ロール状原反の評価方法
【課題】長尺体のロール状原反の幅方向に沿った表面形状を適切に評価することができるロール状原反の評価方法を得る。
【解決手段】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法では、磁気テープ原反をハブに巻き回して形成された磁気テープ原反ロールの幅方向に沿った表面形状を測定し、該測定結果を磁気テープ原反ロールの全幅に亘って単一の４次関数に最小２乗近似することで、該磁気テープ原反ロールの表面の幅方向に沿った形状トレンド値を定量化する。
【解決手段】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法では、磁気テープ原反をハブに巻き回して形成された磁気テープ原反ロールの幅方向に沿った表面形状を測定し、該測定結果を磁気テープ原反ロールの全幅に亘って単一の４次関数に最小２乗近似することで、該磁気テープ原反ロールの表面の幅方向に沿った形状トレンド値を定量化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁気テープ等の長尺体の製造工程で用いられるロール状原反の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺状のロール状原反の幅方向の表面形状を二次曲線で表し、該二次曲線を平均中心線との関連においてデータ処理することにより表面形状を定量化する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、上記の如く定量化された原反の表面形状に基づいて、長尺体の厚みむらを判定する。
【特許文献１】特開２００６−２３４６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、長尺体の幅方向各部における部分的な二次関数をつなぎ合わせて原反の表面形状を全幅に亘り数値化するため、原反の全幅に亘る形状トレンドを把握するのに適さず、この点に改善の余地があった。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、長尺体のロール状原反の幅方向に沿った表面形状を適切に評価することができるロール状原反の評価方法を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係るロール状原反の評価方法は、長尺体を巻き回して形成されたロール状原反の幅方向に沿った表面形状を、該ロール状原反の全幅に亘って単一の４次以上の関数に近似することで、該ロール状原反表面の幅方向に沿った形状の変動傾向を定量化する。
【０００６】
請求項１記載のロール状原反の評価方法では、ロール状原反の幅方向に沿う表面形状すなわち幅方向各部における径方向寸法を、ロール状原反の全幅に亘って単一の４次以上の関数に近似する。近似の手法として、例えば最小２乗近似等を採用することができる。これにより、原反の表面形状が全幅に亘って単一の高次関数にて定量的に表されたロール状原反表面の形状の変動傾向（以下、形状トレンド値という）を定量化することができる。このため、形状トレンド値（定量化された形状変動傾向）に基づいて、例えばロール状原反を幅方向に等分して細幅の長尺体を得る裁断工程後での該長尺体の湾曲発生を予測したり、長尺体（ロール状原反）の製造工程等の前工程に対しロール状原反の形状改善のためのフィードバックを行ったりすることが可能になる。
【０００７】
このように、請求項１記載のロール状原反の評価方法では、長尺体のロール状原反の幅方向に沿った表面形状を適切に評価することができる。なお、ロール状原反の表面形状を近似する関数は、原反表面の一部分の形状の影響を受けることを抑制してより平均化された形状トレンドを得るとの観点から、４次関数とすることが好ましい。
【０００８】
請求項２記載の発明に係るロール状原反の評価方法は、請求項１記載のロール状原反の評価方法において、前記長尺体が巻き回される巻芯の外径をｄ［ｍ］、前記長尺体の長さをＬ［ｍ］、前記長尺体の厚みをｔ［ｍ］、前記ロール状原反の前記定量化された表面形状における幅方向の一端から全幅の１５％の位置までの範囲での径方向の最大寸法差をｈ［ｍ］とした場合に、
ｈ ＞ ６．８６×１０−３×（（ｄ２＋（４／π）×Ｌ×ｔ）１／２−ｄ）
となる前記ロール状原反における前記評価範囲の部分を不良部分と評価する。
【０００９】
請求項２記載のロール状原反の評価方法では、ロール状原反の幅方向の端部から全幅の１５％の評価範囲は、
ｈ ＞ ６．８６×１０−３×（（ｄ２＋（４／π）×Ｌ×ｔ）１／２−ｄ）
となる場合に不良と評価される。これにより、例えばロール状原反を幅方向に等分して細幅の長尺体を得る裁断工程等の後続工程に至る前に細幅の長尺体の不良発生を予測したり、長尺体（ロール状原反）の製造工程等の前工程に対し評価範囲の形状改善のためのフィードバックを行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明に係るロール状原反の評価方法は、長尺体のロール状原反の幅方向に沿った表面形状を適切に評価することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態に係るロール状原反の評価方法について、図１〜図６に基づいて説明する。先ず、ロール状原反の評価方法が適用された磁気テープの製造装置１０の概略全体構成を説明し、次いで、磁気テープ原反ロール１６の表面形状と磁気テープ１１の湾曲との関係を説明し、その後、ロール状原反の評価方法について詳細に説明することとする。
【００１２】
（磁気テープ１１の製造方法）
図５には、磁気テープの製造装置１０の一部が模式的な側面図にて示されている。この図に示される如く、磁気テープの製造装置１０は、例えばコンピュータバックアップ用の高密度磁気記録テープ１１を製造する装置であって、本発明における長尺体としての幅広の磁気テープ原反１２を長手方向に沿って裁断することによって複数の幅狭の磁気テープ１１を製造するようになっている。
【００１３】
具体的には、磁気テープ原反１２は、製品である磁気テープ１１よりも広い幅の帯状を成しており、例えば、非磁性の支持体上に強磁性微粒子を含む磁性層を塗布法や真空蒸着法等によって形成し、該磁性層に配向処理、乾燥処理、表面処理等を行うことによって製造されている。この磁気テープ原反１２は、巻芯としてのハブ１４にロール状に巻き回されてロール状原反としての磁気テープ原反ロール１６を成している。磁気テープ原反ロール１６は、ハブ１４を介して軸線回りに回転自在に支持されて巻き戻し部１５を構成している。これにより、磁気テープの製造装置１０では、磁気テープ原反１２の磁気テープ原反ロール１６からの連続的な巻き戻しが可能とされている。
【００１４】
磁気テープ原反１２は、フィードローラ１８に巻き掛けられており、該フィードローラ１８を駆動することによって磁気テープ原反ロール１６から連続的に巻き戻されて送り出されるようになっている。フィードローラ１８の下流側には、磁気テープ原反１２を幅方向の複数箇所において長手方向に沿って裁断するためのスリッタ２０が配置されている。
【００１５】
図６にも示される如く、スリッタ２０は、上下対とされると共に磁気テープ原反１２の幅方向に並列された複数対の回転上刃２２と回転下刃２４とを備えている。各回転上刃２２は、モータ２６によって回転駆動され、各回転下刃２４はモータ２８によって回転駆動されるようになっている。
【００１６】
そして、これら複数対の回転上刃２２と回転下刃２４との間に送り込まれた磁気テープ原反１２が、スリッタ２０の図示を省略した図４に示される如く、幅方向に等分されて複数の細幅の磁気テープ１１が形成される構成である。この実施形態では、磁気テープ１１の幅は、１２．６５［ｍｍ］とされている。
【００１７】
図５に戻り、スリッタ２０による裁断後の磁気テープ１１は、パスローラ３０に巻き掛けられた後、フィードローラ１８と同期して回転する巻取ハブ３２に巻き取られて所謂パンケーキ３４が形成されるようになっている。複数のパスローラ３０及び巻取ハブ３２は、磁気テープ原反１２の幅方向に交互に上下にオフセットして配置されており、幅方向に隣り合う磁気テープ１１は互いに上下にオフセットして巻取ハブ３２に巻き取られるようになっている。
【００１８】
なお、磁気テープ原反ロール１６とフィードローラ１８との間、フィードローラ１８とスリッタ２０との間、スリッタ２０とパスローラ３０との間には、磁気テープ原反１２又は磁気テープ１１が巻き掛けられたガイドローラ３５が適宜配置されている。
【００１９】
巻取ハブ３２に巻き回された磁気テープ１１は、図示しないサーボライト装置に搬送され、該サーボライト装置におけるサーボ工程にて、巻取ハブ３２から巻き戻されつつサーボ信号が書き込まれ、その後、製品リールに巻き回されるようになっている。
【００２０】
（原反ロールの表面形状と磁気テープの湾曲についての補足）
磁気テープ原反ロール１６の表面形状と磁気テープ１１の湾曲（テープカーバチャともいう）について補足する。
【００２１】
図２（Ａ）に示される如く、磁気テープ原反ロール１６は、磁気テープ原反１２の長手方向、幅方向の厚みムラ等に起因して、表面形状がハブ１４と同軸の円筒面に対し凸凹した形状となることが知られている。また、例えば図２（Ｂ）に示される如き表面形状１６Ａの磁気テープ原反ロール１６から巻き戻された磁気テープ原反１２をスリッタ２０にて裁断すると、幅方向一方側で他方側よりも周長が長くなるＸ部と、幅方向他方側で一方側よりも周長が長くなるＹ部とでは、図２（Ｃ）に示される如く、磁気テープ１１の湾曲方向が逆になることが知られている。
【００２２】
図３（Ａ）に示される如く、上向きに凸となる湾曲状態をプラス湾曲といい、図３（Ｂ）に示される如く、下向きに凸となる湾曲状態をマイナス湾曲ということとする。プラス湾曲、マイナス湾曲を規定する上下方向は、磁気テープ１１にサーボ信号を書き込むサーボライタ、磁気テープ１１に対する情報の読み書きを行うドライブ装置の記録再生ヘッド（製品リール）の磁気テープ１１の幅方向における向きが基準とされる。磁気テープ１１の湾曲量は、基準距離だけ離間した磁気テープ１１のエッジＴＡ上の点Ａ、Ｃを結ぶ直線ＡＣと、点Ａ、Ｃの中央に（基準距離の半分だけ離間して）位置するエッジＴＡ上の点Ｂとのテープ幅方向の偏差ΔＤとして測定される。基準距離は、ＪＪＳ Ｘ６１７５にて１．０ｍと規定されている。
【００２３】
そして、磁気テープ１１は、マイナス湾曲状態でかつ湾曲量が所定値以上となった場合に、巻取ハブ３２、サーボライタ、ドライブ装置における走行が不安定になりやすいことが知られている。図２（Ｂ）の例では、Ｘ部から得られる磁気テープ１１がマイナス湾曲となることが解る。
【００２４】
（原反ロールの評価方法）
次に、本発明のロール状原反の評価方法が磁気テープ原反ロール１６の表面形状評価方法として適用された例について説明する。
【００２５】
磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、先ず、図２（Ａ）に示される如く、形状センサ３６を用いて、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を該磁気テープ原反ロール１６の幅方向に平行な一直線に沿って、かつ該磁気テープ原反ロール１６の全幅に亘って測定する。
【００２６】
形状センサ３６は、磁気テープ原反ロール１６の表面の所定の基準位置に対する径方向の距離を、磁気テープ原反ロール１６の幅方向に断続的又は連続的に測定することで、図２（Ｂ）に一部拡大して示される如く、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を測定することができる。形状センサ３６としては、磁気テープ原反ロール１６の表面に接触された接触式センサを用いても良く、磁気テープ原反ロール１６の表面に非接触の非接触式センサを用いても良い。
【００２７】
このようにして、図１に例示される如き磁気テープ原反ロール１６の表面形状についての生データが得られる（図１の細線参照）。磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、この生データを磁気テープ原反ロール１６の全幅に亘って単一の４次関数に最小２乗近似する。これにより、図１に太線にて示される如き磁気テープ原反ロール１６表面の定量化された形状トレンド値（形状トレンド曲線）Ｓｔが得られる。すなわち、形状トレンド値Ｓｔは、磁気テープ原反ロール１６表面形状の幅方向に沿った平均的に定量化された変動傾向を示している。
【００２８】
磁気テープ原反ロール１６では、一般に図１に示される如く、幅方向の両端（肩部）において径方向寸法が小さくなる表面形状（肩ダレ状、鼓状ともいう）を成すことが知られてる。本磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、上記の如く磁気テープ原反ロール１６の幅方向両端のうち、磁気テープ１１にマイナス湾曲を生じさせ得る幅方向一端側の所定の範囲Ｈについて、形状トレンド値Ｓｔに基づく評価を行うようになっている。この実施形態では、図１における左端Ｅから、磁気テープ原反１２の全幅の１５％となる位置Ｐ１５までの範囲Ｈが評価範囲とされている。
【００２９】
そして、本磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、形状トレンド値Ｓｔにおける評価範囲Ｈ内での径方向の最大の高度差（径方向寸法との差分）ｈ［ｍ］を、管理値ｈｓと比較することで、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を評価している。
【００３０】
管理値ｈｓは、ハブ１４の外径をｄ［ｍ］、磁気テープ原反１２の長さをＬ［ｍ］、磁気テープ原反１２の厚みをｔ［ｍ］とした場合に、
ｈｓ ＝ ６．８６×１０−３×（（ｄ２＋（４／π）×Ｌ×ｔ）１／２−ｄ）
（１）
として設定されている。
【００３１】
そして、この実施形態に係る磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、評価範囲Ｈにおける高度差ｈについて、ｈ≦ｈｓである場合に磁気テープ原反ロール１６における評価範囲Ｈの表面形状が良と評価され、ｈ＞ｈｓである場合に磁気テープ原反ロール１６における評価範囲Ｈの表面形状が不良と評価される。
【００３２】
以上の評価方法は、図１に示される如く磁気テープの製造装置１０を構成するコントローラ３８によって行われるようになっている。コントローラ３８は、形状センサ３６に電気的に接続されており、形状センサ３６からの信号に基づく磁気テープ原反ロール１６の表面形状に対し、上記の如く４次元関数への最小２乗近似を行い、これにより定量化された形状トレンド値Ｓｔから磁気テープ原反ロール１６における所定範囲Ｈでの高度差ｈを算出し、該高度差ｈを上記管理値ｈｓと比較するようになっている。
【００３３】
次に、本実施形態の作用について、図７に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３４】
上記構成の磁気テープの製造装置１０では、磁気テープ原反１２から磁気テープ１１を製造するに当たっては、先ず、巻き戻し部１５に磁気テープ原反ロール１６がセットされる。すると、磁気テープの製造装置１０では、コントローラ３８は、ステップＳ１０で形状センサ３６に磁気テープ原反ロール１６の表面形状を測定させる。
【００３５】
次いで、コントローラ３８は、ステップＳ１２に進み、形状センサ３６の出力信号すなわち磁気テープ原反ロール１６の表面形状の測定結果を、４次関数に最小２乗近似して形状トレンド値Ｓｔを定量化する。さらに、コントローラ３８は、ステップＳ１４に進み、形状トレンド値Ｓｔに基づいて、評価対象である磁気テープ原反ロール１６における評価範囲Ｈでの高度差ｈを算出する。
【００３６】
そして、コントローラ３８は、ステップＳ１６に進み、ステップＳ１４で算出した高度差ｈを管理値ｈｓと比較する。ｈ≦ｈｓであると判断した場合、コントローラ３８は、ステップＳ１８に進んで磁気テープの製造装置１０を構成する図示しないメインコントローラに良信号を出力し、ｈ＞ｈｓであると判断した場合、コントローラ３８は、ステップＳ２０に進んでメインコントローラに不良信号を出力する。
【００３７】
コントローラ３８から不良信号、すなわち磁気テープ原反ロール１６における範囲Ｈから得られる磁気テープ１１の許容値以上のマイナス湾曲が生じる可能性が高いことに対応する情報が入力されたメインコントローラは、例えば、スリッタ２０の下流工程で、上記範囲Ｈから得られた磁気テープ１１の湾曲を規定範囲内にするための工程を実行させ又は該工程の実行を促す報知を行う。磁気テープ１１の湾曲を規定範囲内にするための工程としては、例えば、磁気テープ１１の巻き返し（別の巻取ハブ３２に巻き代えて反転させる動作）等により行うことができる。これにより、磁気テープ原反ロール１６における範囲Ｈから得られる磁気テープ１１の、サーボ品質評価の１つであるＰＥＳの合格率を向上させることができる。
【００３８】
また、コントローラ３８から不良信号が入力されたメインコントローラは、例えば、磁気テープ原反１２の製造工程に、範囲Ｈにおける高度差ｈの値、又は形状トレンド値Ｓｔをフィードバックする。これらのデータに基づき、磁気テープ原反１２の製造工程では、不良（ｈ＞ｈｓ）の原因となる磁気テープ原反１２の厚み分布がｈ≦ｈｓとなる厚み分布に改善されるように、磁性層の塗布、蒸着等の工程が行われる。すなわち、磁気テープ原反ロール１６の表面形状の評価（トレンド管理）に基づいて、前工程への原反形状改善のフィードバックを行うことで、磁気テープ原反ロール１６の不良率自体を低減することができる。
【００３９】
このように、磁気テープ原反ロール１６の表面形状の評価（トレンド管理）に基づいて磁気テープ１１の湾曲を裁断前に予測することができ、下流工程での巻き返し等の工程実行により、後工程での不良品に対する事前対応（巻き返し等）が可能になり、また前工程への原反形状改善のフィードバックが可能になる。特に、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を４次関数に近似することで形状トレンド値Ｓｔを得るため、該磁気テープ原反ロール１６の幅方向に沿った形状を、局所的な形状変動の影響が少ない平均的な形状トレンド値Ｓｔとして定量化することができる。このため、形状トレンド値Ｓｔに基づく評価の信頼性が高い。
【００４０】
そして、本磁気テープ原反ロール１６の評価方法においては、形状トレンド値Ｓｔの管理値として上記した式（１）により得られる管理値ｈｓを用い、ｈ≦ｈｓとなるように管理することで、後工程でのサーボトラッキングの異常、巻取ハブ３２や製品リールに対する磁気テープ１１の巻き乱れ等の故障を防止することができる。
【００４１】
この点につき、磁気テープ１１における、高度差ｈが管理値ｈｓを満たす場合と満たさない場合のＰＥＳ（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｅｒｒｏｒ ｓｉｇｎａｌ：位置ずれ量のばらつきを表す数値）の合格率の比較により補足する。なお、ＰＥＳは磁気テープの幅方向のテープ走行位置の変動に対し、サーボフォローできなかった量の標準偏差である。ここでは、ＰＥＳは、改造したＬＴＯドライブ（記録トラック幅：２０．６μｍ、再生トラック幅：１２μｍ）を用いて、記録（記録波長０．３７μｍ）・再生した時のサーボフォローできなかった量の標準偏差を求めた。
【００４２】
各実施例、比較例について、高度差ｈが管理値ｈｓ（＝６００μｍ）を超えるもの・管理値以下のもの、それぞれ３原反ロールに関して、各原反ロール両端部からそれぞれ全幅の１５％の位置までのスリット品に対して、２４０サンプルづつＰＥＳの測定を行い、ＰＥＳが２．３μｍを超えたものを不合格として、合格となるサンプル数の割合をＰＥＳの合格率とした。この比較の結果を表１に示す。なお、実際の高度差を変えたサンプルは、特開平１１−３１４０６５記載の手段にて、非磁性の支持体上に塗布される磁性層等の塗布厚みを調整することで作成した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
この表から、磁気テープ原反ロール１６においてマイナス湾曲のＴが製造されやすい範囲Ｈにおける高度差ｈを管理値ｈｓ以下に管理することで、該範囲Ｈから得られる磁気テープ１１について、高いＰＥＳの合格率を得ることができることが解る。このため、本磁気テープ原反ロール１６の評価方法を適用することで、上記した通り、後工程でのサーボトラッキングの異常、巻取ハブ３２や製品リールに対する磁気テープ１１の巻き乱れ等の故障を防止することができる。
【００４５】
なお、上記した実施形態では、本発明に係る長尺体のロール状原反の評価方法が、磁気テープ原反１２をハブ１４に巻き回して成る磁気テープ原反ロール１６の表面形状の評価に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、適宜他の用途に適用することができる。
【００４６】
また、上記した実施形態では、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を４次関数に最小２乗近似する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を６次以上のより高次の関数に近似するようにしても良い。但し、高次の関数に近似する場合、磁気テープ原反ロール１６の一部の局所的な形状の影響を形状トレンド値Ｓｔが受けやすくなるので、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を平均的に定量化するためには、４次関数に近似することが好ましい。
【００４７】
さらに、上記した実施形態では、評価範囲Ｈで高度差ｈすなわち磁気テープ原反ロール１６の幅方向一端部における表面の勾配を管理する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、磁気テープ原反ロール１６の幅方向中央部における径方向の寸法を評価（管理）することで、磁気テープ原反１２の全体的な厚みを高精度に制御するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法を説明する、原反表面形状の生データと４次元関数に近似した形状トレンド値とを示す線図である。
【図２】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法を説明するための図であって、（Ａ）は原反ロールの表面の測定状態を示す模式図、（Ｂ）は原反ロール表面の形状を一部拡大して示す模式図、（Ｃ）は原反ロールの表面形状と磁気テープの湾曲方向との関係を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法で評価される原反ロールから得られる磁気テープの湾曲状態を示す図であって、（Ａ）はプラス湾曲を示す側面図、（Ｂ）はマイナス湾曲を示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法で評価される原反ロールの幅方向両端から得られる磁気テープの湾曲状態を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法で評価される原反ロールを用いて磁気テープを製造するための製造装置を模式的に示す側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法で評価される原反ロールを裁断して磁気テープにするためのスリッタを模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法を実行するコントローラのフローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１２ 磁気テープ原反（長尺体）
１４ ハブ（巻）芯
１６ 磁気テープ原反ロール（ロール状原反）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁気テープ等の長尺体の製造工程で用いられるロール状原反の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺状のロール状原反の幅方向の表面形状を二次曲線で表し、該二次曲線を平均中心線との関連においてデータ処理することにより表面形状を定量化する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、上記の如く定量化された原反の表面形状に基づいて、長尺体の厚みむらを判定する。
【特許文献１】特開２００６−２３４６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、長尺体の幅方向各部における部分的な二次関数をつなぎ合わせて原反の表面形状を全幅に亘り数値化するため、原反の全幅に亘る形状トレンドを把握するのに適さず、この点に改善の余地があった。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、長尺体のロール状原反の幅方向に沿った表面形状を適切に評価することができるロール状原反の評価方法を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係るロール状原反の評価方法は、長尺体を巻き回して形成されたロール状原反の幅方向に沿った表面形状を、該ロール状原反の全幅に亘って単一の４次以上の関数に近似することで、該ロール状原反表面の幅方向に沿った形状の変動傾向を定量化する。
【０００６】
請求項１記載のロール状原反の評価方法では、ロール状原反の幅方向に沿う表面形状すなわち幅方向各部における径方向寸法を、ロール状原反の全幅に亘って単一の４次以上の関数に近似する。近似の手法として、例えば最小２乗近似等を採用することができる。これにより、原反の表面形状が全幅に亘って単一の高次関数にて定量的に表されたロール状原反表面の形状の変動傾向（以下、形状トレンド値という）を定量化することができる。このため、形状トレンド値（定量化された形状変動傾向）に基づいて、例えばロール状原反を幅方向に等分して細幅の長尺体を得る裁断工程後での該長尺体の湾曲発生を予測したり、長尺体（ロール状原反）の製造工程等の前工程に対しロール状原反の形状改善のためのフィードバックを行ったりすることが可能になる。
【０００７】
このように、請求項１記載のロール状原反の評価方法では、長尺体のロール状原反の幅方向に沿った表面形状を適切に評価することができる。なお、ロール状原反の表面形状を近似する関数は、原反表面の一部分の形状の影響を受けることを抑制してより平均化された形状トレンドを得るとの観点から、４次関数とすることが好ましい。
【０００８】
請求項２記載の発明に係るロール状原反の評価方法は、請求項１記載のロール状原反の評価方法において、前記長尺体が巻き回される巻芯の外径をｄ［ｍ］、前記長尺体の長さをＬ［ｍ］、前記長尺体の厚みをｔ［ｍ］、前記ロール状原反の前記定量化された表面形状における幅方向の一端から全幅の１５％の位置までの範囲での径方向の最大寸法差をｈ［ｍ］とした場合に、
ｈ ＞ ６．８６×１０−３×（（ｄ２＋（４／π）×Ｌ×ｔ）１／２−ｄ）
となる前記ロール状原反における前記評価範囲の部分を不良部分と評価する。
【０００９】
請求項２記載のロール状原反の評価方法では、ロール状原反の幅方向の端部から全幅の１５％の評価範囲は、
ｈ ＞ ６．８６×１０−３×（（ｄ２＋（４／π）×Ｌ×ｔ）１／２−ｄ）
となる場合に不良と評価される。これにより、例えばロール状原反を幅方向に等分して細幅の長尺体を得る裁断工程等の後続工程に至る前に細幅の長尺体の不良発生を予測したり、長尺体（ロール状原反）の製造工程等の前工程に対し評価範囲の形状改善のためのフィードバックを行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明に係るロール状原反の評価方法は、長尺体のロール状原反の幅方向に沿った表面形状を適切に評価することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態に係るロール状原反の評価方法について、図１〜図６に基づいて説明する。先ず、ロール状原反の評価方法が適用された磁気テープの製造装置１０の概略全体構成を説明し、次いで、磁気テープ原反ロール１６の表面形状と磁気テープ１１の湾曲との関係を説明し、その後、ロール状原反の評価方法について詳細に説明することとする。
【００１２】
（磁気テープ１１の製造方法）
図５には、磁気テープの製造装置１０の一部が模式的な側面図にて示されている。この図に示される如く、磁気テープの製造装置１０は、例えばコンピュータバックアップ用の高密度磁気記録テープ１１を製造する装置であって、本発明における長尺体としての幅広の磁気テープ原反１２を長手方向に沿って裁断することによって複数の幅狭の磁気テープ１１を製造するようになっている。
【００１３】
具体的には、磁気テープ原反１２は、製品である磁気テープ１１よりも広い幅の帯状を成しており、例えば、非磁性の支持体上に強磁性微粒子を含む磁性層を塗布法や真空蒸着法等によって形成し、該磁性層に配向処理、乾燥処理、表面処理等を行うことによって製造されている。この磁気テープ原反１２は、巻芯としてのハブ１４にロール状に巻き回されてロール状原反としての磁気テープ原反ロール１６を成している。磁気テープ原反ロール１６は、ハブ１４を介して軸線回りに回転自在に支持されて巻き戻し部１５を構成している。これにより、磁気テープの製造装置１０では、磁気テープ原反１２の磁気テープ原反ロール１６からの連続的な巻き戻しが可能とされている。
【００１４】
磁気テープ原反１２は、フィードローラ１８に巻き掛けられており、該フィードローラ１８を駆動することによって磁気テープ原反ロール１６から連続的に巻き戻されて送り出されるようになっている。フィードローラ１８の下流側には、磁気テープ原反１２を幅方向の複数箇所において長手方向に沿って裁断するためのスリッタ２０が配置されている。
【００１５】
図６にも示される如く、スリッタ２０は、上下対とされると共に磁気テープ原反１２の幅方向に並列された複数対の回転上刃２２と回転下刃２４とを備えている。各回転上刃２２は、モータ２６によって回転駆動され、各回転下刃２４はモータ２８によって回転駆動されるようになっている。
【００１６】
そして、これら複数対の回転上刃２２と回転下刃２４との間に送り込まれた磁気テープ原反１２が、スリッタ２０の図示を省略した図４に示される如く、幅方向に等分されて複数の細幅の磁気テープ１１が形成される構成である。この実施形態では、磁気テープ１１の幅は、１２．６５［ｍｍ］とされている。
【００１７】
図５に戻り、スリッタ２０による裁断後の磁気テープ１１は、パスローラ３０に巻き掛けられた後、フィードローラ１８と同期して回転する巻取ハブ３２に巻き取られて所謂パンケーキ３４が形成されるようになっている。複数のパスローラ３０及び巻取ハブ３２は、磁気テープ原反１２の幅方向に交互に上下にオフセットして配置されており、幅方向に隣り合う磁気テープ１１は互いに上下にオフセットして巻取ハブ３２に巻き取られるようになっている。
【００１８】
なお、磁気テープ原反ロール１６とフィードローラ１８との間、フィードローラ１８とスリッタ２０との間、スリッタ２０とパスローラ３０との間には、磁気テープ原反１２又は磁気テープ１１が巻き掛けられたガイドローラ３５が適宜配置されている。
【００１９】
巻取ハブ３２に巻き回された磁気テープ１１は、図示しないサーボライト装置に搬送され、該サーボライト装置におけるサーボ工程にて、巻取ハブ３２から巻き戻されつつサーボ信号が書き込まれ、その後、製品リールに巻き回されるようになっている。
【００２０】
（原反ロールの表面形状と磁気テープの湾曲についての補足）
磁気テープ原反ロール１６の表面形状と磁気テープ１１の湾曲（テープカーバチャともいう）について補足する。
【００２１】
図２（Ａ）に示される如く、磁気テープ原反ロール１６は、磁気テープ原反１２の長手方向、幅方向の厚みムラ等に起因して、表面形状がハブ１４と同軸の円筒面に対し凸凹した形状となることが知られている。また、例えば図２（Ｂ）に示される如き表面形状１６Ａの磁気テープ原反ロール１６から巻き戻された磁気テープ原反１２をスリッタ２０にて裁断すると、幅方向一方側で他方側よりも周長が長くなるＸ部と、幅方向他方側で一方側よりも周長が長くなるＹ部とでは、図２（Ｃ）に示される如く、磁気テープ１１の湾曲方向が逆になることが知られている。
【００２２】
図３（Ａ）に示される如く、上向きに凸となる湾曲状態をプラス湾曲といい、図３（Ｂ）に示される如く、下向きに凸となる湾曲状態をマイナス湾曲ということとする。プラス湾曲、マイナス湾曲を規定する上下方向は、磁気テープ１１にサーボ信号を書き込むサーボライタ、磁気テープ１１に対する情報の読み書きを行うドライブ装置の記録再生ヘッド（製品リール）の磁気テープ１１の幅方向における向きが基準とされる。磁気テープ１１の湾曲量は、基準距離だけ離間した磁気テープ１１のエッジＴＡ上の点Ａ、Ｃを結ぶ直線ＡＣと、点Ａ、Ｃの中央に（基準距離の半分だけ離間して）位置するエッジＴＡ上の点Ｂとのテープ幅方向の偏差ΔＤとして測定される。基準距離は、ＪＪＳ Ｘ６１７５にて１．０ｍと規定されている。
【００２３】
そして、磁気テープ１１は、マイナス湾曲状態でかつ湾曲量が所定値以上となった場合に、巻取ハブ３２、サーボライタ、ドライブ装置における走行が不安定になりやすいことが知られている。図２（Ｂ）の例では、Ｘ部から得られる磁気テープ１１がマイナス湾曲となることが解る。
【００２４】
（原反ロールの評価方法）
次に、本発明のロール状原反の評価方法が磁気テープ原反ロール１６の表面形状評価方法として適用された例について説明する。
【００２５】
磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、先ず、図２（Ａ）に示される如く、形状センサ３６を用いて、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を該磁気テープ原反ロール１６の幅方向に平行な一直線に沿って、かつ該磁気テープ原反ロール１６の全幅に亘って測定する。
【００２６】
形状センサ３６は、磁気テープ原反ロール１６の表面の所定の基準位置に対する径方向の距離を、磁気テープ原反ロール１６の幅方向に断続的又は連続的に測定することで、図２（Ｂ）に一部拡大して示される如く、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を測定することができる。形状センサ３６としては、磁気テープ原反ロール１６の表面に接触された接触式センサを用いても良く、磁気テープ原反ロール１６の表面に非接触の非接触式センサを用いても良い。
【００２７】
このようにして、図１に例示される如き磁気テープ原反ロール１６の表面形状についての生データが得られる（図１の細線参照）。磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、この生データを磁気テープ原反ロール１６の全幅に亘って単一の４次関数に最小２乗近似する。これにより、図１に太線にて示される如き磁気テープ原反ロール１６表面の定量化された形状トレンド値（形状トレンド曲線）Ｓｔが得られる。すなわち、形状トレンド値Ｓｔは、磁気テープ原反ロール１６表面形状の幅方向に沿った平均的に定量化された変動傾向を示している。
【００２８】
磁気テープ原反ロール１６では、一般に図１に示される如く、幅方向の両端（肩部）において径方向寸法が小さくなる表面形状（肩ダレ状、鼓状ともいう）を成すことが知られてる。本磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、上記の如く磁気テープ原反ロール１６の幅方向両端のうち、磁気テープ１１にマイナス湾曲を生じさせ得る幅方向一端側の所定の範囲Ｈについて、形状トレンド値Ｓｔに基づく評価を行うようになっている。この実施形態では、図１における左端Ｅから、磁気テープ原反１２の全幅の１５％となる位置Ｐ１５までの範囲Ｈが評価範囲とされている。
【００２９】
そして、本磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、形状トレンド値Ｓｔにおける評価範囲Ｈ内での径方向の最大の高度差（径方向寸法との差分）ｈ［ｍ］を、管理値ｈｓと比較することで、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を評価している。
【００３０】
管理値ｈｓは、ハブ１４の外径をｄ［ｍ］、磁気テープ原反１２の長さをＬ［ｍ］、磁気テープ原反１２の厚みをｔ［ｍ］とした場合に、
ｈｓ ＝ ６．８６×１０−３×（（ｄ２＋（４／π）×Ｌ×ｔ）１／２−ｄ）
（１）
として設定されている。
【００３１】
そして、この実施形態に係る磁気テープ原反ロール１６の評価方法では、評価範囲Ｈにおける高度差ｈについて、ｈ≦ｈｓである場合に磁気テープ原反ロール１６における評価範囲Ｈの表面形状が良と評価され、ｈ＞ｈｓである場合に磁気テープ原反ロール１６における評価範囲Ｈの表面形状が不良と評価される。
【００３２】
以上の評価方法は、図１に示される如く磁気テープの製造装置１０を構成するコントローラ３８によって行われるようになっている。コントローラ３８は、形状センサ３６に電気的に接続されており、形状センサ３６からの信号に基づく磁気テープ原反ロール１６の表面形状に対し、上記の如く４次元関数への最小２乗近似を行い、これにより定量化された形状トレンド値Ｓｔから磁気テープ原反ロール１６における所定範囲Ｈでの高度差ｈを算出し、該高度差ｈを上記管理値ｈｓと比較するようになっている。
【００３３】
次に、本実施形態の作用について、図７に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３４】
上記構成の磁気テープの製造装置１０では、磁気テープ原反１２から磁気テープ１１を製造するに当たっては、先ず、巻き戻し部１５に磁気テープ原反ロール１６がセットされる。すると、磁気テープの製造装置１０では、コントローラ３８は、ステップＳ１０で形状センサ３６に磁気テープ原反ロール１６の表面形状を測定させる。
【００３５】
次いで、コントローラ３８は、ステップＳ１２に進み、形状センサ３６の出力信号すなわち磁気テープ原反ロール１６の表面形状の測定結果を、４次関数に最小２乗近似して形状トレンド値Ｓｔを定量化する。さらに、コントローラ３８は、ステップＳ１４に進み、形状トレンド値Ｓｔに基づいて、評価対象である磁気テープ原反ロール１６における評価範囲Ｈでの高度差ｈを算出する。
【００３６】
そして、コントローラ３８は、ステップＳ１６に進み、ステップＳ１４で算出した高度差ｈを管理値ｈｓと比較する。ｈ≦ｈｓであると判断した場合、コントローラ３８は、ステップＳ１８に進んで磁気テープの製造装置１０を構成する図示しないメインコントローラに良信号を出力し、ｈ＞ｈｓであると判断した場合、コントローラ３８は、ステップＳ２０に進んでメインコントローラに不良信号を出力する。
【００３７】
コントローラ３８から不良信号、すなわち磁気テープ原反ロール１６における範囲Ｈから得られる磁気テープ１１の許容値以上のマイナス湾曲が生じる可能性が高いことに対応する情報が入力されたメインコントローラは、例えば、スリッタ２０の下流工程で、上記範囲Ｈから得られた磁気テープ１１の湾曲を規定範囲内にするための工程を実行させ又は該工程の実行を促す報知を行う。磁気テープ１１の湾曲を規定範囲内にするための工程としては、例えば、磁気テープ１１の巻き返し（別の巻取ハブ３２に巻き代えて反転させる動作）等により行うことができる。これにより、磁気テープ原反ロール１６における範囲Ｈから得られる磁気テープ１１の、サーボ品質評価の１つであるＰＥＳの合格率を向上させることができる。
【００３８】
また、コントローラ３８から不良信号が入力されたメインコントローラは、例えば、磁気テープ原反１２の製造工程に、範囲Ｈにおける高度差ｈの値、又は形状トレンド値Ｓｔをフィードバックする。これらのデータに基づき、磁気テープ原反１２の製造工程では、不良（ｈ＞ｈｓ）の原因となる磁気テープ原反１２の厚み分布がｈ≦ｈｓとなる厚み分布に改善されるように、磁性層の塗布、蒸着等の工程が行われる。すなわち、磁気テープ原反ロール１６の表面形状の評価（トレンド管理）に基づいて、前工程への原反形状改善のフィードバックを行うことで、磁気テープ原反ロール１６の不良率自体を低減することができる。
【００３９】
このように、磁気テープ原反ロール１６の表面形状の評価（トレンド管理）に基づいて磁気テープ１１の湾曲を裁断前に予測することができ、下流工程での巻き返し等の工程実行により、後工程での不良品に対する事前対応（巻き返し等）が可能になり、また前工程への原反形状改善のフィードバックが可能になる。特に、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を４次関数に近似することで形状トレンド値Ｓｔを得るため、該磁気テープ原反ロール１６の幅方向に沿った形状を、局所的な形状変動の影響が少ない平均的な形状トレンド値Ｓｔとして定量化することができる。このため、形状トレンド値Ｓｔに基づく評価の信頼性が高い。
【００４０】
そして、本磁気テープ原反ロール１６の評価方法においては、形状トレンド値Ｓｔの管理値として上記した式（１）により得られる管理値ｈｓを用い、ｈ≦ｈｓとなるように管理することで、後工程でのサーボトラッキングの異常、巻取ハブ３２や製品リールに対する磁気テープ１１の巻き乱れ等の故障を防止することができる。
【００４１】
この点につき、磁気テープ１１における、高度差ｈが管理値ｈｓを満たす場合と満たさない場合のＰＥＳ（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｅｒｒｏｒ ｓｉｇｎａｌ：位置ずれ量のばらつきを表す数値）の合格率の比較により補足する。なお、ＰＥＳは磁気テープの幅方向のテープ走行位置の変動に対し、サーボフォローできなかった量の標準偏差である。ここでは、ＰＥＳは、改造したＬＴＯドライブ（記録トラック幅：２０．６μｍ、再生トラック幅：１２μｍ）を用いて、記録（記録波長０．３７μｍ）・再生した時のサーボフォローできなかった量の標準偏差を求めた。
【００４２】
各実施例、比較例について、高度差ｈが管理値ｈｓ（＝６００μｍ）を超えるもの・管理値以下のもの、それぞれ３原反ロールに関して、各原反ロール両端部からそれぞれ全幅の１５％の位置までのスリット品に対して、２４０サンプルづつＰＥＳの測定を行い、ＰＥＳが２．３μｍを超えたものを不合格として、合格となるサンプル数の割合をＰＥＳの合格率とした。この比較の結果を表１に示す。なお、実際の高度差を変えたサンプルは、特開平１１−３１４０６５記載の手段にて、非磁性の支持体上に塗布される磁性層等の塗布厚みを調整することで作成した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
この表から、磁気テープ原反ロール１６においてマイナス湾曲のＴが製造されやすい範囲Ｈにおける高度差ｈを管理値ｈｓ以下に管理することで、該範囲Ｈから得られる磁気テープ１１について、高いＰＥＳの合格率を得ることができることが解る。このため、本磁気テープ原反ロール１６の評価方法を適用することで、上記した通り、後工程でのサーボトラッキングの異常、巻取ハブ３２や製品リールに対する磁気テープ１１の巻き乱れ等の故障を防止することができる。
【００４５】
なお、上記した実施形態では、本発明に係る長尺体のロール状原反の評価方法が、磁気テープ原反１２をハブ１４に巻き回して成る磁気テープ原反ロール１６の表面形状の評価に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、適宜他の用途に適用することができる。
【００４６】
また、上記した実施形態では、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を４次関数に最小２乗近似する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を６次以上のより高次の関数に近似するようにしても良い。但し、高次の関数に近似する場合、磁気テープ原反ロール１６の一部の局所的な形状の影響を形状トレンド値Ｓｔが受けやすくなるので、磁気テープ原反ロール１６の表面形状を平均的に定量化するためには、４次関数に近似することが好ましい。
【００４７】
さらに、上記した実施形態では、評価範囲Ｈで高度差ｈすなわち磁気テープ原反ロール１６の幅方向一端部における表面の勾配を管理する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、磁気テープ原反ロール１６の幅方向中央部における径方向の寸法を評価（管理）することで、磁気テープ原反１２の全体的な厚みを高精度に制御するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法を説明する、原反表面形状の生データと４次元関数に近似した形状トレンド値とを示す線図である。
【図２】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法を説明するための図であって、（Ａ）は原反ロールの表面の測定状態を示す模式図、（Ｂ）は原反ロール表面の形状を一部拡大して示す模式図、（Ｃ）は原反ロールの表面形状と磁気テープの湾曲方向との関係を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法で評価される原反ロールから得られる磁気テープの湾曲状態を示す図であって、（Ａ）はプラス湾曲を示す側面図、（Ｂ）はマイナス湾曲を示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法で評価される原反ロールの幅方向両端から得られる磁気テープの湾曲状態を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法で評価される原反ロールを用いて磁気テープを製造するための製造装置を模式的に示す側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法で評価される原反ロールを裁断して磁気テープにするためのスリッタを模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るロール状原反の評価方法を実行するコントローラのフローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１２ 磁気テープ原反（長尺体）
１４ ハブ（巻）芯
１６ 磁気テープ原反ロール（ロール状原反）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺体を巻き回して形成されたロール状原反の幅方向に沿った表面形状を、該ロール状原反の全幅に亘って単一の４次以上の関数に近似することで、該ロール状原反表面の幅方向に沿った形状の変動傾向を定量化するロール状原反の評価方法。
【請求項２】
前記長尺体が巻き回される巻芯の外径をｄ［ｍ］、前記長尺体の長さをＬ［ｍ］、前記長尺体の厚みをｔ［ｍ］、前記ロール状原反の前記変動傾向が定量化された表面形状における幅方向の一端から全幅の１５％の位置までの評価範囲での径方向の最大の寸法差をｈ［ｍ］とした場合に、
ｈ ＞ ６．８６×１０−３×（（ｄ２＋（４／π）×Ｌ×ｔ）１／２−ｄ）
となる前記ロール状原反における前記評価範囲の部分を不良部分と評価する請求項１記載のロール状原反の評価方法。
【請求項１】
長尺体を巻き回して形成されたロール状原反の幅方向に沿った表面形状を、該ロール状原反の全幅に亘って単一の４次以上の関数に近似することで、該ロール状原反表面の幅方向に沿った形状の変動傾向を定量化するロール状原反の評価方法。
【請求項２】
前記長尺体が巻き回される巻芯の外径をｄ［ｍ］、前記長尺体の長さをＬ［ｍ］、前記長尺体の厚みをｔ［ｍ］、前記ロール状原反の前記変動傾向が定量化された表面形状における幅方向の一端から全幅の１５％の位置までの評価範囲での径方向の最大の寸法差をｈ［ｍ］とした場合に、
ｈ ＞ ６．８６×１０−３×（（ｄ２＋（４／π）×Ｌ×ｔ）１／２−ｄ）
となる前記ロール状原反における前記評価範囲の部分を不良部分と評価する請求項１記載のロール状原反の評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２４３９６４（Ｐ２００９−２４３９６４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８８４９８（Ｐ２００８−８８４９８）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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