JP3316287B2 - 光磁気記録方法及び光磁気記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学的に情報の記録、再
生、消去の少なくとも一つを行う光ディスク、光カード
等に用いられる光磁気記録媒体の光磁気記録方法及び光
磁気記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録方法とは、基板上に磁性体か
らなる垂直磁化膜を形成させたものを記録媒体とし、以
下の方法で記録、再生するものである。記録する際に
は、記録媒体をまず、強力な外部磁場等によって初期化
し、磁化の方向を１方向（上向き、または下向き）に揃
えておく。その後、記録したいエリアにレーザビームを
照射して、媒体部分の温度をキュリー点近傍以上、もし
くは補償点近傍以上に加熱し、その部分の保磁力
（Ｈ_c）をゼロ、又はほとんどゼロとした上で、初期化
の磁化の方向と逆向きの外部磁場（バイアス磁場）を印
加して磁化の向きを反転させる。レーザビームの照射を
止めると、記録媒体は常温に戻るので反転した磁化は固
定される。つまり、熱磁気的に情報が記録される。再生
の際には、直線偏光したレーザビームを記録媒体に照射
し、その反射光や透過光の偏光面の回転が磁化の向きに
応じて回転する現象（磁気カー効果、磁気ファラデー効
果）を利用して光学的に情報の読み出しを行う。

【０００３】光磁気記録方法は、書き換え可能な大容量
記憶素子として注目されているが、その記録媒体を再使
用（書き換え）をするためには、次のいずれかの方法を
採る必要がある。 （ａ）何らかの方法で初期化する。 （ｂ）外部磁場発生装置を工夫してオーバーライト（消
去が不要な書き換え）を可能にする。 （ｃ）記録媒体を工夫してオーバーライトを可能にす
る。

【０００４】しかし（ａ）の方法では、初期化装置、あ
るいは、ヘッドが２個必要になるので、コスト高を招
く。また、１個のヘッドで書き換えを行おうとすると、
消去してから記録するので時間がかかる。このため、
（ｃ）の方法が最も有力である。例えば、Ｊａｐ．Ｊｏ
ｕｒ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．２８（１９８
９）Ｓｕｐｐｌ．２８−３，ｐｐ．３６７−３７０に
は、記録層を交換結合２層膜にすれば、オーバーライト
可能な記録媒体を実現できる、と記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｊａ
ｐ．Ｊｏｕｒ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．２８
（１９８９）Ｓｕｐｐｌ．２８−３，ｐｐ．３６７−３
７０の場合、初期化磁界、記録磁界を２個の別々の磁石
もしくは磁界発生装置により発生させていたため、装置
が大型になる、コスト高になる等の問題点を抱えてい
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光磁気
記録方法は、光磁気記録層が、希土類金属−遷移金属合
金からなり室温からキュリー温度まで垂直磁化を示す第
１，第２磁性層を少なくとも有し、第２磁性層は第１磁
性層よりも高いキュリー点を有し、室温での保磁力が第
１磁性層よりも低く設定された光磁気記録媒体を用い、
初期化磁界により初期化した後、記録磁界を印加しなが
ら、強度変調されたレーザ光を照射することによりオー
バライト記録する光磁気記録方法において、前記光磁気
記録媒体にほぼ平行に磁化された１個の外部磁界発生手
段により、前記レーザ光の照射部位に前記記録磁界を、
前記レーザ光の照射部位から離れた部位に前記初期化磁
界を、同時に印加することを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の光磁気記録方法は、請求
項１に記載の光磁気記録方法において、前記外部磁界発
生手段を、前記レーザ光の照射部位から所定距離離して
配置し、前記外部磁界発生手段直上で印加する前記初期
化磁界を、前記レーザ光の照射部位に印加する前記記録
磁界よりも大きくすることを特徴とする。

【０００８】請求項３に記載の光磁気記録装置は、光磁
気記録層が、希土類金属−遷移金属合金からなり室温か
らキュリー温度まで垂直磁化を示す第１，第２磁性層を
少なくとも有し、第２磁性層は第１磁性層よりも高いキ
ュリー点を有し、室温での保磁力が第１磁性層よりも低
く設定された光磁気記録媒体を、初期化磁界により初期
化した後、記録磁界を印加しながら、強度変調されたレ
ーザ光を照射することによりオーバライト記録する光磁
気記録装置において、前記光磁気記録媒体にほぼ平行に
磁化された１個の外部磁界発生手段を、前記レーザ光の
照射部位に前記記録磁界を、前記レーザ光の照射部位か
ら離れた部位に前記初期化磁界を、同時に印加するよう
に、配置したことを特徴とする。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【作用】本発明の光磁気記録方法，光磁気記録装置によ
れば、初期化磁界及び記録磁界を、光磁気記録媒体にほ
ぼ平行に磁化された１個の外部磁界印加手段により同時
に発生させるため、初期化磁界及び記録磁界を２個の別
々の磁石もしくは磁界発生装置により発生させる必要が
なくなり、１個の磁石もしくは磁界発生装置により発生
させるので、装置が小型になり、さらにコストを低減で
きる。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【実施例】本発明の第１実施例について、図１〜図６に
基づいて以下に説明する。本実施例の光磁気記録媒体
は、図１に示すように、透光性基板１上に、透光性を有
する誘電体層２と、磁性層３（第１磁性層）と、磁性層
４（第２磁性層）と、保護層５と、オーバーコート層６
とを順次形成した構成になっている。 磁性層３、４
は、希土類金属−遷移金属合金からなっている。磁性層
３は、図２に示すように、磁性層４と比較して、低いキ
ュリー点（Ｔ_c1）と、室温で高い保磁力（Ｈ_c1）を有し
ており、室温からＴ_c1まで垂直磁気異方性が優位となる
特性を示す。

【００１８】磁性層４は、磁性層３のＴ_c1よりも高いキ
ュリー点（Ｔ_c2）と、室温で磁性層３のＨ_c1よりも低い
保磁力（Ｈ_C2）を有しており、室温からＴ_cまで垂直磁
化を示す。上記の構成において、記録を行う場合、ま
ず、初期化が行われる。すなわち、図３に示すように、
上向きの初期化磁界（Ｈ_init）を印加することにより、
磁性層４の磁化だけを一方向に揃える。なお、図３で
は、希土類金属の副格子磁化が遷移金属の副格子磁化よ
りも大きい、いわゆる希土類金属リッチの磁性層４にお
ける、遷移金属の副格子磁化が矢印で示されている。

【００１９】上記初期化は常時、あるいは、記録時にの
みに行われる。磁性層３のＨ_c1はＨ_initより大きいた
め、磁性層３の磁化の反転は生じない。記録は、Ｈ_init
よりかなり小さくＨ_initと異なる方向の記録磁界
（Ｈ_w）を印加しながら、図４に示すように、高レベル
Ｉと低レベルIIに強度変調されたレーザ光を照射するこ
とにより行う。

【００２０】高レベルIのレーザ光が照射されると、磁
性層３・４がともにＴ_c2付近またはそれ以上となる温度
（Ｔ_H）まで昇温し、低レベルIIのレーザ光が照射され
ると、Ｔ_c1付近またはそれ以上となる温度（Ｔ_L）まで
昇温するように、高レベルIと低レベルIIとが設定され
ている。従って、高レベルIのレーザ光が照射される
と、磁性層４の磁化は、Ｈ_wにより上向きに反転し、冷
却の過程では、界面に作用する交換力により磁性層４の
向きが磁性層３に転写されることにより、磁性層３の磁
化の向きと磁性層４の向きが一致する。従って、磁性層
３の向きは上向きになる。

【００２１】一方、低レベルIIのレーザ光が照射される
と、磁性層４の磁化は、Ｈ_w により反転することはな
い。冷却の過程では、上記と同様に、界面に作用する交
換力により磁性層４の磁化の向きが、磁性層３に転写さ
れることにより、磁性層３の磁化の向きと磁性層４の向
きが一致する。従って、磁性層３の磁化の向きは下向き
になる。つまり、高レベルIと低レベルIIのレーザ光で
オーバーライトが可能になる。情報を再生する場合、記
録時よりもかなり低いレベルIIIのレーザ光を照射し、
その反射光における偏光面の回転を検出している。

【００２２】以下、光磁気記録媒体の一例として、光磁
気ディスクのサンプルを示す。サンプル＃１では、透光
性の基板１は、外径８６ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ１．
２ｍｍの円盤状のガラスからなっている。基板１の片側
の表面には、光ビーム案内用の凹凸状のガイドトラック
が反応性イオンエッチング法により直接形成されてい
る。トラックピッチは、１．６μｍ、グルーブ（凹部）
の幅は０．８μｍ、ランド（凸部）の幅は０．８μｍで
あり、反応性イオンエッチング法により、ガラスに直接
形成された。

【００２３】＃１は、基板１のガイドトラック側の面上
に、反応性スパッタリングにより、膜厚７０ｎｍのＡｌ
Ｎからなる誘電体層２と、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏターゲット
の同時スパッタリングにより膜厚５０ｎｍのＤｙＦｅＣ
ｏからなる磁性層３と、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏターゲ
ットの同時スパッタリングにより膜厚５０ｎｍのＧｄＤ
ｙＦｅＣｏからなる磁性層４と、膜厚７０ｎｍのＡｌＮ
からなる保護層５とを積層した。磁性層３、４の成膜時
のスパッタリング条件は、到達真空度２．０×１０^-4Ｐ
ａ以下、Ａｒガス圧６．５×１０^-1Ｐａ、放電電力３０
０Ｗであり、誘電体層２及び保護層５の成膜時のスパッ
タリング条件は、到達真空度２．０×１０^-4Ｐａ以下、
Ｎ₂ガス圧３．０×１０^-1Ｐａ、放電電力８００Ｗであ
る。

【００２４】更に、保護層５の上にアクリレート系紫外
線硬化樹脂をコーティングし、紫外線照射により硬化さ
せてオーバーコート層６を形成した。磁性層３は、Ｄｙ
_0.19（Ｆｅ_0.86Ｃｏ_0.14）_0.81、遷移金属リッチ、Ｔ_C1
＝１７０℃、室温でのＨ_C1＝１２ｋＯｅ、磁性層４は、
（Ｇｄ_0.50Ｄｙ_0.50）_0.32（Ｆｅ_0.68Ｃｏ_0.32）_0.68、
希土類金属リッチ、Ｔ_C2＝２５０℃、室温でのＨ_C2＝
１．５ｋＯｅである。

【００２５】サンプル＃１の光磁気ディスクに対して、
図５に示す光磁気記録媒体にほぼ平行に磁化された１個
の外部磁界発生装置を備えた光磁気記録装置を用いて、
Ｈ_init＝２．５ｋＯｅ、記録磁界Ｈ_w＝５００Ｏｅ、高
レベルIのレーザパワー（Ｐ_H）＝１０ｍＷ、低レベルII
のレーザパワー（Ｐ_L）＝２ｍＷ、レベルIIIの再生レー
ザパワー（Ｐ_R）＝１ｍＷ、記録ビット長＝０．６５μ
ｍにて記録、再生を行ったところ、消し残りのない光変
調オーバーライトができ、信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）＝４
６ｄＢが得られた。

【００２６】図５に示す光磁気記録装置の外部磁界発生
装置１０は、１．２１Ｔ（テスラー）のＮｄ系永久磁石
であり、その大きさが、幅（光磁気記録媒体の半径方
向）１０ｍｍ×高さ３０ｍｍ×長さ（光磁気記録媒体の
回転方向）２０ｍｍであり、光磁気記録媒体との実質距
離（以下Ｇａｐ）は１ｍｍ、外部磁界発生装置端とレー
ザビームスポットの距離（以下Ｄｉｓｔａｎｃｅ）は１
２ｍｍである。外部磁界発生装置１０直上で初期化さ
れ、対物レンズ９により集光されたレーザビームスポッ
ト位置で記録される。更に、１．２１Ｔの永久磁石を用
いた場合、表１及び表２に示す大きさ、Ｇａｐ、Ｄｉｓ
ｔａｎｃｅの場合に消し残りのない光変調オーバーライ
トができ、信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）＝４６ｄＢが得られ
た。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】比較例として、図６に示す従来の光磁気記
録装置、すなわち光磁気記録媒体にほぼ垂直に磁化され
た２個の外部磁界発生装置、初期化磁界発生装置１１、
記録磁界発生装置１２を備えた光磁気記録装置を用い
て、上記と同じ条件で記録、再生を行ったところ、消し
残りのない光変調オーバーライトができ、信号対雑音比
（Ｃ／Ｎ）＝４６ｄＢが得られた。このことから、本発
明の光磁気記録方法、光磁気記録装置を用いれば、信号
品質を劣化させることなく、外部磁界発生装置を１個に
できることが確認された。

【００３０】次の光磁気ディスクのサンプル＃２〜＃５
は、磁性層３を除いて、サンプル＃１と同一である。サ
ンプル＃２の磁性層３は、Ｄｙ_0.21（Ｆｅ_0.84Ｃ
ｏ_0.16）_0.79、遷移金属リッチ、Ｔ_C1＝１７０℃、室温
でのＨ_C1＝１５ｋＯｅである。サンプル＃３の磁性層３
は、Ｄｙ_0.23（Ｆｅ_0.84Ｃｏ_0.16）_0.77、補償組成、Ｔ
_C1＝１５０℃、室温でのＨ_C1≧２０ｋＯｅである。サン
プル＃４の磁性層３は、Ｄｙ_0.23（Ｆｅ_0.80Ｃｏ_0.20）
_0.77、補償組成、Ｔ_C1＝１６５℃、室温でのＨ_C1≧２０
ｋＯｅである。サンプル＃５の磁性層３は、Ｄｙ
_0.19（Ｆｅ_0.84Ｃｏ_0.16）_0.81、遷移金属リッチ、Ｔ_C1
＝２００℃、室温でのＨ_C1＝８ｋＯｅである。

【００３１】次の光磁気ディスクのサンプル＃６〜＃９
は、磁性層４を除いて、サンプル＃１と同一である。サ
ンプル＃６の磁性層４は、（Ｇｄ_0.50Ｄｙ_0.50）
_0.33（Ｆｅ_0.68Ｃｏ_0.32）_0.67、希土類金属リッチ、Ｔ
_C2＝２４０℃、室温でのＨ_C2＝１．２ｋＯｅである。サ
ンプル＃７の磁性層４は、（Ｇｄ_0.50Ｄｙ_0.50）
_0.34（Ｆｅ_0.68Ｃｏ_0.32）_0.66、希土類金属リッチ、Ｔ
_C2＝２２０℃、室温でのＨ_C2＝１．１ｋＯｅである。サ
ンプル＃８の磁性層４は、（Ｇｄ_0.60Ｄｙ_0.40）
_0.32（Ｆｅ_0.70Ｃｏ_0.30）_0.68、希土類金属リッチ、Ｔ
_C2＝２５０℃、室温でのＨ_C2＝１．４ｋＯｅである。サ
ンプル＃９の磁性層４は、（Ｇｄ_0.70Ｄｙ_0.30）
_0.32（Ｆｅ_0.75Ｃｏ_0.25）_0.68、希土類金属リッチ、Ｔ
_C2＝２５０℃、室温でのＨ_C2＝１．２ｋＯｅである。

【００３２】上記サンプル＃２〜＃９の光磁気ディスク
に対して、図５に示す光磁気記録媒体にほぼ平行に磁化
された１個の外部磁界発生装置を備えた光磁気記録装置
を用いて、Ｈ_init＝２．５ｋＯｅ、記録磁界Ｈ_w＝５０
０Ｏｅ、高レベルIのレーザパワー（Ｐ_H）＝１０ｍＷ、
低レベルIIのレーザパワー（Ｐ_L）＝２ｍＷ、レベルIII
の再生レーザパワー（Ｐ_R）＝１ｍＷ、記録ビット長＝
０．６５μｍにて記録、再生を行ったところ、消し残り
のない光変調オーバーライトができ、信号対雑音比（Ｃ
／Ｎ）＝４６ｄＢが得られた。

【００３３】本発明の第２実施例について、図３、図７
に基づいて以下に説明する。本実施例の光磁気記録媒体
は、図７に示すように、透光性基板１上に、透光性を有
する誘電体層２と、磁性層３（第１磁性層）と、磁性層
７（第３磁性層）と、磁性層４（第２磁性層）と、保護
層５と、オーバーコート層６とを順次形成した構成にな
っている。磁性層３、７、４は、希土類金属−遷移金属
合金からなっている。磁性層７は、磁性層３のＴ_c1より
も高いキュリー点（Ｔ_c3）と、室温で面内磁気異方性と
垂直磁気異方性がほぼ等しい特性を示し、ほぼゼロの保
磁力（Ｈ_c3 ⁾を有しており、所定温度以上で垂直磁気異
方性が優位となる特性を示す。

【００３４】上記の構成において、記録を行う場合、ま
ず、初期化が行われる。すなわち、図３で説明したよう
に、上向きの初期化磁界（Ｈ_init）を印加することによ
り、磁性層４の磁化だけを一方向に揃える。上記初期化
は常時、あるいは、記録時にのみに行われる。磁性層３
のＨ_c1はＨ_initより大きく、磁性層７は面内磁気異方性
と垂直磁気異方性がほぼ等しい特性を示すため、磁性層
４の磁化の向きが磁性層７を通して磁性層３に転写され
ることはなく、磁性層３の磁化の反転は生じない。

【００３５】記録は、Ｈ_initよりかなり小さくＨ_initと
異なる方向の記録磁界（Ｈ_w）を印加しながら、図４に
示すように、高レベルＩと低レベルIIに強度変調された
レーザ光を照射することにより行う。高レベルＩのレー
ザ光が照射されると、磁性層３，７，４がともにＴ_c2付
近またはそれ以上となる温度（Ｔ_H）まで昇温し、低レ
ベル IIのレーザ光が照射されると、Ｔ_c1付近また
はそれ以上となる温度（Ｔ_L）まで昇温するように、高
レベルＩと低レベルIIとが設定されている。

【００３６】従って、高レベルIのレーザ光が照射され
ると、磁性層４の磁化は、Ｈ_wにより上向きに反転し、
冷却の過程では、磁性層７も垂直磁気異方性を示すの
で、界面に作用する交換力により磁性層４の向きが磁性
層７に転写され、さらに磁性層７の磁化の向きが、磁性
層３に転写されることにより、磁性層３の磁化の向きと
磁性層４の向きが一致する。従って、磁性層３の向きは
上向きになる。

【００３７】一方、低レベルIIのレーザ光が照射される
と、磁性層４の磁化は、Ｈ_w により反転することはな
い。冷却の過程では、磁性層７は垂直磁気異方性を示す
ので、上記と同様に、界面に作用する交換力により磁性
層４の向きが磁性層７に転写され、さらに磁性層７の磁
化の向きが、磁性層３に転写されることにより、磁性層
３の磁化の向きと磁性層４の向きが一致する。従って、
磁性層３の磁化の向きは下向きになる。つまり、高レベ
ルIと低レベルIIのレーザ光でオーバーライトが可能に
なる。情報を再生する場合、記録時よりもかなり低いレ
ベルIIIのレーザ光を照射し、その反射光における偏光
面の回転を検出している。

【００３８】以下、光磁気記録媒体の一例として、光磁
気ディスクのサンプルを示す。サンプル＃１０では、透
光性の基板１は、実施例１と同じものであり、基板１の
ガイドトラック側の面上に、反応性スパッタリングによ
り、膜厚８０ｎｍのＡｌＮからなる誘電体層２と、Ｄ
ｙ、Ｆｅ、Ｃｏターゲットの同時スパッタリングにより
膜厚５０ｎｍのＤｙＦｅＣｏからなる磁性層３と、Ｇ
ｄ、Ｆｅ、Ｃｏターゲットの同時スパッタリングにより
膜厚５０ｎｍのＧｄＦｅＣｏからなる磁性層７と、Ｇ
ｄ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏターゲットの同時スパッタリング
により膜厚５０ｎｍのＧｄＤｙＦｅＣｏからなる磁性層
４と、膜厚８０ｎｍのＡｌＮからなる保護層６とを積層
した。

【００３９】磁性層３、７、４の成膜時のスパッタリン
グ条件は、到達真空度２．０×１０^-4Ｐａ以下、Ａｒガ
ス圧６．５×１０^-1Ｐａ、放電電力３００Ｗであり、誘
電体層２及び保護層６の成膜時のスパッタリング条件
は、到達真空度２．０×１０^-4Ｐａ以下、Ｎ₂ガス圧
３．０×１０^-1Ｐａ、放電電力８００Ｗである。

【００４０】更に、保護層６の上にアクリレート系紫外
線硬化樹脂をコーティングし、紫外線照射により硬化さ
せてオーバーコート層７を形成した。

【００４１】磁性層３は、Ｄｙ_0.19（Ｆｅ_0.86Ｃ
ｏ_0.14）_0.81、遷移金属リッチ、Ｔ_C1＝１７０℃、室温
でのＨ_C1＝１２ｋＯｅ、磁性層７は、Ｇｄ_0.28（Ｆｅ
_0.61Ｃｏ_0.39）_0.72、希土類金属リッチ、Ｔ_C3≧３００
℃、Ｔ_COMP3＝１５０℃、室温でのＨ_C3〜０ｋＯｅ、約
８０℃で垂直磁気異方性が優位となる特性を示し、磁性
層４は、（Ｇｄ_0.50Ｄｙ_0.50）_0.32（Ｆｅ_0.68Ｃ
ｏ_0.32）_0.68、希土類金属リッチ、Ｔ_C2＝２５０℃、室
温でのＨ_C2＝１．５ｋＯｅである。

【００４２】次の光磁気ディスクのサンプル＃１１〜＃
１７は、磁性層７を除いて、サンプル＃１０と同一であ
る。サンプル＃１１の磁性層７は、Ｇｄ_0.26（Ｆｅ_0.80
Ｃｏ_0.20）_0.74、希土類金属リッチ、Ｔ_C3≧３００℃、
Ｔ_COMP3＝１３０℃、室温でのＨ_C3〜０ｋＯｅ、約６０
℃で垂直磁気異方性を示す。サンプル＃１２の磁性層７
は、Ｇｄ_0.27（Ｆｅ_0.80Ｃｏ_0.20）_0.73、希土類金属リ
ッチ、Ｔ_C3＝２９０℃、Ｔ_COMP3＝１４０℃、室温での
Ｈ_C3〜０ｋＯｅ、約７５℃で垂直磁気異方性を示す。サ
ンプル＃１３の磁性層７は、Ｇｄ_0.27（Ｆｅ_0.60Ｃｏ
_0.40）_0.73、希土類金属リッチ、Ｔ_C3≧３００℃、Ｔ
_COMP3＝１４０℃、室温でのＨ_C3〜０ｋＯｅ、約８０℃
で垂直磁気異方性を示す。

【００４３】サンプル＃１４の磁性層７は、Ｇｄ
_0.28（Ｆｅ_0.80Ｃｏ_0.20）_0.72、希土類金属リッチ、Ｔ
_C3＝２８０℃、Ｔ_COMP3＝１５０℃、室温でのＨ_C3〜０
ｋＯｅ、約８０℃で垂直磁気異方性を示す。サンプル＃
１５の磁性層７は、Ｇｄ_0.28（Ｆｅ_0.90Ｃ
ｏ_0.10）_0.72、希土類金属リッチ、Ｔ_C3＝２６０℃、Ｔ
_COMP3＝１５０℃、室温でのＨ_C3〜０ｋＯｅ、約８０℃
で垂直磁気異方性を示す。サンプル＃１６の磁性層７
は、Ｇｄ_0.28（Ｆｅ_0.65Ｃｏ_0.35）_0.72、希土類金属リ
ッチ、Ｔ_C3≧３００℃、Ｔ_COMP3＝１５０℃、室温での
Ｈ_C3〜０ｋＯｅ、約８０℃で垂直磁気異方性を示す。サ
ンプル＃１７の磁性層７は、Ｇｄ_0.29（Ｆｅ_0.80Ｃｏ
_0.20）_0.71、希土類金属リッチ、Ｔ_C3＝２８０℃、Ｔ
_COMP3＝１７０℃、室温でのＨ_C3〜０ｋＯｅ、約１２０
℃で垂直磁気異方性を示す。

【００４４】上記サンプル＃１１〜＃１７の光磁気ディ
スクに対して、図５に示す光磁気記録媒体にほぼ平行に
磁化された１個の外部磁界発生装置を備えた光磁気記録
装置を用いて、Ｈ_init＝２．５ｋＯｅ、記録磁界Ｈ_w＝
４００Ｏｅ、高レベルIのレーザパワー（Ｐ_H）＝９ｍ
Ｗ、低レベルIIのレーザパワー（Ｐ_L）＝１ｍＷ、レベ
ルIIIの再生レーザパワー（Ｐ_R）＝１ｍＷ、記録ビット
長＝０．６５μｍにて記録、再生を行ったところ、消し
残りのない光変調オーバーライトができ、信号対雑音比
（Ｃ／Ｎ）＝４６ｄＢが得られた。

【００４５】次の光磁気ディスクのサンプル＃１８は、
磁性層７の膜厚が３０ｎｍである点を除いて、サンプル
＃１１と同一である。上記サンプル＃１８に対しても、
消し残りのない光変調オーバーライトができた。また、
磁性層７の膜厚をサンプル＃１１の磁性層７の膜厚５０
ｎｍより薄くしたので、記録パルスのデューティーを４
０％にしても充分記録できた。サンプル＃１１の記録パ
ルスのデューティーが６０％であったことを考慮する
と、サンプル＃１１よりも記録感度が向上した。

【００４６】本発明の第３実施例について、図３、図８
に基づいて以下に説明する。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。本実
施例の光磁気記録媒体は、図８に示すように、誘電体層
２と磁性層３との間に磁性層８（第０磁性層）を設けた
点で前記実施例と異なっている。

【００４７】上記の磁性層８は、磁性層３よりも高いキ
ュリー点（Ｔ_C0）を有し、室温での保磁力（Ｈ_C0）がほ
ぼゼロであり、室温で面内磁気異方性を示し、所定温度
以上で垂直磁気異方性を示す。以下、光磁気記録媒体の
一例として、光磁気ディスクのサンプルを示す。

【００４８】光磁気ディスクのサンプル＃１９は、前記
サンプル＃１１の誘電体層２と磁性層３との間に磁性層
８を５０ｎｍ有しており、前記実施例のサンプル＃１１
の製法と同じ製法で作製された。サンプル＃１９の磁性
層８は、Ｇｄ_0.25（Ｆｅ_0.80Ｃｏ_0.20）_0.75、希土類金
属リッチ、Ｔ_C0＝３００℃、補償点無し、室温でのＨ_C0
〜０ｋＯｅ、約１００℃で垂直磁気異方性を示す。

【００４９】上記サンプル＃１９の光磁気ディスクに対
しても、図５に示す光磁気記録媒体にほぼ平行に磁化さ
れた１個の外部磁界発生装置を備えた光磁気記録装置を
用いて、Ｈ_init＝２．５ｋＯｅ、記録磁界Ｈ_w＝４００
Ｏｅ、高レベルIのレーザパワー（Ｐ_H）＝９ｍＷ、低レ
ベルIIのレーザパワー（Ｐ_L）＝１ｍＷ、レベルIIIの再
生レーザパワー（Ｐ_R）＝１ｍＷ、記録ビット長＝０．
６５μｍにて記録、再生を行ったところ、消し残りのな
い光変調オーバーライトができ、信号対雑音比（Ｃ／
Ｎ）＝４６ｄＢが得られた。

【００５０】サンプル＃１１の信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）
＝４６ｄＢであったことを考慮すると、サンプル＃１１
よりも信号品質が向上した。これは、Ｔ_C0＞Ｔ_C1に設定
したので、カー回転角が大きくなったためと考えられ
る。また、記録ビット長が短くなると、サンプル＃１１
ではＣ／Ｎが急激に低下したが、サンプル＃１９ではＣ
／Ｎがあまり低下しなかった。これは、磁性層８が室温
で面内磁気異方性を示し、レベルIIIの再生レーザパワ
ーのレーザ光を照射すると垂直磁気異方性を示すように
なるので、短い記録ビットであっても、隣接記録ビット
からの影響を受けずに再生できるためと考えられる。

【００５１】以上の第１〜第３実施例において、サンプ
ル＃１〜＃１９の基板１として、ガラスを用いたが、こ
れ以外にも、化学強化されたガラス、これらのガラス基
板上に紫外線硬化型樹脂層を形成した、いわゆる２Ｐ層
付きガラス基板、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アモルファスポリオレ
フィン（ＡＰＯ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビ
フェニール（ＰＶＣ）、エポキシ等の基板１を使用する
ことが可能である。

【００５２】上記透明誘電体層２のＡｌＮの膜厚は、８
０ｎｍに限定されるものではない。透明誘電体層２の膜
厚は、光磁気ディスクを再生する際、磁性層３あるいは
磁性層８からの極カー回転角を光の干渉効果を利用して
増大させる、いわゆるカー効果エンハンスメントを考慮
して決定される。再生時のＣ／Ｎをできるだけ大きくさ
せるには、極カー回転角を大きくさせることが必要であ
り、このため透明誘電体層２の膜厚は、極カー回転角が
最も大きくなるように設定される。

【００５３】この膜厚は、再生光の波長、透明誘電体層
２の屈折率により変化する。 本実施例の場合は、ＡｌＮ
の屈折率は２．０であるので、再生光の波長が６８０ｎ
ｍの場合、透明誘電体層２のＡｌＮの膜厚を３０〜１２
０ｎｍ程度にすると、カー効果エンハンスメントの効果
が大きくなる。尚、好ましくは透明誘電体層２のＡｌＮ
の膜厚は、７０〜１００ｎｍであり、この範囲であれば
極カー回転角がほぼ最大になる。

【００５４】また、再生光の波長が４００ｎｍの場合、
上記透明誘電体層２の膜厚を半分（＝４００／７８０）
にすれば良い。更に、材料の違い、あるいは、製法によ
り透明誘電体層２の屈折率が上記とは異なる場合、屈折
率と膜厚を乗じた値(光路長)が同じになるように、透明
誘電体層２の膜厚を設定すれば良い。上記の説明からわ
かるように、透明誘電体層２の屈折率は大きいほど、そ
の膜厚は少なくて済む。また屈折率が大きいほど、極カ
ー回転角のエンハンス効果も大きくなる。

【００５５】ＡｌＮは、スパッタ時のスパッタガスであ
るＡｒとＮ₂の比率、ガス圧力等を変えることにより、
その屈折率が変わるが、おおむね１．８〜２．１程度と
屈折率が比較的大きな材料であり、透明誘電体層２の材
料として好適である。また、透明誘電体層２は上記のカ
ー効果エンハンスメントだけでなく、保護層６ととも
に、希土類金属−遷移金属合金磁性層３、４、７、８の
酸化を防止する役割がある。

【００５６】希土類金属−遷移金属合金からなる磁性膜
は、非常に酸化されやすく、特に希土類金属が酸化され
やすい。このため外部からの酸素、水分侵入を極力防止
しなければ、酸化によりその特性が著しく劣化してしま
う。そのため、サンプル＃１〜＃１９においては、磁性
層３、４、７、８の両側をＡｌＮで挟み込む形の構成を
取っている。 ＡｌＮは、その成分に酸素を含まない窒
化膜であり、非常に耐湿性に優れた材料である。更に、
ＡｌＮは、Ａｌターゲットを用いて、Ｎ₂ガスもしくは
ＡｒとＮ₂の混合ガスを導入して反応性ＤＣ（直流電
源）スパッタリングを行うことが可能であり、ＲＦ(高
周波)スパッタに比べて成膜速度が大きい点でも有利で
ある。

【００５７】磁性層３のＤｙＦｅＣｏの組成、磁性層
７、８のＧｄＦｅＣｏの組成、磁性層４のＧｄＤｙＦｅ
Ｃｏの組成は、上記の組成に限定されるものではない。
磁性層３、４、７、８の材料として、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｎｄから選ばれた少なくとも１種の希土類金
属とＦｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１種の遷移金属
からなる合金を使用しても、同様の効果が得られる。

【００５８】上記材料に、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｂ
ｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｕのうち少なくとも１
種類の元素を添加すると、磁性層３、４、７、８自体の
耐環境性が向上する。すなわち、水分、酸素侵入による
磁性層３、４、７、８の酸化による特性の劣化を少なく
し、長期信頼性に優れた光磁気ディスクを提供すること
ができる。

【００５９】磁性層３、４、７、８の膜厚は、磁性層
３、４、７、８の材料、組成、膜厚との兼ね合いで決ま
るものである。磁性層３の膜厚は、２０ｎｍ以上、より
好ましくは３０ｎｍ以上であり、あまり厚すぎると磁性
層４の情報が転写されなくなるので、１００ｎｍ以下が
好適である。磁性層７の膜厚は、５ｎｍ以上、より好ま
しくは１０〜５０ｎｍであり、あまり厚すぎると磁性層
４の情報が転写されなくなるので、１００ｎｍ以下が好
適である。磁性層の膜厚は、２０ｎｍ以上、より好まし
くは３０〜１００ｎｍであり、２００ｎｍ以下が好適で
ある。 なお、磁性層３のＴ_C1が１００℃未満の場合、
Ｃ／Ｎがデジタル記録再生で最低限必要とされている４
５ｄＢを下まわる。また、Ｔ_C1が２５０℃を越える場
合、記録感度が悪くなる。このため、磁性層３のＴ_C1は
１００℃〜２５０℃が適当である。さらに、磁性層３の
室温でのＨ_C1が５ｋＯｅ未満の場合、Ｈ_initにより一部
が初期化される恐れがある。このため、磁性層３の室温
でのＨ_C1は５ｋＯｅ以上が適当である。

【００６０】磁性層７の垂直磁気異方性を示す温度が８
０℃未満の場合、室温と、Ｐ_Rのレーザ光が照射された
ときの温度との間の温度で、磁性層４から磁性層７への
磁化の転写、磁性層７から磁性層３への磁化の転写が起
こる。したがって、Ｈ_initにより磁性層４だけでなく磁
性層３も初期化され、記録を行うことができない。この
ため、磁性層７の垂直磁気異方性を示す温度は８０℃以
上が適当である。さらに、磁性層７のＴ_C3が磁性層３の
Ｔ_C1未満の場合、光変調オーバーライト時に磁化の転写
がうまく行われない。このため、磁性層７のＴ_C3はＴ_C1
以上が適当である。

【００６１】磁性層４のＴ_C2が１５０℃未満の場合、Ｐ
_LとＰ_Rとの差が小さくなるので、うまく光変調オーバー
ライトが行われない。また、Ｔ_C2が４００℃を越える場
合、記録感度が悪くなる。このため、磁性層４のＴ_C2は
１５０℃〜４００℃が適当である。さらに、磁性層５の
室温でのＨ_C2が３ｋＯｅを越える場合、Ｈ_initの発生装
置が大型になり、好ましくない。このため、磁性層４の
室温でのＨ_C2は３ｋＯｅ以下が適当である。保護層６の
ＡｌＮの膜厚は、本実施例では８０ｎｍとしたが、これ
に限定するものではない。保護層６の膜厚の範囲として
は、１〜２００ｎｍが好適である。本実施例において
は、磁性層３、４、あるいは、磁性層３、４、７、８を
合わせた膜厚は１００ｎｍ以上であり、この膜厚になる
と光ピックアップから入射した光はほとんど磁性層を透
過しない。したがって、保護層６の膜厚に特に制限はな
く、磁性層の酸化を長期に渡って防止するに必要な膜厚
であれば良い。酸化防止能力が低い材料であれば膜厚を
厚く、高ければ薄くすれば良い。

【００６２】保護層６は、透明誘電体層２とともにその
熱伝導率が、光磁気ディスクの記録感度特性に影響を及
ぼす。記録感度特性とは、記録、あるいは消去に必要な
レーザパワーがどの程度必要かを意味する。光磁気ディ
スクに入射された光はそのほとんどが、透明誘電体層２
を通過し、吸収膜である磁性層３、４あるいは、磁性層
３、４、７、８に吸収されて、熱に変わる。このとき、
磁性層３、４あるいは、磁性層３、４、７、８の熱が透
明誘電体層２、保護層６に熱伝導により移動する。従っ
て、透明誘電体層２、保護層６の熱伝導率および熱容量
（比熱）が記録感度に影響を及ぼす。

【００６３】このことは、光磁気ディスクの記録感度を
保護層６の膜厚である程度制御できるということを意味
し、例えば、記録感度を上げる（低いレーザパワーで記
録消去が行える）目的であれば保護層６の膜厚を薄くす
れば良い。通常は、レーザ寿命を延ばすため、記録感度
はある程度高い方が有利であり、保護層６の膜厚は薄い
方が良い。ＡｌＮはこの意味でも好適で、耐湿性に優れ
るので、保護層６として用いた場合、膜厚を薄くするこ
とができ、記録感度の高い光磁気ディスクを提供するこ
とができる。

【００６４】本実施例では、保護層６を透明誘電体層２
と同じＡｌＮとすることで、耐湿性に優れた光磁気ディ
スクを提供でき、かつ保護層６と透明誘電体層２を同じ
材料で形成することで、生産性も向上させることができ
る。また透明誘電体層２、保護層６の材料としては、Ａ
ｌＮ以外に、前述の目的、効果を考慮すれば、ＳｉＮ、
ＡｌＳｉＮ、ＡｌＴａＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＴｉＮ、Ｔｉ
ＯＮ、ＢＮ、ＺｎＳ、ＴｉＯ₂、ＢａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉ
Ｏ₃が好適である。このうち特にＳｉＮ、ＡｌＳｉＮ、
ＡｌＴａＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｎＳは、その成分に酸素
を含まず、耐湿性に優れた光磁気ディスクを提供するこ
とができる。

【００６５】サンプル＃１〜＃１９の光磁気ディスク
は、一般に片面タイプと呼ばれる。透明誘電体層２、磁
性層３、４（あるいは、磁性層３、４、７、８）、保護
層６の薄膜部分を総じて記録媒体層と称することにする
と、片面タイプの光磁気ディスクは、基板１、記録媒体
層、オーバーコート層６の構造となる。

【００６６】これに対して、基板１の上に記録媒体層を
形成したものを２枚、記録媒体層が対向するように接着
層で接着した光磁気ディスクは、両面タイプと呼ばれて
いる。接着層の材料はポリウレタンアクリレート系接着
剤が特に良い。この接着剤は紫外線、熱及び嫌気性の3
タイプの硬化機能が組み合わされたものであり、紫外線
が透過しない記録媒体の影になる部分の硬化が、熱及び
嫌気性硬化機能により硬化されるという利点を持ってお
り、極めて高い耐湿性を有し長期安定性に極めて優れた
光磁気ディスクを提供することができる。片面タイプ
は、両面タイプと比べて素子の厚みが半分で済むため、
例えば小型化が要求される記録再生装置に有利である。
両面タイプは、両面再生が可能なため、例えば大容量を
要求される記録再生装置に有利である。以上の実施例で
は、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを例に説明し
たが、光磁気テープ、光磁気カードにも本発明を応用で
きる。

【００６７】

【発明の効果】本発明の光磁気記録方法，光磁気記録装
置によれば、初期化磁界及び記録磁界を、光磁気記録媒
体にほぼ平行に磁化された１個の外部磁界印加手段によ
り同時に発生させるため、初期化磁界及び記録磁界を２
個の別々の磁石もしくは磁界発生装置により発生させる
必要がなくなり、１個の磁石もしくは磁界発生装置によ
り発生させるので、装置が小型になり、さらにコストを
低減できる。

【００６８】

【００６９】

【００７０】

【００７１】

【００７２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の光磁気ディスクの概略の
構成を示す断面図である。

【図２】図１の光磁気ディスクにおける各磁性層の保磁
力の温度依存性を示す説明図である。

【図３】図１の光磁気ディスクにおける記録プロセスを
示す説明図である。

【図４】本発明の光磁気ディスクに照射されるレーザ光
の強度を示す説明図である。

【図５】本発明の第１実施例の光磁気ディスク装置の概
略の構成を示す模式断面図である。

【図６】従来の光磁気ディスク装置の概略の構成を示す
模式断面図である。

【図７】本発明の第２実施例の光磁気ディスクの概略の
構成を示す断面図である。

【図８】本発明の第３実施例の光磁気ディスクの概略の
構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 誘電体層 ３ 磁性層１ ４ 磁性層２ ５ 保護層 ６ オーバーコート層 ７ 磁性層３ ８ 磁性層０ ９ 対物レンズ １０ 磁界発生装置（磁石） １１ 初期化磁界発生装置 １２ 記録磁界発生装置

フロントページの続き (72)発明者 高橋 明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (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 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−175948（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−19102（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−296938（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−86950（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−81717（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−105201（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 11/105

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光磁気記録層が、希土類金属−遷移金属
   合金からなり室温からキュリー温度まで垂直磁化を示す
   第１，第２磁性層を少なくとも有し、第２磁性層は第１
   磁性層よりも高いキュリー点を有し、室温での保磁力が
   第１磁性層よりも低く設定された光磁気記録媒体を用
   い、初期化磁界により初期化した後、記録磁界を印加し
   ながら、強度変調されたレーザ光を照射することにより
   オーバライト記録する光磁気記録方法において、 前記光磁気記録媒体にほぼ平行に磁化された１個の外部
   磁界発生手段により、前記レーザ光の照射部位に前記記
   録磁界を、前記レーザ光の照射部位から離れた部位に前
   記初期化磁界を、同時に印加することを特徴とする光磁
   気記録方法 。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光磁気記録方法におい
   て、 前記外部磁界発生手段を、前記レーザ光の照射部位から
   所定距離離して配置し、前記外部磁界発生手段直上で印
   加する前記初期化磁界を、前記レーザ光の照射部位に印
   加する前記記録磁界よりも大きくすることを特徴とする
   光磁気記録方法 。
3. 【請求項３】 光磁気記録層が、希土類金属−遷移金属
   合金からなり室温からキュリー温度まで垂直磁化を示す
   第１，第２磁性層を少なくとも有し、第２磁性層は第１
   磁性層よりも高いキュリー点を有し、室温での保磁力が
   第１磁性層よりも低く設定された光磁気記録媒体を、初
   期化磁界により初期化した後、記録磁界を印加しなが
   ら、強度変調されたレーザ光を照射することによりオー
   バライト記録する光磁気記録装置において、 前記光磁気記録媒体にほぼ平行に磁化された１個の外部
   磁界発生手段を、前記レーザ光の照射部位に前記記録磁
   界を、前記レーザ光の照射部位から離れた部位に前記初
   期化磁界を、同時に印加するように、配置したことを特
   徴とする光磁気記録装置 。