JPS63220440A

JPS63220440A - 光磁気記録方法

Info

Publication number: JPS63220440A
Application number: JP62052897A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Osato; 陽一大里; Hidekazu Fujii; 英一藤井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1988-09-13
Also published as: JPH0522306B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気カー効果を利用して読出しすることので
きるキュリー点書込みタイプの光磁気記録媒体を用いた
重ね書き可能な光磁気記録方法に関する。

（従来の技術〕消去可能な光デイスクメモリとして光磁気ディスクが知
られている。光磁気ディスクは、従来の磁気ヘッドを使
った磁気記録媒体と比べて高密度記録、非接触での記録
再生などが可能であるという長所がある反面、記録前に
一度記録部分を消去しなければならない（一方向に着磁
しなければならない）という欠点があった。この欠点を
補う為に、記録再生用ヘッドと消去用ヘッドを別々に設
ける方式、あるいは、レーザーの連続ビームを照射しつ
つ、同時に印加する磁場を変調しながら記録する方式な
どか提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これらの方法は、装置が大がかりとなり、コス
ト高になる欠点あるいは高速の変調ができないなどの欠
点を有する。

上述の公知技術の欠点を除去し、従来の装置構成に簡単
な構造の磁界発生手段を付設するだけで、磁気記録媒体
と同様な重ね書き（オーバーライド）を可能とした、光
磁気記録方法を本出願人は昭和６１年７月８日に特願昭
６１−１５８７８７号（該出願は昭和６２年２月２日の
国内優先の基礎出願となる）で提案した。

しかし、この方法は全く新しい記録法であるが故に、い
まだ多くの研究課題が残っていた。すなわち、長期間に
わたる再生における。再生信号の品質の劣化の防止策等
である。

そこで本発明者は更に研究を進めた結果、いくつかの成
果が得られた。

本発明はこうして完成されたものであり、その目的は重
ね書き可能な記録方法を提供するだけでなく、その記録
信号を長期間にわたり良好に再生可能な方法の提供にあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的達成可能な本発明は、低いキュリー点（”ｒｔ、）と高い保磁力（ＨＨ）とを
有する第１磁性層およびこの磁性層に比べて相対的に高
いキュリー点（Ｔ、）と低い保磁力（ＨＬ）とを有する
第２磁性層から構成される二層構造の交換結合している
垂直磁化膜を基板上に有して成り、第２磁性層の飽和磁
化をＭｓ、膜厚をｈ、二つの磁性層間の磁５壁エネルギ
ーをσＷとすると、Ｈ・〉Ｈ・〉２Ｍ５ｈを満たしている光磁気記録媒体を使用し、外部磁場Ｂを
利用して二値の記録を行なうもので、保磁力ＨＨ１外部
磁界Ｂが、Ｈ８≧１．５にＯｅ且っ０．２　ＸＨｏ　−
０，３＞Ｂ　（ＫＯｅ　）を満足することを特徴とする
記録方法である。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）　、（ｂ）は各々本発明に用いられる光磁
気記録媒体の一実施例を示す模式断面図である。第１図
（ａ）の光磁気記録媒体は、プリグループが設けられた
透光性の基板１上に、第１の磁性層２と第２の磁性層３
が積層されたものである。

第１磁性層２は低いキュリー点（ＴＬ　’）と高い保磁
力（ＨＨ）を有し、第２磁性層３は、高いキュリー点（
ＴＨ）と低い保磁力（ＨＬ　）を有する。

ここで「高い」、「低い」とは両磁性層を比較した場合
の相対的な関係を表わす（保磁力は室温における比較）
。ただし、通常は第１磁性層２のＴＬは７０〜１８０℃
、Ｈｏは、３〜１ＯＫＯｅ、第２磁性層３のＴ、は１０
０〜４００℃、ＨＬは０．５〜２にＯｅ程度の範囲内に
するとよい。

各磁性層の主成分には、垂直磁気異方性を示し且つ磁気
光学効果を呈するものが利用できるが。

希土類元素と遷移金属元素との非晶質磁性合金が好まし
い。例えば、Ｇｄ（：ｏ、　ＧｄＦｅ　、　ＴｂＦｅ、
　ＤｙＦｅ。

ＧｄＴｂＦｅ、　ＴｂＤｙＦｅ、ＧｄＴｂＦｅ１；ｏ、
　ＴｂＦａ（：ｏ、　ＧｄＴｂＣｏ等が挙げられる。

本発明の光磁気記録方法においては、第１磁性層２が主
に再生に関与する。即ち、第１磁性層２が呈する磁気光
学効果が主に再生に利用され、第２磁性層３は記録に重
要な役割りを果たす。

一方、従来の光磁気記録方法における、交換結合二層膜
では、逆に、低いキュリー点と高い保磁力とを存する磁
性層は主に記録に関与し、高いキュリー点と低い保磁力
とを有する磁性層が主に再生に関与した。

かかる従来の交換結合二層膜では、主に再生に関与する
磁性層の飽和磁化Ｍｓと、膜厚りと、二層間の磁壁エネ
ルギーσ胃の間に、次の様な関係があるのが望ましかっ
た。

ＨＨ＞　　　　　＞ＨしＭｓｈしかし、本発明に使用する記録媒体の交換結合二層膜で
は、第２磁性層３の飽和磁化Ｍｓと膜厚りと、二磁性層
間の磁壁エネルギーσＷの間に、次の関係が必要である
。

ＨＨ＞　ＨＬ　＞□ Ｍｓｈこれは、記録によって最終的に完成されるビットの磁化
状態（第２図（ｆ）に示す）を、安定にするためである
（詳しい理由は後述する）。

したがって、内磁性層２，３（垂直磁化膜）が上の関係
式を満たすように、各層の膜厚、保磁力、飽和磁化の大
きさ、磁壁エネルギーなどを適当に設定すればよい。

なお、内磁性層２．３は、記録時の交換力による実効的
バイアス磁界の大きさ、あるいは二値の記録ビットの安
定性などを考えると、交換結合をしていることが望まし
い。

第１図（ｂ）において、４．５は内磁性層の耐久性を向
上させるためのあるいは光磁気効果を向上させるための
保護膜である。

６は、貼り合わせ用基板７を貼り合わすための接着層で
ある。貼り合わせ用基板７にも、２から５までの層を積
層し、これを接着すれば両面で記録・再生が可能となる
。

以下、第２図〜第４図を用いて記録の過程を示すが、記
録前、内磁性層２と３の磁化の安定な向きは平行（同じ
向き）でも反平行（逆方向）でも良い。第２図では磁化
の安定な向きが平行な場合について説明する。

第３図の３５は、上述したような構成を有する光磁気デ
ィスクである。例えば、この磁性層のある一部の磁化状
態が初め第２図（ａ）のようになっているとする。光磁
気ディスク３５はスピンドルモータにより回転して、磁
界発生部３４を通過する。このとき、磁界発生部３４の
磁界の大きさを内磁性層２と３の保磁力の間の所定範囲
内に設定すると（磁界の向きは本実施例では上向き）、
第２図（ｂ）に示す様に第２磁性層３は一様な方向に磁
化され、一方、第１Ｗｌ性層２の磁化は初めのままであ
る。

次に光磁気ディスク３５が回転して記録・再生ヘッド３
１を通過するときに、記録信号発生器３２からの信号に
従って、２種類（第１種と第２種）のレーザーパワー値
を持つレーザービームをディスク而に照射する。第１種
のレーザーパワーは該ディスクを第１磁性層２のキュリ
ー点付近まで昇温するだけのパワーであり、第２種のレ
ーザーパワーは該ディスクを第２磁性層３のキュリー点
付近まで昇温可能なパワーである。即ち、内磁性層２．
３の保磁力と温度との関係の概略を示した第４図におい
て、第１種のレーザーパワーはＴＬ付近、第２種のレー
ザーパワーはＴ□付近までディスクの温度を上昇できる
。

第１種のレーザーパワーにより第１磁性層２は、キュリ
ー点付近まで昇温するが第２磁性層３はこの温度でビッ
トが安定に存在する保磁力を有しているので記録時のバ
イアス磁界を適正に設定しておくことにより、第２図（
ｂ）のいづれからも第２図（Ｃ）のようなビットが形成
される（第１種の予備記録）。

こ゛こでバイアス磁界を適正に設定するとは、次のよう
な意味である。即ち、第１種の予備記録では、第゛２磁
性層３の磁化の向きに対して安定な向きに（ここでは同
じ方向に）第１磁性層２の磁化が配列する力（交換力）
を受けるので９本来はバイアス磁界は必要でない。しか
し、バイアス磁界は後述する第２種のレーザーパワーを
用いた予備記録では第２磁性層３の磁化反転を補助する
向き（すなわち、第１種の予備記録を妨げる向き）に設
、定される。そして、このバイアス磁界は、第１種、第
２種どち、らのレーザーパワーの予備記録でも、大きさ
、方向を同じ状態に設定しておくことが便宜上好ましい
。

かかる観点からバイアス磁界の設定は次記に示す原理に
よる第２種のレーザーパワーの予備記録に必要最小限の
大きさに設定しておくことが好ましく、これを考慮した
設定が前でいう適正な設定である。

次に第２種の予備記録について説明する。

第２種のレーザーパワーにより、第２磁性層３のキュリ
ー点近くまで昇温させる（第２種の予備記録）と、上述
のように設定されたバイアス磁界により第２磁性層３の
磁化の向きが反転する。続いて第１磁性層２の磁化も第
２磁性層３に対して安定な向きに（ここでは同じ方向に
）配列する。

即ち、第２図（ｂ）のいづれからも第２図（ｄ）のよう
なビットが形成される。

このように、バイアス磁界と、信号に応じて変わる第１
種及び第２種のレーザーパワーとによって、光磁気ディ
スクの各箇所は第２図（Ｃ）か（ｄ）の状態に予備記録
されることになる。

次に光磁気ディスク３５を回転させ、予備記録のビット
（ｅ）　、　（ｄ）が磁界発生部３４を再び通過すると
、磁界発生部３４の磁界の大きさに起因して、記録ビッ
ト（Ｃ）は、変化が起こらずに（ｅ）の状態である（最
終的な記録状態）。一方、記録ビット（ｄ）は第２磁性
層３が磁化反転を起こして（ｆ）の状態になる（もう一
つの最終的な記録状態）。

（ｆ）の記録ビットの状態が安定に存在する為には、第
２磁性層３の飽和磁化の大きさをＭｓ、膜厚をｈ、磁性
層２．３間の磁壁エネルギーをσＷとすると、前述した
ように次の様な関係があれば良い。

−＜　　　ＨＬ　　＜　　　ＨＨＭｓｈここで０ｗ７２Ｍ５ｈは第２磁性層に働く交換力の強さ
を示す。つまり、０ｗ７２Ｍ５ｈの大きさの磁界で第２
磁性層３の磁化の向きを、第１磁性層２の磁化の向きに
対して安定な方向へ（この場合は同じ方向）向けようと
する。そこで第２磁性層３がこの磁界に抗して磁化が反
転しないためには第２磁性層３の保磁力をＨ，としてＨ
，＞０ｗ７２Ｍ５ｈであればよい。

記録ビットの状態（ｅ）と（ｆ）は、記録時のレーザー
のパワーで制御され、記録前の状態には依存しないので
、重ね書き（オーバーライド）が可能である。記録ビッ
ト（ｅ）と（ｆ）は、再生用のレーザービームを照射し
、再生光を記録信号再生器３３で処理することにより、
再生できる。

第２図の説明では第１磁性層２と第２磁性層３の磁化の
向きが同じときに安定な例を示したが、磁化の向きが反
平行のときに安定な磁性層についても同様に考えられる
。第５図に、この場合の記録過程の磁化状態を第２図に
対応させて示しておく。

次に、以上の記録プロセスで形成された記録ビット（ｅ
）と（ｆ）を長期間にわたって再生を行なう場合につい
て検討する。

記録ビット（ｅ）と（ｆ）に対する再生が、従来の再生
法と違うのは、記録時、再生時に、常に磁界発生部３４
からの磁界の影響を受ける点である。再生中は、記録時
の程度の１７３〜１／ｌＯ程度のエネルギーのレーザー
照射があり、記録再生中の温度上昇を考慮すると、光磁
気ディスクの温度は磁界発生部３４を通過中に最大７０
℃程度まで上昇すると考えられる。

そして、我々の実験によれば、記録再生装置にセットし
た媒体を記録を行なわずに、再生だけを行なった場合、
保磁力Ｈ１１よりも小さい磁界発生部３４からの磁界Ｂ
により、長い時間再生を行なう（繰り返し再生１０１０
回程度）うちには、第１磁性層２の磁化の反転が起こる
。

そこで、この反転を防止できるように更に研究を重ねた
結果、後の実施例２に示すように、第１磁性層の保磁力
Ｈ１と磁界Ｂの大きさの値を、今までのＨ）Ｉ＞Ｂとい
う範囲内に設定するよりも、上記再生条件での安全性を
見込んでＱ、２ＸＨ，−０，３＞Ｂ　（ＫＯｅ　）とい
う範囲内、更にはこの条件を満たし且つＨｕ＞５にＯｅ
を満たす範囲内に設定することが好ましいことが明らか
になった。

〔実施例〕

実施例１３元のターゲット源を備えたスバシタ装置内に、プリグ
ループ、プリフォーマット信号の刻まれたポリカーボネ
ート製のディスク状基板を、ターゲットとの間の距ｊｌ
ｌｌＯｃ＋ｎの間隔にセットし、回転させた。

アルゴン中で、第１のターゲットより、スパッタ速度１
００人／ｍｉｎ、スパッタ圧５Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒで
ＺｎＳを保護層として１０００人の厚さに設けた。次に
アルゴン中で、第２のターゲットよりスパッタ速度１０
０人／ｍｉｎ、スパッタ圧５ｘ　１Ｏ−３ＴｏｒｒでＴ
ｂＦｅ合金をスパッタし、膜厚３００人、ＴＬ＝約１４
０℃、ＨＨ＝約１０ＫＯｅのＴｂ、８Ｆｅ６□の第１磁
性層を形成した。

次にアルゴン中でスパッタ圧５Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ
でかＴｂＦｔ３ＧＯ合金をスパッタし、膜厚５００　Ｊ
、　Ｔｏ　＝約２５０℃、ＨＬ＝約Ｉ　ＫＯｅのＴｂ２
３ＦｅｓｏＣＯ＋　ｙ　　の第２磁性層を形成した。

次にアルゴン中で第１のターゲットよりスパッタ速度１
００人／ｌ１ｌｉｎ、スパッタ圧５ｘ　ｔｏ−３Ｔｏｒ
ｒで、ＺｎＳを保護層として３０００人の厚さに設けた
。

次に膜形成を終えた上記の基板を、ホットメルト接着剤
を用いて、ポリカーボネートの貼り合わせ用基板と貼り
合わせ光磁気ディスクのサンプルを作成した。

この光磁気ディスクを記録再生装置にセットし、２にＯ
Ｃの磁界発生部を、線速度約８　ｍ／ｓｅｃで通過させ
つつ、約１μに集光した８３０ｍｍの波長のレーザービ
ームを５０％のデユーティで２　ＭＨｚで変調させなが
ら、４ｍＷと８ＩＩＩＷの２値のレーザーパワーで記録
を行なった。バイアス磁界は１０００ｅであった。

本実施例では、第１磁性層の保磁力ＨＨがＩＯにＯｅ　
、磁界発生部の磁界Ｂが２　ＫＯａなので、本発明のＨ
ＨとＢの関係、つまりＭＨｚ１．５にＯｅと０．２　ｘ
　Ｈ，、−０，３＞Ｂ　（ＫＯｅ　）との関係を満足し
ている。

その後１．０ｍＷのレーザービームを照射して再生を行
なフたところ、２値の信号の再生ができた。

次に、上記と同様の実験を、全面記録された後の光磁気
ディスクについて行なった。この結果前に記録された信
号成分は検出されず、オーバーライドが可能であること
が確認された。

さらに、再生パワー１、ＯｍＷで同様に記録信号の再生
を同一トラックにおいて１０１０回繰り返したが、再生
信号の劣化はなかった。

実施例２ ↓廣侑１と同様な方法により、第１磁性層２の材料組成
と保磁力Ｈ，ｉとキュリー温度ＴＬを変化させた以外は
、実施例１と同じ材料と同一の膜厚で同一の構成にて、
成膜した光磁気ディスクのサンプルを作製した。

作製したサンプルを実施例１と同じ条件で記録後、磁界
発生部３４の磁界の大きさＢを変化させながら、同一ト
ラックを１０１０回、実施例１と同じ手法で再生した後
の、再生信号内のノイズ成分の変化を調べた。

次に、記録再生装置の機内温度を３０℃、４５℃、６０
℃と順に設定し、各々の温度において、再生信号のノイ
ズ成分の増加が起きる磁界の値をチェックした。結果を
表１に示す。

表１は、″４１磁性層の保磁力Ｈ１（が小さくなるほど
、また記録再生装置の機内温度が上昇するほど、再生信
号内のノイズ成分の増加が起こる磁界Ｂの値が、小さく
なることを示している。また、この関係は第１磁性層の
材料組成によっては変わらないことを示している。

上の実験結果を基に、第６図のグラフに各サンプルのＨ
，の値と、ノイズ増加の起こるＢの値との関係を示す。

図より、６０℃までの、ノイズ増加が起こらないための
ＨＨとＢの関係は少なくとも０．２　ｘＨＨ−０、：ｌ
＞Ｂである。

また、Ｈ，が少なくとも１．５に００以上でないと、Ｂ
が小さな値でもノイズの増加が起きることが分る。

ところで、記録再生装置の実際の機内温度は６０℃を越
えることはないので、一般的に上記条件を満たせば、長
期間再生を行なったとしてもノイズ増加が起こらない。

上記条件を満たすようにするばかりでなく、次の２つの
理由により、Ｈ，の値を５に００以上とするのが、より
好ましい。

（１）必要最小限のＢの値は第２磁性層の保磁力ＨＬと
第２磁性層に働く交換力による磁界を加えた値である。

実用的には１〜２にＯｅ程度と考えられる。磁界発生部
Ｂを１〜２にＯｅに設定し、機内温度６０℃までで連続
再生を行なってもノイズの発生が軽微であるのは、第６
図からＨ，の値が５ＫＯｅ以上のときである。

（２）第６図に、それぞれの機内温度において、磁界発
生部Ｂの大きさと、設定されたＢの値でノイズの発生が
ないために必要なＨＨの値が示されている。例えば、機
内温度６０℃でＨＨ＜５にＯｅの範囲では、Ｈ，＝５　
（Ｂ＋０．３　）と表わせる。つまり、磁界発生部Ｂを
一定量ΔＢだけ大きく設定すると、対応してＨｏの値を
５×ΔＢだけ大きくしなければならないことを示す。

ところが、Ｈ，が５に００以上の範囲では、３０〜６０
℃の機内温度で磁界発生部Ｂの値を一定量増加したとき
も、対応して増加しなければならないＨＨ値が、５にＯ
ｅ以下の範囲の関係に比して小さくすむことが分る。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、光磁気記録媒体として、低
いキュリー点（”ｒｔ、　）と高い保磁力（ＨＨ）を有
する第１の磁性層と、相対的に高いキュリー点（ＴＨ）
と低い保磁力（ＨＬ、　）を有する第２の磁性層とから
なる二層構造の磁性層を有するものを用い、記録時に、
記録ヘッドと別位置に磁界発生部を設け、第１磁性層の
保磁力と磁界発生部からの磁界Ｂを所定の関係を満たす
ように設定し、２値レーザーパワーで記録することによ
って、重ね書き（オーバーライド）が可能になり、長期
間の再生も良好に行なえるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は各々本発明で使用する光磁
気媒体の一例構成を示す図、第２図は、本発明の記録法
を実施中の、磁性層２，３の磁化の向きを示す図、第３
図は、記録・再生装置の概念図、第４図は内磁性層２と
３の保磁力と温度との関係を示す概略図である。第５図
は本発明の他の実施例における磁性層の磁化状態を示す
図、第６図は実施例のサンプルのＨｏと、ノイズ増加の
おきるＢの値との関係を示す図である。１ニブリグルーブ付の透光性基板、２．３：磁性層４．５：保護層、６：接着層、７：貼り合わせ用基板、３１：記録・再生用ヘッド、３２：記録信号発生器、３３：記録信号再生器３４　：ｉｉ磁界発生部５：光磁気ディスク、

Claims

【特許請求の範囲】１）低いキュリー点（Ｔ＿Ｌ）と高い保磁力（Ｈ＿Ｈ）
とを有する第１磁性層およびこの磁性層に比べて相対的
に高いキュリー点（Ｔ＿Ｈ）と低い保磁力（Ｈ＿Ｌ）と
を有する第２磁性層から構成される二層構造の交換結合
をしている垂直磁化膜を基板上に有して成り、第２磁性
層の飽和磁化をＭｓ、膜厚をｈ、二つの磁性層間の磁壁
エネルギーをσｗとすると、Ｈ＿Ｈ＞Ｈ＿Ｌ＞σｗ／２Ｍｓｈを満たしている光磁気記録媒体を使用して、次の二値の
記録を行なうもので、保磁力Ｈ＿Ｈ、外部磁界Ｂが、Ｈ
＿Ｈ≧１．５ＫＯｅ且つ０．２×Ｈ＿Ｈ−０．３＞Ｂ（ＫＯｅ）を満足すること
を特徴とする記録方法。（ａ）該媒体に対して、記録用ヘッドと異なる場所で、
保磁力Ｈ＿Ｌの第２磁性層を一方向に磁化させるのに充
分で保磁力Ｈ＿Ｈの第１磁性層の磁化の向きを反転させ
ることのない大きさの磁界Ｂを加え、（ｂ）次に、記録ヘッドにより、バイアス磁界を印加す
ると同時に低いキュリー点（Ｔ＿Ｌ）付近まで該媒体が
昇温するだけのレーザーパワーを照射することにより、
第２磁性層の磁化の向きを変えないまま第１磁性層の磁
化の向きを第２磁性層に対して安定な向きにそろえる第
１種の予備記録か、バイアス磁界を印加すると同時に高
いキュリー点（Ｔ＿Ｈ）付近まで該媒体が昇温するだけ
のレーザーパワーを照射することにより、第２磁性層の
磁化の向きを反転させて同時に第１磁性層も第２磁性層
に対して安定な向きに磁化する第２種の予備記録かを、
信号に応じて実施し、（ｃ）次に、該媒体を運動させて、予備記録されたビッ
トを前記磁界Ｂを通過させることにより、第１種の予備
記録により形成されたビットについては第１磁性層、第
２磁性層とも磁化の向きをそのまま変化させず、第２種の予備記録により形成されたビットについては、
第２磁性層の磁化の向きを前記磁界Ｂと同方向に反転さ
せ、第１磁性層については磁化の向きをそのまま変化さ
せないとする、二値の記録。