JP4337951B2

JP4337951B2 - 光ヘッド

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Publication number: JP4337951B2
Application number: JP2009012901A
Authority: JP
Inventors: 直樹西田; 宏史押谷
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
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Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2009-09-30
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Description

本発明は、光ヘッドに関する。

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。

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。

そのため、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（近視野光とも称する。）を利用する近接場光ヘッドが利用されている。

近接場光ヘッドの例として、ミラー基板、開口基板と、光ファイバから成る近接場光ヘッドがある。ミラー基板はＳｉ基板上に異方性エッチングによって形成された斜面にＡｌを蒸着したミラー面を持つ。ミラー基板にはＶ溝がエッチングによって形成されており、そこに光ファイバが固定接着されている。開口基板はＳｉＯ_２から成り、上面に直径０．２ｍｍのマイクロレンズが形成されている。開口基板の底面には空気浮上のためのスライダと、その間に略直方体の近視野光発生微小構造が形成されている。光ファイバからの射出光はミラー面で反射され、マイクロレンズで集光されて、近視野光発生微小構造に照射される（特許文献１参照）。

また、上記の例のマイクロレンズに代わり光導波路と光ファイバとが光学的及び機械的に接続する例として、以下の光ファイバ整列部品がある。光ファイバ整列部品は、光導波路と光学的に結合すべき光ファイバの位置を決める為のＶ字状の溝を設けた、透明な熱硬化性又は熱可塑性のプラスチックから成るＶ溝部材であって、金型に設けたＶ字状の溝を転写することにより成形したものと、転写したＶ字状の溝に接着し固定した光ファイバと、その上に接着固定した透明な板状部材とから成り、かつ光導波路を有する光導波路基板と接続する為の突合端面とを有している（特許文献２参照）。

特開２００３−６９１３号公報特開平９−１５２５２２号公報

特許文献１によれば、ミラー基板はＳｉ基板上に異方性エッチングにより斜面が形成されＡｌを蒸着することでミラー面とし、また、光ファイバを固定接着するＶ溝がやはりエッチングにより形成されている。しかし、光ファイバをＶ溝に固定接着する際に十分にＶ溝に沿わせた状態を維持して精度良く固定することは容易ではなく、固定接着に関しては記載されていない。

また、特許文献２によれば、多芯の光ファイバを一括して光導波路基板と接続する光ファイバ整列部品としてＶ字状の溝を、微細なＶ字状の溝を有する金型をプラスチックに転写する方法で、形状が単純で、本質的には平板の表面に微細なＶ字状の溝が形成されたものであり、熱収縮も比較的均一で且つ残留歪みも少ないので、成形精度が高いＶ溝部材を得ることができると記載されている。また、光ファイバの被覆を残しておき、Ｖ溝に嵌め込むことにより、光軸方向に位置決め出来る構造が開示されている。しかし、この構造では板状部材によってＶ溝に十分に沿うように光ファイバを押さえ込まないと、光ファイバがＶ溝から浮いてしまい、位置ずれを生じてしまうことが十分予測できる。

従って、特許文献１及び２の何れにおいても、光ファイバから射出した光を後段に伝達する効率が低下してしまうことが十分推測できる。

また、近年、例えばＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）の様な記録装置の高密度情報記録が進むに伴い、再生記録を行うヘッドの小型化、ヘッドを構成するスライダの小型化が望まれている。スライダのサイズは、国際ディスクドライブ協会（ＩＤＥＭＡ、ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＤｉｓｋＤｒｉｖｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）スタンダードとして標準化されている。サイズの大きい順からミニ・スライダ、マイクロ・スライダ、ナノ・スライダ、ピコ・スライダ、フェムト・スライダと命名されている。これらのスライダの中で、大きさの観点から現在注目されているスライダは、ナノ・スライダ、ピコ・スライダ、フェムト・スライダである。これらのスライダの大きさ（サイズ）と質量を表１に示す。

高密度情報記録においては、上記のスライダの大きさから分かるように１枚のディスク上の情報の高密度化は勿論であり、更にディスクを多層配置する、又はできるだけ小型の筐体に収納することで空間的に高密度化することも必要である。例えば、多層のディスク配置を想定した場合、ディスク同士の間隔はできるだけ小さいことが要望され、表１で示したスライダの厚みを含めた光ヘッドの厚みは、１．５ｍｍ程度以下とすることが望まれている。

このような微小な光ヘッドにおいて、光源からの導光手段である光ファイバ等の線状導光体を、光効率を低下させないように精度良くまた容易に固定することが必要である。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、線状導光体を精度良く容易に固定することが出来る薄い光学素子を用いた光ヘッドを提供することである。

上記の課題は、以下の構成により解決される。

１．記録媒体の面の上で、前記面に沿って前記記録媒体と相対的に移動するスライダと、該スライダに結合された光学素子と、該光学素子に光源からの光を導く線状導光体とを備えた光ヘッドであって、
前記光学素子が、
前記線状導光体が導いた光を透過する材料で形成され、
前記線状導光体が配設される一方の端は開放され他方の端は閉じられ、結合される前記スライダに対向する底面に開口している溝と、
前記溝の前記他方の端から入射する前記線状導光体が導いた光を偏向する偏向面と、を備え、
前記溝の前記他方の端は、斜面で構成され、前記斜面は、前記一方の端から前記他方の端の方向に進むに従って浅くなる前記溝の底を成しており、
前記光学素子の前記溝の開口が前記スライダとの結合により被われて成す穴に、前記線状導光体が挿入され、前記線状導光体の先端が前記斜面と当接した状態で固定されていることを特徴とする光ヘッド。

２．前記斜面は、前記底面と交差する一つの平面内にあり、
前記底面と前記平面とが交差して成す辺が、前記溝が延伸する方向に対して垂直であることを特徴とする１に記載の光ヘッド。

３．前記線状導光体は、先端に前記光源からの光を集光する集光素子が結合されている光ファイバであることを特徴とする１又は２に記載の光ヘッド。

４．前記集光素子は、屈折率分布型レンズであることを特徴とする３に記載の光ヘッド。

５．前記光学素子の前記スライダが結合されている面の反対の面に前記光学素子を支持するサスペンションが固定されていることを特徴とする１から４の何れか一項に記載の光ヘッド。

本発明の光ヘッドは、スライダと光学素子と線状導光体とを備えている。光学素子は、線状導光体が配設される一方の端は開放され他方の端は閉じられている溝を有し、その溝の閉じられている他方の端に、溝の深さが一方の端から他方の端の方向に進むに従って浅くなる斜面がある。光学素子は、その底面に、スライダを結合して溝の開口を被うことで溝を閉じた穴とすることができ、また、穴の閉じた端には、穴の奥に進むに従ってスライダ側に向かって、穴の断面を小さくする斜面がある。このため、線状導光体がこの穴に挿入されると、その先端部は斜面に当接した状態で、スライダ側に押し付けられて固定される。よって、線状導光体の先端部を光学素子の厚み方向に押さえる板等の新たな部材を必要とすることなく線状導光体を精度良く位置決めすることが出来る。このため、光学素子は薄く、位置決めする線状導光体から射出する光を精度良く偏向面に導くことができ、偏向面にて光を的確に偏向することが出来る。

従って、線状導光体を精度良く容易に固定することが出来る薄い光学素子を用いた光ヘッドを提供することができる。

光記録装置の例を示す図である。光ヘッドに磁気記録素子を有する光アシスト式磁気記録ヘッドの一例を示す断面図である。光記録ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。（ａ）は、結合集光素子と斜面の周辺を光学素子の上面から透視した様子を示している。（ｂ）は、偏向面側から、結合集光素子の周辺を透視した様子を示している。光記録ヘッドの一例を示す断面図である。光記録ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。（ａ）は、結合集光素子と斜面の周辺を光学素子の上面から透視した様子を示している。（ｂ）は、偏向面側から、結合集光素子の周辺を透視した様子を示している。光記録ヘッドの一例を示す断面図である。光記録ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。（ａ）は、結合集光素子と斜面の周辺を光学素子の上面から透視した様子を示している。（ｂ）は、偏向面側から、結合集光素子の周辺を透視した様子を示している。

以下、本発明を図示の実施の形態である光ヘッドに磁気記録素子を有する光アシスト式磁気記録ヘッドとそれを備えた光記録装置に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。尚、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の説明を適宜省略する。

図１に光アシスト式磁気記録ヘッドを搭載した光記録装置（例えばハードディスク装置）の概略構成例を示す。この光記録装置１００は、以下（１）〜（６）を筐体１の中に備えている。
（１）記録用のディスク（記録媒体）２
（２）支軸５を支点として矢印Ａの方向（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
（３）サスペンション４に取り付けられたトラッキング用アクチュエータ６
（４）サスペンション４の先端に取り付けられた光アシスト式磁気記録ヘッド（以下、光記録ヘッドと称する。）３
（５）ディスク２を矢印Ｂの方向に回転させるモータ（図示しない）
（６）トラッキング用アクチュエータ６、モータ及び記録等の制御を行う制御部７
こうした光記録装置１００は、光記録ヘッド３がディスク２の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。

図２は、光記録ヘッド３の一例を断面図で示している。光記録ヘッド３は、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光ヘッドであって、光学素子１４とスライダ１５を備えている。光学素子１４は、光源（図示しない）から光を導光する光ファイバ１１と、光ファイバ１１から射出する光を光アシスト部である光導波路１６の上端面に光スポットとして導く集光素子である屈折率分布型レンズ１２、１３及び光を偏向する偏向面１４ａを備えている。線状導光体として、光ファイバ１１の先端には、集光素子である屈折率分布型レンズ１２、１３が結合されている。

光学素子１４には、光ファイバ１１及び集光素子である屈折率分布型レンズ１２、１３を配設するための断面形状がＶ字状のＶ溝１４ｂが設けられている。このＶ溝１４ｂは、光学素子１４とスライダ１５とが結合することにより、Ｖ溝１４ｂの開口が閉じられて、三角柱状の穴１４ｂ−１となる。また、穴１４ｂ−１の奥の閉じられている端に本発明に係わる斜面１４ｃがあり、屈折率分布レンズ１３の光軸に対し略垂直な面の先端部が斜面１４ｃに突き当てられた状態で固定されている。この斜面１４ｃに関しては以降で説明する。

スライダ１５は、上端面に形成された光スポットをディスク２に射出する光導波路１６、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１７及びディスク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１８を備えている。

なお、図２ではディスク２の記録領域の進入側から退出側（図の→方向）にかけて、磁気再生部１８、光導波路１６、磁気記録部１７の順に配置されているが、配置順はこれに限らない。光導波路１６の退出側直後に磁気記録部１７が位置すればよいので、例えば、導波路１６、磁気記録部１７、磁気再生部１８の順に配置してもよい。

光ファイバ１１により導光される光は、例えば、半導体レーザーより射出される光である。光ファイバ１１の端面から射出したレーザー光は、集光素子である屈折率分布型レンズ１２、１３、偏向面１４ａを有する光学素子１４によって、スライダ１５に設けられた光導波路１６の上端面に集光され、この光アシスト部を成す光導波路１６を導波して光記録ヘッド３からディスク２に向けて射出する。

スライダ１５は浮上しながら磁気記録媒体であるディスク２に対して相対的に移動するが、媒体に付着したごみや、媒体に欠陥がある場合には接触する可能性がある。その場合に発生する摩耗を低減するため、スライダ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、Ａｌ_２Ｏ_３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１５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（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）被膜を用いると、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。

また、スライダ１５のディスク２と対向する面には、浮上特性向上のための空気ベアリング面（ＡＢＳ（ＡｉｒＢｅａｒｉｎｇＳｕｒｆａｃｅ）面とも称する。）を有している。スライダ１５の浮上は、ディスク２に近接した状態で安定させる必要があり、スライダ１５に浮上力を抑える圧力を適宜加える必要がある。このため、光学素子１４の上に固定されるサスペンション４は、光記録ヘッド３のトラッキングを行う機能の他、スライダ１５の浮上力を抑える圧力を適宜加える機能を有している。

光記録ヘッド３から射出した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の照射された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された部分に対して、磁気記録部１７により磁気情報が書き込まれる。この光記録ヘッド３に関して以下に説明する。

まず、集光素子を構成する屈折率分布型レンズ１２、１３に関して説明する。屈折率分布型レンズ（ＧｒａｄｅｄＩｎｄｅｘＬｅｎｓ、以下、「ＧＲＩＮレンズ」と略す。）は、屈折率が一様でない（中心に近いほど屈折率が大きい）媒質を用いたレンズで、屈折率が連続的に変化することでレンズ作用をする円柱形状のレンズである。具体的なＧＲＩＮレンズは、例えば、ＳｉＧＲＩＮ（登録商標）（シリカグリン、東洋ガラス（株））がある。ＧＲＩＮレンズの半径方向の屈折率分布ｎ（ｒ）は、次式（１）で表される。
ｎ（ｒ）＝Ｎ０＋ＮＲ２×ｒ^２（１）
但し、
ｎ（ｒ）：中心からの距離ｒの位置の屈折率
Ｎ０：中心部の屈折率
ＮＲ２：ＧＲＩＮレンズの集光能力を表す定数
ＧＲＩＮレンズ１２、１３を具体的に式（１）で表す例として以下があり、直径としては例えば、８５μｍ、１２５μｍである。
ＧＲＩＮレンズ１２（ＮＡ：０．１６６）
Ｎ０＝１．４７９６０６
ＮＲ２＝−２．３８０９５２
ＧＲＩＮレンズ１３（ＮＡ：０．３９５）
Ｎ０＝１．５４０７３７
ＮＲ２＝−１２．４７６１９
ＧＲＩＮレンズは、半径方向に屈折率分布を持っていることから光軸を合わせることが容易であるという特徴を持っている。このため、光ファイバ１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３との光軸を容易に合わせることができる。また、光ファイバ１１が石英からなる場合、ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３を成す材料も光ファイバ１１と同様であることから、これらを溶融処理により接合して一体化することができる。この接合により、取り扱いが容易となると同時に、光ファイバ１１、ＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３それぞれが接する面での光損失が抑えられ光ファイバにより導光された光を効率良くＧＲＩＮレンズ１３より射出することができる。

ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３で構成する集光素子は、光ファイバ１１により導光された光をＧＲＩＮレンズ１３の光射出面より離れた位置に収束して光スポットを形成する構成としている。ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３それぞれのＮＡ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｐｅｒｔｕｒｅ）は異なっており、ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３を選択し、また、組み合わせ、それぞれの長さを適宜決めることで、集光素子が占める長さ、集光素子の光射出面から光スポット位置までの距離を決めることができる。

ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３の直径と光ファイバ１１の直径とが±１０％程度にほぼ同じことが好ましく、同じであることがより好ましい。上記の通り光ファイバ１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３は、溶融処理により接合することができるため、それぞれがほぼ同じ直径とすると直径の中心を合わせて接合する作業を容易とすることができる。

光ファイバ１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３を接合して一体化（以下、結合したＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３を結合集光素子２０と称する。）すると、光ファイバ１１により光源から導かれて光をＧＲＩＮレンズ１３の射出端面から離れた位置に光スポットを効率良く形成することができる。

この結合集光素子２０は、図２に示すように、光学素子１４とスライダ１５とが接着等により結合され、光学素子１４が備えているＶ溝１４ｂがスライダ１５で被われることでなる三角柱状の穴１４ｂ−１に押し込まれた状態で固定されている。

光学素子１４の斜視図を図３に示す。光学素子１４は、結合集光素子２０を配設するための一方の端が開放され他方の端が閉じられているＶ溝１４ｂが設けてある。Ｖ溝１４ｂの閉じられている端には、斜面１４ｃがある。この斜面１４ｃは、溝１４ｂの底をなしており、この底は、溝１４ｂが開放されている一方の端から閉じられている他方の端の方向に進むに従って浅くなっている。

斜面１４ｃにおいて、斜面１４ｃとスライダ１５と結合する側の底面１４ｄとは交差し、この交差により成す辺１４ｇが、Ｖ溝１４ｂが延伸する方向（図３中の矢印１４ｈ方向）に垂直な関係となっているのが好ましい。また、斜面１４ｃと底面１４ｄとが成す溝側の角度θ（図２参照）は、９０°未満で、後述の様に適宜決めればよい。

光学素子１４とスライダ１５とが結合されてなる穴１４ｂ−１に結合集光素子２０が挿入されて固定されている様子を図４（ａ）、（ｂ）に示す。図４（ａ）は、結合集光素子２０と斜面１４ｃの周辺を光学素子１４の上面から透視した様子を示している。図４（ｂ）は、偏向面１４ａ側から、結合集光素子２０の周辺を透視した様子を示している。

穴１４ｂ−１に押し込まれた結合集光素子２０の先端部は、図４（ａ）に示すように、Ｖ溝１４ｂの閉じられている端の斜面１４ｃに押し当てられ、斜面１４ｃに結合集光素子２０の外周端部Ｐ１０が当接する。斜面１４ｃに押し当てられた結合集光素子２０の外周端部Ｐ１０は、図４（ｂ）に示すように、斜面１４ｃに沿ってスライダ１５の方向（図４（ｂ）中の矢印）に押さえられる力を受ける。この力により、結合集光素子２０の先端部は、浮くことなく、スライダ１５の上面１５ａに押し付けられて、この上面１５ａに対して垂直な方向の位置決めができる。

Ｖ溝１４ｂは、配設される光ファイバ１１及び結合集光素子２０の直径、偏向面１４ａへの光の入射角度が考慮されて設けてある。また、斜面１４ｃの位置及び傾きは、結合集光素子２０の直径、結合集光素子２０の光の射出端面から偏向面１４ａを経て光導波路１６の上端面までの距離が考慮されて設けられている。光学素子１４とスライダ１５を所定の位置で結合し、結合集光素子２０を結合によりなる三角柱状の穴１４ｂ−１に挿入し、斜面１４ｃへ押し付けて固定することにより、結合集光素子２０の先端部の光軸方向の位置と、光軸方向に垂直な方向の位置とを容易に決めることができる。

従って、穴１４ｂ−１に挿入され、先端部が斜面１４ｃによりスライダ１５の上面１５ａに押し付けられ、浮き上がることなく安定して固定される結合集光素子２０から射出する収束光は、偏向面１４ａに精度良く導かれ、的確に偏向される。偏向された収束光は、光学素子１４の下面に光スポットを所望の位置に効率よく形成することが出来る。この光スポットが形成される位置に、スライダ１５が備えている光導波路１６の上端面を合わせると、光スポットは光導波路１６により導波されディスク２に向けて射出される。

図２から図４で示した斜面１４ｃは、１つの平面で構成されているが、図５から図７に示す光学素子３４の斜面３４ｃとするのも好ましい。図５は、光学素子３４を備えた光記録ヘッド３の一例の断面図である。スライダ１５が備えている光導波路等は省略している。

光学素子３４は、図６の斜視図に示すように、結合集光素子２０を配設するためのＶ溝３４ｂが設けられており、Ｖ溝３４ｂの閉じられている端に斜面３４ｃがある。斜面３４ｃは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、交差した２つの平面３４ｃ−１、３４ｃ−２で構成され、この２つの平面３４ｃ−１、３４ｃ−２が成す溝の幅方向の断面はＶ字形状を成している。また、２つの平面３４ｃ−１、３４ｃ−２が交差して成す辺３４ｆは、溝３４ｂの一方の開放側の端から他方の閉じられている端の方向に進むに従って浅くなる溝の底となっている。

光学素子３４とスライダ１５とが結合されて成る三角柱状の穴３４ｂ−１に結合集光素子２０が挿入されて固定されている様子を図７（ａ）、（ｂ）に示す。図７（ａ）は、結合集光素子２０と斜面３４ｃの周辺を光学素子３４の上面から透視した様子を示している。また、図７（ｂ）は、偏向面３４ａ側から、結合集光素子２０の周辺を透視した様子を示している。

光学素子３４が備えているＶ溝３４ｂがスライダ１５で被われることで形成される穴３４ｂ−１に押し込まれた結合集光素子２０の先端部は、図７（ａ）に示すように、Ｖ溝３４ｂの閉じられている端の斜面３４ｃに押し付けられて当接する。

２つの平面３４ｃ−１、３４ｃ−２で構成される斜面３４ｃに結合集光素子２０を当接させると、結合集光素子２０は、斜面３４ｃに外周端部Ｐ２０、２１の２点で当接することになる。図７（ｂ）に示すように、結合集光素子２０の先端部は、斜面３４ｃを構成する２つの平面３４ｃ−１と３４ｃ−２から互いに対向する力（図７（ｂ）中の矢印）を受ける。この力により、結合集光素子２０の先端部は、浮かないようにスライダ１５の上面１５ａに押し付けられて、この上面１５ａに対して垂直な方向の位置決めがなされ、且つ２つの平面３４ｃ−１、３４ｃ−２で成すＶ字形状の中心に倣う様に上面１５ａに平行な方向の位置決めがなされる。

光学素子１４の場合と同様に光学素子３４においては、斜面３４ｃの位置及び傾きは、結合集光素子２０の直径、結合集光素子２０の光の射出端面から偏向面３４ａを経て光導波路１６の上端面までの距離が考慮されて設けられている。光学素子３４とスライダ１５を所定の位置で結合し、結合によりなる穴３４ｂ−１に結合集光素子２０を挿入し、斜面３４ｃに押し付けるようにして固定することにより結合集光素子２０の先端部の光軸方向の位置と、光軸方向に垂直な方向の位置とを容易に決めることができる。

従って、穴３４ｂ−１に挿入され、先端部が斜面３４ｃによりスライダ１５の上面１５ａに押し付けられ、浮き上がることなく安定して固定される結合集光素子２０から射出する収束光は、偏向面３４ａに精度良く導かれ、的確に偏向される。偏向された収束光は、光学素子３４の下面に光スポットを所望の位置に効率よく形成することが出来る。この光スポットが形成される位置に、スライダ１５が備えている光導波路１６の上端面を合わせると、光スポットは光導波路１６により導波されディスク２に向けて射出される。

溝３４ｂの幅方向の中心を通り、且つ溝３４の延伸方向の断面である中央断面３４ｅに対して、２つの平面３４ｃ−１、３４ｃ−２が成す溝の幅方向の断面のＶ字形状が対称となるようにするのがより好ましい。このようにすると、穴３４ｂ−１に挿入した結合集光素子２０の射出端での光軸を、上記の中央断面３４ｅの面内にあるようにすることができる。よって、結合集光素子２０から射出する集束光をより精度よく偏向面３４ａに導くことができ、光学素子１４の下面に光スポットをより位置精度、また効率よく形成することが出来る。

このように、光学素子１４、３４にスライダ１５を結合することで、結合集光素子２０からの光を容易に精度良く、例えばスライダ１５の光導波路１６の入射面に導くことができる。このために、光記録ヘッド３を構成する上で必要なスライダ１５以外に、結合集光素子２０を精度良く固定するための、例えば結合集光素子２０の先端部が浮いて不安定とならない様に押さえ込む新たな部材等を必要としないため、光学素子１４は小型で、薄くすることが出来る。

これまで図２から図７を用いて説明した光学素子１４、３４に結合光学素子２０を固定する際に、結合光学素子２０の先端面と光学素子１４、３４の入射面（斜面１４ｃ、３４ｃ）との間に間隙が生じる。この間隙に、例えばアクリル系やエポキシ系の屈折率が１．３〜１．５程度の公知の光学部品用の接着剤等を充填するのが好ましい。このような屈折率の値を有する接着剤等を間隙に充填することで、屈折率差による光の伝達効率の低下を抑えることが出来る。

また、図８から図１０に示す光学素子５４のように、これまで説明した例えば斜面３４ｃの先端部を、挿入されて固定される結合集光素子２０の射出端の光軸に対して垂直な平面５４ｍにするのがより好ましい。図８は、光学素子５４を備えた光記録ヘッド３の一例の断面図である。スライダ１５が備えている光導波路等は省略している。

光学素子５４は、図９の斜視図に示すように、結合集光素子２０を配設するためのＶ溝５４ｂが設けられており、Ｖ溝５４ｂの閉じられている端に斜面５４ｃがあり、その先端部に平面５４ｍがある。斜面５４ｃは、結合集光素子２０に対して、上記図５から図７を用いて説明した斜面３４ｃと同じように機能する。

光学素子５４とスライダ１５とが結合されて成る三角形柱状の穴５４ｂ−１に結合集光素子２０が挿入されて固定されている様子を図１０（ａ）、（ｂ）に示す。図１０（ａ）は、結合集光素子２０と斜面５４ｃの周辺を光学素子５４の上面から透視した様子を示している。また、図１０（ｂ）は、偏向面５４ａ側から、結合集光素子２０の周辺を透視した様子を示している。

光学素子５４が備えているＶ溝５４ｂがスライダ１５で被われることで形成される穴５４ｂ−１に押し込まれた結合集光素子２０の先端部は、図１０（ａ）に示すように、Ｖ溝５４ｂの閉じられている端の斜面５４ｃに押し付けられて当接する。

２つの平面５４ｃ−１、５４ｃ−２で構成される斜面５４ｃに結合集光素子２０を当接させると、結合集光素子２０は、斜面５４ｃに外周端部Ｐ３０、３１の２点で当接することになる。図１０（ｂ）に示すように、結合集光素子２０の先端部は、斜面５４ｃを構成する２つの平面５４ｃ−１と５４ｃ−２から互いに対向する力（図１０（ｂ）中の矢印）を受ける。この力により、結合集光素子２０の先端部は、スライダ１５の上面１５ａに押し付けられて、この上面１５ａに対して垂直な方向の位置決めがなされ、且つ２つの平面５４ｃ−１、５４ｃ−２で成すＶ字形状の中心に倣う様に上面１５ａに平行な方向の位置決めがなされる。

光学素子３４の場合と同様に光学素子５４においては、斜面５４ｃの位置及び傾きは、結合集光素子２０の直径、結合集光素子２０の光の射出端面から偏向面５４ａを経て光導波路１６の上端面までの距離が考慮されて設けられている。光学素子５４とスライダ１５を所定の位置で結合し、結合により形成される穴５４ｂ−１に結合集光素子２０を挿入し、斜面５４ｃに押し付けるようにして固定することにより結合集光素子２０の先端部の光軸方向の位置と、光軸方向に垂直な方向の位置とを容易に決めることができる。

更に、斜面５４ｃの先端部を結合集光素子２０の射出端の光軸に対して垂直な平面５４ｍとすることで、結合集光素子２０から射出された光は、垂直に光学素子５４に入射できるため、より効率よく光学素子５４に入射することが出来る。こうした斜面の先端部を平面とすることは、光学素子３４の斜面３４ｃに対してのみではなく、光学素子１４の斜面１４ｃの場合に対しても同様に可能である。また、上述した屈折率が１．３〜１．５程度の公知の光学部品用の接着剤等で平面５４ｍと結合集光素子２０の先端面との間隙を充填すると屈折率差による光の伝達効率の低下を抑えることが出来る。また、間隙が少ないため接着剤等の充填量を少なくすることができるので、接着剤の応力による光記録ヘッド３の変形を生じにくくすることができる。

光ファイバ１１及び結合集光素子２０を光学素子１４に配設する開放されている一方の端から閉じられている他方の端までの溝の断面形状は、これまでの説明ではＶ字形状としているが、Ｖ字形状に限定する必要はなく、例えば矩形状の溝としてもよいが、円筒形状の結合集光素子２０の座りの良さや高精度に成形する容易性からＶ字形状とするのが好ましい。また、これまで説明した、例えばＶ溝１４ｂは、その稜線がスライダ１５との取り付け面である底面１４ｄとほぼ並行に延伸し、開放されている一方の端から閉じられている他方の端の斜面１４ｃに到るまでの断面形状は一定としているが、必ずしもこのように平行で断面形状を一定とする必要はない。例えば、偏向面１４ｃへの入射角を大きくするためにＶ溝１４ｂに傾斜を持たせても良いし、結合集光素子２０を挿入し易い様に、Ｖ溝１４ｂの開放されている端側の断面を大きくしても良い。図２の様に、Ｖ溝１４ｂを、その稜線が底面１４ｄとほぼ並行に延伸し、斜面１４ｃに到るまでのＶ溝１４ｂの断面が、結合集光素子２０の断面形状に合わせた一定状態とすると、スライダ１５と結合して成る三角柱状の穴１４ｂ−１に挿入された結合集光素子２０の配設がより規制され、結合集光素子２０と溝１４ｂとの位置をより良好に行うことができるので好ましい。

図３、図６、図９にそれぞれ示す光学素子１４、３４、５４は、例えば、熱可塑性樹脂を材料として射出成形法やプレス成形法により形成することが出来る。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ（屈折率１．５２５、日本ゼオン（株））、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート、例えば、スミペックス（登録商標）ＭＧＳＳ、屈折率１．４９、住友化学（株））、ＰＣ（ポリカーボネート、例えば、パンライト（登録商標）ＡＤ５５０３、屈折率１．５８５、帝人化成（株））等が挙げられる。

これまで説明した光学素子１４、３４、５４を上述の成形法で製造する場合、斜面１４ｃ、３４ｃ、５４ｃの傾斜方向は、それぞれの光学素子１４、３４、５４における偏向面１４ａ、３４ａ、５４ａと略平行となる様に構成することが好ましい。このようにすることで、成形した光学素子１４、３４、５４を、型から抜きやすくすることが出来、製造効率を良好とすることが出来る。

図２で示す光記録ヘッド３のように、光学素子１４のＶ溝１４ｂが開口している面にスライダ１５が固定され、Ｖ溝１４ｂが開口している面の反対の面に光学素子１４を支持するサスペンションが固定されるのが好ましい。

光記録ヘッド３はこれをディスク２の上に保持するサスペンション４と結合する必要があり、サスペンション４と結合する場所を光記録ヘッド３に確保する必要がある。サスペンション４で光記録ヘッド３を下側から保持する構成は、ディスク２の上を浮上して相対移動する浮上機構を有したスライダ１５が必要であるため困難である。

また、光学素子１４とスライダ１５との間に挟む様にサスペンション４を設ける構成は、結合集光素子２０を設けるためのＶ溝１４ｂがあるために、このＶ溝１４ｂの開口を避ける必要がある。また、光導波路１６に集光する光束も避ける必要がある。このため、例えば、サスペンション４を記録面の上を浮上走行する方向で且つ光学素子１４の中央部で固定しようとする場合、サスペンション４を固定する個所をＶ溝１４ｂに沿った光学素子１４の中央とすることが出来ないので、バランスの良い保持が困難となる。

上記より、光学素子１４のスライダ１５を取り付ける下面側に開口するＶ溝１４ｂを設ける構成とするのが好ましく、このようにすると光学素子１４の上面側にサスペンション４を容易に設けることができる。光学素子１４の上面は、Ｖ溝等の凹凸がない平面状態であり、サスペンション４を取り付ける上での自由度が大きく、光記録ヘッド３をディスク２の上に安定して浮上させることができるようにサスペンション４を光学素子１４にバランス良く固定することができる。また、上記の平面状態を利用して、例えば、光学素子１４の上面に組み立てを容易とするサスペンション４との結合用の位置決めマーク等を設けることもできる。また、サスペンション４と光源から光を導く光ファイバ１１とが近い状態となるため、光ファイバ１１をサスペンション４に沿わせて固定することが容易にできる。

また、光学素子１４の下面側にスライダ１５が固定されると、スライダ１５が備えている光導波路１６に光学素子１４により導かれる光を効率良く伝達することができるため、好ましい。

これまで説明した光ヘッドは、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光アシスト式磁気記録ヘッドであるが、記録媒体に対する情報記録に光を利用する光記録ヘッドであって、磁気再生部１７と磁気記録部１８を有しない、例えば、近接場光記録、相変化記録等の記録を行う光ヘッドとすることができる。また、光ヘッドは、近接場光を発生する微小な金属構造体（プラズモンプローブとも称する。）を光導波路１６の光射出位置又はその近傍に設けてもよい。

１筐体
２ディスク
３光ヘッド
４サスペンション
１１光ファイバ（線状導光体）
１２、１３屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）
１４、３４、５４光学素子
１４ａ、３４ａ、５４ａ偏向面
１４ｂ、３４ｂ、５４ｂＶ溝
１４ｃ、３４ｃ、３４ｃ−１、３４ｃ−２、５４ｃ、５４ｃ−１５４ｃ−２斜面
１４ｄ底面
１４ｇ、３４ｆ辺
２０結合集光素子
１５スライダ
１６光導波路
１７磁気記録部
１８磁気再生部
３４ｅ中央断面
５４ｍ平面

Claims

記録媒体の面の上で、前記面に沿って前記記録媒体と相対的に移動するスライダと、該スライダに結合された光学素子と、該光学素子に光源からの光を導く線状導光体とを備えた光ヘッドであって、
前記光学素子が、
前記線状導光体が導いた光を透過する材料で形成され、
前記線状導光体が配設される一方の端は開放され他方の端は閉じられ、結合される前記スライダに対向する底面に開口している溝と、
前記溝の前記他方の端から入射する前記線状導光体が導いた光を偏向する偏向面と、を備え、
前記溝の前記他方の端は、斜面で構成され、前記斜面は、前記一方の端から前記他方の端の方向に進むに従って浅くなる前記溝の底を成しており、
前記光学素子の前記溝の開口が前記スライダとの結合により被われて成す穴に、前記線状導光体が挿入され、前記線状導光体の先端が前記斜面と当接した状態で固定されていることを特徴とする光ヘッド。
前記斜面は、前記底面と交差する一つの平面内にあり、
前記底面と前記平面とが交差して成す辺が、前記溝が延伸する方向に対して垂直であることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
前記線状導光体は、先端に前記光源からの光を集光する集光素子が結合されている光ファイバであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ヘッド。
前記集光素子は、屈折率分布型レンズであることを特徴とする請求項３に記載の光ヘッド。
前記光学素子の前記スライダが結合されている面の反対の面に前記光学素子を支持するサスペンションが固定されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の光ヘッド。