JPS61134269A - 熱磁気記録装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気記録媒体上に磁気潜像を熱的に形成する
熱磁気記録装置に関する。

さらに詳しく言えば、本発明は、一様な磁界中において
磁気記録媒体を選択的かつ局部的に加熱し、加熱ざれた
個所の磁化パターンを他の個所と異ならせることによっ
て、磁気記録媒体上に、記録画像の磁気潜像を形成する
熱磁気記録装置に関する。

（従来の技術） 従来より、磁気潜像の形成方法としては、磁気潜像に接
して設けられた磁気ヘッドに、画像信号に応じた記録電
流を流すことにより、磁気記録媒体を選択的かつ局部的
に磁化することが、普通に知られており、広く実用化さ
れている。

このような磁気ヘッドを用いて、シート状の磁気記録媒
体に、画像幅全幅にわたる磁気潜像を形成するには、単
数あるいは複数の磁気ヘッドを用意しておき、磁気記録
媒体の移動方向にそった副走査と、該方向に直交する方
向への主走査の両方を併用して磁気記録を行なうことが
必要である。

この磁気潜像形成方法では、 （１）主走査の間隔を一定に保つために精密な駆動・制
御方法を必要とし、 （２Ｊ　　走査時間を短縮するためには、磁気記録媒体
を高速で動かすことが必要であり、 （３）　　また、現像、転写等の像形成のためには、磁
気記録媒体を低速で動かすことが必要である。

したがって、前述の諸要求を満足するためには、これら
の種々の動作モードに対応できるような、精密な駆動機
構や制御手段を必要としている。このため、価格が高く
なるばかりでなく、信頼性の向上が難しいという欠点が
ある。

さらに、前述の欠点の改善策として、画像幅全幅にわた
り、再現画像の必要解像度をみたすように高密度配列し
た、いわゆるマルチ磁気へラドアレイを用いることが提
案されている。

しかしながら、このマルチ磁気へラドアレイでは、解像
度を上げるために、１００μｍ程度以下の細いトラック
を１００μｍ程度間隔で設けることが必要となる。しか
も、記録電流低減のために、各トラックに対応するコイ
ルは複数巻きにする必要がある。

このように微細で複雑な構造を必要とするほか、隣接ト
ラック間の電磁的干渉を生じ易いなどの理由で、このよ
うなマルチ磁気へラドアレイの実現は困難であるとされ
ている。

一方、磁気ヘッドを使用する前記従来技術に対して、熱
残留磁化現象に基づく熱磁気記録法を利用することも提
案されている。この熱磁気記録法は、温度によって磁気
特性が変化する熱磁気記録媒体を用いるものである。

すなわち、あらかじめ磁化されている記録媒体に、部分
的に熱を印加することにより、この記録媒体をキューリ
一温度以上に加熱して部分的に消磁するか、あるいは、
磁化されていない記録媒体に熱を印加するのと同時に、
外部から磁界を印加し、加熱部分を選択的に磁化するこ
とによって、磁気記録を行なうものである。

この場合の熱印加手段とし工は、集光されたし一ザ光線
、フラッシュ光、あるいは微細に分離された抵抗発熱素
子を、−列又は複数列に配列した加熱ヘッドなどが知ら
れている。また、磁界の印加手段としては、磁気ヘッド
が用いられている。

このような熱磁気記録法においては、 （１）　　部分的に強い熱エネルギーが印加されるため
に、当該記録媒体の熱変形を生じ易く、また（２　レー
ザ等の熱印加手段に相当の容量を必要とし、 （３）　　ざらに、磁気ヘッドのギャップが一般に狭い
ために、熱磁気記録装置の、加熱ヘッドによって加熱さ
れる部分と前記磁気へラドギャップを位置合せするのに
、精密さと手数を要する、などという不都合があった。

さて、本発明者らは、前記した不都合を解消するために
、加熱ヘッドを用いた熱磁気記録装置の研究・開発を進
めている。そして、特に、加熱ヘッドに関する種々の条
件を規定し、特許出願をしている。

たとえば、特願昭５８−１４５０６０号明細書には、各
発熱素子に印加される電気エネルギーの範囲が、特願昭
５８−１４５０６１号明細書には、熱磁気記録媒体が連
続的に搬送される場合の、該記録媒体上における副走査
方向の（キューリ一温度以上に達する）加熱領域の長さ
と副走査方向に隣合う加熱領域間の間隔（すなわち、キ
ューリ一温度以上に達しない部分の長さ）との比の範囲
が記載されている。

そして、特願昭５８−１４５０６２号明細書には、熱磁
気記録媒体が間欠的に搬送される場合の、各発熱素子に
対する電気エネルギー供給の時間間隔の範囲が記載され
ている。

さらにまた、特願昭５９−２３８４９号明細書には、主
走査方向に配列される１ラインの発熱素子が２つのブロ
ックに組分けされた、交互リード型加熱ヘッドを用いる
場合における、前記各ブロックの駆動時間の比が記載さ
れている。

なお、前述の熱磁気記録装置に用いられる加熱ヘッドの
構成は、感熱記録装置に用いられる加熱ヘッドの構成と
全く同一である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

感熱記録装置の記録用紙は、周知のように、各画素が印
字されるごとに間欠的に搬送される。換言すれば、感熱
記録装置用の加熱ヘッドに電気エネルギーが印加される
際には、記録用紙は停止し、前記電気エネルギーの印加
が終了すれば、記録用紙は副走査方向に１画素分移動す
る。

このような記録用紙駆動装置を有する感熱記録装置にお
いては、加熱ヘッドを構成する各発熱素子は、その副走
査方向の長さが副走査方向の各画素のピッチ（記録用紙
の送り長さ）よりも大きくとも、記録用紙上には原ｆＩ
像が良好に形成される。

実際、発熱素子の副走査方向の長さを副走査方向の各画
素のピッチよりも大きく形成する方が、発熱素子が大き
くなる分だけ加熱ヘッドの製作が容易になるので、上記
のような発熱素子を有する加熱ヘッドは、感熱記録装置
に広く用いられている。

ところが熱磁気記録装置は、発熱素子によりキューリ一
温度以上に加熱された熱磁気記録媒体上の領域と、キュ
ーリ一温度以上に加熱されなかった熱磁気記録媒体上の
領域との境界線に付着する磁性トナーにより、磁気潜像
の顕像化を行なうので、感熱記録装置に用いられるよう
な、副走査方向の長さが副走査方向の各画素のピッチよ
りも大きく形成された発熱素子を用いて磁気潜像の形成
を行なうと、キューリ一温度以上に加熱される領域が、
蓄熱効果のために副走査方向に連続してしまい、いわゆ
るドツト抜けや、濃度ムラが生じてしまう危険性がある
。

つまり、加熱ヘッドが、感熱記録装置に用いられる場合
は、その副走査方向の長さは、形成される画像にあまり
影響を及ぼさないが、熱磁気記録装置に用いられる場合
は、形成される画像に非常に大きな影響を与え、前記副
走査方向の長さの設定が悪いと、コピーが不良になる。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、加熱ヘッドの各発熱素
子の副走査方向の長さを熱磁気記録媒体の１画素分の送
り長さ以下とする手段を講じ、これにより記録用紙上に
形成される画像に、ドツト抜けや汚れが生じることがな
いという作用効果を生じさせた点に特徴がある。

（実施例） 本発明の熱磁気記録装置の一実施例の概略を、第１図に
示す。

第１図において、熱磁気記録媒体１は、第２図に関して
後述するような、多数の発熱素子２を持つ加熱ヘッド３
とバックアップロール４とによってはさみ込まれており
、これらの両者と密着しつつ、矢印９の方向に間欠的に
搬送される。

バックアップロール４は、熱磁気記録媒体１に追従して
回転可能な外側の非磁性スリープ４１と、前記非磁性ス
リープ４１に内蔵されていて、熱磁気記録媒体１の発熱
素子２に接する部分に、一様磁界を発生させる手段とし
ての磁石４２とから成っている。このスリープ４１は、
アルミまたはステンレススチールでつくられることがで
きる。

また、熱磁気記録媒体１の搬送路にそって、前記加熱ヘ
ッド３の上流側には、前記磁石４２による一様磁界とは
逆向きの一様磁界を発生する手段としての磁石７が配置
されている。

この実施例による磁気潜像の形成は、次のようにして行
なわれる。

熱磁気記録媒体１は、矢印９の方向へ搬送されるにした
がって、磁石７によって、第１図に矢印５で示すように
、右から左方向への一様磁化パターンを持つように磁化
される。このために、熱磁気記録媒体１から洩れ出る磁
束はほぼ零となり、見掛は上は消磁状態となる。

熱磁気記録媒体１が加熱ヘッド３のところへ搬送されて
くると、前記加熱ヘッド３の各発熱素子２には、画像に
応じた信号８が印加されるので、画像に応じて選択され
た発熱素子２が発熱する。

加熱ヘッド３の直下には、これと対向して前記熱磁気記
録媒体１を挾むように、バックアップロール４が配置さ
れている。バックアップロール４に内蔵されている磁石
４２は、磁石７と逆方向の磁界を、熱磁気記録媒体１の
面にそって発生している。すなわち、第１図では、矢印
６で示すように、左から右方向への一様磁界を発生して
いる。

それ故に、この磁石４２による一様磁界６の影響下で、
加熱ヘッド３の選択された発熱素子２の発熱によって、
温度が上昇し、十分に高温になっている熱磁気記録媒体
１の画像情報に応じた部分にのみ、熱残留磁気効果によ
って磁化パターンが形成される。

前記磁化パターンの方向は、第１図では左から右方向と
なり、その他の部分の磁化方向と区別できるので、画像
信号８に応じた磁気潜像が形成されることになる。

なお、前記熱磁気記録媒体１は、前述したように間欠的
に搬送され、そして、前記各発熱素子の付勢は熱磁気記
録媒体１が停止している時に行なわれる。

以上のようにして熱磁気記録媒体上に形成された磁気潜
像は、公知の手法により、磁性トナーによって現像され
、顕像（トナー像）化される。それから、同様に既知の
手段によって、前記顕像を普通紙に転写し、定着すると
、記録が完了する。

次に、本発明者らが実験に用いた熱磁気記録装置の具体
例について説明する。

第１図において、熱磁気記録媒体１は、７５μｍの厚さ
のポリイミドフィルムをベース層としたものの上に、た
とえば酸化クロム（ＣｒＯｚ）粒子を約３０％（体積比
）の割合で、耐熱性高分子樹脂（ボリアリレート）中に
分散させた懸濁液（スラリー）を、約５μｍの厚みに塗
布して作ったものである。

これをシート状に切断、整形して熱磁気記録媒体とした
。

磁石７は、熱磁気記録媒体１を一様磁化するに充分な強
さの磁界を発生すれば良く、本発明者らが用意したもの
は、表面のもれ磁界が約２０００エルステツドの棒磁石
または馬蹄形磁石であった。

磁石４２も棒磁石または馬蹄形磁石であり、熱磁気記録
媒体１の加熱ヘッド側表面で、約５０エルステツドのも
れ磁界を持つように、磁石の強さ及びスリープ４１の厚
みを決めた。

なお、スリープ４１はアルミ製の円筒体であり、図示し
ていないが、熱磁気記録媒体１の搬送を安定させるため
に、その周辺をゴム硬度４５°のシリコンゴムで被覆し
である。

また、磁石４２はスリープ４１の中で肋かないように固
定し、外側の非磁性スリープ４１のみが熱磁気記録媒体
１の矢印９方向への走行に追従して回転するようにした
。

加熱ヘッド３は、薄膜の発熱素子２が主走査方向に多数
配列され、、その両側に、電流を供給するためのリード
線が配置されたものである。

前記発熱素子２の概略構成を第２図に示す。

第２図において、２１は各発熱素子２０両側へ引出され
たリード線である。

加熱ヘッド３は、発熱素子２の主走査方向の長さをＡμ
旧、副走査方向の長さを８μｍとして、第１表に示すよ
うな各種寸法で製作を行なった。

また、各発熱素子２の主走査方向の配列ピッチＣ１は６
２，５μｍ　（すなわち、印字線密度は１６ドツト／１
ＩＩｌ）、各発熱素子２を付勢した債の副走査方向への
熱磁気記録媒体１の送り長さＣ２も６２．５μ−とした
。

さて、木発明者らは、第１表に示したような寸法の発熱
素子２を有する加熱ヘッド３を、第１図に示した熱磁気
記録＠置に用いて、実験を行なった。実験は、各発熱素
子２に印加される印加エネルギーＥを０．０５〜０．３
ｍジュール／ドツト、印字時間ｔａを０．２５〜２＋　
ｓｅｃ　、および印字サイクルｔｅを３〜１０　ｍ　ｓ
ｅｃの範囲でそれぞれ任意に選択して行ない、そして形
成された画像を評価した。

つぎに、前記実験結果の一例を示す。

第３図は、主走査方向長さＡ−５０μ曙、ａ１走査方向
長さＢ＝８０μｍの発熱素子２を有する加熱ヘッド３を
用いた場合の画像状態領域分布図でｘｉ表 ある。

第３図において、横軸は、印加エネルギーＥ、縦軸は、
〔印字サイクルｔｅ−印字時間【ａ〕（すなわち、各印
字サイクルｔｅ間の発熱素子２の冷１時間）である。

領域Ｐは、熱母不足のため、熱磁気記録媒体に必要充分
な熱が伝わらず、熱残留磁気効果が生じなくなり画像が
形成されないか、あるいは画ｔｓｍ度が薄いものの範囲
を示すものである。

また、領域Ｒは、例えば、第４図に示すように熱磁気記
録媒体上のキューリ一温度以上に遼する加熱部分１１が
副走査方向につながってしまって、その両端部にしか磁
性トナーが付着しなかったもの（いわゆる、中抜けが生
じたもの）、あるい・は熱磁気記録媒体１に熱変形及び
磁気的特性の変質が生じ、クリーニング不良を起して、
画像のバックグラウンドの汚れやコントラスト不良を生
じたものの範囲を示している。

第３図より明らかなように、副走査方向長さＢ−８０μ
ｍの発熱素子２を有する加熱ヘッド３を用いた場合は、
印字エネルギーＥおよび冷却時間（ｔｅ−ｔａ）をいか
なる値に設定しても、良好な画像を形成することはでき
ない。

実際には、領域ＰＩ９よびＲの境界線付近に、良好な画
像を形成することのできる領域が存在すると考えられる
が、印加エネルギーＥ１あるいは冷却時１１ｉ（ｔｅ−
ｔａ）の値が少しでも変化すると、領域ＰからＲへ、あ
るいはその逆へすぐに移行してしまい、その領域を確認
することができなかった。

第５図は、主走査方向長さＡ−５０μ−１副走査方向長
ざＢ−６０μ−の発熱素子２を有する加熱ヘッド３を用
いた場合の画像状態領域分布図である。

第５図において、横軸、および縦軸は、第３図と同様に
、それぞれ印加エネルギーＥ、および冷却時間（ｔｅ−
ｔａ）である。また１、領域Ｑは、画像が良好に形成さ
れた領域である。

第５図より明らかなように、この条件の場合は、印字エ
ネルギーＥおよび冷却時間（ｔｅ−ｔａ）をそれぞれ領
域Ｑの範囲内の値に設定することにより、良好な画像を
形成することができる。

第１表に示した各寸法の発熱索子２のうち、Ａ−３０μ
ｍで８＝８０μｍのもの、ならびにＢ＝１００μｍのも
のは、第３図と同様に、良好に画像を形成することので
きる領域Ｑを確認することができなかった。

これに対し、Ａ−３Ｃ１ｍで８＝６０μｍ　、ならびに
８−４０μ講のものは、第５図のように、前記領域Ｑを
確認することができた。

以上の結果から、本発明者らは、熱磁気潜像形成には加
熱ヘッド３の発熱素子２の寸法−待に副走査方向の長ざ
Ｂが大きく影響を及ぼし、該良さＢが熱磁気記録媒体１
の送り長さＣ２以下でなければ良好な画像を形成するこ
とはできないと推測した。そして、熱磁気記録媒体１の
送り長さＣ２をいろいろな値に変えて実験を行なったが
、その結果は、前記推測と同じであった。

さて、上記した発熱素子の大きざを規定することによっ
て良好な画像が得られたのであるが、本発明は上記実施
例のみに限定されるものではなく、つぎのような種々の
変形が可能である。

（１）熱磁気記録媒体に用いる磁性材は、酸化クロム（
Ｃｒ　０２　）に限らず、比較的低いキューリ一温度又
は補償温度を有する強磁性材料であって、耐熱性の充分
なものであれば良い。したがって、Ｔｂ−Ｆｅ系、Ｇｄ
−Ｇｏ系のものが使用できる。

■　−横磁界を発生させる磁石は、永久磁石、電磁石の
いずれでもよく、その形状も、棒磁石、馬蹄形磁石など
任意のものでよい。

（ａ　第１図の実施例で、加熱ヘッド３の下側に熱磁気
記録媒体１を介して配置した磁石４２は、その発生する
磁界の向きが変らなければ、第６゜７図に示したように
、加熱ヘッド３の直上においてもさしつかえない。なお
、第６図、第７図において、第１図と同一の符号は同一
または同等部分をあられしている。ＩＯＡ、１０Ｂは磁
石４２に代る磁石である。

（勾　上記した実験に用いられた加熱ヘッドは、第２図
に示したような薄膜の発熱素子を有するヘッドであるが
、厚膜帯状の発熱抵抗体の両側に、各発熱素子の電流を
供給するためのリード線を交互に配置した交互リード型
加熱ヘッドに対しても、前述した発熱素子の大きさの条
件が適用されることは当然である。

（発明の効果） 以上述べてきたように、本発明によれば、つぎのような
すぐれた効果が達成される。

すなわち、良好な磁気潜像を形成することのできる、発
熱素子の大きさを実験的に限定することができたので、
２個の磁石と加熱ヘッドだけという極めて簡単な構成に
より、鮮明で地汚れの少ない、良好な画像を得ることの
できる熱磁気記録装置を実現することができた。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の熱磁気記録装置の概略構成
を示す側面図、第２図は本発明の実施に用いる加熱ヘッ
ドの発熱素子の概略構成を示す平面図、第３図は発熱素
子の主走査方向の長さを５０μｍ、副走査方向の長さを
８０μｌとした場合における画像状態領域分布図、第４
図は熱磁気記録媒体上の加熱領域の重なりの様子を示す
概略図、第５図は発熱素子の主走査方向の長さを５０μ
ｍ１副走査方向の長さを６０μｍとした場合における画
像状態領域分布図、第６図および第７図は、それぞれ本
発明の他の実施例の要部を示す側面図である。 １・・・熱磁気記録媒体、２・・・発熱素子、３・・・
加熱ヘッド、４・・・バックアップロール、４１・・・
非磁性スリープ、４２、．７・・・磁石、１１・・・加
熱領域代理人弁理士　　平木通人　外１名 才１図 才２図 ２３　　図 （ｍｓｅｃ） ＣｍＳｅｃ〕　　才５ｃ（ｌ 印加エネルギーＥ　　（ｍジュール／トリト〕窮１頁の
続き

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）間欠的に搬送される熱磁気記録媒体の記録面側に
   接するように配置され、これの主走査方向の１ラインを
   選択的に加熱するための、多数の発熱素子よりなる加熱
   ヘッドと、前記各発熱素子に画信号に応じた電気エネル
   ギーを供給する手段と、前記熱磁気記録媒体を前記加熱
   ヘッドに向けて押圧するバックアップロールと、前記熱
   磁気記録媒体の搬送路にそって、前記加熱ヘッドよりも
   上流側に配置され、熱磁気記録媒体をその面内で、一方
   向に一様磁化する第１の磁石と、熱磁気記録媒体の前記
   加熱ヘッドによって加熱される部分に、前記の一方向と
   は逆方向の一様磁界を印加する第２の磁石とよりなる熱
   磁気記録装置において、 前記各発熱素子の副走査方向の長さは、熱磁気記録媒体
   の送り長さ以下であることを特徴とする熱磁気記録装置
   。
2. （２）バックアップロールが、非磁性体のスリープと、
   その内部に固定された前記第２の磁石とよりなることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の熱磁気記録
   装置。
3. （３）バックアップロールが非磁性であり、第２の磁石
   が加熱ヘッドの側に配置されたことを特徴とする前記特
   許請求の範囲第１項記載の熱磁気記録装置。