(57)【要約】【課題】回折格子を精度良く形成した、光アシスト磁気ヘッドを製造するための中間生成体の製造方法、中間生成体及び光アシスト磁気ヘッドを提供する。【解決手段】供給源Ｎより中央流路部Ｍ１２を介して溶融樹脂を圧送すると、溶融樹脂は、中央流路部Ｍ１２を通過して、更にランナ形成部及びゲート形成部を通過して、クアビティＣＶに至る。このとき、ランナ形成部から細長いキャビティ内への樹脂の流動方向は一方向になり、環状のキャビティに比べ一様な流動を確保できる。又、回折格子を転写形成するためのストレート溝Ｍ１５が、キャビティＣＶ内で樹脂の流動方向に一致しているので、以上の相乗効果によって、ストレート溝Ｍ１５の底まで樹脂が流れ込み転写性が良好となる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光アシスト磁気ヘッド用の光学素子を製造するための、ストレートな回折格子を有する棒状の中間生成体の製造方法であって、
前記回折格子を転写するためのストレート溝を有する第１の金型と第２の金型とを型締めして、前記ストレート溝を含み前記中間生成体を成形するための細長いキャビティと、前記キャビティと樹脂の供給源との間に位置するランナ形成部とを直線的に画成する工程と、
前記ランナ形成部から、前記ストレート溝に沿った方向に前記キャビティに対して樹脂を流入させる工程と、を有することを特徴とする中間生成体の製造方法。
【請求項２】
前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めした状態で、前記ランナ形成部における樹脂の流れ方向に直交する断面積は、前記キャビティにおける樹脂の流れ方向に直交する断面積よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の中間生成体の製造方法。
【請求項３】
前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めした状態で、前記キャビティと前記ランナ形成部との間には、ゲート形成部が設けられており、前記ゲート形成部における樹脂の流れ方向に直交する断面積は、前記キャビティにおける樹脂の流れ方向に直交する断面積よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中間生成体の製造方法。
【請求項４】
前記ゲート形成部における樹脂の流れ方向に直交する断面積は、前記キャビティにおける樹脂の流れ方向に直交する断面積の０．５倍以上１．０倍未満であることを特徴とする請求項３に記載の中間生成体の製造方法。
【請求項５】
前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めした状態で、前記キャビティと前記ランナ形成部との間には、ゲート形成部が設けられていないことを特徴とする請求項１又は２に記載の中間生成体の製造方法。
【請求項６】
前記キャビティのストレート溝は、前記ランナ形成部と接していないことを特徴とする請求項５に記載の中間生成体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めした状態で、前記キャビティを挟んで前記ランナ形成部と反対側に樹脂溜まり部を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の中間生成体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の金型と前記第２の金型とを型開きした後に、前記樹脂溜まり部で固化した樹脂をイジェクトピンで押し出す工程を有することを特徴とする請求項７に記載の中間生成体の製造方法。
【請求項９】
前記中間生成体は、前記光学素子の幅の３倍以上、３０倍以下の長さを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の中間生成体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の中間生成体の製造方法により製造されたことを特徴とする中間生成体。
【請求項１１】
前記中間生成体に形成された回折格子は、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の中間生成体。
１０≧ｈ／ｐ≧０．１      （１）
１００≧ｈ≧０．１      （２）
但し、ｈ：回折格子の高さ（μｍ）、ｐ：回折格子のピッチ（μｍ）
【請求項１２】
ディスク状の記録媒体の回転に応じて、前記記録媒体に対して浮上して相対移動するスライダと、請求項１０又は１１に記載された中間生成体を長手方向に交差する方向で分断することによって形成され、前記スライダに設けられた光導波路に向けて光源からの光束を回折格子を用いて偏向する光学素子とを有することを特徴とする光アシスト磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アシスト磁気ヘッド用の光学素子を製造するための中間生成体の製造方法、中間生成体及び光アシスト磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なＨＤＤ（ハードディスクドライブ）に用いられる磁気記録方式は、記録密度を高くしようとすると磁気ビットの間隔が狭くなり、超常磁性効果等により極性が不安定になる。このため高い保磁力を有する記録媒体が必要になるが、そのような記録媒体を使用すると記録時に必要な磁場も大きくなる。しかるに、記録ヘッドによって発生する磁場は飽和磁束密度によって上限が決まるが、その値は材料限界に近づいており飛躍的な増大は望めないという実情がある。そこで、記録時に局所的に加熱して磁気軟化を生じさせて、保磁力が小さくなった状態で記録し、その後、加熱を止めて自然冷却することにより、記録した磁気ビットの安定性を保証する記録方式が提案されている。この記録方式は熱アシスト磁気記録方式と呼ばれている。
【０００３】
熱アシスト磁気記録方式では、記録媒体の加熱を瞬間的に行うことが望ましい。また、加熱する機構と、高速で回転する記録媒体とが接触することは許されない。このため、加熱はレーザ光の微小スポットを記録媒体に照射して行われることが一般的であり、よって加熱に光を用いるこの方式は光アシスト磁気記録方式と呼ばれている。光アシスト式で超高密度記録を行う場合、必要なスポット径は２０ｎｍ程度になるが、通常の光学系では回折限界があるため、光をそこまで集光することはできない。
【０００４】
そのため、入射光波長以下のサイズの光学的開口から発生する近接場光（近視野光と称する場合がある）を利用する光ヘッドが利用されている（特許文献１参照）。この光ヘッドは、光源から出射したレーザ光を集光レンズで集光し、光ファイバを介してスライダ上に設けられた光学素子に入射させ、この入射したレーザ光は回折格子を形成した光学素子の偏向面により偏向され、プラナ導波路に入射する。プラナ導波路の側面にはグレーティングカプラが形成されており、これを介して入射したレーザ光は、プラナ導波路内で集光され、光束径が絞られて磁気記録ヘッドから出射するようになっており、微小なディスク領域を加熱し、加熱されたディスク領域のみが磁気記録されることとなる。
【０００５】
ところで、光アシスト磁気ヘッドの或るタイプでは、ストレートな回折格子を光学素子に形成し、その回折作用を利用して光源からの光束を導波路に結合させるようにしている。しかるに、このようなストレートな回折格子は微細構造であるため、金型の転写性に問題がある。
【０００６】
より具体的には、特に回折格子の形状が高アスペクト比の場合、樹脂が微細な溝の底に入り込みにくく、精度良い転写を得にくいのである。一方、この転写性を向上するためには、保圧（樹脂の固化時の収縮を抑えるための加圧）を高く、樹脂温度を高く、金型温度を高く、射出速度を速くするなど、成形条件を変更する必要があるが、いずれの条件変更でも、金型の分割面に樹脂が入り込み易くなり、バリが多く発生してしまうという問題がある。
【０００７】
また、細長い形状の光学素子を金型で成形しようとする場合、流動抵抗等により、ゲートに近い側における転写性と、ゲートから離れた側（キャビティ末端）における転写性に違いが生じてしまうという問題も発生する。このように、成形する光学素子の位置によって転写性に違いが生じてしまうと、成形した光学素子を複数個にカットして光学素子（完成品）として使用する場合、完成品の品質にバラつきが生じる原因となるため好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２６８８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これに対し、特許文献１には、ストレートな回折パターンを光通信用の円形の光学素子に形成する技術が開示されている。特許文献１によれば、金型における直線状の回折格子パターンが、ゲート通路の方向に沿って形成されているので、ゲート通路を介して送り込まれたキャビティ内の樹脂材は金型の直線状の格子パターンに沿って円滑に移動することになり、それにより樹脂材は金型に形成された微小な回折格子パターン形状に追随することができ、形状転写性の良好な光通信用の回折光学素子を得ることができる。
【００１０】
ところが、かかる従来技術においては、光学素子が円形であり、ゲートは成形品よりも相当に絞られた形状である。そのため、溶融樹脂がゲート通過後にキャビティ内に流入する際、流路が急激に広がることにより、キャビティの外側（フランジ部側）から回りこむように流れるなど、複雑な挙動を示すこととなる。即ち、ゲート位置を介して送り込まれたキャビティ内の樹脂材が全て金型の直線状の回折格子パターンに沿って円滑に移動するとは言えず、例えば回折格子パターンを横切って流れるなどすると、微小な回折格子パターン形状に追随できない場合もあり得る。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、回折格子を精度良く形成した、光アシスト磁気ヘッドを製造するための中間生成体の製造方法、中間生成体及び光アシスト磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の中間生成体の製造方法は、光アシスト磁気ヘッド用の光学素子を製造するための、ストレートな回折格子を有する棒状の中間生成体の製造方法であって、
前記回折格子を転写するためのストレート溝を有する第１の金型と第２の金型とを型締めして、前記ストレート溝を含み前記中間生成体を成形するための細長いキャビティと、前記キャビティと樹脂の供給源との間に位置するランナ形成部とを直線的に画成する工程と、
前記ランナ形成部から、前記ストレート溝に沿った方向に前記キャビティに対して樹脂を流入させる工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、前記中間生成体が棒状であることにより、前記ランナ形成部から前記細長いキャビティ内への樹脂の流動方向は一方向になり、環状のキャビティに比べ一様な樹脂の流動を確保できる。又、前記回折格子を転写形成するための前記ストレート溝が、前記キャビティ内で樹脂の流動方向に一致しているので、これらの相乗効果によって、前記ストレート溝の転写性が良好となる。
【００１４】
また、前記回折格子を転写形成するための前記ストレート溝が、前記キャビティ内で樹脂の流動方向に一致しているので、中間成形体が棒状といった細長い形状を有する場合であっても、ゲートに近い側における転写性とゲートから離れた側（キャビティ末端）における転写性をともに良好にすることができ、中間成形体の位置による転写性の違いを低減することが可能になる。これにより、例えば、１つの中間成形体を複数個にカットして光学素子（完成品）として使用する場合、完成品の品質にバラつきが生じるのを低減することが可能になる。
【００１５】
請求項２に記載の中間生成体の製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めした状態で、前記ランナ形成部における樹脂の流れ方向に直交する断面積は、前記キャビティにおける樹脂の流れ方向に直交する断面積よりも大きくなっていることを特徴とする。これにより、前記キャビティ内への一方向への一様な樹脂の流動を確保できる。
【００１６】
請求項３に記載の中間生成体の製造方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めした状態で、前記キャビティと前記ランナ形成部との間には、ゲート形成部が設けられており、前記ゲート形成部における樹脂の流れ方向に直交する断面積は、前記キャビティにおける樹脂の流れ方向に直交する断面積よりも小さくなっていることを特徴とする。本発明のように、前記キャビティを細長くした場合でも、前記ゲート形成部を前記キャビティの断面より更に小さく絞ることで、充填された樹脂が前記キャビティ内より前記ゲート形成部で早く冷却され固まるため、前記キャビティ内の溶融材料が冷却固化するまで流路を遮断し逆流を防ぐことができる。また、ゲートを細くすることで、後工程におけるゲートカット処理がしやすくなる。
【００１７】
請求項４に記載の中間生成体の製造方法は、請求項３に記載の発明において、前記ゲート形成部における樹脂の流れ方向に直交する断面積は、前記キャビティにおける樹脂の流れ方向に直交する断面積の０．５倍以上１．０倍未満であることを特徴とする。上述したように、ゲートカット処理をしやすくするためには、前記ゲート形成部は細い方が望ましいが、細すぎると樹脂の円滑な流動を阻害する。前記ゲート形成部における樹脂の流れ方向に直交する断面積を、前記キャビティにおける樹脂の流れ方向に直交する断面積の０．５倍以上とすることで、前記ゲート形成部から前記キャビティに向かって、樹脂の流路の広がりが緩やかになるため、樹脂の流動がより円滑になる。その結果、前記ストレート溝の転写性がさらに良好となる。
【００１８】
請求項５に記載の中間生成体の製造方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めした状態で、前記キャビティと前記ランナ形成部との間には、ゲート形成部が設けられていないことを特徴とする。前記ゲート形成部を設けないことで、前記ランナ形成部から前記キャビティに向かう樹脂の流動が円滑になる。
【００１９】
請求項６に記載の中間生成体の製造方法は、請求項５に記載の発明において、前記キャビティのストレート溝は、前記ランナ形成部と接していないことを特徴とする。これにより、前記ランナ形成部から前記キャビティに向かう樹脂の流動が一層円滑になる。また、これにより、成形後の後工程において、キャビティで成形した成形品からランナ形成部で形成された不要な樹脂を切り離すカット処理を行う際に、カットしろをつくることができるので、成形品に形成されるストレート溝を傷つけることなくカット処理を行うことができる。
【００２０】
請求項７に記載の中間生成体の製造方法は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めした状態で、前記キャビティを挟んで前記ランナ形成部と反対側に樹脂溜まり部を設けたことを特徴とする。前記樹脂溜まり部を設けることにより、前記キャビティ内の空気や樹脂ガスの抜けが良くなると共に、前記キャビティの末端における樹脂の滞留等を抑制し、全体的にストレート溝の端部形状を精度良く転写できる。尚、前記樹脂溜まり部内で固化した樹脂は不要な部分であるため、成形後にカットすればよい。
【００２１】
請求項８に記載の中間生成体の製造方法は、請求項７に記載の発明において、前記第１の金型と前記第２の金型とを型開きした後に、前記樹脂溜まり部で固化した樹脂をイジェクトピンで押し出す工程を有することを特徴とする。前記樹脂溜まり部で固化した樹脂をイジェクトピンで押し出すことにより、成形された中間生成体に対するピン押し出しを行う必要がなくなり、後工程で他部品を接着する際の障害となる圧痕等を抑制しつつ金型から分離させることができる。
【００２２】
請求項９に記載の中間生成体の製造方法は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記中間生成体は、前記光学素子の幅の３倍以上、３０倍以下の長さを有することを特徴とする。前記キャビティの長さを適切にすることで、ストレート溝の転写性を高めると共に、前記中間生成体を切断分離することで、適切な数の光学素子を形成でき、取り扱いが容易となるため製造工数を大幅に削減できる。一般的にフェムトスライダのラジアル方向の幅は０．７ｍｍであるが、これと前記光学素子の幅とを等しくすると、前記棒状部材の長さをその３倍の２．１ｍｍ以上とする事で、目視で確認できる長さとなり、通常のピンセットで容易にハンドリングができる。特に、汎用のエアーピンセットの吸着部パッドの最小寸法はφ２ｍｍ程度が一般的であり、このサイズのパットでも容易に棒状光学素子を吸着、保持する事ができる。よって、汎用のエアーピンセットで容易にハンドリングができるとともに組立・検査装置のハンドリング部材として利用する事が可能となり、設備のコスト抑制が可能となる。
【００２３】
請求項１０に記載の中間生成体は、請求項１〜８のいずれかに記載の中間生成体の製造方法により製造されたことを特徴とする。これによりストレートな回折格子を精度良く形成できる。
【００２４】
請求項１１に記載の中間生成体は、請求項１０に記載の発明において、前記中間生成体に形成された回折格子は、以下の式を満たすことを特徴とする。
１０≧ｈ／ｐ≧０．１      （１）
１００≧ｈ≧０．１      （２）
但し、ｈ：回折格子の高さ（μｍ）、ｐ：回折格子のピッチ（μｍ）
【００２５】
ｈ／ｐをアスペクト比という。アスペクト比が低い場合や、回折格子の高さｈが低い場合には、本発明を用いなくても十分に転写できるのに対し、本発明の効果が特に顕著なのは、（１）、（２）式を満たす場合である。
【００２６】
本明細書でいう回折格子は、回折作用を発揮する構造をいい、断面形状がブレーズ型構造と階段型構造とに大別される。ブレーズ型構造とは、図１（ａ）に示されるように、光路差付与構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、鋸歯状の形状ということである。ブレーズ型構造において、１つのブレーズ単位の長さ（ピッチ）をｐという（図１（ａ）参照）。また、ブレーズの段差の高さをｈという（図１（ａ）参照）。
【００２７】
また、階段型構造とは、図１（ｂ）、（ｃ）に示されるように、断面形状が、小階段状のもの（階段単位と称する）を複数有するということである。例えば、図１（ｂ）に示す光路差付与構造を、５レベルの階段型構造といい、図１（ｃ）に示す光路差付与構造を、２レベルの階段型構造(バイナリ構造ともいう)という。階段型構造において、１つの階段単位の長さ（ピッチ）をｐという（図１（ｂ）、（ｃ）参照）。また、１つの階段単位の段差の高さをｈという（図１（ａ）参照）。
【００２８】
請求項１２に記載の光アシスト磁気ヘッドは、ディスク状の記録媒体の回転に応じて、前記記録媒体に対して浮上して相対移動するスライダと、請求項１０又は１１に記載された中間生成体を長手方向に交差する方向で分断することによって形成され、前記スライダに設けられた光導波路に向けて光源からの光束を回折格子を用いて偏向する光学素子とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、回折格子を精度良く形成した、光アシスト磁気ヘッドを製造するための中間生成体の製造方法、中間生成体及び光アシスト磁気ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】回折格子の例を示す断面図である。
【図２】光アシスト式磁気記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】光アシスト式磁気ヘッド及びヘッド支持部の分解斜視図である。
【図４】図３の光アシスト式磁気ヘッド３をIV-IV線を含む面で切断して矢印方向に見た図を示す図である。
【図５】プラナ導波路３２ａの断面図（図３のV-V断面）である。
【図６】別なプラナ導波路３２ａ’の断面図である。
【図７】グレーティングカプラＧＣの入射光側から見た正面図である。
【図８】中間生成体ＩＭ２の射出成形工程を示す斜視図である。
【図９】図８（ｂ）の構成をIX-IX線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１０】成形品ＭＰの斜視図である。
【図１１】成形品ＭＰの一部拡大斜視図である。
【図１２】中間生成体ＩＭ２の斜視図である。
【図１３】中間生成体ＩＭ２を矢印XIII方向に見た図である。
【図１４】中間生成体ＩＭ１，ＩＭ２を接合した後、長手方向に分断する工程を示す図である。
【図１５】別な実施の形態の成形品ＭＰの一部拡大斜視図である。
【図１６】更に別な実施の形態の成形品ＭＰの一部拡大斜視図である。
【図１７】更に別な実施の形態の成形品ＭＰを成形する金型の一部拡大断面図である。
【図１８】更に別な実施の形態の成形品ＭＰの一部拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図２に、光アシスト式磁気記録ヘッドを搭載した光アシスト式磁気記録装置（例えばハードディスク装置）の概略構成を示す。光アシスト式磁気記録装置１は、記録用の複数枚の回転可能なディスク（磁気記録媒体）２と、ヘッド支持部４と、トラッキング用アクチュエータ６と、光アシスト式磁気ヘッド３と、図示しない駆動装置と、を筐体１Ａ内に備えている。ヘッド支持部４は、支軸５を支点として矢印Ａの方向（トラッキング方向）に回転可能に設けられている。トラッキング用アクチュエータ６は、ヘッド支持部４に取り付けられている。光アシスト式磁気ヘッド３は、ヘッド支持部４の先端に取り付けられている。図示しない駆動装置は、ディスク２を矢印Ｂの方向に回転させる。この光記録装置１は、光アシスト式磁気ヘッド３がディスク２の上面（又は下面）に対して浮上しながら相対的に移動しうるように構成されている。
【００３２】
図３に、光アシスト式磁気ヘッド３及びヘッド支持部４の分解斜視図を示す。又、図４に、図３の光アシスト式磁気ヘッド３をIV-IV線を含む面で切断して矢印方向に見た図を示す。光アシスト式磁気ヘッド３は、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光ヘッドであって、光学素子３１とスライダ３２と光源３３とコリメートレンズ３４とを備えている。図３において、ヘッド支持部４は、支軸５に一端を取り付けたサスペンションアーム４１と、フレクシャ（板ばね）４４とを備えている。サスペンションアーム４１とフレクシャ４４とは、溶接などによって固定されている。
【００３３】
サスペンションアーム４１の先端部には、矩形状の開口部４２が形成されている。この開口部４２の一辺には、開口部４２の内側に向かって突出するピボット（突出部）４３が設けられている。一方、フレクシャ４４の先端部には矩形状の開口部４５が形成されている。この開口部４５の一辺から、その内部に張り出すようにして、平坦な面を有する舌片部４６が突出している。この舌片部４６は、開口部４２に対して傾いて突出した後、略水平になるよう折り曲げられた接合面４６ａを有する。
【００３４】
図３において、光アシスト式磁気ヘッド３のスライダ３２の手前側端部上面に、光学素子３１が接合され、スライダ３２の奥側端部上面に、矩形板状の半導体レーザである光源３３が接合され、光源３３と光学素子３１との間のスライダ３２の上面に、コリメートレンズ３４が固定配置されている。本実施の形態においては、フレクシャ４４の接合面３６ａの下面が光源３３の上面に接着されて、サスペンションアーム４１の先端部に光アシスト式磁気ヘッド３が固定されるようになっているが、これに限られない。
【００３５】
光学素子３１はプラスチック又はガラスなどの透明な素材からなる。光学素子３１は、後述するように射出成形などによって作製される。射出成形用の樹脂としては、熱可塑性樹脂であるポリカーボネイト（例えばＡＤ５５０３、帝人化成株式会社）やＺＥＯＮＥＸ  ４８０Ｒ（日本ゼオン株式会社）などが挙げられる。
【００３６】
光学素子３１は、台形状であって、入射面３１ａと上面３１ｂと偏向面３１ｃと下面３１ｄとを有する。上面３１ｂと下面３１ｄとは平行であり、入射面３１ａはそれらに直交する。スライダ３２の上面に対して傾いた斜面である偏向面３１ｃには、後述するようにして回折格子Ｄ（図４では簡略図示）が形成されている。回折格子Ｄは、回折効率が比較的高いブレーズ形状を採用すると好ましい。回折格子Ｄは、入射光の光軸及びプラナ導波路３２ａの軸線に対して直交する方向（長手方向）に延在するように形成されている。
【００３７】
光源３３は、レーザ光の出射口３３ａを光学素子３１の入射面３１ａに対向させて配置されている。光源３３から出射される光の波長は可視光から近赤外の波長（波長帯としては、０．６μｍから２μｍ程度であり、具体的な波長としては、６５０ｎｍ、８３０ｎｍ、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍなどが挙げられる）が好ましい。
【００３８】
スライダ３２のディスク２と対向する面（図４で下面）は、浮上特性向上のための空気ベアリング面（ＡＢＳ：Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ）であり、浮上エア捕獲用の溝３１ｇを形成している。
【００３９】
またスライダ３２は、光学素子の下面３１ｄに対向して、上下に貫通したプラナ導波路（光導波路）３２ａを有する。又、プラナ導波路３２ａを挟んで、磁気記録部３２ｂと磁気再生部３２ｃとが設けられている。
【００４０】
図５、６は、プラナ導波路３２ａの断面図（図３のV-V断面）である。図５に示すプラナ導波路３２ａは，ミラー型集光機能を有するプラナーソリッドイマージョンミラー（ＰＳＩＭ）であり，図６に示すプラナ導波路３２ａ’は，レンズ型集光機能を有するプラナーソリッドイマージョンレンズ（ＰＳＩＬ）である。その導波路構造は，いずれも基板上に高屈折率層ＨＬを積層し，その周りに低屈折率層ＬＬを積層することにより構成され，高屈折率層ＨＬと低屈折率層ＬＬとの境界面での光学的作用（つまり，反射作用又は屈折作用）によりレーザ光が集光されるものである。また，プラナ導波路３２ａ，３２ａ’の上部には光束結合部分としてグレーティングカプラＧＣ（図７）が設けられており，直線形状の回折素子であるグレーティングカプラＧＣからプラナ導波路３２ａ，３２ａ’内ヘ平行光（又は略平行光）が導入される構成になっている。つまり，プラナ導波路３２ａ，３２ａ’は，ディスク２に近づくに従って光束を絞る集光機能だけでなく，プラナ導波路３２ａ，３２ａ’の側面側から入射した光束をグレーティングカプラＧＣで内部に取り込む結合機能も備えている。
【００４１】
図５に示す高屈折率層ＨＬと低屈折率層ＬＬとの境界面では，その屈折率差によって全反射を生じさせる構成としている。境界面は略放物面の一部形状を成しているので，プラナ導波路３２ａに平行光が入射すると，略放物面の焦点位置で光源像が形成されることになる。つまり，プラナ導波路３２ａでは全反射を利用したミラー効果によりレーザ光を１方向に集光して，微小な光スポットを形成することができる。一方、図６に示すプラナ導波路３２ａ’では，高屈折率層ＨＬと低屈折率層ＬＬとの境界面が，シリンドリカル面の一部形状を成しており，その屈折率差によって屈折を生じさせる構成としている。境界面はシリンドリカル面の一部形状を成しているので，プラナ導波路３２ａ’に平行光が入射する，シリンドリカル面の焦点位置で光源像が形成されることになる。つまり，プラナ導波路３２ａ’では屈折率差を利用したレンズ効果によりレーザ光を１方向に集光して，微小な光スポットを形成することができる。
【００４２】
上記のように集光機能を有するプラナ導波路３２ａ，３２ａ’を用いれば，微小な光スポットを得ることができる。また光アシスト式磁気ヘッド３では，へッド先端にプラナ導波路３２ａが配置され，へッド先端部側面のグレーティングカプラＧＣで光束をプラナ導波路内３２ａに導く構成になっているため， 光束との結合面積を大きくすることができる。 このため，プラナ導波路端部に対し導波路幅で光束を結合させる場合と比べると，光学素子３１の配置精度を緩くすることができ，へッド全体の小型化が容易になる。しかし，プラナ導波路３２ａにグレーティングカプラＧＣを用いると，グレーティングカプラＧＣに対する入射角度や入射位置の調整に高い精度が要求されるため， 高い結合効率を得ることが困難になる等の問題が生じてしまう。
【００４３】
上記問題点を解決しているのが光学素子３１の偏向面３１ｃである。図４に示す光アシスト式磁気ヘッド３は，集光機能を有するプラナ導波路３２ａの側面に光学素子３１からの光束を導入するグレーティングカプラＧＣを有し，このグレーティングカプラＧＣに向けて光束を偏向させる偏向面３１ｃを光学素子３１に有する構成となっている。 これにより，高い光利用効率で微小な光スポットを得ることが可能となり，その光スポットを用いて高密度の情報記録を行うことが可能となる。また，サスぺンション４の先端に近い部分ほどディスク２の被記録部分に近づけることができるので，プラナ導波路３２ａはサスぺンション４のより先端側に配置されるのが効率的である。よってスライダ３２の上面において、サスぺンション４の先端側にプラナ導波路３２ａを配置し，サスぺンション４の根元側に光源３３を配置しており、プラナ導波路３２ａとの光学的な結合を行うために，光源３３からスライダ３２の先端側に向かって出射されたレーザ光を，コリメートレンズ３４で平行光とした後、光学素子３１に入射させ、偏向面３１ｃで折り返すことによりグレーティングカプラＧＣに入射させることが好ましい。
【００４４】
ところで、スライダ３２のプラナ導波路３２ａ上に設けられたグレーティングカプラＧＣへの光の入射角は、結合効率が最大となる最適な角度が存在するが、その最適角度は波長依存性がある。従って、光源３３に半導体レーザ（ＬＤ）を用いた場合には、温度により波長が変動する特性があるため、最適入射角も変動する。そこで、本実施の形態では偏向面３１ｃに回折格子Ｄを付け、波長変動が生じた場合に偏向面３１ｃからの反射光の角度を補正することで、波長変動による最適入射角の変動を補償している。これについては、例えば特願2008-190828、特願2008-186842に詳細に記載されている。
【００４５】
記録／再生時において、スライダ３２の浮上はディスク２に近接した状態で安定させる必要があり、スライダ３２に浮上力を抑える圧力を適宜加える必要がある。このため、光学素子３１の上に固定されるヘッド支持部４は、光アシスト式磁気ヘッド３のトラッキングを行う機能の他に、スライダ３２の浮上力を抑える力を適宜加える機能を有している。サスペンションアーム４１に形成されたピボット４３とフレクシャ４４のばね効果とによって光アシスト式磁気ヘッド３に圧力を加えることで、スライダ３２のディスク２と対向する面に設けられた図示しない空気ベアリング面が受ける空気の浮上力とバランスが取れ、スライダ３２とディスク２とは数十ｎｍの浮上量を保つことができる。このようにスライダ３２とディスク２との間の距離が非常に狭いため、表面にしか存在しない近接場光であっても、ディスク２を加熱することができる。
【００４６】
スライダ３２は、浮上しながら磁気記録媒体であるディスク２に対して相対的に移動するが、媒体に付着したごみや媒体に欠陥がある場合には、ディスク２と接触する可能性がある。その場合に発生する摩擦を低減するために、スライダ３２の材質には耐摩擦性の高い硬質の材料を用いることが望ましい。例えば、Ａｌ2Ｏ3を含むセラミック材料、ＡｌＴｉＣやジリコニア、ＴｉＮなどを用いれば良い。また、摩擦防止処理として、スライダ３２のディスク２側の面に耐摩擦性を増すために表面処理を行っても良い。例えば、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）被膜を用いると、近赤外光の透過率も高く、ダイヤモンドに次ぐＨｖ＝３０００以上の硬度が得られる。
【００４７】
以上の構成を有する光アシスト式磁気ヘッド３の作用について、図４を参照して説明する。光源３３から出射した発散光は、コリメートレンズ３４で平行光に変換され、光学素子３１の入射面３１ａから入射し、偏向面３１ｃで反射回折した後、下面３１ｄから出射し、スライダ３２のプラナ導波路３２ａのグレーティングカプラＧＣに結合する。
【００４８】
グレーティングカプラＧＣで結合された光は、スライダ３２のプラナ導波路３２ａの集光機能により、ディスク２に近づくに従って光束径が絞られて、ディスク２に向かって伝播する。光アシスト式磁気ヘッド３から出射した光が微小な光スポットとしてディスク２に照射されると、ディスク２の照射された領域の温度が一時的に上昇してディスク２の保磁力が低下する。保磁力が低下した領域が磁気記録部３２ｂに達すると、磁気記録部３２ｂに設置された図示しないコイルにより発生させられた磁場によって、保磁力が低下した領域に情報が記録される。保磁力が低下した領域が磁気記録部３２ｂを通過すると、この領域は自然冷却されて、記録された磁気ビットの磁化が安定して保持される。また、磁気再生部３２ｃが、記録された磁化の方向を検出することで情報の再生を行うこともできる。
【００４９】
光学素子３１は、後述するように中間生成体ＩＭ２から分断されて形成されるが、プラスチックの射出成形等により、偏向面３１ｃと回折格子Ｄとを金型により一度に成形することで偏向面３１ｃの傾きと回折格子Ｄの溝方向の精度を確保している。
【００５０】
次に、光アシスト式磁気ヘッド３の製造方法について説明する。まず、光学素子３１を形成するための中間生成体ＩＭ２を射出成形で形成する工程を説明する。
【００５１】
図８は中間生成体ＩＭ２の射出成形工程を示す斜視図である。図９は、図８（ｂ）の構成をIX-IX線で切断して矢印方向に見た図である。図８において、上型Ｍ１０は、中央に貫通した中央流路部Ｍ１１と、上型Ｍ１０の下面で中央流路部Ｍ１１から放射状に等間隔で６本延在する放射上溝部Ｍ１２と、放射上溝部Ｍ１２の外方端から外方に延在するゲート上溝部Ｍ１３と、ゲート上溝部Ｍ１３の外方端から外方に延在する上転写部Ｍ１４とを有する。中央流路部Ｍ１１の上端は、樹脂の供給源Ｎに接続されている。
【００５２】
一方、上型１０に対向する下型Ｍ２０は、その上面中央に配置された中央凹部Ｍ２１と、下型Ｍ１０の上面で中央凹部Ｍ２１から放射状に等間隔で６本延在する放射下溝部Ｍ２２と、放射下溝部Ｍ２２の外方端から外方に延在するゲート下溝部Ｍ２３と、ゲート下溝部Ｍ２３の外方端から外方に延在する下転写部Ｍ２４とを有する。
【００５３】
図９において、断面が一様な台形溝状の上転写部Ｍ１４の斜面には、複数のストレート溝Ｍ１５が紙面垂直方向に互いに平行に延在して形成されている。ストレート溝Ｍ１５は、図１（ａ）と同様な断面形状を有している。
【００５４】
成形時には、図８（ｂ）に示すように上型Ｍ１０と下型Ｍ２０とを接近させて型締めを行う。このとき、放射上溝部Ｍ１２と放射下溝部Ｍ２２とが対向して、円形断面のランナ形成部を構成し、ゲート上溝部Ｍ１３とゲート下溝部Ｍ２３と対向して、矩形断面又は台形断面のゲート形成部を構成し、上転写部Ｍ１４と下転写部Ｍ２４が対向して台形断面のキャビティＣＶ（図９）を形成する。尚、ランナ形成部、ゲート形成部及びキャビティＣＶは放射状に直線的に配置されており、樹脂の流れ方向に直交する断面において、ランナ形成部の断面積が最も大きく、次いでキャビティＣＶの断面積が大きく、ゲート形成部の断面積は最も小さくなっている。ゲート形成部（図９に点線で示す）の断面積はキャビティＣＶの断面積の０．５倍以上１．０倍未満であると望ましい。また、図８（ｂ）に示すように、細長い形状を有するキャビティＣＶの短辺側からゲート形成部を介して、溶融樹脂をキャビティＣＶに流入させることが可能となっている。
【００５５】
かかる状態から供給源Ｎより中央流路部Ｍ１２を介して溶融樹脂を圧送すると、溶融樹脂は、中央流路部Ｍ１２を通過して、そこから放射状にランナ形成部及びゲート形成部を通過して、キャビティＣＶに至る。このとき、ランナ形成部から細長いキャビティ内への樹脂の流動方向は一方向になり、環状のキャビティを設けた場合に比べ一様な流動を確保できる。又、回折格子を転写形成するためのストレート溝Ｍ１５が、キャビティＣＶ内で樹脂の流動方向に一致しているので、以上の相乗効果によって、ストレート溝Ｍ１５の底まで樹脂が流れ込み転写性が良好となる。
【００５６】
樹脂が固化した後、図８（ｃ）に示すように、上型Ｍ１０に対して下型Ｍ２０を型開きした後、中間生成体ＩＭ２を含む成形品ＭＰを取り出すことができる。
【００５７】
成形品ＭＰは、図１０に示すように、ランナ形成部により形成されたランナＬＮと、ゲート形成部により形成されたゲートＧＴと、中間生成体ＩＭ２とを接合した状態で有する。
【００５８】
図１１は、成形品ＭＰの中間生成体ＩＭ付近を拡大して示す図である。ニッパ等を用いて、ゲートＧＴのＣで示す位置を切断することにより、図１２に示すような中間生成体ＩＭ２を得ることができる。ゲートＧＴの切断跡は、そのまま残しても特に問題はない。図１３は、図１２の中間生成体ＩＭ２を矢印XIII方向に見た図である。中間生成体ＩＭ２は、上面ＩＭ２ａと、下面ＩＭ２ｂと、側面ＩＭ２ｃと、斜面ＩＭ２ｄを有し、斜面ＩＭ２ｄにはストレートな回折格子ＩＭ２ｅが形成されている。回折格子ＩＭ２ｅは、図１（ａ）と同様な断面形状を有しており、以下の式を満たす。
１０≧ｈ／ｐ≧０．１      （１）
１００≧ｈ≧０．１      （２）
但し、ｈ：回折格子の高さ（μｍ）、ｐ：回折格子のピッチ（μｍ）
【００５９】
ここで、中間生成体ＩＭの全長はＬであり、分断後の光学素子３１の幅はｗであり（図１３参照）、Ｌ≧３ｗの条件を満たしている。一般的なフェムトスライダ幅は、０．７ｍｍ程度であるので、少なくともＬ≧２．１ｍｍとできるから、中間生成体ＩＭ２をハンドリングするには十分大きなサイズとなっている。尚、Ｌ≦３０ｗである事が望ましい。あまり中間生成体ＩＭ２の全長が長いとハンドリングの際に折れてしまう危険があるためである。ｗ＝０．７ｍｍの場合、Ｌ≦２１ｍｍであるが、例えばシャープペンシルの芯が長さ６０ｍｍであり、その約１／３に抑えられるためハンドリングの際に誤って折ってしまう事を抑制できる。
【００６０】
射出成形により形成された中間生成体ＩＭ２において、側面ＩＭ２ｃ及び下面ＩＭ２ｂに反射防止膜を、また斜面ＩＭ２ｄに金などの反射膜（図４）を蒸着等により形成する。以上で、中間生成体ＩＭ２の形成工程が完了する。
【００６１】
次に、スライダ３２の製造について説明する。ここでは、スライダの素材として、同様に棒状の中間生成体ＩＭ１を用いる。半導体製造工程等を経て、棒状の中間生成体ＩＭ１を形成する。次いで、中間生成体ＩＭ１と中間生成体ＩＭ２を接合する。より具体的には、図１４において、ｙ方向を中間生成体ＩＭ１の長手方向とし、ｘ方向を短手方向とする。中間生成体ＩＭ１と中間生成体ＩＭ２との接合部に紫外線硬化樹脂を塗布し、中間生成体ＩＭ１上に中間生成体ＩＭ２を載せる。この際、ｙ方向の中間生成体ＩＭ２の位置精度は、回折格子溝方向なのでラフでよい。一方、ｘ方向の位置決めは、中間生成体ＩＭ２の側面ＩＭ２ｃと中間生成体ＩＭ１に設けたアライメントマークＷＡＭとの間隔が所定の距離になるようにすることで行う。尚、中間生成体ＩＭ２の面と、中間生成体ＩＭ１の面の間隔が所定の距離になるように配置しても良いし、転写成形時等に中間生成体ＩＭ１にアライメントマークを形成し、中間生成体ＩＭ１に設けたアライメントマークＷＡＭと合うように位置決めしても良い。
【００６２】
更に、紫外線を、上方から中間生成体ＩＭ２を介して照射し、接合面に塗布した光硬化性接着剤を硬化させて、中間生成体ＩＭ１と中間生成体ＩＭ２とを接着する。その後、光源３３とコリメートレンズ３４を、中間生成体ＩＭ１に設けたアライメントマークＷＡＭを基準として、中間生成体ＩＭ１に対して順次位置決めし固定する。更に中間生成体ＩＭ２上の光源と光源との中間（図１４の点線の位置）で、短手方向に中間生成体ＩＭ１と中間生成体ＩＭ２とを一度に分断するステップを実行することで、幅ｗである６個の光アシスト式磁気ヘッド３を効率的に製造することができる。中間生成体ＩＭ２は、ストレートな回折格子ＩＭ２ｅを末端まで精度良く形成しているので、末端まで光学素子として利用可能であり、歩留まりを向上できる。
【００６３】
図１５は、別な実施の形態にかかる成形品ＭＰの一部を示す斜視図である。本実施の形態においては、ゲート形成部を設けていない（即ちランナ形成部とキャビティが接した）金型により成形品ＭＰの成形を行ったものである。これにより、図１５の成形品ＭＰにおいて、ランナＬＮと中間生成体ＩＭ２とが接した状態で形成され、回折格子ＩＭ２ｅを精度良く転写できる。中間生成体ＩＭ２は最終的には分断されるので、ゲートが設けられていなくても、特に問題はない。
【００６４】
図１６は、更に別な実施の形態にかかる成形品ＭＰの一部を示す斜視図である。本実施の形態においては、図１５の例と同様にゲート形成部を設けていないが、ランナ形成部の近傍のキャビティにおいてストレート溝を設けない（即ちランナ形成部とストレート溝が接していない）金型により成形品ＭＰの成形を行ったものである。本実施の形態では、ランナＬＮの近傍は平面ＦＰとなっており、よってこの部分の中間生成体ＩＭ２は光学素子として用いないものである。
【００６５】
図１７は、更に別な実施の形態にかかる成形品ＭＰを形成する金型の一部を示す断面図であり、図１８は、図１７の金型により成形された成形品ＭＰの一部を示す斜視図である。図１７に示すように、上型Ｍ１０は、上転写部Ｍ１４の外方端から外方に延在する樹脂溜まり上環状部Ｍ１６を有する。一方、下型Ｍ２０は、下転写部Ｍ２４の外方端から外方に延在する樹脂溜まり下環状部Ｍ２６と、イジェクトピンＩＰを摺動可能に嵌合する貫通溝Ｍ２７とを有する。貫通溝Ｍ２７は、樹脂溜まり下環状部Ｍ２６と、放射下溝部Ｍ２２に開口している。樹脂溜まり上環状部Ｍ１６と樹脂溜まり下環状部Ｍ２６とを対向させることで、略環状の樹脂溜まり部を形成する。それ以外の構成は、上述の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００６６】
図１７に示す金型を用いて成形品ＭＰを成形すると、キャビティＣＶ内の空気や樹脂ガスの抜けが良くなると共に、キャビティＣＶの末端における樹脂の滞留等を抑制し、ストレート溝Ｍ１５（図９）の端部形状を精度良く転写できるが、図１８に示すように、中間生成体ＩＭ２の半径方向外側に、樹脂溜まり部内で固化した樹脂ＰＬが残存する。
【００６７】
本実施の形態では、樹脂ＰＬを成形品ＭＰの金型からの分離に利用する。即ち、図１８に示すように、一対のイジェクトピンＩＰで、中間生成体ＩＭ２を挟んだ両側においてランナＬＮと樹脂ＰＬとを上方に押し出すことにより、中間生成体ＩＭ２を変形させる応力を抑えつつ、下型Ｍ２０から成形品ＭＰを分離させることができる。成形品ＭＰを取り出した後、後工程で樹脂ＰＬを把持するなどして利用でき、ハンドリング性が向上する。最終的には、樹脂ＰＬは切断される。
【００６８】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６９】
１ 光アシスト式磁気記録装置
２ ディスク
３ 光アシスト式磁気ヘッド
４ ヘッド支持部
５ 支軸
６ トラッキング用アクチュエータ
３１ 光学素子
３１ａ 入射面
３１ｂ 上面
３１ｃ 偏向面
３１ｄ 下面
３１ｇ 溝
３２ スライダ
３２ａ プラナ導波路
３２ｂ 磁気記録部
３２ｃ 磁気再生部
３３ 光源
３３ａ 出射口
３４ コリメートレンズ
３６ａ 接合面
４１ サスペンションアーム
４２ 開口部
４３ ピボット
４４ フレクシャ
４５ 開口部
４６ 舌片部
４６ａ 接合面
ＣＶ キャビティ
Ｄ 回折格子
ＧＣ グレーティングカプラ
ＧＴ ゲート
ＨＬ 高屈折率層
ＩＭ１ 中間生成体
ＩＭ２ 中間生成体
ＩＭ２ａ 上面
ＩＭ２ｂ 下面
ＩＭ２ｃ 側面
ＩＭ２ｄ 斜面
ＩＭ２ｅ 回折格子
ＩＰ イジェクトピン
ＬＬ 低屈折率層
ＬＮ ランナ
Ｍ１０ 上型
Ｍ１１ 中央流路部
Ｍ１２ 放射上溝部
Ｍ１３ ゲート上溝部
Ｍ１４ 上転写部
Ｍ１５ ストレート溝
Ｍ１６ 樹脂溜まり上環状部
Ｍ１７ 貫通溝
Ｍ２０ 下型
Ｍ２１ 中央凹部
Ｍ２２ 放射下溝部
Ｍ２３ ゲート下溝部
Ｍ２４ 下転写部
Ｍ２６ 樹脂溜まり下環状部
ＭＰ 成形品
Ｎ 供給源
ＰＬ 樹脂
ＷＡＭ アライメントマーク
【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】
2011201129.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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