JPH07296435A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPH07296435A
JPH07296435A JP8962594A JP8962594A JPH07296435A JP H07296435 A JPH07296435 A JP H07296435A JP 8962594 A JP8962594 A JP 8962594A JP 8962594 A JP8962594 A JP 8962594A JP H07296435 A JPH07296435 A JP H07296435A
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JP
Japan
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magnetic field
layer
recording medium
magneto
ratio
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Takeshi Okada
岡田  健
Yoshihisa Saito
善久 斉藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 消去比を大きくした磁界変調記録用の光磁気
記録媒体を提供すること。 【構成】 複数の案内溝を有する基板上に、誘電体層、
磁性層および金属層を積層した光磁気記録媒体におい
て、磁界変調方式で記録再生を行い、再生された信号の
評価を直流磁界の方向と強度を変化させて信号のCN比
を検出し、CN比が0となる第1の方向の直流磁界(消
去磁界)と、CN比が飽和する第1の方向と反対の方向
の直流磁界(記録磁界)の和が、案内溝部において、そ
れ以外の平坦部より大きいことを特徴とする光磁気記録
媒体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録媒体、特
に、レーザー光により熱磁気的に記録を行い、磁気光学
効果を利用して情報の再生を行う光磁気記録媒体に関
し、特に良好な磁界変調記録が可能な光磁気記録媒体に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、書き換え可能な高密度記録媒体と
して、半導体レーザー光などの熱エネルギーを用いて、
磁性薄膜に磁区を書き込んで情報を記録し、磁気光学効
果を用いて、情報を読み出す光磁気記録媒体が注目され
ている。
【0003】光磁気記録媒体の記録方式には、常に弱い
直流外部磁界を印加し、信号の有無に応じてレーザー光
を照射する光変調方式と、常に一定の強度のレーザー光
を照射し、信号の有無に応じて外部磁界を反転させる磁
界変調方式とがある。光変調方式については、装置の構
成が比較的簡単で済むため早くから研究が行われてき
た。しかし、既に記録された部分に重ねて再記録を行う
オーバーライトが不可能であり、実際のドライブでは新
しい情報を書き込む前に磁化の向きを一定方向に揃える
ための消去動作が必要となる。その分だけ情報の書き換
え速度が遅くなるという欠点を有している。
【0004】一方の磁界変調方式は、装置構成がやや複
雑になるもののオーバーライトが可能でコンピュータ用
ハードディスクに匹敵する高速記録が可能なことから、
実用上の期待も大きく開発が進められている。
【0005】従来の光磁気記録媒体の構成の一例を図6
に示す。記録情報を保持する垂直磁性薄膜44としては
Tb−Fe,Tb−Fe−Co,Dy−Fe−Co等が
用いられ、また、再生磁性層43としては、Gd−F
e,Gd−Fe−Co,Gd−Nd−Fe−Co等が用
いられ、それらは、スパッタリング等の真空薄膜形成技
術により形成しているので、その熱磁気的特性は面内に
わたり一様である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】実際に記録再生を行う
ドライブ装置においては、半導体レーザーの固体差や記
録時の環境温度の変化、トラッキング制御誤差等によっ
て記録領域におけるレーザーパワーの相対的強度が変化
するという事態が生じる。これにより磁界変調方式によ
りオーバーライトを行おうとする場合、最初に記録した
際の記録パワーの強度が高く、オーバーライト時の記録
パワーが低い場合が生じる。
【0007】このとき、旧データが完全に消えず、記録
媒体が円盤状の場合には径方向端に消し残りが生じ、新
データの再生時に再生信号にノイズが混入して再生エラ
ーが発生する。この現象を消し残りと称する。記録パワ
ーを十分かけても消し残りの生じる原因は、主に旧デー
タが案内溝に残っているために発生すると考えられてい
る。新データに対する旧データの減少量を消去比と呼
び、通常dBで表わされる。実用上、初期の記録パワー
がオーバーライトパワーに対して、13%大きい場合の
消去比が−30dB以上であれば、十分実用に供され
る。例えば、10mWで初期の記録を行い、8.8mW
以下のオーバーライトパワーで消去比が−30dB以上
であれば、実用上問題のなく使用できる。従来技術で
は、10mWで記録後、8.8mWのオーバーライトパ
ワーでオーバーライトしたときの消去比は−25dBと
不十分であり、実用に供されるレベルではないという問
題があった。
【0008】本発明の目的は、消去比を大きくし実用上
問題のない磁界変調記録用の光磁気記録媒体を提供する
ことである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに鋭意検討を行った結果、上記の目的は、複数の案内
溝を有する基板と該基板上に設けられた誘電体層、その
膜面に垂直方向に磁化容易軸を有する磁性層および金属
層とからなる光磁気記録媒体において、前記記録媒体に
直流磁界を印加しながら、信号に応じて変調された光ビ
ームで走査して前記信号を記録し、記録された信号を磁
気光学効果を用いて再生し、再生された信号のCN比を
検出する過程(光変調方式)を前記直流磁界の方向およ
び強度を変化させながら行うことによって前記記録媒体
を評価したときに、CN比が0となる第1の方向の直流
磁界とCN比が飽和する第1の方向と反対の方向の直流
磁界の和が、案内溝部において、それ以外の平坦部より
大きいことを特徴とする磁界変調記録用光磁気記録媒体
により達成される。光変調方式における記録時の飽和磁
界が大きいということは、磁化変調方式で用いられるフ
ライングヘッドによる小さい磁界では記録しにくいこと
を示しており、案内溝部において、それ以外の平坦部よ
り記録しにくくすることにより、案内溝部の消し残りを
低減させることができる。
【0010】具体的には、案内溝部以外の平坦部におい
ては、CN比が0となる第一の方向の直流磁界強度が7
5〜230 Oeであり、CN比が飽和する第1の方向
と反対の方向の直流磁界強度が20〜180 Oeであ
り、且つ、案内溝部でのCN比が0となる第1の方向の
磁界強度が230 Oeより大きいという構成にするこ
とが好ましい。一般に消去磁界が大きい記録媒体では、
記録媒体自身が発生する自己漏洩磁界が大きく、記録時
の飽和磁界も大きくなる。
【0011】以下、図を用いて本発明を詳細に説明す
る。
【0012】図1は、本発明の光磁気記録媒体の一実施
態様の構成を示す模式図である。図中、1は、ガラスあ
るいはプラスチックからなる光学的透明基板を示す。こ
の基板1上には干渉効果と腐食防止効果を得るための、
SiNx 等の無機誘電体から成る下引き層2が設けられ
ている。下引き層上には、案内溝部のみに面内に磁化容
易軸を有するFe−Co,Co等の磁性膜3が設けられ
ている。さらに、この磁性膜3上に、再生層となる磁性
層4と、この磁性層4よりも大きい保磁力とキュリー温
度とを有する記録層5が形成されている。磁性層はいず
れも、その膜面に垂直に磁化容易軸を有する。さらに、
磁性層の腐食を防止するためと干渉効果を生み出すため
にSiNx 等の無機誘電体から成る干渉層6と金属の反
射層7が設けられている。これらの膜は、真空を破らず
に成膜されることが望ましい。その後、紫外線硬化樹脂
等の保護コート8が形成される。
【0013】再生層の磁性材料としては、Gd−Fe,
Gd−Fe−Co,Gd−Nd−Fe−Co等キュリー
温度が高く、保磁力の小さいものが望ましい。また、耐
食性を向上させるために、Cr,Ti,Ta等の元素を
添加してもよい。
【0014】記録層の磁性材料としては、希土類元素で
あるTb,Dyと遷移金属元素であるFe,Coが主体
のTb−Fe,Tb−Fe−Co,Dy−Fe−Co,
Tb−Dy−Fe−Co等キュリー温度が低く、保磁力
の大きいものが望ましい。また、耐食性を向上させるた
めに、Cr,Ti,Ta等の元素を添加してもよい。
【0015】図1に示すような光磁気記録媒体に常に弱
い直流外部磁界を印加し、信号の有無に応じてレーザー
光を変調し照射する光変調方式において、上記直流外部
磁界の向き、大きさを変えて平坦部および案内溝部のそ
れぞれについて再生信号強度対雑音比(CN比)を測定
した1例を図2に示す。評価するに際しては、媒体の全
面の磁化の向きを一定の方向に揃える、いわゆる初期化
を行う。その後、ディスクを回転させ、外部磁界強度を
振りながら、変調されたレーザー光で情報を記録する。
その後、直流の弱いレーザー光により信号を再生しCN
比を測定する。図2における外部磁場−は、消去方向、
すなわち初期化した磁化の方向を示す。−を付していな
い磁場は、記録方向、すなわち、初期化した磁化の方向
と反対の方向を表わす。CN比が0となる消去方向の磁
界強度を消去磁界と呼ぶ。一方、CN比が飽和する記録
方向の磁界強度を記録磁界と呼ぶ。
【0016】図2の例では案内溝部の消去磁界が−60
0 Oe、記録磁界は200 Oeでその絶対値の和が8
00 Oeであり、これに対して平坦部では消去磁界−
180 Oe、記録磁界が180 Oeであり絶対値の和
が360 Oeであり、案内溝部の絶対値の和より明ら
かに小さい。
【0017】この消去磁界と記録磁界の絶対値の和は磁
界に対する感度を表すもので、その値が小さいすなわち
C/N曲線の立ち上がりが急峻なほど磁界に対する感度
が良いことを示している。本発明においては、案内溝の
磁界に対する感度を平坦部より低くして案内溝部に信号
が書き込まれにくくすることにより、消去比を改善する
ものである。
【0018】この発明の好ましい実施態様は、前述のよ
うに案内溝以外の平坦部において消去磁界が75〜23
0 Oeであり、記録磁界が20〜180 Oeであり、
且、案内溝部での消去磁界が230 Oeより大きいこ
とである。
【0019】上記平坦部において消去磁界が75〜23
0 Oeで、かつ記録磁界が20〜180 Oeとなるよ
うにするには、再生層用磁性層の飽和磁化量、膜厚、記
録層用磁性層の飽和磁化量、膜厚を調整することにより
可能である。
【0020】案内溝部において消去磁界を230 Oe
より大きくなるようにするには、案内溝部の熱磁気的性
質を変化させるため、案内溝部にのみ磁性層に隣接して
面内磁化膜を積層したり、交換結合している磁性多層膜
の交換結合を切るもしくは、抑制するなどの方法により
実現することができる。
【0021】この発明の好ましい他の実施態様は、案内
溝部の表面粗さを、案内溝部以外の平坦部の表面粗さよ
り大きくすることである。その方法については実施例中
に説明する。
【0022】なお、図1ではその層の垂直方向に磁化容
易軸を有する磁性層として再生層3と記録層4から成る
交換結合二層膜を用いた構造を例として用いたが必要に
応じて単層膜や三層以上の多層磁性膜を用いることがで
きる。
【0023】
【実施例】
実施例1 以下に本発明に関する実施例を図を用いて詳述する。図
1に示すように、あらかじめ案内溝が形成されたポリカ
ーボネイト基板1上にSiNx の誘電体(下引き層2)
を形成後、Fe−Coをスパッタリングにより10〜2
0Åの膜厚で積層する。その後、前記スパッタリング装
置内で真空を破ることなく、乾式エッチングを施す。こ
のとき、凸部と凹部でエッチング速度が異なるため案内
溝部よりもそれ以外の平坦部の方が早く除去される。あ
らかじめ平坦部のFeCo膜が完全に除去される時間を
測定しておき、その時間だけエッチングを行うと案内溝
部にのみ図1の3に示す面内磁性層のFeCoが形成さ
れる。その後再生磁性層となるGd−Fe−Coの垂直
磁化膜4、記録磁性層となる垂直磁化膜Tb−Fe−C
o5を形成する。
【0024】さらに磁性層の腐食防止、干渉効果の増加
のためにSiNx の干渉層6とAlの反射層7を設け
る。その後、紫外線硬化樹脂等の保護コート8が施され
る。磁性層の組成と膜厚を変えることによりサンプル1
とサンプル2を作成した。
【0025】光変調方式による消去磁界、記録磁界およ
び消去比の評価結果を表1に示す。
【0026】サンプル1、2の諸元は次のようである。 サンプル1 Gd−Fe−Co層 膜厚 10nm.Ms=-250emn/cc. Co/TM=7.5at.% 組成比 Gd17.6 Fe74.2 Co8.2 Tb−Fe−Co層 膜厚 20nm. Ms=+50emn/cc. Co/TM=12at.% 組成比 Tb22.4 Fe68.3 Co9.3 サンプル2 Gd−Fe−Co層 膜厚 10nm. Ms=-230emn/cc. Co/TM=30at.% 組成比 Gd18.1 Fe57.3 Co24.6 Tb−Fe−Co層 膜厚 20nm. Ms=-50emn/cc. Co/TM=9at.% 組成比 Tb19.8 Fe73.0 Co7.2 ただし、組成比は予測値 飽和磁化MsはV.S.Mによる実測値
【0027】
【表1】 上記のようにして作成された記録再生層を有する光磁気
記録媒体サンプル1における案内溝部とそれ以外の平坦
部それぞれの光変調方式での直流外部磁界に対するCN
比を図2に示す。このような光磁気記録媒体の案内溝部
では面内磁化膜による磁気シールド効果により、消去磁
界が230 Oeより大きくなる。このとき磁界変調方
式での磁界感度は、極度に低下し150 Oe以下の外
部磁界では情報を記録することができなくなるため、従
来の円盤状記録媒体の膜構成では、トラックピッチ1.
4μm、測定半径r=24mm、回転数3600rp
m、磁界変調記録において、初期のパワーがオーバーラ
イトパワーに対して、13%大きいパワーで記録を行っ
た際の消去比が−30dBとなるオーバーライトパワー
が8.9mWであるのに対して、本発明の膜構成ではオ
ーバーライトパワーが7.2mW(初期記録パワー8.
1mW)で消去比−30dBが実現可能である。 実施例2 図3に示すように、あらかじめ案内溝が形成されたポリ
カーボネイト基板9上にSiNx の下引き層10、再生
磁性層11となるGd−Fe−Coを形成し、再びSi
x 12をスパッタリングした後、実施例1と同様にエ
ッチングを行い、案内溝部以外の平坦部のSiNx のみ
を除去する。その後、記録磁性層Tb−Fe−Co1
3、干渉層14、Alの反射層15を積層した後、保護
コート16を施す。再生磁性層11と記録磁性層13の
組成および膜厚は実施例1と同じにしてサンプル1とサ
ンプル2を作成した。
【0028】サンプル1においては前記作業により案内
溝部以外の平坦部では再生磁性層Gd−Fe−Coと記
録磁性層Tb−Fe−Coとが良好な交換結合を作るた
め、光変調方式における消去磁界が75〜230 O
e、記録磁界が0〜180 Oeとなる。これに対し、
案内溝部では、再生磁性層Gd−Fe−Coと記録磁性
層Tb−Fe−Coとの間にSiNx 層12が挿入され
ることにより、交換結合が切れる。そのため、光変調記
録における消去磁界は230 Oe以上となり、磁界変
調記録方式における案内溝部への記録では150 Oe
以上の強い外部磁界が必要となり、オーバーライト時の
消去比を大きくすることが可能である。 実施例3 実施例1では、磁性層がGd−Fe−CoとTb−Fe
−Coの2層で構成される場合について記述したが、図
4に示すような磁性層20がTb−Fe−Co単層の場
合でも、同様にして、案内溝部にのみ磁性層に隣接して
面内磁化膜19を積層することにより、案内溝部とその
他の平坦部で記録磁界、消去磁界を変えることができ
る。 実施例4 一般に、原盤作成工程において溝部分をレーザー光照射
しカッティング、現像を行うとカッティングを行った部
分はやや表面が粗れることが知られているが、この方法
では任意の表面粗さを制御するのは非常に難しい。そこ
で、次のような確実に表面粗さを制御できる方法で基板
を作成した。その模式図を図5に示す。
【0029】ガラス原盤31に感度が低い第1レジスト
層32を塗布した後、所定の表面粗さになるようにテク
スチャー処理を施す。次に必要溝深さ+平滑化処理によ
る減少分の膜厚の感度の良い第2レジスト層33を塗布
する。(ただし、第2レジスト層は第1レジスト層とは
溶剤系が異なり、第1レジスト層のテクスチャー処理に
影響を与えないものを選択する必要がある。)この後、
所定の手順で第2レジスト層表面の平滑化処理を施す。
平滑化処理は第2レジスト層の膜厚が必要溝深さ分にな
るところで終了する。次に所定の溝形状及びフォーマッ
トになるように強度を固定及び変調されたレーザー光で
カッティングを行う。溝については弱いレーザー光でカ
ッティングをおこない、プリピットについては強いレー
ザー光で行う。カッティングされた原盤を現像、Niス
パッタ、Ni電鋳、裏面研磨、剥離、打ち抜きカッティ
ングし、基板成形用のスタンパーを作成する。
【0030】このスタンパーを用いて転写率90%以上
で成形(インジェクション成形、ガラス2P成形のいず
れの方法でも良い。)された基板は、案内溝部を除いた
平坦部で非常に平滑であり、案内溝部では所定の表面粗
さを持つ基板となる。
【0031】この基板上にSiNx の下引き層、Tb−
Fe−Co磁性層、SiNx の干渉層、Alの反射層を
積層した後、保護コートを施す。
【0032】表面粗さの異なる2枚の基板上に成膜条件
を同一にして、SiNx をスパッタリングにより300
0Åに成長させた場合の走査形電子顕微鏡による断面写
真によると基板表面が平滑な方はその上に形成されるS
iNx も緻密な膜が形成されているのに対し、平滑化処
理をしなかった方では基板表面を反映して凹凸の大きい
柱状構造のSiNx が形成されていることが観察され
た。後者のような基板表面上に形成される磁性膜では磁
壁のピンニング効果が生じるため、保磁力が増大し、小
さい磁界では磁化反転しにくくなる。
【0033】したがって案内溝部のみ基板の表面粗さを
粗くした場合、案内溝部への情報記録が困難になるた
め、オーバーライト時の消し残りが低減し、消去比を大
きくすることが可能である。 比較例1 図6に従来用いられている光磁気記録媒体の構成の一例
を断面図で模式的に表す。実施例1〜3で使用したもの
と同じポリカーボネイト基板41を用い、SiNx の下
引き層42、再生磁性層43 Gd−Fe−Co、記録
磁性層44 Tb−Fe−Co、干渉層45 SiN
x 、反射層46 AlCrをスパッタリング装置内で真
空を破ることなく、連続して成膜を行う。その後、紫外
線硬化樹脂等の保護コート47を施す。
【0034】表1に示す比較例のサンプル1およびサン
プル2はそれぞれ実施例1、2のサンプル1およびサン
プル2に対応し、膜厚、組成等は平坦部においては同じ
である。
【0035】この場合、案内溝部、平坦部を含め、磁性
膜の熱磁気的特性は面内方向でほぼ一様である。このた
め、初期のパワーに対して、小さいパワーでオーバーラ
イトを行った場合には消し残りが生じやすい。上記サン
プルの場合、初期に記録パワーをオーバーライトパワー
より13%大きくした場合、オーバーライトパワー8.
8mWの消去比が−30dBを越えず実用上不十分であ
る。 比較例2 比較例1は従来用いられている光磁気記録媒体で再生磁
性層と記録磁性層の磁性層2層で構成されている場合に
ついて記述した。比較例2は磁性層がTb−Fe−Co
単層で構成され、本発明を用いない光磁気記録媒体の一
例である。 実施例/比較例の総括 実施例1、2と比較例1は各々の磁性層の組成と膜厚を
変えることにより磁界変調記録における磁界感度が高い
(小さい変調磁界強度で磁化が反転する)サンプル1と
磁界感度が低い(大きい変調磁界強度でないと磁化反転
しない)サンプル2を作成した。比較例では本発明を実
施せず、組成、膜厚は同等とした。表1に示されるよう
に消去比が−30dBとなるオーバーライトパワーは、
本発明を実施した場合、すべてのサンプルでどの比較例
よりも減少した。しかし、磁界感度が低いサンプル2で
はその効果は小さく、磁界感度が高いサンプル1の方が
その効果は大きい。すなわち前述の好ましい実施態様に
属する磁界感度が高い場合の方が消し残りを低減する効
果が大きいことが示された。
【0036】
【発明の効果】本発明を適用することにより様々な外乱
に起因してレーザーパワーの変動が生じても、案内溝部
にはデータが記録されにくいため、ノイズとなる消し残
りが減少し、オーバーライト時における再生信号の品質
を保ち、高信頼性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光磁気記録媒体の構成の一例を模式的
に示す断面図である。
【図2】光変調方式の場合の案内溝部および平坦部の直
流外部磁界の向きと大きさと、CN比との関係の一例を
示す図である。
【図3】本発明の光磁気記録媒体の他の例の構成を模式
的に示す断面図である。
【図4】本発明の光磁気記録媒体の別な例の構成を模式
的に示す断面図である。
【図5】本発明の光磁気記録媒体において、案内溝部と
平坦部の表面粗さを異にする基板を作成する一方法を示
す説明図である。
【図6】従来の光磁気記録媒体の構成の一例を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 透明基板 2 下引き層 3 面内磁性層 4 再生磁性層 5 記録磁性層 6 干渉層 7 反射層 8 保護コート 9 透明基板 10 下引き層 11 再生磁性層 12 誘電体層 13 記録磁性層 14 干渉層 15 反射層 16 保護コート 17 透明基板 18 下引き層 19 面内磁性層 20 記録磁性層 21 干渉層 22 反射層 23 保護コート 31 ガラス原盤 32 第1レジスト層 33 第2レジスト層 41 透明基板 42 下引き層 43 再生磁性層 44 記録磁性層 45 干渉層 46 反射層 47 保護コート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の案内溝を有する基板と該基板上に
    設けられた誘電体層、その膜面に垂直方向に磁化容易軸
    を有する磁性層および金属層とからなる光磁気記録媒体
    において、前記記録媒体に直流磁界を印加しながら信号
    に応じて変調された光ビームで走査して前記信号を記録
    し、記録された信号を磁気光学効果を用いて再生し、再
    生された信号のCN比を検出する過程を前記直流磁界の
    方向および強度を変化させながら行うことによって前記
    記録媒体を評価したときに、CN比が0となる第1の方
    向の直流磁界とCN比が飽和する第1の方向と反対の方
    向の直流磁界の和が、案内溝部において、それ以外の平
    坦部より大きいことを特徴とする磁界変調記録用光磁気
    記録媒体。
  2. 【請求項2】 案内溝部以外の平坦部において、CN比
    が0となる第1の方向の直流磁界強度が75〜230
    Oeであり、CN比が飽和する第1の方向と反対の方向
    の直流磁界強度が20〜180 Oeであり、且つ、案
    内溝部でのCN比が0となる第1の方向の磁界強度が2
    30 Oeより大きいことを特徴とする請求項1に記載
    の磁界変調記録用光磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】 案内溝部の表面粗さが案内溝部以外の平
    坦部の表面粗さより大きいことを特徴とする請求項1ま
    たは2に記載の磁界変調記録用光磁気記録媒体。
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