JP2002109854A - テープクリーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塵埃を除去する掻き取り部に欠けやチッピング
が殆どなく、走行する磁気テープとの摺動においても殆
ど摩耗することのない極めて長期間にわたって良好なク
リーニング効果が得られるテープクリーナを提供する。 【解決手段】テープクリーナ１の少なくとも掻き取り部
３をサファイアにより形成するとともに、上記掻き取り
部３の形状を、略Ｖ字状に配置した２つの平面４，５
と、その先端に設けた先端面６とから構成し、該先端面
６の幅を０．１μｍ〜３μｍとするとともに、上記２つ
の平面４，５をそれぞれサファイアのＡ面にて形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にオーディオテ
ープレコーダ、デジタルオーディオテープレコーダ、ビ
デオテープレコーダ、あるいはコンピューター等に用い
られる磁気テープに付着する塵埃を除去するのに用いる
テープクリーナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
オーディオテープレコーダ、デジタルオーディオテープ
レコーダ、ビデオテープレコーダ、あるいはコンピュー
ター等においては、情報の記録媒体として磁気テープが
用いられており、磁気テープに塵埃が付着していると、
正確に情報の読み込みや書き込みができなくなることか
ら、磁気テープ上の付着する塵や埃を除去するためにテ
ープクリーナが使用されている。

【０００３】図８はテープクリーナによる磁気テープの
クリーニング状態を示す概略図であり、テープクリーナ
４１は、略Ｖ字状に配置した２つの平面４４、４５と、
その先端に設けた先端面（不図示）とからなる掻き取り
部４３を有し、この掻き取り部４３を走行する磁気テー
プＴに接触させることにより、磁気テープＴ上に付着し
ていた塵埃を除去するようになっていた。

【０００４】そして、従来、テープクリーナ４１は、ジ
ルコニア系セラミックス、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉC系セラミッ
クス、あるいは超硬合金やサファイアにより形成したも
のがあった（特開平９−１８０４０６号公報参照）。

【０００５】しかしながら、ジルコニア系セラミックス
やＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉC系セラミックス、あるいは超硬合金
からなるものは、いずれも多結晶体であり、掻き取り部
４３の先端がシャープエッジとなるように研削加工やラ
ッピング加工を施す際に欠けやチッピングが発生し易
く、掻き取り部４３の先端に欠けやチッピングのあるテ
ープクリーナ４１を用いて磁気テープＴのクリーニング
を行うと、充分なクリーニング効果が得られないだけで
なく、磁気テープＴの表面を傷付けて記録内容を破壊す
るといった課題があった。しかも、ジルコニア系セラミ
ックスやＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉC系セラミックス、あるいは超
硬合金等は高硬度を有するものの、高速で走行する磁気
テープＴとの摺動においては比較的短時間で摩耗し寿命
が短いといった課題もあった。

【０００６】即ち、磁気テープＴの表面には微細な酸化
鉄粉末が塗布されており、この酸化鉄粉末が磁気テープ
Ｔとテープクリーナ４１との間に介在して研摩剤として
の作用をなすことから、硬度が１１〜１５ＧＰａ程度の
ビッカース硬度を有するジルコニア系セラミックスや超
硬合金では、掻き取り部４３が短期間で大きく摩耗し、
硬度が１７〜１９ＧＰａものビッカース硬度を有するＡ
ｌ₂Ｏ₃−ＴｉC系セラミックスでも、１ヶ月程度の使用
で掻き取り部４３の摩耗が生じていた。

【０００７】一方、掻き取り部４３を単結晶体であるサ
ファイアで形成したものでは、掻き取り部４３の先端が
シャープエッジとなるように研削加工やラッピング加工
を施しても脱粒が発生する恐れが無く、また、高い硬度
を有することから、高速で走行する磁気テープＴとの摺
動においても耐摩耗性に優れ、テープクリーナ４１とし
て好適である。

【０００８】ところで、サファイアは六方晶構造を持
ち、Ｃ面、Ｒ面、Ｍ面、Ａ面等の面方位を有することが
知られており、従来、掻き取り部４３を形成する２つの
平面４４、４５を、上記面方位の中でも高い硬度を有
し、かつ比較的加工性に優れるＭ面により形成したもの
が提案されている（特開昭５３−１０９６１５号公報参
照）。

【０００９】しかしながら、近年、磁気テープＴ上に形
成される磁性膜の変更や生産性の向上に伴うテープ走行
速度の向上に伴い、掻き取り部４３を形成する２つの平
面４４、４５をサファイアのＭ面にて形成したテープク
リーナ４１でも寿命を十分に向上させることができず、
より長寿命のテープクリーナ４１が要求されているが未
だ得られていなかった。

【００１０】

【発明の目的】本発明の目的は、掻き取り部先端に欠け
やチッピングの発生がなく、長期使用においても磁気テ
ープを傷付けることなく塵埃を除去することができる長
寿命のテープクリーナを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、テープクリーナの少なくとも掻き取り部をサ
ファイアにより形成するとともに、上記掻き取り部の形
状を、略Ｖ字状に配置した２つの平面と、その先端に設
けた先端面とから構成し、該先端面の幅を０．１μｍ〜
３μｍとするとともに、上記２つの平面をそれぞれサフ
ァイアのＡ面にて形成したことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１３】図１は本発明に係るテープクリーナ１を示
す斜視図であり、側面形状がほぼ正三角形からなる柱状
体２をしたもので、その全体をサファイアにより形成す
るとともに、３つのエッジ部をそれぞれ掻き取り部３と
してある。

【００１４】また、図２に掻き取り部３の拡大図を示す
ように、掻き取り部３は実際にはシャープエッジではな
く、略Ｖ字状に配置された２つの平面４，５と、その先
端に設けられた先端面６とからなり、該先端面６の幅ｔ
は０．１〜３μｍとするとともに、サファイアのＣ軸と
平面になるように構成し、かつ上記先端面６の両側に形
成される２つの平面４，５は、サファイアのＡ面により
構成されるように形成してある。

【００１５】また、このテープクリーナ１を用いて磁気
テープに付着する塵埃を除去するには、図８に示すよう
に、テープクリーナ１の掻き取り部３を、磁気テープＴ
の走行方向（矢印の方向）に対して垂直に接触させた状
態で磁気テープＴを矢印の方向に走行させることによ
り、磁気テープＴの表面上に付着する塵埃を除去するこ
とができる。

【００１６】そして、本発明のテープクリーナ１によれ
ば、掻き取り部３を構成する２つの平面がサファイアの
Ａ面にて形成されるようにしてあることから、掻き取り
部３の形成にあたり、研削加工やラッピング加工を施し
たとしても脱粒がなく、また欠けやチッピングを大幅に
低減することができるとともに、使用時においては高速
度で走行するテープとの摺動においても摩耗し難く、長
期間にわたって安定したクリーニングを施すことができ
る。

【００１７】即ち、本件発明者らは、寿命の長いテープ
クリーナ１を開発するため、サファイアの特性について
種々研究を重ねたところ、サファイアのＡ面は、Ｃ面や
Ｒ面より高い硬度や強度を有するＭ面と同程度の硬度
（ビッカース硬度：２１〜２４ＧＰａ）と強度（３点曲
げ強度：６００〜９００ＭＰａ）を有するとともに、サ
ファイアはその面方位であるＡ面と平行な方向に開削性
を有することを知見した。開削性とは、切り込みを入れ
たときにその切り込みに沿って真っ直ぐにクラックが入
ることであり、その開削面は比較的綺麗な平面に形成さ
れる。そして、従来のように、掻き取り部４３を形成す
る２つの平面４４、４５をサファイアのＭ面に形成した
テープクリーナ４１では、Ｍ面が持つ優れた機械的特性
（硬度や強度）によって、掻き取り部４３の形成時にお
ける研削加工時やラッピング加工時に欠けやチッピング
の発生が殆どないものの、サファイアのＡ面と平行な方
向、即ちサファイアのＭ面に垂直な方向に沿ってクラッ
クが発生し易く、掻き取り部４３を形成する２つの平面
４４、４５がそれぞれサファイアのＭ面に形成されてい
る場合、掻き取り部４３の幅方向に微少なクラックが多
数発生しているものと思われる。その為、掻き取り部４
３を走行するテープＴに摺動させると、摩擦抵抗によっ
てクラックが進展し、遂には欠けやチッピングを発生し
て摩耗が促進されてしまうものと思われる。

【００１８】これに対し、本発明のテープクリーナ１
は、掻き取り部３を形成する２つの平面４、５をそれぞ
れ、高硬度でかつ高強度を有するサファイアのＡ面にて
形成してあることから、掻き取り部３の形成時における
研削加工時やラッピング加工時に欠けやチッピングを発
生させることが殆どなく、また、掻き取り部３の幅方向
にクラックの発生も殆どないものとすることができる。
しかも、サファイアは上述したようにＡ面と平行な方向
に開削性を有することから、掻き取り部３を構成する２
つの平面４、５をそれぞれ平滑に仕上げることができ
る。その為、掻き取り部３を走行するテープＴに摺動さ
せたとしても、掻き取り部３には摩耗を促進させるクラ
ックが殆どないため、サファイアのＡ面が持つ高い機械
的特性（硬度や強度）によって、掻き取り部４３を形成
する２つの平面４４、４５をサファイアのＭ面に形成し
た従来のテープクリーナ４１と比較して掻き取り部３の
摩耗をより一層低減し、極めて長寿命のテープクリーナ
１が得られることを本件発明者らは見出したのである。

【００１９】なお、掻き取り部３の先端は先端面６のな
いシャープエッジである方が良いのであるが、先端面６
の幅ｔが０．１μｍ未満のシャープエッジとすると、掻
き取り部３を構成する２つの平面４、５をサファイアの
Ａ面にて形成したとしても、掻き取り部３の形成時にお
ける研削加工時やラッピング加工時に欠けやチッピング
が発生し、逆に先端面６の幅ｔが３μｍを超えると、ク
リーニング効果が低下する。その為、先端面６の幅ｔは
０．１〜３μｍとすることが好ましい。

【００２０】次に、本発明に係るテープクリーナ１の製
造方法について説明する。

【００２１】まず、サファイアをＥＦＧ法（Ｅｄｇｅ−
ｄｅｆｉｎｅｄ Ｆｉｌｍ−ｆｅｄＧｒｏｗｔｈ法）に
より製造する。具体的には、高純度のアルミナを不活性
雰囲気中で溶融し、このアルミナ融液と接するように内
部にスリットを備えたリボン状のサファイア単結晶育成
用のモリブデンダイを位置させ、アルミナ融液を毛細管
作用によりモリブデンダイ上端部までアルミナ融液を誘
導し、そこで種結晶（シード）と接触させ、次いでシー
ドを上方に引き上げて単結晶アルミナであるサファイア
基板の育成を行う。サファイア基板を引上育成するに当
たっては、シードの主面を育成したい面方位とし、その
成長軸を引き上げ軸としてセットし、引き上げれば良
く、例えば、シードの主面をＡ面として引き上げれば良
い。

【００２２】このようにして得られたサファイア基板
は、図３に示すように、サファイア基板３１の最も広い
面３１ａをＡ面とすることができるので、研削加工にて
厚み面を仕上げることにより、基準となるサファイアの
Ａ面を簡単に得ることができる。

【００２３】そして、サファイアは、図４示すように六
方晶系であり、その中心軸がＣ軸、これに垂直な面がＣ
面（０００１）である。また、Ｃ軸から放射状にのびる
Ａ軸（ａ１，ａ２，ａ３）とそれに垂直な面がＡ面（１
１−２０）であり、Ｒ面（１−１０２）は、図４のよう
にＣ軸と一定の角度（約３２．３８３゜）を有して存在
する。さらにＭ面（１０−１０）は図４のようにＣ軸に
平行に存在する。その為、上記サファイア基板をダイヤ
モンドホイール等により所定の形状に研削加工を行って
図１に示すテープクリーナ１の形状に切り出すのである
が、掻き取り部３を形成する２つの平面４、５をＡ面と
するには、上述したサファイアの結晶構造より上記２つ
の平面４、５の角度αを６０°又は１２０°とすること
により得ることができる。ただし、２つの平面４、５の
角度α（交差角度）や２つの平面４、５の面方位は、研
削加工時にズレを生じることがあるが、上述のクリーニ
ング効果を維持するためには、２つの平面４、５の角度
α（交差角度）が±２°以下、２つの平面４、５の面方
位ズレが±２°以下の範囲内にあれば良い。

【００２４】次いで、掻き取り部３を構成する２つの平
面４、５にダイヤモンドパウダーを用いラッピング加工
を行う。この際、サファイアのＡ面は加工が難しく、少
量の研磨でも加工に時間がかかるのであるが、ラッピン
グ時に加える荷重を０．４ＭＰａ程度の加圧条件下にて
研磨を行うことにより、短時間でラッピング加工を行う
ことができる。また、ラッピング加工を粗加工と仕上げ
加工の２工程に分けて、粗加工において平均粒径３〜１
０μｍダイヤモンドパウダーを分散させた研磨液を供給
しながら鋳鉄、銅あるいは錫のラップ盤にてラッピング
加工を行った後、仕上げ加工において平均粒径２μｍ以
下、好ましくは平均粒径１μｍ以下のダイヤモンドパウ
ダーを分散させた研磨液を供給しながら銅あるいは錫の
ラップ盤にてラッピング加工を行うことで、更に短時間
にてラッピング加工を行うことができ好適である。

【００２５】以上のようにして得られたサファイア製の
テープクリーナ１は、掻き取り部３を構成する２つの平
面がそれぞれ開削性に優れるとともに、ビッカース硬度
が２０ＧＰａ以上、曲げ強度が６００ＭＰａ以上と高硬
度、高強度を有するサファイアのＡ面からなり、２つの
平面の角度（交差角度）が６０°±２°で、かつ先端面
の幅が０．１〜３μｍの範囲にあるものとすることがで
きる。

【００２６】なお、サファイアの面方位については、Ｘ
線回折により測定することができる。また、サファイア
の育成方法としてはＥＦＧ法に限らず、チョクラルスキ
ー法等の他の育成方法を用いても良いが、育成されたサ
ファイアの形状が円柱状体ではその後の加工効率が悪い
ため、板状体をしたサファイアが精度良く育成すること
ができるＥＦＧ法を用いることが好ましい。

【００２７】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。

【００２８】図５のテープクリーナ１１は、側面形状が
略四角形をした柱状体１２で、その全体がサファイアか
らなり、一つのエッジ部を掻き取り部１３としたもの
で、掻き取り部１３を構成する２つの平面１４，１５を
サファイアのＡ面により形成するとともに、２つの平面
１４，１５の角度α（交差角度）を６０°とし、かつ先
端面（不図示）の幅を０．１〜３μｍとしてある。

【００２９】図６のテープクリーナ３１は、図５に示す
テープクリーナ１１のうち、平面１４と対向する平面と
平面１５とで形成されるエッジ部を切り欠いてテーパー
面１６を形成したもので、このようなテーパー面１６を
設けることで、掻き取り部１３を形成する一つの平面１
５の面積を少なくすることができるため、ラッピング加
工に時間を要するサファイのＡ面の加工時間を少なくす
ることができるとともに、チッピングの発生頻度もさら
に抑えることができる。なお、このような効果を得るに
は、平面１５の幅ｅを２ｍｍ以下とすることが有効であ
る。

【００３０】図７のテープクリーナ２１は、側面形状が
略正六角形をした柱状体２２で、その全体がサファイア
からなり、６つのエッジ部をそれぞれ掻き取り部３３と
したもので、掻き取り部３３を構成する２つの平面２
４，２５をサファイアのＡ面により形成するとともに、
２つの平面２４，２５の角度α（交差角度）を１２０°
とし、かつ先端面（不図示）の幅を０．１〜３μｍとし
てある。

【００３１】そして、図５乃至図７に示すテープクリー
ナ１１，２１においても図１に示すテープクリーナ１と
同様の効果を奏することができる。

【００３２】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれらの形状をしたものに限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良や変更
したものでも良いことは言うまでもない。また、上述し
た実施形態ではテープクリーナの全体をサファイアによ
り形成した例を示したが、少なくとも掻き取り部のみが
サファイアにより形成されていれば良い。

【００３３】

【実施例】ここで、本発明のテープクリーナと従来のテ
ープクリーナを用い、走行する１／２インチ幅の磁気テ
ープと摺動させた時の磁気テープに傷が発生するまでの
時間と、１０００時間経過した時の掻き取り部の摩耗量
について調べる実験を行った。

【００３４】本実験にあたり、本発明のテープクリーナ
には、テープクリーナ全体がサファイアよりなり、掻き
取り部を構成する２つの平面がそれぞれサファイアのＡ
面で、かつ先端面の幅が１μｍであるものを用い、従来
のテープクリーナには、テープクリーナ全体がサファイ
アよりなり、掻き取り部を構成する２つの平面がそれぞ
れサファイアのＭ面で、かつ先端面の幅が１μｍである
もの、テープクリーナ全体がサファイアよりなり、掻き
取り部を構成する２つの平面がそれぞれサファイアのＣ
面で、かつ先端面の幅が１μｍであるもの、テープクリ
ーナ全体がジルコニアセラミックスからなり、掻き取り
部を構成する２つの平面の角度が６０°で、かつ先端面
の幅が１μｍであるもの、テープクリーナ全体がＡｌ２
Ｏ３−ＴｉＣ系セラミックスからなり、掻き取り部を構
成する２つの平面の角度６０°で、かつ先端面の幅が１
μｍであるもの、テープクリーナ全体が超硬合金からな
り、掻き取り部を構成する２つの平面の角度６０°で、
かつ先端面の幅が１μｍであるものをそれぞれ用いた。

【００３５】そして、各テープクリーナを、テンション
５０ｇ、速度３ｍ／ｍｉｎにて往復走行する磁気テープ
と摺動させて実験を行い、磁気テープの傷の有無につい
ては、目視観察により判断し、各テープクリーナにおけ
る掻き取り部の摩耗量については、１０００時間経過し
た後、掻き取り部先端を金属顕微鏡にて拡大した投影面
（×２００倍）を観察し、磁気テープと摺動していない
掻き取り部先端の部分を基準とし、この基準から磁気テ
ープとの摺動によって凹んでいる部分の最大値を摩耗量
として求めた。

【００３６】また、各テープクリーナの掻き取り部を構
成する平面のビッカース硬度（Ｈｖ）を、荷重５００ｇ
ｆの条件にて５回測定し、その平均値をそのテープクリ
ーナのビッカース硬度（Ｈｖ）として求めるとともに、
掻き取り部を構成する平面の強度を、３点曲げ試験によ
り求めた。

【００３７】各テープクリーナの特性及びその結果は表
１に示す通りである。

【００３８】

【表１】

【００３９】この結果、掻き取り部を構成する２つの平
面がＣ面からなるテープクリーナや、掻き取り部がジル
コニアセラミックス、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ系セラミック
ス、及び超硬合金からなるテープクリーナでは、１００
０時間以内で磁気テープに傷が発生し、掻き取り部の摩
耗量具合を見ると、０．０２ｍｍ以上あった。

【００４０】また、掻き取り部を構成する２つの平面を
サファイアのＭ面にて形成したテープクリーナでは、１
０００時間経過後でも磁気テープが傷付くことなく、長
時間の使用においてもクリーニング効果を持続すること
ができたものの、掻き取り部の摩耗量△Ｗが０．００７
ｍｍ摩耗していた。

【００４１】これに対して、掻き取り部を構成する２つ
の平面をサファイアのＡ面にて形成した本発明のテープ
クリーナは、１０００時間経過後でも磁気テープが傷付
くことなく良好なクリーニング効果が得られ、また、掻
き取り部の摩耗量△Ｗも０．００１ｍｍと、掻き取り部
を構成する２つの平面をサファイアのＭ面にて形成した
従来のテープクリーナよりもさらに摩耗量を低減するこ
とができ、より長時間の間、良好なクリーニング効果が
得られることが判る。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、テープクリーナの少なく
とも掻き取り部をサファイアにより形成するとともに、
上記掻き取り部の形状を、略Ｖ字状に配置した２つの平
面と、その先端に設けた先端面とから構成し、該先端面
の幅を０．１μｍ〜３μｍとするとともに、上記２つの
平面をそれぞれサファイアのＡ面にて形成したことによ
って、耐摩耗性に優れるとともに、掻き取り部をシャー
プエッジに近づけることができるため、磁気テープに傷
を付けることなく塵や埃等の付着物を極めて長期間にわ
たって除去することができる。しかも、サファイアには
鉄等の磁性不純物を実質的に含んでいないため、磁気テ
ープに対する磁気的な影響も殆ど無く、磁気テープのク
リーニングを行うのに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテープクリーナの一例を示す斜視
図である。

【図２】図１の掻き取り部の一部を拡大した斜視図であ
る。

【図３】ＥＦＧ法にて引き上げたサファイア基板と結晶
構造の関係を示す模式図である。

【図４】サファイアの結晶構造を示す模式図である。

【図５】本発明に係るテープクリーナの他の例を示す斜
視図である。

【図６】本発明に係るテープクリーナの他の例を示す斜
視図である。

【図７】本発明に係るテープクリーナの他の例を示す斜
視図である。

【図８】テープクリーナによる磁気テープのクリーニン
グ方法を説明するための斜視図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，４１…テープクリーナ ２，１２，２２，４２…柱状体 ３，１３，２３，４３…掻き取り部 ４，５，１４，１５，２４，４４，４５…掻き取り部を
構成する２つの平面 ６…掻き取り部の先端面 Ｔ…磁気テープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒川 順司 滋賀県蒲生郡蒲生町川合10番地の１ 京セ ラ株式会社滋賀工場蒲生ブロック内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行するテープに掻き取り部を接触させ
   て、上記テープ上に付着する塵埃を除去するテープクリ
   ーナにおいて、少なくとも上記掻き取り部をサファイア
   により形成するとともに、上記掻き取り部の形状を、略
   Ｖ字状に配置した２つの平面と、その先端に設けた先端
   面とから構成し、該先端面の幅を０．１μｍ〜３μｍと
   するとともに、上記２つの平面をそれぞれサファイアの
   Ａ面にて形成したことを特徴とするテープクリーナ。