JPH0312886A - 記録再生用摺動部材 - 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】 （技術分野） 本発明は、磁気又は光記録再生用媒体を装着するための
部材及び記録再生装置における摺動部材の改良に関する
。

さらに詳しくは、本発明は磁気テープカセットにおける
テープガイド、ガイトローラ等のテープ案内部材媒体と
接触するハーフケース部材、スプリングでリールを固定
するためのセンターホス、磁気ヘッド、光又は磁気ディ
スクの回転ハブ、その他磁気テープや他の部分と摺動す
る部分の耐摩擦性で耐摩耗性の摺動部材に関する。

（従来技術） オーディオテープカセット、ビデオテープカセット等の
カセットテープには磁気テープの走行を適正に案内して
走行安定性を確保するために案内部材が設けられている
。例えばカセット前面の両端に固定テープガイドが設け
られている。第１図は従来のビデオテープカセットケー
スの分解図で、理解を容易にするためにテープガイド部
分のみを詳しく示しである。

図において２は下ハーフ、１は上ハーフであり、下ハー
フ２には磁気テープ繰り出し側から磁気テープ走行路に
そって順に、プラスチックガイドビン３、プラスチック
支持ビン４に支持された金属製の半円筒形または円筒形
固定テープガイド５、プラスチック支持ビン６に支持さ
れた金属製半円筒形または円筒形固定テープガイド７、
およびプラスチックビン８に支持された金属ガイドロー
ラ９が設けられている。これらのガイド部材のなかでも
、特に重要なものはテープガイド５．７である。これら
のガイドは、ビデオ用としてはステンレス鋼（ＳＵＳ３
０４等）、黄銅又はアルミニウムの下地にめっき、ポリ
アセタール等の硬質樹脂、またオーディオ用としてはス
テンレス鋼、ポリスチレン等の樹脂、などが使用されて
いる。

ステンレス鋼はビデオテープカセットをしては磁気テー
プのバックコートの添加材である無機材粒子により削ら
れることがあり、ドロップアウトの原因と成り、またオ
ーディオ用としては申し分ないが非常にコストが高くな
る。黄銅又はアルミニウムの下地にめっきではコストが
高くなり、表面粗さが小さくなるため摩擦係数が高くな
り、走行性の悪化が見れられる。ポリアセタール等の樹
脂は削れ易く、粉落ちのため記録媒体の面に付着してド
ロップアウトの原因と成り、また摩擦係数が大きいため
に走行不良を生じ易い。

一方、光ディスクや磁気ディスクでは記録媒体を環状に
構成しこれを支持して駆動するためにその中央孔に金属
製の回転ハブを嵌合固定する。回転ハブは装置側からス
ピンドルビンを受けるための中央孔と偏心位置にある駆
動ビンを受けるための軸はずれの孔とを有し、駆動ビン
はディスクを記録再生装置に装着すれば自動的にハブの
面を、摺動して軸はずれの孔に嵌合する。このときハブ
の表面には摩耗、擦り傷、粉落ちが発生する。

第２図は磁気ディスク装置の分解構造の概要を示し、上
ケース１１、下ケース１２０間に、回転ハブ１３を中央
孔に嵌合固定した磁気ディスク１４、およびその両側の
ライナーシート１５．１６を収納して成る。回転ハブ１
３は再生装置側の中心スピンドルビン（図示せず）を受
は入れるための四角形中央孔１７と偏心位置にある駆動
ビン（図示せず）を受は入れる軸はずれの四角形の孔１
８を有する。ディスク装置を記録再生装置に装着すれば
自動的にスピンドルビンおよび駆動ビンはこれらの孔に
侵入しようとするがこれらのビンは必ずしも孔１７．１
８と正しく整列していないから、駆動ビンはハブ１３の
面を摺動しながら回転して孔の位置を探して嵌合するに
至る。回転ハブ１３は通常ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０
）又はそれにめっき（例えば硬質クロムめっき）をほど
こしたものなどが使用されているが、駆動ビンやスビン
ドルビンと接触する部分が何度も使用している間に次第
に摩耗して粉落ちを生じ、これがディスク面に付着する
と擬記録やドロップアウトを生じ、情報の記録読み取り
における誤動作を生じることに成る。シャッター等も使
用毎に摺動するため耐久性にしないと上述の問題を発生
する。

そのほか磁気テープとの接触による磁゛気ヘッドの摩擦
及び摩耗とその粉落ちによる同様な問題もある。一般に
、磁気記録再生装置、光デイスク記録再生装置等におけ
る摺動部材では、それが記録媒体に近接した位置にある
場合には摺動部材の摩耗による粉落ちで情報の記録又は
再生に誤差が生じる問題があり、出来るだけ耐摩耗性の
摺動部材が望まれれ、実際摺動部材の素材を工夫するこ
とにより相当に耐摩耗性の良いものが得られているが、
費用の点で簡便に製造できることが更に望ましい。

（発明の目的） 従って、本発明の目的は、磁気テープカセット、光又は
磁気ディスク、磁気ヘット等の磁気又は光記録再生装置
における、テープ案内部材、磁気ヘッド、光又は磁気デ
ィスクの回転ハブ、その他磁気テープや他の部分と摺動
する部分の摺動部材の摩擦を低下し又耐摩耗性を向上す
る安価な手段を提供することにある。

（発明の構成の概要） 本発明は、記録再生用媒体を装着するための部材及び記
録再生装置に使用する摺動部材において、前記摺動部材
の表面部分が金属とその表面に形成されたダイヤモンド
様被覆とより成ることを特徴とする記録再生用の耐摩擦
性、耐摩耗性摺動部材を提供する。

本発明の摺動部材は磁気テープカセットの磁気テープ案
内部材、媒体収納ハーフケース、リールを固定するため
のセンターボス、媒体に接触する磁気ヘット面、光ディ
スク又は磁気ディスク装置のディスクを支持する回転ハ
ブ等に適用できる。

上記の構成によると、記録再生装置に使用する摺動部材
は、生産性良く、安価に低摩擦性及び耐摩耗性の良いダ
イヤモンド様膜で被覆することができる。

本発明に適するダイヤモンド様膜は種々の方法で成膜す
ることが出来るが、好ましくはイオン化蒸着法が好適に
使用できる。すなわち、真空中に炭化水素原料ガス又は
分解又は反応により炭化水素を生成し得る原料ガスを導
入し、これをイオン化させ、これを摺動部材の表面部分
中幕体となる金属の面に導いてそこに析出させてダイヤ
モンド様薄膜を形成させる方法により、摺動部材を構成
出来る。この方法は低温度で実施でき、且つ結晶性の良
い膜を生成できる点及び量産がしやすい点で、他の方法
よりも好ましい。

（発明の詳細な説明） 上に簡単に述べたように、本発明は記録再生装置用の摺
動部材の表面にダイヤモンド様膜を形成することを特徴
とする。成膜方法は特にイオン化蒸着法によるダイヤモ
ンド様膜生成法が好適である。

イオン化蒸着法は炭化水素原料ガス又は分解又は反応に
より炭化水素を生成し得る原料ガス（ここに炭化水素と
はメタン、エタン、プロパン等の飽和炭化水素、エチレ
ン、プロピレン、アセチレン等の不飽和炭化水素等があ
り、分解して炭化水素を生成し得る原料ガスはメチルア
ルコール、エチルアルコール等のアルコール類、アセト
ン、メチルエチルケトン等のケトン類なとがあり、又反
応して炭化水素ガスを生成する原料ガスには一酸化炭素
、二酸化炭素と水素との混合ガス等がある。また前記原
料にはヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスあるいは
水素、酸素、窒素、水、酸化炭素、二酸化炭素、等の少
なくとも一種を含ませることができる）を陰極一対陰極
間のアーク放電、陰極熱フィラメント一対陰極間の熱電
子放出によるイオン化等の手段でイオン化してイオン流
とし、この流れを電場で加速して基板に差し向けること
によりダイヤモンド様薄膜を製膜する方法であり、特開
昭５８−１７４５０７号、特願昭６３−５９３７６号、
同６３−５９３７７号等に記載されている通り、イオン
化蒸着法は基体温度として従来のような７００　℃以上
の高温度を用いる必要がなく（例えば「表面化学」第５
巻第１０８号（１９８４年）第１０８−１１５頁の各種
の方法参照）、製膜能率も良く、製膜されたダイヤモン
ド様膜が良好な表面性、高硬度、高熱伝導性、高屈折率
を有し、仕上表面処理が不要である等、優れた方法であ
る。

なおイオンビームを固定し基板を移動するか、逆に基板
を固定しイオン化された炭化水素のプラズマ状のイオン
ビームを元の方向に対してほぼ直角な方向に偏向走査す
ることにより広い基板に対してダイヤモンド様薄膜の成
膜を実施できる。このような偏向磁界は、イオン流の加
速方向にたいして交差する方向の磁界を生じる永久磁石
又は電磁石を用いることにより形成することができる。

本発明の基本技術であるイオン化蒸着法は、特願昭６３
−５９３７７号及び同６３−５９３７６号等に記載され
ており、本発明の実施例ではこれらに記載された装置を
基本とした方法及び装置を用いる。

製に皿Ｊｄｌ要 第３図に製膜装置の好ましい例を示す。図中３０は真空
容器、３１はチャンバーであり、排気系３８に接続され
て１０””Ｔｏｒｒ程度までの高真空に引かれる。３２
は適当な駆動手段により一定方向に送られる基板Ｓの裏
面に設けられた電極であり、この場合電圧Ｖａが与えら
れている。

３３はグリッドでイオンの加速を行なうのに使用される
。３４は熱陰極フィラメントであり、交流電源Ｉｆによ
って加熱されて熱電子を発生し、また負電位に維持され
ている。３５は原料である炭化水素ガスの供給口である
。また、フィラメント３４を取囲んで対電極３６が配置
され、フィラメントとの間に電圧Ｖｄを与える。フィラ
メント３４、対電極３６及び供給口３５の周りを取り囲
んでイオン化ガスの閉じ込め用の磁界を発生する電磁コ
イル３９が配置されている。従ってＶｄ、Ｖａ及びコイ
ルの電流を調整することにより膜質を変えることができ
る。

なお第３図においては、炭化水素ガスの原料導入通路３
７にプラズマ励起室３６が設けられており、これにより
イオン化装置の効率を高めている。プラズマ励起は例え
ばマイクロ波、高周波（ＲＦ波）、放射線、紫外線など
が利用できる。

また、第４図に示したように第３図の構成の一部を変更
して固定又は可変強度の磁石４０をフィラメント３４の
上部に配置してプラズマ状のイオンビームの偏向用に用
いても良い。磁石４０の磁界強度は固定又は可変にし、
磁石の磁界はイオン流の走行方向にたいして交差する方
向にする。このようにしてＣＨ３、ＣＨ４＋イオン等の
所望するイオンに対して偏向角度θを得る。固定の場合
１ 一方、質量がこれらのイオンと大きく異なるイオン例え
ば水素イオンはさらに大きく曲げられ、また中性粒子や
重質の多量体イオンは直進する。従って、直進方向にマ
スクを配置すれば結晶性の高いイオンのみが基板Ｓに付
着する。

１鼠方迭 第３図の装置によって製膜方法を詳しく説明する。先ず
、チャンバー３１内を１０″６Ｔｏｒｒまで高真空とし
、ガス供給通路３７のバルブを操作して所定流量のメタ
ンガス、それと水素との混合ガス、或いはそれとＡｒ、
Ｈｅ、Ｎｅ等のキャリアガス等を各供給口３５から導入
しながら排気系３８を調整して所定のガス圧例えば１゜
Ｔｏｒｒとする。一方、複数の熱陰極フィラメント３４
には交流電流Ｉｆを流して加熱し、フィラメント３４と
対陰極３６の間には電位差Ｖｄを印加して放電を形成す
る。供給口３５から供給されたメタンガスは熱分解され
るとともにフィラメントからの熱電子と衝突してプラス
のイオンと電子を生じる。この電子は別の熱分解粒子と
衝突す２ る。電磁コイルの磁界による閉じ込め作用の下に、この
ような現象を繰り返すことによりメタンガスは熱分解物
質のプラスイオンと成る。

プラスイオンは電極３２、グリッド３６に印加された負
電位Ｖａにより引き寄せられ、ゆっくりと移動している
基体Ｓの方へ向けて加速され、基板に衝突して製膜反応
を行ない、ダイヤモンド様薄膜を形成する。所望により
、上に述べた固定磁石を利用して更に品質の良い薄膜を
得ることができる。

なお、各部の電位、電流、温度等の条件については先に
引用した特許出願や特許公報のほか公知の資料を参照さ
れたい。

形成する膜の厚さは好ましくは１００〜１０．０００人
であり、厚さが上記の範囲よりも薄いと耐摩耗性が減じ
又厚すぎても効果が増大せず製造時間が長くなる。

また、予め有機溶剤による超音波洗浄等によりダイヤモ
ンド様膜を形成する基体を清浄化しても良い。

次に本発明の詳細な説明する。

１１　テープガイド） 第１図に示したテープガイドを製作した。先ずテープガ
イドの基体Ｓとしてステンレス鋼により直径３ｍｍの円
筒体を製作し、この基体を第３図に示し上に説明した製
膜装置に装入し、真空容器１０内を１Ｏ−６Ｔｏｒｒに
排気してからメタンガスを導入しガス圧を１０−’Ｔｏ
ｒｒとして熱陰極フィラメントに放電を起こさせた。電
磁コイル１９の磁束密度は４００ガウス、基板電圧３０
０Ｖ、基板温度２００℃とした。またフィラメント１４
には電流２５Ａを流した。

フィラメントはコイル状としその幅３ｍｍ、その周りを
取り囲む電極との隙間８ｍｍとし、送り速度４０　ｍ　
ｍ　／　ｈ　ｒとした。

Ｉ　ｆ＝１７５Ａ、Ｖａ＝３０Ｖ、Ｖｄ＝−３０Ｖの条
件で、膜厚０．８μｍのダイヤモンド様膜を有するテー
プガイドを得た。

上記のテープガイドのトルク、ドロップアウト、ビッカ
ース硬度を測定したところ表１の通りてあった。ただし
ビッカース硬度は加重Ｌｏｇでマイクロビッカース計で
測定した。トルク及びドロップアウトの測定は次の方法
により行なった。

１）トルクの測定 ＶＨＳテープで、高速で走行させ徐々に走行を低下させ
て、走行に必要な最低のトルクをトルクメーターにて測
定した。

２）ドロップアウトの測定 ＶＨＳテープで実機にて録画６分、再生５分を実施し、
接続されたり、０．測定機で、幅１５μｓｅｃ、深さ１
６ｄＢ以上のり、Ｏ，信号を測定し、１分当りの平均で
個数として表わした。

　５ 表　　１ ６ ツキングトルクの振れ幅である。表面傷深さは１万回着
脱試験を行なった後の値を示す。ビッカース硬度は加重
１０ｇで測定した。

表２ 第３図に示した装置を使用し第２図に示したディスクハ
ブを製作した。先ずディスクハブの形の基体をステンレ
ス鋼から製作し、この基体を第３図に示し上に説明した
製膜装置に装入し、実施例１と同一の条件で基体の表面
にダイヤモンド様薄膜を製膜した約０．５μｍの膜厚に
成るまで行なった。緒特性の測定結果を表２に示す。

なお、チャッキングトルクはディスク駆動ビンとの摺動
時に摩擦によって生じるトルクで１万回着脱試験を行な
った後の値を示す。振れ幅はチャ（作用効果） 本発明の摺動部材は磁気テープカセットの磁気テープ案
内部材、接触する磁気ヘッド面、光ディスク又は磁気デ
ィスク装置のディスクを支持する回転ハブ等に適用した
とき、摺動部材は、生産性良く、安価に耐摩擦性及び耐
摩耗性の良いダイヤモント様膜で被覆することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のテープガイドを具備した磁気テープカ
セットの分解斜視図、第２図は従来のディスクハブを備
えた磁気ディスクケースの分解斜視図、第３図は本発明
のダイヤモンド様薄膜の製造装置の一例を示す断面図、
及び第４図はダイヤモンド様薄膜の製造装置の他の例を
示す断面図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録再生用媒体を装着するための部材又は記録再
   生装置に使用する摺動部材において、前記摺動部材の表
   面部分が金属と、その表面に形成されたダイヤモンド様
   被覆とより成ることを特徴とする記録再生用の摺動部材
   。
2. （２）記録再生用媒体を装着するための部材が磁気テー
   プカセットであり、摺動部材が磁気テープ案内部材であ
   る前記第１項記載の記録再生用の摺動部材。
3. （３）記録再生装置が磁気記録再生装置であり、摺動部
   材が磁気記録媒体と接触する磁気ヘッドの表面部である
   前記第１項記載の記録再生用の摺動部材。
4. （４）記録再生用媒体を装着するための部材が光ディス
   ク又は磁気ディスクを収納したケースであり、摺動部材
   が前記ディスクを支持する回転ハブである、前記第１項
   記載の記録再生用の摺動部材。
5. （５）真空中に炭化水素原料ガス又は分解又は反応によ
   り炭化水素を生成し得る原料ガスを導入し、これを熱及
   び電界によりイオン化させてイオンビームを形成し、こ
   れを摺動部材の表面部分の金属基体又はプラスチック基
   体上に析出させてダイヤモンド様薄膜を形成させること
   を特徴とする第１項記載の摺動部材の製造方法。
6. （６）イオンビームは偏向磁界により元のイオンビーム
   の方向に対して直角な方向に偏向されることを特徴とす
   る前記第５項記載の摺動部材の製造方法。