JPH09161323A - 光テープ媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】体積記録密度が高く、かつ優れた記録再生特性
を示すテープ状光記録媒体を提供する。 【解決手段】１００μｍ以下の厚みの基体上に少なくと
も有機色素を含む記録層を有し、基体と反対側からレー
ザービームを照射して記録再生を行うテープ状光記録媒
体において、記録層のビームを照射される側の表面の算
術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１０μｍ以下であることを
特徴とする光テープ媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は大容量の情報の記録
を可能とするテープ状光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報量の増大に伴い、膨大な文
書、映像、あるいは音声をコンパクトに記録、収納し、
安定に保存できる情報記録再生システムが求められてい
る。光記録は１μｍ²程度の回折限界まで絞り込んだ光
を使って、記録及び再生を行うため、単位面積当りの記
録容量、即ち面記録密度が高いという特徴を持つ。

【０００３】従来の光記録に用いられている記録媒体は
ディスク状の形状を有するため、記録信号へのランダム
アクセスが可能であるという長所を持つ。また、従来の
光記録では１．２ｍｍ程度の厚みの透明基体を介して記
録層に光を照射するため、基体の光入射面上のほこりや
傷がエラーの原因となり難いという長所も持っている。
しかしながら、基体が１．２ｍｍと比較的厚いため、単
位体積当りの記録容量、体積記録密度は高くない。仮
に、体積記録密度を高めるために基体を薄くしたとして
も、ディスク形状を有する限り、取扱いのためのカート
リッジを極端に薄くできないため、体積記録密度の飛躍
的向上は望めない。

【０００４】磁気テープは基体が薄く、基体ごと媒体を
巻き取ることによりカートリッジの中に収納できるとい
う構造的特徴から、体積記録密度を高めることが可能で
ある。実際、デジタルビデオ等に応用されている。ただ
し、面記録密度は光ディスクほど高くないため、記憶容
量が十分に高いとは言えない。光ディスクの面記録密度
が高いという特徴と、磁気テープの体積記録密度が高い
という特徴を併せ持つ記録媒体として有機色素を用いた
追記型の光テープが実用化されている。この媒体は記録
密度が非常に高く、保存安定性にも優れる。また、塗布
型媒体であるために蒸着磁気テープ媒体等と比較してコ
スト面でも非常に有利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、膨大な情報
のコンパクトな記録、収納と安定な保存が可能であり、
しかも良好な記録再生特性を有する媒体を提供すること
を目的としている。有機色素を用いた媒体の記録再生に
おいては、レーザービームを照射することによりピット
の形成を行い、ピット形成部と非形成部の反射率の差を
検出する。したがって、良好な記録再生特性を得るため
には、記録前と記録後の反射率差が大きいこと、及びビ
ームを集光した条件での未記録部分の反射率変動が少な
い事が重要である。

【０００６】レーザー光を照射する方向としては、基体
面側から入射と、基体面と反対側の面から入射の二種類
が考えられるが、反射率の変動が少ないという点から基
体面と反対側から光を入射する方が望ましい。理由の一
つとして、基体として考えられるポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥ
Ｎ）等の材料は通常ニ軸延伸法等の工程によって製造さ
れるため非常に大きな複屈折を持つ基体であることが挙
げられる。このような複屈折の大きい基体の側から光を
入射する媒体では、基体が面内複屈折を持ち、円偏光の
光線が楕円化して集光され記録ピットの形状に影響を及
ぼし、記録再生特性にも影響を及ぼす。また、テープ媒
体では基体厚みが薄いため、例えばポリカーボネートの
１．２ｍｍ厚の光ディスク基体などとは異なり、光入射
側基体表面での光反射や散乱が無視できず、また記録層
で反射した光と基体表面での反射光が干渉を起こすこと
も無視できない。基体表面での光散乱や干渉が起これば
反射率の変動の原因となる。また、屈折率が湿度、温度
等の条件変化で変化したり、フィルムが伸びる等の経時
変化を起こせば、記録再生特性に重大な影響を与える可
能性も懸念される。

【０００７】一方、基体と反対側から光を入射する場合
には、上述の基体の影響を考慮する必要はない。しかし
ながら光の入射する側の表面粗度が、すなわちビーム径
程度の１μｍ²以下の微小凹凸が集光時の反射率変動を
起こす原因となる可能性について検討する必要がある。
このような微小凹凸による反射率の時間的変動は再生時
のキャリアレベル、ノイズレベルに影響を及ぼすと考え
られるからである。

【０００８】また微小凹凸による反射率の変動は、分光
光度計などの広い面積に光をあてて反射率を測定する方
法では、広い面積における反射率の平均が媒体反射率と
して測定されるため、評価できない。故に、ドライブ評
価により実際のキャリアレベル及びノイズレベルの測定
を行い評価する必要がある。以上詳述したように、光を
基体と反対側から集光する媒体においては、記録層及び
記録層上の保護層の表面粗度が記録再生特性上、極めて
重要である。したがって、良好な記録再生特性を得るた
めに最適な記録層、及び保護膜の表面粗度に関する条件
を見いだす必要がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは体積記録密
度が極めて高く、良好な記録再生特性を示すテープ状光
記録媒体を提供すべく鋭意検討した結果、基体上に少な
くとも有機色素を含有する記録層を有するテープにおい
て、記録層の表面粗度を制御すること、保護層を有する
場合にはその保護層の表面粗度も同時に制御することに
より、優れた記録再生特性を示す光記録媒体が提供可能
であることを見いだした。

【００１０】本発明は１００μｍ以下の厚みの基体上に
少なくとも有機色素を含む記録層を有し、基体と反対側
からレーザービームを照射して記録再生を行うテープ状
光記録媒体において、記録層のビームを照射される側の
表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１０μｍ以下であ
ることを特徴とする光テープ媒体である。また、１００
μｍ以下の厚みの基体上に少なくとも有機色素を含む記
録層及び保護層を有し、基体と反対側からレーザービー
ムを照射して記録再生を行うテープ状光記録媒体におい
て、保護層のビームを照射される側の表面の算術平均粗
さ（Ｒａ）が０．０１０μｍ以下であることを特徴とす
る光テープ媒体である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる光記録媒体の
基体は記録膜を保持する役目を担う。基体の厚みは、テ
ープを巻取る際に加わる張力によって媒体が引き伸ばさ
れたりしないように、極端に薄くは出来ないが、体積記
録密度を高めるため１００μｍ以下でなければならず、
５０μｍ以下がより好ましく、特には１μｍ〜２５μｍ
である。光によって信号を読み出すため基体は平滑であ
ることが要求される。このような基体の候補としてはポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナ
フタレート（ＰＥＮ）フィルム等が挙げられる。

【００１２】このようなフィルムは延伸法によって作製
されるため、複屈折が発生するが、これらの材料を通し
て光を入射した場合、信号の品質が低下する。従って、
本発明において信号の読み出しを行う際は基体を介して
ではなく、基体と反対側から記録層に光を照射するのが
好ましい。

【００１３】また、本発明では記録層あるいは保護層表
面の算術平均粗さ（Ｒａ）が小さいことが特徴であるた
め、基体の裏面側の表面粗度をある程度粗くしておくの
が好ましい。これは、テープ状媒体ではその性質上、リ
ールに巻きとって保管し、記録再生時には、ある一定速
度でリールを回転させて媒体を走行させるが、表面、裏
面の両方が平滑である場合にはテープ間や、テープとロ
ーラーの間で表面張力等による張り付きが起こり走行が
困難となるからである。したがって、裏面は走行特性を
考慮した表面粗度を持つことが好ましい。具体的には算
術平均粗さ（Ｒａ）で０．００５〜０．５μｍであり、
より好ましくは０．００５〜０．０３μｍである。

【００１４】なお本発明において算術平均粗さ（Ｒａ）
とは、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１−１９９４に従っており、
スタイラスの先端形状が０．２×０．２μｍの正方形、
荷重が２ｍｇ、カットオフ値が０．０８ｍｍ、評価長さ
が０．４ｍｍで規定される接触式表面粗さ計で測定され
た値である。本発明の光テープ媒体は、基体上に色素を
含有する記録層を有する。記録層は一定パワー以上のレ
ーザー光を照射することにより信号が記録され、記録部
と未記録部の反射率変化により信号を再生する役割を担
う。

【００１５】記録が可能であるためには、高温で色素が
分解、あるいは更に昇華することにより記録層を構成す
る物質が変形、欠削、飛散等を起こすこと、あるいは構
造変化、異性化等による光学定数の変化を起こすことな
どが要求される。上記の効果が複合される場合も当然な
がら含まれる。また、反射率変化による再生を行うため
には、記録波長において記録層が大きな吸光係数を持つ
ことが要求される。このような条件を満足する色素とし
ては、シアニン、ナフトキノン、フタロシアニン、含金
属アゾ系色素等が挙げられる。記録層には色素の他に、
熱可塑性樹脂等からなるバインダーを含んでいても良
い。この際、それぞれの色素に適したバインダー種、バ
インダー含有量を選び、適当な溶媒を選んで溶解させ、
塗布すればよい。

【００１６】さらに、記録層を環境や機械的衝撃から保
護、あるいは記録時の飛散物を抑制するために保護層を
設けてもよい。保護層としては、フッ素系ポリマー等の
保護膜等が挙げられる。例えば、次式で表される、テト
ラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とジオキソールの共重合
体などが好適である。

【００１７】

【化１】

【００１８】この共重合体は一般の有機材料が不溶なフ
ッ化炭素系などの溶媒に可溶であるため、ウェットプロ
セスを用いて硬化処理することなく形成することができ
る。また、記録前後の反射率変調度を稼ぐために記録層
の下にＡｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ等の高反射率の金属から
なる反射層を設けてもよい。反射層のある場合と無い場
合では記録層の膜厚の最適値が異なる。反射層を設けな
い場合は、記録層からの反射率単独で変調度を稼がなけ
ればならないため、色素あるいはバインダーを含む膜の
光学定数にもよるが、前述の色素群においては、記録層
は０．２〜５μｍの膜厚が好ましい。反射層を有する場
合には反射膜からの光反射を利用するため記録層は比較
的薄くてよいが、光の干渉を利用して反射率を制御する
ため、膜厚を厳密に制御する必要がある。具体的には
０．２μｍ以下が好ましく、さらには０．０１μｍ以上
が好ましい。

【００１９】反射膜を設けない構成の媒体は、スパッタ
リングなどのドライプロセスが不要で、ウェットプロセ
スである塗布工程のみにより媒体を作製できることか
ら、反射層を有する媒体よりもプロセス、コスト面にお
いて優れている。本発明においては、光入射側の記録層
表面または保護層表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０
１０μｍ以下であることが特徴である。表面粗度は前述
のように微小な反射率変動を引き起こし、キャリアレベ
ル、ノイズレベルに影響を与えるが、特にノイズレベル
に与える影響が著しい。我々は、表面粗度に関して鋭意
検討した結果、記録層または保護層表面の算術平均粗さ
（Ｒａ）を０．０１０μｍ以下とした場合に、ノイズレ
ベルが著しく低下することを見い出した。

【００２０】記録層または保護層表面の特に好ましい算
術平均粗さ（Ｒａ）の範囲は０．００１〜０．０１０μ
ｍである。０．００１μｍ以下の表面算術平均粗さを持
つ媒体を作製するには多大な労力が必要とするが、信号
品質向上効果はそれ程顕著でないため、０．００１μｍ
以上であるのが好ましい。本発明においては、光入射側
の記録層表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１０μｍ
以下であることが特徴である。表面粗度は前述のように
微小な反射率変動を引き起こし、キャリアレベル、ノイ
ズレベルに影響を与えるが、特にノイズレベルに与える
影響が著しい。我々は、表面粗度に関して鋭意検討した
結果、記録層の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．０１０μｍ
以下とした場合に、ノイズレベルが著しく低下すること
を見い出した。

【００２１】また、記録層と保護層を有する媒体の場
合、両表面粗度が上記範囲内であるのが最も好ましい。
このような、Ｒａが０．０１０μｍの記録層および保護
層を得るためには、溶剤種および、乾燥条件等が重要で
ある。具体的には、塗膜の乾燥速度がある程度遅いこと
が重要である。

【００２２】例えば、用いる溶剤の沸点が低すぎたり、
乾燥ゾーン温度が高すぎたり、ゾーンに至るまでの時間
が短すぎたりすれば、層の表面はサブミクロン程度の凹
凸（いわゆる柚肌）ができたり、塗布に用いたバーのラ
インが残ったりするので、大面積にわたって（Ｒａ）
０．０１０μｍ以下の表面を得ることは難しい。実際の
条件については、色素、バインダー、溶媒の種類、濃度
により変化するため、条件を変化させ、その系での適切
な条件を決定すればよい。

【００２３】基体の記録層側の表面粗度に関しては、必
ずしもＲａが０．０１０μｍ以下でなくてもよい。なぜ
なら、記録層の塗布直後から乾燥に至るまでの間、記録
層はウエット状態にあるため表面張力により記録層表面
は平滑になり、乾燥後もその状態が維持されるからであ
る。したがって、製造コスト的に有利な、Ｒａ０．０１
０μｍ以上の基体を使用してもよい。しかしながら、平
滑な記録層表面を容易に得るためには０．０１０μｍ以
下であることが好ましい。これを超えると、基体表面の
影響を避けるために、塗布層を厚くする、塗液の乾燥条
件を厳しく制限する、等の手段をとる必要が生じること
もある。

【００２４】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお表面粗度の測定
は、（株）ランクテーラーボブソン社製表面粗さ測定機
（タリステップ）を用いて測定し、試料フィルム表面か
ら３本の断面曲線を求め、それぞれの曲線の算術平均粗
さの平均値（Ｒａ）であらわした。なおスタイラス先端
形状は０．２×０．２μｍの正方形、荷重は２ｍｇと
し、カットオフ値は０．０８ｍｍ、評価長さ０．４ｍｍ
とした。基体として用いたポリエチレンテレフタレート
の算術平均粗さＲａを本条件で測ったところ両面とも
０．０１０μｍであった。

【００２５】（実施例１）厚さ２０μｍのポリエチレン
テレフタレートフィルム上に、Ｎｉインドアニリン色素
とケトン樹脂（ハイラック１１１（日立化成社製）：分
子量７００〜９００）を重量比８０：２０で混合し、メ
チルエチルケトン（沸点７９．５℃）とシクロヘキサノ
ン（沸点１５６．５℃）を重量比６０：４０で混合した
溶媒に６重量％で溶解した溶液をバーコーターにより塗
布し乾燥して厚さ０．５μｍの記録層を形成した。

【００２６】塗布条件は、基体搬送速度５ｍ／ｍｉｎ、
バーの番手＃８を用いた。また乾燥条件は２５℃で６０
秒、引き続き９０℃、湿度３０％で６０秒である。分光
光度計による反射率測定によれば、媒体の基体と反対側
から入射させた場合の反射率は２８％であった。ビーム
照射側の記録層表面のＲａを表１に示す。

【００２７】（実施例２）実施例１で作成した記録層上
に、保護層を形成した。保護層はＴＡＦ２４００（１，
３−ジオキソール−４，５−ジフルオロ−２，２−ビス
（トリフルオロメチル）ポリマ−：デュポン社製）をＦ
Ｃ７５（フッ化炭素系溶媒, ３Ｍ社製 沸点１０２℃）
に０．９重量％で溶解させ塗布した。塗布条件は、基体
搬送速度５ｍ／ｍｉｎ、バーの番手＃８を用いた。また
乾燥条件は２５℃で６０秒、引き続き９０℃、湿度３０
％で６０秒である。保護層の厚さは０．２５μｍであっ
た。また、反射率は２８％であった。ビーム照射側の保
護層表面のＲａを表１に示す。

【００２８】（実施例３）保護層の溶媒をＦＣ７２（フ
ッ化炭素系溶媒、３Ｍ社製 沸点５６℃）にした以外は
実施例２と同条件で記録層および保護層を形成した。保
護層の厚さは０．２５０μｍであり、反射率は２８％で
あった。ビーム照射側の記録層及び保護層表面のＲａを
表１に示す。

【００２９】（比較例１）記録層の溶媒を塩化メチレン
（沸点４０．２℃）にした以外は実施例１と同条件で記
録層を形成した。記録層の厚さは０．５μｍであり、反
射率は２８％であった。ビーム照射側の記録層表面のＲ
ａを表１に示す。

【００３０】上記各媒体を光ディスク用評価装置を用
い、媒体を線速度５．７ｍ／ｓで走行させながら、光ヘ
ッドでフォーカスをかけ記録、再生を行った。記録再生
条件は半導体レーザー波長７８０ｎｍ、記録周波数３．
７ＭＨｚ、デューティー３３％であり、リードパワーは
０．５ｍＷとした。

【００３１】表１はこのようにして記録した記録周波数
における記録前のノイズレベルであり、表２は最適記録
パワーにおける信号レベルを示したものである。表２
は、最適記録パワーにおけるＣ（キャリアレベル）、Ｎ
（ノイズレベル）、ＣＮＲを示している。ここで最適記
録パワーとは、二次高調波歪みが最少となる記録レーザ
ーパワーである。実施例、比較例のいずれにおいても最
適記録パワーは８ｍＷであった。

【００３２】

【表１】 表１ 媒体構成 記録層表面Ｒａ 保護層表面Ｒａ Ｎ（ｄＢｍ） −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例１ ０．００４μｍ （なし） −７２．７ 比較例１ ０．０２０μｍ （なし） −６７．８ 実施例２ ０．００４μｍ ０．００４μｍ −７２．４ 実施例３ ０．００４μｍ ０．０２０μｍ −７０．８

【００３３】

【表２】 表２ 媒体構成 Ｃ（ｄＢｍ） Ｎ（ｄＢｍ） ＣＮＲ（ｄＢ） −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例１ −１９．５ −６８．６ ４９．１ 比較例１ −１９．７ −６３．３ ４３．６ 実施例２ −１９．３ −６８．８ ４９．５ 実施例３ −１９．４ −６６．８ ４７．４

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、体積記録密度が高く、
かつ優れた記録再生特性を示すテープ状光記録媒体を提
供することができる。これにより、文書、映像、音声、
数値データ等の膨大な情報をコンパクトに記録収納可能
となる。また製造装置、製造コストを低減させることも
合わせて可能となる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １００μｍ以下の厚みの基体上に少なく
   とも有機色素を含む記録層を有し、基体と反対側からレ
   ーザービームを照射して記録再生を行うテープ状光記録
   媒体において、記録層のビームを照射される側の表面の
   算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１０μｍ以下であること
   を特徴とする光テープ媒体。
2. 【請求項２】 １００μｍ以下の厚みの基体上に少なく
   とも有機色素を含む記録層及び保護層を有し、基体と反
   対側からレーザービームを照射して記録再生を行うテー
   プ状光記録媒体において、保護層のビームを照射される
   側の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１０μｍ以下
   であることを特徴とする光テープ媒体。
3. 【請求項３】 上記媒体が反射層を有さず、かつ記録層
   の膜厚が０．２μｍ以上であることを特徴とする請求項
   １または請求項２のいずれかに記載の光テープ媒体。
4. 【請求項４】 基体の記録層とは反対面の算術平均粗さ
   （Ｒａ）が０．００５μｍ以上０．５μｍ以下であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光テ
   ープ媒体。