JPH0981979A - 光磁気記録媒体及びその再生方法 - Google Patents

光磁気記録媒体及びその再生方法

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JPH0981979A
JPH0981979A JP7234139A JP23413995A JPH0981979A JP H0981979 A JPH0981979 A JP H0981979A JP 7234139 A JP7234139 A JP 7234139A JP 23413995 A JP23413995 A JP 23413995A JP H0981979 A JPH0981979 A JP H0981979A
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    • G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
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    • G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
    • G11B11/10586—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生層から検出される再生信号の立ち上がり
及び立ち下がりを急峻にすることにより、高密度の記録
再生を可能とする。 【解決手段】 垂直磁化膜からなる記録層４と再生層３
との間に、磁気的な交換相互作用を遮断するための非磁
性中間層９を設ける。このとき、再生層３は、情報の再
生時に外部磁界を印加したときにその磁化方向が、第１
温度範囲Ｔ1 では上記外部磁界の方向を向き、再生用の
光ビーム８を照射して第２温度範囲Ｔ2 となると上記記
録層４から発生される浮遊磁界の方向を向き、第３温度
範囲Ｔ3 では再び外部磁界の方向を向くように形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気記録再生装
置に適用される光磁気ディスク、光磁気テープ、光磁気
カード等の光磁気記録媒体、及びその再生方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、書き換え可能な光記録媒体と
して、光磁気記録媒体が実用化されている。このような
光磁気記録媒体では、光磁気記録媒体上に集光された半
導体レーザから出射される光ビームのビーム径に対し
て、記録用磁区である記録ビット径及び記録ビット間隔
が小さくなってくると、再生特性が劣化してくるという
欠点が生じている。
【０００３】このような欠点は、目的とする記録ビット
上に集光された光ビームのビーム径内に隣接する記録ビ
ットが入るために、個々の記録ビットを分離して再生す
ることができなくなることが原因である。
【０００４】上記の欠点を解消するために、MORIS'94に
おいて磁気的超解像現象を利用した光磁気再生技術に関
する数件の発表が行われた。その発表の予稿集における
No.29-K-04"MSR Disks with Three Magnetic Layers Us
ing In-Plane MagnetizationFilms"(p.125)、及びNo.29
-K-05"Magnetically-induced Super Resolution Using
Magneto Static Coupling"(p.126)においては、光磁気
記録媒体として、室温で面内磁化状態であり、温度上昇
と共に垂直磁化状態となる再生層と記録層との間に、面
内磁化を有する中間層、又は非磁性中間層を設けたもの
が提案されている。
【０００５】これにより、面内磁化状態にあるFront ma
sk( 前方マスク) とRear mask(後方マスク) が形成さ
れ、さらに後方マスクによる信号変化が急峻となること
が示されている。
【０００６】また、No.29-K-06"New Readout Technique
using Domain Collapse on Magnetic Multilayer"(p.1
27) においては、後方マスクによる急峻な信号変化にお
いて良好なジッタ特性が得られること、及び再生信号を
微分することにより精度良く記録ビットの位置が検出さ
れることが開示されている。
【０００７】また、本願出願人は、先に磁気的超解像現
象を利用した光磁気再生技術に関する他の提案を行って
いる（出願日：１９９４年１２月２７日、発明の名称：
光磁気記録媒体およびその再生方法、特願平６−３２６
３８７号）。図１６は、その光磁気記録媒体の構成を示
す概略構成図である。この光磁気記録媒体は、基板１０
１、透明誘電体層１０２、再生層１０３、非磁性中間層
１０９、記録層１０４、保護層１０５、オーバーコート
層１０６が、この順に積層されたディスク本体１１０を
有している。
【０００８】上記基板１０１は、例えばポリカーボネー
ト等の透明な基材からなり、ディスク状に形成されてい
る。
【０００９】上記記録層１０４は、反平行となる垂直な
磁化方向によってデジタル記録が記録される記録ビット
１１１・１１２を有するように形成されている。この記
録ビット１１１・１１２は情報を記録するための記録用
磁区である。
【００１０】再生層１０３は、上記記録ビット１１１・
１１２から磁化方向が転写される再生ビットを有するよ
うに記録層１０４上に形成されている。この再生層１０
３は、垂直磁化膜の補償温度がほぼ室温となるように、
さらに温度上昇に伴って飽和磁化が大きくなって再生温
度の近傍で極大となり、かつ室温から再生温度までの温
度上昇に伴って保磁力の低下が飽和磁化の増加と比べて
小さいものとなるように形成されている。具体的には再
生ビットにおける安定に存在し得る安定磁区幅が、室温
の場合には各記録ビット１１１・１１２の磁区幅１０４
ａより大きくなり、再生ビットの磁化方向を検出するた
めの光ビーム１０８によって再生温度まで昇温された場
合には上記安定磁区幅が昇温にしたがって順次小さくな
り磁区幅１０４ａ以下となるように設定されている。
【００１１】非磁性中間層１０９は、２つの磁性イオン
の磁気モーメント、即ちスピンの相対的な方向を決める
磁気的な結合力である交換相互作用を記録層１０４と再
生層１０３との間にて遮断するために設けられている。
【００１２】上記構成により、室温では再生層１０３に
おける再生ビットの安定磁区幅が記録ビット１１１・１
１２の磁区幅１０４ａより大きいため、記録ビット１１
１・１１２の幅にて再生ビットが存在し得ないようにな
っている。また、非磁性中間層１０９によって上記再生
層１０３と記録層１０４との間の交換相互作用が遮断さ
れているため、再生ビットの磁化方向が記録ビットの磁
化方向に揃わないようになっている。
【００１３】そして、集光された光ビーム１０８が再生
層１０３に照射されると、光ビーム１０８の強度分布
（ほぼガウス分布）に対応して、再生層１０３及び記録
層１０４に同様な温度分布が形成される。この温度上昇
と共に、上記再生ビットの安定磁区幅が小さくなって記
録ビット１１１に対応する大きさの再生ビットが安定に
存在できるようになったとき、記録層１０４から発生す
る浮遊磁界１０９ａによって磁化反転された再生ビット
１０３ａが形成される。このとき、再生ビット１０３ａ
と異なる他の再生ビット１０３ｂは、記録層１０４との
磁気的な結合力が小さいため、再生ビット１０３ａとは
分離されて外部磁界等により磁化方向が揃えられる。
【００１４】従って、再生層１０３を上記のように設定
すれば、光ビーム１０８が照射された領域内の一部分の
みを磁化反転可能とすることができる。このため、記録
ビット１１１・１１２の大きさや間隔を従来より小さく
しても一つ一つの再生ビットを分離することができ、光
磁気記録媒体の記録密度を向上させることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
MORIS'94において発表された光磁気記録媒体では、再生
の際に形成される後方マスクにより再生信号の立ち下が
りは急峻となるが、再生信号の立ち上がりは、従来同
様、光ビームの移動や温度上昇に伴うなだらかなものと
なる。このため、再生信号波形の立ち上がり部分におい
て、正確な位置情報の検出ができず、光磁気記録媒体の
記録の高密度化を充分に行うことができないという問題
を有している。
【００１６】また、上記特願平６−３２６３８７号の光
磁気記録媒体では、再生層１０３が昇温され安定磁区幅
が記録ビット１１１・１１２の磁区幅より小さくなった
時点で、再生層１０３において瞬間的に反転磁区が形成
されるため、再生信号の立ち上がりは急峻となるが、再
生層１０３の温度の下降過程が比較的緩やかであるた
め、再生信号の立ち下がりが緩やかになってしまい、光
磁気記録媒体の高密度記録化を充分に行うことができな
いという問題を有している。
【００１７】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は、立ち上がり及び立ち
下がりの両方が急峻な再生信号を得て、画像情報などの
記録にも充分対応できる大容量の光磁気記録媒体を得る
と共に、上記光磁気記録媒体を効果的に再生し得る再生
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】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載の光磁気記録媒体は、垂直
磁化膜からなり垂直な磁化方向によって情報が記録され
ると共に浮遊磁界を発生させる記録層と、垂直磁化膜か
らなり上記記録層の磁区情報が転写される再生層と、非
磁性膜からなり記録層と再生層との間に積層され記録層
と再生層との間の磁気的交換結合力を遮断する中間層
（例えば、非磁性中間層）とを有し、上記再生層は、情
報の再生時に所定の外部磁界を印加したときにその磁化
方向が、室温を含む第１温度範囲では上記外部磁界の方
向を向き、光ビームを照射することにより第１温度範囲
より高い第２温度範囲となると上記浮遊磁界の方向を向
き、第２温度範囲よりさらに高い第３温度範囲では再び
外部磁界の方向を向くように形成されることを特徴とし
ている。
【００１９】上記構成によれば、垂直磁化膜からなる記
録層と再生層との間に非磁性膜からなる中間層が形成さ
れ、記録層と再生層との間には磁気的交換結合力が存在
しないので、再生層の磁化方向は、記録層から発生され
る浮遊磁界と、外部から印加される外部磁界とにより制
御される。
【００２０】このとき、再生層は、情報の再生時に所定
の外部磁界を印加したときにその磁化方向が、第１温度
範囲及び第３温度範囲では外部磁界の方向を向き、光ビ
ームを照射することにより第１温度範囲と第３温度範囲
との間の温度である第２温度範囲となると浮遊磁界の方
向を向くように形成されている。このため、光ビームが
照射されていない第１温度範囲部分においては、記録層
の磁区情報が再生層に転写されず、再生出力は存在しな
い。一方、光ビームにより温度上昇した第２温度範囲部
分では、記録層の磁区情報が再生層に転写され再生出力
が得られる。そして、さらに昇温した第３温度範囲部分
では、再生層に転写された磁区情報が消滅する。
【００２１】即ち、光ビームの温度分布はガウス分布に
従っているので、光ビームの照射により温度上昇し第２
温度範囲となった光ビームの一部分の記録層の磁区情報
のみを再生層に転写し、再生することが可能となる。こ
れにより、光ビームの径よりも小さい領域に記録された
情報を再生する超解像動作が可能となる。この結果、大
容量化に必要な記録の高密度化が充分に達せられ、大容
量の記録再生装置が必要とされる例えば画像情報記録等
に対応できる光磁気記録媒体の実現が可能となる。
【００２２】請求項２記載の光磁気記録媒体は、垂直磁
化膜からなり垂直な磁化方向によって情報が記録される
と共に浮遊磁界を発生させる記録層と、垂直磁化膜から
なり上記記録層の磁区情報が転写される再生層と、面内
磁化膜からなり記録層と再生層との間に積層され記録層
と再生層との間の磁気的交換結合力を制御する中間層と
を有し、上記再生層は、情報の再生時に所定の外部磁界
を印加したときにその磁化方向が、室温を含む第１温度
範囲では上記外部磁界の方向を向き、光ビームを照射す
ることにより第１温度範囲より高い第２温度範囲となる
と上記浮遊磁界の方向を向き、第２温度範囲よりさらに
高い第３温度範囲では再び外部磁界の方向を向くように
形成されることを特徴としている。
【００２３】上記構成によれば、垂直磁化膜からなる記
録層と再生層との間に面内磁化膜からなる中間層が形成
され、記録層と再生層との間には磁気的交換結合力が実
質的に弱められているので、再生層の磁化方向は、記録
層から発生される浮遊磁界と、外部から印加される外部
磁界とにより制御される。
【００２４】このとき、再生層は、情報の再生時に所定
の外部磁界を印加したときにその磁化方向が、第１温度
範囲及び第３温度範囲では外部磁界の方向を向き、光ビ
ームを照射して第１温度範囲と第３温度範囲との間の温
度である第２温度範囲となると浮遊磁界の方向を向くよ
うに形成されている。従って、請求項１の構成による作
用効果と同様に、光ビームの照射により温度上昇し第２
温度範囲となった光ビームの一部分の記録層の磁区情報
のみを再生層に転写し、再生することが可能となる。こ
れにより、光ビームの径よりも小さい領域に記録された
情報を再生する超解像動作が可能となる。この結果、大
容量化に必要な記録の高密度化が充分に達せられ、大容
量の記録再生装置が必要とされる例えば画像情報記録等
に対応できる光磁気記録媒体の実現が可能となる。
【００２５】請求項３記載の光磁気記録媒体の再生方法
は、請求項１または２記載の光磁気記録媒体に対し、第
１温度範囲では記録層から発生する浮遊磁界の強度より
大きく、第１温度範囲より高い第２温度範囲では浮遊磁
界の強度より小さく、第２温度範囲よりさらに高い第３
温度範囲では再び浮遊磁界の強度より大きくなるように
強度が設定された外部磁界を印加した状態で、光ビーム
を照射し第２温度範囲に昇温した再生層に記録層の磁区
情報を転写した後、上記光ビームによって情報を再生す
るための再生信号を検出することを特徴としている。
【００２６】上記構成によれば、請求項１または２記載
の光磁気記録媒体に対して、第１及び第３温度範囲では
記録層から発生する浮遊磁界の強度より大きく、第１温
度範囲と第３温度範囲との間の温度である第２温度範囲
では浮遊磁界の強度より小さくなるように強度が設定さ
れた外部磁界を印加した状態で光ビームを照射すると、
第１及び第３温度範囲において再生層の磁化方向が外部
磁界の方向に向き、第２温度範囲において再生層の磁化
方向が浮遊磁界の方向に向く。
【００２７】即ち、再生層において第２温度範囲に昇温
した部位にのみ記録層の磁区情報が転写される。その結
果、上記光ビームによって情報を再生するための再生信
号を安定して検出することができる。そして、この場
合、第１温度範囲から第２温度範囲へ移る過程における
再生層の磁区の生成と、第２温度範囲から第３温度範囲
へ移る過程における再生層の磁区の消滅とが瞬間的にな
されるので、得られる再生信号の波形は、急峻な立ち上
がりと立ち下がりとを示す矩形波形となる。従って、こ
の再生信号の立ち上がりと立ち下がりとを利用して、記
録磁区のエッジ位置を正確に検出することが可能とな
る。この結果、大容量化に必要な記録の高密度化が充分
に達せられ、大容量の記録再生装置が必要とされる例え
ば画像情報記録等に対応できる光磁気記録媒体の再生を
実現することができる。
【００２８】請求項４記載の光磁気記録媒体の再生方法
は、請求項３記載の構成に加えて、上記再生信号を微分
処理して用いることを特徴としている。
【００２９】上記構成によれば、情報を再生するための
再生信号を微分処理して用いているので、再生信号の急
峻な立ち上がりと立ち下がりとがさらに急峻なものとな
り、記録磁区の存在する位置、または、記録磁区のエッ
ジをより正確に検出できるようになる。従って、記録磁
区をさらに小さくして記録密度を高めても、記録磁区に
記録された情報を再生することができ、その結果、さら
に大容量の光磁気記録媒体の再生を実現することが可能
となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕本発明の実施の形態について図１ない
し図１２に基づいて説明すれば以下の通りである。本実
施の形態では、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを
適用した場合について説明する。
【００３１】本実施の形態に係る光磁気ディスクは、図
２に示すように、基板１、透明誘電体層２、再生層３、
非磁性中間層（中間層）９、記録層４、保護層５、オー
バーコート層６が、この順にて積層されたディスク本体
１０を有している。
【００３２】このような光磁気ディスクでは、その記録
方式としてキュリー温度記録方式が用いられており、半
導体レーザから出射される光ビーム８が対物レンズ７に
より再生層３に絞り込まれ、極カー効果として知られて
いる光磁気効果によって情報が記録再生されるようにな
っている。上記極カー効果とは、入射表面に垂直な磁化
を有し、その磁化方向によって反射光の偏光面の回転の
向きが逆方向となる現象である。
【００３３】基板１は、例えばポリカーボネート等の透
明な基材からなり、ディスク状に形成される。
【００３４】記録層４は、ほぼ室温に補償温度を持つ希
土類遷移金属合金の垂直磁化膜からなる。記録層４は、
反平行となる垂直な各磁化方向によってデジタル情報が
記録される記録磁区４ａを有する。
【００３５】また、記録層４の磁化の大きさは、室温近
傍において比較的小さく、温度上昇に伴い磁化が大きく
なり、ある極大値を示した後減少し、キュリー温度Ｔｃ
においてゼロとなる。従って、記録層４から発生する浮
遊磁界９ａの強度は、図３に示すように、記録層４の磁
化の大きさに比例した温度変化となる。即ち、室温を含
む第１温度範囲Ｔ1 では温度上昇に伴い浮遊磁界強度が
増大し、再生温度である第２温度範囲Ｔ2 に極大値を有
し、第３温度範囲Ｔ3 では温度上昇に伴い減少し、キュ
リー温度Ｔｃでゼロとなる。なお、上記記録層４の磁化
の大きさは、記録層４の飽和磁化Ｍｓを用いて４πＭｓ
として表される。
【００３６】再生層３は、希土類遷移金属合金の垂直磁
化膜からなり、図２に示すように、記録層４上に設けら
れる。再生層３は、記録層４から発生される浮遊磁界９
ａにより記録磁区４ａの磁化方向が転写される再生磁区
３ａを有する。
【００３７】また、再生層３は、その磁化の大きさが大
きいほど浮遊磁界９ａの方向を向こうとする力が強くな
るため、再生層３の磁化も第２温度範囲Ｔ2 において極
大を示すことが望ましい。また、再生層３は、第１温度
範囲Ｔ1 及び第３温度範囲Ｔ3 において後述の再生磁界
１１（図７参照）である外部磁界の方向を向く必要があ
るので、第１温度範囲Ｔ1 及び第３温度範囲Ｔ3 で少な
くとも外部磁界を感じることが可能な磁化を有するよう
に形成する。
【００３８】即ち、上記再生層３は、情報の再生時に所
定の外部磁界を印加したときにその磁化方向が、第１温
度範囲Ｔ1 では上記外部磁界の方向を向き、光ビーム８
を照射して第１温度範囲Ｔ1 より高い第２温度範囲Ｔ2
となると上記浮遊磁界９ａの方向を向き、第２温度範囲
Ｔ2 よりさらに昇温した第３温度範囲Ｔ3 では再び外部
磁界の方向を向くように形成される。
【００３９】上記第１ないし第３温度範囲Ｔ1 〜Ｔ
3 と、記録層４のキュリー温度Ｔｃとは、
【００４０】
【数１】
【００４１】かつ、
【００４２】
【数２】
【００４３】かつ、
【００４４】
【数３】
【００４５】の関係を満たしている。即ち、第１ないし
第３温度範囲Ｔ1 〜Ｔ3 は、記録層４のキュリー温度Ｔ
ｃによって決定される。本実施の形態におけるキュリー
温度Ｔｃは２００℃〜３００℃である。従って、Ｔｃ＝
２００℃の場合には、Ｔ1 ＜６７℃、６７℃≦Ｔ2 ≦１
３３℃、１３３℃＜Ｔ3 となり、Ｔｃ＝３００℃の場合
には、Ｔ1 ＜１００℃、１００℃≦Ｔ2 ≦２００℃、２
００℃＜Ｔ3 となる。
【００４６】非磁性中間層９は、２つの磁性体の磁気モ
ーメント、即ちスピンの相対的な方向を決める磁気的な
結合力である交換相互作用を記録層４と再生層３との間
にて遮断するためのものである。これにより、記録層４
と再生層３との間には磁気的交換結合力が存在しないの
で、再生層３の磁化方向は記録層４から発生される浮遊
磁界９ａと、外部から印加される外部磁界とにより制御
されることになる。
【００４７】（１）光磁気ディスクの再生方法 上記光磁気ディスクを再生するためには、第１温度範囲
Ｔ1 及び第３温度範囲Ｔ3 において、再生層３の磁化方
向と記録層４の未記録部分の磁化方向とを外部磁界方向
に向ける必要がある。
【００４８】そこで、図７に示すように、光ビーム８に
よる再生と同時に所定の外部磁界としての再生磁界１１
を加える再生磁界発生装置１２を設ける。再生磁界１１
は、第１温度範囲Ｔ1 及び第３温度範囲Ｔ3 において記
録層４の磁化反転が起こらず、記録層４から発生する浮
遊磁界９ａに打ち勝って、再生層３の磁化方向を一方向
に揃え、かつ、第２温度範囲Ｔ2 において記録層４の磁
化反転が起こらず浮遊磁界９ａに従って、再生層３の磁
化反転を起こす磁界である。即ち、再生磁界１１は、再
生が行われる温度範囲（第２温度範囲Ｔ2 ）にて常に記
録層４の保磁力より小さく、かつ、第１温度範囲Ｔ1 及
び第３温度範囲Ｔ3 で浮遊磁界９ａより大きく、第２温
度範囲Ｔ2 で浮遊磁界９ａより小さくなるように設定さ
れる。
【００４９】なお、再生磁界１１を発生する再生磁界発
生装置１２を、記録磁界を発生する装置と共通化するこ
とにより、装置の大型化及びコストアップを招来するこ
となく、再生磁界１１を発生させることができる。
【００５０】次に、図１（ａ）〜（ｄ）に基づいて上記
光磁気ディスクの再生動作を説明する。なお、光磁気デ
ィスクは、通常、基板１に形成された複数のトラック１
ａに沿って記録層４に記録磁区４ａが記録情報に対応し
て形成されているが、ここでは再生特性を分かりやすく
説明するために、記録磁区４ａが一つだけ形成されてい
るものとする。
【００５１】図１（ａ）は上記光磁気ディスクを上から
見た図であり、ここでは、再生層３の再生可能な状態で
転写された１つの記録磁区４ａのみを示している。光磁
気ディスクの回転に伴うトラック１ａの移動（図中では
右方向）により、前記光ビーム８のスポット８ａも相対
的に移動するので、トラック１ａ上には移動速度に対応
した温度分布が発生する。そして、トラック１ａ上の最
も温度が高くなる部分はスポット８ａの後方に位置する
ことになる。即ち、等温線２１の内側領域が最も温度が
高い第３温度範囲Ｔ3 、等温線２１と２２との間の領域
が第２温度範囲Ｔ2 、等温線２２の外側領域が第１温度
範囲Ｔ1 となる。
【００５２】スポット８ａが図１（ａ）の位置にくる
前、即ち、等温線２２より温度の低い第１温度範囲Ｔ1
に記録磁区４ａが存在する場合の各層の磁化の状態と浮
遊磁界の状態を図１（ｂ）に示す。この場合、記録層４
から発生する浮遊磁界強度が一定磁界の外部磁界強度よ
り小さくなるので、再生層３の磁化方向は外部磁界方向
を向き、記録磁区４ａの磁化方向は再生層３に転写され
ない。
【００５３】次に、スポット８ａが図１（ａ）の位置に
きたとき、即ち、等温線２１と２２との間の第２温度範
囲Ｔ2 に記録磁区４ａが存在する場合の各層の磁化の状
態と浮遊磁界の状態を図１（ｃ）に示す。このとき、浮
遊磁界強度が外部磁界強度より大きくなるので、再生層
３の磁化方向が浮遊磁界方向を向き、記録磁区４ａの磁
化方向が再生層３に転写され、再生磁区３ａが生成され
る。その後、再生層３の磁区情報は、光ビーム８により
再生出力として検出され、情報の読み出しが行われる。
【００５４】次に、スポット８ａが図１（ａ）の位置を
通り過ぎた後、即ち、等温線２１より温度の高い第３温
度範囲Ｔ3 に記録磁区４ａが存在する場合の各層の磁化
の状態と浮遊磁界の状態を図１（ｄ）に示す。この場
合、再び、浮遊磁界強度が外部磁界強度より小さくなる
ので、再生層３の磁化方向は外部磁界方向を向き、形成
された再生磁区３ａが消滅する。
【００５５】このように、本光磁気ディスクの再生層３
の磁化方向が、温度分布により記録層４から発生される
浮遊磁界の方向と、外部から印加される外部磁界の方向
とのどちらかに向くように、再生層３が形成されている
ので、光ビーム８のスポット８ａの径より充分に狭い第
２温度範囲Ｔ2 にある記録磁区４ａのみが再生層３に転
写され、光ビーム８にて再生されるようになる。これに
より、記録層４の記録密度を高めても、光ビーム８によ
り各記録磁区４ａの情報を安定に再生することが可能と
なり、大容量化に必要な記録の高密度化が充分に達せら
れるので、大容量化の記録再生装置が必要とされる例え
ば画像情報記録等を充分に行うことができる。
【００５６】さらに、本実施の形態では、図１（ｂ）の
状態から図１（ｃ）の状態へと移る際、即ち記録磁区４
ａが第１温度範囲Ｔ1 から第２温度範囲Ｔ2 へと移動す
る際に、再生層３に対する磁区の転写条件が満足された
瞬間に記録層４から再生層３への磁化転写が実現し、再
生層３における瞬間的な磁区転写に伴う再生信号の急峻
な立ち上がりが得られる。一方、図１（ｃ）の状態から
図１（ｄ）の状態へと移る際、即ち記録磁区４ａが第２
温度範囲Ｔ2 から第３温度範囲Ｔ3 へと移動する際に、
再生層３に対する磁区の転写条件が満足されなくなった
瞬間に再生層３に転写されていた磁区が瞬間的に消滅
し、再生層３における瞬間的な磁区消滅に伴う再生信号
の急峻な立ち下がりが得られる。
【００５７】（２）光磁気ディスクの形成方法 上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明す
る。なお、ここで形成された光磁気ディスクの試作をデ
ィスクＡとする。
【００５８】まず、Alターゲットと、GdFeCo合金ターゲ
ットと、DyFeCo合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパ
ッタ装置内に、プリグルーブ及びプリピットを有しディ
スク状に形成されたポリカーボネート製の基板１を基板
ホルダーに配置する。スパッタ装置内を１×10-6Torrま
で真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入
し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧４×10-3To
rrの条件で、基板１にAlN からなる透明誘電体層２を形
成した。
【００５９】ここで、透明誘電体層２の膜厚は、再生特
性を改善するため、再生光の波長の１／４を、透明誘電
体層２の屈折率で除した値程度に設定される。例えば再
生光の波長を 680nmとすると、10nm〜80nm程度の膜厚で
よい。本実施の形態においては、透明誘電体層２の膜厚
を50nmとした。
【００６０】次に、再度、スパッタ装置内を１×10-6To
rrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、GdFeCo
合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×10-3Torr
とし、上記透明誘電体層２上に、Gd0.20(Fe0.80Co0.20)
0.80からなる再生層３を形成した。その再生層３は、ほ
ぼ室温に補償温度を持ち、そのキュリー点は280 ℃であ
った。
【００６１】再生層３の膜厚は、記録層４に記録された
磁化情報が信号出力となって現れることをある程度防止
する必要があり10nm以上であることが望ましい。また、
再生層３の膜厚が厚くなり過ぎると温度上昇に必要とな
る光ビーム８のパワーが大きくなり、記録感度の低下の
原因となる。そのため、再生層３は、50nm以下であるこ
とが望ましい。本実施例においては、再生層３の膜厚を
40nmとした。
【００６２】次に、スパッタ装置内にアルゴンと窒素の
混合ガスを導入し、Alターゲットに電力を供給して、ガ
ス圧４×10-3Torrの条件で、再生層３上にAlN からなる
非磁性中間層９を形成した。ここで、非磁性中間層９の
膜厚は、記録層４から発生する浮遊磁界を効果的に再生
層３に伝えるため、60nm以下であることが望ましい。ま
た、再生層３と記録層４との間に直接的な磁気的交換結
合が生じないようにするため、１nm以上であることが望
ましい。本実施の形態においては、非磁性中間層９の膜
厚を５nmとした。
【００６３】次に、再度、スパッタ装置内を１×10-6To
rrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、DyFeCo
合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×10-3Torr
とし、上記非磁性中間層９上に、Dy0.23(Fe0.70Co0.30)
0.77からなる記録層４を形成した。その記録層４は、ほ
ぼ室温に補償点を有する垂直磁化膜であり、そのキュリ
ー点が 275℃であった。
【００６４】記録層４の膜厚は、再生層３の再生磁区の
磁化反転に必要な浮遊磁界を発生させる必要があるた
め、20nm以上であることが望ましい。また、記録層４が
厚くなり過ぎると温度上昇に必要となる光ビーム８のパ
ワーが大きくなり、記録感度の低下の原因となるため、
記録層４は 200nm以下であることが望ましい。本実施の
形態においては、記録層４の膜厚を40nmとした。
【００６５】次に、スパッタ装置内にアルゴンと窒素の
混合ガスを導入し、Alターゲットに電力を供給して、透
明誘電体層２の形成条件と同一条件で、記録層４上にAl
N からなる保護層５を形成した。
【００６６】ここで、保護層５の膜厚は、記録層４を酸
化等の腐食から保護することが可能であればよく、５nm
以上であることが望ましい。本実施の形態においては、
保護層５の膜厚を20nmとした。
【００６７】次に、上記保護層５上に、紫外線効果樹
脂、または熱硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、
紫外線を照射するか、加熱するかによってオーバーコー
ト層６を形成した。
【００６８】（３）ディスクＡの記録再生特性 上記ディスクＡにおけるＣＮＲ（信号対雑音比）のマー
ク長依存性を図４に示す。再生層３の磁化方向を記録層
４の初期化方向に揃えた後、線速５m/s で、記録磁界を
10kA/mとして６mWのパワーの光ビーム８をパルス照射し
て、異なるマーク長の記録磁区４ａをマーク長の２倍の
ピッチで形成した後、5kA/m の外部磁界を加えた状態で
２mWの再生レーザパワーでＣＮＲの測定を行った。
【００６９】図４から、マーク長 0.3μｍ、マークピッ
チ 0.6μｍの記録磁区４ａで40dB以上のＣＮＲが得られ
ていることがわかる。
【００７０】本発明に関するＣＮＲの測定には、波長 8
30nmのレーザを用いた光学系が用いられており、マーク
長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍにて普通に記録され
た記録磁区４ａに対して、再生すべき記録磁区４ａと隣
接する各記録磁区４ａとの分離が全くできなくなること
が知られている。即ち、マーク長 0.3μｍ、マークピッ
チ 0.6μｍにて普通に記録された記録磁区４ａを波長 8
30nmのレーザを用いて再生した場合、そのＣＮＲはゼロ
となることが判っている。
【００７１】このことから、本実施の形態の構成では、
波長 830nmのレーザを用いて再生した場合に、大きなＣ
ＮＲが得られていることから、その再生時に磁気的超解
像現象が実現していることが判る。
【００７２】比較のため、磁気的超解像現象を用いてい
ない通常の光磁気ディスクを同一の光学系を用いて評価
した結果を比較例として図４に示している。
【００７３】また、ディスクＡにおいて、マーク長 0.3
μｍ、マークピッチ 0.6μｍで記録された磁区から得ら
れる再生信号波形を図５に示す。これにより、再生信号
の立ち上がりと立ち下がりとが急峻な再生波形となって
いることがわかる。これは、上述したように、光ビーム
８の再生パワーの上昇に伴い、図１に示すような温度分
布が実現し、再生層３において再生磁区の瞬間的な生成
と消滅が発生することにより、このような急激な立ち上
がりと立ち下がりとを有する再生波形を得ることが可能
となる。
【００７４】次に、ＣＮＲの再生パワーへの依存性を調
べるために、マーク長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍ
に設定された記録磁区４ａに対して、レーザの再生パワ
ーを種々に代えてＣＮＲを測定した。それらの結果を図
６に示す。
【００７５】これにより、光ビーム８の再生パワーが約
1.5mW のときＣＮＲが急激に増加することがわかる。こ
れは、再生パワーの上昇に伴い図１に示すような再生層
３の温度分布が生じ、再生層３において再生磁区の瞬間
的な生成と消滅が発生することにより、このような急激
なＣＮＲの上昇が起こる。
【００７６】再生パワーをさらに大きくすると、ＣＮＲ
が急激に低下する。これは、記録層４がそのキュリー温
度Ｔｃ近傍まで温度上昇することにより、記録層４に記
録された磁化情報自体が変化していることから生じる。
【００７７】従って、本実施の形態の光磁気ディスクに
対する光ビーム８の再生パワーは、再生磁区の生成と消
滅が可能なパワー以上とし、かつ、記録磁区の良好な転
写が実現できなくなるパワーよりも小さく設定する。こ
の再生パワーの設定を行うことにより、良好な信号を再
生することができる。
【００７８】（４）光磁気ディスクの膜厚特性 次に、再生層３、非磁性中間層９、及び記録層４の膜厚
を代えて、マーク長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍに
設定された記録磁区４ａにおけるＣＮＲをそれぞれ測定
し、その結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】ここにおけるＣＮＲの測定も波長 830nmの
レーザを用いた光学系で行っており、マーク長 0.3μ
ｍ、マークピッチ 0.6μｍの記録磁区４ａに対して、何
らかのＣＮＲが得られるということは、前述と同様に、
本発明の構成では、磁気的超解像現象が実現しているこ
とを意味している。なお、表１において、図５に示す再
生波形と同様な矩形の再生波形が得られた光磁気ディス
クについては、表１における再生特性の欄を〇印にて示
した。
【００８１】表１より、実施した膜厚領域においては、
ＣＮＲの大小の差が存在するものの、全ての光磁気ディ
スクにおいて、本発明の磁気的超解像現象が確認され
た。
【００８２】この結果から、再生層３は5nm 以上60nm以
下であると良好な再生特性が得られるが、前述の光磁気
ディスクの形成方法の項で述べた理由により10nm以上50
nm以下が望ましい。また、再生層３は、ＣＮＲが40dB以
上となる30nm以上40nm以下がさらに好ましいことがわか
る。非磁性中間層９は1nm 以上60nm以下が望ましく、Ｃ
ＮＲが40dB以上となる2nm 以上10nm以下がさらに好まし
いことがわかる。さらに、記録層４は5nm 以上120nm 以
下が望ましく、ＣＮＲが40dB以上となる40nm以上120nm
以下がさらに好ましいことがわかる。
【００８３】次に、再生層３の組成を種々に代えて、マ
ーク長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍの記録磁区４ａ
におけるＣＮＲをそれぞれ測定し、それらの結果を表２
に示した。なお、表２では、Ｘ1 ，Ｙ1 は、再生層３の
GdX1( FeY1 Co1-Y1)1-X1の組成比を表している。
【００８４】
【表２】
【００８５】上記ＣＮＲの測定では、波長 830nmのレー
ザを用いた光学系が用いられており、マーク長 0.3μ
ｍ、マークピッチ 0.6μｍで普通に記録された記録磁区
４ａに対して、表２の結果から明らかなように、何らか
のＣＮＲが得られるということは、前述と同様に、本発
明の構成では、磁気的超解像現象が実現していることを
意味している。なお、表２において、図５に示す再生波
形と同様な矩形の再生波形が得られた光磁気ディスクに
ついては、再生特性の欄に〇印にて示した。
【００８６】表２より、本発明においては、再生層３の
GdX1( FeY1 Co1-Y1)1-X1して、Ｙ1＝0.80の場合、0.16
≦Ｘ1 ≦0.22の範囲内である必要があることが判る。こ
れは、Ｘ1 が0.16より小さくなると、室温において再生
層３の微小磁区が安定に存在し、第１温度範囲Ｔ1 にお
いて記録層４の磁化情報が再生層３へと転写されてしま
い、本発明の超解像動作を得ることができなくなる。ま
た、Ｘ1 が0.22より大きくなると、再生温度範囲、即ち
第２温度範囲Ｔ2 において、再生層３における微小磁区
が不安定になることにより、第２温度範囲Ｔ2 における
再生層３への磁区転写が起こらなくなり、本発明に係る
超解像動作を実現することができなくなる。
【００８７】また、Ｘ1 ＝0.20の場合、0.74≦Ｙ1 ≦1.
00の範囲内である必要があることが判る。Ｙ1 ＜0.74の
範囲においては、Coの含有量が増えることにより、再生
層３の磁化状態の変化が大きくなり、第１温度範囲Ｔ1
及び第３温度範囲Ｔ3 において、同一の外部磁界で再生
層３の磁化方向を揃えることが困難になる。
【００８８】次に、記録層４の組成を種々に代えて、マ
ーク長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍの記録磁区４ａ
におけるＣＮＲをそれぞれ測定し、それらの結果を表３
に示した。なお、表３では、Ｘ2 ，Ｙ2 は、再生層３の
DyX2( FeY2 Co1-Y2)1-X2の組成比を表している。
【００８９】
【表３】
【００９０】なお、表３において、図５に示す再生波形
と同様な矩形の再生波形が得られた光磁気ディスクにつ
いては、再生特性の欄に〇印にて示した。
【００９１】表３より、本発明においては、記録層４の
DyX2( FeY2 Co1-Y2)1-X2して、Ｙ2＝0.70の場合、0.18
≦Ｘ2 ≦0.25の範囲内である必要があることが判る。ま
た、Ｘ2 ＝0.23の場合、0.66≦Ｙ2 ≦0.85の範囲内であ
る必要があることが判る。これは、Ｘ2 及びＹ2 が上記
組成範囲から外れることにより、図３に示すような記録
層４から発生する浮遊磁界強度を得ることができなくな
り、超解像動作を実現することができなくなるからであ
る。
【００９２】（５）光磁気ディスクの再生信号処理 上述したように、光磁気ディスクにおいて検出される再
生信号は、再生信号の立ち上がりと立ち下がりとが共に
極めて急峻なものとなる。例えば、光磁気ディスクに
0.8μｍピッチで直径 0.4μｍの記録磁区４ａを形成し
た場合、再生時に得られる再生出力の信号波形は、図８
に示すようになる。
【００９３】これと比較するために、従来、一般に使用
されている単層の磁性層からなる光磁気ディスクから得
られる再生信号の一例を図９に示す。これによると、光
ビームの移動に伴い光ビームのスポット内の記録磁区が
移動することにより、サインカーブに近い再生信号が得
られる。
【００９４】一般に、光磁気ディスクにおいては、差動
検出法が用いられるため、反射率変化による信号振幅の
変動がある程度抑制された形で再生信号が得られる。し
かし、差動検出で抑制できない複屈折変動等に起因する
信号振幅の変動が残り、再生信号は、図９に示すよう
に、ゆるやかな上下動を伴うことになる。この場合、定
電圧レベルをスライスレベルとすると、信号振幅のゆる
やかな上下動に伴い、記録磁区の正確な位置を検出する
ことができなくなる。
【００９５】そこで、上記のような上下動による再生エ
ラーを抑制するために、包絡線検波によって最終信号を
得ることが一般に行われている。即ち、図１０に示すよ
うに、包絡線検出回路２４により再生信号の各包絡線を
検出し、スライスレベル形成回路２５で上記各包絡線の
平均レベルに基づいてスライスレベルを設定することに
より、ゆるやかな上下動に伴う記録磁区の検出位置の変
動を抑制でき、マーク位置検出回路２６で正確なマーク
位置を検出する構成となっている。
【００９６】ここで、上記光磁気ディスクの図８に示す
再生信号においても、同様にゆるやかな信号振幅の上下
動を伴うことになる。このような上下動では、図９の従
来の再生信号と比べて、再生信号の立ち上がり及び立ち
下がりが急峻であるため、定電圧レベルでスライスした
場合、上記従来の場合よりもより正確な記録磁区４ａの
位置検出が可能であるが、この場合も、図９と同様、再
生信号の包絡線検波を行って最終信号を得ることが望ま
しい。
【００９７】ところが、このような包絡線検波を行っ
て、再生信号の処理を行った場合、図１０のブロック図
に示すように、そのような包絡線検波による遅延によっ
て、上記再生信号も合わせて遅延させる必要があり、回
路が複雑化すると共に上記包絡線検波によるスライスレ
ベルと上記再生信号とを同期させるという手間を生じて
いる。
【００９８】そこで、本実施の形態では、上記光磁気デ
ィスクから得られた再生信号を微分処理することによ
り、最終再生信号を得るようになっている。図８に示す
ような本実施の形態で得られた再生信号は、立ち上がり
及び立ち下がりが極めて急峻であるから、微分処理する
ことにより、図１１に示すように、上記再生信号からゆ
るやか再生信号の振幅の変動を除去でき、再生信号の変
動が急峻な部分のみ、即ち再生信号の立ち上がり及び立
ち下がり部分のみを微分出力として得ることが可能とな
る。
【００９９】このように、本実施の形態では、得られた
再生信号を微分処理することにより、ゆるやかな信号振
幅の上下動の悪影響を除去できて、記録磁区４ａの正確
な位置を示す最終再生信号を得ることが可能となる。即
ち、図１２に示すように、再生信号を微分処理する微分
回路２７と、微分回路２７からの微分出力が定電圧スラ
イスレベル以上となる位置を検出するマーク位置検出回
路２６を設ける。これにより、従来のような遅延回路を
省くことができて、定電圧スライスレベルを用いた簡単
な回路構成で正確な再生信号の処理を行うことが可能と
なる。
【０１００】上記定電圧スライスレベルは、例えば、図
１１に示すように、２種類の定電圧スライスレベルを設
定することにより、再生信号の立ち上がり及び立ち下が
りの位置を別々に精度良く検出することができる。ま
た、図１１に示す微分出力をさらに微分することによ
り、一つの定電圧スライスレベルにより、再生信号の立
ち上がり及び立ち下がりの位置を同時に精度良く検出す
ることも可能となる。
【０１０１】以上のように、再生信号を微分処理するこ
とにより、得られた再生信号のゆるやかな信号振幅の上
下動を除去できて、記録磁区４ａの正確な位置を検出し
た最終再生信号を再生信号から得ることが可能となった
ことにより、再生信号に要求される信号品質を低く抑え
ることが可能となる。
【０１０２】即ち、従来では信号処理前の信号品質とし
て、ＣＮＲにて45dB以下の信号品質では、光磁気ディス
クとして要求される１×10-5以下のエラーレートを得る
ことが不可能であるとされてきたが、信号処理前に35dB
程度のより小さな信号品質でも、光磁気記録媒体として
の光磁気ディスクに要求されるエラーレートを実現する
ことが可能となり、さらに高密度な記録再生を実現する
ことができる。
【０１０３】なお、図９に示すように再生信号がサイン
カーブである場合、上記再生信号を微分処理しても再生
信号の位相が変化するだけであり、再生信号の波形に大
きな変化を発生させることは困難である。
【０１０４】次に、上記のような高密度な記録再生が可
能となったことを示す試験データを表４に示す。なお、
表中の比較例は図９に示す従来の再生信号に対する結果
を示し、実施例は図８に示す本実施の形態の再生信号に
対する結果を示している。
【０１０５】
【表４】
【０１０６】表４から明らかなように、比較例としての
ＣＮＲ１では、ビット長が 0.6μｍ以上でないと、Ｅｒ
１の欄に示すように、所望するエラーレート（１×10-5
以下）が得られなかったが、本実施の形態の構成による
ＣＮＲ２では、再生信号に対して微分処理を施さない場
合でも、Ｅｒ２の欄に示すように、ビット長 0.3μｍ以
上で所望するエラーレートが得られて、従来より高密度
化を図ることができることがわかる。さらに、再生信号
に対して微分処理を施した場合、Ｅｒ３の欄に示すよう
に、ビット長 0.3μｍ以上で所望するエラーレートが得
られる上に、微分処理を施さない場合と比べて全体的に
エラーレートが減少している。
【０１０７】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について図１３ないし図１５に基づくと共に、前記実施
の形態１の図面である図３ないし図６を参照して説明す
れば、以下の通りである。なお説明の便宜上、前記の実
施の形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符
号を付記し、その説明を省略する。
【０１０８】本実施の形態の光磁気ディスクは、図１３
に示すように、実施の形態１の非磁性中間層９の代わり
に、面内磁化膜からなる中間層１９を備えたディスク本
体２０を有しており、その他の構成については実施の形
態１と同じである。
【０１０９】中間層１９は、記録層４と再生層３との間
の磁気的交換結合力を制御するためのものである。これ
により、記録層４と再生層３との間の磁気的交換結合力
は実質的に弱められているので、再生層３の磁化方向
は、記録層４から発生される浮遊磁界と、外部から印加
される外部磁界とにより制御されることになる。
【０１１０】（１）光磁気ディスクの再生方法 上記光磁気ディスクを再生する場合においても、実施の
形態１の光磁気ディスクの場合と同様に、第１温度範囲
Ｔ1 及び第３温度範囲Ｔ3 において、再生層３の磁化方
向と記録層４の未記録部分の磁化方向とを外部磁界方向
に向ける必要がある。
【０１１１】そこで、実施の形態１と同様に、記録層４
から発生する浮遊磁界強度の温度変化と、外部より加え
られる一定強度の外部磁界強度との関係が図３に示すよ
うになるように外部磁界を設定し、光磁気ディスクに印
加する。
【０１１２】次に、図１５（ａ）〜（ｄ）に基づいて上
記光磁気ディスクの再生動作を説明する。図１５（ａ）
は上記光磁気ディスクを上から見た図であり、ここで
は、再生層３の再生可能な状態で転写された１つの記録
磁区４ａのみを示している。図１５（ｂ）〜（ｄ）は、
各層の磁化の状態と浮遊磁界の状態を示している。第１
ないし第３温度範囲Ｔ1 〜Ｔ3 における記録磁区４ａの
再生層３への転写の状態は、実施の形態１と同様であ
る。
【０１１３】このように、中間層１９を設けることによ
り、再生層３と記録層４との間に働く磁気的交換結合力
を小さくすることが可能なり、記録層４から発生する浮
遊磁界と再生層３の磁化との静磁結合状態により、光ビ
ーム８の温度上昇した一部分のみの記録磁区４ａを再生
層３へ転写し再生する超解像再生か可能となる。
【０１１４】また、その再生信号波形も、実施の形態１
と同様に、急峻な立ち上がりと立ち下がりとが得られ
る。
【０１１５】なお、図１４に示すように、中間層１９が
存在しない場合には、再生層３と記録層４とが接するこ
とにより両者の間に強い磁気的交換結合力が働くため
に、記録層４の記録磁区４ａは全て再生層３へ転写され
てしまう。これにより、超解像動作は実現しなくなる。
【０１１６】（２）光磁気ディスクの形成方法 上記構成の光磁気ディスクの形成方法について説明す
る。これにより形成された光磁気ディスクの試作をディ
スクＢとする。
【０１１７】まず、Alターゲットと、第１及び第２のGd
FeCo合金ターゲットと、DyFeCo合金ターゲットとをそれ
ぞれ備えたスパッタ装置内に、プリグルーブ及びプリピ
ットを有しディスク状に形成されたポリカーボネート製
の基板１を基板ホルダーに配置する。実施の形態１と同
様に、スパッタ装置内を１×10-6Torrまで真空排気した
後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Alターゲット
に電力を供給して、ガス圧４×10-3Torrの条件で、基板
１に膜厚50nmのAlN からなる透明誘電体層２を形成し
た。
【０１１８】次に、再度、スパッタ装置内を１×10-6To
rrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、第１の
GdFeCo合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×10
-3Torrとし、上記透明誘電体層２上に、Gd0.20(Fe0.80C
o0.20)0.80からなる再生層３を形成した。その再生層３
は、実施の形態１と同様に、ほぼ室温に補償温度を持
ち、そのキュリー点は280 ℃であった。また、再生層３
の膜厚は40nmとした。
【０１１９】次に、第２のGdFeCo合金ターゲットに電力
を供給して、ガス圧４×10-3Torrとし、上記再生層３上
に、Gd0.10(Fe0.80Co0.20)0.90からなる中間層１９を形
成した。ここで、中間層１９の膜厚は、記録層４から発
生する浮遊磁界を効果的に再生層３に伝えるため、60nm
以下であることが望ましい。また、再生層３と記録層４
との間の磁気的交換結合が十分小さくなるようにするた
め、5nm 以上であることが望ましい。本実施の形態にお
いては、中間層１９の膜厚を20nmとした。
【０１２０】次に、DyFeCo合金ターゲットに電力を供給
して、ガス圧４×10-3Torrとし、上記中間層１９上に、
Dy0.23(Fe0.70Co0.30)0.77からなる記録層４を形成し
た。その記録層４は、実施の形態１と同様に、ほぼ室温
に補償点を有する垂直磁化膜であり、そのキュリー点が
275℃であった。また、記録層４の膜厚は40nmとした。
【０１２１】以下、実施の形態１と同様に、スパッタ装
置内にアルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Alターゲッ
トに電力を供給して、透明誘電体層２の形成条件と同一
条件で、記録層４上にAlN からなる保護層５を形成し
た。
【０１２２】さらに、上記保護層５上に、紫外線効果樹
脂、または熱硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、
紫外線を照射するか、加熱するかによってオーバーコー
ト層６を形成した。
【０１２３】（３）ディスクＢの記録再生特性 実施の形態１のディスクＡに対して行ったＣＮＲ（信号
対雑音比）のマーク長依存性の測定と同様の測定を行っ
た。なお、ディスクＢに対しては、8kA/m の外部磁界を
加えた状態で1.5 mWの再生レーザパワーでＣＮＲの測定
を行った。この条件以外は、実施の形態１と同様の条件
下で測定を行った。
【０１２４】その結果、ディスクＢにおけるＣＮＲ（信
号対雑音比）のマーク長依存性は、図４に示すように、
ディスクＡとほぼ同様の結果を得た。即ち、マーク長
0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍの記録磁区４ａで40dB
以上のＣＮＲが得られていることがわかる。
【０１２５】また、ディスクＢにおいて、マーク長 0.3
μｍ、マークピッチ 0.6μｍで記録された磁区から得ら
れる再生信号波形は、図５に示すディスクＡの再生信号
と同様に、再生信号の立ち上がりと立ち下がりとが急峻
な再生波形となっている。これは、ディスクＡの場合と
同様に、再生パワーの上昇に伴い、図１５に示すような
温度分布が実現し、再生層３において再生磁区の瞬間的
な生成と消滅が発生することにより、このような急激な
立ち上がりと立ち下がりとを有する再生波形を得ること
が可能となる。
【０１２６】次に、ＣＮＲの再生パワーへの依存性を調
べるために、マーク長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍ
に設定された記録磁区４ａに対して、レーザの再生パワ
ーを種々に代えてＣＮＲを測定した。その結果を図６に
示す。
【０１２７】これにより、再生パワーが約1.0mW のとき
ＣＮＲが急激に増加することがわかる。これは、再生パ
ワーの上昇に伴い図１５に示すような再生層３の温度分
布が生じ、再生層３において再生磁区の瞬間的な生成と
消滅が発生することにより、このような急激なＣＮＲの
上昇が起こる。
【０１２８】ここで、ディスクＡに比べて、ディスクＢ
の方がより小さい再生パワーで急激なＣＮＲの上昇が実
現しているが、これは中間層として非磁性膜を用いるか
面内磁化膜を用いるかにより、両者の間で再生層３と記
録層４との相互作用が異なるためであると考えられる。
【０１２９】再生パワーをさらに大きくすると、ＣＮＲ
が急激に低下する。これは、記録層４がそのキュリー温
度近傍まで温度上昇することにより、記録層４に記録さ
れた磁化情報自体が変化していることから生じる。
【０１３０】従って、本実施の形態の光磁気ディスクに
対する再生パワーは、実施の形態１と同様に、再生磁区
の生成と消滅が可能なパワー以上とし、かつ、記録磁区
４ａの良好な転写が実現できなくなるパワーよりも小さ
く設定する。この再生パワーの設定を行うことにより、
良好な信号を再生することができる。
【０１３１】（４）光磁気ディスクの膜厚特性 次に、再生層３、中間層１９、及び記録層４の膜厚を代
えて、マーク長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍに設定
された記録磁区４ａにおけるＣＮＲをそれぞれ測定し、
その結果を表５に示す。
【０１３２】
【表５】
【０１３３】表５の結果から明らかなように、マーク長
0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍの記録磁区４ａに対し
て、何らかのＣＮＲが得られるということは、前述と同
様に、本発明の構成では、磁気的超解像現象が実現して
いることを意味している。
【０１３４】なお、表５において、図５に示す再生波形
と同様な矩形の再生波形が得られた光磁気ディスクにつ
いては、表５における再生特性の欄を〇印にて示した。
【０１３５】これにより、中間層１９の膜厚が極めて薄
い2nm 及び5nm の場合には磁気的超解像動作が確認され
なかったが、それ以外の膜厚範囲においては磁気的超解
像動作が確認された。中間層１９の膜厚が極めて薄くな
った場合、記録層４と再生層３との間に働く交換結合力
が強くなることにより、第１温度範囲Ｔ1 及び第３温度
範囲Ｔ3 で再生層３への記録磁区４ａの転写が起こって
しまい、超解像動作を実現することができなくなる。
【０１３６】この結果から、再生層３は5nm 以上60nm以
下であると良好な再生特性が得られるが、実施の形態１
で述べた理由により10nm以上50nm以下が望ましい。ま
た、再生層３は、ＣＮＲが40dB以上となる場合も考慮に
入れると、30nm以上50nm以下がさらに好ましいことがわ
かる。中間層１９は 10nm 以上60nm以下が望ましく、Ｃ
ＮＲが40dB以上となる 20nm 以上40nm以下がさらに好ま
しいことがわかる。さらに、記録層４は5nm 以上120nm
以下が望ましく、ＣＮＲが40dB以上となる30nm以上80nm
以下がさらに好ましいことがわかる。
【０１３７】次に、中間層１９の組成を種々に代えて、
マーク長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍの記録磁区４
ａにおけるＣＮＲをそれぞれ測定し、それらの結果を表
６に示した。表６では、Ｘ3 ，Ｙ3 は、中間層１９のGd
X3( FeY3 Co1-Y3)1-X3の組成比を表している。
【０１３８】
【表６】
【０１３９】また、表６において、図５に示す再生波形
と同様な矩形の再生波形が得られた光磁気ディスクにつ
いては、再生特性の欄に〇印にて示した。
【０１４０】表６より、本発明においては、中間層１９
のGdX3( FeY3 Co1-Y3)1-X3して、Ｙ3 ＝0.80の場合、Ｘ
3 ≦0.12である必要があることが判る。Ｘ3 が0.12より
大きくなると、中間層１９が垂直磁化膜となり、記録層
４と再生層３との間の交換結合力が強くなり、本発明の
超解像動作を得ることができなくなる。また、Ｘ3 ＝0.
10とした場合、0.55≦Ｙ3 である必要があることが判
る。Ｙ1 ＜0.55の範囲においては、Coの含有量が増え、
中間層１９の磁化が大きくなることにより、記録層４と
再生層３との間の交換結合力が強くなり、超解像動作を
実現することができなくなる。
【０１４１】なお、光磁気ディスクの再生信号処理に関
しては、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明
を省略する。
【０１４２】なお、以上の実施の形態１及び２では、透
明誘電体層２としてAlN を用いた例を挙げたが、SiN, M
gO, SiO, TaO等の透明誘電体を用いることが可能であ
る。但し、再生層３や記録層４を構成する希土類遷移金
属合金薄膜が酸化され易いため、酸素を含有しないAlN
やSiN を透明誘電体層として用いることが望ましい。
【０１４３】また、再生層３としてGdFeCo合金を用いた
例を挙げたが、上記再生層３としては、第１及び第３温
度範囲Ｔ1 ・Ｔ3 においてその磁化が外部磁界方向を向
き、第２温度範囲Ｔ2 でおいてその磁化が記録層４から
発生する浮遊磁界方向を向くものであればよく、GdFeCo
合金の他に、例えば、GdFe合金、GdDyFe合金、GdDyFeCo
合金等の希土類遷移金属合金薄膜を用いることが可能で
ある。
【０１４４】また、実施の形態１では、非磁性中間層９
としてAlN を用いた例を挙げたが、本発明によれば、非
磁性中間層９は磁性を示さない材料であればその機能を
果たすことが可能であり、AlN の他に、Al、Si、Ta、Ti
等の金属、及び、SiN 、SiO、TaO 等の誘電体を用いる
ことが可能である。
【０１４５】非磁性中間層９においても、透明誘電体層
２と同様に、酸素を含有しないAl、Si、Ta、Ti等の金
属、及び、SiN 、AlN を用いることが望ましい。さら
に、透明誘電体層２としてAlN を用いた場合に非磁性中
間層９としてAlまたはAlN を用いること、透明誘電体層
２としてSiN を用いた場合に非磁性中間層９としてSiま
たはSiN を用いることにより、非磁性中間層９を形成す
るために新たなスパッタ用ターゲットを省くことができ
るという効果を得ることができる。
【０１４６】また、実施の形態２では、中間層１９とし
てGdFeCo合金を用いた例を挙げたが、記録層４と再生層
３との間に働く交換結合力を両者の間に働く静磁結合力
と同程度の大きさにすることができればよく、GdFeCo合
金の他に、例えば、GdFe合金、FeCo合金、Fe、Co等から
なる面内磁化膜を用いることが可能である。
【０１４７】また、実施の形態１及び２では、記録層４
としてDyFeCo合金を用いた例を挙げたが、本発明によれ
ば、再生時、再生層３に対して磁化反転に必要な浮遊磁
界を発生させることができればよく、DyFeCo合金の他
に、TbFeCo合金、TbDyFeCo合金、GdTbFeCo合金等の希土
類遷移金属合金薄膜を用いることが可能である。
【０１４８】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
光磁気記録媒体は、垂直磁化膜からなり垂直な磁化方向
によって情報が記録されると共に浮遊磁界を発生させる
記録層と、垂直磁化膜からなり上記記録層の磁区情報が
転写される再生層と、非磁性膜からなり記録層と再生層
との間に積層され記録層と再生層との間の磁気的交換結
合力を遮断する中間層とを有し、上記再生層は、情報の
再生時に所定の外部磁界を印加したときにその磁化方向
が、室温を含む第１温度範囲では上記外部磁界の方向を
向き、光ビームを照射することにより第１温度範囲より
高い第２温度範囲となると上記浮遊磁界の方向を向き、
第２温度範囲よりさらに高い第３温度範囲では再び外部
磁界の方向を向くように形成される構成である。
【０１４９】これにより、光ビームの照射により温度上
昇し第２温度範囲となった光ビームの一部分の記録層の
磁区情報のみを再生層に転写し、再生することができる
ので、光ビームの径よりも小さい領域に記録された情報
を再生する超解像動作が可能となる。この結果、大容量
化に必要な記録の高密度化が充分に達せられ、大容量の
記録再生装置が必要とされる例えば画像情報記録等に対
応できる光磁気記録媒体の実現が可能となるという効果
を奏する。
【０１５０】請求項２記載の光磁気記録媒体は、垂直磁
化膜からなり垂直な磁化方向によって情報が記録される
と共に浮遊磁界を発生させる記録層と、垂直磁化膜から
なり上記記録層の磁区情報が転写される再生層と、面内
磁化膜からなり記録層と再生層との間に積層され記録層
と再生層との間の磁気的交換結合力を制御する中間層と
を有し、上記再生層は、情報の再生時に所定の外部磁界
を印加したときにその磁化方向が、室温を含む第１温度
範囲では上記外部磁界の方向を向き、光ビームを照射す
ることにより第１温度範囲より高い第２温度範囲となる
と上記浮遊磁界の方向を向き、第２温度範囲よりさらに
高い第３温度範囲では再び外部磁界の方向を向くように
形成される構成である。
【０１５１】これにより、請求項１の構成による作用効
果と同様に、光ビームの照射により温度上昇し第２温度
範囲となった光ビームの一部分の記録層の磁区情報のみ
を再生層に転写し、再生することができるので、光ビー
ムの径よりも小さい領域に記録された情報を再生する超
解像動作が可能となる。この結果、大容量化に必要な記
録の高密度化が充分に達せられ、大容量の記録再生装置
が必要とされる例えば画像情報記録等に対応できる光磁
気記録媒体の実現が可能となるという効果を奏する。
【０１５２】請求項３記載の光磁気記録媒体の再生方法
は、請求項１または２記載の光磁気記録媒体に対し、第
１温度範囲では記録層から発生する浮遊磁界の強度より
大きく、第１温度範囲より高い第２温度範囲では浮遊磁
界の強度より小さく、第２温度範囲よりさらに高い第３
温度範囲では再び浮遊磁界の強度より大きくなるように
強度が設定された外部磁界を印加した状態で、光ビーム
を照射し第２温度範囲に昇温した再生層に記録層の磁区
情報を転写した後、上記光ビームによって情報を再生す
るための再生信号を検出する構成である。
【０１５３】これにより、再生層において第２温度範囲
に昇温した部位にのみ記録層の磁区情報が転写されるの
で、上記光ビームによって情報を再生するための再生信
号を安定して検出することができる。また、得られる再
生信号の波形は急峻な立ち上がりと立ち下がりとを示す
矩形波形となるので、記録磁区のエッジ位置を正確に検
出することが可能となる。この結果、大容量化に必要な
記録の高密度化が充分に達せられ、大容量の記録再生装
置が必要とされる例えば画像情報記録等に対応できる光
磁気記録媒体の再生を実現することができるという効果
を奏する。
【０１５４】請求項４記載の光磁気記録媒体の再生方法
は、請求項３記載の構成に加えて、上記再生信号を微分
処理して用いる構成である。
【０１５５】これにより、再生信号の急峻な立ち上がり
と立ち下がりとがさらに急峻なものとなり、記録磁区の
存在する位置、または、記録磁区のエッジをより正確に
検出できるようになるので、記録磁区をさらに小さくし
て記録密度を高めても、記録磁区に記録された情報を再
生することができる。その結果、さらに大容量の光磁気
記録媒体の再生を実現することが可能となるという効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光磁気ディスクの再
生原理を示す説明図であり、（ａ）はトラック上の温度
分布、（ｂ）は第１温度範囲に記録磁区が存在する場
合、（ｃ）は第２温度範囲に記録磁区が存在する場合、
（ｄ）は第３温度範囲に記録磁区が存在する場合をそれ
ぞれ示している。
【図２】上記光磁気ディスクの構成を示す説明図であ
る。
【図３】上記光磁気ディスクから発生する浮遊磁界の磁
気特性と、再生時に印加する一定強度の外部磁界とを示
すグラフである。
【図４】上記光磁気ディスクの再生特性を示すグラフで
ある。
【図５】上記光磁気ディスクの再生信号波形を示す波形
図である。
【図６】上記光磁気ディスクの再生特性を示すグラフで
ある。
【図７】再生磁界を発生させる再生磁界発生装置を備え
た光磁気ディスクの構成を示す説明図である。
【図８】上記光磁気ディスクの再生信号波形を示す波形
図である。
【図９】従来の光磁気ディスクの再生信号波形を示す波
形図である。
【図１０】従来の光磁気ディスクの再生方法における波
形補正を行うための構成を示すブロック図である。
【図１１】図８に示す再生信号を微分処理した波形を示
す波形図である。
【図１２】本発明の光磁気ディスクの再生方法における
波形補正を行うための構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る光磁気ディス
クの構成を示す説明図である。
【図１４】従来の光磁気ディスクの構成を示す説明図で
ある。
【図１５】図１３の光磁気ディスクの再生原理を示す説
明図であり、（ａ）はトラック上の温度分布、（ｂ）は
第１温度範囲に記録磁区が存在する場合、（ｃ）は第２
温度範囲に記録磁区が存在する場合、（ｄ）は第３温度
範囲に記録磁区が存在する場合をそれぞれ示している。
【図１６】従来の光磁気ディスクの構成を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
３ 再生層 ３ａ 再生磁区 ４ 記録層 ４ａ 記録磁区 ８ 光ビーム ９ 非磁性中間層（中間層） ９ａ 浮遊磁界 １９ 中間層 Ｔ1 第１温度範囲 Ｔ2 第２温度範囲 Ｔ3 第３温度範囲

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】垂直磁化膜からなり垂直な磁化方向によっ
    て情報が記録されると共に、浮遊磁界を発生させる記録
    層と、 垂直磁化膜からなり、上記記録層の磁区情報が転写され
    る再生層と、 非磁性膜からなり、記録層と再生層との間に積層され、
    記録層と再生層との間の磁気的交換結合力を遮断する中
    間層とを有し、 上記再生層は、情報の再生時に所定の外部磁界を印加し
    たときにその磁化方向が、室温を含む第１温度範囲では
    上記外部磁界の方向を向き、光ビームを照射することに
    より第１温度範囲より高い第２温度範囲となると上記浮
    遊磁界の方向を向き、第２温度範囲よりさらに高い第３
    温度範囲では再び外部磁界の方向を向くように形成され
    ることを特徴とする光磁気記録媒体。
  2. 【請求項２】垂直磁化膜からなり垂直な磁化方向によっ
    て情報が記録されると共に、浮遊磁界を発生させる記録
    層と、 垂直磁化膜からなり、上記記録層の磁区情報が転写され
    る再生層と、 面内磁化膜からなり、記録層と再生層との間に積層さ
    れ、記録層と再生層との間の磁気的交換結合力を制御す
    る中間層とを有し、 上記再生層は、情報の再生時に所定の外部磁界を印加し
    たときにその磁化方向が、室温を含む第１温度範囲では
    上記外部磁界の方向を向き、光ビームを照射することに
    より第１温度範囲より高い第２温度範囲となると上記浮
    遊磁界の方向を向き、第２温度範囲よりさらに高い第３
    温度範囲では再び外部磁界の方向を向くように形成され
    ることを特徴とする光磁気記録媒体。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載の光磁気記録媒体に
    対し、第１温度範囲では記録層から発生する浮遊磁界の
    強度より大きく、第１温度範囲より高い第２温度範囲で
    は浮遊磁界の強度より小さく、第２温度範囲よりさらに
    高い第３温度範囲では再び浮遊磁界の強度より大きくな
    るように強度が設定された外部磁界を印加した状態で、 光ビームを照射し、第２温度範囲に昇温した再生層に記
    録層の磁区情報を転写した後、上記光ビームによって情
    報を再生するための再生信号を検出することを特徴とす
    る光磁気記録媒体の再生方法。
  4. 【請求項４】上記再生信号を微分処理して用いることを
    特徴とする請求項３記載の光磁気記録媒体の再生方法。
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