JPH04263149A - 光磁気記録方式 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光などのエネル
ギービームを用いて情報の記録，再生，消去を行なう光
磁気記録にかかわり、高速で書換えができるオーバーラ
イト可能な光磁気記録方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録におけるオーバーライトの手
法には、磁界変調方式および光変調方式がある。

【０００３】磁界変調方式では、光磁気記録膜に連続的
に光を照射し、記録部分を照射光エネルギーで昇温させ
、同時に、記録すべき情報をもとに変調させた磁界を印
加することにより、光磁気記録膜の磁化を反転させて、
オーバーライトを行なう（例えば特開昭６０−２５１５
３９，特開昭６０−２６１０５１，特開昭６１−２２４
５２など）。

【０００４】一方、光変調によりオーバーライトを行な
う方式としては、磁気的に互いに交換結合した２層の磁
性膜を使う方式（特開昭６２−１７５９４８）が報告さ
れている。この方式は、交換結合した記録層及び補助層
の２層の磁性膜からなる記録媒体を用い、記録の都度に
、初期化磁石による磁界印加により補助層磁性膜の初期
化を行なう。また、同じく交換結合した２層膜を用いて
、初期化磁石なしにオーバーライトを行う方式が報告さ
れている（第１３回日本応用磁気学会学術講演概要集、
１９１頁、講演番号２３ａＣ−３）。これは、レーザ光
強度の変調により、記録層と補助層の間の温度差が変化
することを利用して、交換結合の大きさを変調し、これ
によってオーバーライトを行うものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
磁界変調オーバーライト方式では、数百Ｏｅの強度の磁
界を高速でスイッチングすることが可能な、磁界発生用
電磁石が必要とされる。このため、記録再生装置におけ
る磁界印加機構が複雑になるという欠点がある。一方、
交換結合２層記録膜と初期化磁石を用いた光変調オーバ
ーライト方式は、４ｋＯｅ程度の大きな磁界を発生する
初期化用磁石を、記録再生装置に組み込む必要があり、
そのため、装置構成が大型化且つ複雑になり、且つ磁気
シールドも難しい、という問題点を有している。

【０００６】交換結合２層記録膜を用い、初期化磁石な
しにオーバーライトを行う方式においては、上記の問題
点は解決される。しかし、記録時の印加磁界やレーザ出
力に関するマージンが小さく、且つ、媒体作製時に、記
録層および補助層の磁気特性および２層間の交換結合の
大きさを狭い範囲内にコントロールしなければならない
という難点がある。また、記録時ノイズが大きいという
欠点がある。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
除き、記録の都度に磁界印加による初期化を行うことな
しに、光変調オーバーライトを行うことが可能な光磁気
記録方式を、実現することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、磁化の向き
により情報を記録する記録層，前記記録層に磁気的交換
結合によって実効的なバイアス磁界を与えるバイアス層
、および記録層とバイアス層との間存在し、両層の交換
結合の強さを制御する制御層、の３層の磁性膜を有する
光磁気記録媒体を用い、レーザ光強度の変化により、記
録層と制御層の温度差が変化することを利用して、光変
調によりオーバーライトを行う光磁気記録方式を採用す
ることにより、実現される。

【０００９】

【作用】図１に本発明に用いる光磁気記録媒体の構成を
示す。記録媒体は、記録層１，バイアス層２および制御
層３の三層の磁性膜を有する。記録層は、記録情報を保
持し、且つこの情報が、再生時にレーザ光６を用いて読
みだされる。バイアス層は製膜後、磁界を印加すること
によって、媒体全面にわたって一方向に初期磁化する。 バイアス層は高いキュリー温度をもつため、記録再生時
には磁化反転せず、初期磁化方向を半永久的に維持する
。バイアス層から記録層には、制御層を介して、遷移金
属副格子磁化５を同方向にそろえようとする交換結合力
が作用している。この交換結合力は記録層の磁化に対し
て、あたかも膜面垂直方向にバイアス磁界が加わったよ
うに作用する。そこで、以下では、この交換結合力によ
る効果を、実際に外部から印加する磁界に加えたものを
、記録層にかかる実効的なバイアス磁界と呼ぶ。制御層
は、記録層とバイアス層との中間に位置し、バイアス層
から記録層におよぼされる交換結合力を制御する機能を
持つ。

【００１０】書き込み用のレーザ光６はこれらの三層の
磁性膜に対し、必ず記録層１の側から照射されるものと
する。レーザ光はパルス的に照射されるか、もしくは高
速で移動する媒体上に連続光として照射されるものとし
、いずれの場合にも磁性膜はレーザ光照射後に急速に冷
却されるようにする。

【００１１】図２に、本発明に用いる記録層，制御層，
バイアス層の保磁力Ｈｃ　の温度依存性の一例を示す。 記録層，制御層，バイアス層のキュリー温度をそれぞれ
、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３とする。本発明のオーバーライトを
実現する為には、これらの温度が、Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ３の
関係に有る記録媒体が適している。

【００１２】図３に、本発明による光変調オーバーライ
トの記録原理を示す。左側に記録媒体の概念図を、右側
に、記録膜温度Ｔの膜厚方向ｚでの分布を表わす。記録
膜温度は、バイアス層のキュリー温度Ｔ３　よりも常に
十分低く保たれるために、バイアス層の副格子磁化の向
きは、半永久的に保持される。この副格子磁化の向きを
、図３上では仮に上向きに表示している。この記録媒体
に、固定した外部印加磁界８（Ｈｅｘ）のもとで、記録
層１の側からレーザ光を照射する。

【００１３】低パワー照射時には、記録層の温度がキュ
リー温度Ｔ１　に達し、記録層の磁化の向きが固定され
るのは、温度がピークに達した直後である。その時点で
は、記録膜厚方向の温度分布は、光入射側である記録層
が高温となり、図３（ａ）に示すように、記録層と制御
層との間に大きな温度差がある。このとき、制御層はそ
のキュリー温度Ｔ２　より十分に低い温度となっている
ため、バイアス層から記録層へは制御層を介して大きな
交換結合力がはたらく。本発明では、この交換結合力に
よる実効磁界を、外部印加磁界Ｈｅｘとは逆向きで、且
つそれよりも十分に大きくなるように設定する。そうす
ると、記録層の副格子磁化は交換結合力に従い、バイア
ス層の副格子磁化と同じ方向に向く。

【００１４】一方、高パワー照射時には、媒体温度は、
記録層のキュリー温度Ｔ１　よりも十分高温まで加熱さ
れた後に、ゆっくり冷却する。このため、記録層温度が
そのキュリー温度Ｔ１　まで降下し、記録層の磁化の向
きが固定される時点においては、記録膜厚方向の温度分
布は、より均一化しており、図３（ｂ）に示すように、
記録層と制御層との温度差は、低パワー照射の場合より
小さい。この場合には、記録層がそのキュリー温度Ｔ１
　に達しても、制御層の温度は、まだそのキュリー温度
Ｔ２以上もしくはＴ２直下であり、制御層における交換
結合が存在しないか若しくは非常に弱い。したがって、
バイアス層から制御層を介して記録層へ及ぼされる交換
結合力は小さく、記録層の磁化の受ける実効的なバイア
ス磁界はもっぱら外部印加磁界Ｈｅｘに支配されている
。そこで、記録層磁化は外部印加磁界の方向を向いて、
固定される。この場合でも、さらに温度が降下して制御
層がそのキュリー温度Ｔ２　より十分低くなると、バイ
アス層からの交換結合力が記録層に及ぶことになる。し
かし、その時点では、既に記録層の温度がそのキュリー
温度Ｔ１　よりも十分に低くなっており、保磁力が大き
くなっているために、バイアス層からの交換結合の影響
を受けて、記録層の磁化が再反転することはない。結果
として、高パワー照射時には、低パワー照射時とは逆方
向に、記録層の磁化の向きが固定される。

【００１５】記録層の温度は、高パワー照射時と低パワ
ー照射時のいずれの場合にも、一旦キュリー温度Ｔ１　
よりも高くなるため、記録層に以前から記録されている
磁区パターンは昇温過程で消去される。すなわち、前回
の記録情報にかかわらず、直接にオーバーライト可能で
ある。

【００１６】上記の記録原理から、レーザ光強度を強弱
２つのレベルの間で変調することにより記録層の磁化の
向きをコントロールし、情報の記録を行なうことが可能
である。記録後に、記録膜温度が室温（Ｒ．Ｔ．）まで
降下した状態では、図３（ｃ）のように、低パワー照射
位置にのみ記録磁区９ができる。

【００１７】上記の記録原理の説明においては、Ｔ１，
Ｔ２をそれぞれ記録層と制御層のキュリー温度としたが
、より一般的には、Ｔ１を記録層の磁区が固定される温
度、Ｔ２を制御層の交換結合が小さくなる温度と置き換
えても、同様の記録原理が成立する。

【００１８】図４に本発明による、レーザ光の変調方式
の一例を示す。二値記録情報（ａ）に対して、レーザ光
出力Ｐを，（ｂ）のように，記録信号０に対応しては、
高いレーザエネルギーレベルＰＨ　を、記録信号１に対
応しては、低いレーザエネルギーレベルＰＬ　に対応さ
せて記録媒体上に照射する。この時、（ｃ）のように記
録層上に記録磁区９によるパターンが形成される。この
例においては、媒体上で情報１に対応する位置において
は、記録層の磁化が反転し、情報０に対応する位置にお
いては記録層磁化は初期磁化方向となる。このようにし
て記録された、磁区パターンは、再生光レベルＰＷ　の
レーザ光により、カー効果を利用して、本技術で通常用
いられる再生装置を用いて再生できる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説
明する。

【００２０】〔実施例１〕記録層としては、キュリー温
度１５０℃，補償温度４０℃，膜厚４０ｎｍのＴｂＧｄ
ＦｅＣｏを、補助層としては、キュリー温度４００℃以
上，補償温度１５０℃，膜厚６０ｎｍのＴｂＣｏ膜を、
制御層としては、キュリー温度１３０℃，補償温度は室
温以下，膜厚８ｎｍのＴｂＧｄＦｅＣｏ膜を用いる。上
記の磁性膜を２ｐ法でグルーブを形成したガラス基板上
にマグネトロンスパッタ法により形成した。磁性膜の上
下には、保護層として、ＳｉＮｘ膜を配した。

【００２１】この記録媒体を用いて、図４（ａ）と類似
のＰＨとＰＬの２つのレベルからなる波形（ｄｕｔｙ比
５０％）で、レーザ光を変調し、３ＭＨｚと５ＭＨｚの
２つの周波数で、同一トラック上に交互に繰返し重ね書
きした。高パワーレベルＰＨ　と低パワーレベルＰＬ　
は、それぞれ膜面エネルギー１５ｍＷおよび１２ｍＷに
設定した。記録媒体のレーザスポットに対する相対線速
度は２０ｍ／ｓとした。記録時に印加される外部磁界は
２００Ｏｅとした。

【００２２】図５に、５ＭＨｚと３ＭＨｚ信号の搬送波
対雑音比（Ｃ／Ｎ）（帯域幅３０ｋＨｚ）を示す。Ｃ／
Ｎは３ＭＨｚ信号に対して４３ｄＢ５ＭＨｚ信号に対し
て４１ｄＢである。また、いずれの周波数信号も、別の
周波数信号を重ね書きした後にはＣ／Ｎが０ｄＢまで下
がっており、消し残りのないオーバライトが可能である
ことが確認された。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、光変調で、初期化磁石
を用いずに、オーバーライト可能光磁気記録ができるの
で、簡便で小型な記録再生装置を用いて、高速での記録
を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる光磁気記録媒体の構成図である
。

【図２】本発明に用いる、記録層、バイアス層、制御層
のそれぞれの保磁力Ｈｃの温度変化の一例を示す図であ
る。

【図３】本発明による光変調オーバライトの原理を表わ
す図である。

【図４】本発明によるレーザ変調方式の一例を表わす図
である．

【図５】実施例１において、５ＭＨｚおよび３ＭＨｚの
記録信号で重ね書きを繰り返したときの、搬送波対雑音
比を示す図である。

【符号の説明】

１…記録層、２…制御層、３…バイアス層、４…基板、
５…遷移金属の副格子磁化、６…レーザ光、７…レンズ
、８…外部印加磁界、９…記録磁区、１０…グルーブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁化の向きにより情報を記録する記録層，
   前記記録層に磁気的交換結合によって実効的なバイアス
   磁界を与えるバイアス層、および前記記録層と前記バイ
   アス層との間に存在し、両層の間の交換結合の強さを制
   御する制御層、の３層の磁性膜を有する記録媒体を用い
   、照射されるレーザ光強度の変化により、記録層と制御
   層の温度差が変化し、これにより記録層の磁化の方向が
   固定されるときに記録層に印加される実効的なバイアス
   磁界が変化することを利用して、レーザ光強度の変調に
   よりオーバーライトを行うことを特徴とする光磁気記録
   方式。
2. 【請求項２】記録層のキュリー温度Ｔ１，制御層のキュ
   リー温度Ｔ２，バイアス層のキュリー温度Ｔ３が、Ｔ２
   ＜Ｔ１＜Ｔ３の関係を満足することを特徴とする、請求
   項１記載の光磁気記録方式。