JP2712312B2 - オーバーライト可能な光磁気記録媒体 - Google Patents

オーバーライト可能な光磁気記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録磁界Hbを変調せずに、光の強度変調だ
けでオーバーライト（over write）が可能な光磁気記録
媒体に関する。
〔従来の技術〕
最近、高密度、大容量、高いアクセス速度、並びに高
い記録及び再生速度を含めた種々の要求を満足する光学
的記録再生方法、それに使用される記録装置、再生装置
及び記録媒体を開発しようとする努力が成されている。
広範囲な光学的記録再生方法の中で、光磁気記録再生
方法は、情報を記録した後、消去し、また新たな情報を
記録することが何度でも繰り返しできるというユニーク
な利点のために、最も大きな魅力に満ちている。
この光磁気記録再生方法で使用される記録媒体は、記
録層として１層又は多層の垂直磁化膜（perpendicular
magnetic layer or layers）を有する。この磁化膜は、
例えばアモルファスのGdFeやGdCo、GdFeCo、TbFe、TbC
o、TbFeCoなどからなる。記録層は一般に同心円状又は
らせん状のトラックを成しており、このトラックの上に
情報が記録される。ここで、本明細書では、膜面に対し
「上向き（upward）」又は「下向き（downward）」の何
れか一方を、「Ａ向き」、他方を「逆Ａ向き」と定義す
る。記録すべき情報は、予め２値化されており、この情
報が「Ａ向き」の磁化を有するビット（B1）と、「逆Ａ
向き」の磁化を有するビット（B0）の２つの信号で記録
される。これらのビットB1,B0は、デジタル信号の1,0の
何れか一方と他方にそれぞれ相当する。しかし、一般に
は記録されるトラックの磁化は、記録前に強力な外部磁
場を印加することによって「逆Ａ向き」に揃えられる。
この処理は初期化（initialize）と呼ばれる。その上で
トラックに「Ａ向き」の磁化を有するビット（B1）を形
成する。情報は、このビット（B1）の有無及び／又はビ
ット長によって記録される。
ビット形成の原理： ビットの形成に於いては、レーザーの特徴即ち空間的
時間的に素晴らしい凝集性（coherence）が有利に使用
され、レーザー光の波長によって決定される回折限界と
ほとんど同じ位に小さいスポットにビームが絞り込まれ
る。絞り込まれた光はトラック表面に照射され、記録層
に直径が１μｍ以下のビットを形成することにより情報
が記録される。光学的記録においては、理論的に約108
ビット／cm2までの記録密度を達成することができる。
何故ならば、レーザビームはその波長とほとんど同じ位
に小さい直径を有するスポットにまで凝縮（concentrat
e）することが出来るからである。
第２図に示すように、光磁気記録においては、レーザ
ービーム（Ｌ）を記録層（１）の上に絞りこみ、それを
加熱する。その間、初期化された向きとは反対の向きの
記録磁界（Hb）を加熱された部分に外部から印加する。
そうすると局部的に加熱された部分の保磁力Hc（coersi
vity）は減少し記録磁界（Hb）より小さくなる。その結
果、その部分の磁化は、記録磁界（Hb）の向きに並ぶ。
こうして逆に磁化されたビットが形成される。
フェロ磁性材料とフェリ磁性材料では、磁化及びHcの
温度依存性が異なる。フェロ磁性材料はキュリー点付近
で減少するHcを有し、この現象に基づいて記録が実行さ
れる。従って、Tc書込み（キュリー点書込み）と引用さ
れる。
他方、フェリ磁性材料はキュリー点より低い補償温度
（compensation temperature）を有しており、そこでは
磁化（Ｍ）はゼロになる。逆にこの温度付近でHcが非常
に大きくなり、その温度から外れるとHcが急激に低下す
る。この低下したHcは、比較的弱い記録磁界（Hb）によ
って打ち負かされる。つまり、記録が可能になる。この
記録プロセスはTcomp.書込み（補償点書込み）と呼ばれ
る。
もっとも、キュリー点又はその近辺、及び補償温度の
近辺にこだわる必要はない。要するに、室温より高い所
定の温度に於いて、低下したHcを有する磁性材料に対
し、その低下したHcを打ち負かせる記録磁界（Hb）を印
加すれば、記録は可能である。
再生の原理： 第３図は、光磁気効果に基づく情報再生の原理を示
す。光は、光路に垂直な平面上で全ての方向に通常は発
散している電磁場ベクトルを有する電磁波である。光が
直線偏光（Lp）に変換され、そして記録層（１）に照射
されたとき、光はその表面で反射されるか又は記録層
（１）を透過する。このとき、偏光面は磁化（Ｍ）の向
きに従って回転する。この回転する現象は、磁気カー
（Kerr）効果又は磁気ファラデー（Faraday）効果と呼
ばれる。
例えば、もし反射光の偏光面が「Ａ向き」磁化に対し
てθｋ度回転するとすると、「逆Ａ向き」磁化に対して
は−θｋ度回転する。従って、光アナライザー（偏光
子）の軸を−θｋ度傾けた面に垂直にセットしておく
と、「逆Ａ向き」に磁化されたビット（B0）から反射さ
れた光はアナライザーを透過することができない。それ
に対して「Ａ向き」に磁化されたビット（B1）から反射
された光は、（sin2θｋ）2を乗じた分がアナライザー
を透過し、ディテクター（光電変換手段）に捕獲され
る。その結果、「Ａ向き」に磁化されたビット（B1）は
「逆Ａ向き」に磁化されたビット（B0）よりも明るく見
え、ディテクターに於いて強い電気信号を発生させる。
このディテクターからの電気信号は、記録された情報に
従って変調されるので、情報が再生されるのである。
ところで、記録ずみの媒体を再使用するには、（ｉ）
媒体を再び初期化装置で初期化するか、又は（ii）記録
装置に記録ヘッドと同様な消去ヘッドを併設するか、又
は（iii）予め、前段処理として記録装置又は消去装置
を用いて記録ずみ情報を消去する必要がある。
従って、光磁気記録方式では、これまで、記録ずみ情
報の有無にかかわらず新たな情報をその場で記録できる
オーバーライト（over write）は、不可能とされてい
た。
もっとも、もし記録磁界Hbの向きを必要に応じて「Ａ
向き」と「逆Ａ向き」との間で自由に変調することがで
きれば、オーバーライトが可能になる。しかしながら、
記録磁界Hbの向きを高速度で変調することは不可能であ
る。例えば、記録磁界Hbが永久磁石である場合、磁石の
向きを機械的に反転させる必要がある。しかし、磁石の
向きを高速で反転させることは、無理である。記録磁界
Hbが電磁石である場合にも、大容量の電流の向きをその
ように高速で変調することは不可能である。
しかしながら、技術の進歩は著しく、記録磁界HbをO
N、OFFせずに又は記録磁界Hbの向きを変調せずに、照射
する光の強度だけを記録すべき２値化情報に従い変調す
ることにより、オーバーライトが可能な光磁気記録方法
と、これに使用されるオーバーライト可能な光磁気記録
媒体と、同じくそれに使用されるオーバーライト可能な
記録装置が発明され、特許出願された（特開昭62-17594
8号）。以下、この出願を「先々願」と引用する。
〔先々願発明の説明〕
先々願発明の媒体は、垂直磁気異方性を有する第１層
を記録層とし、垂直磁気異方性を有する第２層を記録補
助層とする多層構造を有し、第１層の磁化はそのままに
第２層の磁化のみが記録の直前までに初期補助磁界Hin
i.により、「Ａ向き」に揃えられるものである。
そして、情報に従い高レベルと低レベルとの間でパル
ス変調されたレーザービームが媒体に照射された場合、 （１）高レベルのビームによって、室温に戻った状態で
言うと、第２層が「逆Ａ向き」の磁化、第１層が媒体の
タイプにより 「逆Ａ向き」……Ｐタイプ 又は「Ａ向き」………Ａタイプ の磁化を有するビットが形成され、 （２）低レベルのビームによって、室温に戻った状態で
言うと、第２層が「Ａ向き」の磁化、第１層が媒体のタ
イプにより 「Ａ向き」………Ｐタイプ 又は「逆Ａ向き」……Ａタイプ の磁化を有するビットが形成される。
先々願発明のオーバーライトは、光だけを記録すべき
情報に応じて変調し、記録磁界は変調しない。磁界を高
速度で変調させることは困難である。つまり、記録に使
用するレーザービームは、記録すべき情報に従いパルス
状に変調される。しかし、このこと自身は、従来の光磁
気記録でも行われており、記録すべき２値化情報に従い
ビーム強度をパルス状に変調する手段は既知の手段であ
る。例えば、THE BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL,Vol.
62（1983）,1923-1936に詳しく記載されている。
先々願発明のオーバーライトで特徴的なことの１つ
は、使用する媒体にある。この媒体は、垂直磁気異方性
を有する第１層を記録層とし、垂直磁気異方性を有する
第２層を記録補助層とする多層構造を有し、第１層の磁
化はそのままに第２層の磁化のみが記録の直前までに初
期補助磁界Hini.により、「Ａ向き」に揃えられる特別
な媒体である。
また、先々願発明のオーバーライトで特徴的なことの
１つは、ビーム強度の高レベルと低レベルである。情報
に従い高レベルと低レベルとの間でパルス変調されたレ
ーザービームが媒体に照射されたと仮定する。すると、 （１）高レベルのビームによって、媒体温度が高温THに
上昇した状態では、第１層、第２層共に磁化はほぼ又は
全く消失する。ビームの照射がなくなって、THTC2よ
り少し下がった状態で、第２層に磁化が出現する。
このとき、第２層の磁化の向きは、記録磁界Hbに従わ
されて同じ向きとなる。従わされた第２層の磁化の向き
は、室温に戻ったとき、そのままの場合と、反転する場
合に２通りある。後者は、室温に戻る途中に補償温度T
comp.2が存在する場合である。
他方、第１層の磁化は、第２層に制御される。
その結果、室温で、第２層が「逆Ａ向き」の磁化、第
１層が媒体のタイプにより 「逆Ａ向き」……Ｐタイプ 又は「Ａ向き」………Ａタイプ の磁化を有するビットが形成される。
（２）他方、低レベルのビームによって、媒体温度が低
温TLに上昇した状態では、第２層の磁化の向きは、「Ａ
向き」＝初期化の向きの場合と、「逆Ａ向き」の場合と
２通りある。後者は、低温TLに上昇する途中に補償温度
Tcomp.2が存在する場合である。しかし、いずれにせ
よ、TLで第２層には確かな磁化が存在する。
そして、ビームの照射がなくなって、TLTC1より少
し下がった状態で、第１層に磁化が出現する。このと
き、第１層の磁化の向きは、記録磁界Hbがプラスに作用
しようがマイナスに作用しようが、第２層に制御され
る。第２層は、界面磁壁エネルギーを介して第１層の磁
化の向きを制御する。
その結果、室温で、第２層が「Ａ向き」の磁化、第１
層が媒体のタイプにより 「Ａ向き」………Ｐタイプ 又は「逆Ａ向き」……Ａタイプ の磁化を有するビットが形成される。
ビームは１本ではなく、「近接した２本のビーム」と
し、先行ビームを低レベルで点灯して原則として変調せ
ず、それにより常に逆Ａ向き〔又はＡ向き」〕のビット
を形成し、−つまり、これで前の情報が消去される−次
いで、後行ビームを高レベルと前記低レベルと同等又は
それよりも低い基底レベル（ゼロレベルを含む）との間
で情報に従いパルス変調することにより、高レベルのと
きにのみＡ向き〔又は逆Ａ向き」〕のビットを形成し、
これにより記録することをしてもよい。
いずれにせよ、必要な高レベルと低レベルと場合によ
り基底レベルが与えられれば、前述の文献等に記載され
た変調手段を部分的に修正するだけで、ビーム強度を上
記の如く変調することは、当業者にとって容易である。
尚、ここでは、「Ａ向き」は、磁性層に対して上向き
又は下向きの何れか一方を意味し、他方は「逆Ａ向き」
と称される。
また、ここでは○○○〔又は△△△〕 という表現
は、先に〔 〕の外の○○○を読んだときには、以下の
○○○〔又は△△△〕のときにも、〔 〕の外の○○○
を読むことにする。それに対して先に○○○を読まずに
〔 〕内の△△△の方を選択して読んだときには、以下
の○○○〔又は△△△〕のときにも○○○を読まずに
〔 〕内の△△△を読むものとする。
オーバーライト可能な媒体は、第１実施態様と第２実
施態様とに大別される。いずれの実施態様においても、
その断面構造を模式的に示すと、次の通りである。に分
けられる。
第１層は、室温で保磁力が高く磁化反転温度が低い記
録層である。第２層は第１層に比べ相対的に室温で保磁
力が低く磁化反転温度が高い記録補助層である。いずれ
も垂直磁化膜からなる。なお、第１層と第２層ともに、
それ自体多層膜から構成されていてもよい。
第１実施態様では、第１層の保磁力をHC1、第２層の
それをHC2、第１層のキュリー点をTC1、第２層のそれを
TC2、室温をTR、低レベルのレーザービームを照射した
時の記録媒体の温度をTL、高レベルのレーザービームを
照射した時のそれをTH、第１層が受ける結合磁界を
HD1、第２層が受ける結合磁界をHD2とした場合、記録媒
体は、下記の式１を満足し、そして室温で式２〜５を満
足する。
TR＜TC1TL＜TC2TH ……式1 HC1＞HC2＋｜HD1HD2｜ ……式2 HC1＞HD1 ……式3 HC2＞HD2 ……式4 HC2＋HD2＜|Hini.|＜HC1±HD1 ……式5 上記式中、符号「」は、等しいか又はほぼ等しいこ
とを表す。また上記式中、複合±，については、上段
が後述するＡ（antiparallel）タイプの媒体の場合であ
り、下段は後述するＰ（parallel）タイプの媒体の場合
である。なお、フェロ磁性体媒体はＰタイプに属する。
つまり、保磁力と温度との関係をグラフで表すと、次
の如くなる。細線は第１層のそれを、太線は第２層のそ
れを表す。
従って、この記録媒体に室温で初期補助磁界（Hin
i.）を印加すると、式５によれば、第１層の磁化の向き
は反転（reverse）せずに、第２層の磁化のみが反転す
る。そこで、記録前に媒体に初期補助磁界（Hini.）を
印加すると、第２層のみを「Ａ向き」−ここでは「Ａ向
き」を便宜的に本明細書紙面において上向きの矢で示
し、「逆Ａ向き」を下向きの矢で示す−に磁化させる
ことができる。そして、Hini.がゼロになっても、式４
により、第２層の磁化は再反転せずにそのまま保持さ
れる。
初期補助磁界（Hini.）により第２層のみが、記録直
前まで「Ａ向き」に磁化されている状態を概念的に表
すと、次のようになる。
ここで、第１層における磁化の向き＊は、それまでに
記録されていた情報を表わす。以下の説明においては、
向きに関係がないので、以下Ｘで示す。そして、上記の
表を簡単のために、次のように表す。
ここにおいて、高レベルのレーザービームを照射して
媒体温度をTHに上昇させる。すると、THはキュリー点T
C1より高温度なので第１層の磁化は消失してしまう。更
にTHはキュリー点TC2付近なので第２層の磁化も全く又
はほぼ消失する。ここで、媒体の種類に応じて「Ａ向
き」又は「逆Ａ向き」の記録磁界（Hb）を印加する。記
録磁界（Hb）は、媒体自身からの浮遊磁界でもよい。説
明を簡単にするために「逆Ａ向き」の記録磁界（Hb）を
印加したとする。媒体は移動しているので、照射された
部分は、レーザービームから直ぐに遠ざかり、空気で冷
却される。Hbの存在下で、媒体の温度が低下すると、第
２層の磁化は、Hbに従い、反転されて「逆Ａ向き」の磁
化となる（状態2H）。
そして、さらに放冷が進み、媒体温度がTC1より少し
下がると、再び第１層の磁化が現れる。その場合、磁気
的結合（交換結合）力のために、第１層の磁化の向き
は、第２層の磁化の向きの影響を受ける。その結果、媒
体に応じて（Ｐタイプの媒体の場合）又は（Ａタイ
プの媒体の場合）が生じる。
この状態3H は、その後媒体の温度が室温まで低下する
間に、途中に補償温度Tcomp.があるか否かで、そのまま
であったり、再反転したりする。その結果、次の状態4H
に変わることもある。
この高レベルのレーザービームによる状態の変化をこ
こでは高温サイクルと呼ぶことにする。
次に、低レベルのレーザービームを照射して媒体温度
をTLに上昇させる。TLはキュリー点TC1付近なので第１
層の磁化は全く又はほぼ消失してしまうが、キュリー点
TC2よりは低温であるので第２層の磁化は消失しない。
ここでは、記録磁界（Hb）は、不要であるが、高速度
（短時間）でHbをON,OFFすることは不可能である。従っ
て、止むを得ず高温サイクルのときのままになってい
る。
しかし、HC2はまだ大きいままなので、Hbによって第
２層の磁化が反転することはない。媒体は移動している
ので、照射された部分は、レーザービームから直ぐに遠
ざかり、空気で冷却される。冷却が進むと、再び第１層
の磁化が現れる。現れる磁化の向きは、磁気的結合力の
ために第２層の磁化の向きの影響を受ける。その結果、
媒体によって（Ｐタイプの場合）又は（Ａタイプの
場合）の磁化が出現する。
この状態3L は、その後媒体の温度が室温まで低下する
間に、途中に補償温度Tcomp.があるか否かで、そのまま
であったり、再反転したりする。その結果、次の状態4L
に変わることもある。
この低レベルのレーザービームによる状態の変化をこ
こでは低温サイクルと呼ぶことにする。
以上、説明したように、第１層の磁化の向きがどうで
あれ、高温サイクルと低温サイクルとによって、互いに
反対向きの磁化又はを有するビットが形成される。
つまり、レーザービームを情報に従い高レベル（高温サ
イクル）と低レベル（低温サイクル）との間でパルス状
に変調することによりオーバーライトが可能となる。
なお、記録媒体は一般にディスク状であり、記録時、
媒体は回転される。そのため、記録された部分（ビッ
ト）は、１回転する間に再びHini.の作用を受け、その
結果、第２層の磁化は元の「Ａ向き」に揃えられる。
しかし、室温では、第２層の磁化の影響が第１層に及ぶ
ことはなく、そのため記録された情報は保持される。
そこで、第１層に直線偏光を照射すれば、その反射光
には情報が含まれているので、従来の光磁気記録媒体と
同様に情報が再生される。
このような第１層及び第２層を構成する垂直磁化膜
は、補償温度を有せずキュリー点を有するフェロ磁性
体及びフェリ磁性体、並びに補償温度、キュリー点の
双方を有するフェリ磁性体の非晶質或いは結晶質からな
る群から選択される。
以上の説明は、キュリー点を利点した第１実施態様の
説明である。それに対して第２実施態様は室温より高い
所定の温度に於いて低下したHcを利用するものである。
第２実施態様は、第１実施態様に於けるTC1の代わりに
第１層が第２層に磁気結合される温度TS1を使用し、TC2
の代わりに第２層がHbで反転する温度TS2を使用すれ
ば、第１実施態様と同様に説明される。
第２実施態様では、第１層の保磁力をHC1、第２層の
それをHC2、第１層が第２層に磁気的に結合される温度
をTS1とし、第２層の磁化がHbで反転する温度をTS2、室
温をTR、低レベルのレーザービームを照射した時の媒体
の温度をTL、高レベルのレーザービームを照射した時の
それをTH、第１層が受ける結合磁界をHD1、第２層が受
ける結合磁界をHD2とした場合、記録媒体は、下記式６
を満足し、かつ室温で式７〜10を満足するものである。
TR＜TS1TL＜TS2TH ……式6 HC1＞HC2＋｜HD1HD2｜ ……式7 HC1＞HD1 ……式8 HC2＞HD2 ……式9 HC2＋HD2＜|Hini.|＜HC1±HD1 ……式10 上記式中、複合±，については、上段が後述するＡ
（antiparallel）タイプの媒体の場合であり、下段は後
述するＰ（parallel）タイプの媒体の場合である。
第１、第２実施態様ともに、第１層、第２層の双方が
遷移金属（例えばFe,Co）−重希土類金属（例えばGd,T
b,Dyその他）合金組成から選択された非晶質フェリ磁性
体である記録媒体が好ましい。
第１層と第２層の双方とも、遷移金属（transition m
etal）−重希土類金属（heavy rare earth metal）合金
組成から選択された場合には、各合金としての外部に現
れる磁化の向き及び大きさは、合金内部の遷移金属原子
（以下、TMと略す）のスピン（spin）の向き及び大きさ
と重希土類金属原子（以下、REと略す）のスピンの向き
及び大きさとの関係で決まる。例えばTMのスピンの向き
及び大きさを点線のベクトルで表わし、REのスピンの
それを実線のベクトル↑で表し、合金全体の磁化の向き
及び大きさを二重実線のベクトルで表す。このとき、
ベクトルはベクトルとベクトル↑との和として表わ
される。ただし、合金の中ではTMスピンとREスピンとの
相互作用のためにベクトルとベクトル↑とは、向きが
必ず逆になっている。従って、と↑との和或いは↓と
との和は、両者の強度が等しいとき、合金のベクトル
はゼロ（つまり、外部に現れる磁化の大きさはゼロ）に
なる。このゼロになるときの合金組成は補償組成（comp
ensation composition）と呼ばれる。それ以外の組成の
ときには、合金は両スピンの強度差に等しい強度を有
し、いずれか大きい方のベクトルの向きに等しい向きを
有するベクトル（又は）を有する。このベクトルの
磁化が外部に現れる。例えば はとなり、 はとなる。
ある合金組成のTMスピンとREスピンの各ベクトルの強
度が、どちらか一方が大きいとき、その合金組成は、強
度の大きい方のスピン名をとって○○リッチ例えばREリ
ッチであると呼ばれる。
第１層と第２層の両方について、TMリッチな組成とRE
リッチな組成とに分けられる。従って、縦軸座標に第１
層の組成を横軸座標に第２層の組成をとると、媒体全体
としては、種類を次の４象限に分類することができる。
先に述べたＰタイプはＩ象限とIII象限に属するもので
あり、ＡタイプはII象限とIV象限に属するものである。
一方、温度変化に対する保磁力の変化を見ると、キュ
リー点（保磁力ゼロの温度）に達する前に保磁力が一旦
無限大に増加してまた降下すると言う特性を持つ合金組
成がある。この無限大のときに相当する温度は補償温度
（Tcomp.）と呼ばれる。補償温度は、TMリッチの合金組
成においては、室温からキュリー点の間には存在しな
い。室温より下にある補償温度は、光磁気記録において
は無意味であるので、この明細書で補償温度とは室温か
らキュリー点の間に存在するものを言うことにする。
第１層と第２層の補償温度の有無について分類する
と、媒体は４つのタイプに分類される。第１象限の媒体
は、４つ全部のタイプが含まれる。４つのタイプについ
て、「保磁力と温度との関係を表すグラフ」を書くと、
次の通りになる。なお、細線は第１層のそれであり、太
線は第２層のそれである。
ここで、第１層と第２層の両方についてREリッチかTM
リッチかで分け、かつ補償温度を持つか持たないかで分
けると、記録媒体は次の９クラスに分類される。
〔先願発明の説明〕 しかしながら、先々願の明細書に具体的に開示された
媒体では、記録感度を低下させずに、C/N比の高いオー
バーライト可能な光磁気記録媒体を得ることは困難であ
るという問題点があった。
そこで、記録感度を低下させることなく、C/N比の大
きいオーバーライト可能な光磁気記録媒体を提供する発
明が成され、昭和63年４月28日付けで特許出願（特願昭
63-105833号）された。この出願を以下、「先願」と引
用する。
先々願に具体的に開示された媒体と先願発明の媒体と
の大きな相違点は、低温サイクルにある。
前者では、低温TLのとき、第１層の磁化は全く又はほ
ぼ消失している。そして、媒体がビームと相対的に移動
することにより、媒体がビームのスポット領域から外れ
ると、媒体は冷え始める。
媒体温度が第１層のキュリー点TC1より少し下がる
と、第１層に磁化が出現する。このとき、第２層の磁化
が界面磁壁エネルギーσWを通じて第１層に影響を及ぼ
す。その結果、第１層には、第２層に対し安定な向きの
磁化が出現する。つまり、その温度での媒体のタイプに
応じて、パラレルな向き又はアンチパラレルな向きに磁
化が出現する。出現した第１層の磁化の向きは、記録磁
界Hbがプラスに作用してもマイナスに作用しても保持さ
れる。
それに対して、後者では、低温TLのとき、第１層には
弱い磁化が残存している。しかし、そのとき、第１層の
保磁力HC1と、記録磁界Hbと、第２層から界面磁壁エネ
ルギーσWを通じて第１層に影響を及ぼす磁界： の３者の関係が特別な関係となる。この特別な関係は、
記録磁界Hbがプラスに作用しようがマイナスに作用しよ
うが、それに構わずに、第２層の磁化が、第１層の磁化
の向きを第２層との間に磁壁を作らない向き（つまり、
安定な向き）に従わせることを意味する。即ち、第１層
の磁化は、その温度での媒体のタイプに応じて、第２層
に対してパラレルな向き又はアンチパラレルな向きに強
制される。
その後、前者、後者ともに、媒体は更に冷えて室温に
戻る。室温に戻る途中で補償温度Tcomp.を通過したとき
には、第１層、第２層共に、磁化の向きが反転する。
しかし、結局のところ、低温サイクルで形成されたビ
ットは、室温では、次の磁化を有する。つまり、このビ
ットは、第２層がHini.で初期化された「Ａ向き」の磁
化を持ち、第１層が媒体のタイプに応じて「Ａ向き」又
は「逆Ａ向き」の磁化を持つ。
〔発明が解決しようとする課題〕
いずれにせよ、先々願明細書に具体的に開示された媒
体及び先願発明の媒体は、再生時、C/N比が十分に満
足される程に高くはないという第１の問題点、又は記
録時、室温（10〜45℃）でHini.を比較的大きくする必
要があり、そのため、記録装置が大型化するという第２
の問題点、又はレーザービームの強度を比較的高くす
る必要があり、そのため記録装置の光源が大型化する、
電力消費が多いという第３の問題点の何れか１つを有し
ていた。
従って、本発明の目的は、再生時、C/N比が十分に
満足される程に高く、記録時、室温でHini.が比較的
小さくて済み、しかもレーザービームの強度が比較的
低くて済むオーバーライト可能な光磁気記録媒体を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
初期補助磁界Hini.の大きさは、第２層の室温での保
磁力HC2に依存するので、Hini.を小さくするには、室
温での保磁力HC2が小さい合金組成を選択する必要があ
る。
そうすると、一般には、第２層の補償温度Tcomp.2は
室温より高い方に又は低い方に遠く離れることになる。
しかし、本発明者の実験によれば、再生時、C/N比
を十分に満足される程に高くするには、Tcomp.2が室温
に近い合金組成を選択する必要があることが判明した。
従って、両者を満足させるには、保磁力の温度特性
が、室温で低く、そして補償温度に向かって急に立ち上
がり、補償温度を越えると、急に立ち下がる合金組成が
良いことが判明した。
このような、合金組成について、長い間鋭意研究した
結果、本発明者は、ついに、GdDyFe合金、GdDyFeCo合
金、DyFeCo合金、TbDyFeCo合金の中に、そのような合金
組成を見出した。
しかし、GdDyFe合金及びGdDyFeCo合金から選択した合
金組成は、飽和磁気モーメントMSと保磁力HCとの積が小
さいために、オーバーライトの１つの条件である式： を満足させるためには、第２層の膜厚t2を厚くしなけれ
ばならない。そのため、媒体温度を所定の低温TL、高温
THに上昇させるためのレーザービームの強度を高くしな
ければならない（第３の問題点）ことが判明した。
ところが、DyFeCo合金、TbDyFeCo合金から選択した次
の合金組成： (TbUDy100-U)V(Fe100-WCoW)100-V （但し、Ｕ＝０〜50原子％ Ｖ＝15〜35原子％ Ｗ＝１〜50原子％） については、第３の問題点もなく、本発明の目的を満足
させることを見い出し、本発明を成すに至った。
従って、本発明は、 垂直磁気異方性を有する第１層を記録層とし、垂直磁気
異方性を有する第２層を記録補助層とする多層構造を有
し、 層平面に対して上向き又は下向きの何れか一方を「Ａ
向き」とし、他方を「逆Ａ向き」とするとき、 第１層の磁化はそのままに第２層の磁化のみが記録の
直前までに初期補助磁界Hini.により「Ａ向き」に揃え
られ、 情報に従い高レベルと低レベルとの間でパルス変調さ
れたレーザービームが媒体に照射された場合、そのビー
ムが、 （１）高レベルにあるとき、媒体温度は高温THに上昇
し、その温度状態で、変調されない記録磁界Hbが作用す
るか、又はビームの照射がなくなって室温に低下する過
程で、変調されない記録磁界Hbが作用することにより、 結果として、室温で、第２層が「逆Ａ向き」磁化、第
１層が媒体のタイプにより「逆Ａ向き」磁化〔又は「Ａ
向き」磁化〕を有するビットが形成され、 （２）低レベルにあるとき、媒体温度は低温TLに上昇
し、その温度状態では、 （２−１）少なくとも第２層の磁化は残存しており、そ
の温度状態で、変調されない記録磁界Hbがプラスに（パ
ラレルな向きに）作用してもマイナスに（アンチパラレ
ルな向きに）作用しても、第２層の残存磁化が作用する
か、又は （２−２）ビームの照射がなくなって室温に低下する過
程で、変調されない記録磁界Hbがプラスに作用してもマ
イナスに作用しても、第２層の残存磁化が作用すること
により、 結果として、室温で、第２層が「Ａ向き」磁化、第１
層が媒体のタイプにより「Ａ向き」磁化〔又は「逆Ａ向
き」磁化〕を有するビットが形成される方式により、 レーザービームの変調だけでオーバーライトが可能な
光磁気記録媒体において、 少なくとも第２層を、一般式： (TbUDy100-U)V(Fe100-WCoW)100-V （但し、Ｕ＝０〜50原子％ Ｖ＝15〜35原子％ Ｗ＝１〜50原子％） からなる合金組成から選択したことを特徴とするオーバ
ーライト可能な光磁気記録媒体を提供する。
〔作用〕
本発明で、各成分の割合を限定した理由は、次の通り
である。
Ｕが50原子％を越えると、保磁力の温度特性が補償温度
Tcomp.2へ向かっての立上り立下りが緩やかになり、Hin
i.が大きくなってしまうからであり、 Ｖが15〜35原子％を外れると、補償温度Tcomp.2が室温
から遠く離れてしまい、C/N比が低くなるからであり、 Ｗが１原子％より少ないと、キュリー点が低すぎて、環
境温度に対するマージンが小さくなってしまい、また50
原子％より多いと、キュリー点TC2が高すぎて、記録感
度が低下してしまうからである。
本発明で使用する合金組成は、TbFeCo合金と比較する
と、MS・HC積が小さく、また保磁力の温度特性が室温で
低く、そして補償温度Tcomp.2へ向かっての立上り及び
立下がりが急峻であるので、Hini.が小さくて済み、
それでいてC/N比が高くなる。
また、GdDyFeCo合金と比較すると、MS・HC積が大きい
ので、膜厚t2が薄くて済み、その結果、ビーム強度が
低くてよい。
尚、本発明の合金組成： (TbUDy100-U)V(Fe100-WCoW)100-V において、 Ｕ＝１〜40原子％ Ｖ＝15〜35原子％ Ｗ＝10〜40原子％ であることが好ましい。
本発明の媒体における第１層と第２層との温度特性の
関係は、次の３通りある。
（ｉ）TR＜TC1TL＜TC2TH （ii）TR＜TL＜TC1＜THTC2 （iii）TR＜TL＜THTC1TC2 但し、 TR ：室温 TC1 ：第１層のキュリー点 TC2 ：第２層のキュリー点 TL ：低レベルのレーザービームを照射した時の記録媒
体の温度 TH ：高レベルのレーザービームを照射した時の記録媒
体の温度 （ｉ）の媒体は、低温サイクルで、低温TLに加熱され
たとき、第１層の磁化は、ほぼ又は全く消失している。
他方、第２層の磁化は、残存する。つまり、低温サイク
ルは、先々願明細書に具体的に開示された媒体の低温サ
イクルと同じである。
（ii）、（iii）の媒体は、低温サイクルで、低温TL
に加熱されたとき、第１層、第２層共に磁化は残存して
いる。従って、低温サイクルは、先願発明の低温サイク
ルと同じである。
結局、（ｉ）〜（iii）のいずれの媒体も、低温サイ
クルにより、室温で次の磁化を持つビットが形成され
る。つまり、このビットは、第２層がHini.で初期化さ
れた「Ａ向き」の磁化を持ち、第１層が媒体のタイプに
応じて、「Ａ向き」又は「逆Ａ向き」の磁化を持つ。
一方、高温サイクルは次の通りである。
（ｉ）の媒体は、高温サイクルで高温THに加熱された
とき、第１層の磁化は完全に消失しており、他方第２層
の磁化は又は全く消失している。
そして、媒体がビームと相対的に移動することにより
ビームのスポット領域から外れると、媒体は冷え始め
る。媒体がTC2から少し下がったところで、第２層に磁
化が出現する。このとき、第２層の磁化の向きは記録磁
界Hbに従わされて、同じ向きとなる。このとき第１層の
磁化は、まだ消失したままである。
媒体は更に冷え続ける。その過程で、補償温度T
comp.2を通過した場合には、先に出願した第２層の磁化
は、反転する。
媒体温度がTC1より少し下がると、第１層に磁化が出
現する。このとき、第２層の磁化が界面磁壁エネルギー
を介して影響を与える。その結果、第１層には、第２層
との間に磁壁を作らない安定な向きの磁化が出現する。
つまり、その温度での媒体のタイプに応じて第２層のそ
れとパラレル又はアンチパラレルの向きに磁化が第１層
に出現する。
出現した第１層の磁化は、記録磁界Hbがプラスに作用
しようがマイナスに作用しようが、そのまま保持され
る。
媒体は更に冷え続け、やがて室温に到達する。その過
程で、補償温度Tcomp.を通過した場合には、第１層又は
第２層の磁化は、反転する。
その結果、結局のところ、高温サイクルで形成された
ビットは、室温では、次の磁化を有する。つまり、この
ビットは、第２層がHini.で初期化された「Ａ向き」と
は反対向きの磁化を持ち、第１層が媒体のタイプに応じ
て「逆Ａ向き」又は「Ａ向き」の磁化を持つ。
（ii）の媒体は、高温サイクルで高温THに加熱さたと
き第１層の磁化は、完全に消失している。しかし、第２
層の磁化は、（ii-1）明確に弱い磁化が残存しているも
のと、（ii-2）ほぼ又は全く消失しているものと２通り
に分けられる。
（ii-1）の媒体は、次のような高温サイクルを示す。高
温での保磁力は弱いので、第２層の磁化の向きは、記録
磁界Hbに従わされて同じ向きとなる。このとき第１層の
磁化は、まだ消失したままである。
そして、媒体がビームと相対的に移動することにより
ビームのスポット領域から外れると、媒体は冷え始め
る。媒体温度が室温へと低下する過程で、補償温度T
comp.2を通過した場合には、先に従わされた第２層の磁
化は、反転する。
媒体温度がTC1より少し下がると、第１層に磁化が出
現する。この後、（ｉ）の媒体と同じ低温サイクルが生
じる。
その結果、結局のところ、高温サイクルで形成された
ビットは、室温では、次の磁化を有する。つまり、この
ビットは、第２層がHini.で初期化された「Ａ向き」と
は反対向きの磁化を持ち、第１層が媒体のタイプに応じ
て「逆Ａ向き」又は「Ａ向き」の磁化を持つ。
（ii-2）の媒体は、（ｉ）と同じ高温サイクルを示す。
（iii）の媒体は、高温サイクルでTHに加熱されたと
き、（iii-1）第１層、第２層共に弱い磁化が明確に残
存しているものと、（iii-2）第１層の磁化はほぼ又は
全く消失しているが、第２層には弱い磁化が明確に残存
するものと、（iii-3）第１層、第２層共に磁化がほぼ
又は全く消失しているもの３通りに分けられる。
（iii-1）の媒体は、次の高温サイクルを示す。
高温THでは、第１層、第２層に残存する磁化は、相当
に弱いので、記録磁界Hbに従わされて同じ向きとなる。
そして、媒体がビームと相対的に移動することにより
ビームのスポット領域から外れると、媒体は冷え始め
る。
冷えるに従い、第２層の磁化HC2は、第１層のそれに
比べ相対的に大きく増大する。そのため、第２層の磁化
が界面磁壁エネルギーを介して第１層の磁化の向きを制
御するようになる。即ち、低温サイクルと同じことが生
じる。
制御された第１層の磁化は、記録磁界Hbがプラスに作
用しようがマイナスに作用しようが、そのまま保持され
る。
媒体温度は更に室温へと低下する。その過程で、補償
温度Tcomp.2を通過した場合には、先にHbに従わされた
第２層の磁化及び第２層に制御された第１層の磁化は、
反転する。
しかし、結局のところ、この高温サイクルで形成され
たビットは、室温では、次の磁化を有する。つまり、こ
のビットは、第２層がHini.で初期化された「Ａ向き」
とは反対向きの磁化を持ち、第１層が媒体のタイプに応
じて「逆Ａ向き」又は「Ａ向き」の磁化を持つ。
（iii-2）の媒体は、次の高温サイクルを示す。
高温THでは、第２層に残存する磁化は、相当に弱いの
で、記録磁界Hbに従わされて同じ向きとなる。このと
き、第１層の磁化は、消失したままである。
そして、媒体がビームと相対的に移動することにより
ビームのスポット領域から外れると、媒体は冷え始め
る。
媒体温度がTC1より少し下がると、第１層に磁化が出
現する。このとき、第２層の磁化は、界面磁壁エネルギ
ーを介して第１層に影響を与える。そのため、第１層の
磁化は、第２層との間に磁壁を作らない安定な向きに出
現する。向きを制御する。つまり、第１層の磁化は、そ
の温度での媒体のタイプ（Ｐ又はＡタイプ）に応じて、
第２層のそれとバラレル又はアンチパラレルの向きとな
る。
出現した第１層の磁化は、記録磁界Hbがプラスに作用
しようがマイナスに作用しようが、そのまま保持され
る。
この後、媒体は更に冷えて室温に戻る。その過程で、
補償温度Tcomp.2を通過した場合には、先にHbに従わさ
れた第２層の磁化及び出現した第１層の磁化は、反転す
る。
しかし、結局のところ、この高温サイクルで形成され
たビットは、室温では、次の磁化を有する。つまり、こ
のビットは、第２層がHini.で初期化された「Ａ向き」
とは反対向きの磁化を持ち、第１層が媒体のタイプに応
じて「逆Ａ向き」又は「Ａ向き」の磁化を持つ。
（iii-3）の媒体は、次の高温サイクルを示す。高温TH
では、第１層、第２層共に磁化がほぼ又は全く消失して
いる。
媒体がビームと相対的に移動することによりビームの
スポット領域から外れると、媒体は冷え始める。
媒体温度がTC1、TC2より少し下がると、第１層、第２
層に磁化が出現する。このとき、第１層、第２層の磁化
の向きは記録磁界Hbに従わされて、同じ向きとなる。
そして、媒体は更に冷える。冷えるに従い、第２層の
磁化HC2は、第１層のそれに比べ相対的に大きく増大す
る。そのため、第２層の磁化が界面磁壁エネルギーを介
して第１層の磁化の向きを制御するようになる。即ち、
低温サイクルと同じことが生じる。
制御された第１層の磁化は、記録磁界Hbがプラスに作
用しようがマイナスに作用しようが、そのまま保持され
る。
媒体温度は更に低下して室温に至る。その過程で、補
償温度Tcomp.2を通過した場合には、先にHbに従わされ
た第２層の磁化及び第２層に制御された第１層の磁化
は、反転する。
しかし、結局のところ、この高温サイクルで形成され
たビットは、室温では、次の磁化を有する。つまり、こ
のビットは、第２層がHini.で初期化された「Ａ向き」
とは反対向きの磁化を持ち、第１層が媒体のタイプに応
じて「逆Ａ向き」又は「Ａ向き」の磁化を持つ。
このように記録磁界Hbを情報に応じて変調させること
はせずに、レーザービームの強度のみを情報に応じて変
調されるオーバーライト方式を可能にする合金組成は、
更に室温で下記４条件： HC1＞HC2＋｜HD1HD2｜ HC1＞HD1 HC2＞HD2 HC2＋HD2＜|Hini.|＜HC1±HD1 を満足する。
ただし、 HC1：第１層の保磁力 HC2：第２層の保磁力 HD1：第１層が受ける結合磁界 HD2：第２層が受ける結合磁界 Hini.:初期補助磁界 ここで第１表に示したクラス１の記録媒体（Ｐタイプ
・Ｉ象限・タイプ１）に属する媒体No.1を例にとり、本
発明のオーバーライト原理について詳細に説明する。
この媒体No.1は、次式11: TR＜Tcomp.1＜TL＜THTC1TC2 及び式11の2:Tcomp.2＜TC1 の関係を有する。説明を簡単にする目的から、以下の説
明は、TH＜TC1＜TC2の関係を有するものについて説明す
る。Tcomp.2は、TLよりも高くとも、等しくとも、低く
ともよいが、説明を簡単にする目的から、以下の説明で
は、 TL＜Tcomp.2とする。以上の関係をグラフで示すと、次
の如くなる。なお、細線は第１層のグラフを示し、太線
は第２層のグラフを示す。
室温TRで第１層（記録層）の磁界が初期補助磁界Hin
i.により反転せずに第２層のみが反転する条件は、式12
である。この媒体No.1は式12を満足する。
但し、HC1 ：第１層の保磁力 HC2 ：第２層の保磁力 MS1 ：第１層の飽和磁気モーメント （saturation magnetization） MS2 ：第２層の飽和磁気モーメント t1 ：第１層の膜厚 t2 ：第２層の膜厚 σW ：界面磁壁エネルギー （interface wall energy） このとき、Hini.の条件式は、式15で示される。Hini.
が無くなると、第１層、第２層の磁化は界面磁壁エネル
ギーにより互いに影響を受ける。それでも第１層、第２
層の磁化が反転せずに保持される条件は、式13〜14で示
される。この媒体No.1は式13〜14を満足する。
室温で式12〜14の条件を満足する記録媒体の第２層の
磁化は、記録の直前までに次式15: を満足するHini.により例えば「Ａ向き」 に揃えられる。このとき、第１層は前の記録状態のまま
で残る（状態1a又は1b）。
この状態1a、1bは記録直前まで保持される。
そして、記録磁界Hbは「Ａ向き」 に印加するとする。
なお、記録磁界Hbは、一般の磁界がそうであるよう
に、レーザービームの照射領域（スポット領域）と同一
の範囲に絞ることは難しい。媒体がディスク状の場合、
一旦記録された情報（ビット）は、１回転した場合、途
中でHini.の影響を受け再び状態1a、1bとなる。そし
て、次に、そのビットは、レーザービームの照射領域
（スポット領域）に近いところを通過する。このとき、
状態1a、1bのビットは、記録磁界Hb印加手段に近づくの
でその影響を受ける。この場合、Hbと反対向きの磁化を
有する状態1aのビットの第１層の磁化の向きがHbによっ
て反転させられたとすると、１回転前に記録されたばか
りの情報が消失することになる。そうなってはならない
条件は、 で示され、ディスク状媒体は、室温でこの条件式を満足
させる必要がある。逆に言えば、Hbを決定する１つの条
件は、式15の２で示される。
さて、状態1a、1bのビットは、いよいよレーザービー
ムのスポット領域に到達する。レーザービームの強度
は、先願発明と同様に、低レベルと高レベルの２種があ
る。
−低温サイクル− 低レベルのレーザービームが照射されて、媒体温度が
Tcomp.1以上に上昇する。そうすると、ＰタイプからＡ
タイプに移行する。そして、第１層のRE、TM各スピンの
方向は変わらないが、強度の大小関係が逆転する。その
結果、第１層の磁化が反転する（状態1a→状態2La、状
態1b→状態2Lb）。
レーザービームの照射が続いて、媒体温度は、やがて
TLになる。すると、 の関係となり、 が存在しても、状態2Laは状態3Lに遷移する。他方、状
態2Lbは、 が存在しても、そのままの状態を保つため、同じ状態3L
になる。
この状態でレーザービームのスポット領域から外れる
と媒体温度は低下を始める。媒体温度がTcomp.1以下に
冷えると、Ａタイプから元のＰタイプに戻る。そして、
第１層のREスピンとTMスピンとの大小関係が逆転する その結果、第１層の磁化は、「Ａ向き」となる（状態
4L）。
この状態4Lは媒体温度が室温まで下がっても保持され
る。
その結果、第１層に「Ａ向き」のビットが形成され
る。
−高温サイクル− 高レベルのレーザービームが照射されると、媒体温度
は、Tcomp.1を経て低温TLに上昇する。その結果、状態3
Lと同じ状態2Hになる。
高レベルのレーザービームの照射により、媒体温度は
更に上昇する。媒体温度が第２層のTcomp.2を越える
と、ＡタイプがＰタイプに移行する。そして、第２層の
RE、TM各スピンの方向は変わらないが、強度の大小関係
が逆転する そのため、第２層の磁化が反転し、「逆Ａ向き」の磁
化になる（状態3H）。
しかし、この温度ではHC2がまだ大きいので、 によって第２層の磁化が反転されることはない。さらに
温度が上昇し、THになると、第１層、第２層は、その温
度がキュリー点に近いので保磁力が小さくなる。その結
果、媒体は、下記（１）〜（３）のいずれか１つの関係
式： を満足する。そのため、両層の磁化は、ほぼ同時に反転
し、Hbの向きに従う。この状態が状態4Hである。
この状態でレーザービームのスポット領域から外れる
と、媒体温度は低下を始める。媒体温度がTcomp.2以下
になると、ＰタイプからＡタイプに移行する。そして、
RE、TMの各スピンの方向は変わらないが、強度の大小関
係が逆転する その結果、第２層の磁化は反転し、から「逆Ａ向き」
になる（状態5H）。
媒体の温度がこの状態7Hのときの温度から更に低下し
て、Tcomp.1以下になると、Ａタイプから元のＰタイプ
に戻る。そして、第１層のREスピンとTMスピンの強度の
大小関係の逆転が起こる その結果、第１層の磁化は反転し、「逆Ａ向き」とな
る（状態6H）。
そして、やがて媒体の温度は状態6Hのときの温度から
室温まで低下する。室温でのHC1は十分に大きい（式15
の３参照）ので第１層の磁化は、 によって反転されることなく、状態6Hが保持される。
こうして、第１層に「逆Ａ向き」のビットが形成さ
れる。
次に第１表に示したクラス４の記録媒体（Ｐタイプ・
Ｉ象限・タイプ４）に属する媒体No.4を例にとり、本発
明のオーバーライト原理について詳細に説明する。
この媒体No.4は、次式26: TR＜TL＜THTC1TC2 の関係を有する。説明を簡単にする目的から、以下の説
明では、TH＜TC1＜TC2とする。この関係をグラフで示す
と、次の如くなる。
室温TRで第１層の磁化が初期補助磁界Hini.により反
転せずに第２層のみが反転する条件は、式27である。こ
の媒体No.4は式27を満足する。
このとき、Hini.の条件式は、式30で示される。Hini.
が無くなると、第１層、第２層の磁化は界面磁壁エネル
ギーにより互いに影響を受ける。それでも第１層、第２
層の磁化が反転せずに保持される条件は、式28〜29で示
される。この媒体No.4は式28〜29を満足する。
室温で式27〜29の条件を満足する記録媒体の第２層の
磁化は、記録の直前までに式30: の条件を満足するHini.により例えば「Ａ向き」 に揃えられる。このとき、第１層は記録状態のままで残
る（状態1a又は1b）。
この状態1a、1bは記録直前まで保持される。
そして、記録磁界Hbは「逆Ａ向き」 に印加するとする。
なお、媒体がディスク状の場合、記録されたビット
（特に第１層がHbと反対向きの状態1bのビット）がHb印
加手段に近づいたときHbによって反転してはならない条
件は、次式30の2: で示され、ディスク媒体は、室温でこの条件式を満足さ
せる必要がある。また、初期化された第２層がHb印加手
段に近づいたときHbによって反転してしまわない条件
は、次式30の3: で示される。逆に言えば、Hbを決定する条件の１つが式
30の２及び式30の３である。
さて、状態1a、1bのビットは、いよいよレーザービー
ムのスポット領域に到達する。レーザービームの強度
は、先願発明と同様に、低レベルと高レベルの２種があ
る。
−低温サイクル− 低レベルのレーザービームが照射されて、媒体温度は
TLに上昇する。そうすると、 の関係が成立する状態となり、状態1aが状態2Lに遷移す
る。他方、状態1bはそのままの状態を保つため同じ状態
2Lになる。
この状態2Lにおいてレーザービームのスポット領域か
ら外れると、媒体温度は低下を始める。
この状態2Lは、媒体温度が室温まで下がっても、室温
でのHC1が十分に大きい（式30の４参照）ので維持され
る。
その結果、第１層に「Ａ向き」のビットが形成され
る。
−高温サイクル− 高レベルのレーザービームが照射されると、媒体温度
は、低温TLに上昇する。その結果、状態低温サイクルの
状態2Lと同じ状態2Hとなる。
ビームの照射が続いて、媒体温度が更に上昇しTHにな
ると、THは第１層、第２層のキュリー点に近くなるので
保磁力が小さくなる。その結果、媒体は、下記（１）〜
（３）のいずれか１つの関係式： を満足する。そのため、両層の磁化は、ほぼ同時に反転
し、Hbの向きに従う。この状態が状態3Hである。
この状態3Hにおいてレーザービームのスポット領域か
ら外れると、媒体の温度は低下を始める。やがて媒体温
度は室温まで低下する。しかし、状態3Hはそのままであ
る。
こうして、第１層に「逆Ａ向き」のビットが形成さ
れる。
次に第１表に示したクラス５の記録媒体（Ａタイプ・
II象限・タイプ３）に属する媒体No.5を例にとり、本発
明のオーバーライト原理について詳細に説明する。
この媒体No.5は次式31: TR＜Tcomp.1＜TL＜THTC1TC2 の関係を有する、説明を簡単にする目的から、以下の説
明では、TH＜TC1＜TC2とする。この関係をグラフで示す
と、次の如くなる。
室温TRで第１層の磁化が初期補助磁界Hini.により反
転せずに第２層のみが反転する条件は、式32である。こ
の媒体No.5は式32を満足する。
このとき、Hini.の条件式は、式35で示される。Hini.
が無くなると、第１層、第２層の磁化は界面磁壁エネル
ギーにより互いに影響を受ける。それでも第１層、第２
層の磁化が反転せずに保持される条件は、式33〜34で示
される。この媒体No.5は式33〜34を満足する。
室温で式32〜34の条件を満足する記録媒体の第２層の
磁化は、記録の直前までに式35: の条件を満足するHini.により例えば「Ａ向き」 に揃えられる。このとき、第１層は記録状態のままで残
る（状態1a又は1b）。
この状態1a、1bは記録直前まで保持される。
そして、記録磁界Hbは、「逆Ａ向き」 に印加するとする。
なお、媒体がディスク状の場合、前に記録されたビッ
ト（特に第１層がHbと反対向きの状態1aのビット）がHb
印加手段に近づいたときHbによって反転してはならない
条件は、 次式35の2: で示され、ディスク媒体は、室温でこの条件式を満足さ
せる必要がある。また、初期化された第２層が、Hb印加
手段に近づいたときHbによって反転されてしまわない条
件は、次式35の3: で示される。逆に言えば、Hbを決定する条件の１つが式
35の２及び式35の３である。
さて、状態1a、1bのビットは、いよいよレーザービー
ムのスポット領域に到達する。レーザービームの強度
は、先願発明と同様に、低レベルと高レベルの２種があ
る。
−低温サイクル− 低レベルのレーザービームが照射されて、媒体温度は
Tcomp.1以上に上昇する。すると、ＡタイプからＰタイ
プに変化する。そして、第１層のRE、TM各スピンの方向
は変わらないが、強度の大小関係が逆転する。そのた
め、第１層の磁化が反転する（状態1a→状態2La、状態1
b→状態2Lb）。
この状態から、更に媒体温度が上がりTLになると、下
記条件式が満足される。
そうすると、状態2Laが状態3Lに遷移する。他方、状態2
Lbはそのままの状態を保つため同じ状態3Lになる。
この状態でレーザービームのスポット領域から外れる
と、媒体温度は低下を始める。媒体温度が更にTcomp.1
以下に冷えるとＰタイプから元のＡタイプにもどる。そ
して、第１層のREスピンとTMスピンとの大小関係が逆転
する その結果、第１層の磁化は、逆転し、「逆Ａ向き」と
なる。これが状態4Lである。
やがて、媒体温度は室温まで低下するが、状態4Lが維
持される。
その結果、第１層に「逆Ａ向き」のビットが形成さ
れる。
−高温サイクル− 高レベルのレーザービームが照射されると、媒体温度
は、Tcomp.1を経て低温TLに上昇する。その結果、状態3
Lと同じ状態2Hとなる。
ビームの照射が続き、やがて媒体温度はTHに上昇す
る。THは、第１層、第２層のキュリー点に近いので、両
層の保磁力は小さくなる。その結果、媒体は、下記
（１）〜（３）のいずれか１つの関係式： を満足する。そのため、両層の磁化は、ほぼ同時に反転
し、Hbの向きに従う。これが状態3Hである。
この状態3Hにおいてレーザービームのスポット領域か
ら外れると、媒体温度は低下を始める。
媒体温度が低下してTcomp.1以下になると、Ｐタイプ
から元のＡタイプに戻る。そして、第１層のTMスピンと
REスピンの強度の大小関係が逆転する そのため、第１層の磁化が反転し、「Ａ向き」の磁化
になる（状態4H）。
そして、やがて媒体の温度は状態4Hのときの温度から
室温まで低下する。室温でのHC1は十分に大きく、次式3
5の4: が満足されるので、第１層の磁化は状態4Hのまま安定に
維持される。
こうして、第１層に「Ａ向き」のビットが形成され
る。
次に第１表に示したクラス７の記録媒体（Ｐタイプ・
III象限・タイプ４）に属する媒体No.7を例にとり、本
発明のオーバーライト原理について詳細に説明する。
この媒体No.7は、次式41: TR＜TL＜THTC1TC2 の関係を有する。説明を簡単にする目的から、以下の説
明では＜TH＜TC1＜TC2とする。この関係をグラフで示す
と、次の如くなる。
室温TRで第１層の磁化が初期補助磁界Hini.により反
転せずに第２層のみが反転する条件は、式42である。こ
の媒体No.7は式42を満足する。
このとき、Hini.の条件式は、式45で示される。Hini.
が無くなると、第１層、第２層の磁化は界面磁壁エネル
ギーにより互いに影響を受ける。それでも第１層、第２
層の各磁化が反転せずに保持される条件は、式43〜44で
示される。この媒体No.7は式43〜44を満足する。
室温で式42〜44の条件を満足する記録媒体の第２層の
磁化は、記録の直前までに式45: の条件を満足するHini.により例えば「Ａ向き」 に揃えられる。このとき、第１層は記録状態のままで残
る（状態1a又は1b）。
この状態1a、1bは記録直前まで保持される。
そして、記録磁界Hbは、「逆Ａ向き」 に印加するとする。
なお、媒体がディスク状の場合、記録されたビット
（特に第１層がHbと反対向きの磁化を有する状態1bのビ
ット）が、Hb印加手段に近づいたとき、Hbによって反転
してはならない条件は、次式45の2: で示され、ディスク媒体は、室温でこの条件式を満足さ
せる必要がある。また、初期化された第２層が、Hb印加
手段に近づいたときHbによって反転されてしまわない条
件は、次式45の3: で示される。逆に言えば、Hbを決定する１つの条件は、
式45の２及び式45の３で示される。
さて、状態1a、1bのビットは、いよいよレーザービー
ムのスポット領域に到達する。レーザービームの強度
は、先願発明と同様に、低レベルと高レベルの２種があ
る。
−低温サイクル− 低レベルのレーザービームが照射されて、媒体温度が
TLに上昇する。そうすると、下記条件： が満足され、状態1aが状態2Lに遷移する。他方、状態1b
はそのままの状態を保つため、同じ状態2Lになる。
この状態2Lにおいてレーザービームのスポット領域か
ら外れると、媒体温度は低下を始める。
室温では、HC1は十分に大きい（式45の２参照）の
で、状態2Lは室温でも維持される。
その結果、第１層に「Ａ向き」のビットが形成され
る。
−高温サイクル− 高レベルのレーザービームが照射されて媒体温度は、
低温TLに上昇する。その結果、状態2Lと同じ状態2Hにな
る。
ビームの照射が続いて、媒体温度は更に上昇しTHにな
る。すると、THは第１層、第２層のキュリー点に近くな
るので、その結果、媒体は、下記の（１）〜（３）のい
ずれか１つの関係式： を満足する。そのため、両層の磁化は、ほぼ同時に反転
し、 の向きに従う。これが状態3Hである。
状態3Hにおいてレーザービームのスポット領域から外
れると、媒体温度は低下し始める。
やがて媒体温度は室温に戻る。しかし、状態4Hは変ら
ない。
その結果、第１層に「逆Ａ向き」のビットが形成さ
れる。
次に第１表に示したクラス８の記録媒体（Ａタイプ・
IV象限・タイプ２）に属する媒体No.8を例にとり、本発
明のオーバーライト原理について詳細に説明する。
この媒体No.8は、次式46: TR＜TL＜THTC1TC2 の関係を有する。説明を簡単にする目的から、以下の説
明では、TH＜TC1＜TC2とする。また、Tcomp.2は、TL、T
C1より低くても等しくても高くても良いが、説明を簡単
にする目的から、以下の説明では、TL＜TC1＜Tcomp.2と
する。この関係をグラフで示すと、次の如くなる。
室温TRで第１層の磁化が初期補助磁界Hini.により反
転せずに第２層のみが反転する条件は、式47である。こ
の媒体No.8は室温で式47を満足する。式47: このとき、Hini.の条件式は、式50で示される。Hini.
が無くなると、第１層、第２層の磁化は界面磁壁エネル
ギーにより互いに影響を受ける。それでも第１層、第２
層の各磁化が反転せずに保持される条件は、式48〜49で
示される。この媒体No.8は式48〜49を満足する。
室温で式47〜49の条件を満足する記録媒体の第２層の
磁化は、記録の直前までに式50: の条件を満足するHini.により例えば「Ａ向き」 に揃えられる。このとき、第１層は記録状態のままで残
る（状態1a又は1b）。
この状態1a、1bは記録直前まで保持される。
そして、記録磁界Hbは「Ａ向き」 に印加するとする。
なお、媒体がディスク状の場合、１回転前に記録され
たばかりのビット（特に第１層がHbと反対向きの磁化を
有する状態1bのビット）がHbによって反転してはならな
い条件は、次式50の2: で示され、ディスク媒体は、室温でこの条件式を満足さ
せる必要がある。逆に言えば、Hbの大きさを決定する１
つの条件は、式50の２で示される。
さて、状態1a、1bのビットは、いよいよレーザービー
ムのスポット領域に到達する。レーザービームの強度
は、先願発明と同様に、低レベルと高レベルの２種があ
る。
−低温サイクル− 低レベルのレーザービームが照射されて、媒体温度は
TLに上昇する。そうすると、下記条件式： が満足され、状態1aが状態2Lに遷移する。他方、状態1b
はそのままの状態を保つため、同じ状態2Lになる。
この状態2Lにおいてレーザービームのスポット領域か
ら外れると、媒体温度は低下を始める。状態2Lは、媒体
温度が室温まで下がってもHC1が十分に大きい（式50の
２参照）ので、維持される。
その結果、第１層に「逆Ａ向き」のビットが形成さ
れる。
−高温サイクル− 高レベルのレーザービームが照射されて媒体温度は、
先ず低温TLに上昇する。その結果、低温サイクルの状態
2Lと同じ状態2Hとなる。
高レベルのレーザービームの照射により、媒体温度は
更に上昇する。媒体温度がTcomp.2を超えると、Ａタイ
プからＰタイプに移行する。そして第２層のREスピン
（↑）及びTMスピン（）の向きは変わらずに、強度の
大小関係が逆転する その結果、第２層の磁化は反転して「逆Ａ向き」とな
る。この状態が状態3Hである。
しかし、この温度ではHC2がまだ大きいので、第２層
の磁化は で反転されることはない。
更にビームの照射が続き、やがて媒体温度は更に上昇
してTHになる。すると、媒体温度は第１層、第２層のキ
ュリー点近くになるので、両層の保磁力は小さくなる。
その結果、媒体は、下記（１）〜（３）のいずれか１つ
の関係式： を満足する。そのため、両層の磁化は、ほぼ同時に反転
し、 の向きに従う。これが状態4Hである。
この状態4Hにおいてレーザービームのスポット領域か
ら外れると、媒体温度は低下を始める。媒体温度がT
comp.2より下がると、Ｐタイプから元のＡタイプに戻
る。そして、第２層のREスピン（↓）及びTMスピン
（）の向きは変わらずに、強度の大小関係が逆転する その結果、第２層の磁化は反転して「逆Ａ向き」とな
る。この状態では、HC2は既に相当大きくなっているの
で第２層の磁化は により反転されることはない。この状態が状態5Hであ
る。
やがて媒体の温度は状態5Hのときの温度から室温まで
低下する。しかし、状態5Hは変わらない。
こうして、第１層に「Ａ向き」のビットが形成され
る。
以下、参考例及び実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
〔実施例１〕 ３元のRFマグネトロン・スパッタリング装置を用い、
厚さ1.2mm、直径130mmのディスク状ガラス基板を該装置
の真空チャンバー内にセットする。
真空チャンバー内を一旦２×10-7Torrまで排気した
後、アルゴンガスを導入し、Arガス圧を３×10-3Torrに
保持ししながら、成膜速度約５Å／秒で、スパッタリン
グを行なう。
最初にターゲットとしてTbFeCo合金を用い、基板上に
膜厚t1＝600ÅのTb21Fe70Co9垂直磁化膜からなる第１層
（記録層）を形成する。尚、合金組成における添字数字
の単位は、原子％である。以下、同様である。
続いて、真空状態を保持したままターゲットとしてDy
とFeCo合金を用いて、同時スパッタリングを行ない、第
１層の上に膜厚t2＝1200ÅのDy27(Fe70Co30)73垂直磁化
膜からなる第２層（記録補助層）を形成する。
こうして製造したクラス８（Ａタイプ・第IV象限・タ
イプ２）に属する２層光磁気記録媒体について、磁気特
性（25℃）を下記第２表に示す。
〔実施例２〕 実施例１と同様に、最初に膜厚t1＝600ÅのTb21Fe70C
o9垂直磁化膜からなる第１層を形成した後、真空状態を
保持したままターゲットとしてTbDy合金とFeCo合金を用
いて、同時スパッタリングを行ない、第１層の上に膜厚
t2＝900Åの(Tb40Dy60)27(Fe70Co30)73垂直磁化膜から
なる第２層を形成する。
こうして製造したクラス８（Ａタイプ・第IV象限・タ
イプ２）に属する２層光磁気記録媒体について、磁気特
性（25℃）を下記第３表に示す。
〔比較例１〕 実施例１と同様に、最初に膜厚t1＝600ÅのTb21Fe70C
o9垂直磁化膜からなる第１層を形成した後、真空状態を
保持したままターゲットとしてGdDy合金とFe70Co30合金
の２元を用いて、同時スパッタリングを行ない、第１層
の上に膜厚t2＝2000Åの(Gd50Dy50)27(Fe70Co30)73垂直
磁化膜からなる第２層を形成する。
こうして製造したクラス８（Ａタイプ・第IV象限・タ
イプ２）に属する２層光磁気記録媒体について、磁気特
性（25℃）を下記第４表に示す。
〔比較例２〕 実施例１と同時に、最初に膜厚t1＝600ÅのTb21Fe70C
o9垂直磁化膜からなる第１層を形成した後、真空状態を
保持したままターゲットを変えてスパッタリングを行な
い、第１層の上に膜厚t2＝500ÅのTb26Fe52Co22垂直磁
化膜からなる第２層を形成する。
こうして製造したクラス８（Ａタイプ・第IV象限・タ
イプ２）に属する２層光磁気記録媒体について、磁気特
性（25℃）を下記第５表に示す。
〔媒体の評価〕 （１）最小Hini.の大きさ： オーバーライトに必要なHini.の最小値を検討する。H
ini.の大きさは、クラス８の媒体の場合、 で表される。そこで、上記実施例及び比較例の媒体につ
いて、最小Hini.（単位:Oe）を計算した。この結果を下
記第８表に示す。
（２）第２層の最小膜厚t2： 室温で第２層がHini.により初期化され、磁化の向き
が「Ａ向き」又は「逆Ａ向き」に揃えられたとき、第１
層の磁化の影響を受けても、その状態が保たれる条件
は、クラス８の媒体の場合、 で表される。そこで、この式を次の式： に変形した上で、上記実施例及び比較例の媒体につい
て、第２層に必要な最小膜厚t2（単位：Å）を計算し
た。この結果を下記第８表に示す。
（３）C/N比： 〈オーバーライト可能な光磁気記録装置の説明〉 この装置は記録専用であり、その全体構成を第４図
（概念図）に示す。
この装置は、基本的には、 （ａ）記録媒体20を移動させる手段の一例としての回転
手段21: （ｂ）初期補助磁界Hini.印加手段22; （ｃ）レーザービーム光源23; （ｄ）記録すべき２値化情報に従い、ビーム強度を、
（１）上向き磁化を有するビットと下向き磁化を有する
ビットの何れか一方のビットを形成させるのに適当な媒
体温度THを与える高レベルと、（２）他方のビットを形
成させるのに適当な媒体温度TLを与える低レベルとにパ
ルス状に変調する手段24: （ｅ）記録磁界Hb印加手段25; からなる。
Hini.印加手段22として、ここでは、媒体に応じて、
強度が、 実施例１の媒体:4000 Oe 実施例２の媒体:5500 Oe 比較例１の媒体:4000 Oe 比較例２の媒体:9000 Oe で磁界の向きが「Ａ向き」 の永久磁石を使用し、Hb印加手段25として、ここでは、
どの媒体についても強度が300 Oeで磁界の向きが「Ａ向
き」↑の永久磁石を使用する。
永久磁石22と25は、ディスク状記録媒体20の半径方向
の長さに相当する長さを有する棒状のものである。この
磁石22と25は、本記録装置に固定して設置し、光源23を
含むピックアップと共に移動させることはしないことに
する。
〈C/N比の測定〉 前述の記録装置（第４図参照）を使用して光磁気記録
を実施する。まず、回転手段21で前記実施例及び比較例
の媒体20を12m/秒の一定線速度で移動させる。その媒体
20に対し、レーザービームを照射する。ビームの強度
は、手段24により調節可能であり、媒体に応じて、下記
とおり設定された。
そしてビームは、手段24により情報に従いパルス状に
変調される。ここでは、記録すべき情報を周波数1MHzの
信号とした。従って、ビームをその周波数で変調させな
がら媒体20に照射した。これにより、同周波数の信号が
記録されたはずである。
記録した情報を別の光磁気再生装置で再生すると、C/
N比は、 60dB ……実施例１、2 57〜60dB ……比較例１、2 であり、記録されていることが確かめられた。
次に媒体20の既に記録した領域に、今度は周波数2MHz
の信号を新たな情報として記録した。
この情報を同様に再生すると、新たな情報が再生さ
れ、オーバーライトが可能であることが判ったが、その
オーバーライト時のC/N比は、下記第８表記載の通りで
あった。
なお、この条件では、媒体は、下記第７表に示した温
度に達した。
〔発明の効果〕 以上のとおり、本発明に従い、オーバーライト可能な
多層光磁気記録媒体の第２層（記録補助層）を(TbUDy
100-u)V(Fe100-W)100-V合金組成の中から選択すること
により、（１）最小Hini.の大きさが小さくなり、その
ためHini.印加手段が小さくて済むことから記録装置を
小型化することができ、（２）全体の膜厚t12が薄くな
り、そのため、オーバーライトに必要な媒体温度TH、TL
を得るのに必要なレーザービームの強度が小さくて済
み、また、媒体の材料コストが低減され、媒体製造時間
が短縮され、しかも（３）C/N比が高くなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例にかかるオーバーライト可能
な光磁気記録媒体の縦断面を示す概念図である。 第２図は、光磁気記録方式の記録原理を説明する概念図
である。 第３図は、光磁気記録方式の再生原理を説明する概念図
である。 第４図は、先願発明にかかるオーバーライト可能な光磁
気記録装置の主要部を説明する概念図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｌ……レーザービーム Lp……直線偏光 B1……「Ａ向き」磁化を有するビット B0……「逆Ａ向き」磁化を有するビット １……記録層（第１層） ２……記録補助層（第２層） Ｓ……基板 20……オーバーライト可能な光磁気記録媒体 21……記録媒体を回転させる回転手段 22……初期補助磁界Hini.印加手段 23……レーザービーム光源 24……記録すべき２値化情報に従い、ビーム強度を、
（１）「Ａ向き」磁化を有するビット又は「逆Ａ向き」
磁化を有するビットの何れか一方を形成するのに適当な
温度を媒体に与える高レベルと、（２）他方のビットを
形成するのに適当な温度を媒体に与える低レベルとの間
でパルス状に変調する手段 25……記録磁界Hb印加手段

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】垂直磁気異方性を有する第１層を記録層と
    し、垂直磁気異方性を有する第２層を記録補助層とする
    多層構造を有し、 第１層の磁化はそのままに第２層の磁化のみを一方向に
    揃えることが可能な光磁気記録媒体であって、 記録すべき情報に従ってレーザービームを高レベルと低
    レベルの間でパルス変調して前記媒体に照射した場合、 ビームが高レベルのときは、前記媒体は高温THに上昇
    し、結果として、第２層の磁化は反転し、第１層の磁化
    は第２層の磁化に倣って、第２層の磁化と同方向または
    逆方向となり、 ビームが低レベルのときは、前記媒体は低温TLに上昇
    し、結果として、第２層の磁化は変化せず、第１層の磁
    化は第２層の磁化に倣って、第２層の磁化と同方向また
    は逆方向となることで、レーザービーム強度の変調によ
    りオーバーライトが可能な光磁気記録媒体において、 少なくとも第２層は、一般式： (TbUDy100-U)V(Fe100-WCoW)100-V ただし、Ｕ＝ 0〜50原子％ Ｖ＝15〜35原子％ Ｗ＝ 1〜50原子％ からなる合金組成から選択された材料からなり、かつ、 TR＜TC1TL＜TC2TH 又はTR＜TL＜TC1＜THTC2 又はTR＜TL＜THTC1TC2 であることを特徴とするオーバーライト可能な光磁気記
    録媒体。 ただし、 TR ：室温 TC1 ：第１層のキュリー点 TC2 ：第２層のキュリー点 TL ：低レベルのレーザービームを照射した時の記録媒
    体の温度 TH ：高レベルのレーザービームを照射した時の記録媒
    体の温度
  2. 【請求項２】請求項第１項に記載の光磁気記録媒体にお
    いて、 Ｕ＝ 0〜40原子％ Ｖ＝15〜35原子％ Ｗ＝10〜40原子％ であることを特徴とするオーバーライト可能な光磁気記
    録媒体。
  3. 【請求項３】請求項第１項に記載の光磁気記録媒体にお
    いて、 第２層が室温とキュリー点との間に補償温度Tcomp.2を
    有しており、 かつ、Tcomp.2＜TC1 であることを特徴とするオーバーライト可能な光磁気記
    録媒体。
  4. 【請求項４】請求項第１項に記載の光磁気記録媒体にお
    いて、 室温で下記４条件： HC1＞HC2＋｜HD1HD2｜ HC1＞HD1 HC2＞HD2 を満足することを特徴とするオーバーライト可能な光磁
    気記録媒体。 ただし、 HC1：第１層の保磁力 HC2：第２層の保磁力 HD1：第１層が受ける結合磁界 HD2：第２層が受ける結合磁界
  5. 【請求項５】請求項第１項に記載の光磁気記録媒体にお
    いて、 第１層が遷移金属−重希土類合金組成から選択したもの
    であることを特徴とするオーバーライト可能な光磁気記
    録媒体。
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