JPS6171447A - 磁気テ−プ摺接部材の窒化チタン膜形成方法 - 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】 （技術分野） 本発明は、磁気テープ摺接部材の窒化チタン膜形成方法
、詳しくは、高周波スパッタリング法によって行なう窒
化チタン膜形成方法に関する。

（従来技術） 近年磁気テープを記録媒体とする記録再生装置に関する
技術の進歩は著しく、％Ｋ　Ｖ　’１’　Ｒ技術の発展
は目覚しい。このような趨勢の中にあり”Ｃ１現在、Ｖ
ＴＲの方式は、ＶＨ８方式、β方式等の互換性を有しな
い櫨々の方式のものが併存したまま普及しているため、
ユーザー側に混乱を招くとい５ような不都合な問題も生
じ工いる。上述のよ５な背景の中で、次世代の機徳とし
て開発が進められている、従来より大幅に小型化された
、いわゆる８ミリＶＴＲに関し工はメーカー各社間で規
格の統一がはかられた。この規格によれば、磁気テープ
が収納されるカセットの形状が従来より非常に小型化さ
れ、かつテープ幅も小さいものとなり工いる。従り工、
磁気テープに画像信号等を記録したり、記録された磁気
テープの磁気信号を再生するためのテープ走行系を形成
する磁気ヘッド用ドラム、テープガイド用傾斜ポスト等
の摺接部材が小さなスペース内に配置されるので、必然
的忙磁気テープの巻付き角が大きくなり、磁気テープと
摺接部材との間の摩擦が大きくなる。

一方、８ミリＶＴＲ，に用いられる磁気テープは、テー
プ速度が従来のものより遅く、テープ幅も８ミリ巾で従
来のテープより狭巾なので、各拙の磁気特性の浚れた蒸
着テープが適用され℃いる。

この蒸着テープに対して塗布型テープは、金属または金
ｗ４酸化物でなる磁性粉にバインダーが組み合わされて
作られるので、磁気テープと摺接部材との間の潤滑状態
がバインダーに含まれる潤滑剤によって安定化されるが
、蒸着テープは上述のようなバインダーを用いないので
潤滑状態が悪くなる。このために蒸着テープにおい又は
磁気テープのみならず摺接部材の方も摩耗が多くなると
いう欠点を有し℃いる。

また蒸着テープは磁性層が、従来の塗布型テープに比べ
て極めて薄く、磁気テープとじ二のスティ７ネスが小さ
いので、摺接部材に蒸着テープが粘り付いたり、摩擦抵
抗が増大したり、摺接部材に巻き付いたりする問題が生
じる。このような間組は湿度の高い環境で装置を使用し
た場合には特に顕著なものとなる。多湿雰囲気中１ｃ′
Ｊ６けるこの櫨の問題は、ＶＴＲ，一般の問題として、
例えば特開昭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
の摺接部拐の表向に、間紙脂肪酸として例えばステアリ
ン酸、高級脂肪酸塩とし二例えはステアリン酸亜鉛、−
級脂肪酸アミドとして例えばステアリン酸アミド、反応
性Ｗｆ＊シリ；ンとして例えばシランカップリング剤、
反応性有機チタンとして例えばＷｆａチタン咳エステル
等の物質を浴剤中に浴かし、濃度１重畳チ桟度に調整し
た処理液中に上記部材な浸漬した後、高速熱風で乾燥す
ることにより、上記摺接部材の狭面に、上記物質からな
る薄膜層を形成し、上記摺接部材の表面が撥水性を有す
るよ５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≦薄膜層は側底長時間にわたって蒸着テー
プを走行させることＫよる摩耗に耐え得るものではなく
蒸着テープを用いる８ミリＶＴＲに充分に対応できるも
のではない。

このために、本出願人は、先に磁気チーブＭ接部材の、
磁気テープが摺接する面に窒化チタン膜１−をスパッタ
リング法を用いて形成するようにして、上記の不具合を
除くよ５ＫＬ、た方法について提案した（特願昭５８−
２４８２７０号参照）。

しかしながら、このようにすることによつ【一応の効果
が得られるものの、承化チタン膜層をスパッタリング法
を用いて形成するに＠Ｌ、どのようにしたら最も効果的
であるかとい５点において充分検討されたものではなか
った。

（目的） 本発明の目的は、磁気テープ摺接部材に窒化チタン膜を
高周波スパッタリング装置を用い℃形成する場合に段も
効果的な方法を提供することｋある。

（概要） 本発明に係る磁気テープ摺接部材の窒化チタン膜形成方
法は、磁気テープ摺接部材に絶対値が１５０ｖ以上の直
流負バイアス電圧を印加しながら高周波スパッタリング
を行なうようＫしたものである。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基いて説明する。

第１図は、本発明の方法に用いられる高周波スパッタリ
ング装置の一例を示す概略構成図である。

同図において、高度の気密性をもったチャンバー１内に
は、冷却水によりて冷却される円板状のターゲット２と
円筒状の７ノード３が平行して対向するよ５に配設され
ている。同ターゲット２にはスパッタ膜、即ち窒化チタ
ンの円板状の板材２ａが取付けられている。同板材２ａ
は例えば直径４インチで厚みが３ミリのものである。ま
た、同ターゲット２の近傍の上記チャンバー１の外部に
はスパッタ効率を高めるためのマグネット４が配設され
℃いる。上記７ノード３は、上記窒化チタン板材２８に
相対する先端部が閉じられた細径の中空段付き円筒で形
成され、細径部５ａＫは筒状の、電気絶縁用のセラミッ
ク管３ｂが嵌め込まれ工おり、同セラミック管６ｂには
負バイアス印加用の鋼管３Ｃが取付けられ℃いる。同銅
管３Ｃには磁気テープ摺接部材である、例えばステンレ
ス鋼製の回転ドラム１００．１００が取付けられ工いる
。このアノード３は接地電位に保たれ、同アノード３と
上記鋼管３Ｃとの間には直流バイアス電源５の電圧が印
加され、鋼管６Ｃの直流正位がアノード３の直流旭位（
接堆亀位）Ｋ対し負の延圧となっている。更に、７ノ一
ド３全体は図示しない駆動機構により℃矢印入方向に回
転されるよ５になっている。

上記ターゲット２とアノード３との間には尚周波電源６
の車圧が印加されるよ５になっ又いる。

また、ターゲット２と７ノード３との間の空間には、操
作捧７によっ℃チャンバー１の外部からその位置を制御
できるシャッタ８が設けられている。同シャッタ８はタ
ーゲット２から飛び出す窒化チタン粒子がドラム１００
に付着する鼠等を制御するだめのものである。

チャンバーＩＫは同チャンバー１内の排気を行なうため
の真空ポンプ９が接続されており、同ポンプ９はロータ
リポンプとクライオポンプの２系統のポンプで構成され
ている。また、チャンバー１内にアルゴンガスを流入さ
せアルゴンイオンプラズマを生成するためのアルゴンガ
スボンベ１０がｖｉ［Ｉえられ、このボンベ１０はバル
ブ１１を介シてチャンバーＩＫ接続されている。

このように構成された高周波スパッタリング装置で窒化
チタン膜形成を行な５には、先ず、バルブ１１を閉じ、
真壁ポンプ９のロータリポンプで１０　　Ｔｏｒｒ程度
まで排気した後、クライオポンプで１０Ｔｏｒｒ　　程
度まで排気する。しかる後、真空ポンプ９側のメインパ
ルプ（図示せず）を閉め、コンダクタンスの小さい補助
パルプ（図示せず）を開くことによっ℃チャンバー１内
を排気しながらアルゴンガスボンベ１０からバルブ１１
を介してアルゴンガスを数ｍＴｏｒｒチャンバー１内に
導入する。この例においてはアルゴンガス圧力は７×１
０Ｔｏｒｒとした。

そし工、高周波電源６によっ工ターゲット２とアノード
３との間に高周波電圧を印加すると共に、負バイアス電
源５によってドラム１００に負バイアスを印加する。更
にアノード５を１Ｑｒｐｍで回転させる。すると、Ａｒ
　　イオンプラズマが生成され、このＡｒ　　イオンは
ターゲット２へと飛来し、板材２ａの窒化チタン粒子を
たたきだす。このたたき出された窒化チタン粒子はアノ
ード３１４０に飛来しドラム１０００表面へと付沿する
のであるが、初期の６０分程度はシャッタ８を閉めてお
き、ドラム１００への付着を阻止する。そして、シャッ
タ８を開き窒化チタン粒子をドラム１００の表面に所菫
の厚みとなるようにスパッタ時間を制御して付着させる
。

この例においては、下表のように粂件設定されている。

また、直流バイアス通の５のバイアス電圧によっ１膜形
成状悲が強く依住され、バイアス電圧によって膜形成速
さが異なる。一般にバイアス車圧が向くなる程、膜形成
速さが遅くなる。この関係は単純な比例関係ではない。

そこで１発明者等はバイアス電圧を櫨々に変化させ、そ
れぞれの膜形成状態を走査形電子顕微説により観察した
結果、バイアス電圧が特定の値のときに良好な窯化チタ
ン膜が形成されることを確認した。即ち、バイアス電圧
が、ＯＶ　、　−１００Ｖ　、　−１５０Ｖ　、　−２
００Ｖの４つの場合におけるそれぞれの表面状態は第２
図四〜０に示すようになり、そのときの断層状態は第３
１（４）〜（Ｄｌに示すよりになった。なお、第２図囚
〜閲のそれぞれにおける符号形は０．５μｍの単位長さ
を表わすスケールである。

バイアス電圧がＯｖと一１００ｖの場合には第２図（８
）、　＋８）　、第３凶囚、（Ｂ）に示すよう洗、膜表
面にコブ状（略半球状）の凸部が多数認められ、特にバ
イアス電圧がＯｖの場合には第２！９（Ａ）に示すよう
に多数の凸部の粒径が約０．１μｍ〜０．１５μｍと細
かく比較的篇密度で分布している。これを断層観察する
と第６凶囚に示すように基材であるドラム１０００表面
に対して、垂直方向に発達し、その谷頭頂部がそれぞれ
膜面における上記凸部をなす柱状体の果合した構造をも
つ′Ｃ粗な構造を仔する窒化チタン膜が形成され曵いる
。

また、バイアス電圧が一１００ｖで形成された窒化チタ
ン膜は第２図（４）に示すような細かな凸部が数個融合
したようになって面方向に広がり、七〇粒径が約０．３
〜０．５μｍと大きくなり、それらの輪郭はバイアス電
圧がＯｖの場合より不明瞭になっ℃いる。また、その断
層面は第３ＺＣＢ）に示すよ５に第６図（５）に示すよ
５な柱状体が数本づつ融合して比較的、径が太くなり、
これらの柱状体の個々の独立性もバイアス電圧がＯＶの
場合より不明瞭であることが判明した。

また、バイアス電圧が一１５０Ｖの場合には、第２１８
　（Ｃ）　Ｋ示すように窒化チタン膜１０１０表面は略
干坦になり、上述のような半球状の凸部は認められない
。また、このときの断層面は第３図（Ｃ）に示すよ５に
上述のような柱状体はほとんど消失し、その組織は窒化
チタン膜１０１の膜面に平行な方向に融合した密な構造
となっていることが判明した。

更に、バイアス電圧が一２００ｖの場合には、第２図０
に示すようＫＭ化チタン膜１０１の膜面は略完全に平滑
になり、その断層面も第３図（至）に示すようＫかなり
平滑となって極めて緻密な構造となり工いることが判明
した。

従って、バイアス電圧が一１５０ｖ以下の場合には窒化
チタン膜の膜面が極めて平滑で緻密な組織を有すること
が判明し、このような膜面は耐蝕性。

耐摩耗性に富んだ優れた性質を持つことが理解される。

一方、本発明の方法によって形成される窒化チタン膜を
回転ドラムの表面に設けたものを、周知のテープ走行試
験機に装着し二走行試験を行なったところ、下表のよう
な結果が得られた。

なお、本走行試験は室温２４０°Ｃ２湿匹６０％で行な
い、テープとして蒸着テープを用い、テープの同じ部分
を３分間走行させて巻戻し再度テープ走行させることを
１０回繰返し行なったもので回転ドラムの材質はＡ　２
２１８材を用い同ドラムの表面仕上げは表面粗さが０．
２Ｓ以下となるようにしたものを用いた・ また、温湿度を２８°Ｃ、９０％に変化させて上述同様
の走行試験を行なったが結果的には上記と同様のものが
得られた。

上記の例においては回転ドラムの表面に本発明に係る方
法で窒化チタン膜を形成したものであるが、固定ポスト
、傾斜ポスト、キャプスタ７等の磁気テープに摺接する
部材のすべてに本発明の方法を適用できることは勿論で
ある。

（発明の効果） このように本発明によれば、回転ドラム等の磁気テープ
摺接部材の摺接面ＫＭ化チタン膜を高周波スパッタリン
グ装置で形成するに際し、被・膜形成部材（磁気テープ
摺接部材）Ｋアノードに対して一１５０ｖ以下の直流バ
イアスを印加しているので、極め【平滑で、耐摩耗性を
有し、Ｍ際係数が小さい膜形成が行なえ、磁気テープ、
特に蒸着テープのように摺接部材に粘り付き易く、摩耗
を生じさせ易い場合に４）極めて良好なテープ走行状態
が維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１１は、本発明の磁気テープ摺接部材の窒化チタン膜
形成方法に用いられるスパッタリング装置の一例を示す
概略講成図、 第２図（４）〜（口は、それぞれ本発明の方法を用いて
膜形成したときの膜面状態を示す要部平面図、第３図四
〜鋤は、それぞれ上記第２図四〜（ＤＪに対応する部分
の斜上方から見た断面図である。 １譬ｌ１１１＋チヤンバー ２・・・・・ターゲット ３・・・・・アノード ５Φ・・ψ・直流バイアスｔａ源 ６・・・・・嶋周波ｔｒ、龜 易　１　区 ６２区 易３区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導電性材料でなる磁気テープ摺接部材の摺接面に高周波
   スパッタリング法によって窒化チタン膜を形成する方法
   において、 高周波スパッタリング装置内の所定位置に装着された上
   記磁気テープ摺接部材に、絶対値が１５０Ｖ以上の直流
   負バイアス電圧を印加しながらスパッタリングを行なう
   ことを特徴とする磁気テープ摺接部材の窒化チタン膜形
   成方法。