JPH0258732A

JPH0258732A - 記録再生方式

Info

Publication number: JPH0258732A
Application number: JP20819988A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Iwanaga; 敏明岩永
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-08-24
Filing date: 1988-08-24
Publication date: 1990-02-27

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、レーザ光等の熱および光を用いて情報の記録
・再生・消去を行う光デイスクメモリに係り、記録情報
の大容量化を容易に行うことのできる記録再生方式に関
するものである。

〔従来の技術〕

例えば光磁気メモリの記録媒体としては、ＭｎＢ１　　
ＭｎＡ＃Ｇｅ、ＰｔＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、ＴｂＦ
ｅ、ＧｄＴｂＦｅ等の材料が用いられている。第４図に
、このような材料が用いられる光磁気メモリすなわち光
磁気記録媒体の基本的構成を示す。光磁気メモリは、ガ
ラスやシリコンウェーハ等の基板１０の上に、光磁気記
録用の記録媒体の薄膜を記録層１１として、例えば真空
蒸着法やスパッタリング法等の方法で形成することによ
り得られる。

これらの記録媒体の特性として、膜面に垂直な磁気異方
性を有し、キューリー温度および補償温度が比較的低い
などの特性がある。これらの記録媒体は垂直磁気異方性
を有しているので、情報の記録媒体としては、第４図に
示すように基板１０上の記録層１１の膜面に垂直な上向
き磁化１２か下向き磁化１３かで情報をそれぞれ“０”
、“１”のディジタル信号としての２値で書き込むこと
により行われる。情報の記録の方法としては、例えばあ
らかじめ記録層１１の膜面全体に垂直に外部磁界をかけ
、上向き磁化になるように記録層を磁化させて“０”を
書き込んだ後、“１”を書き込む部分にレーザビームを
スポット的に照射して加熱する。

加熱された微小部分は保持力ＨＣが小さくなり、レーザ
ビーム照射の際′Ｒ１，５５な外部バイアス磁界を下向
き磁化となる方向に与えておくと、磁化反転して′１”
が記録される。

第５図には、このような保持力１−Ｉ　Ｃの温度特性を
模式的に示した。横軸には磁性薄膜の温度Ｔ、縦軸には
保持力■］。を示している。Ｔ、、は室温を、Ｔ　Ｃ０
ＩＩ＋１は補償温度を、Ｔｃばキュリー温度を、Ｈｌは
記録・消去に必要な外部バイアス磁界の磁性薄膜上での
磁界強度を示している。

以上のようにレーザビームを照射するかしないか、すな
わち記録層１１に照射された微小スポットの温度を上昇
させるかさせないかにより、磁気記録パターンを形成す
る方法がとられる。

また、情報の読み出しの方法としては、例えば直線偏光
したレーザビームを前記磁気記録パターンに照射した場
合、その反射光または透過光の偏光面を回転させる効果
（それぞれ磁気カー効果磁気ファラデー効果と呼ばれる
）を記録層１１は有しているので、例えば磁気カー効果
を利用する場合には、反射光の偏光面の回転角θ、が記
録磁化の方向によって異なることを利用して、反射光が
光検出器に入る前に検光子を通し、磁化の向きに対応し
た情報を光量変化として読み出す。

また、既に情報が記録されている記録媒体に新しい情報
を書き込むときには、従来まず記録媒体面に垂直に記録
媒体の保持力Ｈｃより小さな外部磁界をかけ、記録用ト
ラックの記録する部分の始端から終端までレーザビーム
を走査加熱し、記録媒体の保持力ＨＣを外部磁界より低
下させて媒体の磁化を全て周囲の磁界と同じ方向に向け
る。これが情報の消去に相当する。つぎに消去の場合と
は逆方向の外部磁界をかけ、すでに述べた原理により新
しい情報を書き込む。このようにして、光磁気記録媒体
は消去と書換えを自由に行えることが大きな特徴である
。

以上のような記録・再生・消去の原理に基づいて情報の
記録が行われるが、光ディスクの特徴である大容量を達
成しているのは、磁気ディスクよりも小さな記録トラン
ク幅にある。このトラック幅はレーザビームのスポット
サイズに依存しており、トランクピンチとして１．６μ
ｍのものが主流である。

したがって、ディスクの容量としては磁気ディスクに比
べ綿密度では劣るものの、数十倍の容量を持つことにな
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の記録再生方式においては、案内溝と呼ばれる記録
トラック上に記録を行うのみであった。

記録トランク間のクロストークを考慮にいれてトランク
ピンチが約１．６μｍと決めてあり、現在の光ディスク
では一３０ｄＢｍ以下のクロスト−りが存在するのみで
ある。

これには、レーザビームのスポットサイズが大きく関与
している。すなわち、レーザビームの波長をλ、集光レ
ンズの開口数をＮＡとずれば、スボソ１−ザイズＷ。ば
Ｋを光学系の定数として次式で与えられることが知られ
ている。

Ｗｏ　＝　Ｋ　’λ／ＮＡ　　　　　　　　　・・１１
１具体的には、オー０．８３．ｃ＋ｍ、　ＮＡ＝０．５
５とすれば、２Ｗｏが約１．４μｍ程度となる。

近年、データ容量の大容量化が更に望まれている。大容
量化にはディスク半径を大きくすることや、集合ディス
ク化すること、更に記録レーザスポットを微小化するこ
となど、いくつかの方法がある。ディスク半径を大きく
することや集合ディスク化することは、アクセスタイム
の増大につながり、光ディスクの応用範囲を狭めてしま
うという欠点を有する。

また、記録レーザスポットを現状より更に微小化するに
は、前桟で示したように、集光レンズの開口数を大きく
すること、レーザ波長を短くすることにより達成できる
。しかし対物レンズの開口数を大きくすることは、光デ
ィスクと光ヘッドのトレランスを劣化させることにつな
がり、実用上不可能である。また、レーザ波長を短くす
る試みはなされているが、高出力の短波長レーザの信頼
性を確保することは現状では難しい。以上のような方法
では、現時点ではデータの更なる大容量化は難しいとい
った欠点を有している。

そこで記録）・ランクと隣接する記録トラック（以降ラ
ンド領域と称する）に存在する未記録部分（以降グルー
プ領域と称する）にも情報を記録することでこの問題を
解決する試みが考えられる。

しかし、このグループ領域にランド領域と同様に情報を
記録すると、再生するレーザビームのスボソ１−サイズ
がを限であるために、クロストークが増加することにな
り、情報の再生が困難になるといった問題がある。その
ため、このグループ領域には情報を記録しないのが普通
である。

また一方、光磁気記録の場合、記録ビームによる熱伝導
の関係でランド領域に記録した情報がグループ領域にも
若干はみだして記録されることになるため、その逆の問
題でグループ領域に記録した情報がトランク部分にもは
み出して記録されるため、クロストークとしてはかなり
大きいことになるといった欠点を有する。

そこで、本発明の目的は、前述のごとき欠点を改善して
情報の記録容量を倍増できる記録再生方式を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の記録再生方式は、多層構成の記録薄膜よりなり案内溝を有する記録媒体と
、記録再生用のレーザ光を有する光学へ・７ドとを備え、
前記各層の記録薄膜に前記光学ヘッドにより情報を記録
する際に、各層互い違いに前記案内溝のグループ領域と
ランド領域とにそれぞれ分離して前記各層の記録薄膜の
記録部を構成し、情報を記録することを特徴とする。

本発明を光磁気ディスクに適用した場合の光磁気記録再
生方式においては、膜面に垂直な磁気異方性を有する複数の磁性薄膜が熱分
離層を介して積層されてなり案内溝を有する光磁気記録
媒体と、記録再生用のレーザ光を有する光学ヘッドとを備え、前記各層の磁性薄膜には前記光学ヘッドにより磁化情報
を記録する際に、各層互い違いに前記案内溝のグループ
領域とランド領域とにそれぞれ分離して前記各層の磁性
薄膜の記録部を構成し、磁化情報を記録するのが好適で
ある。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、光磁気ディスクに本発明を適用した光磁気記
録媒体を示す図である。この光磁気記録媒体は、膜面に
垂直な磁気異方性を有し、磁化の向きが上向きか下向き
かの２値をとる光磁気記録再生方式であり、第１図に示
すように光磁気ディスク基板３と、この基板の上部に形
成された第１の磁性薄膜４と、この第１の磁性薄膜４の
上に順に形成された誘電体層５．第２の磁性薄膜６．保
護層７とからなる案内溝を有する光磁気記録媒体８と、
記録再生用のレーザビームを有する光学ヘッド９とから
なる。

第１の磁性薄膜４は、例えばＧ　ｄ　Ｔ　ｂ　Ｆ　ｅの
非晶質希土類−遷移金属合金で構成され、例えば高周波
スパッタリング法で所望の膜厚まで成膜される。このと
き、第１の磁性薄膜４は補償組成で構成し、室温Ｔｒで
の保磁力をＨ６Ｉに設定する。同様に例えばＴｂＦｅＣ
ｏを第２の磁性薄膜６として高周波スパッタリング法で
成膜し、室温Ｔｒでの保磁力を１１ｃ２に設定する。こ
のとき、第１の磁性薄膜４と第２の磁性薄膜６との間に
はＨｃｌ〈Ｈｃ２の関係が成り立つように設定する。こ
のとき、第１の磁性薄膜４と第２の磁性薄膜６の間に設
ける誘電体層５は例えばＳｉＮなどを成膜して構成し、
第１の磁性薄膜４と第２の磁性薄膜６の間の熱的な流れ
を遮断する役目を担う。

さらに第２図および第３図をも参照しながら説明する。

なお、第２図は熱磁気記録による光磁気記録再生の原理
を説明するためのものであり、第３図は第１の磁性薄膜
４および第２の磁性薄膜６の保磁力の温度特性であり、
横軸には磁性薄膜の温度Ｔ、縦軸には保磁力Ｈ−ゎを示
している。なお、第３図において、Ｈｃｌは前述したよ
うに室温Ｔ。

での第１の磁性薄膜４の保磁力であり、■］。２は前述
したように室温Ｔｒでの第２の磁性薄膜６の保磁力であ
る。また、Ｔ　ｃｏｍｐ＋　は第１の磁性薄膜４の補償
温度である。

本実施例によれば、第１の磁性薄膜４と第２の磁性薄膜
６に光学ヘッド９により磁化情報を記録する際に、第１
の磁性薄膜４と第２の磁性薄膜６とで案内溝のグループ
領域ａとランド領域ｂ　（第１図参照）にそれぞれ分離
して磁化情報を記録する。このとき、光学ヘッド９は、
例えば２つのレーザビームを存しており、レーザビーム
１ではグループ側に焦点制御をかりて、情報の記録再生
を行う。一方、レーザビーム２はレーザビーム１との位
置関係は例えば周方向に対して一定の距離Ｃを保持する
ように設定される。また、レーザビム２はレーザビーム
１に比べて光軸方向の距離ｄだげ集光位置をずらした焦
点制御をかけて記録再生を行う。

記録動作をさらに詳細に説明する。記録・消去に必要な
外部バイアス磁界の磁性薄膜４，６上での磁界強度を第
３図に示すようにＨｂに設定し、まず上記のように形成
された光磁気記録媒体８において、あらかしめ例えば強
い外部磁界１−１　、　ｉを印加して、２つの磁性薄膜
４，６の磁化の方向を一一方向（例えば“ＯＯＯ”　）
に揃える初期化を行っておく。次に、第１図および第２
図に示すように、第１の磁性薄膜４をグループ領域ａに
対応させ、レーザビーム１を照射し熱磁気記録を行う。

このとき、例えば第１の磁性薄膜４のキュリー温度ＴＣ
＋は第２の磁性薄膜６のキュリー温度ＴＣ２より小さく
設定しておく。そのため第１の磁性薄膜４に記録する照
射パワーて第２の磁性薄膜６にも情報が記録される可能
性があるが、磁性薄膜間の距離ｄの設定の仕方で回避で
きる。ずなわら、レーザビーム１は第１の磁性薄膜４の
グループ領域ａに焦点を有するため、距離ｄｉｊｉ１１
れたところでのレーザビームのスボソＩ・径Ｗ　（ｄ）
は、近似的に次式で表されるため、Ｗ　（ｄ）＝ｗｏ　（１→−（λｄ／Ｗｏ２π）　２１
１／２・　・　・（２）光のエネルギー的には集光点の（１＋（λｄ／ＷＯ”π
）　２１１／２分の１程度になり、第２の磁性薄膜６の
キュリー点以上には熱が上昇することばない。また、誘
電体層５は第１の磁性薄膜４で発熱した熱量が第２の磁
性薄膜６に伝わらないように作用している。

次に、第２の磁性薄膜６をランド領域すに対応させ、レ
ーザビーム２を第２の磁性薄膜６に集光し情報を記録す
る。このとき、前述したようにキュリー温度にはＴｃ１
〈Ｔｃ２の関係があるため、第２の磁性薄膜６に記録す
る照射パワーでは第１の磁性薄膜４には情報が記録され
ない。また、例えば光学ヘッド９を案内溝に沿って追従
させるためのフォーカスエラー信号やトラックエラー信
号は、例えば第１の磁性薄膜４に記録再生を行うレーザ
光の反射回折光によって得ている。このため、記録再生
時のザーボ系は第２の磁性薄膜６に記録を行うと、きは
、第１の磁性薄膜４の記録再生時のフォーカスエラー信
号にオフセットを加えることで記録再生を行う構成にし
ておく。このため、キｊ−す」点板上になっている磁性
薄膜のみが磁化反転して、情報が記録されることになる
。以上のように、各磁性薄膜間の熱的な分離度は確保さ
れることになり、安定して情報の記録再生が行えること
になる。

一方、情報を消去するときには、記録時とは異なり外部
バイアス磁界Ｈ１を消去磁化の向きが０”になるように
配置し、レーザビーム１．２を個々の磁性薄膜４，６の
記録情報トランクに沿って走査加熱すれば情報の消去が
行える。

このように、２層構成の磁性薄膜と２レーザビームを用
いることで、グループ領域とランド領域の両側に情報を
記録しディスク当りの容量を倍増することが可能となる
。また、従来問題となっていたクロストーク量も再生ビ
ームのスポットサイズの関係で少なく再生ができる。す
なわち光磁気記録の場合、グループ領域にランド領域と
同様に情報を記録すると、再生する際にクロストークが
増加するため情報の再生が困難になるといった問題があ
ったが、再生ビームの焦点位置がそれぞれの（イタ性層
で光軸方向に距離ｄだけ離れているため一種のデフォー
カス状態になるためクロストークとしては効かなくなる
。

このように、２層膜構成の磁性薄膜と２レーザビームを
用いることでグループとランド領域の両側に情報を記録
・消去でき、クロスト−りを少なく再生ができることに
なる。

以上の実施例では、第１の磁性薄膜４と第２の磁性薄膜
６のみで光磁気記録媒体が構成されるとしたが、光磁気
再生の観点からは、第１の磁性薄膜４と基板３との間に
誘電体層を設けることにより見かげ上のカー回転角を増
加させる効果（エンハンスメントの効果）を持つような
構成にしてもよい。

また、第１の磁性薄膜４を補償組成としたが、第２の磁
性薄膜６と同様な組成でキュリー点が異なる構成として
もよい。

また、磁性薄膜を何層も設ける構成で更に大容量化する
ことも可能である。この場合にも熱的な問題で、各層は
互い違いにグループ領域とランド領域を記録部にする構
成にする必要がある。

また、以上の実施例は２レーザビームを用いて説明した
が、一つのレーザビームを有する光学ヘッドを２個用い
ることもできる。

また、以上の実施例は光磁気ディスクを例に挙げている
が、相変化型の光ディスクでも同様な大容量化が可能と
なることは明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の記録再生方式は、多層構成
の記録薄膜と多レーザビームを用いることでグループ領
域とランド領域の両側に情報を記録しクロストークを少
なく再生できる。このため、ディスク当りのデータの大
容量化が可能となる。

もちろん、２層膜構成でランド領域だけで記録再生がで
きる可能性があるが、記録再生特性の関係上記録層を薄
膜構成にする必要性があるため、熱的な干渉が生じてこ
の方法は実現できにくい。それに反して、本発明では記
録再生特性を劣化させることなく、熱的に分離でき大容
量化が可能である。また、多レーザビームを用いている
ため情報の並列記録再生が可能となりデータ転送レート
の高連化が図れることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の記録再生方式の一実施例を示す図、第２図は第１図の実施例に係る光磁気記録再生の原理を
説明するための図、第３図は第１図の実施例の光磁気記録媒体の保磁力の温
度特性を説明するための図、第４図は従来の光磁気記録媒体の記録原理を説明するた
めの図、第５図は従来の光磁気記録媒体の保磁力の温度特性を説
明するための図である。１２・・・レーザビーム３・・・・・基板４・・・・・第１の磁性薄膜５・・・・・誘電体層６・・・・・第２の磁性薄膜７・・・・・保護層８・・・・・光磁気記録媒体Ｇ９・・・・・光学ヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多層構成の記録薄膜よりなり案内溝を有する記録
媒体と、記録再生用のレーザ光を有する光学ヘッドとを備え、前記各層の記録薄膜に前記光学ヘッドにより情報を記録
する際に、各層互い違いに前記案内溝のグループ領域と
ランド領域とにそれぞれ分離して前記各層の記録薄膜の
記録部を構成し、情報を記録することを特徴とする記録
再生方式。