JPH0438057B2

JPH0438057B2 -

Info

Publication number: JPH0438057B2
Application number: JP58250563A
Authority: JP
Inventors: Toshihito Kawachi; Motoyasu Momoki; Hiroyuki Yamamoto
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1992-06-23
Also published as: JPS60138757A

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕本発明はビデオテープレコーダ（以下VTRと
略称する）等に用いられる磁気記録再生装置に関
する。〔従来技術〕近年、磁気記録再生装置に関する技術の進歩は
著しく、特にVTR技術の発展は目覚ましい。こ
のような情勢の中にあつて現在VTRの方式は、
VHS方式、β方式、Ｖ−2000方式あるいはCVC
方式等互換性を有していない種々の方式のものが
併存したまま普及している。このため、ユーザー
側で混乱を招くといつた不都合な問題が生じてい
る。上述したような背景の中で、次世代の機種と
して開発がすすめられているいわゆる８mmVTR
に関しては、メーカー各社間で完全な規格統一が
はかられた。この８mmVTRに適用される磁気テ
ープは、メタルテープまたは蒸着テープである。
これらのうちメタルテープを適用する場合は磁気
テープ走行系（以下単にテープ走行系という）を
従来の各種方式のVTRにおいて採用されてきた
構成と同様に構成すると、メタルテープによりテ
ープ走行系各部の摩耗が著しくなる。また一方、膜厚が薄く機械的強度が比較的低い
蒸着テープを適用する場合は、他の種々の問題が
生ずる。すなわち従来同様に、たとえばステンレ
ス鋼製の固定ポストやアルミニウム製の回転ドラ
ムを用い、φ＝40mmの回転ドラムに対するテープ
巻付け角を210゜に設定してテープ走行系を構成す
ると、テープが固定ポストや回転ドラムの周面に
粘り付いたり、テープと固定ポストや回転ドラム
周面との摩擦係数が増大して、テープ走行速度に
ムラが生じ、その結果再生画像が劣化するといつ
た問題が起こる。このような問題は湿度の高い雰
囲気で装置を使用した場合には特に顕著なものと
なる。多湿雰囲気中におけるこの種の問題は、
VTR一般の問題として特開昭58−98868号公報に
も開示されており、一応の解決策も示されてい
る。これはテープ走行系の部材の表面に高級脂肪
酸としてたとえばステアリン酸、高級脂肪酸塩と
してたとえばステアリン酸亜鉛、高級脂肪酸アミ
ドとしてたとえばステアリン酸アミド、反応性有
機アミドとしてたとえばシランカツプリング剤、
反応性有機チタンとしてたとえば有機チタン酸エ
ステルなどの物質を溶剤中に溶かし、濃度１重量
％程度に調整した処理液中に上記部材を侵漬した
のち、高速熱風で乾燥させることにより上記部材
の表面に上記物質からなる薄膜層を形成し、上記
部材が撥水性を有するようにするものである。し
かしながら、上述の開示された方法による薄膜層
は到底長時間のテープ走行による摩耗に耐え得る
ものではなく実用性がない。また蒸着テープにお
いては、磁性粉にバインダーを組み合わせバイン
ダーから油滑剤が出る仕組みとなつている塗布型
テープとは異なり、テープ表面に油滑剤がコート
してあるだけなので、この油滑剤がテープ走行に
よる摩耗により取れ易い。したがつてテープとド
ラムやポストとの接触状態が悪くなり、テープと
ドラム等とは互いに傷付けやすく、この傷により
テープ記録あるいはテープ走行に悪影響を及ぼす
といつた難点があつた。（目的）本発明は下記の利点を有する磁気記録再生装置
を提供することを目的とする。 (a) テープ走行系の摩擦係数が小さく、たとえ蒸
着テープのように走行性に難点のあるテープ、
即ち薄くてテープ走行系に粘り付きやすい種類
のテープを適用した場合においても、テープの
粘り付きが起こらず、テープ走行速度にムラが
なく、安定で良好な走行特性が確保される。 (b) テープ走行系の摩擦が少ないため、適用する
テープの種類を問わず、テープの摩耗や損傷を
非常に少ないものとなし得る。 (c) 耐蝕性に富んでおり、テープ走行系が有して
いる理想的な低摩擦状態を長期間に亘つて安定
に維持できる。そして、たとえ多湿雰囲気中に
おいてもテープの粘り付き等の不具合を起こさ
ずに済む。 (d) 耐摩耗性に優れており、例えばメタルテープ
のようにテープ走行系を摩耗させる作用の大き
なテープを適用した場合でも、テープ走行系の
摩耗や損傷を最小限に抑制し得る。 (e) 母材に対してまず極薄金属膜であるチタン層
がコートされ、その上に窒化チタン層がコート
されているため、母材に対する窒化チタン層の
密着性がよい。このため窒化チタン層が衝撃等
により剥離したり、チタン層および窒化チタン
層からなる薄層が歪みを生じたりする虞れが殆
どない。したがつて上記(a)〜(d)なる作用効果を
長期に亘つて安定に発揮できる。〔概要〕本発明は上記目的を達成するために次の如く構
成したことを特徴としている。すなわち、磁気テ
ープ走行系を構成する各部材のうち、たとえば回
転ドラム、バツクテンシヨンポストまたは固定ポ
ストのような所定部材の少なくとも磁気テープ摺
接面を、前記所定部材における当該母材に先ず所
定の第１の厚み範囲でチタン層をコートし、その
上に所定の第２の厚み範囲で窒化チタン層をコー
トして形成するようにしたことを特徴としてい
る。〔実施例〕以下、図面に示す実施例によつて本発明の明ら
かにする。第１図は本発明の実施例におけるテープ走行系
を示す系統図である。第１図において、テープ１
０はカセツト１１内の供給リール１２より出て、
以下の経路をとる。カセツト内ポスト１３→カセツト内ポスト１４
→テンシヨンポスト１５→回転ローラ１６→傾斜
ポスト１７→回転ローラ１８→テープリーダ１９
→全巾消去ヘツド２０→テープガイド２１→ドラ
ム２２→傾斜ポスト２３→オーデイオ消去ヘツド
２４→オーデイオコントロールヘツド２５→ポス
ト２６→キヤプスタン２７およびピンチローラ２
８→カセツト内ポスト２９→カセツト内ポスト３
０。テープ１０は以上の経路を経て巻取りリール３
１へと至ることになる。上述のテープ走行系における各部材のうち、例
えばテンシヨンポスト１５、傾斜ポスト１７及び
傾斜ポスト２３は、ステンレス鋼製の母材の外周
面（テープ摺接面）に先ず極薄金属膜としてチタ
ン（Ti）をコートし、その上に窒化チタン
（TiN）をコートして形成された薄層を有してい
る。またドラム２２は従来のこの種の装置同様の
アルミニウム製のドラム状の母材の外周面に上述
した薄層をコートして形成されている。これら薄
層の形成には、当該母材表面に上記物質を物理蒸
着法（PVD法）或いは化学蒸着法（CVD法）に
より被着させる方法を適用するとよい。発明者等
の実験によれば、PVD法を適用して形成した
TiN薄層のビツカーズ硬度（HV）は2000程度或
いはそれ以上のものであることが確認されてい
る。またPVD法の中では、イオンプレーテイン
グが膜の性質、生産性からいつて最良と思われ
る。また表面形成膜も膜の強度、作成の条件によ
りTiNが最良と思われる。それは、ドラムに使
用されているアルミニウム材の場合300℃を超え
るとアルミニウムの熱変形性質により変形が起こ
つてしまうが、たとえばTiCの場合約400℃まで
温度を上げて表面処理しなくてはならないのに対
し、TiNであれば300℃以下でも可能となるから
である。第２図ａ，ｂは前記ドラム２２の平面図および
側面図である。ドラム２２は上ドラム（本実施例
では回転ドラム）４１と下ドラム（本実施例では
固定ドラム）４２とから構成されている。前記上
ドラム４１はシヤフト４３に固定されており、シ
ヤフト４３と共に回転するようになつている。ま
た上記上ドラム４１には一対の磁気ヘツド４４，
４５が180℃異なる位置に図示の如く設けられて
いる。また下ドラム４２にはテープガイド４６が
設けられており、このテープガイド４６に沿つて
磁気テープ（不図示）は走行する。第２図ｃは同図ａにおけるＦ部の拡大図であ
る。すなわちドラム２２の表面にはイオンプレー
テイングにより耐蝕性および耐摩耗性の極薄金属
膜であるTi層４７が形成され、さらにそのTi層
４７の上に高い硬度でかつ耐蝕性を有するTiN
層４８がやはりイオンプレーテイングにより形成
されている。第３図は上記イオンプレーテイングを実施する
イオンプレーテイング装置の構成を示す概略図で
ある。図中５１はベルジヤであり、このベルジヤ
５１内において試料５２を串刺状に取付けた試料
取付台５３がモータ５４からの動力で回転動作す
る回転機構によつて図中矢印５３ａ方向に自転し
ながら図中矢印５３ｂ方向に公転している。また
上記試料取付け台５３は基盤電圧電源５５により
負の電圧がかけられており、これにより試料５２
は負に帯電している。図中５６はTiを入れた蒸
発源であり、ビーム装置５７からのビームを当て
ることによりTiを蒸発させる。また上記蒸発源
５６の上方にはイオン化電源５８により正の電圧
が印加されているイオン化電極５９が設けてあ
り、この電極５９により蒸発源５６とイオン化電
極５９との間の空間がプラズマ状態となつて、蒸
発したTiはイオン化される。イオン化されたTi
は試料取付台５３に向かつて加速され、高い運動
エネルギーをもつて試料５２に衝突し、Ti層を
形成する。またこの後にガス系６０から反応ガス
N₂を供給すれば、N₂ガスがプラズマ状態とな
り、試料取付け台５３に向かつて加速され上記試
料５２にTiN膜が形成される。上記イオンプレーテイング装置によりアルミニ
ウム製のドラムにTi層を様々な膜圧で形成し、
その膜の剥離生成関係を調べてみたところ、次表
のような結果が得られた。

【表】上表から明らかなように、Ti層を1μｍ以上と
すると、アルミニウム材とTi層との密着性がよ
くなる。次にTi層をコートしたドラムにTiN層を様々
な膜圧で形成し、その膜の亀裂関係を調べてみた
ところ、次表のような結果が得られた。

【表】上表から明らかなように、TiN層を1μｍ〜3μ
ｍとすると膜に亀裂が発生せず、良好なものとな
る。その他種々の実験を行なつた結果、Ti層を1μ
ｍ以上、TiN層を1μｍ〜3μｍとすると、良質の
膜が得られることがわかつた。すなわち耐蝕性お
よび耐摩耗性に富む極薄金属膜であるTi層を介
在させ、その上に高い硬度でかつ耐蝕性を有する
TiN層を形成すると、良好な走行特性が得られ、
テープおよび自らの摩耗損傷が少ない上、Ti層
とTiN層との密着性が高められ、TiN層の歪み
応力を低減できる等の利点を生じる。またドラムの製造は、ドラムはアルミニウム合
金であるからしてダイガストと鍛造の両方が考え
られるが、TiNをイオンプレーテイングする場
合、発明者らの実験によると、ダイガストよりも
鍛造の方が良質な膜が得られることがわかつた。アルミニウム合金の表面の最大凹凸を1.5μｍ、
1μｍ、0.5μｍの３種類作り、表面にTiN層をコー
トしたところ、0.5μｍのものが最も表面状態が良
く、以下1μｍ、1.5μｍの順になつた。つまり表面
の最大凹凸が小さいほど良質の膜が得られる。一方、ダイカストでドラムを作る場合、鬆欠陥
を０とすることは不可能である。鬆欠陥はクラツ
クの発生原因となり、テープ走行に支障を来た
す。また大きな鬆の部分にTiNをコートすると、
鬆の部分は空胞部となる。この空胞部にはTiN
の巨大な結晶ができ、この結晶がテープに傷を付
けてしまう。鍛造によるドラムにおいても同様な
ことが起りうるが、ダイガストほどではない。か
くしてTiNをイオンプレーテイングする場合の
アルミニウム製ドラムの製法は鍛造とすべきであ
る。上述のような構成の本発明の装置では、従来
SUS303などのステンレス鋼により全体がつくら
れていたテンシヨンポスト或いは傾斜ポスト等に
代えて、ステンレス鋼等の母材の外面に例えば上
述のようなTi層およびTiNの薄層が形成された
ポストを適用しているので、これらポストに対す
るテープの巻つけ角が大きくても当該ポスト周辺
における摩擦係数が少なく、ポスト、テープ双方
の摩耗が極めて少なくなる。従来のこの種の装置
では両傾斜ポスト（本発明の傾斜ポスト１７，２
３に対応するもの）に対するテープ巻つけ角の和
は約100゜程度になり、これらポスト周面における
テープ走行時の摩擦抵抗或いはポスト周面とテー
プ面との静摩擦力が極めて大きくなり、テープ走
行速度にムラが生じたり、ポスト、テープ双方の
摩耗が著しい等の問題が生じていたが、本発明に
よりこれらの問題は一掃された。更にまた第１図
の本発明の実施例では、回転ドラムについてもア
ルミニウム製の母材の上に例えばTiおよびTiN
をコートしてドラムを適用しているので、ドラム
外周面（テープ摺接面）とテープ面との摩擦に関
して生じる、上述のポストに関すると同様の問題
が完全に解決される。第４図は本発明装置のテープ走行系における摩
擦係数を測定するための計測システムを示す系統
図である。第４図において、磁気テープ１００は、供給リ
ール１０１→固定ポスト１０２→ガイドローラ１
０３→固定ポスト１０４→試料（ドラムまたはポ
スト）２００→テンシヨンアナライザポスト１０
６→固定ポスト１０７→キヤプスタン１０８およ
びピンチローラ１０９→ガイドローラ１１０→固
定ポスト１１１→巻取りリール１１２の順に張り
廻らされている。上記テンシヨンアナライザポス
ト１０５および１０６にはそれぞれ対応してテン
シヨンゲージを有するテンシヨンアナライザ１２
１，１２２が連接され、これらテンシヨンアナラ
イザ１２１，１２２にはそれぞれ信号変換回路１
３１，１３２が接続されている。各信号変換回路
１３１，１３２の出力は演算回路１４０に入力す
るものとなつている。上記各テンシヨンアナライ
ザポスト１０５，１０６は両者の間隔を更に広く
あるいは狭く変化させられるようになされてお
り、これにより試料２００に対するテープ１００
の巻付け角が変えられるようになつている。第４
図の計測システムにより試料２００の摩擦係数μ
を測定するには、キヤプスタン１０８を回転駆動
してこのキヤプスタン１０８とピンチローラ１０
９により挟持されたテープ１００を所定角度で走
行させて、試料２００に向かう側のテープの張力
Ｔ１をテンシヨンアナライザ１２１により検出
し、また試料２００より離れていく側のテープの
張力Ｔ２をテンシヨンアナライザ１２２により検
出する。そして、信号変換回路１３１，１３２お
よび演算回路１４０を通して μ＝1n（Ｔ２／Ｔ１）／θ（θはテープ巻付け
角）なる演算を行なつて摩擦係数μの値の求める。所
定の温度および湿度の条件下における摩擦係数μ
を測定する場合は、第４図の計測システムを恒温
恒湿槽に入れて計測を行なう。第５図ａ，ｂおよび第６図ａ，ｂはそれぞれ第
４図の計測システムにより試料であるドラム周面
の摩擦係数μを測定し、レコーダに記録した結果
を表わしたものである。各図において、横軸は時
間軸であり、縦軸は摩擦係数μに対応している。
各図における測定条件および概略的な支持値を以
下の表に要約して示す。ただし上記各測定におい
ては、いずれも磁気テープとして厚み約10μｍ、
幅８mmの蒸着テープ（ベース上にCoNiを蒸着し
たもの）を適用した。

【表】〔発明の効果〕本発明によれば下記のような効果を奏する。 (a) テープ走行系の摩擦係数が小さく、たとえ蒸
着テープのように走行性に難点のあるテープ、
即ち薄くてテープ走行系に粘り付きやすい種類
のテープを適用した場合においても、テープの
粘り付きが起こらず、テープ走行速度にムラが
なく、安定で良好な走行特性が確保される。 (b) テープ走行系の摩擦が少ないため、適用する
テープの種類を問わず、テープの摩耗や損傷を
非常に少ないものとなし得る。 (c) 耐触性に富んでおり、テープ走行系が有して
いる理想的な低摩擦状態を長期間に亘つて安定
に維持できる。そして、たとえ多湿雰囲気中に
おいてもテープの粘り付き等の不具合を起こさ
ずに済むという利点を有している。 (d) さらに耐摩耗性に優れており、例えばメタル
テープのようにテープ走行系を摩耗させる作用
の大きなテープを適用した場合でも、テープ走
行系の摩耗や損傷を最小限に抑制し得る。 (e) 加えて、母材に対してまず極薄金属膜である
チタン層がコートされ、その上に窒化チタン層
がコートされているため、母材に対する窒化チ
タン層の密着性がよい。このため窒化チタン層
が衝撃等により剥離したり、チタン層および窒
化チタン層からなる薄層が歪みを生じたりする
虞れが殆どない。したがつて上記(a)〜(d)なる作
用効果を長期に亘つて安定に発揮できるという
卓越した効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のテープ走行系を示
す系統図、第２図ａ，ｂ，ｃはドラムの平面図、
側面図、部分拡大図、第３図はイオンプレーテイ
ング装置の構成を示す概略図、第４図は本発明の
装置のテープ走行系における摩擦係数を測定する
ための計測システムを示す系統図、第５図ａ，ｂ
および第６図ａ，ｂはそれぞれ第４図の計測シス
テムにより測定した摩擦係数をレコーダに記録し
た結果を示す図である。１０，１００…磁気テープ、１３，１４，２
９，３０…カセツト内ポスト、１５…テンシヨン
ポスト、１７，２３…傾斜ポスト、２２…ドラ
ム、２６…ポスト、４７…Ti層、４８…TiN層、
１０５，１０６…テンシヨンアナライザポスト、
１２１，１２２…テンシヨンアナライザ、１３
１，１３２…信号変換回路、１４０…演算回路、
２００…試料。

Claims

【特許請求の範囲】１テープ供給側からテープ巻取り側に至る磁気
テープ走行系を有する磁気記録再生装置におい
て、前記磁気テープ走行系を構成する各部材のうち
所定部材の少なくとも磁気テープ摺接面が、前記
所定部材の当該母材に所定の第１の厚み範囲を有
するチタン層をコートし、その上に所定の第２の
厚み範囲を有する窒化チタン層をコートして形成
された薄層を有するものであることを特徴とする
磁気記録再生装置。