JPS61194652A

JPS61194652A - 光学情報記録テ−プ

Info

Publication number: JPS61194652A
Application number: JP60034744A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Miyamoto; 詔文宮本; Yoshio Sato; 佐藤　美雄; Satoshi Shimada; 智嶋田; Hiroshi Sasaki; 宏佐々木; Nobuyoshi Tsuboi; 坪井　信義; Tetsuo Ito; 伊藤　鉄男; Hideki Nihei; 秀樹二瓶; Hiroaki Koyanagi; 小柳　広明; Makoto Hiraga; 平賀　良
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-22
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1986-08-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は新規な情報記録媒体に係り、特に光熱エネルギ
により記録媒体の結晶構造を変化させて。

情報を記録、再生、消去可能な情報記録媒体に関する。

〔発明の背景〕

近年、情報記録の高密度化、デジタル化が進むにつれて
種々の情報記録再生方式の開発が進められている。特に
レーザの光エネルギを情報の記録消去、再生に利用した
光ディスクは工業レアメタル＆８０．１９８３（光ディ
スクと材料）に記載されているように磁気ディスクに比
べ、高い記録密度が可能であり、今後の情報記録の有力
な方式である。このうち、レーザによる再生装置はコン
パクト・ディスク（ＣＤ）として実用化されている。

一方、記録可能な方式には追記型と書き換え可能型の大
きく２つに分けられる。前者は１回の書き込みのみが可
能であり、消去はできない、後者はくり返しの記録、消
去が可能な方式である。追記型の記録方法はレーザ光に
より記録部分の媒体を破壊あるいは成形して凹凸をつけ
、再生にはこの凹凸部分でのレーザ光の干渉による光反
射量の変化を利用する。この記録媒体にはＴｏやその合
金を利用して、その溶解、昇華による凹凸の成形が一般
的に知られている。この種の媒体では毒性などの問題を
含んでいる。書き換え可能型の記録媒体としては光磁気
材料が主流である。この方法は光エネルギを利用してキ
ャリ一点あるいは補償点温度付近で媒体の局部的な磁気
異方性を反転させ記録し、その部分での偏光入射光の磁
気ファラデー効果及び磁気カー効果による偏光面の回転
量にて再生する。この方法は書き換え可能型の最も有望
なものとして数年後の実用化を目指し精力的な研究開発
が進められている。しかし、現在のところ偏光面の回転
量の大きな材料がなく多層膜化などの種々の工夫をして
もＳ／Ｎ、Ｃ／Ｎなどの出力レベルが小さいという大き
な問題がある。その他の書き換え可能型方式として記録
媒体の非晶質と結晶質の可逆的相変化による反射率変化
を利用したものがある。また、追記型においても結晶質
と非晶質との一方向の相変化を利用したものも知られて
いる。しかし、この方式は非晶質相の結晶化部が低く、
常温における相の不安定さがディスクの信頼性に結びつ
く大きな問題である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、書き換えができる光情報記録テープを
提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、固体状態で少なくとも２種類の結晶構造を有
し、一方の温度領域での結晶構造を他方の温度領域で保
持する金ＪｊＩ、Ｘは合金を用いた記録媒体を備えたこ
とを特徴とするテープ状情報記録再生媒体にある。即ち
、本発明に係る金属又は合金は固相状態で少なくとも２
種類の相を有し、それらの相の変態に伴う結晶構造の変
化を利用して信号２文字９図形、記号等の情報を記録し
、又は消去し再生可能なものである。

前記記録媒体は固体状態で少なくとも２種類の結晶構造
を有し、一方の温度領域での結晶構造を他方の温度領域
で保持し、及び／又は結晶状態で互いに異なった体積変
化を生じる金属又は合金からなることを特徴とする。

なお、結晶変化が生じなくても凹凸の変化を生じる合金
であれば使用することができる。

合金例としては、Ｃｕ　−Ａ　Ｑ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金
、Ｃｕ−ＡＭ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ａｎ−Ｎｉ合金、Ｃｕ
−Ａｎ−Ｍｎ合金、Ｃｕ　　Ａｌ２　　Ｆｅ−Ｃｒ合金
、Ｃｕ−Ｇａ合金、Ｃｕ　　ＡＱ　　Ｇａ合金、Ｃｕ−
Ｉｎ合金、Ｃｕ−ＡＭ−Ｉｎ合金。

Ｃｕ　−Ｇ　ａ合金、Ｃｕ−ＡＱ　−Ｇａ合金、Ｃｕ−
８ｎ合金、　Ｃｕ−Ｔ　ａ合金、Ｃｕ−Ｔｉ合金。

Ｃｕ−Ａｌ−８ｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−８ｉ合
金、Ｃｕ−８ｂ合金、Ｃｕ−Ｂａ合金。

Ｃｕ−Ｂａ合金、Ｃｕ−Ｍｎ合金、Ｃｕ−Ｐｄ合金、Ｃ
ｕ−Ｐｔ合金、Ａｇ−Ｚｎ金合ｅＡｇ−Ａｕ合金、Ａｇ
−Ｃｄ合金、Ａｇ−Ｉｎ合金。

Ａ　ｇ　−Ｇ　ａ合金、　Ａ　ｇ−Ａ　ｎ　−Ａ　ｕ合
金＊Ａｇ−Ａ　ｆｌ　−Ｃｕ合金、Ａｇ−ＡＱ−Ａｕ−
Ｃｕ合金。

Ａｇ−Ａｌ−Ｃｄ金合ｖＡｇ−Ｐｔ金合＋Ａｇ−８合金
、Ａｇ−８ｎ合金、Ａｇ−Ｔｏ合金ｔＡｇ−Ｔｉ合金、
Ａｇ−Ｚｒ合金、Ａｇ−Ａｓ合金。

Ａｇ−Ａｕ合金、Ａｇ−Ｂａ合金、Ａｇ−Ｍｇ合金、Ａ
ｇ−Ｌｉ合金、Ａｇ−Ｍｎ合金、ＡＱ−Ｆｅ合金、ＡＱ
−Ｍｇ合金、Ａｌ１−Ｍｎ合金。

ＡＭ−Ｐｄ合金、　Ａ　Ｑ　−Ｔ　ａ合金、　Ａ　ｎ　
−Ｔ　ｉ合金、ＡＱ−２ｎ合金、Ａｎ−Ｚｒ合金、Ｎｉ
−５ｂ合金、Ｎｉ−８ｉ合金、Ｎｉ−８ｎ合金。

Ｎｉ−Ｇａ合金、Ｍｎ−Ｇａ合金、Ｎ１−Ｇａ合金、Ｎ
ｉ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−８合金、Ｎｉ−Ｔｉ合金、Ｆａ−
Ａｓ合金ｐ　Ａ　ｓ　　Ｓ合金、Ａｓ−Ｚｎ合金、Ｆｅ
−Ｂａ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金。

Ｆ　ｅ　−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｐ合金、Ｍｎ−Ｐｄ合金。

Ｍ　ｎ　−Ｐ　を合金、Ｍｎ−Ｓｂ合金、Ｍｎ−８ｉ合
金、Ａｕ−Ｃａ合金ｙ　Ａ　ｕ　　Ａ　Ｑ合金ＨＡ　ｕ
　−Ｉｎ合金、Ａｕ−Ｇａ金合金　Ａ　ｕ　−Ｃｄ合金
。

Ａ　ｕ　−Ｃｕ合金、Ａｕ−Ｆｅ合金、Ａｕ−Ｍｎ合金
、Ａｕ−Ｚｎ合金、Ｂａ−Ｃａ合金、Ｂｉ−ｐｂ金合金
Ｂｉ−ＴＱ合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金。

Ｎ　ｉ　−Ｖ合金、Ｎｉ−Ｚｎ合金、Ｃｄ−Ｌｉ合金。

Ｃｄ−Ｍｇ合金、Ｃｄ−Ｐｂ合金、Ｃｄ−Ｓｂ合金、５
ｂ−Ｉｎ合金、５ｂ−Ｉｎ−Ｓｓ合金。

Ｍ　ｇ　−Ｃｅ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｇｅ合金
、Ｇｏ−Ｍｎ合金、Ｇｏ−Ｓｂ合金、Ｇｏ−Ｖ合金、Ｉ
ｎ−Ｍｇ合金、Ｉｎ−Ｍｎ合金、Ｉｎ−Ｎｉ合金、Ｉｎ
−８ｎ合金、Ｉｎ−Ｔｒｉ合金。

Ｌｉ−Ｚｎ合金、Ｍｎ−Ｚｎ合金、Ｐｂ−ＴＱ合金、ｐ
ｂ−ｓ合金、ｐｂ−ｓｂ金合金Ｐｄ−Ｚｎ合金、５ｎ−
Ｓｂ合金、ＴＡ−８ｂ合金、５ｂ−Ｚｎ合金、Ｔｉ−８
ｎ合金、Ｔｆｉ−８ｎ合金。

Ｚｒ−８ｎ合金、Ｚｒ−Ｔｈ合金、Ｔｉ−Ｚｎ合金、Ｔ
ｉ−Ｚｒ合金などがある。

合金例として、重量組成で次のものが好ましい。

Ａｇに３０〜４６％Ｚｎ、６〜１０％ＡＱ、４０〜６０
％Ｃｄ、２０〜３０％Ｉｎ、１３〜２３％Ｇａを単独、
Ｃｕに１０〜２０％ＡＭ、２０〜３０％Ｇａ、２０〜４
０％Ｉｎ、２０〜３０％Ｇｅ、１５〜３５％Ｓｎ、１０
〜６０％Ｚｎ、５〜１０％Ｓｉ、４〜１５％Ｂｅ、３０
〜４５％ｓｂを単独、Ａｕに１５〜２５％Ｉｎ、１０〜
１５％Ｇａ、５〜２５％Ｚｎ、２０〜５５％Ｃｏｄ。

２．５〜５％ＡＱを単独、Ｎｉに５５〜６０％ＡＱ、４
０〜５０％Ｔｉを単独で加えた合金、Ｉｎ−２５〜３５
％ＴＱ合金、Ｆａに５５％以下のｐｔを加えた合金、Ｍ
　ｎ　−５〜５０％Ｃｕ合金、５ｅ１５〜２５％−Ｉｎ
３０〜４０％−ｓｂ金合金これらの合金に対し更に第３
成分、第４成分。

第５成分等として第２成分以外の次の元素を加えること
ができる。

Ｉ　ａ、ｌ１ａｅ　ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ、■ａ、■。

ｒｂ−ｖｂ、希土類元素の１種又は２種以上の合計で１
５重量％以下である。

具体的には、Ｉａ族はＬｉ、ＩＩａ族はＭｇ。

Ｃａ、ＩＶａ族はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｆａ族はＶ。

Ｎｂ、Ｔａ、■ａ族はＣｒ　ｅ　Ｍ　ｏ　＊　Ｗ、■ａ
族はＭ　ｎ　、■族はＣｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｆａ、Ｒｕ。

ＯＲ，Ｎｉ、Ｐｄｔ　Ｐｔ、Ｉｂ族はＣｕ　＊　Ａ　ｇ
　ｅＡ　ｕ　、■ｂ族はＺｎ、Ｃｄ、ｍｂ族はＢ、ＡＱ
。

Ｇａ、Ｉｎ、ＩＶｂ族はＣ，Ｓｉ、Ｇｏ、Ｓｎ。

ｐｂ、ｖｂ族はＰ、Ｓｂ、Ｂｉ、希土類元素はＹ。

Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、　Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｌｕが好まし
い、特に、０．１〜５重量％が好ましい、また、Ｔａ、
Ｓｓを主にした合金を溶解、昇華によって凹凸を形成さ
せる合金も使用可能である。

〔発明の実施例〕

第１図はこの情報記録媒体をテープ状の柔軟性のあるプ
ラスチック材料に薄膜化したものである。

図中３はプラスチックのベース、２は情報記録媒体を示
している。これを現在よく使われている磁気記録テープ
と同様に使えば光デイスク装置以上の大容量記憶装置が
可能である。

第２図には記録媒体として、ＡＱ　１４重量％−Ｎｉ４
重量％−Ｃｕ合金を蒸着したテープ状情報記録媒体を加
熱急冷した時及び、加熱除冷した時のそれぞれの分光反
射率を示すＩｌ＠である。加熱急冷した時の外観は赤胴
色、加熱除去した時は黄金色を示す。

図に見るように赤胴色と黄金色の分光反射率は５００ｎ
ｍ付近で大きな差が見られる。この波長における分光反
射率は赤胴色で８．５　％、黄金色で２３．９　％であ
り、後者の分光反射率は前者のそれの約３倍である。従
って、この波長で情報処理が可能であることが分った。

第３図は本発明であるテープ状情報記録媒体に情報を記
録、再生、消去する原理の説明図である。

情報の記録、再生、消去は対物レンズによって１．０　
　ミクロンから数ミクロンに絞られたレーザスポットに
より行われる。記録および消去の差位はレーザパワーの
強弱により行う、また情報の再生はテープからの反射を
光センサにて読みとる。

レーザビーム１５は１４の対物レンズによりローラ１３
上にあるテープ状情報記録媒体１にスボットを形成し、
加熱し情報の記録等を行う、情報のテープ進行方向の記
録は、ローラ１３．リール１１およびリール１２の移動
により、またテープの幅方向の記録はレーザビーム１５
を矢印１６の方向に振ることにより実現する。

しかしこの時、問題になるのが、レーザビームのテープ
幅方向走査による焦点位置すれと、反射光の問題である
。このようすを図４に示す０図４（ａ）はテープを幅方
向に切断した断面１０２と対物レンズ１０］を示してい
る。この場合テープと垂直なレーザビームＬ１ｏ１が入
射された時はテープ上に焦点を結ぶが、レーザを走査す
る（　Ｌ　１０２）とテープ面上に焦点は結ばず、かつ
反射光も対物レンズにもどらずに別方向に発散する（Ｌ
　１０３）これでは情報再生は行えない、その対策とし
て図４（ｂ）の様にテープを円弧状（１０３）にする。

これにレーザビームを照射すれば焦点は必ずテープ上に
結び、かつ戻り光も発散することはない。

記録された部分はベース面に対して凹又は凸になること
が確認された。

図５は具体的なヘッドの構成を示す、テープ状記録媒体
は前述の円弧形状を保つために１６および６１のヘッド
で上下から押えられる。これらのヘッドは光学的に透明
で、ＬＳＩで示される集光されたレーザ光を通し、テー
プ上にビームスポットを形成する。またこの時ビームス
ポットは矢印４３で示される方向に走査される。

図６にテープ状記録媒体の情報記録再生消去装置の構成
を示す、まず情報の記録、再生について説明する。Ｌ２
１で示されるレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１１、
λ／４板１板製２り、対物レンズ１３により絞られる。

その後ガルバノミラ−１４に反射されて記録媒体１上に
焦点をむすぶ。

従って記録媒体のスポット温度が上昇し、記録もしくは
消去が可能となる。記録と消去のちがいはレーザビーム
の強度の差である。情報の再生は。

いままで述べてきた方式に加え、記録媒体からの反射光
を２０で示す光検知機でピックアップすることにより実
現できる。

情報のテープ幅方向への記録は１４のガルバノミラ−を
回転することにより行う、この時ガルバノミラ−１４の
中心１７と１６で示すヘッドの円弧の中心を同一とし、
かつ対物レンズ１３の焦点位置を円弧上に重なる位置構
成にしておけば、図中Ｌ１４ａ、Ｌ１４ｂで示す様に必
ず記録媒体上に焦点を結ぶことになる。従ってこの光学
系ではテープとヘッドを常に密着した状態で使用する限
り、焦点合わせ系は不用である。

スパッタリング法によってＡｇ−４０重量％Ｚｎ合金膜
を前述と同様に形成させた。合金膜の記録、消去による
加熱による酸化を防止するため及び基板から剥離するの
を防止するため、その表面にＳ　ｉ　Ｏ，の保護膜（厚
さ３０ｎｍ）を蒸着によって形成した。ガラス板上の合
金膜の蒸着にはＤＣ−マグネトロン型を、Ｓｉｎ、膜の
形成にはＲＦ型のスパッタ法をそれぞれ適用した。スパ
ッタ出力は１４０〜２００Ｗ、基板温度は２００℃の条
件に設定した。容器内を１０””Ｔｏｒｒ程度まで真空
排気後、Ａｒガスを５〜３０　ｍ　Ｔｏｒｒ導入して薄
膜を作製した。膜厚は、Ｓｉｎ孟膜厚を３０ｎｍ程度と
し、合金膜厚を０．０５〜１０　μｍの範囲内で種々の
厚さに変えた。このようにして製作した光ディスクを使
用して、記録及び消去、又それらの繰返しを行ったａ　
Ａ　ｒガスレーザは連続発振させた。試料を手動移動ス
テージの上に設置し、試料を移動させて２００ｍＷレー
ザ光を該試料の膜表面に焦点を合せ走査させた。レーザ
光を照射させた部分はピンクに変化した０合金膜はあら
かじめ基板ごと銀白色になる熱処理を施しである。

次にレーザ光の焦点を膜表面から若干ずらし、レーザの
出力密度を低くしてピンク色の部分と交差する方向（図
の上下方向）に走査させた。その結果、元のピンク色は
消去され銀白色に変化した。

これらの色の変化と同時にベース面に凹又は凸部が生じ
て記録でき、消去によって元の平坦な面に戻ることが確
認された。

以上の結果から薄膜状態の合金による記録、消去が可能
であることを確認された。この書込み、消去は何回でも
繰返しが可能であることが確認された。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明を用いれば記録、再生。

消去が可能な大容量光学式情報記録装置が実現できる。

光学情報テープは情報を補助的にたくねえる超大容量記
録方式として有力である。

【図面の簡単な説明】

第１図は光情報記録テープの概略、第２図は同テープの
分光特性、第３図は光情報記録テープの記録再生消去装
置の原理図、第４図はテープ幅方向の光走査の原理図、
第５図は光学ヘッドの概略、第６図はガルバノミラ−に
よる光記録再生消去の説明図である。１・・・光学情報記録テープ、１０・・・レーザビーム
、１１・・・偏光ビームスプリッタ、１２・・・λ／４
板。１３・・・対物レンズ、１４・・・ガルバノミラ−１１
６・・・円弧状ヘッド、２０・・・光センサ。茅　１　囲茅２固り成長　（ｆｉ党）第４−　固（（Ｌ）

Claims

【特許請求の範囲】１、可撓性基体に記録媒体を有するものにおいて、前記
記録媒体は固体状態で少なくとも２種類の結晶構造を有
し、一方の温度領域での結晶構造を他方の温度領域で保
持し、及び／又は結晶状態で互いに異なつた体積変化を
生じる金属又は合金からなることを特徴とする光学情報
記録テープ。２、前記記録媒体は固体状態の高温における結晶構造が
高温からの過冷によつて保持される金属又は合金からな
る特許請求の範囲第１項に記録の光学情報記録テープ。３、前記記録媒体は相変態を有する結晶質状態の金属あ
るいは合金にあつて、固相状態の少なくとも２つの温度
領域において結晶構造の異なつた相を有し、その相間の
変態に伴なう凹部又は凸部を形成してベース面との光の
反射状態を変化させて情報としての信号、文字、図形、
記号を識別できるように記憶させ又は前記凹部又は凸部
を元の状態に消去させる加熱手段及び前記情報再生させ
る手段を有する特許請求の範囲第１項に記載の光学情報
記録テープ。４、前記記録媒体は元素周期律表の I ・ｂ族からVII・
ｂ族及びVIII族の金属元素遷移金属元素を主成分とする
金属あるいは合金からなる特許請求の範囲第１項〜第３
項のいずれかに記載の光学情報記録テープ。