JPH0258691B2 - - Google Patents

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JPH0258691B2
JPH0258691B2 JP55145541A JP14554180A JPH0258691B2 JP H0258691 B2 JPH0258691 B2 JP H0258691B2 JP 55145541 A JP55145541 A JP 55145541A JP 14554180 A JP14554180 A JP 14554180A JP H0258691 B2 JPH0258691 B2 JP H0258691B2
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recording
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は進歩した記録性能を有し、処理工程
を追加せずに複製し得る光学的記録媒体に関す
る。
〔発明の背景〕
米国特許第4097895号明細書は光学的記録方式
に使用する融除型光学的記録媒体を開示するが、
この媒体は光吸収性有機材料層で被覆された光反
射性材料を含んでいる。アルゴンイオンレーザか
らの光ビームのような集束変調光ビームをその記
録媒体に当てると、その光吸収層が蒸発すなわち
融除されて開孔を生じ、下の光反射材料が露出す
る。この光吸収層の厚さは記録媒体の反射率を下
げるように選ばれている。
米国特許第4329697号明細書は上記米国特許第
4097895号の光学的記録方式に使用する融除型３
層光学的記録媒体の改良型を開示している。３層
光学的記録媒体は光反射材料と、その光反射材料
を覆う光透過材料層と、その光透過層を覆う光吸
収材料層とから成る。光吸収層の厚さは、記録媒
体の光反射率を下げるよう、光透過層の厚さと光
反射材料および透過層と吸収層の光学的定数に関
係している。集束された変調光ビームから記録媒
体に入射する光の大部分が光吸収層で吸収されて
熱エネルギに変換され、この熱エネルギにより光
吸収層が融除または溶融されてその層に開孔を生
じ、光透過層を通して下層の光反射層が露出す
る。
光吸収層の開孔領域の反射率は本質的に光反射
層の反射率であり、その周囲の露出されていない
領域の反射率より遥かに大きい。読取り中にこの
反射率の差が光学的に検出されて、記録情報を表
わす電気信号に変換される。
上記米国特許第4329697号の３層記録媒体は光
反射材料としてのアルミニウムと、２酸化珪素光
透過層と、厚さ約２〜12nmの金属チタン光吸収
層とで形成することができ、良好な記録保存性と
記録用閾値電力以上の電力で記録された情報を読
出す際の高い信号対雑音比を持つているが、記録
の感度が比較的低い。チタン層をチルル層で置換
すると記録感度は上昇するが、記録媒体の記録保
存性が低下する。記録の保存のためにはチタンの
ような材料の層が好ましい。
多数の複製が得られるように記録媒体を再生す
ることが望ましいが、吸収性が極めて薄いためこ
の層の開孔を再生して複製ができるようなマスタ
を形成することは困難である。
上記米国特許第4329697号の記録媒体は記録再
生特性が優れているため、これを用いて情報を記
録すると共に記録情報を複製し得るようにするこ
とが望ましい。
〔発明の概要〕
この発明による光学的記録媒体は光反射層と、
その反射層を覆う光透過層と、その透明層を覆う
光吸収層とを含み、光透過層が光吸収層の溶融温
度より少くとも300℃低い温度で溶融、分離また
は昇華する。また、上記の光透過層は、855℃あ
るいはそれ以上の温度で溶融、分解、または昇華
する材料で構成されている。情報は光透過層並び
に光吸収層を貫く１個以上の開孔または光吸収層
内の気泡として記録される。
〔実施例の説明〕
次に添付図面を参照しつつこの発明をさらに詳
細に説明する。
第１図はこの発明の記録媒体１０の断面の略図
である。光学的記録媒体１０は表面１４を有する
基板１２と、基板１２の表面を覆う表面１８を有
する光反射層１６と、光反射層１６の表面１８を
覆う表面２２を有する光透過層２０と、光透過層
２０の表面２２を覆う表面２６を有する光吸収層
２４とかな成る。
第２図は、情報が光吸収層と光透過層とを貫通
する開孔の形で記録されたこの発明の記録媒体３
０の断面を示す。記録媒体の各層の記号は第１図
のものと同じである。情報は光吸収層２４および
光透過層２０の両方に設けた一連の開孔３４の形
で記録されている。一般に情報は開孔３４と開孔
相互間の未露出領域３２のトラツクの方向の長さ
を変えることによつて記録される。開孔３４の長
さはその記録媒体が記録光ビームに露出される時
間とその媒体が記録光ビームの焦点面を通つて移
動する速度とによつて決まる。
第３図はこの発明の記録媒体５０の略図であ
る。この記録媒体の各層の記号は第１図と第２図
とに対応している。記録後の記録媒体５０の表面
２６は未露光領域５２と泡５６が形成された露光
領域５４とから成つている。
基板１２は普通円板状のガラスまたは塩化ポリ
ビニルのようなプラスチツク材料で形成される。
また基板１２を記録波長の光を反射するアルミニ
ウムのような材料で形成して、基板１２と光反射
層１６の機能を兼備させることもできる。基板を
用いるときは、その厚さはその構体の残部を支持
するに足るだけでよい。基板１２の表面１４に集
束光ビームの直径程度の凹凸が存在すれば読出し
中の信号チヤンネルに雑音を発生するので、表面
１４に光反射層１６を被着する前にエポキシ樹脂
のようなプラスチツク材料を不等角被覆すると微
視的に表面が平坦になり、上記の雑音がなくな
る。
光反射層１６は記録波長の入射光の相当部分を
反射するもので、通常反射率の大きいアルミニウ
ムまたは金のような金属で作られている。光反射
層はその層への入射光の少なくとも50％を反射す
ることが好ましい。一般に厚さ約30〜60nmの反
射層１６を真空蒸着技術を用いて基板１２の表面
１４に被着すればよい。
光透過層２０は記録波長の光を透過すると共に
光吸収層２４を構成する材料の融点より300℃以
上低い融点をもつ材料で形成されている。この条
件を材料が満足すれば、光吸収層から光透過層へ
の熱伝導により光透過材料は光吸収層がその融点
に達する前にその融点、昇華点または分解点に達
する。もし光透過材料が溶融すればその構体は不
安定になり、透過層および吸収層の材料は形成さ
れた開孔の端で盛上がる。これで第２図の記録機
構が説明されると考えられる。もし光透過材料が
分解または昇華すれば、またはその蒸気圧が融点
が近づくに従つて急速に上昇すれば、捕獲された
ガスの圧力によつて吸収層内に気泡が形成され
る。これで第３図の記録機構が説明されると考え
られる。
所定の材料に対して、透過層の厚さはこの層の
温度分布を決める。薄い透過層のときは層の両面
の温度差は小さく、従つてその厚さの一部が溶融
し得るが、厚い透過層のときは、その層の光吸収
層に隣接する表面の温度は透過層を構成する材料
の融点、分解点または昇華点に達するかまたはそ
れを超えるのに対し透過層の反対側の表面の温度
はこの限界温度以下のままで、この場合透過層が
完全に溶融せず、光吸収層が変形することがあ
る。
従つて光透過層の厚さはその記録媒体の反射率
を下げるに必要な厚さと光透過層を溶融または蒸
発させる熱的条件から必要な厚さとの間の妥協の
産物である。この厚さは約10〜500nmが有用であ
り、特に30〜100nmが推奨される。
透過層に有用なことが判つた材料に融点が1668
℃のチタンに対して融点1261℃の弗化マグネシウ
ムまたは融点855℃の弗化鉛がある。一方従来の
２酸化珪素は光吸収層のチタンの融点と同等の
1650〜1700℃の温度で溶融する。弗化マグネシウ
ムと弗化鉛は標準的な蒸着技術を用いて光反射層
１６の表面１８に被着することができる。
光吸収層２４は記録波長の光を吸収する材料で
形成され、これに適する材料としては標準的な蒸
着または電子ビーム蒸着によつて被着されるチタ
ン、白金、ロジウム、金、ニツケル、クロム、マ
ンガンおよびバナジウムがある。吸収層の厚さは
約２〜25nmが適当であるが、約２〜12nmが好ま
しい。これらの材料には大気に露出すると一部酸
化して被着された吸収層の厚さが最初より薄くな
るものがある。この効果は酸化による減少分を見
越して所要値より厚い層を被着することにより補
償される。ただし明細書中に記載した吸収層の厚
さは所要値である。
この発明の記録媒体では、光透過層２０を透過
した光ビームは該光透過層２０の下に形成された
光反射層１６で反射されるから、記録用光ビーム
の利用効率が向上し、光吸収層２４、光透過層２
０として前述のように比較的高い温度の溶融点、
分解点、あるいは昇華点をもつた材料が使用され
ているにも拘らずそれ程強い記録用光ビームを使
用することなく情報を記録することができ、高い
記録感度が得られるという効果がある。
第２図および第３図に示した記録工程は、アル
ミニウムの光反射層、２酸化珪素の光透過層およ
びチタンまたはテルルの光吸収層から成る従来法
の記録媒体の場合とは著しく異なる。この従来の
媒体では情報が吸収層にのみ開孔を形成すること
によつて記録される。これらの媒体の記録感度
は、光透過層および光反射層の厚さを、この媒体
の反射率が最小になるように調節することで向上
させていた。
周囲から沈着する表面の塵埃による信号欠陥を
除去または防止するため、厚さ約0.05〜1.00mmの
被覆を光吸収層に被着することができる。この被
覆の表面に沈着した塵埃粒子は光学系の焦点面か
ら離されるため、情報の記録再生に対する影響が
著しく軽減される。この目的に適した材料として
はシリコン樹脂がある。記録情報の複製を行なう
必要があればこの被覆は用いられない。
円盤状のこの発明の記録媒体を約７〜10MHzの
偏移幅をもつ周波数変調搬送波として符号化され
た信号帯域幅が０〜4.2MHzのビデオ情報を記録
することにより試験した。記録特性はアルゴンイ
オンレーザを変調して、読出ビデオ情報の信号対
雑音比を円盤への入射エネルギの関数として測定
することにより評価した。
読出しにおける信号対雑音比は、テクトロニク
ス社（Tektronix Corp.）製の雑音測定器1430型
を用いて全ビデオ帯域でのピーク・ピークビデオ
信号と自乗平均雑音との比と定義する。
例 １ 第４図はアルミニウムの光反射層と、厚さ約
42.5nmの弗化マグネシウム光透過層と、厚さ約
7nmのチタン光吸収層とから成る記録媒体の記録
特性を示す。これらは記録光ビームの波長488nm
において最小反射率３％が得られる厚さである。
また、この図には同じ条件の下で波長488nmにお
ける反射率３％のSiO2光透過層を有する従来法
の円盤の記録特性も示されている。記録の閾値は
ほぼ同じ入射エネルギレベルにおいて起つてい
る。MgF2透過層を有する円盤は閾値のすぐ上の
入射エネルギ領域で遥かに大きい信号対雑音比を
示している。
記録エネルギの全域にわたつて、光透過層と光
吸収層の両方に開孔が形成された。
例 ２ 第５図はアルミニウム光反射層と、厚さ約
85nmの弗化マグネシウム光透過層と、厚さ約
7nmのチタン光吸収層とから成る記録媒体の記録
特性を示す。この厚さでは波長488nmにおける記
録媒体の反射率が16％まで下つたにすぎない。こ
の図にはまた、波長488の反射率が３％の２酸化
珪素透過層を有する従来法の円盤の記録特性が示
されている。前述の例におけるように記録の閾値
はほぼ同じ入射エネルギレベルで起つている。弗
化マグネシウム透過層を有する円盤は測定した入
射エネルギの全域にわたつて、特に閾値以上で高
い信号対雑音比を示した。
第５図の上の曲線でＢと記された入射エネルギ
域では、吸収層に気泡だけが形成された。その曲
線でＢ／Ｐと記された点は開孔を有する気泡が形
成される遷移領域を記している。この点を越える
と第３図の層２０，２４に情報が開孔として記録
された。
情報が複製に適した大きさの表面凹凸の形で記
録された上述の記録媒体を用いると、記録情報の
複製がこの分野で標準的な技術を用いて作製し得
る。第６図は複製しようとする層を有する記録媒
体６０の略図である。記録媒体の各層および記録
情報の形状に対する引用数字は第１図および第２
図と同様である。
情報の記録後、記録媒体の表面２６に被覆層６
２を形成する。被覆層６２は金または銅のような
金属の蒸着またはニツケルのような金属の無電解
メツキによつて形成することができる。このよう
にして形成された被覆層６２は導電性を有し、ピ
ンホールのないなじみの良い層であることを要す
る。この層の厚さは一般に約30〜12nmとするこ
とができる。
次に被覆層６２の表面６６上に電鍍等の方法で
マスタ層６４を形成する。この層は厚さが約200
〜300μの自立無歪のニツケルまたは鋼の層が適
している。
次にマスタ層６４の被覆層６２と共に記録媒体
から分離すると、記録情報の複製の製造に適した
表面凹凸型記録情報の金属マスタが得られる。
記録マスタの製造例 例１および例２に示すように開孔または気泡の
形で情報を記録した記録媒体からマスタを作つ
た。このとき試料に蒸着によつて厚さ約80nmの
金の層を被覆した後電鍍によつて厚さ約250μの
ニツケル層を被覆した。然る後マスタを記録媒体
から分離し、走査型電子顕微鏡で検査したところ
すべて良好な型が形成されていることが判つた。
本願発明の記録媒体では、光透過層２０は前述
のように855℃あるいはそれ以上の比較的高い温
度で溶融、分解または昇華する材料で作られてい
るから、記録媒体自体の耐熱性が高く、このため
第６図を参照して説明した上記の工程を経て、記
録された情報を複製するための金属マスタ６４を
形成するときに、融点の高い光吸収層２４は勿論
のこと、光透過層２０も変形する心配は全くな
い。
【図面の簡単な説明】
第１図は光学的記録媒体の断面図、第２図は情
報が光透過層および光吸収層に開孔の形で記録さ
れた記録媒体の断面図、第３図は情報が光吸収層
に気泡の形で記録された光学的記録媒体の断面
図、第４図はこの発明の光学的記録媒体および従
来法の光学的記録媒体の再生信号対雑音特性を記
録媒体への光入射エネルギの関数として示す図
表、第５図はこの発明の光学的記録媒体と従来法
の光学的記録媒体の再生信号対雑音特性を記録媒
体への光入射エネルギの関数として示す図表、第
６図は情報を記録されたこの発明の光学的記録媒
体とその上に形成された複製用マスタ層を示す断
面図である。 １０…記録媒体、１２…基板、１６…光反射
層、２０…光透過層、２４…光吸収層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ある波長の光を反射する光反射層と、 上記光反射層を覆い、上記波長の光を実質的に
    透過させる材料から成る厚さが約10ナノメートル
    より大きい光透過層と、 上記光透過層を覆い、上記波長の光を吸収する
    材料から成る光吸収層とを具備し、 上記光透過層は上記光吸収層を構成する材料の
    融点より少なくとも300℃低い温度で溶融、分解、
    または昇華し、しかも855℃あるいはそれ以上の
    温度で上記の溶融、分解、または昇華する材料で
    構成されていることを特徴とする、上記ある波長
    の光を使用する光学的記録再生方式用記録媒体。
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