近接場光記録素子、近接場光ヘッド及び情報記録再生装置
【課題】小型化を図りながら低コストで容易に製造できると共に、近接場光を効率良く発生させて書き込みの信頼性が向上し、主磁極からの洩れ磁束を減少させてさらなる高密度記録化を図ること。
【解決手段】光束Ｌが導入される底面３０ａと、光束が導入されたときに近接場光Ｒが発せられる端面３０ｂと、４つの側面３０ｃとを有し、四角錐台状に形成された光透過性のコア３０と、４つの側面のうち、磁気記録媒体Ｄの回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面上にそれぞれ形成され、両者の間に記録磁界を発生させる主磁極３１及び補助磁極３２とを備え、補助磁極は、コアの端面側において主磁極の一方の側面に向けて突出した突出部３２ａを備えている近接場光記録素子２０を提供する。
【解決手段】光束Ｌが導入される底面３０ａと、光束が導入されたときに近接場光Ｒが発せられる端面３０ｂと、４つの側面３０ｃとを有し、四角錐台状に形成された光透過性のコア３０と、４つの側面のうち、磁気記録媒体Ｄの回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面上にそれぞれ形成され、両者の間に記録磁界を発生させる主磁極３１及び補助磁極３２とを備え、補助磁極は、コアの端面側において主磁極の一方の側面に向けて突出した突出部３２ａを備えている近接場光記録素子２０を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光を利用して磁気記録媒体に各種の情報を超高密度で記録することができる近接場光記録素子、該近接場光記録素子を有する近接場光ヘッド及び該近接場光ヘッドを有する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、この不具合を解消するために、近接場光により磁区を局所的に加熱して一時的に保磁力を低下させ、その間に書き込みを行うハイブリッド磁気記録方式（近接場光アシスト磁気記録方式）が提供されている。このハイブリッド磁気記録方式は、微小領域と、近接場光ヘッドに形成された光の波長以下のサイズに形成された光学的開口との相互作用により発生する近接場光を利用する方式である。このように、光の回折限界を超えた微小な光学的開口、即ち、近接場光発生素子を有する近接場光ヘッドを利用することで、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、従来の光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。
なお、近接場光発生素子は、上述した光学的微小開口によるものだけでなく、例えば、ナノメートルサイズに形成された突起部により構成しても構わない。この突起部によっても、光学的微小開口と同様に近接場光を発生させることができる。
【０００６】
上述したハイブリッド磁気記録方式による記録ヘッドとしては、各種のものが提供されているが、その１つとして、光スポットのサイズを縮小して記録密度の増大化を図った磁気記録ヘッドが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
この磁気記録ヘッドは、主に主磁極と、補助磁極と、螺旋状の導体パターンが絶縁体の内部に形成されたコイル巻線と、照射されたレーザ光から近接場光を発生させる金属散乱体と、金属散乱体に向けてレーザ光を照射する平面レーザ光源と、照射されたレーザ光を集束させるレンズとを備えている。これら各構成品は、ビームの先端に固定されたスライダの先端面に取り付けられている。
【０００７】
主磁極は、一端側が記録媒体に対向した面となっており、他端側が補助電極に接続されている。つまり、主磁極及び補助電極は、１本の磁極（単磁極）を垂直方向に配置した単磁極型垂直ヘッドを構成している。また、コイル巻線は、磁極と補助電極との間を一部が通過するように補助電極に固定されている。これら磁極、補助電極及びコイル巻線は、全体として電磁石を構成している。
主磁極の先端には、金等からなる上記金属散乱体が取り付けられている。また、金属散乱体から離間した位置に上記平面レーザ光源が配置されると共に、該平面レーザ光源と金属散乱体との間に上記レンズが配置されている。
上述した各構成品は、スライダの先端面側から、補助磁極、コイル巻線、主磁極、金属散乱体、レンズ、平面レーザ光源の順に取り付けられている。
【０００８】
このように構成された磁気記録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。
即ち、平面レーザ光源からレーザ光を照射させる。このレーザ光は、レンズによって集束され、金属散乱体に照射される。すると金属散乱体は、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、上記レーザ光の照射と同時に、コイル巻線の導体パターンに駆動電流を供給することで、主磁極に近接する記録媒体の磁気記録層に対して記録磁界を局所的に印加する。これにより、保磁力が一時的に低下した磁気記録層に各種の情報を記録することができる。つまり、近接場光と磁場との協働により、記録媒体への記録を行うことができる。
【０００９】
更に、上述した磁気記録ヘッドに対して、さらに予熱機構を組み合わせた磁気記録ヘッドも知られている（例えば、特許文献３参照）。
この磁気記録ヘッドは、上述した主磁極と補助磁極との間に、予熱機構である抵抗ヒータを備えている。この抵抗ヒータは、主磁極及び金属散乱体に比べて先端面積が大きいので、加熱する対象領域が広く温度勾配が低い。そのため、抵抗ヒータは、記録媒体の磁気記録層に対して、予め予熱する程度の熱しか加えることができないようになっている。
このように構成された磁気記録ヘッドによれば、予め抵抗ヒータによって磁気記録層を予熱できるので、近接場光を発生させる金属散乱体における発熱を低減することができる。よって、温度上昇による金属散乱体の劣化や、損傷の可能性等を低下させることができ、耐久性の向上化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献２】特開２００５−４９０１号公報
【特許文献３】特開２００５―７８６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の磁気記録ヘッドには、まだ以下の課題が残されていた。
即ち、上記特許文献１及び２に記載されている磁気記録ヘッドでは、金属散乱体が、走査方向の最後端に位置するように主磁極の外側に設けられているので、磁気記録層に情報を記録する際に、記録磁界を印加している位置に対して効率良く加熱を行うことが困難なものであった。つまり、記録媒体の回転に伴って磁気記録層は、補助磁極、磁極、金属散乱体の順に移動するので、近接場光で加熱される前に記録磁界が印加されてしまう。そのため、記録磁界が印加された領域外に、近接場光による加熱温度のピーク位置がきてしまい、書き込みの信頼性が劣るものであった。
特に、近接場光による温度勾配は、記録媒体の走査方向に対して遅れる傾向にあるので、加熱温度のピーク位置が金属散乱体の真下からずれてしまうと考えられる。この点を考慮すると、実際には加熱温度のピーク位置が記録磁界の印加領域からさらに外れる方向にずれてしまい、正確な書き込みを行えない可能性が高かった。
【００１１】
一方、特許文献３に記載されている磁気記録ヘッドは、主磁極と補助磁極との間に抵抗ヒータ等の予熱機構を備えているので、上述した書き込みの信頼性の問題点を解消する構成にはなっているが、その反面、構成品としてさらに予熱機構が加わるので、構成がさらに煩雑になり大型化してしまう不都合があった。
【００１２】
また、上記特許文献１から３に記載されている磁気記録ヘッドでは、記録トラック幅をより小さくしてさらなる高密度記録化を図ろうとする場合、両磁極の間隔を狭めたり、金属散乱体のサイズをさらに小さく設計したりする等、構成品自体のサイズをさらに微細化する必要がある。そのため、製造の困難化や高コスト化を招いてしまい、容易に行えるものではなかった。
【００１３】
更に、従来の磁気記録ヘッドでは、記録磁界を印加した際に、記録媒体に対向する主磁極の先端面から磁束が流れるだけでなく、主磁極の側面から洩れ出た磁束も記録媒体に流れてしまう。そのため、記録媒体に流入する記録磁界の一部が、磁界の表面に対して垂直にならず、斜めになってしまっていた。つまり、磁界勾配がなだらかで小さくなってしまっていた。その結果、記録媒体の磁気記録層に対して一部の磁束が真直ぐに入らず、磁化反転を効率良く行うことが難しかった。従って、さらなる高密度記録化に対応することが難しかった。
【００１４】
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、小型化を図りながら低コストで容易に製造できると共に、近接場光を効率良く発生させて書き込みの信頼性が向上し、洩れ磁束を減少させてさらなる高密度記録化を図ることができる近接場光記録素子、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】
【００１５】
本発明は、前記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記録素子は、導入された光束から近接場光を発生させて一定方向に回転する磁気記録媒体を加熱すると共に、磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を与えることで磁化反転を生じさせ、情報を記録させる近接場光記録素子であって、前記光束が導入される底面と、該底面から所定距離離間した位置に平行に配され、光束が導入されたときに前記近接場光が発せられる端面と、底面及び端面の頂点をそれぞれ結んで形成された４つの側面とを有し、四角錐台状に形成された光透過性のコアと、前記４つの側面のうち、前記磁気記録媒体の回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面上にそれぞれ形成され、両者の間に前記記録磁界を発生させる主磁極及び補助磁極とを備え、前記補助磁極は、前記コアの端面側において、前記主磁極の一方の側面に近接するように該一方の側面に向けて突出した突出部を備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
この発明に係る近接場光記録素子においては、四角錐台状に形成されたコアを利用することで近接場光を発生させることができると共に、回転する磁気記録媒体に対して情報の書き込みを行うことができる。
まずコアの底面及び端面は、共に平面視四角形状（例えば、長方形、平行四辺形や台形形状）に形成されている。この際端面は、底面よりも小さいサイズに形成されているので、４つの側面は端面に向かうにしたがって、向い合う側面との間隔が漸次狭まる斜面状態となっている。そして、４つの側面のうち、磁気記録媒体の回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面上には、主磁極及び補助磁極がそれぞれ形成されている。この際、主磁極及び補助磁極は、斜面状態となっている側面上に形成されているので、同様にコアの端面に向かうにしたがって、互いの距離が漸次狭まる関係になっている。
【００１７】
またコアの端面は、光束が底面側から導入されたときに近接場光を発せられるように、微小なサイズ（光束の波長よりも小さい微小開口となる大きさ）に形成されている。そのため、主磁極と補助磁極との間隔は、磁気記録媒体の表面に対向する端面において近い状態になっている。しかも、このコアの端面側において、補助磁極の一部が主磁極の一方の側面（補助磁極に対向する面）に向けて突出した突出部となっている。従って、主磁極とこの突出部との間隔（磁気ギャップ）は、微小な間隔となっている。
【００１８】
ここで記録を行う場合には、まず光透過性のコアの内部に底面側から光束を導入する。コアの内部に導入された光束は、底面側から端面側に向かって進み、端面から近接場光として外部に漏れ出す。この近接場光によって磁気記録媒体は、局所的に加熱されて一時的に保磁力が低下する。
また、光束の導入と同時に、主磁極及び補助磁極の両磁極間に記録磁界を発生させる。即ち、磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を発生させる。具体的には、主磁極から発生した磁束が、磁気記録媒体に対して垂直に流れると共に、磁気記録媒体を経由した後に補助磁極に戻ってくる。この際、上述したように主磁極と補助磁極との間の磁気ギャップが微小な隙間となっているため、記録磁界は磁気記録媒体に対して局所的に作用する。これにより、近接場光によって保磁力が低下した磁気記録媒体の局所的な位置に対して、ピンポイントで記録磁界を作用させることができる。なおこの記録磁界は、記録する情報に応じて向きが反転する。
【００１９】
そして、磁気記録媒体は、記録磁界を受けると、記録磁界の方向に応じて磁化の方向が垂直方向に反転する。その結果、情報の記録を行うことができる。つまり、近接場光と両磁極で発生した記録磁界とを協働させた、近接場光アシスト磁気記録方式により情報の記録を行うことができる。また、垂直磁気記録方式により情報の記録を行うことができるので、熱揺らぎの現象を受け難く、書き込みの信頼性が高い安定した記録を行うことができる。
【００２０】
特に、主磁極と補助磁極との間で近接場光を発生させることができるので、記録磁界が局所的に作用する範囲内に近接場光による加熱温度のピーク位置を入れることができる。しかも近接場光による加熱の温度勾配が磁気記録媒体の移動方向に対して遅れたとしても、加熱温度のピーク位置を記録磁界の範囲内に留めておくことができる。従って、磁気記録媒体の局所的な位置に対して確実に記録を行うことができ、信頼性の向上化を図ることができる。
また、コアの側面に主磁極及び補助磁極を形成するだけで、近接場光の発生と記録磁界の発生とを同時に達成することができるので、従来のように複雑な構成にすることなく、シンプルな構造にすることができる。よって、構成を簡略化することができ、製造の容易化及び低コスト化を図りながら小型化にすることができる。
【００２１】
また、記録磁界を発生させる際に、磁気記録媒体の表面に対向する主磁極の先端面から磁束が流れるだけでなく、主磁極の側面からも磁束が漏れ出している。ところが、補助磁極の一部は、上述したようにコアの端面側において主磁極の側面に向かって突出した突出部となっているので、主磁極の側面から漏れ出した磁束が磁気記録媒体に流れる前に、この突出部に流入させることができる。これにより、側面からの洩れ磁束が減少するので、主磁極の先端面から集中的に磁気記録媒体に磁束を流すことができ、従来に比べ磁界勾配を急峻にすることができる。つまり、磁気記録媒体に対してより垂直に磁束を流すことができる。従って、磁気記録媒体の磁化反転をより容易に行わせることができ、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００２２】
また、主磁極及び補助磁極は、コアの側面上にそれぞれ形成されているので、両者のトラック幅を同じ幅にすることができる。よって、主磁極から出た磁束が磁気記録媒体を経由して補助磁極に戻る際に、トラック幅方向に磁束が広がってしまうことがない。よって、シャープな磁化転移状態を形成することができ、トラックエッジノイズを極力減少させることができる。この点においても、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００２３】
上述したように、本発明に係る近接場光記録素子によれば、小型化を図りながら低コストで容易に製造することができると共に、近接場光を効率良く発生させて書き込みの信頼性を向上することができる。また、主磁極の側面からの洩れ磁束を減少させると共に、磁束の広がりを抑えることができるので、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００２４】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明の近接場光記録素子において、前記主磁極の他方の側面上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に形成された磁気シールド層とを備えていることを特徴とするものである。
【００２５】
この発明に係る近接場光記録素子においては、主磁極の他方の側面（コア側の内面ではなく外部に露出している外面）上に、絶縁層を介して磁気シールド層が形成されている。これにより、記録磁界を発生させる際に、主磁極の他方の側面から漏れ出す磁束を磁気シールド層で遮断することができる。つまり、補助磁極の突出部により主磁極の一方の側面から漏れ出す磁束を吸収できることに加え、この磁気シールドによって主磁極の他方の側面から漏れ出す磁束を遮断することができる。
従って、主磁極の先端面からより集中的に磁気記録媒体に磁束を流すことができ、磁界勾配をさらに急峻にすることができる。その結果、磁気記録媒体に対してさらに垂直に磁束を流すことができ、さらに顕著な高密度記録化を図ることができる。
【００２６】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明の近接場光記録素子において、前記絶縁層が、前記コアの側面全ての周囲を囲むように形成され、前記磁気シールド層が、前記コアの側面全ての周囲を囲んだ前記絶縁層の周囲をさらに囲むように形成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
この発明に係る近接場光記録素子においては、絶縁層及び磁気シールド層がそれぞれ主磁極の他方の面上だけでなく、コアの端面及び底面を除く、４つの側面の周囲を囲むように形成されている。特に、狙った面上にだけ絶縁層及び磁気シールド層を形成する必要がないので、絶縁層及び磁気シールド層を形成し易い。従って、製造の容易化を図ることができる。
【００２８】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明のいずれかの近接場光記録素子において、前記主磁極と前記コアとの間には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００２９】
この発明に係る近接場光記録素子においては、コアの内部に光束が導入されると、該光束は底面側から端面側に向かって進み、端面から近接場光となって外部に漏れ出す。また、これと同時にコアの内部に導入された光束は、金属膜にも入射する。金属膜に光束が入射すると、該金属膜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金属膜とコアとの界面を端面に向かって伝播する。そして、コアの端面に達した時点で、光強度の強い近接場光となって外部に漏れ出す。特に、金属膜を伝播した近接場光の方が、直接底面から端面に向かって透過した後に生じた近接場光よりも光強度が強いので、磁気記録媒体の加熱により貢献する光となる。
【００３０】
このように、近接場光の光強度を増加させて磁気記録媒体をより効率良く加熱することができるので、書き込みの信頼性をより向上することができる。特に、金属膜とコアとの界面に近接場光を発生させることができるので、各構成品の設計サイズ自体に直接影響を受けることがない。つまり、コアの端面のサイズをより微細化する等の作りこみを行わなくても、これら物理的な設計に影響されることなく、光強度の強い近接場光を発生させることができる。
【００３１】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明のいずれかの近接場光記録素子において、前記４つの側面のうち、前記主磁極及び前記補助磁極がそれぞれ形成された側面に挟まれる少なくとも１つの側面上には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００３２】
この発明に係る近接場光記録素子においては、主磁極及び補助磁極が形成された側面に隣接する２つの側面のうち、少なくともいずれか一方の側面上に光強度を増加させる金属膜が形成されている。よって、この金属膜は、磁気記録媒体の移動方向に平行状態となっている。そしてコアの内部に光束が導入されると、該光束は底面側から端面側に向かって進み、端面から近接場光となって外部に漏れ出す。また、これと同時にコアの内部に導入された光束は、金属膜にも入射する。金属膜に光束が入射すると、該金属膜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金属膜とコアとの界面を端面に向かって伝播する。そして、コアの端面に達した時点で、光強度の強い近接場光となって外部に漏れ出す。特に、金属膜を伝播した近接場光の方が、直接底面から端面に向かって透過した後に生じた近接場光よりも光強度が強いので、磁気記録媒体の加熱により貢献する光となる。
【００３３】
このように、近接場光の光強度を増加させて磁気記録媒体をより効率良く加熱することができるので、書き込みの信頼性をより向上することができる。特に、金属膜とコアとの界面に近接場光を発生させることができるので、各構成品の設計サイズ自体に直接影響を受けることがない。つまり、コアの端面のサイズをより微細化する等の作りこみを行わなくても、これら物理的な設計に影響されることなく、光強度の強い近接場光を発生させることができる。
【００３４】
また、上述したように金属膜は磁気記録媒体の移動方向に平行となっているので、加熱に貢献する光強度の強い近接場光を磁気記録媒体の移動方向に沿ってライン状に発生させることができる。つまり、磁気記録媒体のトラック方向に沿ってライン状に発生させることができる。従って、隣接するトラックに記録された情報に影響を与えることなく、所望するトラックに対して情報を正確に記録することができる。
【００３５】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明の近接場光記録素子において、前記金属膜が、前記主磁極及び前記補助磁極上にも形成されていることを特徴とするものである。
【００３６】
この発明に係る近接場光記録素子においては、金属膜がコアの側面だけでなく主磁極及び補助磁極上にも形成されているので、表面プラズモンの伝播によって主磁極及び補助磁極のより近傍に近接場光を発生させることができる。よって、近接場光と記録磁界とを、より効率良く協働させることができ、書き込みの信頼性をさらに高めることができる。
【００３７】
また、本発明に係る近接場光ヘッドは、上記本発明のいずれかの近接場光記録素子と、前記磁気記録媒体の表面から所定距離だけ浮上した状態で配置され、磁気記録媒体の表面に対向する対向面を有するスライダと、前記底面側から前記コア内に前記光束を導入させる光束導入手段と、磁性材料から形成され、前記主磁極と前記補助磁極とを接続する磁気回路と、前記情報に応じて変調された電流が供給され、前記磁気回路を中心として該磁気回路の周囲を巻回するコイルとを備え、前記コアが、前記スライダの対向面に前記底面が面接触した状態で固定されていることを特徴とするものである。
【００３８】
この発明に係る近接場光ヘッドにおいては、スライダが対向面を磁気記録媒体の表面に対向させた状態で、該磁気記録媒体の表面から所定距離だけ浮上した状態で配置されている。そして、近接場光記録素子のコアが、スライダの対向面に底面を面接触させた状態で固定されている。これにより、コアは、端面を磁気記録媒体の表面に対向させながら、磁気記録媒体上を浮遊した状態となっている。
記録を行う場合には、まず光束導入手段によりコアの内部に底面側から光束を導入する。この際、光束導入手段は、従来の光の入れ方とは異なり、スライダの上面側からコアの端面に向けて略一直線に光束を容易且つ確実に導入できるので、効率良く近接場光を発生させることができる。
また、光束の導入と同時に、記録する情報に応じて変調した電流をコイルに供給する。すると電磁石の原理により、電流磁界が磁気回路内に磁束を発生させるので、主磁極と補助磁極との間に記録磁界を確実に発生させることができる。
【００３９】
特に、小型化を図りながら低コストで容易に製造できる近接場光記録素子を備えているので、近接場光ヘッド自体の小型化、低コスト化及び製造の容易化をも図ることができる。また、近接場光を効率良く発生させて、書き込みの信頼性が向上した近接場光記録素子でもあるので、同様に近接場光ヘッド自体の書き込みの信頼性が高まって高品質化を図ることができる。更には、洩れ磁束が減少して高密度記録化が図られた近接場光素子でもあるので、近接場光ヘッド自体を高密度記録に対応した高性能なものにすることができる。
【００４０】
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において、前記磁気回路が、前記スライダの対向面に垂直な方向に沿う垂直回路部を一部に有し、前記コイルが、前記対向面に沿って広がるように、前記垂直回路部の周囲を螺旋状に巻回した状態で形成されていることを特徴とするものである。
【００４１】
この発明に係る近接場光ヘッドにおいては、主磁極と補助磁極とを接続する磁気回路の一部が、スライダの対向面に垂直な方向に沿う垂直回路部となっている。そして、コイルは、スライダの対向面に沿って広がるように、垂直回路部を中心として該垂直回路部の周囲を螺旋状に巻回した状態で形成されている。つまり、コイルは、スライダの対向面に対して平行した状態となっている。
よって、コイルの巻線を増やしたとしても。スライダの厚みに影響しないので、薄型化を図りながら記録磁界の強度を高めることができる。また、垂直面ではなく水平面にコイルを作製できるので、特別な方法を用いずとも従来の方法で容易に作製を行える。そのため、コイルを細くしたり巻線を増やしたりする等、設計の自由度を向上することができる。また、コイルを自由に設計できるため、磁気回路についても幅を太くする等自由に設計を行い易い。このように、磁気回路及びコイルを状況に応じて自由に設計でき、信頼性のある電磁石を製造することができる。
【００４２】
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、該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共に、該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、前記コイルに前記電流を供給すると共に、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ものである。
【００４３】
この発明に係る情報記録再生装置においては、回転駆動部により磁気記録媒体を一定方向に回転させた後、アクチュエータによりビームを移動させて近接場光ヘッドをスキャンさせる。そして、近接場光ヘッドを磁気記録媒体上の所望する位置に配置させる。この際、近接場光ヘッドは、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、即ち、２軸を中心として捻れることができるようにビームに支持されている。よって、磁気記録媒体にうねりが生じたとしても、うねりに起因する風圧変化を捩じりによって吸収でき、近接場光ヘッドを安定して浮上させることができる。
【００４４】
その後、制御部は光源を作動させると同時に、情報に応じて変調した電流をコイルに供給する。これにより、近接場光ヘッドは、近接場光と記録磁界とを協働させて、磁気記録媒体に情報を記録することができる。
特に、上述した近接場光記録素子を有する近接場光ヘッドを備えているので、小型化、低コスト化を図ることができ、また、書き込みの信頼性が高まって高品質化を図ることができる。また、高密度記録化に対応することができる高品質なものにすることができる。
【発明の効果】
【００４５】
この発明に係る近接場光記録素子によれば、小型化を図りながら低コストで容易に製造することができると共に、近接場光を効率良く発生させて書き込みの信頼性を向上することができる。また、主磁極の側面からの洩れ磁束を減少させると共に、磁束の広がりを抑えることで、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００４６】
また、本発明に係る近接場光ヘッド及び情報記録再生装置によれば、上述した近接場光記録素子を備えているので、小型化、低コスト化及び製造の容易化を図ることができると共に、書き込みの信頼性が高まって高品質化を図ることができる。また、高密度記録に対応した高性能なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明に係る近接場光記録素子、近接場光ヘッド及び情報記録再生装置の一実施形態を、図１から図２８を参照して説明する。なお、本実施形態の情報記録再生装置１は、垂直記録層ｄ２を有するディスク（磁気記録媒体）Ｄに対して、垂直記録方式で書き込みを行う装置である。
【００４８】
本実施形態の情報記録再生装置１は、図１に示すように、後述する近接場光記録素子２０を有する光近接場光ヘッド２と、ディスク面（磁気記録媒体の表面）Ｄ１に平行なＸＹ方向に移動可能とされ、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近接場光ヘッド２を先端側で支持するビーム３と、光導波路４の基端側から該光導波路４に対して光束Ｌを入射させる光信号コントローラ（光源）５と、ビーム３の基端側を支持すると共に、該ビーム３をディスク面Ｄ１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６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）７と、情報に応じて変調した電流を後述するコイル２４に対して供給すると共に、光信号コントローラ５の作動を制御する制御部８と、これら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。
【００４９】
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共に、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、上記スピンドルモータ７が取り付けられており、該スピンドルモータ７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。凹部９ａの隅角部には、上記アクチュエータ６が取り付けられている。このアクチュエータ６には、軸受１０を介してキャリッジ１１が取り付けられており、該キャリッジ１１の先端にビーム３が取り付けられている。そして、キャリッジ１１及びビーム３は、アクチュエータ６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。
【００５０】
なお、キャリッジ１１及びビーム３は、ディスクＤの回転停止時にアクチュエータ６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。また、近接場光ヘッド２とビーム３とで、サスペンション１２を構成している。また、光信号コントローラ５は、アクチュエータ６に隣接するように凹部９ａ内に取り付けられている。そして、このアクチュエータ６に隣接して、上記制御部８が取り付けられている。
【００５１】
上記近接場光ヘッド２は、図２及び図３に示すように、近接場光記録素子２０と、ディスク面Ｄ１から所定距離Ｈだけ浮上した状態で配置され、ディスク面Ｄ１に対向する対向面を有するスライダ２１と、後述するコア３０の底面３０ａ側からコア３０内に光束Ｌを導入させる光束導入手段２２と、磁性材料から形成され、後述する主磁極３１と補助磁極３２とを接続させる磁気回路２３と、磁気回路２３を中心として該磁気回路２３の周囲を巻回するコイル２４とを備えている。
【００５２】
上記近接場光記録素子２０は、導入された光束Ｌから近接場光Ｒを発生させてディスクＤを加熱すると共に、ディスクＤに対して垂直方向の記録磁界を与えることで磁化反転を生じさせ、情報を記録させるものである。
即ち、近接場光記録素子２０は、図４から図６に示すように、近接場光Ｒを発生させるコア３０と、コア３０に形成された主磁極３１及び補助磁極３２とを備えている。なお、本実施形態では、コア３０の端面３０ｂの一部に、補助磁極３２の突出部３２ａが埋まるように形成されている場合を例に挙げて説明する。
【００５３】
コア３０は、石英ガラス等の光透過性材料に形成されており、底面３０ａと端面３０ｂと４つの側面３０ｃとを有する四角錐台状に形成されている。具体的には、少なくとも互いに平行な２辺を一組有するように平面視正方形状に形成され、ディスク面Ｄ１に平行な状態で配されて光束Ｌが導入される底面３０ａと、該底面３０ａより小さな面積で同一形状（平面視正方形状）に形成され、底面３０ａから所定距離離間した位置に配された端面３０ｂと、底面３０ａ及び端面３０ｂの頂点をそれぞれ結んで形成された４つの側面３０ｃとを有するように加工されている。
但し、本実施形態では、上述したように、端面３０ｂの一部に突出部３２ａが埋まるように形成されているので、端面３０ｂに段部３０ｄが形成されている。
【００５４】
なお、コア３０の底面３０ａ及び端面３０ｂは、正方形状に限定されるものではなく、平面視四角形状に形成されていれば構わない。例えば、平面視、長方形状、平行四辺形状や台形状であっても構わない。また、底面３０ａ及び端面３０ｂは、共に平面視四角形状に形成されていればよく、同じ形状でなくても構わない。
【００５５】
コア３０の端面３０ｂは、光束Ｌが内部に導入されたときに近接場光Ｒを発生させるサイズに形成されている。即ち、コア３０の端面３０ｂのサイズは、光束Ｌの波長よりも遥かに微細なサイズ（例えば、一辺が数十ｎｍ程度のサイズ）となるように設計されており、通常の伝播光を透過させることがないが、近接場光Ｒを近傍に漏れ出させることを可能にしている。よって、４つの側面３０ｃは、端面３０ｂに向かうにしたがって向い合う側面３０ｃとの間隔が漸次狭まる斜面状態となっている。
【００５６】
また、コア３０の４つの側面３０ｃのうち、ディスクＤの回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面３０ｃ上には、両者の間に上記記録磁界を発生させる主磁極３１及び補助磁極３２が形成されている。これら両磁極３１、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）を蒸着等の薄膜成膜技術によって形成されたものである。
【００５７】
また、補助磁極３２の一部は、コア３０の端面３０ｂ側において、主磁極３１の一方の側面（補助磁極３２に対向する面）に近接するように該一方の側面に向けて突出した突出部３２ａとなっている。しかも、この突出部３２ａは、端面３０ｂの一部に埋まるように形成されている。そのため、端面３０ｂと突出部３２ａとの表面とは、面一になっている。この突出部３２ａによって、露出している端面３０ｂの領域はさらに微小なサイズとなっている。また、主磁極３１と突出部３２ａとの間隔（磁気ギャップＧ）は、微小な間隔（例えば、数ｎｍから数十ｎｍ）となっている。
なお、補助磁極３２の膜厚は、主磁極３１の膜厚よりも厚くなるように膜厚が調整されている。また、突出部３２ａの厚みは、さらに薄く（例えば、数十ｎｍから数百ｎｍ）なるように調整されている。
【００５８】
このように構成されたコア３０は、図２及び図３に示すように、底面３０ａをスライダ２１の対向面２１ａに面接触させた状態で固定されている。この際、コア３０は、主磁極３１及び補助磁極３２がディスクＤの移動方向に沿って並ぶと共に、主磁極３１が補助磁極３２よりもディスクＤの移動方向側（進行方向側）に位置するように向きが調整された後、固定されている。
【００５９】
上記スライダ２１は、コア３０と同様に石英ガラス等の光透過性材料によって直方体状に形成されている。このスライダ２１は、対向面２１ａをディスクＤ側にした状態で、ジンバル部３５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３５は、ディスク面Ｄ１に垂直なＺ方向、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２１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。
【００６０】
スライダ２１の対向面２１ａ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状部２１ｂが形成されている。本実施形態では、レール状に並ぶように、長手方向に沿って延びた凸状部２１ｂを２つ形成している場合を例にしている。但し、この場合に限定されるものではなく、スライダ２１をディスク面Ｄ１から離そうとする正圧とスライダ２１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２１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、この凸状部２１ｂの表面はＡＢＳ（Air Bearing Surface）と呼ばれる面とされている。
【００６１】
スライダ２１は、この２つの凸状部２１ｂによってディスク面Ｄ１から浮上する力を受けていると共に、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。スライダ２１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。
【００６２】
また、上述したようにスライダ２１の対向面２１ａには、底面３０ａを面接触させた状態でコア３０が固定されているので、コア３０の端面３０ｂも同様にスライダ２１の対向面２１ａ及びディスク面Ｄ１に対して平行状態となっている。この際、端面３０ｂの高さが凸状部２１ｂの高さと同じになるように、コア３０の高さが設定されている。
なお、コア３０とスライダ２１とをそれぞれ別々に作製した後、互いを固定しても構わないし、石英ガラス等から一体的に作製しても構わない。特に、一体的に作製することで、製造工程の簡略化、製造時間の短縮化等を図ることができるので、より好ましい。
【００６３】
また、スライダ２１の上面には、コア３０の真上に当たる位置にレンズ３６が形成されている。このレンズ３６は、例えば、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る非球面のマイクロレンズである。更に、スライダ２１の上面には、光ファイバー等の光導波路４が取り付けられている。この光導波路４は、先端が略４５度にカットされたミラー面４ａとなっており、該ミラー面４ａがレンズ３６の真上に位置するように取り付け位置が調整されている。そして、光導波路４は、ビーム３及びキャリッジ１１等を介して光信号コントローラ５に引き出されて接続されている。
これにより光導波路４は、光信号コントローラ５から入射された光束Ｌを先端側まで導き、ミラー面４ａで反射させて向きを変えた後、レンズ３６に出射することができるようになっている。また、出射された光束Ｌは、レンズ３６によって集束した後、スライダ２１を透過してコア３０の底面３０ａに導入されるようになっている。即ち、光導波路４及びレンズ３６は、上述した光束導入手段２２を構成している。
【００６４】
上記磁気回路２３は、図３に示すように、磁性材料によりスライダ２１内にパターニングされて形成されている。この磁気回路２３は、両端がそれぞれ主磁極３１及び補助磁極３２に接続されていると共に、図７に示すように、回路の略中間付近にあたる一部分が、スライダ２１の対向面２１ａに垂直な方向に沿って折り曲げられた垂直回路部２３ａとなっている。
【００６５】
そして、コイル２４は、磁気回路２３のうち上述した垂直回路部２３ａの周囲を螺旋状に巻回した状態で、スライダ２１の対向面２１ａに沿うように形成されている。この際コイル２４は、ショートしないように、隣り合う線材間、磁気回路２３との間が絶縁状態とされている。また、このコイル２４は、ビーム３やキャリッジ１１を介して制御部８に電気的に接続されており、該制御部８から情報に応じて変調された電流が供給されるようになっている。即ち、磁気回路２３及びコイル２４は、全体として電磁石を構成している。
【００６６】
また、スライダ２１の先端面には、図２及び図３に示すように、ディスクＤの垂直記録層ｄ２から洩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３７が形成されている。この磁気抵抗効果膜３７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から洩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っている。即ち、磁気抵抗効果膜３７は、再生素子として機能している。
【００６７】
なお、本実施形態のディスクＤは、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、図２に示すように、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。
【００６８】
ここで、本実施形態の近接場光記録素子２０の製造方法について、図８を参照しながら以下に説明する。なお、ここではスライダ２１とコア３０とを１枚の基板Ｔから一体的に製造する場合を例に挙げて説明する。但し、コア３０の製造方法を中心に説明する。よって、下記に説明する工程の途中で、凸状部２１ｂやレンズ３６等を適宜形成すれば良い。なお、図８では、それぞれ異なった視点の断面図を左側と右側とにそれぞれ図示する。左側の断面図は、図４に示す平面Ａに沿った断面図を示している。また、左側の断面図は、図４に示す平面Ｂに沿った断面図を示している。
【００６９】
初めに、石英ガラス等の基板Ｔを用意した後、図８（ａ）に示すように、基板Ｔ上に端面３０ｂの段部３０ｄを形成するためのエッチングマスクＭ１を所定領域だけパターニングする。このエッチングマスクＭ１は、フォトリソグラフィ技術で加工されたフォトレジスト薄膜である。
次いで、エッチングマスクＭ１をマスクとして、基板Ｔの表面をエッチング加工する。なお、エッチング加工としては、ウェットエッチングでも構わないし、ドライエッチングでも構わない。そして、エッチングマスクＭ１を除去することで、図８（ｂ）に示すように、基板Ｔ上に段部３０ｄを形成することができる。なお、段部３０ｄの深さが、数十ｎｍから数百ｎｍの範囲内に収まるようにエッチング加工を行う。
【００７０】
次いで、図８（ｃ）に示すように、基板Ｔ上に端面３０ｂを形成するためのエッチングマスクＭ２を、段部３０ｄの一部を含んだ所定領域だけパターニングする。この際、エッチングマスクＭ２は、上面視すると略正方形である。
次いで、エッチングマスクＭ２をマスクとして、基板Ｔのエッチング加工を行う。この際、ドライエッチングでもウェットエッチングでも構わないが等方性エッチングを行う。これにより、エッチングマスクＭ２の下に隠れている基板Ｔの表面の一部にもエッチャントが入り込み、四角錐台状のコア３０を形成することができる。なお、基板Ｔとして石英ガラスを用いた場合には、フッ化水素酸水溶液による等方性のウェットエッチングが好ましい。
【００７１】
続いて、エッチングマスクＭ２を除去した後、図８（ｄ）に示すように、主磁極３１及び補助磁極３２を形成するための金属膜Ｍ３を基板Ｔの表面にスパッタ等により成膜する。これにより、コア３０の４つの側面３０ｃ上及び端面３０ｂ上の全てに金属膜Ｍ３が成膜された状態となる。
【００７２】
次いで、成膜した金属膜Ｍ３上の一部にスプレーコート法等の指向性を有する成膜方法を利用して、図８（ｅ）に示すように、エッチングマスクＭ４を形成する。具体的には、後に主磁極３１及び補助磁極３２が形成される２つの側面３０ｃ上と、これら２つの側面３０ｃの間に挟まれる２つの側面３０ｃのうちいずれか一方の側面３０ｃ上と、端面３０ｂ上と、に成膜されている金属膜Ｍ３上にそれぞれエッチングマスクＭ４を形成する。
次いで、このエッチングマスクＭ４をマスクとして、金属膜Ｍ３をエッチング加工する。そして、エッチングマスクＭ３を除去することで、図８（ｆ）に示す状態となる。
【００７３】
次いで、スプレーコート法等の指向性を有する成膜方法を利用して、再び残りの金属膜Ｍ３の一部に図示しないエッチングマスクを形成する。具体的には、後に主磁極３１及び補助磁極３２が形成される２つの側面３０ｃ及び端面３０ｂ上に成膜されている金属膜Ｍ３上にエッチングマスクを形成する。そして、このエッチングマスクをマスクとして、再度金属膜Ｍ３をエッチング加工する。そして、エッチングマスクを除去することで、図８（ｇ）に示す状態となる。
【００７４】
そして、最後にコア３０の端面３０ｂ上方から、端面３０ｂと略平行に研磨加工を行う。これにより、図８（ｈ）に示すように、主磁極３１と突出部３２ａを有する補助磁極３２とが形成されたコア３０を、スライダ２１に固定した状態で製造することができる。しかも、段部３０ｄを形成しているので、突出部３２ａを端面３０ｂに埋め込んだ状態で形成することができると共に、端面３０ｂと突出部３２ａの表面とを面一にすることができる。
【００７５】
上述したように、通常使用されるフォトリソグラフィ技術及びエッチング加工等の半導体加工技術を利用して、容易にコア３０、主磁極３１、補助磁極３２及びスライダ２１を一体的に製造することができる。従って、効率良く製造を行えると共に、製造コストを抑えることができる。
また、エッチング加工により段部３０ｄを形成し、その上から金属膜Ｍ３を成膜するだけで突出部３２ａを形成できるので、該突出部３２ａの厚みを容易に薄くすることができる。なお、突出部３２ａを薄くすることの利点については、後に説明する。
【００７６】
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、スピンドルモータ７を駆動させてディスクＤを一定方向に回転させる。次いで、アクチュエータ６を作動させて、キャリッジ１１を介してビーム３をＸＹ方向にスキャンさせる。これにより、図１に示すように、ディスクＤ上の所望する位置に近接場光ヘッド２を位置させることができる。この際、近接場光ヘッド２は、スライダ２１の対向面２１ａに形成された２つの凸状部２１ｂによって浮上する力を受けると共に、ビーム３等によってディスクＤ側に所定の力で押さえ付けられる。近接場光ヘッド２は、この両者の力のバランスによって、図２に示すようにディスクＤ上から所定距離Ｈ離間した位置に浮上する。
【００７７】
また、近接場光ヘッド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、ジンバル部３５によってＺ方向、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、近接場光ヘッド２を安定した状態で浮上させることができる。
【００７８】
ここで、情報の記録を行う場合、制御部８は光信号コントローラ５を作動させると共に、情報に応じて変調した電流をコイル２４に供給する。
光信号コントローラ５は、制御部８からの指示を受けて光束Ｌを光導波路４の基端側から入射させる。入射した光束Ｌは、光導波路４内を先端側に向かって進み、図２に示すようにミラー面４ａで略９０度向きを変えて光導波路４内から出射する。出射した光束Ｌは、レンズ３６によって集束された状態でスライダ２１内部を透過すると共に、レンズ３６の略真下に設けられた近接場光記録素子２０のコア３０の内部に底面３０ａ側から入射する。つまり、光束Ｌは、光束導入手段２２によってスライダ２１の上面側から略一直線状にコア３０に向かって導入される。
【００７９】
コア３０の内部に導入された光束は、底面３０ａ側から端面３０ｂ側に向かって進み、図９に示すように、ディスク面Ｄ１に対向する端面３０ｂから近接場光Ｒとして外部に漏れ出す。この近接場光Ｒによって、ディスクＤは局所的に加熱されて一時的に保磁力が低下する。
なお、両磁極３１、３２を光非透過性の材料から形成することが好ましい。こうすることで、両磁極３１、３２が形成された側面３０ｃから光束がコア３０の外部に洩れてしまうことを防止することができる。
【００８０】
一方、制御部８によってコイル２４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２３内に磁束を発生させるので、両磁極３１、３２間にディスクＤに対して垂直方向の記録磁界が生じる。すると、主磁極３１側から発生した磁束が、図９に示すように、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、該軟磁性層ｄ３を経由して補助磁極３２に戻る。この際、補助磁極３２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３２の面積が、主磁極３１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３１側でのみ記録を行うことができる。
【００８１】
その結果、近接場光Ｒと両磁極３１、３２で発生した記録磁界とを協働させた近接場光アシスト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、熱揺らぎ現象等に影響を受け難く、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。
【００８２】
次に、ディスクＤに記録された情報を再生する場合には、スライダ２１の先端面に形成されている磁気抵抗効果膜３７が、ディスクＤの垂直記録層ｄ２から洩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、磁気抵抗効果膜３７の電圧が変化する。これにより制御部８は、ディスクＤから洩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、情報の再生を行うことができる。
【００８３】
特に、本実施形態の情報記録再生装置１によれば、従来の光の入れ方とは異なり、光束Ｌをスライダ２１の上面側からコア３０の端面３０ｂに向けて略一直線に容易且つ確実に導入できるので、効率良く近接場光Ｒを発生させることができる。
また、スライダ２１の対向面２１ａにコア３０を固定すると共に、コア３０の側面３０ｃに両磁極３１、３２を形成するだけで、近接場光Ｒの発生と記録磁界の発生とを同時に達成することができるので、従来のように複雑な構成にすることなく、シンプルな構造にすることができる。よって、構成を簡略化することができ、小型化を図ることができる。
【００８４】
また、主磁極３１と補助磁極３２との間の磁気キャップＧが微小な隙間となっているため、記録磁界はディスクＤに対して局所的に作用する。これにより、近接場光Ｒによって保磁力が低下した局所的な位置に対して、ピンポイントで記録磁界を作用させることができる。
特に主磁極３１と補助磁極３２との間で近接場光Ｒを発生させることができるので、記録磁界が局所的に作用する範囲内に、近接場光Ｒによる加熱温度のピーク位置を入れることができる。しかも近接場光Ｒによる加熱の温度勾配がディスクＤの移動方向に対して遅れたとしても、図１０（点線は近接場光Ｒの発生領域を示し、実線は近接場光Ｒによる加熱温度分布を示し、２点鎖線は両磁極３１、３２から発する磁界強度分布を図示している）に示すように、加熱温度のピーク位置を主磁極３１に近づけることができる。従って、書き込み可能領域Ａが、第主磁極３１の略真下となり、ディスクＤの局所的な位置に対して確実に記録を行うことができる。
【００８５】
また、コア３０の側面３０ｃに主磁極３１及び補助磁極３２を形成するだけで、近接場光Ｒの発生と記録磁界の発生とを同時に達成できるので、従来のように複雑な構成にすることなく、シンプルな構成にすることができる。よって、構成を簡略化して小型化を図ることができる。また、上述した製造方法でも述べたように、容易且つ低コストで製造を行うことができる。
【００８６】
また、記録磁界を発生させる際に、ディスクＤの表面に対向する主磁極３１の先端面から磁束が流れるだけでなく、主磁極３１の側面３０ｃからも磁束が漏れ出している。ところが、図９に示すように、補助磁極３２の一部が突出部３２ａとなっているので、主磁極３１の側面３０ｃから漏れ出した磁束がディスクＤに流れる前に、この突出部３２ａに流入させることができる。これにより、主磁極３１の側面３０ｃからの洩れ磁束が減少するので、主磁極３１の先端面から集中的にディスクＤに磁束を流すことができ、従来に比べ磁界勾配を急峻にすることができる。つまり、ディスクＤに対してより垂直に磁束を流すことができる。従って、ディスクＤの磁化反転をより容易に行わせることができ、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００８７】
また、突出部３２ａの厚みを数μｍから数十μｍ程度に薄くすることが好ましい。突出部３２ａの厚みを薄くすることで、主磁極３１から突出部３２ａに向けて過度に磁束が流れ込むことを防止することができる。仮に、突出部３２ａの厚みを厚くした場合には、主磁極３１の側面３０ｃから洩れる磁束に加え、先端面からディスクＤに流れる磁束（情報の記録に貢献する必要な磁束）まで流れ込む可能性がある。従って、突出部３２ａの厚みをできるだけ薄くすることが好ましい。特に、上述した製造方法で述べたように、容易に厚みの薄い突出部３２ａを製造することができるので、情報の書き込みに必要な磁束に影響を与えずに、側面３０ｃから洩れ出る磁束のみを吸収することができる。
【００８８】
また、主磁極３１及び補助磁極３２は、コア３０の側面３０ｃ上にそれぞれ形成されているので、図１０に示すように、両者のトラック幅（Ｗ１、Ｗ２）を同じ幅にすることができる。よって、主磁極３１から出た磁束がディスクＤを経由して補助磁極３２に戻る際に、トラック幅方向に磁束が広がってしまうことがない。よって、シャープな磁化転移状態を形成することができ、トラックエッジノイズを極力減少させることができる。この点においても、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００８９】
また、コイル２４は、図７に示すように、磁気回路２３の垂直回路部２３ａの周囲を螺旋状に巻回した状態で形成され、スライダ２１の対向面２１ａに対して平行している。よって、コイル２４の巻線を増やしたとしても、スライダ２１の厚みに影響しないので、薄型化を図りながら記録磁界の強度を高めることができる。また、垂直面ではなく水平面にコイル２４を作製できるので、特別な方法を用いずとも従来の方法で容易に作製を行える。そのため、コイル２４を細くしたり巻線を増やしたりする等、設計の自由度を向上することができる。また、コイル２４を自由に設計できるため、磁気回路２３についても幅を太くする等自由に設計を行い易い。このように、磁気回路２３及びコイル２４を状況に応じて自由に設計でき、信頼性のある電磁石を製造することができる。
【００９０】
上述したように本実施形態の近接場光記録素子２０によれば、小型化を図りながら低コストで容易に製造することができると共に、近接場光Ｒを効率良く発生させて書き込みの信頼性を向上することができる。また、主磁極３１の側面３０ｃからの洩れ磁束を減少させると共に、磁束の広がりを抑えることができるので、さらなる高密度記録化を図ることができる。
本実施形態の近接場光ヘッド２及び情報記録再生装置１によれば、上述した近接場光記録素子２０を備えているので、小型化、低コスト化及び製造の容易化を図ることができると共に、書き込みの信頼性が高まって高品質化を図ることができる。また、高密度記録に対応した高性能なものにすることができる。
【００９１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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種々の変更を加えることが可能である。
【００９２】
例えば、上記実施形態では、コア３０の底面３０ａ及び端面３０ｂの形状を上面視正方形状としたが、この場合に限られるものではない。例えば、図１１に示すように、上面視平行四辺形状や、図１２に示すように、上面視台形状に形成しても構わない。更には、図１３に示すように、４辺のいずれもが平行関係とならない上面視四角形状に形成しても構わない。いずれにしても、コア３０が四角錐台状に形成されていれば構わない。
【００９３】
また、上記実施形態では、コア３０の端面３０ｂの一部に埋まるように突出部３２ａを形成したが、この場合に限られるものではない。例えば、図１４及び図１５に示すように、コア３０の端面３０ｂ上に重なるように突出部３２ａを形成しても構わない。また、この場合には、主磁極３１をコア３０の端面３０ｂ側に若干突出するように形成すれば良い。こうすることで、コア３０の端面３０ｂ側において、主磁極３１の側面３０ｃに突出部３２ａを近接させることができる。この場合であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、この場合には、端面３０ｂに段部３０ｄを形成する必要がないので、より製造が容易になる。
【００９４】
また、上記実施形態において、図１６及び図１７に示すように、主磁極３１の他方の側面（コア３０側の内面ではなく外部に露出している外面）上に絶縁層４０を形成すると共に、該絶縁層４０上に磁気シールド層４１（例えば、ＮｉＦｅ等からなる）を形成しても構わない。
こうすることで、記録磁界を発生させる際に、主磁極３１の他方の側面から漏れ出す磁束を磁気シールド層４１で遮断することができる。つまり、補助磁極３２の突出部３２ａにより主磁極３１の一方の側面から漏れ出す磁束を吸収できることに加え、この磁気シールド層４１によって主磁極３１の他方の側面から漏れ出す磁束を遮断することができる。従って、主磁極３１の先端面からより集中的にディスクＤに磁束を流すことができ、磁界勾配をさらに急峻にすることができる。その結果、ディスクＤに対してさらに垂直に磁束を流すことができ、さらに顕著な高密度記録化を図ることができる。
【００９５】
なお、絶縁層４０及び磁気シールド層４１を形成する際に、図１８に示すように、コア３０の側面３０ｃ全ての周囲を囲むように絶縁層４０を形成すると共に、このコア３０の絶縁層４０の周囲をさらに囲むように磁気シールド層４１を形成しても構わない。つまり、コア３０の端面３０ｂ及び底面３０ａを除く、４つの側面３０ｃの周囲を囲むように絶縁層４０及び磁気シールド層４１をそれぞれ形成する。
この場合であっても、上述した作用効果と同様の作用効果を奏することができる。それに加え、狙った面上にだけ絶縁層４０及び磁気シールド層４１を形成する必要がないので、絶縁層４０及び磁気シールド層４１を形成し易くなる。従って、製造の容易化を図ることができる。
【００９６】
また、図１９及び図２０に示すように、主磁極３１とコア３０との間に、近接場光Ｒの光強度を増加させる金属膜４５を形成しても構わない。この金属膜４５は、例えば、Ａｕ膜であり、コア３０の側面３０ｃ上に蒸着等によって成膜されている。
このように金属膜４５を形成した場合には、コア３０の内部に光束Ｌが導入されると、該光束Ｌは底面３０ａ側から端面３０ｂ側に向かって進み、端面３０ｂから近接場光Ｒとなって外部に漏れ出す。また、これと同時にコア３０の内部に導入された光束Ｌは、金属膜４５にも入射する。金属膜４５に光束Ｌが入射すると、該金属膜４５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金属膜４５とコア３０との界面を端面３０ｂに向かって伝播する。そして、コア３０の端面３０ｂ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。特に、金属膜４５を伝播した近接場光Ｒの方が、直接底面３０ａから端面３０ｂに向かって透過した後に生じた近接場光Ｒよりも光強度が強いので、ディスクＤの加熱により貢献する光となる。
【００９７】
上述したように金属膜４５を形成することで、近接場光Ｒの光強度を増加させてディスクＤをより効率良く加熱することができるので、書き込みの信頼性をより向上することができる。特に、金属膜４５とコア３０との界面に近接場光Ｒを発生させることができるので、各構成品の設計サイズ自体に影響を受けることがない。つまり、コア３０の端面３０ｂのサイズをより微細化する等の作りこみを行わなくても、これら物理的な設計に影響されることなく、光強度の強い近接場光Ｒを発生させることができる。
なお、ここでは金属膜４５と磁気シールド層４１とを両方同時に形成した場合を例にしたが、金属膜４５だけを形成しても構わない。但し、金属膜４５と磁気シールド層４１とを同時に形成することが好ましい。
【００９８】
また、金属膜４５を形成する際に、図１９及び図２０では主磁極３１とコア３０との間に形成したが、この場合に限られず、図２１及び図２２に示すように、主磁極３１及び補助磁極３２がそれぞれ形成された側面３０ｃに挟まれる１つの側面３０ｃ上に金属膜４５を形成しても構わない。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。
それに加え、この金属膜４５はディスクＤの移動方向に対して平行となっているので、加熱に貢献する光強度の強い近接場光ＲをディスクＤの移動方向に沿ってライン状に発生させることができる。つまり、ディスクＤのトラック方向に沿ってライン状に発生させることができる。具体的には、図２３に示すように、コア３０の端面３０ｂの幅がＷ１（Ｗ２）であったとしても、金属膜４５によって生じた光強度の強いライン状の近接場光ＲはＷ３程度の幅となる。従って、記録トラック幅をさらに小さくすることができ、隣接するトラックに記録された情報に影響を与えることなく、所望のトラックに対して情報を正確に記録することができる。
【００９９】
また、図２１及び図２２では、金属膜４５をコア３０の側面３０ｃ上にのみ形成したが、この場合に限られず、図２４に示すように、金属膜４５を主磁極３１及び補助磁極３２上を覆うように形成しても構わない。こうすることで、表面プラズモンの伝播によって主磁極３１及び補助磁極３２のより近傍に近接場光Ｒを発生させることができる。よって、記録磁界と近接場光Ｒによる加熱温度のピーク位置とを、よりスポット的に重ね合わせ易くなる。そのため、近接場光Ｒと記録磁界とをより効率良く協働させることができ、書き込みの信頼性をさらに高めることができる。
【０１００】
また、図２５に示すように、主磁極３１及び補助磁極３２がそれぞれ形成された側面３０ｃに挟まれる２つの側面３０ｃ上に金属膜４５をそれぞれ形成しても構わない。更には、図２６に示すように、コア３０の周囲を囲むように金属膜４５を形成しても構わない。これらの場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
また、金属膜４５をコア３０の２つの側面３０ｃ上に形成した際に、図２７に示すように、コア３０の周囲を囲むように絶縁層４０及び磁気シールド層４１を同時に形成しても構わない。この場合には、金属膜４５による作用効果と、磁気シールド層４１による作用効果とを同時に奏することができる。
【０１０１】
また、上記実施形態では、光信号コントローラ５をハウジング９内に取り付け、光束導入手段２２を構成する光導波路４の基端側から光束Ｌを入射させることで、コア３０に該光束Ｌを導いた構成を採用したが、この場合に限定されるものではない。
例えば、図２８に示すように、光束導入手段２２をレンズ３６だけで構成し、該レンズ３６とジンバル部３５との間に光信号コントローラ５を設けても構わない。なお、この場合には、ビーム３に沿って配線等を這わせることで、光信号コントローラ５と制御部８とを電気的に接続すれば良い。この場合であっても、光信号コントローラ５から光束導入手段２２に対して光束Ｌを確実に入射させることができる。特に、光束Ｌをレンズ３６に直接入射できるので、より効率良く近接場光Ｒを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る近接場光記録素子を有する近接場光ヘッドを備えた情報記録再生装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す近接場光ヘッドの拡大断面図である。
【図３】図２に示す近接場光ヘッドを、ディスク面側から見た図である。
【図４】図３に示す近接場光ヘッドの近接場光記録素子の斜視図である。
【図５】図４に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図６】図４に示す近接場光記録素子の端面側の拡大図である。
【図７】図３に示す近接場光ヘッドのコイルと磁気回路との取付位置関係を示す断面図である。
【図８】図４に示す近接場光記録素子を製造する際の工程図であって、左側が図４に示す平面Ａに沿った断面図であって、右側が図４に示す平面Ｂに沿った断面図である。
【図９】図２に示す近接場光ヘッドによりディスクに記録を行っている最中の状態を示す図であって、コアを中心とした拡大断面図である。
【図１０】ディスクに記録を行っている際の近接場光と磁界との関係を示した図である。
【図１１】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、底面及び端面が平行四辺形状に形成されたコアを端面側から見た拡大図である。
【図１２】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、底面及び端面が台形状に形成されたコアを端面側から見た拡大図である。
【図１３】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、４辺のいずれもが平行関係とならないように底面及び端面が四角形状に形成されたコアを端面側から見た拡大図である。
【図１４】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、補助磁極の突出部がコアの端面を覆うように形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図１５】図１４に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図１６】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極上に絶縁層及び磁気シールド層が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図１７】図１６に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図１８】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、コアの周囲を囲むように絶縁層及び磁気シールド層が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図１９】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極上に絶縁層及び磁気シールド層が形成されていると共に、主磁極とコアとの間に金属膜が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２０】図１９に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図２１】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極及び補助磁極が形成されている側面に挟まれた１つの側面上に、金属膜が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２２】図２１に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図２３】図２１に示す近接場光記録素子によりディスクに記録を行っている際の、近接場光と磁界との関係を示した図である。
【図２４】図２１に示す近接場光記録素子の変形例を示す図であって、金属膜が主磁極及び補助磁極を覆うように形成されている近接場光記録素子をコアの端面側から見た拡大図である。
【図２５】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極及び補助磁極が形成されている側面に挟まれた２つの側面上に、金属膜が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２６】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、コアの周囲を囲むように金属膜が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２７】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極及び補助磁極が形成されている側面に挟まれた２つの側面上に金属膜が形成されていると共に、金属膜及びコアの周囲を囲むように絶縁層及び磁気シールド層が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２８】本発明に係る近接場光ヘッドの変形例を示す図であって、レンズとジンバル部との間に光信号コントローラが設けられた近接場光ヘッドの断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
Ｄ ディスク（磁気記録媒体）
Ｄ１ ディスク面（磁気記録媒体の表面）
Ｌ 光束
Ｒ 近接場光
１ 情報記録再生装置
２ 近接場光ヘッド
３ ビーム
５ 光源（光信号コントローラ）
６ アクチュエータ
７ スピンドルモータ（回転駆動部）
８ 制御部
２０ 近接場光記録素子
２１ スライダ
２２ 光束導入手段
２３ 磁気回路
２３ａ 垂直回路部
２４ コイル
３０ コア
３０ａ コアの底面
３０ｂ コアの端面
３０ｃ コアの側面
３１ 主磁極
３２ 補助磁極
３２ａ 突出部
４０ 絶縁層
４１ 磁気シールド層
４５ 金属膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光を利用して磁気記録媒体に各種の情報を超高密度で記録することができる近接場光記録素子、該近接場光記録素子を有する近接場光ヘッド及び該近接場光ヘッドを有する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、この不具合を解消するために、近接場光により磁区を局所的に加熱して一時的に保磁力を低下させ、その間に書き込みを行うハイブリッド磁気記録方式（近接場光アシスト磁気記録方式）が提供されている。このハイブリッド磁気記録方式は、微小領域と、近接場光ヘッドに形成された光の波長以下のサイズに形成された光学的開口との相互作用により発生する近接場光を利用する方式である。このように、光の回折限界を超えた微小な光学的開口、即ち、近接場光発生素子を有する近接場光ヘッドを利用することで、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、従来の光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。
なお、近接場光発生素子は、上述した光学的微小開口によるものだけでなく、例えば、ナノメートルサイズに形成された突起部により構成しても構わない。この突起部によっても、光学的微小開口と同様に近接場光を発生させることができる。
【０００６】
上述したハイブリッド磁気記録方式による記録ヘッドとしては、各種のものが提供されているが、その１つとして、光スポットのサイズを縮小して記録密度の増大化を図った磁気記録ヘッドが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
この磁気記録ヘッドは、主に主磁極と、補助磁極と、螺旋状の導体パターンが絶縁体の内部に形成されたコイル巻線と、照射されたレーザ光から近接場光を発生させる金属散乱体と、金属散乱体に向けてレーザ光を照射する平面レーザ光源と、照射されたレーザ光を集束させるレンズとを備えている。これら各構成品は、ビームの先端に固定されたスライダの先端面に取り付けられている。
【０００７】
主磁極は、一端側が記録媒体に対向した面となっており、他端側が補助電極に接続されている。つまり、主磁極及び補助電極は、１本の磁極（単磁極）を垂直方向に配置した単磁極型垂直ヘッドを構成している。また、コイル巻線は、磁極と補助電極との間を一部が通過するように補助電極に固定されている。これら磁極、補助電極及びコイル巻線は、全体として電磁石を構成している。
主磁極の先端には、金等からなる上記金属散乱体が取り付けられている。また、金属散乱体から離間した位置に上記平面レーザ光源が配置されると共に、該平面レーザ光源と金属散乱体との間に上記レンズが配置されている。
上述した各構成品は、スライダの先端面側から、補助磁極、コイル巻線、主磁極、金属散乱体、レンズ、平面レーザ光源の順に取り付けられている。
【０００８】
このように構成された磁気記録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。
即ち、平面レーザ光源からレーザ光を照射させる。このレーザ光は、レンズによって集束され、金属散乱体に照射される。すると金属散乱体は、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、上記レーザ光の照射と同時に、コイル巻線の導体パターンに駆動電流を供給することで、主磁極に近接する記録媒体の磁気記録層に対して記録磁界を局所的に印加する。これにより、保磁力が一時的に低下した磁気記録層に各種の情報を記録することができる。つまり、近接場光と磁場との協働により、記録媒体への記録を行うことができる。
【０００９】
更に、上述した磁気記録ヘッドに対して、さらに予熱機構を組み合わせた磁気記録ヘッドも知られている（例えば、特許文献３参照）。
この磁気記録ヘッドは、上述した主磁極と補助磁極との間に、予熱機構である抵抗ヒータを備えている。この抵抗ヒータは、主磁極及び金属散乱体に比べて先端面積が大きいので、加熱する対象領域が広く温度勾配が低い。そのため、抵抗ヒータは、記録媒体の磁気記録層に対して、予め予熱する程度の熱しか加えることができないようになっている。
このように構成された磁気記録ヘッドによれば、予め抵抗ヒータによって磁気記録層を予熱できるので、近接場光を発生させる金属散乱体における発熱を低減することができる。よって、温度上昇による金属散乱体の劣化や、損傷の可能性等を低下させることができ、耐久性の向上化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１５８０６７号公報
【特許文献２】特開２００５−４９０１号公報
【特許文献３】特開２００５―７８６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の磁気記録ヘッドには、まだ以下の課題が残されていた。
即ち、上記特許文献１及び２に記載されている磁気記録ヘッドでは、金属散乱体が、走査方向の最後端に位置するように主磁極の外側に設けられているので、磁気記録層に情報を記録する際に、記録磁界を印加している位置に対して効率良く加熱を行うことが困難なものであった。つまり、記録媒体の回転に伴って磁気記録層は、補助磁極、磁極、金属散乱体の順に移動するので、近接場光で加熱される前に記録磁界が印加されてしまう。そのため、記録磁界が印加された領域外に、近接場光による加熱温度のピーク位置がきてしまい、書き込みの信頼性が劣るものであった。
特に、近接場光による温度勾配は、記録媒体の走査方向に対して遅れる傾向にあるので、加熱温度のピーク位置が金属散乱体の真下からずれてしまうと考えられる。この点を考慮すると、実際には加熱温度のピーク位置が記録磁界の印加領域からさらに外れる方向にずれてしまい、正確な書き込みを行えない可能性が高かった。
【００１１】
一方、特許文献３に記載されている磁気記録ヘッドは、主磁極と補助磁極との間に抵抗ヒータ等の予熱機構を備えているので、上述した書き込みの信頼性の問題点を解消する構成にはなっているが、その反面、構成品としてさらに予熱機構が加わるので、構成がさらに煩雑になり大型化してしまう不都合があった。
【００１２】
また、上記特許文献１から３に記載されている磁気記録ヘッドでは、記録トラック幅をより小さくしてさらなる高密度記録化を図ろうとする場合、両磁極の間隔を狭めたり、金属散乱体のサイズをさらに小さく設計したりする等、構成品自体のサイズをさらに微細化する必要がある。そのため、製造の困難化や高コスト化を招いてしまい、容易に行えるものではなかった。
【００１３】
更に、従来の磁気記録ヘッドでは、記録磁界を印加した際に、記録媒体に対向する主磁極の先端面から磁束が流れるだけでなく、主磁極の側面から洩れ出た磁束も記録媒体に流れてしまう。そのため、記録媒体に流入する記録磁界の一部が、磁界の表面に対して垂直にならず、斜めになってしまっていた。つまり、磁界勾配がなだらかで小さくなってしまっていた。その結果、記録媒体の磁気記録層に対して一部の磁束が真直ぐに入らず、磁化反転を効率良く行うことが難しかった。従って、さらなる高密度記録化に対応することが難しかった。
【００１４】
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、小型化を図りながら低コストで容易に製造できると共に、近接場光を効率良く発生させて書き込みの信頼性が向上し、洩れ磁束を減少させてさらなる高密度記録化を図ることができる近接場光記録素子、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】
【００１５】
本発明は、前記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記録素子は、導入された光束から近接場光を発生させて一定方向に回転する磁気記録媒体を加熱すると共に、磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を与えることで磁化反転を生じさせ、情報を記録させる近接場光記録素子であって、前記光束が導入される底面と、該底面から所定距離離間した位置に平行に配され、光束が導入されたときに前記近接場光が発せられる端面と、底面及び端面の頂点をそれぞれ結んで形成された４つの側面とを有し、四角錐台状に形成された光透過性のコアと、前記４つの側面のうち、前記磁気記録媒体の回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面上にそれぞれ形成され、両者の間に前記記録磁界を発生させる主磁極及び補助磁極とを備え、前記補助磁極は、前記コアの端面側において、前記主磁極の一方の側面に近接するように該一方の側面に向けて突出した突出部を備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
この発明に係る近接場光記録素子においては、四角錐台状に形成されたコアを利用することで近接場光を発生させることができると共に、回転する磁気記録媒体に対して情報の書き込みを行うことができる。
まずコアの底面及び端面は、共に平面視四角形状（例えば、長方形、平行四辺形や台形形状）に形成されている。この際端面は、底面よりも小さいサイズに形成されているので、４つの側面は端面に向かうにしたがって、向い合う側面との間隔が漸次狭まる斜面状態となっている。そして、４つの側面のうち、磁気記録媒体の回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面上には、主磁極及び補助磁極がそれぞれ形成されている。この際、主磁極及び補助磁極は、斜面状態となっている側面上に形成されているので、同様にコアの端面に向かうにしたがって、互いの距離が漸次狭まる関係になっている。
【００１７】
またコアの端面は、光束が底面側から導入されたときに近接場光を発せられるように、微小なサイズ（光束の波長よりも小さい微小開口となる大きさ）に形成されている。そのため、主磁極と補助磁極との間隔は、磁気記録媒体の表面に対向する端面において近い状態になっている。しかも、このコアの端面側において、補助磁極の一部が主磁極の一方の側面（補助磁極に対向する面）に向けて突出した突出部となっている。従って、主磁極とこの突出部との間隔（磁気ギャップ）は、微小な間隔となっている。
【００１８】
ここで記録を行う場合には、まず光透過性のコアの内部に底面側から光束を導入する。コアの内部に導入された光束は、底面側から端面側に向かって進み、端面から近接場光として外部に漏れ出す。この近接場光によって磁気記録媒体は、局所的に加熱されて一時的に保磁力が低下する。
また、光束の導入と同時に、主磁極及び補助磁極の両磁極間に記録磁界を発生させる。即ち、磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を発生させる。具体的には、主磁極から発生した磁束が、磁気記録媒体に対して垂直に流れると共に、磁気記録媒体を経由した後に補助磁極に戻ってくる。この際、上述したように主磁極と補助磁極との間の磁気ギャップが微小な隙間となっているため、記録磁界は磁気記録媒体に対して局所的に作用する。これにより、近接場光によって保磁力が低下した磁気記録媒体の局所的な位置に対して、ピンポイントで記録磁界を作用させることができる。なおこの記録磁界は、記録する情報に応じて向きが反転する。
【００１９】
そして、磁気記録媒体は、記録磁界を受けると、記録磁界の方向に応じて磁化の方向が垂直方向に反転する。その結果、情報の記録を行うことができる。つまり、近接場光と両磁極で発生した記録磁界とを協働させた、近接場光アシスト磁気記録方式により情報の記録を行うことができる。また、垂直磁気記録方式により情報の記録を行うことができるので、熱揺らぎの現象を受け難く、書き込みの信頼性が高い安定した記録を行うことができる。
【００２０】
特に、主磁極と補助磁極との間で近接場光を発生させることができるので、記録磁界が局所的に作用する範囲内に近接場光による加熱温度のピーク位置を入れることができる。しかも近接場光による加熱の温度勾配が磁気記録媒体の移動方向に対して遅れたとしても、加熱温度のピーク位置を記録磁界の範囲内に留めておくことができる。従って、磁気記録媒体の局所的な位置に対して確実に記録を行うことができ、信頼性の向上化を図ることができる。
また、コアの側面に主磁極及び補助磁極を形成するだけで、近接場光の発生と記録磁界の発生とを同時に達成することができるので、従来のように複雑な構成にすることなく、シンプルな構造にすることができる。よって、構成を簡略化することができ、製造の容易化及び低コスト化を図りながら小型化にすることができる。
【００２１】
また、記録磁界を発生させる際に、磁気記録媒体の表面に対向する主磁極の先端面から磁束が流れるだけでなく、主磁極の側面からも磁束が漏れ出している。ところが、補助磁極の一部は、上述したようにコアの端面側において主磁極の側面に向かって突出した突出部となっているので、主磁極の側面から漏れ出した磁束が磁気記録媒体に流れる前に、この突出部に流入させることができる。これにより、側面からの洩れ磁束が減少するので、主磁極の先端面から集中的に磁気記録媒体に磁束を流すことができ、従来に比べ磁界勾配を急峻にすることができる。つまり、磁気記録媒体に対してより垂直に磁束を流すことができる。従って、磁気記録媒体の磁化反転をより容易に行わせることができ、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００２２】
また、主磁極及び補助磁極は、コアの側面上にそれぞれ形成されているので、両者のトラック幅を同じ幅にすることができる。よって、主磁極から出た磁束が磁気記録媒体を経由して補助磁極に戻る際に、トラック幅方向に磁束が広がってしまうことがない。よって、シャープな磁化転移状態を形成することができ、トラックエッジノイズを極力減少させることができる。この点においても、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００２３】
上述したように、本発明に係る近接場光記録素子によれば、小型化を図りながら低コストで容易に製造することができると共に、近接場光を効率良く発生させて書き込みの信頼性を向上することができる。また、主磁極の側面からの洩れ磁束を減少させると共に、磁束の広がりを抑えることができるので、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００２４】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明の近接場光記録素子において、前記主磁極の他方の側面上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に形成された磁気シールド層とを備えていることを特徴とするものである。
【００２５】
この発明に係る近接場光記録素子においては、主磁極の他方の側面（コア側の内面ではなく外部に露出している外面）上に、絶縁層を介して磁気シールド層が形成されている。これにより、記録磁界を発生させる際に、主磁極の他方の側面から漏れ出す磁束を磁気シールド層で遮断することができる。つまり、補助磁極の突出部により主磁極の一方の側面から漏れ出す磁束を吸収できることに加え、この磁気シールドによって主磁極の他方の側面から漏れ出す磁束を遮断することができる。
従って、主磁極の先端面からより集中的に磁気記録媒体に磁束を流すことができ、磁界勾配をさらに急峻にすることができる。その結果、磁気記録媒体に対してさらに垂直に磁束を流すことができ、さらに顕著な高密度記録化を図ることができる。
【００２６】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明の近接場光記録素子において、前記絶縁層が、前記コアの側面全ての周囲を囲むように形成され、前記磁気シールド層が、前記コアの側面全ての周囲を囲んだ前記絶縁層の周囲をさらに囲むように形成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
この発明に係る近接場光記録素子においては、絶縁層及び磁気シールド層がそれぞれ主磁極の他方の面上だけでなく、コアの端面及び底面を除く、４つの側面の周囲を囲むように形成されている。特に、狙った面上にだけ絶縁層及び磁気シールド層を形成する必要がないので、絶縁層及び磁気シールド層を形成し易い。従って、製造の容易化を図ることができる。
【００２８】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明のいずれかの近接場光記録素子において、前記主磁極と前記コアとの間には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００２９】
この発明に係る近接場光記録素子においては、コアの内部に光束が導入されると、該光束は底面側から端面側に向かって進み、端面から近接場光となって外部に漏れ出す。また、これと同時にコアの内部に導入された光束は、金属膜にも入射する。金属膜に光束が入射すると、該金属膜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金属膜とコアとの界面を端面に向かって伝播する。そして、コアの端面に達した時点で、光強度の強い近接場光となって外部に漏れ出す。特に、金属膜を伝播した近接場光の方が、直接底面から端面に向かって透過した後に生じた近接場光よりも光強度が強いので、磁気記録媒体の加熱により貢献する光となる。
【００３０】
このように、近接場光の光強度を増加させて磁気記録媒体をより効率良く加熱することができるので、書き込みの信頼性をより向上することができる。特に、金属膜とコアとの界面に近接場光を発生させることができるので、各構成品の設計サイズ自体に直接影響を受けることがない。つまり、コアの端面のサイズをより微細化する等の作りこみを行わなくても、これら物理的な設計に影響されることなく、光強度の強い近接場光を発生させることができる。
【００３１】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明のいずれかの近接場光記録素子において、前記４つの側面のうち、前記主磁極及び前記補助磁極がそれぞれ形成された側面に挟まれる少なくとも１つの側面上には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００３２】
この発明に係る近接場光記録素子においては、主磁極及び補助磁極が形成された側面に隣接する２つの側面のうち、少なくともいずれか一方の側面上に光強度を増加させる金属膜が形成されている。よって、この金属膜は、磁気記録媒体の移動方向に平行状態となっている。そしてコアの内部に光束が導入されると、該光束は底面側から端面側に向かって進み、端面から近接場光となって外部に漏れ出す。また、これと同時にコアの内部に導入された光束は、金属膜にも入射する。金属膜に光束が入射すると、該金属膜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金属膜とコアとの界面を端面に向かって伝播する。そして、コアの端面に達した時点で、光強度の強い近接場光となって外部に漏れ出す。特に、金属膜を伝播した近接場光の方が、直接底面から端面に向かって透過した後に生じた近接場光よりも光強度が強いので、磁気記録媒体の加熱により貢献する光となる。
【００３３】
このように、近接場光の光強度を増加させて磁気記録媒体をより効率良く加熱することができるので、書き込みの信頼性をより向上することができる。特に、金属膜とコアとの界面に近接場光を発生させることができるので、各構成品の設計サイズ自体に直接影響を受けることがない。つまり、コアの端面のサイズをより微細化する等の作りこみを行わなくても、これら物理的な設計に影響されることなく、光強度の強い近接場光を発生させることができる。
【００３４】
また、上述したように金属膜は磁気記録媒体の移動方向に平行となっているので、加熱に貢献する光強度の強い近接場光を磁気記録媒体の移動方向に沿ってライン状に発生させることができる。つまり、磁気記録媒体のトラック方向に沿ってライン状に発生させることができる。従って、隣接するトラックに記録された情報に影響を与えることなく、所望するトラックに対して情報を正確に記録することができる。
【００３５】
また、本発明に係る近接場光記録素子は、上記本発明の近接場光記録素子において、前記金属膜が、前記主磁極及び前記補助磁極上にも形成されていることを特徴とするものである。
【００３６】
この発明に係る近接場光記録素子においては、金属膜がコアの側面だけでなく主磁極及び補助磁極上にも形成されているので、表面プラズモンの伝播によって主磁極及び補助磁極のより近傍に近接場光を発生させることができる。よって、近接場光と記録磁界とを、より効率良く協働させることができ、書き込みの信頼性をさらに高めることができる。
【００３７】
また、本発明に係る近接場光ヘッドは、上記本発明のいずれかの近接場光記録素子と、前記磁気記録媒体の表面から所定距離だけ浮上した状態で配置され、磁気記録媒体の表面に対向する対向面を有するスライダと、前記底面側から前記コア内に前記光束を導入させる光束導入手段と、磁性材料から形成され、前記主磁極と前記補助磁極とを接続する磁気回路と、前記情報に応じて変調された電流が供給され、前記磁気回路を中心として該磁気回路の周囲を巻回するコイルとを備え、前記コアが、前記スライダの対向面に前記底面が面接触した状態で固定されていることを特徴とするものである。
【００３８】
この発明に係る近接場光ヘッドにおいては、スライダが対向面を磁気記録媒体の表面に対向させた状態で、該磁気記録媒体の表面から所定距離だけ浮上した状態で配置されている。そして、近接場光記録素子のコアが、スライダの対向面に底面を面接触させた状態で固定されている。これにより、コアは、端面を磁気記録媒体の表面に対向させながら、磁気記録媒体上を浮遊した状態となっている。
記録を行う場合には、まず光束導入手段によりコアの内部に底面側から光束を導入する。この際、光束導入手段は、従来の光の入れ方とは異なり、スライダの上面側からコアの端面に向けて略一直線に光束を容易且つ確実に導入できるので、効率良く近接場光を発生させることができる。
また、光束の導入と同時に、記録する情報に応じて変調した電流をコイルに供給する。すると電磁石の原理により、電流磁界が磁気回路内に磁束を発生させるので、主磁極と補助磁極との間に記録磁界を確実に発生させることができる。
【００３９】
特に、小型化を図りながら低コストで容易に製造できる近接場光記録素子を備えているので、近接場光ヘッド自体の小型化、低コスト化及び製造の容易化をも図ることができる。また、近接場光を効率良く発生させて、書き込みの信頼性が向上した近接場光記録素子でもあるので、同様に近接場光ヘッド自体の書き込みの信頼性が高まって高品質化を図ることができる。更には、洩れ磁束が減少して高密度記録化が図られた近接場光素子でもあるので、近接場光ヘッド自体を高密度記録に対応した高性能なものにすることができる。
【００４０】
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において、前記磁気回路が、前記スライダの対向面に垂直な方向に沿う垂直回路部を一部に有し、前記コイルが、前記対向面に沿って広がるように、前記垂直回路部の周囲を螺旋状に巻回した状態で形成されていることを特徴とするものである。
【００４１】
この発明に係る近接場光ヘッドにおいては、主磁極と補助磁極とを接続する磁気回路の一部が、スライダの対向面に垂直な方向に沿う垂直回路部となっている。そして、コイルは、スライダの対向面に沿って広がるように、垂直回路部を中心として該垂直回路部の周囲を螺旋状に巻回した状態で形成されている。つまり、コイルは、スライダの対向面に対して平行した状態となっている。
よって、コイルの巻線を増やしたとしても。スライダの厚みに影響しないので、薄型化を図りながら記録磁界の強度を高めることができる。また、垂直面ではなく水平面にコイルを作製できるので、特別な方法を用いずとも従来の方法で容易に作製を行える。そのため、コイルを細くしたり巻線を増やしたりする等、設計の自由度を向上することができる。また、コイルを自由に設計できるため、磁気回路についても幅を太くする等自由に設計を行い易い。このように、磁気回路及びコイルを状況に応じて自由に設計でき、信頼性のある電磁石を製造することができる。
【００４２】
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、該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共に、該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、前記コイルに前記電流を供給すると共に、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ものである。
【００４３】
この発明に係る情報記録再生装置においては、回転駆動部により磁気記録媒体を一定方向に回転させた後、アクチュエータによりビームを移動させて近接場光ヘッドをスキャンさせる。そして、近接場光ヘッドを磁気記録媒体上の所望する位置に配置させる。この際、近接場光ヘッドは、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、即ち、２軸を中心として捻れることができるようにビームに支持されている。よって、磁気記録媒体にうねりが生じたとしても、うねりに起因する風圧変化を捩じりによって吸収でき、近接場光ヘッドを安定して浮上させることができる。
【００４４】
その後、制御部は光源を作動させると同時に、情報に応じて変調した電流をコイルに供給する。これにより、近接場光ヘッドは、近接場光と記録磁界とを協働させて、磁気記録媒体に情報を記録することができる。
特に、上述した近接場光記録素子を有する近接場光ヘッドを備えているので、小型化、低コスト化を図ることができ、また、書き込みの信頼性が高まって高品質化を図ることができる。また、高密度記録化に対応することができる高品質なものにすることができる。
【発明の効果】
【００４５】
この発明に係る近接場光記録素子によれば、小型化を図りながら低コストで容易に製造することができると共に、近接場光を効率良く発生させて書き込みの信頼性を向上することができる。また、主磁極の側面からの洩れ磁束を減少させると共に、磁束の広がりを抑えることで、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００４６】
また、本発明に係る近接場光ヘッド及び情報記録再生装置によれば、上述した近接場光記録素子を備えているので、小型化、低コスト化及び製造の容易化を図ることができると共に、書き込みの信頼性が高まって高品質化を図ることができる。また、高密度記録に対応した高性能なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明に係る近接場光記録素子、近接場光ヘッド及び情報記録再生装置の一実施形態を、図１から図２８を参照して説明する。なお、本実施形態の情報記録再生装置１は、垂直記録層ｄ２を有するディスク（磁気記録媒体）Ｄに対して、垂直記録方式で書き込みを行う装置である。
【００４８】
本実施形態の情報記録再生装置１は、図１に示すように、後述する近接場光記録素子２０を有する光近接場光ヘッド２と、ディスク面（磁気記録媒体の表面）Ｄ１に平行なＸＹ方向に移動可能とされ、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近接場光ヘッド２を先端側で支持するビーム３と、光導波路４の基端側から該光導波路４に対して光束Ｌを入射させる光信号コントローラ（光源）５と、ビーム３の基端側を支持すると共に、該ビーム３をディスク面Ｄ１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６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）７と、情報に応じて変調した電流を後述するコイル２４に対して供給すると共に、光信号コントローラ５の作動を制御する制御部８と、これら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。
【００４９】
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共に、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、上記スピンドルモータ７が取り付けられており、該スピンドルモータ７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。凹部９ａの隅角部には、上記アクチュエータ６が取り付けられている。このアクチュエータ６には、軸受１０を介してキャリッジ１１が取り付けられており、該キャリッジ１１の先端にビーム３が取り付けられている。そして、キャリッジ１１及びビーム３は、アクチュエータ６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。
【００５０】
なお、キャリッジ１１及びビーム３は、ディスクＤの回転停止時にアクチュエータ６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。また、近接場光ヘッド２とビーム３とで、サスペンション１２を構成している。また、光信号コントローラ５は、アクチュエータ６に隣接するように凹部９ａ内に取り付けられている。そして、このアクチュエータ６に隣接して、上記制御部８が取り付けられている。
【００５１】
上記近接場光ヘッド２は、図２及び図３に示すように、近接場光記録素子２０と、ディスク面Ｄ１から所定距離Ｈだけ浮上した状態で配置され、ディスク面Ｄ１に対向する対向面を有するスライダ２１と、後述するコア３０の底面３０ａ側からコア３０内に光束Ｌを導入させる光束導入手段２２と、磁性材料から形成され、後述する主磁極３１と補助磁極３２とを接続させる磁気回路２３と、磁気回路２３を中心として該磁気回路２３の周囲を巻回するコイル２４とを備えている。
【００５２】
上記近接場光記録素子２０は、導入された光束Ｌから近接場光Ｒを発生させてディスクＤを加熱すると共に、ディスクＤに対して垂直方向の記録磁界を与えることで磁化反転を生じさせ、情報を記録させるものである。
即ち、近接場光記録素子２０は、図４から図６に示すように、近接場光Ｒを発生させるコア３０と、コア３０に形成された主磁極３１及び補助磁極３２とを備えている。なお、本実施形態では、コア３０の端面３０ｂの一部に、補助磁極３２の突出部３２ａが埋まるように形成されている場合を例に挙げて説明する。
【００５３】
コア３０は、石英ガラス等の光透過性材料に形成されており、底面３０ａと端面３０ｂと４つの側面３０ｃとを有する四角錐台状に形成されている。具体的には、少なくとも互いに平行な２辺を一組有するように平面視正方形状に形成され、ディスク面Ｄ１に平行な状態で配されて光束Ｌが導入される底面３０ａと、該底面３０ａより小さな面積で同一形状（平面視正方形状）に形成され、底面３０ａから所定距離離間した位置に配された端面３０ｂと、底面３０ａ及び端面３０ｂの頂点をそれぞれ結んで形成された４つの側面３０ｃとを有するように加工されている。
但し、本実施形態では、上述したように、端面３０ｂの一部に突出部３２ａが埋まるように形成されているので、端面３０ｂに段部３０ｄが形成されている。
【００５４】
なお、コア３０の底面３０ａ及び端面３０ｂは、正方形状に限定されるものではなく、平面視四角形状に形成されていれば構わない。例えば、平面視、長方形状、平行四辺形状や台形状であっても構わない。また、底面３０ａ及び端面３０ｂは、共に平面視四角形状に形成されていればよく、同じ形状でなくても構わない。
【００５５】
コア３０の端面３０ｂは、光束Ｌが内部に導入されたときに近接場光Ｒを発生させるサイズに形成されている。即ち、コア３０の端面３０ｂのサイズは、光束Ｌの波長よりも遥かに微細なサイズ（例えば、一辺が数十ｎｍ程度のサイズ）となるように設計されており、通常の伝播光を透過させることがないが、近接場光Ｒを近傍に漏れ出させることを可能にしている。よって、４つの側面３０ｃは、端面３０ｂに向かうにしたがって向い合う側面３０ｃとの間隔が漸次狭まる斜面状態となっている。
【００５６】
また、コア３０の４つの側面３０ｃのうち、ディスクＤの回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面３０ｃ上には、両者の間に上記記録磁界を発生させる主磁極３１及び補助磁極３２が形成されている。これら両磁極３１、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）を蒸着等の薄膜成膜技術によって形成されたものである。
【００５７】
また、補助磁極３２の一部は、コア３０の端面３０ｂ側において、主磁極３１の一方の側面（補助磁極３２に対向する面）に近接するように該一方の側面に向けて突出した突出部３２ａとなっている。しかも、この突出部３２ａは、端面３０ｂの一部に埋まるように形成されている。そのため、端面３０ｂと突出部３２ａとの表面とは、面一になっている。この突出部３２ａによって、露出している端面３０ｂの領域はさらに微小なサイズとなっている。また、主磁極３１と突出部３２ａとの間隔（磁気ギャップＧ）は、微小な間隔（例えば、数ｎｍから数十ｎｍ）となっている。
なお、補助磁極３２の膜厚は、主磁極３１の膜厚よりも厚くなるように膜厚が調整されている。また、突出部３２ａの厚みは、さらに薄く（例えば、数十ｎｍから数百ｎｍ）なるように調整されている。
【００５８】
このように構成されたコア３０は、図２及び図３に示すように、底面３０ａをスライダ２１の対向面２１ａに面接触させた状態で固定されている。この際、コア３０は、主磁極３１及び補助磁極３２がディスクＤの移動方向に沿って並ぶと共に、主磁極３１が補助磁極３２よりもディスクＤの移動方向側（進行方向側）に位置するように向きが調整された後、固定されている。
【００５９】
上記スライダ２１は、コア３０と同様に石英ガラス等の光透過性材料によって直方体状に形成されている。このスライダ２１は、対向面２１ａをディスクＤ側にした状態で、ジンバル部３５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３５は、ディスク面Ｄ１に垂直なＺ方向、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２１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。
【００６０】
スライダ２１の対向面２１ａ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状部２１ｂが形成されている。本実施形態では、レール状に並ぶように、長手方向に沿って延びた凸状部２１ｂを２つ形成している場合を例にしている。但し、この場合に限定されるものではなく、スライダ２１をディスク面Ｄ１から離そうとする正圧とスライダ２１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２１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、この凸状部２１ｂの表面はＡＢＳ（Air Bearing Surface）と呼ばれる面とされている。
【００６１】
スライダ２１は、この２つの凸状部２１ｂによってディスク面Ｄ１から浮上する力を受けていると共に、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。スライダ２１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。
【００６２】
また、上述したようにスライダ２１の対向面２１ａには、底面３０ａを面接触させた状態でコア３０が固定されているので、コア３０の端面３０ｂも同様にスライダ２１の対向面２１ａ及びディスク面Ｄ１に対して平行状態となっている。この際、端面３０ｂの高さが凸状部２１ｂの高さと同じになるように、コア３０の高さが設定されている。
なお、コア３０とスライダ２１とをそれぞれ別々に作製した後、互いを固定しても構わないし、石英ガラス等から一体的に作製しても構わない。特に、一体的に作製することで、製造工程の簡略化、製造時間の短縮化等を図ることができるので、より好ましい。
【００６３】
また、スライダ２１の上面には、コア３０の真上に当たる位置にレンズ３６が形成されている。このレンズ３６は、例えば、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る非球面のマイクロレンズである。更に、スライダ２１の上面には、光ファイバー等の光導波路４が取り付けられている。この光導波路４は、先端が略４５度にカットされたミラー面４ａとなっており、該ミラー面４ａがレンズ３６の真上に位置するように取り付け位置が調整されている。そして、光導波路４は、ビーム３及びキャリッジ１１等を介して光信号コントローラ５に引き出されて接続されている。
これにより光導波路４は、光信号コントローラ５から入射された光束Ｌを先端側まで導き、ミラー面４ａで反射させて向きを変えた後、レンズ３６に出射することができるようになっている。また、出射された光束Ｌは、レンズ３６によって集束した後、スライダ２１を透過してコア３０の底面３０ａに導入されるようになっている。即ち、光導波路４及びレンズ３６は、上述した光束導入手段２２を構成している。
【００６４】
上記磁気回路２３は、図３に示すように、磁性材料によりスライダ２１内にパターニングされて形成されている。この磁気回路２３は、両端がそれぞれ主磁極３１及び補助磁極３２に接続されていると共に、図７に示すように、回路の略中間付近にあたる一部分が、スライダ２１の対向面２１ａに垂直な方向に沿って折り曲げられた垂直回路部２３ａとなっている。
【００６５】
そして、コイル２４は、磁気回路２３のうち上述した垂直回路部２３ａの周囲を螺旋状に巻回した状態で、スライダ２１の対向面２１ａに沿うように形成されている。この際コイル２４は、ショートしないように、隣り合う線材間、磁気回路２３との間が絶縁状態とされている。また、このコイル２４は、ビーム３やキャリッジ１１を介して制御部８に電気的に接続されており、該制御部８から情報に応じて変調された電流が供給されるようになっている。即ち、磁気回路２３及びコイル２４は、全体として電磁石を構成している。
【００６６】
また、スライダ２１の先端面には、図２及び図３に示すように、ディスクＤの垂直記録層ｄ２から洩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３７が形成されている。この磁気抵抗効果膜３７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から洩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っている。即ち、磁気抵抗効果膜３７は、再生素子として機能している。
【００６７】
なお、本実施形態のディスクＤは、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、図２に示すように、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。
【００６８】
ここで、本実施形態の近接場光記録素子２０の製造方法について、図８を参照しながら以下に説明する。なお、ここではスライダ２１とコア３０とを１枚の基板Ｔから一体的に製造する場合を例に挙げて説明する。但し、コア３０の製造方法を中心に説明する。よって、下記に説明する工程の途中で、凸状部２１ｂやレンズ３６等を適宜形成すれば良い。なお、図８では、それぞれ異なった視点の断面図を左側と右側とにそれぞれ図示する。左側の断面図は、図４に示す平面Ａに沿った断面図を示している。また、左側の断面図は、図４に示す平面Ｂに沿った断面図を示している。
【００６９】
初めに、石英ガラス等の基板Ｔを用意した後、図８（ａ）に示すように、基板Ｔ上に端面３０ｂの段部３０ｄを形成するためのエッチングマスクＭ１を所定領域だけパターニングする。このエッチングマスクＭ１は、フォトリソグラフィ技術で加工されたフォトレジスト薄膜である。
次いで、エッチングマスクＭ１をマスクとして、基板Ｔの表面をエッチング加工する。なお、エッチング加工としては、ウェットエッチングでも構わないし、ドライエッチングでも構わない。そして、エッチングマスクＭ１を除去することで、図８（ｂ）に示すように、基板Ｔ上に段部３０ｄを形成することができる。なお、段部３０ｄの深さが、数十ｎｍから数百ｎｍの範囲内に収まるようにエッチング加工を行う。
【００７０】
次いで、図８（ｃ）に示すように、基板Ｔ上に端面３０ｂを形成するためのエッチングマスクＭ２を、段部３０ｄの一部を含んだ所定領域だけパターニングする。この際、エッチングマスクＭ２は、上面視すると略正方形である。
次いで、エッチングマスクＭ２をマスクとして、基板Ｔのエッチング加工を行う。この際、ドライエッチングでもウェットエッチングでも構わないが等方性エッチングを行う。これにより、エッチングマスクＭ２の下に隠れている基板Ｔの表面の一部にもエッチャントが入り込み、四角錐台状のコア３０を形成することができる。なお、基板Ｔとして石英ガラスを用いた場合には、フッ化水素酸水溶液による等方性のウェットエッチングが好ましい。
【００７１】
続いて、エッチングマスクＭ２を除去した後、図８（ｄ）に示すように、主磁極３１及び補助磁極３２を形成するための金属膜Ｍ３を基板Ｔの表面にスパッタ等により成膜する。これにより、コア３０の４つの側面３０ｃ上及び端面３０ｂ上の全てに金属膜Ｍ３が成膜された状態となる。
【００７２】
次いで、成膜した金属膜Ｍ３上の一部にスプレーコート法等の指向性を有する成膜方法を利用して、図８（ｅ）に示すように、エッチングマスクＭ４を形成する。具体的には、後に主磁極３１及び補助磁極３２が形成される２つの側面３０ｃ上と、これら２つの側面３０ｃの間に挟まれる２つの側面３０ｃのうちいずれか一方の側面３０ｃ上と、端面３０ｂ上と、に成膜されている金属膜Ｍ３上にそれぞれエッチングマスクＭ４を形成する。
次いで、このエッチングマスクＭ４をマスクとして、金属膜Ｍ３をエッチング加工する。そして、エッチングマスクＭ３を除去することで、図８（ｆ）に示す状態となる。
【００７３】
次いで、スプレーコート法等の指向性を有する成膜方法を利用して、再び残りの金属膜Ｍ３の一部に図示しないエッチングマスクを形成する。具体的には、後に主磁極３１及び補助磁極３２が形成される２つの側面３０ｃ及び端面３０ｂ上に成膜されている金属膜Ｍ３上にエッチングマスクを形成する。そして、このエッチングマスクをマスクとして、再度金属膜Ｍ３をエッチング加工する。そして、エッチングマスクを除去することで、図８（ｇ）に示す状態となる。
【００７４】
そして、最後にコア３０の端面３０ｂ上方から、端面３０ｂと略平行に研磨加工を行う。これにより、図８（ｈ）に示すように、主磁極３１と突出部３２ａを有する補助磁極３２とが形成されたコア３０を、スライダ２１に固定した状態で製造することができる。しかも、段部３０ｄを形成しているので、突出部３２ａを端面３０ｂに埋め込んだ状態で形成することができると共に、端面３０ｂと突出部３２ａの表面とを面一にすることができる。
【００７５】
上述したように、通常使用されるフォトリソグラフィ技術及びエッチング加工等の半導体加工技術を利用して、容易にコア３０、主磁極３１、補助磁極３２及びスライダ２１を一体的に製造することができる。従って、効率良く製造を行えると共に、製造コストを抑えることができる。
また、エッチング加工により段部３０ｄを形成し、その上から金属膜Ｍ３を成膜するだけで突出部３２ａを形成できるので、該突出部３２ａの厚みを容易に薄くすることができる。なお、突出部３２ａを薄くすることの利点については、後に説明する。
【００７６】
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、スピンドルモータ７を駆動させてディスクＤを一定方向に回転させる。次いで、アクチュエータ６を作動させて、キャリッジ１１を介してビーム３をＸＹ方向にスキャンさせる。これにより、図１に示すように、ディスクＤ上の所望する位置に近接場光ヘッド２を位置させることができる。この際、近接場光ヘッド２は、スライダ２１の対向面２１ａに形成された２つの凸状部２１ｂによって浮上する力を受けると共に、ビーム３等によってディスクＤ側に所定の力で押さえ付けられる。近接場光ヘッド２は、この両者の力のバランスによって、図２に示すようにディスクＤ上から所定距離Ｈ離間した位置に浮上する。
【００７７】
また、近接場光ヘッド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、ジンバル部３５によってＺ方向、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、近接場光ヘッド２を安定した状態で浮上させることができる。
【００７８】
ここで、情報の記録を行う場合、制御部８は光信号コントローラ５を作動させると共に、情報に応じて変調した電流をコイル２４に供給する。
光信号コントローラ５は、制御部８からの指示を受けて光束Ｌを光導波路４の基端側から入射させる。入射した光束Ｌは、光導波路４内を先端側に向かって進み、図２に示すようにミラー面４ａで略９０度向きを変えて光導波路４内から出射する。出射した光束Ｌは、レンズ３６によって集束された状態でスライダ２１内部を透過すると共に、レンズ３６の略真下に設けられた近接場光記録素子２０のコア３０の内部に底面３０ａ側から入射する。つまり、光束Ｌは、光束導入手段２２によってスライダ２１の上面側から略一直線状にコア３０に向かって導入される。
【００７９】
コア３０の内部に導入された光束は、底面３０ａ側から端面３０ｂ側に向かって進み、図９に示すように、ディスク面Ｄ１に対向する端面３０ｂから近接場光Ｒとして外部に漏れ出す。この近接場光Ｒによって、ディスクＤは局所的に加熱されて一時的に保磁力が低下する。
なお、両磁極３１、３２を光非透過性の材料から形成することが好ましい。こうすることで、両磁極３１、３２が形成された側面３０ｃから光束がコア３０の外部に洩れてしまうことを防止することができる。
【００８０】
一方、制御部８によってコイル２４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２３内に磁束を発生させるので、両磁極３１、３２間にディスクＤに対して垂直方向の記録磁界が生じる。すると、主磁極３１側から発生した磁束が、図９に示すように、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、該軟磁性層ｄ３を経由して補助磁極３２に戻る。この際、補助磁極３２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３２の面積が、主磁極３１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３１側でのみ記録を行うことができる。
【００８１】
その結果、近接場光Ｒと両磁極３１、３２で発生した記録磁界とを協働させた近接場光アシスト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、熱揺らぎ現象等に影響を受け難く、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。
【００８２】
次に、ディスクＤに記録された情報を再生する場合には、スライダ２１の先端面に形成されている磁気抵抗効果膜３７が、ディスクＤの垂直記録層ｄ２から洩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、磁気抵抗効果膜３７の電圧が変化する。これにより制御部８は、ディスクＤから洩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、情報の再生を行うことができる。
【００８３】
特に、本実施形態の情報記録再生装置１によれば、従来の光の入れ方とは異なり、光束Ｌをスライダ２１の上面側からコア３０の端面３０ｂに向けて略一直線に容易且つ確実に導入できるので、効率良く近接場光Ｒを発生させることができる。
また、スライダ２１の対向面２１ａにコア３０を固定すると共に、コア３０の側面３０ｃに両磁極３１、３２を形成するだけで、近接場光Ｒの発生と記録磁界の発生とを同時に達成することができるので、従来のように複雑な構成にすることなく、シンプルな構造にすることができる。よって、構成を簡略化することができ、小型化を図ることができる。
【００８４】
また、主磁極３１と補助磁極３２との間の磁気キャップＧが微小な隙間となっているため、記録磁界はディスクＤに対して局所的に作用する。これにより、近接場光Ｒによって保磁力が低下した局所的な位置に対して、ピンポイントで記録磁界を作用させることができる。
特に主磁極３１と補助磁極３２との間で近接場光Ｒを発生させることができるので、記録磁界が局所的に作用する範囲内に、近接場光Ｒによる加熱温度のピーク位置を入れることができる。しかも近接場光Ｒによる加熱の温度勾配がディスクＤの移動方向に対して遅れたとしても、図１０（点線は近接場光Ｒの発生領域を示し、実線は近接場光Ｒによる加熱温度分布を示し、２点鎖線は両磁極３１、３２から発する磁界強度分布を図示している）に示すように、加熱温度のピーク位置を主磁極３１に近づけることができる。従って、書き込み可能領域Ａが、第主磁極３１の略真下となり、ディスクＤの局所的な位置に対して確実に記録を行うことができる。
【００８５】
また、コア３０の側面３０ｃに主磁極３１及び補助磁極３２を形成するだけで、近接場光Ｒの発生と記録磁界の発生とを同時に達成できるので、従来のように複雑な構成にすることなく、シンプルな構成にすることができる。よって、構成を簡略化して小型化を図ることができる。また、上述した製造方法でも述べたように、容易且つ低コストで製造を行うことができる。
【００８６】
また、記録磁界を発生させる際に、ディスクＤの表面に対向する主磁極３１の先端面から磁束が流れるだけでなく、主磁極３１の側面３０ｃからも磁束が漏れ出している。ところが、図９に示すように、補助磁極３２の一部が突出部３２ａとなっているので、主磁極３１の側面３０ｃから漏れ出した磁束がディスクＤに流れる前に、この突出部３２ａに流入させることができる。これにより、主磁極３１の側面３０ｃからの洩れ磁束が減少するので、主磁極３１の先端面から集中的にディスクＤに磁束を流すことができ、従来に比べ磁界勾配を急峻にすることができる。つまり、ディスクＤに対してより垂直に磁束を流すことができる。従って、ディスクＤの磁化反転をより容易に行わせることができ、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００８７】
また、突出部３２ａの厚みを数μｍから数十μｍ程度に薄くすることが好ましい。突出部３２ａの厚みを薄くすることで、主磁極３１から突出部３２ａに向けて過度に磁束が流れ込むことを防止することができる。仮に、突出部３２ａの厚みを厚くした場合には、主磁極３１の側面３０ｃから洩れる磁束に加え、先端面からディスクＤに流れる磁束（情報の記録に貢献する必要な磁束）まで流れ込む可能性がある。従って、突出部３２ａの厚みをできるだけ薄くすることが好ましい。特に、上述した製造方法で述べたように、容易に厚みの薄い突出部３２ａを製造することができるので、情報の書き込みに必要な磁束に影響を与えずに、側面３０ｃから洩れ出る磁束のみを吸収することができる。
【００８８】
また、主磁極３１及び補助磁極３２は、コア３０の側面３０ｃ上にそれぞれ形成されているので、図１０に示すように、両者のトラック幅（Ｗ１、Ｗ２）を同じ幅にすることができる。よって、主磁極３１から出た磁束がディスクＤを経由して補助磁極３２に戻る際に、トラック幅方向に磁束が広がってしまうことがない。よって、シャープな磁化転移状態を形成することができ、トラックエッジノイズを極力減少させることができる。この点においても、さらなる高密度記録化を図ることができる。
【００８９】
また、コイル２４は、図７に示すように、磁気回路２３の垂直回路部２３ａの周囲を螺旋状に巻回した状態で形成され、スライダ２１の対向面２１ａに対して平行している。よって、コイル２４の巻線を増やしたとしても、スライダ２１の厚みに影響しないので、薄型化を図りながら記録磁界の強度を高めることができる。また、垂直面ではなく水平面にコイル２４を作製できるので、特別な方法を用いずとも従来の方法で容易に作製を行える。そのため、コイル２４を細くしたり巻線を増やしたりする等、設計の自由度を向上することができる。また、コイル２４を自由に設計できるため、磁気回路２３についても幅を太くする等自由に設計を行い易い。このように、磁気回路２３及びコイル２４を状況に応じて自由に設計でき、信頼性のある電磁石を製造することができる。
【００９０】
上述したように本実施形態の近接場光記録素子２０によれば、小型化を図りながら低コストで容易に製造することができると共に、近接場光Ｒを効率良く発生させて書き込みの信頼性を向上することができる。また、主磁極３１の側面３０ｃからの洩れ磁束を減少させると共に、磁束の広がりを抑えることができるので、さらなる高密度記録化を図ることができる。
本実施形態の近接場光ヘッド２及び情報記録再生装置１によれば、上述した近接場光記録素子２０を備えているので、小型化、低コスト化及び製造の容易化を図ることができると共に、書き込みの信頼性が高まって高品質化を図ることができる。また、高密度記録に対応した高性能なものにすることができる。
【００９１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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種々の変更を加えることが可能である。
【００９２】
例えば、上記実施形態では、コア３０の底面３０ａ及び端面３０ｂの形状を上面視正方形状としたが、この場合に限られるものではない。例えば、図１１に示すように、上面視平行四辺形状や、図１２に示すように、上面視台形状に形成しても構わない。更には、図１３に示すように、４辺のいずれもが平行関係とならない上面視四角形状に形成しても構わない。いずれにしても、コア３０が四角錐台状に形成されていれば構わない。
【００９３】
また、上記実施形態では、コア３０の端面３０ｂの一部に埋まるように突出部３２ａを形成したが、この場合に限られるものではない。例えば、図１４及び図１５に示すように、コア３０の端面３０ｂ上に重なるように突出部３２ａを形成しても構わない。また、この場合には、主磁極３１をコア３０の端面３０ｂ側に若干突出するように形成すれば良い。こうすることで、コア３０の端面３０ｂ側において、主磁極３１の側面３０ｃに突出部３２ａを近接させることができる。この場合であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、この場合には、端面３０ｂに段部３０ｄを形成する必要がないので、より製造が容易になる。
【００９４】
また、上記実施形態において、図１６及び図１７に示すように、主磁極３１の他方の側面（コア３０側の内面ではなく外部に露出している外面）上に絶縁層４０を形成すると共に、該絶縁層４０上に磁気シールド層４１（例えば、ＮｉＦｅ等からなる）を形成しても構わない。
こうすることで、記録磁界を発生させる際に、主磁極３１の他方の側面から漏れ出す磁束を磁気シールド層４１で遮断することができる。つまり、補助磁極３２の突出部３２ａにより主磁極３１の一方の側面から漏れ出す磁束を吸収できることに加え、この磁気シールド層４１によって主磁極３１の他方の側面から漏れ出す磁束を遮断することができる。従って、主磁極３１の先端面からより集中的にディスクＤに磁束を流すことができ、磁界勾配をさらに急峻にすることができる。その結果、ディスクＤに対してさらに垂直に磁束を流すことができ、さらに顕著な高密度記録化を図ることができる。
【００９５】
なお、絶縁層４０及び磁気シールド層４１を形成する際に、図１８に示すように、コア３０の側面３０ｃ全ての周囲を囲むように絶縁層４０を形成すると共に、このコア３０の絶縁層４０の周囲をさらに囲むように磁気シールド層４１を形成しても構わない。つまり、コア３０の端面３０ｂ及び底面３０ａを除く、４つの側面３０ｃの周囲を囲むように絶縁層４０及び磁気シールド層４１をそれぞれ形成する。
この場合であっても、上述した作用効果と同様の作用効果を奏することができる。それに加え、狙った面上にだけ絶縁層４０及び磁気シールド層４１を形成する必要がないので、絶縁層４０及び磁気シールド層４１を形成し易くなる。従って、製造の容易化を図ることができる。
【００９６】
また、図１９及び図２０に示すように、主磁極３１とコア３０との間に、近接場光Ｒの光強度を増加させる金属膜４５を形成しても構わない。この金属膜４５は、例えば、Ａｕ膜であり、コア３０の側面３０ｃ上に蒸着等によって成膜されている。
このように金属膜４５を形成した場合には、コア３０の内部に光束Ｌが導入されると、該光束Ｌは底面３０ａ側から端面３０ｂ側に向かって進み、端面３０ｂから近接場光Ｒとなって外部に漏れ出す。また、これと同時にコア３０の内部に導入された光束Ｌは、金属膜４５にも入射する。金属膜４５に光束Ｌが入射すると、該金属膜４５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金属膜４５とコア３０との界面を端面３０ｂに向かって伝播する。そして、コア３０の端面３０ｂ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。特に、金属膜４５を伝播した近接場光Ｒの方が、直接底面３０ａから端面３０ｂに向かって透過した後に生じた近接場光Ｒよりも光強度が強いので、ディスクＤの加熱により貢献する光となる。
【００９７】
上述したように金属膜４５を形成することで、近接場光Ｒの光強度を増加させてディスクＤをより効率良く加熱することができるので、書き込みの信頼性をより向上することができる。特に、金属膜４５とコア３０との界面に近接場光Ｒを発生させることができるので、各構成品の設計サイズ自体に影響を受けることがない。つまり、コア３０の端面３０ｂのサイズをより微細化する等の作りこみを行わなくても、これら物理的な設計に影響されることなく、光強度の強い近接場光Ｒを発生させることができる。
なお、ここでは金属膜４５と磁気シールド層４１とを両方同時に形成した場合を例にしたが、金属膜４５だけを形成しても構わない。但し、金属膜４５と磁気シールド層４１とを同時に形成することが好ましい。
【００９８】
また、金属膜４５を形成する際に、図１９及び図２０では主磁極３１とコア３０との間に形成したが、この場合に限られず、図２１及び図２２に示すように、主磁極３１及び補助磁極３２がそれぞれ形成された側面３０ｃに挟まれる１つの側面３０ｃ上に金属膜４５を形成しても構わない。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。
それに加え、この金属膜４５はディスクＤの移動方向に対して平行となっているので、加熱に貢献する光強度の強い近接場光ＲをディスクＤの移動方向に沿ってライン状に発生させることができる。つまり、ディスクＤのトラック方向に沿ってライン状に発生させることができる。具体的には、図２３に示すように、コア３０の端面３０ｂの幅がＷ１（Ｗ２）であったとしても、金属膜４５によって生じた光強度の強いライン状の近接場光ＲはＷ３程度の幅となる。従って、記録トラック幅をさらに小さくすることができ、隣接するトラックに記録された情報に影響を与えることなく、所望のトラックに対して情報を正確に記録することができる。
【００９９】
また、図２１及び図２２では、金属膜４５をコア３０の側面３０ｃ上にのみ形成したが、この場合に限られず、図２４に示すように、金属膜４５を主磁極３１及び補助磁極３２上を覆うように形成しても構わない。こうすることで、表面プラズモンの伝播によって主磁極３１及び補助磁極３２のより近傍に近接場光Ｒを発生させることができる。よって、記録磁界と近接場光Ｒによる加熱温度のピーク位置とを、よりスポット的に重ね合わせ易くなる。そのため、近接場光Ｒと記録磁界とをより効率良く協働させることができ、書き込みの信頼性をさらに高めることができる。
【０１００】
また、図２５に示すように、主磁極３１及び補助磁極３２がそれぞれ形成された側面３０ｃに挟まれる２つの側面３０ｃ上に金属膜４５をそれぞれ形成しても構わない。更には、図２６に示すように、コア３０の周囲を囲むように金属膜４５を形成しても構わない。これらの場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
また、金属膜４５をコア３０の２つの側面３０ｃ上に形成した際に、図２７に示すように、コア３０の周囲を囲むように絶縁層４０及び磁気シールド層４１を同時に形成しても構わない。この場合には、金属膜４５による作用効果と、磁気シールド層４１による作用効果とを同時に奏することができる。
【０１０１】
また、上記実施形態では、光信号コントローラ５をハウジング９内に取り付け、光束導入手段２２を構成する光導波路４の基端側から光束Ｌを入射させることで、コア３０に該光束Ｌを導いた構成を採用したが、この場合に限定されるものではない。
例えば、図２８に示すように、光束導入手段２２をレンズ３６だけで構成し、該レンズ３６とジンバル部３５との間に光信号コントローラ５を設けても構わない。なお、この場合には、ビーム３に沿って配線等を這わせることで、光信号コントローラ５と制御部８とを電気的に接続すれば良い。この場合であっても、光信号コントローラ５から光束導入手段２２に対して光束Ｌを確実に入射させることができる。特に、光束Ｌをレンズ３６に直接入射できるので、より効率良く近接場光Ｒを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る近接場光記録素子を有する近接場光ヘッドを備えた情報記録再生装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す近接場光ヘッドの拡大断面図である。
【図３】図２に示す近接場光ヘッドを、ディスク面側から見た図である。
【図４】図３に示す近接場光ヘッドの近接場光記録素子の斜視図である。
【図５】図４に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図６】図４に示す近接場光記録素子の端面側の拡大図である。
【図７】図３に示す近接場光ヘッドのコイルと磁気回路との取付位置関係を示す断面図である。
【図８】図４に示す近接場光記録素子を製造する際の工程図であって、左側が図４に示す平面Ａに沿った断面図であって、右側が図４に示す平面Ｂに沿った断面図である。
【図９】図２に示す近接場光ヘッドによりディスクに記録を行っている最中の状態を示す図であって、コアを中心とした拡大断面図である。
【図１０】ディスクに記録を行っている際の近接場光と磁界との関係を示した図である。
【図１１】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、底面及び端面が平行四辺形状に形成されたコアを端面側から見た拡大図である。
【図１２】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、底面及び端面が台形状に形成されたコアを端面側から見た拡大図である。
【図１３】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、４辺のいずれもが平行関係とならないように底面及び端面が四角形状に形成されたコアを端面側から見た拡大図である。
【図１４】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、補助磁極の突出部がコアの端面を覆うように形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図１５】図１４に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図１６】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極上に絶縁層及び磁気シールド層が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図１７】図１６に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図１８】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、コアの周囲を囲むように絶縁層及び磁気シールド層が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図１９】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極上に絶縁層及び磁気シールド層が形成されていると共に、主磁極とコアとの間に金属膜が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２０】図１９に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図２１】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極及び補助磁極が形成されている側面に挟まれた１つの側面上に、金属膜が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２２】図２１に示す近接場光記録素子の側面図である。
【図２３】図２１に示す近接場光記録素子によりディスクに記録を行っている際の、近接場光と磁界との関係を示した図である。
【図２４】図２１に示す近接場光記録素子の変形例を示す図であって、金属膜が主磁極及び補助磁極を覆うように形成されている近接場光記録素子をコアの端面側から見た拡大図である。
【図２５】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極及び補助磁極が形成されている側面に挟まれた２つの側面上に、金属膜が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２６】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、コアの周囲を囲むように金属膜が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２７】本発明に係る近接場光記録素子の変形例を示す図であって、主磁極及び補助磁極が形成されている側面に挟まれた２つの側面上に金属膜が形成されていると共に、金属膜及びコアの周囲を囲むように絶縁層及び磁気シールド層が形成されている近接場光記録素子の斜視図である。
【図２８】本発明に係る近接場光ヘッドの変形例を示す図であって、レンズとジンバル部との間に光信号コントローラが設けられた近接場光ヘッドの断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
Ｄ ディスク（磁気記録媒体）
Ｄ１ ディスク面（磁気記録媒体の表面）
Ｌ 光束
Ｒ 近接場光
１ 情報記録再生装置
２ 近接場光ヘッド
３ ビーム
５ 光源（光信号コントローラ）
６ アクチュエータ
７ スピンドルモータ（回転駆動部）
８ 制御部
２０ 近接場光記録素子
２１ スライダ
２２ 光束導入手段
２３ 磁気回路
２３ａ 垂直回路部
２４ コイル
３０ コア
３０ａ コアの底面
３０ｂ コアの端面
３０ｃ コアの側面
３１ 主磁極
３２ 補助磁極
３２ａ 突出部
４０ 絶縁層
４１ 磁気シールド層
４５ 金属膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入された光束から近接場光を発生させて一定方向に回転する磁気記録媒体を加熱すると共に、磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を与えることで磁化反転を生じさせ、情報を記録させる近接場光記録素子であって、
前記光束が導入される底面と、該底面から所定距離離間した位置に平行に配され、光束が導入されたときに前記近接場光が発せられる端面と、底面及び端面の頂点をそれぞれ結んで形成された４つの側面とを有し、四角錐台状に形成された光透過性のコアと、
前記４つの側面のうち、前記磁気記録媒体の回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面上にそれぞれ形成され、両者の間に前記記録磁界を発生させる主磁極及び補助磁極とを備え、
前記補助磁極は、前記コアの端面側において、前記主磁極の一方の側面に近接するように該一方の側面に向けて突出した突出部を備えていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項２】
請求項１に記載の近接場光記録素子において、
前記主磁極の他方の側面上に形成された絶縁層と、
該絶縁層上に形成された磁気シールド層とを備えていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の近接場光記録素子において、
前記絶縁層は、前記コアの側面全ての周囲を囲むように形成され、
前記磁気シールド層は、前記コアの側面全ての周囲を囲んだ前記絶縁層の周囲をさらに囲むように形成されていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の近接場光記録素子において、
前記主磁極と前記コアとの間には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が形成されていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の近接場光記録素子において、
前記４つの側面のうち、前記主磁極及び前記補助磁極がそれぞれ形成された側面に挟まれる少なくとも１つの側面上には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が形成されていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項６】
請求項５に記載の近接場光記録素子において、
前記金属膜は、前記主磁極及び前記補助磁極上にも形成されていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の近接場光記録素子と、
前記磁気記録媒体の表面から所定距離だけ浮上した状態で配置され、磁気記録媒体の表面に対向する対向面を有するスライダと、
前記底面側から前記コア内に前記光束を導入させる光束導入手段と、
磁性材料から形成され、前記主磁極と前記補助磁極とを接続する磁気回路と、
前記情報に応じて変調された電流が供給され、前記磁気回路を中心として該磁気回路の周囲を巻回するコイルとを備え、
前記コアは、前記スライダの対向面に前記底面が面接触した状態で固定されていることを特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記磁気回路は、前記スライダの対向面に垂直な方向に沿う垂直回路部を一部に有し、
前記コイルは、前記対向面に沿って広がるように、前記垂直回路部の周囲を螺旋状に巻回した状態で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９】
請求項７又は８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、該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共に、該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、
前記コイルに前記電流を供給すると共に、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】
導入された光束から近接場光を発生させて一定方向に回転する磁気記録媒体を加熱すると共に、磁気記録媒体に対して垂直方向の記録磁界を与えることで磁化反転を生じさせ、情報を記録させる近接場光記録素子であって、
前記光束が導入される底面と、該底面から所定距離離間した位置に平行に配され、光束が導入されたときに前記近接場光が発せられる端面と、底面及び端面の頂点をそれぞれ結んで形成された４つの側面とを有し、四角錐台状に形成された光透過性のコアと、
前記４つの側面のうち、前記磁気記録媒体の回転方向に並んだ状態で互いに対向する２つの側面上にそれぞれ形成され、両者の間に前記記録磁界を発生させる主磁極及び補助磁極とを備え、
前記補助磁極は、前記コアの端面側において、前記主磁極の一方の側面に近接するように該一方の側面に向けて突出した突出部を備えていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項２】
請求項１に記載の近接場光記録素子において、
前記主磁極の他方の側面上に形成された絶縁層と、
該絶縁層上に形成された磁気シールド層とを備えていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の近接場光記録素子において、
前記絶縁層は、前記コアの側面全ての周囲を囲むように形成され、
前記磁気シールド層は、前記コアの側面全ての周囲を囲んだ前記絶縁層の周囲をさらに囲むように形成されていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の近接場光記録素子において、
前記主磁極と前記コアとの間には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が形成されていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の近接場光記録素子において、
前記４つの側面のうち、前記主磁極及び前記補助磁極がそれぞれ形成された側面に挟まれる少なくとも１つの側面上には、前記近接場光の光強度を増加させる金属膜が形成されていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項６】
請求項５に記載の近接場光記録素子において、
前記金属膜は、前記主磁極及び前記補助磁極上にも形成されていることを特徴とする近接場光記録素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の近接場光記録素子と、
前記磁気記録媒体の表面から所定距離だけ浮上した状態で配置され、磁気記録媒体の表面に対向する対向面を有するスライダと、
前記底面側から前記コア内に前記光束を導入させる光束導入手段と、
磁性材料から形成され、前記主磁極と前記補助磁極とを接続する磁気回路と、
前記情報に応じて変調された電流が供給され、前記磁気回路を中心として該磁気回路の周囲を巻回するコイルとを備え、
前記コアは、前記スライダの対向面に前記底面が面接触した状態で固定されていることを特徴とする近接場光ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の近接場光ヘッドにおいて、
前記磁気回路は、前記スライダの対向面に垂直な方向に沿う垂直回路部を一部に有し、
前記コイルは、前記対向面に沿って広がるように、前記垂直回路部の周囲を螺旋状に巻回した状態で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９】
請求項７又は８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、該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共に、該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、
前記コイルに前記電流を供給すると共に、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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００８−７７７３２（Ｐ２００８−７７７３２Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５４５１４（Ｐ２００６−２５４５１４）
【出願日】平成１８年９月２０日（２００６．９．２０）
【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２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２０日（２００６．９．２０）
【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）】
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