JP3445023B2 - 光磁気記録媒体およびその再生方法並びに記録方法 - Google Patents

光磁気記録媒体およびその再生方法並びに記録方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録再生装置に
適用される光磁気ディスク、光磁気テープ、光磁気カー
ド等の光磁気記録媒体およびその再生方法、記録方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、書き換え可能な光磁気記録媒体と
して、垂直磁化膜を有し、その垂直磁化膜にレーザ光を
照射して反射させ、垂直磁化膜の各磁化方向を極カー効
果によって変化する上記レーザ光の反射光から検出する
光磁気ディスクメモリが実用化されている。
【０００３】このような光磁気ディスクメモリでは、光
磁気ディスクメモリ上に集光された半導体レーザの光ビ
ームのビーム径に対して、記録用磁区である記録ビット
径および記録ビット間隔が小さくなってくると、再生特
性が劣化してくるという欠点を生じている。
【０００４】このような欠点は、目的とする記録ビット
上に集光されたレーザ光のビームスポット内に隣接する
記録ビットも含まれるため、個々の記録ビットを分離し
て再生することができなくなることが原因である。
【０００５】そこで、特開平５-81717号公報では、上記
欠点を回避するための超解像光磁気再生技術について開
示されている。まず、上記公報では、図２２に示すよう
に、円盤状の基板２００に同心円状またはスパイラル状
に形成された各トラック２０３に対し、再生層３’と、
記録層４’とを有する記録ビット２０１がトラック２０
３の長手方向に沿って所定間隔にてそれぞれ形成されて
いる。
【０００６】この状態で、再生層３’にレーザ光２０５
が照射されると、その照射部分となるスポット２０６に
おいて、レーザ光２０５における径方向の光強度分布に
対応した温度分布が再生層３’と、記録層４’とに発生
する。なお、再生層３’は、室温で面内磁化状態であ
り、温度上昇とともに垂直磁化状態となるものである。
【０００７】光磁気記録媒体における再生方法として用
いられる極カー効果は、光ビーム２０５の照射された再
生層３’の磁化の垂直磁化成分のみから得られるため、
光ビーム２０５の照射された領域、すなわち、スポット
２０６において温度の上昇した中心部分の再生層３’の
磁化のみが垂直磁化状態となるので、上記再生層３’か
ら再生信号を得ることが可能となる。
【０００８】この結果、レーザ光２０５のスポット２０
６の中心部分に存在する記録ビット２０１の記録層４’
の磁化状態のみが、交換結合作用により再生層３’に転
写され、それ以外の記録ビット２０２における再生層
３’の磁化状態は面内磁化状態となることで、上記記録
ビット２０１の情報のみを再生することが可能となる。
【０００９】このことから、上記公報の構成では、各記
録ビット２０１・２０２の径やそれらの間隔を、スポッ
ト２０６の径より小さく設定しても、記録ビット２０１
・２０２をそれぞれ再生できて、再生される情報の高密
度化が実現できるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来公
報の構成では、各記録ビット２０１・２０２のさらなる
記録密度の向上が、再生側からの問題によって制限され
ているという問題を生じている。
【００１１】つまり、上記従来技術では、再生層３’
は、一般に面内磁化状態から垂直磁化状態へと温度上昇
に伴い徐々に変化し、再生すべき記録ビット２０１に隣
接して存在する記録ビット２０２においてもある程度の
温度上昇が発生するため、隣接する記録ビット２０２の
部分の再生層３’の磁化は、状態変化の途中段階である
磁化が傾いた状態にあり、垂直磁化方向の成分を有する
状態となる。
【００１２】このことから、隣接する各記録ビット２０
２の垂直磁化成分を再生すべき記録ビット２０１の情報
と一緒にレーザ光２０５によって再生することになり、
各記録ビット２０２と記録ビット２０１の信号を完全に
分離して再生することができなくなる。
【００１３】よって、上記従来の構成では、記録ビット
２０１・２０２の大きさや間隔を小さくすることに対
し、再生側からの問題によって限界を有しており、記録
層４’における記録ビット２０１・２０２の記録密度を
さらに高めることが困難であるという問題を生じてい
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
光磁気記録媒体は、以上の課題を解決するために、垂直
磁化膜からなる記録層が情報を垂直な磁化方向によって
記録される記録用磁区を有するように設けられ、垂直磁
化膜からなる再生層が上記記録用磁区から磁化方向が転
写される再生用磁区を有するように記録層上に設けら
れ、記録層と再生層との間の磁気的な交換結合力を制御
する面内磁化膜からなる中間層が、再生用磁区の磁化方
向を検出するためのレーザ光が照射されていない部分に
おいて、上記磁化方向の転写が発生しないように、上記
交換結合力を小さくすべく記録層と再生層との間に積層
され、上記再生層は、再生用磁区における安定に存在し
得る安定磁区幅が室温の場合では記録用磁区の幅より大
きくなるように形成されている一方、前記レーザ光によ
って昇温した場合では上記安定磁区幅が変化して記録用
磁区の幅以下となるように設定されていることを特徴と
している。
【００１５】本発明の請求項２記載の光磁気記録媒体
は、請求項１記載の光磁気記録媒体において、再生用磁
区は、レーザ光による昇温中に安定磁区幅が記録用磁区
の幅と一致したときに上記記録用磁区の磁化方向が、磁
気的な静磁結合力と交換結合力とによって上記記録用磁
区に対向する再生用磁区に転写されるようになっている
ことを特徴としている。
【００１６】本発明の請求項３記載の光磁気記録媒体
は、請求項１または２記載の光磁気記録媒体において、
記録層は、記録用磁区における垂直磁化方向が互いに反
平行となる第１記録用磁区と第２記録用磁区とを、第１
記録用磁区の磁区幅が第２記録用磁区の磁区幅より大き
くなるように有し、再生層は、レーザ光による昇温によ
って第２記録用磁区の磁区幅と略同一まで再生用磁区の
安定磁区幅が小さくなるように形成されていることを特
徴としている。
【００１７】本発明の請求項４記載の光磁気記録媒体
は、請求項１または２記載の光磁気記録媒体において、
上記再生層は、希土類遷移金属合金の垂直磁化膜からな
り、補償温度がほぼ室温であり、温度上昇に伴って飽和
磁化が大きくなって再生温度の近傍で極大となり、か
つ、室温から再生温度までの温度上昇に伴って保磁力の
低下が飽和磁化の増加と比べて小さく、上記中間層は、
その表面に沿った方向となる面内磁化によって、上記表
面に対しほぼ垂直方向となる上記記録層と上記再生層の
各磁化方向間の交換結合力を、上記両者間の静磁結合力
と同程度まで小さくするようになっていることを特徴と
している。
【００１８】本発明の請求項５記載の光磁気記録媒体の
再生方法は、請求項１または２記載の光磁気記録媒体を
用い、再生層の垂直磁化方向を外部磁界によって予め一
方向に揃えた後、上記再生層にレーザ光を照射し、上記
レーザ光によって再生用磁区の安定磁区幅が記録用磁区
の幅以下となるまで昇温すると上記再生用磁区に記録用
磁区の磁化方向が転写されて、情報を再生するための再
生信号を上記再生用磁区から上記レーザ光によって検出
することを特徴としている。
【００１９】本発明の請求項６記載の光磁気記録媒体の
再生方法は、請求項５記載の光磁気記録媒体の再生方法
において、外部磁界は、光磁気記録媒体におけるレーザ
光の照射される面に対して反対面に対面して設置され、
レーザ光による昇温によって記録用磁区から転写される
再生用磁区と異なる他の再生用磁区の磁化方向を、上記
外部磁界によって一方向に揃えることを特徴としてい
る。
【００２０】本発明の請求項７記載の光磁気記録媒体の
再生方法は、請求項５または６記載の光磁気記録媒体の
再生方法において、情報を再生するための再生信号を微
分処理して用いることを特徴としている。
【００２１】本発明の請求項８記載の光磁気記録媒体の
記録方法は、請求項１または２記載の光磁気記録媒体を
用い、記録トラックの幅よりも小さい記録ビット幅で記
録を行うことを特徴としている。
【００２２】
【作用】上記請求項１記載の構成によれば、室温時にお
いて、再生層における再生ビットの安定磁区幅が記録ビ
ットの磁区幅より大きいことから、記録ビットの幅に対
応する再生ビットを不安定にし、存在しないようにする
ことができる。また、面内磁化膜からなる中間層が存在
することにより、記録層と再生層との間に生じる交換結
合力を、上記両者間の静磁結合力と同程度まで小さくす
ることができる。
【００２３】上記請求項２記載の構成によれば、検出さ
れる再生信号の立ち上がりをシャープにすることがで
き、よって、記録用磁区の位置をより確実に検出できる
ので、上記再生信号の品質を向上させることができる。
【００２４】上記請求項３記載の構成によれば、上記レ
ーザ光の昇温により記録層の第２記録用磁区の磁化方向
を上記第２記録用磁区に対応する再生用磁区を介して上
記レーザ光によって検出することができる。
【００２５】また、上記構成では、第１記録用磁区の磁
区幅は第２記録用磁区の磁区幅より大きくなるように形
成されているので、室温時において、再生層の安定磁区
幅を第１記録用磁区の磁区幅未満とすることができて、
上記第１記録用磁区に対応する再生用磁区である第１再
生用磁区を、上記第１記録用磁区の磁化方向にその浮遊
磁界によって揃えることができる。
【００２６】一方、第２記録用磁区に対応する再生用磁
区である第２再生用磁区では、レーザ光による昇温によ
って第２記録用磁区の磁化方向が磁区幅の略同一によっ
て転写された第２再生用磁区を除いた他の第２再生用磁
区の磁化方向に対し、他の第２再生用磁区に対する第２
記録用磁区の磁化方向の影響を、記録層と再生層との間
に中間層を設けて記録層と再生層との間の交換結合力を
小さくすることが可能であることから、第１記録用磁区
の磁化方向に揃った第１再生用磁区に、再生層内での交
換結合力によって上記第２再生用磁区の磁化方向を揃え
ることが可能となる。
【００２７】これにより、上記構成では、記録層から発
生する浮遊磁界による静磁結合力と、中間層により制御
された磁気的な交換結合力とによって、レーザ光が照射
された中心部の再生用磁区を除く、他の再生用磁区の磁
化方向を、磁区幅の広い第１記録用磁化の磁化方向に揃
えることが可能となるから、他の再生用磁区の磁化方向
を第１記録用磁化の磁化方向に揃えるための外部磁界を
省くことができる。
【００２８】上記請求項５記載の方法によれば、予め再
生層の再生用磁区の磁化方向を一方向に揃えることによ
り、レーザ光による昇温に伴い記録用磁区に対応する再
生用磁区の磁化方向が上記記録用磁区から転写された際
に、上記再生用磁区と隣接する他の再生用磁区の磁化方
向の影響を軽減できる。
【００２９】このため、上記方法では、転写された磁化
方向を従来より安定に検出することが可能となるので、
記録層の記録用磁区に、従来より高密度にて磁化方向に
よって記録された情報を再生することができる。
【００３０】上記請求項６記載の方法によれば、外部磁
界をレーザ光の照射面の反対面に設けたから、レーザ光
による昇温によって磁化方向が記録用磁区から転写され
た再生用磁区に対し、上記レーザ光の照射部分の周辺部
となる隣接する他の再生用磁区の磁化方向を外部磁界に
よって全て一方向に揃えることができ、上記レーザ光に
よって磁化方向が転写された再生用磁区から、上記レー
ザ光の反射により検出される情報の品質を向上できる。
【００３１】その上、上記方法では、外部磁界を、例え
ば記録層の記録用磁区への磁化方向の書き込みを行うた
めの記録磁界と兼用させることができるので、外部磁界
を記録磁界と別体として設けることによる大型化が回避
できる。
【００３２】上記請求項７記載の方法によれば、情報を
再生するための再生信号を微分処理して用いることによ
り、上記再生信号の立ち上がりをよりシャープにするこ
とができて、再生用磁区を介して記録用磁区の位置をよ
り正確に検出できることから、記録用磁区を小さくして
記録層における情報の記録密度を高めても、上記記録用
磁区に記録された情報を再生用磁区を介してレーザ光に
よって再生することが可能となる。
【００３３】
【実施例】〔実施例１〕 本発明の一実施例を実施例１として図１ないし図５に基
づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３４】光磁気記録媒体は、図２に示すように、基
板１、透明誘電体層２、再生層３、面内磁化膜からなる
中間層９、記録層４、保護層５、オーバーコート層６
が、この順にて積層されたディスク本体１００を有して
いる。上記基板１は、透明な基材、例えばポリカーボネ
ートからなり、図示しないが、円盤状であるディスク状
に形成されている。
【００３５】このような光磁気記録媒体では、その記録
方式としてキュリー温度記録方式が用いられており、半
導体レーザのレーザ光としての光ビーム８が対物レンズ
７により再生層３に絞り込まれ、極カー効果として知ら
れている光磁気効果によって情報が記録再生されるよう
になっている。
【００３６】上記極カー効果とは、光ビーム８の入射表
面に垂直な、互いに反平行となる磁化を記録するデジタ
ル情報に応じてそれぞれ有する光磁気記録媒体の記録面
に対し光ビーム８を照射し、上記光ビーム８の反射光の
偏光面の回転の向きが、それらの磁化方向によって互い
に逆方向となる現象である。
【００３７】前記の記録層４は、希土類遷移金属合金の
垂直磁化膜からなり、デジタル情報が、記録層４の厚み
方向となる垂直方向で互いに反平行となる各磁化方向に
よって記録される記録用磁区である記録ビット１０１・
１０２をそれぞれ有するように設けられている。
【００３８】前記の再生層３は、希土類遷移金属合金の
垂直磁化膜からなり、上記記録ビット１０１・１０２か
ら磁化方向が転写される再生ビットを有するように記録
層４上に設けられている。上記再生ビットとは、情報を
再生するための再生用磁区である。
【００３９】また、再生層３は、再生層３の垂直磁化膜
の補償温度がほぼ室温となるように、さらに、温度上昇
に伴って飽和磁化が大きくなって再生温度の近傍で極大
となり、かつ、室温から再生温度までの温度上昇に伴っ
て保磁力の低下が飽和磁化の増加と比べて小さいものと
なるように形成されている。
【００４０】これによって、再生層３は、再生ビットに
おける安定に存在し得る安定磁区幅が室温の場合では各
記録ビット１０１・１０２の磁区幅４ａより大きくなる
ように形成できる一方、再生ビットの磁化方向を検出す
るための光ビーム８によって再生温度まで昇温した場合
では上記安定磁区幅が、昇温にしたがって順次小さくな
るように変化して、記録用磁区の磁区幅４ａ以下となる
ように設定できるものとなっている。
【００４１】面内磁化膜からなる中間層９は、記録層４
および再生層３の相互間における２つの磁性イオンの磁
気モーメント、すなわちスピンの相対的な方向を決める
磁気的な交換結合力を記録層４と再生層３との間にて制
御するためのものである。
【００４２】つまり、中間層９は、その表面に沿った方
向となる面内磁化によって、上記表面に対しほぼ垂直方
向となる記録層４と再生層３の各磁化方向間の交換結合
力を、上記両者間の静磁結合力と同程度まで小さくする
ようになっている。よって、上記中間層９は、室温で
は、各記録ビット１０１・１０２の磁区幅４ａより大き
な安定磁区幅となっている再生層３に対して、記録層４
の磁化方向が、上記交換結合力によって転写されること
が回避できるものとなっている。
【００４３】一方、光ビーム８によって再生層３が再生
温度まで昇温した場合、上記再生層３の安定磁区幅が小
さくなることにより、再生温度において上記静磁結合力
と上記交換結合力とにより、記録層４の磁化方向が上記
再生層３に転写されるようになっている。
【００４４】図１に示すように、上記構成では、従来の
図２２と同様に、基板１にスパイラル状または同心円状
に形成されたトラック１０３に対し、その長手方向に沿
って、各記録ビット１０１・１０２が所定間隔にてそれ
ぞれ形成されている。
【００４５】上記構成では、室温時において、再生層３
における再生ビットの安定磁区幅が記録ビット１０１・
１０２の磁区幅４ａより大きいことから記録ビット１０
２の幅に対応する再生ビットが不安定で存在し得ないよ
うになっており、かつ、面内磁化膜からなる中間層９が
存在することにより、記録層４と再生層３との間に生じ
る交換結合力を、上記両者間の静磁結合力と同程度まで
小さくするようになっている。
【００４６】このことから、上記構成では、記録層４か
ら再生層３への交換結合力が中間層９によって静磁結合
力と同程度まで小さくなっていることと、記録ビット１
０２に対応する大きさの再生ビットが不安定であるた
め、再生層３における再生ビットの磁化方向における上
記記録ビット１０２の磁化方向に沿った反転の発生が防
止される。
【００４７】一方、集光された光ビーム８が再生層３に
照射された場合、この光ビーム８における径方向の温度
分布（ほぼガウス分布）に対応して、再生層３、中間層
９および記録層４に、光ビーム８のスポット８ａにおい
て周辺部から中心部に向かって順次温度が高くなる同様
な温度分布がそれぞれ形成される。
【００４８】このとき、上記スポット８ａにより照射さ
れた再生層３の部分は、上記の温度分布によって、上記
中心部のみにおいて上記部分の安定磁区幅が記録ビット
１０１の幅以下となるように上記再生層３を設定でき、
かつ、面内磁化膜からなる中間層９の存在により、再生
層３と記録層４との間に働く交換結合力が静磁結合力と
同程度まで小さくなっていることから、上記中心部のみ
から、光ビーム８により再生層３を介して記録層４に記
録された情報を確実に再生することが可能となる。
【００４９】これは、光ビーム８による温度上昇と共に
上記再生ビットの安定磁区幅が小さくなることから記録
ビット１０１に対応する大きさの再生ビット３ａが安定
に存在できることと、記録層４と再生層３との間に働く
浮遊磁界による静磁結合力と磁気的な交換結合力１０７
とによって、記録層４から再生層３への磁化反転等の転
写を迅速に発生させることが可能となるからである。
【００５０】その上、上記構成は、光ビーム８により昇
温して記録ビット１０１の磁化方向が転写された再生ビ
ット３ａの磁化方向を、上記光ビーム８によって検出す
る際、上記再生ビット３ａと異なり、光ビーム８が照射
されている他の再生層部分３ｂの磁化方向の影響を回避
できるものとなっている。
【００５１】つまり、上記構成では、再生層３は、再生
ビット３ａの磁化方向を検出するための光ビーム８によ
って昇温したときに上記光ビーム８のスポット８ａの中
心部となる再生ビット３ａの安定磁区幅が変化して記録
ビット１０１の磁区幅４ａ以下となるように設定されて
いる一方、上記再生ビット３ａと異なる他の再生層部分
３ｂは、その安定磁区幅が記録ビット１０１の磁区幅４
ａを越えて、対向する記録ビット１０２の磁化方向が転
写されないように設定できる。
【００５２】その上、上記構成では、面内磁化膜からな
る中間層９が介在することにより、温度が室温および上
記中心部ほどには温度上昇が生じていない再生層部３ｂ
において、記録層４との磁気的な交換結合力１０７が小
さいことから、上記の他の再生層部分３ｂを一方の磁化
方向である例えば下向き（第１磁化方向）に、例えば外
部磁界によって揃えることが容易にできる。
【００５３】このことにより、上記構成では、例えば上
向き（第２磁化方向）の磁化方向を有する記録ビット１
０１に対応する再生ビット３ａの磁化方向が、光ビーム
８の照射によって下向きから上向きに変わっても、上記
再生ビット３ａに隣接する他の再生層部分３ｂの磁化方
向を下向きに維持できるから、光ビーム８によって記録
ビット１０１に対応する再生ビット３ａの磁化方向を検
出する際、上記の他の再生層部分３ｂの磁化方向の影響
を回避できる。
【００５４】したがって、上記構成では、光ビーム８に
よって検出される再生ビット３ａに対する、再生ビット
３ａと隣接する他の再生層部分３ｂの影響を防止できる
から、上記各記録ビット１０１・１０２の大きさや間隔
を従来より小さくできて、従来より記録層４における情
報の記録密度を向上させても、上記情報を確実に再生す
ることができる。
【００５５】以上のように、温度上昇したスポット８ａ
の中心部分の記録ビット１０１の情報のみを再生層３に
転写することにより、隣接する各記録ビット１０２と再
生すべき記録ビット１０１の情報を完全に分離して検出
することができ、よって、各記録ビット１０１・１０２
の記録密度を高めても、上記再生層３を介して各記録ビ
ット１０１・１０２の情報を安定に確実に再生すること
が可能となる。
【００５６】言い換えると、上記構成では、中間層９を
記録層４と再生層３との間に介在させることにより、光
ビーム８のスポット８ａの温度上昇した中心部分のみに
おいて、記録層４の記録ビット１０１に対応する部分の
再生層３の再生ビット３ａのみが上記記録ビット１０１
の磁化に合わせて磁化反転し、それ以外の温度上昇が無
い部分や温度上昇が少ない部分において再生層３が、そ
れに対向する記録層４の磁化方向に全く磁化反転しない
ように設定できることになり、再生時における再生ビッ
ト３ａの磁化方向の反転の有無による磁気的な超解像技
術が安定に確実に可能となる。
【００５７】次に、上記構成の光磁気記録媒体の形成方
法について説明する。
【００５８】まず、Alのターゲットと、GdFeCo合金のタ
ーゲットと、GdFe合金のターゲットと、DyFeCo合金のタ
ーゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、プリグ
ルーブおよびプリピットを有し、ディスク状に形成され
たポリカーボネート製の基板１を基板ホルダーに配置
し、スパッタ装置内を１×10-6Torrまで真空排気した
後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Alのターゲッ
トに電力を供給して、ガス圧４×10-3Torrの条件で、基
板１にAlN からなる透明誘電体層２を形成した。
【００５９】ここで、透明誘電体層２の膜厚は、再生特
性を改善するため、再生光の波長の１／４を、透明誘電
体層２の屈折率で除した値程度に設定され、例えば再生
光の波長を680nmとすると、10nm〜80nm程度の膜厚でよ
い。本実施例においては、透明誘電体層２の膜厚を50nm
とした。
【００６０】次に、再度、スパッタ装置内を１×10-6To
rrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、GdFeCo
合金のターゲットに電力を供給して、ガス圧４×10-3To
rrとし、上記透明誘電体層２上に、Gd0.20(Fe0.60Co
0.40)0.80からなる再生層３を形成した。その再生層３
は、補償組成に対して、常にＴＭ（遷移）金属が、ＲＥ
（希土類）金属に比べて多いＴＭリッチ組成であり、そ
のキュリー点が 420℃となり、その補償温度が10℃であ
った。
【００６１】光磁気記録媒体における再生層３の微少な
再生ビットの安定性として、垂直磁化膜中に円筒形の逆
向きの磁区が互いに安定に存在できる安定磁区幅として
の最小の直径ｄmin は、σW に比例し、Ｍs とＨc との
積に反比例するものと考えられた。ただし、Ｍs は磁区
の自発磁化である飽和磁化を、Ｈc は保磁力を、σWは
磁壁の静磁エネルギー密度を示す。
【００６２】また、前記の再生層３のように室温近傍に
補償温度が設定された場合、再生層３の保磁力Ｈc は、
補償温度近傍にて大きくなり、補償温度から温度が上昇
するに伴って小さくなる。一方、再生層３の飽和磁化Ｍ
s は、補償温度においてゼロであり、補償温度から温度
が上昇するにつれて大きくなり、所定の温度、つまり再
生温度の近傍にて極大を示し、再生層３のキュリー温度
で再度ゼロとなる。
【００６３】その上、前記組成の再生層３では、温度上
昇に伴う保磁力Ｈc の変化は、温度上昇に伴う飽和磁化
Ｍs の変化より小さく、また、温度上昇に伴う磁壁の静
磁エネルギー密度の変化もほぼ一定であることから、室
温から再生温度に至る温度上昇に伴う安定磁区幅の減少
は、飽和磁化Ｍs の変化に主に起因するものと想定され
た。
【００６４】再生層３の膜厚は、その再生層３を光ビー
ム８が通過して記録層４に記録された磁化情報が信号出
力となって現れることをある程度防止する必要があり10
nm以上であることが望ましい。また、再生層３の膜厚が
厚くなり過ぎると温度上昇に必要となる光ビーム８のパ
ワーが大きくなり、記録感度の低下の原因となる。その
ため、再生層３は、 100nm以下であることが望ましい。
本実施例においては、再生層３の膜厚を40nmとした。
【００６５】次に、GdFe合金のターゲットに電力を供給
し、ガス圧４×10-3Torrとし、上記再生層３上に、Gd
0.10Fe0.90からなる中間層９を形成した。この中間層９
は、室温からそのキュリー温度まで膜表面に沿った磁化
方向を有する面内磁化膜であり、そのキュリー点は 280
℃であった。
【００６６】中間層９の膜厚は、室温において記録層４
の磁化方向が交換結合力１０７によって再生層３に転写
されず、レーザ光照射による温度上昇に伴い記録層４の
磁化方向が再生層３に浮遊磁界および交換結合力１０７
によって転写されるべく、再生層３と記録層４との間に
働く磁気的な交換結合力１０７が制御されている必要が
あるため、３nm以上50nm以下であることが望ましい。本
実施例１においては、中間層９の膜厚を10nmとした。
【００６７】次に、DyFeCo合金のターゲットに電力を供
給して、ガス圧４×10-3Torrとし、上記中間層９上に、
Dy0.23(Fe0.75Co0.25)0.77からなる記録層４を形成し
た。その記録層４は、ほぼ室温に補償点を有する垂直磁
化膜であり、そのキュリー点が250℃であった。
【００６８】記録層４の膜厚は、情報に応じて磁化方向
が記録された記録ビット１０１・１０２を安定して保持
するため、20nm以上であることが望ましい。また、記録
層４が厚くなり過ぎると温度上昇に必要となる光ビーム
８のパワーが大きくなり、記録感度の低下の原因となる
ため、記録層４は、 200nm以下であることが望ましい。
本実施例１においては、記録層４の膜厚を40nmとした。
【００６９】次に、スパッタ装置内にアルゴンと窒素の
混合ガスを導入し、Alのターゲットに電力を供給して、
透明誘電体層２の形成条件と同一条件で、記録層４上に
AlNからなる保護層５を形成した。
【００７０】ここで、保護層５の膜厚は、記録層４を酸
化等の腐食から保護することが可能であればよく、５nm
以上であることが望ましい。本実施例１においては、保
護層５の膜厚を20nmとした。
【００７１】次に、上記保護層５上に、紫外線硬化樹
脂、または熱硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、
紫外線を照射するか、または加熱するかによってオーバ
ーコート層６を形成した。
【００７２】次に、再生層３の安定磁区幅の温度依存性
を調べるために、参考として、再生層３と保護層５との
みを基板１上に有する試料を実施例１と同様にして形成
した。この試料における上記再生層３の安定磁区幅の温
度依存性を調べ、その結果を、図３のグラフに示した。
なお、安定磁区幅の測定のために、各再生層３では、各
温度において安定に存在し得るストライプ状の磁区を採
用した。
【００７３】図３から明らかなように、温度上昇に伴い
安定磁区幅が小さくなり、室温において 0.5μｍ幅の磁
区が再生層３では安定に存在せず、温度上昇に伴い、例
えば80℃以上となると、 0.5μｍ幅の磁区が安定に存在
できることが判る。
【００７４】次に、実施例１において作製した光磁気記
録媒体の再生特性および記録特性を調べた。
【００７５】上記光磁気記録媒体におけるＣＮＲ（信号
対雑音比）のマーク長依存性を、図４に示した。マーク
長依存性の測定には、まず、記録層４の磁化方向を一方
向に揃えた後、線速５m/s で、記録磁界を10kA/mとして
６mWのパワーの光ビーム８をパルス照射して、異なるマ
ーク長の記録ビットをマーク長の２倍のピッチで形成し
た後、２mWの再生レーザパワーでＣＮＲの測定を行っ
た。その結果を図４に示した。
【００７６】本実施例１の構成に対する比較のため、従
来の図２２に示した構成において、再生層３’にGd0.28
(Fe0.82Co0.18)0.72を用いた光磁気記録媒体についても
同様な測定を行い比較例とした。その結果を図４に合わ
せて示した。このような比較例においては、再生層と記
録層との間に磁気的な交換結合力が働いているため、良
好な記録を行うために65kA/mの記録磁界が必要であっ
た。
【００７７】これに対して、実施例１記載の光磁気記録
媒体においては、面内磁化膜からなる中間層９が、再生
層３と記録層４との間に介在するため、再生層３と記録
層４との間の磁気的な交換結合力が制御されて小さくな
っており、記録層４が単層の場合と同様に10kA/m程度の
弱い記録磁界での記録が可能であった。
【００７８】また、比較例においては、図２２に示すよ
うに、隣接する各記録ビット２０２の情報が再生すべき
記録ビット２０１の情報に混入するのに対して、実施例
１においては、図１に示すように、隣接する各記録ビッ
ト１０２に対応する再生層３の磁化方向が、周囲の磁化
方向と完全に一致するため、隣接する各記録ビット１０
２の情報が再生すべき記録ビット１０１からの情報に混
入せず、特にマーク長の短い領域で、比較例に対して、
さらに高いＣＮＲを得ることができる。
【００７９】すなわち、図４から明らかなように、実施
例１の光磁気記録媒体は、マーク長0.3μｍ、マークピ
ッチ 0.6μｍの記録ビットにおいても、比較例と比べて
明らかに高い42dBのＣＮＲが得られていることが判る。
【００８０】また、本明細書におけるＣＮＲの測定に
は、波長 830nmのレーザ光を用いた光学系が用いられて
おり、そのようなレーザ光を用いた場合、マーク長 0.3
μｍ、マークピッチ 0.6μｍにて普通に記録された記録
ビットに対して、再生すべき記録ビットと隣接する各記
録ビットとの分離が上記レーザ光によっては全くできな
くなることが知られている。すなわち、マーク長 0.3μ
ｍ、マークピッチ 0.6μｍにて普通に記録された記録ビ
ットを波長 830nmのレーザを用いて再生した場合、その
ＣＮＲはゼロとなることが判っている。
【００８１】このことから、本実施例１の構成では、波
長 830nmのレーザ光を用いて再生した場合に、大きなＣ
ＮＲが得られていることから、その再生時に磁気的な超
解像現象が実現していることが判る。
【００８２】次に、実施例１および比較例におけるＣＮ
Ｒの再生パワーへの依存性をそれぞれ調べるために、実
施例１および比較例の各光磁気記録媒体にマーク長 0.5
μｍ、マークピッチ 1.0μｍに設定された記録ビットに
対して、レーザの再生パワーを種々に代えてＣＮＲをそ
れぞれ測定した。それらの結果を図５に示した。
【００８３】まず、比較例の場合、温度上昇に伴って磁
化方向が面内から垂直へと徐々に変化するため、ＣＮＲ
は再生パワーの増加と共に徐々に大きくなった。一方、
本実施例１の場合、ある再生パワーを境にして、ＣＮＲ
が急激に増加した。
【００８４】このようなＣＮＲの急激な増加は、再生パ
ワーの上昇に伴い、再生層３の安定磁区幅が記録ビット
幅以下となった時点で、再生層３の温度上昇した部分に
のみ相当する記録ビット１０１が浮遊磁界および交換結
合力１０７によって再生層３に転写されることに起因す
ると考えられた。なお、低い再生パワー領域で、ある程
度のＣＮＲが観測されるが、これは再生層３を通過した
光が記録層４の記録ビット１０１・１０２の磁化方向を
検出して再生信号を出力しているためである。
【００８５】このように本実施例１では、再生パワーを
記録ビット１０１の再生ビット３ａへの転写が可能な再
生パワー以上のパワーに設定すると、従来より良好なＣ
ＮＲによって信号を再生することができるようになって
いる。なお、再生パワーをさらに大きくすると、ＣＮＲ
が急激に低下する。これは、記録ビット１０１に隣接す
る記録ビット１０２においても上記記録ビット１０２の
磁化方向が再生層３に転写されて検出されたためであ
る。
【００８６】これらのことから、本発明に係る光磁気記
録媒体を用いる場合は、再生パワーを、再生すべき記録
ビット１０１の再生層３への転写が可能なパワー以上と
し、かつ、記録ビット１０１に隣接する各記録ビット１
０２の転写が発生し始めるパワーより小さくなるように
設定すればよい。
【００８７】次に、上記実施例１に対する各変形例とし
て、再生層３、面内磁化膜からなる中間層９、および記
録層４の膜厚をそれぞれ実施例１に対し代えて設定さ
れ、かつ、マーク長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍに
設定された記録ビットを有する各光磁気記録媒体をそれ
ぞれ作製し、それらにおけるＣＮＲをそれぞれ測定し、
それらの結果を表１に示した。
【００８８】なお、比較として、中間層９に相当する中
間層の膜厚を１nmおよび２nmにそれぞれ設定した各光磁
気記録媒体を比較例として作製し、それらのＣＮＲをそ
れぞれ測定し、それらの結果を表１に合わせて示した。
【００８９】
【表１】
【００９０】表１の結果から明らかなように、マーク長
0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍの記録ビットを有する
本実施例１およびその各変形例の光磁気記録媒体におい
て、何らかのＣＮＲが得られるということは、前述と同
様に、それらの光磁気記録媒体では、磁気的な超解像現
象が実現していることを意味している。
【００９１】また、表１において、実施例の図５に示す
ＣＮＲの再生パワーの上昇に伴うＣＮＲの急激な上昇、
すなわち本発明における再生特性が観察された光磁気記
録媒体については、表１における再生特性の欄を〇印に
て示した。ここで、比較例とした中間層の膜厚が１nmお
よび２nmと薄い場合を除いて、実施した各膜厚領域にお
いては、ＣＮＲの大小の差が存在するものの、実施例１
およびその各変形例の光磁気記録媒体において、本発明
の磁気的な超解像現象が確認された。
【００９２】ただし、比較例とした中間層の膜厚が１nm
および２nmと薄い場合では、記録層と再生層との間の磁
気的な交換結合力が上記中間層により十分に制御され
ず、強い交換結合力により記録層の磁化情報が再生層へ
転写されるため、本発明の超解像現象が確認されなかっ
たものと考えられる。
【００９３】次に、上記実施例１およびその各変形例並
びにその比較例として、再生層３の組成を種々に代え
た、マーク長 0.3μｍ、マークピッチ 0.6μｍの記録ビ
ットを有する各光磁気記録媒体におけるＣＮＲを前述の
方法にてそれぞれ測定し、それらの結果を表２に示し
た。表２では、Ｘ，Ｙは、再生層３の材料としてのGdX
(Fe Y Co1-Y )1-Xの組成比を表している。
【００９４】
【表２】
【００９５】実施例１およびその各変形例の光磁気記録
媒体では、表２の結果から明らかなように、何らかのＣ
ＮＲが得られていた。これは、前述と同様に、上記各光
磁気記録媒体では、磁気的な超解像現象が実現されてい
ることを意味している。
【００９６】また、表２において、図５に示すＣＮＲの
再生パワー依存性と同様な再生パワーの上昇に伴うＣＮ
Ｒの急激な上昇、すなわち優れた再生特性が観察された
光磁気記録媒体については、再生特性の欄に対し〇印に
て示した。さらに、表２には、各光磁気記録媒体に対す
る記録の際に必要とされた記録磁界の大きさも合わせて
記入した。
【００９７】表２より、本発明においては、再生層３の
材料として、GdX (Fe Y Co1-Y )1-Xを用いた場合、Ｙ＝
0.60のとき、0.13≦Ｘ≦0.26の範囲内、Ｘ＝0.20のと
き、0.50≦Ｙ≦1.00の範囲内の設定が必要であることが
判る。これは、これらの範囲外の組成において、GdFeCo
からなる再生層３の室温における安定磁区幅が小さくな
り過ぎることにより、室温において記録層４の磁化状態
が再生層３に転写されるので、本発明に係る超解像現象
を実現することができなくなる。
【００９８】本実施例１およびその各変形例では、透明
誘電体層２としてAlN を用いた例を挙げたが、SiN, Mg
O, SiO, TaO等の透明誘電体を用いることが可能であ
る。ただし、再生層３や記録層４を構成する希土類遷移
金属合金薄膜が酸化され易いため、酸素を含有しないAl
N やSiN を透明誘電体層として用いることが望ましい。
【００９９】本実施例１およびその各変形例では、再生
層３として、GdFeCo合金を用いた例を挙げたが、上記再
生層３としては、温度変化に伴い安定磁区幅の変化が認
められる材料であればよく、GdFeCo合金の他に、例え
ば、GdFe合金、GdDyFe合金、GdDyFeCo合金等の希土類遷
移金属合金薄膜を用いることが可能である。
【０１００】また、面内磁化膜からなる中間層９とし
て、本実施例１およびその各変形例では、GdFeを用いた
例を挙げたが、上記中間層９としては、再生層３と記録
層４との間に働く交換結合力１０７を制御できればよ
く、GdFe合金の他に、例えばGdCo合金、GdFeCo合金、Gd
DyFe合金、GdDyFeCo合金等の希土類遷移金属合金薄膜か
らなる面内磁化膜、およびFe、Co、FeCo合金等の面内磁
化膜を用いることが可能である。
【０１０１】以下に、記録層４と再生層３をそれぞれ本
実施例１にて用いたDyFeCo合金、GdFeCo合金を用い、面
内磁化膜となる中間層９の素材としてGdCo合金、GdFeCo
合金、GdDyFe合金、GdDyFeCo合金、Fe、Co、およびFeCo
合金をそれぞれ用いた各変形例としての光磁気記録媒体
における各再生特性をそれぞれ測定し、それらの結果を
表３に示した。
【０１０２】
【表３】
【０１０３】表３の結果は、表１の結果と同一の条件で
再生特性を測定したものである。表３に示した各中間層
９の素材を用いた各光磁気記録媒体では、本発明に係る
超解像現象と同一の現象が生じていることを確認するこ
とができた。
【０１０４】次に、記録層４として、本実施例では、Dy
FeCo合金を用いた例を挙げたが、本発明によれば、記録
される情報である各磁化方向を安定して保持できればよ
く、DyFeCo合金の他に、TbFeCo合金、TbDyFeCo合金、Gd
TbFeCo合金等の希土類遷移金属合金薄膜を用いることが
可能である。
【０１０５】〔実施例２〕 次に、本発明の他の光磁気記録媒体およびその再生方法
について、図１、および図６ないし図１５に基づいて説
明する。
【０１０６】本発明の光磁気記録媒体の再生方法では、
図１から明らかなように、光ビーム８の照射されていな
い部分において、再生層３における再生ビットの磁化方
向が予め一方向に揃っていることが望ましい。
【０１０７】そこで、本発明の再生方法では、再生層３
の再生ビットの磁化方向を一方向に揃えるため、図６に
示すように、光ビーム８による再生に先立って初期化磁
石１０を用いて、再生層３の初期化を行う。すなわち、
室温において、再生層３の保磁力を越え、記録層４の保
持力未満の初期化磁界Ｈinitを、光ビーム８が照射され
る前の再生層３に対して加えることにより、再生層３の
磁化方向に一方向に揃えることが可能である。
【０１０８】また、上記光磁気記録媒体では、室温にお
いて、再生層３の安定磁区幅が、記録層４の記録ビット
１０１・１０２の幅より大きくなるように設定されてい
るため、再生層３の磁化方向は、光ビーム８による温度
上昇によって再生層３の安定磁区幅が記録層４の安定磁
区幅より小さくなるまで磁化反転、つまり記録層４の記
録ビット１０１の磁化方向に揃うことが回避される。
【０１０９】その上、上記光磁気記録媒体では、前述し
たように、光ビーム８のスポット８ａの中心部を除く再
生層３において、中間層９による交換結合力の制御によ
って記録ビット１０２の磁化方向が再生層３に転写され
ることが防止される。
【０１１０】したがって、上記方法では、再生層３の再
生用磁区３ａが再生されるときに、上記再生用磁区３ａ
と異なる位置の再生層３の磁化方向が一方向に揃ってい
ないことによる上記再生用磁区３ａにおける光ビーム８
による再生に対する阻害を抑制できるから、前述した磁
気的な超解像現象を実現することができ、かつ、スポッ
ト８ａの径より小さな大きさと間隔とにより記録された
各記録ビット１０１・１０２をそれぞれ再生することが
可能となる。
【０１１１】その上、本実施例２では、上記のように再
生層３の初期化を行うことにより、超解像現象を実現す
るための再生層３の組成範囲を、上記実施例１より拡大
することが可能となる。
【０１１２】つまり、再生層３の組成によっては、室温
において、記録層４の磁化方向が、一部分、再生層３へ
転写されているような不安定な状態が、上記再生層３に
おいて生じることがあるが、再生層３に対して上述のよ
うに初期化を行い、再生層３の磁化方向を強制的に一方
向に揃えておくことにより、このような不安定な状態を
回避することが可能となり、よって、用いることのでき
る再生層３の組成範囲を拡大することが可能となる。
【０１１３】ただし、本実施例２の場合、図７に示すよ
うに、光ビーム８が通過した後の記録ビット８０１で
は、次に初期化されるまで、再生層３に転写されたまま
となり、磁気的超解像現象の効果が若干減少する。
【０１１４】次に、上記のように磁気的な超解像現象の
効果が若干低減することを回避するために、図８に示す
ように、光ビーム８が照射された再生層３の部分に対し
て、上記光磁気記録媒体における光ビーム８の照射面に
対する反対面に再生磁界１２を上記光ビーム８と対向す
るように印加することにより、上記再生層３における中
心部分の前後において初期化をそれぞれ行うことが考え
られた。
【０１１５】すなわち、光ビーム８により温度上昇させ
られ、安定磁区幅が小さくなった部分のみが記録層４と
再生層９との間に働く静磁結合力と制御された交換結合
力１０７とにより記録層４の磁化方向が転写され、温度
が所定温度以上に上昇していない部分においては、再生
磁界１２により、再生層３の磁化方向を常に一方向、例
えば下向きに揃えることが可能となる。
【０１１６】この場合、本実施例２では、前記初期化磁
石１０を用いた場合と同様に、本発明の磁気的な超解像
現象を実現するための再生層３の組成範囲をさらに拡大
することが可能となると共に、図１と同様な再生層３の
磁化状態、すなわち、温度上昇した部分のみの再生層３
の磁化反転を実現することが可能となり、実施例１と同
程度の超解像現象を実現することが可能となる。また、
再生磁界１２を記録磁界を発生する手段と共通化するこ
とにより、光磁気記録媒体の再生装置の大型化・コスト
アップを回避して本実施例２を実施することが可能とな
る。
【０１１７】次に、本実施例２の光磁気記録媒体につい
て、図９に基づいて説明すると、まず、記録層４では、
互いに反平行となる２つの磁化方向によって情報が記録
されているが、上記２つの磁化方向が記録された記録用
磁区の幅が互いに異なるように設定されている。
【０１１８】より具体的には、記録層４では、室温にお
ける再生層３の安定磁区幅に対して、記録層４における
記録ビット幅の大きな方の記録用磁区４ｂの幅が小さく
なるように設定される一方、上記記録層４における記録
ビット幅の小さな方の記録用磁区４ａの幅が、再生時の
温度まで昇温した再生層３の安定磁区幅に対して、同一
かそれより大きくなるように設定されている。
【０１１９】これにより、上記構成では、記録層４と再
生層３との間に働く静磁結合力と制御された交換結合力
１０７とを用いて、再生用磁区３ａの前後における温度
が所定温度以上に上昇していない再生層３を初期化する
ことが可能となっている。
【０１２０】つまり、上記光磁気記録媒体では、記録層
４と再生層３との磁化方向を平行にしようとする静磁結
合力と、記録層４から再生層３に対して記録層４と再生
層３とにおける希土類および遷移金属の各副格子モーメ
ントをそれぞれ互いに平行にしようとする制御された交
換結合力１０７とが働くが、室温において再生層３は、
記録ビットにおける幅の小さい方の記録用磁区４ａに対
面する部分では、静磁結合力と交換結合力１０７とによ
り再生層３が磁化反転することが前述のように回避され
る一方、幅の大きな記録用磁区４ｂに対面する部分では
上記記録用磁区４ｂの磁化方向に揃うことになる。
【０１２１】このことから、結局、再生層３は相対的に
トータルの静磁結合力と交換結合力１０７とが大きくな
る方向に初期化されることになり、再生層３の磁化方向
は光ビーム８により照射された中心部を除いて、その中
心部の前後においても記録層４において広い面積を有す
る記録ビットとなる記録用磁区４ｂの磁化方向によって
決定される方向、例えば下向きに揃い、初期化されるこ
とになる。
【０１２２】このような光磁気記録媒体においては、例
えば磁化方向が下向きに初期化された記録層４に対し記
録ビット１０１・１０２が形成される際、常に非記録部
分（下向き）の磁区の幅が、記録部分（上向き）の磁区
の幅より相対的に大きくなるように記録が行われる必要
がある。
【０１２３】このように非記録部分が、記録部分より相
対的に大きくなるように設定するためには、図１０に示
すように、グルーブ部１０４およびランド部１０５上の
トラック１０３に形成された記録ビット１０６の位置で
情報を記録するマークポジション記録が本実施例１およ
び２に対する記録方式として望ましいことになる。
【０１２４】しかし、図１１に示すように、記録ビット
１０５の長さで情報を記録するマークエッジ記録におい
ても、記録ビット１０８の幅を例えば14μｍとし、記録
トラック１０３の幅を例えば15μｍとして、記録ビット
１０８の幅を記録トラック１０３の幅よりも小さく設定
することにより、非記録部分が記録部分よりも相対的に
大きくなるように設定することが可能であり、本実施例
１および２による超解像現象を実現することができる。
【０１２５】次に、ランド記録方式にてマークエッジ記
録を行った場合に、本実施例１および２による超解像現
象を実現することができる記録ビットの各幅について、
実施例１に記載の記録層、中間層および再生層を形成し
た光磁気記録媒体を用いて調べた。
【０１２６】上記光磁気記録媒体は、図１２に示すよう
に、基板１は、ピッチ 1.1μｍで、かつ、ランド幅 0.9
μｍに形成されたランド部３０１を有しており、上記基
板１上に実施例１に記載の記録層、中間層および再生層
を備え、そのランド部３０１に幅（ａμｍ）をそれぞれ
互いに代えた記録ビット１０９を有している。上記各光
磁気記録媒体に対してＣＮＲをそれぞれ測定した。それ
らの結果を図１３に示した。
【０１２７】図１３から明らかなように、記録ビット幅
（ａμｍ）が 0.9μｍの場合、再生パワーの増加に伴う
ＣＮＲの上昇が観測されず、すなわち室温状態において
再生層３に記録層４の情報が転写されていることを意味
している。つまり、記録層４と再生層３との間に働く制
御された交換結合力１０７により再生層３の初期化を行
っては、本発明の超解像現象を実現することができてい
ないことが判る。
【０１２８】一方、記録ビット幅が 0.8μｍ、 0.7μ
ｍ、 0.6μｍ、 0.5μｍ、 0.4μｍとランド部３０１の
幅より小さくなるように設定することにより、再生パワ
ーの増加に伴うＣＮＲの上昇が観測され、記録層４と再
生層３との間に働く制御された交換結合力１０７により
再生層３の初期化が行われても、本発明の超解像現象を
実現できていることが判る。
【０１２９】このように本発明の構成は、記録ビット１
０９の幅を記録トラック１０３となるランド部３０１の
幅より小さく設定しても、上記記録ビット１０９を再生
する際に超解像現象を実現できて、上記記録ビット１０
９の記録密度を向上できるものとなっている。
【０１３０】次に、図１４に示すように、ランド部３０
２と各ランド部３０２間に形成されたグルーブ部３０３
との双方に記録を行うランド・グルーブ記録方式にてマ
ークエッジ記録を行った場合に、本実施例の超解像現象
を実現することのできる各記録ビット幅について、再生
パワー依存性によってそれぞれ調べた。
【０１３１】まず、基板１には、ピッチ 1.4μｍで、か
つ、ランド幅 0.7μｍに形成されたランド部３０２と、
そのランド部３０２に挟まれたグルーブ部３０３がそれ
ぞれ形成されており、上記ランド部３０２およびグルー
ブ部３０３上に実施例１に記載の記録層、中間層および
再生層が形成されて光磁気記録媒体が得られた。
【０１３２】そして、上記光磁気記録媒体に、ランド部
３０２およびグルーブ部３０３にそれぞれの幅（ａμ
ｍ）の記録ビット３０４を形成して、それぞれの光磁気
記録媒体における再生パワー依存性を調べた。
【０１３３】それらの結果を図１５に示した。図１５か
ら明らかなように、記録ビット３０４の幅が 0.6μｍの
場合、再生パワーの増加に伴うＣＮＲの上昇が観測され
ず、それは、室温状態において再生層３に記録層４の情
報が転写されていることを意味しており、よって、上記
では、記録層４と再生層３との間に働く静磁結合力と制
御された交換結合力１０７とにより再生層３の初期化が
行われず、本実施例の超解像現象を実現することができ
ないことが判る。
【０１３４】一方、記録ビット３０４の幅を 0.5μｍ、
0.4μｍ、 0.3μｍと、ランド部３０２およびグルーブ
部３０３の幅より小さくなるようにそれぞれ設定するこ
とにより、再生パワーの増加に伴うＣＮＲの上昇が観測
されたことから、この場合では、記録層４と再生層３と
の間に働く静磁結合力と、制御された交換結合力１０７
とにより再生層３の初期化が行われており、本実施例の
超解像現象を実現できていることが判る。
【０１３５】このように本発明の構成は、記録ビット３
０４の幅を記録トラックの幅つまりランド部３０２やグ
ルーブ部３０３の幅より小さく設定しても、上記記録ビ
ット３０４を再生する際に超解像現象を実現できて、上
記記録ビット３０４の記録密度を向上できるものとなっ
ている。
【０１３６】〔実施例３〕 次に、本発明に係る他の光磁気記録媒体の再生方法を、
実施例３として図１６ないし図２１に基づいて説明す
る。まず、 0.8μｍピッチで直径 0.4μｍの記録ビット
を用いて図１４に示すようなランド・グルーブ記録を行
った場合、再生時に得られる再生出力の信号波形は、図
１６に示すように、再生信号の立ち上がりが、上記再生
信号の立ち下がりに比べて極めて急峻なものとなる。
【０１３７】このような波形が生じる理由について図１
７（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明すると、まず、図１７
（ａ）に示すように、再生時における光磁気記録媒体の
回転に伴い記録層４の記録ビット１０１が光ビーム８の
スポット内に移動してくるが、上記記録ビット１０１に
対応する再生層３の温度上昇が不十分であり、よって、
再生層３の安定磁区幅がまだ記録ビット１０１の磁区幅
に比べて大きいため、再生層３への記録ビット１０１の
磁区方向の転写が回避される。
【０１３８】次に、さらに光磁気記録媒体が回転し、再
生層３が移動して、図１７（ｂ）に示すように、光ビー
ム８に照射されて上記記録ビット１０１に対応する再生
層３の部分が所定温度以上に上昇すると、温度上昇に伴
って減少する再生層３の安定磁区幅が記録ビット１０１
の磁区幅と略一致したときに瞬間的に上記記録ビット１
０１の磁化方向が再生層３に転写されることから、図１
６に示すような急峻な再生信号の立ち上がりが発生す
る。
【０１３９】次に、さらに、光磁気記録媒体が移動する
と、図１７（ｃ）に示すように、温度上昇過程に比べ
て、温度下降過程が比較的緩やかであるため、再生層３
へ転写された磁区の方向は転写された状態が維持され
る。
【０１４０】続いて、さらに光磁気記録媒体が移動する
と、図１７（ｄ）に示すように、上記記録ビット１０１
に対応する再生層３の部分の温度が十分に下降して、前
述した初期化手段によって、上記再生層３の部分の磁区
の磁化方向の転写が解消される。
【０１４１】したがって、上記転写の解消では、光磁気
記録媒体の移動に伴って光ビーム８のスポットの外へ記
録ビット１０１が移動して再生信号がそのベースライン
に達するという通常の再生動作と同程度の再生信号の立
ち下がりを示すことになる。
【０１４２】ところで、従来、一般に用いられている単
層の磁性層からなる光磁気記録媒体では、レーザ光の移
動に伴い光ビームのスポット内を記録ビットが移動する
ことにより、図１８に示すように、サインカーブに近い
再生信号が得られる。
【０１４３】一般に、光磁気記録媒体においては、差動
検出法が用いられるため、反射率変化による信号振幅の
変動がある程度抑制された形で再生信号が得られる。し
かし、差動検出で抑制できない複屈折変動等に起因する
信号振幅の変動が残り、再生信号は、図１６および図１
８に示すように、再生信号はゆるやかな上下動を伴うこ
とになる。この場合、定電圧レベルをスライスレベルと
すると、信号振幅のゆるやかな上下動に伴い、記録ビッ
ト１０１の正確な位置を検出できなくなる。
【０１４４】そこで、上記のような上下動による再生エ
ラーを抑制するために、包絡線検波によって最終信号を
得ることが一般に行われている。すなわち、再生信号の
各包絡線を検出し、上記各包絡線の平均レベルに基づい
てスライスレベルを設定することにより、ゆるやかな上
下動に伴う記録ビット１０１の検出位置の変動を抑制で
き、記録ビット１０１の正確な位置検出を可能としてい
る。
【０１４５】ここで、本発明に係る光磁気記録媒体の図
１６に示す再生信号においても、同様にゆるやかな信号
振幅の上下動を伴うことになるが、このような上下動に
対しても、図１８の従来と比べて、再生信号の立ち上が
りが急峻であるため、定電圧レベルでスライスした場
合、上記従来よりもより正確な記録ビット１０１の位置
の検出が可能である。しかし、この場合も、図１８と同
様、再生信号の包絡線検波を行って、上記上下動を補正
して最終信号を得ることがより望ましい。
【０１４６】このような包絡線検波による信号を用い
て、再生信号の処理を行った場合、図２０の回路図に示
すように、そのような包絡線検波による遅延によって、
上記再生信号も合わせて遅延させる必要があり、回路が
複雑化すると共に上記包絡線検波によるスライスレベル
と上記再生信号を同期させるという手間を生じている。
【０１４７】ところで、図１８に示す従来のように再生
信号がサインカーブである場合、上記再生信号を微分処
理しても再生信号の位相が変化するだけであり、再生信
号の波形に大きな変化を発生させることは困難である。
【０１４８】しかし、本実施例３では、得られた再生信
号の立ち上がりが極めて急峻であるから、上記再生信号
を微分処理することにより、図１９に示すように、上記
再生信号からゆるやか再生信号の振幅の変動を除去で
き、再生信号の変動が急峻な部分のみ、すなわち再生信
号の立ち上がり部分のみを微分出力として得ることが可
能となる。
【０１４９】このように、本実施例３においては、得ら
れた再生信号を微分処理することにより、包絡線検波の
ための回路やその回路からの信号に基づいて変動するス
ライスレベルを生成する回路を省いても、再生信号の振
幅のゆるやかな上下動の悪影響を除去して、記録ビット
１０１の正確な位置を示す最終再生信号を得ることが可
能となる。これにより、従来のような包絡線検出回路や
遅延回路やスライスレベル生成回路を省くことができ
て、図２１に示すように定電圧スライスレベルを用いた
簡単な回路構成で正確な再生信号の処理を行うことが可
能となる。
【０１５０】このように実施例３の光磁気記録媒体の再
生方法では、再生信号を微分処理することにより、得ら
れた再生信号からゆるやかな信号振幅の上下動を除去で
き、記録ビット１０１の正確な位置を検出した最終再生
信号を再生信号から得ることが可能となったことによ
り、再生信号に要求される信号品質を低く抑えることが
可能となる。
【０１５１】すなわち、従来では信号処理前の信号品質
として、ＣＮＲにて45dB以下の信号品質では、光磁気デ
ィスクとして要求される１×10-5以下のエラーレートを
得ることが不可能であるとされてきたが、本実施例３で
は、信号処理前に35dB程度の劣化した信号品質でも、光
磁気記録媒体としての光磁気ディスクに要求されるエラ
ーレートを実現することが可能となり、さらに高密度な
記録再生を実現することができることが判った。このよ
うな高密度な記録再生が可能となったことを示す試験デ
ータを表４に示した。
【０１５２】
【表４】
【０１５３】表４から明らかなように、比較例としての
ＣＮＲ１では、ビット長が 0.6μｍ以上でないと、Ｅｒ
１の欄に示すように、所望するエラーレート（１×10-5
以下）が得られなかったが、本実施例３の結果を示すＣ
ＮＲ２では、再生信号に対して微分処理を施さない場合
でも、Ｅｒ２の欄に示すように、ビット長 0.4μｍ以上
で所望する１×10-5以下のエラーレートが得られて、従
来より高密度化を図ることができる。
【０１５４】その上、本実施例３の再生信号に対してさ
らに微分処理を施した場合、Ｅｒ３の欄に示すように、
ビット長 0.3μｍ以上で所望する１×10-5以下のエラー
レートが得られて、さらに高密度化を図ることができる
ものとなっている。
【０１５５】ところで、上記従来の欠点を解消すべく、
MORIS'94において超解像光磁気再生技術に関する数件の
発表が行われた。上記発表の予稿集におけるNo. 29-K-0
4 "MSR Disks with Three Magnetic Layers Using In-P
lane Magnetization Films"(p. 125)では、室温で面内
磁化状態である一方、温度上昇と共に垂直磁化状態とな
る再生層と記録層との間に、面内磁化を有する中間層を
設けることにより、面内磁化状態にあるFront mask（前
方マスク）とRear mask （後方マスク）とが形成され、
さらに後方マスクによる再生信号の変化が急峻であるこ
とが示されている。
【０１５６】また、前記予稿集におけるNo. 29-K-06 "N
ew Readout Technique Using Domain Collapse on Magn
etic Multilayer" (p. 127) においては、後方マスクに
よる急峻な信号変化において良好なジッタ特性が得られ
ること、および再生信号を微分することにより、精度よ
く記録ビットの位置を検出できることが開示されてい
る。
【０１５７】一方、前記予稿集におけるNo. 29-K-05 "M
agnetically-Induced Super Resolution Using Magneto
-Static Coupling" (p. 126)では、室温で面内磁化状態
である一方、温度上昇と共に垂直磁化状態となる再生層
（Reading layer)と、垂直磁化膜である記録層(Writing
layer）との間に、交換結合力を遮断するための非磁性
中間層を設けることにより、面内磁化状態にあるFront
mask（前方マスク）と、Rear mask （後方マスク）とが
形成され、さらに後方マスクによる再生信号の変化が急
峻であることが示されている。
【０１５８】しかしながら、上記の発表された３つの構
成は、いずれも後方マスクによる立ち下がりの急峻な再
生信号が得られるものであり、立ち上がりの急峻な再生
信号が得られる本発明との関連性はないものと考えられ
る。
【０１５９】
【発明の効果】本発明の光磁気記録媒体、再生方法、記
録方法によれば、レーザ光によって検出される再生用磁
区と隣接する他の再生用磁区の影響を再生層と中間層と
により回避できるから、上記各記録用磁区の大きさや間
隔を従来より小さくしても、上記記録層から各再生用磁
区を介して情報を再生することができて、従来より記録
層における情報の記録密度を向上させることができると
いう効果を奏する。
【０１６０】本発明の請求項２記載の光磁気記録媒体に
よれば、検出される再生信号の立ち上がりをシャープに
することが可能となる。このことから、上記再生信号か
らの情報の再生を確実化できるので、再生された情報の
品質を向上させることが可能となるという効果を奏す
る。
【０１６１】本発明の請求項３記載の光磁気記録媒体に
よれば、記録層の第１記録用磁区による浮遊磁界による
静磁結合力と制御された磁気的な交換結合力とによっ
て、レーザ光の中心部が照射される再生用磁区を除く、
他の再生用磁区の磁化方向を第１記録用磁化の磁化方向
に揃えることが可能となる。よって、他の再生用磁区の
磁化方向を第１記録用磁化の磁化方向に揃えるための外
部磁界を省くことができるという効果を奏する。
【０１６２】本発明の請求項５記載の光磁気記録媒体の
再生方法によれば、予め再生層の再生用磁区の磁化方向
を一方向に揃えることにより、レーザ光による昇温に伴
い記録用磁区に対応する再生用磁区の磁化方向が上記記
録用磁区から転写された際に、上記再生用磁区と異なる
他の再生用磁区の磁化方向を互いに揃えることができ
る。
【０１６３】このため、上記方法では、転写された磁化
方向を安定に検出することが可能となるので、記録層の
記録用磁区に磁化方向によって従来より高密度にて磁化
方向によって記録された情報を安定に再生することがで
きるという効果を奏する。
【０１６４】本発明の請求項６記載の光磁気記録媒体の
再生方法によれば、外部磁界によって再生用磁区から検
出される情報の品質をさらに向上できると共に、上記外
部磁界を、例えば記録層の記録用磁区への磁化方向の書
き込みを行うための記録磁界と兼用させることができる
ので、上記外部磁界を設けることによる大型化を回避で
きるという効果を奏する。
【０１６５】本発明の請求項７記載の光磁気記録媒体の
再生方法によれば、情報を再生するための再生信号を微
分処理して用いることにより、上記再生信号の立ち上が
りをよりシャープにすることができて、再生用磁区の位
置をより正確に検出できる。
【０１６６】このことから、上記方法では、記録用磁区
を小さくして情報の記録密度を高めても、上記記録用磁
区に記録された情報を再生用磁区を介してレーザ光によ
って再生することが可能となり、さらに情報を記録層に
記録する際の上記情報の高密度化が可能となるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光磁気記録媒体およびその再生方法の
説明図であって、（ａ）は概略平面図であり、（ｂ）は
概略構成図である。
【図２】上記光磁気記録媒体の構成を示す説明図であ
る。
【図３】上記光磁気記録媒体における再生層の磁気特性
を示すグラフである。
【図４】上記光磁気記録媒体の記録再生特性を示すグラ
フである。
【図５】上記光磁気記録媒体の記録再生特性を示すグラ
フである。
【図６】上記再生方法における外部磁界と再生層とを示
す説明図である。
【図７】上記再生方法の光ビームのスポットと記録ビッ
トとを示す説明図である。
【図８】上記光磁気記録媒体の他の再生方法を示す説明
図である。
【図９】上記光磁気記録媒体のさらに他の再生方法およ
び他の光磁気記録媒体を示す説明図である。
【図１０】本発明の光磁気記録媒体に対する記録方法を
示す説明図である。
【図１１】本発明の光磁気記録媒体に対する他の記録方
法を示す説明図である。
【図１２】本発明の光磁気記録媒体に対するさらに他の
記録方法を示す説明図である。
【図１３】上記記録方法における再生特性を示すグラフ
である。
【図１４】本発明の光磁気記録媒体に対するさらに他の
記録方法を示す説明図である。
【図１５】上記記録方法における再生特性を示すグラフ
である。
【図１６】本発明の光磁気記録媒体における再生信号の
波形を示すグラフである。
【図１７】上記波形が得られる原理を示す説明図であ
る。
【図１８】従来の光磁気記録媒体における再生信号の波
形を示すグラフである。
【図１９】本発明の光磁気記録媒体の再生信号を微分し
た波形を示すグラフである。
【図２０】従来の光磁気記録媒体の再生方法における再
生信号の波形の補正のための回路のブロック図である。
【図２１】本発明の光磁気記録媒体の再生方法に用いら
れる再生信号の波形の補正のための回路のブロック図で
ある。
【図２２】従来の光磁気記録媒体およびその再生方法を
示す説明図である。
【符号の説明】
３ 再生層 ４ 記録層 ８ 光ビーム（レーザ光） ９ 中間層 １０７ 交換結合力
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】垂直磁化膜からなる記録層が情報を垂直な
    磁化方向によって記録される記録用磁区を有するように
    設けられ、 垂直磁化膜からなる再生層が上記記録用磁区から磁化方
    向が転写される再生用磁区を有するように記録層上に設
    けられ、 記録層と再生層との間の磁気的な交換結合力を制御する
    面内磁化膜からなる中間層が、再生用磁区の磁化方向を
    検出するためのレーザ光が照射されていない部分におい
    て、上記磁区方向の転写が発生しないように、上記交換
    結合力を小さくすべく記録層と再生層との間に積層さ
    れ、 上記再生層は、再生用磁区における安定に存在し得る安
    定磁区幅が室温の場合では記録用磁区の幅より大きくな
    るように形成されている一方、前記レーザ光によって昇
    温した場合では上記安定磁区幅が変化して記録用磁区の
    幅以下となるように設定されていることを特徴とする光
    磁気記録媒体。
  2. 【請求項２】請求項１記載の光磁気記録媒体において、 再生用磁区は、レーザ光による昇温中に安定磁区幅が記
    録用磁区の幅と一致したときに上記記録用磁区の磁化方
    向が磁気的な静磁結合力と交換結合力とによって上記記
    録用磁区に対向する再生用磁区に転写されるようになっ
    ていることを特徴とする光磁気記録媒体。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載の光磁気記録媒体に
    おいて、 記録層は、記録用磁区における垂直磁化方向が互いに反
    平行となる第１記録用磁区と第２記録用磁区とを、第１
    記録用磁区の磁区幅が第２記録用磁区の磁区幅より大き
    くなるように有し、 再生層は、レーザ光による昇温によって第２記録用磁区
    の磁区幅と略同一まで再生用磁区の安定磁区幅が小さく
    なるように形成されていることを特徴とする光 磁気記録
    媒体。
  4. 【請求項４】請求項１または２記載の光磁気記録媒体に
    おいて、 上記再生層は、希土類遷移金属合金の垂直磁化膜からな
    り、補償温度がほぼ室温であり、温度上昇に伴って飽和
    磁化が大きくなって再生温度の近傍で極大となり、か
    つ、室温から再生温度までの温度上昇に伴って保磁力の
    低下が飽和磁化の増加と比べて小さく、 上記中間層は、その表面に沿った方向となる面内磁化に
    よって、上記表面に対しほぼ垂直方向となる上記記録層
    と上記再生層の各磁化方向間の交換結合力を、上記両者
    間の静磁結合力と同程度まで小さくするようになってい
    ることを特徴とする光磁気記録媒体。
  5. 【請求項５】請求項１または２記載の光磁気記録媒体を
    用い、 再生層の垂直磁化方向を外部磁界によって予め一方向に
    揃えた後、上記再生層にレーザ光を照射し、上記レーザ
    光によって再生用磁区の安定磁区幅が記録用磁区の幅以
    下となるまで昇温すると上記再生用磁区に記録用磁区の
    磁化方向が転写されて、情報を再生するための再生信号
    を上記再生用磁区から上記レーザ光によって検出するこ
    とを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法。
  6. 【請求項６】請求項５記載の光磁気記録媒体の再生方法
    において、 外部磁界は、光磁気記録媒体におけるレーザ光の照射さ
    れる面に対して反対面に対面して設置され、レーザ光に
    よる昇温によって記録用磁区から転写される再生用磁区
    と異なる他の再生用磁区の磁化方向を、上記外部磁界に
    よって一方向に揃えることを特徴とする光磁気記録媒体
    の再生方法。
  7. 【請求項７】情報を再生するための再生信号を微分処理
    して用いることを特徴とする請求項５または６記載の光
    磁気記録媒体の再生方法。
  8. 【請求項８】請求項１または２記載の光磁気記録媒体を
    用い、 記録トラックの幅よりも小さい記録ビット幅で記録を行
    うことを特徴とする光磁気記録媒体の記録方法。
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