JPH04268228A - 分割エッジ検出方式による磁気光学的再生方法 - 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、マーク長記録方式で情
報が記録されている「オーバーライト可能な光磁気記録
媒体」から、記録された情報を磁気光学的に再生する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高密度、大容量、高いアクセス速
度、並びに高い記録及び再生速度を含めた種々の要求を
満足する光学的記録再生方法、それに使用される記録装
置、再生装置及び記録媒体を開発しようとする努力が成
されている。

【０００３】広範囲な光学的記録再生方法の中で、光磁
気記録再生方法は、情報を記録した後、消去することが
でき、再び新たな情報を記録することが繰り返し何度も
可能であるというユニークな利点のために、最も大きな
魅力に満ちている。この光磁気記録再生方法で使用され
る記録媒体は、　　記録を残す層として１層又は多層か
らなる垂直磁化膜（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｍａ
ｇｎｅｔｉｃ　ｌａｙｅｒ　ｏｒ　ｌａｙｅｒｓ）を有
する。この磁化膜は、例えばアモルファスのＧｄＦｅや
ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＦｅ、ＴｂＣｏ、ＴｂＦ
ｅＣｏなどからなる。 垂直磁化膜は、一般に同心円状又はらせん状のトラック
を有しており、このトラックの上に情報が記録される。 トラックは明示的な場合と黙示的な場合は２通りある。 ここで、本明細書では、膜面に対し「上向き（ｕｐｗａ
ｒｄ）　」又は「下向き（ｄｏｗｎｗａｒｄ）」の何れ
か一方を、「Ａ向き」、他方を「逆Ａ向き」と定義する
。記録すべき情報は、予め２値化されており、この情報
「Ａ向き」の磁化を有するビット（Ｂ１）と、「逆Ａ向
き」の磁化を有するビット（Ｂ０）の２つの信号で記録
される。これらのビットＢ１　，Ｂ０　は、デジタル信
号の１，０の何れか一方と他方にそれぞれ相当する。し
かし、一般には記録されるトラックの磁化は、記録前に
強力な外部磁場を印加することによって「逆Ａ向き」に
揃えられる。その上でトラックに「Ａ向き」の磁化を有
するビット（Ｂ１）を形成する。情報は、このビット（
Ｂ１）の有無及び／又はビット長によって表現される。 尚、ビットは、過去にはピットと呼ばれ、最近ではマー
クと呼ばれることがある。本明細書でも、慣例を優先し
て「ピット」又は「マーク」と言うことがある。 ビット形成の原理：ビットの形成に於いては、レーザー
の特徴即ち空間的時間的に素晴らしい凝集性（ｃｏｈｅ
ｒｅｎｃｅ）　が有利に使用され、レーザー光の波長に
よって決定される回折限界とほとんど同じ位に小さいス
ポットにビームが絞り込まれる。絞り込まれた光はトラ
ック表面に照射され、垂直磁化膜に直径が１μｍ以下の
ビットを形成することにより情報が記録される。光学的
記録においては、理論的に約１０８　ビット／ｃｍ３　
までの記録密度を達成することができる。何故ならば、
レーザビームはその波長とほとんど同じ位に小さい直径
を有するスポットにまで凝縮（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ
）することが出来るからである。

【０００４】図２に示すように、光磁気記録においては
、レーザービーム（Ｌ）を垂直磁化膜（ＭＯ）の上に絞
りこみ、それを加熱する。その間、初期化された向きと
は反対の向きの記録磁界（Ｈｂ）を加熱された部分に外
部から印加する。そうすると局部的に加熱された部分の
保磁力Ｈｃ（ｃｏｅｒｓｉｖｉｔｙ）　は減少し記録磁
界（Ｈｂ）より小さくなる。その結果、その部分の磁化
は、記録磁界（Ｈｂ）の向きに並ぶ。こうして逆に磁化
されたビットが形成される。

【０００５】フェロ磁性材料とフェリ磁性材料では、磁
化及びＨｃ　の温度依存性が異なる。フェロ磁性材料は
キュリー点付近で減少するＨｃ　を有し、この現象に基
づいて記録が実行される。従って、Ｔｃ　書込み（キュ
リー点書込み）と引用される。他方、フェリ磁性材料は
キュリー点より低い補償温度（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏ
ｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　）　Ｔｃｏｍｐ．　を有し
ており、そこでは磁化（Ｍ）はゼロになる。逆にその温
度付近でＨｃ　が非常に大きくなり、その温度から外れ
るとＨｃ　が急激に低下する。　　この低下したＨｃ　
は、比較的弱い記録磁界（Ｈｂ）によって打ち負かされ
る。つまり、記録が可能になる。この記録プロセスはＴ
ｃｏｍｐ．　書込み（補償点書込み）と呼ばれる。

【０００６】もっとも、キュリー点又はその近辺、及び
補償温度の近辺にこだわる必要はない。要するに、室温
より高い所定の温度に於いて、低下したＨｃ　を有する
磁性材料に対し、その低下したＨｃ　を打ち負かせる記
録磁界（Ｈｂ　）を印加すれば、記録は可能である。但
し、室温より高い所定の温度に達していない領域（この
領域のＨｃ　は元の高いＨｃ　を有する）にある垂直磁
化膜（ＭＯ）の磁化を反転するような高すぎるＨｂ　は
、不可である。 再生の原理：図３は、光磁気効果に基づく情報再生の原
理を示す。光は、光路に垂直な平面上で全ての方向に通
常は発散している電磁場ベクトルを有する電磁波である
。光が直線偏光（Ｌｐ　）　に変換され、そして垂直磁
化膜（ＭＯ）に照射されたとき、光はその表面で反射さ
れるか又は垂直磁化膜（ＭＯ）を透過する。このとき、
偏光面は磁化Ｍの向きに従って回転する。この回転する
現象は、磁気カー（Ｋｅｒｒ）　効果又は磁気ファラデ
ー（Ｆａｒａｄａｙ）　効果と呼ばれる。

【０００７】例えば、もし反射光の偏光面が「Ａ向き」
磁化に対してθｋ　度回転するとすると、「逆Ａ向き」
磁化に対しては−θｋ　度回転する。従って、光アナラ
イザー（偏光子）の軸を−θｋ　度傾けた面に垂直にセ
ットしておくと、「逆Ａ向き」に磁化されたビット（Ｂ
０）から反射された光はアナライザーを透過することが
できない。それに対して「Ａ向き」に磁化されたビット
（Ｂ１）から反射された光は、（ｓｉｎ２θｋ）２　を
乗じた分がアナライザーを透過し、　　ディテクター（
光電変換手段）に捕獲される。その結果、「Ａ向き」に
磁化されたビット（Ｂ１）は「逆Ａ向き」に磁化された
ビット（Ｂ０）よりも明るく見え、ディテクターに於い
て強い電気信号を発生させる。このディテクターからの
電気信号は、記録された情報に従って変調されるので、
情報が再生されるのである。ところで、記録ずみの媒体
を再使用するには、　（１）　媒体を再び初期化装置で
初期化するか、又は　（２）　記録装置に記録ヘッドと
同様な消去ヘッドを併設するか、又は　（３）　予め、
前段処理として記録装置又は消去装置を用いて記録ずみ
情報を消去する必要がある。

【０００８】従って、光磁気記録方式では、これまで、
記録ずみ情報の有無にかかわらず新たな情報をその場で
記録できるオーバーライトは、不可能とされていた。も
っとも、もし記録磁界Ｈｂ　の向きを必要に応じて「Ａ
向き」と「逆Ａ向き」との間で自由に変調することがで
きれば、オーバーライトが可能になる。しかしながら、
記録磁界Ｈｂ　の向きを高速度で変調することは不可能
である。例えば、記録磁界Ｈｂ　が永久磁石である場合
、磁石の向きを機械的に反転させる必要がある。しかし
、磁石の向きを高速で反転させることは、無理である。 記録磁界Ｈｂが電磁石である場合にも、大容量の電流の
向きをそのように高速で変調することは不可能である。

【０００９】しかしながら、技術の進歩は著しく、記録
磁界Ｈｂ　の強度（ＯＮ、ＯＦＦ　を含む）又は記録磁
界Ｈｂ　の向きを変調せずに、照射する光ビームの強度
を記録すべき２値化情報に従い変調するだけで、オーバ
ーライトが可能な光磁気記録方法と、それに使用される
オーバーライト可能な光磁気記録媒体と、同じくそれに
使用されるオーバーライト可能な記録装置が発明され、
特許出願された（特開昭６２−１７５９４８号＝ＤＥ３
，６１９，６１８）。以下、この発明を「基本発明」と
引用する。 〔基本発明の説明〕基本発明では、「基本的に垂直磁化
可能な磁性薄膜からなる記録再生層（本明細書では、メ
モリー層又はＭ層と言う）と、垂直磁化可能な磁性薄膜
からなる記録補助層（本明細書では、『記録層』又はＷ
層と言う）とを含み、両層は交換結合しており、かつ、
室温でＭ層の磁化の向きは変えないでＷ層の磁化のみを
所定の向きに向けておくことができるオーバーライト可
能な多層光磁気記録媒体」を使用する。

【００１０】そして、情報をＭ層（場合によりＷ層にも
）における「Ａ向き」磁化を有するビットと「逆Ａ向き
」磁化を有するビットで表現し、記録するのである。 この媒体は、Ｗ層が外部手段（例えば初期補助磁界Ｈｉ
ｎｉ．　）によって、その磁化の向きを「Ａ向き」に揃
えることができ、しかも、そのとき、Ｍ層は、磁化の向
きは反転せず、更に、一旦「Ａ向き」に揃えられたＷ層
の磁化の向きは、Ｍ層からの交換結合力を受けても反転
せず、逆にＭ層の磁化の向きは、「Ａ向き」に揃えられ
たＷ層からの交換結合力を受けても反転しない。

【００１１】そして、Ｗ層は、Ｍ層に比べて低い保磁力
ＨＣ　と高いキュリー点ＴＣ　を持つ。基本発明の記録
方法によれば、記録媒体は、記録前までに、外部手段に
よりＷ層の磁化の向きが「Ａ向き」に揃えられる。この
行為を本明細書では特別に「初期化（ｉｎｉｔｉａｌｉ
ｚｅ）」と呼ぶ。 この初期化はオーバーライト可能な媒体に特有なことで
ある。

【００１２】その上で、２値化情報に従いパルス変調さ
れたレーザービームが媒体に照射される。レーザービー
ムの強度は、高レベルＰＨ　と低レベルＰＬ　があり、
これはパルスの高レベルと低レベルに相当する。この低
レベルは、再生時に媒体を照射する再生レベルＰＲ　よ
りも高い。既に知られているように、記録をしない時に
も、例えば媒体における所定の記録場所をアクセスする
ためにレーザービームを＜非常な低レベル＞で点灯する
ことがある。この＜非常な低レベル＞も、再生レベルＰ
Ｒ　と同一又は近似のレベルである。従って、例えば、
基本発明におけるレーザービームの出力波形は、図４の
通りになる。

【００１３】なお、基本発明の明細書には明記されてい
ないが、基本発明では、記録用のビームは、１本ではな
く近接した２本のビームを用いて、先行ビームを原則と
して変調しない低レベルのレーザービーム（消去用）と
し、後行ビームを情報に従い変調する高レベルのレーザ
ービーム（書込用）としてもよい。この場合、後行ビー
ムは、　　高レベルと基底レベル（低レベルと同一又は
それより低いレベルであり、出力がゼロでもよい）との
間でパルス変調される。この場合の出力波形は例えば図
５に示される。

【００１４】ビームが照射された部分の媒体に、向きも
強度も変調されない記録磁界Ｈｂ　が作用する。Ｈｂ　
は、ビームの照射された部分（スポット領域）と同じ位
の寸法に絞ることはできず、Ｈｂ　が作用する領域は、
スポット領域に比べれば、ずっと大きい。低レベルのビ
ームが照射されると、前のビットの磁化の向きに無関係
に、Ｍ層に「Ａ向き」のビット（Ｂ１）又は「逆Ａ向き
」のビット（Ｂ０）の一方が形成される。

【００１５】そして、高レベルのビームが照射されると
、前のビットの磁化の向きに無関係に、Ｍ層に他方のビ
ットが形成される。これでオーバーライトが完了する。 基本発明では、レーザービームは、記録すべき情報に従
いパルス状に変調される。しかし、このこと自身は、従
来の光磁気記録でも行われており、記録すべき２値化情
報に従いビーム強度をパルス状に変調する手段は既知の
手段である。例えば、ＴＨＥ　　ＢＥＬＬ　　ＳＹＳＴ
ＥＭ　　ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　　ＪＯＵＲＮＡＬ，　　
Ｖｏｌ．６２（１９８３），１９２３　−１９３６に詳
しく説明されている。従って、ビーム強度の必要な高レ
ベルと低レベルが与えられれば、従来の変調手段を一部
修正するだけで容易に入手できる。当業者にとって、そ
のような修正は、ビーム強度の高レベルと低レベルが与
えられれば、容易であろう。

【００１６】基本発明に於いて特徴的なことの１つは、
ビーム強度の高レベルと低レベルである。即ち、ビーム
強度が高レベルの時に、記録磁界Ｈｂ　その他の外部手
段によりＷ層の「Ａ向き」磁化を「逆Ａ向き」に反転（
ｒｅｖｅｒｓｅ）させ、このＷ層の「逆Ａ向き」磁化に
よってＭ層に「逆Ａ向き」磁化〔又は「Ａ向き」磁化〕
を有するビットを形成する。ビーム強度が低レベルの時
は、Ｗ層の磁化の向きは初期化状態と変わらず、そして
、Ｗ層の作用（この作用は交換結合力を通じてＭ層に伝
わる）によってＭ層に「Ａ向き」磁化〔又は「逆Ａ向き
」磁化〕を有するビットを形成する。なお、本明細書で
、○○○〔又は△△△〕という表現は、先に〔　　〕の
外の○○○を読んだときには、以下の○○○〔又は△△
△〕のときにも、〔　　〕の外の○○○を読むことにす
る。それに対して先に○○○を読まずに〔　　〕内の△
△△の方を選択して読んだときには、以下の○○○〔又
は△△△〕のときにも○○○を読まずに〔　　〕内の△
△△を読むものとする。

【００１７】基本発明で使用される媒体は、第１実施態
様と第２実施態様とに大別される。いずれの実施態様に
おいても、記録媒体は、　　Ｍ層とＷ層を含む多層構造
を有する。Ｍ層は、室温で保磁力が高く磁化反転温度が
低い磁性層である。Ｗ層はＭ層に比べ相対的に室温で保
磁力が低く磁化反転温度が高い磁性層である。なお、Ｍ
層とＷ層ともに、それ自体多層膜から構成されていても
よい。　　場合によりＭ層とＷ層との間に第３の層（例
えば、交換結合力σＷ　の調整層）が存在していてもよ
い。 更にＭ層とＷ層との間に明確な境界がなく、一方から徐
々に他方に変わってもよい。

【００１８】第１実施態様では、Ｍ層の保磁力をＨＣ１
、Ｗ層のそれをＨＣ２、Ｍ層のキュリー点をＴＣ１、Ｗ
層のそれをＴＣ２、室温をＴＲ　、低レベルＰＬ　のレ
ーザービームを照射した時の記録媒体の温度をＴＬ　、
高レベルＰＨ　のレーザービームを照射した時のそれを
ＴＨ　、Ｍ層が受ける結合磁界をＨＤ１（ＨＤ１はσＷ
　をＭ層飽和磁気モーメントＭＳ　とＭ層の膜厚ｔとの
積で割った商で算出される）、Ｗ層が受ける結合磁界を
ＨＤ２（ＨＤ２はσＷ　をＷ層飽和磁気モーメントＭＳ
　とＷ層の膜厚ｔとの積で割った商で算出される）とし
た場合、記録媒体は、下記の式１を満足し、そして室温
で式２〜５を満足するものである。

【００１９】 ＴＲ　＜ＴＣ１≒ＴＬ　＜ＴＣ２≒ＴＨ……………式１
ＨＣ１＞ＨＣ２＋｜ＨＤ１−（±ＨＤ２）｜………式２
ＨＣ１＞ＨＤ１　　…………………………………式３Ｈ
Ｃ２＞ＨＤ２　　…………………………………式４ＨＣ
２＋ＨＤ２＜｜Ｈｉｎｉ．　｜＜ＨＣ１±ＨＤ１──式
５上記式中、符号「≒」は、等しいか又はほぼ等しい（
±２０℃位）　ことを表す。また上記式中、複合±につ
いては、上段が後述するＡ（ａｎｔｉｐａｒａｌｌｅｌ
）　タイプの媒体の場合であり、下段は後述するＰ（ｐ
ａｒａｌｌｅｌ）タイプの媒体の場合である。なお、フ
ェロ磁性体媒体はＰタイプに属する。

【００２０】つまり、保磁力と温度との関係をグラフで
表すと、一般には図６の如くなる。細線はＭ層のそれを
、太線はＷ層のそれを表す。従って、この記録媒体に室
温で外部手段例えば初期補助磁界（Ｈｉｎｉ．）　を印
加すると、　　式５によれば、Ｍ層の磁化の向きは反転
せずにＷ層の磁化のみが反転する。そこで、記録前に媒
体に外部手段から作用（例えば、初期補助磁界Ｈｉｎｉ
．）を及ぼすと、Ｗ層のみを「Ａ向き」−−−−−ここ
では「Ａ向き」を便宜的に本明細書紙面において上向き
の矢↑で示し、「逆Ａ向き」を下向きの矢↓で示す−−
−−−に磁化させることができる。そして、Ｈｉｎｉ．
　がゼロになっても、式４により、Ｗ層の磁化↑は再反
転せずにそのまま保持される。

【００２１】外部手段によりＷ層のみが、記録前までに
「Ａ向き」↑に磁化されている状態を概念的に表すと、
図７になる。図７でＭ層における磁化の向き＊　は、そ
れまでに記録されていた情報を表わす。　　以下の説明
においては、向きに関係がないので、これをＸで示し簡
略化すると、図７は、図８の状態１で示せる。ここにお
いて、高レベルのレーザービームを照射して媒体温度を
ＴＨ　に上昇させる。すると、ＴＨ　はキュリー点ＴＣ
１より高温度なのでＭ層の磁化は消失してしまう。　　
更にＴＨ　はキュリー点ＴＣ２付近なのでＷ層の磁化も
全く又はほぼ消失する。ここで、媒体の種類に応じて「
Ａ向き」又は「逆Ａ向き」の記録磁界Ｈｂ　を印加する
。Ｈｂ　は、媒体自身からの浮遊磁界でもよい。説明を
簡単にするために「逆Ａ向き」↓の記録磁界Ｈｂ　を印
加したとする。媒体は移動しているので、照射された部
分は、レーザービームから直ぐに遠ざかり、冷却される
。　　Ｈｂ　の存在下で、媒体の温度が低下すると、Ｗ
層の磁化は、Ｈｂ　に従い、反転されて「逆Ａ向き」↓
の磁化となる（図８状態２）。

【００２２】そして、さらに放冷が進み、媒体温度がＴ
Ｃ１より少し下がると、再びＭ層の磁化が現れる。その
場合、磁気的結合（交換結合）力のために、Ｍ層の磁化
の向きは、Ｗ層の影響を受け所定の向きとなる。その結
果、媒体の種類に応じて「逆Ａ向き」↓のビット（Ｐタ
イプの媒体の場合）又は「Ａ向き」↑のビット（Ａタイ
プの媒体の場合）がＭ層に形成される。この状態が図８
状態３（Ｐタイプ）又は状態４（Ａタイプ）である。

【００２３】この高レベルのレーザービームによる状態
の変化をここでは高温サイクルと呼ぶことにする。次に
、低レベルＰＬ　のレーザービームを照射して　　媒体
温度をＴＬ　に上昇させる。ＴＬ　はキュリー点ＴＣ１
付近なのでＭ層の磁化は全く又はほぼ消失してしまうが
、キュリー点ＴＣ２よりは低温であるのでＷ層の磁化は
消失しない。この状態は図８状態５で示される。ここで
は、記録磁界Ｈｂ　は、不要であるが、高速度（短時間
）でＨｂ　をＯＮ，　ＯＦＦ　することは不可能である
。従って、止むを得ず高温サイクルのときのままになっ
ている。

【００２４】しかし、ＨＣ２はまだ大きいままなので、
Ｈｂ　によってＷ層の磁化↑が反転することはない。媒
体は移動しているので、照射された部分は、レーザービ
ームから直ぐに遠ざかり、冷却される。冷却が進むと、
再びＭ層に磁化が現れる。現れる磁化の向きは、磁気的
結合力のためにＷ層の影響を受け所定の向きとなる。そ
の結果、媒体の種類に応じて「Ａ向き」↑のビット（Ｐ
タイプの媒体の場合）又は「逆Ａ向き」↓のビット（Ａ
タイプの媒体の場合）がＭ層に形成される。この磁化は
室温でも変わらない。この状態が図８状態６（Ｐタイプ
）又は状態７（Ａタイプ）である。

【００２５】この低レベルのレーザービームによる状態
の変化をここでは低温サイクルと呼ぶことにする。以上
、説明したように、記録前のＭ層の磁化の向きがどうで
あれ、高温サイクルと低温サイクルを選択することによ
って、「逆Ａ向き」↓のビットと　　「Ａ向き」↑のビ
ットをＭ層に自由に形成できる。つまり、レーザービー
ムを情報に従い高レベル（高温サイクル）と低レベル（
低温サイクル）との間でパルス状に変調することにより
オーバーライトが可能となる。図９を参照されたい。 図９の磁化の状態は、いずれも室温又は室温に戻ったと
きの結果として描いてある。

【００２６】これまでの説明は、Ｍ層、Ｗ層ともに室温
とキュリー点との間に補償温度Ｔｃｏｍｐ．　がない磁
性体組成について説明した。しかし、補償温度Ｔｃｏｍ
ｐ．　が存在する場合には、それを越えると■磁化の向
きが反転すること−−−−実際にはＲＥ、ＴＭの各副格
子磁化の向きは変わらないが、その大小関係が逆転する
ので、全体（合金）としての磁化の向きが反転する−−
−−−と、■Ａ、Ｐタイプが逆になるので、説明はそれ
だけ複雑になる。この場合、記録磁界Ｈｂ　の向きも、
室温で考えた場合、前頁の説明の向き↓と逆になる。つ
まり、初期化されたＷ層の磁化の向き↑と同じ向きのＨ
ｂ　を印加する。

【００２７】記録媒体は一般にディスク状であり、記録
時、媒体は回転される。そのため、記録された部分（ビ
ット）は、　　記録後に再び外部手段例えばＨｉｎｉ．
　の作用を受け、その結果、Ｗ層の磁化は元の「Ａ向き
」↑に揃えられる。　　しかし、室温では、Ｗ層の磁化
の影響がＭ層に及ぶことはなく、そのため記録された情
報は保持される。

【００２８】そこで、Ｍ層に直線偏光を照射すれば、そ
の反射光には情報が含まれているので、従来の光磁気記
録媒体と同様に情報が再生される。このようなＭ層及び
Ｗ層を構成する垂直磁化膜は、■補償温度を有せずキュ
リー点を有するフェロ磁性体及びフェリ磁性体、並びに
■補償温度、キュリー点の双方を有するフェリ磁性体の
非晶質或いは結晶質からなる群から選択される。以上の
説明は、磁化反転温度としてキュリー点を利用した第１
実施態様の説明である。それに対して第２実施態様はキ
ュリー点より低い温度に於いて低下したＨｃ　を利用す
るものである。第２実施態様は、第１実施態様に於ける
ＴＣ１の代わりにＭ層がＷ層に磁気結合される温度ＴＳ
１を使用し、ＴＣ２の代わりにＷ層がＨｂで反転する温
度ＴＳ２を使用すれば、第１実施態様と同様に説明され
る。

【００２９】第２実施態様では、Ｍ層の保磁力をＨＣ１
、Ｗ層のそれをＨＣ２、Ｍ層がＷ層に磁気的に結合され
る温度をＴｓ１とし、Ｗ層の磁化がＨｂ　で反転する温
度をＴＳ２、室温をＴＲ　、低レベルＰＬ　のレーザー
ビームを照射した時の媒体の温度をＴＬ　、高レベルＰ
Ｈ　のレーザービームを照射した時のそれをＴＨ　、Ｍ
層が受ける結合磁界をＨＤ１（ＨＤ１はσＷ　をＭ層飽
和磁気モーメントＭＳ　とＭ層の膜厚ｔとの積で割った
商で算出される）、Ｗ層が受ける結合磁界をＨＤ２（Ｈ
Ｄ２はσＷ　をＷ層飽和磁気モーメントＭＳ　とＷ層の
膜厚ｔとの積で割った商で算出される）とした場合、記
録媒体は、下記式６を満足し、かつ室温で式７〜１０を
満足するものである。 ＴＲ　＜Ｔｓ１≒ＴＬ　＜Ｔｓ２≒ＴＨ　……………式
６ＨＣ１＞ＨＣ２＋｜ＨＤ１−（±ＨＤ２）｜………式
７ＨＣ１＞ＨＤ１　　…………………………………式８
ＨＣ２＞ＨＤ２─…………………………………式９ＨＣ
２＋ＨＤ２＜｜Ｈｉｎｉ．　｜＜ＨＣ１±ＨＤ１──式
１０上記式中、複合±については、上段がＡ（ａｎｔｉ
ｐａｒａｌｌｅｌ）　タイプの媒体の場合であり、下段
はＰ（ｐａｒａｌｌｅｌ）タイプの媒体の場合である。

【００３０】第２実施態様では、高温ＴＨ　のとき、Ｗ
層の磁化は消失していないが、十分に弱く、Ｍ層の磁化
は消失しているか、又は十分に弱い。Ｍ層、Ｗ層ともに
十分に弱い磁化を残留していても、記録磁界Ｈｂ　↓が
十分に大きいので、Ｈｂ　↓がＷ層及び場合によりＭ層
の磁化の向きをＨｂ　↓に従わせることができる。この
状態が図１０状態２である。　　この後、■直ちに又は
■レーザービームの照射が無くなって放冷が進み、媒体
温度がＴＨ　より下がった時又は■Ｈｂ　から遠ざかっ
た時、Ｗ層がσＷ　を介してＭ層に影響を及ぼしてＭ層
の磁化の向きを安定な向きに従わせる。その結果、図１
０状態３（Ｐタイプ）又は状態４（Ａタイプ）となる。

【００３１】他方、低温ＴＬ　のとき、Ｗ層はもちろん
Ｍ層も磁化を消失していない。　　しかし、Ｍ層のそれ
は比較的小さい。　　この場合、ビットの状態には、Ｐ
タイプの場合、図１０状態５と状態６の２種類あり、Ａ
タイプの場合、図１０状態７と状態８の２種類ある。状
態６及び状態８では、Ｍ層とＷ層との間に界面磁壁（太
線━で示す）が生じており、やや不安定（準安定）な状
態である。状態１は状態５〜８のいずれかを示す。この
状態の媒体部分が、レーザービームの照射位置に来る直
前に、Ｈｂ　↓の印加を受ける。それでも、この状態６
又は状態８は保持される。何故ならば、Ｗ層は、室温で
、十分な磁化を有するので、磁化がＨｂ　↓によって反
転することはない。また、Ｈｂ　↓と向きが反対の状態
８のメモリー層は、Ｈｂ　↓の影響より大きなＷ層から
の交換結合力σＷ　の影響を受け、Ｐタイプ故にＷ層と
同じ向きに、磁化の向きが保持される。

【００３２】その後、まもなく状態６又は状態８は低レ
ベルのレーザービームの照射を受ける。そのため、媒体
温度は上昇する。それに伴い両層の保磁力は低下する。 しかし、Ｗ層は高いキュリー点を有するので、保磁力Ｈ
Ｃ２の低下は小さく、Ｈｂ　↓に負けることがなく、初
期化されたときの磁化の向き「Ａ向き」↑が維持される
。他方、Ｍ層は低いキュリー点を有するものの、媒体温
度は未だＭ層のキュリー点Ｔｃ１より低いので、保磁力
ＨＣ１は残存する。　　しかし、ＨＣ１は小さいので、
Ｗ層は、■Ｈｂ　↓の影響と■Ｗ層からの交換結合力σ
ｗ　を介した影響（Ｐタイプの場合、同じ向きに向かせ
ようとする力）を受ける。この場合、後者の方が強く、
Ｐタイプの場合、式：Ｈｃ１＋Ｈｂ　＜σｗ　／２Ｍｓ
１ｔ１式：　　　　　　Ｈｃ２＞σｗ　／２Ｍｓ２ｔ２
　（注：式中、不等号の右辺はそれぞれσｗ　を２Ｍｓ
１ｔ１　又は２Ｍｓ２ｔ２　で割った分数を意味する）
の２つの式が同時に満足される。Ａタイプの場合には、
式：Ｈｃ１−Ｈｂ　＜σｗ　／２Ｍｓ１ｔ１式：　　　
　　　Ｈｃ２＞σｗ　／２Ｍｓ２ｔ２　（注：式中、不
等号の右辺はそれぞれσｗ　を２Ｍｓ１ｔ１　又は２Ｍ
ｓ２ｔ２　で割った分数を意味する）の２つの式が同時
に満足される。これらの式が同時に満足される最も低い
温度をＴＬＳと呼ぶ。換言すれば、状態６又は状態８の
磁壁が消滅する最低温度がＴＬＳである。

【００３３】その結果、状態６は状態９に移行し、状態
８は状態１０に移行する。他方、磁壁が元々ない状態５
は状態９と同じであり、同じく磁壁が元々ない状態７は
状態１０と同じであるから、結局、前の状態（Ｐタイプ
の場合、状態５か６か、Ａタイプの場合、状態７か８か
）に関係なく、低レベルのビームの照射により状態９（
Ｐタイプ）又は状態１０（Ａタイプ）のビットが形成さ
れる。

【００３４】この状態は、その後ビットがレーザービー
ムの照射が止んだり又は照射位置から外れたりすること
により、媒体温度が低下し、室温に戻った時にも、変わ
らない。この図１０状態９（Ｐタイプ）又は状態１０（
Ａタイプ）は、図８状態６（Ｐタイプ）又は状態７（Ａ
タイプ）と同一である。これにより、Ｍ層のキュリー点
ＴＣ１まで媒体温度を高めることなく、低温サイクルが
実現されることが理解されよう。

【００３５】実は低温サイクルをＴＣ１以上で実施する
第１実施態様の場合にも、媒体温度が室温からＴＣ１に
上昇する途中でＴＬＳを通るので、そのとき、Ｐタイプ
の場合、状態６から状態９への移行が、Ａタイプの場合
、状態８から状態１０への移行がそれぞれ起こるのであ
る。その後、ＴＣ１に至り、図８状態５となるのである
。以上の説明は、Ｍ層、Ｗ層ともに室温とキュリー点と
の間に補償温度Ｔｃｏｍｐ．　がない磁性体組成につい
て説明した。しかし、補償温度Ｔｃｏｍｐ．　が存在す
る場合には、それを越えると■磁化の向きが反転するこ
とと■Ａ、Ｐタイプが逆になるので、説明はそれだけ複
雑になる。また、記録磁界Ｈｂ　の向きも、室温で考え
た場合の向きと逆になる。

【００３６】第１、第２実施態様ともに、Ｍ層及びＷ層
が遷移金属（例えばＦｅ，　Ｃｏ）　−重希土類金属（
　例えばＧｄ，Ｔｂ，Ｄｙその他）　合金組成から選択
された非晶質フェリ磁性体である記録媒体が好ましい。 Ｍ層、Ｗ層の双方とも、遷移金属（ｔｒａｎｓｉｔｉｏ
ｎ　ｍｅｔａｌ）−重希土類金属（ｈｅａｖｙｒａｒｅ
　　ｅａｒｔｈ　　ｍｅｔａｌ）合金組成から選択され
た場合には、各合金としての外部に現れる磁化の向き及
び大きさは、合金内部の遷移金属原子（ＴＭ）の副格子
磁化の向き及び大きさと重希土類金属原子（ＲＥ）の副
格子磁化の向き及び大きさとの関係で決まる。例えばＴ
Ｍの副格子磁化の向き及び大きさを点線の矢印で示すベ
クトルで表わし、ＲＥの副格子磁化のそれを実線の矢で
示すベクトルで表し、合金全体の磁化の向き及び大きさ
を白抜きの矢で示すベクトルで表す。　　このとき、白
抜きの矢（ベクトル）は点線の矢（ベクトル）と実線の
矢（ベクトル）との和として表わされる。ただし、合金
の中ではＴＭの副格子磁化とＲＥ副格子磁化との相互作
用のために点線の矢（ベクトル）と実線の矢（ベクトル
）とは、向きが必ず逆になっている。　　従って、点線
の矢（ベクトル）と実線の矢（ベクトル）との和は、両
者の強度が等しいとき、合金のベクトルはゼロ（つまり
、外部に現れる磁化の大きさはゼロ）になる。このゼロ
になるときの合金組成は補償組成（ｃｏｍｐｅｎｓａｔ
ｉｏｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　）　と呼ばれる。そ
れ以外の組成のときには、合金は両方の副格子磁化の強
度差に等しい強度を有し、いずれか大きい方のベクトル
の向きに等しい向きを有する白抜きの矢（ベクトル）を
持つ。

【００３７】そこで、合金の磁化ベクトルを点線のベク
トルと実線のベクトルを隣接して書き、例えば図１１に
示すように書き表す。ＲＥ、ＴＭの副格子磁化の状態は
大別すると４通りあり、これらを図１２の（１Ａ）〜（
４Ａ）に示す。そして、各状態における合金の磁化ベク
トル（白抜きの矢）を図１２の（１Ｂ）〜（４Ｂ）に対
応して示す。例えば、ＲＥベクトルがＴＭベクトルに比
べて大きい場合、副格子磁化の状態は（１Ａ）に示され
、合金の磁化ベクトルは、（１Ｂ）に示される。

【００３８】ある合金組成のＴＭベクトルとＲＥベクト
ルの強度が、どちらか一方が大きいとき、その合金組成
は、強度の大きい方の名をとって○○リッチ例えばＲＥ
リッチであると呼ばれる。Ｍ層とＷ層の両方について、
ＴＭリッチな組成とＲＥリッチな組成とに分けられる。 従って、縦軸座標にＭ層の組成を横軸座標にＷ層の組成
をとると、基本発明の媒体全体としては、種類を図１３
に示す４象限に分類することができる。先に述べたＰタ
イプは１象限と３象限に属するものであり、Ａタイプは
２象限と４象限に属するものである。一方、温度変化に
対する保磁力の変化を見ると、キュリー点（保磁力ゼロ
の温度）に達する前に保磁力が一旦無限大に増加してま
た降下すると言う特性を持つ合金組成がある。この無限
大のときに相当する温度は補償温度（Ｔｃｏｍｐ．　）
と呼ばれる。補償温度より低い温度ではＲＥベクトル（
実線矢）の方がＴＭベクトル（点線矢）　より大きく、
そのためＴＭリッチと言うことができ、補償温度より高
い温度ではその逆になる。従って、補償組成の合金の補
償温度は、室温にあると言うことができる。

【００３９】逆に補償温度はＴＭリッチの合金組成にお
いては、室温からキュリー点の間には存在しない。室温
より下にある補償温度は、光磁気記録においては無意味
であるので、この明細書で補償温度とは室温からキュリ
ー点の間に存在するものを言うことにする。Ｍ層とＷ層
の補償温度の有無について分類すると、媒体はタイプ１
〜タイプ４の４つのタイプに分類される。第１象限の媒
体は、４つ全部のタイプが含まれる。そこで、Ｍ層とＷ
層の両方についてＲＥリッチかＴＭリッチかで分け、か
つ補償温度を持つか持たないかで分けると、記録媒体は
図１４に示す通り９クラスに分類される。 〔クラス１−１の説明〕ここで図１４に示したクラス１
の記録媒体（Ｐタイプ・Ｉ象限・タイプ１）に属する媒
体Ｎｏ．１−１　を例にとり、オーバーライト原理につ
いて詳細に説明する。

【００４０】この媒体Ｎｏ．１−１　は、次式１１：Ｔ
Ｒ　＜Ｔｃｏｍｐ．１＜ＴＬ　＜ＴＨ　≦ＴＣ１≦Ｔｃ
２及び式１１の２：Ｔｃｏｍｐ．２　　＜ＴＣ１の関係
を有する。説明を簡単にする目的から、以下の説明は、
ＴＨ　＜ＴＣ１＜Ｔｃ２の関係を有するものについて説
明する。Ｔｃｏｍｐ．２は、ＴＬ　よりも高くとも、等
しくとも、低くともよいが、説明を簡単にする目的から
、以下の説明では、ＴＬ　＜Ｔｃｏｍｐ．２とする。以
上の関係をグラフで示すと、図１５の如くなる。なお、
細線はＭ層のグラフを示し、太線はＷ層のグラフを示す
。

【００４１】室温ＴＲ　でＭ層の磁界が初期補助磁界Ｈ
ｉｎｉ．　により反転せずにＷ層のみが反転する条件は
、

【００４２】

【数１】

【００４３】として示す式１２である。この媒体Ｎｏ．
１−１　は式１２を満足する。 但し、ＨＣ１：Ｍ層の保磁力 ＨＣ２：Ｗ層の保磁力 ＭＳ１：Ｍ層の飽和磁気モーメント（ｓａｔｕｒａｔｉ
ｏｎ　　ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ） ＭＳ２：Ｗ層の飽和磁気モーメント ｔ１　：Ｍ層の膜厚 ｔ２　：Ｗ層の膜厚 σｗ　：界面磁壁エネルギー＝交換結合力　（ｉｎｔｅ
ｒｆａｃｅ　ｗａｌｌ　　ｅｎｅｒｇｙ）このとき、Ｈ
ｉｎｉ．　の条件式は、数４に示す式１５で示される。 Ｈｉｎｉ．　が無くなると、Ｍ層、Ｗ層の磁化は交換結
合力により互いに影響を受ける。それでもＭ層、Ｗ層の
磁化が反転せずに保持される条件は、式１３〜１４で示
される。この媒体Ｎｏ．１−１　は式１３〜１４を満足
する。

【００４４】

【数２】

【００４５】

【数３】

【００４６】室温で式１２〜１４の条件を満足する記録
媒体のＷ層の磁化は、記録の直前までに

【００４７】

【数４】

【００４８】に示す式１５を満足するＨｉｎｉ．　によ
り例えば「Ａ向き」↑に揃えられる。このとき、Ｍ層は
前の記録状態のままで残る。この状態は図１６の状態１
又は状態２のいずれかで示される。この状態１、状態２
は記録直前まで保持される。そして、記録磁界Ｈｂ　は
「Ａ向き」↑に印加することにする。なお、記録磁界Ｈ
ｂ　は、一般の磁界がそうであるように、レーザービー
ムの照射領域（スポット領域）と同一の範囲に絞ること
は難しい。媒体がディスク状の場合、一旦記録された情
報（ビット）は、１回転した場合、途中でＨｉｎｉ．　
の影響を受け、再び状態１又は状態２となる。その後、
そのビットは、レーザービームの照射領域（スポット領
域）に近いところを通過する。このとき、状態１、状態
２のビットは、記録磁界Ｈｂ　印加手段に近づくのでそ
の影響を受ける。　　この場合、Ｈｂ　と反対向きの磁
化を有する状態２のビットのＭ層の磁化の向きがＨｂ　
によって反転させられたとすると、１回転前に記録され
たばかりの情報が消失することになる。そうなってはな
らない条件は、

【００４９】

【数５】

【００５０】に示す式１５の２で表される。ディスク状
媒体Ｎｏ．１−１　は、室温でこの条件式１５の２を満
足させる必要がある。逆に言えば、Ｈｂ　を決定する１
つの条件は、式１５の２で示される。さて、状態１、２
のビットは、いよいよレーザービームのスポット領域に
到達する。レーザービームの強度は、基本発明と同様に
、低レベルと高レベルの２種がある。

【００５１】−−−−−低温サイクル−−−−低レベル
のレーザービームが照射されて、　　媒体温度がＴｃｏ
ｍｐ．１以上に上昇する。そうすると、ＰタイプからＡ
タイプに移行する。そして、Ｍ層のＲＥ、ＴＭ各スピン
の方向は変わらないが、強度の大小関係が図１２の（３
Ａ）から（４Ａ）へと逆転する。そのため、Ｍ層の磁化
は図１２の（３Ｂ）から（４Ｂ）へと反転する。その結
果、状態１のビットは状態３に移行し、状態２のビット
は状態４に移行する。

【００５２】レーザービームの照射が続いて、媒体温度
は、やがてＴＬ　になる。すると、

【００５３】

【数６】

【００５４】に示す条件式１５の３が満足される。その
結果、Ｈｂ　↑が存在しても、状態４のビットは状態５
に遷移する。他方、状態３のビットは、Ｈｂ　↑が存在
しても、条件式１５の３が満足されているため、そのま
まの状態を保つ。つまり、状態３から同じ状態の状態５
になるだけである。この状態でレーザービームのスポッ
ト領域から外れると媒体温度は低下を始める。媒体温度
がＴｃｏｍｐ．１以下に冷えると、Ａタイプから元のＰ
タイプに戻る。そして、Ｍ層のＲＥスピンとＴＭスピン
との大小関係が、図１２の（２Ａ）から（１Ａ）へと逆
転する。そのため、Ｍ層の磁化は図１２の（２Ｂ）から
（１Ｂ）へと反転する。　　その結果、状態５のビット
は状態６（Ｍ層の磁化は「Ａ向き」↑）に移行する。こ
の状態６は媒体温度が室温まで下がっても保持される。 こうして、Ｍ層に「Ａ向き」↑のビットが形成される。

【００５５】−−−−−高温サイクル−−−−−高レベ
ルのレーザービームが照射されると、媒体温度は、Ｔｃ
ｏｍｐ．１を経て低温ＴＬ　に上昇する。その結果、状
態５と同じ状態７になる。高レベルのレーザービームの
照射により、媒体温度は更に上昇する。媒体温度がＷ層
のＴｃｏｍｐ．２を越えると、ＡタイプがＰタイプに移
行する。そして、Ｗ層のＲＥ、ＴＭ各スピンの方向は変
わらないが、強度の大小関係が、図１２の（１Ａ）から
（２Ａ）へと逆転する。そのため、Ｗ層の磁化は図１２
の（１Ｂ）から（２Ｂ）へと反転する。その結果、Ｗ層
の磁化は、「逆Ａ向き」↓となる。この状態が状態８で
ある。

【００５６】しかし、この温度ではＨＣ２がまだ大きい
ので、↑ＨｂによってＷ層の磁化が反転されることはな
い。さらに温度が上昇し、ＴＨになると、Ｍ層、Ｗ層は
、その温度がキュリー点に近いので保磁力が小さくなる
。その結果、媒体は、

【００５７】

【数７】

【００５８】に示す（１）又は

【００５９】

【数８】

【００６０】に示す（２）又は

【００６１】

【数９】

【００６２】に示す（３）のいずれかに示した２つの式
を同時に満足する。そのため、両層の磁化は、ほぼ同時
に反転し、Ｈｂ　↑の向きに従う。この状態が状態９で
ある。この状態でレーザービームのスポット領域から外
れると、媒体温度は低下を始める。媒体温度がＴｃｏｍ
ｐ．２以下になると、ＰタイプからＡタイプに移行する
。そして、ＲＥ、ＴＭの各スピンの方向は変わらないが
、強度の大小関係が、図１２の（４Ａ）から（３Ａ）へ
と逆転する。そのため、Ｗ層の磁化は図１２の（４Ｂ）
から（３Ｂ）へと反転する。 その結果、Ｗ層の磁化は、「逆Ａ向き」↓となる。この
状態が状態１０である。状態１０では、媒体は、

【００
６３】

【数１０】

【００６４】に示す式１５の４を満足する。そのため、
Ｗ層にＨｂ　↑が作用しても反転することはない。媒体
の温度がこの状態１０のときの温度から更に低下して、
Ｔｃｏｍｐ．１以下になると、Ａタイプから元のＰタイ
プに戻る。そして、Ｍ層のＲＥスピンとＴＭスピンの強
度の大小関係が、図１２の（４Ａ）から（３Ａ）へと逆
転する。そのため、Ｍ層の磁化は図１２の（４Ｂ）から
（３Ｂ）へと反転する。その結果、Ｍ層の磁化は、「逆
Ａ向き」↓となる。この状態が状態１１である。

【００６５】やがて媒体の温度は、状態１１のときの温
度から室温まで低下する。室温でのＨＣ１は十分に大き
い（数１１に示す式１５の５参照）ので、Ｍ層の磁化↓
は、↑Ｈｂによって反転されることなく、状態１１が保
持される。

【００６６】

【数１１】

【００６７】こうして、Ｍ層に「逆Ａ向き」↓のビット
が形成される。 〔利用発明の説明〕図１７の状態１に利用発明の媒体の
構成を示す。この媒体は基板とその上に成膜された原則
的に４層構造の磁性膜からなる。この磁性膜は、順に、
垂直磁化可能な磁性薄膜からなるＭ層と、垂直磁化可能
な磁性薄膜からなるＷ層と、垂直磁化可能な磁性薄膜か
らなるスイッチ層（以下、Ｓ層と言う）と、垂直磁化可
能な磁性薄膜からなる初期化層（以下、Ｉ層と言う）と
の原則的に４層構造（場合によりＳ層はなくともよい）
からなる。

【００６８】尚、前記国際公開特許公報では、Ｍ層は第
１磁性層、Ｗ層は第２磁性層、Ｓ層は第３磁性層（特許
請求の範囲の第３項参照）、Ｉ層は第４磁性層（特許請
求の範囲の第３項参照）と呼ばれている。この第３項以
外の個所では第３磁性層と第４磁性層の呼び方が逆にな
っており、誤記と思われる。また、前記雑誌”ＯＰＴＲ
ＯＮＩＣＳ”　では、Ｓ層は制御層と呼ばれている。最
近、日本の学会では、メモリー層、『記録層』、　　ス
イッチ層及び初期化層と呼ぶことが多くなっているので
、本明細書ではこれに従うことにする。

【００６９】この４層構造媒体では、Ｍ層とＷ層とは交
換結合しており、室温でＭ層の磁化の向きは変えないで
Ｗ層の磁化のみを所定の向きに向けておくことができ、
しかもＷ層とＩ層とはＳ層のキュリー点以下の温度でＳ
層を介して交換結合している。Ｉ層は最も高いキュリー
点を有し、高レベルのレーザービームの照射を受けても
磁化を失わない。Ｉ層は常に所定の向きの磁化を保持し
ており、これが記録の都度、次の記録に備えてＷ層の初
期化を繰り返し行なう手段となる。そのため、Ｉ層は初
期化層と呼ばれる。

【００７０】しかしながら、高温サイクルの過程（例え
ば、ＴＨ　付近）では、Ｗ層の磁化反転が必ず起こらね
ばならず、その場合には、Ｉ層からの影響が無視できる
ように小さくなければならない。温度が高くなると、Ｗ
層とＩ層との間の交換結合力σｗ２４　は小さくなるの
で、好都合である。しかし、ＴＨ　においても、十分な
σｗ２４　が残っている場合には、Ｗ層とＩ層との間に
Ｓ層が必要になる。Ｓ層が非磁性体であれば、σｗ２４
　はゼロ又は非常に小さくなる。しかし、ＴＨ　より低
く室温までのどこかの温度では、Ｗ層の初期化のために
σｗ２４　は大きくなければならない。そのとき、Ｓ層
はＷ層とＩ層との間に見掛け上十分に大きな交換結合力
を与えなければならない。それにはＳ層は磁性体である
必要がある。従って、Ｓ層は、相対的に低い温度では、
磁性体となってＷ層とＩ層との間に見掛け上十分に大き
な交換結合力σｗ２４　を与え、相対的に高い温度では
、非磁性体となってＷ層とＩ層との間に見掛け上ゼロ又
は非常に小さな交換結合力σｗ２４　を与えるものであ
る。　　それ故、Ｓ層はスイッチ層と呼ばれる。

【００７１】次に図１７を用いて、４層膜オーバーライ
トの原理を説明する。この説明は典型的な例であり、こ
れ以外にも例はある。例えば、各層の何れかの層が室温
とキュリー点との間にＴｃｏｍｐ．　を持つと説明はよ
り複雑になる。図１７で、白抜きの矢印は、各層の磁化
の向きを示す。記録前の状態は、状態１又は状態２のい
ずれかである。Ｍ層に着目すると、状態１は「Ａ向き」
のビット（Ｂ１）であり、状態２は「逆Ａ向き」のビッ
ト（Ｂ０）であり、Ｍ層とＷ層との間に界面磁壁（太線
━で示す）があり、やや不安定な状態（準安定）にある
。

【００７２】 −−−−−−−低温サイクル−−−−−−−−状態１及
び状態２のビットにレーザービームを照射して温度を上
昇させると、最初にＳ層の磁化が消失する。そのため、
状態１は状態３に移行し、状態２は状態４に移行する。 更に温度が上昇してＴＬＳに達すると、Ｍ層の磁化は弱
くなり、Ｗ層からの交換結合力を介した作用が強くなる
。その結果、状態４のＭ層の磁化は反転すると同時に層
間の磁壁は消失する。これが状態５である。状態３のビ
ットはもともと層間の磁壁はないので、そのまま状態５
に移行する。

【００７３】ここで、レーザービームの照射が止むか又
は照射位置から遠ざかると、状態５のビットは温度が低
下を始め、やがて状態３を経て状態１になる。これが低
温サイクルである。なお、状態５から更に温度が上昇し
Ｍ層のキュリー点を越えると、磁化が消失し状態６にな
る。ここで、レーザービームの照射が止むか又は照射位
置から遠ざかると、状態６のビットは温度が低下を始め
、やがてＭ層のキュリー点を少し低い温度に至る。そう
すると、Ｍ層に磁化が現れる。この磁化の向きは、Ｗ層
からの交換結合力を介した作用を受け、Ｗ層の磁化の向
きに対して安定な向き（層間に磁壁が生じない向き）と
なる。ここではＰタイプであるので、状態５が再現する
。温度は更に低下し、それに従い、状態３が生じ、次い
で状態１のビットが生じる。このプロセスは低温サイク
ルの別の例である。

【００７４】 −−−−−−−高温サイクル−−−−−−−−状態１及
び状態２のビットにレーザービームを照射して温度を上
昇させると、既述のように状態５を経て状態６に至る。 更に温度が上昇すると、Ｗ層の保磁力は非常に低下する
。そのため、記録磁界Ｈｂ　↓によって磁化が反転する
。これが状態８である。

【００７５】ここで、レーザービームの照射が止むか又
は照射位置から遠ざかると、媒体温度は低下を始める。 やがて媒体温度はＭ層のキュリー点より少し下になる。 そうすると、Ｍ層に磁化が現れる。この磁化の向きは、
Ｗ層からの交換結合力を介した作用を受け、Ｗ層の磁化
の向きに対して安定な向き（層間に磁壁が生じない向き
）となる。ここではＰタイプであるので、状態９が出現
する。

【００７６】温度が更に低下すると、Ｓ層に磁化が現れ
、その結果、Ｗ層とＩ層とは磁気的に（交換結合力で）
結合される。その結果、Ｗ層の磁化の向きは、Ｉ層の磁
化の向きに対して安定な向き（層間に磁壁が生じない向
き）となる。ここではＰタイプであるので、Ｗ層の磁化
は「Ａ向き」に反転し、その結果、Ｍ層とＷ層との間に
は界面磁壁が生じる。この状態が室温でも維持され、状
態２のビットが生成する。

【００７７】これが高温サイクルである。なお、記録磁
界Ｈｂ　↓によって状態８が出現した後、更に温度が上
昇すると、やがて温度はＷ層のキュリー点を越える。そ
うすると、状態７が出現する。ここで、レーザービーム
の照射が止むか又は照射位置から遠ざかると、媒体温度
は低下を始める。やがて媒体温度はＷ層のキュリー点よ
り少し下になる。そうすると、Ｗ層に磁化が現れる。こ
の磁化の向きは、記録磁界Ｈｂ　↓の向きに従う。その
結果、状態８が出現する。

【００７８】更に温度が低下すると、状態９を経て状態
２のビットが形成される。このプロセスは高温サイクル
の別の例である。 −−−−−−オーバーライト−−−−−−−以上の通り
、前の記録状態に無関係に、低温サイクルでＭ層に状態
１のビット（Ｂ１）が形成され、高温サイクルで　　Ｍ
層に状態２のビット（Ｂ０）が形成される。従って、オ
ーバーライトが可能となる。〔マーク長記録方式〕光磁
気記録の記録方式は、大別すると、ピットポジション記
録方式とマーク長記録方式に分けられる。

【００７９】このうち、マーク長記録方式は、０、１の
２値符号のうち、形成するマークの初端と末端を１に対
応させ、その１と１との間を０に対応させると共にマー
クとマークとの間も０に対応させる（但し、マークとマ
ークとの間の０の個数は、例えば、２以上７以下と言う
制限を持たせる）ことにより、２値化情報を記録するも
のである。図１（１）〜（３）の例示を参照されたい。

【００８０】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述の
ような少なくともＭ層とＷ層を有するオーバーライト可
能な光磁気記録媒体に対して、マーク長記録方式で記録
することを試みた。その結果、４５ｄＢ以上と言う通常
のＣ／Ｎ比を所望した場合、低温サイクルを引き起こす
レーザーパワーＰＬ　と高温サイクルを引き起こすレー
ザーパワーＰＨ　が、極めて狭い所定値に限定されてし
まうことが判明した。

【００８１】そのため、記録に使用する光磁気記録装置
は、ＰＬ　とＰＨ　を決めるレーザーの制御について、
極めて精密さ・正確さが要求され、そのため、高度で高
価な制御回路が必要になるという第１の問題点が生じた
。当然にＰＬ　、ＰＨ　は、周囲の温度条件でも変えな
ければならない。逆に言えば、高度で高価な制御回路を
持たない光磁気記録装置を使用する場合を考えると、媒
体の個体間での記録感度（ＰＬ　、ＰＨ　に対するもの
）のバラツキが許容される範囲が狭く、良品率が低下す
ると言う第２の問題点をもらたす。

【００８２】その外、レーザーの制御について、極めて
精密さ・正確さが要求されることから、光磁気記録装置
の不良品の発生率が増加し、生産性が低下するという第
２の問題点が生じた。これらの第１〜第３の問題点に起
因して多くの派生的な問題点が生まれることは、言うま
でもないだろう。

【００８３】本発明の目的は、オーバーライト可能な媒
体に対して、マーク長記録方式で記録する場合、これら
の第１、第２の問題点及びそこから派生する多くの問題
点を解決することにある。

【００８４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、マーク長記録方式で記録された情報を有するオ
ーバーライト可能な光磁気記録媒体に対し、通常の磁気
光学的な再生方法ではなく、最近、非オーバーライト可
能な光磁気記録媒体に対し提案された「分割エッジ検出
方式」を用いて再生すると、前記第１〜第３の問題点が
解決されることを見出し、本発明を成すに至った。

【００８５】よって、本発明は、「少なくともメモリー
層と『記録層』を有するオーバーライト可能な光磁気記
録媒体であって、マーク長記録方式で情報が記録されて
いる媒体に対して、レーザービームを用いて磁気光学的
に再生する方法において、分割エッジ検出方式を採用し
たことを特徴とする方法」を提供する。

【００８６】

【作用】光磁気記録は、レーザービームを使用してマー
クを形成するものの、マークの形成原理は熱（ヒート）
モードであるので、レーザービームで加熱された個所は
熱が拡散するので、形成されるマークは、長めになるこ
とがある。例えば、記録すべき２値化情報を、標準状態
で説明するために、図１の（１）に示すように１０００
１０００１０００１０００１・・・・とすると、レーザ
ーの駆動信号は（２）で表される。その結果、理想的に
は、（３）にハッチングで示すマークが形成されるはず
である。しかし、実際には熱拡散があるので（４）に示
すような長めのマークが形成されてしまう。そのため、
通常の方法で磁気光学的に再生すると、（６）に示すよ
うな信号が再生される。これをそのまま２値化すると、
１００００１０１０００００１０１００００１０１・・
・・と言う情報が再生される。これは記録した２値化情
報と一致しない。 〔分割エッジ検出方式の説明〕この方式は、図１の（６
）に示す生の再生信号をそのまま２値化せずに、ある処
理をするのである。最初に再生信号を微分して（７）に
示す信号を作る。次にこの信号を正側（プラス）と負側
（マイナス）との分割し、（８）と（９）に示す信号を
得る。それぞれの信号について個別に２値化する。（８
）の信号を２値化したものが（１０）で、（９）の信号
を２値化したものが（１１）である。

【００８７】次に所定のルールに従い、両者を合成する
。ここでは、単に合成すると、マークとマークとの間が
１個の「０」になるので、記録すべき情報に従い、必ず
３個の「０」が入るように合成することにする。つまり
、（１０）と（１１）を符号２個分だけ時間的にずらし
て合成する。そうすると、（１２）に示す２値化情報が
得られる。これは、元の記録すべき２値化情報と一致す
る。

【００８８】この分割エッジ検出方式は、非オーバーラ
イト可能な光磁気記録媒体の磁気光学的な再生方法とし
て、最近提案されたもので、例えば、１９９０年電子情
報通信学会秋季全国大会・講演要旨集第４−３８７頁（
ＳＣ−３−２）、同第４−３６５頁（Ｃ−３２３）、同
第４−３６６頁（Ｃ−３２４）、同第４−４８３頁（Ｃ
−４２８）、同第４−４８４頁（Ｃ−４２９）、１９８
８年１０月１５日発行のＡＰＰＬＩＥＤ　　ＯＰＴＩＣ
Ｓ　　Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．２０　　第４２７４頁など
を参照されたい。ところで、図１８で説明すると、低温
サイクルを引き起こすレーザーパワーＰＬ　は、当然の
ことながら高温サイクルを引き起こすレーザーパワーＰ
Ｈ　より低くなければならないので、図１８のＡ領域は
使用できない範囲である。

【００８９】また、高温サイクルでマークを形成し、　
　低温サイクルで前のマークを消去する。この場合、温
度が高い方が温度拡散の影響も高いことから、ＰＨ　を
高くすると太いマークが形成される。従って、仮にこの
マークを消去するとき、ＰＬ　が異常に低いと、ビーム
スポットの中心付近だけで低温サイクルが起き、中心か
ら離れた傍ら付近では低温サイクルが起きない。従って
、ＰＬ　がＰＨ　に比べて相対的に低すぎる図１８のＢ
領域もまた使用できない範囲である。

【００９０】オーバーライト可能な媒体で、記録レーザ
ーパワーの高レベルＰＨ　と低レベルＰＬ　に対し、実
用上不可欠な設定余裕を持たせて、オーバーライトを繰
り返すとき、使用するＰＬ　の最小値ＰＬｍｉｎ　でも
予め書き込まれたマークの完全消去を保証しなければな
らない。つまり、使用するＰＨ　の最大値ＰＨ　ｍａｘ
　を定め、書き込むマークの最大太さを制限する必要が
ある。

【００９１】こうして決定されたＰＬ　とＰＨ　の使用
可能な範囲内で、ＰＬ　とＰＨ　を具体的に決定し、情
報を記録することになる。しかし、その範囲内でもＰＬ
　とＰＨ　をどう選択するかで、再生した場合、Ｃ／Ｎ
比は変わる。 図１８の等高線は、このＣ／Ｎ比を実用的な範囲内で所
定間隔で示したものである。例えば、１つの曲線は、Ｃ
／Ｎ比＝４６ｄＢを示す。

【００９２】分割エッジ検出方式ではない従来の再生方
法で、このマーク長記録方式で記録された情報を有する
オーバーライト可能な光磁気記録媒体から　　情報を再
生すると、ＰＬ　とＰＨ　使用できる範囲は、線状のＤ
領域だけであった。ところが、本発明の特徴とする分割
エッジ検出方式による再生方法を実施すると、実用的な
Ｃ／Ｎ比の範囲内で、ＰＬ　とＰＨ　の使用可能な範囲
は、図１８の略半円状のＣ領域（横線ハッチングあり）
に広がることが判明した。この場合、ＰＨ　ｍａｘ　の
設定は、仮にＣ／Ｎ比＝４６ｄＢ以上を希望するならば
、図１８において４６ｄＢの曲線がＰＬ　＝α・ＰＨ　
を示す斜線と交わる２つの交点で区切られた前記斜線上
の線分のどこに設定しても自由である。しかし、仮に４
６ｄＢ以上のＣ／Ｎ比を希望した場合、次の観点（１）
、（２）で設定することが好ましい。（１）Ｃ領域の単
純に面積が最大となるように、ＰＨ　ｍａｘ　を設定す
る。そうすると、　　ＰＬ　、ＰＨ　のマージンが広く
なるからである。（２）Ｃ領域のほぼ中央に点（Ｏ）を
仮定し、この点ＯのＰＬ　の値をＰＬＯ、この点ＯのＰ
Ｈ　の値をＰＨＯとする。そして、点Ｏを通る縦軸に平
行な線上でのＣ領域内のＰＬ　の最大値、最小値をＰＬ
Ｏ＝ＰＬＯ±Ｌ％で表し、点Ｏを通る横軸に平行な線上
でのＣ領域内のＰＨ　の最大値、最小値をＰＨＯ＝ＰＨ
Ｏ±Ｈ％で表す。このとき、Ｈ×Ｌの積が最大となるよ
うに、ＰＨ　ｍａｘ　を設定する。そうすると、ＰＬ　
、ＰＨ　のマージンが広くなるからである。以下、実施
例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに
限定されるものではない。

【００９３】

【実施例】

【００９４】

【分割エッジ検出再生回路の説明】（１）図１９に示す
ように、生の再生信号を、立ち上がりエッジ検出回路と
立ち下がりエッジ検出回路に導き、立ち上がりエッジ検
出と立ち下がりエッジ検出を行なう。 （２）エッジ検出の出力信号を、それぞれクロック再生
回路に導き、再生データと再生クロック信号に分離する
。 （３）ユーザーデータの開始点を示す同期マーク検出信
号によりセットされ、ユーザーデータの終点を示すデー
タエンド検出信号によりリセットされるフリップフロッ
プの出力により、ＦＩＦＯのＳＨＩＦＴ・ＩＮ信号にゲ
ートをかける。このことによりＦＩＦＯには、ユーザー
データのみが読み込まれることになる。

【００９５】この部分の回路は、立ち上がりエッジ用（
図２０）と　　立ち下がりエッジ用（図２１）に同様の
回路が２つ用意される。 （４）ＦＩＦＯの出力信号を、図２３に示すタンミング
により、切り換え手段で合成すると合成データ（１０１
）　が得られる。

【００９６】

【用意したもの】（１）基本発明にかかるオーバーライ
ト可能な光磁気記録媒体（直径１３０ｍｍ）（２）光磁
気記録媒体（ディスク）評価用ドライブ装置（３）タイ
ムインターバルアナライザ （４）上記の分割エッジ検出（再生）回路（５）従来技
術にかかる両端エッジ検出（再生）回路

【００９７】

【記録例】前記ディスクを前記ドライブ装置にセットし
、半径６０ｍｍの位置が線速度Ｖ＝２２．６　　ｍ／ｓ
ｅｃ　となるように回転させた。記録変調方式として、
２−７ＲＬＬマークエッジ記録を想定し、クロック周期
Ｔｃ　＝１２．１ｎｓｅｃとした。記録に用いた標準情
報は、図２４に示す繰り返し信号（デューティ比５０：
５０）である。

【００９８】前記ディスクの半径６０ｍｍの位置に、図
２５に示すようにＰＨ　ｍａｘ　＝１８　ｍＷが設定さ
れた（ＰＨ　、ＰＬ　）のパワー設定範囲（即ち、ＰＨ
　＝１２〜１８　ｍＷ、ＰＬ　＝４〜１０　ｍＷ）　内
でレーザを点灯して、複数回オーバーライトを繰り返し
、最後に図２６に示す各点のＰＨ　、ＰＬ　を用いてオ
ーバーライトした。このとき、理想的には、マーク長０
．８１μｍのマークが形成されたはずである。

【００９９】

【再生例】上述の記録例で記録したディスクを記録時と
同一の速度で回転させながら、半径６０ｍｍの位置に再
生レーザパワー１　ｍＷを照射して再生した。再生され
た生の再生信号は、上述の分割エッジ検出回路を通して
出力させ、出力信号のタイミングジッターＴｊ　をタイ
ムインターバルアナライザで測定した。

【０１００】この結果、Ｔｊ　／Ｔｃ　≦０．５　とな
った記録マークを○印で表し、Ｔｊ　／Ｔｃ　＞０．５
　となった記録マークを×印で表し、図２６に示す。

【０１０１】

【比較例】上述の記録例で記録したディスクを記録時と
同一の速度で回転させながら、半径６０ｍｍの位置に再
生レーザパワー１　ｍＷを照射して再生した。再生され
た生の再生信号は、従来の両端エッジ検出（再生）回路
を通して出力させ、出力信号のタイミングジッターＴｊ
　をタイムインターバルアナライザで測定した。

【０１０２】この結果、Ｔｊ　／Ｔｃ　≦０．５　とな
った記録マークを○印で表し、Ｔｊ　／Ｔｃ　＞０．５
　となった記録マークを×印で表し、図２７に示す。

【０１０３】

【考察】Ｔｃ　−Ｔｊ　はウインドマージンと一般に呼
ばれ、Ｔｃ　−Ｔｊ　がＴｃ　の５０％程度以上あるこ
とが、光記録媒体が製品として安定に供給される１つの
目安となっている。図２６と図２７を比べると、分割エ
ッジ検出方式を用いた実施例の方が比較例に比べて、Ｐ
Ｌ　、ＰＨ　のマージンが広いことが理解されよう。図
２６、図２７で　　ＰＬ　＝４．０ｍＷの水平ラインに
×印が並ぶのは、ＰＬ　がＰＨ　＝１８　ｍＷで書き込
まれたマークの完全消去に必要なパワーに達しないため
である。また、図２６、図２７でＰＨ　＝１３　ｍＷ、
ＰＬ　＝９．０　　ｍＷにＣ／Ｎ比仕様値を満足してい
ないにもかかわらず、○印が現れるのは、マーク長が最
適化されていることが原因である。

【０１０４】

【発明の効果】以上の通り、マーク長記録方式で情報が
記録されているオーバーライト可能な光磁気記録媒体に
対して、本発明に従い、分割エッジ検出（再生）方式に
より再生すると、ＰＬ　、ＰＨ　の使用可能な範囲（パ
ワーマージン）が広がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、分割エッジ検出方式を説明するタイミング
チャートである。

【図２】は、光磁気記録方式の記録原理を説明する概念
図である。

【図３】は、光磁気記録方式の再生原理を説明する概念
図である。

【図４】は、基本発明に従いオーバーライトする場合の
レーザービームの波形図である。

【図５】は、基本発明に従い２本のビームでオーバーラ
イトする場合のレーザービームの波形図である。

【図６】は、オーバーライト可能な光磁気記録媒体のＭ
層、Ｗ層について保磁力と温度との関係を示すグラフで
ある。

【図７】は、Ｍ層とＷ層の磁化の向きを示す概念図であ
る。

【図８】は、Ｍ層とＷ層の磁化の向きの変化を示す説明
図である。

【図９】は、Ｐタイプ媒体、Ａタイプ媒体について、低
温サイクル、高温サイクルの結果、Ｍ層とＷ層の磁化の
向きがどう変化するかを示す説明図である。いずれも室
温での状態を示す。

【図１０】は、Ｍ層とＷ層の磁化の向きの変化を示す説
明図である。

【図１１】は、希土類（ＲＥ）原子の副格子磁化を示す
ベクトル（実線の矢）と遷移金属（ＴＭ）原子の副格子
磁化を示すベクトル（点線の矢）とを比較するための説
明図である。

【図１２】は、副格子磁化のベクトルと合金の磁化の向
きを示すベクトル（白抜き矢）との関係を示す説明図で
ある。

【図１３】は、Ｍ層とＷ層について、それぞれＲＥリッ
チ、ＴＭリッチに分けた場合、オーバーライト可能な媒
体が４つの分類（１象限〜４象限）に分けられることを
説明する説明図である。

【図１４】は、基本発明の媒体を種々の観点から分類す
ると、結局、クラス１〜クラス９の９のクラスに分類さ
れることを説明する説明図である。

【図１５】は、オーバーライト可能な光磁気記録媒体Ｎ
ｏ．　８−２のＭ層、Ｗ層について保磁力と温度との関
係を示すグラフである。

【図１６】は、媒体Ｎｏ．　８−２の媒体について、低
温サイクルと高温サイクルの結果、Ｍ層とＷ層の磁化の
向きがどう変化するかを示す概念図である。

【図１７】は、利用発明にかかる４層膜構造のオーバー
ライト可能な光磁気記録媒体について、そのオーバーラ
イト原理を説明する説明図である。

【図１８】は、ＰＬ　、ＰＨ　の使用可能な範囲（パワ
ーマージン）が拡大することを説明するグラフである。

【図１９】は、分割エッジ検出（再生）回路の一例を示
すブロック図である。

【図２０】は、図１９の部分図である。

【図２１】は、図１９の部分図である。

【図２２】は、図２０、図２１の部分図である。

【図２３】は、タンミングチャートである。

【図２４】は、標準情報の波形図である。

【図２５】は、ＰＬ　、ＰＨ　の使用可能な範囲（パワ
ーマージン）が拡大することを説明するグラフである。

【図２６】は、各種ＰＬ　、ＰＨ　で記録したとき、実
施例での再生結果を示すグラフである。

【図２７】は、各種ＰＬ　、ＰＨ　で記録したとき、比
較例での再生結果を示すグラフである。

【主要部分の符号の説明】

Ｌ………レーザービーム Ｌｐ　……直線偏光 Ｂ１　……「Ａ向き」磁化を有するビットＢ０　……「
逆Ａ向き」磁化を有するビットＭＯ……　　垂直磁化膜 Ｓ………基板 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともメモリー層と『記録層』を有す
   るオーバーライト可能な光磁気記録媒体であって、マー
   ク長記録方式で情報が記録されている媒体に対して、レ
   ーザービームを用いて磁気光学的に再生する方法におい
   て、分割エッジ検出方式を採用したことを特徴とする方
   法。