JPH04205938A - 光記録方法 - Google Patents

光記録方法

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JPH04205938A
JPH04205938A JP33710690A JP33710690A JPH04205938A JP H04205938 A JPH04205938 A JP H04205938A JP 33710690 A JP33710690 A JP 33710690A JP 33710690 A JP33710690 A JP 33710690A JP H04205938 A JPH04205938 A JP H04205938A
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Keizo Kato
恵三 加藤
Jiichi Miyamoto
治一 宮本
Tetsushi Kawamura
哲士 川村
Masahiro Oshima
尾島 正啓
Motoyasu Terao
元康 寺尾
Yasushi Miyauchi
靖 宮内
Toshimitsu Kaku
敏光 賀来
Yuji Yamane
裕二 山根
Yasushi Fukuda
安志 福田
Hitoshi Komatsu
仁 小松
Toshio Niihara
敏夫 新原
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はたとえばレーザ光などの光ビームによって、た
とえば映像や音声などのアナログ信号をFM変調したも
のや、電子計算機のデータやディジタルオーディオ信号
などのディジタル情報をリアルタイムで記録・再生する
ことが可能な光記録方法に関する。
〔従来の技術〕
レーザ光などの光ビームによって薄膜に記録を行う原理
は相変化型、光磁気型などが有るが、いずれも光吸収に
よる発熱で記録を行うものである。
従ってディスク状記録媒体の外周部と内周部に同一回転
速度で記録を行う場合、外周部の方が記録トラック上の
点の線速度が大きいために内周部で最適光パワーとする
と外周部ではパワー不足となってしまう。これを防ぐに
は光ビームのパワーがパルス幅を記録トラックの半径に
よって変える必要が有る。パワーを短時間で正確に変化
させるのは容易ではないため、パルス幅を変化させる努
力が行われているが、記録密度を下げずに大幅に変化さ
せることは難しいため、やはりパワーも少しは変化させ
なければならないのが実情である。このため装置価格上
昇、信頼性低下の原因となる可能性が有る。
〔発明が解決しようとする課題〕
従って上記従来技術では装置価格上昇、信頼性低下が起
こる。
本発明は上記従来技術の問題点を解決し、光デイスク装
置を低価格で高信頼性とする光記録方法および光ディス
クを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明の光記録方法および光
ディスクでは光デイスク上の記録トラックの半径によら
ず同一レーザパワーで記録する。
また、下記のような記録媒体や外部磁場印加用磁石を用
いれば同一レーザパワーで、かつ同一パルス波形で記録
することも可能である。
まず、垂直磁気異方性を有する磁性記録膜を用いる光磁
気ディスクで、キュリー温度が異なる磁性層が二層以上
積層されたものでは、光ヘッドとは離れた位置に有る初
期化磁石で磁化方向が反転させられる補助層の膜厚を、
ディスクの内周から外周に向かって薄くする。
また、上記光磁気ディスクの記録層の膜厚と補助層の膜
厚との比を一定に保ったまま、記録層の膜厚をディスク
の内周から外周に向かって薄くし、かつ、記録層と補助
層との界面磁壁エネルギをディスクの内周から外周に向
かって小さくする。
また、相変化光ディスクや、光磁気ディスクなどのその
他の光ディスクにおいて、記録層の膜厚をディスクの内
周から外周に向かって薄くする。
また、光ディスクに金属保護層を形成し、その膜厚をデ
ィスクの内周から外周に向かって薄くする。
また、上記光ディスクの光入射側保護層の膜厚をディス
クの内周から外周に向かって薄くする。
この方法は、金属反射層を持たないか金属反射層の熱伝
導率が0.5W/C!It−degより低いNi−Cr
合金などであるか、金属反射層と記録膜との間の誘電体
層の膜厚が150nm以上である場合に効果が大きい。
記録膜が相変化記録膜のように熱伝導率の低いものであ
れば特に効果が大きい。
光入射側とは反対側の保護層の膜厚を内周から外周に向
かって薄くしても効果は有る。
さらに、光入射側保護層以外の層の膜厚もディスクの半
径方向に変化させ、ディスクの記録・再生領域全域にわ
たって、光反射率の変化が10%以下であるようにする
のも好ましい。こうすれば内外周の記録感度差が小さく
、かつ反射率差も小さいのでオートフォーカスやトラッ
キングのサーボや再生信号検出が容易である。
また、ディスクの内周から外周に向かって光入射側保護
層、記録膜2反射層側保護層のうちのいずれかの膜厚を
段階的または連続的に厚くするか段階的または連続的に
薄くすることにより、光の干渉効果により光反射率が内
周から外周に向かって低くなるようにする。
これによって外周はど光吸収が大きくなる。
また、基板の光入射側に光吸収または光反射層を設ける
か、基板中に光吸収または光反射材料を混合させ、記録
や再生用光ビームの記録膜への到達率をディスクの内周
から外周に向かって段階的に増大させる。光吸収または
光反射材料としては、たとえば金属元素を含む無機材料
または有機色素が考えられる。
また、上記光ディスクが光磁気記録膜を有する光磁気デ
ィスクの場合、記録磁界を生ずる磁石を内周から外周に
向かって太くなる形状にして、記録磁界の強さが外周に
向かって大きくなるようにする。
上記の各手段の1つを用いてもよいが、2つ以上を同時
に用いれば、さらに良好な効果を期待できる。
〔作用〕
光磁気ディスクにおいてディスク外周部で補助層を薄く
した場合と、相変化型光ディスクや光磁気ディスクでデ
ィスク外周部の光入射側保護層を薄くした場合は、発生
した熱の熱伝導による周辺への逃げが抑制されて記録感
度が向上する。
また、基板の光入射側や内部に光吸収剤を混入させた場
合は記録膜における光吸収量が減少するので、ディスク
の外周部はど混入量を少なくすることによって記録膜の
光吸収量が増し、記録感度が向上する。光磁気記録膜等
で外周はど反射率を低くした場合も同様である。
光磁気記録の外部磁場印加用磁石の形状により外周はど
磁場を強くした場合は、光磁気記録膜の特性により外周
でレーザ光感度が向上する。
これらの作用により、内周から外周に向かってトラック
上の点の線速度が大きくなるにもかかわらず同一パワー
で記録でき、同一波形で記録できる可能性も有る。
〔実施例〕
以下1本発明の実施例を図面を用いて説明する。
実施例1 光磁気記録媒体1は、円板状のポリカーボネート基板2
上に、まず、窒化シリコン膜3が85nmの厚さ形成さ
れている。この上にメモリ層としてTb24FeG8C
os非晶質磁性層4が、補助層としてTb、、D y1
□F e、2Co2.非晶質磁性層5が4対15の膜厚
比で設けられている。両磁性層とも外周側膜厚hM、、
hs□が、内周側膜厚h M2゜hs2より薄くなる膜
厚勾配が付与されており、この場合、hM、=20nm
、hs、=75nm、hMz=40nm、hs、=15
0nmである。最上層には窒化シリコン膜1を80nm
設けである。L皿はこの記録媒体を作製するための装置
の断面図である。基板2は基板ホルダ7に保持され、中
心軸6を中心に回転せしめられる。一方、窒化シリコン
膜や磁性層をスパッタリングにより形成するためのター
ゲット9がこの基板2に対向して配置され、このターゲ
ット9と基板2との間に記録層の膜厚制御用マスク8が
配置されている。このマスフ8は、第4図中Aから見た
図である第4図に示す様に、遮蔽板8aと、開口部8b
と、可動遮蔽マスク8cとからなる。窒化シリコン膜3
の形成にあたってはターゲット9としてシリコンを配置
し、Arに10%のN2を含んだ混合ガスを用いて、開
口部8bを全開にしてスパッタリングを行なった。磁性
層の形成にあたっては、ターゲット9としてT b −
F e −CoあるいはTb−DyF e −Co合金
ターゲットを配置し、Arガスを用い、可動遮蔽マスク
8Cを矢印B方向に移動させターゲット9の一部を遮蔽
してスパッタリングを行なった。
磁性層の膜厚の薄い外周部は、磁性層の膜厚の厚い内周
部よりも、磁性層間に作用する交換結合力が大きい。こ
のままではオーバライド特性に内。
外周部で違いが生じてしまう。そこでスパッタリング終
了後、光磁気記録媒体1を真空中で200℃の温度で3
0分間アニール処理した。この処理により、内周部では
膜厚が厚いため界面磁壁エネルギがより大きく低下する
ため、交換結合力は内外周でほぼ一致するようになる。
アニール温度としては150〜300℃の範囲が好まし
く、またアニール時間は10分〜1時間が好ましい。
実施例2 実施例1において、メモリ層であるT b −F e−
Co磁性層4を膜厚勾配を設けて形成した後、Tb−D
y−Fe−Co磁性層5は内外周で膜厚が同じになるよ
うに形成した。この場合においては、光磁気記録媒体1
0のアニール処理は、実施例1の場合よりもより低温か
っ/または短時間でよい。たとえば150℃、20分間
が適当である。
実施例3 実施例1において、メモリ層であるTb−Fe−Co磁
性層4は内外周で膜厚が同じになるように形成した。こ
の場合においては、光磁気記録媒体11のアニール処理
は、実施例2の場合よりも更に“低温かっ/または短時
間でよい。たとえば100℃、10分間が適当である。
なお、磁性層には、希土類と遷移金属との非晶質膜、た
とえばTb−Gd−Fe、Gd−Dy−Fe−Coなど
が用いられる。内周側膜厚(hs。
+hM2)は770−200n、外周側膜厚(h st
+hMx)は50〜100 n mの範囲で形成するの
がよい。
また磁性層4,5の両面に設けられる膜は、窒化アルミ
ニウム、酸化シリコン、窒化アルミニウム等の誘電体膜
でもよい。
実施例4 第1図に示す装置を用いてメモリ層にGd−Tb−Fe
磁性層(メモリ層)をhM、〜4 Q nm。
hM2=60nmとなるように形成した後、o2ガスを
10%含んだN2ガスを装置内に導入し、30秒間、こ
の混合ガスにGd−Tb−Fe磁性層表面をさらし再び
装置内を高真空に排気した後、Gd−Tb−Fe−Ce
磁性層(補助層)をhM2=60nm、hM2:90n
mとなるように形成し、保護膜としてAQN膜を110
0nだけ最上層に設けた。02とN2との混合ガスを流
したことにより、Gd−Tb−Fe−Co磁性層の最上
層には約20人の酸化層が形成される。この酸化層はメ
モリ層と補助層との磁気的結合力を弱める作用をもち、
その効果は磁性層の膜厚が薄いほど顕著である。したが
って内・外周でオーバライド特性には相違がなかった。
実施例5 第5図は、本発明の情報記録媒体の一実施例を示す。基
板9の片面には、記録膜1oが形成されている。また、
その反対面には、反射膜11が形成されている。反射膜
11には、AQ、Si。
Ti、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pt。
Au等の金属のうち少なくとも1種類を用いる。
記録および再生は、レーザー光13をレンズ14により
反射膜11と基板9を経て記録膜面上に形成した微小ス
ポットにより行われる。この時、反射膜11の膜厚は、
基板9の外周がら内周方向に向かって厚く形成する。反
射膜11の膜厚と透過率の間には、第6図(a)に示す
ようにレーザー光13の波長において膜厚が厚くなると
透過率が低くなる関係がある。基板9の外周がら内周方
向に向かって厚く形成した場合、反射膜11の透過率は
、外周よりも内周の方が低くなる。
ここで、反射膜11を透過したレーザー光13は、基板
9の半径Rが小さくなるとレーザーパワーが小さくなる
。基板9の最適レーザーパワーは、半径の関数に関係す
る。例えば、5の関数である。
基板9の各半径におけるレーザーパワーが最適になるよ
うに、その透過率に対応した反射膜11の膜厚を形成す
る。例えば、第6図(b)に示すように基板9の情報記
録の最内径で透過率70%、半径が大きくなるにしたが
って透過率を高くし、最外径で透過率100%になるよ
うに膜厚を形成する。最内径と最外径の透過率の相対関
係を一致させることでも良い。このような情報記録媒体
の全面でレーザーパワーを同一にして情報の記録および
再生を行ったところ、基板9全面で安定してS/Nのよ
い信号が得られた。したがって、本発明によれば、外周
から内周までの全面でレーザーパワーが同一であっても
情報の記録および再生を最適パワーで行うことが可能で
ある。
反射膜11の損傷防止のために保護膜を形成しても良い
。前記と同様の結果が得られる。
吸収膜12は、膜厚を変えることにより第6図(a)に
示すようにレーザー光13の波長の透過率が変わる。こ
のため、反射膜11の代わりに吸収膜12を用いた前記
と同様の結果が得られた。
吸収膜12には、例えば、シアニン色素、ナフトキノン
、フタロシアニン化合物のうち少なくとも1種類を形成
した。
第8図に示したように、光反射・吸光膜の膜厚を変化さ
せると同時に、記録膜膜厚もディスクの外周部はど薄く
してもよい。
実施例6 第7図は、本発明の情報記録媒体の一実施例を示す。基
板15上には、記録膜16が形成されている。また、基
板15(例えばガラス)には、光吸収材料17が含有さ
れている。光吸収材料17には、金属イオン(Cr、F
e、Mn)、コロイド状の金属(A u 、 A g 
+ Cu ) tコロイド状の非金属(C,S、Se)
等を用いる。光吸収材料17の含有量が多くなるとレー
ザー光13を吸収し、透過率が低くなる。そこで、基板
15の半径が大きいほど含有量を少なくすると、第6図
(b)に示すと同じような基板15の半径に対応した透
過率である情報記録媒体とすることができる。この情報
記録媒体を用いて、実施例5と同様の情報の記録および
再生を行ったところ、実施例5と同様の結果が得られた
。したがって、本発明によれば、外周から内周までの全
面でレーザーパワーが同一であっても情報の記録および
再生を最適パワーで行うことが可能である。
第9図に示したように、光吸収材料の含有量を半径方向
に変化させると同時に、記録膜膜厚を外周部はど薄くし
てもよい。
実施例7 第10図は、従来のディスクの構造断面図の一例を示し
たものである。まず、直径13a1.厚さ1.2閣のデ
ィスク状化学強化ガラス板24の表面に紫外線硬化樹脂
を用いてトラッキング用の溝を有する下地層25を形成
した。そしてこの上にマグネトロン型スパッタリング装
置によって5i−N層26を形成した。次にこの5i−
N層3上にGe1□Sb、。T es’+の組成の記録
膜27を約30nmの膜厚にスパッタした。次に再びマ
グネトロン型スパッタリング装置により5i−Nの保護
層28を形成した。さらに、この上に同一スパッタリン
グ装置内でAu層29を80nm形成した。その後、こ
の上に接着剤層30を介して、同じ構造のもう一枚のデ
ィスクとの貼りあわせを行った・ 従来のディスク構造では、外周に行くほど線速度が速く
なるため記録に要するレーザパワーを大きくする必要が
ある。すなわち、測定場所に応じて記録パワーを変化さ
せなくてはならず、回路が複雑になる。そごで本発明で
は、ディスク上の場所(半径)によらず記録に要するレ
ーザパワーを一定にするため、第11図に示したように
、ディスクの半径に応じて保護層の膜厚を変化させてい
る。すなわち、外周に行くほど下部保護層の膜厚を薄く
している。これは、第12図に示したように下部保護層
の膜厚を薄くすることにより記録に要するレーザパワー
を小さくすることができるからである。たとえば、18
00rpmでディスクを回転させた場合半径30m(線
速:5.7m/s)の場所での保護層の厚さが300n
mでこの時の記録パワーが18mWだとすると、半径6
0wm(線速:11.3m/s)での記録パワーも18
mWとするには、保護膜の厚さを1100nとすればよ
い。
また第13図のようにディスクの反射率が低い方が吸収
量が多くなるため記録に要するレーザパワーが少なくて
良い。そこで、光の干渉効果を利用して線速度が速い部
分の方が遅い部分の反射率より低くなるようにディスク
構造を決定すれば、ディスクの半径によらず一定の記録
パワーとすることができる。
従来構造ディスクで下部保護層の膜厚だけを変化させる
と、光の干渉効果により反射率も大きく変化する。その
ために場所によって記録感度が異なる。そこで、第11
図のように上部保護層も線速度が速い部分(外周)に向
かって薄くした。このとき、反射率の変化が10%以下
となるように上部保護層の膜厚を決定した。
本実施例では、ディスクの半径が小さい部分から大きい
部分に向かって、すなわち、線速度の遅い部分から速い
部分に向かって保護層の厚さを連続的に薄くしたが、い
くつかの領域に分割して段階的に保護膜の厚さを薄くし
ても同様な効果があった・ 実施例8 第15図は本発明の一実施例の構成を示したものである
。円板状の光磁気記録媒体31に対し永久磁石などより
なる磁界印加手段32が適当な間隔で配置されている。
その間隔は光磁気記録媒体31の内周側で遠く、また、
外周側で小さくなるようにしである。磁界の強さは磁界
印加手段に近いほど強くなるため、第14図に示した様
に内周で磁界が弱くなり、外周では磁界が強くなる。光
磁気記録媒体1の記録感度は、磁界が強い程高くため外
周部の感度は高い。一方、記録感度は線速度が小さい程
、高くなる。即ち内周の記録感度が高い。したがってこ
の2つの効果(磁界強度、線速度)が互いに相補して、
内周と外周の記録感度を一定とすることができる。
本実施例においては、光磁気記録媒体31と磁界印加手
段の間隔を外周部(半径60a+)で1m+、内周部で
(半径30m)8mとした。ここで、磁界印加手段1の
半径と垂直方向の断面形状は5mm×5閣の正方形にな
っている。このため、内周の磁界は2000eと外周(
6000e)と効べて小さくなっており、記録感度は悪
い。その結果線速度の遅い最内周の記録感度は外周部と
ほぼ一致した。したがって、内外周同一のレーザパワー
で同じ大きさの記録磁区が形成されるため、内外周でレ
ーザパワーを制御する必要がなく、装置の構成が容易に
なる。
実施例9 内外周で磁界の強度を変えるために、第16図のような
形状の永久磁石33を磁界印加手段として用いた。すな
わち、記録媒体1の反対側の面は内周、外周とも同一の
幅の長方形で、記録媒体31に近い側では内周から外周
へ除々に細くなる台形をしている。この磁石を用いれば
、外周では媒体の近くて磁束が集中するため磁界強度が
強くなる。したがって上記実施例と同等の効果を得るこ
とができる。
本発明を実施する方法としては以上の他、■ 磁界変調
光磁気記録方式において外周部に記録するときに磁界を
大きくする。
■ 交換結合2層膜を用いたオーバライド方式において
記録磁界の強度を第14図の様にする。
等、種々の方法が考えられる。また、光磁気記録媒体と
しても、TbFeCo系に限らず、P t / Co多
層膜や、NdFeCo等を用いてもよい。
いずれにしても、内周で弱く、外周で強くなるようなバ
イアス磁界を印加しながら光磁気(熱磁気)記録を行う
ものである。
〔発明の効果〕
本発明によれば一定角速度で回転するディスク上の内周
部でも外周部でも同じように記録・再生することができ
、光デイスク装置の簡単、低コスト化、高信頼性化に寄
与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における膜厚傾斜光ディスク
を作製する装置の断面図、第2図および第3図は本発明
の実施例の光デイスク断面を示す図、第4図は第1図の
装置に設けたシャッタの平面図、第5図は本発明の他の
一実施例の光ディスクの断面図、第6図は第5図の光デ
ィスクにおける反射膜膜厚と光透過率との関係を示す図
、第7図、第8図、第9図は本発明の他の実施例のディ
スク断面構造を示す図、第10図は従来のディスク断面
構造を示す図、第11図は本発明の他の一実施例のディ
スク断面構造を示す図、第12図は下部保護層の膜厚と
記録パワーとの関係を示す図、第13図はディスクの反
射率と記録パワーとの関係を示す図、第14図は光磁気
記録媒体の半径方向の好ましい磁界強度分布を示す図、
第15図は従来の半径方向磁界強度傾斜を設ける方法を
示す図、第16図は本発明の一実施例における半径方向
磁界傾斜を生ずる磁石の形状を示す図である。 4・・・光磁気メモリ層、5・・・補助層、33・・・
永久磁石。 vli5  図 χ 6 回 (υ)(b) ¥印 第 7 図 Y:J B 図 第 9 固 第 10 口 第11  図 一内娼    外用= 71、J夫伏 第12 図 −「仰イ米言」1ノa 11vS (九m)第 13 
 ロ 反身才肖ヒ  11何

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、所定のディスク状基板上に直接もしくは他の薄膜を
    介して記録膜を形成し、上記記録膜に光ビームを照射し
    て情報の記録を行う情報の記録方法おいて、ディスクを
    一定角速度で回転させ、ディスクの記録可能範囲の全域
    にわたってほぼ同一の記録パワーで記録することを特徴
    とする光記録方法。 2、上記光ディスクが垂直磁気異方性を有し、キュリー
    温度の異なる磁性層が二層以上積層された膜を有するも
    のであり、これらのうち少なくとも補助層の膜厚を、デ
    ィスクの内周から外周に向かって薄くしたことを特徴と
    する請求項1記載の光記録方法。 3、上記光ディスクの記録層の膜厚をディスクの内周か
    ら外周に向かって薄くしたことを特徴とする請求項2記
    載の光記録方法。 4、上記光ディスクの記録層の膜厚と補助層の膜厚との
    比を一定に保ちつつ、記録層の膜厚をディスクの内周か
    ら外周に向かって薄くし、かつ、記録層と補助層との界
    面磁壁エネルギをディスクの内周から外周に向かって小
    さくしたことを特徴とする請求項2記載の光記録方法。 5、上記光ディスクが金属保護層を有し、その膜厚をデ
    ィスクの内周から外周に向かって薄くしたことを特徴と
    する請求項1から4までのいずれかに記載の光記録方法
    。 6、上記光ディスクの光入射側保護層の膜厚をディスク
    の内周から外周に向かって薄くしたことを特徴とする請
    求項1から5までのいずれかに記載の光記録方法。 7、光入射側保護層以外の層の膜厚もディスクの半径方
    向に変化させ、ディスクの記録・再生領域全域にわたっ
    て光反射率の変化が10%以下であるようにしたことを
    特徴とする請求項6記載の光記録方法。 8、上記光ディスクの内周から外周に向かって光の干渉
    効果により光反射率が低くなるようにしたことを特徴と
    する請求項1から6までのいずれかに記載の光記録方法
    。 9、上記光ディスクの、上記光ビームの記録膜への到達
    率をディスクの内周から外周に向かって段階的に増大さ
    せたことを特徴とする請求項1から8までのいずれかに
    記載の光記録方法。 10、上記光ディスクの基板の、記録膜を有しない側の
    面に光反射・吸収膜を設け、この膜の光透過率をディス
    クの内周から外周に向かって大きくしたことを特徴とす
    る請求項9記載の光記録方法。 11、上記光ディスクの基板に、金属元素を含む無機材
    料、または有機色素を含有させ、基板の光透過率をディ
    スクの内周から外周に向かって大きくしたことを特徴と
    する請求項9記載の光記録方法。 12、上記光ディスクが光磁気記録膜を有するものであ
    り、記録磁界の強さが、ディスクの内周から外周に向か
    って大きくなるように磁石形状としたことを特徴とする
    請求項1記載の光記録方法。 13、上記光ディスクの、記録膜の光入射側とは反対側
    の保護層の膜厚を、ディスクの内周から外周に向かって
    薄くしたことを特徴とする請求項1から12までのいず
    れかに記載の光記録方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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