JP4252679B2 - 情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー - Google Patents
情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を利用して記録媒体表面の微小領域との相互作用を検出することにより、高密度な情報記録および再生を行う記録装置、特に入力光の波長以下の微小領域での構造情報あるいは光学情報を観察し、高密度な情報記録および再生に利用する近視野光利用情報記録装置のためのスライダーおよびフレクシャーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクなど光を利用した高密度な情報記録および再生を行う装置の開発が盛んに進められている。情報の高密度化のためには紫外線を用いるなど波長を短くすることが必要だが、これには限界があるため油浸あるいは固浸対物レンズを使うなどの方法がある。実質的な波長を短くする別の方法として波数の一成分を虚数にする近視野光利用が挙げられる。
【０００３】
近視野光を利用した高分解能プローブは、近視野光顕微鏡や近視野光ヘッドに使われている。プローブの先端から近視野光を発生させて、顕微鏡試料あるいは記録媒体と近視野光の相互作用の結果発生する伝播光を検出することで、光の回折限界を超える空間分解能が得られる。入射伝播光と、試料あるいは記録媒体との相互作用の結果発生した近視野光をプローブによって検出する方法もある。近視野顕微鏡はこの原理によって従来の光学顕微鏡の回折限界を超える分解能を達成している。またこのような近視野光プローブを近視野光ヘッドに利用した場合には、従来の光ディスクを超えるデータ記録密度が可能となる。
【０００４】
近視野光ヘッドを用いたデータストレージ装置においては、基本的構成は従来型の磁気ディスク装置と同じで、磁気ヘッドの代わりに近視野光ヘッドを用いる。このとき近視野光ヘッドはフレクシャー構造によって、動作中に記録媒体表面に対して常に一定の姿勢を保つことができる。サスペンションアームの長さ方向をｚ軸とし、ｚ軸に垂直で記録媒体に平行な方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸とすると、典型的なフレクシャー構造はｚ軸方向においてのみサスペンションアームと接続された枠状構造の内側に、スライダーが、ｘ軸方向においてのみ前記枠状構造に接続されている。この構造により、前記枠状構造はｚ軸に対して回転自由度をもち、スライダーは前記枠状構造に対してｘ軸を回転軸とする自由度を持つ。すなわちスライダーはサスペンションアームに対してｚ軸とｘ軸を軸とする回転自由度を持つ。
【０００５】
このように構成されたサスペンションアームに対して光をスライダーに入射させるには、光ファイバや導波路をスライダーに接続する、あるいはスライダー端面に向けて光を照射するなどして行っていた。
姿勢を高速に変化させているスライダーに光を入射する必要は近視野光を利用した記録装置に限らず、光ディスクなどの他の光記録装置においても起こるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の構造によって光をスライダーに入射させると、導波路などのなんらかの構造体がスライダーに接続していることがスライダーの自由な運動を妨げ、スライダーの姿勢維持が困難となり、記録媒体表面と微小開口の距離を一定に保つことができない。また、スライダーに対して空中伝播によって光を入射させた場合にはスライダーの動きに入射光を同期して移動させることが極めて困難であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、負荷加重を与えるサスペンションアームにより支持されると共に記録媒体との相対運動により浮上力を得、前記負荷加重と前記浮上力との均衡により記録媒体との間に隙間をつくるスライダーと、前記スライダーが前記サスペンションアームに対する姿勢を変化し得るフレクシャー構造と、前記スライダーに形成され、前記スライダーに光を入射する光入射口あるいは前記スライダーから光を出射する光出射口と、前記スライダー内部において前記光入射口から前記スライダー底面まで、あるいは前記スライダー底面から前記光出射口まで光を導くスライダー内導光構造と、から成り、
前記スライダーが前記記録媒体表面を走査するときに、光を介して前記記録媒体と前記スライダーが相互作用することによって情報の記録および再生を行う記録装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、
前記光入射口あるいは前記光出射口が、前記スライダーが前記サスペンションアームに対して姿勢を変化しても位置が変化しない場所に形成されたものであることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、スライダーがフレクシャー構造によって姿勢を変化させていても光入射口あるいは出射口の位置が変化しないため、入射光は常に同じ位置に入射させておくだけで高い効率の入射が可能であり、光がスライダーから出射する構造のときも同じ原理によって高い効率の出射が可能となる。フレクシャーの基本的な構造は従来技術と同一であるため、その機械的性能は損なわれない。入射口あるいは出射口の向きはスライダーの姿勢変化にともなって変化するが、この角度変化は伝播光の広がりに比べて小さいものである。これによりスライダーが記録媒体表面を走査するときに常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。
【０００９】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは上記記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、
前記スライダーの底面部に、近視野光を介して記録媒体と相互作用する微小構造が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、近視野光の性質により、情報記録密度が光の波長ではなく微小構造のサイズによって決まるため、光の回折限界を超える高密度な記録及び再生が可能となる。
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーの前記フレクシャーにおける遙動軸と前記光入射口あるいは前記光出射口が近接あるいは一致した構造であることを特徴とする。
【００１１】
この発明によればフレクシャーによってスライダーが回転しても、光入射口あるいは光出射口が回転軸に近接しているので移動距離は小さく、スライダーが記録媒体表面を走査するときに常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に露出している構造を持つことを特徴とする。
【００１２】
この発明によればフレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、入射光あるいは出射光を伝播する構造を入射口あるいは出射口に近接して配置することが可能となり、より高い効率での入射あるいは出射が可能となった。
【００１３】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に光学的に露出している構造を持つことを特徴とする
この発明によれば前記遙動軸を含む面がスライダー内部に存在していても良く、スライダーの形状が簡略で、低コストでの作成が可能である。
【００１４】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダー内導光構造が光導波路からなることを特徴とする。
この発明によれば、上記いずれかに記載の効果に加えて、スライダー内部の光伝播効率が光入射面の角度に依存しないため高効率の伝播が可能である。
【００１５】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、入射光あるいは出射光を伝播する構造が前記光入射口あるいは前記光出射口に近接して配置されたものであることを特徴とする。
この発明によればフレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、入射光あるいは出射光を伝播する構造を入射口あるいは出射口に近接して配置することが可能となり、より高い効率での入射あるいは出射が可能となった。さらに、スライダー全体形状の対称性が良いため記録媒体表面からの浮上がより安定した。
【００１６】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記光入射口に入射する光あるいは前記光出射口から出射する光が前記フレクシャーにおける遙動軸に直交することを特徴とする。
この発明によればフレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、微細な形状を形成する必要がないため、より簡略で低コストのプロセスで作製が可能となった。さらに、スライダー全体形状が従来技術で最適化されている形状を利用するため記録媒体表面からの浮上がより安定した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を近視野光ヘッドを用いた情報記録／再生装置を例として説明する。上述したように、本発明はスライダーに光を入射する方法であるので、スライダーと記録媒体との相互作用が近視野光である必要はなく、光であれば伝播光でも同一の効果が得られる。
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１に係る近視野光データストレージ装置の概略を示す。従来の磁気ディスク装置と基本構成は類似であり、記録媒体４の表面に近視野光ヘッド（図示略）を数十ナノメートルまで近接した状態で記録媒体４を高速に回転させ、近視野光ヘッドが記録媒体４と常に一定の相対配置で浮上するためにフレクシャー３に近視野光ヘッドを接着している。フレクシャー３はサスペンションアーム２の先端部に形成されている。サスペンションアーム２はボイスコイルモータ５によって記録媒体４の半径方向に移動可能である。光はサスペンションアーム２の上に接着あるいは形成された光導波路や光ファイバによってフレクシャー３付近まで導かれる。
【００１８】
図２に本発明の実施の形態１に係る近視野光ヘッド用フレクシャー構造を示す。フレクシャー本体７に対してローリング支持軸９によって接続された別のステンレス製枠８があり、それに対してピッチング支持軸10によってスライダー11が接続されている。この構造によって、スライダーはｚ軸およびｘ軸に対して回転する自由度を持つ。高速に回転する記録媒体の面外振動に対して追従する機能を実現している。
【００１９】
図３に本発明の実施の形態１に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。ピッチング支持軸10によって定義される遙動軸の真上で近接した位置に、光入射口14が配置されている。入射光15はサスペンションアーム（図示せず）上に配置された光導波路あるいは光ファイバによってスライダー近傍まで導かれ、入射口14に対しては空中伝播によって入射する。入射口14が形成された面（入射面12）の入射光15側は、スライダーが一部切り取られた段差形状をしていることによって、光は入射口14まで障害物なしで伝播できる。スライダー端面17は遙動軸から数百ミクロンはなれている。スライダーのピッチングは１°以内であるが、スライダー端面17は数ミクロンの上下動をする。このスライダー端面17に光入射口を設けると入射光と光入射口の両方の幅を数十ミクロン程度にまで大きくしなければ安定な光入射ができない。本実施の形態１では入射面12が遙動軸の真上にあるため、遙動によってその角度は変化するが入射口の位置は変化しない。この不動点に入射口を設けることで、スライダーが走査中にどのような姿勢を取ったとしても、光を常に一定のしかも高い効率で入射させることが可能になった。なお、スライダー内に入射した光をスライダー底面に形成された微小開口に導く構造および、方法については、たとえば、水平方向に導波路を形成し、それに接するように垂直に逆錘状の導波構造を異方性エッチングによって形成することによって実現できる。また、本実施の形態および今後の実施の形態のいずれにおいても、光が微小開口からスライダー内部に進行してスライダー側面あるいは上面から出射される、いわゆるコレクションモードに対しても実施することができるが、これらの実施の形態は光の進行方向が逆転しているだけであり、基本的にここで述べるものと同一であるので説明を略す。
（実施の形態２）
図４に本発明の実施の形態２に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。スライダー21は上から見るとコの字型をしており、光入射口14は２本のピッチング支持軸10を結ぶ線上に形成されている。入射光15は空中伝播によって光入射口14に向けて入射される。スライダーがピッチングすると、光入射口14の向きが変化するが、位置は不変である。向きの変化は最大でも１°程度であり、３ミクロン程度のコア径を持つシングルモード導波路のビーム広がり角が約８°であることから、光入射口14の向きの変化による入射効率への影響は無視できないとは言え、小さいものとして扱うことができる。
【００２０】
図５は本実施の形態に係るスライダーの側面を示す。図５a)ではスライダーが入射光15に対して平行な姿勢の時を示し、図５b)はスライダーがピッチング支持軸10を遙動軸としてピッチングした時を示す。スライダー端面は大きく位置が変化するが、光入射口はピッチング支持軸10上にあるため位置は不変である。
ローリング支持軸と入射光15軸は一致するように構成しているので、ローリングによって光入射口14と入射光15がずれることはない。
【００２１】
これにより、スライダーが記録媒体表面を高速で走査するときに姿勢をどのように変えても、光を高く安定した効率で入射させることができた。
（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。実施の形態２との唯一の相違点は入射光を光導波路16によって入射口14にできるだけ近接させた点である。導波路16の出射口と、スダイダー側の光入射口14の距離は50ミクロン程度まで近接させることが可能である。これにより、空中伝播距離が短くなり、光の広がりが抑えられた。光導波路16はスライダーのローリング支持軸によって定義される遙動軸上に配置した構成になっているので、ローリングによって光入射口14と入射光15がずれることはない。
【００２２】
これにより、スライダーが記録媒体表面を高速で走査するときに姿勢をどのように変えても、光を高く安定した効率で入射させることができた。
（実施の形態４）
図７は本発明の実施の形態４に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。スライダー41は従来の磁気記録装置のスライダーのような直方体形状であるが、入射光15に対して透明な材質でできた部分42と、不透明な材質でできた部分43から成る。透明材質はたとえばガラスなどを利用することができる。不透明部分はたとえばガラスの表面をアルミなどの遮光性物質でコーティングすることによって作製できる。入射光15は空中伝播によって入射し、透明部42を透過して光入射口14に達する。スライダー41のピッチングは、支持軸10によって行うが、光入射口14がピッチング支持軸10によって定義される遙動軸上に一致しているため、ピッチングによっても光入射口14の位置は変わらない。また、ローリング支持軸と入射光軸が一致していることにより、ローリングによって光入射口14と入射光軸がずれることもない。このように透明材質をもちいることによって、複雑で微細な形状を作製することなしに、光入射口14を、スライダーの位置不変個所に配置することができた。
（実施の形態５）
図８は本発明の実施の形態５に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。実施の形態２との相違点はスライダー51が、密度の小さな材質からなる部分53と、密度の大きな材質からなる部分52から構成されている点である。スライダーのうち、光入射口14から見て入射光15側の長さを短くすることができ、入射光の空中伝播距離が短くなった。これによって、光の広がりが抑えられ、入射光効率が向上した。
（実施の形態６）
図９は本発明の実施の形態６に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。前実施の形態との基本的な相違点は、入射光15がスライダーの上面から入射している、すなわち記録媒体表面に対して垂直方向から入射している点である。光入射口14はスライダー上面のうち、ピッチング支持軸10によって定義される遙動軸の真上に形成されている。図10はフレクシャー構造全体とスライダー上面を示す。光入射口14が、ローリング遙動軸62とピッチング遙動軸63の交点上に形成されている。これにより、スライダーがどのような姿勢を取ったときでも光を高く安定した効率で入射させることができた。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、負荷加重を与えるサスペンションアームにより支持されると共に記録媒体との相対運動により浮上力を得、前記負荷加重と前記浮上力との均衡により記録媒体との間に隙間をつくるスライダーと、前記スライダーが前記サスペンションアームに対する姿勢を変化し得るフレクシャー構造と、前記スライダーに形成され、前記スライダーに光を入射する光入射口あるいは前記スライダーから光を出射する光出射口と、前記スライダー内部において前記光入射口から前記スライダー底面まで、あるいは前記スライダー底面から前記光出射口まで光を導くスライダー内導光構造と、から成り、
前記スライダーが前記記録媒体表面を走査するときに、光を介して前記記録媒体と前記スライダー底面が相互作用することによって情報の記録および再生を行う記録装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、
前記光入射口あるいは前記光出射口が、前記スライダーが前記サスペンションアームに対して姿勢を変化しても位置が変化しない場所に形成されたものであることを特徴としているので、スライダーがフレクシャー構造によって姿勢を変化させていても光入射口あるいは出射口の位置が変化しないため、入射光は常に同じ位置に入射させておくだけで高い効率の入射が可能であり、光がスライダーから出射する構造のときも同じ原理によって高い効率の出射が可能となる。フレクシャーの基本的な構造は従来技術と同一であるため、その機械的性能は損なわれない。入射口あるいは出射口の向きはスライダーの姿勢変化にともなって変化するが、この角度変化は伝播光の広がりに比べて小さいものである。これによりスライダーが記録媒体表面を走査するときに常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった、という効果を奏する。
【００２４】
本発明によれば、上記記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーの底面部に、近視野光を介して記録媒体と相互作用する微小構造が形成されていることを特徴とするので、近視野光の性質により、情報記録密度が光の波長ではなく微小構造のサイズによって決まるため、光の回折限界を超える高密度な記録及び再生が可能となった、という効果を奏する。
【００２５】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーの前記フレクシャーにおける遙動軸と前記光入射口あるいは前記光出射口が近接あるいは一致した構造であることを特徴とするので、フレクシャーによってスライダーが回転しても、光入射口あるいは光出射口が回転軸に近接しているので移動距離は小さく、スライダーが記録媒体表面を走査するときに常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった、という効果を奏する。
【００２６】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に露出している構造を持つことを特徴とするので、フレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、入射光あるいは出射光を伝播する構造を入射口あるいは出射口に近接して配置することが可能となり、より高い効率での入射あるいは出射が可能となった、という効果を奏する。
【００２７】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に光学的に露出している構造を持つことを特徴とするので、前記遙動軸を含む面がスライダー内部に存在していても良く、スライダーの形状が簡略で、低コストでの作成が可能である、という効果を奏する。
【００２８】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダー内導光構造が光導波路からなることを特徴とするので、上記いずれかに記載の効果に加えて、スライダー内部の光伝播効率が光入射面の角度に依存しないため高効率の伝播が可能である、という効果を奏する。
【００２９】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、入射光あるいは出射光を伝播する構造が前記光入射口あるいは前記光出射口に近接して配置されたものであることを特徴とするので、フレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、入射光あるいは出射光を伝播する構造を入射口あるいは出射口に近接して配置することが可能となり、より高い効率での入射あるいは出射が可能となった。さらに、スライダー全体形状の対称性が良いため記録媒体表面からの浮上がより安定した、という効果を奏する。
【００３０】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記光入射口に入射する光あるいは前記光出射口から出射する光が前記フレクシャーにおける遙動軸に直交することを特徴とするのでフレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る近視野光データストレージ装置の概略を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る近視野光ヘッド用フレクシャー構造を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図５】実施の形態２に係るスライダーの側面を示す図である。
【図６】実施の形態３に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図７】実施の形態４に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図８】実施の形態５に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図９】実施の形態６に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図１０】実施の形態６に係るフレクシャー構造全体とスライダー上面を示す図である。
【符号の説明】
１ 近視野光データストレージ装置
２ サスペンションアーム
３ フレクシャー
４ 記録媒体
５ ボイスコイルモータ
７ フレクシャー本体
８ 枠
９ ローリング支持軸
１０ ピッチング支持軸
１１ スライダー
１２ 入射面
１４ 光入射口
１５ 入射光
１６ 導波路
１７ スライダー端面
１７ スライダー
３１ スライダー
４１ スライダー
４２ 透明な材質でできた部分
４３ 不透明な材質でできた部分
５１ スライダー
５２ 密度の大きな材質からなる部分
５３ 密度の小さな材質からなる部分
６１ スライダー
６２ ローリング遙動軸
６３ ピッチング遙動軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を利用して記録媒体表面の微小領域との相互作用を検出することにより、高密度な情報記録および再生を行う記録装置、特に入力光の波長以下の微小領域での構造情報あるいは光学情報を観察し、高密度な情報記録および再生に利用する近視野光利用情報記録装置のためのスライダーおよびフレクシャーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクなど光を利用した高密度な情報記録および再生を行う装置の開発が盛んに進められている。情報の高密度化のためには紫外線を用いるなど波長を短くすることが必要だが、これには限界があるため油浸あるいは固浸対物レンズを使うなどの方法がある。実質的な波長を短くする別の方法として波数の一成分を虚数にする近視野光利用が挙げられる。
【０００３】
近視野光を利用した高分解能プローブは、近視野光顕微鏡や近視野光ヘッドに使われている。プローブの先端から近視野光を発生させて、顕微鏡試料あるいは記録媒体と近視野光の相互作用の結果発生する伝播光を検出することで、光の回折限界を超える空間分解能が得られる。入射伝播光と、試料あるいは記録媒体との相互作用の結果発生した近視野光をプローブによって検出する方法もある。近視野顕微鏡はこの原理によって従来の光学顕微鏡の回折限界を超える分解能を達成している。またこのような近視野光プローブを近視野光ヘッドに利用した場合には、従来の光ディスクを超えるデータ記録密度が可能となる。
【０００４】
近視野光ヘッドを用いたデータストレージ装置においては、基本的構成は従来型の磁気ディスク装置と同じで、磁気ヘッドの代わりに近視野光ヘッドを用いる。このとき近視野光ヘッドはフレクシャー構造によって、動作中に記録媒体表面に対して常に一定の姿勢を保つことができる。サスペンションアームの長さ方向をｚ軸とし、ｚ軸に垂直で記録媒体に平行な方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸とすると、典型的なフレクシャー構造はｚ軸方向においてのみサスペンションアームと接続された枠状構造の内側に、スライダーが、ｘ軸方向においてのみ前記枠状構造に接続されている。この構造により、前記枠状構造はｚ軸に対して回転自由度をもち、スライダーは前記枠状構造に対してｘ軸を回転軸とする自由度を持つ。すなわちスライダーはサスペンションアームに対してｚ軸とｘ軸を軸とする回転自由度を持つ。
【０００５】
このように構成されたサスペンションアームに対して光をスライダーに入射させるには、光ファイバや導波路をスライダーに接続する、あるいはスライダー端面に向けて光を照射するなどして行っていた。
姿勢を高速に変化させているスライダーに光を入射する必要は近視野光を利用した記録装置に限らず、光ディスクなどの他の光記録装置においても起こるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の構造によって光をスライダーに入射させると、導波路などのなんらかの構造体がスライダーに接続していることがスライダーの自由な運動を妨げ、スライダーの姿勢維持が困難となり、記録媒体表面と微小開口の距離を一定に保つことができない。また、スライダーに対して空中伝播によって光を入射させた場合にはスライダーの動きに入射光を同期して移動させることが極めて困難であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、負荷加重を与えるサスペンションアームにより支持されると共に記録媒体との相対運動により浮上力を得、前記負荷加重と前記浮上力との均衡により記録媒体との間に隙間をつくるスライダーと、前記スライダーが前記サスペンションアームに対する姿勢を変化し得るフレクシャー構造と、前記スライダーに形成され、前記スライダーに光を入射する光入射口あるいは前記スライダーから光を出射する光出射口と、前記スライダー内部において前記光入射口から前記スライダー底面まで、あるいは前記スライダー底面から前記光出射口まで光を導くスライダー内導光構造と、から成り、
前記スライダーが前記記録媒体表面を走査するときに、光を介して前記記録媒体と前記スライダーが相互作用することによって情報の記録および再生を行う記録装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、
前記光入射口あるいは前記光出射口が、前記スライダーが前記サスペンションアームに対して姿勢を変化しても位置が変化しない場所に形成されたものであることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、スライダーがフレクシャー構造によって姿勢を変化させていても光入射口あるいは出射口の位置が変化しないため、入射光は常に同じ位置に入射させておくだけで高い効率の入射が可能であり、光がスライダーから出射する構造のときも同じ原理によって高い効率の出射が可能となる。フレクシャーの基本的な構造は従来技術と同一であるため、その機械的性能は損なわれない。入射口あるいは出射口の向きはスライダーの姿勢変化にともなって変化するが、この角度変化は伝播光の広がりに比べて小さいものである。これによりスライダーが記録媒体表面を走査するときに常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。
【０００９】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは上記記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、
前記スライダーの底面部に、近視野光を介して記録媒体と相互作用する微小構造が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、近視野光の性質により、情報記録密度が光の波長ではなく微小構造のサイズによって決まるため、光の回折限界を超える高密度な記録及び再生が可能となる。
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーの前記フレクシャーにおける遙動軸と前記光入射口あるいは前記光出射口が近接あるいは一致した構造であることを特徴とする。
【００１１】
この発明によればフレクシャーによってスライダーが回転しても、光入射口あるいは光出射口が回転軸に近接しているので移動距離は小さく、スライダーが記録媒体表面を走査するときに常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に露出している構造を持つことを特徴とする。
【００１２】
この発明によればフレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、入射光あるいは出射光を伝播する構造を入射口あるいは出射口に近接して配置することが可能となり、より高い効率での入射あるいは出射が可能となった。
【００１３】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に光学的に露出している構造を持つことを特徴とする
この発明によれば前記遙動軸を含む面がスライダー内部に存在していても良く、スライダーの形状が簡略で、低コストでの作成が可能である。
【００１４】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダー内導光構造が光導波路からなることを特徴とする。
この発明によれば、上記いずれかに記載の効果に加えて、スライダー内部の光伝播効率が光入射面の角度に依存しないため高効率の伝播が可能である。
【００１５】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、入射光あるいは出射光を伝播する構造が前記光入射口あるいは前記光出射口に近接して配置されたものであることを特徴とする。
この発明によればフレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、入射光あるいは出射光を伝播する構造を入射口あるいは出射口に近接して配置することが可能となり、より高い効率での入射あるいは出射が可能となった。さらに、スライダー全体形状の対称性が良いため記録媒体表面からの浮上がより安定した。
【００１６】
また、本発明に係る情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーは、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記光入射口に入射する光あるいは前記光出射口から出射する光が前記フレクシャーにおける遙動軸に直交することを特徴とする。
この発明によればフレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、微細な形状を形成する必要がないため、より簡略で低コストのプロセスで作製が可能となった。さらに、スライダー全体形状が従来技術で最適化されている形状を利用するため記録媒体表面からの浮上がより安定した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を近視野光ヘッドを用いた情報記録／再生装置を例として説明する。上述したように、本発明はスライダーに光を入射する方法であるので、スライダーと記録媒体との相互作用が近視野光である必要はなく、光であれば伝播光でも同一の効果が得られる。
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１に係る近視野光データストレージ装置の概略を示す。従来の磁気ディスク装置と基本構成は類似であり、記録媒体４の表面に近視野光ヘッド（図示略）を数十ナノメートルまで近接した状態で記録媒体４を高速に回転させ、近視野光ヘッドが記録媒体４と常に一定の相対配置で浮上するためにフレクシャー３に近視野光ヘッドを接着している。フレクシャー３はサスペンションアーム２の先端部に形成されている。サスペンションアーム２はボイスコイルモータ５によって記録媒体４の半径方向に移動可能である。光はサスペンションアーム２の上に接着あるいは形成された光導波路や光ファイバによってフレクシャー３付近まで導かれる。
【００１８】
図２に本発明の実施の形態１に係る近視野光ヘッド用フレクシャー構造を示す。フレクシャー本体７に対してローリング支持軸９によって接続された別のステンレス製枠８があり、それに対してピッチング支持軸10によってスライダー11が接続されている。この構造によって、スライダーはｚ軸およびｘ軸に対して回転する自由度を持つ。高速に回転する記録媒体の面外振動に対して追従する機能を実現している。
【００１９】
図３に本発明の実施の形態１に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。ピッチング支持軸10によって定義される遙動軸の真上で近接した位置に、光入射口14が配置されている。入射光15はサスペンションアーム（図示せず）上に配置された光導波路あるいは光ファイバによってスライダー近傍まで導かれ、入射口14に対しては空中伝播によって入射する。入射口14が形成された面（入射面12）の入射光15側は、スライダーが一部切り取られた段差形状をしていることによって、光は入射口14まで障害物なしで伝播できる。スライダー端面17は遙動軸から数百ミクロンはなれている。スライダーのピッチングは１°以内であるが、スライダー端面17は数ミクロンの上下動をする。このスライダー端面17に光入射口を設けると入射光と光入射口の両方の幅を数十ミクロン程度にまで大きくしなければ安定な光入射ができない。本実施の形態１では入射面12が遙動軸の真上にあるため、遙動によってその角度は変化するが入射口の位置は変化しない。この不動点に入射口を設けることで、スライダーが走査中にどのような姿勢を取ったとしても、光を常に一定のしかも高い効率で入射させることが可能になった。なお、スライダー内に入射した光をスライダー底面に形成された微小開口に導く構造および、方法については、たとえば、水平方向に導波路を形成し、それに接するように垂直に逆錘状の導波構造を異方性エッチングによって形成することによって実現できる。また、本実施の形態および今後の実施の形態のいずれにおいても、光が微小開口からスライダー内部に進行してスライダー側面あるいは上面から出射される、いわゆるコレクションモードに対しても実施することができるが、これらの実施の形態は光の進行方向が逆転しているだけであり、基本的にここで述べるものと同一であるので説明を略す。
（実施の形態２）
図４に本発明の実施の形態２に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。スライダー21は上から見るとコの字型をしており、光入射口14は２本のピッチング支持軸10を結ぶ線上に形成されている。入射光15は空中伝播によって光入射口14に向けて入射される。スライダーがピッチングすると、光入射口14の向きが変化するが、位置は不変である。向きの変化は最大でも１°程度であり、３ミクロン程度のコア径を持つシングルモード導波路のビーム広がり角が約８°であることから、光入射口14の向きの変化による入射効率への影響は無視できないとは言え、小さいものとして扱うことができる。
【００２０】
図５は本実施の形態に係るスライダーの側面を示す。図５a)ではスライダーが入射光15に対して平行な姿勢の時を示し、図５b)はスライダーがピッチング支持軸10を遙動軸としてピッチングした時を示す。スライダー端面は大きく位置が変化するが、光入射口はピッチング支持軸10上にあるため位置は不変である。
ローリング支持軸と入射光15軸は一致するように構成しているので、ローリングによって光入射口14と入射光15がずれることはない。
【００２１】
これにより、スライダーが記録媒体表面を高速で走査するときに姿勢をどのように変えても、光を高く安定した効率で入射させることができた。
（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。実施の形態２との唯一の相違点は入射光を光導波路16によって入射口14にできるだけ近接させた点である。導波路16の出射口と、スダイダー側の光入射口14の距離は50ミクロン程度まで近接させることが可能である。これにより、空中伝播距離が短くなり、光の広がりが抑えられた。光導波路16はスライダーのローリング支持軸によって定義される遙動軸上に配置した構成になっているので、ローリングによって光入射口14と入射光15がずれることはない。
【００２２】
これにより、スライダーが記録媒体表面を高速で走査するときに姿勢をどのように変えても、光を高く安定した効率で入射させることができた。
（実施の形態４）
図７は本発明の実施の形態４に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。スライダー41は従来の磁気記録装置のスライダーのような直方体形状であるが、入射光15に対して透明な材質でできた部分42と、不透明な材質でできた部分43から成る。透明材質はたとえばガラスなどを利用することができる。不透明部分はたとえばガラスの表面をアルミなどの遮光性物質でコーティングすることによって作製できる。入射光15は空中伝播によって入射し、透明部42を透過して光入射口14に達する。スライダー41のピッチングは、支持軸10によって行うが、光入射口14がピッチング支持軸10によって定義される遙動軸上に一致しているため、ピッチングによっても光入射口14の位置は変わらない。また、ローリング支持軸と入射光軸が一致していることにより、ローリングによって光入射口14と入射光軸がずれることもない。このように透明材質をもちいることによって、複雑で微細な形状を作製することなしに、光入射口14を、スライダーの位置不変個所に配置することができた。
（実施の形態５）
図８は本発明の実施の形態５に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。実施の形態２との相違点はスライダー51が、密度の小さな材質からなる部分53と、密度の大きな材質からなる部分52から構成されている点である。スライダーのうち、光入射口14から見て入射光15側の長さを短くすることができ、入射光の空中伝播距離が短くなった。これによって、光の広がりが抑えられ、入射光効率が向上した。
（実施の形態６）
図９は本発明の実施の形態６に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す。前実施の形態との基本的な相違点は、入射光15がスライダーの上面から入射している、すなわち記録媒体表面に対して垂直方向から入射している点である。光入射口14はスライダー上面のうち、ピッチング支持軸10によって定義される遙動軸の真上に形成されている。図10はフレクシャー構造全体とスライダー上面を示す。光入射口14が、ローリング遙動軸62とピッチング遙動軸63の交点上に形成されている。これにより、スライダーがどのような姿勢を取ったときでも光を高く安定した効率で入射させることができた。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、負荷加重を与えるサスペンションアームにより支持されると共に記録媒体との相対運動により浮上力を得、前記負荷加重と前記浮上力との均衡により記録媒体との間に隙間をつくるスライダーと、前記スライダーが前記サスペンションアームに対する姿勢を変化し得るフレクシャー構造と、前記スライダーに形成され、前記スライダーに光を入射する光入射口あるいは前記スライダーから光を出射する光出射口と、前記スライダー内部において前記光入射口から前記スライダー底面まで、あるいは前記スライダー底面から前記光出射口まで光を導くスライダー内導光構造と、から成り、
前記スライダーが前記記録媒体表面を走査するときに、光を介して前記記録媒体と前記スライダー底面が相互作用することによって情報の記録および再生を行う記録装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、
前記光入射口あるいは前記光出射口が、前記スライダーが前記サスペンションアームに対して姿勢を変化しても位置が変化しない場所に形成されたものであることを特徴としているので、スライダーがフレクシャー構造によって姿勢を変化させていても光入射口あるいは出射口の位置が変化しないため、入射光は常に同じ位置に入射させておくだけで高い効率の入射が可能であり、光がスライダーから出射する構造のときも同じ原理によって高い効率の出射が可能となる。フレクシャーの基本的な構造は従来技術と同一であるため、その機械的性能は損なわれない。入射口あるいは出射口の向きはスライダーの姿勢変化にともなって変化するが、この角度変化は伝播光の広がりに比べて小さいものである。これによりスライダーが記録媒体表面を走査するときに常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった、という効果を奏する。
【００２４】
本発明によれば、上記記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーの底面部に、近視野光を介して記録媒体と相互作用する微小構造が形成されていることを特徴とするので、近視野光の性質により、情報記録密度が光の波長ではなく微小構造のサイズによって決まるため、光の回折限界を超える高密度な記録及び再生が可能となった、という効果を奏する。
【００２５】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーの前記フレクシャーにおける遙動軸と前記光入射口あるいは前記光出射口が近接あるいは一致した構造であることを特徴とするので、フレクシャーによってスライダーが回転しても、光入射口あるいは光出射口が回転軸に近接しているので移動距離は小さく、スライダーが記録媒体表面を走査するときに常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった、という効果を奏する。
【００２６】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に露出している構造を持つことを特徴とするので、フレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、入射光あるいは出射光を伝播する構造を入射口あるいは出射口に近接して配置することが可能となり、より高い効率での入射あるいは出射が可能となった、という効果を奏する。
【００２７】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に光学的に露出している構造を持つことを特徴とするので、前記遙動軸を含む面がスライダー内部に存在していても良く、スライダーの形状が簡略で、低コストでの作成が可能である、という効果を奏する。
【００２８】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記スライダー内導光構造が光導波路からなることを特徴とするので、上記いずれかに記載の効果に加えて、スライダー内部の光伝播効率が光入射面の角度に依存しないため高効率の伝播が可能である、という効果を奏する。
【００２９】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、入射光あるいは出射光を伝播する構造が前記光入射口あるいは前記光出射口に近接して配置されたものであることを特徴とするので、フレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった。また、入射光あるいは出射光を伝播する構造を入射口あるいは出射口に近接して配置することが可能となり、より高い効率での入射あるいは出射が可能となった。さらに、スライダー全体形状の対称性が良いため記録媒体表面からの浮上がより安定した、という効果を奏する。
【００３０】
本発明によれば、上記いずれかに記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、前記光入射口に入射する光あるいは前記光出射口から出射する光が前記フレクシャーにおける遙動軸に直交することを特徴とするのでフレクシャー回転軸の軸上あるいは軸の近傍に入射口あるいは出射口を形成することができ、フレクシャーによってスライダーが回転しても常に高い効率で安定した光入射あるいは光出射が可能となった、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る近視野光データストレージ装置の概略を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る近視野光ヘッド用フレクシャー構造を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図５】実施の形態２に係るスライダーの側面を示す図である。
【図６】実施の形態３に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図７】実施の形態４に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図８】実施の形態５に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図９】実施の形態６に係る近視野光ヘッド用スライダー形状を示す図である。
【図１０】実施の形態６に係るフレクシャー構造全体とスライダー上面を示す図である。
【符号の説明】
１ 近視野光データストレージ装置
２ サスペンションアーム
３ フレクシャー
４ 記録媒体
５ ボイスコイルモータ
７ フレクシャー本体
８ 枠
９ ローリング支持軸
１０ ピッチング支持軸
１１ スライダー
１２ 入射面
１４ 光入射口
１５ 入射光
１６ 導波路
１７ スライダー端面
１７ スライダー
３１ スライダー
４１ スライダー
４２ 透明な材質でできた部分
４３ 不透明な材質でできた部分
５１ スライダー
５２ 密度の大きな材質からなる部分
５３ 密度の小さな材質からなる部分
６１ スライダー
６２ ローリング遙動軸
６３ ピッチング遙動軸
Claims (8)
- 負荷加重を与えるサスペンションアームにより支持されると共に記録媒体との相対運動により浮上力を得、前記負荷加重と前記浮上力との均衡により記録媒体との間に隙間をつくるスライダーと、
前記スライダーが前記サスペンションアームに対する姿勢を変化し得るフレクシャー構造と、
前記スライダーに形成され、前記スライダーに光を入射する光入射口あるいは前記スライダーから光を出射する光出射口と、
前記スライダー内部において前記光入射口から前記スライダー底面まで、あるいは前記スライダー底面から前記光出射口まで光を導くスライダー内導光構造と、から成り、
前記スライダーが前記記録媒体表面を走査するときに、光を介して前記記録媒体と前記スライダーが相互作用することによって情報の記録および再生を行う情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャーにおいて、
前記スライダーは、前記フレクシャー構造で設けたローリング支持軸とピッチング支持軸のうち少なくともいずれか一方が遙動軸となって前記サスペンションアームに対して姿勢を変化し、前記光入射口あるいは前記光出射口が、前記ローリング支持軸と前記ピッチング支持軸のうち少なくともいずれかの前記遙動軸に近接または一致するように配置されていることを特徴とする情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー。 - 前記スライダーの底面部に、近視野光を介して記録媒体と相互作用する微小構造が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー。
- 前記ローリング支持軸と前記ピッチング支持軸とは、方向が直行するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー。
- 前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に露出している構造を持つことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー。
- 前記スライダーが、前記遙動軸を含む面が前記スライダーの外部に光学的に露出している構造を持つことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー。
- 前記スライダー内導光構造が光導波路からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー。
- 入射光あるいは出射光を伝播する構造が前記光入射口あるいは前記光出射口に近接して配置されたものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー。
- 前記光入射口に入射する光あるいは前記光出射口から出射する光が前記フレクシャーにおける前記遙動軸に直交することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の情報記録および再生装置用スライダーおよびフレクシャー。
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