JP3692073B2 - ニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はニアフィールド(近接場)光学系を利用した高密度ディスクドライバーの光ヘッドに係るもので、詳しくは、スライダーの集束レンズが異質物により汚染されることを防止し得る汚染防止手段が備えられたニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、ネットワーク及び情報技術の急速な発展によってハードディスク及びコンピュータの補助格納機器の記録容量も継続的に増加している。このような記録容量の増加は、大容量のイメージ情報及びデータ情報を記録する手段がより一層必要になったからである。
【0003】
例えば、ハードディスクの場合には、毎年前年度の記録容量に比べて、60%程度の記録容量が増えており、コンピュータ補助記憶装置用光ディスクドライブの場合には、数十ギガに達する情報格納能力を有している。
【0004】
然し、現在の情報格納手段の格納容量は、今後の技術的推移を考慮しても限界がある。
【0005】
最近、次世代情報格納手段として急浮上してきたニアフィールド記録(NFR;Near Field Recording)は、多量のデータ情報を受容し得るだけでなく、今後の情報格納要求にも十分に対応し得ると予想されている。
【0006】
このようなニアフィールド情報記録技術を実現するニアフィールド光学系は、光繊維と新しい集束レンズ(例えば、SIL;Solid Immersion Lens)を利用して光ディスクに適用されるファーフィールド(遠隔場)光学系の回折限界を克服することで高密度記録/再生を可能にしている。
【0007】
ニアフィールド用光ヘッドが備えられたディスクドライバーにおいては、図7に示したように、ディスクDが装着されるドライブ10と、ドライブ10内に装着されてディスクDを回転させるスピンドルモータ12と、ドライブ10内に設置されたVCモータVCMに連結されて回転するサスペンション15と、サスペンション15の先方端に装着されてディスクDに情報を記録/再生する光ヘッド20と、ドライブ10の一方側に装着されてディスクDが装着されない時に光ヘッド20が位置されるランディングプレート17とを備えていた。
【0008】
又、上記光ヘッド20は、上下に貫通された集束ホールに二つのレンズが装着されてVCモータの作動によりサスペンション15がディスクDの上方で回転すると、空力浮上によりディスクDと近接して位置された状態で、ディスクDに情報を記録したり、ディスクDに記録された情報を再生させる役割を果たす。
【0009】
又、光ヘッド20は、図8に示したように、光源からの光が透過するように上下方向に集束ホール21aが形成されてサスペンション15の先方端に設置されるスライダー21と、スライダー21の集束ホール21aの上側に装着されて入射光を屈折させる対物レンズ23と、スライダー21の集束ホール21aの下側に装着されて対物レンズ23を通過した光を集束しながらディスクDの上面にスポットを形成する集束レンズ25とを備えていた。
【0010】
このように構成された光ヘッド20は、スライダー21が空力浮上によりディスクDの上面に位置した状態で、入射光が上記対物レンズ23及び集束レンズ25を通過するとき、大きく屈折されてディスクDの上に回折限界以下のスポットを形成することで高密度記録及び再生を実現していた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来のニアフィールド用光ヘッドにおいては、ディスクDに対する情報の記録/再生作業を遂行するためにスライダー21がディスクD上を走行する間にディスクDの回転によって、図9に示したように、スライダー21の下面にディスクDの摩耗粉末及び空気中の埃等のような異物質27が流入されるという不都合な点があった。
【0012】
従って、スライダー21がディスクD上を走行する時間が経過するにつれて異質物27がスライダー21の集束レンズ25の表面に付着して集束レンズ25を汚染させる。そのため、集束レンズ25を通った光の出力が低下して情報の記録/再生に問題が発生するという不都合な点があった。
【0013】
特に、通常のファーフィールド光学系に比べてニアフィールド光学系では集束レンズ25を通って形成されるスポットの直径が光の回折限界以下に形成されるために、集束レンズ25の汚染がスポットの形成に大きいな影響を及ぼすだけでなく、記録/再生する時にエバネッセント波を使用するために、光の移動経路に異質物が存在すると、光エネルギーの伝達にも悪影響を及ぼすという不都合な点があった。
【0014】
即ち、情報を記録する時には集束レンズを通った光のスポット形成が難しくなるとともに、情報を再生する時には記録マークの検出にエラーが発生して情報の記録/再生に致命的な不良が発生するという不都合な点があった。
【0015】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、ディスクに対する情報の記録/再生作業を遂行する間、スライダーの集束レンズが異質物により汚染されることを防止して、ニアフィールド光記録装置の記録/再生能力を向上することができるニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置を提供することを目的とする。
【0016】
又、ニアフィールド光記録装置の生産性を向上できる構造の簡単なニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置は、デッキの内部にサスペンションにより支持されて、光源からの光が透過するように上下方向に貫通する集束ホールが形成されたスライダーと、スライダーの集束ホールの下方部に装着されて光源で発生した光を集束して記録媒体の上面にスポットを形成する集束レンズと、集束レンズに付着される異質物を除去するレンズ汚染除去手段とを備えていることを特徴とする。
【0018】
上記スライダーには、集束レンズのほかに集束ホールの上側に装着されて入射光を屈折させる対物レンズをさらに備えても良い。
【0019】
且つ、上記集束レンズは、ニアフィールド光磁気相互作用を可能にする全ての種類のレンズを含むが、特に、ソリッドイマージョンレンズ(Solid Immersion Lens)が望ましい。
【0020】
一方、本発明に係るニアフィールド光記録装置は、記録媒体に光を入射させて反射された光を透過させるレンズと、そのレンズを搭載するヘッドスライダーと、ヘッドスライダーを連結するサスペンションアームと、サスペンションアームを支持するピックアップ部と、ピックアップ部に連結されて、ヘッドスライダーの回転運動を可能にする駆動手段と、各構成要素を外部と隔離させるデッキとを備えていることを特徴とする。
【0021】
又、上記レンズ汚染除去手段として本発明の実施態様では、超音波振動子、集塵電極及びレンズクリーナーなどを使用することができる。
【0022】
本発明の第1参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置は、デッキ内にサスペンションにより支持されて光源からの光が透過するように上下方向に貫通する集束ホールが形成されたスライダーと、スライダーの集束ホールの下側に装着されて上側に設けられた対物レンズを通過した光を集束してディスクの上面にスポットを形成する集束レンズと、スライダーを高周波により共振させて集束レンズに異物が付着されるのを防止する汚染防止手段と、を備えていることを特徴とする。
【0023】
また、本発明の実施態様に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置は、デッキ内にサスペンションにより支持されて、光源からの光が透過するように上下方向に貫通する集束ホールが形成されたスライダーと、スライダーの集束ホールの下側に装着されて上側に設けられた対物レンズを通過した光を集束しながらディスクの上面にスポットを形成する集束レンズと、集束レンズが異物により汚染されることを防止するようにスライダーの周囲の異質物を集塵する集塵電極とを備えていることを特徴とする。
【0024】
さらに、本発明の第2参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置は、デッキ内にサスペンションにより支持されて光源からの光が透過するように上下方向に貫通する集束ホールが形成されたスライダーと、スライダーの集束ホールの下方側に装着されて、対物レンズを通過した光を集束しながらディスクの上面にスポットを形成する集束レンズと、集束レンズが異物により汚染されることを防止するようにデッキの内部に装着されたレンズクリーナーとを備えていることを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
図1は、第1参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置を示した斜視図で、図2は、第1参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置を示した断面図である。
【0026】
第1参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置は、図1及び図2に示したように、ドライバー内にサスペンション51により支持されて光源からの光が透過するように上下方向に貫通する集束ホール53aが形成されたスライダー53を備えている。スライダー53の集束ホール53aの上側には入射光を屈折させる対物レンズ55が設置されている。一方、下側には対物レンズ55を通過した光を集束しながらディスクDの上面にスポットを形成する集束レンズ57が取り付けられている。これらの構成それ自体は特に新規なものではなく、従来の構成をそのまま利用することができる。本参考例はさらに、スライダー53を高周波により共振させて集束レンズ57に異物が付着されることを防止する汚染防止手段が設けられている。
【0027】
本参考例による汚染防止手段は、サスペンション51に設置されて超音波振動を発生させることで上記スライダー53を高周波により共振させる超音波振動子59である。
他の実施形態としては、上記超音波振動子59をサスペンション51にではなくスライダー53に設置することもできる。
【0028】
又、上記超音波振動子59は、電圧が印加されて超音波振動を誘発する圧電素子を用いるのが望ましい。
【0029】
本参考例では、スライダーに集束レンズと対物レンズがともに装着されているが、対物レンズを除いて集束レンズのみを設置することもできる。
【0030】
以下、このように構成された本参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置の動作を説明する。
【0031】
ディスクDに対する情報の記録/再生作業を行って所定時間が経過すると、スライダー53の集束レンズ57の表面にディスクDの摩耗粉末、埃等のような異物質が付着して集束レンズ57が汚染される。
【0032】
このように集束レンズ57が汚染されると、サスペンション51に装着された超音波振動子59に電圧を加えて数十KHzの超音波振動を発生させてスライダー53を高周波により共振させる。
【0033】
上記のように、スライダー53が高周波共振をすると、集束レンズ57の表面に異物が付着するのを防止し得ると共に集束レンズ57の表面に既に付着された異質物も落ちるので、集束レンズ57の汚染が防止される。
【0034】
本発明の実施形態に係るニアフィールド用光ヘッドにおいては、図3に示したように、ドライバー内にサスペンション61により支持されて、光源からの光が透過するように上下方向に貫通する集束ホール63aが形成されたスライダー63と、スライダー63の集束ホール63aの上側に装着されて入射光を屈折させる対物レンズ65と、スライダー63の集束ホール63aの下側に設置されて対物レンズ65を通過した光を集束しながらディスクDの上面にスポットを形成する集束レンズ67と、集束レンズ67が異物質により汚染されるのを防止するようにスライダー63の周囲の異物質を集塵する異物集塵手段とを備えている。
【0035】
上記異物集塵手段は、スライダー63に設置されて、静電気に帯電させられてスライダー63の周囲の異物質を集塵する集塵電極69である。
【0036】
他の実施形態では、集塵電極69は、スライダー63ではなくサスペンション61に設置することもできる。本実施形態では、スライダーに集束レンズと対物レンズが一緒に装着されているが、対物レンズを除いて集束レンズのみを設置することもできる。
【0037】
上記のように構成された本実施形態に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置においては、集塵電極69が設けられ、これに静電気を帯電させるので、ディスクDに対する情報の記録/再生作業を遂行するためにスライダー63がディスクD上を走行する間、帯電させられた集塵電極69によってスライダー63の周囲の異質物を集塵する。
【0038】
即ち、スライダー63がディスクD上を走行する間、スライダー63の表面にはディスクDの回転によってディスクDの摩耗粉末及び埃等のような異物質を包含した空気が流入するが、このような空気中の異物質は上記集塵電極69により集塵されて除去される。
【0039】
従って、異物質による集束レンズ67の汚染は防止される。集塵電極69により集塵された異物質は所定時間が経過した後、別途の埃除去器によって除去される。
【0040】
本発明の第2参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置においては、記録媒体に光を入射させて反射された光を透過させる集束レンズと、集束レンズを搭載するヘッドスライダーと、ヘッドスライダーを連結するサスペンションアームと、サスペンションアームを支持するピックアップ部と、ピックアップ部に連結されてヘッドスライダーを回転運動させる駆動手段と、各構成要素を外部と隔離させるデッキと、デッキの内部に設置されたレンズ洗浄手段とを備えていることを特徴とする。
【0041】
又、上記レンズ洗浄手段は、デッキの一方側の内壁に固定されてあり、ローラ形態のクリーナーがデッキの内壁から支持手段により連結されている。又、上記レンズ洗浄手段は、デッキの内壁に設置されるが、駆動手段に連結されて往復運動可能にすることもできる。
【0042】
本参考例に係るレンズ洗浄手段が備えられたニアフィールド光気録装置は、図4に示したように、デッキ71の内部にはディスク72及び記録装置が装着されている。記録装置は、駆動手段のVCモータ75によって所定角度に回転可能なピックアップ部74と、ピックアップ部74からディスクの所定部分に至るまで延長されているサスペンション76と、固定アーム77とを備えている。固定アーム77の一方端には光の経路を変換させるプリズム(未図示)が装着されていて、サスペンションアームの一方端にはレンズを搭載したヘッドスライダーが装着されている。
【0043】
デッキの内部の一方側の壁面にはレンズクリーナーが装着されている。クリーナーは、多様な実施形態が可能であるが、本実施形態ではデッキの内壁に固定されている支持部79と、支持部79により固定されて、回転可能なローラ形態のクリーナー80とを備えている。又、クリーナーは、表面にクリーニング物質を塗布するか又は不織布などを付着させることで、レンズとの摩擦時にレンズの表面に付着されている汚染物質を除去することができるように構成されている。
【0044】
ニアフィールド光気録装置のヘッドスライダーの他の参考例は、図5に示したように、スライダー81の一方側には記録媒体に近接する集束レンズ82が搭載されるとともにスライダー81の上部には対物レンズ84及び対物レンズ84が搭載されるフレーム83が装着されている。上記ヘッドスライダー81は、図4のサスペンションアーム76の一方端に装着されて、サスペンションアームの他の一方端を固定しているピックアップ部の回転によって記録媒体の表面から浮上した状態で所定角度に回転しながら記録媒体と光学的相互作用を可能にする。又、スライダー81の下方部に搭載されたレンズの下面は、本実施形態に係るレンズクリーナーにより自動又は手動でクリーニングされるようになっている。
【0045】
以下、このようなクリーニング動作に対し、図6を用いて説明する。ディスクの外側でスライダーが運動する軌跡の上にクリーナー85を位置させる。洗浄に対する動作が使用者から入力されるか、あるいは所定時間間隔を置いて自動的に入力されると、スライダー81がクリーナーの上面に位置するようにVCモータ(図4の75)を駆動させる。VCモータを所定間隔で再び往復運動させ、スライダー81をクリーナーの位置で動かす。このような動作によって、スライダーの下側に搭載された集束レンズ82の下面がクリーナーとの接触により洗浄される。ここで、上記スライダー81とクリーナーとの接触は、サスペンションアーム(図4の76)の弾性力により所定摩擦力を維持させる。
【0046】
このようなレンズの洗浄作用は、別途の汚染感知手段とレンズ汚染制御手段、例えば、コンピュータにより制御することも可能である。スライダーに搭載された集束レンズの表面が汚染されて記録/再生信号に異常が発生した場合、コンピュータでこの異常可否がレンズの汚染から発生したか否かを判別して、汚染による場合には、コンピュータによりクリーニング動作を遂行させる。クリーニング動作の命令が下される場合、VCモータにより駆動されるスライダーをディスクの外側に取り出してクリーナーが装着された位置まで移動させる。スライダーがクリーナーまで移動された後に、VCモータを所定角度に回転させて集束レンズの下面をクリーナーの表面と往復摩擦運動を行わせる。洗浄作業が終わると、VCモータはスライダーを再びディスクの上面の元来位置に復帰させる。
【0047】
以上、レンズ洗浄手段のクリーナーがデッキの内壁に固定されている場合について説明したが、クリーナーに駆動手段を連結してクリーナー自体が往復運動を行うようにすることもできる。このような場合には、スライダーを記録媒体の外部の所定領域に位置させた後、クリーナーをスライダーの下面で往復運動させることで洗浄作用を行うことができる。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置においては、ニアフィールド光気録又は再生の時に、スライダーに搭載された集束レンズの表面が記録媒体の表面と相互作用する途中汚染物質に露出されても容易にレンズの表面を洗浄し得るので、レンズの表面の汚染を直ちに除去し得ることで、レンズの汚染による不完全な記録及び再生を迅速に除去し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置を示した斜視図である。
【図2】 本発明の第1参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置を示した断面図である。
【図3】 本発明の実施形態に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置を示した断面図である。
【図4】 本発明の第2参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置を示した平面図である。
【図5】 本発明の第2参考例に係るヘッドスライダーを示した斜視図である。
【図6】 本発明の第2参考例に係るニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置のレンズ洗浄作用を示した模式図である。
【図7】 従来ニアフィールド用光ヘッドが備えられたディスクドライバーを示した斜視図である。
【図8】 従来ニアフィールド用光ヘッドを示した断面図である。
【図9】 従来ニアフィールド用光ヘッドの集束レンズに異物質が付着される過程を示した断面図である。
【符号の説明】
51:サスペンション 53:スライダー
53a:接続ホール 55:対物レンズ
57:集束レンズ 59:超音波振動子
D:ディスク
Claims (2)
- デッキの内部にサスペンションにより支持されて、光源からの光が透過するように上下方向に貫通する集束ホールが形成されたスライダーと、
該スライダーの集束ホールの下方部に装着されて光源から発生した光を集束して記録媒体の上面にスポットを形成する集束レンズと、
該集束レンズに付着される異質物を除去するレンズ汚染除去手段と
を備え、
レンズ汚染除去手段は、静電気により帯電されて上記スライダー周囲の異物質を集塵する集塵電極であり、
この集塵電極は、スライダーに装着されることを特徴とするニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置。 - デッキの内部にサスペンションにより支持されて、光源からの光が透過するように上下方向に貫通する集束ホールが形成されたスライダーと、
該スライダーの集束ホールの下方部に装着されて光源から発生した光を集束して記録媒体の上面にスポットを形成する集束レンズと、
該集束レンズに付着される異質物を除去するレンズ汚染除去手段と
を備え、
レンズ汚染除去手段は、静電気により帯電されて上記スライダー周囲の異物質を集塵する集塵電極であり、
上記集塵電極は、サスペンションに装着されることを特徴とするニアフィールド用光ヘッドの汚染防止装置。
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