(57)【要約】【課題】  放熱体による放熱作用の低下、および、渦電流損失による磁界発生効率の低下を最小限とした、最適な光磁気ヘッドを提供する。【解決手段】  ディスクＤに光スポットを形成するレンズ１２０と、このレンズ１２０と上記ディスクＤとの間において、レンズ１２０の光学中心を取り巻くように位置する磁界発生用のコイル１４０と、上記コイル１４０の周囲に環状に配置された放熱体１５０とを備えている光磁気ヘッド１０であって、上記コイル１４０の周縁と上記放熱体１５０の内周との距離ｄ３を、７０〜１００μｍに設定した。【選択図】  図２
2005141810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクに光スポットを形成するレンズと、このレンズと上記ディスクとの間において、レンズの光学中心を取り巻くように位置する磁界発生用のコイルと、上記コイルの周囲に環状に配置された放熱体とを備えている光磁気ヘッドであって、
上記コイルの周縁と上記放熱体の内周との距離を、７０〜１００μｍに設定したことを特徴とする、光磁気ヘッド。
【請求項２】
上記レンズと上記コイルとの間には、レンズの光学中心を取り巻くように環状に配置された磁性体が備えられている、請求項１に記載の光磁気ヘッド。
【請求項３】
上記レンズは、ガラス基板の片面側に一体的に取付けられており、このガラス基板の他面側に、上記磁性体、コイル、および放熱体が、透明誘電体材料に埋設された格好で、薄膜形成プロセスによって形成されている、請求項２に記載の光磁気ヘッド。
【請求項４】
上記レンズのディスクと反対側には、同一光学中心をもつ第２のレンズが配置されており、これらのレンズの総合的な開口数は、ＮＡ０．８〜０．９に設定されており、上記コイルの外径は、３００μｍ以下に設定されている、請求項３に記載の光磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の光磁気ヘッドを備えているとともに、表面記録方式のディスクが採用されており、かつ、ディスク表面から上記コイルまでの距離が、３〜５０μｍに設定されていることを特徴とする、光磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光磁気ディスクへのデータの記録・再生を行なうのに用いられる光磁気ヘッド、およびそのような光磁気ヘッドを備えた光磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁界変調記録方式の光磁気ヘッドには、たとえば特許文献１に開示されたものがある。同公報に開示された光磁気ヘッドは、ディスクに光スポットを形成するレンズ、このレンズとディスクとの間に位置する磁界発生用のコイル、および、コイルとレンズとの間に位置する磁性体を備えている。上記コイルに電流を流すと、このコイルは発熱する。このようなコイルから発生する熱の放熱性を高めるために、同公報に所載の構成では、コイルの外周を囲むように放熱体が設けられている。これによれば、ディスクの回転に伴い発生する空気流によって放熱体を冷却し、放熱性を高めることができる。これにより、コイルの発熱による昇温により、光学レンズの屈折率が変化してディスクに適正な光スポットが形成されなくなるといった不具合を解消することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５１１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁界変調記録方式においては、たとえば５０ＭＨｚといった高周波電流が磁界発生用のコイルに流れる。このコイルにより発生する磁界により、コイルの周囲に配置された放熱体を磁束が貫き、この磁界の方向が高周波で反転することにより、放熱体に渦電流が発生する。このような渦電流の発生量は、コイルの周辺部と放熱体との間隔によって変化し、放熱体とコイルとの間の距離が小さいほど大となり、放熱体とコイルとの間の距離が大きいほど小となる。
【０００５】
放熱体とコイルとの間隔が小さい場合、放熱体は、コイルによって発生した熱の放熱作用について優れるが、渦電流による損失が磁界発生効率を低下させてしまうことにもなる。一方、放熱体とコイルとの間隔を大きくすると、放熱体の渦電流の発生は少なくなり、磁界発生効率の低下がそれほど問題となることもないが、放熱体としての本来の作用、すなわち、コイルによって発生した熱の放熱作用が低下してしまう。
【０００６】
渦電流損失による磁界発生効率の低下は、周波数が変わった場合に渦電流損失分、周波数の増加に伴って電流値を増加させる必要があるなど、システムの複雑化を招く。一方、放熱作用の低下は、上記したように、レンズの屈折率の変化によるディスクへの適正な光スポット形成の困難化といった不具合を招く。
【０００７】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、放熱体による放熱作用の低下、および、渦電流損失による磁界発生効率の低下を最小限とした、最適な光磁気ヘッドを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【０００９】
本発明の第１の側面によって提供される光磁気ヘッドは、ディスクに光スポットを形成するレンズと、このレンズと上記ディスクとの間において、レンズの光学中心を取り巻くように位置する磁界発生用のコイルと、上記コイルの周囲に環状に配置された放熱体とを備えている光磁気ヘッドであって、
上記コイルの周縁と上記放熱体の内周との距離を、７０〜１００μｍに設定したことを特徴としている。
【００１０】
これにより、コイルによって発生した熱を放熱体を介して効率的に外部に放散させることができながら、放熱体を磁束が貫くことによって生じる渦電流による損失を少なくすることができる。
【００１１】
好ましい実施の形態において、上記レンズと上記コイルとの間には、レンズの光学中心を取り巻くように環状に配置された磁性体が備えられている。
【００１２】
好ましい実施の形態においてはまた、上記レンズは、ガラス基板の片面側に一体的に取付けられており、このガラス基板の他面側に、上記磁性体、コイル、および放熱体が、透明誘電体材料に埋設された格好で、薄膜形成プロセスによって形成されている。
【００１３】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記レンズのディスクと反対側には、同一光学中心をもつ第２のレンズが配置されており、これらのレンズの総合的な開口数は、ＮＡ０．８〜０．９に設定されている。
【００１４】
好ましい実施の形態においてはまた、上記コイルの外径は、３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下に設定されている。
【００１５】
本発明の第２の側面によって提供される光磁気ディスク装置は、上記第１の側面に係る光磁気ヘッドを備えているとともに、表面記録方式のディスクが採用され、かつ、ディスク表面から上記コイルまでの距離が、５０μｍ以下に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る光磁気ヘッド１０の第１の実施形態を模式的に示している。この光磁気ヘッド１０は、ディスクＤの記録層Ｄ２に光スポットを形成するための光学レンズとして、ディスクＤに近い第１のレンズ部材１００と、この第１のレンズ部材１００よりディスクＤから遠い位置に保持された第２のレンズ部材２００との、２つのレンズ部材が用いられており、これにより、２つのレンズ部材の総合した開口数を、たとえば、ＮＡ０．８〜０．９といったように大きな開口数に設定している。ディスクＤは、いわゆる表面記録方式のものが採用されており、基板Ｄ１の片面側に記録層Ｄ２が形成されているとともに、この記録層Ｄ２を薄膜状の透明保護層Ｄ３で覆っている。光磁気ヘッド１０は、上記ディスクＤの記録層Ｄ２側からレーザ光を照射し、上記のように記録層Ｄ２に光スポットを形成する。
【００１９】
第２のレンズ部材２００は、ディスクＤの半径方向にシーク動可能なキャリッジ３００に対し、電磁アクチュエータ３１０によって少なくともトラッキング方向に微小駆動させられるホルダ２１０に保持されている。一方、第１のレンズ部材１００は、弾性撓み変形可能なサスペンション３２０を介してキャリッジ３００に対して支持されている。このサスペンション３２０により、第１のレンズ部材１００は、ディスクＤに近づくように微小な弾力が付与される。第１のレンズ部材１００と第２のレンズ部材２００とは、ほぼ同軸状の光軸中心をもつように、位置させられている。キャリッジ３００にはまた、第２のレンズ部材２００の下方に、水平方向に対して４５°傾斜する立ち上げミラー３３０が配置されており、図示しない固定光学部から水平方向に進行させられてきた平行レーザ光を反射させて第２のレンズ部材２００および第１のレンズ部材１００に向けて入射させる。上記したように、第１のレンズ部材１００と第２のレンズ部材２００は協働して、ディスクＤの記録面に光スポットを形成する。上記固定光学部には、ビームスプリッタや光検出器も設けられており、記録層Ｄ２によってレーザ光が反射されると、その反射光が上記光検出器で検出される。
【００２０】
図２に、図１に示した光磁気ヘッド１０における第１のレンズ部材１００の構造を、ディスクＤとの関係において示す。図２に表れているように、この第１のレンズ部材１００は、透明のガラス基板１１０と、このガラス基板１１０のディスクＤと反対側の片面に接着された略半球状のレンズ１２０と、ガラス基板１１０のディスクＤ側の面に半導体薄膜形成プロセスによって、透明誘電体１６０に埋設させるように形成された磁性体層１３０、コイル１４０、および、放熱体１５０を備える。
【００２１】
磁性体層１３０は、ニッケル、鉄、あるいはコバルトなどを主成分とする合金からなり、比較的高い飽和磁束密度を有している。この磁性体層１３０は、たとえば、数μｍないし数十μｍの厚みを有するドーナツ円板状に形成され、内部を通過するレーザ光を遮蔽することがないように内径が設定される。
【００２２】
コイル１４０は、ディスクＤにおける光スポットが形成される領域に垂直磁界を発生させるためのものであり、第１のレンズ部材１００の光軸中心ないしこれを通過するレーザ光を取り囲み、かつ、このレーザ光を遮ることのない最小の内径ｄ１を有するように、渦巻き状、または同心円状に形成され、実施形態では、２層に形成されている。このコイル１４０は、たとえば、銅を用い、上記したように、半導体薄膜形成プロセスによって形成され、コイル１４０の線素は、たとえば、数μｍないし数十μｍの厚みおよび幅を有するように形成される。
【００２３】
放熱体１５０は、上記コイル１４０とほぼ同じ層において、上記コイル１４０の外側を取り囲むようにして、ドーナツ円板状に形成されている。この放熱体１５０の材質としては、熱良導体としての、金、銀、銅などが選択されるが、コイル１４０の材質と同じ銅を採用することが、上記コイル１４０の形成プロセスにおいて同時に形成することができるので、最も都合がよい。
【００２４】
さて、この実施形態に係る光磁気ヘッド１０においては、第１のレンズ部材１００は、上記したようにサスペンション３２０によってディスクＤに向けて付勢されている。ディスクＤが回転させられた状態において、この光磁気ヘッド１０をディスクＤに近づけると、第１のレンズ部材１００は、いわゆるスライダとして機能し、ディスクＤの表面に対し、３〜５μｍのすき間を介して浮上する。このようなディスクＤとの関係において、上記したように第１のレンズ部材１００と第２のレンズ部材２００との総合的な開口数をたとえば９に設定した場合、第１のレンズ部材１００を通過するレーザ光を遮ることのないコイル１４０の内径ｄ１は、たとえば、１００μｍとすることができる。これに応じ、コイル１４０の外径ｄ２は、要求発生磁界強度、インピーダンス等を考慮して、たとえば、３００μｍ以内、好ましくは、２００μｍ程度とすることができる。
【００２５】
磁界変調方式による記録時、コイル１４０には、たとえば、２０ＭＨｚ〜５０ＭＨｚの交流電流が流され、これに伴い、このコイル１４０のコア領域にあたる光スポットが形成される部位に垂直交番磁界が発生する。磁性体層１３０は、このような磁界が磁性体層１３０よりも下方に拡がるのを防止し、その結果として上記した垂直磁界の形成を効率的に行うことができる。
【００２６】
上記したようなコイル１４０への交流電流通電時、コイル１４０は発熱し、これに伴い、コイル１４０のコア領域に位置する誘電体層も昇温する。このような昇温は、屈折率の変化といった第１のレンズ部材１００の性能変化、ないしこれに伴うディスクＤへの読み書きエラーを抑制するためにも、可能なかぎり抑制するべきである。放熱体１５０は、コイル１４０による発生熱を外部に放散させる。この実施形態では、この放熱体１５０は、第１のレンズ部材１００におけるディスクＤ側の表面に近い部位に埋設された恰好となっているため、このディスクＤの回転時にこの第１のレンズ部材１００とディスクＤとの間の空気流により、より効率的に冷却させられる。この放熱体１５０は、その内周をコイル１４０に近づけるほど、放熱効果がより高まることは自明の理であるが、そうすると、コイル１４０により発生させられた磁界の磁束が放熱体１５０を横切る量が増え、これによって渦電流損失がより大きくなるという、背反事象が生じる。これまで、このような背反事象を勘案して、コイル１４０と放熱体１５０との最適な位置関係の検討がなさたことがなかったが、本発明は、初めてこの種の光磁気ヘッド１０におけるコイル１４０と放熱体１５０との最適な位置関係を見いだしたものである。
【００２７】
図３は、図２について上述した構成をもつ第１のレンズ部材１００について、コイル１４０により２００Ｏｅの磁界を付与したときのコイルコア部分の温度上昇シミュレーション値と放熱体１５０の渦電流損失をコイル・放熱体間距離ｄ３について示したグラフである。なお、コイル・放熱体間距離ｄ３とは、コイル１４０の外周と放熱体１５０の内周間の距離をいう（図２参照）。ここでは、コイル・放熱体間距離ｄ３として、７μｍ、１００μｍ、および２００μｍについて示している。このグラフから判るように、コイル・放熱体間距離ｄ３が１００μｍを超える領域では、渦電流損失は低レベルである一方、とりわけ、コイル・放熱体間距離ｄ３が７０μｍを下回る領域では、渦電流損失が急上昇する。一方、温度上昇値については、コイル・放熱体間距離ｄ３が１００μｍを超える領域では、急上昇しており、放熱効果が著しく減じられることが判る。このようなことから、放熱効果に関していえば、コイル・放熱体間距離ｄ３が１００μｍを超えないことが必要であり、渦電流損失に関していえば、コイル・放熱体間距離ｄ３が７０μｍを下回る領域は不適であるといえる。したがって、放熱体１５０による放熱効果を確保し、かつ、渦電流損失を許容範囲とするためには、コイル・放熱体間距離ｄ３は、ほぼ７０〜１００μｍの範囲に設定しておくことが、望ましいことが判る。
【００２８】
図４は、本発明に係る光磁気ヘッド１０の第２の実施形態を模式的に示している。この実施形態の光磁気ヘッド１０において、ディスクＤの記録層Ｄ２に光スポットを形成するためのレンズもまた、ディスクＤに近い第１のレンズ部材１００と、この第１のレンズ部材１００に対してディスクＤから遠い第２のレンズ部材２００とによって高ＮＡ化が達成されている。ただし、この実施形態においては、上記２つのレンズは、いずれも電磁アクチュエータ３１０によってトラッキング方向およびフォーカス方向に微小駆動されるホルダ２１０に保持されている。第２のレンズ部材２００の下方にはまた、立ち上げミラー３３０が配置されており、図示しない固定光学部から発せられた平行レーザ光を反射させ、第２のレンズ部材２００および第１のレンズ部材１００に入射させるようになっている。こうして入射されたレーザ光は、第１のレンズ部材１００および第２のレンズ部材２００により、ディスクＤの記録層Ｄ２に光スポットを形成する。ディスクＤから反射させられた光は、同様の経路を逆進し、固定光学部に戻される。固定光学部では、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号が生成され、これらのエラー信号に基づいて、上記電磁アクチュエータ３１０が駆動され、ディスクＤのトラック上に適正な光スポットが形成されるように制御される。
【００２９】
第１のレンズ部材１００の構造としては、図２を参照して第１の実施形態について説明したものと同様、磁性体層１３０、コイル１４０、および、放熱体１５０が、透明誘電体１６０に埋設された構造を採用することができる。しかしながら、この第２の実施形態の場合、第１のレンズ部材１００とディスクＤの表面間の距離は、３０〜５０μｍとされる。２つのレンズ部材によってどのような開口数を達成するかにもよるが、図１に示した浮上スライダ方式の第１のレンズ部材１００に比較し、ディスクＤからの距離が大きいため、第１のレンズ部材１００におけるコイル１４０の内径ｄ１は、それだけ、大きくなる。
【００３０】
この実施形態についても、コイル・放熱体間距離ｄ３には、放熱体１５０の放熱効率を確保しつつ、渦電流損失を最適にすることができる適正な値が存在する。
【００３１】
図４は、第１のレンズ部材１００とディスクＤ間距離を３０μｍに設定し、磁界のロス（渦電流損失に相当）をコイル・放熱体間距離ｄ３について調べた結果を示すグラフである。このグラフから判るように、コイル・放熱体間距離ｄ３がほぼ７０μｍ以上であれば、磁界のロスをほぼ３％以下に抑制することができる。また、放熱効率についていえば、この実施形態の場合についても、図３に示したのと同様の傾向が見られ、したがって、放熱体１５０の放熱効率の観点からは、コイル・放熱体間距離ｄ３は、この実施形態の場合もやはり１００μｍ以下に設定することが望ましい。このように、この実施形態についても、放熱体１５０による放熱効果を確保し、かつ、渦電流損失を許容範囲とするためには、コイル・放熱体間距離ｄ３は、ほぼ７０〜１００μｍの範囲に設定しておくことが望ましいといえる。
【００３２】
以上のように、本発明によれば、とりわけ表面記録方式の光磁気ヘッド１０について、コイル１４０と放熱体１５０間の距離の最適化が達成されることになり、高周波駆動時に発生する渦電流損失による悪影響を受けることなく、コイル１４０の発熱を効率的に外部に放散させることができる。また、単純な回路構成を用いても放熱体１５０での渦電流の発生を抑制することができ、かつ温度上昇も最小に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の光磁気ヘッドの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】第１の実施形態に関し、コイルコア部分の温度上昇シミュレーション値と放熱体の渦電流損失をコイル・放熱体間距離について示したグラフである。
【図４】本発明の光磁気ヘッドの第２の実施形態を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態に関し、磁界のロス（渦電流損失に相当）をコイル・放熱体間距離について調べた結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１０      光磁気ヘッド
１００    第１のレンズ部材
１１０    ガラス基板
１２０    レンズ
１３０    磁性体層
１４０    コイル
１５０    放熱体
２００    第２のレンズ部材
２１０    ホルダ
３００    キャリッジ
３１０    電磁アクチュエータ
３２０    サスペンション
３３０    立ち上げミラー
Ｄ        ディスク
Ｄ１      基板
Ｄ２      記録層
Ｄ３      保護層
ｄ１      コイルの内径
ｄ２      コイルの外径
ｄ３      コイル・放熱体間距離
【図１】
2005141810.tif 000003
【図２】
2005141810.tif 000004
【図３】
2005141810.tif 000005
【図４】
2005141810.tif 000006
【図５】
2005141810.tif 000007