JP5841313B2 - 近接場光ヘッド及び情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
なお、近接場光発生素子は、例えば、光の波長以下のサイズに形成され、光の回折限界を超えた光学的微小開口やナノメートルサイズに形成された突起部等により構成されるものである。
この近接場光ヘッドは、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側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、この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、スライダの側面側から、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。
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。
(1)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、この磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を与えることで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配置されたスライダと;前記記録磁界を発生させる主磁極及び補助磁極を有し、前記スライダの先端面側に前記補助磁極が位置した状態で前記主磁極及び前記補助磁極が前記スライダの長手方向に並ぶように前記スライダの先端面に固定された記録素子と;他端側を前記磁気記録媒体側に向けた状態で前記主磁極に隣接して固定され、一端側から導入された前記光束を前記他端側に向けて伝播させて前記近接場光を生成すると共に、この近接場光を前記他端側から外部に発する近接場光発生素子と;前記スライダに固定され、前記一端側から前記近接場光発生素子内に前記光束を導入させる光束導入手段と;を備え、前記近接場光発生素子は、前記光束を前記一端側から前記他端側に伝播させるコアと、このコアの他端側を露出させた状態で、前記コアを内部に閉じ込めるクラッドとを有し、前記コアの他端は、前記磁気記録媒体に対する垂直方向および前記スライダの長手方向と直交する前記コアの幅方向における両端を前記クラッドで画されるとともに、前記近接場光発生素子の内部を伝播する前記光束の光軸に対して傾斜して且つ前記他端側に向かうにしたがって前記主磁極に接近する傾斜面を前記他端側に有し;前記傾斜面には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が前記両端を含む一面に亘り形成されている。
まず、スライダは、磁気記録媒体の表面に対向した状態で配置されている。そして、このスライダの先端面に主磁極及び補助磁極を有する記録素子が固定されている。この際、スライダの先端面側に補助磁極が位置し、この補助磁極に隣接して並ぶように主磁極が配置されている。さらに主磁極に隣接して近接場光発生素子が固定されている。つまり、スライダの先端面には、スライダ側から順に補助磁極、主磁極、近接場光発生素子が配置されている。また、近接場光発生素子は、近接場光が発生する他端側が磁気記録媒体側に向けた状態で固定されている。よって、光束が導入される一端側が、磁気記録媒体から離間した位置に配置されている。そして、この一端側にスライダに固定された光束導入手段が接続されている。
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。しかも、主磁極に極めて近い位置で磁気記録媒体の保磁力を低下させることができるので、記録磁界が局所的に作用する位置に加熱温度のピーク位置を入れることができる。従って、より確実に記録を行うことができると共に、高密度記録化を可能することができる。
ることができる。特に、クラッドがコアを内部に閉じ込めているので、一端側から他端側
に向けてコアの内部を伝播している光束は外部に漏れ難い。従って、導入された光束を無
駄にすることなく他端側に伝播させることができ、近接場光を効率よく発生させることが
できる。
D1 ディスク面(磁気記録媒体の表面)
L 光束
L1 レーザ光(光束)
R 近接場光
1 情報記録再生装置
2、50、60、70、80、90、95、97、100、110、120 近接場光ヘッド
3 ビーム
4 光導波路(光束導入手段)
6 アクチュエータ
7 スピンドルモータ(回転駆動部)
8 制御部
20 スライダ
21 記録素子
22、102、112、122 スポットサイズ変換器(近接場光発生素子)
23 再生素子
30 補助磁極
32 主磁極
32a 主磁極の突出部
40、101、111、121 コア
40d 傾斜面
41 クラッド
41b クラッドの溝部
42 金属膜
51 シールド膜
96 レーザ光源(光束導入手段)
以下、本発明に係る第1実施形態を、図1から図8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が回転する際の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。
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の流出端側(ビーム3の先端側)から抜けている。
このスポットサイズ変換器22は、一端側から導入された光束Lから近接場光Rを生成すると共に、生成した近接場光Rを他端側から外部に発する素子であって、図4から図8に示すように、多面体のコア40と、このコア40を内部に閉じ込めるクラッド41とから構成されており、全体として略板状に形成されている。
なお、図6は図5に示すコア40の他端側周辺の拡大図であり、図7は図4で示すスポットサイズ変換器22の他端側周辺の拡大図であり、図8は図4に示すスポットサイズ変換器22をディスクD側から見た図である。
しかも、この傾斜面40dには、近接場光Rの光強度を増強させる金属膜42が一面に亘って形成されている。このような金属膜42としては、例えば、金膜、銀膜やプラチナ膜等である。特に金膜は、酸化に強く耐久性に優れているので好ましい。
特に、コア40とクラッド41との屈折率差が大きいほど、コア40内に光束Lを閉じ込める力が大きくなるので、コア40に酸化タンタル(Ta2O5:波長が550nmのときに屈折率が2.16)を用い、クラッド41に石英等を用いて、両者の屈折率差を大きくすることがより好ましい。また、赤外領域の光束Lを利用する場合には、赤外光に対して透明な材料であるシリコン(Si:屈折率が約4)でコア40を形成することも有効である。
また、光導波路4の先端は、スポットサイズ変換器22の一端側に接続されており、光束Lをコア40内に導入している。また、光導波路4の基端側は、ビーム3及びキャリッジ11等を介して光信号コントローラ5に引き出された後、この光信号コントローラ5に接続されている。
なお、図5に示すように、光導波路4からコア40内に導入された光束Lが反射面40aの略中心に入射するように、スポットサイズ変換器22及び光導波路4の位置関係が調整されている。
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d3は、高透磁率層である。中間層d4は、垂直記録層d2の結晶制御層である。垂直記録層d2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d2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つの凸条部20b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2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。
まず、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のコア40内を先端側に向かって進み、図4に示すように、スポットサイズ変換器22の一端側からコア40内に導入される。この際光束Lは、スライダ20に対して平行な方向でコア40内に導入される。すると、導入された光束Lは、反射面40aで反射されて向きが略90度変わる。そして、向きが変わった光束Lは、ディスクD側に位置する他端側に向かって光束集光部40bで集光されながら伝播して近接場光生成部40cに入射する。
特に、主磁極32に極めて近い位置でディスクDの保磁力を低下させることができるので、記録磁界が局所的に作用する位置に加熱温度のピーク位置を入れることができる。従って、確実に記録を行うことができ、信頼性の向上化を図ることができると共に高密度記録化を図ることができる。
具体的に説明すると、スライダ20を所定の外形形状に加工した後、このスライダ20の流出端側の側面に上記半導体技術を利用して記録素子21を作りこむ。次いで、この記録素子21上に同様に半導体技術を利用して、スポットサイズ変換器22を作りこむ。そして最後に、スポットサイズ変換器22上に再生素子23を作りこめば良い。このように、スライダ20側から順々に各構成品を作りこむ途中で、スポットサイズ変換器22の製造工程を一工程追加するだけで、容易に近接場光ヘッド2を製造することができる。
次に、本発明に係る第2実施形態を、図9から図12を参照して説明する。なお、この第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、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、第1実施形態では、スポットサイズ変換器22のコア40と主磁極32とがクラッド41を間に挟んで配置されていたが、第2実施形態の近接場光ヘッド50は、コア40と主磁極32とが直接接触している点である。
なお、上述した場合において、図11及び図12に示すように、突出部32aとコア40との間に、電気的又は磁気的な繋がりのうち少なくともいずれか一方の繋がりを遮断する薄い(例えば、膜厚が数nm〜数十nm)シールド膜51を両者に密着した状態で形成しても構わない。
こうすることで、傾斜面40dに金属膜42が形成されたコア40側と主磁極32側とを、電気的或いは磁気的に絶縁させることができる。特に、コア40は他端側が尖形となるように形成されているので、シールド膜51がない場合には金属膜42と主磁極32の突出部32aとが線接触した状態となってしまう。しかしながら、両者の間にシールド膜51が形成されているので、金属膜42と主磁極32とが直接接触してしまうことを防止することができる。よって、外乱の影響を受けることなく近接場光Rと記録磁界とを設計通りに協働させることができ、ハイブリッド磁気記録方式により安定した記録を行うことができる。
次に、本発明に係る第3実施形態を、図13から図15を参照して説明する。なお、この第3実施形態においては、第2実施形態における構成要素と同一の部分については、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、第2実施形態では、金属膜42が傾斜面40dの全面に亘って形成されていたが、第3実施形態の近接場光ヘッド60は、金属膜42が傾斜面40dの一部だけに形成されている点である。
更に、近接場光Rの幅を狭くすることができるので、近接場光Rをより狭い箇所に集中して局在化させることができる。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。
次に、本発明に係る第4実施形態を、図16及び図17を参照して説明する。なお、この第4実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、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1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、スライダ20の流出端側の側面から順に、記録素子21、スポットサイズ変換器22、再生素子23が固定されていたが、第4実施形態の近接場光ヘッド70は、スライダ20の流出端側の側面から順に、再生素子23、記録素子21、スポットサイズ変換器22が固定されている点である。
ここで、浮上時のスライダ20の姿勢についてより詳細に説明すると、図17に示すように、スライダ20はディスク面D1に対して水平ではなく、僅かに傾いている。具体的には、流出端側がディスクDに接近した状態で、ディスク面D1とスライダ20のABSとのなす角度θが微小角度(例えば、1°〜5°程度)を保つように傾いている。そのため、スライダ20の流出端から流入端に向かうにつれて、ディスク面D1との距離Hが徐々に離間してしまう。つまり、スライダ20の流出端側が、最もディスク面D1に接近した状態となっている。
次に、本発明に係る第5実施形態を、図18を参照して説明する。なお、この第5実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、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、第1実施形態では、スライダ20の流出端側の側面から順に、記録素子21、スポットサイズ変換器22、再生素子23が固定されていたが、第5実施形態の近接場光ヘッド80は、再生素子23がスポットサイズ変換器22のクラッド41に埋め込まれた状態で設けられている点である。
次に、本発明に係る第6実施形態を、図19を参照して説明する。なお、この第6実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、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1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、コア40の一端側がクラッド41に形成された溝部41aを介して外部に露出されていたが、第6実施形態の近接場光ヘッド90は、コア40の一端側がクラッド41で覆われている点である。
この場合の近接場光ヘッドの一例を、図20を参照して説明する。なお、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
このように構成された近接場光ヘッド95であっても、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、このように構成した場合には、レーザ光源96が直接レーザ光L1をコア40内に導入できるので、第1実施形態では必要であった光信号コントローラ5が不要である。従って、部品点数を少なくすることができ、構成の簡略化に繋げることができる。また、この場合には、制御部8がレーザ光源96の作動を制御してレーザ光L1の入射タイミングを制御するように設計すれば良い。
この場合のレーザ光源96は、垂直に配置されるので真上からレーザ光L1を略垂直に照射して、コア40内に導入するようになっている。また、この場合には、反射面40aが不要であるので、光束集光部40bと近接場光生成部40cとでコア40を構成すれば良い。
このように構成された近接場光ヘッド97であっても、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、第2実施形態から第6実施形態において、上述したようにレーザ光源96を利用した構成としても構わない。
このように構成されたコア111であっても、導入された光束Lを一端側から他端側に向かって伝播させることができ、他端側から光強度の強い近接場光Rを発生させることができる。
このように構成された近接場光ヘッド110であっても、第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。つまり、光束集光部40bがストレート状に形成され、全体として一端側から他端側に向かって漸次絞り成形されていないコア111であっても、本発明の目的を達成することができる。
このように傾斜面40dに垂直面40fを一体的に形成することで、コア40は他端側が略ストレート状に形成され、且つ、端面40eが露出した状態となる。この場合においても、端面40eの幅だけ金属膜42が主磁極32の突出部32aから若干離れてしまうが、突出部32aの近傍に近接場光Rを発生させることができ、同様の作用効果を奏することができる。
特に、この場合には、スポットサイズ変換器22を製造する際に、端面40e側(図32において下面)を研磨加工したとしても、コア40の他端側が略ストレート状となっているので同一形状を保ったまま(コア40の他端側の開き具合を一定にしたまま)研磨加工を行える。従って、品質を保ったまま容易且つ簡便な加工を行うことができる。
また、コアとクラッドとでスポットサイズ変換器を構成する際に、このスポットサイズ変換器を中空状に設計しても構わない。この場合には、中空となった空気部分がコアとして機能し、その周囲を囲んでいる部分がクラッドとして機能する。この場合であっても、光束の伝播と近接場光の生成とを行うことができ、同様の作用効果を奏することができる。また、この場合には、クラッドの一部を傾斜させて傾斜面とすれば良い。
Claims (7)
- 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、この磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を与えることで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配置されたスライダと;
前記記録磁界を発生させる主磁極及び補助磁極を有し、前記スライダの先端面側に前記補助磁極が位置した状態で前記主磁極及び前記補助磁極が前記スライダの長手方向に並ぶように前記スライダの先端面に固定された記録素子と;
他端側を前記磁気記録媒体側に向けた状態で前記主磁極に隣接して固定され、一端側から導入された前記光束を前記他端側に向けて伝播させて前記近接場光を生成すると共に、この近接場光を前記他端側から外部に発する近接場光発生素子と;
前記スライダに固定され、前記一端側から前記近接場光発生素子内に前記光束を導入させる光束導入手段と;
を備え、
前記近接場光発生素子は、前記光束を前記一端側から前記他端側に伝播させるコアと、このコアの他端側を露出させた状態で、前記コアを内部に閉じ込めるクラッドとを有し、前記コアの他端は、前記磁気記録媒体に対する垂直方向および前記スライダの長手方向と直交する前記コアの幅方向における両端を前記クラッドで画されるとともに、前記近接場光発生素子の内部を伝播する前記光束の光軸に対して傾斜して且つ前記他端側に向かうにしたがって前記主磁極に接近する傾斜面を前記他端側に有し;
前記傾斜面には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が前記両端を含む一面に亘り形成されている;
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であって、
前記クラッドには、前記コアを前記主磁極側に露出させる溝部が形成され;
前記主磁極は、前記溝部を介して前記コアに接触する突出部を有する。 - 請求項1に記載の近接場光ヘッドであって、
前記クラッドは、前記コアの一端側を外部に露出させた状態で形成されている。 - 請求項1に記載の近接場光ヘッドであって、
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さらに備える。 - 請求項4に記載の近接場光ヘッドであって、
前記再生素子は、前記スライダと前記記録素子との間に設けられている。 - 請求項4に記載の近接場光ヘッドであって、
前記再生素子は、前記近接場光発生素子に埋め込まれている。 - 請求項1から6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前記表面に平行な方向に移動可能とされ、この磁気記録媒体の前記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;
前記ビームの基端側を支持すると共に、このビームを前記磁気記録媒体の前記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;
前記記録素子及び前記光束の入射タイミング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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