(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｉｎ0.95Ｍｎ0.05）Ａｓまたは（Ｇａ0.97Ｍｎ0.03）Ａｓで表される光誘起磁性材料に、光を照射することによって磁気潜像を形成し、該磁気潜像を現像することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成方法及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、光誘起磁性材料に形成された磁気潜像を現像する画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録媒体に磁気潜像を形成し、磁性トナーで現像して可視像とし、記録紙に転写、定着してハードコピーを得る方法をマグネトグラフィと指称する。
このマグネトグラフィは、潜像を記録すると、現像、転写の繰り返しにより多数のコピーが可能となる。
静電方式と比べ、環境安定性に優れ、画質品質の変動が少ない、オゾンフリーである等の長所を有するが、磁気ヘッドを用いる場合は、高速性に欠けるものである。
マルチヘッドを用いる場合は、マルチヘッドを高精度に作製することが困難であり、熱磁気記録を用いる場合は、高速記録が困難で、高エネルギーを必要とする等の問題点を抱えていた。
これに対して、記録媒体に光を照射することにより、予備加熱して半導体レーザのような低出力のレーザ光によっても熱磁気記録できる方法及び装置が知られている（特開平７−１３４４３６号公報）。
【０００３】
一方で、従来、光誘起磁性材料として、例えば、III−Ｖ族元素にＭｎ等の磁性元素を少量ドープした、いわゆるIII−Ｖ族希薄磁性半導体を、必要に応じてIII−Ｖ族半導体と積層したものが知られている〔例えば、特開平１１−２０３７４０号公報中に記載の光誘起磁性材料、また、文献としては、Ｓ．Ｋｏｓｈｉｈａｒａ，  Ｈ．Ｍｕｎｅｋａｔａ  ｅｔ  ａｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｌｅｔｔ．，  ７８，  ４６１７  （１９９７）等〕。
これは、例えば、ＩｎＡｓにＭｎをドープした薄膜をＧａＳｂ上に積層し、３５Ｋ以下の温度において光を照射することにより、強磁性を発生することができるものである。
【０００４】
特開平７−１３４４３６号公報には、光を照射することによって記録媒体の温度を昇温（ヒートモード）し、潜像を記録媒体上に熱磁気的に形成する方法が開示されているが、高速化及びに高解像度化に問題を有していた。
この問題点は、記録媒体として、光誘起磁性材料を用いることにより解決できる。
すなわち、光誘起磁性材料を用いることにより、光照射により、ヒートモードではなく、フォトンモードにより潜像を形成できることとなる。
しかしながら、上記の光誘起磁性材料は、光を照射することによって磁化を発生できる温度がきわめて低いため、実際の使用に際しては、極低温の限られた状態において使用する、または特別な冷凍装置等を用いなければならないという問題点を抱えているのが現状である。
そこで、光照射により磁化を発生できる温度の向上が切望されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような現状に鑑み、光誘起磁性材料を用いることにより、光照射によってフォントモードによる磁気潜像を形成でき、この潜像を低エネルギーにより高速で高解像度化することのできる画像形成方法及び画像形成装置を提供することをその課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、光誘起磁性材料に着目して鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、第１に、光の照射により直接磁化を生じさせて光誘起磁化を行うことのできる光誘起磁性材料に、光を照射することによって磁気潜像を形成し、該磁気潜像を現像することを特徴とする画像形成方法が提供される。
【０００８】
本発明によれば、第２に、少なくとも磁気記録媒体、磁気潜像記録用入力手段及び磁気潜像現像手段を有する画像形成装置において、該磁気記録媒体に光誘起磁性材料を用いたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００９】
この第２の発明には、下記（ｉ）〜（viii）に記載の画像形成装置が含まれる。
（ｉ）該磁気潜像を転写するための磁気転写媒体を有するものである画像形成装置。
（ii）該磁気潜像現像手段として、少なくとも強磁性材料を含有した材料を用いるものである画像形成装置。
（iii)該光誘起磁性材料が、磁性半導体を含有するものである画像形成装置。
（iv）該光誘起磁性材料が、希薄磁性半導体を含有するものである画像形成装置。
（ｖ）該光誘起磁性材料が、III−Ｖ族希薄磁性半導体を含有するものである画像形成装置。
（vi）該光誘起磁性材料が、II−VI族希薄磁性半導体を含有するものである画像形成装置。
（vii)該光誘起磁性材料中に、強磁性粒子が分散したものである画像形成装置。
(viii)該強磁性粒子が、超常磁性粒子を含有するものである画像形成装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は、磁性半導体マトリクス１中に磁性元素が少量ドープされ、その磁気スピン２がランダムな方向を向いており、常磁性を示していることを示した概念図である。
こういったマトリクス材料に適切な波長の光を照射した場合に、材料中に多量のキャリア（電子、正孔、電子・正孔対等）が発生し、上記の磁気スピンがこのキャリアと相互作用を生じる結果、強磁性を発現するのが光誘起磁性である。
【００１１】
この強磁性を発現した場合の概念図を図２に示す。
ここで、光照射前のキャリア濃度も適切に調整され、強磁性を示さないようにしておくことも重要である。
このように光誘起磁性材料は、光を照射することによって生じるキャリアによって、材料の磁性を、例えば、常磁性から強磁性へと転移させることができる（フォトンモード）ため、従来の磁性材料のように、温度による磁性の転移（ヒートモード）に比較すると、エネルギー的にも、転移をスイッチングする速度の面からもきわめて有用な材料である。
【００１２】
図３は、磁気記録媒体として光誘起磁性体を用い、光照射を行った部分に磁気潜像が形成されることを示したものである。
光を照射した部分だけが強磁性に転移し、磁気潜像が形成される。
ヒートモードではなく、フォトンモードであるため、高速にスイッチングでき、また、高解像度化が可能である。
図４は、上記の磁気潜像を強磁性体を含有する現像材を用いて現像した模様を示したものである。
ここで、強磁性体は、光を照射することにより強磁性へ転移した部分の磁化の大きさに対して適切な磁気特性を有するものを用いる必要がある。
【００１３】
必要に応じて顔料と共に用いてもよく、磁性トナーを用いても、それらが適切な磁気特性を有していれば差し支えない。
ここでいう適切な磁気特性とは、光誘起磁性材料の種類又は照射する光の種類によって異なることは言うまでもない。
また、現像したものを必要に応じて紙に転写し、さらに必要に応じて定着することにより、ハードコピーを得ることができる。磁気プリンターとしての応用も可能である。
【００１４】
上記では、磁気記録媒体である光誘起磁性材料上に現像する場合を説明したが、図５に示すように、磁気記録媒体とは別に磁気転写媒体を積層することによって、磁気記録媒体に形成された磁気潜像を磁気転写媒体に転写し、図６に示すように、磁気転写媒体上に現像する構成にすることも可能である。
これにより、磁気潜像を形成する媒体と現像する媒体を分離することができるため、それぞれに適した媒体を選択できるため、画像形成能力、高速化及び高解像度化に有利なものとなる。
【００１５】
ここで、従来の光誘起磁性材料では、光誘起磁性が発生できる温度が非常に低温であることが欠点であった。
本発明は、従来の光誘起磁性材料中に、超常磁性を示す強磁性微粒子を分散させることによりその欠点をも解決した。
図７にその概念図を示す。
強磁性微粒子は、その体積がきわめて小さくなった場合には、温度が上昇した場合に、熱振動エネルギーが相対的に大きくなり、強磁性体微粒子の磁化は自由に向きを変えられるようになって、見かけ上、常磁性体のように振る舞う。これを超常磁性という。
図７は、磁性元素が少量ドープされたマトリクス中に、超常磁性を示す程度に十分に小さい体積を有する強磁性微粒子７が分散し、材料全体としては、磁気スピンや磁気モーメントがランダムな方向を向いた常磁性を示している。
この材料に適切な波長の光を照射した場合にも、材料中に多量のキャリア（電子、正孔、電子・正孔対等）が発生し、上記の磁気スピンや磁気モーメントがこのキャリアと相互作用を生じる結果、強磁性を発現する。
ただし、この場合は、元々強磁性体である微粒子が分散しており、その微粒子のキュリー温度が適切な値を有していれば、光誘起磁性を発生する温度を高くすることができる。
【００１６】
この光照射により強磁性を発現した場合の概念図を図８に示す。
なお、分散させる強磁性微粒子に関しては、これが厳密に強磁性微粒子でなくても問題なく、フェリ磁性等も用いることができる。
この場合も同様に、その体積を十分に小さくし、超常磁性を示すことが重要になる。
【００１７】
マトリクス材料としては、光を照射することにより、キャリアが生じる必要があることから、半導体材料が適している。
また、その半導体に磁性元素を、強磁性体が析出したりマトリクス自体が強磁性体にならない程度に少量ドープしたものでなくてはならない。
そこで、光誘起磁性材料としては、磁性半導体が適切であり、磁性元素のドープ量を考慮すれば、希薄磁性半導体が好ましい。
さらに、光誘起磁性材料としての機能を考慮した場合、上記磁性半導体がキャリア制御を幅広く行える利点のあるＩＩＩ−Ｖ族希薄磁性半導体又はＩＩ−ＶＩ族希薄磁性半導体であることがさらに好ましい。
【００１８】
図９は、磁気記録媒体として強磁性微粒子（超常磁性）を分散した光誘起磁性体を用い、光照射を行った部分に磁気潜像が形成されることを示したものである。
光を照射した部分だけが強磁性に転移し、磁気潜像が形成される。
この場合は、磁気潜像の形成をより高温で行うことができることになる。
さらに図１０は、上記の磁気潜像を強磁性体を含有する現像材を用いて現像した模様を示したものである。
上記で説明したように、より高温で現像することができ、この場合も、磁気転写媒体を積層して、磁気潜像を転写した後、現像を行うことができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これら実施例によって本発明はなんら限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
基板上にバッファー層を積層し、さらにＩｎＡｓにＭｎをドープした（ＩｎＭｎ）Ａｓ薄膜を積層した。
組成は（Ｉｎ0.95Ｍｎ0.05）Ａｓとし、磁気記録媒体とした（試料１）。
試料１に光照射を行うことにより、強磁性を発現することができ、光の照射された部分に磁気潜像を形成できた。
これを強磁性体を含む現像材で現像することにより画像が形成できた。
【００２１】
実施例２
試料１と同様に、基板上にバッファー層を積層し、さらに上記の（Ｉｎ0.95Ｍｎ0.05）ＡｓにＭｎＡｓの微粒子（結晶粒径：１００Å以下）を均一に分散させた層を形成し、磁気記録媒体とした（試料２）。
試料１及び２に光照射を行うことにより、両試料ともに強磁性を発現することができ、光の照射された部分に磁気潜像を形成できた。
これを強磁性体を含む現像材で現像することにより画像が形成できた。
それぞれの試料の磁気記録媒体に磁気潜像を形成できる最高温度をそれぞれＴ１及びＴ２とすると、Ｔ１＜Ｔ２となり、強磁性微粒子を分散させることにより、磁気潜像を形成する温度を向上できた。
【００２２】
実施例３
基板上にバッファー層を積層し、さらにＧａＡｓにＭｎをドープした（ＧａＭｎ）Ａｓ薄膜を積層した。
組成は（Ｇａ0.97Ｍｎ0.03）Ａｓとし、磁気記録媒体とした（試料３）。
試料３に光照射を行うことにより、強磁性を発現することができ、光の照射された部分に磁気潜像を形成できた。
これを強磁性体を含む現像材で現像することにより画像が形成できた。
【００２３】
実施例４
試料３と同様に、基板上にバッファー層を積層し、さらに上記の（Ｇａ0.97Ｍｎ0.03）ＡｓにＧａＭｎの微粒子（結晶粒径：８０Å以下）を均一に分散させた層を形成し、磁気記録媒体とした（試料４）。
試料３及び４に光照射を行うことにより、両試料共に強磁性を発現することができ、光の照射された部分に磁気潜像を形成できた。
これを強磁性体を含む現像材で現像することにより画像が形成できた。
それぞれの試料の磁気記録媒体に磁気潜像を形成できる最高温度をそれぞれＴ３及びＴ４とすると、Ｔ３＜Ｔ４となり、強磁性微粒子を分散させることにより、磁気潜像を形成する温度を向上できた。
【００２４】
実施例５
実施例３と同様に、基板上にバッファー層を積層し、さらにＧａＡｓにＭｎをドープした（ＧａＭｎ）Ａｓ薄膜を積層した。
組成は（Ｇａ0.97Ｍｎ0.03）Ａｓとし、磁気記録媒体とした。
続いて、この磁気記録媒体を強磁性体の磁気転写媒体と積層した（試料５）。
試料５に磁気転写媒体の反対側から光照射を行うことにより、磁気記録媒体に強磁性を発現することができ、光の照射された部分に磁気潜像を形成できた。
また、この磁気潜像は磁気転写媒体に転写できた。
転写媒体を試料５からはずし、これを強磁性体を含む現像材で現像することにより画像が形成できた。
【００２５】
実施例６
試料４と同様に、基板上にバッファー層を積層し、さらに（Ｇａ0.97Ｍｎ0.03）ＡｓにＧａＭｎの微粒子（結晶粒径：８０Å以下）を均一に分散させた層を形成し、磁気記録媒体とした。
続いて、この磁気記録媒体を強磁性体の磁気転写媒体と積層した（試料６）。
試料５及び試料６に磁気転写媒体の反対側から光照射を行うことにより、両試料共に磁気記録媒体に強磁性を発現することができ、光の照射された部分に磁気潜像を形成できた。
また、この磁気潜像は磁気転写媒体に転写できた。
転写媒体をそれぞれ試料５及び試料６からはずし、これを強磁性体を含む現像材で現像することにより画像が形成できた。
それぞれの試料の磁気記録媒体に磁気潜像を形成し、かつ磁気転写媒体に転写できる最高温度をそれぞれＴ５及びＴ６とすると、Ｔ５＜Ｔ６となり、磁気記録媒体に強磁性微粒子を分散させることにより、画像が形成できる温度を向上できた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、光誘起磁性材料を用いることにより、光照射によってフォトンモードによる磁気潜像を形成でき、この潜像を低エネルギーにより、高速で高解像度化することのできる画像形成方法及び画像形成装置が提供され、この画像形成分野に寄与するところはきわめて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁性元素が少量ドープされたマトリクスが常磁性を示している場合の概念図である。
【図２】光照射によりマトリクスが強磁性を示している場合の概念図である。
【図３】磁気記録媒体に光を照射することにより、磁気潜像が形成することを示した概念図である。
【図４】磁気潜像を強磁性体を含む現像材で現像することを示した概念図である。
【図５】磁気記録媒体の磁気潜像が磁気転写媒体に転写することを示した概念図である。
【図６】磁気転写媒体の磁気潜像を強磁性体を含む現像材で現像することを示した概念図である。
【図７】磁性元素が少量ドープされ、さらに強磁性微粒子が分散したマトリクスが常磁性を示している場合の概念図である。
【図８】光照射によりマトリクスが強磁性を示している場合の概念図である。
【図９】強磁性微粒子が分散した磁気記録媒体に光を照射することにより、磁気潜像が形成することを示した概念図である。
【図１０】磁気潜像を強磁性体を含む現像材で現像することを示した概念図である。
【符号の説明】
１  磁性半導体マトリクス
２  磁気スピン
３  光照射
４  磁気記録媒体
５  強磁性体を含有する現像材
６  磁気転写媒体
７  強磁性微粒子（超常磁性を示す大きさのもの）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004491168.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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