JPH038164A - 磁気テープ摺動部材 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、磁気テープを使用した磁気記録再生装置に
おける磁気テープ摺動部材に関する。

［従来の技術］ ＶＴＲやＲ−ＤＡＴ等の磁気テープ走行系では、磁気ヘ
ッドを取り付けて回転する回転シリンダ（以下、単にシ
リンダと略す）、および、磁気テープ走行をガイドする
ための種々のガイドビンが設けられ、磁気テープ（以下
テープと略す）は、このシリンダ及びガイドビンの外周
に巻き付かれた状態で走行するが、従来のシリンダは、
Ａ１（アルミニューム）を母材とした合金、例えばＡ　
Ｉ　−Ｓ　ｉ系、Ａ　１−Ｃｕ系等のＡ１合金を、また
ガイドビンは、ステンレス鋼等を、いずれも単に加工し
て製作しており、テープ走行時にはＡｌｌ合金面るいは
ステンレス鋼面が直接テープに接触していた。

また、これを改良する技術として、実公昭６０６９０７
号に見られるように急冷アモルファス箔をテープ摺動面
に張り付けることも考案されている。

また、イオンブレーティング法等のＰＶＤ法（物理的気
相成長法）により、シリンダのテープ摺動面にセラミッ
クであるＴｉＮ（チツ化チタン）をコーティングするこ
とも考案されている。

［発明が解決しようとする課題］ シリンダはテープと高速で摺動するため、そのテープ摺
動面の耐摩耗性が要求されるが、この耐摩耗性を確保す
るため、従来はＡ１合金のなかでも特に硬度の高いもの
（一般にＳｉ成分の多いものほど硬度が高い傾向にある
）が使用されている。

しかしながら、硬質合金を使用すると、加工性が悪く、
問題となっている。

また、近年、記録密度の増大のためテープ表面く媒体面
）が高度に平滑化されてきているが、この平滑化はテー
プとシリンダあるいはガイドビンのテープ摺動面とのｌ
ｔｌ！Ｒ数を増大させるため、テープ走行に際して、ジ
ッタの発生原因となるテープ走行のみだれが生じたり、
またテープがシリンダおよび、ガイドビンに張り付く等
の種々の問題があった。

この問題に対する改良としての前記急冷アモルファス箔
を張り付ける方法では、耐摩耗性は確かに向上するもの
の、Ｆｅ−Ｃｏ−３ｉ−Ｂ系の組成で強磁性体であり帯
磁性を有するため、記録性能へ外乱を与える恐れがあっ
た。また、急冷箔では、表面粗さが数μｒｎであり、最
近のテープ表面の平滑化に伴う、ＶＴＲシリンダ表面の
サブミクロンメートルの粗さに対応しにくい面があった
。

また、前記ＴｉＮコーティングは、コーティング時の温
度を高温に保つ必要があることから、シリンダ、ガイド
ビン等母材の変質、変形をまねくため、それらを克服す
るためには、シリンダ、ガイドビンを特殊な設計にしな
ければならない、また、コーティング歩留りが低い等に
より、高コスト化が余儀なくされていた。さらに、Ｔｉ
Ｎは、水滴との接触角が６０°と小さいことからも分る
ように、水に濡れ易く、高温中ではテープの張り付きト
ラブルを増すという欠点を持っていた。

本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもの
で、シリンダあるいはガイドビン等のテープ摺動部材に
おける耐摩耗性の確保とシリンダの良好な加工性との両
者を満足させることが可能であり、また、磁気テープと
シリンダあるいはガイドじン等のテープ摺動面との摩擦
係数を減少させると共に、摩擦係数の変動が少なくなる
のでテープ走行のみだれやテープのシリンダへの張りｆ
寸き等を防止することができ、なおかつ、最近の高度に
平滑化されたテープ摺動面の表面粗さと低下させない磁
気テープ摺動部材を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明では上記課題を解決するために、磁気テープ摺動
部材のテープ摺動面に、強磁性体でないアモルファス合
金薄膜を物理的気相成長法（ＰＶＤ法）により成形した
。

上記アモルファス合金としては、タングステン系あるい
はタンタル系のアモルファス合金が好適である。

また、上記のアモルファス合金薄膜は、ビッカース硬度
１０００以上のものが好適である。

［作用］ 上記のアモルファス合金薄膜を形成することにより、磁
気テープ摺動部材のテープ摺動面の磁気テープとの摩擦
係数が明らかに減少するとともに、摩擦係数の変動幅が
小さくなる。

また、磁気テープ摺動部材のテープ摺動面の硬度が高く
なり、かつ、磁気テープに対する耐享耗性が明らかに向
上する。

また、磁気テープ摺動部材のテープ摺動面の水滴との接
触角が大きくなる。つまり、水に濡れにくくなる。

丈な、テープ摺動面のアモルファス合金薄膜が非強磁性
体であるから、記録性能へ外乱を与えるおそれはない。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

この実施例は、磁気テープ摺動部材として、磁気記録再
生装置であるＶＨ８方式のＶＴＲ（ビデオテープレコー
ダ）におけるシリンダ、およびシリンダの前後において
テープを案内するガイドビンに適用したものである。

そして、シリンダおよびガイドビンのテープ摺動面に形
成するアモルファス合金薄膜として、Ｔ　ａ　：　５０
原子？５ Ｆｅ　：　３５原子％ Ｃｒ：１０原子％、 Ｎｉ：５原子％ グ）タンタル系アモルファス会金（アモルファス−Ｔａ
合金）、および Ｗ　：５０原子％ Ｆｅ　：　３５原子％ Ｃｒ　：　１０原子％ Ｎｉ：５原子％ のタングステン系アモルファス合金くアモルファス−Ｗ
合金）を採用した。

そして、これらのアモルファス合金をＰＶＤ法（物理的
気相形成法）であるスパッタ法によりシリンダおよびガ
イドビンのテープ摺動面にコーティングした。なお、使
用したシンリダ母材は従来と同じ硬質Ａ１合金、ガイド
ビン母材も従来と同じステンレス鋼材（ＳＵＳ３０３）
である。

上記の通りアモルファス−Ｗ合金あるいはアモルファス
−Ｔ　ａ　キ金をテープ摺動面にコーティングしたシリ
ンダの比特性を試験した結果を第１図〜第５図に示し、
かつ第１表に整理して示す。

第１表　コーティングシリンダの諸特性但し　テープ圧
着荷重　４０ｇ テープ摺動速度　１０ｍ７ｓｅｃ なお、比較のため、何等コーティングしない硬質ＡＩ合
金母材表面そのままのシリンダ、およびテープ摺動面に
Ｔ　ｉ　Ｎ　（チッ化チタン）をコーティングしたシリ
ンダについても同様な試験を行った。また、シリンダに
摺動させる磁気テープとして、ノーマルテープ、５−Ｖ
ＨＳテープ、メタルテープの３種について行った。

第１図および第１表に示すように、アモルファス−Ｗ合
金あるいはアモルファス−Ｔａ合金をコーティングした
シリンダでは、ノンコーティングの場合と比べて、磁気
テープとの摩擦係数が明らかに減少した。この京擦係数
の測定は、シリンダへのテープ圧着荷重４０ｇ、テープ
摺動速度Ｉｃｍ　／　ｓ　ｅ　ｃで行ったものである。

なお、ＴｉＮコーティングの場きもノンコーティングの
ものと比べてｍｌ係数が低減しているが、メタルテープ
に対しては、摺動時間が経過するにつれて摩擦係数が０
．２２２から０．２５８へと増大した。この値は、摺動
時間がさらに経過することで、さらに増大し、０．３を
越える場合もあった。これに対して、アモルファス合金
薄膜のコーティングでは、メタルテープに対しても、摺
動時間の経過によらず一定の中擦係数低減の効果が得ら
れる。

また、コーティングしないものに対しアモルファス合金
をコーティングすると、摩擦係数の変動幅が少なくなり
、特にその効果はアモルファスＴａ合金コートの場合が
顕著であった。

また、第２図の硬度試験結果のグラフおよび第１表に示
すように、シリンダのテープ摺動面の硬度が高くなった
。なお、この硬度試験は、圧子として稜角８０°のダイ
ヤモンド製三角針を用い、この圧子に荷重をかけて試料
（シリンダ）に押し込み、その時の押し込み深さから硬
度を測定する超微小硬度計により行ったものである。

また、主として前記のようシリンダのテープ摺動面の硬
度が高くなったことから、第３図の摩耗試験結果のグラ
フおよび第１表に示すように、テープ摺動面の耐摩耗性
が向上した。なお、この摩耗試験は、図中に記入の条件
でＲＣＡ摩耗試験機により行ったものである。

また、第４図の水滴接触角測定結果のグラフおよび第１
表に示すように、シリンダのテープ摺動面の水滴との接
触角が大きくなった。つまり、水に濡れにくくなった。

この試験は、アセトン超音波洗浄したシリンダのテープ
摺動面に、第５図に示すように約０．５ｍｍ直径の水滴
を垂らし、顕Ｖ＆鏡で接触角θを観察したものである。

第４図のように、アモルファス−Ｗ合金薄膜またはアモ
ルファス−Ｔａ合金薄膜の膜厚を１μｆｆ１以上とした
時、ノンコーティングの場き（膜厚が零の場合）と比べ
て接触角が十分大きくなる。

次に、ガイドビンのテープ摺動面にアモルファス−Ｔ５
１合金をコーティングした場合の摩擦係数の試験結果を
第２表に示す。なお、比較のため、何等コーティングし
ないステンレスｍ　（ＳＵＳ−３０３）母材表面そのま
まのガイドビンについても同様な試験を行った。なお、
試験条件は第１表の場合と同じである。

第２表　コーティングガイドビンの特性但し　テープ圧
着荷重　４０ｇ テープ摺動速度　１　ａｍ／ｓｅｅ 第２表に示すように、アモルファス−Ｔａ合金をコーテ
ィングしたガイドビンでは、磁気テープとの摩擦係数が
明らかに減少しな。なお、同表に記載の通り、磁気テー
プのバック（磁気媒体を塗布していない背面）との摺動
に対しても同じく摩擦係数低減の効果がある。

なお、テープ摺動面にコーティングするアモルファス−
Ｗ合金は、上述の組成に限らないが、アモルファス構造
となる条件、耐摩耗性向上等の所期の特性が得られる条
件を考慮すると、 Ｗ　：１０〜７５原子％ Ｆｅ：３０〜５０原子％ Ｎｉ：３〜１０原千％ Ｃｒニア〜２０原子％ を合む組成のものが好ましく、この範囲で適宜選択する
ことができる。

また、下記の■、■のものでＷを１０〜７５原子％含む
ものも使用可能である。

■Ｔａと、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗよりなる群から選ばれ
る１種または２種以上の元素とを含み、残部は実質的に
Ｎｉよりなり、含有率はＴａが１０原子％以上、前記群
から選ばれる１種または２種以上の元素がＴａとのき量
で１５〜８０原子％であるアモルファス合金。

■Ｔａと、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗよりなる群から選ばれ
る１種または２種以上の元素と、Ｆｅおよび／又はＣｏ
とを含み、残部は実質的にＮｉよりなり、含有率はＴａ
とＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ及びＷよりなる群から選ばれる１種
または２種以上とが、合量で１５〜８０Ｍ子％であり、
かつＴａが１０原子％以上であり、Ｆｅおよび／または
Ｃｏが７５原子％以下でありＮｉが７原子％以上である
アモルファス合金。

また、アモルファス−Ｔａ合金についても、実施例の組
成に限らず、 Ｔａ：３０〜６０６０原 子ｅ：３（］−５０原５０ 原子：３〜７原子％ Ｃｒニア〜１５原子％ を含むアモルファス−Ｔａ合金を用いることができる。

［発明の効果］ 本発明は上記の通り構成されているので、次のような効
果を奏する。

磁気テープ摺動部材、例えばシリンダのテープ摺動面の
硬質なアモルファス合金薄膜により、テープ摺動面の耐
摩耗性が確保され、これによりシリンダ材料として比較
的やわらかい合金を使用することが可能となり、シリン
ダの耐摩耗性と加工性とをともに満足させることが可能
となった。

また、テープ摺動面のアモルファス合金薄膜が非強磁性
体であるから、記録性能へ外乱を与えるおそれはない。

アモルファス合金薄膜によりシリンダあるいはガイドビ
ンのテープ摺動面と磁気テープとの摩擦係数の減少およ
び安定という効果も得られ、これにより、ジッタの発生
原因となるテープ走行のみだれ、テープのシリンダｌ＼
の弓長つイ寸き、テンシ・ヨンロス等が改善されるとい
う効果も得られた。

また、アモルファスきＩＬ薄膜により水滴との接触角が
大きくなり、つまり水に濡れにくくなり、この点てもテ
ープのシリンダへの張り付きを改善することができた。

さらに、最近の高度に平滑化されたテープ摺動面の表面
粗さを低下させない磁気テープ摺動部材を得ることがで
きた。

【図面の簡単な説明】 第１図の本発明実施例のシリンダのテープ摺動面につい
ての摩擦試験結果のグラフ、第２図は同超微小硬度計に
よる硬度試験結果のグラフ、第３図は同ＲＣＡ摩耗試験
機による摩耗試験結果のグラフ、第４［１は同水滴接触
角測定結果のグラフ、第５図は水滴接触角を説明する説
明図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気テープを使用した磁気記録再生装置の磁気テ
   ープ摺動部材において、前記磁気テープ摺動部材のテー
   プ摺動面に、強磁性体でないアモルファス合金薄膜を物
   理的気相成長法により形成したことを特徴とする磁気テ
   ープ摺動部材。
2. （２）前記アモルファス合金薄膜のビッカース硬度が１
   ０００以上であることを特徴とする請求項１記載の磁気
   テープ摺動部材。
3. （３）前記アモルファス合金がタングステン系アモルフ
   ァス合金であることを特徴とする請求項１記載の磁気テ
   ープ摺動部材。
4. （４）前記アモルファス合金がタンタル系アモルファス
   合金であることを特徴とする請求項１記載の磁気テープ
   摺動部材。