JPH0785513A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPH0785513A
JPH0785513A JP22862193A JP22862193A JPH0785513A JP H0785513 A JPH0785513 A JP H0785513A JP 22862193 A JP22862193 A JP 22862193A JP 22862193 A JP22862193 A JP 22862193A JP H0785513 A JPH0785513 A JP H0785513A
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勝太郎 市原
Satoru Kikitsu
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Abstract

(57)【要約】 【目的】記録層への漏洩磁界の供給効率を向上させ、結
果的にオーバーライト性能が高い光磁気記録媒体を提供
することを目的とする。 【構成】記録層1とこの記録層1に対し漏洩磁界を供給
するバイアス磁性層3とを具備し、その主面に記録トラ
ックLN が形成された光磁気記録媒体において、記録ト
ラックにおける記録層1と記録トラック間におけるバイ
アス磁性層3との間の距離、すなわちSL−BG間の距
離を、記録トラック間における記録層と記録トラックに
おけるバイアス磁性層との間の距離、すなわちSG−B
L間の距離よりも短く設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直接重ね書き(以下オー
バライトと記す)可能な光磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】光磁気記録媒体は大容量の書換え可能型
メモリ媒体として実用に供されている。現行の光磁気記
録媒体では、データを書換える際に旧情報の一括消去動
作を必要とするため、記録時のデータ転送速度が遅いと
いう課題を有している。この課題を解決するのがオーバ
ライト技術であり、この技術により旧情報の一括消去動
作が不要になるため、記録に要する時間を半分以上短縮
することができる。
【0003】オーバライト技術には、一定強度のレーザ
光を照射し外部磁界の極性を情報信号に従って高速に変
調する磁界変調方式と、一定強度の外部磁界を印加しレ
ーザ光強度を情報信号に従って変調する光強度変調方式
とがある。前者は記録周波数の比較的低い場合、例えば
音声信号の記録等には適するが、高周波記録を必要とす
る場合、例えば計算機ファイルへの応用等には消費電力
の増加を招きやすく好ましくない。一方の光強度変調方
式は低消費電力でも高周波記録が容易であり、かつ現行
の光磁気記録媒体との互換性も得やすい等の利点があ
る。
【0004】本願発明者等は、先に、バイアス磁性層の
発生する漏洩磁界を用いる光強度変調オーバライト方式
をすでに提案している(特開平4−212743号)。
この方式は、記録層にバイアス磁性層を積層した媒体を
用いて、光ビーム加熱によりバイアス磁性層中に磁化の
空間的な変化を形成して漏洩磁界(Hl)を記録層側へ
発生させ、これによってオーバーライトを実現するもの
である。この漏洩磁界は、バイアス磁性層のうちそのキ
ューリー温度(Tcb)以上に加熱されている部分で大
きく、Tcb未満に加熱されている部分では小さくなる
ように設定することができる。そして、記録層とバイア
ス磁性層の間に熱制御層を設けるなどして両層間に適度
な温度差を設けると、記録パワー(Pw)の光ビーム照
射時には記録層のうちその磁化方向を決定する温度(こ
れはほぼ記録層のキューリー温度:Tcsに等しい)以
上に加熱されている部分を、バイアス磁性層がそのTc
b以上に加熱されている部分に対応するように配置させ
ることができ、かつ消去パワー(Pe)の光ビーム照射
時には、記録層のうちTcs以上に加熱されている部分
を、バイアス磁性層がTcb未満に加熱されている部分
に対応するように配置させることができる。従って、外
部より適当な一定強度の外部磁界(Hex)を印加すれ
ば、記録時と消去時とで記録層に印加される実効磁界
(Heff)の向きを逆向きにすることが可能となり、
結果的に光強度変調オーバライトが可能となる。この方
式ではバイアス磁性層の発生する漏洩磁界をいかに効率
的に記録層に供給するかが重要である。
【0005】一方、バイアス磁性層が発生する漏洩磁界
(Hl)を、Tcb以上に加熱されている部分で大き
く、かつTcb未満に加熱されている部分では小さく設
定することが、記録層のうちTcs以上に加熱されてい
る部分に供給されるHlをPw光照射時とPe光照射時
とでその値の差が大きくなるようにする、即ちオーバラ
イト性能を向上させるうえで重要である。このために
は、バイアス磁性層の磁化(Msb)の空間的な分布
が、Tcb加熱部付近でのみ急俊に変化する形状を有す
ることが望ましい。ここでMsbの空間分布は、バイア
ス磁性層におけるMsbの温度特性と、光ビーム照射時
にバイアス磁性層中に形成される温度分布とによって決
定されるので、MsbがTcb付近でのみ急俊に変化す
る温度特性のバイアス磁性層を選ぶこと、及び温度分布
がTcb付近でなるべく急俊に変化するように媒体の熱
応答特性を選ぶことが重要である。
【0006】しかるに、上述した特開平4−21274
3号では、Msbの空間分布に関してバイアス磁性層膜
厚方向の温度差に対する配慮が十分とはいえず、Pw光
照射時のHlとPe光照射時のHlとの差が必ずしも十
分ではない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、その目的は、記録層への
漏洩磁界の供給効率を向上させ、又は、Msb分布のT
cb加熱部付近での急俊性を向上させてPw光照射時の
HlとPe光照射時のHlの差を大きくし、結果的にオ
ーバーライト性能が高い光磁気記録媒体を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、第1に、記録層とこの記録層に対し漏洩磁界を供給
するバイアス磁性層とを具備し、その主面に記録トラッ
クが形成された光磁気記録媒体であって、記録トラック
における記録層と記録トラック間におけるバイアス磁性
層との間の距離が、記録トラック間における記録層と記
録トラックにおけるバイアス磁性層との間の距離よりも
短いことを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
【0009】第2に、記録層とこの記録層に対し漏洩磁
界を供給するバイアス磁性層とを具備する光磁気記録媒
体であって、前記バイアス磁性層のキューリー温度が、
バイアス磁性層の記録層に近接する部分が記録層から離
れている部分よりも高くなるように膜厚方向に沿って変
化していることを特徴とする光磁気記録媒体が提供され
る。
【0010】以下、この発明について詳細に説明する。
本発明の第1の態様においては、バイアス磁性層が発生
する漏洩磁界(Hl)の記録層への供給効率を向上する
手段として、上述のように記録トラックにおける記録層
と記録トラック間におけるバイアス磁性層との間の距離
を、記録トラック間における記録層と記録トラックにお
けるバイアス磁性層との間の距離よりも短く設定した。
【0011】ここで記録トラックとは、記録磁区列が形
成される媒体周方向線路であり、記録トラック間とは、
隣接する記録トラックの間の周方向線路である。また、
各層間の距離は、記録層のバイアス磁性層に近い側の面
(S面)とバイアス磁性層の記録層に近い側の面(B
面)との間の距離であり、媒体の厚さ方向に沿って計測
される距離である。なお、本発明の光磁気記録媒体は、
通常所定の基板上に、記録層、熱制御層、バイアス磁性
層を順次積層形成して構成されるが、例えば記録トラッ
ク上のB面の方が記録トラック間上のS面よりも基板面
に近い場合は、S面とB面との距離は負で表わされ、距
離の大小は符号も考慮して判定される。
【0012】図1は、この態様に係る光磁気記録媒体の
一例を示す部分縦断面図である。図1において、1は記
録層、2は熱制御層、3はバイアス磁性層、4は基板で
あり、LN 及びLN+1 が第N番目及び第N+1番目の記
録トラック部、GN が第N番目の記録トラック間部、S
Lが記録トラック上のS面、SGが記録トラック間上の
S面、BLが記録トラック上のB面、BGが記録トラッ
ク間上のB面である。
【0013】ここでは、本発明の第1の態様に従ってS
L−BG間距離がSG−BL間距離よりも短く設定され
ている。この設定は基板4の面に設けられたトラッキン
グガイド用の溝を利用すれば容易であり、溝の深さをD
G、熱制御層2の厚さをDTとおくと、図1において
は、SL−BG間距離はDT−DG,SG−BL間距離
はDT+DGで表わされる。このような構成により、記
録層1の記録トラック部にバイアス磁性層3から効率良
く漏洩磁界を供給することができる。
【0014】なお、トラッキングガイド用の溝を基板に
設けることは当該分野で幅広く知られており、また図1
のようにいわゆるランド部に記録磁区列を形成して記録
トラックとすることも公知であるが、本態様ではこのよ
うな技術を利用して、漏洩磁界を用いたオーバライト方
式が適用される光磁気記録媒体において漏洩磁界の供給
効率を向上させる設計を行った点に特徴を有するもので
あり、従来技術では得ることができない特有の作用効果
をもたらすものである。
【0015】また、いわゆるグルーブ部を記録トラック
とするグルーブ記録の場合であっても、上記関係を満た
すように媒体設計を行えば、漏洩磁界を効率良く記録層
の記録トラック部に供給することができる。
【0016】次に、本発明の第2の態様について説明す
る。この態様においては、上述したように、バイアス磁
性層のキューリー温度(Tcb)が、記録層に近接する
部分が記録層から離れている部分よりも高くなるように
膜厚方向に沿って変化している。
【0017】すなわち、記録層とバイアス磁性層とが積
層形成された媒体においては、光ビームは記録層側から
照射されるので、光ビーム照射時のバイアス磁性層の温
度は記録層に近い部分が記録層から離れた部分よりも高
くなる。よって上記のようにTcbをバイアス磁性層の
膜厚方向に沿って変化させることによって、バイアス磁
性層がTcbに加熱されている位置をバイアス磁性層の
膜厚方向に揃えることができ、バイアス磁性層の磁化
(Msb)の空間分布、すなわちHlの空間分布をTc
b付近で従来の媒体よりも急俊にすることができる。
【0018】好ましい態様としては、光ビーム照射時に
バイアス磁性層中に形成される膜厚方向の温度分布とT
cbの膜厚方向の分布が略一致していることであり、こ
うすることにより、膜厚方向にTcb加熱部を揃えるこ
とができHlの空間分布は急俊となる。
【0019】また、バイアス磁性層の膜厚方向の温度差
は、光ビーム照射時に時間と共に変化し昇温過程では差
が大きく降温過程では膜厚方向の熱拡散により差が小さ
くなる。そのため、上記効果をより顕著に発現する上で
は、降温過程においても有意な程度に膜厚方向の温度差
が保持されているのが好ましい。従って、より好ましい
態様として、バイアス磁性層の記録層とは反対側の面上
にバイアス磁性層と熱伝導性が略等しいかあるいは高い
層を設ける膜構造が挙げられる。この態様において、こ
のような層としてはバイアス磁性層と同系統の材料から
なる磁性体薄膜を用いることが好ましく、特に、バイア
ス磁性層の磁化反転を防止する機能を有する初期化磁性
層を用いるのが最も好ましい。
【0020】初期化磁性層はバイアス磁性層の磁化反転
を防止してオーバーライトを繰り返し行いやすくするた
めに設けられるものである。初期化磁性層を設けただけ
でもバイアス磁性層の膜厚方向の温度差は降温過程にお
いても保持され、本発明の効果がより期待できるが、初
期化磁性層上にさらに熱拡散層を設ける等すればバイア
ス磁性層膜厚方向の所望の温度差をより明確に形成する
ことができ、上記効果はさらに顕著なものとなる。
【0021】なお、光磁気駆動装置にバイアス磁性層を
初期化するための磁石を設置する場合には、初期化磁性
層の形成の必要がないので、バイアス磁性層よりも熱伝
導性の高い熱拡散層をバイアス磁性層上に直接設けるこ
とが可能となる。この場合は、より簡単な媒体構造でバ
イアス磁性層の膜厚方向に有意な温度差を確保すること
ができる。
【0022】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。 (実施例1)図1は本発明の第1の態様に係る光磁気媒
体の一実施例を示す部分縦断面図であり、前述したよう
に、基板4上に記録層1、熱制御層2、バイアス磁性層
3が順に形成されている。基板4にはトラッキングガイ
ド用の溝が設けられており、LN 及びLN+1 が第N番目
及び第N+1番目の記録トラック部、GN が第N番目の
記録トラック間部、SLが記録トラック上のS面、SG
が記録トラック間上のS面、BLが記録トラック上のB
面、BGが記録トラック間上のB面である。
【0023】図1の媒体は例えば以下の手順で形成する
ことができる。すなわち、先ず、通常の技術に従い、例
えば、ガラス板上に感光性樹脂を塗布してレーザ露光後
現像して原盤を作成し、この原盤に金属膜形成後電鋳に
よってスタンパを作成する。次いで、このスタンパを用
いてポリカーボネイト樹脂を射出成形することによって
基板4を形成する。ここでトラッキングガイド用の溝の
深さDGは、原盤の作成条件によって変えることができ
るが、通常、記録再生に用いられる光ビームの波長と基
板の屈折率で決まる最適深さに設定され、例えば70n
m程度にDGが設定される。
【0024】次に、基板4上に記録層1、熱制御層2、
バイアス磁性層3を薄膜形成技術例えばスパッタリング
法により成膜する。この場合に熱制御層2は必須ではな
く必ずしも設ける必要はない。ただし、熱制御層がない
場合(DT=0)でもこの態様の主旨から記録層1とバ
イアス磁性層3の間の磁気的な相互作用は主に静磁的で
あり、交換相互作用は小さいものとする。
【0025】なお、図1には示されていないが、基板4
と記録層1との間に光学的干渉層を設けることや、バイ
アス磁性層3上に保護層を設けること等は許容される。
オーバライトする上でより好ましい態様は、バイアス磁
性層3上にバイアス磁性層の磁化反転を防止する為の初
期化層を設けた媒体である。
【0026】図1の構造の媒体においては、例えば、記
録層1として25nm厚のTbFeCo膜、熱制御層2
として50nm厚のSi−N膜、バイアス磁性層3とし
て200nm厚のTbFeCo膜を用いることができ
る。
【0027】以上のようにして作成された媒体に対する
情報の記録(オーバーライト)は、例えば以下の手順で
行われる。先ず、円盤状の媒体を光磁気駆動装置に装着
し、線速度:9m/sで回転移動させ、上向きに100
Oeの外部磁界Hexを印加し、光ビーム強度を記録パ
ワーPw:12mW、消去パワーPe:8mW,再生パ
ワー:1.5mW、記録パルス幅を100ns、記録周
波数を5MHzと設定し、光ビームを記録トラックLN
上に集光する。
【0028】Pw光照射時には、記録層がキュリー温度
(Tcs)以上に加熱されている部分(磁化方向決定
部)はバイアス磁性層がTcb以上に加熱されている部
分に対応し、記録層は下向きに大きな漏洩磁界(Hl)
を感知し、HlとHexとが重ね合わされてなる実効磁
界Heffの向きは下向きとなって記録層の磁化は下向
きとなる。また、Pe光照射時には、記録層のTcs加
熱部はバイアス磁性層のTcb未満加熱部に対応しHl
は小さく、Heffは上向きとなって記録層の磁化は上
向きとなる。再生レベル(1.5mW)では記録層の磁
化の向きに応じた光磁気信号を読み取る。
【0029】ここで、記録層がTcs以上に加熱されて
いる部分及びバイアス磁性層がTcbに加熱されている
部分は、LN の端部から中央部へ時間と共に移動する
が、Hlはバイアス磁性層のLN 部のTcb未満に加熱
されている部分の磁化とGN 部及びGN-1 部(即ちトラ
ック間部)の磁化に起因して発生するので、バイアス磁
性層のうち記録トラックに対応する部分のみならず、記
録トラック間に対応する部分も重要であり、特にTcs
加熱位置がLN 端部にある時は重要である。
【0030】図2は、計算結果に基づくHlの大きさと
バイアス磁性層と記録層の間の距離(Z)との関係を示
す特性図であり、ここではトラッキングガイド用の溝の
段差は考慮していないが、HlはZが小さい程大きいこ
とがわかる。さらに、段差のある場合には、前記の様に
トラック間部のバイアス磁性層の磁化が重要であること
に起因して、HlはSL−BG間距離に大きく依存し、
その程度は図2よりも一段と増大して図2における曲線
の傾きが急になる。
【0031】比較のために、図1のGN を記録トラック
に選び同様の記録試験を行った所、前記した本発明のL
N を記録トラックに選んだ場合に比べてオーバライト性
能は低かった。
【0032】以上のことから、SL−BG間の距離をS
G−BL間距離よりも短く設定することにより、より効
率良く記録トラックにHlを供給することができること
が確認された。
【0033】(実施例2)図3は本発明の第2の態様に
係る光磁気媒体の一実施例を示す部分縦断面図であり、
11は記録層、12は熱制御層、13はバイアス磁性
層、14は初期化磁性層、15は干渉層、16は保護
層、17は基板(光ディスク基板)である。これらの機
能は第1の態様と同様であり、熱制御層12、初期化磁
性層14、干渉層15、保護層16は必須な層ではな
く、必要に応じて設けられるものである。
【0034】図3の媒体は、例えばプリフォーマットさ
れた樹脂製の基板17上に各層をスパッタリング成膜す
る等して得ることができる。図3に示す構造の媒体にお
いては、例えば、記録層11として25nm厚のTbF
eCo膜、熱制御層12として15nm厚のSi−N
膜、バイアス磁性層13として200nm厚のTbFe
Co膜、初期化磁性層14として200nm厚のTbC
o膜、保護膜16として50nm厚のSi−N膜を用い
ることができる。
【0035】記録層11のキューリー温度(Tcs)及
びバイアス磁性層13のキューリー温度(Tcb)は、
各々の膜の組成を変化させることにより変えることがで
き、記録層11の組成を一定にすることによりTcsを
例えば200℃に設定することができ、バイアス磁性層
13の組成を膜厚方向で変化させることにより、Tcb
を例えば記録層11に近い部分で200℃、離れた部分
で180℃と設定することができる。このように、バイ
アス磁性層13の膜厚方向に沿ってTcbを変化させる
ためには、例えばバイアス磁性層13中のCo組成比を
膜成長方向に沿ってなだらかに減少させる等すればよ
い。その具体的な方法としては、バイアス磁性層13を
Tb,Fe,Co各単体のターゲットを用いて多元同時
スパッタリング成膜し、FeターゲットとCoターゲッ
トへの入力比をバイアス磁性層13の形成初期には大き
く、成長に従って次第に小さくすればよい。
【0036】図4はバイアス磁性層の膜厚方向(Z)の
光ビーム照射時の温度(T)分布、Tcbの分布及びバ
イアス磁性層のTcb加熱部(rcb)の分布を模式的
に示す図であり、(a)が本発明に従って膜厚方向に沿
ってTcbを変化させたバイアス磁性層の例、(b)が
膜厚方向に一様なTcbを有するバイアス磁性層の例で
ある。なお、図4(a)は光ビーム照射による最高温度
到達時におけるZ方向のT分布とTcb分布が一致する
ように調整した場合について示す。
【0037】図4(a)に示すように、記録層に近接す
る部分が記録層から離れている部分よりもTcbが高く
なるようにバイアス磁性層の膜厚方向に沿ってTcbを
変化させることにより、rcbの位置は膜厚方向に揃
い、Hlの空間分布もrcb付近で極めて急俊になり、
rcbの外側で小さく内側で大きい形状を明確に呈す
る。
【0038】一方、図4(b)に示すように膜厚方向に
一様なTcbを有するバイアス磁性層においては、膜厚
方向のT分布を反映したrcb分布となっており、rc
b付近のHlの急俊性はrcb分布が緩慢になっている
分劣っている。
【0039】次に、バイアス磁性層の膜厚方向に沿って
Tcbに勾配を形成することの効果をより明らかにする
目的で、図4(a)及び(b)に示す特性を有するバイ
アス磁性層を備えた媒体を用いてオーバライト試験を試
みた。
【0040】図3に示す構造を有し、夫々図4(a),
(b)に示す特性のバイアス磁性層を有する2種類の媒
体を光磁気駆動装置に設置し、線速度:9m/s,P
w:12mW、Pe:8mW、再生パワー:1.5m
W、外部磁界(Hex):−100Oe、記録周波数:
2〜5MHz、記録パルス幅:100nsの条件で記録
(オーバーライト)を行った。
【0041】その結果、膜厚方向に沿ってTcbの勾配
を有する図4(a)のバイアス磁性層を備えた光磁気記
録媒体の方が、Tcbの勾配が存在しない図4(b)の
バイアス磁性層を備えた光磁気媒体よりも高い再生信号
振幅が得られ、膜厚方向にTcbの勾配を形成したこと
による効果が実証された。
【0042】他の例として図3の媒体における初期化磁
性層の代わりに、これよりも熱伝導性の高いAl合金膜
を形成した媒体を作成し、この媒体に対する熱解析を行
ってバイアス磁性層の膜厚方向の最高温度到達時におけ
る温度分布を導出し、この温度分布に略一致するよう
に、Tcbの膜厚方向の勾配を設定した。この媒体は初
期化磁性層を有していないので、バイアス磁性層の磁化
反転閾値は初期化磁性層を有するものに比べて低く、P
w光照射によりバイアス磁性層の磁化が反転した。そこ
で光磁気駆動装置にバイアス磁性層初期化用の磁界印加
手段を設置した上で、上述の例と同様の条件で動作させ
た。
【0043】その結果、この例の光磁気記録媒体のオー
バライト信号振幅は、図4(a)に示す特性のバイアス
磁性層を有する媒体よりもさらに高く、バイアス磁性層
の膜厚方向に積極的に温度勾配を設けた場合に本発明の
効果がより顕著に表れることが確認された。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、第1に記録層に供給さ
れるバイアス磁性層からの漏洩磁界の利用効率を向上さ
せることができ、また、第2にバイアス磁性層のキュリ
ー温度に加熱されている部分における磁化分布の急俊性
を向上させて記録層の磁化決定温度に加熱されている部
分に供給される漏洩磁界の光強度による変化を大きくす
ることができるので、オーバライト性能が高い光磁気記
録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の態様に係る光磁気記録媒体の一
例を示す部分縦断面図。
【図2】記録層とバイアス磁性層との間の距離とHlの
値との関係を示す特性図。
【図3】本発明の第2の態様に係る光磁気記録媒体の一
例を示す部分縦断面図。
【図4】バイアス磁性層膜厚方向(Z)の光ビーム照射
時の温度(T)分布、Tcbの分布及びバイアス磁性層
のキューリー温度加熱部分(rcb)の分布を模式的に
示す図。
【符号の説明】 1,11……記録層、2,12……熱制御層、3,13
……バイアス磁性層、4,17……基板、14……初期
化磁性層、15……干渉層、16……保護層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録層とこの記録層に対し漏洩磁界を供
    給するバイアス磁性層とを具備し、その主面に記録トラ
    ックが形成された光磁気記録媒体であって、記録トラッ
    クにおける記録層と記録トラック間におけるバイアス磁
    性層との間の距離が、記録トラック間における記録層と
    記録トラックにおけるバイアス磁性層との間の距離より
    も短いことを特徴とする光磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 記録層とこの記録層に対し漏洩磁界を供
    給するバイアス磁性層とを具備する光磁気記録媒体であ
    って、前記バイアス磁性層のキューリー温度が、バイア
    ス磁性層の記録層に近接する部分が記録層から離れてい
    る部分よりも高くなるように膜厚方向に沿って変化して
    いることを特徴とする光磁気記録媒体。
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