近接場光ヘッドの製造方法、近接場光ヘッド及び情報記録再生装置
【課題】設計の自由度を向上させ、近接場光発生素子と記録素子との距離や、近接場光の光強度等の条件を所望の条件に簡単に調整できる近接場光ヘッドの製造方法、近接場光ヘッド及び情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】コア形成工程は、凹部24c内に液体状のコア材50を、凹部24cとの表面張力によりコア材50の露出面が凹部24cの開口面に対して湾曲するように充填する充填工程と、コア材50を硬化させて、開口面に対して湾曲形成された湾曲面23cを有するコア23を形成する硬化工程と、を有していることを特徴とする。
【解決手段】コア形成工程は、凹部24c内に液体状のコア材50を、凹部24cとの表面張力によりコア材50の露出面が凹部24cの開口面に対して湾曲するように充填する充填工程と、コア材50を硬化させて、開口面に対して湾曲形成された湾曲面23cを有するコア23を形成する硬化工程と、を有していることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光束を集光した近接場光を利用して磁気記録媒体に各種の情報を記録再生する近接場光ヘッドの製造方法、近接場光ヘッド及び情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、コンピュータ機器におけるハードディスク等の容量増加に伴い、単一記録面内における情報の記録密度が増加している。例えば、磁気ディスクの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面記録密度を高くする必要がある。ところが、記録密度が高くなるにつれて、記録媒体上で1ビット当たりの占める記録面積が小さくなっている。このビットサイズが小さくなると、1ビットの情報が持つエネルギーが、室温の熱エネルギーに近くなり、記録した情報が熱揺らぎ等のために反転したり、消えてしまったりする等の熱減磁の問題が生じてしまう。
【0003】
一般的に用いられてきた面内記録方式では、磁化の方向が記録媒体の面内方向に向くように磁気を記録する方式であるが、この方式では上述した熱減磁による記録情報の消失等が起こり易い。そこで、このような不具合を解消するために、記録媒体に対して垂直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式に移行しつつある。この方式は、記録媒体に対して、単磁極を近づける原理で磁気情報を記録する方式である。この方式によれば、記録磁界が記録膜に対してほぼ垂直な方向を向く。垂直な磁界で記録された情報は、記録膜面内においてN極とS極とがループを作り難いため、エネルギー的に安定を保ち易い。そのため、この垂直記録方式は、面内記録方式に対して熱減磁に強くなっている。
【0004】
しかしながら、近年の記録媒体は、より大量且つ高密度情報の記録再生を行いたい等のニーズを受けて、さらなる高密度化が求められている。そのため、隣り合う磁区同士の影響や、熱揺らぎを最小限に抑えるために、保磁力の強いものが記録媒体として採用され始めている。そのため、上述した垂直記録方式であっても、記録媒体に情報を記録することが困難になっていた。
【0005】
そこで、上述した不具合を解消するために、光を集光したスポット光、若しくは、光を集光した近接場光を利用して磁区を局所的に加熱して一時的に保磁力を低下させ、その間に記録媒体への書き込みを行うハイブリッド磁気記録方式の情報記録再生装置(記録再生ヘッド)が提供されている。特に、近接場光を利用する場合には、従来の光学系において限界とされていた光の波長以下となる領域における光学情報を扱うことが可能となる。よって、従来の情報記録再生装置等を超える記録ビットの高密度化を図ることができる。
【0006】
近接場光を利用した記録再生ヘッド(近接場光ヘッド)は、主磁極及び補助磁極を有する電磁コイル素子と、光ファイバからレーザ光を受けることにより近接場光を発生させる近接場光発生層とを主に備えている(例えば、特許文献1,2参照)。これら各構成品は、被覆層によって覆われた状態で、ビームの先端に固定されたスライダの側面上に、補助磁極、主磁極、近接場光発生層の順で取り付けられている。なお、被覆層は、光ファイバから出射されたレーザ光を近接場光発生層に導くための光導波路的な役割を果たす層を含み、異なる材料で形成された層が積層された多層構造とされている。
【0007】
このように構成された記録再生ヘッドを利用する場合には、近接場光を発生させると同時に記録磁界を印加することで、記録媒体に各種の情報を記録している。すなわち、光ファイバからレーザ光を照射すると、このレーザ光が被覆層を伝播した後、近接場光発生層に達する。すると近接場光発生層は、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、レーザ光の照射と同時に、電磁コイル素子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、近接場光の熱アシスト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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2007−164935号公報
【特許文献2】特開2007−164936号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、近接場光を用いて精密、かつ効率的な熱アシストを行うためには、近接場光発生層と主磁極(電磁コイル素子)との距離や、近接場光の光強度等の条件を所望の条件に設定する必要がある。
しかしながら、従来の記録再生ヘッドでは、上述した各条件を調整することが難しく、設計の自由度が低いという問題がある。
【0010】
そこで、本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、設計の自由度を向上させ、近接場光発生素子と記録素子との距離や、近接場光の光強度等の条件を所望の条件に簡単に調整できる近接場光ヘッドの製造方法、近接場光ヘッド及び情報記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、上述した課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る近接場光ヘッドの製造方法は、一定方向に回転する磁気記録媒体側に向けて光束を伝播させる光束伝播素子と、前記光束から前記磁気記録媒体側に近接場光を発生させる近接場光発生素子と、前記磁気記録媒体に対して記録磁界を与える記録素子と、を有し、前記磁気記録媒体を前記近接場光によって加熱するとともに、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の製造方法であって、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、前記コアを挟み込むように封止する第1クラッド及び第2クラッドと、を有し、前記第1クラッドを形成する第1クラッド形成工程と、前記第1クラッドにおける前記第2クラッドが配される表面に、厚さ方向に沿って凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部内に前記コアを形成するコア形成工程と、前記凹部に形成された前記コアの露出面上に、前記近接場光発生素子を形成する近接場光発生素子形成工程と、前記コアを封止するように、前記第1クラッドの前記表面側に前記第2クラッドを積層形成する第2クラッド形成工程と、前記第2クラッドを間に挟んで前記コアの反対側に前記記録素子を配置する記録素子配置工程と、を有し、前記コア形成工程は、前記凹部内に液体状のコア材を、前記凹部との表面張力により前記コア材の露出面が前記凹部の開口面に対して湾曲するように充填する充填工程と、前記コア材を硬化させて、前記開口面に対して湾曲形成された湾曲面を有する前記コアを形成する硬化工程と、を有していることを特徴とする。
【0012】
この構成によれば、コア形成工程において、液体状のコア材を凹部内に充填することで、コア材における凹部からの露出面は凹部との表面張力により凹部の開口面に対して湾曲することになる。そして、この状態でコア材を硬化させることで、凹部の開口面に対して湾曲した湾曲面を有するコアを形成できる。この場合、コア材の表面張力によってコアの湾曲面の曲率半径が決定される。すなわち、コア上に配置される近接場光発生素子と記録素子との間の距離が湾曲面の曲率半径によって決定される。
また、コアを湾曲形成することで、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、湾曲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(湾曲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、湾曲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、磁気記録密度の向上を図ることができる。この場合、上述したようにコア材の表面張力によってコアの湾曲面の曲率半径が決定されるので、湾曲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が湾曲面の曲率半径によって決定される。すなわち、近接場光の光強度が湾曲面の曲率半径によって決定される。
このように、コア材の表面張力によって近接場光発生素子と記録素子との距離や、近接場光の光強度等の条件を製造段階で決定できるので、設計の自由度を向上させ、所望の条件の近接場光ヘッドを簡単に製造できる。
【0013】
また、前記充填工程は、前記コア材の温度を調整することで前記コア材における前記凹部との表面張力を調整する表面張力調整工程を有していることを特徴とする。
この構成によれば、コア材を硬化させる前にコア材の温度を調整することで、コア材における凹部との表面張力を調整できる。すなわち、コアの湾曲面の曲率半径を製造段階で調整して、近接場光発生素子と記録素子との距離や、近接場光の光強度等の条件を所望の条件に設定できるので、設計の自由度をより向上できる。
【0014】
また、前記表面張力調整工程では、前記コア材の前記露出面を前記開口面に対して凸状に湾曲させることを特徴とする。
この構成によれば、コア材の露出面を凹部の開口面に対して凸状に湾曲させることで、凹部から凸状に湾曲する湾曲面を有するコアを形成できる。この場合、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、近接場光発生素子と記録素子との間の距離を縮小できる。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。
また、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、湾曲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を小さくできる。これにより、湾曲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る。
【0015】
また、前記表面張力調整工程では、前記コア材の前記露出面を前記開口面に対して凹状に湾曲させることを特徴とする。
この構成によれば、コア材の露出面を凹部の開口面に対して凹状に湾曲させることで、凹部から凹状に湾曲する湾曲面を有するコアを形成できる。この場合、第2クラッド形成工程において、第2クラッドが凹部内に入り込むことになる。そのため、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、凹部の開口面から記録素子までの距離(第2クラッドの厚さ)を縮小できる。すなわち、近接場光発生素子と記録素子との距離を変化させずに、第2クラッドの厚さを薄くできる。そのため、光伝播素子の薄型化を図り、ひいては近接場光ヘッドのコンパクト化を図ることができる。
また、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、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を小さくできる。これにより、湾曲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る。
【0016】
また、本発明に係る近接場光ヘッドは、上記本発明の近接場光ヘッドの製造方法を用いて製造された記録再生ヘッドにおいて、前記湾曲面は前記開口面に対して凹状に湾曲形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、第2クラッドが凹部内に入り込むことになるので、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、凹部の開口面から記録素子までの距離(第2クラッドの厚さ)を縮小できる。すなわち、近接場光発生素子と記録素子との距離を変化させずに、第2クラッドの厚さを薄くできる。そのため、光伝播素子の薄型化を図り、ひいては近接場光ヘッドのコンパクト化を図ることができる。
【0017】
また、本発明に係る情報記録再生装置は、上記本発明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。
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。
【発明の効果】
【0018】
本発明に係る近接場光ヘッドの製造方法及び近接場光ヘッドによれば、近接場光発生素子と記録素子との距離や、近接場光の光強度等の条件を所望の条件に簡単に調整でき、精密で効率的な熱アシストを行うことができる。
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。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態における情報記録再生装置の構成図である。
【図2】第1実施形態における記録再生ヘッドの拡大断面図である。
【図3】第1実施形態における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。
【図4】図3のA矢視図である。
【図5】図3のB矢視図である。
【図6】レーザ光源の周辺を拡大した図である。
【図7】記録再生ヘッドの製造方法を示す工程図であり、図5に相当する平面図である。
【図8】記録再生ヘッドの製造方法を示す工程図であり、図5に相当する平面図である。
【図9】情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図3に相当する拡大断面図である。
【図10】第2実施形態における記録再生ヘッドの製造方法を示す工程図であり、図5に相当する平面図である。
【図11】第2実施形態における記録再生ヘッドの拡大平面図である。
【図12】第2実施形態の変形例における記録再生ヘッドの製造方法を示す工程図であり、図5に相当する平面図である。
【図13】第2実施形態の変形例における記録再生ヘッドの拡大平面図である。
【図14】第3実施形態における記録再生ヘッドの拡大断面図である。
【図15】図14のE矢視図である。
【図16】情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図14に相当する拡大断面図である。
【図17】情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図15に相当する拡大断面図である。
【図18】第3実施形態の変形例を示す図15に相当する拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
(第1実施形態)
次に、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
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、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)。
【0021】
(情報記録再生装置)
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。
【0022】
ハウジング9は、アルミニウム等の金属材料により、上面視四角形状に形成されているとともに、内側に各構成品を収容する凹部9aが形成されている。また、このハウジング9には、凹部9aの開口を塞ぐように図示しない蓋が着脱可能に固定されるようになっている。凹部9aの略中心には、スピンドルモータ6が取り付けられており、スピンドルモータ6に中心孔を嵌め込むことでディスクDが着脱自在に固定される。なお、本実施形態では、3枚のディスクDがスピンドルモータ6に固定されている場合を例に挙げて説明している。但し、ディスクDの数は3枚に限定されるものではない。
【0023】
凹部9aの隅角部には、アクチュエータ5が取り付けられている。このアクチュエータ5には、軸受10を介してキャリッジ11が取り付けられている。キャリッジ11は、例えば金属材を切削加工によって形成されたものであり、軸受10を介してアクチュエータ5に固定される基端部11aから先端に向かう部分が3枚のディスクDの上面に配置されるように3層構造となっている。つまり、キャリッジ11を側面から見た時に、E型になるように形成されている。そして、3層に分かれたキャリッジ11の各先端には、ビーム3の基端側が固定されている。よって、アクチュエータ5は、キャリッジ11を介してビーム3の基端側を支持しており、ビーム3をディスク面(磁気記録媒体の表面)D1に平行なXY方向に向けてスキャン移動させることができるようになっている。
【0024】
ビーム3は、上述したようにアクチュエータ5によってキャリッジ11とともにXY方向に移動可能とされているとともに、ディスク面D1に平行で且つ互いに直交する2軸(X軸、Y軸)回りに回動自在な状態で記録再生ヘッド2を先端側で支持している。なお、ビーム3及びキャリッジ11は、ディスクDの回転停止時にアクチュエータ5の駆動によって、ディスクD上から退避するようになっている。
【0025】
(記録再生ヘッド)
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9参照)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。
【0026】
スライダ20は、石英ガラス等の光透過性材料や、AlTiC(アルチック)等のセラミック等によって直方体状に形成されている。このスライダ20は、ディスクDに対向する対向面20aを有しており、ジンバル部30(図2参照)を介してビーム3の先端にぶら下がるように支持されている。このジンバル部30は、X軸回り及びY軸回りにのみ変位するように動きが規制された部品である。これによりスライダ20は、上述したようにディスク面D1に平行で且つ互いに直交する2軸(X軸、Y軸)回りに回動自在とされている。
【0027】
また対向面20aには、回転するディスクDによって生じた空気流の粘性から、浮上するための圧力を発生させる凸条部20bが形成されている。この凸条部20bは、長手方向(X方向)に沿って延びるように形成されており、レール状に並ぶように間隔を空けて左右(Y方向)に2つ形成されている。但し、凸条部20bはこの場合に限定されるものではなく、スライダ20をディスク面D1から離そうとする正圧とスライダ20をディスク面D1に引き付けようとする負圧とを調整して、スライダ20を最適な状態で浮上させるように設計されていれば、どのような凹凸形状でも構わない。なお、この凸条部20bの表面はABS(Air Bearing Surface)20cと呼ばれている。
【0028】
そしてスライダ20は、この2つの凸条部20bによってディスク面D1から浮上する力を受けている。一方、ビーム3はディスク面D1に垂直なZ方向に撓むようになっており、スライダ20の浮上力を吸収している。つまり、スライダ20は、浮上した際にビーム3によってディスク面D1側に押さえ付けられる力を受けている。よってスライダ20は、この両者の力のバランスによって、上述したようにディスク面D1から所定距離H離間した状態で浮上するようになっている。しかもスライダ20は、ジンバル部30によってX軸回り及びY軸回りに回動するようになっているので、常に姿勢が安定した状態で浮上するようになっている。
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。
【0029】
記録素子21は、図3に示すように、ディスクDに記録磁界を作用させて情報を記録する素子であって、スライダ20の流出端側の側面(先端面)に固定された補助磁極31と、磁気回路32を介して補助磁極31に接続され、ディスクDに対して垂直な記録磁界を補助磁極31との間で発生させる主磁極33と、磁気回路32を中心として磁気回路32の周囲を螺旋状に巻回するコイル34とを備えている。つまり、スライダ20の流出端側から順に、補助磁極31、磁気回路32、コイル34、主磁極33が並んだ状態で配置されている。
【0030】
両磁極31、33及び磁気回路32は、磁束密度が高い高飽和磁束密度(Bs)材料(例えば、CoNiFe合金、CoFe合金等)により形成されている。また、コイル34は、ショートしないように、隣り合うコイル線間、磁気回路32との間、両磁極31、33との間に隙間が空くように配置されており、この状態で絶縁体35によってモールドされている。そして、コイル34は、情報に応じて変調された電流が制御部8から供給されるようになっている。すなわち、磁気回路32及びコイル34は、全体として電磁石を構成している。なお、主磁極33及び補助磁極31は、ディスクDに対向する端面(Z方向端面)がスライダ20のABS20cと面一となるように設計されている。
【0031】
図4は図3のA矢視図であり、図5は図3のB矢視図である。
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。
【0032】
コア23は、一端側から他端側にかけて漸次絞り成形されており、レーザ光Lを内部で徐々に集光させながら伝播させることができるようになっている。具体的に、コア23は一端側から反射面23aと、光束集光部23bと、近接場光生成部23gとを有し、レーザ光Lの光軸方向から見て扇形状に形成されている。なお、本実施形態のコア23を形成する材料としては、紫外線硬化性の樹脂材料を用いることが好ましい。
【0033】
反射面23aは、後述する光導波路42から導入されたレーザ光Lを導入方向とは異なる方向に反射させるものである。本実施形態では、レーザ光Lの向きが略90度変わるように反射させている。この反射面23aによって光導波路42から導入されたレーザ光Lは、コア23内で全反射を繰り返しながら他端側に向けて伝播する。
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21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。
【0034】
なお、本実施形態では、光束集光部23b及び近接場光生成部23gが3つの側面を有するように形成されており、そのうちの1つの側面がクラッド24(基端側クラッド24a)を間に挟んで主磁極33に対向配置されるようになっている。この場合、主磁極33との対向面が主磁極33に向かって凸状に湾曲する湾曲面23cに形成され、湾曲面23cの周方向両端側から再生素子22に向かって先細る平坦面23dに形成されることで、コア23はレーザ光Lの光軸方向から見て扇形状に形成されている。そのため、図5に示すように、近接場光生成部23gの他端側で外部に露出する端面23eが扇形状に形成されている。また、この端面23eはスライダ20のABS20cと面一となるように設計されている。なお、湾曲面23cの曲率半径は、R0に形成されている。
【0035】
クラッド24は、図3,図4に示すように、コア23よりも屈折率が低い材料で形成されており、コア23の一端側と他端側の端面23eとを外部に露出させた状態でコア23の側面(湾曲面23c)に密着して、コア23を内部に封止している。具体的に、クラッド24は、コア23と記録素子21(主磁極33)との間でコア23の湾曲面23c側を覆うように形成された基端側クラッド(第2クラッド)24aと、コア23と再生素子22との間で平坦面23d側を覆うように形成された先端側クラッド(第1クラッド)24bとを備えている。このように、基端側クラッド24a及び先端側クラッド24bがコア23の側面に密着しているので、コア23とクラッド24との間に隙間が生じないようになっている。
【0036】
図5に示すように、近接場光発生素子26は、例えば金(Au)や白金(Pt)、アルミニウム(Al)等からなる金属膜であり、近接場光生成部23gの湾曲面23c上に形成されている。すなわち、近接場光発生素子26は、基端側クラッド24aを間に挟んで主磁極33に対向配置されている。近接場発光素子26は、コア23内を伝播してきたレーザ光Lから近接場光Rを発生させ、近接場光Rを光束伝播素子25の他端側とディスクDとの間に局在化させるものである。なお、本実施形態において、近接場光発生素子26と主磁極33との間の距離はd0に設定されている。
また、本実施形態のレーザ光Lの偏光方向は、ディスクDに対して平行な直線偏光となるように調整されている(図5中矢印P方向)。そのため、レーザ光Lの偏光方向は、近接場光生成部23gにレーザ光Lが達したときに、近接場光発生素子26の厚さ方向(X方向)に一致するようになっている。
【0037】
ところで、図3に示すように、スライダ20の上面(Z方向一端側)には光導波路42が固定されている。この光導波路42は、コア42aとクラッド42bとからなる2軸の導波路であり、コア42a内をレーザ光Lが伝播するようになっている。光導波路42の先端は、光束伝播素子25のコア23の一端側に接続されており、レーザ光Lを反射面23aに向けて出射させている。なお、コア42a及びクラッド42bは、上述したコア23及びクラッド24と同様の材料により構成されている。
【0038】
一方、光導波路42の基端側は、図1に示すように、ビーム3及びキャリッジ11に沿って引き出された後、レーザ光源43に接続されている。このレーザ光源43は、図1,図6に示すように、キャリッジ11の基端部11aの側面に取り付けられた制御基板44上に図示しないICチップ等の各種電子部品とともに実装されている。特にレーザ光源43は、レーザ光Lを直線偏光の状態で出射するようになっている。すなわち、レーザ光源43及び光導波路42は、記録再生ヘッド2にレーザ光Lを直線偏光の状態で入射させる光束入射機構4として機能する。なお、図6はレーザ光源の周辺を拡大した図である。
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。
【0039】
再生素子22は、ディスクDの垂直記録層d2から漏れ出ている磁界の大きさに応じて電気抵抗が変換する磁気抵抗効果膜であり、光束伝播素子25を間に挟んで記録素子21とは反対側のクラッド24(先端側クラッド24b)の表面に形成されている。この再生素子22には、図示しないリード膜等を介して制御部8からバイアス電流が供給されている。これにより制御部8は、ディスクDから漏れ出た磁界の変化を電圧の変化として検出することでき、この電圧の変化から信号の再生を行うことができるようになっている。
【0040】
なお、本実施形態のディスクDは、図2に示すように、少なくとも、ディスク面D1に垂直な方向に磁化容易軸を有する垂直記録層d2と、高透磁率材料からなる軟磁性層d3との2層で構成される垂直2層膜ディスクDを使用する。このようなディスクDとしては、例えば、基板d1上に、軟磁性層d3と、中間層d4と、垂直記録層d2と、保護層d5と、潤滑層d6とを順に成膜したものを使用する。
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。
【0041】
(記録再生ヘッドの製造方法)
次に、上述した記録再生ヘッドの製造方法について説明する。なお、以下の説明では、上述した記録再生ヘッド2のうち、主として光束伝播素子25の製造方法について説明する。図7,図8は、図5に相当する平面を示しており、記録再生ヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
まず図7(a)に示すように、再生素子22上に先端側クラッド24bを形成する(第1クラッド形成工程)。そして、先端側クラッド24bにおけるコア24の形成領域に、後に基端側クラッド24aが配される表面の厚さ方向に沿って切り込まれた凹部24cを形成する(凹部形成工程)。具体的に、凹部24cは、先端側クラッド24bのコア24形成領域にウェットエッチングや、イオンエッチング、RIE(Reactive Ion Etching)、ナノインプリント、プレス加工等を施すことで形成できる。上述のような方法を用いることで、先端側クラッド24b上にV字状の凹部24cを形成する。なお、この凹部24cは、図3に示すように、先端側クラッド24bの一端側から他端側に向かうにつれ深さが浅くなるように形成する。これにより、後に凹部24c内に形成されるコア23のXY方向の断面積が一端側から他端側に向かうにつれ絞り成形されることになる。
【0042】
次に、先端側クラッド24bの凹部24c内にコア23を形成する(コア形成工程)。
まず、図7(c)に示すように、凹部形成工程で形成された凹部24c内に例えば噴射法やスピンコート法等を用い、後にコア23となる液体状のコア材50を充填する(充填工程)。なお、上述した噴射法を用いてコア材50を充填する場合は、ノズルから凹部24c内に向けて直接コア材50を充填していく。これにより、凹部24c内のみに高精度にコア材50を充填できる。また、スピンコート法を用いてコア材50を充填する場合は、コア材50を凹部24c及び凹部24c以外の部位(先端側クラッド24bの表面)に塗布した後、再生素子22及び先端側クラッド24bを回転させることで、凹部24c以外の部位に形成されたコア材50を飛散させ、凹部24c内のみにコア材50を残存させる。これにより、製造コストを低減した上で、コア材50を凹部24c内のみに高精度に充填できる。なお、この状態でコア材50の温度はT0となっている。
【0043】
ここで、凹部24c内に充填されたコア材50の表面(凹部24cからの露出面)は、凹部24c(先端側クラッド24b)との表面張力により凹部24cの開口面(先端側クラッド24bにおける基端側クラッド24aとの対向面)から盛り上がる凸状の湾曲面(露出面)50aを有している。すなわち、凹部24c内面とコア材50との付着力をW、コア材50の温度がT0の時の表面張力をS0とすると、コア材50の分子間力A0(A0=S0cosθ0)が付着力Wよりも大きくなっている(A0>W)。この状態で、コア材50の湾曲面50aの曲率半径はR0、先端側クラッド24bの表面から湾曲面50aの突出部分の高さはh0となっている。
【0044】
次に、図7(d)に示すように、コア材50に対して紫外線を照射することで、凹部24c内に充填されたコア材50を硬化させる(硬化工程)。これにより、凹部24cの内面に倣って形成された平坦面23dと、凹部24cの開口面から凸状に湾曲した湾曲面23c(曲率半径R0、高さh0)とを有するコア23を形成できる。
【0045】
そして、図8(a)に示すように、コア23の湾曲面23c上に蒸着法等を用いてAl等からなる金属膜を形成し、パターニングすることで、近接場光生成部23gの湾曲面23c上に近接場光発生素子26を形成する。
次いで、図8(b)に示すように、コア23の湾曲面23cを被覆するように基端側クラッド24aを形成する(第2クラッド形成工程)。これにより、先端側クラッド24bと基端側クラッド24aとの内部に、コア23が密着した状態で封止された光束伝播素子25を形成できる。
【0046】
続いて、図8(c)に示すように、基端側クラッド24aを間に挟んで近接場光発生素子26に対向するように主磁極33を形成する。その後、図示しないが磁気回路32、コイル34及び補助磁極31を形成し、これらを絶縁体35によってモールドする。これにより、再生素子22上に光束伝播素子25、近接場光素子26及び記録素子21が形成される。この状態で、スライダ20の側面に記録素子21を固定することで、記録再生ヘッド2を形成できる。なお、上述した説明では、再生素子22上に記録素子21まで形成した後に、スライダ20の側面に固定する場合について説明したが、再生素子22上に光束伝播素子25までを形成する一方、スライダ20の側面に記録素子21を形成し、これらを組み合わせても構わない。
【0047】
(情報記録再生方法)
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10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。
【0048】
また、記録再生ヘッド2は、ディスクDのうねりに起因して発生する風圧を受けたとしても、ビーム3によってZ方向の変位が吸収されるとともに、ジンバル部30によってXY軸回りに変位することができるようになっているので、うねりに起因する風圧を吸収することができる。そのため、記録再生ヘッド2を安定した状態で浮上させることができる。
【0049】
図9は情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図3に相当する拡大断面図である。
ここで、図9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は光束集後部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。
【0050】
スポットサイズが小さくなったレーザ光Lは、続いて、近接場光生成部23gに入射する。すると、レーザ光Lは、露出部23fの近接場光発生素子26に入射する。これにより、近接場光発生素子26には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近接場光発生素子26とコア23(近接場光生成部23g)との界面に沿いながら、コア23の他端側に向かって伝播する。そして、他端側に達した時点で、光強度の強い近接場光Rとなって外部に漏れ出す。つまり、光束伝播素子25の他端側とディスクDとの間に近接場光Rを局在化させることができる。するとディスクDは、この近接場光Rによって局所的に加熱されて一時的に保磁力が低下する。
【0051】
ここで、コア23(近接場光生成部23g)における主磁極33との対向面は湾曲面23cに形成されている。そのため、主磁極33との対向面が平坦面に形成されている場合に比べて、レーザ光Lの偏光方向(図5中矢印P)と近接場光発生素子26の面内方向との直交部分の面積(湾曲面23cと近接場光発生素子26との界面の面積(接触面積))を小さくすることができる。これにより、湾曲面23cと近接場光発生素子26との界面において近接場光Rをより局在化させることができるので、近接場光Rの光強度を高めることができ、ディスクDをより効率的に加熱できる。
【0052】
一方、制御部8によってコイル34に電流が供給されると、電磁石の原理により電流磁界が磁気回路32内に磁界を発生させるので、主磁極33と補助磁極31との間にディスクDに対して垂直方向の記録磁界を発生させることができる。すると、主磁極33側から発生した磁束が、ディスクDの垂直記録層d2を真直ぐ通り抜けて軟磁性層d3に達する。これによって、垂直記録層d2の磁化をディスク面D1に対して垂直に向けた状態で記録を行うことができる。また、軟磁性層d3に達した磁束は、軟磁性層d3を経由して補助磁極31に戻る。この際、補助磁極31に戻るときには磁化の方向に影響を与えることはない。これは、ディスク面D1に対向する補助磁極31の面積が、主磁極33よりも大きいので磁束密度が大きく磁化を反転させるほどの力が生じないためである。つまり、主磁極33側でのみ記録を行うことができる。
【0053】
その結果、近接場光Rによる熱アシストと両磁極31、33で発生した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。しかも垂直記録方式で記録を行うので、熱揺らぎ現象等の影響を受け難く、安定した記録を行うことができる。よって、書き込みの信頼性を高めることができる。
【0054】
また、ディスクDに記録された情報を再生する場合には、ディスクDの保磁力が一時的に低下している時に、再生素子22がディスクDの垂直記録層d2から漏れ出ている磁界を受けて、その大きさに応じて電気抵抗が変化する。よって、再生素子22の電圧が変化する。これにより制御部8は、ディスクDから漏れ出た磁界の変化を電圧の変化として検出することができる。そして制御部8は、この電圧の変化から信号の再生を行うことで、ディスクDに記録されている情報の再生を行うことができる。
なお、記録再生を行わない場合には、レーザ光源43の作動を停止させる。
【0055】
したがって、本実施形態によれば、コア形成工程において、液体状のコア材50を凹部24c内に充填することで、コア材50における凹部24cからの露出面は凹部24cとの表面張力S0により凹部24cの開口面に対して湾曲することになる。
そして、この状態でコア材50を硬化させることで、凹部24cの開口面に対して湾曲した湾曲面23cを有するコア23を形成できる。この場合、コア材50の表面張力S0によってコア23の湾曲面23cの曲率半径R0が決定される。すなわち、コア23上に配置される近接場光発生素子26と記録素子21との間の距離が湾曲面23cの曲率半径によって決定される。
【0056】
これにより、コア23における主磁極33との対向面が平坦面に形成されている場合に比べて、近接場光発生素子26と主磁極33との間の距離d0を縮小できるため、近接場光Rを主磁極33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R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R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。
また、上述したようにコア23を湾曲形成することで、コア23における主磁極33との対向面が平坦面に形成されている場合に比べて、近接場光Rの光強度を高めることができ、ディスクDをより効率的に加熱できる。その結果、磁気記録密度の向上を図ることができる。この場合、上述したようにコア材50の表面張力S0によってコア23の湾曲面23cの曲率半径R0が決定されるので、レーザ光Lの偏光方向(図5中矢印P)と近接場光発生素子26の面内方向との直交部分の面積が湾曲面23cの曲率半径R0によって決定される。すなわち、近接場光Rの光強度が湾曲面23cの曲率半径によって決定される。
【0057】
このように、コア材50の表面張力S0によって近接場光発生素子26と主磁極33との距離d0や、近接場光Rの光強度等の条件を製造段階で決定できるので、設計の自由度を向上させ、所望の条件の記録再生ヘッド2を簡単に製造できる。そのため、精密で効率的な熱アシストを行うことができる。
そして、本発明の情報記録再生装置1は、上述した記録再生ヘッド2を備えているので、情報の記録再生を正確且つ高密度に行うことができ、高品質化を図ることができる。
【0058】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図10は、第2実施形態におけるコア形成工程を説明するための工程図である。本実施形態では、上述したコア形成工程において、湾曲面23cの曲率半径を調整する方法について説明する。そのため、以下の説明では、コア形成工程を主に説明し、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。なお、図中鎖線Cは、温度T0におけるコア材50の湾曲面50aを示している。
図10に示すように、充填工程の終了後、コア材50を冷却して、第1実施形態のコア材50の温度T0よりも低い温度T1に調整する(T0>T1)。これにより、コア材50の表面張力S1が温度T0の場合の表面張力S0よりも大きくなり(S1>S0)、コア材50が凹部24cの開口面から大きく盛り上がる。すなわち、コア材50における温度T1の場合の分子間力A1は、温度T0の場合の分子間力A0よりも大きくなる(A1>A0)ため、コア材50の分子間力A1(A1=S1cosθ1)が付着力Wよりもさらに大きくなる(A1>W)。その結果、湾曲面50aの曲率半径R1が第1実施形態の曲率半径R0よりも小さくなるとともに(R0>R1)、湾曲面50aの高さh1も高くなる(h0<h1)。
【0059】
そして、コア材50の温度をT1に保持した状態でコア材50を硬化した後、上述した第1実施形態と同様の工程を経ることで、図11に示すように、曲率半径R1及び高さh1の湾曲面23cを有する記録再生ヘッド100を形成できる。
【0060】
この構成によれば、コア材50を硬化させる前にコア材50の温度を調整することで、コア材50と凹部24cとの表面張力を調整できる。すなわち、コア23の湾曲面23cの曲率半径や高さを製造段階で調整できるので、近接場光発生素子26と主磁極33との距離や、近接場光Rの光強度等の条件を所望の条件に設定できる。その結果、設計の自由度を向上できる。
ここで、上述したように第1実施形態に比べて湾曲面23cの高さh1を高くすることで、第1実施形態に比べて近接場光発生素子26を主磁極33に接近させることができる(図11中距離d1)ので、より精密かつ効率的に熱アシストを行うことができる。
また、湾曲面23cの曲率半径も小さくすることができるので、第1実施形態に比べてレーザ光Lの偏光方向と近接場光発生素子26の面内方向との直交部分の面積をより小さくできる。これにより、湾曲面23cと近接場光発生素子26との界面において近接場光Rをより局在化させることができるので、近接場光Rの光強度を高めることができ、ディスクDをより効率的に加熱できる。
【0061】
(変形例)
図12は、第2実施形態の変形例におけるコア形成工程を説明するための工程図である。上述した第2実施形態では、表面張力調整工程において、コア材50の分子間力A1を大きくするために、コア材50を冷却する方法について説明したが、コア材50を加熱して分子間力A2を小さくすることも可能である。
具体的には、図12に示すように、充填工程の終了後、ホットプレートやオーブン等の加熱装置に再生素子22ごと搬送し、コア材50の温度を第1実施形態のコア材50の温度T0より高い温度T2に調整する(T2>T0)。これにより、コア材50の表面張力S2が温度T0の場合の表面張力S0よりも小さくなり(S0>S2)、コア材50が凹部24cの開口面から窪むように凹状に湾曲する。すなわち、コア材50における温度T2の場合の分子間力A2は、温度T0の場合の分子間力A0よりも小さくなる(A0>A2)ため、コア材50の分子間力A2(A2=S2cosθ2)が付着力Wよりも小さくなる(A2<W)。この場合、湾曲面50aの曲率半径がR2になるとともに、湾曲面50aの高さ(先端側クラッド24bの表面からの深さ)がh2となる。
【0062】
そして、コア材50の温度をT2に保持した状態でコア材50を硬化した後、上述した第1実施形態と同様の工程を経ることで、図13に示すように、曲率半径R2及び高さh2の湾曲面23cを有する記録再生ヘッド150を形成できる。
【0063】
この構成によれば、上述した第2実施形態と同様の効果を奏するとともに、湾曲面23cが先端側クラッド24bの表面に対して凹状に形成されているので、基端側クラッド24aの形成工程において、基端側クラッド24aが凹部24c内(コア23の湾曲面23cの内側)に入り込むことになる。そのため、コア23を平坦面に形成する場合に比べて、凹部24cの開口面から主磁極33までの距離(基端側クラッド24aの厚さ)を縮小できる。すなわち、近接場光発生素子26と主磁極33との距離d0を変化させずに、基端側クラッド23aの厚さを薄くできる。そのため、記録再生ヘッド150のX方向における長さを短縮して、小型化を図ることができる。
また、近接場光発生素子26との対向面が湾曲面23cとなるため、上述した実施形態と同様に、湾曲面23cと近接場光発生素子26との界面において近接場光Rをより局在化させ、近接場光Rの光強度を高めることができる。
【0064】
(第3実施形態)
(記録再生ヘッド)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図14は第3実施形態における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り、図15は図14のE矢視図である。第3実施形態では、近接場光発生素子26と主磁極33との間に空間部を設ける点で上述した第1実施形態と相違している。
図14,図15に示すように、本実施形態の記録再生ヘッド200は、光束伝播素子25における基端側クラッド24aの他端側(スライダ20のABS20c側)の端面から一端側に向けて刳り貫かれた切欠き部24dが形成されている。この切欠き部24dは、スライダ20の幅方向(図15中Y方向)中央部、すなわちコア23の湾曲面23cと主磁極33とが対向する領域において、基端側クラッド24aの他端側の端面から近接場光生成部23gのZ方向における長さと同等の深さで形成されている。これにより、光束伝播素子25の他端側において、近接場光発生素子26と主磁極33との間に空間部51が形成されるとともに、近接場光生成部23gの湾曲面23c(近接場光発生素子26)が切欠き部24d内に向けて露出する露出部23fが形成される。この場合、近接場光発生素子26と主磁極33とは、X方向において間隔d0を挟んで対向配置されることになる。
【0065】
なお、本実施形態の記録再生ヘッドを製造する場合には、上述した第2クラッド形成工程において、近接場光発生素子26を露出させるように基端側クラッド24aをパターニングすればよい。
【0066】
(情報記録再生方法)
次に、本実施形態の記録再生ヘッドを用いた記録再生方法について説明する。図16,図17は情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図16は図14に相当する拡大断面図、図17は図15に相当する拡大平面図である。なお、以下の説明では、記録再生時における空間部51の作用について主に説明する。
図16,図17に示すように、光束伝播素子25(コア23)にレーザ光Lが導入されると、近接場光発生素子26や光束伝播素子25はレーザ光Lの熱により加熱される。すると、この温度変化に伴って露出部23fは、主磁極33側に向けて突出するように熱膨張し、近接場光発生素子26を主磁極33側に接近させるようになっている。これにより、レーザ光Lを導入した作動状態での近接場光発生素子26と主磁極33との間の間隔d3は、レーザ光Lを導入していない初期状態での間隔d0に比べて狭くなる。そのため、近接場光Rをより主磁極33に接近させた状態で発生させることができる。
【0067】
また、露出部23fは湾曲面23cに形成されているため、露出部23fが熱膨張することで、露出部23fの曲率半径R3は初期状態の露出部23fの曲率半径R0に比べて小さくなる(R0>R3)。そのため、レーザ光Lの偏光方向(図17中矢印P)と近接場光発生素子26の面内方向との直交部分の面積(露出部23fと近接場光発生素子26との界面の面積(接触面積))を小さくすることができる。これにより、露出部23fと近接場光発生素子26との界面において近接場光Rをより局在化させることができるので、近接場光Rの光強度を高めることができ、ディスクDをより効率的に加熱できる。
【0068】
ところで、近接場光発生素子26が主磁極33の近傍に配置され続けると、近接場光R発生時の熱によって主磁極33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。
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51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、大気に効率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。
【0069】
このように、本実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様の効果を奏するとともに、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。この場合、ディスクD上において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ので、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。
【0070】
一方で、記録再生停止時(レーザ光Lの未導入時)において、近接場光発生素子26で発生した熱は空間部51内(大気)へ効率的に放熱されることで、近接場光発生素子26の温度が速やかに低下し、露出部23fが収縮する。これにより、近接場光発生素子26が主磁極33から間隔d0まで離間するので、近接場光発生素子26の熱が主磁極33側まで伝達されるのを抑制できる。これにより、熱による主磁極33の磁気特性の低下を抑制して、長寿命化を実現できる。
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24d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。
【0071】
(変形例)
なお、図18に示すように、上述した第2実施形態の変形例における凹状の湾曲面23cを有する記録再生ヘッド250に切欠き部を設けても構わない。
この場合には、露出部23fが予め先端側クラッド24bに対して凹状に形成されているので、上述した第2実施形態の変形例と同様に近接場光発生素子26と主磁極33との距離d0を変化させずに、基端側クラッド23aの厚さを薄くできる。そのため、記録再生ヘッド250のX方向における長さを短縮して、小型化を図ることができる。
【0072】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
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。
【0073】
また、第3実施形態において、コア23の全体を湾曲面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、上述した実施形態において、コア23に入射するレーザ光Lの光強度を制御することで、コア23の温度を調整でき、コア23(露出部23f)の熱膨張程度を調整することも可能である。これにより、記録再生時における近接場光発生素子26と主磁極33との間隔d1をコントロールすることが可能である。すなわち、記録の都合により、近接場光発生素子26を自由自在に主磁極33に接近させることができるので、主磁極33に対して所望の位置で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。また、光強度の制御のみの簡単な構造であるため、コスト増の抑制を図った上で、長寿命化を実現できる。
【0074】
光束伝播素子25のコア23が一端側から他端側に向けて漸次絞り成形されている場合を例に挙げたが、この場合に限られず、ストレートに形成されていても構わない。また、コア23とクラッド24とをそれぞれ異なる材料で一体的に形成した光束伝播素子25を例に挙げたが、中空状に形成しても構わない。この場合には、中空となった空気部分がコアとなり、その周囲を囲んでいる部分がクラッドとなる。このように構成された光束伝播素子であっても、レーザ光Lを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。
【0075】
また、上述した実施形態では、再生素子22側から光伝播素子を形成する場合について説明したが、これに限らず、記録素子21側から形成しても構わない。この場合には、記録素子21の主磁極33上に基端側クラッド(第1クラッド)を形成し、この基端側クラッドに凹部を形成する。そして、この凹部内にコア材を充填することで、再生素子側に湾曲面を有するコアを形成できる。その後、先端側クラッド(第2クラッド)及び近接場光発生素子を形成し、先端側クラッド上に再生素子22を形成する。
この構成においても、近接場光発生素子の形成面を湾曲面に形成できるので、光強度の高い近接場光を発生させることができる。
【0076】
さらに、上述した実施形態では、光伝播素子に樹脂材料を用いた場合について説明したが、これに限らず、石英や酸化タンタルシリコン等を用いても構わない。
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。
【符号の説明】
【0077】
1…情報記録再生装置 2,100,150,200,250…記録再生ヘッド(近接場光ヘッド) 3…ビーム 5…アクチュエータ 6…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 23…コア 24…クラッド 24a…基端側クラッド(第2クラッド) 24b…先端側クラッド(第1クラッド) 24c…凹部 24d…切欠き部 25…光束伝播素子 26…近接場光発生素子 43…レーザ光源(光源) 50…コア材 50a…湾曲面(露出面) D…ディスク(磁気記録媒体)
【技術分野】
【0001】
本発明は、光束を集光した近接場光を利用して磁気記録媒体に各種の情報を記録再生する近接場光ヘッドの製造方法、近接場光ヘッド及び情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、コンピュータ機器におけるハードディスク等の容量増加に伴い、単一記録面内における情報の記録密度が増加している。例えば、磁気ディスクの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面記録密度を高くする必要がある。ところが、記録密度が高くなるにつれて、記録媒体上で1ビット当たりの占める記録面積が小さくなっている。このビットサイズが小さくなると、1ビットの情報が持つエネルギーが、室温の熱エネルギーに近くなり、記録した情報が熱揺らぎ等のために反転したり、消えてしまったりする等の熱減磁の問題が生じてしまう。
【0003】
一般的に用いられてきた面内記録方式では、磁化の方向が記録媒体の面内方向に向くように磁気を記録する方式であるが、この方式では上述した熱減磁による記録情報の消失等が起こり易い。そこで、このような不具合を解消するために、記録媒体に対して垂直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式に移行しつつある。この方式は、記録媒体に対して、単磁極を近づける原理で磁気情報を記録する方式である。この方式によれば、記録磁界が記録膜に対してほぼ垂直な方向を向く。垂直な磁界で記録された情報は、記録膜面内においてN極とS極とがループを作り難いため、エネルギー的に安定を保ち易い。そのため、この垂直記録方式は、面内記録方式に対して熱減磁に強くなっている。
【0004】
しかしながら、近年の記録媒体は、より大量且つ高密度情報の記録再生を行いたい等のニーズを受けて、さらなる高密度化が求められている。そのため、隣り合う磁区同士の影響や、熱揺らぎを最小限に抑えるために、保磁力の強いものが記録媒体として採用され始めている。そのため、上述した垂直記録方式であっても、記録媒体に情報を記録することが困難になっていた。
【0005】
そこで、上述した不具合を解消するために、光を集光したスポット光、若しくは、光を集光した近接場光を利用して磁区を局所的に加熱して一時的に保磁力を低下させ、その間に記録媒体への書き込みを行うハイブリッド磁気記録方式の情報記録再生装置(記録再生ヘッド)が提供されている。特に、近接場光を利用する場合には、従来の光学系において限界とされていた光の波長以下となる領域における光学情報を扱うことが可能となる。よって、従来の情報記録再生装置等を超える記録ビットの高密度化を図ることができる。
【0006】
近接場光を利用した記録再生ヘッド(近接場光ヘッド)は、主磁極及び補助磁極を有する電磁コイル素子と、光ファイバからレーザ光を受けることにより近接場光を発生させる近接場光発生層とを主に備えている(例えば、特許文献1,2参照)。これら各構成品は、被覆層によって覆われた状態で、ビームの先端に固定されたスライダの側面上に、補助磁極、主磁極、近接場光発生層の順で取り付けられている。なお、被覆層は、光ファイバから出射されたレーザ光を近接場光発生層に導くための光導波路的な役割を果たす層を含み、異なる材料で形成された層が積層された多層構造とされている。
【0007】
このように構成された記録再生ヘッドを利用する場合には、近接場光を発生させると同時に記録磁界を印加することで、記録媒体に各種の情報を記録している。すなわち、光ファイバからレーザ光を照射すると、このレーザ光が被覆層を伝播した後、近接場光発生層に達する。すると近接場光発生層は、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、レーザ光の照射と同時に、電磁コイル素子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、近接場光の熱アシスト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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2007−164935号公報
【特許文献2】特開2007−164936号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、近接場光を用いて精密、かつ効率的な熱アシストを行うためには、近接場光発生層と主磁極(電磁コイル素子)との距離や、近接場光の光強度等の条件を所望の条件に設定する必要がある。
しかしながら、従来の記録再生ヘッドでは、上述した各条件を調整することが難しく、設計の自由度が低いという問題がある。
【0010】
そこで、本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、設計の自由度を向上させ、近接場光発生素子と記録素子との距離や、近接場光の光強度等の条件を所望の条件に簡単に調整できる近接場光ヘッドの製造方法、近接場光ヘッド及び情報記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、上述した課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る近接場光ヘッドの製造方法は、一定方向に回転する磁気記録媒体側に向けて光束を伝播させる光束伝播素子と、前記光束から前記磁気記録媒体側に近接場光を発生させる近接場光発生素子と、前記磁気記録媒体に対して記録磁界を与える記録素子と、を有し、前記磁気記録媒体を前記近接場光によって加熱するとともに、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の製造方法であって、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、前記コアを挟み込むように封止する第1クラッド及び第2クラッドと、を有し、前記第1クラッドを形成する第1クラッド形成工程と、前記第1クラッドにおける前記第2クラッドが配される表面に、厚さ方向に沿って凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部内に前記コアを形成するコア形成工程と、前記凹部に形成された前記コアの露出面上に、前記近接場光発生素子を形成する近接場光発生素子形成工程と、前記コアを封止するように、前記第1クラッドの前記表面側に前記第2クラッドを積層形成する第2クラッド形成工程と、前記第2クラッドを間に挟んで前記コアの反対側に前記記録素子を配置する記録素子配置工程と、を有し、前記コア形成工程は、前記凹部内に液体状のコア材を、前記凹部との表面張力により前記コア材の露出面が前記凹部の開口面に対して湾曲するように充填する充填工程と、前記コア材を硬化させて、前記開口面に対して湾曲形成された湾曲面を有する前記コアを形成する硬化工程と、を有していることを特徴とする。
【0012】
この構成によれば、コア形成工程において、液体状のコア材を凹部内に充填することで、コア材における凹部からの露出面は凹部との表面張力により凹部の開口面に対して湾曲することになる。そして、この状態でコア材を硬化させることで、凹部の開口面に対して湾曲した湾曲面を有するコアを形成できる。この場合、コア材の表面張力によってコアの湾曲面の曲率半径が決定される。すなわち、コア上に配置される近接場光発生素子と記録素子との間の距離が湾曲面の曲率半径によって決定される。
また、コアを湾曲形成することで、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、湾曲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(湾曲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、湾曲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、磁気記録密度の向上を図ることができる。この場合、上述したようにコア材の表面張力によってコアの湾曲面の曲率半径が決定されるので、湾曲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が湾曲面の曲率半径によって決定される。すなわち、近接場光の光強度が湾曲面の曲率半径によって決定される。
このように、コア材の表面張力によって近接場光発生素子と記録素子との距離や、近接場光の光強度等の条件を製造段階で決定できるので、設計の自由度を向上させ、所望の条件の近接場光ヘッドを簡単に製造できる。
【0013】
また、前記充填工程は、前記コア材の温度を調整することで前記コア材における前記凹部との表面張力を調整する表面張力調整工程を有していることを特徴とする。
この構成によれば、コア材を硬化させる前にコア材の温度を調整することで、コア材における凹部との表面張力を調整できる。すなわち、コアの湾曲面の曲率半径を製造段階で調整して、近接場光発生素子と記録素子との距離や、近接場光の光強度等の条件を所望の条件に設定できるので、設計の自由度をより向上できる。
【0014】
また、前記表面張力調整工程では、前記コア材の前記露出面を前記開口面に対して凸状に湾曲させることを特徴とする。
この構成によれば、コア材の露出面を凹部の開口面に対して凸状に湾曲させることで、凹部から凸状に湾曲する湾曲面を有するコアを形成できる。この場合、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、近接場光発生素子と記録素子との間の距離を縮小できる。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。
また、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、湾曲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を小さくできる。これにより、湾曲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る。
【0015】
また、前記表面張力調整工程では、前記コア材の前記露出面を前記開口面に対して凹状に湾曲させることを特徴とする。
この構成によれば、コア材の露出面を凹部の開口面に対して凹状に湾曲させることで、凹部から凹状に湾曲する湾曲面を有するコアを形成できる。この場合、第2クラッド形成工程において、第2クラッドが凹部内に入り込むことになる。そのため、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、凹部の開口面から記録素子までの距離(第2クラッドの厚さ)を縮小できる。すなわち、近接場光発生素子と記録素子との距離を変化させずに、第2クラッドの厚さを薄くできる。そのため、光伝播素子の薄型化を図り、ひいては近接場光ヘッドのコンパクト化を図ることができる。
また、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、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を小さくできる。これにより、湾曲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る。
【0016】
また、本発明に係る近接場光ヘッドは、上記本発明の近接場光ヘッドの製造方法を用いて製造された記録再生ヘッドにおいて、前記湾曲面は前記開口面に対して凹状に湾曲形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、第2クラッドが凹部内に入り込むことになるので、コアを凹部の開口面と面一に形成する場合に比べて、凹部の開口面から記録素子までの距離(第2クラッドの厚さ)を縮小できる。すなわち、近接場光発生素子と記録素子との距離を変化させずに、第2クラッドの厚さを薄くできる。そのため、光伝播素子の薄型化を図り、ひいては近接場光ヘッドのコンパクト化を図ることができる。
【0017】
また、本発明に係る情報記録再生装置は、上記本発明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。
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。
【発明の効果】
【0018】
本発明に係る近接場光ヘッドの製造方法及び近接場光ヘッドによれば、近接場光発生素子と記録素子との距離や、近接場光の光強度等の条件を所望の条件に簡単に調整でき、精密で効率的な熱アシストを行うことができる。
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。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態における情報記録再生装置の構成図である。
【図2】第1実施形態における記録再生ヘッドの拡大断面図である。
【図3】第1実施形態における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。
【図4】図3のA矢視図である。
【図5】図3のB矢視図である。
【図6】レーザ光源の周辺を拡大した図である。
【図7】記録再生ヘッドの製造方法を示す工程図であり、図5に相当する平面図である。
【図8】記録再生ヘッドの製造方法を示す工程図であり、図5に相当する平面図である。
【図9】情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図3に相当する拡大断面図である。
【図10】第2実施形態における記録再生ヘッドの製造方法を示す工程図であり、図5に相当する平面図である。
【図11】第2実施形態における記録再生ヘッドの拡大平面図である。
【図12】第2実施形態の変形例における記録再生ヘッドの製造方法を示す工程図であり、図5に相当する平面図である。
【図13】第2実施形態の変形例における記録再生ヘッドの拡大平面図である。
【図14】第3実施形態における記録再生ヘッドの拡大断面図である。
【図15】図14のE矢視図である。
【図16】情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図14に相当する拡大断面図である。
【図17】情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図15に相当する拡大断面図である。
【図18】第3実施形態の変形例を示す図15に相当する拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
(第1実施形態)
次に、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
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、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)。
【0021】
(情報記録再生装置)
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。
【0022】
ハウジング9は、アルミニウム等の金属材料により、上面視四角形状に形成されているとともに、内側に各構成品を収容する凹部9aが形成されている。また、このハウジング9には、凹部9aの開口を塞ぐように図示しない蓋が着脱可能に固定されるようになっている。凹部9aの略中心には、スピンドルモータ6が取り付けられており、スピンドルモータ6に中心孔を嵌め込むことでディスクDが着脱自在に固定される。なお、本実施形態では、3枚のディスクDがスピンドルモータ6に固定されている場合を例に挙げて説明している。但し、ディスクDの数は3枚に限定されるものではない。
【0023】
凹部9aの隅角部には、アクチュエータ5が取り付けられている。このアクチュエータ5には、軸受10を介してキャリッジ11が取り付けられている。キャリッジ11は、例えば金属材を切削加工によって形成されたものであり、軸受10を介してアクチュエータ5に固定される基端部11aから先端に向かう部分が3枚のディスクDの上面に配置されるように3層構造となっている。つまり、キャリッジ11を側面から見た時に、E型になるように形成されている。そして、3層に分かれたキャリッジ11の各先端には、ビーム3の基端側が固定されている。よって、アクチュエータ5は、キャリッジ11を介してビーム3の基端側を支持しており、ビーム3をディスク面(磁気記録媒体の表面)D1に平行なXY方向に向けてスキャン移動させることができるようになっている。
【0024】
ビーム3は、上述したようにアクチュエータ5によってキャリッジ11とともにXY方向に移動可能とされているとともに、ディスク面D1に平行で且つ互いに直交する2軸(X軸、Y軸)回りに回動自在な状態で記録再生ヘッド2を先端側で支持している。なお、ビーム3及びキャリッジ11は、ディスクDの回転停止時にアクチュエータ5の駆動によって、ディスクD上から退避するようになっている。
【0025】
(記録再生ヘッド)
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9参照)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。
【0026】
スライダ20は、石英ガラス等の光透過性材料や、AlTiC(アルチック)等のセラミック等によって直方体状に形成されている。このスライダ20は、ディスクDに対向する対向面20aを有しており、ジンバル部30(図2参照)を介してビーム3の先端にぶら下がるように支持されている。このジンバル部30は、X軸回り及びY軸回りにのみ変位するように動きが規制された部品である。これによりスライダ20は、上述したようにディスク面D1に平行で且つ互いに直交する2軸(X軸、Y軸)回りに回動自在とされている。
【0027】
また対向面20aには、回転するディスクDによって生じた空気流の粘性から、浮上するための圧力を発生させる凸条部20bが形成されている。この凸条部20bは、長手方向(X方向)に沿って延びるように形成されており、レール状に並ぶように間隔を空けて左右(Y方向)に2つ形成されている。但し、凸条部20bはこの場合に限定されるものではなく、スライダ20をディスク面D1から離そうとする正圧とスライダ20をディスク面D1に引き付けようとする負圧とを調整して、スライダ20を最適な状態で浮上させるように設計されていれば、どのような凹凸形状でも構わない。なお、この凸条部20bの表面はABS(Air Bearing Surface)20cと呼ばれている。
【0028】
そしてスライダ20は、この2つの凸条部20bによってディスク面D1から浮上する力を受けている。一方、ビーム3はディスク面D1に垂直なZ方向に撓むようになっており、スライダ20の浮上力を吸収している。つまり、スライダ20は、浮上した際にビーム3によってディスク面D1側に押さえ付けられる力を受けている。よってスライダ20は、この両者の力のバランスによって、上述したようにディスク面D1から所定距離H離間した状態で浮上するようになっている。しかもスライダ20は、ジンバル部30によってX軸回り及びY軸回りに回動するようになっているので、常に姿勢が安定した状態で浮上するようになっている。
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。
【0029】
記録素子21は、図3に示すように、ディスクDに記録磁界を作用させて情報を記録する素子であって、スライダ20の流出端側の側面(先端面)に固定された補助磁極31と、磁気回路32を介して補助磁極31に接続され、ディスクDに対して垂直な記録磁界を補助磁極31との間で発生させる主磁極33と、磁気回路32を中心として磁気回路32の周囲を螺旋状に巻回するコイル34とを備えている。つまり、スライダ20の流出端側から順に、補助磁極31、磁気回路32、コイル34、主磁極33が並んだ状態で配置されている。
【0030】
両磁極31、33及び磁気回路32は、磁束密度が高い高飽和磁束密度(Bs)材料(例えば、CoNiFe合金、CoFe合金等)により形成されている。また、コイル34は、ショートしないように、隣り合うコイル線間、磁気回路32との間、両磁極31、33との間に隙間が空くように配置されており、この状態で絶縁体35によってモールドされている。そして、コイル34は、情報に応じて変調された電流が制御部8から供給されるようになっている。すなわち、磁気回路32及びコイル34は、全体として電磁石を構成している。なお、主磁極33及び補助磁極31は、ディスクDに対向する端面(Z方向端面)がスライダ20のABS20cと面一となるように設計されている。
【0031】
図4は図3のA矢視図であり、図5は図3のB矢視図である。
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。
【0032】
コア23は、一端側から他端側にかけて漸次絞り成形されており、レーザ光Lを内部で徐々に集光させながら伝播させることができるようになっている。具体的に、コア23は一端側から反射面23aと、光束集光部23bと、近接場光生成部23gとを有し、レーザ光Lの光軸方向から見て扇形状に形成されている。なお、本実施形態のコア23を形成する材料としては、紫外線硬化性の樹脂材料を用いることが好ましい。
【0033】
反射面23aは、後述する光導波路42から導入されたレーザ光Lを導入方向とは異なる方向に反射させるものである。本実施形態では、レーザ光Lの向きが略90度変わるように反射させている。この反射面23aによって光導波路42から導入されたレーザ光Lは、コア23内で全反射を繰り返しながら他端側に向けて伝播する。
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21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。
【0034】
なお、本実施形態では、光束集光部23b及び近接場光生成部23gが3つの側面を有するように形成されており、そのうちの1つの側面がクラッド24(基端側クラッド24a)を間に挟んで主磁極33に対向配置されるようになっている。この場合、主磁極33との対向面が主磁極33に向かって凸状に湾曲する湾曲面23cに形成され、湾曲面23cの周方向両端側から再生素子22に向かって先細る平坦面23dに形成されることで、コア23はレーザ光Lの光軸方向から見て扇形状に形成されている。そのため、図5に示すように、近接場光生成部23gの他端側で外部に露出する端面23eが扇形状に形成されている。また、この端面23eはスライダ20のABS20cと面一となるように設計されている。なお、湾曲面23cの曲率半径は、R0に形成されている。
【0035】
クラッド24は、図3,図4に示すように、コア23よりも屈折率が低い材料で形成されており、コア23の一端側と他端側の端面23eとを外部に露出させた状態でコア23の側面(湾曲面23c)に密着して、コア23を内部に封止している。具体的に、クラッド24は、コア23と記録素子21(主磁極33)との間でコア23の湾曲面23c側を覆うように形成された基端側クラッド(第2クラッド)24aと、コア23と再生素子22との間で平坦面23d側を覆うように形成された先端側クラッド(第1クラッド)24bとを備えている。このように、基端側クラッド24a及び先端側クラッド24bがコア23の側面に密着しているので、コア23とクラッド24との間に隙間が生じないようになっている。
【0036】
図5に示すように、近接場光発生素子26は、例えば金(Au)や白金(Pt)、アルミニウム(Al)等からなる金属膜であり、近接場光生成部23gの湾曲面23c上に形成されている。すなわち、近接場光発生素子26は、基端側クラッド24aを間に挟んで主磁極33に対向配置されている。近接場発光素子26は、コア23内を伝播してきたレーザ光Lから近接場光Rを発生させ、近接場光Rを光束伝播素子25の他端側とディスクDとの間に局在化させるものである。なお、本実施形態において、近接場光発生素子26と主磁極33との間の距離はd0に設定されている。
また、本実施形態のレーザ光Lの偏光方向は、ディスクDに対して平行な直線偏光となるように調整されている(図5中矢印P方向)。そのため、レーザ光Lの偏光方向は、近接場光生成部23gにレーザ光Lが達したときに、近接場光発生素子26の厚さ方向(X方向)に一致するようになっている。
【0037】
ところで、図3に示すように、スライダ20の上面(Z方向一端側)には光導波路42が固定されている。この光導波路42は、コア42aとクラッド42bとからなる2軸の導波路であり、コア42a内をレーザ光Lが伝播するようになっている。光導波路42の先端は、光束伝播素子25のコア23の一端側に接続されており、レーザ光Lを反射面23aに向けて出射させている。なお、コア42a及びクラッド42bは、上述したコア23及びクラッド24と同様の材料により構成されている。
【0038】
一方、光導波路42の基端側は、図1に示すように、ビーム3及びキャリッジ11に沿って引き出された後、レーザ光源43に接続されている。このレーザ光源43は、図1,図6に示すように、キャリッジ11の基端部11aの側面に取り付けられた制御基板44上に図示しないICチップ等の各種電子部品とともに実装されている。特にレーザ光源43は、レーザ光Lを直線偏光の状態で出射するようになっている。すなわち、レーザ光源43及び光導波路42は、記録再生ヘッド2にレーザ光Lを直線偏光の状態で入射させる光束入射機構4として機能する。なお、図6はレーザ光源の周辺を拡大した図である。
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。
【0039】
再生素子22は、ディスクDの垂直記録層d2から漏れ出ている磁界の大きさに応じて電気抵抗が変換する磁気抵抗効果膜であり、光束伝播素子25を間に挟んで記録素子21とは反対側のクラッド24(先端側クラッド24b)の表面に形成されている。この再生素子22には、図示しないリード膜等を介して制御部8からバイアス電流が供給されている。これにより制御部8は、ディスクDから漏れ出た磁界の変化を電圧の変化として検出することでき、この電圧の変化から信号の再生を行うことができるようになっている。
【0040】
なお、本実施形態のディスクDは、図2に示すように、少なくとも、ディスク面D1に垂直な方向に磁化容易軸を有する垂直記録層d2と、高透磁率材料からなる軟磁性層d3との2層で構成される垂直2層膜ディスクDを使用する。このようなディスクDとしては、例えば、基板d1上に、軟磁性層d3と、中間層d4と、垂直記録層d2と、保護層d5と、潤滑層d6とを順に成膜したものを使用する。
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。
【0041】
(記録再生ヘッドの製造方法)
次に、上述した記録再生ヘッドの製造方法について説明する。なお、以下の説明では、上述した記録再生ヘッド2のうち、主として光束伝播素子25の製造方法について説明する。図7,図8は、図5に相当する平面を示しており、記録再生ヘッドの製造方法を説明するための工程図である。
まず図7(a)に示すように、再生素子22上に先端側クラッド24bを形成する(第1クラッド形成工程)。そして、先端側クラッド24bにおけるコア24の形成領域に、後に基端側クラッド24aが配される表面の厚さ方向に沿って切り込まれた凹部24cを形成する(凹部形成工程)。具体的に、凹部24cは、先端側クラッド24bのコア24形成領域にウェットエッチングや、イオンエッチング、RIE(Reactive Ion Etching)、ナノインプリント、プレス加工等を施すことで形成できる。上述のような方法を用いることで、先端側クラッド24b上にV字状の凹部24cを形成する。なお、この凹部24cは、図3に示すように、先端側クラッド24bの一端側から他端側に向かうにつれ深さが浅くなるように形成する。これにより、後に凹部24c内に形成されるコア23のXY方向の断面積が一端側から他端側に向かうにつれ絞り成形されることになる。
【0042】
次に、先端側クラッド24bの凹部24c内にコア23を形成する(コア形成工程)。
まず、図7(c)に示すように、凹部形成工程で形成された凹部24c内に例えば噴射法やスピンコート法等を用い、後にコア23となる液体状のコア材50を充填する(充填工程)。なお、上述した噴射法を用いてコア材50を充填する場合は、ノズルから凹部24c内に向けて直接コア材50を充填していく。これにより、凹部24c内のみに高精度にコア材50を充填できる。また、スピンコート法を用いてコア材50を充填する場合は、コア材50を凹部24c及び凹部24c以外の部位(先端側クラッド24bの表面)に塗布した後、再生素子22及び先端側クラッド24bを回転させることで、凹部24c以外の部位に形成されたコア材50を飛散させ、凹部24c内のみにコア材50を残存させる。これにより、製造コストを低減した上で、コア材50を凹部24c内のみに高精度に充填できる。なお、この状態でコア材50の温度はT0となっている。
【0043】
ここで、凹部24c内に充填されたコア材50の表面(凹部24cからの露出面)は、凹部24c(先端側クラッド24b)との表面張力により凹部24cの開口面(先端側クラッド24bにおける基端側クラッド24aとの対向面)から盛り上がる凸状の湾曲面(露出面)50aを有している。すなわち、凹部24c内面とコア材50との付着力をW、コア材50の温度がT0の時の表面張力をS0とすると、コア材50の分子間力A0(A0=S0cosθ0)が付着力Wよりも大きくなっている(A0>W)。この状態で、コア材50の湾曲面50aの曲率半径はR0、先端側クラッド24bの表面から湾曲面50aの突出部分の高さはh0となっている。
【0044】
次に、図7(d)に示すように、コア材50に対して紫外線を照射することで、凹部24c内に充填されたコア材50を硬化させる(硬化工程)。これにより、凹部24cの内面に倣って形成された平坦面23dと、凹部24cの開口面から凸状に湾曲した湾曲面23c(曲率半径R0、高さh0)とを有するコア23を形成できる。
【0045】
そして、図8(a)に示すように、コア23の湾曲面23c上に蒸着法等を用いてAl等からなる金属膜を形成し、パターニングすることで、近接場光生成部23gの湾曲面23c上に近接場光発生素子26を形成する。
次いで、図8(b)に示すように、コア23の湾曲面23cを被覆するように基端側クラッド24aを形成する(第2クラッド形成工程)。これにより、先端側クラッド24bと基端側クラッド24aとの内部に、コア23が密着した状態で封止された光束伝播素子25を形成できる。
【0046】
続いて、図8(c)に示すように、基端側クラッド24aを間に挟んで近接場光発生素子26に対向するように主磁極33を形成する。その後、図示しないが磁気回路32、コイル34及び補助磁極31を形成し、これらを絶縁体35によってモールドする。これにより、再生素子22上に光束伝播素子25、近接場光素子26及び記録素子21が形成される。この状態で、スライダ20の側面に記録素子21を固定することで、記録再生ヘッド2を形成できる。なお、上述した説明では、再生素子22上に記録素子21まで形成した後に、スライダ20の側面に固定する場合について説明したが、再生素子22上に光束伝播素子25までを形成する一方、スライダ20の側面に記録素子21を形成し、これらを組み合わせても構わない。
【0047】
(情報記録再生方法)
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10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。
【0048】
また、記録再生ヘッド2は、ディスクDのうねりに起因して発生する風圧を受けたとしても、ビーム3によってZ方向の変位が吸収されるとともに、ジンバル部30によってXY軸回りに変位することができるようになっているので、うねりに起因する風圧を吸収することができる。そのため、記録再生ヘッド2を安定した状態で浮上させることができる。
【0049】
図9は情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図3に相当する拡大断面図である。
ここで、図9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は光束集後部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。
【0050】
スポットサイズが小さくなったレーザ光Lは、続いて、近接場光生成部23gに入射する。すると、レーザ光Lは、露出部23fの近接場光発生素子26に入射する。これにより、近接場光発生素子26には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近接場光発生素子26とコア23(近接場光生成部23g)との界面に沿いながら、コア23の他端側に向かって伝播する。そして、他端側に達した時点で、光強度の強い近接場光Rとなって外部に漏れ出す。つまり、光束伝播素子25の他端側とディスクDとの間に近接場光Rを局在化させることができる。するとディスクDは、この近接場光Rによって局所的に加熱されて一時的に保磁力が低下する。
【0051】
ここで、コア23(近接場光生成部23g)における主磁極33との対向面は湾曲面23cに形成されている。そのため、主磁極33との対向面が平坦面に形成されている場合に比べて、レーザ光Lの偏光方向(図5中矢印P)と近接場光発生素子26の面内方向との直交部分の面積(湾曲面23cと近接場光発生素子26との界面の面積(接触面積))を小さくすることができる。これにより、湾曲面23cと近接場光発生素子26との界面において近接場光Rをより局在化させることができるので、近接場光Rの光強度を高めることができ、ディスクDをより効率的に加熱できる。
【0052】
一方、制御部8によってコイル34に電流が供給されると、電磁石の原理により電流磁界が磁気回路32内に磁界を発生させるので、主磁極33と補助磁極31との間にディスクDに対して垂直方向の記録磁界を発生させることができる。すると、主磁極33側から発生した磁束が、ディスクDの垂直記録層d2を真直ぐ通り抜けて軟磁性層d3に達する。これによって、垂直記録層d2の磁化をディスク面D1に対して垂直に向けた状態で記録を行うことができる。また、軟磁性層d3に達した磁束は、軟磁性層d3を経由して補助磁極31に戻る。この際、補助磁極31に戻るときには磁化の方向に影響を与えることはない。これは、ディスク面D1に対向する補助磁極31の面積が、主磁極33よりも大きいので磁束密度が大きく磁化を反転させるほどの力が生じないためである。つまり、主磁極33側でのみ記録を行うことができる。
【0053】
その結果、近接場光Rによる熱アシストと両磁極31、33で発生した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。しかも垂直記録方式で記録を行うので、熱揺らぎ現象等の影響を受け難く、安定した記録を行うことができる。よって、書き込みの信頼性を高めることができる。
【0054】
また、ディスクDに記録された情報を再生する場合には、ディスクDの保磁力が一時的に低下している時に、再生素子22がディスクDの垂直記録層d2から漏れ出ている磁界を受けて、その大きさに応じて電気抵抗が変化する。よって、再生素子22の電圧が変化する。これにより制御部8は、ディスクDから漏れ出た磁界の変化を電圧の変化として検出することができる。そして制御部8は、この電圧の変化から信号の再生を行うことで、ディスクDに記録されている情報の再生を行うことができる。
なお、記録再生を行わない場合には、レーザ光源43の作動を停止させる。
【0055】
したがって、本実施形態によれば、コア形成工程において、液体状のコア材50を凹部24c内に充填することで、コア材50における凹部24cからの露出面は凹部24cとの表面張力S0により凹部24cの開口面に対して湾曲することになる。
そして、この状態でコア材50を硬化させることで、凹部24cの開口面に対して湾曲した湾曲面23cを有するコア23を形成できる。この場合、コア材50の表面張力S0によってコア23の湾曲面23cの曲率半径R0が決定される。すなわち、コア23上に配置される近接場光発生素子26と記録素子21との間の距離が湾曲面23cの曲率半径によって決定される。
【0056】
これにより、コア23における主磁極33との対向面が平坦面に形成されている場合に比べて、近接場光発生素子26と主磁極33との間の距離d0を縮小できるため、近接場光Rを主磁極33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R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R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。
また、上述したようにコア23を湾曲形成することで、コア23における主磁極33との対向面が平坦面に形成されている場合に比べて、近接場光Rの光強度を高めることができ、ディスクDをより効率的に加熱できる。その結果、磁気記録密度の向上を図ることができる。この場合、上述したようにコア材50の表面張力S0によってコア23の湾曲面23cの曲率半径R0が決定されるので、レーザ光Lの偏光方向(図5中矢印P)と近接場光発生素子26の面内方向との直交部分の面積が湾曲面23cの曲率半径R0によって決定される。すなわち、近接場光Rの光強度が湾曲面23cの曲率半径によって決定される。
【0057】
このように、コア材50の表面張力S0によって近接場光発生素子26と主磁極33との距離d0や、近接場光Rの光強度等の条件を製造段階で決定できるので、設計の自由度を向上させ、所望の条件の記録再生ヘッド2を簡単に製造できる。そのため、精密で効率的な熱アシストを行うことができる。
そして、本発明の情報記録再生装置1は、上述した記録再生ヘッド2を備えているので、情報の記録再生を正確且つ高密度に行うことができ、高品質化を図ることができる。
【0058】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図10は、第2実施形態におけるコア形成工程を説明するための工程図である。本実施形態では、上述したコア形成工程において、湾曲面23cの曲率半径を調整する方法について説明する。そのため、以下の説明では、コア形成工程を主に説明し、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。なお、図中鎖線Cは、温度T0におけるコア材50の湾曲面50aを示している。
図10に示すように、充填工程の終了後、コア材50を冷却して、第1実施形態のコア材50の温度T0よりも低い温度T1に調整する(T0>T1)。これにより、コア材50の表面張力S1が温度T0の場合の表面張力S0よりも大きくなり(S1>S0)、コア材50が凹部24cの開口面から大きく盛り上がる。すなわち、コア材50における温度T1の場合の分子間力A1は、温度T0の場合の分子間力A0よりも大きくなる(A1>A0)ため、コア材50の分子間力A1(A1=S1cosθ1)が付着力Wよりもさらに大きくなる(A1>W)。その結果、湾曲面50aの曲率半径R1が第1実施形態の曲率半径R0よりも小さくなるとともに(R0>R1)、湾曲面50aの高さh1も高くなる(h0<h1)。
【0059】
そして、コア材50の温度をT1に保持した状態でコア材50を硬化した後、上述した第1実施形態と同様の工程を経ることで、図11に示すように、曲率半径R1及び高さh1の湾曲面23cを有する記録再生ヘッド100を形成できる。
【0060】
この構成によれば、コア材50を硬化させる前にコア材50の温度を調整することで、コア材50と凹部24cとの表面張力を調整できる。すなわち、コア23の湾曲面23cの曲率半径や高さを製造段階で調整できるので、近接場光発生素子26と主磁極33との距離や、近接場光Rの光強度等の条件を所望の条件に設定できる。その結果、設計の自由度を向上できる。
ここで、上述したように第1実施形態に比べて湾曲面23cの高さh1を高くすることで、第1実施形態に比べて近接場光発生素子26を主磁極33に接近させることができる(図11中距離d1)ので、より精密かつ効率的に熱アシストを行うことができる。
また、湾曲面23cの曲率半径も小さくすることができるので、第1実施形態に比べてレーザ光Lの偏光方向と近接場光発生素子26の面内方向との直交部分の面積をより小さくできる。これにより、湾曲面23cと近接場光発生素子26との界面において近接場光Rをより局在化させることができるので、近接場光Rの光強度を高めることができ、ディスクDをより効率的に加熱できる。
【0061】
(変形例)
図12は、第2実施形態の変形例におけるコア形成工程を説明するための工程図である。上述した第2実施形態では、表面張力調整工程において、コア材50の分子間力A1を大きくするために、コア材50を冷却する方法について説明したが、コア材50を加熱して分子間力A2を小さくすることも可能である。
具体的には、図12に示すように、充填工程の終了後、ホットプレートやオーブン等の加熱装置に再生素子22ごと搬送し、コア材50の温度を第1実施形態のコア材50の温度T0より高い温度T2に調整する(T2>T0)。これにより、コア材50の表面張力S2が温度T0の場合の表面張力S0よりも小さくなり(S0>S2)、コア材50が凹部24cの開口面から窪むように凹状に湾曲する。すなわち、コア材50における温度T2の場合の分子間力A2は、温度T0の場合の分子間力A0よりも小さくなる(A0>A2)ため、コア材50の分子間力A2(A2=S2cosθ2)が付着力Wよりも小さくなる(A2<W)。この場合、湾曲面50aの曲率半径がR2になるとともに、湾曲面50aの高さ(先端側クラッド24bの表面からの深さ)がh2となる。
【0062】
そして、コア材50の温度をT2に保持した状態でコア材50を硬化した後、上述した第1実施形態と同様の工程を経ることで、図13に示すように、曲率半径R2及び高さh2の湾曲面23cを有する記録再生ヘッド150を形成できる。
【0063】
この構成によれば、上述した第2実施形態と同様の効果を奏するとともに、湾曲面23cが先端側クラッド24bの表面に対して凹状に形成されているので、基端側クラッド24aの形成工程において、基端側クラッド24aが凹部24c内(コア23の湾曲面23cの内側)に入り込むことになる。そのため、コア23を平坦面に形成する場合に比べて、凹部24cの開口面から主磁極33までの距離(基端側クラッド24aの厚さ)を縮小できる。すなわち、近接場光発生素子26と主磁極33との距離d0を変化させずに、基端側クラッド23aの厚さを薄くできる。そのため、記録再生ヘッド150のX方向における長さを短縮して、小型化を図ることができる。
また、近接場光発生素子26との対向面が湾曲面23cとなるため、上述した実施形態と同様に、湾曲面23cと近接場光発生素子26との界面において近接場光Rをより局在化させ、近接場光Rの光強度を高めることができる。
【0064】
(第3実施形態)
(記録再生ヘッド)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図14は第3実施形態における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り、図15は図14のE矢視図である。第3実施形態では、近接場光発生素子26と主磁極33との間に空間部を設ける点で上述した第1実施形態と相違している。
図14,図15に示すように、本実施形態の記録再生ヘッド200は、光束伝播素子25における基端側クラッド24aの他端側(スライダ20のABS20c側)の端面から一端側に向けて刳り貫かれた切欠き部24dが形成されている。この切欠き部24dは、スライダ20の幅方向(図15中Y方向)中央部、すなわちコア23の湾曲面23cと主磁極33とが対向する領域において、基端側クラッド24aの他端側の端面から近接場光生成部23gのZ方向における長さと同等の深さで形成されている。これにより、光束伝播素子25の他端側において、近接場光発生素子26と主磁極33との間に空間部51が形成されるとともに、近接場光生成部23gの湾曲面23c(近接場光発生素子26)が切欠き部24d内に向けて露出する露出部23fが形成される。この場合、近接場光発生素子26と主磁極33とは、X方向において間隔d0を挟んで対向配置されることになる。
【0065】
なお、本実施形態の記録再生ヘッドを製造する場合には、上述した第2クラッド形成工程において、近接場光発生素子26を露出させるように基端側クラッド24aをパターニングすればよい。
【0066】
(情報記録再生方法)
次に、本実施形態の記録再生ヘッドを用いた記録再生方法について説明する。図16,図17は情報記録再生装置により情報を記録再生する際の説明図であって、図16は図14に相当する拡大断面図、図17は図15に相当する拡大平面図である。なお、以下の説明では、記録再生時における空間部51の作用について主に説明する。
図16,図17に示すように、光束伝播素子25(コア23)にレーザ光Lが導入されると、近接場光発生素子26や光束伝播素子25はレーザ光Lの熱により加熱される。すると、この温度変化に伴って露出部23fは、主磁極33側に向けて突出するように熱膨張し、近接場光発生素子26を主磁極33側に接近させるようになっている。これにより、レーザ光Lを導入した作動状態での近接場光発生素子26と主磁極33との間の間隔d3は、レーザ光Lを導入していない初期状態での間隔d0に比べて狭くなる。そのため、近接場光Rをより主磁極33に接近させた状態で発生させることができる。
【0067】
また、露出部23fは湾曲面23cに形成されているため、露出部23fが熱膨張することで、露出部23fの曲率半径R3は初期状態の露出部23fの曲率半径R0に比べて小さくなる(R0>R3)。そのため、レーザ光Lの偏光方向(図17中矢印P)と近接場光発生素子26の面内方向との直交部分の面積(露出部23fと近接場光発生素子26との界面の面積(接触面積))を小さくすることができる。これにより、露出部23fと近接場光発生素子26との界面において近接場光Rをより局在化させることができるので、近接場光Rの光強度を高めることができ、ディスクDをより効率的に加熱できる。
【0068】
ところで、近接場光発生素子26が主磁極33の近傍に配置され続けると、近接場光R発生時の熱によって主磁極33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。
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51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、大気に効率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。
【0069】
このように、本実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様の効果を奏するとともに、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。この場合、ディスクD上において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ので、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。
【0070】
一方で、記録再生停止時(レーザ光Lの未導入時)において、近接場光発生素子26で発生した熱は空間部51内(大気)へ効率的に放熱されることで、近接場光発生素子26の温度が速やかに低下し、露出部23fが収縮する。これにより、近接場光発生素子26が主磁極33から間隔d0まで離間するので、近接場光発生素子26の熱が主磁極33側まで伝達されるのを抑制できる。これにより、熱による主磁極33の磁気特性の低下を抑制して、長寿命化を実現できる。
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24d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。
【0071】
(変形例)
なお、図18に示すように、上述した第2実施形態の変形例における凹状の湾曲面23cを有する記録再生ヘッド250に切欠き部を設けても構わない。
この場合には、露出部23fが予め先端側クラッド24bに対して凹状に形成されているので、上述した第2実施形態の変形例と同様に近接場光発生素子26と主磁極33との距離d0を変化させずに、基端側クラッド23aの厚さを薄くできる。そのため、記録再生ヘッド250のX方向における長さを短縮して、小型化を図ることができる。
【0072】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
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。
【0073】
また、第3実施形態において、コア23の全体を湾曲面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、上述した実施形態において、コア23に入射するレーザ光Lの光強度を制御することで、コア23の温度を調整でき、コア23(露出部23f)の熱膨張程度を調整することも可能である。これにより、記録再生時における近接場光発生素子26と主磁極33との間隔d1をコントロールすることが可能である。すなわち、記録の都合により、近接場光発生素子26を自由自在に主磁極33に接近させることができるので、主磁極33に対して所望の位置で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。また、光強度の制御のみの簡単な構造であるため、コスト増の抑制を図った上で、長寿命化を実現できる。
【0074】
光束伝播素子25のコア23が一端側から他端側に向けて漸次絞り成形されている場合を例に挙げたが、この場合に限られず、ストレートに形成されていても構わない。また、コア23とクラッド24とをそれぞれ異なる材料で一体的に形成した光束伝播素子25を例に挙げたが、中空状に形成しても構わない。この場合には、中空となった空気部分がコアとなり、その周囲を囲んでいる部分がクラッドとなる。このように構成された光束伝播素子であっても、レーザ光Lを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。
【0075】
また、上述した実施形態では、再生素子22側から光伝播素子を形成する場合について説明したが、これに限らず、記録素子21側から形成しても構わない。この場合には、記録素子21の主磁極33上に基端側クラッド(第1クラッド)を形成し、この基端側クラッドに凹部を形成する。そして、この凹部内にコア材を充填することで、再生素子側に湾曲面を有するコアを形成できる。その後、先端側クラッド(第2クラッド)及び近接場光発生素子を形成し、先端側クラッド上に再生素子22を形成する。
この構成においても、近接場光発生素子の形成面を湾曲面に形成できるので、光強度の高い近接場光を発生させることができる。
【0076】
さらに、上述した実施形態では、光伝播素子に樹脂材料を用いた場合について説明したが、これに限らず、石英や酸化タンタルシリコン等を用いても構わない。
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。
【符号の説明】
【0077】
1…情報記録再生装置 2,100,150,200,250…記録再生ヘッド(近接場光ヘッド) 3…ビーム 5…アクチュエータ 6…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 23…コア 24…クラッド 24a…基端側クラッド(第2クラッド) 24b…先端側クラッド(第1クラッド) 24c…凹部 24d…切欠き部 25…光束伝播素子 26…近接場光発生素子 43…レーザ光源(光源) 50…コア材 50a…湾曲面(露出面) D…ディスク(磁気記録媒体)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一定方向に回転する磁気記録媒体側に向けて光束を伝播させる光束伝播素子と、
前記光束から前記磁気記録媒体側に近接場光を発生させる近接場光発生素子と、
前記磁気記録媒体に対して記録磁界を与える記録素子と、を有し、
前記磁気記録媒体を前記近接場光によって加熱するとともに、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の製造方法であって、
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、前記コアを挟み込むように封止する第1クラッド及び第2クラッドと、を有し、
前記第1クラッドを形成する第1クラッド形成工程と、
前記第1クラッドにおける前記第2クラッドが配される表面に、厚さ方向に沿って凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部内に前記コアを形成するコア形成工程と、
前記凹部に形成された前記コアの露出面上に、前記近接場光発生素子を形成する近接場光発生素子形成工程と、
前記コアを封止するように、前記第1クラッドの前記表面側に前記第2クラッドを積層形成する第2クラッド形成工程と、
前記第2クラッドを間に挟んで前記コアの反対側に前記記録素子を配置する記録素子配置工程と、を有し、
前記コア形成工程は、
前記凹部内に液体状のコア材を、前記凹部との表面張力により前記コア材の露出面が前記凹部の開口面に対して湾曲するように充填する充填工程と、
前記コア材を硬化させて、前記開口面に対して湾曲形成された湾曲面を有する前記コアを形成する硬化工程と、を有していることを特徴とする近接場光ヘッドの製造方法。
【請求項2】
前記充填工程は、前記コア材の温度を調整することで前記コア材における前記凹部との表面張力を調整する表面張力調整工程を有し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の製造方法。
【請求項3】
前記表面張力調整工程では、前記コア材の前記露出面を前記開口面に対して凸状に湾曲させることを特徴とする請求項2記載の近接場光ヘッドの製造方法。
【請求項4】
前記表面張力調整工程では、前記コア材の前記露出面を前記開口面に対して凹状に湾曲させることを特徴とする請求項2記載の近接場光ヘッドの製造方法。
【請求項5】
請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の近接場光ヘッドの製造方法を用いて製造された近接場光ヘッドにおいて、
前記湾曲面は前記開口面に対して凹状に湾曲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6】
請求項5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。
【請求項1】
一定方向に回転する磁気記録媒体側に向けて光束を伝播させる光束伝播素子と、
前記光束から前記磁気記録媒体側に近接場光を発生させる近接場光発生素子と、
前記磁気記録媒体に対して記録磁界を与える記録素子と、を有し、
前記磁気記録媒体を前記近接場光によって加熱するとともに、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の製造方法であって、
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、前記コアを挟み込むように封止する第1クラッド及び第2クラッドと、を有し、
前記第1クラッドを形成する第1クラッド形成工程と、
前記第1クラッドにおける前記第2クラッドが配される表面に、厚さ方向に沿って凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部内に前記コアを形成するコア形成工程と、
前記凹部に形成された前記コアの露出面上に、前記近接場光発生素子を形成する近接場光発生素子形成工程と、
前記コアを封止するように、前記第1クラッドの前記表面側に前記第2クラッドを積層形成する第2クラッド形成工程と、
前記第2クラッドを間に挟んで前記コアの反対側に前記記録素子を配置する記録素子配置工程と、を有し、
前記コア形成工程は、
前記凹部内に液体状のコア材を、前記凹部との表面張力により前記コア材の露出面が前記凹部の開口面に対して湾曲するように充填する充填工程と、
前記コア材を硬化させて、前記開口面に対して湾曲形成された湾曲面を有する前記コアを形成する硬化工程と、を有していることを特徴とする近接場光ヘッドの製造方法。
【請求項2】
前記充填工程は、前記コア材の温度を調整することで前記コア材における前記凹部との表面張力を調整する表面張力調整工程を有し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の製造方法。
【請求項3】
前記表面張力調整工程では、前記コア材の前記露出面を前記開口面に対して凸状に湾曲させることを特徴とする請求項2記載の近接場光ヘッドの製造方法。
【請求項4】
前記表面張力調整工程では、前記コア材の前記露出面を前記開口面に対して凹状に湾曲させることを特徴とする請求項2記載の近接場光ヘッドの製造方法。
【請求項5】
請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の近接場光ヘッドの製造方法を用いて製造された近接場光ヘッドにおいて、
前記湾曲面は前記開口面に対して凹状に湾曲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6】
請求項5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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【公開番号】特開2011−165276(P2011−165276A)
【公開日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−27988(P2010−27988)
【出願日】平成22年2月10日(2010.2.10)
【出願人】(000002325)セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年2月10日(2010.2.10)
【出願人】(000002325)セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]