JP4721078B2 - 光情報記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は光情報記録媒体に関し、例えば光ビームを用いて情報が記録され、また当該光ビームを用いて当該情報が再生される光情報記録媒体に適用して好適なものである。

従来、光情報記録媒体としては、円盤状の光情報記録媒体が広く普及しており、一般にＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等が用いられている。

一方、かかる光情報記録媒体に対応した光情報記録再生装置では、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報を当該光情報記録媒体に記録するようになされている。特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また１枚の光情報記録媒体に記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光情報記録媒体のさらなる大容量化が求められている。

そこで、光情報記録媒体を大容量化する手法の一つとして、２系統の光ビームを干渉させてなる微小なホログラムを記録マークとし、光情報記録媒体の厚さ方向に複数重ねるように形成する光情報記録媒体が提案されている。この光情報記録媒体では、１層の記録層内に複数層に相当する情報を記録するようになされている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の光情報記録媒体は、２系統の光ビームを必要とするため、光学系が複雑になるという欠点を有している。一方光情報記録媒体として、照射された１系統の光ビームによって発生する熱により当該光ビームの焦点近傍に空洞（気泡）を形成し、この空洞を記録マークとすることにより１層の記録層内に複数層に相当する情報を記録する光情報記録媒体も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−７１４３３公報 特開２００５−３７６５８公報

特許文献２の光情報記録媒体は、高いピークパワーを持つパルスレーザを必要とし、ドライブとしての実用化には困難が伴う。また、単純に連続発振レーザを使用した場合は、多層化のため高透過率を必要とする点と、焦点近傍における高吸収率が望まれる点が相反してしまう。このため光情報記録媒体では、焦点近傍の吸収率を大きく増大させることができず、記録マークを形成するために光ビームを長時間照射しなければならなかった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、記録速度を向上させ得る光情報記録媒体を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の光情報記録媒体においては、アクリル酸エステル（ｐ−クミルフェノールエチレンオキシド付加アクリル酸エステル、２−エチルヘキシルアクリレートは又はベンジルアクリレート）とジフェニルフルオレンＥＯ（Ethylene Oxide）変性ジアクリレートとの重量比４０：６０の混合物１００重量部に対し気化材料及び重合開始剤として０．８重量部の重合開始剤が加えられてなり、集光された記録光に応じて形成される記録マークが配列されるマーク層のうち、記録光ビームが入射される側から最も奥側にあるマーク層の深さである最奥深さ当たりの記録光吸収量が２０．８［％］以下であり、かつ記録光と同一波長の測定光に対する光吸収量を基準としたときの当該記録光よりも１０［ｎｍ］短波長でなる測定光に対する光吸収量の変化量が、０．３０［ｍｍ］当たり８．０［％］以上でなる記録層を設けるようにした。

これにより光情報記録媒体は、焦点近傍以外で吸収する記録光を抑制して当該焦点近傍に大きな光強度で記録光を照射すると共に、記録光を効率良く吸収して迅速に焦点近傍の温度を上昇させることができ、短時間で記録マークを形成することができる。

また本発明の光情報記録媒体においては、アクリル酸エステル（ｐ−クミルフェノールエチレンオキシド付加アクリル酸エステル、２−エチルヘキシルアクリレートは又はベンジルアクリレート）とジフェニルフルオレンＥＯ（Ethylene Oxide）変性ジアクリレートとの重量比４０：６０の混合物１００重量部に対し気化材料及び重合開始剤として０．８重量部の重合開始剤が加えられてなり、集光された記録光ビームに応じて形成される記録マークが配列されるマーク層のうち、記録光が入射される側から最も奥側にあるマーク層の深さである最奥深さ当たりの記録光吸収量が２０．８［％］以下であり、記録光の波長＋５［ｎｍ］、−２０［ｎｍ］の範囲内に長波長側から短波長側に向けて急速に光吸収量を増大させる吸収端が存在する記録層を設けるようにした。

これにより光情報記録媒体は、焦点近傍以外で吸収する記録光を抑制して当該焦点近傍に大きな光強度で記録光を照射すると共に、記録光を効率良く吸収して迅速に焦点近傍の温度を上昇させることができ、短時間で記録マークを形成することができる。

本発明によれば、焦点近傍以外で吸収する記録光を抑制して当該焦点近傍に大きな光強度で記録光を照射すると共に、記録光を効率良く吸収して迅速に焦点近傍の温度を上昇させることができ、短時間で記録マークを形成することができる。かくして本発明は、記録速度を向上させ得る光情報記録媒体を実現できる。

光情報記録媒体の構成を示す略線図である。 光情報記録媒体の初期化の説明に供する略線図である。 気化材料の様子を模式的に示す略線図である。 光ビームの照射の説明に供する略線図である。 記録層におけるマーク層を示す略線図である。 光情報記録再生装置の構成を示す略線図である。 戻り光ビームの検出の説明に供する略線図である。 戻り光の信号強度分布を示す略線図である。 記録マーク断面の写真を示す略線図である。 各層における戻り光の信号強度分布（１）を示す略線図である。 各層における戻り光の信号強度分布（２）を示す略線図である。 気化温度の測定の説明に供する略線図である。 記録光吸収量と短波長吸収変化量の関係を示す略線図である。 光吸収量の比較の説明に供する略線図である。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
１．〜４． 実施の形態 （記録光吸収量と短波長吸収変化量の関係）
５．他の実施の形態

＜実施の形態＞
［１．光情報記録媒体の構成］
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、光情報記録媒体１００は、基板１０２及び１０３の間に記録層１０１を形成することにより、全体として情報を記録するメディアとして機能するようになされている。光情報記録媒体１００の形状に特に制限はなく、図１のように矩形板状に形成することはもちろん、ＢＤ（Blu-ray Disc、登録商標）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの一般的な光ディスクのように円盤状に形成し、中央部分にチャッキング用の孔を形成することも可能である。

基板１０２及び１０３はガラス基板、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂など種々の光学材料でなり、光を高い割合で透過させるようになされている。また基板１０２及び１０３は、Ｘ方向の長さｄｘ及びＹ方向の長さｄｙがそれぞれ 約５０［ｍｍ］〜１５０［ｍｍ］程度、厚さｔ２及びｔ３が約０．０５〜１．２［ｍｍ］でなる正方形板状、長方形板状又は円盤状に構成されている。

記録層１０１は、０．０５［ｍｍ］以上、１．２[ｍｍ]以下、さらに好ましくは１．０［ｍｍ］以下でなることが好ましい。記録層１０１を薄くすると、記録層１０１の厚さ方向に記録マークＲＭを多く配列することができず、光情報記録媒体１００としての記憶容量を大きくすることができず、好ましくない。また、記録層１０１を１．２［ｍｍ］以上にすると、記録層１０１総体としての透過率が低下し、奥側において照射される光ビームの光強度を低下させるため、好ましくない。

因みに光を通過する基板１０２と記録層１０１とを加算した厚さは、１．２［ｍｍ］以下でなることが好ましい。厚さが１．２［ｍｍ］を超えると、光情報記録媒体１００の表面が傾いた時に当該光情報記録媒体１００内で生じる記録用の光ビーム（以下、これを記録用光ビームＬ２ｃと呼ぶ）の非点収差が大きくなるからである。

基板１０２及び１０３の外側表面（記録層１０１と接触しない面）には、波長が記録用及び再生用でなる光ビームに対して無反射となるような４層無機層（Ｎｂ_２Ｏ_２／ＳｉＯ_２／Ｎｂ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２）などのＡＲ（AntiReflection coating）処理を施しても良い。

記録層１０１は、例えば光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂及び熱可塑性樹脂など、種々の樹脂材料及びこれらの組み合わせによって構成される。

実際上、光情報記録媒体１００は、以下のように作製される。基板１０３の上部に例えば重合によってフォトポリマーを形成する未硬化状態の液状材料Ｍ１（詳しくは後述する）が展開された後、当該液状材料Ｍ１上に基板１０２が載置される。これにより、図１における記録層１０１に相当する部分が未硬化状態の液状材料Ｍ１でなる光情報記録媒体１００（以下、これを未硬化光情報記録媒体１００ａと呼ぶ）が形成される。

このように未硬化光情報記録媒体１００ａは、硬化前のフォトポリマーである液状材料Ｍ１を透明な基板１０２及び１０３により挟んでおり、全体として薄い板状に構成されている。

液状材料Ｍ１は、液状材料Ｍ１の一部或いは大部分を構成する光重合型、光架橋型の樹脂材料（以下、これらを光硬化型樹脂と呼ぶ）として、例えばラジカル重合型のモノマー類とラジカル発生型の光重合開始剤、又はカチオン重合型のモノマー類とカチオン発生型の光重合開始剤若しくはこれらの混合物により構成されている。

すなわち液状材料Ｍ１は、その内部にモノマー又はオリゴマー、もしくはその両方（以下、これをモノマー類と呼ぶ）が均一に分散している。この液状材料Ｍ１は、光が照射されると、照射箇所においてモノマー類が重合する（すなわち光重合する）ことによりフォトポリマーとなり、これに伴い屈折率及び反射率が変化するといった性質を有している。また液状材料Ｍ１は、光の照射によりフォトポリマー同士の間に「橋架け」を行い分子量が増加する、いわゆる光架橋が生じることにより、さらに屈折率及び反射率が変化する場合もある。

このモノマー類としては、公知のモノマー類を使用することができる。例えば、ラジカル重合型のモノマー類として、主にアクリル酸、アクリル酸エステル、アクリル酸アミドの誘導体やスチレンやビニルナフタレンの誘導体等、ラジカル重合反応に用いられるモノマーがある。また、ウレタン構造物にアクリルモノマーを持つ化合物についても適用することができる。また上述したモノマーとして、水素原子の代わりにハロゲン原子に置き換わった誘導体を用いるようにしても良い。

具体的に、ラジカル重合型のモノマー類としては、例えば、アクリロイルモルホリン、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールＰＯ変性ジアクリレート、１，９ノナンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、アクリル酸エステル、フルオレンアクリレート、ウレタンアクリレート、オクチルフルオレン、ベンジルアクリレートなど公知の化合物を使用することができる。なおこれらの化合物は、単官能であっても多官能であっても良い。

またカチオン重合型のモノマー類としてはエポキシ基やビニル基などの官能基を含有していれば良く、例えば、エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、フルオレンエポキシ、グリシジルアクリレート、ビニルエーテル、オキセタンなど公知の化合物を使用することができる。

ラジカル発生型の光重合開始剤としては、例えば、２，２−ジメトキシ−１，２ジフェニルエタン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−オンオン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイドオンなど公知の化合物を使用することができる。

カチオン発生型の光重合開始剤としては、例えばジフェニルヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、トリ−ｐ−トリスルフォニウムヘキサフルオロフォスフェート、クミルトリルヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、クミルトリルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素など公知の化合物を使用することができる。

因みにカチオン重合型のモノマー類及びカチオン発生型の光重合開始剤を使用することにより、液状材料Ｍ１の硬化収縮率をラジカル重合型のモノマー類及びラジカル発生型の光重合開始剤を使用した場合と比して低減することができる。また光重合型、光架橋型の樹脂材料としてアニオン型のモノマー類及びアニオン型の光重合開始剤を組み合わせて使用することも可能である。

またこの光重合型モノマー類、光架橋型モノマー類及び光重合開始剤、このうち特に光重合開始剤は、その材料が適切に選定されることにより、光重合を生じやすい波長を所望の波長に調整することも可能である。なお液状材料Ｍ１は、意図しない光によって反応が開始するのを防止するための重合禁止剤や、重合反応を促進させる重合促進剤などの各種添加剤を適量含有しても良い。

そして未硬化光情報記録媒体１００ａは図２に示す初期化装置１において、液状材料Ｍ１が初期化光源２から照射される初期化光Ｌ１により初期化され、記録マークを記録する記録層１０１として機能するようになされている。

具体的に初期化装置１は、初期化光源２から例えば波長３６５［ｎｍ］の初期化光Ｌ１（例えば３００［ｍＷ／ｃｍ^２］、ＤＣ（Direct Current）出力）を出射させ、当該初期化光Ｌ１をテーブル３上に載置された板状の光情報記録媒体１００に対して照射させるようになされている。この初期化光Ｌ１の波長及び光パワーは、液状材料Ｍ１に使用される光重合開始剤の種類や記録層１０１の厚みｔ１などに応じて最適となるように適宜選択される。

因みに初期化光源２としては、高圧水銀灯、高圧メタハラ灯、固体レーザ、キセノン灯や半導体レーザ等の高い光パワーを照射し得る光源が用いられる。

また初期化光源２は、図示しない駆動部を有しており、Ｘ方向（図中の右方向）及びＹ方向（図の手前方向）に自在に移動する。初期化光源２は、未硬化光情報記録媒体１００ａに対して適切な位置から初期化光Ｌ１を一様に照射し得、未硬化光情報記録媒体１００ａ全体に均一に初期化光Ｌ１を照射するようになされている。

このとき液状材料Ｍ１は、当該液状材料Ｍ１内における光重合開始剤からラジカルやカチオンなどを発生させることによりモノマー類の光重合反応又は光架橋反応、もしくはその両方（以下、これらをまとめて光反応と呼ぶ）を開始させる。この結果液状材料Ｍ１は、モノマー類の光重合架橋反応を連鎖的に進行させる。この結果モノマー類が重合してフォトポリマーとなることにより硬化し、記録層１０１となる。

なおこの液状材料Ｍ１では、全体的にほぼ均一に光反応が生じるため、硬化後の記録層１０１における屈折率は一様となる。すなわち初期化後の光情報記録媒体１００では、いずれの箇所に光を照射しても戻り光の光量が一様となるため、情報が一切記録されていない状態となる。

また記録層１０１として、熱により重合する熱重合型又は熱により架橋又は硬化する熱架橋型の樹脂材料（以下、これを熱硬化型樹脂と呼ぶ）を用いることもできる。この場合硬化前の熱硬化型樹脂である液状材料Ｍ１としては、例えばその内部にモノマー類及び硬化剤、又は熱重合開始剤が均一に分散している。この液状材料Ｍ１は、高温下又は常温下においてモノマー類が重合又は架橋（以下、これを熱硬化と呼ぶ）することによりポリマーとなり、これに伴い屈折率及び反射率が変化するといった性質を有している。

熱硬化型樹脂に使用されるモノマー類としては、公知のモノマー類を使用することができる。例えば、フェノール樹脂やメラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの材料として使用されるような種々のモノマー類を使用することができる。

また熱硬化型樹脂に使用される硬化剤としては、公知の硬化剤を使用することができる。例えば、アミン類、ポリアミド樹脂、イミダゾール類、ポリスルフィド樹脂、イソシアネートなど、種々の硬化剤を使用することができ、反応温度やモノマー類の特性に応じて適宜選択される。なお硬化反応を促進する硬化補助剤など種々の添加物を添加するようにしても良い。

熱重合開始剤としては、公知の熱重合開始剤を使用することができる。例えば、アゾ系開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビス２、４ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩や、過酸化系開始剤である過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、２、４−ジクロル過酸化ベンゾイル、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、クメンパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイドなど、種々の熱重合開始剤を使用することができる。

そして未硬化光情報記録媒体１００ａを所定温度に加熱したオーブンなどを用いて所定の加熱時間（例えば１時間）に亘って加熱することにより、光情報記録媒体１００を作製することができる。

さらに記録層１０１として、熱可塑性の樹脂材料を用いることができる。この場合、基板１０３上に展開される液状樹脂Ｍ１は、例えば所定の希釈溶剤で希釈されたポリマーや、熱により可塑化されたポリマーが使用される。希釈溶剤で希釈されたポリマーを液状材料Ｍ１として用いた場合は、熱乾燥により記録層１０１が形成される。熱により可塑化されたポリマーを用いた場合には、冷却により記録層１０１が形成される。

なお、熱可塑性の樹脂材料としては、公知の樹脂を用いることができる。例えば、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymer）樹脂、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリアミド樹脂、アセタール樹脂、ノルボルネン樹脂など、種々の樹脂を使用することができる。

また希釈溶剤は、水、アルコール類、ケトン類、芳香族系溶剤、ハロゲン系溶剤などの各種溶剤若しくはこれらの混合物を用いることができる。なお熱可塑性の樹脂の物理特性を変化させる可塑剤など種々の添加物を添加するようにしても良い。

この記録層１０１は、熱に応じて気化する性質を有する気化材料を含有する。気化材料は、沸騰又は熱分解によって気化し、気化温度が１４０［℃］〜４００［℃］（１４０［℃］以上、４００［℃］以下を意味する、以下、同様の意味で「〜」を用いる）でなる。

すなわち光情報記録媒体１００では、液状材料Ｍ１において、１４０［℃］〜４００［℃］に沸騰又は分解などにより気化する気化温度を有する光重合開始剤、溶剤又はモノマー類などの気化材料を配合する。これにより、光情報記録媒体１００では、図３に示すように、初期化後の記録層１０１に１４０［℃］〜４００［℃］に気化温度を有する気化材料Ｌを散在させておく。

図４に示すように記録層１０１に対物レンズＯＬを介して所定の記録用の光ビームＬ２（以下、これを記録光ビームＬ２ｃと呼ぶ）が照射されると、記録光ビームＬ２ｃの焦点Ｆｂ近傍の温度が局所的に上昇し、例えば１４０［℃］以上の高温になる。

このとき記録光ビームＬ２ｃは、焦点Ｆｂ近傍の記録層１０１に含まれる気化材料を気化させ、その体積を増大させることにより、焦点Ｆｂに気泡を形成する。このとき気化した気化材料は、そのまま記録層１０１の内部を透過し、又は記録光ビームＬ２ｃが照射されなくなることにより冷却され、体積の小さな液体に戻る。このため記録層１０１では、気泡により形成された空洞のみが焦点Ｆｂ近傍に残ることになる。なお記録層１０１のような樹脂は、通常一定の速度で空気を透過させることから、いずれ空洞内は空気によって満たされると考えられる。

すなわち光情報記録媒体１００では、記録光ビームＬ２ｃを照射して記録層１０１が含有する気化材料を気化させることにより、図４（Ａ）に示すように、焦点Ｆｂに気泡によって形成された空洞でなる記録マークＲＭを形成することができる。

一般的に記録層１０１に使用されるフォトポリマーの屈折率ｎ_１０１が１．５程度であり、空気の屈折率ｎ_ＡＩＲが１．０とその差異が大きい。記録層１０１は、当該記録マークＲＭに対して読出用の光ビームＬ２（以下、これを読出光ビームＬ２ｄと呼ぶ）が照射されると、図４（Ｂ）に示すように、当該記録マークＲＭの界面における屈折率の差異により、読出光ビームＬ２ｄを反射して比較的光量の大きい戻り光ビームＬ３を生成する。

一方記録層１０１は、記録マークＲＭが記録されていない所定の目標位置に対して読出光ビームＬ２ｄが照射されると、図４（Ｃ）に示すように、目標位置近傍が一様の屈折率ｎ_１０１でなることにより、読出光ビームＬ２ｄを反射させることはない。

すなわち光情報記録媒体１００では、記録層１０１の目標位置に読出光ビームＬ２ｄを照射し、光情報記録媒体１００によって反射される戻り光ビームＬ３の光量を検出することにより、記録層１０１における記録マークＲＭの有無を検出することができ、記録層１０１に記録された情報を再生し得るようになされている。

また記録光ビームＬ２ｃによって発生する熱により気化材料を気化させており、実際に気化温度の比較的低い気化材料の方が気化温度の高い気化材料よりも記録時間が短い傾向にある。このため、気化材料の気化温度が低ければ低いほど記録マークＲＭを容易に形成できるとも考えられる。

しかし一般的な気化材料では、気化温度よりも約６０［℃］低い温度から徐々に吸熱反応が始まることが確認されている。このことは例えば１２０［℃］に気化温度を有する気化材料を含有する光情報記録媒体１００を約６０［℃］の温度下で長時間放置した場合に、気化材料が徐々に揮発する可能性があることを意味する。このため、記録マークＲＭを形成したいときに気化材料が揮発により残留しておらず、記録光ビームＬ２ｃを照射しても記録マークＲＭを形成できなくなる可能性を示唆している。

一般的に、光情報記録再生装置５のような電子機器は、８０［℃］程度の温度下で使用されることが想定されている。従って光情報記録媒体１００としての温度安定性を確保するためには、気化温度が８０［℃］＋６０［℃］＝１４０［℃］以上の気化材料を用いることが好ましい。また、１４０［℃］より５［℃］程度高い気化温度（すなわち１４５［℃］）を有する気化材料を用いることにより、温度安定性をさらに向上させることができると考えられる。

また、気化温度が４００［℃］を超えると、記録時間が長くなることが実験において確認されている。

以上のことから、液状材料Ｍ１に配合される気化材料の気化温度は、１４０［℃］〜４００［℃］（１４０［℃］以上、４００［℃］以下を意味する、以下、同様の意味で「〜」を用いる）であることが好ましく、さらに１４５［℃］〜３００［℃］であることが特に好ましい。

なお記録層１０１として熱硬化型樹脂を用いる場合には、熱硬化型のモノマー類、硬化剤及び熱重合開始剤として、気化材料が気化しないよう、常温硬化若しくは比較的低温で硬化する材料を使用することが好ましい。また、光重合開始剤の添加前に熱硬化樹脂の一部を加熱して予め硬化させておくことも可能である。熱乾燥により記録層１０１を形成する場合にも同様であり、比較的低温で乾燥し得る材料を選択することが好ましい。

気化材料としては、低分子量でなる気化材料が記録層１０１内に存在することによる記録層１０１の弾性率低下などの弊害を防止するため、モノマー類１００重量部に対して０．８重量部〜５０．０重量部であることが好ましい。さらに２．５重量部〜４０．０重量部であることが特に好ましい。

この気化材料としては、４００［ｎｍ］以下の紫外線に応じてラジカル、カチオン又はアニオンなどを発生させる、いわゆる光重合開始剤であることが特に好ましい。光重合開始剤は、紫外線に近い波長でなる４０５［ｎｍ］の光を適度に吸収し、自身の発熱により気化し得るからである。

また液状材料Ｍ１として光硬化型樹脂を用いる場合には、光重合開始剤を過剰量配合することにより、消費されなかった光重合開始剤（以下、これを光重合開始剤残渣と呼ぶ）をそのまま記録層１０１における気化材料として含有することができる。この場合、消費される光重合開始剤の量を考慮して光重合開始剤を配合することが好ましい。

なお光情報記録媒体１００は、基板１０３上に形成された固形の記録層１０１や予め固形シートとして形成された記録層１０１を、接着剤及び接着シートなどにより基板１０２又は１０３に貼り合わせることによっても形成することができる。また光情報記録媒体１００は、必ずしも基板１０２及び１０３を有する必要はなく、記録層１０１のみから構成されていても良い。

また記録層１０１としては、図５に示すように、記録マークＲＭが配列される層（以下、これをマーク層と呼ぶ）Ｙが複数に亘って形成される。なおこのマーク層Ｙは、記録マークＲＭが配列されることにより形成されるため、記録マークＲＭの形成前には仮想で存在することになる。記録層１０１内に形成されるマーク層Ｙの数に制限はないが、光情報記録媒体１００の記憶容量を向上させるため、好ましくは１０層以上、より好ましくは２０層以上形成されることが想定されている。

ここで、記録光ビームＬ２ｃが入射される基板１０２から最も遠くに存在するマーク層Ｙを最奥マーク層Ｙｄとし、基板１０２の界面から最奥マーク層Ｙｄまでの厚さを最奥深さｔ１ｄとする。記録光ビームＬ２ｃと同一波長でなる測定光に対する吸収量を記録光吸収量、当該記録光ビームＬ２ｃよりも１０［ｎｍ］短い波長でなる測定光に対する吸収量を短波長光吸収量と呼ぶ。

記録層１０１は、最奥深さｔ１ｄ当たりの記録光吸収量が２０．８［％］以下であることが好ましい。記録光吸収量が大きくなると、記録光ビームＬ２ｃが最奥マーク層Ｙｄに到達するまでの間に当該記録光ビームＬ２ｃのかなりの部分が記録層１０１によって吸収され、目標位置における記録光ビームＬ２ｃの光強度を低下させるからである。

記録層１０１は、厚さが０．３０［ｍｍ］当たりの記録光吸収量に対する短波長光吸収量の変化量（以下、これを短波長吸収変化量と呼ぶ）が８．０［％］以上でなることが好ましい。

ここで、短波長吸収変化量が大きいと、短波長光吸収量が大きい値でなることを意味する。記録光ビームＬ２ｃは、集光され大きな光強度で目標位置（すなわち記録光ビームＬ２ｃの焦点位置）に照射される。このとき記録層１０１は、あたかも記録光ビームＬ２ｃよりも僅かに短波長でなる光が照射されたかのように振る舞うことが知られている。すなわち記録層１０１は光短波長光吸収量が大きいと記録光ビームＬ２ｃを多く吸収して迅速に発熱し、短時間で記録マークＲＭを形成することが可能となる。

これに対して短波長吸収変化量が８．０［％］未満でなると、短波長光吸収量が小さい値でなることを意味する。このとき記録層１０１は、記録光ビームＬ２ｃを多く吸収することができず、記録マークＲＭを形成するのに時間を要してしまう。

すなわち記録層１０１は、短波長吸収変化量が大きいことにより、目標位置近傍において記録光ビームＬ２ｃの吸収量を増大させる一方、目標位置近傍以外における記録光ビームＬ２ｃの吸収量を抑制することができる。

なおこの記録光吸収量は、最奥深さｔ１ｄや厚さｔ１に応じて変化する。以下に、透過率Ｔを表す一般的な物理公式を示している。（１）式において、ｋは吸光係数、ｄは厚さｔ１、λは照射光の波長を表している。（１）式において、透過率が２０［％］となら光吸収量は１−Ｔ、すなわちＴ＝０．２と算出することができる。

従って記録層１０１全体としての記録光ビームＬ２ｃの波長に対する光透過率を測定して吸光係数ｋ_１を算出すると共に、ｄ＝最奥深さｔ１ｄ及びｄ＝０．３０［ｍｍ］を代入する。これにより、最奥深さｔ１ｄ当たりの記録光吸収量及び０．３０［ｍｍ］当たりの記録光吸収量を算出することができる。

また、短波長吸収変化量は光吸収量、すなわち１−Ｔの変化量を示すものである。ここで厚さｔ１が変化した場合であっても、光吸収量における吸光係数ｋ、照射光の波長λは変化しないため、記録光吸収量及び短波長吸収変化量は厚さｔ１に応じてのみ変化することになる。

以下に、記録光ビームＬ２ｃと同一波長の測定光に対する光吸収量を１−Ｔ_１、記録光ビームＬ２ｃよりも１０［ｎｍ］短波長でなる測定光に対する光吸収量を１−Ｔ_２、記録光ビームＬ２ｃと同一波長の測定光に対する吸光係数をｋ_１、記録光ビームＬ２ｃよりも１０［ｎｍ］短波長でなる測定光に対する吸収係数をｋ_２としたときの短波長吸収変化量ΔＡｂを表している。

従って記録層１０１の厚さｔが０．３０［ｍｍ］以外の厚さである場合には、記録光ビームＬ２ｃと同一波長の光に対する吸光係数ｋ_１を算出すると共に、記録光ビームＬ２ｃよりも１０［ｎｍ］短波長でなる光に対する吸収係数ｋ_２を算出する。そして（２）式におけるｄの値を０．３０［ｍｍ］にすることより、０．３０［ｍｍ］当たりの短波長吸収変化量を算出することができる。

このように記録層１０１は、最奥深さｔ１ｄ当たりの記録光吸収量が２０．８［％］以下でなるようにした。これにより、記録層１０１は、目標位置近傍以外での記録光ビームＬ２ｃの吸収量を抑制し、当該記録光ビームＬ２ｃを大きな光強度のまま最奥マーク層Ｙｄに到達させることができる。

また、記録層１０１は、０．３０［ｍｍ］当たりの短波長吸収変化量が８．０［％］以上でなるようにした。これにより、記録層１０１は、目標位置近傍における記録光ビームＬ２ｃの吸収量を増大させ、迅速に発熱して記録マークＲＭを短時間で形成し得るようになされている。

［２．実施例１］
［２−１．サンプルの作製］
モノマー類としてアクリル酸エステルモノマー（ｐ−クミルフェノールエチレンオキシド付加アクリル酸エステル）とウレタン２官能アクリレートオリゴマーとの混合物（重量比４０：６０）１００重量部に対し、気化材料及び光重合開始剤として０．８重量部の下記に示す光重合開始剤Ａを加え、暗室化において混合脱泡することにより液状材料Ｍ１を調製した。以下に、液状材料Ｍ１の配合を示す。

光重合開始剤Ａ：（ビス（η−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウム

そして液状材料Ｍ１を基板１０３上に展開し、基板１０２及び１０３の間に挟み込んで未硬化光情報記録媒体１００ａを作製した。この未硬化光情報記録媒体１００ａに対し、高圧水銀灯でなる初期化光源１により初期化光Ｌ１（波長３６５［ｎｍ］においてパワー密度２５０［ｍＷ／ｃｍ^２］）を１０［ｓｅｃ］照射することにより、光情報記録媒体１００としてのサンプルＳ１を作製した。なお、記録層１０１の厚さｔ１は０．５［ｍｍ］、基板１０２の厚さｔ２は０．７［ｍｍ］、基板１０３の厚さｔ３は０．７［ｍｍ］であった。

［２−２．気化温度の測定］
次に、サンプルＳ１で使用した光重合開始剤Ａの気化温度を、ＴＧ／ＤＴＡ（示唆熱・熱重量同時測定）によって測定した。測定条件を以下に示す。

雰囲気 ：Ｎ_２（窒素雰囲気下）
昇温速度：２０［［℃］／ｍｉｎ］
測定温度：４０［℃］〜６００［℃］
使用装置：ＴＧ／ＤＴＡ３００（セイコーインスツルメンツ株式会社製）

ＴＧ／ＤＴＡ測定の結果、重量変化を示すＴＧ曲線において最も激しく重量減少が生じた温度を光重合開始剤Ａの気化温度とした。光重合開始剤Ａの気化温度は２３２［℃］であった。因みに測定対象物が複数の気化温度を有する場合には、最も低温において激しく重量減少が生じた温度を測定対象物の気化温度としている。

このように、光重合開始剤Ａは、１４０［℃］〜４００［℃］の範囲内に気化温度を有することが確認された。

［２−３．記録マークの形成及び読出］
［２−３−１．光情報記録再生装置の構成］
図６において光情報記録再生装置５は、全体として光情報記録媒体１００における記録層１０１に対して光を照射することにより、記録層１０１において想定される複数の記録マーク層Ｙに情報を記録し、また当該情報を再生するようになされている。この記録マーク層Ｙは、記録マークＲＭが配列されることによって形成されるものであり、記録マークＲＭが形成される前段階においては、仮想に存在するものである。

光情報記録再生装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）構成でなる制御部６により全体を統括制御するようになされており、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）から基本プログラムや情報記録プログラム、情報再生プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）に展開することにより、情報記録処理や情報再生処理等の各種処理を実行するようになされている。

制御部６は、光ピックアップ７を制御することにより、当該光ピックアップ７から光情報記録媒体１００に対して光を照射させ、また当該光情報記録媒体１００から戻ってきた光を受光するようになされている。

光ピックアップ７は、制御部６の制御に基づき、レーザダイオードでなる記録再生光源１０から例えば波長４０５［ｎｍ］の光ビームＬ２をＤＣ出力で出射させ、当該光ビームＬ２をコリメータレンズ１１により発散光から平行光に変換した上でビームスプリッタ１２に入射させるようになされている。

因みに記録再生光源１０は、制御部６の制御に従い、光ビームＬ２の光量を調整し得るようになされている。

ビームスプリッタ１２は、反射透過面１２Ｓにより光ビームＬ２の一部を透過させ、対物レンズ１３へ入射させる。対物レンズ１３は、光ビームＬ２を集光することにより、光情報記録媒体１００内の任意の箇所に合焦させるようになされている。

また対物レンズ１３は、光情報記録媒体１００から戻り光ビームＬ３が戻ってきた場合、当該戻り光ビームＬ３を平行光に変換し、ビームスプリッタ１２へ入射させる。このときビームスプリッタ１２は、戻り光ビームＬ３の一部を反射透過面１２Ｓにより反射し、集光レンズ１４へ入射させる。

集光レンズ１４は、戻り光ビームＬ３を集光して受光素子１５に照射する。これに応じて受光素子１５は、戻り光ビームＬ３の光量を検出し、当該光量に応じた検出信号を生成して制御部６へ送出する。これにより制御部６は、検出信号を基に戻り光ビームＬ３の検出状態を認識し得るようになされている。

ところで光ピックアップ７は、図示しない駆動部が設けられており、制御部６の制御により、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の３軸方向に自在に移動し得るようになされている。実際上、制御部６は、当該光ピックアップ７の位置を制御することにより、光ビームＬ２の焦点位置を所望の位置に合わせ得るようになされている。

このように光情報記録再生装置５は、光情報記録媒体１００内の任意の箇所に対して光ビームＬ２を集光し、また当該光情報記録媒体１００から戻ってくる戻り光ビームＬ３を検出し得るようになされている。

［２−３−２．記録マークの形状］
実際上、受光素子１５によって実際に検出された戻り光ビームＬ３の様子を図６に示している。図７（Ａ）は、読出光ビームＬ２ｃの焦点位置に記録マークＲＭが形成されていた場合を、図７（Ｂ）は読出光ビームＬ２ｃの焦点位置に記録マークＲＭが形成されていなかった場合を示している。

さらに、読出光ビームＬ２ｄがサンプルＳ１に形成された記録マークＲＭにより反射されてなる戻り光ビームＬ３の光強度の分布をｘ方向、ｙ方向及びｚ方向についてそれぞれ測定したところ、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すような結果が得られた。ここで特性曲線Ｓｘ、Ｓｙ及びＳｚは、目標位置を中心に読出光ビームＬ２ｄの焦点をそれぞれｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に関して変位させたときに、受光素子１５により得られた信号強度（すなわち光強度）の分布を示している。

この場合、光情報記録再生装置５は、サンプルＳ１に対して、当該記録層１０１と基板１０２との境界面からｚ方向に０．１［ｍｍ］となる位置を目標位置として、対物レンズ１３のＮＡを０．３５とし、記録光ビームＬ２ｃの波長を４０５［ｎｍ］、光パワー２０［ｍＷ］、記録時間１．５［ｓｅｃ］として記録マークＲＭを記録した。また光情報記録再生装置５は、読出光ビームＬ２ｄの波長を４０５［ｎｍ］、光パワーを０．１［ｍＷ］とした。

図８（Ａ）及び（Ｂ）の分布特性から、記録マークＲＭは、全体的に楕円体に近似した形状に形成されており、ｘｙ平面における直径が約１［μｍ］、ｚ方向に関する高さが約１０［μｍ］程度となっていることがわかる。

また、記録マークＲＭが形成されたサンプル１を切断した断面のＳＥＭ（Scanning Electron Microscopic）写真を図９に示している。図９の写真から、記録マークＲＭとして空洞が形成されていることがわかる。

なお、記録層１０１の屈折率ｎ_１０１を１．５とし、記録マークＲＭ（空洞）の内部の屈折率ｎ_ＲＭを１．０とした場合のシミュレーションでは、受光素子１５によって読出光ビームＬ２ｄの光強度に対して０．１６％の光強度でなる戻り光ビームＬ３を受光できることがわかった。

［２−４．多層記録の再生］
次に、サンプルＳ１に対して、目標位置のｚ方向の位置を段階的に変化させることにより多層記録（いわゆる体積型記録）を行い、このときの各記録マークＲＭからの戻り光ビームＬ３（すなわち再生光）を測定した。

具体的には、まず光情報記録再生装置５によって、光ピックアップ７のｘ方向、ｙ方向及びｚ方向における位置を変化させることにより記録層１０１内の目標位置を３次元方向に変化させながら、１７層に渡って記録マークＲＭを層状に記録した。この場合、各層（以下、それぞれをマーク記録層と呼ぶ）におけるｘｙ平面上の記録マークＲＭの間隔を３［μｍ］、マーク記録層同士の間隔を２２．５［μｍ］とした。

次に、光情報記録再生装置５によって、光情報記録媒体１００の各マーク記録層に読出光ビームＬ２ｄをそれぞれ合焦させるよう照射し、戻り光ビームＬ３を検出した。このときの２層目（基板１０２に近い側）、５層目、８層目及び１１層目における戻り光ビームＬ３の検出結果を、図１０（Ａ）及び（Ｂ）、並びに図１１（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示す。

因みに図１０（Ａ）及び（Ｂ）並びに図１１（Ａ）及び（Ｂ）では、縦軸方向に信号強度を示し、横軸方向にｘ方向の位置を示しており、各マーク記録層において読出光ビームＬ２ｄの焦点位置をｘ方向に移動させたときの信号強度の測定結果をそれぞれ表している。

これらの図１０（Ａ）及び（Ｂ）並びに図１１（Ａ）及び（Ｂ）から明らかなように、光情報記録媒体１００における１層目から１１層目までのいずれのマーク記録層についても、記録マークＲＭが形成された箇所と当該信号マークＲＭが形成されていない箇所（初期化されただけの箇所）との信号強度の差が顕著に現れている。

すなわち光情報記録再生装置５は、多層記録により少なくとも１１層に渡ってマーク記録層を構成した場合において、各層に記録された記録マークＲＭを必要充分な信号強度の戻り光ビームＬ３として検出することにより良好な再生信号を得ることができ、各記録マークＲＭの有無、すなわち情報として値「０」又は値「１」のいずれが記録されているかを高い精度で読み出すことができる。

因みに図１０及び図１１は、光情報記録媒体１００への情報の記録及び再生に用いた記録光ビームＬ２ｃ及び読出光ビームＬ２ｄの波長を４０５［ｎｍ］とし、記録光ビームＬ２ｃの光パワーを１０［ｍＷ］、記録時間を２〜５［ｓｅｃ］とし、また読出光ビームＬ２ｄの光パワーを１［ｍＷ］として、さらに対物レンズ２３のＮＡを０．３５としたときの受光結果である。

このように、光情報記録媒体１００では、複数のマーク層Ｙに対して実際に記録マークＲＭを記録すると共に、当該記録マークＲＭから反射される戻り光ビームＬ３を受光することにより、記録マークＲＭの有無を検出し得ることが確認された。

［３．実施例２］
［３−１．サンプルの作製］
以下の条件により、光情報記録媒体１００としてのサンプルＳ１１〜Ｓ１５を作製した。また比較用サンプルとして、光情報記録媒体１００としての比較サンプルＲ１〜Ｒ４も併せて作製した。

なお本実施例２において使用した光重合開始剤（以下に示す）をそれぞれ光重合開始剤Ａ〜Ｅ、及びＧと表し、熱重合開始剤を熱重合開始剤Ｆと表し、これらをまとめて重合開始剤Ａ〜Ｇと呼ぶ。なお光重合開始剤Ａは、実施例１において使用した光重合開始剤Ａと同一である。各重合開始剤は、市販されているものを使用している。これらの重合開始剤は、市販品のため下記に示す化合物の他に各種助剤が含有されている場合もある。

光重合開始剤Ｂ：クミルトリルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素
光重合開始剤Ｃ：（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン
光重合開始剤Ｄ：トリ（ペンタフルオロフェニル）ホウ素
光重合開始剤Ｅ：２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン
熱重合開始剤Ｆ：フェニルカルバゾール
光重合開始剤Ｇ：［４−（メチルフェニルチオ）フェニル］フェニルメタン

モノマー類１００重量部に対し、重合開始剤Ａ〜Ｇを加え、暗室化において混合脱泡することにより液状材料Ｍ１を調製した。

以下に、サンプルＳ１１〜Ｓ１５及び比較サンプルＲ１〜Ｒ４に使用した液状材料Ｍ１におけるモノマー類及び重合開始剤の配合量の一覧を示す。なお光重合開始剤Ａ〜Ｅ、及びＧは、モノマー類を重合させる重合開始剤及び気化材料として配合されている。

なおアクリル酸エステルＸは、ｐ−クミルフェノールエチレンオキシド付加アクリル酸エステルであり、フルオレン２官能アクリレートは、ジフェニルフルオレンＥＯ（Ethylene Oxide）変性ジアクリレートである。またアクリル酸エステルＹは、２−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸エステルＺは、ベンジルアクリレートである。

液状材料Ｍ１を基板１０３上に展開し、基板１０２及び１０３の間に挟み込んで未硬化光情報記録媒体１００ａを作製した。サンプルＳ１１〜Ｓ１３及び比較サンプルＲ１〜Ｒ３については、光重合により液状材料Ｍ１を硬化させた。未硬化光情報記録媒体１００ａに対し、高圧水銀灯でなる第１初期化光源１により初期化光Ｌ１（波長３６５［ｎｍ］においてパワー密度４２［ｍＷ／ｃｍ^２］）を６０［ｓｅｃ］照射することにより、光情報記録媒体１００としてのサンプルＳ１１〜Ｓ１３及び比較サンプルＲ１〜Ｒ３を作製した。

サンプルＳ１４及びＳ１５、並びに比較サンプルＲ４については熱重合により液状材料を硬化させた。未硬化光情報記録媒体１００ａに対し、１００［℃］の恒温槽内で１時間加熱することにより、光情報記録媒体１００としてのサンプルＳ１４及びＳ１５、並びに比較サンプルＲ４を作製した。

このサンプルＳ１１〜Ｓ１５及び比較サンプルＲ１〜Ｒ４における記録層１０１の厚さｔ１はいずれも０．３０［ｍｍ］であった。なお記録層１０１の厚さｔ１は、レーザを走査させる変位計（キーエンス社、ＬＴ９０００シリーズのＬＴ９０３０Ｍヘッド）を用い、記録層１０１全体としての平均値として測定している。

［３−２．気化温度の測定］
実施例１と同様にして、光重合開始剤Ｂ、Ｃ及びＤの気化温度を測定した。以下に、各光重合開始剤の気化温度を示している。また、図１２に、光重合開始剤ＢのＴＧ／ＤＴＡ曲線を示している。

このように、光重合開始剤Ｂ、Ｃ及びＤは、１４０［℃］〜４００［℃］の範囲内に気化温度を有することが確認された。

［３−３．記録速度の測定］
光情報記録再生装置５は、サンプルＳ１１〜Ｓ１５、比較サンプルＲ１〜Ｒ４の記録層１０１において、基板１０２との界面から深さ２５〜２５０［μｍ］でなる目標位置に対し、記録光ビームＬ２ｃを照射した。このとき光情報記録再生装置５は、波長が４０５［ｎｍ］、光パワー５５［ｍＷ］でなる記録光ビームＬ２ｃを、開口数ＮＡが０．５の対物レンズ１３を介して照射した。

光情報記録再生装置５は、最短で記録可能な記録時間を測定するため、記録光ビームＬ２ｃを３０［μｓｅｃ］から１［μｓｅｃ］刻みで増大させて照射した。

実施例１と同様に、受光素子１５によって十分な光量でなる戻り光ビームＬ３を検出したときの最短記録時間を記録時間とした。以下に、サンプルＳ１１〜Ｓ１５及び比較サンプルＲ１〜Ｒ４の記録時間を示している。

表からわかるように、サンプルＳ１１〜Ｓ１５では、記録時間がいずれも９０［μｓｅｃ］以下と、１００［μｓｅｃ］未満の小さい値を示した。これに対して比較サンプルＲ１〜Ｒ４では、記録時間がいずれも１００［μｓｅｃ］以上の大きい値を示した。

［３−４．光吸収量の測定］
次に、上述した光情報記録媒体１００としてのサンプルＳ１１〜Ｓ１５及び比較サンプルＲ１〜Ｒ４につい光吸収量の測定を行った。

光情報記録媒体１００の光吸収量を分光光度計により測定した。具体的には、まず光情報記録媒体１００を分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５６０）の光出射方向から５度傾けて設置し、当該光情報記録媒体１００に対して測定光を照射すると共に、当該光情報記録媒体１００に対する測定光の反射率及び透過率を波長ごとに測定し、１００［％］から反射率及び透過率を減算した値を光吸収量とした。なお、４１５［ｎｍ］〜３９５［ｎｍ］における測定光の光強度はいずれも０．３［μＷ／ｃｍ^２］であった。

表５に、４１５［ｎｍ］、４０５［ｎｍ］及び３９５［ｎｍ］の測定光に対する光吸収量を示している。また表５には、記録光ビームＬ２ｃと同一波長でなる４０５［ｎｍ］の測定光に対する光吸収量を基準としたときの、それぞれ１０［ｎｍ］短波長及び長波長でなる測定光に対する光吸収量の変化を表す短波長吸収変化量及び長波長吸収変化量を示している。

図１３に、横軸を４０５［ｎｍ］でなる測定光に対する記録光吸収量、縦軸を短波長吸収変化量として、記録光吸収量と短波長吸収変化量との関係を示している。図１３からわかるように、記録時間が小さい時間を示したサンプルＳ１１〜Ｓ１５では、いずれも記録光吸収量が２５．０［％］以下であり、かつ短波長吸収変化量が８．０［％］以上であった。

これに対して、表５から分かるように、サンプルＳ１１〜Ｓ１５では、長波長吸収変化量の値がばらついており、比較サンプルＲ１〜Ｒ４と比して格段の差異は認められなかった。

記録層１０１では、記録光吸収量が２５．０［％］を超えると、記録層１０１内部における記録光ビームＬ２ｃの焦点近傍以外の領域において当該記録光ビームＬ２ｃの多くが吸収される。この結果、記録光吸収量が２５．０［％］を超えると、記録光ビームＬ２ｃの焦点における当該記録光ビームＬ２ｃの光強度を弱めてしまい、記録時間が大きくなったものと考えられる。

従って、記録層１０１は、記録光ビームＬ２ｃと同一波長でなる光に対する記録光吸収量が２５．０［％］以下でなることが好ましいといえる。

なお実施例２における記録光吸収量は、記録層１０１の厚さｔ１が０．３０［ｍｍ］のときの値である。実験では、基板１０２との界面から０．２５［ｍｍ］の距離まで記録を行っていることから、このときの最奥厚さｔ１ｄは、０．２５［ｍｍ］となる。従って、最奥厚さｔ１ｄ当たりの記録光吸収量（（１）式によって算出）は、２０．８［％］以下でなることが好ましいといえる。

図１４に、横軸を波長、縦軸を光吸収量とし、サンプルＳ１１、Ｓ１４及びＳ１５、並びに比較サンプルＲ２及びＲ４についての波長ごとの光吸収量を示している。ここで各サンプルでは、３０５［ｎｍ］〜４２０［ｎｍ］において光吸収量が大きく変化している。

ここで、光吸収量が大きく変化している部分では、小さな条件の変化によりその光吸収量が左右されることになる。上述したように、測定光の光強度は小さいことから、記録光ビームＬ２ｃの焦点以外の領域における光吸収量を表す数値といえる。

記録光ビームＬ２ｃの焦点近傍では、集光されることにより当該記録光ビームＬ２ｃの光強度が非常に大きくなり、記録光ビームＬ２ｃが実際よりも短波長でなるように振る舞う。すなわち、図１４に示すグラフが僅かに長波長側にシフトしたような状態となる。

従って、記録層１０１は、短波長吸収変化量が８．０［％］以上と大きい場合には、表５における記録光吸収量が小さくても、記録光ビームＬ２ｃを効果的に吸収して迅速に発熱し、短時間で記録マークＲＭを形成できたものと考えられる。従って、短波長光吸収変化量は、８．０［％］以上でなることが好ましいといえる。

ここで、光吸収量が大きく変化している領域に対する接線と、光吸収量の変化が小さい領域に対する接線との交点を吸収端と呼ぶ。以下に、サンプルＳ１１、Ｓ１４及びＳ１５、並びに比較サンプルＲ２及びＲ４についての吸収端を示す。

表からわかるように、サンプルＳ１１、Ｓ１４及びＳ１５では、吸収端が３８５［ｎｍ］〜４１０［ｎｍ］にある。記録層１０１は、吸収端が記録光ビームＬ２ｃの波長である４０５［ｎｍ］から＋５［ｎｍ］−２０［ｎｍ］の範囲内、より好ましくは４０５［ｎｍ］から＋２［ｎｍ］−１７［ｎｍ］の範囲内にあることが好ましいといえる。

この吸収端は、長波長側から短波長側へ向けて、急速に光吸収量を増大させる、いわば変曲点を表しており、当該吸収端より僅かに（５〜２０［ｎｍ］程度）長波長側から短波長側に向けて光吸収量の大幅な増大が見られる。すなわち、吸収端の前後においては、光吸収量が大きく変化する。

このため吸収端の前後においては、光強度の小さい光に対する吸収量を抑制しつつ、光強度の大きい光の吸収量を増大させることができる。すなわち吸収端の前後においては、記録光ビームＬ２ｃにおいて光強度の小さい焦点近傍以外の領域の吸収を抑制しつつ、光強度の大きい焦点近傍において記録光ビームＬ２ｃを効果的に吸収することができる。

なお比較サンプルＲ２では、吸収端が３８５［ｎｍ］〜４１０［ｎｍ］にあるものの、記録光吸収量が０．３０［ｍｍ］当たり２５．０［％］（すなわち最奥深さｔ１ｄ当たり２０．８［％］）より大きい。このため、比較サンプルＲ２では、記録時間が１００［μｓｅｃ］を超えてしまっている。

従って、記録層１０１は、吸収端が３８５［ｎｍ］〜４１０［ｎｍ］にあり、かつ記録光吸収量が０．３０［ｍｍ］当たり２５．０［％］以下（すなわち最奥深さｔ１ｄ当たり２０．８［％］以下）であることが好ましいといえる。

因みに、記録光吸収量が２５．０［％］以下でなるサンプルＳ１１〜Ｓ１５並びに比較サンプルＲ３及びＲ４では、基板１０２と記録層１０１との界面からの距離（２０［μｍ］〜２５０［μｍ］）に拘らず、記録時間に殆ど差異はみられなかった。これに対して記録光吸収量が２５．０［％］を超える比較用サンプルＲ１及びＲ２では、基板１０２と記録層１０１との界面からの距離に応じて変化し、総体的に記録時間も長くなることが確認された。

このように、記録層１０１では、記録光吸収量が２５．０［％］以下であり、かつ短波長吸収変化量が８．０［％］以上でなる。これにより記録層１０１は、焦点近傍以外の光強度の弱い部分における記録光ビームＬ２ｃの光吸収量を抑制し、焦点における記録光ビームＬ２ｃの光強度を高めることができる。

この結果記録層１０１は、短波長吸収変化量が大きいことに伴う光吸収量の増大効果を存分に発揮させることができ、記録光ビームＬ２ｃを効果的に吸収して迅速に記録マークＲＭを形成し得るようになされている。

［４．動作及び効果］
以上の構成において、光情報記録媒体１００の記録層１０１は、集光された記録光である記録光ビームＬ２ｃに応じて形成される記録マークＲＭが配列され、マーク層Ｙが形成される。記録層１０１は、記録光ビームＬ２ｃが入射される側（すなわち基板１０２との界面）から最も奥側にあるマーク層Ｙの深さである最奥深さｔ１ｄ当たりの光吸収量である記録光吸収量が２０．８［％］以下である。記録層１０１は、記録光ビームＬ２ｃ（４０５［ｎｍ］）と同一波長の測定光に対する記録光吸収量を基準としたときの当該記録光ビームＬ２ｃよりも１０［ｎｍ］短波長でなる測定光に対する短波長光吸収量の変化量が、０．３０［ｍｍ］当たり８．０［％］以上でなる。

記録層１０１は、４００［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］の青紫光ビームである記録光ビームＬ２ｃに応じて記録マークＲＭを形成する。

これにより、記録層１０１は、記録光ビームＬ２ｃとして５００［ｎｍ］よりも大きい赤色光ビームなどを使用する場合と比較してスポット径を小さくできるため、効果的に記録光ビームＬ２ｃを集光して短時間で記録マークＲＭを形成することができる。

記録層１０１は、最奥深さｔ１ｄ当たりの記録光吸収量が２０．８［％］以下であり、記録光ビームＬ２ｃの波長＋５［ｎｍ］、−２０［ｎｍ］の範囲内に長波長側から短波長側に向けて急速に光吸収量を増大させる吸収端が存在する。

これにより、記録層１０１は、記録光ビームＬ２ｃの波長からわずかに短波長側の光吸収量の変化を急峻にすることができるため、集光された記録光ビームＬ２ｃの吸収量を増大させて記録時間を短縮することができる。

以上の構成によれば、光情報記録媒体１００の記録層１０１は、記録光ビームＬ２ｃの焦点近傍に照射される光強度よりも遙かに小さい（例えば１／１０以下でなる）測定光を用いて記録層１０１の光吸収量が測定される。このとき記録層１０１は、記録光ビームＬ２ｃと同一波長に対する記録光吸収量が２０．８［％］以下であり、記録光ビームＬ２ｃより１０［ｎｍ］短波長側の測定光における短波長光吸収量が記録光吸収量に対して最奥深さｔ１ｄ当たり８．０［％］以上である。

これにより、記録層１０１は、光強度の小さい記録光ビームＬ２ｃ近傍における光吸収量を抑制して大きい光強度でなる記録光ビームＬ２ｃを焦点に集光させると共に、当該焦点近傍において記録光ビームＬ２ｃを効率良く吸収することができる。かくして本発明は、記録速度を短縮し得る光情報記録媒体を形成できる。

［５．他の実施の形態］
なお上述した実施の形態においては、記録層１０１が気泡（すなわち空洞）でなる記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、記録光ビームＬ２ｃに応じた化学変化により焦点Ｆｂ近傍の屈折率が変化されてなる記録マークを形成するようにしても良い。要は、記録マークによって読出光ビームＬ２ｄを反射して検出可能な光量の戻り光ビームＬ３を発生させればよい。

また上述した実施の形態においては、記録マークＲＭに対して読出光ビームＬ２ｄを照射し、当該記録マークＲＭによって反射されてなる戻り光ビームＬ３によって記録マークＲＭの有無を検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限られない。例えば読出光ビームＬ２ｄを透過させた透過光ビームを受光し、読出光ビームＬ２ｄの光量の増減を検出することにより記録マークＲＭの有無を検出するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、液状材料Ｍ１がモノマー類と光重合開始剤とから構成されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、液状材料Ｍ１の構成材料としては、熱硬化性のモノマーやこれを硬化させるための硬化剤、バインダポリマーやオリゴマー、光重合を行うための開始剤、さらには必要に応じて増感色素などを加える等しても良く、要は硬化後の記録層１０１に光重合開始剤が含有されていれば良い。

なお、必要に応じて添加されるバインダ成分としては、エチレングリコール、グリセリンとその誘導体や多価のアルコール類、フタル酸エステルとその誘導体やナフタレンジカルボン酸エステルとその誘導体、リン酸エステルとその誘導体、脂肪酸ジエステルとその誘導体のような、可塑剤として用いることが可能な化合物が挙げられる。このとき用いられる光重合開始剤としては、情報の記録後に、後処理により適宜分解される化合物が望ましい。また増感色素としては、シアニン系、クマリン系、キノリン系色素などが挙げられる。

さらに上述した実施の形態においては、４０５［ｎｍ］における熱吸収変化量及び光吸収変化量を測定する際、分光光度計によって３５０［ｎｍ］から８００［ｎｍ］までの各波長における光吸収量を測定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限られない。例えば光強度が０．３［μＷ／ｃｍ^２］でなる４０５［ｎｍ］及び３９５［ｎｍ］の光を照射して記録光吸収量及び短波長吸収量をそれぞれ測定するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、記録層が含有する光重合開始剤及び硬化樹脂が記録光ビームＬ２ｃを吸収して発熱するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光重合開始剤又は硬化樹脂のいずれかが記録光ビームＬ２ｃを吸収して発熱するようにしても良い。また、記録層が含有する硬化樹脂や必要に応じて添加される添加剤などの光重合開始剤以外の化合物が記録光ビームＬ２ｃに応じて化学反応（例えば光又は熱に応じた化合・分解反応など）を生じて発熱することにより、焦点Ｆｂ近傍の温度を上昇させるようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、記録層１０１が光硬化型樹脂の硬化した硬化樹脂でなるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば熱硬化型樹脂でなる記録層に対し、気化することにより気泡を形成する光重合開始剤残渣に相当する気化材料が含有されており、この記録層が初期化光Ｌ１によって化学変化を生じた場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

さらに上述した実施の形態においては、初期化処理（図２）において平行光でなる初期化光Ｌ１を光情報記録媒体１００に照射するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば拡散光や収束光でなる初期化光Ｌ１を光情報記録媒体１００に照射するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、光情報記録媒体１００の初期化処理を行うための初期化光Ｌ１、当該光情報記録媒体１００に情報を記録するための記録光ビームＬ２ｃ、及び当該光情報記録媒体１００から情報を再生するための読出光ビームＬ２ｄの波長を統一するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば記録光ビームＬ２ｃ及び読出光ビームＬ２ｄの波長を統一する一方で初期化光Ｌ１の波長を両者と異なるようにし、或いは初期化光Ｌ１、記録光ビームＬ２ｃ及び読出光ビームＬ２ｄの波長を互いに異なるようにしても良い。

この場合、初期化光Ｌ１としては、記録層１０１を構成する光重合光硬化型樹脂における光化学反応の感度に適した波長であり、記録光ビームＬ２ｃとしては、物質の熱伝導により温度を上昇させるような波長又は吸収されやすいような波長であり、読出光ビームＬ２ｄとしては、最も高い解像度が得られるような波長であることが望ましい。このとき、記録光ビームＬ２ｃ及び読出光ビームＬ２ｄの波長等に応じて対物レンズ１３（図６）のＮＡ等についても適宜調整すれば良く、さらには情報の記録時と再生時とで記録光ビームＬ２ｃ及び読出光ビームＬ２ｄにそれぞれ最適化された２つの対物レンズを切り換えて用いるようにしても良い。

また、記録層１０１を構成するフォトポリマーに関しては、初期化光Ｌ１、記録光ビームＬ２ｃ及び読出光ビームＬ２ｄのそれぞれの波長との組み合わせにおいて最も良好な特性が得られるよう、その成分等を適宜調整すれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、光情報記録媒体１００の基板１０２側の面から初期化光Ｌ１、記録光ビームＬ２ｃ及び読出光ビームＬ２ｄをそれぞれ照射するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば初期化光Ｌ１を基板１０３側の面から照射するようにする等、各光又は光ビームをそれぞれいずれの面、もしくは両面から照射するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、記録光ビームＬ２ｃの波長を４０５［ｎｍ］にするようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、記録光ビームＬ２ｃの波長に制限はない。記録光ビームＬ２ｃの波長は、記録層１０１の特性に応じて適宜選択することが可能である。

さらに上述した第１の実施の形態においては、光情報記録媒体１００をテーブル４に固定し、光ピックアップ７をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に変位させることにより、記録層１０１内における任意の位置を目標位置として記録マークＲＭを形成し得るようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光情報記録媒体１００をＣＤやＤＶＤ等のような光情報記録媒体として構成し、当該光情報記録媒体を回転駆動すると共に光ピックアップ７をＸ方向及びＺ方向に変位させて情報の記録及び再生を行うようにしても良い。この場合、例えば基板１０２と記録層１０１との境界面などに溝状やピットによるトラックを形成してトラッキング制御やフォーカス制御等を行えば良い。

さらに上述した実施の形態においては、光情報記録媒体１００の記録層１０１を一辺約５０［ｍｍ］、厚さｔ１を約０．０５〜１．２［ｍｍ］の円盤状に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の任意の寸法とするようにし、或いは様々な寸法でなる正方形板状又は長方形板状、直方体状等、種々の形状としても良い。この場合、Ｚ方向の厚さｔ１に関しては、記録光ビームＬ２ｃ及び読出光ビームＬ２ｄの透過率等を考慮した上で定めることが望ましい。

さらに上述した実施の形態においては、記録層１０１が単層でなるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、複数層によって構成されていても良い。また、記録層１０１単体で所望の強度が得られる場合等に、光情報記録媒体１００から当該基板１０２及び１０３を省略しても良い。

さらに上述した実施の形態においては、記録層１０１にマーク層Ｙが複数形成されるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、マーク層Ｙは１層のみ形成されても良い。

さらに上述した実施の形態においては、記録層としての記録層１０１によって光情報記録媒体としての光情報記録媒体１００を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる記録層によって光情報記録媒体を構成するようにしても良い。

本発明は、例えば映像コンテンツや音声コンテンツ等のような大容量の情報を光情報記録媒体等の記録媒体に記録し又は再生する光情報記録再生装置等でも利用できる。

２……初期化光源、５……情報記録再生装置、６……制御部、７……光ピックアップ、１３……対物レンズ、１５……受光素子、１００……光情報記録媒体、１００ａ……未硬化光情報記録媒体、１０１……記録層、１０２、１０３……基板、ｔ１、ｔ２、ｔ３……厚さ、Ｌ１……初期化光、Ｌ２ｃ……記録光ビーム、Ｌ２ｄ……読出光ビーム、Ｌ３……戻り光ビーム、Ｍ１……液状材料。

Claims (8)

1. アクリル酸エステル（ｐ−クミルフェノールエチレンオキシド付加アクリル酸エステル、２−エチルヘキシルアクリレートは又はベンジルアクリレート）とジフェニルフルオレンＥＯ（Ethylene Oxide）変性ジアクリレートとの重量比４０：６０の混合物１００重量部に対し気化材料及び重合開始剤として０．８重量部の重合開始剤が加えられてなり、集光された記録光に応じて形成される記録マークが配列されるマーク層のうち、上記記録光が入射される側から最も奥側にあるマーク層の深さである最奥深さ当たりの記録光吸収量が２０．８［％］以下であり、かつ上記記録光と同一波長の測定光に対する光吸収量を基準としたときの当該記録光よりも１０［ｎｍ］短波長でなる測定光に対する光吸収量の変化量が、０．３０［ｍｍ］当たり８．０［％］以上でなる記録層
   を有する光情報記録媒体。
2. 上記記録光は、
   青紫光ビームである
   請求項１に記載の光情報記録媒体。
3. 上記記録層は、
   空洞でなる上記記録マークを形成する
   請求項２に記載の光情報記録媒体。
4. 上記記録層は、
   １４０［℃］以上、４００［℃］以下でなる気化材料を含有する
   請求項３に記載の光情報記録媒体。
5. 上記記録層は、
   複数の上記マーク層を有する
   請求項４に記載の光情報記録媒体。
6. 上記記録層は、
   厚さが０．０５［ｍｍ］以上、１．０［ｍｍ］以下でなる
   請求項５に記載の光情報記録媒体。
7. アクリル酸エステル（ｐ−クミルフェノールエチレンオキシド付加アクリル酸エステル、２−エチルヘキシルアクリレートは又はベンジルアクリレート）とジフェニルフルオレンＥＯ（Ethylene Oxide）変性ジアクリレートとの重量比４０：６０の混合物１００重量部に対し気化材料及び重合開始剤として０．８重量部の重合開始剤が加えられてなり、集光された記録光に応じて形成される記録マークが配列されるマーク層のうち、上記記録光が入射される側から最も奥側にあるマーク層の深さである最奥深さ当たりの記録光吸収量が２０．８［％］以下であり、上記記録光の波長＋５［ｎｍ］、−２０［ｎｍ］の範囲内に長波長側から短波長側に向けて急速に光吸収量を増大させる吸収端が存在する記録層
   を有する光情報記録媒体。
8. 上記記録層は、上記記録光の波長＋２［ｎｍ］、−１７［ｎｍ］の範囲内に上記吸収端を有する
   請求項７に記載の光情報記録媒体。

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