JPS6027593B2 - ヒ−トモ−ド記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートモードの記録媒体および記録方法に関
する。

従来から高周波信号等例えばビデオ信号を記録媒体上に
記録する際、光学的に高密度の記録を行なう種々の方法
が知られている。

例えば支持体上に記録層を設け、該記録層にエネルギー
ビーム（レーザービーム、電子ビーム等）を照射し、こ
れにより発生する熱で凹部を形成し（これをヒートモー
ド記録という）、これをそのまま記録滋として用いる方
法がある。

この方法は、記録速度も大であり、現像処理等が不要で
あるが、ビームにより形成される凹部（記録ビット）の
周辺部が不規則に盛り上がったり、あるいは凹部を形成
するべく蒸発あるいは融解除去された記録層の一部が飛
散して記録届表面に付着するという現象を伴っていた。
従って再生方法の種類にかかわらず、得られた信号自体
のＳＮ比が良くないこと、又再生方法として電気容量式
、圧電式等を用いた場合、再生素子に極めて大きな機械
力が働き、再生素子の寿命を著しく低下させるなどの欠
点を有していた。本発明は上記の欠点をすべて解決する
ことを目的とし、新規で且つ優れたヒートモード記録媒
体及び記録方法を与えるものである。

上記の目的を達成する本発明とは、ヒートモードの情報
記録方法において、ヒートモード層および情報記録層を
有する記録媒体上に、エネルギービームを選択的に照射
しエネルギービームにより発生する熱でヒートモード層
と情報記録層とを選択除去する工程、および残留するヒ
ートモード層を除去する工程を有することを特徴とする
記録方法である。又その方法に好適な記録媒体として、
エネルギービームによって発生する熱で選択除去され、
且つ層全体が除去可能なヒートモード層と、情報記録肩
とを有する記録媒体を与えるものであり、更に又上記の
方法で得られた記録盤をマスターとして多数の後刻盤を
作成する記録方法を与えるものである。以下本発明の記
録媒体及び記録方法を詳細に説明する。

本発明において、記録媒体の基本構成は、ヒートモード
層、情報記録層および基板から成っている。但し、ヒー
トモード層とは、ビームによる蒸発あるいは融解等の熱
的作用により除去される層であり、情報記録層とは、ヒ
ートモード層と同機にビームによる熱的作用でその厚み
のすべて（或し・は一部分）が選択除去されて、且つ残
留ヒートモード層除去時には変化を受けず最終的な情報
記録が行なわれる層を表わす。基板としては、ガラス、
セラミック、有機高分子、金属等が挙げられ、又その性
状としてはシート状、フィルム状あるいは硬質板状のも
のが用途に応じて選択される。

またヒートモード層及び情報記録層の代表的な材料とし
ては、カルコゲン又はカルコゲナイド、金属、金属酸化
物或いは有機高分子等が挙げられる。本発明に用いるカ
ルコゲン又はカルコゲナィドとは、化学量論的な割合の
ものに限らず任意の比率でィオウ族元素（Ｓ，Ｓｅ，Ｔ
ｅ）を少なくとも一種主成分として含む物質である。

本発明において有効な代表例は、Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅなどの
単体、或いは戊‐Ｓ系、戊‐Ｓｅ系、戊‐Ｔｅ系、Ａｓ
‐Ｓ系、Ａｓ−Ｓｅ系、Ａｓ−Ｔｅ系、Ｓ−Ｓｅ系、Ｓ
ｅ一Ｔｅ系、Ｔｅ−Ｓ系、Ｓｂ−Ｓ系、Ｓｂ−Ｓｅ系、
Ｓｂ−Ｔｅ系、Ｂｉ−Ｓ系、Ｂｉ−Ｓｅ系、Ｂｉ−Ｔｅ
系等の二九系、或いはＡｓ−Ｓ−Ｔｅ系、Ａｓ−Ｓｅ−
Ｔｅ系、Ｓｂ−Ａｓ−Ｓ系等の三元系である。具体的に
いくつかのものを挙げると、蛇Ｓ，蛇２Ｓ３，ＷＳ２，
偽２Ｓ３，ＳＱＳ３，Ｂｉ２Ｓ３，Ｂｉ２Ｓｅ３，Ｂｉ
Ｊｅ３等である。更に又、前記カルコゲン又はカルコゲ
ナィド物質の各種混合系、或いはＴそ（タリウム）、ハ
ロゲン、Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｐｂ等、又はＮａ，Ｋ等の
アルカリ金属、Ｃａ，Ｓｒ等のアルカリ士類金属、Ｓｉ
，Ｑ等周期律表第Ｎｂ族元素、Ｅ山 Ｓｍ等のランタン
系希土類、Ｕ等のアクチニド系希土類等を単独で或いは
各種組合せて添加せしめたカルコゲン又はカルコゲナイ
ドも用いられる。

なおこれらの物質の多くは、アルカリ性の溶液には容易
に溶けるが、酸に対して強い耐性を示す。本発明に用い
る金属としては、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃ〇，Ｃｕ，Ａｇ
，Ａｕ，Ｚｎ，Ａ夕，Ｃｄ，Ｍ○，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｐｔ，
ｌｒ，Ｂｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，ｌｎ等の金属およびこれらの
金属を含む合金である。

又、半導体であるＱ，Ｓｊ等も用いられる。有機高分子
物質としては、例えばポリメタクリル酸メチル、ポリィ
ソブチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、スチレンアクリロ
ニトリル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合
体、ポリビニルブチラール、酢酸セルロース、ポリカー
ボネート等の通常の有機高分子が使用される。

金属酸化物としては具体的にいくつかのものを挙げると
ＣｒＱ，ｌｎ２０３，Ｎｉ○，ＭＯＯ３，Ｍｇ０，Ｍｈ
０２，ＳｎＱ，Ｔｉ０２，Ｗ０３，Ｖ２０５，ＺＮ０，
Ｚの２等である。又本発明の記録方法において、残留す
るヒートモード層全体の除去方法としては、酸或いは酸
化，性溶液、アルカリ性溶液、通常の有機溶媒等を格と
して除去する方法が最も一般的である。

或いは上記の様な液を贋霧する等の各種湿式方法も用い
られる。更に別の方法としては、記録部分に変化を生ぜ
しめない様に残留ヒートモード層を蒸発或いは融解除去
する方法も用いてよい。残留ヒートモード層の除去用の
液としては、ヒートモード層および情報記録層として用
いた物質の性質に応じて適宜選択される。

具体的にいくつかのものを示すならば、酸、あるいは酸
化性溶液として代表的には、硝酸、硫酸、（希硫酸、熱
濃硫酸等も含む）、クロム酸混液（Ｋ２Ｃｒ２０７−比
Ｓ０４）、王水、硝酸アンモニウム溶液、硝酸第２鉄溶
液等、アルカリ性溶液として、Ｌｉ，ＮｂおよびＫ等の
アルカリ金属、或いはＢａ，Ｃａ等のアルカリ士類の水
酸化物の水溶液若しくはアルコール溶液或いはアルカリ
性化合物の水溶液等、および通常の有機溶剤としては、
脂肪族及び芳香族系炭化水素、塩素化炭化水素、アルコ
ール類、ケトン類等である。以下図面に従って本発明の
構成、あるいは記録方法を述べる。

第１図は、本発明の基本的構成を示す。

即ち適当な基板１上に情報記録層２を形成する。その方
法として、蒸着、スパッタリング等、或いは特に有機高
分子層の場合には塗布、紫外線、電子ビーム重合法等材
料によって種々の方法が用いられる。更にその上にヒー
トモード層３を同様の方法で形成し、記録媒体とする。
第２図ａ，ｂおよびｃは、ヒートモード層として前記の
一連の物質から選択されたカルコゲン又はカルコゲナィ
ド層を情報記録層として金属層を用いた例を示す。

但しこれらの図において、１，２および３の番号は第１
図と同様に、それぞれ基板、情報記録層およびヒートモ
ード層を示す。第２図ａにおいて示す如く、情報に応じ
たエネルギービーム６を選択的に照射しその熱により上
部のカルコゲン又はカルコゲナイド層３と情報記録層２
とを除去する。このときヒートモード層上に、カルコゲ
ン又はカルコゲナィドの飛散物４あるいは除去される部
分の周辺の盛り上がり部５を生じ、このままでは良好な
記録盤にならない。次いで第２図ｂの如く残ったカルコ
ゲン又はカルコゲナィド層３、飛散物４および盛り上が
り部５等をアルカリ性溶液によってすべて溶解除去する
と、従来の方法では得られない表面状態の良好な記録が
行なえる。なお上記の例では情報記録層の厚みに関して
すべてをヒートモードで除去する方法を示したが、第２
図ｃの如く情報記録層の厚みに関して一部分のみをヒー
トモードで除去し、後に残留ヒートモード層をすべて除
去する方法も本発明の一実施態様である。なお、情報記
録層の厚み分のすべてを除去するか或いは一部を除去す
るかは、材料の種々の物性値（反射率、熱伝導率、比熱
等）、ビームのエネルギーの大きさ或いは集中度等に依
存する為、ヒートモード層或いは情報記録層の厚みを一
義的に決めることは非常に困難である。

しかし本発明者等が検討した結果、ヒートモード層に対
しては、エネルギービームによって除去されやすいこと
、エネルギービームに対応した部分以外の融解，蒸発等
の熱的変化が起こらないこと、或いは基板がビームによ
り著しい変化を受けないこと等を考慮すると、おおむね
０．０３〜０．５山の範囲、特に好ましくは０．０５〜
０．３ムの範囲とするのが良い。一方情報記録層の厚み
に対しては、ヒートモード層に比べて厳密な条件付けは
不用であるが、凹部（記録ビット）の機械的強度、再生
時のＳ／Ｎ比を大きくとること等を考慮すると０．１〜
１ムの範囲、特に好ましくは０．２〜０．４りの範囲で
ある。この変化例として、情報記録層と基板との機能を
兼ねた充分研磨された金属坂上に、カルコゲン又はカル
コゲナィド層をヒートモード層として形成してもよい。
この例を第３図に示す。第３図ａにおいて、情報記録層
と基板とを兼ねた金属板８上にヒートモード層としてカ
ルコゲン又はカルコゲナィド層９を形成し、この記録媒
体にビーム６を選択的に照射し、ビームにより発生する
熱でヒートモード層９と情報記録層８との選択除去を行
なう。こうして凹部１２（記録ビット）が形成される。
この時ビーム６の照射により、第２図ａと同様に飛散物
１０あるいは周辺の盛り上がり部１１を生じる。次に第
３図ｂの如く、残留するカルコゲン又はカルコゲナィド
層９をアルカリ性溶液で溶解除去すれば、表面状態も良
好であって解像度の高い優れた記録盤となる。なお、上
記の例で金属板の代わりに硬質の有機高分子板（例えば
アクリル板）を用いたものも好ましい例である。本発明
の記録方法に用いる記録媒体としては数多〈の構成が挙
げられる。それらのうち代表的な例のうちのいくつかを
表−１に示す。表−Ｉ なお、上記の表には情報記録層と基板とを兼ねた変化例
、即ち金属板或いは有機高分子の硬質板を情報記録層と
して用いた例も挙げてある。

又ビーム照射によりヒートモード届が除去されやすいこ
と、基板が著しく変化しないこと或いは、情報記録層の
機械的な強度等を考慮すると、上記の票−１に挙げられ
たもののうち、好ましくはＡ，Ｂ，０，Ｅ，Ｇ，日，Ｊ
，Ｋ及びＬのタイプのものであり、特に好ましくはＡ，
Ｂ，Ｄ及び日のタイプのものである。いずれのタイプの
記録媒体においても、ヒートモード層及び情報記録層の
材料に要求される条件としては、｛１’層の形成が容易
であること、【２１ヒートモードの記録が効率良く且つ
高解像で行なえること、又特に【３にれらの２層の材料
は、互いに化学的性質（例えば酸、アルカリ、或いは有
機溶媒等に対する溶解性）が異なっていることなどが挙
げられる。従って｛３｝の条件を満たしておればヒート
モード層及び情報記録層の材料として同じ種類の材料同
志を組み合わせたものであってもよい。本発明の記録方
法及び記録媒体は、種々の情報記録媒体に好適に用いら
れる。

例えば、マイクロ画像、超マイクロ画像、ＣＯＭ、マイ
クロフアクシミル、ビデオ信号記録等に中広く応用され
る。中でもビデオ信号記録用のシートあるいはディスク
に対しての応用は非常に好ましい。即ち、本発明をビデ
オ信号用の記録媒体に用いた場合には、リアルタイムで
、高解像の記録が可能であり且つ構成が単独で処理も簡
単である。又、情報が記録された記録盤表面が極めて平
滑で、記録ビットの形状も良好となる為、再生信号のＳ
Ｎ比が向上し、又再生素子を傷めることがなく記録盤或
いは再生素子の寿命も必然的に長くなるという利点を有
している。更に又、本発明の記録媒体は記録後に多数の
後刻盤を得る為のマスターとして用いた場合、上記の理
由から極めて好ましい。

本発明の記録方法の筋録媒体としては種々の態様が好ま
しく用いられる。

例えば、基板が熱変形を受けやすい有機高分子層で構成
されている場合、ビームによって不要に変形することを
防ぐ為に基板と情報記録層との間に反射層（一般には反
射率の大きな金属層）を設けたもの、或いはヒートモー
ド層上に反射防止層を設けてエネルギー効率を上げたも
の等であってもよい。以下実施例により本発明を更に具
体的に説明する。

実施例 １ ａ） 厚さ約１功、直径約３比１のガラス円板上にＡそ
を厚さ約０．２仏に真空黍着した。

蒸着条件は、タングステンボード、真空度８×１０‐や
ｏｒｒ、蒸着源温度約１０００℃であった。

次いでこのＡそ層上にＷＳを厚み約０．０５ムで真空蒸
着した。蒸着条件は、タングステンボード、真空度１×
１０‐５■ｎ、蒸発源温度約７００００であつた。以上
の様にして記録媒体を得た。又、記録に用いた装置は、
第４図に図示した基本構成であった。

即ち出力約２Ｗのアルゴンイオンレーザー１３、ビデオ
信号１４によって駆動される光変調器１５、反射鏡１６
、集光用の１０の音頭微鏡対物レンズ１７等からなる光
学系と、この光学系から射出される光ビーム１８の光軸
に対し垂直な平面内で回転するターンテーブル１９及び
その駆動用モーター２０、更にターンテーブルの回転に
対応して反射鏡１６及び集光レンズ１７を一体的に水平
方向に移動する機構を含む駆動系から成っている。この
装置に対して前記記録媒体２１をその表面が集光ビーム
（スポットサイズは走査方向の中約ｌｒ、それに対して
直角な方向の長さ約３仏の長方形に近い形状をしている
。）の焦点に一致するように取り付けた。ターンテーブ
ルを毎分１８０の副転とし、まずヒートモード層（ＱＳ
層）及び情報記録層（Ａそ層）をヒートモードにより除
去してビットをガラス面に蓬せしめた。次いで残留する
ヒートモード層（ＱＳ）をＮａＯＨ・エタノール飽和溶
液で、６秒間溶解除去した。以上の如くして記録が行な
われた記録媒体を５００針音の走査型電子顕微鏡により
観察したところ、記録盤の表面には、全く飛散物あるい
は盛り上がりが見られず、又凹部（記録ビット）の形状
も極めて良好であった。

解像度は２０００本以上／豚であった。なおレーザーの
出力をＩＷに減少させ他の条件は同様にして記録を行な
ったところ、凹部（記録ビット）は深さ約０．１仏とな
りガラス面まで蓬せず第２図ｃの如くの記録が行なわれ
た。この記録盤も、表面は充分平滑で且つ凹部の形状も
極めて良好であった。更に下記の表の如くヒートモード
層及び情報記録層を変えて記録を行ない、次いで残留ヒ
ートモード層の溶解除去を行なった。

下記の表−２にはヒートモード層、情報記録層、層の形
成方法及びヒートモード層の除去方法等をまとめて示し
てある。但し以下においてヒートモード層及び情報記録
層の形成方法の瓶中で「温度」とあるのは蒸着源温度を
示し、又ヒートモード層除去方法の瓶中の時間は溶解除
去に要した時間を示すものとする。表一２ 実施例 ２ 実施例１において、ヒートモード層−情報記録層の組み
合わせを次の様に代えて実施例１と同様に記録を行なっ
たが、ほぼ同様の結果を得た。

実施例 ３充分に平面研磨された厚さ約数側直径３０肌
のＡそ円板上に実施例１と同様の条件で夏空蒸着により
ＷＳ層（厚さ約ｏ．２Ａ）を形成し記録媒体とした。

次いで実施例１で用いた記録装置によりヒートモード層
に記録を行ないその後希Ｎａ２Ｃ０３溶液を用いてＱＳ
を短時間溶解除去し記録盤を得た。記録盤の表面および
記録ビットの状態はかなり良好であり、実用上充分な解
像度（２０００本以上／収）を有していた。実施例 ４ 厚さ約１伽、直径約３０肌のアクリル樹脂製円板上にＷ
Ｓを厚さ約０．０７〃で真空蒸着し記録媒体とした。

蒸着条件は実施例１とほぼ同様であった。ふレーザー出
力を約３Ｗとして実施例１と同様に記録を行ない、残留
するＷＳ層をＮａＯＨ・エタノール飽和溶液で約７秒間
溶解除去した。得られた記録盤には、アクリル板に深さ
約０．１Ａの凹部（記録ビット）が形成されていた。記
録盤表面は平滑であり解像度も実用上充分な程度（約１
５００本／肌）であった。なお情報記録層としてＢｉよ
３及びＷＳ２を用いて同様に記録を行なったが、同様の
結果を得た。

実施例 ５実施例１と同様の基板上に心２Ｓｅ３層を厚
み約０．３山で真空黍着した。

更にその上にＣｒを約０．１山の厚みで真空蒸着した。
これらの層形成の蒸着条件は、実施例１とほぼ同様であ
った。この記録媒体に、実施例１に用いた装置によりヒ
ートモード層及び情報記録層に記録を行なった。

なおレーザービームの出力は約２Ｗであった。その後残
ったＣｒ層を希Ｈぶ０４格により溶解除去した。

この様にして得られた記録盤の表面および記録トラック
の状態は実施例１，２および３と同様に極めて良好で解
像度は２０００本以上／肋であつた。更にヒートモード
層、情報記録層及びヒートモード層の除去液等を下記の
表−３の如く変えて記録を行なったが、ほぼ同様の結果
を得た。

表−３ 実施例 ６ 実施例１の基板上に、実施例１と同様にして、ＱＳ層を
厚み約０．５山で形成しその上にｌｎ２０３層を厚み約
０．１〃で形成して記録媒体とした。

実施例１と同じ装置により記録を行なった。次いで残留
するｌｎ２０３層を希ＨＣそで除去したところ、良好な
記録盤を得た。又、ヒートモード層、及び情報記録層を
下記の表−４の如く変えて記録を行なったところ、非常
に良好な結果を得た。

表− ４ 実施例 ７ 実施例１と同様の基板上にＷ０３を厚さ約０．５仏で電
子ビーム蒸着（真空度１×１０‐５ｔｏｎ）した。

次いで実施例１の表−２の例と同様の方法で厚さ約０．
１ムのポリエチレンを真空蒸着して記録媒体とした。こ
の記録媒体に実施例１の装置を用いてレーザ出力約２Ｗ
で、記録を行ない、残留するポリエチレン層をベンゼン
の温浴によって溶解除去した。得られた記録盤には深さ
約０．４一の凹部が形成されていた。凹部の周辺には盛
り上がりもなく、良好な記録が行なわれていた。又、ヒ
ートモード層、情報記録層及びヒートモード除去液等を
下記の表−５の如く変えて記録を行なったが、上記の例
と同様に良好な結果を得た。

表−５ 実施例 ８ 実施例１のＷＳ‐ｌｎの記録媒体に記録を行なって得ら
れた記録盤を用いて信号再生を行なよた。

再生方式は光学方式であった。即ち読取り用の半導体レ
ーザービー‐ムを記録盤の表面から照射し、Ｓｉフオト
ディテクターからなる再生素子で受けた光信号をディモ
ジュレーターで復調し、画像信号に変換した。得られた
画像は鮮明であった。なお実施例１におけるＷＳ−Ｓｎ
，ふ２Ｓ３‐Ｍｏｏ３，実施例５におけるＢｉ−ＱＳ，
Ｂｉ−Ｗ０３，実施例７におけるポリエチレン−Ｃｒ０
２等の記録媒体に対しても同様に記録・再生を行なった
が、良好な再生画像が得られた。実施例 ９ 実施例３で得られた記録盤に厚さ約５００Ａのスチレン
層を実施例７と同様の方法で形成し、容量再生方式によ
って信号再生を行なった。

即ち、スタィラス電極を再生ヘッドとし、該電極と導電
層（Ａ〆基板）との間の静電容量を検出し、この信号を
デイモジュレータにより復調して画像を得た。再生画像
は極めて鮮明であった。

実施例 １０ 実施例１のＱＳ−ｌｎの記録媒体に記録を行なって得ら
れた記録盤にＮｉメッキを行ない、該メッキ層をはがし
て多数の複刻盤を製作する為のマスターとなした。

次に該マスターり塩化ビニル板を加熱圧着し、その後冷
却して透明な塩化ビニルディスクを得た。

その表面に３００Ａ厚のＡそ層を真空蒸着（真空度５〜
６×ｌｏ‐キｏｎ、蒸着源温度１０００ｑｏ、タングス
テンボード）し、更にその上にボリメチルメタアクリレ
ート層を約１〃厚に塗布し保護層となして、ディスクを
完成させた。

ディスクの表面は極めて平滑であった。実施例９と同様
の方法により信号再生を行なったところ良好な画像が得
られた。

又実施例１のＷＳ‐１比０３，実施例２のＢｉ２Ｓ３−
Ｍｎ０２，実施例５のＣｒ−Ａｓぶ３，Ｂｉ−蛇Ｓのタ
イプの記録媒体に対しても同様に記録・再生を行なった
が、良好な結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の記録媒体の基本的構成を示す断面図、
第２図および第３図は本発明の記録方法の一態様を示す
断面図、第４図は記録に用いた装置を示す説明図である
。 図面において、１は基板、２は情報記録層、３はヒート
モード層、４はヒートモード層の飛散物、５は除去部の
周辺の盛り上がり部、６はしーザービーム、７は情報の
記録ビット、８は基板をも兼ねた情報記録層、９はヒー
トモード層、１０はヒートモードによる飛散物、１１は
除去部の周辺の盛り上がり部、１２は記録ビット、１３
はアルゴンイオンレーザー、１４はビデオ信号、１５は
光変調器、１６は反射鏡、１７は集光レンズ、１８はビ
ーム、１９はターンテーブル、２０は駆動用モーター、
２１は記録媒体を各々示す。 弟ｌ図尭ろ図 菊２図 弟４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヒートモード層及び記録層を有する記録媒体上にエ
   ネルギービームを選択的に照射し、エネルギービームに
   より発生する熱でヒートモード層と記録層とを選択除去
   する工程、及び残留するヒートモード層を除去する工程
   を有するヒートモード記録方法。