(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の垂直磁化膜と、該第１の垂直磁化膜と磁気的に結合され、且つ該第１の垂直磁化膜よりも記録または消去用のレーザ光照射時に磁化が外部磁界の方向に回転しやすい磁性材料からなる補助磁性膜とから構成されている第１の記録層と、第２の垂直磁化膜からなる第２の記録層とが積層された記録媒体を用い、
前記第１の記録層は、希土類原子の副格子磁気モーメントが遷移金属原子の副格子磁気モーメントよりも優勢なフェリ磁性体からなり、
前記第２の記録層は、遷移金属原子の副格子磁気モーメントが希土類原子の副格子磁気モーメントよりも優勢なフェリ磁性体からなり、
前記記録媒体は、
前記第１の記録層の全体の磁化の向きを消去方向に向けられる大きさの外部磁界を消去方向に印加することによって、前記第１記録層の遷移金属原子の副格子磁気モーメントを記録方向に、第２記録層の遷移金属原子の副格子磁気モーメントを消去方向に向けられ、
前記第１記録層の全体の磁化の向きを記録方向に向けられる大きさの外部磁界を消去方向に印加することによって、前記第１記録層及び前記第２記録層の遷移金属原子の副格子磁気モーメントを共に消去方向に向けられ、
前記第１記録層の全体の磁化の向きを消去方向に向けられる大きさの外部磁界を記録方向に印加することによって、前記第１記録層及び前記第２記録層の遷移金属原子の副格子磁気モーメントを共に記録方向に向けられ、
前記第１記録層の全体の磁化の向きを記録方向に向けられる大きさの外部磁界を記録方向に印加することによって、前記第１記録層の遷移金属原子の副格子磁気モーメントを消去方向に、前記第２記録層の遷移金属原子の副格子磁気モーメントを記録方向に向けられるものであり、
レーザ光を微小光スポットに絞り込み記録媒体ディスク面に照射するとともに、外部印加磁界の強度と極性を記録すべき情報に対応して変調させる多値記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光磁気記録媒体、および該記録媒体の記録再生方法に係り、特に多値記録が可能な媒体を、サンプルサーボフォーマット方式の光ディスクに適用することによる記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気記録媒体の高密度化技術に関しては、第１３回日本応用物理学会学術講演予稿集（１９８９年）の第６３頁に記載されているような、多値記録方式が提案されている。
【０００３】
公知例の方式は、互いに保磁力が異なる複数の記録層を積層し、記録層に印加する磁界強度を多段階に変調することによって、特定の記録層の磁化を選択的に磁化反転させるというものである。
【０００４】
しかし、上記公知例の多値記録方式によると、信号の記録時に光磁気記録媒体にレーザビームを照射して、各記録層をキュリー温度近傍まで昇温した時に、各記録層の保磁力の差がほとんど無くなるため、各記録層の選択的な磁化反転させることが、事実上困難である。実使用条件を考慮すると、磁界強度、光強度の変動に対して、ある程度の余裕を持たせることが、重要である。
【０００５】
一方、多値記録媒体を用いた光ディスクでは、記録再生時に所望の位置に正確にマークを記録形成し、再生時には、再生クロックによりマーク位置を取得し、正確に多値レベルを認識することが、重要である。特に多値記録方式の場合、自分自身からクロックを生成する、所謂セルフクロック方式の場合、クロック引き込み領域のマークが位置、および該マークから得られる信号レベルの双方が安定であることが、大切である。
【０００６】
サーボ系とデータ系とを、別領域に設けたマーク列から処理する方式として、サンプルサーボフォーマットが知られている。本発明で示す多値記録媒体においては、該サンプルサーボフォーマットと併用することにより、信号レベルに因らずに、クロック信号が得られることで、情報の安定な記録再生が実施できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、従来の多値記録媒体で問題となる記録条件の変動に対する許容値の狭さを、拡大するべく、小さな外部磁界と小出力のレーザ光で、信号の記録、および消去を行なうことができ、且つ高ＳＮ比で、記録密度の高い媒体を提供すること、さらにサンプルサーボフォーマットを適用することにより、安定な情報の記録再生を実現するものである。多値の信号レベルが得られるデータ領域からは、再生のためのクロック生成基準を求めず、予めディスク上にピット列として設けたクロック生成専用のマークから行なうことで、レベル変動の影響を受けにくくなること、およびサーボ信号へ影響を与えずにデータ領域における変調磁界強度や光強度を変化させることにより、記録条件の拡大を図ることができる。
【０００８】
光磁気記録媒体の分野においては、記録密度の高密度化が最も重要な技術的課題の１つになっている。従来より、光磁気記録媒体の高密度化手段としては、例えば第１３回日本応用磁気学会学術講演概要集（１９８９年発行）の第６３頁に記載されているように、信号を多値記録する方式が提案されている。
【０００９】
公知例の多値記録方式は、互いに保磁力が異なる複数の記録層を積層し、記録層に印加する磁界強度を多段階に変調することによって、特定の記録層の磁化を選択的に磁化反転させるというものである。本方式によれば、互いに保磁力が異なる３層の記録層を設けることによって、４値記録が可能になる。
【００１０】
しかし、公知例の多値記録方式によると、信号の記録時に光磁気記録媒体にレーザビームを照射して各記録層をキュリー温度の近傍まで昇温したときに、各記録層の保磁力の差がほとんどなくなるため、各記録層を選択的に磁化反転させることが事実上困難である。仮に、各記録層の磁気特性を厳密に調整すると共に、記録時のレーザ強度及び外部磁界強度を厳密に制御することによって、各記録層を選択的に磁化反転させることが実験室レベルで可能になったとしても、そのような光磁気記録媒体及び記録再生装置を量産することはコストの点から不可能である。また、記録時のレーザ強度及び外部磁界強度の変動に対するマージンが極めて小さくなるために、安定な記録再生状態を長期間維持することが不可能であり、到底実用性がない。なお、各記録層をキュリー温度の近傍まで昇温せず、各記録層の保磁力の差が充分に大きい状態で信号の記録を行うようにすれば、かかる不都合を生じないが、その反面、信号の記録消去に大磁界が必要になるため、磁気ヘッド等の磁界発生装置が大型化して記録再生装置が大型化し、かつ消費電力も増加するといった別の重大な不都合を生じるので、やはり実用化が事実上不可能である。
【００１１】
また、この光磁気記録媒体は、記録層を２層に積層しても３値記録しか行うことができず、４値記録を実現するためには記録層を３層に積層しなくてはならないなど、記録層の積層数に対する記録密度の改善効率が悪いという問題もある。すなわち、例えば図１９に示すように、保磁力の温度特性が異なる２つの記録層（Ａ層及びＢ層）を積層した場合、図１９に示すＨ２  の大きさの外部磁界を印加した場合には図２０（ｂ）に示すようにＢ層のみを磁化反転できるが、図１９に示すＨ１  の大きさの外部磁界を印加した場合には図２０（ｃ）に示すようにＡ層及びＢ層の両者が共に磁化反転してしまうため（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す３値しか記録できない。
【００１２】
さらに、この光磁気記録媒体に例えば磁界変調方式によって信号を記録する場合、より大きな外部磁界を印加して保磁力がより大きな磁性膜に対する信号の記録を行う際、外部磁界が所定の値に達するまでの遷移過程で必ず保磁力がより小さな磁性膜に対する記録磁界の値を通過するため、より大きな外部磁界による記録部分の周辺により小さな外部磁界による記録部分が必ず形成される。このため、高Ｓ／Ｎの再生信号が得られないばかりか、信号の記録を高密度に行うと、より大きな外部磁界による記録部分であるのか、本来のより小さな外部磁界による記録部分であるかの判別が困難になるため、記録密度を高めることもできないという問題もある。かかる不都合は、光変調方式によって信号を記録する場合にも同様に起る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明で使用する媒体は、小さな外部磁界と小出力のレーザで信号の記録及び消去を行うことができ、しかも高Ｓ／Ｎかつ高記録密度の信号記録を実現できる光磁気記録媒体である。すなわち、基板上に互いに積層された少なくとも２以上の記録層を担持し、これら各記録層のうちの少なくとも１の記録層は、印加される外部磁界に対して２以上の異なる磁界領域に記録状態が存在する光磁気記録膜で形成し、他の記録層は、前記１の記録層とは異なる磁界領域に少なくとも１以上の記録状態が存在する光磁気記録膜で形成するという構成にした。
【００１４】
前記１の記録層及び他の記録層のうち、印加される外部磁界に対して２以上の異なる磁界領域に記録状態が存在する記録層は、垂直磁化膜と、この垂直磁化膜と磁気的に結合され、かつこの垂直磁化膜よりも記録又は消去用のレーザビーム照射時に磁化が外部磁界の方向に回転しやすい磁性材料からなる補助磁性膜とから構成される。この場合、前記垂直磁化膜は、希土類と遷移金属との非晶質合金であって、希土類原子の副格子磁気モーメントが遷移金属原子の副格子磁気モーメントよりも室温からキュリー温度にかけて優勢なフェリ磁性体から構成でき、前記補助磁性膜は、遷移金属、遷移金属と貴金属との合金、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか一方を含有する希土類と遷移金属との合金、及び前記垂直磁化膜よりも垂直磁気異方性エネルギが小さな希土類と遷移金属との合金から選択されるいずれかの磁性材料から構成できる。
【００１５】
遷移金属としては、〔Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ〕から選択される少なくともいずれか１種類の遷移金属元素が好適であり、前記貴金属としては、〔Ｐｔ，Ａｌ，Ａｕ，Ｒｈ，Ｐｄ〕から選択される少なくともいずれか１種類の貴金属元素が好適である。より具体的には、前記補助磁性膜としては、Ｃｏ膜、ＰｔＣｏ合金膜、酸化ＴｂＦｅＣｏ合金膜、ＧｄＦｅＣｏ合金膜、ＧｄＴｂＦｅＣｏ合金膜、ＮｄＦｅＣｏ合金膜、ＧｄＤｙＦｅＣｏ合金膜から選択されるいずれかの磁性膜を用いることができる。
【００１６】
一方、信号の記録方式に関しては、本実施例の光磁気記録媒体に対して光学ヘッド及び磁気ヘッドを相対的に駆動し、前記光学ヘッドより前記光磁気記録媒体の記録トラックに沿ってレーザビームを照射しつつ、当該レーザビーム照射部に、前記磁気ヘッドより記録信号に応じて多段階に印加磁界強度が信号変調された外部磁界を印加することによって、２層の記録層に対して４値以上の多値記録を行えるようにした。この場合、レーザビームは、一定強度のレーザビームを連続的に照射することもできるし、周期的又はパルス状に照射することもできる。
【００１７】
また、該光磁気記録媒体に対して光学ヘッド及び磁気ヘッドを相対的に駆動し、前記磁気ヘッドより光磁気記録媒体に外部磁界を印加しつつ、前記光磁気記録媒体の記録トラックに沿って、前記光学ヘッドより記録信号に応じて多段階にレーザ強度が信号変調されたレーザビームを照射することによっても、２層の記録層に対して４値以上の多値記録を行うことができる。この場合、前記外部磁界強度を一定周波数で変動させることが好ましい。信号の記録方式としては、マークポジション記録及びマークエッジ記録のいずれをも適用することができる。
【００１８】
【作用】
本発明によれば、印加される外部磁界に対して２つの異なる磁界領域に記録状態が存在する第１の記録層と、該第１の記録層とは異なる磁界領域に１つの記録状態が存在する第２の記録層とを積層した光磁気記録媒体を用いた場合、各記録層の各記録状態に対応する４段階の異なる外部磁界を印加することによって、信号の４値記録が可能になる。また、印加される外部磁界に対して２つの異なる磁界領域に記録状態が存在する第１の記録層と、該第１の記録層とは異なる磁界領域に２つの記録状態が存在する第２の記録層とを積層した光磁気記録媒体を用いた場合にも、各記録層の各記録状態に対応する４段階の異なる外部磁界を印加することによって、信号の４値記録が可能になる。
【００１９】
すなわち、垂直磁化膜と所定の補助磁性膜とを積層してなる第１の記録層は、例えば図２１に示すように、外部磁界に対する光変調記録信号の搬送波対雑音比が、２つのピーク（記録状態）をもつ。一方、補助磁性層を有しない第２の記録層は、例えば図２２に示すように、外部磁界に対する光変調記録信号の搬送波対雑音比が、１つのピークをもつ。また、特願平３−２１０４３０号及び特願平４−１５３８８２号（特開平５−１８２２６４号公報参照）で明らかにされているように、垂直磁化膜と所定の補助磁性膜とを積層してなる第１の記録層は、補助磁性層の作用によって垂直磁化膜中の遷移金属の副格子磁気モーメントが容易に交換結合磁界方向に反転するので、記録層全体の磁化の向きを外部磁界方向又はそれと反対の方向に向けることができる。一方、補助磁性層を有さず、前記第１の記録層とは異なる磁界領域に１つの記録状態が存在する第２の記録層は、昇温状態で外部磁界の向きに容易に記録層全体の磁化の向きが反転する。
【００２０】
したがって、例えば図２３（ａ）に示すように、室温からキュリー温度にかけて希土類原子の副格子磁気モーメントが遷移金属原子の副格子磁気モーメントよりも優勢なフェリ磁性体からなる第１記録層Ａと、室温からキュリー温度にかけて遷移金属原子の副格子磁気モーメントが希土類原子の副格子磁気モーメントよりも優勢なフェリ磁性体からなる第２記録層Ｂとを積層し、下向きの外部磁界を記録方向の外部磁界、上向きの外部磁界を消去方向の外部磁界として信号の記録を行うと、
（ｉ）  第１記録層Ａの全体の磁化の向きを消去方向に向けられる大きさの外部磁界Ｈ０  （図２１に示す（１）の領域の外部磁界）を消去方向に印加することによって、第１記録層Ａの遷移金属原子の副格子磁気モーメントを記録方向に、第２記録層Ｂの遷移金属原子の副格子磁気モーメントを消去方向に向けることができる。
【００２１】
（ｉｉ）第１記録層Ａの全体の磁化の向きを記録方向に向けられる大きさの外部磁界Ｈ１  （図２１に示す（２）の領域の外部磁界）を消去方向に印加することによって、第１記録層Ａ及び第２記録層Ｂの遷移金属原子の副格子磁気モーメントを共に消去方向に向けることができる。
【００２２】
（ｉｉｉ）  第１記録層Ａの全体の磁化の向きを消去方向に向けられる大きさの外部磁界Ｈ２  （図２１に示す（３）の領域の外部磁界）を記録方向に印加することによって、第１記録層Ａ及び第２記録層Ｂの遷移金属原子の副格子磁気モーメントを共に記録方向に向けることができる。
【００２３】
（ｉｖ）第１記録層Ａの全体の磁化の向きを記録方向に向けられる大きさの外部磁界Ｈ３  （図２１に示す（４）の領域の外部磁界）を記録方向に印加することによって、第１記録層Ａの遷移金属原子の副格子磁気モーメントを消去方向に、第２記録層Ｂの遷移金属原子の副格子磁気モーメントを記録方向に向けることができる。
【００２４】
光磁気記録媒体より信号として検出されるカー回転角の変化の大きさは、第１記録層Ａ及び第２記録層Ｂの各遷移金属原子の副格子磁気モーメントの合計に比例するから、Ｈ０  ，Ｈ１  ，Ｈ２  ，Ｈ３  の外部磁界が順次印加された記録トラックからは、図２３（ｂ）に示す相対信号出力が得られる。よって、例えば同図に示すように、外部磁界Ｈ１  による記録状態を“０”、外部磁界Ｈ０  による記録状態を“１”、外部磁界Ｈ３  による記録状態を“２”、外部磁界Ｈ２  による記録状態を“３”にそれぞれ位置付けることによって、信号の４値記録ができる。
【００２５】
また、印加される外部磁界に対して２つの異なる磁界領域に記録状態が存在する第１の記録層と、該第１の記録層とは異なる磁界領域に２つの記録状態が存在する第２の記録層とを積層した光磁気記録媒体を用いた場合も、これと同様の原理で信号の４値記録を行うことができる。例えば、図２４（ｂ）に１点鎖線で示される特性を有する第１記録層と、同図に破線で示される特性を有する第２記録層とを積層した場合、図２４（ａ）に示すＨ０  ，Ｈ１  ，Ｈ２  ，Ｈ３  の各外部磁界を印加することによって、夫々図２４（ｂ）に示される４つの記録状態“０”、“１”、“２”、“３”を現出することができる。よって、例えばこれらの図に示すように、外部磁界Ｈ０  による記録状態を“０”、外部磁界Ｈ１  による記録状態を“１”、外部磁界Ｈ２  による記録状態を“２”、外部磁界Ｈ３  による記録状態を“３”にそれぞれ位置付けることによって、±１００（Ｏｅ）程度の外部磁界で信号の４値記録ができる。なお、この場合、図２５に示すように、外部磁界に直流バイアス磁界を印加して外部磁界の中心磁界を−５０（Ｏｅ）程度マイナス側にシフトさせれば、±５０（Ｏｅ）程度の小さな外部磁界での信号の３値記録も可能になる。
【００２６】
かように、本発明の光磁気記録媒体は、２層の記録層で信号の４値記録ができることから、２層の記録層で信号の３値記録しかできない従来の光磁気記録媒体に比べて、より簡単な構成でより高密度の信号記録を実現できる。また、図２１、図２４、図２５から明らかなように、各記録状態が外部磁界の変動に対してきわめて安定であり、各記録層の磁気特性や記録再生時のレーザビーム強度それに外部磁界強度を微妙にマッチングさせる必要がないので、量産性及び信頼性に優れた光磁気記録再生システムを構築できる。
【００２７】
【実施例】
まず、本発明に係る光磁気記録媒体の全体構成を、図１に基づいて説明する。図１は、本発明に係る光磁気記録媒体の模式的な要部断面図である。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、本発明に係る光磁気記録媒体は、片面に所望のプリフォーマットパターン２が形成された透明基板１と、プリフォーマットパターン２上に形成された第１エンハンス膜３と、第１エンハンス膜３上に形成された第１記録層４と、第１記録層４上に必要に応じて形成される第２エンハンス膜５と、第２エンハンス膜５又は第１記録層４上に形成された第２記録層６と、第２記録層６上に必要に応じて形成される第３エンハンス膜７と、第３エンハンス膜７上に形成された反射膜８と、反射膜８上に形成された保護膜９とからなる。
【００２９】
透明基板１としては、例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルペンテン、エポキシなどの透明樹脂材料を所望の形状に成形したものや、所望の形状に形成されたガラス板の片面に所望のプリフォーマットパターン２が転写された透明樹脂層を密着したものなど、公知に属する任意の透明基板を用いることができる。なお、プリフォーマットパターン２の構成、配列、形成方法等については、公知に属する事項でありかつ本発明の要旨でもないので、説明を省略する。
【００３０】
第１〜第３のエンハンス膜３，５，７は、膜内で再生用光ビームを多重干渉させ、見掛け上のカー回転角を増加するために設けられるものであって、前記透明基板１よりも屈折率が大きい無機誘電体にて形成される。エンハンス膜材料としては、シリコン、アルミニウム、ジルコニウム、チタン、タンタルの酸化物又は窒化物が特に好適である。第１エンハンス膜３は６００Å〜１２００Åの膜厚に形成される。また、第２及び第３のエンハンス膜５，７は、必要に応じて形成されるものであって、０Å〜５００Åの膜厚に形成される。
【００３１】
反射膜８は、反射率を高めることで媒体の実効カー回転角を高めると共に、熱伝導率を調整することで媒体の記録感度を調整するために設けられるものであって、再生用光ビームに対して高い反射率を有する物質から形成される。具体的には、（Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｂｅ）のグループから選択された１種以上の金属元素と、（Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｒｂ，Ｐｅ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｗ，Ｚｒ）のグループから選択された１種以上の金属元素からなる合金が特に好適であり、この種の合金を用いた場合、３００Å〜１０００Åの膜厚に形成される。
【００３２】
保護膜９は、膜体３〜８を機械的衝撃や化学的な悪影響から保護するためのものであって、膜体全体を覆って被着される。保護膜材料としては、樹脂材料を挙げることができる。特に、成膜が容易であることから、紫外線硬化型樹脂が好適である。
【００３３】
第１記録層４は、室温からキュリー温度の範囲、又は室温から記録時又は消去時の最高到達温度までの温度範囲で希土類副格子磁化モーメントが優勢な希土類−遷移金属系の非晶質合金からなる膜厚が１００〜５００Åの非晶質垂直磁化膜４ａと、これに接して設けられた膜厚が５〜１００Åの補助磁性膜４ｂとをもって構成される。
【００３４】
希土類−遷移金属系の非晶質垂直磁化膜としては、下記の一般式で表されるものが特に好ましい。
【００３５】
一般式；（Ｔｂ１００−ＡＱＡ）ＸＦｅ１００−Ｘ−Ｙ−ＺＣｏＹＭＺ
但し、２０原子％≦Ｘ≦３５原子％
５原子％≦Ｙ≦１５原子％
０原子％≦Ｚ≦１０原子％
０原子％≦Ａ≦２０原子％
ＭはＮｂ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌから選択された少なくとも１種類の元素。
【００３６】
ＱはＧｄ，Ｎｄ，Ｄｙから選択された少くとも１種類の元素。
【００３７】
補助磁性膜４ｂは、遷移金属元素を含有し、かつ垂直磁気異方性が小さい磁性体をもって構成される。具体例としては、
（１）〔Ｐｔ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｈ〕などの貴金属元素群から選択された少なくとも１種類の元素と、〔Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ〕などの遷移金属元素群から選択された少なくとも１種類の元素との合金薄膜、
（２）例えばＧｄＦｅＣｏ合金、ＧｄＴｂＦｅＣｏ合金、ＧｄＤｙＦｅＣｏ合金、ＮｄＦｅＣｏ合金など、ＧｄやＮｄを含有することにより、垂直磁気異方性を低下させた希土類−遷移金属系合金、
（３）酸素や窒素を通常より多量に（例えば５原子％以上）含有することにより、垂直磁気異方性を低下させた希土類−遷移金属系合金、
（４）〔Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ〕などの遷移金属単体、あるいはこれらを多量に含有する合金を５〜３０Åと数原子層の厚さで積層した膜、
などを挙げることができる。
【００３８】
これらの補助磁性膜４ｂは、組成によっては垂直磁気異方性エネルギが形状異方性と同じか若しくはそれより低くなり、外部磁界が印加される以前において、磁化を面内方向（補助磁性膜４ｂの膜面と平行な方向）に向けることができる。このように調整された補助磁性膜４ｂは、キュリー温度近傍まで昇温され、外部磁界が印加されると、磁化の方向が面内方向より立ち上がって外部磁界方向の磁気モーメント成分を生じ、これに接して積層されている非晶質垂直磁化膜４ａの遷移金属磁気モーメントに交換結合力を及ぼす。したがって、非晶質垂直磁化膜４ａと補助磁性膜４ｂとを積層してなる第１記録層は、外部磁界に対する光変調記録信号の搬送波及び雑音レベルの変化が、図１（ｂ）に示すように、２つのピークをもつようになる。
【００３９】
第２記録層６は、前記第１記録層４とは異なる磁界領域に少なくとも１以上の記録状態が存在する光磁気記録膜で構成される。したがって、前記第１記録層４と同種の非晶質垂直磁化膜及び補助磁性膜からなり、前記第１記録層４とは異なる磁界領域に２つの記録状態が存在するものを用いることもできるし、前記第１記録層４とは異なる構成を有し、図１（ｃ）に示すように、前記第１記録層４とは異なる磁界領域に１つの記録状態が存在するものを用いることもできる。後者に属する第２記録層６としては、（１）室温から記録、消去時の最高到達温度までの温度範囲で遷移金属副格子磁化が優勢な希土類−遷移金属系の非晶質垂直磁化膜からなるもの、（２）前記と同様の温度範囲で、希土類副格子磁化が優勢な希土類−遷移金属系の非晶質垂直磁化膜からなるもの、（３）室温からキュリー温度までの間に補償温度が存在する希土類−遷移金属系の非晶質垂直磁化膜からなるものなどを挙げることができる。具体的には、下記の一般式で表されるものが特に好ましい。なお、この第２記録層６の膜厚は、１００〜５００Åの範囲に形成することが好ましい。
【００４０】
一般式；ＴｂＸＦｅ１００−Ｘ−Ｙ−ＺＣｏＹＭＺ
但し、１５原子％≦Ｘ≦３０原子％
５原子％≦Ｙ≦１５原子％
０原子％≦Ｚ≦１０原子％
ＭはＮｂ，Ｃｒ，Ｐｔから選択された少くとも１種類の元素。
【００４１】
前記の各膜体３〜８は、例えばスパッタリングや真空蒸着などの真空成膜法によって、透明基板１のプリフォーマットパターン形成面に順次積層される。これらの各膜体３〜８は、多値記録された光情報記録媒体から信号を読み出したとき、各記録レベルに応じた再生出力レベル（カー回転角の大きさ）の差が、相互にできるだけ均等になるように膜厚及び光学定数が選択される。その際の選択によっては、第２及び第３のエンハンス膜及び／又は反射膜は、省略することもできる。また、第１記録層４と第２記録層６とは、積層位置が相互に入れ替わっても良い。各記録層の積層位置を入れ替えると、記録時の外部磁界の大きさや照射されるレーザパワーの大きさに対応する各記録状態のカー回転角の大きさが変化するが、信号の多値記録は可能であり、光磁気記録媒体としての特性や効果については何ら変化を有しない。また、記録層を３層以上の多層に積層することによって、より高次の多値記録を行うことも可能であり、それに応じて各膜の組成を適宜変更することもできる。
【００４２】
以下に、本発明に係る光磁気記録媒体の実施例を例示する。
【００４３】
〈第１実施例〉
図２に示すように、本例の光磁気記録媒体は、透明基板１のプリフォーマットパターン形成面２に、膜厚が１００ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が１５ｎｍのＴｂ１９Ｆｅ６２Ｃｏ１０Ｃｒ９（添数字は原子％を示す。以下同じ）膜と、膜厚が１０ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が２０ｎｍのＴｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２膜と、膜厚が５ｎｍのＰｔ８０Ｃｏ２０膜と、膜厚が１０ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が７０ｎｍのＡｌ膜とを順次積層し、これらの各膜を紫外線硬化性樹脂膜で覆っている。
【００４４】
膜厚が１００ｎｍのＳｉＮ膜は第１エンハンス膜３、膜厚が１０ｎｍの２つのＳｉＮ膜は、それぞれ第２及び第３のエンハンス膜５，７を構成している。Ｔｂ１９Ｆｅ６２Ｃｏ１０膜は、単層で第１記録層４を構成しており、特定の磁界領域に１つの記録状態が存在する。互いに直接積層されたＴｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２膜とＰｔ８０Ｃｏ２０膜は、第２記録層６を構成しており、第１記録層４とは異なる磁界領域に２つの記録状態が存在する。さらに、Ａｌ膜は反射膜８を構成し、紫外線硬化性樹脂膜は保護膜９を構成している。
【００４５】
〈第２実施例〉
図３に示すように、本例の光磁気記録媒体は、透明基板１のプリフォーマットパターン形成面２に、膜厚が１００ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が１５ｎｍのＴｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２膜と、膜厚が２ｎｍのＧｄＦｅＣｏ膜と、膜厚が１０ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が２０ｎｍのＴｂ１９Ｆｅ６２Ｃｏ１０Ｃｒ９膜と、膜厚が１０ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が７０ｎｍのＡｌ膜とを順次積層し、これらの各膜を紫外線硬化性樹脂膜で覆っている。
【００４６】
互いに直接積層されたＴｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２膜とＧｄＦｅＣｏ膜は、第１記録層４を構成しており、異なる磁界領域に２つの記録状態が存在する。Ｔｂ１９Ｆｅ６２Ｃｏ１０膜は、単層で第２記録層６を構成しており、第１記録層４とは異なる磁界領域に１つの記録状態が存在する。本例の光磁気記録媒体は、第１実施例に係る光磁気記録媒体とは異なり、基板に近い側、すなわち記録再生用レーザビームの入射側に設けられる第１記録層４を、２つの磁性膜の積層体から構成したことを特徴とする。そこで、第２記録層６へのレーザビームの入射量を減らさないことを目的として、第１記録層４を構成する補助磁性膜としてレーザビームの吸収率が低いＧｄＦｅＣｏ膜を用いると共に、その膜厚を２ｎｍと極薄にした。
【００４７】
その他の各部分については、第１実施例と同じであるので、対応する部分に同一の符号を表示して説明を省略する。
【００４８】
〈第３実施例〉
図４に示すように、本例の光磁気記録媒体は、透明基板１のプリフォーマットパターン形成面２に、膜厚が１００ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が１５ｎｍのＴｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２膜と、膜厚が７ｎｍの（Ｔｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２）９２Ｏ８  膜と、膜厚が１０ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が２０ｎｍのＴｂ１９Ｆｅ６２Ｃｏ１０Ｃｒ９膜と、膜厚が１０ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が７０ｎｍのＡｌ膜とを順次積層し、これらの各膜を紫外線硬化性樹脂膜で覆っている。
【００４９】
互いに直接積層されたＴｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２膜と（Ｔｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２）９２Ｏ８  膜は、第１記録層４を構成しており、異なる磁界領域に２つの記録状態が存在する。Ｔｂ１９Ｆｅ６２Ｃｏ１０膜は、単層で第２記録層６を構成しており、第１記録層４とは異なる磁界領域に１つの記録状態が存在する。本例の光磁気記録媒体は、第２記録層６へのレーザビームの入射量を減らさないことを目的として、第１記録層４を構成する補助磁性膜としてレーザビームの吸収率が低い（Ｔｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２）９２Ｏ８  膜を用いると共に、その膜厚を７ｎｍに調整した。
【００５０】
その他の各部分については、第１実施例と同じであるので、対応する部分に同一の符号を表示して説明を省略する。
【００５１】
〈第４実施例〉
図５に示すように、本例の光磁気記録媒体は、透明基板１のプリフォーマットパターン形成面２に、膜厚が１００ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が１５ｎｍのＴｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２膜と、膜厚が２ｎｍのＧｄＦｅＣｏ膜と、膜厚が１０ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が２０ｎｍのＴｂ３４Ｆｅ５２Ｃｏ１４膜と、膜厚が５ｎｍのＰｔＣｏ膜と、膜厚が１０ｎｍのＳｉＮ膜と、膜厚が７０ｎｍのＡｌ膜とを順次積層し、これらの各膜を紫外線硬化性樹脂膜で覆っている。
【００５２】
互いに直接積層されたＴｂ３２Ｆｅ５６Ｃｏ１２膜とＧｄＦｅＣｏ膜は、第１記録層４を構成しており、異なる磁界領域に２つの記録状態が存在する。また、互いに直接積層されたＴｂ３４Ｆｅ５２Ｃｏ１４膜とＰｔＣｏ膜は、第２記録層６を構成しており、第１記録層４とは異なる磁界領域に２つの記録状態が存在する。本例の光磁気記録媒体は、第２記録層６へのレーザビームの入射量を減らさないことを目的として、第１記録層４を構成する補助磁性膜としてレーザビームの吸収率が低いＧｄＦｅＣｏ膜を用いると共に、その膜厚を２ｎｍに調整した。
【００５３】
その他の各部分については、第１実施例と同じであるので、対応する部分に同一の符号を表示して説明を省略する。
【００５４】
次に、本発明に係る光磁気記録媒体を用いた信号の多値記録方法について説明する。
【００５５】
本例の多値記録方法は、外部磁界を記録信号に応じて４段階に変調すると共に、記録用レーザビームをパルス状に変調することを特徴とする。光磁気記録媒体としては、第１実施例に係る光磁気記録媒体（図２）を用いる。
【００５６】
まず、光磁気記録媒体をターンテーブル等の媒体駆動部に装着し、透明基板側に光学ヘッドを、保護膜側に磁気ヘッドを配置する。媒体駆動部を起動して光磁気記録媒体と光学ヘッド及び磁気ヘッドとを相対的に所定の線速度で駆動し、光学ヘッド及び磁気ヘッドを所定のトラックに位置付ける。
【００５７】
しかる後に、図６（ａ）に示すように、磁気ヘッドより記録信号に応じて印加磁界強度がＨ０  〜Ｈ３  の４値に信号変調され、かつ記録クロックに同期された外部磁界を光情報記録媒体に印加する。そして、外部磁界が所定の値に切り替わった後、光学ヘッドより図６（ｂ）に示す光パルスを照射して、光パルス照射部の各記録層を、外部磁界によって磁化反転できる温度まで加熱する。これによって、各光パルスの照射部に、外部磁界の大きさに応じた図６（ｃ）の磁化ドメインが形成される。
【００５８】
磁界強度の信号変調は、図７の方式及び図８又は図９の信号変調回路によって行うことができる。すなわち、図８の回路では、記録信号を偶数ビットと奇数ビットとに分離し、タイミング合わせやパルス長の調整などの波形処理を行った後、ゲインが異なる増幅器Ｇ１  ，Ｇ２  でそれぞれ増幅し、これを加算する。次いで、この加算信号を磁気ヘッド駆動回路で電圧電流変換することによって、磁気ヘッドより図１（ａ）に示す外部磁界を印加するようにしている。また、図９の回路では、記録信号を偶数ビットと奇数ビットとに分離し、タイミング合わせやパルス長の調整などの波形処理を行った後、ゲインが同一の増幅器Ｇでそれぞれ増幅する。次いで、各増幅信号を別々の磁気ヘッド駆動回路で電圧電流変換し、ターン数が異なる２本の巻線をもった磁気ヘッドより図６（ａ）に示す外部磁界を印加するようにしている。なお、磁気ヘッドに代えて、例えば電磁コイルなどの他の磁界発生装置を用いることも勿論可能である。
【００５９】
各外部磁界の大きさに応じた磁化ドメインの記録状態は、前出の図２３に示した通りである。したがって、磁化ドメイン列から読みだされる再生信号は、図６（ｄ）のようになる。この再生信号を各記録状態からの再生信号出力に応じて所定の値に設定された３つのスライスレベルでスライスすると、図６（ｅ）のタイミングチャートに示すように、３つの２値化信号ｓｉｇ１，ｓｉｇ２，ｓｉｇ３が得られる。次に、当該タイミングチャートの（１）〜（４）の信号から、（５）〜（８）の論理演算を行うことによって、偶数ビットと奇数ビットとの分離と、磁気ヘッド駆動信号を生成したときとは逆の手順による偶数ビットと奇数ビットとの合成を行うことによって、記録信号を再生できる。図１０に、信号再生回路のブロック図を示す。
【００６０】
多値振幅信号の識別回路として、特開昭６ｌ一９４４１６号では、一般通信路で用いられている多値変調信号を対象とした構成例を挙げている。上記記載の識別回路はＡ／Ｄ変換器の入力信号の直流オフセツトを正しく制御することにより、識別回路の閾値を常に最適に保つ効果がある。しかし、光デイスク等から検出される再生信号に対して適用は困難である。すなわち、光デイスクの記録再生特性を考慮した識別方式を考案する必要がある。
【００６１】
光デイスクに記録されたマークからの信号を光検出器で検出し、交流増幅器で増幅すると記録データの粗密により平均値レベルが変動する。平均値レベルがほぼ保たれるように変調方式で有れば該平均値の変動はすくない。しかし、未記録領域と記録領域が混在するデジタル光デイスクでは上記変調方式でも対応できない。また、光磁気デイスクでは基板に存在する微小な領域に局在する複屈折のために再生信号のレベルが変動する。現状光デイスクでは信号は２つのレベルしか取らず、この中間点を検出するようなことは行われていない。このため信号の平均値が多少変化しても信号検出上問題はなかった。しかし、後述する多値記録媒体では複数のレベルを用いて、信号のレベル判定を行うため何らかの補正手段、あるいは正確な基準レベルが得られないと情報検出が困難となる。そこで、記録情報を記録すると同時に再生時の基準レベルを示すマーク群を設けておき、この信号の再生レベルを基準として用いて複数の閾値を設定する。このマーク群は上記変動要因の影響が無視できる間隔でなくてはならない。媒体特性から小領域、たとえば１セクタ内では一定であると見なせるので、各セクターのヘッダー領域内に設ければ良い。
【００６２】
ゾーンＣＡＶ方式の様にユーザの記録する論理単位セクタがデイスク内周と外周で異なる場合には論理セクタごとに設ける必要がある。むろんデータ領域内に一様間隔にマーク群を配置しても良い。  この基準レベルをデータ識別の際の閾値の設定基準値として使用すれば、検出回路で特別な補正手段を用いなくても、再生信号の信号対雑音比の許す限り、複数値を情報ビットに対応させることができる。すなわち高密度記録の一手段である、多値記録を実現することが可能となる。また、該基準マークをデータ領域内に一定間隔で設ければ、変復調の際のクロックの位相基準として用いることも可能であり、これによりデータ変復調のクロックを安定、かつ正確に得ることができる。
【００６３】
以下、本発明の一実施例を説明する。図１１（ａ）は、光デイスク１１であり、同心円あるいはスパイラル状のトラック案内溝、およぴ該トラックを、アドレス情報等を含むヘッダー領域２０２により複数の区域（セクター）に分割された構成を有する。図１１（ｂ）該ヘツダー領域を含む或る１つのセクターについてのフオーマツト例を示した図である。
【００６４】
図１１（ｂ）に示したフオーマットは、再生信号振幅が最小なる領域と、再生信号振幅が最大となる領域をレベル検出信号１５の領域として各セクターのヘッダー領域２０２内に一箇所だけ設け、該検出信号２０５の各レベルをサンプルホールドして、以下に続くユーザデータ領域２０７に記録された多値記録デー夕の量子化閾値の基準として用いる場合の構成例である。各ヘッダー領域の先頭には、セクターの開始を示す識別マーク２０３が置かれ、次にクロック発生、およぴ復調開始を示す同期信号２０４、レベル検出信号２０５、アドレス信号２０６が、ヘッダー領域２０２として、記録されている。
【００６５】
図１１（ｂ）では、レベル検出信号２０５が同期信号２０４の直後に置かれているが、識別マーク２０３の直後、ないしはアドレス信号２０６の直後であつても、該検出信号５の領域が検知、確定するならばさしつかえない。
【００６６】
図１１（ｃ）は、レベル検出信号２０５のマーク配置例である。レベル検出マーク２０８は、マーク形状が後続する情報データと等しくなるようにし、多値レベル情報が再生信号レベルに反映されるように形成する。この形成方法については後述する。
【００６７】
該レベル検出マーク２０８からの最大再生信号レベルをサンプルホールドし、該ホールド値を、スライスレベルとして使用する。レベル検出マーク２０８に続き、領域２０９を設けてある。同様に該領域２０９の再生信号レベルをサンプルホールドすることにより、最小再生レベルとして用いる。
【００６８】
各々のレベルをサンプルホールドするための回路構成例を図１２に示す。該回路動作のタイムチヤートを図１３に示す。図１２において同期信号検出回路１０に、既に２値化された再生パルス１１が入力される。該再生パルス１１の生成は、従来用いられている生成回路で行なえば良い。また同期信号２０４の検出も、従来用いられている構成で良い。例えぱ、シフトレジスタを用いて、データパターンの数マーク毎にパターンー致を判定し、該判定ロジックレベルに対し多数決を採り、検出パルスを出力する方法等が考えられる。検出回路１０で検出された検出パルス１２は、遅延回路１３へ入力される。該遅延回路１３は、通常の遅延素子あるいは、シフトレジスタを用いて簡単に構成できる。該遅延回路１３の役割は、同期信号検出パルス１２の出力される時刻よりも、レペル検出マーク２０８が後にあるため、この時間差分だけ遅延させて、該レベル検出マーク２０８の再生信号レベルをサンプルするためのサンプルパルスを発生させるためである。サンプルパルスは、遅延パルス１４を用い、ホールドパルスは、該遅延パルス１４をモノマルチパイブレータ（ＭＭ）１５で遅らせた遅延パルス１６を用いる。これらの制御パルスを用いて、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１７により、増幅器１８により反転増幅された再生信号１９のレベルを保持する。ここで増幅器１８はドリフトの少ない直流増幅器を用いるのが望ましい。
【００６９】
同様にレベル検出マーク２０８の直後に置かれた領域２０９のレベルについては、遅延回路２０，モノマルチバイプレータ（ＭＭ）２２，サンプルホールド回路２４で構成される回路により、保持される。これら各素子は、既製の素子として容易に入手できるものである。
【００７０】
次に、以下の信号処理も含めて、上記回路の動作を図１３のタイムチヤートにより、詳細な説明を加える。図１３（ａ）において、再生パルス１１のパルス列より、同期信号検出回路によつて検出パルス１２が出力される。該検出パルス１２から遅延回路１３により遅延パルス１４が生成される。この遅延パルス１４で、再生信号１９のレベル検出マーク２０８のレベルをサンプルホールド回路１７によりサンプルする。次に遅延パルス１４の立ち下がりからモノマルチバイプレーチ１５により生成された遅延パルス１６により該レベル検出マーク２０８の再生レベルがホールドされる。サンプルホールドされたレベルは最大レペル信号２５として、コンパレータ２７の反転入力へ抵抗２９を介して入力される。
【００７１】
一方、遅延パルス１４は、遅延回路２０により遅延パルス２１が生成される。該遅延パルス２１は、領域９の再生信号レペルをサンプルする。ホールドパルスは、該遅延パルス２１をモノマルチパイプレータ２２で遅らせた遅延パルス２３を用い、最小レベル信号２６を得る，該レベル信号２６は、コンパレータ２８の反転入力ヘ、抵抗３０を介して入力される。抵抗２９，３０，３１は、最大レベル２５と最小レベル２６を分圧して、２つの閾値を作り出すためのものである。図１３では、閾値が２つの場合を示しているが、３つ以上の閾値の場合も同様である。コンパレータ２７の反転入力への入力レベルよりも、非反転入力への再生信号１９のレペルが高いときだけ、“Ｈ”レベルの論理レベルが該コンパレー夕２７により出力される。コンパレータ２８についても同様である。
【００７２】
次に図１３により、多値データヘの量子化の方法について説明する。図１３（ｂ）において情報信号は０、１，２の３値の振幅を示すマークで記録されており、再生信号１９で示したようなユーザデータであつたとする。抵抗２９〜３１により設定された閾値３４，３５により、コンパレータ２７，２８のそれぞれの出力３２，３３は図中に示したようになる。ここでＡＮＤゲート３６の出力４１は、出力３２，３３が両者とも“Ｈ”になつた時のみ、Ｈ”レベルとなる。ＡＮＤゲート３７の出力４２は、インバータ３９により、コンパレータ出力３２が反転した論理レベルと、コンパレータ出力３３が両者とも“Ｈ”になつた時のみ‘‘Ｈ”レベルとなる，ＡＮＤゲート３２０８の出力４３は、インパータ３９，４０により、コンパレータ出力３２，３３が反転されたレベルが入力されるので、該反転論理レベルがともに“Ｈ”の時のみ“Ｈ”レベルになる。ここでは、データレベル“０”のとき、ＡＮＤ出力４３がＨ”になるような構成であるが、むしろＡＮＤ出力４１，４２の両者とも、‘Ｌ”レベルの時かデータレベル“０”であると判断したほうが便利である。この場合は、ＡＮＤ出力４１，４２を入力としたＮＯＲゲートを用いれは、判定できる。本発明は次に述べるサンプルサーボと組み合わせると、尚一層効果を挙げることができる。
【００７３】
図１４に、サンプルサーボフォーマットの一例を示す。サンプルサーボ方式は、自動焦点調整やトラッキングを行うための領域とデータ領域とをフォーマット上で分離できる特徴を持っていること、さらにはデータの記録再生を行うためのクロックを予め設けたプリピットの検出信号を元に生成できるため、データとサーボとの干渉が少ない。図１４において、ディスク上のトラックは、複数のセクタに分割されている。図では、Ｎ＋１個のセクタで構成されている。各セクタの先頭には、サーボマークと呼ばれるマークが設けられており、セクタの先頭を示すアクセスマークとトラック中心線がら左右に変位させたトラッキングマークとその間にクロック抽出のためのクロックマークが設けられている。サーボマークの後半からセクタマークまでの領域には、データには存在しないユニークな距離を隔ててマークが配置され、セクタの認識を確実なものにしている。各セクタの先頭に存在するヘッダーに続き、データ領域が連続する。各データ領域の先頭にもサーボマークが配置されている。
【００７４】
上記のセクタ、およびセクタ内のサーボマーク領域は、情報トラック毎に、ある一定の間隔で設けてある。これらは、ディスク全体で、物理的な距離で等間隔に設けるフォーマット方式と、時間的に等間隔に設けるフォーマット方式の双方が適用できる。全者の場合、複数のトラック毎に該サーボマークを等間隔に設けたゾーンを規定し、該ゾーン内では１トラック当たりのセクタ数、サーボマーク数を一定にするフォーマット方式が考えられる。
【００７５】
サンプルサーボ方式は、上述のようにデータ領域とサーボ領域とを物理的に分離できるため、相互の影響が少ないことの他に、記録再生消去の為のクロック信号がデータ信号とは独立したクロックマークから生成できるため、データの記録再生方式に対する制約が少なく、さらに通常のセルフクロック系のフォーマットに見られるような、クロック引き込みのための同期領域が不要なことから、一般に総データに対するユーザデータの容量、すなわちフォーマットのデータ効率を高める設計を行なうことが可能である。
【００７６】
本発明で対象とする多値記録媒体の場合、記録されたデータから得た再生信号を基に、再生クロックを生成するのは、再生レベルが多値を持っていることにより、スライスレベルの設定が困難になる可能性がある。サンプルサーボ方式によれば、データ形式、データ有無に依存すること無く、再生クロックが抽出できるため、都合が良い。
【００７７】
記録特性の非線形性の点や記録特性がレーザパワー、磁界等によって変化する点について案配されておらず、消去可能な記録材料を用いる場合には入力多値信号に対して安定な再生信号レペルを得ることができにくい。本発明のもう一つの目的は、消去可能な記録材料を用いる場合にも、記録特性の非線形性、記録特性の変化によらず、再生信号のレベルを安定化することのできる光ディスクの多値記録再生方式を提供する。そのため、予め設定されたパターンをもつ信号を光ディスク面上に記録し、このパターンに対応する再生信号を正確に検出し、この検出結果を上記設定パターンと比較し、この比較結果に応じて記録条件を制御する方式とすることにより、達成される。予め設定されたパターン信号と、その検出再生信号レペルとを比較することで記録特性の非線形性及ぴ変化を知ることができ、したがって、比較結果に応じて記録条件を変化させる制御方式とすることによって、再生信号の多値レペルを安定化することができる。
【００７８】
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。図１５は実施例のプロック構成図であり、光ディスク上には、情報を記録する領域に、レーザ光スポットを導いて情報を記録すると共に、記録された情報を読み出すための案内溝が作成されている。この案内溝としては、特開昭４９一ｌｌ３６０ｌに開示されているプリグルーブ、特許第１１８９８４３号に開示されているプリピット列からなる案内溝、特開昭５８−１８５０４６に開示されているプリピット列からなるものなどがある。これらの案内溝上には、図１４に示す情報の区切れであるプロック単位（一般にセクタと呼ぱれている）に分割され、各セクタの位置を示すアドレス惜報が記録再生データ情報は図にＤＡＴＡとして示すデ−タ領域に光学的に識別可能な多値レベルの形で記録される。
【００７９】
次に、本実施例におけるテストパターンの発生とその記録について述べる。案内溝から読み出した惜報信号を再生回路３０７に入力し、ここで既知のアナログ的な信号処理を行い、データ処理に最適な振幅レベル、帯域とする。この処理された信号を用いて、プリフオーマット化されたＩＤ部を検出し、データ処理のために必要となるクロックをタイミング発生回路３０８から得る。得られたタイミング惜報を用いて、テストパターン発生回路により、セクタ内のＩＤ部の直後、データ部の直前に位置するＰｒｅａｍｂｌｅの部分に相当するタイミングで、予め設定されたテストパターンを発生し，これを変調回路３０４に入力して変調し、この信号を記録回路３に入力して、記録光学系３０２内の磁界強度を変調すると同時にレーザ光源を駆動制御する。
【００８０】
デー夕の記録は、図１４に示したように行われ、再生信号は各ピット間の多値レペルをとるようにしている。再生は次のように行われる。記録光学系３０２によって記録されたマークは再生光学系ｌ０によって読み出され、再生回路３１１によってアナログ的な処理が行われ、タイミング発生回路３１２によって、ＩＤ部分の検出からクロックを検出し、このタイミング情報を用いて、Ｐｒｅａｍｂｌｅに記録されたテストパターンの再生信号を、再生回路３１ｌからデータ処理回路３１３に取り込んで、ここで信号処理することによってテストパターンが再生される。デー夕処理回路３ｌ３から出力される再生テストパ夕一ンと、テストパターン発生回路３０９から発生する設定テストパターンとを判定回路３１４により比較判定して、この比較結果に応じて、変調回路３０４を制御する信号を判定回路３１４から出力させる，すなわち、変調回路３０４は、判定回路３１４からの制御信号により、設定テストパターンと再生テストパターンとが正確に一致するように制御され、これにより、消去可能な記録媒体の光ディスクで、記録特性が非線形性であったり、記録特性が媒体の磁気特性、レーザパワー等で変化したりする場合にも、常に安定なレベルの多値記録とすることができるようになる。
【００８１】
図１６に示した各部信号のタイミングチャートについて説明する。図１６（ａ）に示すようなセクタ構造において、ＳＭ部を図（ｂ）のように検出し、プリピットからの信号（ｄ）を検出して、ＰＬＬ回路によってプリピットに位相同期した信号（ｅ）として、クロックを作成する。このクロックを用いてテストパターンを発生し、変調回路出力後の波形が（ｆ）のように階段波形になるようにして、記録回路３０３により記録光学系３０２内の磁界強度を変調し、光ディスク３０１上にテストパタンを記録する。記録されたテストパターンの再生信号は（ｇ）のようになり、ＳＭ部、ＩＤ部の直後にＰｒｅＡｍｂ１ｅが配置される。この再生信号は再生光学系ｌ０から再生回路ｌｌを介して得られる。テストパターンの多値記録信号とプリピット信号の詳細は図（ｉ）のようになり、プリピットからの再生信号は図（ｊ）のようになり、これからＰＬＬ回路を用いてクロックを作成する。クロック信号と再生信号をデータ処理回路３１３に入力して、クロック信号を用いて、テストパターンの多値レベルを図（ｋ）のようにサンプルし、プリピット部分をとり除く。テストパターンの再生信号をサンプルしたものと、テストパターン発生回路３０９から発生されたテストパターンとを判定回路３１４に入力し、ここで両テストパターンを比較判定し、この比較結果に応じて、変調回路３０４を制御する信号を出力する。
【００８２】
各部の動作について、図１７〜図１８と図２６を用いて、さらに詳細に説明する。
【００８３】
まず、テストパターン発生回路３０９は次のように動作する。記録光学系３０２からの信号を再生回路３０７を介してタイミング発生回路３０８に入力する，タイミング発生回路３０８では、図１４に示すようなデータ部の先頭にあるＳＭマークを検出し、これをもとにＩＤデータの認識を行い、記録するセクタを避択する。この方法については、例えば特開昭５８−１６９３３７及ぴ特開昭５８−１６９３４ｌに詳しい。さらに、プリピットマークからクロックを発生させる。この方法については特許第１１８９８４３号に詳しいので、ここでは省略する。
【００８４】
図１７に示す詳細構成図の論理回路３２０にＳＭマークのタイミングとクロックを入力し、ここでＰｒｅＡｍｂ１ｅに記録するテストパターンの記録夕イミングを発生するパルスを発生する。これをアップ力ウンタ３２ｌに入力し、カウンタ出力をＲＯＭ３２２のアドレス入力とする。ＲＯＭ３２２の中には、アドレスとデータの関係として、図１８（ａ）に示すようなアドレスＲＡの増加に比例した値を持つデータＲＤが記録されている。ＲＯＭ３２２から読み出したデー夕ＲＤを、テストパターンか符号化されたデー夕なのかを選択する切換え回路３２３を介してＤ／Ａ変換器３２４に入力し、アナログ信号として記録回路３０３に送出する。
【００８５】
このようにすると図１６（ｆ）のような記録信号が生じる。次に上記のようにして記録されたテストパターンを用いて変調回路３０４を制御する動作について述べる。再生回路３１１から得られた再生信号〔図１６（ｉ）〕をサンプルホールド回路３２５に入力し、テストパターンの部分のみを抜き出す。サンプルホールドのタイミングとしては、テストパターン発生時に述べたテストパターンの記録タイミングを示すパルスを使用する。そのタイミング信号は、再生光学系の再生信号をタイミング発生回路３１２から発生したＳＭマーク及ぴクロックを論理回路３２０に入力して発生させる。したがって、論理回路３２０には、記録光学系からの信号と、再生光学系からの信号とを切り換える機能を持たせてある。サンプルホールド回路３２５の出力〔図１６（ｋ）をＡ／Ｄ変換器３２６に送ってディジタル信号に変換する。この値を例えばＹ（ｉ）（ｉは前記サンプル点に記録されたテストパターンの順番に対応する）とする。
【００８６】
一方、テストパターンのデータに従って記録されたピットからの反射光として望ましい信号（変調入力に対応して反射光量は線形の関係がある）をＸ＾（ｉ）として、Ｘ＾（ｉ）をＲＯＭ３２７の中に記憶しておき、アップカウンタ３２１から発生されるアドレスに従って図１８（ｂ）点線のように読み出す。また、ＲＯＭ３２２の中に記憶されたパターン発生信号をＸ（ｉ）とする。これらの信号Ｘ＾（ｉ），Ｘ（ｉ）、Ｙ（ｉ）から変調回路３０４の特性を決定する信号Ｚ（ｉ）を以下のように作製する。一つの方法として、ハードウェアによりＺ（ｉ）を作る方法がある。ここで、ディスクの記録特性はＹ（ｉ）／Ｘ（ｉ）となり、また変調回路の特性はＺ（ｉ）／Ｘ（ｉ）となり、Ｘ（ｉ）の記録データに対して、Ｘ＾（ｉ）の再生特性が得られれば良いことから
Ｘ＾（ｉ）＝Ｙ（ｉ）／Ｘ（ｉ）（Ｚ（ｉ）／Ｘ（ｉ））  Ｘ（ｉ）
の関係が成立する必要がある。
【００８７】
これから、ε（ｉ）＝Ｘ＾（ｉ）一Ｙ（ｉ）として、ε（ｉ）がＸ（ｉ）に比較して小さいとすると
0003559590.tif 000002
となる。上記の式をハードウェアで実現すると、ＲＯＭ２２から読み出されたデータＸ（ｉ）を掛算回路２８により２倍化し、これを加減算回路２９の加算端子に入力し、一方、Ｙ（ｉ）を掛算回路３３６の一方に入力し、その他方にはＲＯＭ３２７から読み出されるＸ（ｉ）／Ｘ＾（ｉ）の値を入力し、この掛算結果の値を加減算回路３２９の滅算端子に入力することによって、加滅算回路３２９の出力端子からＺ（ｉ）が待られる。このＺ（ｉ）はデータの入力レペルを等間隔にサンプルし、その離散値に順番に対応したレベルを発生する特性である。これを変調回路４に取り込むために、アップカウンタ３２１によって制御されるアドレス（上記ｉに対応する）に従つてＲＡＭ３３０の中にＺ（ｉ）を記録していく。
【００８８】
変調回路４では、図１８（ｃ）のように多値レペルＬｌ〜Ｌ４の問の値をとるデータ３１６をＲＡＭ３３０のアドレスに入力し、レベルＬｌ〜Ｌ４に対応するＺ（ｉ）のレベルを切換え回路３２３を介してＤ／Ａ変換器３２４に入力する。このＤ／Ａ変換器３２４の出力アナログ信号が変調回路４の出力となり、記録回路３に送出されて、記録光学系３０２内のレーザ光源を駆動する。以上は信号Ｚ（ｉ）をハードウェアで作製する場合を示したが、図２６に示すように、マイクロコンピユータ（以下ＣＰＵと書）３３１を用いてソフトウェアにより作製することもできる。この場合には、テストパターン発生回路３０９からのタイミングに従って、データ処理回路３１３からの反射光且信号Ｘ（ｊ）をＣＰＵ３３１にとり込み、この信号を用いてＺ（ｉ）を作り出し、多値レペルに対応した変調レベルを、変調回路４内の各多値レベルに対応したレジスタ３３２〜３３４に設定する。変調回路の特性としては記録特性の逆特性が必要となるが、これをＣＰＵ３３ｌの中で演算し、Ｚ（ｉ）を求めることができる。
【００８９】
媒体特性として多値の磁気特性が媒体ごと、製造者ごとに変化する可能性がある。そこで、互換性のために磁界強度と再生信号特性をあらかじめ測定し、Ｙ（ｉ）を求めておき、この逆特性を算出して上記多値レベルに対応したＺ（ｉ）を求めることができる。決められた領域に上記記録特性を書き込んでおき、媒体装着時にこれを読み出して使用することもできる。この場合には記録特性の変動は殆ど温度特性による記録状態の変化分となり、微小の補正でよくなる。
【００９０】
変調回路としては、各多価レベルに対応したＺ（ｉ）のレベルを示すレジスタ３３２〜３３４をセレクタ３３５に結合し、多値のレペルを持ったデータ３１６によって、セレクタ３３５に入力されたレジスタの値を選択する。のようにして、変調回路４が記録媒体の記録特性に応じて最適に調整された後に、データ発生部５からデータを送り、符号化回路３０６を介して変調回路４に入力して、データがセクタのデータ部に記録される。
【００９１】
上述の実施例ではテストパターンを用いているが、一つのセクタに記録されるべきデータをテストパターンの代りに用いて、１つのセクタのデー夕部の期間で変調回路４を設定する制御信号を発生させても良い。また、トラック一周をこの目的に用いてもよい。
【００９２】
また、実施例では、記録光学系、再生光学系を別々に示したが、１回転待って、テストパターン又は記録データを読み出して、変調回路４を制御することにすれば、記録と再生の光学系は同一のものでも良い。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、記録層を２層に積層することで信号の４値記録が可能になるので、より簡単な膜の積層構造で、より高密度な信号記録を実現できる。また、本発明の光磁気記録媒体は、各記録状態が外部磁界の変動に対してきわめて安定であり、各記録層の磁気特性や記録再生時のレーザビーム強度それに外部磁界強度を微妙にマッチングさせる必要がないので、安定性、量産性、実用性に優れた光磁気記録再生システムを構築できる。
【００９４】
また、本発明によれば、予め記録された再生信号が最大となるレベル検出マークの値と、最小再生信号領域の値を基準として複数の閾値を生成することができるので、安定に多値の記録データを取り扱うことを可能とし、デー夕のビット密度の向上に効果がある。
【００９５】
さらに本発明によれば、記録条件に対して再生信号のレベルが非線形となる、消去可能な記録材料を用いる光ディスクにおいて、多値記録の記録再生レベルを安定化させることができ、従来の２値記録に比較して高密度化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光磁気記録媒体の説明図である。
【図２】第１実施例に係る光磁気記録媒体を模式的に示す要部断面図である。
【図３】第２実施例に係る光磁気記録媒体を模式的に示す要部断面図である。
【図４】第３実施例に係る光磁気記録媒体を模式的に示す要部断面図である。
【図５】第４実施例に係る光磁気記録媒体を模式的に示す要部断面図である。
【図６】４値記録再生方式の第１例を示す説明図である。
【図７】外部磁界強度の信号変調方式を示す説明図である。
【図８】外部磁界強度信号変調回路の第１例を示すブロック図である。
【図９】外部磁界強度信号変調回路の第２例を示すブロック図である。
【図１０】信号再生回路のブロック図である。
【図１１】本発明を実施するための光デイスクのフオーマツト構成図である。
【図１２】複数の閾値により多値情報ピツト信号を再生するための回路図である。
【図１３】図１２で示した回路動作を示すタイムチヤートである。
【図１４】サンプルサーボに適用した実施例説明図である
【図１５】本発明の一実施例のブロック構成図である。
【図１６】図１５中の各部信号の波形及ぴタイムチャートである。
【図１７】変調回路の詳細動作説明用のプロック構成図である。
【図１８】変調回路を制御する信号Ｚ（ｉ）をハードウェアで作製する説明図である。
【図１９】従来例に係る光磁気記録媒体に積層される記録層の温度−保磁力特性を示すグラフ図である。
【図２０】従来例に係る光磁気記録媒体の多値記録原理を示す説明図である。
【図２１】外部磁界に対して２つの記録状態が存在する記録層の外部磁界特性を例示するグラフ図である。
【図２２】外部磁界に対して１つの記録状態が存在する記録層の外部磁界特性を例示するグラフ図である。
【図２３】本発明に係る光磁気記録媒体の多値記録原理の第１例を示す説明図である。
【図２４】本発明に係る光磁気記録媒体の多値記録原理の第２例を示す説明図である。
【図２５】本発明に係る光磁気記録媒体の多値記録原理の第３例を示す説明図である。
【図２６】変調回路の制御をソフトウェアで行う場合の説明図である。
【符号の説明】
１…透明基板、２…プリフォーマットパターン、３…第１エンハンス膜、４…第１記録層、４ａ…非晶質垂直磁化膜、４ｂ…補助磁性膜、５…第２エンハンス膜、６…第２記録層、７…第３エンハンス膜、８…反射膜、９…保護膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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