JP3786507B2 - 光磁気記録媒体及びその再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光の照射による温度上昇を利用して情報の記録及び消去を行い、且つ磁気光学効果を利用して記録信号の読み出しを行う光磁気記録媒体、及びその再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気記録では、レーザ光の照射により、光磁気記録媒体の磁性膜の一部を局部的にキュリー点或いは補償温度以上に加熱し、その部分を外部磁界の向きに磁化させて、記録磁区を形成する。
【０００３】
このような光磁気記録媒体への光磁気記録方式の一つとして、一定強度のレーザ光を照射して記録磁性膜の温度を全体的に上昇させた上で、記録信号に応じて向きが変調された外部磁界を用いて所定の部分に熱磁気記録を行う磁界変調記録方式がある。また、他の記録方式として、一定強度の外部磁界を印加しながら、記録信号に応じて強度変調されたレーザ光を照射して所定の部分の記録磁性膜の温度を上昇させることによって、熱磁気記録を行う光変調記録方式がある。
【０００４】
従来の光磁気記録媒体では、記録磁区のサイズが再生光スポットの直径以下に小さくなると、再生対象の記録磁区の前後に位置する記録磁区までが再生光スポット（すなわち、検出範囲）に含まれるため、それらの干渉のために再生信号が小さくなりＳ／Ｎ比が低下するという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するため、図１（ａ）及び（ｂ）に示すような光磁気記録方式が提案されている（日経エレクトロニクス、No.539（1991年10月28日号）参照）。以下に、この光磁気記録方式について簡単に説明する。
【０００６】
図１（ｂ）の断面図に示されるように、光磁気記録媒体６０は、基板（不図示）の上に順に積層された再生磁性膜６３、転写磁性膜６４Ａ、中間膜６４、及び記録磁性膜６５を含んで構成される。図１（ｂ）に示す矢印Ｘは、光磁気記録媒体６０のトラックに沿った移動方向である。また、上向きの矢印６１は、記録及び再生用の磁界を示し、下向きの矢印６２は、初期化磁界を示す。
【０００７】
一方、図１（ａ）は、光磁気記録媒体６０のトラックの一部を示す平面図である。図示されているように、情報の再生時には、そのトラックに沿って、レーザ光による再生光スポット６７が形成される。レーザ光が回転中の光磁気記録媒体６０に照射されるとき、再生磁性膜６３及び転写磁性膜６４Ａを含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット６７の円中心に対して回転対称とはならない。具体的には、再生光スポット６７の照射済みの部分である温度領域７０が高温領域７０となり、その温度は、転写磁性膜６４Ａのキュリー温度Ｔｃ以上になる。高温領域７０の外部であって再生光スポット６７の左側に位置する三日月状の部分を、中間温度領域７２と呼ぶ。また、中間温度領域７２の右側であって、再生光スポット６７の内部の部分を、低温領域７１と呼ぶ。
【０００８】
ここで、信号（情報）は、予め記録磁性膜６５に記録磁区６９として熱磁気記録されているものとする。転写磁性膜６４Ａは、再生磁性膜６３と強く交換結合している。中間膜６４は、再生磁性膜６３の磁化の向きと記録磁性膜６５の磁化の向きとが揃うときに磁壁が安定になるように設けられた膜である。
【０００９】
このように構成された光磁気記録媒体６０の再生動作について説明する。
【００１０】
最初は、再生磁性膜６３が初期化磁界６２の方向に揃えられる。再生時には、回転中の光磁気記録媒体６０に対して、再生用のレーザ光を図１（ｂ）に示すＸ１〜Ｘ２の範囲に照射して、再生光スポット６７を形成する。これによって温度上昇が起こり、光磁気記録媒体６０の上には図１（ａ）に示すような温度分布が生じる（すなわち、各温度領域７０、７１、及び７２が形成される）。ここで、再生磁性膜６３は温度上昇によって保磁力が低下するため、中間温度領域７２では記録磁性膜６５との交換結合が支配的となり、再生磁性膜６３の磁化の向きは記録磁性膜６５の磁化の向きに揃えられる。
【００１１】
さらに、温度Ｔｃ以上の高温領域７０においては、転写磁性膜６４Ａの磁化が消失するため、その部分に相当する再生磁性膜６３と記録磁性膜６５との間の交換結合が遮断されて、再生磁性膜６３の磁化は再生磁界６１の向きに揃えられる。従って、再生光スポット６７の内部の低温領域７１と高温領域７０との両方が記録磁区６９をマスクすることになって、中間温度領域７２に存在する記録磁区６９Ｘのみから、情報を再生信号として読み出すことができる。
【００１２】
このように、上記の方法によれば、記録磁区６９が再生光スポット６７より小さくても、前後の記録磁区６９からの干渉を生じることなく、情報を高密度で再生することができる。
【００１３】
しかし、上記の光磁気記録媒体６０では、記録磁性膜６５の方向に再生磁性膜６３の磁化方向を揃えるという初期化処理を行うための初期化磁界６２を必要とするという欠点がある。
【００１４】
これを解決するために、図２（ａ）及び（ｂ）に示すような光磁気記録媒体８０が提案されている（特開平５−８１７１７号公報参照）。
【００１５】
光磁気記録媒体８０は、図２（ｂ）の断面図に示すように、基板（不図示）の上に形成された再生磁性膜８３及び記録磁性膜８５を含む。図２（ｂ）の矢印Ｘは、光磁気記録媒体８０のトラックに沿った移動方向である。光磁気記録媒体８０では、図１（ａ）及び（ｂ）に示した光磁気記録媒体６０とは異なり、再生磁性膜８３として面内磁化膜が用いられる。
【００１６】
図２（ａ）は、光磁気記録媒体８０のトラックの一部を示す平面図である。図１（ａ）及び（ｂ）を参照して説明した光磁気記録媒体６０の場合と同様に、情報の再生時には、図２（ｂ）のＸ１〜Ｘ２の範囲でトラックに沿ってレーザ光を照射して、再生光スポット８７を形成する。レーザ光が回転中の光磁気記録媒体８０に照射されるとき、再生磁性膜８３及び記録磁性膜８５の温度分布は、再生光スポット８７の円の中心に対して回転対称とはならない。具体的には、再生光スポット８７の照射済みの部分と再生光スポット８７の左端部分とが、高温領域９０となる。また、高温領域９０の外部であって再生光スポット８７に含まれる部分が、低温領域９１となる。この場合も、記録磁区８９は、再生光スポット８７よりも遥かに小さい。
【００１７】
このように構成された光磁気記録媒体８０の再生動作について説明する。
【００１８】
記録信号は、熱磁気記録によって、記録磁性膜８５の各記録磁区８９に予め記録されているものとする。再生磁性膜８３は、室温で面内磁化される膜であり、再生光スポット８７の内部の高温領域９０の部分のみで垂直磁化膜となる。再生用のレーザ光が図２（ｂ）のＸ１〜Ｘ２の範囲で照射されると、温度上昇が発生して、高温領域９０及び低温領域９１が形成される。高温領域９０では、再生磁性膜８３が垂直磁化膜に変化し、交換結合によって記録磁性膜８５の磁化の向きに揃う。また、光磁気記録媒体８０がＸ方向に移動して温度が下がると、再生磁性膜８３は再び面内磁化膜に変化する。
【００１９】
このようにして、光磁気記録媒体８０では、初期化磁界を使用せずに、再生光スポット８７よりも小さな記録磁区８９の情報を再生することができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
このような再生磁性膜８３に面内磁化膜を用いた光磁気記録媒体８０においては、初期化磁界を不要にできるという効果はあるものの、以下のような欠点がある。
【００２１】
第１に、再生磁性膜８３の磁化は、再生磁性膜８３と記録磁性膜８５との間の交換結合により、記録磁性膜８５の方向に引きつけられる。このために、理想的な面内磁化方向を維持できず、磁化の垂直成分を有することになる。この結果、記録磁区８９の転写を必要としない領域においても転写が発生して、再生時に、解像度が不足することがある。
【００２２】
第２に、再生磁性膜８３が面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する臨界温度は一定であるために、再生用のレーザ光線の再生パワーが変動すると、記録磁区８９が転写される領域が変化して、波形干渉により再生特性が劣化する。
【００２３】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、（１）再生光スポットの内部の特定温度領域においてのみ記録信号を読み取ることによって、初期化磁界を必要とせずに、高解像度で且つ高性能な再生特性を有する光磁気記録媒体を提供すること、（２）上記のような光磁気記録媒体を使用して、高密度記録に適した光磁気記録媒体の再生方法を提供すること、である。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光磁気記録媒体は、基板上に少なくとも再生磁性膜と記録磁性膜とを有し、記録光の照射による加熱と記録磁界の印加とにより該記録磁性膜を磁化し記録磁区を形成することによって情報が該記録磁性膜に記録され、再生光の照射により該記録磁性膜の該記録磁区の磁化を該再生磁性膜に転写することによって該記録された情報が再生される光磁気記録媒体であり、該記録磁性膜は、その中に形成された該記録磁区が保持される垂直磁化膜であり、該再生磁性膜は、その中に形成された記録磁区を収縮する磁気特性を持つ垂直磁化膜であり、再生動作時以外のタイミングでは、該再生磁性膜には該記録磁区が形成されておらず、該再生磁性膜の磁化の方向は一様であり、そのことによって、上記の目的が達成される。
【００２５】
前記記録磁性膜及び前記再生磁性膜のそれぞれは、希土類−遷移金属非晶質から構成され得る。
【００２６】
ある実施形態では、前記記録磁性膜と前記再生磁性膜との間に設けられて、該再生磁性膜と該記録磁性膜との間の交換結合力を制御する中間磁性膜をさらに備えている。前記中間磁性膜は、希土類−遷移金属非晶質から構成され得る。
【００２７】
ある実施形態では、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、前記中間磁性膜を介して作用する前記交換結合力よりも、前記再生磁性膜の前記記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強くなり、前記記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写される。
【００２８】
上記の場合、好ましくは、前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、前記温度Ｔsw1、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc1及びＴroom＜Ｔsw1＜Ｔc3なる関係が成り立つ。
【００２９】
また、前記中間磁性膜は、前記温度Ｔsw1未満の温度領域では面内磁化膜であり、該Ｔsw1以上の温度領域では垂直磁化膜であり得る。
【００３０】
他の実施形態では、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、前記中間磁性膜を介して作用する前記交換結合力よりも、前記再生磁性膜の前記記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強くなり、該中間磁性膜のキュリー温度Ｔc2以上の温度領域では、該中間磁性膜の磁化が消滅して前記記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合が切断され、該温度Ｔsw1以上で該キュリー温度Ｔc2未満の温度領域で、該記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写される。
【００３１】
上記の場合、好ましくは、前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、前記温度Ｔc2、前記温度Ｔsw1、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc2、Ｔc2＜Ｔc1、及びＴc2＜Ｔc3なる関係が成り立つ。
【００３２】
或いは、上記の場合において、前記中間磁性膜は、前記温度Ｔsw1未満の温度領域では面内磁化膜であり、該Ｔsw1以上で温度Ｔsw2未満の温度領域では垂直磁化膜であり、該温度Ｔsw2以上の温度領域では面内磁化膜であり、前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、該温度Ｔsw1、該温度Ｔsw2、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔsw2、Ｔsw2＜Ｔc1、及びＴsw2＜Ｔc3なる関係が成り立つ。
【００３３】
さらに他の実施形態では、前記中間磁性膜は、非磁性材料から構成されており、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、静磁結合力よりも、前記再生磁性膜の前記記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該静磁結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強くなり、前記記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写される。
【００３４】
上記の場合、好ましくは、前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、前記温度Ｔsw1、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc1及びＴroom＜Ｔsw1＜Ｔc3なる関係が成り立つ。
【００３５】
本発明の他の局面によれば、上記のような特徴を有する光磁気記録媒体を備えており、且つ、前記再生磁性膜の前記記録磁区が消滅する方向の初期化磁界を該光磁気記録媒体に印加する磁石をさらに備えているディスクカートリッジが提供される。
【００３６】
上記ディスクカートリッジのある実施形態では、再生光の照射により前記再生磁性膜を前記温度Ｔsw1以上に加熱して、前記記録磁性膜に保持された前記記録磁区を前記交換結合力によって該再生磁性膜に転写し、該再生磁性膜からの反射光によって記録された情報を再生する。
【００３７】
本発明のさらに他の局面によれば、基板上に少なくとも再生磁性膜と中間磁性膜と記録磁性膜とを有し、記録光の照射による加熱と記録磁界の印加とにより該記録磁性膜を磁化し記録磁区を形成することによって情報が該記録磁性膜に記録され、再生光の照射により該記録磁性膜の該記録磁区の磁化を該再生磁性膜に転写することによって該記録された情報が再生される、光磁気記録媒体の再生方法が提供される。該記録磁性膜は、その中に形成された該記録磁区が保持される垂直磁化膜であり、該中間磁性膜は、該記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合力を制御し、該再生磁性膜は、垂直磁化膜であって、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力よりも、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強く、該再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、該記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、該温度Ｔsw1、及び該室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc1及びＴroom＜Ｔsw1＜Ｔc3なる関係が成り立つ。該再生方法は、該再生光の照射により該再生磁性膜を該温度Ｔsw1以上まで加熱することによって、該記録磁性膜に保持された該記録磁区を該交換結合力によって該再生磁性膜に転写して、該再生磁性膜からの反射光によって記録された情報を再生する工程を包含しており、そのことによって、上記の目的が達成される。
【００３８】
ある実施形態では、前記再生磁性膜の前記記録磁区が消滅する方向の初期化磁界を印加する工程をさらに含む。
【００３９】
本発明の他の光磁気記録媒体の再生方法は、基板上に少なくとも再生磁性膜と中間磁性膜と記録磁性膜とを有し、記録光の照射による加熱と記録磁界の印加とにより該記録磁性膜を磁化し記録磁区を形成することによって情報が該記録磁性膜に記録され、再生光の照射により該記録磁性膜の該記録磁区の磁化を該再生磁性膜に転写することによって該記録された情報が再生される光磁気記録媒体の再生方法である。該記録磁性膜は、その中に形成された該記録磁区が保持される垂直磁化膜であり、該再生磁性膜は垂直磁性膜であって、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力よりも、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強く、該中間磁性膜は、該記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合力を制御し、そのキュリー温度Ｔc2以上の温度領域では、該中間磁性膜の磁化が消滅して該記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合を切断し、該温度Ｔsw1以上で該キュリー温度Ｔc2未満の温度領域で、該記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写され、該再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、該記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、該温度Ｔc2、該温度Ｔsw1、及び該室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc2、Ｔc2＜Ｔc1、及びＴc2＜Ｔc3なる関係が成り立つ。該再生方法は、該再生光の照射により該中間磁性膜を該キュリー温度Ｔc2以上まで加熱することによって、該記録磁性膜に保持された該記録磁区を該温度Ｔsw1以上で該温度Ｔc2未満の温度範囲で該交換結合力によって該再生磁性膜に転写して、該再生磁性膜からの反射光によって記録された情報を再生する工程を包含しており、そのことによって、上記の目的が達成される。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の各実施形態における光磁気記録媒体８の構成を示す断面図である。
【００４１】
光磁気記録媒体８は、基板１と、その上に積層されている第１の保護膜２、再生磁性膜３、中間磁性膜４、記録磁性膜５、第２の保護膜６、及び保護層７を含んで構成される。
【００４２】
基板１は、光磁気記録媒体８の基板となるもので、典型的にはガラスやプラスチック等で構成される。第１及び第２の保護膜２及び６は、例えばＺｎＳからなる。再生磁性膜３は、例えばＧｄＦｅＣｏ膜で構成され、中間磁性膜４は、例えばＧｄＦｅ膜、ＡｌＮ膜、或いはＧｄＦｅＣｏ膜で構成される。記録磁性膜５は、例えばＴｂＦｅＣｏ膜から構成された、情報を記録する磁性膜であり、記録磁性膜５に記録磁区が形成されているか否かによって、情報が保持される。保護層７は、例えばエポキシアクリレート系樹脂からなる。
【００４３】
光磁気記録媒体８は、基板１の上に、前述した各膜２〜６をスパッタ法或いは真空蒸着法で形成し、成膜完了後に保護層７をスピンコート法により形成して製造する。各膜２〜６の厚さは、例えば、保護膜２及び６を約６０ｎｍ〜約１２０ｎｍ、再生磁性膜３を約１０ｎｍ〜約８０ｎｍ、中間磁性膜４を約５ｎｍ〜約５０ｎｍ、及び記録磁性膜５を約３０ｎｍ〜約１００ｎｍとする。
【００４４】
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の光磁気記録媒体において、熱磁気記録によって記録磁区９が形成された１トラックの室温での状態を模式的に示す図である。図４（ａ）は、記録磁性膜５から見た状態を表しており、図２（ｂ）は、再生磁性膜３から見た状態を示している。これらの図では、形成された記録磁区９における磁化の極性（磁化の方向）をプラスと表現し、一方、記録磁区９が形成されていない部分の極性をマイナス（記録磁区９における磁化の方向とは逆向きである）と表現している。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、記録磁性膜５には、記録磁区９がプラスの極性を持って形成される。一方、本発明の再生磁性膜３は、その自己収縮力が強いこと、及び中間磁性膜４によって記録磁性膜５から受ける結合力を弱められていることのために、記録磁区９の磁化の方向が、記録磁区９の周囲の部分の極性（すなわち、マイナス方向）に向けられる。その結果、本来は記録磁性膜５から転写されるべき再生磁性膜３の記録磁区９が収縮して、再生磁性膜３の上には記録磁区９が形成されない（この状態を、図４（ｂ）では点線で示している）。本発明は、この再生磁性膜３の収縮動作を利用して、初期化動作を行う。
【００４６】
再生磁性膜に垂直磁化膜を用いた従来の光磁気記録媒体などでは、磁界によって再生磁性膜の向きを一方向に揃えることにより初期化動作を行う。そのため、初期化磁界が印加されるまでは、再生磁性膜には記録磁区が形成されている。しかし、本発明の光磁気記録媒体では、再生時には再生磁性膜３に記録磁区９が形成されるものの、その後に再生磁性膜３の収縮力によって再生磁性膜３の記録磁区９が実質的に自動的に消滅する（すなわち、再生磁性膜３の記録磁区９が保持されない）ので、初期化磁界などの方法を利用しなくても、再生時以外のタイミングでは、再生磁性膜３の磁化方向は全体的に同一方向になる。
【００４７】
次に、本発明の光磁気記録媒体で使用している再生磁性膜の磁気特性を、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００４８】
図５（ａ）〜（ｃ）は、単層の再生磁性膜のカーヒステリシスループ及び磁化の状態を示しており、それぞれ、横軸は磁界Ｈを表し、縦軸はカー回転角θｋを表す。再生磁性膜は、基板の上に形成された厚さ約５００ÅのＧｄＦｅＣｏ膜であって、全面をプラス方向に着磁してある。なお、図５（ａ）は、再生磁性膜（ＧｄＦｅＣｏ膜）のＧｄ組成比が２８％である場合、（ｂ）は、Ｇｄ組成比が２７％である場合、及び（ｃ）は、Ｇｄ組成比が２６％である場合の測定結果を示している。
【００４９】
図５（ａ）において、再生磁性膜に磁界Ｈをプラス側からマイナス側に印加していくと、約−１８０Ｏｅの磁界で、図中のＡの磁化状態からＢの磁化状態に反転する。さらに、Ｂの磁化状態から再生磁性膜に磁界Ｈをプラス側に向けて印加していくと、０よりもマイナス側の磁界である約−７０Ｏｅ付近で、再生磁性膜は再びＡの磁化状態に反転する。以上のようなＡからＢへの磁化反転は、単層の再生磁性膜に信号を記録して記録磁区を形成する場合に相当する。また、反対向きのＢからＡへの磁化反転は、再生磁性膜の記録磁区を消去する場合に相当する。
【００５０】
通常は、記録磁性膜に用いられるような磁性膜では、ＢからＡへの磁化反転が生じる磁界と、ＡからＢへの磁化反転が生じる磁界とは、逆の符号を有する。このため、磁界の無い状態においては記録磁界の方向に磁化が向いており、記録磁区を保持することができる。
【００５１】
一方、本発明の再生磁性膜では、図５（ａ）を参照して上記で説明したように、ＢからＡへ磁化が反転する磁界がマイナス側である。これは、磁界が存在しない状態でも、Ａの磁化状態に戻ることができることを意味している。具体的には、これは、再生磁性膜の記録磁区に、プラス側に着磁されている周りの磁化が影響を及ぼして、記録磁区の収縮・消滅が起こるためである。
【００５２】
また、再生磁性膜の異なるＧｄ組成に対する測定結果である図５（ａ）〜（ｃ）のグラフを比較すると、上述の再生磁性膜の記録磁区の収縮力は、再生磁性膜のＧｄ組成の減少に伴って小さくなる。すなわち、図５（ａ）〜（ｃ）の間では、図５（ｃ）の場合に最も収縮力が小さくなる。従って、再生磁性膜のＧｄ組成を制御することにより、適切な大きさの収縮力をもつ再生磁性膜を形成することができる。
【００５３】
なお、本発明の光磁気記録媒体では、各磁性膜をスパッタリング法によって、製膜時のガス圧を例えば約１０ｍＴｏｒｒに設定して作成する。この製造プロセスにおける製膜時のガス圧やバイアス磁界、或いはスパッタガスの種類などの製膜条件、さらには使用する装置に関わる要因により、形成される磁性膜のＧｄ組成は変化する。例えば、製膜時のガス圧が約１２ｍＴｏｒｒから約４ｍＴｏｒｒにまで変化すれば、ＧｄＦｅＣｏのＧｄ組成比は、約２４％から約２８％の範囲で変化する。従って、製膜条件を考慮すれば、本発明の光磁気記録媒体に含まれる再生磁性膜では、構成材料であるＧｄＦｅＣｏのＧｄ組成を１５％〜約３０％の範囲に設定することで、上記のような収縮動作を実現することが可能である。
【００５４】
また、以上の説明では、再生磁性膜の一例としてＧｄＦｅＣｏ膜を使用しているが、その他に、他の希土類遷移金属を含む磁性膜やＭｎ系磁性膜、或いは更に他の材料系からなる磁性膜などによって、再生磁性膜を作製することが可能である。具体的には、再生磁性膜の組成としては、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＭｎＢｉなどが挙げられる。
【００５５】
以下には、本発明の光磁気記録媒体及び光磁気再生方法の幾つかの実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施形態においては、本発明の光磁気記録媒体の以上に説明した磁性膜の構成は同じであるが、各磁性膜の磁気特性がお互いに異なっている。
【００５６】
（第１の実施の形態）
図６（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施の形態における光磁気記録媒体１００の再生動作を表す説明図である。具体的には、図６（ａ）は、光磁気記録媒体１００のトラックの一部を示す平面図であり、図６（ｂ）は、光磁気記録媒体１００に含まれる磁性膜の磁化の方向を示す断面図である。
【００５７】
光磁気記録媒体１００は、図６（ｂ）の断面図に示すように、基板（不図示）の上に形成された再生磁性膜１０３、中間磁性膜１０４、及び記録磁性膜１０５を含む。図６（ｂ）の矢印１１６は、光磁気記録媒体１００のトラックに沿った移動方向である。
【００５８】
情報の再生時には、図６（ｂ）のＸ１〜Ｘ２の範囲でトラックに沿ってレーザ光を照射して、図６（ａ）の平面図に示すように再生光スポット１１７を形成する。レーザ光が回転中の光磁気記録媒体１００に照射されるとき、再生磁性膜１０３を含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット１１７の円の中心に対して回転対称とはならない。具体的には、再生光スポット１１７の照射済みの部分である領域１１０が、高温領域１１０となる。この高温領域１１０では、再生磁性膜１０３の温度が、交換結合力によって記録磁区１０９を形成する温度Ｔsw1以上になる。一方、高温領域１１０の外部には、温度がＴsw1未満である低温領域１１１が形成される。
【００５９】
信号（情報）は、予め記録磁性膜１０５に、記録磁区１０９として熱磁気記録されている。情報の再生時に回転中の光磁気記録媒体１００に対して再生用のレーザ光が照射されると、低温領域１１１では、Ｔsw1未満の温度であるために再生磁性膜１０３の磁化は周囲の磁界の影響を受けて、記録磁区１０９が形成されない。一方、Ｔsw1以上の温度である高温領域１１０では、中間磁性膜１０４の磁化が弱くなり、再生磁性膜１０３における磁区の収縮力よりも、記録磁性膜１０５から再生磁性膜１０３に作用する交換結合力の方が強くなる。そこで、記録磁区１０９が、中間磁性膜１０４を介して再生磁性膜１０３に転写される。しかし、再生光スポット１１７の内部の低温領域１１１に対応する箇所では、記録磁区１０９がマスクされることになり、結果として、高温領域１１０に対応する位置に存在する記録磁区１０９の情報のみが、再生信号として読み出される。
【００６０】
このようにして、本実施形態の光磁気記録媒体１００では、再生光スポット１１７よりも小さな記録磁区１０９であっても、前後の記録磁区１０９からの干渉を生じることなく、情報を高密度で再生することができる。
【００６１】
本実施形態の光磁気記録媒体１００を高密度で再生するには、再生用レーザによって、温度がＴsw1以上である領域が得られるように加熱する必要がある。
【００６２】
ここで、光磁気記録媒体１００の記録磁性膜１０５のキュリー点Ｔc3は、熱磁気記録された記録磁区１０９を安定に保つ目的で、約２５０℃に設定されている。
【００６３】
各磁性膜は、作製の容易さ、磁気特性の制御のし易さから、希土類−遷移金属非晶質合金によって、容易に作製することができる。また、再生磁性膜１０３と記録磁性膜１０５の交換結合力を制御するために用いられる中間磁性膜１０４は、その目的を考慮すれば、面内磁化膜である磁性膜で構成されることが望ましい。具体的には、その組成として、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、ＤｙＦｅなどが挙げられ、本実施例ではＧｄＦｅを用いている。
【００６４】
本実施例の光磁気記録媒体１００で使用されている各磁性膜の組成は、Ｔsw1以上の温度領域での動作を実現するために、以下の条件を満たすように設定される必要がある。
【００６５】
ディスクドライブを動作させる場合、環境温度の変動を考えると、装置内部の温度は約５０℃程度にまで上昇する。このような状態下でも再生に必要なパワーを確実に確保するためには、Ｔsw1は、少なくとも８０℃以上に設定されることが望ましい。一方、Ｔsw1が記録磁性膜１０５のキュリー温度Ｔc3よりも高いと、再生時に記録磁性膜１０５の記録磁区１０９が破壊される。従って、Ｔsw1は、Ｔc3よりも低い温度に設定される必要がある。なお、通常、記録磁性膜１０５のキュリー温度Ｔc3は、半導体レーザによって記録できる記録感度に設定されており、望ましくは、約１８０℃〜約３００℃の範囲に設定される。さらに、再生磁性膜１０３のキュリー温度Ｔc1は、Ｔsw1以上の温度領域で磁化を保つようにするため、Ｔsw1以上に設定される必要がある。
【００６６】
以上のことから、Ｔsw1は約１００℃〜約２５０℃に設定されることが望ましい。本願発明者らによる実験の結果、上記の範囲のＴsw1をもたらす再生磁性膜１０３のＧｄ組成比は、約１５％〜約３０％の範囲である。さらに、再生信号の品質の向上、及び記録磁性膜１０５の記録破壊の防止のためには、Ｔsw1は、上述の許容温度範囲内で、できるだけ高く設定することが望ましい。以上の点から、Ｇｄ組成比を約１８％〜約２５％に設定して、Ｔsw1を約１３０℃〜約１８０℃に設定することが好適である。
【００６７】
例えば、光磁気記録媒体１００では、Ｔsw1を約１２０℃に設定し、再生磁性膜１０３の組成をＧｄ22Ｆｅ64Ｃｏ14、中間磁性膜１０４の組成をＧｄ50Ｆｅ50、及び記録磁性膜１０５の組成をＴｂ20Ｆｅ65Ｃｏ15とする。
【００６８】
（第２の実施の形態）
図７（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施の形態における光磁気記録媒体２００の再生動作を表す説明図である。具体的には、図７（ａ）は、光磁気記録媒体２００のトラックの一部を示す平面図であり、図７（ｂ）は、光磁気記録媒体２００に含まれる磁性膜の磁化の方向を示す断面図である。
【００６９】
光磁気記録媒体２００は、図７（ｂ）の断面図に示すように、基板（不図示）の上に形成された再生磁性膜２０３、中間磁性膜２０４、及び記録磁性膜２０５を含む。図７（ｂ）の矢印２１６は、光磁気記録媒体２００のトラックに沿った移動方向である。
【００７０】
情報の再生時には、図７（ｂ）のＸ１〜Ｘ２の範囲でトラックに沿ってレーザ光を照射して、図７（ａ）の平面図に示すように再生光スポット２１７を形成する。レーザ光が回転中の光磁気記録媒体２００ディスクに照射されるとき、再生磁性膜２０３を含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット２１７の円の中心に対して回転対称とはならない。具体的には、再生光スポット２１７の照射済みの部分である領域２１０が、高温領域２１０となる。本実施形態では、この高温領域２１０の温度が中間磁性膜２０４のキュリー温度Ｔc2以上になるように、再生レーザ光の強度が調整される。一方、高温領域２１０の外部には、温度がＴsw1未満である低温領域２１１、及び温度がＴsw1以上でＴc2未満である中間温度領域２１２が形成される。
【００７１】
信号（情報）は、予め記録磁性膜２０５に、記録磁区２０９として熱磁気記録されている。情報の再生時に回転中の光磁気記録媒体２００に対して再生用のレーザ光が照射されると、低温領域２１１では、Ｔsw1未満の温度であるために再生磁性膜２０３の磁化は周囲の磁界の影響を受けて、記録磁区２０９が形成されない。このため、再生磁性膜２０３の磁化は、一方向に揃えられる。一方、高温領域２１０では、中間磁性膜２０４の温度がＴc2以上になって、記録磁性膜２０５と再生磁性膜２０３との間の交換結合力を切断するので、記録磁性膜２０５の情報が再生磁性膜２０３に転写されない。
【００７２】
これに対して、温度がＴsw1以上Ｔc2未満である中間温度領域２１２では、中間磁性膜２０４の磁化が弱くなるために再生磁性膜２０３に交換結合力が強く働く。交換結合力が記録磁区２０９の収縮力よりも強くなると、記録磁区２０９が、中間磁性膜２０４を介して再生磁性膜２０３に転写される。
【００７３】
このように、本実施形態の光磁気記録媒体２００では、再生光スポット２１７の内部の低温領域２１１及び高温領域２１０に対応する箇所では、記録磁区２０９がマスクされて、記録されている情報が読み出されない。その結果、中間温度領域２１２に対応する位置に存在する記録磁区２０９からの情報のみが、再生信号として読み出される。
【００７４】
この結果、本実施形態の光磁気記録媒体２００では、第１の実施形態の光磁気記録媒体１００に比べてさらに小さな記録磁区２０９が使用されても、前後の記録磁区２０９からの干渉を生じることなく、情報を高密度で再生することができる。
【００７５】
本実施形態の光磁気記録媒体２００を高密度で再生するには、再生用レーザによって、温度が中間磁性膜２０４のキュリー温度Ｔc2以上である領域が得られるように加熱する必要がある。
【００７６】
光磁気記録媒体２００の中間磁性膜２０４は、再生磁性膜２０３と記録磁性膜２０５との間の交換結合力を制御し、さらにある条件下では交換結合力を切断する目的で用いられている。従って、光磁気記録媒体２００の各磁性膜の組成は、第１の実施形態で述べた条件に加えて、中間磁性膜２０４のキュリー温度Ｔc2がＴsw1＜Ｔc2を満たす必要がある。さらに、Ｔsw1以上Ｔc2未満の中間温度領域２１２での転写を実現し、且つ記録破壊を防止するためには、Ｔc2と再生磁性膜２０３のキュリー温度Ｔc1及び記録磁性膜２０５のキュリー温度Ｔc3との間に、Ｔc2＜Ｔc1及びＴc2＜Ｔc3なる関係が成り立つことが必要である。
【００７７】
記録磁区２０９の転写を中間温度領域２１２で確実に行うためには、Ｔsw1とＴc2との間の温度差は、少なくとも１０℃以上である必要がある。このため、Ｔsw1が８０℃以上である場合には、Ｔc2は、少なくとも９０℃以上であることが望ましい。さらに、Ｔc3が約１８０℃〜約３００℃の範囲に設定されることを考慮すると、記録破壊の防止の観点から、Ｔsw1を約１００℃〜約２５０℃に設定し、且つＴc2を約１１０℃〜約２６０℃に設定することが望ましい。また、再生信号の品質を向上させるためには、Ｔsw1は、上述の許容温度範囲内で、できるだけ高く設定することが望ましい。以上の点から、Ｔsw1を約１３０℃〜約１８０℃、及びＴc2を約１４０℃〜約１９０℃に設定することが好適である。
【００７８】
例えば、光磁気記録媒体２００では、Ｔsw1を約１２０℃及びＴc2を約１８０℃に設定し、再生磁性膜２０３の組成をＧｄ22Ｆｅ64Ｃｏ14、中間磁性膜２０４の組成をＧｄ50Ｆｅ50、及び記録磁性膜２０５の組成をＴｂ20Ｆｅ65Ｃｏ15とする。
【００７９】
（第３の実施の形態）
図８（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施の形態における光磁気記録媒体３００の再生動作を表す説明図である。具体的には、図８（ａ）は、光磁気記録媒体３００のトラックの一部を示す平面図であり、図８（ｂ）は、光磁気記録媒体３００に含まれる磁性膜の磁化の方向を示す断面図である。
【００８０】
光磁気記録媒体３００は、図８（ｂ）の断面図に示すように、基板（不図示）の上に形成された再生磁性膜３０３、中間磁性膜３０４、及び記録磁性膜３０５を含む。図８（ｂ）の矢印３１６は、光磁気記録媒体３００のトラックに沿った移動方向である。
【００８１】
本実施形態の光磁気記録媒体３００の再生動作は、第１の実施形態の光磁気記録媒体１００においてと同様である。具体的には、温度がTsw1未満である低温領域３１１では、再生磁性膜３０３の磁区収縮によって記録磁区３０９が形成されず、温度がTsw1以上である高温領域３１０においてのみ、記録磁区３０９が再生磁性膜３０３に転写される。なお、その詳細な説明は、第１の実施形態の説明との重複を考慮して、ここでは省略する。
【００８２】
ディスクドライブを動作させる場合の装置内部の温度の上限を８０℃と想定すれば、Ｔsw1は、約１３０℃〜約１８０℃の範囲に設定されることが好適である。しかし、Ｔsw1が上記の範囲に設定されている場合には、装置内部の温度が上記の想定される上限値よりも高くなると、再生磁性膜３０３に転写された記録磁区３０９が、温度が再びＴsw1以下の温度になって記録磁区３０９の収縮が発生すべき状態になっても、実際にはそのような収縮が生じ難いことがある。
【００８３】
そこで、本実施形態の光磁気記録媒体３００では、記録磁区３０９が確実に収縮するようにして信頼性を高めるために、記録磁区３０９の収縮方向と同じ方向の弱い磁界３１８を、初期化磁界３１８として印加する。初期化磁界３０９の強さは、約５０〜約３００Ｏｅ程度であれば十分であり、例えば、希土類磁石を用いて約１００Ｏｅの強さの磁界を発生させて使用する。
【００８４】
なお、本実施形態においては、従来技術の場合とは異なって初期化磁界３１８を再生光スポット３１７の近傍に位置させる必要がない。さらに、非常に小さな磁界を初期化磁界３１８として使用することができる。これより、初期化磁界３１８を発生させるための希土類磁石等は、光磁気記録媒体が収納されているディスクカートリッジに、さらに内蔵することが可能である。
【００８５】
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態における光磁気記録媒体を説明する。本実施形態の光磁気記録媒体の基本的な構成やその再生動作は、図６（ａ）及び（ｂ）を参照して説明した第１の実施形態の光磁気記録媒体１００においてと同様である。従って、その詳細な説明は、ここでは省略する。
【００８６】
本実施形態の光磁気記録媒体の特徴の一つは、記録磁区の転写を静磁結合力によって行うことである。具体的には、中間磁性膜を非磁性材料から構成すると（ここでは、非磁性材料から構成されている場合でも、「中間磁性膜」と称する）、再生磁性膜と記録磁性膜との間に、お互いの磁化に引き寄せられる静磁結合力が働く。本実施形態の光磁気記録媒体に含まれる再生磁性膜では、温度が室温からＴsw1までの範囲にある領域では、再生磁性膜に形成される記録磁区を消滅させるように作用する力の方が、静磁結合力よりも強い。一方、温度がＴsw1以上である領域では、記録磁区を消滅させるように作用する力よりも、静磁結合力の方が大きくなる。このために、記録磁性膜に保持された記録磁区が、静磁結合力によって再生磁性膜に転写される。
【００８７】
本実施形態では、中間磁性膜の構成材料として非磁性材料を使用することで、上記動作を実現している。具体的には、非磁性材料であればどのような材料も、中間磁性膜を構成するために使用可能である。例えば、ＳｉＮ、ＡｌＮなどの窒化物、或いはＺｎＳなどのカルコゲン化物の膜を中間磁性膜として使用して、上記の再生動作を実現することが可能である。
【００８８】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施形態における光磁気記録媒体を、図９を参照して説明する。
【００８９】
図９の（ａ）は、本実施形態の光磁気記録媒体における中間磁性膜の保磁力の温度特性を示すグラフである。また、図９の（ｂ）は、本実施形態の光磁気記録媒体のトラックに対する再生光スポット５１７付近の上面図である。なお、図９の（ａ）において、横軸は、室温から温度Ｔsw1以上に至る温度範囲を示し、縦軸は、保磁力を示している。本実施形態の光磁気記録媒体における中間磁性膜は、その温度がＴsw1未満（但し、Ｔsw1＜補償温度Ｔcomp）の近傍にある領域５１１で、面内磁化膜を形成し、温度がＴsw1以上である領域５１０では、垂直磁化膜を形成する。
【００９０】
情報の再生時に回転中の光磁気記録媒体に対して再生用のレーザ光が照射されると、再生光スポット５１７が形成される。このとき、再生磁性膜を含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット５１７の円の中心に対して円対称にはならず、媒体の移動方向にずれる。
【００９１】
ここで、再生光スポット５１７の中心に記録磁区５０９が位置している場合を想定する。光磁気記録媒体が矢印５１６の方向に移動（回転）すると、温度がＴsw1以上である領域５１０は、図中で、再生光スポット５１７の中心よりも右側にずれる。従って、温度がＴsw1未満である領域５１１は、再生光スポット５１７の範囲内では、その中心よりも図中で左側になる。
【００９２】
先にも説明したように、中間磁性膜は、図９に示す温度がＴsw1以上の領域５１０で垂直磁化膜となる。従って、この領域５１０では再生磁性膜と記録磁性膜との間の交換結合が発生して、記録磁区５０９が転写される。一方で、温度がＴsw1未満である領域５１１では中間磁性膜は面内磁化膜であるので、記録磁性膜から再生磁性膜への交換結合力が作用しなくなり、再生磁性膜の記録磁区５０９の収縮力の方が交換結合力よりも強くなる。従って、再生光スポット５１７の内部であって温度がＴsw1未満である領域５１１に相当する位置では、記録磁区として記録されている情報は、マスクされている。この結果として、高温領域５１０に対応する位置に存在する記録磁区５０９の情報のみが、再生信号として読み出される。
【００９３】
このようにして、本実施形態の光磁気記録媒体では、再生光スポット５１７よりも小さな記録磁区５０９であっても、前後の記録磁区５０９からの干渉を生じることなく、情報を高密度で再生することができる。
【００９４】
本実施形態の光磁気記録媒体を高密度で再生するには、再生用レーザによって、温度がＴsw1以上である領域が得られるように加熱する必要がある。
【００９５】
ここで、本実施形態における光磁気記録媒体の記録磁性膜のキュリー点Ｔc3は、熱磁気記録された記録磁区５０９を安定に保つ目的で、約２５０℃に設定されている。
【００９６】
各磁性膜は、作製の容易さ、磁気特性の制御のし易さから、先に説明した実施形態の場合と同様に、希土類−遷移金属非晶質合金によって容易に作製することができる。
【００９７】
また、本実施形態の光磁気記録媒体で使用されている中間磁性膜の組成は、Ｔsw1以上の温度領域での動作を実現するために、以下の条件を満たすように設定される必要がある。
【００９８】
ディスクドライブを動作させる場合、環境温度の変動を考えると、装置内部の温度は約５０℃程度にまで上昇する。このような状態下でも再生に必要なパワーを確実に確保するためには、Ｔsw1は、少なくとも８０℃以上に設定されることが望ましい。一方、Ｔsw1が記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3よりも高いと、再生時に記録磁性膜の記録磁区５０９が破壊される。従って、Ｔsw1は、Ｔc3よりも低い温度に設定される必要がある。なお、通常、記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3は、半導体レーザによって記録できる記録感度に設定されており、望ましくは、約１８０℃〜約３００℃の範囲に設定される。さらに、再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1は、Ｔsw1以上の温度領域で磁化を保つようにするため、Ｔsw1以上に設定される必要がある。
【００９９】
以上のことから、中間磁性膜が面内磁性膜から垂直磁性膜に変化する温度であるＴsw1は、約１００℃〜約２５０℃に設定されることが望ましい。
【０１００】
本願発明者らによる検討の結果、上記の条件を満たす中間磁性膜の構成材料としては、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、或いはＤｙＦｅなどが挙げられる。具体的には、中間磁性膜をＧｄＦｅＣｏで作成する場合には、そのＧｄ組成比を約２０％〜約２８％の範囲に設定すればよい。
【０１０１】
例えば、本実施形態の光磁気記録媒体では、Ｔsw1を約１００℃、Ｔcompを約２４０℃に設定し、中間磁性膜として、Ｇｄ組成比が約２６．７％であり、Ｆｅ／Ｃｏ比が約５６％であるＧｄＦｅＣｏ膜を使用している。
【０１０２】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施形態における光磁気記録媒体を、図１０を参照して説明する。
【０１０３】
図１０の（ａ）は、本実施形態の光磁気記録媒体における中間磁性膜の保磁力の温度特性を示すグラフである。また、図１０の（ｂ）は、本実施形態の光磁気記録媒体のトラックに対する再生光スポット６１７付近の上面図である。なお、図１０の（ａ）において、横軸は、室温から温度Ｔsw2以上に至る温度範囲を示し、縦軸は、保磁力を示している。本実施形態の光磁気記録媒体における中間磁性膜は、その温度がＴsw1未満である領域６１１及びＴsw2以上である領域６１０では面内磁化膜を形成し、温度がＴsw1以上Ｔsw2未満であり補償温度Ｔcompの近傍にある領域６１２では、垂直磁化膜を形成する。
【０１０４】
情報の再生時に回転中の光磁気記録媒体に対して再生用のレーザ光が照射されると、再生光スポット６１７が形成される。このとき、再生磁性膜を含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット６１７の円の中心に対して円対称にはならず、光磁気記録媒体の移動方向にずれる。具体的には、光磁気記録媒体が矢印６１６の方向に移動（回転）するとき、再生光スポット６１７の内部には、温度がＴsw1未満である領域６１１、Ｔsw1以上Ｔsw2未満である領域６１２、及びＴsw2以上である領域６１０が存在する。
【０１０５】
図１０を参照して先に説明したように、本実施形態の光磁気記録媒体に含まれる中間磁性膜は、温度がＴsw1未満である領域６１１及びＴsw2以上である領域６１０では面内磁化膜であるので、この領域では再生磁性膜と記録磁性膜との間の交換結合力が作用しない。従って、これらの領域６１１及び６１０では、再生磁性膜の記録磁区６０９の収縮力が交換結合力よりも大きくなって、記録磁区６０９の情報がマスクされる。一方、温度がＴsw1以上Ｔsw2未満である領域６１２では、中間磁性膜が垂直磁化膜に変化しているために交換結合力が十分に作用して、再生磁性膜では交換結合力が支配的となる。このために、この領域６１２では、記録磁区６０９の転写が生じる。
【０１０６】
本実施形態の光磁気記録媒体を高密度で再生するには、再生用レーザによって、中間磁性膜が面内磁化膜になる温度Ｔsw2以上の温度領域が得られるまで、加熱する必要がある。
【０１０７】
また、本実施形態における光磁気記録媒体の中間磁性膜は、第５の実施形態で述べた条件に加えて、Ｔsw1以上Ｔsw2未満の温度領域での転写を実現し且つ記録破壊を防止するために、Ｔsw2と再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1及び記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3との間に、Ｔsw2＜Ｔc1及びＴsw2＜Ｔc3なる関係が成り立つことが必要である。
【０１０８】
記録磁区６０９の転写を領域６１２で確実に行うためには、Ｔsw1とＴsw2との間の温度差は、少なくとも１０℃以上である必要がある。このため、Ｔsw1が８０℃以上である場合には、Ｔsw2は、少なくとも９０℃以上であることが望ましい。さらに、Ｔc3が約１８０℃〜約３００℃の範囲に設定されることを考慮すると、記録破壊の防止の観点から、Ｔsw1を約１００℃〜約２５０℃に設定し、且つＴsw2を約１１０℃〜約２６０℃に設定することが望ましい。また、再生信号の品質を向上させるためには、Ｔsw1は、上述の許容温度範囲内で、できるだけ高く設定することが望ましい。以上の点から、Ｔsw1を約１３０℃〜約１８０℃、及びＴsw2を約１４０℃〜約１９０℃に設定することが好適である。
【０１０９】
本願発明者らによる検討の結果、上記の条件を満たす中間磁性膜の構成材料としては、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、或いはＤｙＦｅなどが挙げられる。具体的には、本実施形態では、中間磁性膜をＧｄＦｅＣｏで作成している。補償温度ＴcompはＧｄ組成比でほぼ決定され、Ｇｄ組成比が約２０％〜約２８％の範囲で補償温度Ｔcompは約５０℃〜約２８０℃に設定される。また、磁性膜が面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する温度は、Ｆｅ／Ｃｏ組成比によって決定され、Ｆｅ組成が小さくなって上記のＦｅ／Ｃｏ組成比が小さくなるほど、より高い温度で垂直磁化膜に変化する。
【０１１０】
例えば、本実施形態の光磁気記録媒体では、Ｔsw1を約１３０℃、Ｔsw2を約１６０℃に設定し、中間磁性膜としてＧｄ23Ｆｅ62Ｃｏ15としている。
【０１１１】
なお、上述の各実施形態における光磁気記録媒体では、保護膜２及び６としてＺｎＳ膜を用いている。或いは、ＺｎＳ膜の代わりに、他のカルコゲン化物の膜、ＴａＯ2等の酸化物の膜、ＳｉＮ等の窒化物の膜、或いは、それらの化合物の膜を用いても良い。また、再生磁性膜としてＧｄＦｅＣｏ膜、中間磁性膜としてＧｄＦｅ膜、記録磁性膜としてＴｂＦｅＣｏ膜をそれぞれ使用しているが、各磁性膜として、希土類−遷移金属系フェリ磁性膜、ＭｎＢｉＡｌ等のＭｎ系磁性膜、或いは他の磁性材料の膜を用いても良い。さらに、保護層をエポキシアクリレート系樹脂から形成する代わりに、ウレタン系樹脂或いはホットメルト接着剤などを用いた両面張り合わせ構造を採用することも可能である。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光磁気記録媒体によれば、初期化に要する外部磁界（初期化磁界）が不要である。さらに、再生パワーが変動しても記録磁性膜の記録磁区が転写される領域の大きさが変化しないために、波形干渉による再生特性の劣化という不都合が発生しない。
【０１１３】
また、本発明の光磁気記録媒体の再生方法によれば、再生時に各磁性膜をレーザビームの照射により加熱する際に、低温領域に位置する再生磁性膜の記録磁化が周囲の磁化の影響を受けて収縮し、結果的に再生磁性膜の磁化の向きが一方向に揃う。これによって、記録磁性膜に形成されている記録磁区の再生磁性膜への転写が抑制され、再生光スポットの内部における記録磁性膜の低温部分に相当する位置に形成されている記録磁区のみから、情報を読み取ることができる。さらに、中間磁性膜のキュリー温度を交換結合力の切断機能を発揮するように設定することによって、記録磁区から情報が読み取られる領域を、さらに狭く制限することが可能になる。
【０１１４】
このように、本発明によれば、光磁気記録媒体に記録されている情報の再生時の分解能を高めることが可能となって、高密度の光磁気記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、ある従来技術における光磁気記録媒体のトラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、その光磁気記録媒体の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、他の従来技術における光磁気記録媒体のトラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、その光磁気記録媒体の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図３】本発明の各実施形態における光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の光磁気記録媒体において、熱磁気記録によって記録磁区が形成された１トラックの室温での状態を模式的に示す図であり、（ａ）は、記録磁性膜から見た状態を示し、（ｂ）は、再生磁性膜から見た状態を示している。
【図５】本発明の光磁気記録媒体で使用している再生磁性膜（ＧｄＦｅＣｏ膜）の磁気特性（単層状態でのカーヒステリシスループ及び磁化方向）を示す図であり、（ａ）は、再生磁性膜（ＧｄＦｅＣｏ膜）のＧｄ組成比が２８％である場合の測定結果を示し、（ｂ）は、Ｇｄ組成比が２７％である場合の測定結果を示し、（ｃ）は、Ｇｄ組成比が２６％である場合の測定結果を示している。
【図６】本発明の第１の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、トラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、磁性膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、トラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、磁性膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、トラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、磁性膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、保磁力の温度依存性を示す図であり、（ｂ）は、トラックの一部を示す平面図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、保磁力の温度依存性を示す図であり、（ｂ）は、トラックの一部を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 保護膜
３、６３、８３、１０３、２０３、３０３ 再生磁性膜
４、１０４、２０４、３０４ 中間磁性膜
５、６５、８５、１０５、２０５、３０５ 記録磁性膜
６ 保護膜
７ 保護層
８ 光磁気記録媒体
９、６９、８９、１０９、２０９、３０９、５０９、６０９ 記録磁区
６０、８０、１００、２００、３００ 光磁気記録媒体
６１ 記録及び再生磁界
６２ 初期化磁界
６４ 中間膜
６４Ａ 転写磁性膜
７０、９０、１１０、２１０、３１０、５１０、６１０ 高温領域
７１、９１、１１１、２１１、３１１、５１１、６１１ 低温領域
１１６、２１６、３１６、５１６、６１６ 媒体の移動（回転）方向（を示す矢印）
６７、８７、１１７、２１７、３１７、５１７、６１７ 再生光スポット
７２、２１２、６１２ 中間温度領域
３１８ 初期化磁界
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光の照射による温度上昇を利用して情報の記録及び消去を行い、且つ磁気光学効果を利用して記録信号の読み出しを行う光磁気記録媒体、及びその再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気記録では、レーザ光の照射により、光磁気記録媒体の磁性膜の一部を局部的にキュリー点或いは補償温度以上に加熱し、その部分を外部磁界の向きに磁化させて、記録磁区を形成する。
【０００３】
このような光磁気記録媒体への光磁気記録方式の一つとして、一定強度のレーザ光を照射して記録磁性膜の温度を全体的に上昇させた上で、記録信号に応じて向きが変調された外部磁界を用いて所定の部分に熱磁気記録を行う磁界変調記録方式がある。また、他の記録方式として、一定強度の外部磁界を印加しながら、記録信号に応じて強度変調されたレーザ光を照射して所定の部分の記録磁性膜の温度を上昇させることによって、熱磁気記録を行う光変調記録方式がある。
【０００４】
従来の光磁気記録媒体では、記録磁区のサイズが再生光スポットの直径以下に小さくなると、再生対象の記録磁区の前後に位置する記録磁区までが再生光スポット（すなわち、検出範囲）に含まれるため、それらの干渉のために再生信号が小さくなりＳ／Ｎ比が低下するという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するため、図１（ａ）及び（ｂ）に示すような光磁気記録方式が提案されている（日経エレクトロニクス、No.539（1991年10月28日号）参照）。以下に、この光磁気記録方式について簡単に説明する。
【０００６】
図１（ｂ）の断面図に示されるように、光磁気記録媒体６０は、基板（不図示）の上に順に積層された再生磁性膜６３、転写磁性膜６４Ａ、中間膜６４、及び記録磁性膜６５を含んで構成される。図１（ｂ）に示す矢印Ｘは、光磁気記録媒体６０のトラックに沿った移動方向である。また、上向きの矢印６１は、記録及び再生用の磁界を示し、下向きの矢印６２は、初期化磁界を示す。
【０００７】
一方、図１（ａ）は、光磁気記録媒体６０のトラックの一部を示す平面図である。図示されているように、情報の再生時には、そのトラックに沿って、レーザ光による再生光スポット６７が形成される。レーザ光が回転中の光磁気記録媒体６０に照射されるとき、再生磁性膜６３及び転写磁性膜６４Ａを含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット６７の円中心に対して回転対称とはならない。具体的には、再生光スポット６７の照射済みの部分である温度領域７０が高温領域７０となり、その温度は、転写磁性膜６４Ａのキュリー温度Ｔｃ以上になる。高温領域７０の外部であって再生光スポット６７の左側に位置する三日月状の部分を、中間温度領域７２と呼ぶ。また、中間温度領域７２の右側であって、再生光スポット６７の内部の部分を、低温領域７１と呼ぶ。
【０００８】
ここで、信号（情報）は、予め記録磁性膜６５に記録磁区６９として熱磁気記録されているものとする。転写磁性膜６４Ａは、再生磁性膜６３と強く交換結合している。中間膜６４は、再生磁性膜６３の磁化の向きと記録磁性膜６５の磁化の向きとが揃うときに磁壁が安定になるように設けられた膜である。
【０００９】
このように構成された光磁気記録媒体６０の再生動作について説明する。
【００１０】
最初は、再生磁性膜６３が初期化磁界６２の方向に揃えられる。再生時には、回転中の光磁気記録媒体６０に対して、再生用のレーザ光を図１（ｂ）に示すＸ１〜Ｘ２の範囲に照射して、再生光スポット６７を形成する。これによって温度上昇が起こり、光磁気記録媒体６０の上には図１（ａ）に示すような温度分布が生じる（すなわち、各温度領域７０、７１、及び７２が形成される）。ここで、再生磁性膜６３は温度上昇によって保磁力が低下するため、中間温度領域７２では記録磁性膜６５との交換結合が支配的となり、再生磁性膜６３の磁化の向きは記録磁性膜６５の磁化の向きに揃えられる。
【００１１】
さらに、温度Ｔｃ以上の高温領域７０においては、転写磁性膜６４Ａの磁化が消失するため、その部分に相当する再生磁性膜６３と記録磁性膜６５との間の交換結合が遮断されて、再生磁性膜６３の磁化は再生磁界６１の向きに揃えられる。従って、再生光スポット６７の内部の低温領域７１と高温領域７０との両方が記録磁区６９をマスクすることになって、中間温度領域７２に存在する記録磁区６９Ｘのみから、情報を再生信号として読み出すことができる。
【００１２】
このように、上記の方法によれば、記録磁区６９が再生光スポット６７より小さくても、前後の記録磁区６９からの干渉を生じることなく、情報を高密度で再生することができる。
【００１３】
しかし、上記の光磁気記録媒体６０では、記録磁性膜６５の方向に再生磁性膜６３の磁化方向を揃えるという初期化処理を行うための初期化磁界６２を必要とするという欠点がある。
【００１４】
これを解決するために、図２（ａ）及び（ｂ）に示すような光磁気記録媒体８０が提案されている（特開平５−８１７１７号公報参照）。
【００１５】
光磁気記録媒体８０は、図２（ｂ）の断面図に示すように、基板（不図示）の上に形成された再生磁性膜８３及び記録磁性膜８５を含む。図２（ｂ）の矢印Ｘは、光磁気記録媒体８０のトラックに沿った移動方向である。光磁気記録媒体８０では、図１（ａ）及び（ｂ）に示した光磁気記録媒体６０とは異なり、再生磁性膜８３として面内磁化膜が用いられる。
【００１６】
図２（ａ）は、光磁気記録媒体８０のトラックの一部を示す平面図である。図１（ａ）及び（ｂ）を参照して説明した光磁気記録媒体６０の場合と同様に、情報の再生時には、図２（ｂ）のＸ１〜Ｘ２の範囲でトラックに沿ってレーザ光を照射して、再生光スポット８７を形成する。レーザ光が回転中の光磁気記録媒体８０に照射されるとき、再生磁性膜８３及び記録磁性膜８５の温度分布は、再生光スポット８７の円の中心に対して回転対称とはならない。具体的には、再生光スポット８７の照射済みの部分と再生光スポット８７の左端部分とが、高温領域９０となる。また、高温領域９０の外部であって再生光スポット８７に含まれる部分が、低温領域９１となる。この場合も、記録磁区８９は、再生光スポット８７よりも遥かに小さい。
【００１７】
このように構成された光磁気記録媒体８０の再生動作について説明する。
【００１８】
記録信号は、熱磁気記録によって、記録磁性膜８５の各記録磁区８９に予め記録されているものとする。再生磁性膜８３は、室温で面内磁化される膜であり、再生光スポット８７の内部の高温領域９０の部分のみで垂直磁化膜となる。再生用のレーザ光が図２（ｂ）のＸ１〜Ｘ２の範囲で照射されると、温度上昇が発生して、高温領域９０及び低温領域９１が形成される。高温領域９０では、再生磁性膜８３が垂直磁化膜に変化し、交換結合によって記録磁性膜８５の磁化の向きに揃う。また、光磁気記録媒体８０がＸ方向に移動して温度が下がると、再生磁性膜８３は再び面内磁化膜に変化する。
【００１９】
このようにして、光磁気記録媒体８０では、初期化磁界を使用せずに、再生光スポット８７よりも小さな記録磁区８９の情報を再生することができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
このような再生磁性膜８３に面内磁化膜を用いた光磁気記録媒体８０においては、初期化磁界を不要にできるという効果はあるものの、以下のような欠点がある。
【００２１】
第１に、再生磁性膜８３の磁化は、再生磁性膜８３と記録磁性膜８５との間の交換結合により、記録磁性膜８５の方向に引きつけられる。このために、理想的な面内磁化方向を維持できず、磁化の垂直成分を有することになる。この結果、記録磁区８９の転写を必要としない領域においても転写が発生して、再生時に、解像度が不足することがある。
【００２２】
第２に、再生磁性膜８３が面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する臨界温度は一定であるために、再生用のレーザ光線の再生パワーが変動すると、記録磁区８９が転写される領域が変化して、波形干渉により再生特性が劣化する。
【００２３】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、（１）再生光スポットの内部の特定温度領域においてのみ記録信号を読み取ることによって、初期化磁界を必要とせずに、高解像度で且つ高性能な再生特性を有する光磁気記録媒体を提供すること、（２）上記のような光磁気記録媒体を使用して、高密度記録に適した光磁気記録媒体の再生方法を提供すること、である。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光磁気記録媒体は、基板上に少なくとも再生磁性膜と記録磁性膜とを有し、記録光の照射による加熱と記録磁界の印加とにより該記録磁性膜を磁化し記録磁区を形成することによって情報が該記録磁性膜に記録され、再生光の照射により該記録磁性膜の該記録磁区の磁化を該再生磁性膜に転写することによって該記録された情報が再生される光磁気記録媒体であり、該記録磁性膜は、その中に形成された該記録磁区が保持される垂直磁化膜であり、該再生磁性膜は、その中に形成された記録磁区を収縮する磁気特性を持つ垂直磁化膜であり、再生動作時以外のタイミングでは、該再生磁性膜には該記録磁区が形成されておらず、該再生磁性膜の磁化の方向は一様であり、そのことによって、上記の目的が達成される。
【００２５】
前記記録磁性膜及び前記再生磁性膜のそれぞれは、希土類−遷移金属非晶質から構成され得る。
【００２６】
ある実施形態では、前記記録磁性膜と前記再生磁性膜との間に設けられて、該再生磁性膜と該記録磁性膜との間の交換結合力を制御する中間磁性膜をさらに備えている。前記中間磁性膜は、希土類−遷移金属非晶質から構成され得る。
【００２７】
ある実施形態では、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、前記中間磁性膜を介して作用する前記交換結合力よりも、前記再生磁性膜の前記記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強くなり、前記記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写される。
【００２８】
上記の場合、好ましくは、前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、前記温度Ｔsw1、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc1及びＴroom＜Ｔsw1＜Ｔc3なる関係が成り立つ。
【００２９】
また、前記中間磁性膜は、前記温度Ｔsw1未満の温度領域では面内磁化膜であり、該Ｔsw1以上の温度領域では垂直磁化膜であり得る。
【００３０】
他の実施形態では、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、前記中間磁性膜を介して作用する前記交換結合力よりも、前記再生磁性膜の前記記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強くなり、該中間磁性膜のキュリー温度Ｔc2以上の温度領域では、該中間磁性膜の磁化が消滅して前記記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合が切断され、該温度Ｔsw1以上で該キュリー温度Ｔc2未満の温度領域で、該記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写される。
【００３１】
上記の場合、好ましくは、前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、前記温度Ｔc2、前記温度Ｔsw1、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc2、Ｔc2＜Ｔc1、及びＴc2＜Ｔc3なる関係が成り立つ。
【００３２】
或いは、上記の場合において、前記中間磁性膜は、前記温度Ｔsw1未満の温度領域では面内磁化膜であり、該Ｔsw1以上で温度Ｔsw2未満の温度領域では垂直磁化膜であり、該温度Ｔsw2以上の温度領域では面内磁化膜であり、前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、該温度Ｔsw1、該温度Ｔsw2、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔsw2、Ｔsw2＜Ｔc1、及びＴsw2＜Ｔc3なる関係が成り立つ。
【００３３】
さらに他の実施形態では、前記中間磁性膜は、非磁性材料から構成されており、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、静磁結合力よりも、前記再生磁性膜の前記記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該静磁結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強くなり、前記記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写される。
【００３４】
上記の場合、好ましくは、前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、前記温度Ｔsw1、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc1及びＴroom＜Ｔsw1＜Ｔc3なる関係が成り立つ。
【００３５】
本発明の他の局面によれば、上記のような特徴を有する光磁気記録媒体を備えており、且つ、前記再生磁性膜の前記記録磁区が消滅する方向の初期化磁界を該光磁気記録媒体に印加する磁石をさらに備えているディスクカートリッジが提供される。
【００３６】
上記ディスクカートリッジのある実施形態では、再生光の照射により前記再生磁性膜を前記温度Ｔsw1以上に加熱して、前記記録磁性膜に保持された前記記録磁区を前記交換結合力によって該再生磁性膜に転写し、該再生磁性膜からの反射光によって記録された情報を再生する。
【００３７】
本発明のさらに他の局面によれば、基板上に少なくとも再生磁性膜と中間磁性膜と記録磁性膜とを有し、記録光の照射による加熱と記録磁界の印加とにより該記録磁性膜を磁化し記録磁区を形成することによって情報が該記録磁性膜に記録され、再生光の照射により該記録磁性膜の該記録磁区の磁化を該再生磁性膜に転写することによって該記録された情報が再生される、光磁気記録媒体の再生方法が提供される。該記録磁性膜は、その中に形成された該記録磁区が保持される垂直磁化膜であり、該中間磁性膜は、該記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合力を制御し、該再生磁性膜は、垂直磁化膜であって、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力よりも、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強く、該再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、該記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、該温度Ｔsw1、及び該室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc1及びＴroom＜Ｔsw1＜Ｔc3なる関係が成り立つ。該再生方法は、該再生光の照射により該再生磁性膜を該温度Ｔsw1以上まで加熱することによって、該記録磁性膜に保持された該記録磁区を該交換結合力によって該再生磁性膜に転写して、該再生磁性膜からの反射光によって記録された情報を再生する工程を包含しており、そのことによって、上記の目的が達成される。
【００３８】
ある実施形態では、前記再生磁性膜の前記記録磁区が消滅する方向の初期化磁界を印加する工程をさらに含む。
【００３９】
本発明の他の光磁気記録媒体の再生方法は、基板上に少なくとも再生磁性膜と中間磁性膜と記録磁性膜とを有し、記録光の照射による加熱と記録磁界の印加とにより該記録磁性膜を磁化し記録磁区を形成することによって情報が該記録磁性膜に記録され、再生光の照射により該記録磁性膜の該記録磁区の磁化を該再生磁性膜に転写することによって該記録された情報が再生される光磁気記録媒体の再生方法である。該記録磁性膜は、その中に形成された該記録磁区が保持される垂直磁化膜であり、該再生磁性膜は垂直磁性膜であって、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力よりも、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強く、該中間磁性膜は、該記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合力を制御し、そのキュリー温度Ｔc2以上の温度領域では、該中間磁性膜の磁化が消滅して該記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合を切断し、該温度Ｔsw1以上で該キュリー温度Ｔc2未満の温度領域で、該記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写され、該再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、該記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、該温度Ｔc2、該温度Ｔsw1、及び該室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc2、Ｔc2＜Ｔc1、及びＴc2＜Ｔc3なる関係が成り立つ。該再生方法は、該再生光の照射により該中間磁性膜を該キュリー温度Ｔc2以上まで加熱することによって、該記録磁性膜に保持された該記録磁区を該温度Ｔsw1以上で該温度Ｔc2未満の温度範囲で該交換結合力によって該再生磁性膜に転写して、該再生磁性膜からの反射光によって記録された情報を再生する工程を包含しており、そのことによって、上記の目的が達成される。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の各実施形態における光磁気記録媒体８の構成を示す断面図である。
【００４１】
光磁気記録媒体８は、基板１と、その上に積層されている第１の保護膜２、再生磁性膜３、中間磁性膜４、記録磁性膜５、第２の保護膜６、及び保護層７を含んで構成される。
【００４２】
基板１は、光磁気記録媒体８の基板となるもので、典型的にはガラスやプラスチック等で構成される。第１及び第２の保護膜２及び６は、例えばＺｎＳからなる。再生磁性膜３は、例えばＧｄＦｅＣｏ膜で構成され、中間磁性膜４は、例えばＧｄＦｅ膜、ＡｌＮ膜、或いはＧｄＦｅＣｏ膜で構成される。記録磁性膜５は、例えばＴｂＦｅＣｏ膜から構成された、情報を記録する磁性膜であり、記録磁性膜５に記録磁区が形成されているか否かによって、情報が保持される。保護層７は、例えばエポキシアクリレート系樹脂からなる。
【００４３】
光磁気記録媒体８は、基板１の上に、前述した各膜２〜６をスパッタ法或いは真空蒸着法で形成し、成膜完了後に保護層７をスピンコート法により形成して製造する。各膜２〜６の厚さは、例えば、保護膜２及び６を約６０ｎｍ〜約１２０ｎｍ、再生磁性膜３を約１０ｎｍ〜約８０ｎｍ、中間磁性膜４を約５ｎｍ〜約５０ｎｍ、及び記録磁性膜５を約３０ｎｍ〜約１００ｎｍとする。
【００４４】
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の光磁気記録媒体において、熱磁気記録によって記録磁区９が形成された１トラックの室温での状態を模式的に示す図である。図４（ａ）は、記録磁性膜５から見た状態を表しており、図２（ｂ）は、再生磁性膜３から見た状態を示している。これらの図では、形成された記録磁区９における磁化の極性（磁化の方向）をプラスと表現し、一方、記録磁区９が形成されていない部分の極性をマイナス（記録磁区９における磁化の方向とは逆向きである）と表現している。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、記録磁性膜５には、記録磁区９がプラスの極性を持って形成される。一方、本発明の再生磁性膜３は、その自己収縮力が強いこと、及び中間磁性膜４によって記録磁性膜５から受ける結合力を弱められていることのために、記録磁区９の磁化の方向が、記録磁区９の周囲の部分の極性（すなわち、マイナス方向）に向けられる。その結果、本来は記録磁性膜５から転写されるべき再生磁性膜３の記録磁区９が収縮して、再生磁性膜３の上には記録磁区９が形成されない（この状態を、図４（ｂ）では点線で示している）。本発明は、この再生磁性膜３の収縮動作を利用して、初期化動作を行う。
【００４６】
再生磁性膜に垂直磁化膜を用いた従来の光磁気記録媒体などでは、磁界によって再生磁性膜の向きを一方向に揃えることにより初期化動作を行う。そのため、初期化磁界が印加されるまでは、再生磁性膜には記録磁区が形成されている。しかし、本発明の光磁気記録媒体では、再生時には再生磁性膜３に記録磁区９が形成されるものの、その後に再生磁性膜３の収縮力によって再生磁性膜３の記録磁区９が実質的に自動的に消滅する（すなわち、再生磁性膜３の記録磁区９が保持されない）ので、初期化磁界などの方法を利用しなくても、再生時以外のタイミングでは、再生磁性膜３の磁化方向は全体的に同一方向になる。
【００４７】
次に、本発明の光磁気記録媒体で使用している再生磁性膜の磁気特性を、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００４８】
図５（ａ）〜（ｃ）は、単層の再生磁性膜のカーヒステリシスループ及び磁化の状態を示しており、それぞれ、横軸は磁界Ｈを表し、縦軸はカー回転角θｋを表す。再生磁性膜は、基板の上に形成された厚さ約５００ÅのＧｄＦｅＣｏ膜であって、全面をプラス方向に着磁してある。なお、図５（ａ）は、再生磁性膜（ＧｄＦｅＣｏ膜）のＧｄ組成比が２８％である場合、（ｂ）は、Ｇｄ組成比が２７％である場合、及び（ｃ）は、Ｇｄ組成比が２６％である場合の測定結果を示している。
【００４９】
図５（ａ）において、再生磁性膜に磁界Ｈをプラス側からマイナス側に印加していくと、約−１８０Ｏｅの磁界で、図中のＡの磁化状態からＢの磁化状態に反転する。さらに、Ｂの磁化状態から再生磁性膜に磁界Ｈをプラス側に向けて印加していくと、０よりもマイナス側の磁界である約−７０Ｏｅ付近で、再生磁性膜は再びＡの磁化状態に反転する。以上のようなＡからＢへの磁化反転は、単層の再生磁性膜に信号を記録して記録磁区を形成する場合に相当する。また、反対向きのＢからＡへの磁化反転は、再生磁性膜の記録磁区を消去する場合に相当する。
【００５０】
通常は、記録磁性膜に用いられるような磁性膜では、ＢからＡへの磁化反転が生じる磁界と、ＡからＢへの磁化反転が生じる磁界とは、逆の符号を有する。このため、磁界の無い状態においては記録磁界の方向に磁化が向いており、記録磁区を保持することができる。
【００５１】
一方、本発明の再生磁性膜では、図５（ａ）を参照して上記で説明したように、ＢからＡへ磁化が反転する磁界がマイナス側である。これは、磁界が存在しない状態でも、Ａの磁化状態に戻ることができることを意味している。具体的には、これは、再生磁性膜の記録磁区に、プラス側に着磁されている周りの磁化が影響を及ぼして、記録磁区の収縮・消滅が起こるためである。
【００５２】
また、再生磁性膜の異なるＧｄ組成に対する測定結果である図５（ａ）〜（ｃ）のグラフを比較すると、上述の再生磁性膜の記録磁区の収縮力は、再生磁性膜のＧｄ組成の減少に伴って小さくなる。すなわち、図５（ａ）〜（ｃ）の間では、図５（ｃ）の場合に最も収縮力が小さくなる。従って、再生磁性膜のＧｄ組成を制御することにより、適切な大きさの収縮力をもつ再生磁性膜を形成することができる。
【００５３】
なお、本発明の光磁気記録媒体では、各磁性膜をスパッタリング法によって、製膜時のガス圧を例えば約１０ｍＴｏｒｒに設定して作成する。この製造プロセスにおける製膜時のガス圧やバイアス磁界、或いはスパッタガスの種類などの製膜条件、さらには使用する装置に関わる要因により、形成される磁性膜のＧｄ組成は変化する。例えば、製膜時のガス圧が約１２ｍＴｏｒｒから約４ｍＴｏｒｒにまで変化すれば、ＧｄＦｅＣｏのＧｄ組成比は、約２４％から約２８％の範囲で変化する。従って、製膜条件を考慮すれば、本発明の光磁気記録媒体に含まれる再生磁性膜では、構成材料であるＧｄＦｅＣｏのＧｄ組成を１５％〜約３０％の範囲に設定することで、上記のような収縮動作を実現することが可能である。
【００５４】
また、以上の説明では、再生磁性膜の一例としてＧｄＦｅＣｏ膜を使用しているが、その他に、他の希土類遷移金属を含む磁性膜やＭｎ系磁性膜、或いは更に他の材料系からなる磁性膜などによって、再生磁性膜を作製することが可能である。具体的には、再生磁性膜の組成としては、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＭｎＢｉなどが挙げられる。
【００５５】
以下には、本発明の光磁気記録媒体及び光磁気再生方法の幾つかの実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施形態においては、本発明の光磁気記録媒体の以上に説明した磁性膜の構成は同じであるが、各磁性膜の磁気特性がお互いに異なっている。
【００５６】
（第１の実施の形態）
図６（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施の形態における光磁気記録媒体１００の再生動作を表す説明図である。具体的には、図６（ａ）は、光磁気記録媒体１００のトラックの一部を示す平面図であり、図６（ｂ）は、光磁気記録媒体１００に含まれる磁性膜の磁化の方向を示す断面図である。
【００５７】
光磁気記録媒体１００は、図６（ｂ）の断面図に示すように、基板（不図示）の上に形成された再生磁性膜１０３、中間磁性膜１０４、及び記録磁性膜１０５を含む。図６（ｂ）の矢印１１６は、光磁気記録媒体１００のトラックに沿った移動方向である。
【００５８】
情報の再生時には、図６（ｂ）のＸ１〜Ｘ２の範囲でトラックに沿ってレーザ光を照射して、図６（ａ）の平面図に示すように再生光スポット１１７を形成する。レーザ光が回転中の光磁気記録媒体１００に照射されるとき、再生磁性膜１０３を含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット１１７の円の中心に対して回転対称とはならない。具体的には、再生光スポット１１７の照射済みの部分である領域１１０が、高温領域１１０となる。この高温領域１１０では、再生磁性膜１０３の温度が、交換結合力によって記録磁区１０９を形成する温度Ｔsw1以上になる。一方、高温領域１１０の外部には、温度がＴsw1未満である低温領域１１１が形成される。
【００５９】
信号（情報）は、予め記録磁性膜１０５に、記録磁区１０９として熱磁気記録されている。情報の再生時に回転中の光磁気記録媒体１００に対して再生用のレーザ光が照射されると、低温領域１１１では、Ｔsw1未満の温度であるために再生磁性膜１０３の磁化は周囲の磁界の影響を受けて、記録磁区１０９が形成されない。一方、Ｔsw1以上の温度である高温領域１１０では、中間磁性膜１０４の磁化が弱くなり、再生磁性膜１０３における磁区の収縮力よりも、記録磁性膜１０５から再生磁性膜１０３に作用する交換結合力の方が強くなる。そこで、記録磁区１０９が、中間磁性膜１０４を介して再生磁性膜１０３に転写される。しかし、再生光スポット１１７の内部の低温領域１１１に対応する箇所では、記録磁区１０９がマスクされることになり、結果として、高温領域１１０に対応する位置に存在する記録磁区１０９の情報のみが、再生信号として読み出される。
【００６０】
このようにして、本実施形態の光磁気記録媒体１００では、再生光スポット１１７よりも小さな記録磁区１０９であっても、前後の記録磁区１０９からの干渉を生じることなく、情報を高密度で再生することができる。
【００６１】
本実施形態の光磁気記録媒体１００を高密度で再生するには、再生用レーザによって、温度がＴsw1以上である領域が得られるように加熱する必要がある。
【００６２】
ここで、光磁気記録媒体１００の記録磁性膜１０５のキュリー点Ｔc3は、熱磁気記録された記録磁区１０９を安定に保つ目的で、約２５０℃に設定されている。
【００６３】
各磁性膜は、作製の容易さ、磁気特性の制御のし易さから、希土類−遷移金属非晶質合金によって、容易に作製することができる。また、再生磁性膜１０３と記録磁性膜１０５の交換結合力を制御するために用いられる中間磁性膜１０４は、その目的を考慮すれば、面内磁化膜である磁性膜で構成されることが望ましい。具体的には、その組成として、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、ＤｙＦｅなどが挙げられ、本実施例ではＧｄＦｅを用いている。
【００６４】
本実施例の光磁気記録媒体１００で使用されている各磁性膜の組成は、Ｔsw1以上の温度領域での動作を実現するために、以下の条件を満たすように設定される必要がある。
【００６５】
ディスクドライブを動作させる場合、環境温度の変動を考えると、装置内部の温度は約５０℃程度にまで上昇する。このような状態下でも再生に必要なパワーを確実に確保するためには、Ｔsw1は、少なくとも８０℃以上に設定されることが望ましい。一方、Ｔsw1が記録磁性膜１０５のキュリー温度Ｔc3よりも高いと、再生時に記録磁性膜１０５の記録磁区１０９が破壊される。従って、Ｔsw1は、Ｔc3よりも低い温度に設定される必要がある。なお、通常、記録磁性膜１０５のキュリー温度Ｔc3は、半導体レーザによって記録できる記録感度に設定されており、望ましくは、約１８０℃〜約３００℃の範囲に設定される。さらに、再生磁性膜１０３のキュリー温度Ｔc1は、Ｔsw1以上の温度領域で磁化を保つようにするため、Ｔsw1以上に設定される必要がある。
【００６６】
以上のことから、Ｔsw1は約１００℃〜約２５０℃に設定されることが望ましい。本願発明者らによる実験の結果、上記の範囲のＴsw1をもたらす再生磁性膜１０３のＧｄ組成比は、約１５％〜約３０％の範囲である。さらに、再生信号の品質の向上、及び記録磁性膜１０５の記録破壊の防止のためには、Ｔsw1は、上述の許容温度範囲内で、できるだけ高く設定することが望ましい。以上の点から、Ｇｄ組成比を約１８％〜約２５％に設定して、Ｔsw1を約１３０℃〜約１８０℃に設定することが好適である。
【００６７】
例えば、光磁気記録媒体１００では、Ｔsw1を約１２０℃に設定し、再生磁性膜１０３の組成をＧｄ22Ｆｅ64Ｃｏ14、中間磁性膜１０４の組成をＧｄ50Ｆｅ50、及び記録磁性膜１０５の組成をＴｂ20Ｆｅ65Ｃｏ15とする。
【００６８】
（第２の実施の形態）
図７（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施の形態における光磁気記録媒体２００の再生動作を表す説明図である。具体的には、図７（ａ）は、光磁気記録媒体２００のトラックの一部を示す平面図であり、図７（ｂ）は、光磁気記録媒体２００に含まれる磁性膜の磁化の方向を示す断面図である。
【００６９】
光磁気記録媒体２００は、図７（ｂ）の断面図に示すように、基板（不図示）の上に形成された再生磁性膜２０３、中間磁性膜２０４、及び記録磁性膜２０５を含む。図７（ｂ）の矢印２１６は、光磁気記録媒体２００のトラックに沿った移動方向である。
【００７０】
情報の再生時には、図７（ｂ）のＸ１〜Ｘ２の範囲でトラックに沿ってレーザ光を照射して、図７（ａ）の平面図に示すように再生光スポット２１７を形成する。レーザ光が回転中の光磁気記録媒体２００ディスクに照射されるとき、再生磁性膜２０３を含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット２１７の円の中心に対して回転対称とはならない。具体的には、再生光スポット２１７の照射済みの部分である領域２１０が、高温領域２１０となる。本実施形態では、この高温領域２１０の温度が中間磁性膜２０４のキュリー温度Ｔc2以上になるように、再生レーザ光の強度が調整される。一方、高温領域２１０の外部には、温度がＴsw1未満である低温領域２１１、及び温度がＴsw1以上でＴc2未満である中間温度領域２１２が形成される。
【００７１】
信号（情報）は、予め記録磁性膜２０５に、記録磁区２０９として熱磁気記録されている。情報の再生時に回転中の光磁気記録媒体２００に対して再生用のレーザ光が照射されると、低温領域２１１では、Ｔsw1未満の温度であるために再生磁性膜２０３の磁化は周囲の磁界の影響を受けて、記録磁区２０９が形成されない。このため、再生磁性膜２０３の磁化は、一方向に揃えられる。一方、高温領域２１０では、中間磁性膜２０４の温度がＴc2以上になって、記録磁性膜２０５と再生磁性膜２０３との間の交換結合力を切断するので、記録磁性膜２０５の情報が再生磁性膜２０３に転写されない。
【００７２】
これに対して、温度がＴsw1以上Ｔc2未満である中間温度領域２１２では、中間磁性膜２０４の磁化が弱くなるために再生磁性膜２０３に交換結合力が強く働く。交換結合力が記録磁区２０９の収縮力よりも強くなると、記録磁区２０９が、中間磁性膜２０４を介して再生磁性膜２０３に転写される。
【００７３】
このように、本実施形態の光磁気記録媒体２００では、再生光スポット２１７の内部の低温領域２１１及び高温領域２１０に対応する箇所では、記録磁区２０９がマスクされて、記録されている情報が読み出されない。その結果、中間温度領域２１２に対応する位置に存在する記録磁区２０９からの情報のみが、再生信号として読み出される。
【００７４】
この結果、本実施形態の光磁気記録媒体２００では、第１の実施形態の光磁気記録媒体１００に比べてさらに小さな記録磁区２０９が使用されても、前後の記録磁区２０９からの干渉を生じることなく、情報を高密度で再生することができる。
【００７５】
本実施形態の光磁気記録媒体２００を高密度で再生するには、再生用レーザによって、温度が中間磁性膜２０４のキュリー温度Ｔc2以上である領域が得られるように加熱する必要がある。
【００７６】
光磁気記録媒体２００の中間磁性膜２０４は、再生磁性膜２０３と記録磁性膜２０５との間の交換結合力を制御し、さらにある条件下では交換結合力を切断する目的で用いられている。従って、光磁気記録媒体２００の各磁性膜の組成は、第１の実施形態で述べた条件に加えて、中間磁性膜２０４のキュリー温度Ｔc2がＴsw1＜Ｔc2を満たす必要がある。さらに、Ｔsw1以上Ｔc2未満の中間温度領域２１２での転写を実現し、且つ記録破壊を防止するためには、Ｔc2と再生磁性膜２０３のキュリー温度Ｔc1及び記録磁性膜２０５のキュリー温度Ｔc3との間に、Ｔc2＜Ｔc1及びＴc2＜Ｔc3なる関係が成り立つことが必要である。
【００７７】
記録磁区２０９の転写を中間温度領域２１２で確実に行うためには、Ｔsw1とＴc2との間の温度差は、少なくとも１０℃以上である必要がある。このため、Ｔsw1が８０℃以上である場合には、Ｔc2は、少なくとも９０℃以上であることが望ましい。さらに、Ｔc3が約１８０℃〜約３００℃の範囲に設定されることを考慮すると、記録破壊の防止の観点から、Ｔsw1を約１００℃〜約２５０℃に設定し、且つＴc2を約１１０℃〜約２６０℃に設定することが望ましい。また、再生信号の品質を向上させるためには、Ｔsw1は、上述の許容温度範囲内で、できるだけ高く設定することが望ましい。以上の点から、Ｔsw1を約１３０℃〜約１８０℃、及びＴc2を約１４０℃〜約１９０℃に設定することが好適である。
【００７８】
例えば、光磁気記録媒体２００では、Ｔsw1を約１２０℃及びＴc2を約１８０℃に設定し、再生磁性膜２０３の組成をＧｄ22Ｆｅ64Ｃｏ14、中間磁性膜２０４の組成をＧｄ50Ｆｅ50、及び記録磁性膜２０５の組成をＴｂ20Ｆｅ65Ｃｏ15とする。
【００７９】
（第３の実施の形態）
図８（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施の形態における光磁気記録媒体３００の再生動作を表す説明図である。具体的には、図８（ａ）は、光磁気記録媒体３００のトラックの一部を示す平面図であり、図８（ｂ）は、光磁気記録媒体３００に含まれる磁性膜の磁化の方向を示す断面図である。
【００８０】
光磁気記録媒体３００は、図８（ｂ）の断面図に示すように、基板（不図示）の上に形成された再生磁性膜３０３、中間磁性膜３０４、及び記録磁性膜３０５を含む。図８（ｂ）の矢印３１６は、光磁気記録媒体３００のトラックに沿った移動方向である。
【００８１】
本実施形態の光磁気記録媒体３００の再生動作は、第１の実施形態の光磁気記録媒体１００においてと同様である。具体的には、温度がTsw1未満である低温領域３１１では、再生磁性膜３０３の磁区収縮によって記録磁区３０９が形成されず、温度がTsw1以上である高温領域３１０においてのみ、記録磁区３０９が再生磁性膜３０３に転写される。なお、その詳細な説明は、第１の実施形態の説明との重複を考慮して、ここでは省略する。
【００８２】
ディスクドライブを動作させる場合の装置内部の温度の上限を８０℃と想定すれば、Ｔsw1は、約１３０℃〜約１８０℃の範囲に設定されることが好適である。しかし、Ｔsw1が上記の範囲に設定されている場合には、装置内部の温度が上記の想定される上限値よりも高くなると、再生磁性膜３０３に転写された記録磁区３０９が、温度が再びＴsw1以下の温度になって記録磁区３０９の収縮が発生すべき状態になっても、実際にはそのような収縮が生じ難いことがある。
【００８３】
そこで、本実施形態の光磁気記録媒体３００では、記録磁区３０９が確実に収縮するようにして信頼性を高めるために、記録磁区３０９の収縮方向と同じ方向の弱い磁界３１８を、初期化磁界３１８として印加する。初期化磁界３０９の強さは、約５０〜約３００Ｏｅ程度であれば十分であり、例えば、希土類磁石を用いて約１００Ｏｅの強さの磁界を発生させて使用する。
【００８４】
なお、本実施形態においては、従来技術の場合とは異なって初期化磁界３１８を再生光スポット３１７の近傍に位置させる必要がない。さらに、非常に小さな磁界を初期化磁界３１８として使用することができる。これより、初期化磁界３１８を発生させるための希土類磁石等は、光磁気記録媒体が収納されているディスクカートリッジに、さらに内蔵することが可能である。
【００８５】
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態における光磁気記録媒体を説明する。本実施形態の光磁気記録媒体の基本的な構成やその再生動作は、図６（ａ）及び（ｂ）を参照して説明した第１の実施形態の光磁気記録媒体１００においてと同様である。従って、その詳細な説明は、ここでは省略する。
【００８６】
本実施形態の光磁気記録媒体の特徴の一つは、記録磁区の転写を静磁結合力によって行うことである。具体的には、中間磁性膜を非磁性材料から構成すると（ここでは、非磁性材料から構成されている場合でも、「中間磁性膜」と称する）、再生磁性膜と記録磁性膜との間に、お互いの磁化に引き寄せられる静磁結合力が働く。本実施形態の光磁気記録媒体に含まれる再生磁性膜では、温度が室温からＴsw1までの範囲にある領域では、再生磁性膜に形成される記録磁区を消滅させるように作用する力の方が、静磁結合力よりも強い。一方、温度がＴsw1以上である領域では、記録磁区を消滅させるように作用する力よりも、静磁結合力の方が大きくなる。このために、記録磁性膜に保持された記録磁区が、静磁結合力によって再生磁性膜に転写される。
【００８７】
本実施形態では、中間磁性膜の構成材料として非磁性材料を使用することで、上記動作を実現している。具体的には、非磁性材料であればどのような材料も、中間磁性膜を構成するために使用可能である。例えば、ＳｉＮ、ＡｌＮなどの窒化物、或いはＺｎＳなどのカルコゲン化物の膜を中間磁性膜として使用して、上記の再生動作を実現することが可能である。
【００８８】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施形態における光磁気記録媒体を、図９を参照して説明する。
【００８９】
図９の（ａ）は、本実施形態の光磁気記録媒体における中間磁性膜の保磁力の温度特性を示すグラフである。また、図９の（ｂ）は、本実施形態の光磁気記録媒体のトラックに対する再生光スポット５１７付近の上面図である。なお、図９の（ａ）において、横軸は、室温から温度Ｔsw1以上に至る温度範囲を示し、縦軸は、保磁力を示している。本実施形態の光磁気記録媒体における中間磁性膜は、その温度がＴsw1未満（但し、Ｔsw1＜補償温度Ｔcomp）の近傍にある領域５１１で、面内磁化膜を形成し、温度がＴsw1以上である領域５１０では、垂直磁化膜を形成する。
【００９０】
情報の再生時に回転中の光磁気記録媒体に対して再生用のレーザ光が照射されると、再生光スポット５１７が形成される。このとき、再生磁性膜を含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット５１７の円の中心に対して円対称にはならず、媒体の移動方向にずれる。
【００９１】
ここで、再生光スポット５１７の中心に記録磁区５０９が位置している場合を想定する。光磁気記録媒体が矢印５１６の方向に移動（回転）すると、温度がＴsw1以上である領域５１０は、図中で、再生光スポット５１７の中心よりも右側にずれる。従って、温度がＴsw1未満である領域５１１は、再生光スポット５１７の範囲内では、その中心よりも図中で左側になる。
【００９２】
先にも説明したように、中間磁性膜は、図９に示す温度がＴsw1以上の領域５１０で垂直磁化膜となる。従って、この領域５１０では再生磁性膜と記録磁性膜との間の交換結合が発生して、記録磁区５０９が転写される。一方で、温度がＴsw1未満である領域５１１では中間磁性膜は面内磁化膜であるので、記録磁性膜から再生磁性膜への交換結合力が作用しなくなり、再生磁性膜の記録磁区５０９の収縮力の方が交換結合力よりも強くなる。従って、再生光スポット５１７の内部であって温度がＴsw1未満である領域５１１に相当する位置では、記録磁区として記録されている情報は、マスクされている。この結果として、高温領域５１０に対応する位置に存在する記録磁区５０９の情報のみが、再生信号として読み出される。
【００９３】
このようにして、本実施形態の光磁気記録媒体では、再生光スポット５１７よりも小さな記録磁区５０９であっても、前後の記録磁区５０９からの干渉を生じることなく、情報を高密度で再生することができる。
【００９４】
本実施形態の光磁気記録媒体を高密度で再生するには、再生用レーザによって、温度がＴsw1以上である領域が得られるように加熱する必要がある。
【００９５】
ここで、本実施形態における光磁気記録媒体の記録磁性膜のキュリー点Ｔc3は、熱磁気記録された記録磁区５０９を安定に保つ目的で、約２５０℃に設定されている。
【００９６】
各磁性膜は、作製の容易さ、磁気特性の制御のし易さから、先に説明した実施形態の場合と同様に、希土類−遷移金属非晶質合金によって容易に作製することができる。
【００９７】
また、本実施形態の光磁気記録媒体で使用されている中間磁性膜の組成は、Ｔsw1以上の温度領域での動作を実現するために、以下の条件を満たすように設定される必要がある。
【００９８】
ディスクドライブを動作させる場合、環境温度の変動を考えると、装置内部の温度は約５０℃程度にまで上昇する。このような状態下でも再生に必要なパワーを確実に確保するためには、Ｔsw1は、少なくとも８０℃以上に設定されることが望ましい。一方、Ｔsw1が記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3よりも高いと、再生時に記録磁性膜の記録磁区５０９が破壊される。従って、Ｔsw1は、Ｔc3よりも低い温度に設定される必要がある。なお、通常、記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3は、半導体レーザによって記録できる記録感度に設定されており、望ましくは、約１８０℃〜約３００℃の範囲に設定される。さらに、再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1は、Ｔsw1以上の温度領域で磁化を保つようにするため、Ｔsw1以上に設定される必要がある。
【００９９】
以上のことから、中間磁性膜が面内磁性膜から垂直磁性膜に変化する温度であるＴsw1は、約１００℃〜約２５０℃に設定されることが望ましい。
【０１００】
本願発明者らによる検討の結果、上記の条件を満たす中間磁性膜の構成材料としては、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、或いはＤｙＦｅなどが挙げられる。具体的には、中間磁性膜をＧｄＦｅＣｏで作成する場合には、そのＧｄ組成比を約２０％〜約２８％の範囲に設定すればよい。
【０１０１】
例えば、本実施形態の光磁気記録媒体では、Ｔsw1を約１００℃、Ｔcompを約２４０℃に設定し、中間磁性膜として、Ｇｄ組成比が約２６．７％であり、Ｆｅ／Ｃｏ比が約５６％であるＧｄＦｅＣｏ膜を使用している。
【０１０２】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施形態における光磁気記録媒体を、図１０を参照して説明する。
【０１０３】
図１０の（ａ）は、本実施形態の光磁気記録媒体における中間磁性膜の保磁力の温度特性を示すグラフである。また、図１０の（ｂ）は、本実施形態の光磁気記録媒体のトラックに対する再生光スポット６１７付近の上面図である。なお、図１０の（ａ）において、横軸は、室温から温度Ｔsw2以上に至る温度範囲を示し、縦軸は、保磁力を示している。本実施形態の光磁気記録媒体における中間磁性膜は、その温度がＴsw1未満である領域６１１及びＴsw2以上である領域６１０では面内磁化膜を形成し、温度がＴsw1以上Ｔsw2未満であり補償温度Ｔcompの近傍にある領域６１２では、垂直磁化膜を形成する。
【０１０４】
情報の再生時に回転中の光磁気記録媒体に対して再生用のレーザ光が照射されると、再生光スポット６１７が形成される。このとき、再生磁性膜を含む磁性膜構造の温度分布は、再生光スポット６１７の円の中心に対して円対称にはならず、光磁気記録媒体の移動方向にずれる。具体的には、光磁気記録媒体が矢印６１６の方向に移動（回転）するとき、再生光スポット６１７の内部には、温度がＴsw1未満である領域６１１、Ｔsw1以上Ｔsw2未満である領域６１２、及びＴsw2以上である領域６１０が存在する。
【０１０５】
図１０を参照して先に説明したように、本実施形態の光磁気記録媒体に含まれる中間磁性膜は、温度がＴsw1未満である領域６１１及びＴsw2以上である領域６１０では面内磁化膜であるので、この領域では再生磁性膜と記録磁性膜との間の交換結合力が作用しない。従って、これらの領域６１１及び６１０では、再生磁性膜の記録磁区６０９の収縮力が交換結合力よりも大きくなって、記録磁区６０９の情報がマスクされる。一方、温度がＴsw1以上Ｔsw2未満である領域６１２では、中間磁性膜が垂直磁化膜に変化しているために交換結合力が十分に作用して、再生磁性膜では交換結合力が支配的となる。このために、この領域６１２では、記録磁区６０９の転写が生じる。
【０１０６】
本実施形態の光磁気記録媒体を高密度で再生するには、再生用レーザによって、中間磁性膜が面内磁化膜になる温度Ｔsw2以上の温度領域が得られるまで、加熱する必要がある。
【０１０７】
また、本実施形態における光磁気記録媒体の中間磁性膜は、第５の実施形態で述べた条件に加えて、Ｔsw1以上Ｔsw2未満の温度領域での転写を実現し且つ記録破壊を防止するために、Ｔsw2と再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1及び記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3との間に、Ｔsw2＜Ｔc1及びＴsw2＜Ｔc3なる関係が成り立つことが必要である。
【０１０８】
記録磁区６０９の転写を領域６１２で確実に行うためには、Ｔsw1とＴsw2との間の温度差は、少なくとも１０℃以上である必要がある。このため、Ｔsw1が８０℃以上である場合には、Ｔsw2は、少なくとも９０℃以上であることが望ましい。さらに、Ｔc3が約１８０℃〜約３００℃の範囲に設定されることを考慮すると、記録破壊の防止の観点から、Ｔsw1を約１００℃〜約２５０℃に設定し、且つＴsw2を約１１０℃〜約２６０℃に設定することが望ましい。また、再生信号の品質を向上させるためには、Ｔsw1は、上述の許容温度範囲内で、できるだけ高く設定することが望ましい。以上の点から、Ｔsw1を約１３０℃〜約１８０℃、及びＴsw2を約１４０℃〜約１９０℃に設定することが好適である。
【０１０９】
本願発明者らによる検討の結果、上記の条件を満たす中間磁性膜の構成材料としては、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、或いはＤｙＦｅなどが挙げられる。具体的には、本実施形態では、中間磁性膜をＧｄＦｅＣｏで作成している。補償温度ＴcompはＧｄ組成比でほぼ決定され、Ｇｄ組成比が約２０％〜約２８％の範囲で補償温度Ｔcompは約５０℃〜約２８０℃に設定される。また、磁性膜が面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する温度は、Ｆｅ／Ｃｏ組成比によって決定され、Ｆｅ組成が小さくなって上記のＦｅ／Ｃｏ組成比が小さくなるほど、より高い温度で垂直磁化膜に変化する。
【０１１０】
例えば、本実施形態の光磁気記録媒体では、Ｔsw1を約１３０℃、Ｔsw2を約１６０℃に設定し、中間磁性膜としてＧｄ23Ｆｅ62Ｃｏ15としている。
【０１１１】
なお、上述の各実施形態における光磁気記録媒体では、保護膜２及び６としてＺｎＳ膜を用いている。或いは、ＺｎＳ膜の代わりに、他のカルコゲン化物の膜、ＴａＯ2等の酸化物の膜、ＳｉＮ等の窒化物の膜、或いは、それらの化合物の膜を用いても良い。また、再生磁性膜としてＧｄＦｅＣｏ膜、中間磁性膜としてＧｄＦｅ膜、記録磁性膜としてＴｂＦｅＣｏ膜をそれぞれ使用しているが、各磁性膜として、希土類−遷移金属系フェリ磁性膜、ＭｎＢｉＡｌ等のＭｎ系磁性膜、或いは他の磁性材料の膜を用いても良い。さらに、保護層をエポキシアクリレート系樹脂から形成する代わりに、ウレタン系樹脂或いはホットメルト接着剤などを用いた両面張り合わせ構造を採用することも可能である。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光磁気記録媒体によれば、初期化に要する外部磁界（初期化磁界）が不要である。さらに、再生パワーが変動しても記録磁性膜の記録磁区が転写される領域の大きさが変化しないために、波形干渉による再生特性の劣化という不都合が発生しない。
【０１１３】
また、本発明の光磁気記録媒体の再生方法によれば、再生時に各磁性膜をレーザビームの照射により加熱する際に、低温領域に位置する再生磁性膜の記録磁化が周囲の磁化の影響を受けて収縮し、結果的に再生磁性膜の磁化の向きが一方向に揃う。これによって、記録磁性膜に形成されている記録磁区の再生磁性膜への転写が抑制され、再生光スポットの内部における記録磁性膜の低温部分に相当する位置に形成されている記録磁区のみから、情報を読み取ることができる。さらに、中間磁性膜のキュリー温度を交換結合力の切断機能を発揮するように設定することによって、記録磁区から情報が読み取られる領域を、さらに狭く制限することが可能になる。
【０１１４】
このように、本発明によれば、光磁気記録媒体に記録されている情報の再生時の分解能を高めることが可能となって、高密度の光磁気記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、ある従来技術における光磁気記録媒体のトラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、その光磁気記録媒体の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、他の従来技術における光磁気記録媒体のトラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、その光磁気記録媒体の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図３】本発明の各実施形態における光磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の光磁気記録媒体において、熱磁気記録によって記録磁区が形成された１トラックの室温での状態を模式的に示す図であり、（ａ）は、記録磁性膜から見た状態を示し、（ｂ）は、再生磁性膜から見た状態を示している。
【図５】本発明の光磁気記録媒体で使用している再生磁性膜（ＧｄＦｅＣｏ膜）の磁気特性（単層状態でのカーヒステリシスループ及び磁化方向）を示す図であり、（ａ）は、再生磁性膜（ＧｄＦｅＣｏ膜）のＧｄ組成比が２８％である場合の測定結果を示し、（ｂ）は、Ｇｄ組成比が２７％である場合の測定結果を示し、（ｃ）は、Ｇｄ組成比が２６％である場合の測定結果を示している。
【図６】本発明の第１の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、トラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、磁性膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、トラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、磁性膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、トラックの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、磁性膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、保磁力の温度依存性を示す図であり、（ｂ）は、トラックの一部を示す平面図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態における光磁気記録媒体の再生動作を説明する図であり、（ａ）は、保磁力の温度依存性を示す図であり、（ｂ）は、トラックの一部を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 保護膜
３、６３、８３、１０３、２０３、３０３ 再生磁性膜
４、１０４、２０４、３０４ 中間磁性膜
５、６５、８５、１０５、２０５、３０５ 記録磁性膜
６ 保護膜
７ 保護層
８ 光磁気記録媒体
９、６９、８９、１０９、２０９、３０９、５０９、６０９ 記録磁区
６０、８０、１００、２００、３００ 光磁気記録媒体
６１ 記録及び再生磁界
６２ 初期化磁界
６４ 中間膜
６４Ａ 転写磁性膜
７０、９０、１１０、２１０、３１０、５１０、６１０ 高温領域
７１、９１、１１１、２１１、３１１、５１１、６１１ 低温領域
１１６、２１６、３１６、５１６、６１６ 媒体の移動（回転）方向（を示す矢印）
６７、８７、１１７、２１７、３１７、５１７、６１７ 再生光スポット
７２、２１２、６１２ 中間温度領域
３１８ 初期化磁界
Claims (6)
- 基板上に少なくとも再生磁性膜と記録磁性膜とを有し、記録光の照射による加熱と記録磁界の印加とにより該記録磁性膜を磁化し記録磁区を形成することによって情報が該記録磁性膜に記録され、再生光の照射により該記録磁性膜の該記録磁区の磁化を該再生磁性膜に転写することによって該記録された情報が再生される光磁気記録媒体において、
前記記録磁性膜と前記再生磁性膜との間に、該再生磁性膜と該記録磁性膜との間の交換結合力を制御する中間磁性膜が設けられており、
前記記録磁性膜は、その中に形成された前記記録磁区が保持される垂直磁化膜であり、
前記再生磁性膜は、前記中間磁性膜によって前記記録磁性膜から受ける結合力が弱められることにより、その中に形成された記録磁区を収縮する磁気特性を持つ垂直磁化膜であり、
再生動作時以外のタイミングでは、前記再生磁性膜には前記記録磁性膜に形成された前記記録磁区が転写されておらず、該再生磁性膜の磁化の方向は一様であり、
室温Ｔ room から温度Ｔ sw1 までの温度領域では、前記中間磁性膜を介して作用する前記交換結合力よりも、前記再生磁性膜の前記記録磁区を消滅させる力の方が強く、
該温度Ｔ sw1 以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強くなり、
該中間磁性膜のキュリー温度Ｔ c2 以上の温度領域では、該中間磁性膜の磁化が消滅して前記記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合が切断され、
該温度Ｔ sw1 以上で該キュリー温度Ｔ c2 未満の温度領域で、該記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写されることを特徴とする光磁気記録媒体。 - 前記記録磁性膜及び前記再生磁性膜のそれぞれは、希土類−遷移金属非晶質から構成されている、請求項１に記載の光磁気記録媒体。
- 前記中間磁性膜は、希土類−遷移金属非晶質から構成されている、請求項１に記載の光磁気記録媒体。
- 前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、前記温度Ｔc2、前記温度Ｔsw1、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc2、Ｔc2＜Ｔc1、及びＴc2＜Ｔc3なる関係が成り立つ、請求項１に記載の光磁気記録媒体。
- 前記中間磁性膜は、前記温度Ｔsw1未満の温度領域では面内磁化膜であり、該Ｔsw1以上で温度Ｔsw2未満の温度領域では垂直磁化膜であり、該温度Ｔsw2以上の温度領域では面内磁化膜であり、
前記再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、前記記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、該温度Ｔsw1、該温度Ｔsw2、及び前記室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔsw2、Ｔsw2＜Ｔc1、及びＴsw2＜Ｔc3なる関係が成り立つ、請求項１に記載の光磁気記録媒体。 - 基板上に少なくとも再生磁性膜と中間磁性膜と記録磁性膜とを有し、記録光の照射による加熱と記録磁界の印加とにより該記録磁性膜を磁化し記録磁区を形成することによって情報が該記録磁性膜に記録され、再生光の照射により該記録磁性膜の該記録磁区の磁化を該再生磁性膜に転写することによって該記録された情報が再生される光磁気記録媒体の再生方法であって、
該記録磁性膜は、その中に形成された該記録磁区が保持される垂直磁化膜であり、
該再生磁性膜は垂直磁性膜であって、室温Ｔroomから温度Ｔsw1までの温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力よりも、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力の方が強く、該温度Ｔsw1以上の温度領域では、該中間磁性膜を介して作用する該交換結合力が、該再生磁性膜の該記録磁区を消滅させる力よりも強く、
該中間磁性膜は、該記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合力を制御し、そのキュリー温度Ｔc2以上の温度領域では、該中間磁性膜の磁化が消滅して該記録磁性膜と該再生磁性膜との間の交換結合を切断し、該温度Ｔsw1以上で該キュリー温度Ｔc2未満の温度領域で、該記録磁性膜に保持された前記記録磁区が該中間磁性膜を介して該再生磁性膜に転写され、
該再生磁性膜のキュリー温度Ｔc1、該記録磁性膜のキュリー温度Ｔc3、該温度Ｔc2、該温度Ｔsw1、及び該室温Ｔroomとの間に、Ｔroom＜Ｔsw1＜Ｔc2、Ｔc2＜Ｔc1、及びＴc2＜Ｔc3なる関係が成り立ち、
該再生方法は、
該再生光の照射により該中間磁性膜を該キュリー温度Ｔc2以上まで加熱することによって、該記録磁性膜に保持された該記録磁区を該温度Ｔsw1以上で該温度Ｔc2未満の温度範囲で該交換結合力によって該再生磁性膜に転写して、該再生磁性膜からの反射光によって記録された情報を再生する工程を包含する、光磁気記録媒体の再生方法。
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|---|---|---|---|
| JP22860897A JP3786507B2 (ja) | 1996-08-27 | 1997-08-25 | 光磁気記録媒体及びその再生方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-224876 | 1996-08-27 | ||
| JP22487696 | 1996-08-27 | ||
| JP22860897A JP3786507B2 (ja) | 1996-08-27 | 1997-08-25 | 光磁気記録媒体及びその再生方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH10124944A JPH10124944A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3786507B2 true JP3786507B2 (ja) | 2006-06-14 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22860897A Expired - Fee Related JP3786507B2 (ja) | 1996-08-27 | 1997-08-25 | 光磁気記録媒体及びその再生方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3786507B2 (ja) |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP22860897A patent/JP3786507B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10124944A (ja) | 1998-05-15 |
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