JP2007095167A - 熱アシスト磁気記録ヘッド及び磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 余分な光学素子を必要とせず、簡単な構成で薄型化を達成できる熱アシスト磁気記録ヘッド及び磁気記録装置を得る。
【解決手段】 磁気書込み素子によって磁気ディスク上に磁気ビットを記録する際、光の照射によって磁気ビットを加熱する熱アシスト磁気記録ヘッド。サスペンション１３上に、半導体レーザ２１、導波路２２、近接場光発生素子及びスライダとして機能する回折素子２４が設けられている。半導体レーザ２１から射出されたレーザ光は導波路２２を伝搬して回折素子２４に射出され、該回折素子２４で集光され、プラズモンプローブ２６を照射する。プラズモンプローブ２６から近接場光が微小領域に滲み出し、磁気ディスクの記録ビットを加熱する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、熱アシスト磁気記録ヘッド、特に、磁気記録媒体に情報を記録する際に記録箇所を光照射によって加熱するようにした熱アシスト磁気記録ヘッド及び該記録ヘッドを備えた磁気記録装置に関する。

近年、情報記録媒体として高密度記録が可能な磁気記録媒体が種々研究、開発されている。この種の磁気記録方式では記録密度が高くなると、磁気ビットが温度の影響を受けることが顕著になる。それゆえ、高い保持力を有する記録媒体が必要となるが、そのような媒体を使用すると、記録時に必要な磁界も大きくなる。記録ヘッドによって発生する磁界は飽和磁束密度によって上限が決まるが、この上限値は材料による限界値に近づいており、今後飛躍的な増大は望めないのが現状である。

そこで、記録時に記録媒体を局所的に加熱して磁気軟化を生ぜしめ、保持力が小さくなった状態で記録し、その後に自然冷却することで、記録した磁気ビットの磁化の安定性を保障する熱アシスト磁気記録方式が提案されている。

熱アシスト磁気記録方式において、記録媒体の加熱は瞬時に行うことが望ましく、また、加熱する機構と記録媒体とが接触することは許されない。そのような加熱には一般的に光の吸収による方式が用いられる。しかし、超高密度での磁気記録の場合、必要なスポット径は２０ｎｍ程度であり、伝搬光を用いた通常の光学系では回折限界により光をそのような微小スポットに集光することはできない。

そこで、非伝搬光である近接場光を用いて加熱する方式が特許文献１にて提案されている。この方式では、適当な波長のレーザ光を光学系によって集光し、数十ｎｍの大きさの金属（プラズモンプローブ）に照射して近接場光（局在プラズモン）を発生させ、該近接場光を記録ビットの加熱手段として用いる。

ところで、磁気記録方式では、狭いスペースに記録媒体を設けており、記録ヘッドが挿入される隙間は１ｍｍ以下である。しかしながら、特許文献１に記載された、熱で支援された光／磁気データ記憶装置のように、記録ヘッドの上方に光源や光学系を配置して光を照射することは実際上困難である。そこで、磁気記録方式では、非常に薄い導光手段及び集光手段が求められている。

非特許文献１には、微小開口を備えたレーザを用いて近接場光を発生させ記録ビットを加熱させる方式が開示されている。しかし、この方式では、プラズモンプローブに対してレーザを密着させて配置する必要があり、固定方法や配線が複雑で困難である。また、磁気記録ヘッドと近接場光発生手段とは近くに配置する必要があるが、レーザと記録ヘッドの物理的干渉に配慮する必要があり、発光点と照射点の距離を離すことができるという光照射の特徴が生かせない。

また、特許文献２には、反射ミラーによって集光して近接場光を発生させる例、特許文献３には、ビームスプリッタと楕円ミラーを用いて近接場光を発生させる例がそれぞれ開示されている。しかし、これらの構成では、光源からヘッド内部へ光を導くために、コリメータレンズや楕円ミラーなどの光学素子が別途必要となり、光学系として厚みが必要で、熱アシスト磁気記録方式に採用することは困難である。
シャープ技報第９１号、第２６〜３０頁 特開２００５−１１６１５５号公報 特開２０００−１４９３１７号公報 特開２０００−３５３３３６号公報

そこで、本発明の目的は、余分な光学素子を必要とせず、簡単な構成で薄型化を達成できる熱アシスト磁気記録ヘッド及び磁気記録装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、第１の発明は、熱アシスト磁気記録方式に用いられる記録ヘッドにおいて、光源と、該光源から射出された光を導波する導波部材と、該導波部材で導波された光を射出すると同時に微小スポットに集光して近接場光を発生する光学素子と、を備えたことを特徴とする。

第１の発明に係る熱アシスト磁気記録ヘッドにおいては、光源から射出された光を導波部材を用いて導波し、かつ、光学素子にて射出すると同時に微小スポットに集光して近接場光を発生させるため、他の光学素子を必要とすることなく微小な記録ビットを加熱することができる。しかも、導波部材を用いているために薄型に構成することができ、狭いスペースに配置する必要のある熱アシスト磁気記録ヘッドに最適である。

第１の発明に係る熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、光学素子は、回折格子を備えた回折素子と、光が集光される微小スポット位置にプラズモンプローブを有するスライダとして機能する透光性平板とで構成されていることが好ましい。導波部材から光を効果的に近接場光として微小領域に滲み出させることができる。そして、磁気記録媒体に近い側から順に、前記透光性平板、前記回折素子、前記導波部材が積層されている。

また、導波部材は樹脂又は石英から形成することができ、樹脂製であれば弾力性を備えているので好ましい。導波部材は、薄型化及び弾力性などの点でできるだけ薄く形成する必要があり、１００μｍ以下の厚みであることが好ましい。

第２の発明は、前記熱アシスト磁気記録ヘッドと、該記録ヘッドと前記磁気記録媒体とを相対的に移動させるための駆動機構と、を備えたことを特徴とする。

以下、本発明に係る熱アシスト磁気記録ヘッド及び磁気記録装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、図２〜図４は断面図であるが、煩雑さを避けるためにハッチングを省略している。

（熱アシスト磁気記録装置の概略構成、図１参照）
まず、図１に、本発明に係る熱アシスト磁気記録ヘッド１５を備えた磁気記録装置１０の概略構成を示す。この磁気記録装置１０は、矢印Ａ方向に回転駆動される記録媒体である磁気ディスク１に対して、サスペンション１３を支軸１１を支点として矢印Ｂ方向（トラッキング方向）に回動可能に設け、サスペンション１３にトラッキング用アクチュエータ１２を取り付けたものである。サスペンション１３上には熱アシスト磁気記録ヘッド１５が搭載されている。

前記磁気ディスク１は、磁気的情報が記録される記録層を備えた周知のものであり、好ましくは記録層の上に誘電体や半導体からなる光反射防止膜が形成されたものである。

（記録ヘッドの構成、図２及び図３参照）
磁気記録ヘッド１５において熱アシストするための光学系は、光源としての半導体レーザ２１（図１参照）と、導波路２２と、近接場光を発生させるための光学素子２３とで構成されている。また、光学素子２３は、導波路２２との接合部に回折格子（フレネルレンズ）２４ａを形成した回折素子２４と、スライダとしても機能する透光性平板２５とで構成されている。回折素子２４及び透光性平板２５は、例えば、樹脂や石英からなり、平板２５の底面にはＡｕなどの金属薄膜からなる微小構造（プラズモンプローブ）２６が形成されている。

また、磁気記録ヘッド１５には磁気書込み素子３０が設けられている。この磁気書込み素子３０は、書込みポール３１とヨーク３２を一体化し、コイル３３を備えた周知の構成からなり、コイル３３への通電により書込みポール３１に発生した磁力を該ポール３１の先端から磁気ディスク１に作用させ、磁気ビットを磁化させる。

半導体レーザ２１からは、例えば、波長７８０ｎｍのレーザ光が射出され、このレーザ光は導波路２２内を伝搬し、回折格子２４ａで磁気ディスク１側に集光され、透光性平板２５のプラズモンプローブ２６を照射する。これにて、プラズモンプローブ２６から近接場光が微小領域に滲み出し、磁気ディスク１の磁気ビットを加熱する。加熱された磁気ビットは磁気軟化を生じ、直ちに前記書込みポール３１により所定の方向に磁化される。

図３は、磁気記録ヘッド１５の斜視図である。図３においては、集光状態が理解できるように、サスペンション１３や磁気ディスク１などを透視した状態で、かつ、図２とは天地を逆にして図示している。図３に示すように、半導体レーザ２１から射出された光は導波路レンズ４０を経てコリメート光となり、回折格子２４ａによって回折され、回折素子２４及び透光性平板２５を通って、近接場光となって磁気記録ディスク１へ照射される。

なお、光学素子２３は平板２５を省略して回折素子２４のみで構成してもよい。この場合、回折素子２４の底面にプラズモンプローブ２６が形成され、回折素子２４がスライダとしても機能することになる。

また、導波路２２を短くし、半導体レーザ２１から導波路２２までを光ファイバによって導光してもよく、この構成は第２例として以下に説明する。

以上説明した熱アシスト磁気記録ヘッド１５においては、半導体レーザ２１から射出されたレーザ光を導波路２２で伝搬させ、回折素子２４で射出、集光して平板２５のプラズモンプローブ２６から近接場光として滲みださせるようにしたため、コリメータレンズやミラーといった別途光学部材を必要とすることなく、磁気記録ヘッドの薄型化に寄与し、狭いスペースに配置することができる。

（磁気記録ヘッドの第１例、図４参照）
ここで、第１例としての磁気記録ヘッド１５Ａを図４を参照して説明する。この磁気記録ヘッド１５Ａは、サスペンション１３上に、半導体レーザ２１、導波路２２を設け、導波路２２の先端部下面であってサスペンション１３の先端に回折素子２４を設けたものである。この回折素子２４はスライダとしても機能し、底面にはプラズモンプローブ２６が形成されている。

前記導波路２２は樹脂又は石英にて形成される。まず、導波路２２を樹脂にて形成する製造方法について説明する。
（１）基板に剥離層を設けた後、スピンコートで厚さ２０μｍ程度のクラッド層を形成する。
（２）クラッド層の上に、スピンコートで厚さ１〜２μｍ程度のコア層を形成する。
（３）コア層に射出用の回折格子やコリメート用の回折格子を形成する。コア層を直接エッチングしたり、回折格子材料を積層した後にフォトリソ法にてエッチングしてもよい。
（４）さらに、コア層の上に、スピンコートで厚さ２０μｍ程度のクラッド層を形成する。
（５）以上の如く形成した導波路を前記基板から剥離してフィルム状にする。
（６）フィルム状の導波路をサスペンション上に位置合わせして接着し、回折素子２４と接合する。

次に、導波路２２を石英にて形成する製造方法について説明する。
（１）基板に剥離層を設けた後、ＣＶＤ（Chemical vapor deposit）で厚さ２０μｍ程度のクラッド層を形成する。
（２）クラッド層の上に、ＣＶＤで厚さ１〜２μｍ程度のコア層を形成する。
（３）コア層に射出用の回折格子やコリメート用の回折格子を形成する。コア層を直接エッチングしたり、回折格子材料を積層した後にフォトリソ法にてエッチングしてもよい。
（４）さらに、コア層の上に、ＣＶＤで厚さ２０μｍ程度のクラッド層を形成する。
（５）以上の如く形成した導波路を前記基板から剥離してフィルム状にする。
（６）フィルム状の導波路をサスペンション上に位置合わせして接着し、回折素子２４と接合する。

次に、第２例としての磁気記録ヘッド１５Ｂを図５を参照して説明する。この磁気記録ヘッド１５Ｂにおいて、前記第１例と異なるのは、導波路２２を短くし、半導体レーザ２１から導波路２２までをサスペンション１３上に設けた光ファイバ２７にて導光するようにしたものであり、導波路２２の下面には回折素子２４が接合されている。

この第２例においても導波路２２を前記第１例と同様の製造方法によって形成し、サスペンション１３上に接着し、光ファイバ２７と結合させる。第１例の如く長尺の導波路２２を形成するのは高度の技術を要するが、導波路２２を小さなものとすれば容易に形成することができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る熱アシスト磁気記録ヘッドは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

特に、図１に示した熱アシスト磁気記録装置の基本的な構成は任意であり、また、導波路や回折素子の構成の細部も任意である。磁気記録媒体から情報を読み取るための読取り素子を設けてもよい。

本発明に係る熱アシスト磁気記録ヘッドを備えた記録装置の概略構成を示す平面図である。 本発明に係る熱アシスト磁気記録ヘッドの基本形態を示す断面図である。 前記熱アシスト磁気記録ヘッドを示す斜視図である。 本発明に係る熱アシスト磁気記録ヘッドの第１例を示す断面図である。 本発明に係る熱アシスト磁気記録ヘッドの第２例を示す断面図である。

符号の説明

１…磁気ディスク
１０…磁気記録装置
１５，１５Ａ，１５Ｂ…熱アシスト磁気記録ヘッド
２１…半導体レーザ
２２…導波路
２３…光学素子
２４…回折素子
２５…透光性平板
２６…プラズモンプローブ
２７…光ファイバ
３０…磁気書込み素子

Claims (6)

1. 熱アシスト磁気記録方式に用いられる記録ヘッドにおいて、
   光源と、
   前記光源から射出された光を導波する導波部材と、
   前記導波部材で導波された光を射出すると同時に微小スポットに集光して近接場光を発生する光学素子と、
   を備えたことを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
2. 前記光学素子は、回折格子を備えた回折素子と、光が集光される微小スポット位置にプラズモンプローブを有するスライダとして機能する透光性平板とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
3. 磁気記録媒体に近い側から順に、前記透光性平板、前記回折素子、前記導波部材が積層されていることを特徴とする請求項２に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
4. 前記導波部材は樹脂又は石英からなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
5. 前記導波部材は厚みが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録ヘッドと、該記録ヘッドと前記磁気記録媒体とを相対的に移動させるための駆動機構と、を備えたことを特徴とする磁気記録装置。

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