WO1991006098A1 - Carte optique a protection hermetique - Google Patents

Description

明 柳 書 密 閉 型 の 光 力 一 ド

技 術 分 野

この発明は、 カードの中の光記録部に光学的に情報を書き 込み、 かつ、 書き込んだ情報を光学的に読み出す光カード、 すなわち光記録カー ドに関 し、 特に、 情報を記録する光記録 部を外部環境から遮断した密閉型の光カー ドに関する。

背 景 技 術

一般に光カー ドは、 磁気カー ドや i cカー ド等の他の記録 カー ドに比べて、 非常に高い情報記録密度をもつ。 光力一ド は、 基材の一面に光記録部を有し、 そ こ に光エネルギー、 主 と してレーザ光によって情報を記録し、 記録された部分と記 録されない部分との光反射率のちがいから、 記録された情報 を光学的に再生する。

こ う した光カー ドの一般的な背景については、 たとえば、 米国特許第 4， 6 8 0， 4 6 0号あるいは同第 4 , 6 7 3 , 6 2 6号が示している。 それらからも分かるよう に、 光力一 ドは二つに大別される。 一つは、 ユーザーが読取りだけを行 う、 読取り専用の光カー ド、 いわゆる R O M (リー ド ' オン リ · メモ リ、 Read Only Memory) 型の光力一 ドであ り、 も う 一つは、 ユーザ一が書込みをも行う、 追加記録光力一 ド、 い わゆる W〇 （ライ 卜 · ワンス、 Write Once) 型の光力一ドで ある。

W O型の光カードにおける記録材料に要求される第 1 の特 性は、 書込み特性である。 その点からすると、 テルルやビス マス等の低融点金属あるいはそれらの合金を代表と した穴あ け型の記録材料が好適である。 しかし、 逆に、 書込み特性が 良いものほど、 外部環境による影響を受けやすく 、 耐久性等 の他の特性に難点を生じる傾向がある。

耐環境性を向上させる方法と して、 穴あけ型の記録材料か らなる光記録部を、 外部環境から遮断する手段が知られてい る。 たとえば、 光ディ スクの一つに、 光ディ スクの一対の基 材間に、 エアギヤ ップを設けつつ光記録部を封入したものが 既にある。 こ こで、 エアギャ ップは、 書込み特性の劣化を防 止するため、 熱によ り溶解した記録材料をそ こに逃がすため のものである。

そう したエアギャ ップをもつ密閉方法を、 光カードに適用 した技術も見られるが （日本特開昭 6 1 - 9 6 5 3 9号） 、 光カー ドの携帯等の汎用性の上で適当とはいえない。 エアギ ヤ ップが、 コンパク ト性および強度などのカードと しての特 性を低減する という別の問題を生じるおそれがあるからであ る。

発 明 の 開 示

この発明の 目的は、 耐環境性に優れた密閉型の構造である にもかかわらず、 書込み特性およびカードと しての特性にも 優れた光カードの新たな技術を提供する ことを 目的とする。

この発明は、 光記録部を密閉した構造の各種の W O型の光 カー ドに広く適用するこ とができる。 光記録部を密閉する方 法と しては、 光透過性の基材の一面の光記録部を全体的に保 護層で被覆する方法、 あるいは、 光記録部を一対のカー ド基 材間にサン ドイ ッチ状に密閉する方法、 さ らには、 光記録部 を支持する基材をフ レキシブルなシ一 卜で構成し、 そのシー ト上の光記録部をシー ト と ともに一対の補強基材間にサン ド ィ ツチ状に密閉する方法などがある。

この発明は、 いずれの密閉方法をとつた光カー ドにも適用 する こ とができ、 どの場合でも、 穴あけ型の記録材料からな る光記録部に直接隣接させて自己酸化性あるいは熱可塑性の 樹脂からなる増感層を積層するよ う に している。 自己酸化性 とは、 融点よ り も分解 （酸化） 点が低い樹脂をいう こ とは勿 論である。 そして、 この増感層は、 記録光を入射する基材の 一面から見て、 光記録部の背後に位置している。 この特定の 位置闋係は、 書込みによるピッ トの形成を再現性良く行う上 で重要であ り、 しかもまた、 読取り時に高いコ ン ト ラ ス ト を 得る上でも重要である。

増感層は、 光記録部に情報を書き込むとき、 記録光のエネ ルギ一によつて溶解する記録材料をその層の中に逃がすよう に機能する。 そのために、 書込み特性の向上を図る ことがで きる。 この書込み特性の向上は、 増感層の中に、 記録光の光 エネルギーを有効に吸収する吸収剤、 も う少し具体的には、 近赤外域にある レーザ光に対して補色関係にある緑〜青系あ るいは黒系の染料を含有させたと きに特に顕著である。

こ こで、 書込み特性の向上について、 実験例に沿って説明 する。 なお、 各実験に用いたレーザ光は、 波長 8 3 0 n mの 赤外レーザ光で、 そのスポッ トサイズは 6 . 5 t mである。 増 感 層 の 有 無 に よ る 影 響 ： 表 1

この表 1 から分かるよ う に、 増感層がない場合はコ ン トラ ス ト比 （ 1 0点測定） のバラヅキが大きいのに対し、 増感層 を設ける こ と によって、 そのバラヅキを小さ くする こ とがで き る。 バラヅキを小さ く する効果は、 ニ ト ロセルロースのよ う な 自 己酸化性の樹脂にも、 また熱可塑性の樹脂にも見る こ と ができ る。 増感層の中に染料を含有させたと きの影！ 表 2

こ の表 2 の結果を前記の表 1 のそれと比べて分かるよ う に、 増感層に近赤外線吸収染料を添加する こと によって、 書込み 感度を向上した り （ピッ トが大き く なる） 、 コ ン ト ラ ス ト比 をよ り高くする こ とができる。 この染料の添加量は、 コ ン 卜 ラス ト比を高くするためには多いほど好ま しいが、 重量比で 5 %程度あれば充分である。

以上のよ う に、 光記録部に膦接する増感層は、 光記録部に 対する書込み特性を向上させる という機能を有し、 密閉型の 光カードがもつ密閉による耐環境性の機能を有効に生かすこ とができる。 図面の簡単な説明

第 1 図は， この発明による密閉型の光カー ドの第 1 の実施 例を示す斜視図、

第 2図は、 第 1図の光カードの断面構造を示す図、 第 3図は、 この発明による光カードの第 2の実施例を示す 断面図、

第 4図は、 この発明による光カー ドの第 3 の実施例を示す 斬面図、 そ して、

第 5図は、 この発明による光カー ドの第 4の実施例を示す 断面図である。

発明を実施するための最良の形態

第 1 の実施例 ' · ' 第 1図および第 2図

光カー ド 1 Oは、 透明な表側の力一 ド基材 1 2と不透明な 裏側の力一 ド基材 1 4 との間に、 プリ フォーマツ トパターン 入 り の光記録部 30をサン ドイ ッチ状にはさみ込み密閉した 構造である。

一対の力一ド基材 1 2 ， 1 4の少なく とも一方は、 書込み および読取り のためのレーザ光を充分に透過することが必要 である。 表側の力一 ド基材 1 2は、 光透過性をもつ、 厚さ 0 . 4 m mのポリ カーボネー トシー トからなる。 基材 1 2に は、 互いに平行な 2面 1 2 a ， 1 2 fc>があ り、 一方の第 1面 1 2 aに厚さ約 5 μ πιのハードコー ト層 1 6が形成されてい る。 ハードコー ト層 1 6のある第 1面 1 2 a側が、 書込みお よび読取りのための レーザ光 Lが入射される側であ り、 ハー ドコー ト層 1 6はカー ド基材 1 2の第 1面 1 2 aの表面を保 護する。 一方、 カー ド基材 1 2の他方の第 2面 1 2 b には、 厚さ 0 . 5 /t m程度のアンカ一層 1 8 が形成され、 そのアン カー層 1 8の上に光記録部 3 0が形成されている。 アンカ一 層 1 8は、 力一 ド基材 1 2 と光記録部 3 0 との密着性を向上 させるためのものであ り、 たとえばシ リ コ ン ' アク リル樹脂 層からなる。 また、 光記録部 30は、 厚さ 3 5 0 A程度の T e からな リ 、 それ自体に予め フォ トエッチングによっ て所定 のフォーマ ツ ト ノヽ。タ ーンが形成されている。

他方、 裏側のカー ド基材 1 4は、 厚さ 0 . 3 5 m mの白色 硬質塩化ビニルシー 卜からなる。 このカー ド基材 1 4 にも互 いに平行な 2面 1 4 a , 1 4 b があ り 、 一方の面 1 4 aには シルク スク リ ーン印刷あるいは U Vオフセッ ト印刷等の印刷 が施され、 また、 他方の面 1 4 fc>には、 その全体に厚さ約 2 0 μ mの常温硬化型のゥ レ タ ン系の接着剤層 40 が形成さ れている。 こ う した裏側のカー ド基材 1 4は、' この接着剤層 40 によっ て表側のカー ド基材 1 2 に貼 り合わせる。 接着剤 層 40 を常温硬化型の接着剤で形成する こ と によって、 熱プ レスを用いる こ と な く 、 表裏の力一 ド基材 1 2 ， 1 4 を貼 り 合わせる こ と ができ る。 そのため、 表裏の力一 ド基材 1 2 , 1 4の材質の違いによ る熱収縮の影響を受けず、 カー ドが力 —ルする と い う 問題を未然に回避する こ と ができ る。

裏側のカー ド基材 1 4 を貼 り合わせる表側のカー ド基材 1 2の第 2面 1 2 b> には光記録部 30があ り 、 その光記録部 30の上を増感層 50が被っ ている。 増感層 50の材料と し ては、 種々 の熱可塑性樹脂や自 己酸化性樹脂を用いる こ と が でき るが、 この例では、 近赤外吸収染料を含有させた塩化ビ 二 リデンの塗料を用いた。 増感層 50の形成にはシルクスク リーン印刷を用い、 その厚さ を約 2 mと した。 この場合、 増感層 50は光記録部 30よ り も広い面積ではあるが、 最終 的なカー ドと しての大きさよ りは狭い。 そのため、 表側およ び裏側の両カード基材 1 2， 14を貼り合わせたとき、 光記 録部 30は、 増感層 50および接着剤層 40の雨方に 2重に 保護される。 こう した 2重の保護によって、 光記録部 30は 外部の環境から有効に遮断され、 耐環境性が確実に向上する。 また、 光カー ド l Oの中において、 増感層 50は、 光記録部 3 Oの書込み特性の向上を図るだけでなく 、 カード基材 1 2 等に設ける印刷文字 60等と相俟って光力一 ド l O自体の意 匠的効果をも高めている。

光カー ド l Oは、 実際、 書込み特性および耐久性の試験の 結果、 すぐれた特性を示した。 たとえば、 書込みについて、 前記した波長 8 3 0 n mの赤外レーザ光を用いたとき、 照射 時間 1 5 0 secでは 8 mW、 照射時間 5 0 μ secでは 1 1 m Wほどの書込みパワーによって充分な大きさのコン トラス ト 比を得る ことができた。 また、 磁気カー ドの分野で知られた 耐薬品性の浸漬試験、 すなわち、 5 %食塩水、 5 %酢酸水、 1 %苛性ソーダ水、 1 %炭酸ソーダ水の各液に 4 8時間、 室 温で液中にカードを浸漬したと き、 エラーレー トは、 浸漬当 初から浸漬終了後まで変わらず、 i o-^sオーダであった。

第 2の実施例 · · · 第 2図

この第 2の実施例の光カード 200では、 前記第 1の実施 例の光カー ド l O における裏側のカー ド基材 14および接着 剤層 40 に代えて、 塗布によ る保護層 21 0 を用いている。 保護層 2 1 0は、 增感層 50の表面全体を均一に被って、 外 部の湿気等を遮断する こ と ができる材料、 たとえば U V硬化 型、 アク リル系などの一般の樹脂を用いる。 U V硬化型の樹 脂は、 市販のもの をそのまま用いる こ と ができる し、 ァク リ ル系の樹脂でも、 塗布のための粘度調整を増感層 50 に悪影 響を与えない溶媒 （アルコールや トルエン等） を用いて行う こ と ができ る。 この光カー ド 200では、 基材間の接着工程 を省略する こ と ができ るので、 製造がよ り容易である。

第 3 の実施例 · · · 第 4図

この第 3 の実施例の光カー ド 300では、 第 1 の実施例の 光カー ド l Oにおける基材 1 2 を フ レ キシブルなシー ト 3 1 2で形成し、 シー ト 3 1 2上に光記録部 330および増感層 350 を形成した後、 光記録部 330および増感層 350 を 含むシー ト 3 1 2 を、 光透過性の第 1 の補強基材 30 1 と不 透明な第 2 の補強基材 30 2 と の間にサン ドイ ッチ状に して いる。 この光カー ド 300では、 シー ト 3 1 2 を第 1 および 第 2 の補強基材 30 1， 30 2の大き さ よ り も少し小さ 目 に する こ と によっ て、 カー ドの側部に生 じる隙間の部分をも接 着剤層 340で埋める こ と ができ る。 したがって、 光記録部 330 をカー ド内部に充分な耐環境性をもっ て密閉する こ と ができ る。 また、 光力一 ド 3 O Oでは、 シー ト 3 1 2がフ レ キシブルであるため、 それを巻き取る よ う に して光記録部 330および増感層 350 を形成する こ と ができる。 さ らに 光記録部 330および増感層 350を形成したシ一 ト 312 を半製品と して取り扱う ことができるので、 第 1 およぴ第 2 の補強基材 301， 302に印刷その他の公知の加工を施す こ とも容易である。

第 4 の実施例 · · · 第 5図

この第 4 の実施例の光力一 ド 400は、 いわば第 3 の実施 例の変形例である。 こ こでは、 光記録部 430および増感層 450を支持するシー ト 41 2を第 1 および第 2 の補強基材 401， 402 と同じ大きさ と している。 しかし、 光記録部 430の側部は増感層 45 t)と接着剤層 440によって 2重 に密閉する こ と ができる。

なお、 第 3および第 4 の各実施例における第 1 および第 2 の補強基材 301， 4 O 1 ; 302， 402の材料および仕 様は、 第 1 の実施例における光透過性の基材 1 2およびカー ド基材 14とそれぞれ同様である。

産業上の利用可能性

以上のよ う に、 この発明は、 書込みが容易なテルルあるい はその合金等を記録材料と した W O型の光力一ドを耐環境性 の高い密閉構造にした場合であっても、 依然と して良好な書 込み特性を得る こ とができ る。 そこで、 書込み特性と耐環境 性の両面において倭れた光カー ドと して、 きわめて実用性が 高く 、 光カー ドの普及を図る上で有用である。

Claims

請 求 の 範 囲 . 情報を記録する光記録部を外部環境から遮断した密閉型 の光カー ドにおいて、 互いに平行な第 1面および第 2面を もち、 その一方の第 1面が書込み光を入射する書込み側と なった光透過性の基材と、 その基材の他方の第 2面側に位 置し、 前記書込み光の光エネルギーで穴あけし記録可能で あ り、 かつ光反射性である記録材料からなる薄膜層を含む 光記録部と、 その光記録部の上に直接稜層された層であつ て、 自己酸化性あるいは熱可塑性の樹脂からな り、 前記薄 膜層を穴あけする際に、 溶けた記録材料の逃げ場となる増 感層と、 その増感層を被う被覆層を含む密閉手段とから構 成される密閉型の光カー ド。

. 前記増感層は、 前記樹脂に加えて、 その樹脂中に分散さ れ、 前記書込み光を吸収する吸収剤を含有している、 請求 の範囲第 1項記載の光カー ド。

. 前記基材の第 1面側が、 書込み側である と同時に、 読取 リ光を入射する読取り側でもある、 請求の範囲第 1項記載 の光カー ド。

. 前記吸収剤は、 近赤外に吸収域をもつ近赤外吸収剤であ る、 請求の範囲第 2項記載の光カード。

. 前記密閉手段が、 前記増感層を被う被覆層と しての保護 層のみからなる、 請求の範囲第 1項記載の光カード。

. 前記被覆層は接着剤層であ り、 その接着剤層によって前 記基材の第 2面側に前記光記録部をサン ドイ ッチするよう に力一 ド基材が貼り合わさつている、 請求の範囲第 1項記 載の光力一 ド。

. 前記光透過性の基材、 カード基材、 光記録部およぴ増感 層の各面積は、 基材およびカード基材、 増感層、 光記録部 の順に小さ く なつている、 請求の範囲第 6項記載の光力一 ド'。

. 前記接着剤層は、 前記増感層の全体を被い、 しかも、 増 感層の周緣部分の前記基材とカード基材との間の隙間を埋 めている、 請求の範囲第 7項記載の光力一ド。

· 前記光透過性の基材がフ レ キシブルなシー トからな り、 そのシー トの第 1面側に光透過性の第 1 の補強基材、 その シー 卜の第 2面側の光記録部およぴ増感層の上に第 2の補 強基材をそれぞれ接着剤層を介して貼り合わせた、 請求の 範囲第 1項記載の光カード。

. 前記フ レ キシブルなシー トは、 前記第 1 および第 2の補 強基材よ り も大きさが小さい、 請求の範囲第 9項記載の光 カード。

. 前記記録材料は、 低融点金属あるいはその合金からなる、 請求の範囲第 1項記載の光カード。

. 前記記録材料が、 テルルあるいはその合金からなる、 請 求の範囲第 1 1項記載の光カー ド。