(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも再生層、中間層及び記録層を積層した磁性積層膜を備え、前記再生層及び記録層は積層方向の磁化容易特性を有する磁性膜であり、前記中間層は室温で面内方向の磁化容易特性を有する磁性膜であり、再生レーザ光の照射による光磁気信号の読出しが可能な光磁気記録媒体において、
前記再生層及び記録層は、夫々、ＧｄＦｅＣｏ及びＴｂＦｅＣｏを含む希土類遷移金属で形成されており、
前記中間層は、ＧｄＦｅＣｏを含む希土類遷移金属に、Ｓｉ，Ａｌ及びＣｒからなるグループから選択される非磁性金属を含み、
前記磁性積層膜は、グルーブ部及びランド部を有する基板上に形成され、前記グルーブ部またはランド部は０．７２μｍ〜０．７６μｍの幅寸法を有して略０．９μｍのトラックピッチで形成されており、前記再生層，中間層及び記録層は、室温で夫々、８emu/cc〜１００emu/cc，１４０emu/cc〜２５０emu/cc及び５０emu/cc〜１５０emu/ccの飽和磁化と、２４０℃〜３５０℃，１６０℃〜２２０℃及び２４０℃〜３５０℃のキュリー温度とを有し、前記レーザ光の照射により生じる低温領域では前記中間層及び記録層の飽和磁化によりマスクが形成され、前記レーザ光の照射により生じる高温領域では前記再生層の飽和磁化によりマスクが形成される構成としたことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】
さらに、基板，保護樹脂層及び熱伝導層を備え、前記基板側から前記再生層，中間層，記録層及び熱伝導層の順に積層してあり、両面の最外層を前記保護樹脂層で被覆してあることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
【請求項３】
さらに、基板，保護樹脂層及び熱伝導層を備え、前記基板側から前記熱伝導層，記録層，中間層及び再生層の順に積層してあり、両面の最外層を前記保護樹脂層で被覆してあることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体。
【請求項４】
前記熱伝導層は、５ｎｍ〜２５ｎｍの膜厚を有していることを特徴とする請求項２又は３記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】
前記基板と再生層との間に第１の誘電体層を、前記記録層と熱伝導層との間に第２の誘電体層を備え、前記第１の誘電体層は６５ｎｍ〜１１０ｎｍの膜厚を有し、前記第２の誘電体層は２０ｎｍ〜６０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする請求項２又は４記載の光磁気記録媒体。
【請求項６】
前記ランド部に記録マークを形成すべくなしてあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気ディスク，光磁気テープ，光磁気カード等の光磁気記録媒体に関し、特に磁気超解像（Magnetically Induced Super Resolution ）再生が可能な光磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスクは、これからのマルチメディア時代に備えて膨大なデータを格納するメモリの中心的存在として位置付けられ、記録容量のさらなる増大化が要望されている。光磁気ディスクの記録密度を増大させるためには、記録マーク長をレーザ光のスポット径よりも短くすると共に記録マーク間隔を詰める必要がある。このような微細な記録マークを形成するのは比較的簡単であるが、微細な記録マークを再生する際には照射するレーザ光の波長λと対物レンズの開口数ＮＡとの制約により、再生可能な記録マークの長さに限界があった。
【０００３】
そこで、レーザ光径よりも小さい記録マークを再生できる磁気超解像（ＭＳＲ）再生方法が種々提案されている。これらの方法は共通して、記録層と再生層とを含む複数の磁性層を積層した光磁気ディスクを回転しつつ再生レーザ光を照射することにより光磁気ディスクの周方向に温度分布を生ぜしめ、この温度分布を利用して小さな記録マークを読出すようにしている。これにより、実質的に再生レーザ光のスポット径よりも小さな光スポットで再生した場合と同等の分解能が得られる。
【０００４】
しかしながら、これらの従来法では以下に示すいくつかの問題点があった。まず、スポット内の低温領域から記録マークを読出す方式では周方向の分解能には優れているが、近接トラックが影響するクロストークが大きい。また、スポット内の高温領域から記録マークを読出す方式ではクロストークは低減されるが、再生層を初期化するために3.5 〜４ｋＯｅの大型の初期化磁石を用いる必要があり、装置が小型化できない。さらに、再生層の磁化方向が温度分布により面内方向から垂直方向に変化した領域から記録マークを読出す方式では、大型の初期化磁石を用いずに再生できるが、スポット内の転写される領域が広く、高い再生出力が得られない。また、スポット内の転写される領域を狭くして分解能を高めるために、中温度領域のみから記録マークを読み出す方式が提案されたが、数百Ｏｅの再生磁界を印加し、且つ、数ｋＯｅの初期化磁石が必要であった。
【０００５】
そこで本願出願人は、これらの問題点を解決できるＭＳＲ再生方法を提案している（特開平７−244877号公報）。この再生方法により、数百Ｏｅの再生磁界の印加で中温度領域から情報を読み出し、即ち、ダブルマスクを形成し、初期化磁石を使用せずに高分解能再生を実現する。この再生方法に用いられる光磁気ディスクは、希土類−遷移金属合金からなる再生層，中間層及び記録層とを備えている。媒体を回転せしめ、再生用レーザ光を照射することにより生じるレーザスポット内の温度分布を利用して低温領域にフロントマスクを形成し、高温領域にリアマスクを形成する。中間温度領域では、記録層の磁化方向が再生層に転写される。
【０００６】
光磁気ディスクの磁気光学的出力を検出した場合に、レーザスポット内において低温領域及び高温領域にはマスクが形成されているので光磁気信号を読出すことはなく、中間温度領域のみから光磁気信号を読出すことができる。以上の如く、本願出願人により提案した光磁気ディスクでは、大型の初期化磁石を設けることなく、再生時の数百Ｏｅの磁界の印加で、実質的にビームスポットよりも狭い領域から記録マークを高分解能で読み出すことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
片面640 ＭＢの記録容量を有する現行の光磁気ディスクのトラックピッチは1.1 μｍであり、これに記録される記録マークの最短マーク長は0.64μｍである。記録容量をさらに増大し、3.5 インチサイズの片面に 1.0ＧＢ以上の容量を記録可能にするためには、さらに狭いトラックピッチで、さらに微小な記録マークを再生する必要がある。例えば、片面１ＧＢの場合はトラックピッチは1.0 μｍ, 最短マーク長は0.43μｍであり、1.1 ＧＢの場合はトラックピッチは1.0 μｍ, 最短マーク長は0.41μｍ、1.2 ＧＢの場合はトラックピッチは0.95μｍ, 最短マーク長は0.38μｍとなる。また1.3 ＧＢの記録容量を実現するためには、0.9 μｍのトラックピッチで最短0.38μｍの記録マークが再生可能でなければならない。
【０００８】
前述したＭＳＲ再生可能な光磁気ディスクに、上述した如き 1.0ＧＢ以上の容量を記録し、これを再生する場合は、トラックピッチが狭いためにマスク形成状態が不安定となり、記録層，中間層及び再生層の磁気特性によっては、ジッタの記録パワーマージンが低くなるという問題があった。また、現行の光磁気ドライブは小型化及び消費電力の低減のために出力磁界の上限が300 Ｏｅ程度であるが、記録層，中間層及び再生層の磁気特性によっては 300Ｏｅより高い再生磁界が必要となる場合があった。さらに、記録層，中間層及び再生層の磁気特性によっては、高密度記録された情報を繰り返して記録／再生した場合に再生信号の品質が劣化し易く、耐久性が低くなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、所定範囲の飽和磁化を有する磁性膜を備えることにより、また所定範囲のキュリー温度を有する磁性膜を備えることにより、3.5 インチサイズに片面1.0 ＧＢ以上に高密度記録された情報を、300 Ｏｅ以下の再生磁界の印加で、実用レベルのジッタの記録パワーマージンを有して磁気超解像再生できる光磁気記録媒体を提供することを目的とする。また、繰り返し記録／再生に対して高い耐久性を有する、高密度記録された光磁気記録媒体を提供することを目的とする。さらに、磁性膜を元素組成でなく飽和磁化によって規定することにより、所望の磁気特性を有する光磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る光磁気記録媒体は、少なくとも再生層、中間層及び記録層を積層した磁性積層膜を備え、前記再生層及び記録層は積層方向の磁化容易特性を有する磁性膜であり、前記中間層は室温で面内方向の磁化容易特性を有する磁性膜であり、再生レーザ光の照射による光磁気信号の読出しが可能な光磁気記録媒体において、前記再生層及び記録層は、夫々、ＧｄＦｅＣｏ及びＴｂＦｅＣｏを含む希土類遷移金属で形成されており、前記中間層は、ＧｄＦｅＣｏを含む希土類遷移金属に、Ｓｉ，Ａｌ及びＣｒからなるグループから選択される非磁性金属を含み、前記磁性積層膜は、グルーブ部及びランド部を有する基板上に形成され、前記グルーブ部またはランド部は０．７２μｍ〜０．７６μｍの幅寸法を有して略０．９μｍのトラックピッチで形成されており、前記再生層，中間層及び記録層は、室温で夫々、８emu/cc〜１００emu/cc，１４０emu/cc〜２５０emu/cc及び５０emu/cc〜１５０emu/ccの飽和磁化と、２４０℃〜３５０℃，１６０℃〜２２０℃及び２４０℃〜３５０℃のキュリー温度とを有し、前記レーザ光の照射により生じる低温領域では前記中間層及び記録層の飽和磁化によりマスクが形成され、前記レーザ光の照射により生じる高温領域では前記再生層の飽和磁化によりマスクが形成される構成としたことを特徴とする。
【００１１】
第１発明にあっては、再生層、中間層及び記録層の飽和磁化の範囲を特定することにより、高密度記録されたＭＳＲ媒体を300 Ｏｅ以下の再生磁界の印加で再生可能とする。再生時に低温領域で形成されるフロントマスクは中間層及び記録層の飽和磁化に関与し、高温領域で形成されるリアマスクは再生層の飽和磁化に関与している。各磁性膜において、300 Ｏｅ以下の再生磁界で各側のマスクが形成可能であるような飽和磁化の値が下限値となる。また、繰り返し記録／再生しても再生品質が劣化しないような飽和磁化の値が、上限値となる。
【００１２】
また、再生時にフロントマスクが形成されるための再生磁界の大きさは、記録層の飽和磁化に関係する。記録層の飽和磁化の範囲を特定することにより、小さな再生磁界でもフロントマスクを形成できる。また、フロントマスクの形成が微細な記録マークの再生に大きく影響することから、記録層の飽和磁化を調整することにより、ＭＳＲ再生のための再生磁界の大きさを調整できる。
【００１４】
また、再生層、中間層及び記録層のキュリー温度の範囲を限定することにより、高密度記録されたＭＳＲ媒体を、現行の光磁気ドライブを用いて再生可能とする。光磁気ドライブが備える光源のパワー限界、３００Ｏｅ以下の再生磁界でダブルマスクを形成可能にすること、十分な再生パワーマージンを得ること等を考慮して、各磁性層のキュリー温度の範囲を定めている。
【００１６】
また、中間層に非磁性金属を添加することにより、その他の磁気特性を保ったまま中間層のキュリー温度を低くできる。
【００１７】
第２発明に係る光磁気記録媒体は、第１発明において、さらに、基板，保護樹脂層及び熱伝導層を備え、前記基板側から前記再生層，中間層，記録層及び熱伝導層の順に積層してあり、両面の最外層を前記保護樹脂層で被覆してあることを特徴とする。
【００１８】
第２発明にあっては、光磁気記録媒体の基板の側からビーム光を照射して記録／再生する。熱伝導層により媒体の面内方向に熱が拡散され、光磁気記録媒体の耐久性が向上する。また、媒体の両面に例えば紫外線硬化樹脂層のような保護樹脂層をコーティングしてあるので、基板及び磁性層に対して外側からの疵，摩耗等が防止され、耐久性が向上する。
【００１９】
第３発明に係る光磁気記録媒体は、第１発明において、さらに、基板，保護樹脂層及び熱伝導層を備え、前記基板側から前記熱伝導層，記録層，中間層及び再生層の順に積層してあり、両面の最外層を前記保護樹脂層で被覆してあることを特徴とする。
【００２０】
第３発明にあっては、光磁気記録媒体の基板と反対の側からビーム光を照射して記録／再生する。熱伝導層により媒体の面内方向に熱が拡散され、光磁気記録媒体の耐久性が向上する。また、媒体の両面に例えば紫外線硬化樹脂層のような保護樹脂層をコーティングしてあるので、基板及び磁性層に対して外側からの疵，摩耗等が防止され、耐久性が向上する。
【００２１】
第４発明に係る光磁気記録媒体は、第２又は第３発明において、前記熱伝導層は、５ｎｍ〜２５ｎｍの膜厚を有していることを特徴とする。
【００２２】
第４発明にあっては、熱伝導層の膜厚は５ｎｍ〜２５ｎｍであることが好ましい。熱伝導層として例えばＡｌＴｉを用いた場合は、５ｎｍより薄く形成すると信号品質が十分でなく、またＡｌＣｒを用いた場合は、２５ｎｍより厚く形成すると記録パワー感度が悪化する傾向にある。
【００２３】
第５発明に係る光磁気記録媒体は、第２又は第４発明において、前記基板と再生層との間に第１の誘電体層を、前記記録層と熱伝導層との間に第２の誘電体層を備え、前記第１の誘電体層は６５ｎｍ〜１１０ｎｍの膜厚を有し、前記第２の誘電体層は２０ｎｍ〜６０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする。
【００２４】
第５発明にあっては、第１の誘電体層の膜厚は６５ｎｍ〜１１０ｎｍであることが好ましく、第２の誘電体層の膜厚は２０ｎｍ〜６０ｎｍであることが好ましい。熱伝導層として例えばＡｌＣｒを用いた場合は、第１の誘電体層を６５ｎｍより薄く形成すると信号品質が十分でなく、また熱伝導層としてＡｌＴｉを用いた場合は、第１の誘電体層を１１０ｎｍよりも厚く形成すると記録パワー感度が悪化する傾向にある。また、熱伝導層がＡｌＣｒ又はＡｌＴｉのいずれであっても、第２の誘電体層が２０ｎｍより薄い場合は環境に対する耐久性が十分でなく、６０ｎｍよりも厚い場合は記録パワー感度が悪化する傾向にある。
【００２５】
第６発明に係る光磁気記録媒体は、第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記ランド部に記録マークを形成すべくなしてあることを特徴とする。
【００２６】
第６発明にあっては、ランド部に記録マークを形成し、グルーブ部をトラッキング制御のために使用する。このようなランド記録の光磁気記録媒体では、トラックピッチが０．８５μｍ〜０．９μｍ程度に狭い場合でも、３００Ｏｅ以下の低い再生磁界の印加でフロントマスクもリアマスクも形成でき、高密度記録されたＭＳＲ媒体の情報が再生可能である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の光磁気ディスクの膜構成を示す断面図である。光磁気ディスク１は、ポリカーボネート製の基板１２上に、ＳｉＮからなる下地誘電体層１３、ＧｄＦｅＣｏからなる再生層１４、ＧｄＦｅＣｏＳｉからなる中間層１５、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層１６、ＳｉＮからなる上地誘電体層１７及びＡｌＣｒからなる熱伝導層１８を順に積層して構成されており、光磁気ディスク１の両面の最外層、即ち基板１２と熱伝導層１８との夫々の表面が第１及び第２の紫外線硬化膜１１，１９で被覆されている。
【００３０】
基板１２はトラッキングのためのグルーブを有するランド基板であり、径寸法が3.5 インチで板厚が1.2 ｍｍ，グルーブの深さは67ｎｍ，0.9 μｍのトラックピッチでランド部が形成されており、ランド幅は 0.73 μｍである。ここで、グルーブの深さはλ／（6.5 ｎ）ｎｍ（λはレーザ光の波長であり、λ＝685 ｎｍ，ｎは基板の屈折率であり、ｎ＝1.58）であり、ランド幅はグルーブ深さに対する半値幅である。
【００３１】
再生層１４は４１ｎｍの厚みのＧｄ24.6Ｆｅ61.8Ｃｏ13.6膜であり、遷移金属磁化優勢（以下、ＴＭリッチという）で、垂直方向即ち積層方向に磁化容易軸を有している。室温（１０℃〜３５℃）での飽和磁化の値は100 emu/ccより低く、170 ℃付近まで温度とともに上昇する。またキュリー温度は略270 ℃であり、室温での保磁力の値は1.5 ｋＯｅ以内である。
【００３２】
中間層１５は４１ｎｍの厚みの（Ｇｄ33.8Ｆｅ62.4Ｃｏ3.8 ）92Ｓｉ8 膜であり、キュリー温度まで補償温度が見られない希土類磁化優勢（以下、ＲＥリッチという）で、室温（１０℃〜３５℃）では面内方向に磁化容易軸を有しており、室温より高い所定温度以上になると磁化容易軸が面内方向から垂直方向に変化する。室温での飽和磁化の値は250 emu/cc以内であり、略180 ℃のキュリー温度まで単調に減少する。キュリー温度を低く設定するために中間層１５には非磁性元素であるＳｉが添加されている。Ｓｉの替わりにＡｌ又はＣｒ等の元素を添加してあっても良い。
【００３３】
記録層１６は５０ｎｍの厚みのＴｂ22.2Ｆｅ60.3Ｃｏ17.5膜であり、ＴＭリッチで、垂直方向に磁化容易軸を有している。室温での飽和磁化の値は150 emu/cc以内であり、150 ℃程度まで温度とともに上昇する。キュリー温度は略270 ℃であり、室温での保磁力の値は１０ｋＯｅ以上である。これらの再生層１４，中間層１５及び記録層１６のキュリー温度を夫々Ｔｃ１，Ｔｃ２及びＴｃ３とした場合に、Ｔｃ２＜Ｔｃ１，Ｔｃ２＜Ｔｃ３の関係を満たしている。また、再生層１４及び記録層１６の室温における保磁力を夫々Ｈｃ１及びＨｃ３とした場合に、Ｈｃ３＞Ｈｃ１の関係を満たしている。
【００３４】
また、下地誘電体層１３は７０ｎｍ、上地誘電体層１７は２５ｎｍ、熱伝導層１８は１５ｎｍの膜厚を有している。これらの積層膜はＤＣスパッタ法により順次形成してある。スパッタ条件を表１に示す。なお、再生層１４，中間層１５及び記録層１６は上述した飽和磁化の値を有するように予め成膜装置及び成膜条件を設定してある。また、ターゲットの寿命についても予めテストしておき、上述した飽和磁化の値を有する磁性膜が確実に成膜されるように設定されている。
【００３５】
【表１】
0003999978.tif 000002
【００３６】
以上の如き膜構成の光磁気ディスク１に、最短マーク長が0.38μｍのランダムデータを光変調記録し、線速7.5 ｍ／ｓで再生して評価した。再生時には記録マークの記録方向と同方向の再生磁界を300 Ｏｅで印加した。再生レーザ光は光磁気ディスク１の基板１２側から照射された。図２は、図１の光磁気ディスクの膜構成及び再生時の磁化状態を示す図であり、再生層，中間層及び記録層のみを示し、その他の膜層は省略している。図２に示すように、光磁気ディスク１が回転し、再生用レーザ光が磁性層に照射されたとき温度分布が生じる。低温領域では、中間層１５と記録層１６との間に作用する交換結合力よりも再生磁界が大きい場合に、中間層１５の磁化方向が再生磁界と同方向に揃う。中間層１５と交換結合した再生層１４の磁化方向は記録マークと無関係に再生磁界と逆方向に揃い、これによりフロントマスクが形成される。高温領域では、再生層１４と中間層１５との間に作用する交換結合力が切断され、再生層の磁化方向が再生磁界と同方向に揃うことによりリアマスクが形成される。中間温度領域では、再生層１４、中間層１５及び記録層１６間に再生磁界よりも大きな交換結合力がはたらいており、記録層１６の磁化方向が再生層１４に転写される。
【００３７】
このように光磁気ディスク１の磁気光学的出力を検出した場合に、レーザスポット内において低温領域及び高温領域にはマスクが形成されているので光磁気信号を読出すことはなく、中間温度領域のみから光磁気信号を読出すことができる。
【００３８】
図３は、光磁気ディスク１のジッタの記録パワーマージンを示すグラフである。縦軸はランダムジッタを示し、横軸はレーザ光の記録パワーを示している。実用上はランダムジッタが12.5％以下であることが好ましい。グラフから、光磁気ディスク１のジッタの記録パワーマージンは±１１％を示していることが判る。これは実用上十分な値である。
【００３９】
このように、実施の形態１の光磁気ディスク１は、トラックピッチが0.9 μｍで最短記録マークが0.38μｍであるので、1.3 ＧＢの記録容量を有する高密度記録の光磁気ディスクの再生が、十分なジッタの記録パワーマージンを有して実現できたと言える。
【００４０】
上述した如き膜構成の光磁気ディスクで、高密度記録された情報のＭＳＲ再生が可能となる磁性膜の磁気特性を調べた。まず、300 Ｏｅの再生磁界の印加で再生できる各磁性層の飽和磁化の範囲を調べた。図４は、再生層の組成によるリアマスク形成の必要再生磁界の変化を示すグラフである。縦軸はリアマスクを形成するために必要な再生磁界Ｈrearを示し、横軸は再生層の飽和磁化Ｍｓ１を示している。グラフから、300 Ｏｅ以内の磁界で再生するためには再生層１４の飽和磁化Ｍｓ１は８emu/cc以上の値が必要であることが判る。
【００４１】
再生層１４の飽和磁化が大きくなると、再生信号の品質劣化の程度が大きくなる。図５は、再生層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。縦軸は、基準ＣＮＲとの差であるΔＣＮＲを示し、横軸は再生層の飽和磁化Ｍｓ１を示している。ΔＣＮＲは、最適記録パワーに対して略13％増しの消去パワーで10万回連続消去したときの信号品質の劣化の度合いを測定している。グラフから、ΔＣＮＲの許容範囲である１ｄＢ以内で、再生層１４の飽和磁化Ｍｓ１は100 emu/cc以下であることが判る。
【００４２】
図６は、中間層の組成によるフロントマスク形成の必要再生磁界の変化を示すグラフである。縦軸はフロントマスクを形成するために必要な再生磁界Ｈfront を示し、横軸は中間層の飽和磁化Ｍｓ２を示している。グラフから、300 Ｏｅ以内の磁界で再生するためには中間層１５の飽和磁化Ｍｓ２は140 emu/cc以上の値が必要であることが判る。図７は、中間層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。縦軸は、基準ＣＮＲとの差であるΔＣＮＲを示し、横軸は中間層の飽和磁化Ｍｓ２を示している。ΔＣＮＲは、最適記録パワーに対して略13％増しの消去パワーで10万回連続消去したときの信号品質の劣化の度合いを測定している。グラフから、ΔＣＮＲの許容範囲である１ｄＢ以内で、中間層１５の飽和磁化Ｍｓ２は250 emu/cc以下であることが判る。
【００４３】
図８は、記録層の組成によるフロントマスク形成の必要再生磁界の変化を示すグラフである。縦軸はフロントマスクを形成するために必要な再生磁界Ｈfront を示し、横軸は記録層の飽和磁化Ｍｓ３を示している。グラフから、300 Ｏｅ以内の磁界で再生するためには記録層１６の飽和磁化Ｍｓ３は50emu/cc以上の値が必要であることが判る。図９は、記録層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。縦軸は、基準ＣＮＲとの差であるΔＣＮＲを示し、横軸は記録層の飽和磁化Ｍｓ３を示している。ΔＣＮＲは、最適記録パワーに対して略13％増しの消去パワーで10万回連続消去したときの信号品質の劣化の度合いを測定している。グラフから、ΔＣＮＲの許容範囲である１ｄＢ以内で、記録層１６の飽和磁化Ｍｓ３は150 emu/cc以下であることが判る。
【００４４】
以上のことから、1.3 ＧＢ程度の記録容量を有する光磁気ディスクを、300 Ｏｅ以下の再生磁界の印加で再生できる各磁性層の飽和磁化の範囲は、再生層１４は８emu/cc〜100 emu/ccであり、中間層１５は140 emu/cc〜250 emu/ccであり、記録層１６は50emu/cc〜150 emu/ccであると言える。上述した実施の形態１の光磁気ディスク１はこの条件を満たしている。
【００４５】
次に、現行の光磁気ドライブを用いて再生できる各磁性層のキュリー温度の範囲を調べた。図１０は、記録層のキュリー温度に対して変化する、記録パワーの室温における感度を示すグラフである。3.5 インチの最外周条件においての値である。縦軸はレーザ光の記録パワーを示し、横軸は記録層１６のキュリー温度Ｔｃ３を示している。記録パワー感度は、信号が出始めるパワーＰwth と十分に信号が得られるパワーＰｗとの両方を示している。図１１は光磁気ディスクの環境温度と記録パワーとの関係を示すグラフである。縦軸は記録パワーを示し、横軸は環境温度を示している。線速12.6ｍ／ｓでの測定結果である。図１１から、環境温度が低いほど、より高い記録パワーが必要であることが判る。
【００４６】
図１０に示すように、光磁気ドライブが有するレーザダイオードのパワー限界が略13ｍＷである場合、記録パワーＰwth に関してはキュリー温度Ｔｃ３は450 ℃まで許容されると言えるが、実際には十分に信号が得られる記録パワーが用いられること、また図１１に示すように、環境温度が０℃まで動作を保証するためにはより高い記録パワーが必要であることから、記録層１６のキュリー温度Ｔｃ３は350 ℃が上限であると言える。
【００４７】
図１２は、中間層のキュリー温度に対して変化する、再生パワーの感度を示すグラフである。縦軸はレーザ光の再生パワーを示し、横軸は中間層１５のキュリー温度Ｔｃ２を示している。再生パワー感度は、信号が出始めるパワーＰrth について環境温度が０℃と２５℃との場合を示し、０℃で十分に信号が得られるパワーＰｒについても示している。グラフから判るように、２５℃よりも０℃の方がより高い再生パワーが必要になる。実際に十分に信号が得られる再生パワーＰｒはさらに高い値を示しており、高周波重畳の限界が6.4 ｍＷである場合に、中間層１５のキュリー温度Ｔｃ２は220 ℃が上限であると言える。
【００４８】
図１３は、中間層の磁化容易軸特性と再生磁界との関係を示すグラフである。縦軸は再生磁界を示し、横軸は中間層１５が面内磁化から垂直磁化に変わる温度を示している。グラフから判るように、中間層が垂直磁化に変わる温度が高温になるほど再生磁界の値は低くなる。300 Ｏｅ以下の再生磁界で再生するためには、垂直磁化に変わる温度は130 ℃以上が必要であることが判る。また、図１４は、中間層のキュリー温度と磁化容易軸特性との関係を示すグラフである。縦軸は中間層１５が面内磁化から垂直磁化に変わる温度を示し、横軸は中間層１５のキュリー温度Ｔｃ２を示している。グラフから、垂直磁化に変わる温度が130 ℃以上である中間層１５のキュリー温度Ｔｃ２は160 ℃以上であることが判る。
【００４９】
中間層１５のキュリー温度Ｔｃ２が160 ℃以上である場合の再生パワーＰrth は、図１２に示すように、略4.1 ｍＷ以上である。再生信号が見えてから消え始めるまでに±２０％程度の十分な再生パワーマージンを確保するためには、再生信号が4.1 ｍＷから見え始めた場合は、消え始める再生パワーＰeth は6.2 ｍＷとなる。図１５は、記録層のキュリー温度とレーザ光のパワーとの関係を示すグラフである。縦軸はレーザ光のパワーを示し、横軸は記録層１６のキュリー温度Ｔｃ３を示している。グラフから、再生パワーＰeth が6.2 ｍＷ以上では、記録層１６のキュリー温度Ｔｃ３は240 ℃以上が必要であることが判る。
【００５０】
再生層１４は記録層１６に形成された記録マークを再生する必要があるので、再生層１４のキュリー温度Ｔｃ１の範囲は記録層１６と同じであり、240 ℃〜350 ℃である。
【００５１】
以上のことから、1.3 ＧＢ程度の記録容量を有する光磁気ディスクを、現行の光磁気ドライブを使用して再生できる各磁性層のキュリー温度の範囲は、再生層１４は240 ℃〜350 ℃であり、中間層１５は160 ℃〜220 ℃であり、記録層１６は240 ℃〜350 ℃であると言える。上述した実施の形態１の光磁気ディスク１は、この条件を満たしている。
【００５２】
このような飽和磁化及びキュリー温度の範囲から外れた磁性層を有する比較例の光磁気ディスクについて、実施の形態１と同様に形成された記録マークを再生し、評価した。この光磁気ディスクは実施の形態１と同様の基板を備え、再生層１４及び記録層１６は補償組成、即ち自発磁化Ｍｓの値がほぼ零であり、中間層１５のキュリー温度Ｔｃ２は150 ℃である。図１６は、比較例の光磁気ディスクのジッタの記録パワーマージン及び必要再生磁界を示すグラフである。縦軸はランダムジッタを示し、横軸はレーザ光の記録パワーを示している。グラフ中、‘○’は再生磁界が300 Ｏｅの場合を、‘△’は350 Ｏｅの場合を、‘□’は400 Ｏｅの場合を示している。
【００５３】
比較例の光磁気ディスクは、繰り返し連続消去における耐久性は高く、10万回消去後でも信号品質の劣化はほとんど見られなかった。しかしながら、実施の形態１の光磁気ディスクと比較して（図３参照）ボトムジッタの値が高い。また、ランダムジッタが12.5％以下である記録パワーマージンは±8.3 ％であり、実施の形態１の光磁気ディスク１よりも狭いことが判った。さらに、再生磁界は300 Ｏｅでは再生できず、350 Ｏｅ以上が必要であった。
【００５４】
実施の形態２．
実施の形態１と同様の膜構成を有する光磁気ディスクを、トラックピッチが異なる基板を用いて形成し、２Ｔ＝0.4 μｍのマークを記録した。夫々の光磁気ディスクについて、必要再生磁界及びＣＮＲを調べた。図１７はその結果を示すグラフであり、縦軸はＣＮＲ及び必要再生磁界Ｈrth を示し、横軸はトラックピッチを示している。グラフから、トラックピッチが狭くなるほどＣＮＲが低下する傾向が見られる。特に、トラックピッチが0.9 μｍより狭い場合は1.1 μｍの場合と比較して1.5 ｄＢ以上、ＣＮＲが劣化していると言える。必要再生磁界はトラックピッチに対して大きな変化はなかった。
【００５５】
次に、実施の形態１と同様の膜構成を有する光磁気ディスクを、トラックピッチが異なるグルーブ基板を用いて形成し、夫々について同様に必要再生磁界及びＣＮＲを調べた。図１８はその結果を示すグラフであり、縦軸はＣＮＲ及び必要再生磁界Ｈrth を示し、横軸はトラックピッチを示している。グルーブ基板を用いた場合は、グラフから、トラックピッチが1.1 μｍから0.85μｍまでＣＮＲの低下は見られないが、0.9 μｍ以下で必要再生磁界が急激に大きくなっていることが判る。図１７及び図１８から、この膜構成の光磁気ディスクを用いて１ＧＢ以上の記録容量を実現するために、トラックピッチは0.9 μｍまで狭くできることが判る。また、ランド基板を用いることにより、狭いトラックピッチで、300 Ｏｅ以下の再生磁界でのＭＳＲ再生が可能であると言える。
【００５６】
さらに狭いトラックピッチでの再生を可能とするために、上述したグルーブ基板を用いて、フロントマスク及びリアマスク夫々について必要再生磁界を調べた。図１９はその結果を示すグラフであり、縦軸は必要再生磁界を示し、横軸はトラックピッチを示している。グラフから明らかなように、トラックピッチが0.9 μｍよりも狭いときに、フロントマスクの形成に必要な再生磁界が急激に大きくなっている。このことから、トラックピッチが狭くなると必要再生磁界が増大する原因は、フロントマスク形成のためであることが判る。そこで、フロントマスクを形成するための再生磁界を低減できる記録層１６の組成について調べた。図２０はその結果を示すグラフであり、縦軸はフロントマスクを形成するために必要な再生磁界を示し、横軸は記録層１６のＴｂ含有量を示している。グラフ中、‘○’はランド基板、‘×’はグルーブ基板についてのものである。グラフから、300 Ｏｅ以下の再生磁界で再生可能な記録層１６の組成範囲は、ランド基板と比較してグルーブ基板の方が狭いことが判る。
【００５７】
以上、図１８〜図２０に示すことから、0.9 μｍ程度の狭いトラックピッチで、300 Ｏｅ以下の再生磁界を用いてのＭＳＲ再生は、グルーブ基板よりもランド基板の方が適していると言える。また、グルーブ基板であっても記録層１６のＴｂ含有量を調整することにより上述のＭＳＲ再生は可能であるが、記録層１６の組成マージンはランド基板よりもグルーブ基板の方が狭いことが判った。また、これらのことから、ランド基板及びグルーブ基板のいずれにおいても、記録層１６の飽和磁化を調整することにより必要再生磁界の大きさを調整できることが判る。即ち、基板のトラックピッチに応じて記録層１６の組成を設定し、所望の大きさの再生磁界を印加してＭＳＲ再生できる。
【００５８】
実施の形態３．
上述した実施の形態１と同様の光磁気ディスクを、ＡｌＣｒからなる熱伝導層１８の膜厚のみを異ならせて形成し、記録パワー感度及び信号品質としてＳＮＲを測定した。その結果、熱伝導層１８の膜厚が８ｎｍのものは、20ｎｍのものよりもＳＮＲが２ｄＢ程度低く、そのためにジッタの極小値が十分に低い値を示していない。また、熱伝導層１８の膜厚が10ｎｍ以上のものは、実施の形態１と同程度の低いジッタを示した（図３参照）。さらに、熱伝導層１８の膜厚が30ｎｍのものは、８ｎｍのものよりも記録パワー感度が２ｍＷ程度悪く、そのために現行の光磁気ドライブを用いての再生が困難である。これらのことから、ＡｌＣｒの熱伝導層１８の膜厚は10ｎｍ〜25ｎｍが好ましいことが判る。
【００５９】
また、熱伝導層１８としてＡｌＴｉ膜を用いた場合でも、光磁気ディスクは実施の形態１と同様の再生特性を示した。そして、ＡｌＴｉ膜の膜厚のみを異ならせて光磁気ディスクを形成し、その膜厚に対する記録パワー感度及びＳＮＲを測定した。その結果、熱伝導層１８の膜厚が３ｎｍのものは、15ｎｍのものよりもＳＮＲが２ｄＢ程度低く、そのためにジッタの極小値が十分に低い値を示していない。また、熱伝導層１８の膜厚が25ｎｍのものは、３ｎｍのものよりも記録パワー感度が２ｍＷ程度悪く、そのために現行の光磁気ドライブを用いての再生が困難である。これらのことから、ＡｌＴｉの熱伝導層１８の膜厚は５ｎｍ〜20ｎｍが好ましいことが判る。従って、本発明に係る光磁気ディスクの熱伝導層１８の膜厚の最適な範囲は５ｎｍ〜25ｎｍであると言える。
【００６０】
実施の形態４．
上述した実施の形態１と同様の光磁気ディスク１を、ＳｉＮからなる下地誘電体層１３の膜厚のみを異ならせて形成し、反射率、記録パワー感度及びＳＮＲを測定した。その結果、下地誘電体層１３の膜厚が75ｎｍ近傍のものが反射率の極小値を示した。下地誘電体層１３の膜厚が60ｎｍのものは、90ｎｍのものよりもＳＮＲが1.6 ｄＢ程度低く、また下地誘電体層１３の膜厚が98ｎｍのものは、60ｎｍのものよりも記録パワー感度が1.5 ｍＷ程度悪化した。これらのことから、光磁気ディスク１の下地誘電体層１３の膜厚は65ｎｍ〜95ｎｍが好ましいことが判った。但し、この範囲は熱伝導層１８をＡｌＣｒ膜で形成した場合である。熱伝導層１８をＡｌＴｉで形成した場合は、下地誘電体層１３の膜厚が105 ｎｍで十分な記録パワーが得られ、115 ｎｍで許容範囲外であった。従って、本発明に係る光磁気ディスクの下地誘電体層１３の膜厚の最適な範囲は65ｎｍ〜110 ｎｍであると言える。
【００６１】
次に、実施の形態１と同様の光磁気ディスクを、ＳｉＮからなる上地誘電体層１７の膜厚のみを異ならせて形成し、記録パワー感度及び環境温度耐久性を測定した。その結果、上地誘電体層１７の膜厚が15ｎｍのものは、温度80℃，湿度85％の環境下で200 時間後に腐食のような欠陥が生じた。また、上地誘電体層１７の膜厚が65ｎｍのものは、20ｎｍのものよりも記録パワー感度が２ｍＷ程度悪化した。これらのことから、本発明に係る光磁気ディスクの上地誘電体層１７の膜厚は20ｎｍ〜60ｎｍが好ましいと言える。
【００６２】
実施の形態５．
上述した実施の形態１と同様の光磁気ディスクを、基板１２のみを異ならせて形成した。実施の形態５の基板は、グルーブの深さは93ｎｍ（λ／（4.4n）ｎｍ），ランド幅は0.75μｍのポリカーボネート製のランド基板である。その他の寸法及び構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。このような光磁気ディスクについてランダムジッタを評価した。図２１はその結果を示すグラフである。縦軸はランダムジッタを示し、横軸はレーザ光の記録パワーを示している。グラフから、ランダムジッタが12.5％以下である記録パワーマージンは、±11％であることが判る。従って、高密度記録された実施の形態５の光磁気ディスクのジッタの記録パワーマージンは±１１％を示していることが判る。これは実用上十分な値である。
【００６３】
実施の形態６．
図２２は実施の形態６の光磁気ディスクの膜構成を示す断面図である。光磁気ディスク２はポリカーボネート製の基板１２上に、ＡｌＣｒからなる熱伝導層１８、ＳｉＮからなる下地誘電体層１３、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層１６、ＧｄＦｅＣｏＳｉからなる中間層１５、ＧｄＦｅＣｏからなる再生層１４及びＳｉＮからなる上地誘電体層１７を積層して構成されており、光磁気ディスク２の最外層、即ち基板１２と上地誘電体層１７との夫々の表面が第１及び第２の紫外線硬化膜１１，１９で被覆されている。光磁気ディスク２は膜の積層順序が異なることの他は図１に示す光磁気ディスク１と同様であり、各磁性膜の飽和磁化，キュリー温度などの磁気特性及び膜厚、並びに基板仕様については説明を省略する。
【００６４】
以上の如き膜構成の光磁気ディスク２に、最短マーク長が0.38μｍのランダムデータを光変調記録し、線速7.5 ｍ／ｓで再生して評価した。再生時には記録マークの記録方向と同方向の再生磁界を300 Ｏｅで印加した。また、再生レーザ光は基板１２から遠い側、即ち再生層１４に近い側から照射された。その結果、1.3 ＧＢの記録容量を有する高密度記録の光磁気ディスク２の再生が、実施の形態１と同様に、十分なジッタの記録パワーマージンを有して実現できることが判った。
【００６５】
なお、本発明の光磁気記録媒体の再生層、中間層及び記録層は、上述した実施の形態１〜実施の形態６の光磁気ディスクに用いた磁性膜には限らない。上述した範囲の磁気特性を有する磁性膜であれば、3.5 インチ径で片面1.3 ＧＢの高密度記録された媒体をＭＳＲ再生できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、所定範囲の飽和磁化を有する磁性膜を用いて光磁気記録媒体を形成してあるので、トラックピッチが0.9 μｍ、最短マーク長が0.38μｍ程度の高密度記録媒体を、再生磁界が300 Ｏｅ以下でＭＳＲ再生することが可能となる。また、所定範囲のキュリー温度を有する磁性膜を用いて光磁気記録媒体を形成してあるので、現行の光磁気ドライブを用いての再生が可能となり、現状媒体との互換性を保つことができる。さらに、このような光磁気記録媒体は、繰り返し記録／再生に対する耐久性に優れている。さらにまた、磁性膜をその飽和磁化が所定の値になるように成膜することにより、所望の磁気特性を有する光磁気記録媒体を再現性良く製造でき、高密度記録再生が確実となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光磁気ディスクの膜構成を示す断面図である。
【図２】本発明の光磁気ディスクの膜構成と再生時の磁化状態を示す図である。
【図３】実施の形態１の光磁気ディスクのジッタの記録パワーマージンを示すグラフである。
【図４】再生層の飽和磁化とマスク形成の必要再生磁界との関係を示すグラフである。
【図５】再生層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。
【図６】中間層の飽和磁化とマスク形成の必要再生磁界との関係を示すグラフである。
【図７】中間層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。
【図８】記録層の飽和磁化とマスク形成の必要再生磁界との関係を示すグラフである。
【図９】記録層の飽和磁化と再生信号品質との関係を示すグラフである。
【図１０】記録層のキュリー温度と記録パワーとの関係を示すグラフである。
【図１１】光磁気ディスクの環境温度と記録パワーとの関係を示すグラフである。
【図１２】中間層のキュリー温度と再生パワーとの関係を示すグラフである。
【図１３】中間層の磁化容易軸特性と再生磁界との関係を示すグラフである。
【図１４】中間層のキュリー温度と磁化容易軸特性との関係を示すグラフである。
【図１５】記録層のキュリー温度とレーザ光のパワーとの関係を示すグラフである。
【図１６】比較例のジッタの記録パワーマージン及び必要再生磁界を示すグラフである。
【図１７】実施の形態２のランド記録ディスクのトラックピッチに対する再生特性及び必要再生磁界を示すグラフである。
【図１８】実施の形態２のグルーブ記録ディスクのトラックピッチに対する再生特性及び必要再生磁界を示すグラフである。
【図１９】実施の形態２のトラックピッチに対するマスク形成の必要再生磁界の関係を示すグラフである。
【図２０】実施の形態２の記録層とマスク形成の必要再生磁界の関係を示すグラフである。
【図２１】実施の形態５の光磁気ディスクのジッタの記録パワーマージンを示すグラフである。
【図２２】実施の形態６の光磁気ディスクの膜構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２  光磁気ディスク
１１，１９  紫外線硬化膜
１２  基板
１３  下地誘電体層
１４  再生層
１５  中間層
１６  記録層
１７  上地誘電体層
１８  熱伝導層
【図１】
0003999978.tif 000003
【図２】
0003999978.tif 000004
【図３】
0003999978.tif 000005
【図４】
0003999978.tif 000006
【図５】
0003999978.tif 000007
【図６】
0003999978.tif 000008
【図７】
0003999978.tif 000009
【図８】
0003999978.tif 000010
【図９】
0003999978.tif 000011
【図１０】
0003999978.tif 000012
【図１１】
0003999978.tif 000013
【図１２】
0003999978.tif 000014
【図１３】
0003999978.tif 000015
【図１４】
0003999978.tif 000016
【図１５】
0003999978.tif 000017
【図１６】
0003999978.tif 000018
【図１７】
0003999978.tif 000019
【図１８】
0003999978.tif 000020
【図１９】
0003999978.tif 000021
【図２０】
0003999978.tif 000022
【図２１】
0003999978.tif 000023
【図２２】
0003999978.tif 000024