摺動部材、摺動部品、及びそれらの製造方法、並びにそれらを用いた磁気記録媒体製造装置
【課題】摺動部分に高い加重が加わる２５０〜３００℃の環境下でも使用が可能であり、且つ、高い真空環境を悪化させることが無く、更に、発塵を高度に低減させた摺動部材、摺動部品、及びそれらの製造方法、並びにそれらを用いた磁気記録媒体製造装置を提供する。
【解決手段】本発明の摺動部材は、摺動面の表面１１に開口したピット１２を形成し、このピット１２に固体潤滑剤を保持することを特徴とする。前記摺動面は、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなることを特徴とすることができる。
【解決手段】本発明の摺動部材は、摺動面の表面１１に開口したピット１２を形成し、このピット１２に固体潤滑剤を保持することを特徴とする。前記摺動面は、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなることを特徴とすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸、レール等の移動の軌跡を拘束する案内や軸受等の可動体に用いる摺動部材、摺動部品、及びそれらの製造方法、並びにそれらを用いた磁気記録媒体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報機器などのハードディスクとして用いられる磁気記録媒体は、非磁性基板上に、非磁性下地膜、磁性膜、保護膜等を積層して製造される。このような磁気記録媒体の製造装置として、インライン式のスパッタ装置を用いる場合、基板は、エアロックを通してスパッタ装置内に搬入され、複数のスパッタ装置を順番に移動するキャリア上に載置され、基板は各膜を成膜するスパッタチャンバを、キャリアに保持されて、大気に触れずに搬送される。そして、成膜後、基板は、キャリアから取り出され、エアロックを介してスパッタ装置外に搬出される。
こうしたプロセスにおいて、キャリアは基板を収納したまま装置内を回送されるが、キャリアの下部にローラーなどの摺動部品を設置することで、キャリアの運搬を容易にしている。
【０００３】
このようなローラーや、軸受、レールなどの摺動部品は、トライボロジー（摩擦・摩耗・潤滑）に関する諸問題の解決が極めて重要である。特に、機械要素の摺動特性の向上は、物体の移動時におけるエネルギーロスの削減や、物体を高速運動や急停止運動させた場合でも、高い案内精度を長期間安定して保証するために重要である。
一般的に、摺動部品では、トライボロジーに関する諸問題を解決するため、摺動部分における相互の材料を適切に選択し、また、潤滑液や固体潤滑剤を使用する等して、相手材との潤滑性を高め、摩擦力を低減し、発熱増大による焼き付きや基材の熱変質、変形などを防止し、使用寿命の延長をはかっている。
【０００４】
摺動部品におけるトライボロジーに関する諸問題を解決する方法として、例えば、特許文献１には、多孔質基体材料に炭素などの無機質の固体潤滑材を分散配合して焼結した摺動部品を用いることにより摩擦力を低減する方法が記載されている。
また、特許文献２には、摺動部品の表面に、錫（Ｓｎ）、或いは銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）等の錫を含む合金等の軟質金属被膜を形成することにより、摺動部分の潤滑性を高める方法が記載されている。
また、特許文献３には、摺動部分の表面に固体潤滑剤として銀メッキを施し、摺動部品の摩擦力を低減する方法が記載されている。
また、特許文献４には、摺動部材の摩擦面に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、すず（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）等の軟質金属の微粒子を、ノズルから空気と共に吹き付けて固体潤滑被膜を形成し、摺動部分の摩擦係数を下げる方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２７５２３４号公報
【特許文献２】特開２００６−１７０１０６号公報
【特許文献３】特表２００４−５１２４４８号公報
【特許文献４】特開平６−１０９０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、摺動部品としては多くの材料や潤滑剤が提案されているが、これらの材料の中で、磁気記録媒体製造装置のように、高い加重が加わる環境で使用ができ、且つ、高い真空度を保持することが可能で、更に、発塵が少ない摺動部品や潤滑剤は極めて少ない。
一般的に摺動部品は、その摺動部分において、硬い材料と柔らかい材料とを組み合わせて、両材料がお互いにかみ合うことを防止するが、その摺動面で柔らかい材料が削れて発塵する問題がある。また真空環境下では、蒸気圧の関係で液体潤滑剤は使用できず、一方で、二硫化モリブデンやタングステンなどの固体潤滑剤を用いた場合は、耐熱性や耐荷重は高いものの、その潤滑剤が発塵の原因となる。
また、フッ素樹脂やＰＥＥＫ樹脂を固体潤滑として用いた場合は、耐熱性、耐荷重性共に低く、発塵も防ぐことができない。液体潤滑剤として、真空グリスを使用する場合があるが、真空グリスは高温環境下では放出ガスが多い。
さらに、セラミックス材料等を用いた場合は耐衝撃性が低く破損する場合が多く、また摩耗による発塵も多い。加えて、摺動部品からの脱ガスが真空度を悪化させるため、摺動部材として使用できる材料も限られている。
摺動部材として、固体潤滑剤を分散配合した材料もあるが、これらの材料は強度が低く、耐熱性も低い場合が多い。また、材料の摩耗による発塵も多い。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、磁気記録媒体製造装置のように、摺動部分に高い加重が加わる２５０〜３００℃の環境下でも使用が可能であり、且つ、高い真空環境を悪化させることが無く、更に、発塵を高度に低減させた摺動部材、摺動部品、及びそれらの製造方法、並びにそれらを用いた磁気記録媒体製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、摺動部材に高い加重が加わる、高温、真空環境下で、発塵や脱ガスが少なく、耐摩耗性、摺動性、潤滑性を具備する摺動部材について検討したところ、ステンレス鋼やアルミニウム合金の表層に、開口したピットを形成し、このピットに固体潤滑剤を保持することで、その固体潤滑剤を保持したピットにより摩擦力が低減され、また、摺動部材と同種の、ステンレス鋼やアルミニウム合金の部材とを組み合わせた摺動部分を有する摺動部品をもちいることにより、摺動部分の摩耗が著しく低減されるという知見を得たものである。
すなわち本発明は以下に関する。
（１）本発明の摺動部材は、摺動面の表層に開口したピットが形成され、前記ピットに固体潤滑剤を保持させたことを特徴とする。
（２）本発明の摺動部材は、前記摺動面を、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなることとした。
（３）本発明の摺動部材は、前記固体潤滑剤を、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を含むこととした。
（４）本発明の摺動部材は、前記固体潤滑剤を、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料であることとした。
（５）本発明の摺動部材は、（４）において、前記軟質金属材料を、ＡｇまたはＡｕであることとした。
（６）本発明の摺動部材は、前記ピットの深さは、１〜２０μｍの範囲であることとした。
（７）本発明の摺動部材は、前記ピットの開口径は、０．５〜５μｍの範囲であることとした。
（８）本発明の摺動部材は、前記ピットの密度は、１０〜１０００個／平方ミリメートルの範囲であることとした。
（９）本発明の摺動部品は、（１）〜（８）の何れか１項に記載の摺動部材と、この摺動部材の摺動面と同等の材質からなる部材とを、摺動部分に組み合わせたことを特徴とする。
（１０）本発明の磁気記録媒体製造装置は、基板を収納するキャリアと、複数のスパッタ装置とを備え、前記キャリアを前記スパッタ装置間で運搬する際の摩擦を軽減するための摺動部品において、（１）〜（８）の何れか１項に記載の摺動部材、もしくは（９）に記載の摺動部品が用いられたことを特徴とする。
（１１）本発明の摺動部材の製造方法は、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなる摺動部材に、表層をエッチングしてピットを形成する工程と、これらのピットに固体潤滑剤を、含浸または前記摺動部材の内部から析出させる工程とを、順に有することを特徴とする。
（１２）本発明の摺動部材の製造方法は、前記固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を選択して用いることとした。
（１３）本発明の摺動部材の製造方法は、前記固体潤滑剤を、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料とすることとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の摺動部材によれば、摺動面の表層に開口したピットを形成し、このピットに固体潤滑剤を保持させることで、摺動面と相手部材とが摺動する際、固体潤滑剤がピットから徐々に表層に出てくるため、潤滑効果を均一に長時間維持することができる。
また、摺動面にステンレス鋼を用いることで、靱性の高いステンレス鋼が摺動部分において、摺動材料に加わった力を分散し、さらに、摺動面に存在する固体潤滑剤が、摺動面における摩擦係数を下げ、加えて、ステンレス鋼の表面のピットが、摺動面に存在する固体潤滑を強固に保持するための相乗効果を有するため、真空中における脱ガスが少なく、耐熱性も高く、強靱で真空環境に好適な摺動部材を作製することができる。また、摺動面にアルミニウム合金を用いることで、その表面に安定な酸化被膜ができるため、脱ガスが少なく、真空環境に適した摺動部材を作製することができる。
【０００９】
また、本発明の摺動部材において、固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を含むことで、摺動性が高く、且つ、高温時においても脱ガスが少ないため、摺動時における真空容器内での真空度の低下を防ぐことができる。
また、固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料を用いることで、脱ガスを少なくして、摺動時における真空度の悪化を防ぐことができ、且つ、展延性に富むため微粉となりにくく、真空チャンバの底部に堆積するため発塵が防止される。
本発明の軟質金属材料とは、蒸気圧が低く、摺動面を構成する材料より軟らかい金属材料を差し、例えば、金、銅、銀、亜鉛、鉛、スズ、インジウムから選択するのが好ましい。
また、固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料で、ＡｇまたはＡｕを用いた場合は、これらの材料からの脱ガスや発塵を特に防止することができる。
【００１０】
また、本発明の摺動部材において、ピットの深さが、１〜２０μｍの範囲であることを特徴とすることで、浅すぎるピットのために摺動面の摩耗により消失することなく、摺動面の耐摩耗性を十分に向上させることができ、且つ、深すぎるピットのためにピット間の強度を損なうことなく、摺動部材の耐力も十分に有することができる。
【００１１】
また、本発明の摺動部材において、前記ピットの開口径は、０．５〜５μｍの範囲であることを特徴とすることで、開口に固体潤滑剤が十分浸入し、摺動面において十分な潤滑効果が得られ、且つ、固体潤滑剤が流出しやすくなることもなく、固体潤滑剤の保持能力を十分有することができる。
【００１２】
また、本発明の摺動部材において、前記ピットの密度は、１０〜１０００個／平方ミリメートルの範囲であることを特徴とすることで、摺動面全体において十分な量の固体潤滑剤を保持することができ、且つ、ピットが多すぎて表層が荒れて固体潤滑剤が流出しやすくなることなく、十分な潤滑効果が得られる。
【００１３】
また、本発明の摺動部品によれば、上記のような摺動部材と、この摺動部材の摺動面と同等の材質からなる部材とを、摺動部分に組み合わせることで、ステンレス鋼やアルミニウム合金からなる硬い材質の部材とを組み合わせて摺動部品を作製することができ、柔らかい材料が削れて発塵するようなことがないため、摺動部分の摩耗を著しく低減させることができる。
【００１４】
また、本発明の磁気記録媒体製造装置によれば、基板を収納するキャリアと、複数のスパッタ装置とを備え、前記キャリアを前記スパッタ装置間で運搬する際の摩擦を軽減するための摺動部品として、上記のような摺動部材、もしくは上記のような摺動部品が用いられたことで、摺動部分に高い加重が加わる２５０〜３００℃の環境下でも使用が可能であり、且つ、高い真空環境を悪化させることが無く、更に、発塵を高度に低減させることができる。
【００１５】
また、本発明の摺動部材の製造方法によれば、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなる摺動部材に、表層をエッチングしてピットを形成する工程を有することで、摺動面の表層に多くのピットを容易に、且つ、均一に形成することができる。また、これらのピットに固体潤滑剤を、含浸または前記摺動部材の内部から析出させる工程を有することで、これらのピットに固体潤滑剤を容易に、且つ、均一に保持させることができる。
【００１６】
また、本発明の摺動部材の製造方法において、固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂や、これらの合金、複合物等を用いることで、摺動性が高く、且つ、高温時においても脱ガスが少ないため、摺動時における真空容器内での真空度の低下を防ぐことができる。
また、固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料を用いることで、脱ガスを少なくして、摺動時における真空度の悪化を防ぐことができ、且つ、展延性に富むため微粉となりにくく、真空チャンバの底部に堆積するため発塵が防止される。
本発明の軟質金属材料とは、蒸気圧が低く、摺動面を構成する材料より軟らかい金属材料を差し、例えば、金、銅、銀、亜鉛、鉛、スズ、インジウムから選択するのが好ましい。
また、固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属で、ＡｇまたはＡｕを用いた場合は、これらの材料からの脱ガスや発塵を特に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る摺動部材、および摺動部品、ならびに磁気記録媒体製造装置の実施形態の一例について、図を参照しながら説明する。
【００１８】
図１に示す如く、本実施形態における磁気記録媒体製造装置は、インライン式のスパッタ装置と、基板Ｗを収納してスパッタ装置間を運搬するキャリア１とを有している。
各スパッタ装置は、外気から隔離するチャンバ（図示せず）を有し、そのチャンバ内には、キャリア１を磁力で運搬するキャリア駆動部２と、摺動部品として、キャリア１を下方から支えて運搬方向に案内する複数のメインローラー３と、キャリア１が傾かないように両側部から支える複数のガイドローラー４とを備えている。
このキャリア１は、基板Ｗを２枚保持した状態で各チャンバ内の下部に設けられたメインローラー３の上を移動する。
キャリア１の駆動は、キャリア１の底部に設けられたマグネット５と、キャリア駆動部２に設けられた回転マグネット６との吸引力によって行い、その吸引力はキャリア駆動部２に備えられているモーターＭによって供給する。
【００１９】
キャリア１は、各基板Ｗを３本の支持爪７によってそれぞれ保持し、底部に設けられた水平方向の溝８の上部にはレール９を有し、レール９の中央部にはＶ字型の支持溝（摺動部分）１０が設けられ、この支持溝１０に沿って、メインローラー３の上を移動する。
メインローラー３は、例えば、直径を５０ｍｍ、幅を１０ｍｍとし、レール９の幅は、例えば１５ｍｍとすればよい。
メインローラー３の表面１１には、図２に示す如く、固体潤滑剤を保持させるための複数のピット１２が形成され、この表面１１が摺動面となるよう、レール９の支持溝１０と組み合わされている。
【００２０】
このような磁気記録媒体製造装置において、非磁性の基板Ｗ上に、非磁性下地膜、磁性膜、保護膜等を積層し、磁気記録媒体を製造する。基板Ｗは、エアロック（図示せず）を通してスパッタ装置内に搬入し、複数のスパッタ装置を順番に移動するキャリア１上に載置し、キャリア１に保持されたまま大気にふれないよう、各膜を成膜するチャンバ間を搬送する。そして、成膜後、基板Ｗは、キャリア１から取り出され、エアロックを介してスパッタ装置外に搬出される。
以上のプロセスにおいて、キャリア１は磁気記録媒体製造装置内を回送されるが、成膜工程時には、メインローラー３部分や、レール９部分の表面温度は２５０〜３００℃の高温となり、また、チャンバ内は真空度の高い環境である。
そのため、このような高温環境下で使用でき、且つ、高い真空環境を悪化させることが無く、更に、発塵を高度に低減させた摺動部材を用いる必要がある。
【００２１】
本発明の摺動部材は、このメインローラー３のように、摺動面の表層にピットを形成し、このピットに固体潤滑剤を保持させることを特徴とする。
摺動部材とは、軸、レール等の移動の軌跡を拘束する案内や軸受け等の可動体の摺動面に用いられる材料で、その摺動面における双方の材料、または、一方の材料を指す。例えば、レールとそのレール上を移動するローラーや、ボールベアリングにおけるボールと、そのボールを保持するガイド部分は何れも摺動部材である。
【００２２】
本発明の摺動部材の材料は、ステンレス鋼またはアルミニウム合金が好ましく、より好ましくはステンレス鋼であり、具体的には、例えばＪＩＳ規定のＳＵＳ３０４が挙げられる。
ステンレス鋼とは、鉄（Ｆｅ）を主成分にして、これにクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）を含有させた合金である。一般的には、クロムを１１％以上含有させた鋼をステンレスと定義している。これはクロムが１１％以上になると、さびにくさ（耐食性）が飛躍的に向上するからである。ステンレス鋼として最も広く使われているのは１８−８ステンレス鋼で、１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ−残部Ｆｅであることを意味する。
ステンレス鋼は、真空中における脱ガスが少なく、耐熱性も高く、強靱な材料であるため真空部品としては好適な材料である。しかしながら、ステンレス鋼は、一般に凝着や焼付きを生じやすいために、摺動部品には適さず、また加工も難しい材料であった。
そのため、本発明のように、摺動面の表層にピットを形成し、このピットに固体潤滑剤を保持させることで、こうした凝着や焼付きを防ぐことができるため、ステンレス鋼を摺動部材や摺動部品に用いることができ、これらを用いた磁気記録媒体製造装置を実現することができる。
【００２３】
素材として、ステンレス鋼の他に、アルミニウム合金を用いることができる。アルミニウム合金とは、アルミニウムにマグネシウム、マンガン、銅、ケイ素、亜鉛などを添加して合金にしたものであり、圧延品、鋳造品、鍛造品、ダイカスト品等が知られている。アルミニウム合金は、その表面に安定な酸化被膜ができるため、脱ガスが少なく、真空環境での使用に適した材料である。
【００２４】
表面にピットを形成する方法として、ステンレス鋼の場合、酸を用いた化学エッチングや電解エッチング等の公知の方法を用いることができるが、例えば、ステンレス鋼の表面を塩化第二鉄水溶液中に侵漬し、交番電解エッチングを施すことによりステンレス鋼の表面に好適にピットを形成することができる。
アルミニウム合金の場合、酸を用いた化学エッチングや電解エッチング等の公知の方法を用いることができる。例えば、塩素イオンや硫酸イオンを含む水溶液中において直流電流にて電気化学的にエッチングする方法を例示できる。
【００２５】
摺動部材（本実施形態では、メインローラー３）がステンレス鋼やアルミニウム合金からなる場合、図２に示すように、表面１１にピット１２を形成する深さｄは、１μｍ≦ｄ≦２０μｍの範囲であることが好ましい。１μｍより浅い場合は耐摩耗性を向上させる効果が小さく、２０μｍを越えて深くなると、ピット１２がステンレス鋼の耐力を低下させ好ましくない。
ピット１２の開口径ｒは、０．５μｍ≦ｒ≦５μｍの範囲であることが好ましい。０．５μｍ未満では固体潤滑剤がピット１２中に侵入し難いために潤滑性の効果が十分ではなく、５μｍを越えて大きくなると、微細孔に侵入した固体潤滑剤が流出しやすくなり、固体潤滑剤の保持能力が低下する。
ピット１２の密度ρは、１０個／平方ミリメートル≦ρ≦１０００個／平方ミリメートルの範囲であることが好ましい。１０個／平方ミリメートル以下であると、固体潤滑剤の効果が小さく、摺動面の耐摩耗性を向上させる効果が小さく、１０００個／平方ミリメートル以上であると、表面１１が荒れ、ピット１２に侵入した固体潤滑剤が流出しやすくなり、固体潤滑剤の保持能力が低下する。
【００２６】
ピット１２に保持させる固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂や、これらの合金、複合物等を用いるのが好ましい。これらの物質は、摺動性が高く、また、高温時においても脱ガスが少ないため、摺動時における真空容器内での真空度の低下を防ぐことができる。
【００２７】
また、この固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料を用いることがより好ましい。
本発明における軟質金属材料とは、蒸気圧が低く、摺動面を構成する材料より軟らかい金属材料を差し、例えば、金、銅、銀、亜鉛、鉛、スズ、インジウムから選択するのが好ましい。
軟質金属材料は、脱ガスが少なくいため摺動時における真空度の悪化を防ぐことができ、且つ、展延性に富むため微粉となりにくく、真空チャンバの底部に堆積するため発塵が防止される。
【００２８】
また、この固体潤滑剤としては、軟質金属の、ＡｇまたはＡｕを用いるのが特に好ましい。軟質金属材料として、ＡｇまたはＡｕを用いた場合は、これらの材料からの脱ガスや発塵が特に防止されるからである。
【００２９】
一般には、固体潤滑剤として、金属硫化物、グラファイト、ｈ−ＢＮ等が用いられる場合が多いが、これらの物質は発塵しやすく、また、脱ガスも多い。よって、高真空環境下や、発塵を極度に嫌う環境下で使用することは好ましくない。
【００３０】
ピット１２に固体潤滑剤を保持させる方法としては、固体潤滑剤を溶融して、その中にピット１２を形成した材を浸漬する方法、また部材の内部から、ピット１２部分に固体潤滑物を析出させる方法がある。
【００３１】
なお、本実施形態における摺動部材は、摺動面における両方の材料、例えば、レールと、そのレール上を動くローラーの両方の部品の材料として用いることも、その一方の部品の材料として用いることもできる。
しかし、摺動面の一方の部材として使用するほうが、ピッチの加工は容易であるため好ましい。他方の部材には、固体潤滑剤を保持するためのピッチを形成せずに、材料としてこの摺動部材と同種の基材である、ステンレス鋼またはアルミニウム合金を組み合わせることで、十分な潤滑効果が得られる。
摺動部品をこのような組み合わせで形成することにより、磁気記録媒体製造装置のように、摺動部分に高い加重が加わる２５０〜３００℃の環境下でも使用が可能であり、且つ、高い真空環境を悪化させることが無く、摺動部分の摩耗や発塵を著しく低減させる効果が得られる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３３】
本実施例では、図１に示すような、キャリア１と、インライン式のＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社（日本）製Ｃ３０１０）とを備えた磁気記録媒体製造装置を用いて、基板Ｗから磁気記録媒体を製造した。
キャリア１は、ステンレス鋼（ＪＩＳ規定のＳＵＳ３０４）製で、重量は約８ｋｇである。
ＤＣマグネトロンスパッタ装置のチャンバ内に設けられたメインローラー３、ガイドローラー４もステンレス鋼（ＪＩＳ規定のＳＵＳ３０４）製である。メインローラー３は、直径５０ｍｍ、幅１０ｍｍであり、レール９は、幅１５ｍｍである。
【００３４】
メインローラー３の表面１１におけるピット１２の形成は、Ｆｅイオンを５０ｇ／リットル含む塩化第二鉄水溶液中にメインローラー３を侵漬し、メインローラー３の表面１１に５Ｈｚの交番電解エッチングを施すことにより行った。エッチングの際の液温度は５０℃、電流密度は０．７ｋＡ／ｍ2、エッチング時間は６０秒とした。
これにより、深さｄが平均で１０μｍ、開口径ｒが平均で３μｍ、密度ρが平均で５００個／平方ミリメートルのピット１２を形成した。
【００３５】
固体潤滑剤としてＡｇを用い、メインローラー３の表面１１に形成したピット１２の内部に、電気メッキ法によりＡｇを析出させた。なお、ピット１２以外の箇所に析出したＡｇは、メインローラー３の表面１１を機械研磨することにより除去した。
【００３６】
基板Ｗとして、ＫＭＧ社製の結晶化ガラスを使用した。基板Ｗのサイズは、外径４８ｍｍ、内径１２ｍｍ、板厚０．５０８ｍｍである。
この基板Ｗの表面にテクスチャ加工を施し、この基板Ｗを十分に洗浄し乾燥した後、以下に示すように、スパッタ装置を用いて基板Ｗ表面に膜形成を行った。
【００３７】
基板Ｗは、エアロック（図示せず）を通してスパッタ装置内に搬入し、複数のスパッタ装置を順番に移動するキャリア１上に載置して、キャリア１で保持したまま大気にふれないよう、各膜を成膜するチャンバ間の搬送を行った。
スパッタ装置を覆っているチャンバ内は、真空到達度を２×１０−７Ｔｏｒｒ（２．７×１０−５Ｐａ）まで排気した。
まず、配向調整層として、Ｃｏ―Ｗ合金（Ｃｏ：４５ａｔ％、Ｗ：５５ａｔ％）からなるタ−ゲットも用いて常温にて１ｎｍ積層した。
その後、基板Ｗを２５０℃に加熱し、加熱後、酸素暴露を０．０５Ｐａで５秒間実施した。
続いて、非磁性下地層として、Ｃｒ−Ｔｉ―Ｂ合金（Ｃｒ：８３ａｔ％、Ｔｉ：１５ａｔ％、Ｂ：２ａｔ％）からなるタ−ゲットを用いて８ｎｍ積層した。
続いて、非磁性中間層として、Ｃｏ―Ｃｒ合金（Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｃｒ：３５ａｔ％）からなるタ−ゲットを用いて２ｎｍ積層した。
続いて、磁性層として、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ合金（Ｃｏ：６０ａｔ％、Ｃｒ：２２ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｂ：６ａｔ％）からなるタ−ゲットを用いてＣｏＣｒＰｔＢ合金層を２０ｎｍの膜厚で積層した。
最後に、保護層として、カ−ボンを５ｎｍの膜厚で積層した。
なお、これらの成膜工程時におけるＡｒ圧は、３ｍＴｏｒｒ（０．４Ｐａ）とした。
このようにして、配向調整層、非磁性下地層、非磁性中間層、磁性層、保護層からなる膜形成を行った後、基板Ｗをキャリア１から取り出し、エアロックを介してスパッタ装置外に搬出した。
【００３８】
以上の方法により、キャリア１を用いて１０万枚の基板Ｗをチャンバ内に搬送し、磁気記録媒体を製造した。
製造後、チャンバ内のメインローラー２および、磁気記録媒体製造装置のレール９の摩耗を確認したところ、メインローラー２に最大で５ミクロン程度の摩耗が確認されたものの、レール９の摩耗は確認されず、また磁気記録媒体製造装置の到達真空度として、２×１０−７Ｔｏｒｒ（２．７×１０−５Ｐａ）のベース圧が確保されていた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る摺動部材の一例を模式的に説明する図であり、（ａ）はキャリアの正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１におけるメインローラー３の正面図（ａ）、およびメインローラー３の表面１１の拡大図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４０】
１…キャリア、２…キャリア駆動部、３…メインローラー、４…ガイドローラー、５…マグネット、６…回転マグネット、７…支持爪、８…溝、９…レール、１０…支持溝、１１…表面、１２…ピット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸、レール等の移動の軌跡を拘束する案内や軸受等の可動体に用いる摺動部材、摺動部品、及びそれらの製造方法、並びにそれらを用いた磁気記録媒体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報機器などのハードディスクとして用いられる磁気記録媒体は、非磁性基板上に、非磁性下地膜、磁性膜、保護膜等を積層して製造される。このような磁気記録媒体の製造装置として、インライン式のスパッタ装置を用いる場合、基板は、エアロックを通してスパッタ装置内に搬入され、複数のスパッタ装置を順番に移動するキャリア上に載置され、基板は各膜を成膜するスパッタチャンバを、キャリアに保持されて、大気に触れずに搬送される。そして、成膜後、基板は、キャリアから取り出され、エアロックを介してスパッタ装置外に搬出される。
こうしたプロセスにおいて、キャリアは基板を収納したまま装置内を回送されるが、キャリアの下部にローラーなどの摺動部品を設置することで、キャリアの運搬を容易にしている。
【０００３】
このようなローラーや、軸受、レールなどの摺動部品は、トライボロジー（摩擦・摩耗・潤滑）に関する諸問題の解決が極めて重要である。特に、機械要素の摺動特性の向上は、物体の移動時におけるエネルギーロスの削減や、物体を高速運動や急停止運動させた場合でも、高い案内精度を長期間安定して保証するために重要である。
一般的に、摺動部品では、トライボロジーに関する諸問題を解決するため、摺動部分における相互の材料を適切に選択し、また、潤滑液や固体潤滑剤を使用する等して、相手材との潤滑性を高め、摩擦力を低減し、発熱増大による焼き付きや基材の熱変質、変形などを防止し、使用寿命の延長をはかっている。
【０００４】
摺動部品におけるトライボロジーに関する諸問題を解決する方法として、例えば、特許文献１には、多孔質基体材料に炭素などの無機質の固体潤滑材を分散配合して焼結した摺動部品を用いることにより摩擦力を低減する方法が記載されている。
また、特許文献２には、摺動部品の表面に、錫（Ｓｎ）、或いは銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）等の錫を含む合金等の軟質金属被膜を形成することにより、摺動部分の潤滑性を高める方法が記載されている。
また、特許文献３には、摺動部分の表面に固体潤滑剤として銀メッキを施し、摺動部品の摩擦力を低減する方法が記載されている。
また、特許文献４には、摺動部材の摩擦面に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、すず（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）等の軟質金属の微粒子を、ノズルから空気と共に吹き付けて固体潤滑被膜を形成し、摺動部分の摩擦係数を下げる方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２７５２３４号公報
【特許文献２】特開２００６−１７０１０６号公報
【特許文献３】特表２００４−５１２４４８号公報
【特許文献４】特開平６−１０９０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、摺動部品としては多くの材料や潤滑剤が提案されているが、これらの材料の中で、磁気記録媒体製造装置のように、高い加重が加わる環境で使用ができ、且つ、高い真空度を保持することが可能で、更に、発塵が少ない摺動部品や潤滑剤は極めて少ない。
一般的に摺動部品は、その摺動部分において、硬い材料と柔らかい材料とを組み合わせて、両材料がお互いにかみ合うことを防止するが、その摺動面で柔らかい材料が削れて発塵する問題がある。また真空環境下では、蒸気圧の関係で液体潤滑剤は使用できず、一方で、二硫化モリブデンやタングステンなどの固体潤滑剤を用いた場合は、耐熱性や耐荷重は高いものの、その潤滑剤が発塵の原因となる。
また、フッ素樹脂やＰＥＥＫ樹脂を固体潤滑として用いた場合は、耐熱性、耐荷重性共に低く、発塵も防ぐことができない。液体潤滑剤として、真空グリスを使用する場合があるが、真空グリスは高温環境下では放出ガスが多い。
さらに、セラミックス材料等を用いた場合は耐衝撃性が低く破損する場合が多く、また摩耗による発塵も多い。加えて、摺動部品からの脱ガスが真空度を悪化させるため、摺動部材として使用できる材料も限られている。
摺動部材として、固体潤滑剤を分散配合した材料もあるが、これらの材料は強度が低く、耐熱性も低い場合が多い。また、材料の摩耗による発塵も多い。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、磁気記録媒体製造装置のように、摺動部分に高い加重が加わる２５０〜３００℃の環境下でも使用が可能であり、且つ、高い真空環境を悪化させることが無く、更に、発塵を高度に低減させた摺動部材、摺動部品、及びそれらの製造方法、並びにそれらを用いた磁気記録媒体製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、摺動部材に高い加重が加わる、高温、真空環境下で、発塵や脱ガスが少なく、耐摩耗性、摺動性、潤滑性を具備する摺動部材について検討したところ、ステンレス鋼やアルミニウム合金の表層に、開口したピットを形成し、このピットに固体潤滑剤を保持することで、その固体潤滑剤を保持したピットにより摩擦力が低減され、また、摺動部材と同種の、ステンレス鋼やアルミニウム合金の部材とを組み合わせた摺動部分を有する摺動部品をもちいることにより、摺動部分の摩耗が著しく低減されるという知見を得たものである。
すなわち本発明は以下に関する。
（１）本発明の摺動部材は、摺動面の表層に開口したピットが形成され、前記ピットに固体潤滑剤を保持させたことを特徴とする。
（２）本発明の摺動部材は、前記摺動面を、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなることとした。
（３）本発明の摺動部材は、前記固体潤滑剤を、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を含むこととした。
（４）本発明の摺動部材は、前記固体潤滑剤を、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料であることとした。
（５）本発明の摺動部材は、（４）において、前記軟質金属材料を、ＡｇまたはＡｕであることとした。
（６）本発明の摺動部材は、前記ピットの深さは、１〜２０μｍの範囲であることとした。
（７）本発明の摺動部材は、前記ピットの開口径は、０．５〜５μｍの範囲であることとした。
（８）本発明の摺動部材は、前記ピットの密度は、１０〜１０００個／平方ミリメートルの範囲であることとした。
（９）本発明の摺動部品は、（１）〜（８）の何れか１項に記載の摺動部材と、この摺動部材の摺動面と同等の材質からなる部材とを、摺動部分に組み合わせたことを特徴とする。
（１０）本発明の磁気記録媒体製造装置は、基板を収納するキャリアと、複数のスパッタ装置とを備え、前記キャリアを前記スパッタ装置間で運搬する際の摩擦を軽減するための摺動部品において、（１）〜（８）の何れか１項に記載の摺動部材、もしくは（９）に記載の摺動部品が用いられたことを特徴とする。
（１１）本発明の摺動部材の製造方法は、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなる摺動部材に、表層をエッチングしてピットを形成する工程と、これらのピットに固体潤滑剤を、含浸または前記摺動部材の内部から析出させる工程とを、順に有することを特徴とする。
（１２）本発明の摺動部材の製造方法は、前記固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を選択して用いることとした。
（１３）本発明の摺動部材の製造方法は、前記固体潤滑剤を、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料とすることとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の摺動部材によれば、摺動面の表層に開口したピットを形成し、このピットに固体潤滑剤を保持させることで、摺動面と相手部材とが摺動する際、固体潤滑剤がピットから徐々に表層に出てくるため、潤滑効果を均一に長時間維持することができる。
また、摺動面にステンレス鋼を用いることで、靱性の高いステンレス鋼が摺動部分において、摺動材料に加わった力を分散し、さらに、摺動面に存在する固体潤滑剤が、摺動面における摩擦係数を下げ、加えて、ステンレス鋼の表面のピットが、摺動面に存在する固体潤滑を強固に保持するための相乗効果を有するため、真空中における脱ガスが少なく、耐熱性も高く、強靱で真空環境に好適な摺動部材を作製することができる。また、摺動面にアルミニウム合金を用いることで、その表面に安定な酸化被膜ができるため、脱ガスが少なく、真空環境に適した摺動部材を作製することができる。
【０００９】
また、本発明の摺動部材において、固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を含むことで、摺動性が高く、且つ、高温時においても脱ガスが少ないため、摺動時における真空容器内での真空度の低下を防ぐことができる。
また、固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料を用いることで、脱ガスを少なくして、摺動時における真空度の悪化を防ぐことができ、且つ、展延性に富むため微粉となりにくく、真空チャンバの底部に堆積するため発塵が防止される。
本発明の軟質金属材料とは、蒸気圧が低く、摺動面を構成する材料より軟らかい金属材料を差し、例えば、金、銅、銀、亜鉛、鉛、スズ、インジウムから選択するのが好ましい。
また、固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料で、ＡｇまたはＡｕを用いた場合は、これらの材料からの脱ガスや発塵を特に防止することができる。
【００１０】
また、本発明の摺動部材において、ピットの深さが、１〜２０μｍの範囲であることを特徴とすることで、浅すぎるピットのために摺動面の摩耗により消失することなく、摺動面の耐摩耗性を十分に向上させることができ、且つ、深すぎるピットのためにピット間の強度を損なうことなく、摺動部材の耐力も十分に有することができる。
【００１１】
また、本発明の摺動部材において、前記ピットの開口径は、０．５〜５μｍの範囲であることを特徴とすることで、開口に固体潤滑剤が十分浸入し、摺動面において十分な潤滑効果が得られ、且つ、固体潤滑剤が流出しやすくなることもなく、固体潤滑剤の保持能力を十分有することができる。
【００１２】
また、本発明の摺動部材において、前記ピットの密度は、１０〜１０００個／平方ミリメートルの範囲であることを特徴とすることで、摺動面全体において十分な量の固体潤滑剤を保持することができ、且つ、ピットが多すぎて表層が荒れて固体潤滑剤が流出しやすくなることなく、十分な潤滑効果が得られる。
【００１３】
また、本発明の摺動部品によれば、上記のような摺動部材と、この摺動部材の摺動面と同等の材質からなる部材とを、摺動部分に組み合わせることで、ステンレス鋼やアルミニウム合金からなる硬い材質の部材とを組み合わせて摺動部品を作製することができ、柔らかい材料が削れて発塵するようなことがないため、摺動部分の摩耗を著しく低減させることができる。
【００１４】
また、本発明の磁気記録媒体製造装置によれば、基板を収納するキャリアと、複数のスパッタ装置とを備え、前記キャリアを前記スパッタ装置間で運搬する際の摩擦を軽減するための摺動部品として、上記のような摺動部材、もしくは上記のような摺動部品が用いられたことで、摺動部分に高い加重が加わる２５０〜３００℃の環境下でも使用が可能であり、且つ、高い真空環境を悪化させることが無く、更に、発塵を高度に低減させることができる。
【００１５】
また、本発明の摺動部材の製造方法によれば、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなる摺動部材に、表層をエッチングしてピットを形成する工程を有することで、摺動面の表層に多くのピットを容易に、且つ、均一に形成することができる。また、これらのピットに固体潤滑剤を、含浸または前記摺動部材の内部から析出させる工程を有することで、これらのピットに固体潤滑剤を容易に、且つ、均一に保持させることができる。
【００１６】
また、本発明の摺動部材の製造方法において、固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂や、これらの合金、複合物等を用いることで、摺動性が高く、且つ、高温時においても脱ガスが少ないため、摺動時における真空容器内での真空度の低下を防ぐことができる。
また、固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料を用いることで、脱ガスを少なくして、摺動時における真空度の悪化を防ぐことができ、且つ、展延性に富むため微粉となりにくく、真空チャンバの底部に堆積するため発塵が防止される。
本発明の軟質金属材料とは、蒸気圧が低く、摺動面を構成する材料より軟らかい金属材料を差し、例えば、金、銅、銀、亜鉛、鉛、スズ、インジウムから選択するのが好ましい。
また、固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属で、ＡｇまたはＡｕを用いた場合は、これらの材料からの脱ガスや発塵を特に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る摺動部材、および摺動部品、ならびに磁気記録媒体製造装置の実施形態の一例について、図を参照しながら説明する。
【００１８】
図１に示す如く、本実施形態における磁気記録媒体製造装置は、インライン式のスパッタ装置と、基板Ｗを収納してスパッタ装置間を運搬するキャリア１とを有している。
各スパッタ装置は、外気から隔離するチャンバ（図示せず）を有し、そのチャンバ内には、キャリア１を磁力で運搬するキャリア駆動部２と、摺動部品として、キャリア１を下方から支えて運搬方向に案内する複数のメインローラー３と、キャリア１が傾かないように両側部から支える複数のガイドローラー４とを備えている。
このキャリア１は、基板Ｗを２枚保持した状態で各チャンバ内の下部に設けられたメインローラー３の上を移動する。
キャリア１の駆動は、キャリア１の底部に設けられたマグネット５と、キャリア駆動部２に設けられた回転マグネット６との吸引力によって行い、その吸引力はキャリア駆動部２に備えられているモーターＭによって供給する。
【００１９】
キャリア１は、各基板Ｗを３本の支持爪７によってそれぞれ保持し、底部に設けられた水平方向の溝８の上部にはレール９を有し、レール９の中央部にはＶ字型の支持溝（摺動部分）１０が設けられ、この支持溝１０に沿って、メインローラー３の上を移動する。
メインローラー３は、例えば、直径を５０ｍｍ、幅を１０ｍｍとし、レール９の幅は、例えば１５ｍｍとすればよい。
メインローラー３の表面１１には、図２に示す如く、固体潤滑剤を保持させるための複数のピット１２が形成され、この表面１１が摺動面となるよう、レール９の支持溝１０と組み合わされている。
【００２０】
このような磁気記録媒体製造装置において、非磁性の基板Ｗ上に、非磁性下地膜、磁性膜、保護膜等を積層し、磁気記録媒体を製造する。基板Ｗは、エアロック（図示せず）を通してスパッタ装置内に搬入し、複数のスパッタ装置を順番に移動するキャリア１上に載置し、キャリア１に保持されたまま大気にふれないよう、各膜を成膜するチャンバ間を搬送する。そして、成膜後、基板Ｗは、キャリア１から取り出され、エアロックを介してスパッタ装置外に搬出される。
以上のプロセスにおいて、キャリア１は磁気記録媒体製造装置内を回送されるが、成膜工程時には、メインローラー３部分や、レール９部分の表面温度は２５０〜３００℃の高温となり、また、チャンバ内は真空度の高い環境である。
そのため、このような高温環境下で使用でき、且つ、高い真空環境を悪化させることが無く、更に、発塵を高度に低減させた摺動部材を用いる必要がある。
【００２１】
本発明の摺動部材は、このメインローラー３のように、摺動面の表層にピットを形成し、このピットに固体潤滑剤を保持させることを特徴とする。
摺動部材とは、軸、レール等の移動の軌跡を拘束する案内や軸受け等の可動体の摺動面に用いられる材料で、その摺動面における双方の材料、または、一方の材料を指す。例えば、レールとそのレール上を移動するローラーや、ボールベアリングにおけるボールと、そのボールを保持するガイド部分は何れも摺動部材である。
【００２２】
本発明の摺動部材の材料は、ステンレス鋼またはアルミニウム合金が好ましく、より好ましくはステンレス鋼であり、具体的には、例えばＪＩＳ規定のＳＵＳ３０４が挙げられる。
ステンレス鋼とは、鉄（Ｆｅ）を主成分にして、これにクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）を含有させた合金である。一般的には、クロムを１１％以上含有させた鋼をステンレスと定義している。これはクロムが１１％以上になると、さびにくさ（耐食性）が飛躍的に向上するからである。ステンレス鋼として最も広く使われているのは１８−８ステンレス鋼で、１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ−残部Ｆｅであることを意味する。
ステンレス鋼は、真空中における脱ガスが少なく、耐熱性も高く、強靱な材料であるため真空部品としては好適な材料である。しかしながら、ステンレス鋼は、一般に凝着や焼付きを生じやすいために、摺動部品には適さず、また加工も難しい材料であった。
そのため、本発明のように、摺動面の表層にピットを形成し、このピットに固体潤滑剤を保持させることで、こうした凝着や焼付きを防ぐことができるため、ステンレス鋼を摺動部材や摺動部品に用いることができ、これらを用いた磁気記録媒体製造装置を実現することができる。
【００２３】
素材として、ステンレス鋼の他に、アルミニウム合金を用いることができる。アルミニウム合金とは、アルミニウムにマグネシウム、マンガン、銅、ケイ素、亜鉛などを添加して合金にしたものであり、圧延品、鋳造品、鍛造品、ダイカスト品等が知られている。アルミニウム合金は、その表面に安定な酸化被膜ができるため、脱ガスが少なく、真空環境での使用に適した材料である。
【００２４】
表面にピットを形成する方法として、ステンレス鋼の場合、酸を用いた化学エッチングや電解エッチング等の公知の方法を用いることができるが、例えば、ステンレス鋼の表面を塩化第二鉄水溶液中に侵漬し、交番電解エッチングを施すことによりステンレス鋼の表面に好適にピットを形成することができる。
アルミニウム合金の場合、酸を用いた化学エッチングや電解エッチング等の公知の方法を用いることができる。例えば、塩素イオンや硫酸イオンを含む水溶液中において直流電流にて電気化学的にエッチングする方法を例示できる。
【００２５】
摺動部材（本実施形態では、メインローラー３）がステンレス鋼やアルミニウム合金からなる場合、図２に示すように、表面１１にピット１２を形成する深さｄは、１μｍ≦ｄ≦２０μｍの範囲であることが好ましい。１μｍより浅い場合は耐摩耗性を向上させる効果が小さく、２０μｍを越えて深くなると、ピット１２がステンレス鋼の耐力を低下させ好ましくない。
ピット１２の開口径ｒは、０．５μｍ≦ｒ≦５μｍの範囲であることが好ましい。０．５μｍ未満では固体潤滑剤がピット１２中に侵入し難いために潤滑性の効果が十分ではなく、５μｍを越えて大きくなると、微細孔に侵入した固体潤滑剤が流出しやすくなり、固体潤滑剤の保持能力が低下する。
ピット１２の密度ρは、１０個／平方ミリメートル≦ρ≦１０００個／平方ミリメートルの範囲であることが好ましい。１０個／平方ミリメートル以下であると、固体潤滑剤の効果が小さく、摺動面の耐摩耗性を向上させる効果が小さく、１０００個／平方ミリメートル以上であると、表面１１が荒れ、ピット１２に侵入した固体潤滑剤が流出しやすくなり、固体潤滑剤の保持能力が低下する。
【００２６】
ピット１２に保持させる固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂や、これらの合金、複合物等を用いるのが好ましい。これらの物質は、摺動性が高く、また、高温時においても脱ガスが少ないため、摺動時における真空容器内での真空度の低下を防ぐことができる。
【００２７】
また、この固体潤滑剤として、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料を用いることがより好ましい。
本発明における軟質金属材料とは、蒸気圧が低く、摺動面を構成する材料より軟らかい金属材料を差し、例えば、金、銅、銀、亜鉛、鉛、スズ、インジウムから選択するのが好ましい。
軟質金属材料は、脱ガスが少なくいため摺動時における真空度の悪化を防ぐことができ、且つ、展延性に富むため微粉となりにくく、真空チャンバの底部に堆積するため発塵が防止される。
【００２８】
また、この固体潤滑剤としては、軟質金属の、ＡｇまたはＡｕを用いるのが特に好ましい。軟質金属材料として、ＡｇまたはＡｕを用いた場合は、これらの材料からの脱ガスや発塵が特に防止されるからである。
【００２９】
一般には、固体潤滑剤として、金属硫化物、グラファイト、ｈ−ＢＮ等が用いられる場合が多いが、これらの物質は発塵しやすく、また、脱ガスも多い。よって、高真空環境下や、発塵を極度に嫌う環境下で使用することは好ましくない。
【００３０】
ピット１２に固体潤滑剤を保持させる方法としては、固体潤滑剤を溶融して、その中にピット１２を形成した材を浸漬する方法、また部材の内部から、ピット１２部分に固体潤滑物を析出させる方法がある。
【００３１】
なお、本実施形態における摺動部材は、摺動面における両方の材料、例えば、レールと、そのレール上を動くローラーの両方の部品の材料として用いることも、その一方の部品の材料として用いることもできる。
しかし、摺動面の一方の部材として使用するほうが、ピッチの加工は容易であるため好ましい。他方の部材には、固体潤滑剤を保持するためのピッチを形成せずに、材料としてこの摺動部材と同種の基材である、ステンレス鋼またはアルミニウム合金を組み合わせることで、十分な潤滑効果が得られる。
摺動部品をこのような組み合わせで形成することにより、磁気記録媒体製造装置のように、摺動部分に高い加重が加わる２５０〜３００℃の環境下でも使用が可能であり、且つ、高い真空環境を悪化させることが無く、摺動部分の摩耗や発塵を著しく低減させる効果が得られる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３３】
本実施例では、図１に示すような、キャリア１と、インライン式のＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社（日本）製Ｃ３０１０）とを備えた磁気記録媒体製造装置を用いて、基板Ｗから磁気記録媒体を製造した。
キャリア１は、ステンレス鋼（ＪＩＳ規定のＳＵＳ３０４）製で、重量は約８ｋｇである。
ＤＣマグネトロンスパッタ装置のチャンバ内に設けられたメインローラー３、ガイドローラー４もステンレス鋼（ＪＩＳ規定のＳＵＳ３０４）製である。メインローラー３は、直径５０ｍｍ、幅１０ｍｍであり、レール９は、幅１５ｍｍである。
【００３４】
メインローラー３の表面１１におけるピット１２の形成は、Ｆｅイオンを５０ｇ／リットル含む塩化第二鉄水溶液中にメインローラー３を侵漬し、メインローラー３の表面１１に５Ｈｚの交番電解エッチングを施すことにより行った。エッチングの際の液温度は５０℃、電流密度は０．７ｋＡ／ｍ2、エッチング時間は６０秒とした。
これにより、深さｄが平均で１０μｍ、開口径ｒが平均で３μｍ、密度ρが平均で５００個／平方ミリメートルのピット１２を形成した。
【００３５】
固体潤滑剤としてＡｇを用い、メインローラー３の表面１１に形成したピット１２の内部に、電気メッキ法によりＡｇを析出させた。なお、ピット１２以外の箇所に析出したＡｇは、メインローラー３の表面１１を機械研磨することにより除去した。
【００３６】
基板Ｗとして、ＫＭＧ社製の結晶化ガラスを使用した。基板Ｗのサイズは、外径４８ｍｍ、内径１２ｍｍ、板厚０．５０８ｍｍである。
この基板Ｗの表面にテクスチャ加工を施し、この基板Ｗを十分に洗浄し乾燥した後、以下に示すように、スパッタ装置を用いて基板Ｗ表面に膜形成を行った。
【００３７】
基板Ｗは、エアロック（図示せず）を通してスパッタ装置内に搬入し、複数のスパッタ装置を順番に移動するキャリア１上に載置して、キャリア１で保持したまま大気にふれないよう、各膜を成膜するチャンバ間の搬送を行った。
スパッタ装置を覆っているチャンバ内は、真空到達度を２×１０−７Ｔｏｒｒ（２．７×１０−５Ｐａ）まで排気した。
まず、配向調整層として、Ｃｏ―Ｗ合金（Ｃｏ：４５ａｔ％、Ｗ：５５ａｔ％）からなるタ−ゲットも用いて常温にて１ｎｍ積層した。
その後、基板Ｗを２５０℃に加熱し、加熱後、酸素暴露を０．０５Ｐａで５秒間実施した。
続いて、非磁性下地層として、Ｃｒ−Ｔｉ―Ｂ合金（Ｃｒ：８３ａｔ％、Ｔｉ：１５ａｔ％、Ｂ：２ａｔ％）からなるタ−ゲットを用いて８ｎｍ積層した。
続いて、非磁性中間層として、Ｃｏ―Ｃｒ合金（Ｃｏ：６５ａｔ％、Ｃｒ：３５ａｔ％）からなるタ−ゲットを用いて２ｎｍ積層した。
続いて、磁性層として、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ合金（Ｃｏ：６０ａｔ％、Ｃｒ：２２ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｂ：６ａｔ％）からなるタ−ゲットを用いてＣｏＣｒＰｔＢ合金層を２０ｎｍの膜厚で積層した。
最後に、保護層として、カ−ボンを５ｎｍの膜厚で積層した。
なお、これらの成膜工程時におけるＡｒ圧は、３ｍＴｏｒｒ（０．４Ｐａ）とした。
このようにして、配向調整層、非磁性下地層、非磁性中間層、磁性層、保護層からなる膜形成を行った後、基板Ｗをキャリア１から取り出し、エアロックを介してスパッタ装置外に搬出した。
【００３８】
以上の方法により、キャリア１を用いて１０万枚の基板Ｗをチャンバ内に搬送し、磁気記録媒体を製造した。
製造後、チャンバ内のメインローラー２および、磁気記録媒体製造装置のレール９の摩耗を確認したところ、メインローラー２に最大で５ミクロン程度の摩耗が確認されたものの、レール９の摩耗は確認されず、また磁気記録媒体製造装置の到達真空度として、２×１０−７Ｔｏｒｒ（２．７×１０−５Ｐａ）のベース圧が確保されていた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る摺動部材の一例を模式的に説明する図であり、（ａ）はキャリアの正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１におけるメインローラー３の正面図（ａ）、およびメインローラー３の表面１１の拡大図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４０】
１…キャリア、２…キャリア駆動部、３…メインローラー、４…ガイドローラー、５…マグネット、６…回転マグネット、７…支持爪、８…溝、９…レール、１０…支持溝、１１…表面、１２…ピット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動面の表層に開口したピットが形成され、前記ピットに固体潤滑剤を保持させたことを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記摺動面が、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
前記固体潤滑剤が、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記固体潤滑剤が、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の摺動部材。
【請求項５】
前記軟質金属材料が、ＡｇまたはＡｕであることを特徴とする請求項４に記載の摺動部材。
【請求項６】
前記ピットの深さは、１〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜５に記載の摺動部材。
【請求項７】
前記ピットの開口径は、０．５〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６に記載の摺動部材。
【請求項８】
前記ピットの密度は、１０〜１０００個／平方ミリメートルの範囲であることを特徴とする請求項１〜７に記載の摺動部材。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の摺動部材と、この摺動部材の摺動面と同等の材質からなる部材とを、摺動部分に組み合わせたことを特徴とする摺動部品。
【請求項１０】
基板を収納するキャリアと、複数のスパッタ装置とを備え、前記キャリアを前記スパッタ装置間で運搬する際の摩擦を軽減するための摺動部品において、請求項１〜８の何れか１項に記載の摺動部材、もしくは請求項９に記載の摺動部品が用いられたことを特徴とする磁気記録媒体製造装置。
【請求項１１】
ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなる摺動部材に、表層をエッチングしてピットを形成する工程と、これらのピットに固体潤滑剤を、含浸または前記摺動部材の内部から析出させる工程とを、順に有することを特徴とする摺動部材の製造方法。
【請求項１２】
前記固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を選択して用いることを特徴とする請求項１１記載の摺動部材の製造方法。
【請求項１３】
前記固体潤滑剤を、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料とすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の摺動部材の製造方法。
【請求項１】
摺動面の表層に開口したピットが形成され、前記ピットに固体潤滑剤を保持させたことを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記摺動面が、ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
前記固体潤滑剤が、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記固体潤滑剤が、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の摺動部材。
【請求項５】
前記軟質金属材料が、ＡｇまたはＡｕであることを特徴とする請求項４に記載の摺動部材。
【請求項６】
前記ピットの深さは、１〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜５に記載の摺動部材。
【請求項７】
前記ピットの開口径は、０．５〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６に記載の摺動部材。
【請求項８】
前記ピットの密度は、１０〜１０００個／平方ミリメートルの範囲であることを特徴とする請求項１〜７に記載の摺動部材。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の摺動部材と、この摺動部材の摺動面と同等の材質からなる部材とを、摺動部分に組み合わせたことを特徴とする摺動部品。
【請求項１０】
基板を収納するキャリアと、複数のスパッタ装置とを備え、前記キャリアを前記スパッタ装置間で運搬する際の摩擦を軽減するための摺動部品において、請求項１〜８の何れか１項に記載の摺動部材、もしくは請求項９に記載の摺動部品が用いられたことを特徴とする磁気記録媒体製造装置。
【請求項１１】
ステンレス鋼またはアルミニウム合金からなる摺動部材に、表層をエッチングしてピットを形成する工程と、これらのピットに固体潤滑剤を、含浸または前記摺動部材の内部から析出させる工程とを、順に有することを特徴とする摺動部材の製造方法。
【請求項１２】
前記固体潤滑剤として、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｓｎ、フッ素樹脂からなる群の中から、少なくとも１種を選択して用いることを特徴とする請求項１１記載の摺動部材の製造方法。
【請求項１３】
前記固体潤滑剤を、摺動面を構成する材料より軟らかい軟質金属材料とすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の摺動部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１９０６９６（Ｐ２００８−１９０６９６Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８４７２（Ｐ２００７−２８４７２）
【出願日】平成１９年２月７日（２００７．２．７）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月７日（２００７．２．７）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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