(57)【要約】【課題】  走行中のテープを安定してガイドすることができ、かつ耐摩耗性に優れるテープガイドを提供する。【解決手段】  テープドライブに備えられるテープガイド１は、ローラ部３とフランジ部２を有し、ローラ部３はその表面に第１膜３３を有し、フランジ部２はその表面に第２膜２３を有し、第１膜３３の表面自由エネルギーが第２膜２３の表面自由エネルギーより低く、第２膜２３の硬度が第１膜３３の硬度より高い。第１膜３３はＦ−ＤＬＣ、第２膜２３はＤＬＣから形成し得る。【選択図】  図２
2013149336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープドライブに用いられるテープガイドであって、
ローラ部と、
前記ローラ部の両端に設けられたフランジ部とを有し、
前記ローラ部はその表面に第１膜を有し、
前記フランジ部はその表面に第２膜を有し、
第１膜の表面自由エネルギーが第２膜の表面自由エネルギーより低く、
第２膜の硬度が第１膜の硬度より高いことを特徴とするテープガイド。
【請求項２】
第１膜の表面自由エネルギーが３０ｍＪ／ｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載のテープガイド。
【請求項３】
第２膜の硬度が２５ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のテープガイド
【請求項４】
第２膜がダイヤモンドライクカーボンにより形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のテープガイド。
【請求項５】
第１膜がフッ素含有ダイヤモンドライクカーボンにより形成されていることを特徴とする請求項４に記載のテープガイド。
【請求項６】
フッ素含有ダイヤモンドライクカーボンのフッ素含有量が２．５ａｔｍ％以下であることを特徴とする請求項５に記載のテープガイド。
【請求項７】
第１膜が窒化クロムにより形成されていることを特徴とする請求項４に記載のテープガイド
【請求項８】
前記ローラ部は、ローラ基部と該ローラ基部と第１膜の間に形成されたメッキ膜を有し、前記フランジ部は、フランジ基部と該フランジ基部と第２膜の間に形成されたメッキ膜を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載に記載のテープガイド。
【請求項９】
テープドライブに備えられるテープガイドであって、
ローラ部と、
前記ローラ部の両端に設けられたフランジ部とを有し、
前記ローラ部はその表面に第１膜を有し、前記フランジ部はその表面に第２膜を有し、第１膜及び第２膜がいずれもダイヤモンドライクカーボンから形成され、第１膜のダイヤモンドライクカーボンは、第２膜よりも多くフッ素を含有することを特徴とするテープガイド。
【請求項１０】
ローラ部と該ローラ部の両端にフランジ部を備え、テープ状記録媒体を案内するテープガイドの製造方法において、
前記ローラ部の表面に第１膜を形成することと、
前記フランジ部の表面に第２膜を形成することを含み、
第１膜の表面自由エネルギーが第２膜の表面自由エネルギーより低く、第２膜の硬度が第１膜の硬度より高いことを特徴とするテープガイドの製造方法。
【請求項１１】
第１膜及び第２膜がいずれもダイヤモンドライクカーボンから形成され、第１膜のダイヤモンドライクカーボンには、第２膜よりも多くフッ素を含有することを特徴とする請求項１０に記載のテープガイドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気テープなどのテープ状記録媒体の記録再生を行うテープドライブに用いられるテープガイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
テープドライブは、一般に、磁気テープを走行させる走行装置と、走行中の磁気テープを案内するテープガイドと、磁気テープに対して磁気情報の読取り／書込みを行う磁気ヘッドとを主に備えている。テープガイドは、所定の回転軸に回転自在に取り付けられる円筒状部材であり、軸方向の両端にその径が中央部より大きい一対のフランジ部を有する。磁気テープは、この一対のフランジ部の間に案内されながら、即ち、磁気テープの幅方向の動きが規制されながら安定した状態で送り出される。これにより磁気ヘッドには、磁気テープがその幅方向に位置決めされた状態で送られるため、磁気テープからの磁気情報の読取り、磁気テープへの情報の書込みを、確実に行うことが可能となる。テープガイドは、また、磁気ヘッドを通過した磁気テープを案内するためにも使用される。
【０００３】
近年、磁性体の微粒子化などにより磁気テープの記録密度が高まっており、これに伴い、より高い精度で磁気ヘッドに磁気テープを案内することのできるテープガイドが求められている。しかし、フランジ部には走行している磁気テープの縁が接触するため、テープガイドの使用が長期間に及ぶと、磁気テープの縁によりテープガイドのフランジ部の側面が削られ、溝が生じることがある。このような溝が生じると、走行中の磁気テープに幅方向の振れが生じ、磁気テープを安定して案内することができなくなる。
【０００４】
また、走行する磁気テープとテープガイドとの摩擦によりテープガイドが摩耗し、摩耗粉が発生し、この摩耗粉が磁気テープの記録・再生特性を劣化させる原因にもなる。
【０００５】
特許文献１は、走行する磁気テープを所定の経路に沿って案内する複数のテープガイドを備え、一部のテープガイドにダイヤモンドライクカーボン（以下、適宜、「ＤＬＣ」という）による表面硬化処理が施されている磁気テープドライブを開示している。表面硬化処理により、当該テープガイドのフランジ部が磁気テープのエッジで研削され難くなっているため、磁気テープドライブの使用が長期間に及んでもフランジ部に溝が生じることが抑制され、磁気テープが幅方向に振れることが防止されている。
【０００６】
また、特許文献２は、テープガイドのハブとフランジとの間のコーナーに、少なくとも１０ＧＰａの硬度を示す材料を被膜することを開示している。このような被膜を施すことにより、コーナーの摩耗が防止される。この被膜材料として、窒化チタン・アルミニウム合金、ＤＬＣなどが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−６３５６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１０９７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、フランジ部の損傷による走行中のテープの幅方向の振れや、テープガイドの損傷による摩耗粉の発生を防止することが要望されている。一方で、走行中の磁気テープがテープガイドに吸着することによりテープ走行の安定性が損なわれ、テープの駆動装置に負荷がかかったり、記録・再生特性が劣化することが本発明の発明者の研究により明らかとなった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、走行中のテープ状記録媒体を、幅方向の振れやテープガイドへの吸着を生じさせることなく安定してガイドすることができるテープガイドを提供することである。さらに本発明の目的は、耐摩耗性に優れたテープガイドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に従えば、テープドライブに用いるテープガイドであって、ローラ部と、該ローラ部の両端に設けられたフランジ部とを有し、前記ローラ部はその表面に第１膜を有し、前記フランジ部はその表面に第２膜を有し、第１膜の表面自由エネルギーが第２膜の表面自由エネルギーより低く、第２膜の硬度が第１膜の硬度より高いことを特徴とするテープガイドが提供される。
【００１１】
本発明のテープガイドにおいては、ローラ部の表面に形成された第１膜がフランジ部の表面に形成された第２膜よりも低い表面自由エネルギーを有していると共に、フランジ部の表面に形成された第２膜が、ローラ部の表面に形成された第１膜よりも高い硬度を有している。これにより、本発明のテープガイドは、フランジ部における幅方向の振れ防止と、ローラ部における磁気テープの吸着防止という２つの要求を同時に満たすことができる。これにより、摩耗粉の発生も抑制される。
【００１２】
本発明のテープガイドにおいて、第１膜の表面自由エネルギーが３０ｍＪ／ｍ２以下であることが好ましく、また、第２膜の硬度が２５ＧＰａ以上であることが好ましい。第２膜はＤＬＣにより形成されることが好ましく、この場合、第１膜はフッ素含有ダイヤモンドライクカーボン（以下、適宜、「Ｆ−ＤＬＣ」という）により形成されることが好ましい。Ｆ−ＤＬＣのフッ素含有量は２．５原子％（ａｔｍ％）以下であることが好ましい。また、第２膜はＤＬＣにより形成されると共に第１膜は窒化クロム(ＣｒＮ)により形成されていてもよい。
【００１３】
本発明のテープガイドにおいて、ローラ部は、ローラ基部と、該ローラ基部と第１膜の間に形成されたメッキ膜を有していてもよく、フランジ部は、フランジ基部と、該フランジ基部と第２膜の間に形成されたメッキ膜を有してもよい。
【００１４】
本発明の第２の態様に従えば、テープドライブに備えられるテープガイドであって、ローラ部と、該ローラ部の両端に設けられたフランジ部とを有し、前記ローラ部はその表面に第１膜を有し、前記フランジ部はその表面に第２膜を有し、第１膜及び第２膜がいずれもダイヤモンドライクカーボンから形成され、第１膜のダイヤモンドライクカーボンは、第２膜よりも多くフッ素を含有することを特徴とするテープガイドが提供される。
【００１５】
本発明の第３の態様に従えば、ローラ部と該ローラ部の両端にフランジ部を備え、テープ状記録媒体を案内するテープガイドの製造方法において、前記ローラ部の表面に第１膜を形成することと、前記フランジ部の表面に第２膜を形成することを含み、第１膜の表面自由エネルギーが第２膜の表面自由エネルギーより低く、第２膜の硬度が第１膜の硬度より高いことを特徴とするテープガイドの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のテープガイドは、走行中の磁気テープを、幅方向への振れやテープガイドへの吸着を生じさせることなく安定してガイドすることができる。また、本発明のテープガイドは、耐摩耗性にも優れる。よって本発明のテープガイドは、磁気ヘッドに磁気テープを長期間に渡って案内することができ、良好な記録・再生特性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るテープガイドの斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るテープガイドの断面図である。図２（Ｂ）は、フランジ部２の内側面２ａの拡大断面図である。図２（Ｃ）は、ローラ部３の表面の拡大断面図である。
【図３】図３は、ＤＬＣ、Ｆ−ＤＬＣ、ＣｒＮ、ＴｉＮ及びＺｒＮの硬度を示すグラフである。
【図４】図４は、ＤＬＣ、Ｆ−ＤＬＣ、ＣｒＮ、ＴｉＮ及びＺｒＮの表面自由エネルギーを示すグラフである。
【図５】図５は、Ｆ−ＤＬＣにおけるフッ素添加量と硬度の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係るテープガイドが磁気テープをガイドする様子を示す斜視図である。
【図７】図７は、ドライブテストにおける種々の材料の起動トルクの大きさを示すグラフである。
【図８】図８は、Ｆ−ＤＬＣにおけるフッ素添加量と表面自由エネルギーの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明のテープガイドの実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１９】
図１及び図２に示すように、テープガイド１は、円筒状のローラ部（走行部）３と、一対の円環状のフランジ部２とを備える。一対のフランジ部２は、それぞれ、ローラ部３の回転軸Ｘ方向の両端に、ローラ部３の回転軸Ｘと同軸状に結合している。フランジ部２の直径はローラ部３の直径よりも大きい。図２（Ａ）から分かるように、二つのフランジ部２の対向する面、すなわち、内側面２ａは、回転軸Ｘから半径方向に離れるに従ってローラ部３から遠くなるように（外側に）傾斜している。一方、フランジ部２の外側面２ｂは回転軸Ｘとほぼ垂直な面をなす。すなわち、フランジ部２の厚みは、回転軸Ｘから半径方向に離れるほど小さくなっている。ローラ部３及びフランジ部２を貫通する軸穴４がテープガイド１の回転軸Ｘと同軸状に形成されている。軸穴４を区画するローラ部３の内面には、図示しないベアリングが埋設されている。図２（Ａ）において、フランジ部２とローラ部３はコーナー９で連結されており、コーナー９がフランジ部２の内側面２ａとローラ部３の外周面とが交わる線として描かれているが、コーナー９は、フランジ部２の内側面２ａとローラ部３の外周面とを滑らかに且つ連続的に接続するように丸みを帯びた曲面であってもよい。
【００２０】
テープガイド１は、軸穴４と、図示しないベアリングとを介して、磁気テープドライブに備えられたテープガイド用の回転軸に回転自在に取り付けられる。図６に示すように磁気テープドライブに取り付けられたテープガイド１は、磁気テープ７をローラ部３に接触させながら磁気テープ７を案内する。この時、フランジ部２が、走行する磁気テープ７の幅方向の振れを抑制する。
【００２１】
次に、図２（Ｂ）及び（Ｃ）の断面図を参照して、テープガイドの表面構造を説明する。フランジ部２は、フランジ基部２１の表面上に、メッキ膜２２及び第２膜２３がこの順に形成されることによって構成されている。フランジ基部２１の材質として、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼などを用い得る。軽量であり、表面に塗膜を形成可能であるという点でアルミニウムが好ましい。
【００２２】
メッキ膜２２は、ニッケル、窒化ジルコニウムなどにより形成し得る。メッキ膜２２の膜厚は、特に限定されないが、例えば、５μｍ程度にし得る。メッキ膜２２を形成することで、フランジ基部２１のアルミニウムの腐食が防止され、フランジ基部２１を補強することができる。また、メッキ膜２２を形成することで、その上に第２膜２３を付着し易くなる。なお、メッキ膜２２は必ずしも有していなくてもよく、フランジ部２の内側面２ａだけに形成されていてもよい。
【００２３】
メッキ膜２２の上には、第２膜２３が形成されている。第２膜２３は、ＤＬＣ、Ｆ−ＤＬＣ、窒化炭素(ＣＮ)、窒化チタンアルミニウム(ＴｉＡｌＮ)、ＴｉＡｌＳｉＮ、炭化チタン(ＴｉＣ)、炭窒化チタン(ＴｉＣＮ)、ＴｉＣｒＡｌＮ等により形成され得る。このうち、ＤＬＣは、図３の材料の強度を比較したグラフに示すように、３１．２ＧＰａと、他の材料に比べて高い硬度を有している。このため、走行する磁気テープのエッジによるフランジ部２の研削が抑制され、テープガイド１の使用が長期間に渡ってもフランジ部２に溝が生じることが防止される。よって、磁気テープドライブの使用が長期間に及んでも磁気テープは幅方向に振れることなく安定して走行することができる。これにより、フランジ部２の摩耗による摩耗粉の発生も抑制される。第２膜２３の硬度は、後述するように、硬度よりも非吸着性が求められるローラ部３の第１膜３３よりも高い値を有していることが望ましい。なお、第２膜２３は、フランジ部２の全体に形成されている必要はなく、フランジ部２の内側面２ａだけに形成されていてもよい。第２膜２３の膜厚は、少なくとも１００ｎｍ以上、例えば、約１μｍ〜約３μｍにし得る。
【００２４】
ローラ部３は、ローラ基部３１の表面上に、メッキ膜３２及び、第１膜３３がこの順に形成されることによって構成されている。ローラ基部３１の材質として、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼などを用い得る。軽量であり、表面に塗膜を形成可能であるという点でアルミニウムが好ましい。
【００２５】
メッキ膜３２は、フランジ部２のメッキ膜２２と同様にニッケル、窒化ジルコニウムなどにより形成し得る。メッキ膜３２の膜厚は、特に限定されないが、例えば５μｍ程度にし得る。メッキ膜３２を形成することで、ローラ基部３１のアルミニウムの腐食が防止され、ローラ基部３１を補強することができる。また、メッキ膜３２を形成することで、その上に第１膜３３を付着し易くなる。但し、メッキ膜３２は必ずしも有していなくてもよい。
【００２６】
メッキ膜３２の上には、第１膜３３が形成される。第１膜３３は、例えばＦ−ＤＬＣ、窒化クロム、窒化ジルコニウム等の材料により形成される。本発明者は、走行中の磁気テープや磁気テープに塗布された潤滑剤がテープガイド１のローラ部３に吸着することにより、磁気テープの走行安定性が損なわれ、記録・再生特性に悪影響を及ぼすことを見出した。この問題に対して、図４のグラフに示すように、Ｆ−ＤＬＣのような表面自由エネルギーの値が小さい材質を第１膜３３としてローラ部３上に形成することで、磁気テープや潤滑剤のローラ部３への吸着は抑制されることが分かった。また、表面自由エネルギーの小さい第１膜３３を形成することにより、テープガイド１の周囲の環境中の水分がローラ部３へ吸着することも抑制される。この結果、走行中の磁気テープのローラ部３からの引き離しが容易となり、テープガイドの回転トルクが低下することで磁気テープの走行の安定性が増す。さらに、表面自由エネルギーが小さければ摩擦係数も小さくなるため、走行する磁気テープとローラ部３の摩擦による摩耗粉の発生も抑制される。第１膜３３の膜厚は、少なくとも１００ｎｍ程度あればよく、例えば約１μｍ〜約３μｍにし得る。
【００２７】
上記のように本発明ではテープガイド１のフランジ部２の摩耗の問題とローラ部３のテープなどによる吸着の問題を、フランジ部２とローラ部３を別の材料で成膜することによって解決している。フランジ部２については、磁気テープに対する耐摩耗性の観点から硬度の高い材料が要求されるが、ローラ部３は磁気テープの端が直接対向することがないので、フランジ部２に要求されるほどの硬度は必要ない。一方で、ローラ部３は磁気テープの吸着や雰囲気中に浮遊する水分や塵、埃の吸着を抑制して記録・再生特性に悪影響を及ぼさないようにする必要がある。このため、本発明者はローラ部３の表面自由エネルギーに着目し、表面自由エネルギーの低い材料をローラ部３に成膜することで磁気テープの吸着や雰囲気中に浮遊する水分や塵、埃の吸着を抑制することができた。さらに、表面自由エネルギーが小さければ摩擦係数も小さくなるため、磁気テープとローラ部３の摩擦による摩耗粉の発生も抑制される。このようにフランジ部２とローラ部３とで異なる要求を満足させるために、フランジ部２ではローラ部３よりも高い硬度を有する成膜材料を選択し、ローラ部３ではフランジ部２よりも表面自由エネルギーが低い成膜材料を選択している。表１に、種々の材料の表面自由エネルギーと硬度との関係を示した。表１の表面自由エネルギーと硬度の関係から、フランジ部２とローラ部３の表面に使用する最適な材料を選択することができる。
【００２８】
【表１】
2013149336.tif 000003
【００２９】
ところで、Ｆ‐ＤＬＣのように添加物（フッ素）を含有する材料は、添加物濃度によっても硬度や表面自由エネルギーが変化することが分かった。例えば、図８に示すように、フッ素添加量が０％のとき、ＤＬＣ膜の表面自由エネルギーの値は４１．３ｍＪ／ｍ２であり、フッ素添加量が２．５％のとき、ＤＬＣの表面自由エネルギーの値は２８．２ｍＪ／ｍ２に低下し、フッ素添加量が５％に増加するとＦ‐ＤＬＣの表面自由エネルギーの値は２０．１ｍＪ／ｍ２とさらに低下することが分かる。一方、膜の硬度もまた表２及び図５から分かるように、フッ素の添加量の増加に従って硬度が低下していることが分かる。それゆえ、前述のフランジ部２とローラ部３でそれぞれ要求される硬度と表面自由エネルギーの関係をフッ素含有量で調整すること可能となる。すなわち、ローラ部３ではフランジ部２よりも高濃度でフッ素を含むＦ−ＤＬＣを最表面に用いることができる。一方、フランジ部２では、ローラ部３よりも低濃度（０％を含む）でフッ素を含むＤＬＣまたはＦ−ＤＬＣを最表面に用いることができる。フランジ部２の最表面では、ローラ部３の最表面よりも１．５ａｔｍ％以上フッ素濃度が高い方が好ましい。このようにフランジ部２とローラ部３の表面を構成するＤＬＣ中のフッ素の含有量を異ならしめることにより、上記の二つの要求を満足することができる。さらには、次のような製造上の利点も生じる。すなわち、ＤＬＣ膜をフランジ部２とローラ部３に形成する際に、いずれもＣＶＤ等の蒸着法を用いることができ、フランジ部２とローラ部３の成膜時に、成膜チャンバー中に導入するフッ素含有ガスの導入量（流量）及び導入時間を調節するだけで第１膜及び第２膜を連続的に成膜することができる。それゆえ、それらの膜の成膜工程を効率良く実施することが可能となる。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
テープガイド１は、以下のようにして製造することができる。最初に、フランジ部２のフランジ基部２１とローラ部３のローラ基部３１を備えるテープガイド本体をアルミニウムなどで成形する。次に、フランジ基部２１及びローラ基部３１の表面に、電気メッキ、無電解メッキなどによりニッケル、窒化ジルコニウムなどの金属でメッキ膜２２、３２を１０μｍ以下、例えば、約５μｍの厚さでそれぞれ形成する。前述のようにフランジ部３のメッキ膜３２は、フランジ部３の内側面２ａに形成するだけでもよい。
【００３２】
次に、ローラ部３のメッキ膜３２及びフランジ部２のメッキ膜２２の上に、ＰＶＤ、ＣＶＤ、スパッタリング、イオンプレーティング等の方法により第１膜３３及び第２膜２３を形成する。第１膜３３及び第２膜２３を別々の方法により形成してもよいが、生産性の観点から同一の方法で成膜するのが望ましい。これらの方法のうち、硬度が高い膜が得られるという理由からスパッタリング、特に反応性ガスを用いたスパッタリングが好ましい。第１膜３３及び第２膜２３の膜厚は、いずれも、少なくとも１００ｎｍ以上が好ましく、例えば、約１μｍ〜約３μｍにし得る。第１膜３３の成膜時にはフランジ部２のメッキ膜２２（または第２膜２３）をマスキングし、第２膜２３の成膜時にはローラ部３のメッキ膜３２（または第１膜３３）をマスキングすることができる。
【００３３】
メッキ膜２２、３２、第１膜３３及び第２膜２３の成膜は、フランジ基部２１とローラ基部３１が一体に成形されたテープガイド本体に行うことができるが、互いに独立したフランジ基部２１とローラ基部３１を用意し、それらの独立の部品に対して上記のような第１膜３３と第２膜２３を成膜した後に、フランジ基部２１とローラ基部３１を溶接、接着剤などで接続してテープガイド１として組み立ててもよい。
【００３４】
テープガイド１は、例えば、図示しない磁気テープ供給機構と磁気ヘッドの間に配置され、図６に示すように、ローラ部３に磁気テープ７が部分的に巻き付けられるように接触し、これにより磁気テープ７は案内されながら走行する。磁気テープ７の幅方向の両端は、フランジ部２の内側面２ａにより幅方向の移動が拘束されるので、磁気テープ７の幅方向の振れが抑制される。テープガイド１は磁気テープ７の走行の際に、内部に装着されたベアリング機構により自転してもよく、また、テープガイド１がベアリングを備えなくてもよく、自転しなくてもよい。また、テープは、磁気テープに限らず、情報を記録しているテープ状の記録媒体であれば、任意のテープでよい。
【００３５】
以下、本発明のテープガイドを実施例により具体的に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００３６】
図１に示すような形状であり、直径２０ｍｍ、回転軸方向長さ１２．８ｍｍのローラ部３と、直径２２ｍｍ、厚み０．６ｍｍの一対のフランジ部２を有する全長１４ｍｍのテープガイド１を以下の方法で作製した。なお、ローラ部３及びフランジ部２を貫通する軸穴４の直径は９ｍｍである。
【００３７】
予めローラ基部３１の両端部に同軸状に一対のフランジ基部２１が取り付けられたアルミニウム製のテープガイド本体を用意し、図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ローラ部３と一対のフランジ部２の全体にメッキ膜２２、３２をそれぞれ約５μｍの厚さで電鋳により形成した。次いで、ローラ部３のメッキ膜３２をマスキングしつつ、フランジ部２のメッキ膜２２上に第２膜２３としてＤＬＣ膜をスパッタリングにより膜厚２μｍで形成した。次に、フランジ部２に形成したＤＬＣ膜をマスキングしつつ、スパッタリングチャンバ内にフッ素ガスとして、例えば四フッ化炭素ガス(以下ＣＦ４とする)を導入してスパッタリングを行い、ローラ部３のメッキ膜３２上に第１膜３３としてＦ−ＤＬＣ膜を、膜厚２μｍで形成した。第１膜３３中、フッ素は２．５ａｔｍ％含有されていた。
【００３８】
こうして得られたフランジ部２上のＤＬＣ膜と、ローラ部３上のＦ−ＤＬＣ膜について、それぞれ、ナノインデンテーション法（計装化押し込み試験法）を用いて硬度を測定した。ナノインデンテーション法は、ＩＳＯ１４５７７−１、２、３、４で規格化されており、膜厚がナノオーダーからミクロンオーダーの薄膜の硬度測定に適する。測定の結果、フランジ部２上のＤＬＣ膜の硬度は３１．２ＧＰａであり、ローラ部３上のＦ−ＤＬＣ膜の硬度は、１５．３ＧＰａであった。また、フランジ部２上のＤＬＣ膜とローラ部３上のＦ−ＤＬＣ膜の表面自由エネルギーについては、以下のようにして求めた。液体−固体表面における固体の表面自由エネルギーは、液滴の接触角を測定することで求められる。表面自由エネルギーが既知の水（極性）及びジヨードメタン（無極性）のような２種類の液体の液滴との接線とそれらの膜（固体表面）との接触角θを測定した。接触角は協和科学界面(株)の接触角計を用いた。測定された接触角θを用いて表面自由エネルギーが分散力成分（ファンデルワールス力であり、無極性分子を含むすべての分子に働く）と水素結合成分（極性基間の強い相互作用力）からなる場合のＯｗｅｎｓ−Ｗｅｎｄｔ法（ヤング−デュプレ式及び拡張ホークス式を用いる）により膜表面の表面自由エネルギー計算した。この結果、フランジ部２上のＤＬＣ膜では４１．３ｍＪ／ｍ２であり、ローラ部３では２８．２ｍＪ／ｍ２であった。これらのことより、フランジ部２に成膜されているＤＬＣ膜は、ローラ部３に形成されているＦ−ＤＬＣ膜よりも硬度は高く、一方、ローラ部３に成膜されているＦ−ＤＬＣ膜はフランジ部２に成膜されているＤＬＣ膜より表面自由エネルギーが低いことが分かる。
【００３９】
こうして得られたテープガイド１について、ドライブテストを行った。ドライブテストは、２５℃−８０％ＲＨ環境下で、テープガイド１によってＬＴＯ規格の磁気テープをガイドしながら磁気テープを走行させ、走行中の起動トルクを測定した。テープガイド１は、実際の使用時には回転自在にテープドライブに取り付けられるものであるが、本ドライブテストでは、テープドライブに固定して取り付けた。これは、テープガイド１の一部に負荷を集中させるためである。そして、上記のようにして作製した５個のテープカートリッジを用いて、各１０回、計５０回のテープ走行を行った。テープの平均速度は４ｍ／ｓとした。起動トルクの値は、モータの負荷電流値を測定し、ローラ部の表面部材をZrNとした時のモータ負荷電流値を１００（基準値）とした比率で表した。磁気テープのローラ部３への吸着が大きい場合は、磁気テープをローラ部３から引き離すことが容易ではなくなるため、起動トルクは大きくなる。反対に、磁気テープのローラ部３への吸着が小さい場合は、磁気テープをローラ部３から引き離すことが容易となるため、起動トルクは小さくなる。以下のようにＣｒＮのトルク（７０）を基準とした評価基準の下で起動トルク評価した。
起動トルク          評価
７０未満            良好○
７０〜８５未満    不十分△    
８５〜１００        劣る×
この実施例のテープガイド（第１膜３３がＦ−ＤＬＣ）では、トルクは６０であり、良好な値であった。
【００４０】
また、ドライブテストでは、フランジ部２の性能について評価するため、上記条件下で磁気テープを走行させた後、フランジ部２の傷を顕微鏡で観察した。観察結果を以下のような基準で評価した。
観察結果              評価
全く傷がない          良好○
わずかに傷がある    使用可△    
傷がある              劣る×
この実施例のテープガイド１ではフランジ部２の内側面２ａに傷は観察されなかった。これらの起動トルクの測定および傷の観察の結果に基づいて、表４に示すように、この実施例のテープドライブ１の性能についての総合評価は良好（○）であった。
【実施例２】
【００４１】
フランジ部２の第２膜２３をフッ素含有量１．０ａｔｍ％のＦ−ＤＬＣより形成した以外は、実施例１と同様にしてテープガイド１を作製した。フッ素含有量は、導入するＣＦ４ガスの流量を調節することにより行った。実施例1と同様にして第１膜３３及び第２膜２３の硬度及び表面自由エネルギーを測定した。フランジ部２上の第２膜２３の硬度は２３．２ＧＰａであり、フッ素含有率２．５ａｔｍ％のローラ部３上の第１膜３３の硬度は、１５．３ＧＰａであった。また、フランジ部２上の第２膜２３の表面自由エネルギーは３５．１ｍＪ／ｍ２であり、ローラ部３上の第１膜の表面自由エネルギーは２８．２ｍＪ／ｍ２であった。すなわち、この実施例で作製したテープガイドでは、フランジ部２の最表面の膜は、ローラ部３の最表面の膜よりも硬度が高く、一方、ローラ部３の最表面の膜はフランジ部２の最表面の膜より表面自由エネルギーが低いことが分かる。
【００４２】
実施例１と同様に、本実施例のテープガイド１についてドライブテストを行い、起動トルクを測定した。起動トルクは、６０であった。
【００４３】
ドライブテスト後のフランジ部２の内側面２ａを観察したところ、傷がわずかだけ観察された。以上のことより、表４に示すように総合評価（起動トルクとフランジ部の外傷）としては良（○）であった。
【実施例３】
【００４４】
ローラ部３の第１膜３３を窒化クロム（ＣｒＮ）により形成した以外は、実施例１と同様にしてテープガイド１を作製した。窒化クロム膜はターゲットとして窒化クロムを用いてスパッタリングにより膜厚２μｍで成膜した。実施例1と同様にして第１膜３３及び第２膜２３の硬度及び表面自由エネルギーを測定した。フランジ部２上の第２膜２３の硬度は３１．２ＧＰａであり、ローラ部３上の第１膜３３の硬度は、１６．８ＧＰａであった。また、フランジ部２上の第２膜２３の表面自由エネルギーは４１．３ｍＪ／ｍ２であり、ローラ部３上の第１膜の表面自由エネルギーは３３．０ｍＪ／ｍ２であった。すなわち、この実施例で作製したテープガイドでは、フランジ部２の最表面の第２膜２２は、ローラ部３の最表面の第１膜３３よりも硬度が高く、一方、ローラ部３の最表面の第１膜３３はフランジ部２の最表面の第２膜２２より表面自由エネルギーが低いことが分かる。
【００４５】
実施例１と同様に、本実施例のテープガイド１についてドライブテストを行い、起動トルクを測定した。起動トルクは、７０であった（表３参照）。なお、各実施例におけるテープガイドの起動トルクの値を表３のグラフに示した。窒化クロムは、前述のように表面自由エネルギーの値が２６mＪ／ｍ２と小さい。このため、走行中の磁気テープのローラ部３への吸着が抑制され、起動トルクが低いと考えられる。これにより、走行する磁気テープとローラ部３の摩擦による摩耗粉の発生も抑制される。
【００４６】
ドライブテスト後のフランジの内側面を観察したところ、傷等は観察されなかった。以上のことより、表４に示すように総合評価は良好（○）と判定された。
【比較例１】
【００４７】
ローラ部３の第１膜３３とフランジ部２の第２膜２３を共にニッケルにより形成した以外は、実施例１と同様にしてテープガイド１を作製した。ニッケル膜はそれぞれめっきにより膜厚５μｍで形成した。実施例1と同様にして第１膜３３及び第２膜２３の硬度及び表面自由エネルギーを測定した。ローラ部３の第１膜３３とフランジ部２の第２膜２３は共に表面自由エネルギーが３２．０  ｍＪ／ｍ２であった。
【００４８】
実施例１と同様に、本実施例のテープガイド１についてドライブテストを行い、起動トルクを測定した。起動トルクは、７０であった（表３参照）。
【００４９】
ドライブテスト後のフランジ部２の内側面２ａを観察したところ、傷が観察された。以上のことより、表４に示すように総合評価は不良（×）と判定された。
【比較例２】
【００５０】
ローラ部３の第１膜３３とフランジ部２の第２膜２３をともに窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）より形成した以外は、実施例１と同様にしてテープガイド１を作製した。窒化ジルコニウム膜はそれぞれスパッタリングにより膜厚２μｍで形成した。実施例1と同様にして第１膜３３及び第２膜２３の硬度及び表面自由エネルギーを測定した。ローラ部３の第１膜３３とフランジ部２の第２膜２３は共に硬度が２４．０ＧＰａであり、表面自由エネルギーが３５．８ｍＪ／ｍ２であった。
【００５１】
実施例１と同様に、本実施例のテープガイド１についてドライブテストを行い、起動トルクを測定した。起動トルクは、１００であった（表３参照）。
【００５２】
ドライブテスト後のフランジ部２の内側面２ａを観察したところ、わずかに傷が観察された。以上のことから、起動トルク及び外傷という点で実施例1に比べて劣っていたので、表４に示すように総合評価は不良（×）であった。
【比較例３】
【００５３】
ローラ部３の第１膜３３とフランジ部２の第２膜２３をともに窒化チタン（ＴｉＮ）より形成した以外は、実施例１と同様にしてテープガイド１を作製した。窒化チタン膜はそれぞれスパッタリングにより膜厚２μｍで形成した。実施例１と同様にして第１膜３３及び第２膜２３の硬度及び表面自由エネルギーを測定した。ローラ部３の第１膜３３とフランジ部２の第２膜２３は共に硬度が２１．６ＧＰａであり、表面自由エネルギーは３４ｍＪ／ｍ２であった。
【００５４】
実施例１と同様に、本実施例のテープガイド１についてドライブテストを行い、起動トルクを測定した。起動トルクは、８０であった（表３参照）。
【００５５】
ドライブテスト後のフランジ部２の内側面２ａを観察したところ、多少の傷が観察された。以上のことから、起動トルク及び外傷という点で実施例1に比べて劣っていたので、表４に示すように総合評価は使用可能（△）であった。
【比較例４】
【００５６】
ローラ部３の第１膜３３とフランジ部２の第２膜２３を共にＤＬＣより形成した以外は、実施例１と同様にしてテープガイド１を作製した。実施例1と同様にして第１膜３３及び第２膜２３の硬度及び表面自由エネルギーを測定した。ローラ部３の第１膜３３とフランジ部２の第２膜２３は共に硬度が３１．２ＧＰａであり、表面自由エネルギーは４１．３ｍＪ／ｍ２であった。
【００５７】
実施例１と同様に、本実施例のテープガイド１についてドライブテストを行い、起動トルクを測定した。起動トルクは、１００であった。
【００５８】
ドライブテスト後のフランジ部２の内側面２ａを観察したところ、傷等は観察されなかった。しかし、上記のとおり起動トルクが大きいため、表４に示すように総合評価は不良（×）であった（表３参照）。
【比較例５】
【００５９】
ローラ部３の第１膜３３をＤＬＣにより形成し、フランジ部２の第２膜２３をＦ−ＤＬＣ（フッ素含有量２．５ａｔｍ％）により形成した以外は、実施例１と同様にしてテープガイド１を作製した。第１膜３３及び第２膜２２は、それぞれ、スパッタリングにて共に膜厚２μｍで形成した。実施例１と同様にして第１膜３３及び第２膜２３の硬度及び表面自由エネルギーを測定した。フランジ部２上の第２膜（Ｆ−ＤＬＣ）の硬度は１５．３ＧＰａであり、ローラ部３上の第１膜（ＤＬＣ膜）の硬度は、３１．２ＧＰａであった。表面自由エネルギーは、フランジ部２上の第２膜２３では２８．３ｍＪ／ｍ２であり、ローラ部３上の第１膜３３では４１．３ｍＪ／ｍ２であった。
【００６０】
実施例１と同様に、本実施例のテープガイド１についてドライブテストを行い、起動トルクを測定した。起動トルクは、１００であった（表３参照）。
【００６１】
ドライブテスト後のフランジ部２の内側面２ａを観察したところ、傷が観察された。以上のことより、表４に示すように総合評価は不良（×）であった。
【比較例６】
【００６２】
ローラ部３の第１膜３３をＤＬＣにより形成し、フランジ部２の第２膜２３を窒化クロム（ＣｒＮ）により形成した以外は、実施例１と同様にしてテープガイド１を作製した。第１膜３３および第２膜２３を共にスパッタリングにて膜厚２μｍで形成した。実施例１と同様にして第１膜３３及び第２膜２３の硬度及び表面自由エネルギーを測定した。フランジ部２上の第２膜の硬度は１６．８ＧＰａであり、ローラ部３上の第１膜の硬度は、３１．２ＧＰａであった。表面自由エネルギーは、フランジ部２上の第２膜２３では３３．０ｍＪ／ｍ２であり、ローラ部３上の第１膜３３では４１．３ｍＪ／ｍ２であった。
【００６３】
実施例１と同様に、本実施例のテープガイド１についてドライブテストを行い、起動トルクを測定した。起動トルクは、１００であった（表３参照）。
【００６４】
ドライブテスト後のフランジ部２の内側面２ａを観察したところ、傷が観察された。以上のことより、表４に示すように総合評価は不良（×）であった。
【比較例７】
【００６５】
ローラ部３の第１膜３３をＦ−ＤＬＣ（フッ素含有量２．５ａｔｍ％）により形成し、フランジ部２の第２膜２３を窒化クロム（ＣｒＮ）により形成した以外は、実施例１と同様にしてテープガイド１を作製した。第１膜３３および第２膜２３を共にスパッタリングにて膜厚２μｍで形成した。実施例１と同様にして第１膜３３及び第２膜２３の硬度及び表面自由エネルギーを測定した。フランジ部２上の第２膜の硬度は１６．８ＧＰａであり、ローラ部３上の第１膜の硬度は、１５．３ＧＰａであった。表面自由エネルギーは、フランジ部２上の第２膜２３では３３．０ｍＪ／ｍ２であり、ローラ部３上の第１膜３３では２８．２ｍＪ／ｍ２であった。
【００６６】
実施例１と同様に、本実施例のテープガイド１についてドライブテストを行い、起動トルクを測定した。起動トルクは、６０であった（表３参照）。
【００６７】
ドライブテスト後のフランジ部２の内側面２ａを観察したところ、傷が観察された。以上のことより、表４に示すように総合評価は不良（×）であった。
【００６８】
上記実施例及び比較例で作製した各テープガイドの起動トルク及びローラ部の硬度を表３に示すと共に起動トルクの比較を図７のグラフに示した。
【表３】
2013149336.tif 000005
【表４】
2013149336.tif 000006
【００６９】
上述した実施例１〜３、および比較例１〜７のドライブテストの結果によれば、ローラ部３の第１膜３３を、Ｆ−ＤＬＣ（表面自由エネルギー：２８．２ｍＪ／ｍ２）や窒化クロム（表面自由エネルギー：２６ｍＪ／ｍ２）で形成したときに起動トルクの値は比較的に小さくなっており、窒化チタン（表面自由エネルギー；３４ｍＪ／ｍ２）、窒化ジルコニウム（表面自由エネルギー：３５．８ｍＪ／ｍ２）で形成したときに起動トルクの値は比較的に大きくなっている。これらの知見から、第１膜３３の表面自由エネルギーは、３０ｍＪ／ｍ２以下であることが好ましい。また、フランジ部２の第２膜２３を、ＤＬＣ（硬度は３１．２ＧＰａ）で形成したときにはフランジ部２の内側面２ａに傷は観察されず、窒化ジルコニウム（硬度は２４ＧＰａ）で形成したときにはフランジ部２の内側面２ａに傷が観察された。これらの知見から、第２膜２３の硬度は、２５ＧＰａ以上であることが好ましい。また、Ｆ−ＤＬＣ膜でフランジ部２の第２膜２２とローラ部３の第１膜３３を形成しつつも、フッ素濃度が第２膜２２より第１膜３３の方が高くなるように調整することにより、外傷の付きにくいフランジ部２とテープ走行抵抗が低いローラ部３を備えたテープガイドを提供できることが分かった。特に、フランジ部２の第２膜２２とローラ部３の第１膜３３におけるフッ素濃度の差は１．５ａｔｍ％、さらには２．５ａｔｍ％以上あることが好ましいと分かる。
【００７０】
本発明を上記実施例により説明してきたが、本発明はそれらの実施例に限定されない。テープガイド１を構成するローラ部３やフランジ部２を本発明の範囲内で任意の材料から任意の方法で構成し得る。例えば、第２膜２３を、本発明で規定する範囲内で、ＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＳｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｒＡｌＮなどにより形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のテープガイドは、走行中の磁気テープなどのテープ状記録媒体を、幅方向への振れやテープガイドへの吸着を抑制しつつ安定して案内することができる。また、本発明のテープガイドは、耐摩耗性にも優れている。よって本発明のテープガイドを利用することで、磁気テープなどのテープ状の記録媒体からの情報の記録・再生を長期間に渡り安定した状態で行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００７２】
１  テープガイド
２  フランジ部
２ａ  フランジ部の内側面
２ｂ  フランジ部の外側面
３  ローラ部
４  軸穴
７  磁気テープ
９  コーナー
２３  第２膜
３３  第１膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013149336.tif 000011
【図６】
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【図７】
2013149336.tif 000013
【図８】
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