JPH06308858A

JPH06308858A - 熱磁気記録方法および熱磁気印写装置

Info

Publication number: JPH06308858A
Application number: JP9966493A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Isono; 仁志磯野; Junichiro Nakayama; 純一郎中山; Kenji Ota; 賢司太田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【構成】熱磁気記録された記録部１７と未記録部１８
とが走査方向に交叉して交互に繰り返すように、縞状に
潜像を形成する。潜像の形成中に、例えば光ビームの強
度を変調すれば、未記録部１８の幅が変わる。【効果】互いに逆回りの閉ループ磁界が走査方向に交
互に繰り返し形成される結果、反磁界によって磁力の低
下した領域が、走査方向に沿った中央部に帯状に出現す
るといった不都合は解消される。また、閉ループ磁界の
反復は、例えば磁性トナーの付着率を向上させる。した
がって、本発明によれば、１層の垂直磁化膜を用いた安
価な構成で良好な可視像が得られる。さらに、光ビーム
の強度を変調するだけで、可視像の濃淡を階調表現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、昇温によって保磁力を
失う熱磁気記録媒体を用い、潜像を熱磁気的に形成して
可視画像を得る熱磁気記録方法および熱磁気印写装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁性体の磁化が昇温によって弱まる現象
を利用し、磁性体に潜像を磁気的に形成した後、可視化
する熱磁気記録方法が知られている。より具体的には、
この熱磁気記録方法は、(1) 一定磁界によって磁性体の
磁化を初期化する工程、(2) レーザ光源またはサーマル
ヘッド等によって磁性体を画像に対応させて昇温する工
程、(3) 上記一定磁界と逆向きの磁界の印加によって、
磁性体の昇温部位の磁化を反転させ、磁気潜像を形成す
る工程、(4) 上記磁気潜像の表面に磁性トナーを接触さ
せ、磁気潜像を可視化する工程を有している。

【０００３】このような熱磁気記録が行われる磁気記録
媒体は、上記磁性体を薄膜化した磁性層を備えている。
この磁性層の種類は、磁化容易軸が磁性層の表面に垂直
か平行かによって、いわゆる垂直磁化膜と面内磁化膜と
に大別されるが、垂直磁化膜が面内磁化膜より記録密度
を上げることができる点で注目を浴びている。

【０００４】しかしながら、垂直磁化膜を用いた磁気記
録媒体では、垂直磁化膜が薄くなると、図１５（ａ）〜
（ｃ）に示すように、反磁界Ｈ_Dにより磁気潜像５０の
中心付近の磁界が低下し、磁性トナー５３が付着しない
現象が発生した。この問題を解決するために、例えば特
開昭５９−５３８５５号公報には、垂直磁化膜の下に軟
磁性薄膜を設けることによって、磁気潜像の中心付近に
おける反磁界の発生を抑制した磁気記録媒体が提案され
ている。

【０００５】一方、熱磁気記録を行う従来の熱磁気印写
装置は、図１４に示すように、回転する磁気記録媒体５
５、上記(1) の工程を行う初期化ヘッド５６、上記(2)
の工程を行うレーザ光６６および集光レンズ６５、上記
(3) の工程を行う記録ヘッド５９、上記(4) の工程を行
う現像装置６０、磁気記録媒体５５表面のトナー像を記
録紙６１に転写する転写装置６２、および磁気記録媒体
５５表面に残存するトナーを取り除くクリーニング装置
６３を備えている。なお、図１３に示すように、磁気記
録媒体５５は、ドラム状支持体５１上に軟磁性薄膜５２
ａと垂直磁化膜５２ｂとを順に積層させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
熱磁気記録方法および熱磁気印写装置では、軟磁性薄膜
および垂直磁化膜の２層の磁性層を有する熱磁気記録媒
体を使用するために、コストアップを招来する。また、
記録ビットの大きさは約５０μｍと大きいため、従来の
方法では、垂直磁化膜を薄くしたときに、反磁界により
潜像の中心付近の磁界が低下し、磁性トナーが付着しな
くなる現象を充分に克服できないという問題点も有る。

【０００７】本発明の目的は、上記の問題点を鑑みて、
１層の磁性層を有する熱磁気記録媒体を用いてコストダ
ウンを図りながら、良好なトナー像を得ることができる
熱磁気記録方法および熱磁気印写装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る熱
磁気記録方法は、上記の課題を解決するために、垂直磁
化膜（例えば、ＤｙＦｅＣｏ非晶質薄膜）を備えた熱磁
気記録媒体を用い、上記熱磁気記録媒体を走査しながら
潜像を熱磁気的に形成する熱磁気記録方法において、熱
磁気記録された記録部と未記録部とが走査方向に交叉し
て交互に繰り返すように、縞状に潜像を形成することを
特徴としている。

【０００９】請求項２の発明に係る熱磁気印写装置は、
上記の課題を解決するために、昇温によって保磁力を失
う熱磁気記録媒体を用い、潜像を熱磁気的に形成して可
視画像を得る熱磁気印写装置において、(1) 組成を調整
することによって面内磁化成分を導入し反磁界を大きく
した垂直磁化膜（例えば、Ｄｙ₁₅（Ｆｅ₉₅Ｃｏ₅)₈₅非晶
質薄膜）を有する熱磁気記録媒体と、(2) 上記熱磁気記
録媒体に光ビームを照射する光照射手段（例えば、半導
体レーザを有する光ヘッド）と、(3) 少なくとも潜像の
形成中に、上記光ビームの強度を変調する光強度変調手
段（例えば、光強度変調器）とを備えたことを特徴とし
ている。

【００１０】

【作用】請求項１の構成により、記録部と未記録部とに
おける垂直磁化の向きは互いに反対になっており、しか
も記録部と未記録部が走査方向に交叉して繰り返し形成
されるので、互いに逆回りの閉ループ磁界が走査方向に
交互に繰り返し形成される。この結果、反磁界によって
磁力の低下した領域が、走査方向に沿った中央部に帯状
に出現するといった不都合は解消される。しかも、互い
に逆回りの閉ループ磁界が交互に繰り返し形成されるこ
とは、例えば磁性トナーを潜像の全域にわたって良好に
付着させる。したがって、本発明の熱磁気記録方法によ
れば、１層の垂直磁化膜で良好な可視像が得られる。

【００１１】請求項２の構成によれば、組成を調整する
ことによって面内磁化成分を導入し反磁界を大きくした
垂直磁化膜は、反磁界の強さが無視できない程度の強さ
を持つ外部磁界が印加されたときに、反磁界の影響で分
割磁区構造をとりやすくなる。一方、反磁界の強さが無
視できる程度に強い外部磁界が印加されたときには、反
磁界の影響が小さいため、磁化の向きは一様に外部磁界
の方向に揃うので、単磁区構造をとる。

【００１２】このため、強い初期化磁界で磁化の向きを
一様に揃えた熱磁気記録媒体に対し、潜像の形成領域を
昇温して、初期化磁界と向きが反対で、かつ反磁界の発
生が無視できない程度に初期化磁界より弱い記録磁界を
印加し熱磁気記録すると、上記のように、潜像の形成領
域は分割磁区構造をとり、潜像の形成領域外は単磁区構
造を保つ。すなわち、潜像の形成領域では、記録部の形
成に伴って、記録部の間に反磁界による未記録部が出現
する。したがって、潜像の形成領域は、交互に繰り返す
記録部と未記録部とに分割される。記録部と未記録部と
が交互に繰り返す縞状に潜像が形成されると、良好な可
視像が得られるのは、すでに説明したとおりである。

【００１３】一方、潜像の形成中に、光ビームの強度を
変調し、熱磁気記録がなされない程度に光ビームの強度
を弱めれば、上記潜像の形成領域の中に幅の広い未記録
部を形成することができる。幅の広い未記録部では、例
えば磁性トナーの付着率が減少するから、光ビームの強
度を弱めなかったときより淡い可視像を得ることができ
る。すなわち、光ビームの強度の変調の仕方を変えれ
ば、様々な濃度の可視像が得られる。したがって、本発
明の熱磁気印写装置は、潜像の形成中に、光ビームの強
度を変調するだけで、可視像の濃淡を階調表現すること
を可能にする。また、熱磁気記録媒体は１層の垂直磁化
膜を備えていればよいので、熱磁気印写装置を安価に構
成することができる。

【００１４】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図７
に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

【００１５】図３に示すように、本発明の熱磁気記録方
法に係る熱磁気記録媒体５は、ＡｌもしくはＡｌ合金か
ら成るドラム１を支持基体とし、ドラム１上に非晶質磁
性膜２および保護層３を順に積層させている。上記非晶
質磁性膜２として、例えばスパッタリングによりＤｙＦ
ｅＣｏ膜を１０００ｎｍ厚みに形成し、上記保護層３と
して、例えばスパッタリングによりＡｌＮ膜を２０ｎｍ
厚みに形成した。なお、ＤｙＦｅＣｏの室温での保磁力
は約１ｋＯｅであり、キュリー点は約１２０℃であっ
た。

【００１６】次に、図２に示すように、本発明に係る熱
磁気印写装置は、上記の構成から成るドラム状の熱磁気
記録媒体５を備えている。この熱磁気記録媒体５に磁気
潜像を形成するために、半導体レーザ（図示せず）から
出射されたレーザ光８を集光するレンズ７と、記録磁界
を生成する記録ヘッド９とが熱磁気記録媒体５を挟んで
表裏対向する位置に配置されている。さらに、熱磁気記
録媒体５の回転方向（例えば時計回り）に沿って、上記
レンズ７および記録ヘッド９から下流側に、磁性トナー
（図示せず）を供給する現像装置１０、記録紙１１にト
ナー像を転写する転写装置１２、熱磁気記録媒体５の表
面に残留する磁性トナーを取り除くクリーニング装置１
３、および初期磁界を生成する初期化ヘッド６が順に設
けられている。

【００１７】上記の構成において、初期化ヘッド６は、
時計回りに回転する熱磁気記録媒体５に対して一定の向
きおよび強さの初期磁界を印加する。これにより、非晶
質磁性膜２の磁化は、熱磁気記録媒体５の表面に垂直な
向きに一様に揃えられる。この初期化された熱磁気記録
媒体５に、レンズ７で集光されたレーザ光８が照射され
る。レーザ光８の照射と共に、記録ヘッド９は、初期化
ヘッド６による初期磁界と反対向きの記録磁界を熱磁気
記録媒体５に印加する。これにより、非晶質磁性膜２
は、照射中心付近において記録磁界の向きに磁化され、
熱磁気記録媒体５に熱磁気的な潜像が形成される。

【００１８】次に、現像装置１０は、上記潜像に磁性ト
ナーを供給し、潜像を現像する。現像によって形成され
たトナー像は、転写装置１２により記録紙１１に転写さ
れる。そして最後に、熱磁気記録媒体５の表面に残留す
る磁性トナーは、クリーニング装置１３により除去さ
れ、一連の画像形成工程が終了する。

【００１９】ここで、本実施例の熱磁気記録方法につい
て、さらに詳細に説明する。非晶質磁性膜２を構成する
ＤｙＦｅＣｏは垂直磁化膜であるが、その組成を調整す
ることで、磁化を大きくすると共に、面内磁化成分を導
入することもできる。磁化を大きくすると、反磁界の大
きさも大きくすることができる。こうして、面内磁化成
分を持ち、しかも磁化の大きい垂直磁化膜は、反磁界の
発生が無視できる強い外部磁場が印加されたときには、
図４に示すような単磁区構造をとるが、例えばキュリー
温度以上に昇温された潜像記録領域に対して、反磁界の
発生が無視できない程度の外部磁場が印加されたときに
は、図５に示すように、反磁界Ｈｄが発生することによ
ってエネルギー的に小さくなった分割磁区構造をとりや
すくなる。本実施例では、非晶質磁性膜２のＤｙＦｅＣ
ｏの組成をＤｙ₁₅（Ｆｅ₉₅Ｃｏ₅)₈₅とすることで、面内
磁化成分が導入され、反磁界が大きくなった熱磁気記録
媒体５を構成することができる。

【００２０】また、レーザ光８の横断面のビーム強度Ｉ
とビーム中心からの距離ｒとの関係は、図６に示すよう
に、ガウス分布となっている。本実施例では、直径約１
μｍの照射範囲内で、非晶質磁性膜２がそのキュリー温
度（約１２０℃）以上に昇温されるよう、レーザ光８の
出力を約１０ｍＷに調整した。図７は、熱磁気記録媒体
５を走査するレーザ光８の立体的な強度分布を示してい
る。この強度分布に対応して、レーザ光８の走査方向と
直角をなす方向に温度勾配が生じることになる。すなわ
ち、レーザ光８の中心から離れた部位では、非晶質磁性
膜２の温度がキュリー温度を下回るので、非晶質磁性膜
２の保磁力は維持されている。

【００２１】このような強度分布を持つレーザ光８によ
って昇温された熱磁気記録媒体５に対して、初期磁界と
は向きが反対で、大きさが５００Ｏｅの記録磁界を印加
すると、図１（ａ）に示すように、レーザ光８の走査方
向に交叉して延びる縞状の記録部１７と未記録部１８と
が交互に繰り返す分割磁区構造が出現する。図１（ｂ）
では、未記録部１８に対応する初期磁界の向きを上向
き、記録部１７に対応する記録磁界の向きを下向きと仮
定して示している。すなわち、未記録部１８は、反磁界
の影響で記録磁界の向きに反転しなかった磁区である。
このように、記録部１７と未記録部１８とが交互に存在
するため、図１（ｃ）に示すように、磁性トナー２３
は、潜像全体に付着し、潜像の中心付近に中抜けの無い
良好なトナー像を形成することができる。

【００２２】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図８に
基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記の
実施例の図面に示した部材と同一の機能を有する部材に
は、同一の符号を付記して、その説明を省略する。

【００２３】本発明の熱磁気記録方法に係る熱磁気記録
媒体５は、上記ドラム１と非晶質磁性膜２との間に、ス
パッタリングにより１０００ｎｍ厚みで形成されたＡｌ
Ｎから成る蓄熱膜４を備えている。また、レーザ光８の
出力は約８ｍＷに調整した。この他の構成は、実施例１
と同一である。

【００２４】上記のように蓄熱膜４を設けることによ
り、保温効果が得られるため、レーザ光８の出力を小さ
くしても、実施例１と同様に、直径約１μｍの照射範囲
内で、非晶質磁性膜２をそのキュリー温度（約１２０
℃）以上に昇温させることができた。

【００２５】なお、蓄熱膜４の素材はＡｌＮに限定され
ず、例えば、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン
等の耐熱性樹脂、アルミナ、ガラスの無機材料など、非
晶質磁性膜２より熱伝動率の小さい材料を選択すればよ
い。

【００２６】〔実施例３〕本発明のさらに他の実施例を
図９ないし図１２に基づいて以下に説明する。なお、説
明の便宜上、前記の実施例の図面に示した部材と同一の
機能を有する部材には、同一の符号を付記して、その説
明を省略する。

【００２７】図９に示すように、本実施例の熱磁気印写
装置は、図２に示すレンズ７に代えて、レーザ光８を熱
磁気記録媒体５に照射する光ヘッド１９と、レーザ光８
の出力を変調する光出力変調器２０とを備えている。光
出力変調器２０は、レーザ光８の出力を任意に変調する
ことができる。ここでは、変調の具体例として、図１０
（ａ）に示すように、レーザ光８の強度の強弱を一定の
時間間隔で反復させる場合と、図１０（ｂ）に示すよう
に、強の期間を一定とし、弱の期間を等差級数的に増加
させる場合とを示したが、本発明がこの変調の仕方に限
定されるものではない。この他の構成は、熱磁気記録媒
体５の構成も含めて実施例１と同一である。

【００２８】上記の構成において、レーザ光８の出力が
図１０（ａ）に示すように変調されると、図１１（ａ）
（ｂ）に示すように、レーザ光８の強度が強いときに
は、記録部１７と未記録部１８とが交互に形成され、レ
ーザ光８の強度が弱いときには、記録部１７は形成され
ず、未記録部１８のみとなる。これにより、未記録部１
８の幅を広くした潜像を形成することができるので、磁
性トナーの付着率が低減され、実施例１の場合より淡い
色で現像することが可能となる。

【００２９】また、レーザ光８の出力が図１０（ｂ）に
示すように変調されると、図１２（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、未記録部１８の幅は段階的に広くなるので、現像
の濃淡を階調表現することができる。このように、原画
像の濃淡に応じて、光出力変調器２０がレーザ光８の出
力を変調するだけで、複写画像の濃淡を容易に変えるこ
とができる。

【００３０】なお、実施例２のように、ドラム１と非晶
質磁性膜２との間に蓄熱膜４を設ければ、レーザ光８の
出力を実施例１の場合より小さくすることができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明に係る熱磁気記録方法
は、以上のように、熱磁気記録された記録部と未記録部
とが走査方向に交叉して交互に繰り返すように、縞状に
潜像を形成する構成である。

【００３２】それゆえ、潜像の中に、反磁界によって磁
力の低下した領域が、走査方向に沿った中央部に帯状に
出現するといった不都合は解消されると共に、例えば磁
性トナーが潜像の全域にわたって良好に付着することか
ら、良好な可視像を得ることができる。さらに、熱磁気
記録媒体は、１層の垂直磁化膜を備えていればよいこと
から、安価な熱磁気記録が可能になるという効果を併せ
て奏する。

【００３３】請求項２の発明に係る熱磁気印写装置は、
以上のように、組成を調整することによって面内磁化成
分を導入し反磁界を大きくした垂直磁化膜を有する熱磁
気記録媒体と、上記熱磁気記録媒体に光ビームを照射す
る光照射手段と、少なくとも潜像の形成中に、上記光ビ
ームの強度を変調する光強度変調手段とを備えている構
成である。

【００３４】それゆえ、記録部と反磁界による未記録部
とが交互に繰り返す縞状に潜像が形成され、良好な可視
像を得ることができると共に、潜像の形成中に、光ビー
ムの強度を変調するだけで、可視像の濃淡を階調表現す
ることが可能になる。さらに、熱磁気記録媒体は１層の
垂直磁化膜を備えていればよいので、熱磁気印写装置を
安価に構成することができるという効果を併せて奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る熱磁気記録方法によって
形成された潜像の記録パターン示す模式図、（ｂ）は上
記記録パターンの磁化方向を示す模式図、（ｃ）は上記
記録パターンに対する磁性トナーの付着状態を示す模式
図である。

【図２】本発明に係る熱磁気印写装置の構成を概略的に
示す正面図である。

【図３】本発明の熱磁気記録方法に係る熱磁気記録媒体
の構成を概略的に示す縦断面図である。

【図４】垂直磁化膜の単磁区構造を示す模式図である。

【図５】垂直磁化膜の分割磁区構造を示す模式図であ
る。

【図６】レーザ光の横断面におけるビーム強度分布を示
すグラフである。

【図７】レーザ光の走査方向に対するビーム強度分布を
立体的に示すグラフである。

【図８】本発明の熱磁気記録方法に係る他の熱磁気記録
媒体の構成を概略的に示す縦断面図である。

【図９】本発明に係る他の熱磁気印写装置の構成を概略
的に示す正面図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）は、図９の熱磁気印写装置で行
われるレーザ光の強度変調を示すグラフである。

【図１１】（ａ）は、図１０（ａ）の強度変調によって
形成された潜像の記録パターン示す模式図、（ｂ）は上
記記録パターンの磁化方向を示す模式図である。

【図１２】（ａ）は、図１０（ｂ）の強度変調によって
形成された潜像の記録パターン示す模式図、（ｂ）は上
記記録パターンの磁化方向を示す模式図である。

【図１３】従来の熱磁気記録方法に係る熱磁気記録媒体
の構成を概略的に示す縦断面図である。

【図１４】従来の熱磁気印写装置の構成を概略的に示す
正面図である。

【図１５】（ａ）は従来の熱磁気記録方法によって形成
された潜像の記録パターン示す模式図、（ｂ）は上記記
録パターンの磁化方向を示す模式図、（ｃ）は上記記録
パターンに対する磁性トナーの付着状態を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

２非晶質磁性膜（垂直磁化膜）５熱磁気記録媒体８レーザ光（光ビーム）１７記録部１８未記録部１９光ヘッド（光照射手段）２０光出力変調器（光強度変調手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直磁化膜を備えた熱磁気記録媒体を用
い、上記熱磁気記録媒体を走査しながら潜像を熱磁気的
に形成する熱磁気記録方法において、熱磁気記録された記録部と未記録部とが走査方向に交叉
して交互に繰り返すように、縞状に潜像を形成すること
を特徴とする熱磁気記録方法。
【請求項２】昇温によって保磁力を失う熱磁気記録媒体
を用い、潜像を熱磁気的に形成して可視画像を得る熱磁
気印写装置において、組成を調整することによって面内磁化成分を導入し反磁
界を大きくした垂直磁化膜を有する熱磁気記録媒体と、上記熱磁気記録媒体に光ビームを照射する光照射手段
と、少なくとも潜像の形成中に、上記光ビームの強度を変調
する光強度変調手段とを備えていることを特徴とする熱
磁気印写装置。