JP2003346313A

JP2003346313A - 情報記録／再生ヘッド

Info

Publication number: JP2003346313A
Application number: JP2002155503A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yanagisawa; 雅広柳沢
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-12-05
Also published as: US20050099932A1

Abstract

(57)【要約】【課題】浮上スライダまたは接触スライダと記録媒体の
すきまに塵埃が侵入することを防止するヘッドを提供す
る。【解決手段】スライダの正圧面または接触パッドの側面
に凹部または溝が設けられ、該凹部または溝に親水性表
面処理剤が被覆された構造、または該レールまたは接触
パッドの角部に塵埃クラスターの重心半径の定数倍より
も小さな曲率半径を有する部分を設ける。これによっ
て、光（または磁気）ヘッドに記録媒体の回転に伴う塵
埃を付着させず、記録媒体表面に塵埃が付着することを
防止すると共に、ヘッドと記録媒体の隙間に塵埃が侵入
することを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体に情
報を光学的あるいは磁気的に記録、再生または消去する
ヘッドに関し、とくに高密度での情報の記録、再生また
は消去を、高い機械的信頼性で可能にする情報記録／再
生ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクや光ディスクで代表される
ディスク型の情報記録再生システムは、画像圧縮技術の
進展にも拘わらず、ますます大容量・高密度化への開発
が進められている。光ディスクは、比較的高いデータ密
度を有しているが、さらに高い記録密度が望ましいと考
えられている。より小さい光スポットは、光記録媒体上
のより高いデータ記憶密度をもたらす。しかし、記録密
度は、媒体上での光スポットの回折限界によって制限さ
れる。光ビームの焦点を記録媒体上に合わせるためにレ
ンズあるいは他の遠視野集束デバイスを使用するとき、
焦点における集束光のスポットの寸法は、回折により直
径はλ／２（λは光の波長である）に制限される。これ
は、回折限界として知られている。

【０００３】現在の値を超えて記録密度を増加するため
には、データを書き込みあるいは読み取る光ビームのサ
イズを小さくすることが必要である。回折限界を打破す
る技術として、エバネッセント波の低位相速度の特徴を
使った近接場光学技術が注目されている。金属膜に明け
られた波長以下の径の開口に波長の短いエバネッセント
波を透過させる光学素子を使って光記録／読み出しを行
おうとするものである。

【０００４】また最近、光の波長未満の径の開口を有す
る金属フィルムに、開口の近傍に凹凸の表面形状の周期
配列を設けることによって、開口を透過する光の透過率
を著しく高めることができるという光伝送技術が開示さ
れている（特開２００１−２９１２６５号公報）。この
金属フィルムを使った光学素子を備えた光ヘッドを用い
る光記録方式は、光の波長よりも小さな領域に情報を書
き込むことができるために、高密度の記録が可能な方式
として注目されている。図１１（Ａ）は、光記憶媒体１
５０への書き込みまたは光記憶媒体１５０からの読み出
しのための読み出し／書き込みヘッド１００を示してい
る。読み出し／書き込みヘッド１００は、導波路１１０
及び上に述べた光の波長未満の径の開口を有する金属フ
ィルムに、開口の近傍に凹凸の表面形状の周期配列を設
けた光学素子１２０を備えている。導波路１１０は光学
素子１２０に光を導くために設けられている。光学素子
１２０は、導波路１１０の端面１１２の上に設けられて
おり、光は導波路１１０から光記憶媒体１５０に向かっ
て進むか、あるいは光記憶媒体１５０から導波路１１０
へ逆方向に進む。光の進行方向にかかわらず、光学素子
１２０を通過する光の透過強度を大きくする。光学素子
１２０は、貫通したアパーチャー１３０を有する好まし
くは銀である金属膜１２２を有し、貫通したアパーチャ
ー３０の寸法がデバイスの分解能を決定する。アパーチ
ャー１３０は直径ｄを有し、直径ｄはアパーチャーに入
射する光の波長以下である。読み出し／書き込みヘッド
１００は、アパーチャーの直径以下の距離を介し、光記
憶媒体１５０上を浮上して、または接触して媒体に情報
を書き込み／読み出す。光学素子１２０を構成する金属
膜１２２には、金属膜１２２の２つの表面の少なくとも
一方の表面上に、周期的な表面トポグラフィー１４０が
設けられている。周期的な表面トポグラフィー１４０の
例は、図１１（Ｂ）に示すような小さなくぼみ、あるい
は半球形の突出部の正方格子配列、あるいは図１１
（Ｃ）、（Ｄ）に示すような１組の同心状にして環状の
隆起または沈降などである。この周期的な表面トポグラ
フィー１４０を構成することによって、金属膜の表面の
一方に入射した光は、金属膜内のアパーチャーを介して
透過する透過光が増幅される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の光学素子を用い
た書き込み／読み出し光ヘッドは、従来になく高密度の
情報記憶を可能にすることが期待されるが、従来の記憶
媒体に対して距離を保って動作する遠視野光学系の光ヘ
ッドとは異なり、記憶媒体上を浮上又は接触して書き込
み／読み出し動作を行ったり、あるいはトラッキングの
ためのシーク動作を行うことにより、微小開口部中や光
学素子に形成された周期的トポロジーである窪みに塵埃
や摩耗粉が入り込んで穴がふさがったり、開口部や窪み
部に傷が入ったりして記録再生が妨げられるという問題
がある。上記の問題は、磁気ディスクにおいても共通し
ている。記憶媒体上を浮上または接触して動作する磁気
ディスクヘッドにおいては、塵埃や摩耗粉によるヘッド
の媒体へのクラッシュの発生という観点から、この問題
が良く検討されている。特開平１１−２７３０４６号公
報に、磁気ヘッドスライダの側面に段差を設けてシーク
時に塵埃を捕捉する構造が開示されている。しかし単な
る段差では塵埃の付着は弱いため、スライダの振動で塵
埃が記録媒体面に落下し、かえって摩耗や記録再生エラ
ーの原因となる。また特開平５−０８１８１０号公報
に、スライダレールの浮上力発生面に溝を形成し溝を形
成する流入端につながる面が流入端に向かって斜め上方
に傾斜させ塵埃を傾斜面に付着させる構造が開示されて
いる。しかしこのような構造ではスライダレール面に塵
埃が侵入することは避けられず、また塵埃の付着を強め
ることもできない。また、特開平４−１３７２８６号公
報には、スライダの先端面にガイド面と鋭角をなすテー
パを形成することにより塵埃を記録媒体面から遠くへ逃
がす構成が開示されている。しかし、テーパのみでは塵
埃はスライダの振動により元に戻って記録媒体面に落下
する危険性がある。また、特開平５−１５９５０３号公
報には、スライダの周囲にエボナイト、樹脂、シリコン
などの誘電体を設け塵埃を静電力で引き付ける構成が開
示されている。しかし引き付ける力は弱く塵埃を強固に
保持することは困難であり、また湿度などの環境条件に
よって変化して不安定である。

【０００６】本発明はこのような記録媒体に接触または
浮上して光または磁気的な記録／再生を行う記録／再生
ヘッドの抱える課題に鑑みて成されたものであって、そ
の目的とするところは、浮上スライダまたは接触スライ
ダと記録媒体のすきまに塵埃が侵入し、また記録媒体上
に再落下することを防止する情報記録／再生ヘッドを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の情報記録／再生ヘッドは、回転ディスクに
情報の記録及び再生を行う情報記録／再生ヘッドであっ
て、ヘッドは、ディスク上に浮上または接触して走行す
るためのスライダを備え、スライダのディスクに近接す
る表面部位に、ディスク上に存在する塵埃を強固に付着
して集塵する有機物層を有することを特徴とする。そし
て、スライダが、浮上のための正圧面若しくは接触のた
めの接触パッドを備え、正圧面若しくは接触パッドのデ
ィスクに対面する面に対して角度を有する面である側面
に、ディスク上に存在する塵埃を集塵して保持する保持
する溝を有し、前記有機物層は、少なくとも前記溝内に
塗布されている。また、別なる本発明の情報記録／再生
ヘッドは、回転ディスクに情報の記録及び再生を行う情
報記録／再生ヘッドであって、ヘッドは、ディスク上を
接触して走行するためのスライダを備え、スライダの備
える接触のための接触パッドのディスクに対面する面に
対して角度を有する面である側面に、ディスク上に存在
する塵埃を強固に付着して集塵する有機物層を有し、側
面とディスクに対面する面とが作る稜の持つ角の曲率半
径が、ディスク上に存在しクラスター状を成す塵埃粒子
の半径に所定の定数を乗じた値よりも小さいことを特徴
とする。さらに別なる本発明の情報記録／再生ヘッド
は、回転ディスクに情報の記録及び再生を行う情報記録
／再生ヘッドであって、ヘッドは、ディスク上を接触し
て走行するためのスライダを備え、スライダの備える接
触のための接触パッドのディスクに対面する面に対して
角度を有する面である側面に、ディスク上に存在する塵
埃を集塵して保持する溝を有し、少なくとも溝内に塵埃
を付着する有機物層を有し、溝を有する側面とディスク
に対面する面とが作る稜の持つ角の曲率半径が、ディス
ク上に存在しクラスター状を成す塵埃粒子の半径に所定
の定数を乗じた値よりも小さいことを特徴とする。本発
明の情報記録再生ヘッドは、上記の構成を有するがため
に、記録媒体上に散在している塵埃が溝に集積される。
溝に集積した塵埃は、記録媒体上に再落下し難くするこ
とができる。また、有機物層は、塵埃を保持し塵埃をス
ライダにつなぎ止める役割をする。有機物層は、正圧面
や接触パッド等の凹部の側壁に固着し、かつ塵埃やそれ
に混じっている潤滑剤との親和性を有して親水性を有
し、塵埃の固まりがスライダの正圧面または接触パッド
等の側壁から剥がれ落ちることを防止する。そして、上
記の有機物は、Ｇを親水性官能基、Ｒ_１を炭化水素鎖、
Ｒを反応性官能基、ｘを１、２、または３の整数とした
とき、（Ｇ−Ｒ_１）_ｘＳｉ（ＯＲ）_４−ｘの化学式で表される。さらに、Ｇは、ＯＨ−（水酸
基）、ＮＨ_３−（アミノ基）、ＨＣ（−Ｏ−）＝ＣＨ−
（グリシドキシ基）、−ＮＣＯ（イソシアネート基）を
含む親水性官能基であり、Ｒは、−ＣＨ_３、−Ｃ
_２Ｈ_５、−Ｈを含む反応性官能基である。水素結合官能
基は塵埃クラスター表面や潤滑剤の末端に存在する官能
基と強い分子間力で引き合う。また反応性官能基は塵埃
や潤滑剤と化学反応を起こし非常に強い共有結合を形成
する。塵埃との水素結合や化学反応性から発現される親
水性は、親水性のない疎水性の炭化水素やフッ素化炭化
水素に比べ塵埃クラスターや潤滑剤と強固に結びつける
作用を有している。また、上記のヘッドのうち、スライ
ダに接触パッドを有する情報記録／再生ヘッドは、さら
に、スライダを保持する支持バネを備え、支持バネのス
ライダに対する押圧荷重をＷとし、支持バネのスライダ
押圧点から接触パッドのディスクへの最後端接触点まで
の距離をＬ_１とし、塵埃クラスターと接触パッドの接触
点から最後端接触点までの距離をＬ_２とし、塵埃クラス
ターが接触点に与える摩擦力をＦ_ｈとし、Ａ＝（ＷＬ_１／Ｆ_ｈＬ_２）^２と変数変換したとき、Ｂ＝２Ａ＋１＋（４Ａ・（Ａ＋１））^１／２で表されるＢが、上記の所定の定数である。そして、前
記全ての所定の定数は、２．６から３６，０００，００
０の範囲の数である。従って塵埃クラスターの半径ｇの
Ｂ倍より小さい曲率半径ｒの正圧面または接触パッドの
角部を設けた場合、塵埃の浮上面への侵入を防止するこ
とができる。また、上記全ての情報記録／再生ヘッド
は、ディスクが、光学記録再生用ディスクであって、接
触パッドまたは正圧面が、さらに、光学記録再生用ディ
スクに対面する面に、微小開口を介して透過する光の強
度を増強される光学素子を配設することを特徴とする。
さらに、上記全ての情報記録／再生ヘッドは、ディスク
が、磁気記録再生用ディスクであって、接触パッドまた
は正圧面が、さらに、磁気記録再生用ディスクに対面す
る面に、磁気記録再生素子を配設することを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１に本発明の情報記録／再生
ヘッドの第１の実施形態の光学ヘッドの構成を示す。こ
の第１の実施形態の情報記録／再生ヘッドは、前述の光
の波長未満の径の開口を有する金属フィルムに、開口の
近傍に凹凸の表面形状の周期配列を設けた光学素子を用
いた光学ヘッドである。光学ヘッド１は、光源２からの
光３を導波路５により光学素子４へ導き、基板７上に被
覆された光ディスク記録媒体６に情報を書き込み又は読
み出す。光ディスク記録媒体６の走行方向５０を矢印で
示す。光学ヘッド１はスライダ８と支持バネ９から構成
される。スライダ８には、光学ヘッド１が記録媒体の保
護膜１３および潤滑膜１４を介して、記録媒体６上に空
気浮上するための空気軸受け面を形成するレール１０
（以降レールと呼称する）が設けられている。すなわち
本実施形態の光学ヘッドは浮上型のヘッドである。図２
は本発明の本実施形態の光学ヘッドが構成するスライダ
８を記録媒体に対向する側から見た形態を表す図であ
る。レール１０は一本につながった形状でも良く分断さ
れていても良い。ここでは４つに分断された形状をとっ
ている。光学素子である光学素子４は、分断された１つ
のレール浮上面に設けられている。光学素子４は、従来
例の図１１（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）と同様な構成を有
している。

【０００９】図３は、本発明の第１の実施形態のヘッド
における別なるスライダを、記録媒体に対向する側から
見た図である。第１の実施形態のスライダと異なる点
は、浮上のためのレール１０の代わりに接触パッド１８
が３箇所設けられている。該パッドは記録媒体に直接接
触する構成となっている。すなわち、本実施形態の光学
ヘッドは、接触型のヘッドである。パッドの記録媒体と
の接触面の１つに光学素子４を配している。

【００１０】図４は、本発明の第３の実施形態の負圧型
ヘッドおけるスライダを、記録媒体に対向する底面（図
４（Ａ））、側面（図４（Ｂ））および後端面（図４
（Ｃ））を見た図である。正圧面３０にはスライダを浮
上させる力が働き、負圧面３１にはスライダを媒体面に
引き寄せる力が働く。双方の力のバランスの下で速度依
存性の少ない浮上量が得られる。

【００１１】以上の３種の形態に加え、さらに本発明の
特徴は、いずれのヘッドにも塵埃を捕捉する溝または凹
部が設けられ、さらに好ましくは溝または凹部に表面処
理層を設けてある点にある。すなわち、第１の実施形態
の浮上型スライダ２０では、図２に示すように、スライ
ダのレール１０に凹部１１が設けられ、この凹部を含む
レール１０の端部には、図１に示すように表面処理層１
２が配設されている。また、第２の実施形態の接触型ス
ライダ２１では、図３に示すように、接触パッド１８の
側面に凹部１１が設けられ、この凹部には、また表面処
理層１２が配設されている。さらに、第３の実施形態の
負圧型スライダ４０では、図４に示すように、負圧面３
１には溝部１１が設けられており、その側面及び正圧面
である底面３１には表面処理層１２が設けられている。

【００１２】これら凹部や表面処理層は以下の役割を果
たす。スライダが記録媒体上を走行し始めると、記録媒
体上に散在している塵埃は、溝または凹部１１に集積さ
れる。溝または凹部の容量は、塵埃の容量よりも大きく
してある。このため、溝または凹部に集積した塵埃は、
記録媒体６上に再落下しにくいが、スライダに過大な加
速度が加わった場合には落下する可能性もある。この落
下を防止するため、凹部には表面処理層が設けられてい
る。表面処理層１２は、塵埃を保持し塵埃をスライダに
つなぎ止める役割をする。表面処理層は、正圧面や接触
パッド等の凹部の側壁に固着し、かつ塵埃やそれに混じ
っている潤滑剤との親和性を有して親水性を有し、塵埃
の固まりがレールまたは接触パッド等の凹部の側壁から
剥がれ落ちることを防止する。

【００１３】表面処理層を構成する表面処理剤の望まし
い化学式は、次のように表される。（Ｇ−Ｒ_１）_ｘＳｉ（ＯＲ）_４−ｘここで、ｘは１、２、または３の整数である。Ｇは、親
水性官能基であって、ＯＨ−（水酸基）、ＮＨ_３−（ア
ミノ基）などの水素結合官能基やＨＣ（−Ｏ−）＝ＣＨ
−（グリシドキシ基）、−ＮＣＯ（イソシアネート基）
など化学反応性官能基を含む。水素結合官能基は塵埃ク
ラスター表面や潤滑剤の末端に存在する官能基と強い分
子間力で引き合う。また化学反応性官能基は塵埃や潤滑
剤と化学反応を起こし非常に強い共有結合を形成する。
塵埃との水素結合や化学反応性から発現される親水性
は、特許２８８４９００号に開示された無機性基数によ
り定量化され、親水性のない疎水性の炭化水素やフッ素
化炭化水素に比べ塵埃クラスターや潤滑剤と強固に結び
つける作用を有している。Ｒ_１は、−Ｃ_ｎＨ_２ｎ−（ｎ
は１以上の整数）などの炭化水素鎖。Ｒは、−ＣＨ_３、
−Ｃ_２Ｈ_５、−Ｈなどの反応性官能基であり、スライダ
面と化学反応を生じて結合する。化学反応はスライダに
吸着している水分による加水分解によって、または塗布
後の３００℃以下の加熱処理によって生じる。この場
合、ＳｉＯＲ基は、ＳｉＯＲ＋Ｈ_２Ｏ → ＳｉＯＨ＋ＲＯＨとなり、生じたＳｉＯＨ基はスライダ材料Ｍと反応して
ＳｉＯＭなる結合が生じる。Ｒの分子量はあまり大きい
と反応活性が低下するので−Ｈ、−ＣＨ_３、−Ｃ
_２Ｈ_５、−Ｃ_３Ｈ_７程度の低分子量の基が好ましい。

【００１４】図５は、ＧがＯＨ−、Ｒ_１が−Ｃ_３Ｈ_６−
（ｎ＝３）、Ｒが−ＣＨ_３の表面処理剤をスライダ面に
塗布して化学反応をさせた表面処理層１２がレールまた
は接触パッドなどの凹部１１に化学結合し、さらに塵埃
クラスター１５や潤滑剤分子１９、あるいはそれらの混
合物を保持する形態を表す。塵埃クラスターは、保護膜
に用いられている炭素の摩耗粉や二酸化珪素、繊維、あ
るいは機構部品からの金属粉などの塵埃が互いに凝集
し、さらに潤滑剤が混合してクラスターを形成した物で
ある。塵埃クラスターの表面や潤滑剤分子には親水性の
官能基が存在し、表面処理層と化学的な力により付着す
る。従って、表面処理剤の官能基Ｇは親水性を有するも
のであればなんでも良いが、酸素や窒素を含むもの、特
に水酸基やアミノ基を含むものが効果的であり、さらに
は、グリシドキシ基（エポキシ基）、イソシアネート基
などの化学反応性に富んだ物が最も効果的である。Ｒ_１
は炭化水素基からなる分子鎖であって炭素数は１以上で
あれば良いが、塗布時の溶剤可溶性の観点から１０以下
である方が好ましい。−ＯＲは石英やサファイアなどの
光学的透明スライダ材料と反応するアルコキシ基やシラ
ノール基（−ＳｉＯＨ）を形成する−ＯＨ基が好まし
い。−ｃｌなどのハロゲン基は、反応性は優れているが
腐食性があるので好ましくない。ｘは官能基ＧとＯＲ基
の数を規定する整数で、ｘが１、２、３と大きくなるほ
ど塵埃もしくは潤滑剤分子との親和性を担う基の数が増
加するが、凹部との結合数が減少するので２が最もバラ
ンスがとれているが、１または３であっても十分な効果
が得られる。

【００１５】次に、記録媒体とヘッドスライダとの間隙
へ塵埃が入り込む力学的条件について接触パッド１８を
例にとって説明する。図６には、ヘッドスライダの断面
構造（図６（Ａ））と、接触パッド１８の端部に設けら
れた溝または凹部１１が、塵埃を集積し保持する細部の
様子を拡大して示した（図６（Ｂ））。塵埃は溝または
凹部１１に入り込んで、塵埃が光ディスク６の表面に落
下することを防止する。また塵埃は凝集により塵埃クラ
スター１５を形成する。

【００１６】図７と図８を用いて、さらに詳述する。図
７は、記録媒体の表面を間隙を有して滑動して行く接触
パッド凹部の角部１６と角部を押し上げて間隙に入り込
もうとするクラスター１５を拡大した図である。クラス
ター１５の半径をｇ、角部１６の曲率半径をｒとする。
クラスターの重心はクラスターの大きさのほぼ半分の高
さ位置に相当する。接触パッド１８と光ディスク表面の
間の隙間１７が、そのクラスターの重心位置よりも小さ
い場合、もしくはクラスターの重心位置よりも接触パッ
ドの角部曲率半径が小さいときには（図７（Ａ））、塵
埃は隙間１７には侵入できない。クラスターの大きさ
は、クラスターを維持する原子間力の働きにより１０ナ
ノメータ以下に分割するには極めて大きな力が必要であ
り、磁気ディスクや光ディスクにおける使用条件では、
１０ナノメータ以下の大きさではほとんど存在できな
い。従って、塵埃クラスターは１０ナノメーター以下の
ヘッドとディスクの間隙には入り込めないことになる。
一方、図７（Ｂ）や（Ｃ）のように、接触パッド角部に
おける曲率半径rがクラスター半径ｇよりも大きくなる
と、パッドを押し上げる力が生じて接触パッドを持ち上
げ、塵埃クラスターは間隙に入り込むようになる。

【００１７】接触パッド角部の曲率半径ｒとクラスター
の半径ｇとの関係を更に詳しく図８に示す。クラスター
が接触パッドに及ぼす力をＦ、その力の水平と成す角度
をθ、力Ｆの走行方向の成分をＦ_ｈ、垂直方向の成分を
Ｆ_ｖ、とすると、Ｆ_ｖ＝Ｆ_ｈ・ｔａｎθ （１）ｒ＝ｇ＋ｇ・ｓｉｎθ （２）から、Ｆ_ｖ＝Ｆ_ｈ・（ｒ−ｇ）／（２（ｒ・ｇ）^１／２）（３）となる。一方、スライダがクラスターを押し下げる力Ｆ
_ｃは、支持バネによる接触パッドへの押しつけ力をＷと
し、図６（Ａ）に示すように、接触パッドの後端の角部
から支持バネのスライダ押圧点までの距離をＬ_１、該後
端接触点からクラスターと接触パッドが接触する角部と
の距離をＬ_２とすると、クラスターにかかるモーメント
Ｌ₂×Ｆ_ｃから、Ｆ_ｃ＝Ｗ・Ｌ_１／Ｌ_２（４）の関係で表される。（４）式のＦ_ｃよりも大きな力Ｆ_ｖ
が加わる条件を満たすｒとｇの組み合わせの場合、クラ
スターはスライダを持ち上げて接触パッドと光ディスク
の間に入り込むことになる。Ｒ＝ｒ／ｇ、Ａ＝（ＷＬ_１
／Ｆ_ｈＬ_２）^２と置き換えると。Ｆ_ｖ＞Ｆ_ｃを満たすＲ
の条件は、Ｒ＞２Ａ＋１±（４Ａ（Ａ＋１））^１／２（５）となり、この条件を満たすとき、塵埃クラスターはスラ
イダを持ち上げ、接触パッドと光ディスク間に入り込む
ことになる。

【００１８】例えば、Ｗが５グラム、Ｆ_ｈが１グラム、
Ｌ_１が３ｍｍ、Ｌ_２が１ｍｍの場合、塵埃クラスター半
径に対する曲率半径の比Ｒは９０２となる。従って塵埃
クラスターの半径ｇの９０２倍より小さい曲率半径ｒの
レール１０または接触パッドの角部を設けた場合、塵埃
の浮上面への侵入を防止することができる。塵埃クラス
ターの大きさは、図９に表すような累積分布を示す。ほ
とんどのクラスターは１００ｎｍ以上の大きさであり１
０ｎｍ以下のクラスターは０．１％以下である。従って
２ｇを１０ｎｍとすると角部の曲率半径は４．５μｍと
なり、通常のヘッドではＬ_１とＬ_２の比（Ｌ_１／Ｌ_２）
は０．５から３００であり、Ｗは０．５グラムから１５
グラムでありＦ_ｈは０．０５グラムから１５グラムであ
るので、Ｒの値は２．６〜３６，０００，０００の範囲
となる。従って、図９のクラスターサイズの分布から、
最小の塵埃クラスタ−が隙間に侵入しない角部の曲率は
２６ｎｍ〜３６０ｍｍとなる。

【００１９】図１０に、本発明のヘッドの作製工程を示
す。石英やサファイアなどの光学的に透明なスライダ８
の基板に、光学素子４が設けられ、フォトレジスト２２
を塗布し（図１０（Ａ））、接触パッドの部分を露光し
て残りの部分のフォトレジストを化学エッチングまたは
イオンエッチングにて除去する（図１０（Ｂ））。次
に、化学エッチングにより凹部１１を有するレール１０
または接触パッド１８を形成する（図１０（Ｃ））。次
に、下記に示す表面処理剤を浸漬法にて被覆し（図１０
（Ｄ））、イオンビーム２３でエッチングする（図１０
（Ｅ））ことにより、該パッドの側面に表面処理層１２
を残して光ヘッドが形成される（図１０（Ｆ））。ただ
しＥの工程は無くても良い。これは表面処理層がスライ
ダ加工面に残っていても問題ないからである。

【００２０】以上の実施形態の説明では、光の波長未満
の径の開口を有する金属フィルムに、開口の近傍に凹凸
の表面形状の周期配列を設けた光学素子を用いる場合に
ついて述べたが、前述のエバネッセント波を使って、表
面形状を持たず、光の波長未満の径の開口を有する金属
フィルムのみで構成する近接場光学技術に基づく光学素
子を用いても良い。また、本実施形態の説明では光学素
子を用いた光学ヘッドの場合について説明をしたが、本
発明の技術思想は、磁気ディスクへの適用も可能である
ことは明らかである。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
浮上方式または接触方式のヘッドにおいて、スライダま
たはスライダを構成している接触パッドもしくはレール
の前方端およびまたは後方端およびまたは側面に設けた
面に垂直な溝または凹部に付着した塵埃を保持するを設
け、さらにこの表面処理層塵埃とスライダまたは接触パ
ッドまたはレールとの結合を強固にする表面処理剤を選
定することによって塵埃の記録媒体面への落下を防止す
ることができ、さらに、塵埃がスライダと記録媒体の隙
間に侵入しないように構成したことによって、接触パッ
ドに塵埃を物理的および化学的に保持し、塵埃が記録媒
体に移着しないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報記録／再生ヘッドの第１の実施形
態の構成を示す図である。

【図２】本発明の情報記録／再生ヘッドの第１の実施形
態のもつスライダの記録媒体に対向する側を示す図であ
る。

【図３】本発明の情報記録／再生ヘッドの第２の実施形
態のもつスライダの記録媒体に対向する側を示す図であ
る。

【図４】本発明の情報記録／再生ヘッドの第３の実施形
態のもつスライダの記録媒体に対向する側を示す図であ
る。

【図５】本発明の情報記録／再生ヘッドの第２の実施形
態において接触パッドの凹部に形成された表面処理層の
化学構造と塵埃クラスターまたは潤滑剤分子の保持を表
す図である。

【図６】本発明の情報記録／再生ヘッドの第２の実施形
態の塵埃を保持する部分を示す図である。

【図７】本発明の情報記録／再生ヘッドの第２の実施形
態において、接触パッドの角部の形態と塵埃の大きさの
関係を表す図である。

【図８】本発明の情報記録／再生ヘッドの第２の実施形
態において、塵埃がヘッドと記録媒体の隙間に入り込ま
ない条件を表す図である。

【図９】塵埃クラスターの粒径分布を表す図である。

【図１０】本発明の情報記録／再生ヘッドの製作工程を
表す図である。

【図１１】従来の微小開口付き金属フィルムを使った光
学素子を用いた読み出し／書き込みヘッドを示す図であ
る。

【符号の説明】

１光学ヘッド２光源３光４光学素子５導波路６光ディスク記録媒体７基板８スライダ９支持バネ１０レール１１溝部１２表面処理層１３保護膜１４潤滑膜１５塵埃クラスター１６角部１７隙間１８接触パッド１９潤滑剤分子２０浮上型スライダ２１接触型スライダ２２フォトレジスト２３イオンビーム３０正圧面３１負圧面４０負圧型スライダ５０走行方向１００読み出し／書き込みヘッド１１０導波路１１２端面１２０光学素子１２２金属膜１３０アパーチャー１４０表面トポグラフィー１５０光記憶媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D042 NA01 NA02 QA01 QA03 5D119 AA22 AA31 AA32 BA01 BB02 BB03 CA06 DA01 DA05 JA34 MA06 MA16 5D789 AA22 AA31 AA32 BA01 BB02 BB03 CA06 DA01 DA05 JA34 MA06 MA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転ディスクに情報の記録または再生を
行う情報記録／再生ヘッドであって、前記ヘッドは、前
記ディスク上に浮上または接触して走行するためのスラ
イダを備え、前記スライダの前記ディスクに近接する表
面部位に、前記ディスク上に存在する塵埃を付着して集
塵する有機物層を有することを特徴とする情報記録／再
生ヘッド。
【請求項２】前記スライダが、前記浮上のための正圧
面若しくは前記接触のための接触パッドを備え、前記正
圧面若しくは前記接触パッドの前記ディスクに対面する
面に対して角度を有する面である側面に、前記ディスク
上に存在する塵埃を集塵して保持する溝を有し、前記有
機物層は、少なくとも前記溝内に塗布されていることを
特徴とする前記請求項１記載の情報記録／再生ヘッド。
【請求項３】回転ディスクに情報の記録または再生を
行う情報記録／再生ヘッドであって、前記ヘッドは、前
記ディスク上を接触して走行するためのスライダを備
え、前記スライダの備える前記接触のための接触パッド
の前記ディスクに対面する面に対して角度を有する面で
ある側面に、前記ディスク上に存在する塵埃を付着して
集塵する有機物層を有し、前記側面と前記ディスクに対
面する面とが作る稜の持つ角の曲率半径が、前記ディス
ク上に存在しクラスター状を成す塵埃粒子の半径に所定
の定数を乗じた値よりも小さい、ことを特徴とする情報
記録／再生ヘッド。
【請求項４】回転ディスクに情報の記録または再生を
行う情報記録／再生ヘッドであって、前記ヘッドは、前
記ディスク上を接触して走行するためのスライダを備
え、前記スライダの備える前記接触のための接触パッド
の前記ディスクに対面する面に対して角度を有する面で
ある側面に、前記ディスク上に存在する塵埃を集塵して
保持する溝を有し、少なくとも前記溝内に前記塵埃を付
着する有機物層を有し、前記側面と前記ディスクに対面
する面とが作る稜の持つ角の曲率半径が、前記ディスク
上に存在しクラスター状を成す塵埃粒子の半径に所定の
定数を乗じた値よりも小さい、ことを特徴とする情報記
録／再生ヘッド。
【請求項５】前記有機物は、Ｇを親水性官能基、Ｒ_１
を炭化水素鎖、Ｒを反応性官能基、ｘを１、２、または
３の整数としたとき、（Ｇ−Ｒ_１）_ｘＳｉ（ＯＲ）_４−ｘの化学式で表され、前記Ｇは、ＯＨ−（水酸基）、ＮＨ
_３−（アミノ基）、ＨＣ（−Ｏ−）＝ＣＨ−（グリシド
キシ基）、−ＮＣＯ（イソシアネート基）を含む親水性
官能基であり、前記Ｒは、−ＣＨ_３、−Ｃ_２Ｈ_５、−Ｈ
を含む反応性官能基である、ことを特徴とする前記請求
項１または２または３記載の情報記録／再生ヘッド。
【請求項６】前記ヘッドは、さらに、前記スライダを
保持する支持バネを備え、前記支持バネの前記スライダ
に対する押圧荷重をＷとし、前記支持バネの前記スライ
ダ押圧点から前記接触パッドの前記ディスクへの最後端
接触点までの距離をＬ_１とし、前記塵埃クラスターと前
記接触パッドの前記接触点から前記最後端接触点までの
距離をＬ_２とし、前記塵埃クラスターが前記接触点に与
える摩擦力をＦ_ｈとし、Ａ＝（ＷＬ_１／Ｆ_ｈＬ_２）^２と変数変換したとき、Ｂ＝２Ａ＋１＋（４Ａ・（Ａ＋１））^１／２で表される前記Ｂが、前記所定の定数である、ことを特
徴とする前記請求項３または４記載の情報記録／再生ヘ
ッド。
【請求項７】前記所定の定数は、２．６から３６，０
００，０００の範囲の数であることを特徴とする前記請
求項３または４または６記載の情報記録／再生ヘッド。
【請求項８】前記ディスクが、光学記録再生用ディス
クであって、前記接触パッドまたは前記正圧面が、さら
に、前記光学記録再生用ディスクに対面する面に、前記
微小開口を介して透過する光の強度を増強される光学素
子を配設する、ことを特徴とする前記請求項１乃至７の
いずれか１項に記載の情報記録／再生ヘッド。
【請求項９】前記ディスクが、磁気記録再生用ディス
クであって、前記接触パッドまたは前記正圧面が、さら
に、前記磁気記録再生用ディスクに対面する面に、磁気
記録再生素子を配設する、ことを特徴とする前記請求項
１乃至７のいずれか１項に記載の情報記録／再生ヘッ
ド。