JPH01199344A - 光磁気記録再生方式 - Google Patents

光磁気記録再生方式

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JPH01199344A
JPH01199344A JP63021953A JP2195388A JPH01199344A JP H01199344 A JPH01199344 A JP H01199344A JP 63021953 A JP63021953 A JP 63021953A JP 2195388 A JP2195388 A JP 2195388A JP H01199344 A JPH01199344 A JP H01199344A
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    • G11B11/10582Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気記録再生装置に係り、特に磁界変調に
よりオーバライドを行なう場合に生じる磁界ドメインの
角状の突起に起因するジッタを低減することにより、高
速で正確なデータ復調を行なうのに好適な光磁気記録再
生方式に関する。
〔従来の技術〕
光磁気ディスクは、情報の書き換えが可能な光ディスク
として注目されている。光磁気ディスクは、記録膜とし
て垂直磁化膜を使用して熱磁気効果により記録ドメイン
を形成し、磁気光学効果により再生効果を得るものであ
る。記録時には、レーザ光スポットの熱により磁化膜の
温度をキュリー温度まで上昇させ、それにより磁化を失
わせ。
冷却過程で外部磁場を印加しその磁界方向に垂直磁化を
固定する。磁化ドメインを形成するには、外部磁場とし
て垂直磁化膜の初期磁化方向とは逆の方向に一定強度の
磁界を印加しておき、レーザ光パルスの強度をデータに
対応して変化させる光変調方式と、逆に、レーザ光強度
を磁化膜の温度がキュリー温度以上になるように一定値
にしておき、外部磁界の方向を記録すべきデータに対応
して変化させる磁界変調方式とがある。
上記磁界変調方式の場合に問題となる項目の1つとして
、磁化ドメイン形状が第7図に示すような前後非対称の
矢羽根型になることが挙げられる。
これは記録磁界の印加方向が反転した瞬間の垂直磁化膜
の温度分布が磁化ドメイン形状に反映されるためである
。垂直磁化膜の熱伝導度と垂直磁化膜の線速度の兼ね合
いにより、垂直磁化膜の温度分布は変化する。さらに、
記録時のレーザ光束の走査速度が大きくなるに従って、
矢羽根型の後方の二股に伸びた角状の突起103が伸び
てしまう。
この磁化ドメイン102の角状の突起103が長い場合
、高密度記録時の信号振幅が低下するだけでなく、記録
再生時のジッタとなってしまう恐れがある。
レーザ光束の走査速度が約1m/sと遅い場合は、垂直
磁化膜の熱伝導の速度の方が充分大きいために、レーザ
光束が照射される付近の垂直磁化膜中の減度分布は第8
図に示すようにほぼ等方向となるため、磁化ドメインの
エツジの形状は略半円形となる。従って、磁化ドメイン
幅を0.8〜1μm程度に設定すれば、角状の突起の長
さも0.4〜0.5μmとすることができる。この場合
は再生に必要な信号帯域が狭く、検出時にランダムノイ
ズの影響を受は難いこともあり、直径1.6μm程度の
レーザ光スポットを用いてビットピッチ0.5μm程度
の記録再生が可能であることが、電子情報通信学会技術
報告MR87−,37(1987年)第13頁から第2
0頁において論じられている。
しかし、レーザ光束の走査速度が7m/s以上になると
、第9図に示すように垂直磁化膜中の温度分布50はレ
ーザ光スポットの進行方向に対して反対側に尾をひいた
形になる。そのため磁化ドメインのエツジ形状は放物線
的になり、磁化ドメイン幅を0.8〜1μm程度に設定
した場合の角状突起の長さは、0.6μm以上になって
しまう。
この場合、エツジ間隔は0.2μm以上多く必要になる
ため記録再生可能なビットピッチは0.7μm以上とな
る。また、磁化ドメイン幅を狭くすれば、角状突起の長
さも短くなるがデータ復調に必要な再生信号対雑音比が
確保できなくなってしまう、従って、レーザ光束の走査
速度が7 m / s以上のときは、従来技術で達成可
能なビットピッチは0.7μm以上となる。走査速度を
大きくするにつれて、磁化ドメインの角状突起は伸びて
いくのであるから、ビットピッチ0.7μm以下という
仕様とデータ転送速度毎秒10メガビット以上という仕
様を同時に満足することは従来技術では不可能である。
また、レーザ光束のパワーや焦点位温の変動、さらには
記録媒体の特性の違いによっても、垂直磁化膜の温度分
布は変化し、磁化ドメインの位置および形状は変化して
しまう、これはオーバライド時に既記録磁化ドメインの
消し残こりの原因となり、記録再生時のジッタとなって
しまう恐れがある。
上記のように、磁界変調方式を光磁気記録再生系に適用
した場合には、記録磁化ドメイン102の角状突起10
3の伸長と消し残こりの増大を抑えることが重要である
なお、先に示した従来の磁界変調方式によってオーバラ
イドを実現する光磁気ディスク装置は、レーザビームを
記録膜温度の昇温用として連続的に印加しておき、光ヘ
ッドに対向して設けた磁界印加用ヘッドをデータに対応
して駆動し、記録および消去を実現するものであるが、
上記装置についての記述では、角状の突起の影響や、繰
り返しオーバライド後の消し残こりについては言及して
いない。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術では、記録磁化ドメインの角状突起や、記
録磁化ドメインの中心位置及び幅の変動については言及
されておらず、高速且つ高密度のオーバライド及び再生
を行なう場合には適用が困難であるという問題があった
本発明の目的は、記録装置や記録膜の特性にかかわらず
、一定幅で且つ角状突起の長さが短い磁化ドメインの記
録再生を行なうことにより、高速性と高密度を兼ね備え
たオーバライド可能な光磁気記録再生方式を提供するこ
とである。
本発明の他の目的は記録装置が変更されたり。
光ビームのサーボ系が変動した場合でも単一のレーザビ
ームを用いた繰り返しオーバライド後の消し残こりによ
る信号対雑音比の劣化が生じない光磁気記録再生方式を
提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の光磁気記録再生方式は、第4図に示すように情
報の記録再生に実効的に寄与する磁化ドメイン102の
幅を記録トラック113上のランド部104の幅で制限
する構成とする。この磁化ドメイン幅制限によって、一
定の磁化ドメイン幅が得られるとともに、磁界変調記録
時の矢羽根型磁化ドメインの後方の二股に伸びた角状突
起103を記録再生から切り離すことができる。
ここで1例えば磁化ドメイン102のエツジにシト20
1.再生信号202.検出レベル203の関係は第10
図に示すようになる。第10図(a)に示すように、磁
化ドメイン幅Wと角状突起の長さLの関係が従来通りの
L>W/2のときは、長い角状突起の影響で、相互に近
接した2つのエツジに対応した部分の再生信号202が
検出レベル203にかからず、正確なデータ復調ができ
ない、それに対し、本発明のように磁化ドメイン幅Wと
角状突起の長さLの関係がL<W/2のときは、第10
図(b)に示すように、磁化ドメイン102のエツジ位
置に対し、再生信号202を検出レベル203でスライ
スした検出タイミングエツジ204が1対1に対応し、
高速・高密度記録時でも正確なデータ復調が可能となる
〔作用〕
記録装置条件や媒体特性の違いに対する記録磁化ドメイ
ンの幅の変動をなくシ、レーザ光束走査速度の向上に伴
う角状突起の伸長を低減することができるため、光記録
媒体の互換性やオーバライド特性が高まると共に、より
高速・高密度の記録が可能となる。
また記録媒体の垂直磁化膜からの熱の流出を抑える事に
より、より低いレーザパワーで記録することが可能とな
る。それによって、同一のレーザパワーならばより高速
で移動する媒体に記録することができる。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を図面とともに説明する。
第1図は本発明による光磁気記録再生方式の一実施例を
示す光磁気ディスク装置の構成図、第2図は上記実施例
で用いるべき光磁気記録媒体の一実施例を示す断面図、
第3図は上記実施例における記録時のレーザ光束周辺の
温度分布を示す略図。
第4図は上記実施例における記録磁化ドメイン形状を示
す図である。
第1図に示す実施例は、1ビームの場合における光磁気
ディスク記録再生装置の構成を示している。ディスク1
は、例えばTbFsCo系の元素を主体にした垂直磁化
膜を有する光磁気ディスクであり、その断面図を第2図
に示す。
106は基板で、ガラスあるいは透明な樹脂、例えばポ
リカーボネイト、ポリスチレン、アクリル、紫外線硬化
樹脂などが使用できる。107は垂直磁化膜で、希土類
−遷移金属系の光磁気記録膜1例えばT b F e 
Co系、TbFa系、GdFeCo系などが使用できる
。108は構造帯部112を形成するための遮光で、例
えばレーザ光束111を遮光するモリブデンやアルミニ
ウムなどの金属薄膜などが使用できる。基板106は例
えば、外周φ130m+a厚さ約1*mの強化ガラスで
ある。この基板106上に、プッシュプル方式のトラッ
キング用案内溝としても機能する遮光帯108を形成す
るため、数百λ程度の厚さの金属アルミニウム層を真空
蒸着法により形成する。その後、ポジ型レジストを全体
にスピンコードし、金属アルミニウム層の上にレジスト
層を形成する。ここに。
1.6μmピッチのら線マスク(線幅は0.8μm)を
プロジェクションマスクアライナを使用して露光後、@
像し、さらに金属アルミニウム層のマスクされていない
部分をエツチング除去して、案内溝としても機能する遮
光帯108を得る0次いで厚さ700人のSiNからな
るカーエンハンス作用を有する保護膜121.TbFs
Coからなる厚さ1000人の垂直磁化膜107.厚さ
1500人のSiNからなる保護膜122をスパッタリ
ング法により順次形成する。最後に耐摺動性を向上させ
るため、5μm程度の保護コート123を、紫外線硬化
樹脂をスピンコードした後に紫外線を照射することによ
って形成する1以上の工程により、ランド部104と構
造帯部112の幅が、各々0.8μmでトラックピッチ
1.6μmの光磁気ディスク1を得る。構造帯部の垂直
磁化膜107には遮光帯108のために記録再生用レー
ザ光束111が到達しない、そのため、記録される磁化
ドメインのうち0.8μm幅のランド部だけが。
記録再生に関与することになる。ここでは遮光帯として
金属薄膜を例にとって説明したが、再生用のレーザ光を
遮光できる構造ならば何でも良い。
さて、上記ディスク1はスピンドルモータ2により回転
できるようになっている。
上記ディスク1上へのデータ記録はつぎのようにして行
う、半導体レーザ3をレーザ駆動回路4により高パワー
で発光させる。上記レーザ駆動回路4は、記録再生制御
系(図示せず)からの指令によって、データ再生時には
低パワーで発光させ。
データ記録時には、磁気ヘッド5で発生される磁場によ
り、記録膜の磁化反転が可能になるキュリー温度にまで
記録膜温度を上昇させるように、上記半導体レーザ3を
高パワーで発光させる機能を有している。レーザ駆動回
路4の構成は、従来、追記型光デイスク装置で用いられ
ている回路でよい。
上記半導体レーザ3の光束はレンズ6で平行光束にされ
たのち、ビームスプリッタ7を通過してガルバノミラ−
8で鉛直方向に反射され、絞り込みレンズ9により、デ
ィスク1の記録膜上にディスク基板を介して微小スポッ
トとして集光される。
半導体レーザ3の波長を830 n m *絞り込みレ
ンズの開口数を0.53とすると、スポット中心部のe
″′2倍の光強度となるスポット外周部の直径(以後こ
れを単に光スポットの直径と呼ぶ)は約1.6μmとな
る。このとき、トラックピッチは1.6μm程度が、ト
ラックの分離度や、プッシュプル方式のトラッキング信
号変調度の観点から適当とされている。また、光磁気信
号のS/Nはあまり良くないので、信号変調度をかせぐ
ためには磁化ドメイン幅は広くしたいのだが、磁化ドメ
イン幅が0.9μm以上になると急激に隣接トラックと
のクロストーク量が増大するので、望ましい磁化ドメイ
ン幅に合わせてディスク1のランド部124の幅も0.
8μmに設定しである。このランド部104の中心すな
わちトラック中心をレーザ光束111が移動していく、
記録時には第3図に示すようにレーザ光束111周辺の
温度分布のうちキュリー温度To付近の等混線によって
囲まれる領域のトラックに沿った幅が1〜1.6μmと
なるように、レーザ光束111の走査速度に応じて、記
録レーザ光強度を設定しておく0例えばレーザ光束11
1の走査速度が7 m / sのとき、記録レーザ光強
度を8mWとするとキュリー温度T、の等混線によって
囲まれる領域の幅は1.3μmとなる。
垂直磁化膜の温度を上記集光スポットの熱で上昇させた
ところに、磁気ヘッド5で記録すべきデータに応じた変
調磁界を印加することによりデータの記録、すなわち、
磁化ドメインの形成を行う。
上記のように、記録の場合8mWの光スポットを7m/
sの走査速度で照射した個所では垂直磁化膜の温度が1
.3μm幅でキュリー温度Tc以上に上昇するため、0
.8μm幅のランド部全体にわたって磁気ディスクと同
様にデータのオーバライド、すなわち以前に記録された
データの消去も兼ねた記録が可能になる。磁気ヘッド5
は、ディスク1の表面から僅かに浮上するように配置さ
れている。磁気ヘッド5とディスク1との間の間隔は数
十ミクロン離れていてもよく、磁気ディスクのように光
スポットのような補助手段を持たない場合に較べて間隔
が広く、ヘッドやディスクを傷つけるヘッドクラッシュ
の問題は起りにくい、磁気ヘッド駆動回路10は、変調
された記録データに対応して、磁気ヘッド5の発生磁界
方向を変化させる機能を有しており、構成は従来の磁気
ディスク装置に用いられている回路でよい。
つぎにディスク1上に記録されたデータの再生について
説明する。レーザ駆動回路4は記録再生制御系の指令に
より、半導体レーザ3を低パワーで発光させる。上記半
導体レーザ3の光の偏光面はある一方向になっており、
上記光が記録時と同様の光路を通りディスク1上の垂直
磁化膜に照射される。再生に際しては、1.3μm幅で
記録された磁化ドメイン102のうち中心付近の0.8
μm幅のランド部上の部分だけが関与する。そのため、
第4図に示すように、記録再生に実効的に関与する磁化
ドメイン102の幅は0.8μm。
角状の突起の長さは0.4μm未濶とすることができる
。また、1.3μm幅の磁化ドメイン102の両端に不
完全なオーバライドによる消え残こりが生じた場合でも
、遮光帯108の効果により再生系から実効的に切り離
すことができる。
よって原理的に消え残こりのないオーバライド動作が完
了する。上記のようにオーバライドされた垂直磁化膜の
磁化方向は、記録されたデータに対して、上向きあるい
は下向きに固定されている。
これらの磁化方向が上下どちらを向いているのかを検出
することにより、記録されたデータの“1″あるいは“
0”を判別するわけである。上記検出は、磁気光学効果
の1つであるカー効果を利用して行う、カー効果とは、
磁化方向が上向きか下向きかで入射光の偏光面が、元の
偏光面に対して左右に回転する効果である。この偏光面
回転を伴った垂直磁化膜からの反射光は、再びビームス
プリッタ7およびビームスプリッタ11により反射され
、172波長板12に導かれる。上記1/2波長板12
は、偏光面を45度回転させる働きをもつ光学素子であ
る。偏光面が45度回転した光は、偏光ビームスプリッ
タ13によりp偏光成分とS偏光成分とに分離され、そ
れぞれレンズ14゜15で光検出器16.17に集光さ
れる。上記光検出器16および17の出力の和をとれば
、偏光面回転に関係なく、光の強弱の変化だけを検出す
ることができる、また、上記光検出器16および17の
出力の差をとれば、磁化方向の変化を、偏光面の回転を
通じ信号変化として検出することができる。すなわち、
和信号18はディスク1上にあらかじめ設けられた凹凸
ビットだけを、差信号19はディスク1上の垂直磁化膜
の磁化方向変化。
すなわち記録されたデータだけを、光学的に分離したも
のとして検出することができる。また、ビームスプリッ
タ11を通過した光は、自動焦点およびトラッキング制
御系(図示せず)に入り、焦点ずれ信号検出およびトラ
ックずれ信号検出に用いられ、これら信号により、例え
ばアクチュエータ23を駆動することにより、自動焦点
調整およびトラッキングが行われる。
このようにして、ディスクを高速に回転する場合でも、
磁化ドメインの角状の突起の伸長を防止し、繰り返しオ
ーバライド後も高速かつ高密度のデータ記録再生を正確
に行なえるようにする。第5図は1本発明で使用すべき
光磁気記録媒体の第2の実施例を示す断面図である。
基板106上に107を帯状に堆積することにより、ラ
ンド部104および構造帯部112を形成している。ま
た、この場合も耐摺動作向上のため保護コート123を
つける。磁化ドメイン102は垂直磁化膜107上にの
み形成されるから、記録時にキュリー温度T0以上に加
熱される領域の幅がランド部104の幅よりも広くなる
ように磁化ドメイン102を記録すわば、磁化ドメイン
102の幅はランド部104で決定される。
第6図は本発明で使用すべき光磁気記録媒体の第3の実
施例を示す略図である。光磁気記録媒体の第1の実施例
と同様にして基板106上に低熱伝導率物質層109を
帯状に形成した後、連続スパッタ法で一定の膜厚の垂直
磁化膜107と5i01等の低熱伝導率物質層109を
堆積する。
垂直磁化膜107としてT b F e Coなどの希
土類遷移金属系の化合物を用いる場合、基板106の熱
伝導率は垂直磁化膜107の熱伝導率と比べて1桁以上
低いので、ホトレジストを用いたエツチング法等で基板
106上に凹凸の溝を設けた後。
連続スパッタ法で一定の膜厚の垂直磁化膜107とSi
n、などの低熱伝導率物質層109を形成するという方
法も可能である。またこの場合も耐摺動性向上のため保
護コート123をつける。レーザ光束111をランド部
104上に照射して記録する場合、ランド部104と構
造帯部112との間は低熱伝導率物質層109で熱的に
遮断されているため、磁化ドメインはランド部104の
外まで拡がらない、従って、ランド部104と構造帯部
112との境界部分の温度がキュリー温度T。
を超えるような光強度で磁化ドメイン102記録すれば
、磁化ドメイン102の幅はランド部104で決定され
る。また、上記光磁気記録媒体の第2.第3の実施例で
はランド部104周囲の断熱効果によって垂直磁化膜の
温度は記録時に容易に上昇するため、感度が向上し、高
速記録に有効となる。
以上いずれの場合でも、磁化ドメインの幅をランド部の
幅で決定することができる。
本発明の実施例として第1図に示すような磁界変調オー
バライド方式を説明したが、これに限ることなく、例え
ば、特開昭62−175948で述べられた光変調方式
でも、本発明を同様に適用することができる。光変調方
式の場合、垂直磁化膜の熱伝導の影響で、プロシーデイ
ングズ・オン・ジ・インターナショナル・シンポジウム
・オン・オプチカル・メモリー(1’rocaadin
gs of theInternational Sy
nposium on OpticalMeweory
)  J  J  AI’   Vol、2 6  (
1987)Supple、26−4.p、243〜24
8に述べられているように、涙滴形ドメインやドメイン
間の熱的干渉などの問題が生じる。従来方式では、ドメ
インの幅と長さを同時に制御しなければならなかったが
1本発明を適用することによりドメイン長だけを制御す
れば良く、高密度記録が容易になる。また、単一ビーム
によるオーバライド時も。
消し残こりを防止できる。
また、上記実施例では磁化ドメインの幅方向の位置ずれ
も原理的に生じないため、オーバライド時の消去特性だ
けでなくトラッキング余裕も向上する。
〔発明の効果〕 以上のごとく本発明によれば、記録再生装置や垂直磁化
膜の種類に関わらず、媒体互換性が高く且つ高記録密度
で高速オーバライド可能な光磁気記録再生方式を得るこ
とができる。また、単一ビームオーバライト時にも消し
残こりによる再生信号対雑音比を劣化させることがない
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光磁気記録再生方式の一実施例を
示す光磁気ディスク装置の構成図、第2図は上記実施例
で用いられる光磁気ディスクの一実施例を示す断面図、
第3図、第8図、第9図は記録時の等混線を示す略図、
第4図は上記実施例における記録磁化ドメイン形状を示
す略図、第5図は光磁気ディスクの第2の実施例を示す
断面図、第6図は光磁気ディスクの第3の実施例を示す
断面図、第7図は磁化ドメイン形状を示す略図、第10
図は、磁化ドメインと再生信号の関係を示す略図である
。 102・・・磁化ドメイン、103・・・角状突起。 104・・・ランド部、106・・・基板、107・・
・垂直磁化膜、108・・・遮光帯、109・・・低熱
伝導率物質、111・・・レーザ光束、112・・・構
造帯部。 113・・・記録トラック。 第7回 82回 第3ン 竿4−図 $ダ団 l/−グ先ネ /// 頷gTB 序7団 12′TijJ         葉り団勺貢 ノo’
fj3 4多シムノイミ〉ノ“工・ソジ2/φ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、予め記録トラックが作りつけられた光磁気記録媒体
    に対し、上記記録トラック中心に連続する光ビームを走
    査しながら、上記光ビーム照射領域に入力信号に対応す
    る極性の磁界を印加して磁化ドメインを記録し、上記磁
    化ドメインの状態を磁気光学効果により読み出すに際し
    、記録再生に実効的に関与する磁化ドメインの形状がL
    <W/2を満足することを特徴とする光磁気記録再生方
    式。 ただし、 W:記録トラックに沿った磁化ドメインの幅。 L:磁化ドメイン後方に伸びた二又・角状の突起におい
    て、上記二又の分岐点から上 記角状の突起の先端までの上記記録トラ ックに沿った長さ。 2、記録再生に実効的に関与する記録トラックが予め作
    りつけられた光磁気記録媒体に対し、上記記録トラック
    中心に媒体加熱用の光ビームを走査しながら、上記光ビ
    ーム照射領域に媒体の磁化方向を決定する磁界を印加し
    、上記光ビームの強度と上記磁界のうち少なくとも一方
    を入力信号に対応させて変調して磁化ドメインを記録し
    、上記磁化ドメインの状態を磁気光学効果により読み出
    す光磁気記録再生方式において、記録時に上記光ビーム
    が通過する際に上記光磁気記録媒体が到達する最高温度
    が上記光磁気記録媒体のキュリー温度を超える領域の上
    記記録トラックに沿った幅が上記記録トラックの幅より
    も大きいことを特徴とする光磁気記録再生方式。 3、光スポットの照射により変化する垂直磁化膜層を有
    する平坦なランドと前記ランド部を記録トラックに沿っ
    て分離する構造帯部とが設けられた光磁気記録媒体の前
    記ランド部上に、情報再生に実効的に寄与する磁化ドメ
    インの幅が前記ランド部の幅によって決定されるように
    、磁化ドメインを記録することを特徴とする光磁気記録
    再生方式。 4、記録再生用レーザ光の波長に対して不透明な層を基
    板上に付着させて垂直磁化膜層を前記光スポットからマ
    スクすることにより形成されている構造帯部が設けられ
    た光磁気記録媒体を使用することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の光磁気記
    録再生方式。 5、垂直磁化膜層を除去することにより形成されている
    構造帯部が設けられた光磁気記録媒体を使用することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
    かに記載の光磁気記録再生方式。 6、上記ランド部の垂直磁化よりも熱伝導率の低い物質
    で上記記録トラックに沿って上記ランド部の周囲を囲む
    光磁気記録媒体を使用することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の光磁気記録
    再生方式。
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