(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界の印加と近接場光スポットの照射によって記録再生ディスク上に記録マークを記録し、磁気センサにより前記記録マークからの磁界を検出する記録再生ヘッドにおいて、
レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、
前記レーザ光が入射される入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有する透明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記光スポットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポットを照射する光学系と、
前記光スポットが形成される位置の近傍に設けられ、前記磁界を印加する磁界印加手段とを備え、
前記光学系は、相対向する一対の２辺が前記記録再生ディスクの記録トラックに対してほぼ直交する矩形状の開口を具備し、前記矩形状の前記開口によって前記近接場光スポットの照射範囲を制限して前記記録マークの形状を矩形状にする遮光体を有し、
前記遮光体の前記開口は、前記被集光面における前記光スポットの径よりも小さく設定した構成とされ、
前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗が変化する磁気抵抗膜により構成された検出部を有し、
前記磁気センサの前記検出部は、前記遮光体の前記開口から漏出する前記近接場光スポットおよび前記記録マークとほぼ等しい矩形状を有することを特徴とする記録再生ヘッド。
【請求項２】
前記磁気センサは、複数の前記検出部を有し、
前記遮光体は、複数の前記開口を有し、
前記磁界印加手段は、前記複数の検出部に対応して設けられた複数の磁界変調用コイルを備えた構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項３】
前記光学系は、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光を集光して前記透明集光用媒体の前記入射面に入射させる集光手段を備えた構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項４】
前記集光手段は、集光レンズを備えた構成の請求項３記載の記録再生ヘッド。
【請求項５】
前記集光手段は、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光の光路を偏向する反射ミラーと、前記反射ミラーによって反射された前記レーザ光を集光する集光レンズを備えた構成の請求項３記載の記録再生ヘッド。
【請求項６】
前記透明集光用媒体は、半球型のソリッドイマージョンレンズから構成された請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項７】
前記透明集光用媒体は、裁底球型のスーパーソリッドイマージョンレンズから構成された請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項８】
前記透明集光用媒体は、前記入射面に設けられ、前記入射面に入射する前記レーザ光を集光させて前記被集光面に前記光スポットを形成する透過型ホログラムを備えた構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項９】
前記透明集光用媒体は、前記入射面に入射した前記レーザ光を集光させて前記被集光面に前記光スポットを形成する集光面を備えた構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項１０】
前記透明集光用媒体の前記集光面は、回転楕円面の一部から構成された請求項９記載の記録再生ヘッド。
【請求項１１】
前記透明集光用媒体の前記集光面は、回転放物面の一部から構成された請求項９記載の記録再生ヘッド。
【請求項１２】
前記透明集光用媒体の前記集光面は、その表面に前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光を反射する反射体を備えた構成の請求項９記載の記録再生ヘッド。
【請求項１３】
前記反射体は、反射型ホログラムから構成された請求項１２記載の記録再生ヘッド。
【請求項１４】
前記透明集光用媒体は、１より大なる屈折率を有する構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項１５】
前記透明集光用媒体は、互いに密着し、ほぼ同一の屈折率を有する第１の透明媒体および第２の透明媒体からなり、
前記第１の透明媒体は、前記入射面を有し、
前記第２の透明媒体は、前記記録再生ディスクの回転に伴って前記記録再生ディスク上を浮上走行する浮上スライダであり、
前記浮上スライダが前記被集光面を有する構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項１６】
前記レーザ光出射手段は、パルス状の前記レーザ光を周期的に出射し、
前記磁界印加手段は、前記記録再生ディスクに記録する情報に応じて変調された前記磁界を前記パルス状のレーザ光の出射に同期して印加する構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項１７】
前記磁界印加手段は、交互に向きが異なる前記磁界を印加し、
前記レーザ光出射手段は、前記記録再生ディスクに記録する情報に応じたタイミングで前記レーザ光を出射する構成の請求項１記載の記録再生ヘッド。
【請求項１８】
磁界の印加と近接場光スポットの照射によって記録再生ディスク上に記録マークを記録し、磁気センサにより前記記録マークからの磁界を検出する記録再生ヘッドを有する記録再生ディスク装置において、
前記記録再生ヘッドは、
レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、
前記レーザ光が入射される入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有する透明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記光スポットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポットを照射する光学系と、
前記光スポットが形成される位置の近傍に設けられ、前記磁界を印加する磁界印加手段とを備え、
前記光学系は、相対向する一対の２辺が前記記録再生ディスクの記録トラックに対してほぼ直交する矩形状の開口を具備し、前記矩形状の前記開口によって前記近接場光スポットの照射範囲を制限して前記記録マークの形状を矩形状にする遮光体を有し、
前記遮光体の前記開口は、前記被集光面における前記光スポットの径よりも小さく設定した構成とされ、
前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗が変化する磁気抵抗膜により構成された検出部を有し、
前記磁気センサの前記検出部は、前記遮光体の前記開口から漏出する前記近接場光スポットおよび前記記録マークとほぼ等しい矩形状を有することを特徴とする記録再生ディスク装置。
【請求項１９】
同軸上に所定の間隔を有して配置された複数の記録再生ディスクと、磁界の印加と近接場光スポットの照射によって前記複数の記録再生ディスク上に記録マークを記録し、磁気センサにより前記記録マークからの磁界を検出する記録再生ヘッドとを有する記録再生ディスク装置において、
前記記録再生ヘッドは、
レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、
前記レーザ光が入射される入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有する透明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記光スポットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポットを照射する光学系と、
前記光スポットが形成される位置の近傍に設けられ、前記磁界を印加する磁界印加手段とを備え、
前記光学系は、相対向する一対の２辺が前記記録再生ディスクの記録トラックに対してほぼ直交する矩形状の開口を具備し、前記矩形状の前記開口によって前記近接場光スポットの照射範囲を制限して前記記録マークの形状を矩形状にする遮光体を有し、
前記遮光体の前記開口は、前記被集光面における前記光スポットの径よりも小さく設定した構成とされ、
前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗が変化する磁気抵抗膜により構成された検出部を有し、
前記磁気センサの前記検出部は、前記遮光体の前記開口から漏出する前記近接場光スポットおよび前記記録マークとほぼ等しい矩形状を有することを特徴とする記録再生ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光照射によって記録部を加熱して磁気記録を行い（光アシスト磁気（ＯＡＭ：Optically Assisted Magnetic ）記録）、磁気センサによって再生を行う記録再生ヘッドおよび記録再生ディスク装置に関し、特に、高記録密度化および高転送レート化を可能とした記録再生ヘッドおよび記録再生ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ヘッドにより磁気記録膜に対して記録・再生を行うハードディスク装置（ＨＤＤ）では、再生用に磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗センサすなわちＭＲ（Magnetoresistive）センサやさらに高感度・高解像度のＧＭＲ（Giant-magnetoresistive）センサ（これらのセンサを含めて磁気センサと総称する。）が開発され、この数年、年率６０％の割合で高密度化が図られてきた。しかし、ここにきてＳｕｐｅｒ  Ｐａｒａ−ｍａｇｎｅｔｉｃ効果、すなわちある磁区の磁化の方向が、熱的擾乱に基づき隣接する反対方向の磁化により反転させられる効果のため、面密度がほぼ３０Ｇｂｉｔｓ／（ｉｎｃｈ）2 で限界であることが判明してきた(R.L.White,Tech.Digest of MORIS '99,11-A-03(1999)P.7) 。
【０００３】
これを解決する有力な手段として、光アシスト磁気（ＯＡＭ：Optically Assisted Magnetic ）記録方式が提案されている。この方式は、磁気記録膜や光磁気記録膜に磁界と光スポットによって記録し、ＧＭＲセンサ等の磁気センサによって再生する方式であり、記録時にレーザ光の照射により磁化膜を加熱し、その膜の磁化強度を下げたところで記録する。この方式により、磁化の強い磁性膜への記録が可能となり、常温での磁化反転を防ぐことができる。このようなＯＡＭ記録方式を採用した従来の記録再生ディスク装置としては、例えば、文献「日経エレクトロニクス、No.734,(99.1.11.)、P.35」に示されるものがある。
【０００４】
図２７は、その記録再生ディスク装置を示す。この記録再生ディスク装置１は、レーザビーム３を出射する半導体レーザ２と、半導体レーザ２からのレーザビーム３と記録再生ディスク８からの反射光とを分離する偏光ビームスプリッタ３３と、半導体レーザ２からのレーザビーム３を円偏光に変換する１／４波長板３４と、偏光ビームスプリッタ３３および１／４波長板３４を通過した半導体レーザ２からのレーザビーム３を集光する集光レンズ４’と、半球面状の入射面６ａから入射した集光レンズ４’からのレーザビーム３をさらに集光して被集光面６ｃ上に光スポット９ａを形成する半球形のＳＩＬ（Solid Immersion Lens）６と、ＳＩＬ６を保持する浮上スライダ１２と、浮上スライダ１２の光スポット９ａの周辺部に設けられた磁界変調用のコイル１０と、ＧＭＲセンサを用いた磁気センサ１１とを有する。
【０００５】
このように構成された記録再生ディスク装置１において情報を記録する場合は、半導体レーザ２からパルス状にレーザビーム３を出射し、集光レンズ４’によりＳＩＬ６の被集光面６ｃ上に光スポット９ａを形成し、被集光面６ｃから滲み出す近接場光スポット９ｂを記録再生ディスク８上の光磁気記録膜８ｂに照射して昇温させるとともに、コイル１０で記録情報に基づいて磁界を変調しながら情報の記録を行う。これを磁界変調（ＬＰ−ＭＦＭ：Laser-pumped Modified Field Magnetic）記録と称する。このＬＰ−ＭＦＭ記録により、光スポット径以下の長さの記録マークの形成が可能となる。情報を再生する場合は、記録再生ディスク８上を磁気抵抗薄膜を検出部とする磁気センサ１１で走査することによって行う。この記録再生ディスク装置１によれば、ＳＩＬ６の屈折率に反比例して光スポット９ａを微細化できるため、幅０．３ミクロン程度の微小な記録磁区を形成でき、高密度化が可能となる。
【０００６】
図２８は、上記のＬＰ−ＭＦＭ記録、および磁気センサ１１による再生を示す。ＬＰ−ＭＦＭ記録は、同図に示すように、レーザビーム３をマーク間隔に合わせてパルス状に点滅して照射しながら、記録再生ディスク８を磁気センサ１１に対して相対的にトラック方向Ｘに移動させ、外部印加磁界の方向を記録情報に基づいて反転させることにより記録を行う方式である。記録トラック８０上に最初に記録された円形の記録マーク８１は、次の反転した磁界による記録により一部消されるため、同図に示すように、近接場光スポット９ｂの後部側に三日月状の記録マーク８１が形成される。このマーク長Ｌは、記録周波数とディスク回転速度によってのみ決まり、記録周波数を上げることにより、マーク長Ｌを記録膜８ｂの磁性粒子のサイズ程度まで狭めることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の記録再生ディスク装置１によると、磁気センサ１１の検出部１１ａは、従来より製造のし易さから、図２８に示すように、記録マーク８１の形状に因らず、矩形状に形成されるため、このセンサ１１で三日月状の記録マーク８１を走査した場合、磁気センサ１１がマーク８１の中心部を通過し、次のマーク８１に移った時点でも、元のマーク８１のテール部と重なることになり、磁気センサ１１の出力信号を基準レベルＳに基づいて再生した場合、解像度が低下する。また、一つのマーク８１に対する磁気センサ１１の出力信号の前段と後段とが非対称となり歪むため、ジッタが増大し、情報を正確に再生できなくなる。この現象は、マーク長Ｌが狭くなるほど顕著となり、記録時は微小の記録マークを形成する能力がありながら、再生における解像度の限界のため、結局ＬＰ−ＭＦＭ記録方式を用いても実質的に記録密度を上げることはできていない状況にある。また、記録トラック８０上に形成できる記録マーク８１の記録密度に限界があるとことから、転送レートにも限界が生じている。
【０００８】
図２９は、磁気センサ１１の検出部１１ａの厚さ（トラック方向Ｘの長さ）Ｔを一定とし、マーク長Ｌを変えた場合の磁気センサ１１の出力信号の変化を示す。この例では、光スポットの径を０．２μｍ、磁気センサ１１の検出部１１ａの長さを０．０７μｍとしたものである。この図から分かるように、マーク長Ｌが近接場光スポット９ｂよりも小さくなると急速に出力信号が小さくなる。また、同時にジッタが増加するために、実際の情報再生可能なマーク長Ｌは、０．１５μｍ程度であり、ＬＰ−ＭＦＭ記録により短いマーク８１が形成でき、磁気センサ１１の検出部１１ａの厚さＴも短いにもかかわらず、それらの利点を生かすことができていない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、高記録密度化および高転送レート化を可能とした記録再生ヘッドおよび記録再生ディスク装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、磁界の印加と近接場光スポットの照射によって記録再生ディスク上に記録マークを記録し、磁気センサにより前記記録マークからの磁界を検出する記録再生ヘッドにおいて、レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、前記レーザ光が入射される入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有する透明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記光スポットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポットを照射する光学系と、前記光スポットが形成される位置の近傍に設けられ、前記磁界を印加する磁界印加手段とを備え、前記光学系は、相対向する一対の２辺が前記記録再生ディスクの記録トラックに対してほぼ直交する矩形状の開口を具備し、前記矩形状の前記開口によって前記近接場光スポットの照射範囲を制限して前記記録マークの形状を矩形状にする遮光体を有し、前記遮光体の前記開口は、前記被集光面における前記光スポットの径よりも小さく設定した構成とされ、前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗が変化する磁気抵抗膜により構成された検出部を有し、前記磁気センサの前記検出部は、前記遮光体の前記開口から漏出する前記近接場光スポットおよび前記記録マークとほぼ等しい矩形状を有することを特徴とする記録再生ヘッドを提供する。
上記構成によれば、磁気センサの検出部の形状を近接場光スポットおよび記録マークとほぼ等しい矩形状にすることにより、一つの記録マークから信号を再生しているときに他の記録マークの信号を拾うことがなくなり、解像度が向上する。磁気センサの出力信号は前段と後段とで対称となり、歪みが少なくなるため、デジタル信号への変換時のジッタが少なく、情報の正確な再生が可能となる。この結果、記録密度を上げることが可能となり、転送レートが向上する。
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、磁界の印加と近接場光スポットの照射によって記録再生ディスク上に記録マークを記録し、磁気センサにより前記記録マークからの磁界を検出する記録再生ヘッドを有する記録再生ディスク装置において、前記記録再生ヘッドは、レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、前記レーザ光が入射される入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有する透明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記光スポットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポットを照射する光学系と、前記光スポットが形成される位置の近傍に設けられ、前記磁界を印加する磁界印加手段とを備え、前記光学系は、相対向する一対の２辺が前記記録再生ディスクの記録トラックに対してほぼ直交する矩形状の開口を具備し、前記矩形状の前記開口によって前記近接場光スポットの照射範囲を制限して前記記録マークの形状を矩形状にする遮光体を有し、前記遮光体の前記開口は、前記被集光面における前記光スポットの径よりも小さく設定した構成とされ、前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗が変化する磁気抵抗膜により構成された検出部を有し、前記磁気センサの前記検出部は、前記遮光体の前記開口から漏出する前記近接場光スポットおよび前記記録マークとほぼ等しい矩形状を有することを特徴とする記録再生ディスク装置を提供する。
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、同軸上に所定の間隔を有して配置された複数の記録再生ディスクと、磁界の印加と近接場光スポットの照射によって前記複数の記録再生ディスク上に記録マークを記録し、磁気センサにより前記記録マークからの磁界を検出する記録再生ヘッドとを有する記録再生ディスク装置において、前記記録再生ヘッドは、レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、前記レーザ光が入射される入射面、および前記入射面に入射した前記レーザ光が集光される被集光面を有する透明集光用媒体を具備し、前記レーザ光出射手段からの前記レーザ光を前記入射面に導き、前記被集光面に前記レーザ光の集光によって光スポットを形成し、前記光スポットから前記記録再生ディスク上に前記近接場光スポットを照射する光学系と、前記光スポットが形成される位置の近傍に設けられ、前記磁界を印加する磁界印加手段とを備え、前記光学系は、相対向する一対の２辺が前記記録再生ディスクの記録トラックに対してほぼ直交する矩形状の開口を具備し、前記矩形状の前記開口によって前記近接場光スポットの照射範囲を制限して前記記録マークの形状を矩形状にする遮光体を有し、前記遮光体の前記開口は、前記被集光面における前記光スポットの径よりも小さく設定した構成とされ、前記磁気センサは、磁界の方向によって抵抗が変化する磁気抵抗膜により構成された検出部を有し、前記磁気センサの前記検出部は、前記遮光体の前記開口から漏出する前記近接場光スポットおよび前記記録マークとほぼ等しい矩形状を有することを特徴とする記録再生ディスク装置を提供する。
上記構成によれば、複数の記録再生ディスクに対して記録および再生を行う複数の記録再生ヘッドを用いることにより、転送レートが向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る記録再生ヘッドを示し、同図（ａ）は記録再生ヘッドの側面図、同図（ｂ）は底面図、同図（ｃ）は要部を示す図である。なお、同図において、Ｘはトラック方向を示し、Ｙはトラック方向に直交する方向を示す。この記録再生ヘッド１は、レーザビーム３ａを出射する半導体レーザ２と、半導体レーザ２からのレーザビーム３ａを平行ビーム３ｂに整形するコリメータレンズ４と、コリメータレンズ４からの平行ビーム３ｂをほぼ直角に折り曲げるフォールディングミラー５と、フォールディングミラー５からの平行ビーム３ｂを集光する集光レンズ４’と、集光レンズ４’からの収束ビーム３ｃを集光し、近接場光スポット９ｂとして記録再生ディスク８の基板８ａ上に形成された光磁気記録膜８ｂに伝播させる透明集光用媒体６と、近接場光スポット９ｂが伝播された記録膜８ｂに記録情報に応じた変調磁界を印加するコイル１０と、記録膜８ｂの記録マーク８１からの漏れ磁界を電圧の変化として出力することにより記録信号を再生する磁気センサ１１と、少なくとも集光レンズ４’、フォールディングミラー５および透明集光用媒体６を支持し、記録再生ディスク８上を浮上走行する浮上スライダ１２とを有する。
【００１５】
透明集光用媒体６は、ソリッドイマージョンレンズ（Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ）と称される半球形のものであり、収束ビーム３ｃが屈折せずに垂直に入射する半球面状の入射面６ａと、収束ビーム３ｃが集光して光スポット９ａが形成される被集光面６ｃとを有する。
【００１６】
被集光面６ｃ上の光スポット９ａの直径Ｄ1/2 （光強度が１／２となる位置の直径）は、次の式（１）で与えられる。
Ｄ1/2 ＝ｋ・λ／（ｎ・ＮＡｉ）                  …（１）
ここに、ｋは比例定数でガウスビームの場合は、約０．５であり、λは入射するレーザビーム３ｃの波長、ｎは透明集光用媒体６の屈折率、ＮＡｉは透明集光用媒体６内部での開口数であり、本実施の形態では入射面６ａでの屈折がないため、集光レンズ４’のＮＡに等しい。記録に際しては、記録膜８ｂを被集光面６ｃにレーザビーム３の波長の数分の一にまで近づけ、近接場光スポット９ｂが実質的に余り広がらない範囲で行うため、近接場光スポット９ｂの直径も光スポット９ａの直径Ｄ1/2 と同程度となる。また、光記録の場合、通常、光強度が中心の１／２となる位置で光強度が記録の閾値になるように設定されるため、記録マークの直径は、ほぼＤ1/2 となる。本実施の形態においては、半導体レーザ２としてはＧａＡｌＩｎＰ系の赤色レーザ（波長６３０ｎｍ）を、透明集光用媒体６としては重フリントガラス（屈折率１．９１）を使用し、集光レンズ４’のＮＡは０．８とした。この場合のＤ1/2 は、約０．２μｍであり、記録マーク８１の直径もほぼ０．２μｍとなる。
【００１７】
磁気センサ１１は、検出部１１ａを底面１１ｂに有し、磁界の方向によって抵抗が変化する磁気抵抗膜としてのスピンバルブ膜１１０と、スピンバルブ膜１１０の抵抗の変化を電圧の変化として出力する一対の電極１１５ａ，１１５ｂとから主に構成されたＧＭＲセンサを用いる。この磁気センサ１１について更に説明する。磁気センサ１１の底面１１ｂ上での検出部１１ａの形状は、近接場光スポット９ｂと変調外部磁界によって記録再生ディスク８の記録膜８ｂに形成される記録マーク８１とほぼ等しい形状にしている。本実施の形態の検出部１１ａは、図１（ｃ）に示すように、円弧状を有しており、その内側の半径をｒ1 、外側の半径をｒ2 、トラック方向Ｘの中央の厚さをＴ、トラック方向Ｘに直交する方向Ｙの幅をＷとし、記録マーク８１の内側の半径をＲ1 、外側の半径をＲ2 、トラック方向Ｘの中央の長さをＬ、トラック方向Ｘに直交する方向Ｙの幅をＨとするとき、
ｒ1 ＝Ｒ1 ＝ｒ2 ＝Ｒ2 、Ｗ≦Ｈ
の関係を満たすように構成されている。ＴおよびＬの関係では、本実施の形態ではＴ＝Ｌとしているが、Ｔ＜Ｌでもよく、Ｔ＞Ｌでもよい。信号強度の点から考えると、Ｔ≦Ｌが好ましい。
【００１８】
図２は、本実施の形態の磁気センサ１１を示す。この磁気センサ１１は、円弧状の検出部１１ａを有するスピンバルブ膜１１０の両側に一対の電極１１５ａ，１１５ｂを接続し、スピンバルブ膜１１０および一対の電極１１５ａ，１１５ｂの一方の側を磁気遮蔽効果を有するスぺーサー層１１７で覆い、これらの両側に記録マーク以外からの磁界を遮蔽する磁気遮蔽膜１１６ａ，１１６ｂを形成したものである。
【００１９】
スピンバルブ膜１１０は、多層膜のＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｔｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）膜から形成され、図２に示すように、Ｆｅ−Ｍｎ等からなる反強磁性層１１１と、反強磁性層１１１の上に、Ｃｕ等からなる非磁性層１１３を挟んで配置されたＮｉ−Ｆｅ等からなる２層の磁性層、すなわちピン層１１２およびフリー層１１４とから構成され、磁界によってフリー層１１４の磁化がピン層１１２の方向に揃ったときに低抵抗になり、反対方向のときは高抵抗となるものである。この抵抗変化は、スピンバルブ膜１１０の両側に接続した電極１１５ａ，１１５ｂに印加した電圧の変化として検出される。トラック方向Ｘのセンサ長は、フリー層１１４の厚さでほぼ決定され、本実施の形態では約０．０７μｍとなる。これは、近接場光スポット９ｂのスポット径の数分の一であり、このセンサ１１を用いて再生することにより、大幅に記録密度を上げることが可能となる。また、スピンバルブ膜１１０は、同図に示すように円弧状に形成し、その円弧の曲率を記録マークのそれとほぼ等しくしている。すなわち、本実施の形態ではスピンバルブ膜１１０の曲率半径は、近接場光スポット９ｂの半径にほぼ等しい０．１μｍとする。なお、上記の膜構成は一例であり、磁気抵抗効果を発現する膜構成であれば、どのような構成でも使用可能である。
【００２０】
図３は、本実施の形態の磁気センサ１１の作製プロセスを示す。磁気センサ１１の作製には、フォトリソグラフィプロセスを使用し、各膜の堆積には、スパッタリングを、除去にはドライエッチングを使用する。
【００２１】
まず、同図（ａ）に示すように、下部の磁気遮蔽膜１１６ｂのスピンバルブ膜形成位置にフォトレジスト膜１１８により窓１１９を形成する。
【００２２】
次に、同図（ｂ）に示すように、ＣＨ2 Ｃ12等の塩素系のガスを使用して等方的なドライエッチングを行い、磁気遮蔽膜１１６ｂに円筒面の一部をなす形状（円筒面状）の窪み１２０を形成する。
【００２３】
次に、同図（ｃ）に示すように、レジスト膜１１８を除去した後、反強磁性層１１１ａ、ピン層１１２ａ、非磁性層１１３ａ、フリー層１１４ａを順次被着する。
【００２４】
次に、同図（ｄ）に示すように、スピンバルブ膜形成位置をレジストパターン１２１で保護する。
【００２５】
次に、上記の４層１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａの不要部１２２ａ，１２２ｂを除去した後、電極膜をスパッタリングにより被着し（図略）、レジストパターン１２１の溶解によリ、レジストパターン上の電極膜（図略）をリフトオフすることによって、同図（ｅ）および（ｆ）に示すように、スピンバルブ膜１１０および電極１１５ａ，１１５ｂを形成し、磁気センサ１１を完成する。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、スピンバルブ膜１１０の形成に、ドライエッチングを使用したが、レジスト膜を使用してリフトオフで形成してもよい。これにより、円筒面状の窪み１２０とスピンバルブ膜１１０とがセルフアラインされて形成されるので、両者が高精度に位置合わせされて形成される。また、本実施の形態では、円筒面状の窪み１２０の形成に、ドライエッチングを使用したが、これに限るものではなく、ウェットエッチングや、Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ（ＦＩＢ）を用いて行ってもよい。ＦＩＢによる窪み形成では、エッチング位置をフォトレジスト膜によりパターニングする必要がなく、かつ、微細パターンが形成でき、好適である。
【００２７】
図４は、第１の実施の形態による記録および再生動作を示す。まず、記録動作について説明する。半導体レーザ２は、図４に示すように、記録に必要な所定の光強度を有するレーザビーム３ａを図示しない駆動部からの同期信号に同期してパルス状に出射する。パルス状のレーザビーム３ａはコリメータレンズ４により、平行ビーム３ｂに整形されて透明集光用媒体６の入射面６ａに入射する。入射面６ａに入射したレーザビーム３ｃは、被集光面６ｃに集光して被集光面６ｃ上に光スポット９ａを形成する。光スポット９ａに集光した光が、近接場光スポット９ｂとして滲み出し、記録再生ディスク８の記録膜８ｂに伝播し、その部分を昇温させる。これと同時に、図４に示すように、記録情報に応じてコイル１０に電流を印加して外部磁界を変調する。記録トラック８０上に記録マーク８１が形成される。この場合、プラス方向の磁界で形成された記録マーク８１の一部が、次の反転した磁界によって消去されるため、記録マーク８１は、図４の斜線を施したように三日月状に形成される。このようにして近接場光スポット９ｂとコイル１０による変調磁界と相俟って情報の記録がなされる。
【００２８】
次に、再生動作について説明する。半導体レーザ２は、再生に必要な所定の光強度（記録時より低強度）を有するレーザビーム３ａを図示しない駆動部からの同期信号に同期してパルス状に出射する。パルス状のレーザビーム３ａはコリメータレンズ４により平行ビーム３ｂに整形されて透明集光用媒体６の入射面６ａに入射する。入射面６ａに入射したレーザビーム３ｃは、被集光面６ｃに集光して被集光面６ｃ上に光スポット９ａを形成する。光スポット９ａに集光した光が、近接場光スポット９ｂとして滲み出し、記録再生ディスク８の記録層８ｂに伝播する。磁気センサ１１を記録再生ディスク８に対して相対的に記録トラック８０に沿って移動させることにより、磁気センサ１１は、図４に示すように、記録マーク８１からの漏れ磁界に応じた信号を出力する。磁気センサ１１の検出部１１ａは、図４に示すように、記録マーク８１とほぼ同じ曲率の円弧状をなすように形成しているため、磁気センサ１１が記録マーク８１上を移動する場合、両者は、トラック方向Ｘで同時に重なり、また、同時に分離することになる。従って、磁気センサ１１からの信号出力は、両者の重なり部分が増すに連れて直線的に増加し、両者の位置が重なった所で最大となり、また、両者の位置がずれるに従って直線的に減少する。このような磁気センサ１１の出力信号は、基準レベルＳに基づいてデジタルの再生信号に変換される。
【００２９】
図５は、磁気センサ１１の検出部１１ａの形状による比較を示す。磁気センサ１１の検出部１１ａの形状が矩形型の場合は、マーク長Ｌが０．２μｍが限界であるのに対し、検出部１１ａの形状が円弧型の場合は、約０．０７μｍの厚さＴの磁気センサ１１で再生したところ、マーク長Ｌが０．５μｍまで十分再生可能であることが分かった。
【００３０】
上述した第１の実施の形態の記録再生ヘッド１によれば、磁気センサ１１の検出部１１ａの曲率を三日月型の記録マーク８１の曲率にほぼ一致させているので、一つの記録マーク８１から信号を再生しているときに他の記録マーク８１の信号を拾うことがなくなり、解像度が向上する。また、磁気センサ１１の出力信号は前段と後段とで対称となり、歪みが少なくなるため、デジタル信号への変換時のジッタが少なく、情報の正確な再生が可能となる。この結果、ＬＰ−ＭＦＭ記録方式を用いた場合でも、実質的に記録密度を上げることが可能となる。
さらに、信号再生可能なマーク長Ｌは、光スポット径によらないため、比較的大きな光スポットを使用してもマーク長Ｌの微小化が可能となり、記録再生ディスクの回転速度を上げなくても高転送レート化が可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、半球型の透明集光用媒体６を使用したが、スーパーソリッドイマージョンレンズ（Ｓｕｐｅｒ  Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ）と称される裁底球状で、かつ、中心からｒ／ｎ（ｒは半径、ｎは媒体屈折率）の位置に被集光面６ｃを有するものを使用してもよい。この裁底球状の透明集光用媒体を用いた場合でも、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３２】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る記録再生ヘッドを示す。この記録再生ヘッド１は、第１の実施の形態において、複数の記録トラックに対して同時に記録・再生が行えるように、例えば、５本のレーザビームを出力する半導体レーザ２と、５個の変調用のコイル１０と、５個のスピンバルブ膜１１０を有する磁気センサ１１を用いたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。なお、図６では、１つのコイル１０、１つのスピンバルブ膜１１０を示す。
【００３３】
半導体レーザ２は、ビーム間隔１００μｍで５本のレーザビーム３ａを出射するものである。この５本のレーザビーム３ａがコリメータレンズ４、ミラー５および集光レンズ４’を介して被集光面６ｃ上に集光されると（図６では、各レーザビームの中心線のみを示す）、コリメータレンズ４と集光レンズ４’の焦点距離の比を約５：１とすると、被集光面６ｃ上での光スポット９ａのトラック方向Ｘに直交する方向Ｙの間隔は約２０μｍとなる。
【００３４】
図７は、この第２の実施の形態の記録再生ヘッド１の底面部の拡大図であり、図面描画の都合上、近接場光スポット９ｂやコイル１０の拡大率を大きくしてある。各トラック８０の間隔は０．２５μｍであり、各スポット９ｂが各トラック８０の直上に位置するように、スポットアレイおよび磁気コイルアレイは、トラック８０に対して図示するように少し傾けて配列されている。
【００３５】
図８は、この第２の実施の形態の磁気センサ１１を示し、同図（ａ）は、斜視図、同図（ｂ）は主要部の正面図である。この磁気センサ１１の各スピンバルブ膜１１０の幅は０．２２μｍ、それぞれの間隔は０．２５μｍであり、第１の実施の形態と同様に製作される。この構成により、５本のトラック８０の情報を同時に再生することが可能となり、記録再生の転送レートを５倍に上げることができる。なお、本実施の形態では、同時に記録再生するトラック数を５本としたが、これに限定されるものではなく、用途に応じて増減することができる。
【００３６】
図９は、第２の実施の形態における磁気センサ１１の他の例を示し、同図（ａ）は主要部の正面図、同図（ｂ）は主要部の断面図である。磁気センサ１１は、同図（ａ）に示すように、スピンバルブ膜１１０ｂを突起部１１０ｂ’を有するように加工し、その基部に電極１１５ａ’、１１５ｂ’を接続してもよい。このように加工することにより、電極１１５ａ’、１１５ｂ’の幅を広くでき、抵抗を下げられるとともに、それぞれのスピンバルブ膜１１０ｂの間隔を狭めることができる。
【００３７】
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る記録再生ヘッドを示し、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は底面図である。この記録再生ヘッド１は、第１の実施の形態において、同図（ｂ）に示すように、被集光面６ｃの光スポット集光位置に矩形状の開口１３を有する例えば、Ｔｉ膜からなる遮光板１４を設け、磁気センサ１１の検出部１１ａを矩形状にしたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。これにより、矩形状の強度分布を有する近接場光スポット９ｂが形成される。
【００３８】
磁気センサ１１の底面１１ｂ上の検出部１１ａの形状は、図１０（ｃ）に示すように、トラック方向Ｘの厚さをＴ、トラック方向Ｘに直交する方向Ｙの幅をＷとし、記録マーク８１のトラック方向Ｘの長さをＬ、トラック方向Ｘに直交する方向Ｙの幅をＨとするとき、
Ｗ≦Ｈ
の関係を満たすように構成されている。ＴおよびＬの関係では、本実施の形態ではＴ＝Ｌとしているが、Ｔ＜Ｌでもよく、Ｔ＞Ｌでもよい。信号強度の点から考えると、Ｔ≦Ｌが好ましい。
【００３９】
図１１は、第３の実施の形態の透明集光用媒体６の被集光面６ｃの光スポット集光位置部分の詳細を示し、同図（ａ）は、主要部側面図、同図（ｂ）はＡ−Ａ方向から見た断面図、同図（ｃ）は他の例を示すＡ−Ａ方向から見た断面図である。この第３の実施の形態では、コイル１０の内側に、矩形状の開口１３を有する遮光体１４が形成されており、開口１３の部分のみから近接場光が染み出す。この開口１３のサイズは光スポット９ａの径よりも小さく形成されており、これによって微小なサイズの近接場光スポット９ｂを形成することが可能となる。この近接場光スポット９ｂと磁界による記録を行うことにより、矩形状の記録マークが形成できる。
【００４０】
なお、同図（ｃ）に示すように、開口１３’のトラック方向Ｘに直交する方向Ｙの長さは、光スポット９ａの直径よりも十分大きくしてもよい。このように形成することにより、光スポット９ａを開口１３’の長手方向（Ｙ）の寸法の範囲で駆動することができ、高速なトラッキングに有効となる。また、遮光体１４としては、Ｔｉ膜を使用したが、これに限定されるものではなく、ＡｌやＡｕ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗ等の金属膜等の遮光効果を有し、被着性のよいものであれば使用可能である。
【００４１】
図１２は、この第３の実施の形態の磁気センサ１１を示す。この磁気センサ１１のスピンバルブ膜１１０は、矩形状のシールド膜１１６ｂ上に形成することにより、検出部１１ａも矩形状に形成される。
【００４２】
図１３は、第３の実施の形態による記録および再生動作を示す。記録動作は、第１の実施の形態と同様に、図１３に示すように、パルス状のレーザビーム３ａを出射するとともに、記録情報に応じてコイル１０に電流を印加して外部磁界を変調することによって、記録再生ディスク８上に矩形状の近接場光スポット９ｂが照射され、記録トラック８０に矩形状の記録マーク８１が形成される。再生動作は、第１の実施の形態と同様に、パルス状のレーザビーム３ａを出射して記録再生ディスク８の記録媒体８ａに近接場光スポット９ｂを照射するとともに、磁気センサ１１を記録再生ディスク８に対して相対的に記録トラック８０に沿って移動させることにより、磁気センサ１１は、図１３に示すように、記録マーク８１からの漏れ磁界に応じた信号を出力する。
【００４３】
上述した第３の実施の形態の記録再生ヘッド１によれば、記録再生ヘッド１の検出部１１ａの矩形状に対応して記録マーク８１を矩形状にしているので、第１の形態と同様の効果に、解像度が向上し、情報の正確な再生が可能となる。また、開口１３により近接場光スポット９ｂのサイズが微細化されているため、トラックピッチを狭められ、さらに高密度化が図れる。また、各隣接パルスによって形成される記録マーク８１の重なりが少なくできるため、高密度にマーク形成ができ、高速記録が可能となる。また、スピンバルブ膜１１０が平坦であるため、製造し易いという利点もある。
【００４４】
図１４および図１５は、本発明の第４の実施の形態に係る記録再生ヘッドの磁気センサ１１を示す。この第４の実施の形態は、第２の実施の形態と同様に、マルチビームを出射する半導体レーザ２と、複数のスピンバルブ膜１１０からなる複数の検出部１１ａを有する磁気センサ１１を用いたものである。磁気センサ１１の検出部１１ａは、図１４に示すように、矩形状を有する。スピンバルブ膜１１０の幅および間隔は第２の実施の形態の磁気センサ１１と同様でよい。また、光スポット９ａや開口１３、コイル１０および磁気センサ１１の配列は、図１５に示すように、第２の実施の形態と同様でよい。このように構成された第４の実施の形態によれば、複数の記録トラック８０に同時に記録再生を行うことが可能となり、高転送レートを達成することが可能となる。
【００４５】
図１６は、本発明の第５の実施の形態に係る記録再生ヘッドを示す。この第５の実施の形態の記録再生ヘッド１は、レーザビーム３ａを出射する半導体レーザ２と、半導体レーザ２の出力光３ａを平行ビーム３ｂに整形するコリメータレンズ４と、コリメータレンズ４からの平行ビーム３ｂが入射される透明集光用媒体６とを有し、さらに、第１の実施の形態と同様のコイル１０および磁気センサ１１を有する。
【００４６】
透明集光用媒体６は、平行ビーム３ｂが入射する入射集光面６ａと、表面に反射膜７Ａが形成された集光効果を有する反射面６ｂと、反射面６ｂからの収束光３ｃが集光し、集光スポット９ａが形成される被集光面６ｃとを有する。
【００４７】
図１７は、透明集光用媒体６の断面形状を示す。透明集光用媒体６の反射面６ｂは、透明集光用媒体６内部での収束光３ｃの収束角を大きくし、被集光面６ｃに微小の光スポット９ａを形成するため、回転放物面の一部からなる。回転放物面の断面（６ｂ）の主軸をＸ軸に、垂直軸をＺ軸に採り、焦点位置Ｆの座標を（ｐ、０）とすると、断面（６ｂ）は、
ｚ2 ＝４ｐｘ
と表される。また、回転放物面を用いてその焦点に集光する場合、原理的に無収差の集光が可能であり（光学：久保田、岩波書店、Ｐ．２８３）、単一の集光面により微小スポット９ａを形成することが可能になる。この場合の、光スポット９ａの直径Ｄ1/2 は、前述した式（１）で与えられる。この透明集光用媒体６の高さについては、加工上の問題以外に特に制限はなく、０．６ｍｍ程度のものも製造可能あり、従って磁気ハードディスクのドライブで使用されている磁気ヘッド１１と同程度の大きさとすることができる。
【００４８】
上記のように構成された第５の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、高密度の記録再生が可能となり、また、第２の実施の形態と同様に、マルチビームを出射する半導体レーザ２や複数の検出部１１ａを有する磁気センサ１１を用いることにより、複数の記録トラックの同時記録再生ができ、転送レートを上げることが可能となる。また、第２の実施の形態と同様に、被集光面６ｃの集光位置に矩形やスリット状の開口を設けることにより、さらに記録密度や転送レートの向上が図れる。なお、透明集光用媒体６の反射面６ｂは、回転楕円面の一部を用いて構成してもよい。
【００４９】
図１８は、本発明の第６の実施の形態に係る記録再生ヘッドを示す。この第６の実施の形態は、第５の実施の形態において、回転放物面型の透明集光用媒体６の代わりに、断面直角三角形状の透明集光用媒体６を用い、透明集光用媒体６の傾斜した反射面６ｂの表面に反射型のホログラム７Ｂを形成したものである。反射型のホログラム７Ｂとしては、バイナリホログラムでもボリュームホログラムでもよい。これにより、反射面６ｂを平坦にできるため、透明集光用媒体６の加工性を高くできる。
【００５０】
図１９は、本発明の第７の実施の形態に係る記録再生ヘッドを示す。この第７の実施の形態は、第５の実施の形態において、回転放物面型の透明集光用媒体６の代わりに、カタディオプティック（Ｃａｔａｄｉｏｐｔｉｃ）型の透明集光用媒体６を使用したものである。
【００５１】
この透明集光用媒体６は、平行なレーザビーム３ｂが入射する凹球面状の入射面６ａ、入射面６ａに対向する位置に設けられた被集光面６ｃ、集光面の周囲に設けられた平面状反射面６ｄ、および入射面６ａの周囲に形成された非球面状反射面６ｂを有する。透明集光用媒体６の非球面状反射面６ｂおよび平面状反射面６ｄの表面には、それぞれ反射膜７Ａが形成されている。
【００５２】
この第７の実施の形態において、平行のレーザビーム３ｂが透明集光用媒体６の入射面６ａに入射すると、入射面６ａに入射したレーザビームは、入射面６ａで拡散し、その拡散光は、平面状反射面６ｄに形成された反射膜７Ａで反射し、その反射光は、非球面状反射面６ｂに形成された反射膜７Ａでさらに反射して被集光面６ｃに集光し、被集光面６ｃに光スポット９ａが形成される。被集光面６ｃから滲み出す近接場光スポット９ｂによって記録再生ディスク８の記録８ｂへの記録および再生が可能になる。この第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られ、さらに集光レンズが不要であることから、小型なヘッドの作製が可能となる。
【００５３】
図２０は、本発明の第８の実施の形態に係る記録再生ヘッドを示す。この第８の実施の形態は、第５の実施の形態において、回転放物面型の透明集光用媒体６の代わりに、平板状の透明集光用媒体６を用い、その透明集光用媒体６の上面の入射面６ａに、平行ビーム３ｂを集光して被集光面６ｃに光スポット９ａを形成する透過型のホログラム７Ｃを配置したものである。このような第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られ、さらに集光レンズが不要であることから、小型なヘッドの作製が可能となる。
【００５４】
なお、これらの図１８、図１９、図２０に示す透明集光用媒体６の被集光面６ｃに矩形やスリット型の開口を設けてもよい。これにより、さらに高密度・高転送レートの記録再生ができる。
【００５５】
図２１は、本発明の第９の実施の形態に係る記録再生ディスク装置２０を示す。この記録再生ディスク装置２０は、円盤状のアルミニウム基板２１０の一方の面に記録層２１１が形成され、モータ２２の回転軸２２０を介して回転する記録再生ディスク２１と、記録再生ディスク２１の記録層２１１に対して光記録および磁気再生を行う記録再生ヘッド１と、記録再生ヘッド１を記録再生ディスク２１の内外周にわたってアクセスし、かつ、トラッキングさせるリニアモータ２３と、リニアモータ２３側から記録再生ヘッド１を支え、支点２４ａを中心に回動するスイングアーム２４と、記録再生ヘッド１を駆動するヘッド駆動系２５と、記録再生ヘッド１にレーザ駆動信号を送るとともに、記録再生ヘッド１からの信号を処理する信号処理系２６とを有する。
【００５６】
図２２は、この第９の実施の形態の記録再生ヘッド１を示し、同図（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。記録再生ヘッド１は、記録再生ディスク２１上を浮上する浮上スライダ３１を有し、この浮上スライダ３１上に、レーザビーム３ａを出射する端面発光型半導体レーザ２と、レーザビーム３ａを平行ビーム３ｂに整形するコリメータレンズ４と、端面発光型半導体レーザ２を固定する石英板３２と、半導体レーザ２からの平行ビーム３ｂと記録再生ディスク２１からの反射光とを分離する偏光ビームスプリッタ３３と、半導体レーザ２からの平行ビーム３ｂを円偏光に変換する１／４波長板３４と、平行光ビーム３ｂを集光する透明集光用媒体６と、透明集光用媒体６の反射面６ｂにＡｌ等の金属で蒸着形成された反射膜７Ａと、記録再生ディスク２１からの反射光をビームスプリッタ３３を介して入力する光検出器３５と、記録再生ディスク２１の三日月状の記録マークとほぼ同一の形状の円弧状の検出部１１ａを有し、記録再生ディスク２１の記録マークから磁気信号を再生する磁気センサ１１とを配置している。また、全体はヘッドケース３６内に収納され、ヘッドケース３６は、サスペンション３７を介して図２１のスイングアーム２４に固定されている。
【００５７】
透明集光用媒体６は、例えば、屈折率ｎ＝１．９１を有する重フリントガラスからなり、高さ０．６ｍｍ、長さ０．９ｍｍ、幅１．８ｍｍを有する。この透明集光用媒体６は、図１６に示す透明集光用媒体６と同様に、入射面６ａ、回転放物面状の反射面６ｂ、および被集光面６ｃを有するが、被集光面６ｃは浮上スライダ３１の一部を形成する。また、浮上スライダ３１は、正圧を生じる凸部３１ａと、負圧を生じる凹部３１ｂを有し、両者のバランスにより、１００ｎｍ程度ないし、それ以下の適当な浮上高を保つ。なお、浮上スライダ３１は、透明集光用媒体６の屈折率と等しい材料で構成し、浮上スライダ３１の下面の凸部３１ａが、透明集光用媒体６の被集光面６ｃを兼ねてもよい。
【００５８】
図２３は、記録再生ディスク２１の詳細を示す。この記録再生ディスク２１には、アルミニウム基板２１０が使用され、その一方あるいは両方の面に（図２３は片面の例を示す）、トラッキング用のグルーブ部２１ａが形成される。グルーブ２１ａ上には、ＳｉＮｘからなる保護層２２１ａ、ＴｂＦｅＣｏ等のいわゆる光磁気記録膜からなる記録層２２１ｂ、漏れ磁界の大きなＴｂＤｙＦｅＣｏ層２２１ｃ、表面保護層２２１ｄが順次積層されている。さらにその上に潤滑剤を塗布してもよい。
【００５９】
本実施の形態では、ランド部２１ｂが記録トラックであり、そこに情報が記録される。光スポット９ａの直径は０．２μｍであり、トラック幅は約０．２μｍ、トラックピッチは０．２５μｍ、グルーブ部２１ａの深さは、約０．０５μｍとしている。記録には、ＬＰ−ＭＦＭ記録を使用しており、マーク長は、０．０５μｍからの情報再生ができる。これにより、従来のＯＡＭ記録の場合に比べて３倍以上の高密度化が図れる。記録密度は約４０Ｇｂｉｔｓ／（ｉｎｃｈ）2 であり、３．５インチディスクでは、約４０ＧＢの記録容量に相当し、従来のハードディスクの８倍以上の高密度化ができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、ＴｂＦｅＣｏ等のいわゆる光磁気記録膜を記録層に使用したが、これに止まるものではなく、ハードディスクの記録膜として用いるＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ等でもよく、光加熱により残留磁化を低下させて記録できるので、常温において残留磁化の強い膜も記録に使用できる。また、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ等の垂直磁化膜を用いてもよい。また、記録再生ディスク２１の基板の材料としては、アルミニウムだけでなく、Ｓｉや表面研磨を施したポリカーボネイト等を用いてもよい。
【００６１】
図２４（ａ），（ｂ）は、本実施の形態に係る半導体レーザ２を示す。この半導体レーザ２は、ビーム走査型レーザであり、基板２００を有し、その基板２００の上面に上部電極２０１、下面に下部電極２０２、中央に活性層２０３をそれぞれ形成したものである。活性層２０３の発振狭窄部の主部２０４ａと先端部２０４ｂの幅はそれぞれ３μｍ、５μｍであり、長さはそれぞれ３００μｍ、５０μｍである。上部電極２０１は、主部電極２０１ａと、左右一対の先端部電極２０１ｂ，２０１ｂとからなる。活性層２０３の発振部は発振狭窄部２０４ａ，２０４ｂにより狭窄され、さらに、先端部電極２０１ｂ，２０１ｂに分割して、あるいは交互に電流を流すことにより、出力レーザビームは左右に走査される。この走査幅は約１μｍで、走査周波数は３０ＭＨｚまで可能である。この出力レーザビームの走査は、トラッキングの高周波部分に使用した。
【００６２】
活性層２０３の材料としては、ＡｌＧａＩｎＰを使用し、発振波長は６３０ｎｍとした。透明集光用媒体６の屈折率、ＮＡはそれぞれ１．９１、０．８５であり、被集光面６ｃ上での光スポット９ａのスポットサイズは、式１から分かるように約０．２μｍとなる。この光スポット９ａから漏れ出す近接場光を記録再生ディスク２１の記録層２１１に照射し、かつ、コイル１０に記録情報に基づく電流を印加することにより、磁界変調記録を行い、トラック方向の最小マーク長０．０６μｍの記録を達成した。
【００６３】
信号処理系２６は、光検出器３５が検出した記録再生ディスク２１からの反射光に基づいてトラッキング制御用の誤差信号およびデータ信号を生成し、誤差信号はハイパスフィルタとロウパスフィルタによって高周波域と低周波域の誤差信号に分け、これらの誤差信号に基づいてヘッド駆動系２５に対してトラッキング制御をさせるものである。ここでは、トラッキング用の誤差信号をサンプルサーボ方式（光ディスク技術、ラジオ技術社、Ｐ．９５）によって生成するようになっており、このサンプルサーボ方式は、千鳥マーク（Ｗｏｂｂｌｅｄ  Ｍａｒｋ）を間欠的にトラック上に設け、それらからの反射光の強度変化から誤差信号を生成するものである。また、トラッキング制御は、低周波の誤差信号に基づいてスイングアーム２４駆動用のリニアモータ２３を制御し、高周波の誤差信号に基づいてビーム走査型の半導体レーザ２を制御する２段制御方式となっており、低周波から高周波までの精密なトラッキングを可能としている。サンプルサーボの場合、記録信号とトラッキング誤差信号とは時分割的に分離されているので、両者の分離は再生回路におけるゲート回路により行う。上述したようにサンプルサーボの採用により記録信号と誤差信号とは時分割的に分離されているので、光検出器３５としては、分離型のものを使用する必要はなく、小型のＰＩＮフォトダイオード等が使用できる。また、光によるサンプルサーボの場合、サーボ用のマークは転写によって形成できるため、一枚ごとに書き込まねばならない磁気マークに比べて、精度がよく、かつ、生産性が高い。
【００６４】
なお、グルーブ部２１ａからの反射光との干渉を用いるプッシュプル方式で誤差信号を形成してもよい。この場合には、反射光の左右の強度差から誤差信号を形成するため、光検出器３５としては、２分割型のものを使用する必要がある。再生時には、ＧＭＲの磁気センサ１１を用いて記録マークからの漏れ磁界の方向に基づく磁気センサ１１の抵抗変化を電圧変化として読み出し、再生信号を形成する。また、再生時のトラッキング制御にも上記の光検出器３５による誤差信号を使用する。この場合、レーザ走査は使用できないが、磁気センサ１１の検出域の幅をトラック幅の２０％増としているため、トラッキングの必要サーボ帯域としては、約一桁下げられ、スイングアームの駆動制御のみでトラッキングを行う。また、ＧＭＲセンサに圧電素子等を取り付けて高周波域のトラッキングを行ってもよい。
また、光検出器３５を用いて誤差信号を形成しているため、光スポット９ａと磁気センサ１１を同時にトラッキングさせることができ、従って、記録時に記録信号を記録再生ヘッド１により再生することにより、いわゆるヴェファイ（記録の検証）を記録直後に行うことができる。これにより、従来ヴェリファイには余分にディスクを回転させる必要があったが、その必要がなくなり、記録時間を半分に短縮することが可能となる。
【００６５】
次に、この記録再生ディスク装置２０の動作を説明する。記録再生ディスク２１は、モータ２２によって所定の回転速度で回転し、浮上スライダ３１は、記録再生ディスク２１の回転によって生じる正・負圧とサスペンション３７のバネによって記録再生ディスク２１上を浮上走行し、ヘッド駆動系２５により所定のトラック上をトラッキングする。信号処理系２６による駆動よって半導体レーザ２からレーザビーム３ａが出射されると、それはコリメータレンズ４により平行ビーム３ｂに整形された後、偏光ビームスプリッタ３３および１／４波長板３４を通り、透明集光用媒体６の入射面６ａに入射する。平行レーザビーム３ｂは、１／４波長板３４を通る際に、１／４波長板３４によって円偏光に変わる。透明集光用媒体６の入射面６ａに入射に入射した円偏光の平行ビーム３ｂは、反射面６ｂの外表面に被着された反射膜７Ａにより反射して、被集光面６ｃに集光され、光スポット９ａを形成する。光スポット９ａからは、被集光面６ｃの外側に近接場光９ｂが漏れ出し、この近接場光９ｂが記録再生ディスク２１の記録層２１１に伝播し、記録が行われる。記録再生ディスク２１で反射した光は、入射光の経路を逆にたどり、反射膜７Ａで反射された後、偏光ビームスプリッタ３３で９０度方向に反射されて光検出器３５に入射する。信号処理系２６は、記録時には光検出器３５に入射した記録再生ディスク２１からの反射光に基づいてトラッキング用の誤差信号を生成してヘッド駆動系２５を作動して、レーザビーム３ａとスイングアーム２４を走査してトラッキングを行い、さらに、磁気センサ１１からの再生信号を用いて記録の検証（ヴェリファイ）を行う。
【００６６】
また、再生時には、記録再生ディスク２１の記録層２１１に記録させない程度の低強度の近接場光９ｂを出射するように半導体レーザ２を駆動し、ディスク２１からの反射光により、誤差信号を生成するとともに、磁気センサ１１により記録層２１１の記録情報を再生する。
【００６７】
上記構成の記録再生ディスク装置２０によれば、第１の実施の形態と同様に、磁気センサ１１の検出部１１ａの曲率を三日月型の記録マーク８１の曲率にほぼ一致させているので、解像度が向上し、情報の正確な再生が可能となる。この結果、ＬＰ−ＭＦＭ記録方式を用いた場合でも、実質的に記録密度を上げることが可能となり、高転送レート化が可能となる。
また、小型の記録再生ヘッドが作製可能なため、高速のトラッキングが可能となる。
【００６８】
なお、本実施の形態としては、記録再生ヘッド１として第５の実施の形態の記録再生ヘッドを使用したが、他の実施の形態に係る記録再生ヘッドを用いてもよい。第３の実施の形態の矩形状の開口１３を使用する場合には、トラッキングにレーザビーム３ａの走査を用いることはできず、その場合には、記録再生ヘッド自体、あるいは透明集光用媒体を圧電素子等により駆動する必要がある。
【００６９】
図２５は、本発明の第１０の実施の形態に係る記録再生ディスク装置２０を示す。この記録再生ディスク装置２０は、第５の実施の形態の透明集光用媒体６を用いた記録再生ヘッド１を、５枚重ねのディスクスタック型の記録再生ディスク装置に適用したものであり、アルミニューム基板２１０の上下面に光磁気記録層２１１，２１１がそれぞれ被着された５枚の記録再生ディスク２１と各記録再生ディスク２１の記録媒体上を浮上走行する１０個の記録再生ヘッド１と、回転軸６３によって記録再生ヘッド１を回転可能に支持するサスペンション６４とサスペンション６４を駆動する回転型リニアモータ６５とを有する。回転型リニアモータ６５は、サスペンション６４が直結される可動片６５ａと、ヨーク６５ｂによって連結され、可動片６５ａを駆動する電磁石６５ｃ，６５ｃとからなる。
【００７０】
この記録再生ヘッド１およびサスペンション６４の構造は、第９の実施の形態と同様であり、各記録再生ヘッド１の光スポット９ａと磁気センサ１１が同時に同一トラックをトラッキング可能に設定されている。光スポット９ａの径も、第９の実施の形態と同様であり、ディスク径を３．５インチとした場合、記録容量は、４００ＧＢに向上させることができる。また、複数のトラックの同時記録・同時再生ができるため、記録再生時の高転送レート化が可能となる。
【００７１】
図２６は、本発明の他の実施の形態の記録方式を示す。上記各実施の形態では、記録情報に基づいて外部磁界を変調し、パルス状のレーザビームは等時間間隔で照射して記録を行う、いわゆるＬＰ−ＭＦＭ記録を用いたが、これとは逆に、同図に示すように、外部磁界を共振コイルを用いて周期的（サイン波状）に印加し、記録情報に基づいてパルス状のレーザビームを外部磁界の＋方向（上向き）と−方向（下向き）のピークに合わせて照射することにより、０と１を記録するう従来の方式においても(IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS VOL.24.NO.1.JANUARY.1988) 、記録密度を上げた場合には記録マーク８１は三日月状となるため、本実施の形態の記録再生ヘッドを用いることにより、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気センサの検出部を記録マークとほぼ等しい形状にしているので、一つの記録マークから信号を再生しているときに他の記録マークの信号を拾うことがなくなり、解像度が向上する。また、磁気センサの出力信号は前段と後段とで対称となり、歪みが少なくなるため、デジタル信号への変換時のジッタが少なく、情報の正確な再生が可能となる。この結果、ＬＰ−ＭＦＭ記録方式を用いた場合でも、実質的に記録密度を上げることが可能となり、記録再生ディスクの回転速度を上げなくても高転送レート化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る記録再生ヘッドの側面図、（ｂ）は、底面図、（ｃ）は、要部を示す図
【図２】第１の実施の形態の磁気センサの斜視図
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施の形態に係る磁気センサの作製プロセスを示す図
【図４】第１の実施の形態による記録および再生動作を示す図
【図５】磁気センサの検出部の形状による第１の実施の形態と従来例との比較を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る記録再生ヘッドの側面図
【図７】第２の実施の形態に係る記録再生ヘッドの底面図
【図８】（ａ）は、第２の実施の形態の磁気センサの斜視図、（ｂ）は、その主要部の平面図
【図９】（ａ）は、第２の実施の形態に係る磁気センサの他の例を示す正面図、（ｂ）は、断面図
【図１０】（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る記録再生ヘッドの側面図、（ｂ）は、底面図、（ｃ）は要部を示す図
【図１１】（ａ）は、被集光面の光スポット集光位置部分の主要部側面図、（ｂ）は、Ａ−Ａ方向から見た断面図、（ｃ）は、他の例を示すＡ−Ａ方向から見た断面図
【図１２】第３の実施の形態の磁気センサの斜視図
【図１３】第３の実施の形態による記録および再生動作を示す図
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る記録再生ヘッドの磁気センサの斜視図
【図１５】第４の実施の形態に係る記録再生ヘッドの底面図
【図１６】本発明の第５の実施の形態に係る記録再生ヘッドの側面図
【図１７】第５の実施の形態に係る透明集光用媒体の断面形状を示す図
【図１８】本発明の第６の実施の形態に係る記録再生ヘッドの側面図面図
【図１９】本発明の第７の実施の形態に係る記録再生ヘッドの側面図面図
【図２０】本発明の第８の実施の形態に係る記録再生ヘッドの側面図面図
【図２１】本発明の第９の実施の形態に係る記録再生ディスク装置の斜視図
【図２２】（ａ）は、第９の実施の形態に係る記録再生ヘッドの側面図、（ｂ）は、その底面図
【図２３】第９の実施の形態に係る記録再生ディスクの主要断面図
【図２４】（ａ）は、第９の実施の形態に係る記録再生ヘッドの平面図、（ｂ）は、その断面図
【図２５】本発明の第１０の実施の形態に係る記録再生ディスク装置の側面図
【図２６】本発明の他の実施の形態の記録方式を示す図
【図２７】従来の記録再生ディスク装置を示す図
【図２８】従来の記録再生ディスク装置による記録および再生動作を示す図
【図２９】従来の磁気センサの出力信号の特性を示す図
【符号の説明】
１  記録再生ヘッド
２  半導体レーザ
３ａ，３ｂ，３ｃ  レーザビーム
４  コリメータレンズ
４’  集光レンズ
５  フォールディングミラー
６  透明集光用媒体
６ａ  入射面
６ｃ  被集光面
６ｂ  非球面状反射面
６ｄ  平面状反射面
７Ａ  反射膜
７Ｂ  反射型のホログラム
７Ｃ  透過型のホログラム
８  記録再生ディスク
８ａ  基板
８ｂ  光磁気記録膜
９ａ  光スポット
９ｂ  近接場光スポット
１０  コイル
１１  磁気センサ
１１ａ  磁気センサの検出部
１１ｂ  磁気センサの底面
１２  浮上スライダ
１３，１３’  開口
１４  遮光板
２０  記録再生ディスク装置
２１  記録再生ディスク
２１ａ  グルーブ部
２１ｂ  ランド部
２２  モータ
２３  リニアモータ
２４  スイングアーム
２４ａ  支点
２５  ヘッド駆動系
２６  信号処理系
３１  浮上スライダ
３１ａ  凸部
３１ｂ  凹部
３２  石英板
３３  偏光ビームスプリッタ
３４  １／４波長板
３５  光検出器
３６  ヘッドケース
３７  サスペンション
６３  回転軸
６４  サスペンション
６５  回転型リニアモータ
６５ａ  可動片
６５ｂ  ヨーク
６５ｃ  電磁石
８０  記録トラック
８１  記録マーク
１１０  スピンバルブ膜
１１０ｂ’  スピンバルブ膜の突起部
１１０ｂ  スピンバルブ膜
１１１，１１１ａ  反強磁性層
１１２，１１２ａ  ピン層
１１３，１１３ａ  非磁性層
１１４，１１４ａ  フリー層
１１５ａ，１１５ｂ，１１５ａ’，１１５ｂ’  電極
１１６ａ，１１６ｂ  磁気遮蔽膜
１１７  スぺーサー層
１１８  フォトレジスト膜
１１９  窓
１２０  窪み
１２１  レジストパターン
１２２ａ，１２２ｂ  不要部
２００  基板
２０１  上部電極
２０１ａ  主部電極
２０１ｂ，２０１ｂ  先端部電極
２０２  下部電極
２０３  活性層
２０４ａ  活性層の発振狭窄部の主部
２０４ｂ  活性層の発振狭窄部の先端部
２１０  アルミニウム基板
２１１  記録層
２２０  回転軸
２２１ａ  保護層
２２１ｂ  記録層
２２１ｃ  ＴｂＤｙＦｅＣｏ層
２２１ｄ  表面保護層
Ｈ  記録マークの幅
Ｌ  マーク長
ｒ1 ，ｒ2   検出部の半径
Ｒ1 ，Ｒ2   記録マークの半径
Ｓ  基準レベル
Ｔ  検出部の厚さ
Ｗ  検出部の幅
Ｘ  トラック方向
Ｙ  トラック方向Ｘに直交する方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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