JP3458233B2

JP3458233B2 - 光磁気記録方式

Info

Publication number: JP3458233B2
Application number: JP17304091A
Authority: JP
Inventors: 才明鴇田; 元治田中; 篤行和多田; 美子黒沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 2003-10-20
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JPH04356749A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオーバーライト可能な光
磁気記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、書き換え可能な光記録媒体として
磁気光学効果を利用した光磁気記録媒体が精力的に研究
開発され、一部では実用化されるに至っている。この光
磁気記録媒体は大容量高密度記録、非接触記録再生、ア
クセスの容易さ等の利点に加え、書き換えが可能という
点で文書情報ファイル、ビデオ・静止画ファイル、コン
ピュータ用メモリ等への利用が有望視されている。光磁
気記録媒体を磁気ディスクと同等もしくはそれ以上の性
能を持った記録媒体とするためには、いくつかの技術的
課題があり、その中の主要なものの１つに、オーバーラ
イト技術がある。

【０００３】現在市販されている光磁気記録媒体は情報
を書き換えるのに元の情報をあらかじめ消去し、その後
に新しい情報を書き込むという工程を踏む必要があり、
この消去操作が時間的なロスとなっている。この欠点を
解消するのが、オーバーライト技術である。これまで提
案されているオーバーライト技術は、記録の方法により
磁界変調方式と光変調方式（マルチビーム方式、２層膜
方式、等）に大別される。

【０００４】磁界変調方式は光の強度を一定に保ち記録
情報に応じて印加磁界の極性を反転させて記録を行う方
式である。この方式では、磁界の反転を高速で行うため
に、浮上タイプの磁気ヘッドを用いる等の対応が検討さ
れているが、媒体交換が困難となる問題があり、それと
ともに光磁気記録媒体の片側の面のみしか使用できず、
記憶容量が半減するなどの不具合がある。

【０００５】一方、光変調方式は印加磁界を一定に保ち
記録情報に応じて照射レーザーをオン・オフあるいは強
度変調させて記録を行う方式である。光変調方式のうち
マルチビーム方式は、２〜３個のレーザーを用い、磁界
の方向を光磁気記録媒体が１回転する毎に反転させて記
録／消去を行う擬似オーバーライト方式であるが、装置
構成が複雑化し、コストアップを招くなどの欠点を有し
ている。また、２層膜方式は光磁気記録媒体の記録層を
２層膜とし、オーバーライトを達成するもので、例えば
特開昭６２−１７５９４８号公報等に開示されている。
同公報に記載されている方式は、例えばＴｂＦｅからな
る記録層とＴｂＦｅＣｏからなる補助層とを備えた光磁
気記録媒体を用い、初期化を行った後、外部磁界の印加
とパワーの異なるレーザーの照射によりオーバーライト
を実現しようとするものである。すなわち、この方式で
は、記録に先立ちあらかじめ４ＫＯｅ程度の初期化用磁
界により補助層の磁化を一方向に揃え、高出力レーザー
を照射して媒体温度ＴをＴ＞Ｔｃ₂（Ｔｃ₂は補助層のキ
ュリー温度）なる温度まで昇温させ、記録用磁界（初期
化用磁界と反対方向）を印加して補助層の磁化を反転さ
せ、媒体が冷却される際にその磁化を記録層に転写させ
ることにより記録を行い、また、低出力レーザーを照射
して媒体温度をＴｃ₁＜Ｔ＜Ｔｃ₂（Ｔｃ₁は記録層のキ
ュリー温度）なる温度まで昇温させ、補助層の磁化方向
を記録層に転写させることにより消去を行う。しかしな
がら、この方式は高速性の点で有利であるが、書き込み
時のレーザーパワーが高く、またオーバーライトに先立
って行う初期化の過程で非常に大きな磁界を付与しなけ
ればならないという問題があった。

【０００６】上記に示したように光磁気記録のオーバー
ライト方式としていくつかの方式の提案がなされている
が、いずれも長所ばかりでなく短所も合わせ持ってお
り、実用化のためにはいくつのブレークスルーを重ねな
ければならないと言われている。

【０００７】一方、反磁界を利用したオーバーライト方
式が、前記方式と同様に提案されている。この方式は、
一定外部磁界のもとで信号記録に際しては従来通りのレ
ーザー照射により磁区を形成し、信号消去に際しては記
録磁区の直上にレーザー照射することにより記録磁区の
消去を行うことを特徴とするダイレクトオーバーライト
方式〔Han-Ping; Appl. Phys. Lett. 49, p8(1986)〕で
ある。これは光変調方式の一種であるが、使用する記録
媒体は単層構造であり、二層記録媒体と比べて低パワー
で書き込める可能性が高く、また初期化用の磁界を用意
する必要もないため注目されている。

【０００８】また、この方式とは別に本発明者らは、特
願平２−６４９５９号明細書において、反磁界を利用し
た新規なオーバーライト方式を提案した。この方式は、
光を照射して記録を行う際に、記録を行おうとする磁化
の方向を媒体面に対して下向きから上向き、もしくは、
上向きから下向きに切り替える時に、照射光のスポット
径、パルス幅、照射パワー、単パルスか連続パルスか等
の光の照射方法を他の時とは変えることにより信号を記
録することを特徴とするものである。この方式によれ
ば、基本的に光磁気記録媒体の磁性膜（垂直磁化膜）が
単独でよく、２層記録媒体と比べ低レーザーパワーにて
書き込めるようになる。しかも前述の反磁界を利用した
方式とは異なり以前書き込まれていた信号とは無関係に
新しい信号を書き込むことができるので装置構成が複雑
化することもなく、有利である。

【０００９】さらに、本発明者らは、平成３年６月１７
日付特許出願の明細書において、反磁界を利用した別の
新規なオーバーライト方式を提案した。この方式は、単
層の垂直磁化膜を記録層とする光磁気記録媒体を用い、
一定外部磁界のもとで、磁区形成時には強度Ｐｗ₁、時
間τ₁のパルスレーザーを光磁気記録媒体に対し所望の
長さの磁区となるまで数回に渡り連続的に照射し、磁区
消去時には強度Ｐｗ₀、時間τ₀のパルスレーザーを消去
磁区が所望の長さとなるまで数回に渡り連続的に照射
し、かつＰｗ₁、Ｐｗ₀及びτ₀、τ₁がτ₁≧τ₀及びＰｗ
₁・τ₁＞Ｐｗ₀・τ₀なる関係を満足することを特徴とす
るものである。この方式によれば、上記と同様に磁性膜
が単独でよく、磁区長のコントロールが容易で、簡単な
装置構成にて高速なオーバーライトが実現できる。

【００１０】しかし、これの方式においては、レーザー
照射条件の違いによる反磁界エネルギー、磁壁エネルギ
ー、ゼーマンエネルギーの磁壁位置での大きさの差を利
用し、磁区の生成、消滅を制御しているために、磁性膜
特性、外部磁界、あるいはレーザー照射条件のバラツキ
により、磁区の大きさが変化しやすく、また消去時に磁
区の消し残りが生じ易い。特に記録、再生、消去を異な
る記録装置間でそれぞれ行ったときには、これらの現象
が顕著に生ずる。

【００１１】本発明は、これらの磁区の形状のばらつ
き、消し残りを防ぎ、確実な記録、消去を行うことので
きる光磁気記録方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、一定外部磁界のもとで、レーザー
をオン・オフ又はその強度を変調して光磁気記録媒体に
照射することによって記録磁区の形成、消去を行うダイ
レクトオーバーライト方式の光磁気記録方法において、
あらかじめリファレンス用のマークを光磁気記録媒体に
形成しておき、記録に先立ちこのリファレンス用マーク
のマーク長を信号再生時の検出信号より測定し、その
後、記録用レーザーの光強度を一定範囲内において変化
させながらある定められた単位時間レーザー照射を行
い、前記マーク長とほぼ等しい磁区長の磁区が得られる
ような光強度を記録用レーザーの光強度として設定し、
該設定された光強度の記録用レーザーの照射により得ら
れる記録磁区に対し、消去用レーザーの光強度を一定範
囲内において変化させて設定することを特徴とする光磁
気記録方法が提供される。

【００１３】

【発明の構成及び作用】以下本発明の光磁気記録方法を
詳述する。本発明の構成について述べる前に、まず磁区
の消し残り現象について述べる。本発明者らの実験によ
ると、前述の後者の明細書にて提案しているように、一
定磁界のもとで、記録磁区上にレーザー照射して新しい
記録磁区を形成する際、磁区形成時のレーザー光強度Ｐ
ｗ₁、照射時間τ₁と、磁区消去時のレーザー光強度Ｐｗ
₀、照射時間τ₀との間において、τ₁≧τ₀及びＰｗ₁・
τ₁＞Ｐｗ₀・τ₀なる関係が満足されると良好なオーバ
ーライトが行える。しかし、ある記録装置（以下記録装
置Ａと呼ぶ）を用いて最適な記録条件、消去条件を選び
出し、その条件にて記録装置Ａを用いて記録したのち異
なる記録装置（以下記録装置Ｂと呼ぶ）にて同様の消去
条件にて消去を試みたところ、磁区の消し残り現象が見
られた。また同様に記録装置Ｂにて記録したのち、記録
装置Ａにて消去を試みたところやはり消し残り現象があ
った。その後、両記録装置の特性を調べたところ、媒体
面での外部磁界の大きさが若干異なっていることがわか
り、そのために記録磁区の磁区径もわずかに変化してい
た。これらのことから、消し残り磁区が見られたのは消
去条件が記録磁区の磁区径に適したものでなかったため
であることが判明した。

【００１４】上記の磁区の消し残り現象について具体例
を挙げると以下の通りである。本発明者らは、ガラス基
板上に、下地層としてＳｉＮ膜をＲＦスパッタ法にて作
成し、その後大気にさらすことなくＴｂＦｅＣｏ膜をや
はりスパッタによりＳｉＮ膜上に積層し、さらにその上
に保護層としてＳｉＮ膜を積層し、サンプルの光磁気デ
ィスクとした。このサンプルの磁性膜の磁気特性を図１
に示す。この磁性膜の補償温度は室温とキュリー温度の
間に存在している。このサンプルに対し、レーザーを照
射し記録、消去を実施した。使用した装置では、光ピッ
クアップのもれ磁界を減少させるため光ピックアップが
磁気シールドされており、サンプル上の記録位置におけ
る外部磁界は記録に有利な方向に１００Ｏｅ印加されて
いる状態にした。記録、消去結果の一例を図２に示す。
図２のグラフは５〜１５ｍＷの光強度のレーザーを照射
時間を変えて照射したときに磁区の形成された条件（Ａ
条件と呼ぶ。）と、Ａ条件を用いて磁区を形成しながら
サンプルを微動させストライプ状の磁区とし、このスト
ライプ磁区の上に再度レーザーを照射したときにストラ
イプ磁区が切断される照射条件（Ａ’条件）とを示した
ものである。これらの結果をもとに外部磁界１００Ｏｅ
のもとＡ条件として１０ｍＷ、１０００ｎｓｅｃを固定
してＡ’条件となるべきパワー、照射時間を種々変更
し、またＡ’条件として１５ｍＷ、２００ｎｓｅｃを固
定してＡ条件となるべきパワー、照射時間を種々変更し
て、各種のレーザー照射条件の組合せでオーバーライト
実験を実施した。尚、レーザーの膜面での照射間隔は
０．８μｍに設定した。これらのオーバーライト実験の
結果、図２の範囲におけるＡ，Ａ’条件の組合せに対
し、完全なオーバーライトができることが確認された。

【００１５】次に外部磁界を２００Ｏｅに設定して上記
Ａ条件にて磁区を書き込み、書き込んだ磁区に対して、
外部磁界を１００Ｏｅに設定し直してＡ’条件による消
去実験を実施したところ、磁区は消去されずオーバーラ
イトすることができなかった。これは外部磁界が２００
Ｏｅの時に書き込んだ磁区が大きすぎたためである。そ
こで２００Ｏｅ時のＡ条件として８ｍＷ、１０００ｎｓ
ｅｃを採用し磁区を書き込みを行なった。この条件は、
この条件により得られる磁区はその形状が１００Ｏｅ、
１０ｍＷ、１０００ｎｓｅｃの条件にて得られるものと
ほぼ等しい事から選んだ。この磁区に対して、外部磁界
１００Ｏｅのもと上記Ａ’条件でレーザー照射を実施し
たところオーバーライトすることが可能であった。

【００１６】通常、光磁気記録装置から記録媒体面に作
用してくるもれ磁界は、装置により数十〜数百Ｏｅにわ
たり変化すると言われている。したがって、上記の実験
からも明らかなように、異なる外部磁界が作用する記録
装置間では最適記録条件及び最適消去条件はそれぞれ異
っており、良好なオーバーライトを実施するために、装
置ごとにレーザー照射条件を変更させる必要がある。そ
こで、本発明は、上記の点に鑑み、記録、消去を実施す
る前に記録条件及び消去条件が最適となるようその都度
設定するようにしたものである。

【００１７】本発明の光磁気記録方法においては、記録
磁区の磁区長をほぼ一定に揃えるために、あらかじめリ
ファレンス用のマークを光磁気記録媒体に形成してお
き、記録に先立ちこのリファレンス用マークのマーク長
を信号再生時の検出信号より測定しておく。その後、記
録用レーザーの光強度を一定範囲内において変化させな
がらある定められた単位時間レーザー照射を行い、前記
マーク長とほぼ等しい磁区長の磁区（以下記録パワー設
定用磁区と呼ぶ）が得られるような光強度を記録用レー
ザーの光強度として設定する。

【００１８】リファレンス用のマークとしては、磁区あ
るいはピット（小穴）等が使用されるが、これは例えば
フォーマッティング用、サーボ用などのマークと兼用し
てもよい。マークを形成する領域（以下マークエリアと
呼ぶ）はあらかじめ決まった部分に設定され、マークエ
リア内には信号検出に十分なだけのマークが羅列され
る。そのマークエリアとは別に記録パワー設定用磁区を
形成するためのエリア（以下記録パワー設定エリアと呼
ぶ）が設けられるが、記録パワー設定エリアは、媒体上
での磁界分布を多く記録パワー制御に反映させるため、
半径方向に数か所とるのが望ましい。

【００１９】リファレンス用マークのマーク長は、例え
ば図３に示すように、信号検出時の微分波形の極大値、
及び極小値間の時間差を検出することにより測定するこ
とができる。図中Ｍはリファレンス用マークを示す。ま
た、記録用レーザーの光強度を設定するために、前述の
とおり実際にレーザー照射によって磁区を形成しその磁
区長を測定するが、その場合の測定方法も原則的にはマ
ーク長測定と同様に行って良い。

【００２０】次に、上記のような光強度設定を行うため
の装置構成について図４により説明する。図中、１は光
磁気記録媒体、２は対物レンズ、３はコリメータレン
ズ、４はミラー、５Ａ，５Ｂは偏光ビームスプリッタ、
６はレーザーダイオード、７は光信号検出器、８はロー
パスフィルター、９は微分器、１０はマーク長記憶部、
１１は補正演算回路、１２は電流制御型コントローラ、
１３はレーザードライバ、１４はフォーカストラッキン
グ制御系である。

【００２１】まず、記録に先立ち光磁気記録媒体１に記
録しておいたリファレンス用のマークのマーク長を測定
する。これは、光磁気記録媒体１のマークを対物レンズ
２、ミラー４及び偏光ビームスプリッタ５Ａ，５Ｂを介
して光信号検出器７で検出し、その検出信号をローパス
フィルター８を介して微分器９に送り、微分器９にて図
３のような微分波形を得てその極大値及び極小値間の時
間差を求めてマーク長を得る。得られたマーク長はマー
ク長記憶部１０に記憶させる。次に、ある適当なレーザ
ー駆動電流値を定め、その値でもってレーザーダイオー
ド６を駆動し、コリメータレンズ３、偏光ビームスプリ
ッタ５Ａ、ミラー４及び対物レンズ２を介して光磁気記
録媒体１の記録パワー設定エリアにレーザー照射を行い
磁区を形成する。そしてこの記録磁区の磁区長を上記マ
ーク長検出と同様にして微分器９において検出する。そ
して補正演算回路１１は、検出した磁区長をマーク長記
憶部１０に記録させておいたマーク長と比較し、その差
を補正するために新たなレーザー駆動電流値を定め、こ
れを電源制御型コントローラ１２に送り、レーザードラ
イバ１３を制御して、レーザーダイオード６を駆動し、
新たな磁区を書き込む。同様な操作を繰り返すことによ
り徐々にマーク長に磁区長を近づけ、ほぼ一致したとき
の光強度を記録用レーザーの光強度とする。

【００２２】以上のようにして最適な記録パワーが得ら
れた後、この記録パワーに対応させて消去パワーを設定
する。消去パワー設定のためには、記録パワー設定エリ
ア内に最適記録パワーにて書き込まれた磁区に対して、
消去パワーを変化させ消去を実施し、検出信号が０にな
る値を求めれば良い。

【００２３】なお、上記ではパルス幅一定で光強度のみ
変調させているが、パルス幅の調整によっても同様な効
果を得ることができる。

【００２４】また、本発明の方法は、書き込み磁区の直
上にレーザーを照射して磁区消去を行うダイレクトオー
バーライト方式のみならず、レーザーの強度を変調して
記録媒体に照射することによって記録磁区の形成、消去
を行うダイレクトオーバーライト方式にも適用すること
ができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、前記構成としたので、
レーザー照射条件、外部磁界等のバラツキによる磁区形
状の変化量を減少させることができる。従って、書き込
みエラーが減少し、再生特性が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】オーバーライト実験に使用したサンプルの磁性
膜の磁性特性を示す図である。

【図２】磁区の形成される条件(Ａ条件)とストライプ状
の磁区が切断される条件(Ａ’条件）の説明図である。

【図３】マーク長を検出する方法の説明図である。

【図４】光強度設定を行うための装置構成図である。

【符号の説明】

１光磁気記録媒体２対物レンズ３コリメータレンズ４ミラー５Ａ，５Ｂ偏光ビームスプリッタ６レーザーダイオード７光信号検出器８ローパスフィルター９微分器１０マーク長記憶部１１補正演算回路１２電源制御型コントローラ１３レーザードライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒沢美子東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開平３−40236（ＪＰ，Ａ) 特開平１−158648（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−37745（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−175948（ＪＰ，Ａ) 特開平１−158647（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−7520（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 11/105 G11B 7/125

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一定外部磁界のもとで、レーザーをオン
・オフ又はその強度を変調して光磁気記録媒体に照射す
ることによって記録磁区の形成、消去を行うダイレクト
オーバーライト方式の光磁気記録方法において、あらか
じめリファレンス用のマークを光磁気記録媒体に形成し
ておき、記録に先立ちこのリファレンス用マークのマー
ク長を信号再生時の検出信号より測定し、その後、記録
用レーザーの光強度を一定範囲内において変化させなが
らある定められた単位時間レーザー照射を行い、前記マ
ーク長とほぼ等しい磁区長の磁区が得られるような光強
度を記録用レーザーの光強度として設定し、該設定され
た光強度の記録用レーザーの照射により得られる記録磁
区に対し、消去用レーザーの光強度を一定範囲内におい
て変化させて設定することを特徴とする光磁気記録方
法。
【請求項２】リファレンス用マークのマーク長及び記
録磁区の磁区長を、信号再生時の検出信号の微分波形の
極大値及び極小値間の時間差を検出することにより得る
ことを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録方法。