JPS6038704A - 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】 本発明は、磁気記録媒体上に磁気潜像を熱的に形成覆る
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８３い
て磁気記録媒体を選択的かつ局部的に加熱し、加熱され
た個所の磁化パターンを他の個所と異ならＵ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づる。

従来、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ＩＣ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。

このような従来の方法では、 （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、 （２１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、視像、転写等の像形成のためには、磁気
記録媒体を低速で動かずことが必要である。

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づ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、１００μ川程度以下の細いトラック
を１００μ川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ｉ〜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Ｊ
：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ＩＴＪ−Ｊ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にす、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。

この場合の一熱印加手段としては、集光されたレーザ光
線、フラッシュ光、あるいは微細に分離された抵抗発熱
素子を一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Ｊ：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
に相当の容伍を必要とし、 （３）　さらに、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
る部分と前記磁気ヘッ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。

この発明の目的は、上記の実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、２個の磁石と加熱ヘッドとを用いる
だけの簡単な構成で、１ドツト当りの電気エネルギー供
給量を規定するだけで、前記の秤々の不都合を除去層る
ことのできる熱磁気記録装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明においては、第１
の磁石によって、熱磁気記録媒体をその面内で、予定の
一方向に、一様磁化し、その後、前記熱磁気記録媒体を
加熱ヘッドによって、画信号に応じて局部的、かつ選択
的に加熱すると共に、その加熱部分に、第２の磁石によ
って、前記の一方向とは逆方向の一様磁界を印加し、こ
れによって加熱部分の熱残留磁気が残りの部分とは逆向
きにすると共に、１ドツト当りの電気エネルギー供給量
を０．０５ミリジユールから２．０ミリジユールの間に
規定するようにしている。

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１゜ 第１図において、熱磁気記録媒体１は、発熱抵抗体２を
持つ加熱ヘッド３とバックアップロール４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１１０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
これと等しい周速度で回転可能な外側の非磁性スリーブ
４１ど、前記非磁性スリーブ４１に内蔵されていて、熱
磁気記録媒体１の発熱抵抗体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
。このスリーブ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、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、加熱ヘッド３の各発熱抵抗体２には、画像に応
じた信＠８が印加されるので、画像に応じて選択された
発熱抵抗体２が光熱Ｊ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の選択された発熱抵抗体２の発熱によって
、温度が上界し、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。

次に、本発明＝に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（Ｃｒ０２）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１〜）中
に分散させた懸濁ｉｌ！ｌ！（スラリー）を、約５μｍ
の厚みに塗布して作ったものである。

これを横幅４００　ｍｍ、長さ１０００ｍｍのシート状
に切断、整形しで熱磁気記録媒体とした。

磁石７は、熱磁気記録媒体１を一様磁化覆るに充分な強
さの磁界を発生ずれば良く、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１〜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１）１１熱ヘッド側表面で、約１００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ブ
４１の厚みを決めた。

なお、スリーブ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はスリーブ４１の中で動かないように固
定し、外側の非磁性スリーブ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Ｊるようにした
。

加熱ヘッド３は、厚膜帯状の発熱抵抗体２を持つ交互リ
ード型のプリントヘッドである。発熱抵抗体２の概略構
成を第２図に示Ｊ０ 第２図において、２１は発熱抵抗体２の両側へ交互に引
出されたリード線である。このような構造の加熱ヘッド
は、感熱型記録ヘッドとして、公知のものである。

本発明者らの実験に用いた発熱抵抗体２は、それぞれの
リード線２１によって２０４８個の発熱素子（画素に対
応づる）に細分割されている。各発熱素子個々の寸法は
、０．０７１１＋＋＋＋ｘ０．２５ｍｍ。

配列のピッチは平均０．１２５ｍ１ｌｌであり、印字線
密度は８ドツト／ｍｍである。また、発熱素子の平均抵
抗値は約３００Ωであった。このような発熱抵抗体２の
記録寸法−すなわち、長さは、２５６ｍｍである。

加熱ヘッド３の駆動回路の一例を第３図に示す。

この図では、発熱抵抗体２は各発熱素子２−１゜２−２
．・・・・・・に分割して示しである。それぞれの−り
向性索子１５−１．１５−２．・・・・・・は、２本の
電源端子Ａ、Ｂの一方と、各発熱素子の一本おぎのリー
ド線との間に接続されている。

画信号供給回路１６は、両信号端子１８に接続されたシ
フトレジスタ１６Ａと、前記シフｌ−レジスタ１６Ａの
各桁に対応して設けられ、前記各桁に記憶された画信号
およびブロック選択用ストローブ線５ＴＲ１，５ＴＲ２
の一方の信号を入力とづる多数のアンド回路１６Ｂ−１
，１６１３−２゜・・・・・・Ｊζりなる。

また、各アンド回路１６Ｂ−１，１６Ｂ−２゜・・・・
・・の出力は、Ｃ−１，Ｃ−２，・・・・・・で示され
ているように、各発熱素子の、残りの一本おきのリード
線に接続されている。

なお、図には示していないが、本発明者等の実験装置で
は、シフｌ−レジスタ１６Ａは、１２８ビツトをまとめ
て１つのブロックとしたものを全体として８ブロツク準
備した。

すなわち、電源端子Ａ側がＯＮで、電源端子Ｂ側がＯＦ
Ｆの時に、全体の半分−一すなわち、全発熱素子の１つ
おきに相当する１　２８Ｘ８ヒ゛ツ１への記録を行ない
、一方、電源端子Ｂ側がＯＮで、Ａ側がＯＦＦの時に、
残りの半分である１２８×８ビツトの記録を行ない、全
体で合計２０４８ピツＩ〜よりなる１ラインの記録が完
了するよう【こイ苫成されている。

また、このシ月−レジスタ１６Δには、前記８ブロツク
のそれぞれに、画信号を読込むためσ〕データ端子１８
とクロックパルス端子（図示（よ省ｆｆ１１５　）とが
設（プられでいる。

なお、このような発熱抵抗体駆動回路【ま、すで１３公
知である（例えば、特願昭５６−２０１００４号など参
照）。

上述した発熱抵抗体の駆動回路の動作を第４図のタイム
チャー１〜に基づいて説明する。なお、クロックパルス
の周波数は２５０ＫＨｚである。

まず、電源端子Ａ側がＯＮとなり、Ｂ側がＯＦＦとなる
ような制御信号（図示せず）が入り、時刻ｔ１において
、クロックパルスＣＰ（第４図へ）が入力されると、時
系列の直列データ（同図φ Ｂ）のうち時刻ｔ１から１２までの部分が、画信号端子
１８からシフトレジスター６、Ａの全ブロックに転送さ
れ、入力される（同図Ｃ）。

この時間内に転送されるデータの量は、前述したところ
から容易に理解されるように、１ラインの画素の１個お
きの画信号に相当する１　２８Ｘ８ビット−づなわち、
１０２４ビツトである。

前記データの転送・入力動作が終了する時刻ｔ２におい
て、ブロック選択用ストローブ線５ＴＲ１およびＳ　１
−　Ｒ２に、順次ストローブ信号が入力される。これに
より、シフトレジスター６Ａに接続されているＡブロッ
ク、１０２４ピツｈの発熱素子が駆動され、１本のライ
ンの１つおきの画素が、入力信号に応じて記録される（
同図Ｄ）。

次に、電源端子Ｂ側がＯＮになり、Ａ側がＯＦＦとなる
ような制御信号（図示せず）が供給される。そして、時
刻（３において、クロックツペルスＣＰが入力されると
（第４図Ａ）、時系列の直列データのうち、し３から１
４までの部分が、画信号端子１８からシフトレジスタ１
６Ａσ）全ブロックに転送され、人力される（同図Ｅ）
。

電源端子Ａに関して前述し１＝のと全く同様【こして、
ブロック選択用ストローブ線５ＴＲＩおよびＳ　Ｔ　Ｒ
２に、順次ストローブ信号が入力されると、シフトレジ
スタ１６Ａに接続されている、残りのＢブロック、１０
２４ビツトの発熱素子が駆動され、１本のラインの、残
りの１つおきの画素が信号に応じて記録される（同図Ｆ
）。

以上の説明から明らかなように、前述の加熱ヘッド駆動
方式では、１本のラインをＡ、Ｂの２ブロツクにわけて
、交互に印字していることになる。

したがって、シフトレジスタ１６Ａへの転送０１間を、
１ピツトあたり４μｓｅｃとすると、各ブロック用の印
字データのシフトレジスタ１６Ａへの転送時間は ４μｓｅｃ　ｘｌ　０２４　（ビット）＝０．５１２ｍ
　ｓｅｃ となる。

ＡおＪ：びＢの各ブロックを印字するのに要する時間を
、例えば２ｍ５ｅｃにとると、データ転送から始まって
Ａブロックのみを全部印字するのに要する時間は２．５
１２＋ｎ　ｓｅａである。それ故に、Ａ、８両ブロック
を印字して、完全に１ラインを形成するのには、約５．
６ｍ５ｅｃの時間が必要である。

前述したところから、１ラインの印字に要する時間を６
１１ＩＳｅＣと規定するど、８ドツト／ｍｍの解像度を
持つ加熱ヘッドで、Ａ４サイズ（長さ２９７ｍｍ）の紙
１枚を印字するのに要Ｊ゛る時間は、６ＩｌｌＳｅＣ×
８ドツトＸ２９７ｍｌ１ｌ−１４，３（秒） ということになる。

さて、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１ヘナーによって
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。

このようにして、第１図に示したような熱磁気記録装置
を用いれば、時系列の電気的画像信号を、磁気的方法で
可視像に変換し、記録することかできることが確かめら
れた。

ところで、このように熱磁気記・録を行なう場合、加熱
ヘッドの発熱条件−すなわち、各発熱抵抗素子ト加える
電気エネルギーの大きさが、得られる画像の画質に大き
な影響を与えることが、本発明者らの実験的検討により
明らかになった。

前述の実験に際して、本発明者らは、加熱ヘッド３の発
熱抵抗体２として、それぞれの発熱素子の抵抗価が３０
０Ωのものを選び、使用した。

各発熱素子への印加電圧は、１ｏＶがら２５Ｖまで可変
とし、一方、ＡおよびＢの各ブロックの駆動時間は、Ｑ
、Ｑ５ｍｓｅｃから５ｍ５ｅｃまで可変とした。また、
各発熱素子への印加エネルギーは、次式で定義すること
とした。

■２ Ｅ＝−ｘｌ（ｍジュール／ドツト） 但し、前記式においては、各発熱素子への印加エネルギ
ーをＥ、印加電圧をＶ１発熱素子の抵抗値をＲ１１ブロ
ツクの駆動時間をｔとしている。

また、印加エネルギーＥの単位は、１ドツト（１発熱素
子）あたりのミリ（ｍ）ジュールで表わしている。

上述の式を用いて、Ｒ＝３００Ω、Ｖ＝５〜３０Ｖ、ｔ
　＝０．０５〜５ｍ　ｓｅｃの値をそれぞれ代入Ｊるこ
とにより、各記録条件における印加エネルギーＦの値が
明確になった。

本発明者らの実験およびその検討結果によると、印加エ
ネルギーの値を０．０５ｍ５ｍジュール／ドラ１〜２１
１＋ジユール／ドツトの範囲に選定したときに、良好な
画像が形成されることがわかった。

すなわち、印加エネルギーが０．０５ｍジュール／ドツ
ト以下になると、熱量不足となり、熱磁気記録媒体１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、画像形成ができなくなる。

一方、２　ｍジュール／ドツト以上の印加エネルギーに
すると、磁気記録媒体１に熱変形（凹凸）及び磁気的特
性の変質（例えば、バインダの溶融に起因する磁性粒子
の配向性の乱れ）がみられるようになり、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
ラスト不良を生ずるようになる。

ざらにつ（）加えて言うと、印加エネルギーの範囲は、
０．２ｎ＋ジユール／ドツトがら１．ｏＩｌｌジュール
／ドツトの間が最適であるということも、明らかになっ
た。

例えば、印加電圧を１３Ｖ、１ブロツクの駆動時間を１
…ｓｅｃとしたばあい、発熱抵抗体２への印加エネルギ
ーは約０．５６ｍジュール／ドツトとなる。この条件で
磁気潜像を形成することによって得られた画像は、画像
ｍ度が１．２以上、バックグラウンド濃度が０．０１以
下というすぐれたものであった。また、この場合の画像
は、温度ムラやドツトのヌケなどもなく、きわめ鮮明で
、良好なる品質であっ１〔。

なお、以上に述べた、良好な画質を得るための印加エネ
ルギーの数値範囲は、熱磁気記録媒体１゜発熱抵抗体２
、あるいは加熱ヘッド３などの熱的特性（例えば、熱伝
導率、熱拡散率、比熱など）が、実用的な範囲で変化し
ても、はとんど影響を受けないことが、本発明者らの実
験の結果から確認された。

このようにして、上記した実施例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（
ＣｒＯ２）に限らず、比較的低いギ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。したかって、Ｔｏ−Ｆｅ系、Ｑｄ−ｃ
ｏ系のものが使用できる。

（２）一様磁界を発生さゼる磁石は、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。

（３）　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５゜６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５図、第６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。１０Ａ、１０Ｂ１
．Ｌ磁石４２に代る磁石である。

（４−）　上記実施例においては、加熱ヘッド３の発熱
抵抗体２を２つのブロックに分けて駆動するようなもの
を使っているが、必要に応じて他の駆動手段を用いても
よい。例えば、データ入力を全体にわたって並行して行
ない、その後一度に発熱抵抗体２を駆動するようにして
もよい。

（５）第３図の駆動回路中に（例えばシフトレジスタと
ＡＮＤ回路との間）、適宜のメモリー回路−一例えばラ
ッチ回路を接続することにより、データの入力と出力と
を並行して行うことができる。このようにすれば、処即
時間を短縮し、高速で記録することが可能となる。

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。

（１）良好な磁気潜像を形成することのできる印加エネ
ルギーの数値範囲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。

（２熱磁気記録媒体への熱印加を効率的に行なうことが
できるようになり、供給熱量の過大による記録媒体の変
形変質という問題は、上記範囲内で発熱抵抗体への印加
エネルギーを下げることにより解決できた。

（３）　記録の高速化についても、上記範囲内の印加エ
ネルギーの値を保持しながら、電圧を上げ、駆動時間を
小さくするということで解決できた。

（４）　磁石４２’、ＩＯＡ、１０Ｂを棒磁石または馬
蹄形磁石とすれば、その発生磁界の及ぶ領域が広くなる
ので、これらの磁石と発熱抵抗体２どの位置合せが容易
になり、組立時の要求精度を下げることができる。

【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好適な加熱ヘッ
ドの発熱抵抗体の概略構成を示す平面図、第３図は本発
明の実施に好適な発熱抵抗体の駆動回路の一例を示すブ
ロック図、第４図は第３図の動作を説明するためのタイ
ミングチャート、第５図および第６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１氏１八イ４＼
、３・・・カロ熱ヘッド、４・・・バックアップロール
、４１・・・シト磁性スリーブ、４２．７・・・様に石 代理人　弁理士　平木通人 外１名 第１図 第２図 り１ ｌ 第５図　第６１ 第３図 ５ Ｉｂ八

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱磁気記録媒体の記録面側に接するように配置さ
   れ、これを局部的かつ選択的に加熱するための、多数の
   発熱素子よりなる発熱抵抗体を含む加熱ヘッドと、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覆る
   手段と、前記熱磁気記録媒体を加熱ヘッドに向りて押圧
   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、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Ｊ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、
   各発熱素子に供給される電気エネルギーが、１ドツト当
   り０．０５ミリジュール〜２．０ミリジユールの範囲に
   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、非磁性体のスリーブと、
   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
   特徴とする特許 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体のスリーブであり
   、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
   。
4. （４）各発熱素子に供給される電気エネルギーが、１ド
   ット当り０．２ミリジュール〜１．０ミリジユールの範
   囲にあることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれかに記載の熱磁気記録装置。