JP2008226324A - 光ディスク媒体のレーベル記録方法および記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーベル面に印刷された文字や画像の劣化が少なく、かつ他社及び他人との差別化をして改ざん防止が可能なレーベル記録を実現する。
【解決手段】光情報記録再生用ヘッドのレーザ光にてカバー層に覆われた光造形樹脂レーベル面に波長分配光学素子を物理的に形成することでレーベル面を見る角度によりレーベルの文字や画像の色が七色に変化するレーベル印刷を行い個性的なデザインを実現する。さらに波長分配光学素子を物理的に形成するので個性的なデザインを損なうことなく改ざん防止が実現する。
【選択図】 図４

Description

本発明は光情報記録媒体のレーベル面への印字及び刻印に関する。

近年、光ディスク技術の発達に伴いCD―RやDVD−RやＢＤ−Ｒなどの1回だけ記録できる媒体が登場した。さらにCD−RWやDVD−RAMやＢＤ−ＲＥなどの書換え可能な媒体も登場している。記録情報も音楽だけでなく映像やデータとなり、それを利用した機器はオーディオ、ビデオ、パソコンと幅広い分野に使われている。
特開２００２−３３４５５３号公報

しかしながら媒体の形状は直径１２ｃｍの円盤形状であり一見で媒体や記録内容の区別がつきにくい。そこでその区別を安易にするのが媒体のレーベル印刷である。従来技術では媒体レーベル面にシールや印刷面をつけプリンターによりレーベル印刷をしているため、レーベル面側の大部分が白いインク受理層となっていることから、レーベル面側にあらかじめ何らかのデザインを施しておく余地がほとんどない。メーカーごと或いはブランドごとに光記録媒体を視覚的に差別化することが困難である。そこで特開２００２−３３４５５３号公報では光情報記録再生装置にレーベル印刷用のヘッドを配置しラベル印刷機能を付加した光情報記録再生装置が提案されている。この装置では媒体を装置に挿入または排出を行うトレイに光記録媒体を載せ、挿入または排出する際の、トレイの移動を利用し、光記録媒体のレーベル面に印刷することにより、光記録媒体のレーベル面に印刷する。この装置のレーベル印刷用のヘッドとしてはインク塗布タイプやレーザタイプなどが提案されているがいずれの場合もカラーレーベル印刷しか出来ず、昨今の個性尊重時代において他社及び他人との差がつきにくく、やや物足りないものとなっている。さらに、特開２００２−３３４５５３号公報のような形式では塗布されたインクが表面に剥き出しとなっているため摩擦などの外的ストレスによりレーベル面に印刷された文字や画像が劣化することがある。しかしながらレーザによりレーベルに刻印するタイプは文字や画像の劣化防止に有効である。しかし色の再現性がインク塗布タイプに比べ劣り他社及び他人との差別化ができないため改ざん防止が困難となる。そこで本発明では光情報記録再生用ヘッドを利用してレーベル面に印刷された文字や画像の劣化を少なくし、かつ他社及び他人との差別化をして改ざん防止が可能なレーベル記録を提案する。

光情報記録再生用ヘッドのレーザ光にてカバー層に覆われた光造形樹脂レーベル面に波長分配光学素子を形成することでレーベル面を見る角度によりレーベルの文字や画像の色が七色に変化するレーベル印刷を行い個性的なデザインを実現する。さらに波長分配光学素子を物理的に形成するので個性的なデザインを損なうことなく改ざん防止が実現する。

光情報記録再生用ヘッドを用いてのレーベル面印刷により文字や画像の劣化が少なく、さらに見る角度によりレーベル面の文字や画像の色を七色に変化させることで他社及び他人との差別化が可能となりデザインを損なうことなく改ざん防止が実現した。また波長分波素子を物理的に形成することでオリジナルとコピーとの差を明確することが可能となった。

本発明の実施例１を示す。図1は一般的な光ヘッドの概略構成図である。図1において１Aは光源、２Aは回折格子、３Aはコリメータレンズ、４Aはビームスプリッタ、５Aはミラー、６Aは対物レンズ駆動機構,７Aはレンズホルダ、８Aは位置調整用ホルダ、９Aは対物レンズ、１０Aは光記録媒体、１１Aは光検出素子である。光源1Aは光記録媒体１０Aに可干渉光を射出する光源である。可干渉光を射出する光源としてはレーザ光源が挙げられる。回折格子２Aは光源１Aから射出された光を光の回折により３ビームに分割し、周知の事実であるトラッキング誤差信号検出手段の３ビーム法を可能とする光学素子である。コリメータレンズ３Aは光源1A から射出された発散光を平行光にするためのレンズである。ビームスプリッタ４Aは伝播光を分割するための素子である。５Aは光源１Aから射出され、伝播光を反射して光記録媒体１０A方向へ伝播する。対物レンズ駆動機構６Aは対物レンズの位置及び傾きを微調整するもので図示しない３軸アクチュエータとレンズホルダ７Aで構成される。位置調整用ホルダ８Aは対物レンズ９Aとレンズホルダ７Aを最適な位置関係で結合するもので、レンズホルダ７A上において対物レンズ９Aの位置調整を可能とする部品である。対物レンズ９Aは光記録媒体１０Aの情報記録層に集光するレンズである。光検出素子１１Aは光記録媒体１０Aの情報記録層から反射された光を受光して電気信号に変換する素子である。

このように構成された光ヘッドの動作について説明する。光源１Aから射出された光は回折格子２Aにより３ビームに分割されコリメータレンズ３Aにより平行光に変換される。平行光にされた光は、ビームスプリッタ４Aを透過しミラー５Aに照射され反射により光記録媒体１０Aに伝播されるように伝播方向が変えられる。この反射された光は３軸アクチュエータとレンズホルダ７Aで構成された対物レンズ駆動機構６Aへ照射され、位置調整用ホルダ８Aにて最適位置に調整された対物レンズ９Aに入射する。対物レンズ９Aに入射した光は光記録媒体１０A上に集光され反射される。反射された光はミラー５Aにより反射され、ビームスプリッタ４Aに入射する。ビームスプリッタ４Aに入射した光は分割され光検出器素子１１Aへ照射される。光検出素子１１Aは照射された光から光記録媒体１０Aの情報記録層に記録された情報を得て電気信号で出力している。さらに光記録媒体１０Aの情報記録層における集光光位置を示すトラッキング誤差信号や集光状況を示すフォーカス誤差信号を電気信号で出力する。トラッキング誤差信号技術とフォーカス誤差信号技術には周知事実としては３ビーム法と非点収差法が挙げられる。トラッキング制御手段はトラッキング誤差信号に基づき対物レンズ駆動機構６Aにより対物レンズ９Aの位置を光記録媒体１０Aの情報記録層上のトラックに集光光位置がくるように制御する。フォーカス制御手段はフォーカス誤差信号に基づき対物レンズ駆動機構６Aにより対物レンズ９Aの位置を光軸方向に制御する。

このように光ヘッドは光源１から射出された光を光記録媒体１０Aに照射し、その反射光より記録された情報を得ている。さらに光記録媒体１０Aに記録された情報を正しく得られるように対物レンズ９Aの位置を制御するための情報も得ている。このような動作をする光情報記録再生ヘッドを用いてホログラムのように見る角度により色が変化するレーベル面印刷をするには専用のレーベル面印刷対応の光記録媒体が必要となる。

次に専用のレーベル面印刷用の光記録媒体について図２を用いて説明する。図２はレーベル面印刷用の光記録媒体構成図である。図２において１Bは保護層、２Bは記録層、３Bは基板、４Bがレーベル記録層である。このように構成された光記録媒体の機能について説明する。光ヘッドの対物レンズより射出した光は１Bの保護層を透過し２Bの記録層で集光することで２Bの記録層にマークし信号を記録する。また、再生は２Bの記録層に記録されたマークからの反射光を再度、光ヘッドの対物レンズに入射させることで情報の再生が可能である。レーベル印刷は記録媒体をひっくり返して４Bのレーベル記録層に光ヘッドの対物レンズより射出した光を集光して図や文字を記録することで可能となる。

次に図３を用いてレーベル記録層へのレーベル記録原理について説明する。図３はレーベル記録層の断面図である。図３において１Cはレーベル記録層、２Cはレーベル未記録状態、３Cはレーベル記録状態である。これらを用いてレーベル記録の原理を説明する。１Cのレーベル記録層には光造形用樹脂が充填されており、ここに光ヘッドから光を照射すると光に反応し硬化が起きる。

ここで光造形について簡単に述べる。まず、光造形樹脂について述べる。光造形樹脂はモノマーとオリゴマーと光重合開始剤で構成されている。硬化はオリゴマ−にモノマーがくっついて、ポリマーとなることで起きる。オリゴマ−とモノマーをくっつけるにはモノマーにエネルギーを与える必要がある。このエネルギーを与える役目をするのが光重合開始剤である。光重合開始剤は外部から特定波長光を照射されると照射光のエネルギー吸収する。この時、吸収されたエネルギーでオリゴマ−とモノマーをくっつける。以上の過程により光造形樹脂の硬化は起きる。次に光造形の代表的な方法について述べる。光造形の方法には１光子吸収法と多光吸収法がある。

まず、１光子吸収法について述べる。１光子吸収法は光造形樹脂の光重合開始剤が反応する波長光を強いエネルギーで照射することで硬化が起きる。一方、多光吸収法は光造形樹脂の光重合開始剤が反応する波長光のｎ倍の波長光をレンズで集光して照射することで硬化が起きる。一般的に多光吸収法では２光子吸収法が用いられているので２倍の波長光をレンズで集光して照射する。多光吸収法は光の回折限界を上回ることが出来るため１光子吸収法に比べてより微細な光造形が出来る。これらの方法によって硬化された光造形物は一度、硬化すると2度と元の状態に戻らない。よってレーベルの記録に用いた場合は改ざんの防止が出来る。次に光造形方法を光ヘッドに適用する場合について述べる。近年の光ヘッドには少なくとも3波長以上のレーザ光が用いられている。このような光ヘッドで光造形を行う時、どの波長のレーザ光を使っても出来るわけではない。波長の選択は光造形樹脂が反応する波長光を選択することと光造形には強エネルギー光が必要なのでレーザの出力で選択する必要がある。近年の光ヘッドでは青紫色レーザと赤色レーザと赤外レーザが搭載されているが1光子吸収法を用いる場合は光造形樹脂が反応波長に対応したレーザを使用すればよいが、一般的に出力が足りないことがある。このような場合、高い出力が可能なレーザを選択して、2光子吸収法を用いることで光造形を行う。具体的に近年の光ヘッドと反応波長400nm前後の光造形樹脂で例を述べると１光子吸収法で光造形を行う場合、青紫レーザを用いれば良いが青紫レーザは近年開発されたので出力が小さいのでレーザ劣化などを考えると１光子吸収法は困難となる。しかし、高出力が可能な赤外レーザをレンズで集光して2光子吸収法を用いる場合は赤外レーザ光の半波長が反応波長近傍であるため硬化が可能である。
つまり、１Cのレーベル記録層に光ヘッドの対物レンズにより集光されたスポットを照射することで光造形樹脂の硬化が起きスポットを制御、走査することで物体が形成できる。

次に２Cのレーベル未記録状態と３Cのレーベル記録状態について述べる。２Cは光スポットが照射されていないので光造形用樹脂のままである。３Cはレーベルに記録したい図や文字の形に対応して光スポットを照射したので図や文字の形に対応した物体が形成されている。

次に図4を用いて見る角度によりレーベルの色が変化する原理について述べる。図４はレーベル記録状態の概略図である。図4において１Dは造形物体、２Dは可視光線（自然光）３Dは眼球A点、４Dは眼球B点である。これらを用いてレーベルの色が変化する原理について述べる。１Dはレーベルとして記録したい図に沿った光ヘッドの対物レンズ出射スポットにより形成された造形物体である。造形物体は可視光線を分波する素子形状である。ここでは可視光線の分波素子を回折格子として説明する。光は波長により回折角が異なるので回折格子を透過した光は波長ごとに異なる回折角で出射する。一般的な波長400nm〜700nmの可視光線２Dが回折格子１Dに入射すると回折して長波長光ほど大きく回折する。回折した光は基板とレーベル記録層の境界で反射して眼球へ入射する。簡便に700nmの長波長光と400nmの短波長を考えると眼球A点の３D時700nmの長波長光が見えていることになる。また、眼球B点の４D時400nmの短波長光が見えていることになる。可視光線の波長範囲400nm〜700nmは色では紫、藍、青、緑、黄、橙、赤に対応するので眼球A点では赤色、眼球B点では紫色でレーベルが見えていることになり、眼球A点から眼球B点の範囲で見る角度によりレーベル記録層に記録された図や文字の色（赤、橙、黄、緑、青、藍、紫の無段階に約7色以上）が変化する。

次に光造形樹脂をディスクレーベル面に定位する方法について述べる。
光造形樹脂のディスクレーベル面への定位方法について、図５、図６をもちいて３例述べる。

1つ目の方法について図５をもちいて述べる。図５はレーベル記録用の光記録媒体構成図（１）である。図５において１Fは保護層、２Fは記録層、３Fは基板、４Fはレーベル記録層（未硬化光造形樹脂層）５Fがレーベル保護層である。まず1つ目の方法は光ディスクを製造する過程で記録面側に保護層１Fを形成するのに一般的に使用されているスピンコート法を利用したものである。ここで記録面側の保護層１Fの形成におけるスピンコート法について簡単に述べる。スピンコート法は２Fの記録層上にUV硬化樹脂などのハードコート剤を塗布しディスク（記録層）を高速に回転させることで遠心力などを利用して均一な膜を形成する。このように形成された均一な膜はUVが照射されるまで未硬化状態（液体）であるので均一な膜にUVを照射すると膜が硬化する。すると２Fの記録層上に１Fのように保護層が形成される。このような方法を用いて未硬化の光造形樹脂をディスクレーベル面に定位するには図５の基板３F上に未硬化の光造形樹脂を塗布しスピンコート法と同様に基板３Fを高速回転することで均一な未硬化光造形樹脂層4Fを形成する。このように形成された未硬化光造形樹脂層の上にフィルム状のレーベル保護層５Fを熱や圧力にて、くっつけることで可能となる。

次に２つ目の方法について図６を用い述べる。図６はレーベル記録用の光記録媒体構成図（２）である。図６において１Gは保護層、２Gは記録層、３Gは基板、４Gはレーベル記録層（未硬化光造形樹脂層）５Gがレーベル保護層である。2枚にフィルム状のレーベル保護層５G間に未硬化光造形樹脂を塗布し2枚にフィルム状のレーベル保護層５Gに外部圧力をかけ未硬化光造形樹脂を均一にひろげてレーベル記録層４Gを形成し未硬化光造形樹脂のない部分で2枚のレーベル保護層５Gを熱などで圧着するとレーベル保護層に挟まれた未硬化光造形樹脂層４Gが形成される。このレーベル保護層5Gに挟まれた未硬化光造形樹脂層4Gを図６の基板3G上に熱や圧力などでくっつけることで可能となる。

次に３つ目の方法について図５を用いて述べる。図５はレーベル記録用の光記録媒体構成図（１）である。図５において１Fは保護層、２Fは記録層、３Fは基板、４Fはレーベル記録層（未硬化光造形樹脂層）５Fがレーベル保護層である。基板3F上にフィルム状のレーベル保護層5Fを載せ基板3F外周部近傍にてフィルム状のレーベル保護層5Fを圧着する。そしてフィルム状のレーベル保護層5Fの表面上に隙間（穴）を空け粘性の低い光造形樹脂を垂らすとフィルム状のレーベル保護層5Fと基板３Fの間に働く表面張力、毛細管現象などで未硬化の光造形樹脂がフィルム状のレーベル保護層5Fと基板３Fの間に入り込む。この状態にフィルム状のレーベル保護層5F上部より圧力をかけて均一に広げた後、フィルム状のレーベル保護層5F表面上の穴を塞ぐことで未硬化光造形樹脂層４Fを形成することが可能となる。

次に光造形物体（固体）未硬化光造形樹脂中（液体中）への定位する方法について簡単に２例述べる。

1例目は光造形物が光照射を受けて固まる際に生じる接着力（結合力）を利用するものでレーベル保護層裏面（未硬化光造形樹脂内部）にすでに硬化した層を形成しておくことで光照射時に造形物とすでに硬化されている部分とが結合することで定位が可能となる。この方法は記録層側にすでに硬化した層を形成しても同様のことが可能である。

次に２例目について述べる。光造形樹脂層内（ディスク厚み方向）を光造形物体で埋めることで可能である。これは造形樹脂の特性を利用したもので、光造形樹脂はある波長範囲で硬化するので照射パワーに依存しないのである地点Aで光造形を行う場合、その地点Aの前後も硬化が生じる。但し、硬化速度と硬化度合いがことなるので地点Aの前後では半固体状態の光造形樹脂が存在し樹脂層を埋めていることになる。これにより定位することが可能である。したがって光記録媒体のレーベル記録において他社及び他人との差別化が可能なデザインが実現できた。さらに波長分波素子を光造形樹脂に物理的に形成することで改ざん防止が実現でき、オリジナルとコピーとの差異を明確にすることが可能となった。さらに、レーベル記録層内にレーベルのデザインに対応した造形物を造形しているので摩擦などの外部刺激による劣化も防止できた。

なお、本実施例ではコリメータレンズ３Aを用いているがなくても、特に問題はない。また、光検出素子１１Aとビームスプリッタ４Aとの間にレンズがあっても、光源１Aとコリメータレンズ３Aとの間にビームシェイパがあっても、ミラー5と位置調整用ホルダ８Aの間にホログラムや波長板や回折レンズなどの光学部品あっても、レーザの発光状態を検出する素子及び光学系があっても特に問題はない。また、複数の波長に対応した光ヘッド等で光源及び構成する光学系が別々及び共通であっても特に問題はない。さらに、可視光線を分波する素子として回折格子を用いて説明したがプリズムや分光器などの分波素子形状でも同様の効果が得られる。よって本実施例は、以上の実施態様に限定されるものではなく、あくまでも例であり、その要旨を逸脱しない範囲に限り、種々の変更や改良を加え得るものであることは大前提である。

本発明は、ＣＤ（Compact Disc），ＤＶＤ（Digital Versatile Disc），ブルーレイディスク，ＨＤＤＶＤ（High Definition DVD）などの光ディスク記録再生装置や光ディスク記録再生媒体、それらを具備したビデオカメラやカーナビゲーションシステムやパーソナルコンピュータやオーディオなどのＡＶ（オーディオビジュアル）機器。

光ヘッド概略構成図 レーベル面印刷用の光記録媒体構成図 レーベル記録層の断面図 レーベル記録状態の概略図 レーベル記録用の光記録媒体構成図（１） レーベル記録用の光記録媒体構成図（２）

符号の説明

１A 光源
２A 回折格子
３A コリメータレンズ
４A ビームスプリッタ
５A ミラー
６A 対物レンズ駆動機構,
７A レンズホルダ
８A 位置調整用ホルダ、
９A 対物レンズ
１０A 光記録媒体
１１A 光検出素子
１B 保護層
２B 記録層
３B 基板
４B レーベル記録層
１C レーベル記録層
２C レーベル未記録状態
３C レーベル記録状態
１D 造形物体
２D 可視光線
３D 眼球A点
４D 眼球B点
１F 保護層
２F 記録層
３F 基板
４F レーベル記録層
５F レーベル保護層
１G 保護層
２G 記録層
３G 基板
４G レーベル記録層
５G レーベル保護層

Claims (4)

1. ディスク基板に少なくとも記録層及び反射層がこの順に形成された光ディスク媒体において前記反射層上に光造形樹脂層のレーベル記録層を形成された光ディスク媒体のレーベル記録において記録方法として前記レーベル記録層に分波光学素子を形成することを特徴とするレーベル記録方法。
2. 前記レーベル記録層に形成する分波光学素子に回折格子形状を用いたことを特徴とするレーベル記録方法。
3. 前記レーベル記録層に形成する分波光学素子にプリズム形状を用いたことを特徴とするレーベル記録方法。
4. 少なくとも光ディスク媒体に照射する光を射出する光源と前期光源からの射出光を平行光に変換するコリメータレンズと光ディスク媒体からの戻り光を受光する光検出器光学系とを備えた固定光学系と少なくとも前期光源からの射出光を光ディスク媒体に結像する対物レンズと前期対物レンズを保持するレンズホルダとを備えた対物レンズ駆動機構からなる光ピックアップ装置で前記請求項１または２または３記載のレーベル記録方法具備したことを特徴とするレーベル記録機能付き光ピックアップ装置。