JP2574911B2 - 光磁気記録方法 - Google Patents

光磁気記録方法

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    • G11B11/10586—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁界変調方式によって光磁気記録媒体に対
し行われるオーバーライトを含む光磁気記録技術に関す
るものである。
〔従来の技術〕
光磁気記録媒体の一形態である光磁気ディスクは、書
き換え可能という利点を持つため、光メモリ素子の中で
も特に注目されている。最近ではその実用化に向けて、
情報記録の高速度処理に不可欠な重ね書き、いわゆるオ
ーバーライト技術の研究が鋭意進められている。オーバ
ーライト方法には種々の形態があるが、中でも磁界変調
方式による方法は最も容易で有効な手段の１つと考えら
れている。
光磁気記録媒体における通常の書き換え過程は、
（１）旧データ消去、（２）新データ書込み、（３）ベ
リファイ（記録の確認）の３段階で行われる。初期の技
術では、ディスクを各段階毎に１回転させるため、１回
のデータ書き換えに３回転を必要とした。しかし、デー
タの重ね書きが可能なオーバーライト方法は、（１）と
（２）の処理を同時に行うので情報記録の処理速度を向
上させることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記従来のオーバーライト方法では、新デ
ータ書込みが光ビーム照射後の降温過程においてなされ
るため、オーバーライト時の反射光を利用して同時にベ
リファイを行うことができない。そのために、オーバー
ライト終了後に再びディスクを１回転させてベリファイ
動作を行わなければならず、処理速度のさらなる高速化
が望まれるという問題点を有している。また、ベリファ
イの過程はデータの信頼性を保証する過程であり、実用
面から省略できないものと考えられている。
本発明の目的は、上記の３段階の書き換え過程を同時
に行い、情報記録の高速度処理を実現する光磁気記録方
法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る光磁気記録方法は、上記の課題を解決す
るために、光ビームを記録媒体に照射させて記録媒体の
温度を上昇させるとともに、記録信号に応じて変調する
記録磁界を印加することによって、信号を記録媒体に磁
界変調記録する方式において、上記記録磁界が記録され
る記録媒体によって反射された上記光ビームの反射光か
らカー回転角を検出し、記録媒体の磁化方向を求めるこ
とにより、信号の記録と同時に記録された信号のベリフ
ァイを行うことを特徴としている。
〔作 用〕
上記の構成によれば、信号を記録する際に記録媒体の
昇温を行う光ビームの反射光のカー効果による偏光方向
の回転角変化を読み取ることにより、信号が記録される
領域の磁化の方向を検出し、ベリファイを行うことにな
る。
つまり、信号の書き込みと同時に記録媒体に記録され
る磁化の方向を検出することができ、書き込みと同時に
ベリファイが行えるようになるので、書き込み時におけ
る媒体に対するアクセスが１回で済み、書き込み速度を
向上させることが可能となる。
例えば、光ビームの入射側に読み出し層として、第１
層にGd19.0Nd4.0Fe77.0（at％）の成分比を有する非晶
質合金膜を形成し、書き込み層として、第２層のGd14.0
Tb14.0Fe72.0（at％）の成分比を有する非晶質合金膜を
用いて光磁気記録媒体を構成すると、第１層のキュリー
温度が、第１層の下に形成された第２層のキュリー温度
及び光ビーム照射時の記録温度より高く、また、第１層
のカー回転角が記録温度において検出容易な大きさたと
えば0.1deg以上を有し、第１層の保磁力の大きさが室温
近傍において記録磁界の大きさ及び第２層の保磁力の大
きさより小さくなる。
そこで、記録信号に応じて変調する記録磁界の印加に
よって、記録情報を第１層に転写するとともに、光ビー
ム照射により昇温させ上記記録磁界を印加することによ
って、上記記録情報を第２層に書き込むと、上記光ビー
ムのカー効果により、第１層の記録情報が検出されるの
で、その検出信号を用いれば、記録信号の書き込みと同
時にベリファイが行える。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第１図ないし第11図に基づいて説
明すれば、以下の通りである。
まず、本発明に係る光磁気記録媒体としての媒体１の
構成例を説明する。媒体１は、第１図に示すように、ガ
ラス基板２に対してAlNから成る誘電体層３、GdNdFeか
ら成る第１層としての読み出し層４、GdTbFeから成る第
２層としての書き込み層５、AlNから成る誘電体層６が
この順番に形成され、いわゆる記録層が上記読み出し層
４と書き込み層５とから成る２層構造となっている。読
み出し層４を形成するGdNdFeは、例えばGd19.0Nd4.0Fe7
7.0（at％）の成分比を有する非晶質合金で、膜厚200Å
である。書き込み層５を形成するGdTbFeは、例えばGd1
4.0Td14.0Fe72.0（at％）の成分比を有する非晶質合金
で、膜厚600Åである。上記のように構成された媒体１
の光磁気特性である保磁力Hc及びカー回転角θｋの温度
依存性を、読み出し層４（GdNdFe）側から測定した結果
について第２図に示す。保磁力Hcは○で、カー回転角θ
ｋは▲で示されている。第２図によれば、読み出し層４
は保磁力Hcが小さく、約200Oe以上の大きさの磁界が印
加されるとほぼ全温度域で容易に磁化反転し、磁化方向
が揃うことがわかる。また、キュリー温度が高いため、
カー回転角θｋが大きく、160℃程度でも室温における
値の50％以上の値を保持している。通常の光磁気記録で
は、記録層は書き込みレーザ出力により約160℃の温度
まで昇温される。従って、GdNdFeから成る読み出し層４
は、記録温度において充分に検出容易な大きさ（たとえ
ば0.1deg以上）のカー回転角θｋを有し、充分な強度を
有する検出信号が得られることになる。
同様に、媒体１の光磁気特性である保磁力Hc及びカー
回転角θｋの温度依存性を、書き込み層５（GdTbFe）側
から測定した結果について第３図に示す。第２図と同様
に、保磁力Hcは○で、カー回転角θｋは▲で示されてい
る。第３図によれば、書き込み層５の保磁力Hcの値は室
温で2kOe程度を有し、記録温度の160℃付近では非常に
小さくなっている。これは、上記のGdTbFeのキュリー温
度が低いことに起因する。従って、GdTbFeから成る書き
込み層５は、記録温度における記録磁界の印加によって
記録磁界の向きに容易に磁化反転し、室温付近でその記
録が安定に保持されることになる。
次に、２層構成になっているために、読み出し層４の
磁化の向きが、交換結合力によって書き込み層５の磁化
の向きに揃えられることを仕向す。第４図は媒体１の読
み出し層４側から測定したカー回転角θｋの外部磁界Ｈ
に対するヒステリシス特性を示している。測定にあたっ
て、読み出し層４および書き込み層５は、室温で＋2.0k
Oeの大きさの外部磁界によって初期化され、60℃の雰囲
気温度で０→＋1.0kOe→０→1.0kOe→０のように値が連
続変化する外部磁界が印加された。第４図によれば、カ
ー回転角θｋの値は、外部磁界の値が正（初期化された
磁化の向きと同方向）のときは一定で、外部磁界の値が
約−0.2kOeになると反転している。さらに、−1.0kOeか
ら０に戻していくと、仮に書き込み層５が無いとして読
み出し層４単独であれば、約＋0.2kOeで再反転が起きる
にもかかわらず、約−0.2kOeで再反転し、ヒステリシス
ループが閉じた状態で初期値に戻っている。
約−0.2kOeでの最初の反転は、読み出し層４が約200O
e以上の大きさの磁界によってほぼ全温度域で容易に磁
化反転するという前記の説明に一致している。また、外
部磁界Ｈの値が約−0.2kOeで再反転してヒステリシスル
ープが閉じた状態で初期値にもどったのは、読み出し層
４を反転させていた外部磁界Ｈが弱まったときに、読み
出し層４と書き込み層５との交換結合力が読み出し層４
を再反転させたからに他ならない。なぜなら、第３図か
ら、書き込み層５の保磁力Hcは測定温度の60℃でHc＞＋
1.0kOeであるから、書き込み層５は値が＋1.0kOe〜−1.
0kOeの範囲の外部磁界によって磁化反転されることはな
く、その磁化の向きは初期化された向きを保持している
からである。また、書き込み層５の保磁力Hcは読み出し
層４に交換結合を及ぼすに充分な大きさを有しているか
らである。
上記の結果、媒体１の記録層を２層構成としたことに
より、読み出し層４の磁化の向きを書き込み層５の磁化
の向きに揃える交換結合力が働くことがわかる。
次に、本発明に係る光磁気記録方法の原理を具体的に
説明する。第５図に示すように、図中矢印Ａで示される
向きに走行し、読み出し層４と書き込み層５とから成る
２層構成の記録層に、記録信号に応じて変調する記録磁
界10を印加すると、レーザ光７の照射によって昇温され
る前に、読み出し層４の磁化の向きが記録磁界10の向き
と同方向になる。即ち、読み出し層４に記録情報が転写
される。これは、前記のように、読み出し層４の保磁力
が記録磁界10の大きさより小さいためである。次に、レ
ーザ光７の照射によって、書き込み層５はキュリー温度
近傍まで昇温されるので、その昇温部位９では保磁力が
低下し記録磁界10の向きに磁化される。
ところで、オーバーライト直後の記録磁界作用領域11
における読み出し層４の磁化は、その保磁力が小さいた
めにやはり記録磁界10と同方向になる。しかし、オーバ
ーライトが済んで記録温度から降温し、記録磁界10がも
はや作用しない記録済み部位としての記録済領域12にお
ける読み出し層４の磁化は、交換結合力が働くので、書
き込み層５の磁化と同方向となる。従って、読み出し層
４及び書き込み層５の磁化の向き、即ち、記録が室温に
おいて安定に保持される。
一方、読み出し層４は、前記のように、記録温度近傍
においてもカー回転角θｋの値が検出容易な程大きいの
で、レーザ光７の反射光から充分な強度を有する検出信
号が得られる。しかも、本発明の最も大きな特徴とし
て、昇温部位９における読み出し層４には、記録情報が
記録磁界の方向として転写されているから、その検出信
号を記録信号のベリファイに供することができる。
実際に、浮上型磁気ヘッドを用いてオーバーライトし
たときの検出信号（ピックアップ出力）データを以下に
示す。実験に用いられた磁化ヘッドのスライダーの大き
さは６×4mmで、媒体１の表面から約５μｍの浮上量が
得られるようになっている。磁気ヘッドは0.3×0.2mm
角、長さ1mmの単磁極型で、50μｍφCu線が12ターン巻
回され、駆動電流の大きさは±0.4Aである。この磁気ヘ
ッドの発生磁界の大きさは±200Oeであった。
本発明に係る媒体１を用いてオーバーライトしたとき
の検出信号データを第６図に示す。誘電体層３の膜厚は
800Å、読み出し層４と書き込み層５の膜厚は、第１図
で説明したように、それぞれ200Åと600Å、誘電体層６
の膜厚は250Åである。また、オーバーライト前の媒体
１は、1.85MHzの単一周波数を有する記録信号によって
記録済みである。ただし、本実験装置は１トラック書き
込み後、１トラックジャンプするように構成されてい
る。オーバーライトに用いた記録信号は1.0MHzの単一周
波数を有している。
第６図によれば、記録出力4.0mWのレーザ光照射時
に、図中の太実線で示される振幅の大きいオーバーライ
ト検出信号13が得られ、その周波数が記録信号の周波数
（1.0MHz）に一致することから、オーバーライトに用い
た記録信号のベリファイが可能であることが確認でき
た。参考のために、前記録信号（1.85MHz）を記録出力
4.0mWのレーザ光により再生したときの前記録検出信号1
4を併記して示した。
比較例として、他の光磁気記録媒体を用いてオーバー
ライトしたときの検出信号データを第７図に示す。光磁
気記録媒体として、従来型のように、ガラス基板にAlN
から成る誘電体層、GdTbFeから成る記録層、Alから成る
誘電体層、Alから成る反射層がこの順番に形成された４
層構成のものを用いた。この比較例においても同様に、
オーバーライト前の媒体は、1.85MHzの単一周波数を有
する記録信号によって記録済みであり、オーバーライト
に用いた記録信号は1.0MHzの単一周波数を有している。
第７図によれば、上記の記録層のカー回転角θｋが小
さいために、記録出力4mWのレーザ光照射時に、図中の
太実線で示される振幅のかなり小さいオーバーライト検
出信号15が得られ、その周波数が前記録信号の周波数
（1.85MHz）に一致することから、前記録を検出したこ
とがわかる。参考のために、前記録信号（1.85MHz）を
記録出力4.0mWのレーザ光により再生したときの前記録
検出信号16を併記して示した。
本発明に係る光磁気記録方法は、上記の構成を有する
光磁気記録媒体に限定されるものではなく、以下に、本
発明に適用可能な光磁気記録媒体の各種例について開示
する。
例えば、読み出し層４を形成するGdNdFeの組成につい
て説明する。第８図に、室温におけるGdNdFeの保磁力Hc
の組成依存性を示す。Ndの組成比を約４％に固定した場
合の特性を○で、約10％に固定した場合の特性を●で示
した。Ndの組成比を約４％に固定した場合、室温におけ
るGdNdFeの保磁力Hcの値は約0.4〜0.9kOeになっている
が、100℃以上の高温では0.1kOe以下に抑えられた。ま
た、GdTbFeから成る書き込み層５と２層構成とすること
により、第２図に示された保磁力Hcの値からもわかるよ
うに、室温における保磁力Hcの値は、Gdの組成比約17〜
25％の範囲内のいずれにおいても0.15kOe程度を示し
た。さらに、GdNdFeのキュリー温度は全て190℃以上を
示し、記録温度を充分上回っている。
第９図に、GdNdFeのカー回転角θｋの組成依存性を示
す。Ndの組成比を約４％に固定した場合の特性を○で、
約10％に固定した場合の特性を●で、約21％に固定した
場合の特性を△で示した。Ndの組成比を約４％に固定し
た場合、カー回転角θｋの値は、Gdの組成比約17〜25％
の範囲内で、約0.40（deg）程度の大きな値を示してい
る。
上記の結果、読み出し層４を形成するGdNdFeの組成に
ついて、Ndの組成比を約４％に固定した場合、Gdの組成
比を約17〜25％とすることが可能である。
さらに、読み出し層４の膜厚は150〜600Åの範囲で、
書き込み層５の膜厚は200〜600Åの範囲でどのように組
み合わせても本実施例に開示された特性とほぼ同じ特性
を示し、オーバーライトと同時ベリファイとが可能であ
る。
さらに、読み出し層４のGdNdFeが示す保磁力Hc、カー
回転角θｋ、及びキュリー温度等の特性を最適範囲内に
押さえれば、書き込み層５の光磁気記録媒体を公知のTb
FeCo、DyFeCo、及びGdTbFeCo等で形成することができ
る。
さらに、ガラス基板２に対してAlNから成る膜厚800Å
の誘電体層３、TdFeCoから成る膜厚200Åの読み出し層
４、組成比の異なるTbFeCoから成る膜厚600Åの書き込
み層５、AlNから成る膜厚250Åの誘電体層６がこの順番
に形成された光磁気記録媒体を用いることができる。こ
の場合、読み出し層４を形成するTbFeCoの組成比はTb1
0.0Fe82.0Co8.0（at％）、書き込み層５を形成するTbFe
Coの組成比はTb24.0Fe68.0Co8.0（at％）とした。第10
図に、Coの組成比を8.0％に固定した場合、TbFeCoの保
磁力Hc及びキュリー温度Tcの組成依存性を示す。保磁力
Hcの組成依存性を○で、キュリー温度Tcの組成依存性を
●で示す。第10図によれば、Tbの組成比を10.0％とした
読み出し層４の保磁力Hcは0.4kOe程度を示している。ま
た、Tbの組成比を24.0％とした書き込み層５は、ほぼ補
償組成であった。このように構成された光磁気記録媒体
によっても、オーバーライトと同時ベリファイとが可能
なことが確認された。
第11図に、Coの組成比を19.0％に固定した場合、DyFe
Coの保磁力Hc及びキュリー温度Tcの組成依存性を示す。
第10図と同様に、保磁力Hcの組成依存性を○で、キュリ
ー温度Tcを組成依存性を●で示す。第11図によれば、読
み出し層４を形成するDyFeCoの組成比と、書き込み層５
を形成するDyFeCoの組成比とを、上記のTbFeCoと同様
に、最適値で選択することが可能である。
上記のように、読み出し層４と書き込み層５とを組成
の異なる同材料で形成する以外に、書き込み層５をGdTb
Fe、GdTbFeCo、NdDyFeCo、及びgdDyFe等を用いて形成す
ることもできる。
〔発明の効果〕
本発明に係る光磁気記録方法は、以上のように、光ビ
ームを記録媒体に照射させて記録媒体の温度を上昇させ
るとともに、記録信号に応じて変調する記録磁界を印加
することによって、信号を記録媒体に磁界変調記録する
方式において、上記記録磁界が記録される記録媒体によ
って反射された上記光ビームの反射光からカー回転角を
検出し、記録媒体の磁化方向を求めることにより、信号
の記録と同時に記録された信号のベリファイを行う構成
である。
それゆえ、本発明に係る光磁気記録方法を用いれば、
情報を記録または情報のオーバーライトと同時に、記録
情報のベリファイを行うことができる。その結果、情報
記録の処理速度を従来速度より２倍以上向上させること
ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第11図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図は光磁気記録媒体の断面図である。 第２図は光磁気記録媒体の記録層における第１層側から
測定した光磁気特性の温度依存性を示すグラフである。 第３図は光磁気記録媒体の記録層における第２層側から
測定した光磁気特性の温度依存性を示すグラフである。 第４図は光磁気記録媒体の外部磁界に対するヒステリシ
ス特性を示すグラフである。 第５図は光磁気記録の原理を示す説明図である。第６図
は記録時の光ビームのカー効果により検出された検出信
号を示す波形図である。 第７図は記録時の光ビームのカー効果により検出された
検出信号を示す他の波形図である。 第８図はGdNdFe非晶質合金膜の光磁気特性の組成依存性
を示すグラフである。 第９図はGdNdFe非晶質合金膜の他の光磁気特性の組成依
存性を示すグラフである。 第10図はTbFeCo非晶質合金膜の光磁気特性の組成依存性
を示すグラフである。 第11図はDyFeCo非晶質合金膜の光磁気特性の組成依存性
を示すグラフである。 １は媒体（記録媒体）、４は読み出し層、５は書き込み
層、７はレーザ光（光ビーム）、10は記録磁界である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光ビームを記録媒体に照射させて記録媒体
    の温度を上昇させるとともに、記録信号に応じて変調す
    る記録磁界を印加することによって、信号を記録媒体に
    磁界変調記録する光磁気記録方法において、 上記記録磁界が記録される記録媒体によって反射された
    上記光ビームの反射光からカー回転角を検出し、記録媒
    体の磁化方向を求めることにより、信号の記録と同時に
    記録された信号のベリファイを行うことを特徴とする光
    磁気記録方法。
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