JPH0319137A - 記録の再生方法 - Google Patents

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】

〔産業上の分野〕 本発明は、熱エネルギーの印加または光照射により記録
された情報の再生方法に関し，詳しくは、結晶薄膜中に
結晶状態の変化として記録された情報の再生方法に関す
る． 〔従来の技術〕 近年、情報を熱エネルギーの形で印加し、記録材料の形
状変化や物性変化として記録するいわゆるヒートモード
記録システムが実用化されつつある。このようなヒート
モード記録媒体としては、Ｔｅ％Ｂｉ，　Ｓｅ％Ｔｂ％
Ｉｎなどを主成分とする金属材料を用いた無機系の記録
媒体、あるいは．シアニンなどのボリメチン系色素、フ
タ口シアニン、ナフタロシアニン、ボルフイリンなどの
大環状アザアヌレン系色素、ナフトキノン、アントラキ
ノン系色素およびジチオール金属錯体系色素などの有機
色素を用いた記録媒体が知られている．これらの記録媒
体は集光したレーザー光の照射などにより熱エネルギー
が加えられると、照射部分の記録層が溶融あるいは蒸発
して孔（ビット）を形成し、情報を記録するものである
．しかし、これらの記録媒体は、記録した情報を消去し
て、再び新しい情報を記録する可逆性を有していない． 上記のような再生専用、追記型のヒートモード光記録媒
体の発達とともに、記録、再生、消去が可能な可逆記録
媒体の必要性が高まっている。 こうした可逆記録媒体として、たとえばＧｄ１Ｔｂ，Ｄ
ｙなどの希土類元素とＦｅ，　Ｎｉ，　Ｃｏなどの遷移
金属とからなる合金薄膜を用いた光磁気記録媒体がある
．これは、レーザー光照射による加熱と外部印加磁界を
併用して記録し、磁化の向きによる光の振動面の回転方
向の違いを利用して再生するものである．また、情報の
消去はレーザーによる加熱と記録時とは逆向きの外部磁
界を加えることにより行なわれる．しかし、この光磁気
記録媒体は再生時の感度が十分でな＜　Ｓ／Ｎ比が悪い
こと、および酸化などの影響により記録感度の劣化や記
録の安定性に問題があるなどの欠点を有している．また
、可逆記録媒体として、Ｇｅ，　Ｔｅ，　Ｓｅ，　Ｓｂ
，Ｉｎ，　Ｓｎなどの元素を主成分とする無機材料薄膜
からなる記録層の結晶一非晶質問の相転移を利用したも
のがある．この記録媒体はレーザー光の照射のみで、ヒ
ートモードで記録およテ留去ができる利点があるが、記
録部と未記録部のコントラストや記録の安定性が十分で
ないこと、記録層の材料の安定性に関して問題があるな
どの欠点を有している。 〔発明が解決しようとする課題〕 このように従来の記録媒体を用いた記録の再生方法では
、記録部と非記録部のコントラストが十分に得られない
という問題があった。本発明は、このような観点から情
報の記録、再生、および消去が可能な記録媒体を用い、
高密度に記録された情報を高速かつ正確に読み出すこと
ができる記録の再生方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

本発明者らは、以上のような目的から、薄膜状結晶への
記録、再生方法を検討した結果、薄膜状結晶に短時間熱
を印加し部分的に結晶状態を変化させて形成した記録が
、偏光によって高いコントラストで検出できることを見
い出した。本発明はこのような結晶状態の変化と、それ
に伴なう偏光特性の変化に基づくものである。 すなわち、本発明の記録の再生方法は、円形基板上に形
成された薄膜状結晶からなる記録媒体であり、その薄膜
状結晶が基板面および基板の一方向に対して、記録媒体
全面にわたりほぼ一様な配向状態にあるものであり、そ
の薄膜状結晶の結晶状態の部分的な変化によって形成さ
れた記録を記録媒体を回転させながら読み出す方法にお
いて、振動方向が記録媒体の回転と同一周期で回転する
偏光ビームを照射し、振動方向を入射した偏光の振動方
向と一定の角度を保ちながら同一周期で回転する偏光子
を通してその反射光または透過光を検出し、記録部を非
記録部の強度差により記録を読み出すことを特徴とする
ものである．本発明の記録媒体の好ましい構成例を第１
図〜第５図に示す．第ｌ図は基板ｌ上に、基板面および
基板の一方向に対してほぼ一様な配向状態にある薄膜状
結晶からなる記録層２を設けた記録媒体、第２図は基板
ｌ上に記録時に照射された光の一部または全部を吸収し
熱に変換する光熱変換層３（必要に応じ光の一部を反射
する層を兼ねる）を設け、その上に上記記録層２を設け
た記録媒体、第３図は基板ｌ上に記録層２、光熱変換層
３を順次積層した記録媒体、第４図は、第２図に示す記
録媒体の光熱変換層３と記録層２の間に、たとえば記録
層の薄膜状結晶の配内方向の制御や均一性の向上などを
目的とする下引き層４を設けた記録媒体、第５図は第４
図の記録媒体の上にさらに保護層５を設けた記録媒体で
ある。 本発明に用いる記録媒体の特徴は、記録層が薄膜状の結
晶からなり、その薄膜状結晶が第６図に示すように記録
媒体全面にわたり、その結晶の結晶軸の方向が基板面お
よび基板の一方向に対して定まり、一様な配向状態とな
っているものであり、基板が第７図のように円形の記録
媒体である。この記録層はいわゆる単結晶状の薄膜であ
ってもよいし、または、基板面に対して同様な配向をし
た小さな結晶が、基板の一方向に対してほぼ一様な方向
に配向したものであってもよい．このような一様な状態
に配向した多結晶状の結晶膜の状態はたとえば第８図の
ようなものである． 本発明の記録媒体の記録は、基本的に熱による記録層の
薄膜状結晶の結晶状態の部分的な変化によるものである
。たとえば、基板上に光熱変換層と記録層を持つ記録媒
体であれば、短時間のレーザー光照射で光熱変換層を発
熱させ、その熱で記録層の薄膜状結晶を部分的に溶融し
、続く冷却による再結晶で周囲の結晶状態とは異なる状
態に結晶化させることにより記録が形成できる。記録に
よって起きる結晶状態の変化には、たとえば結晶型の変
化や非品質化などの結晶構造の変化や、結晶軸の方向の
変化、分子の配内方向の変化あるいは結晶粒の大きさ形
態の変化などがある。 このような結晶状態の変化は偏光特性の変化を伴なうた
め、記録の再生には偏光を用いるのが好ましい。このよ
うな光学的な異方性の変化を情報の記録再生に利用する
ためには、入射させる再生光の偏光の振動方向と記録層
の薄膜状結晶の配向方向の関係が記録媒体のどの部分を
再生する場合でも、常にほぼ一定である必要がある。こ
の関係が一定であれば、入射した再生光が記録媒体がら
反射または透過して来る光を入射した再生光の偏光の振
動方向と一定の角度関係に置かれた偏光子を通して検出
しその強度を検出すれば、非記録部分では記録媒体のど
の部分でも、ほぼ一定の強度を示し、記録部分における
強度変化を的確にとらえることができ、正確な情報の読
み出しが可能である。この関係が一定でないと非記録部
自体の強度の変化が大きいため記録部分をとらえること
ができなくなる。記録媒体を高速に記録、再生するため
には、円形の記録媒体を回転し、円周状またはスバイラ
ル状に走査し記録、再生を行なうことが好ましく、本発
明の記録媒体も回転させ記録、再生を行なう。ここで記
録媒体の記録層の薄膜状結晶が第７図、第８図のように
一方向に配向した結晶となっているため、記録媒体の回
転にともないこの結晶の配向方向も同一周期で回転する
ことになる。本発明の記録の再生方法では、記録層の薄
膜状結晶に入射させる再生光の偏光の振動方向を記録媒
体の回転と同一周期で回転させているため、記録層の結
晶の方向と再生光の振動方向の関係は常にほぼ一定の関
係を保つことができる。加えて、記録媒体からの反射光
または透過光を受ける偏光子も同様に振動方向を同一周
期で回転させているので、再生光の偏光の振動方向と検
出側の偏光子の振動方向も常に一定に保つことができ、
非記録部と記録部のコントラストが常に高い状態でとら
えられ、正確な読み出しができる。 再生光の偏光の振動方向を回転させる方法としては、た
とえば用いる半導体レーザーそのものを回転してもよい
し、または、半導体レーザーがらの直線偏光をＩ７４λ
板を通して円偏光とし、その円偏光を回転が可能な偏光
子を通し、この偏光子の回転により、振動方向を回転し
てもよい。ここで用いる偏光子としては、たとえば記録
媒体からの反射光または透過光を通過させる偏光子には
、たとえば透明体の反射を利用した偏光プリズム、偏光
ビームスプリッター、複屈折性を利用したニコルプリズ
ム（Ｎｉｃｏｌ　ｐｒｉｓ＋＊）、プラン・トムソンプ
リズム（Ｇｌａｎ−Ｔｈｏｍｐｓｏｎ　ｐｒｉｓ＋ａ）
、ウォラストンブリズム（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ　ｐｒｉ
ｓ＋ａ）など、あるいは二色性を利用した偏光フィルタ
ーたとえばポラロイド（商品名）などがあり、いずれも
使用できる。 再生光の偏光の振動方向と検出側の偏光子の振動方向の
関係は、９０゜としたとき非記録部と記録部の検出光の
強度比が最大になるが、検出光の強度や非記録部と記録
部の差を考慮し、記録を検出するのに最も適切な角度と
すればよい。 本発明に用いる記録媒体の記録層の材料は、薄膜状の結
晶を形成できるものであればよく、種々の材料を用いる
ことができる。このような材料の具体例としては、たと
えば有機材料では、脂肪酸または脂肪酸誘導体、安息香
酸誘導体あるいは融点が５０℃以上のｎ−アルカンなど
があげられるが、これらに限定されるものではない． 本発明でいう脂肪酸または脂肪酸誘導体とは、詐しくは
飽和または不飽和のモノまたはジカルボン酸またはこれ
らのエステル、アミド、アニリド、ヒドラジド、ウレイ
ド、無水物、あるいはアンモニウム塩または金属塩のよ
うな脂肪酸塩である。 この場合、エステルは２個以上のヒドロキシ基を持つ化
合物とのエステル、たとえばモノ、ジまたはトリグリセ
リドなどを含む。また、これらのものはハロゲン、ヒド
ロキシ基、アシル基、アシルオキシ基、あるいは置換ま
たは無置換のアリール基により置換されていてもよい．
これらの飽和または不飽和脂肪酸は直鎖のものでも枝分
れしたものでもよく、不飽和脂肪酸は二重結合または三
重結合を１個持つものでも、２個以上持つものでもよい
．これらの脂肪酸中の炭化水素鎖の炭素数はｌＯ以上で
あることが好ましい． 飽和脂肪酸の具体例としては、たとえば、ウンデカン酸
、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミ
チン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、ナノデカン酸
、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸
、モンタン酸、メリシン酸などがあり、不飽和脂肪酸と
しては、たとえば、オレイン酸、エライジン酸、リノー
ル酸、ソルビン酸、ステアロール酸などがある．またエ
ステルの具体例としては、たとえば、これらの脂肪酸の
メチルエステル、エチルエステル、ヘキシルエステル、
オクチルエステル、デシルエステル、ドデシルエステル
、テトラデシルエステル、ステアリルエステル、エイコ
シルエステル、ドコシルエステルなどがある．また、金
属塩の例としては、たとえば、これらの脂肪酸のナトリ
ウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ニッケル
、コバルト、亜鉛、カドミウム、アルミニウムなどの金
属塩である。 また、本発明でいう安息香酸誘導体には、詳しくは、下
記一般式（　１　）−（ＩＶ）で表わされる安息香酸お
よびそのエステル、アミド、アニリドなどが含まれる．
また、この他に置換されていてもよいヒドラジド、ウレ
イドあるいは無水物、金属塩、アンモニウム塩などの塩
類が含まれる．また、エステルは一般式（ＩＩ）で表わ
される化合物以外に、脂肪族炭化水素化合物の多価アル
コールあるいは、複数のヒドロキシ基を持つ芳香族炭化
水素とのエステルを含む。 一般式中のＲ，，Ｒ，、Ｒ．、およびその他の安息香酸
誘導体の置換基としては、たとえば水素、アルキル基、
アルコキシ基、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基
、アントラニル基などのアリール基であり、Ｒ，はこれ
らの他、アシル基、アシルオキシ基、ハロゲン、ニトロ
基、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシル基およびそ
のエステル、置換されていてもよいカルバモイル基、ス
ルホ基およびそのエステルあるいはアルキル基、フェニ
ル基、置換フェニル基で置換されていてもよいアミノ基
などがある。また、上記のアルキル基、アルコキシ基、
アリール基は、Ｒ１と同様の置換基で置換されていても
よい．また、アルキル基、アルコキシ基は、直鎖状のも
のでも枝分れしたものでもよく、炭素数２４１以上のも
のにあっては炭素鎖中に、１個以上の不飽和結合を含ん
でいてもよい．また、本発明でいうｎ−アルカンの誘導
体とは、炭素鎖中に１個または複数個の二重結合または
三重結合を含む化合物、水素原子が１個以上ハロゲン原
子で置換された化合物、および末端の炭素原子にアルキ
ル基、アルコキシ基で置換されていてもよいベンゼニ環
が結合した化合物である。具体的には、たとえば、テト
ラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘブタコサン
，オクタコサン、ノナコサン、トリアコンタン、ドトリ
アコンタン、テトラトリアコンタン、ヘキサトリアコン
タン、オクタトリアコンタン、テトラコンタンなどのｎ
アルカンまたはこれらを主成分とする混合物、いわゆる
バラフィ、ン、バラフィンろうがある。また誘導体とし
ては、１−へキサコセン、ｌ−へブタコセン、１−オク
タコセン、ｌ−トリアコンテン、１−テトラトリアコン
テン、！−ヘキサトリアコンテン、１−オクタトリアコ
ンテン、ｌ−テトラコンテン、ドコシルベンゼン、テト
ラコシルベンゼン、ヘキサコシルベンゼン、オクタコシ
ルベンゼン、トリアコンチルベンゼン、トリトリアコン
チルベンゼン、テトラトリアコンチルベンゼン、ヘキサ
トリアコンチルベンゼン、１，１８−ジブロムオクタデ
カン、ｌ，２０−ジブロムエイコサン、１，２２−ジブ
ロムドコサンなどがある。 本発明に用いる記録媒体の基板としては、たとえばガラ
ス板、金属板またはポリメチルメタクリレート、ボリカ
ーボネートなどのプラスチック板を用いることができる
。また光熱変換層を設けて、光照射により記録を行なう
場合、光熱変換層には、たとえば白金、チタン、シリコ
ン、クロム、ニッケル、ゲルマニウム、アルミニウムな
どの金属または半金属の層を設ければよい．また、これ
ら以外に照射した光を吸収する色素、たとえばアゾ系色
素、シアニン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキ
ノン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン
系色素、スクアリリウム系色素、ジチオール錯体系色素
、アズレニウム系色素などの層であってもよい。また、
光熱変換層ではなくこれらの光熱変換物質を直接記録層
中に含有させてもよい．また、記録感度の向上などのた
め、両者を併用してもよい。 下引き層４には、たとえばポリ塩化ビニル、塩化ビニル
ー酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル、アクリレート共重
合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ボリアミド
、ポリイミド、ボリカーボネート、ポリエステル、ポリ
ウレタン、アクリル樹脂、シリコン樹脂などを用いるこ
とができる．また保護層５には，これらの樹脂を用いる
か、ガラス板を用いてもよい．ガラス板を用いる場合は
、下引き層と同様の目的で、これらの樹脂層設けたもの
であってもよいし、ガラスの表面の性質を改良する表面
改質材たとえばシラン系、チタネート系表面処理剤で処
理したものであってもよい．本発明に用いる記録媒体の
製造方法は、記録層に用いる材料を薄膜状に形成し、そ
の薄膜状態を保持したまま加熱して、いったん溶融した
後、基板の一方向から冷却して結晶化させるものである
。 具体的には、まず基板上に必要に応じ光熱変換層を前記
のような金属または半金属を真空蒸着、スバツタなどの
方法で形成し、その上に記録層の材料の薄膜を形成する
．この薄膜の形成には、たとえば、真空蒸着、スバッタ
、溶液塗布、など均一な厚さの膜が得られる方法であれ
ばどのような方法でもよい．次に記録層の薄膜を加熱し
て溶融させるが、このとき溶融した状態でも均一な厚さ
の薄膜状態を維持している必要がある。記録層の材料の
融液が接している光熱変換層と濡れがよい場合は、その
ままの薄膜状態を保つことができる。 両者の濡れが悪く、はじいてしまい薄膜状態を維持でき
ない場合には、たとえば光熱変換層の上に融液との濡れ
をよくする下引き層を設けてもよい．また、記録層の上
に設けられる保護層と基板および光熱変換層とにより、
はさみ込むことにより融液を薄膜状に保持してもよい．
この方法では、たとえば光熱変換層と保護層の間にスベ
ーサーあるいは微粒子状のギャップ材を用いて一定の間
隔を持った空間を作っておき、そこに記録層の材料の融
液を浸透させてもよいし、あらかじめ形成した一定厚さ
の記録層の上に保護層をかぶせた後、加熱して記録層を
溶融してもよい． 次に薄膜状に保護された記録層の材料の融液を１方向か
ら冷却して、結晶化させる。これは、たとえば温度こう
配のある加熱炉内または加熱板上で融点以上の温度の部
分から凝固点以下の温度の部分へ融液層を保持した基板
を移動させることにより達成できる。記録層の材料を基
板上に薄膜状に保持する工糧と、その後の一方向からの
結晶化は連続的に行なってもよいし、薄膜状の融液をい
ったん固化した後、再度溶融して方向をそろえる工程を
行なってもよい．このように結晶化の方向を規制すると
、結晶成長速度が最も大きい方向を結晶化方向に優先的
に配向し、基板面および基板の一方向にほぼ一様に配向
した薄膜状の結晶またはその集合体からなる記録層が形
成できる。

【本発明の効果】

本発明の記録の再生方法は、薄膜状結晶に結晶状態の変
化として形成された記録を、偏光を用い記録媒体を回転
させながら再生を行なうことができるため、記録部と非
記録部のコントラストが高く、信頼性の高い再生を高速
に行なうことができ〔実施例〕 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する． 実施例１ 光学研磨された直径４インチ厚さ１．２ｍｍ円形のガラ
ス基板上に、光反射層であり、かつ光熱変換層であるク
ロム層を真空蒸着により設けた．厚さは約９００入であ
った．一方、保護層となるガラス板（厚さ０．２ｍｍ）
の片面にギャップ剤として直径約１μｍのシリカ粒子を
微量付着させた．この両方をｌ００℃の恒温槽中に入れ
加熱した後、同温度で、基板のクロム層上にベヘン酸（
シグマ社製：純度９９％）を少量のせて溶融させた．次
に保護層のガラス板をギャップ材の付着した面を下にし
て，ベヘン酸の融液上に一端から静かにかぶせ融液を全
面に拡げてはさみ込んだ．保護層の上から均一に荷重を
かけ、ゆっくり冷却して記録層の材料をいったん結晶化
させた．記録層の厚さは約０．８μ１であった．次に、
５０ｃ＋ａ　Ｘ　３０ｃｍ厚さ３ｌｍのガラス板の中央
部下に、幅ｌｃＩ１、長さ２０ｃｍの帯状のヒーターを
取り付け、ガラス板を部分的に加熱して、表面が１００
〜１１０℃になるようにした。このガラス板の上〈加熱
されていない部分〉にベヘン酸をはさんだ記録媒体をの
せ、そこから加熱された帯状の部分を横切るように、５
０ｍｍ／分の速度でまっすぐ移動させた。 記録媒体のべヘン酸層は、ヒーター上を通過している部
分が帯状に溶融し、この溶融部分の移動とともに一方向
に向かって結晶化が起こった。記録層全体が一方向に結
晶化した後、この記録層と偏光顕微鏡を用いクロスニコ
ルで観察すると，記録層は全面にわたリベヘン酸の薄膜
状結晶がほぼ一方向にそろって並んだ状態で、各結晶ド
メインがほとんど同じ明るさに見えた． このようにして作威したべヘン酸の一方向に配向した薄
膜状結晶を記録層とする記録媒体を９０ＯＲＰＭの速度
で回転しながら、直径ｌμｍに集光した波長８３０ａｎ
の半導体レーザー光をスパイラル状に照射して記録を行
なった．照射条件は、５ＫＨｚ、５０羞デューテイ、照
射強度は記録媒体面でＩＯｍＷとした。 次に、この記録部分の読み出しを行なった．再生光は連
続点灯した半導体レーザー光をＩ７４λ板を通過させ円
偏光とし、さらに記録媒体の回転と同期して回転する偏
光子を通過させて記録媒体に入射させ、その反射光を同
様に記録媒体の回転と同期して回転する偏光子を通過さ
せ、フオダイオードで受けて光の強度を検出した．再生
光の強度は記録媒体面で０．５ＩＩＩＩＩとした。この
ようにして、記録の読み出しを行なったところ、非記録
部のレベルの変動が少なく記録部分の信号が良好に検出
できた．しかし、偏光子の回転しなかった場合には記録
媒体の回転による非記録部のレベルの変動が大きく信号
の検出が十分に行なえなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明に用いる記録媒体の断面図であ
り、図中１は基板、２は薄膜状結晶よりなる記録層、３
は光熱変換層、４は下引き層、５は保護層を示す．また
第６図は記録層の薄膜状結晶の結晶軸方向の例を示す図
、第７図、８図は記録層全体の配内方向の例を示す図で
ある。 第７図 第８図 徴印はａ一の貞匈ｔ斤、１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円形基板上に形成された薄膜状結晶からなる記録
   媒体であり、その薄膜状結晶が基板面および基板の一方
   向に対して、記録媒体全面にわたり、ほぼ一様な配向状
   態にあるものであり、その薄膜状結晶の結晶状態の部分
   的な変化によって形成された記録を記録媒体を回転させ
   ながら読み出す方法において、振動方向が記録媒体の回
   転と同一周期で回転する偏光ビームを照射し、振動方向
   を入射した偏光の振動方向と一定の角度を保ちながら同
   一周期で回転する偏光子を通して記録媒体からの反射光
   または透過光を検出し、記録部と非記録部の強度差によ
   り記録を読み出すことを特徴とする記録の再生方法。