近接場光利用ヘッド及び情報記録装置
【課題】ヘッドを容易に製造することができる近接場光利用ヘッド及び近接場光利用ヘッドを有する情報記録装置を提供する。
【解決手段】近接場光を発生させて媒体の所定領域を加熱するとともに所定領域に磁界を与えて情報を記録する近接場光利用ヘッドにおいて、光束を伝播させる経路を有する光導波路と、所定領域に向かい合う位置に形成された光学的微小開口１１８を有し、光導波路から出射された光束を集光させながら光学的微小開口１１８に向けて伝播させて近接場光を発生するティップ１１７とを備える。光学的微小開口１１８は、所定領域に磁界を与える磁極によって形成される。
【解決手段】近接場光を発生させて媒体の所定領域を加熱するとともに所定領域に磁界を与えて情報を記録する近接場光利用ヘッドにおいて、光束を伝播させる経路を有する光導波路と、所定領域に向かい合う位置に形成された光学的微小開口１１８を有し、光導波路から出射された光束を集光させながら光学的微小開口１１８に向けて伝播させて近接場光を発生するティップ１１７とを備える。光学的微小開口１１８は、所定領域に磁界を与える磁極によって形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、微細な領域に光を局在化させることで回折限界を超える分解能を持つ近接場光を利用した近接場光利用ヘッド、特に近接場光と磁場の両者を利用することで超高記録密度を実現した近接場光利用ヘッド及びそれを用いた情報記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年情報化社会における画像・動画情報の急激な増加に対応するため、情報記録再生装置は大容量化・小型化が進められている。光を用いた情報記録再生装置においては、記録密度が光波長に依存するため、短い波長の光を用いることで高密度化が図られてきた。波長に依存しない密度の実現の方法としては、近接場光を用いた記録再生原理が注目されている。磁気を用いた情報記録再生装置においては、記録媒体表面の微小領域を分離して磁化するために、微小領域のみに近接場光を照射することで加熱して保磁力を低下させてから磁化させる近接場光アシスト磁気記録方式が、次世代の記録再生原理の有力候補と見られている。
【０００３】
近接場光アシスト磁気記録方式のヘッドは、従来の磁気ヘッドの記録磁極に隣接して近接場光発生素子を持つ構造となっている。近接場光発生素子は、例えば光導波路の内部に金属から成る板状の腕を複数持ち、その先端部が開口となっている構造が用いられる（特表２００５−５１５５７８号公報（第６−７頁、第２図）；特許文献１）。また、固体イマージョンレンズを浮上ヘッドに搭載することで、磁極に隣接した位置に近接場光を発生させる構造も提案されている（特開平１０−１６２４４４号公報（第１８−１９頁、第１３図）；特許文献２）。光源から光導波路への光導入は、レーザーからの光を直接光導波路（特許文献１）あるいは固体イマージョンレンズ（特許文献２）に照射する方式が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５１５５７８号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の導波路内部に金属製腕を持つ構造による近接場光利用ヘッドでは、近接場光発生素子が導波路の内部に複雑な構造を持っており、高精度に形状を作製することが困難であった。特に、基板上の薄膜として作製された導波路の内部に、複数の金属製腕をそれぞれ異なる傾斜角を持って作製することは極めて困難である。
【０００６】
また、磁気記録素子と導波路を薄膜作製技術を用いて作製した後でそれを切り出し、導波路と磁気記録素子の端面をナノメートルレベルで位置合わせする加工技術が要求されるため、製造コストが高くなるなどの課題が有った。また、固体イマージョンレンズを利用する構造の場合には、レンズと磁気記録素子を別々に作製してから組み立てるため、高精度な位置合わせが要求され、大量生産は困難であった。
【０００７】
さらに、記録磁極及び近接場光発生素子のそれぞれが別体であるため、記録磁極及び近視場光発生素子のそれぞれも精度良く配置しなければ、記録磁極からの磁界と近接場光発生素子からの近接場光とを記録媒体の所望位置に当てることができず、ヘッドを容易に製造することができなかった。
【０００８】
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、ヘッドを構成する各部品を細かに位置合せしなくても、ヘッドを容易に製造することができる近接場光利用ヘッド及び近接場光利用ヘッドを有する情報記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の特徴は、近接場光を発生させて媒体の所定領域を加熱するとともに前記所定領域に磁界を与えて情報を記録する近接場光利用ヘッドにおいて、光束を伝播させる経路を有する光導波路と、前記所定領域に向かい合う位置に形成された開口からなる磁極ギャップを有し、前記光導波路から出射された前記光束を集光させながら前記磁極ギャップに向けて伝播させて前記近接場光を発生する近接場光発生素子とを備え、前記磁極ギャップは、前記所定領域に磁界を与える磁極によって形成されることを要旨とする。
【００１０】
本発明に係る第２の特徴は、前記近接場光発生素子が、光透過性の材質から成る錐状ティップを備え、前記磁極ギャップが、前記錐状ティップの先端に形成されていることを要旨とする。
【００１１】
本発明に係る第３の特徴は、前記磁極の一部が、前記錐状ティップの側面の一部に形成されていることを要旨とする。
【００１２】
本発明に係る第４の特徴は、前記磁極及び前記磁極に磁界を生じさせるコイルを有する磁気記録素子を備え、前記近接場光発生素子と前記磁気記録素子とは、略平板から成る基板上に形成され、前記基板は、前記媒体と向かい合う位置に空気浮上面を備え、前記空気浮上面は、前記近接場光発生素子と前記磁気記録素子とが、前記媒体の回転によって発生する空気浮上力を用いて前記媒体表面から所定距離を保って浮上するように形成されたことを要旨とする。
【００１３】
本発明に係る第５の特徴は、前記磁極が、遮光性の材質から成ることを要旨とする。
【００１４】
本発明に係る第６の特徴は、前記錐状ティップの側面の一部に金属膜を有することを要旨とする。
【００１５】
本発明に係る第７の特徴は、前記錐状ティップが四角錐であり、その４側面のうち対向する２側面に前記磁極の一部が形成されていることを要旨とする。
【００１６】
本発明に係る第８の特徴は、前記錐状ティップが四角錐であり、その４側面のうち対向する２側面に金属膜が形成されていることを要旨とする。
【００１７】
本発明に係る第９の特徴は、前記媒体に記録された情報を再生する磁気抵抗素子を備え、前記磁気抵抗素子は、前記磁気記録素子と同一基板上に形成されていることを要旨とする。
【００１８】
本発明に係る第１０の特徴は、光源と、磁化の反転によって情報を記録する媒体と、前記光源からの光を受けて光学的微小開口から近接場光を発生させる近接場光発生素子を有する近接場光利用ヘッドと、前記媒体を回転させるモーターと、前記近接場光利用ヘッドを前記媒体に近接させるサスペンションアームと、前記サスペンションアームを前記媒体の所定の位置に移動させるアクチュエータと、を持つ情報記録装置において、前記近接場光利用ヘッドは、第一磁極と、前記第一磁極との間に磁極ギャップを挟んで対向するように形成された第二磁極とを持ち、前記近接場光利用ヘッドは、前記光学的微小開口から前記近接場光を発生させることにより前記媒体表面を加熱するとともに、前記第一磁極と前記第二磁極との間の前記磁極ギャップ内で生じた磁界により前記媒体に対して前記磁化の反転を生じさせて前記媒体に情報を記録することを要旨とする。
【００１９】
本発明に係る第１１の特徴は、前記近接場光発生素子が、光透過性の材質から成る錐状ティップを備え、前記磁極ギャップが、前記錐状ティップの先端に形成されていることを要旨とする。
【００２０】
本発明に係る第１２の特徴は、前記第一磁極及び前記第二磁極の一部は、前記錐状ティップの側面の一部に形成されていることを要旨とする。
【００２１】
本発明に係る第１３の特徴は、前記光源からの光強度を制御する光制御部と、前記磁極ギャップから発生する磁場を制御する磁場制御部を持ち、前記光制御部と前記磁場制御部とに同時に変調をかける装置制御部を持つことを要旨とする。
【００２２】
本発明に係る第１４の特徴は、前記磁化の方向が、前記媒体の表面に対して略平行であることを要旨とする。
【００２３】
本発明に係る第１５の特徴は、前記磁化の方向が、前記媒体の表面に対して略垂直であることを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、実施の形態１に係る近接場光利用ヘッドを用いた情報記録装置の概 略図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る近接場光利用ヘッドと、サスペンションアーム との断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る近接場光利用ヘッドの底面の概観図である。
【図４】図４は、ティップの拡大図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る近接場光利用ヘッドの製造方法を示す概略フロ ー図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る近接場光利用ヘッドのティップの拡大図である。
【図７】図７は、実施の形態３に係る近接場光利用ヘッドの底面の概観図である。
【図８】図８は、１枚基板から成る近視野利用ヘッドの構造図である。
【図９】図９は、実施の形態３に係る近接場光利用ヘッドのティップの拡大図である。
【発明の実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１に係る近接場光利用ヘッド１０１を用いた情報記録装置の概略を示す。本実施の形態の情報記録装置１は、図１に示すように、近接場光利用ヘッド１０１と、ディスク（磁気記録媒体）Ｄの表面に平行な方向に移動可能とされ、ディスクＤの面に平行で且つ互いに直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸とする）回りに回動自在な状態で近接場光利用ヘッド１０１を先端側で支持すると共に、近接場光利用ヘッド１０１をディスクＤに近接させるサスペンションアーム１０２と、光導波路１０３の基端側から該光導波路１０３に対して光束を入射させる図示を略したレーザーが格納された光制御部１０４と、サスペンションアーム１０２の基端側を支持すると共に、サスペンションアーム１０２をディスクＤの面に平行なＸＹ方向に向けてスキャン移動させるアクチュエーター１０５と、ディスクＤを一定方向に回転させるモーター（回転駆動部）１０６と、情報に応じて変調した電流を近接場光利用ヘッド１０１に対して供給すると共に、光制御部１０４の作動を制御する装置制御部１０７と、これら各構成品を内部に収容するハウジング１０８とを備えている。必要に応じて光導波路１０３への光束は、光制御部１０４により強度変調などをかけることもできる。
【００２６】
ディスクＤは、磁化の方向（反転）によって情報を記録する磁気記録層を持つ媒体である。近接場光利用ヘッド１０１がディスクＤの表面に数〜数十ナノメートルまで近接した状態でディスクＤが高速に回転させられると、近接場光利用ヘッド１０１がディスクＤに対して常に一定の姿勢で浮上する。ここで、光を伝播させる経路を有する光導波路１０３として光ファイバーを用いたが、所定の屈折率を持つ酸化シリコンをパターニングして作製した光導波路、あるいは樹脂から成る光導波路であってもよい。
【００２７】
ハウジング１０８は、アルミニウム等の金属材料により、上面視において四角形状に形成されている。ハウジング１０８には、内側に各構成品を収容する凹部１０８ａが形成されている。また、ハウジング１０８には、凹部１０８ａ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。
【００２８】
凹部１０８ａの略中心には、上記モーター１０６が取り付けられている。該モーター１０６の軸にディスクＤの中心孔が嵌め込まれており、ディスクＤが着脱自在に固定される。凹部１０８ａの隅角部には、上記アクチュエーター１０５が取り付けられている。アクチュエーター１０５には、軸受１０９を介してキャリッジ１１０が取り付けられている。該キャリッジ１１０の先端にサスペンションアーム１０２が取り付けられている。そして、キャリッジ１１０及びサスペンションアーム１０２は、アクチュエーター１０５の駆動によって共に上記ＸＹ方向に移動可能とされている。
【００２９】
なお、キャリッジ１１０及びサスペンションアーム１０２は、ディスクＤの回転停止時にはアクチュエーター１０５の駆動によって、ディスクＤ上から退避する。また、光制御部１０４は、アクチュエーター１０５に隣接するように凹部１０８ａ内に取り付けられている。図示を略した磁気回路によって近接場光利用ヘッド１０１から発生する磁場を制御する磁場制御部１１１は光制御部１０４に隣接して配置されている。
【００３０】
近接場光利用ヘッド１０１は、図示を略した微小開口を持ち、導入された光束から微小開口において近接場光を発生させる。近接場光はレーザーからの出射光波長よりもはるかに微細な空間に局在しており、ディスクＤの表面の微小領域（所定領域）を加熱し、その領域のみ一時的に保磁力を低下させる。近接場光利用ヘッド１０１は、近接場光によってディスクＤの微小領域を加熱すると共に磁界を与えて磁化反転を生じさせ、情報を記録する。
【００３１】
図２は本発明の実施の形態１に係る近接場光利用ヘッド１０１と、サスペンションアーム１０２との断面図を示す。近接場光利用ヘッド１０１は、ミラー基板１２０と近接場光素子基板１１２とが接着された２枚基板構造を持つ。ミラー基板１２０はＳｉ基板の結晶異方性エッチングによって形成されたＶ溝１１３を持つ。
【００３２】
Ｖ溝１１３は一方の端がミラー基板１２０の側面に達し、他方の端はミラー面１１４となる。ミラー面１１４は光の反射面として機能するようＡｌ膜が蒸着されている。光導波路１０３は偏光保存型の光ファイバーであり、Ｖ溝１１３内の所定の位置に接着固定される。近接場光素子基板１１２は説明をわかりやすくするために基板の法線を軸に基板面内で９０°回転させて表示している。近接場光素子基板１１２は石英ガラスから成り、上面にマイクロレンズ１１５を持つ。
【００３３】
マイクロレンズ１１５はグレースケールマスクを用いたエッチングによって形成された非球面レンズである。近接場光素子基板１１２の下面には空気浮上面１１６がエッチングによって形成されている。
【００３４】
空気浮上面１１６は、ティップ（近接場光発生素子）１１７と再生用ティップ（磁気記録素子）１２２とが、ディスクＤの回転によって発生する空気浮上力を用いてディスクＤから所定距離を保って浮上するように形成された面である。
【００３５】
本実施形態では、例えば、空気浮上面１１６は、近接場光素子基板１１２を構成する面のうち近接場光素子基板１１２がディスクＤと向かい合う面に形成され、ティップ１１７及び／又は再生用ティップ１２２を挟む位置にレール状に形成されている。
【００３６】
近接場光素子基板１１２の下面には四角錐状のティップ１１７が備えられる。ティップ１１７の先端には光学的微小開口１１８が備えられている。ティップ１１７は四角錐以外の形状、たとえば円錐や三角錐形状にすることも可能である。近接場光素子基板１１２の下面にはさらに、磁極１１９が形成されている。磁極１１９はその一部がティップ１１７の側面（斜面）を覆っている。近接場光素子基板１１２には配線１２１が接続され、配線１２１は磁極１１９に巻かれているコイルを形成することで全体として電磁石を構成する。
【００３７】
光導波路１０３から出射した光１３１はミラー面１１４で反射した後、マイクロレンズ１１５を透過して集光されつつティップ１１７内部を透過して、光学的微小開口（磁気ギャップ）１１８に達する。光学的微小開口１１８はレーザーからの光波長よりもはるかに微小なサイズであり、通常の伝搬光はほとんど透過することができないが、近接場光が光学的微小開口１１８からわずかな距離のみ分布する。近接場光は光学的微小開口１１８の開口サイズ程度の広がりを持ち、元の波長よりもはるかに微小な領域に局在する。
【００３８】
図３は本発明の実施の形態１に係る近接場光利用ヘッド１０１の底面の概観図である。底面には略直方体形状の空気浮上面１１６、ティップ１１７、磁極１１９、配線１２１、再生用ティップ１２２を持つ。
【００３９】
再生用ティップ１２２は底面が長方形の四角錐形状であり、長辺側の２側面を磁気抵抗効果膜１２３の一部が覆っている。磁気抵抗効果膜１２３は再生用ティップ１２２の２側面から基板表面にパターニングされている。構造をわかりやすくするため実寸法とは比率を変えて示した。
【００４０】
図４はティップ１１７の拡大図である。ティップ１１７は四角錐形状である。ティップ１１７の底面は一辺約２０ミクロン、高さは約１０ミクロンである。ティップ１１７の４側面のうち、対向する２側面は磁極１１９の一部によって覆われている。磁極１１９は光を透過しないため、ティップ１１７の頂面は光学的微小開口１１８となる。
【００４１】
図５は本発明の実施の形態１に係る近接場光利用ヘッド作製方法の概略図である。図中、左の列は図３のＡ−Ａ’での断面図、右の列はＢ−Ｂ’での断面図を示す。Ｓ１からＳ４の各行は作製ステップを示す。まずステップＳ１で、石英ガラス基板１１２を等方性エッチングによってティップ１１７、空気浮上面１１６、再生用ティップ１２２を作製する。次にステップＳ２において、磁極１１９を蒸着などの薄膜製膜技術を用いて作製する。磁極１１９はティップ１１７の頂面の微小領域のみギャップとなっているが、これは頂面を覆うように製膜した後に、機械的圧力をかけることによって頂面のみ磁極膜が除去された構造を作製する。次にステップＳ３において、磁気抵抗効果膜１２３を製膜する。最後にステップＳ４において、配線１２１をパターニング作製する。
【００４２】
本発明に係る製法によれば、石英ガラス基板１１２をエッチングするだけで、ティップ１１７、空気浮上面１１６及び再生用ティップ１２２の立体構造を製造することができ、安定的に低コストで近接場光利用ヘッド１０１を量産することができる。
【００４３】
このようにして作製された近接場光利用ヘッド１０１は以下のように機能する。ディスクＤ状のディスクＤが高速に回転させられ、その表面に近接場光利用ヘッド１０１が近接させられる。そうすると、ディスクＤの表面の上を流れる空気によって空気浮上面１１６が浮上力を受け、近接場光利用ヘッド１０１は、ディスクＤの表面から数〜数十ｎｍの微小距離を持って浮上する。光学的微小開口１１８から発生した近接場光によってディスクＤの表面の微小領域が加熱され、その領域のみ保磁力が一時的に低下する。配線１２１には、記録すべき情報に対応して変調をかけられた電流が流され、電流磁界によって磁極１１９に磁束が発生する。磁極１１９はティップ１１７の２側面を覆っており、光学的微小開口１１８の部分において磁極ギャップを形成しているため、光学的微小開口１１８から漏れ磁界が発生する。
【００４４】
光学的微小開口１１８からの近接場光がディスクＤの微小領域を加熱し、その領域における保持力が低下した後に、漏れ磁界が作用することで磁化の方向が反転する。これにより、当該微小領域において情報の記録が行われる。近接場光によって加熱された微小領域のみに対して効率的に漏れ磁界が作用するために、配線１２１への電流にかけられた変調と同期した変調をレーザーにかけるように制御することも可能である。
【００４５】
ディスクＤからの情報の読み出し（再生）は、従来の磁気ヘッドと同様の方法であり、再生用ティップ１２２上に製膜された磁気抵抗効果膜１２３の抵抗の変化を計測することにより行うことができる。
【００４６】
ディスクＤの表面を局所的に加熱するための近接場光を発生させる光学的微小開口１１８と、ディスクＤの表面を局所的に磁化反転させるための漏れ磁界を発生させる磁極ギャップとが同一構造を共有していることにより、最小限の入射光エネルギーと電流によってナノレベルの微小領域に情報を記録することができる。
【００４７】
具体的には、ティップ頂面１１８から発生する漏れ磁界と同一位置に近接場光を発生させることにより、近接場光による加熱と磁界とによる記録が厳密に同一位置に行われる。このため、ディスクＤに対向するティップ頂面１１８のサイズで規定されるティップ頂面１１８からの漏れ磁界のみでディスクＤの表面の微小領域を磁化することができ、高密度な記録性能を持つ記録装置が実現する。
また、ティップ１１７が、近接場光を発生させる構造と漏れ磁界を発生させる構造の両方に利用されるため、近接場光アシスト磁気記録という複合的な原理に基づくヘッドでありながら極めて単純な構造となっており、低コストでの量産にも適している。
【００４８】
すなわち、本発明によれば、ティップ１１７と磁極１１９とが一体に形成されていることにより、ティップ１１７及び磁極１１９を細かに位置合せしなくても、近接場光利用ヘッド１０１を容易に製造することができる。また、ティップ１１７の光学的微小開口１１８が磁極１１９によって形成されていることにより、光学的微小開口１１８からの近視場光と磁極１１９からの磁界とのディスクＤへの照射領域のずれが抑制されて、当該近視場光及び当該磁界がディスクＤの略同一領域に照射されるため、従来よりも情報を高密度に記録することができる。
【００４９】
特に本実施形態に係るティップ１１７は、ディスクＤと向かい合う一端側から他端側に向かう方向に直交する断面積が漸次増加するように形成されている。これにより、当該一端側であるディップ頂面１１８から他端側に向うに従って、ティップ１１７を構成する磁極１１９とディスクＤとの距離が長くなり、ディスクＤに対する漏れ磁界による影響が少なくなる。
【００５０】
従って、磁極１１９のうちティップ頂面１１８と同一平面上の部分からの漏れ磁界のみで記録が行われ、ティップ１１７の側面はディスクＤから離れているためディスクＤの表面に到達する漏れ磁界は極めて小さく記録動作への影響は無視できる。このように漏れ磁界の広がりを抑制することにより高密度記録に対応した近接場光利用ヘッドが実現される。
【００５１】
また、本発明によれば、ディスクＤの回転によってディスクＤから浮上する空気によって、空気浮上面１１６がディスクＤから離れる方向に押し上げられる。これにより、空気浮上面１１６が設けられるだけで、ティップ１１７をナノレベルの距離でディスクＤに近づけることができ、近接場光とディスクＤの表面との相互作用、及び磁界とディスクＤの表面との相互作用の両方を高効率で実現できると共に、高Ｓ／Ｎを持って高記録密度の記録ができる。
【００５２】
さらに、本発明によれば、記録と再生を同一ヘッドで行うことができ、薄型小型の記録装置に適した近接場光利用ヘッドを実現することができる。
【００５３】
また、本発明によれば、近接場光の発生と磁場の発生とを同期させることで、またそれぞれに変調をかけることもでき、高密度な記録性能を持つ情報記録装置を実現することができる。
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２に係る近接場光利用ヘッドのティップ１４１の拡大図である。本実施の形態においては、情報記録装置全体の構成と、近接場光利用ヘッドの概観は実施の形態１と同一であるので説明を省略する。実施の形態１との相違点は、近接場光を発生させると同時に漏れ磁界を発生させるティップの側面に、Ａｕ膜１２４を持つ点である。Ａｕ膜１２４は約２０ｎｍの厚みであり、蒸着によって製膜した。
【００５４】
かかる特徴によれば、磁極１１９とＡｕ膜１２４とはともに光を透過しないため、近接場光は光学的微小開口１１８からのみ発生し、実施の形態１に比べ光を局在化させることができる。
また、Ａｕ膜１２４は入射光によって表面にプラズモンが励起するため、極めて強い近接場光を発生させることができ、ディスクＤの微小領域を短時間で急加熱することができる。このような構造のティップ１４１を持つ近接場光利用ヘッドを用いることによって、超高密度の記録再生が高Ｓ／Ｎで実現される。
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３に係る近接場光利用ヘッドの底面の拡大図である。実施の形態１と同一部分については説明を省略する。実施の形態１との相違点は、近接場光を発生させるとともに漏れ磁界を発生させるティップがウェッジ型ティップ１５１である点である。ウェッジ型ティップ１５１は、長方形底面の辺のうち、ヘッドの長手（図中左右）方向の辺に比べてそれと直交する辺が数〜数十倍長い形になっている。このような形状のティップに対して、図中１５２で表される偏光方向を持つ光を実施の形態１と同様にヘッド上面（図中裏面）側から入射させると、光の減衰が少ない状態で光を開口に到達させることができる。発生した近接場光はウェッジ型ティップの長辺方向には長く広がっているが、短辺方向には極めて局在した形で分布する。ディスクＤの表面上の記録ビットに対してウェッジ型ティップの短辺方向に走査することで、高密度な記録を実現することができる。
【００５５】
ここまでの実施の形態では近接場光利用ヘッドはミラーを持つ基板と近接場光素子を持つ基板の２枚基板から成っているが、本発明はそのような構造のヘッドに限定されるものではない。例えば図８に、１枚基板から成る近接場光利用ヘッド１６１の構造を示す。これまでの実施の形態と同一部分については同一符号を与え、説明を省略する。この例では光ファイバー１６２の先端部１１４が斜め４５°に加工されてミラー面を成している。光はこのミラー面で反射した後、近接場光利用ヘッド１６１のマイクロレンズ１１５に入射し、その後は実施の形態１と同様である。このように、近接場光利用ヘッドの光導入部は種々の構造が可能であり、本発明の構造と組み合わせることで超高密度な情報記録装置が実現できる。
（実施の形態４）
図９は本発明の実施の形態３に係る近接場光利用ヘッドのティップ１７０の拡大図である。本実施の形態においては、情報記録装置全体の構成と、近接場光利用ヘッドの概観は実施の形態２と同一であるので説明を省略する。本実施の形態においては、第一磁極１７１のうちティップ頂面１１８と同一平面上にある部分１７６から発生する磁界が図示を略したディスクＤの表面に垂直方向に向き、ディスクＤの表面からの戻り磁界が第二磁極１７２のうちティップ頂面１１８と同一平面上にある部分１７８に戻る。これにより、ディスクＤの表面に対して垂直方向に磁化することによる記録、すなわち垂直記録が実現する。第一磁極１７１のうちティップ側面上にある部分１７５と、第二磁極１７２のうちティップ側面上にある部分１７７はディスクＤの表面から離れているため、記録動作への影響は無視できる。垂直記録の場合、高密度記録のためには第一磁極１７１のうち記録に寄与する部分のサイズを微細にすることが必要であるが、本発明では第一磁極１７１は錐状ティップの側面に形成されているため、ティップ頂面１１８と同一平面上にある部分１７６のサイズによって記録密度が規定される。これにより超高密度な情報記録装置が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、近接場光利用ヘッドを構成する各部品を細かに位置合せしなくても、近接場光利用ヘッドを容易に製造することができる。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、微細な領域に光を局在化させることで回折限界を超える分解能を持つ近接場光を利用した近接場光利用ヘッド、特に近接場光と磁場の両者を利用することで超高記録密度を実現した近接場光利用ヘッド及びそれを用いた情報記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年情報化社会における画像・動画情報の急激な増加に対応するため、情報記録再生装置は大容量化・小型化が進められている。光を用いた情報記録再生装置においては、記録密度が光波長に依存するため、短い波長の光を用いることで高密度化が図られてきた。波長に依存しない密度の実現の方法としては、近接場光を用いた記録再生原理が注目されている。磁気を用いた情報記録再生装置においては、記録媒体表面の微小領域を分離して磁化するために、微小領域のみに近接場光を照射することで加熱して保磁力を低下させてから磁化させる近接場光アシスト磁気記録方式が、次世代の記録再生原理の有力候補と見られている。
【０００３】
近接場光アシスト磁気記録方式のヘッドは、従来の磁気ヘッドの記録磁極に隣接して近接場光発生素子を持つ構造となっている。近接場光発生素子は、例えば光導波路の内部に金属から成る板状の腕を複数持ち、その先端部が開口となっている構造が用いられる（特表２００５−５１５５７８号公報（第６−７頁、第２図）；特許文献１）。また、固体イマージョンレンズを浮上ヘッドに搭載することで、磁極に隣接した位置に近接場光を発生させる構造も提案されている（特開平１０−１６２４４４号公報（第１８−１９頁、第１３図）；特許文献２）。光源から光導波路への光導入は、レーザーからの光を直接光導波路（特許文献１）あるいは固体イマージョンレンズ（特許文献２）に照射する方式が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５１５５７８号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の導波路内部に金属製腕を持つ構造による近接場光利用ヘッドでは、近接場光発生素子が導波路の内部に複雑な構造を持っており、高精度に形状を作製することが困難であった。特に、基板上の薄膜として作製された導波路の内部に、複数の金属製腕をそれぞれ異なる傾斜角を持って作製することは極めて困難である。
【０００６】
また、磁気記録素子と導波路を薄膜作製技術を用いて作製した後でそれを切り出し、導波路と磁気記録素子の端面をナノメートルレベルで位置合わせする加工技術が要求されるため、製造コストが高くなるなどの課題が有った。また、固体イマージョンレンズを利用する構造の場合には、レンズと磁気記録素子を別々に作製してから組み立てるため、高精度な位置合わせが要求され、大量生産は困難であった。
【０００７】
さらに、記録磁極及び近接場光発生素子のそれぞれが別体であるため、記録磁極及び近視場光発生素子のそれぞれも精度良く配置しなければ、記録磁極からの磁界と近接場光発生素子からの近接場光とを記録媒体の所望位置に当てることができず、ヘッドを容易に製造することができなかった。
【０００８】
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、ヘッドを構成する各部品を細かに位置合せしなくても、ヘッドを容易に製造することができる近接場光利用ヘッド及び近接場光利用ヘッドを有する情報記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の特徴は、近接場光を発生させて媒体の所定領域を加熱するとともに前記所定領域に磁界を与えて情報を記録する近接場光利用ヘッドにおいて、光束を伝播させる経路を有する光導波路と、前記所定領域に向かい合う位置に形成された開口からなる磁極ギャップを有し、前記光導波路から出射された前記光束を集光させながら前記磁極ギャップに向けて伝播させて前記近接場光を発生する近接場光発生素子とを備え、前記磁極ギャップは、前記所定領域に磁界を与える磁極によって形成されることを要旨とする。
【００１０】
本発明に係る第２の特徴は、前記近接場光発生素子が、光透過性の材質から成る錐状ティップを備え、前記磁極ギャップが、前記錐状ティップの先端に形成されていることを要旨とする。
【００１１】
本発明に係る第３の特徴は、前記磁極の一部が、前記錐状ティップの側面の一部に形成されていることを要旨とする。
【００１２】
本発明に係る第４の特徴は、前記磁極及び前記磁極に磁界を生じさせるコイルを有する磁気記録素子を備え、前記近接場光発生素子と前記磁気記録素子とは、略平板から成る基板上に形成され、前記基板は、前記媒体と向かい合う位置に空気浮上面を備え、前記空気浮上面は、前記近接場光発生素子と前記磁気記録素子とが、前記媒体の回転によって発生する空気浮上力を用いて前記媒体表面から所定距離を保って浮上するように形成されたことを要旨とする。
【００１３】
本発明に係る第５の特徴は、前記磁極が、遮光性の材質から成ることを要旨とする。
【００１４】
本発明に係る第６の特徴は、前記錐状ティップの側面の一部に金属膜を有することを要旨とする。
【００１５】
本発明に係る第７の特徴は、前記錐状ティップが四角錐であり、その４側面のうち対向する２側面に前記磁極の一部が形成されていることを要旨とする。
【００１６】
本発明に係る第８の特徴は、前記錐状ティップが四角錐であり、その４側面のうち対向する２側面に金属膜が形成されていることを要旨とする。
【００１７】
本発明に係る第９の特徴は、前記媒体に記録された情報を再生する磁気抵抗素子を備え、前記磁気抵抗素子は、前記磁気記録素子と同一基板上に形成されていることを要旨とする。
【００１８】
本発明に係る第１０の特徴は、光源と、磁化の反転によって情報を記録する媒体と、前記光源からの光を受けて光学的微小開口から近接場光を発生させる近接場光発生素子を有する近接場光利用ヘッドと、前記媒体を回転させるモーターと、前記近接場光利用ヘッドを前記媒体に近接させるサスペンションアームと、前記サスペンションアームを前記媒体の所定の位置に移動させるアクチュエータと、を持つ情報記録装置において、前記近接場光利用ヘッドは、第一磁極と、前記第一磁極との間に磁極ギャップを挟んで対向するように形成された第二磁極とを持ち、前記近接場光利用ヘッドは、前記光学的微小開口から前記近接場光を発生させることにより前記媒体表面を加熱するとともに、前記第一磁極と前記第二磁極との間の前記磁極ギャップ内で生じた磁界により前記媒体に対して前記磁化の反転を生じさせて前記媒体に情報を記録することを要旨とする。
【００１９】
本発明に係る第１１の特徴は、前記近接場光発生素子が、光透過性の材質から成る錐状ティップを備え、前記磁極ギャップが、前記錐状ティップの先端に形成されていることを要旨とする。
【００２０】
本発明に係る第１２の特徴は、前記第一磁極及び前記第二磁極の一部は、前記錐状ティップの側面の一部に形成されていることを要旨とする。
【００２１】
本発明に係る第１３の特徴は、前記光源からの光強度を制御する光制御部と、前記磁極ギャップから発生する磁場を制御する磁場制御部を持ち、前記光制御部と前記磁場制御部とに同時に変調をかける装置制御部を持つことを要旨とする。
【００２２】
本発明に係る第１４の特徴は、前記磁化の方向が、前記媒体の表面に対して略平行であることを要旨とする。
【００２３】
本発明に係る第１５の特徴は、前記磁化の方向が、前記媒体の表面に対して略垂直であることを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、実施の形態１に係る近接場光利用ヘッドを用いた情報記録装置の概 略図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る近接場光利用ヘッドと、サスペンションアーム との断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る近接場光利用ヘッドの底面の概観図である。
【図４】図４は、ティップの拡大図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る近接場光利用ヘッドの製造方法を示す概略フロ ー図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る近接場光利用ヘッドのティップの拡大図である。
【図７】図７は、実施の形態３に係る近接場光利用ヘッドの底面の概観図である。
【図８】図８は、１枚基板から成る近視野利用ヘッドの構造図である。
【図９】図９は、実施の形態３に係る近接場光利用ヘッドのティップの拡大図である。
【発明の実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１に係る近接場光利用ヘッド１０１を用いた情報記録装置の概略を示す。本実施の形態の情報記録装置１は、図１に示すように、近接場光利用ヘッド１０１と、ディスク（磁気記録媒体）Ｄの表面に平行な方向に移動可能とされ、ディスクＤの面に平行で且つ互いに直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸とする）回りに回動自在な状態で近接場光利用ヘッド１０１を先端側で支持すると共に、近接場光利用ヘッド１０１をディスクＤに近接させるサスペンションアーム１０２と、光導波路１０３の基端側から該光導波路１０３に対して光束を入射させる図示を略したレーザーが格納された光制御部１０４と、サスペンションアーム１０２の基端側を支持すると共に、サスペンションアーム１０２をディスクＤの面に平行なＸＹ方向に向けてスキャン移動させるアクチュエーター１０５と、ディスクＤを一定方向に回転させるモーター（回転駆動部）１０６と、情報に応じて変調した電流を近接場光利用ヘッド１０１に対して供給すると共に、光制御部１０４の作動を制御する装置制御部１０７と、これら各構成品を内部に収容するハウジング１０８とを備えている。必要に応じて光導波路１０３への光束は、光制御部１０４により強度変調などをかけることもできる。
【００２６】
ディスクＤは、磁化の方向（反転）によって情報を記録する磁気記録層を持つ媒体である。近接場光利用ヘッド１０１がディスクＤの表面に数〜数十ナノメートルまで近接した状態でディスクＤが高速に回転させられると、近接場光利用ヘッド１０１がディスクＤに対して常に一定の姿勢で浮上する。ここで、光を伝播させる経路を有する光導波路１０３として光ファイバーを用いたが、所定の屈折率を持つ酸化シリコンをパターニングして作製した光導波路、あるいは樹脂から成る光導波路であってもよい。
【００２７】
ハウジング１０８は、アルミニウム等の金属材料により、上面視において四角形状に形成されている。ハウジング１０８には、内側に各構成品を収容する凹部１０８ａが形成されている。また、ハウジング１０８には、凹部１０８ａ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。
【００２８】
凹部１０８ａの略中心には、上記モーター１０６が取り付けられている。該モーター１０６の軸にディスクＤの中心孔が嵌め込まれており、ディスクＤが着脱自在に固定される。凹部１０８ａの隅角部には、上記アクチュエーター１０５が取り付けられている。アクチュエーター１０５には、軸受１０９を介してキャリッジ１１０が取り付けられている。該キャリッジ１１０の先端にサスペンションアーム１０２が取り付けられている。そして、キャリッジ１１０及びサスペンションアーム１０２は、アクチュエーター１０５の駆動によって共に上記ＸＹ方向に移動可能とされている。
【００２９】
なお、キャリッジ１１０及びサスペンションアーム１０２は、ディスクＤの回転停止時にはアクチュエーター１０５の駆動によって、ディスクＤ上から退避する。また、光制御部１０４は、アクチュエーター１０５に隣接するように凹部１０８ａ内に取り付けられている。図示を略した磁気回路によって近接場光利用ヘッド１０１から発生する磁場を制御する磁場制御部１１１は光制御部１０４に隣接して配置されている。
【００３０】
近接場光利用ヘッド１０１は、図示を略した微小開口を持ち、導入された光束から微小開口において近接場光を発生させる。近接場光はレーザーからの出射光波長よりもはるかに微細な空間に局在しており、ディスクＤの表面の微小領域（所定領域）を加熱し、その領域のみ一時的に保磁力を低下させる。近接場光利用ヘッド１０１は、近接場光によってディスクＤの微小領域を加熱すると共に磁界を与えて磁化反転を生じさせ、情報を記録する。
【００３１】
図２は本発明の実施の形態１に係る近接場光利用ヘッド１０１と、サスペンションアーム１０２との断面図を示す。近接場光利用ヘッド１０１は、ミラー基板１２０と近接場光素子基板１１２とが接着された２枚基板構造を持つ。ミラー基板１２０はＳｉ基板の結晶異方性エッチングによって形成されたＶ溝１１３を持つ。
【００３２】
Ｖ溝１１３は一方の端がミラー基板１２０の側面に達し、他方の端はミラー面１１４となる。ミラー面１１４は光の反射面として機能するようＡｌ膜が蒸着されている。光導波路１０３は偏光保存型の光ファイバーであり、Ｖ溝１１３内の所定の位置に接着固定される。近接場光素子基板１１２は説明をわかりやすくするために基板の法線を軸に基板面内で９０°回転させて表示している。近接場光素子基板１１２は石英ガラスから成り、上面にマイクロレンズ１１５を持つ。
【００３３】
マイクロレンズ１１５はグレースケールマスクを用いたエッチングによって形成された非球面レンズである。近接場光素子基板１１２の下面には空気浮上面１１６がエッチングによって形成されている。
【００３４】
空気浮上面１１６は、ティップ（近接場光発生素子）１１７と再生用ティップ（磁気記録素子）１２２とが、ディスクＤの回転によって発生する空気浮上力を用いてディスクＤから所定距離を保って浮上するように形成された面である。
【００３５】
本実施形態では、例えば、空気浮上面１１６は、近接場光素子基板１１２を構成する面のうち近接場光素子基板１１２がディスクＤと向かい合う面に形成され、ティップ１１７及び／又は再生用ティップ１２２を挟む位置にレール状に形成されている。
【００３６】
近接場光素子基板１１２の下面には四角錐状のティップ１１７が備えられる。ティップ１１７の先端には光学的微小開口１１８が備えられている。ティップ１１７は四角錐以外の形状、たとえば円錐や三角錐形状にすることも可能である。近接場光素子基板１１２の下面にはさらに、磁極１１９が形成されている。磁極１１９はその一部がティップ１１７の側面（斜面）を覆っている。近接場光素子基板１１２には配線１２１が接続され、配線１２１は磁極１１９に巻かれているコイルを形成することで全体として電磁石を構成する。
【００３７】
光導波路１０３から出射した光１３１はミラー面１１４で反射した後、マイクロレンズ１１５を透過して集光されつつティップ１１７内部を透過して、光学的微小開口（磁気ギャップ）１１８に達する。光学的微小開口１１８はレーザーからの光波長よりもはるかに微小なサイズであり、通常の伝搬光はほとんど透過することができないが、近接場光が光学的微小開口１１８からわずかな距離のみ分布する。近接場光は光学的微小開口１１８の開口サイズ程度の広がりを持ち、元の波長よりもはるかに微小な領域に局在する。
【００３８】
図３は本発明の実施の形態１に係る近接場光利用ヘッド１０１の底面の概観図である。底面には略直方体形状の空気浮上面１１６、ティップ１１７、磁極１１９、配線１２１、再生用ティップ１２２を持つ。
【００３９】
再生用ティップ１２２は底面が長方形の四角錐形状であり、長辺側の２側面を磁気抵抗効果膜１２３の一部が覆っている。磁気抵抗効果膜１２３は再生用ティップ１２２の２側面から基板表面にパターニングされている。構造をわかりやすくするため実寸法とは比率を変えて示した。
【００４０】
図４はティップ１１７の拡大図である。ティップ１１７は四角錐形状である。ティップ１１７の底面は一辺約２０ミクロン、高さは約１０ミクロンである。ティップ１１７の４側面のうち、対向する２側面は磁極１１９の一部によって覆われている。磁極１１９は光を透過しないため、ティップ１１７の頂面は光学的微小開口１１８となる。
【００４１】
図５は本発明の実施の形態１に係る近接場光利用ヘッド作製方法の概略図である。図中、左の列は図３のＡ−Ａ’での断面図、右の列はＢ−Ｂ’での断面図を示す。Ｓ１からＳ４の各行は作製ステップを示す。まずステップＳ１で、石英ガラス基板１１２を等方性エッチングによってティップ１１７、空気浮上面１１６、再生用ティップ１２２を作製する。次にステップＳ２において、磁極１１９を蒸着などの薄膜製膜技術を用いて作製する。磁極１１９はティップ１１７の頂面の微小領域のみギャップとなっているが、これは頂面を覆うように製膜した後に、機械的圧力をかけることによって頂面のみ磁極膜が除去された構造を作製する。次にステップＳ３において、磁気抵抗効果膜１２３を製膜する。最後にステップＳ４において、配線１２１をパターニング作製する。
【００４２】
本発明に係る製法によれば、石英ガラス基板１１２をエッチングするだけで、ティップ１１７、空気浮上面１１６及び再生用ティップ１２２の立体構造を製造することができ、安定的に低コストで近接場光利用ヘッド１０１を量産することができる。
【００４３】
このようにして作製された近接場光利用ヘッド１０１は以下のように機能する。ディスクＤ状のディスクＤが高速に回転させられ、その表面に近接場光利用ヘッド１０１が近接させられる。そうすると、ディスクＤの表面の上を流れる空気によって空気浮上面１１６が浮上力を受け、近接場光利用ヘッド１０１は、ディスクＤの表面から数〜数十ｎｍの微小距離を持って浮上する。光学的微小開口１１８から発生した近接場光によってディスクＤの表面の微小領域が加熱され、その領域のみ保磁力が一時的に低下する。配線１２１には、記録すべき情報に対応して変調をかけられた電流が流され、電流磁界によって磁極１１９に磁束が発生する。磁極１１９はティップ１１７の２側面を覆っており、光学的微小開口１１８の部分において磁極ギャップを形成しているため、光学的微小開口１１８から漏れ磁界が発生する。
【００４４】
光学的微小開口１１８からの近接場光がディスクＤの微小領域を加熱し、その領域における保持力が低下した後に、漏れ磁界が作用することで磁化の方向が反転する。これにより、当該微小領域において情報の記録が行われる。近接場光によって加熱された微小領域のみに対して効率的に漏れ磁界が作用するために、配線１２１への電流にかけられた変調と同期した変調をレーザーにかけるように制御することも可能である。
【００４５】
ディスクＤからの情報の読み出し（再生）は、従来の磁気ヘッドと同様の方法であり、再生用ティップ１２２上に製膜された磁気抵抗効果膜１２３の抵抗の変化を計測することにより行うことができる。
【００４６】
ディスクＤの表面を局所的に加熱するための近接場光を発生させる光学的微小開口１１８と、ディスクＤの表面を局所的に磁化反転させるための漏れ磁界を発生させる磁極ギャップとが同一構造を共有していることにより、最小限の入射光エネルギーと電流によってナノレベルの微小領域に情報を記録することができる。
【００４７】
具体的には、ティップ頂面１１８から発生する漏れ磁界と同一位置に近接場光を発生させることにより、近接場光による加熱と磁界とによる記録が厳密に同一位置に行われる。このため、ディスクＤに対向するティップ頂面１１８のサイズで規定されるティップ頂面１１８からの漏れ磁界のみでディスクＤの表面の微小領域を磁化することができ、高密度な記録性能を持つ記録装置が実現する。
また、ティップ１１７が、近接場光を発生させる構造と漏れ磁界を発生させる構造の両方に利用されるため、近接場光アシスト磁気記録という複合的な原理に基づくヘッドでありながら極めて単純な構造となっており、低コストでの量産にも適している。
【００４８】
すなわち、本発明によれば、ティップ１１７と磁極１１９とが一体に形成されていることにより、ティップ１１７及び磁極１１９を細かに位置合せしなくても、近接場光利用ヘッド１０１を容易に製造することができる。また、ティップ１１７の光学的微小開口１１８が磁極１１９によって形成されていることにより、光学的微小開口１１８からの近視場光と磁極１１９からの磁界とのディスクＤへの照射領域のずれが抑制されて、当該近視場光及び当該磁界がディスクＤの略同一領域に照射されるため、従来よりも情報を高密度に記録することができる。
【００４９】
特に本実施形態に係るティップ１１７は、ディスクＤと向かい合う一端側から他端側に向かう方向に直交する断面積が漸次増加するように形成されている。これにより、当該一端側であるディップ頂面１１８から他端側に向うに従って、ティップ１１７を構成する磁極１１９とディスクＤとの距離が長くなり、ディスクＤに対する漏れ磁界による影響が少なくなる。
【００５０】
従って、磁極１１９のうちティップ頂面１１８と同一平面上の部分からの漏れ磁界のみで記録が行われ、ティップ１１７の側面はディスクＤから離れているためディスクＤの表面に到達する漏れ磁界は極めて小さく記録動作への影響は無視できる。このように漏れ磁界の広がりを抑制することにより高密度記録に対応した近接場光利用ヘッドが実現される。
【００５１】
また、本発明によれば、ディスクＤの回転によってディスクＤから浮上する空気によって、空気浮上面１１６がディスクＤから離れる方向に押し上げられる。これにより、空気浮上面１１６が設けられるだけで、ティップ１１７をナノレベルの距離でディスクＤに近づけることができ、近接場光とディスクＤの表面との相互作用、及び磁界とディスクＤの表面との相互作用の両方を高効率で実現できると共に、高Ｓ／Ｎを持って高記録密度の記録ができる。
【００５２】
さらに、本発明によれば、記録と再生を同一ヘッドで行うことができ、薄型小型の記録装置に適した近接場光利用ヘッドを実現することができる。
【００５３】
また、本発明によれば、近接場光の発生と磁場の発生とを同期させることで、またそれぞれに変調をかけることもでき、高密度な記録性能を持つ情報記録装置を実現することができる。
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２に係る近接場光利用ヘッドのティップ１４１の拡大図である。本実施の形態においては、情報記録装置全体の構成と、近接場光利用ヘッドの概観は実施の形態１と同一であるので説明を省略する。実施の形態１との相違点は、近接場光を発生させると同時に漏れ磁界を発生させるティップの側面に、Ａｕ膜１２４を持つ点である。Ａｕ膜１２４は約２０ｎｍの厚みであり、蒸着によって製膜した。
【００５４】
かかる特徴によれば、磁極１１９とＡｕ膜１２４とはともに光を透過しないため、近接場光は光学的微小開口１１８からのみ発生し、実施の形態１に比べ光を局在化させることができる。
また、Ａｕ膜１２４は入射光によって表面にプラズモンが励起するため、極めて強い近接場光を発生させることができ、ディスクＤの微小領域を短時間で急加熱することができる。このような構造のティップ１４１を持つ近接場光利用ヘッドを用いることによって、超高密度の記録再生が高Ｓ／Ｎで実現される。
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３に係る近接場光利用ヘッドの底面の拡大図である。実施の形態１と同一部分については説明を省略する。実施の形態１との相違点は、近接場光を発生させるとともに漏れ磁界を発生させるティップがウェッジ型ティップ１５１である点である。ウェッジ型ティップ１５１は、長方形底面の辺のうち、ヘッドの長手（図中左右）方向の辺に比べてそれと直交する辺が数〜数十倍長い形になっている。このような形状のティップに対して、図中１５２で表される偏光方向を持つ光を実施の形態１と同様にヘッド上面（図中裏面）側から入射させると、光の減衰が少ない状態で光を開口に到達させることができる。発生した近接場光はウェッジ型ティップの長辺方向には長く広がっているが、短辺方向には極めて局在した形で分布する。ディスクＤの表面上の記録ビットに対してウェッジ型ティップの短辺方向に走査することで、高密度な記録を実現することができる。
【００５５】
ここまでの実施の形態では近接場光利用ヘッドはミラーを持つ基板と近接場光素子を持つ基板の２枚基板から成っているが、本発明はそのような構造のヘッドに限定されるものではない。例えば図８に、１枚基板から成る近接場光利用ヘッド１６１の構造を示す。これまでの実施の形態と同一部分については同一符号を与え、説明を省略する。この例では光ファイバー１６２の先端部１１４が斜め４５°に加工されてミラー面を成している。光はこのミラー面で反射した後、近接場光利用ヘッド１６１のマイクロレンズ１１５に入射し、その後は実施の形態１と同様である。このように、近接場光利用ヘッドの光導入部は種々の構造が可能であり、本発明の構造と組み合わせることで超高密度な情報記録装置が実現できる。
（実施の形態４）
図９は本発明の実施の形態３に係る近接場光利用ヘッドのティップ１７０の拡大図である。本実施の形態においては、情報記録装置全体の構成と、近接場光利用ヘッドの概観は実施の形態２と同一であるので説明を省略する。本実施の形態においては、第一磁極１７１のうちティップ頂面１１８と同一平面上にある部分１７６から発生する磁界が図示を略したディスクＤの表面に垂直方向に向き、ディスクＤの表面からの戻り磁界が第二磁極１７２のうちティップ頂面１１８と同一平面上にある部分１７８に戻る。これにより、ディスクＤの表面に対して垂直方向に磁化することによる記録、すなわち垂直記録が実現する。第一磁極１７１のうちティップ側面上にある部分１７５と、第二磁極１７２のうちティップ側面上にある部分１７７はディスクＤの表面から離れているため、記録動作への影響は無視できる。垂直記録の場合、高密度記録のためには第一磁極１７１のうち記録に寄与する部分のサイズを微細にすることが必要であるが、本発明では第一磁極１７１は錐状ティップの側面に形成されているため、ティップ頂面１１８と同一平面上にある部分１７６のサイズによって記録密度が規定される。これにより超高密度な情報記録装置が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、近接場光利用ヘッドを構成する各部品を細かに位置合せしなくても、近接場光利用ヘッドを容易に製造することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接場光を発生させて媒体の所定領域を加熱するとともに前記所定領域に磁界を与えて情報を記録する近接場光利用ヘッドにおいて、
光束を伝播させる経路を有する光導波路と、
前記所定領域に向かい合う位置に形成される磁極ギャップを有し、前記光導波路から出射された前記光束を集光させながら前記磁極ギャップに向けて伝播させて前記近接場光を発生するティップを有する近接場光発生素子とを備え、
前記磁極ギャップは、前記所定領域に磁界を与える磁極によって形成され、
前記磁極は、前記媒体と向かい合う前記ティップの一端側である頂面から他端側に向かうに従って前記媒体との距離が長くなるように前記ティップの側面に形成されるとともに、前記頂面と同一の平面を有するよう形成されることを特徴とする近接場光利用ヘッド。
【請求項２】
前記近接場光発生素子は、光透過性の材質から成る錐状ティップを備え、前記磁極ギャップは、前記錐状ティップの先端に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項３】
前記磁極の一部は、前記錐状ティップの側面の一部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項４】
前記磁極及び前記磁極に磁界を生じさせるコイルを有する磁気記録素子を備え、前記近接場光発生素子と前記磁気記録素子とは、略平板から成る基板上に形成され、前記基板は、前記媒体と向かい合う位置に空気浮上面を備え、前記空気浮上面は、前記近接場光発生素子と前記磁気記録素子とが、前記媒体の回転によって発生する空気浮上力を用いて前記媒体表面から所定距離を保って浮上するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項５】
前記磁極は、遮光性の材質から成ることを特徴とする請求項１に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項６】
前記錐状ティップの側面の一部に金属膜を有することを特徴とする請求項２に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項７】
前記錐状ティップが四角錐であり、その４側面のうち対向する２側面に前記磁極の一部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項８】
前記錐状ティップが四角錐であり、その４側面のうち対向する２側面に金属膜が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項９】
前記媒体に記録された情報を再生する磁気抵抗素子を備え、
前記磁気抵抗素子は、前記磁気記録素子と同一基板上に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項１０】
光源と、磁化の反転によって情報を記録する媒体と、前記光源からの光を受けて光学的微小開口から近接場光を発生させるティップを有する近接場光発生素子を有する近接場光利用ヘッドと、前記媒体を回転させるモーターと、前記近接場光利用ヘッドを前記媒体に近接させるサスペンションアームと、前記サスペンションアームを前記媒体の所定の位置に移動させるアクチュエータと、を持つ情報記録装置において、
前記近接場光利用ヘッドは、第一磁極と、前記第一磁極との間に磁極ギャップを挟んで対向するように形成された第二磁極とを持ち、
前記第一磁極および第二磁極は、前記媒体と向かい合う前記ティップの一端側である頂面から他端側に向かうに従って前記媒体との距離が長くなるように前記ティップの側面に形成されるとともに、前記頂面と同一の平面を有するよう形成され、
前記近接場光利用ヘッドは、前記光学的微小開口から前記近接場光を発生させることにより前記媒体表面を加熱するとともに、前記第一磁極と前記第二磁極との間の前記磁極ギャップ内で前記平面から生じた磁界により前記媒体に対して前記磁化の反転を生じさせて前記媒体に情報を記録することを特徴とする情報記録装置。
【請求項１１】
前記近接場光発生素子は、光透過性の材質から成る錐状ティップを備え、前記磁極ギャップは、前記錐状ティップの先端に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１２】
前記第一磁極及び前記第二磁極の一部は、前記錐状ティップの側面の一部に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の情報記録装置。
【請求項１３】
前記光源からの光強度を制御する光制御部と、前記磁極ギャップから発生する磁場を制御する磁場制御部を持ち、前記光制御部と前記磁場制御部とに同時に変調をかける装置制御部を持つことを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１４】
前記磁化の方向は、前記媒体の表面に対して略平行であることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１５】
前記磁化の方向は、前記媒体の表面に対して略垂直であることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１】
近接場光を発生させて媒体の所定領域を加熱するとともに前記所定領域に磁界を与えて情報を記録する近接場光利用ヘッドにおいて、
光束を伝播させる経路を有する光導波路と、
前記所定領域に向かい合う位置に形成される磁極ギャップを有し、前記光導波路から出射された前記光束を集光させながら前記磁極ギャップに向けて伝播させて前記近接場光を発生するティップを有する近接場光発生素子とを備え、
前記磁極ギャップは、前記所定領域に磁界を与える磁極によって形成され、
前記磁極は、前記媒体と向かい合う前記ティップの一端側である頂面から他端側に向かうに従って前記媒体との距離が長くなるように前記ティップの側面に形成されるとともに、前記頂面と同一の平面を有するよう形成されることを特徴とする近接場光利用ヘッド。
【請求項２】
前記近接場光発生素子は、光透過性の材質から成る錐状ティップを備え、前記磁極ギャップは、前記錐状ティップの先端に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項３】
前記磁極の一部は、前記錐状ティップの側面の一部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項４】
前記磁極及び前記磁極に磁界を生じさせるコイルを有する磁気記録素子を備え、前記近接場光発生素子と前記磁気記録素子とは、略平板から成る基板上に形成され、前記基板は、前記媒体と向かい合う位置に空気浮上面を備え、前記空気浮上面は、前記近接場光発生素子と前記磁気記録素子とが、前記媒体の回転によって発生する空気浮上力を用いて前記媒体表面から所定距離を保って浮上するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項５】
前記磁極は、遮光性の材質から成ることを特徴とする請求項１に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項６】
前記錐状ティップの側面の一部に金属膜を有することを特徴とする請求項２に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項７】
前記錐状ティップが四角錐であり、その４側面のうち対向する２側面に前記磁極の一部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項８】
前記錐状ティップが四角錐であり、その４側面のうち対向する２側面に金属膜が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項９】
前記媒体に記録された情報を再生する磁気抵抗素子を備え、
前記磁気抵抗素子は、前記磁気記録素子と同一基板上に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の近接場光利用ヘッド。
【請求項１０】
光源と、磁化の反転によって情報を記録する媒体と、前記光源からの光を受けて光学的微小開口から近接場光を発生させるティップを有する近接場光発生素子を有する近接場光利用ヘッドと、前記媒体を回転させるモーターと、前記近接場光利用ヘッドを前記媒体に近接させるサスペンションアームと、前記サスペンションアームを前記媒体の所定の位置に移動させるアクチュエータと、を持つ情報記録装置において、
前記近接場光利用ヘッドは、第一磁極と、前記第一磁極との間に磁極ギャップを挟んで対向するように形成された第二磁極とを持ち、
前記第一磁極および第二磁極は、前記媒体と向かい合う前記ティップの一端側である頂面から他端側に向かうに従って前記媒体との距離が長くなるように前記ティップの側面に形成されるとともに、前記頂面と同一の平面を有するよう形成され、
前記近接場光利用ヘッドは、前記光学的微小開口から前記近接場光を発生させることにより前記媒体表面を加熱するとともに、前記第一磁極と前記第二磁極との間の前記磁極ギャップ内で前記平面から生じた磁界により前記媒体に対して前記磁化の反転を生じさせて前記媒体に情報を記録することを特徴とする情報記録装置。
【請求項１１】
前記近接場光発生素子は、光透過性の材質から成る錐状ティップを備え、前記磁極ギャップは、前記錐状ティップの先端に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１２】
前記第一磁極及び前記第二磁極の一部は、前記錐状ティップの側面の一部に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の情報記録装置。
【請求項１３】
前記光源からの光強度を制御する光制御部と、前記磁極ギャップから発生する磁場を制御する磁場制御部を持ち、前記光制御部と前記磁場制御部とに同時に変調をかける装置制御部を持つことを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１４】
前記磁化の方向は、前記媒体の表面に対して略平行であることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【請求項１５】
前記磁化の方向は、前記媒体の表面に対して略垂直であることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１９０５３６（Ｐ２０１２−１９０５３６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１２７３８（Ｐ２０１２−１１２７３８）
【出願日】平成２４年５月１６日（２０１２．５．１６）
【分割の表示】特願２００７−５５１８９６（Ｐ２００７−５５１８９６）の分割
【原出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【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２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月１６日（２０１２．５．１６）
【分割の表示】特願２００７−５５１８９６（Ｐ２００７−５５１８９６）の分割
【原出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【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 ]