JPH0455873B2 - - Google Patents

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JPH0455873B2
JPH0455873B2 JP56173157A JP17315781A JPH0455873B2 JP H0455873 B2 JPH0455873 B2 JP H0455873B2 JP 56173157 A JP56173157 A JP 56173157A JP 17315781 A JP17315781 A JP 17315781A JP H0455873 B2 JPH0455873 B2 JP H0455873B2
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azo dye
recording medium
recording
nitrified
recording layer
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Eru Uirukinson Richaado
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Publication of JPH0455873B2 publication Critical patent/JPH0455873B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般的に情報記録媒質、更に具体的
に云えば、光学方式を利用して情報を記録すると
共に読取ることが出来る様な種類の記録媒質に関
する。
こういう特定の種類の記録媒質は、典型的には
滑らかな環状面を持つデイスク形基板を含み、薄
い記録層がそれに重なつている。こういう媒質は
記録マスタとしても、単独の記録デイスクとして
も使うのに特に適している。どちらの場合も、デ
イスクが所定の形で回転する時、強度変調された
書込み光ビームを記録層に集束する熱過程によ
り、情報信号がデイスクに記録される。これによ
つて、記録層内にい螺旋形の記録トラツクを形成
する、一連の相隔たる、情報を担持する穴が出来
る。
或る媒質は滑らかな平面状の上面を持つ基板を
含み、爆発性材料を含む薄い吸光被覆がこの表面
に重なつている。媒質を強度変調された書込みビ
ームで走査することにより、被覆がビームによつ
て選択的に付勢されて、その中に相隔たる爆発を
誘発し、被覆の外面に穴の様な対応する不規則性
を作る。１例では、吸光被覆が書込みビームを吸
収する適当な染料と混合したニトロセルロースの
様な無色の爆発性材料を含んでいる。
或る記録媒質の例では、エネルギ・レベルを実
質的に下げた書込みビームしか必要とせず、記録
信号の信号対雑音比が一層高い点で、従来の記録
媒質より実質的に改善されている。然し、従来の
記録媒質の全ての欠点が克服されたわけではな
い。
詳しく云うと、好ましい吸光被覆、即ち染料と
組合せた無色の爆発性材料は、必らずしも完全に
化学反応を起して、非凝縮性ガスを形成するとは
限らない。この為、書込みビームを集束する為の
対物レンズ並びに記録媒質の周囲の部分の上に、
非気体状残渣材料が沈積される。これは強度変調
された書込みビームの一部を遮ぎるのと、記録信
号の信号対雑音比を下げると云う両方の悪影響が
ある。
従つて、強度変調された書込みビームが入射し
た時に、一層完全に化学反応を起して非凝縮ガス
を発生し、対物レンズや記録媒質の周囲の部分の
上に沈積する非気体状残渣材料がより少なくなる
ような吸光性記録層を持つ記録媒質に対する要望
があることが理解されよう。この発明はこの要望
に応えるものである。
基本的には、この発明は、記録しようとする情
報信号に従つて変調された書込み光ビームを用い
て、媒質を走査する形式の記録装置に使う記録媒
質として実施される。記録媒質が滑らかな上面を
持つ基板と、この基板に重なる薄い吸光性記録層
とを含んでいる。記録層が、書込みビームによつ
て選択的に加熱されて、その中で相隔たる爆発を
誘発し、こうして情報信号を表わす対応する穴を
作る爆発性材料を含んでいる。この発明では、記
録層が硝化染料材料を含み、その中に誘発した爆
発は、入射する書込みビームによつて加熱された
層の略全部を消耗し、主に非凝縮性のガスを発生
する。従つて、記録層の周囲の部分に沈積される
非気体状残渣があるしてもごく僅かであり、記録
信号の信号対雑音比が改善される。
硝化染料はアゾ染料から誘導するのが便利であ
り、書込みビームの波長で吸収性が比較的強く且
つ比較的低い融点又は分解温度、例えば約270℃
より低い融点又は分解温度を持つていて、書込み
ビームに要求されるエネルギ・レベルを下げるこ
とが好ましい。硝化染料記録層を作る為に、メタ
ン及びその他の種類の染料も使うことが出出来
る。硝化材料は重合体であることが好ましい。そ
うすると、薄い記録層が形成し易くなる。
この発明の別の実施例では、吸光性記録層が書
込みビームを吸収する様な所定量の染料材料を含
んでいる。この実施例では、硝化染料が主に染料
に対するマトリクスとして作用する。
この発明の記録媒質は、最初に所定量の染料材
料を硝化し、次に硝化染料を溶媒に溶解して所定
の粘度を持つ溶液を作ることによつて製造するこ
とが出来る。次に溶液を基板の表面に分与し、基
板を所定の角速度で旋回して溶媒を蒸発させ、薄
い一様な硝化染料記録層を作る。
この発明について更に細かく云うと、硝化工程
で使われる染料はアゾ染料であり、硝化工程が、
染料をアルコールに溶解して染料スラリを作る予
備工程を含む。更に硝化工程が、染料と酸の間の
化学反応によつて生ずる局部的な過熱を防止する
為に、出来る混合物を冷却しながら、硝酸及び硫
酸の溶液を染料スラリに混合する工程を含む。水
を加えることにより反応を抑止する。これによつ
て硝酸染料が析出する。次に硝酸染料を純化し、
溶解工程に使う。
以下、この発明の好適な一実施例を添付図面を
参照して説明する。
最初に第１図及び第２図について説明すると、
回転自在の記録デイスク１１に情報信号を記録す
る装置が示されている。装置は、記録しようとす
る情報信号に従つて強度変調された書込み光ビー
ム１３でデイスクを走査する様に作用する。これ
によつて、略円形の一連の同心の記録トラツク１
７として配置される一連の微視的な情報担持穴１
５が形成される。
更に記録装置が、書込みビーム１３のピーム強
度よりも実質的に小さい一様な強度を持つ読取光
ビーム１９で、デイスク１１を走査する様に作用
する。書込みビームも読取ビームも、共に対物レ
ンズ２１によつて、夫々回折によつて制限された
スポツト２３，２５に集束される。読取ビームは
書込みビームより所定量だけ遅れていて、相次ぐ
穴１５が書込みビームによつて形成された直後
に、これらの穴を走査する様になつている。これ
によつて記録された孔のパターに従つて強度変調
された反射読取ビーム２６が発生される。反射ビ
ームを検出することにより、記録された穴のパタ
ーンのデユーテイ・サイクルを評価することが出
来、こうして書込みビームのエネルギ・レベル並
びに焦点の両方を連続的に制御することが出来
る。
第３図に示す様に、記録デイスク１１は、その
上側に研磨した平面状の面２９を持つ硝子又はプ
ラスチツクの基板２７を含む。この表面の上に薄
い金属層３１及び薄い透明な熱障壁層３３が相次
いで重ねられている。特別の吸光性記録層３５も
熱障壁層に重なつている。書込み光ビーム１３が
デイスク１１に隣接した空気媒質を透過し、対物
レンズ２１によつて、記録層の外面上の回折によ
つて制限されたスポツト２３に集束される。
この発明では、特別の記録層３５が、強度変調
された書込みビーム１３の吸収が強い硝化染料材
料を含んでいる。即ち、デイスク１１がビームに
対して回転する時、記録層がビームによつて選択
的に加熱されて、その中に相隔たる爆発を誘発
し、情報信号を表わす対応する微視的な穴１５を
形成する。相次ぐ爆発が、爆発した材料を主に非
凝縮性のガスに変換し、この為対物レンズ２１や
記録層の周囲の部分には非気体状の残渣材料が沈
積されない。こうして記録信号の信号対雑音比が
改善される。
基板２７の研磨した面２９に重なる金属層３１
を記録媒質に含めたのは主に２つの理由からであ
る。１番目は、それに重なる熱障壁層３３の結合
を改善する為であり、２番目は、書込みビーム１
３の直ぐ後でデイスク１１を走査する読取光ビー
ム１９の反射率を改善する為である。この金属層
はアルミニウムの様な反射の強い材料で形成する
ことが好ましく、約150乃至300Åの厚さに真空蒸
着する。
金属層３１に重なる熱障壁層３３を設けたの
は、主に入射する書込みビーム１３からの熱がそ
の下にある金属層によつて外向きに伝導するのを
減少する為である。こうしないと、各々の穴１５
の側壁にアンダカツト領域が出来る。金属層及び
障壁層は合さつて、その下にある基板２７を、そ
れに重なる記録層３５を沈積するのに使われた溶
媒によつて生ずる損傷から保護する。熱障壁層は
１酸化シリコン、弗化カルシウム又は弗化マグネ
シウムの様な無機誘電体材料で構成することが好
ましく、約300Åの厚さを持つことが好ましい。
これは、金属層を形成した直後に、基板を真空室
から取出さずに、金属層の上に直接的に真空沈積
することによつて形成するのが便利である。
この代りに、金属層３１はチタンの様な反射率
が一層小さい金属で形成してもよいが、その時、
正しく検出される様な強度の反射ビーム２６を発
生する為に、読取ビーム１９の強度を強めなけれ
ばならない。比較的低い反射率を持つ金属を使う
と、入射する書込みビーム１２からの熱が容易に
は外向きに伝わらないので、その下の熱障壁層２
３の必要性が避けられる場合がある。
吸光性記録層３５に含まれている硝化染料は、
その自己点火温度まで加熱された時には、何時で
も爆発し又は急速な化学反応を起してガスを発生
する物質である。硝化染料は、強度変調された書
込みビーム１３が実際に入射した被覆の一部分だ
けが、臨界温度まで加熱される様に、熱伝導度が
低いことが好ましい。一般的に硝化染料材料は従
来使われていたニトロセルロースの様な記録材料
よりも、屈折率が一層大きく、こうして記録信号
の読取り易さを高める。
第１図の実施例の記録装置では、書込みビーム
１３が普通のアルゴン・イオン・レーザによつて
発生され、大体457、488及び514ナノメータ（ｎ
ｍ）の成分を持つている。この為、強度変調され
た書込みビームによつて加熱される為には、記録
層３５はこういう波長を吸収するものでなければ
ならない。第１図の読取ビーム１９は普通のヘリ
ウム・ネオン・レーザによつて発生され、約
633nｍの波長を持つている。読取ビームが記録
デイスク１１によつて強く反射されることが希望
であるから、記録層はこの波長に対して吸収性で
ないことが好ましい。
記録層に含める硝化染料を選択する際、最初は
書込みビーム１３の波長に対する吸収性が強く、
読取ビーム１９の波長を殆んど吸収性でない様な
染料から誘導した材料を選択することが望まし
い。
硝化過程によつて、初めの染料と略同様な光吸
収特性を持つ材料が作られると予想される。同様
に、染料は比較的低い融点又は分解温度を持ち、
硝化後硝化染料材料が同じ様に低い融点又は分解
温度を持つていて、臨界温度まで持つて来るのに
必要な熱が少なくて済む様にすることも望まし
い。こういう判断基準に従つて、この発明の記録
層３５を作る様に、硝化に特に適していると考え
られる２種類のアゾ染料がある。１つの染料は、
約157乃至159℃の幅の広い融点を持ち、硝化後、
この融点が約100℃に下がると考えられる。他方
の染料は約200℃の緩やかな分解温度を持ち、硝
化過程がこの温度を約20乃至40℃下げると考えら
れる。
適当なアゾ染料としては、(1)約488nｍに光吸
収ピークを持つと共に約248乃至252℃の融点を持
つもの（１−（ｐ−ニトロ−フエニルアゾ）−２−
ナフトール）、(2)約490nｍに光吸収ピークを持つ
もの、(3)約490nｍに光吸収ピークを持ち、約203
℃の分解温度を持つもの、(4)488乃至507nｍに比
較的強い光の吸収を持ち、約270乃至272℃の融点
を持つもの、(5)約493nｍに光吸収ピークを持つ
と共に分解温度が約175℃であるもの、(6)約505n
ｍの光吸収ピークを持つもの、(7)約239乃至241℃
に融点を持つもの及び(8)約493nｍに光吸収ピー
クを持ち、約156乃至158℃の融点を持つものがあ
る。
なお、アゾ染料として、アナプラスト・スカー
レツトMM（アメリカンカラー＆ケミカルカンパ
ニーで製造されるアゾ染料の商品名）を使用する
ことができる。
再び第１図について、デイスク１１に情報信号
を記録する装置を更に詳しく説明する。書込み光
ビーム１３は書込みレーザ３７によつて発生され
る。これはアルゴン・イオン・レーザであること
が望ましい。この一定強度のビームが強度変調器
３９に送られ、これがビームの強度を線４１から
供給された情報信号に従つて変調する。変調器は
ポツケルス・セル又は音響式変調器のいずれかで
構成するのが便利である。変調ビームの強度が、
特別の記録層３５内にある硝化染料材料が自己点
火温度に達する閾値より交代的に高くなつたり低
くなつたりし、こうしてデイスクに対応する穴１
５のパターンが出来る。
強度変調された書込みビーム１３が変調器３９
から第１のビーム分割器４３を介して鏡４５に送
られ、それから対物レンズ２１に送られると、こ
れがビームをデイスク１１の記録層３５上の回折
によつて制限されたスポツト２３に集束する。デ
イスクはスピンドル・モータ４７によつて所定の
角速度で回転させられ、鏡及び対物レンズはデイ
スクの半径方向に可動の往復台（図に示してな
い）に装着されているので、情報信号は一連の略
円形で同心の記録トラツク１７（第２図）に記録
される。
情報信号がデイスク１１に記録された直後にこ
の情報信号を読取るのに利用される読取光ビーム
１９は、読取レーザ４９、好ましくはヘリウム・
ネオン・レーザによつて発生される。このビーム
は書込みビーム１３の強度よりもずつと小さい一
定の強度を持つている。読取ビーム１９が最初は
第２のビーム分割器５１を介して第１のビーム分
割器４３に送られ、そこで反射されて書込みビー
ム１３と組合される。その後、デイスク１１の記
録層３５上の回折によつて制限されたスポツト２
５に集束されるまでは、書込みビームと略同じ通
路をたどる。２つのビームは、約５ミクロン離れ
る様に整合しており、デイスクはスポツトが共通
の半径上に来る様に位置ぎめされ、書込みビーム
が読取ビームの直前にその半径上の所定の点を走
査する様に回転する。
読取光ビーム１９は、書込みビーム１３よりも
ずつと小さい一定の強度を持つている。硝化染料
記録層３５は読取ビームに対する吸収性が比較的
ないので、その物理的な構造は読取ビームによつ
て影響されない。読取ビームがデイスク１１の穴
のない部分に入射すると、記録層及び熱障壁層３
３を透過し、その下にある金属層３１によつて反
射されて対物レンズ２１に戻る。これに対して、
穴の上に集束された時、やはり熱障壁層を透過し
て金属層によつて反射されるが、読取ビームの波
長に較べて穴の寸法が小さい為、ビームは穴によ
つて回折作用を受け又は散乱され、対物レンズに
よつて収集されるのはその小さな一部分にすぎな
い。
比較的小さい開口値を持つレンズを用いた場
合、特にそうである。この為、対物レンズによつ
て集められた反射ビーム２６は、記録された穴の
パターンによつて強度変調されている。
対物レンズ２１によつて集められた反射読取ビ
ーム２６が、レンズから鏡４５を介して第１のビ
ーム分割器４３に送られ、そこで反射され、第２
のビーム分割器５１へ送られる。そこから反射ビ
ームが光検出器５５に送られる。この光検出器が
ビームを検出し、対応する書込み後の読取電気信
号を発生する。この信号が線５７を介して、書込
みビーム１３のエネルギ・レベル並びに焦点の両
方を連続的に制御する適当な回路（図に示してな
い）に送られることにより、情報信号がデイスク
１１の全面にわたつて正しく記録される様にす
る。
記録層３５に含まれる硝化染料材料は特殊な過
程で形成される。この過程では、最初にアゾ染料
をエタノールの様なアルコールに溶解して染料ス
ラリを作り、その後硝酸及び硫酸の溶液をスラリ
に混合する。酸性溶液は10モル溶液であることが
好ましく、硝酸と硫酸との割合は２対１の比にす
るが、この比を１対１に下げても満足な結果が得
られる。硫酸を入れるのは、主に染料と硝酸との
間の化学反応によつて生成する水を吸取る為であ
る。酸性溶液を添加する時、混合物を連続的に撹
拌すると共に水道の水で冷却し、化学反応を制御
し、局部的な過熱を防止する。過剰の硝酸が存在
すると、硝酸とアルコールとの間の反応によるガ
ス放出が起るが、この時脱イオン水を添加するこ
とによつて染料反応を抑止する。これによつて硝
酸染料が析出し、次にこれを純化する。この過程
の驚くべき結果として、硝化染料材料は重合体で
あり、この後で薄い硝化染料記録層を形成するの
が容易になる。
特別の硝化染料記録層３５は熱障壁層３３の上
面の上に特別の過程を用いて沈積される。この過
程では、最初に硝化染料を適当な溶媒に溶解し、
その後表面の上に分与し、その後、基板を所定の
角速度で回転させて、溶媒を蒸発させ、薄い一様
な硝化染料記録層を作る。好ましい過程では、約
15グラムの硝化染料を約１リツトルのセロソル
プ・アセテート溶媒に添加し、約１乃至２センチ
ポアズの範囲内の粘度を持つ溶液を作る。他の硝
化染料材料から溶液を形成する場合、材料の分子
量が普通は硝化染料とは異なつているので、割合
を違える必要があろう。この他の適当な溶媒とし
ては、ブチルアセテート及びアミド・アセテー
ト、エチルアセテート、及びカルビトール・アセ
テートがある。
次に液体溶液を熱障壁層３３の上面の上に注
ぎ、基板２７と一体の金属層３１及び障壁層３３
を、溶液が全面にわたつて略一様な厚さを持つに
至るまで、約500乃至1000rpmの角速度で回転す
る。この速度で約20秒乃至30秒引続いて回転する
と、溶媒が完全に蒸発し、障壁層の上面に結合し
た密実な被膜の形をした記録層３５が残る。
硝化染料記録層３５の厚さは、溶液の粘度並び
に／又は回転速度を変えることによつて制御する
ことが出来る。このデイスク１１を後でポリメチ
ルメタクリレートの複製デイスクを形成する為の
記録マスターとして使う場合、記録層は約1300乃
至1400Åの最終的な厚さを持つことが好ましい。
この層に後で形成される穴１５は対応する深さを
持つが、これは、こういう複製から記録信号を再
生するのに使われる633nｍの読取ビームの大体
１／４波長に対応する。
デイスク１１を記録マスターとして使わず、単
独の記録として使う場合、記録層３５と熱障壁層
３３の合計の厚さは約2100Åにすることが好まし
い。これは書込みビーム１３の約3/4波長並びに
読取ビーム１９の1/2波長に対応する。干渉効果
がある為、書込みビームが最大で効率で層に結合
され、読取ビームは最小効率で層に結合される。
この発明の別の実施例では、更に吸光性記録層
３５が書込みビーム１３を吸収する様になつた所
定量の染料材料を含んでいる。この実施例では、
硝化染料が主にこの染料に対するマトリクスとし
て作用する。
以上の説明から、この発明が特別の硝化染料記
録層を持つ改良された情報記録媒質を提供したこ
とが理解されよう。強度変調された光ビームで記
録層を走査して、この層の一部分を選択的に加熱
し、こうしてその中で微細な爆発を生じ、情報を
表わす一連の相隔たる微視的な穴を作ることによ
り、情報をこの媒質に記録することが出来る。爆
発する材料は主に被凝縮性のガスを含んでおり、
この為、ビームを媒質に記録する為に使われる対
物レンズ又は媒質の周囲の部分に沈積する非気体
状の残渣があるとしても、ごく僅かである。この
為、情報は改善された信号対雑音比で記録され
る。
この発明を詳しく説明したが、当業者であれ
ば、この発明の範囲内で種々の変更が出来ること
が理解されよう。従つて、この発明は特許請求の
範囲の記載のみによつて限定されることを承知さ
れたい。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の記録デイスクに情報信号を
記録すると共に、正しく記録されたことを検証す
る為にデイスクから信号を再生する装置の簡略ブ
ロツク図、第２図は第１図の記録デイスクの一部
分の拡大平面図で、記録された情報信号を表わす
穴の配置を示す。第３図は第１図の記録デイスク
の断面図（実尺ではない）であり、特別の硝化染
料記録層に形成された情報を担持する２つの穴を
示している。 主な符号の説明、１５：穴、２７：基板、３
５：記録層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 記録しようとする情報信号に従つて所定の強
    度を持つ書込み光ビームを、記録媒質がそれに対
    して移動する時に記録媒質に差し向ける様な記録
    装置に使う記録媒質に於て、滑らかな上面及び該
    上面に重なる薄い記録層を持つ基板を有し、前記
    層は硝化アゾ染料材料を含み、前記媒質が強度変
    調された書込みビームに対して移動する時、記録
    層がビームによつて選択的に付勢されて、その中
    に相隔たる爆発を誘発することにより、記録層に
    情報信号を表わす孔が形成される様にし、前記硝
    化アゾ染料材料は実質的に全ての爆発物が非凝縮
    性ガスであるというような硝酸含有量を有してい
    ることを特徴とする記録媒質。 ２ 特許請求の範囲１に記載した記録媒質に於
    て、光ビームが所定の波長を持ち、アゾ染料は約
    270℃より低い融点を持つていて光ビームの吸収
    が比較的強い記録媒質。 ３ 特許請求の範囲１に記載した記録媒質に於
    て、アゾ染料がアナプラスト・スカーレツトMM
    である記録媒質。 ４ 特許請求の範囲１に記載した記録媒質に於
    て、硝化アゾ染料材料が重合体である記録媒質。 ５ 特許請求の範囲１に記載した記録媒質に於
    て、光を吸収する被覆が更に染料材料を含んでい
    る記録媒質。 ６ 記録しようとする情報信号に従つて強度変調
    された書込み光ビームを記録媒質に差し向けて情
    報信号を表わす一連の相隔たる孔を発生する様な
    形式の光学式記録装置に使うのに適した記録媒質
    を製造する方法に於て、平面状の滑らかな上面を
    持つ基板を用意し、所定量のアゾ染料材料を硝化
    して実質的に全ての爆発物が非凝縮性ガスである
    というような硝酸含有量を有している硝化アゾ染
    料材料を作り、硝化アゾ染料材料を溶媒に溶解し
    て所定の粘度を持つ溶液を作り、該溶液を基板の
    上面に分与し、基板を所定の角速度で旋回させて
    溶媒を蒸発させると共に、基板の上面に薄い一様
    な硝化アゾ染料記録層を作る工程から成る方法。 ７ 特許請求の範囲６に記載した方法に於て、硝
    化工程がアゾ染料材料をアルコールに溶解してア
    ゾ染料スラリを作る予備工程を含む方法。 ８ 特許請求の範囲７に記載した方法に於て、硝
    化工程が更に、硝酸及び硫酸の酸性溶液を調製
    し、該酸性溶液及びアゾ染料スラリを混合して酸
    性スラリ混合物を作り、該混合物を冷却して、酸
    性溶液とアゾ染料スラリの間の化学反応によつて
    生ずる局部的な過熱を防止し、前記混合物に水を
    加えることによつて化学反応を抑止して、硝化ア
    ゾ染料を析出させ、析出した硝化アゾ染料を純化
    する工程を含む方法。 ９ 特許請求の範囲６に記載した方法に於て、硝
    化工程で作られた硝化アゾ染料が重合体であり、
    こうして旋回工程で薄い一様な記録層を形成し易
    くした方法。
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