(57)【要約】光学製品（４６）にタグ（５４）を設ける方法は、光学製品（４６）の表面（４４）の所定位置を改質してその表面エネルギーを変化させ、光学製品（４６）の表面（４４）全体にタグ（５４）を均一膜として塗工し、非改質領域からタグ（５４）を除去しつつ、改質位置でタグ（５４）を保持する。この方法は  さらに、光学製品（４６）に遠心力を発生する回転運動を与え、遠心力で非改質領域からタグ（５４）を除去しつつ、改質位置でタグ（５４）を保持する。光学製品（４６）は、染料を適当な溶剤に溶解して溶液とし、光学製品（４６）の表面（４４）の所定位置を改質してその表面エネルギーを変化させ、溶液を光学製品（４６）の表面（４４）全体に塗工し、光学製品（４６）に遠心力を発生する回転運動を与え、遠心力で光学製品（４６）の表面（４４）の非改質位置から染料を除去しつつ、改質位置に染料を固定する方法で形成される識別マークを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学製品（４６）にタグ（５４）を設ける方法であって、
光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）の所定位置を改質してその表面エネルギーを変化させ、
光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）全体にタグ（５４）を均一な薄膜として塗工し、
非改質領域からタグ（５４）を除去しつつ、改質した所定位置でタグ（５４）を保持する
ことを含んでなる方法。
【請求項２】
さらに、光学製品（４６）に遠心力を発生する回転運動を与え、
遠心力によって非改質領域からタグ（５４）を除去しつつ、改質した所定位置でタグ（５４）を保持する
ことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記タグ（５４）が分光タグ（５４）を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記分光タグ（５４）が、有機染料及び顔料、無機染料及び顔料、ナノ結晶、ナノ粒子、量子ドット、有機フルオロフォア及び無機フルオロフォアからなる群から選択される染料である、請求項３記載の方法。
【請求項５】
光学製品（４６）が、基板のレーザー入射表面上又は反射層に隣接するデータ層上のタグ（５４）で被覆された光学的に透明な基板（２６）を含み、反射層が透明基板（２６）上にスパッタされている、請求項１記載の方法。
【請求項６】
分光タグ（５４）の励起波長が、光媒体用プレーヤー又はレコーダーに用いられるレーザーダイオード（４２）の作動範囲内にあり、タグ（５４）の読取りが光媒体用プレーヤー又はレコーダーのレーザーで実施される、請求項３記載の方法。
【請求項７】
分光タグ（５４）の励起波長が、光媒体用プレーヤー又はレコーダーに用いられるレーザーダイオード（４２）の作動範囲外にあり、タグ（５４）の読取りが光媒体用プレーヤーの外部で実施される、請求項２記載の方法。
【請求項８】
光学製品（４６）の材料が光学製品の皮膜の表面（４４）に溶解タグ（５４）を保持するのに必要な特性を与えるように選択及び／又は改質される、請求項１記載の方法。
【請求項９】
改質処理が異種コポリマー材料、表面偏析添加剤及び末端封鎖を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
タグ（５４）が識別、海賊版防止、ラベル付け及び装飾用途に用いられる、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
光学製品の表面（４４）上の所定位置を光誘起表面改質によって改質する、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
さらに、光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）全体又は一部に純粋な溶剤を塗布して、余分なタグ（５４）を洗い流すことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
タグ（５４）が光学製品（４６）の光学特性に干渉しない、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
光学製品（４６）にタグを設ける方法であって、
放射線源を用いて光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）上の所定位置を改質し、
染料を適当な溶剤に溶解して溶液とし、
前記溶液を光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）に均一な薄膜として塗工し、
光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）上の改質した所定位置に染料を固定してタグ（５４）を形成し、
光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）上の非改質位置から染料を除去し、
適当な溶剤を用いて光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）上の非改質位置から染料を除去する
ことを含んでなる方法。
【請求項１５】
さらに、光学製品（４６）を回転運動させながら、前記溶液を光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）に均一な薄膜として塗工し、
回転運動で生じた遠心力を利用して、光学製品（４６）の皮膜の表面（４４）上の非改質位置から染料を除去する、
請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記染料がフルオロフォアである、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
タグ（５４）が識別、海賊版防止、ラベル付け及び装飾用途に用いられる、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
タグ（５４）を有する光学製品（４６）であって、染料を適当な溶剤に溶解して溶液とし、光学製品（４６）の表面（４４）上の所定位置を改質して所定位置の表面エネルギーを変化させ、前記溶液を光学製品（４６）の表面（４４）全体に塗工し、光学製品（４６）に遠心力を発生する回転運動を与え、遠心力によって光学製品（４６）の表面（４４）上の非改質位置から染料を除去しつつ、改質した所定位置に染料を固定することを含む方法によってタグ（５４）を形成した、光学製品（４６）。
【請求項１９】
タグ（５４）が光学製品（４６）の光学特性に干渉しない、請求項１８記載の光学製品（４６）。
【請求項２０】
さらに、光学製品（４６）の表面（４４）全体に溶剤を塗布して光学製品（４６）の表面（４４）上の非改質位置から余分な染料を除去することを含む、請求項１８記載の光学製品（４６）。
【請求項２１】
タグ（５４）が識別、海賊版防止、ラベル付け及び装飾用途に用いられる、請求項１８記載の光学製品（４６）。
【請求項２２】
光学製品（４６）にタグ（５４）を設ける方法であって、
光学製品（４６）の表面（４４）の所定位置を改質してその表面エネルギーを変化させ、
光学製品（４６）の表面（４４）全体にタグ（５４）を均一な薄膜として塗工し、
非改質領域からタグ（５４）を除去しつつ、改質した所定位置でタグ（５４）を保持する
ことを含んでなる方法。
【請求項２３】
さらに、光学製品（４６）に遠心力を発生する回転運動を与え、
遠心力によって非改質領域からタグ（５４）を除去しつつ、改質した所定位置でタグ（５４）を保持する、
ことを含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記タグ（５４）が分光タグ（５４）を含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
光学製品（４６）が、基板のレーザー入射表面上又は反射層に隣接するデータ層上のタグ（５４）で被覆された光学的に透明な基板（２６）を含み、反射層が透明基板（２６）上にスパッタされている、請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
光学製品（４６）の表面（４４）上の所定位置を光誘起表面改質によって改質する、請求項２２記載の方法。
【請求項２７】
光学製品（４６）にタグ（５４）を設ける方法であって、
光学製品（４６）の表面（４４）の所定位置を改質してその表面エネルギーを変化させ、
光学製品（４６）の表面（４４）全体にタグ（５４）を均一な薄膜として塗工し、
改質した所定位置からタグ（５４）を除去しつつ、非改質領域にタグ（５４）を保持する
ことを含んでなる方法。
【請求項２８】
さらに、光学製品（４６）に遠心力を発生する回転運動を与え、
遠心力によって改質した所定位置からタグ（５４）を除去しつつ、非改質領域にタグ（５４）を保持する、
ことを含む、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記タグ（５４）が分光タグ（５４）を含む、請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
光学製品（４６）が、基板のレーザー入射表面上又は反射層に隣接するデータ層上のタグ（５４）で被覆された光学的に透明な基板（２６）を含み、反射層が透明基板（２６）上にスパッタされている、請求項２７記載の方法。
【請求項３１】
光学製品（４６）の表面（４４）上の所定位置を化学的改質によって改質する、請求項２７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に識別用マーキング分野に関する。さらに具体的には、本発明は、回転する光媒体に所定の正確に制御された位置で局所的タグを付けるシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック物品にタグを付けることは、光記憶媒体の海賊版防止などの様々な用途に極めて望ましい。今日、光記憶媒体は広く普及している。光記憶媒体は、音楽、データ及びソフトウェアの保存に使用され、大量の情報を信頼できるパッケージで配布するための標準的な媒体となっている。コンピュータ時代の結果として全世界で違法なＣＤ及びＤＶＤコピーの数が増大している。この傾向の一つの理由は、家庭用ＰＣ、ブランクＣＤ−Ｒ、ブランクＤＶＤ−Ｒ及び高速ＣＤ及びＤＶＤ焼付け装置が簡単に廉価で入手できるようになったからで、ほとんど誰でも小さなディスク製造工場を立ち上げることができる。音楽及びソフトウェアの海賊版問題は、これらの産業のあらゆる分野に影響がある。適法なレコーディングではなく海賊版コピーが販売されれば、小売業者、流通業者、アーティスト、作曲家、出版社及びレコード会社のすべてが影響を受ける。毎年何百万もの偽造ＣＤやＤＶＤが作製されていると考えられ、毎年何百万ものＣＤやＤＶＤが販売されている。
【０００３】
プラスチック材料に識別用タグを使用することは当技術分野で公知である。識別のために、ＵＶ及び近ＩＲ蛍光染料がポリマーに添加されている。従来のアプローチに、近赤外フルオロフォアをポリカーボネート基板に導入する方法がある。これらの従来の方法の短所の一つとして、ＵＶ光、高い周囲温度などへの露出を含む平常使用条件下で染料が経年劣化又は浸出すると、不正確な信号が発生するおそれがある。さらに、ポリマー中の添加剤は蛍光強度の比を変化させるおそれがある。
【０００４】
光媒体のタグ付けに関しては、物品の全面よりも、物品の正確に確定された１箇所以上の位置にタグを設けるのが有利である。さらに、得られる皮膜の品質、高速、製造コストの低さなどの観点から、光媒体に皮膜を塗工する常法となっているスピンコーティングプロセスの際に、このようなタグを物品に設けることができれば有益である。
【特許文献１】米国特許第４７７４３１５号明細書
【特許文献２】米国特許第５０２８６９０号明細書
【特許文献３】米国特許第５０４３２０３号明細書
【特許文献４】米国特許第５６６４０１７号明細書
【特許文献５】米国特許第５６６８２０２号明細書
【特許文献６】米国特許第４２３８５２４号明細書
【特許文献７】米国特許第５００５８７３号明細書
【特許文献８】米国特許第５２０１９２１号明細書
【特許文献９】米国特許第５３２９１２７号明細書
【特許文献１０】米国特許第５７０３２２９号明細書
【特許文献１１】米国特許第６０９９９３０号明細書
【特許文献１２】英国特許出願公開第２２６４５５８号明細書
【特許文献１３】米国特許第５５８０４１０号明細書
【特許文献１４】米国特許第５７７６７１３号明細書
【特許文献１５】米国特許第６４７００９３号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の種々の実施形態において、光媒体の所定の正確に制御された位置にタグを設ける方法を説明する。光媒体の例としては、特に限定されないが、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ブルーレイその他当技術分野で公知のあらゆる光記憶媒体が挙げられる。光学製品にタグを設けると様々な目的に役立つ。かかる目的として、特に限定されないが、海賊版防止、識別、ラベル付け、装飾用途その他光媒体に多用される用途が挙げられる。
【０００６】
一実施形態では、光媒体製造プロセスの際に分光タグを光媒体に組み込む。分光タグは、ポリマー及びポリマー物品の識別に有利な特性を有する材料である。これらのタグは、比色、光屈折、フォトクロミック、サーモクロミック、蛍光、弾性散乱、非弾性散乱その他光媒体に組み込むのに有用な光学的特性を呈する化合物である。分光タグを付与するには、物品の表面を改質してその表面エネルギーを変化させる。所定の正確に確定された位置で表面エネルギーを変化させると、適当な溶剤に溶解した状態で塗工されたタグがその予め処理された領域に引きつけられる。光学製品の材料は、物品の表面にタグを保持するのに必要な特性を与えるように選択及び／又は改質することができる。このような改質処理としては、特に限定されないが、異種コポリマー材料、添加剤、末端封鎖その他当技術分野で公知の改質処理が挙げられる。
【０００７】
別の実施形態では、適当な溶剤に溶解した分光タグを光媒体の全面に塗工する。用途によっては、タグを溶剤に溶解する必要がないこともある。光学製品に遠心力を与えると、タグは予め改質した領域に保持され、遠心力によって非改質領域から除去される。一実施形態では、光媒体の普通の読取り装置に用いられるレーザーを用いて、タグの読取りを行うことができる。別の実施形態では、タグの読取りを光ディスクドライブの外部で行ってもよい。
【０００８】
さらに他の実施形態では、本発明は識別マークを有する光学製品を提供し、ここで識別マークは、染料を適当な溶剤に溶解して溶液とし、光学製品の表面の所定位置を改質して所定位置の表面エネルギーを変化させ、前記溶液を光学製品の表面全体に塗工し、光学製品に遠心力を発生する回転運動を与え、遠心力によって光学製品の表面の非改質位置から染料を除去しつつ、改質した所定位置に染料を固定することを含む方法によって形成される。
【０００９】
さらに他の実施形態では、分光タグの材料として、有機及び無機の染料及び顔料、ナノ結晶、ナノ粒子、量子ドット、有機フルオロフォア及び無機フルオロフォアその他当技術分野で公知の染料が挙げられる。さらに他の実施形態では、上記材料は寸法が約１ｎｍ〜約１０μｍの範囲にあり、溶液に溶解又は分散形態で導入することができる。これらの染料及び顔料の励起波長は、光媒体用プレーヤー及びレコーダーに用いられるレーザーダイオードの作動範囲内にあってもなくてもよく、タグの読取りが光媒体用プレーヤー又はレコーダーのレーザーで実施されるか、ディスクドライブ外の装置で行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の種々の実施形態を図面を参照しながら説明する。図面において同様の要素には同じ符号を付してある。
【００１１】
本発明の実施形態を規定通りに詳細に説明するが、開示した実施形態は本発明の例示に過ぎず、本発明は種々の別の形態でも実現できることを理解すべきである。ここに開示する特定の構造及び機能の詳細は限定的に解釈すべきでなく、特許請求の範囲の根拠として、当業者に本発明を様々な形態で応用できることを教示するための代表的な基礎としてのみ解釈すべきである。複数の図面について、同じ部品には同じ符号を付してある。以下に説明する方法は、光媒体へのタグ付けに適用されるが、原理的には種々の用途へのプラスチック物品へのタグ付けにも適用できる。
【００１２】
以下、本発明の方法をコンパクトディスク（ＣＤ）に関連して説明するが、本方法はあらゆる光学製品、例えばＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ブルーレイなどでも実施可能である。本発明の方法の実施に際しては、まず最初基板を用意する。基板はどのようなタイプでもよいが、予め情報を少なくとも片側にピット及び／又は連続グルーブの形態でエンコードする必要がある。代表的には、ＣＤは透明ポリカーボネートプラスチックの射出成形品である。製造中に、データの単一の、連続な、非常に長いスパイラルトラックとして配置される微小なバンプをプラスチックに型押しする。データのスパイラルトラックはディスクの内側から外側へ円を描く。透明ポリカーボネートを成形するとき、薄い反射層（代表的にはアルミニウム、銀又は金）をディスクにスパッタし、微小なバンプを被覆する。次にアクリルの薄層を反射層上にスプレーし、反射層を保護するとともに、ラベル用表面を形成する。ＣＤについて説明する場合、バンプの代わりにピットということが多い。ピットは反射側に現れ、バンプはレーザーが読取る側に現れる。光媒体プレーヤーは光媒体にバンプとして記憶されたデータを探し、読取る作業を行う。
【００１３】
光学製品基板の材料は、特に種類を問わないが、光透過率が高いことが好ましい。基板材料の例には、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートなどの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂があるが、これらに限定されない。これらのうち、ポリカーボネートのような光透過性熱可塑性樹脂が好ましい。光学製品の材料は、表面に溶解染料を保持するのに必要な特性を与えるように選択及び／又は改質される。このような改質処理には、異種コポリマー材料、添加剤、末端封鎖及び当技術分野で公知の他の改質処理があるが、これらに限定されない。
【００１４】
ポリマーの重合に際して、成長ポリマー鎖は末端に反応性基を有し、これがポリマー鎖の持続的成長に利用される。別の反応が起こり、反応性基をもたない部分が導入されると、鎖が鎖延長を継続する能力が終了する。このタイプの末端基を有する鎖は末端封鎖されているといわれる。例えば、光学製品は代表的には、ポリカーボネートから作製されるが、ジフェニルカーボネートがビスフェノールＡと反応するとき、反応性ヒドロキシル基を有する成長ポリマーが生成し、反応性ヒドロキシル基がポリマー鎖の持続的成長に利用される。別の反応が起こり、反応性ヒドロキシル基をもたない部分が導入されると、鎖が鎖延長を継続する能力が終了する。種々の末端封鎖剤が、米国特許第４７７４３１５号、同第５０２８６９０号、同第５０４３２０３号、同第５６４４０１７号及び同第５６６８２０２号などに記載されているものを始めとして当技術分野で開示されている。
【００１５】
所望に応じて、ポリカーボネート光学製品は、ビスフェノール単量体とホスゲン又はジフェニルカーボネート及び光学製品（処理されていてもいなくてもよい）の表面エネルギーを変化させるように選択される任意の単量体とを反応させる重縮合法で製造することができる。表面エネルギー改質用コモノマー又は添加剤の例には、一官能性フェノール化合物などの末端封鎖単量体、末端基形成を増加する枝分れ剤、シロキサン含有単量体及び添加剤、帯電防止剤、防曇剤、表面偏析添加剤、その他の添加剤がある。
【００１６】
種々の実施形態で、ＣＤなどの光学製品の表面の所定位置に分光タグを設ける方法が提供される。分光タグは、ポリマー及びポリマー物品の識別に有利な特性を有する材料である。最初に、溶液又は分散液の形態の薄いタグ付け層を形成するために、タグ材料を適当な液体溶剤に溶解又は分散し（ブロック１０）、この溶液又は分散液をその後スピンコーティング法を用いて塗工する。別の実施形態では、タグを適当な溶剤に溶解する必要がないこともある。タグ材料の溶解に用いる液体溶剤は、光学製品の表面を腐食せず、染料を溶解又は分散することのできる液体であればどんなものでもよい。溶剤として、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール及びメトキシプロパノールが好ましい。これらの溶剤は単独で用いても、組合せて用いてもよい。
【００１７】
染料が液体媒体に溶解可能な化合物でない別の実施形態では、染料をバインダー樹脂と組合せて使用することができる。ここで用いるバインダー樹脂は、物品の厚さや物品の光学特性に悪影響を与えないよう低濃度とする必要がある。バインダー樹脂は溶剤に溶解でき、不溶性染料はバインダー樹脂に結着し、液体媒体に分散された状態となる。使用するバインダー樹脂の種類は特に限定されない。熱可塑性ポリマーを使用するのが好ましく、その例としては、ポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）、ポリインデン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、ポリビニルピリジン、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルベンジルエーテル、ポリビニルメチルケトン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリアクリル酸、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリベンジルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリメタクリル酸、ポリアミドメタクリレート、ポリメタクリロニトリル、ポリアセトアルデヒド、ポリクロラール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ビスフェノールと炭酸とのポリカーボネート、ポリ（ジエチレングリコール／ビスアリルカーボネート）、６−ナイロン、６，６−ナイロン、１２−ナイロン、６，１２−ナイロン、ポリエチルアスパルテート、ポリエチルグルタメート、ポリリジン、ポリプロリン、ポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アセチルセルロース、セルロース三酢酸、セルローストリブチレート、ポリウレタン樹脂などの樹脂；ポリ（フェニルメチルシラン）などのオルガノポリシロキサン類、オルガノポリゲルマニウム化合物、上記ポリマー又は樹脂への単量体成分のコポリマー又は共重縮合物がある。
【００１８】
図１を参照すると、光学製品を染料含有溶液で被覆する前に、染料を受容及び保持できるため、光学製品の表面の所定の正確に制御された位置を調整する。光媒体上の１箇所以上の所定の正確に制御された位置（部位特異的）は、識別に使用し得るタグの付着に用いられる局所領域と定義される。別の実施形態では、所定の位置が染料を保持できないようにするため、所定の位置を、例えばシリコーンでのスプレー塗布などによって化学的に改質する。１箇所以上の所定位置は適当な形状、例えば直線、円形、矩形、楕円などの形状とすることができる。タグの表面積、数及び所定領域の位置は、特定の用途に依存する。
【００１９】
所定の位置の表面エネルギーを、例えば水銀ランプからの紫外（ＵＶ）光を用いて改変する（ブロック１１）か、化学的改質によって改変する。所定の位置をマスク（以下に説明）を通して露光することができる。正確に確定された位置の表面エネルギーを変化させると、塗工される溶剤溶解タグが優先的に前処理された領域から吸引又は反発される。表面改質は、ＵＶ光源が発生する高エネルギー光子での表面の酸化によりもたらされる。当技術分野で公知の他のタイプの表面改質を使用してもよい。この目的に追加の光源を使用してもよい。一部のリストを表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
一般に、光学製品の表面の非マスク領域を改質するために、物理的マスクシステムを種々の染料付着方法と併用することができる。マスクは、貫通する１以上の穴又は開口を有する。１以上の穴又は開口の各々は、例えばほぼ円形、楕円形、正方形、長方形、三角形又はもっと複雑な形状とすることができる。マスクは、複数の穴の各々を通過する光が光学製品の表面の所定の位置に接触するのを選択的に防止又は遮蔽するように、光学製品の表面に隣接して配置される。マスクの上にシャッターを配置してもよい。シャッターは、その開閉により、光が光学製品の表面に接触するのを選択的に許容又は防止する機械的装置である。一例として、約１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲の開口を有するマスクを光学製品の表面に設けることができる。次にＵＶ光をマスクを通して照射し、表面エネルギーを変化させ、物品の非マスク領域を改質する。改質領域は物品の表面に沿って厚さや形状が異なってもよい。代表的には、マスクはプレート、シート、フィルム、コーティングなどからなる。マスクは、特定の用途によっては、システムの必須要件ではないこともある。
【００２２】
光学製品の表面を前処理し、タグを適当な溶剤に溶解した後、溶液又は分散液を物品の表面全体に塗工する。本発明の実施に際しては、物品に回転運動もしくは別種の運動を与えながら、もしくは運動を与えずに、溶液を物品に塗工する（ブロック１２）。スピンコーティングは、得られる皮膜の品質、高速、プロセスの製造コストの低さから、光学製品に皮膜の設層に多用される方法である。図２を参照すると、スピンコーティングでは、回転部材２２により回転基板２６上の溶液材料２４（付着材料）を加速する。溶液材料２４は基板の中心に、手動で或いはコンピュータ制御された装置及び送出装置２８を用いて、供給される。図１に戻ると、溶液をフローコーティングにより光学製品の表面全体に塗工することもできる。別の実施形態では、蒸着又は溶剤キャスティングが適当なこともある。スピンコーティングの背景にある物理現象に、スピン速度により制御される遠心力と溶剤粘度により決まる粘性力とのバランスがある。スピンコーティング技術は、溶液粘度、固形物含量、角速度及びスピン時間を変更することにより制御できる。
【００２３】
図１を参照すると、スピンコーティング法で発生する遠心力は溶液を物品の中心から物品の周縁に向けて押し流す。染料は前処理された位置に引きつけられ、これらの位置に保持されるが、染料は非処理位置には引きつけられず、これらの位置から除去される（ブロック１８）。任意工程（ブロック２０）で、純粋な溶剤を物品の表面全体に塗布して、余分な染料を物品の表面から洗い流すことができる。
【００２４】
タグ付けプロセス全体を手動制御しても自動制御してもよい。例えば、１種以上の溶解染料溶液をサンプルライブラリーから手動でシリンジ型器具で抜き出し、手動で光学製品の表面に供給することができる。自動システムでは、サンプル選択や供給などのシステムの機能の一部を自動的に行う。溶剤濃度は、増加、一定維持、減少或いは他の機能をなすようにプログラムしておくことができる。好ましくは、サンプルを迅速かつ正確に選択し、適切な測定を行うために、例えば自動サンプラを用いて、完全自動方式にてサンプルを対応する容器から抜き取って供給する。自動サンプラのマイクロプロセッサは、サンプルをサンプルバイアルから送出装置２８に引き抜くよう自動サンプラに指示し、次いで送出装置２８に指示するようにプログラムしておくことができる。一実施形態では、自動サンプラは、目的のタグに応じて、第１の溶液を、次いで第２の溶液を自動的にサンプルするようにプログラムしておくことができる。好ましくは、自動サンプラのマイクロプロセッサは、種々のサンプリングプロトコルを実現できるようにプログラムしておくことができるユーザー・インターフェースを含む。
【００２５】
好ましくは、送出装置２８は光学製品の表面に対して可動であり、この相対移動は、送出装置２８の移動又は光学製品の移動いずれかにより、例えばプログラム可能なｘ、ｙ、ｚステージなどの使用によって行われる。２つ以上の染料含有溶液に異なる供給速度を適用し、同時にターゲットをｘ、ｙ又はｚ方向に移動することによって、連続的なフローコーティングを生成することができる。一実施形態では、染料を１つの前処理された領域に塗布し、スピンコーティングし、次いで乾燥することができる。次に、表面の別の
領域を処理し、第２の異なる染料溶液を用いてスピンコーティングプロセスを繰り返すことができる。このプロセスは、目的の用途に応じて、任意の回数繰り返すことができる。
【００２６】
分光タグの材料には当技術分野で公知のあらゆる染料がある。これらには、寸法が溶液に溶解又は分散形態で導入することが可能な約１ｎｍ〜約１０ミクロンの範囲にある、有機及び無機の染料及び顔料、ナノ結晶、ナノ粒子、量子ドット、その他のタイプの材料がある。分光タグの例には有機及び無機化合物がある。
【００２７】
有機化合物の例には、この目的に使用可能な、有機染料、有機フルオロフォア、蛍光染料、ＩＲ吸収染料、ＵＶ吸収染料、フォトクロミック染料、サーモクロミック染料、その他の既知の染料がある。染料（色素）の具体例には、キサンテン染料、例えばローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、エオシン、フロクシンＢなど、アクリジン染料、例えばアクリジンオレンジ、アクリジンレッドなど、アゾ染料、例えばエチルレッド、メチルレッドなど、ポルフィリン染料、フタロシアニン染料、シアニン染料、例えば３，３′−ジエチルチアカルボシアニンヨージド、３，３′−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージドなど、メロシアニン染料、スチリル染料、オキソノール染料、トリアリールメタン染料、メチレンブルー、フェノールブルーなどがある。これらの染料は、目的の用途に応じて、単独で使用しても組合せて使用してもよい。有機化合物の含量の広い範囲は、有機化合物の種類及び目的に依存する。例えば、蛍光染料は、当技術分野で周知のように、樹脂バインダーにｐｐｍ程度の量添加する。
【００２８】
タグは特定の所定位置に結着し、特定の光波長で励起されると蛍光を発する。適当な波長は約６４０ｎｍ〜約１１００ｎｍの範囲である。これらの材料の例（これらに限らない）を表２に示す。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
特定の所定位置に結着する他の非蛍光性タグも可能である。これらの材料の例（これらに限らない）と、その検出に適当な波長を表３にまとめる。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
以下に、他のタイプのタグを具体的に示すが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。まずサーモクロミック化合物が挙げられる。サーモクロミック化合物の例には、松井色素（株）から入手できる種々の染料がある。サーモクロミック化合物には、ＩＲ吸収性化合物、例えばフタロシアニン染料、コバルト又は白金錯体／キレート、ある種のＶＡＴ染料、例えばアントラキノン及びメチレンブルー、ニグロシン化合物、例えばＫｅｙｓｔｏｎｅ  Ｂｌａｃｋ  Ｒ又はＡｎｉｒｏｘ、及び特にドープ形態の共役ポリマー／オリゴマー（ポリアニリン、ポリフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール及びその誘導体）も挙げられる。他の熱吸収性化合物の例には、スプレー可能な液晶マイクロカプセルがある。これらは、例えばＬｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ社から広い範囲の転移温度のものが入手できる。室温液晶の例に、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ社のＳＰＣ／Ｒ２５Ｃ５Ｗがある。温度感応性散乱化合物の例には、室温で臨界濃度のすぐ上でマトリックスの塩、室温で下部臨界完溶点（ＬＣＳＴ）より低いポリマーブレンドがある。屈折率変化を伴う材料の例には、温度が上がると屈折率又は複屈折が変化する、液晶ポリマーや、ホログラフィデータ記憶用途に開発されたポリマーがある。寸法安定性の変化を伴う材料の例には、熱膨張係数の高いものがある。
【００３３】
フルオロフォアの励起波長は、種々の入手可能な光源および光媒体用の普通の読取装置／レコーダーに用いられるレーザーダイオードの作動範囲内にある。一実施形態では、分光タグの読取りをレーザーダイオードを用いて行うことができる。別の実施形態では、タグの読取りを光ディスクドライブ以外で行う。光媒体読取装置の一実施形態を以下に説明するが、本発明の方法は、当技術分野で公知のあらゆる光媒体読取装置を用いて、実施することができる。通常の光読取装置では、光読出し／書込みピックアップ機構がトラッキング機構に取り付けられている。代表的には、光読出し／書込みヘッドとトラッキング機構両方が、作動時に回転する光記憶媒体の表面に隣接して位置する。この構成を図３に示す。
【００３４】
図３を参照すると、光読出し／書込みヘッド４０は、エンコード／非エンコード光（例えばレーザー光など）を光記憶媒体４６の表面４４に向かって送り出すよう作動しうる光源４２（例えばレーザーダイオードなど）を含む。光読出し／書込みヘッド４０は、光記憶媒体４６の表面４４からのエンコード／非エンコード光（例えばレーザー光など）を受けとるよう作動しうる受光装置４８（例えばフォトダイオードなど）も含む。反射要素５０、例えば半反射ミラー、ビームスプリッタなどと、焦点合わせレンズ５２又は他の焦点合わせ光学部材とを使用して、光記憶媒体４６の表面４４に対する光の送り出し及び／又は受け取りを行うこともできる。
【００３５】
光読出し／書込みヘッド４０を用いて、トラッキング機構５６及び光読出し／書込みヘッド４０の選択的位置決めを介して、分光タグ５４及びデータを光記憶媒体４６の表面４４の所定部分から読取る。代表的には、トラッキング機構５６は、ピックアップキャリヤアセンブリ５８を一部をねじ切りしてもよい１以上のガイドレール６０に移動自在に取り付けた構成である。ガイドレール６０は、サーボモータ６２などとの組合せにより、トラッキング機構５６及び光読出し／書込みヘッド４０を光記憶媒体４６の表面４４に対して直線的に移動するように作動することができる。
【００３６】
光学製品にタグを付ける別の方法として、染料を適当な溶剤に溶解し、スピンコーティング、ディップコーティング（浸漬）、トランスファ印刷、シルクスクリーンなど適当なコーティング方法によって染料含有試薬溶液で光学製品を被覆する方法がある。染料は前処理された領域中に又はその上に吸引され、物品の表面に捕捉される。所望に応じて、物品の表面を純粋な溶剤で洗うことにより、余分な染料を非処理領域から除去することができる。
【００３７】
光学製品にタグを付ける別の方法として、染料を適当な溶剤に溶解し、適当なコーティング方法によって染料含有試薬溶液で光学製品の表面の全面又は一部を被覆する方法がある。所望に応じて、物品の表面を純粋な溶剤で洗うことにより、染料皮膜の一部を表面の領域から除去することができる。
【００３８】
光媒体にタグを付けることは、識別、海賊版プロテクト、ラベル付け、装飾用途、そのほか光媒体に代表的に用いられる他の用途のような多数の目的に役立つ。
【実施例】
【００３９】
実施例１
約５ｍｍの開口を有するマスクをデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）の表面に配置した。マスクを通して光を当て、物品の非マスク領域を改質した。光源として手持ち型低輝度Ｈｇランプを用いて光学製品の表面を改質した。露光が終わったら、マスクを取り外し、改質領域を有する物品の表面に水を注いだ。図４はこの試験の結果を示し、光媒体（ＤＶＤ）の所定の改質したマクロ領域上に溶剤が保持されていることを実証している。次に有機染料（メチレンブルー）を水に溶解し、溶液を、上述した通りに改質した回転中の光媒体上に注いだ。染料付着直後の物品の表面を図５に示す。次に表面を純粋な溶剤で洗い、余分な染料を除去した。図６に示すように、溶液に遠心力が作用する結果、物品の改質領域は染料を保持し、一方非改質領域は染料を保持しなかった。図７は、回転中の光媒体上に付着したスポットの１つについて測定した、６５０ｎｍでの空間解像反射率変化を示す。
【００４０】
実施例２Ａ
フタロシアニン金属錯体（Ｓａｎｄｓ  ＳＤＳ８３０３）を溶剤Ｄｏｗａｎｏｌ  ＰＭに濃度１．５重量％で溶解した。約３ｍｌの溶液をメタライズしてないポリカーボネートＣＤ基板の表面に中心穴から約２０ｍｍの位置に供給した。次に基板を約１０００ｒｐｍで回転し、溶液をＣＤの表面全体に広げた。次に皮膜を一夜乾燥した。Ｓｔｅａｇ  Ｕｎｉｊｅｔ  ＣＤメタライザを用いて、基板の被覆側にアルミニウムを厚さ約４０−６０ｎｍにスパッタリングした。得られたＣＤは、フタロシアニン染料皮膜がポリカーボネート基板とアルミニウム反射層との間に挟まれ、６５０ｎｍの吸光度０．３７であった。
【００４１】
実施例２Ｂ
実施例２Ａと同様に追加の被覆ＣＤを製造したが、本例では被覆溶液を中心穴から約４０ｍｍの位置に供給した。次に、染料溶液のスピンコーティング後、ディスクを再度回転し、中心穴から約４５ｍｍからディスクの周縁まで基板を溶剤Ｄｏｗａｎｏｌ  ＰＭで洗った。この洗浄工程の結果、染料皮膜の約５ｍｍの帯だけがディスクの表面に残った。
【００４２】
実施例２Ｃ
実施例２Ｂと同様に追加の被覆ＣＤを製造したが、本例ではアルミニウムを染料被覆ディスク上にスパッタリングし、その結果染料皮膜がポリカーボネート基板と反射層との間に挟まれた。
【００４３】
実施例２Ｄ
実施例２Ａと同様に追加の被覆ＣＤを製造したが、本例では被覆溶液はＤｏｗａｎｏｌ  ＰＭ中１．３重量％のＬａｍｂｄａｃｈｒｏｍｅ  ＩＲ１２５染料と１５重量％のポリ（メチルメタクリレート）からなるものであった。得られたＣＤは、ＰＭＭＡ皮膜中のＩＲ１２５染料がポリカーボネート基板とアルミニウム反射層との間に挟まれ、７８０ｎｍの吸光度０．５４であった。
【００４４】
実施例２Ｅ
実施例２Ｄと同様に追加の被覆ＣＤを製造したが、本例では被覆溶液はＤｏｗａｎｏｌ  ＰＭ中１．３重量％のローダミン８００染料と１５重量％のポリ（メチルメタクリレート）からなるものであった。得られたＣＤは、ＰＭＭＡ皮膜中のローダミン８００染料がポリカーボネート基板とアルミニウム反射層との間に挟まれ、６５０ｎｍの吸光度０．１であった。
【００４５】
本発明の方法によって、回転中の光媒体上の所定の正確に制御された位置にタグを付ける方法が得られることが明らかである。本発明の方法をその好適な実施形態及び実施例について説明したが、他の実施形態及び実施例も同様の機能を発揮し、同様の結果をもたらす。このような均等な実施形態及び実施例もすべて本発明の要旨に含まれ、特許請求の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態にしたがって回転中の光媒体にタグを設ける主要工程を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にしたがってスピンコーティング装置が付着された材料に作用する状態を説明する線図である。
【図３】本発明の一実施形態よる光媒体及び光媒体読出装置を示す線図である。
【図４】本発明の一実施形態による改質したマクロ領域への溶剤保持を示す、光媒体（ＤＶＤ）の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による、物品の回転中の、染料付着直後の物品の表面を示す、図３の光媒体の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態による、余分な染料を除去する洗浄工程後に染料を保持している物品の改質・染料処理領域を示す、図４の光媒体の斜視図である。
【図７】回転中の光媒体上に付着した６つのスポットについて測定した、６５０ｎｍでの空間解像反射率変化を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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