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JP2617025B2 - 磁気記録媒体とその記録再生方法 - Google Patents

磁気記録媒体とその記録再生方法

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JP2617025B2
JP2617025B2 JP2296308A JP29630890A JP2617025B2 JP 2617025 B2 JP2617025 B2 JP 2617025B2 JP 2296308 A JP2296308 A JP 2296308A JP 29630890 A JP29630890 A JP 29630890A JP 2617025 B2 JP2617025 B2 JP 2617025B2
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magnetic
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light beam
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明 高橋
順司 広兼
善照 村上
賢司 太田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子計算器等の外部メモリや、ビデオ信号
等の録音、録画に供せられる磁気記録媒体とその記録再
生方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来から光技術を利用した記録システムが広く研究及
び開発されている。例えば、光磁気記録では、情報の書
き込みに使用する記録媒体の磁気特性が温度によって変
化することを利用した熱磁気記録が採用され、情報の再
生にはファラデー効果や磁気カー効果が利用される。
また、映像情報等のアナログ信号を二酸化クロム磁気
テープに熱磁気記録したものも知られている（野村龍
男、横山克哉両氏による「光磁気録画方式の一検討」、
NHK総合技術研究所、電子情報通信学会技術研究報告、
磁気記録研究会（MR）79−３、P.29、（1979））。これ
によれば、走行する二酸化クロム磁気テープの磁性層上
に一定強度のレーザ光（He−Neレーザ又はArレーザ）を
収束させ、テープ上のごく限られた領域に必要な温度変
化を与えると共に、磁気ヘッドに記録信号に対応する電
流を印加し、上記温度変化の過程で磁性層に信号磁界に
応じた磁化を残留させて記録している。このようにして
記録した情報は、レーザ光を使用せずに通常の幅の広い
磁気ヘッドを介して再生されるようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来の構成では、記録媒体のトラックピッチが再
生のための磁気ヘッドの幅よりも大きい場合には、記録
された情報を精度良く再生できる。しかし、記録容量を
増加させるために、トラック密度を大きくする（トラッ
クピッチが磁気ヘッドの幅よりも小さくなる）と、隣接
トラックからの漏れ信号によりクロストークが生じるの
で、再生信号のS/Nが大幅に劣化し、従来の幅の広い磁
気ヘッドでは再生できなくなる。一方、トラック方向に
幅の狭い磁気ヘッドを使用すれば、クロストークの問題
は回避できるが、製造上の制限等があり本質的な解決策
とはなり得ないという問題点を有している。
〔課題を解決するための手段〕
請求項第１項の発明に係る磁気記録媒体は、上記課題
を解決するために、補償温度が略室温であり、かつ補償
温度以上でキュリー温度以下の温度範囲において、飽和
磁化の最大となる温度が160〜240℃であるフェリ磁性体
（例えば、DyX（Fe1-YCoY）1-X）からなる記録層が形成
されたことを特徴としている。
また、請求項第２項の発明に係る磁気記録媒体の記録
再生方法は、上記課題を解決するために、補償温度が略
室温であるフェリ磁性体からなる記録層が形成された磁
気記録媒体を用い、記録時には上記記録層に光ビームを
照射して記録部位を昇温し、保磁力を小さくして、磁気
ヘッドを介して信号磁界を印加して情報を記録する一
方、再生時には記録層の再生部位に光ビームを照射して
昇温し、再生部位の磁化を大きくして、そこから漏れる
磁束を磁気ヘッドを介して検知することによって情報を
再生することを特徴としている。
〔作 用〕
請求項第１項の発明の構成においては、記録層の補償
温度が略室温であるので、記録層において光ビームの照
射されていない部位からは磁束が発生しなくなる。ま
た、記録層の飽和磁化の最大となる温度が160〜240℃に
選ばれているので、この温度は光ビームを照射する半導
体レーザなどのパワーに見合った値であり、光ビームの
照射されている部位からは充分な再生出力を得ることが
できる。
これにより、再生時に、光ビームの照射されていない
隣接トラックからの漏れ信号によるクロストークがなく
なるので、トラックピッチを小さく設定でき、磁気記録
媒体の記録密度を大きくすることができるとともに、幅
の広い従来の磁気ヘッドで再生することができる。
また、請求項第２項の発明の構成においては、記録時
に磁化された記録部位を再生する場合、光ビームが照射
されていない部位は室温で飽和磁化がゼロであるのに対
して、再生すべき部位に光ビームを照射して飽和磁化が
最大付近になるまで昇温すれば、再生部位からの磁束の
みを磁気ヘッドを介して高精度に検知することができ、
クロストークの影響を回避して、S/Nを大幅に向上する
ことができる。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第１図ないし第10図に基づいて説
明すれば、以下のとおりである。
本発明に係る磁気記録媒体１は、第１図に示すよう
に、透明支持基板５の上面に透明誘電体薄膜であるAlN
膜４（例えば、膜厚80nm）が形成されている。AlN膜４
は、光の反射を防止して昇温効率を高めるために設けら
れている。AlN膜４の上面にはフェリ磁性体からなる記
録層３が形成されており、記録層３としては希土類遷移
金属であるDyX（Fe1-YCoY）1-Xが一例として挙げられる
（例えば、記録層の厚みは100nm）。記録層３の上面に
は透明誘電体薄膜であるAlN膜２（例えば、膜厚20nm）
が形成されている。AlN膜２は、記録層３を保護するた
めに設けられている。
ところで、記録層３として採用されているフェリ磁性
体は、一般に、キュリー温度（Tc）と補償温度
（Tcomp）とを有している。フェリ磁性体は、第２図に
示すような保磁力の温度依存性を有しており、補償温度
Tcompで保磁力Hcは発散する。また、フェリ磁性体は、
第３図に示すような飽和磁化の温度依存性を有してお
り、補償温度Tcompで飽和磁化Msは略ゼロになってい
る。
本実施例では、フェリ磁性体の一例としてDyX（Fe1-Y
CoY）1-Xを採用しており、DyX（Fe1-YCoY）1-Xの組成比
Ｘ、Ｙを変化させると、それに伴って補償温度Tcomp、
キュリー温度Tcも変化する。組成比Ｘ、Ｙを変化させて
補償温度Tcompを室温に設定した記録層３を使用したも
のが本発明に係る磁気記録媒体１である。
即ち、補償温度Tcompが室温に設定された記録層３を
用いると、信号磁界が印加されて記録された部位であっ
ても、その部位の温度は室温に保持されていれば、そこ
からは漏れ磁束が発生しないことになる。しかし、光ビ
ーム等の照射により温度が上昇すると、飽和磁化MSは第
３図に示すように大きくなり、温度TMS(max)で最大にな
る。光ビームを照射する部位の温度ＴをTcomp＜Ｔ＜Tc
の範囲に設定すると、飽和磁化MSが最大値（MS(max)）
になるように設定できる。このように、記録された磁化
による磁束を検知することによって情報の再生が高精度
に行なえる。
ここで、DyX（Fe1-YCoY）1-Xを磁気記録媒体１の記録
層３として使用した場合の組成比について、以下に説明
する 第９図に示すように、DyX（Fe0.82Co0.18）1-Xについ
て、室温における保磁力Hcを縦軸、Dyの組成比Ｘを横軸
にとると、組成比Ｘが0.22≦Ｘ≦0.25の時に、保磁力Hc
が15〔kOe〕より大きくなり、補償温度が室温になるこ
とがわかる。従って、DyX（Fe1-YCoY）1-Xにおいて、そ
の組成比Ｘを0.22≦Ｘ≦0.25に設定すれば補償温度T
compが室温になる。組成比Ｘが0.22≦Ｘ≦0.25の時に、
組成比Ｙを変数として変化させると、キュリー温度Tc及
び飽和磁化Msは、第４図及び第５図にそれぞれ示すよう
な特性を有するようになる。なお、第５図中の括弧内に
示す温度は、飽和磁化Msが最大となる温度TMS(max)を示
す。
ところで、再生部位を昇温するために使用している光
ビームを発する半導体レーザパワーは極端に大きくでき
ない（10mW以下）。そこで、飽和磁化Msが最大（M
S(max)）になる温度TMS(max)が200℃付近（160℃〜240
℃）となる組成を選ぶ必要がある。これを満たすDyX（F
e1-YCoY）1-Xの組成比Ｙは、第５図から0.35≦Ｙ≦0.50
（この時、組成比Ｘは0.22≦Ｘ≦0.25）である。この
時、350emu/cc≦MS(max)≦500emu/ccである（第５図参
照）。ところで、フェリ磁性体の場合、十分な再生出力
を得るためには、再生部位の飽和磁化Msの値が少なくと
も400emu/cc必要である。即ち、十分な再生出力を得る
ことと、半導体レーザパワーの上限とからMS(max)の範
囲が決まることとなり、DyFeCoを使用する場合、400emu
/cccc≦MS(max)≦500emu/ccとする必要がある。これら
の理由からDyX（Fe1-YCoY）1-Xの最適な組成比Ｘ、Ｙ
は、Ｘ＝0.24且つＹ−0.40である。
第10図は、上記組成比（Ｘ＝0.24且つY0.40）を有す
るDyFeCoの温度と保磁力Hcとの関係を示すものである。
ところで、組成比Ｙ＝0.40の時、飽和磁化Msが最大とな
る温度TMS(max)は170℃であり、この時MS(max)は略400e
mu/ccである（第５図参照）。従って、記録時、昇温部
位は170℃まで昇温され、その保磁力Hcは略１〔kOe〕に
なる（第10図参照）。一方、再生時、昇温部位は同じく
170℃まで昇温され、その時の飽和磁化Msは400emu/ccと
なり（第５図参照）、十分な再生出力を得ることができ
る。
なお、磁気記録媒体として、例えば磁気テープ等が挙
げられる。また、記録層として、DyX（Fe1-YCoY）1-Xを
例に挙げて説明したが、これに限定されるものではな
く、その補償温度が室温のフェリ磁性体であればよい。
ここで、上記の磁気記録媒体１の記録及び再生を行う
方法について、第６図〜第８図を参照しながら説明すれ
ば以下のとおりである。
磁気記録媒体１の記録、再生は、例えば第６図に示す
光学系で行われる。ここで、まず、第７図のフローチャ
ートに基づいて、磁気記録媒体１の記録方法について以
下に説明する。
光ヘッド６から照射された光ビームは、第６図に示す
ように、磁気記録媒体１内の記録層３における所望の記
録部位に集光される（S1）、光ビームが照射された記録
部位の温度は、記録部位の保磁力Hcが十分小さく（1kOe
程度）なる温度まで上昇される（S2）。そして、記録し
たい情報を変調した信号磁界を磁気ヘッド７に印加して
上記記録部位に記録する。この際、保磁力Hcが低下して
略1kOeになっている部位のみ記録が行われる（S3）。次
に、光ビームの照射を停止し、上記記録部位の温度が降
温して（S4）、記録動作が終了する。
次に、第８図のフローチャートを参照しながら、上記
のようにして記録された磁気記録媒体１の再生方法につ
いて以下に説明する。
まず、光ヘッド６から光ビームが記録層３の再生部位
に照射される（S11）。光ビームが照射された再生部位
の温度は上昇すると共に、この再生部位の飽和磁化Msが
上昇する（S12）。この際、飽和磁化Msが最大
（MS(max)）になる温度TMSmax付近まで昇温するのが好
ましい。なお、この時、光ビームが照射されていない部
位からは飽和磁化Msが発生しない。これは、光ビームが
照射されていない部位は室温に保たれているからであ
る。
そして、磁気ヘッド７により飽和磁化Msの大きくなっ
た再生部位からの漏れ磁束を検知する（S13）。次に、
再生部位に対して行われている光ビームの照射を停止
し、再生部位の温度が降温して（S14）、再生動作が終
了する。
なお、上記磁気記録媒体１の記録、再生の諸条件は、
例えば以下のとおりである。
光ビームを発する半導体レーザの波長は780nmであ
り、記録時のレーザのパワーは8mWであり、再生時のレ
ーザのパワーは8mWであり、NA（Numerical Aperture）
は0.45である。また、磁気ヘッド７のヘッドギャップは
0.7μｍであり、磁気ヘッド７のトラック方向幅は30μ
ｍであり、磁気記録媒体１の走行速度は8m/secであり、
トラック周期は２μｍである。
以上の諸条件で記録後、再生を行った結果、線記録密
度100kBPI［Bit Per Inch］で十分な信号品質の出力が
得られ、クロストークも十分小さく抑えることができ
た。
〔発明の効果〕
請求項第１項の磁気記録媒体の構成によれば、記録層
の補償温度が略室温でありかつ、飽和磁化の最大となる
温度が160〜240℃に選ばれているので、光ビームの照射
されていない部位からは磁束が発生せず、光ビームの照
射されている部位からは充分な再生出力を得ることがで
きる。
それゆえ、再生時に、光ビームの照射されていない隣
接トラックからの漏れ信号によるクロストークがなくな
るので、トラックピッチを小さく設定でき、磁気記録媒
体の記録密度を大きくすることができるとともに、幅の
広い従来の磁気ヘッドで再生することができる。
また、請求項第２項の磁気記録媒体の記録再生方法に
よれば、記録時に磁化された記録部位を再生する場合、
光ビームが照射されていない部位は室温で飽和磁化がゼ
ロであるのに対して、再生すべき部位に光ビームを照射
して飽和磁化が最大付近になるまで昇温すれば、再生部
位からの磁束のみを磁気ヘッドを介して高精度に検知す
ることができ、クロストークの影響を回避して、S/Nを
大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第10図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。 第１図は、本発明に係る磁気記録媒体の構成例を示す断
面図である。 第２図は、フェリ磁性体の保磁力の温度依存性を示す説
明図である。 第３図は、フェリ磁性体の飽和磁化の温度依存性を示す
説明図である。 第４図は、本発明に係る磁気記録媒体の記録層をなすDy
X（Fe1-YCoY）1-Xのキュリー温度の組成比Ｙ依存性を示
す説明図である。 第５図は、本発明に係る磁気記録媒体の記録層をなすDy
X（Fe1-YCoY）1-Xの飽和磁化の組成比Ｙ依存性を示す説
明図である。 第６図は、本発明に係る磁気記録媒体を記録、又は再生
するときの光学系の要部を示す説明図である。 第７図は、本発明に係る磁気記録媒体の記録手順を示す
フローチャートである。 第８図は、本発明に係る磁気記録媒体の再生手順を示す
フローチャートである。 第９図は、DyX（Fe0.82Co0.18）1-Xの組成比Ｘと保磁力
Hcとの室温における関係を示す説明図である。 第10図は、Dy0.24（Fe0.60Co0.40）0.76の保磁力Hcと温
度との関係を示す説明図である。 １は磁気記録媒体、３は記録層、５は透明支持基板、６
は光ヘッド、７は磁気ヘッドである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 善照 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 太田 賢司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−173902（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−17237（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】補償温度が略室温であり、かつ補償温度以
    上でキュリー温度以下の温度範囲において、飽和磁化の
    最大となる温度が160〜240℃であるフェリ磁性体からな
    る記録層が形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項２】補償温度が略室温であるフェリ磁性体から
    なる記録層が形成された磁気記録媒体を用い、 記録時には、上記記録層に光ビームを照射して記録部位
    を昇温し、保持力を小さくして、磁気ヘッドを介して信
    号磁界を印加して情報を記録し、 再生時には、記録層の再生部位に光ビームを照射して昇
    温し、再生部位の磁化を大きくして、そこから漏れる磁
    束を磁気ヘッドを介して検知することによって情報を再
    生することを特徴とする磁気記録媒体の記録再生方法。
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