JPH0822645A - 光磁気記録媒体及びそれを用いた光磁気記録情報の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 略室温状態で読み出し層４３の磁化方向を記
録層４５の磁化方向とは逆の方向に向けるために必要な
最小の外部磁界Ｈ₁ と、設定温度以上の高温状態で読み
出し層４３の磁化方向が記録層４５の磁化方向と一致す
る方向に向くために必要な最大の外部磁界Ｈ₄ との間
に、Ｈ₁ ＜Ｈ₄ なる関係を有し、かつ、読み出し層４３
と記録層４５との間に、読み出し層４３に対する記録層
４５からの実効的バイアス磁界を室温側で抑制する中間
層４４を設ける。 【効果】 再生時に照射するレーザ光の中央部近傍の高
温温度領域のみの情報の読み出しが行え、記録密度を向
上できる。また、再生時における初期化磁界が不要であ
り、かつ、再生磁界もより小さくできるので、装置の小
型化・省電力化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光磁気ディス
ク、光磁気テープ、光磁気カード等として用いられる光
磁気記録媒体及びそれを用いた光磁気記録情報の再生方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば光磁気ディスクは、書き換え可能
な光ディスクとして研究開発が進められ、その一部は、
コンピューター用の外部メモリとしてすでに実用化され
ている。特に、垂直磁化膜を用いる光磁気ディスクで
は、光を利用して記録再生を行うため、面内磁化膜を用
いたフロッピーディスクあるいはハードディスクに比べ
て、大記録容量を実現できる。

【０００３】ところで、上記のような光磁気ディスクの
記録密度は、ディスク上に照射される再生用光ビームの
スポットの大きさで制約される。つまり、光ビームのス
ポット径に比べて、記録ビット径および記録ビットの間
隔が小さくなると、光ビームスポットの中に複数のビッ
トが入るため、各記録ビットを分離して再生することが
できなくなる。

【０００４】したがって、記録密度を向上させるために
は、光ビームのスポット径を小さくすることが必要であ
り、これには、再生用光ビームとして用いられるレーザ
光の波長を短くすることが有効である。しかしながら、
現在市販されている半導体レーザは６８０ｎｍの波長の
ものが最短で、より短波長を有する半導体レーザは、い
まだ開発途上にある。このため、従来の光磁気ディスク
で記録密度を向上させることは困難なものとなってい
る。

【０００５】これに対し、例えば、Jap.Jour.Appl.Phy
s.,Vol.31(1992)pp.568-575には、それぞれ垂直磁気異
方性を有する磁性層から成る読み出し層と記録層とを相
互に積層して構成した光磁気ディスクが記載され、この
光磁気ディスクを用いて、レーザスポット径よりも小さ
な領域から、記録ビットを読み出す二つの方法（ＲＡＤ
とＦＡＤ）が提案されている。

【０００６】これらは、レーザ光を照射したときにその
照射領域の温度が上昇し、このときの温度分布が、レー
ザスポット内において中心近傍ほど高くなることを利用
するもので、上記の読み出し層と記録層とは、中心近傍
の高温領域と、その周辺の低温領域（〜室温領域）とを
区別するための設定温度を挟んだ高低温度状態で、互い
に異なる磁気特性を有するように構成されている。

【０００７】図１５には、上記ＲＡＤ（Rear Aperture
Detection)方式での原理的な構成を示している。同図の
ように、このときの光磁気ディスクは、互いに積層され
た読み出し層７１と記録層７２との磁気二重層を備えて
おり、再生時には、まず、室温状態で初期化磁界Ｈ_init
が印加される。この初期化磁界Ｈ_initは、室温における
読み出し層７１の保磁力と、これよりも大きな記録層７
２の保磁力との間の大きさに設定されており、これによ
って、読み出し層７１の磁化方向のみがこの初期化磁界
Ｈ_initの方向に揃えられ、初期化される。

【０００８】次いで、レーザ光７３が照射されると共
に、初期化磁界Ｈ_initとは方向が逆の再生磁界Ｈｒが印
加される。このとき、レーザ光７３の照射領域では、そ
の中心近傍が上記設定温度を超えた高温状態となる。こ
の高温状態における読み出し層７１の保磁力と、記録層
７２から作用する交換結合力とに合わせて、上記再生磁
界Ｈｒが設定されている。すなわち、高温状態におい
て、読み出し層７１に作用する交換結合力と再生磁界Ｈ
ｒとの和が、読み出し層７１の保磁力よりも大きくなる
ように設定されており、したがって、初期化後に記録層
７２と向き合っている読み出し層７１の磁化の方向は、
上記のように高温状態になったときに、記録層７２から
の交換結合力が働く方向に反転し、記録層７２の記録情
報が転写される。

【０００９】この結果、レーザ光７３の照射領域内にお
いて、設定温度よりも低い周辺領域では、記録層７２が
読み出し層７１でマスクされ、レーザスポット径よりも
小さな中心近傍の高温領域からのみ、記録ビットの読み
出しが可能となっている。

【００１０】一方、前記のＦＡＤ（Front Aperture Det
ection）方式での光磁気ディスクは、図１６に示すよう
に、読み出し層８１と記録層８２との間に、さらに、垂
直磁気異方性を有すると共にキュリー温度が上記設定温
度よりも低い中間層８３を設けて構成されている。

【００１１】上記構成では、低温状態で、読み出し層８
１と記録層８２との間に中間層８３を介して交換結合力
が働き、これによって、読み出し層８１の磁化方向は記
録層８２の磁化方向と一致している。再生時には、上記
同様に、レーザ光８４と共に再生磁界Ｈｒが印加され
る。このとき、レーザスポットＳ内における中央近傍の
設定温度を超えた高温領域Ｓ_H で、中間層８３がそのキ
ュリー温度を超え、これにより、読み出し層８１と記録
層８２との間の交換結合力が働かなくなる。この結果、
読み出し層８１の磁化の方向は、記録層８２の磁化の向
きとは無関係に、再生磁界Ｈｒの向きに揃えられ、レー
ザスポットＳ内の中心近傍領域Ｓ_H は、読み出し層８１
でマスクされた状態となる。

【００１２】この結果、レーザ光の照射領域のうち、中
心近傍の高温領域Ｓ_H を除く周辺領域Ｓ_L （ディスクが
回転駆動されている状態では、高温領域Ｓ_H が図のよう
に楕円状になるため、この高温領域より外側の三日月領
域）に位置する記録ビットＲ_b の読み取りが行われるこ
とになる。したがって、レーザスポット径Ｓよりも小さ
な周辺領域Ｓ_L から記録ビットの読み出しが可能となっ
て、ビーム走行方向の記録密度を向上することができる
ようになっている。

【００１３】また、特開平１−１４３０４１号公報、特
開平１−１４３０４２号公報には、記録ビットを再生時
に拡大、消滅させながら再生することにより、光ビーム
走行方向の再生分解能（線記録密度）を向上させる方法
が提案されている。さらには、特開平３−９３０５８号
公報や特開平４−２５５９４１号公報、特開平５−２５
８３７２号公報では、光ビーム走行方向だけでなく、ト
ラック密度も向上させることが可能な信号再生方法が提
案されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たＲＡＤ方式においては、読み出し層７１および記録層
７２における室温状態と、設定温度以上の高温状態とで
の各磁気特性に応じて、それぞれ個別に設定された初期
化磁界Ｈ_initおよび再生磁界Ｈｒの二種類の外部磁界を
必要とするために、記録再生装置が大型化するという問
題を有している。

【００１５】また、上記したＦＡＤ方式においては、レ
ーザスポット内の読み出しに関与する部分の形状が、中
心近傍領域Ｓ_H の外側の三日月状の領域Ｓ_L であるた
め、ディスクの走行方向に関しては記録密度を向上し得
るものの、トラックピッチを狭くして行った場合、隣接
トラックからの信号が混入してクロストークを生じ易
く、したがって、トラックに直交する径方向の密度を向
上させ難いという問題を有している。

【００１６】一方、特開平１−１４３０４１号公報や特
開平１−１４３０４２号公報に開示された方法では、線
記録密度については改善されるものの、クロストークに
ついては、通常の光ディスクと同様であり、トラック密
度を改善することは難しい。特開平３−９３０５８号公
報や特開平４−２５５９４１号公報に開示された方法で
は、線記録密度、トラック密度ともに改善されるもの
の、再生層を初期化するための磁石が必要となり、装置
の大型化を招く。また、特開平５−２５８３７２号公報
に開示された方法では、線記録密度、トラック密度とも
改善され、しかも再生層を初期化するための磁石は不要
となるが、再生時に必要な外部磁界が大きくなり、装置
の大型化、消費電力の増大を招くこととなる。

【００１７】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みな
されたものであり、その目的は、記録密度の向上と、記
録再生装置の小型化・省電力化とを図り得る光磁気記録
媒体及びそれを用いた光磁気記録情報の再生方法を提供
することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１記載の光磁気記録媒体は、それ
ぞれ垂直磁気異方性を有する磁性層から成る読み出し層
と記録層とが相互に積層されると共に両層間に磁性層か
ら成る中間層が設けられ、光ビームを照射することによ
り、記録層に記録されている情報の読み出しが行われる
光磁気記録媒体において、上記読み出し層と記録層およ
び中間層とは、略室温状態で読み出し層の磁化方向を記
録層の磁化方向とは逆の方向に向けるために必要な最小
の外部磁界Ｈ₁ と、設定温度以上の高温状態で読み出し
層の磁化方向が記録層の磁化方向に向くために必要な最
大の外部磁界Ｈ₄ との間に、Ｈ₁ ＜Ｈ₄ なる関係を有
し、かつ、上記中間層は、読み出し層に対する記録層か
らの実効的バイアス磁界を室温側で抑制するように調製
されていることを特徴としている。

【００１９】請求項２記載の光磁気記録媒体は、請求項
１記載の記録媒体において、上記読み出し層と中間層と
を合わせた二層膜の厚みをｈ₁'、室温（ta）における読
み出し層と中間層とを合わせた二層膜の保磁力をＨc₁'
(ta）、飽和磁化をＭs₁'(ta）、読み出し層と記録層と
の間の磁壁エネルギーをσw'(ta)、また、上記設定温度
(t) における読み出し層と中間層とを合わせた二層膜の
保磁力をＨc₁'(t)、飽和磁化をＭs₁'(t)、読み出し層と
記録層との間の磁壁エネルギーをσw'(t) とし、さら
に、各温度での読み出し層に対する記録層からの実効的
バイアス磁界を Ｈw₁'(ta) ＝σw'(ta)／２Ｍs₁'(ta）ｈ₁' Ｈw₁'(t) ＝σw'(t) ／２Ｍs₁'(t)ｈ₁' とするとき、条件 Ｈc₁'(ta）＋Ｈw₁'(ta) ＜−Ｈc₁'(t)＋Ｈw₁'(t) を満たすことを特徴としている。

【００２０】請求項３記載の光磁気記録媒体は、請求項
１又は２記載の記録媒体において、上記中間層が、単層
において室温からの温度の上昇に伴って磁化方向が面内
方向から垂直方向に変化する磁性層から成っていること
を特徴としている。

【００２１】請求項４記載の光磁気記録情報の再生方法
は、請求項１、２又は３記載の光磁気記録媒体を用いて
行う方法であって、上記記録層の厚みをｈ₂ 、室温（t
a）における記録層の保磁力をＨc₂(ta)、飽和磁化をＭs
₂(ta)、また、設定温度(t) における記録層の保磁力を
Ｈc₂(t) 、飽和磁化をＭs₂(t) とし、さらに、各温度で
の記録層に対する読み出し層からの実効的バイアス磁界
を Ｈw₂(ta)＝σw'(ta)／２Ｍs₂(ta)・ｈ₂ Ｈw₂(t) ＝σw'(t) ／２Ｍs₂(t) ・ｈ₂ とするとき、 Ｈc₁'(ta）＋Ｈw₁'(ta) ＜Ｈｒ＜−Ｈc₁'(t)＋Ｈw₁'(t) Ｈｒ＜Ｈc₂(ta)−Ｈw₂(ta) Ｈｒ＜Ｈc₂(t) −Ｈw₂(t) の関係を満たす再生磁界Ｈｒを光ビーム照射領域の全体
にわたってほぼ均一に印加しながら、読み取り層におけ
る磁化の方向に応じた光ビームの変化を検出して記録情
報を読み取ることを特徴としている。

【００２２】

【作用】請求項１記載の光磁気記録媒体においては、光
ビームの強度を、前記同様に、照射領域内における中心
部近傍（以下、高温領域という）で設定温度以上とな
り、その周辺（以下、低温領域という）ではほぼ室温状
態となるように設定し、かつ、Ｈ₁ とＨ₄ との間に設定
された再生磁界Ｈｒを印加しながら再生することによ
り、光ビーム内における高温領域のみからの情報再生を
行うことができる。

【００２３】すなわち、低温領域では、前記の磁界Ｈ₁
よりも大きな再生磁界Ｈｒが印加されていることによっ
て、読み出し層の磁化方向は、記録層の磁化方向が再生
磁界Ｈｒの方向と異なる部分でも、この記録層の磁化方
向に抗して反転する。この結果、読み出し層の磁化方向
は再生磁界Ｈｒの方向に一様に揃えられ、記録層に記録
されている情報がマスクされる。

【００２４】一方、高温領域で、上記の再生磁界Ｈｒが
低温領域と同様に印加されている場合でも、この再生磁
界Ｈｒは前記の磁界Ｈ₄ よりも小さいため、上記の低温
領域通過時に再生磁界Ｈｒの方向に揃えられた読み出し
層の磁化方向は、これが、記録層の磁化方向と向き合っ
ている部分で、再生磁界Ｈｒの方向に抗して、記録層の
磁化方向と一致する方向に反転し、これにより、記録層
の記録情報が読み出し層に転写される。

【００２５】このように、光ビームの照射領域に単一の
再生磁界Ｈｒを印加することで、光ビーム照射領域にお
ける中心部近傍のみにおいて記録層の記録情報が読み出
し層に転写され、その周辺の記録層の情報はマスクされ
た状態となって情報の再生が行われる。これにより、再
生時の分解能が向上し、したがって、トラックピッチを
狭くしてもクロストークが増大することはなく、この結
果、トラック走行方向と共に、トラックに直交する方向
の記録密度を従来よりも向上することが可能になる。ま
た、これらのことを初期化用の磁界を要することなく実
現できるので、装置の小型化・省電力化を図ることがで
きる。

【００２６】しかも上記では、読み出し層に対する記録
層からの実効的バイアス磁界を室温側で抑制する中間層
が設けられており、これによって、上記のＨ₁ がより小
さくなるので、このＨ₁ に応じて、再生磁界Ｈｒ自体を
より小さなものとすることができる。したがって、再生
磁界を生じさせるための構成部品等をより小型化するこ
とが可能となり、この結果、装置全体の小型化・消費電
力をさらに促進することができる。

【００２７】上記した請求項１記載の光磁気記録媒体
は、例えば請求項２記載のように、読み出し層と中間層
とを合わせた二層膜と、記録層との間の関係式を満足す
るように調製することによって構成することができる。
また、このとき、請求項４記載の条件を満たす再生磁界
Ｈｒを光ビーム照射領域の全体にわたってほぼ均一に印
加しながら、読み取り層における磁化の方向に応じた光
ビームの変化を検出し記録情報を読み取ることで、記録
密度の向上や、再生磁界の低減による装置の小型化・低
消費電力化が可能になる。

【００２８】なお、請求項２記載の条件式において、Ｈ
c₁'(ta）＋Ｈw₁'(ta) は前記Ｈ₁ に、また、−Ｈc₁'(t)
＋Ｈw₁'(t)は前記Ｈ₄ にそれぞれ相当する。また、請求
項４記載の条件式において、Ｈｒ＜Ｈc₂(ta)−Ｈw₂(ta)
と、Ｈｒ＜Ｈc₂(t) −Ｈw₂(t) とは、記録層の磁化方向
を再生磁界Ｈｒによって反転させないための条件であっ
て、この条件をさらに満足するようにすることで、記録
層の記録情報を破壊することなく、安定した再生動作を
維持することができる。

【００２９】一方、請求項３記載のように、中間層を、
単層において室温からの温度の上昇に伴って磁化方向が
面内方向から垂直方向に変化する磁性層で構成すること
により、読み出し層に対する記録層からの実効的バイア
ス磁界が室温側でより確実に抑制される。これにより、
再生時に印加すべき再生磁界Ｈｒをより小さなものとす
ることができるので、装置全体をより小型化し得ると共
に、消費電力を低減することが可能になる。

【００３０】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例について、図１ないし図
１１、および図１４に基づいて説明すれば以下の通りで
ある。

【００３１】本実施例に係る光磁気記録媒体としての光
磁気ディスクは、図２に示すように、基板１、透明誘電
体層２、読み出し層３、中間層４、記録層５、保護層
６、および、オーバーコート層７がこの順に積層されて
構成されている。

【００３２】基板１は、例えば直径８６ｍｍ、内径１５
ｍｍ、厚さ1.２ｍｍの円盤状のガラス板からなり、図示
してはいないが、片側の面（図において下側の面）に
は、光ビーム案内用の凹凸状のガイドトラックが例えば
1.６μｍピッチ、グルーブ（凹部）の幅が0.８μｍ、ラ
ンド（凸部）の幅が0.８μｍで形成されている。この基
板１における上記のガイドトラックが形成された面上の
透明誘電体層２は、例えばAlＮから成っており、その厚
さは８０ｎｍである。

【００３３】この透明誘電体層２上に、厚さ５０ｎｍの
前記読み出し層３が設けられている。この読み出し層３
は、フェリ磁性体であるGdFeCo希土類遷移金属合金から
成り、その組成はGd_0.22(Fe_0.82Co_0.18)_0.78である。こ
のGdFeCo希土類遷移金属合金単層（厚さ５０ｎｍ）の保
磁力（Ｈc)の温度依存性を、図３（ａ）に示している。
この磁性層は、室温で希土類金属副格子磁化が遷移金属
副格子磁化よりも大きく、補償温度を１７０℃付近にも
ち、キュリー温度は約３３０℃である。この磁性層は垂
直磁気異方性が比較的小さいため、Ｈc の値も比較的小
さなものとなっている。

【００３４】なお、同図には、代表的な温度でのカーヒ
ステリシスループも併せて示している。これらカーヒス
テリシスループは、基板のカー回転をキャンセルして示
すもので、これらのデータは、図３（ｂ）に示すよう
に、ガラス基板１１上にAlＮ誘電体膜１２を７０ｎｍ、
磁性層１３としてGdFeCo膜を５０ｎｍ、AlＮ誘電体膜１
４を５０ｎｍ積層した試料を作製し、これに、ガラス基
板１１側から６３３ｎｍの光を照射して測定したもので
ある。

【００３５】上記の読み出し層３上に形成されている前
記の中間層４は、フェリ磁性体であるGdFeCoAl希土類遷
移金属合金から成っている。その厚さは２０ｎｍで、組
成は、Gd_0.20(Fe_0.82Co_0.18)_0.75Al_0.05である。このGd
FeCoAl合金単層（厚さ２０ｎｍ）の保磁力（Ｈc)の温度
依存性を図４（ａ）に示している。この磁性層も、室温
で希土類金属副格子磁化が遷移金属副格子磁化よりも優
勢で、補償温度は１２０℃、キュリー温度は１６０℃で
ある。図には、代表的な温度でのカーヒステリシスルー
プも併せて示している。これらカーヒステリシスループ
も、前記同様、基板のカー回転をキャンセルして示すも
のである。

【００３６】上記のGdFeCoAl膜は垂直磁気異方性が比較
的小さく、このため、Ｈc の値も比較的小さなものとな
っている。単層の場合、室温では面内方向に磁化が向い
ており、高温では垂直方向に磁化が向くようになる。な
お、これらのデータは、図４（ｂ）に示すように、ガラ
ス基板２１上にAlＮ誘電体膜２２を７０ｎｍ、磁性層２
３としてGdFeCoAl膜を２０ｎｍ、AlＮ誘電体膜２４を５
０ｎｍ、Al反射膜２５を３０ｎｍ積層した試料を作製
し、これに、ガラス基板２１側から６３３ｎｍの光を照
射して測定したものである。

【００３７】上記の中間層４上に形成されている前記の
記録層５は、フェリ磁性体であるDyFeCo希土類遷移金属
合金から成っている。その厚さは５０ｎｍで、組成はDy
_0.25(Fe_0.84Co_0.16)_0.75である。このDyFeCo希土類遷移
金属合金単層（厚さ５０ｎｍ）の保磁力（Ｈc)の温度依
存性を図５（ａ）に示している。この磁性層は、補償温
度が室温で、キュリー温度は２００℃である。図には代
表的な温度でのカーヒステリシスループも併せて示して
いる。カーヒステリシスループは、基板のカー回転をキ
ャンセルして示すものである。

【００３８】上記のDyFeCo膜は、単層の場合、室温から
キュリー温度に至る温度領域で垂直方向に磁化が向いて
いる。この膜は、垂直磁気異方性が大きいため、Ｈc の
値は比較的大きなものとなっている。なお、これらのデ
ータは、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板３１上に
AlＮ誘電体膜３２を７０ｎｍ、磁性層３３としてDyFeCo
膜を５０ｎｍ、AlＮ誘電体膜３４を５０ｎｍ積層した試
料を作製し、これに、ガラス基板３１側から６３３ｎｍ
の光を照射して測定したものである。

【００３９】上記の記録層５上に、AlＮから成る前記保
護層６が厚さ２０ｎｍで形成され、さらに、この保護層
６上に、ポリウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹
脂から成るオーバーコート層７が厚さ５μｍで形成され
て、図２に示す断面構造の光磁気ディスクが構成されて
いる。

【００４０】このように、本実施例に係る光磁気ディス
クは、上述した各磁気特性をそれぞれ単層で有する磁性
層、すなわち、GdFeCo希土類遷移金属合金から成る読み
出し層３と、GdFeCoAl希土類遷移金属合金から成る中間
層４と、DyFeCo希土類遷移金属合金から成る記録層５と
の磁気三重層を設けて構成されている。

【００４１】そこで、この磁気三重層とした場合の全体
的な磁気特性についての測定結果について、次に説明す
る。この測定のために、図６に示すように、ガラス基板
４１上にAlＮ誘電体膜４２を７０ｎｍ、GdFeCo読み出し
層４３を５０ｎｍ、GdFeCoAl中間層４４を２０ｎｍ、Dy
FeCo記録層４５を５０ｎｍ、AlＮ誘電体膜４６を５０ｎ
ｍ積層した試料を作製した。

【００４２】図１（ａ)(ｂ）に、上述の試料における室
温と１００℃とでのガラス基板４１側より測定したカー
ヒステリシスループを示している。これらは、試料の膜
面に垂直な方向に印加する外部磁界Ｈと、膜面に垂直な
方向から光を入射させた場合の極カー回転角（θ_k ) と
の関係を示すもので、基板４１のカー回転はキャンセル
してある。測定は６３３ｎｍの光を照射して行い、ま
た、外部磁界Ｈは、−１０００から＋１０００（Ｏe)の
範囲で変化させた。同図（ａ）が室温、同図（ｂ）が１
００℃での各測定結果である。

【００４３】各図中、実線矢印はループの軌跡が描かれ
る方向を表し、また、各図には、代表的な磁界での上記
磁気三重層中の遷移金属副格子磁化の磁化方向を白抜き
の矢印で模式的に示している。これらは、一番上がGdFe
Co読み出し層４３、真ん中がGdFeCoAl中間層４４、一番
下がDyFeCo記録層４５の各遷移金属副格子磁化の磁化方
向を示すものである。また、波線の矢印は外部磁界の方
向を示し、外部磁界が正のときは膜面に垂直に上向き
に、また、外部磁界が負のときは下向きに、それぞれ磁
界が印加されることを表している。この外部磁界の方向
に対応して、各遷移金属副格子磁化の方向が白抜きの矢
印で示されている。

【００４４】図１（ａ）より、室温では、同図中に示し
たＨ₁ （＝２００（Ｏe)）以上の大きさの外部磁界を垂
直方向上向きに印加すると、GdFeCo読み出し層４３の磁
化は外部磁界に従った方向を向く。なお、この場合のGd
FeCo読み出し層４３は、室温で希土類金属副格子磁化が
遷移金属副格子磁化より優勢であるため、遷移金属副格
子磁化の方向を示す白抜きの矢印は、外部磁界の方向と
は逆に下を向くことになる。

【００４５】また、同図中のＨ₂ 以下の磁界では、DyFe
Co記録層４５との交換結合力に従って、GdFeCo読み出し
層４３の遷移金属副格子磁化の方向は上を向く。なお、
図においてDyFeCo記録層４５の遷移金属副格子磁化の方
向が全ての外部磁界で同一方向（図では上向き）を向い
ているのは、この層が室温に補償温度をもっており、−
１０００≦Ｈ≦＋１０００（Ｏe)の範囲で外部磁界Ｈを
変化させても磁化反転を起こさないためである。

【００４６】一方、１００℃の温度状態では、図１
（ｂ）中に示すように、Ｈ₃ 以上の外部磁界が印加され
ると、GdFeCo読み出し層４３の遷移金属副格子磁化は外
部磁界に従って下を向き、Ｈ₄ （＝８００（Ｏe)）以下
の磁界では、DyFeCo記録層４５との交換結合力に従って
上を向く。なお、図において、DyFeCo記録層４５の遷移
金属副格子磁化の方向が全て上向きに描かれているの
は、上記同様に、この層が、−１０００≦Ｈ≦＋１００
０（Ｏe)の範囲で磁化反転を起こさないことを反映して
いる。

【００４７】このように、上記構成の磁気三重層は、室
温付近の低温状態で、GdFeCo読み出し層４３の磁化を、
DyFeCo記録層４５からの交換結合力に従った向きとは逆
の方向に向かせようとするときに必要な最小の外部磁界
Ｈ₁ と、所定の高温状態（＝１００℃）で、GdFeCo読み
出し層４３の磁化が、外部磁界の方向に抗して、DyFeCo
記録層４５からの交換結合力に従った方向に向くときの
最大の外部磁界Ｈ₄ とに、 Ｈ₁ ＜Ｈ₄ ……（１） なる関係が生じるようになっている。

【００４８】このような関係が生じるように、本実施例
の光磁気ディスクでは、読み出し層３（＝GdFeCo読み出
し層４３）と、中間層４（＝GdFeCoAl中間層４４）、お
よび記録層５（＝DyFeCo記録層４５）とが、以下の関係
式を満足するように調製されている。

【００４９】すなわち、読み出し層３と中間層４とを合
わせた二層膜の厚みをｈ₁'、室温における上記二層膜の
保磁力をＨc₁'(ta）、飽和磁化をＭs₁'(ta）、読み出し
層３と記録層５との間にできる磁壁の磁壁エネルギーを
σw'(ta)、また、例えば１００℃に設定された所定の設
定温度(t) における上記二層膜の保磁力をＨc₁'(t)、飽
和磁化をＭs₁'(t)、読み出し層３と記録層５との間にで
きる磁壁の磁壁エネルギーをσw'(t) とし、さらに、各
温度での読み出し層３に対する記録層５からの実効的バ
イアス磁界を Ｈw₁'(ta) ＝σw'(ta)／２Ｍs₁'(ta）ｈ₁' Ｈw₁'(t) ＝σw'(t) ／２Ｍs₁'(t)ｈ₁' とすると、 Ｈ₁ ＝Ｈc₁'(ta）＋Ｈw₁'(ta) Ｈ₄ ＝−Ｈc₁'(t)＋Ｈw₁'(t) となる。したがって、前記（１）式は、 Ｈc₁'(ta）＋Ｈw₁'(ta) ＜−Ｈc₁'(t)＋Ｈw₁'(t) ……（２） となり、この式を満足するように、本実施例での磁気三
重層が構成されている。

【００５０】上記特性を有する磁気三重層を備えた光磁
気ディスクにおいては、再生時に、再生光ビームを照射
すると共に、 Ｈ₁ ＜Ｈｒ＜Ｈ₄ ……（３） の条件を満たす外部磁界、すなわち、再生磁界Ｈｒを同
時に印加することで、再生光ビーム照射領域の温度状態
の変化により、再生磁界Ｈｒの大きさを一定に保持した
まま、再生光ビームのスポット径よりも小さな領域から
記録層５の情報を読み出すことが可能となる。

【００５１】この再生時の動作について、図２を参照し
て説明する。

【００５２】再生動作時、同図に示すように、再生光ビ
ーム５１が、基板１の側から集光レンズ５２を通して読
み出し層３に照射される。この再生光ビーム５１の照射
領域は、その中心部近傍の温度が最も上昇し、周辺の部
位よりも高温になる。これは、再生光ビーム５１が、集
光レンズ５２より回折限界まで絞り込まれているため、
その光強度分布がガウス分布になり、光磁気ディスク上
の照射部位の温度分布もほぼガウス分布になるからであ
る。そこで、上記再生光ビーム５１の強度は、その照射
領域における中心部近傍のみが前記設定温度(t) を超
え、その周辺部位の温度は略室温付近の温度で維持され
るように設定されている。

【００５３】同時に、磁石５３を用いて、前記Ｈ₁ （＝
２００（Ｏe)）とＨ₄ （＝８００（Ｏe)）との間の大き
さ、例えば３００（Ｏe)の再生磁界Ｈｒが、図の場合に
は垂直上向きに印加されている。このときの読み出し層
３・中間層４・記録層５の各遷移金属副格子磁化の方向
を、各層３・４・５中に矢印で示している。

【００５４】再生光ビーム５１の照射領域内で、設定温
度(t) を超える中心近傍の領域では、前述した図１
（ｂ）に示すような特性を有するため、読み出し層３の
遷移金属副格子磁化は、再生磁界Ｈｒの方向に依らず
に、記録層５からの交換結合力に従った方向を向き、こ
の部分で、記録層５に書き込まれた情報が読み出し層３
に転写される。一方、設定温度(t) よりも温度の低い周
辺領域では、前記図１（ａ）に示すような特性を有する
ため、読み出し層３の遷移金属副格子磁化は、上向きに
印加された外部磁界Ｈｒによって、同一垂直方向（図で
は下向き）に一様に揃えられ、記録層５に書き込まれた
情報をマスクした状態となる。

【００５５】この結果、再生光ビーム５１の照射領域内
において、この再生光ビームの径よりも小さい中心近傍
の領域のみにから、記録層５に記録されている記録ビッ
トの再生が行われる。

【００５６】光磁気ディスクが回転し、再生光ビーム５
１が移動して次の記録ビットを再生する時は、先の再生
部位の温度は室温近傍まで低下する。これにより、読み
出し層３の遷移金属副格子磁化は、もはや記録層５の遷
移金属副格子磁化に従うことはなく、外部磁界Ｈｒに従
った方向を向くこととなって、先の再生部位はマスクさ
れる。

【００５７】このように、再生光ビームの径よりも小さ
い中心近傍の領域のみの記録ビットの再生が行われ、そ
の周辺はマスクされた状態となるので、ビーム走行方向
の記録密度を向上し得ると共に、さらに、雑音の原因で
ある隣接ビットからの信号混入がなくなり、クロストー
クのない良好な再生信号特性を得ることができる。

【００５８】なお、上記した再生動作時に印加される再
生磁界Ｈｒは、これが記録層５の情報を破壊しない程度
の大きさである必要がある。室温付近で記録層５の磁化
を反転させるときの最小の外部磁界Ｈinv(ta) と、設定
温度(t) で記録層５の磁化を反転させるときの最小の外
部磁界Ｈinv(t)とは、記録層５の厚みをｈ₂ 、室温（t
a）における記録層５の保磁力をＨc₂(ta)、飽和磁化を
Ｍs₂(ta)、設定温度(t)における記録層の保磁力をＨc
₂(t) 、飽和磁化をＭs₂(t) とし、各温度での記録層５
に対する読み出し層３からの実効的バイアス磁界を Ｈw₂(ta)＝σw'(ta)／２Ｍs₂(ta)・ｈ₂
Ｈw₂(t) ＝σw'(t) ／２Ｍs₂(t) ・ｈ₂ とすると、 Ｈinv(ta) ＝Ｈc₂(ta)−Ｈw₂(ta) Ｈinv(t) ＝Ｈc₂(t) −Ｈw₂(t) である。したがって、前記再生磁界Ｈｒは、Ｈinv(ta)
およびＨinv(t)よりも小さい値に設定する必要がある。
これらの条件をまとめると、再生磁界Ｈｒとして、前記
（３）式から導き出される次式、 Ｈc₁'(ta）＋Ｈw₁'(ta) ＜Ｈｒ＜−Ｈc₁'(t)＋Ｈw₁'(t)……（４） と、 Ｈｒ＜Ｈc₂(ta)−Ｈw₂(ta) ……（５） Ｈｒ＜Ｈc₂(t) −Ｈw₂(t) ……（６） とを満足することが必要になる。

【００５９】本実施例での磁気三重層は、前記したよう
に、図１（ａ)(ｂ）から、 Ｈc₁'(ta）＋Ｈw₁'(ta) ＝Ｈ₁ ＝２００（Ｏe) −Ｈc₁'(100 ℃) ＋Ｈw₁'(100 ℃) ＝Ｈ₄ ＝８００（Ｏe) である。一方、上記図１（ａ)(ｂ）の測定結果を得た図
６の試料について、ガラス基板４１とは反対側から光を
入射して測定したDyFeCo記録層４５のカーヒステリシス
ループを図７（ａ)(ｂ）に示している。これらは、６３
３ｎｍ光を用い、−１５≦Ｈ≦１５ｋＯe の範囲で磁界
を変化させたときの室温（同図（ａ))と、１００℃（同
図（ｂ))とでの各測定結果である。

【００６０】これらの図より、 Ｈc₂(ta)−Ｈw₂(ta) ＞１５ｋＯe Ｈc₂(100℃) −Ｈw₂(100℃) ＝2.５ｋＯe である。したがって、２００＜Ｈｒ＜８００（Ｏe)の範
囲内での前記Ｈｒ＝３００（Ｏe)の設定は、上記（４）
式と共に、（５)(６）式も満足したものとなっている。

【００６１】このように、前記構成の磁気三重層と、上
記のように設定された再生磁界Ｈｒとにより、読み出し
層３の遷移金属副格子磁化の方向は、室温では再生磁界
Ｈｒの方向に従い、１００℃では、同じ再生磁界Ｈｒの
もとで記録層５からの交換結合力に従う。これにより、
再生光ビーム５１の径よりも小さい記録ビットの再生を
行うことが可能になり、しかも、隣接する記録ビットの
影響を受けないため、記録ビーム走行方向と共に、トラ
ックピッチを狭くした記録密度の向上を図ることが可能
になる。また、前記した従来のＲＡＤ方式で必要であっ
た初期化用の磁界を必要としないため、装置の小型化や
省電力化を実現できる。

【００６２】ところで、上記の磁気三重層に代えて、中
間層４を設けず、読み出し層３と記録層５との磁気二重
層の構成とした場合でも、これら二層間の磁気特性およ
び再生磁界が、上記各式（１）〜（６）と同等の条件を
満たすようにすることで、本実施例同様に、高記録密度
化や装置の小型化がある程度可能になる。そこで、本実
施例で中間層４を設けた理由について、次に説明する。

【００６３】まず、前記した図６に示す試料に対応させ
て、GdFeCoAl中間層４４を設けていない点のみが異なる
比較用の試料を作製した。すなわち、この試料は、図１
４（ｃ）に示すように、ガラス基板４１’上にAlＮ誘電
体膜４２’が７０ｎｍ、GdFeCo読み出し層４３’が５０
ｎｍ、DyFeCo記録層４５’が５０ｎｍ、AlＮ誘電体膜４
６’が３０ｎｍで積層されている。

【００６４】GdFeCo読み出し層４３’の組成は、Gd_0.22
(Fe_0.82Co_0.18)_0.78で、室温では希土類金属副格子磁化
が遷移金属副格子磁化よりも優勢で補償温度は１７０
℃、キュリー温度は約３３０℃であり、また、DyFeCo記
録層４５’の組成は、Dy_0.25(Fe_0.84Co_0.16)_0.75で、室
温が補償温度、キュリー温度は２００℃である。これら
は、上述した本実施例での読み出し層３や記録層５と同
じ膜厚・組成である。

【００６５】図１４（ａ)(ｂ）は、上述の比較用の試料
を、ガラス基板４１’側より測定したときの室温と１０
０℃とでの各カーヒステリシスループを示すもので、基
板４１’のカー回転を前記同様キャンセルして示してあ
る。測定は６３３ｎｍの光を照射して行った。また、外
部磁場は−２０００から＋２０００（Ｏe)の範囲で変化
させた。図１４（ａ）が室温、同図（ｂ）が１００℃で
の各測定結果であって、これらは、磁気三重層について
測定した図１（ａ)(ｂ）にそれぞれ対応する。

【００６６】図１４（ａ）より、この磁気二重層では、
図１（ａ）のＨ₁ に対応する磁界Ｈ₁ ”の値は４５０
（Ｏe)である。また、図１４（ｂ）より、図１（ｂ）の
Ｈ₄ に対応する磁界Ｈ₄ ”の値は１２００（Ｏe)であ
る。このことより、再生時に印加する磁界Ｈｒとして、
４５０＜Ｈｒ＜１２００（Ｏe)の範囲とすることが必要
である。つまり、この場合、再生時に必要な磁界が大き
くなる。逆に言うと、上述した本実施例における室温状
態で面内磁化を示す中間層４は、読み出し層３に対する
記録層５からの実効的バイアス磁界を特に室温側で抑制
するように働き、これによって、室温側で読み出し層３
の磁化方向を一様に揃える際に、この読み出し層３の外
部磁界に沿う反転が生じ易くなる。このため、Ｈ₁ はＨ
₁ ”よりも小さく、このため、再生磁界Ｈｒの大きさを
磁気二重層に比べてより小さくすることができる。この
結果、記録再生装置をより小型化して構成することが可
能であり、また、省電力化をさらに促進することができ
る。

【００６７】次に、上記磁気三重層を有する光磁気ディ
スクでの再生動作特性の測定結果について、具体的な数
値例を挙げて説明する。

【００６８】使用した光ピックアップの半導体レーザの
波長は７８０ｎｍ、集光レンズ５２の開口数(N.A.)は0.
５５である。まず、上記の光磁気ディスクにおける半径
２6.５ｍｍ内に在るランド部に、回転数１８００ｒｐｍ
（線速５ｍ／sec)のもとで、長さ0.７６５μｍの単一周
波数記録ビットを予め記録した。記録は、まず、記録層
５の磁化の方向を一方向に揃えて（初期化状態）から、
記録用外部磁界の方向を初期化方向とは逆方向に固定し
ておいて、0.７６５μｍの長さに相当する記録周波数
（この場合は、約3.３ＭＨｚ）でレーザを変調すること
で行った。記録レーザパワーは、７ｍＷ程度であった。

【００６９】このように記録した記録ビット列を再生レ
ーザパワー、および再生時の印加磁界を変えて再生し、
再生信号波形の振幅を測定した。その結果を図８に示
す。

【００７０】同図において、横軸は再生レーザパワーで
あり、0.５ｍＷから3.０ｍＷの範囲で測定した。縦軸は
再生信号振幅を表しており、再生レーザパワーが0.５ｍ
Ｗのときの振幅で規格化している。図中Ａで示す曲線
は、本実施例の光磁気ディスクにおいて、再生時の印加
磁界を３００（Ｏe)としたときの測定結果である。ま
た、図中Ｂで示す曲線は、比較のために作製した光磁気
ディスクについての測定結果である。

【００７１】このときの比較用の光磁気ディスクは、ガ
ラス基板上に、AlＮ８０ｎｍ／DyFeCo２０ｎｍ／AlＮ２
５ｎｍ／AlNi３０ｎｍをこの順に積層し、AlNi上に前記
同様のオーバーコート層を設けた構造である。すなわ
ち、この光磁気ディスクは、希土類遷移金属合金である
DyFeCo磁性層を一層だけ設け、その両側を保護層として
の機能も有するAlＮ透明誘電体層で挟み込み、最後に反
射膜であるAlNiを設けた構造である。これは反射膜構造
と呼ばれ、現在、市販されている3.５インチサイズ単板
仕様の光磁気ディスクの代表的な構成であり、DyFeCo磁
性層は、室温から高温まで垂直磁化を有している（以
下、このディスクを比較用単層ディスクという）。な
お、この比較用単層ディスクに対して再生動作を行う
際、外部磁界は印加していない。

【００７２】同図中に示した破線は、原点と0.５ｍＷで
の振幅規格値とを結んだ線であり、次式で表される光磁
気信号の再生時における信号振幅と再生レーザパワーと
の関係を示す比例直線を表すものである。 再生信号振幅∝媒体反射光量×極カー回転角 この式で、媒体反射光量は、再生レーザパワーに比例し
て増加するものであるから、これを再生レーザパワーで
置き換えることができる。

【００７３】図において、比較用単層ディスクでの測定
曲線Ｂが、上記の比例直線の下にあるのは次の理由によ
る。すなわち、再生レーザパワーを上げると、反射光量
はそれにつれて増加するが、一方で記録媒体の温度が上
昇する。磁性体の磁化は、一般に温度が上がるにつれ減
少し、キュリー温度で零になる性質を有している。した
がって、従来の光磁気ディスクでは、温度が上昇するに
つれ極カー回転角が小さくなるため、その測定曲線Ｂ
は、上記の比例直線よりも下側に位置する。

【００７４】一方、本実施例の光磁気ディスクの測定曲
線Ａは、再生レーザパワーが上がるにつれ、急激に信号
振幅が上昇し、上記比例直線より上側にあり、再生レー
ザパワーの増加分以上の振幅の増加が得られていること
がわかる。これは、温度が低い時には、再生磁界Ｈｒと
読み出し層３との効果により記録層５に書かれた情報が
マスクされて読み出されず、温度上昇に伴い、読み出し
層３の遷移金属副格子磁化が記録層５の遷移金属副格子
磁化に従って情報が読み出されるという磁気三重層の特
性を反映し、その動作を裏付けるものである。

【００７５】次に、記録ビットをより小さくしていった
場合の再生信号品質を調べた結果について説明する。な
お、より小さな記録ビットの再生が可能になるというこ
とは、記録密度の向上を意味する。

【００７６】図９のグラフは、記録ビット長さと再生信
号品質（Ｃ／Ｎ）との関係を示すものである。この測定
では、ディスクの線速を先の測定時と同じく５ｍ／sec
にし、記録周波数を変えて記録を行い、そのＣ／Ｎを測
定した。光ピックアップおよび記録方法は、先の測定時
（図８）と同じである。図中、Ａが本実施例の光磁気デ
ィスクの測定結果で、再生レーザパワーは2.５ｍＷと
し、再生時の印加磁界は、３００（Ｏe)とした。また、
図中、Ｂで示す曲線は、先の測定で用いたものと同じ比
較用単層ディスクについての測定結果で、再生レーザパ
ワーは１ｍＷ、また、再生時に磁界は印加しなかった。

【００７７】記録ビット長さが0.７μｍ以上の長いビッ
トにおいては、両者でＣ／Ｎにほとんど差はないが、0.
７μｍ以下になると、本実施例の光磁気ディスクによる
測定曲線Ａと、従来の光磁気ディスクによる測定曲線Ｂ
との差が顕著に現れる。

【００７８】比較用単層ディスクにおいて、記録ビット
長さが0.７μｍ以下の場合にＣ／Ｎが低いのは、ビット
長さが小さくなるにつれ、光ビームの照射径の中に存在
するビットの数（面積）が増え、ひとつひとつのビット
を識別できなくなるからである。

【００７９】光ピックアップの光学的分解能を表わす一
つの指標として、カットオフ空間周波数があり、これ
は、光源であるレーザの波長と集光レンズの開口数によ
り定まるものである。この測定に用いた光ピックアップ
の波長と開口数の値（７８０ｎｍ、0.５５）を用いて、
カットオフ周波数を求め、これを記録ビット長さに換算
すると、 ７８０ｎｍ／（２×0.５５）／２＝0.３５５μｍ になる。言い換えると、本測定での光ピックアップの光
学的分解能の限界は、ビット長さで0.３５５μｍであ
る。比較用単層ディスクでの測定結果は、これを反映し
て、0.３５μｍでのＣ／Ｎがほぼ０になっている。

【００８０】一方、本実施例の光磁気ディスクは、ビッ
ト長さが小さくなるにつれて、Ｃ／Ｎは減少するもの
の、光学的分解能である0.３５５μｍよりも短いビット
においても大きなＣ／Ｎの値が得られている。

【００８１】以上の結果から、本実施例の光磁気ディス
クを用いることで、光学的回折限界より小さなビットの
再生が行えることが確認された。これにより、記録密度
を従来よりも大きく向上させることが可能である。

【００８２】次に、上記した記録密度の向上に加え、も
うひとつの重要な効果であるクロストーク量の減少につ
いての測定結果について説明する。

【００８３】一般に、光磁気ディスクでは、例えばラン
ド仕様であれば、ランドの幅をできるだけ広く取り、グ
ルーブを狭くしたガイドトラックを形成し、ランド部の
みを記録・再生に用いる。したがって、例えばランド仕
様ディスクでのクロストークとは、任意のランドを再生
している場合に、両隣のランドに書かれたビットから漏
れこんでくるものを言う。なお、グルーブ仕様のディス
クであればこの逆である。

【００８４】例えば、IS10089 規格（ISO の5.２５”書
き換え型光ディスクについて定めた規格）においては、
1.６μｍピッチのガイドトラックにおいて、最短記録ビ
ット（0.７６５μｍ）に対するクロストーク量が−２６
ｄＢ以下であるように定められている。

【００８５】ここでは、ランド幅とグルーブ幅が同じ0.
８μｍである前述のガラス基板を用いた光磁気ディスク
を使用しており、ランド部再生時の両隣接グルーブから
のクロストーク量を測定した。

【００８６】図１０のグラフは、本実施例と前記の比較
用単層ディスクとについて測定した結果を示すものであ
る。このグラフにおいて、横軸は再生レーザパワー、縦
軸はクロストーク量である。図中、Ａが本実施例の光磁
気ディスクの測定結果であり、印加磁界は３００（Ｏe)
とした。図中、Ｂは比較用単層ディスクでの測定結果で
ある。

【００８７】このグラフから明らかなように、比較用単
層ディスク（Ｂ）では、クロストーク量が−１５ｄＢ程
度と大きいのに対して、本実施例の光磁気ディスク
（Ａ）では、−３５ｄＢ程度と上記ＩＳＯ規格で定めら
れた−２６ｄＢをクリアする値が得られた。

【００８８】このような結果が得られる理由について、
図１１を用いて説明する。

【００８９】同図は、真上から見た光磁気ディスクの状
態を示しており、真ん中のランド部と両隣のグルーブ部
に円形（破線）で示された記録ビットが記録されてい
る。図中の大きい円（実線）は、集光された光ビームで
あり、この場合は真ん中のランド部にサーボがかかって
いる。図において、ランド幅およびグルーブ幅は0.８μ
ｍ、光ビーム直径は1.７３μｍ（エアリーディスク径：
1.２２×７８０ｎｍ／0.５５）、記録ビット直径は説明
の便宜上、0.３５５μｍの大きさで示している。

【００９０】図において、光ビームの下には７個の記録
ビットが入っている。比較用単層ディスクであれば、光
ビーム内のそれぞれの信号を分離することはできなくな
る。

【００９１】このことが、比較用単層ディスクにおい
て、0.３５μｍでの記録ビットに対してＣ／Ｎがほとん
ど得られなかったこと、および、隣接トラックからのク
ロストークが大きかったことに対する理由である。

【００９２】一方、本実施例の光磁気ディスクであれ
ば、光ビームの中心近傍の領域のみで、読み出し層３の
遷移金属副格子磁化が、記録層５の遷移金属副格子磁化
の方向（即ち、記録されている情報）に従って動作する
のに対し、光ビーム中心近傍以外の部分の読み出し層３
の遷移金属副格子磁化は印加磁界に従って動作する。

【００９３】したがって、上記のように、光ビーム内に
７個のビットがあっても再生に寄与するのは光ビームの
中心に位置する一つのビットのみであるので、0.３５５
μｍと非常に小さなビットであっても、大きなＣ／Ｎが
得られる。さらに、両隣接トラックからのクロストーク
も非常に小さくなる。

【００９４】以上のように、読み出し層３・中間層４・
記録層５を積層した磁気三重層を用い、再生時に外部磁
界を印加しながらレーザ光を照射することで、従来の光
磁気ディスクに比べて大幅な高密度化が可能になると共
に、クロストークの低減された良好な再生動作特性を得
ることが可能になる。

【００９５】以上の説明のように、本実施例の光磁気デ
ィスクは、所定の再生磁界Ｈｒを印加した状態で温度を
変化させるとき、設定温度を超えた部分では、読み出し
層３の磁化方向が再生磁界Ｈｒの方向に無関係に、記録
層５の磁化方向と同一の方向を向く一方、設定温度より
も低い部分では、読み出し層３の磁化方向は、記録層５
の磁化方向とは無関係に、再生磁界Ｈｒの方向と同一の
方向を向くように動作する。

【００９６】したがって、再生時に照射する光ビームの
強度、および再生磁界Ｈｒの大きさを適当に設定するこ
とによって、光照射領域の中心部近傍のみの記録層５の
記録情報を再生することができ、その周辺領域は、マス
クされた状態となる。これにより、光ビームの径より小
さい中心部近傍領域のみを再生に関与させることができ
るので、雑音が減少し、再生時の分解能が向上する。ま
た、上記再生磁界Ｈｒによって記録層５の情報が影響を
受けることもない。これらの結果、トラックピッチを狭
くしても、クロストークを増大させることなく、また、
トラック走行方向の記録密度の向上を実現することが可
能になる。また、これらのことを初期化用の磁界を要す
ることなく実現できる。

【００９７】しかも、上記実施例においては、中間層４
が、例えば単層において室温からの温度の上昇に伴って
磁化方向が面内方向から垂直方向に変化する磁性層から
成っていることによって、設定温度よりも低い読み出し
層３の磁化方向を再生磁界Ｈｒの方向にする場合に必要
な磁界の強さをより小さくすることができるので、これ
によっても、さらに装置の小型化や、低消費電力化を図
ることができるようになっている。

【００９８】〔実施例２〕本発明の他の実施例につい
て、図１２および図１３に基づいて説明すれば以下の通
りである。なお、説明の便宜上、前記の実施例の図面に
示したものと同一の機能を有する部分には、同一の符号
を付記し、その説明を省略する。

【００９９】前記実施例においては、磁気三重層の中間
層４として、単層において室温からの温度の上昇に伴っ
て磁化方向が面内方向から垂直方向に変化するDyFeCo希
土類遷移金属合金を用いたが、本実施例では、この中間
層４が、室温からそのキュリー点まで垂直磁化を示すも
のから構成されている。

【０１００】この中間層４も、前記実施例同様に、GdFe
CoAl希土類遷移金属合金から成っている。このGdFeCoAl
合金単層（厚さ２０ｎｍ）の保磁力（Ｈｃ）の温度依存
性を図１２に示しており、補償温度は１２０℃、キュリ
ー温度は１６０℃である。図には代表的な温度でのカー
ヒステリシスループも併せて示している。これらのデー
タは、前記実施例における図４（ｂ）に示したものと同
様に、ガラス基板２１上にAlＮ誘電体膜２２を７０ｎ
ｍ、磁性層２３としてGdFeCoAl膜を２０ｎｍ、AlＮ誘電
体膜２４を５０ｎｍ、Al反射膜２５を３０ｎｍ積層した
試料を作製し、これに、ガラス基板２１側から６３３ｎ
ｍの光を照射して測定したものである。

【０１０１】このGdFeCoAl膜は、垂直磁気異方性が実施
例１のものより大きいため、室温状態でも垂直方向に磁
化が向いている。

【０１０２】そして、上記の中間層４を読み出し層３と
記録層５との間に設けた磁気三重層の磁気特性を測定す
るために、前記実施例における図６に示したものと同様
の試料を作成した。すなわち、ガラス基板４１上にAlＮ
誘電体膜４２を７０ｎｍ、GdFeCo読み出し層４３を５０
ｎｍ、上記のGdFeCoAl中間層４４を２０ｎｍ、DyFeCo記
録層４５を５０ｎｍ、保護層としてのAlＮ誘電体膜４６
を３０ｎｍ積層した試料を作製した。この試料でのGdFe
Co読み出し層４３・DyFeCo記録層４５は、前記実施例１
で使用したものとそれぞれ同じ膜厚・組成である。

【０１０３】図１３（ａ)(ｂ）は、上述の試料を、ガラ
ス基板４１側より測定したときの室温と１００℃とでの
カーヒステリシスループを示すもので、基板４１のカー
回転は前記同様キャンセルして示している。測定は６３
３ｎｍの光を照射して行い、また、外部磁界は、−２ｋ
Ｏe から＋２ｋＯe の範囲で変化させた。同図（ａ）が
室温、同図（ｂ）が１００℃での各測定結果である。こ
れらは、前記実施例における図１（ａ)(ｂ）に各々対応
している。

【０１０４】これらの図より、本実施例における磁気三
重層では、図１（ａ）のＨ₁ に対応する磁界Ｈ₁ ’の値
が３００（Ｏe)、図１（ｂ）のＨ₄ に対応する磁界
Ｈ₄ ’の値が１０００（Ｏe)である。よって、再生時に
３００＜Ｈｒ＜１０００（Ｏe)の磁界を印加すること
で、実施例１と同様に、高密度に記録された情報を再生
することができ、しかも、図１４に示した前記磁気二重
層でのＨ₁ ”が４５０（Ｏe)であったのに比べ、本実施
例でのＨ₁ ’＝３００（Ｏe)であることから、再生磁界
Ｈｒの大きさをより小さくすることができる。

【０１０５】このように、読み出し層３に対する記録層
５からの実効的バイアス磁界を室温側で抑制するための
中間層４として、室温で垂直磁化を示すもので構成する
ことも可能である。しかしながら、前記実施例のように
室温で面内磁化を示すものを採用することで、上記の抑
制効果がより顕著に得られ、これによって、再生磁界Ｈ
ｒをより小さくすることが可能となる。

【０１０６】なお、上記各実施例は本発明を限定するも
のではなく、例えば読み出し層３、中間層４および記録
層５等の各組成、膜厚、合金の種類等は、本発明の主旨
に沿えば、磁気三重層の膜厚、磁気特性、再生時の印加
電圧が、実施例中に示した（１）〜（６）式を満たすも
のであれば、種々の変更が可能である。

【０１０７】すなわち、希土類遷移金属合金は、希土類
と遷移金属との比率を変えれば、保磁力や磁化の大きさ
や界面での磁壁エネルギーが大きく変わる材料系である
ので、DyFeCoやGdFeCoAlやDyFeCoの比率を変え、これに
伴って上述のＨ₁ やＨ₄ も変化させた構成とすることが
できる。また、膜厚を変えることも同様である。

【０１０８】また、希土類遷移金属合金は、希土類と遷
移金属の比率を変えれば、希土類と遷移金属の磁化が釣
り合う補償温度が変わる材料であることから、読み出し
層に用いたGdFeCoに替えて、例えばGdDyFeCo、NdGdFeC
o、GdCo等を使用することが可能であり、また、記録層
に用いたDyFeCoに替えて、例えばTbFeCo、GdTbFe、GdTb
FeCo、GdDyFeCo、NdGdFeCo等を使用することも可能であ
る。

【０１０９】さらに、中間層に用いたGdFeCoAlにおい
て、Alは主にキュリー温度を調整するために添加されて
いるが、Al以外の非磁性金属やNiもまた希土類遷移金属
合金に添加された場合、キュリー温度を下げる効果があ
るので、Alに替えて添加することも可能である。また、
キュリー温度の比較的低い他の希土類遷移金属合金や、
それに添加元素を加味されたものと使用することも可能
である。

【０１１０】また、膜厚方向に組成を連続的に変化させ
て、見かけ上、磁気二重層とした構成で、（１）〜
（６）式を満たすようにすることも可能である。さら
に、本発明の請求項１又は３記載の範囲においては、例
えば読み出し層３と記録層４との間に、中間層３とは別
の磁性層をさらに設けて、より多層化された磁性層の構
成とすること等も可能である。

【０１１１】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
光磁気記録媒体におけるそれぞれ垂直磁気異方性を有す
る磁性層から成る読み出し層および記録層と、これら両
層間に設けられる中間層とは、略室温状態で読み出し層
の磁化方向を記録層の磁化方向とは逆の方向に向けるた
めに必要な最小の外部磁界Ｈ₁ と、設定温度以上の高温
状態で読み出し層の磁化方向が記録層の磁化方向と一致
する方向に向くために必要な最大の外部磁界Ｈ₄ との間
に、Ｈ₁ ＜Ｈ₄ なる関係を有し、かつ、上記中間層は、
読み出し層に対する記録層からの実効的バイアス磁界を
室温側で抑制するように調製されている構成である。

【０１１２】これは、例えば請求項２記載のように、読
み出し層と中間層とを合わせた二層膜と、記録層との間
の関係式を満足するように調製することによって構成す
ることができる。そして、このような構成の光磁気記録
媒体を用い、請求項４記載の再生方法に従って記録情報
の再生を行えば、読み出し層において光照射領域の中心
近傍に相当する所定の温度以上の高温領域のみが関与す
る再生が可能になる。

【０１１３】この結果、従来より小さな記録ビットの再
生を行えるようになり、これによって、再生時の分解能
が向上し、したがって、トラックピッチを狭くしてもク
ロストークが増大することはない。この結果、トラック
走行方向と共に、トラックに直交する方向の記録密度を
従来よりも向上することが可能になる。また、これらの
ことを初期化用の磁界を要することなく実現できるの
で、装置の小型化・省電力化を図ることができる。

【０１１４】しかも、読み出し層に対する記録層からの
実効的バイアス磁界を室温側で抑制するような中間層を
設けていることにより、再生磁界をより小さく設定し
て、記録情報の再生を行う装置構成とすることができる
ので、これにより、さらに、装置の小型化・省電力化を
図ることができる。

【０１１５】特に、この中間層を、請求項３記載のよう
に、単層において室温からの温度の上昇に伴って磁化方
向が面内方向から垂直方向に変化する磁性層で構成する
ことにより、読み出し層に対する記録層からの実効的バ
イアス磁界が室温側でより確実に抑制される。この結
果、再生時に印加すべき再生磁界Ｈｒをより小さなもの
とすることができるので、装置全体をさらに小型化し得
ると共に、消費電力を低減することが可能になるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光磁気記録媒体の読
み出し層・中間層・記録層が積層された磁気三重層での
読み出し層側からみたカーヒステリシスループの測定結
果を示すものであって、同図（ａ）は室温での測定結果
を示すグラフ、同図（ｂ）は、１００℃での測定結果を
示すグラフである。

【図２】上記光磁気記録媒体の構成および再生時の動作
状態を模式的に示す断面図である。

【図３】上記光磁気記録媒体における読み出し層単層の
磁気特性を示すものであって、同図（ａ）は保磁力の温
度依存性を示すと共に代表的な温度でのカーヒステリシ
スループを付記したグラフ、同図（ｂ）は上記磁気特性
を測定するために作製した試料の構成を模式的に示す断
面図である。

【図４】上記光磁気記録媒体における中間層単層の磁気
特性を示すものであって、同図（ａ）は保磁力の温度依
存性を示すと共に代表的な温度でのカーヒステリシスル
ープを付記したグラフ、同図（ｂ）は上記磁気特性を測
定するために作製した試料の構成を模式的に示す断面図
である。

【図５】上記光磁気記録媒体における記録層単層の磁気
特性を示すものであって、同図（ａ）は保磁力の温度依
存性を示すと共に代表的な温度でのカーヒステリシスル
ープを付記したグラフ、同図（ｂ）は上記磁気特性を測
定するために作製した試料の構成を模式的に示す断面図
である。

【図６】上記の読み出し層・中間層・記録層が積層され
た磁気三重層におけるカーヒステリシスループを測定す
るために作製した試料の構成を模式的に示す断面図であ
る。

【図７】上記磁気三重層における記録層側からみたカー
ヒステリシスループの測定結果を示すものであって、同
図（ａ）は室温での測定結果を示すグラフ、同図（ｂ）
は、１００℃での測定結果を示すグラフである。

【図８】上記光磁気記録媒体における再生レーザパワー
と再生信号振幅との関係について測定した結果を示すグ
ラフである。

【図９】上記光磁気記録媒体における記録ビット長に対
する再生信号品質（Ｃ／Ｎ）を測定した結果を示すグラ
フである。

【図１０】上記光磁気記録媒体におけるクロストーク量
に関する測定結果を示すグラフである。

【図１１】上記光磁気記録媒体における再生光ビームを
照射したときの温度分布を模式的に示す平面図である。

【図１２】本発明の他の実施例における光磁気記録媒体
での中間層単層の保磁力の温度依存性を示すと共に、代
表的な温度でのカーヒステリシスループを付記したグラ
フである。

【図１３】図１２の中間層を介装した磁気三重層におけ
る読み出し層側からみたカーヒステリシスループの測定
結果を示すものであって、同図（ａ）は室温での測定結
果を示すグラフ、同図（ｂ）は、１００℃での測定結果
を示すグラフである。

【図１４】磁気二重層を有する比較用の光磁気ディスク
での読み出し層側からみたカーヒステリシスループの測
定結果を示すものであって、同図（ａ）は室温での測定
結果を示すグラフ、同図（ｂ）は１００℃での測定結果
を示すグラフ、同図（ｃ）は上記測定のために作製した
比較用試料の構成を模式的に示す断面図である。

【図１５】従来例における光磁気記録媒体を用いたＲＡ
Ｄ方式での再生時の動作状態を模式的に示す断面図であ
る。

【図１６】他の従来例における光磁気記録媒体を用いた
ＦＡＤ方式での再生時の動作状態を説明するための説明
図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 透明誘電体層 ３ 読み出し層 ４ 中間層 ５ 記録層 ６ 保護層 ７ オーバーコート層 ５１ 再生光ビーム ５２ 集光レンズ ５３ 磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 賢司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ垂直磁気異方性を有する磁性層か
   ら成る読み出し層と記録層とが相互に積層されると共に
   両層間に磁性層から成る中間層が設けられ、光ビームを
   照射することにより、記録層に記録されている情報の読
   み出しが行われる光磁気記録媒体において、 上記読み出し層と記録層および中間層とは、略室温状態
   で読み出し層の磁化方向を記録層の磁化方向とは逆の方
   向に向けるために必要な最小の外部磁界Ｈ₁ と、設定温
   度以上の高温状態で読み出し層の磁化方向が記録層の磁
   化方向と一致する方向に向くために必要な最大の外部磁
   界Ｈ₄ との間に、Ｈ₁ ＜Ｈ₄ なる関係を有し、かつ、上
   記中間層は、読み出し層に対する記録層からの実効的バ
   イアス磁界を室温側で抑制するように調製されているこ
   とを特徴とする光磁気記録媒体。
2. 【請求項２】上記読み出し層と中間層とを合わせた二層
   膜の厚みをｈ₁'、室温（ta）における読み出し層と中間
   層とを合わせた二層膜の保磁力をＨc₁'(ta）、飽和磁化
   をＭs₁'(ta）、読み出し層と記録層との間の磁壁エネル
   ギーをσw'(ta)、また、上記設定温度(t) における読み
   出し層と中間層とを合わせた二層膜の保磁力をＨc₁'
   (t)、飽和磁化をＭs₁'(t)、読み出し層と記録層との間
   の磁壁エネルギーをσw'(t) とし、さらに、各温度での
   読み出し層に対する記録層からの実効的バイアス磁界を Ｈw₁'(ta) ＝σw'(ta)／２Ｍs₁'(ta）ｈ₁' Ｈw₁'(t) ＝σw'(t) ／２Ｍs₁'(t)ｈ₁' とするとき、条件 Ｈc₁'(ta）＋Ｈw₁'(ta) ＜−Ｈc₁'(t)＋Ｈw₁'(t) を満たすことを特徴とする請求項１記載の光磁気記録媒
   体。
3. 【請求項３】上記中間層は、単層において室温からの温
   度の上昇に伴って磁化方向が面内方向から垂直方向に変
   化する磁性層から成っていることを特徴とする請求項１
   又は２記載の光磁気記録媒体。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３記載の光磁気記録媒体
   を用いて行う光磁気記録情報の再生方法であって、 上記記録層の厚みをｈ₂ 、室温（ta）における記録層の
   保磁力をＨc₂(ta)、飽和磁化をＭs₂(ta)、また、設定温
   度(t) における記録層の保磁力をＨc₂(t) 、飽和磁化を
   Ｍs₂(t) とし、さらに、各温度での記録層に対する読み
   出し層からの実効的バイアス磁界を Ｈw₂(ta)＝σw'(ta)／２Ｍs₂(ta)・ｈ₂ Ｈw₂(t) ＝σw'(t) ／２Ｍs₂(t) ・ｈ₂ とするとき、 Ｈc₁'(ta）＋Ｈw₁'(ta) ＜Ｈｒ＜−Ｈc₁'(t)＋Ｈw₁'(t) Ｈｒ＜Ｈc₂(ta)−Ｈw₂(ta) Ｈｒ＜Ｈc₂(t) −Ｈw₂(t) の関係を満たす再生磁界Ｈｒを光ビーム照射領域の全体
   にわたってほぼ均一に印加しながら、読み出し層におけ
   る磁化の方向に応じた光ビームの変化を検出して記録情
   報を読み取ることを特徴とする光磁気記録情報の再生方
   法。