(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されたコイルと、
前記基板上に前記コイルを覆うように形成された保護膜と、
光軸を前記コイルの中心軸と共通にするレンズとを備えた浮上型光ヘッドにおいて、
前記保護膜は、
前記レンズの光軸を含むトップ面と、前記トップ面よりも空気流入側に前記トップ面よりも低いリセス面とを有するセンターレールと、
前記センターレールの両側に設けられ、各々が空気流入側から空気流出側に向かって延びかつ空気流入側の幅よりも前記センターレール付近の幅の方が広い第１および第２のサイドレールとを含むことを特徴とする浮上型光ヘッド。
【請求項２】
前記リセス面は階段状をなすことを特徴とする請求項１に記載の浮上型光ヘッド。
【請求項３】
前記リセス面はテーパ状をなすことを特徴とする請求項１に記載の浮上型光ヘッド。
【請求項４】
前記保護膜は光学的に透明な材料からなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の浮上型光ヘッド。
【請求項５】
前記保護膜はアルミナからなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の浮上型光ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浮上型光ヘッドに関し、さらに詳しくは、光磁気ディスクに記録再生用の磁界を印加するコイルを備えた浮上型光ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスク用の記録再生装置では、光磁気ディスクに対してレーザビームを照射しかつ磁界を印可する光ヘッドが用いられている。この光ヘッドには、レーザビームの光軸上に磁界を発生するための磁気コイルが設けられている。
【０００３】
現在、実際に製品化されている記録再生装置では、光ヘッドはスレッド機構に搭載され、光磁気ディスクの透明基板表面から一定間隔を維持しながら光磁気ディスクの半径方向に移動可能になっている。
【０００４】
これに対し最近では、光磁気ディスクの回転に伴い光磁気ディスク上を飛行する浮上型光ヘッド（スライダとも呼ばれる）が開発されている。この浮上型光ヘッドは、光磁気ディスクの記録膜表面から微小間隔をおいて浮上するので、特に記録密度の高い光磁気ディスクの記録再生に適している。
【０００５】
このような浮上型光ヘッドとして、たとえば特開２０００−２１５４２７号公報には、光磁気ディスクに対向する浮上面上の保護膜をパターン化して浮上面の両側に２つのサイドレールを形成した浮上型光ヘッドが記載されている。
【０００６】
また、特開２０００−２４２９５５号公報には、浮上面上の保護膜をパターン化して「コ」の字形のレールを形成した浮上型光ヘッドが記載されている。
【０００７】
また、T. Irita et al. "A Proposal of Micromachined Optical Flying Head with Micro Solid Immersion Lens" ISOM '98 Technical Digest (1998.10.20-22) pp.152-153には、浮上面上の保護膜をパターン化して浮上面の両側に２つレールとその中央にマイクロソリッドイマージョンレンズを支持する１つのレールとを形成した浮上型光ヘッドが記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの浮上型光ヘッドでは、レーザビームや磁気コイルによる発熱が浮上面上を流れる空気の温度を上昇させ、浮上面上の空気密度を低下させる。そのため、浮上型光ヘッドの浮上量が変化して焦点が外れたり、浮上面上の空気の屈折率が変化して収差が発生したりするなど、レーザビームや磁気コイルによる発熱は記録再生特性を悪化させる原因となっていた。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的は、レーザビームや磁気コイルによる発熱の影響を低減して良好な記録再生特性を得ることが可能な浮上型光ヘッドを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による浮上型光ヘッドは、基板と、コイルと、保護膜と、レンズとを備える。コイルは、基板上に形成される。保護膜は、基板上にコイルを覆うように形成される。レンズは、その光軸をコイルの中心軸と共通にする。ここで、保護膜は、センターレールと、第１および第２のサイドレールとを含む。センターレールは、レンズの光軸を含むトップ面と、トップ面よりも空気流入側にトップ面よりも低いリセス面とを有する。第１および第２のサイドレールは、センターレールの両側に設けられる。各サイドレールは、空気流入側から空気流出側に向かって延び、かつ、空気流入側の幅よりもセンターレール付近の幅の方が広くなっている。
【００１１】
この浮上型光ヘッドでは、レーザビームはレンズで屈折し、コイルの中心を通り、センターレールのトップ面から光磁気ディスクに向かって出射する。また、コイルから発生した記録再生用の磁界はセンターレールのトップ面から光磁気ディスクに向かって印加される。一方、両側のサイドレールの幅が空気流入側からセンターレール付近に向かって広くなっており、その間の溝の幅が空気流入側からセンターレール付近に向かって狭くなっているので、その溝中の空気流はセンターレール付近で圧縮される。また、センターレールはトップ面よりも空気流入側にトップ面よりも低いリセス面を有しているので、その溝中の空気流はリセス面でトップ面に押上げられ、トップ面上でさらに圧縮される。これによりトップ面上の空気密度が高くなり、レーザビームやコイルによる発熱があっても、トップ面上を流れる空気の温度上昇は抑えられる。その結果、焦点外れや収差の発生が抑えられ、良好な記録再生特性が得られる。
【００１２】
好ましくは、リセス面は階段状をなす。この場合、イオンビームミリング等によりリセス面を容易に形成することができる。
【００１３】
あるいは、リセス面はテーパ状をなす。この場合、空気流は円滑にトップ面に押上げられる。
【００１４】
本発明の一実施の形態で、保護膜は、アルミナ等の光学的に透明な材料からなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態による浮上型光ヘッドの外観構成を示す斜視図である。図２は、図１に示した浮上型光ヘッドの平面図である。図３は、図２中のIII−III線の断面図である。
【００１７】
図１〜図３を参照して、この浮上型光ヘッド１０は、基板１１と、基板１１の一方の主面上に形成された磁気コイル１２と、基板１１の一方の主面上に磁気コイル１２を覆うように形成された保護膜１３と、基板１１の反対側のもう一方の主面に貼付された平凸対物レンズ１４とを備える。
【００１８】
基板１１は、ガラス等の光学的に透明な材料からなる。ガラスとしては、たとえば屈折率が１．５１のＢＫ−７を用いる。ガラスの代わりに、５８９ｎｍの波長で屈折率が１．７６のアルミナ（酸化アルミニウムＡｌ2Ｏ3）を用いてもよい。
【００１９】
保護膜１３は、光磁気ディスク１５に対向する浮上面（一般に「エアベアリング面（ＡＢＳ）」と呼ばれる）をなす。保護膜１３は、基板１１の一方の主面上に形成されたシート状のベース１３０と、磁気コイル１２の真上に形成されたセンターレール１３１と、センターレール１３１の両側に形成されたサイドレール１３２および１３３とを含む。保護膜１３は、アルミナ等の光学的に透明な硬質材料からなる。保護膜１３の厚さは全体で８〜１０μｍであり、そのうちベース１３０の厚さは５〜８μｍである。
【００２０】
ベース１３０は、基板１１の一方の主面上に形成された第１の層１３０１と、第１の層１３０１上に形成された第２の層１３０２とからなる。
【００２１】
センターレール１３１は、対物レンズ１４の光軸Ｙを含むトップ面１３１１と、トップ面１３１１よりも空気流入側ＩＮにトップ面１３１１よりも低いリセス面１３１２とを有する。このリセス面１３１２は階段状をなしている。
【００２２】
サイドレール１３２および１３３は、互いに対向しかつ離隔して設けられる。サイドレール１３２および１３３は、光磁気ディスク１５に対するこの浮上型光ヘッド１０の走行方向に沿って、つまり空気流入側ＩＮから空気流出側ＯＵＴに向かって延びている。サイドレール１３２および１３３の各々は、空気流入側ＩＮで幅Ｗ１を有し、センターレール１３１付近で幅Ｗ１よりも広い幅Ｗ２を有する。したがって、サイドレール１３２および１３３間の溝１６は、空気流入側ＩＮで幅ｗ３を有し、センターレール１３１付近で幅Ｗ３よりも狭い幅Ｗ４を有する。サイドレール１３２および１３３の空気流入側ＩＮには、光磁気ディスク１５の回転に伴いこの浮上型光ヘッド１０が円滑に浮上するようにテーパ１３２１および１３３１がそれぞれ形成される。
【００２３】
磁気コイル１２は積層構造を有する。より具体的には、磁気コイル１２は、第１の層１３０１内に形成されたスパイラル状の導電線１２１と、第２の層１３０２内に形成されたスパイラル状の導電線１２２とからなる。
【００２４】
対物レンズ１４は、その光軸Ｙを磁気コイル１２の中心軸と共通にする。対物レンズ１４の光軸は、センターレール１３１のリセス面１３１２ではなく、トップ面１３１１に直交する。したがって、レーザビームは対物レンズ１４により屈折され、基板１１を透過し、磁気コイル１２の中央を通り、センターレール１３１のトップ面１３１１から出射して光磁気ディスク１５の膜面上に合焦する。
【００２５】
図２に示すように、サイドレール１３２，１３３をその幅に応じてＡ部、Ｂ部およびＣ部に分けると、トップ面１３１１はＣ部に隣接し、リセス面１３１２はＢ部およびＣ部に隣接する。
【００２６】
次に、この浮上型光ヘッド１０の製造方法について説明する。図４〜図７は、浮上型光ヘッド１０の製造工程を示す斜視図であり、図８〜図１２はその製造工程を示す断面図である。特に、図９は図４中のIX−IX線の断面図であり、図１０は図５中のX−X線の断面図であり、図１１は図６中のXI−XI線の断面図であり、図１２は図７中のXII−XII線の断面図である。
【００２７】
まず図８に示すように、厚さ０．２〜５．０ｍｍの基板１１の主面上に銅めっきをし、それをスパイラル状にパターン化して導電線１２１を形成する。
【００２８】
続いて図４および図９に示すように、基板１１の主面上に導電線１２１を覆うように保護膜１３の第１の層１３０１を形成し、さらにその上に銅めっきをし、それをスパイラル状にパターン化して導電線１２２を形成する。このとき、導電線１２１および導電線１２２に電流を供給するための引出線（図示せず）も一緒に形成する。ここで、磁気コイル１２の抵抗およびインダクタンスの良否を検査する。
【００２９】
続いて図５および図１０に示すように、第１の層１３０１上に導電線１２２を覆うように保護膜１３の第２の層１３０２を形成する。ここで、第１の層１３０１および第２の層１３０２からなる保護膜１３全体の厚さが均一となりその表面が平坦になるようにＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）により保護膜１３の表面を研磨する。
【００３０】
続いてこれを半分に切断し、図１１に示すように、エアベアリング面が所定の形状をなすようにイオンビームミリングおよび機械研磨により保護膜１３をパターン化する。すなわち、センターレール１３１およびサイドレール１３２，１３３を形成し、さらにセンターレール１３１のリセス面１３１２、およびサイドレール１３２，１３３のテーパ１３２１，１３３１を形成する。
【００３１】
これにより、図６に示すような半製品が得られる。最後に、この半製品をさらに３分の１に切断すると、短冊状のチップが得られる。ここで、サイドレール１３２，１３３およびセンターレール１３１の加工の良否等を検査し、良品を選別した後に、図７および図１２に示すように対物レンズ１４を基板１１のコイル１３側と反対側に貼付ける。
【００３２】
以上のような構成を有する浮上型光ヘッド１０を使用すると、レーザビームは対物レンズ１４で屈折し、磁気コイル１２の中心を通り、センターレール１３１のトップ面１３１１から光磁気ディスク１５に向かって出射する。また、磁気コイル１２から発生した記録再生用の磁界はセンターレール１３１のトップ面１３１１から光磁気ディスク１５に向かって印加される。レーザビームや磁気コイル１２から発生した熱はトップ面１３１１上の空気流の温度を上昇させる。
【００３３】
しかしながら、この浮上型光ヘッド１０では、両側のサイドレール１３２，１３３の幅が空気流入側ＩＮからセンターレール１３１付近に向かって広くなっており、その間の溝１６の幅が空気流入側ＩＮからセンターレール１３１付近に向かって狭くなっているので、その溝１６中の空気流はセンターレール１３１付近で圧縮される。また、センターレール１３１はトップ面１３１１よりも空気流入側にトップ面１３１１よりも低いリセス面１３１２を有しているので、その溝１６中の空気流はリセス面１３１２でトップ面１３１１に押上げられ、トップ面１３１１上でさらに圧縮される。これによりトップ面１３１１上の空気密度が高くなり、レーザビームや磁気コイル１２による発熱があっても、トップ面１３１１上を流れる空気の温度上昇は抑えられる。その結果、焦点外れや収差の発生が抑えられ、良好な記録再生特性が得られる。
【００３４】
なお、センターレール１３１のトップ面１３１１ＣＭＰにより精細に研磨されているため、レーザビームの光路長が設計値からずれることはない。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その他の形態でも実施し得るものである。
【００３６】
たとえば図１３に示すように、センターレール１３１のリセス面１３１２はテーパ状にしてもよい。基板１１の主面に対するテーパ状のリセス面１３１２の角度は４５度以下にするのが望ましい。テーパ状のリセス面は階段状のリセス面に比べて加工は困難であるが、流入した空気をより円滑にトップ面１３１１に押上げることができる。
【００３７】
また、階段状のリセス面１３１２の数は特に限定されるものではない。また、リセス面１３１２はＢ部およびＣ部に渡って隣接するのではなく、Ｂ部のみ、またはＣ部のみに隣接してもよい。
【００３８】
また、上述した実施の形態における基板１１はガラスやアルミナ等の光学的に透明な材料で形成しているが、セラミック等の光学的に不透明な材料で形成してもよい。この場合、レーザビームを通過させるために基板に貫通孔を形成する。
【００３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態による浮上型光ヘッドの外観構成を示す斜視図である。
【図２】  図１に示した浮上型光ヘッドの平面図である。
【図３】  図２中のIII−III線の断面図である。
【図４】  図１〜図３に示した浮上型光ヘッドの製造方法における１工程を示す斜視図である。
【図５】  図４の次の工程を示す斜視図である。
【図６】  図５の次の工程を示す斜視図である。
【図７】  図６の次の工程を示す斜視図である。
【図８】  図４の前の工程を示す断面図である。
【図９】  図４中のIX−IX線の断面図である。
【図１０】  図５中のX−X線の断面図である。
【図１１】  図６中のXI−XI線の断面図である。
【図１２】  図７中のXII−XII線の断面図である。
【図１３】  本発明の別の実施の形態による浮上型光ヘッドの概観構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  浮上型光ヘッド、１１  基板、１２  磁気コイル、１３  保護膜、１４対物レンズ、１３１  センターレール、１３２，１３３  サイドレール、１３１１  トップ面、１３１２  リセス面。
【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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