JP5334203B2 - 近接場光ヘッド及び情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、上述した記録再生ヘッドでは、記録再生時において近接場光を発生させる際に、近接場光の熱によって近接場光発生層が加熱される。この場合、主磁極と近接場光発生層とは被覆層によって被覆された状態で隣接配置されているので、近接場光発生層で発生した熱が被覆層を伝達して主磁極に到達する。すると、この熱によって主磁極の磁気特性が変化し、磁気記録性能に悪影響を与える虞がある。
本発明に係る近接場光ヘッドは、一定方向に回転する磁気記録媒体の表面に対向配置されるスライダと、前記スライダの延在方向先端側に配置され、記録磁界を発生させる記録素子と、前記記録素子に対して隣接配置され、前記磁気記録媒体側に向けて前記光束を伝播させる光束伝播素子と、を備え、前記光束伝播素子は、前記光束を反射させながら前記磁気記録媒体の方向に導くコアと、前記コアに密着して前記コアを封止するクラッドと、を有し、前記光束から近接場光を発生させて、前記磁気記録媒体を加熱するとともに、前記磁気記録媒体に対して前記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において、前記クラッドにおける前記磁気記録媒体側の端部には、前記コアと前記記録素子とが空間部を介して対向配置されるように切欠き部が形成され、前記切欠き部により露出した前記コアの露出面には、前記光束から前記磁気記録媒体側に前記近接場光を発生させる近接場光発生素子が配置され、前記露出面は、前記コア内部に前記光束が伝播することで前記空間部内に向けて膨張しうるように形成されていることを特徴とする。
そのため、記録再生時において光束伝播素子(コア)に光束が導入され、光束伝播素子が光束の熱により加熱されると、この温度変化に伴ってコアの露出面が、空間部内を記録素子側に向けて突出するように熱膨張し、近接場光発生素子が記録素子側に接近する。これにより、光束を導入した作動状態での近接場光発生素子と記録素子との間隔(空間部の間隔)は、光束を導入していない初期状態での間隔に比べて狭くなる。そのため、近接場光を記録素子に接近させた状態で発生させることができる。その結果、記録磁界が印加される場所と、近接場光により加熱される場所とが接近することにより、近接場光によって精密かつ効率的に熱アシストを行うことができ、磁気記録密度の向上を図ることができる。
一方で、記録停止時(光束の導入停止時)においては、近接場光発生素子で発生した熱が空間部内(大気)に効果的に放熱されることになる。よって、近接場光発生素子で発生した熱が記録素子側まで伝達されるのを抑制できる。また、光束の導入が停止すると、近接場光発生素子や光束伝播素子の温度が速やかに低下する。そして、この温度変化に伴って光束伝播素子が収縮することで、近接場光発生素子と記録素子との間隔(空間部の間隔)が拡大して、初期状態の間隔に復元する。よって、従来のように記録素子と近接場光発生素子との間にクラッドが介在している場合に比べて、近接場光発生素子で発生した熱が記録素子側まで伝達されるのを確実に抑制できる。これにより、熱による記録素子の磁気特性の低下を抑制できる。
この構成によれば、露出面が熱膨張することで、露出面の曲率半径は初期状態に比べて小さくなる。そのため、露出面の法線方向と近接場光発生素子の面内方向との直交部分の面積(露出面と近接場光発生素子との界面の面積)を小さくできる。これにより、露出面と近接場光発生素子との界面において近接場光をより局在化させることができるので、近接場光の光強度を高めることができ、磁気記録媒体をより効率的に加熱できる。その結果、磁気記録密度のさらなる向上を図ることができる。
この構成によれば、上記本発明の近接場光ヘッドを備えているので、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。
本発明に係る情報記録再生装置によれば、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。
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、近接場光R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ディスクDに記録再生を行う装置である(図2参照)。
図1は情報記録再生装置の構成図である。
本実施形態の情報記録再生装置1は、図1に示すように、記録再生ヘッド(近接場光ヘッド)2と、記録再生ヘッド2を支持するビーム3と、記録再生ヘッド2にレーザ光(光束)L(図2参照)を入射させる光束入射機構4と、ビーム3を移動させるアクチュエータ5と、ディスクDを一定方向に回転させるスピンドルモータ(回転駆動部)6と、上述した各構成品を総合的に制御する制御部8と、各構成品を内部に収容するハウジング9と、を備えている。
図2は記録再生ヘッドの拡大断面図であり、図3は記録再生ヘッドの流出端側の側面を拡大した断面図である。
記録再生ヘッド2は、図2,図3に示すように、レーザ光Lから生成した近接場光Rを利用して回転するディスクDに各種の情報を記録再生するヘッドである。記録再生ヘッド2は、ディスク面D1から所定距離Hだけ浮上した状態でディスクDに対向配置されたスライダ20と、ディスクDに情報を記録する記録素子21と、ディスクDに記録されている情報を再生する再生素子22と、導入されたレーザ光Lから近接場光R(図7参照)を発生させる近接場光発生素子26とを備えている。また、本実施形態の記録再生ヘッド2は、コア23とクラッド24とからなる光束伝播素子25を備えている。
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X方向基端側)から流入した後、ABS20cに沿って流れ、スライダ20の流出端側(ビーム3のX方向先端側)から抜けている。
光束伝播素子25は、図3から図5に示すように、レーザ光Lの入射側(Z方向一端側)がスライダ20の上方を向くとともに、出射側(Z方向他端側)がディスクD側を向いた状態で、記録素子21の主磁極33のX方向側に隣接して固定されている。この光束伝播素子25は、一端側から導入されたレーザ光LをディスクDに対向する他端側に伝播させるコア23と、コア23に密着するクラッド24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。
光束集光部23bは、一端側から他端側に向かう長手方向(Z方向)に直交する断面積(XY方向の断面積)が漸次減少するように絞り成形された部分であり、導入されたレーザ光Lを集光させながら他端側に向けて伝播させている。つまり、光束集光部23bに導入されたレーザ光Lのスポットサイズを、徐々に小さいサイズに絞ることができるようになっている。
近接場光生成部23gは、光束集光部23bの端部から他端側に向けてさらに絞り成形された部分である。具体的には、コア23の他端側の近傍において、内部を伝播するレーザ光Lの光軸(Z方向)に対して傾斜した状態で再生素子22に対向するように形成された傾斜面23hによって絞り成形されている。この傾斜面23hによって、コア23は他端側が尖形した状態となっている。
また、ゲルマニウムをドープした石英でコア23を形成し、石英(SiO2)でクラッド24を形成する組み合わせも考えられる。この場合には、レーザ光Lの波長が400nmのときに、コア23の屈折率が1.47より大きくなり、クラッド24の屈折率が1.47となるのでやはり好ましい組み合わせである。
特に、コア23とクラッド24との屈折率差が大きいほど、コア23内にレーザ光Lを閉じ込める力が大きくなるので、コア23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24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、赤外領域のレーザ光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23を形成することも有効である。
レーザ光源43が実装されている制御基板44は、可撓性のフラットケーブル(フレキシブル基板)45によって制御部8に接続されている。これにより制御部8は、各構成品に電気的な信号を送って総合的な制御を行っている。特にレーザ光源43は、レーザ光Lを出射するタイミングが制御部8によって制御されている。
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。
次に、このように構成された情報記録再生装置1により、ディスクDに各種の情報を記録再生する場合について以下に説明する。
まず、図1に示すように、スピンドルモータ6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5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、ディスクD上の所望する位置に記録再生ヘッド2を位置させることができる。この際、記録再生ヘッド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ともに、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。記録再生ヘッド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。
ここで、図7,図8に示すように、情報の記録を行う場合、制御部8はレーザ光源43を作動させて直線偏光のレーザ光Lを出射させるとともに、情報に応じて変調した電流をコイル34に供給して記録素子21を作動させる。
まず、レーザ光源43からレーザ光Lを光導波路42に入射させて、レーザ光Lをスライダ20側に導く。レーザ光源43から出射されたレーザ光Lは、光導波路42のコア42a内を先端(流出端)側に向かって進み、光束伝播素子25のコア23内に伝播する。コア23内に伝播したレーザ光Lは、反射面23aで略90度反射された後、光束集光部23b内を伝播する。光束集光部23bを伝播するレーザ光Lは、ディスクD側に位置する他端側に向かってコア23とクラッド24との間で全反射を繰り返しながら伝播する。特に、コア23の側面にはクラッド24が密着しているので、コア23の外部に光が漏れることはない。よって、導入されたレーザ光Lを無駄にすることなく絞りながら他端側に伝播させて、近接場光発生素子26に入射させることができる。
この際、コア23は、一端側から他端側に向かう長手方向(Z方向)に直交する断面積が漸次減少するように絞り成形されている。そのため、レーザ光Lは光束集光部23b内を伝播するにしたがって徐々に絞り込まれてスポットサイズが小さくなる。
このように、初期状態において空間部23iの間隔をd0だけ離間させた場合であっても、作動状態において近接場光発生素子26を主磁極33側まで確実に接近させることができる。このことから、光束伝播素子25(コア23)の材料を選定する場合には、上述した材料の組み合わせの中から熱膨張係数の大きい材料を選定することが好ましい。
これに対して、本実施形態では、露出部23f(近接場光発生素子26)と主磁極33との間に空間部23iが形成されているため、近接場光発生素子26で発生した熱は、大気に効果的に放熱されることになる。よって、近接場光発生素子26で発生した熱が主磁極33側まで伝達されるのを抑制できる。また、レーザ光源43が停止されると、近接場光発生素子26の温度がT1からT0へ速やかに低下する。そして、この温度変化に伴って光束伝播素子25が収縮することで、近接場光発生素子26と主磁極33との空間部23iの間隔が拡大して、初期状態の間隔d0に復元する。これにより、近接場光発生素子26で発生した熱が主磁極33側まで伝達されるのを確実に抑制できる。
この構成によれば、まず記録再生時(レーザ光Lの導入時)において、近接場光Rの熱により露出部23fが熱膨張することで、近接場光発生素子26を主磁極33に接近させることができる。これにより、近接場光Rをより主磁極33側に接近させた状態で発生させることができるので、記録磁界が印加される場所と、近接場光Rにより加熱される場所とが接近することにより、精密かつ効率的に熱アシストを行うことができ、磁気記録密度の向上を図ることができる。
その結果、近接場光Rの熱による影響を抑制するとともに、近接場光Rによって精密で効率的な熱アシストを行うことができる。また、切欠き部24cを設けるだけの簡単な構成であるため、製造コストの増加を抑制した上で、長寿命化を実現できる。
例えば、上述の実施形態では、記録再生ヘッドを浮上させた空気浮上タイプの情報記録再生装置を例に挙げて説明したが、この場合に限られず、ディスク面に対向配置されていればディスクと記録再生ヘッドとが接触していても構わない。つまり、本発明の記録再生ヘッドは、コンタクトスライダタイプの記録再生ヘッドであっても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
さらに、上述した実施形態では、記録素子21に対してスライダ20の先端側に光束伝播素子25を隣接配置した場合について説明したが、これに限らず光束伝播素子25の先端側に記録素子21を隣接配置しても構わない。
また、コア23の全体を湾曲面23cに形成する必要はなく、露出部23fのみを湾曲させたり、主磁極33に向けて突出させたりしても構わない。
また、上述した実施形態では、本発明の記録再生ヘッド2をディスクDに対して垂直な記録磁界を与える垂直磁気記録方式に採用する場合について説明したが、これに限らず、ディスクDに対して水平な記録磁界を与える面内記録方式に採用しても構わない。
Claims (3)
- 一定方向に回転する磁気記録媒体の表面に対向配置されるスライダと、
前記スライダの延在方向先端側に配置され、記録磁界を発生させる記録素子と、
前記記録素子に対して隣接配置され、前記磁気記録媒体側に向けて前記光束を伝播させる光束伝播素子と、を備え、
前記光束伝播素子は、
前記光束を反射させながら前記磁気記録媒体の方向に導くコアと、
前記コアに密着して前記コアを封止するクラッドと、を有し、
前記光束から近接場光を発生させて、前記磁気記録媒体を加熱するとともに、前記磁気記録媒体に対して前記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において、
前記クラッドにおける前記磁気記録媒体側の端部には、前記コアと前記記録素子とが空間部を介して対向配置されるように切欠き部が形成され、前記切欠き部により露出した前記コアの露出面には、前記光束から前記磁気記録媒体側に前記近接場光を発生させる近接場光発生素子が配置され、
前記露出面は、前記コア内部に前記光束が伝播することで前記空間部内に向けて膨張しう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。 - 前記露出面は、前記記録素子に向けて凸状に湾曲形成されていることを特徴とする請求項1記載の近接場光ヘッド。
- 請求項1または請求項2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、前記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、
前記光束伝播素子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ともに、前記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、
前記記録素子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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