JPH0540975A - 光磁気記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 光磁気記録媒体層２に一定の大きさの外部磁
界Ｈexを印加しながら、情報に応じて光強度を強弱に変
調した光ビームを照射し、光強度が強のとき、光ビーム
が照射されている領域の垂直磁化膜の磁化の方向を外部
磁界またはバイアス磁性層の磁化の方向に向かせ、光強
度が弱のとき、光ビームが照射されている領域の垂直磁
化膜の磁化の方向をその領域の周囲の領域の磁化より生
じる反磁界の方向に向かせることにより、情報の書き換
えを行う。 【効果】 初期化用磁石を用いることなく、光変調記録
によるオーバーライトが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスク等の光
磁気メモリー素子に光変調記録によるオーバーライトを
行う方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光磁気ディスク等の光磁気メモリ
ー素子は、情報の書き換え可能な高密度・大容量のメモ
リー素子として注目されている。中でも、情報の書き換
えに際して情報の消去を必要としない、いわゆるオーバ
ーライトができる光磁気メモリー素子の必要性は年々高
まっている。

【０００３】上記オーバーライトの方法としては、磁界
変調記録と、交換結合膜を利用した光変調記録とが考え
られている。

【０００４】磁界変調記録によるオーバーライトでは、
一定強度の光ビームを光磁気メモリー素子の所定の記録
領域に照射しながら、磁気ヘッドから記録情報に応じて
反転する磁界をその記録領域に印加することにより情報
を記録している。この磁気ヘッドは高周波の強磁界を発
生できるように、ハードディスク装置等で採用されてい
るスライダーを備えた浮上型の磁気ヘッドが用いられて
いる。

【０００５】光変調記録によるオーバーライトでは、１
９８７年度応用物理学会春期予稿集の第７２１頁、講演
番号２８ｐ−ＺＬ−３に記載されているように、ガラス
基板上に磁性体からなるメモリー層と補助層とを積層し
た二層構造の交換結合膜からなる光磁気メモリー素子を
使用している。オーバーライトを行う場合、まず、初期
化用磁石により補助層の磁化を一方向に揃える。それか
ら、補助磁石によりメモリー層の所定の記録領域に前記
方向とは逆方向に磁界を印加しながら、情報に応じて光
強度が強弱に変化する光ビームをその記録領域に照射す
ることにより、情報を記録している。

【０００６】また、第１３回日本応用磁気学会学術講演
概要集（１９８９年）の第１９２頁、講演番号２８ｐ−
ＺＬ−３には、ガラス基板上に磁性体からなる初期化
層、制御層、記録補助層、情報記録層とを積層した四層
構造の交換結合膜からなる光磁気メモリー素子を使用し
ている。初期化層の磁化は予め一方向に揃えられてお
り、動作時に反転されることはない。オーバーライトを
行う場合、補助磁石により情報記録層の所定の記録領域
に前記方向とは逆方向に磁界を印加しながら、情報に応
じて光強度が強弱に変化する光ビームをその記録領域に
照射することにより、情報を記録している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の磁界
変調記録によるオーバーライトでは、磁気ヘッドが浮上
を開始する時、磁気ヘッドを搭載したスライダーは光磁
気メモリー素子上を滑走するため、光磁気メモリー素子
に傷が付いたり、磁気ヘッドがクラッシュすることがあ
るという問題点を有している。すなわち、光磁気メモリ
ー素子の大きな特徴である非接触による情報の記録・再
生が犠牲になっている。

【０００８】また、二層構造の交換結合膜からなる光磁
気メモリー素子を使用した光変調記録によるオーバーラ
イトでは、初期化のために、数ｋＯｅの磁界を発生する
大きな初期化用磁石を必要とするという問題点を有して
いる。

【０００９】四層構造の交換結合膜からなる光磁気メモ
リー素子を使用した光変調記録によるオーバーライトで
は、予め初期化層の初期化を行っておけば、それ以降、
新たに初期化する必要はないが、製造時、各層の保磁力
とキュリー温度が所定値になるように制御することが困
難であるという問題点を有している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
磁気記録方法は、基板上に情報を記録する垂直磁化膜が
形成され、所定方向に駆動されている光磁気メモリー素
子に、一定の大きさの外部磁界を前記垂直磁化膜に対し
て垂直方向に印加しながら、情報に応じて光強度を強弱
に変調した光ビームを照射し、光強度が強のとき、光ビ
ームが照射されている領域の垂直磁化膜の磁化の方向を
外部磁界の方向に向かせ、光強度が弱のとき、光ビーム
が照射されている領域の垂直磁化膜の磁化の方向をその
領域の周囲の領域の磁化より生じる外部磁界の方向とは
反対向きの反磁界の方向に向かせることにより、情報の
書き換えを行うことを特徴としている。

【００１１】請求項２の発明に係る光磁気記録方法は、
基板上に情報を記録する垂直磁化膜と磁化が前記垂直磁
化膜の膜面に対して垂直方向に揃えられたバイアス磁性
膜とが形成され、所定方向に駆動されている光磁気メモ
リー素子に、情報に応じて光強度を強弱に変調した光ビ
ームを照射し、光強度が強のとき、光ビームが照射され
ている領域の垂直磁化膜の磁化の方向をバイアス磁性膜
の磁化の方向により決まる方向に向かせ、光強度が弱の
とき、光ビームが照射されている領域の垂直磁化膜の磁
化の方向をその領域の周囲の領域の磁化より生じるバイ
アス磁性膜の磁化の方向により決まる方向とは反対向き
の反磁界の方向に向かせることにより、情報の書き換え
を行うことを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１の構成によれば、基板上に垂直磁化膜
を形成した光磁気メモリー素子を使用し、光ビームの光
強度が強のとき、光ビームが照射されている垂直磁化膜
の領域は、温度上昇により保磁力が低下するので、磁化
は外部磁界の方向を向く。一方、光ビームの光強度が弱
のとき、光ビームが照射されている垂直磁化膜の領域
は、温度低下により磁化が増大するので、この磁化は光
ビームが照射されている領域の周囲の領域の磁化より生
じる外部磁界の方向とは反対向きの反磁界との相互作用
が増大し、反磁界の方向に向く。これにより、初期化用
磁石を用いることなく、光変調記録によるオーバーライ
トが実現できる。

【００１３】請求項２の構成によれば、基板上に垂直磁
化膜と磁化が前記垂直磁化膜の膜面に対して垂直方向に
揃えられたバイアス磁性膜とを形成した光磁気メモリー
素子を使用しているので、バイアス磁性膜が上記請求項
１の外部磁界と同様の働きをするため、外部磁界を印加
することなく、光変調記録によるオーバーライトが実現
できる。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図３に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１５】本実施例で使用される光磁気メモリー素子
としての光磁気ディスクは、図３に示すように、円盤状
の光透過性のある基板１上に光磁気記録媒体層２を設け
た構成になっている。通常、基板１の光磁気記録媒体層
２側には、光ビーム５を案内するためのガイドトラック
が形成されている。

【００１６】上記の光磁気記録媒体層２は、例えば、第
１の誘電体膜、磁性体からなる垂直磁化膜、第２の誘電
体膜を基板１側から順次積層した三層構造になってい
る。第１および第２の誘電体膜は、垂直磁化膜を保護す
る働きをする。また、第１の誘電体膜は、磁気カー効果
を強調する働きもする。なお、第２の誘電体膜上にさら
に反射膜を設けた四層反射膜構造にしてもよい。

【００１７】三層構造の光磁気記録媒体層２を有する光
磁気ディスクは、具体的には例えば、ポリカーボネイト
からなる基板１上に、第１の誘電体膜としてＡｌＮを８
０ｎｍ、垂直磁化膜としてＤｙ₂₀Ｆｅ₅₆Ｃｏ₂₄を１００
ｎｍ、第２の誘電体膜としてＡｌＮを８０ｎｍ、順次形
成することにより得られる。この垂直磁化膜の室温にお
ける保磁力は５ｋＯｅ、キュリー温度は２００℃であっ
た。

【００１８】また、四層反射膜構造の光磁気記録媒体層
２を有する光磁気ディスクは、具体的には例えば、ポリ
カーボネイトからなる基板１上に、第１の誘電体膜とし
てＡｌＮを８０ｎｍ、垂直磁化膜としてＤｙ₂₀Ｆｅ₅₆Ｃ
ｏ₂₄を２０ｎｍ、第２の誘電体膜としてＡｌＮを２５ｎ
ｍ、反射膜としてＡｌを５０ｎｍ、順次形成することに
より得られる。

【００１９】本実施例で使用される光磁気記録再生装置
としての光磁気ディスク装置は、基本的には、光磁気デ
ィスクの基板１側に配置された光学ヘッド３と、光磁気
ディスクの光磁気記録媒体層２側に光学ヘッド３に対向
して配置された電磁石６から構成されている。

【００２０】光学ヘッド３は、半導体レーザー等の光源
を有しており、光源からの出射光を集光し、光磁気記録
媒体層２に光ビーム５を照射する対物レンズ４を備えて
いる。

【００２１】電磁石６は、円柱状の磁気コア７と、磁気
コア７に巻回されたコイル８から構成されており、光ビ
ーム５が照射されている光磁気記録媒体層２に一定の大
きさの外部磁界Ｈexを光磁気記録媒体層２に対して垂直
方向に印加できるようになっている。

【００２２】上記の構成において、オーバーライト、す
なわち、重ね書きによる情報の書き換えを行うとき、所
定方向に回転駆動されている光磁気ディスクに電磁石６
より一定の大きさの外部磁界Ｈexを光磁気記録媒体層２
に対して垂直方向（下向き）に印加しながら、情報に応
じて光強度を強弱に変調した光ビーム５を照射してい
る。

【００２３】光ビーム５の光強度を図１の（ａ）に示す
ように変化させた場合のオーバーライト動作について説
明する。ここで、縦軸は光強度を示しており、横軸は時
間を示している。

【００２４】（ａ）のように光ビーム５の光強度を変化
させたときの光磁気記録媒体層２における垂直磁化膜の
磁化の様子を同図の（ｂ）に示す。磁化の方向は上向
き、または、下向きの矢印で示されている。また、光磁
気記録媒体層２のトラック方向の位置と、その位置に照
射される光ビーム５の光強度とが対応するように図示さ
れている。

【００２５】光ビーム５の光強度が消去パワーレベルＰ
_E （ハイレベル）にあるとき、垂直磁化膜の磁化の方向
は外部磁界Ｈexの方向、すなわち、下向きになる。これ
に対して、光ビーム５の光強度がゼロ（ローレベル）に
されると、磁化の方向は前記下向きの磁化により生じる
反磁界の方向（破線で示されている）、すなわち、上向
きになる。

【００２６】上記のオーバーライト動作について、図２
に基づいて、さらに詳しく説明すれば、以下のとおりで
ある。

【００２７】光ビーム５の光強度を、（ａ）のように変
化させた場合を考える。光ビーム５の光強度は、初め、
消去パワーレベルＰ_E （ハイレベル）にあり、時刻ｔ₂
に記録パワーレベルＰ_L （ローレベル）に下がり、時刻
ｔ₃ に再び消去パワーレベルＰ_E に戻るとする。なお、
消去パワーレベルＰ_E とは垂直磁化膜をキュリー温度以
上に昇温できるレーザーパワーであり、記録パワーレベ
ルＰ_L とは垂直磁化膜をキュリー温度にまで昇温できな
いレーザーパワーであり、通常ゼロである。

【００２８】このように光ビーム５の光強度を変化させ
たときの光磁気記録媒体層２における垂直磁化膜の磁化
の様子を同図の（ｂ）〜（ｆ）に示す。なお、磁化の方
向は上向き、または、下向きの矢印で示されていると共
に、光磁気記録媒体層２のトラック方向の位置と、その
位置に照射される光ビーム５の光強度とが対応するよう
に図示されている。

【００２９】時刻ｔ₁ では、光ビーム５の光強度は消去
パワーレベルＰ_E にあるので、光ビーム５が照射されて
いる垂直磁化膜の領域１１はキュリー温度以上に昇温さ
れている（斜線はキュリー温度以上であることを示して
いる）。このため、領域１１の磁化は消失している。領
域１１の両側の領域１２・１２はキュリー温度よりも低
いために磁化を有するが、高温であるため、その大きさ
は小さい。領域１２の磁化の方向は、領域１２よりもさ
らに外側にある領域１３の磁化（外部磁界Ｈｅｘの方
向、すなわち、下向き）により生じる反磁界（破線で示
されている）の方向、すなわち、外部磁界Ｈｅｘの方向
とは反対の上向きになっている。

【００３０】時刻ｔ₂ になるまで、光ビーム５の光強度
は消去パワーレベルＰ_E にあるので、光磁気ディスクの
回転に伴ってキュリー温度以上に昇温されている領域１
１は（ｃ）のように右に移動し、この移動に伴って下向
きの磁化を有する領域１３も右に広がっていく。これ
は、光ビーム５の光強度が消去パワーレベルＰ_E にある
とき、磁化の方向は外部磁界Ｈexの方向に揃っていくた
めである。

【００３１】時刻ｔ₂ で光ビーム５の光強度が記録パワ
ーレベルＰ_L に下げられると、領域１１・１２の温度は
急激に低下する。これにより、領域１２の磁化が大きく
なるので、領域１３の磁化により生じる反磁界との相互
作用が大きくなる。このために上向きの磁化を有する領
域１２が増大して、（ｄ）に示すように、領域１２ａ・
１２ａが形成される。また、領域１２ａの上向きの磁化
により生じる反磁界により下向きの磁化を有する領域１
４が形成される。

【００３２】時刻ｔ₃ で再び光ビーム５の光強度が消去
パワーレベルＰ_E に上げられると、（ｅ）に示すように
光ビーム５が照射されている領域１１はキュリー温度以
上に昇温され、この領域１１の磁化は消失する。また、
これに伴って、領域１４も減少して、領域１４ｂにな
る。

【００３３】時刻ｔ₄ では、キュリー温度以上に昇温さ
れている領域１１が（ｆ）のように右に移動し、この移
動に伴って下向きの磁化を有する領域１４ｂが右に広が
って領域１４ａになる。これは、前述のように、光ビー
ム５の光強度が消去パワーレベルＰ_E にあるとき、磁化
の方向は外部磁界Ｈexの方向に揃っていくためである。

【００３４】以上のようにして、記録パワーレベルＰ_L
の光ビーム５の照射により、光磁気記録媒体層２の垂直
磁化膜に外部磁界Ｈexとは反対方向の上向きの磁化を有
する領域１２ａを形成できる。

【００３５】上記の具体例で示した２種類の光磁気ディ
スクを用いて、実際にオーバーライトのテストを行っ
た。テスト条件としては、光磁気ディスクの回転速度を
９００ｒｐｍ、消去パワーレベルＰ_E を７ｍＷ、記録パ
ワーレベルＰ_L を０ｍＷ、外部磁界Ｈexを１５０Ｏｅ、
記録部位は光磁気ディスクの半径３０ｍｍの位置に設定
した。

【００３６】この条件のもとで、まず、１０００ｎｓの
周期で２００ｎｓの期間、消去パワーレベルＰ_E の光ビ
ーム５を照射したところ、光磁気ディスク上に約２．８
μｍおきに、０．５μｍの長さを有する記録ビットを形
成することができた。

【００３７】その後、１５００ｎｓの周期で２００ｎｓ
の期間、消去パワーレベルＰ_E の光ビーム５を照射した
ところ、前記記録ビットは消去され、光磁気ディスク上
に約４．２μｍおきに、０．５μｍの長さを有する記録
ビットを新たに形成することができた。

【００３８】次に、本発明の他の実施例について説明す
れば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の
実施例の図面に示した部材と同一の機能を有する部材に
は、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００３９】本実施例で使用される光磁気メモリー素子
としての光磁気ディスクは、光磁気記録媒体層２（図
３）に二層構造の交換結合磁性膜が用いられている点
が、前記実施例と異なっている。

【００４０】すなわち、本実施例の光磁気記録媒体層２
は、例えば、第１の誘電体膜、垂直磁化膜およびバイア
ス磁性膜からなる交換結合磁性膜、第２の誘電体膜を基
板１側から順次積層した構造になっている。バイアス磁
性膜の磁化は、垂直磁化膜に対して垂直方向に予め揃え
られており、その磁化は垂直磁化膜のキュリー温度にな
っても消失しないようになっている。このため、バイア
ス磁性膜の磁化は、垂直磁化膜に対して前記実施例の電
磁石６とほぼ同じ機能を果たす。したがって、本実施例
の光磁気ディスク装置は、前記実施例の電磁石６を省略
した構成になっている。

【００４１】上記の交換結合磁性膜を含む光磁気記録媒
体層２を有する光磁気ディスクは、具体的には例えば、
ポリカーボネイトからなる基板１上に、第１の誘電体膜
としてＡｌＮを８０ｎｍ、垂直磁化膜としてＤｙ₂₄Ｆｅ
₇₁Ｃｏ₅ を５０ｎｍ、バイアス磁性膜としてＧｄ₁₂Ｔｂ
₁₂Ｃｏ₇₆を１００ｎｍ、第２の誘電体膜としてＡｌＮを
１００ｎｍ、順次形成することにより得られる。この垂
直磁化膜の室温における保磁力は１５ｋＯｅ以上、キュ
リー温度は１９０℃であり、バイアス磁性膜の室温にお
ける保磁力は１・７ｋＯｅ、キュリー温度は３００℃以
上であった。

【００４２】上記の具体例で示した光磁気ディスクを用
いて、実際にオーバーライトのテストを行ったところ、
前記実施例と同一の記録ビット長が得られた。テスト条
件は前記実施例と同様である。ただし、上述のように電
磁石６による外部磁界Ｈexの印加は必要ない。

【００４３】以上の実施例において、光ビーム５の光強
度が記録パワーレベルＰ_L にある期間は、０．１〜１．
０μｍの記録ビット長が得られる期間に対応しているこ
とが好ましい。

【００４４】また、光磁気メモリー素子の一例として、
光磁気ディスクを挙げて説明したが、光磁気カードや光
磁気テープ等にも応用できる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１の発明に係る光磁気記録方法
は、以上のように、基板上に情報を記録する垂直磁化膜
が形成され、所定方向に駆動されている光磁気メモリー
素子に、一定の大きさの外部磁界を前記垂直磁化膜に対
して垂直方向に印加しながら、情報に応じて光強度を強
弱に変調した光ビームを照射し、光強度が強のとき、光
ビームが照射されている領域の垂直磁化膜の磁化の方向
を外部磁界の方向に向かせ、光強度が弱のとき、光ビー
ムが照射されている領域の垂直磁化膜の磁化の方向をそ
の領域の周囲の領域の磁化より生じる外部磁界の方向と
は反対向きの反磁界の方向に向かせることにより、情報
の書き換えを行う構成である。

【００４６】これにより、初期化用磁石を用いることな
く、外部磁界を印加するだけで、光変調記録によるオー
バーライトが実現できるという効果を奏する。

【００４７】請求項２の発明に係る光磁気記録方法は、
以上のように、基板上に情報を記録する垂直磁化膜と磁
化が前記垂直磁化膜の膜面に対して垂直方向に揃えられ
たバイアス磁性膜とが形成され、所定方向に駆動されて
いる光磁気メモリー素子に、情報に応じて光強度を強弱
に変調した光ビームを照射し、光強度が強のとき、光ビ
ームが照射されている領域の垂直磁化膜の磁化の方向を
バイアス磁性膜の磁化の方向により決まる方向に向か
せ、光強度が弱のとき、光ビームが照射されている領域
の垂直磁化膜の磁化の方向をその領域の周囲の領域の磁
化より生じるバイアス磁性膜の磁化の方向により決まる
方向とは反対向きの反磁界の方向に向かせることによ
り、情報の書き換えを行う構成である。

【００４８】これにより、初期化用磁石を用いることな
く、また、外部磁界も印加することなく、光変調記録に
よるオーバーライトが実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気記録方法の基本を示す説明図で
あり、（ａ）は光ビームの光強度の時間変化を示してお
り、（ｂ）は垂直磁化膜の磁化の様子を示している。

【図２】光磁気記録方法の詳細を示す説明図であり、
（ａ）は光ビームの光強度の時間変化を示しており、
（ｂ）ないし（ｆ）は垂直磁化膜の磁化の様子を時間経
過を追って示している。

【図３】光磁気ディスク装置の概略の構成図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 光磁気記録媒体層 ５ 光ビーム ６ 電磁石 １１ 領域 １２ 領域 １２ａ 領域 １３ 領域 １４ 領域 １４ａ 領域 １４ｂ 領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 賢司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に情報を記録する垂直磁化膜が形成
   され、所定方向に駆動されている光磁気メモリー素子
   に、一定の大きさの外部磁界を前記垂直磁化膜に対して
   垂直方向に印加しながら、情報に応じて光強度を強弱に
   変調した光ビームを照射し、光強度が強のとき、光ビー
   ムが照射されている領域の垂直磁化膜の磁化の方向を外
   部磁界の方向に向かせ、光強度が弱のとき、光ビームが
   照射されている領域の垂直磁化膜の磁化の方向をその領
   域の周囲の領域の磁化より生じる外部磁界の方向とは反
   対向きの反磁界の方向に向かせることにより、情報の書
   き換えを行うことを特徴とする光磁気記録方法。
2. 【請求項２】基板上に情報を記録する垂直磁化膜と磁化
   が前記垂直磁化膜の膜面に対して垂直方向に揃えられた
   バイアス磁性膜とが形成され、所定方向に駆動されてい
   る光磁気メモリー素子に、情報に応じて光強度を強弱に
   変調した光ビームを照射し、光強度が強のとき、光ビー
   ムが照射されている領域の垂直磁化膜の磁化の方向をバ
   イアス磁性膜の磁化の方向により決まる方向に向かせ、
   光強度が弱のとき、光ビームが照射されている領域の垂
   直磁化膜の磁化の方向をその領域の周囲の領域の磁化よ
   り生じるバイアス磁性膜の磁化の方向により決まる方向
   とは反対向きの反磁界の方向に向かせることにより、情
   報の書き換えを行うことを特徴とする光磁気記録方法。