合わ せが正しく行われていないと、該テープ終端部および開始部の標識がカートリッ ジにより見落とされることが有り得る。しかしながら、光レベルが実質的に増加 すると、少なくとも前述の高感度領域でそのような駆動システムの光検出器が駆 動されるようになり、その結果、前記標識の検出能力が大幅に向上する。

次に、第４図に基づいて第１図における光学素子５１を詳細に説明する。直立部 材１１２および１１４は下板１１５の上方に七角形プリズム１１６を支持してい る。

該プリズムは一対の入力面１１８および１２０と一対の出力面１２２および１２ ４とを有し、該一対の面はそれぞれＶ字形の組み合わせを形成している。また、 反射折り曲げ面１２６は光源１３０からの光を検出器１３２および１３４に向け て反射する。

該プリズム１１６はＶ字形入力面１１８および１２０の中心点１３６と、対称な 出力面１２２および１２４の中心点１３８とによって定義される光軸についての ビームスブリットプリズムである。また、面１４０および１４２は前記入力面と 出力面とを離間している。さらに、稜面１４０および１４２の上限は外側に延出 するアーム１４４および１４６となっており、該アームはそれぞれプリズム１１ ６を前記垂直部材１１２および１１４から懸下している。また、スナップジヨイ ント１５０および１５２は該垂直部材にたいしてプリズムを固定するために設け られている。

出力面１２２および１２４は該Ｖ字形出力面に接続あるいはその一部として成形 された屈折レンズ面１５４および１５６を有する。該レンズは発散するビームを 平行ビームに集光するためのものである。その後該平行ビームはさらに集光され て前記検出器１３２および１３４にそれぞれ方向づけられる。また、補助凸レン ズ１５８および１６０は窓１６２に結合され、検出器１３２および１３４の感光 面にそれぞれ上記ビームを方向づける。前記凸レンズ面１５４および１５６は半 径Ｒの球面の一部であり、さらに該Ｒは式ｕ（ｎ−１）／ｎで表現することがで きる。ただし、上式におけるＵはレンズ表面から光源までの光学的距離であり、 ｎは該プリズム材料の屈折率である。また、図示の如く、レンズ面１５４および １５６は磁気テープ１６４の同一側に離間して設＋−１られており、集光レンズ １５８および１６０はその反対側に設けられている。　動作時においては、光源 １３０からの光が前記中心点１３６にたいしてほぼ対称なＶ字形の入力面１１８ ．１２０上に投射される。その後、該光源１３０からの光は該光源の二つの画像 を作るべくそれぞれの入力面にたいしてさらに傾斜して入力することにより、二 本のビームに分割される。これらの二本のビーム１６６および１６８はそれぞれ 最大強度を有し、さらに前記反射折り曲げ面１２６によって反射される。そして 、レンズ面１５４および１５６に到達する間に、該ビームはそれぞれ発散する。

さらに、該レンズを透過すると、ビームの発散は抑えられるがまだ集光するには 至らない。

このような状態で、テープ１６４の標識が該ビームと一致するとその一部が該標 識を通過する。該テープの標識を通過するとき、これらのビームはレンズ１５８ および１６０を透過し、それぞれ検出器１３２および１３４の焦点面に集光する 。ここで重要なことは、該ビーム分割プリズム１１６によって二つの垂直な位置 関係に有するビームが形成されていることである。このことは、テープ１６４の 二つの垂直な位置関係にある標識を最大ビーム強度の光軸に配列し、検出器１３ ２および１３４によって同時に検出することを可能にしている。

第４図には図示していないが、前記光源１３０の直下には該カートリッジの上板 に設けた窓が配置されている。

また、該光源１３０および検出器１３２．１３４はたいていテープ駆動システム の一部であり、カートリッジの一部ではない。さらに、レンズ１５８および１６ ０は該ビーム検出器１３２および１３４の焦点面にそれぞれ集光するので、該検 出器の前方に制限孔が設けられているテープ駆動システムにおいても、第３図示 の方形の標識によって得られる正味のゲインから十分な効果が得られる。また、 該ゲインと相関関係のある透過率を有するニュートラルフィルタ１７０はＳＮ比 を向上するために用いられている。該フィルタは該ゲインを１に減少するが、同 時に、ピンホールからのノイズを減衰し、かつテープの透過率を第９図の０点よ りもノイズのレベルを下に維持するフィルタの無いレベルの１パーセントに低減 する。

このようにして、ＳＮ比の向上が達成される。

また、垂直壁１１２および１１４はプリズム１１６の指示構造をデータカートリ ッジないで形成する。従来のほとんどのカートリッジにおいては、たとえば米国 特許第３．６９２．２５５号に例示されるものにおいて、上板の窓から側壁の窓 へ光を偏向するための鏡を載置する架台が設けられている。そして、該従来技術 の反射面が前記プリズム１１６の折り曲げ面１２６に対応してもよい。さらに、 該プリズム１１６が前記垂直部材１１２および１１４よりも該従来技術の架台上 に配置されていてもよい。このプリズム１１６の配置が決まると、すべての支持 構造がデータカートリッジの下板に接着面１１５によって固着されてもよい。　

第５図は前記七角形プリズム１１６の原理を示している。第５図において、プリ ズム１１７はＶ字形で点１２３に対して対称な入力面１１９および１２１を有し ていることがわかる。さらに出力面１２５および１２７はまたＶ字形で屯１２９ に対１゜て対称である。いま、仮に該出力面が９０°の角度で折り畳み面１３１ に対して折り曲げられているとすると、その構造は第４図示のものとほぼ同一と なる。ただし、ここにおいて述べる折り曲げとは二次元の概念的な折り曲げを言 い、実際の三次元の折り曲げではない。このように折り曲げられた経路は前述し たような垂直なビーム分割を生じる。また、該折り曲げ面１３１は図面における 水平面にたいしてほぼ４５°の角度を成している。さらに、ここでは該プリズム 幾何学からなる本体のみを考察するため、屈折レンズ面は第３図に図示されてい ない。

テープ内の標識からの検出器の信号を処理する電子機器については、テープ自体 の記述とともに米国特許第４．３８０．０３２号に記載されている。本発明は高 速テープカートリッジにおけるテープの開始部／終端部標識の読み取りに特に有 用な低ノイズ光学信号を提供し、上記特許に教示される既存の駆動システムに適 応するために必要ないわゆる「穴パターン」を形成する理想的な手段を提供し得 る。さらに、該米国特許第４．３８０．０３２号に記載されるような色標識は必 要とあれば前記レーザビームとテープの表面との間の入射光の角度を選択するこ とにより同様に形成することができる。上記バックコーティングの破壊後、該ビ ームのエネルギーのほとんどがいわゆる「光沢のある」マイラーの表面により反 射され、その結果「色標識」がバックコーティング上のみに形成される。

第６図は光学素子１１６ａを示す。該素子はプリズムからテープ１６４上に光路 を設定するための凸状の球面レンズ１７２および１７４を有する。上述したよう に、テープを通過する光は凸レンズ１７６および１７８により駆動システム内の 検出器に適当なノイズマスキング孔を介して集光する。第６図示の光学系はカー トリッジ蓋１８２に別々に成型されるか留金で留められ、あるいは前記下板１４ に当該業者においてよく知られる手段により取り付けられる。

第７図は折り曲げプリズム１１６ｂを示す。該プリズムはテープ１６４上に光路 を設定するための上部円筒状レンズ１８３と下部円筒状レンズ１８４とを有する 。この場合、テープを通過した光は、垂直軸に関しては円筒状レンズ１６４によ り、また、水平軸に関しては円筒状レンズ１８６によって、駆動システム内の図 示しない検出器上に集光する。方形の標識を通過しつる先の立体角のみを含むた めに円筒状レンズの大きさを適当に選択すること、内部反射を除去するためにプ リズムの壁を浮き出させること、さらに検出器上に光を集光するために円筒状レ ンズのそれぞれの焦点を適当に選択することとにより、駆動システム内にマスク を設けなくても、該カートリッジによりノイズマスキングを行うことができる。

以上が一般的で好ましい前記光学素子５１の実施例である。　第８図は構造的に は簡単であるが、機能的に上記光学素子と同一である素子の実施例を示す。該素 子においては、プリズム１９４の湾曲およびＶ字形の入力面１９０および１９２ は光源からの光を集光し、単一の入力ビームを最大強度の二本のビームに分割す る。さらに、該二本のビームは表面１９６により４５°の角度で反射される。そ の後、反射されたビームは分散ビームとなり、さらに、図示しない磁気テープの 方形状標識を通過する前に、円筒状レンズ１９８により垂直軸に関して屈折され て検出器上に集光する。第７図示の如く、該テープを通過した光はその後カート リッジの全面１８０に取り付けた円筒状レンズ１８６により水平軸に関して集光 し、前記検出器に至る。第７図および第８図示のような円筒子軸方向に切断して 適当な長さにできることである。また、切断後は、その切断端部は非反射性材質 により熱エンボス処理することができる。さらに、他の球状および円筒状レンズ の組み合わせや、本発明の目的を達成するための製造および取り付は方法は本知 見をもとにすれば当該業者にとって明らかとなるであろう。

また、本発明は磁気テープの使用に関して記述したが、これと同様の構成を有す る他のウェブの制御への本発明の適用も当然明らかとなるであろう。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成２年１２月　３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．レーザビームをテープの長さに関する第一の制御位置に照射し、該ビームは テープ基体にほぼ影響なく該テープ基体の表面から第一の吸光性コーティングを 除去する程度のエネルギーを有し、 所定間隔の他の複数の制御位置における該第一コーティングの除去のための該ビ ームと該テープの第一の制御位置との間の相対的な移動を行い、さらに該テープ の長さに関する制御位置の標識付けをするために、該所定間隔の複数の制御位置 のコーティングを除去することから成る概ね透明なテープ基体と、少なくとも一 種の該テープ基体表面上の吸光性コーティングとを有するテープの長さに関する 制御位置の標識付をおこなう方法。 ２．前記制御位置の第一コーティングの除去がラスタスキャンニング方式でおこ なわれ、概ね方形状のパターンが形成される請求項１に記載の方法。 ３．前記制御位置における除去処理がテープの終端部および始端部の標識パター ンに関するＡＮＳＩ規格と一致する請求項１に記載の方法。 ４，前記制御位置の少なくともいくつかに第二のビームを照射する請求項１に記 載の方法。 ５．前記ビームと制御位置との間の相対的移動が前記テープの長さ方向に沿って いて、前記テープを供給ロールから巻き取りロールへ巻き取ることによりおこな われる請求項１に記載の方法。 ６．前記ビームが前記第一の吸光性コーティングと反対側の前記テープ基体の表 面上に設けられた第二の吸光性コーティングを除去する請求項１に記載の方法。 ７．テープ供給ハブ、テープ巻き取りハブおよび特定の長さのテープのためのテ ープ経路を有し、これらすべてが対向する上面および下面、複数の側面、背面お よび前面を有するコンテナに内蔵されているテープカートリッジにおいて、該テ ープカートリッジがさらに該テープ経路の一部分を照射するための光源からの光 を受け入れるための該上面に設けた第一の窓手段と、光を外に放出するための該 前面に設けた第二の窓手段とを有しており、該テープが長さに関する制御位置を 指示する標識を有し、該標識が該テープの光学的に暗い部分に比して光学的に透 明な制御位置であり、さらに該テープ上の二つの長さ方向の領域内に配列されて いる、両端が該テープ供給ハブおよびテープ巻き取りハブに固定され、中間部が 該テープ経路に沿って引っ張られながら送られるテープの長さと、 該カートリッジ内に配設され、該カートリッジの第一および第二窓手段にそれぞ れ近接した入射光部および出射光部を有するビーム分割器とから成り、さらに該 テープ経路が該出射光部と第二窓手段との間にあり、該ビーム分割器が互いに傾 きかつ交差する一対の屈折面により入射ビームを分断することにより一対の分離 したビームに分割する手段を有し、該ビーム分割器がさらに該一対の分離したビ ームをそれぞれ方向付して、各ビームが該テープの長さ方向の各領域にほぼ最大 の強度となる光軸で投射するように構成されているテープカートリッジ。 ８．前記テープが対向する第一および第二の表面を有する透明基体を含み、少な くとも一方の該表面が遮光用コーティングを有し、テープの長さに関する各端部 および記録領域を示す制御位置においてコーティングを除去し露出した透明基体 の領域を形成することにより前記標識が定まる請求項７に記載の装置。 ９．前記標識が方形状である請求項８に記載の装置。 １０．前記方形状の標識の少なくともいくつかが前記磁気テープの長さ方向に沿 って１．１６４ｍｍ乃至１．１７６ｍｍの範囲で延出し、かつ幅方向に２．３４ ｍｍ以上である請求項９に記載の装置。 １１．前記ビーム分割器が少なくとも四つの面を有する多角形の形状である請求 項７に記載の装置。 １２．前記ビーム分割器がプリズム表面を形成する反射折り曲げ面を有し、かつ 該七角形プリズムが折り曲げた六角形プリズムとなっている請求項７に記載の装 置。 １３．前記ビーム分割器の入射光部がＶ字形に組み合わせた一対の入力面から成 り、該Ｖ字形の中心に光学軸を有する請求項９に記載の装置。 １４．前記ビーム分割器の出射光部がＶ字形に組み合わせた一対の出力面から成 り、各出力面が凸レンズを有する請求項１３に記載の装置。 １５．前記凸レンズが球面レンズである請求項１４に記載の装置。 １６．前記凸レンズが光軸を前記テープの送り方向と平行に配置した円筒状レン ズである請求項主４に記載の装置。 １７．前記第二窓手段が光軸を前記テープの送り方向と垂直に配置した円筒状レ ンズである請求項１６に記載の装置。 １８．前記ビーム分割器の出射光部が円筒状レンズである請求項１３に記載の装 置。 １９．前記出力面のそれぞれの大きさが光源からの光の投射をテープ標識の終端 部に対する立体角に制限するように調整される請求項１４に記載の装置。 ２０．上面、下面、側面、前面および後面を有し、該上面は光を受け入れるため の第一の窓を有し、また該前面は光を放出するための第二の窓を有しているテー プコンテナと、 該テープコンテナ内に取り付けられた一対の回転自在のテープハブと、 テープが透明な基体と少なくとも一種の吸光性コーティングとを有し、該透明な 標識が該コーティングを除去して該基体の露出部を形成することにより定められ 、該基体の露出部のそれぞれが方形状であり、さらにテープの端部に対応するテ ープの位置を示すように配置されている、両端が該ハブのそれぞれに巻き付けら れ、テープの光学的に暗い部分にたいして透明な標識を有する中間部分を有する 該テープの長さと、 テープ経路が該第二窓に近接している部分的を有し、該ハブの回転が核テープ経 路に沿うテープの送りをおこない、該方形状の透明な標識が該テープの送り方向 と垂直に延出し、その長さが該テープの送り方向と平行な長さよりも長い、該テ ープの中間部のテープ経路を少なくとも部分的に定めるための該コンテナに取り 付けられた少なくとも一個のテープガイド部材と、入力ビームを二つのビームに 分割するための手段をともなう概ね対称な一対の入力面を有するビーム偏向透明 プリズムとから成り、該プリズムが該二つのビームを概ね平行に方向づけるため の屈折手段と有する出射光部と、該入力面と出射光部の屈折手段との間の光学経 路に沿う反射折り曲げ面とを有し、さらに該プリズムが入力面と出射光部との対 称点をそれぞれ通り、該入力面、折り曲げ面および出射光部とほぼ９０°の角度 を成す光学軸を有し、さらに該プリズムが該コンテナに固定されて、該入力面が 該第一の窓に近接し、かつ該光学軸が該第二の窓に近接するテープ経路の部分を 通ることを特徴とするテープカートリッジ。 ２１．前記透明標識が前記テープ送り方向と平行に延出し、その長さはテープ標 識パターンの終端部および始端部のＡＮＳＩ規格に一致する請求項２０に記載の テープカートリッジ。 ２２．前記透明標識の前記テープ送り方向と垂直な長さが２．３４ｍｍ以上であ る請求項２１に記載のテープカートリッジ。 ２３．前記入力面がＶ字形をなしている請求項２０に記載のテープカートリッジ 。 ２４．前記透明標識がテープの少なくとも二つの長手方向の領域に配列され、前 記ビームのそれぞれがその長手方向の領域に投射される請求項２２に記載のテー プカートリッジ。 ２５．前記プリズムが前記コンテナと接続する外方に延出する領域を有する請求 項２０に記載のテープカートリッジ。 ２６．さらに、前記テープ経路と第二の窓との間に配置されたニュートラフィル タから成る請求項２０に記載のテープカートリッジ。 ２７．ＡＮＳＩの企画検定形状に沿う測定マスクを介してビームを集光するため の前記プリズムの出射光部と前記第二の窓との間に設けられた少なくとも一個の 凸レンズを有する請求項２０に記載のテープカートリッジ。 ２８．テープ供給ハブ、テープ巻き取りハブおよび特定の長さのテープのための テープ経路を有し、これらすべてが対向する上面および下面、複数の側面、背面 および前面を有するコンテナに内蔵されているテープカートリッジにおいて、該 テープカートリッジがさらに該テープ経路の一部分を照射するための光源からの 光を受け入れるための該上面に設けた第一の窓手段と、光を外に放出するための 該前面に設けた第二の窓手段とを有しており、該テープが長さに関する制御位置 を指示する標識を有し、該標識が該テープの光学的に暗い部分に比して光学的に 透明な制御位置であり、さらに該標識が該テープ上の二つの長さ方向の領域内に 配列されている、両端が核テープ供給ハブおよびテープ巻き取りハブに固定され 、中間部が該テープ経路に沿って引っ張られながら送られるテープの長さと、 該カートリッジ内に配設され、該カートリッジの第一および第二窓手段にそれぞ れ近接した入射光部および出射光部を有するビーム分割器とから成り、さらに該 テープ経路が該出射光部と第二窓手段との間にあり、該入射光部がＶ字形の中心 を通る光軸を有する一対の入力面のＶ字状の組み合わせから成り、入射した入力 ビームを一対のビームに分割し、さらに該ビーム分割器が該一対のビームを方向 づけて該ビームのそれぞれが前記テープ上の長手方向の領域にそれぞれ最大の強 度となる光軸で投射するようにするテープカートリッジ。