DE60212671T2 - Integriertes system zur aufzeichnung und etikettierung auf cd/dvd - Google Patents
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Eine Markierung bzw. Etikettierung von CDs/DVDs (Compact Disks/Digital Video Disks (Kompaktplatten/digitale Videoplatten)) wurde in der Vergangenheit routinemäßig anhand von Siebdruckverfahren bewerkstelligt. Obwohl dieses Verfahren eine große Vielfalt bezüglich des Markierungsinhalts liefern kann, ist es für Lauflängen von weniger als 300-400 Disks bzw. Platten tendenziell nicht kosteneffektiv, da die Festkosten spezifischer Materialien und Aufbauten von allen Platten in jedem Lauf gemeinsam getragen bzw. verwendet werden. Beim Siebdrucken wird eine Schablone des Bildes erstellt, mit der CD/DVD in Kontakt gebracht, und anschließend wird mittels einer Rakel Tinte über die Schablonenoberfläche verteilt. Dort, wo Öffnungen in der Schablone vorliegen, gelangt die Tinte bis zur Oberfläche der CD/DVD, wodurch das Bild erzeugt wird. Die Erstellung der Schablone ist ein komplizierter, zeitaufwändiger und kostspieliger Vorgang.
- In jüngsten Jahren führte eine bedeutende Zunahme bei der Verwendung von CD/DVD-Platten als Datenverteilungsträgermittel zu einem erhöhten Erfordernis, einen kundenspezifischen Markierungsinhalt zu liefern, um den Dateninhalt der CD/DVD widerzuspiegeln. Für diese Anwendungen stellt das Siebdrucken von Markierungen ein Dilemma dar, da Platten dahin gehend entworfen sind, zu ermöglichen, dass kundenspezifische Benutzerinformationen in standardisierten CD/DVD-Formaten aufgezeichnet werden.
- Die japanischen Patentzusammenfassungen, Band 1999, Nr. 8, 30. Juni 1999, und
JP 11086505 A - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum individuellen Markieren eines Aufzeichnungsmediums sowie auf ein individuelles Aufzeichnen von digitalen Informationen auf demselben gemäß Anspruch 1, und auf ein Verfahren zum Aufzeichnen, in einem digitalen Aufzeichnungsgerät, sowohl von Schreibdaten als auch Bilddaten auf einem Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 8.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 vergleicht Querschnittsveranschaulichungen der Materialschichten, aus denen allgemein eine CD-ROM, CD-R bzw. CD-RW-CD/DVD besteht. -
2 veranschaulicht auf schematische Weise, wie auf der Oberfläche einer CD/DVD unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden können, wenn spezifische Kombinationen von Farben mit spezifischen Mikrokapselmaterialien eingekapselt sind, die wiederum bei unterschiedlichen Temperaturen aktiviert werden. -
3 ist ein schematisches Diagramm des integrierten CD/DVD-Beschrifter-Markierer-Systems. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Ein Teil der Offenbarung der vorliegenden Patentschrift enthält Material, das dem Urheberrechtsschutz unterliegt.
- Der Inhaber des Urheberrechts hat keine Einwände gegen die Faksimile-Reproduktion der Patentschrift oder der Patentoffenbarung, wie sie in der Patentakte oder den Patentunterlagen des Patentamtes erscheint, durch Dritte, behält sich jedoch andernfalls alle Rechte vor. Das urheberrechtlich geschützte Material stammt aus einem Artikel von Hugh Bennett, „CD-E: Call it erasable, call it rewritable, but will it fly?", der in CD-Rom Professional, September 1936, Seiten 29-44, veröffentlicht wurde. Der Inhaber des Urheberrechts ist Online Inc.
- Eine CD/DVD ist ein Datenspeichermedium mit hohem Volumen und langer Lebensdauer. Eine der grundlegendsten Arten von CD/DVDs ist eine Compact-Disk-Nur-Lese-Speicher-CD/DVD (CD-ROM-CD/DVD). Sie enthält ein spritzgegossenes Polycarbonat-Kunststoffsubstrat, das eine spiralförmige Spur variabler beabstandeter Vertiefungen, als Grübchen bezeichnet, enthält, die durch eine nicht-vertiefte Oberfläche, die als Steg bezeichnet wird, getrennt sind. Informationen werden dadurch wiedergewonnen, dass ein mit geringer Energie versorgter Infrarot-Laserstrahl auf die spiralförmige Spur von Grübchen und Stegen in dem Substrat der Platte fokussiert wird. Der Höhenunterschied zwischen den Grübchen und den benachbarten Stegen erzeugt eine Phasenverschiebung, die eine destruktive Interferenz in dem reflektierten Strahl bewirkt. Der Effekt dieser Differenzen in dem reflektierten Strahl moduliert die Intensität des an einen Photodiodendetektor zurückgeworfenen Lichts von 30 % (Grübchen) bis zu 70 % (Stege). Dieses modulierte Hochfrequenzsignal wird anschließend manipuliert, zur Spurverfolgung, Fokussierung und Geschwindigkeitssteuerung verwendet und anschließend decodiert und in nützliche Daten übersetzt.
- Unter einer CD-bespielbaren CD/DVD (CD-R-CD/DVD) wird eine CD/DVD verstanden, die üblicherweise durch einen Laserstrahl beschrieben werden kann, im Gegensatz zu einer CD-ROM, bei der Informationen mittels Spritzgießen reproduziert werden. Cyanin, Phthalocyanin und Metallisiertes-Azo- Farbstoffe sind häufig verwendete Farbstoffe, die in einem Polymerbindemittel in der Farbstoffschicht beschichtet sind. Die metallisierte reflektierende Schicht besteht bei CD-R üblicherweise aus Gold und bei CD-ROM üblicherweise aus Aluminium. Bei einem CD/DVD-Schreiber zum Beschreiben einer CD-R-CD/DVD beleuchtet ein Laserstrahl die Farbstoffpolymere durch das Polycarbonatsubstrat hindurch, während sich die Platte dreht.
- Im Gegensatz zu einer herkömmlichen CD/ROM-CD/DVD enthält das Substrat einer CD-R-CD/DVD keine Spur aus Grübchen und Stegen. Stattdessen enthält das Substrat eine leicht exzentrisch laufende spiralförmige Vorrille. Wenn die Platte bei der richtigen Geschwindigkeit unter dem fokussierten Laserstrahl gedreht wird, erzeugt das von der Vorrille an den Photodetektor zurückgeworfene reflektierte Licht einen Photostrom, der das kritische Spurverfolgungs-, Motorsteuerungs- und Fokussignal liefert, damit das Aufzeichnungsgerät auf Kurs bleibt. Der wichtigste Unterschied zwischen einer CD-R-CD/DVD und einer CD-ROM-CD/DVD ist die Integration einer empfindlichen Farbstoffschicht in die CD-R, um die aufzuzeichnenden Daten aufzunehmen.
- Daten werden in die CD-R geschrieben, wenn die Hitze von dem Laser bewirkt, dass sich die Farbstoffschicht an diesen Stellen chemisch verändert, wodurch lesbare Markierungen bzw. Kennzeichnungen in dem Farbstoffpolymer formatiert werden. Die beeinträchtigten Farbstoffpolymere in den markierten Regionen sind weniger reflektierend als die nicht markierten Regionen. Während des Lesevorgangs tastet ein eine niedrige Leistung aufweisender Laser die Farbstoffpolymerschicht in einer bespielten CD-R-CD/DVD ab. Das Laserlicht wird direkt von den nicht markierten Regionen reflektiert, wird jedoch in den markierten Regionen gestreut oder vermindert. Die in den Farbstoff geschriebenen Markierungen ahmen die Lichtstreueffekte von geformten CD-ROM-Grübchen nach, wobei sie die Intensität des zu dem Photodiodendetektor zurückgeworfenen Lichtstrahls modulieren und Reflexi onsfähigkeiten liefern, die nahe genug (28 % und 70 %) bei einer herkömmlichen CD-ROM liegen, um durch eine Vorrichtung, die zum Lesen einer CD-ROM entworfen ist, gelesen zu werden.
- Im Gegensatz zu CD-R ermöglicht eine CD-überschreibbare CD/DVD (CD-RW-CD/DVD), dass Daten oftmals auf eine CD/DVD geschrieben werden. Um dies zu bewerkstelligen, verwendet eine CD-RW-CD/DVD einen Entwurf aus sechs Schichten, der aus einem Polycarbonatsubstrat, einer unteren dielektrischen Schicht und Phasenänderungslegierungsaufzeichnungsschicht, einer oberen dielektrischen Schicht, einem Aluminiumlegierungsreflektor und einer Schutzlackdeckschicht besteht.
- Wie auch CD-R-Platten verwendet eine CD-RW-CD/DVD ein Polycarbonatsubstrat, in das eine spiralförmige Vorrille geformt ist. Das echte Kernstück der CD-RW-CD/DVD-Technologie, das eine Wiederverwendbarkeit möglich macht, ist die Aufzeichnungsschicht. Das System, das aus einer quaternären Phasenänderungslegierung besteht, die aus Silber, Indium, Antimon und Tellur zusammengesetzt ist, funktioniert nach dem Prinzip des Änderns der Phase des Aufzeichnungsmaterials zwischen einem höheren reflektierenden kristallinen Zustand und einem niedrigeren reflektierenden amorphen Zustand. Im Gegensatz zu anderen auf dem Markt erhältlichen Phasenänderungsspeicherungsimplementierungen, die „hell brennen" oder Daten schreiben, indem sie Bereiche einer erhöhten Reflexionsfähigkeit auf einem Licht streuenden Hintergrund erzeugen, ist eine CD-RW ein „dunkel brennen"-System, das Markierungen einer geringeren Reflexionsfähigkeit auf eine reflektierende Oberfläche schreibt. Dies gewährleistet, dass die resultierende Spur aus amorphen Markierungen und kristallinen Zwischenräumen optisch dem Muster von Grübchen und Stegen auf einer geformten CD-ROM-CD/DVD optisch so nahe wie möglich kommt.
- Im aufgebrachten Zustand ist das Phasenänderungsmaterial amorph, eine CD-RW-CD/DVD ist ab Werk jedoch auf einen kristallinen Zustand „vorinitialisiert". CD-RW ist ein Direktüberschreibungssystem (DOW-System, DOW = Direct Overwrite, Direktüberschreibung), was bedeutet, dass existierende Informationen mit neuen Daten überschrieben werden, ohne dass das, was bereits vorhanden ist, gelöscht wird. Um die CD-RW-CD/DVD zu beschreiben (eine Markierung einer geringeren Reflexionsfähigkeit zu erzeugen), wird ein kraftvoller (8-14 mW aufweisender) 780nm-Laserstrahl in die Vorrille fokussiert, und die Laserenergie wird absorbiert und erhitzt die Phasenänderungslegierung auf ihren Schmelzpunkt (600 Grad Celsius). Wenn sie sich abkühlt, verglast sie sich wieder zu dem amorphen Zustand, um die Phasenänderung zu erzeugen. Um eine Löschung auf der CD-RW-CD/DVD vorzunehmen (eine Markierung einer höheren Reflexionsfähigkeit zu erzeugen), wird ein Laser einer geringeren Leistung (4-8 mg) auf die Vorrille fokussiert und erhitzt die Legierung auf ihre Glasübergangstemperatur (200 Grad Celsius). Wenn sie sich abkühlt, bildet sie einen kristallinen Zustand.
-
1 ist eine vergleichende Veranschaulichung der Schichten einer CD-ROM-, CD-R- bzw. CD-RW-CD/DVD. Wie man sehen kann, weisen alle drei eine Substratschicht auf der Lesen/Schreiben-Oberfläche, eine Schutzschicht auf der gegenüberliegenden Oberfläche und eine reflektierende Schicht zwischen den zwei Oberflächenschichten auf. Die CD-R- und CD-RW-CD/DVDs weisen beide eine Aufzeichnungsschicht zwischen der Substratschicht und der reflektierenden Schicht auf: wobei die Farbstoffschicht bei der CD-R-CD/DVD die Aufzeichnungsschicht ist, und die Metallphasenänderungsschicht (Metall-PC-Schicht, PC = phase change, Phasenänderung), die aus einer quaternären Phasenänderungsmetalllegierung mit Silber, Indium, Antimon und Tellur besteht, bei der CD-RW-CD/DVD die Aufzeichungs-schicht ist. Außerdem enthält die CD-RW-CD/DVD eine dielektrische Filmschicht auf beiden Seiten der Metall-PC-Schicht. - Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Infrarot-Laser-„Markierung" einer CD-R-CD/DVD in einem ansonsten standardmäßigen CD-R-Aufzeichnungsgerät. Bei einem Ausführungsbeispiel fungiert der Datenlaser ferner als Markierungslaser, und derselbe Servo kann den Laser sowohl für die Daten- als auch die Markierungsfunktion bewegen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel bräuchte das Aufzeichnungsgerät einen bei niedriger Leistung laufenden Markierungslaser, der oberhalb der Platte (auf der Nicht-Daten-Seite) Spuren verfolgt, sowie die nötige Antriebselektronik für den Markierungslaser. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Markierungslaser durch denselben Servo bewegt werden, der den Datenlaser bewegt, oder der Markierungslaser und der Datenlaser können durch zwei getrennte Servos bewegt werden. Zum Zeitpunkt einer Datenaufzeichnung wird das Markierungsmuster, das anhand einer handelsüblichen Markierungserzeugungssoftware erstellt wird, rasterisiert (oder spiralisiert) und in den Markierungslaser eingespeist. In Bereichen, in denen der Markierungslaser die Platte beleuchtet, verändert die laserempfindliche Beschichtung ihre Farbe, wodurch ein Markierungsmuster auf der Oberseite der CD-R-CD/DVD zurückgelassen wird.
- Bei der vorliegenden Erfindung ist die CD-R-CD/DVD mit einer laserempfindlichen Schicht beschichtet, die wärmeempfindliche Farbstoffe umfasst, die Leukofarbstoffe sind, wobei derartige Materialien durch den Infrarot-Markierungslaser aktivierbar sind. Manche der thermochromen Materialien, die bei Lasermarkierungs-CDs verwendet werden können, sind Farbmittelmaterialien wie z.B. die bei Thermopapieren verwendeten, die, wenn sie mit genauen Wärmedosen, die durch den Druckkopf angelegt werden, durch eine Abbildungsvorrichtung geleitet werden, eine Reaktion vollziehen, die ein Bild auf dem Papier erzeugt. Bei der „direkten" Thermographie wird ein sichtbares Bildmuster dadurch erzeugt, dass ein Aufzeichnungsmaterial, das Materie enthält, die auf Grund eines chemischen oder physikalischen Vorganges ihre Farbe oder optische Dichte verändert, bild weise erhitzt wird. Die meisten der „direkten" thermochromen Aufzeichnungsmaterialien sind der chemische Typ. Auf ein Erhitzen auf eine bestimmte Umwandlungstemperatur hin findet eine irreversible chemische Reaktion statt, und ein farbiges Bild wird erzeugt.
- Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden Farbstoffzusammensetzungen verwendet, bei denen eine Abbildung vollständig anhand thermischer Mittel, die aus einer Nahe-Infrarot-Strahlung erhalten werden, bewerkstelligt wird. Die thermisch abbildbaren Zusammensetzungen umfassen zumindest einen Leukofarbstoff.
- Die Leukoform des Farbstoffes in dieser Thermoabbildungszusammensetzung ist die reduzierte Form des Farbstoffes, der ein oder zwei Wasserstoffatome aufweist, dessen bzw. deren Beseitigung zusammen mit einem zusätzlichen Elektron in bestimmten Fällen den Farbstoff erzeugt. Die Klassen derartiger Leukofarbstoffe umfassen:
Aminotriarylmethane; Aminoxanthene; Aminothioxanthene, Amino-9,10-dihydroacridine; Aminophenoxazine; Aminophenothiazine; Aminodihydrophenazine; Aminodiphenylmethane; Leukoindamine; Aminohydrozimtsäuren (Cyanoethane, Leukomethine) und entsprechende Ester; Hydrozine; Leuko-Indigofarbstoffe; Amino-2,3-dihydroanthrachinone; Tetrahalo-p,p'-biphenole; 2(p-Hydroxyphenyl)-4,5-diphenylimidazole; Phenethylaniline; Indanone und Kombinationen derselben. - Bevorzugte Leukofarbstoffe umfassen Aminotriarylmethane, Aminoxanthene und Leuko-Indigofarbstoffe, sind aber nicht auf diese beschränkt.
- Eine allgemeine bevorzugte Aminotriarylmethan-Klasse ist die, bei der zumindest zwei der Arylgruppen Phenylgruppen sind, die in der Position para einen R1R2N-Substituenten zur Bindung an das Methankohlenstoffatom aufweisen, wobei sowohl R1 als auch R2 unabhängig voneinander aus Wasser stoff, C1-C10-Alkyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Cyanoethyl und Benzyl ausgewählt sind, und die dritte Arylgruppe dieselbe sein kann wie die ersten beiden oder sich von denselben unterscheiden kann, und wenn sie sich von denselben unterscheidet, aus Folgenden ausgewählt ist:
- a) Phenyl, das durch niederes Alkyl, niederes Alkoxy, Chlor, Diphenylamin, Cyan, Nitro, Hydroxy, Fluor oder Brom substituiert sein kann;
- b) Naphthyl, das durch Amin, Di-niederes Alkylamin, Alkylamin substituiert sein kann;
- c) Pyridyl, das durch Alkyl substituiert sein kann;
- d) Chinolyl;
- e) Indolinyliden, das durch Alkyl substituiert sein kann.
- Vorzugsweise sind R1 und R2 Wasserstoff oder Alkyl mit 1-4 Kohlenstoffatomen.
- Innerhalb der Kategorie von Aminotriarylmethanen umfassen Beispiele die Folgenden, sind aber nicht auf diese beschränkt:
tris(N,N-Dimethylaminophenyl)methan (LCV); deuterotris(N,N-Dimethylaminophenyl)methan (D-LCV); tris(N,N-Diethylaminophenyl)methan(LECV); deutero-tris(4-Diethylaminolphenyl)methan (D-LECV); tris(N,N-di-n-Propylaminophenyl)methan (LPCV); tris(N,N-din-Butylaminophenyl)methan (LBCV); bis (4-Diethylaminophenyl)-(4-diethylamino-2-methyl-phenyl)methan (LV-1); bis(4-Diethylamino-2-methylphenyl)-(4-diethylamino-phenyl)methan (LV-2); tris(4-Diethylamino-2-methylphenyl)methan (LV-3); deutero-bis(4-Diethylaminophenyl)-(4-diethylamino-2-methylphenyl)methan (D-LV-1); deutero-bis(4-Diethylamino-2-methylphenyl)(4-diethylaminophenyl)methan (D-LV-2); bis(4-Diethylamino-2-methylphenyl)(3,4-dimethoxyphenyl)methan (LB-8); wobei Aminotriarylmethan-Leukofarbstoffe unterschiedliche Alkylsubstituenten aufweisen, die an die Aminoanteile gebunden sind, wobei jede Alkylgruppe unabhängig voneinander aus C1-C4-Alkyl ausgewählt ist; und Aminotriarylmethan-Leukofarbstoffe mit beliebigen der vorhergehend genannten Strukturen, die ferner mit einer oder mehreren Alkylgruppen an den Arylringen substituiert sind, wobei die zuletzt genannten Alkylgruppen unabhängig voneinander aus C1-C3-Alkyl ausgewählt sind. - Bevorzugte Aminotriarylmethan-Leukofarbstoffe sind D-LECV, LV-1, LV-2, D-LV-1 und D-LV-2. Die am stärksten bevorzugten Aminotriarylmethan-Leukofarbstoffe sind LV-1 und LV-2. Trans-3-Hydroxy-2-(p-diethylaminobenzyl)indanon (LY-1) ist ein Angehöriger der Kategorie (1) von Leukofarbstoffen gemäß der obigen Auflistung. Benzo((a)-6-N,N-Diethylamino-9-(2-methoxycarbonyl)-phenylxanthen (LM-5) ist ein Angehöriger der Kategorie (b) von Leukofarbstoffen und ist ebenfalls stärker bevorzugt.
- Beispiele von Aminotriarylmethan-Leukofarbstoffen werden durch die nachstehenden chemischen Strukturen I bis VII veranschaulicht.
-
- Für chemische Strukturen I und II:
- a) X, X1 und X2 sind H; R1 mit R6 sind H.
- b) X, X1 und X2 sind H; R1 mit R6 sind CH3.
- c) X, X1 und X2 sind H; R1 mit R6 sind C2H5.
- d) X, X1 und X2 sind H; R1 mit R6 sind unabhängig voneinander aus H und C3-8-Alkyl ausgewählt.
- e) X und X1 sind H; X2 ist CH3; R1 mit R6 sind unabhängig voneinander aus H und C1-C8-Alkyl ausgewählt.
- f) X ist H; X1 und X2 sind CH3; R1 mit R6 sind unabhängig voneinander aus H und C1-C8-Alkyl ausgewählt.
- g) X, X1 und X2 sind
H; R1, R3 und R5 sind unabhängig voneinander aus Aryl C6-C10;
substituiertem C6-C10-Aryl
ausgewählt;
und R2, R9 und R6 sind H.
- Für die chemischen Strukturen III mit VI:
- a) X und X1 sind H; und R1 mit R4 sind unabhängig voneinander aus H und C1-C8-Alkyl ausgewählt
- b) X und X1 sind H und R1 und R3 sind Aryl; und R2 und R9 sind H
- c) X = CH3, X1 =
H und R1 mit R9 sind
unabhängig
voneinander aus H und C1-C8-Alkyl ausgewählt; und R7 und
R8 sind unabhängig voneinander aus C1-C8- Alkyl ausgewählt, oder
R7 und R8 sind untereinander
verbunden, um eine zyklische Anlagerung mit einer CH2-
oder C2H4-Bindung
zu bilden, wobei sie einen fünf- bzw.
sechsgliedrigen Ring bilden
- Für die chemische Struktur VII:
- a) R ist unabhängig aus H, C1-C8-Alkyl ausgewählt; R5 und R6 sind unabhängig voneinander aus H und C1-C4-Alkyl ausgewählt; R1 mit R4 sind unabhängig voneinander aus H und C1-C6-Alkyl, C6-C10-Aryl ausgewählt, mit der Maßgabe, dass R2 und R4 Wasserstoff sind, wenn R1 und R3 Aryl sind.
- Bevorzugte Leukofarbstoffe umfassen Aminotriarylmethane und Aminoxanthene, sind aber nicht auf diese beschränkt.
- Der Leukofarbstoff kann bzw. die Leukofarbstoffe können in der Menge von zumindest etwa 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 4 bis etwa 20 Gewichtsprozent, in den Zusammensetzungen vorliegen.
- Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können Farbstoffe in wärmeempfindlichen Polymeren wie z.B. den Folgenden Polymer-mikroeingekapselt sein: Styren-Butylacrylat-PEG-Acrylatemulsion und anderen Mischungen von Polymeren wie z.B. Polyurethanen, Acrylaten und Styrenen. Wärme kann an das Medium angelegt werden, während das Medium mit den mikroeingekapselten Farbstoffen bedruckt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen derartige wärmeempfindliche Polymere, die zum Mikroeinkapseln von Farbstoffen verwendet werden, Tgs im Bereich zwischen 80° und 200°C auf. Tg ist als die Temperatur definiert, die dem Mittelpunkt der Farbdichte während einer Entfärbung entspricht.
- Bei dem obigen Ausführungsbeispiel ist es möglich, mehrfarbige oder beschreibbare/überschreibbare Bilder auf der CD/DVD zu erzielen. Dies kann erfolgen, indem die CD/DVD-Markierungsoberfläche mit Bereichen von mikroeingekapselten Farbstoffen hergestellt wird, die unterschiedliche Tgs aufweisen, wie oben beschrieben wurde. Je nachdem, wie diese verschiedenen Farbstoffe laseraktiviert werden, werden auf der CD/DVD-Oberfläche spezifische mehrfarbige Muster und Entwürfe erzielt.
- Andere, ähnliche Ausführungsbeispiele der Erfindung können mit laseraktivierbaren Farbstoffen wie z.B. den hierin offenbarten erzielt werden, die in Kombination mit bekannten Entwicklern bistabil gemacht werden können (US-Patentschrift Nr. 6,022,648, Jacobson et al., MIT). Derartige bistabile Farbstoffe können beispielsweise eine Aktivierungstemperatur und eine andere Deaktivierungstemperatur aufweisen. Somit kann ein Farbstoff, der zunächst auf der Oberfläche einer CD/DVD laseraktiviert wird, später laserdeaktiviert werden. Somit kann ein anhand eines Lasers markiertes Bild auf einer CD/DVD gelöscht werden. Ferner kann mit einer Kombination von Farbstoffen auf der CD/DVD ein lasermarkiertes Bild gelöscht, und auf derselben Oberfläche ein anderes lasermarkiertes Bild erzielt werden.
- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung befindet sich über der laserempfindlichen Schicht zum mechanischen Schutz eine transparente Schicht.
- Bei der Erfindung umfasst der Laserstrahl, der zum Aufzeichnen der Bilddaten auf die Oberfläche des Mediums verwendet wird, einen Infrarot-Laser.
- Bei den normalen CD-R- und CD-RW-Lese-/Schreibantriebsmechanismen zeichnet die optische Aufzeichnungsvorrichtung, z.B. ein Infrarot-Laserstrahl, Schreibdaten auf dem Medium auf, indem sie mit dem Material des Mediums in Wechselwirkung tritt, um eine Phasenänderung des Materials zu erzeugen, was zu einer Änderung des Reflexionsvermögens führt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden Bilddaten auf das Medium aufgezeichnet, insbesondere auf irreversibel thermochrome und irreversible photochrome Materialien. Wenn der Infrarot-Laserstrahl mit dem laserempfindlichen Material, das ein wärmeempfindlicher Leukofarbstoff ist, interagiert, wird eine dauerhafte Farbveränderung erzeugt. Die Pulsdauer des Infrarotstrahls und somit die resultierende Temperatur können unter Verwendung geeigneter Steuerungen und Programme eingestellt werden. Es ist möglich, Materialien zu wählen, die bei bestimmten Temperaturen ihre Farbe verändern. Somit hängt die Erzeugung der notwendigen unterschiedlichen Farben für das Bild von einem Differential bezüglich der Temperatur ab. Die mittels Temperatur erzeugte Farbe wird dazu verwendet, aus einer einzigen Beschichtung mehrfarbige Bilder herzustellen, wenn die einzige Beschichtung die notwendige Chemie beinhaltet, um alle gewünschten Farben zu erzeugen. Beispielsweise können cyanfarbene, magentafarbene und gelbe Farbstoffe an einer gegebenen Örtlichkeit auf der Basis einer Pulsdauer unterschiedlich aktiviert werden.
- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können verschiedene Mikrokapselmaterialien, von denen jedes dadurch aktiviert wird, dass die eingekapselten Farbstoffpartikel bei einer anderen Temperatur freigegeben werden, dazu verwendet werden, verschiedenfarbige Farbstoffe auf der Oberfläche des Mediums einzukapseln. Eine derartige Technik unter Verwendung einer Mikroeinkapselung von Farb stoffpartikeln mit unterschiedlich aktivierbaren Mikrokapseln ermöglicht eine Vollfarbenerstellung von Bildern bis zur Auflösung von Punkten im Mikrometerbereich, da der Laser die CD/DVD mit der Auflösung einer Mikrometerzeile abtasten kann.
-
2 zeigt, wie spezifische Farbkombinationen: C1, C2 und C3 mit spezifischen Mikrokapselmaterialien: A1, A2 und A3, die wiederum bei unterschiedlichen Temperaturen T1, T2 bzw. T3 aktivierbar sind, eingekapselt sind. Somit wird jede unterschiedliche Farbkombination freigegeben, wenn der Laser auf den spezifischen Bereich angewendet wird, wo diese Farbkombination vorliegt und die spezifische Temperatur in diesem spezifischen Bereich erzielt wird, die nötig ist, um das Mikrokapselmaterial, das diese Farbkombination einkapselt, zum Bersten zu bringen. Das Ergebnis ist eine mit sehr hoher Auflösung erfolgende Platzierung verschiedenfarbiger Punkte im Mikrometerbereich auf dem Medium, um ein präzises Bild zu erzielen. -
3 ist ein schematisches Diagramm des integrierten CD/DVD-Schreiber-Markierer-Systems. Die auf der CD-R aufzuzeichnenden Lesedateninformationen sind in einer Lesedatenspeicherungsposition gespeichert. Die Bilddateninformationen, die auf der sichtbaren Markierung auf der CD-R-CD/DVD aufgezeichnet werden sollen, sind in der Bilddatenspeicherposition gespeichert. Um die digitalen Informationen, entweder die Lesedaten oder die Bilddaten, von ihren jeweiligen Speicherpositionen zu transferieren, wird eine Steuerung in Kommunikation mit den Speicherpositionen versetzt. Zwischen den Speicherpositionen und der Laservorrichtung ist eine einzige Schnittstelle positioniert. Digitale Informationen von einer der beiden Speicherpositionen werden über einen digitalen Datenstrom an den Datenlaseremitter und/oder den Abbildungslaseremitter transferiert, wobei der bzw. die Emitter bei dem in3 gezeigten Ausführungsbeispiel zwei separate Emitter sind. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Datenlaser- und die Abbildungsla serfunktion zu einem Emitter kombiniert. Der Lesedatenstrom wird auf die Lesen-/Schreiben-Seite der CD-R-CD/DVD ausgestrahlt, während sich die Platte auf dem durch den CD-R-Laufwerksmotor angetriebenen Plattenteller dreht. Zur selben Zeit, wie der Lesedatenstrom auf die Lesen-/Schreiben-Substratseite der CD-R-CD/DVD ausgestrahlt wird, oder zu einem anderen Zeitpunkt entweder bevor oder nachdem der Lesedatenstrom ausgestrahlt wird, wird der Bilddatenstrom auf die der Lesen-/Schreiben-Substratseite gegenüberliegende Seite ausgestrahlt. - Somit liefert diese Kombination von Materialien, die in eine Beschichtung integriert sind, die mit einer Infrarot-Laserbeschriftung kombiniert ist, eine leistungsstarke Abbildungstechnik zum Abbilden einer CD/DVD. Dies gilt vor allem, da CD-Beschriftungsvorrichtungen derzeit bereits mit einem solchen Laser ausgestattet sind. Ferner eignen sich CD-Rs für eine prompte Annahme der Beschichtungen. Manche bisherige Verfahren zur Markierung von CD/DVDs sind umständlich und beinhalten einen Transfer von Markierungen oder spezielle Markierungsdrucker. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine CD-Beschriftungsvorrichtungen g mit einer Direktabbildungseinrichtung. Dies verleiht dem Verbraucher die Fähigkeit, spezialisierte persönliche Markierungen auf der CD/DVD abzubilden.
- REFERENZBEISPIELE (die außerhalb des Schutzumfangs der Patentansprüche liegen):
- Referenzbeispiel 1: Herstellung eines Polymereingekapselten Farbstoffs
- 2,0 g Neozapon Red 335 (ein von BASF hergestellter Metallkomplexfarbstoff, der Cr(III) und C.I.Solvent Red 122 enthält), 10 g MMA (Methylmethacrylat), 1,0 g MES (2-(N-Morpholino)-ethansulfonsäure), 1,0 g 30%iges Rhodafac (ein von Rhone Poulenc hergestelltes Phosphatestertensid) und 3 g Wasser wurden miteinander kombiniert, um eine Emulsion zu bilden. Weitere 34g Wasser wurden auf 90°C erhitzt. 0,1 g KPS (Kaliumpersulfat) wurde dem Wasser zugefügt, anschließend wurde die Emulsion über einen Zeitraum von 10 Minuten hinweg zu dem Wasser gegeben. Als die Temperatur des kombinierten Gemisches 45°C erreichte, wurde ein Gramm ~ 17,5 × KOH (Kaliumhydroxid) hinzugegeben. Das kombinierte Gemisch wurde anschließend gefiltert, und aus dem kombinierten Gemisch wurden ~ 1,8 g Niederschlag gesammelt.
- Referenzbeispiel 2: Massepolymerisation eines Polymereingekapselten Farbstoffs
- 0,4 g Neozapon Red 335, 9 g MMA, 1,0 g MES, 2,8 g 30%iges Rhodafac, 0,11 g KPS und 75 g Wasser wurden miteinander kombiniert, eine Stunde lang auf 90°C erhitzt und abgekühlt. Als sich die Temperatur abgekühlt hatte, wurde 1 g 17,5 × KOH (Kaliumhydroxid) hinzugegeben. Das kombinierte Gemisch wurde anschließend gefiltert, und aus dem kombinierten Gemisch wurde ~ 0,1 g Niederschlag gesammelt.
- Referenzbeispiel 3: Testen einer mikroeingekapselten 2-teiligen Zusammensetzung
- Ein Punkt, der aus einem dünnen (10 Mikrometer betragenden) Film einer thermoreaktiven Weiß-Zu-Schwarz-190-Tinte (340-0699) bestand, wurde unter Verwendung einer Rolle auf eine Aluminiumlage als Beschichtung aufgetragen. Der Aluminiumfilm wurde auf einem Glasträger angebracht, der mit einer Dünnfilmheizvorrichtung und einem Thermoelement ausgestattet war. Die Heizvorrichtung wurde bei 10C/Min auf 170 C erhitzt. Bei 150 wurde eine deutliche Farbänderung von Weiß zu Schwarz beobachtet, die sich bei 170 C weiter verdunkelte. Das Erhitzen wurde bei 170 C beendet. Der abgekühlte Film behielt die schwarze Markierung bei Raumtemperatur bei.
Claims (14)
- Ein System zum individuellen Markieren eines Aufzeichnungsmediums sowie zum individuellen Aufzeichnen von digitalen Informationen auf demselben, wobei das System folgende Merkmale aufweist: eine Schreibdatenquelle; eine Bilddatenquelle; und eine Laservorrichtung, die mit der Schreibdatenquelle und der Bilddatenquelle eine Schnittstelle bildet, wobei die Laservorrichtung einen oder mehrere Laseremitter umfasst, wobei der eine oder die mehreren Laseremitter zu Folgendem verwendet werden: a) Aufzeichnen von Bilddaten auf dem Aufzeichnungsmedium durch Bewirken einer sichtbaren Farbveränderung bei laserempfindlichen Materialien auf der Medienoberfläche; und b) Aufzeichnen von Schreibdaten auf dem Aufzeichnungsmedium, wobei die Laservorrichtung einen Infrarotlaser umfasst und die laserempfindlichen Materialien wärmeempfindliche Farbstoffe sind, die Leukofarbstoffe sind, die aus der aus Folgenden bestehenden Gruppe ausgewählt sind: Aminotriarylmethanen; Aminoxanthenen; Aminothioxanthenen; Amino-9,10-dihydroacridinen; Aminophenoxazinen; Aminophenothiazinen; Aminodihydrophenazinen; Aminodiphenlymethanen; Leukoindaminen; Aminohydrozimtsäuren (Cyanoethanen, Leukomethinen); und entsprechenden Estern; Hydrozinen; Leuko-Indigofarbstoffen; Amino-2,3-dihydroanthrachinonen; Tetrahalo-p,p'-biphenolen; 2(p- Hydroxyphenyl)-4,5-diphenylimidazolen; Phenethylanilinen; Indanonen und Kombinationen derselben.
- Das System gemäß Anspruch 1, bei dem die Laservorrichtung einen Laseremitter umfasst, der sowohl a) Bilddaten auf dem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet, indem er eine sichtbare Farbveränderung bei laserempfindlichen Materialien auf der Medienoberfläche bewirkt; als auch b) Schreibdaten auf dem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet.
- Das System gemäß Anspruch 1, bei dem die Laservorrichtung a) einen ersten Laseremitter und b) einen zweiten Laseremitter umfasst, wobei der erste Laseremitter Bilddaten auf dem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet, indem er eine sichtbare Farbveränderung bei laserempfindlichen Materialien auf der Medienoberfläche bewirkt; und der zweite Laseremitter Schreibdaten auf dem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet.
- Das System gemäß Anspruch 1, bei dem das laserempfindliche Material zumindest zwei unterschiedliche Farbstoffe umfasst, wobei jeder Farbstoff bei einer anderen Temperatur aktivierbar ist.
- Das System gemäß Anspruch 1, bei dem das laserempfindliche Material zumindest einen Farbstoff umfasst, der bei einer ersten Temperatur aktivierbar und bei einer zweiten Temperatur deaktivierbar ist.
- Das System gemäß Anspruch 1, bei dem die wärmeempfindlichen Farbstoffe in Mikrokapseln eingekapselt sind, wobei die Mikrokapseln Polymere umfassen, die eine Tg zwischen 80°C und 200°C aufweisen.
- Das System gemäß Anspruch 6, bei dem die Polymere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polyurethanen, Acrylaten, Styrenen und Kombinationen derselben besteht.
- Ein Verfahren zum Aufzeichnen, in einem digitalen Aufzeichnungsgerät, sowohl von Schreibdaten als auch von Bilddaten auf einem Aufzeichnungsmedium, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Platzieren des Aufzeichnungsmediums in einem digitalem Aufzeichnungsgerät; Transferieren von Schreibdaten von einer Schreibdatenquelle an das digitale Aufzeichnungsgerät; Aufzeichnen der transferierten Schreibdaten auf das Medium mit einer digitalen Aufzeichnungsvorrichtung; Transferieren von Bilddaten von einer Bilddatenquelle an das digitale Aufzeichnungsgerät; und Aufzeichnen der transferierten Bilddaten auf das Medium durch Bewirken einer sichtbaren Farbveränderung bei laserempfindlichen Materialien auf dem Medium mit einer Laservorrichtung, während sich das Medium in dem Aufzeichnungsgerät befindet, wobei die Laservorrichtung einen Infrarotlaser umfasst, und die laserempfindlichen Materialien wärmeempfindliche Farbstoffe sind, die Leukofarbstoffe sind, die aus der aus Folgenden bestehenden Gruppe ausgewählt sind: Aminotriarylmethanen; Aminoxanthenen; Aminothioxanthenen; Amino-9,10-dihydroacridinen; Aminophenoxazinen; Aminophenothiazinen; Aminodihydrophenazinen; Aminodiphenlymethanen; Leukoindaminen; Aminohydrozimtsäuren (Cyanoethanen, Leukomethinen); und entsprechenden Estern; Hydrozinen; Leuko-Indigofarbstoffen; Amino-2,3-dihydroanthrachinonen; Tetrahalo-p,p'-biphenolen; 2(p- Hydroxyphenyl)-4,5-diphenylimidazolen; Phenethylanilinen; Indanonen und Kombinationen derselben.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Laservorrichtung einen Laseremitter umfasst, der sowohl a) Bilddaten auf dem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet, indem er eine sichtbare Farbveränderung bei laserempfindlichen Materialien auf der Medienoberfläche bewirkt; als auch b) Schreibdaten auf dem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Laservorrichtung a) einen ersten Laseremitter und b) einen zweiten Laseremitter umfasst, wobei der erste Laseremitter Bilddaten auf dem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet, indem er eine sichtbare Farbveränderung bei laserempfindlichen Materialien auf der Medienoberfläche bewirkt; und der zweite Laseremitter Schreibdaten auf dem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das laserempfindliche Material zumindest zwei unterschiedliche Farbstoffe umfasst, wobei jeder Farbstoff bei einer anderen Temperatur aktivierbar ist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das laserempfindliche Material zumindest einen Farbstoff umfasst, der bei einer ersten Temperatur aktivierbar und bei einer zweiten Temperatur deaktivierbar ist.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die wärmeempfindlichen Farbstoffe in Mikrokapseln eingekapselt sind, wobei die Mikrokapseln Polymere umfassen, die eine Tg zwischen 80°C und 200°C aufweisen.
- Das Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Polymere aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polyurethanen, Acrylaten, Styrenen und Kombinationen derselben besteht.
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| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HEWLETT-PACKARD DEVELOPMENT CO., L.P., HOUSTON, TE |
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