JP3792366B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録媒体及びその再生方法に関し、更に詳しくは、再生光スポットよりも極めて小さい微小記録磁区を拡大して再生することができる高密度記録に適した光磁気記録媒体及びその再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気記録媒体は記録情報の書き換えが可能であり、記憶容量が大きく、しかも信頼性が高い記録媒体であるため、コンピュータメモリ等として実用化され始めている。しかし、情報量の増大と装置のコンパクト化に伴い、より一層の高密度記録再生技術が要請されている。光磁気記録媒体に情報を記録するには、レーザー光を光磁気記録媒体に照射しながら、記録信号に応じた極性の磁界を昇温した部分に印加する磁界変調記録方式が用いられている。この方式は、オーバーライト記録が可能であり、しかも、高密度な記録、例えば、０．１５μｍの最短マーク長での記録が達成されている。また、一定の印加磁界の下で記録信号に応じてパワー変調した光を照射して記録する光変調記録方式も実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高密度に記録された記録マークを再生するために、再生光ビームのスポット径によって決まる光学的再生分解能が問題となる。例えば、スポット径が１μｍの再生光を用いて磁区長０．１５μｍの微小マークを識別して再生することは不可能である。このような再生光の光学的スポット径による再生分解能の制約をなくすためのの１つのアプローチとして、例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＭａｇｎｅｔｉｃＳｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ， Ｖｏｌ． １７ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ Ｎｏ． Ｓ１， ｐｐ． ２０１ （１９９３）に記載されているような磁気超解像技術（ＭＳＲ）が提案されている。これは、光磁気記録媒体に再生光が照射された時に再生光スポット内部の磁性膜に温度分布が生じることを利用して、スポット内に磁気的マスクを発生させ、信号の再生に寄与する実効的なスポット径を縮小させたものである。この技術を用いれば、実際の再生光スポット径を縮小させずに、再生分解能を向上させることができる。しかし、この手法では、磁気的マスクにより実効的なスポット径を小さくする為、再生出力に寄与する光量が低下し、その分、再生Ｃ／Ｎが低下してしまう。この結果、充分なＣ／Ｎを得ることは困難となる。
【０００４】
特開平１−１４３０４１号公報には、室温で互いに磁気的に結合した第１磁性膜、第２磁性膜及び第３磁性膜を有し、第１，第２及び第３磁性膜のキュリー温度をＴＣ１，ＴＣ２及びＴＣ３とするとき、ＴＣ２＞室温で且つＴＣ２＜ＴＣ１，ＴＣ３とされ、第１磁性膜の保磁力ＨＣ１は第２磁性膜のキュリー温度ＴＣ２近傍で充分小さく、第３磁性膜の保磁力ＨＣ３は室温からＴＣ２より高い所要の温度ＴＰＢまでの温度範囲で所要の磁場よりも充分大きい光磁気記録媒体を用いて、第１磁性膜の記録磁区を拡大させて再生を行う光磁気記録媒体の再生方法が開示されている。この方法は、再生光照射時の媒体の温度上昇を利用し、第１及び第３磁性膜の磁気的結合を遮断させ、その状態で記録磁区に働く反磁界と外部印加磁界とにより第１磁性膜の磁区を拡大させている。なお、この技術では、再生時の読み出し部の温度よりも低くキュリー温度を設定した第２磁性膜を用いているが、本発明ではそのような磁気特性の磁性膜は用いていない。
【０００５】
また、特開平８−７３５０号は、基板上に再生層と記録層とを有し、再生時に記録層の磁区を拡大して再生することができる光磁気記録媒体を開示している。この光磁気記録媒体を再生する際に、再生磁界として交番磁界を用い、磁区を拡大する方向の磁界と逆方向の磁界とを交互に印加することによって各磁区で磁区拡大及び縮小を行わせている。
【０００６】
本発明は、特開平１−１４３０４１号及び特開平８−７３５０号公報に記載された方法と異なる方法で前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、微小磁区が記録された場合でも充分なＣ／Ｎで再生信号が得られる光磁気記録媒体及びその信号再生方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の別の目的は、再生時に磁区拡大が行われた場合であっても、記録磁区を再生した直後に拡大された磁区を確実に消去することができる光磁気記録媒体及びその再生方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明で用いる光磁気記録媒体は、光磁気記録膜と補助磁性膜とを備え、再生光を照射したときに上記光磁気記録膜の記録磁区を上記補助磁性膜に磁気的に転写させて信号再生を行う光磁気記録媒体において、上記補助磁性膜が臨界温度を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する少なくとも一層の磁性膜であり且つ上記光磁気記録膜が室温以上の温度で垂直磁化膜であり、上記補助磁性膜の磁気特性を利用して再生時に上記補助磁性膜に上記光磁気記録膜の記録磁区よりも大きな磁区を転写させることができる光磁気記録媒体である。
【０００９】
本発明で用いる光磁気記録媒体はさらに下記２つのタイプの光磁気記録媒体に分類することができる。第１のタイプの光磁気記録媒体は、図２Ａ及図２Ｂに示したように、光磁気記録膜６上に第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜４が順次積層された構造を有し、光磁気記録膜６、第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜４が、光磁気記録膜、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜のキュリー温度をそれぞれＴＣＯ、ＴＣ１及びＴＣ２とし、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜の上記臨界温度をそれぞれＴＣＲ１及びＴＣＲ２としたときに、室温＜ＴＣＲ２＜ＴＣＲ１＜ＴＣＯ，ＴＣ１，ＴＣ２となる関係を満たす磁気特性を有する。第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜４は、図３に示すように室温から室温以上のある臨界温度（ＴＣＲ）までは面内磁化膜であり、ＴＣＲ以上では垂直磁化膜になるという磁気特性を有している。光磁気記録膜６は室温以上で垂直磁化膜である。
【００１０】
第１のタイプの光磁気記録媒体の動作（再生）原理を以下に説明する。図２Ａに、光変調記録方式等により光磁気記録膜６に記録磁区を書き込んだ後、再生前の各層の磁化状態を示す。この媒体に、磁性膜の最高到達温度が、所望の温度になるような適当なパワーの再生光を照射すると、まず、第１補助磁性膜５中の温度がＴＣＲ１以上となった領域に、光磁気記録膜６中の垂直磁化の磁区２２が転写される。その際に、図８に示した再生光が照射された場合の媒体内の温度プロファイルを考慮して、光磁気記録膜６中の磁区と同じ大きさかまたはそれより小さい磁区２１が第１補助磁性膜５に転写されるように再生パワー及びＴＣＲ１を設定する。
【００１１】
次いで第１補助磁性膜５に転写された磁区２１は第２補助磁性膜４に転写される。本発明では、第１及び第２補助磁性膜はそれらの臨界温度がＴＣＲ２＜ＴＣＲ１となるように設定されているため、図８の媒体内の温度プロファイルに示すように、第２補助磁性膜中の垂直磁化状態となりうる領域は、第１補助磁性膜中のそれよりも径が大きくなる。このため、図２Ｂに示すように、第２補助磁性膜４中の転写磁区２３は第２補助磁性膜中の垂直磁化状態となりうる領域内の垂直磁気異方性と第１補助磁性膜５中の垂直磁化からの交換結合力とにより拡大される。この磁区拡大は、第１補助磁性膜５中の図２ＢのＷで示した領域の面内磁化が光磁気記録膜６の磁区Ｓから第２補助磁性膜４への交換結合力を弱めていることからも促進されているといえる。上記磁区拡大により、面内磁化の磁気的マスクによる再生出力に寄与する光量の低下を低減し、高Ｃ／Ｎ比の再生が可能となる。
【００１２】
第２補助磁性膜４の磁区２３の拡大の効果は、第２補助磁性膜４中の転写磁区が再生光スポット径以上に拡大されたときに最大になる。この状態では、光磁気記録膜６中に記録された磁区の大きさや形状に関係しない、第２補助磁性膜４の性能指数と再生ビーム光のみによって決まる極めて大きい再生出力が得られる。再生後、即ち再生レーザー光の照射部が移動した後は、読み出し部はＴＣＲ２以下に冷却され、第１と第２の各補助磁性膜は面内磁化状態となり、図２Ａの状態に戻る。以上のような再生動作時の温度においても、光磁気記録膜６の保磁力は充分大きいために、磁化として記録された情報は完全に保持されている。
【００１３】
本発明の第２のタイプの光磁気記録媒体は、図７に示すように、補助磁性膜８と光磁気記録膜１０との間に非磁性膜９を備え、光磁気記録膜１０及び補助磁性膜８が、光磁気記録膜及び補助磁性膜のキュリー温度をそれぞれＴＣＯ、ＴＣとし、補助磁性膜の上記臨界温度をそれぞれＴＣＲとしたときに、室温＜ＴＣＲ＜ＴＣＯ，ＴＣとなる関係を満たす磁気特性を有することを特徴とする。
【００１４】
第２のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を説明する。図６Ａに光変調記録方式等により図７に示した媒体の光磁気記録膜１０に記録磁区を書き込んだ後、再生を行う前の補助磁性膜８、非磁性膜９及び光磁気記録膜１０の磁化状態を概略的に示す。この光磁気記録媒体に、磁性膜の最高到達温度が、所望の温度になるような適当なパワーの再生光を照射すると、補助磁性膜８中に、ＴＣＲ以上となり垂直磁化状態となりうる領域が発生する。その領域の大きさが光磁気記録膜１０に記録されている磁区Ｍの径以上、好ましくは再生光スポット径以上となるようにＴＣＲ及び再生パワーが設定されている。また、補助磁性膜８は、その保磁力が、ＴＣＲ以上の領域内の温度分布に対応して図９に示すような分布をし、最高到達温度となる領域及びその近傍でその値が充分小さくなるような磁気特性を有している。
【００１５】
光磁気記録膜１０はＴＣＲ以上の領域内の温度分布に対応して図９に示すような磁化の分布を有し、最高到達温度となる領域及びその近傍でその値が充分大きくなるような磁気特性を有している。各磁性膜の磁気特性を上記のように設定したため、光磁気記録膜１０中の温度が高く且つ磁化が充分大きい領域の磁区Ｍのみが、磁区Ｍの領域で作用する光磁気記録膜１０と補助磁性膜８間の大きな静磁結合力により、補助磁性膜８中の温度が高く且つ保磁力が充分小さい領域に転写される。これにより、まず充分な再生分解能が得られる。
【００１６】
次いで、補助磁性膜８に転写された磁区６３は、ＴＣＲ以上の領域内の垂直磁気異方性と転写された磁区からの交換結合力により、図６Ｂに示したように拡大すると考えられる。この磁区拡大により第１のタイプの光磁気記録媒体と同様に再生信号が増大され、Ｃ／Ｎが向上する。再生後、即ち再生レーザー光が移動した後、読み出し部はＴＣＲ以下に冷却され、補助磁性膜８は面内磁化膜となり、図６Ａの状態に戻る。
【００１７】
本発明の第１の態様に従えば、室温以上の温度で垂直磁化膜である光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体に再生光を照射して磁気光学効果の大きさを検出することによって記録された信号を再生する光磁気記録媒体の再生方法において、上記光磁気記録媒体として、光磁気記録膜上に第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜が順次積層され、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜は臨界温度を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する磁性膜であって、上記光磁気記録膜、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜が、該光磁気記録膜、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜のキュリー温度をそれぞれＴＣＯ、ＴＣ１及びＴＣ２とし、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜の上記臨界温度をそれぞれＴＣＲ１及びＴＣＲ２としたときに、室温＜ＴＣＲ２＜ＴＣＲ１＜ＴＣＯ，ＴＣ１，ＴＣ２となる関係を満たす磁気特性を有する光磁気記録媒体を用い、上記光磁気記録媒体に、再生クロックと同一周期または整数倍の周期でパワー変調された再生光を照射することによって記録信号を再生することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供される。
【００１８】
また、本発明の第２の態様に従えば、室温以上の温度で垂直磁化膜である光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体に再生光を照射して磁気光学効果の大きさを検出することによって記録された信号を再生する光磁気記録媒体の再生方法において、上記光磁気記録媒体として、臨界温度を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜を非磁性膜を介して光磁気記録膜上に備え、上記光磁気記録膜及び補助磁性膜が、該光磁気記録膜及び補助磁性膜のキュリー温度をそれぞれＴＣＯ、ＴＣとし、補助磁性膜の上記臨界温度をそれぞれＴＣＲとしたときに、室温＜ＴＣＲ＜ＴＣＯ，ＴＣとなる関係を満たす磁気特性を有する光磁気記録媒体を用い、上記光磁気記録媒体に、再生クロックと同一周期または整数倍の周期でパワー変調された再生光を照射することによって記録信号を再生することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供される。
【００１９】
上記再生光は再生クロックと同一周期または整数倍の周期で再生光パワーＰｒ１及びＰｒ２にパワー変調されており、上記Ｐｒ１及びＰｒ２の一方の再生光パワーが上記補助磁性膜の磁区拡大を生じさせるパワーであることが望ましい。
【００２０】
ここで、本発明の第２の態様に従う再生方法の原理説明を図１１の再生方法の模式図を用いて説明する。この再生方法では図６に示した第２のタイプの光磁気記録媒体を使用する。最初に、光磁気記録媒体に第２のタイプの光磁気記録媒体に光変調記録方式等を用いて図１１（ａ）に示したような所定の記録パターンを記録する。図中、記録マークは、最短マークピッチＤＰで記録し、記録マーク長ＤＬはＤＬ＝ＤＰ／２となるように設定する。再生時には、再生用レーザー光として、２種類の再生パワーＰｒ ２ 、Ｐｒ １ に変調したパルスレーザー光を、図１１（ｂ）に示したように、記録マーク位置に同期した周期ＤＰであり且つ高パワーＰｒ ２ の発光幅がＤＬとなるように照射する。低い再生パワーＰｒ １ の光は常に消去状態（記録マークがない部分）に、高い再生パワーＰｒ ２ の光は記録状態（記録マークが存在する部分）と消去状態に照射される。
【００２１】
図１１（ｂ）に示したような再生パルスレーザーを照射して得られた再生信号波形を図１１（ｃ）に示す。これに対して同トラックを一定の再生光パワーの連続光で再生したときの再生波形を図１１（ｄ）に示す。ここで、Ｐｒ ２ とＰｒ １ のうち、Ｐｒ ２ は後述するように補助磁性膜８の磁区拡大が生じるような記録パワーとし、Ｐｒ １ は磁区拡大が消滅するパワーとなるように選択する。このように再生パワーを選択することにより、パルス光再生で観測される記録状態と消去状態との間の振幅Ｈｐｌを、一定レーザー光再生での振幅Ｈｄｃに対して、Ｈｐｌ＞Ｈｄｃとすることができ、しかも、光磁気記録膜の各磁区に記録された磁化情報を隣接する磁区からの影響を受けることなく独立して拡大再生することができる。
【００２２】
本発明の第３の態様に従えば、光磁気記録媒体に再生光を照射して磁気光学効果の大きさを検出することによって記録された信号を再生する光磁気記録媒体の再生方法において、上記光磁気記録媒体として、垂直磁化を有する光磁気記録膜と、臨界温度Ｔｃｒを超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜とを非磁性膜を介して備え、上記光磁気記録膜のキュリー温度Ｔｃｏと、補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ及び補償温度Ｔｃｏｍｐとの間に、室温＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係を満たす磁気特性を有する光磁気記録媒体を用い、上記光磁気記録媒体に、ＤＣ磁界を印加しながら、再生クロックと同一周期または整数倍の周期で少なくとも２種類の光パワーＰｒ１及びＰｒ２にパワー変調された再生光を照射することによって、光磁気記録膜の記録磁区を上記補助磁性膜に転写し、該転写磁区を拡大し、そして該拡大した磁区を縮小または消滅させる工程を経て記録信号の再生を実行することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供される。
【００２３】
本発明の再生方法において、上記再生光の光パワーＰｒ１が、上記補助磁性膜をＴｃｒ〜Ｔｃｏｍｐの温度に加熱して光磁気記録膜の記録磁区を補助磁性膜に転写及び磁区拡大するパワーであり、上記再生光の光パワーＰｒ２が上記補助磁性膜をＴｃｏｍｐ〜Ｔｃｏの温度に加熱して上記拡大磁区を縮小または消滅させるパワーであることが好ましい。
【００２４】
さらに、この再生方法において、光磁気記録媒体に外部磁界Ｈｅｘが加わる条件において、外部磁界Ｈｅｘと光磁気記録膜とから生じる転写磁界の温度曲線Ａと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線Ｂとが、室温と上記補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐとの間で交差すると共に、上記温度曲線Ａと上記温度曲線Ｂとが、上記補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐと上記光磁気記録膜のキュリ−温度Ｔｃｏとの間で交差する光磁気記録媒体を用いることが好ましい。
【００２５】
上記転写磁界は、光磁気記録膜からの静磁界Ｈｔと外部磁界Ｈｅｘとの和であり、補助磁性膜の垂直方向保磁力が被転写磁区の垂直方向保磁力Ｈｒと該被転写磁区が隣接磁区から受ける交換結合力Ｈｗとの和で表すことができる。
【００２６】
記録層に印された記録磁区を再生層へ転写し、そして高い再生信号を得るために、該再生層の転写信号を拡大して読みとる方法は”磁気増幅を行う光磁気システム（ＭＡＭＭＯＳ）”と呼ばれ、本出願人らにより外部磁界変調再生法を用いて確認されている（特願平８−１８２９０１号）。この外部磁界変調再生法では、再生時に、交番磁界を用いて再生層に転写した磁区の拡大及び縮小を実行している。本発明では、上記磁気増幅を行う光磁気システムについて、様々な側面から実験を行い、詳細な分析と検討を進めた結果、直流磁界を用いて、再生光パワーを２種類以上に変調することにより転写された磁区の拡大及び縮小を確実に実現することができる方法を開発することに成功した。
【００２７】
本発明の第３の態様に従う光磁気記録媒体の再生方法の原理を説明する。この再生方法には、垂直磁化を有する光磁気記録膜と、臨界温度Ｔｃｒを超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜とを非磁性膜を介して備える光磁気記録媒体を用いる。このタイプの光磁気記録媒体の構造例を図１８に示す。図１８に示した光磁気ディスク９０は、基板１上に、誘電体膜３、補助磁性膜８、非磁性膜３、光磁気記録膜１０及び保護膜７を積層して有する。補助磁性膜８は、臨界温度Ｔｃｒとそのキュリー温度Ｔｃとの間に補償温度Ｔｃｏｍｐを持ち、この光磁気記録媒体９０は、光磁気記録膜１０のキュリー温度Ｔｃｏと、補助磁性膜８の臨界温度Ｔｃｒ、キュリー温度Ｔｃ及び補償温度Ｔｃｏｍｐとの間で、室温＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係を満たす。
【００２８】
本発明の再生方法において、上記磁気特性を有する光磁気記録媒体９０に外部ＤＣ磁界を印加しながら光パワー変調された再生光を照射して再生が行われる。ここで、光磁気記録媒体９０に一定のＤＣ磁界Ｈｅｘが記録方向に印加されている状態における、光磁気ディスク９０の光磁気記録膜１０と補助磁性膜８の磁気特性を図２０に示す。図中の磁気温度曲線Ａは、光磁気記録膜１０（以下、単に記録層という）から補助磁性膜８（以下、単に再生層という）に対して、記録層の磁化によって生成される転写磁界（静磁界）の温度変化を示す。なお、曲線Ａの転写磁界は、外部磁界Ｈｅｘのオフセット分を加えた磁界の大きさを示している。従って、記録層の磁区の向きによって転写磁界全体として、（Ｈｅｘ−Ｈｔ）なる大きさの磁界及び（Ｈｅｘ＋Ｈｔ）なる大きさの磁界が記録層のキュリー温度Ｔｃｏを境として存在し、それらが曲線Ａを構成する。図中、下向きが記録方向であり、Ｈｅｘも下向きに印加されている。ここで、外部磁界Ｈｅｘは、室温における記録層の磁化から生成される初期化方向の静磁界Ｈｔの大きさに比べて小さくなるように調整してあるので、転写磁界全体としては、曲線Ａで表したように記録層の記録磁区の磁化方向によって上向き（負）および下向き（正）が存在することになる。
【００２９】
磁気温度曲線Ｂは、垂直磁化を有する状態における再生層の垂直方向の保磁力の温度変化を示す。この保磁力には、純粋な垂直方向の再生層の磁区の保磁力Ｈｒに再生層の磁壁（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｌｌ）の生成によって印加されるとみなす仮想的磁界に相当する磁界Ｈｗ（別な言い方すると、再生層の面内方向の交換結合磁界）を含めてＨｒ＋Ｈｗとして表すものとする。すなわち、Ｈｒ＋Ｈｗは再生層膜面に垂直な方向における磁化反転を行うに必要な磁界を示すことになる。図２０に示したように、再生層の膜面に垂直な方向への磁化は再生層が垂直磁化膜となる臨界温度Ｔｃｒ（図中、Ｔ０）以上で現われ、補償温度Ｔｃｏｍｐでは再生層の磁化がゼロになるために保磁力が極大を示す。
【００３０】
図２０の温度曲線Ａ及びＢは、同図に示すように三つのエリア（ａ）〜（ｃ）に分けられる。この３つのエリア（ａ）〜（ｃ）は、図２１（ａ）に示した本発明の再生方法におけるｉ）記録層から再生層への磁区転写、ｉｉ）再生層での転写磁区の拡大、ｉｉｉ）拡大磁区の消滅の３つのステップにそれぞれ対応する。このため、図２０のエリア（ａ）〜（ｃ）における記録層及び再生層に要求される磁気特性について、図２１を参照しながら説明する。なお、図２１（ａ）中に示した記録層及び再生層中の矢印は、各磁区の希土類金属の磁気モーメントの向きを示すものとする。
【００３１】
エリア（ａ）は、本発明の再生方法において記録層から再生層に磁区転写が行われる温度エリアであり、図中、Ｔ０〜Ｔ１の温度範囲に属する。Ｔ０は臨界温度Ｔｃｒを意味し、Ｔ１は、磁気温度曲線ＡのＨｅｘ−Ｈｔ側が磁気温度曲線Ｂと最初に交差する温度である。この温度範囲Ｔ０〜Ｔ１は、後述するように再生光の光パワーを比較的低パワーに調整することにより達成できる。この温度領域で図２１（ａ）の（１）に示したような磁気転写が実際に行われるためには、この温度領域内で転写磁界の大きさが再生層の垂直方向の保磁力を超えるようにしなければならない。すなわち、記録層に記録されている磁化が↓向き（記録方向）である場合、Ｈｅｘ＋Ｈｔで表される転写磁界は、Ｈｒ＋Ｈｗまたは−（Ｈｒ＋Ｈｗ）よりも大きくなるようにしなければならない（磁区転写要件）。また、記録層に記録されている磁化が↑向き（消去方向）である場合、Ｈｅｘ−Ｈｔで表される負の転写磁界は、再生層の垂直方向の保磁力Ｈｒ＋Ｈｗまたは−（Ｈｒ＋Ｈｗ）よりも小さくなるようにしなければならない（磁区転写要件）。
【００３２】
一方、図２０のエリア（ａ）において、磁気温度曲線Ａ及びＢを比較すると、下記式（ａ１）〜（ａ３）の関係が成立することがわかる。
Ｈｒ＜Ｈｅｘ＋Ｈｔ−Ｈｗ （ａ１）
−Ｈｒ＞Ｈｅｘ−Ｈｔ＋Ｈｗ （ａ２）
Ｈｒ＞Ｈｅｘ−Ｈｔ−Ｈｗ （ａ３）
【００３３】
従って、エリア（ａ）は、上記磁区転写要件を満足し、記録層の記録磁区の磁化方向に拘らず、それを再生層に転写することができる。図２１（ａ）の（１）には、記録層の磁区２１０に記録されている↓向きの磁化が、再生層の再生光スポット内の温度Ｔ０を超える領域に転写されて転写磁区２０１ａを形成している場合を示す。
【００３４】
次に、図２０のエリア（ｂ）では、図２１（２）及び（３）に示したように、再生層に転写された磁区２０１ｂの磁区拡大が行われる。この温度領域は、図中、Ｔ１〜Ｔ２で示した範囲である。温度Ｔ２は、磁気温度曲線ＡのＨｅｘ−Ｈｔ側が磁気温度曲線Ｂと高温側で交差する温度である。なお、図２０に示した磁気特性を有する光磁気ディスクは外部磁界Ｈｅｘとの関係において、Ｔ２が再生層の補償温度Ｔｃｏｍｐにほぼ一致する（補償温度Ｔｃｏｍｐと記録層のキュリー温度Ｔｃｏの間にあり、極めて補償温度Ｔｃｏｍｐに近い温度になる）ように調整してある。この温度領域では、図２１（ａ）の（２）に示したように、再生層に転写された磁区２０１ｂの両側には、再生光スポット内でＴ０〜Ｔ１に加熱された結果、記録層の上向きの磁区２１２，２１２’から磁気転写を受けた磁区２０３，２０３’が存在する。再生層に転写された磁区２０１ｂが面内方向に拡大を始めるためには、その両側の磁区２０３、２０３’の磁区の向きを磁区２０１ｂと同様に記録方向（↓向き）に向かせる必要がある。ここで、磁区２０３，２０３’は外部磁界Ｈｅｘに直上の記録層の磁区２１２からの上向きの静磁界Ｈｔを加えた転写磁界（Ｈｅｘ−Ｈｔ）（トータルで↑向き）を受けており、一方、磁区２０１ｂからの交換結合磁界Ｈｗ（下向き）と磁区２０３，２０３’自体の磁化を反転させるための保磁力Ｈｒとを含めた垂直方向保磁力を有する。それゆえ、磁区２０３，２０３’の転写磁界（Ｈｅｘ−Ｈｔ）よりも垂直方向保磁力（Ｈｒ＋Ｈｗ）を大きくすれば、磁区２０３、２０３’の磁区は反転する（磁区反転要件）。
【００３５】
エリア（ｂ）においては、磁気温度曲線Ａ及びＢの大小関係より、以下の関係式が成立することがわかる。
Ｈｒ＜Ｈｅｘ＋Ｈｔ−Ｈｗ （ｂ１）
−Ｈｒ＜Ｈｅｘ−Ｈｔ＋Ｈｗ （ｂ２）
Ｈｒ＞Ｈｅｘ−Ｈｔ−Ｈｗ （ｂ３）
そして、上式（ｂ２）は、上記の磁区２０３，２０３’の転写磁界Ｈｅｘ−Ｈｔ（上向き）よりも垂直方向保磁力（Ｈｒ＋Ｈｗ）が大きくなる上記磁区反転条件そのものである。従って、エリア（ｂ）において図２１（ａ）の（３）に示したような再生層の磁区２０１ｂの磁区拡大が生じる。（ｂ２）の関係より、温度エリア（ｂ）においては、記録層に記録方向の磁区がない場合には、再生層に下向きの磁区は現われないことを示す。なお、図２１（ａ）の（３）において拡大磁区２０１ｂの両側は、Ｔ０〜Ｔ１の温度領域であるために、記録層の磁区２１２，２１２’から磁区転写された↑向きの磁区２０３，２０３’が存在する。
【００３６】
次に、エリア（ｃ）では、図２１（ａ）の（４）に示したように、転写及び拡大された磁区が反転（消滅）し、消去方向の磁区２０１ｃが形成される。この温度領域は、再生層の補償温度を僅かに超えるＴ２から、記録層のキュリー温度Ｔｃｏの範囲である。拡大再生された磁区は、消去方向に再生用磁界を印加することによって、すなわち、再生用磁界として交番磁界を用いることによって消滅または縮小させることができるが、本発明の再生方法ではＤＣ磁界を用い、磁気転写及び拡大のために用いた再生光パワーよりも高いパワーに再生光をパワー変調することによって拡大磁区を消滅させる。なお、後述の本発明の光磁気記録媒体の再生方法の実施例２に述べるように、拡大磁区消滅のために再生光パワーを一層小さく変調してもよい。
【００３７】
エリア（ｃ）にて、拡大磁区が反転（消滅）する原理を図２２を用いて説明する。図２２は、図２１（ａ）の（２）に示した希土類−遷移金属の（ＴｂＦｅＣｏ合金）記録層の磁区２１０とそこから磁区転写された希土類−遷移金属（ＧｄＦｅＣｏ合金）の再生層の磁区２０１ｂの希土類金属と遷移金属の副格子磁化の向きと大きさの温度変化を説明する図である。再生層の温度がその補償温度Ｔｃｏｍｐ未満の場合には、図２２（ａ）に示すように、再生層の希土類金属の磁化が優勢であり、転写元の記録層（遷移金属の磁化が優勢）の磁化方向と平行である。次いで、本発明の再生方法に従い高パワーレーザの照射により再生層が補償温度Ｔｃｏｍｐを超えると、再生層の遷移金属の磁気モーメントが優勢となる。ここで、図２０に示したエリア（Ｃ）における再生層と記録層の磁気温度曲線Ａ及びＢの大小関係から下記式（Ｃ１）及び式（Ｃ２）が成立することがわかる。
【００３８】
Ｈｒ＜Ｈｅｘ＋Ｈｔ−Ｈｗ （Ｃ１）
Ｈｒ＜Ｈｅｘ−Ｈｔ−Ｈｗ （Ｃ２）
【００３９】
すなわち、磁区２０１ｂの保磁力Ｈｒは、磁区２０１ｂに作用する記録方向の全磁界（Ｈｅｘ＋Ｈｔ−ＨｗまたはＨｅｘ−Ｈｔ−Ｈｗ）より小さい。その結果、再生層の温度がその補償温度Ｔｃｏｍｐ以上（厳密にはＴ２以上）では、図２２（ｂ）に示すように、優勢となった遷移金属の磁気モーメントはかかる記録方向に向くように反転する。それゆえ、図２１（ａ）の（３）に示した拡大磁区２０１ｂの下向きの希土類金属の磁気モーメントは、エリア（ｃ）の温度、すなわち、補償温度Ｔｃｏｍｐ以上に加熱された領域で反転して、反転磁区２０１ｃが生じる（図２１（ａ）の（４））。なお、反転磁区２０１ｃの両側の磁区２０１ｄ，２０１ｄ’は、その温度はＴ１〜Ｔ２の間にあるため、拡大磁区２０１ｂと同じ磁化方向を有する。
【００４０】
本発明に従う再生方法では、上記３つの温度エリア（ａ）〜（ｃ）は、図２１（ｂ）に示すように、再生光パワーを少なくとも２段階のパワーＰｒ１及びＰｒ２に変調することによって達成することができる。すなわち、再生光の光パワーＰｒ１を、上記補助磁性層をＴｃｒ〜Ｔｃｏｍｐの温度に加熱して光磁気記録膜の記録磁区を再生層に転写及び磁区拡大することができるようなパワーとし、再生光の光パワーＰｒ２を、上記補助磁性層をＴｃｏｍｐ〜Ｔｃｏの温度に加熱してかかる拡大された磁区を縮小または消滅させるパワーとすればよい。そして、Ｐｒ１／Ｐｒ２再生光パワー変調を再生クロックと同期させて再生光として使用することにより、記録層の記録磁区を、ｉ）再生層への転写、ｉｉ）転写磁区の拡大、及びｉｉｉ）拡大磁区の消滅のステップを経て再生することができる。
【００４１】
本発明の第４の態様に従えば、基板上に少なくとも光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体において、垂直磁化を有する光磁気記録膜と、臨界温度Ｔｃｒを超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜とを非磁性膜を介して備え、上記光磁気記録膜のキュリー温度Ｔｃｏと上記補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ及び補償温度Ｔｃｏｍｐとの間に、室温＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係が成立し、上記光磁気記録媒体に外部磁界Ｈｅｘが加わる条件において、外部磁界Ｈｅｘ及び光磁気記録膜から生じる転写磁界の温度曲線Ａと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線Ｂとが、室温と上記補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐとの間で交差すると共に、上記温度曲線Ａと上記温度曲線Ｂとが、補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐと上記光磁気記録膜のキュリ−温度Ｔｃｏとの間で交差することを特徴とする上記光磁気記録媒体が提供される。
【００４２】
上記本発明の第４の態様に従う光磁気記録媒体は、本発明の第３の態様に従う再生方法に好適な光磁気記録媒体である。この光磁気記録媒体を本発明の第３の態様の再生方法を用いて再生することにより、光スポットよりも小さい微小磁区であっても、他の磁区から独立して且つ増幅された再生信号で再生することができる。
【００４３】
本発明の第５の態様に従えば、基板上に、少なくとも光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体において、臨界温度Ｔｃｒ１１を超えると垂直磁化膜から面内磁化膜に転移する第１補助磁性膜と、臨界温度Ｔｃｒ１２を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する第２補助磁性膜とを備えることを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
【００４４】
本発明の第５の態様に従う光磁気記録媒体の構造の一例を図２３を用いて説明する。図２３に示したように、この光磁気記録媒体１００は、光磁気記録膜１０上に、第１補助磁性膜２８、非磁性膜２９、第２補助磁性膜２４を順次備える。光磁気記録膜１０は垂直磁化膜であり、第１補助磁性膜２８は臨界温度Ｔｃｒ１１を超えると垂直磁化膜から面内磁化膜に転移する磁性膜であり、第２補助磁性膜２４は臨界温度Ｔｃｒ１２を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する磁性膜である。ここで、第１補助磁性膜の臨界温度Ｔｃｒ１１は、第２補助磁性膜の臨界温度Ｔｃｒ１２よりも高くなるように、それらの磁性膜の材料及び組成が調整されているものとする。ここで、第２補助磁性膜２４は再生層として機能する。
【００４５】
第５の態様に従う光磁気記録媒体の再生原理を図２５（ａ）〜（ｃ）により説明する。図２５（ａ）は、図２３に示した光磁気記録媒体の要部を概念的に示しており、光磁気記録膜１０の磁区２２に上向きの磁化が記録されているものとする。光磁気記録膜１０と第１補助磁性層２８とは交換結合しており、磁区２２の直下の第１補助磁性層２８の磁区２８ａには磁区２２と同様の磁化が転写されている。ここで、再生光が光磁気記録媒体に照射されて温度上昇し始めたときに、第２補助磁性膜２４においてその臨界温度Ｔｃｒ１２を超える領域では面内磁化から垂直磁化に転移する。この転移した領域は、図２５（ｂ）中の磁区２４ａ，２４ｂに相当する。この転移の際、磁区２４ａは、直上の記録層１０の磁区２２及び第１補助磁性膜２８の磁区２８ａからの静磁結合力により、図２５（ｂ）に示すように、磁区２２と同じ磁化方向に揃う。図２５（ｂ）は、再生光により光磁気記録媒体の温度上昇プロセスを示しており、光磁気記録媒体の温度Ｔが最高到達温度に達する前であって且つＴｃｒ１２＜Ｔ＜Ｔｃｒ１１の範囲である磁化状態を示している。この状態においては記録層１０及び第１補助磁性層２８と第２補助磁性層２４とが磁気的に結合（静磁結合）していずれも垂直磁化を示している。なお、磁区２４ａの両隣には、磁区２２の両隣及びそれらの直下の第１補助磁性膜２８の下向きの磁区からの静磁結合力により下向きの磁化を有する微小磁区２４ｂが存在する。
【００４６】
さらに媒体が温度上昇して加熱最高温度に達した場合に、第１補助磁性層２８の高温領域が臨界温度Ｔｃｒ１１を超えると、第１補助磁性層２８の保磁力が低下して、その高温領域内の第１補助磁性層２８は垂直磁化から面内磁化に転移する。この結果、図２５（ｃ）に示すような磁区２８ａ’が形成される。
【００４７】
ここで、図２５（ｃ）に示した媒体の磁化状態と温度分布との関係を図２６に示す。この光磁気記録媒体では、前述のようにＴｃｒ１２＜Ｔｃｒ１１であるために、図２６に示すように、媒体の温度分布においてＴｃｒ１２を超える領域はＴｃｒ１１を超える領域よりも広い。ここで、第２補助磁性層２４内のＴｃｒ１２を超える領域では面内磁化から垂直磁化への転移が起こっており、第１補助磁性層２４内のＴｃｒ１１を超える領域では垂直磁化から面内磁化への転移が起こっている。それゆえ、第２補助磁性層２４の垂直磁化の磁区２４ａ’は第１補助磁性層２４の面内磁化の磁区２８ａ’よりも大きくなる。ここで、再生光パワー及びＴｃｒ１２は、再生光照射時に第２補助磁性層２４内のＴｃｒ１２を超える領域が記録層１０の磁区よりも大きくなるように調節されている。
【００４８】
一方、第１補助磁性層２８の磁区２８ａ’は面内磁化を有するため、磁区２２の両隣の↓向き磁化による静磁界や漏洩磁界等の光磁気記録膜１０から第２補助磁性膜２４に及ぼす磁気的影響を遮断することができ、それによって、磁区２４ａ’の拡大を促進する。この磁区拡大により再生信号が増大する。また、第１補助磁性膜２８の磁気的遮断機能によりＣ／Ｎが向上すると考えられる。第１補助磁性膜２８の磁気的遮断機能をより有効にするためには、再生時に第１補助磁性層２４内のＴｃｒ１１を超える領域が記録磁区１１よりも大きくなるように第１補助磁性膜２８の臨界温度Ｔｃｒ１１及び再生光パワーが選択されるのが好ましい。また、第２補助磁性層２４における磁区拡大を通じて再生信号を十分に大きくするためには、再生時に第２補助磁性層２４内のＴｃｒ１２を超える領域が記録磁区１１よりも大きくなるように第２補助磁性膜２４の臨界温度Ｔｃｒ１２及び再生光パワーが選択されるのが好ましい。さらには、上記磁区拡大の促進効果及び第１補助磁性膜２８の磁気的遮断機能を同時に満足させるには、第１補助磁性膜２８の臨界温度Ｔｃｒ１１と第２補助磁性膜２４の臨界温度Ｔｃｒ１２の関係（ΔＴ＝Ｔｃｒ１１−Ｔｃｒ１２）を適宜調節することが望ましい。
【００４９】
第２補助磁性膜２４の磁区拡大の効果、すなわち、再生信号強度は、第２補助磁性膜２４中の転写磁区が再生光スポット径以上に拡大されたときに最大になる。この状態では、光磁気記録膜１０中に記録された磁区の大きさや形状に関係しない、第２補助磁性膜２４の性能指数と再生ビーム光のみによって決まる極めて大きい再生出力が得られる。再生後、即ち再生レーザー光の照射部が移動した後は、読み出し部はＴｃｒ１２以下に冷却され、第２補助磁性膜は面内磁化状態となり、図２５（ａ）の状態に戻る。以上のような再生動作時の温度においても、光磁気記録膜１０の保磁力は充分大きいために、磁化として記録された情報は完全に保持されている。
【００５０】
本発明の第５の態様に従う光磁気記録媒体において、図２４に示すように、光磁気記録膜のキュリー温度Ｔｃｏと、上記第１補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ１及び臨界温度Ｔｃｒ１１と、上記第２補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ２及び臨界温度Ｔｃｒ１２との間に、室温＜Ｔｃｒ１２＜Ｔｃｒ１１＜Ｔｃｏ、Ｔｃ１、Ｔｃ２である関係が成立することが望ましい。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光磁気記録媒体及びその再生方法の実施の形態及び実施例を図面を参照しながら説明する。
【００５２】
実施例１
〔第１のタイプに属する光磁気記録媒体の製造〕
本発明の第１のタイプに属する光磁気記録媒体の構造の一例を図１を参照しながら説明する。図１に示すように、第１のタイプに属する光磁気記録媒体１１は片面に所望のプリフォーマットパターン２が形成された透明基板１とプリフォーマットパターン２上に形成された誘電体膜３と、誘電体膜３上に形成された第２の補助磁性膜４と、第２の補助磁性膜４上に形成された第１の補助磁性膜５と、第１の補助磁性膜５上に形成された光磁気記録膜６と、光磁気記録膜６上に形成された保護膜７とからなる。
【００５３】
図１に示した構造において、透明基板１としては、例えばポリカーボネートやアモルファスポレオレフィンなどの透明樹脂材料を所望の形状に成形したものや、所望の形状に形成されたガラス板の片面に所望のプリフォーマットパターン２が転写された透明樹脂膜を密着したものなど光透過性のある任意の基板を用いることができる。誘電体膜３は、膜内で再生用光ビームを多重干渉させ、見かけ上のカー回転角を増加するために設けられるものであって、透明基板１よりも屈折率が大きい、例えばＳｉＮからなる無機誘電体にて形成することができる。保護膜７は、基板１と保護膜７との間に積層される膜体３〜６を腐食等の化学的な悪影響から保護するためのものであって、例えば、ＳｉＮ膜よりなる。光磁気記録膜６は室温以上の温度で垂直磁気異方性を示す垂直磁化膜であり、例えば、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏなどの希土類と遷移金属の非晶質合金が最も好ましいが、Ｐｔ膜とＣｏ膜の交互積層体やガーネット系酸化物磁性体などの他の知られた光磁気記録材料を用いることもできる。
【００５４】
第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜４は、図３に示すように、室温（Ｒ．Ｔ．）から室温以上のある臨界温度（ＴＣＲ）までは面内磁化膜であり、ＴＣＲ以上では垂直磁化膜に転移する磁気特性を有する。なお、本明細書において室温とは光磁気記録媒体が通常使用される雰囲気温度を示し、使用場所に応じて異なり、特に特定の温度に限定されるものではない。
【００５５】
図３は、膜面に垂直な方向に外部磁界を印加した場合のカー効果のヒステリシスループから求めたθＫＲ／θＫＳ（θＫＲ：残留カー回転角、θＫＳ：飽和カー回転角）の温度依存性を示したものである。補助磁性膜の材料としては、例えばＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏなどの希土類と遷移金属の非晶質合金が最も好ましい。
【００５６】
誘電体膜３、第２補助磁性膜４、第１の補助磁性膜５、光磁気記録膜６及び保護膜７は、例えば、マグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリング等のドライプロセスにより形成することができる。
【００５７】
以下に、図１に示した第１のタイプに属する光磁気記録媒体、即ち光磁気ディスクサンプルの作製例を示す。サンプルは、プリフォーマットパターンを有するガラス基板上に、ＳｉＮ膜よりなる誘電体膜と、Ｇｄ２５Ｆｅ５６Ｃｏ１９膜（ＩＩ）よりなる第２補助磁性膜と、Ｇｄ２８Ｆｅ５３Ｃｏ１９（Ｉ）膜よりなる第１補助磁性膜と、Ｔｂ２１Ｆｅ６６Ｃｏ１３膜よりなる光磁気記録膜と、ＳｉＮ膜よりなる保護膜とを順次スパッタリング法により被着形成して作製した。この場合の各補助磁性膜及び光磁気記録膜の厚さ並びに磁気特性を表１に示す。表中のＴＣはキュリー温度を表し、ＴＣＲは、補助磁性膜の面内磁化膜が垂直磁化膜に変化する臨界的な温度を表わす。
【００５８】
【表１】
【００５９】
上記のように作製したディスクのデータ記録領域に、レーザービームを一定周期のパルス状に照射しながら外部磁界を記録信号に応じて変調させて記録を行う光磁界変調方式を用いて、テスト信号を記録した。記録光パルスのデューティー比は５０％であった。種々の記録マーク長の記録マークが形成されるようにテスト信号を与えた。次いで、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．５５、レーザー波長７８０ｎｍのピックアップを用い、線速度７．５ｍ／ｓｅｃ、再生パワー２．５ｍＷ、再生時外部印加磁界をゼロとして種々の長さの記録マークを再生した。再生ＣＮ比（Ｃ：キャリアレベル、Ｎ：ノイズレベル）の記録磁区長依存性の測定結果を図４に示す。
【００６０】
図４中には、比較のために、２種類の従来型の光磁気記録媒体のデータも併せて示す。点線のデータは、図５Ａに示した従来型の光磁気記録媒体の再生データであり、単層の光磁気記録膜１６としてＴｂＦｅＣｏを用いている。また一点破線のデータは、図５Ｂに示したようなＴｂＦｅＣｏ光磁気記録膜１６とＧｄＦｅＣｏ第１補助磁性膜１５の２層磁性膜によって構成した磁気超解像（ＭＳＲ）ディスクについての結果である。図４の結果より、本実施例に係るサンプルディスク（データは実線）では、記録マーク長０．２μｍにおいても、２種類の従来ディスクに比べ著しく高い再生Ｃ／Ｎが得られることがわかる。従って、本発明を用いれば、従来の再生限界を超えた極めて微小な記録マークの再生が可能となり、記録密度を向上させることができる。
【００６１】
本実施例では、光磁気記録膜６、第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜の３つの磁性膜の膜間を接触させて積層し各膜間を交換結合させたが、光磁気記録膜６と第１補助磁性膜５との間に、または、第１補助磁性膜５と第２補助磁性膜４との間に、若しくはその両方に非磁性膜を挿入し、磁性膜間を静磁結合させてもよい。
【００６２】
また、本実施例では、２層の補助磁性膜を用いたが、各層のＴＣＲ（面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する臨界の温度）をＴＣＲ１＞ＴＣＲ２＞．．．＞ＴＣＲｎ＞室温（但し、ＴＣＲｉは第ｉ補助磁性膜のＴｃｒ）と設定したｎ（ｎ≧３）層の補助磁性膜を順次積層して用いてもよい。但し、この場合、第１補助磁性膜が光磁気記録膜６側に設けられ、第ｎ補助磁性膜が誘電体膜３側に設けられる。
【００６３】
また、再生用光ビームが照射された時の媒体の温度プロファイルを所望の形状にするために、あるいは、温度プロファイルの線速度依存性を小さくするため、適当な熱伝導率の熱制御膜を光磁気記録媒体１１の保護膜７上に設けてもよい。
【００６４】
また、本実施例では、通常のＤＣレーザー光で再生を行ったが、後述する実施例２のように最短マーク長に対応する周波数のパルスレーザー光で再生を行い、さらに良好な再生Ｃ／Ｎを得ることも可能である。
【００６５】
また、更に良好な再生ＣＮ比を得るために、再生光を照射したときの媒体の最高到達温度でカー回転角θｋが第２補助磁性膜４のθｋ以上であり、且つ室温以上で垂直磁化膜である再生用磁性膜を誘電体膜３と第２補助磁性膜４との間に付加してもよい。
【００６６】
実施例２
この実施例では、本発明の第２のタイプの光磁気記録媒体に属する媒体及びかかる媒体を用いて再生用レーザー光をパルス状に変化させながら再生を行う再生方法の具体例を示す。光磁気記録媒体として図７に示した構造の媒体を用いる。
【００６７】
〔第２のタイプの光磁気記録媒体の製造〕
図７に示した光磁気記録媒体７０の透明基板１としてガラス基板を用いた。ガラス基板の片面上には、プリフォーマットパターンが転写された透明樹脂膜２が形成されている。誘電体膜３はＳｉＮからなり、再生用レーザー光を多重干渉させて見かけ上のカー回転角を増加させる膜厚で形成されている。補助磁性膜８は、希土類と遷移金属のフェリ磁性非晶質合金ＧｄＦｅＣｏからなり、室温から室温以上のある臨界温度ＴＣＲまでは面内磁気異方性を示し、ＴＣＲ以上では垂直磁気異方性を示す。非磁性膜９はＳｉＮからなり、補助磁性膜８と光磁気記録膜１０とを静磁結合させるために挿入されている。光磁気記録膜１０は希土類と遷移金属のフェリ磁性非晶質合金ＴｂＦｅＣｏからなり、室温からキュリー温度までは垂直磁気異方性を有する。保護膜７はＳｉＮからなり、基板１と保護膜７の間に積層された薄膜を腐食等の化学的な悪影響から保護するために設けられている。
【００６８】
誘電体膜３、補助磁性膜８、非磁性膜９、光磁気記録膜１０及び保護膜７は、それぞれマグネトロンスパッタ装置を用いた連続スパッタリングにより下記膜厚になるように製膜した。誘電体膜３は６０ｎｍ、補助磁性膜８は６０ｎｍ、非磁性膜９は２０ｎｍ、光磁気記録膜１０は５０ｎｍ、保護膜７は６０ｎｍとした。
【００６９】
光磁気記録膜１０を構成するＴｂＦｅＣｏの組成は原子％比率でＴｂ２１Ｆｅ６６Ｃｏ１３であり、室温からそのキュリー温度ＴＣＯ＝２７０℃まで遷移金属の磁化成分が希土類の磁化成分よりも優勢な特性を示す。一方、補助磁性膜８を構成するＧｄＦｅＣｏの組成は原子％比率でＧｄ２８Ｆｅ５３Ｃｏ１９であり、単層膜で図１０のようなカー回転角の温度特性を示す。
【００７０】
図１０の横軸は温度、縦軸はカー回転角の温度に対するヒステリシスから求めたＧｄＦｅＣｏ補助磁性膜８の残留カー回転角θＫＲと飽和カー回転角θ ＫＳ との比θ ＫＲ ／θ ＫＳ を示す。このグラフより補助磁性膜８が面内磁化膜から垂直磁化膜になる臨界温度ＴＣＲは約２００℃である。また、補助磁性膜８はキュリー温度Ｔｃが３００℃以上であり、室温Ｔｒｏｏｍからキュリー温度までの間に補償温度Ｔｃｏｍｐを有し、Ｔｃｏｍｐは約２３０℃である。補助磁性膜８の臨界温度ＴＣＲ、補償温度Ｔｃｏｍｐ及びキュリー温度Ｔｃと光磁気記録膜１０のキュリー温度ＴＣＯの関係は次のようになる。Ｔｒｏｏｍ＜ＴＣＲ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃ０＜Ｔｃ。この条件を満たすことによって後述するパワー変調したパルス光を用いた再生が極めて容易となる。上記のような構造の光磁気記録媒体７０を用いて、図１１との関係で本発明の原理説明で説明したような再生方法を実行する。
【００７１】
〔再生用レーザーパルス強度決定のための予備実験〕
本発明の再生方法ではレーザーパワーを高パワーＰｒ ２ 及び低パワーＰｒ １ にパワー変調したパルス光を用いて記録磁区の拡大再生を行う。このため、最初に予備実験を行って光磁気記録媒体７０に記録されたデータを再生するためのＰｒ ２ 及びＰｒ １ の最適レーザーパワーを決定する。この予備実験では、レーザー光波長６８０ｎｍ、開口数０．５５の光学系を有する光磁気ドライブを用い、記録及び再生レーザー光を基板１側（補助磁性膜８側）から照射する。再生レーザー光は後述するように連続光を用い、種々のパワーに変更してそれぞれ再生信号波形を観測することとする。
【００７２】
予め初期化した光磁気記録媒体７０の半径４０ｍｍに位置するトラックに線速５．０ｍ／ｓで、記録パワー４．５ｍＷのレーザー光を周期６４０ｎｓ、パルス幅２１３ｎｓで変調し、記録磁界５００Ｏｅを印加しながら光変調記録を行った。これにより、トラック上に３．２μｍピッチで長さ約１．６μｍの記録マークを連続的に記録した。
【００７３】
次いで、記録マークが記録されたトラックを種々の再生パワーＰｒの連続光で再生した。再生用パワーの最適変調条件を求めるために、連続光のパワーＰｒの値をＰｒ＝１．０ｍＷ、１．５ｍＷ、１．９ｍＷ、２．０ｍＷ及び２．１ｍＷの５段階に変更してそれぞれ再生信号を求めた。なお、再生時には光磁気記録媒体７０に磁界を積極的に印加しなかったが、光学ヘッドのアクチュエーターから漏れ磁界（約８０Ｏｅ）が記録方向に発生していた。
【００７４】
上記各再生パワーＰｒで光磁気記録媒体７０の記録トラックを再生したときの再生波形を図１２Ａ〜Ｅに示す。このとき、再生波形自体にトリガーをかけて波形をオシロスコープで観察した。図１２Ａは再生光パワーＰｒ＝１．０ｍＷのときの再生波形を示し、記録マークのパターンに応じた再生信号が立ち上がっているのがわかる。グラフ上、ベースラインが消去状態を示し、立ち上がっているピーク信号が記録状態を示す。記録状態と消去状態間の振幅は５０ｍＶであった。さらに再生光パワーをＰｒ＝１．５ｍＷに上げると、図１２Ｂに示すように、信号振幅が約２００ｍＶに増大した。図１２Ｂの波形から、波形の一部の領域では隣接するピーク信号が記録状態側でつながっていることがわかる。
【００７５】
図１２Ｃは、再生パワーがＰｒ＝１．９ｍＷの再生信号波形であり、ピーク信号が記録状態側（図の上方）で完全につながった波形を示している。これは、後述するように補助磁性膜にて磁区拡大が起こり、かかる拡大された磁区が再生光スポットによるトラックの走査とともにトラック上を移動していることを示す。さらに、再生光パワーを上げてＰｒ＝２．０ｍＷにすると、図１２Ｄに示すように、つながっていたピーク信号が途切れ始める。この場合、ピーク信号のつながり部とベースラインとの振幅Ｈｐｌｏは約３５０ｍＶであった。さらに、再生光パワーをＰｒ＝２．１ｍＷまで上げると、図１２Ｅに示すようにピーク信号が完全に途切れ、記録マークパターンに応じた波形となる。図１２Ｅにおいて、記録状態と消去状態の振幅は２００ｍＶであった。
【００７６】
ここで、図１２Ａ〜図１２Ｅの再生波形が得られる場合の補助磁性膜８及び非磁性膜９を介して積層された光磁気記録膜１０の磁化状態を図１３〜１５の概念図を用いて説明する。図１３は、図１２Ａの信号波形が得られる場合（再生光パワーＰｒ＝１．０ｍＷ）における再生光スポット８０と、それが照射されている補助磁性膜８及び光磁気記録膜１０の磁化の向きの関係を示している。最初に、図１３Ａに示したように再生光スポット８０が照射された補助磁性膜８はその温度がその臨界温度ＴＣＲ以上に上昇する領域で垂直磁化となるとともに、光磁気記録膜１０の磁化が静磁結合により補助磁性膜の領域８３ａに転写される。図１３Ｂに示したように再生光スポット８０が記録方向に磁化が向いた磁区（記録磁区）８２の直下に来ると、記録磁区８２の磁化が静磁結合により補助磁性膜８に転写される。この場合、再生光パワーＰｒが１．０ｍＷと低いため、光スポット８０内の補助磁性膜８の中央部、すなわち領域８３ｂだけが臨界温度ＴＣＲを超えることになり、補助磁性膜８の転写された領域８３ｂの記録磁区８２の幅よりも拡大しない。このため、図１２Ａに示したように再生信号強度は小さい。再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎると転写領域８３ｃは、その直上の光磁気記録膜１０の磁区からの転写により直上の光磁気記録膜１０の磁区と同じ磁化の向きを有する。
【００７７】
図１４は、図１２Ｃの信号波形が得られる場合（再生光パワーＰｒ＝１．９ｍＷ）における再生光スポット８０と、それが照射されている補助磁性膜８及び光磁気記録膜１０の磁化の向きの関係を示している。この場合、再生光パワーが１．９ｍＷと比較的大きいため、図１４Ａに示したように再生光スポット８０が照射された補助磁性膜８のスポット内全域の領域８５ａが臨界温度ＴＣＲ以上に上昇して垂直磁化となる。そして、光磁気記録膜１０からの静磁結合により光磁気記録膜１０の磁区が領域８５ａに転写される。再生光スポット８０の走査により、図１４Ｂに示したように再生光スポット８０が記録磁区８２の直下に来ると、記録磁区８２の磁化が転写される。この場合、臨界温度ＴＣＲ以上に上昇した補助磁性膜８の領域８５ｂは記録磁区８２よりもその幅が大きいために、記録磁区８２は補助磁性膜８内で拡大されて転写されたことになる。この磁区拡大により大きな信号波形が得られる。さらに、再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎた後も領域８５ｃは８５ｂと同じ磁化状態を維持しているため、図１２Ｃに示したような再生信号ピークがつながった波形が得られる。
【００７８】
図１４の場合、再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎた後も領域８５ｃが領域８５ｂと同じ磁化状態を維持しており、補助磁性層に転写され且つ磁区転写され且つ磁区拡大された記録磁区が光スポットにより引きずられている減少が生じている。この理由は以下のように考えられる。再生レーザビームが照射されることにより補助磁性層８は臨界温度以上に昇温して垂直磁化膜となり、垂直方向の保磁力Ｈｃを有するようになる。また、再生の際に、補助磁性膜８には光ヘッドのアクチュエータ等からの漏洩磁界による外部磁界Ｈｅｘ（この場合、記録方向、即ち、下向きとする）と、補助磁性膜８の臨界温度以上の温度にて光磁気記録膜１０の磁化が発生する静磁界Ｈｓが印加される。その大きさは光磁気記録膜１０の磁化の方向によりＨｅｘ＋Ｈｓ（記録磁区の磁化が下向き）、Ｈｅｘ−Ｈｓ（記録磁区の磁化が上向き）となる。外部磁界Ｈｅｘ及び静磁界Ｈｓの合成磁界と補助磁性膜８の保磁力Ｈｃの大きさの関係において、Ｈｃの絶対値が（Ｈｅｘ＋Ｈｓ）の絶対値または（Ｈｅｘ−Ｈｓ）の絶対値より大きい場合に、補助磁性膜８に形成された磁化はそのまま維持されて、図１４Ｃに示したように一旦補助磁性膜に転写された磁区は光磁気記録膜１０に記録磁区の存在しない領域に再生スポットが進行しても再反転をおこさない。上記Ｈｃは補助磁性膜８が垂直磁化状態での垂直方向の保磁力であり、図１３の場合には、低再生パワーにより転写を受ける補助磁性層の温度が比較的低いため補助磁性層のＨｃは図１４の場合よりも低くなり、補助磁性膜８に転写された磁区は光磁気記録膜１０に記録磁区の存在しない領域に再生スポットが進行すると再反転をおこす（図１３Ｃ）。
【００７９】
図１５は、図１２Ｅの信号波形が得られる場合（再生光パワーＰｒ＝２．１ｍＷ）における再生光スポット８０と、それが照射されている補助磁性膜８及び光磁気記録膜１０の磁化の向きの関係を示している。この場合、再生光パワーが２．１ｍＷと大きいため、再生光スポット８０が照射された補助磁性膜８のスポット内の前方部の領域８７ａは臨界温度ＴＣＲ以上に上昇するために垂直磁化を示し、直下の光磁気記録層膜１０の磁区転写を受けるが、スポット内の中央及び後方部は前方部よりも加熱されて補助磁性膜８の補償温度Ｔｃｏｍｐを超えるために磁化が反転した状態になっていると考えられる（磁化反転する詳細な理由は第２の再生方法の具体例にて後述する）。このため、図１５Ａに示したように再生光スポット８０内の補助磁性膜の前方部の領域８７ａのみが上向きの磁化を有し、中央及び後端部は下向きの磁化となる。
【００８０】
次いで、再生光によるトラックの走査によりスポット８０が記録磁区８２の直下に来ると、記録磁区８２の磁化が補助磁性膜８の前方部の比較的温度の低い領域８７ｂにのみに転写される。従って、磁区拡大は起こらず、再生信号強度は図１２Ｃの場合のような大きな信号は得られない。再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎると転写領域８７ｃには、光磁気記録膜１０からの静磁結合により直上の光磁気記録膜１０の磁区と同じ向きの磁化とその反転磁区が混在する。
【００８１】
図１４（図１２Ｃ）に示した場合には、上述のように補助磁性膜８内で磁区拡大が起こっているために、再生信号強度が増大する。そして、記録磁区８２から拡大された磁区８５ｂは再生光スポット８０とともに拡大したまま移動する。しかしながら、図１４Ｃにおいて記録磁区８２と隣接する磁区８４の直下に再生光スポット８０の中心が来たときには、磁区８４の磁化を補助磁性層８を通じて再生するためには、前記拡大磁区の光スポットによる引きずられ現象を防止しなければならない。すなわち、記録磁区８２の拡大磁区８５ｃを消去して、磁区８４の磁化を補助磁性層８に転写し次いで拡大する必要がある。
【００８２】
一方、図１３（図１２Ａに対応）及び図１５（図１２Ｅに対応）にそれぞれ示したように再生パワーＰｒが比較的小さい場合（再生光パワーＰｒ＝１．０ｍＷ）及び比較的大きい場合（再生光パワーＰｒ＝２．１ｍＷ）には、再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎた後に、記録磁区８２から転写された磁区８３ｂ（８７ｂ）は消滅している。すなわち、拡大磁区の引きずられ現象は生じない。従って、再生光として、磁区拡大が生じる再生光パワーＰｒ＝１．９ｍＷと磁区拡大が生じない再生光パワーＰｒ＝２．１ｍＷ（または１．０ｍＷ）の間を再生クロック周期またはその整数倍の周期でパワー変調したパルス光を用いることによって、磁区拡大した後、再生光スポットの中心が光磁気記録膜の記録磁区から隣の記録磁区上に移動したときにかかる拡大磁区を消滅させることができる。
【００８３】
上記の予備実験の結果より再生用レーザー光を、図１２ＣでのＰｒ＝１．９ｍＷと図１２ＥでのＰｒ＝２．１ｍＷとの間で強度変調したパルス光として与えれば、再生信号は図１２Ｃと図１２Ｅで得られた再生信号強度の差として検出されることになる。これは図１２ＤのＨｐｌ０＝３５０ｍＶに相当すると考えられ、図１２Ａ及び１２Ｅで得られた振幅に比べて一層大きな振幅での再生が可能であることを示唆している。このため以下の再生光パルスを用いた再生実験において高パワーＰｒ ２ をＰｒ ２ ＝２．１ｍＷ、低パワーＰｒ １ をＰｒ １ ＝１．９ｍＷにそれぞれ設定することにする。
【００８４】
〔パワー変調したパルス光による光磁気記録媒体の第１の再生方法〕
本実施例で製造した光磁気記録媒体７０を初期化した後、半径４０ｍｍに位置するトラックに線速５．０ｍ／ｓで、記録パワー６．３ｍＷのレーザー光を周期３２０ｎｓ、パルス幅５３．３ｎｓで変調し、記録磁界５００Ｏｅで光変調記録を行った。これは３．２μｍピッチで約１．６μｍの記録マークを連続的に記録したことに相当する。
【００８５】
こうして記録された光磁気記録媒体７０の記録トラックに、上記予備実験で決定された再生光レーザーパワーＰｒ ２ ＝２．１ｍＷ、Ｐｒ １ ＝１．９ｍＷにパワー変調されたパルスレーザーを照射して再生する。再生用レーザーパルスは図１６に示すように、記録マークの前端から１０ｎｓのパルス幅でＰｒ ２ ＝２．１ｍＷ、その後１５０ｎｓのパルス幅でＰｒ １ ＝１．９ｍＷとなるように調整した。再生時には積極的に磁界を印加しなかったが、光学ヘッドのアクチュエーターから漏れ磁界（約８０Ｏｅ）が記録方向に発生していた。
【００８６】
得られた再生信号波形を図１７に示す。記録マークに対応して振幅約２２０ｍＶの再生信号が得られた。また、同じ条件で記録したマークパターンを一定の再生パワーＰｒ＝１．０ｍＷ及びＰｒ＝２．１ｍＷの連続光で再生したところ、それぞれ振幅１００ｍＶ及び１７０ｍＶであった。これらの結果より、再生光をパルス状にパワー変調して再生を行うことで、記録磁区を再生クロックに同期した形で拡大して転写するとともにその直後に消滅させることができ、拡大時にはより高いＣ／Ｎで再生を行うことができることがわかる。
【００８７】
本実施例では、高パワーＰｒ ２ ＝２．１ｍＷ、低パワーＰｒ １ ＝１．９ｍＷの各パルスレーザー強度を選択し、低パワーパルスを拡大磁区発生用、高パワーパルスを拡大磁区消滅用にそれぞれ用いた。しかしながら、高パワーパルスを拡大磁区発生用としてＰｒ ２ ＝１．９ｍＷ、低パワーパルスを拡大磁区消滅用としてＰｒ １ ＝１．０ｍＷにすることも可能である。原理説明で用いた図１１に示した例では後者の場合を示す。さらに、高パワーパルスと低パワーパルスのパルス幅の比、すなわち、デューティーは図１１や図１６に示した場合に限定されず、増大された再生信号を得るために適宜変更することができる。
【００８８】
本実施例２で製造した光磁気記録媒体においても、再生用光ビームが照射された時の媒体の温度プロファイルを所望の形状にするために、あるいは、温度プロファイルの線速度依存性を小さくするため、適当な熱伝導率の熱制御層を光磁気記録媒体の保護膜上に設けてもよい。また、更に良好な再生ＣＮ比を得るために、再生光を照射したときの媒体の最高到達温度でカー回転角θｋが補助磁性膜のθｋ以上であり、且つ室温以上で垂直磁化膜である再生用磁性膜を誘電体膜３と補助磁性膜８との間に付加してもよい。
【００８９】
実施例３
〔パワー変調したパルス光による光磁気記録媒体の第２の再生方法〕
前記再生方法の実施例では、再生時に磁気ヘッドから発生した漏れ磁界が光磁気記録媒体に印加されていたが、この実施例では記録磁区の磁化方向と同方向にＤＣ磁界を積極的に印加しながら再生を行う。なお、この実施例においても、転写磁区の拡大及び消滅を実現するためにレーザービーム強度を変調して再生を行った。
【００９０】
最初に本実施例で用いた光磁気ディスクについて説明する。図１８に示すように、光磁気デイスク９０は、ポリカーボネート基板１上に、ＳｉＮ誘電体層３、ＧｄＦｅＣｏ合金からなる再生層（補助磁性膜）８、ＳｉＮ非磁性層９、ＴｂＦｅＣｏ合金からなる記録層（光磁気記録膜）１０及びＳｉＮ保護層７を積層して有する。ＴｂＦｅＣｏ記録層１０とＧｄＦｅＣｏ再生層８とは非磁性層９を介して静磁的に結合されている。ＧｄＦｅＣｏ再生層８は、室温で面内磁化膜であり、臨界温度Ｔｃｒを超えると垂直磁化膜へと変化する磁性膜である。この実施例で用いたＧｄＦｅＣｏ再生層８の臨界温度Ｔｃｒは１７５℃であり、キュリ−温度Ｔｃは３４０℃である。また、ＧｄＦｅＣｏ再生層８は、臨界温度Ｔｃｒとキュリ−温度Ｔｃとの間に補償温度Ｔｃｏｍｐ＝２４０℃を持つ。ＴｂＦｅＣｏ記録層１０は、そのキュリ−温度Ｔｃｏが２７０℃、その補償温度Ｔｃｏｍｐ’が室温以下のものを用いた。すなわち、Ｔｒｏｏｍ＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係があり、それらの温度関係は図２０で説明した通りである。
【００９１】
上記のような光磁気ディスク９０の記録層１０に記録された記録信号を再生する際に、前記本発明の再生方法の原理で説明したように、再生パワーを再生クロックまたはその整数倍（記録クロックまたはその整数倍）に同期して二種類のパワーに変調する。拡大された磁区の縮小、消滅は、前述のように低パワ−と高パワ−のいずれでも起き得るが、この実施例では、磁区の転写及び拡大のために再生光を低パワーに変調し、拡大磁区の縮小または消滅のための再生光を高パワ−に変調した。このパワ−レベルは、光磁気ディスクに再生光を照射して記録トラックを走査している間に適用する。
【００９２】
記録及び再生用の光源として、波長６８０ｎｍ、レンズ開口数０．５５の光ヘッドを用いた。図１８に示した光磁気ディスク９０への記録は光パルス強度変調法を用いた。記録は、線速度が５ｍ／ｓ、記録周期３２０ｎｓ、記録レ−ザ−パワ−７．５ｍＷ、パルス幅５３．３ｎｓ、記録磁界５００Ｏｅの条件で行った。０．８μｍの記録磁区が、１と０等のデ−タに対応して０．８μｍ間隔で記録された。記録された磁区を記録信号とともに、図１９（ａ）に示す。
【００９３】
この記録磁区を、次の再生条件で再生した。線速度を５．０ｍ／ｓとし、再生レーザーパワーは磁区拡大のための低パワーＰｒ １ として１．５ｍＷ、磁区縮小（または消滅）のための高パワーＰｒ ２ として３．５ｍＷの二つのパワ−レベルに変調した。再生光パワーのタイミング信号を図１９（ｂ）に示す。再生パワーの変調周期は１６０ｎｓであり、低パワーＰｒ １ で１５０ｎｓ照射し、高パワーＰｒ ２ で１０ｎｓ照射した。再生磁界は一定の直流磁界を用い、記録方向へ約８０Ｏｅ印加した。この磁界は、第１の再生方法（実施例２）のように対物レンズ・アクチュエータ−からの漏洩磁界によっても代用が可能である。
【００９４】
図１９（ｃ）に得られた再生波形を示す。この再生波形より、記録磁区が存在している部分だけで信号が上昇しており、記録磁区が存在しないところでは信号は上昇していないことがわかる。これは、再生光が記録トッラクの記録磁区が存在している部分を走査しているときだけ、再生層において記録磁区が転写、拡大していることを意味する。さらに、再生信号は、磁気超解像モ−ド、すなわち、磁区転写された磁区が拡大されずに再生された場合の再生信号の約１．５倍の大きさに増幅されていた。この再生信号の増幅効果はさらに微細な記録磁区において顕著に効果を現し、０．４μｍ以下の微小磁区を記録した場合においても飽和振幅（再生層の全ての磁化が下向きの場合の再生信号と再生層の全ての磁化が上向きの場合の再生信号との差）に対して８０％（対飽和振幅比）の再生信号出力を得ることができた。
【００９５】
この実施例の再生条件は、前記原理説明で用いた図２０との関係で次のように説明することができる。すなわち、パワー変調した再生光の低パワーＰｒ １ で図２０の磁区転写及び磁区拡大が起こる温度領域（エリア（ａ）及び（ｂ））、即ち、Ｔｃｒ＝１７５℃〜Ｔｃｏｍｐ＝２４０℃にまで再生層が加熱され、高パワーＰｒ ２ で図２０の磁区消滅が起こる温度領域（エリア（ｃ））即ち、Ｔｃｏｍｐ（２４０℃）を超える温度からＴｃｏ＝２７０℃までに加熱されている。また、記録方向へ印加した直流磁界約８０Ｏｅは、磁気温度曲線Ａ及びＢを図２０のような関係に位置させている。すなわち、この実施例で用いた光磁気ディスクの磁気温度特性と印加した直流磁界との関係は、以下の要件（３） 及び（４） を満足している。以下に、この実施例で説明した再生方法に必要な要件を列挙する。なお、この実施例で用いた光磁気記録媒体の再生層と記録層自体の磁気特性は、前述のように以下の（１）及び（２）の要件を満足している。
【００９６】
（１）少なくとも室温で膜面方向に磁化される再生層が、垂直方向へ磁化する臨界温度Ｔｃｒとキュリ−温度Ｔｃｏの間に補償温度Ｔｃｏｍｐを有すること。
（２）記録層のキュリ−温度Ｔｃｏが再生層の補償温度Ｔｃｏｍｐと再生層のキュリ−温度Ｔｃｏとの間の温度にあること。
（３）記録方向において外部磁界Ｈｅｘが加わる条件下において、磁気温度曲線Ａと磁気温度曲線Ｂとが、室温と再生層の補償温度Ｔｃｏｍｐとの間（Ｔ１）で交差すること。
（４）磁気温度曲線Ａと磁気温度曲線Ｂとが、再生層の補償温度Ｔｃｏｍｐと記録層のキュリ−温度Ｔｃｏの間（Ｔ２）で交差すること。
【００９７】
この実施例では図１８に示した前記特定の材料を用いて光磁気ディスクを構成し、ＤＣ磁界＝８０Ｏｅを記録方向に印加することにより上記要件（１）〜（４）を満足させたが、この要件（１）〜（４）を満足させることができる材料及び積層構造を有する光磁気記録媒体並びに再生時に印加する外部磁界の大きさであれば、任意のものを用いることができる。再生時に印加するＤＣ磁界は記録方向のみならず、消去方向であってもよい。
【００９８】
本発明の再生方法においては、ＤＣ磁界の下で、再生光パワー強度を変調することによって、（ａ）磁区転写、（ｂ）磁区拡大及び（ｃ）転写磁区の消滅のプロセスを実行している。これらのプロセスが行われる時間は、記録層、再生層の磁気特性のみならず、記録層、再生層、非磁性層、誘電体層、保護層、及びその他の積層可能な磁性層または非磁性層、基板等の温度上昇速度や各層間の伝熱速度にも依存する。これらの速度は、それらの層を構成する材料の熱伝導性、厚み、積層構造等を適宜変更することによって調節することができ、それによって所望の再生アクセス速度に対応させることができる。
【００９９】
再生層（補助磁性層）に隣接する誘電体層及び非磁性層は適度な断熱性を持つことが好ましいが、その断熱性の程度は、記録再生のアクセス速度、或いは記録媒体における記録再生の線速度の大きさ、再生層及び記録層の熱伝導性とを組み合わせた熱特性との関係で適宜調整することができる。
【０１００】
上記実施例では光磁気記録媒体の再生層（補助磁性層）が誘電体層と非磁性層によって挟まれている構造を示したが、上記再生層（補助磁性層）に接して面内方向の磁気異方性を有する磁性体を積層してもよい。この磁性体は、そのキュリー温度まで面内方向の磁気異方性が優勢で、そのキュリー温度は再生層のキュリー温度とほぼ等しいことが望ましい。かかる磁性体を再生層に接して積層することにより、再生時の転写磁区におけるブロッホラインの発生を抑制し、その抑制作用により再生時のノイズを低減することができる。かかる磁性体の材料としては、Ｐｔ−Ｃｏ合金、例えば、Ｃｏを２５原子％含むＰｔ−Ｃｏ合金やＧｄＦｅＣｏ合金等を用いることができる。なお、かかる磁性体は再生層の上側あるいは下側のいずれの側に接して積層してもよい。
【０１０１】
実施例１ではパルス光を照射しながら記録信号に応じて印加磁界の極性を変調する光磁界変調方式を用い、実施例２及び３ではＤＣ磁界を印加しながら記録信号に応じて光強度を変調する光変調方式を用いてそれぞれ記録を行ったが、通常のＤＣ光を用いた磁界変調記録方式、光変調記録方式並びに光磁界変調方式のいずれの方式を用いてもかまわない。
【０１０２】
実施例４
〔パワー変調したパルス光による光磁気記録媒体の第３の再生方法〕
この実施例では、実施例３と同様に記録磁区の磁化方向と同方向にＤＣ磁界を積極的に印加しながら再生を行う。なお、この実施例においても、転写磁区の拡大及び消滅を実現するためにレーザービーム強度を変調して再生を行った。
【０１０３】
最初に、本実施例で用いた光磁気ディスクについて説明する。図２３に示すように、光磁気ディスク１００は、ポリカーボネート基板１のプリフォーマットパターン２が形成された面上に、ＳｉＮ誘電体層３、ＧｄＦｅＣｏ合金からなる再生層（第２補助磁性膜）２４、ＳｉＮ非磁性層２９、ＧｄＦｅＣｏ合金からなる磁性層（第１補助磁性膜）２８、ＴｂＦｅＣｏ合金からなる記録層（光磁気記録膜）１０及びＳｉＮ保護層７を積層して有する。ＴｂＦｅＣｏ記録層１０とＧｄＦｅＣｏ再生層２４とは非磁性層９とＧｄＦｅＣｏ合金からなる磁性層（第１補助磁性膜）２８を介して静磁的に結合されている。
【０１０４】
ＧｄＦｅＣｏ合金からなる再生層（第２補助磁性層）２４は、室温で面内磁化を示し、室温よりも高い臨界温度Ｔｃｒ１２を超える温度で垂直磁化膜に転移する磁性膜である。この実施例では、再生層２４としてＧｄ２８Ｆｅ５６Ｃｏ１６が用いられており、室温で面内磁化膜であり、臨界温度Ｔｃｒ１２＝１７５℃を超える温度で垂直磁化膜へと変化する。この再生層２４のキュリー温度Ｔｃ２は３４０℃である。
【０１０５】
ＧｄＦｅＣｏ合金からなる磁性層（第１補助磁性層）２８は、室温で垂直磁化を示し、室温よりも高い臨界温度Ｔｃｒ１１ より上の温度で面内磁化膜に転移する磁性膜である。
この実施例では、ＧｄＦｅＣｏ合金からなる磁性層２８としてＧｄ２１Ｆｅ６４Ｃｏ１５が用いられており、室温で垂直磁化膜であり、臨界温度Ｔｃｒ１１＝２００℃を超えると面内磁化膜へと変化する。この磁性層２８のキュリー温度Ｔｃ１は、３５０℃であった。
【０１０６】
記録層１０は、そのキュリー温度Ｔｃｏが２７０℃、補償温度が室温以下のＴｂＦｅＣｏ合金を用いた。すなわち、記録層１０のキュリー温度Ｔｃｏと、再生層２４のキュリー温度Ｔｃ２及び臨界温度Ｔｃｒ１２と、磁性層２８（第１補助磁性膜）のキュリー温度Ｔｃ１及び臨界温度Ｔｃｒ１１との間に、室温＜Ｔｃｒ１２＜Ｔｃｒ１１＜Ｔｃｏ、Ｔｃ１、Ｔｃ２である関係が成立する。この温度関係を図２４に示す。図２４は、図２０と同様に、光磁気記録媒体１００に一定のＤＣ磁界Ｈｅｘが記録方向に印加されている状態における、光磁気記録媒体１００の記録層１０、再生層２４及び磁性層２８（第１補助磁性膜）の磁気特性を示す。図示のように、再生層２４と磁性層２８（第１補助磁性膜）とが垂直磁化を示す温度範囲は、比較的狭い温度範囲（図中矢印）にて重複している。この温度範囲では、記録層１０及び磁性層２８と再生層２４とが磁気的に結合することが可能である。
【０１０７】
図２３に示した光磁気ディスク１００の再生原理は図２５を用いて先に説明した通りである。すなわち、光磁気ディスク１００の再生層２４に再生光が照射され、再生層２４の温度が上昇して、臨界温度Ｔｃｒ１２を超える領域は面内磁化から垂直磁化に転移すると同時に、記録層１０の磁化は再生層２４に静磁結合力により転写される。ここで、臨界温度Ｔｃｒ１２を超える領域は記録層１０の磁化情報が記録されている磁区よりも大きくなるように再生光パワー及びＴｃｒ１２が調整されているために、再生層２４の垂直磁化を有する部分は転写元である記録層１０の磁区よりも拡大する（図２５（ｃ）参照）。一方、光磁気ディスク１００の温度分布により臨界温度Ｔｃｒ１２を超える領域の内側に存在する臨界温度Ｔｃｒ１１を超える領域では磁性層２８の垂直磁化が面内磁化に転移している。磁性層２８の面内磁化領域は記録層１０から再生層２４に向かう、特に非記録方向の漏洩磁界を遮断することになる。このため、再生層２４の拡大は促進されると同時に、再生層２４からの再生信号のＣ／Ｎが向上する。本発明において、Ｔｃｒ１２＜Ｔｃｒ１１を満足することが要求されるが、Ｔｃｒ１２とＴｃｒ１１の温度差ΔＴは、再生信号Ｃ／Ｎが最良となり且つ磁区拡大による再生信号強度が最大となるように選択するのが好ましい。
【０１０８】
上記のような光磁気ディスク１００の記録層１０に記録された記録信号を再生する際に、前記本発明の再生方法の原理で説明したように、再生パワーを再生クロックまたはその整数倍（記録クロックまたはその整数倍）に同期して二種類のパワーに変調する。拡大された磁区の縮小、消滅は、前述のように低パワ−と高パワ−のいずれでも起き得るが、この実施例では、磁区の転写及び拡大のために再生光を低パワーに変調し、拡大磁区の縮小または消滅のための再生光を高パワ−に変調した。このパワ−レベルは、光磁気ディスクに再生光を照射して記録トラックを走査している間に適用する。
【０１０９】
図２３に示した光磁気ディスク１００の構造において、非磁性層２９と第１補助磁性層２８との間に、熱拡散層を形成してもよい。この熱拡散層は非磁性層２６と第１補助磁性層２８との間に蓄積される熱を膜の面内方向に拡散することによって磁区の拡大を促進する働きをする。熱拡散層として、Ａｌ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒやＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ等の熱伝導性の高い材料を用いることができる。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明では、光磁気記録媒体を室温以上で垂直磁化膜である光磁気記録膜と、室温からある臨界温度（ＴＣＲ）までは面内磁化膜でありＴＣＲ以上で垂直磁化膜となる１層以上の補助磁性膜を用い、それらの磁性膜の磁気特性が所定の関係になるように調整したため、この光磁気記録媒体を用いて、記録磁区を拡大して再生することが可能となり、再生信号強度を増大して良好なＣ／Ｎを得ることができる。
【０１１１】
本発明の光磁気記録媒体の再生方法は、通常のマスク機能を備えた磁気超解像型の光磁気記録媒体に比べて磁気的マスクによる再生出力に寄与する光量の低下が少ないかまたは光量が低下しない超解像再生が可能となる。本発明の光磁気記録媒体及びその再生方法を用いれば、再生光スポット径に比べて極めて微小な記録マークも独立して再生することができるため、光磁気記録媒体の記録密度を著しく向上させることができる。さらに、磁区拡大再生を用いているので、再生信号を増幅することができ、再生信号のＣ／Ｎを大幅に向上することができる。
【０１１２】
本発明の再生方法は、再生光パワーを光変調することにより磁区転写、転写磁区の拡大及び拡大磁区の消滅のプロセスを確実に実行することができるため、磁区拡大再生法を実用化するために極めて有用な方法である。また、再生時に印加する磁界はＤＣ磁界でよく交番磁界を用いる必要がないため、安価で簡単な構造の再生装置を用いて再生操作を行うことができる。
【０１１３】
本発明の光磁気記録媒体は、光磁気記録膜のキュリー温度Ｔｃｏと補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ及び補償温度Ｔｃｏｍｐとの間に、室温＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係が成立し、光磁気記録媒体に外部磁界Ｈｅｘが加わる条件において、外部磁界Ｈｅｘ及び光磁気記録膜から生じる転写磁界の温度曲線Ａと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線Ｂとが、室温と上記補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐとの間で交差すると共に、上記温度曲線Ａと上記温度曲線Ｂとが、補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐと上記光磁気記録膜のキュリ−温度Ｔｃｏとの間で交差するように構成されているので、パワー変調された再生光を用いてＤＣ外部外部磁界の下で再生したときに、ｉ）光磁気記録膜から補助磁性膜への磁区の転写、ｉｉ）転写磁区の拡大及びｉｉｉ）拡大磁区の消滅のプロセスを確実に行うことができる。従って、この光磁気記録媒体を用いることにより、再生光スポットより小さな微小磁区を記録信号として記録した後、かかる微小磁区を他の磁区と区別して且つ増幅された再生信号で検出することができる。それゆえ、本発明の光磁気記録媒体は、高密度光磁気記録媒体として極めて有用である。
【０１１４】
本発明の光磁気記録媒体は、臨界温度Ｔｃｒ１１を超える領域で垂直磁化膜から面内磁化膜に転移する第１補助磁性層と臨界温度Ｔｃｒ１２を超える温度で面内磁化から垂直磁化に転移する第２補助磁性層とを同時に備えるため、第１補助磁性層で記録層から第２補助磁性層への漏洩磁界を遮断しつつ、第２補助磁性層で記録層１０の磁化情報を拡大して再生することができる。それゆえ、第２補助磁性層から再生される信号強度が増大するとともに、再生信号のＣ／Ｎが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１のタイプに属する光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す断面図である。
【図２】 図２は、本発明の第１のタイプに属する光磁気記録媒体の再生前の各層の磁化状態を示す概念図（Ａ）及び光磁気記録媒体の再生時の各層の磁化状態を示す概念図（Ｂ）である。
【図３】 図３は、本発明の光磁気記録媒体を構成する補助磁性膜の磁気特性を示す図である。
【図４】 図４は、本発明の実施例１で製造した光磁気記録媒体及び従来型の光磁気記録媒体における再生Ｃ／Ｎと記録マーク長の関係を示すグラフである。
【図５】 図５は従来型の光磁気記録媒体の積層構造を示す断面図（Ａ）及び磁気超解像型の光磁気記録媒体の積層構造を示す断面図（Ｂ）である。
【図６】 図６は、本発明の第２のタイプに属する光磁気記録媒体の再生前の各層の磁化状態を示す概念図（Ａ）及び光磁気記録媒体の再生時の各層の磁化状態を示す概念図（Ｂ）である。
【図７】 図７は、本発明の第２のタイプに属する光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す図である。
【図８】 図８は、本発明の第１のタイプの光磁気記録媒体に再生光を照射したときの読み出し部の温度プロファイルを示すグラフである。
【図９】 図９は、本発明の第２のタイプの光磁気記録媒体の補助磁性膜の温度及び保磁力のプロファイル並びに光磁気記録膜の磁化のプロファイルを示すグラフである。
【図１０】 図１０は、本発明の実施例２で製造した光磁気記録媒体の補助磁性膜のカー効果の温度特性を示すグラフである。
【図１１】 図１１は、本発明の光磁気記録媒体の再生方法の原理を説明するタイミングチャートである。
【図１２】 図１２Ａ〜Ｅは、本発明の実施例２の光磁気記録媒体を種々の再生パワーの連続光で再生した場合にオシロスコープ上で観測された再生信号波形を示すグラフである。
【図１３】 図１３Ａ〜Ｃは、図１２Ａに示した信号波形が得られる際の光磁気記録媒体の各層の磁化状態を説明する概念図である。
【図１４】 図１４Ａ〜Ｃは、図１２Ｃに示した信号波形が得られる際の光磁気記録媒体の各層の磁化状態を説明する概念図である。
【図１５】 図１５Ａ〜Ｃは、図１２Ｅに示した信号波形が得られる際の光磁気記録媒体の各層の磁化状態を説明する概念図である。
【図１６】 図１６は、実施例２の予備実験で決定した再生パワーＰｒ １ 及びＰｒ ２ で変調された再生用パルス光の記録マークに対する照射タイミングを示す図である。
【図１７】 図１７は、図１６に示した再生用パルス光を用いて再生することによって得られた再生信号波形を示すグラフである。
【図１８】 図１８は、本発明の第２の再生方法に用いられる光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す図である。
【図１９】 図１９は、本発明の光磁気記録媒体の再生方法の原理を説明するタイミングチャートである。
【図２０】 図２０は、本発明の光磁気記録媒体の光磁気記録層と光磁気再生層の磁気温度特性を示す図である。
【図２１】 図２１は、本発明の光磁気記録媒体に光変調された再生光を照射することによって光磁気記録層の記録磁区を光磁気再生層から再生するプロセスを説明する図であり、（ａ）は記録層及び再生層の磁区の向きを示し、（ｂ）は光変調された再生光パワーを示す。
【図２２】 図２２は、磁区消滅の原理を説明する図であり、（ａ）は補償温度未満における記録層及び再生層の副格子磁化を示し、（ｂ）は補償温度を超える温度における記録層及び再生層の副格子磁化を示す。
【図２３】 図２３は、本発明の実施例４で製造した光磁気記録媒体の積層構造を示す図である。
【図２４】 図２４は、本発明の実施例４で製造した光磁気記録媒体の光磁気記録層、第１補助磁性層及び第２補助磁性層の磁化特性を示す図である。
【図２５】 図２５は、本発明の実施例４で製造した光磁気記録媒体の再生原理を説明する図であり、（ａ）は再生光照射前、（ｂ）は再生光照射による温度上昇過程において記録層の磁化が第２補助磁性層に転写される状態を示し、（ｃ）は第２補助磁性層に転写された磁区が拡大した状態を示す。
【図２６】 図２６は、図２５（ｃ）に示した媒体の磁化状態と温度分布との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板
３ 誘電体膜
４ 第２補助磁性膜
５ 第１補助磁性膜
６ 光磁気記録媒体
８ 補助磁性膜（再生層）
１０ 光磁気記録膜
８０ 再生光スポット
８２ 記録磁区
８５ｂ 拡大磁区
９０，１００ 光磁気記録媒体
２０１ａ 転写磁区
２０１ｂ 拡大磁区
２０１ｃ 消滅磁区
２１０ 記録磁区
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録媒体及びその再生方法に関し、更に詳しくは、再生光スポットよりも極めて小さい微小記録磁区を拡大して再生することができる高密度記録に適した光磁気記録媒体及びその再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気記録媒体は記録情報の書き換えが可能であり、記憶容量が大きく、しかも信頼性が高い記録媒体であるため、コンピュータメモリ等として実用化され始めている。しかし、情報量の増大と装置のコンパクト化に伴い、より一層の高密度記録再生技術が要請されている。光磁気記録媒体に情報を記録するには、レーザー光を光磁気記録媒体に照射しながら、記録信号に応じた極性の磁界を昇温した部分に印加する磁界変調記録方式が用いられている。この方式は、オーバーライト記録が可能であり、しかも、高密度な記録、例えば、０．１５μｍの最短マーク長での記録が達成されている。また、一定の印加磁界の下で記録信号に応じてパワー変調した光を照射して記録する光変調記録方式も実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高密度に記録された記録マークを再生するために、再生光ビームのスポット径によって決まる光学的再生分解能が問題となる。例えば、スポット径が１μｍの再生光を用いて磁区長０．１５μｍの微小マークを識別して再生することは不可能である。このような再生光の光学的スポット径による再生分解能の制約をなくすためのの１つのアプローチとして、例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＭａｇｎｅｔｉｃＳｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ， Ｖｏｌ． １７ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ Ｎｏ． Ｓ１， ｐｐ． ２０１ （１９９３）に記載されているような磁気超解像技術（ＭＳＲ）が提案されている。これは、光磁気記録媒体に再生光が照射された時に再生光スポット内部の磁性膜に温度分布が生じることを利用して、スポット内に磁気的マスクを発生させ、信号の再生に寄与する実効的なスポット径を縮小させたものである。この技術を用いれば、実際の再生光スポット径を縮小させずに、再生分解能を向上させることができる。しかし、この手法では、磁気的マスクにより実効的なスポット径を小さくする為、再生出力に寄与する光量が低下し、その分、再生Ｃ／Ｎが低下してしまう。この結果、充分なＣ／Ｎを得ることは困難となる。
【０００４】
特開平１−１４３０４１号公報には、室温で互いに磁気的に結合した第１磁性膜、第２磁性膜及び第３磁性膜を有し、第１，第２及び第３磁性膜のキュリー温度をＴＣ１，ＴＣ２及びＴＣ３とするとき、ＴＣ２＞室温で且つＴＣ２＜ＴＣ１，ＴＣ３とされ、第１磁性膜の保磁力ＨＣ１は第２磁性膜のキュリー温度ＴＣ２近傍で充分小さく、第３磁性膜の保磁力ＨＣ３は室温からＴＣ２より高い所要の温度ＴＰＢまでの温度範囲で所要の磁場よりも充分大きい光磁気記録媒体を用いて、第１磁性膜の記録磁区を拡大させて再生を行う光磁気記録媒体の再生方法が開示されている。この方法は、再生光照射時の媒体の温度上昇を利用し、第１及び第３磁性膜の磁気的結合を遮断させ、その状態で記録磁区に働く反磁界と外部印加磁界とにより第１磁性膜の磁区を拡大させている。なお、この技術では、再生時の読み出し部の温度よりも低くキュリー温度を設定した第２磁性膜を用いているが、本発明ではそのような磁気特性の磁性膜は用いていない。
【０００５】
また、特開平８−７３５０号は、基板上に再生層と記録層とを有し、再生時に記録層の磁区を拡大して再生することができる光磁気記録媒体を開示している。この光磁気記録媒体を再生する際に、再生磁界として交番磁界を用い、磁区を拡大する方向の磁界と逆方向の磁界とを交互に印加することによって各磁区で磁区拡大及び縮小を行わせている。
【０００６】
本発明は、特開平１−１４３０４１号及び特開平８−７３５０号公報に記載された方法と異なる方法で前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、微小磁区が記録された場合でも充分なＣ／Ｎで再生信号が得られる光磁気記録媒体及びその信号再生方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の別の目的は、再生時に磁区拡大が行われた場合であっても、記録磁区を再生した直後に拡大された磁区を確実に消去することができる光磁気記録媒体及びその再生方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明で用いる光磁気記録媒体は、光磁気記録膜と補助磁性膜とを備え、再生光を照射したときに上記光磁気記録膜の記録磁区を上記補助磁性膜に磁気的に転写させて信号再生を行う光磁気記録媒体において、上記補助磁性膜が臨界温度を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する少なくとも一層の磁性膜であり且つ上記光磁気記録膜が室温以上の温度で垂直磁化膜であり、上記補助磁性膜の磁気特性を利用して再生時に上記補助磁性膜に上記光磁気記録膜の記録磁区よりも大きな磁区を転写させることができる光磁気記録媒体である。
【０００９】
本発明で用いる光磁気記録媒体はさらに下記２つのタイプの光磁気記録媒体に分類することができる。第１のタイプの光磁気記録媒体は、図２Ａ及図２Ｂに示したように、光磁気記録膜６上に第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜４が順次積層された構造を有し、光磁気記録膜６、第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜４が、光磁気記録膜、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜のキュリー温度をそれぞれＴＣＯ、ＴＣ１及びＴＣ２とし、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜の上記臨界温度をそれぞれＴＣＲ１及びＴＣＲ２としたときに、室温＜ＴＣＲ２＜ＴＣＲ１＜ＴＣＯ，ＴＣ１，ＴＣ２となる関係を満たす磁気特性を有する。第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜４は、図３に示すように室温から室温以上のある臨界温度（ＴＣＲ）までは面内磁化膜であり、ＴＣＲ以上では垂直磁化膜になるという磁気特性を有している。光磁気記録膜６は室温以上で垂直磁化膜である。
【００１０】
第１のタイプの光磁気記録媒体の動作（再生）原理を以下に説明する。図２Ａに、光変調記録方式等により光磁気記録膜６に記録磁区を書き込んだ後、再生前の各層の磁化状態を示す。この媒体に、磁性膜の最高到達温度が、所望の温度になるような適当なパワーの再生光を照射すると、まず、第１補助磁性膜５中の温度がＴＣＲ１以上となった領域に、光磁気記録膜６中の垂直磁化の磁区２２が転写される。その際に、図８に示した再生光が照射された場合の媒体内の温度プロファイルを考慮して、光磁気記録膜６中の磁区と同じ大きさかまたはそれより小さい磁区２１が第１補助磁性膜５に転写されるように再生パワー及びＴＣＲ１を設定する。
【００１１】
次いで第１補助磁性膜５に転写された磁区２１は第２補助磁性膜４に転写される。本発明では、第１及び第２補助磁性膜はそれらの臨界温度がＴＣＲ２＜ＴＣＲ１となるように設定されているため、図８の媒体内の温度プロファイルに示すように、第２補助磁性膜中の垂直磁化状態となりうる領域は、第１補助磁性膜中のそれよりも径が大きくなる。このため、図２Ｂに示すように、第２補助磁性膜４中の転写磁区２３は第２補助磁性膜中の垂直磁化状態となりうる領域内の垂直磁気異方性と第１補助磁性膜５中の垂直磁化からの交換結合力とにより拡大される。この磁区拡大は、第１補助磁性膜５中の図２ＢのＷで示した領域の面内磁化が光磁気記録膜６の磁区Ｓから第２補助磁性膜４への交換結合力を弱めていることからも促進されているといえる。上記磁区拡大により、面内磁化の磁気的マスクによる再生出力に寄与する光量の低下を低減し、高Ｃ／Ｎ比の再生が可能となる。
【００１２】
第２補助磁性膜４の磁区２３の拡大の効果は、第２補助磁性膜４中の転写磁区が再生光スポット径以上に拡大されたときに最大になる。この状態では、光磁気記録膜６中に記録された磁区の大きさや形状に関係しない、第２補助磁性膜４の性能指数と再生ビーム光のみによって決まる極めて大きい再生出力が得られる。再生後、即ち再生レーザー光の照射部が移動した後は、読み出し部はＴＣＲ２以下に冷却され、第１と第２の各補助磁性膜は面内磁化状態となり、図２Ａの状態に戻る。以上のような再生動作時の温度においても、光磁気記録膜６の保磁力は充分大きいために、磁化として記録された情報は完全に保持されている。
【００１３】
本発明の第２のタイプの光磁気記録媒体は、図７に示すように、補助磁性膜８と光磁気記録膜１０との間に非磁性膜９を備え、光磁気記録膜１０及び補助磁性膜８が、光磁気記録膜及び補助磁性膜のキュリー温度をそれぞれＴＣＯ、ＴＣとし、補助磁性膜の上記臨界温度をそれぞれＴＣＲとしたときに、室温＜ＴＣＲ＜ＴＣＯ，ＴＣとなる関係を満たす磁気特性を有することを特徴とする。
【００１４】
第２のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を説明する。図６Ａに光変調記録方式等により図７に示した媒体の光磁気記録膜１０に記録磁区を書き込んだ後、再生を行う前の補助磁性膜８、非磁性膜９及び光磁気記録膜１０の磁化状態を概略的に示す。この光磁気記録媒体に、磁性膜の最高到達温度が、所望の温度になるような適当なパワーの再生光を照射すると、補助磁性膜８中に、ＴＣＲ以上となり垂直磁化状態となりうる領域が発生する。その領域の大きさが光磁気記録膜１０に記録されている磁区Ｍの径以上、好ましくは再生光スポット径以上となるようにＴＣＲ及び再生パワーが設定されている。また、補助磁性膜８は、その保磁力が、ＴＣＲ以上の領域内の温度分布に対応して図９に示すような分布をし、最高到達温度となる領域及びその近傍でその値が充分小さくなるような磁気特性を有している。
【００１５】
光磁気記録膜１０はＴＣＲ以上の領域内の温度分布に対応して図９に示すような磁化の分布を有し、最高到達温度となる領域及びその近傍でその値が充分大きくなるような磁気特性を有している。各磁性膜の磁気特性を上記のように設定したため、光磁気記録膜１０中の温度が高く且つ磁化が充分大きい領域の磁区Ｍのみが、磁区Ｍの領域で作用する光磁気記録膜１０と補助磁性膜８間の大きな静磁結合力により、補助磁性膜８中の温度が高く且つ保磁力が充分小さい領域に転写される。これにより、まず充分な再生分解能が得られる。
【００１６】
次いで、補助磁性膜８に転写された磁区６３は、ＴＣＲ以上の領域内の垂直磁気異方性と転写された磁区からの交換結合力により、図６Ｂに示したように拡大すると考えられる。この磁区拡大により第１のタイプの光磁気記録媒体と同様に再生信号が増大され、Ｃ／Ｎが向上する。再生後、即ち再生レーザー光が移動した後、読み出し部はＴＣＲ以下に冷却され、補助磁性膜８は面内磁化膜となり、図６Ａの状態に戻る。
【００１７】
本発明の第１の態様に従えば、室温以上の温度で垂直磁化膜である光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体に再生光を照射して磁気光学効果の大きさを検出することによって記録された信号を再生する光磁気記録媒体の再生方法において、上記光磁気記録媒体として、光磁気記録膜上に第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜が順次積層され、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜は臨界温度を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する磁性膜であって、上記光磁気記録膜、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜が、該光磁気記録膜、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜のキュリー温度をそれぞれＴＣＯ、ＴＣ１及びＴＣ２とし、第１補助磁性膜及び第２補助磁性膜の上記臨界温度をそれぞれＴＣＲ１及びＴＣＲ２としたときに、室温＜ＴＣＲ２＜ＴＣＲ１＜ＴＣＯ，ＴＣ１，ＴＣ２となる関係を満たす磁気特性を有する光磁気記録媒体を用い、上記光磁気記録媒体に、再生クロックと同一周期または整数倍の周期でパワー変調された再生光を照射することによって記録信号を再生することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供される。
【００１８】
また、本発明の第２の態様に従えば、室温以上の温度で垂直磁化膜である光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体に再生光を照射して磁気光学効果の大きさを検出することによって記録された信号を再生する光磁気記録媒体の再生方法において、上記光磁気記録媒体として、臨界温度を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜を非磁性膜を介して光磁気記録膜上に備え、上記光磁気記録膜及び補助磁性膜が、該光磁気記録膜及び補助磁性膜のキュリー温度をそれぞれＴＣＯ、ＴＣとし、補助磁性膜の上記臨界温度をそれぞれＴＣＲとしたときに、室温＜ＴＣＲ＜ＴＣＯ，ＴＣとなる関係を満たす磁気特性を有する光磁気記録媒体を用い、上記光磁気記録媒体に、再生クロックと同一周期または整数倍の周期でパワー変調された再生光を照射することによって記録信号を再生することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供される。
【００１９】
上記再生光は再生クロックと同一周期または整数倍の周期で再生光パワーＰｒ１及びＰｒ２にパワー変調されており、上記Ｐｒ１及びＰｒ２の一方の再生光パワーが上記補助磁性膜の磁区拡大を生じさせるパワーであることが望ましい。
【００２０】
ここで、本発明の第２の態様に従う再生方法の原理説明を図１１の再生方法の模式図を用いて説明する。この再生方法では図６に示した第２のタイプの光磁気記録媒体を使用する。最初に、光磁気記録媒体に第２のタイプの光磁気記録媒体に光変調記録方式等を用いて図１１（ａ）に示したような所定の記録パターンを記録する。図中、記録マークは、最短マークピッチＤＰで記録し、記録マーク長ＤＬはＤＬ＝ＤＰ／２となるように設定する。再生時には、再生用レーザー光として、２種類の再生パワーＰｒ ２ 、Ｐｒ １ に変調したパルスレーザー光を、図１１（ｂ）に示したように、記録マーク位置に同期した周期ＤＰであり且つ高パワーＰｒ ２ の発光幅がＤＬとなるように照射する。低い再生パワーＰｒ １ の光は常に消去状態（記録マークがない部分）に、高い再生パワーＰｒ ２ の光は記録状態（記録マークが存在する部分）と消去状態に照射される。
【００２１】
図１１（ｂ）に示したような再生パルスレーザーを照射して得られた再生信号波形を図１１（ｃ）に示す。これに対して同トラックを一定の再生光パワーの連続光で再生したときの再生波形を図１１（ｄ）に示す。ここで、Ｐｒ ２ とＰｒ １ のうち、Ｐｒ ２ は後述するように補助磁性膜８の磁区拡大が生じるような記録パワーとし、Ｐｒ １ は磁区拡大が消滅するパワーとなるように選択する。このように再生パワーを選択することにより、パルス光再生で観測される記録状態と消去状態との間の振幅Ｈｐｌを、一定レーザー光再生での振幅Ｈｄｃに対して、Ｈｐｌ＞Ｈｄｃとすることができ、しかも、光磁気記録膜の各磁区に記録された磁化情報を隣接する磁区からの影響を受けることなく独立して拡大再生することができる。
【００２２】
本発明の第３の態様に従えば、光磁気記録媒体に再生光を照射して磁気光学効果の大きさを検出することによって記録された信号を再生する光磁気記録媒体の再生方法において、上記光磁気記録媒体として、垂直磁化を有する光磁気記録膜と、臨界温度Ｔｃｒを超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜とを非磁性膜を介して備え、上記光磁気記録膜のキュリー温度Ｔｃｏと、補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ及び補償温度Ｔｃｏｍｐとの間に、室温＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係を満たす磁気特性を有する光磁気記録媒体を用い、上記光磁気記録媒体に、ＤＣ磁界を印加しながら、再生クロックと同一周期または整数倍の周期で少なくとも２種類の光パワーＰｒ１及びＰｒ２にパワー変調された再生光を照射することによって、光磁気記録膜の記録磁区を上記補助磁性膜に転写し、該転写磁区を拡大し、そして該拡大した磁区を縮小または消滅させる工程を経て記録信号の再生を実行することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供される。
【００２３】
本発明の再生方法において、上記再生光の光パワーＰｒ１が、上記補助磁性膜をＴｃｒ〜Ｔｃｏｍｐの温度に加熱して光磁気記録膜の記録磁区を補助磁性膜に転写及び磁区拡大するパワーであり、上記再生光の光パワーＰｒ２が上記補助磁性膜をＴｃｏｍｐ〜Ｔｃｏの温度に加熱して上記拡大磁区を縮小または消滅させるパワーであることが好ましい。
【００２４】
さらに、この再生方法において、光磁気記録媒体に外部磁界Ｈｅｘが加わる条件において、外部磁界Ｈｅｘと光磁気記録膜とから生じる転写磁界の温度曲線Ａと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線Ｂとが、室温と上記補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐとの間で交差すると共に、上記温度曲線Ａと上記温度曲線Ｂとが、上記補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐと上記光磁気記録膜のキュリ−温度Ｔｃｏとの間で交差する光磁気記録媒体を用いることが好ましい。
【００２５】
上記転写磁界は、光磁気記録膜からの静磁界Ｈｔと外部磁界Ｈｅｘとの和であり、補助磁性膜の垂直方向保磁力が被転写磁区の垂直方向保磁力Ｈｒと該被転写磁区が隣接磁区から受ける交換結合力Ｈｗとの和で表すことができる。
【００２６】
記録層に印された記録磁区を再生層へ転写し、そして高い再生信号を得るために、該再生層の転写信号を拡大して読みとる方法は”磁気増幅を行う光磁気システム（ＭＡＭＭＯＳ）”と呼ばれ、本出願人らにより外部磁界変調再生法を用いて確認されている（特願平８−１８２９０１号）。この外部磁界変調再生法では、再生時に、交番磁界を用いて再生層に転写した磁区の拡大及び縮小を実行している。本発明では、上記磁気増幅を行う光磁気システムについて、様々な側面から実験を行い、詳細な分析と検討を進めた結果、直流磁界を用いて、再生光パワーを２種類以上に変調することにより転写された磁区の拡大及び縮小を確実に実現することができる方法を開発することに成功した。
【００２７】
本発明の第３の態様に従う光磁気記録媒体の再生方法の原理を説明する。この再生方法には、垂直磁化を有する光磁気記録膜と、臨界温度Ｔｃｒを超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜とを非磁性膜を介して備える光磁気記録媒体を用いる。このタイプの光磁気記録媒体の構造例を図１８に示す。図１８に示した光磁気ディスク９０は、基板１上に、誘電体膜３、補助磁性膜８、非磁性膜３、光磁気記録膜１０及び保護膜７を積層して有する。補助磁性膜８は、臨界温度Ｔｃｒとそのキュリー温度Ｔｃとの間に補償温度Ｔｃｏｍｐを持ち、この光磁気記録媒体９０は、光磁気記録膜１０のキュリー温度Ｔｃｏと、補助磁性膜８の臨界温度Ｔｃｒ、キュリー温度Ｔｃ及び補償温度Ｔｃｏｍｐとの間で、室温＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係を満たす。
【００２８】
本発明の再生方法において、上記磁気特性を有する光磁気記録媒体９０に外部ＤＣ磁界を印加しながら光パワー変調された再生光を照射して再生が行われる。ここで、光磁気記録媒体９０に一定のＤＣ磁界Ｈｅｘが記録方向に印加されている状態における、光磁気ディスク９０の光磁気記録膜１０と補助磁性膜８の磁気特性を図２０に示す。図中の磁気温度曲線Ａは、光磁気記録膜１０（以下、単に記録層という）から補助磁性膜８（以下、単に再生層という）に対して、記録層の磁化によって生成される転写磁界（静磁界）の温度変化を示す。なお、曲線Ａの転写磁界は、外部磁界Ｈｅｘのオフセット分を加えた磁界の大きさを示している。従って、記録層の磁区の向きによって転写磁界全体として、（Ｈｅｘ−Ｈｔ）なる大きさの磁界及び（Ｈｅｘ＋Ｈｔ）なる大きさの磁界が記録層のキュリー温度Ｔｃｏを境として存在し、それらが曲線Ａを構成する。図中、下向きが記録方向であり、Ｈｅｘも下向きに印加されている。ここで、外部磁界Ｈｅｘは、室温における記録層の磁化から生成される初期化方向の静磁界Ｈｔの大きさに比べて小さくなるように調整してあるので、転写磁界全体としては、曲線Ａで表したように記録層の記録磁区の磁化方向によって上向き（負）および下向き（正）が存在することになる。
【００２９】
磁気温度曲線Ｂは、垂直磁化を有する状態における再生層の垂直方向の保磁力の温度変化を示す。この保磁力には、純粋な垂直方向の再生層の磁区の保磁力Ｈｒに再生層の磁壁（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｌｌ）の生成によって印加されるとみなす仮想的磁界に相当する磁界Ｈｗ（別な言い方すると、再生層の面内方向の交換結合磁界）を含めてＨｒ＋Ｈｗとして表すものとする。すなわち、Ｈｒ＋Ｈｗは再生層膜面に垂直な方向における磁化反転を行うに必要な磁界を示すことになる。図２０に示したように、再生層の膜面に垂直な方向への磁化は再生層が垂直磁化膜となる臨界温度Ｔｃｒ（図中、Ｔ０）以上で現われ、補償温度Ｔｃｏｍｐでは再生層の磁化がゼロになるために保磁力が極大を示す。
【００３０】
図２０の温度曲線Ａ及びＢは、同図に示すように三つのエリア（ａ）〜（ｃ）に分けられる。この３つのエリア（ａ）〜（ｃ）は、図２１（ａ）に示した本発明の再生方法におけるｉ）記録層から再生層への磁区転写、ｉｉ）再生層での転写磁区の拡大、ｉｉｉ）拡大磁区の消滅の３つのステップにそれぞれ対応する。このため、図２０のエリア（ａ）〜（ｃ）における記録層及び再生層に要求される磁気特性について、図２１を参照しながら説明する。なお、図２１（ａ）中に示した記録層及び再生層中の矢印は、各磁区の希土類金属の磁気モーメントの向きを示すものとする。
【００３１】
エリア（ａ）は、本発明の再生方法において記録層から再生層に磁区転写が行われる温度エリアであり、図中、Ｔ０〜Ｔ１の温度範囲に属する。Ｔ０は臨界温度Ｔｃｒを意味し、Ｔ１は、磁気温度曲線ＡのＨｅｘ−Ｈｔ側が磁気温度曲線Ｂと最初に交差する温度である。この温度範囲Ｔ０〜Ｔ１は、後述するように再生光の光パワーを比較的低パワーに調整することにより達成できる。この温度領域で図２１（ａ）の（１）に示したような磁気転写が実際に行われるためには、この温度領域内で転写磁界の大きさが再生層の垂直方向の保磁力を超えるようにしなければならない。すなわち、記録層に記録されている磁化が↓向き（記録方向）である場合、Ｈｅｘ＋Ｈｔで表される転写磁界は、Ｈｒ＋Ｈｗまたは−（Ｈｒ＋Ｈｗ）よりも大きくなるようにしなければならない（磁区転写要件）。また、記録層に記録されている磁化が↑向き（消去方向）である場合、Ｈｅｘ−Ｈｔで表される負の転写磁界は、再生層の垂直方向の保磁力Ｈｒ＋Ｈｗまたは−（Ｈｒ＋Ｈｗ）よりも小さくなるようにしなければならない（磁区転写要件）。
【００３２】
一方、図２０のエリア（ａ）において、磁気温度曲線Ａ及びＢを比較すると、下記式（ａ１）〜（ａ３）の関係が成立することがわかる。
Ｈｒ＜Ｈｅｘ＋Ｈｔ−Ｈｗ （ａ１）
−Ｈｒ＞Ｈｅｘ−Ｈｔ＋Ｈｗ （ａ２）
Ｈｒ＞Ｈｅｘ−Ｈｔ−Ｈｗ （ａ３）
【００３３】
従って、エリア（ａ）は、上記磁区転写要件を満足し、記録層の記録磁区の磁化方向に拘らず、それを再生層に転写することができる。図２１（ａ）の（１）には、記録層の磁区２１０に記録されている↓向きの磁化が、再生層の再生光スポット内の温度Ｔ０を超える領域に転写されて転写磁区２０１ａを形成している場合を示す。
【００３４】
次に、図２０のエリア（ｂ）では、図２１（２）及び（３）に示したように、再生層に転写された磁区２０１ｂの磁区拡大が行われる。この温度領域は、図中、Ｔ１〜Ｔ２で示した範囲である。温度Ｔ２は、磁気温度曲線ＡのＨｅｘ−Ｈｔ側が磁気温度曲線Ｂと高温側で交差する温度である。なお、図２０に示した磁気特性を有する光磁気ディスクは外部磁界Ｈｅｘとの関係において、Ｔ２が再生層の補償温度Ｔｃｏｍｐにほぼ一致する（補償温度Ｔｃｏｍｐと記録層のキュリー温度Ｔｃｏの間にあり、極めて補償温度Ｔｃｏｍｐに近い温度になる）ように調整してある。この温度領域では、図２１（ａ）の（２）に示したように、再生層に転写された磁区２０１ｂの両側には、再生光スポット内でＴ０〜Ｔ１に加熱された結果、記録層の上向きの磁区２１２，２１２’から磁気転写を受けた磁区２０３，２０３’が存在する。再生層に転写された磁区２０１ｂが面内方向に拡大を始めるためには、その両側の磁区２０３、２０３’の磁区の向きを磁区２０１ｂと同様に記録方向（↓向き）に向かせる必要がある。ここで、磁区２０３，２０３’は外部磁界Ｈｅｘに直上の記録層の磁区２１２からの上向きの静磁界Ｈｔを加えた転写磁界（Ｈｅｘ−Ｈｔ）（トータルで↑向き）を受けており、一方、磁区２０１ｂからの交換結合磁界Ｈｗ（下向き）と磁区２０３，２０３’自体の磁化を反転させるための保磁力Ｈｒとを含めた垂直方向保磁力を有する。それゆえ、磁区２０３，２０３’の転写磁界（Ｈｅｘ−Ｈｔ）よりも垂直方向保磁力（Ｈｒ＋Ｈｗ）を大きくすれば、磁区２０３、２０３’の磁区は反転する（磁区反転要件）。
【００３５】
エリア（ｂ）においては、磁気温度曲線Ａ及びＢの大小関係より、以下の関係式が成立することがわかる。
Ｈｒ＜Ｈｅｘ＋Ｈｔ−Ｈｗ （ｂ１）
−Ｈｒ＜Ｈｅｘ−Ｈｔ＋Ｈｗ （ｂ２）
Ｈｒ＞Ｈｅｘ−Ｈｔ−Ｈｗ （ｂ３）
そして、上式（ｂ２）は、上記の磁区２０３，２０３’の転写磁界Ｈｅｘ−Ｈｔ（上向き）よりも垂直方向保磁力（Ｈｒ＋Ｈｗ）が大きくなる上記磁区反転条件そのものである。従って、エリア（ｂ）において図２１（ａ）の（３）に示したような再生層の磁区２０１ｂの磁区拡大が生じる。（ｂ２）の関係より、温度エリア（ｂ）においては、記録層に記録方向の磁区がない場合には、再生層に下向きの磁区は現われないことを示す。なお、図２１（ａ）の（３）において拡大磁区２０１ｂの両側は、Ｔ０〜Ｔ１の温度領域であるために、記録層の磁区２１２，２１２’から磁区転写された↑向きの磁区２０３，２０３’が存在する。
【００３６】
次に、エリア（ｃ）では、図２１（ａ）の（４）に示したように、転写及び拡大された磁区が反転（消滅）し、消去方向の磁区２０１ｃが形成される。この温度領域は、再生層の補償温度を僅かに超えるＴ２から、記録層のキュリー温度Ｔｃｏの範囲である。拡大再生された磁区は、消去方向に再生用磁界を印加することによって、すなわち、再生用磁界として交番磁界を用いることによって消滅または縮小させることができるが、本発明の再生方法ではＤＣ磁界を用い、磁気転写及び拡大のために用いた再生光パワーよりも高いパワーに再生光をパワー変調することによって拡大磁区を消滅させる。なお、後述の本発明の光磁気記録媒体の再生方法の実施例２に述べるように、拡大磁区消滅のために再生光パワーを一層小さく変調してもよい。
【００３７】
エリア（ｃ）にて、拡大磁区が反転（消滅）する原理を図２２を用いて説明する。図２２は、図２１（ａ）の（２）に示した希土類−遷移金属の（ＴｂＦｅＣｏ合金）記録層の磁区２１０とそこから磁区転写された希土類−遷移金属（ＧｄＦｅＣｏ合金）の再生層の磁区２０１ｂの希土類金属と遷移金属の副格子磁化の向きと大きさの温度変化を説明する図である。再生層の温度がその補償温度Ｔｃｏｍｐ未満の場合には、図２２（ａ）に示すように、再生層の希土類金属の磁化が優勢であり、転写元の記録層（遷移金属の磁化が優勢）の磁化方向と平行である。次いで、本発明の再生方法に従い高パワーレーザの照射により再生層が補償温度Ｔｃｏｍｐを超えると、再生層の遷移金属の磁気モーメントが優勢となる。ここで、図２０に示したエリア（Ｃ）における再生層と記録層の磁気温度曲線Ａ及びＢの大小関係から下記式（Ｃ１）及び式（Ｃ２）が成立することがわかる。
【００３８】
Ｈｒ＜Ｈｅｘ＋Ｈｔ−Ｈｗ （Ｃ１）
Ｈｒ＜Ｈｅｘ−Ｈｔ−Ｈｗ （Ｃ２）
【００３９】
すなわち、磁区２０１ｂの保磁力Ｈｒは、磁区２０１ｂに作用する記録方向の全磁界（Ｈｅｘ＋Ｈｔ−ＨｗまたはＨｅｘ−Ｈｔ−Ｈｗ）より小さい。その結果、再生層の温度がその補償温度Ｔｃｏｍｐ以上（厳密にはＴ２以上）では、図２２（ｂ）に示すように、優勢となった遷移金属の磁気モーメントはかかる記録方向に向くように反転する。それゆえ、図２１（ａ）の（３）に示した拡大磁区２０１ｂの下向きの希土類金属の磁気モーメントは、エリア（ｃ）の温度、すなわち、補償温度Ｔｃｏｍｐ以上に加熱された領域で反転して、反転磁区２０１ｃが生じる（図２１（ａ）の（４））。なお、反転磁区２０１ｃの両側の磁区２０１ｄ，２０１ｄ’は、その温度はＴ１〜Ｔ２の間にあるため、拡大磁区２０１ｂと同じ磁化方向を有する。
【００４０】
本発明に従う再生方法では、上記３つの温度エリア（ａ）〜（ｃ）は、図２１（ｂ）に示すように、再生光パワーを少なくとも２段階のパワーＰｒ１及びＰｒ２に変調することによって達成することができる。すなわち、再生光の光パワーＰｒ１を、上記補助磁性層をＴｃｒ〜Ｔｃｏｍｐの温度に加熱して光磁気記録膜の記録磁区を再生層に転写及び磁区拡大することができるようなパワーとし、再生光の光パワーＰｒ２を、上記補助磁性層をＴｃｏｍｐ〜Ｔｃｏの温度に加熱してかかる拡大された磁区を縮小または消滅させるパワーとすればよい。そして、Ｐｒ１／Ｐｒ２再生光パワー変調を再生クロックと同期させて再生光として使用することにより、記録層の記録磁区を、ｉ）再生層への転写、ｉｉ）転写磁区の拡大、及びｉｉｉ）拡大磁区の消滅のステップを経て再生することができる。
【００４１】
本発明の第４の態様に従えば、基板上に少なくとも光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体において、垂直磁化を有する光磁気記録膜と、臨界温度Ｔｃｒを超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜とを非磁性膜を介して備え、上記光磁気記録膜のキュリー温度Ｔｃｏと上記補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ及び補償温度Ｔｃｏｍｐとの間に、室温＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係が成立し、上記光磁気記録媒体に外部磁界Ｈｅｘが加わる条件において、外部磁界Ｈｅｘ及び光磁気記録膜から生じる転写磁界の温度曲線Ａと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線Ｂとが、室温と上記補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐとの間で交差すると共に、上記温度曲線Ａと上記温度曲線Ｂとが、補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐと上記光磁気記録膜のキュリ−温度Ｔｃｏとの間で交差することを特徴とする上記光磁気記録媒体が提供される。
【００４２】
上記本発明の第４の態様に従う光磁気記録媒体は、本発明の第３の態様に従う再生方法に好適な光磁気記録媒体である。この光磁気記録媒体を本発明の第３の態様の再生方法を用いて再生することにより、光スポットよりも小さい微小磁区であっても、他の磁区から独立して且つ増幅された再生信号で再生することができる。
【００４３】
本発明の第５の態様に従えば、基板上に、少なくとも光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体において、臨界温度Ｔｃｒ１１を超えると垂直磁化膜から面内磁化膜に転移する第１補助磁性膜と、臨界温度Ｔｃｒ１２を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する第２補助磁性膜とを備えることを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
【００４４】
本発明の第５の態様に従う光磁気記録媒体の構造の一例を図２３を用いて説明する。図２３に示したように、この光磁気記録媒体１００は、光磁気記録膜１０上に、第１補助磁性膜２８、非磁性膜２９、第２補助磁性膜２４を順次備える。光磁気記録膜１０は垂直磁化膜であり、第１補助磁性膜２８は臨界温度Ｔｃｒ１１を超えると垂直磁化膜から面内磁化膜に転移する磁性膜であり、第２補助磁性膜２４は臨界温度Ｔｃｒ１２を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する磁性膜である。ここで、第１補助磁性膜の臨界温度Ｔｃｒ１１は、第２補助磁性膜の臨界温度Ｔｃｒ１２よりも高くなるように、それらの磁性膜の材料及び組成が調整されているものとする。ここで、第２補助磁性膜２４は再生層として機能する。
【００４５】
第５の態様に従う光磁気記録媒体の再生原理を図２５（ａ）〜（ｃ）により説明する。図２５（ａ）は、図２３に示した光磁気記録媒体の要部を概念的に示しており、光磁気記録膜１０の磁区２２に上向きの磁化が記録されているものとする。光磁気記録膜１０と第１補助磁性層２８とは交換結合しており、磁区２２の直下の第１補助磁性層２８の磁区２８ａには磁区２２と同様の磁化が転写されている。ここで、再生光が光磁気記録媒体に照射されて温度上昇し始めたときに、第２補助磁性膜２４においてその臨界温度Ｔｃｒ１２を超える領域では面内磁化から垂直磁化に転移する。この転移した領域は、図２５（ｂ）中の磁区２４ａ，２４ｂに相当する。この転移の際、磁区２４ａは、直上の記録層１０の磁区２２及び第１補助磁性膜２８の磁区２８ａからの静磁結合力により、図２５（ｂ）に示すように、磁区２２と同じ磁化方向に揃う。図２５（ｂ）は、再生光により光磁気記録媒体の温度上昇プロセスを示しており、光磁気記録媒体の温度Ｔが最高到達温度に達する前であって且つＴｃｒ１２＜Ｔ＜Ｔｃｒ１１の範囲である磁化状態を示している。この状態においては記録層１０及び第１補助磁性層２８と第２補助磁性層２４とが磁気的に結合（静磁結合）していずれも垂直磁化を示している。なお、磁区２４ａの両隣には、磁区２２の両隣及びそれらの直下の第１補助磁性膜２８の下向きの磁区からの静磁結合力により下向きの磁化を有する微小磁区２４ｂが存在する。
【００４６】
さらに媒体が温度上昇して加熱最高温度に達した場合に、第１補助磁性層２８の高温領域が臨界温度Ｔｃｒ１１を超えると、第１補助磁性層２８の保磁力が低下して、その高温領域内の第１補助磁性層２８は垂直磁化から面内磁化に転移する。この結果、図２５（ｃ）に示すような磁区２８ａ’が形成される。
【００４７】
ここで、図２５（ｃ）に示した媒体の磁化状態と温度分布との関係を図２６に示す。この光磁気記録媒体では、前述のようにＴｃｒ１２＜Ｔｃｒ１１であるために、図２６に示すように、媒体の温度分布においてＴｃｒ１２を超える領域はＴｃｒ１１を超える領域よりも広い。ここで、第２補助磁性層２４内のＴｃｒ１２を超える領域では面内磁化から垂直磁化への転移が起こっており、第１補助磁性層２４内のＴｃｒ１１を超える領域では垂直磁化から面内磁化への転移が起こっている。それゆえ、第２補助磁性層２４の垂直磁化の磁区２４ａ’は第１補助磁性層２４の面内磁化の磁区２８ａ’よりも大きくなる。ここで、再生光パワー及びＴｃｒ１２は、再生光照射時に第２補助磁性層２４内のＴｃｒ１２を超える領域が記録層１０の磁区よりも大きくなるように調節されている。
【００４８】
一方、第１補助磁性層２８の磁区２８ａ’は面内磁化を有するため、磁区２２の両隣の↓向き磁化による静磁界や漏洩磁界等の光磁気記録膜１０から第２補助磁性膜２４に及ぼす磁気的影響を遮断することができ、それによって、磁区２４ａ’の拡大を促進する。この磁区拡大により再生信号が増大する。また、第１補助磁性膜２８の磁気的遮断機能によりＣ／Ｎが向上すると考えられる。第１補助磁性膜２８の磁気的遮断機能をより有効にするためには、再生時に第１補助磁性層２４内のＴｃｒ１１を超える領域が記録磁区１１よりも大きくなるように第１補助磁性膜２８の臨界温度Ｔｃｒ１１及び再生光パワーが選択されるのが好ましい。また、第２補助磁性層２４における磁区拡大を通じて再生信号を十分に大きくするためには、再生時に第２補助磁性層２４内のＴｃｒ１２を超える領域が記録磁区１１よりも大きくなるように第２補助磁性膜２４の臨界温度Ｔｃｒ１２及び再生光パワーが選択されるのが好ましい。さらには、上記磁区拡大の促進効果及び第１補助磁性膜２８の磁気的遮断機能を同時に満足させるには、第１補助磁性膜２８の臨界温度Ｔｃｒ１１と第２補助磁性膜２４の臨界温度Ｔｃｒ１２の関係（ΔＴ＝Ｔｃｒ１１−Ｔｃｒ１２）を適宜調節することが望ましい。
【００４９】
第２補助磁性膜２４の磁区拡大の効果、すなわち、再生信号強度は、第２補助磁性膜２４中の転写磁区が再生光スポット径以上に拡大されたときに最大になる。この状態では、光磁気記録膜１０中に記録された磁区の大きさや形状に関係しない、第２補助磁性膜２４の性能指数と再生ビーム光のみによって決まる極めて大きい再生出力が得られる。再生後、即ち再生レーザー光の照射部が移動した後は、読み出し部はＴｃｒ１２以下に冷却され、第２補助磁性膜は面内磁化状態となり、図２５（ａ）の状態に戻る。以上のような再生動作時の温度においても、光磁気記録膜１０の保磁力は充分大きいために、磁化として記録された情報は完全に保持されている。
【００５０】
本発明の第５の態様に従う光磁気記録媒体において、図２４に示すように、光磁気記録膜のキュリー温度Ｔｃｏと、上記第１補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ１及び臨界温度Ｔｃｒ１１と、上記第２補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ２及び臨界温度Ｔｃｒ１２との間に、室温＜Ｔｃｒ１２＜Ｔｃｒ１１＜Ｔｃｏ、Ｔｃ１、Ｔｃ２である関係が成立することが望ましい。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光磁気記録媒体及びその再生方法の実施の形態及び実施例を図面を参照しながら説明する。
【００５２】
実施例１
〔第１のタイプに属する光磁気記録媒体の製造〕
本発明の第１のタイプに属する光磁気記録媒体の構造の一例を図１を参照しながら説明する。図１に示すように、第１のタイプに属する光磁気記録媒体１１は片面に所望のプリフォーマットパターン２が形成された透明基板１とプリフォーマットパターン２上に形成された誘電体膜３と、誘電体膜３上に形成された第２の補助磁性膜４と、第２の補助磁性膜４上に形成された第１の補助磁性膜５と、第１の補助磁性膜５上に形成された光磁気記録膜６と、光磁気記録膜６上に形成された保護膜７とからなる。
【００５３】
図１に示した構造において、透明基板１としては、例えばポリカーボネートやアモルファスポレオレフィンなどの透明樹脂材料を所望の形状に成形したものや、所望の形状に形成されたガラス板の片面に所望のプリフォーマットパターン２が転写された透明樹脂膜を密着したものなど光透過性のある任意の基板を用いることができる。誘電体膜３は、膜内で再生用光ビームを多重干渉させ、見かけ上のカー回転角を増加するために設けられるものであって、透明基板１よりも屈折率が大きい、例えばＳｉＮからなる無機誘電体にて形成することができる。保護膜７は、基板１と保護膜７との間に積層される膜体３〜６を腐食等の化学的な悪影響から保護するためのものであって、例えば、ＳｉＮ膜よりなる。光磁気記録膜６は室温以上の温度で垂直磁気異方性を示す垂直磁化膜であり、例えば、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏなどの希土類と遷移金属の非晶質合金が最も好ましいが、Ｐｔ膜とＣｏ膜の交互積層体やガーネット系酸化物磁性体などの他の知られた光磁気記録材料を用いることもできる。
【００５４】
第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜４は、図３に示すように、室温（Ｒ．Ｔ．）から室温以上のある臨界温度（ＴＣＲ）までは面内磁化膜であり、ＴＣＲ以上では垂直磁化膜に転移する磁気特性を有する。なお、本明細書において室温とは光磁気記録媒体が通常使用される雰囲気温度を示し、使用場所に応じて異なり、特に特定の温度に限定されるものではない。
【００５５】
図３は、膜面に垂直な方向に外部磁界を印加した場合のカー効果のヒステリシスループから求めたθＫＲ／θＫＳ（θＫＲ：残留カー回転角、θＫＳ：飽和カー回転角）の温度依存性を示したものである。補助磁性膜の材料としては、例えばＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏなどの希土類と遷移金属の非晶質合金が最も好ましい。
【００５６】
誘電体膜３、第２補助磁性膜４、第１の補助磁性膜５、光磁気記録膜６及び保護膜７は、例えば、マグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリング等のドライプロセスにより形成することができる。
【００５７】
以下に、図１に示した第１のタイプに属する光磁気記録媒体、即ち光磁気ディスクサンプルの作製例を示す。サンプルは、プリフォーマットパターンを有するガラス基板上に、ＳｉＮ膜よりなる誘電体膜と、Ｇｄ２５Ｆｅ５６Ｃｏ１９膜（ＩＩ）よりなる第２補助磁性膜と、Ｇｄ２８Ｆｅ５３Ｃｏ１９（Ｉ）膜よりなる第１補助磁性膜と、Ｔｂ２１Ｆｅ６６Ｃｏ１３膜よりなる光磁気記録膜と、ＳｉＮ膜よりなる保護膜とを順次スパッタリング法により被着形成して作製した。この場合の各補助磁性膜及び光磁気記録膜の厚さ並びに磁気特性を表１に示す。表中のＴＣはキュリー温度を表し、ＴＣＲは、補助磁性膜の面内磁化膜が垂直磁化膜に変化する臨界的な温度を表わす。
【００５８】
【表１】
上記のように作製したディスクのデータ記録領域に、レーザービームを一定周期のパルス状に照射しながら外部磁界を記録信号に応じて変調させて記録を行う光磁界変調方式を用いて、テスト信号を記録した。記録光パルスのデューティー比は５０％であった。種々の記録マーク長の記録マークが形成されるようにテスト信号を与えた。次いで、対物レンズの開口数ＮＡ＝０．５５、レーザー波長７８０ｎｍのピックアップを用い、線速度７．５ｍ／ｓｅｃ、再生パワー２．５ｍＷ、再生時外部印加磁界をゼロとして種々の長さの記録マークを再生した。再生ＣＮ比（Ｃ：キャリアレベル、Ｎ：ノイズレベル）の記録磁区長依存性の測定結果を図４に示す。
【００６０】
図４中には、比較のために、２種類の従来型の光磁気記録媒体のデータも併せて示す。点線のデータは、図５Ａに示した従来型の光磁気記録媒体の再生データであり、単層の光磁気記録膜１６としてＴｂＦｅＣｏを用いている。また一点破線のデータは、図５Ｂに示したようなＴｂＦｅＣｏ光磁気記録膜１６とＧｄＦｅＣｏ第１補助磁性膜１５の２層磁性膜によって構成した磁気超解像（ＭＳＲ）ディスクについての結果である。図４の結果より、本実施例に係るサンプルディスク（データは実線）では、記録マーク長０．２μｍにおいても、２種類の従来ディスクに比べ著しく高い再生Ｃ／Ｎが得られることがわかる。従って、本発明を用いれば、従来の再生限界を超えた極めて微小な記録マークの再生が可能となり、記録密度を向上させることができる。
【００６１】
本実施例では、光磁気記録膜６、第１補助磁性膜５及び第２補助磁性膜の３つの磁性膜の膜間を接触させて積層し各膜間を交換結合させたが、光磁気記録膜６と第１補助磁性膜５との間に、または、第１補助磁性膜５と第２補助磁性膜４との間に、若しくはその両方に非磁性膜を挿入し、磁性膜間を静磁結合させてもよい。
【００６２】
また、本実施例では、２層の補助磁性膜を用いたが、各層のＴＣＲ（面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する臨界の温度）をＴＣＲ１＞ＴＣＲ２＞．．．＞ＴＣＲｎ＞室温（但し、ＴＣＲｉは第ｉ補助磁性膜のＴｃｒ）と設定したｎ（ｎ≧３）層の補助磁性膜を順次積層して用いてもよい。但し、この場合、第１補助磁性膜が光磁気記録膜６側に設けられ、第ｎ補助磁性膜が誘電体膜３側に設けられる。
【００６３】
また、再生用光ビームが照射された時の媒体の温度プロファイルを所望の形状にするために、あるいは、温度プロファイルの線速度依存性を小さくするため、適当な熱伝導率の熱制御膜を光磁気記録媒体１１の保護膜７上に設けてもよい。
【００６４】
また、本実施例では、通常のＤＣレーザー光で再生を行ったが、後述する実施例２のように最短マーク長に対応する周波数のパルスレーザー光で再生を行い、さらに良好な再生Ｃ／Ｎを得ることも可能である。
【００６５】
また、更に良好な再生ＣＮ比を得るために、再生光を照射したときの媒体の最高到達温度でカー回転角θｋが第２補助磁性膜４のθｋ以上であり、且つ室温以上で垂直磁化膜である再生用磁性膜を誘電体膜３と第２補助磁性膜４との間に付加してもよい。
【００６６】
実施例２
この実施例では、本発明の第２のタイプの光磁気記録媒体に属する媒体及びかかる媒体を用いて再生用レーザー光をパルス状に変化させながら再生を行う再生方法の具体例を示す。光磁気記録媒体として図７に示した構造の媒体を用いる。
【００６７】
〔第２のタイプの光磁気記録媒体の製造〕
図７に示した光磁気記録媒体７０の透明基板１としてガラス基板を用いた。ガラス基板の片面上には、プリフォーマットパターンが転写された透明樹脂膜２が形成されている。誘電体膜３はＳｉＮからなり、再生用レーザー光を多重干渉させて見かけ上のカー回転角を増加させる膜厚で形成されている。補助磁性膜８は、希土類と遷移金属のフェリ磁性非晶質合金ＧｄＦｅＣｏからなり、室温から室温以上のある臨界温度ＴＣＲまでは面内磁気異方性を示し、ＴＣＲ以上では垂直磁気異方性を示す。非磁性膜９はＳｉＮからなり、補助磁性膜８と光磁気記録膜１０とを静磁結合させるために挿入されている。光磁気記録膜１０は希土類と遷移金属のフェリ磁性非晶質合金ＴｂＦｅＣｏからなり、室温からキュリー温度までは垂直磁気異方性を有する。保護膜７はＳｉＮからなり、基板１と保護膜７の間に積層された薄膜を腐食等の化学的な悪影響から保護するために設けられている。
【００６８】
誘電体膜３、補助磁性膜８、非磁性膜９、光磁気記録膜１０及び保護膜７は、それぞれマグネトロンスパッタ装置を用いた連続スパッタリングにより下記膜厚になるように製膜した。誘電体膜３は６０ｎｍ、補助磁性膜８は６０ｎｍ、非磁性膜９は２０ｎｍ、光磁気記録膜１０は５０ｎｍ、保護膜７は６０ｎｍとした。
【００６９】
光磁気記録膜１０を構成するＴｂＦｅＣｏの組成は原子％比率でＴｂ２１Ｆｅ６６Ｃｏ１３であり、室温からそのキュリー温度ＴＣＯ＝２７０℃まで遷移金属の磁化成分が希土類の磁化成分よりも優勢な特性を示す。一方、補助磁性膜８を構成するＧｄＦｅＣｏの組成は原子％比率でＧｄ２８Ｆｅ５３Ｃｏ１９であり、単層膜で図１０のようなカー回転角の温度特性を示す。
【００７０】
図１０の横軸は温度、縦軸はカー回転角の温度に対するヒステリシスから求めたＧｄＦｅＣｏ補助磁性膜８の残留カー回転角θＫＲと飽和カー回転角θ ＫＳ との比θ ＫＲ ／θ ＫＳ を示す。このグラフより補助磁性膜８が面内磁化膜から垂直磁化膜になる臨界温度ＴＣＲは約２００℃である。また、補助磁性膜８はキュリー温度Ｔｃが３００℃以上であり、室温Ｔｒｏｏｍからキュリー温度までの間に補償温度Ｔｃｏｍｐを有し、Ｔｃｏｍｐは約２３０℃である。補助磁性膜８の臨界温度ＴＣＲ、補償温度Ｔｃｏｍｐ及びキュリー温度Ｔｃと光磁気記録膜１０のキュリー温度ＴＣＯの関係は次のようになる。Ｔｒｏｏｍ＜ＴＣＲ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃ０＜Ｔｃ。この条件を満たすことによって後述するパワー変調したパルス光を用いた再生が極めて容易となる。上記のような構造の光磁気記録媒体７０を用いて、図１１との関係で本発明の原理説明で説明したような再生方法を実行する。
【００７１】
〔再生用レーザーパルス強度決定のための予備実験〕
本発明の再生方法ではレーザーパワーを高パワーＰｒ ２ 及び低パワーＰｒ １ にパワー変調したパルス光を用いて記録磁区の拡大再生を行う。このため、最初に予備実験を行って光磁気記録媒体７０に記録されたデータを再生するためのＰｒ ２ 及びＰｒ １ の最適レーザーパワーを決定する。この予備実験では、レーザー光波長６８０ｎｍ、開口数０．５５の光学系を有する光磁気ドライブを用い、記録及び再生レーザー光を基板１側（補助磁性膜８側）から照射する。再生レーザー光は後述するように連続光を用い、種々のパワーに変更してそれぞれ再生信号波形を観測することとする。
【００７２】
予め初期化した光磁気記録媒体７０の半径４０ｍｍに位置するトラックに線速５．０ｍ／ｓで、記録パワー４．５ｍＷのレーザー光を周期６４０ｎｓ、パルス幅２１３ｎｓで変調し、記録磁界５００Ｏｅを印加しながら光変調記録を行った。これにより、トラック上に３．２μｍピッチで長さ約１．６μｍの記録マークを連続的に記録した。
【００７３】
次いで、記録マークが記録されたトラックを種々の再生パワーＰｒの連続光で再生した。再生用パワーの最適変調条件を求めるために、連続光のパワーＰｒの値をＰｒ＝１．０ｍＷ、１．５ｍＷ、１．９ｍＷ、２．０ｍＷ及び２．１ｍＷの５段階に変更してそれぞれ再生信号を求めた。なお、再生時には光磁気記録媒体７０に磁界を積極的に印加しなかったが、光学ヘッドのアクチュエーターから漏れ磁界（約８０Ｏｅ）が記録方向に発生していた。
【００７４】
上記各再生パワーＰｒで光磁気記録媒体７０の記録トラックを再生したときの再生波形を図１２Ａ〜Ｅに示す。このとき、再生波形自体にトリガーをかけて波形をオシロスコープで観察した。図１２Ａは再生光パワーＰｒ＝１．０ｍＷのときの再生波形を示し、記録マークのパターンに応じた再生信号が立ち上がっているのがわかる。グラフ上、ベースラインが消去状態を示し、立ち上がっているピーク信号が記録状態を示す。記録状態と消去状態間の振幅は５０ｍＶであった。さらに再生光パワーをＰｒ＝１．５ｍＷに上げると、図１２Ｂに示すように、信号振幅が約２００ｍＶに増大した。図１２Ｂの波形から、波形の一部の領域では隣接するピーク信号が記録状態側でつながっていることがわかる。
【００７５】
図１２Ｃは、再生パワーがＰｒ＝１．９ｍＷの再生信号波形であり、ピーク信号が記録状態側（図の上方）で完全につながった波形を示している。これは、後述するように補助磁性膜にて磁区拡大が起こり、かかる拡大された磁区が再生光スポットによるトラックの走査とともにトラック上を移動していることを示す。さらに、再生光パワーを上げてＰｒ＝２．０ｍＷにすると、図１２Ｄに示すように、つながっていたピーク信号が途切れ始める。この場合、ピーク信号のつながり部とベースラインとの振幅Ｈｐｌｏは約３５０ｍＶであった。さらに、再生光パワーをＰｒ＝２．１ｍＷまで上げると、図１２Ｅに示すようにピーク信号が完全に途切れ、記録マークパターンに応じた波形となる。図１２Ｅにおいて、記録状態と消去状態の振幅は２００ｍＶであった。
【００７６】
ここで、図１２Ａ〜図１２Ｅの再生波形が得られる場合の補助磁性膜８及び非磁性膜９を介して積層された光磁気記録膜１０の磁化状態を図１３〜１５の概念図を用いて説明する。図１３は、図１２Ａの信号波形が得られる場合（再生光パワーＰｒ＝１．０ｍＷ）における再生光スポット８０と、それが照射されている補助磁性膜８及び光磁気記録膜１０の磁化の向きの関係を示している。最初に、図１３Ａに示したように再生光スポット８０が照射された補助磁性膜８はその温度がその臨界温度ＴＣＲ以上に上昇する領域で垂直磁化となるとともに、光磁気記録膜１０の磁化が静磁結合により補助磁性膜の領域８３ａに転写される。図１３Ｂに示したように再生光スポット８０が記録方向に磁化が向いた磁区（記録磁区）８２の直下に来ると、記録磁区８２の磁化が静磁結合により補助磁性膜８に転写される。この場合、再生光パワーＰｒが１．０ｍＷと低いため、光スポット８０内の補助磁性膜８の中央部、すなわち領域８３ｂだけが臨界温度ＴＣＲを超えることになり、補助磁性膜８の転写された領域８３ｂの記録磁区８２の幅よりも拡大しない。このため、図１２Ａに示したように再生信号強度は小さい。再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎると転写領域８３ｃは、その直上の光磁気記録膜１０の磁区からの転写により直上の光磁気記録膜１０の磁区と同じ磁化の向きを有する。
【００７７】
図１４は、図１２Ｃの信号波形が得られる場合（再生光パワーＰｒ＝１．９ｍＷ）における再生光スポット８０と、それが照射されている補助磁性膜８及び光磁気記録膜１０の磁化の向きの関係を示している。この場合、再生光パワーが１．９ｍＷと比較的大きいため、図１４Ａに示したように再生光スポット８０が照射された補助磁性膜８のスポット内全域の領域８５ａが臨界温度ＴＣＲ以上に上昇して垂直磁化となる。そして、光磁気記録膜１０からの静磁結合により光磁気記録膜１０の磁区が領域８５ａに転写される。再生光スポット８０の走査により、図１４Ｂに示したように再生光スポット８０が記録磁区８２の直下に来ると、記録磁区８２の磁化が転写される。この場合、臨界温度ＴＣＲ以上に上昇した補助磁性膜８の領域８５ｂは記録磁区８２よりもその幅が大きいために、記録磁区８２は補助磁性膜８内で拡大されて転写されたことになる。この磁区拡大により大きな信号波形が得られる。さらに、再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎた後も領域８５ｃは８５ｂと同じ磁化状態を維持しているため、図１２Ｃに示したような再生信号ピークがつながった波形が得られる。
【００７８】
図１４の場合、再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎた後も領域８５ｃが領域８５ｂと同じ磁化状態を維持しており、補助磁性層に転写され且つ磁区転写され且つ磁区拡大された記録磁区が光スポットにより引きずられている減少が生じている。この理由は以下のように考えられる。再生レーザビームが照射されることにより補助磁性層８は臨界温度以上に昇温して垂直磁化膜となり、垂直方向の保磁力Ｈｃを有するようになる。また、再生の際に、補助磁性膜８には光ヘッドのアクチュエータ等からの漏洩磁界による外部磁界Ｈｅｘ（この場合、記録方向、即ち、下向きとする）と、補助磁性膜８の臨界温度以上の温度にて光磁気記録膜１０の磁化が発生する静磁界Ｈｓが印加される。その大きさは光磁気記録膜１０の磁化の方向によりＨｅｘ＋Ｈｓ（記録磁区の磁化が下向き）、Ｈｅｘ−Ｈｓ（記録磁区の磁化が上向き）となる。外部磁界Ｈｅｘ及び静磁界Ｈｓの合成磁界と補助磁性膜８の保磁力Ｈｃの大きさの関係において、Ｈｃの絶対値が（Ｈｅｘ＋Ｈｓ）の絶対値または（Ｈｅｘ−Ｈｓ）の絶対値より大きい場合に、補助磁性膜８に形成された磁化はそのまま維持されて、図１４Ｃに示したように一旦補助磁性膜に転写された磁区は光磁気記録膜１０に記録磁区の存在しない領域に再生スポットが進行しても再反転をおこさない。上記Ｈｃは補助磁性膜８が垂直磁化状態での垂直方向の保磁力であり、図１３の場合には、低再生パワーにより転写を受ける補助磁性層の温度が比較的低いため補助磁性層のＨｃは図１４の場合よりも低くなり、補助磁性膜８に転写された磁区は光磁気記録膜１０に記録磁区の存在しない領域に再生スポットが進行すると再反転をおこす（図１３Ｃ）。
【００７９】
図１５は、図１２Ｅの信号波形が得られる場合（再生光パワーＰｒ＝２．１ｍＷ）における再生光スポット８０と、それが照射されている補助磁性膜８及び光磁気記録膜１０の磁化の向きの関係を示している。この場合、再生光パワーが２．１ｍＷと大きいため、再生光スポット８０が照射された補助磁性膜８のスポット内の前方部の領域８７ａは臨界温度ＴＣＲ以上に上昇するために垂直磁化を示し、直下の光磁気記録層膜１０の磁区転写を受けるが、スポット内の中央及び後方部は前方部よりも加熱されて補助磁性膜８の補償温度Ｔｃｏｍｐを超えるために磁化が反転した状態になっていると考えられる（磁化反転する詳細な理由は第２の再生方法の具体例にて後述する）。このため、図１５Ａに示したように再生光スポット８０内の補助磁性膜の前方部の領域８７ａのみが上向きの磁化を有し、中央及び後端部は下向きの磁化となる。
【００８０】
次いで、再生光によるトラックの走査によりスポット８０が記録磁区８２の直下に来ると、記録磁区８２の磁化が補助磁性膜８の前方部の比較的温度の低い領域８７ｂにのみに転写される。従って、磁区拡大は起こらず、再生信号強度は図１２Ｃの場合のような大きな信号は得られない。再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎると転写領域８７ｃには、光磁気記録膜１０からの静磁結合により直上の光磁気記録膜１０の磁区と同じ向きの磁化とその反転磁区が混在する。
【００８１】
図１４（図１２Ｃ）に示した場合には、上述のように補助磁性膜８内で磁区拡大が起こっているために、再生信号強度が増大する。そして、記録磁区８２から拡大された磁区８５ｂは再生光スポット８０とともに拡大したまま移動する。しかしながら、図１４Ｃにおいて記録磁区８２と隣接する磁区８４の直下に再生光スポット８０の中心が来たときには、磁区８４の磁化を補助磁性層８を通じて再生するためには、前記拡大磁区の光スポットによる引きずられ現象を防止しなければならない。すなわち、記録磁区８２の拡大磁区８５ｃを消去して、磁区８４の磁化を補助磁性層８に転写し次いで拡大する必要がある。
【００８２】
一方、図１３（図１２Ａに対応）及び図１５（図１２Ｅに対応）にそれぞれ示したように再生パワーＰｒが比較的小さい場合（再生光パワーＰｒ＝１．０ｍＷ）及び比較的大きい場合（再生光パワーＰｒ＝２．１ｍＷ）には、再生光スポット８０が記録磁区８２を通り過ぎた後に、記録磁区８２から転写された磁区８３ｂ（８７ｂ）は消滅している。すなわち、拡大磁区の引きずられ現象は生じない。従って、再生光として、磁区拡大が生じる再生光パワーＰｒ＝１．９ｍＷと磁区拡大が生じない再生光パワーＰｒ＝２．１ｍＷ（または１．０ｍＷ）の間を再生クロック周期またはその整数倍の周期でパワー変調したパルス光を用いることによって、磁区拡大した後、再生光スポットの中心が光磁気記録膜の記録磁区から隣の記録磁区上に移動したときにかかる拡大磁区を消滅させることができる。
【００８３】
上記の予備実験の結果より再生用レーザー光を、図１２ＣでのＰｒ＝１．９ｍＷと図１２ＥでのＰｒ＝２．１ｍＷとの間で強度変調したパルス光として与えれば、再生信号は図１２Ｃと図１２Ｅで得られた再生信号強度の差として検出されることになる。これは図１２ＤのＨｐｌ０＝３５０ｍＶに相当すると考えられ、図１２Ａ及び１２Ｅで得られた振幅に比べて一層大きな振幅での再生が可能であることを示唆している。このため以下の再生光パルスを用いた再生実験において高パワーＰｒ ２ をＰｒ ２ ＝２．１ｍＷ、低パワーＰｒ １ をＰｒ １ ＝１．９ｍＷにそれぞれ設定することにする。
【００８４】
〔パワー変調したパルス光による光磁気記録媒体の第１の再生方法〕
本実施例で製造した光磁気記録媒体７０を初期化した後、半径４０ｍｍに位置するトラックに線速５．０ｍ／ｓで、記録パワー６．３ｍＷのレーザー光を周期３２０ｎｓ、パルス幅５３．３ｎｓで変調し、記録磁界５００Ｏｅで光変調記録を行った。これは３．２μｍピッチで約１．６μｍの記録マークを連続的に記録したことに相当する。
【００８５】
こうして記録された光磁気記録媒体７０の記録トラックに、上記予備実験で決定された再生光レーザーパワーＰｒ ２ ＝２．１ｍＷ、Ｐｒ １ ＝１．９ｍＷにパワー変調されたパルスレーザーを照射して再生する。再生用レーザーパルスは図１６に示すように、記録マークの前端から１０ｎｓのパルス幅でＰｒ ２ ＝２．１ｍＷ、その後１５０ｎｓのパルス幅でＰｒ １ ＝１．９ｍＷとなるように調整した。再生時には積極的に磁界を印加しなかったが、光学ヘッドのアクチュエーターから漏れ磁界（約８０Ｏｅ）が記録方向に発生していた。
【００８６】
得られた再生信号波形を図１７に示す。記録マークに対応して振幅約２２０ｍＶの再生信号が得られた。また、同じ条件で記録したマークパターンを一定の再生パワーＰｒ＝１．０ｍＷ及びＰｒ＝２．１ｍＷの連続光で再生したところ、それぞれ振幅１００ｍＶ及び１７０ｍＶであった。これらの結果より、再生光をパルス状にパワー変調して再生を行うことで、記録磁区を再生クロックに同期した形で拡大して転写するとともにその直後に消滅させることができ、拡大時にはより高いＣ／Ｎで再生を行うことができることがわかる。
【００８７】
本実施例では、高パワーＰｒ ２ ＝２．１ｍＷ、低パワーＰｒ １ ＝１．９ｍＷの各パルスレーザー強度を選択し、低パワーパルスを拡大磁区発生用、高パワーパルスを拡大磁区消滅用にそれぞれ用いた。しかしながら、高パワーパルスを拡大磁区発生用としてＰｒ ２ ＝１．９ｍＷ、低パワーパルスを拡大磁区消滅用としてＰｒ １ ＝１．０ｍＷにすることも可能である。原理説明で用いた図１１に示した例では後者の場合を示す。さらに、高パワーパルスと低パワーパルスのパルス幅の比、すなわち、デューティーは図１１や図１６に示した場合に限定されず、増大された再生信号を得るために適宜変更することができる。
【００８８】
本実施例２で製造した光磁気記録媒体においても、再生用光ビームが照射された時の媒体の温度プロファイルを所望の形状にするために、あるいは、温度プロファイルの線速度依存性を小さくするため、適当な熱伝導率の熱制御層を光磁気記録媒体の保護膜上に設けてもよい。また、更に良好な再生ＣＮ比を得るために、再生光を照射したときの媒体の最高到達温度でカー回転角θｋが補助磁性膜のθｋ以上であり、且つ室温以上で垂直磁化膜である再生用磁性膜を誘電体膜３と補助磁性膜８との間に付加してもよい。
【００８９】
実施例３
〔パワー変調したパルス光による光磁気記録媒体の第２の再生方法〕
前記再生方法の実施例では、再生時に磁気ヘッドから発生した漏れ磁界が光磁気記録媒体に印加されていたが、この実施例では記録磁区の磁化方向と同方向にＤＣ磁界を積極的に印加しながら再生を行う。なお、この実施例においても、転写磁区の拡大及び消滅を実現するためにレーザービーム強度を変調して再生を行った。
【００９０】
最初に本実施例で用いた光磁気ディスクについて説明する。図１８に示すように、光磁気デイスク９０は、ポリカーボネート基板１上に、ＳｉＮ誘電体層３、ＧｄＦｅＣｏ合金からなる再生層（補助磁性膜）８、ＳｉＮ非磁性層９、ＴｂＦｅＣｏ合金からなる記録層（光磁気記録膜）１０及びＳｉＮ保護層７を積層して有する。ＴｂＦｅＣｏ記録層１０とＧｄＦｅＣｏ再生層８とは非磁性層９を介して静磁的に結合されている。ＧｄＦｅＣｏ再生層８は、室温で面内磁化膜であり、臨界温度Ｔｃｒを超えると垂直磁化膜へと変化する磁性膜である。この実施例で用いたＧｄＦｅＣｏ再生層８の臨界温度Ｔｃｒは１７５℃であり、キュリ−温度Ｔｃは３４０℃である。また、ＧｄＦｅＣｏ再生層８は、臨界温度Ｔｃｒとキュリ−温度Ｔｃとの間に補償温度Ｔｃｏｍｐ＝２４０℃を持つ。ＴｂＦｅＣｏ記録層１０は、そのキュリ−温度Ｔｃｏが２７０℃、その補償温度Ｔｃｏｍｐ’が室温以下のものを用いた。すなわち、Ｔｒｏｏｍ＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係があり、それらの温度関係は図２０で説明した通りである。
【００９１】
上記のような光磁気ディスク９０の記録層１０に記録された記録信号を再生する際に、前記本発明の再生方法の原理で説明したように、再生パワーを再生クロックまたはその整数倍（記録クロックまたはその整数倍）に同期して二種類のパワーに変調する。拡大された磁区の縮小、消滅は、前述のように低パワ−と高パワ−のいずれでも起き得るが、この実施例では、磁区の転写及び拡大のために再生光を低パワーに変調し、拡大磁区の縮小または消滅のための再生光を高パワ−に変調した。このパワ−レベルは、光磁気ディスクに再生光を照射して記録トラックを走査している間に適用する。
【００９２】
記録及び再生用の光源として、波長６８０ｎｍ、レンズ開口数０．５５の光ヘッドを用いた。図１８に示した光磁気ディスク９０への記録は光パルス強度変調法を用いた。記録は、線速度が５ｍ／ｓ、記録周期３２０ｎｓ、記録レ−ザ−パワ−７．５ｍＷ、パルス幅５３．３ｎｓ、記録磁界５００Ｏｅの条件で行った。０．８μｍの記録磁区が、１と０等のデ−タに対応して０．８μｍ間隔で記録された。記録された磁区を記録信号とともに、図１９（ａ）に示す。
【００９３】
この記録磁区を、次の再生条件で再生した。線速度を５．０ｍ／ｓとし、再生レーザーパワーは磁区拡大のための低パワーＰｒ １ として１．５ｍＷ、磁区縮小（または消滅）のための高パワーＰｒ ２ として３．５ｍＷの二つのパワ−レベルに変調した。再生光パワーのタイミング信号を図１９（ｂ）に示す。再生パワーの変調周期は１６０ｎｓであり、低パワーＰｒ １ で１５０ｎｓ照射し、高パワーＰｒ ２ で１０ｎｓ照射した。再生磁界は一定の直流磁界を用い、記録方向へ約８０Ｏｅ印加した。この磁界は、第１の再生方法（実施例２）のように対物レンズ・アクチュエータ−からの漏洩磁界によっても代用が可能である。
【００９４】
図１９（ｃ）に得られた再生波形を示す。この再生波形より、記録磁区が存在している部分だけで信号が上昇しており、記録磁区が存在しないところでは信号は上昇していないことがわかる。これは、再生光が記録トッラクの記録磁区が存在している部分を走査しているときだけ、再生層において記録磁区が転写、拡大していることを意味する。さらに、再生信号は、磁気超解像モ−ド、すなわち、磁区転写された磁区が拡大されずに再生された場合の再生信号の約１．５倍の大きさに増幅されていた。この再生信号の増幅効果はさらに微細な記録磁区において顕著に効果を現し、０．４μｍ以下の微小磁区を記録した場合においても飽和振幅（再生層の全ての磁化が下向きの場合の再生信号と再生層の全ての磁化が上向きの場合の再生信号との差）に対して８０％（対飽和振幅比）の再生信号出力を得ることができた。
【００９５】
この実施例の再生条件は、前記原理説明で用いた図２０との関係で次のように説明することができる。すなわち、パワー変調した再生光の低パワーＰｒ １ で図２０の磁区転写及び磁区拡大が起こる温度領域（エリア（ａ）及び（ｂ））、即ち、Ｔｃｒ＝１７５℃〜Ｔｃｏｍｐ＝２４０℃にまで再生層が加熱され、高パワーＰｒ ２ で図２０の磁区消滅が起こる温度領域（エリア（ｃ））即ち、Ｔｃｏｍｐ（２４０℃）を超える温度からＴｃｏ＝２７０℃までに加熱されている。また、記録方向へ印加した直流磁界約８０Ｏｅは、磁気温度曲線Ａ及びＢを図２０のような関係に位置させている。すなわち、この実施例で用いた光磁気ディスクの磁気温度特性と印加した直流磁界との関係は、以下の要件（３） 及び（４） を満足している。以下に、この実施例で説明した再生方法に必要な要件を列挙する。なお、この実施例で用いた光磁気記録媒体の再生層と記録層自体の磁気特性は、前述のように以下の（１）及び（２）の要件を満足している。
【００９６】
（１）少なくとも室温で膜面方向に磁化される再生層が、垂直方向へ磁化する臨界温度Ｔｃｒとキュリ−温度Ｔｃｏの間に補償温度Ｔｃｏｍｐを有すること。
（２）記録層のキュリ−温度Ｔｃｏが再生層の補償温度Ｔｃｏｍｐと再生層のキュリ−温度Ｔｃｏとの間の温度にあること。
（３）記録方向において外部磁界Ｈｅｘが加わる条件下において、磁気温度曲線Ａと磁気温度曲線Ｂとが、室温と再生層の補償温度Ｔｃｏｍｐとの間（Ｔ１）で交差すること。
（４）磁気温度曲線Ａと磁気温度曲線Ｂとが、再生層の補償温度Ｔｃｏｍｐと記録層のキュリ−温度Ｔｃｏの間（Ｔ２）で交差すること。
【００９７】
この実施例では図１８に示した前記特定の材料を用いて光磁気ディスクを構成し、ＤＣ磁界＝８０Ｏｅを記録方向に印加することにより上記要件（１）〜（４）を満足させたが、この要件（１）〜（４）を満足させることができる材料及び積層構造を有する光磁気記録媒体並びに再生時に印加する外部磁界の大きさであれば、任意のものを用いることができる。再生時に印加するＤＣ磁界は記録方向のみならず、消去方向であってもよい。
【００９８】
本発明の再生方法においては、ＤＣ磁界の下で、再生光パワー強度を変調することによって、（ａ）磁区転写、（ｂ）磁区拡大及び（ｃ）転写磁区の消滅のプロセスを実行している。これらのプロセスが行われる時間は、記録層、再生層の磁気特性のみならず、記録層、再生層、非磁性層、誘電体層、保護層、及びその他の積層可能な磁性層または非磁性層、基板等の温度上昇速度や各層間の伝熱速度にも依存する。これらの速度は、それらの層を構成する材料の熱伝導性、厚み、積層構造等を適宜変更することによって調節することができ、それによって所望の再生アクセス速度に対応させることができる。
【００９９】
再生層（補助磁性層）に隣接する誘電体層及び非磁性層は適度な断熱性を持つことが好ましいが、その断熱性の程度は、記録再生のアクセス速度、或いは記録媒体における記録再生の線速度の大きさ、再生層及び記録層の熱伝導性とを組み合わせた熱特性との関係で適宜調整することができる。
【０１００】
上記実施例では光磁気記録媒体の再生層（補助磁性層）が誘電体層と非磁性層によって挟まれている構造を示したが、上記再生層（補助磁性層）に接して面内方向の磁気異方性を有する磁性体を積層してもよい。この磁性体は、そのキュリー温度まで面内方向の磁気異方性が優勢で、そのキュリー温度は再生層のキュリー温度とほぼ等しいことが望ましい。かかる磁性体を再生層に接して積層することにより、再生時の転写磁区におけるブロッホラインの発生を抑制し、その抑制作用により再生時のノイズを低減することができる。かかる磁性体の材料としては、Ｐｔ−Ｃｏ合金、例えば、Ｃｏを２５原子％含むＰｔ−Ｃｏ合金やＧｄＦｅＣｏ合金等を用いることができる。なお、かかる磁性体は再生層の上側あるいは下側のいずれの側に接して積層してもよい。
【０１０１】
実施例１ではパルス光を照射しながら記録信号に応じて印加磁界の極性を変調する光磁界変調方式を用い、実施例２及び３ではＤＣ磁界を印加しながら記録信号に応じて光強度を変調する光変調方式を用いてそれぞれ記録を行ったが、通常のＤＣ光を用いた磁界変調記録方式、光変調記録方式並びに光磁界変調方式のいずれの方式を用いてもかまわない。
【０１０２】
実施例４
〔パワー変調したパルス光による光磁気記録媒体の第３の再生方法〕
この実施例では、実施例３と同様に記録磁区の磁化方向と同方向にＤＣ磁界を積極的に印加しながら再生を行う。なお、この実施例においても、転写磁区の拡大及び消滅を実現するためにレーザービーム強度を変調して再生を行った。
【０１０３】
最初に、本実施例で用いた光磁気ディスクについて説明する。図２３に示すように、光磁気ディスク１００は、ポリカーボネート基板１のプリフォーマットパターン２が形成された面上に、ＳｉＮ誘電体層３、ＧｄＦｅＣｏ合金からなる再生層（第２補助磁性膜）２４、ＳｉＮ非磁性層２９、ＧｄＦｅＣｏ合金からなる磁性層（第１補助磁性膜）２８、ＴｂＦｅＣｏ合金からなる記録層（光磁気記録膜）１０及びＳｉＮ保護層７を積層して有する。ＴｂＦｅＣｏ記録層１０とＧｄＦｅＣｏ再生層２４とは非磁性層９とＧｄＦｅＣｏ合金からなる磁性層（第１補助磁性膜）２８を介して静磁的に結合されている。
【０１０４】
ＧｄＦｅＣｏ合金からなる再生層（第２補助磁性層）２４は、室温で面内磁化を示し、室温よりも高い臨界温度Ｔｃｒ１２を超える温度で垂直磁化膜に転移する磁性膜である。この実施例では、再生層２４としてＧｄ２８Ｆｅ５６Ｃｏ１６が用いられており、室温で面内磁化膜であり、臨界温度Ｔｃｒ１２＝１７５℃を超える温度で垂直磁化膜へと変化する。この再生層２４のキュリー温度Ｔｃ２は３４０℃である。
【０１０５】
ＧｄＦｅＣｏ合金からなる磁性層（第１補助磁性層）２８は、室温で垂直磁化を示し、室温よりも高い臨界温度Ｔｃｒ１１ より上の温度で面内磁化膜に転移する磁性膜である。
この実施例では、ＧｄＦｅＣｏ合金からなる磁性層２８としてＧｄ２１Ｆｅ６４Ｃｏ１５が用いられており、室温で垂直磁化膜であり、臨界温度Ｔｃｒ１１＝２００℃を超えると面内磁化膜へと変化する。この磁性層２８のキュリー温度Ｔｃ１は、３５０℃であった。
【０１０６】
記録層１０は、そのキュリー温度Ｔｃｏが２７０℃、補償温度が室温以下のＴｂＦｅＣｏ合金を用いた。すなわち、記録層１０のキュリー温度Ｔｃｏと、再生層２４のキュリー温度Ｔｃ２及び臨界温度Ｔｃｒ１２と、磁性層２８（第１補助磁性膜）のキュリー温度Ｔｃ１及び臨界温度Ｔｃｒ１１との間に、室温＜Ｔｃｒ１２＜Ｔｃｒ１１＜Ｔｃｏ、Ｔｃ１、Ｔｃ２である関係が成立する。この温度関係を図２４に示す。図２４は、図２０と同様に、光磁気記録媒体１００に一定のＤＣ磁界Ｈｅｘが記録方向に印加されている状態における、光磁気記録媒体１００の記録層１０、再生層２４及び磁性層２８（第１補助磁性膜）の磁気特性を示す。図示のように、再生層２４と磁性層２８（第１補助磁性膜）とが垂直磁化を示す温度範囲は、比較的狭い温度範囲（図中矢印）にて重複している。この温度範囲では、記録層１０及び磁性層２８と再生層２４とが磁気的に結合することが可能である。
【０１０７】
図２３に示した光磁気ディスク１００の再生原理は図２５を用いて先に説明した通りである。すなわち、光磁気ディスク１００の再生層２４に再生光が照射され、再生層２４の温度が上昇して、臨界温度Ｔｃｒ１２を超える領域は面内磁化から垂直磁化に転移すると同時に、記録層１０の磁化は再生層２４に静磁結合力により転写される。ここで、臨界温度Ｔｃｒ１２を超える領域は記録層１０の磁化情報が記録されている磁区よりも大きくなるように再生光パワー及びＴｃｒ１２が調整されているために、再生層２４の垂直磁化を有する部分は転写元である記録層１０の磁区よりも拡大する（図２５（ｃ）参照）。一方、光磁気ディスク１００の温度分布により臨界温度Ｔｃｒ１２を超える領域の内側に存在する臨界温度Ｔｃｒ１１を超える領域では磁性層２８の垂直磁化が面内磁化に転移している。磁性層２８の面内磁化領域は記録層１０から再生層２４に向かう、特に非記録方向の漏洩磁界を遮断することになる。このため、再生層２４の拡大は促進されると同時に、再生層２４からの再生信号のＣ／Ｎが向上する。本発明において、Ｔｃｒ１２＜Ｔｃｒ１１を満足することが要求されるが、Ｔｃｒ１２とＴｃｒ１１の温度差ΔＴは、再生信号Ｃ／Ｎが最良となり且つ磁区拡大による再生信号強度が最大となるように選択するのが好ましい。
【０１０８】
上記のような光磁気ディスク１００の記録層１０に記録された記録信号を再生する際に、前記本発明の再生方法の原理で説明したように、再生パワーを再生クロックまたはその整数倍（記録クロックまたはその整数倍）に同期して二種類のパワーに変調する。拡大された磁区の縮小、消滅は、前述のように低パワ−と高パワ−のいずれでも起き得るが、この実施例では、磁区の転写及び拡大のために再生光を低パワーに変調し、拡大磁区の縮小または消滅のための再生光を高パワ−に変調した。このパワ−レベルは、光磁気ディスクに再生光を照射して記録トラックを走査している間に適用する。
【０１０９】
図２３に示した光磁気ディスク１００の構造において、非磁性層２９と第１補助磁性層２８との間に、熱拡散層を形成してもよい。この熱拡散層は非磁性層２６と第１補助磁性層２８との間に蓄積される熱を膜の面内方向に拡散することによって磁区の拡大を促進する働きをする。熱拡散層として、Ａｌ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒやＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ等の熱伝導性の高い材料を用いることができる。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明では、光磁気記録媒体を室温以上で垂直磁化膜である光磁気記録膜と、室温からある臨界温度（ＴＣＲ）までは面内磁化膜でありＴＣＲ以上で垂直磁化膜となる１層以上の補助磁性膜を用い、それらの磁性膜の磁気特性が所定の関係になるように調整したため、この光磁気記録媒体を用いて、記録磁区を拡大して再生することが可能となり、再生信号強度を増大して良好なＣ／Ｎを得ることができる。
【０１１１】
本発明の光磁気記録媒体の再生方法は、通常のマスク機能を備えた磁気超解像型の光磁気記録媒体に比べて磁気的マスクによる再生出力に寄与する光量の低下が少ないかまたは光量が低下しない超解像再生が可能となる。本発明の光磁気記録媒体及びその再生方法を用いれば、再生光スポット径に比べて極めて微小な記録マークも独立して再生することができるため、光磁気記録媒体の記録密度を著しく向上させることができる。さらに、磁区拡大再生を用いているので、再生信号を増幅することができ、再生信号のＣ／Ｎを大幅に向上することができる。
【０１１２】
本発明の再生方法は、再生光パワーを光変調することにより磁区転写、転写磁区の拡大及び拡大磁区の消滅のプロセスを確実に実行することができるため、磁区拡大再生法を実用化するために極めて有用な方法である。また、再生時に印加する磁界はＤＣ磁界でよく交番磁界を用いる必要がないため、安価で簡単な構造の再生装置を用いて再生操作を行うことができる。
【０１１３】
本発明の光磁気記録媒体は、光磁気記録膜のキュリー温度Ｔｃｏと補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ及び補償温度Ｔｃｏｍｐとの間に、室温＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃなる関係が成立し、光磁気記録媒体に外部磁界Ｈｅｘが加わる条件において、外部磁界Ｈｅｘ及び光磁気記録膜から生じる転写磁界の温度曲線Ａと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線Ｂとが、室温と上記補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐとの間で交差すると共に、上記温度曲線Ａと上記温度曲線Ｂとが、補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐと上記光磁気記録膜のキュリ−温度Ｔｃｏとの間で交差するように構成されているので、パワー変調された再生光を用いてＤＣ外部外部磁界の下で再生したときに、ｉ）光磁気記録膜から補助磁性膜への磁区の転写、ｉｉ）転写磁区の拡大及びｉｉｉ）拡大磁区の消滅のプロセスを確実に行うことができる。従って、この光磁気記録媒体を用いることにより、再生光スポットより小さな微小磁区を記録信号として記録した後、かかる微小磁区を他の磁区と区別して且つ増幅された再生信号で検出することができる。それゆえ、本発明の光磁気記録媒体は、高密度光磁気記録媒体として極めて有用である。
【０１１４】
本発明の光磁気記録媒体は、臨界温度Ｔｃｒ１１を超える領域で垂直磁化膜から面内磁化膜に転移する第１補助磁性層と臨界温度Ｔｃｒ１２を超える温度で面内磁化から垂直磁化に転移する第２補助磁性層とを同時に備えるため、第１補助磁性層で記録層から第２補助磁性層への漏洩磁界を遮断しつつ、第２補助磁性層で記録層１０の磁化情報を拡大して再生することができる。それゆえ、第２補助磁性層から再生される信号強度が増大するとともに、再生信号のＣ／Ｎが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１のタイプに属する光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す断面図である。
【図２】 図２は、本発明の第１のタイプに属する光磁気記録媒体の再生前の各層の磁化状態を示す概念図（Ａ）及び光磁気記録媒体の再生時の各層の磁化状態を示す概念図（Ｂ）である。
【図３】 図３は、本発明の光磁気記録媒体を構成する補助磁性膜の磁気特性を示す図である。
【図４】 図４は、本発明の実施例１で製造した光磁気記録媒体及び従来型の光磁気記録媒体における再生Ｃ／Ｎと記録マーク長の関係を示すグラフである。
【図５】 図５は従来型の光磁気記録媒体の積層構造を示す断面図（Ａ）及び磁気超解像型の光磁気記録媒体の積層構造を示す断面図（Ｂ）である。
【図６】 図６は、本発明の第２のタイプに属する光磁気記録媒体の再生前の各層の磁化状態を示す概念図（Ａ）及び光磁気記録媒体の再生時の各層の磁化状態を示す概念図（Ｂ）である。
【図７】 図７は、本発明の第２のタイプに属する光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す図である。
【図８】 図８は、本発明の第１のタイプの光磁気記録媒体に再生光を照射したときの読み出し部の温度プロファイルを示すグラフである。
【図９】 図９は、本発明の第２のタイプの光磁気記録媒体の補助磁性膜の温度及び保磁力のプロファイル並びに光磁気記録膜の磁化のプロファイルを示すグラフである。
【図１０】 図１０は、本発明の実施例２で製造した光磁気記録媒体の補助磁性膜のカー効果の温度特性を示すグラフである。
【図１１】 図１１は、本発明の光磁気記録媒体の再生方法の原理を説明するタイミングチャートである。
【図１２】 図１２Ａ〜Ｅは、本発明の実施例２の光磁気記録媒体を種々の再生パワーの連続光で再生した場合にオシロスコープ上で観測された再生信号波形を示すグラフである。
【図１３】 図１３Ａ〜Ｃは、図１２Ａに示した信号波形が得られる際の光磁気記録媒体の各層の磁化状態を説明する概念図である。
【図１４】 図１４Ａ〜Ｃは、図１２Ｃに示した信号波形が得られる際の光磁気記録媒体の各層の磁化状態を説明する概念図である。
【図１５】 図１５Ａ〜Ｃは、図１２Ｅに示した信号波形が得られる際の光磁気記録媒体の各層の磁化状態を説明する概念図である。
【図１６】 図１６は、実施例２の予備実験で決定した再生パワーＰｒ １ 及びＰｒ ２ で変調された再生用パルス光の記録マークに対する照射タイミングを示す図である。
【図１７】 図１７は、図１６に示した再生用パルス光を用いて再生することによって得られた再生信号波形を示すグラフである。
【図１８】 図１８は、本発明の第２の再生方法に用いられる光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す図である。
【図１９】 図１９は、本発明の光磁気記録媒体の再生方法の原理を説明するタイミングチャートである。
【図２０】 図２０は、本発明の光磁気記録媒体の光磁気記録層と光磁気再生層の磁気温度特性を示す図である。
【図２１】 図２１は、本発明の光磁気記録媒体に光変調された再生光を照射することによって光磁気記録層の記録磁区を光磁気再生層から再生するプロセスを説明する図であり、（ａ）は記録層及び再生層の磁区の向きを示し、（ｂ）は光変調された再生光パワーを示す。
【図２２】 図２２は、磁区消滅の原理を説明する図であり、（ａ）は補償温度未満における記録層及び再生層の副格子磁化を示し、（ｂ）は補償温度を超える温度における記録層及び再生層の副格子磁化を示す。
【図２３】 図２３は、本発明の実施例４で製造した光磁気記録媒体の積層構造を示す図である。
【図２４】 図２４は、本発明の実施例４で製造した光磁気記録媒体の光磁気記録層、第１補助磁性層及び第２補助磁性層の磁化特性を示す図である。
【図２５】 図２５は、本発明の実施例４で製造した光磁気記録媒体の再生原理を説明する図であり、（ａ）は再生光照射前、（ｂ）は再生光照射による温度上昇過程において記録層の磁化が第２補助磁性層に転写される状態を示し、（ｃ）は第２補助磁性層に転写された磁区が拡大した状態を示す。
【図２６】 図２６は、図２５（ｃ）に示した媒体の磁化状態と温度分布との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 基板
３ 誘電体膜
４ 第２補助磁性膜
５ 第１補助磁性膜
６ 光磁気記録媒体
８ 補助磁性膜（再生層）
１０ 光磁気記録膜
８０ 再生光スポット
８２ 記録磁区
８５ｂ 拡大磁区
９０，１００ 光磁気記録媒体
２０１ａ 転写磁区
２０１ｂ 拡大磁区
２０１ｃ 消滅磁区
２１０ 記録磁区
Claims (4)
- 基板上に少なくとも光磁気記録膜を有する光磁気記録媒体において、
垂直磁化を有する光磁気記録膜と、臨界温度Ｔｃｒを超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜とを非磁性膜を介して備え、
上記光磁気記録膜のキュリー温度Ｔｃｏと上記補助磁性膜のキュリー温度Ｔｃ及び補償温度Ｔｃｏｍｐとの間に、室温＜Ｔｃｒ＜Ｔｃｏｍｐ＜Ｔｃｏ＜Ｔｃである関係が成立し、
上記光磁気記録媒体に外部磁界Ｈｅｘが加わる条件において、外部磁界Ｈｅｘ及び光磁気記録膜から生じる転写磁界の温度曲線Ａと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線Ｂとが、室温と上記補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐとの間の温度Ｔ１で交差すると共に、上記温度曲線Ａと上記温度曲線Ｂとが、補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐと上記光磁気記録膜のキュリ−温度Ｔｃｏとの間の温度Ｔ２で交差することを特徴とする上記光磁気記録媒体。 - ＤＣ磁界を印加しながら、再生クロックと同一周期または整数倍の周期で少なくとも２種類の光パワーＰｒ１及びＰｒ２にパワー変調された再生光が照射されることによって、上記光磁気記録膜の記録磁区を上記補助磁性膜に転写し、磁区拡大し、縮小または消滅させる工程を経て記録信号が再生されることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
- 上記再生光の光パワーＰｒ １ が上記補助磁性膜をＴｃｒ〜Ｔｃｏｍｐの温度に加熱して光磁気記録膜の記録磁区を補助磁性膜に磁気転写及び磁気拡大するパワーであり、上記再生光の光パワーＰｒ ２ が上記補助磁性膜をＴｃｏｍｐ〜Ｔｃｏの温度に加熱して上記補助磁性膜に転写及び拡大された磁区を縮小または消滅させるパワーであることを特徴とする請求項２に記載の光磁気記録媒体。
- 上記温度曲線Ａと上記温度曲線Ｂとが交差する温度Ｔ２が、補助磁性膜の補償温度Ｔｃｏｍｐに近接した温度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光磁気記録媒体。
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