JPH056591A

JPH056591A - 光磁気記録方式

Info

Publication number: JPH056591A
Application number: JP18521191A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tokita; 才明鴇田; Motoharu Tanaka; 元治田中; Atsuyuki Watada; 篤行和多田; Yoshiko Kurosawa; 美子黒沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】一定磁界のもとでレーザー照射条件のみを変
化させてオーバーライトを行う方式において、オーバー
ライト時に磁壁が案内溝の角の部分にピニングして消し
残りが生ずるのを防止する。【構成】案内溝を持たない透明基板１上に垂直磁気異
方性を示す希土類−遷移金属アモルファス合金膜からな
る垂直磁化膜２を積層してなる光磁気記録媒体を用い
る。この媒体に一定外部磁界を印加し、レーザーの照射
条件のみを変化させて磁区形成、消去を制御することに
よりオーバーライトを行う。トラッキング、フォーカシ
ング等はサンプル・サーボ方式により制御する。

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（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、この方式は記録感度の点で有利であるが、オーバー
ライトに先立って以前に書き込まれていた信号を読み込
む機能、その信号と新たに書き込むべき信号を比較しレ
ーザー照射を行うか否かを判断する機能、さらにレーザ
ー照射を行う時に以前に書き込まれていた信号の直上に
レーザーを照射するための位置合わせ機能を付加しなけ
ればならず、やはり装置構成が複雑化する不具合があっ
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】ところで、本発明者らは、特願平２−６４
９５９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の提案を行った。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】ところが、これらの方式においては、光磁
気記録媒体として基板に案内溝の形成されているタイプ
のものを使用した場合、磁壁が溝の角の部分にピニング
され、消し残りの生ずる現象が見られることがあり、ビ
ットエラー率をより一層向上させるためには更に改善の
余地があった。

【００１１】本発明は、従来技術におけるこれらの問題
点を解決し、簡単な装置構成にて高速にオーバーライト
を行うことのでき、しかもオーバーライト時の消し残り
のない光磁気記録方式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、案内溝を持たない透明基板上に単
層の垂直磁化膜を積層してなる光磁気記録媒体を用い、
一定外部磁界のもとで、レーザー照射条件を変化させ、
かつサンプル・サーボ制御方式を利用してオーバーライ
ト可能な光磁気記録を行うことを特徴とする光磁気記録
方式が提供される。

【００１３】

【作用】光磁気記録媒体の基板として案内溝のない平坦
なものを用いたので、垂直磁化膜も平坦な形状となり、
磁極の発生が防止されるため、オーバーライト時の消し
残りがなくなる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の構成、原理について述べる。磁
気バブル理論に示されるとおり、磁区の存在する垂直磁
化膜の形状に凹凸が有ると、その部分に磁極が発生し磁
区になんらかの磁力が加わる。現在既に市販されている
光磁気記録装置では、磁区消去は記録時と逆方向に大き
な磁界を印加しレーザー照射することによってこの操作
を行なうためこの磁力は問題にならなかった。しかし、
一定磁界のもとでレーザー照射条件を変化させることの
みにより情報の重ね書きを行なう光磁気記録方式におい
ては、磁壁部に作用する微妙なエネルギーのバランスを
利用して記録消去を行っているために、前記の磁力が作
用するとこの部分に磁壁がピニングされてしまい、磁区
の消し残りが発生しやすい。実際に光磁気記録媒体に磁
区を書き込む場合においても案内溝が存在するときは、
この案内溝の角に磁壁がピニングされてしまい、オーバ
ーライト時に消し残りが生じやすかった。

【００１５】そこで、本発明者らは、鋭意検討を重ねた
結果、光磁気記録媒体として垂直磁化膜の形状に凹凸が
ない平坦な形状のものを用いるとともに、サンプル・サ
ーボ方式を採用することで、上記のようなオーバーライ
ト時の消し残りがなくなり、良好なオーバーライトが達
成できることを確認した。

【００１６】すなわち、本発明の方式は、案内溝を持た
ない透明基板上に単層の垂直磁化膜を積層してなる光磁
気記録媒体を用い、一定外部磁界のもとで、レーザー照
射条件を変化させ、かつサンプル・サーボ制御方式を利
用してオーバーライト可能な光磁気記録を行うことを特
徴とする。

【００１７】先ず、本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。この光磁気記録媒体は図１に示
すように、基本的に基板１上に単層の記録層２を積層し
た構成を有する。基板１にはガラス、ポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレート、ポリオレフィンなどの
透明材質からなり、案内溝を持たないものが使用され
る。記録層２は垂直磁気異方性を有する希土類−遷移金
属アモルファス合金膜等が使用される。図２に、本発明
において好ましく使用される希土類−遷移金属アモルフ
ァス合金膜の飽和磁化Ｍs と保磁力Ｈc の温度特性を示
す。この合金膜では、補償温度Ｔcompが室温Ｔr とキュ
リー温度Ｔc との間に存在する。図１の基本構成に加え
て基板１と記録層２との間に下地層を設けても良く、ま
た記録層２の上に保護膜を設けても良く、さらに記憶容
量アップの為、図１に示す如き媒体を貼り合わせて両面
に記録できるようにしても良い。

【００１８】本方式においては、上記光磁気記録媒体を
用い、一定外部磁界のもとでレーザー照射条件を変化さ
せてオーバーライトが行われる。レーザー照射条件を変
化させる方法としては、特願平２−６４９５９号明細書
にて本発明者らが提案しているように、レーザーを照射
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、あるいは上向きから
下向きに切り替える時に、照射レーザーのスポット径、
パルス幅、照射パワー、単パルスから連続パルスか等を
他の時とは変える方法を用いることができる。図３にこ
の照射方法の例を示す。図中（ａ）が記録情報信号、
（ｂ）〜（ｋ）がそれぞれ照射方法の例である。

【００１９】また、本方式においては、図４に示すよう
に、磁区形成時には強度Ｐｗ₁、時間（パルス幅）τ₁の
レーザーパルス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、磁区消去時には強度Ｐｗ₀、時間τ₀
のレーザーパルス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方法を用いてもよい。この場
合、τ₁≧τ₀及びＰｗ₁・τ₁＞Ｐｗ₀・τ₀なる関係を満
足するように設定を行う。

【００２０】さらに、本方式においては、図５に示すよ
うに、一定磁界のもとで、磁区形成時には第１番目のレ
ーザーパルスをＡ条件（強度Ｐa、パルス幅τa）、第２
番目以降のレーザーパルスをＢ条件（強度Ｐb、パルス
幅τb）で照射し、磁区消去時には第１番目のレーザー
パルスをＡ′条件（強度Ｐa′、パルス幅τa′）、第２
番目以降のレーザーパルスをＢ′条件（強度Ｐb′、パ
ルス幅τb′）で照射する方法を用いてもよい。たた
し、これらの条件は下記式を同時に満足するものであ
る。Ｐa＜Ｐa′ Ｐa・τa＞Ｐa′・τa′ Ｐb＝Ｐb′ τb＝τb′

【００２１】また、本方式においては、上記光磁気記録
媒体に対し上記レーザー照射方法を用いて記録を行う
が、その際トラック上にレーザースポットを保持する方
法としてサンプル・サーボ方式を採用する。サンプル・
サーボ方式とは、一周に１０００個所以上設けられたサ
ーボ領域で同期とトラッキング、フォーカシングを行う
方式である。尚、アドレス、フラグ等に使用するピット
は従来用いられている手法により事前に基板に形成して
おくことが望ましい。

【００２２】次に具体例を挙げて本発明の方式を説明す
る。平坦なガラス基板と案内溝が形成されているガラス
基板を用意し、これらの基板上にそれぞれＳｉＮ膜をＲ
Ｆスパッタ法にて作成し、その後大気にさらすことなく
ＴｂＦｅＣｏ膜を同じくスパッタ法にて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、
サンプルとした。この垂直磁化膜の磁気特性は図２に示
したものである。これらのサンプルを用い、垂直磁化膜
上に形成された磁区列の上にレーザー照射を行い、実際
にオーバーライトを試みた。このオーバーライト実験
は、案内溝のある場合とない場合とで特性にどのような
差が生ずるかを評価するために、観察可能な速度で光磁
気記録媒体を移動させ、磁気カー効果を利用した光学顕
微鏡によるその場観察をすることにより行った。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ＦｅＣｏの副格子磁化
の方向と反対方向に１００Ｏｅ印加されている状態にし
た。

【００２３】上記オーバーライト実験の結果、平坦なガ
ラス基板を用いたサンプルについては下記の条件でオー
バーライトが可能であることが確認されたが、案内溝の
あるガラス基板を用いたサンプルについては下記の条件
で書き込んだ際、以前書き込まれていた磁区を完全に消
去することができず、消し残りがあった。ただし、下記
のＡ、Ａ’、Ｂ条件は図５に示す照射方法の条件であ
り、各々の照射に対し磁区は図中ハッチングで示される
位置に形成される。Ａ条件：５ｍＷ５０００ｎｓｅｃＡ’条件：１５ｍＷ２００ｎｓｅｃＢ条件：１５ｍＷ１０００ｎｓｅｃ照射間隔：０．８ｍｓｅｃ照射周期：１００ｍｓｅｃ

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、前記構成としたので、簡単な装置構成にて消し残
りのない完全なオーバーライトが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる光磁気記録媒体の基本構成を示
す断面図である。

【図２】本発明に用いる光磁気記録媒体の磁性膜の特性
説明図である。

【図３】本発明の方式に用いるレーザー照射方法の説明
図である。

【図４】本発明の方式に用いる別のレーザー照射方法の
説明図である。

【図５】本発明の方式に用いるさらに別のレーザー照射
方法の説明図である。

【符号の説明】

１基板２記録層

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】案内溝を持たない透明基板上に単層の垂
直磁化膜を積層してなる光磁気記録媒体を用い、一定外
部磁界のもとで、レーザー照射条件を変化させ、かつサ
ンプル・サーボ制御方式を利用してオーバーライト可能
な光磁気記録を行うことを特徴とする光磁気記録方式。