(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームにより読取り可能なピット等の情報符号化フィーチャを備える光学ディスクにおいて、
前記ディスクを取り囲み、バリヤー層が前記ディスクから除去されるまで、前記情報符号化フィーチャの前記光ビームによる読取りを禁止するように構成された該バリヤー層、を備え、
前記ディスクに一体化され、前記ディスクの表面上又は前記情報符号化フィーチャと接した前記光ビームの光学経路に位置する読取り阻止剤、を含み、
前記読取り阻止剤は、いったん活動化されると、前記光ビームの散乱を増加させることにより、所定の期間の後、前記光ビームによる前記情報符号化フィーチャの読取りを永続的で不可逆的に禁止することを特徴とする光学ディスク。
【請求項２】
光ビームにより読取り可能なピット等の情報符号化フィーチャを備える光学ディスクにおいて、
前記ディスクを取り囲み、バリヤー層が前記ディスクから除去されるまで、前記情報符号化フィーチャの前記光ビームによる読取りを禁止するように構成された該バリヤー層、を備え、
前記ディスクに一体化され、前記ディスクの表面上又は前記情報符号化フィーチャと接した前記光ビームの光学経路に位置する読取り阻止剤、を含み、
前記読取り阻止剤は、いったん活動化されると、光ビームを吸収することにより、所定の期間の後、前記光ビームによる前記情報符号化フィーチャの読取りを永続的で不可逆的に禁止することを特徴とする光学ディスク。
【請求項３】
光ビームにより読取り可能なピット等の情報符号化フィーチャを備える光学ディスクにおいて、
前記ディスクを取り囲み、バリヤー層が前記ディスクから除去されるまで、前記情報符号化フィーチャの前記光ビームによる読取りを禁止するように構成された該バリヤー層、を備え、
前記ディスクに一体化され、前記ディスクの表面上又は前記情報符号化フィーチャと接した前記光ビームの光学経路に位置する読取り阻止剤、を含み、
前記読取り阻止剤は、いったん活動化されると、前記ディスクの物理的寸法を変えることにより、所定の期間の後、前記光ビームによる前記情報符号化フィーチャの読取りを永続的で不可逆的に禁止することを特徴とする光学ディスク。
【請求項４】
光ディスクの読取りを禁止する方法において、
（a）  光ビームにより読取り可能な情報符号化フィーチャを備え、光放射で活動化され、いったん活動化されると前記ディスクの読取りを禁止するように前記ディスクを変化させ、前記ディスクの有効寿命を短くする読取り阻止剤を含む光ディスクを設け、
（b）  光放射源を備える前記ディスクを読取る読取りデバイスを設け、
（c）  前記読取りデバイスで前記ディスクを読取り、同時に前記光源からの光放射により読取り阻止剤を活動化させる、
ステップを備え、
ステップ（b）で設けられる前記読取りデバイスは、前記光放射光源に加えて、読取りビーム光源を備えることを特徴とする方法。
【請求項５】
光ディスクの読取りを禁止する方法において、
（a）  光ビームにより読取り可能な情報符号化フィーチャを備え、光放射で活動化され、いったん活動化されると前記ディスクの読取りを禁止するように前記ディスクを変化させ、前記ディスクの有効寿命を短くする読取り阻止剤を含む光ディスクを設け、
（b）  光放射の第１、第２光源を備える前記ディスクを読取る読取りデバイスを設け、
（c）  前記第１光源により前記ディスクを読取り、同時に前記第２光源により読取り阻止剤を活動化させる、
ステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項６】
光ビームにより読取り可能な情報符号化フィーチャを備える光学ディスクにおいて、
前記ディスクに含まれる貯蔵部、
前記貯蔵部と、前記ディスクの情報を符号化したフィーチャを備える部分とを相互接続する経路、を備え、
前記貯蔵部に含まれ、前記ディスクの読取りで自動的に活動化され、いったん活動化されると前記ディスクの読取りを禁止するように前記ディスクを変化させ、前記ディスクの有効寿命を短くする読取り阻止剤、を含む、
ことを特徴とする光学ディスク。
【請求項７】
前記経路はバルブを備える請求の範囲第６項に記載した光学ディスク。
【請求項８】
前記バルブは、前記読取り阻止剤により溶解するバルブ要素である請求の範囲第７項に記載した光学ディスク。
【請求項９】
前記バルブは、機械的バルブである請求の範囲第７項に記載した光学ディスク。
【請求項１０】
前記貯蔵部に配置された芯を備える請求の範囲第６項に記載した光学ディスク。
【請求項１１】
前記経路と連通する少なくとも１つの孔を備える請求の範囲第６項に記載した光学ディスク。
【請求項１２】
光ディスクの読取りを禁止する方法において、
（a）  光ビームにより読取り可能な情報符号化フィーチャと、
前記ディスクに取外し可能に結合し、前記フィーチャの読取りを防止するように構成されバリヤー層と、を備え、
前記ディスクに含まれ、前記バリヤー層の除去で活動化され、いったん活動化されると、初め前記ディスクの読取りを許し、次に光ビームの散乱を増加させることにより前記ディスクの読取りを禁止するように前記ディスクを変える読取り阻止剤、を含む、
光ディスクを設け、
（b）  前記バリヤー層を除去して、前記フィーチャの読取りを出来るようにし、前記読取り阻止剤を活動化させ、
（c）  前記前記バリヤー層を除去した後、前記読取り阻止剤により前記ディスクの読取りを禁止するように前記ディスクが変化される前に、前記ディスクを読取り、
（d）  前記読取り阻止剤は前記ディスクを変化させ、前記ディスクの有効寿命を短くする、
ステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
光ディスクの読取りを禁止する方法において、
（a）  光ビームにより読取り可能な情報符号化フィーチャと、
前記ディスクに取外し可能に結合し、前記フィーチャの読取りを防止するように構成されバリヤー層と、を備え、
前記ディスクに含まれ、前記バリヤー層の除去で活動化され、いったん活動化されると、初め前記ディスクの読取りを許し、次に光ビームを吸収することにより前記ディスクの読取りを禁止するように前記ディスクを変える読取り阻止剤、を含む、
光ディスクを設け、
（b）  前記バリヤー層を除去して、前記フィーチャの読取りを出来るようにし、前記読取り阻止剤を活動化させ、
（c）  前記前記バリヤー層を除去した後、前記読取り阻止剤により前記ディスクの読取りを禁止するように前記ディスクが変化される前に、前記ディスクを読取り、
（d）  前記読取り阻止剤は前記ディスクを変化させ、前記ディスクの有効寿命を短くする、
ステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
光ディスクの読取りを禁止する方法において、
（a）  光ビームにより読取り可能な情報符号化フィーチャと、
前記ディスクに取外し可能に結合し、前記フィーチャの読取りを防止するように構成されバリヤー層と、を備え、
前記ディスクに含まれ、前記バリヤー層の除去で活動化され、いったん活動化されると、初め前記ディスクの読取りを許し、次に前記ディスクの物理的寸法を変えることにより前記ディスクの読取りを禁止するように前記ディスクを変える読取り阻止剤、を含む、
光ディスクを設け、
（b）  前記バリヤー層を除去して、前記フィーチャの読取りを出来るようにし、前記読取り阻止剤を活動化させ、
（c）  前記前記バリヤー層を除去した後、前記読取り阻止剤により前記ディスクの読取りを禁止するように前記ディスクが変化される前に、前記ディスクを読取り、
（d）  前記読取り阻止剤は前記ディスクを変化させ、前記ディスクの有効寿命を短くする、
ステップを備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、コンパクトディスク（ＣＤ’ｓ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ’ｓ）、ＣＤＲＯＭ’ｓ等の全種類の機械可読光ディスクに関する。
従来の光ディスクは、音楽、ビデオ、データ等のデジタル情報の低コストで信頼性ある記憶媒体として広く受入れられている。光ディスクの従来の利点の１つは、長寿命であることである。
しかし、ある用途では、光ディスクが従来の長寿命であることは、不利な場合がある。例えば、音楽、映画、ソフトウェアが、娯楽のレンタル期間のように限られた期間だけ利用できるようにしたいとき、オリジナルの光ディスクはレンタル期間の終わりに返却しなければならない。
レンタル期間の終了時に光ディスクを返却する必要の無い改善された機械可読光ディスクの必要性がある。
発明の概要
本発明の第１の態様によれば、機械可読な情報を符号化したフィーチャ（機構）を備える光ディスクに、ディスクに取外し可能に結合したバリヤー層が設けられる。バリヤー層は、ディスクの機械読取りを防止するように構成されている。読取り阻止剤がディスクに含まれ、バリヤー層の除去で活動化される。この読取り阻止剤は、活動化された後、ディスクの読取りを禁止するようにディスクを変える。バリヤー層と読取り阻止剤とは、以下の例で述べるように多くの形を取ることが出来る。
本発明の他の態様によれば、機械可読な情報符号化フィーチャを備える光ディスクに、ディスクを機械で読取ることにより活動化される読取り阻止剤が設けられる。この読取り阻止剤は、活動化された後、ディスクの読取りを禁止するようにディスクを変える。他の実施例では、読取り阻止剤は、ディスクの機械読取りの間にディスクに光を入射することにより、又はディスクの機械読取りの間にディスクを回転することにより活動化する。
本発明の第３の態様によれば、光ディスクの読取りを禁止する方法が提供される。この方法によれば、機械可読な情報符号化フィーチャを備え、読取り阻止剤を備える光ディスクが設けられる。読取り阻止剤は、光放射により活動化され、いったん活動化されると、読取りを禁止するようにディスクを変える。読取りデバイスが、ディスクを読むため提供され、この読取りデバイスが、光放射の光源である。本発明方法によれば、ディスクは読取りデバイスにより読取られ、光源からの光放射により阻止剤が同時に活動化される。この読取り阻止剤を活動化させる光放射光源は、読取りビームを形成する光放射光源でも、又は読取りビームの光源と別の第２の光源でも良い。
【図面の簡単な説明】
図１〜３は、本発明の実施例に使用するのに適した３つのバリヤー層の部分断面図である。
図４，５，６，７，８は、それぞれ本発明の第１、第２、第３、第４、第５実施例の光ディスクの部分断面図である。
図９，１０は、それぞれ本発明の第６、第７実施例の光ディスクの平面図である。
図１１，１２は、それぞれ本発明の第８、第９実施例の光ディスクの部分断面図である。
図１３は、本発明の第１０実施例の光ディスクの平面図である。
図１４，１５は、ガルヴァーニ電池を使用する本発明の実施例の光ディスクの部分断面図である。
図１６は、従来のコンパクトディスクの部分断面図である。
図１７は、貯蔵部を含むコンパクトディスクの部分断面図である。
本発明の好適な実施例の詳細な説明
本発明は多くの異なる方法で実施することが出来、次の記述は本発明の選択した実施例を記述する。これらの実施例は例示のためであり、本発明が取り得る形の全てのリストではない。一般に、以下の実施例は２つのグループに分けることが出来る。第１のグループは、読取り阻止剤が早期に活動化するのを防ぐため、バリヤー層を使用し、第２のグループはこのようなバリヤー層を使用しない。
一般に、本発明は、機械可読な情報を符号化したフィーチャを備えるあらゆる光ディスクに使用することができる。図１６は、従来のコンパクトディスク等の光ディスクの概略断面を示す。他の図と同様に、図１６の縮尺は同一でなく、明確に例示するため選択したフィーチャの大きさを誇張している。図１６のディスクは、基板10を備える。ピット12等の情報符号化フィーチャのアレーが形成されている。情報符号化フィーチャ12を形成する表面は、例えばアルミニウムで出来た反射層14で覆われている。反射層14は、反射層14を酸化と物理的損傷から保護する保護層16で覆われている。矢印18と整列した読取りビームが、基板10の情報符号化フィーチャの反対の表面に入射する。この読取りビームが、基板10を通過し、反射層14で反射され、基板10から出て検出される。上述した10〜18のフィーチャは、従来のものである。ここで使用する「情報符号化フィーチャ」とは、特定の符号化フィーチャ又は読取りビーム作用機構が使用されていても、このような機構を全て包含することを意図している。
バリヤー層を使用する実施例
本発明の次の実施例は、バリヤー層を使用し、バリヤー層が除去されるまで読取り阻止剤の活動化を防ぐ。図１〜３は、使用できる３つの異なる種類のバリヤー層を示す。図１〜３において、参照番号20は光ディスクを示し、図に示す方向で、ディスクの上面に情報符号化フィーチャ22を備える。図１の実施例では、情報符号化フィーチャ22を有する光ディスク20の表面に隣接して、バリヤー層24が取外し可能に（例えば好適な接着剤により）固定されている。図２の実施例では、光ディスク20の情報符号化フィーチャ22を有する表面の反対側の表面に、バリヤー層26が取外し可能に固定されている。図３の実施例では、光ディスク20を環境の酸素と湿度から完全にシールする閉じたパッケージとして、バリヤー層28が形成されている。この場合、バリヤー層28をディスク20に接着する必要はない。ここで使用する光ディスクに取外し可能に結合するバリヤー層は、図１，２に示すように接着することも出来、図３に示すようにディスクを包み込むことにより結合することも出来、バリヤー層を除去する前にバリヤー層とディスクを信頼性あるように組合せる他の方法で結合することも出来る。
以下に記述するように、読取り阻止剤は、多くの形を取ることが出来、また光ディスク20上の多くの異なる場所に適用することが出来る。使用する読取り阻止剤とその位置により、バリヤー層24,26,28の物理的、化学的特性は適当に選択することができる。
全ての用途でバリヤー層が光ディスク20の全表面を覆うことが必要ではない。もし、読取り阻止剤がディスクの特定の場所に配置されるなら、バリヤー層はその部分と隣接部分のみを覆えばよい。バリヤー層は、除去されるまで光ディスクの機械読取りを防止するのが好ましい。
反射層の制御された減損による光ディスクの可読性を乱す読取り阻止剤
第１の種類の読取り阻止剤は、符号化した情報が使用できなくなる程度まで、光学的に読取るディスクの反射層の反射性を乱す。ディスクの初めの使用から、又はバリヤー層の除去からある時間でディスクの可読性を乱すことにより、ディスクの実際の使用寿命を制限し、制御することができる。
光ディスクで通常使用される反射層14は、一般に金属アルミニウムの薄いフィルムとして形成される。このアルミニウムフィルムを酸化環境に晒すことにより、フィルムがディスクの光読取りに十分な反射性を有さない程度まで、アルミニウムフィルムを腐食することが出来る。例えば、環境中の水と酸素が、このようなアルミニウムフィルムに好適な酸化環境を形成することが出来る。アルミニウムフィルムの腐食の速度とタイミングは、幾つかの方法で制御することが出来る。例えば、酸化種の集中による制御、溶液のｐＨの制御、異なる金属の結合の導入、アルミニウムの溶解性を制御するため化学種の導入である。例えば、環境の酸素がオキシダントである場合、多孔性のポリマーフィルムをアルミニウムフィルムの上に置き、環境から湿度と酸素がアルミニウムフィルムへ移動するとき、公知の透過特性を与えることができる。この場合、光ディスクを初めに読取るのに先立ちバリヤー層を除去するまで、図１のバリヤー層24、又は図３のバリヤー層28等のバリヤー層により、腐食はほとんど防ぐことが出来る。
光学的に読取るディスクの重要な特徴は、信号を送る光源から検出器へ光を反射する上述した反射層14の使用であり、光源は一般に主に可視波長域で作動するレーザーである。反射層14は、通常金属アルミニウムで出来ていて、情報符号化フィーチャの上に非常に薄いフィルムをスパッタリングすることにより堆積される。この非常に薄いフィルムは、従来のコンパクトディスクでは厚さ約55ナノメートルである。
従来の反射層は、腐食反応を受け、金属アルミニウムは酸化され、光を反射しない水酸化塩等のアルミニウム化合物を形成する。
Ａｌ−−−Ａｌ+3＋３ｅ-      （酸化）
Ａｌ+3＋３ＯＨ-−−−Ａｌ（ＯＨ）3（化合物形成）
アルミニウム金属の酸化は、次のような還元反応により釣り合いが取られる。
Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-−−−４ＯＨ-（中性又はアルカリ溶液中）
２Ｈ+＋２ｅ-−−−Ｈ2        （酸性溶液中）
一般に腐食反応は、アルミニウムの表面上の電解質膜が、アルミニウム表面の酸化と還元サイトの間にイオン経路を形成することを含む。環境酸素の例では、表面上の水の膜即ち層が、１つの好適な電解質である。腐食速度は、酸化種（例えば、酸素、又はヒドロニウムイオン、Ｈ＋）の得やすさ、電解質の電導性に影響する溶解性塩の添加、通常は保護性のアルミニウム酸化物膜の安定性を変える塩化物の添加、通常は保護性のアルミニウム酸化物層の安定性に影響する、又は還元反応に影響するｐＨの緩衝剤、又は保護性アルミニウム酸化物を溶解する、又はアルミニウム腐食生成物を溶液中に保持するための錯生成剤の添加に影響される。このような塩と他の錯生成剤は、アルミニウム層に隣接する材料層とわざと添加される。吸湿性の材料と塩をこの層に添加することは、また環境中の湿分を集め、次に腐食反応サイトで液体の水溶液として放出するのを助ける。吸湿性の材料又は塩は、アルミニウム表面の露点を有効に下げ、その相対湿度で金属表面に液体膜が形成される。
銅と鉄の塩化物は、アルミニウムの腐食を促進するため、アルミニウム層の次の電解質層に入れられる酸化剤の特定の例である。これらの材料により、幾つかの利点が得られる。もし、酸化金属陽イオンが、酸化反応で金属状態に還元されれば、アルミニウム表面に堆積する生成金属（例えば、銅又は鉄）は、局所カソードを形成し、それが隣接領域のアルミニウムの腐食を促進する。もし、酸化金属陽イオンが、完全には金属状態に還元されなければ、銅又は鉄の種が酸素と反応して、溶液の酸化力を回復する。
図４は、本発明の好適な実施例を示し、上述したように基板10と反射層14とを備える。この場合、反射層14に隣接して電解質層30がある。電解質層30は、吸湿性の塩、ｐＨ緩衝剤、アルミニウムの錯生成剤等の腐食反応を助ける物質を含む。電解質層30は、環境中の湿分と酸素を透過する材料の外側層32で覆われる。上述したように、透過性層32は、初めはバリヤー層24で覆われている。バリヤー層24は、保管と移動中に酸素と水が透過性層32に到達するのを防止する。ユーザーが図４の光ディスクから情報を読取ろうとするとき、ユーザーはバリヤー層24を除去する。そうすると、環境からの酸素と水蒸気が、制御された速度で透過性層32を通って拡散する。例えば、水蒸気は、電解質層30中の吸湿性物質により集められ、次に上述したアルミニウム腐食反応を助けるのに利用できる。
アルミニウムの一般的な腐食速度に基づき、反射層厚さが55ナノメートルと仮定して、反射層は、バリヤー層24を除去してから、例えば１から100時間後に光ディスクの機械読取りができなくなる程度に減損する。その時間は、湿分の得やすさと電解質層30と透過性層32のパラメーターによる。
表１は、腐食速度ｉcorr、アルミニウム膜除去速度Ｌ、55ナノメートルのアルミニウムを腐食する時間ｔ(55nm)の間の関係を例示する。表１において、Ｌはファラデーの法則を使用して見積もられる。
0004229983.tif 000002
所望により、金属膜又はより貴な金属（例えば、銅又は銀等の金属、又は炭素）の片を上述したアルミニウム反射層14及び電解質層30と電気接触させて配置することも出来、又は他の好適な酸化種でもよい。この場合、より貴な要素の存在によるガルヴァーニ結合により、アルミニウム反射層14は、その第2のより貴な要素が無い場合より速い腐食を受けろであろう。
さらに、所望により、反射層14は、反射層14自体が銅等のより貴な要素を反射膜自体の中に含むように、スパッタコーティングすることが出来る。アルミニウム合金膜では、より貴な要素のサイトに局所化されたカソードが出来るので、純粋なアルミニウム膜より速い腐食速度を有するであろう。
図１４は、電解質層86により分離したアルミニウム層82と銅層84を含む光ディスク80の概略図である。金属層82,84は、例えば従来の情報を符号化する両面ＤＶＤ用に構成されていても良く、銅層84は従来の読取りのために十分な反射率を有する。金属層82,84は、金属箔88又は導電性接着剤（炭素、銀、又は銅粒子を充填したエポキシ等）等の好適な方法で電気的に接続されている。３つの層82,84,86と箔88がガルヴァーニ電池を形成し、アルミニウム層82がより貴な金属に対して腐食するアノードとなる。電解質層86は、金属層82,84の間にイオンの連続性を与え、箔88は電気接続を与える。
図１５は、図１４のディスク80に似た光ディスク80’を示す。図１５において、図１４の要素82〜88に対応する要素にダッシュを付けた番号を使用する。図１５において、銅層84’の面積は、アルミニウムの腐食速度を大きくするため、アルミニウム層82’の面積より大きい。又、アルミニウムの腐食速度をさらに大きくするため、銅層84’と隣接するポリカーボネート層92’を貫通する開口部90’が設けられている。開口部90’は、ディスク80’の中央部等情報を記憶していない領域に配置されるのが好ましい。
図５に示すように、全てに実施例で環境の酸素と水を酸化種として使用することが必要なわけではない。例えば図５に示すように、バリヤー層24と透過性層36の間にマイクロカプセル34を設けることが出来る。これらのマイクロカプセルは、好適な酸化種と電解質を含有することが出来る。この例では、バリヤー層24の除去により、少なくとも幾つかのマイクロカプセル34が破裂し、電解質とオキシダントを透過性層36に放出する。電解質とオキシダントは、透過性層36を通って拡散し、反射層14と接触し、制御された腐食プロセスを開始する。この実施例は、図４の実施例より環境の湿分の得やすさに影響されにくい。
前述のことから、読取り阻止剤は、電解質、酸化種、反射金属より貴な色々の要素、環境中酸素と水が反射層に到達する速度を制御する透過性膜を含む多くの形を取ることが出来ることが分かる。色々の実施例で、阻止剤は膜の形をとることが出来、又はマイクロカプセルに使用等の色々の方法で含有することができる。
次の段落は、環境から又電解質膜から水を収集するためアルミニウム表面上に置かれた吸湿性の塩の使用に関連する詳細な試験結果を示す。吸湿性塩は、それ自体で十分に腐食性であり、又は所望のアルミニウム除去速度を得るため他の塩及び錯生成剤と共に使用することも出来る。塩は表面に無水の形で与えれら、次に塩から湿分を排除するためバリヤーにより保護されるのが好ましい。バリヤー層が除去されたとき、腐食プロセスの活動化が起こる。
腐食のアプローチは、乾燥した塩は環境と平衡になるという原則に基づく。平衡になるプロセスで、塩は溶解して電解質溶液を形成するか、又はより乾燥する。表１ａは、閉じた環境中で幾つかの塩の飽和溶液上の湿度を列挙する。もし塩が表の値より高い湿度の空気中におかれると、水を収集する。もし湿度が表の値より低ければ、溶液は水を失う。この用途に使用する塩は、塩化マグネシウムと、４級塩化アンモニウムアミンを含む。
0004229983.tif 000003
塩化リチウムと酢酸カリウムを、候補の塩として試験した。これらに、電解質の活性を増すため、水酸化カリウム（ＫＯＨ）又は燐酸三ナトリウム（ＴＳＰ）を添加した。ディスク表面にＫＯＨ又はＴＳＰの希釈溶液を置くと、アルミニウム膜が速く溶解する。これらの活性な塩があれば、アルミニウム上の不動態膜を除去するのにクエン酸塩等の錯生成剤は必要ない。
さらに、ＣＤの保護されていないアルミニウム層の上に塩を置くことにより、試験を行った。幾つかのＣＤは室内の空気中に晒され、他は相対湿度20％と8.5％のデシケーター中に置いた。デシケーター中の相対湿度は、硫酸溶液により制御し、所望の相対湿度を与えるように、硫酸の特定の比重を選択した。これらの実験の間、環境の相対湿度は20％から30％の範囲であった。酢酸カリウム（ＫＡｃ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、ＫＯＨ、ＴＳＰの４つの塩を使用し、表１ｂに示すように混合した。ディスク表面上の溶液の塩の濃度は、吸収された水の量による。
0004229983.tif 000004
環境条件でディスクのアルミニウム表面にＬｉＣｌを置くと、３０分以内に塩の塊上に水滴が形成され、ＫＡｃでは３時間かかった。ＬｉＣｌで形成された水滴は、肉眼ではっきりと見ることが出来る。ＫＡｃで形成された水滴は、拡大鏡で見ることが出来る。これらの試料を一晩置いておくと、ＬｉＣｌを置いたアルミニウムは部分的に腐食し、ＫＡｃを置いたアルミニウムは腐食されなかった。
試験では、ＫＯＨだけが非常に吸湿性で、全ての条件でディスクを腐食した。現在の装置の制限の中で、全ての試験で最も乾燥した条件でＫＯＨはアルミニウム表面を腐食した。ＫＯＨを適用するのにグローブバッグを使用し、試料を保管するのに乾燥したデシケーターを使用しても、ＫＯＨに含まれる水が、アルミニウム表面を腐食するのに十分であった。
相対湿度20％で、ＬｉＣｌ（単独で又混合物で）は、ディスク表面上に水滴を形成し、アルミニウムに化学作用を及ぼし続けた。相対湿度8.5％のデシケーターでは、表の値と一致して、見える水滴は形成されなかった。
ＴＳＰは、表面にそれ自体で表面に置かれたとき、環境条件でも、アルミニウムに化学作用を及ぼさなかった。ＴＳＰは、活性な電解質膜を形成するのに十分吸湿性ではない。しかし、相対湿度20％でＬｉＣｌと共に使用すると、十分な水が収集されて活性な溶液が形成され、それがアルミニウムに化学作用を及ぼした。ＬｉＣｌとＴＳＰの混合物は、相対湿度8.5％のデシケーター中でアルミニウムに化学作用を及ぼさなかった（４日後進展なし）。
これらの試験により、ＬｉＣｌの公表した値に基づき、腐食プロセスは、少なくとも相対湿度20％まで、おそらく15％まで低下しても、環境の湿分により、活動化されることが分かる。
読取りビームの光放射を吸収することにより作動する読取り阻止剤
デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）の形式は、ディスクから情報を読取るのに650ｎｍのレーザーを使用する。もしこの読取りビームが十分に吸収されれば、ディスクからの戻り信号は減衰する。ディスクに光吸収材料を含ませることにより、ディスクの読取りを禁止するのに十分なだけ、読取り信号を減衰させることが出来る。光吸収材料は、読取りビームの波長を強く吸収することが好ましい。多くの化合物は、650ｎｍを吸収し、色は通常青又は緑である。
最初の使用で読取れるようにするため、光吸収材料は、最初読取りビームの波長を吸収しない。例えば４から24時間の時間がたつと、光吸収材料は、ある環境の刺激に応じて読取りビームの波長を吸収するようになる。１つのアプローチは、初めは色が無いが、環境中の酸素又はあるたのオキシダントに晒すと酸化して色付きの新しい化合物になる光吸収材料の使用である。この性質を示す多くの化合物が知られている。特に好適な化合物４つ（酸化した形）を表２に示す。
0004229983.tif 000005
光吸収材料への色の無い先駆物質が、光ディスクの読取りビームのレーザー光のとる経路のどこかに組込まれている。例えば、色の無い先駆物質は基板10を作る材料（一般にポリカーボネート）内に混合することができ、又は色の無い先駆物質は基板10の表面上のコーティングに含ませることができる。
バリヤー層が除去された後選択した時間後に光ディスクを読取り不能にするため、環境中の酸素が色の無い先駆物質に到達する速度を制御することが好ましい。酸素が色の無い先駆物質に到達する速度は、十分な色が発生して光ディスクを読取り不能にする前に、光ディスクを少なくとも１回読取ることができるように選択される。酸素が色の無い先駆物質に到達する速度は、光ディスクが所望の期間（例えば4時間から24時間）内に読取り不能になるような速度である必要がある。酸素が色の無い先駆物質に到達する速度を制御するのに、色々の方法を使用することが出来る。もし、光吸収化合物が基板10の本体内に含まれていれば、吸収化合物の量は、用途に適するように調節することが出来、負荷が高いとより速く不明瞭になる。基板中の吸収化合物の濃度を低くすることにより、又は基板に半透過性酸素バリヤーとして作用する外側コーティングを施すことにより、吸収化合物が読取りビームを吸収するようになる速度を低くすることが出来る。
又は、吸収化合物は図６に示すように、基板10の表面上の層38内に置くことが出来る。この場合酸化反応の速度は、適当なバリヤー特性を有する吸収化合物層に好適なポリマー等のマトリックスを選択することにより、制御することができる。又は、吸収層の上に別のコーティング層を用いることも出来、この別のコーティングは、半透過性酸素バリヤーとして作用し、酸素が吸収層に所望の速度で到達するようにすることができる。
図６に示すように、保管と移動中、吸収層38を環境の酸素から保護するため、バリヤー層26が使用される。バリヤー層は、図３に示すような気密パッケージの形をとることも出来る。
光ディスクの物理的寸法を変化させることにより作動する読取り阻止剤
本発明のある実施例は、活動化されると、その物理的寸法を変える読取り阻止剤を使用する。超吸収ポリマーが１つのこのような材料であり、例えばカルボキシル基又はアルコール部分を含むポリマー又はコポリマーである。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート−ビニルアセテート、スターチ−エチルアクリレート、スターチ−アクリルニトリル、カルボキシメチルセルロース、エチレンオキサイド、ビニルアルコール、アクリルアミド等の架橋したポリマー又はコポリマーから、水吸収体樹脂を形成することができる。
このような材料は、例えば材料が環境の湿分を吸収すると光ディスクを読取り不能にする等、幾つかの方法で使用することが出来る。このように湿分を吸収すると、材料の体積が変化し、次の層間剥離、反射率の変化、回転特性の変化といった効果の組合せを起こし、読取りを防ぐ。
例えば、図７に示すように、２つのデジタルビデオディスク基板40の間に、超吸収層42を配置することができる。デジタルビデオディスク全体を図３に示すのと同様の封入バリヤー層28で保護する。バリヤー層28が除去されると、環境の湿分は次第に超吸収層42へ到達することができる。超吸収層が湿分を吸収すると、体積が増加し、デジタルビデオディスクに層間剥離を起こさせ、その後ディスクを読取ることが出来ないようにする。
図８の例では、超吸収層44は、デジタルビデオディスク40の可読表面上に配置され、超吸収層はバリヤー層26により保護される。バリヤー層26が除去されると、超吸収層44は、環境の湿分を吸収し体積を増す。体積の増加により、材量の屈折率が大きく変化し、デジタルビデオディスクが読取り不能になる。
図９に示すように、デジタルビデオディスク40の軸孔46の周りの一部又は全体に、超吸収層48を配置することが出来る。超吸収層48は、使用前はバリヤー層（図９には示さず）により保護されている。バリヤー層が除去されると、環境の湿分により超吸収層48が次第に伸びる。もし、超吸収層48が図９に示すように配置されれば、軸孔46が偏心した位置をとり、光ディスクが読取り不能になる。又は、もし超吸収層48が軸孔46の周りに延びていれば、超吸収層48が伸びて、軸孔46が小さくなり読取りデバイスの軸に適合しなくなる。
図１０は、デジタルビデオディスク40の外縁近くに超吸収層50が取り付けられた他の実施例を示す。前の実施例と同様に、超吸収層50は初めはバリヤー層（図１０には示さず）により保護されている。いったんバリヤー層が除去されると、超吸収層50は環境の湿分を吸収し、それによりディスクのバランスを十分に崩し、信頼性ある読取りを出来ないようにする。
上述の全ての実施例において、超吸収層が湿分を吸収する速度は、超吸収層の晒された表面上に半透過性バリヤーを置くことにより、修正することが出来る。このバリヤーが環境の湿分の拡散を規制し、バリヤー層が除去された後、このように光ディスクを読取れる期間を制御することが出来る。
読取りビームを散乱することにより作動する読取り阻止剤
上述したように、一般に光ディスクの読取りビームとしてレーザービームが使用される。もしレーザービームが散乱されるか、又はかなりの程度減衰すれば、ディスクは正確に読取ることは出来ない。例えば、図１１に示すように、デジタルビデオディスク40に、デジタルビデオディスク40の隣接する部分の光学特性を変化させる溶剤等の材料を含む層52を設けることが出来る。例えば、溶剤に晒されたポリカーボネートは、ひびが入る、即ち散乱する不透明な膜即ち層を形成し、それが読取りビームを散乱させる。好適な溶剤には、アセトン、キシレン等の有機液体と蒸気が含まれる。溶剤の濃度と晒す時間により、透過性がなくなる速度は色々に変わる。ポリカーボネートに加えて他のコーティングを設け、有機溶剤中で少し溶解し、溶剤が蒸発する即ちなくなってから表面上に蒸着することにより、同じような有効な反応を示すことが出来る。再蒸着プロセスは、ガラス状コーティング層の再結晶化を含むことも出来る。この再蒸着により、透過性が減少し、それゆえディスク上の表面は読取り性は悪くなる。図１１の層52は、マイクロカプセルに封入した溶剤の玉を含み、隣接するバリヤー層26を除去すると破裂するようにすることが出来る。
バリヤー層が無く読取り阻止剤を含む実施例
上述したように、全ての実施例でバリヤー層が含まれることが必要ではない。むしろ、ある実施例では、読取り阻止剤を活動化させるのは、ディスクを読取る行為である。例えば、ディスクの読取りに対応する光放射、又はディスクの読取りに対応する回転により、読取り阻止剤を活動化させることが出来る。
図１２に示すように、１つのこのような実施例は、１つの表面に隣接して読取り阻止剤56を含む光ディスク54である。この場合、読取り阻止剤56は光活性材料であり、適当な光放射により活動化されると、ディスクの読取りが出来なくなるように光学的又は物理的特性が変化する。光活性材料は、ディスクの大部分に分散し、例えば適当な光放射に晒すと、透明から不透明に変化するようにすることが出来る。図１２に示すように、ディスク54は、読取りデバイス58に組込まれている。読取りデバイス58は、読取りビーム62をディスク54に向けるレーザー60等の第１光源を含む。ディスク54からの戻り放射は、通常の方法で検出器64で検知される。この実施例では、読取りデバイス58はさらに第２光源66を含む。第２光源66は、ディスクを読取るのに必要な光の伝達又は反射を破壊するか又は減衰させる。第２光源66は、高圧アーク、白熱電球、蛍光灯、又はレーザー等に通常の光源で良い。ディスク54を読取ると、第２光源66からの放射が読取り阻止剤56と相互作用し、ディスク54のその部分をさらに読取ることを禁止する。第２光源66がディスク54のある部分が読取りビーム62で読取られるまでは、その部分を照射しないように、第２光源66は配置されている。
他の実施例では、読取りビーム62自体が、読取り阻止剤56の光学的変化を開始し、そのため第２光源66は不要である。
又は、第２光源66が使用されるときは、別の読取り阻止剤56は不要である。この場合、第２光源66は、例えばディスクの表面に焦点を結ぶ受動のＱスイッチマイクロチップレーザーであってもよい。このレーザーの効果は、ディスクの読取り表面を除去することにより、散乱中心を作成することである。散乱中心は、ディスクの光が伝達して読取りビーム62になるのを減少させる。
どちらの場合も、第２光源66は、顧客が不正を行うのを防止すよようにインターロックされ、ディスクの初めの読取りと干渉しないようなコースを進むべきである。第２光源66が、上述の除去に十分な出力を有するとき、ディスク上の情報へのアクセスは、読取られた直後に拒絶されるであろう。
図１３は、ディスクを読取る動作により活動化される読取り阻止剤を有する他の実施例を示す。この場合、光ディスク70は、好適な溶剤等の読取り阻止剤を含む貯蔵部72を備える。貯蔵部72は、開口部74を備える。ディスクが読取りのため最初に回転するとき、溶剤が貯蔵部72から開口部74を通って出て、このようにして少量の溶剤がディスクに放出される。溶剤は上述のようにディスクの光学特性を劣化させ、溶剤が貯蔵部を出てから所定の時間後にディスクの読取りを防止する。１実施例として、貯蔵部72は、現在の光ディスクで通常使用される積み重ねリングに似た２つの同心の隆起部を境界とする領域に形成することも出来る。
別の実施例
図１７は、直前に記述した貯蔵部102を含むディスク100の１つの形を示す。１つ又はそれ以上の毛管経路104が半径方向を向き、好適な読取り阻止剤（上述の溶剤又は腐食剤等）が貯蔵部102から半径方向へ出て、情報符号化フィーチャにより情報を記憶するディスクの領域へ流れるようになっている。貯蔵部102と経路104は、孔110,112の配列が形成されたシリコン膜108により閉じられている。この例では、孔110,112は、ピンで刺して形成されている。シリコン膜108は、孔110,112とそれぞれ整列した孔116,118が形成されたポリカーボネート層114で覆われている。
取り外し可能な剥離ラベル120が、好適な接着剤によりポリカーボネート層114に除去可能に固定されている。この剥離ラベル120は、除去を容易にするタブ122と、突出部124とを備える。突出部124は、ポリカーボネート層114を通り、シリコン膜108を経路104内へ押し込み、読取り阻止剤が貯蔵部102から半径方向外側へ流れるのを止める機械的バルブを作成する。選択的に、経路104に読取り阻止剤により溶解する材料のバルブ要素106を備えることも出来る。例えば、読取り阻止剤がアルミニウムを腐食する場合は、アルミニウムのバルブ要素106を使用することができる。貯蔵部102は、貯蔵部102に液体を保持するため綿又はマイクロファイバーで出来た芯103を備えるのが好ましい。経路104は、0.02インチの断面を有していてもよい。
剥離ラベル120は、ディスク100を読取るためには、ラベルを除去する必要がある大きさであるのが好ましい。いったんラベル120が除去されると、孔110,112は開き、突出部124は除去される。このためシリコン膜108は上方へ弛緩し、そのため経路104が開く。読取り動作の間にディスク100が回転すると、遠心力により、貯蔵部102の読取り阻止剤が経路104を通って半径方向外側へ流れ、ディスク100の情報符号化部分へ行く。
ある実施例では、読取り阻止剤がディスクの情報を有する部分に接触してから選択した時間まで、ディスク100の通常の読取りと干渉しないように、読取り阻止剤が選択される。又は、別のバルブ要素106を使用するときは、バルブ要素106が読取り阻止剤により溶解するまで、バルブ要素106が読取り阻止剤がディスク100の情報を有する部分に到達するのを防ぐ。このように、バルブ要素106が、読取り阻止剤をディスクの情報を有する部分へ一定時間後に放出する。
ディスクの２経路伝達が元の値の約45％に落ちるとかなりの数の読取りエラーが起こり、元の値の約30％になるとディスクは使用できなくなることが、試験により分かった。
結論
上述の光ディスクは有効な寿命が短く、ディスクが演奏された回数（例えば、１、２回又はそれ以上）により、又はディスクが分配された後（例えば、ディスクが売られ又はレンタルされた後、顧客がパッケージを開いた後、又はディスクをディスクプレーヤーに挿入した後に選択した時間後）、時間が経過することにより制限される。ディスクの有効寿命は、ディスクの読取り、ディスクを開くこと、又はディスクの回転により制限される。物理的、化学的、電気化学的方法を含むディスクの有効寿命を制限する色々の方法を記述してきた。物理的方法には、空気又は酸素等の空気の成分を拡散させて物理的又は化学的効果を起こすこと、光で活動化させてディスクの物理的変化を起こすこと、ディスクの回転に伴い物理的力をかけ又は力を除くこと、又はラベルを除去してディスクを物理的に変化させることが含まれる。化学的方法には、パッケージを開いたとき、又は販売のとき販売者により、ディスクの層を与えられた化学物質と相互作用させることが含まれる。電気的又は電気化学的方法には、電気化学的に活性な系を使用して腐食を促進することが含まれる。
前述の詳細な説明から、本発明は色々の方法で実行できることが分かる。バリヤー層は、ディスク表面上のシート又はパッチの形でもよく、パッケージを封入する形でも良い。ある場合は、バリヤー層は必要でない。読取り阻止剤は、反射層、又は光ディスクの色々の他部品の光学的又は物理的特性を変化させる材料等の多くの形をとることができる。読取り阻止剤は、マイクロカプセルに封入した材料、ディスクの選択した領域上の層に形成した材料、又はディスクの他の部品に組込まれた材料として使用することが出来る。読取り阻止剤は、光ディスクの情報を符号化した全表面を覆うことも出来、又は例えば索引付け又は他の導入情報を符号化した部分等の選択した部分に限定することも出来る。
ここまで記述した詳細な説明は、例示のためであり制限するものではない。本発明の範囲を定義するのは、請求の範囲とその均等範囲である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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