JP2706292B2

JP2706292B2 - 光磁気記録装置

Info

Publication number: JP2706292B2
Application number: JP1008552A
Authority: JP
Inventors: 進松村; 昌邦山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH02189751A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は光と磁気との相互作用によって、情報を光磁
気記録媒体に記録する光磁気記録装置に関する。

（従来の技術）光磁気記録媒体としての光磁気ディスクは、記録容量
が大きいこと、消去、書換えが可能ことなどにより注目
を集めているが、ここへのデータ転送速度を高めるため
に、光磁気記録装置にオーバライト方式が採用されてい
る。このオーバライト方式には、一定の外部磁界を印加
しながら、記録と消去とに対応した２値のレーザパワー
を、その記録情報に応じて変調して光磁気記録媒体に照
射することで記録層の磁化を反転して磁区で形成する光
変調方式および、一定のレーザパワーを照射しながら記
録情報に応じて変調された外部磁界を光磁気記録媒体に
印加することで、記録層の磁化を反転して磁区を形成す
る磁界変調方式が知られている。

とくに、後者の磁界変調方式は、第10図に示すような
構成になっている。ここでは光磁気記録媒体はディスク
基盤５上に磁性薄膜４を備え、耐酸性、耐久性向上のた
めの保護コート３をその表面に設けている。そして、上
記光磁気記録媒体を回転させることでエアー浮上するス
ライダ１に垂直磁気記録ヘッド２を設けると共に、ディ
スク基盤５を透過して上記磁気薄膜４へ半導体レーザか
らの光ビームを照射する光磁気記録装置が用いられる。
この装置では、上記垂直磁気記録ヘッド２に流す電流を
記録すべき情報に応じて変調し、その結果上記磁性薄膜
４に影響する外部磁界を変化させると共に、上記光ビー
ムで上記磁性薄膜４の温度を上昇させ、外部磁界に応じ
た磁区７を形成するのである。この場合上記光ビーム
は、レーザからの光束を光ヘッドの対物レンズ６で集光
してディスク基盤５に向けて照射する必要があり、した
がって、対物レンズ６を記録すべき情報トラック上に正
確にフォーカス制御し、さらにトラッキング制御する必
要がある。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような磁場変調方式では対物レン
ズ６を情報トラック上に正確にフォーカス制御し、さら
にトラッキング制御する必要があり、この制御機構のた
めに光ヘッドが重量化、大型化してしまう。これは情報
へのアクセススピードを向上できないというネックにな
る。また、記録された磁区は、矢羽根状に形成され、マ
ーク長記録が困難となる。

一方、前者の光変調方式でも、大型かつ重量のある光
学ヘッドが必要とされるから、上述の磁場変調方式と同
様にアクセススピードを向上できないし、また、消し残
りが生じる欠点がある。更に、記録、消去、再生という
状態に応じて３レベルの光パワーコントロールが必要
で、制御が面倒である。

一般の光学的情報記録再生装置（光磁気記録方式以
外）では、例えば特開昭63−100631号公報所載のよう
に、高速アクセス可能な小型光ヘッドが提唱されている
が、この光ヘッドは、媒体からの反射率の変化を検出す
る情報再生の専用光ヘッドであって、これをそのまま、
光磁気記録装置における光ビームのための光ヘッドに採
用することはできない。

そこで、室温とキュリー温度との間に補償温度を有す
る第１の磁性層と、この第１の磁性層と交換結合すると
共に前記第１の磁性層より低いキュリー温度と室温にお
いて大きな保持力を備える第２の磁性層とを含む光磁気
記録媒体を用い、まず、第１の磁性層に対して磁気ヘッ
ドにより変調磁界を印加して情報を記録し、その後、光
ビームにより前記光磁気記録媒体を前記第１の磁性層の
キュリー温度と第２の磁性層のキュリー温度と間の温度
に昇温させ、これによって第１の磁性層に記録された情
報を第２の磁性層に転写し、前記光磁気記録媒体上に磁
区を形成する光磁気記録装置が提唱された。

而して、この場合には、浮上スライダーが一定の高さ
に保持されるためにオートフォーカス制御が不要とな
り、ヘッドの軽量化が達成でき、また、上述の補償温度
が転写温度において第１磁性層の保持力を増大させ、転
写効率を高めることができる。しかし、その利点の反
面、変調磁界による第１の磁性層への情報の記録時に第
１の磁性層の磁界印加部位に光ビームの熱の影響がある
と、第１の磁性層のその部分の保持力が増大してしま
い、情報を記録するのに、大きな外部磁界が必要とな
る。

（発明の目的）本発明は上記事情に基づいてなされたもので、スライ
ダが光磁気記録媒体上面でほぼ一定のエアー浮上をする
点に着目し、オートフォーカス制御を不要とすること
で、光学ヘッドを軽量化し、高速アクセスを可能とする
と共に、浮上スライダ上で垂直磁気記録ヘッドと光ビー
ム照射手段とを、垂直磁気記録ヘッドによる光磁気記録
媒体上の磁界印加部分が光ビーム照射手段の光ビーム照
射による熱影響を受けない距離に離しておくことで、小
さな外部磁界変調で情報の記録を達成できるようにした
光磁気記録装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）このため、本発明では、室温とキュリー温度との間に
補償温度を有する第１の磁性層と、この第１の磁性層と
交換結合すると共に前記第１の磁性層より低いキュリー
温度と室温において大きな保持力を備える第２の磁性層
とを含む光磁気記録媒体を用い、まず、第１の磁性層に
対して磁気ヘッドにより変調磁界を印加して情報を記録
し、その後、光ビームにより前記光磁気記録媒体を前記
第１の磁性層のキュリー温度と第２の磁性層のキュリー
温度と間の温度に昇温させ、これによって第１の磁性層
に記録された情報を第２の磁性層に転写し、前記光磁気
記録媒体上に磁区を形成する光磁気記録装置において、
前記変調磁界を発生する垂直磁気記録ヘッドと、前記光
ビームを発生する光ビーム照射手段と、前記垂直磁気記
録ヘッドと光ビーム照射手段を搭載すると共に前記光磁
気記録媒体との相対走査によりエアー浮上する浮上スラ
イダとを備え、前記垂直磁気記録ヘッドは、前記光ビー
ム照射手段より走査方向において先行して配置され、前
記垂直磁気記録ヘッドと光ビーム照射手段とは、前記垂
直磁気記録ヘッドによる前記光磁気記録媒体上の磁界印
加部分が前記光ビーム照射手段の光ビーム照射による熱
影響を受けない距離に離されていることを特徴とする。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明
する。第１図において、符号10は光磁気記録媒体であ
り、この光磁気記録媒体10の上方にはスライダ12が板状
のスプリング部材11で支持された状態で配置されてい
る。上記スプリング部材11は、その基部側を駆動機構
（図示せず）に連結しており、トラックアクセス方向Ｂ
に関して移動可能になっている。該スライダ12は、第２
図に精細に示すように、「ハードディスク」と呼称され
るウインチェスター型磁気記録用装置に用いられている
ものと同じであるが、本発明に係るものは、そのスライ
ダー12内に、垂直磁気記録ヘッド13および光ビーム照射
手段としての発光器14を装備している。上記垂直磁気記
録ヘッド13は、信号線15に印加される電流により磁界を
発生する。また、発光器14は下面が光射出端である半導
体レーザであり、信号線16に印加される電流により発光
する。この信号線15,16は第１図の信号線９としてまと
められて、外部電源（図示せず）へと連結さている。

第３図は、第２図におけるスライダのＣ〜Ｃ′線上で
の断面を示し、また光磁気記録媒体10（例えば光磁気デ
ィスク）の断面を示す。なお、同図では第１図および第
２図と同じ構成要素には同符号をつけている。

光磁気記録媒体10は基盤17上に、記録補助層18、記録
層19の二層よりなる磁性薄膜を構成しており、この上
に、酸化防止、耐湿性向上などの目的でチツ化シリコン
の保護層20を設けており、更に、要すれば、その最上部
にゴミ、傷防止のために透明樹脂からなる保護膜21を設
けている。

このスライダ12は光磁気記録媒体10が、ドライバによ
って1800rpmあるいは3600rpmで回転される時、この間の
相対移動で生じるエアーの流れによって浮上される。そ
して、上記光磁気記録媒体10の表面から距離（ｈ）の所
で、ほぼ一定に保たれる。この点の機構の原理は従来の
ウインチャスター型磁気記録用装置における磁気ヘッド
の場合と同じである。そして、本実施例では、スライダ
12内に設けられた垂直磁気記録ヘッド13から磁界22が、
また発光器14からは光ビーム23が上記光磁気記録媒体10
に対して作用し、光磁気記録媒体10上に情報を記録す
る。なお、この場合、スライダ12のエアー浮上量（ｈ）
は光磁気記録媒体10の回転数、スライダ12の形状、重量
（垂直磁気記録ヘッド13および発光器14の重量を含む）
ならびにスプリング部材11のばね強さなどの諸パラメー
タで決定されるが、実用的には、通常、１μｍ程度の量
である。また、保護膜21の厚さは数μｍ程度、保護層20
の厚さは0.1μｍ程度である。したがって、記録層19か
ら垂直磁気記録ヘッド13、発光器14の下端面までの距離
はせいぜい10μｍ以下であり、できれば数μｍの範囲に
あることが望ましい。

第４図は、本発明の記録原理を説明するためのもので
あり、光磁気記録媒体10は光磁気ディスクの形をなし、
スパイラル状あるいは同心状の構造を有するトラック24
上に情報が記録される。この相隣るトラック間の周期Wt
rは１〜２μｍ程度である。なお、同図において、各ト
ラック間にはグループ25が示されているが、これは本発
明の本質とは関係ない。そして、垂直磁気記録ヘッドか
らの磁界により光ディスク層内の記録補助層18内に磁区
26が記録される。この記録磁区は垂直磁気記録の特徴で
あり、幅λMGは非常に小さく１μｍ以下が可能である
が、反面、垂直磁気記録ヘッドの製造上の理由からトラ
ックと直交する方向の長さLMGはこれに比べて大きな幅
となり、例えば10μｍ程度となる。したがって、垂直磁
気記録ヘッド13により記録補助層18内に記録される磁区
26はトラックと平行な方向には非常に密度が高くλMGを
小さくできるが、これと直交する方向に関してはLMGと
なり、複数個の情報トラックに跨ることとなる。そし
て、この数トラックにわたる記録補助層へと記録された
情報を１つのトラック内に限定するのが、光ビーム23の
役割である。この光ビーム23のスポットサイズＤは半導
体レーザの射出端に設けられたリッジ型導波路構造によ
って、ほぼ１つのトラック幅かそれより稍々狭くなる。

次に、第５図および第６図を用いて、この光ビームの
機能を説明する。光磁気ディスクの多層膜の中で、情報
記録に関わる記録補助層18、記録層19の各層の磁気特性
は、第６図のようになっている。同図では横軸が温度、
縦軸が保磁力を示す。すなわち、記録補助層は室温T
_ROOMでは保磁力が小さく、キューリー点が大きな磁性材
からなり、記録層19は室温での保磁力が大きく、キュー
リー点が低い性質を有している。したがって、第５図
（Ａ）に示すように、室温で磁力Ｈの外部磁界を垂直磁
気記録ヘッドから発生させればH_C＜Ｈ＜H_Rである時、記
録補助層の保磁力が打消され、上記垂直磁気記録ヘッド
から印加された磁界が記録補助層に記録される。この磁
区パターンが先の第４図における符号26で示す形なので
ある。この後、第５図（Ｂ）に示すように発光器14から
光ビーム23を記録層19上に導き、ここを温度上昇させる
と、例えば、キューリー点TRCまで上昇させると、記録
層中の保磁力がゼロとなり、一方の記録補助層18のキュ
ーリー点はこれより高いので、十分な保磁力がある。し
たがって、その後、TRCまで熱せられた記録層19が冷え
る（光磁気ディスクの回転に伴い光ビームスポットの位
置が該当部分から外れる）時、交換結合により記録補助
層の磁界の影響で記録層に、記録補助層での磁界の向き
に従った向き、例えば記録補助層が上向きか、下向きか
で、記録層中に下向きか、上向きの磁化が生じ（反対磁
化の場合）、これが室温で保持される。したがって、光
ビームが照射された記録層の部分のみに記録補助層の磁
区が転写される。この場合光ビームスポットのサイズを
トラック幅のサイズより小さいか同等としておけば、１
トラック内にのみ情報が記録されることになる。このよ
うに記録された情報は、記録層が室温で充分な保磁力を
有するため外部磁界の影響を受けることなく、安定した
記録状態を維持できる。

なお、垂直磁気記録ヘッド13および発光器14の間隔Ｌ
は、垂直磁気記録ヘッドからの磁界により記録された磁
区形状が光ビームスポットの熱分布により影響を受けな
い程度に離しておくのが、記録補助層の保磁力を高め
ず、小さな外部磁界変調で記録ができ、また、垂直磁気
記録ヘッドによる記録磁区が正しく記録でき、高密度記
録に適するなどの理由で、望ましい。具体的には磁性層
を構成する磁性薄膜の比熱、光磁気記録媒体の回転スピ
ード、光ビームのパワーなどによるが、５μｍ程度以上
離れていれば充分である。

第７図は本発明の他の実施例を示しており、ここで
は、先きの実施例と同じ機能を有する部材には同一符号
を付けている。本実施例では情報の記録だけでなく、再
生も行なえる光磁気ヘッドが示されている。そして、こ
こでは光磁気記録媒体の磁性膜の構成が先きの実施例と
は逆になっている。これは、第６図に示したように、記
録補助層のキューリー点温度が高く、通常、キューリー
点温度の高い磁性膜の方が大きなカー回転角を有し、カ
ー効果を利用して記録情報を再生するのに好適であるか
らである。

本実施例において、磁界変調用の垂直磁気記録ヘッド
13および加熱スポット発生用の光ファイバー27は、先き
の実施例の場合における垂直磁気記録ヘッドおよび発光
器と同機能を果す。ここで、光ファイバー27は半導体レ
ーザ（図示せず）からの光を導いてレンズ状に加工され
たファイバー射出端より光束を射出させ、記録補助層上
に光ビームスポットを形成する働きをしている。この光
ビームスポットによる熱分布が記録層へ伝わり、先きの
実施例と同様、記録補助層に記録された情報磁区を記録
層へ転写する。また光ファイバ28は記録された情報を再
生するための光ビームの投射を行うもので、光磁気記録
媒体からの反射光の受光用偏波面保存シングルモード光
ファイバーである。この光ファイバー28の射出端も、光
ファイバー27と同様に、レンズ形状に加工されている。
光ファイバー28はスライダー12から信号線15と同じよう
にスプリング部材11に導かれ、光情報記録再生装置の固
定部に設けられた固定光学系に導かれる。

第８図には上記固定光学系が概略的に示されている。
ここでは、半導体レーザー33からのＰ偏光光ビームはコ
リメータレンズ32、ビーム整形プリズム31により、ビー
ム調形され、偏光ビームプリッタ30を透過して対物レン
ズ29に向けられ、ここで集光され、光ファイバー28へカ
ップリングされる。光ファイバーの保存偏波面方向とＰ
偏光の振動面とは一致している。光磁気記録媒体からの
反射光はカー効果によりＳ偏光成分を含んで戻ってくる
が、対物レンズ29により平行光に変換され、偏光ビーム
スプリッタ30によりＳ偏光成分は100％、Ｐ偏光成分は5
0％程度、反射され、第２の偏光ビームスプリッタ34へ
導かれる。第２の偏光ビームスプリッタ34も先きの偏光
ビームスプリッタ30と同じく、Ｓ偏光成分は100％反射
され、Ｐ偏光成分は50％反射される特性を有しており、
ここで反射された光束は1/2波長板35により偏光面を回
転させられる。第３の偏光ビームスプリッタ37はＳ偏光
反射率が100％、Ｐ偏光反射率が100％の特性を有し、検
光子としての機能を果たす。したがってフォトディテク
タ38および39の差分出力を取ることで光磁気情報信号を
再生できる。このとき、1/2波長板35を回転し、最大信
号振幅が得られるように調整する。

なお、上記実施例では磁性膜を記録層と記録補助層の
２層の構成にしているが、この磁性膜の構成はこの２層
に限られるものではない。例えば第９図（ａ）あるいは
（ｂ）に示すような構成にしてもよい。第９図（ｃ）は
これらの実施例における温度〜保磁力の特性を示してい
る。

第９図（ａ）においては、前述した実施例の光磁気記
録媒体における記録補助層18と記録層19との間に、交換
力調整層40を配置し、更に下層にも保護層20を設けてい
る。この調整層40の保磁力H_C3とキューリー点温度T_C3と
は第９図（ｃ）のような特性になっている。この層40は
室温では面内方向に磁化されていて、温度が上ると、記
録補助層18の強化の方向と同じ垂直磁化を有する特徴が
あり、室温での記録補助層18と記録層19との交換結合力
を弱める働きがあり、そのため、書込み時の磁力をより
H_C1側に下げることができる。

第９図（ｂ）においては、上述の第９図（ａ）の実施
例に、更に再生層41を配設している。再生時のカー効果
によるカー回転角は、キューリー点温度の高い磁性層の
方が大きい。この点を配慮して、再生層41の保磁力H_C4
とキューリー点温度T_C4は第９図（ｃ）の曲線のような
特性のものを選択する。この再生層41は再生時におい
て、記録層19との交換結合力により記録層19の磁区に対
応した垂直磁化を現わす。再生光の反射はほとんど再生
層41の表面で行われるのでカー回転角は記録層19での反
射再生に比べて大きくなるから、良質な信号で再生が実
現できる。

（発明の効果）本発明は以上詳述したようになり、変調磁界を発生す
る垂直磁気記録ヘッドと、光ビームを発生する光ビーム
照射手段と、前記垂直磁気記録ヘッドと光ビーム照射手
段を搭載すると共に光磁気記録媒体との相対走査により
エアー浮上する浮上スライダとを備え、前記垂直磁気記
録ヘッドは、前記光ビーム照射手段により走査方向にお
いて先行して配置され、前記垂直磁気記録ヘッドと光ビ
ーム照射手段とは、前記垂直磁気記録ヘッドによる前記
光磁気記録媒体上の磁界印加部分が前記光ビーム照射手
段の光ビーム照射による熱影響を受けない距離に離され
ているから、オートフォーカス制御が不要となり、これ
によって、光学ヘッドを軽量化し、高速アクセスを可能
とすると共に、浮上スライダ上で垂直磁気記録ヘッドと
光ビーム照射手段とを、垂直磁気記録ヘッドによる光磁
気記録媒体上の磁気印加部分が光ビーム照射手段の光ビ
ーム照射による熱影響を受けない距離に離しておくこと
で、小さな外部磁界変調で情報の記録を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すスライダ部分の斜視
図、第２図は同要部の拡大斜視図、第３図はスライダと
光磁気記録媒体との相対位置を示す側面からの模式図、
第４図は同平面からの模式図、第５図（ａ），（ｂ）は
光磁気記録の状態を示す模式図、第６図は磁性膜におけ
る記録層、記録補助層の温度〜保磁力の特性線図、第７
図は別の実施例を示す側面からの模式図、第８図は第７
図の実施例に関連した光学系を示す図、第９図（ａ），
（ｂ）は特別な層を加えた光磁気記録媒体の断面の模式
図、第９図（ｃ）はそこに使用された層の温度〜保磁力
の特性線図、第10図は従来例の側面からの模式図であ
る。 10…光磁気記録媒体、11…スプリング部材、12…スライ
ダ、13…垂直磁気記録ヘッド、14…発光器、17…基盤、
18…記録補助層、19…記録層、20…保護層。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室温とキュリー温度との間に補償温度を有
する第１の磁性層と、この第１の磁性層と交換結合する
と共に前記第１の磁性層より低いキュリー温度と室温に
おいて大きな保持力を備える第２の磁性層とを含む光磁
気記録媒体を用い、まず、第１の磁性層に対して磁気ヘ
ッドにより変調磁界を印加して情報を記録し、その後、
光ビームにより前記光磁気記録媒体を前記第１の磁性層
のキュリー温度と第２の磁性層のキュリー温度と間の温
度に昇温させ、これによって第１の磁性層に記録された
情報を第２の磁性層に転写し、前記光磁気記録媒体上に
磁区を形成する光磁気記録装置において、前記変調磁界を発生する垂直磁気記録ヘッドと、前記光ビームを発生する光ビーム照射手段と、前記垂直磁気記録ヘッドと光ビーム照射手段を搭載する
と共に前記光磁気記録媒体との相対走査によりエアー浮
上する浮上スライダとを備え、前記垂直磁気記録ヘッドは、前記光ビーム照射手段より
走査方向において先行して配置され、前記垂直磁気記録
ヘッドと光ビーム照射手段とは、前記垂直磁気記録ヘッ
ドによる前記光磁気記録媒体上の磁界印加部分が前記光
ビーム照射手段の光ビーム照射による熱影響を受けない
距離に離されていることを特徴とする光磁気記録装置。