JPH07507898A - 消去可能な光媒体 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 消去可能な光媒体 技術分野 本発明は新規な情報記録媒体および情報記録媒体上に情報を記録する方法に係る 。より詳細には、本発明は光記録および再生装置に利用するに適した、望ましく はディスクあるいはテープ形態として、安定しながらも容易で正確に消去され得 る光記録媒体に関する。

背景技術 光記録、特に光デイスク記録は磁気記録および文書記録貯蔵よりも、即刻的な再 生、非常に迅速なランダムアクセスおよびはるかに高い記録密度が得られるので 、極めて有望な記録方法であるということが長い間明白となっている。最大の潜 在可能性を有する光デイスクシステムは符号化された情報を貯蔵するためにフォ ーカシングが優秀なレーザービームを超微細スチルス（ｓｔｙｌｕｓ）として利 用する類型だということが広く認識されている。

レーザーからの光が記録媒体の表面物質の物理的な特性に感知しうるほどの変化 を起こすに充分な強度で記録媒体の表面にフォーカシング（ｆｏｃｕｓｉｎｇ） されることにより、記録がなされる光記録方法が提案されて来た。この方法のう ちにはビット（ｐｉｔ）あるいはバンプ（ｂｕｌ１１９）の情報パターンを形成 する方法がある。このような方法では、ビットの代表的な情報パターンが、記録 媒体とフォーカシングされた光スポット（ｌｉｇｈｔ　５ｐｏｔ）の間に相対的 な動きが行われる間、記録される情報に応じてフォーカシングされる光の強度を 適切に調節することにより、記録媒体の表面に形成される。

このような記録方法は、極めて小さい大きさのバンプ又はビットの記録が高密度 要求性を満足させる程度の十分に高い解像度を有しなければならなく、その方法 の感度は経済的な低パワー記録レーザーの利用を可能とする程度に十分に高くあ るべきだが、記録媒体が高い信号対雑音比を発生させる程度の十分な再生露光に 耐えられる程度に十分に低くあるべきである。そのうえ、周囲条件による長期間 の劣化を避け、全体として非破壊的な読み出しを保障するために、この記録方法 がその値以下では反応が起こらないとうい良好に限定された露光スレショルドを 有するべきだということは明白である。また、読み出しの前に後記録処理（ｐｏ ｓｔ−ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を要求することなく、即刻 的な再生を可能にする記録方法が望ましい。今まで知られた方法中にはこのよう な全ての条件を満足させる方法がない。

過去には、レーザー光線やレーザービームを利用して基板に形成された金属など の薄膜に情報が記入される情報記録方法を開発しようとする努力が存在して来た 。このような方法によると、レーザー光線のような熱エネルギービームの作用に 応じて金属性薄膜に孔や溝（ｒｅｃｅｓｓ）を形成することにより情報記録が行 われる（アメリカ特許第４．２！３８．８０３号参照）。

レーザーフィルム変形記録に対するフィルムの感度はレーザー波長で高い吸収率 を示す顔料または染料を添加することにより向上されうる。フィルム変形の消去 は、類似だがはるかに小さい走査線空間を有した、望ましくは走査線の重畳を提 供するレーザービームを利用して消去すべき情報の上に記録をすることによりな されることができる。

アメリカ特許第４．９７７、０６４号にはそれぞれ異なる光感性染料を含有する 二つの記録媒体層から構成された光記録媒体が開示されている。この二つの層は 二層間の境界から反射される光量の変化を感知することができる、個別的な固有 反射率および透過率を有する。

さらに他の記録システムでは記録媒体が第１物質層と第２物質層の二層を含む。

第１物質層は熱伝導性が低く熱膨張係数が大きくて比較的伸長され得ない金属ま たはポリマーである。第２物質層は基底層物質のガラス遷移温度より相当に高い ガラス遷移２１度を有し熱伝導性が低い。アメリカ特許第４．３７１．９５４号 は二層が全部金属より構成されている２層構造の媒体を開示している。アメリカ 特許第４、７１９．６１５号には第１層に弾性重合体を、第２層に熱可塑性樹脂 をそれぞれ使用することについて開示している。他の光学的および熱力学的性質 を付与するその他の多層フィルム構造の媒体に対してはアメリカ特許第４．９０ １．３０４号および４、８２５．４３０号に開示されている。

このような多層フィルム構造の媒体の特性は保存層（ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　１ａ ｙｅｒ）と膨張層を利用することだが、この二層は共に作用して圧縮層に侵入し た消去可能な非小胞性（ｎｏｎ−ｖｅｓｉｃｕｌａｒ）バンプを形成する。保存 層は膨張層の不安定性のためにバンプを維持するのに必要であり、膨張層は冷却 時収縮される。前記物質がフォーカシングされたレーザービームに露光されれば 、ビームが保存層を通じてその下にある膨張層に伝送され、ここで大部分のエネ ルギーが膨張層物質に吸収されて膨張層を局部的に加熱して、膨張によりバンプ が形成される。このような露光はまた保存層をそれのガラス遷移温度より高い温 度で加熱して溶融させる。

膨張層の膨張は溶融された保存層を変形させて保存層を押してバンプを形成させ る。バンプの形成後、保存層はそれのガラス遷移温度以下で冷却されて媒体に貯 蔵されるデータによりバンプの形を固定する。時間が経過するにつれ、下に置い た膨張層は実質的にそれの元の形態に収縮される。

消去のために保存層を溶融させ膨張層を膨張させるために二つの層がさらに加熱 される。加熱された保存層がそれの形態に順応する間、膨張層は冷却される。

究極的には、冷却された平らな膨張層がこれに対応する平らな保存層と共に得ら れる。そして、保存層は冷却されてその形に固定される。

さらに他の形態の光記録システムではレーザービームが消去可能な貯蔵媒体上に フォーカシングされて媒体を加熱することにより、無定形状から結晶状となるこ とのように、一つの形状から他の形状への安定した遷移を誘導する。このような 二種類の物理的な状態は異なる光学的性質、即ち各状態による光透過性と光反射 性を有する。結果的に、データビットを読み出すために、記入時より低い電力水 準であるレーザービームからの光がデータ貯蔵媒体にフォーカシングされて媒体 の物理的な状態に従って媒体により反射される（アメリカ特許第４．２６４．９ ８６号参照）。

しかしながら、前記物質はある一状態で他の状態にただ若干変化されるので、実 質的には元手段により区別されることができない。例えば、アメリカ特許第４、 ９７５．３５５号に開示された光データ貯蔵媒体は半導体あるいはカルコゲナイ ド（ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅ）物質である。このような物質は記録媒体におけ る微細な変化に対しても極めて低い信号対雑音比を生じる。さらに、このような 物質の安定性は、時間が経過するにつれ、それが自然に無定形状から結晶状に転 換されるという点で不十分である。また、データ貯蔵媒体は物理的な状態の転換 に用いられる物質の敏感な性質のため、比較的小数の消去／記入のサイクル後に も物理的な疲労が発生される。このような物理的疲労の要因は、多い数の消去／ 記入サイクルを遂行することかできる磁気的貯蔵技術に対して競争力がない。ま た、金属と弾性重合体のような他の物質を含んでいるので、このような類型の媒 体は媒体の欠陥からハードビットエラーを起こしやすい。特に、媒体の表面に存 するいかなる異常または不規則性も、基底層の二つの物理的な状態間の変化を収 容する上部層の能力に影響を及ぼす。

発明の開示 したがって、本発明の一つの目的は加熱時に、一つの形状から他の形状に変換さ れることによって、記録マークまたはバンプを提供するための新規の消去可能な データ貯蔵媒体を提供することである。

本発明の他の目的は、一つの形態から他の形態への強められた有意味な変化を提 示し、これによって改善された信号対雑音比を提供し、一つの形態から他の形態 への望まない逆転換を避け、効果的な消去／記入サイクルの回数を増加させ得る 向上された耐久性を提供する消去可能なデータ貯蔵媒体を提供することである。

本発明の目的はまた複雑な２層の膨張／保存構造体を利用することなく、安定し て耐久性がある媒体を提供することである。

前記の目的全部ではないとしても、その一部は加熱時形状が変化される特定物質 を含む消去可能で安定した記録媒体層を含む情報記録構造体により達成され得る 。このような特定物質は単層記録媒体に提供され、保存性および膨張性の両方を 有する。

本発明は、前記物質の形態的な性質が良好に限定されたバンブパターンを有する 平坦で再生可能な表面を作り出すので、記録された情報の再生時に高い信号対雑 音比を提供することができる。再生または読み出しモードの時、記録媒体の示さ れていない平らなまたは平坦な領域から放射線スポット（ｒａｄｉａｔｉｏｎ　 ５ｐｏｔ）の良好な反射率が得られる。放射線スポットが突出されたバンプを打 つ時にバンプの曲率のために放射線が散乱される。そのため、反射される放射線 の強度で強く示されたドロップ（ｄｒｏｐ）の信号が光センサーにより検出され 測定されうる。

本発明の追加的な長所は前記物質の構造的単純性およびこの物質が記録媒体とし て利用される時、それの耐久性および安定性と関係がある。一旦、バンプが結晶 状から無定形状への遷移により形成されれば、全体的ではないとしても自然的に 有意な逆遷移が徐々に起こる。物理的な疲労もまた最小化されて消去／記入サイ クルの回数を増加させる。さらに、前記物質の形状的な性質はバンプパターンが 良好に限定されており、極めて平坦に再生可能な表面を作り出す。

発明の最良の実施態様 望ましい実施例では、単層の消去可能な記録媒体を含んでいる情報記録構造体が 提供される。この層は保存性と膨張性とを共に有している物質であり、結晶状か ら無定形状に転換されることができてバンプを形成するが、バンプを固定する保 存層を使用しなくても理由のない再転換に対して安定的である。

本発明によると、放射線ビームが熱エネルギーのパルスを平坦な表面の記録媒体 に注入して記録媒体の表面上に記録表示又はバンプを作るのに使用される。

本発明の情報記録構造体は、平坦で均一な均質の記録媒体層を形成し、続けて異 なる光学的および熱力学的性質を有する媒体内に領域を形成するために媒体をフ ォーカシングされた放射線に露光させることにより製造される。特に、この領域 は情報貯蔵を目的としたパターンで形成されたバンプであって、熱または放射線 の追加的な適用により消去することができる。バンプは第１および第２の安定し た固体層間の嵩の変化、即ち結晶状からの無定形状への変化により生成される。

本発明の最も望ましい応用において、記録媒体中にシャープに限定された領域を 溶融させるにレーザースチルスが利用されるとしても、溶融可能な媒体の局部領 域を急速に一時的に加熱する、あまり便利でないが代案の装置が存する。例えば 、ある電子または非レーザー電磁気放射線ビームが本発明の範噴内に入る。

前述したように、本発明は記録媒体においての第１安定固体状態から第２安定固 体状態への嵩（体積）変化により情報を記録する方法と関係がある。媒体の選択 的な領域が媒体を溶融させ、溶融された状態からそれをさらに冷却させることに より、前記状態の一つに転換される。このような目的として利用される放射線の フォーカングされたビームは望む情報を記録する手段として予め設定されたパタ ーンでビットあるいはバンプを作る。

最初から情報記録媒体は光学的に平坦で均質な表面を有するべきである。特に、 表面輪郭のいかなる不規則性または、物質自体内に分布されている不純物粒子ま たは顔料のようなどんな粒子やその他の封入体も表面に存してはいけない。これ らは、媒体の記録されない平坦な表面と以前に媒体に記録された突出バンプ又は 掘られたビット間の光学的な区別を妨げる。

記録の間、記録媒体層の表面は、媒体内の物質の小さい領域をその溶融温度で加 熱させるに十分な強度の放射線量を注入する、とても狭くフォーカシングされた 放射線ビームによりパルスされる。典型的には溶融される表面の領域またはスポ ットの直径は約０．６５ミクロン未満でなければならなく、放射線のパルス持続 期間は１００ナノ秒（ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ　＝　１０’）である。照射される 領域の微小性と放射線ビームのシャープに限定された特性のために溶融される領 域に注入される熱の量とその時の到達温度は綿密に調節されうる。溶融された領 域の固体化時に記録媒体に相異なる固有の嵩の状態を有する第１又は第２状態を 選択的に作ることができるように溶融状態からの冷却速度が調節されうる。

本発明による物質でバンプを簡単に形成するため、物質の領域またはスポットを 加熱して前記物質のその領域を結晶状から無定形状に転換させると嵩の増加と共 に対応するバンプが作られる。次いで、この物質を迅速に冷却させるとバンプが 固定される。

さらに、本発明による熱誘導性遷移を起こすことができる物質は、一旦バンブの パターンが媒体に記録されれば消去され得るべきである。そのバンプは媒体を再 溶融させるに十分な強度の放射線に露光される。その後、徐々に冷却されて記録 媒体における以前のバンプパターンとその周囲の物質量に突出された不連続性が その以上存しないように結晶状への順調な遷移が行われる。

記録過程で固有嵩の低い状態から固有嵩の高い状態に媒体が転換される場合、溶 融される領域は記録媒体の溶融されない部分により側面と基底部分で制限される 。嵩の増加のために物質の冷却後、突出されたバンプを形成させる過程で記録媒 体の表面で溶融された孔を通じて多量の溶融物質が上方に伸びることができるよ うになる。

記録されるバンプの高さはバンプが光学手段により周囲の平らな表面から容易に 区別し得るようにできる限り大きく鮮明に限定しなければならない。色々な要因 が記録過程で得られるバンプの大きさに影響を与える。記録過程で利用される放 射線ビームの集中角度が大きくなるほどバンプが大きくなる。しかしながら、こ の要因は記録媒体の物理的な性質により左右されない。第二に、バンプの高さは 記録媒体の元の状態と変化された状態間の遷移時に起こる固有の嵩の変化の増加 と直接的に関連がある。第三に、バンプの大きさは溶融された媒体の嵩の増加に より増加し、これはさらに放射線ビームにより溶融される領域の深さにより左右 される。媒体が溶融されうる深さは利用される特定放射線に対する媒体の透過率 のトランスバランシ（ｔｒａｎｓｐｅｒａｎｃｙ）により調節される。バンプの 高さに影響を及ぼす後者の要因は記録物質の物理的な性質と直接的に関連がある 。望ましくは、記録媒体のバンプ高さは１０ｎｍを超過するべきであり、より望 ましくは１１００ｎである。

本発明はまた一つの安定した固体状態から他の状態への転換時に、固有の嵩にお いて減少を起こすことができる記録媒体も含む。この場合に、放射線パルスが終 了されれば、溶融された領域が冷却されこれに対応する嵩の減少が溶融された領 域で発生されて掘られたビット又は孔が生じるように必要な量のエネルギーがそ の領域に注入される。前述した突出されたバンプのように掘られた領域がさらに 再溶融されて溶融された領域をそれの元の状態に戻って固体化させるに十分な方 式で冷却させることにより媒体をそれの元の平坦な状態に復旧させる間、ビット の消去が可能になる。

本発明による記録媒体として利用される物質を選択するにおいて、前述した色々 な要因に加えて、媒体の安定性および耐久性が考慮されるべきである。媒体は読 み出しモード間にバンプの形状を維持しうるべきである。このモードでは低い強 度の放射線ビームが媒体上のバンプパターンを通じて注入されてそこに貯蔵され たデータを再生させる。安定性はまた読み出しモードの間、突出されたバンプを 作り出す安定した形状を維持させるという意味であって、少なくとも部分的に定 義される。媒体が極めて低い軟化点温度を有すると、読出の間にバンプは消去ま たは部分的に消去されてしまうであろう。また、媒体は耐久性がなければならな いので、したがって例えばバンプの高さを変化せさるなど、それの表面に物理的 に影響を及ぼすことなく、多数回消去されうるべきである。また、媒体は抵抗性 酸化、水分、クラッキング（ｃｒａｃｋｉｎｇ）およびチッピング（ｃｈｉｐｐ ｉｎｇ）に対しても耐久性がなければならない。

望ましい実施例において、本発明の記録媒体は有機結合剤に含まれたワックス物 質を含む。この結合剤は望ましくは記録媒体層を形成する前に予め混合されるこ とによりワックスを通じて均一に分散され、記録媒体層の１〜５０重量％、望ま しくは１〜２０重量％を含む。

しかしながら、前記比率でワックスと結合剤を混合することが望ましいとしても 、当該分野で通常の知識を持つ者により認められるような種々の組成が利用され うる。すなわち、本発明の必要な特性（例えば、保存性、膨張性、安定性）を示 す限り、いずれの単一物質あるいは混合物質も利用されることができ、単一層も 利用されうる。

望ましくは結合剤が各記録／消去サイクルの後に結晶形の再生可能な大きさを維 持することにより、安定した固体状間の形状転換を増進させる。さらに、バンプ 表面の均一性を増加させ読み出しモードの間、バンプの形を維持させる。本発明 の結合剤は望ましくはアセチイトポリマーである。最も望ましいものはポリ（エ チレン−ビニルアセチイト）である。

本発明の必要な特性を示す望ましい記録媒体はまたポリ　（エチレン−ビニルア セチイト）結合剤に含まれるＡ型の残留微細結晶形ワックスを含む。本発明で利 用するに適合なその他の物質にはポリ（１−ブテン）とポリ（ブチル−ビニルエ テル）が含まれる。

本発明で利用される物質の物理的な性質は、この物質が周囲の温度における通常 的な変化に対して記録媒体が寸法安定性を維持することができるように保障する 軟化点を有していて、貯蔵時永久的な記録を可能にするので記録媒体として利用 するのに非常に適している。望ましい軟化点の温度は６０〜１５０℃であり、よ り望ましくは６０〜１３５℃である。

また、粒子の大きさが光の波長に比して小さい微細結晶形の粒子構造が存すると いうことが、一つの安定した固体状態から他の状態、例えば無定形状から結晶形 状態への固有の高定化から観察された。そのため、これは表面の光学的形状を干 渉しない。媒体の透過率は放射線が媒体の必要な領域を溶融させるに十分な深さ まで到達し得るようにして光学的に区別可能な大きさのバンプを作る。

本発明、特に二つの物質（ワックス結合剤）の組合せと関連された側面は、記録 媒体層上の保存層に対する必要性を取り除く。この点はまた、結合剤がバンプの 形を維持する実施例において、記録の際に信号対雑音比を増加させるに役に立つ 。

従来の技術においては、膨張層により保存層にバンプが間接的に形成されるので 、本発明のようにバンプが明らかではないとしても膨張層ができない場合にも保 存層がバンプの形を維持する。従来の技術とは異なり、記録媒体に二種類の異な る物質を用いる本発明においては、それぞれの物質が相異なる熱膨張係数を有す る。それで、バンプが冷却される時熱膨張係数の差異のため物質が相異なる速度 で結晶化される。こうして、形成されるバンプはとても明らかで読み出しモード の間その形を維持する。したがって、はるかに高い信号対雑音比が得られる。

望ましくは、媒体はまた物質の分解または形状的な変化を生ずることなく、多数 回の消去／記入サイクルを可能にする。これは媒体の均質性を維持させ全体消去 に必要な時間を減少させる。望ましくは、媒体が少なくとも約５０００回の消去 ／記入サイクル、より望ましくは１００００回、最も望ましくは少なくとも約１ ０００００回の消去／記入サイクルを実行することができることである。

本発明による望ましい記録媒体に対してその他にも色々な性質が要求される。

特に、適切な大きさのバンプと高い信号対雑音比を得るにおいて、熱的、形状的 。

光学的性質が重要である。

熱伝導性は次のような色々な理由で十分に低くなるべきである。即ち、バンプの 形成時、熱エネルギーの横方向の拡散を防止し高解像度の記録を可能にすること 、記入および消去のためのパワースレショルド水準を減少させること、良くない 気候条件でもシステムの作動を可能にすることである。望ましくは、熱伝導性が 約６　ｍＷ／　ｃ　ｍ’　Ｋ、より望ましくは３　ｍＷ／　ｃ　ｍ’　Ｋである 。

加熱時間の特性は四方１ミクロン未満の立方体の嵩の媒体領域が数マイクロ秒内 にそれの最大密度に到達され得る程度で十分に短くなるべきである。さらに、良 好な感度を得るため、記録過程では放射線ソースから可能な限り少ない熱を必要 とするようにしなければならない。結晶形物質の場合には、冷却時に完全な無定 形が得られるように無定形状のガラス遷移温度を超過して正しい熱力学的溶融温 度まで物質を加熱する必要がある。このため、ガラス遷移温度に到達した後にも 残留する結晶が完全に取り除かれる。結論的に溶融温度は過度に高くてはいけな い。しかしながら、結晶化の目的のためにはガラス遷移温度と溶融温度間に数十 度の差異があるべきである。溶融させるにどの程度の熱が必要するかを決める二 つの主要因は固有熱容量と融合の潜在熱である。したがって、この二つの値が低 い物質を選択することが望ましい。また、この物質は結晶形状態で明らかに限定 された溶融温度を有しているべきで、無定形状態では比較的よく限定された軟化 温度を有しているべきである。

選択された放射線波長に対する物質の光減衰（ｏｐｔｉｃａｌ　ａｔｔｅｎｕａ ｔｉｏｎ）長さは、容易に検出されうるバンプを生産するに必要な正味の嵩膨張 を起こすに十分な浸透深さを許容するのに十分に長くなるべきである。回折が制 限されたスポットにフォーカシングされる再生ビームを用いて最大の強度で再生 信号または記録信号を形成するためにはバンプの高さと幅が再生ビームの波長と 匹敵するものでなければならない。望ましくは、減衰長さが媒体の表面で溶融さ れたスポットの幅の約１／２〜２倍である。

また、望ましい物質は高価なコーティング工程を必要としない、光学的に均一で 均質でありながら面積が大きい記録媒体として容易に製造されうるべきである。

また、広範囲な溶媒に溶解されることができて記録媒体を積層させるのに利用さ れるスピンコーティングのような、色々な簡便なコーティング方法によりコーテ ィングされうるべきである。溶媒に対する高い溶解度はまた基板に対して積層さ れる物質の付着性を増加させる。

本発明の記録構造体は単一フィルムで自立するものであって、この場合適切なま たは従来のいずれのコーティング方法も利用されることができる。しかしながら 、記録物質は、望ましくは、適切な基板上にフィルムとして積層されて、そこに 寸法安定性を付加する。基板は光学的に特色がなかったりまたはビットまたは溝 の形態で予め形成された情報を含むことができる。基板は熱的に安定した物質で 作られるが、この物質はまた機械的に堅固で寸法的に安定し、理想的には均等に 低い熱膨張係数を有する。それゆえ、記録媒体は貯蔵、記入、消去または読み出 し過程の間歪まない。基板として適合な物質の例はアルミニウムのような金属だ けでなくセラミック、ガラス、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリルレイト およびポリアクリルレイトのようなプラスチック、ベノル樹脂、エポキシ樹脂。

ポリエステル、ポリイミド、ポリエテルスルホン、ポリエテルケトン、ポリオレ フィン、ポリフェニレンスルフィドおよびナイロンのような樹脂がある。さらに 、基板の形と大きさは応用例により異なることができる。形とフォーマットは例 えば、ディスク、テープ、ベルトまたはドラムであり得る。ディスク形が最も望 ましい。

予め設定された波長で記録媒体が光を吸収するようにするためには前記物質に適 切な吸収波長を有した染料を添加する必要がある。一般的に、４００〜９００ｎ ｍ波長の範囲で光を強く吸収する染料が望ましい。例えば、アルゴンレーザーが 記録媒体に情報を記入するに用いられると、レーザーの光周波数で吸収性の大き いフルオレセインのような有機染料を利用するのが望ましい。その他の利用され うる染料としてはポリメチン染料、メロシアニン染料、オザンムレン染料（ｏｘ ａｎｍｕｌｅｎｅ　ｄｙｅｓ）、アントラキノン染料（ａｎｔｈｒａｑｕｉｎａ ｒｅ　ｄｙｅｓ）　＋ナフタレンジオン染料（ｎａｐｈｔａｌｅｎｄｉｏｎ　ｄ ｙｅｓ）、ジチオール金属複合体染料（ｄｉｔｈｉｏｌ　ｍｅｔａｌｃｏｍｐｌ ｅｘ　ｄｙｅｓ）　＋　ジアミノ金属複合体染料（ｄｉａｍｉｎｏ　ｍｅｔａｌ 　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｄｙｅｓ）、キサンチン染料（ｘａｎｔｈｅｎｅ　ｄｅｙｓ ）、　）リフェニルメタン染料（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ　ｍｅｔｈａｎｅ　ｄｙｅ ｓ）又はこれらの混合物がある。記録媒体の記録性と消去性を損なわないように 適切な特性を有した染料を用いることが望ましい。染料を添加すれば、媒体の逆 伝導性または溶融点のような物理的な性質が変化しうるので、適切な物質／染料 の組合を選択する時に注意をしなければいけない。安定化剤、可塑剤、界面活性 剤。

静電防止剤、耐火剤９分散剤、平坦化剤、レベリング剤、ブリーディング−防止 剤（ａｎｔｉ−ｂｌｅｅｄｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）、抗酸化剤、防水剤および乳化 剤のような他の添加剤も前記物質に好適に添加されることができるが、媒体の性 質に影響を及ぼす効果があれば、その効果に対しても考慮しなければならない。

読み出し、記入および消去過程は全て非常に狭い深さの焦点内における作動を要 するので、誤差と雑音を避けるために極めて平らな表面を作る方式としてフィル ムが適用されるべきである。コーティング過程を容易に施すためには染料と記録 物質がアルコール、ケトン、エーテルまたは芳香族あるいは塩素化された溶媒の ような広範囲な有機溶媒に溶解されうるちのが有利である。この溶媒は記録物質 、染料およびその他の添加剤が相互溶解されうるようにすることにより、平らな 記録媒体フィルム表面を作る。溶媒の蒸発時には染料またはその他の添加剤が光 の散乱を起こすので、この粒子形態で沈殿されてはいけない。

化学蒸着、真空蒸着またはプラズマ蒸着のようないずれの適切なコーティング方 法も平らなフィルムの表面を達成するに利用されることができる。しかしながら 、スピンコーティング方法が最も望ましく、この方法はフィルムの厚さと偏平度 に対する調節度が高い。記録フィルムの望ましい厚さは記録媒体の記録感度によ り決定される。本発明によるフィルムの厚さは４０〜４００ｎｍの範囲内にある 。

記録媒体の構造は記録フィルムが基板の一面または両面にコーティングされるこ とができる点で多様であり得る。他の方法としては、−側面に相異なる記録フィ ルムを有している二つの基板が、記録フィルムがコーティングされている面が一 定した距離を置き、相互対面するように結合することができ、結合された基板が 密封されて埃汚染とスクラッチを防止することができる。本発明の記録構造体は また基板上に金属反射層または色々な樹脂層のような付属層（ｓｕｂ−１ａｙｅ ｒ）を有することができ、この際の記録フィルムは付属層の上にコーティングさ れる。

また、色々な熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線または電子ビーム硬化性樹脂 が付属層として利用されろうる。適合な保護層またはカプセル化剤もまた利用さ れることかできて、必要ならば粉塵、埃、スクラッチまたは磨耗から記録層を保 護するようになる。無機保護層は酸化物、窒化物および硫化物のような誘電体よ り形成される。また、有機保護層は高温溶融樹脂、紫外線硬化性樹脂または電子 ビーム硬化性樹脂より作られる。

例示的な実施例として、本発明の高記録装置がレーザーのような光ビームを用い て望む情報を記入、読み出しおよび消去するように作動され得る。レーザーが記 録構造体の表面にフォーカシングされている間に基板またはディスクが一定した 角速度で回転する。光ビームの強度は所望の記録すべき情報に応じて調節される 。光の強度調節は、媒体を溶融させる程度で十分に高い水準とこのような溶融を 起こさない程度の不十分な低い水準の間で光の強度を変化させる、画像を示すビ デオ信号によりなる。望ましい記入速度は１０１０〜１０″ビツト／秒である。

溶融される領域の相対的な直径と深さは記録層の光学的および熱的な性質だけで なく、フォーカシングされたスポットの直径、焦点の長さ９強度プロファイルお よび記入パルスの強度および持続時間のような記入ビームの特性により左右され る。本発明の記録物質は１〜１０ｍＷ、望ましくは２〜５ｍＷ範囲の極めて低い 強度の光ビームを必要とする。これは記入過程の間、以前に記録された隣接ビッ トの情報のレベリングまたは消去を減少させる。記録フィルムの溶融が基板層ま で進行されないことが望ましい。溶融が基板まで進行さるならば、利用される基 板物質はガラス、セラミックあるいは金属化された基板であることが望ましい。

媒体の指定領域における記録物質の溶融はディスクの記録表面に間隔を置いて存 する一連のバンプを含む情報トラックを形成する。バンプの長さと間隔の変化は 記録情報を示す。情報トラックはディジタルまたはアナログ形態でなされること ができる。

記録された情報は、回転する記録媒体の情報トラックに光ビームがフォーカシン グされる光再生過程により再生される。本発明の原理によると、再生ビームは記 録層の溶融または記録された情報の消去を起こすには不十分な水準で一定した強 度を有する。光がフォーカシングされた光の経路を通過する時、情報トラックの 連続される領域から反射される光を受け入れるように配置されている光検出器が 、記録された情報を示す信号を発生する。

再生又は記録システムにおける種々の変化が本発明の記録媒体によりなり得る。

情報を読み出すための望ましいモードは記録物質の表面と情報の記録時に、バン プが形成される領域間の相対的な反射と関係がある。記録物質表面の反射率が相 対的に高い場合、バンプ領域における反射率は読み出しレーザーからビームが通 過する時、バンブのない領域より低くなる。しかしながら、記録物質表面の相対 的な反射率が基板の相対的な反射率に比して低い場合には、バンプ領域における 反射率は読み出しレーザーからのビームがそこにフォーカシングされる時バンプ のない領域より高くなる。結果的に、読み出しビットは反射される強度の増加値 として記録されることができる。

本発明の記録媒体の特定の物理的な性質によれば、記録された情報を完全で正確 に消去することが可能となる。記録された情報の消去は、媒体全体が単一な固体 層へ転換することによりレベリングされるように記録フィルムを液化させるに十 分な１度で媒体を加熱することにより容易になされる。消去温度は約９０〜２０ ０℃の範囲である。これは全構造体をオーブンやその他の適合な手段で加熱する ことにより、又は記入ビームと読み出しビーム間の強度を有するレーザービーム の手段により全体的になされうる。

産業上の利用分野 本発明による消去可能な元媒体の応用は、レーザーディスクプレイヤ（ＬＤＰ） 、コンパクトディスクプレイヤ（ＣＤＰ）、ＣＤ−ＲＯＭ、　コンパクトディス ク−フルモーションビデオ（ＣＤ−ＦＭＶ）、　コンパクトディスク−インタア クチブ（ＣＤ−１）およびコンパクトディスクーグラフィク（ＣＤ−Ｇ）システ ムのような装置に利用されるレーザーディスクおよびコンパクトディスクを含ん で多い種類の光記録媒体にまで拡張されることができる。

以上、本発明の望ましい実施例を記載してきたが、当分針で通常の知識を持つ者 に明白な変形および修正が可能であると理解されるべきである。そのような変形 および修正は添付された請求の範囲の範嗜内にあることと見做され得る。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．保存特性と膨張特性とを有し、結晶状から無定形状に転換されてバンプを形 成することができるとともに、バンプを固定する保存層を利用しなくても理由の なく起こる再転換に対して安定性がある物質よりなる消去可能な単一記録媒体層 を含むことを特徴とする情報記録構造体。
2. ２．前記物質がワックス物質と結合剤の化合物であり、この化合物が増加された 保存特性と膨張特性を提供することを特徴とする請求項１記載の情報記録構造体 。
3. ３．前記物質がそれぞれ相異なる熱膨張係数を有する少なくとも二種類の成分を 含んで、一つの成分を含む物質よりなる２層バンプまたは単一層バンプよりも区 別性が改善されたバンプを提供するに効果的なことを特徴とする請求項１記載の 情報記録構造体。
4. ４．前記物質がＡ型の残留微細結晶形ワックスを含むことを特徴とする請求項２ 記載の情報記録構造体。
5. ５．前記物質がポリ（エチレン−ビニルアセテイト）結合剤を含むことを特徴と する請求項２記載の情報記録構造体。
6. ６．前記結合剤がワックス内に均一に分散されており、記録媒体層の約１〜５０ 重量％を含むことを特徴とする請求項２記載の情報記録構造体。
7. ７．前記結合剤がワックス内に均一に分散されて均質な再生可能な形態を維持す ることを特徴とする請求項２記載の情報記録構造体。
8. ８．前記記録媒体層が１００００〜１０００００回の記録／消去サイクルに対す る良好な耐久性を提供することができることを特徴とする請求項２記載の情報記 録構造体。
9. ９．前記結合剤が読み出しモードの間、バンプの形と大きさを維持するに効果的 な程度の保存特性を提供することを特徴とする請求項２記載の情報記録構造体。
10. １０．前記バンプの高さが約１０〜１００ｎｍの範囲で同一な幅で形成されるこ とを特徴とする請求項２記載の情報記録構造体。
11. １１．１００００〜１０００００回の記録／消去サイクルの消去可能な単一記録 媒体層を提供するに効果的な情報記録構造体において、保存特性と膨張特性とを 有するワックス物質と結合剤の化合物を有し、前記ワックスがＡ型の残留微細結 晶形ワックスであり、前記結合剤がワックス内に均一に分散されていて均質の再 生可能な形態を維持し、前記物質は結晶状から無定形状に転換されてバンプを形 成するとともに、バンプを固定する保存層を利用しなくても理由なく起こる再転 換に対して安定性があることを特徴とする情報記録構造体。
12. １２．保存特性と膨張特性とを有し、結晶状から無定形状にまたは無定形状から 結晶状に転換されることができる物質よりなる消去可能な単一記録媒体層上に情 報を記録する方法であって、 ｉ）前記層の表面の局部的な領域に熱を加えて前記領域を溶融させてこれを液状 の無定形状に転換させる工程と、 ｉｉ）前記傾城を結晶状に転換させるに効果的な速度または前記領域を無定形状 で固定させるに効果的な速度で前記層を冷却させる工程とを含むことを特徴とす る方法。
13. １３．前記領域が無定形状で固定され前記層にバンプを提供することを特徴とす る請求項１２記載の方法。
14. １４．前記物質がワックス物質と結合剤の化合物であり、この化合物が増加され た保存特性と膨張特性を提供することを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. １５．前記物質がそれぞれ相異なる熱膨張係数を有する少なくとも二種類の成分 を含み、一つの成分を含む物質よりなる２層バンプまたは単一層バンプに対して 区別性が改善されたバンプを効果的に提供することを特徴とする請求項１３記載 の方法。
16. １６．前記物質がＡ型の残留微細結晶形ワックスを含むことを特徴とする請求項 １３記載の方法。
17. １７．前記物質がポリ（エチレン−ビニルアセテイト）結合剤を含むことを特徴 とする請求項１３記載の方法。
18. １８．前記結合剤がワックス内に均一に分散されており、記録媒体層の約１〜５ ０重量％を含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
19. １９．前記結合剤がワックス内に均一こ分散されて均質の再生可能な形態を維持 することを特徴とする請求項１３記載の方法。
20. ２０．前記記録媒体層が１００００〜１０００００回の記録／消去サイクルの良 好な耐久性を提供することができることを特徴とする請求項１３記載の方法。
21. ２１．前記結合剤が読み出しモードの間、バンプの形と大きさを維持するに効果 的な程度の保存特性を提供することを特徴とする請求項１３記載の方法。
22. ２２．前記バンプの高さが約１０〜１００ｎｍの範囲で同一な幅で形成されるこ とを特徴とする請求項１３記載の方法。