JPH0128714B2 - - Google Patents

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1μｍ
φ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、微小な小穴として、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―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、さらにこれと同時に、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、ポリビニルアルコールまたはポ
リビニルアセタール系樹脂中に、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、しかも上記第２の目
的も有効に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、基本上に、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
録層に形成された上記記録ピツト底には、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、数平均分子
量100000以下のポリビニルアルコールまたはポリ
ビニルアセタール系樹脂であり、上記記録層中に
は熱可塑性樹脂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。 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、基体上に記録
層を設層してなる。 記録層はポリビニルアルコールまたはポリビニ
ルアセタール系樹脂を含む。このポリビニルアル
コールまたはポリビニルアセタール系樹脂は、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、表面に消去
可能な記録ピツトを形成するものである。 本発明において用いる熱可塑性樹脂は、ポリビ
ニルアルコールまたはポリビニルアセタール系樹
脂である。すなわち、ポリビニルアルコールの
他、これをアセタール化して得られるポリビニル
ホルマール、ポリビニルアセトアセタール、ポリ
ビニルブチラール等のポリビニルアセタール系樹
脂はいずれも好適に使用される。この場合、ポリ
ビニルアセタール系樹脂のアセタール化度は任意
のものとすることができる。 用いるポリビニルアルコールまたはポリビニル
アセタール系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、100000以下である。 100000以下となると、上記の閾値のブロードニ
ングがより一層少なくなり、また書込み感度およ
び読み出しのＳ／Ｎ比ともより一層高くなるから
である。 このようなポリビニルアルコールまたはポリビ
ニルアセタール系樹脂は、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、このようなポリビニルアル
コールやポリビニルアセタール系樹脂とともに、
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、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ポリビニルアルコ
ールまたはポリビニルアセタール系樹脂と、光吸
収染料ないし顔料との含有量比は、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、上記のポリビ
ニルアルコールまたはポリビニルアセタール系樹
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、ポリビニルアルコールまた
はポリビニルアセタール系樹脂に対し、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、あるいはポリメタルクリル
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、ベルト、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、パルス幅、集
光条件等も種々広範に変更可能であり、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、記録層中のポリビニルアルコールまたは
ポリビニルアセタール系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、ポリビニルアルコールまたはポリビニルア
セタール系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
記録された凹凸状ピツトとなつていた表面は、再
融解して平旦に戻る。これは、前述したように、
記録時にピツト底に熱可塑性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熱可塑性樹脂が融解軟化し
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、熱可塑性樹脂が融解軟
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
し光のくり返し照射による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、ポリビニルアルコールまたはポリビ
ニルアセタール系樹脂の数平均分子量が100000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 ポリ酢酸ビニルのメタノール液をアルカリケン
化して、分子量分別を行い、数平均分子量10000
のポリビニルアルコールと、レーキ顔料（C.I.
Pigment Blue １、カラーインデツクス番号
42595―Lake；BASF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、ポリビニルアルコー
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
達するまでの温度幅を測定し、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。パルス幅を変更し、記録層表面に
ピツトが形成されるパルス幅を測定し、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、雰囲気温度を20℃下げて、先に得ら
れた周波数のパルスを照射して、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、比較
用の媒体では、いずれも、ピツト形成が行われた
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幅を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、ポリビニルアルコー
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
リビニルアルコールの数平均分子量をそれぞれ、
5000、10000、200000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ー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10nmNi
超微粉（真空治金株式会社製、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。 さらに、ポリビニルアルコール水溶液にホルマ
リンと塩酸とを加え、30℃にてアセタール化を行
い、ポリビニルホルマールを得、アセタール化度
60％、数平均分子量5000、10000、200000のポリ
ビニルアセタールを用い、光吸収体をそれぞれ変
えた各種媒体を作製し、同様の実験を行つた。 結果を表３に示す。

【表】

【表】

【表】 なお、耐熱性については、全媒体とも６％以下
であり、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の周波数にて、ピツト
形成はなんら行われなかつた。 表２、表３の結果から、ポリビニルアルコール
またはポリビニルアセタール系樹脂の数平均分子
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。 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 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上記記録ピ
   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、数平均分子量100000以下のポリビニルア
   ルコールまたはポリビニルアセタール系樹脂であ
   り、上記記録層中には熱可塑性樹脂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。