JPH10134441A - 光磁気記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造の光磁気ディスクで高い記録周波
数のオーバーライトを実現する。 【解決手段】 光磁気ディスク１に磁気ヘッド５、６か
ら反対向きの磁界を印加し、光強度が第１のレベルのレ
ーザー光を照射すると、メモリー層３の磁化がヘッド５
の磁界の向きに反転可能でヘッド６の磁界の向きに反転
不可能な温度分布がディスク１に生じ、メモリー層３の
磁化はビット「０」に対応したヘッド５の磁界の向きに
倣う。光強度が第１のレベルより高い第２のレベルのレ
ーザー光を照射すると、メモリー層３の磁化がヘッド６
の磁界の向きに反転可能な温度分布がディスク１に生
じ、メモリー層３の磁化はビット「１」に対応したヘッ
ド６の磁界の向きに倣う。こうして、単層の磁性層でオ
ーバーライトが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気ディスクに
情報を記録する光磁気記録方法に係り、特に光磁気ディ
スクに対してオーバーライトを行う光磁気記録方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、高密度、大容量、高いアクセス速
度、並びに高い記録及び再生速度を含めた種々の要求を
満足する光学的記録再生方法、それに使用される記録装
置、再生装置及び記録媒体を開発しようとする努力がな
されている。広範囲な光学的記録再生方法の中で、光磁
気記録再生方式は、情報を記録した後、消去することが
でき、再び新たな情報を記録することが繰り返し何度も
可能であるというユニークな利点のために、最も大きな
魅力に満ちている。この光磁気記録再生方式で使用され
る光磁気ディスクは、記録を残す層として１層又は多層
からなる磁性膜を有する。磁性膜は、記録密度が高く、
信号強度も高い垂直磁化膜が開発され使用されている。

【０００３】ところで、光磁気記録では、その記録にレ
ーザー光による熱を用いるため、記録した部分に再記録
する場合、一度消去する必要があった。つまり、磁気記
録では、記録した情報を消去することなしに直接新たな
情報に書き換える重ね書き、いわゆるオーバーライトが
可能であるのに対し、光磁気記録ではこのようなオーバ
ーライトが不可能であった。この短所を克服するため
に、記録時に磁界を変調して消去動作を不要とした磁界
変調オーバーライト方法が提案されているが、この方法
では変調周波数を高くできないという欠点があった。そ
こで、光ビームの強度を記録すべき２値化情報に従って
変調するだけでオーバーライトが可能な光強度変調オー
バーライト方法、並びにそれに使用される光磁気ディス
ク及び情報記録再生装置が提案された（特開昭６２−１
７５９４８号公報）。

【０００４】この光強度変調オーバーライトで用いる光
磁気ディスクは、室温で保磁力が大きい垂直磁化可能な
磁性材料からなる、記録情報を保持するためのメモリー
層と、メモリー層に比べてキュリー温度が高い垂直磁化
可能な磁性材料からなる記録層とを有する。記録前に外
部からの初期化磁界によって記録層の磁化の向きだけを
一方向に揃え、その上で、光磁気ディスクに低パワーレ
ベルのレーザー光を照射すると、ディスクの温度が上昇
して、メモリー層の保磁力が非常に小さくなるか極端に
は０となる。その結果、交換結合力によりメモリー層の
磁化は記録層の磁化の向きにならう。こうして、消去動
作が行われる。

【０００５】一方、高パワーレベルのレーザー光をディ
スクに照射すると、ディスクの温度は低レベルのレーザ
ー照射時よりも上昇して、メモリー層の保磁力が０とな
り、記録層の保磁力は非常に小さくなるか極端には０と
なる。その結果、記録層の磁化は記録磁界の向きに反転
し、媒体温度の低下に伴ってメモリー層の磁化は反転し
た記録層の磁化の向きにならって現れる。これが記録動
作である。このようにして、元のメモリー層の磁化の向
きには依存せずに、メモリー層の磁化方向を決定するこ
とができ、オーバーライトが可能となる。また、上記初
期化磁界の代わりに初期化層と呼ぶ磁性層を設けること
により、記録層の初期化を行うことを実現することも提
案されている（特開昭６３−２６８１０３号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の磁
界変調オーバーライト方法では、変調周波数（記録周波
数）を高くできないという問題点があった。また、光強
度変調オーバーライト方法では、光磁気ディスクの磁性
層を複数にする必要があり、光磁気ディスクの作製が難
しくなるという問題点があった。本発明は、上記課題を
解決するためになされたもので、簡単な構造の光磁気デ
ィスクで高い記録周波数のオーバーライトが可能な光磁
気記録方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載のように、基板上に情報を保持するための垂直磁化可
能な磁性材料からなるメモリー層が形成された、回転す
る光磁気ディスクに対し、このディスクのトラック方向
に沿って配置された第１、第２の磁界発生手段から互い
に反対向きの第１、第２の外部磁界をそれぞれ印加し、
光強度を少なくとも２値に変調したレーザー光を照射し
てオーバーライトを行う光磁気記録方法であり、第２の
磁界発生手段は、第１の磁界発生手段よりもディスク移
動方向前方に配置され、２値化情報のうち第１のビット
情報を記録するときは、メモリー層の磁化が第１の外部
磁界の向きに反転可能で、かつ第２の外部磁界の向きに
反転不可能な第１のレベルに光強度を変調し、第２のビ
ット情報を記録するときは、メモリー層の磁化が第２の
外部磁界の向きに反転可能な、第１のレベルより高い第
２のレベルに光強度を変調するようにしたものである。
このように、回転する光磁気ディスクにディスクのトラ
ック方向に沿って配置された第１、第２の磁界発生手段
から互いに反対向きの第１、第２の外部磁界を印加し、
光強度が第１のレベルのレーザー光を照射すると、メモ
リー層の磁化が第１の外部磁界の向きに反転可能である
と共に第２の外部磁界の向きに反転不可能な温度分布が
ディスクに生じる。これにより、メモリー層３の磁化は
例えばビット「０」である第１のビット情報に対応した
第１の外部磁界の向きに倣う。また、光強度が第２のレ
ベルのレーザー光を照射すると、ディスクの温度が第１
のレベルの場合よりも高くなり、メモリー層の磁化が第
２の外部磁界の向きに反転可能な温度分布がディスクに
生じる。これにより、メモリー層３の磁化は例えばビッ
ト「１」である第２のビット情報に対応した第２の外部
磁界の向きに倣う。こうして、元のメモリー層の磁化の
向きには依存せずに、メモリー層の磁化方向を決定する
ことができ、オーバーライトが可能となる。

【０００８】また、請求項２に記載のように、光強度が
第１のレベルのとき、メモリー層の磁化が第１の外部磁
界の向きに反転可能であると共に第２の外部磁界の向き
に反転不可能で、光強度が第２のレベルのとき、メモリ
ー層の磁化が第２の外部磁界の向きに反転可能なよう
に、光磁気ディスクの温度を制御するようにしたもので
ある。また、請求項３に記載のように、光磁気ディスク
の温度制御は、パルストレイン記録法を用いて、第１、
第２のレベル、パルス長、パルス周期を調整するように
したものである。また、請求項４に記載のように、光強
度が第１のレベルのとき、メモリー層の磁化が第１の外
部磁界の向きに反転可能であると共に第２の外部磁界の
向きに反転不可能で、光強度が第２のレベルのとき、メ
モリー層の磁化が第２の外部磁界の向きに反転可能なよ
うに、第１、第２の磁界発生手段の位置とその間隔を設
定するようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】

実施の形態の１．図１、図２は本発明の第１の実施の形
態となる光磁気記録方法を説明するための概念図であ
り、図１（ａ）、図２（ａ）は光磁気ディスクを光ヘッ
ド側から見た平面図、図１（ｂ）、図２（ｂ）はそれぞ
れ図１（ａ）、図２（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。本
実施の形態で用いる光磁気ディスク１では、ガラス又は
プラスチックからなる円板状の透明基板２上に、ＴｂＦ
ｅＣｏ等の垂直磁化可能な磁性材料からなるメモリー層
３が形成されている。

【００１０】基板２には、情報記録再生装置の光ヘッド
からのレーザースポット１１を情報に沿って導くため
の、すなわちトラッキングのための案内溝が凹又は凸の
形で同心円状あるいはスパイラル状に形成されている。
この案内溝について詳しく説明すると、ＩＳＯ規格にお
いて定義されているように光ヘッドから見た場合に凹に
なる部分つまり遠方になる部分はランドと呼ばれ、凸に
なる部分つまり近くになる部分はグルーブと呼ばれる。
このランドあるいはグルーブを記録再生トラック４と
し、ランドあるいはグルーブ上のメモリー層３に情報が
書き込まれる。

【００１１】そして、情報記録再生装置には、ディスク
１のトラック方向（図１、図２左右方向）に沿って配置
された第１、第２の磁界発生手段である磁気ヘッド５、
６が設けられている。この磁気ヘッド５、６は、磁気コ
ア及びコイルが蒸着、メッキあるいはスパッタリング等
によって形成された薄膜磁気ヘッドであり、互いに反対
向きの磁界を発生する（本実施の形態では、ヘッド５が
ディスク１に対して垂直下向き、ヘッド６が垂直上向き
の磁界を発生している）。

【００１２】この２つの磁気ヘッド５、６は、図示しな
いスペーサーを挟んで所定の距離（例えば１μｍ）を保
つように配設される。なお、この磁気ヘッド５、６間の
距離は、最短記録マーク長が理想的な値である。発生磁
界の収束性が低い、すなわち発生磁界のうち媒体面に平
行な面内成分が多い場合には、磁気ヘッド５、６を離す
必要があるが、上記距離は短い方が望ましい。

【００１３】そして、情報記録再生装置は、レーザース
ポット１１を目標トラックに追従させるトラッキングサ
ーボにこのような磁気ヘッド５、６を連動させて、磁気
ヘッド５、６を目標トラックに追従させる。このとき、
磁気ヘッド５は、小型の磁気ヘッドによって効率的に記
録マークを形成するために、レーザースポット１１の中
心位置から後方（ここでは、ディスク１に対して左から
右に相対的に移動しているレーザースポット１１の右側
を前方、左側を後方とする）にずれた所に位置し、ディ
スク１の後述する高温領域と相対するように制御され
る。

【００１４】さらに、情報記録再生装置は、磁気ヘッド
５、６をフォーカスサーボに連動させて、磁気ヘッド
５、６と光磁気ディスク１との距離を制御している。ま
た、磁気ヘッド５、６は、ディスク１の回転によって発
生する気流で浮上する浮上式の構造としてもよい。この
ような情報記録再生装置を用いて光磁気ディスク１にオ
ーバーライトを実施するときは、図示しないスピンドル
モータによってディスク１を回転させ、磁気ヘッド５、
６から磁界を印加しながら、図示しない光ヘッドからレ
ーザー光１０を照射する。

【００１５】回転移動している光磁気ディスク１にレー
ザー光１０を照射すると、図１（ａ）、図２（ａ）に示
すように、レーザースポット１１の後方（ここでは、デ
ィスク１に対して左から右に相対的に移動しているレー
ザースポット１１の右側を前方、左側を後方とする）の
媒体温度が最も高くなる。この高温領域１２の周囲には
これより低温で、かつメモリー層３のキュリー点程度以
上の領域１３がある。この領域（以下、記録可能領域と
いう）１３及び高温領域１２においては、メモリー層３
の保磁力が非常に小さくなるかあるいは極端には０とな
り、メモリー層３の磁化は、外部磁界の向きに倣う。

【００１６】このようなディスク１の温度分布、つまり
高温領域１２及び記録可能領域１３の位置と大きさは、
膜の特性（メモリー層３の反射率等）とレーザー光のパ
ワーに応じて変化する。本実施の形態では、図３（ａ）
のような記録信号パターンに対して複数のパルスを有す
るレーザー駆動電流を生成して、図３（ｂ）に示すレー
ザー出力のようにレーザーをパルス発光させるパルスト
レイン記録法を用いる。このパルストレイン記録を用い
ると、パワーが一定のＤＣ記録に比べてレーザーピーク
パワーの選択自由度を大きくできるという利点がある。

【００１７】光磁気ディスク１に再生レーザーパワーよ
り高いパワーレベルＰL のレーザー光１０を照射すると
（図１（ａ）、図１（ｂ））、領域１２、１３におい
て、メモリー層３の温度が上昇し、メモリー層３の保磁
力が非常に小さくなる。これにより、保磁力の小さくな
ったメモリー層３の磁化は、図１（ｂ）において磁気ヘ
ッド５と相対したメモリー層３の矢印で示すように、磁
気ヘッド５から発生した磁界の向きに倣う。

【００１８】このとき、磁気ヘッド６の位置では、ディ
スク１が記録可能となるほど加熱されていないので、メ
モリー層３の磁化が磁気ヘッド６から発生した磁界の向
きに反転することはない。また、ディスク１の回転移動
に伴いレーザー光１０が照射された箇所は磁気ヘッド６
の位置に達するが、高温領域１２及び記録可能領域１３
はすでに記録が行えないほどに冷却されているため、同
様にメモリー層３の磁化が磁気ヘッド６から発生した磁
界の向きに反転することはない。

【００１９】よって、ビット「０」の記録信号パターン
が発生すれば、それに応じたパワーレベルＰL のレーザ
ー光１０により、メモリー層３の磁化がビット「０」に
対応した磁気ヘッド５の磁界の向きに反転する。

【００２０】これに対して光磁気ディスク１にパワーレ
ベルＰL より高いパワーレベルＰHのレーザー光１０を
照射すると（図２（ａ）、図２（ｂ））、ディスク１の
温度はレベルＰL のレーザー照射時よりも上昇して、高
温領域１２及び記録可能領域１３の大きさも大きくな
る。これにより、保磁力の小さくなったメモリー層３の
磁化は、図２（ｂ）において磁気ヘッド６と相対したメ
モリー層３の矢印で示すように、磁気ヘッド６から発生
した磁界の向きに倣う。

【００２１】なお、パワーレベルＰH のレーザー光１０
が照射されると、ディスク１はかなり高温に加熱され、
冷却されるまでに時間を要するため、加熱された箇所が
回転移動に伴って磁気ヘッド６の位置に達したときに
も、メモリー層３のキュリー点程度の温度がある。した
がって、１番目の磁気ヘッド５と相対したメモリー層３
の一部にヘッド５によって記録が行われることがあって
も、２番目の磁気ヘッド６で上書き記録が行われる。

【００２２】こうして、ビット「１」の記録信号パター
ンが発生すれば、それに応じたパワーレベルＰH のレー
ザー光１０により、メモリー層３の磁化がビット「１」
に対応した磁気ヘッド６の磁界の向きに反転する。前述
のように光磁気ディスク１の温度分布は、膜の特性とレ
ーザー光のパワーに応じて変化するので、レーザー光を
制御すれば、所望の温度分布が得られることになる。

【００２３】したがって、磁気ヘッド５、６の位置とそ
の間隔を調整すると共に、レーザーパワーＰH 、ＰL 、
パルス長、パルス周期を調整して、レーザー光１０をデ
ィスク１に照射すれば、記録信号パターンが「０」のと
きに、メモリー層３の磁化がヘッド５の磁界の向きに反
転可能で、かつヘッド６の磁界の向きに反転不可能とな
り、記録信号パターンが「１」のときに、メモリー層３
の磁化がヘッド６の磁界の向きに反転可能となるように
設定することができる。こうして、元のメモリー層３の
磁化の向きには依存せずに、メモリー層３の磁化方向を
決定することができ、オーバーライトが可能となる。

【００２４】なお、メモリー層３の磁化をヘッド５の磁
界の向きに反転させることを消去動作とすれば、ヘッド
６の磁界の向きに反転させることが記録動作となり、逆
にヘッド５の磁界の向きに反転させることを記録動作と
すれば、ヘッド６の磁界の向きに反転させることが消去
動作となることは言うまでもない。また、以上のような
オーバーライトを行う際に、レベルＰH の強いレーザー
光を照射すると、このレーザー照射前に記録又はこれか
ら記録するビット「０」のマークに高温領域が被さり、
ビット「１」に上書きされてしまう恐れがある。

【００２５】このような問題を解決するためには、図３
（ａ）に示す記録信号パターンの立ち上がり、立ち下が
りに対して、図３（ｂ）のようにレーザー出力のタイミ
ングをずらせばよい。また、図４（ｂ）に示すように、
レベルＰH のレーザー出力の前後でレーザーパワーをレ
ベルＰL よりも低いレベルＰB にいったん落とすように
してもよい。

【００２６】また、本実施の形態では、レーザーパワー
ＰH 、ＰL 、パルス長、パルス周期を一定としている
が、これに限るものではなく、記録マークの長さ等に応
じて随時変化するようにしてもよい。

【００２７】実施の形態の２．図５は本発明の他の実施
の形態を示す磁気ヘッドを光磁気ディスク側から見た平
面図である。本実施の形態では、磁気ヘッド５、６と同
様の磁気ヘッド５ａ、６ａからなる１組と、さらに同様
の磁気ヘッド５ｂ、６ｂからなるもう１組を用いてこれ
らを向かい合わせている。

【００２８】このような磁気ヘッドを用いたオーバーラ
イトの動作は実施の形態の１と同様である。したがっ
て、４つの磁気ヘッドを実施の形態の１と同様の２つの
磁気ヘッドと見なして使用することになり、回転するデ
ィスク１の円周方向（図１（ａ）、図２（ａ）上下方
向）のずれに対応することができる。

【００２９】実施の形態の３．図６は本発明の他の実施
の形態を示す磁気ヘッドの側面図であり、図１、図２と
同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態
の磁気ヘッド７は、それぞれ独立に作動させることがで
きる複数の磁気ヘッドをディスク１のトラック方向に沿
って並べたものであり、動作のオン／オフと、発生磁界
の向きを切り換えることができる。

【００３０】オーバーライトを実施する際の記録条件の
変化として、ディスク１の線速度、周囲の温度、ディス
ク個々の個体差による熱容量及び熱伝導度あるいは同一
ディスク内での位置による熱容量及び熱伝導度等のばら
つきが存在する。よって、本実施の形態では、これら記
録条件の変化に応じて、２つあるいはそれ以上の磁気ヘ
ッドを作動させると共にその発生磁界の向きを選択する
ことにより、磁極の長さと磁極間距離を変化させている
（図６では、発生磁界を示す矢印が記されている磁気ヘ
ッドが作動している）。こうして、上記記録条件の変化
に対応することができる。

【００３１】実施の形態の４．実施の形態の１〜３で
は、磁界発生手段として、小型化が可能で発生磁界の収
束性がよいという利点を有する薄膜磁気ヘッドを用いて
いるが、図７に示すようなコア２１にコイル２２を巻い
た通常のバルク形態の磁気ヘッドを用いてもよいし、図
８に示すようなコア２３を加工して微小な磁極を形成し
た磁気ヘッドを用いてもよい。

【００３２】ただし、このような磁気ヘッドを用いる
と、比較的漏れ磁束が多いことと、薄膜磁気ヘッドに比
べて大きいことから、磁気ヘッド間の距離を長くする必
要があり、光磁気ディスクを通常よりも高速に回転させ
る必要がある。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、請求項１に記載のよう
に、回転する光磁気ディスクにディスクのトラック方向
に沿って配置された第１、第２の磁界発生手段から互い
に反対向きの第１、第２の外部磁界を印加し、光強度を
少なくとも２値に変調したレーザー光を照射することに
より、オーバーライトが可能となるので、従来の光強度
変調オーバーライト方法のように複数の磁性層を有する
光磁気ディスクを用いることなく、単層の磁性層でオー
バーライトが実現でき、また光強度変調を用いることに
より、高い記録周波数が可能となる。その結果、簡単な
構造の光磁気ディスクで高い記録周波数のオーバーライ
トが可能なオーバーライト光磁気ディスクシステムを構
成することができる。

【００３４】また、請求項２に記載のように、光磁気デ
ィスクの温度を制御することにより、光強度が第１のレ
ベルのとき、メモリー層の磁化が第１の外部磁界の向き
に反転可能であると共に第２の外部磁界の向きに反転不
可能となり、光強度が第２のレベルのとき、メモリー層
の磁化が第２の外部磁界の向きに反転可能となるように
調整することができる。

【００３５】また、請求項３に記載のように、パルスト
レイン記録法を用いて、第１、第２のレベル、パルス
長、パルス周期を調整することにより、光磁気ディスク
の温度分布を容易に制御することができる。

【００３６】また、第１、第２の磁界発生手段の位置と
その間隔を設定することにより、光強度が第１のレベル
のとき、メモリー層の磁化が第１の外部磁界の向きに反
転可能であると共に第２の外部磁界の向きに反転不可能
となり、光強度が第２のレベルのとき、メモリー層の磁
化が第２の外部磁界の向きに反転可能となるように調整
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態となる光磁気記録
方法を説明するための概念図である。

【図２】 本発明の第１の実施の形態となる光磁気記録
方法を説明するための概念図である。

【図３】 記録信号パターンとレーザー出力の関係を示
す図である。

【図４】 記録信号パターンとレーザー出力の関係を示
す図である。

【図５】 本発明の他の実施の形態を示す磁気ヘッドの
平面図である。

【図６】 本発明の他の実施の形態を示す磁気ヘッドの
側面図である。

【図７】 本発明の他の実施の形態を示す磁気ヘッドの
構造図である。

【図８】 本発明の他の実施の形態を示す磁気ヘッドの
構造図である。

【符号の説明】

１…光磁気ディスク、２…基板、３…メモリー層、４…
トラック、５、６、５ａ、６ａ、５ｂ、６ｂ、７…磁気
ヘッド。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に情報を保持するための垂直磁化
   可能な磁性材料からなるメモリー層が形成された、回転
   する光磁気ディスクに対し、 このディスクのトラック方向に沿って配置された第１、
   第２の磁界発生手段から互いに反対向きの第１、第２の
   外部磁界をそれぞれ印加し、 光強度を少なくとも２値に変調したレーザー光を照射し
   てオーバーライトを行う光磁気記録方法であって、 前記第２の磁界発生手段は、第１の磁界発生手段よりも
   ディスク移動方向前方に配置され、 ２値化情報のうち第１のビット情報を記録するときは、
   前記メモリー層の磁化が第１の外部磁界の向きに反転可
   能で、かつ第２の外部磁界の向きに反転不可能な第１の
   レベルに光強度を変調し、 第２のビット情報を記録するときは、前記メモリー層の
   磁化が第２の外部磁界の向きに反転可能な、第１のレベ
   ルより高い第２のレベルに光強度を変調することを特徴
   とする光磁気記録方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光磁気記録方法におい
   て、 光強度が第１のレベルのとき、前記メモリー層の磁化が
   第１の外部磁界の向きに反転可能であると共に第２の外
   部磁界の向きに反転不可能で、光強度が第２のレベルの
   とき、メモリー層の磁化が第２の外部磁界の向きに反転
   可能なように、光磁気ディスクの温度を制御することを
   特徴とする光磁気記録方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光磁気記録方法におい
   て、 前記光磁気ディスクの温度制御は、パルストレイン記録
   法を用いて、第１、第２のレベル、パルス長、パルス周
   期を調整するようにしたものであることを特徴とする光
   磁気記録方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光磁気記録方法におい
   て、 光強度が第１のレベルのとき、前記メモリー層の磁化が
   第１の外部磁界の向きに反転可能であると共に第２の外
   部磁界の向きに反転不可能で、光強度が第２のレベルの
   とき、メモリー層の磁化が第２の外部磁界の向きに反転
   可能なように、第１、第２の磁界発生手段の位置とその
   間隔を設定することを特徴とする光磁気記録方法。