JPH0128713B2

JPH0128713B2 -

Info

Publication number: JPH0128713B2
Application number: JP56155445A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Kuroiwa; Shiro Nakagawa; Noryoshi Nanba
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1989-06-05
Also published as: JPS5856893A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この出願の発明は、光記録媒体に関する。更に
詳しくは、記録した情報の消去書替が可能なヒー
トモード光記録媒体に関する。従来技術光記録媒体は、媒体と書込みないし読取ヘツド
が非接触であるので、記録媒体が摩耗劣化しない
という特長をもち、このため、種々の光記録媒体
の開発研究が行われている。このような光記録媒体のうち、暗室による画像
処理が不要である等の点で、ヒートモード光記録
媒体の開発が活発になつている。このヒートモードの光記録媒体は、記録光を熱
として利用する光記録媒体であり、レーザー光で
媒体の一部を融解、除去等して、ピツトと称され
る小穴を形成し、このピツトにより情報を記録す
るものである。しかし、従来のヒートモード光記録媒体では、
ピツトとして記録された情報の消去ができず、書
込み情報を訂正したり、書替えたりすることがで
きない、あるいは困難であるという欠点がある。このような事情を、より具体的に説明するなら
ば、従来知られているヒートモード光記録媒体の
一つとしては、ニトロセルロースと光吸収剤とか
らなる記録層をもつものがある。このような媒体
に、記録光として、レーザー光を、例えば1μmφ
程度の微少スポツトとして照射すると、照射部分
は、短時間のうちに高熱となり、ニトロセルロー
スが発火消失し、微少な小穴として、１ビツトの
情報が記録される。しかし、このような媒体では
記録情報の消去はできない。これに対し、テルル、あるいはテルルーセレン
―ヒ素からなる層を記録層とするヒートモード光
記録媒体も知られている。しかし、この場合に
も、高融点の半金属類を融解してピツトを形成す
るため、記録されたピツトを復元するのは、きわ
めて困難である。さらに、特開昭55−161690号公報には、反射基
体上に、光吸収色素と熱可塑性樹脂とからなる記
録層を有するヒートモード光記録媒体が記載され
ている。この媒体は、記録層を0.01〜0.2μm程度
にまで薄くし、レーザー光の照射により、照射部
分の樹脂を融解して流動移動させるか、あるいは
照射部分の光吸収色素を横方向に移動させるかし
て、反射基体を露出させ、ピツトを形成するもの
である。しかし、この場合にも、一旦移動した光
吸収色素を元に戻し、あるいは一旦層底にまで到
達した小穴を埋め戻し、平坦にすることは困難で
ある。このため、同公報には、この媒体が記録情
報の消去と書替ができる旨の開示ないし示唆はな
い。これに対し、導電体上にサーモプラスチツクを
塗布した媒体を用い、サーモプラスチツク層上に
電荷を一様に与え、レーザー光照射によりサーモ
プラスチツクの一部を融解し、その体積変化によ
つて、電気的吸引力の変化を生じさせ、これによ
りレーザー光の照射に対応した表面の凹凸による
ピツトを得る記録方式が知られている。この方式
では、媒体を再加熱することにより、表面の凹凸
は平坦に戻り、記録情報を消去することができる
が、コロナ放電器等を必要とし、書込み装置の機
構が複雑となり、又装置の消費電力も大きくなる
等の不都合がある。発明の目的この出願の発明は、このような実状に鑑みなさ
れたものである。この出願の発明の第１の目的は、消去書替が可
能なヒートモード光記録媒体を提供することにあ
る。第２の目的は、このような消去可能な光記録媒
体において、記録層のピツト形成に要する光エネ
ルギーないし、温度に明瞭な閾値が現われ、所定
入力エネルギー以上で再現性よく常にピツトが形
成され、所定値以下のエネルギーではピツトが形
成されず、ピツト形成の再現性にバラツキのある
入力光エネルギーないし温度の領域が狭くなるよ
うにし、これと同時に、耐熱性が高く、高温での
保存下でピツトに書込まれた情報信号のS/N比の
劣化が少なく、また読み出し光によつて、ピツト
ないし、その周辺部の表面が変形せず、書込み情
報信号のS/N比が劣化せず、さらには書込み感度
が高く、加えて読み出しのS/N比がきわめて高い
光記録媒体を提供することにある。この出願の発明のその他の目的は、以下の記載
から自ずと明らかになるであろう。本発明者らは、このような目的につき種々検討
を行つたところ、所定のアクリル樹脂中に、光吸
収染料ないし顔料を含有させて記録層を形成した
とき、消去書替が可能な媒体が実現し、しかも上
記諸目的が達成されることを見出し、この出願の
発明をなすに至つたものである。すなわち、この出願の発明は基体上に、熱可塑
性樹脂と光吸収染料ないし顔料とを含む記録層を
形成してなり、記録光の照射により、上記記録層
が融解軟化して記録ピツトが形成され、上記記録
層に形成された記録ピツト底には、熱可塑性樹脂
と光吸収染料ないし顔料とをともに含む層が残存
し、上記記録ピツトが形成された上記記録層に、
加熱を行うことにより、上記記録層表面が再度平
坦となるように構成した再記録可能な光記録媒体
であつて、上記熱可塑性樹脂が下記式で示される
原子団を含む数平均分子量100000以下のアクリル
樹脂であり、上記記録層中にはアクリル樹脂１重
量部に対し、光吸収染料ないし顔料が0.002〜10
重量部含有されることを特徴とする光記録媒体で
ある。式（上記式において、R₁は、水素原子またはア
ルキル基を表わし、R₂は、置換または非置換の
アルキル基を表わす。）発明の具体的構成以下、この出願の発明の具体的構成について詳
細に説明する。この出願における光記録媒体は、基本上に記録
層を設層してなる。記録層は、所定のアクリル樹脂を含む。このア
クリル樹脂は、熱可塑性樹脂として、記録光照射
部分の温度上昇により、軟化ないし融解して、変
形し、表面に記録ピツトを形成するものである。用いるアクリル樹脂は、上記式で示される原子
団を含むものである。この場合、上記式におい
て、R₁は、水素原子または炭素原子数１〜４の
低級アルキル基、特に水素原子またはメチル基で
あることが好ましい。また、R₂は、置換、非置
換いずれのアルキル基であつてもよいが、アルキ
ル基の炭素原子数は１〜４であることが好まし
く、またR₂が置換アルキル基であるときには、
アルキル基を置換する置換基は、水酸基、ハロゲ
ン原子またはアミノ基（特にジアルキルアミノ
基）であることが好ましい。このような上記式で示される原子団は、他のく
りかえし原子団とともに、共重合体を形成して各
種アクリル樹脂を構成してもよいが、通常は、上
記式で示される原子団の１種または２種以上をく
りかえし単位とする単独重合体または共重合体を
形成してアクリル樹脂を構成することになる。このようなアクリル樹脂の数平均分子量は、固
体として得られるかぎりにおいて、100.000以下
である。数平均分子量が100.000以下となると、書込み
感度および読み出しのS/N比ともより高くなるか
らである。このようなアクリル樹脂は、通常の公知の方法
で製造され、必要に応じ、これを分子量分別や精
製して用いる。あるいは市販のものを、そのま
ま、あるいは分別、精製などして用いてもよい。一方、記録層には、このようなアクリル樹脂と
ともに、光吸収染料ないし顔料が含有される。この光吸収染料ないし顔料は、記録光に対し
て、大きな光吸収率を示し、照射部における温度
上昇を可能にするためのものである。従つて、記
録光の波長に応じ、400〜800nmの波長光を吸収
する、種々の公知の染料や、カーボンブラツク、
金属超微粉や、レーキ顔料等の種々の公知の無機
ないし有機顔料等を用いることができる。他方、記録層中に含有されるアクリル樹脂と、
光吸収染料ないし顔料との含有量比は、アクリル
樹脂１重量部に対し、一般に、0.002〜10重量部
程度の範囲内で広範囲に選択することができる。これが0.002重量部未満であると、記録感度が
低下する。また、10重量部を超えると、記録ピツト底が記
録層底に達することがあり消去が困難となる他、
記録―消去の繰り返しで特性が劣化する。このような記録層は、スピンナーコーター等の
公知の種々の方法で基体上に塗布設層される。そ
して、一般に、0.05μm〜１mmの厚さとされる。なお、このような記録層中には、上記のアクリ
ル樹脂と光吸収染料ないし顔料以外に、他の添加
物が含有されていてもよい。このような添加物の１例としては、各種オリゴ
マーないしポリマーがある。この場合、ポリマー
ないしオリゴマーは、アクリル樹脂に対し、概ね
30重量％以下の範囲で含有させ、支持体との接着
性を向上させたり、塗布性を向上させたり、軟化
温度を変化させたりすることができる。この他、各種可塑剤、界面活性剤、帯電防止
剤、滑剤、難燃剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、
安定剤、分散剤等を含有させることができる。これに対し、このような記録層を設層支持する
基体については特に限定されるものではなく、そ
の材質としては種々のものを用いることができ
る。ただ、熱伝導度の点では、通常、各種ガラ
ス、各種セラミクス、あるいはポリメタクリル樹
脂、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、
フエノール樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレ
ート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド
樹脂等の各種樹脂等を用いることが好ましい。こ
れらのいずれのものを用いても記録ピツトは記録
層の層底に到達せず、本発明の効果は実現する。
又、形状や寸法は、用いる用途に応じ、デイス
ク、テープ、ベツト、ドラム等種々のものとする
ことができる。この場合、この出願の媒体は、このような基体
の一面上に上記の記録層を有するものであつても
よく、その両面に記録層を有するものであつても
よい。又、基体の一面上に記録層を塗設したもの
を２つ用い、それらを記録層が向かいあうように
して、所定の間隙をもつて対向させ、それを密閉
したりして、ホコリやキズがつかないようにする
こともできる。なお、上記した媒体には、必要に応じ金属製の
反射層や各種樹脂層等の下引層を設け、この下引
層上に記録層を設層することもできる。発明の具体的作用このように構成される、この出願の光記録媒体
を用いて、情報の書込みおよび消去を行うには以
下のようにして行えばよい。まず、記録光照射を行う。記録光は、各種レー
ザー、例えばHe―Ne、He―Cd、Ar、半導体等
の400〜850nm程度の波長の各種レーザーを集光
して行い、その出力も種々のものを用いることが
できる。又レーザー光の走査条件、パルス巾、集
光条件等も種々広範囲に変更可能であり、例え
ば、通常のデイスク面上出力１〜20mW、通常の
パルス幅20〜1000nsec程度の照射条件にて、記録
ピツトは記録層の層底に到達せず、本発明の効果
は実現するものである。そして、このようなレーザーによる記録光照射
により、記録層中のアクリル樹脂が融解軟化し
て、照射部分には、記録層表面に照射光に対応す
る微少記録ピツトが形成される。この場合、通常
の記録光照射条件にて、記録ピツトは記録層の層
底にまでは到達せず、ピツト底には、アクリル樹
脂と光吸収染料ないし顔料を含む層が残存するこ
とになる。このようにして、ピツトが形成される結果、後
述の消去が可能となるものである。そして、この
出願の媒体では、きわめて感度よく、しかも良好
な形状のピツトが得られる。またピツト形成に要
する記録光エネルギーの閾値のブロードニングも
きわめて少ない。さらに、高温下にて保存して
も、ピツトからの読み出し光のS/N比の劣化はき
わめて少ない。一方、このように形成されるピツトから、媒体
上に書込まれた情報を読み出すには、記録光より
低パワーの読み出しレーザー光を用い、これを集
光し、走査して、透過光または反射光のいずれか
の出力を検出する。このとき、上記したように、この出願の媒体に
形成されたピツトは、形状が良好であり、読み出
しに際し、高いS/N比が得られる。また、読み出
し光によつて、媒体に記録された情報のS/N比が
劣化したり、ピツト部以外の領域に不必要情報が
記録されるようなこともない。他方、このようにして記録された情報を消去す
るには、媒体を再加熱すればよい。このとき一旦
記録されて凹凸状ピツトとなつていた表面は、再
融解して平坦に戻る。これは、前述したように、
記録時にピツト底にアクリル樹脂と光吸収染料な
いし顔料が残存しているためである。すなわち、
消去時の再加熱によりアクリル樹脂が融解軟化し
て媒体表面は平坦に戻る。加熱が光照射によつて
行なわれる場合には、光吸収染料ないし顔料によ
り温度上昇が可能となり、アクリル樹脂が融解軟
化するものである。消去のための加熱としては、
レーザー光照射、各種ヒーター加熱、赤外線ラン
プ照射等いずれを用いてもよい。そして、このような消去と書き込みを繰返した
とき、書込み感度は常に良好で、ピツトは常に良
好な形状を示し、S/N比の高い読み取りが行わ
れ、さらに読み取りによつて、S/N比は劣化せ
ず、又消去により、表面は常に平坦に戻るので、
消去の繰返し回数が多くなつても、消去と書込み
とを、常に確実かつ良好に行うことができる。発明の具体的効果この出願の光記録媒体によれば、一旦書込まれ
た情報を容易かつ確実に消去することができる。また、記録層のピツト形成に要する光エネルギ
ーないし温度の閾値のブロードニングはきわめて
少なく、ピツト形成の再現性のバラツく入力光エ
ネルギーないし温度の領域はきわめて狭い範囲と
なる。さらに、耐熱性が高く、50〜60℃程度以上の高
温に保存されても、ピツトに記録された情報信号
のS/N比の劣化はきわめて少ない。また、読み出し光による、ピツトの形状変化
や、ピツト周辺の形状変化はきわめて少なく、読
み出し光によるS/N比劣化はきわめて少ない。加えて、書込み感度は良好であり、また、読み
取りに透過光を用いても反射光を用いても、高い
Ｓ／Ｎ比が得られる。さらに、消去は常に安定に行われるので、消去
書替を繰返し多数回行つても、十分安定な情報書
込みができる。この場合、アクリル樹脂の数平均分子量が
100.000以下のものを用いるときには、これら諸
効果は、より一層すぐれたものとなる。本発明者らは、本発明の効果を確認するため
種々実験を行つた。以下にそのうちの１例を示
す。実験例１アクリル樹脂として、過酸化ベンゾイルを用
い、メタクリル酸メチルの重合を行い、分子量分
別して、数平均分子量20.000のポリメタクリル酸
メチルを得た。このポリメタクリル酸メチルと、レーキ顔料
（C.I.Pigment Blue1、カラーインデツクス番号
42595―Lake、BAST社製Fanal Blue Ｂ
Supra）とを、重量比３：１にて混合し、サンド
グラインドミルにて分散した後、フイルターで
0.5μm以上の粒子を除去し、バーコートにより、
150mmφ、1.2mm厚のパイレツクスガラス板上に
30μm厚および1μm厚にて塗布設層して、この出
願の発明の媒体を得た。これとは別に比較のため、ポリメタクリル酸メ
チルを、それぞれ数平均分子量10万のポリスチレ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレンにかえ、３種
の比較用の媒体を得た。これら４種の媒体のうち、30μm厚の記録層を
もつものにつき、記録層表面の変形と温度との関
係を測定した。すなわち、媒体を恒温槽に入れ、
記録層表面に0.64mmφ、50ｇの針体を載置し、温
度を５℃／分にて昇温させながら、針体の層内へ
の侵入度との関係を測定した。そして、針体が層
内に侵入しはじめてから、一定侵入深さにまで到
達するまでの温度巾を測定し、ピツト形成閾値の
ブロードニングを評価した。結果を下記表１に示
す。これとは別に、４種の媒体につき、1μm厚の記
録層をもつものにつき、以下の実験を行つた。まず、10mWのHe―Neレーザーを、AN（開口
数）0.55、40倍の対物レンズで1μmに集光し、パ
ルス照射した。パルス巾を変更し、記録層表面に
ピツトが形成されるパルス巾を測定し、書込み感
度の逆数（μsec）とした。結果を表１に示す。ま
た、その際の雰囲気温度を20℃下げて実験し、入
力エネルギーの閾値のブロードニングを評価した
ところ、上記の閾値エネルギーにて、比較用の媒
体は、いずれもピツトが形成されたのに対し、こ
の出願の発明の媒体では、ピツト形成は行われな
かつた。次に、上記レーザーのパルス巾を0.5μsecに固
定し、書込みを行い、次いで1mWのHe―Neレ
ーザーを、上記と同じ光学系にて1μmφに集光
し、1μsec、くりかえし周波数10Hzにて照射し、
その反射光をフオトダイオードで検出し、S/N比
を算出した。この場合、アンプ系は、10MHz帯域
のものを用い、またノイズはRMS値（実効値）
を用いた。結果を表１に示す。また、各媒体を70℃にて100時間保存し、その
後のS/N比の劣化（％）を測定し、耐熱性を評価
した。結果を表１に示す。さらに、上記読み出しレーザーのパルスの繰返
し周波数を変更し、10秒間照射し、記録層表面に
ピツトが形成されるに至る読み出し光周波数を測
定した。結果を表１に示す。

【表】表１に示される結果から、メタクリル酸メチル
は、他の樹脂と比較して、特性上きわめてすぐれ
ていることがわかる。実験例２実験例１におけるこの出願の媒体において、ポ
リエステルの数平均分子量を、それぞれ5.000、
20.000、80.000、300.000にかえ、また、有機顔料
（OPと称する）を、それぞれ銅―フタロシアニン
系染料のオレオゾールフアーストブル―EL（住友
化学工業株式会社製、Ｄと称する）、13mμカーボ
ンブラツク（CBと称する）および10nm平均径ニ
ツケル超微粉（真空冶金株式会社製、Niと称す
る）にかえ、各種媒体を作製し、実験例１と同様
の実験を行つた。結果を表２に示す。

【表】なお、耐熱性については、全媒体とも、−６％
以下の劣化しか示さなかつた。また、読み出し光によるノイズの発生について
は、全媒体とも300Hzの読み出し光周波数にて、
ピツト形成はなんら行われなかつた。表２の結果から、ポリメタクリル酸メチルの数
平均分子量が100000以下となると、より好ましい
結果が得られることがわかる。実験例３下記表３〜表５に示されるような各種媒体を作
製して、同表に示される結果を得た。この場合、表３における共重合体１は、メタク
リル酸メチル（R₁＝CH₃、R₂＝CH₃）とメタク
リル酸エチル（R₁＝CH₃、R₂＝C₂H₅）と、メタ
クリル酸シクロヘキシル（R₁＝CH₃、R₂＝
C₆H₁₁）との１：１：１共重合体である。また、表４における共重合体２は、メタクリル
酸メチルと、メタクリル酸ブチル（R₁＝CH₃、
R₂＝C₄H₉）と、メタクリル酸ジメチルアミノエ
チル〔R₁＝CH₃、R₂＝（CH₂）₂NC（H₃）₂〕との
１：１：１共重合体である。さらに、表５における共重合体３は、メタクリ
ル酸メチルと、メタクリル酸エチルと、メタクリ
ル酸ヒドロキシエチル（R₁＝CH₃、R₂＝
CH₂CH₂OH）との１：１：１共重合体である。

【表】

【表】表３に示される結果から、この出願の媒体はい
ずれもすぐれた特性を示すことがわかる。なお、このような効果は、染料ないし顔料とし
て、半導体レーザー用等のものを用いても同様に
実現することが確認されている。

Claims

【特許請求の範囲】１基体上に、熱可塑性樹脂と光吸収染料ないし
顔料とを含む記録層を形成してなり、記録光の照
射により、上記記録層が融解軟化して記録ピツト
が形成され、上記記録層に形成された記録ピツト
底には、熱可塑性樹脂と光吸収染料ないし顔料と
をともに含む層が残存し、上記記録ピツトが形成
された上記記録層に、加熱を行うことにより、上
記記録層表面が再度平坦となるように構成した再
記録可能な光記録媒体であつて、上記熱可塑性樹
脂が下記式で示される原子団を含む数平均分子量
100000以下のアクリル樹脂であり、上記記録層中
にはアクリル樹脂１重量部に対し、光吸収染料な
いし顔料が0.002〜10重量部含有されることを特
徴とする光記録媒体。式（上記において、R₁は、水素原子またはアルキ
ル基を表わし、R₂は置換または非置換のアルキ
ル基を表わす。）