JP2006344343A - 磁気ヘッド、記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 スライダ内を光が伝搬する過程で発熱を少なくする。
【解決手段】 所定のNAを有し、光を集光する集光レンズ10と、少なくとも、集光レンズ10により集光された光が入射される第1の面11Aと、記録媒体2の記録面に対して、所定角度となるように斜めにカットされ、磁性素子12が配設されてなる第2の面11Bと、第1の面11Aから入射された光の焦点が結ばれ、当該焦点が結ばれる位置の近傍に所定形状の導体13が形成されてなる第3の面11Cを有する光透過率の高いスライダ11とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、磁気記録媒体に記録マークを形成する磁気ヘッド及び、当該磁気ヘッドが搭載された記録装置に関する。
近年、情報通信の急速な発達によって、磁気記録媒体の大容量化が求められており、これを実現する方法として、磁気記録媒体の平面方向における記録密度の向上を図る方法と、磁気記録媒体の垂直方向における記録密度の向上を図る方法とがある。後者は、記録層の多層化により大容量化の実現を目指すものである。
前者は、記録マークの微小化により大容量化の実現を目指すものであり、具体的には、光アシストを利用した磁気記録装置が提案されている。
光アシスト磁気記録装置は、磁気記録媒体の所定の場所にレーザ光を照射して保磁力を低減させ、当該保磁力が低減されている場所に磁気ヘッドを近接させて磁気信号を書き込む方法である。
このような光アシスト磁気記録装置によれば、微小な磁気記録マークの形成を容易にし、かつ高い保磁力で記録状態を保持できるものである。
また、光アシストを用いた磁気記録装置においては、種々の構成が提案されており、例えば、磁気浮上型のスライダ上に、磁気ヘッドと集光用のレンズとを備えた構成が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、上記文献により提案されている構成では、スライダ内をレーザ光が通過する構造であるため、磁気ヘッド内の導波路(薄膜誘電体層)の光伝送ロスが大きく、これによる発熱が問題となる。すなわち、スライダに入射した光の90パーセント以上が光伝搬過程で発熱源となるため、スライダ自体が変形してしまい、致命的な故障を引き起こす問題がある。
そこで、本発明では、当該位置合わせ制御を不要とし、光伝搬過程でほとんど熱を発生させず、かつ記録効率の良い磁気ヘッド及び当該磁気ヘッドを搭載する記録装置を提案する。
本発明に係る磁気ヘッドは、上述の課題を解決するために、磁気記録媒体の記録面にアクセスし、当該記録面に磁気記録マークを形成する磁気ヘッドにおいて、所定のNAを有し、光を集光する集光レンズと、少なくとも、集光レンズにより集光された光が入射される第1の面と、磁気記録媒体の記録面に対して、所定角度となるように斜めにカットされ、磁性素子が配設されてなる第2の面と、第1の面から入射された光の焦点が結ばれ、当該焦点が結ばれる位置に第3の面を有する光透過率の高いスライダとを備える。
本発明に係る記録装置は、上述の課題を解決するために、磁気記録媒体の記録面にアクセスし、当該記録面に磁気記録マークを形成する記録装置において、所定のNAを有し、光を集光する集光レンズと、少なくとも、集光レンズにより集光された光が入射される第1の面と、磁気記録媒体の記録面に対して、所定角度となるように斜めにカットされ、磁性素子が配設されてなる第2の面と、第1の面から入射された光の焦点が結ばれ、当該焦点が結ばれる位置に第3の面を有する光透過率の高いスライダとを有する磁気ヘッドと、集光レンズに対して、所定の波長を有する光ビームを出射する出射部と、記録する情報に基づいて所定の磁気信号を出力するように磁性素子を制御する制御部と、磁気記録媒体の記録面にアクセスするために、磁気ヘッドを駆動する駆動部と、駆動部を制御する駆動制御部とを備える。
本発明では、磁気ヘッドのスライダ内に入射した光が出射面に向かって伝搬する過程で、入射光が発熱源となる比率が極めて低く、発熱が少ないため、スライダの変形を引き起こさない。したがって、磁気ヘッド及び当該磁気ヘッドを搭載した記録装置を安定して使用することができる。
また、本発明では、スライダの磁性素子が形成されてなる側面が、磁気記録媒体に対して所定の角度θとなるように斜形に形成されてなるので、磁性素子近傍に入射光を集光することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明に係る磁気ヘッド1は、図1に示すように、所定のNAを有し、光を集光する集光レンズ10と、集光レンズ10で集光された光に基づき超微小サイズの光スポットを磁気記録媒体2に照射し、当該照射されている場所に所定方向の磁界を印加する磁性素子12を有するスライダ11とから構成される。
集光レンズ10は、波長の短い光(例えば、青色光(λ≒405nm))を集光し、開口数(NA)が、例えば、0.4以上のレンズである。
スライダ11は、集光レンズ10により集光された光が入射される第1の面11Aと、磁気記録媒体2の記録面に対して、所定角度となるように斜めにカットされ、磁性素子12が配設されてなる第2の面11Bと、第1の面11Aから入射された光の焦点が結ばれ、当該焦点が結ばれる位置の近傍に所定形状の導体13が形成されてなる第3の面11Cを有する透過率の高いスライダ11とから構成される。
ここで、第2の面11Bと磁気記録媒体2とのなす角について説明する。第2の面11Bは、図2に示すように、磁気記録媒体2とのなす角が所定の角度θとなるように形成される。また、当該角度θは、集光レンズ10のNAに依存する。例えば、集光レンズ10のNAが0.6の場合、当該角度θは60度程度となる。
スライダ11は、第2の面11Bが磁気記録媒体2に対して所定角度θ傾斜しているので、第1の面11Aに入射した光が第3の面11Cの所定の位置に集光するまでの光路を形成することができ、第3の面11Cの所定の位置に集光される光スポットSと当該第2の面11Bに配設されてなる磁性素子12との物理的な距離を近接化することができる。
したがって、本発明によれば、磁気記録媒体2の記録対象位置に光照射を行い所定温度まで昇温した直後に磁性素子12によって磁気信号の記録を行うことができる。
一方、スライダ11の第2の面11Bが垂直(磁気記録媒体とのなす角が90度)に形成されている場合には、磁性素子近傍に光スポットを集光できないため、磁気記録媒体2の記録対象位置に光照射を行い所定温度まで昇温した後、当該記録対象位置まで磁性素子を移動するのに時間がかかってしまう。したがって、この磁性素子の移動時間のために、記録対象位置の温度が下がってしまい、熱(光)アシストによる磁気記録が困難になる。ゆえに、磁性素子が配置されるスライダの第2の面が垂直に形成されている場合には、磁性素子の移動時間中も光照射により昇温された所定温度を維持できるような磁気記録媒体を選択する必要がある。
本願発明では、磁性素子12と集光される光スポット位置との距離が短いため、光スポットにより磁気記録媒体2の所定の場所を所定温度まで昇温した後、直ぐに当該昇温場所に磁性素子12によって磁界を印加することができる。したがって、磁界だけでの記録が難しい高安定・高密度の磁気記録媒体を用いても、昇温効果で通常の磁性素子を用いることにより、記録を可能にすることができる。
また、スライダ11は、例えば、剛性、硬度、加工性及び耐衝撃性等に優れており、光透過率の高いガラス、サファイア、ダイヤモンド又はABS(アクリロ−ニトリル(A)とブタジエン(B)とスチレン(S)の共重合化合物)樹脂等で形成される。また、スライダ11は、第1の面11Aと第3の面11Cとの間の厚さが、例えば、約0.35mmで形成される。
磁性素子12は、例えば、外部磁界の大きさや向きにより抵抗値が変化する、いわゆる磁気抵抗効果(MR)を利用したMR素子と、記録用磁気回路素子とから構成される。
導体13は、先端が鋭角に形成されている導電性の材料からなっており、例えば、Al,Ti,V,Cr,Nb,Mo,Pd又はSiC等である。
ここで、導体13が第3の面11Cに配置されている様子を図3(a)に示す。導体13は、導体13Aと導体13Bからなっており、導体13Aと導体13Bが、集光レンズ10によりレーザ光が集光される焦点位置Pに、数nm程度の間隔を経て鋭角同士が向き合うように配置(以下、蝶ネクタイ型配置という。)されている。このように導体13Aと導体13Bが蝶ネクタイ型配置されている場合に、当該鋭角同士が向き合う位置(焦点位置P)に垂直にレーザ光が照射されたとき、局所プラズモンにより近接場(エバネッセント)光Qが発生する。この発生した近接場光Qは、磁気記録媒体2の記録面に近接することで、磁気記録媒体2上に光の回折限界以下の超微小な光スポット(1μm以下)を形成することができる。
なお、導体13は、2つの部分から構成されていなくても良く、例えば、1つ(図3(b))で構成されていても良い。なお、このような構成であっても、レーザ光が集光される焦点位置Pに鋭角部分が位置するように適宜配置されるものとする。あるいは、局所プラズモンを発生する金属配置とする。
ここで、本発明に係る磁気ヘッド1により、超微小サイズの光スポットを磁気記録媒体2の所定箇所に形成する様子を示す。
図4に示すように、レーザ光は、集光レンズ10に垂直に入射し、集光レンズ10により集光され、当該集光された光がスライダ11の第1の面11Aに入射し、当該入射した光が第3の面11Cに集光する。そして、導体13は、第3の面11Cに集光した光から近接場光Qを生じさせ、磁気記録媒体2に微小な光スポットを形成する。第2の面11Bに形成されている磁性素子12は、当該光スポットにより照射されている場所に所定方向の磁界を印加し、所定方向及びサイズの記録マークを形成する。
また、集光レンズ10と、スライダ11とは、集光レンズ10により集光された光がスライダ11の第3の面11Cで焦点を結ぶように位置関係が決定される。
また、磁気ヘッド1は、図5に示すように、集光レンズ10がスライダ11の第1の面11Aに密着するような構成であっても良い。なお、このような構成であっても、集光レンズ10により集光された光が焦点を結ぶ位置は、第3の面11C、すなわち磁性素子12近傍となる。
このようにして、本発明に係る磁気ヘッド1は、集光レンズ10を透過した光を透過率の高いスライダ11の第1の面11Cに入射し、入射した光が第3の面11Cで集光し、導体13により近接場光が発生し、当該近接場光を磁気記録媒体2に照射し、当該近接場光が照射された場所に磁界を印加する。したがって、本発明に係る磁気ヘッド1では、スライダ11内を第1の面11Aから第3の面11Cに入射した光が伝搬する過程で、入射光が発熱源となる比率が極めて低く、発熱が少なく、熱のこもりによるスライダ11の変形を引き起こすことがなく、安定して磁気ヘッドを使用することができる。また、本発明に係る磁気ヘッド1では、スライダ11の磁性素子12が形成されてなる第2の面Bが、磁気記録媒体2に対して所定の角度θとなるように斜形に形成されているので、磁性素子12近傍に入射光を集光することができる。
また、本発明に係る磁気ヘッド1は、記録対象領域を近接場光により形成されるスポット光(φ≒1μm)サイズで照射するため、記録対象領域周辺が昇温されないため、記録効率が高い利点がある。
また、スライダ11は、図6(a)に示すように、両端が斜形になるように形成されていても良いし、また、図6(b)に示すように、円筒形になるように形成されていても良い。このような構成にすることにより、スライダ11を小規模化及び軽量化することができ、例えば、スライダ浮上量を低下することができ、高密度記録を可能にすることができる。
また、導体13は、図7に示すように、光スポットの集光部分に突起形状が向き合い、かつ、導体13同士が電気的に接続されるような形状であっても良い。導体13同士が電気的に接続されることにより、磁場発生電流路として形成され、それ自体が表面プラズモンによる光スポット収束効果を有することになる。したがって、導体13が図7に示すような形状の場合には、当該光スポット収束効果と、突起部の蝶ネクタイ型配置による収束効果によって、光スポットを急峻、すなわち光スポット径を超微小化することができる。
ここで、近接場光シミュレーションについて以下に述べる。なお、近接場光シミュレーションは、効果的に光スポットを収束し、かつ磁場発生効率を増加する、いわゆるFDTD(Finite Difference Time Domain)法を用いた。また、光源には、波長400nmの光を採用するものとする。また、本シミュレーションでは、図8に示す導体13を二つの電極A,Bで構成し、当該電極A,Bに対して光を直線偏光(x軸方向)で入射し、中心ピーク電界を1V/mとした。また、電極A,Bには強度、耐熱性の点を考慮してTiを用い、記録層CにはTbFeCoを用いた。また、電極A,Bの突起形状が向き合う間隔を5nmとし、電極A,Bの幅を100nmとし、電極A,Bと記録層Cの間隔を5nmとした。
ここで、図9に光を照射した時の記録層Cの最表面での強度(E2)分布を示す。図9から分かるように、記録層C上に電極A,Bを配置しない場合には半値幅が260nmになり、記録層C上に電極A,Bを配置した場合には半値幅が40nmになる。したがって、記録層C上に二つの電極A,Bを配置することにより、光スポットを局所的に集中することができる。
また、この二つの電極A,Bに、逆方向に100mAの電流を流したときの記録層Cの表面上での垂直方向磁界分布を図10に示す。図10から分かるように、理論上、電極A,Cの突起形状が向き合っている場所で約3kOeの磁場が印加できる。したがって、導体13同士を電気的に接続することにより、磁界の増加が期待できる。
つぎに、本発明に係る磁気ヘッドを採用した記録装置20の構成について説明する。
記録装置20は、図11に示すように、上述した磁気ヘッド1と、磁気ヘッド1の集光レンズ10に所定波長のレーザ光を照射するレーザ光出射部21と、磁性素子12を制御する制御部22と、スライダ11の駆動を行う駆動部23と、駆動部23を制御する駆動制御部24とを備える。
レーザ光出射部21は、例えば、青色光(λ≒405nm)を集光レンズ10に対して出射する出射部である。
制御部22は、磁気ヘッド1の第2の面11Bの側面に配設されてなる磁性素子12を制御し、所定方向の磁界を磁気記録媒体2に対して印加させる。
駆動部23は、駆動制御部24の制御にしたがってスライダ11を適宜駆動する。
ここで、記録装置20により磁気記録媒体2に情報を記録する際の動作について説明する。
レーザ光出射部21は、所定波長の信号を生成し、生成したレーザ光を磁気ヘッド1に出射する。レーザ光出射部21から出射されたレーザ光は、集光レンズ10に垂直に入射し、集光レンズ10により集光され、当該集光された光がスライダ11の第1の面11Aに入射し、当該入射した光が第3の面11Cに集光する。そして、導体13は、第3の面11Cに集光した光から近接場光Qを生じさせ、磁気記録媒体2に微小な光スポットを形成する。第2の面11Bに形成されている磁性素子12は、当該光スポットにより照射されている場所に所定方向の磁界を印加し、所定方向及びサイズ(微小サイズ)の記録マークを形成する。
このようにして、本発明に係る記録装置20は、レーザ光出射部21から出射されたレーザ光が集光レンズ10を介して透過率の高いスライダ11の第1の面11Aに入射し、入射した光が第3の面11Cで集光し、その後、導体13により近接場光を生じさせ、当該近接場光を磁気記録媒体2に照射し、当該照射位置に磁性素子12により所定方向に磁界を印加する磁気ヘッド1を有するので、スライダ11内を第1の面11Aから第3の面11Cに入射した光が伝搬する過程で、入射光が発熱源となる比率が極めて低く、熱のこもりによるスライダ11の変形を引き起こすことがなく、安定して装置を使用することができる。また、本発明に係る記録装置20では、スライダ11の磁性素子12が形成されてなる第2の面Bが、磁気記録媒体2に対して所定の角度θとなるように斜形に形成されているので、磁性素子12近傍に入射光を集光することができる。
また、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは勿論である。
1 磁気ヘッド、2 磁気記録媒体、10 集光レンズ、11 スライダ、12 磁性素子、20 記録装置、21 レーザ光出射部、22 制御部、23 駆動部、24 駆動制御部、P 焦点位置、Q 近接場光
Claims (10)
- 磁気記録媒体の記録面にアクセスし、当該記録面に磁気記録マークを形成する磁気ヘッドにおいて、
所定のNAを有し、光を集光する集光レンズと、
少なくとも、上記集光レンズにより集光された光が入射される第1の面と、上記磁気記録媒体の記録面に対して、所定角度となるように斜めにカットされ、磁性素子が配設されてなる第2の面と、上記第1の面から入射された光の焦点が結ばれ、当該焦点が結ばれる位置に第3の面を有する光透過率の高いスライダとを備えることを特徴とする磁気ヘッド。 - 上記集光レンズは、上記第1の面に密着して一体的に形成されることを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッド。
- 上記第3の面には、当該焦点が結ばれる位置の近傍に所定形状の導体が形成されてなることを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッド。
- 上記第3の面に形成される上記導体は、先端が鋭角に形成、又は先端に突起が形成されており、上記第1の面から入射された光が集中する位置の近傍に当該先端、又は当該突起が位置するように上記第3の面に形成されることを特徴とする請求項3記載の磁気ヘッド。
- 上記第3の面に形成される上記導体は、電気的に接続されてなる第1の部材及び第2の部材から構成されており、
上記第1の部材及び上記第2の部材は、先端が鋭角に形成、又は先端に突起が形成されており、当該先端同士が上記第1の面から入射された光が集中する位置の近傍に互いに向き合うように上記第3の面に形成されていることを特徴とする請求項3記載の磁気ヘッド。 - 磁気記録媒体の記録面にアクセスし、当該記録面に磁気記録マークを形成する記録装置において、
所定のNAを有し、光を集光する集光レンズと、少なくとも、上記集光レンズにより集光された光が入射される第1の面と、上記磁気記録媒体の記録面に対して、所定角度となるように斜めにカットされ、磁性素子が配設されてなる第2の面と、上記第1の面から入射された光の焦点が結ばれ、当該焦点が結ばれる位置に第3の面を有する光透過率の高いスライダとを有する磁気ヘッドと、
上記集光レンズに対して、所定の波長を有する光ビームを出射する出射部と、
記録する情報に基づいて所定の磁気信号を出力するように上記磁性素子を制御する制御部と、
上記磁気記録媒体の記録面にアクセスするために、上記磁気ヘッドを駆動する駆動部と、
上記駆動部を制御する駆動制御部とを備えることを特徴とする記録装置。 - 上記集光レンズは、上記第1の面に密着して一体的に形成されることを特徴とする請求項6記載の記録装置。
- 上記第3の面には、当該焦点が結ばれる位置の近傍に所定形状の導体が形成されてなることを特徴とする請求項6記載の記録装置。
- 上記第3の面に形成される上記導体は、先端が鋭角に形成、又は先端に突起が形成されており、上記第1の面から入射された光が集中する位置の近傍に当該先端又は当該突起が位置するように配設されることを特徴とする請求項8記載の記録装置。
- 上記第3の面に形成される上記導体は、電気的に接続されてなる第1の部材及び第2の部材から構成されており、
上記第1の部材及び上記第2の部材は、先端が鋭角に形成、又は先端に突起が形成されており、当該先端同士が上記第1の面から入射された光が集中する位置の近傍に互いに向き合うように上記第3の面に形成されていることを特徴とする請求項8記載の記録装置。
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JP2005240322A JP2006344343A (ja) | 2005-05-10 | 2005-08-22 | 磁気ヘッド、記録装置 |
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JP2005240322A Withdrawn JP2006344343A (ja) | 2005-05-10 | 2005-08-22 | 磁気ヘッド、記録装置 |
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