JPH0716460Y2

JPH0716460Y2 - プレフォーマットをもつ光記録カード

Info

Publication number: JPH0716460Y2
Application number: JP1988130052U
Authority: JP
Inventors: 実藤田; 洋一福島
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2003-10-04
Also published as: JPH0250374U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は光記録媒体及び光記録媒体の製造方法並びに
その様な光記録媒体を有するカードに関するものであ
る。

近年、IDカードやキャッシュカードやバンクカードとし
て各種の情報を記録したカードが普及して来ている。

［従来の技術］この種のカードには個人データや発行会社のデータ等の
各種の情報を記録する必要があり、初期の段階において
は、そのような情報を可視的な文字や記号で記録してお
り、また、後期の段階においては磁気を使用した電気信
号で記録しているが、偽造・改ざんの防止や情報量の増
加に対応する必要がある。

そのために、最近、レーザ技術を応用した光記録カード
が開発されて来ている。この光記録カードは光学反射面
を持つ情報記録媒体（光記録媒体）を備えるもので、光
学反射面にはデータピットを形成し、そのデータピット
の光学反射率の差によってレーザによりデータピットを
検出し、情報を読み取るように構成したものである。

ところで、光記録媒体ではデータの書込み、読み取り時
にトラッキングを行うためのトラック案内溝や、各トラ
ックの各々のセクターの位置、使用状況等を示すアドレ
ス部分を示すプレフォーマッティング用のピットが必要
であり、これらのプレフォーマッティング用のピット
は、光記録媒体に予め消去不可能な形で形成されてい
る。

このようなプレフォーマッティング用のピットのプレフ
ォーマットパターン形成には従来スタンピング法が利用
されている。

すなわち、第７図に示すように、プレフォーマットパタ
ーン５として機能する光記録媒体の光学反射面の凹凸を
形成するには、プレフォーマットパターン５をもつ型12
0を用いてポリカーボネートやアクリル等の透明プラス
チック製材料のカード基材112の表面にスタンピング法
などで複製する。そしてそのカード基材112の表面に形
成した凹凸のプレフォーマットパターン５の上に更に光
記録膜116を施して光記録媒体110を作成する。

［考案が解決しようとする課題］この基材表面のプレフォーマットパターンの凹凸パター
ンの上に光記録膜116を形成する方法としては、真空蒸
着やスパッタリングによる方法があるが、緊急の生産や
多品種小ロットの注文に応じるには不適当な方法であ
る。

そこで、基材へのプレフォーマットパターン５の形成
と、光記録膜116の形成とを別々の工程で行うことと
し、光記録膜116を材料に最も適した成膜技術によって
予め製造しておき、光記録カードを製造する必要が生じ
たたびに、プレフォーマットパターン５が形成されたカ
ード表基材112表面のその凹凸パターンの上に接着する
ことが考えられている。

しかしながら、この場合には第８図に示すように光路長
を一定にするには、カード表基材のプレフォーマットパ
ターン５の凹凸の凸部分の頂部にのみ光記録膜116を隙
間なく密着させ、凹凸の凹部の位置には空隙を生じさ
せ、その空隙の厚さを一定にする必要が有る。しかしな
がら光記録膜116の基材（光記録膜116の支持体）に可撓
性がわずかでも有ると、光記録膜116とプレフォーマッ
トパターン５を密着させたときに光路長を正確に維持す
るのが困難になる。それによって、プレフォーマットパ
ターン５の読み取りコントラストのばらつきの原因とな
る恐れがあった。

この考案は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て可撓性のある基材上に、光記録膜を予め製造しておい
て、後にカード基材表面のプレフォーマットピットパタ
ーンの凹凸の上に光記録膜を密着する場合にも、光記録
膜の平滑性を保つことができ、かつ、光記録膜までの光
路長差差を精密に維持し、プレフォーマットパターンの
読み取りコントラストのばらつきの小さい光記録カード
を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］この目的に対応して、この考案のプレフォーマットをも
つ光記録カードは、少なくとも、凹凸のプレフォーマッ
トパターンを内側面に形成して備える光透過性のプレフ
ォーマット層と、前記プレフォーマットパターンの凹凸
を埋めて平滑化している光透過性樹脂からなる平滑化層
と、前記平滑化層に接着している光記録膜とを備えるこ
とを特徴としている。

［作用］基材表面にスタンピング法によって形成されたプレフォ
ーマットピットパターンの凹凸は、光透過性樹脂からな
る平滑化層が埋めて平滑面を形成し、その平滑面上に光
記録膜が接着される。光記録膜は平滑面によって支持さ
れかつ平滑性が確保されるので、プレフォーマットピッ
トパターンの凹凸によって生じる光路長差のばらつきが
小さくなる。

［実施例］以下、この考案の詳細を一実施例を示す図面について説
明する。

第１図、第２図及び第３図において10は光記録カードで
あり、光記録カード10は光記録層１をカード表基材12a
とカード裏基材12bの間に設けて構成されており、こう
して構成された光記録カード10には必要に応じて磁気テ
ープ９が接着配設されている。第２図及び第３図におい
て光記録層１はプレフォーマット層２、平滑化層３、及
び光記録テープ４とを積層して備えている。

プレフォーマット層２の内側面には凹凸のプレフォーマ
ットピットパターン5aと凹凸溝状の案内ガイド5bとから
なるプレフォーマットパターン５が形成されている。な
お、符号20はデータピットを指しているが、このデータ
ピット20は後に書込まれるものであるから、プレフォー
マットパターン５が形成された直後の状態ではデータピ
ット20は形成されておらず、適切な位置にデータを記録
することによりデータに対応したデータピット20が形成
される。

このプレフォーマットパターン５が形成されているプレ
フォーマット層２の内側面はその上に塗布された平滑化
層３で覆われており、プレフォーマットパターン５の凹
凸は平滑化層３に埋められており、従って平滑化層３の
内側面７は平滑面になっている。

平滑層３の内側面７に接着剤層13によって光記録テープ
４が接着している。

光記録テープ４は基材15と光記録膜16とが積層して構成
されていて、光記録テープ４は光記録膜16が接着剤13に
よって平滑化層３に接着し、基材15が接着剤層14によっ
てカード裏基材12bに接着している。

なお、平滑化層３がプレフォーマット層２と光記録層４
とを接着させる接着剤としての機能をもつ材料で構成さ
れる場合には、接着剤層13を省略することができる。

カード表基材12aは読み取り光や書き込み光を透過させ
る必要があるので、光透過性が良好で、複屈折率が小さ
い材料であることが必要である。厚みは0.3mm〜1.0mmが
望ましい。プレフォーマットパターンの凹凸を射出成
形、ホットプレース、熱硬化法によって形成する場合に
は、カード表基材12aを構成する材料としてはポリカー
ボネート、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ、ポ
リメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリイミ
ド、ポリサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテ
ルエーテルケトン等の高透明な樹脂を使用することがで
きるが、特にアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹
脂、エポキシ系樹脂が望ましい。また、プレフォーマッ
トパターンの凹凸を2P法によって形成する場合はカード
表基材12a上に、プレポリマーまたはオリゴマー（感
応性不飽和樹脂）と、モノマー（反応性希釈剤）と、
光重合開始剤及び添加剤の４種の材料の化合物によ
って構成される。

プレポリマーまたはオリゴマーとしてラジアル重合系
樹脂例えば不飽和ポリエステル、アクリレート（ポリエ
ステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシ
アクリレート、スピラン樹脂）、ラジカル付加系樹脂例
えばポリチオール系樹脂、ポリエン系樹脂、スピラン系
樹脂またはカチオン重合系樹脂としてエポキシ樹脂（光
開環重合）を用いることができる。これらのプレポリマ
ー、オリゴマーは塗料の粘度、透明性、接着力、屈折
率、離型性、転写性等を考慮して選択する。

モノマー（反応性希釈剤）としてはビニル化合物、例
えばメチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルレタ
クリレート、エチレングリコールジアクリレート、ｎ−
ブチルメタクリレート、トリメチルロールプロパントリ
アクリレート、ブタンジオールのジアクリレート、等の
単官能或いは多官能性モノマーが使用される。

これらは粘度を低下させ、また多官能性モノマーを用い
た場合には架橋密度・硬化速度が増し、硬化物の硬さも
堅くなる傾向がある。また製造に際し、臭気、引火性の
点からは高沸点がより好ましい。

光重合開始剤としてはカルボニル化合物例えば、ベン
ゾフェノン、ベンゾイン、ベンジル、ベンゾインメチル
エーテル、クロルベンゾフェノン、ベンゾインエチルエ
ーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン
イソブチルエーテル、ジエトキシアセトンフェノン、ジ
ヒドロキシアセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノ
ン、クロルチオキサントン、メチルチオキサントン等。

配合量は＋の総量の数％であり、１〜５重量％であ
ことが好ましい。

転写するのには数μｍ〜100μｍの厚さの表基材12a上に
コーティングし、ニッケルメッキした銅性のプレフォー
マット・パターンのスタンパー型を密着させ、透明なカ
ード表基材面から紫外線を照射する。

平滑化層３はプレフォーマットパターン５の凹凸を侵す
ことがない溶剤や樹脂を用いて構成する必要がある。

アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル
系、ビニル系等の透明性の高い樹脂を用い、屈折率はカ
ード表基材12aのそれとは異なる必要がある。

溶剤を用いて塗料とする場合にはPCやPMMAではグリコー
ルエーテル系やアルコール系の溶剤成分を多くすること
によりカード表基材12aは侵されない。

塗料はラッカータイプでもよく、熱硬化型、２液硬化
型、UV硬化型やEB硬化型等の放射線硬化型でもよい。

平滑化層３の厚さはリーダライターの光学系に依存する
ので接着剤層13の厚さを考慮して決められる。0.5〜10
μｍが好適である。

光記録テープ４の基材15はポリエチレンテレフタレー
ト、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルサル
フォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリサルフォン、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエーテルイミド、セルロースアセテート、ポリ塩化
ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、等のプラスチックフィルムを使用する。

厚さ１〜500μｍであり、好ましくは10〜50μｍであ
る。後述する光記録膜16を形成する面には、光記録膜16
の密着性の向上や書込み感度を増大させるためにアンカ
ーコート層を形成してもよい。

光記録膜16は材料に応じて真空蒸着法、スパッタリング
法、湿式コーティング法等により作製するが、光記録を
書き込むデータピットの形式に応じて使用材料が異な
る。データピットの形式としては、光記録膜に読取り
光の照射で穿孔してデータピットとするもの（穴開き
型）と、読取り孔の照射により光記録膜の光屈折率を
部分的に変化させてデータピットとするもの（屈折率変
化型）と、読取り光の照射で光記録膜を部分的に発泡
させてデータピットとするもの（発泡型）と、読取り
光の照射によって光記録膜の磁気特性を部分的に変えて
データピットとするもの（光磁気型）とがあるが、穴開き型の場開は（ａ）金属・合金薄膜（厚さ50〜2000Å） Te,Bi,In,Pb,Sn,Sb,Zn,Se,Cd,Ga,Ag,Au,Cu,Cr,Alなどの
金属若しくはそれらの合金。

（ｂ）無機−有無機複合薄膜としては（厚さ100Å〜10
μｍ） Te-C,Te-CS₂,Bi-CS₂,Te−テフロン,Ag−ゼラチン等（ｃ）多層膜（無機材料−有機材料）（厚さ100Å〜10
μｍ） Te−色素、Te−ニトロセルロース、金属膜−誘電体（ｄ）単体色素膜（厚さ100〜1000Å）シアニン系、フタロシアニン系、メチル系、メロシアニ
ン系、アミニウム系、ジイモニウム系、遷移金属キレー
ト化合物ナフトキノン系、スクアリリウム系、アズレニ
ウム系、アントラキノン系、クロコニウム系等の染料（ｅ）染料とバインダーからなる複合体色素膜（厚さ10
0Å〜100μｍ）染料は色素単体のものと同一のものが使
用できる。

バインダーの樹脂は熱可塑性樹脂として塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエチレンオキサイド樹脂セルロース系樹脂、自己酸化性樹脂としてニトロセルロース等の樹脂が使用できる。

なお、この（ｄ）単体色素膜及び（ｅ）複合体色素膜の
場合は、基材15と光記録膜16との間にAl,Au,Ag,Cu,Cr,N
i,Te,Bi等の金属材料によって反射膜を設けてもよい。

屈折率変化型の場合は（厚さ500〜2000Åで）酸化物系材料として、 TeOx,GeOx,SbOx,MoOx等カルコゲナイド低酸化物合金系材料として、 Sb-Se,As-Se-Te,Te-Ge-Sn,Sb-Te-Se,Sn-Te-Se,Ga-Te-S
e,In-Se,Sb-Se-Te-Ge 等のカルコゲナイド系の材料を使用することができる。

発泡型の場合は厚さ0.1〜1.0μｍで、金属と有機物の
積層体例えば AuPt-（PS,PMMA,PVAc） Al−テフロンを使用することができる。

光磁気型の場合は、厚さ50Å〜5000Åで、合金薄膜例
えば MnCuBi,GdCo,TbCo,TbFe,GdFe,GdTbFe,TbFeCo,GdTbFeCo
が使用できる。

なお、以上に掲げた以外に反射光の変化を検出すること
によりデータを読取る形式の光記録膜ならば、ほとんど
のものが使用できる。

カード裏基材15としては光記録テープ４の基材15に用い
られる材質は使用可能であり、他には紙、合成紙、不織
布、金属板等も使用できる。この場合、カード裏基材は
着色されてもよいし、また、印刷加工等により所望のデ
ザインが施されてもよい。

厚さはカードの携帯可能なサイズが望ましく、具体的に
は0.05〜1.9mm程度であるが、このカード裏基材の厚さ
は光記録カードの総計の厚さによって決まるので、それ
らの厚さを携帯可能なサイズにおさえる必要がある。光
記録カードの総計の厚さは例えば2mm以下である。

接着剤層13,14としては、紫外線硬化型接着剤（ポリエステル系、アクリル系、エポキシ系等がある）熱可塑性型接着剤（ポリエステル系、ウレタン系、ビニル系等の樹脂）２液硬化型接着剤（ポリエステル系、ウレタン系、ビニル系、エポキシ系
等の２液型接着剤）等を使用し得る。

厚さはリーダーライターの光学系に依存するが0.5〜10.
0μｍが好ましい。

光記録膜面に相対する接着剤層13は透明でなければなら
ないが、カード裏基材12b側の接着剤層14は印刷等がカ
ード裏基材12bの内面に施してあり、透明性が必要とさ
れるとき以外は透明である必要はない。

次に、以上の構成の光記録カードにおけるプレフォーマ
ットパターン５の読出しの作用について説明する。

第４図にはカード表基材12aと平滑化層３と光記録膜16
の位置関係を拡大して示してあり、接着剤層13は省略し
てある。カード表基材12aの屈折率n₁,プレフォーマット
パターン５の深さをａ、残余の部分の深さをｂ、平滑化
層３の屈折率をn₂とし、かつ、読取り光の光路Ｉの光路
長をl₁、読取り光の光路IIの光路長をl₂とすると、ａ＋ｂ＝ｈとして、 l₁＝n₁a＋n₂b l₂＝n₁（ａ−ｈ）＋n₂（ｂ＋ｈ）従って光路Ｉと光路IIの光路長の差は l₁−l₂＝｛n₁a＋n₂b｝−｛n₁（ａ−ｈ）＋n₂（ｂ＋
ｈ）｝＝n₁h−n₂h ＝ｈ（n₁−n₂）これはa,bに無関係である。

光路長差をλ/4としてみると光記録膜16からの反射光のコントラストが最大になる。
こうしてプレフォーマットパターン５の読取りが可能と
なる。

このときｈ（n₁−n₂）＝λ/4 ∴ｈ＝λ／｛４（n₁−n₂）｝ λ＝8300Å、カード表基材12aをPC、平滑化層３をPMMA
とすれば、 n₁＝1.59、n₂＝1.48であるからｈ＝8300/｛４（1.59−1.48）｝＝18863.63…（Å）＝1.89（μｍ）となる。

同様にして光路長差をλ/8としてみると（案内ガイドに
よく利用されている光路長差である。）ｈ＝0.943（μｍ）となる。

次に、以上の構成の光記録カードの製造方法について説
明する。

（１）厚さ0.5mmのPCシート製のカード表基材12aを射出
成形で作製する。射出成形時に同時にプレフォーマット
パターンに相当する凹凸を作製しておく。（カード表基
材形成工程）（第５図（１））。2P法による場合は、0.
5mmPCシートに2P法を用いてプレフォーマットに相当す
る凹凸を作製したものである。（カード表基材形成工
程）（第５図（１）′）。この凹凸の高さは設計した位
相差に相当するように作っておく。

（２）次に平滑化層３で凹凸を埋めて表面を平滑にす
る。このときアクリル系のUV硬化型樹脂（屈折率1.49）
を用いるとすると、830nmの波長に対して1/4波長及び1/
8波長に相当する光路長差を持たせるには（１）の工程
における凹凸の高さはポリカーボネートの屈折率が1.59
であるので、ほぼ2.08μｍと1.04μｍに設計しておく必
要がある。平滑化層を平滑性の優れたものにするには透
明保護層の材料にUV硬化型樹脂やEB硬化型樹脂等の溶剤
分が全くないか、少ないものを用いると良い。また、充
分にレベリングさせるために粘度は低い方が好ましい。
また、溶剤を使用したタイプの塗料を用いる場合には表
面の平滑性が悪くなるが、厚さや、凹凸の設計値を変え
ることにより位相差が得られるようになる。いずれの場
合も表基材に形成したプレフォーマットの凹凸を侵すこ
とがないような樹脂や溶剤を用いる必要がある。

平滑化層の厚さは最も厚くなる凹部で約４μｍとした
（平滑化層形成工程）（第５図（２））。

（３）次に透明な接着剤層13を形成する。

透明接着剤にはポリエステル系熱可塑性接着剤を用い、
乾燥膜厚で約２μｍとした（接着剤層13形成工程）（第
５図（３））。

（４）次にプレフォーマットを形成したカード表基材12
aと光記録テープ４を加熱加圧して貼りつける。このと
きその裏側に接着剤層14を介して印刷等が付加してある
カード裏基材12bを貼りつけても良い。光記録テープ４
は別工程で巻き取りや大版のシートであるベースフィル
ム上に光記録膜を大量に生産しておいたものである。光
記録テープ４は平滑性の優れたポリエチレンテレフタレ
ートフィルムに300ÅTeを蒸着したものを用いた。ポリ
エチレンテレフタレートフィルムの厚さは100μｍであ
った（光記録テープ接着工程）（第５図（４））。

（５）所望のカード形状、ここでは JIS×6301に示されている外形に抜き加工を行い、プレ
フォーマット入り光記録カードを得た（カード抜き加工
工程）（第５図（５））。

次に接着剤層13を使用せずに、平滑化層３自体が光記録
テープ４への接着剤として機能している光記録カードの
製造方法を第６図について説明する。

（１）厚さ0.5mmのPCシート製のカード表基材12aを射出
成形で作製する。射出成形時に同時にプレフォーマット
パターンに相当する凹凸を作製しておく（カード表基材
形成工程）（第６図（１））。2P法による場合は、0.5m
mPCシートに2P法を用いてプレフォーマットに相当する
凹凸を作製したものである。（カード表基材形成工程）
（第６図（１）′）。この凹凸の高さは設計した位相差
に相当するように作っておく。

（２）次に平滑化層３をプレフォーマットパターン５の
上に形成する。平滑化層３用材料にはUV硬化型接着剤や
熱可塑性接着剤、２液型接着剤、熱硬化型接着剤等で透
明な材料を用いる。本実施例ではアクリル系UV硬化型樹
脂を用いた。溶剤の多い接着剤では平滑化層が薄いとプ
レフォーマットの凹凸が３′で示すように塗布面に凹凸
が生じる。厚さはプレフォーマットの凸部で３μｍとし
た（平滑化層形成工程）（第６図（２））。

（３）次に光記録テープ４を接着する。

UV硬化型接着剤を用いる場合には光記録テープを接着剤
層面に気泡が入らないように注意して密着し、カード表
基材側から高圧水銀灯の光を照射すると接着を行うこと
ができる。

熱可塑性等の他の接着剤を用いるときには加圧加熱が必
要となる場合がある。

光記録テープ４を貼着した後、裏面に接着剤層14を介し
て印刷加工等を施してあるカード裏基材12bを貼着して
もよい（光記録テープ接着工程）（第６図（３））。

（４）所望のカード形状、ここでは JIS×6301に示されている形状に抜き加工を行い、プレ
フォーマット入り光記録カードを得た（カード抜き加工
工程）（第６図（４））。

［考案の効果］この考案の光記録カードではプレフォーマットの形成方
法は射出成形、2P法、ホットスタンピング法を利用し、
透明表基材にプレフォーマットを形成した後、そのプレ
フォーマットの凹凸を透明表基材と屈折率の異なる平滑
層の透明樹脂により平滑化することで、位相差を持たせ
るようにした光記録カードのプレフォーマット形成方法
であり、光記録膜は表面平滑なフィルムやシートの基材
に別個の工程で巻き取りや大面積の形状に蒸着やスパッ
タ等の真空プロセスやコーティング等の浸式プロセスに
より作製しておき、後工程でプレフォーマットと光記録
膜を接着することにより、プレフォーマットを形成した
光記録カードを得ることができる。プレフォーマットと
光記録膜を接着するときに感光性接着剤を用いればプレ
フォーマットの平滑化工程を省くことも可能である。こ
の方法によれば光記録膜を別個の大量生産が可能な製造
方法が利用できるので安価なプレフォーマット入り光記
録カードになる可能性が大きい。

また特に重要なこととして、この考案では平滑化層によ
って光記録膜の平滑性を保つことができ、かつ光記録膜
を平滑に支持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光記録カードの斜視説明図、第２図は第１図に
おけるII-II部断面拡大部分図、第３図は光記録カード
の拡大斜視説明図、第４図はプレフォーマットパターン
の読出しの原理を示す断面拡大説明図、第５図は光記録
カードの製造工程を示す工程説明図、第６図は他の光記
録カードの製造工程を示す工程説明図、第７図は従来の
光記録カードの製造工程を示す工程説明図、及び第８図
は従来の光記録カードにおけるプレフォーマットパター
ンと光記録膜との接着状態を示す断面説明図である。１……光記録層、２……プレフォーマット層、３……平
滑化層、４……光記録テープ、５……プレフォーマット
パターン、5a……プレフォーマットピットパターン、5b
……案内ガイド、7,8……内側面、10……光記録カー
ド、12a……カード表基材、12b……カード裏基材、13,1
4……接着剤層、15……基材、16……光記録膜、20……
データピット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 7/26 7215−5Ｄ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、凹凸のプレフォーマットパタ
ーンを内側面に形成して備える光透過性のプレフォーマ
ット層と、前記プレフォーマットパターンの凹凸を埋め
て平滑化している光透過性樹脂からなる平滑化層と、前
記平滑化層に接着している光記録膜とを備えることを特
徴とするプレフォーマットをもつ光記録カード。