JPH01231080A

JPH01231080A - 磁気記録装置

Info

Publication number: JPH01231080A
Application number: JP5616488A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Wano; 和納　正弘; Seikichi Nakamura; 盛吉中村; Yuji Uehara; 裕二上原; Toshiya Naka; 俊弥中; Tomohisa Mikami; 三上　知久; Toshio Ebinaka; 胡中　俊雄; Jun Moroo; 潤師尾
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1989-09-14

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】〔概　要〕磁気潜像を利用した画像記録装置に関し、簡単な構造で
高速記録を安全かつ容易に行えるようにすることを目的
とし、所定位置に配置された超伝導部材と、前記超伝導部材の
超伝導状態を所定のパターンで常伝導状態に変化させ、
これにより磁気潜像形成を可能にする超伝導性除去手段
と、前記超伝導性除去手段により形成された潜像を現像
する現像器とを備えた構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気潜像を利用した画像記録装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の各種画像記録装置を第２１図乃至第２４図に示す
。

第２１図はカールソン法による電子写真式画像記録装置
の構造概要を示し、図中、■は感光体、２は前帯電器、
３は露光手段、４は現像器、５は転写器、６は除電器、
７はクリーナ、８は定着器、２００は記録紙である。記
録に際しては、まず感光体１を時計方向に回転させてそ
の表面を前帯電器２により一様に帯電させ、この上に露
光手段３による露光によって記録画像に対応した潜像を
形成する。この潜像は現像器４により現像されてトナー
像となる。一方、図示しない供給部から感光体１の回転
と同期して繰り出される記録紙２００が転写位置（イ）
に供給され、ここで、転写器５により、記録紙２００に
対する１−ナー像転写が行われる。転写を受けた用紙２
００は定着位置（ロ）に搬送され、ここで、定着器８に
よるトナー像定着が行われる。定着を完了した記録紙２
００は図示しないスタッカ等に排出され、転写を終えた
感光体１の表面は、除電器６により除電された後クリー
ナ７により清掃される。

また、第２２図は静電記録方式の画像記録装置の構造概
要説明図で、その構成２作用は次の通りである。

現像器１１と記録電極１２は記録体１３を介し対向して
配置され、現像器１１のスリーブ１４上にはセグメント
状の対向電極（１個の対向電極は１文字の横幅に対応す
る）１５が設けられている。

記録型＋Ｍ１２は複数のグループ毎（１つのグループは
１文字の横幅に対応する）に結集したマルチスクイラス
１６を第２２図の紙面と垂直方向に１列に並べて構成さ
れている。記録体１３は、駆動ローラ１７と従動ローラ
１８，１９．２０に掛は渡されており、駆動ローラ１７
により駆動されて現像器１１と記録電極１２の間を通り
走行するようになっている。この記録体１３の記録電極
１２側の表面には、気中放電を起させるのに必要な微少
空隙を保つための凹凸層が形成されている。

２１はスリーブ１４の内部で回転する磁気ローラである
。記録に際しては、スリーブ１４の外周に図示しない転
送ローラにより磁性トナー２２を転送し、マルチスタイ
ラス１６に対して画像信号に対応した電圧を印加しかつ
対向電極１５に逆極性の電圧を選択的に印加する。これ
により、記録電極１２に接触して走行する記録体１３に
磁性トナーが付着してトナー像が形成される。このトナ
ー像が記録体１３とともに移動して転写位置（ハ）に達
すると、ここで、トナー像電荷と逆極性の電圧を印加し
た転写ベルト２３に記録体１３が押し付けられて、記録
紙２００へのトナー像転写が行われる。その後、記録紙
２００は定着器２４へ搬送され、ここでトナー像定着が
行われる。一方転写されなかったトナー像は、記録体１
３の両側に配置された除電コロトロン（ＡＣ電圧が印加
されている）２５によりトナー電荷が除電される。

除電されたトナーは記録体１３への拘束力が弱まり、現
像器１１を通過するときに磁気ローラ２１の引力により
現像器ｌｌ側に回収されて再び記録に利用される。この
像形成プロセスを第２３図により詳細に説明すると次の
通りである。スリーブ上のトナー２２は磁気ローラ２１
の回転により現像部（ニ）に連続して供給される。この
状態で記録電極１２に画像信号に対応した電圧を印加す
るが、この電圧の極性は、安定した放電を得るために正
極性である。同時に対向電極１５に負極性の電圧を選択
的に印加すると、選択された部分の記録体１３と記録電
極１２間で気中放電が起こり、静電潜像２６が形成され
る。この静電電荷と対向電極１５から注入されたトナー
電荷とのクーロン力が磁気ローラ２１との磁気力より大
きくなったときにトナー２２が記録体１３に付着しトナ
ー像２７が形成される。一方、半選択部分では記録電圧
が放電しきい値に達しないため、放電は起こらない。

さらに、図示を省略したが、磁気潜像を形成して現像、
転写を行う形式の記録装置がある。この方式のものは、
高解像記録が可能である上に、潜像が減衰な（保存され
ることから一度の潜像形成で多数枚の出力が可能である
という利点がある。

この方式の装置の構成、作用は次の通りである。

すなわち、本方式では、ベルト状またはドラム状に形成
された磁性体記録シート上に磁気潜像を形成して該磁気
潜像を磁性トナーにより可視化し、このトナー像を記録
紙に転写した後定着を行って記録が完了する。この場合
の磁気潜像の形成は磁気ヘッドを用いて行われる。磁気
ヘッドには、リング型、スタイラス型等があり、リング
型ヘッドは一部に空隙のあるリング状コアにコイルを巻
いたもので、コイルに電流を流すと空隙部にもれ磁束が
発生する。このもれ磁束によって磁性体記録シートを磁
化して潜像が形成される。スタイラス型ヘッドは、針状
のコアにコイルを巻いたもので、コイルに電流を流すと
、空中、記録体を介した磁気回路が形成されて潜像形成
が行われる。

〔発明が解決しようとする課題；しかし、これらの従来の装置はそれぞれ次の欠点を有し
ていた。

第２１図の場合；トナー像形成−転写のプロセスは非常に複雑である。ま
た、感光体を繰り返し使用するため、除電器、クリーナ
が必要になる。さらに、感光体の寿命、表面の傷（記録
に出てしまう）が問題になる。これらの問題を解決する
ために、第２１図の装置で使用されている２成分現像に
代えて導電性磁性トナーを使用することが考えられるが
、導電性磁性トナーは普通紙に転写できない。このこと
を第２４図により説明すると次の通りである。感光体３
１上に電荷をもって付着しているトナー３２は、転写器
３３によって記録紙（普通紙）２００上に移動する。し
かし、トナー１２が導電性であるために、トナーが持っ
ている電荷が中和されてしまい、記録紙２００とトナー
３２に働く静電気力がなくなる。このため、一部のトナ
ー３２は感光体３１上に残ったままになる。すなわち、
４電性磁性トナーを使用するためには、トナーに働く静
電気力以外の力を利用して転写を行うことが必要になる
。

第２２図の場合；潜像形成と現像を同一プロセスで行うため、クリーナが
不要で、トナー使用効率が１００％である等の利点があ
る。しかし、数百ボルト以上の高圧電源が必要で、しか
も人体に悪影響を及ぼすオゾンが発生するという問題が
ある。

図示しない磁気潜像形成方式の場合；潜像形成時に磁気ヘッドを機械的に走査する必要があり
、機構が複雑になる上に潜像形成に時間がかかるという
欠点がある。この欠点を解決するためにヘッドを複数個
用いてマルチヘッド化する提案もされているが、記録密
度に対応した微小ピンチ間隔のマルチヘッドは、製作が
非常に困難でコストも大である。

この問題を解決するものとして、サーマルヘッドを用い
て加熱により磁気潜像を形成する熱磁気記録と呼ばれる
方式が提案されでいる。これは、予め単一方向に一様に
磁化されて初期化された磁性体記録シートを、サーマル
ヘッドを用いて選択的に加熱し、磁性体材料のキューリ
ー点近くもしくはキューリー点以下の温度にする。加熱
された部分の磁性体は抗磁力が低下もしくは消失する。

サーマルヘッド部分には、予め磁化された方向と逆方向
で磁性体の抗磁力より小さい潜像形成用の磁界が形成さ
れており、加熱部分はこの磁界により逆方向に磁化され
て潜像が形成される。潜像形成用磁界は常温における磁
性体の抗磁力より小さいので、加熱されていない部分の
磁化状態は変化しない。

この熱磁気記録では、磁気ヘッドの代りにサーマルヘッ
ドを使用するためヘッドの構成は簡単になる。しかしな
がら、記録体を単一方向に磁化するための初期化磁界発
生手段、及び逆方向の磁化を行う潜像形成用磁界発生手
段が必要であり、潜像形成は簡単には行えなかった。

本発明は簡単な構造で高速記録を安全かつ容易に行うこ
とのできる磁気記録装置を提供することを目的とするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明では、所定位置に配
置された超伝導部材と、該超伝導部材の超伝導状態を所
定のパターンで常伝導状態に変化させ、これにより磁気
潜像形成を可能にする超伝導性除去手段と、該超伝導性
除去手段により形成された磁気潜像を現像する現像器と
を備えた構成とする。

〔作　用〕

記録に際しては、まず超伝導性除去手段により超伝導部
材の超伝導状態を画像信号に対応したパターンで常伝導
状態に変化させて磁気潜像を形成する。この磁気潜像形
成は、超伝導部材そのものに行う場合と、超伝導部材に
対向する記録紙に形成する場合とがある。また超伝導性
除去手段としては、加熱方式のものと磁界発生方式のも
のとがある。前者の場合は、超伝導部材そのものに潜像
形成を行う方式に適用され、−様磁界発生手段等により
一様に磁化された超伝導部材の表面をサーマルヘット等
により所定のパターンで加熱することによって磁気潜像
形成が行われる。また、後者の場合は、超伝導部材に直
接潜像を形成する場合及び超伝導部材に対向する記録紙
に潜像を形成する場合のいずれにも適用されるもので、
コイル等によって超伝導部材に所定のパターンで集中磁
界を印加して超伝導部材上または記録紙上に潜像を形成
する。

その後、磁性トナーを使用した現像器等により磁気潜像
を現像してトナー像を形成する。そして、このトナー像
を従来と同様に定着して記録が完了する。

なお、超伝導部材に直接磁気潜像を形成する場合には、
現像後にトナー像を記録紙に転写するプロセスが必要で
ある。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第２０図に関連して本発明の詳細な説
明する。

第１図乃至第５図に第１の実施例を示す。

第１図は本発明に係る磁気記録装置の構造概要を示す側
面図で、図中、４１は記録体、４２は一様磁界発生手段
、４３は画像書き込み用のサーマルヘッド（超伝導性除
去手段）、４４は磁性トナーを使用した現像器である。

記録体４１は、第２図に詳細を示すように、アルミナ等
の非磁性の支持材４５の上に、微小径のリング形状の複
数の超伝導体（超伝導部材）４６を縦横に微小ピンチで
配置して構成されている。

画像記録に際しては、まず第３図（ａｌに示すように、
超伝導状態にある記録体４１を一様磁界発生手段４２に
よる磁界中に置いて初期化する。このとき、磁界中に置
かれたリング状の超伝導体４６には電磁誘導による電流
が流れるが、超伝導体４６は超伝導状態にあるために、
この電流は永久に流れ続け、記録体４１が矢印で示す右
方に移動して超伝導体４６が磁界外に出ても、電流は消
滅しないで保存される。すなわち、−様磁界発生手段４
２を通過した記録体４１の各リング状超伝導体４６には
電磁誘導による電流が流れ続け、第３図（ａｌに上向き
矢印線で示すような一様の磁界が発生する。

次に、このような状態の記録体４１を、該記録体４１に
接触するサーマルヘッド４３により画像信号に対応した
パターンで選択的に加熱する。第３図（ｂｌは中の２つ
の超伝導体４６が加熱された場合を示し、加熱された超
伝導体４６は臨界温度以上になって常伝導状態に変化す
る。このため、リングに流れる電流は減衰、消滅し、磁
界も消える。

その後、加熱された超伝導体４６の温度が冷却により低
下すると、加熱された超伝導体４６は超伝導状態にもど
り、隣接する加熱されなかった超伝導体４６の磁界によ
る電流が流れる。この電流による磁界は、第３図（Ｃ１
に示すように初期の磁界とは逆方向（図に矢印線で示す
下向き方向）であり、磁界の反転による潜像が形成され
る。

このようにして形成した磁気潜像に、現像器４４によっ
て磁性トナーを付着させることによって所望の画像が形
成され、これをその後記録紙に転写し定着することによ
って永久的記録が得られる。この記録は超伝導部材の使
用により高速で行うこともでき、装置の構造も簡単であ
る。

上述の超伝導体４６は、例えば、アルミナ基板の支持材
４５上に、イツトリウム−バリウム系材料でスクリーン
印刷によりリング状パターンを形成し、これを９００℃
で熱処理することにより得られる。このようにして形成
した超伝導体４６は、８７にで完全に超伝導状態になる
ことが確認された。従って、この超伝導体４６を使用し
て上述のように記録を行う場合は、記録体４１を、クラ
イオスタンド内で液体ヘリウムにより８７に以下に冷却
して記録を行うことが必要である。

第４図にはサーマルヘッドに代る他の加熱手段（超伝導
性除去手段）４７を示している。この加熱手段４７は、
レーザを照射して加熱を行うもので、レーザにより超伝
導体４６を選択的に加熱することによって、上述と同様
に所望形状の潜像を形成することができる。

第５図乃至第９図に応用例を示す。

第５図の磁気記録装置は、記録体５１の構成と、サーマ
ルヘッドの代りにピン電極（超伝導性除去手段）５２を
用いた点が第１図と異なっている。

記録体５１ば、支持材４５の上に導電層５３を介しリン
グ状超伝導体４６を形成して構成される。

５４はピン電極５２の電源である。

画像記録に際しては、前述と同様に初期化された記録体
５１にピン電極５２を用いて潜像を形成する。この場合
、超伝導体４６に接触するピン電極５２により、画像情
報に対応したパターンで選択的に通電して加熱する。電
源５４は超伝導体４６の臨界電流以上の電流を供給する
ように設定されているので、通電を受けた超伝導体４６
のリングに流れていた電流は減衰、消滅し、磁界も消え
る。従って、その後記録体が冷却されると、前述と同様
に加熱された超伝導体４６には初期の磁界とは逆方向の
磁界を生じ（磁界反転）、磁気潜像が形成される。

第６図の磁気記録装置は、記録体６１の構成と、サーマ
ルヘッドの代りに記録電極（超伝導性除去手段）６２を
用いた点が第１図と異なっている。

記録体６１は、支持材４５の上に、導電層６３、抵抗層
６４、及び超伝導体４６を順次形成して構成される。記
録電極６２は、第７図に示すように、絶縁材６２Ｃでモ
ールドされたピン電極６２ａと、大きな接触面積を備え
た帰路電極６２ｂとで構成されている。６５は記録電極
６２の電源である。

画像記録に際しては、前述と同様に初期化された記録体
６１に第８図に示すように記録電極６２を接触させ、画
像情報に対応してピン電極６２ａと帰路電極６２ｂとの
間に通電する。この場合、電流は第８図に矢印線で示す
ように超伝導体４６、抵抗層６４、導電層６３を通って
流れるが、ピン電Ｆｉ６２ａは微小面積で接触している
ため、ピン電極直下の電流密度は高くなり、この部分の
抵抗層６４が発熱する。一方、帰路電極６２ｂ側では接
触面積が大であり、電流は分散されて発熱はほとんど起
らない。この抵抗層６４の発熱により、ピン電極直下の
超伝導体４６は選択的に加熱され、臨界温度以上になっ
て常伝導状態に移る。このため、リングに流れていた電
流は減衰、消滅し、磁界も消える。その後、記録体６１
は再び冷却されて超伝導状態に戻り、隣接する加熱され
なかった非選択の超伝導体を流れる電流が作る磁界によ
り電流が誘導される。この電流による磁界は初期の磁界
とは逆方向であり、磁界の反転による潜像が形成される
。

第９図は第６図の磁気記録装置の変形例を示す側面図で
、記録体６１′は、支持材を兼ねる抵抗層６６上に、導
電層６７と超伝導体４６とを順次形成して構成されてい
る。記録電極６２は抵抗層６６側に接触させて配置され
ている。この場合は、記録電極６２は磁性トナーを付着
させる側と反対側で記録体６１′に接しているため、ト
ナーにより汚されることはなく、安定した像形成が行え
る利点がある。

第１０図に第２の実施例を示す。

第１０図は磁気記録装置の要部の構成２作用説明図で、
図中、７１は超伝導記録体である。超伝導記録体７１は
、ＭｇＯ基板７２の上に厚さ５μｍ程度のＹＢａ２Ｃｕ
Ｏｗ−ｘの超伝導体薄膜（超伝導部材）７３を設けて構
成される。超伝導薄膜７３は、ＹＢａｚ、Ｃｕ０１−、
をスパッタリングによって５μｍ成膜した後、０２雰囲
気中９００℃で熱処理して多結晶薄膜としたものである
。この薄膜７３は８７にで完全に超伝導となることが確
認されている。超伝導記録体７１の上側には、磁性トナ
ー７４が付着した現像ローラ（現像器）７５が適当なギ
ャップを介し配設され、超伝導記録体７１の下側には、
サーマルヘッド（超伝導性除去手段）７６と磁石７７と
が図示のように配設されている。磁石７７による磁場は
超伝導記録体７１の臨界磁界より小さな値となるように
しておくが、このため磁石７７は超伝導記録体７１との
距離を変えられるようにしておく。この装置の作用は次
の通りである。

まず装置をタライオスタット内に入れて液体ヘリウムに
よって冷却するが、このとき、超伝導記録体７１が十分
冷却されるまでは磁石７７は記録体７１から約５　ｃｍ
離しておき、トナー７４が記録体７１に付着するのを防
ぐ。記録体７１には温度計を取り付けて記録体７１が７
０にで一定となるように温度制御を行う。

次に、磁石７７を記録体７１から５■１の位置まで動か
してこのときの様子をクライオスタンドののぞき窓から
観察したところ、トナー７４は現像ローラ７５のスリー
ブ上に固定されたままであった。次に、サーマルヘッド
７６のスイッチ７８をオンにすると、記録体７１の対向
部分の温度は上昇し、温度計が８０Ｋを示したときにト
ナー７４は記録体７１上に移動するのが観察された。こ
れば、記録体７１はスイッチ７８がオフのときは超伝導
状態である（そのマイスナー効果によってトナー７４が
記録体７１には付着しない）が、スイッチ７８をオンに
するとサーマルヘッド７６による加熱により温度上昇し
臨界温度を越えて常伝導状態となるためである。記録体
７１が常伝導状態になると、磁石７７からの磁束が記録
体７１をつらぬき、磁性トナー７４を記録体７１の方に
引き寄せる力が働く。さらに、常伝導状態への転移によ
ってマイスナー効果による斥力が働かなくなるため、磁
性トナー７４は一層記録体７１上に付着し易くなるもの
である。

以上のことから、サーマルヘッド７６に画像部ｌ１ａＩ
こ基いた信号を印加することによって、記録体上にトナ
ー像を形成することができる。

このようにして得られたトナー像は、現像領域通過後に
用紙に転写され、ハードコピーが得られる。

本例の場合も、前例と同様に画像形成を高速で行うこと
ができる。

なお、本例で使用した超伝導材料の臨界温度が８７にで
あったためにその温度以下に冷却する必要があったが、
常温で超伝導を示す物質であれば冷却する必要がないの
は当然で、構造も節単になる。

第１１図乃至第１３図に第３の実施例を示す。

第１１図は従来の磁気潜像を利用する画像形成方式（第
２回ノンインパクトプリンティング技術シンポジウム論
文集Ｐ、８５　（１９８５参照））を示す側面図で、ド
ラム状磁気記録体８１の上には磁気ヘッドによって磁気
潜像８２が形成されている。この潜像８２上に磁気ブラ
シ現像器８３によって磁性トナー８４を付着させ、これ
を図示しない転写器により用紙に転写する。この方式の
欠点は、潜像部分以外にも磁性トナーが付着することで
、これを防ぐため、トナー像成形後にエア吸引手段８５
によって不用なトナーを回収する必要がある。

本例では、この点に鑑み、磁気記録体に代えて超伝導記
録体を使用するもので、その基本構成は第１２図に示す
通りである。超伝導記録体８６が第１２図（ａｌに示す
ように磁性トナー８４と現像器８３に近接して配置され
ている状態を考える。磁性トナー８４は現像器８３のマ
グネットローラ８７によって磁化されている。このため
、超伝導記録体８６と磁性トナー８４の間にはマイスナ
ー効果により斥力が働き、その結果、磁性トナー８４は
超伝導記録体８６に付着しない。次に、第１２図（ｂｌ
に示すように超伝導記録体８６の近傍に磁石８８を持っ
てくる。磁石８８は、超伝導記録体８６の臨界磁界より
大きな磁界を与えるように設定する。そのようにすると
、超伝導記録体８６の超伝導状態が破られ、磁石８８か
らの磁束は超伝導記録体８６を貫通し、磁性トナー８４
を超伝導記録体８６上に引き付ける力が働く。このよう
に、第１２図（ａ）を非画像部に、第１２図（ｂｌを画
像部にそれぞれ対応させ、超伝導記録体８６上にトナー
像を形成することができる。

次にこの基本構成に基〈実施例を第１３図により説明す
る。

超伝導記録体８６は、ＭｇＯ基板８９の上に超伝導多結
晶薄膜（超伝導部材）９０を設けて構成される。薄膜９
０は、ＹＢａｚＣｕ０７−ｘをスパツタリングによって
５μｍ成膜した後、０□雰囲気中で９００℃で熱処理し
て形成される。この薄膜は８７にで完全に超伝導状態に
なる。

この超伝導記録体８６の薄膜９０側には、磁性トナー８
４をスリーブ上に付着させた現像器８３が約５０μｍの
ギャップを介し配置され、超伝導記録体８６のＭｇＯ基
板８９側には、磁気ヘッド（超伝導性除去手段）９１が
約１００μｍのギャップを介し配置されて磁気記録装置
の要部が構成される。

この装置をクライオスタット内に入れて液体ヘリウムで
冷却し、薄膜９０上に取り付けた温度計が約４０Ｋを示
したときにこの状態を保ち、タライオスタットののぞき
窓から現像器８３上の磁性トナー８４のふるまいを観察
した。まずはじめに磁気ヘッド９１のスイッチ９２を入
れない第１３図（ｂｌの状態では、磁性トナー８４は現
像器８３上に固定されたままであった。次に第１３図（
ａｌに示すように磁気ヘッド９１のスイッチ９２を入れ
ると、磁気ヘッド９１に近接した部分の薄膜９ｏには、
その薄膜９０の臨界磁界を越える磁界が加えられて常伝
導状態に変わり、磁性トナー８４が薄膜９０上に引き付
けられるのが観察された。

これらのことから、磁気ヘッド９Ｉに画像情報に基づく
信号を印加することによって、超伝導記録体８６上にト
ナー像が形成されることが確認された。本例の場合は、
上述のように液体ヘリウムによる冷却が必要であるが、
常温で超伝導を示す材料を用いれば、当然のことながら
冷却は不要である。

本例によれば、余分なトナー付着のない高密度の画像記
録を高速で行うことが可能である。

第１４図乃至第１８図に本例の応用例を示す。

第１４図の応用例は、磁性インクと超伝導コイルを用い
た電磁石アレイとを使用することにより、静電背面記録
方式のような放電現像を利用することなく画像形成を可
能にする方式で、その構成。

作用は次の通りである。

第１３図の超伝導記録体８６に代って使用される記録紙
２００の印刷面側に磁性インク９３を収納するインク溜
を配置し、裏面側に超伝導コイル（超伝導部材）９４を
用いた電磁石アレイ９５を配置する。コイル９４の一端
は共通に接続して電′ａ９６の一端に接続し、コイル９
４の他端はスイッチ９７を介し共通に接続して電ａ９６
の他端に接続する。像形成に際しては、像を形成すべき
位置に配置されたコイル９４に接続されているスイッチ
９７を閉じて該コイル９４に電流を流す。これにより、
その部分が磁石（電磁石）９８となるが、この磁石９８
の記録紙２００に近い端面の磁束密度が大きいため、磁
性インク９３の表面張力より大きな磁気力が発生してイ
ンク粒が記録紙２００に付着し、像が形成される。電磁
石に超伝導コイルを用いるのは、超伝導コイルは原理的
に電気抵抗が“０”であることからコイルに大電流を流
すことが可能であり、結果として鉄心を用いた通常の電
磁石と比較して同じ磁束密度の電磁石を作ったときその
形状が断熱部を考慮しても１／３以下になり、記録密度
を上げることができるためである。また超伝導コイルは
熱損失もないため、そのための冷却部も不要となる。

本例の場合は、放電現像を利用しないため、高圧電源が
不要になり、人体に悪影響を与えるオゾンの発生もない
。

第１５図及び第１６図の応用例は、導電性磁性トナーを
用いて普通の記録紙に像転写を行えるようにしたもので
ある。

カールソンプロセスにおいて、トナーとして導電性磁性
トナーを使用する方式がある。この方式は、現像器の構
成が簡単であること、２成分現像剤で使用するキャリア
が不要であること等の長所がある。しかし、導電性磁性
トナーは、第２４図に関連して前述したように、普通の
記録紙に転写できないという欠点がある。

この問題点を解決する本例の基本構成を第１５図に示す
。転写部分の感光体１０１の内側に超伝導体（超伝導部
材）１０５を配設し、これと記録紙２００を挟んで対向
する位置に磁石１０６を配置する。導電性磁性トナー１
０２は磁石１０６によって磁化され、磁石１０６の方に
引き寄せられる方向の力を受ける。さらに、磁化された
トナー１０２には、超伝導体１０５との間でマイスナー
効果による斥力が働く。この２つの力が磁性トナー１０
２の感光体１０１上への静電的な付着力より大きくなれ
ば、トナー１０２は記録紙２００の方へ移動する。この
ように、トナーの転写の際に磁力とマイスナー効果によ
る斥力とを利用することによって、導電性トナーが普通
紙に転写できるようになる。

第１６図は第１５図の基本構成を具体化した磁気記録装
置の構成１作用説明図で、１０７は磁石゛１０６の代り
に配置された磁気ヘットである。導電性磁性トナー１０
２は画像情報に基づいて感光ドラム１０１上に付着させ
る。超伝導体１０５としてはＹＢｚＣｕＯ，から成るも
のを使用したが、この材料は前述のように８５にで完全
に超伝導体となる。１０８，１０９は、磁気ヘッド１０
７からの磁束が拡がってトナー像を乱すのを防ぐために
配置された超伝導体で、超伝導体１０５と同材料で形成
される。

上記装置をクライオスタンド内に入れて液体ヘリウムで
冷却して各超伝導体１０５，１０８゜１０９が超伝導転
移温度以下になるように保ら、磁気ヘッド１０７のスイ
ッチ１１０をオンにして磁性トナー１０２の挙動を観察
した。その結果、スイッチ１１０をオンにしたときだけ
トナーが記録紙２００の上に移動することが確認された
。そして、さらに記録紙２００を移動させながらスイッ
チ１１０を感光体１０１上に形成されているトナー像の
画素に合わせてオン１オフすることによって、感光体１
０１上のトナーは乱れることなく記録紙２００上に転写
できることが確認された。

すなわち、導電性磁性トナーが普通紙に転写できるよう
になり、非常に簡単な構造で高品質の印字を高速で行う
ことができるものである。

第１７図及び第１８図の応用例は磁気ヘッドによる磁束
の広がりを第１６図と別の方法で小さくするもので、第
１７図にその基本構成を示す。

第１７図（ａｌにおいて、１１１は磁気ヘッド、１１２
はＬＥＤ　（超伝導性除去手段）である。

ＬＥＤ１１２は磁気ヘッド１１１の軸線とθ０の位置に
設けられている。ＬＥＤ１１２からの光はパルス状に超
伝導部材９０の表面に照射され、スポット１１３の温度
広がりは最小限に押えられる。

従って、磁気ヘッド１１１の磁界は、第１７図（ｂ）に
示すように広がることなく、第１７図（Ｃ１に示すよう
に小さな広がりで超伝導記録体８６を通過する。

また、第１８図に示すように、磁気ヘッド１１１′の真
中にＬＥＤ１１２を設けても同様の効果を奏することが
できる。

第１９図及び第２０図に第４の実施例を示す。

本例は記録紙に直接トナー像を形成する方式のもので、
第１９図にその基本構成を示す。図中、１２１は現像器
、１２２は磁性トナー、１２３は超伝導体（超伝導部材
）、１２４は磁気ヘッドである。現像器１２１と記録紙
２００とは磁性トナー１２２と記録紙が接触しないよう
に配置されている。磁気ヘッド１２４がオフのとき、磁
性トナー１２２には記録紙２００方向への力は働かない
ため、記録紙２００上へのトナー付着は生じない。

磁気ヘッド１２４をオンすると、超伝導体１２３の磁気
ヘッド１２４の近接部分が臨界磁界を超え常伝導状態と
なる。このため、磁気ヘッド１２４からの磁束が超伝導
体１２３をつらぬいて磁性トナー１２２に達し、磁性ト
ナー１２２を記録紙２００の方に引き寄せる。これによ
り、画像情報に基づいた信号を磁気ヘッドに印加するこ
とにより、記録紙上にトナーの像を形成することができ
る。超伝導体１２３を使用するのは、−度記録紙２００
上に付着した磁性トナー１２２が、磁気ヘッド１２４か
らの磁束によって乱れるのを防止するためである。すな
わち、超伝導体１２３は磁気シールドとして用いられて
いる。

第２０図は上述の基本構成を具体化したもので、１２５
はセラミック基板、１２６はその上に重ねられたＹＢａ
２Ｃｕ３０Ｘ系の超伝導体（超伝導部材）、１２７は磁
気ヘッド１２４のスイッチである。

超伝導体１２６は、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｘをスパッタリング
によってセラミック基板１２５上に５μｍの厚さに成膜
した後、０□雰囲気中で熱処理して多結晶薄膜としたも
のを使用した。このＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ膜は８７にで完
全に超伝導体となる。

この装置により記録の実験を行った結果は次の通りであ
る。

実験に際しては、超伝導体１２６の上にポリエステルフ
ィルム２０１を密着して固定した。本来であれば、磁性
トナーを付着させるものとして紙を使用すべきであるが
、後述するように装置全体を冷却して実験をするために
、ここではポリエステルフィルムを用いた。このポリエ
ステルフィルム２０１と現像器１２１の間隔は５０μｍ
とした。

現像器１２１のスリーブ上には、磁性トナー１２２が１
〜２層形成される。実験は、装置全体をクライオスタン
ド内に入れ液体ヘリウムにより９０に以下（超伝導体１
２６の超伝導転移温度が約９０にであるため）に冷却し
て行った。この場合、本来は超伝導体１２６は固定して
おいてポリエステルフィルム２０１のみを動かして像形
成を行うのであるが、実験を容易にするために、超伝導
体１２６とポリエステルフィルム２０１を同時に矢印方
向に動かした。この方式でも、像形成原理は変らない。

現像器１２１は矢印方向に回転させた。

実験の結果、磁気ヘッド１２４のスイッチ１２７がオフ
のときは磁性トナー１２２のポリエステルフィルム２０
１上への付着は生じなかった。そして、スイッチ１２７
をオンにすると、磁性トナー１２２の付着が生じた。さ
らにスイッチ１２７のオン、オフを繰り返すと、オンの
部分だけトナーが付着し、また、磁気ヘッド１２４の磁
束によって、−度付前したトナーが乱されることもなか
った。

本例によれば、構造が非常に簡単になり、高速記録が可
能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、簡単な構造で高速
記録を安全かつ容易に行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の磁気記録装置の構造概
要を示す側面図、第２図は第１図の記録体の構成を示す
平面図、第３図（ａｌ、　（ｂｌ、　（ｃ＋は本発明の
第１の実施例の磁気記録装置による磁気潜像形成要領説
明図、第４図は本発明の第１の実施例の他の加熱手段を
示す側面図、第５図及び第６図はそれぞれ本発明の実施
例の応用例を示す側面図、第７図は第６図の記録電極の
構造を示す斜視図、第８図は第６図の記録電極の作用説
明図、第９図は第６図の磁気記録装置の変形例を示す側
面図、第１０図ｆａｎ、　ｆｂ）は本発明の第２の実施
例のｆ〃磁気記録装置要部の構成１作用説明図、第１１
図は本発明の第３の実施例の磁気潜像画像形成方式の問
題点説明図、第１２図（ａ）、　（ｂ）は本発明の第３
の実施例の磁気記録装置の基本構成図、第１３図（ａｌ
、（ｂ）は本発明の第３の実施例の磁気記録装置の構成
１作用説明図、第１４図は第３の実施例の応用例の構造
概要説明図、第１５図は本発明の第３の実施例の他の応
用例の基本構成説明図、第１６図は第１５図の基本構成
を具体化した磁気記録装置の構成２作用説明図、第１７
図（ａｌ、　（ｂｌ、　（Ｃ）は本発明の第３の実施例
の他の応用例の基本構成１作用説明図、第１８図は第１
７図の変形例説明図、第１９図は本発明の第４の実施例
の磁気記録装置の基本構成図、第２０図は本発明の第４
の実施例の磁気記録装置の構造概要説明図、第２１図は
従来のカールソン法による電子写真式画像記録装置の構
造概要説明図、第２２図は従来の静電記録方式の画像記
録装置の構造概要説明図、第２３図は第２２図の装置に
よるトナー像形成要領説明図、第２４図は第２１図の方
式で磁性トナーを使用した場合の問題点説明図で、図中
、４３．７６はサーマルヘッド（超伝導性除去手段）、
４４，１２１は現像器、４６，１０５，１２３．１２６
は超伝導体（超伝導部材）、４７は加熱手段（超伝導性
除去手段）、５２はビン電極（超伝導性除去手段）、６
２は記録電極（超伝導性除去手段）、７３゜９０は超伝
導薄膜（超伝導部材）、７５は現像ローラ（現像器）、
９１，１２４は磁気ヘッド（超伝導性除去手段）、１１
２はＬＥＤ　（超伝導性除去手段）である。

Claims

【特許請求の範囲】所定位置に配置された超伝導部材と、前記超伝導部材の超伝導状態を所定のパターンで常伝導
状態に変化させ、これにより磁気潜像形成を可能にする
超伝導性除去手段と、前記超伝導性除去手段により形成された磁気潜像を現像
する現像器とを備えたことを特徴とする磁気記録装置。