JP2001202665A

JP2001202665A - 高密度磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2001202665A
Application number: JP2000010872A
Authority: JP
Inventors: Tadao Katsuragawa; 忠雄桂川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】基本的にはレーザー光は１種でよく、また、
磁性層は１層で、多値の数値は従来に比較して大幅に大
きな数値が容易に得られ、さらに、磁性層を複数層と
し、レーザー光も磁性層の数と同数とすることが可能な
多値化高密度記録記録媒体を提供する。また、４００ｎ
ｍ以下の短波長レーザーを用いた記録再生が可能であ
り、かつ磁気光学効果の波長依存性が少ないために安定
した記録再生が可能であり、更に光の回折が発生しない
ために、光を有効に利用できる多値化高密度磁気記録媒
体を提供する。【解決手段】基板上に記録層を設けてなり、該記録層
の１スポットに、ファラデー効果による光の偏光面回転
角を、多値情報として記録・再生する高密度磁気記録媒
体であって、該記録層は、誘電体（Ｇ）と透明磁性体
（Ｍ）が下記（Ｉ）又は（II）のように積層された構造
を有することを特徴とする高密度磁気記録媒体。 {(ＧＭ)ⁿ(ＭＧ)ⁿ}^m ・・・（Ｉ） {(ＭＧ)ⁿ(２Ｍ)(ＧＭ)ⁿ}^m ・・・（II）（但し、ｍ、ｎは自然数を表し、各Ｇ、各Ｍの膜厚は等
しいものとする）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度磁気記録媒
体に関し、詳しくは単一記録部位（スポット）に多値の
磁気記録をし、その記録部位の透過光の偏光面回転角
を、多段階磁化に対応した多値強度磁気情報として読み
出す高密度磁気記録媒体に関する。

【０００２】従来の磁気記録方式としては、代表的なも
のが３種類ある。１つは面内磁気記録方式で、現在のオ
ーディオ、ビデオ、フロッピー、ハードディスクなどに
用いられている。この方式に使用される磁気記録媒体は
面内に磁気異方性を有しており、あまり短い間隔で磁化
すると反磁界が大きくなり、漏れ磁束が媒体外部に出て
こないために、高密度記録には適していない。また、記
録単位は幅が２μｍ以上と広くないと、出力が弱く、Ｓ
／Ｎ比が不足するという高密度記録にとって重大な欠点
を有する。

【０００３】２つ目は垂直磁気記録方式で、磁気記録媒
体は膜面の垂直方向に磁気異方性を有しており、１記録
単位（ビット）は５０ｎｍφ程度としても磁化可能で、
高密度記録に適している。しかし磁気ヘッドと媒体間に
スペースがあると、書き込み時にはそれほど問題となら
ないが（ヘッド磁界が大きいため）、読み出し時には、
媒体からの弱い磁界の検知が必要で、極端にＳ／Ｎが低
下するために、媒体表面に強く接触させて再生すると媒
体やヘッドの磨耗が問題となる。

【０００４】３つ目は光磁気記録方式で、光磁気ディス
クに用いられている。レーザー光を磁気記録媒体に吸収
させて加熱し、弱い磁界を印加して磁化し、レーザーの
媒体からの反射光の偏光面回転角を２値のデジタル信号
として再生する方法である。

【０００５】上記したように、面内磁気記録方式は基本
的に高密度記録に適していないし、垂直磁気記録方式は
高密度磁気記録方式に適しているが、再生時の磨耗の点
で、実用化はまだ先の技術である。光磁気記録方式では
熱磁気記録（ヒートモード）のため、２値（記録の有り
無し、または磁化の方向が＋方向か−方向か）以上は困
難である。すなわち記録部位を加熱する場合、加熱温度
や磁界強度を変化させても、何十という多段階の強度変
調記録は困難である。また反射光のカー回転角を用いて
いるが、その角度はせいぜい０．４度程度が現状であ
り、多値化にはあまりにも小さすぎる。それ故高速度に
信号が変化する場合に、現状では検出器の分解能では、
多値に分解して検知することは不可能である。

【０００６】そこで最近では１記録層上に記録するので
はなく、多層膜の光磁気記録方式を用いた、多値記録方
法が研究されている。すなわち上の層は光が透過するこ
とを利用している。例えば、第２１回日本応用磁気学会
学術講演概要集（１９９７）第４９９頁には、将来の大
容量画像メモリーとして、ファラデー効果の波長特性が
異なる、複数の磁性ガーネットを積層して、波長選択性
を持たせ、各層の信号を選択的に読み出す波長多重再生
（磁性層数に応じた波長のレーザーを用いる）が記載さ
れている（ＮＨＫ）。また、同講演概要集（１９９７）
第５０１頁には、同様に大容量メモリーとして、前者が
２層とも磁性ガーネットを用いるのに対して、１層は磁
性ガーネット（透過光のファラデー回転を利用する）を
用い、もう１層は反射用磁性膜（反射光のカー回転を利
用する）を用い、レーザー波長は各層の波長特性から２
波長が選択される多値光磁気記録法が記載されている
（日本大学）。また、本発明者は特開平４−３３８６１
１号公報において、粒子径の異なる強磁性粒子を同一層
内に分散し、粒子径の光吸収特性に応じた複数の波長の
レーザー光で加熱し、ファラデー回転角を個別に読み取
り再生する方法を提案した。

【０００７】上記従来技術のうち、ＮＨＫおよび日本大
学のものは、いずれも多層構造である。しかも少なくと
も１層は、ファラデー回転（光は透過）を利用するの
で、この層での光吸収により、実用的には３層以上にす
ると光強度が不足するので、３層以上に構成することは
困難である。すなわち、多層構造の光吸収による光強度
不足となる問題がある。またレーザー光は、各層の波長
特性によって選択された複数の波長を用いているが、記
録及び再生ごとに、複数のレーザー光を使い分けること
は実用的ではない。最も重大な欠点は２層で↓↓、↓
↑、↑↓、↑↑の４値、３層は困難であるが、できたと
して、８値と少数に限定されることである。すなわち、
最大でも８値と限定される。基本的に、多値の数値が多
くなればなるほど、光強度不足とレーザー数は増えて実
用上使いづらくなる。また、上記特開平４−３３８６１
１号公報においての提案も同様の課題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記背景に
鑑みてなされたもので、基本的にはレーザー光は１種で
よく、また、磁性層は１層で、多値の数値は従来に比較
して大幅に大きな数値が容易に得られ、さらに、磁性層
を複数層とし、レーザー光も磁性層の数と同数とするこ
とが可能な多値化高密度記録記録媒体を提供することを
その課題とする。また、本発明は、４００ｎｍ以下の短
波長レーザーを用いた記録再生が可能であり、かつ磁気
光学効果の波長依存性が少ないために安定した記録再生
が可能であり、更に光の回折が発生しないために、光を
有効に利用できる多値化高密度磁気記録媒体を提供する
ことを別の課題とする

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題を解決するため、基板上に記録層を設けてなり、該記
録層の１スポットに、ファラデー効果による光の偏光面
回転角を、多値情報として記録・再生する高密度磁気記
録媒体であって、該記録層は、誘電体（Ｇ）と透明磁性
体（Ｍ）が下記（Ｉ）又は（II）のように積層された構
造を有することを特徴とする高密度磁気記録媒体が提供
される。 {(ＧＭ)ⁿ(ＭＧ)ⁿ}^m ・・・（Ｉ） {(ＭＧ)ⁿ(２Ｍ)(ＧＭ)ⁿ}^m ・・・（II）（但し、ｍ、ｎは自然数を表し、各Ｇ、各Ｍの膜厚は等
しいものとする）

【００１０】また、本発明によれば、上記構成におい
て、該記録層の片面に反射膜が設けられていることを特
徴とする高密度磁気記録媒体が提供される。

【００１１】また、本発明によれば、上記構成におい
て、該記録層は、基板面に垂直な磁気異方性を有するこ
とを特徴とする高密度磁気記録媒体が提供される。

【００１２】また、本発明によれば、上記構成におい
て、該透明磁性体は、一般式（１）で表されるイットリ
ウム鉄ガーネット又は希土類鉄ガーネットであることを
特徴とする高密度磁気記録媒体が提供される。

【化２】Ｒ_3-XＡ_XＦｅ_5-ｙＢ_ｙＯ₁₂ ・・・（１）（但し、Ｒはイットリウム又は希土類金属で、該希土類
金属はＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕのうちの少なくとも一種以上で
あり、ＡはＢｉ、Ｃｅ、Ｐｂ、Ｃａ又はＰｔであり、Ｂ
はＡｌ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｃｏ、Ｆｅ（II）、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｚｒ及びＴｉのうちの少なくとも一種以上であり、
０．２＜ｘ＜２、０≦ｙ＜５である）

【００１３】また、本発明によれば、上記構成におい
て、最表面に保護膜が設けられていることを特徴とする
高密度磁気記録媒体が提供される。

【００１４】さらに、本発明によれば、上記構成におい
て、該基板は、プラスチックフィルムであることを特徴
とする高密度磁気記録媒体が提供される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の高密度磁気記録媒体
について詳述する。本発明の高密度磁気記録媒体は、記
録層の１スポットに、印加磁界の強度に比例した、多段
階強度の内の１種の磁化を記録し、ついで該記録部位に
直線偏光を照射して、透過光の偏光面回転角を、多段階
磁化強度に対応した多値情報として読み出すものであ
り、特に短波長レーザーでの記録再生が可能であり、か
つ磁気光学効果の波長依存性が少なく、また光の利用効
率が高いために、安定した記録再生を可能としたもので
ある。

【００１６】従って１つの記録面積には、従来より多値
に応じた倍数の記録が可能となり、同一記録媒体、例え
ば５インチ径のディスクを用いた場合は、同一ディスク
内に数倍の記録が可能になる。８値であれば３倍、１６
値であれば４倍、３２値であれば５倍である。以下にさ
らに説明を加える。

【００１７】本発明の磁気記録媒体は基本的に光、特に
可視域あるいはそれ以上の短波長レーザー光を透過する
か、または反射する。これは磁気記録媒体を透過した、
または反射して２度磁気記録媒体（記録層）を通過し
た、ファラデー回転角による大きな偏光面回転角を用い
るためである。従って磁気記録媒体は、透過または反射
後の偏光面回転角が、従来と大幅に異なり、１０度（通
常２０度以上）以上あることが重要である。いずれにし
ても従来の磁性材料は、そのままでは１０度の回転角を
得た場合、光透過率が大幅に低下してＳ／Ｎ比が不足し
て本発明に利用できない。本発明においては、１０度以
上のファラデー回転角を得る記録媒体として、記録層
が、誘電体と磁性体の多層膜によって構成される。

【００１８】本発明の磁気記録媒体に対しては、記録は
強度変調した磁界で行い、再現性良く多段階磁気記録
し、再生は該記録部位に照射した直線偏光の、多段階磁
気記録強度に対応した、偏光面回転角を多値情報として
読み取って行うという、記録再生方式を用いる。基本的
には記録再生ヘッドは、記録媒体の一方の側、好ましく
は記録層側に、固定して設けられるのがよい。記録媒体
の記録層側と基板側に、記録と再生のためのヘッドを別
々に配置すると、高密度になるほど位置を合わせること
が困難になるからである。従って本発明では、記録媒体
通過後のフアラデー回転角を読む場合も、反射層を設け
て、光を入射させた側から記録を読み取る構成とする。

【００１９】なお、記録時の印加磁界の強度変調は、記
録用ヘッドに用いられるコイルの電流量を変調した方法
等を用いて行う。用いられる強磁性体材料に対して、あ
る一定の磁界強度で一斉に磁気スピンが回転するような
磁界強度およびそれ以上の強度では、いつも一定強度に
記録されるので、多段階磁化を記録することはできな
い。ある磁界強度範囲（利用範囲）では、印加磁界強度
に比例して磁化されることが必要である。この磁界強度
範囲も１Ｋガウス以下が（用いる材料に因るが）磁気ヘ
ッドがコンパクトに作製できて好ましい。

【００２０】本発明では、再生に直線偏光を、膜面に垂
直に入射して用いるために、磁気記録媒体は膜面に垂直
に磁気異方性を有するいわゆる垂直磁気記録媒体が好ま
しい。スピンと光の進行方向が平行であることが、磁気
光学特性上必要の為である。この場合、磁気スピンは膜
面に垂直に上向きと下向きがあるので、偏光面の回転角
は逆となり、２倍の多値が得られると言う本発明特有の
メリットが生ずる。従来技術のところで説明した、従来
の磁束の変化を検知する磁気記録方法では、得られない
効果である。なお、従来のように強磁性体膜を加熱し
て、消磁した状態で磁化する方法では、多段階に再現性
良く磁化できないことは言うまでもない。

【００２１】垂直磁気記録媒体の微小面積に、この多段
階の磁化を行うには、垂直磁気ヘッドが好ましい。いわ
ゆる磁気ヘッドからの発生磁界は、膜面に垂直になるこ
とが好ましいからである。最も作製が容易で、高密度に
記録できる垂直磁気ヘッドは、棒状軟磁性体に銅線を巻
いた形状のものである。磁界強度はコイルに流される電
流値によって制御されるが、強磁性体表面と該垂直磁気
ヘッド先端とは、間隔が一定でないと多段階に再現性良
く磁化をすることができない。

【００２２】従来このような垂直磁気ヘッドを用いる垂
直磁気記録方式が、実用化を困難にしている理由は、記
録後の再生を垂直磁気ヘッドで行うことが容易で無いこ
とに因る。即ち垂直磁気記録は数十ｎｍ径（記録部位の
大きさ）程度まで微小に記録できるが、再生時に記録し
た強磁性体表面と垂直磁気ヘッド先端との間隔の為に、
５０ｎｍ径程度までしか再生できないし、更に長期に安
定しては、もっと大きな面積しか再生できないという致
命的な欠点によるものである。

【００２３】本発明は高密度に記録できる垂直磁気記録
を用い、再生時には磁気記録媒体と接触しない、直線偏
光の偏光面回転角を用いた方法で読み出して、この課題
を解決している。記録と再生方法が異なるのはこの理由
に因るもので、それぞれの方法の良い点を用いているこ
とになる。

【００２４】また、本発明では、記録層に、誘電体と磁
性体の多層膜を用いることによって、ファラデー効果を
従来に比べ大幅に増大させている。即ち、本発明の磁気
記録媒体では、記録層は、誘電体（Ｇ）と透明磁性体
（Ｍ）が下記（Ｉ）又は（II）のように積層された構造
となっている。 {(ＧＭ)ⁿ(ＭＧ)ⁿ}^m ・・・（Ｉ） {(ＭＧ)ⁿ(２Ｍ)(ＧＭ)ⁿ}^m ・・・（II）（但し、ｍ、ｎは自然数を表し、各Ｇ、各Ｍの膜厚は等
しいものとする）

【００２５】（Ｉ）の構造のものは、誘電体（Ｇ）と透
明磁性体（Ｍ）を１ペアーとしたものをｎ個積層すると
ともに、透明磁性体（Ｍ）と誘電体（Ｇ）を１ペアーと
したものをｎ個積層し、この組合せをｍ組重ね合わせて
構成される。ｎは任意の自然数とすることができるが、
通常１〜１０、好ましくは１〜６、より好ましくは１〜
３である。この場合、誘電体（Ｇ）の一層の膜厚は５〜
２００ｎｍ、より好ましくは５〜３０ｎｍ程度であり、
透明磁性体（Ｍ）の一層の膜厚は１００〜４００ｎｍ程
度である。記録層全体の膜厚は１００〜１００００ｎ
ｍ、より好ましくは１００〜１０００ｎｍである。ここ
で誘電体（Ｇ）と透明磁性体（Ｍ）の積層は、ＧＭの次
はＭＧのように順番が逆になること、即ち磁性体（Ｍ）
に対して積層が対称になることが好ましい。このような
構造とするによって、強磁性体特有の波長依存性に応じ
た最大のファラデー効果を有する波長で（ピークを与え
る波長）、直線偏光の偏光面回転角が増大するように設
計できる。図１は（Ｉ）のタイプのものでｎ＝１、ｍ＝
１の場合で、ＧＭＭＧとなっている。

【００２６】（II）の構造のものは、透明磁性体（Ｍ）
と誘電体（Ｇ）を１ペアーとしたものをｎ個積層すると
ともに、その上に透明磁性体（Ｍ）を２層分積層し、さ
らにその上に、誘電体（Ｇ）と透明磁性体（Ｍ）を１ペ
アーとしたものをｎ個積層し、この組合せをｍ組重ね合
わせて構成される。ｎは任意の自然数とすることができ
るが、通常１〜１０、好ましくは１〜６、より好ましく
は１〜３である。この場合、誘電体（Ｇ）の一層の膜厚
は５〜２００ｎｍ、より好ましくは５〜３０ｎｍ程度で
あり、透明磁性体（Ｍ）の一層の膜厚は１００〜４００
ｎｍ程度である。記録層全体の膜厚は１００〜１０００
０ｎｍ、より好ましくは１００〜１０００ｎｍである。
ここで誘電体（Ｇ）と透明磁性体（Ｍ）の積層は、ＭＧ
の次は２Ｍを介してＧＭのように順番が逆になること、
即ち磁性体（Ｍ）に対して積層が対称になることが好ま
しい。このような構造とするによって、強磁性体特有の
波長依存性に応じた最大のファラデー効果を有する波長
で（ピークを与える波長）、直線偏光の偏光面回転角が
増大するように設計できる。

【００２７】本発明において、記録層を構成する透明磁
性層としては、従来一般的に用いられている磁気光学効
果を示す透明磁性材料でよいが、ファラデー回転角が大
きくて、透明性の大きいいわゆる性能指数の大きい磁性
材料が好ましい。例えば５０ｎｍ以下の粒子径を有す
る、鉄、コバルト、Ｎｉなど強磁性金属の超微粒子膜が
用いられる。この場合の金属超微粒子以外の膜組成とし
ては酸素、炭素などである。鉄、コバルト、Ｎｉなど強
磁性金属は大きな磁気光学効果を示すが、光の吸収も大
きいためにそのままの薄膜では用いられなかったが、超
微粒子膜とすると大きな性能指数を有するようになる。
また粒子径の制御によって、適当な保磁力を得ることが
できる。他にコバルトフェライト、Ｂａフェライトなど
の酸化物、ＦｅＢＯ₃、ＦｅＦ₃、ＹＦｅＯ₃、ＮｄＦｅ
Ｏ₃などの複屈折が大きな材料、ＭｎＢｉ、ＭｎＣｕＢ
ｉ、ＰｔＣｏなどがある。

【００２８】また、本発明では、できる限り可視光全体
にわたって均一な、かつ大きな性能指数を有する透明磁
性層として、一般式（１）で表されるイットリウム又は
希土類鉄ガーネットを好ましく用いることができる。

【化３】Ｒ_3-XＡ_XＦｅ_5-ｙＢ_ｙＯ₁₂ ・・・（１）（但し、Ｒはイットリウム又は希土類金属で、該希土類
金属はＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕのうちの少なくとも一種以上で
あり、ＡはＢｉ、Ｃｅ、Ｐｂ、Ｃａ又はＰｔであり、Ｂ
はＡｌ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｃｏ、Ｆｅ（II）、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｚｒ及びＴｉのうちの少なくとも一種以上であり、
０．２＜ｘ＜２、０≦ｙ＜５である）具体例としては、Ｂｉ_2.2Ｄｙ_0.8Ｆｅ_3.8Ａｌ_1.2Ｏ₁₂、
Ｃｅ_0.7Ｙ_2.3Ｆｅ₄Ｃｏ₁Ｏ₁₂、Ｂｉ_1.3Ｇｄ_0.7Ｌｕ_1.0
Ｆｅ₅Ｏ₁₂、Ｂｉ_1.4Ｄｙ_1.0Ｇａ_0.6Ｆｅ₄Ｏ₁₂等が挙げ
られる。

【００２９】磁気光学効果は、光の進行方向とスピンの
方向とが平行の場合に最も大きな効果が得られるので、
これらの材料は膜面に垂直に磁気異方性を有する膜が好
ましい。これらの透明磁性材料は一般的なスパッタ、真
空蒸着、ＭＢＥなどのＰＶＤ法やＣＶＤ法、メッキ法等
が用いられる。

【００３０】本発明において、記録層を構成する誘電体
としては、透明でかつ熱的に安定な物質が適し、例えば
金属や半金属の酸化物、窒化物、カルコゲン化物、フッ
化物、炭化物、およびこれらの混合物であり、具体的に
はＳｉＯ₂、ＳｉＯ、Ａｌ₂Ｏ ₃、ＧｅＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｔ
ａ₂Ｏ₅、ＴｅＯ₂、ＴｉＯ₂、ＭｏＯ₃、ＷＯ₃、Ｚｒ
Ｏ ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、ＺｎＳ、Ｃｄ
Ｓ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｇＦ、Ｐｂ
Ｆ₂、ＭｎＦ₂、ＮｉＦ₂、ＳｉＣなどの単体あるいはこ
れらの混合物である。これらの材料の中から透明磁性体
と屈折率を異にする種類を選択すればよい。膜は各種の
ＰＶＤ、ＣＶＤ法を用いて作製される。

【００３１】ファラデー効果を利用する場合、偏光面回
転角はそのままでは多値信号として用いることは困難で
ある。２個の偏光機能素子を、軸（例えば吸収タイプで
あれば吸収軸）を基準として、相互にθ度回転させる
と、ｃｏｓ（θ）に比例して光強度が低下する。従って
デジタル信号として用いるためには、まず回転角変化
を、偏光素子を通して電気的な強度信号に変換する。さ
らにＡＤ変換器を用いてデジタル信号に変換する方法が
用いられる。

【００３２】本発明による効果の一例を示す。磁気記録
媒体を記録前に−磁界印加しておく。記録部位への磁界
の＋印加に因って、回転角が＋１０度の場合（ファラデ
ー効果を反射させて用いた場合は、光の媒体内往復によ
って＋２０度となる）、未記録部位との差異は±２０度
となる。回転角の検出分解能は少なくても２度以下であ
るので、４０値以上が可能となる。但し回転角が０度と
９０度に近い場合は、線形応答性が低いので若干上記よ
り低い値となる。

【００３３】本発明の磁気記録媒体において、基板（支
持体）には、石英ガラス、サフアイア、結晶化透明ガラ
ス、パイレックスガラス、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢｅＯ、
ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、ＴｈＯ₂・ＣａＯ、ＧＧＧ（ガドリニ
ウム、ガリウム、ガーネット）などの無機透明材料やＭ
ＭＡ、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、
アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリア
リレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、
エポキシ樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１、フッ素
化ポリイミド、フッ素樹脂、フェノキシ樹脂、ポリオレ
フィン系樹脂、ナイロン樹脂などの透明プラスチックフ
ィルムが用いられる。ポリイミドフィルムのように透明
性は劣るが耐熱性が高いようなプラスチックフィルムも
利用できる。プラスチックフィルムを用いると、軽い、
曲げやすい等の利点が有るので利用しやすい。反射膜を
用いる場合は、基板は透明でなくても良く、任意の有機
材料、無機材料が用いられる。但し表面は平滑でなけれ
ば、磁化を多段階に再現性良く記録することができな
い。

【００３４】反射層としては、ＰＶＤ法で設けられたＡ
ｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ
₂、ＴｅＣ、ＳｅＡｓ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＣｒＮなどの
薄膜が用いられる。反射層の膜厚は５０〜２０００ｎ
ｍ、より好ましくは１００〜１０００ｎｍ程度である。

【００３５】偏光子層としては、各種の市販の偏光フィ
ルムやビームスプリッターを用いた高透過率偏光子等が
用いることができる。偏光フィルムには大別して多ハロ
ゲン偏光フィルム、染料偏光フィルム、金属偏光フィル
ムなどがある。より好ましくはニコルプリズム、グラン
・トムソンプリズム、グラン・フーコープリズム、グラ
ン・テーラープリズムロションプリズム、ウォーラスト
ンプリズムおよびこれらを適宜併用して用いることがで
きる。また最近では人為的に波長オーダーの周期的微細
構造を設けた、構造性複屈折偏光子や、また薄膜を積層
して作製した、反射型薄膜偏光子等が適用可能である
が、これらに限定されるものではない。

【００３６】誘電体膜と磁性体の多層膜の最表面層に
は、傷や剥離などの損傷を防止するために保護膜を設け
ることが、デバイスの耐久性の点から好ましく、Ｓｎ
Ｓ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＩＴＯ、ＺｒＣ、ＴｉＣ、Ｍｇ
Ｆ₂、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｒＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａ
ｌ₂Ｏ₃／Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＡｌＯＮ、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、
ＳｉＣＮ：Ｈなどが用いられる。有機樹脂保護膜として
は、重合性モノマーおよびオリゴマーを主成分とする光
硬化性樹脂組成物や、熱光硬化性樹脂組成物を用いるこ
とができる。膜厚は５０〜１０００ｎｍが望ましい。

【００３７】本発明の記録再生に用いるヘッドにおける
高透磁率コアに用いる軟磁性材料としては、従来より多
用される、純鉄、珪素鋼、鉄やニッケルおよびコバルト
との各種合金（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−
Ｂ系）などが用いられる。特に本発明の目的には、これ
ら鉄とニッケルで構成されるパーマロイと言われる物
が、好適に用いられる。透磁率は１０００以上もしくは
１００００以上が良い。

【００３８】

【実施例】以下に実施例によって詳しく説明する。

【００３９】実施例１（請求項１〜６に対する実施例：式（Ｉ）においてｎ＝
１、ｍ＝３の場合）オクタミス・ヒドリドシルセスキオ
キサンとビス・フェニルエチレン・ベンゼンの共重合体
を白金触媒を使って常温常圧で作製した。この共重合体
は溶媒に溶かして石英ガラス基板に塗布した後、これを
乾燥して１００μｍ厚とし剥離して透明な支持体に加工
した。この支持体は容易に手で曲げることができる。こ
の支持体上に、真空蒸着法を用いて２００ｎｍ厚のアル
ミニウムの反射膜を設けた。次にスパッタ法を用いて、
ＳｉＯ₂膜（屈折率ｎ＝１．４７）を８８ｎｍ、ついで
Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット膜（ｎ＝２．０５）を１２
６ｎｍ、更にその上にＳｉＯ₂膜を８８ｎｍの各厚みに
作製した。以上の透明磁性層と誘電体層の構成を１ペア
ーとして、３ペアー合計９層積層した。基板温度は３０
０℃、投入電力２００Ｗ、ガス圧力は共に７．０Ｐａ
（Ａｒ：Ｏ₂＝９：１）であった。製膜レイトはＳｉＯ
₂の場合、２ｎｍ／秒、Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット
膜の場合０．５ｎｍ／秒であった。更にスパッタ法を用
いて、以上で作製した多層膜の上に、保護膜としてＳｉ
₃Ｎ₄を１μｍ厚に作製した。各膜の膜厚分布は、最も厚
いところと薄いところの差異が、全膜厚の３％であっ
た。ついでこの基板上の膜を、６５０℃（空気中）で３
時間加熱してＢｉ置換希土類鉄ガーネット膜を結晶化し
た。支持体には特別な変化はなかった。膜の組成はＢｉ
_2.2Ｄｙ_0.8Ｆｅ_3.8Ａｌ_1.2Ｏ₁₂であった。磁気光学効果
測定装置（日本分光株製Ｋ２５０、ビーム径２ｍｍ角）
で測定したファラデー回転角の波長依存性から、ピーク
（波長５２０ｎｍ）の半値幅を求めると１９ｎｍであっ
た。ピークのファラデー回転角は２２度であった。ＶＳ
Ｍで磁界を膜面に垂直に印加して測定した保磁力は５６
０Ｏｅであった。以上の膜構成物の記録層側から図２
に示すように記録再生ヘッドの記録部を用いて、記録層
に記録した。記録部の軟磁性コアによる磁界強度が、記
録層に置いて０．５、０．７５、１．０Ｋガウスとなる
ように３段階に変化させて記録した。この場合の図２の
Ｌ（記録再生ヘッドと保護層の距離）は約５０ｎｍであ
った。記録したスポットの大きさは０．５×０．５μｍ
であった。同様にして作製した別の記録層に、±０．
５、±０．７５、±１．０Ｋガウスとなるように６段階
に変化させて記録した場合、磁気光学効果測定装置で測
定したファラデー回転角（ゼロ磁界）は直線的に増大し
た。５２０ｎｍのレーザー光を、上記磁気記録スポット
に照射して、ファラデー回転角を測定したところ、±
０．５、±０．７５、±１．０Ｋガウスに対応して、比
例関係にあった。このように、磁気記録媒体の１スポッ
トに、印加磁界の強度に比例した、多段階強度の内の１
種の磁化を記録し、該記録部位に直線偏光を照射して、
光の偏光面回転角を多値情報として読み出すことができ
た。

【００４０】実施例２（請求項１〜６に対する実施例：式（II）においてｎ＝
２、ｍ＝１の場合）実施例１と同様にして作製した支持
体の上に、真空蒸着法を用いて２００ｎｍ厚のアルミニ
ウムの反射膜を設けた。次にスパッタ法を用いて、まず
Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット膜（ｎ＝２．０５）を６３
ｎｍ、ついでＳｉＯ₂膜（屈折率ｎ＝１．４７）を８８
ｎｍの厚みにして作製した。以上の透明磁性層と誘電体
膜の構成を１ペアーとして、２ペアー合計４層積層し
た。更にその上にＢｉ置換希土類鉄ガーネット膜（ｎ＝
２．０５）を１２６ｎｍの厚みにして作製した。この透
明磁性層の上に、上記透明磁性層と誘電体膜の構成のペ
アーを、２ペアー合計４層積層した。但し積層順は逆で
ＳｉＯ₂膜を先とした。従って最上層はＢｉ置換希土類
鉄ガーネット膜である。更にスパッタ法を用いて、以上
で作製した多層膜の上に、保護膜としてＳｉ₃Ｎ₄を１μ
ｍ厚に作製した。基板温度、投入電力、ガス圧力などの
製膜条件は実施例１とまったく同じとした。ついでこの
基板上の膜を、６５０℃（空気中）で３時間加熱してＢ
ｉ置換希土類鉄ガーネット膜を結晶化した。支持体には
特別な変化はなかった。ファラデー回転角の波長依存性
から、ピーク（波長５２０ｎｍ）の半値幅を求めると３
４ｎｍであった。ピークのファラデー回転角は２２度で
あった。ＶＳＭで磁界を膜面に垂直に印加して測定した
保磁力は５９０Ｏｅであった。以上の膜構成物の磁性
側から、実施例１と同様にして、記録再生ヘッドの記録
部を用いて磁性層に記録した。記録部の軟磁性コアによ
る磁界強度が、磁性層において±０．５、±０．７５、
±１．０Ｋガウスとなるように６段階に変化させて記録
した。再生ヘッドのレーザー光波長を５２０ｎｍとし
て、上記磁性層（Ｂｉ_2.2Ｄｙ_0.8Ｆｅ_3.8Ａｌ_1.2Ｏ₁₂）
のスポットに照射して、ファラデー回転角を測定した。
±０．５、±０．７５、±１．０Ｋガウスに対応して、
比例関係にあった。ついで実施例１と同様にして、記録
再生ヘッドの電流値を増加させて、磁性層に記録した。
記録部の軟磁性コアによる磁界強度が、磁性層に置いて
±２．５、±３．０、±３．５Ｋガウスとなるように
６段階に変化させて記録した。再生ヘッドのレーザー光
波長を６３３ｎｍとして、上記磁性層（Ｂｉ_2.2Ｄｙ₀ _.8
Ｆｅ_3.8Ａｌ_1.2Ｏ₁₂）のスポットに照射して、ファラデ
ー回転角を測定したところ、±２．５、±３．０、±
３．５Ｋガウスに対応して、比例関係にあった。この結
果から、ファラデー効果の波長依存性が異なる複数層に
おいて、磁気記録媒体の１スポット（媒体上面からみ
て）に、印加磁界の強度に比例した、多段階強度の内の
１種の磁化を記録し、該記録部位に直線偏光を照射し
て、光の偏光面回転角を多値情報として読み出すと、単
層の場合よりも大きな記録密度が得られることがわかっ
た。

【００４１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、磁気記録媒体
の１スポットに、ファラデー効果による光の偏光面回転
角を、多値情報として記録・再生する磁気記録媒体にお
いて、誘電体と透明磁性体の多層膜によって構成したの
で、同一スポットに多値記録が可能となり、高密度、大
容量のメモリーが製作可能となった。請求項２の発明に
よれば、高密度磁気記録媒体の片面に反射膜を設け、反
射光で再生できるようにしたので、回転角が増大してＳ
／Ｎ比の高い多値記録が可能となった。また記録再生ヘ
ッドを一方の側に配置する事ができて、装置としてコン
パクトになり、トラッキングなど記録再生手段が簡便に
することができた。請求項３の発明によれば、基板面に
垂直な磁気異方性を有する磁気記録媒体を用いたので、
光再生時に光との相互作用が強まり、回転角が増大して
Ｓ／Ｎ比の高い多値記録が可能となった。請求項４の発
明によれば、透明磁性体はイットリウム鉄ガーネット又
は希土類鉄ガーネットの薄膜を用いるようにしたので、
可視光域全体にわたって均一な、かつ大きな性能指数を
有するようになり、より明るいかつＳ／Ｎ比の高い多値
記録が可能となった。請求項５の発明によれば、磁気記
録媒体多層膜の最表面には保護膜を設けたので、繰り返
し使用に対する耐久性が向上した。請求項６の発明によ
れば、基板にはプラスチックフィルムを用いたので、軽
い、曲げやすい等大幅に利便性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気記録媒体の構成例を示す図で
ある。

【図２】記録再生の説明図である。

【符号の説明】

ａ基板（支持体）ｂ誘電体層ｃ磁性体層ｄ保護層１基板２反射膜３記録層４保護層１０記録・再生ヘッド１１対物レン
ズ１２コイル１３磁性体コ
ア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 11/105 ５３１Ｇ１１Ｂ 11/105 ５３１Ｐ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に記録層を設けてなり、該記録層
の１スポットに、ファラデー効果による光の偏光面回転
角を、多値情報として記録・再生する高密度磁気記録媒
体であって、該記録層は、誘電体（Ｇ）と透明磁性体
（Ｍ）が下記（Ｉ）又は（II）のように積層された構造
を有することを特徴とする高密度磁気記録媒体。 {(ＧＭ)ⁿ(ＭＧ)ⁿ}^m ・・・（Ｉ） {(ＭＧ)ⁿ(２Ｍ)(ＧＭ)ⁿ}^m ・・・（II）（但し、ｍ、ｎは自然数を表し、各Ｇ、各Ｍの膜厚は等
しいものとする）
【請求項２】該記録層の片面に反射膜が設けられてい
ることを特徴とする請求項１に記載の高密度磁気記録媒
体。
【請求項３】該記録層は、基板面に垂直な磁気異方性
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の高密
度磁気記録媒体。
【請求項４】該透明磁性体は、一般式（１）で表され
るイットリウム鉄ガーネット又は希土類鉄ガーネットで
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記
載の高密度磁気記録媒体。【化１】Ｒ_3-XＡ_XＦｅ_5-ｙＢ_ｙＯ₁₂ ・・・（１）（但し、Ｒはイットリウム又は希土類金属で、該希土類
金属はＹ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕのうちの少なくとも一種以上で
あり、ＡはＢｉ、Ｃｅ、Ｐｂ、Ｃａ又はＰｔであり、Ｂ
はＡｌ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｃｏ、Ｆｅ（II）、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｚｒ及びＴｉのうちの少なくとも一種以上であり、
０．２＜ｘ＜２、０≦ｙ＜５である）
【請求項５】最表面に保護膜が設けられていることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高密度
磁気記録媒体。
【請求項６】該基板は、プラスチックフィルムである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の
高密度磁気記録媒体。