JPS6120077A - 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〕 本発明は磁気記録体の磁気材料として鉄窒化物を使用す
ることによって加熱ヘッドアレイの発熱素子の摩耗を減
じ、かつ、鉄窒化物のキュリー点温度を周囲温度より所
定の温度だけ高く設定することによって印字１ｍ度の向
上を図った熱磁気記録装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の熱磁気記録装置として、例えば、第３図に示すも
のがある。この磁気記録装置は５０〜１５０　ｐｍの高
分子フィルム（ポリエチレンテレフタレート、ポリイミ
ド等）に０ｒ０１等の磁気材料を硬化性有機高分子溶剤
（ポリウレタン、ポリイミド等）中に分散させたものを
塗布して磁気記録層としたベルト３を有し、これをロー
ル１，２によって無端状に支持している。

回転するベルト３の周囲には、ベルト３を所定の方向に
磁化する永久磁石４と、印字信号に応じてベルト３の磁
気記録層に磁動潜像を形成する加熱ヘッドアレイ５（永
久磁石４より小なる磁力で磁化方向が逆の永久磁石と、
例えば、酸化ルテニウムＲｕＯ２より成る発熱素子のア
レイを有する）と、ベルト３の磁気記録層に形成された
磁気潜像を磁性トナーによって現像する現像機６と、磁
性トナーに負の電荷を与えるプリトランスファーコロト
ロン７と、導電性ゴムローラより成って所定の電圧をか
けられてベルト３上のトナー像を記録紙に転写する転写
器８と、柔軟性のある繊維を起毛させたブラシ又は弾性
体よりなるブレード等で構成されてベルト３の磁気記録
層上に残存する磁性トナーを取シ除くクリーナ９等を備
えている。

以上の熱磁気記録装置において、ロール１あるいは２が
モータ（図示せず）によって矢印の方向に駆動されると
、ベルト３が回動して永久磁石４によってベルト３の磁
気記録層が一方向に磁化される。ベルト３の一方向に磁
化された磁気記録層が加熱ヘッドアレイ５の印字信号に
応じた発熱によって加熱されると同時にその永久磁石に
よって逆方向に磁化されるとベルト３の磁気記録層に磁
気潜像が形成される。この磁気潜像が現像機６によって
磁性トナーによる現像を受けてトナー像とされる。この
トナー像はトランスファーコロトロン７によって負ｏ電
荷を与えられた後、正電圧をかけられた転写器８によっ
て記録紙１０に転写される。トナー像の転写を受けた記
録紙１０は矢印の方向に送シ出され、定着器（図示せず
）で定着されて印字記録を終了する。ベルト３の磁気記
録層は永久磁石４によって一方向に磁化され、ベルト３
の磁気記録層上に残留するトナーをクリーナ９によって
除去した後人の記録に備える。

ここで磁気材料として使用されるＯｒＯ！は次の特性を
有する。

飽和磁化　σｓ　：８５〜９０・ｍｕ／９抗磁力ＩＩ、
：４００〜６０００・ キュリー点温度　　＝　１２０〜１３０℃以上の特性か
ら明らかな工うに、キ、り一点温度が比較的低いため、
低エネルギーで書き込みが可能である（尚、以上述べた
従来の技術ケ示すものとして１例えば特開昭５１−３６
９５８、特開昭５４−３２３２８、特開昭５６−１７３
７２゜特開昭５７−２６１０１．　ｔｐ！ｊ開昭５７−
５９３０４、特開昭５７−１４０３０７、特開昭５８−
１８０００４゜特開昭５８−１８０００８．特開昭４１
−６０３１等の公報がある）。

〔発明が解決し工すとする問題点〕

しかし、従来の熱磁気記録装置によれば、磁気材料と［
、て使用されるＯ　ｒ　Ｏ雪が高い硬度を有するため１
発熱素子として使用されるＲ、ｕＯｌが摩耗して磁気層
イ９の形成が良好に行われないという不都合があり（ｏ
ｒｏ、を使用した磁気テープの摩耗測定結果は後述する
）、また、　Ｏｒｂ雪の入手がｌ１ｆｌ　ｍｆｆ１な情
勢になってきている。一方。

発熱素子の摩耗を避けるために硬度の高くないγ−Ｆｅ
２Ｏ３を磁気材料として使用すると、キュリー点温度が
５００℃程度であるため発熱素子の発熱温度を大にしな
ければならないという不都合が生じ、また、発熱素子と
してレーザ光線やフラッシュ光線を使用するとコストア
ップあるいは装置の複雑化を招くことになる。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は上
記に鑑みてなされたものであυ、コストアップあるいは
装置の複雑化を招くことなく、また、発熱素子の発熱温
度を大にする必要性をなくシ、更に、発熱素子の摩耗を
防止しながら所定の印字精度を維持するため、磁気記録
体の磁気材料として硬度の高くない鉄窒化物を使用し、
鉄と窒素の化合比（組成）に基いて鉄窒化物のキュリー
点温度を周囲温度より所定の温度だけ高く設定した熱磁
気記録装置を提有けるものである。

本発明によれば、鉄窒化物のキュリー点温度を周囲温度
より少くとも４０℃だけ高くなるように設定して磁気記
録体の発熱部と非発熱部の温度差を所定のレベルにして
装置内部の温度上昇（この温度上昇は周囲温度に影響を
受ける）の影響を受けないようにしたものである。その
ために、鉄窒化物がＦｅとＮの化合比（組成）に応じて
キュリー点温度が変化す為特性に基いて鉄窒化物の所定
のキュリー点温度に対応し九ＦｅとＮの化合比（組成７
）を定めるようにしたものである。例えば、周囲温度を
４０℃としたとき磁気材料として使用される鉄窒化物の
キュリー点温度を少くとも８０℃に設定するため、Ｆｅ
とＮの化合比（組成）を２．３ｇ１以上にしなければな
らない。

〔実施例〕

以下添付図面に基いて本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図は本発明の一実施例を示し、第３図と共通する
部分には共通の引用数字を使用し、また、本発明の要部
から外れた部分は図示を省略した。第１図において、ベ
ルト３け磁気記録層３ａとベース基板３ｂより成り、加
熱ヘッドアレイ５は例えば、ＲｕＯ２の発熱素子５１を
有し、かつ、バックアップロール２０によってベルト３
と所定の圧力で接触するようになっている（バックアッ
プロール２０はベルト３と接触して回転するスリーブ２
１とスリーブ２１の中に収められた永久磁石２２を有す
る）。加熱ヘッドアレイ５の前段には、ベルト３の磁気
記録層３ｍを一定の方向に磁化する永久磁石４が配置さ
れている。バックアップロール２０の永久磁石２２は永
久磁石４の磁力より弱く、かつ、磁化方向が逆になって
いる。

磁気記録層３ａは磁気材料として鉄窒化物を使用し、こ
れをポリウレタン、ポリイミド等の高分子樹脂結合剤に
分散させたものをポリエチレンテレフタレート、ポリイ
ミド等の５０〜１５０μｍの厚さのベース基板３ｂに５
〜３０μｍの厚さで塗布したものである。

ここで使用される鉄窒化物は鉄を窒素を含む雰囲気中で
処理することにより得られる。例えば、針状ゲーサイト
を還元して得られる針状α−Ｆｅ粉を石英炉心管中に配
し、この炉心管中にＮＩ３ガスとＨｌガスを流量の比に
して１５！２の割合で流１〜．４００℃に加熱したまま
約２時間保持するとＰｅＢＮの組成の鉄窒化物が得られ
る。Ｆｅ３Ｎの特性は次の通シである。

飽和磁化ａｓ：　９０〜１００　ｅｍｕ／ｆ抗磁力Ｈｃ
　　：４００〜６０００ｅ キ、リ一点温度：２００〜２２０℃ 以上の処理工程において、冊３ガスとＨｌガスの流量比
および加熱条件を変えるとＦｅの窒化を進め、Ｆｅ１Ｎ
からＰｅ１１，３　Ｎの化合比（組成）まで連続的に窒
素の含有比が変化する。化合比（組成）がＦｅ３Ｎから
Ｐｅ２，３Ｎに変化すると、第２図（横軸にｐｅとＮの
化合比（組成）Ｘを取シ、縦軸にキュリー点温度を取る
）に示すように、２２０℃から８０℃まで連続的に変化
した。本発明では、化合比（組成）Ｘの制御によって磁
気材料（鉄窒化物）のキュリー点温度を周囲温度より少
くとも４０℃だけ高くなるように設定する。例えば、周
囲温度を４０℃としたとき、ｘ　＝　２．３にしてキュ
リー点温度を８０℃にすれば良い。

尚、以上述べた針状ゲーサイトの代シに、α−酸化鉄、
ｒ−酸化鉄、四三酸化鉄を使用することができる、。

以上述べた熱磁気記録装置において、ベルト３を矢印の
方向に駆動してベルト３の磁気記録ｊＪ　３　ａを永久
磁石４で一定の方向に磁化し、駆動部５２によって加熱
ヘッドアレイ５の発熱素子５１を印字１８号に応じて発
熱させると、発熱素子５１の加熱と永久磁石２２の逆方
向の磁化によって磁気記録層３ａに磁気潜像が形成され
る（以降の操作は省略する）。

次に、磁気記録層３ａの実施例について説明する。

〔実施例１〕 針状α酸化鉄（α−Ｐｅ２０ｇ　）粉を石英炉心管中に
配し、この炉心管中にＨ，ガスを９００ｍ／／分の流量
で流し、４００℃で１時間保持して針状α−Ｆｅ粉を得
た。この後、炉心管中にＮＨｓガスを１５００ｍ／／分
、Ｇガスを２００ｍ／／分の流量で流し、４００℃で２
時間保持してＦｅ３Ｎ磁性粉を得た。

このＦｅ３Ｎ磁性粉を用いて以下の組成の磁性塗料を作
成した。

Ｆｅ３Ｎ磁性扮　　　　　　　　１５０止ｉｆ部酢酸ビ
ニル塩１ヒビニル共重合体　　　１０重号部ポリニス戸
ルボリウレタ／共重合体　　　　２０重目部メチルエゾ
ルクトン　　　　　　　　３００重３１この磁性塗料を
十分混合した後、厚さ７５μＩｎのポリイミドフ・ｆル
ム支持体上に１０〜１２μｍの厚さく乾燥後）になるよ
うに塗布して熱磁気記録体を得九（これを「試料１」と
する）。

〔実施例２〕 実施例１と同様の方法によって鉄窒化物粉を得る。ただ
し、窒化条件として、ｉ（、ガスを１５０＋１／！／分
の流量で流して反応させ、Ｐｅ２４Ｎという組成の磁性
粉を得た。これを用いて実施例１と同様の方法で熱磁気
記録体を作成した（これを「試料２」とする）。

試料１および試料２と、磁気材料として０「Ｏｓを使用
したテープ（デュポン社クローリン）をを参考試料とし
、それぞれの残留磁束密度Ｂｒ１抗磁力Ｈａ、キュリー
点温度Ｔ＠の測定結果を表１に示す。

表　　ｌ この測定結果から、試料１お工び試料２は熱磁気記録体
として適当であることが判明した。

次に、試料１．試料２．お工び参考試料を用いて、第１
図に示した熱磁気記録装置で磁気潜像を形成した。第１
図において、加熱へ、ドアレイ５は精細度８ドツト／■
、ベルト３の磁気記録層３１における永久磁石４，２２
の磁界はそれぞれ１００ガウス、　　１１１００ガウス
であった。

（１）光学反射濃度の測定実験 （ａ）　　試料１について 加熱へ、ドアレイ５への印加電圧１６■。

ドライブタイム（熱印加パルス幅）　２　ｍｗｃ。

ラインレート１０　ｍｓｃとして加熱ヘッドアレイ５を
駆動して試料ｌの磁気記録層３＆に磁気潜１８！金形成
した。この磁気潜像を一成分磁性トナーで可視像化し、
これを記録紙に転写定着した。この時の光学反射濃度Ｖ
ｉ１．４であった。

（ｂ）　　試料２について 加熱へ、ドアレイ５への印加電圧’（ｚ１３■とした（
他の条件は実験（ａ）と同じ）。この時の光学反射濃度
は１．４であった。

（ｃ）　　参考試料について 実験（ｂ）と同じ条件で記録操作を行った。

この時の光学反射濃度は１．１であった。

（２）発熱素子５１の摩耗測定実験 （ａ）　　試料１および試料２について加熱へ、ドアレ
イ５に磁気記録層３ａｉ接触させたままベル）３ｔ−３
０ｋｍ走行させて発熱素子５１の摩耗をチェックした。

摩耗は実質的になく、走行後も磁気潜像の形成には全く
影譬がなかった。

（ｂ）　　参考試料について 実験（ａ）と同じようにして１発熱素子５１の抵抗値’
ｔ−６１１１定したところ、３ｏＯΩから１５０Ωに減
少した。また、′１ｌｆ４微鏡観察によっても摩耗が観
察された。前述の実験（０）によって記録操作を行った
が、良好な画像は得られなかった。

尚１以上の実施例では、化合比（組成）Ｘが同一である
一種類の鉄窒化物粉を用いて磁気記録層全形成したが、
　Ｆｅ１４　ＮからＰ・１Ｎまでの化合比（組成）を有
するものを二種類以上用いることもできる。ま九、磁気
記録層の形成にあたって鉄窒化物を高分子樹脂中に分散
させ、それを非磁性基板上に塗布するようにしたが、そ
れ以外の手段１例えば、蒸着、スバ、タリング等によっ
て鉄窒化物膜を非磁性基板上に形成することができる。

また、　Ｆ＠ＸＨの化合比（組成）Ｘについては。

ｘ　（２，３ではキュリー点温度が８０℃より小になっ
て内部の温度上昇の影醤を受けて良好な画像が得られな
いことを説明したが、ｘ〉３になるとキュリー点温度が
２２０℃より大になって加熱へ、ドアレ・ｆに印加する
エネルギーが大きくなるため１発熱素子が破壊する恐れ
がある。

従って、２．３＜Ｘ＜３が望ましい。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明の熱磁気記録装置によれば、
磁気記録体の磁気材料として硬度の高くない鉄窒化物を
使用し、鉄と窒素の化合比（組成）に基いて鉄窒化物の
キュリー点温度を周囲温度より所定の温度だけ高く設定
したため、コストアップあるいに装置のσ軸化を招くこ
とカく、また、発熱素子の発熱温度を大にする必要性を
なくシ、更に、穐熱素子の摩耗を防止しながら、所定の
印字精度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図。第２図は鉄窒
化物の化合比に対するキ、り一点温度を示す特性図、第
３図は従来の熱磁気記録装置を示す説明図。 符号の説明 １　、２　用ロール、　３・・・ベルト、　３＆・・・
磁気記録層、　　３ｂ・・・ベース基板、　　４．２２
・・・永久磁石％　　５・・・加熱へ、ドアレイ、　　
６・・・現像ｅＡ、　　　７・・・プリトランスファー
コロトロン８・・・転写ロール、　　９・・・クリーナ
、　　　１０・・・記録紙、　　２０・・・バックアッ
プロール、　２１・・・回転スリーブ、　　５１・・・
発熱素子、　　５２・・・駆動部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）印字信号に応じて駆動される加熱ヘッドアレイの
   発熱に基いて所定の方向に磁化された磁気記録層に磁気
   潜像を形成し、該磁気潜像を磁性トナーで現像し、現像
   したトナー像を記録紙に転写してから定着して記録画像
   を得る熱磁気記録装置において、 前記磁気記録層は磁気材料として鉄窒化物 ＦｅｘＮ（ｘ：化合比）を含み、該鉄窒化物ＦｅｘＮは
   そのキュリー点温度が周囲温度より所定の温度だけ高く
   なるよらに設定された化合比ｘを有することを特徴とす
   る熱磁気記録装置。
2. （２）前記所定の温度が少くとも４０℃に設定される特
   許請求の範囲第１項記載の熱磁気記録装置。
3. （３）前記キュリー点温度が少くとも８０℃である特許
   請求の範囲第１項記載の熱磁気記録装置。
4. （４）前記化合比ｘが２．３より大なる特許請求の範囲
   第１項記載の熱磁気記録装置。