(57)【要約】【課題】集光レンズの外径が小型で、かつ配設精度が高く、部品点数が少なく、短時間で加工でき、かつ精度よく製造できる記録再生装置を提供する。【解決手段】磁気光学効果を応用した記録媒体に磁界と光とを印加してデータの記録再生を行う記録再生装置において、磁界の発生手段である扁平な磁界変調コイルの両面に磁性体層を形成した光路を有する支持基板に、光学的集光手段であるレンズ支持基板３から形成したレンズ６を直接接合した記録再生装置とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気光学効果を応用した記録媒体に磁界と光とを印加してデータの記録再生を行う記録再生装置において、磁界の発生手段である扁平な磁界変調コイルの両面に磁性体層を形成した、光路を有する支持基板に、光学的集光手段であるガラス板から形成したマイクロレンズが直接接合されたことを特徴とする記録再生装置。
【請求項２】
前記マイクロレンズは、平板ガラスが接合された後、前記光路部分にレンズ機能を有することを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項３】
前記マイクロレンズは、サンドブラスト法とＣＯ２のレーザ法との組み合わせで形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の記録再生装置。
【請求項４】
磁気光学効果を応用した記録媒体に磁界と光とを印加してデータの記録再生を行う記録再生装置の製造方法において、磁界の発生手段である扁平な磁界変調コイルの両面に磁性体層を形成し、かつ光路を有する支持基板に、光学的集光手段であるガラス板から形成したマイクロレンズを直接接合することを特徴とする記録再生装置の製造方法。
【請求項５】
前記光学的集光手段のマイクロレンズは、平板ガラスを接合後、前記光路部分にレンズ機能を有するように加工することを特徴とする請求項４に記載の記録再生装置の製造方法。
【請求項６】
前記マイクロレンズの加工方法は、サンドブラスト法とＣＯ２のレーザ法との組み合わせて形成することを特徴とする請求項４または５に記載の記録再生装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気光学効果を応用した記録再生装置およびその製造方法に関し、特に磁界発生手段である磁界変調コイルと光学的集光手段のマイクロレンズを保持した記録再生装置および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像などの大容量データを扱うようになって、フロッピー（Ｒ）ディスクなどの磁気記録媒体に代わって光磁気を利用した光磁気記録媒体（光磁気ディスク）が使われるようになってきた。
【０００３】
このような光磁気ディスクにおいては、データを記録する際は、最初に強力な外部磁界によって初期化し、磁化の方向を一方向に揃えておく。その後、記録する位置にレーザ光を照射して、記録媒体部分の温度をキュリー点近傍以上、もしくは補償点近傍以上に加熱し、その部分の保磁力（Ｈｃ）をほとんどゼロとした上で、初期化の磁化の方向と逆向きの外部磁化を印加して磁化の向きを反転させる。
【０００４】
レーザ光の照射をとめると、記録媒体は常温に戻り磁化の向きは固定される。つまり、データが熱磁気的に記録される。再生の際は、直線偏光したレーザ光を記録媒体に照射し、その反射光や光透過光の偏光面が磁化の向きに応じて回転する現象（磁気光学効果）を利用して光学的にデータの読み出しを行う。
【０００５】
従って、記録再生装置としての記録密度向上には、光の集光性能を上げ、ビームスポットを小さくすることと、磁界変調コイルからの発生磁界を大きくし、極力狭い記録トラックで記録再生を可能にすることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この分野での光学レンズを小型化する提案としては、特公昭６１−４６４０８号公報に開示された方法があり、所望の直径のレジストパターンを形成した後に、光学ガラス基板をリアクティブイオンエッチングして円形部の突起を作り、加熱して表面張力により球面状に加工する方法がある。
【０００７】
しかし、光学ガラス基板上にＡｌレジストを形成するため、硝酸等の剥離液に含浸し、このレジストを剥離する必要があり、この方法を適用した場合は、既に形成してある部品や基板に大きなダメージを与えることになる。
【０００８】
また、従来、行われていたマスク形成、マスク除去を不要にした乾式でのマイクロレンズの作製方法としては、特開２０００−２８０３６７号公報で開示された方法がある。この方法は、吐出ヘッドを用いて未硬化樹脂の液滴を基板上に付着させ樹脂製のマイクロレンズを形成するものである。しかし、ガラス基板をあらかじめ作製しておく必要があり、作業が煩雑になり、また樹脂製であるために耐熱性に課題がある。
【０００９】
また、狭い空間内に大きな電流が流れるコイルの中心を光路が通過する磁界発生手段と光学的集光手段を有する記録再生装置において、光学的集光手段としての光の集光性能は、光源波長と対物レンズの開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｐｅｒｔｕｒｅの略）と光学レンズの透過率とで決まる。しかし、この集光レンズの外径が数百μｍと小型で、かつ配設精度が高いことが要求されており、部品点数が１点でも少なく、短時間で加工でき、また精度よく製造する技術が要求されている。
【００１０】
従って、本発明の目的は、集光レンズの外径が小型で、かつ配設精度が高く、部品点数が少なく、短時間で加工でき、また精度よく製造できる記録再生装置およびその製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の記録再生装置においては、前記課題を解決するために、シリコンの異方性エッチング加工を行い、磁気漏洩の少ない磁界変調コイルで、発生磁界の磁束密度を上げることができる磁界変調コイルを形成し、さらに記録媒体に向かって口径を絞り込んだ円錐状の空間を有するシリコン基板を作製する。この基板に、低融点ガラスやろう付け、もしくは耐熱性接着剤で、厚さ１００μｍ〜６００μｍのガラス板を貼り付ける。
【００１２】
次に、１回もしくは複数回のマスキング材を塗布する。但し、ブラスト法で研磨する所定の部分については、マスキングされないようにパターニングし塗布する必要がある。ここで、円柱状のガラス部を形成する場合には、１回のマスキングでよいが、断面が多角形の凸状に形成するには、同心状で中心部で厚くなるような形状にパターニングしたマスキング材を塗布するとよい。
【００１３】
ここで、マスキング材としては、従来から用いられている耐サンドブラスト用マスキング材料を用いることができ、例えば、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂であり、これに熱可塑剤、感光性樹脂、希釈剤、安定剤、セラミックス等を混合したものを用いる。このガラスを５００μｍ以下のマイクロレンズするためパターンが微細となるのでマスキング材のペースト粘度は１０００ｃｐ（センチ・ポイズ）以下にするのが望ましい。
【００１４】
マスキング材の硬化は、感光性樹脂を混合した場合は紫外線を用いて硬化させることができるし、感光性樹脂を用いない場合は、従来から用いられている乾燥機を用いて硬化させる。
【００１５】
次に、アルミナ、カーボランダム等の材料で、粒径が５０μｍ以下の研磨剤を定量吐出する装置を用いてブラスト研磨する。ここで、ブラスト研磨は、サンドブラストやエアーブラストが好ましい。研磨部分のガラス厚みが２０μｍ〜１００μｍになった時点でブラスト研磨を中止する。厚みは、微小な研磨部分を測定することになるため、市販されている超音波を用いた厚み計やＸ線を用いた厚み計を用いて連続的に測定し、ブラスト装置にフィードバックして加工してもよい。
【００１６】
前記研磨後、マスキング材の希釈剤として用いた有機溶剤でマスキング材を剥離する。その後、円柱状もしくは凸状の部分をＣＯ２等のレーザを用いて加熱溶融し、所定のレンズに仕上げる。
【００１７】
以上、本発明の記録再生装置によれば、磁界変調コイルの支持基板に直接レンズを配置でき、レンズホルダーやホルダー支持基板を用いる必要がないので部品点数の削減ができること、また、レンズ加工についても、切削部は研磨スピードの速いブラスト装置を用い、レンズ仕上げにレーザ装置を用いるという装置の使い分けを行うことで、短時間でレンズ加工が可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による記録再生装置およびその製造方法について、以下に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の記録再生装置およびその製造方法について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態１による記録再生装置の模式的な断面図である。図１にて、１は記録再生装置を示し、２は磁界変調コイル基板、３はレンズ支持基板を示す。４は磁界変調コイルを示し、５は磁性体層である。レーザ光は、磁界変調コイルの中心を光軸が通るように配置された光発生手段から、レンズ６、光路７を通って、記録媒体の所定の位置に収束する。
【００２１】
磁界変調コイル４を支持する基板製造方法を説明する。結晶面（１００）のシリコン単結晶基板の光路７の出口をアルカリエッチング溶液で角度が５４．７°となるように異方性エッチングを行い円錐状の光路７を形成した。
【００２２】
また、光路入口側をフッ酸−硝酸系で等方エッチングした。磁界変調コイル４を支持するシリコン層を残すために、エッチングストップした。シリコン基板に熱酸化の方法で酸化膜（ＳｉＯ２）を形成し、磁界変調コイル４を支持するシリコン部分は、フォトリソグラフィ技術を用いてＳｉＯ２膜を所定の形状に選択除去した。
【００２３】
次に、フッ酸系エッチング液でＳｉＯ２膜を前面除去し、磁界変調コイル基板２を完成させた。磁性体層はＣｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系でスパッタ法を用いて薄膜を形成した。磁界変調コイル４は、フォトレジストでコイルのフレーム形状のパターニングを行った後、めっき法で形成した。コイル、磁性体層間の絶縁は、フォトレジストを塗布、２００℃で焼き付けた。
【００２４】
次に、耐熱用接着剤を用いて、厚みが３５０μｍ、光透過度が９０％のホウケイ酸ガラス板を前記磁界変調コイル基板に貼り付けた。光路の中心から直径２２０μｍの円外の部分で、かつ直径３５０μｍの円内の部分を塗布しないようなパターンを用いて、マスキング材（ラジカル重合型ウレタンアクリレート、ＤＯＰ、ガラス粉末、トルエン）の混合ペーストを粘度２００ｃｐに希釈し塗布した。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態１に係る記録再生装置の製造方法のレンズ支持基板３の接着からレンズが形成されるまでの概略図である。図３（ａ）は、磁界変調コイル基板２にレンズ支持基板３を接着し、１層めのマスキング材２１を塗布した断面図であり、図３（ｂ）は、レンズ支持基板３をブラスト研磨した断面図であり、図３（ｃ）は、レンズ支持基板３をレーザ加工し、レンズとした断面図である。
【００２６】
まず、紫外線を照射し、硬化させ［図３（ａ）］、次に、前記ガラスと基板が一体となった部品のガラス側に粒径２０μｍのアルミナ研磨剤を定量吐出できるサンドブラストで、マスキングしていない部分をブラスト研磨し、深さ３００μｍの円状の溝を作製した［図３（ｂ）］。その後、前記希釈材でマスキング材を溶解し、除去した。最後に、ＣＯ２レーザでガラスを溶融させながら、半球面上に仕上げ加工した［図３（ｃ）］。
【００２７】
本発明の実施の形態１で試作した記録再生装置の主な各部の寸法を以下に示す。また、同様に、２００個の部品を作製した。
・磁界変調コイル：外径２００μｍ、コイル幅５μｍ、コイル厚さ３μｍ、コイル巻数：１０ターン。
・磁性体層：外径４００μｍ、厚さ５μｍ。
・シリコン層：１０μｍ。
・光路：入口２００μｍ、出口２０μｍ（位置合わせに使う口径は２０μｍ）。
・レンズ：外径２００μｍ、レンズ厚み１５０μｍ。
【００２８】
前記試作品の特性結果を下記に示す。
・磁界変調コイルの印加電流：７５ｍＡ。
・Ｐ点における磁束密度：２８ｍＴ。
・光源の波長：６８０ｎｍ。
・ビームスポット径：約０．１μｍ。
・歩留まり：８９％。
【００２９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の記録再生装置およびその製造方法について説明する。
【００３０】
図４は、本発明の実施の形態に係る記録再生装置の製造方法のレンズ支持基板３の接着からレンズ６が形成されるまでの概略図である。図４（ａ）は、磁界変調コイル基板２にレンズ支持基板３を接着し、１層めのマスキング材２１と２層めのマスキング材２２を２層塗布した断面図であり、図４（ｂ）は、レンズ支持基板３をブラスト研磨した断面図であり、図４（ｃ）は、レンズ支持基板３をレーザ加工し、レンズ６とした断面図である。
【００３１】
先の実施の形態１の記録再生装置と同様に磁界変調コイルを作製した。この上に、厚みが３５０μｍ、光透過度が９０％のホウケイ酸ガラス板を前記磁界変調コイル支持基板に耐熱用接着剤を用いて貼り付けた。１回目に光路の中心から直径２２０μｍの円形の部分をマスキング材（ラジカル重合型ウレタンアクリレート、ＤＯＰ、ガラス粉末、トルエン）の混合ペーストを粘度２００ｃｐに希釈し塗布した、２回目に所定の部分が２層塗布になるように光路の中心から直径１００μｍの円形の部分を、マスキング材（ラジカル重合型ウレタンアクリレート、ＤＯＰ、ガラス粉末、トルエン）の混合ペーストを粘度２００ｃｐに希釈し塗布した。その後、紫外線を照射し、硬化させた［図４（ａ）］。
【００３２】
次に、前記ガラスと基板が一体となった部品のガラス側に粒径２０μｍのアルミナ研磨剤を定量吐出できるサンドブラストで、マスキングしていない部分を、深さ３００μｍにブラスト研磨した［図４（ｂ）］。
【００３３】
その後、前記希釈材でマスキング材を溶解し、除去した。最後に、ＣＯ２レーザでガラスを溶融させながら、半球面上に仕上げ加工した［図４（ｃ）］。この方法では、マスキング材が薄く塗布された部分と厚く２重に塗布された部分が存在し、薄く塗布された部分はブラスト研磨の途中でマスキング材が研磨されなくなり、ガラス部分が露出してしまい研磨される。この結果、研磨断面が多角形状の凸状になり、次に行うレーザ処理時間を１／２に短縮することができた。
【００３４】
本発明の実施の形態２で試作した記録再生装置の主な各部の寸法を以下に示す。また、同様に２００個の部品を作製した。
・磁界変調コイル：外径２００μｍ、コイル幅５μｍ、コイル厚さ３μｍ、コイル巻数１０ターン。
・磁性体層：外径４００μｍ、厚さ５μｍ。
・シリコン層：１０μｍ。
・光路：入口２００μｍ、出口２０μｍ（位置合わせに使う口径は２０μｍ）。
・レンズ：外径２００μｍ、レンズ厚み１５０μｍ。
【００３５】
前記試作品の特性結果を下記に示す。
・磁界変調コイルの印加電流：７５ｍＡ。
・Ｐ点における磁束密度：２８ｍＴ。
・光源の波長：６８０ｎｍ。
・ビームスポット径：約０．１μｍ。
・歩留まり：９１％。
【００３６】
（比較例）
比較品として、従来のガラス球のセット・支持方法を図２に示す。試作方法としては、ガラス材料をホウケイ酸ガラスとし、直径２００μｍのガラス球を真空吸着での位置決め方式の台盤にセットし、接着した。その後、＃８０００のダイヤモンド砥粒を用いて、半球面にするために不要な面を平面研磨で削除した。
【００３７】
これをレンズ支持基板に接着し、磁気コイル基板と耐熱接着剤により貼り合わせ、部品として形成した。これも同じく２００個の部品を作製した。この試作品は、レンズのかけが多く、また光軸がずれてしまう部品も多く発生し、結果的に歩留まりが８３％と低いレベルであった。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気漏洩の少ない磁気回路を構成した後で、集光度の高いレンズを形成することで、部品点数も少なく、かつ高歩留まりに製造できる記録再生装置およびその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る記録再生装置に含まれる磁界変調コイル、およびレンズ支持基板の模式的な断面図。
【図２】従来例でレンズをホルダーに接着した後、基板にセットし、磁界変調コイル基板に再度接着した模式的な断面図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る記録再生装置の製造方法のガラス板の接着からレンズが形成されるまでの概略図。図３（ａ）は、磁界変調コイル基板にガラス板を接着し、マスキング材を１層塗布した断面図。図３（ｂ）は、ガラス板をブラスト研磨した断面図。図３（ｃ）は、ガラス板をレーザ加工し、レンズとした断面図。
【図４】本発明の実施の形態２に係る記録再生装置の製造方法のガラス板の接着からレンズが形成されるまでの概略図。図４（ａ）は、磁界変調コイル基板にガラス板を接着し、マスキング材を２層塗布した断面図。図４（ｂ）は、ガラス板をブラスト研磨した断面図。図４（ｃ）は、ガラス板をレーザ加工し、レンズとした断面図。
【符号の説明】
１　　記録再生装置
２　　磁界変調コイル基板
３　　レンズ支持基板
４　　磁界変調コイル
５　　磁性体層
６　　レンズ
７　　光路
８　　レンズと磁界変調コイル基板との接着層
９　　レンズとレンズ基板との接着層
１１　　レンズとレンズホルダーとの接着層
１２　　レンズホルダー
１３　　レンズ基板
２１　　１層めのマスキング材
２２　　２層めのマスキング材
２３　　マスキング材が塗布されていない部分
２４　　選択的にブラスト研磨される部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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