JP2008269757A - 近接場光ヘッド及び情報記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁気記録媒体の表面に対向する対向面を有するスライダと、対向面に向けて光束を導入させる光束導入手段と、導入された光束の光軸に対して傾いた状態で対向面から磁気記録媒体に向けて突出するように形成され、一辺を共有するように隣接配置された第1の斜面22及び第2の斜面23と、両斜面のうち一方の斜面上に形成され、絶縁膜25を間に挟んで積層された主磁極24及び補助磁極26を有する記録素子13と、両斜面のうち他方の斜面上に形成され、導入された光束を斜面との界面に沿って伝播させた後、近接場光Rとして発生させる金属膜27と、両磁極の間に記録磁界を発生させる磁界発生手段と、を備えている近接場光ヘッドを提供する。
【選択図】図5
Description
なお、近接場光発生素子は、上述した光学的微小開口によるものだけでなく、例えば、ナノメートルサイズに形成された突起部により構成しても構わない。この突起部によっても、光学的微小開口と同様に近接場光を発生させることができる。
この磁気記録ヘッドは、主に主磁極と、補助磁極と、螺旋状の導体パターンが絶縁体の内部に形成されたコイル巻線と、照射されたレーザ光から近接場光を発生させる金属散乱体と、金属散乱体に向けてレーザ光を照射する平面レーザ光源と、照射されたレーザ光を集束させるレンズとを備えている。これら各構成品は、ビームの先端に固定されたスライダの先端面に取り付けられている。
主磁極の先端には、金等からなる上記金属散乱体が取り付けられている。また、金属散乱体から離間した位置に上記平面レーザ光源が配置されると共に、該平面レーザ光源と金属散乱体との間に上記レンズが配置されている。
上述した各構成品は、スライダの先端面側から、補助磁極、コイル巻線、主磁極、金属散乱体、レンズ、平面レーザ光源の順に取り付けられている。
即ち、平面レーザ光源からレーザ光を照射させる。このレーザ光は、レンズによって集束され、金属散乱体に照射される。すると金属散乱体は、内部の自由電子がレーザ光の電場によって一様に振動させられるのでプラズモンが励起されて先端部分に近接場光を発生させる。その結果、記録媒体の磁気記録層は、近接場光によって局所的に加熱され、一時的に保磁力が低下する。
また、上記レーザ光の照射と同時に、コイル巻線の導体パターンに駆動電流を供給することで、主磁極に近接する記録媒体の磁気記録層に対して記録磁界を局所的に印加する。これにより、保磁力が一時的に低下した磁気記録層に各種の情報を記録することができる。つまり、近接場光と磁場との協働により、記録媒体への記録を行うことができる。
即ち、情報の記録に不可欠な近接場光を発生させる際に、平面レーザ光源からレンズを介して金属散乱体にレーザ光を集光させながら照射させている。ところが、主磁極の先端に金属散乱体が取り付けられているので、平面レーザ光源からレーザ光の光軸を斜めにして照射せざるを得なかった。よって、レンズ位置をうまく位置調整したとしても、レーザ光を金属散乱体に効率良く集光させることが難しいものであった。特に、記録媒体への干渉を考慮しながらレンズを配置する必要があるので半円形状のレンズを使用しているが、このことも集光効率の低下を招く要因であった。
その結果、効率良く近接場光を発生させることができず、情報の書き込みを行うことができない場合があった。
本発明に係る近接場光ヘッドは、導入された光束から近接場光を発生させて、一定方向に回転する磁気記録媒体を加熱すると共に、磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を与えて磁化反転を生じさせ情報を記録させる近接場光ヘッドであって、前記磁気記録媒体の表面に対向した状態で配置され、該表面に対向する対向面を有するスライダと、前記対向面に向けて前記光束を前記スライダ内に導入させる光束導入手段と、導入された前記光束の光軸に対して傾いた状態で前記対向面から前記磁気記録媒体に向けて突出するように前記スライダに形成され、一辺を共有するように隣接配置された第1の斜面及び第2の斜面と、前記第1の斜面及び前記第2の斜面のうち一方の斜面上に形成され、絶縁膜を間に挟んで積層された主磁極及び補助磁極を有する記録素子と、前記第1の斜面及び前記第2の斜面のうち他方の斜面上に形成され、導入された前記光束を斜面との界面に沿って伝播させた後、前記磁気記録媒体の表面に向けて前記近接場光として発生させる金属膜と、前記主磁極と前記補助磁極との間に前記記録磁界を発生させる磁界発生手段と、を備えていることを特徴とするものである。
スライダは、対向面を磁気記録媒体の表面に向けた状態で該磁気記録媒体に対して対向配置されている。このスライダには、共通の一辺を有する第1の斜面と第2の斜面とが隣接した状態で形成されている。これら両斜面は、光束導入手段で導入される光束の光軸に対して傾いた状態で磁気記録媒体に向けて突出するように形成されている。また、両斜面のうち、一方の斜面には記録磁界を発生させるための記録素子が形成されており、他方の斜面には近接場光を発生させるための金属膜が形成されている。なお記録素子は、絶縁膜を間に挟んで積層された主磁極と補助磁極とから構成されており、一方の斜面側に主磁極が位置しても構わないし、補助磁極が位置しても構わない。
つまり、近接場光と記録磁界とを協働させたハイブリッド磁気記録方式により情報の記録を行うことができる。また、垂直磁気記録方式であるので、熱揺らぎの現象を受け難く、書き込みの信頼性が高い安定した記録を行うことができる。
以下、本発明に係る近接場光ヘッド及び情報記録再生装置の第1実施形態を、図1から図7を参照して説明する。なお、本実施形態の情報記録再生装置1は、垂直記録層d2を有するディスク(磁気記録媒体)Dに対して、垂直記録方式で書き込みを行う装置である。また、本実施形態では、ディスクDが回転する空気の流れを利用して近接場光ヘッド2を浮かせた空気浮上タイプを例に挙げて説明する。
この近接場光ヘッド2は、図2から図4に示すように、ディスク面D1から所定距離Hだけ浮上した状態で配置され、ディスク面D1に対向する対向面20aを有するスライダ20と、対向面20aに向けて光信号コントローラ5からの光束Lをスライダ20内に導入させる光束導入手段21と、スライダ20に形成された第1の斜面22及び第2の斜面23と、両斜面22、23のうち一方の斜面(第1の斜面22)上に形成された記録素子13と、両斜面22、23のうち他方の斜面(第2の斜面23)上に形成された金属膜27と、記録素子13を構成する主磁極24と補助磁極26との間に記録磁界を発生させる磁界発生手段28と、ディスクDから漏れ出た磁界の大きさに応じた電気信号を出力する再生素子29と、を備えている。
また、主磁極24と補助磁極26とは、磁気回路36によって接続されている。また、磁気回路36の周囲には、該磁気回路36を中心として螺旋状に巻回されたコイル37が絶縁膜25にモールドされた状態で設けられている。よって、コイル37は、隣り合うコイル線間、磁気回路36との間、両磁極24、26との間がショートしないように隙間が空いた状態で設けられている。このコイル37は、ビーム3やキャリッジ11を介して制御部8に電気的に接続されており、該制御部8から情報に応じて変調された電流が供給されるようになっている。即ち、磁気回路36及びコイル37は、全体として電磁石を構成しており、上記磁界発生手段28として機能する。
なお本実施形態では、第2の斜面23上だけでなく、該第2の斜面23に対向する側面35b上にも金属膜27が形成されている。
なお、ディスクDの回転に伴って生じる空気流は、スライダ20の流入端側(ビーム3の基端側)から流入した後、ABSに沿って流れ、スライダ20の流出端(ビーム3の先端側)から抜けている。
基板d1としては、例えば、アルミ基板やガラス基板等である。軟磁性層d2は、高透磁率層である。中間層d3は、垂直記録層d4の結晶制御層である。垂直記録層d4は、垂直異方性磁性層となっており、例えばCoCrPt系合金が使用される。保護層d5は、垂直記録層d4を保護するためのもので、例えばDLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)膜が使用される。潤滑層d6は、例えば、フッ素系の液体潤滑材が使用される。
まず、スピンドルモータ7を駆動させてディスクDを一定方向に回転させる。次いで、アクチュエータ6を作動させて、キャリッジ11を介してビーム3をXY方向にスキャンさせる。これにより、図1に示すように、ディスクD上の所望する位置に近接場光ヘッド2を位置させることができる。この際、近接場光ヘッド2は、スライダ20の対向面20aに形成された2つの正圧パッド38によって浮上する力を受けると共に、ビーム3等によってディスクD側に所定の力で押さえ付けられる。近接場光ヘッド22は、この両者の力のバランスによって、図2に示すようにディスクD上から所定距離H離間した位置に浮上する。
光信号コントローラ5は、制御部8からの指示を受けて光束Lを光導波路4の基端側から入射させる。入射した光束Lは、光導波路4内を先端側に向かって進み、図2に示すようにミラー面4aで略90度向きを変えて光導波路4内から出射する。出射した光束Lは、レンズ39によって集束された状態でスライダ20の内部を進み、レンズ39の略真下に設けられた多面体35に入射する。つまり、光束Lは、光束導入手段21によってスライダ20の上面側から対向面20aに向かって一直線に導入される。
光束Lが金属膜27に入射すると、該金属膜27に表面プラズモンが励起される。励起された表面プラズモンは、共鳴効果によって増強されながら金属膜27の表面と第2の斜面23との界面、及び、金属膜27の表面と側面35bとの界面に沿いながらディスクDに向かって伝播する。そして、多面体35の頂部に達した時点で、図4及び図5に示すように、近接場光Rとなって外部に漏れ出す。
しかも本実施形態では、多面体35の側面を第1の斜面22及び第2の斜面23としている。このようにスライダ20の対向面20aに多面体35を形成するだけで第1の斜面22及び第2の斜面23を一度に形成できるので、両斜面22、23を高精度に位置合わせすることができる。そのため、近接場光Rの発生ポイントと記録磁界の発生ポイントとをできるだけ正確に位置合わせすることができる。従って、より確実に記録を行うことができる。
このようにスライダ20が傾いて浮上していても、最もディスクDに接近しているスライダ20の流出端側で近接場光R及び記録磁界を発生させることができるので、安定した記録を実現することができ、信頼性の向上化を図ることができる。
しかも本実施形態では、センシティブな再生素子29を最もディスクDに接近させることができる。従って、再生性能を高めることができる。
また、本実施形態の情報記録再生装置1によれば、上記近接場光ヘッド2を備えているので、書き込みの信頼性が高く、高密度記録化に対応することができ、高品質化を図ることができる。また、同時に情報記録再生装置1の小型化を図ることができる。
こうすることで、金属膜27によって発生した近接場光Rが外部に漏れ易い。そのため、より強い強度の近接場光Rを発生させることができる。そのため、ディスクDをより効率良く加熱することができ、情報の記録を容易に行うことができる。
次に、本発明に係る近接場光ヘッドの第2実施形態について、図8から図10を参照して説明する。なお、第2実施形態において第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、多面体35の異なる面に主磁極24が形成されている点である。また、図8においては、図を見易くするために、金属膜27や主磁極24等の図示を省略している。
そして、主磁極24は、第1の斜面22から流出端側の端面に亘って形成されている。また、第1実施形態と同様に、絶縁膜25を間に挟んで主磁極24上に補助磁極26が積層されていると共に、磁気回路36及びコイル37が設けられている。また、本実施形態の再生素子29は、絶縁膜41を間に挟んで補助磁極26上に積層されている。
次に、本発明に係る近接場光ヘッドの第3実施形態について、図11及び図12を参照して説明する。なお、第3実施形態において第2実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。第3実施形態と第2実施形態との異なる点は、多面体35の位置が異なる点である。また、図11においては、図を見易くするために、金属膜27や主磁極24等の図示を省略している。
次に、本発明に係る近接場光ヘッドの第4実施形態について、図13及び図14を参照して説明する。なお、第4実施形態において第2実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。第4実施形態と第2実施形態との異なる点は、多面体61が、スライダ20を浮上させるための圧力を発生させる正圧パッド38の1つを兼ねている点である。また、図13においては、図を見易くするために、金属膜27や主磁極24等の図示を省略している。
更に、本実施形態の近接場光ヘッド60は、対向面20aに形成され、回転するディスクDによって生じる空気の流れから、スライダ20をディスクD側に吸い寄せる負圧を発生させる負圧パッド(負圧発生部)62を備えている。この負圧パッド62は、正圧パッド38よりも高さの低いレール状のものであり、スライダ20の周縁に沿って形成されている。
次に、本発明に係る近接場光ヘッドの第5実施形態について、図15から図17を参照して説明する。なお、第5実施形態において第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。第5実施形態と第1実施形態との異なる点は、補助磁極26が途中で分岐して2つに枝分かれするように形成されている点である。
なお、図16においては、図を見易くするために、金属膜27や主磁極24等の図示を省略している。また、スライダ20が、ディスク面D1に対して角度θだけ傾いて浮上している場合を図示している。
即ち、補助磁極26が2つに分岐して、多面体35を間にして対向するように2つの側面(側面35a、第1の斜面22)上にそれぞれ形成されている。そのため、ディスク面D1に対向する補助磁極26の面積を、第1実施形態の場合に比べて大きな面積とすることができる。従って、補助磁極26側の磁束密度をより小さくすることができる。よって、ディスクDに記録磁界を作用させて書き込みを行う際に、軟磁性層d2から補助磁極26に戻る磁束に対して、より影響を与え難くすることができる。その結果、確実に主磁極側24でのみ記録を行うことができ、記録特性をさらに向上することができる。
次に、本発明に係る近接場光ヘッドの第6実施形態について、図18及び図19を参照して説明する。なお、第6実施形態において第2実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。第6実施形態と第2実施形態との異なる点は、多面体35の周囲を一部囲むように負圧パッド(負圧発生部)81が形成されている点である。
なお、図19においては、図を見易くするために、金属膜27や主磁極24等の図示を省略している。
D1 ディスク面(磁気記録媒体の表面)
L 光束
R 近接場光
3 ビーム
1 情報記録再生装置
2、40、50、60、70、80、90、100 近接場光ヘッド
5 光信号コントローラ(光源)
6 アクチュエータ(回転駆動部)
7 スピンドルモータ
8 制御部
13 記録素子
20 スライダ
20a スライダの対向面
21 光束導入手段
22 第1の斜面
23 第2の斜面
24 主磁極
25 絶縁膜
26 補助磁極
27 金属膜
28 磁界発生手段
29 再生素子
35、61 多面体
35c、61a 多面体の端面
38 正圧パッド(圧力発生部)
62、81 負圧パッド(負圧発生部)
Claims (11)
- 導入された光束から近接場光を発生させて、一定方向に回転する磁気記録媒体を加熱すると共に、磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を与えて磁化反転を生じさせ情報を記録させる近接場光ヘッドであって、
前記磁気記録媒体の表面に対向した状態で配置され、該表面に対向する対向面を有するスライダと、
前記対向面に向けて前記光束を前記スライダ内に導入させる光束導入手段と、
導入された前記光束の光軸に対して傾いた状態で前記対向面から前記磁気記録媒体に向けて突出するように前記スライダに形成され、一辺を共有するように隣接配置された第1の斜面及び第2の斜面と、
前記第1の斜面及び前記第2の斜面のうち一方の斜面上に形成され、絶縁膜を間に挟んで積層された主磁極及び補助磁極を有する記録素子と、
前記第1の斜面及び前記第2の斜面のうち他方の斜面上に形成され、導入された前記光束を斜面との界面に沿って伝播させた後、前記磁気記録媒体の表面に向けて前記近接場光として発生させる金属膜と、
前記主磁極と前記補助磁極との間に前記記録磁界を発生させる磁界発生手段と、を備えていることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項1に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記対向面に形成され、回転する前記磁気記録媒体によって生じる空気の流れから前記スライダを浮上させるための圧力を発生させる複数の凸状の圧力発生部を備え、
該圧力発生部は、前記第1の斜面及び前記第2の斜面の高さと略同じ高さとなるように形成されていることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項2に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記第1の斜面が、前記スライダの先端面の少なくとも一部を兼ねており、該第1の斜面上に前記記録素子が形成されていることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項1に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記対向面から前記磁気記録媒体の表面に向けて突出するように前記スライダに形成され、導入された前記光束の光軸に対して傾いた四つの側面を有する多面体と、
前記対向面に形成され、回転する前記磁気記録媒体によって生じる空気の流れから前記スライダを浮上させるための圧力を発生させる複数の凸状の圧力発生部と、を備え、
前記多面体は、前記四つの側面のうち一面が前記スライダの先端面の少なくとも一部を兼ねていると共に、前記四つの側面のうち隣接する二面が前記第1の斜面及び前記第2の斜面とされ、
前記圧力発生部は、前記多面体の高さと略同じ高さとなるように形成されていることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項4に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記スライダの先端面の少なくとも一部を兼ねている一面が前記第1の斜面とされ、該第1の斜面に前記記録素子が形成されていることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項4又は5に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記多面体の四つの側面のうち、前記第1の斜面及び前記第2の斜面とされた側面以外の残りの二面の少なくともいずれか一方には、前記金属膜が形成されていることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項4から6のいずれか1項に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記多面体は、四角錐台状に形成され、前記磁気記録媒体の表面に平行な端面を有していることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項4から7のいずれか1項に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記多面体は、前記圧力発生部の1つを兼ねていることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項2から8のいずれか1項に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記対向面に形成され、回転する前記磁気記録媒体によって生じる空気の流れから、前記スライダを前記磁気記録媒体側に吸い寄せる負圧を発生させる負圧発生部を備えていることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記磁気記録媒体から漏れ出た磁界の大きさに応じた電気信号を出力する再生素子を備えていることを特徴とする近接場光ヘッド。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の近接場光ヘッドと、
前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に移動可能とされ、該磁気記録媒体の表面に平行で且つ互いに直交する2軸回りに回動自在な状態で前記近接場光ヘッドを先端側で支持するビームと、
前記光束導入手段に対して前記光束を入射させる光源と、
前記ビームの基端側を支持すると共に、該ビームを前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に向けて移動させるアクチュエータと、
前記磁気記録媒体を前記一定方向に回転させる回転駆動部と、
前記磁界発生手段及び前記光源の作動を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置。
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