JP2815122B2

JP2815122B2 - 情報記録装置

Info

Publication number: JP2815122B2
Application number: JP28344690A
Authority: JP
Inventors: 昌邦山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH04159642A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光磁気ディスクなどの情報記録媒体に、情
報を重ね書き（オーバライト）する情報記録装置に関す
る。

［従来の技術］近年、光磁気ディスクを記録媒体として用いた光磁気
ディスク装置は、記憶容量が大きいこと、消去書換えが
可能なことなどにより、大きな期待が寄せられている。
そして、更に性能を上げるべく、データ転送速度を高め
るための重ね書き（オーバライト）の研究や、記憶容量
を上げるための研究が盛んである。

オーバライトの方式としては、磁界変調方式と光変調
方式が知られている。磁界変調方式は、記録媒体に一定
強度のレーザビームを照射しながら記録情報に応じて変
調したバイアス磁界を印加する方式である。また、光変
調方式は、記録媒体に一定の外部磁界を印加しながら、
記録情報に応じて変調されたレーザビームを照射する方
式である。

しかしながら、上記磁界変調方式では、形成される記
録ピットの形状が矢羽根状となるため、ピットのエッジ
が変動したり、消去時にピットの消し残りが生じる問題
がある。また、磁界の極性を記録信号に応じて正負両方
向に切換えるため、磁気ヘッドの消費電力が大きくなっ
てしまう。一方、光変調方式にあっては、半導体レーザ
のパワーを消去、記録、再生の３値のパワーに制御する
ため、半導体レーザの制御が複雑化する。また、オーバ
ライト時においては、消去と記録の２値のパワーを必要
とするので、記録層での温度分布を制御が難しく、ピッ
トのエッジ変動の問題があった。

そこで、本願発明者は先に上記問題点を解消した情報
記録方法を特願平２−190790号として出願した。その情
報記録方法は、室温での保磁力がH_C1でキューリ温度がT
_C1である第１の磁性層と、室温での保磁力が前記H_C1よ
りも大きい保磁力H_C2を有し、キューリ温度が前記T_C1よ
りも低い温度T_C2である第２の磁性層とを積層してなる
情報記録媒体に、前記H_C1より大きくH_C2よりも小さな磁
界を印加して前記第１の磁性層の磁化の向きを一定方向
に揃える過程、所定強度の光ビームを照射して前記第１
及び第２の磁性層の温度を前記T_C2より高くT_C1より低い
温度に上昇させる過程、予め定めた記録情報の一方に対
応して前記H_C2よりも小さな一定方向の磁界を印加し、
前記第１の磁性層の磁化の向きを記録情報に対応した向
きにする過程、前記第１及び第２の磁性層を冷却し、該
第２の磁性層に第１の磁性層の記録情報に対応した情報
を保持する過程よりなることを特徴としたものである。

そして、この情報記録方法にあっては、従来の光変調
方式に比べレーザ駆動回路の構成を著しく簡略化できる
ばかりでなく、従来の磁界変調方式と比較して磁気ヘッ
ドの消費電力を半減でき、またその構造も簡素化できる
という効果を有する。

［発明が解決しようとしている課題］光学的情報記録装置にあっては、磁気ヘッドの特性が
重要であり、特に記録速度は磁気ヘッドの特性に左右さ
れてしまう。そのため、磁気ヘッドとしては極力低消費
電力、高速磁界変調が要求されている。従って、前述し
た情報記録方法においては消費電力が半減できるもの
の、更に低消費電力、高速化が望まれていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、そ
の目的は磁気ヘッドの消費電力を更に低減し、より高速
記録を可能にした情報記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］このような本発明の目的は、室温での保磁力がH_C1で
キューリ温度がT_C1である第１の磁性層と、室温での保
磁力が前記H_C1よりも大きい保磁力H_C2を有し、キューリ
温度が前記T_C1よりも低い温度T_C2である第２の磁性層と
を積層してなる情報記録媒体に、前記H_C1より大きくH_C2
よりも小さな磁界を印加して前記第１の磁性層の磁化の
向きを一定方向に揃える初期化用の第１の磁気ヘッド
と、所定強度の光ビームを照射して前記第１及び第２の
磁性層の温度を前記T_C2より高くT_C1より低い温度に上昇
させる光ヘッドと、予め定めた記録情報の一方に対応し
て前記H_C2よりも小さな一定方向の磁界を印加し、前記
第１の磁性層の磁化の向きを記録情報に対応した向きに
する情報記録用磁気ヘッドとを有し、該情報記録用磁気
ヘッドは、前記記録媒体に近接して設けられ、前記記録
媒体に一定方向の磁界を印加する永久磁石から成る第２
の磁気ヘッドと、該第２の磁気ヘッドの近傍にあって、
前記記録情報に応じて変調された一定方向の磁界を前記
第２の磁気ヘッドから印加される磁界と合成して記録媒
体に印加する、電磁石から成る第３の磁気ヘッドとから
構成されたことを特徴とする情報記録装置によって達成
される。

［実施例］以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
詳細に説明する。第１図は本発明の情報記録装置の一実
施例を示す構成図である。

第１図において、１は光磁気ディスク５の上面に近接
して配設された第１の磁気ヘッドである。第１の磁気ヘ
ッド１は、永久磁石から構成され、光磁気ディスク５に
情報記録動作に先立って磁界を印加することで、光磁気
ディスク５を初期化する。２は同様に永久磁石からなる
補助磁界発生用の第２の磁気ヘッド、３は電磁石から構
成された第３の磁気ヘッドである。第３の磁気ヘッド３
は、光磁気ディスク５を挟んで光ヘッド４に対向配置さ
れ、その第３の磁気ヘッド３の外側に第２の磁気ヘッド
２が配置されている。第３の磁気ヘッド３は磁気ヘッド
駆動回路６によって駆動されるもので、図示しない制御
部の指示により情報の記録時のみ駆動される。即ち、第
３の磁気ヘッド３は情報の記録時に記録信号に対応して
所定強度の磁界を光磁気ディスク５に印加、または無印
加とするよう駆動される。なお、印加磁界の大きさは、
第２の磁気ヘッド２からも常時補助用磁界が印加された
ので、両方の合計の磁界となる。

光ヘッド４は、半導体レーザ（図示せず）、対物レン
ズ７などから構成され、レーザ駆動回路８によって半導
体レーザが駆動される。情報の記録時においては、第３
の磁気ヘッド３の作動と同時に半導体レーザが所定強度
のレーザ光を光磁気ディスク５へ照射する。また、再生
時においては、記録パワーよりも低い強度のレーザ光が
光磁気ディスク５へ照射され、従ってレーザ光の強度は
記録パワーと再生パワーの２値に制御される。このレー
ザ光の制御は、図示しない制御部の指示によって行われ
る。

光磁気ディスク５は、透明基板９上に保護及び干渉層
10、記録用磁性層11、記録補助用の磁性層である記録補
助層12、保護層13を順次形成した多層膜構造の記録媒体
である。第２図はこの光磁気ディスク５の二つの磁性層
11,12の温度に対する保磁力の特性を示す図である。曲
線14は記録補助層12の特性であり、室温ではその保磁力
H_C1は比較的小さく、キューリ点温度T_C1は比較的高い特
性を有する。また、曲線15は記録用磁性層11の特性を示
すもので、記録補助層12よりも室温における保磁力H_C2
は大きく、低いキューリ温度T_C2を有するものである。
また、曲線14のT_compは記録補助層12の補償点温度であ
る。更に第２図において、H_iniは第１の磁気ヘッド１の
初期化用磁界、H_extは第２の磁気ヘッド２の補助用磁
界、H_Wは第２の磁気ヘッド２と第３の磁気ヘッド３との
合計の磁界である。

次に、本実施例の動作について説明する。なお、光磁
気ディスク５は、第１図に示すように、矢印Ａ方向に移
動しているものとする。また、光ヘッド４による光スポ
ットは、基板９側から入射し、磁性層上での光スポット
径は１μｍ程度である。この光スポットを所望のトラッ
ク上を走査させるトラッキングサーボは、プッシュプル
法などの従来よく知られている方式で行われているもの
とする。

まず、第３図により光磁気ディスク５の初期化動作を
説明する。第１の磁気ヘッド１は、第２及び第３の磁気
ヘッド2,3よりも先行した位置にあるので、光磁気ディ
スク５が矢印Ａ方向に移動する場合、先に光磁気ディス
ク５に第１の磁気ヘッド１の初期化用磁界が印加され
る。第１の磁気ヘッドの磁界強度H_iniは、第２図に示す
ようにH_C1＜H_ini＜H_C2となるように設定されている。即
ち、記録磁性層12の室温における保磁力よりも大きく、
記録磁性層11の保磁力H_C2よりも小さくなるように設定
されている。また、第１の磁気ヘッド１の磁界の方向
は、第３図に示す如く矢印Ｂ方向となっている。これに
より、第１の磁気ヘッド１の下面を通った記録補助層12
の磁化の方向は、矢印Ｂ方向（上向き）に揃えられ、初
期化が行われる。なお、記録磁性層11の磁化の方向は、
その保磁力H_C2がH_iniよりも大きいので、第１の磁気ヘ
ッド１の磁界の影響を受けず、元の磁化の方向を保持す
る。

このように初期化を行った後、光磁気ディスク５は第
２及び第３の磁気ヘッド2,3と光ヘッド４の間に到達す
る。ここで、情報の消去または記録を行うが、初めに消
去動作について第４図を用いて説明する、第４図において、ステップ１は初期化を終了した後の
記録用磁性層11、記録補助層12の磁化の方向を示したも
ので、第３図の状態と同じである。次に、ステップ2,3
で光ヘッド４から一定強度のレーザ光が照射され、記録
用磁性層11の情報が消去される。このレーザ光の照射に
よる記録用磁性層11の温度上昇は、T_C2＜T_W＜T_C1となる
ように設定されており、ステップ２では記録用磁性層11
の温度T_WはT_C2とT_compの間にある。この状態では、キュ
ーリ温度T_C2を越えているため、記録用磁性層11の磁化
はなくなり、古い磁化は消されてしまう。ステップ３で
は、更に温度が上昇し、T_compとT_C1の間まで上昇する。
この状態では、記録補助層12の補償温度T_compを越える
ため、記録補助層12の磁化の方向が反転する。

ステップ４は中央のピットP₂の温度がT_WとT_C1の間に
あり、両側のピットP₁,P₃の温度はT_compとT_Wの間にある
状態である。一方、第２の磁気ヘッド２は永久磁石であ
るので、消去動作時においてもその補助用磁界H_extが光
磁気ディスク５にＢ方向に印加されている。なお、この
とき第３の磁気ヘッド３は磁界を発生していない。この
場合、第２図に示すように温度がT_W以下での記録補助層
12の保磁力は、補助用磁界H_extよりも大きいため、記録
補助層12の磁化は変化しない。従って、ステップ４での
各ピットの磁化の向きはステップ３のままである。

ステップ５は光ヘッド４を通過し、冷却が始まる状態
を示しており、記録補助層12の温度がT_compより低下す
ると、その磁化の方向は再び反転する。ステップ６は更
に冷却されて室温まで下がった状態を示している。ここ
では、記録用磁性層11の温度がキューリ温度T_C2よりも
下がるので、再び磁化が現われ、その向きは記録補助層
12の磁化の方向に対応したものになる。本例では記録補
助層12の方向に対して記録用磁性層11の磁化の向きが反
対方向になるが、これは媒体の特性による。従って、媒
体を選択することによって、磁化の向きを同じ向きにす
ることもできる。以上により、記録用磁性層11の磁化の
向きが一定方向に揃えられ、古い情報が消去される。

次に、情報記録動作について、第５図を参照しながら
説明する。なお、第５図において、ステップ１〜３は消
去動作と同じであるので、そのステップの説明は省略
し、ステップ４から説明する。

ステップ４では、中央のピットP₂の温度はT_W以上、両
側のピットP₁,P₃の温度はT_comp以上でT_Wに満たない温度
である。また、ステップ４では第３の磁気ヘッド３から
光磁気ディスク５にＢ方向に磁界が印加される。磁界の
大きさは、第２の磁気ヘッド２の磁界との合計値である
H_Wである。この磁界は記録信号に応じて印加され、例え
ば記録情報が“1"のときのみ印加され、記録情報が“0"
のときは無印加である。また、磁界H_Wは第２図に示すよ
うに、記録補助層12の室温における保磁力H_C1よりも小
さな磁界である。従って、ステップ４では中央のピット
P₂の温度がT_Wよりもやや高いので、磁界H_Wを印加すると
そのピットP₂だけ磁化の方向が反転し、Ｂ方向に向く。
これにより、ピットP₂に例えば記録情報“1"が記録さ
れ、ピットP₁,P₃は元の磁化の方向のままであるので、
記録情報“0"が記録される。

ステップ５では、消去と同様に冷却が始まり、T_comp
とT_C1の間まで冷却されると、ピットP₁〜P₃の磁化の向
きがそれぞれ反転する。ステップ６は室温にまで冷却さ
れた状態であり、記録補助層12の磁化の方向に対応して
記録用磁性層11に磁化が現われる。以上により、記録用
磁性層11に新しい情報が記録され、オーバライトが終了
する。なお、再生を行う場合は、記録時よりも低いパワ
ーのレーザ光で走査し、このときの温度は第２図に示す
ようにT_R程度となるようにすればよい。

本実施例では、情報の記録時においては、レーザのパ
ワーは一定のパワーでよく、従来の光変調記録方式のよ
うに記録信号に応じて強度変調する必要はない。従っ
て、レーザのパワーは記録と再生時の２値に制御すれば
よいので、レーザの駆動が簡単となり、駆動回路の構成
を大幅に簡略化することができる。また、第３の磁気ヘ
ッド３は記録情報の一方に対して磁界を印加すればよ
く、従来の磁界変調方式のように記録信号に対応して両
極性の磁界を発生しなくてもよい。

更に、情報記録時に光磁気ディスク５に印加する磁界
H_Wは第２、第３の磁気ヘッド2,3の合計値であるので、
第３の磁気ヘッド３の発生磁界を更に小さくすることが
できる。従って、第３の磁気ヘッドとしては、一方向の
磁界の発生で済むことから従来の磁界変調方式に比べて
消費電力を半減することができる。加えて、第２の磁気
ヘッド２によって補助用磁界を印加しているため、第３
の磁気ヘッドとしてはその分発生磁界が小さくてよい。
従って、第３の磁気ヘッドの消費電力を更に低減でき、
全体で従来に比べ半分以下に低減することが可能とな
る。また、第３の磁気ヘッドの磁界が減る分インダクタ
ンスが小さくできるので、高速の磁界のスイッチングが
可能となり、より高速記録を行うことができる。更に、
本実施例では記録されるピットの形状が磁界変調方式の
ような矢羽根状ではなく、円形または長円形であるた
め、ピットのエッジ変形や消し残りなどの問題がなく、
記録情報の信頼性を向上できる利点がある。

第６図及び第７図は、夫々本発明に用いる光磁気ディ
スクの他の構成例を示し、第８図は、これらのディスク
における温度に対する各層の保磁力の特性を示す。

第６図は、第１図示の光磁気ディスクの構成の補助記
録層12と記録用磁性層11の間に交換力調整層16を配した
ものである。この層の室温での保磁力H_C3とキューリ温
度T_C3は、第８図の曲線17のような特性になっている。
この層は、室温では面内方向に磁化されていて、記録時
の光スポットのパワーで温度が上がると、記録補助層12
の磁化の方向と同じ垂直磁化を有するか又は磁化が消滅
する特徴がある。そして、室温での記録補助層12と記録
磁性層11との交換結合力を弱める働きをする。そのた
め、初期化時の磁界の強さを、よりH_C1側に下げること
ができる。

第７図においては、さらに第６図の構成の記録用磁性
層11と保護及び干渉層10との間に、再生層18を配したも
のである。前述のように再生時のカー効果によるカー回
転角は、キューリ温度の大きい磁性層の方が大きい。そ
の為、再生層18の保磁力H_C4とキューリ温度T_C4は、第８
図の曲線19のような特性になっている。この再生層18
は、再生時の光スポットのパワーにより上昇した温度に
おいて、記録用磁性層11との交換結合力により、記録用
磁性層11のピットの磁化に対応した垂直磁化が現われ
る。再生時の光の反射はほとんど再生層18の影響を受け
るので、カー回転角は、記録用磁性層11での反射の時に
比べ大きくなる。

ここまで、記録補助層12、記録用磁性層11の特性とし
て、第２図に示したように室温以上で記録補助層12は補
償点があり（曲線14）、記録用磁性層11は補償点がない
（曲線15）場合について説明してきたが、第６図又は第
７図のような構成では、第９図〜第11図に示す特性を持
つものとしても良い。ここで第９図、第10図及び第11図
は夫々、記録補助層12（曲線14′）も記録用磁性層11
（曲線15）も補償点を持たないもの、記録補助層12（曲
線14′）は補償点を持たないが、記録用磁性層11（曲線
15′）は補償点を持つもの、及び記録補助層12（曲線1
4）も記録用磁性層11（曲線15′）も補償点を持つもの
を示す。

磁性層群の各層の具体的な材料としては、遷移金属と
希土類金属の各１種類以上の組み合わせによる非晶質合
金を用いることが出来る。例えば、遷移金属としては、
主にFe,Co,Ni,希土類金属としては、主にGd,Tb,Dy,Ho,N
d,Smがある。代表的な組み合わせとしてはTbFeCo,GdTbF
e,GdFeCo,GdTbFeCo,GdDyFeCo等が挙げられる。

また、記録補助層の材料は、Co−Cr系、Ba−Ferrite
系、MnBi系、酸化鉄系、Coドープ酸化鉄系、CrO₂系、Ni
−Co系、Fe−Ni−Co系等の磁性材料や、PtMnSbなどのホ
イスラー合金であってもよい。

基板８はガラス材やポリカーボネート（PC）、ポリメ
チルメタアクリレート（PMMA）などのプラスチック材で
あり、厚くハードなものであってもよいし、薄くフレキ
シブルなものでもよい。

本発明は、以上説明した実施例の他にも種々の応用が
考えられる。例えば、実施例では光磁気ディスクについ
て説明してきたが、カード状、テープ状の媒体を用いる
ことも出来る。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、磁気ヘッドの消
費電力を従来の磁界変調方式に比べ半分以下に低減で
き、また情報の記録速度も更に高速化できるという効果
がある。また、従来の光変調方式に比べレーザ駆動回路
の構成を大幅に簡略化することができ、更に記録ピット
の形状を円形または長円形にできるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の情報記録装置の一実施例を示す構成
図、第２図は本発明に使用される光磁気ディスクの特性
図、第３図は光磁気ディスクの初期化動作を示す説明
図、第４図は情報消去動作を示す説明図、第５図は情報
記録動作を示す説明図、第６図及び第７図はそれぞれ光
磁気ディスクの他の例を示す断面図、第８図は第６図、
第７図の光磁気ディスクの特性を示す図、第９図、第10
図及び第11図はそれぞれ第６図及び第７図に示した光磁
気ディスクの他の特性を示す図である。１……第１の磁気ヘッド２……第２の磁気ヘッド３……第３の磁気ヘッド４……光ヘッド５……光磁気ディスク６……磁気ヘッド駆動回路８……レーザ駆動回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室温での保磁力がH_C1でキューリ温度がT_C1
である第１の磁性層と、室温での保磁力が前記H_C1より
も大きい保磁力H_C2を有し、キューリ温度が前記T_C1より
も低い温度T_C2である第２の磁性層とを積層してなる情
報記録媒体に、前記H_C1より大きくH_C2よりも小さな磁界
を印加して前記第１の磁性層の磁化の向きを一定方向に
揃える初期化用の第１の磁気ヘッドと、所定強度の光ビ
ームを照射して前記第１及び第２の磁性層の温度を前記
T_C2より高くT_C1より低い温度に上昇させる光ヘッドと、
予め定めた記録情報の一方に対応して前記H_C2よりも小
さな一定方向の磁界を印加し、前記第１の磁性層の磁化
の向きを記録情報に対応した向きにする情報記録用磁気
ヘッドとを有し、該情報記録用磁気ヘッドは、前記記録
媒体に近接して設けられ、前記記録媒体に一定方向の磁
界を印加する永久磁石から成る第２の磁気ヘッドと、該
第２の磁気ヘッドの近傍にあって、前記記録情報に応じ
て変調された一定方向の磁界を前記第２の磁気ヘッドか
ら印加される磁界と合成して記録媒体に印加する、電磁
石から成る第３の磁気ヘッドとから構成されたことを特
徴とする情報記録装置。