JPH06236587A - 再生専用型の光磁気ディスク、その再生方法 及び再生装置 - Google Patents

再生専用型の光磁気ディスク、その再生方法 及び再生装置

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JPH06236587A
JPH06236587A JP5100704A JP10070493A JPH06236587A JP H06236587 A JPH06236587 A JP H06236587A JP 5100704 A JP5100704 A JP 5100704A JP 10070493 A JP10070493 A JP 10070493A JP H06236587 A JPH06236587 A JP H06236587A
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JP5100704A
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Hiroyuki Matsumoto
広行 松本
Tatsuo Niwa
達雄 丹羽
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録密度の向上 【構成】 少なくとも基板とその上に積層された磁性層
からなり、前記磁性層のトラックに沿って、再生用レー
ザーの照射により、磁化が所定の向きを向く第2微小領
域α1 (ピット又はマークに相当)と、所定の向きを向
かない第1微小領域α0 とが設けられ、前記微小領域の
一方を情報単位とし、この情報単位の有無又は長さ又は
エッジ位置によって、情報を表す再生専用型の光磁気デ
ィスク。照射スポット内の蓄熱領域a内に、領域α1
位置したときのみ、そこの保磁力が低下する。そのた
め、補助磁界↑の影響で磁化が所定の向き↑を向く(あ
ぶり出し)。スポット内の領域α1 以外は↑に向かな
い。領域a内に領域α0 が位置してもスポット内の全域
で、磁化は所定の向き↑を向かない。そのため、スポッ
ト径より小さい領域α1 の存在を検知できる。 【効果】 従来のピットより領域α1 を小さくできるの
で、記録密度が向上

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な再生専用型の光
磁気ディスク、その再生方法及び再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、高密度、大容量、高いアクセス速
度、並びに高い記録及び再生速度を含めた種々の要求を
満足する光学的記録再生方法、それに使用される記録装
置、再生装置及び記録媒体を開発しようとする努力が成
されている。広範囲な光学的記録再生方法の中で、光磁
気記録再生方式は、情報を記録した後、消去することが
でき、再び新たな情報を記録することが繰り返し何度も
可能であるというユニークな利点のために、最も大きな
魅力に満ちている。
【0003】この光磁気記録再生方法で使用される光磁
気ディスク(記録媒体)は、記録を残す層として1層又
は多層から成る磁性層を有する。磁性層は、初期の頃
は、水平磁化膜(磁化の向きが膜面に平行)であった。
その後、記録密度が高く、また信号強度も高い垂直磁化
膜(perpendicular magnetic layer or layers)が開発
された。今日、後者がほぼ100%使用されている。こ
のような磁化膜は、例えばアモルファスのGdFeやGdCo、
GdFeCo、TbFe、TbCo、TbFeCoなどから成る。垂直磁化膜
は、一般に同心円状又はらせん状のトラックを有してお
り、このトラックの上に情報が記録される。トラック
は、明示的な場合と黙示的な場合の2通りある。
【0004】〔明示的なトラック〕明示的なトラックを
有するディスクは、ディスク平面に対し垂直方向から見
た場合、情報を記録するトラックが渦巻状又は同心円状
に形成されている。隣接する2つのトラック間には、ト
ラッキングのため及び分離のための溝(グルーブgroov
e)が存在する。逆に溝と溝の間をランド(land)と呼
ぶ。実際には、ディスクの裏表でランドと溝が逆にな
る。そこでビームが入射する方向と同じにディスクを見
て、奥をランド、手前を溝と呼ぶ。垂直磁化膜は、溝の
上にもランドの上にも一面に形成するので、溝の部分を
トラックにしてもよいし、ランドの部分をトラックにし
てもよい。溝の幅とランドの幅との間に特に大小関係は
ない。
【0005】このようなランドと溝を構成するために、
一般に、基板には、表面に渦巻状又は同心円状に形成さ
れたランドと、2つの隣合うランド間に挟まれた溝が存
在する。このような基板上に薄く垂直磁化膜が形成され
る。これにより垂直磁化膜はランドと溝を持つ。 〔黙示的なトラック〕黙示的なトラックを有するディス
クは、見掛け上のトラックを有しない。概念的なもので
ある。この場合、記録装置又は再生装置側の制御システ
ムがあり、光ヘッド又はピックアップから出射されたレ
ーザービーム(のスポット)が、渦巻状又は同心円状に
相対的にディスク上を走行(トラッキング)する。スポ
ットの走行の軌跡が黙示的なトラックを構成する。ある
いは、後述するマークそのものが、トラックに沿って点
在するので、点在するマークをなぞった帯状のものが黙
示的なトラックとなる。
【0006】〔マーク〕本明細書では、膜面に対し「上
向き(upward)」又は「下向き(downward)」のいずれか一
方を、「A向き」、他方を「逆A向き」と定義する。本
発明で言う「所定の向き」の一例がこの「A向き」と理
解されたい。記録すべき情報は、予め2値化されてお
り、この情報が「A向き」の磁化を有するマーク(B1)
と、「逆A向き」の磁化を有するマーク(B0 )の2つ
の信号で記録される。これらのマークB1 ,B0 は、デ
ジタル信号の1,0のいずれか一方と他方にそれぞれ相
当する。しかし、一般には記録されるトラックの磁化
は、記録前に強力な外部磁場を印加することによって、
「逆A向き」に揃えられる。この磁場の向きを揃える行
為は、初期化(initialize)と呼ばれる。その上でトラ
ックに「A向き」の磁化を有するマーク(B1)を形成す
る。マーク(B0)又は(B1)の一方を情報単位とし、情
報単位−−−−−−−通常はマーク(B1)−−−−−−
の有無又は長さによって表現される。長さによって情報
を表す手法には、マークのエッジ(前端及び/又は後
端)位置によって情報を表す手法が含まれる。なお、マ
ークは、過去にピット又はビットと呼ばれたことがある
が、最近はマークと呼ぶ。このマークは、本発明で言う
「第1微小領域α0 」又は「第2微小領域α1 」に相当
する。
【0007】〔マーク形成の原理〕マークの形成におい
ては、レーザーの特徴即ち空間的時間的に素晴らしい凝
集性(coherence)が有利に使用され、レーザー光の波長
によって決定される回折限界とほとんど同じ位に小さい
スポットにビームが絞り込まれる。絞り込まれた光はト
ラック表面に照射され、垂直磁化膜に直径が1μm以下
のマークを形成することにより情報が記録される。光学
的記録においては、理論的に約108 マーク/cm2 までの
記録密度を達成することができる。何故なら、レーザー
ビームはその波長とほとんど同じ位に小さい直径を有す
るスポットにまで凝集(concentrate)することができる
からである。
【0008】図2に示すように、光磁気記録において
は、レーザービーム(L)を垂直磁化膜からなる磁性層
(2)の上に絞り込み、それを加熱する。その間、初期
化された向きとは反対の向きの記録磁界(Hb)を、加
熱された部分に外部から印加する。そうすると局部的に
加熱された部分の保磁力Hc(coersivity)は減少し、
記録磁界(Hb)より小さくなる。その結果、その部分
の磁化は、記録磁界の向きに並ぶ。こうして逆に磁化さ
れたマークが形成される。
【0009】〔再生の原理〕図3は、光磁気効果に基づ
く情報再生の原理を示す。光は、光路に垂直な平面上で
全ての方向に通常は発散している電磁場ベクトルを有す
る電磁波である。光源からの光が直線偏光に(LP )に
変換された後、磁性層(2)に入射する。光はその表面
で反射されるか又は磁性層(2)を透過する。このと
き、偏光面は磁化Mの向きに従って回転する。但し、磁
性層が重希土類−遷移金属合金であるときは、回転は主
に遷移金属の副格子磁化の向きによる。この回転する現
象は、磁気カー(Kerr)効果又は磁気ファラデー(Fara
day)効果と呼ばれる。
【0010】例えば、もし反射光の偏光面が「A向き」
磁化に対してθK 度回転するとすると、「逆A向き」磁
化に対しては−θK 度回転する。従って、光アナライザ
ー(偏光子)の軸を−θK 度傾けた面に垂直にセットし
ておくと、「逆A向き」に磁化されたマーク(B0 )か
ら反射された光はアナライザーを透過することができな
い。それに対して「A向き」に磁化されたマーク
(B1 )から反射された光は、(sin 2θk 2 を乗じ
た分がアナライザーを透過し、ディテクター(光電変換
手段)に捕獲される。その結果、「A向き」に磁化され
たマーク(B1 )は「逆A向き」に磁化されたマーク
(B0 ) よりも明るく見え、ディテクターにおいて、強
い電気信号を発生させる。従って、ディテクターからの
電気信号は、記録された情報に従って変調されるので、
情報が再生されるのである。アナライザーとディテクタ
ーが磁気光学的処理手段を構成するが、単なる偏光子を
アナライザーとする直接方だけでなく、偏向ビームスプ
リッタ(PBS)をアナライザーとして入射光を2成分
に分解し、分解した2つの光をそれぞれにディテクター
で電気信号に変換し、差動(増幅)器で両信号の差動
(差を再生信号とする)を取る差動法もあり、この場合
には、PBS、2つのディテクター及び差動(増幅)器
が光学的処理手段を構成する。
【0011】〔TMとRE〕磁性層(好ましくは垂直磁
化膜)は、遷移金属transition metal(以下、TMと略
す)と重希土類金属heavy rare earth metal(以下、R
Eと略す)との合金からなる非晶質フェリ磁性体である
ことが好ましい。TMの例には、Fe、Coがあり、REの
例には、Gd、Tb、Dy、Hoがある。合金の外部に現れる磁
化の向き及び大きさは、合金内部のTMの副格子磁化の
向き及び大きさと、REの副格子磁化の向き及び大きさ
との関係で決まる。合金の磁化はTM副格子磁化ベクト
ルとRE副格子磁化ベクトルの和になっている。ただ
し、合金の中ではTM副格子磁化とRE副格子磁化との
相互作用のために、その向きは必ず逆になっている。従
って、TMの副格子磁化ベクトルとRE副格子磁化ベク
トルの強度が等しいとき、合金のベクトルはゼロ(つま
り、外部に現れる磁化の大きさはゼロ)になる。室温
で、ゼロになるときの合金組成が、補償組成(compensa
tion composition)と呼ばれる。それ以外の組成のとき
には、合金は両方の副格子磁化の強度差に等しい強度
で、いずれか大きい方のベクトルの向きに等しい向きの
磁化を示す。前述のカー効果及びファラデー効果は、主
にTM副格子磁化ベクトルの向きによるので、Tcomp.を
越えてもカー効果又はファラデー効果に変化はない。
【0012】ある合金組成のTMベクトルとREベクト
ルの強度が、どちらか一方大きいとき、その合金組成
は、強度の大きい方の名をとってTMリッチ又はREリ
ッチであると呼ばれる。合金全体の磁化の向きは、○○
リッチの○○の副格子磁化の向きと一致する。副格子磁
化の強度は温度で変化する。ある温度で、両ベクトルの
強度が等しいとき、その温度を補償点Tcomp.(compensa
tion temperature)と言う。この温度を境にTMリッチ
からREリッチへ又はその逆へ変化する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】これまでの光磁気ディ
スクは、記録密度に限界があり、そのため、記録容量も
は限界値以上に大きくすることはできないと言う問題点
があった。何故ならば、レーザービームのスポット径よ
り小さいマークを再生することはできないからである。
【0014】本発明の目的は、光磁気記録ディスクが持
つ前記問題点の解決にある。
【0015】
【課題を解決する為の手段】そのため、本発明は以下の
発明を提供する。 (請求項1) 少なくとも基板とその上に積層された磁
性層からなる光磁気ディスクにおいて、前記磁性層のト
ラックに沿って、再生用レーザービームの照射により、
磁化が所定の向きを向く第2微小領域α1 と、所定の向
きを向かない第1微小領域α0 とを設け、前記微小領域
の一方を情報単位とし、この情報単位の有無又は長さに
よって、情報を表すことを特徴とする再生専用型の光磁
気ディスク。
【0016】(請求項2) 少なくとも基板とその上に
積層された磁性層からなる光磁気ディスクにおいて、前
記磁性層に、トラックに沿って、隣接して熱拡散層が配
置されている第1微小領域α0 と、前記熱拡散層が配置
されていない第2微小領域α1 とを設け、前記微小領域
の一方を情報単位とし、この情報単位の有無又は長さに
よって、情報を表すことを特徴とする再生専用型の光磁
気ディスク。
【0017】(請求項3) 少なくとも基板とその上に
積層された磁性層からなる光磁気ディスクにおいて、前
記磁性層に、トラックに沿って、隣接して熱遮断層が配
置されている第2微小領域α1 と、前記熱遮断層が配置
されていない第1微小領域α0 とを設け、前記微小領域
の一方を情報単位とし、この情報単位の有無又は長さに
よって、情報を表すことを特徴とする再生専用型の光磁
気ディスク。
【0018】(請求項4) 請求項3記載の光磁気ディ
スクにおいて、前記熱遮断層が配置されていない第1微
小領域α0 の前記磁性層に隣接して熱拡散層を配置した
ことを特徴とする再生専用型の光磁気ディスク。 (請求項5) 請求項2又は4記載の光磁気ディスクに
おいて、前記熱拡散層を構成する材料の熱伝導率が 50
〔W/m・K〕以上であることを特徴とする再生専用型
の光磁気ディスク。
【0019】(請求項6) 請求項2又は4記載の光磁
気ディスクにおいて、前記熱拡散層を構成する材料の比
熱が 0.2〔J/g・K〕より大きいことを特徴とする再
生専用型の光磁気ディスク。 (請求項7) 請求項3又は4記載の光磁気ディスクに
おいて、前記熱拡散層がダイヤモンド薄膜からなること
を特徴とする再生専用型の光磁気ディスク。
【0020】(請求項8) 請求項7記載の光磁気ディ
スクにおいて、前記ダイヤモンド薄膜の膜厚が 500Å以
上であることを特徴とする再生専用型の光磁気ディス
ク。 (請求項9) 請求項3又は4記載の光磁気ディスクに
おいて、前記熱遮断層を構成する材料の熱伝導率が4
〔W/m・K〕以下であることを特徴とする再生専用型
の光磁気ディスク。
【0021】(請求項10) 請求項1〜請求項4のい
ずれかに記載の光磁気ディスクにおいて、前記磁性層が
垂直磁気異方性を有することを特徴とする再生専用型の
光磁気ディスク。 (請求項11) 請求項1〜請求項4のいずれか又は請
求項10に記載の光磁気ディスクにおいて、前記磁性層
の保磁力が4〔kOe 〕以下であることを特徴とする再
生専用型の光磁気ディスク。
【0022】(請求項12) 請求項1〜請求項4のい
ずれか又は請求項10又は請求項11に記載の光磁気デ
ィスクにおいて、前記磁性層の補償点が室温以上でキュ
リー点以下であることを特徴とする再生専用型の光磁気
ディスク。 (請求項13) 請求項1〜請求項4のいずれか又は請
求項10又は請求項11に記載の光磁気ディスクにおい
て、再生用レーザービームの照射を受け蓄熱効果により
前記磁性層が局所的に所定の高温TR になったとして、
前記磁性層の補償点が室温以上でかつ前記高温TH 以下
でかつキュリー点以下であることを特徴とする再生専用
型の光磁気ディスク。
【0023】(請求項14) 請求項1〜請求項4のい
ずれか又は請求項10又は請求項11に記載の光磁気デ
ィスクにおいて、前記磁性層の補償点が室温以上200
℃以下であることを特徴とする再生専用型の光磁気ディ
スク。 (請求項15) 請求項1〜請求項4のいずれか又は請
求項11〜請求項14のいずれかに記載の光磁気ディス
クにおいて、前記磁性層がGdFeCo又はGdTbFeCo又はGdDy
FeCoからなることを特徴とする再生専用型の光磁気ディ
スク。
【0024】(請求項16) 請求項1〜請求項4のい
ずれか又は請求項11〜請求項15のいずれかに記載の
光磁気ディスクにおいて、前記磁性層がレーザービーム
の照射方向から見て順に相対的にキュリー点が高い層と
キュリー点が低い層の少なくとも2層からなり、両層は
実質的に全部の接触領域で交換結合していることを特徴
とする再生専用型の光磁気ディスク。
【0025】(請求項17) 第1工程:前記第1微小領域α0 の磁化の向きと第2微
小領域α1 の磁化の向きが異なるときには同じ向きに揃
えられた、請求項1〜請求項16のいずれかに記載され
た光磁気ディスクを用意し; 第2工程:前記ディスクを回転させ、トラックに沿っ
て、再生用レーザービームを照射することにより、前記
ビームのスポット径内に位置するトラック上に、実効的
な蓄熱効果による局所的な所定の高温TR 領域を作りだ
し、それにより、前記高温TR 領域に第2微小領域α1
が位置するとき、その磁化を所定の向きに向かせ、他
方、前記高温TR 領域と同一の位置に第1微小領域α0
が位置するとき、その磁化を所定の向きに向かせず; 第3工程:前記レーザービームが前記スポット径内でデ
ィスクから反射された反射光、又は前記レーザービーム
が前記スポット径内でディスクを透過した透過光を、光
学的に処理して電気信号に変換する; ことからなる磁気光学的再生方法。
【0026】(請求項18) 請求項1〜請求項16の
いずれかに記載されたディスクの回転手段、レーザービ
ーム光源、前記光源からのレーザービームを前記ディス
クに照射するための照射光学系、前記レーザービームを
照射したとき、第2微小領域α1 の磁化が所定の向きを
向くのを助ける補助磁界印加手段、前記レーザービーム
がディスクから反射された反射光又はディスクを透過し
た透過光を後述の光学的処理手段に導くための処理光学
系、及び光学的処理手段からなることを特徴とする再生
専用型光磁気ディスクの再生装置。
【0027】(請求項19) 請求項18記載の再生装
置において、前記ディスクの第1微小領域α0 及び第2
微小領域α1 の磁化の向きを揃えるための外部磁界印加
手段を付加したことを特徴とする再生専用型光磁気ディ
スクの再生装置。 (請求項20) 請求項1〜請求項16のいずれかに記
載されたディスクの回転手段、レーザービーム光源、前
記光源からのレーザービームを前記ディスクに照射する
ための照射光学系、前記ディスクの第1微小領域α0
び第2微小領域α1 の磁化の向きとを揃えるための外部
磁界印加手段、前記レーザービームがディスクから反射
された反射光又はディスクを透過した透過光を後述の光
学的処理手段に導くための処理光学系、及び光学的処理
手段からなることを特徴とする再生専用型光磁気ディス
クの再生装置。
【0028】
【作用】図1と請求項1のディスクを引用し、本発明の
1つの原理を説明する。ここでは磁性膜が垂直磁化膜か
らなる。従って、「所定の向き」は、「A向き」を意味
する。図1の(a)は、ディスクの垂直断面の一部を示
す概念図であり、同(b)は平面の一部を示す概念図で
ある。ディスクは、少なくとも基板(1)とその上に積
層された磁性層(2)からなる。磁性層(2)には、ト
ラックに沿って、第2微小領域α1 が点在し、その間は
第1微小領域α0 が存在する。つまり、トラックは交互
に並んだα1 とα0 から構成されている。最小寸法のα
1 又はα0 は、図1の(b)に示すように、再生用レー
ザービームのスポット径より小さい。図の例では、2個
の最小α1 と2個の最小α0 を含む。この場合、最小α
1 と最小α0 が図1の左から右に向かって、α0
α1 、α0 、α1 の順序で並んでいるが、従来の技術で
は、この順序を特定して再生することはできない。
【0029】磁性層の磁化の向きは、例えば、「A向
き」に揃えられている。図1の例では、スポットは図1
の左から右に向かって動くので、磁性層はスポット径内
の左(後方)ほど長い時間、光に曝され、熱エネルギー
が蓄積される。これを蓄熱効果と呼ぶ。その結果、スポ
ット径内の左方(後方)に斜線で示す局所的な蓄熱領域
aが形成される。領域a内の放熱状態が一定あれば、こ
の領域aは全て高温TR に達する。蓄熱領域a内に、第
2微小領域α1 が位置した場合には、保磁力が低下す
る。この低下した保磁力より大きい補助磁界を印加す
る。そうすると、蓄熱領域a内にあるα1 の磁化のみが
反転して「逆A向き」となる。その結果、α1 からの反
射光成分又はα1 の透過光成分は、カー効果又はファラ
デー効果により、偏光面の回転がその他の領域(磁化の
向きが反転せず、全て「A向き」)とは異なるため、ス
ポット径内全体の磁化の向きが同じ(つまり「逆A向
き」に反転した局所的な領域がない)場合に比べて、偏
光成分が異なってくる。
【0030】このことは、(磁気)光学的処理手段を介
して、電気信号の変化をもたらし、結局、α1 が検出
(再生)されることになる。当然のことながら高温TR
はキュリー点以下でなければならない。そうしないと、
カー効果及びファラデー効果が得られない。他方、蓄熱
領域a内に、第1微小領域α0 が位置した場合には、こ
れは材料が磁化の向きの反転を起こさないものであるの
で、スポット径内全体の磁化の向きが同じ「A向き」で
ある。つまり「逆A向き」に反転した局所的な領域がな
い。
【0031】こうして、スポット径より小さい第2微小
領域α1 (マークに相当)が、検出(再生)される。こ
のプロセスは、スポット内の一部で第2微小領域α1
けが「あぶり出し」されると考えると理解し易い。トラ
ックが同じ磁性材料だけで構成されていても、本発明は
可能である。例えば、図4に示すように、熱拡散層を磁
性層の上層又は下層に直接又は第3の層を介して隣接し
て、配置する。このとき、この熱拡散層をトラックに沿
って点在させる。これにより、熱拡散層が隣接する第1
微小領域α0 と、前記熱拡散層が隣接しない第2微小領
域α1 がトラックに沿って設けられる。この場合にも、
図5に示すように、まず、スポット内の後方に、光が長
時間照射され、そのため、蓄熱領域aが形成される。こ
の蓄熱領域a内に、熱拡散層が隣接する第1微小領域α
0 が位置するときと、熱拡散層が隣接しない第2微小領
域α1 が位置するときで、事情が異なってくる。
【0032】第2微小領域α1 が位置したときには、α
1 に隣接して熱拡散層がないため、蓄熱効果が実効的に
働く。そのため、α1 の温度は高温TR 以上になる。そ
うすると、保磁力が低下するので、この低下した保磁力
より大きい補助磁界を印加することで、α1 の磁化が
「逆A向き」に反転する。同じスポット径内でも、蓄熱
領域a以外の部分は、磁化はもとの「A向き」である。
【0033】他方、蓄熱領域a内に第1微小領域α0
位置したときには、α0 に隣接して熱拡散層があるた
め、蓄熱効果が実効的に働かない。そのため、領域α0
は高温TR に達しない。そうすると、保磁力が余り低下
せず、先の補助磁界を印加しても補助磁界が保磁力より
小さいので、α1 の磁化の向きは反転しない。つまり、
スポット径内は、全て磁化が「A向き」のままである。
補助磁界は再生中は常時印加される。何故ならば、α0
を検出する手段がないので、α0 に合わせて補助磁界を
オン、オフ又は強度変調することはできないからであ
る。
【0034】こうして、スポット径より小さく第2微小
領域α1 (マークに相当)が、検出(再生)される。こ
のプロセスは、スポット内の一部で第2微小領域α1
けが「あぶり出し」されると考えると理解し易い。再生
前に、磁化の向きが乱れている(図4の(1)では、磁
性層(1)の磁化の向きを消してある)場合には、前処
理として、その保磁力より大きな外部磁界を印加し、磁
性層の磁化の向きを一方向「A向き」に揃えることが好
ましい。この状態が図4の(2)である。ディスクは、
一度、再生すると、磁化の向きが乱れることである。本
発明のディスクは、繰り返し前述の前処理が可能であ
り、前処理後に再生すればよい。
【0035】熱拡散層に代えて熱遮断層を設けてもよ
い。この場合には、熱遮断層が隣接しない微小領域が第
1微小領域α0 で、前記熱遮断層が隣接する微小領域が
第2微小領域α1 となる。スポット内の後方に蓄熱領域
aが形成される。この蓄熱領域a内に、熱遮断層が隣接
する第2微小領域α1 が位置すると、蓄熱効果が実効的
に働く。そのため、α1 の温度は高温TR 以上になる。
そうすると、保磁力が低下するので、この低下した保磁
力より大きい補助磁界を印加する。それにより、α1
磁化が「逆A向き」に反転する。同じスポット径内で
も、蓄熱領域a以外の部分は、磁化はもとの「A向き」
である。
【0036】他方、蓄熱領域a内に第1微小領域α0
位置したときには、熱遮断層が隣接しないため、蓄熱効
果が実効的に働かない。そのため、領域α0 は高温TR
に達しない。そうすると、保磁力が余り低下せず、先の
補助磁界を印加しても補助磁界が保磁力より小さいの
で、α1 の磁化の向きは反転しない。つまり、スポット
径内は、全て磁化が「A向き」のままである。
【0037】こうして、スポット径より小さい第2微小
領域α1 (マークに相当)が、検出(再生)される。こ
のプロセスは、スポット内の一部で第2微小領域α1
けが「あぶり出し」されると考えると理解し易い。磁性
層は、室温とキュリー点との間に補償点を持つものが、
次に述べる理由から好ましい。磁界は、現在のところ1
μm程度の小さい領域に集中させることは困難である。
そのため、補助磁界をスポットに照らされた磁性層に印
加する場合に、その周囲の磁性層にも、補助磁界印加さ
れてしまう。スポット位置付近に、補助磁界印加手段を
位置させておき、ディスクを回転させる。そうすると、
例えば、補助磁界を「A向き」とすると、磁性層は、ス
ポットに照らされる前に、この補助磁界により、「A向
き」の磁化に揃えられてしまう。次に、ディスクが移動
してスポットで照らされると、磁性層の温度は上昇して
補償点を越える。そうすると、スポット内の磁性層の磁
化の向きは、反転して「逆A向き」となる。更に移動し
て、磁性層が蓄熱領域aに位置し、蓄熱効果が実効的に
働く場合には、磁性層の温度が高温TR 以上となる。そ
のため、そこの保磁力は更に低下するので、「A向き」
の補助磁界により、高温TR の磁性層は、「A向き」に
再反転する。つまり、スポット内で高温TR の磁性層の
みが「A向き」でそれ以外の部分は「逆A向き」であ
る。もちろん、スポット内の磁性層がどこでも高温TR
になっていない場合は、磁化はすべて「A向き」であ
る。
【0038】〔ディスクの構造〕磁性層は薄くてよいの
で、一般には円板状の基板(例えば、ガラスやプラスチ
ック基板)上に形成される。基板は、トラッキングのた
めのガイドとなる溝を有していてもよい。溝がなくと
も、トラックには、領域α0 又はα1 が形成されている
ので、これを頼りにトラッキングすることができる。
【0039】基板上に真空蒸着、スパッタリング等の真
空薄膜成形技術により、磁性層を形成する。磁性層の材
料としては、遷移金属−重希土類合金が好ましい。ま
た、磁性層は垂直磁化膜が好ましいが、水平磁化膜でも
よい。磁性層の膜厚は、一般に100 〜1000Å程度であ
る。磁性層のトラックに沿って領域α0 、α1 を形成す
るには、所望の情報に従い所定パターンにパターニング
する必要がある。パターニングするには、フォトリソグ
ラフィが使用される。均一に形成された磁性層の上にフ
ォトレジストを塗布し、このレジストにビームを所定パ
ターン又はその反転パターンに従い、照射する。最小の
領域α0 又はα1 をできるだけ小さくし、それにより記
録密度を上げたいときには、出来るだけ波長の短いビー
ムを使用する必要がある。ビームは可視光に限らず、電
子線やX線、紫外線、放射線などを用いてもよい。そう
することで、現在の技術でも、0.2 〜0.4 mμ程度の長
さの領域α0 、α1 を形成することができる。これは、
LD、CDなどに現在使用されている半導体レーザーの
波長(830 nm)で再生できる最小領域の約1mμより
ずっと小さい。
【0040】照射の後、現像するとパターンが得られ
る。次に磁性層のエッチングを行う。磁性層上のレジス
トに覆われていない部分はエッチングを受けて消滅す
る。その後、最後に残ったレジストをアッシング等によ
り除去する。この結果、所定パターン(トラックに沿っ
て交互に領域α0 、α1 又はその前駆体が並んでいる)
が形成された磁性層が得られる。
【0041】領域α0 とα1 で磁性層の種類を違えると
きには、例えば、次のようなプロセスでディスクを製造
する。第1の磁性層のエッチングを上記の方法で行った
後、最後に残ったレジストを除去せずに、第2の磁性層
を積層する。その後、最後に残ったレジストの上に位置
する部分の第2の磁性層をその下地のレジストとともに
リフトオフする。場合により、第1の磁性層を均一に形
成した後、レーザーマーキングの技術により直接にパタ
ーニングしてもよい。
【0042】磁性層に隣接して熱拡散層、熱遮断層を設
ける場合、これも真空薄膜成形技術により形成する。熱
拡散層の材料としては、熱伝導率が50〔W/m・K〕
以上或いは比熱が0.2〔J/g・K〕より大きいもの
が好ましい。このような材料としては、例えば、Al、C
u、Geなどの非磁性金属、ダイヤモンドなどがある。熱
遮断層の材料としては、熱伝導率が、4〔W/m・K〕
以下であるものが好ましい。このような材料としては、
例えば、GeN 、SiN 、SiO 2 、SiO 、Al2 O 3 、TiO
2 、SiC などの無機窒化物、無機酸化物、無機炭化物
がある。熱拡散層、熱遮断層の膜厚は、一般に100〜
1000Åでよい。熱拡散層、熱遮断層は、トラックに
沿って領域α0 又はα1 を形成するために、所望の情報
に従い所定パターンにパターニングする必要がある。パ
ターニングの方法は、上記のとおりである。場合によ
り、熱拡散層、熱遮断層を均一に形成した後、レーザー
マーキングの技術により直接にパターニングしてもよ
い。トラック方向に沿って、熱拡散層と熱遮断層を交互
に設けてもよい。熱拡散層に隣接する磁性層部分が第1
微小領域α0 となり、熱遮断層に隣接する磁性層部分が
第2微小領域α1 となる。この場合、熱拡散層、熱遮断
層の一方をベタに形成した後、その上に他方をトラック
に沿って点在させ、その上に磁性層をベタに形成しても
よい。
【0043】ダイヤモンド薄膜をパターニングする場合
には、ダイヤモンド薄膜をベタ(均一)に形成した後、
酸素雰囲気中で、ArF エキシマレーザービームを所定パ
ターンに従い照射し、酸素によるダイヤモンド薄膜のエ
ッチングを行う。ダイヤモンド薄膜に対してレーザービ
ームが照射された部分はエッチングを受けて除去され
る。この結果、所定パターンのダイヤモンド薄膜が得ら
れる。尚、ダイヤモンド薄膜は、ダイヤモンドライク薄
膜、ダイヤモンド状炭素薄膜又は硬質炭素薄膜とも呼ば
れるものを含む。
【0044】以下、本発明を実施例を引用して、より具
体的に説明するが、本発明はこれに限られるものではな
い。
【0045】
【実施例1】(ディスク・・・図1参照) (1)深さh=700 Å、幅w=0.6 μmの溝が1.6 μm
ピッチで同心円状に多数形成されている2P基板(直径
= 130mm)を用意する。溝と溝との間はランドと呼ば
れ、ランドがトラックに対応する。 (2)最初に基板上に第1磁性層(キュリー点Tc = 2
50℃、100 ℃における保磁力Hc =100 Oe)を 300Åの
厚さに形成する。その後、フォトリソグラフィ(露光用
レーザー光の波長λ=248 nm、レーザーは所定周波数
で変調する)及びエッチング技術により、第1磁性層に
トラックに沿って、孔を点在させる。このとき、レジス
トを残しておく。孔の大きさは幅 0.6μm、長さ0.3 μ
mで、孔と孔の間隔が0.3 μmである。孔は第2微小領
域α1 に、孔と孔の間隔は第1微小領域α0 にそれぞれ
対応する。 (3)次に第2磁性層(キュリー点Tc = 350℃、100
℃における保磁力Hc =1KOe)を 300Åの厚さに積層
し、その後、リフトオフ法により、第1の磁性層上に載
っている第2の磁性層を除去する。こうして、図1に示
すごとき光磁気ディスクが得られる。ここでは、領域α
0 が第1磁性層で構成され、領域α1 が第2磁性層で構
成される。
【0046】
【実施例2】(再生) (1)実施例1のディスクを回転させ、5KOe の外部
磁界印加手段により、第1、第2磁性層の磁化の向きを
「A向き」に揃える。 (2)回転しているディスクに対して、再生用レーザー
ビーム(波長λ= 780nm)を照射する。ビームはトラ
ックを照明し、トラック上に直径1μmのスポットを作
る。スポット位置には、「逆A向き」の200 Oe の補助
磁界を印加する。
【0047】スポット内の一部は、蓄熱効果により蓄熱
領域aを形成し、そこの温度は高温TR = 100℃を越え
る。そのため、そこに第1磁性層つまり第1微小領域α
0 が位置した場合には、保磁力Hc が100 Oe に低下す
るので、α0 の磁化は「逆A向き」に反転する。それに
対して、領域a以外のスポット内は、TR = 100℃より
低いので、保磁力は十分に大きく、補助磁界で「逆A向
き」に反転されることはない。そのため、スポットから
の反射光の偏光成分は、一部「逆A向き」の磁化による
+θk の回転と、残り「A向き」による−θk の回転を
含む。これを第1状態と仮に呼ぶ。
【0048】また、仮に蓄熱領域aに第2磁性層つまり
第2微小領域α1 が位置した場合には、保磁力Hc は1
KOe と大きいので、α1 の磁化は「逆A向き」に反転
することはない。むろん、領域a以外のスポット内は、
R = 100℃より低いので、保磁力は十分に大きく、補
助磁界で「逆A向き」に反転されることはない。そのた
め、スポットからの反射光の偏光成分は、全て「逆A向
き」の磁化による+θkの回転を含む。これを第2状態
と仮に呼ぶ。
【0049】第1状態と第2状態は、反射光をアナライ
ザーに通し、ディテクターで電気信号に変換すると、電
気信号の強弱として分離される。従って、スポットより
ずっと小さい蓄熱領域a内に第1微小領域α0 がやって
来たか否かが、電気信号の強又は弱として検出される。
【0050】
【実施例3】(熱拡散層付きディスク・・・図4参照) (1)実施例1の2P基板を用意する。 (2)RFマグネトロン・スパッタリング装置を用意
し、2P基板と多種ターゲットをこの装置のチャンバー
内にセットする。チャンバー内を一旦、7×10-7Torr以
下の真空度に排気した後、Arガスを5×10-3Torr導入す
る。
【0051】最初にSiターゲットを用い、Arガスに加え
てN2 ガスをチャンバー内に導入して反応性スパッタリ
ングを行い、樹脂層の上に窒化シリコン(第1保護膜・
図示せず)を 700Åの厚さに形成した。次にN2 ガス導
入を止め、5×10-3TorrのArガス中でTbDyFeCo系合金タ
ーゲットを用いて、スパッタリングを行う。これにより
第1保護膜の上にTbDyFeCo系垂直磁化膜からなる磁性層
(Tb10Dy17Fe68Co10)を形成した。磁性層は膜厚が 500
Åである(表1のNo.1参照)。
【0052】真空状態を保持したまま、Alターゲットに
取り替え、スパッタリングを行う。これによりAlからな
る熱拡散層を形成した。熱拡散層の膜厚は 600Åとし
た。得られた中間製品をスパッタリング装置から取り出
した後、スピンコーターを用いて、熱拡散層の上にフォ
トレジストを塗布する。フォトレジストの膜厚は2μm
とした。その後、プリベーキングして中間製品を回転さ
せながら、エキシマレーザー(ラムダ=248 nm)を照
射する。レーザーは、所定の周波数(標準情報)で変調
した。現像及びポストベーキングすると、所定のレジス
トパターンが得られた。パターンはトラックに沿って島
状のレジスト(ピットに類似)が点々と並んでいるもの
である。1個の島は、直径が 0.4μmである。前後の島
と島の間隔は、 0.4μmである。次にArプラズマを用い
たドライエッチングを行った。これにより島以外の部分
のAl膜は除去された。更に、磁性層を保護するために窒
化シリコン(第2保護膜)を 700Åの厚さに形成した
(図示せず)。
【0053】他の材料についても上記した方法と同様に
記録層を形成し、それぞれの場合について、初期化磁界
(25度における)、キュリー点、補償点、磁化反転温度
(外部磁界: 300Oe)を表1に示す。表1のNo.1は磁
性層が単層膜構造で、No.2〜No.5は2層膜構造である。
【0054】
【実施例4】(再生装置・・・図7参照) この装置は、図7に示すように、主として、ディスクの
回転手段(76)、外部磁界(初期化磁界)印加手段(7
8)、外部磁界印加手段(78)の川下に位置するレーザ
ービーム光源(71)、光源と反対側に位置する補助磁界
印加手段(77)、及び光源と同じ側に位置する光学的処
理手段からなる。補助磁界印加手段(77)は、「A向
き」↑の10kOe(ディスク面上で)の磁界を出力する
永久磁石からなる。使用するディスクの磁性層が補償点
を持つ場合には、補助磁界印加手段(77)が外部磁界印
加手段(78)を兼用できるので、手段(78)を省略でき
る。
【0055】光源(71)は、λ= 780nm、開口率(N
A)=0.55 の半導体レーザーである。 (磁気)光学
的手段は、光源とディスクとの間に置かれた(偏光又は
非偏光)ビームスプリッタ(72)、アナライザー(73)
及びディテクター(74)からなる。ディスク(75)は回
転手段により回転され、先ず、初期化磁界が印加され
る。これにより前処理が完了する。
【0056】次にレーザービームが照射される。光源
(71)から出射したビームはビームスプリッタ(72)を
透過してディスク(75)に入射し、ディスクで反射され
る。この反射光は、ビームスプリッタ(72)で反射さ
れ、アナライザー(73)及びディテクター(74)に向か
う。アナライザー(72)は、偏光ビームスプリッタでも
よく、その場合には、情報を含む光は2つに分割されて
出射する。出射した光は、それぞれに用意したディテク
ターで電気信号に変換される。変換された電気信号から
差をとることにより、CN比の高い信号が得られる。
【0057】
【実施例5】(再生) 実施例3のディスクを実施例4の装置にセットし、ディ
スクを1800rpm で回転させる。ディスクが外部磁界印加
手段の近くを通ったとき、磁性層の磁化は10kOC
磁界を受けて「A向き」↑に揃えられる。これが前処理
となる。前処理されたディスクは、やがてレーザービー
ム(直線偏光)の照射位置に来る。照射位置では、磁性
層ビームが照射され、そのスポット(直径 1.3μm)内
の磁性層の温度が上昇する。そのうち、特に、スポット
内の後半の領域(図4のa)の磁性層の温度は、蓄熱効
果により高温になる。このとき、磁性層に隣接して熱拡
散層を設けていない領域α1 が、領域aに位置するとき
には、蓄熱効果が実効的に働く。そのため、領域α1
温度は補償点を越えて磁化が「逆A向き」↓に反転し、
更に所定の高温TR を越えて、保磁力が相当に低下す
る。
【0058】スポット付近の磁性層は、補助磁界印加手
段により「A向き」↑の補助磁界を受けている。そのた
め、領域α1 は、磁化の向きが再反転し、「A向き」↑
となる。スポット内の領域a以外は、蓄熱効果がないの
で、温度は所定の高温TR を越えず、そのため、磁化の
向きは、再反転せずに、「A向き」(Tcomp.を越えて
いる場合)又は「逆A向き」(Tcomp.を越えている場
合)である。カー効果は磁化の向きではなく、主にTM
副格子磁化に依存するので、どちらでも差し支えな
い。
【0059】他方、熱拡散層が設けられている領域α0
が、領域aに位置するときには、蓄熱効果が実効的に働
かない。そのため、蓄熱領域aと言えども、磁性層の温
度は所定の高温TR を越えず、磁化の向きは、「A向
き」又は「逆A向き」である。むろん、スポット内の
領域a以外は、蓄熱効果がないので、温度は所定の高温
R を越えず、磁化の向きは「A向き」又は「逆A
向き」である。
【0060】磁性層から反射されたビームを(磁気)光
学的手段で処理することにより、情報が再生される。上
記ディスクを上記の再生装置、再生方法で再生し、CN
比を測定した。磁性層を表1のNo.2〜No.5に示す通りに
代えた種々のディスクを製造し、CN比を測定した結果
を表1に示す。
【0061】
【表1】
【0062】表1に示した各種磁性層からなる光磁気デ
ィスクのCN比は、43〜46dBの範囲にある。従来の光磁
気ディクの場合、レーザービームの照射スポットの大き
さ以下のマークの再生は不可能である。本発明における
マーク(α0 又はα1 )の大きさは従来よりも小さく、
熱拡散層で微小領域を形成しない場合、再生することは
できない。表1の結果は、従来、再生が不可能であった
レーザービームの照射スポット以下の小さいマークを熱
拡散層を設けることによって、高いCN比で再生可能で
きることを示している。
【0063】
【実施例6】実施例3と同様に、熱拡散層の材料を変え
てディスクを製造し、そのCN比を測定した。その結果
を表2に示す。
【0064】
【表2】
【0065】熱拡散層の熱伝導率が磁性層よりも高い
と、磁性層との熱伝導率の差が大きくなり、従って、熱
拡散層が配置されている第1微小領域α0 と熱拡散層が
配置されていない第2微小領域α1 とで、レーザービー
ムを照射したときのスポット内の磁性層の温度差が大き
くなる。そのため、磁化の反転がより明瞭になり、高い
CN比が得られる。また、熱拡散層の比熱が低過ぎる
と、熱伝導率が大きくても小さな熱量で飽和してしま
う。これにより、α0 とα1 の磁性層の温度差が小さく
なる。熱拡散層の比熱を大きくすることでα0 とα1
磁性層の温度差を大きくでき、CN比を高くできる。
【0066】
【実施例7】(ダイヤモンド薄膜付きディスク) (1)実施例1の2P基板を用意した。 (2)RFマグネトロン・スパッタリング装置を用意
し、2P基板と多種ターゲットをこの装置のチャンバー
内にセットする。チャンバー内を一旦、7×10-7Torr以
下の真空度に排気した後、Arガスを5×10-3Torr導入す
る。
【0067】最初にSiターゲットを用い、Arガスに加え
てN2 ガスをチャンバー内に導入して反応性スパッタリ
ングを行い、樹脂層の上に窒化シリコン(第1保護膜)
を700 Åの厚さに形成した。次にN2 ガス導入を止め、
5×10-3TorrのArガス中でTbGdFeCo系合金ターゲットを
用いて、スパッタリングを行う。これにより第1保護膜
の上にTbGdFeCo系垂直磁化膜からなる磁性層(Tb4 Gd23
Fe63Co10)を形成した。磁性層は膜厚が500Åである。
【0068】次に得られた中間製品をスパッタリング装
置から取り出し、CVD装置にセットし真空排気後メタ
ンガスを導入し、CVDによりダイヤモンド薄膜を膜厚
800Åの厚さに形成した。得られた中間製品をCVD装
置から取り出し、露光装置にセットする。所定パターン
にパターニングされたレチクルと中間製品を回転させ、
ダイヤモンド薄膜に酸素ガスを吹き付けながらエキシマ
レーザー(λ= 192nm)を照射する。レーザーは 100
Hzの周波数で照射した。これによってレーザー照射部
のダイヤモンド薄膜は除去され、ダイヤモンド層のパタ
ーニングが行われた。パターンはトラックに沿って島状
のピットが点々と並んでいるものである。1個の島は直
径が0.4μmである。前後の島と島の間隔は、 0.4μm
である。
【0069】更に、磁性層を保護するために窒化シリコ
ン(第2保護膜)を 700Åの厚さに形成した。これによ
り、本実施例のディスクが製造された。磁性層の材料を
代えて、同様にディスクを製造した。これらのディスク
の磁性層の組成、保磁力(室温=25℃における)、キュ
リー点、補償点、磁化反転温度(外部磁界:1kOe)
を表3に示す。
【0070】
【表3】
【0071】いずれも、磁性層の保磁力の温度特性は、
図6の通りである。室温付近では、REリッチで保磁力
は1KOe弱である。補償点(Tcomp.)が室温とキュリ
ー点との間にある。補償点を越えるとTMリッチとな
り、保磁力が急激に低下する。
【0072】
【実施例7】(再生装置) この装置は、主として、ディスクの回転手段、レーザー
ビーム光源、光源と反対側に位置する補助磁界印加手段
(外部磁界印加手段を兼用)、及び光源と同じ側に位置
する磁気光学的処理手段からなる。補助磁界印加手段
は、「A向き」のlkOe(ディスク面)の磁界を出力
する永久磁石からなる。光源は、λ=780nmの半導体
レーザーで開口率(NA)=0.55である。磁気光学的手
段は、光源とディスクとの間に置かれた(偏光又は非偏
光)ビームスプリッタ、アナライザー及びディテクター
からなる。ディスクは回転手段により回転され、照射前
に補助磁界を受ける。
【0073】
【実施例9】(再生) 実施例7のディスクを実施例8の装置にセットし、ディ
スクを1800rpm で回転させる。レーザービーム(直線偏
光)の照射位置付近に来ると、磁性層の磁化は1kOe
の補助磁界を受けて「A向き」に揃えられる。レーザー
ビーム照射位置では、磁性層はビームを受けて、そのス
ポット(直径 1.3μm)の磁性層の温度は上昇する。そ
のため、磁性層は補償点を越えて「逆A向き」に反転す
る。
【0074】スポット内の後半の領域(図4の領域a)
は、蓄熱効果により高温になる。この場合、領域a内
に、ダイヤモンド薄膜が隣接しない領域α1 が位置する
ときには、蓄熱効果が実効的に働く。そのため、領域α
1 の温度は所定の高温TR に達して、保磁力は急激に低
下する。この付近には「A向き」の補助磁界がある。そ
のため、領域α1 の磁化は、再反転して「A向き」とな
る。領域a以外のスポット内は、蓄熱効果がないので、
温度は高温TR に達しない。そのため、保磁力は余り低
下しない。従って、「A向き」の補助磁界を受けても再
反転せず、磁化の向きは「逆A向き」のままである。ス
ポット内の一部は「A向き」で、残りは「逆A向き」で
ある。
【0075】他方、領域a内に、ダイヤモンド薄膜が隣
接する領域α0 が位置するときは、蓄熱効果が実効的に
働らかない。そのため、領域α0 の温度は所定の高温T
R に達せず、保磁力は余り低下しない。従って、「A向
き」の補助磁界を受けても再反転せず、磁化の向きは
「逆A向き」のままである。もちろん、領域a以外のス
ポット内は、蓄熱効果がないので、温度は高温TR に達
しない。そのため、磁化の向きは「逆A向き」のままで
ある。スポット内の全域で「逆A向き」である。
【0076】磁性層から反射されたビームを(磁気)光
学的手段で処理することにより、情報が再生される。測
定されたCN比を上記の表3に合わせて示す。また、ダ
イヤモンド薄膜の膜厚を変えて同様にディスクを製造
し、上記の再生装置、再生方法で再生した。測定したC
N比の結果を表4に示す。
【0077】
【表4】
【0078】表3の結果から、各種磁性層からなる光磁
気ディスクのCN比は、43〜46dBの範囲にある。
従来の光磁気ディスクの場合、レーザービームの照射ス
ポットの大きさ以下のマークの再生は不可能である。そ
のため本発明におけるマーク(α1 、α0 )の大きさは
従来よりも小さく、ダイヤモンド薄膜で微小領域を形成
しない場合、再生することはできない。表3の結果は、
従来、再生が不可能であったレーザービームの照射スポ
ット以下の小さなマークをダイヤモンド薄膜の層を設け
ることによって高いCN比で再生可能なことを示してい
る。
【0079】また、表4の結果は、ダイヤモンド薄膜の
膜厚が厚い方がCN比が高く、 500Å以上でほぼ同等の
性能であることを示している。
【0080】
【実施例10】(熱遮断層付きディスク・・・図8参
照) (1)実施例1の2P基板を用意する。 (2)RFマグネトロン・スパッタリング装置を用意
し、2P基板と多種ターゲットをこの装置のチャンバー
内にセットする。チャンバー内を一旦、7×10-7Torr以
下の真空度に排気した後、Arガスを5×10-3Torr導入す
る。
【0081】最初にSiターゲットを用い、Arガスに加え
てN2 ガスをチャンバー内に導入して反応性スパッタリ
ングを行い、樹脂層の上に窒化シリコン(第1保護膜:
図示せず)を 700Åの厚さに形成した。次にN2 ガス導
入を止め、5×10-3TorrのArガス中でGdFeCo系合金ター
ゲットを用いて、スパッタリングを行う。これにより第
1の保護膜の上にGdFeCo系垂直磁化膜からなる第1磁性
層Gd22Fe55Co23(5)を形成した。更に、TbDyFeCo系合
金ターゲットを用いて、スパッタリングを行う。これに
よりGd22Fe55Co23の上に第2磁性層Tb10Dy16Fe64Co
10(6)を形成した。第1磁性層(5)の膜厚は 500
Å、第2磁性層(6)の膜厚は 300Åである。両層が本
発明で言う「磁性層」を構成する。
【0082】第2磁性層の上に熱遮断層(4)としてSi
O 2 層を 500Åの膜厚で形成した。得られた中間製品
(図8の(a)参照)をスパッタリング装置から取り出
した後、スピンコーターを用いて、熱遮断層の上にフォ
トレジストを塗布した。フォトレジストの膜厚は1μm
とした。その後、プリベーキングした中間製品を回転さ
せながら、エキシマレーザー(λ= 248nm)を照射す
る。レーザーは所定の周波数(標準情報)で変調した。
現像及びポストベーキングすると、所定のレジストパタ
ーンが得られた。パターンはトラックに沿って島状のレ
ジスト(ピットに相応)が点々と並んでいるものである
(図8の(b)参照)。1個の島は、直径が 0.4μmで
ある。前後の島と島の間隔は、 0.4μmである。
【0083】次にArプラズマを用いたドライエッチング
を行った。これにより島以外の部分のSiO 2 は除去され
る。ここまでの製品を再びスパッタリング装置に配置
し、ターゲットをAlターゲットに取り替え、スパッタリ
ングを行う。これによりAlからなる熱拡散層(3)を形
成した(図8の(C)参照)。熱拡散層(3)の膜厚は
500Åとした。
【0084】この光磁気ディスクについてCN比を測定
した。
【0085】
【実施例11】(再生装置) この装置は、図7と同じく、主として、ディスクの回転
手段(76)、外部磁界印加手段(78)、手段(78)の川
下に位置するレーザービーム光源(71)、光源(71)の
反対側に位置する補助磁界印加手段(77)、及び光源
(71)と同じ側に位置する磁気光学的処理手段からな
る。
【0086】外部磁界印加手段(78)は、「A向き」↑
の10kOe(ディスク面で)の磁界を出力する永久磁石
からなる。補助磁界印加手段(77)は、「逆A向き」↓
の300 Oe(ディスク面で)の磁界を出力する永久磁石
からなる。光源(71)は、λ=780 nm、開口率(N
A)=0.55の半導体レーザーである。(磁気)光学的手
段は、光源とディスクとの間に置かれた(偏光又は非偏
光)ビームスプリッタ(72)、アナライザー(73)及び
ディテクター(74)からなる。
【0087】ディスク(75)は回転手段(67)により回
転され、先ず、外部磁界を印加される。ビームの照射前
に、磁化は「A向き」↑に揃えられる。これにより前処
理が完了する。次にレーザービームが照射される。光源
から出射したビームはビームスプリッタを透過(図8と
反対に反射でも可)してディスクに入射し、ディスクで
反射(図8と反対に透過でも可)される。この反射光
は、ビームスプリッタで反射され、アナライザー及びデ
ィテクターに向かう。
【0088】
【実施例12】(再生) 実施例10のディスクを実施例11の装置にセットし、
ディスクを1800rpm で回転させる。ディスクが外部磁界
印加手段の近くに来たとき、磁性層の磁化は10kOeの
磁界を受けて「A向き」↑に揃えられる。これが前処理
となる。前処理されたディスクは、やがてレーザービー
ム(直線偏光)の照射位置に来る。照射位置では、磁性
層にビームが照射され、そのスポット(直径 1.3μm)
内の磁性層の温度は上昇する。そのうち、特にスポット
内の後半の領域(図4)の蓄熱領域aに相当)は、蓄熱
効果により高温になる。この場合、蓄熱領域a内に熱遮
断層が隣接する領域α1 が位置するときには、放熱が少
ないので、蓄熱効果が実効的に働く。そのため、領域α
1 の温度は所定の高温TR に達して、保磁力は急激に低
下する。この付近には「逆A向き」↓の補助磁界があ
る。
【0089】そのため、領域α1 の磁化は、反転して
「逆A向き」↓となる。領域a以外のスポット内は蓄熱
効果がないので、温度は高温TR に達しない。そのた
め、保磁力は余り低下しない。従って、「逆A向き」↓
の補助磁界を受けても反転せず、磁化の向きは「A向
き」↑のままである。スポット内の一部(領域a)は
「逆A向き」↓で、残りは「A向き」↓である。
【0090】他方、領域a内に、熱遮断層が隣接しない
領域α0 が位置するときは、放熱が多いので、蓄熱効果
が実効的に働かない。そのため、領域α0 の温度は所定
の高温TR に達せず、保磁力は余り低下しない。従っ
て、「逆A向き」↓の補助磁界を受けても反転せず、磁
化の向きは「A向き」↑のままである。もちろん、領域
a以外のスポット内は、蓄熱効果がないので、温度は高
温TR に達しない。そのため、磁化の向きは「A向き」
↑のままである。スポット内の全域で「A向き」↑であ
る。
【0091】磁性層から反射されたビームを(磁気)光
学的手段で処理することにより、情報が再生される。測
定されたCN比は43dBであった。実施例10のディスク
では、熱遮断層が隣接しない第1微小領域α0 に熱拡散
層が隣接している。そのため、熱遮断層が隣接する第2
微小領域α1 と熱遮断層が隣接しない第1微小領域α0
(熱拡散層が隣接)との熱伝導率(換言すれば放熱量)
が大きく異なる。従って、蓄熱領域aに位置する磁性層
の温度差が大きくなり、良好なCN比が得られる。場合
により、熱拡散層を設けなくともよい。
【0092】
【実施例13】熱遮断層の材料を代えた外は実施例10
と同様にしてディスクを製造し、CN比を測定した。そ
の結果を表5に示す。
【0093】
【表5】
【0094】
【実施例14】熱拡散層の材料を代えた外は実施例10
と同様にしてデイスクを製造し、CN比を測定した。そ
の結果を表6に示す。
【0095】
【表6】
【0096】熱拡散層に用いる材料としてCu、Ge、Taを
用いた場合、これまで再生不可能な小さなマークの再生
が、30dB以上のCN比で再生可能となった。
【0097】
【発明の効果】以上の通り、本発明は、初めて再生専用
型の光磁気ディスクを提供する。磁性層の保磁力を低下
させる高温領域aがスポット内の一部に形成されること
で、磁気的な超解像が得られる。本発明のディスクで
は、この現像を利用して、これまで再生不可能だった再
生用ビームのスポット径よりも小さい微小領域α0 、α
1と言う情報単位(マークに相当)が検出される。その
ため、本発明のディスクは高い記録密度、高い記憶容量
を持つ。
【0098】また、本発明のディスクは、誤って過大な
磁場を受け、又は異常に高い温度を受け、そのため、磁
性層の磁化の向きが乱れてしまっても問題がない。前述
の前処理をすれば、情報の再生が可能となる。さらに磁
性層を多層構造にすれば、高温(再生時の温度)でカー
回転角を大きくできるため、より高いCN比が得られ
る。加えて、熱伝導率の高い物質を熱拡散層に用いるこ
とにより、より高いCN比が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかるディスクの垂直断面
(a)と上面(b)を示す概念図である。
【図2】光磁気記録方式の記録原理を説明する概念図で
ある。
【図3】光磁気記録方式の再生原理を説明する概念図で
ある。
【図4】本発明の他の実施例にかかるディスクの垂直断
面を示す概念図である。
【図5】本発明の他の実施例にかかるディスクの垂直断
面(a)と上面(b)を示す概念図である。
【図6】補償点を持つ磁性層の保持力の温度特性を示す
グラフである。
【図7】本発明の一実施例にかかる再生装置の全体構成
を示す概念図である。
【図8】本発明の他の実施例にかかるディスク又はその
半製品の垂直断面を示す概念図である。
【主要部分の符号の説明】
L :レーザービーム LP :直線偏光 B1 :「A向き」↑の磁化を有するマーク B0 :「逆A向き」↓の磁化を有するマーク α1 :2値化情報の1に相当する第1微小領域 α0 :2値化情報の0に相当する第2微小領域 a :スポット径内の蓄熱領域 1 :基板又は2P基板 2 :磁性層 3 :熱拡散層 4 :熱遮断層 5 :第1磁性層 6 :第2磁性層 7 :レジスト 以上

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも基板とその上に積層された磁
    性層からなる光磁気ディスクにおいて、 前記磁性層のトラックに沿って、再生用レーザービーム
    の照射により、磁化が所定の向きを向く第2微小領域α
    1 と、所定の向きを向かない第1微小領域α0とを設
    け、前記微小領域の一方を情報単位とし、この情報単位
    の有無又は長さによって、情報を表すことを特徴とする
    再生専用型の光磁気ディスク。
  2. 【請求項2】 少なくとも基板とその上に積層された磁
    性層からなる光磁気ディスクにおいて、 前記磁性層に、トラックに沿って、隣接して熱拡散層が
    配置されている第1微小領域α0 と、前記熱拡散層が配
    置されていない第2微小領域α1 とを設け、前記微小領
    域の一方を情報単位とし、この情報単位の有無又は長さ
    によって、情報を表すことを特徴とする再生専用型の光
    磁気ディスク。
  3. 【請求項3】 少なくとも基板とその上に積層された磁
    性層からなる光磁気ディスクにおいて、 前記磁性層に、トラックに沿って、隣接して熱遮断層が
    配置されている第2微小領域α1 と、前記熱遮断層が配
    置されていない第1微小領域α0 とを設け、前記微小領
    域の一方を情報単位とし、この情報単位の有無又は長さ
    によって、情報を表すことを特徴とする再生専用型の光
    磁気ディスク。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の光磁気ディスクにおい
    て、前記熱遮断層が配置されていない第1微小領域α0
    の前記磁性層に隣接して熱拡散層を配置したことを特徴
    とする再生専用型の光磁気ディスク。
  5. 【請求項5】 請求項2又は4記載の光磁気ディスクに
    おいて、前記熱拡散層を構成する材料の熱伝導率が 50
    〔W/m・K〕以上であることを特徴とする再生専用型
    の光磁気ディスク。
  6. 【請求項6】 請求項2又は4記載の光磁気ディスクに
    おいて、前記熱拡散層を構成する材料の比熱が 0.2〔J
    /g・K〕より大きいことを特徴とする再生専用型の光
    磁気ディスク。
  7. 【請求項7】 請求項3又は4記載の光磁気ディスクに
    おいて、前記熱拡散層がダイヤモンド薄膜からなること
    を特徴とする再生専用型の光磁気ディスク。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の光磁気ディスクにおい
    て、前記ダイヤモンド薄膜の膜厚が 500Å以上であるこ
    とを特徴とする再生専用型の光磁気ディスク。
  9. 【請求項9】 請求項3又は4記載の光磁気ディスクに
    おいて、前記熱遮断層を構成する材料の熱伝導率が4
    〔W/m・K〕以下であることを特徴とする再生専用型
    の光磁気ディスク。
  10. 【請求項10】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載
    の光磁気ディスクにおいて、前記磁性層が垂直磁気異方
    性を有することを特徴とする再生専用型の光磁気ディス
    ク。
  11. 【請求項11】 請求項1〜請求項4のいずれか又は請
    求項10に記載の光磁気ディスクにおいて、前記磁性層
    の保磁力が4〔kOe 〕以下であることを特徴とする再
    生専用型の光磁気ディスク。
  12. 【請求項12】 請求項1〜請求項4のいずれか又は請
    求項10又は請求項11に記載の光磁気ディスクにおい
    て、前記磁性層の補償点が室温以上でキュリー点以下で
    あることを特徴とする再生専用型の光磁気ディスク。
  13. 【請求項13】 請求項1〜請求項4のいずれか又は請
    求項10又は請求項11に記載の光磁気ディスクにおい
    て、再生用レーザービームの照射を受け蓄熱効果により
    前記磁性層が局所的に所定の高温TR になったとして、
    前記磁性層の補償点が室温以上でかつ前記高温TH 以下
    でかつキュリー点以下であることを特徴とする再生専用
    型の光磁気ディスク。
  14. 【請求項14】 請求項1〜請求項4のいずれか又は請
    求項10又は請求項11に記載の光磁気ディスクにおい
    て、前記磁性層の補償点が室温以上200℃以下である
    ことを特徴とする再生専用型の光磁気ディスク。
  15. 【請求項15】 請求項1〜請求項4のいずれか又は請
    求項11〜請求項14のいずれかに記載の光磁気ディス
    クにおいて、前記磁性層がGdFeCo又はGdTbFeCo又はGdDy
    FeCoからなることを特徴とする再生専用型の光磁気ディ
    スク。
  16. 【請求項16】 請求項1〜請求項4のいずれか又は請
    求項11〜請求項15のいずれかに記載の光磁気ディス
    クにおいて、前記磁性層がレーザービームの照射方向か
    ら見て順に相対的にキュリー点が高い層とキュリー点が
    低い層の少なくとも2層からなり、両層は実質的に全部
    の接触領域で交換結合していることを特徴とする再生専
    用型の光磁気ディスク。
  17. 【請求項17】第1工程:前記第1微小領域α0 の磁化
    の向きと第2微小領域α1 の磁化の向きが異なるときに
    は同じ向きに揃えられた、請求項1〜請求項16のいず
    れかに記載された光磁気ディスクを用意し; 第2工程:前記ディスクを回転させ、トラックに沿っ
    て、再生用レーザービームを照射することにより、前記
    ビームのスポット径内に位置するトラック上に、実効的
    な蓄熱効果による局所的な所定の高温TR 領域を作りだ
    し、それにより、前記高温TR 領域に第2微小領域α1
    が位置するとき、その磁化を所定の向きに向かせ、他
    方、前記高温TR 領域と同一の位置に第1微小領域α0
    が位置するとき、その磁化を所定の向きに向かせず; 第3工程:前記レーザービームが前記スポット径内でデ
    ィスクから反射された反射光、又は前記レーザービーム
    が前記スポット径内でディスクを透過した透過光を、光
    学的に処理して電気信号に変換する; ことからなる磁気光学的再生方法。
  18. 【請求項18】 請求項1〜請求項16のいずれかに記
    載されたディスクの回転手段、レーザービーム光源、前
    記光源からのレーザービームを前記ディスクに照射する
    ための照射光学系、前記レーザービームを照射したと
    き、第2微小領域α1 の磁化が所定の向きを向くのを助
    ける補助磁界印加手段、前記レーザービームがディスク
    から反射された反射光又はディスクを透過した透過光を
    後述の光学的処理手段に導くための処理光学系、及び光
    学的処理手段からなることを特徴とする再生専用型光磁
    気ディスクの再生装置。
  19. 【請求項19】 請求項18記載の再生装置において、
    前記ディスクの第1微小領域α0 及び第2微小領域α1
    の磁化の向きを揃えるための外部磁界印加手段を付加し
    たことを特徴とする再生専用型光磁気ディスクの再生装
    置。
  20. 【請求項20】 請求項1〜請求項16のいずれかに記
    載されたディスクの回転手段、レーザービーム光源、前
    記光源からのレーザービームを前記ディスクに照射する
    ための照射光学系、前記ディスクの第1微小領域α0
    び第2微小領域α1 の磁化の向きとを揃えるための外部
    磁界印加手段、前記レーザービームがディスクから反射
    された反射光又はディスクを透過した透過光を後述の光
    学的処理手段に導くための処理光学系、及び光学的処理
    手段からなることを特徴とする再生専用型光磁気ディス
    クの再生装置。
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