JPH06103631A - オーバーライト可能な光磁気記録再生方法およびそれに用いる光磁気記録再生装置および光磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で高密度な光磁気記録のオーバー
ライトを実現する。 【構成】 単一ビーム・オーバーライト用の交換結合し
た第１磁性層１３と第２磁性層１４を持つ光磁気記録媒
体を用い、キュリー温度の高い第２磁性層１３側から再
生光を照射する。再生光照射前に初期化磁界により第２
磁性層１３の磁化を揃えておく。再生光照射時に記録光
照射時とは大きさまたは向きの異なるバイアス磁界を印
加し、情報を記録した第１磁性層１３の磁化を第２磁性
層１４に転写しながら再生する。 【効果】 再生光スポットよりも小さな記録磁区を高分
解能で再生可能なオーバーライトが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、単一の光ビームでオ
ーバーライトを行なうことができる光磁気記録再生方法
およびそれに用いる光磁気記録再生装置および光磁気記
録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる単一ビーム・オーバーライトが
可能な従来の光磁気記録媒体の一例を図１４に示す。こ
の媒体は交換結合をした２層の磁性膜を備えたものであ
る。

【０００３】この光磁気記録媒体は、図１４（ａ）に示
すように、トラッキングのための案内溝を設けたガラス
等からなる透明基板１の上に、厚さ約９０ｎｍの窒化珪
素等からなる誘電体層２、厚さ約１００ｎｍのＴｂＦｅ
Ｃｏ等からなる第１磁性層３、厚さ約１５０ｎｍのＴｂ
ＤｙＦｅＣｏ等からなる第２磁性層４、および厚さ約２
００ｎｍの窒化珪素等からなる保護層層５をこの順に積
層して構成されている。

【０００４】誘電体層２は、基板１側から入射したレー
ザ光をその内部で多重反射させ、第１磁性層３で生じる
偏光面の回転（カー回転）を増大させる。第１磁性層３
は、光が透過しないように約１００ｎｍの膜厚としてあ
る。このため、入射したレーザ光は第２磁性層４には到
達せず、第１磁性層３の磁化状態のみを反映して偏光面
の回転を受ける。保護層５は、第１磁性層３と第２磁性
層４を酸化等の腐食から保護する。第２磁性層４は、第
１磁性層３と磁気的に交換結合しており、次のようにし
て単一ビーム・オーバーライトを行なうために用いられ
る。

【０００５】第１磁性層３のキュリー温度Ｔ_c1’は第２
磁性層４のキュリー温度Ｔ_c2’よりも低く、また室温で
は、第２磁性層４の保磁力Ｈ_c2’は第１磁性層３の保磁
力Ｈc₁’よりも小さくしてある。このため、永久磁石な
どにより初期化磁界Ｈ_INI（ただしＨ_c2’＜Ｈ_INI＜
Ｈ_c1’）を印加するだけで、第２磁性層４のみの磁化を
同じ向きに揃えることができる（図１４（ｂ１）、（ｂ
２））。

【０００６】永久磁石などにより記録バイアス磁界Ｈ_BR
を印加しながら、この記録媒体に比較的小さな強度（低
レベルＰ_L）のレーザ光を照射し、第１磁性層３の照射
箇所の温度がキュリー点を越えるようにすると、その照
射箇所の磁化は消滅する（図３（ｂ３））。レーザ光の
照射終了後、冷却される際に磁化は再び現われるが、そ
の場合の磁化の向きは、両磁性層３、４が交換結合して
いるため、第２磁性層４の磁化の向きと同じになる（図
３（ｂ４））。

【０００７】記録バイアス磁界Ｈ_BRを印加しながら、比
較的強度の大きなレーザ光（高レベルＰ_H）を照射し、
第１磁性層３だけでなく第２磁性層４の温度もキュリー
温度を越えるようにすると、第１磁性層３および第２磁
性層４の照射箇所の磁化が消滅する（図３（ｂ５））。
レーザ光の照射終了後、冷却される際に両層３、４の磁
化は再び現われるが、その場合、まず第２磁性層４の磁
化が現われ、その向きは記録バイアス磁界Ｈ_BRの向きと
同じになる（図３（ｂ６））。さらに冷却が進むと第１
磁性層３の磁化が現われるが、その向きは交換結合力に
より第２磁性層４の磁化の向きと同じになる（図３（ｂ
７））。

【０００８】したがって、図１４（Ｃ）のように、レー
ザ光の強度を高レベルＰ_Hと低レベルＰ_Lの間で変調すれ
ば、それ以前の磁化の向きに関わらずに第２磁性層４の
磁化の向きを自由に設定することができる。つまり、い
わゆる単一ビーム・オーバーライトが可能となる。

【０００９】この従来の光磁気記録媒体に記録された情
報を再生するには、記録情報を破壊しないように、図３
（ｃ）に示すように、記録光の低レベル強度ＰLよりも
さらに低い強度Ｐ_Rの再生光をその光磁気記録媒体に照
射する。そして、その反射光の偏光状態が磁気光学効果
を受けて変化することを利用して情報を再生する。この
際、情報は第１磁性層３に記録されているため、再生光
も基板１側から第１磁性層３に向かって照射する。

【００１０】このような光磁気記録媒体および光磁気記
録再生方法は、例えば特開昭６２−１７５９４８号公報
に開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光磁気記録
再生方法では、高密度（例えば約１．５Ｇｂ／ｉｎ²）
で情報を記録・再生しようとした場合に十分なＳ／Ｎ
（信号対雑音比）が得られないという問題がある。

【００１２】そこで、この発明の目的は、例えば約１．
５Ｇｂ／ｉｎ²程度の高密度で情報を記録・再生する場
合に高いＳ／Ｎの得られるオーバーライト可能な光磁気
記録再生方法およびそれに用いる光磁気記録再生装置お
よび光磁気記録媒体を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

（１） この発明の光磁気記録再生方法は、光磁気記録
媒体に対して強度の異なる２種の記録光を照射した時
に、その光磁気記録媒体に記録される磁化情報が異なる
ことを利用して情報のオーバーライトを行なう光磁気記
録再生方法において、基板上に積層された第１磁性層お
よび第２磁性層を備え、それら第１磁性層および第２磁
性層は室温で互いに磁気的に結合しており、且つそれら
第１磁性層および第２磁性層のキュリー温度をそれぞれ
Ｔ_C1、Ｔ_C2、室温での保磁力をそれぞれＨ_C1、Ｈ_C2とし
たとき、Ｔ_C1＜Ｔ_C2、Ｈ_C1＞Ｈ_C2である光磁気記録媒体
を用い、再生時に、記録時とは向きおよび強度の少なく
とも１つが異なるバイアス磁界を印加しながら再生光を
前記第２磁性層に照射し、それによって前記第１磁性層
に記録されている磁化情報を前記第２磁性層に転写しな
がらその磁化情報の再生を行なうことを特徴とする。

【００１４】再生時に印加するバイアス磁界の向きは、
記録時に印加するバイアス磁界の向きとは逆とし、且つ
再生時に印加するバイアス磁界の強度は、記録時に印加
するバイアス磁界の強度よりも大とするのが好ましい。
しかし、これに限られず、記録時のバイアス磁界と向き
および強度の双方が同一でなければよい。

【００１５】両バイアス磁界の強度を同じにする場合
は、それら磁界の印加する向きを異ならせればよい。例
えば、一方のバイアス磁界を下向きとし、他方のバイア
ス磁界の向きを上向きとする。また、両バイアス磁界の
向きを同じ（例えば、いずれも上向き）にする場合は、
それら磁界の強度を異ならせればよい。両バイアス磁界
の向きおよび強度の双方を異ならせてもよい。要は、記
録バイアス磁界とは向きまたは強度の異なる再生バイア
ス磁界を印加しながら、再生光を前記第２磁性層に照射
した場合に、それによって前記第１磁性層に記録されて
いる磁化情報を前記第２磁性層に転写できればよい。

【００１６】記録時のバイアス磁界は、オーバーライト
を行なうのに最も適切な強度に設定すればよい。

【００１７】情報の記録または再生を行なう前に、前記
第２磁性層の磁化の向きを一方向に揃えておくのが好ま
しい。これにより、上述した従来の光磁気記録再生方法
と同様の手法が適用できるようになる。

【００１８】再生光は、前記第２磁性層の側から照射す
るのが好ましい。前記第１磁性層側から照射する場合に
比べて、前記第２磁性層に照射される光の強度が大きく
なるため、より高い効果が得られる。

【００１９】前記再生光の強度は、前記低強度の記録光
の強度の０．８倍以上に設定するのが好ましい。これに
より、各光の強度設定の余裕度が広がり、安定したオー
バーライトが可能になる。また同時に高Ｓ／Ｎの再生を
行なうことが可能になる。

【００２０】前記再生光の波長は、前記記録光の波長よ
りも短く設定するのが好ましい。これにより、小さな磁
区を記録したときでも情報を確実に読み出せるようにな
り、さらに高密度な記録の実現が可能となる。またその
際、再生光とリードアフタライト光の強度をそれほど強
くする必要がなくなる。

【００２１】前記再生光は、前記記録光とは異なるレン
ズを通して前記光磁気記録媒体に照射するのが好まし
い。これにより、前記記録光と再生光の位置で強度また
は方向の異なるバイアス磁界を照射することが容易にな
る。この場合、磁界の強度や、向きを反転させる必要が
ないため、上記バイアス磁界の発生手段として、固定し
た永久磁石等を用いることが可能になる。

【００２２】前記第１磁性層の保磁力は、室温におい
て、前記第２磁性層の保磁力よりも十分に大きいものと
するのがよい。これにより、光磁気記録媒体に対して情
報の記録の前に適当な大きさの初期化磁界を印加して、
第１磁性層の記録情報を破壊することなく第２磁性層の
磁化の向きを揃えることが可能になる。ここで、「適当
な大きさの初期化磁界」とは、第１磁性層の保磁力より
も小さく、第２磁性層の保磁力よりも大きい強度の磁界
を意味する。

【００２３】（２） この発明の光磁気記録再生装置
は、光磁気記録媒体に対して強度の異なる２種の記録光
を照射した時に、その光磁気記録媒体に記録される磁化
情報が異なることを利用して情報のオーバーライトを行
なう光磁気記録再生装置において、基板上に積層された
第１磁性層および第２磁性層を備え、それら第１磁性層
および第２磁性層は室温で互いに磁気的に結合してお
り、且つそれら第１磁性層および第２磁性層のキュリー
温度をそれぞれＴ_C1、Ｔ_C2、室温での保磁力をそれぞれ
Ｈ_C1、Ｈ_C2としたとき、Ｔ_C1＜Ｔ_C2、Ｈ_C1＞Ｈ_C2である
光磁気記録媒体と、再生時に、記録時とは向きおよび強
度の少なくとも１つが異なるバイアス磁界を印加する手
段と、前記光磁気記録媒体に再生光および記録光を照射
する手段とを備え、前記光磁気記録媒体に対して、記録
時とは向きおよび強度の少なくとも１つが異なるバイア
ス磁界を印加しながら再生光を前記第２磁性層に照射
し、それによって前記第１磁性層に記録されている磁化
情報を前記第２磁性層に転写しながらその磁化情報の再
生を行なうことを特徴とする。

【００２４】再生時に印加するバイアス磁界の向きは、
記録時に印加するバイアス磁界の向きとは逆であり、且
つ再生時に印加するバイアス磁界の強度が、記録時に印
加するバイアス磁界の強度よりも大であるのが好まし
い。しかし、これに限られず、記録時のバイアス磁界と
向きおよび強度の双方が同一でなければよい。

【００２５】情報の記録または再生を行なう前に、前記
第２磁性層の磁化の向きを一方向に揃えておく手段を有
するのが好ましい。

【００２６】前記第２磁性層との側から、前記再生光が
照射されるのが好ましい。

【００２７】前記再生光の強度は、前記低強度の記録光
の強度の０．８倍以上に設定されているのが好ましい。

【００２８】前記再生光の波長は、前記記録光の波長よ
りも短く設定されているのが好ましい。

【００２９】前記再生光は、前記記録光とは異なるレン
ズを通して前記光磁気記録媒体に照射されるのが好まし
い。

【００３０】（３） この発明の光磁気記録媒体は、強
度の異なる２種の記録光を照射した時に記録される磁化
情報が異なることを利用して情報のオーバーライトを行
なうことが可能な光磁気記録媒体において、基板上に積
層された第１磁性層および第２磁性層を備えてなり、そ
れら第１磁性層および第２磁性層は室温で互いに磁気的
に結合しており、且つそれら第１磁性層および第２磁性
層のキュリー温度をそれぞれＴ_C1、Ｔ_C2、室温での保磁
力をそれぞれＨ_C1、Ｈ_C2としたとき、Ｔ_C1＜Ｔ_C2、Ｈ_C1
＞Ｈ_C2であって、記録時とは向きおよび強度の少なくと
も１つが異なるバイアス磁界を印加しながら再生光を前
記第２磁性層に照射し、それによって前記第１磁性層に
記録されている磁化情報を前記第２磁性層に転写しなが
らその磁化情報の再生を行なうことを特徴とする。

【００３１】この媒体では、再生光を前記第２磁性層側
から照射するように構成されているのが好ましい。

【００３２】前記第１磁性層および前記第２磁性層のい
ずれか一方に隣接して、光が照射される側とは反対側
に、前記第１磁性層および前記第２磁性層よりも熱伝導
度の高い熱拡散層を備えているのが好ましい。これによ
り、記録光や再生光の照射により第１磁性層と第２磁性
層の中で発生した熱は、熱伝導度の高い熱拡散層の側に
拡散していくため、光磁気記録媒体の温度が極端に上昇
することが避けられ、多数回繰り返してオーバーライト
を行っても光磁気記録媒体の特性が劣化する心配がなく
なる。さらに、光磁気記録媒体の熱に対する応答が速く
なるため、記録磁区の形状が安定化し、信号品質が向上
する。

【００３３】（４） この発明で使用する前記第１磁性
層および第２磁性層としては、例えば次のようなものが
挙げられる。第１磁性層としては、ＴｂＦｅＣｏあるい
はそれにＴｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｇｄ、Ｂ、Ｃなどを
添加したもの、第２磁性層としては、ＴｂＤｙＦｅＣ
ｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏあるいはそれ
らのいずれかにＴｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｇｄ、Ｂ、Ｃ
などを添加したものである。

【００３４】熱拡散層としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｗなどの単体元素、ある
いはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕからなる群から選ばれた少
なくとも１種と、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ Ｗからなる
群から選ばれた少なくとも１種との合金である。

【００３５】

【作用】この発明のオーバーライト可能な光磁気記録再
生方法および装置では、再生時に、記録時とは向きおよ
び強度の少なくとも１つが異なるバイアス磁界を印加し
ながら再生光を前記第２磁性層に照射し、それによって
前記第１磁性層に記録されている磁化情報を前記第２磁
性層に転写しながらその磁化情報の再生を行なう。した
がって、前記第２磁性層に転写された情報のみが再生さ
れる。

【００３６】この場合、前記記録媒体に照射される光の
スポットは、前記記録媒体に対して相対移動しているの
で、再生光の照射によって情報が転写される領域は、転
写された時の再生光のスポットの位置から少しずれてお
り、そのスポットに対してその相対移動方向の後方に位
置する。よって、前記第２磁性層に転写された情報のう
ち、転写された時に再生光のスポット内にある領域の情
報のみが、その再生光により再生される。

【００３７】このようにして、情報の再生に利用される
実効的な光スポットが小さくなり、従来より高い分解能
で情報を再生することができる。その結果、高い密度で
記録・再生を行なった場合にも、高いＳ／Ｎが得られ
る。

【００３８】この発明のオーバーライト可能な光磁気記
録媒体は、この発明の光磁気記録再生方法および装置に
必要な条件を満たす第１磁性層および第２磁性層を有し
ているので、この発明の光磁気記録再生方法および装置
に好適に用いることができる。

【００３９】

【実施例】以下、添付図面を参照しながらこの発明の実
施例を説明する。

【００４０】［第１実施例］図２は、この発明の第１実
施例の光磁気記録媒体を示す。この媒体は、トラッキン
グ用の案内溝を設けたガラスあるいはプラスチックより
なる５．２５インチ透明基板１１の上に、誘電体層１２
としてのＳｉＮ_x膜（厚さ７０ｎｍ）、第２磁性層１４
としてのＴｂ₁₀Ｄｙ₁₆Ｆｅ₆₆Ｃｏ₈非晶質合金薄膜（厚
さ１００ｎｍ）、第１磁性層１３としてのＴｂ₂₁Ｆｅ₇₈
Ｃｏ₂非晶質合金薄膜（厚さ４０ｎｍ）、および保護層
１５としてのＳｉＮ_x（厚さ１００ｎｍ）をこの順に積
層して構成されている。この媒体は、次のようにして製
造したものである。

【００４１】まず、透明基板１を高周波マグネトロン・
スパッタ装置内に装填し、装置内を０．１ｍＰａ以下に
真空排気した後、ＡｒとＮ₂の混合ガスを導入し、１．
３Ｐａのガス圧でＳｉをターゲットとして反応性スパッ
タを行ない、誘電体層１２としてのＳｉＮ_x膜を７０ｎ
ｍ積層した。

【００４２】その後、ＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲット
を用いて０．７ＰａのＡｒガス圧でスパッタを行ない、
ＳｉＮ_x膜の上に第２磁性層１４としてＴｂ₁₀Ｄｙ₁₆Ｆ
ｅ₆₆Ｃｏ₈非晶質合金薄膜を１００ｎｍ積層した。次
に、同じくＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットを０．７Ｐａの
Ａｒガス圧でスパッタを行ない、Ｔｂ₁₀Ｄｙ₁₆Ｆｅ₆₆Ｃ
ｏ₈非晶質合金薄膜の上に第１磁性層１３としてのＴｂ
₂₁Ｆｅ₇₈Ｃｏ₂非晶質合金薄膜を４０ｎｍ積層した。こ
うして積層された第２磁性層１４と第１磁性層１３は、
互いに磁気的に交換結合している。

【００４３】次に、高周波マグネトロン・スパッタ装置
内を再び０．１ｍＰａ以下に真空排気した後、Ａｒガス
とＮ₂ガスの混合ガスを導入し、１．３Ｐａのガス圧で
Ｓｉをターゲットとして反応性スパッタを行ない、Ｔｂ
₂₁Ｆｅ₇₈Ｃｏ₂非晶質合金薄膜の上に保護層１５として
のＳｉＮ_x膜を１００ｎｍ積層した。こうして、図２の
構成の媒体を得た。

【００４４】この実施例では、第１磁性層１３は遷移金
属リッチで、キュリー温度Ｔ_c1は１６０゜Ｃである。第
２磁性層１４は遷移金属リッチで、キュリー温度Ｔ_c2は
２５０゜Ｃである。したがって、Ｔ_c1＜Ｔ_c2である。ま
た室温では、第２磁性層１４の保磁力Ｈ_c2は３ｋＯｅ、
第１磁性層１３の保磁力Ｈ_c1は１０ｋＯｅで、Ｈ_c1＞Ｈ
_c2としてある（図５（ｂ）参照）第２磁性層１４と第１
磁性層１３の交換結合力は、さほど大きくない。

【００４５】この実施例で用いている第１磁性層１３と
第２磁性層１４は、いずれも希土類−遷移金属非晶質合
金膜であるため、各層の磁化の向きは、互いに逆向きに
結合した希土類の磁気モーメントと遷移金属の磁気モー
メントのどちらが多いかによって変わる。そのため、希
土類の磁気モーメントが多いものを「希土類リッチ」、
遷移金属の磁気モーメントが多いものを「遷移金属リッ
チ」と呼んで区別している。一般に、希土類リッチのも
のは、高温では遷移金属リッチに変わることが多い。

【００４６】図４は、上記構成の光磁気記録媒体を備え
た光磁気記録再生装置を示す。円板状の光磁気記録媒体
２１は、上記構成を有しており、回転駆動手段２４によ
って回転駆動される。レーザ光源２２から発せられたレ
ーザ光２９（波長７８０ｎｍ）は、レンズ２８、ビーム
スプリッタ３２およびレンズ２８を通って記録媒体２１
に照射される。記録媒体２１で反射されたレーザ光２９
は、レンズ２８およびビームスプリッタ３２を通って情
報再生回路に送られ、そこで記録媒体２１に記録されて
いる情報を再生する。レーザ光源２２は、レーザ駆動回
路３１により駆動される。走査制御手段２３は、記録媒
体２１上でレーザ光２９を走査する。バイアス電源２５
は、電磁石２７に電流を供給して記録媒体２１に、記録
用バイアス磁界Ｈ_o（４０００ｅ、上向き）および再生
用バイアス磁界Ｈ_R（８００Ｏｅ、下向き）を供給す
る。初期化磁界印加手段２６は、ここでは永久磁石から
構成され、記録媒体２１を初期化するための磁界Ｈ_INI
（４ｋＯｅ、下向き）を記録媒体２１に供給する。

【００４７】この装置では、記録用バイアス磁界Ｈ_oと
再生用バイアス磁界Ｈ_Rの向きが反対であると共に、そ
の強度も異なっている。

【００４８】記録媒体２１は、回転することによってま
ず、初期化磁界印加手段２６の下を通過し、初期化磁界
Ｈ_INIを印加される。その後、バイアス磁界印加用の電
磁石２７の下で、記録時にはバイアス磁界Ｈ_oが印加さ
れ、再生時にはバイアス磁界Ｈ_Rを印加されながら、レ
ンズ２８によって集光されたレーザ光２９を照射され、
情報の記録または再生を行なう。記録媒体２１は回転を
続けているため、記録または再生の後、再び初期化磁界
Ｈ_INIを印加される。

【００４９】この実施例では、再生用レーザ光２９が第
２磁性層１４の側から照射されるようにするため、レー
ザ光２９は常に基板１１を通して第２磁性層１４に照射
される。第２磁性層１４のキュリー温度Ｔ_c2は、第１磁
性層１３のキュリー温度Ｔ_c1よりも高いため、カー回転
角も大きい。その結果、第１磁性層から情報を再生す
る、先に述べた従来の光磁気記録再生方法に比べて大き
な再生信号が得られる利点がある。

【００５０】次に、図１を参照しながらこの装置の動作
を説明する。

【００５１】初期化磁界印加手段２６により、記録媒体
２１に初期化磁界Ｈ_INI（ただし、Ｈ_c2＜Ｈ_INI＜Ｈ_c1、
下向き）が室温で印加されると、図１（ａ）および図１
（ｂ）に示したように、第２磁性層１４の磁化が一方向
（ここでは下向き）に揃えられる。この時、第１磁性層
１３は保磁力Ｈ_c1が大きいため、記録された磁化状態が
そのまま保存され、したがって、上向き磁化の部分と下
向き磁化の部分がある。

【００５２】情報を記録した直後は、大きな強度のレー
ザ光（Ｐ_H）が照射された場合には、温度上昇により第
１磁性層１３および第２磁性層１４の双方の磁化がいっ
たん消滅するので、その後の冷却過程で、第１磁性層１
３と第２磁性層１４の双方の磁化が記録時のバイアス磁
界Ｈ_oの向き（ここでは上向き）に揃っている。すなわ
ち、図１（ｃ）のように、磁化はいずれも上向きになっ
ている。これに対し、小さな強度のレーザ光（Ｐ_L）が
照射された場合には、第１磁性層１３の磁化のみがいっ
たん消滅するので、その後の冷却過程で、第１磁性層１
３の磁化は、第２磁性層１４との交換結合力によって第
２磁性層１４の磁化の向きに揃っている。すなわち、図
１（ｄ）に示すように、第１磁性層１３の磁化は下向き
になっている。

【００５３】このようにして記録された情報を再生する
場合、記録媒体２１は連続的に回転しているため、再生
より前に初期化磁界Ｈ_INIによって再び初期化され、図
１（ａ）（ｂ）のように、第２磁性層１４の磁化のみが
下向きに揃えられる。次に、再生バイアス磁界Ｈ_Rを印
加しながら再生光が照射される。この再生バイアス磁界
Ｈ_Rは、記録バイアス磁界Ｈ_oよりも強度が大きく且つ反
対向き（ここでは下向き）である。そこで、第１磁性層
１３との交換結合力と再生バイアス磁界Ｈ_Rの双方の影
響を受けて、第２磁性層１４の磁化の一部が反転する。
この時、第１磁性層１３の磁化が下を向いている部分
（図６（ｆ））では、第２磁性層１４と交換結合する向
きに既に揃っているため、安定で反転は起こらず、第１
磁性層１３の磁化が上を向いている部分（図６（ｅ））
の第２磁性層１４の磁化のみが反転する（図６
（ｇ））。その結果、第１磁性層１３の磁化状態が第２
磁性層１４に転写される。

【００５４】図６は、この実施例の記録媒体２１におい
て、大きな強度の記録光（Ｐ_H）による記録、小さな強
度の記録光（Ｐ_L）による第２磁性層１４の磁化の第１
磁性層１３への転写、および再生光による第１磁性層１
３の磁化の第２磁性層１４への転写が実現されるバイア
ス磁界と、その際に照射するレーザ強度の関係を示して
いる。このグラフより、バイアス磁界が正値で大きい場
合には、照射するレーザ光を強くしていくと、曲線Ｄ、
Ｃのように、まず、第２磁性層１４の磁化の第１磁性層
１３への転写が起こり、レーザ光をより強くすると、情
報が記録され始めることが分かる。また、比較的弱いバ
イアス磁界または負値のバイアス磁界（バイアス磁界の
向きが反対）の場合には、照射するレーザ光を強くして
いくと、曲線Ｅのように、第１磁性層１３の磁化の第２
磁性層１４への転写が起こることが分かる。また、バイ
アス磁界がいずれであっても、十分に大きな強度の記録
光（Ｐ_H）を照射すると、情報の記録が行われることも
分かる。したがって、記録時と再生時にバイアス磁界の
方向あるいは大きさを変えることにより、「情報の記
録」と「情報再生時の磁化の転写」が両立できることに
なる。

【００５５】この転写によって、再生時のレーザ光スポ
ットが実効的に小さくなるため、高密度に記録した情報
を高分解能で再生することが可能となる。その理由は次
の通りである。

【００５６】図５に示すように、記録媒体２１に照射さ
れるレーザ光のスポット３３は、記録媒体２１に対して
相対移動しているので、再生光の照射によって温度が上
昇する領域３４は、スポット３３の位置から少しずれて
おり、そのスポット３３に対してその相対移動方向の後
方に位置する。こうして形成された温度上昇領域３４
と、温度上昇時のスポット３３の重なり部分３５が、情
報の再生される領域すなっわち「再生領域」となる。温
度上昇領域３４内の磁区３６には、第１磁性層１３の情
報が転写されるが、情報が転写された磁区３６のうち、
再生領域３５内にあるもののみがその再生光により読み
出される。なお、３７は情報が転写される前の磁区であ
る。したがって、情報の再生に利用される実効的な光ス
ポットは再生領域３５であるので、レーザ光スポット３
３の径が小さくなったのと同等になり、従来より高い分
解能で情報を再生することができる。その結果、高い密
度で記録・再生を行なった場合にも、高いＳ／Ｎが得ら
れる。

【００５７】この第１実施例の光磁気記録媒体２１を用
いて、情報の記録・再生特性の周波数依存性を調べたと
ころ、図７のような結果が得られた。図７には、この実
施例と同じ媒体を用い、再生時のバイアス磁界の向きを
変えずに且つ第１磁性層の側からレーザ光を照射した従
来例についての結果を併せて示した。

【００５８】図７から分かるように、この従来例と比べ
て、この実施例では、高密度（高周波）で記録したとき
のＣ／Ｎ（搬送波対雑音比）が特に向上している。低周
波でのＣ／Ｎの向上は、カー回転角の向上（キュリー温
度の高さ）を示している。

【００５９】図８は、再生光強度と再生信号出力の関係
を示したものである。図７の場合と同じ従来例について
も併せて示した。図８より、この実施例では、再生光強
度が約２ｍＷの時に転写が開始され、約３．５ｍＷの時
に最大の再生信号出力が得られているので、約３．５ｍ
Ｗが最適の再生光強度であることが分かる。この場合の
記録光の強度は、高レベル強度（Ｐ_H）が６．６ｍＷ、
低レベル強度（Ｐ_L）が３．３ｍＷとするのが好まし
い。

【００６０】従来例と比べて高い再生光強度の範囲で再
生信号出力が低下しないのは、転写によって第２磁性層
１４と第１磁性層１３の磁化の向きが交換結合する向き
に揃うため、安定で消去が行われ難いからである。

【００６１】よって、この実施例では、消去光よりも高
い強度の再生光を照射することが可能となる。すなわ
ち、消去開始時のレーザ光強度を下げても安定に再生で
きるため、消去光強度の設定範囲を広くとることがで
き、したがって、消え残りのない安定なオーバーライト
が可能となる。

【００６２】なお、この実施例では、消去開始強度およ
び記録開始強度はそれぞれ、２．５ｍＷ、５ｍＷであ
る。

【００６３】［第２実施例］図９は、この発明の第２実
施例の光磁気記録媒体を示す。この媒体は、トラッキン
グ用の案内溝を設けたガラスあるいはプラスチックより
なる５．２５インチ透明基板４１の上に、第１誘電体層
４２としてのＳｉＮ_x膜（厚さ８０ｎｍ）、第２磁性層
４４としてのＴｂ₁₆Ｄｙ₁₇Ｆｅ₅₆Ｃｏ₁₁非晶質合金薄膜
（厚さ６０ｎｍ）、第１磁性層４３としてのＴｂ₂₂Ｆｅ
₇₆Ｃｏ₂非晶質合金薄膜（厚さ３０ｎｍ）、および第２
誘電体層４５としてのＳｉＮ_x膜（厚さ２０ｎｍ）、お
よび熱拡散層４６としてのＡｌＴｉ_x（厚さ６０ｎｍ）
をこの順に積層して構成されている。この熱拡散層４７
は、レーザ光照射による熱を拡散させて記録膜が極端な
高温にさらされるのを防ぎ、書き換え回数を向上させる
働きを持つ。この媒体は、次のようにして製造したもの
である。

【００６４】まず、透明ガラス基板４１を高周波マグネ
トロンスパッタ装置内に装填し、０．１ｍＰａ以下の高
真空まで真空排気した後、ＡｒガスとＮ₂ガスの混合ガ
スを導入し、１．３Ｐａのガス圧でＳｉターゲットを用
いて反応性スパッタを行ない、第１誘電体層４２として
ＳｉＮ_x膜を８０ｎｍ積層した。

【００６５】その後、ＴｂＤｙＦｅＣｏ合金ターゲット
を用いて、同じく０．７ＰａのＡｒガス圧でスパッタを
行ない、ＳｉＮ_x膜の上に第２磁性層４４としてのＴｂ
₁₆Ｄｙ₁₇Ｆｅ₅₆Ｃｏ₁₁非晶質合金薄膜を６０ｎｍ積層し
た。次に、ＴｂＦｅＣｏ合金ターゲットを用いて０．７
ＰａのＡｒガス圧でスパッタを行ない、Ｔｂ₁₆Ｄｙ₁₇Ｆ
ｅ₅₆Ｃｏ₁₁非晶質合金薄膜の上に第１磁性層４３として
のＴｂ₂₂Ｆｅ₇₆Ｃｏ₂非晶質合金薄膜を３０ｎｍ積層し
た。こうして積層された第１磁性層４３と第２磁性層４
４は、互いに磁気的に交換結合している。

【００６６】次に、高周波マグネトロン・スパッタ装置
内を再び０．１ｍＰａ以下に真空排気した後、Ａｒガス
とＮ₂ガスの混合ガスを導入し、１．３Ｐａのガス圧で
Ｓｉをターゲットとして反応性スパッタを行ない、Ｔｂ
₂₂Ｆｅ₇₆Ｃｏ₂非晶質合金薄膜の上に第２誘電体層４６
としてＳｉＮ_x膜を２０ｎｍ積層した。

【００６７】さらに、Ａｌ−Ｔｉ合金ターゲットを用い
て、０．７ＰａのＡｒガス圧でスパッタを行ない、Ｓｉ
Ｎ_x膜の上に熱拡散層４７としてのＡｌＴｉ_x膜を６０ｎ
ｍ積層した。

【００６８】この第２実施例では、第１磁性層４３のキ
ュリー温度Ｔ_c1は１６０゜Ｃ、第２磁性層４４のキュリ
ー温度Ｔ_c2は２５０゜Ｃで、Ｔ_c1＜Ｔ_c2である。また室
温では、第２磁性層４４の保磁力Ｈ_c2は３ｋＯｅ、第１
磁性層４３の保磁力Ｈ_c1は１２ｋＯｅで、Ｈ_c2＜Ｈ_c1で
ある。この光磁気記録媒体の磁気特性は、図３（ａ）に
示したように、第１磁性層４３を遷移金属リッチ、第２
磁性層４４を希土類リッチ組成とした。これら２層間の
交換結合力はさほど大きくないため、室温では、第１磁
性層４３と第２磁性層４４の磁化は独立に反転する。

【００６９】この第２実施例の記録媒体について、第１
実施例と同じ光磁気記録再生装置を用いて情報の記録・
再生を行なったところ、第１実施例と同様にオーバーラ
イトを行なうことができた。また、この記録媒体に、記
録時のバイアス磁界Ｈ_oを約５００Ｏｅとして情報を記
録し、再生時に記録時とは逆向きのバイアス磁界Ｈ_R約
５００Ｏｅを印加しながら、再生用レーザ光２９（波長
７８０ｎｍ）を記録媒体に照射することによって、第１
磁性層４３の磁化を第２磁性層４４に転写することがで
きた。したがって、第１実施例と同様に、高密度に記録
した情報を高分解能で再生することが可能である。

【００７０】また、第２実施例の光磁気記録媒体を用い
て記録・再生特性（Ｃ／Ｎ）の周波数依存性を調べたと
ころ、図７に示す第１実施例とほぼ同様の周波数依存性
を示した。

【００７１】さらに、この第２実施例では、図１０に示
したように、熱拡散層を設けない場合と異なり、繰返し
オーバーライトを行なっても記録再生特性（Ｃ／Ｎ）が
劣化すしないという利点がある。これは、熱拡散層４６
があるために、図１１に示したように、第１磁性層４３
と第２磁性層４４の上での温度の分布が、熱拡散層を設
けない場合よりも滑らかになり、それら両層４３、４４
が極端な高温にさらされることがなくなるためである。

【００７２】［第３実施例］図１２は、この発明の光磁
気記録再生装置の他の実施例を示したものである。この
装置に使用している記録媒体５０は、円板状の基板５１
上に、上記第１実施例３と同様の構成の記録層５２を積
層して構成されている。この装置は、初期化磁界Ｈ_INI
（４ｋＯｅ、下向き）を記録媒体５０に印加する初期化
磁界印加手段５３、記録バイアス磁界Ｈ_o（０．５ｋＯ
ｅ、下向き）を記録媒体５０に印加する記録バイアス磁
界印加手段５４、再生バイアス磁界Ｈ_R（１ｋＯｅ、上
向き）を記録媒体５０に印加する再生バイアス磁界印加
手段５７を備えている。これらの磁界印加手段５３、５
４、５７はいずれも永久磁石で構成されている。また、
記録光５５を集光するレンズ５８と、再生光５６を集光
するレンズ５９とを持っている。

【００７３】この装置は、記録光５５と再生光５６とを
別個のレンズで集光する点と、記録バイアス磁界印加手
段５４および再生バイアス磁界印加手段５７がいずれも
永久磁石で構成されている点と、初期化磁界Ｈ_INIと記
録バイアス磁界Ｈ_oがいずれも下向きで、再生バイアス
磁界Ｈ_Rが上向きである点が、上記第１実施例で述べた
光磁気記録再生装置と異なる。

【００７４】記録媒体５０は、回転に伴って初期化磁界
印加手段５３、記録バイアス磁界印加手段５４、再生バ
イアス磁界印加手段５の下を順に通過する。記録媒体５
０にはまず、初期化磁界印加手段５３の下で初期化磁界
Ｈ_INIが印加され、記録層５２中の第２磁性層１４の磁
化が同じ向きに揃えられる。その後、バイアス磁界印加
手段１２の下で記録バイアス磁界Ｈ_oを印加されなが
ら、情報に応じてその強度を変調された記録光５５によ
って情報が記録される。

【００７５】記録した情報を再生する際には、初期化磁
界Ｈ_INIによって第２磁性層１４の磁化の向きが揃えら
れた後、記録バイアス磁界Ｈ_oを印加されるが、再生光
の強度を十分に小さくしてあるため、記録された情報は
破壊されない。その後、再生時のバイアス磁界Ｈ_Rと再
生光５６によって、第１磁性層１３の情報が第２磁性層
１４に転写される。

【００７６】この第３実施例では、再生光５６の波長を
５３０ｎｍ、記録光５２の波長を７８０ｎｍとして再生
時の分解能を向上させているため、図１３に示すよう
に、記録・再生特性（Ｃ／Ｎ）が第１実施例および第２
実施例の場合よりもさらに周波数の高い範囲まで延び、
いっそう高密度で記録・再生できることが分かった。

【００７７】また、この実施例では、記録光５５を集光
するレンズ５８とリードアフタライト光（再生光）５６
を集光するレンズ５９を別にしたため、異なる波長に対
する光学系を全く分離でき、装置の構成が容易になると
いう利点がある。また、磁界の反転を全く必要としない
ため、装置の小型化も図られる。

【００７８】

【発明の効果】この発明のオーバーライト可能な光磁気
記録再生方法およびそれに用いる光磁気記録再生装置お
よび光磁気記録媒体によれば、高密度（例えば１．５Ｇ
ｂ／ｉｎ²程度）で情報を記録・再生する場合にも十分
なＳ／Ｎ（例えば２５ｄＢ）が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光磁気記録再生方法の一実施例の原
理を説明する図である。

【図２】図１の光磁気記録再生方法に使用する、第１実
施例の光磁気記録媒体の断面図である。

【図３】この発明の第１実施例、第２実施例の光磁気記
録媒体の磁気特性図である。

【図４】図１の光磁気記録再生方法に使用する光磁気記
録再生装置の要部説明図である。

【図５】図１の光磁気記録再生方法の原理を説明する図
である。

【図６】図１の光磁気記録再生方法におけるバイアス磁
界強度とレーザ強度との関係を示すグラフである。

【図７】図１の光磁気記録再生方法における周波数とＣ
／Ｎとの関係を示すグラフである。

【図８】図１の光磁気記録再生方法における再生光強度
と再生信号出力との関係を示すグラフである。

【図９】この発明の第２実施例の光磁気記録媒体の断面
図である。

【図１０】第２実施例の光磁気記録媒体を用いたこの発
明の光磁気記録再生方法の他の実施例におけるオーバー
ライト回数とＣ／Ｎの関係を示すグラフである。

【図１１】第２実施例の光磁気記録媒体を用いたこの発
明の光磁気記録再生方法の他の実施例におけるその媒体
上の位置と温度の関係を示すグラフである。

【図１２】この発明の光磁気記録再生装置の一実施例の
要部説明図である。

【図１３】図１２の光磁気記録再生装置により得られた
周波数とＣ／Ｎとの関係を示すグラフである。

【図１４】従来の光磁気記録再生方法の原理を示す説明
図である。

【符号の説明】 １１ 透明基板 １２ 誘電体層 １３ 第１磁性層 １４ 第２磁性層 １５ 保護層 ２１ 記録媒体 ２２ レーザ光源 ２３ 走査制御手段 ２４ 回転駆動手段 ２５ バイアス電源 ２６ 初期化磁界印加手段 ２７ 電磁石 ２８ レンズ ２９ レーザ光 ３０ 情報再生回路 ３１ レーザ駆動回路 ３２ ビームスプリッタ ３３レーザ光スポット ３４ 温度上昇領域 ３５ 再生領域 ３６ 転写された磁区 ３７ 磁区 ４１ 透明基板 ４２ 第１誘電体層 ４３ 第１磁性層 ４４ 第２磁性層 ４５ 第２誘電体層 ４６ 熱拡散層 ５０ 記録媒体 ５１ 基板 ５２ 記録層 ５３ 初期化磁界印加手段 ５４ バイアス磁界印加手段 ５５ 記録光 ５６ 再生光 ５７バイアス磁界印加手段 ５８、５９ レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾島 正啓 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光磁気記録媒体に対して強度の異なる２
   種の記録光を照射した時に、その光磁気記録媒体に記録
   される磁化情報が異なることを利用して情報のオーバー
   ライトを行なう光磁気記録再生方法において、 基板上に積層された第１磁性層および第２磁性層を備
   え、それら第１磁性層および第２磁性層は室温で互いに
   磁気的に結合しており、且つそれら第１磁性層および第
   ２磁性層のキュリー温度をそれぞれＴ_C1、Ｔ_C2、室温で
   の保磁力をそれぞれＨ_C1、Ｈ_C2としたとき、Ｔ_C1＜
   Ｔ_C2、Ｈ_C1＞Ｈ_C2である光磁気記録媒体を用い、 再生時に、記録時とは向きおよび強度の少なくとも１つ
   が異なるバイアス磁界を印加しながら再生光を前記第２
   磁性層に照射し、それによって前記第１磁性層に記録さ
   れている磁化情報を前記第２磁性層に転写しながらその
   磁化情報の再生を行なうことを特徴とするオーバーライ
   ト可能な光磁気記録再生方法。
2. 【請求項２】 再生時に印加するバイアス磁界の向き
   が、記録時に印加するバイアス磁界の向きとは逆であ
   り、且つ再生時に印加するバイアス磁界の強度が、記録
   時に印加するバイアス磁界の強度よりも大である請求項
   １に記載のオーバーライト可能な光磁気記録再生方法。
3. 【請求項３】 情報の記録または再生を行なう前に、前
   記第２磁性層の磁化の向きを一方向に揃えておく請求項
   １または２に記載のオーバーライト可能な光磁気記録再
   生方法。
4. 【請求項４】 前記第２磁性層との側から前記再生光を
   照射する請求項１〜３のいずれかに記載のオーバーライ
   ト可能な光磁気記録再生方法。
5. 【請求項５】 前記再生光の強度を前記低強度の記録光
   の強度の０．８倍以上に設定する請求項１〜４のいずれ
   かに記載のオーバーライト可能な光磁気記録再生方法。
6. 【請求項６】 前記再生光の波長を前記記録光の波長よ
   りも短く設定する請求項１〜５のいずれかに記載のオー
   バーライト可能な光磁気記録再生方法。
7. 【請求項７】 前記再生光を前記記録光とは異なるレン
   ズを通して前記光磁気記録媒体に照射する請求項１〜６
   のいずれかに記載のオーバーライト可能な光磁気記録再
   生方法。
8. 【請求項８】 光磁気記録媒体に対して強度の異なる２
   種の記録光を照射した時に、その光磁気記録媒体に記録
   される磁化情報が異なることを利用して情報のオーバー
   ライトを行なう光磁気記録再生装置において、 基板上に積層された第１磁性層および第２磁性層を備
   え、それら第１磁性層および第２磁性層は室温で互いに
   磁気的に結合しており、且つそれら第１磁性層および第
   ２磁性層のキュリー温度をそれぞれＴ_C1、Ｔ_C2、室温で
   の保磁力をそれぞれＨC1、ＨC2としたとき、Ｔ_C1＜
   Ｔ_C2、Ｈ_C1＞Ｈ_C2である光磁気記録媒体と、 再生時に、記録時とは向きおよび強度の少なくとも１つ
   が異なるバイアス磁界を印加する手段と、 前記光磁気記録媒体に再生光および記録光を照射する手
   段とを備え、 前記光磁気記録媒体に対して、記録時とは向きおよび強
   度の少なくとも１つが異なるバイアス磁界を印加しなが
   ら再生光を前記第２磁性層に照射し、それによって前記
   第１磁性層に記録されている磁化情報を前記第２磁性層
   に転写しながらその磁化情報の再生を行なうことを特徴
   とするオーバーライト可能な光磁気記録再生装置。
9. 【請求項９】 再生時に印加するバイアス磁界の向き
   が、記録時に印加するバイアス磁界の向きとは逆であ
   り、且つ再生時に印加するバイアス磁界の強度が、記録
   時に印加するバイアス磁界の強度よりも大である請求項
   ８に記載のオーバーライト可能な光磁気記録再生装置。
10. 【請求項１０】 情報の記録または再生を行なう前に、
    前記第２磁性層の磁化の向きを一方向に揃えておく手段
    を有する請求項８または９に記載のオーバーライト可能
    な光磁気記録再生装置。
11. 【請求項１１】 前記第２磁性層との側から前記再生光
    が照射される請求項８〜１０のいずれかに記載のオーバ
    ーライト可能な光磁気記録再生装置。
12. 【請求項１２】 前記再生光の強度が前記低強度の記録
    光の強度の０．８倍以上に設定されている請求項８〜１
    １のいずれかに記載のオーバーライト可能な光磁気記録
    再生装置。
13. 【請求項１３】 前記再生光の波長が前記記録光の波長
    よりも短く設定されている請求項８〜１２のいずれかに
    記載のオーバーライト可能な光磁気記録再生装置。
14. 【請求項１４】 前記再生光が前記記録光とは異なるレ
    ンズを通して前記光磁気記録媒体に照射される請求項８
    〜１３のいずれかに記載のオーバーライト可能な光磁気
    記録再生装置。
15. 【請求項１５】 強度の異なる２種の記録光を照射した
    時に記録される磁化情報が異なることを利用して情報の
    オーバーライトを行なうことが可能な光磁気記録媒体に
    おいて、 基板上に積層された第１磁性層および第２磁性層を備え
    てなり、 それら第１磁性層および第２磁性層は室温で互いに磁気
    的に結合しており、且つそれら第１磁性層および第２磁
    性層のキュリー温度をそれぞれＴ_C1、Ｔ_C2、室温での保
    磁力をそれぞれＨ_C1、Ｈ_C2としたとき、Ｔ_C1＜Ｔ_C2、Ｈ
    _C1＞Ｈ_C2であって、 記録時とは向きおよび強度の少なくとも１つが異なるバ
    イアス磁界を印加しながら再生光を前記第２磁性層に照
    射し、それによって前記第１磁性層に記録されている磁
    化情報を前記第２磁性層に転写しながらその磁化情報の
    再生を行なうことを特徴とするオーバーライト可能な光
    磁気記録媒体。
16. 【請求項１６】 前記再生光を前記第２磁性層側から照
    射するように構成されている請求項１５に記載の光磁気
    記録媒体。
17. 【請求項１７】 前記第１磁性層および前記第２磁性層
    のいずれか一方に隣接して、光が照射される側とは反対
    側に、前記第１磁性層および前記第２磁性層よりも熱伝
    導度の高い熱拡散層を備えている請求項１５または１６
    に記載のオーバーライト可能な光磁気記録媒体。