JP2005182974A

JP2005182974A - 高密度感熱記録方式および磁気読取記録方式媒体とそのシステム

Info

Publication number: JP2005182974A
Application number: JP2004090373A
Authority: JP
Inventors: Der-Ray Huang; 黄得瑞; Po-Cheng Kuo; 郭博成; Chao-Te Lee; 李昭徳; Tzuan-Ren Jeng; 鄭尊仁
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-07-07
Also published as: TWI277069B; US20050128885A1; TW200522000A

Abstract

【課題】高密度感熱記録および磁気読取記録媒体およびシステムを提供すること。
【解決手段】本発明は、ニアフィールド光学記録方式と繊細な抗磁ヘッド読取技術とを合わせて、記録媒体の密度上昇に関する光学回析限界の制限を克服するものである。主に記録媒体の基板上に直接形成されたサブマイクロシリンドリカルレンズがあり、ニアフィールド光学レーザーが書き込み可能となり、より小さな光学スポットを生成することによって、より小さな記録ビットを提供し、記録密度を上昇させるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気光学記録システムに利用される記録媒体に関し、特に、ニアフィールド光学記録方法と精密な抗磁（ＭＲ）ヘッドの読み込み技術を合わせた、高密度感熱記録方式および磁気読取記録方式媒体するものである。

どのように記録媒体の記録密度を上昇させるかということは、記録媒体に係わる分野においては、常に重要な課題となっている。

様々なストーレッジ原理に基づく、記録媒体があるが、大きく分けて光学式記録媒体と磁気式記録媒体とに分かれる。光学式記録媒体は、光学回折限界によって制限されるものである一方、磁気式記録媒体は、超常磁性限界（super paramagnetic limitation）によって制限され、したがって記録密度を思ったように上昇させることは困難なのである。

近年、光学および超解像工学技術は、光学ディスクの分野に適用され、光学ディスク記録媒体の回析限界を克服することとなった。このニアフィールド光学技術において、回析限界よりも小さい光学スポットを獲得するために、ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）が利用可能で、これによってより小さな記録ビットを実現し、光学ディスクの記録密度を上昇させることとなった。しかしながら、対物レンズとディスクとの間のスライド距離が、レーザー光の波長よりも小さく、ニアフィールドエフェクトを引き起こす。この問題が、光学ディスクドライブシステムの設計を難しいものとしている。

例えば、米国特許第６６１４７４２号においては、ニアフィールド記録方式用のＳＩＬを利用する技術が開示されている。しかし、ＳＩＬ光学ヘッドには、複雑なスライダーが必要である。しかも、光学ヘッドとディスクとの間の距離が、約１００ｎｍに維持される必要がある。よって、採用するにあたって、事実上は非常に難しい技術といえよう。

グエラエトアルは、インテグラルニアフィールドオプティカル（ＩＮＦＯ）技術を提案し、そこで、サブマイクロシリンドリカル（sub-micro cylindrical）ＳＩＬを直接従来のＤＶＤディスク基板上に利用している。この技術は、光学スポットの寸法を縮め、光学ディスクの記録密度を上昇させることが可能である。そして、光学ヘッドと光学ディスクとの間の距離は、レーザー光の波長より小さくなるひつようは無い。したがって、従来の光学システムにおいて、光学ヘッドと光学ディスクとの間の距離が短すぎるために起こる、光学ディスクの回転中の光学ヘッドと光学ディスクとの干渉問題を解決することが可能である。ＤＶＤディスクの記録密度は、４．７ＧＢから９．４ＧＢまで上昇している。J. Guerra、 D. Vezenov, P. Sullivan、 W. Haimberger、L. Thulin、「ローフライングの無いニアフィールド光学記録方式：インテグラルニアフィールド光学媒体」、２００２年、Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 41の１８６６〜１８７５頁。

しかし、この技術が従来の磁気光学ディスクに適用されると、記録ビットは大きく縮小するものの、磁気光学記録の読取信号操作は、反射光のカーアングルを検出することによって行われる。カーエフェクトは、検出領域の縮小を小さくするものである。したがって、ディスク記録に関する磁気領域が非常に小さくなり、記録密度は非常に高くなると、反射光が弱くなり、信号が読取不能となる可能性があるので、都合のよいものではない。

一方、磁気記録媒体上の記録密度を上昇させるために、ヒデキエトアルは、１９９８年にクリアな垂直磁気領域を形成する磁気光学ディスクと非常に繊細な抗磁ヘッド（ＧＭＲヘッド）の利点を合わせる、新感熱磁気記録およびフラックスディテクション方式を発表した。H. Saga, H. Nemoto、H. Sukeda、M. Takahashi 「感熱磁気記録およびフレックスディテクションを合わせた新記録方式」、１９９９年、Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38、１８３９〜１８４０頁。記録フィルムは、従来の磁気光学マテリアルである。従来の感熱磁気記録方法を利用して信号を記録し、ＧＭＲヘッドを利用して磁気フラックスを計測し、信号を読む。しかし、従来の磁気光学マテリアルは、感熱記録および磁気記録には適していない。これは、常温での飽和磁化（Ｍｓ）が、小さ過ぎ、ＧＭＲヘッドが信号を読むのに充分な磁気フラックスを提供できないためである。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、本発明は、高密度感熱記録および磁気読取媒体およびシステムを提供し、ピップアップのヘッドのスライダー重量を下げ、そのデザインを簡単にし、ディスクの記録密度を大きく上昇させることが可能なものである。

本発明に係わる高密度感熱記録および磁気読取記録媒体およびシステムは、ＩＮＦＯ読取方式および精密な抗磁（magneto-resistance）ヘッドの読取技術を合わせ、光学回析の限界問題を克服することによって、記録媒体の密度上昇を可能とするものである。

本発明のシステムは、ニアフィールド光学レーザーと、抗磁ヘッドと、記録媒体とより構成される。記録媒体は、サブマイクロシリンドリカルＳＩＬ(sub-micro cylindrical SIL)を持ち、ニアフィールド光学レーザーが書き込み中に、光学効果が発生して、光学スポットを縮め、記録媒体がより小さな記録ビットを持ち、したがって記録密度を増大させることとなる。ニアフィールド光学レーザーが、記録媒体に接近することなく、ニアフィールド光学記録効果を達成することになる。その結果、レーザーが記録媒体に接近するために起こりうる、接触やスクラッチの問題を回避することが可能である。抗磁ヘッドがデータを読み取り、スライダーの重量も減少可能であり、スライダーのデザインも簡略化することが可能である。

これらの目的を達成するために、本発明は、ニアフィールド光学レーザーで書き込まれ、抗磁ヘッドで読取可能なデータを含む、高密度感熱記録および磁気読取記録媒体を提供する。前記媒体は、基板と、前記基板の一面に形成された記録層と、前記基板と記録層の間に形成される複数のサブマイクロシリンドリカルレンズとより成り、ニアフィールド光学レーザーが、記録層上にデータを書き込み、ニアフィールド光学効果を発生させて、光学スポットの寸法を縮め、記録層の記録密度を上昇させ、前記記録層に書き込まれたデータを抗磁ヘッドにて読取可能とすることが特徴である。そこで、前記基板は、ガラス製であっても良い。

サブマイクロシリンドリカルレンズの有効開口数が１．１より上であっても良い。サブマイクロシリンドリカルレンズは、ソリッドイマージョンレンズを利用しても良いし、ＺｎＳ、ＳｉＯ２およびＳｉＮｘのグループからマテリアルを選択しても良い。

記録層は、磁気記録フィルムとすることも可能であり、その上に位置する読取層を有することも可能である。また、記録層は、記録層の表面に対して垂直方向に磁化さても良いし、磁気光学記録層であることもできる。磁気光学記録層は、その上に読取層を有することができる。

また、上述の目的を達成するために、本発明は、基板と、基板上に形成した記録層と、基板と記録層との間に形成した複数のサブマイクロシリンドリカルレンズとを持つ、記録媒体と、記録層上にデータを記録し、ニアフィールド光学効果を発生させて、光学スポットの寸法を縮め、記録層の記録密度を上昇させるために、記録媒体の一面に配置した、ニアフィールド光学レーザーと、記録層上に書かれたデータを読み取る記録層の他方側に位置する、抗磁ヘッドとから構成する高密度感熱記録および磁気読取システムを提供する。

また、抗磁ヘッドが、ジャイアント抗磁ヘッドまたはトンネリング抗磁ヘッドの何れかを選択して利用することが可能である。

本発明の更なる特色、利点は以下の説明と図面を参照することによってより明らかになる。
図１を参照すると、本発明に係わる高密度感熱記録および磁気読取記録媒体およびシステムは、ニアフィールド光学レーザー３０と、記録媒体１０と、抗磁ヘッド２０とを含む。記録媒体１０は、基板１２と、前記基板１２の一方面に接着被覆される記録層１１とを有する。前記基板１２と記録層１１との間には、サブマイクロシリンドリカルレンズ１３がある。基板１２は、ガラスから形成することが可能である。サブマイクロシリンドリカルＳＩＬは、記録層１１全体の下側をカバーし、ニアフィールド光学レーザー３０のレーザーヘッドから発せられるレーザー光３１１が、ニアフィールド光学効果を発生させ、より小さな光学スポットを記録層１１上に形成することによって、より小さな記録ビットを形成し、記録密度を上昇させることとなる。そしてまた、従来光学ヘッドと記録媒体との距離が近過ぎていたために問題となっていた、光学ヘッドと記録媒体との接触またはスクラッチ問題を解決することになる。ここで使うマテリアルは、ＺｎＳ、ＳｉＯ_２またはＳｉＮｘであり、有効開口率が１．１より大きく設定可能である。

一方、抗磁ヘッド４０は、記録層１１上のデータを読み取るために利用されるが、読取用に特別にデザインされたスライダー２１を利用する必要はない。したがって、（図示されない）スライダーの重量を減少させることが可能である。抗磁ヘッド４０は、ＧＭＲヘッドまたはＴＭＲヘッド（Tunneling Magneto-Resistance Head）であることが可能であるが、ＴＭＲヘッドであることが好ましい。記録層１１は、磁気記録フィルムであり、常温で高飽和磁化（Ｍｓ）であり、高垂直フィルム表面保磁力（Ｈｃ）を持つ。温度が上昇すると、垂直フィルム表面保磁力は、急激に下がり、感熱磁気記録が容易になる。

データを記録するために、レーザーヘッド３１は、レーザー光３１１を発し、それが対物レンズ３２と基板１２を通過して、サブマイクロシリンドリカルレンズ１３を通じてニアフィールド光学効果を発揮し、記録層１１が磁化される。磁化方向は、図示された矢印のように、表面に対して垂直であることが好ましい。したがって、記録密度が上昇することなる。記録には、抗磁ヘッド２０が記録層１１の一面から読み取る。したがって、スライダーの重量を減少させ、スライダー２１のデザインが簡単なものとなる。

図２を参照すると、そこには本発明の第二実施例が示されている。露出した記録層１１が磨耗もしくは脱磁力の影響を受けることとなるので、読取層１４が外側に形成され、記録層１１のデータを複製し、抗磁ヘッド２０で読み取る。その他の操作や原理は、実施例１で説明した物と同じであるので詳細は省略するが、これによって記録密度の上昇と、スライダーの重量減少の効果を発生させることが可能である。

上述の好適な実施例は、本発明を説明開示する目的で記載されたものの、本発明に対して、幾つかの変形を行うことは、当業者にとって自明なものであ。ここに記載された請求項は、それらの変形を全て包含するように意図され、したがって本発明の請求の範囲の精神と範囲内にあるものと考えられるべきである。

本発明の第一実施例の略図。本発明の第二実施例の略図。

Claims

ニアフィールド光学レーザーで書き込まれ、抗磁ヘッドで読取可能なデータを含む、高密度感熱記録および磁気読取記録媒体であって、前記媒体は、
基板と、前記基板の一面に形成された記録層と、前記基板と記録層の間に形成される複数のサブマイクロシリンドリカルレンズ（sub-micro cylindrical lens）とより成り、
前記ニアフィールド光学レーザーが、記録層上にデータを書き込み、ニアフィールド光学効果を発生させて、光学スポットの寸法を縮め、記録層の記録密度を上昇させ、前記記録層に書き込まれたデータを抗磁ヘッドにて読取可能とすることを特徴とした、
高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
前記基板がガラス製であることを特徴とする、
請求項１に記載の高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
前記サブマイクロシリンドリカルレンズの有効開口数が１．１より上であることを特徴とする、
請求項１に記載の高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
前記サブシリンドリカルレンズがソリッドイマージョンレンズ（solid immersion lens）であることを特徴とする、
請求項３に記載の高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
前記サブマイクロシリンドリカルレンズが、ＺｎＳ、ＳｉＯ２およびＳｉＮｘのグループから選択したマテリアルであることを特徴とする、
請求項４に記載の高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
前記記録層が、磁気記録フィルムであることを特徴とする、
請求項１に記載の高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
前記磁気記録フィルムが、その上に位置する読取層を有することを特徴とする、
請求項６に記載の高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
前記記録層が、磁気光学記録層であることを特徴とする、
請求項１に記載の高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
前記磁気光学記録層が、その上に読取層を有することを特徴とする、
請求項８に記載の高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
前記記録層は、記録層の表面に対して垂直方向に磁化されることを特徴とする、
請求項１に記載の高密度感熱記録および磁気読取記録媒体。
基板と、基板上に形成した記録層と、基板と記録層との間に形成した複数のサブマイクロシリンドリカルレンズとを持つ、記録媒体と、
記録層上にデータを記録し、ニアフィールド光学効果を発生させて、光学スポットの寸法を縮め、記録層の記録密度を上昇させるために、記録媒体の一面に配置した、ニアフィールド光学レーザーと、
記録層上に書かれたデータを読み取る記録層の他方側に位置する、抗磁ヘッドとから構成した、
高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記基板がガラス製であることを特徴とする、
請求項１１に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記サブマイクロシリンドリカルレンズの有効開口数が、１．１より上であることを特徴とする、
請求項１１に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記サブシリンドリカルレンズが、ソリッドイマージョンレンズ（solid immersion lens）であることを特徴とする、
請求項１３に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記サブマイクロシリンドリカルレンズが、ＺｎＳ、ＳｉＯ２およびＳｉＮｘのグループから選択したマテリアルであることを特徴とする、
請求項１４に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記記録層が、磁気記録フィルムであることを特徴とする、
請求項１１に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記磁気記録フィルムが、その上に位置する読取層を有することを特徴とする、
請求項１６に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記記録層が、磁気光学記録層であることを特徴とする、
請求項１１に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記磁気光学記録層が、その上に読取層を有することを特徴とする、
請求項１８に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記記録層は、記録層の表面に対して垂直方向に磁化されることを特徴とする、
請求項１１に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。
前記抗磁ヘッドが、ジャイアント抗磁ヘッドまたはトンネリング抗磁ヘッドの何れかを選択して利用することを特徴とする、
請求項１１に記載の高密度感熱記録および磁気読取システム。