JP2000331302A - 記録再生ヘッド、記録再生ディスク装置、および磁気センサの製造方法 - Google Patents

記録再生ヘッド、記録再生ディスク装置、および磁気センサの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高記録密度化および高転送レート化を可能と
した記録再生ヘッド、記録再生ディスク装置、および磁
気センサの製造方法を提供する。 【解決手段】 この磁気センサ１１の底面１１ｂ上の検
出部１１ａの形状は、記録マーク８１とほぼ等しい形状
を有する。これにより、一つの記録マーク８１から信号
を再生しているときに他の記録マーク８１の信号を拾う
ことがなくなり、解像度が向上する。また、磁気センサ
１１の出力信号は前段と後段とで対称となり、歪みが少
なくなるため、デジタル信号への変換時のジッタが少な
く、情報の正確な再生が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光照射によって記
録部を加熱して磁気記録を行い（光アシスト磁気（ＯＡ
Ｍ：Optically Assisted Magnetic ）記録）、磁気セン
サによって再生を行う記録再生ヘッド、記録再生ディス
ク装置、および磁気センサの製造方法に関し、特に、高
記録密度化および高転送レート化を可能とした記録再生
ヘッド、記録再生ディスク装置、および磁気センサの製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ヘッドにより磁気記録膜に対して記
録・再生を行うハードディスク装置（ＨＤＤ）では、再
生用に磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗センサすなわちＭ
Ｒ（Magnetoresistive）センサやさらに高感度・高解像
度のＧＭＲ（Giant-magnetoresistive）センサ（これら
のセンサを含めて磁気センサと総称する。）が開発さ
れ、この数年、年率６０％の割合で高密度化が図られて
きた。しかし、ここにきてＳｕｐｅｒ Ｐａｒａ−ｍａ
ｇｎｅｔｉｃ効果、すなわちある磁区の磁化の方向が、
熱的擾乱に基づき隣接する反対方向の磁化により反転さ
せられる効果のため、面密度がほぼ３０Ｇｂｉｔｓ／
（ｉｎｃｈ）2 で限界であることが判明してきた(R.L.W
hite,Tech.Digest of MORIS '99,11-A-03(1999)P.7) 。
【０００３】これを解決する有力な手段として、光アシ
スト磁気（ＯＡＭ：Optically Assisted Magnetic ）記
録方式が提案されている。この方式は、磁気記録膜や光
磁気記録膜に磁界と光スポットによって記録し、ＧＭＲ
センサ等の磁気センサによって再生する方式であり、記
録時にレーザ光の照射により磁化膜を加熱し、その膜の
磁化強度を下げたところで記録する。この方式により、
磁化の強い磁性膜への記録が可能となり、常温での磁化
反転を防ぐことができる。このようなＯＡＭ記録方式を
採用した従来の記録再生ディスク装置としては、例え
ば、文献「日経エレクトロニクス、No.734,(99.1.11.)、
P.35」に示されるものがある。
【０００４】図２７は、その記録再生ディスク装置を示
す。この記録再生ディスク装置１は、レーザビーム３を
出射する半導体レーザ２と、半導体レーザ２からのレー
ザビーム３と記録再生ディスク８からの反射光とを分離
する偏光ビームスプリッタ３３と、半導体レーザ２から
のレーザビーム３を円偏光に変換する１／４波長板３４
と、偏光ビームスプリッタ３３および１／４波長板３４
を通過した半導体レーザ２からのレーザビーム３を集光
する集光レンズ４’と、半球面状の入射面６ａから入射
した集光レンズ４’からのレーザビーム３をさらに集光
して被集光面６ｃ上に光スポット９ａを形成する半球形
のＳＩＬ（Solid Immersion Lens）６と、ＳＩＬ６を保
持する浮上スライダ１２と、浮上スライダ１２の光スポ
ット９ａの周辺部に設けられた磁界変調用のコイル１０
と、ＧＭＲセンサを用いた磁気センサ１１とを有する。
【０００５】このように構成された記録再生ディスク装
置１において情報を記録する場合は、半導体レーザ２か
らパルス状にレーザビーム３を出射し、集光レンズ４’
によりＳＩＬ６の被集光面６ｃ上に光スポット９ａを形
成し、被集光面６ｃから滲み出す近接場光スポット９ｂ
を記録再生ディスク８上の光磁気記録膜８ｂに照射して
昇温させるとともに、コイル１０で記録情報に基づいて
磁界を変調しながら情報の記録を行う。これを磁界変調
（ＬＰ−ＭＦＭ：Laser-pumped Modified Field Magnet
ic）記録と称する。このＬＰ−ＭＦＭ記録により、光ス
ポット径以下の長さの記録マークの形成が可能となる。
情報を再生する場合は、記録再生ディスク８上を磁気抵
抗薄膜を検出部とする磁気センサ１１で走査することに
よって行う。この記録再生ディスク装置１によれば、Ｓ
ＩＬ６の屈折率に反比例して光スポット９ａを微細化で
きるため、幅０．３ミクロン程度の微小な記録磁区を形
成でき、高密度化が可能となる。
【０００６】図２８は、上記のＬＰ−ＭＦＭ記録、およ
び磁気センサ１１による再生を示す。ＬＰ−ＭＦＭ記録
は、同図に示すように、レーザビーム３をマーク間隔に
合わせてパルス状に点滅して照射しながら、記録再生デ
ィスク８を磁気センサ１１に対して相対的にトラック方
向Ｘに移動させ、外部印加磁界の方向を記録情報に基づ
いて反転させることにより記録を行う方式である。記録
トラック８０上に最初に記録された円形の記録マーク８
１は、次の反転した磁界による記録により一部消される
ため、同図に示すように、近接場光スポット９ｂの後部
側に三日月状の記録マーク８１が形成される。このマー
ク長Ｌは、記録周波数とディスク回転速度によってのみ
決まり、記録周波数を上げることにより、マーク長Ｌを
記録膜８ｂの磁性粒子のサイズ程度まで狭めることがで
きる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の記録再
生ディスク装置１によると、磁気センサ１１の検出部１
１ａは、従来より製造のし易さから、図２８に示すよう
に、記録マーク８１の形状に因らず、矩形状に形成され
るため、このセンサ１１で三日月状の記録マーク８１を
走査した場合、磁気センサ１１がマーク８１の中心部を
通過し、次のマーク８１に移った時点でも、元のマーク
８１のテール部と重なることになり、磁気センサ１１の
出力信号を基準レベルＳに基づいて再生した場合、解像
度が低下する。また、一つのマーク８１に対する磁気セ
ンサ１１の出力信号の前段と後段とが非対称となり歪む
ため、ジッタが増大し、情報を正確に再生できなくな
る。この現象は、マーク長Ｌが狭くなるほど顕著とな
り、記録時は微小の記録マークを形成する能力がありな
がら、再生における解像度の限界のため、結局ＬＰ−Ｍ
ＦＭ記録方式を用いても実質的に記録密度を上げること
はできていない状況にある。また、記録トラック８０上
に形成できる記録マーク８１の記録密度に限界があると
ことから、転送レートにも限界が生じている。
【０００８】図２９は、磁気センサ１１の検出部１１ａ
の厚さ（トラック方向Ｘの長さ）Ｔを一定とし、マーク
長Ｌを変えた場合の磁気センサ１１の出力信号の変化を
示す。この例では、光スポットの径を０．２μｍ、磁気
センサ１１の検出部１１ａの長さを０．０７μｍとした
ものである。この図から分かるように、マーク長Ｌが近
接場光スポット９ｂよりも小さくなると急速に出力信号
が小さくなる。また、同時にジッタが増加するために、
実際の情報再生可能なマーク長Ｌは、０．１５μｍ程度
であり、ＬＰ−ＭＦＭ記録により短いマーク８１が形成
でき、磁気センサ１１の検出部１１ａの厚さＴも短いに
もかかわらず、それらの利点を生かすことができていな
い。
【０００９】従って、本発明の目的は、高記録密度化お
よび高転送レート化を可能とした記録再生ヘッド、記録
再生ディスク装置、および磁気センサの製造方法を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、磁界の印加と近接場光スポットの照射によ
って記録再生ディスク上に記録マークを記録し、磁気セ
ンサにより前記記録マークからの磁界を検出する記録再
生ヘッドにおいて、レーザ光を出射するレーザ光出射手
段と、前記レーザ光が入射される入射面、および前記入
射面に入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有
する透明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段か
らの前記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に
前記レーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記
光スポットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光
スポットを照射する光学系と、前記光スポットが形成さ
れる位置の近傍に設けられ、前記磁界を印加する磁界印
加手段とを備え、前記磁気センサの検出部は、前記記録
マークとほぼ等しい形状を有することを特徴とする記録
再生ヘッドを提供する。上記構成によれば、磁気センサ
の検出部の形状を記録マークとほぼ等しくすることによ
り、一つの記録マークから信号を再生しているときに他
の記録マークの信号を拾うことがなくなり、解像度が向
上する。磁気センサの出力信号は前段と後段とで対称と
なり、歪みが少なくなるため、デジタル信号への変換時
のジッタが少なく、情報の正確な再生が可能となる。こ
の結果、記録密度を上げることが可能となり、転送レー
トが向上する。
【００１１】本発明は、上記目的を達成するため、磁界
の印加と近接場光スポットの照射によって記録再生ディ
スク上に記録マークを記録し、磁気センサにより前記記
録マークからの磁界を検出する記録再生ヘッドを有する
記録再生ディスク装置において、前記記録再生ヘッド
は、レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、前記レー
ザ光が入射される入射面、および前記入射面に入射した
前記レーザ光が集光される被集光面を有する透明集光用
媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ
光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レーザ光の
集光によって光スポットを形成し、前記光スポットから
前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポットを照射
する光学系と、前記光スポットが形成される位置の近傍
に設けられ、前記磁界を印加する磁界印加手段とを備
え、前記磁気センサの検出部は、前記記録マークとほぼ
等しい形状を有することを特徴とする記録再生ディスク
装置を提供する。
【００１２】本発明は、上記目的を達成するため、同軸
上に所定の間隔を有して配置された複数の記録再生ディ
スクと、磁界の印加と近接場光スポットの照射によって
前記複数の記録再生ディスク上に記録マークを記録し、
磁気センサにより前記記録マークからの磁界を検出する
複数の記録再生ヘッドを有する記録再生ディスク装置に
おいて、前記記録再生ヘッドは、レーザ光を出射するレ
ーザ光出射手段と、前記レーザ光が入射される入射面、
および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光される
被集光面を有する透明集光用媒体を具備し、前記レーザ
光出射手段からの前記レーザ光を前記入射面に導き、前
記被集光面に前記レーザ光の集光によって光スポットを
形成し、前記光スポットから前記記録再生ディスク上に
前記近接場光スポットを照射する光学系と、前記光スポ
ットが形成される位置の近傍に設けられ、前記磁界を印
加する磁界印加手段とを備え、前記磁気センサの検出部
は、前記記録マークとほぼ等しい形状を有することを特
徴とする記録再生ディスク装置を提供する。上記構成に
よれば、複数の記録再生ディスクに対して記録および再
生を行う複数の記録再生ヘッドを用いることにより、転
送レートが向上する。
【００１３】本発明は、上記目的を達成するため、記録
再生ディスク上に記録された所定の曲率を有する三日月
状の記録マークから磁界を検出する磁気センサの製造方
法において、基板に円筒面の一部をなす形状の窪みを形
成し、前記窪みに多層膜からなるスピンバルブ膜を被着
して前記所定の曲率と同程度の曲率を有する前記磁界の
検出部を形成することを特徴とする磁気センサの製造方
法を提供する。上記構成によれば、記録マークの曲率と
同程度の曲率を有する検出部を備えた磁気センサを製造
することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る記録再生ヘッドを示し、同図（ａ）は記録再生
ヘッドの側面図、同図（ｂ）は底面図、同図（ｃ）は要
部を示す図である。なお、同図において、Ｘはトラック
方向を示し、Ｙはトラック方向に直交する方向を示す。
この記録再生ヘッド１は、レーザビーム３ａを出射する
半導体レーザ２と、半導体レーザ２からのレーザビーム
３ａを平行ビーム３ｂに整形するコリメータレンズ４
と、コリメータレンズ４からの平行ビーム３ｂをほぼ直
角に折り曲げるフォールディングミラー５と、フォール
ディングミラー５からの平行ビーム３ｂを集光する集光
レンズ４’と、集光レンズ４’からの収束ビーム３ｃを
集光し、近接場光スポット９ｂとして記録再生ディスク
８の基板８ａ上に形成された光磁気記録膜８ｂに伝播さ
せる透明集光用媒体６と、近接場光スポット９ｂが伝播
された記録膜８ｂに記録情報に応じた変調磁界を印加す
るコイル１０と、記録膜８ｂの記録マーク８１からの漏
れ磁界を電圧の変化として出力することにより記録信号
を再生する磁気センサ１１と、少なくとも集光レンズ
４’、フォールディングミラー５および透明集光用媒体
６を支持し、記録再生ディスク８上を浮上走行する浮上
スライダ１２とを有する。
【００１５】透明集光用媒体６は、ソリッドイマージョ
ンレンズ（Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎ
ｓ）と称される半球形のものであり、収束ビーム３ｃが
屈折せずに垂直に入射する半球面状の入射面６ａと、収
束ビーム３ｃが集光して光スポット９ａが形成される被
集光面６ｃとを有する。
【００１６】被集光面６ｃ上の光スポット９ａの直径Ｄ
1/2 （光強度が１／２となる位置の直径）は、次の式
（１）で与えられる。 Ｄ1/2 ＝ｋ・λ／（ｎ・ＮＡｉ） …（１） ここに、ｋは比例定数でガウスビームの場合は、約０．
５であり、λは入射するレーザビーム３ｃの波長、ｎは
透明集光用媒体６の屈折率、ＮＡｉは透明集光用媒体６
内部での開口数であり、本実施の形態では入射面６ａで
の屈折がないため、集光レンズ４’のＮＡに等しい。記
録に際しては、記録膜８ｂを被集光面６ｃにレーザビー
ム３の波長の数分の一にまで近づけ、近接場光スポット
９ｂが実質的に余り広がらない範囲で行うため、近接場
光スポット９ｂの直径も光スポット９ａの直径Ｄ1/2 と
同程度となる。また、光記録の場合、通常、光強度が中
心の１／２となる位置で光強度が記録の閾値になるよう
に設定されるため、記録マークの直径は、ほぼＤ1/2 と
なる。本実施の形態においては、半導体レーザ２として
はＧａＡｌＩｎＰ系の赤色レーザ（波長６３０ｎｍ）
を、透明集光用媒体６としては重フリントガラス（屈折
率１．９１）を使用し、集光レンズ４’のＮＡは０．８
とした。この場合のＤ1/2 は、約０．２μｍであり、記
録マーク８１の直径もほぼ０．２μｍとなる。
【００１７】磁気センサ１１は、検出部１１ａを底面１
１ｂに有し、磁界の方向によって抵抗が変化する磁気抵
抗膜としてのスピンバルブ膜１１０と、スピンバルブ膜
１１０の抵抗の変化を電圧の変化として出力する一対の
電極１１５ａ，１１５ｂとから主に構成されたＧＭＲセ
ンサを用いる。この磁気センサ１１について更に説明す
る。磁気センサ１１の底面１１ｂ上での検出部１１ａの
形状は、近接場光スポット９ｂと変調外部磁界によって
記録再生ディスク８の記録膜８ｂに形成される記録マー
ク８１とほぼ等しい形状にしている。本実施の形態の検
出部１１ａは、図１（ｃ）に示すように、円弧状を有し
ており、その内側の半径をｒ1 、外側の半径をｒ2 、ト
ラック方向Ｘの中央の厚さをＴ、トラック方向Ｘに直交
する方向Ｙの幅をＷとし、記録マーク８１の内側の半径
をＲ1 、外側の半径をＲ2 、トラック方向Ｘの中央の長
さをＬ、トラック方向Ｘに直交する方向Ｙの幅をＨとす
るとき、 ｒ1 ＝Ｒ1 ＝ｒ2 ＝Ｒ2 、Ｗ≦Ｈ の関係を満たすように構成されている。ＴおよびＬの関
係では、本実施の形態ではＴ＝Ｌとしているが、Ｔ＜Ｌ
でもよく、Ｔ＞Ｌでもよい。信号強度の点から考える
と、Ｔ≦Ｌが好ましい。
【００１８】図２は、本実施の形態の磁気センサ１１を
示す。この磁気センサ１１は、円弧状の検出部１１ａを
有するスピンバルブ膜１１０の両側に一対の電極１１５
ａ，１１５ｂを接続し、スピンバルブ膜１１０および一
対の電極１１５ａ，１１５ｂの一方の側を磁気遮蔽効果
を有するスぺーサー層１１７で覆い、これらの両側に記
録マーク以外からの磁界を遮蔽する磁気遮蔽膜１１６
ａ，１１６ｂを形成したものである。
【００１９】スピンバルブ膜１１０は、多層膜のＧＭＲ
（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｔｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）膜
から形成され、図２に示すように、Ｆｅ−Ｍｎ等からな
る反強磁性層１１１と、反強磁性層１１１の上に、Ｃｕ
等からなる非磁性層１１３を挟んで配置されたＮｉ−Ｆ
ｅ等からなる２層の磁性層、すなわちピン層１１２およ
びフリー層１１４とから構成され、磁界によってフリー
層１１４の磁化がピン層１１２の方向に揃ったときに低
抵抗になり、反対方向のときは高抵抗となるものであ
る。この抵抗変化は、スピンバルブ膜１１０の両側に接
続した電極１１５ａ，１１５ｂに印加した電圧の変化と
して検出される。トラック方向Ｘのセンサ長は、フリー
層１１４の厚さでほぼ決定され、本実施の形態では約
０．０７μｍとなる。これは、近接場光スポット９ｂの
スポット径の数分の一であり、このセンサ１１を用いて
再生することにより、大幅に記録密度を上げることが可
能となる。また、スピンバルブ膜１１０は、同図に示す
ように円弧状に形成し、その円弧の曲率を記録マークの
それとほぼ等しくしている。すなわち、本実施の形態で
はスピンバルブ膜１１０の曲率半径は、近接場光スポッ
ト９ｂの半径にほぼ等しい０．１μｍとする。なお、上
記の膜構成は一例であり、磁気抵抗効果を発現する膜構
成であれば、どのような構成でも使用可能である。
【００２０】図３は、本実施の形態の磁気センサ１１の
作製プロセスを示す。磁気センサ１１の作製には、フォ
トリソグラフィプロセスを使用し、各膜の堆積には、ス
パッタリングを、除去にはドライエッチングを使用す
る。
【００２１】まず、同図（ａ）に示すように、下部の磁
気遮蔽膜１１６ｂのスピンバルブ膜形成位置にフォトレ
ジスト膜１１８により窓１１９を形成する。
【００２２】次に、同図（ｂ）に示すように、ＣＨ2 Ｃ
12等の塩素系のガスを使用して等方的なドライエッチン
グを行い、磁気遮蔽膜１１６ｂに円筒面の一部をなす形
状（円筒面状）の窪み１２０を形成する。
【００２３】次に、同図（ｃ）に示すように、レジスト
膜１１８を除去した後、反強磁性層１１１ａ、ピン層１
１２ａ、非磁性層１１３ａ、フリー層１１４ａを順次被
着する。
【００２４】次に、同図（ｄ）に示すように、スピンバ
ルブ膜形成位置をレジストパターン１２１で保護する。
【００２５】次に、上記の４層１１１ａ，１１２ａ，１
１３ａ，１１４ａの不要部１２２ａ，１２２ｂを除去し
た後、電極膜をスパッタリングにより被着し（図略）、
レジストパターン１２１の溶解によリ、レジストパター
ン上の電極膜（図略）をリフトオフすることによって、
同図（ｅ）および（ｆ）に示すように、スピンバルブ膜
１１０および電極１１５ａ，１１５ｂを形成し、磁気セ
ンサ１１を完成する。
【００２６】なお、上記実施の形態では、スピンバルブ
膜１１０の形成に、ドライエッチングを使用したが、レ
ジスト膜を使用してリフトオフで形成してもよい。これ
により、円筒面状の窪み１２０とスピンバルブ膜１１０
とがセルフアラインされて形成されるので、両者が高精
度に位置合わせされて形成される。また、本実施の形態
では、円筒面状の窪み１２０の形成に、ドライエッチン
グを使用したが、これに限るものではなく、ウェットエ
ッチングや、Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ（ＦＩ
Ｂ）を用いて行ってもよい。ＦＩＢによる窪み形成で
は、エッチング位置をフォトレジスト膜によりパターニ
ングする必要がなく、かつ、微細パターンが形成でき、
好適である。
【００２７】図４は、第１の実施の形態による記録およ
び再生動作を示す。まず、記録動作について説明する。
半導体レーザ２は、図４に示すように、記録に必要な所
定の光強度を有するレーザビーム３ａを図示しない駆動
部からの同期信号に同期してパルス状に出射する。パル
ス状のレーザビーム３ａはコリメータレンズ４により、
平行ビーム３ｂに整形されて透明集光用媒体６の入射面
６ａに入射する。入射面６ａに入射したレーザビーム３
ｃは、被集光面６ｃに集光して被集光面６ｃ上に光スポ
ット９ａを形成する。光スポット９ａに集光した光が、
近接場光スポット９ｂとして滲み出し、記録再生ディス
ク８の記録膜８ｂに伝播し、その部分を昇温させる。こ
れと同時に、図４に示すように、記録情報に応じてコイ
ル１０に電流を印加して外部磁界を変調する。記録トラ
ック８０上に記録マーク８１が形成される。この場合、
プラス方向の磁界で形成された記録マーク８１の一部
が、次の反転した磁界によって消去されるため、記録マ
ーク８１は、図４の斜線を施したように三日月状に形成
される。このようにして近接場光スポット９ｂとコイル
１０による変調磁界と相俟って情報の記録がなされる。
【００２８】次に、再生動作について説明する。半導体
レーザ２は、再生に必要な所定の光強度（記録時より低
強度）を有するレーザビーム３ａを図示しない駆動部か
らの同期信号に同期してパルス状に出射する。パルス状
のレーザビーム３ａはコリメータレンズ４により平行ビ
ーム３ｂに整形されて透明集光用媒体６の入射面６ａに
入射する。入射面６ａに入射したレーザビーム３ｃは、
被集光面６ｃに集光して被集光面６ｃ上に光スポット９
ａを形成する。光スポット９ａに集光した光が、近接場
光スポット９ｂとして滲み出し、記録再生ディスク８の
記録層８ｂに伝播する。磁気センサ１１を記録再生ディ
スク８に対して相対的に記録トラック８０に沿って移動
させることにより、磁気センサ１１は、図４に示すよう
に、記録マーク８１からの漏れ磁界に応じた信号を出力
する。磁気センサ１１の検出部１１ａは、図４に示すよ
うに、記録マーク８１とほぼ同じ曲率の円弧状をなすよ
うに形成しているため、磁気センサ１１が記録マーク８
１上を移動する場合、両者は、トラック方向Ｘで同時に
重なり、また、同時に分離することになる。従って、磁
気センサ１１からの信号出力は、両者の重なり部分が増
すに連れて直線的に増加し、両者の位置が重なった所で
最大となり、また、両者の位置がずれるに従って直線的
に減少する。このような磁気センサ１１の出力信号は、
基準レベルＳに基づいてデジタルの再生信号に変換され
る。
【００２９】図５は、磁気センサ１１の検出部１１ａの
形状による比較を示す。磁気センサ１１の検出部１１ａ
の形状が矩形型の場合は、マーク長Ｌが０．２μｍが限
界であるのに対し、検出部１１ａの形状が円弧型の場合
は、約０．０７μｍの厚さＴの磁気センサ１１で再生し
たところ、マーク長Ｌが０．５μｍまで十分再生可能で
あることが分かった。
【００３０】上述した第１の実施の形態の記録再生ヘッ
ド１によれば、磁気センサ１１の検出部１１ａの曲率を
三日月型の記録マーク８１の曲率にほぼ一致させている
ので、一つの記録マーク８１から信号を再生していると
きに他の記録マーク８１の信号を拾うことがなくなり、
解像度が向上する。また、磁気センサ１１の出力信号は
前段と後段とで対称となり、歪みが少なくなるため、デ
ジタル信号への変換時のジッタが少なく、情報の正確な
再生が可能となる。この結果、ＬＰ−ＭＦＭ記録方式を
用いた場合でも、実質的に記録密度を上げることが可能
となる。さらに、信号再生可能なマーク長Ｌは、光スポ
ット径によらないため、比較的大きな光スポットを使用
してもマーク長Ｌの微小化が可能となり、記録再生ディ
スクの回転速度を上げなくても高転送レート化が可能と
なる。
【００３１】なお、本実施の形態では、半球型の透明集
光用媒体６を使用したが、スーパーソリッドイマージョ
ンレンズ（Ｓｕｐｅｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏ
ｎＬｅｎｓ）と称される裁底球状で、かつ、中心からｒ
／ｎ（ｒは半径、ｎは媒体屈折率）の位置に被集光面６
ｃを有するものを使用してもよい。この裁底球状の透明
集光用媒体を用いた場合でも、本実施の形態と同様の効
果が得られる。
【００３２】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る
記録再生ヘッドを示す。この記録再生ヘッド１は、第１
の実施の形態において、複数の記録トラックに対して同
時に記録・再生が行えるように、例えば、５本のレーザ
ビームを出力する半導体レーザ２と、５個の変調用のコ
イル１０と、５個のスピンバルブ膜１１０を有する磁気
センサ１１を用いたものであり、他は第１の実施の形態
と同様に構成されている。なお、図６では、１つのコイ
ル１０、１つのスピンバルブ膜１１０を示す。
【００３３】半導体レーザ２は、ビーム間隔１００μｍ
で５本のレーザビーム３ａを出射するものである。この
５本のレーザビーム３ａがコリメータレンズ４、ミラー
５および集光レンズ４’を介して被集光面６ｃ上に集光
されると（図６では、各レーザビームの中心線のみを示
す）、コリメータレンズ４と集光レンズ４’の焦点距離
の比を約５：１とすると、被集光面６ｃ上での光スポッ
ト９ａのトラック方向Ｘに直交する方向Ｙの間隔は約２
０μｍとなる。
【００３４】図７は、この第２の実施の形態の記録再生
ヘッド１の底面部の拡大図であり、図面描画の都合上、
近接場光スポット９ｂやコイル１０の拡大率を大きくし
てある。各トラック８０の間隔は０．２５μｍであり、
各スポット９ｂが各トラック８０の直上に位置するよう
に、スポットアレイおよび磁気コイルアレイは、トラッ
ク８０に対して図示するように少し傾けて配列されてい
る。
【００３５】図８は、この第２の実施の形態の磁気セン
サ１１を示し、同図（ａ）は、斜視図、同図（ｂ）は主
要部の正面図である。この磁気センサ１１の各スピンバ
ルブ膜１１０の幅は０．２２μｍ、それぞれの間隔は
０．２５μｍであり、第１の実施の形態と同様に製作さ
れる。この構成により、５本のトラック８０の情報を同
時に再生することが可能となり、記録再生の転送レート
を５倍に上げることができる。なお、本実施の形態で
は、同時に記録再生するトラック数を５本としたが、こ
れに限定されるものではなく、用途に応じて増減するこ
とができる。
【００３６】図９は、第２の実施の形態における磁気セ
ンサ１１の他の例を示し、同図（ａ）は主要部の正面
図、同図（ｂ）は主要部の断面図である。磁気センサ１
１は、同図（ａ）に示すように、スピンバルブ膜１１０
ｂを突起部１１０ｂ’を有するように加工し、その基部
に電極１１５ａ’、１１５ｂ’を接続してもよい。この
ように加工することにより、電極１１５ａ’、１１５
ｂ’の幅を広くでき、抵抗を下げられるとともに、それ
ぞれのスピンバルブ膜１１０ｂの間隔を狭めることがで
きる。
【００３７】図１０は、本発明の第３の実施の形態に係
る記録再生ヘッドを示し、同図（ａ）は側面図、同図
（ｂ）は底面図である。この記録再生ヘッド１は、第１
の実施の形態において、同図（ｂ）に示すように、被集
光面６ｃの光スポット集光位置に矩形状の開口１３を有
する例えば、Ｔｉ膜からなる遮光板１４を設け、磁気セ
ンサ１１の検出部１１ａを矩形状にしたものであり、他
は第１の実施の形態と同様に構成されている。これによ
り、矩形状の強度分布を有する近接場光スポット９ｂが
形成される。
【００３８】磁気センサ１１の底面１１ｂ上の検出部１
１ａの形状は、図１０（ｃ）に示すように、トラック方
向Ｘの厚さをＴ、トラック方向Ｘに直交する方向Ｙの幅
をＷとし、記録マーク８１のトラック方向Ｘの長さを
Ｌ、トラック方向Ｘに直交する方向Ｙの幅をＨとすると
き、 Ｗ≦Ｈ の関係を満たすように構成されている。ＴおよびＬの関
係では、本実施の形態ではＴ＝Ｌとしているが、Ｔ＜Ｌ
でもよく、Ｔ＞Ｌでもよい。信号強度の点から考える
と、Ｔ≦Ｌが好ましい。
【００３９】図１１は、第３の実施の形態の透明集光用
媒体６の被集光面６ｃの光スポット集光位置部分の詳細
を示し、同図（ａ）は、主要部側面図、同図（ｂ）はＡ
−Ａ方向から見た断面図、同図（ｃ）は他の例を示すＡ
−Ａ方向から見た断面図である。この第３の実施の形態
では、コイル１０の内側に、矩形状の開口１３を有する
遮光体１４が形成されており、開口１３の部分のみから
近接場光が染み出す。この開口１３のサイズは光スポッ
ト９ａの径よりも小さく形成されており、これによって
微小なサイズの近接場光スポット９ｂを形成することが
可能となる。この近接場光スポット９ｂと磁界による記
録を行うことにより、矩形状の記録マークが形成でき
る。
【００４０】なお、同図（ｃ）に示すように、開口１
３’のトラック方向Ｘに直交する方向Ｙの長さは、光ス
ポット９ａの直径よりも十分大きくしてもよい。このよ
うに形成することにより、光スポット９ａを開口１３’
の長手方向（Ｙ）の寸法の範囲で駆動することができ、
高速なトラッキングに有効となる。また、遮光体１４と
しては、Ｔｉ膜を使用したが、これに限定されるもので
はなく、ＡｌやＡｕ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗ等の金属膜等の遮
光効果を有し、被着性のよいものであれば使用可能であ
る。
【００４１】図１２は、この第３の実施の形態の磁気セ
ンサ１１を示す。この磁気センサ１１のスピンバルブ膜
１１０は、矩形状のシールド膜１１６ｂ上に形成するこ
とにより、検出部１１ａも矩形状に形成される。
【００４２】図１３は、第３の実施の形態による記録お
よび再生動作を示す。記録動作は、第１の実施の形態と
同様に、図１３に示すように、パルス状のレーザビーム
３ａを出射するとともに、記録情報に応じてコイル１０
に電流を印加して外部磁界を変調することによって、記
録再生ディスク８上に矩形状の近接場光スポット９ｂが
照射され、記録トラック８０に矩形状の記録マーク８１
が形成される。再生動作は、第１の実施の形態と同様
に、パルス状のレーザビーム３ａを出射して記録再生デ
ィスク８の記録媒体８ａに近接場光スポット９ｂを照射
するとともに、磁気センサ１１を記録再生ディスク８に
対して相対的に記録トラック８０に沿って移動させるこ
とにより、磁気センサ１１は、図１３に示すように、記
録マーク８１からの漏れ磁界に応じた信号を出力する。
【００４３】上述した第３の実施の形態の記録再生ヘッ
ド１によれば、記録再生ヘッド１の検出部１１ａの矩形
状に対応して記録マーク８１を矩形状にしているので、
第１の形態と同様の効果に、解像度が向上し、情報の正
確な再生が可能となる。また、開口１３により近接場光
スポット９ｂのサイズが微細化されているため、トラッ
クピッチを狭められ、さらに高密度化が図れる。また、
各隣接パルスによって形成される記録マーク８１の重な
りが少なくできるため、高密度にマーク形成ができ、高
速記録が可能となる。また、スピンバルブ膜１１０が平
坦であるため、製造し易いという利点もある。
【００４４】図１４および図１５は、本発明の第４の実
施の形態に係る記録再生ヘッドの磁気センサ１１を示
す。この第４の実施の形態は、第２の実施の形態と同様
に、マルチビームを出射する半導体レーザ２と、複数の
スピンバルブ膜１１０からなる複数の検出部１１ａを有
する磁気センサ１１を用いたものである。磁気センサ１
１の検出部１１ａは、図１４に示すように、矩形状を有
する。スピンバルブ膜１１０の幅および間隔は第２の実
施の形態の磁気センサ１１と同様でよい。また、光スポ
ット９ａや開口１３、コイル１０および磁気センサ１１
の配列は、図１５に示すように、第２の実施の形態と同
様でよい。このように構成された第４の実施の形態によ
れば、複数の記録トラック８０に同時に記録再生を行う
ことが可能となり、高転送レートを達成することが可能
となる。
【００４５】図１６は、本発明の第５の実施の形態に係
る記録再生ヘッドを示す。この第５の実施の形態の記録
再生ヘッド１は、レーザビーム３ａを出射する半導体レ
ーザ２と、半導体レーザ２の出力光３ａを平行ビーム３
ｂに整形するコリメータレンズ４と、コリメータレンズ
４からの平行ビーム３ｂが入射される透明集光用媒体６
とを有し、さらに、第１の実施の形態と同様のコイル１
０および磁気センサ１１を有する。
【００４６】透明集光用媒体６は、平行ビーム３ｂが入
射する入射集光面６ａと、表面に反射膜７Ａが形成され
た集光効果を有する反射面６ｂと、反射面６ｂからの収
束光３ｃが集光し、集光スポット９ａが形成される被集
光面６ｃとを有する。
【００４７】図１７は、透明集光用媒体６の断面形状を
示す。透明集光用媒体６の反射面６ｂは、透明集光用媒
体６内部での収束光３ｃの収束角を大きくし、被集光面
６ｃに微小の光スポット９ａを形成するため、回転放物
面の一部からなる。回転放物面の断面（６ｂ）の主軸を
Ｘ軸に、垂直軸をＺ軸に採り、焦点位置Ｆの座標を
（ｐ、０）とすると、断面（６ｂ）は、 ｚ2 ＝４ｐｘ と表される。また、回転放物面を用いてその焦点に集光
する場合、原理的に無収差の集光が可能であり（光学：
久保田、岩波書店、Ｐ．２８３）、単一の集光面により
微小スポット９ａを形成することが可能になる。この場
合の、光スポット９ａの直径Ｄ1/2 は、前述した式
（１）で与えられる。この透明集光用媒体６の高さにつ
いては、加工上の問題以外に特に制限はなく、０．６ｍ
ｍ程度のものも製造可能あり、従って磁気ハードディス
クのドライブで使用されている磁気ヘッド１１と同程度
の大きさとすることができる。
【００４８】上記のように構成された第５の実施の形態
によれば、第１の実施の形態と同様に、高密度の記録再
生が可能となり、また、第２の実施の形態と同様に、マ
ルチビームを出射する半導体レーザ２や複数の検出部１
１ａを有する磁気センサ１１を用いることにより、複数
の記録トラックの同時記録再生ができ、転送レートを上
げることが可能となる。また、第２の実施の形態と同様
に、被集光面６ｃの集光位置に矩形やスリット状の開口
を設けることにより、さらに記録密度や転送レートの向
上が図れる。なお、透明集光用媒体６の反射面６ｂは、
回転楕円面の一部を用いて構成してもよい。
【００４９】図１８は、本発明の第６の実施の形態に係
る記録再生ヘッドを示す。この第６の実施の形態は、第
５の実施の形態において、回転放物面型の透明集光用媒
体６の代わりに、断面直角三角形状の透明集光用媒体６
を用い、透明集光用媒体６の傾斜した反射面６ｂの表面
に反射型のホログラム７Ｂを形成したものである。反射
型のホログラム７Ｂとしては、バイナリホログラムでも
ボリュームホログラムでもよい。これにより、反射面６
ｂを平坦にできるため、透明集光用媒体６の加工性を高
くできる。
【００５０】図１９は、本発明の第７の実施の形態に係
る記録再生ヘッドを示す。この第７の実施の形態は、第
５の実施の形態において、回転放物面型の透明集光用媒
体６の代わりに、カタディオプティック（Ｃａｔａｄｉ
ｏｐｔｉｃ）型の透明集光用媒体６を使用したものであ
る。
【００５１】この透明集光用媒体６は、平行なレーザビ
ーム３ｂが入射する凹球面状の入射面６ａ、入射面６ａ
に対向する位置に設けられた被集光面６ｃ、集光面の周
囲に設けられた平面状反射面６ｄ、および入射面６ａの
周囲に形成された非球面状反射面６ｂを有する。透明集
光用媒体６の非球面状反射面６ｂおよび平面状反射面６
ｄの表面には、それぞれ反射膜７Ａが形成されている。
【００５２】この第７の実施の形態において、平行のレ
ーザビーム３ｂが透明集光用媒体６の入射面６ａに入射
すると、入射面６ａに入射したレーザビームは、入射面
６ａで拡散し、その拡散光は、平面状反射面６ｄに形成
された反射膜７Ａで反射し、その反射光は、非球面状反
射面６ｂに形成された反射膜７Ａでさらに反射して被集
光面６ｃに集光し、被集光面６ｃに光スポット９ａが形
成される。被集光面６ｃから滲み出す近接場光スポット
９ｂによって記録再生ディスク８の記録８ｂへの記録お
よび再生が可能になる。この第７の実施の形態によれ
ば、第１の実施の形態と同様の効果が得られ、さらに集
光レンズが不要であることから、小型なヘッドの作製が
可能となる。
【００５３】図２０は、本発明の第８の実施の形態に係
る記録再生ヘッドを示す。この第８の実施の形態は、第
５の実施の形態において、回転放物面型の透明集光用媒
体６の代わりに、平板状の透明集光用媒体６を用い、そ
の透明集光用媒体６の上面の入射面６ａに、平行ビーム
３ｂを集光して被集光面６ｃに光スポット９ａを形成す
る透過型のホログラム７Ｃを配置したものである。この
ような第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態と
同様の効果が得られ、さらに集光レンズが不要であるこ
とから、小型なヘッドの作製が可能となる。
【００５４】なお、これらの図１８、図１９、図２０に
示す透明集光用媒体６の被集光面６ｃに矩形やスリット
型の開口を設けてもよい。これにより、さらに高密度・
高転送レートの記録再生ができる。
【００５５】図２１は、本発明の第９の実施の形態に係
る記録再生ディスク装置２０を示す。この記録再生ディ
スク装置２０は、円盤状のアルミニウム基板２１０の一
方の面に記録層２１１が形成され、モータ２２の回転軸
２２０を介して回転する記録再生ディスク２１と、記録
再生ディスク２１の記録層２１１に対して光記録および
磁気再生を行う記録再生ヘッド１と、記録再生ヘッド１
を記録再生ディスク２１の内外周にわたってアクセス
し、かつ、トラッキングさせるリニアモータ２３と、リ
ニアモータ２３側から記録再生ヘッド１を支え、支点２
４ａを中心に回動するスイングアーム２４と、記録再生
ヘッド１を駆動するヘッド駆動系２５と、記録再生ヘッ
ド１にレーザ駆動信号を送るとともに、記録再生ヘッド
１からの信号を処理する信号処理系２６とを有する。
【００５６】図２２は、この第９の実施の形態の記録再
生ヘッド１を示し、同図（ａ）はその側面図、（ｂ）は
その平面図である。記録再生ヘッド１は、記録再生ディ
スク２１上を浮上する浮上スライダ３１を有し、この浮
上スライダ３１上に、レーザビーム３ａを出射する端面
発光型半導体レーザ２と、レーザビーム３ａを平行ビー
ム３ｂに整形するコリメータレンズ４と、端面発光型半
導体レーザ２を固定する石英板３２と、半導体レーザ２
からの平行ビーム３ｂと記録再生ディスク２１からの反
射光とを分離する偏光ビームスプリッタ３３と、半導体
レーザ２からの平行ビーム３ｂを円偏光に変換する１／
４波長板３４と、平行光ビーム３ｂを集光する透明集光
用媒体６と、透明集光用媒体６の反射面６ｂにＡｌ等の
金属で蒸着形成された反射膜７Ａと、記録再生ディスク
２１からの反射光をビームスプリッタ３３を介して入力
する光検出器３５と、記録再生ディスク２１の三日月状
の記録マークとほぼ同一の形状の円弧状の検出部１１ａ
を有し、記録再生ディスク２１の記録マークから磁気信
号を再生する磁気センサ１１とを配置している。また、
全体はヘッドケース３６内に収納され、ヘッドケース３
６は、サスペンション３７を介して図２１のスイングア
ーム２４に固定されている。
【００５７】透明集光用媒体６は、例えば、屈折率ｎ＝
１．９１を有する重フリントガラスからなり、高さ０．
６ｍｍ、長さ０．９ｍｍ、幅１．８ｍｍを有する。この
透明集光用媒体６は、図１６に示す透明集光用媒体６と
同様に、入射面６ａ、回転放物面状の反射面６ｂ、およ
び被集光面６ｃを有するが、被集光面６ｃは浮上スライ
ダ３１の一部を形成する。また、浮上スライダ３１は、
正圧を生じる凸部３１ａと、負圧を生じる凹部３１ｂを
有し、両者のバランスにより、１００ｎｍ程度ないし、
それ以下の適当な浮上高を保つ。なお、浮上スライダ３
１は、透明集光用媒体６の屈折率と等しい材料で構成
し、浮上スライダ３１の下面の凸部３１ａが、透明集光
用媒体６の被集光面６ｃを兼ねてもよい。
【００５８】図２３は、記録再生ディスク２１の詳細を
示す。この記録再生ディスク２１には、アルミニウム基
板２１０が使用され、その一方あるいは両方の面に（図
２３は片面の例を示す）、トラッキング用のグルーブ部
２１ａが形成される。グルーブ２１ａ上には、ＳｉＮｘ
からなる保護層２２１ａ、ＴｂＦｅＣｏ等のいわゆる光
磁気記録膜からなる記録層２２１ｂ、漏れ磁界の大きな
ＴｂＤｙＦｅＣｏ層２２１ｃ、表面保護層２２１ｄが順
次積層されている。さらにその上に潤滑剤を塗布しても
よい。
【００５９】本実施の形態では、ランド部２１ｂが記録
トラックであり、そこに情報が記録される。光スポット
９ａの直径は０．２μｍであり、トラック幅は約０．２
μｍ、トラックピッチは０．２５μｍ、グルーブ部２１
ａの深さは、約０．０５μｍとしている。記録には、Ｌ
Ｐ−ＭＦＭ記録を使用しており、マーク長は、０．０５
μｍからの情報再生ができる。これにより、従来のＯＡ
Ｍ記録の場合に比べて３倍以上の高密度化が図れる。記
録密度は約４０Ｇｂｉｔｓ／（ｉｎｃｈ）2 であり、
３．５インチディスクでは、約４０ＧＢの記録容量に相
当し、従来のハードディスクの８倍以上の高密度化がで
きる。
【００６０】なお、本実施の形態では、ＴｂＦｅＣｏ等
のいわゆる光磁気記録膜を記録層に使用したが、これに
止まるものではなく、ハードディスクの記録膜として用
いるＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ等でもよく、光加熱により残留磁
化を低下させて記録できるので、常温において残留磁化
の強い膜も記録に使用できる。また、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ
等の垂直磁化膜を用いてもよい。また、記録再生ディス
ク２１の基板の材料としては、アルミニウムだけでな
く、Ｓｉや表面研磨を施したポリカーボネイト等を用い
てもよい。
【００６１】図２４（ａ），（ｂ）は、本実施の形態に
係る半導体レーザ２を示す。この半導体レーザ２は、ビ
ーム走査型レーザであり、基板２００を有し、その基板
２００の上面に上部電極２０１、下面に下部電極２０
２、中央に活性層２０３をそれぞれ形成したものであ
る。活性層２０３の発振狭窄部の主部２０４ａと先端部
２０４ｂの幅はそれぞれ３μｍ、５μｍであり、長さは
それぞれ３００μｍ、５０μｍである。上部電極２０１
は、主部電極２０１ａと、左右一対の先端部電極２０１
ｂ，２０１ｂとからなる。活性層２０３の発振部は発振
狭窄部２０４ａ，２０４ｂにより狭窄され、さらに、先
端部電極２０１ｂ，２０１ｂに分割して、あるいは交互
に電流を流すことにより、出力レーザビームは左右に走
査される。この走査幅は約１μｍで、走査周波数は３０
ＭＨｚまで可能である。この出力レーザビームの走査
は、トラッキングの高周波部分に使用した。
【００６２】活性層２０３の材料としては、ＡｌＧａＩ
ｎＰを使用し、発振波長は６３０ｎｍとした。透明集光
用媒体６の屈折率、ＮＡはそれぞれ１．９１、０．８５
であり、被集光面６ｃ上での光スポット９ａのスポット
サイズは、式１から分かるように約０．２μｍとなる。
この光スポット９ａから漏れ出す近接場光を記録再生デ
ィスク２１の記録層２１１に照射し、かつ、コイル１０
に記録情報に基づく電流を印加することにより、磁界変
調記録を行い、トラック方向の最小マーク長０．０６μ
ｍの記録を達成した。
【００６３】信号処理系２６は、光検出器３５が検出し
た記録再生ディスク２１からの反射光に基づいてトラッ
キング制御用の誤差信号およびデータ信号を生成し、誤
差信号はハイパスフィルタとロウパスフィルタによって
高周波域と低周波域の誤差信号に分け、これらの誤差信
号に基づいてヘッド駆動系２５に対してトラッキング制
御をさせるものである。ここでは、トラッキング用の誤
差信号をサンプルサーボ方式（光ディスク技術、ラジオ
技術社、Ｐ．９５）によって生成するようになってお
り、このサンプルサーボ方式は、千鳥マーク（Ｗｏｂｂ
ｌｅｄ Ｍａｒｋ）を間欠的にトラック上に設け、それ
らからの反射光の強度変化から誤差信号を生成するもの
である。また、トラッキング制御は、低周波の誤差信号
に基づいてスイングアーム２４駆動用のリニアモータ２
３を制御し、高周波の誤差信号に基づいてビーム走査型
の半導体レーザ２を制御する２段制御方式となってお
り、低周波から高周波までの精密なトラッキングを可能
としている。サンプルサーボの場合、記録信号とトラッ
キング誤差信号とは時分割的に分離されているので、両
者の分離は再生回路におけるゲート回路により行う。上
述したようにサンプルサーボの採用により記録信号と誤
差信号とは時分割的に分離されているので、光検出器３
５としては、分離型のものを使用する必要はなく、小型
のＰＩＮフォトダイオード等が使用できる。また、光に
よるサンプルサーボの場合、サーボ用のマークは転写に
よって形成できるため、一枚ごとに書き込まねばならな
い磁気マークに比べて、精度がよく、かつ、生産性が高
い。
【００６４】なお、グルーブ部２１ａからの反射光との
干渉を用いるプッシュプル方式で誤差信号を形成しても
よい。この場合には、反射光の左右の強度差から誤差信
号を形成するため、光検出器３５としては、２分割型の
ものを使用する必要がある。再生時には、ＧＭＲの磁気
センサ１１を用いて記録マークからの漏れ磁界の方向に
基づく磁気センサ１１の抵抗変化を電圧変化として読み
出し、再生信号を形成する。また、再生時のトラッキン
グ制御にも上記の光検出器３５による誤差信号を使用す
る。この場合、レーザ走査は使用できないが、磁気セン
サ１１の検出域の幅をトラック幅の２０％増としている
ため、トラッキングの必要サーボ帯域としては、約一桁
下げられ、スイングアームの駆動制御のみでトラッキン
グを行う。また、ＧＭＲセンサに圧電素子等を取り付け
て高周波域のトラッキングを行ってもよい。また、光検
出器３５を用いて誤差信号を形成しているため、光スポ
ット９ａと磁気センサ１１を同時にトラッキングさせる
ことができ、従って、記録時に記録信号を記録再生ヘッ
ド１により再生することにより、いわゆるヴェファイ
（記録の検証）を記録直後に行うことができる。これに
より、従来ヴェリファイには余分にディスクを回転させ
る必要があったが、その必要がなくなり、記録時間を半
分に短縮することが可能となる。
【００６５】次に、この記録再生ディスク装置２０の動
作を説明する。記録再生ディスク２１は、モータ２２に
よって所定の回転速度で回転し、浮上スライダ３１は、
記録再生ディスク２１の回転によって生じる正・負圧と
サスペンション３７のバネによって記録再生ディスク２
１上を浮上走行し、ヘッド駆動系２５により所定のトラ
ック上をトラッキングする。信号処理系２６による駆動
よって半導体レーザ２からレーザビーム３ａが出射され
ると、それはコリメータレンズ４により平行ビーム３ｂ
に整形された後、偏光ビームスプリッタ３３および１／
４波長板３４を通り、透明集光用媒体６の入射面６ａに
入射する。平行レーザビーム３ｂは、１／４波長板３４
を通る際に、１／４波長板３４によって円偏光に変わ
る。透明集光用媒体６の入射面６ａに入射に入射した円
偏光の平行ビーム３ｂは、反射面６ｂの外表面に被着さ
れた反射膜７Ａにより反射して、被集光面６ｃに集光さ
れ、光スポット９ａを形成する。光スポット９ａから
は、被集光面６ｃの外側に近接場光９ｂが漏れ出し、こ
の近接場光９ｂが記録再生ディスク２１の記録層２１１
に伝播し、記録が行われる。記録再生ディスク２１で反
射した光は、入射光の経路を逆にたどり、反射膜７Ａで
反射された後、偏光ビームスプリッタ３３で９０度方向
に反射されて光検出器３５に入射する。信号処理系２６
は、記録時には光検出器３５に入射した記録再生ディス
ク２１からの反射光に基づいてトラッキング用の誤差信
号を生成してヘッド駆動系２５を作動して、レーザビー
ム３ａとスイングアーム２４を走査してトラッキングを
行い、さらに、磁気センサ１１からの再生信号を用いて
記録の検証（ヴェリファイ）を行う。
【００６６】また、再生時には、記録再生ディスク２１
の記録層２１１に記録させない程度の低強度の近接場光
９ｂを出射するように半導体レーザ２を駆動し、ディス
ク２１からの反射光により、誤差信号を生成するととも
に、磁気センサ１１により記録層２１１の記録情報を再
生する。
【００６７】上記構成の記録再生ディスク装置２０によ
れば、第１の実施の形態と同様に、磁気センサ１１の検
出部１１ａの曲率を三日月型の記録マーク８１の曲率に
ほぼ一致させているので、解像度が向上し、情報の正確
な再生が可能となる。この結果、ＬＰ−ＭＦＭ記録方式
を用いた場合でも、実質的に記録密度を上げることが可
能となり、高転送レート化が可能となる。また、小型の
記録再生ヘッドが作製可能なため、高速のトラッキング
が可能となる。
【００６８】なお、本実施の形態としては、記録再生ヘ
ッド１として第５の実施の形態の記録再生ヘッドを使用
したが、他の実施の形態に係る記録再生ヘッドを用いて
もよい。第３の実施の形態の矩形状の開口１３を使用す
る場合には、トラッキングにレーザビーム３ａの走査を
用いることはできず、その場合には、記録再生ヘッド自
体、あるいは透明集光用媒体を圧電素子等により駆動す
る必要がある。
【００６９】図２５は、本発明の第１０の実施の形態に
係る記録再生ディスク装置２０を示す。この記録再生デ
ィスク装置２０は、第５の実施の形態の透明集光用媒体
６を用いた記録再生ヘッド１を、５枚重ねのディスクス
タック型の記録再生ディスク装置に適用したものであ
り、アルミニューム基板２１０の上下面に光磁気記録層
２１１，２１１がそれぞれ被着された５枚の記録再生デ
ィスク２１と各記録再生ディスク２１の記録媒体上を浮
上走行する１０個の記録再生ヘッド１と、回転軸６３に
よって記録再生ヘッド１を回転可能に支持するサスペン
ション６４とサスペンション６４を駆動する回転型リニ
アモータ６５とを有する。回転型リニアモータ６５は、
サスペンション６４が直結される可動片６５ａと、ヨー
ク６５ｂによって連結され、可動片６５ａを駆動する電
磁石６５ｃ，６５ｃとからなる。
【００７０】この記録再生ヘッド１およびサスペンショ
ン６４の構造は、第９の実施の形態と同様であり、各記
録再生ヘッド１の光スポット９ａと磁気センサ１１が同
時に同一トラックをトラッキング可能に設定されてい
る。光スポット９ａの径も、第９の実施の形態と同様で
あり、ディスク径を３．５インチとした場合、記録容量
は、４００ＧＢに向上させることができる。また、複数
のトラックの同時記録・同時再生ができるため、記録再
生時の高転送レート化が可能となる。
【００７１】図２６は、本発明の他の実施の形態の記録
方式を示す。上記各実施の形態では、記録情報に基づい
て外部磁界を変調し、パルス状のレーザビームは等時間
間隔で照射して記録を行う、いわゆるＬＰ−ＭＦＭ記録
を用いたが、これとは逆に、同図に示すように、外部磁
界を共振コイルを用いて周期的（サイン波状）に印加
し、記録情報に基づいてパルス状のレーザビームを外部
磁界の＋方向（上向き）と−方向（下向き）のピークに
合わせて照射することにより、０と１を記録するう従来
の方式においても(IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS VO
L.24.NO.1.JANUARY.1988) 、記録密度を上げた場合には
記録マーク８１は三日月状となるため、本実施の形態の
記録再生ヘッドを用いることにより、本実施の形態と同
様の効果を得ることができる。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気センサの検出部を記録マークとほぼ等しい形状にし
ているので、一つの記録マークから信号を再生している
ときに他の記録マークの信号を拾うことがなくなり、解
像度が向上する。また、磁気センサの出力信号は前段と
後段とで対称となり、歪みが少なくなるため、デジタル
信号への変換時のジッタが少なく、情報の正確な再生が
可能となる。この結果、ＬＰ−ＭＦＭ記録方式を用いた
場合でも、実質的に記録密度を上げることが可能とな
り、記録再生ディスクの回転速度を上げなくても高転送
レート化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る記
録再生ヘッドの側面図、（ｂ）は、底面図、（ｃ）は、
要部を示す図
【図２】第１の実施の形態の磁気センサの斜視図
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施の形態に係る磁
気センサの作製プロセスを示す図
【図４】第１の実施の形態による記録および再生動作を
示す図
【図５】磁気センサの検出部の形状による第１の実施の
形態と従来例との比較を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る記録再生ヘッ
ドの側面図
【図７】第２の実施の形態に係る記録再生ヘッドの底面
図
【図８】（ａ）は、第２の実施の形態の磁気センサの斜
視図、（ｂ）は、その主要部の平面図
【図９】（ａ）は、第２の実施の形態に係る磁気センサ
の他の例を示す正面図、（ｂ）は、断面図
【図１０】（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る
記録再生ヘッドの側面図、（ｂ）は、底面図、（ｃ）は
要部を示す図
【図１１】（ａ）は、被集光面の光スポット集光位置部
分の主要部側面図、（ｂ）は、Ａ−Ａ方向から見た断面
図、（ｃ）は、他の例を示すＡ−Ａ方向から見た断面図
【図１２】第３の実施の形態の磁気センサの斜視図
【図１３】第３の実施の形態による記録および再生動作
を示す図
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る記録再生ヘ
ッドの磁気センサの斜視図
【図１５】第４の実施の形態に係る記録再生ヘッドの底
面図
【図１６】本発明の第５の実施の形態に係る記録再生ヘ
ッドの側面図
【図１７】第５の実施の形態に係る透明集光用媒体の断
面形状を示す図
【図１８】本発明の第６の実施の形態に係る記録再生ヘ
ッドの側面図面図
【図１９】本発明の第７の実施の形態に係る記録再生ヘ
ッドの側面図面図
【図２０】本発明の第８の実施の形態に係る記録再生ヘ
ッドの側面図面図
【図２１】本発明の第９の実施の形態に係る記録再生デ
ィスク装置の斜視図
【図２２】（ａ）は、第９の実施の形態に係る記録再生
ヘッドの側面図、（ｂ）は、その底面図
【図２３】第９の実施の形態に係る記録再生ディスクの
主要断面図
【図２４】（ａ）は、第９の実施の形態に係る記録再生
ヘッドの平面図、（ｂ）は、その断面図
【図２５】本発明の第１０の実施の形態に係る記録再生
ディスク装置の側面図
【図２６】本発明の他の実施の形態の記録方式を示す図
【図２７】従来の記録再生ディスク装置を示す図
【図２８】従来の記録再生ディスク装置による記録およ
び再生動作を示す図
【図２９】従来の磁気センサの出力信号の特性を示す図
【符号の説明】
１ 記録再生ヘッド ２ 半導体レーザ ３ａ，３ｂ，３ｃ レーザビーム ４ コリメータレンズ ４’ 集光レンズ ５ フォールディングミラー ６ 透明集光用媒体 ６ａ 入射面 ６ｃ 被集光面 ６ｂ 非球面状反射面 ６ｄ 平面状反射面 ７Ａ 反射膜 ７Ｂ 反射型のホログラム ７Ｃ 透過型のホログラム ８ 記録再生ディスク ８ａ 基板 ８ｂ 光磁気記録膜 ９ａ 光スポット ９ｂ 近接場光スポット １０ コイル １１ 磁気センサ １１ａ 磁気センサの検出部 １１ｂ 磁気センサの底面 １２ 浮上スライダ １３，１３’ 開口 １４ 遮光板 ２０ 記録再生ディスク装置 ２１ 記録再生ディスク ２１ａ グルーブ部 ２１ｂ ランド部 ２２ モータ ２３ リニアモータ ２４ スイングアーム ２４ａ 支点 ２５ ヘッド駆動系 ２６ 信号処理系 ３１ 浮上スライダ ３１ａ 凸部 ３１ｂ 凹部 ３２ 石英板 ３３ 偏光ビームスプリッタ ３４ １／４波長板 ３５ 光検出器 ３６ ヘッドケース ３７ サスペンション ６３ 回転軸 ６４ サスペンション ６５ 回転型リニアモータ ６５ａ 可動片 ６５ｂ ヨーク ６５ｃ 電磁石 ８０ 記録トラック ８１ 記録マーク １１０ スピンバルブ膜 １１０ｂ’ スピンバルブ膜の突起部 １１０ｂ スピンバルブ膜 １１１，１１１ａ 反強磁性層 １１２，１１２ａ ピン層 １１３，１１３ａ 非磁性層 １１４，１１４ａ フリー層 １１５ａ，１１５ｂ，１１５ａ’，１１５ｂ’ 電極 １１６ａ，１１６ｂ 磁気遮蔽膜 １１７ スぺーサー層 １１８ フォトレジスト膜 １１９ 窓 １２０ 窪み １２１ レジストパターン １２２ａ，１２２ｂ 不要部 ２００ 基板 ２０１ 上部電極 ２０１ａ 主部電極 ２０１ｂ，２０１ｂ 先端部電極 ２０２ 下部電極 ２０３ 活性層 ２０４ａ 活性層の発振狭窄部の主部 ２０４ｂ 活性層の発振狭窄部の先端部 ２１０ アルミニウム基板 ２１１ 記録層 ２２０ 回転軸 ２２１ａ 保護層 ２２１ｂ 記録層 ２２１ｃ ＴｂＤｙＦｅＣｏ層 ２２１ｄ 表面保護層 Ｈ 記録マークの幅 Ｌ マーク長 ｒ1 ，ｒ2 検出部の半径 Ｒ1 ，Ｒ2 記録マークの半径 Ｓ 基準レベル Ｔ 検出部の厚さ Ｗ 検出部の幅 Ｘ トラック方向 Ｙ トラック方向Ｘに直交する方向

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁界の印加と近接場光スポットの照射によ
    って記録再生ディスク上に記録マークを記録し、磁気セ
    ンサにより前記記録マークからの磁界を検出する記録再
    生ヘッドにおいて、 レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、 前記レーザ光が入射される入射面、および前記入射面に
    入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有する透
    明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前
    記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レ
    ーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記光スポ
    ットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポッ
    トを照射する光学系と、 前記光スポットが形成される位置の近傍に設けられ、前
    記磁界を印加する磁界印加手段とを備え、 前記磁気センサの検出部は、前記記録マークとほぼ等し
    い形状を有することを特徴とする記録再生ヘッド。
  2. 【請求項２】前記記録マークは、所定の曲率を有する三
    日月状からなり、 前記磁気センサの前記検出部は、前記所定の曲率と同程
    度の曲率を有する構成の請求項１記載の記録再生ヘッ
    ド。
  3. 【請求項３】前記光学系は、所定の第１の形状を有する
    開口を具備し、前記開口によって前記近接場光スポット
    の照射範囲を制限して前記記録マークを前記所定の第１
    の形状に対応する第２の形状にする遮光体を備え、 前記磁気センサの前記検出部は、前記第２の形状とほぼ
    等しい形状を有する構成の請求項１記載の記録再生ヘッ
    ド。
  4. 【請求項４】前記遮光体は、相対向する一対の２辺が前
    記記録再生ディスクの記録トラックに対してほぼ直交す
    る矩形状の前記開口を具備し、前記矩形状の前記開口に
    よって前記近接場光スポットの照射範囲を制限して前記
    記録マークの形状を矩形状にし、 前記磁気センサの前記検出部は、矩形状を有する構成の
    請求項３記載の記録再生ヘッド。
  5. 【請求項５】前記遮光体の前記開口の前記一対の２辺
    は、前記光スポットの径よりも長い構成の請求項４記載
    の記録再生ヘッド。
  6. 【請求項６】前記磁気センサは、複数の前記検出部を有
    し、 前記磁界印加手段は、前記複数の検出部に対応して設け
    られた複数の磁界変調用コイルを備えた構成の請求項１
    記載の記録再生ヘッド。
  7. 【請求項７】前記磁気センサは、複数の前記検出部を有
    し、 前記遮光体は、複数の前記開口を有し、 前記磁界印加手段は、前記複数の検出部に対応して設け
    られた複数の磁界変調用コイルを備えた構成の請求項３
    記載の記録再生ヘッド。
  8. 【請求項８】前記光学系は、前記レーザ光出射手段から
    の前記レーザ光を集光して前記透明集光用媒体の前記入
    射面に入射させる集光手段を備えた構成の請求項１記載
    の記録再生ヘッド。
  9. 【請求項９】前記集光手段は、集光レンズを備えた構成
    の請求項８記載の記録再生ヘッド。
  10. 【請求項１０】前記集光手段は、前記レーザ光出射手段
    からの前記レーザ光の光路を偏向する反射ミラーと、前
    記反射ミラーによって反射された前記レーザ光を集光す
    る集光レンズを備えた構成の請求項８記載の記録再生ヘ
    ッド。
  11. 【請求項１１】前記透明集光用媒体は、半球型のソリッ
    ドイマージョンレンズから構成された請求項１記載の記
    録再生ヘッド。
  12. 【請求項１２】前記透明集光用媒体は、裁底球型のスー
    パーソリッドイマージョンレンズから構成された請求項
    １記載の記録再生ヘッド。
  13. 【請求項１３】前記透明集光用媒体は、前記入射面に設
    けられ、前記入射面に入射する前記レーザ光を集光させ
    て前記被集光面に前記光スポットを形成する透過型ホロ
    グラムを備えた構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
  14. 【請求項１４】前記透明集光用媒体は、前記入射面に入
    射した前記レーザ光を集光させて前記被集光面に前記光
    スポットを形成する集光面を備えた構成の請求項１記載
    の記録再生ヘッド。
  15. 【請求項１５】前記透明集光用媒体の前記集光面は、回
    転楕円面の一部から構成された請求項１４記載の記録再
    生ヘッド。
  16. 【請求項１６】前記透明集光用媒体の前記集光面は、回
    転放物面の一部から構成された請求項１４記載の記録再
    生ヘッド。
  17. 【請求項１７】前記透明集光用媒体の前記集光面は、そ
    の表面に前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光を反
    射する反射体を備えた構成の請求項１４記載の記録再生
    ヘッド。
  18. 【請求項１８】前記反射体は、反射型ホログラムから構
    成された請求項１７記載の記録再生ヘッド。
  19. 【請求項１９】前記透明集光用媒体は、１より大なる屈
    折率を有する構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
  20. 【請求項２０】前記透明集光用媒体は、互いに密着し、
    ほぼ同一の屈折率を有する第１の透明媒体および第２の
    透明媒体からなり、 前記第１の透明媒体は、前記入射面を有し、 前記第２の透明媒体は、前記記録再生ディスクの回転に
    伴って前記記録再生ディスク上を浮上走行する浮上スラ
    イダであり、前記浮上スライダが前記被集光面を有する
    構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
  21. 【請求項２１】前記レーザ光出射手段は、パルス状の前
    記レーザ光を周期的に出射し、 前記磁界印加手段は、前記記録再生ディスクに記録する
    情報に応じて変調された前記磁界を前記パルス状のレー
    ザ光の出射に同期して印加する構成の請求項１記載の記
    録再生ヘッド。
  22. 【請求項２２】前記磁界印加手段は、交互に向きが異な
    る前記磁界を印加し、 前記レーザ光出射手段は、前記記録再生ディスクに記録
    する情報に応じたタイミングで前記レーザ光を出射する
    構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
  23. 【請求項２３】磁界の印加と近接場光スポットの照射に
    よって記録再生ディスク上に記録マークを記録し、磁気
    センサにより前記記録マークからの磁界を検出する記録
    再生ヘッドを有する記録再生ディスク装置において、 前記記録再生ヘッドは、 レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、 前記レーザ光が入射される入射面、および前記入射面に
    入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有する透
    明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前
    記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レ
    ーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記光スポ
    ットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポッ
    トを照射する光学系と、 前記光スポットが形成される位置の近傍に設けられ、前
    記磁界を印加する磁界印加手段とを備え、 前記磁気センサの検出部は、前記記録マークとほぼ等し
    い形状を有することを特徴とする記録再生ディスク装
    置。
  24. 【請求項２４】同軸上に所定の間隔を有して配置された
    複数の記録再生ディスクと、磁界の印加と近接場光スポ
    ットの照射によって前記複数の記録再生ディスク上に記
    録マークを記録し、磁気センサにより前記記録マークか
    らの磁界を検出する記録再生ヘッドとを有する記録再生
    ディスク装置において、 前記記録再生ヘッドは、 レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、 前記レーザ光が入射される入射面、および前記入射面に
    入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有する透
    明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前
    記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レ
    ーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記光スポ
    ットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポッ
    トを照射する光学系と、 前記光スポットが形成される位置の近傍に設けられ、前
    記磁界を印加する磁界印加手段とを備え、 前記磁気センサの検出部は、前記記録マークとほぼ等し
    い形状を有することを特徴とする記録再生ディスク装
    置。
  25. 【請求項２５】記録再生ディスク上に記録された所定の
    曲率を有する三日月状の記録マークから磁界を検出する
    磁気センサの製造方法において、 基板に円筒面の一部をなす形状の窪みを形成し、 前記窪みに多層膜からなるスピンバルブ膜を被着して前
    記所定の曲率と同程度の曲率を有する前記磁界の検出部
    を形成することを特徴とする磁気センサの製造方法。
  26. 【請求項２６】前記窪みは、基板をエッチングすること
    によって形成される構成の請求項２５記載の磁気センサ
    の製造方法。
  27. 【請求項２７】前記窪みは、基板をフォーカストイオン
    ビームによるエッチングによって形成される構成の請求
    項２５記載の磁気センサの製造方法。
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