JPH05290420A

JPH05290420A - 光磁気ディスクとその記録再生方法及び装置

Info

Publication number: JPH05290420A
Application number: JP4083596A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Kirino; 文良桐野; Fumio Kugiya; 文雄釘屋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1992-04-06
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ光と外部印加磁界を用いて情報の記録／
再生／消去を行う光磁気ディスクにおいて、記録密度の
向上を図るとともに使い勝手の良いディスクとすること
を図る。【構成】情報記録膜が、垂直磁気異方性を有すると共に
磁気光学効果を示す磁性材料よりなり、かつ、あらかじ
め情報を不揮発性に記録しておくＲＯＭ領域とユーザが
情報を書換え可能に記録するＲＡＭ領域とよりなり、Ｒ
ＯＭ領域では、磁化容易軸の向きを記録膜面に平行に変
化させて情報を記録し、この向きの違いによる磁気光学
効果の違いを検出して情報を再生し、ＲＡＭ領域では、
磁化の向きを反転させることで情報を記録し、この磁化
の向きの正転、反転の違いによる磁気光学効果の違い、
例えば偏光面の回転方向の違い、を検出することで情報
を再生する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光と外部印加磁
界を用いて記録／再生／消去を行う光磁気ディスクとそ
の記録再生方法及び装置に係り、特に、記録密度の向上
を図るとともに使い勝手を向上させる手法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にともない
高密度でしかも大容量なファイルメモリへのニーズが高
まっている。その中で、これに応えるメモリとして光記
録が注目されている。光記録は、レーザディスクやコン
パクトディスクに代表される再生専用型、一度だけ情報
の記録が可能な追記型、そして、何回も書換えが可能な
書換え型などの種類がある。これらの各種の光記録はそ
れぞれの持つ特徴を生かした用途に用いられている。こ
の中で、書換え型の光記録として光磁気記録が最近実用
化された。そして、現在では光磁気記録の性能向上に向
けて、多くの研究機関で開発が進められている。これら
の開発目標の中の一つに、記録密度をさらに向上させる
と共に、より使い勝手の良いシステムとすることがあ
る。その中で、高密度記録を実現するために、波長の短
いレーザ光を用いて記録や再生に用いることが最も有望
視されている。この点に関する公知な例として、特開平
１−２５１３５６をあげることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では高
密度光記録実現のための手法として、１）記録材料を選
択する、２）トラックピッチを詰めることにより記録密
度を向上させる、３）ピットエッジ記録方式を用いる、
などにより高密度記録を実現することが示されていた。
しかし、いずれもトラックピッチを詰めるなど物理的な
手法による記録密度の向上には限界があった。また、光
ディスクの使い勝手の向上を図ることはできなかった。

【０００４】本発明の目的は、超高密度光記録を可能と
すると共に、使い勝手の良い光磁気ディスクとその記録
再生方法及び装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
目的を達成するために、レーザ光と磁界を用いてディジ
タル情報の記録再生を行う光磁気ディスクにおいて、情
報記録膜が、垂直磁気異方性を有するとともに磁気光学
効果を示す磁性材料により形成され、かつ、あらかじめ
情報が記録してあるＲＯＭ領域とユーザが情報を書換え
可能に記録するＲＡＭ領域の２つの領域よりなり、この
情報記録膜の磁気特性の変化と磁気光学特性の違いによ
り情報の記録と再生を行う光磁気ディスクとする。

【０００６】特に、上記磁気特性の変化と磁気光学特性
の違いによる情報の記録・再生において、ＲＯＭ領域で
は、記録ビット位置の磁化容易軸の向きを記録膜面に対
して垂直方向から平行方向に変化させることで情報の記
録を行い、この磁化容易軸の向きの違いによる磁気光学
効果により生じる偏光面の回転の有無を検出することに
より情報の再生を行い、ＲＡＭ領域では、記録ビット位
置の磁化の向きを逆向きに変化させることで情報の記録
を行い、この磁化の向きの違いにより磁気光学効果によ
り生じる偏光面の回転方向の違いを検出することにより
情報の再生を行う記録・再生方法とする。

【０００７】本発明による光磁気ディスクおよびその情
報の記録再生方法について、さらに具体的に説明する。
まず、本発明の使い勝手の良い光磁気ディスクとする目
的は、光記録媒体が、ユーザが記録する書換え可能なＲ
ＡＭ領域と、あらかじめ所定の情報を記録しておく書換
え不能のＲＯＭ領域の二つの部分からなることにより達
成される。記録材料として垂直磁気異方性を有するとと
もに磁気光学効果を示す磁性材料を用い、情報を記録す
る場合、ＲＡＭ領域では磁化容易軸の向きを逆転させる
ことにより記録（磁化容易軸の向きが基板に対して垂直
上向きもしくは下向き、磁石のＮ極が上もしくは下によ
り記録する）を行い、Kerr効果やFaradey効果等の磁気
光学的性質により再生する。すなわち、偏光面の回転の
向きの違いを検出することにより行う。また、ＲＯＭ領
域については熱作用による磁気特性の変質を用いて記録
を行い、Kerr効果やFaradey効果等の磁気光学的性質の
差を検出することにより再生する。すなわち、磁気特性
の変化として磁化容易軸の向きを記録膜面に対して垂直
方向から平行方向に変化させ、垂直磁気異方性を有する
部分と面内磁化膜の部分を設けることにより記録を行
い、その２つの部分の磁気光学効果の違い、すなわちKe
rr効果やFaradey効果の有無により再生する。この磁化
容易軸を変化させる方法として、垂直磁気異方性を有す
る磁性材料の所望の記録ビット位置にエネルギーを照射
し、その照射部分の原子を再配列させればよい。その結
果、生じる磁気特性の変化は、垂直磁気異方性エネルギ
ーの変化である。このようにして記録した情報は、書換
えることはできない。また、あらかじめ記録しておく情
報として、ディスクコントロール情報、システム情報、
ソフト情報などある。ディスクコントロール情報とは、
再生に用いるクロック情報、情報を記録した位置を示す
アドレス情報、ディスクの欠陥位置を示す情報、ディス
クの種類や記録や再生などに必要な条件に関する情報な
どを指す。システム情報とは、コンピュータやパソコン
等のシステムに関する情報である。また、ソフト情報と
は、音楽、ゲーム、各種情報処理等に関する情報であ
る。

【０００８】

【作用】光磁気ディスクの情報記録膜が、ユーザが書換
え可能に記録するＲＡＭ領域と、ディスクコントロール
情報やシステム情報等をあらかじめ不揮発状に記録して
おくＲＯＭ領域との２つから成る構成であるので、ディ
スクの使い勝手が向上する。特に、繰返し用いるソフト
情報をＲＯＭ領域に記録しておくことにより、効果はよ
り大きくなる。次に、情報の記録密度に関して、従来の
光ディスクは物理的に形成される凹凸状のピットによる
手法であったので、ピットトラック間の間隔及び記録ビ
ット間の間隔のいずれにおいても詰められる寸法に物理
的な限界があったが、本発明は、垂直磁気異方性かつ磁
気光学効果を示す磁性材料を情報記録膜に用い、この記
録膜の磁気特性を変化させることで情報を記録する構成
であるので、従来手法の持つ限界を越えて微細寸法の記
録ビットの形成が可能になり、高密度記録の目的を達成
できる。特に、ＲＯＭ領域での情報記録は、記録ビット
位置にエネルギーを照射し、この照射部分の原子を再配
列させ、磁化容易軸の向きを記録面に対して平行方向と
する構成であるので、波長の短いレーザ光や、電子線や
Ｘ線の使用が可能となり、超高密度の情報記録を実現す
ることができる。

【０００９】

【実施例】

実施例１本実施例において作製した光ディスクの断面構造を示す
模式図を図１に示す。ディスクの作製は、スパッタ法に
より真空を破ることなく連続積層した。記録再生に用い
るレーザ光に対して透光性を有する平坦なディスク基板
１上に、窒化シリコン層２を６５０Åの膜厚に形成し
た。この膜厚は再生に用いるレーザ光に応じて変化させ
る。この膜は再生光により多量干渉を生じ、磁気光学効
果が高められる。ターゲットに純Ｓｉを用い、放電ガス
としてＡｒ／Ｎ₂（＝９０／１０）を使用した。放電時
のガスの圧力を１０ｍＴｏｒｒとし、投入電力密度を
６．６Ｗ／ｃｍ²にてスパッタした。次に、情報記録層
３として膜組成がＴｂ₂₄Ｆｅ₅₇Ｃｏ₁₆Ｎｂ₃となるよう
にターゲットを調整し、２５０Åの膜厚に形成した。タ
ーゲットにＴｂＦｅＣｏＮｂ合金を用い、放電ガスに純
Ａｒを使用してスパッタをした。放電時のガスの圧力を
５ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力密度を４．２Ｗ／ｃｍ²に
てスパッタした。再び、窒化シリコン層４を６５０Åの
膜厚に形成した。作製条件は先の窒化シリコン層２と同
様である。そして、最後に、金属反射膜５として膜組成
がＡｌ₇₀Ｔｉ₃₀となるようにターゲットを調整し、３０
０Åの膜厚に形成した。ターゲットにＡｌＴｉ合金を用
い、放電ガスに純Ａｒを使用してスパッタをした。放電
時のガスの圧力は１５ｍＴｏｒｒ、投入ＲＦ電力密度は
３．２Ｗ／ｃｍ²である。

【００１０】このようにして作製したディスクのＲＯＭ
領域にクロック信号や基準信号等のヘッダー信号及び情
報の位置決めをするためのガイドトラックを形成した。
すなわち、１５ｍＷのパワーのＨｅ−Ｎｅレーザ光を記
録膜に照射し、この照射部の磁化容易軸の向きを記録膜
面に対して垂直方向から平行方向に変える。その際、磁
化容易軸の向きが垂直方向のままの部分と平行方向に変
った部分との磁気光学効果（この場合はKerr効果及びFa
radey効果の両方を利用）の違いを検出しながらディス
クにおける情報の記録位置をコントロールする。この他
に、ＲＯＭ領域に記録する情報として、パソコンのシス
テム情報等をあらかじめ記録した。これらの情報はセク
タ毎に記録しても、ディスクの中周や内周等の一定の領
域に記録しても良い。これにユーザが、自ら作成したプ
ログラムや各種のデータをディスクのＲＡＭ領域に記録
することにより、使い勝手を向上させることが出来る。
これらのＲＯＭ領域及びＲＡＭ領域に記録した情報を再
生したところ、エラーなく再生することが出来た。ま
た、ＲＯＭ領域に記録してあるシステム情報によりシス
テムを制御できるとともに、データのやり取りが行な
え、かつＲＡＭ領域のユーザが作成したデータを保存で
き使い勝手を向上させることができた。もちろんこのＲ
ＡＭ領域の情報は書換えも可能である。このＲＯＭ領域
の情報の再生にはKerr効果及びFaradey効果の違いを検
出することにより行うことができた。磁気光学効果の検
出には直線偏光したレーザ光を記録膜に照射し、反射し
てきた光の偏光面の回転の有無を検出することにより情
報を再生した。この場合、ガイドトラックの間隔を短く
したり、波長の短いレーザ光を用いたり、更に記録ビッ
ト間隔を短くしたり、ビットエッジ記録を行ったりする
ことにより更に高密度な記録を行うことができる。これ
らの手法を組合せることにより更に記録密度が高まるこ
とは言うまでもない。

【００１１】本発明の効果は、光磁気ディスクの構造や
用いた各層の材料、更には起動する装置やレーザ光の波
長などに依存するものではない。用いた材料や構造は一
例で、これらにより本発明の効果は左右されるものでは
ない。

【００１２】実施例２本実施例において作製した光ディスクの断面構造を示す
模式図を図２に示す。ここではＲＯＭ領域の記録膜にガ
イドトラック及びディスクコントロール情報を記録した
ディスクの場合である。ディスクの作製は以下に述べる
手法で行った。すなわち、プラスチック或いはガラスの
基板を用い、その基板１上に窒化シリコン層２、情報記
録層３、そして再び窒化シリコン層４の三層を連続積層
した。その時のスパッタ条件は、膜厚をそれぞれ７５０
Å、１０００Å、１０００Åとした他は実施例１と同様
である。

【００１３】このようにして作製したディスクに、ハイ
パワーのレーザ光を照射して記録膜の一部の磁性膜の磁
気特性、特に垂直磁気異方性エネルギーを減少させるこ
とにより、ガイドトラックを形成した。それとともに、
同様の手法によりシステム情報をあらかじめ記録してお
いた。この光ディスク駆動装置をパーソナルコンピュー
タに接続した。そして、コンピュータの起動時に光ディ
スクよりシステム情報を取り入れ起動できた。これは、
ＲＯＭ領域に記録された情報をエラーなく再生できるこ
とを示している。ここで、情報はディスクのある決まっ
た位置に記録しても、またセクタ毎に記録してもよい。
この他、あらかじめ集計表の罫線を記録しておき、これ
にユーザがデータを追加記録することにより、さらなる
使い勝手を向上させることができる。

【００１４】実施例３図３に、本発明の第３の実施例として、光磁気ディスク
記録再生装置の構成図を示す。図３において、１１は光
磁気ディスク、１２はディスク保持具、１３はディスク
の回転駆動源である駆動モータを示す。本実施例はユー
ザが使用する記録再生装置を示すので、光磁気ディスク
１１のＲＯＭ領域には、すでにディスクコントロール情
報やシステム情報、ソフト情報などが記録されている。
１４は記録・再生系で、絞り込みレンズ１４ａ、ミラー
１４ｂ、ハーフミラー１４ｃにより構成されている。１
５はレーザ源、１６は偏光板である。１７は検出系で、
シリンドリカルレンズ１７ａ、検光子１７ｂ、制御信号
検出用のホトダイオード１７ｃ、光磁気効果検出用のホ
トダイオード１７ｄにより構成されている。１８は電磁
石でユーザがＲＡＭ領域に情報を記録する際の外部印加
磁界を形成するためのもの、１７は制御信号発生回路
で、記録・再生系１４、レーザ源１５、電磁石１８に制
御信号を送る。

【００１５】このような構成を備えた記録再生装置とす
ることにより、ＲＡＭ領域への情報記録は電磁石１８に
より記録ビット位置の磁化の向きを逆転させることによ
り行うことができ、また、ＲＯＭ領域及びＲＡＭ領域に
記録された情報の再生は、記録ビット位置の磁気光学効
果の違いをホトダイオード１７ｄで検出することで行う
ことが可能となる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、光ディスクの使い勝手
を向上させることができるとともに、高密度記録を実現
することができ、これにより、光ディスクの用途を更に
広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の断面構造を示す模式
図。

【図２】本発明の第２の実施例の断面構造を示す模式
図。

【図３】本発明の第３の実施例を示す光磁気ディスク装
置の構成図。

【符号の説明】

１…ディスク基板２、４…窒化シリコン層３…情報記録膜５…金属反射膜１１…光磁気ディスク１２…ディスク保持具１３…駆動モータ１４…記録再生系１５…レーザ源１６…偏光板１７…検出系１８……電磁石１９…制御信号発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光と磁界を用いてディジタル情報の
記録再生を行う光磁気ディスクにおいて、情報記録膜
が、垂直磁気異方性を有するとともに磁気光学効果を示
す磁性材料により形成され、かつ、あらかじめ情報が記
録してあるＲＯＭ領域とユーザが情報を書換え可能に記
録するＲＡＭ領域の２つの領域よりなり、この情報記録
膜の磁気特性の変化と磁気光学特性の違いにより情報の
記録と再生を行うことを特徴とする光磁気ディスク。
【請求項２】請求項１記載の情報記録膜におけるＲＯＭ
領域への情報記録が、記録ビット位置での垂直磁気異方
性エネルギーを変化させることで行うものであることを
特徴とする光磁気ディスク。
【請求項３】請求項１または２記載の情報記録膜におけ
るＲＯＭ領域への情報記録が、記録ビット位置にレーザ
光を照射し、この照射部における磁化容易軸の向きを記
録膜面に対して垂直方向から平行方向に変化させること
で行うものであることを特徴とする光磁気ディスク。
【請求項４】請求項１または２記載の情報記録膜におけ
るＲＯＭ領域への情報記録が、記録ビット位置にエネル
ギーを照射し、この照射部の原子を再配列させることで
磁化容易軸の向きを記録膜面に対して垂直方向から平行
方向に変化させるものであることを特徴とする光磁気デ
ィスク。
【請求項５】請求項１記載の情報記録膜におけるＲＯＭ
領域とＲＡＭ領域は、ディスクのセクター毎、あるいは
ディスクの内周部または中周部または外周部の一定の位
置に設定されていることを特徴とする光磁気ディスク。
【請求項６】請求項１記載の情報記録膜におけるＲＯＭ
領域に記録してある情報は、ディスクコントロール情
報、システム情報、ソフト情報のいずれか、あるいはそ
れらを組み合せた情報であることを特徴とする光磁気デ
ィスク。
【請求項７】請求項３または４記載の磁化容易軸の向き
を記録膜面に対して垂直方向から平行方向に変化させる
ことで行う前記ＲＯＭ領域への情報は、ＲＯＭ領域に形
成された位置決め用のガイドトラックに沿って記録され
ていることを特徴とする光磁気ディスク。
【請求項８】請求項７記載のガイドトラックは、ディス
クの中心に対して同心円状あるいはスパイラル状に形成
されていることを特徴とする光磁気ディスク。
【請求項９】請求項７または８記載のＲＯＭ領域に記録
された情報の位置決めを行うのに、磁化容易軸の向きが
記録膜面に垂直か平行かの違いにより生じる磁気光学効
果の違いを検出することにより行うことを特徴とする光
磁気ディスク。
【請求項１０】請求項１記載の光磁気ディスクにおける
情報の記録再生方法において、前記ＲＯＭ領域では、記
録ビット位置の磁化容易軸の向きを記録膜面に対して平
行方向とすることで情報の記録を行い、この磁化容易軸
の向きの違いにより磁気光学効果により生じる偏光面の
回転の有無を検出することにより情報の再生を行うこと
を特徴とする光磁気ディスクの記録再生方法。
【請求項１１】請求項１記載の光磁気ディスクにおける
情報の記録再生方法において、前記ＲＡＭ領域では、記
録ビット位置の磁化の向きを逆向きに変化させることで
情報の記録を行い、この磁化の向きの違いにより磁気光
学効果により生じる偏光面の回転方向の違いを検出する
ことにより情報の再生を行うことを特徴とする光磁気デ
ィスクの記録再生方法。
【請求項１２】請求項１〜９のいずれかに記載の光磁気
ディスク（１１）と、その回転駆動系（１２、１３）
と、レーザ源（１５）と、偏光板（１６）を通過した後
のレーザ光を絞ってスポットとしてディスクの所定位置
に照射する記録再生系（１４）と、ディスクから反射し
て再び上記記録再生系（１４）を通過してきた光を検知
して上記スポット照射位置での磁気光学効果の違いを検
出する検出系（１７）と、ユーザがＲＡＭ領域に情報を
記録するための磁界印加手段（１８）と、上記記録再生
系（１４）及び磁界印加手段（１８）に対する制御信号
を作成して出力する制御信号発生手段（１９）とを少な
くとも備えてなる光磁気ディスク記録再生装置。