JPH06101139B2 - 両面光学記録媒体 - Google Patents

両面光学記録媒体

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JPH06101139B2
JPH06101139B2 JP61501498A JP50149886A JPH06101139B2 JP H06101139 B2 JPH06101139 B2 JP H06101139B2 JP 61501498 A JP61501498 A JP 61501498A JP 50149886 A JP50149886 A JP 50149886A JP H06101139 B2 JPH06101139 B2 JP H06101139B2
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thin film
recording
recording medium
transparent
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エイ ラインハート，トーマス
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ミネソタ マイニング アンド マニユフアクチユアリング コンパニ−
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Description

【発明の詳細な説明】 技術の分野 本発明は、各々の記録層が独立に片側のみから記録し得
るおよび／または読出し得る２つの記録層を有する光学
的に記録および／または読出し可能な媒体（通常“光学
記録媒体”と呼ばれる）に関する。
背景の技術 ２種類の両面光学記録媒体が知られている。１種類は２
枚の透明な支持体から成り、夫々が片面に薄膜記録層を
有する。それらの両面が、好ましくは同一の広がりを有
する透明な接着剤層により、封じ合わされている。同一
の広がりの接着剤の代りに、時には２枚の支持体が中央
の孔の周りと支持体の周辺で接着されて、従つてそれら
の記録層の間に空隙を残している。そのような空隙は米
国特許第4,450,452号（Ando et al.）の第１欄と第２欄
に論じられている問題を起す。薄膜の酸素不透過性のSi
O2のような保護層がAndoらの特許に教示されているよう
に夫々の記録層を被覆することもあり、また同一の保護
層が各記録層を支持体から分離して酸素と水が支持体を
通つて記録層に到達することを妨げることもある。米国
特許第4,449,138号（Ando）を参照されたい。Andoの“1
38特許に示されるように、透明支持体はトラツキングを
可能にする渦巻または同心円の溝を内面に有する（第３
図）ことの他は平坦な（第２図）ものであつてよい。透
明支持体は夫々殆ど光学的に完全でなければならないの
で、記録層およびその他の層を加工した後に、他の支持
体と接着されるまで無塵状態の下で極めて慎重に操作さ
れなければならない。溝を彫られている場合には、２つ
の支持体の溝を組立ての際に注意深く合わせて、各組の
溝がスピンドル孔および／または組立てられる支持体の
円周と十分に同心であることを確実にしなければならな
い。
他の既知の種類の両面光学記録媒体は１枚の支持体のみ
を有し、その支持体の各面上に米国特許第4,331,966号
（Moe）の第３図に説明されているような薄膜記録層が
蒸着されている。一対の強靱な透明カバー（例えば、ガ
ラス層38′と44′）が記録層を保護する。第３図は記録
層26′および50の夫々とその透明保護カバーとの間に空
隙を示しているが、Andoらの特許におけるように同一の
広がりの、空隙を含まない接着剤層によりそれらを封じ
合せることは自明であつたろう。
前記の両面光学記録媒体の製造および組立において非常
な注意を必要とするので、それらの媒体は全く高価にな
るが、それらの高い経費は各記録層に貯蔵することので
きる膨大な量のデータによつて正当化されるであろう。
発明の開示 本発明は、著しく低いコストで製造でき、かつ品質にお
いて既知の両面媒体に比較して少なくとも同等である両
面光学記録媒体を提供する。要するに、その新規な媒体
は、片面に内側と外側の薄膜記録層を有し、その各層が
媒体の片側からより近い方の層に向けられたエネルギー
により独立に光学的にアドレスできる（すなわち、記録
および／または読出しできる）透明支持体、および前記
の内側と外側の層の間にある薄膜の不透明、反射性金属
隔壁層とから成る。隔壁層の不透明性は、媒体の片側か
らより近い方の記録層に向けられた、予め決められた強
度より低い強度を有するエネルギーが、隔壁層を通過し
てより遠い方の記録層に効果を与えることを妨げる。ま
た、隔壁層の反射性はそのようなエネルギーをより近い
方の記録層に再び向けることにより、その層において情
報を記録するために要するエネルギー量を低減させる。
そして、隔壁層の金属組成に関連する熱容量は結果とし
てその層を放熱器となし、従つてより遠い方の層がより
近い方の層に向けられた前記のようなエネルギーに間接
に反応することを妨げる。
薄膜の隔壁層として好ましいのは、レーザーエネルギー
につき高度に反射性である銅のような単一金属の層であ
る。前記の両面媒体において同等に有効なエネルギー反
射体と放熱器を与えるためには、各記録表面が金属の反
射層を必要とすることになろう。
前記に引用した米国特許第4,449,138号において教示さ
れた理由のため、例えばSiO2のような薄膜の、酸素と水
に不透過性の透明な保護層を、透明な支持体に第１のま
たは内側の薄膜記録層を加工する前に、加工することが
ありまた第２のそのような保護層を第２のまたは外側の
薄膜記録層上に加工することがあり、それにより酸素と
水が各記録層に達することが妨げる。強靱な、透明なカ
バーを次に第２の保護層上に、好ましくは同一の広がり
の、空隙のない接着剤層により、接着することができ
る。支持体とカバーが円盤であり、かつカバーが周辺と
中央に環状の***を有する形になつている場合に、その
カバーの***は支持体に接着剤によるかまたは超音波に
より接着されて、それにより記録領域上に亘つて空気間
隙を残すことができる。
透明なカバーは支持体に、その支持体が予め溝を彫られ
ているかどうかに拘わらず、同じ広がりの接着剤による
かまたは空気間隙を残して、接着されることができる。
透明カバーは諸薄膜層を保護すると共にまた、当業者に
周知のように、後に使用の際に遭遇するあらゆる汚れと
ちりの集中を避けさせる。透明カバーは代表的な支持体
よりも安価なものでよいが、さらに重要な次のような経
済的利点を含む。
第１に、本発明の両面媒体を製造するためには、支持体
の片側のみが薄膜コーテイングを受ける必要があり、そ
してすべてのコーテイングは支持体を唯一度だけ操作す
る間に加工されることができる。
第２に、トラッキング溝が要求される場合には、片側の
みが溝を彫られる。
第３に、２組の溝を揃えて並べるという従来の技術のや
つかいな課題が除かれる。
第４の経済的利点は上記の３点から生まれるものであ
り、従来の両面媒体に比較して本発明の媒体には欠陥が
少ないはずであるということで、例えば、両面媒体にお
ける２回の別々のコーテイング工程と比較して本発明の
１回のコーテイング工程においてはほこり汚染の可能性
が低減される。
当業者に周知のように、記録および／または読出し効率
は、隔壁層と各記録層の間にある例えばSiO2のような透
明な光学的干渉またはスペーサー層により増加される。
隔壁層とスペーサー層の間の接着を促進するために、新
規な記録媒体はCrOx（ｘは２より小さい）のような透明
な薄膜プライマー層を含むことがある。
新規な媒体の支持体が予め溝を彫られている場合には、
薄膜層はその溝をつけられた表面上に蒸着されねばなら
ない。そうする際に、すべての薄膜層の合計厚さは溝を
見えなくするほど大であつてはならない。好ましくは５
μｍ以下である。薄膜隔壁層が薄膜金属層である場合に
は、その厚さは10〜500nmであることが望ましい。
詳細な説明 新規な媒体の支持体は、円盤の形を有することができ、
薄い柔軟なポリマーのフイルムであるかまたは例えばガ
ラス板のような硬い性質を有するものであつてもよい。
ポリマー材料が低価格、耐久性および製造の容易なこと
から好んで選ばれる。さらに、それらの材料はいろいろ
なレプリカ加工技術、例えば、成形、注型、化学エツチ
ングなどにより予め溝を彫るために適している。好まし
いレプリカ加工技術は原型溝付き円盤からの機械的スタ
ンピングである。好ましいポリマー材料は、例えばポリ
メチルメタクリレートのように、低い複屈折を有する。
その他の適当なポリマーの例に含まれるものはビニル樹
脂（ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルフオ
ルマール）、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレートのよ
うなアクリレートポリマーおよびｎ−ブチルメタクリレ
ートとアクリル酸の共重合体、ポリエステル（ポアリエ
チレンテレフタレートなど）、ポリオレフイン（ポリエ
チレン、ポリプロピレンなど）である。
新規な媒体の各薄膜記録層は、その中で情報が、レーザ
ー記録システムにより発生され得るような、不連続な特
徴のある形またはその変形に記録されるすべての組成物
または材料から成ることができる。役に立つ光学的にア
ドレス可能な層は磁気的、容量的、電気的、または光学
的に読出し可能な層であり、および融蝕性または変形可
能な層（金属、金属化合物、例えば、金属の酸化物、硫
化物、またはカルコゲン化物、金属の合金、金属ケイ化
物、染料融蝕物などがその例である）、小胞を有する
層、染色形成層、染色−漂白層、相転移層、色ずれ層、
ハロゲン化銀層、磁気光学的、熱磁気的、および光磁気
的層などを含む。これらの層のあるものは微視的または
巨視的意味において消去可能である利点を有するので、
従つて再使用可能な光学的記憶媒体を提供する。新規な
媒体の１つの記録層が消去可能であり、他の記録層が消
去不能なこともあり得る。
上記のように、本発明の光学記録媒体は、レーザーエネ
ルギーにつき高度に反射性のある別の薄膜隔壁を含むこ
とが望ましい。銅、アルミニウム、クロム、および金の
薄膜層が好んで選ばれる。
従来の技術と関連して前記した理由のため、新規な光学
記録媒体は２つの薄膜の、例えばSiO2のような酸素不透
過性の保護層を含むことが望ましい。二酸化チタン、酸
化セリウム、酸化アルミニウム、および窒化アルミニウ
ムもまた有用である。これらの薄膜保護層は、当業者に
周知のように、干渉強化により性能を改良することがで
きる。
透明カバーは支持体用に役立つすべての材料から作るこ
とができるが、しかしそれは高い表面の品質を必要とし
ないので、はるかに低価格であり得る。カバーを支持体
のコーテイングの上に接着剤により結合する際に、その
接着剤は、多くの既知の２液系エポキシ樹脂組成物がそ
うであるように、通常の室温において硬化できることが
望ましい。接着剤はカバーを通過する紫外線に露出させ
ることにより硬化し得るものであつてもよい。
図面の簡単な説明 図面において、第１図は本発明の第１の光学記録媒体の
部分中央断面略図である。
第２図は本発明の第２の光学記録媒体の部分中央断面略
図である。
第３図は第１図の一部の拡大図である。
第１図に示される光学記録媒体か予め溝を彫られた、透
明な、円盤形の支持体10から成り、その支持体の溝のあ
る表面上に一連の薄膜コーテイング12が施されている。
透明なカバー14が同一の広がりを有する透明な接着剤層
16によりコーテイングの一番上に結合されている。
第２図の光学記録媒体は溝のない、透明な、円盤形の支
持体20から成り、その支持体に一連の薄膜コーテイング
22が施されている。透明なカバー24は周辺の環状***25
と中央の環状***26を伴つて形成されており、それらの
***は接着剤層27と28によりそれぞれ支持体20に接着さ
れており、従つてカバー24と薄膜コーテイング22の間に
空気間隙22を残す。
第３図は支持体10−の薄膜コーテイング12が次の順序に
あることを示す。
第１保護層 30 第１（内側）記録層 32 第１スペーサー層 34 第１プライマー層 36 反射体層 38 第２プライマー層 40 第２スペーサー層 42 第２（外側）記録層 44 第２保護層 46 実施例１ ポリメチルメタクリレート支持体に予め溝を彫り、アク
リル系感光性ポリマー組成物を使用するレプリカ作りに
より予めフオーマツト（永久的トラツク同定のための溝
の不連続点）を付けた。その支持体を次に13cmの直径に
切断し、同時に中心の孔を切つた。それから薄膜の、酸
素および水に不透過性である、亜酸化ケイ素の第１保護
層を支持体の溝のある表面上に蒸着させた。一酸化ケイ
素粒体を使用し、ビーム電流約290アンペア、バツクグ
ラウンド圧約１×10-4Paで作動する抵抗熱源を使用して
亜酸化ケイ素保護層を約40nmの厚さに蒸着させた。蒸着
速度は約0.5nm/秒であつた。
第１保護層の上に、第１記録層をコバルト、テルビウ
ム、および鉄の磁気光学合金をスパツタリングにより約
27nmの厚さに蒸着させた。高純度アルゴンが約1.2×10
-1Paのバツクグラウンド圧を与えた。RF誘導支持体バイ
アスは約200ボルトであり、またターゲツトバイアスは
約300ボルトDCであり、それにより約0.15〜0.2nm/秒の
蒸着速度を達成した。
第１亜酸化ケイ素スペーサー層を第１記録層の上に、第
１保護層と同じ方法で約あ29nmの厚さに蒸着させた。
亜酸化クロムの第１プライマー層を第１スペーサー層の
上に、磁気強化反応性スパツタリングにより約5nmの厚
さに蒸着させた。１％酸素/99％アルゴン雰囲気中でク
ロムターゲツトを約0.44Paの圧において約10Aのターゲ
ツト電流で使用し、それにより約2nm/秒の蒸着速度を達
成した。
銅の薄膜反射体層を第１プライマー層の上に、約1.3×1
0-4Paのバツクグラウンド圧で抵抗加熱により約125nmの
厚さに蒸着させた。蒸着速度は4nm/秒であつた。
前記の条件を使用して、次の薄膜層を逐次蒸着させた。
すなわち：第２亜酸化クロムプライマー層を反射体層の
上に約5nmの厚さに、第２亜酸化ケイ素スペーサー層を
約29nmの厚さに、第２磁気光学記録層を約28nmの厚さ
に、そして第２亜酸化ケイ素保護層を約40nmの厚さに蒸
着させた。
次に、直径13cmの円盤の形をした、約0.11cmの厚さを有
する、溝のない透明なポリメチルメタクリレートのカバ
ーを露出した第２保護層に室温硬化性２液系エポキシ樹
脂接着剤を使用して接着させた。支持体を亜酸化ケイ素
の層を上にして平らなテーブルの上に置いてから、接着
剤をその支持体の中心上に注いだ。次にカバーをその接
着剤の上に置いてから、荷重をかけて接着剤を外側に流
れ出させ、それにより空隙を含まない接着剤層を作り、
その層は20℃で24時間以内に完全に硬化する。
試験結果 実施例１の光学記録媒体に光学的に記録させてから、米
国特許第3,651,281号の第６欄と第７欄および第３図に
記載されているものと同様の装置を使用して読出した。
これらの試験結果を得るために使用された当の装置で
は、レーザーダイオードが波長約830nmの発散ビームを
放出し、そのビームは分極され、変調され、集められ、
そしてレンズにより平行にされてから、プリズムにより
円形にされる。この円偏光ビームは鏡により集束ヘツド
を通過して前記媒体上へ導かれる。Kerr効果とFaraday
効果の回転の組合せの力により、光の分極面は角度テー
タθだけ回転させられる。反射されて、すべての回転さ
れた光、並びに非回転光の一部、は分極ビームスプリツ
ターを通つて読出し路へ、そしてフオトダイオード検出
器へと導かれる。読出しビームの媒体への集束は結像光
学素子によつてなされることができる。
バイアスをかけるマグネツトが媒体の近くに、ビームが
それを叩く点に配置されている。記録に際して用いられ
るバイアス界磁は搬送波対雑音比に影響を与えることが
できる。しかし、バイアス界磁が約300エルステツド以
上である限り、搬送波対雑音比（C/N比）はバイアス界
磁強度について比較的無関係である。
トラツク＃817と呼ばれる同じ溝が光学記録媒体のそれ
ぞれの側からアクセスされるとき、予備フオーマツトの
読出し振幅と信号品質（トラツクの同定）は、実験誤差
の範囲内で、各側が同等である。トラツク＃817がサイ
ドＡ（支持体側）から約4MHzで約55.4dBのC/N比をもつ
て記録されてから、次に、サイドＢ（カバー側）から読
まれた場合に、いかなる信号も検出れなかつた。３−MH
z信号がサイドＢからトラツク＃817上に約55dBのC/N比
をもつて記録された場合には、かすかな信号がサイドＡ
から検出できたが、しかし検出された信号は基本水準よ
り約40dB下であり、許容し得る漏話水準であつた。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】片面に内側と外側の薄膜記録層（32と44）
    を有し、その各層が記録媒体の片側からより近い方の層
    に向けられたエネルギーにより独立に光学的にアドレス
    できる透明支持体（10）、および前記の内側と外側の層
    の間にある薄膜の不透明な反射性金属隔壁層（38）とか
    ら成る光学記録媒体において、前記隔壁層の不透明性
    は、媒体の片側からより近い方の記録層に向けられた、
    予め決められた強度より低い強度を有するエネルギー
    が、隔壁層を通過してより遠い方の記録層に効果を与え
    ることを妨げ、また隔壁層の反射性はそのようなエネル
    ギーをより近い方の記録層に再び向けることにより、そ
    の層において情報を記録するために要するエネルギー量
    を低減させ、そして隔壁層の金属組成に関連する熱容量
    は結果としてその層を放熱器となし、従つてより遠い方
    の層がより近い方の層に向けられた前記のようなエネル
    ギーに間接に反応することを妨げることを特徴とする光
    学記録媒体。
  2. 【請求項２】不透明な反射層と各記録層との間に透明な
    薄膜スペーサー層（34,42）を有する、請求の範囲第１
    項に定義された光学記録媒体。
  3. 【請求項３】２つの透明な、薄膜の、酸素と水に不透過
    性の保護層（30と46）を有し、その１つは支持体と内側
    の記録層との間にあり、そして他の層は外側の記録層を
    覆つている、請求の範囲第１項に定義された光学記録媒
    体。
  4. 【請求項４】前記の薄膜層を保護するため支持体に接着
    させられた透明なカバー（14）を含む、請求の範囲第３
    項に定義された光学記録媒体。
  5. 【請求項５】透明なカバーが同じ広がりの、空隙のない
    透明な接着剤層（16）により前記の薄膜層の一番外側の
    層の上全体に接着されている、請求の範囲第４項に定義
    された光学記録媒体。
  6. 【請求項６】接着剤層（16）が紫外線により硬化されて
    いる、請求の範囲第５項に定義された光学記録媒体。
  7. 【請求項７】支持体が接着剤層（27と28）により中心の
    孔の周囲と接着剤層の周辺でカバーに接着されて、薄膜
    層とカバーとの間に空隙（29）を残している、請求の範
    囲第４項に定義された光学記録媒体。
  8. 【請求項８】少なくとも１つの記録層が記録された情報
    を含む、請求の範囲第１項に定義された光学記録媒体。
  9. 【請求項９】前記の記録層の少なくとも１つが磁気光学
    合金を含有する、請求の範囲第１項に定義された光学記
    録媒体。
  10. 【請求項１０】前記の支持体の表面が、以後の使用の間
    に衝突する放射線をトラツキングする目的のため複数の
    溝を有し、そして前記の薄膜層が前記の表面の実質的に
    全体を覆いかつそれらの層の合計の厚さが溝を隠さな
    い、請求の範囲第１項に定義された光学記録媒体。
  11. 【請求項１１】光学記録媒体の形成に際して、 ａ）透明な支持体（10）を準備する、 ｂ）前記支持体の片面上に第１の薄膜の光学的にアドレ
    ス可能な記録層（32）を加工する、 ｃ）前記第１記録層の露出面の上に実質的に不透明な、
    反射性金属薄膜隔壁層（38）を加工する、および ｄ）前記隔壁層の露出面の上に第２の薄膜の光学的にア
    ドレス可能な記録層を加工する、 上記の諸工程から成る光学記録媒体の製造方法におい
    て、前記隔壁層の不透明性は、媒体の片側からより近い
    方の記録層に向けられた、予め決められた強度より低い
    強度を有するエネルギーが、隔壁層を通過してより遠い
    方の記録層に効果を与えることを妨げ、また隔壁層の反
    射性はそのようなエネルギーをより近い方の記録層に向
    けることにより、その層において情報を記録するために
    要するエネルギー量を低減させ、そして隔壁層の金属組
    成に関連する熱容量は結果としてその層を放熱器とな
    し、従つてより遠い方の層がより近い方の層に向けられ
    た前記のようなエネルギーに間接に反応することを妨げ
    る、光学記録媒体を製造する方法。
  12. 【請求項１２】不透明な反射層と各記録層との間に透明
    な薄膜スペーサー層（34,42）を加工する工程をさらに
    含む、請求の範囲第11項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】２つの透明な、薄膜の、酸素と水に不透
    過性の保護層であつて、その１つの層は支持体と内側の
    記録層との間にあり、そして他の層は外側の記録層を覆
    つている２つの保護層（30と46）を加工する工程をさら
    に含む、請求の範囲第11項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】透明なカバー（14）を支持体に接着させ
    て、それらの間に囲い込まれた前記の薄膜層を保護する
    工程をさらに含む、請求の範囲第13項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】前記の透明なカバーが、同じ広がりの、
    空隙のない、透明な接着剤層（16）により前記の薄膜層
    の一番外側の層の上全体に接着される、請求の範囲第14
    項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】少なくとも１つの記録層の上に情報を記
    録する追加の工程をさらに含む、請求の範囲第11項に記
    載の方法。
  17. 【請求項１７】予め決められた最大の強度を有するレー
    ザービームを媒体の１つの表面に向けて、そのビームを
    その表面に最も近い記録層の上に衝突させることにより
    記録し、かつ前記の予め決められた強度が内側の隔壁層
    またはさらに遠い記録層のいずれにも効果を与えるため
    に不十分であることを含む、請求の範囲第11項に記載の
    方法。
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