JPH06236585A

JPH06236585A - 情報記録再生方法

Info

Publication number: JPH06236585A
Application number: JP2117293A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Umemura; 鎮男梅村; Ryoichi Yamamoto; 亮一山本; Kazuo Sanada; 和男眞田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度記録の可能な静電容量検出方式の情報
記録媒体に、簡便に情報を記録する。【構成】導電性の基板２上に室温で塑性変形しうる絶
縁材料からなる記録層１が形成された情報記録媒体10の
記録層１に近接して電極針42を設ける。電極針42と基板
２との間にｘｙｚステージ60を介して、記録しようとす
る情報に応じて変調された電圧を印加し、それによって
電極針42と基板２との間に生ずる静電力が電極針42を上
下駆動させて記録層１を押圧して、この記録層１に凹凸
を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報記録再生方法に関
し、詳細には静電容量検出方式を利用した情報記録再生
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像信号や音声信号等の各種情報を記録
したり、さらにはコンピュータ用データメモリとして使
用される情報記録媒体として、従来より光記録媒体や磁
気記録媒体、光磁気記録媒体等が広く実用に供されてい
る。またコンピュータの普及によりこのコンピュータの
活用方法が多様化し、特に画像処理の分野において急速
に発展している。このように画像処理をはじめとして近
年、大量の情報を記録することが求められており、上記
光記録媒体や磁気記録媒体、光磁気記録媒体では記録容
量の不足が懸念されている。

【０００３】このため記録容量の大きい、すなわち高密
度記録が可能な情報記録媒体として、静電容量の変化を
検出することによって再生がなされるものが開発されて
いる（例えば特開昭47-37403号公報参照）。この方式の
情報記録媒体は情報をピット等の凹凸の形で記録し、記
録情報の再生はこの凹凸による静電容量の変化を検出す
ることによってなされるものであり、ＶＨＤシステムと
して既に商品化されている。しかしこのシステムは、エ
ンドユーザが自ら情報を記録しうるうものではなく、予
め画像や音楽等の情報が記録された情報記録媒体を専ら
再生するのに過ぎない。またこのＶＨＤシステムにおい
ては上記情報記録媒体に画像や音楽を記録するための、
ＶＨＤディスクのマスタリング技術すなわち原盤作成の
技術があるが、これは原盤となる金属等の硬質の盤の表
面をピエゾのドライバにより駆動されるダイヤモンド針
で精密にカッティングして上記凹凸を形成するものであ
るが、高価であるとともに構造が複雑で手軽に操作でき
るものではなく、またカッティングによる削粉が発生
し、一般ユーザの使用には適さない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように高密度記
録の可能な静電容量検出方式の情報記録媒体に対しては
一般ユーザが自ら情報を記録する方法が確立されておら
ず、専ら光ディスク等の光記録媒体や光磁気記録媒体、
相変化記録媒体が用いられている。

【０００５】しかし光記録媒体や光磁気記録媒体、相変
化記録媒体などは上述したように静電容量検出方式の情
報記録媒体に較べて記録容量の点で難点がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、高密度記録の可能な静電容量検出方式の情報記録
媒体に情報を記録する方法を提供するとともに、これを
安価で提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の情報記録
再生方法は、導電性の基板とこの基板上に形成された室
温で塑性変形する絶縁体の記録層とからなる情報記録媒
体を用い、記録対象の情報に応じて変調された信号によ
り記録針を駆動することによって記録層に凹凸を形成し
て情報を記録し、この記録層に形成された凹凸に応じて
変化する電極針と基板との間の静電容量の変化を検出す
ることにより、情報を再生する情報記録再生方法であ
る。

【０００８】すなわちこの情報記録再生方法は請求項１
に記載したように、導電性の基板上に室温で凹凸状に塑
性変形して情報を記録する絶縁材料からなる記録層を形
成してなる情報記録媒体の、前記記録層の表面に記録針
を近接させて走査するとともに、記録しようとする情報
に応じて変調された信号によりこの記録針を駆動して前
記記録層に押圧し、記録層の表面に凹凸を形成して前記
情報を記録する記録工程と、この記録層の表面に沿って
電極針を走査するとともに、前記記録層の表面の凹凸に
応じて変化する、前記電極針と前記基板との間の静電容
量の変化を検出して前記情報を読み取る再生工程とから
なることを特徴とするものである。

【０００９】ここで上記記録針あるいは電極針を記録層
に走査するとは、上記情報記録媒体と記録針または電極
針とが相対的に移動して、この記録針または電極針が記
録層の表面を走査することを意味する。

【００１０】またこの情報記録再生方法において、前記
記録工程で用いられる記録針が電極針であるとともに前
記再生工程で用いられる電極針を兼ねるものとしてもよ
い。

【００１１】さらに上記情報記録再生方法において、前
記信号を電圧とし、前記基板と前記電極針との間に生ず
る静電力により前記電極針を駆動して前記記録層に押圧
し、前記記録層の表面に凹凸を形成するようにしてもよ
い。

【００１２】さらにまた上記情報記録再生方法におい
て、前記絶縁材料が熱可塑性材料である場合は、前記情
報記録媒体に熱エネルギを付加して前記記録層に形成さ
れた凹凸を消去する消去工程をさらに加えることができ
る。

【００１３】また本発明の第２の情報記録再生方法は、
絶縁体である圧電材料からなる記録層が導電性の基板上
に形成された情報記録媒体を用い、この記録層に電極針
を近接させたうえで電極針と基板との間に情報に応じて
変調された電圧を印加して、圧電性記録層に電歪を生じ
せしめ、これにより記録層に凹凸の歪を発生させて情報
を記録し、この記録層に形成された凹凸に応じて変化す
る電極針と基板との間の静電容量の変化を検出するよう
にしたものである。

【００１４】すなわちこの情報記録再生方法は請求項５
に記載したように、導電性の基板上に室温で凹凸状に塑
性変形して情報を記録する圧電材料からなる記録層を形
成してなる情報記録媒体の、前記記録層の表面に電極針
を近接させて走査するとともに、前記基板と前記電極針
との間に、記録しようとする情報に応じて変調された電
圧を印加して前記記録層に電歪を生じせしめ、この電歪
により記録層の表面に凹凸を形成して前記情報を記録す
る記録工程と、この記録層の表面に沿って前記電極針を
走査するとともに、前記記録層の表面の凹凸に応じて変
化する、前記電極針と前記基板との間の静電容量の変化
を検出して前記情報を読み取る再生工程とからなること
を特徴とするものである。

【００１５】またこの情報記録再生方法において、前記
情報記録媒体に電気エネルギを付加して前記記録層に形
成された凹凸を消去する消去工程をさらに加えることが
できる。

【００１６】ここで上記記録層の表面に記録針あるいは
電極針を近接させてとは、記録針あるいは電極針を記録
層の表面に非接触で近付けた状態を意味するが、本発明
の第１の情報記録再生方法については、記録針あるいは
電極針を記録層の表面に接触させた状態で走査してもよ
い。

【００１７】また上記導電性の基板としてはAl,Fe をは
じめとする金属やSi等の半導体を用いることができる。
この半導体としては、非結晶Si, 多結晶Si, 単結晶Si,
単結晶GaAs等のIII-V 族半導体や単結晶ZnSe等のII-VI
族半導体が挙げられる。なおこの導電性の基板はガラ
ス，プラスチック等の不導体やAl等の金属からなる基板
上に前記導電性の膜を形成したものであってもよい。

【００１８】また電極針は、タングステン，タンタル，
モリブデン等の高融点金属材料により形成したものであ
ってもよいし、ダイヤモンド，サファイヤ等の鉱物材料
により形成したものの全体ないし一部に上記高融点金属
材料等を被覆して電極を形成したものであってもよい。

【００１９】また上記室温で塑性変形しうる絶縁材料と
しては、高分子材料や有機および無機の圧電材料等を用
いることができる。この高分子材料としては、ポリカー
ボネート，ＰＭＭＡ，ＰＥＴ，ポリ塩化ビニル，ポリビ
ニルアルコール，セルローストリアセテート，テトラフ
ルオロエチレン等のフッソ樹脂等が挙げられ、また有機
圧電材料の具体例としては、ＶＤＦ（フッ化ビニリデ
ン），ＶＤＦ−ＴｒＦＥ共重合体，カルナバワックス
等、無機圧電材料としては、(Pb,La)(Zr,Ti)Ｏ₃，(Ba,
Sr) TiＯ₃，Bi₄Ti₃Ｏ₁₂，BaMgF ₄等が挙げられる。

【００２０】

【作用および発明の効果】本発明の情報記録再生方法
は、情報記録媒体の室温で塑性変形しうる絶縁材料から
なる記録層に記録針を近接させたうえで、この記録層に
記録しようとする情報に応じて変調された信号によって
記録針を上下駆動し、それにより記録針が記録層を押圧
して記録層に凹凸形状を生じせしめる。この凹凸形状は
上記情報に応じたものであるから、上記情報が記録層に
凹凸形状として記録される。

【００２１】このようにして凹凸形状として情報が記録
された記録層のトラックに沿って電極針を移動させ、記
録層の凹凸に応じて変化する電極針と基板との間の静電
容量を検出して情報を再生する。

【００２２】またこの記録針を電極針に置き換え、再生
時に用いられる電極針と兼用することにより簡易な構成
を実現することも可能である。

【００２３】さらに上記記録針を電極針に置き換えたう
えで、この電極針と基板との間に上記情報に応じて変調
された電圧を印加することによって、電極針と基板との
間にこの印加された電圧に応じた静電力（クーロン力）
が生じ、それにより電極針が記録層を押圧して記録層に
凹凸を形成させる。

【００２４】また上記記録層を熱可塑性材料で形成する
ことにより、記録後凹凸状に変形した記録層に光等の熱
エネルギを付加すればこの記録層を軟化させて凹凸形状
を解消させることができ、情報の記録、再生の他さらに
記録の消去を行うことができる。

【００２５】また情報記録媒体の記録層を室温で塑性変
形しうる圧電材料からなる層とし、この記録層に電極針
を接触しない程度に近接させたうえで、記録しようとす
る情報に応じて変調された電圧を電極針と基板との間に
印加することによって、圧電材料からなる記録層はその
印加電圧に応じて電歪を生じる。この電歪により記録層
の表面に凹凸状の歪が生じる。この凹凸状の歪みは上記
情報に応じたものであるから、上記情報が記録層に凹凸
形状として記録される。

【００２６】このようにして凹凸形状として情報が記録
された記録層のトラックに沿って電極針を移動させ、記
録層の凹凸に応じて変化する電極針と基板との間の静電
容量を検出して情報を再生する。

【００２７】また記録後凹凸状に変形した記録層に電圧
等の電気エネルギを付加すればこの記録層の電歪を解消
することができ、その結果上記凹凸形状を解消し情報の
記録、再生の他さらに記録の消去を行うことができる。

【００２８】上述のように本発明の情報記録再生方法に
よれば、高密度記録の可能な静電容量検出方式の情報記
録媒体に情報を容易に記録することができ、また簡易な
工程でこれを実現することができるためこれを安価で提
供することができ、一般の需要者にも広く普及すること
が可能となる。

【００２９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
詳細に説明する。

【００３０】図１は本発明にかかる情報記録再生方法を
実施するための具体的な装置の概略を示す概略図、図２
は本実施例の装置に用いられる情報記録媒体の側断面を
示す側断面図である。まず情報記録媒体10について説明
する。

【００３１】この情報記録媒体10は、図２(a) に示すよ
うに導電性の基板２とその上に形成された記録層１とか
らなり、この記録層１は室温で塑性変形しうる絶縁材料
からなる。本実施例では表面が十分に研磨されて平滑に
仕上げられたアルミ製の円板を導電性の基板２として用
い、このアルミ製の円板上にポリカーボネート／メチレ
ンクロライド溶液をスピンコータを用いて塗布した後、
この溶剤を乾燥することにより厚さ 0.5μｍのポリカー
ボネート膜を記録層１として形成して情報記録媒体10を
作成した。

【００３２】この情報記録媒体10（以下、記録媒体10と
略す）は図２(b) に示すように、ガラスやプラスチック
等の不導体や導体からなる基板３の上に順次導電性の材
料からなる層２′、記録層１を積層して形成したもので
あってもよい。

【００３３】上記構成の記録媒体10に対して、図１の装
置により情報の記録および再生を行う。図示の装置は、
３次元的に可動のｘｙｚステージ60と、市販されている
ＶＨＤ型静電容量ビデオディスクドライブのピックアッ
プ41と、記録時の電圧印加用の電源50とからなり、さら
にこのピックアップ41の先端部には、先端形状が曲率半
径0.4 μｍの球面状に形成されたタングステンからなる
電極針42が取り付けられている。

【００３４】上記記録媒体10を図１に示すように、この
装置のｘｙｚステージ60上に記録層１（ポリカーボネー
ト膜）が電極針42側を向くように固定し、このｘｙｚス
テージ60を所定のスピードで移動させつつこの電極針42
を記録層１に当接させ、この電極針42とｘｙｚステージ
60を介して基板２との間に情報に応じて変調された電圧
を電源50により印加する。本実施例では具体的にはｘｙ
ｚステージ60を図示しない電動マイクロメータにより速
度５μｍ／秒で移動させながら、図示しない磁気コイル
によって電極針42を１mgの荷重で記録層１に押圧し、こ
の電極針42とｘｙｚステージ60との間に情報として± 1
00Ｖの矩形波電圧を５〜50Hzで印加した。

【００３５】この電圧印加時の作用を図３の概念図によ
り説明する。電極針42と基板２との間に、電圧を印加す
ることによって電極針42と基板２との間にこの印加され
た電圧に応じた静電力が生じ、それにより電極針42が矢
印方向（基板２へ向かう方向）に引き付けられて電極針
42が記録層１を押圧し、これを凹凸状に塑性変形させ
る。この凹凸の深さは上記印加された電圧に応じたもの
であるから、上記情報が記録層１に凹凸形状として記録
される。

【００３６】このようにして凹凸形状として情報が記録
された記録層１に電極針42を近接させ、この記録層１に
平行にそして情報が記録されたトラックに沿って電極針
42が記録媒体10を走査するように、この記録媒体10を移
動させる。この走査の際、電極針42と基板２との間の静
電容量は記録層１に形成された凹凸によって変化するた
め、この静電容量の変化をピックアップ41に付帯された
図示しない静電容量検出回路によって検出することによ
って、この記録媒体10に記録された情報を再生すること
ができる。

【００３７】本実施例ではこの記録媒体10に情報が記録
された後、電極針42を上記情報の記録されたトラックに
沿って速度５μｍ／秒で走査しながら、電極針42と基板
２との間の静電容量を市販のＶＨＤシステムのピックア
ップ41に付帯する静電容量検出回路で検出した。この結
果を記録時の印加電圧の周波数とピックアップの検波器
出力との関係として図４に示す。

【００３８】図４によれば、入力電圧 100Ｖに対して各
周波数ともほぼ均一な出力が得られたことが示された。

【００３９】また記録後の記録層１の表面をＡＦＭ（原
子間力顕微鏡）により観察したところ、情報の記録され
たトラック上に記録時の電圧の周波数に応じた周期で 2
00オングストローム程度の凹凸が形成されているのが認
められた。従ってこの凹凸は電圧が印加されることによ
り発生する電極針42と記録媒体との間の静電力により形
成されたものであると考えられる。

【００４０】このように本発明の情報記録再生方法によ
れば、個人レベルの需要者が情報の記録再生を自在にす
ることができ、従来のＶＨＤシステムを活用した簡易な
構造であるため安価に情報記録再生方法を提供すること
ができる。

【００４１】なお上記記録層を室温で塑性変形しうる熱
可塑性の絶縁材料で形成すれば、凹凸の形成された記録
層に光等によって熱エネルギを付加することにより、こ
れを軟化させて凹凸を解消することができ、情報の書き
換えを可能とすることもできる。

【００４２】さらに本発明の情報記録再生方法は記録層
として室温で塑性変型する絶縁材料を用いているため、
上述の実施態様のように電極針による記録に限らず、例
えばダイヤモンドやサファイヤ等の絶縁体からなる記録
針を、変調された信号によって機械的に上下駆動して記
録層に押圧し、これにより記録層に凹凸を形成するよう
にしてもよい。ただしこの場合、情報再生用にこの記録
針とは別に情報読取用の電極針を用いる必要があり、構
造が複雑化してしまうという難点がある。

【００４３】また本発明の情報記録再生方法は上記実施
例に態様の他、以下に述べるような態様を採ることもで
きる。すなわち基板とこの上に形成された室温で塑性変
形しうる圧電性の絶縁材料からなる記録層とを備えた情
報記録媒体を用い、記録時に電極針を非接触で近接させ
て前記実施例と同様に記録操作を行うものである。この
記録時の作用を以下に説明する。

【００４４】記録層と非接触で近接された電極針と基板
との間に、電圧や高周波電界を印加することによって電
極針と基板との間にこの印加された電圧等に応じた電界
が生じる。この記録層は圧電材料であるから、この電界
に応じて記録層に電歪を生じ、この電歪によってこの記
録層の表面が凹凸状に歪む。この凹凸の深さは前記実施
例と同様印加された電圧等に応じたものであるから、上
記情報が記録層に凹凸形状として記録される。そしてこ
の凹凸形状による静電容量の変化を前記実施例と同様の
工程によって再生することができる。

【００４５】このように本実施態様の情報記録再生方法
によれば、情報記録媒体と電極針は記録時、再生時とも
非接触であるため電極針が摩耗せず、装置の耐久性を向
上することができる。

【００４６】またこの記録層に強度の一様な電圧等を印
加することにより記録層の電歪を解消させ、電歪による
凹凸の歪を消去することができ、情報の書き換えが可能
な情報記録再生方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる情報記録再生方法を実施するた
めの具体的な装置の概略を示す概略図

【図２】図１に示した実施例の装置に用いられる情報記
録媒体の側断面を示す側断面図

【図３】図１に示した実施例の装置による電圧印加時の
作用の概念を示す概念図

【図４】記録時の印加電圧の周波数とピックアップの検
波器出力との関係を示すグラフ

【符号の説明】

１記録層２，２′ 導電性の基板３基板 10,10' 情報記録媒体 41 ピックアップ 42 電極針 50 電源 60 ｘｙｚステージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性の基板上に室温で凹凸状に塑性変
形して情報を記録する絶縁材料からなる記録層を形成し
てなる情報記録媒体の、前記記録層の表面に記録針を近
接させて走査するとともに、記録しようとする情報に応
じて変調された信号により該記録針を駆動して前記記録
層に押圧し、該記録層の表面に凹凸を形成して情報を記
録する記録工程と、該記録層の表面に沿って電極針を走査するとともに、前
記記録層の表面の凹凸に応じて変化する、前記電極針と
前記基板との間の静電容量の変化を検出して前記情報を
読み取る再生工程とからなることを特徴とする情報記録
再生方法。
【請求項２】前記記録工程で用いられる記録針が電極
針であるとともに前記再生工程で用いられる電極針を兼
ねるものであることを特徴とする請求項１記載の情報記
録再生方法。
【請求項３】前記信号が電圧であり、前記基板と前記
電極針との間に生ずる静電力により前記電極針を駆動す
ることを特徴とする請求項２記載の情報記録再生方法。
【請求項４】前記絶縁材料が熱可塑性材料であって、
前記情報記録媒体に熱エネルギを付加して前記記録層に
形成された凹凸を消去する消去工程をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項
に記載の情報記録再生方法。
【請求項５】導電性の基板上に室温で凹凸状に塑性変
形して情報を記録する圧電材料からなる記録層を形成し
てなる情報記録媒体の、前記記録層の表面に電極針を近
接させて走査するとともに、前記基板と前記電極針との
間に、記録しようとする情報に応じて変調された電圧を
印加して前記記録層に分極を生ぜしめ、該分極により該
記録層の表面に凹凸を形成して前記情報を記録する記録
工程と、該記録層の表面に沿って前記電極針を走査するととも
に、前記記録層の表面の凹凸に応じて変化する、前記電
極針と前記基板との間の静電容量の変化を検出して前記
情報を読み取る再生工程とからなることを特徴とする情
報記録再生方法。
【請求項６】前記情報記録媒体に電気エネルギを付加
して前記記録層に形成された凹凸を消去する消去工程を
さらに備えたことを特徴とする請求項５記載の情報記録
再生方法。