JPH0981981A - 光磁気記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度記録情報ビットが再生可能で、かつ、
長い記録マークの再生もＣ／Ｎ（Ｓ／Ｎ）を減少をきた
すことなく、同時に行うことができるようにする。 【解決手段】 少なくとも記録層と再生層とを有する磁
気記録媒体に対して、情報の記録を記録レーザーの照射
によりマーク長記録方法によって行い、その情報の記録
における記録レーザーのパワーを、マーク長に応じて選
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気光学効果を利
用してレーザー光により情報の記録再生を行なう光磁気
記録媒体に対し、特にマーク長記録方法をとる光磁気記
録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】書き換え可能な高密度記録方式として、
半導体レーザーの熱エネルギーを用いて、磁性薄膜を部
分的にキュリー温度または補償温度を越えて昇温し、こ
の部分の保磁力を減少もしくは消滅させて外部から印加
される記録磁界の方向に磁化の向きを反転させることを
基本原理とする光磁気記録方法がある。

【０００３】この場合の光磁気記録媒体の構成として
は、例えばポリカーボネート等からなる透明基板の一主
面に、膜面と垂直方向に磁化容易軸を有し優れた磁気光
学特性を有する記録磁性層（例えば希土類−遷移金属合
金非晶質薄膜）、反射層、誘電体層を積層することによ
る記録部を設け、透明基板側からレーザー光を照射して
信号の読み取りを行なうようにしたものが知られてい
る。

【０００４】ところで、光磁気記録媒体を始めとして光
照射によって記録もしくは（および）再生を行なうデジ
タル・オーディオ・ディスクやビデオディスクなどの光
ディスク等の光学記録媒体における、線記録密度は主と
して再生時のＳ／Ｎによって決められており、また再生
信号の信号量は記録されている信号のピット列の周期と
再生光学系のレーザー波長、対物レンズの開口数に大き
く依存する。現状では、再生光学系のレーザー波長λと
対物レンズの開口数ＮＡが決まると、検出限界となるピ
ット周期ｆが決まる。すなわちｆ＝λ／２ＮＡである。

【０００５】従って、光ディスクで高密度化を図るため
には再生光学系のレーザー波長λを短くし、対物レンズ
の開口数ＮＡを大きくする必要がある。しかしながら、
現状の技術ではレーザー波長λや対物レンズの開口数
Ｎ．Ａ．の改善にも限度がある。そこで例えば光磁気記
録再生において、その光磁気記録媒体の構成や、記録、
再生方法を工夫し、記録密度を改善する技術が開発され
ている。

【０００６】例えば再生方法については、特開平１−１
４３０４１号公報、特開平１−１４３０４２号公報等に
おいて光磁気記録媒体を室温で互いに磁気的結合をした
再生層、中間層、記録層からなる３層膜とし、再生時に
おいて再生レーザースポット内で加熱された再生層の記
録磁区を温度の高い部分で拡大、縮小あるいは反転する
ことにより、この再生レーザースポット内の一部の領域
で、記録情報の読み出しを行うようにしたすなわち再生
レーザースポット内の一部を読み出し不能にマスクする
効果が得られるようにして再生時の情報ピット間の干渉
を減少させ、光の回折限界以上の周期の信号を再生可能
とすることで線記録密度を上げる技術の提案がなされて
いる。

【０００７】一方、その情報記録方法については、記録
マーク（磁区）の有無で情報を記録するいわゆるマーク
ポジション記録方法によらずに、記録マークの長さを変
化させることでそのエッジ部分に情報をもたせ線記録密
度を上げる記録方法いわゆるマーク長記録方法がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した線
記録密度の向上をはかることができるように、再生レー
ザー光のスポット内で情報の読み出しがなされないマス
ク領域を形成する再生方法を採る場合、その情報の記録
をマーク長記録方法によって行うと、長い記録マークに
ついては、再生レーザー光スポット内で、その一部がマ
スキングされてしまってその読み出しがなされないこと
になって、逆にＣ／Ｎ（Ｓ／Ｎ）を減少させるという問
題が生じる。

【０００９】本発明は、マーク長記録方法をとり、しか
も再生レーザー光スポット内で、その一部をマスキング
することによって線記録密度の向上をはかることができ
るようにした再生方法を採る場合においても、上述した
長いマーク記録においてＣ／Ｎ（Ｓ／Ｎ）を減少をきた
すことがなく、記録マークの長短を問わず、共に確実に
再生がなされるようにした、すなわちレーザー波長λや
対物レンズの開口数ＮＡで決まる記録密度を越える高密
度記録情報ビットが再生可能で、かつ、長い記録マーク
の再生も同時に行うことができるようにする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明におい
ては、記録マークを再生時に部分的に拡大、縮小、反転
させる方法における記録マークの挙動は、記録されるマ
ークの長さおよび記録するレーザーパワーに多く影響さ
れることを見出すに至り、この知見に基づいてなされ
た。

【００１１】すなわち、本発明においては、少なくとも
記録層と再生層とを有する光磁気記録媒体に対して、情
報の記録を記録レーザーの照射によりマーク長記録方法
によって行い、その情報の記録における記録レーザーの
パワーを、マーク長に応じて選定する。

【００１２】すなわち、本発明においては、再生レーザ
ースポット内の高温領域内にある再生層における記録マ
ークのもつ磁気的エネルギーが記録レーザーパワーと記
録マーク長によって異なることを利用して、マーク長記
録方式を用いた場合の各マーク長の記録レーザーパワー
をそれぞれ選択し記録することにより、再生レーザース
ポット内の高温領域部分にある再生層の記録マークがも
つ磁気的エネルギーを最小にすることによる短い記録マ
ークに関しての反転もしくは消滅による再生を行うこと
ができるようにすると共に、磁気的エネルギーが最小に
なった場合にも反転もしくは消滅することなく長い記録
マークの再生を行うことができるようにするものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態の一例を説明する。

【００１４】本発明方法を実施する光磁気記録媒体は、
少なくとも基板上にそれぞれ磁性層によって構成される
再生層と記録層とが形成された構成を有してなる。図１
はこの光磁気記録媒体の一例の概略断面図で、この例で
は、基板１例えばカラス基板、ポリカーボネート等の透
明のディスク基板上に、順次誘電体膜２、再生層３、中
間層４、記録層５、表面保護膜６形成された構成を有し
てなる。７は、この光磁気記録媒体を全体として示す。

【００１５】この光磁気記録媒体７に対する記録すなわ
ち情報マーク（磁区）の形成は、マーク長記録方法によ
るが、その記録方法は、従来の光磁気記録と同様の方
法、すなわち光変調記録方法あるいは磁界変調磁界方法
によって行うことができる。

【００１６】一方、この記録情報の再生すなわち読み出
しは、透明基板１を通して再生層３に、例えば半導体レ
ーザーからのレーザー光を照射することにより、この再
生層３の磁化信号が磁気光学効果（磁気カー効果、ファ
ラデー効果）によって光学的信号に変換されて読み出さ
れるが、このとき光磁気記録媒体に対する再生レーザー
光のスポット内での、このレーザー光照射によって生じ
る光磁気記録媒体における温度分布を利用して特定の温
度領域を検出領域とし、他部をマスク領域とする読み出
し態様を採る。すなわち、再生レーザー光のスポット内
の高温領域で、再生層３と中間層４との磁気的結合が切
断、あるいは非常に弱くなることによって例えば高温領
域における再生層３に形成されている情報マーク（磁
区）を消滅させるとか、反転して浮き出させるとか、そ
の磁気的エネルギーが小さくなるように変形するなどの
現象を生じさせる。

【００１７】本発明においては、記録マークのもつ磁気
的エネルギーが記録レーザーパワーと記録マーク長によ
り異なることを利用して、その記録に当たって各マーク
長の記録レーザーパワーをそれぞれ選択して記録するこ
とによって、再生時その再生レーザー光スポット内の高
温領域内にある再生層における記録マークが持つ磁気的
エネルギーを最小にすることにより、短い記録マークは
反転もしくは消滅するものの、長い記録マークについて
は、反転もしくは消滅することがないようにするもので
ある。

【００１８】すなわち、本発明方法においては、再生レ
ーザー光のスポット径内の磁区パターンが一部覆い隠さ
れたかたちすなわちマスクされて読み出されるが、長い
記録マークについては、そのままのマーク形状で読み出
して、このため、再生レーザー光のスポット径以下の周
期で記録された信号と長いマーク信号の再生とを同時に
行うことができるものである。

【００１９】更に本発明方法によって記録された光磁気
記録媒体からの記録再生方法を図２および図３を参照し
て説明する。図２および図３の各Ａ図は、光磁気記録媒
体７の再生レーザー光Ｌのスポットｓｐおよびこれによ
る温度分布を示す模式的上面図で、各Ｂ図は各Ａ図の各
部に対応する光磁気記録媒体７の再生層３、中間層４お
よび記録層５における磁化状態をそれぞれ矢印をもって
模式的に示した断面図である。図２および図３の各Ｂ図
において、斜線を付して示した領域が再生層３と中間層
４との磁気的結合が極めて弱いか、もしくは切断された
状態である。

【００２０】この場合、図１で示した光磁気記録媒体７
の記録層５に情報信号すなわち記録マークＭが記録され
ている。この記録は、記録層５が補償温度もしくはキュ
リー温度以上になるようなパワーの記録レーザー光を照
射しながら、記録情報に応じて外部印加磁界を変調して
情報記録を行なういわゆる磁界変調記録による。あるい
は、記録層５の磁化を一旦同一方向に揃える初期化を行
って後に、これとは反対向きの外部磁界を印加しながら
記録情報に応じて記録レーザー光を変調してその記録を
行なう光変調記録による。

【００２１】このとき、記録レーザー光スポット内の所
定領域のみが記録層５のキュリー温度近傍になるように
記録媒体７の線速度を考慮して記録レーザー光のパワー
を制御することによって、レーザー光スポット径以下の
記録マーク（磁区）を形成することができ、その結果こ
の記録に用いる光学系の光の回折限界以下の周期の信号
を記録できる。

【００２２】そして、再生時には、図２および図３に矢
印ａで示すように、光磁気記録媒体７を、これに照射さ
れる再生レーザー光のスポットｓｐに対して相対的に移
行させる。このとき、光磁気記録媒体７の、再生レーザ
ー光の照射部分に温度上昇が生じるが、光磁気記録媒体
７の移行線速度が一定であるとすると、このスポットｓ
ｐ内において再生レーザー光の強度分布と記録媒体の線
速度と記録媒体の構成に起因した形状温度分布が生じ、
スポットｓｐの後端側が高温領域Ａ_H となる。

【００２３】ところで、少なくとも記録層５と再生層３
とを有し、再生層３の磁化状態を変化させながら記録信
号を読みとる光磁気記録媒体においては、この高温領域
Ａ_Hにおける温度が中間層４のキュリー温度近傍にある
とき、再生層３と記録層５との磁気的結合は極めて弱い
か、もしくは切断されている。

【００２４】そのため再生レーザー光のスポットｓｐ内
のこの高温領域Ａ_H における再生層３に形成されている
記録マークＭは、磁気的エネルギーを小さくするように
変形する。

【００２５】すなわち、この高温領域Ａ_H における再生
層３の記録マークＭは、再生層３と記録層５の磁気的結
合が極めて弱いか、もしくは切断されているため、その
記録マークＭのもつ全磁気的エネルギーを小さくしよう
と記録マークは変形をはじめる。

【００２６】このとき、この記録マークＭの変形過程
は、その記録マークＭの長さとその記録マークＭを記録
した際の記録レーザーパワーに依存する。すなわち、図
２のように低い記録レーザーパワーで記録された長い記
録マーク、あるいは短い記録マークＭは、その高温領域
Ａ_H における磁気的エネルギーが最小になるとき、その
記録マークＭは反転もしくは消滅してしまうことら、こ
の領域がマスク領域Ｍｓとなり、スポットｓｐ内の、こ
のマスク領域Ｍｓ以外が読み出し可能のアパーチャーＡ
ｐとなる。

【００２７】一方、図３のように高い記録レーザーパワ
ーで長い記録された記録マークは、その高温部分におけ
る磁気的エネルギーが最小になったときでも、その記録
マークは反転もしくは消滅しない。その結果、長い記録
マークにおけるＣ／Ｎ（Ｓ／Ｎ）を損なうこと無く、光
の回折限界以下の周期の信号が再生可能となる。図３に
おいて、図２と対応する部分には同一符号を付して重複
説明を省略する。

【００２８】次に、上述の本発明に用いる光磁気記録媒
体についてその実施例を挙げて説明するが、この光磁気
記録媒体は、これら実施例に限定されるものではない。

【００２９】〔実施例１〕マグネトロンスパッタリング
装置のスパッタリングチャンバー内に、Ｓｉ，Ｔｂ，Ｇ
ｄ，ＦｅＣｏ，Ｆｅ，Ａｌの各ターゲットを配置すると
ともに、直径１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのトラック溝
を設けたピッチ１．３５μｍのポリカーボネート基板に
よる透明基板を基板ホルダーに装着して配置し、チャン
バー内を１×１０^-5 [Pa] 以下の高真空度になるまでク
ライオポンプで真空排気した。

【００３０】真空排気しながらＡｒガスとＮ₂ ガスとを
０．２ [Pa] となるまでチャンバー内に導入した後、Ｒ
Ｆ（高周波）反応性スパッタリングにより基板上にＳｉ
Ｎ膜を７０ｎｍ成膜して図１の誘電体膜２を成膜した。

【００３１】ついで真空排気しながらＡｒガスを０．２
[Pa] となるまでチャンバー内に導入した後、さらにこ
の上に順次直流スパッタリングにより図１の再生層３と
してのＧｄＦｅＣｏ膜を３０ｎｍに、中間層４としての
ＴｂＦｅ膜を１０ｎｍに、記録層５としてのＴｂＦｅＣ
ｏ膜を５０ｎｍにそれぞれ連続的スパッタリングによっ
て成膜した。

【００３２】ついで真空排気しながらＡｒガスとＮ₂ ガ
スとを０．２ [Pa] となるまでチャンバー内に導入した
後、さらこの上にＲＦ反応性スパッタリングにより図１
の保護膜６としてＳｉＮ膜を７０ｎｍの厚さに成膜し、
ついで、真空排気しながらＡｒガスを０．２ [Pa] とな
るまでチャンバー内に導入した後、熱伝導性制御のため
にＡｌの金属膜を２０ｎｍ成膜して光磁気記録媒体を作
製した。

【００３３】この光磁気記録媒体における各ＧｄＦｅＣ
ｏ膜、ＴｂＦｅ膜、ＴｂＦｅＣｏ膜は、Ｔｂ，Ｇｄ，Ｆ
ｅＣｏ，Ｆｅの各ターゲットに直流パワーを印加して同
時スパッタにより成膜し、その組成はスパッタ成膜時の
各ターゲットに印加するパワーを変えることにより調整
した。

【００３４】再生層３としてのＧｄＦｅＣｏ膜の組成
は、補償温度Ｔ₁ が１６０℃で、キュリー温度Ｔｃ₁ が
３２０℃になるように設定した。

【００３５】中間層４としてのＴｂＦｅ膜の組成は、補
償温度Ｔ₂ が３０℃で、キュリー温度Ｔｃ₂ が１６０℃
になるように設定した。

【００３６】記録層５としてのＴｂＦｅＣｏ膜の組成
は、補償温度Ｔ₃ が３０℃で、キュリー温度Ｔｃ₃ が２
６０℃になるように設定した。

【００３７】この実施例１による光磁気記録媒体を用い
て、光変調記録による記録再生特性を測定した。

【００３８】光磁気記録再生測定装置の対物レンズの
Ｎ．Ａ．は０．５５、レーザー光の波長は６９０ｎｍと
した。

【００３９】図４は、この記録時の記録レーザーの発光
波形図である。図４において、Ａ，ＢおよびＣは、それ
ぞれ記録マーク長を０．３６μｍ，０．７２μｍおよび
１．４４μｍとした場合で、記録マーク長を０．３６μ
ｍの場合１パルス照射し、，０．７２μｍとした場合は
２パルス照射し、１．４４μｍとした場合は６パルスの
それぞれ記録マークの熱干渉を考慮した櫛形発光によっ
た。Ｐ_L は記録時のいわばバイアスパワーで、Ｐｈが記
録パワーである。

【００４０】記録媒体の線速度は８．０ｍ／ｓｅｃ、記
録外部磁界は４００〔Oe〕とした。このときの記録条件
は、Ｐ_L ＝３．６ｍＷ、パルス間隔Ｔｏ＝２３ｎｓｅｃ
とした。また、再生時の外部磁界は印加せずに測定を行
なった。

【００４１】このような条件下での各記録マーク長を、
０．３６μｍ，０．５４μｍ，０．７２μｍ，０．９０
μｍ，１．０８μｍ，１．２６μｍ，１．４４μｍとし
たときのそれぞれの、キャリアレベル対ノイズレベル
（Ｃ／Ｎ）の各記録レーザーパワー（Ｐｈ）依存性の測
定結果を図５に示す。

【００４２】図５で示されるように、短いマーク長、あ
るいは長いマーク長（０．７２μｍマーク以上のマーク
長）でも、その記録レーザーパワーＰｈが、図５の記録
パワー領域（１）で記録されたマークについては上述し
た理由から図２に示されるような再生動作が行なわれて
おり、再生レーザースポットに対し微少な記録マークも
再生可能で充分なＣ／Ｎが得られているが、逆に長いマ
ークについてはＣ／Ｎが損なわれていることがわかる。

【００４３】一方、長いマーク（０．７２μｍマーク以
上のマーク長）については、その記録レーザーパワーを
図５の記録パワー領域（２）において記録することによ
り、そのＣ／Ｎが著しく増加しており、図３で示される
ような再生動作により再生動作が起こっていることがわ
かる。

【００４４】次に、図６に、上述の実施例１と、更に比
較例および従来例による光磁気記録媒体についての各記
録マーク長に対するＣ／Ｎ依存性を示した。ここで、比
較例とは上記実施例１と同様な方法で作製した従来の全
ての記録マーク長に対してその記録マークを再生時に反
転もしくは消滅させるタイプの光磁気記録媒体であり、
従来例とは実施例１と同様な方法で作製したＴｂＦｅＣ
ｏの単層磁性層による光磁気記録媒体である。

【００４５】図６から、本発明で用いる実施例１の光磁
気記録媒体によれば、従来例に比して０．７２μｍ以下
のマーク長に対して著しくＣ／Ｎが増加していることが
わかる。また、比較例とを比較して０．７２μｍ以上の
マーク長に対してＣ／Ｎが損なわれることなく、Ｃ／Ｎ
が得られていることがわかる。

【００４６】このように本発明による情報記録方法によ
れば、再生レーザー光スポットに対し微少な記録マーク
の再生と同時に、長い記録マークについてもＣ／Ｎの減
少を来すことなく再生できるようにものである。

【００４７】上述したように、本発明の光磁気記録方法
によれば、少なくとも記録層と再生層とを有し、情報の
読み出しすなわち再生を、再生層の磁化状態を変化させ
ながらその記録信号を読み取る態様を採る場合におい
て、その情報の記録に際して、各記録マーク長の記録レ
ーザーパワーを、記録マーク長ごとに選択することで長
い記録マークにおけるＣ／Ｎ（Ｓ／Ｎ）を損なうこと無
く、光の回折限界以下の周期の信号を再生可能すること
ができる。

【００４８】

【発明の効果】上述したように、本発明においては、光
磁気記録媒体に記録された記録マークを、再生レーザー
光のスポット内における実質的読み出し領域いわゆるア
パーチアＡｐを、再生レーザー光のスポット内における
温度分布を利用したマスク領域Ｍｓによって制限する再
生方法が採られる場合においても、記録マーク長の長い
記録マークといえどもその一部がマスクされてしまうこ
とによるＣ／Ｎ（Ｓ／Ｎ）の低下を回避できることか
ら、光の回折限界以下の周期の信号を確実に再生するこ
とが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光磁気記録方法に用いられる光磁
気記録媒体の一例の概略断面図である。

【図２】本発明による記録方法によって記録された情報
の再生の説明図である。Ａはその光磁気記録媒体の模式
的上面図である。Ｂはその光磁気記録媒体の模式的断面
図である。

【図３】本発明による記録方法によって記録された情報
の再生の説明図である。Ａはその光磁気記録媒体の模式
的上面図である。Ｂはその光磁気記録媒体の模式的断面
図である。

【図４】本発明による記録方法の記録レーザーパワーの
波形図である。Ａはマーク長を０．３６μｍとした場合
である。Ｂはマーク長を０．７２μｍとした場合であ
る。Ｃはマーク長を１．４４μｍとした場合である。

【図５】本発明による記録方法の各記録マーク長に対す
る記録パワーのＣ／Ｎ依存性を示した図である。

【図６】本発明および従来方法等の記録マーク長に対す
るＣ／Ｎ依存性を示した図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 誘電体層 ３ 再生層 ４ 中間層 ５ 記録層 ６ 表面保護層 ７ 光磁気記録媒体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも記録層と再生層とを有する光
   磁気記録媒体に対して、情報の記録を記録レーザー光照
   射によるマーク長記録方法によって行い、 上記情報の記録における上記記録レーザー光のパワー
   を、マーク長に応じて選定することを特徴とする光磁気
   記録方法。