JPH05290435A

JPH05290435A - 光磁気記録方式

Info

Publication number: JPH05290435A
Application number: JP4115367A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tokita; 才明鴇田; Motoharu Tanaka; 元治田中; Atsuyuki Watada; 篤行和多田; Osamu Nonoyama; 治野々山; Yoshiko Kurosawa; 美子黒沢; Masayoshi Takahashi; 正悦高橋; Koji Deguchi; 浩司出口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-04-08
Filing date: 1992-04-08
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】単層の垂直磁化膜より構成される光磁気記録
媒体に対し、一定外部磁界のもとで、照射条件を変化さ
せてレーザー照射を行うことによりオーバーライト可能
な光磁気記録を行う光磁気記録方式において、媒体移動
速度のより高速化を図った時にレーザー照射が不足する
不具合を解消する。【構成】磁区形成時と磁区消去時とで媒体面上の媒体
移動方向におけるレーザーの強度分布を変化させること
にある。特に、パルス幅の長いレーザーを用いて磁区形
成を行う場合、磁区形成時には磁区消去時に比較し相対
的に広い範囲に渡ってレーザーが照射されるようレーザ
ーの強度分布を設定する。このようにすると、磁区形成
時に媒体移動方向の広い範囲に渡ってレーザーが届くよ
うになる。従って、パルス幅の長いレーザーを用いる場
合にも照射時間の不足の問題はなくなり、媒体速度の高
速化にも十分対応可能となる。

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
磁気記録方式に関する。

【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
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６２−１
７５９４８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Ｔｂ
ＦｅＣｏ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
立ち予め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Ｔ
ｃ₁＜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。

【０００６】しかしながら、この方式においては初期化
用磁石を装置に設置する必要があるため装置が大型化し
コストがかかる、２層膜を同時に加熱するため記録用の
レーザーパワーを高く設定する必要があり記録感度が落
ちる、等の不具合があった。

【０００７】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。

【０００８】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、２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。

【０００９】ところが、この方式においては、前回記録
した信号をオーバーライトに先立って検出し、その信号
と新たに書き込むベき信号を比較してレーザー照射を行
うか否かを決定する為、レーザービームを記録用、検出
用に２個用意するか、または１つのレーザービームにて
記録検出を兼用するにしても１トラックあたり２回転す
る必要が生じてくる。さらに、レーザー照射を行う場合
には、前回書かれた磁区と厳密に位置合わせを行う必要
がある。このように、従来の反磁界を利用したオーバー
ライト方式においては装置の複雑化が免れることのでき
ない問題としてあがってくる。

【００１０】一方、特開平１−１１９９４１号公報に
は、磁区形成時には単一のパルスレーザーを照射して、
磁区消去時には記録時よりも幅の狭い複数個のパルスレ
ーザーを照射してオーバーライトを行う方式が提案され
ている。しかしながら、この方式では、磁区形成時に単
一のパルスレーザーを照射しているため、磁区エッヂ部
の固定がされにくく磁区長をコントロールするのが困難
であり、従って信号のコード変調あるいはマークエッヂ
記録等に不向きであるという問題があった。

【００１１】一方、本発明者らは、特願平３−２２１１
２５号明細書において光変調方式による新規なダイレク
トオーバーライト方式を提案した。この方式は、基本的
に短層構造でよく２層記録媒体と比べ低パワーにて書き
込める可能性が高い。しかも前記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優れている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方式にお
いては、パルス化したレーザーを光磁気記録媒体に照射
しているために、記録のより一層の高速化を図ろうとし
た場合、光磁気記録媒体のレーザーに対する相対的な移
動速度（以下単に移動速度という）が速くなるにつれ、
レーザー照射時間が短くなり、磁区形成、消去の制御が
困難になる不具合があった。具体的には、仮に線速２０
ｍ／ｓの移動速度で０．８μｍ径のレーザースポット位
置を媒体が移動する場合、この０．８μｍを通過するの
に要する時間は４０ｎｓｅｃである。従って、この例の
場合には４０ｎｓｅｃ以上のパルス幅のレーザーを媒体
のある一点に照射することはできない。このことは、こ
の方式において特に磁区形成時にパルス幅の長いレーザ
ーを用いる場合に問題となり、この点で更に改善の余地
があった。

【００１３】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、本発明者らが先に提案した方式を媒体の移
動速度がより高速化した場合にも十分対応できるように
した光磁気記録方式を提案することを目的とする。

【００１４】

【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、単層の垂直磁化膜より構成される
光磁気記録媒体に対し、一定外部磁界のもとで、照射条
件を変化させてレーザー照射を行うことによりオーバー
ライト可能な光磁気記録を行う光磁気記録方式におい
て、磁区形成時と磁区消去時とで媒体面上の媒体移動方
向におけるレーザーの強度分布を変化させることを特徴
とする光磁気記録方式が提供される。

【００１５】また、本発明によれば、上記構成におい
て、磁区形成時には磁区消去時に比較し相対的に広い範
囲に渡ってレーザーが照射されるようレーザーの強度分
布を設定したことを特徴とする光磁気記録方式が提供さ
れる。

【００１６】また、本発明によれば、上記構成におい
て、二つのレーザー光源を用い、磁区消去時にはいずれ
か一方の光源からのレーザーによって、磁区形成時には
両方の光源からのレーザーによってレーザー照射を行う
ことによりレーザーの強度分布を変化させることを特徴
とする光磁気記録方式が提供される。

【００１７】さらに、本発明によれば、上記構成におい
て、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Ｐ
ｗ₀、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、これらパルスレ
ーザーの照射をＰｗ₁、Ｐｗ₀及びτ₀、τ₁がτ₁≧τ₀及
びＰｗ₁・τ₁＞Ｐｗ₀・τ₀なる関係を満足するように行
うことを特徴とする光磁気記録方式が提供される。

【００１８】

【作用】本発明では、磁区形成時と磁区消去時とで媒体
面上の媒体移動方向におけるレーザーの強度分布を変化
させたので、磁区形成時に媒体移動方向の広い範囲に渡
ってレーザーが届くようになり、パルス幅の長いレーザ
ーを用いる場合にも照射時間の不足の問題はなくなり、
前記課題が解決される。

【００１９】

【実施例】以下本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。先ず、本出願人が特願平３−２２１１２５号明細書
において提案した方式を説明すると、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の形成、消去を制御することによ
りオーバーライト可能な光磁気記録を行うに当たり、磁
区形成時と磁区消去時でパルスレーザーの強度及び時間
が一定の関係を満足するようにレーザー照射を行う方式
である。

【００２０】この方式を実施するにあたり、まず光磁気
記録装置として、信号記録、消去時に光磁気記録媒体の
レーザー照射部に数十〜数百Ｏｅの一定外部磁界を印加
する機構を設ける必要があるが、これには従来使用され
ている永久磁石、電磁石等を用いればよく、特に前記の
従来技術で用いたような初期化用磁界あるいは交流磁界
等は一切必要ない。またレーザー出力については、前記
の如く信号記録、消去時に光磁気記録媒体に照射するＰ
ｗ₁、Ｐｗ₀の強度のパルスレーザーと、信号再生時に光
磁気記録媒体に照射する強度ＰｒのＤＣレーザーとが用
意される（ただしＰｒ＜Ｐｗ₁、Ｐｒ＜Ｐｗ₀）。その
他、この方式を実施する上で、特に付加すべき機構はな
く、従来用いられていた光磁気記録装置に簡単な改良を
施すだけで使用することができる。

【００２１】次にこの方式において使用される光磁気記
録媒体について述べる。この方式に用いる光磁気記録媒
体は単層の垂直磁化膜を記録層とするもので、その磁気
特性は補償温度Ｔcompが室温Ｔｒよりも高い、いわゆる
希土類金属リッチな組成を為す希土類金属−遷移金属
（ＲＥ−ＴＭ）アモルファス磁性膜が好ましい。光磁気
記録媒体の層構成としては、基本的には、ガラスあるい
はプラスチックよりなる基板上に前記のような磁気特性
を持つＲＥ−ＴＭ系アモルファス磁性膜をスパッタ法等
により形成し、その上に磁性膜の劣下を防ぐ為に保護膜
を形成する。また磁性膜の均一性の向上、再生信号の特
性向上の為に、下地膜を基板と磁性膜の間にはさんでも
良い。また記憶容量アップの為、上記の如き媒体を貼り
合わせて両面に記録できるようにすることも可能であ
る。

【００２２】この方式では、上記のようなきわめて簡単
な構成の装置及び媒体を用いて次のような条件でオーバ
ーライトが達成される。すなわち、一定外部磁界を印加
し、磁区形成時すなわち信号記録には強度Ｐｗ₁、時間
τ₁のパルスレーザーを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、磁区消去時すなわち信号消去
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する。
ただし、Ｐｗ₁、Ｐｗ₀及びτ₀、τ₁はτ₁≧τ₀及びＰｗ
₁・τ₁＞Ｐｗ₀・τ₀なる関係を満足するものとする。図
１にレーザー照射条件を図示する。

【００２３】この方式を提案するにあたり、本発明者ら
は組成、膜厚等を変化させていくつかの光磁気記録媒体
を作製し、以下の方法によりオーバーライト実験を行っ
た。まず、光磁気記録媒体に、静止状態において強度Ｐ
ｗ₁、時間τ₁のパルスレーザーを、膜面に対し垂直な方
向に印加される一定磁界Ｈexのもとで照射し、磁区の形
成される範囲を得た（Ａ条件と呼ぶ）。次に、このＡ条
件を用いて、該光磁気記録媒体を、レーザーに対し微動
させながら連続的にパルスレーザーを発振させ光磁気記
録媒体に照射してストライプ状の磁区を得、このストラ
イプ状の磁区の上に再度レーザーを照射し、磁区の切断
される条件（Ａ′条件と呼ぶ）を得た。次に、これらの
条件をもとに実際にオーバーライトを実施した。ここで
は磁性膜としてＴｂＦｅＣｏ系アモルファス磁性膜（膜
厚２０００Å）を記録層とする光磁気記録媒体をサンプ
ルに用いて評価した結果を示す。本サンプルは基板にガ
ラスを、保護膜にＳｉＮ膜を使用した。図２は、１００
Ｏｅの外部磁界を磁区書込に有利な方向（遷移金属原子
のサブラティスモーメントと逆方向）に印加した状態で
の上記Ａ、Ａ′条件を示したものである。図２に示した
Ａ、Ａ′条件のうちＡ条件として１０ｍＷ、１０００ｎ
ｓｅｃ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、２００
ｎｓｅｃ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、各種の照射条件の組合わせでオーバー
ライト実験を行った。尚、パルスレーザーの膜面上での
照射位置が０．８μｍ間隔となるように設定した。その
結果、図２に示すようにＡ条件に相当する領域では磁区
が形成され、Ａ′条件に相当する部分では磁区は形成さ
れないか、あるいは以前磁区が存在していた場合は完全
に消去された。これは以前書かれていた磁区情報には一
切依存せず、Ａ、Ａ′の２値条件のみにより決定され
た。Ａ条件及びＡ′条件の組み合わせとオーバーライト
の可否の例を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】以上のことからτ₁≧τ₀、Ｐｗ₁・τ₁＞Ｐ
ｗ₀・τ₀の場合に良好なオーバーライトが可能であるこ
とを確認した。

【００２６】次に、本発明による方式について述べる。
本発明の方式は、上記のように単層の垂直磁化膜より構
成される光磁気記録媒体に対し、一定外部磁界のもと
で、照射条件を変化させてレーザー照射を行うことによ
りオーバーライト可能な光磁気記録を行う光磁気記録方
式を対象とするもので、その特徴は、磁区形成時と磁区
消去時とで媒体面上の媒体移動方向におけるレーザーの
強度分布を変化させることにある。特に、パルス幅の長
いレーザーを用いて磁区形成を行う場合、磁区形成時に
は磁区消去時に比較し相対的に広い範囲に渡ってレーザ
ーが照射されるようレーザーの強度分布を設定する。こ
のようにすると、磁区形成時に媒体移動方向の広い範囲
に渡ってレーザーが届くようになる。例えば、前記の例
に合わせて説明するとレーザースポット径が０．８μｍ
であったものを磁区形成時には１．６μｍとすれば、こ
こを通過する時間は倍の８０ｎｓｅｃとなる。このよう
に磁区形成時と磁区消去時とでレーザーの強度分布を変
化させることにより、パルス幅の長いレーザーを用いる
場合にも照射時間の不足の問題はなくなり、媒体速度の
高速化にも十分対応可能となる。

【００２７】次に、磁区形成時と磁区消去時とでレーザ
ーの強度分布を変化させる手段について述べる。通常、
半導体レーザーは楕円ビームとして放射され、光ピック
アップ内の光学系すなわち整形プリズム等により真円状
のビーム形状に整形された後、媒体に照射される。この
時の媒体上でのレーザーの強度分布は図３に示すように
理想的にはガウス分布をなす。このレーザーを２個、隣
接して配置することにより図４に示すような強度分布が
得られる。そこで図５に示すようにレーザービーム１、
２と媒体３を配置させ、矢印方向に媒体が移動している
時に磁区消去時にはレーザービーム１のみ、また磁区形
成時にはレーザービーム１、２を同時に、あるいは１に
対し２を若干遅らせて照射してオーバーライトを行う。
この時の磁区形成、消去状態とレーザービームの出力と
の関係は図６に示すようになる。

【００２８】本発明の方式は、特願平３−２２１１２５
号明細書に記載のオーバーライト方式に特に好ましく適
用されるが、それ以外の、光の照射パワー、照射パルス
幅、スポット径等の光照射条件を変化させてオーバーラ
イトを行う方式にも適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、磁区形成時と磁区消去時とで媒体面上の媒体移動
方向におけるレーザーの強度分布を変化させるようにし
たので、磁区形成時に媒体移動方向の広い範囲に渡って
レーザーが届くため、パルス幅の長いレーザーを用いる
場合にも照射時間の不足の問題はなくなり、高速化に十
分対応可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明者らが先に提案した方式における記録、
消去時のレーザー照射条件の説明図である。

【図２】オーバーライト実験の結果を示す図である。

【図３】単一光源からのビームによる媒体上での強度分
布を示す図である。

【図４】隣接して設置した二つの光源からのビームによ
る媒体上での強度分布を示す図である。

【図５】二つのレーザービームと媒体の配置を示す図で
ある。

【図６】図５に示す手段を用いた場合の磁区形成、消去
状態とレーザービーム出力との関係を示す図である。

【符号の説明】

１第１のレーザービーム２第２のレーザービーム３媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野々山治東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (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 (72)発明者高橋正悦東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者出口浩司東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単層の垂直磁化膜より構成される光磁気
記録媒体に対し、一定外部磁界のもとで、照射条件を変
化させてレーザー照射を行うことによりオーバーライト
可能な光磁気記録を行う光磁気記録方式において、磁区
形成時と磁区消去時とで媒体面上の媒体移動方向におけ
るレーザーの強度分布を変化させることを特徴とする光
磁気記録方式。
【請求項２】磁区形成時には磁区消去時に比較し相対
的に広い範囲に渡ってレーザーが照射されるようレーザ
ーの強度分布を設定したことを特徴とする請求項１記載
の光磁気記録方式。
【請求項３】二つのレーザー光源を用い、磁区消去時
にはいずれか一方の光源からのレーザーによって、磁区
形成時には両方の光源からのレーザーによってレーザー
照射を行うことによりレーザーの強度分布を変化させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光磁気記録方
式。
【請求項４】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、これらパ
ルスレーザーの照射をＰｗ₁、Ｐｗ₀及びτ₀、τ₁がτ₁
≧τ₀及びＰｗ₁・τ₁＞Ｐｗ₀・τ₀なる関係を満足する
ように行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の光磁気記録方式。