JPH0247016B2 - - Google Patents

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JPH0247016B2
JPH0247016B2 JP59072571A JP7257184A JPH0247016B2 JP H0247016 B2 JPH0247016 B2 JP H0247016B2 JP 59072571 A JP59072571 A JP 59072571A JP 7257184 A JP7257184 A JP 7257184A JP H0247016 B2 JPH0247016 B2 JP H0247016B2
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recording
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RCA Corp
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は優れた記録感度を持ち、処理工程を
追加せずに複製を作ることのできる光学的記録媒
体に、具体的にはその様な媒体に記録された情報
の複製方法に関する。
米国特許第4079895号明細書には、光吸収性有
機材料の層を被覆した光反射材料から成る光学的
記録方式用の融除式光学的記録媒体が開示されて
いる。この記録媒体にアルゴンレーザからの光ビ
ームのような集光変調光ビームを投射すると、そ
の光吸収層が蒸着または融除され、その層に開孔
を残して光反射層を露出する。光吸収層の厚さは
その記録媒体の反射率が低下するように選ばれて
いる。
米国特許第4329697号明細書には上記米国特許
の記録方式に用いる進歩した融除式３層光学的記
録媒体が開示されている。この３層光学的記録媒
体は光反射材料と、この光反射材料上の光透過材
料の層と、この光透過層上の光吸収材料の層とを
含んでいる。光吸収層の厚さは光透過層の厚さと
光反射材料、光透過層および光吸収層の光学常数
とその記録媒体の光反射率を低下させるように関
係付けられている。集束された変調光ビームから
この記録媒体に入射する光の大部分は光吸収層で
吸収されて熱エネルギに変換される。光吸収層は
熱エネルギにより融除または融解されて開孔を生
じ、光透過層を通して下層の光反射層を露出す
る。
この光吸収層の開孔領域の反射率は本来光反射
層のそれであつて、周囲の未露出領域のそれより
遥かに高い。再生時にはこの反射率の差が光学的
に検知され、記録情報を表わす電気信号に変換さ
れる。
米国特許第4285056号明細書には、光反射層、
光透過層および光吸収層から成り、その光透過層
の材料が光吸収層の材料より少なくとも300℃低
い温度で融解、昇華または分解するような光学的
記録媒体が開示されている。情報は光透過層と光
吸収層との双方の開孔または光吸収層内の気泡と
して記録される。この記録機構によると複製の製
造に適する表面凹凸型の性質を生じ、処理工程を
追加せずに記録情報の複製を作ることができる。
またこの記録機構は記録用閾値のすぐ上の入射光
ビームエネルギにおいて記録媒体の信号対雑音比
を改善することが観測されている。
光学的記録方式の価格と複雑度は許容し得る信
号対雑音比で情報を記録するに要する光エネルギ
に大きく影響されるから、許容信号対雑音比で情
報を記録するに要する光エネルギが、上記米国特
許第4285056号に記載の光学的記録媒体が必要と
するより著しく低い記録媒体を提供して方式の価
格を引下げることが望ましい。
この発明の方法で使用する光学的記録媒体は、
光反射層と、光透過層と、光吸収層とから成り、
光透過層が光吸収層を構成する材料の1000℃より
高い融点より少なくとも300℃低い温度で融解、
分解または昇華して記録に要する光エネルギを減
少させるような有機材料から成つている。情報は
光吸収層における一連の気泡により成る情報トラ
ツクの形式で記録媒体中に記録される。この発明
はこの様な、光学的記録媒体中に表面凹凸形式で
記録された情報を処理段階を追加することなく複
製する方法である。
すなわちこの発明の方法は、ある波長の変調光
ビームを当てて上記の光吸収層に気泡の長さおよ
び気泡相互間隔の一方または双方の変化として情
報を表わす気泡列より成る情報トラツクを形成す
る段階と、この変調光ビームで露光された記録媒
体表面を導電性の相似（コンフオーマル）接触層
で被覆する段階と、この相似接触層の上を、この
接触層と共に媒体から剥離したとき自立性を示す
程度に厚いマスタ層で被覆する段階と、上記の相
似接触層で被覆されたマスタ層を記録媒体から剥
離する段階とを含んで成るものである。
次にこの発明を添付図面を参照しつつさらに詳
細に説明する。
第１図はこの発明の方法で使用する記録媒体１
０の断面略図で、この光学的記録媒体１０は表面
１４を持つ基板１２と、その表面１４を被つて表
面１８を持つ光反射層１６と、その表面１８を被
つて表面２２を持つ光透過層２０と、その表面２
２を被つて表面２６を持つ光吸収層２４とから成
つている。
第２図は情報を記録した記録媒体５０の断面略
図で、この記録媒体の各層は第１図のそれに対応
している。情報は件吸収層２４に一連の気泡の形
で記録されている。情報の記録は一般に記録５４
および／または気泡間の非露光領域５２のトラツ
ク方向の長さの変化によつて行われ、気泡５４の
長さは記録媒体を記録用の集束された変調光ビー
ムで露光する時間と、記録媒体を記録用変調光ビ
ームの焦点面を移動させる速さによつて決まる。
基板１２は一般に円板状のガラスまたはポリ塩
化ビニル等のプラスチツク材料で形成することが
できるが、記録波長の光を反射するアルミニウム
等の材料で形成して基板１２と光反射層１６の機
能を組合せることもできる。基板を用いる場合は
その厚さはその他の構体部分を支持し得るだけで
充分である。
集束された光ビームの直径程度の基板１２表面
１４の粗さは再生中に信号チヤンネルに雑音を生
成するから、光反射層１６の形成前に表面１４に
エポキシ樹脂等のプラスチツク材料の不順応（ノ
ンコンフオーマブル）被覆を形成すると、顕微鏡
的な平滑面が得られてこの雑音源がなくなる。
光反射層１６は記録用波長の入射光の相当部分
を反射するもので、一般に高反射率を示すアルミ
ニウムまたは金のような金属で形成される。この
光反射層１６は入射光の少なくとも50％を反射す
るのが好ましく、基板１２の表面１４に真空蒸着
法により一般に厚さ約30〜60nｍに被着される。
この発明は、記録用および読取り用の波長の光
に実質的に透明で、光反射層上に蒸着法、旋回
法、またはグロー放電法などにより被着したとき
実質的に無欠陥の平滑な被覆を形成することがで
き、光吸収層を構成する材料の融点よりも少なく
とも300℃低い温度で融解、昇華または分解する
有機材料を高融点の光吸収層と組合せて光透過層
２０として用いた記録媒体を使用している。有機
材料を用いるとその熱拡散度が低いため、２酸化
シリコンや弗化マグネシウムのような無機材料に
比して記録エネルギ閾値が約２分の１に低下する
ことが期待され、実際この結果は光透過層に有機
材料を用い、光吸収層にテルル等の低融点材料を
用いた記録媒体について見出される。
しかしチタン等の高融点材料を光吸収層に用い
ると、記録エネルギ閾値が４分の１にも低下し、
この閾値のすぐ上の記録エネルギにおける信号対
雑音比から決まる記録媒体の性能は急激に向上す
ることが観測される。この結果は後述する例に示
すようにチタン等の高融点材料を光吸収層とし、
適当な有機材料を光透過層として用いた記録媒体
が、読取りの信号対雑音比40dBを得るに要する
デイスクの入射光エネルギは僅か５〜６分の１で
あることを示している。このような結果は予想も
されなかつた。
この発明の光透過層に適する材料には、高分子
の炭化水素、フルオロカーボンおよびクロルカー
ボン、熱可塑性樹脂および安息香酸蔗糖やオクト
酢酸蔗糖のような単量体がある。
光吸収層を高融点材料で構成したときは低融点
材料のときに比して気泡がその層内に形成されて
いることが走査型電子顕微鏡を用いた記録トラツ
クの検査で判つている。
上述の観測から、光透過層を構成する有機材料
が光吸収層の融解より前に分解または昇華する
と、捕獲されたガスの圧力によつて吸収層内に気
泡が形成されることが判るが、光吸収層が光透過
層の分解または昇華前に融解すると、気泡でなく
細孔が形成される。前の場合は吸収層が融解する
ことがないため感度の一層の向上が観測される。
従つて光透過層の推奨厚さは記録媒体全体の反
射率を低下させるに要する厚さと、光透過層の分
解または昇華可能性を考慮した厚さとの妥協であ
つて、約10〜500nｍが有用であり、約30〜100n
ｍが推奨される。
光吸収層２４は記録波長の光を吸収すると共
に、光透過層を構成する材料の分解点または昇華
点より高い融点を持つ材料で形成される。この材
料の融点は1000℃以上であることが適当であり、
1400℃以上が推奨される。適当な材料としては標
準の蒸着法または電子ビーム蒸着法で被着し得る
チタン、白金、ロジウム、金、ニツケル、クロ
ム、マンガン、バナジン等があるが、これに制限
されることはない。光吸収層の厚さは約２〜25n
ｍが適している。上記の材料のあるものは大気に
露出されると部分的に酸化して最初被着された層
より薄い吸収層を残す。この効果は後の酸化によ
つて層の有効厚さが所要値まで減じるように必要
以上に厚い層を被着すことにより補償される。
周囲から沈着する表面の塵埃による信号欠陥を
消去または低減するために、光吸収層に厚さ約
0.05〜1.00mmの上被層を被着することもある。こ
の上被層の上面に付着した塵埃粒子はこの光学系
の焦点面から遠離れるため、情報の記録再生に対
する影響は著しく減少する。これに有用な材料は
シリコン樹脂である。記録媒体中の情報を複製す
るときは、この上被層は必要でない。
第２図に示す記録過程は一般にアルミニウムの
光反射層、２酸化シリコンの光透過層およびチタ
ンまたはテルルの光吸収層を用いた従来法の記録
媒体の場合とは著しく異る。従来法のものでは吸
収層だけに細孔を生じることにより情報が記録さ
れる。
この発明で用いる前述の記録媒体を用いて達せ
られる記録閾値およびそのすぐ上の記録エネルギ
による再生性能の向上は光学的記録方式に重要な
関係を有する。特にこの記録媒体は直接変調の固
体注入レーザを光源として使用することができ
る。従来法のチタンを用いた媒体はアルゴンイオ
ンレーザのような大型の高エネルギレーザと、光
学的記録装置の価格、大きさおよび複雑度を著し
く増す別のビーム変調器とを必要とする。
円板上のこの記録媒体に約７〜10MHzの偏差を
持つ周波数変調搬送波上に符号化された約０〜
4.2MHzの信号帯域幅を持つビデオ情報を記録す
ることにより試験を行つた。変調アルゴンイオン
レーザを用いて行つた記録の品質を再生ビデオ情
報の信号対雑音比を円板上の入射エネルギの関数
として測定して評価した。
再生に関する信号対雑音比は、テクトロニクス
社（Tektronix Corp.）製の1430型ランダム雑音
測定器により測定された全ビデオ帯域幅における
ピーク・ピークビデオ信号と平均自乗雑音との比
として定義される。
例 １ 第３図はアルミニウムの光反射層と、この上に
被着された厚さ約52.5nｍの高分子フルオロカー
ボンの光透過層と、約7nｍのチタンの光吸収層
とから成る記録媒体の記録特性を曲線Ti／GDT
（52.5nｍ）／Alで示すと共に、光透過層として２
酸化シリコンまたは弗化マグネシウムを用いた以
外同様の記録媒体の記録特性を示す。
このフルオロカーボンは円板上に１，３パーフ
ルオロジメチルチクロヘキサンのプラズマ重合に
よつて被着された高度に交差結合した重合体であ
る。円板を２つの電極間で回転させ、その間にグ
ロー放電を発生させた。このグロー放電を拘束す
るために電極付近に磁界を印加した。窒素を担体
ガスとする１，３パーフルオロジメチルチクロヘ
キサンの連続気流を被着中その電極領域に維持し
た。
この円板に上述のようにして情報を記録した。
このフルオロカーボンの光透過層を持つ円板に対
する閾値記録エネルギは入射光エネルギで1.5ｍ
Ｗであつた。比較のため２酸化シリコンの透過層
を持つ円板では７ｍＷ、弗化マグネシウムの透過
層を持つ円板では６ｍＷであつた。このように従
来法に比して必要な閾値エネルギが４分の１程度
に低下することが判つた。
このフルオロカーボンの透過層を持つ円板にお
いて40dB以上の信号対雑音比を与える入射光エ
ネルギは1.8ｍＷであつたが、透過層が弗化マグ
ネシウムおよび２酸化シリコンの円板の場合はそ
れぞれ９ｍＷおよび15ｍＷであつた。従つて信号
対雑音比40dBを許容性能の規準とすると、この
フルオロカーボン透過層を持つ記録媒体の性能は
他の公知の記録媒体に比して少なくとも５倍向上
している。
例 ２ 第３図の曲線Ti／GDA（50nｍ）／Alは、アル
ミニウムの光反射層と、厚さ約50nｍの炭化水素
の光透過層と、厚さ7nｍのチタンの光吸収層と
から成る記録媒体の記録特性を示す。
この高分子炭化水素光透過層は、１，３パーフ
ルオロジメチルチクロヘキサンをアセチレンで置
換した以外例１と同様のグロー放電法によつて形
成した。
上述のようにしてこの円板に情報を記録した。
閾値記録エネルギは2.1ｍＷ、40dBの信号対雑音
比の得られる入射エネルギは2.5ｍＷであつた。
閾値記録エネルギは公知の記録媒体の少なくとも
３分の１、40dBの信号対雑音比を得るための入
射エネルギは少なくとも４分の１以下であつた。
例 ３ 第４図はアルミニウムの光反射層と、厚さ約
45nｍのポリαメチルスチレンより成る光透過層
と、厚さ7nｍのチタンの光吸収層とを持つ記録
媒体の記録特性並びに２酸化シリコンの光透過層
を持つ記録媒体の記録特性を示す。
ポリαメチルスチレンはその1.3％トルエン溶
液から450回転／分の旋回法で円板の光反射層上
に被着した。
上述のようにしてこの円板に情報を記録した。
測定された閾値記録エネルギは1.7ｍＷ、40dBの
信号対雑音比を得るための記録エネルギは2.2ｍ
Ｗで、この結果はフルオロカーボンや炭化水素の
透過層で得られたものと同様であり、他の公知記
録媒体の場合より低い。
例 ４ ２酸化シリコンの光透過層を有機材料で置換す
ると、有機材料の熱拡散率が２酸化シリコンのそ
れの約1/6になるため、閾値記録エネルギが２分
の１に低下することが予想される。テルルの光吸
収層を持つ２枚の円板を用意し、その第１の円板
に２酸化シリコン光透過層を、第２の円板に例１
のようにしてフルオロカーボンのそれを被着し
た。この閾値記録エネルギを測定したところ２酸
化シリコンの光透過層を持つものは２ｍＷ、フル
オロカーボンの光透過層を持つものは１ｍＷであ
つた。この結果は熱拡散率の低下によると考えら
れる。
この実験を吸収層のテルルの代りにチタンを用
いて繰返したところ、この場合閾値記録エネルギ
は２酸化シリコン光透過層の円板が７ｍＷ、フル
オロカーボン光透過層の円板が1.7ｍＷであつた。
この閾値エネルギの低下は４分の１で、予想より
２倍も大きかつた。
テルルとチタンの円板を走査型電子顕微鏡で検
査すると、この場合ともテルルの吸収層が融解し
て光が当つたところに開孔が形成されていること
が判つた。チタンの吸収層はこれと異なり、２酸
化シリコンの光透過層のときは融解するが、フル
オロカーボンの光透過層のときは気泡を生じ、そ
のときのエネルギは約４ｍＷ以下であつた。この
新しい記録機構から閾値記録エネルギに予想外の
進歩が生じる。
この記録媒体を用いると情報が複製に適当な大
きさの凹凸形式で記録される。このように記録さ
れた情報の複製は、この分野で標準の技法を用い
て作ることができる。
情報の記録後、情報を記録した記録媒体の表面
に被膜を形成する。この被膜は金または銅等の材
料の蒸着またはニツケル等の材料の無電解鍍金に
よつて形成する。このようにして形成された被膜
は導電性も持ち、細孔がなく被着面によく順応す
る（相似面を形成するいわゆるコンフオーマル
な）層（以下、相似接触層という）であることを
要する。この相似接触層の厚さは一般に約30〜
120nｍとする。
この相似接触層の表面に電鍍法等によりマスタ
層を形成する。この相似接触層上に形成される層
は厚さ約200〜300μのニツケルまたは銅の層で、
自己支持性を持ち、無応力であることが好まし
い。
次に表面に相似接触層を持つマスタ層を記録媒
体から剥離して、記録情報の複写作製に適する凹
凸形式の記録情報の複製を得る。
従来は、ビデオ・デイスク等の高密度情報レコ
ード複製用のマスタの作製には、一般に銅の様な
金属層の切削工程とかホトレジスト層の形成や露
光および現像等の工程を必要としたが、この発明
の方法では上記の様な複雑なかつ原価を高めるよ
うな工程が不要で、単に変調光ビームによる露光
のみで足りるので、能率的にかつ安価に所望の複
製を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の方法で使用する一例光学的
記録媒体の断面略図、第２図は光吸収層に気泡の
形で情報が記録された第１図に示す光学的記録媒
体の断面略図、第３図および第４図はこの発明の
光学的記録媒体と従来法の光学的記録媒体の再生
時の信号対雑音比を記録媒体の入射光エネルギの
関数として示す図表である。 １０……記録媒体、１６……光反射層、２０…
…光透過層、２４……光吸収層、５２……非露光
領域、５４……気泡。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ ある波長の光を反射する光反射層と、この光
    反射層の上にあつて上記波長の光を実質的に透過
    する材料より成り、約10nｍより大きい厚さを持
    つ光透過層と、この光透過層の上にあつて上記波
    長の光を吸収する材料より成る光吸収層とを含
    み、上記光透過層が上記光吸収層を構成する材料
    の融点より少なくとも300℃低い温度で融解、昇
    華または分解する有機材料より成り、上記光吸収
    層が1000℃より高い融点を有する記録媒体を用意
    する段階と、上記の記録媒体を上記波長の変調光
    ビームで露光することによつて、上記光吸収層に
    おける一連の気泡より成りかつその気泡の長さお
    よび相互間間隔の一方または双方の変化として情
    報を表わす情報トラツクを形成する段階と、上記
    気泡を有する上記露光された記録媒体の表面を導
    電性の相似接触層で被覆する段階と、上記の記録
    媒体より剥離したときに上記相似接触層で被覆さ
    れた状態で自立性を呈する厚さのマスタ層で上記
    相似接触層を被覆する段階と、上記相似接触層を
    持つたこのマスタ層を記録媒体から剥離する段階
    と、より成る或る波長の変調光ビームを使用する
    記録装置で記録媒体に記録された情報を複製する
    方法。
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