JPS58105441A - 光情報記録媒体及び光情報記録・読み取り方法 - Google Patents

光情報記録媒体及び光情報記録・読み取り方法

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JPS58105441A
JPS58105441A JP56201483A JP20148381A JPS58105441A JP S58105441 A JPS58105441 A JP S58105441A JP 56201483 A JP56201483 A JP 56201483A JP 20148381 A JP20148381 A JP 20148381A JP S58105441 A JPS58105441 A JP S58105441A
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JP
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recording
sio2
layer
recording medium
recording layer
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JP56201483A
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English (en)
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Minoru Wada
実 和田
Yonosuke Takahashi
高橋 洋之介
Eiichi Hasegawa
栄一 長谷川
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Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高エネルギー密度の光ビームな用いて情報を記
録するための光情報記録媒体及びこれな用いる光情報記
録・読取う方法に関するものである。
従来、レーザ等の高エネルギー密度の光ビームな用いる
記録材料としては、銀塩等の感光材料の他に次のような
熱的記録材料がある。この熱的記録材料に於いては、記
録層は高−光学濃度を有し。
照射され5る高エネルギー密度の光ビームな吸収し局所
的な温度上昇な生じ、融解、蒸発、凝集等の熱的変形な
して、その光照射され九部分が除去されることによって
、非照射部分に対して光学的濃度差等の光学特性の変化
な生じることにより情報が記録されるものである。この
ような熱的記録材料は一般に現像、定着等の九哩を必要
としないこと1通常の室内光では記録されな%/%ため
暗室操作が不要であること、高コントラストの画像が得
ら゛れること、情報の追加記録(アジオン)が可能であ
ること等の利点を有する。
一般にこのような熱的記録材料への記録方法は。
記録すべき情報な電気的な時系列信号に変換し。
その信号に応じて強度変調されたレーザビームでその記
録材料上な走査させて行なう場合が多いOこの場合、リ
アルタイムで記録画儂が得られると−う利点な有する。
熱的記録材料は上記の様なユニークな特長な有する丸め
に、従来数多くの用途0例えば印刷用リスフィルムの代
用、ファクシミリ用記録材料、IC用フォトマスク、マ
イクoフィルム等への応用が試みられ、−s実用化の段
階に到遅している。このような数多くの用途・応用があ
るために、記録材料開発に関し、多(の機関により活発
に研究がなされてきており、記録層に用いる材料につい
ても、金属、プラスティック、染料等につき数多くの提
案がな嘔れてき”CV%る。具体的には1例えばM 、
 L 、 LevanaらのIKよる@Electro
n Ion andLamer Bmar Techw
logy ”第11回シンポジウムの記録(19,69
年) 、 1electronlca誌(1968年3
月18日)J15Qj[、D、Maydan着”The
 B・u8ya%am T*ckmical Jour
nal”誌50巻(1971年)第1761員、 O、
D 、Garlscyn着” 5cience”誌第1
54巻(1966If−)第1550頁等に記載されて
−る。
上記文献等に示されてiる材料な、実用システムの中に
組み入れるためには、換言するならば感材としての実用
性を賦与するためには、更に支持体、記録層、保鰻層等
につき数多くの改良が必要とされ、実際に過去におiて
数多くの特許、41許゛出願等がなされている。その中
で最も多くの努力が払われてきたのは記録感度の向上に
あると言ってよい。金属薄膜な用いた記録材料につき、
過去における高感度化のための勢力がどのようになされ
てきたかな概観すると以下の如くなろう。
即ち、一般K si 、 !3s、 Xs、ム1.Or
等の金属薄膜を用いたものは高解像力、高コントラスト
等の点で優れた性能を有するがその反面レーザ光に対す
る光反射率が50嘔以上の%のが多く、レーザ光のエネ
ルギーを有効に利用することが出来ないため記録に!!
する光エネルギーが大きく、従って高速走査で記録する
には大出力のレーザ光源が必要となり、そのため記録装
置が大蓋且つ高価なものになるという欠点な有して−る
。そこで記録感度の高−記録材料がいくつか探究されて
いる。たとえば脣公@46−40479号公報に、 S
s、Bj、Ggから成る構成の記録材料が記載されて−
る。ここでG−の層はBaの層の照射光に対する反射率
な低下させるものであり、S一層は蒸発し易i層であり
、いずれもBa単層の場合よりも少ないエネルギーによ
って主なる記録層である84層の熱的な東形な促進させ
る。盲らに反射減少ないし1反射防止なする丸めの層&
!特開昭50−151151号会報や峙公紹51−14
262号公報にも記載されている。また記録層とその支
持体との間の熱伝導を減少させる層を設けたものは特開
昭50−124537号公報や特開昭51−16026
号公報に記載式れている。また特開昭51−78256
号公報および特−昭52−20821号公報にはるる種
の金属硫化物、金属ふつ化物あるーは金属酸化物な金属
と重層あるいは混合し良記録層が記載されている。
また本出願の発明者の一部を含む発明者らの出願による
特開昭54−5742号公報には無機物質と有機物質と
を混合した記録層が記載されている。
以上概観した如く、高感度化に関するものだけでも数多
くの努力が過去に払われてきており、前述した如く、一
部実用化の段階まで性能が向上してきている。然しなか
ら、記録材料な用いるシステム及びその周辺技術の進歩
もあり、新規の応用用途に用いる記録材料のみならず、
前述した従来の用途に用いる記録材料に関しても、更に
高度の性能が強く要求されてきCv%るのが現状である
特に、光デイスクメモリーOII<、新らしい応用用途
に熱的記録材料を用iる場合、高性能化に対する要求は
非常に強く、過去において開示された記録材料でこれら
の要求を満足させることは実質的に困難であった。
ここで光ディスクメ篭り−材料に要求される主な楓能に
ついて説明な加えるならば以下の如(なる。即ち。
(1)  高速データ書込みを可能にするために高感度
であること (2)  光学系を簡易化する上で、情報の反射読取り
が好ましく、それを行うためには記録層の光反射率が高
いこと。
(3)記録情報の長期安定性(最底10年以上のアーカ
イノミル性)を可能とする化学的安定性を有すること。
(4)高密度記録な可能とするための高M像力を有する
こと。
(5)読み取りの際のS/N比な太き(するために。
記録ビットの形状が良好であること(そのためには、記
録層の粒状性等の不均一性は好ましくない) (6)製造適性が優れていること(例えば蒸着中の蒸発
速度が安定し【おり、iた蒸着中に分解等な起こ嘔ない
こと) (7)無毒で6ること これら以外に4数多くの要求性能があるが、ここでは省
略する。上記諸性能の中:、 (1)と(2)は前述し
た即く高反射率と高感度とは一般に相反する関係にある
。また、T−薄膜の如(、比較的高い感度な示す材料は
、長期安定性、毒性等の性能を満足することは一般に困
−であった。また、高感度の目的には、Is、as等の
低融点金属が好まし−とされて−るが、これらの−成分
系薄膜では薄膜が島状構造をとり易く、その丸め(5)
の性能な満足させることは困難でめった。
以上述べてき九如く、光デイスクメモリー材料に要求さ
れる性能は非常に高度でありこれらの性能、特にその中
で高感度、jlL好な長期保存性、無毒と−った性能を
同時に満足畜せる材料が見出されていなかったのが実情
であった。
本発明者らは、これらの実情に鑑み、高度の性能を要求
される熱的記録材料、41に光デイスクメモリー用途に
適した熱的記録材料を開発すべく鋭意研究な重ね【きた
。その過程で、4I開昭52−20821号公報明細書
等に開示されている。金属と非金属を共存(同時蒸着法
による)畜せた記録層を用いることにより、上記(1)
〜(7)の性能がかなり改善されることが発見された。
然し、上記公報に開示されている材料では未だ十分な性
能とは言えず、I¥jK高感度と長期安定性の両者な同
時に満足させ得るような材料な見い出すことは出来なか
った。また光デイスクメモリー用として、特開昭56−
124134号公報に、基板上に、1襲とSmogな、
 8iOzの体積ノ彎−セントが40〜60憾からなる
混合比をもって蒸着して得られる光記録媒体が開示され
ているが、これは、記録に要するレーザのエネルギーが
まだ十分小さくな(、記録の際に十分な記録速度が得ら
れないという欠点を有していた。
そこで本発明者等は、さらに鋭意研究を重ねた結果、上
記の光記録媒体より高感度でかつ前述の光ディスクメモ
リーKl!求される性能を持つような記録層の組成及び
膜厚を見出し本発明に結びつめたものである。
本発明の目的は、前述の光ディスクKl!求される諸性
能の中で1%にレーザ光に対する記録感度。
長期の保存性、解像力・読み取りの際のS/N比の面で
すぐれかつコストの安い、光デイスクメモリー用の記録
媒体を提供することKhる。
ここで本発明に到る過程を説明するならば以下のように
なる。前述の光デイスクメモリーに!!求される性能の
うち、(3)の条件を満たすためには。
水に溶けに(り、かつ酸化されに(い物質がよい。
また(1)の条件な満たすためには、できるだけ膜厚が
薄くて、光の吸収能力の太きiものが曳く、かつレーザ
の光を吸収して融解しやすめ物質が良い。
これには融点が低く(157C)かつ酸化されに(い1
旙が適して−るが、光の反射率が高いためま−だ十分な
感度が得られない、そこで工%に光反射率が低(、かつ
安定性のよい5sOs &−混合すれば光反射率は低(
な9レ一ザ記録感度が嵐(なると予想されるが、ここで
注意しなければならな−のはSs Osの混合量が多す
ぎるとB*O*の融点が高−(2230C)ため逆に感
度が低下する。ということである。
この欠点を改良するために、4I開昭56−12413
4号公報には、工sK化学的安定性の高い8B04を4
0〜60憾混合することにより感度が向上し、また蒸着
膜に粒状性がなくなり、ルヘ此の高い再生シグナルが得
られることが述べられて−る。本発明者らは上記公報に
開示されて−る技術を詳細に検討したところ、上記公報
に開示の技術範囲内では感度及び解像力の点で満足でき
る性能を得ることはm離であると結論されえ。その困難
な理由としては次のように考えられる。すなわち、蒸着
膜の粒状性をなくt、、a好な再生シグナルな得るため
NC,5iOzの組成f:40憾以上と比較的多くして
おり、そのため1oooi以下の薄膜では光学濃度が小
さくなり感度が低下する。この感度低下を防ぐため(膜
厚を1000X 以上にして光学濃度を高めることKよ
り記録感度の向上とS/N比良好な再生シグナルを得る
ことを図っていると考えられる。即ち、上記公報には蒸
着層表面の粒状性のなi膜質及び記録感度両者の最適な
組成及び膜厚としてSi0□40〜60憾及び1000
X以上と記載している。換言するならば1粒状性のなめ
膜質な得るためKS 番02の含有量を増したので感度
が低下し、感度を上げるた−にやむな得ず、膜厚な10
001以上にしたのであるが、そのために解像力が劣り
、膜厚を増しただけでは十分な感度が得られないことが
考えられる。
そこで本発明者らは、感度及び解像力の点で良好な記録
媒体を得るべく、前記特開昭56−124154号公報
に開示されて−る技術範囲よりも更に広い範囲にっき詳
11BK検酎したところ。
1000λ以下の比較的薄−゛膜厚の場合、上記公報の
請求範囲とは異なるS* Om組成域、具体的にはS 
龜Oxの組成が10〜35憾の範囲で記録感度が著しく
向上することを発見した。然しなから。
10〜35憾の組成域では上記特許公報の発明者による
指摘の通り、蒸着層表面に粒状性があるため、記録後、
蒸着層側からレーザー光読取9な行うとその再生シグナ
ルは−8iOz組成が4o鳴以上のものに比べて著しく
劣るものであった。
そこで本発明者らは、再生シグナルの87N比な向上さ
せることを目的として1種々の検討な行なったが、その
過=で、蒸着層表面側で粒状性が観察される場合でも透
明基板側から蒸着膜を観察したり、またマイツーテープ
により蒸着°層を基板から剥して微細に綾察しぇ結果、
予想外に基板側O蒸着面には粒状性が認められなめこと
を発見した。基板側界面に粒状性がないことは、基板側
からレーザー光を入射して記録・読み出しさせれば。
その再生シグナルの87N比が嵐好であることを予Il
lせるものでTo9.実1IIIICテストな行ったと
ころ嵐好な結果を得ることができ1本発明に到ったもの
である。
即ち1本発明は、蒸着層表面に粒状性があって4基板と
蒸着膜界面には粒状性がな−とiう発見と、更には、 
 1oooX以下の蒸着膜厚で従来知られてい良組成域
とは異なった組成域で著しくレーザー感度が向上すると
いう発見との二つの発見に基づくものであり、すなわち
1本発明は支持体上にIsと5sOzを含む記録層が設
けられ、レーザ光を支持体側から入射させて情報の記録
又は読み取9な行う光記録媒体において、咳記録層のS
 s OzのIsに対する体積比が10憾〜35g6で
あること10徽とする光情報記録媒体である。
iた1本発明の光情報記録媒体におφては、記録層の厚
さな200i〜6001にすることが好まし−0 本発明はさらに、上記の光記録媒体な用い、支持体側か
らレーザ光を入手させて情報を記録するか、記録された
情報な読み取ることな特徴とする光情報記録読取9方法
にも関する。
本発明では上記の如< 53aOzの組成比な少くシ。
また好まし%/%態様KToるように記録層の膜厚を比
較的薄(することにより、後述の実施例で理解されるよ
うに、従来の記録媒体に比べ【着しく高感度化すること
ができ、tた支持体側からレーザビームで記録すると高
解偉力で情報記録を行うことかで&、これな同様に支持
体側から読み取ることにより高ル1比で再生することが
できる。
また基板側からの書き込み、再生は1例えば特開185
2−156605号公報KM示されている感材構成、具
体的vc&!記録層な有する二枚の基板な。
記録層を向かい合せてシーJ4yIk介して固着させ。
記録層間に空気ギャップを持たせた構成(通称エアーナ
ンド・イッチタイプ)の場合KqiK好適であプ1両前
記録可能等1種々の長所な持九せることが可能である。
このような□感材構成の観点からも本発明はqlK好ま
しい。
本発明で8sOzの組成を10〜65暢、膜厚な200
i〜6001とし良のは下記の理由による。
即ち。
(1)実施例で理解される如く、10〜65憾の範囲で
%に感度向上が大きいこと、tた。
8sQz ()比率Ik10鳴以下にすると、蒸着層/
基板界IjK濁りな発生し易(なり、再生の際のS/N
比Y低下させる。
(2)  膜厚が200X以下では、光吸収率が小さく
感度が低下してしまい、また600X以上では感度及び
解像力低下が起きる。
本発明に用いられる支持体としては、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリメチルメタクリレート及びその重量体
、ポリカーボネート等のプラスチック及びガラスが適し
【いる。
本発明の配録層を設ける方法としては、真空槽内KI%
用として抵抗加熱蒸発源、 S s Oz用として電子
銃の2つの蒸発源を用い、同時に蒸着を行なう方法であ
る。両者の拠金率の制御は各々の蒸発源に対して水晶振
動鳳の膜厚モニターを配置し。
それKより蒸等速度を制御して行なえる。
また本発明の記録層と支持体との間に、さらに高感度に
するため、あるiは記録層がはがれないようにする目的
のために適当な中間層な塗布、蒸着その他の手段によっ
て設けてもよい。たとえばハロゲン化ポリオレフィン、
ハ賞ゲン化ポリヒrロキシスチレン、塩化=rム、ニト
ロセルロースなどの有機物質、 SsOa 8aO*勢
の非金属が好ましい。
この断熱層の厚さは、105m賜〜5μ襲が適当である
本発明の記録材料にお−ては、支持体上に設けられた前
記記録層上に無機物質又は有機質からなる保護層な設け
てもよい。
記録層上に保護層を設けることは、記録材料としての耐
久性0機械的強度、経時安定性の改轡等に有効であって
本発明としては好ましい態様の一つであることは勿論で
ある。
保護層としては無機物質又は有機物質のいずれでもよ−
が、使用する高エネルギー密度の光ビームに対し【透過
性であること1機械的強度が大であること、記録層とし
て反応しにくφこと、被膜性の良いこと、a造が容易な
こと等が要求される。
本発明に用いられる保護層としては、無機物質又は有機
物質のいずれでもよいが二例えば無機の保mNI・トシ
テハ、 17.O,、Sin、、 Sin、 M%)、
 ZsO。
Tie、、 ZfO,、M%’、、 0sFz @o透
明す物質カ望tしい。これらは真空蒸着、スノ々ツタリ
ング、イオンプレーデインダ等で形成される。
また有機物質な保護層として用いることは優れた方法で
ある。かかる保護層として用いられる樹脂は種々のもの
が可能でるるか1例えばポリスチレン・スチレン−無水
マレイン酸樹脂のごときスチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリビニル7にコール、フチラール、ホリビニルホ
ルマールの如き酢酸ビニル系IIM脂、Iリメタクリル
酸イソブチル、Iリメタクリル酸メチルの如きメタクリ
ル酸エステル系樹脂、ポリダイア七トンアクリルアミド
、ポリアクリルアミyottn*アミド系樹脂、エチル
セルロース、酢酸ラフ酸竜ルロース、硝酸竜ルロース、
ジアセチルセルロースの如きセル四−ス系樹脂、ポリ塩
化ビニル、塩素化ポリエチレンの如きポリハロゲン化オ
レフィン、フェノール樹脂、可溶性ポリエステル、可溶
性ナイロン、ゼラチン等及びこれらの共電食物等から選
ばれる。これらの樹脂は種々の溶剤Kl!かして既知の
塗布方法により塗布することができる。
用いられる溶剤としては各種の溶剤があるが。
例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルゾ、ブチ
ルセロソルブ、メチルセロツルアセテート、エチルセロ
ソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、へ午
サン、シクロヘキサン。
エチレンクロライド、メチレンクI2ツイド、ベンゼン
、クロルベンゼン、メタノール、エタノール。
シタノール、石油エーテル、ジメチルホルムアミド°、
シンナー等の中から使用する樹脂に応じて選べば良−0 これらの樹脂の中には、頗科、マット化剤、可塑剤、滑
剣などの各種添加物な目的に応じ【添加することが可能
であり、%に炭素原子数が11以上の高級脂肪酸或いは
酸アミドな0.1〜towi鳴程度添加することは記録
材料の真面強度な向上させる点で効果がある。
tた。これらの高級脂肪酸あるいは酸アきドのWIき滑
剤は保護層上に通常の方法でα001〜1声の厚さKm
布することも可能でめる。本発明に用いられる保護層の
膜厚は記録材料として要望される製函強度、経時安定性
、記録感度等から最適の厚さに遺ばれるが、%にα01
μ〜200μの膜厚が好ましい。
保躾層の別な形態として、特開昭52−156605号
公報明細書に開示されている10く、記録層と保護層間
に空気ギャップな設ける形に保護層な形成することも可
能でるる。特に、記録層を形成した支持体二枚な、シー
ルを介して記録層同士な向い合せて固着させた形態は両
面記録が可能であり。
光デイスクメモリーの如く大容量の情報記録が要求され
る場合には特に最適な形態の一つである。
本発明の記録材料は、前述した如く光デイスクメモリー
用途に最適であるが、印刷用リスフィルムの代用、ファ
クタきり記録材料。ICフォトマスク、!イク四フィル
ム等に使用可能なことはもちろんであり、またそれらに
限定されるものでもない@ 以下に実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例 厚”i!100μgoポリエチレンテレフタレート支持
体上に、真空度5 X 101Torrの条件下でIs
と5tozを、Is&!抵抗加熱蒸発源な用い、 Si
O□は電子銃な用いて同時に蒸着な行なった。両者の混
合率の制御は、各々の蒸発源に対して水晶振動量の膜厚
モニターを配置し、それによりs着連腹を制御して行な
った。
以上のように−して総膜厚zooL 4ool・600
X・1oooi、5ho2の体積パーセント10〜75
116の記録媒体な得た。また比較のために、金属と化
合物を、各々別の抵抗加熱蒸発源を用い、他は以上と同
様な方法により、特開昭52−2[]81で開示されて
いるSsとS%S及びIsとS%Sの混合層(総膜犀5
ooi、sssの体積ノーセント20憾)の記録媒体を
得た。
以上のようにし【作製した記録媒体なムrレーザな用い
て書き込みしきい値の測定を行なった。第1図に示すよ
うに、記録層の総膜厚が600X以下では、 5aOz
の体積パーセントが10〜35憾の付近で極小値なもち
、この値は、特開昭56−124154号会報に開示さ
れている領域の総膜厚が1000にのものより小さく、
−また、SsとSルSの混合層のものに比べ同勢か越シ
<は小さいものであった。
さらに、 IsとSiOの混合層(総膜厚400X。
8 a O*の体積)々−セント25噛)の記録媒体と
Isと8s8 、 Ssと8%5(2)記録媒体な60
C−901RHの恒温湿層に入れ、光学濃度の経時変化
について調べた。第2図に示すように、1襲とS=O,
の記録媒体は、SsとSsSのものく比べ経時による光
学濃度の低下は大幅に改善されていることがわがった。
またIsとS%Sの混合層の記録媒体は、経時により、
腐食パター/が無数に発生し、使用に耐えるものではな
かった。これに対し、I%と8802のものは1以上の
腐食ノ々ターンは発生せず1面状の劣化は認められなか
った。
また、 IsとS *Oxの混合層の記録媒体な支持体
側よりレーザ光を入射し、読み取りを行なったところ、
Sハ比は良好でToす、さらに蒸着層なマイラーテープ
により剥離し、支持体に接していた面をBKMで観察し
九ところ、蒸着lIO島状構造は見られず、S/N比の
良好な条件なみたしていることがわかった。
ま九、 IsとS * Ozの混合層の記録媒体のレー
ザによる記録部をSKMで観察したところ1sのピット
が観察され解像力が十分であることがわかつ九。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実験例及び比較例で作成した試料
のレーザによる書き込みし龜−値を示したグラフ、第2
図は1強制劣化テストによる光学濃度の低下な示すグラ
フである。 手続補正書 昭和s7年 6月/ρ日 昭和s6年特許願第2014@墨 号 2、発明の名称 光情報ffi銀媒体及び光情報記録・読み取り方法3、
補正をする者 事件との関係:特許出願人 名称 (!!20)富士写真フィルム株式金社霞が関ピ
ル内郵便局 私書箱第49号 7、補正の対象 特@8858−105441 (8) 2)同  第る真下から4行目、jllectrenl
cs誌」をjElectronlcs誌」と補正する。 墨)同  第墨真下から1行目、l’c、D、carl
sem着」を(’C,O,Carlsom着」と補正す
る・4)同  第4頁下から・行■、「−」を「8mJ
と補正する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  支持体上にIsとS−〇□を含む記録層が設
    けられ、レーザ光な支持体側から入射させ【情報の記録
    又は読み取りな行う光記録媒体において、該記録層のS
    iO□のIsに対する体積比が10憾〜65憾でめるこ
    とを特徴とする光情報記録媒体。
  2. (2)記録層の厚さが200X〜60ONである特許請
    求の範囲第(1)項に記載の光情報記録媒体。
  3. (3)支持体上にIsとS * OzとなS * Oz
     の体積比が10憾〜35鳴になるように含む記録層な
    設けた光情報記録媒体に、支持体側から−レーザ光な入
    射式せて情報を記録するか、記録した情報を読み取るこ
    とな特徴とする光情報記録・読取り方法。
  4. (4)記録層の浮名が2001〜600Xで娶る特許請
    求の範囲第(3)項に記載の方法。
JP56201483A 1981-12-16 1981-12-16 光情報記録媒体及び光情報記録・読み取り方法 Pending JPS58105441A (ja)

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