(57)【要約】  光源からの光束を光学素子で集光し、反射面で反射してスポット光にする光記録ヘッドで、光源あるいは光学素子を所定の位置に支持する支持部と、光束を反射させるための反射面とを一体的に形成したので、位置決め等が不要で、高い効率で微小なスポットに集光できる高さの低い光記録ヘッド及び光記録装置を提供することができる。
2007125730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対する情報記録に光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光源部を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備えたことを特徴とする光記録ヘッド。
【請求項２】
前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項３】
前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の光記録ヘッド。
【請求項４】
情報記録を行う記録媒体上を、前記記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、
前記スライダの前記記録媒体に対する相対的な移動方向に交差する方向に沿って前記スライダを貫くように前記スライダに設けられた光導波路と、を有し、
前記反射面で反射された光束は、前記光導波路の端面に集光されることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項５】
前記支持体と前記スライダとは、一体的に形成されていることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の光記録ヘッド。
【請求項６】
前記支持体は、シリコンからなることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第５項の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項７】
前記支持体は、前記光学素子を支持する光学素子支持部を有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第６項の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項８】
前記支持部は、Ｖ字溝形状であることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項９】
磁気による情報記録を行う磁気記録素子を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第８項の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１０】
記録媒体と、
請求の範囲第１項乃至第９項の何れか１項に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする光記録装置。
【請求項１１】
記録媒体に対する情報記録に光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光学素子を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備えたことを特徴とする光記録ヘッド。
【請求項１２】
前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１３】
前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする請求の範囲第１１項または第１２項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１４】
情報記録を行う記録媒体上を、前記記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、
前記スライダの前記記録媒体に対する相対的な移動方向に交差する方向に沿って前記スライダを貫くように前記スライダに設けられた光導波路と、を有し、
前記反射面で反射された光束は、前記光導波路の端面に集光されることを特徴とする請求の範囲第１１項乃至第１３項の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１５】
前記支持体と前記スライダとは、一体的に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１６】
前記支持体は、シリコンからなることを特徴とする請求の範囲第１１項乃至第１５項の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１７】
前記支持体は、前記光学素子を支持する光学素子支持部を有することを特徴とする請求の範囲第１１項乃至第１６項の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１８】
磁気による情報記録を行う磁気記録素子を備えたことを特徴とする請求の範囲第１１項乃至第１７項の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１９】
記録媒体と、
請求の範囲第１１項乃至第１８項の何れか１項に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする光記録装置。
【請求項２０】
記録媒体に対する情報記録に光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記高原部および光学素子を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備えたことを特徴とする光記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録ヘッド及び光記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録方式では、記録密度が高くなると磁気ビットが外部温度等の影響を顕著に受けるようになる。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界も大きくなる。記録ヘッドによって発生する磁界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。そこで、記録時に記録媒体を局所的に加熱して磁気軟化を生じさせ、保磁力が小さくなった状態で記録し、その後に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方式が提案されている。この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、加熱は光の吸収を利用して行われるのが一般的であり、加熱に光を用いる方式は光アシスト式と呼ばれている。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、高屈折率のシリコンをソリッドイマージョンレンズに用いた光ヘッドに特定波長のレーザー光を照射することにより微小なスポット径を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
また、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を利用する近接場光ヘッドも利用されているが、従来の近接場光ヘッドは光効率が悪い、という課題があった。【０００６】
そのため、基板上に形成された透明なスライダに、レンズとプラズモン発生用の金属格子を設けて光の利用効率を上げる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。【０００７】
この方式では適当な波長のレーザー光を光学系によって集光し、数十ｎｍの大きさの金属（プラズモンプローブと呼ばれる。）に照射して近接場光を発生させ、その近接場光を加熱手段として用いている。
【特許文献１】特開２０００−９０４７５号公報
【特許文献２】特開２００３−６９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１で開示されている方法は、ソリッドイマージョンレンズを用いた構成であるので、光ヘッドの上方から光を入射させる必要がある。そのため、光ヘッドの高さが非常に高くなるという課題がある。【０００９】
一方、特許文献２で開示されている方法は、光源からの光をプラズモン発生用金属回折格子に導くための偏向素子による光損失が大きく、光の利用効率が悪かった。また、シリコン基板と透明スライダの間に光ファイバーを配置する構成なので、光ヘッドの高さが高くなるという課題があった。【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、高い効率で微小なスポットに集光できる、薄型の光記録ヘッド及び光記録装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の課題は、下記構成により解決することができる。【００１２】
１．記録媒体に対する情報記録に光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光源部を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備えたことを特徴とする光記録ヘッド。【００１３】
２．前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする１に記載の光記録ヘッド。【００１４】
３．前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする１または２に記載の光記録ヘッド。【００１５】
４．情報記録を行う記録媒体上を、前記記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、
前記スライダの前記記録媒体に対する相対的な移動方向に交差する方向に沿って前記スライダを貫くように前記スライダに設けられた光導波路と、を有し、
前記反射面で反射された光束は、前記光導波路の端面に集光されることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の光記録ヘッド。【００１６】
５．前記支持体と前記スライダとは、一体的に形成されていることを特徴とする４に記載の光記録ヘッド。【００１７】
６．前記支持体は、シリコンからなることを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の光記録ヘッド。【００１８】
７．前記支持体は、前記光学素子を支持する光学素子支持部を有することを特徴とする１乃至６の何れか１項に記載の光記録ヘッド。【００１９】
８．前記支持部は、Ｖ字溝形状であることを特徴とする１乃至７の何れか１項に記載の光記録ヘッド。【００２０】
９．磁気による情報記録を行う磁気記録素子を備えたことを特徴とする１乃至８の何れか１項に記載の光記録ヘッド。【００２１】
１０．記録媒体と、
１乃至９の何れか１項に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする光記録装置。【００２２】
１１．記録媒体に対する情報記録に光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光学素子を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備えたことを特徴とする光記録ヘッド。【００２３】
１２．前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする１１に記載の光記録ヘッド。【００２４】
１３．前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする１１または１２に記載の光記録ヘッド。【００２５】
１４．情報記録を行う記録媒体上を、前記記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、
前記スライダの前記記録媒体に対する相対的な移動方向に交差する方向に沿って前記スライダを貫くように前記スライダに設けられた光導波路と、を有し、
前記反射面で反射された光束は、前記光導波路の端面に集光されることを特徴とする１１乃至１３の何れか１項に記載の光記録ヘッド。【００２６】
１５．前記支持体と前記スライダとは、一体的に形成されていることを特徴とする１４に記載の光記録ヘッド。【００２７】
１６．前記支持体は、シリコンからなることを特徴とする１１乃至１５の何れか１項に記載の光記録ヘッド。【００２８】
１７．前記支持体は、前記光学素子を支持する光学素子支持部を有することを特徴とする１１乃至１６の何れか１項に記載の光記録ヘッド。【００２９】
１８．磁気による情報記録を行う磁気記録素子を備えたことを特徴とする１１乃至１７の何れか１項に記載の光記録ヘッド。【００３０】
１９．記録媒体と、
１１乃至１８の何れか１項に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする光記録装置。【００３１】
２０．記録媒体に対する情報記録に光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記高原部および光学素子を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備えたことを特徴とする光記録ヘッド。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、光源からの光束を光学素子で集光し、反射面で反射してスポット光にする光記録ヘッドで、光源あるいは光学素子を所定の位置に支持する支持部と、光束を反射させるための反射面とを一体的に形成したので、位置決め等が不要で、高い効率で微小なスポットに集光でき、高さの低い光記録ヘッド及び光記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】光アシスト式磁気記録装置の概略構成例を示す斜視図である。
【図２】光記録ヘッドの実施例１を示す断面図である。
【図３】光記録ヘッドの実施例２を示す断面図である。
【図４】光記録ヘッドの実施例３を示す断面図である。
【図５】球レンズ１５を用いた支持体１３の製造工程を説明する説明図である。
【図６】回折光学素子を用いた支持体１３の製造工程を説明する説明図である。
【図７】支持体１３に回折光学素子４０に取り付ける状態を説明する説明図である。
【図８】支持体とスライダを一体にした例を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  筐体
２  ディスク
３  光記録ヘッド
１０  磁気記録装置
１１  スライダ
１２Ａ  導波路
１２Ｂ  磁気記録部
１２Ｃ  磁気再生部
１３  支持体
１３ｃ  全反射面
１４  光ファイバー（光源部）
１５  球レンズ（光学系）
１６  半球レンズ（光学系）
３０  平凸レンズ（光学系）
４０  回折光学素子（光学系）
４１  半導体レーザ（光源部）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る光記録ヘッドの一例としての光アシスト式の磁気記録ヘッドと、それを備えた磁気記録装置を、図面を参照しつつ説明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。なお、各実施の形態の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。【００３６】
図１に、光アシスト式の磁気記録ヘッドを搭載した磁気記録装置の一例として、ハードディスク装置の概略構成図を示す。この磁気記録装置１０は、記録用のディスク（磁気記録媒体）２と、支軸５を支点として矢印Ａ方向（トラッキング方向）に回転可能に設けられたサスペンション４と、サスペンション４に取り付けられたトラッキング用のアクチュエータ６と、サスペンション４の先端部に取り付けられた光アシスト式の磁気記録ヘッド３と、ディスク２を矢印Ｂ方向に回転させるモータ（不図示）と、を筐体１内に備えており、磁気記録ヘッド３がディスク２上で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。磁気記録装置１０は、さらに制御部２０を備え、上述した光アシスト式の磁気記録ヘッド３および磁気記録装置１０の各部の動作は、制御部２０によって制御される。【００３７】
図２、図３、図４に示す磁気記録ヘッド３は、ディスク２に対する情報記録に光を利用する本発明の実施形態である光記録ヘッドであって、図１に示すような半導体レーザ４１と光ファイバー１４等から成る光源部と、ディスク２の被記録部分を近赤外レーザー光でスポット加熱するための導波路１２Ａを備えた光アシスト部と、光源部からの近赤外レーザー光を光アシスト部に導く光学系と、ディスク２の被記録部分に対して磁気情報の書き込みを行う磁気記録部１２Ｂと、ディスク２に記録されている磁気情報の読み取りを行う磁気再生部１２Ｃと、を備えている。光源部を構成している半導体レーザ４１は近赤外光源であり、半導体レーザ４１から射出した近赤外波長（１５５０ｎｍ、１３１０ｎｍ等）のレーザー光は、光ファイバー１４で所定位置まで導光される。光源部から射出した近赤外レーザー光は、光学系により導波路１２Ａに導光され、光入射側端面から入射した光が導波路１２Ａを通って反対側の端面を経て磁気記録ヘッド３から射出する。導波路１２Ａから射出した近赤外レーザー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の照射部分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。その保磁力の低下した状態の照射部分に対して、磁気記録部１２Ｂにより磁気情報が書き込まれる。この磁気記録ヘッド３の詳細を以下に説明する。【００３８】
図２、図３および図４に、磁気記録ヘッド３の具体的な光学構成（光学面形状，光路等）を、それぞれ実施例１、２および３として光学断面で示し、また、実施例１〜３のコンストラクションデータを以下に挙げる。各実施例のコンストラクションデータにおいて、ｒｉ（ｉ＝０，１，２，３，．．．）は光源部側から数えてｉ番目の面Ｓｉ（ｉ＝０，１，２，３，．．．）の曲率半径（ｎｍ）、ｄｉ（ｉ＝０，１，２，３，．．．）は光源部側から数えてｉ番目の軸上面間隔（ｎｍ）をそれぞれ示しており、Ｎｉ（ｉ＝０，１，２，３，．．．）は光源部側から数えてｉ番目の媒質の使用波長に対する屈折率を示しており、Ｘ軸傾きａｉ（ｉ＝０，１，２，３，．．．）とｙ軸偏心ｂｉ（ｉ＝０，１，２，３，．．．）は互いに直交するＸＹ座標系における面Ｓｉの傾き角度（°）と偏心量（ｎｍ）をそれぞれ示している。なお、光源位置は光ファイバー１４の射出端面に相当する。また、光源のＮＡ（ｎｕｍｅｔｒｉａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）及び使用波長をあわせて示す。【００３９】
《実施例１》
光源のＮＡ＝０．０８３３３
使用波長：１．３１（μｍ）【００４０】
【表１】
2007125730.tif 000003
【００４１】
《実施例２》
光源のＮＡ＝０．０８３３３
使用波長：１．３１（μｍ）【００４２】
【表２】
2007125730.tif 000004
【００４３】
《実施例３》
光源のＮＡ＝０．０８３３３
使用波長：１．３１（μｍ）【００４４】
【表３】
2007125730.tif 000005
【００４５】
実施例１〜３（図２〜図４）は光路中に全反射のあるタイプの磁気記録ヘッドであり、図１中の磁気記録ヘッド３に相当するものである。図２〜図４において、１１はスライダ、１２Ａは光導波路、１２Ｂは磁気記録部、１２Ｃは磁気再生部、１３は支持体、１４は光ファイバー、１５は球レンズである。また、図３、図４において１６は半球レンズである。なお、球レンズ１５、半球レンズ１６は本発明の光学素子である。【００４６】
光ファイバー１４と球レンズ１５とを所定の位置に支持する支持体１３は、シリコンから形成された透明な部材であり、入射した光束を全反射する全反射面１３ｃを有している。なお、実施例１〜３の支持体１３はシリコンを用いているが、シリコン以外の材料でもよい。具体的には、光学ガラス（例えばＳＦ６等）や光学樹脂（例えばアクリル、ポリカーボネートまたはシクロオレフィン系（商品名ＺＥＯＮＥＸ：日本ゼオン）樹脂等）でもよい。光学ガラスの場合は母材を金型内で再加熱して成型する方法を、光学樹脂の場合はインジェクションモールド法で作成する方法を用いることができ、いずれの場合も、安価に大量に安定して作成することができる。【００４７】
中でも、シリコンは光学ガラスや光学樹脂と比べると屈折率が非常に大きいので、支持体１３としてシリコンを用いることで、全反射角度の設定が容易であったり、光学素子の曲率を小さくすることができるために、誤差感度を低くすることができたりという利点がある。【００４８】
実施例１〜３において、磁気記録部１２Ｂはディスク２に対して磁気情報の書き込みを行う磁気記録素子であり、磁気再生部１２Ｃはディスク２に記録されている磁気情報の読み取りを行う磁気再生素子であり、導波路１２Ａはディスク２の被記録部分を近赤外レーザー光でスポット加熱するための光アシスト素子である。【００４９】
光アシスト式で超高密度記録を行う場合に必要なスポット径が２０ｎｍ程度であり、一方、光の利用効率を考えると、導波路１２Ａの入口におけるモードフィールド径（ＭＦＤ）は０．３μｍ程度が望ましい。そのままの大きさでは光入射が困難であるため、スポット径を５μｍ程度から数１００ｎｍまで小さくするスポットサイズ変換を行う必要がある。導波路１２Ａは本発明のスポット変換導波路であり、光入力側のモードフィールド径をスポットサイズ変換して、光出力側のモードフィールド径を小さくしている。例えば、モードフィールド径を小さくするために、導波路１２内部のコアの形状は光入力側から光出力側にかけて徐々に広くなっている。【００５０】
なお、各実施例ではディスク２の記録領域の進入側から退出側にかけて、磁気再生部１２Ｃ、導波路１２Ａ、磁気記録部１２Ｂの順に配置されているが、配置順はこれに限らない。導波路１２Ａの退出側直後に磁気記録部１２Ｂが位置すればよいので、例えば、導波路１２Ａ、磁気記録部１２Ｂ、磁気再生部１２Ｃの順に配置してもよい。【００５１】
実施例１の磁気記録ヘッド３は、光ファイバー１４を含む光源部と、その光ファイバー１４からの近赤外レーザー光を導波路１２Ａに導くための球レンズ１５及び支持体１３の全反射面１３ｃから成る光学系と、光源部及び光学系が取り付けられる支持体１３と、支持体１３が取り付けられた状態でディスク２上で浮上しながら相対的に移動するスライダ１１と、で構成されている。【００５２】
スライダ１１はディスク２上を浮上しながら相対的に移動するが、ディスク２に付着したごみが存在する場合や、ディスク２に欠陥がある場合には、ディスク２に接触する可能性がある。その場合に発生するスライダ１１の摩耗を低減するため、スライダ１１の材質には耐摩耗性の高い硬質の材料を用いることが望ましい。例えば、Ａｌ２０３を含むセラミック材料、例えばＡｌＴｉＣやジルコニア、ＴｉＮなどを用いれば良い。また、摩耗防止処理として、スライダ１１のディスク２側の面に耐摩耗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。【００５３】
実施例２、３の磁気記録ヘッド３は、光ファイバー１４を含む光源部と、その光ファイバー１４からの近赤外レーザー光を導波路１２Ａに導くための球レンズ１５、半球レンズ１６及び支持体１３の全反射面１３ｃから成る光学系と、光源部及び光学系が取り付けられる支持体１３と、支持体１３が取り付けられた状態でディスク２上で浮上しながら相対的に移動するスライダ１１と、で構成されている。実施例１〜３におけるスライダ１１内には、導波路１２Ａ、磁気記録部１２Ｂ及び磁気再生部１２Ｃがスライダ１１と一体化された状態で設けられている。導波路１２Ａはスライダの移動方向に対して交差する方向にスライダを貫くように構成されている。また、実施例１〜３において光学素子から支持体１３に入射した光束は、支持体１３の全反射面１３ｃで全反射した後に集光するように構成されている。【００５４】
実施例１（図２）の光学構成を説明する。支持体１３には異方性エッチングでＶ溝（不図示）が設けられており、そのＶ溝に直径１２５μｍの光ファイバー１４が設置されている。光ファイバー１４の光射出側端面は、光束が光ファイバー１４から右下方に射出した後、球レンズ１５に入射するように斜めに形成されている。球レンズ１５は、直径１５μｍのサファイアガラス球から成る等倍光学系であり、球レンズ１５を通過した光束は、支持体１３に入射し、支持体１３に形成された全反射面１３ｃでの全反射により偏向される。全反射面１３ｃはシリコン単結晶にエッチング溶液を作用させる異方性エッチング法により形成されている。全反射面１３ｃの頂角は約７０°である。支持体１３の構成及び製造工程については後に詳しく説明する。【００５５】
全反射面１３ｃで偏向された光束は、支持体１３の端面に集光し、直下の導波路１２Ａとの結合が完了する。光ファイバー１４のモードフィールド径は約１０μｍであり、導波路１２Ａのモードフィールド径も約１０μｍであるため、この光学系の倍率は１：１である。導波路１２Ａから射出した光束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の照射部分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。その保磁力の低下した状態の照射部分に対して、磁気記録部１２Ｂにより磁気情報の書き込みが行われる。【００５６】
実施例２（図３）の光学構成を説明する。支持体１３には異方性エッチングで溝（不図示）が設けられており、そのＶ溝に直径１２５μｍの光ファイバー１４が設置されている。光ファイバー１４の光射出側端面は、光束が光ファイバー１４から右方に射出した後、球レンズ１５に入射するように斜めに形成されている。球レンズ１５は直径０．１５ｍｍのガラス球（ＢＫ７）から成り、光束は球レンズ１５で略コリメートされる。球レンズ１５を通過した光束は、半球レンズ１６に入射する。半球レンズ１６は直径０．０１３２８５ｍｍのガラス半球（ＢＫ７）から成り、支持体１３の球レンズ１５に対向する面に接着されている。球レンズ１５から射出した略コリメート光束は、半球レンズ１６で集光された後、全反射面１３ｃでの全反射により偏向される。全反射面１３ｃは頂角が約７０°であり、異方性エッチングにより形成されている。全反射面１３ｃで偏向された光束は、支持体１３の端面に集光し、直下の導波路１２Ａとの結合が完了する。光ファイバー１４のモードフィールド径は約１０μｍであり、導波路１２Ａのモードフィールド径も約１０μｍであるため、この光学系の倍率は１：１である。導波路１２Ａから射出した光束が微小な光スポットとしてディスク２（図１）に照射されると、ディスク２の照射部分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。その保磁力の低下した状態の照射部分に対して、磁気記録部１２Ｂにより磁気情報の書き込みが行われる。【００５７】
このように、入射光を全反射面１３ｃで反射させてから導波路１２Ａに入射させるため、光記録ヘッドの高さを低くすることができる。また、全反射を利用しているので、反射面にミラーコーティング等の処理が不要であり、安定性が高く、コスト面でも優れている。また、シリコンを素材として偏向素子を形成すると、屈折率が高いので全反射を利用できる角度の範囲が広く、設計の自由度を増すことができる。また、このような構成にすると比較的ヘッドの作製が容易で、光学素子の安定性も良くなる。【００５８】
特に、実施例２のようにファイバー端の研磨角度が逆テーパーとなる構成にする場合には、支持体１３の厚みを薄くすることができる。【００５９】
次に、光学系の倍率が１：１以外の実施例について説明する。【００６０】
図４は第３の実施例であり、光学系の倍率が１：２の構成例である。【００６１】
実施例３（図４）の光学構成を説明する。支持体１３には異方性エッチングで作られたＶ溝（不図示）が設けられており、そのＶ溝に直径１２５μｍの光ファイバー１４が設置されている。光ファイバー１４の光射出側端面は、光束が光ファイバー１４から右上方に射出した後、球レンズ１５に入射するように斜めに構成されている。球レンズ１５は直径０．１５ｍｍのガラス球（ＢＫ７）から成り、光束は球レンズ１５で略コリメートされる。半球レンズ１６は直径０．０４５ｍｍのガラス半球（ＢＫ７）から成り、支持体１３の球レンズ１５に対向する面に接着されている。球レンズ１５から射出した略コリメート光束は、半球レンズ１６で集光された後、全反射面１３ｃでの全反射により偏向される。全反射面１３ｃは頂角が約７０°であり、異方性エッチングにより形成されている。全反射面１３ｃで偏向された光束は、直下の導波路１２Ａに対して集光され、光導波路との結合が完了する。光ファイバー１４のモードフィールド径は約１０μｍであり、導波路１２Ａのモードフィールド径は約５μｍであるため、この光学系の倍率は１：２である。【００６２】
このように、光ファイバー１４（光源部）から光学素子に入射した光束は、支持体１３の内部を透過して全反射面１３ｃで全反射して、支持体の下部端面に集光するので、磁気記録ヘッド３の高さを低くすることができる。また、支持体１３が偏向素子の機能も備えているので、部品点数を削減でき、小型、軽量化、低価格化することができる。【００６３】
また、実施例３では類似の光学構成を持つ実施例２と比べて、小さな光スポットサイズを得ることができる。さらに、半球レンズ１６と支持体１３を小型化することができるので、磁気記録ヘッド３全体を小型化できる。【００６４】
次に、光記録ヘッドの支持体１３の製造方法と構成について、図５を用いて詳細を説明する。図５は、光学系に球レンズ１５を用いた光記録ヘッドにおける支持体１３の製造工程を説明する説明図である。【００６５】
図５の（１−ａ）〜（５−ａ）は正面図、（１−ｂ）〜（５−ｂ）は側面図である。図
５（１−ａ）、（１−ｂ）から順に工程に沿って説明する。【００６６】
図５（１−ａ）、（１−ｂ）は、支持体１３の材料である直方体のシリコン単結晶にマスク３０ａをパターンニングした状態を示している。シリコン単結晶の大きさは、一例として図に示す記号Ｄ＝１．２ｍｍ、記号Ｗ＝１．０ｍｍ、記号Ｈ＝０．３ｍｍ程度である。このようにマスク３０ａをパターンニングした後、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）やイオンミリングなどの方法でエッチングを行う。【００６７】
図５（２−ｂ）は、前工程でエッチングを行った結果、シリコン単結晶の一部が剥離して段差ができた状態を示している。支持体１３の右側面、左側面をエッチングするため、図５（２−ａ）、（２−ｂ）のように支持体１３にマスク３０ｂが貼り付けられている。【００６８】
図５（２−ａ）、（２−ｂ）の状態で、エッチング溶液を作用させて異方性エッチングを行う。異方性エッチングを用いると、１ミクロン以下の精度で形状の加工ができるので、精度良く加工することができる。【００６９】
図５（３−ａ）、（３−ｂ）は、前工程で異方性エッチングを行った結果、右側面と左側面に斜面が形成された状態を示している。右側面の斜面は全反射面１３ｃである。さらにＶ溝１３ａと取り付け穴１３ｂをエッチングするため、図５（３−ａ）、（３−ｂ）のようにマスク３０ｃが支持体１３にパターンニングされる。その後、エッチング溶液を作用させて異方性エッチングを行う。【００７０】
図５（４−ａ）、（４−ｂ）は、前工程で異方性エッチングを行った結果、支持体１３にＶ溝１３ａと取り付け穴１３ｂが形成された状態を示している。このように、異方性エッチングを用いて製作したので、支持体１３上に精度良くＶ溝１３ａと取り付け穴１３ｂが形成できる。【００７１】
図５（５−ａ）、（５−ｂ）は光ファイバー１４をＶ溝１３ａに、球レンズ１５を取り付け穴１３ｂに取り付け接着した状態を示している。このように構成された光学系の光源に赤外光を用いると、異方性エッチングで加工した支持体１３の製造誤差が、光源の波長と比較して十分に小さいので調整を行う必要がない。また、光源に赤外光を用いるもう一つの理由は、１．２μｍ以上の波長の光は、シリコンから成る支持体内を透過しやすく、光の利用効率が高いからである。【００７２】
光ファイバー１４から射出した近赤外の光束は、図５（５−ａ）、（５−ｂ）の右方向に射出した後、球レンズ１５に入射する。球レンズ１５は、直径０．１５ｍｍのサファイアガラス球から成る等倍光学系であり、球レンズ１５を通過した光束は、支持体１３に入射し、支持体１３に形成された全反射面１３ｃでの全反射により偏向される。全反射面１３ｃで偏向された光束は、支持体１３の端面に集光される。【００７３】
このように、光束は、支持体１３の端面に集光するまで高屈折率のシリコンから成る支持体１３内を透過するので、スポット径を小さくすることができる。シリコンの屈折率は例えば３．５程度であり、例えば屈折率１．７のガラス材料などを用いる場合と比べてスポット径を約１／２にすることができる。【００７４】
次に、光学系に回折光学素子を用いた光記録ヘッドにおける支持体１３の製造方法と構成について、図６を用いて図５と異なる点を説明する。図６は、光学系に回折光学素子を用いた光記録ヘッドにおける支持体１３の製造工程を説明する説明図である。【００７５】
図６の（１−ａ）〜（５−ａ）は正面図、（１−ｂ）〜（５−ｂ）は側面図である。【００７６】
図６（１−ａ）、（１−ｂ）、（２−ａ）、（２−ｂ）は図５（１−ａ）、（１−ｂ）、（２−ａ）、（２−ｂ）と同じ工程であり説明を省略する。【００７７】
図６（３−ａ）、（３−ｂ）は前工程で異方性エッチングを行った結果、右側面と左側面に斜面が形成された状態を示している。右側面の斜面は全反射面１３ｃである。本実施形態では取り付け穴１３ｄと取り付け穴１３ｅをエッチングするため、図６（３−ａ）、（３−ｂ）のようにマスク３０ｄが支持体１３にパターンニングされる。その後、エッチング溶液を作用させて異方性エッチングを行う。【００７８】
図６（４−ａ）、（４−ｂ）は前工程で異方性エッチングを行った結果、支持体１３に取り付け穴１３ｄと取り付け穴１３ｅが形成された状態を示している。このように、異方性エッチングを用いて制作したので、支持体１３上に１ミクロン以下の精度で取り付け穴１３ｄと取り付け穴１３ｅが形成できる。【００７９】
図６（５−ａ）、（５−ｂ）において４１は近赤外光を発光する半導体レーザ、４０は回折光学素子である。回折光学素子４０はシリコン材料からＬＳＩ製造技術で量産加工できるので安価であり、形状も非常に小さい。図６（５−ａ）、（５−ｂ）のように、半導体レーザ４１を取り付け穴１３ｄに、回折光学素子４０を取り付け穴１３ｅに取り付け接着した状態を示している。【００８０】
半導体レーザ４１から射出した近赤外の光束は図６（５−ａ）、（５−ｂ）の右方向に射出した後、回折光学素子４０に入射する。回折光学素子４０は、直径１２５μｍのシリコンから成る等倍光学系であり、回折光学素子４０を通過した光束は、支持体１３に入射し、支持体１３に形成された全反射面１３ｃでの全反射により偏向される。全反射面１３ｃで偏向された光束は、支持体１３の端面に集光される。【００８１】
図７は支持体１３に回折光学素子４０に取り付ける状態を説明する説明図である。【００８２】
図７では、取り付け穴１３ｄに半導体レーザ４１がすでに取り付けられ、取り付け穴１３ｅに回折光学素子４０を取り付けようとする状態を示している。このように、異方性エッチングで精度良く形成された取り付け穴に、各部品を取り付けるので調整等が不要であり、製造工程を簡略化できる。【００８３】
次に、支持体１３とスライダ１１を一体にした実施形態について説明する。【００８４】
図８は支持体とスライダを一体にした例を説明する説明図である。図２の実施例１で説明した光記録ヘッドと光学系の構成は全く同一であるが、スライダ部分が支持体１３とシリコン材料から一体に形成されている点が異なる。【００８５】
支持体１３の光源と光学素子を支持する面は、図５、図６で説明したエッチング工程を繰り返すことにより所望の形状が得られる。同様に、導波路１２Ａ、磁気記録部１２Ｂ、磁気再生部１２Ｃを形成する穴も、エッチング工程により形成する。【００８６】
図８の４５は被膜であり、ディスク２に対する対摩耗性を増すように設けている。例えば、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）被膜を用いると、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。【００８７】
以上に述べたように、本発明によれば、光源からの光束を光学素子で集光し、反射面で反射してスポット光にする光記録ヘッドで、光源あるいは光学素子を所定の位置に支持する支持部と、光束を反射させるための反射面とを一体的に形成したので、位置決め等が不要で、高い効率で微小なスポットに集光でき、高さの低い光記録ヘッド及び光記録装置を提供することができる。【００８８】
尚、本発明に係る光記録ヘッドおよび光記録装置を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【図１】
2007125730.tif 000006
【図２】
2007125730.tif 000007
【図３】
2007125730.tif 000008
【図４】
2007125730.tif 000009
【図５】
2007125730.tif 000010
【図６】
2007125730.tif 000011
【図７】
2007125730.tif 000012
【図８】
2007125730.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月12日(2008.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光源部を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備え、
前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする光記録ヘッド。
【請求項２】
前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする請求項１に記載の光記録ヘッド。
【請求項３】
情報記録を行う記録媒体上を、前記記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、
前記スライダの前記記録媒体に対する相対的な移動方向に交差する方向に沿って前記スライダを貫くように前記スライダに設けられた光導波路と、を有し、
前記反射面で反射された光束は、前記光導波路の端面に集光されることを特徴とする請求項１または２に記載の光記録ヘッド。
【請求項４】
前記支持体と前記スライダとは、一体的に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光記録ヘッド。
【請求項５】
前記支持体は、シリコンからなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項６】
前記支持体は、前記光学素子を支持する光学素子支持部を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項７】
前記支持部は、Ｖ字溝形状であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項８】
磁気による情報記録を行う磁気記録素子を備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項９】
記録媒体と、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする光記録装置。
【請求項１０】
記録媒体に対して光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光学素子を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備え、
前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする光記録ヘッド。
【請求項１１】
前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする請求項１０に記載の光記録ヘッド。
【請求項１２】
情報記録を行う記録媒体上を、前記記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、
前記スライダの前記記録媒体に対する相対的な移動方向に交差する方向に沿って前記スライダを貫くように前記スライダに設けられた光導波路と、を有し、
前記反射面で反射された光束は、前記光導波路の端面に集光されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光記録ヘッド。
【請求項１３】
前記支持体と前記スライダとは、一体的に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の光記録ヘッド。
【請求項１４】
前記支持体は、シリコンからなることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１５】
前記支持体は、前記光学素子を支持する光学素子支持部を有することを特徴とする請求項１０乃至１４の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１６】
磁気による情報記録を行う磁気記録素子を備えたことを特徴とする請求項１０乃至１５の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【請求項１７】
記録媒体と、
請求項１０乃至１６の何れか１項に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする光記録装置。
【請求項１８】
記録媒体に対して光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光源部および前記光学素子を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備え、
前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする光記録ヘッド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
１．記録媒体に対して光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光源部を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備え、
前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする光記録ヘッド。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
２．前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする１に記載の光記録ヘッド。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
３．情報記録を行う記録媒体上を、前記記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、
前記スライダの前記記録媒体に対する相対的な移動方向に交差する方向に沿って前記スライダを貫くように前記スライダに設けられた光導波路と、を有し、
前記反射面で反射された光束は、前記光導波路の端面に集光されることを特徴とする１または２に記載の光記録ヘッド。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
４．前記支持体と前記スライダとは、一体的に形成されていることを特徴とする３に記載の光記録ヘッド。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
５．前記支持体は、シリコンからなることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
６．前記支持体は、前記光学素子を支持する光学素子支持部を有することを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
７．前記支持部は、Ｖ字溝形状であることを特徴とする１乃至６の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
８．磁気による情報記録を行う磁気記録素子を備えたことを特徴とする１乃至７の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
９．記録媒体と、
１乃至８の何れか１項に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする光記録装置。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
１０．記録媒体に対して光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光学素子を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備え、
前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする光記録ヘッド。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
１１．前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする１０に記載の光記録ヘッド。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
１２．情報記録を行う記録媒体上を、前記記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、
前記スライダの前記記録媒体に対する相対的な移動方向に交差する方向に沿って前記スライダを貫くように前記スライダに設けられた光導波路と、を有し、
前記反射面で反射された光束は、前記光導波路の端面に集光されることを特徴とする１０または１１に記載の光記録ヘッド。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
１３．前記支持体と前記スライダとは、一体的に形成されていることを特徴とする１２に記載の光記録ヘッド。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
１４．前記支持体は、シリコンからなることを特徴とする１０乃至１３の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
１５．前記支持体は、前記光学素子を支持する光学素子支持部を有することを特徴とする１０乃至１４の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
１６．磁気による情報記録を行う磁気記録素子を備えたことを特徴とする１０乃至１５の何れか１項に記載の光記録ヘッド。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
１７．記録媒体と、
１０乃至１６の何れか１項に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする光記録装置。
【請求項１８】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
１８．記録媒体に対して光による情報記録を行う光記録ヘッドにおいて、
光を射出する光源部と、
前記光源部から入射した光束を集光し射出するための光学素子と、
前記光源部および前記光学素子を所定の位置に支持する支持部と、前記光学素子から入射した光束を反射させるための反射面と、を有する支持体と、を備え、
前記反射面で反射された光束は、前記支持体の端面に集光されることを特徴とする光記録ヘッド。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明によれば、光源からの光束を光学素子で集光し、反射面で反射してスポット光にする光記録ヘッドで、光源あるいは光学素子を所定の位置に支持する支持部と、光束を反射させるための反射面とを支持体として一体的に形成し、反射面で反射された光束が支持体の端面に集光されるようにしたので、位置決め等が不要で、高い効率で微小なスポットに集光でき、高さの低い光記録ヘッド及び光記録装置を提供することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
以上に述べたように、本発明によれば、光源からの光束を光学素子で集光し、反射面で反射してスポット光にする光記録ヘッドで、光源あるいは光学素子を所定の位置に支持する支持部と、光束を反射させるための反射面とを支持体として一体的に形成し、反射面で反射された光束が支持体の端面に集光されるようにしたので、位置決め等が不要で、高い効率で微小なスポットに集光でき、高さの低い光記録ヘッド及び光記録装置を提供することができる。
【国際調査報告】
2007125730.tif 000014
2007125730.tif 000015
2007125730.tif 000016
2007125730.tif 000017