JP4576719B2 - Flying optical recording / reproducing head and method for controlling the flying height thereof - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録再生可能な光記録媒体、特に、レーザービームにより記録層の光学特性あるいは磁気特性を変化させることにより、情報の記録、再生及び消去を行なう光記録媒体の媒体面上を相対的に浮上走行して、情報の記録再生を行う浮上式の光記録再生ヘッド及びその浮上量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気記録媒体は大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴なうコンピュータの大容量ファイルや動画を記録する書き換え型メディアとして需要が急増しつつある。
【０００３】
光記録媒体は一般にプラスチック等の透明な円盤状の基板に記録層を含む多層膜を形成し、レーザーを照射して記録、消去を行い、レーザーの反射光で再生する。
【０００４】
記録再生のためのレーザーは従来、基板を通して記録膜に照射されていた。最近、光学ヘッドを記録膜に近付けて記録再生する、いわゆる、近接場光記録が高密度化の手段として注目されている（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８，ｐ．１４１（１９９６））。この記録方法ではソリッドイマージョンレンズ（Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ、以下ＳＩＬと略す）ヘッドを使用しレーザービームスポットサイズを縮小することにより、光源のレーザー波長（λ）によって決まる従来の記録限界（〜λ／２ＮＡ：ＮＡは対物レンズの開口数）より短いマークでの再生が可能であり、超高記録密度の記録再生が実現できる。この近接場光記録では光学ヘッドを記録媒体に近付ける必要があるために（〜１００ｎｍ）、従来の光磁気記録媒体のように基板を通して記録膜にレーザービームを照射するのではなく、基板を通さずに直接記録膜にレーザービームを照射する方法を用いる。この際、記録膜とＳＩＬヘッドを近付けるために浮上式のスライダーヘッドを利用することが多い。
【０００５】
浮上式のスライダーヘッドとは、記録媒体の移動により生じる気体の流れによって、エアーベアリングスライダーに浮力を発生させ、それにより、ヘッドを記録媒体表面に追随させるものである。一般に、エアーベアリングスライダーによる浮上量は記録媒体の移動速度に依存するため、ディスク状記録媒体においては、その回転数を制御することにより浮上量の制御が可能となるが、一定の回転数では、記録媒体上の位置（半径）により浮上量が異るという問題もある。この点については、エアーベアリングスライダーのスライダー面の形状等を工夫して、浮上量の移動速度依存性を無くすことにより、ディスク状記録媒体の全面で浮上量を一定に保つ試みも行われている。
【０００６】
一方、光記録再生に用いられるスライダーヘッドは、一般に、両端にエアーベアリングスライダーを有し、その２本のエアーベアリングスライダーに挟まれた領域の中央にＳＩＬ等の光学素子を備えたものであるが、スライダーヘッドは通常数ｍｍ程度の大きさであり、エアーベアリングスライダー部分も同程度ないしはその１０分の１程度の大きさである。これに対して、ＳＩＬヘッド最下面に存在する光結合領域は１μｍ程度の大きさであるので、光記録媒体の表面が平面ではない場合には、エアーベアリングスライダー自体の浮上量は一定であっても、前記光結合領域が存在する光結合部位の浮上量（光結合部位とそれに対向する光記録媒体表面との間の距離）は必ずしも一定とはならない。特に、光結合部位の浮上量は１００ｎｍ以下と非常に小さなものであるので、光記録媒体表面の凹凸の曲率半径が数ｍ程度であっても、光結合部位の浮上量に顕著な影響を与える。
また、光記録媒体表面の凹凸の二次元的な拡がりが数十〜数百μｍ程度の場合にも、その凹凸上ではエアーベアリングスライダー自体の浮上量と光結合部位の浮上量とは異なったものとなる。
【０００７】
なお、光記録媒体は、一般に、ポリカーボネート等の樹脂を射出成形して得られる基板を用いて作製されるが、射出成形に使用されるスタンパの形状や成形条件の変動により、基板面を完全な平面とすることは困難であり、基板面には、基板面全体の湾曲や、数十〜数百μｍ程度の拡がりを有する凹凸が存在する。
【０００８】
一方、近接場光記録では、再生信号強度は、光結合部位の浮上量、すなわち、光結合空隙（光結合部位とそれに対向する光記録媒体表面との間の距離）の大きさに強く依存する。このため、エアーベアリングスライダー自体の浮上量を一定に保つことができたとしても、光結合空隙の大きさが変動してしまい、安定な再生信号を得ることが困難になる。
【０００９】
このような理由から浮上式のスライダーヘッドのエアーベアリングスライダーの形状の制御や光記録媒体の移動速度の制御のみでは、浮上式のスライダーヘッドの光結合部位の安定した浮上量を得ることができず、これに伴い再生信号の劣化が生じるという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、例えば、ＳＩＬ等の光学レンズと記録媒体との間の距離、すなわち光学レンズ等の光学素子の浮上量を一定に保つことにより再生出力を安定して得ることのできる、近接場光記録再生用の光記録再生ヘッドを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上述のような現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の浮上式光記録再生ヘッドは、光記録媒体の移動により浮力を発生するスライダーと、情報の記録及び／又は再生に用いる光を光記録媒体に照射するための光学素子を有する浮上式光記録再生ヘッドにおいて、前記スライダーと前記光学素子の光記録媒体に最も近接した面（以下、光学素子の最近接面と称す）との相対位置を制御する機構を有することを特徴とする浮上式光記録再生ヘッドであり、特に、その相対位置の制御を、前記光学素子をスライダーに保持する光学素子支持部材の熱膨張や圧電効果、あるいは、前記光学素子の少なくとも一部分の熱膨張により行うことを特徴とする浮上式光記録再生ヘッドである。
【００１３】
また、本発明の他の浮上式光記録再生ヘッドは、光記録媒体の移動により浮力を発生するスライダーと、情報の記録及び／又は再生に用いる光を光記録媒体に照射するための光学素子を有する浮上式光記録再生ヘッドにおいて、前記光学素子が、光記録媒体に対向する側に、光記録媒体表面と略平行な平面からなる光結合部位を有するとともに、該光結合部位と前記スライダーとの相対位置を制御する機構を有することを特徴とする浮上式光記録再生ヘッドであり、特に、前記光学素子が、光記録媒体に対向する側の面に、光記録媒体に向かって突出する円筒状突起を有し、該円筒状突起の先端を形成する光記録媒体表面と略平行な平面により光結合部位が構成されているとともに、前記円筒状突起の熱膨張により、スライダーと前記光結合部位との相対位置を制御することを特徴とする浮上式光記録再生ヘッドである。なお、前記円筒状突起の側面に電気抵抗を有する薄膜を形成するとともに、該電気抵抗を有する薄膜に供給する電力を制御することにより、スライダーと光結合部位との相対位置を制御することが好ましい。
【００１４】
本発明のさらに他の浮上式光記録再生ヘッドは、光記録媒体の移動により浮力を発生するスライダーと、情報の記録及び／又は再生に用いる光を光記録媒体に照射するための光学素子を有する浮上式光記録再生ヘッドにおいて、前記スライダーに取りつけられた光学素子は光の出射側が平面で形成され、かつ、その一部に円筒状に隆起する円筒状突起が形成されており、その円筒状突起の側面に電気抵抗を有する薄膜を形成し、前記電気抵抗を有する薄膜に電力を供給することにより、前記円筒状突起の熱膨張による形状変化を用いて、前記円筒状突起の先端面からなる光結合部位と光記録媒体との間の距離を制御することを特徴とする浮上式光記録再生ヘッドである。
【００１５】
さらに、本発明の浮上式光記録再生ヘッドの浮上量制御方法は、前記光学素子の最近接面すなわち光結合部位と、光記録媒体表面との間の距離である光結合空隙を検知し、その基準値からの変動量を利用して前記光学素子の最近接面すなわち光結合部位とスライダーとの相対位置を変化させることにより、前記光結合空隙が一定になるように制御することを特徴とする浮上式光記録再生ヘッドの浮上量制御方法である。また、本発明の浮上式光記録再生ヘッドの浮上量制御方法では、前記光結合空隙の大きさを光学素子及び光記録媒体からの戻り光強度により検知することが好ましい。
【００１６】
なお、本発明における光学素子は、例えば、光学レンズ、半球状のソリッドイマージョンレンズ、先端に向かって細くなるように形成されたテーパー部を有する光ファイバー等である。
【００１７】
本発明は、より具体的には、例えば、光記録媒体の移動により浮力を発生させるスライダーと、情報の記録及び／又は再生に用いる光を光記録媒体に照射するための光学レンズを有する浮上式光記録再生ヘッドにおいて、スライダーと光学レンズとの相対位置を制御する機構を有することを特徴とする浮上式光記録再生ヘッドであり、スライダーと光学レンズとの相対位置を変化させるために熱・電圧のいずれかの効果を用いる機構を有する浮上式光記録再生ヘッド、すなわち、前記光学レンズをスライダーに保持する光学レンズ支持部材の熱膨張又は圧電効果により行うことを特徴とする浮上式光記録再生ヘッドである。また、その浮上量制御方法は、光記録媒体と光学レンズとの間の距離（光学レンズの浮上量）を検知し、その基準値からの変動量を利用して光学レンズとスライダーとの相対位置を変化させることにより、光学レンズの浮上量が一定になるように制御することを特徴とする浮上量制御方法である。
【００１８】
以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００１９】
一般に近接場光記録再生方式においてはＳＩＬと記録再生媒体の記録膜との距離が近くなるに従いレンズ面からの戻り光量（反射光量）は減少し、記録膜中への光の伝播率が増大することにより記録信号強度が増大する。逆にこの距離が遠くなればレンズ面からの戻り光量（反射光量）は増大し、記録膜中への光の伝播率が指数関数的に減少することにより記録信号強度が減少する。光記録媒体表面の微小凹凸及び湾曲やたわみの存在は、ＳＩＬ最下面と光記録媒体の光結合空隙、すなわち近接場結合距離を変化させるため記録膜中への光の伝播率が変動し、その結果、記録信号強度を変動させる。すなわち、ＳＩＬ最下面である光結合面（光結合部位）と光記録媒体表面との距離（光結合空隙）が増加することで記録膜への光の伝播率が減少し、これによる記録効率の低下や再生信号の劣化が生じる。
【００２０】
ハードディスクのように基板がＡｌ合金やガラスである場合、基板面が平面に近いため浮上ヘッドの浮上量と光学素子の浮上量との関係はほぼ一定に保たれるが、光ディスクは樹脂成形基板で形成されるためディスク形状の湾曲および表面に微小凹凸が生じる。一般に近接場光記録再生スライダーヘッドは中央部にＳＩＬが位置するように設計され、その両脇にエアーベアリングスライダーが一対存在する。媒体移動軸（光記録媒体の移動方向）に対して垂直な面においては、一対のエアーベアリングスライダーは数ｍｍの距離を持ち、またエアーベアリングの長さも同様に数ｍｍであるため、半径方向あるいは周方向のディスク表面の湾曲により、エアーベアリングスライダー面での平均浮上量は一定であるにも拘わらずＳＩＬヘッド最下面と媒体表面との間の距離が変化する。
【００２１】
図1に記録媒体表面が凹凸の無い平面である場合のスライダーヘッド浮上状態の模式図を示す。この場合、ＳＩＬ最下面３と光記録媒体との光結合空隙は、スライダーヘッドのエアーベアリングスライダー部分の浮上量bと、スライダーヘッドの形状で定まるオフセット値ａとの和となる。
【００２２】
一方、図２に記録媒体表面にスライダーヘッド以上の大きさを持った凹凸が存在する場合のスライダーヘッド浮上状態の模式図を示す。この場合、エアーベアリングスライダーの基準面とこれに対向する光記録媒体上の点７との距離（エアーベアリングスライダーの浮上量）をｄとすると、ＳＩＬ最下面６とこれに対向する光記録媒体上の点８までの距離である光結合空隙は、エアーベアリングスライダーの浮上量ｄと、スライダーヘッドの形状で定まるオフセット値ｃと、凹凸の湾曲量で定まるｅとの総和となり、その凹凸の曲率による浮上量増減分ｅにより変動することが解る。
【００２３】
図３に、１ｍｍの間隔で１対のエアーベアリングスライダーを有し、２本のエアーベアリングスライダーに挟まれた領域の中央にＳＩＬを備えた光スライダーヘッドを用いた場合の、光記録媒体表面の曲率に対するＳＩＬ浮上量（光結合空隙）の増減量を示す。ここでエアーベアリングスライダー部の浮上量は、スライダーヘッドのディスクに対する移動方向に垂直な断面における各エアーベアリングスライダーの中央の点から記録媒体表面に降ろした垂線の長さとした。またＳＩＬ浮上量はＳＩＬ最下面の中央から記録媒体表面に降ろした垂線の長さとした。このＳＩＬ浮上量（光結合空隙）とエアーベアリングスライダーの実際の浮上量との関係は、スライダーヘッドのディスクに対する移動方向（周方向）でもほぼ同様である。
【００２４】
このような状況下において浮上式スライダーのみではＳＩＬ等の光学素子と記録媒体との光結合空隙を数十ｎｍオーダーの精度で一定に保つことは容易ではない。したがって浮上式スライダーのほかに光学素子の浮上量の微調整を行うための可動機構を有することが近接場光記録再生には必要である。
【００２５】
本発明は、スライダー浮上面と、光学レンズ等の光学素子の最下面に存在する記録媒体との光結合面（光結合部位）との相対位置を変化させる機構を設け、光学素子最下面の浮上量の微調整を行ってその浮上量を一定に保つことにより、近接場光記録再生を可能とした浮上式光記録再生ヘッドである。
【００２６】
図４に本発明の浮上式光記録再生ヘッドの一実施態様の概略図を示す。
【００２７】
図４（ａ）は本例の浮上式光記録再生ヘッドを上からみた平面図であり、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＳＩＬ１１の中心を通るＡ・Ａ線で切断したＡ・Ａ線断面図、（ｄ）は光学レンズ支持部材及びその周辺の断面拡大図である。
【００２８】
本例の浮上式光記録再生ヘッドでは、記録媒体の移動により浮力を発生するスライダー１０に、光学レンズであるＳＩＬ１１が、光学レンズ支持部材によって保持されている。この光学レンズ支持部材はＳＩＬをスライダーに保持するとともに、スライダーとＳＩＬとの相対的な位置を変化させる機能を有している。
【００２９】
本例では、光学レンズ支持部材は図４（ｄ）に示すように、ＳＩＬとスライダーとの結合部分に抵抗線からなる巻線１３を樹脂１４により包み込むようにして接着したものであり、図４（ａ）に示されるように、ＳＩＬとスライダーとの結合部分にＳＩＬの回りに沿って環状に設けられている。この抵抗線からなる巻線１３に電流を流すことにより発生する熱を利用して樹脂を加熱し熱膨張させＳＩＬとスライダーの相対的な位置関係を制御することが可能となる。
【００３０】
図５に本発明の浮上式光記録再生ヘッドの他の一例の概略図を示す。図５（ａ）は本例の浮上式光記録再生ヘッドを上からみた平面図であり、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＳＩＬ１６の中心を通るＢ・Ｂ線で切断したＢ・Ｂ線断面図、（ｄ）は光学レンズ支持部材及びその周辺の断面拡大図である。
【００３１】
本例の浮上式光記録再生ヘッドでも、記録媒体の移動により浮力を発生するスライダー１５に、光学レンズであるＳＩＬ１６が、光学レンズ支持部材によって保持されており、この光学レンズ支持部材はスライダー１５とＳＩＬ１６との相対的な位置を変化させる機能を有している。
【００３２】
本例では、光学レンズ支持部材は図５（ｄ）に示すように、ＳＩＬ１６とスライダー１５の結合部分に設けられた圧電素子１８及びその両面に設けられた電極１９により構成されており、図５（ａ）に示されるように、ＳＩＬとスライダーとの結合部分にＳＩＬの回りに４箇所設けられている。この圧電素子１８の両面に設けられた電極１９に電圧を印加して、圧電素子を伸縮させることによりＳＩＬとスライダーの相対的な位置関係を制御することが可能となる。
【００３３】
一方、近接場光磁気記録媒体では、ＳＩＬの浮上量（ＳＩＬヘッド浮上量）が変化すると、図９及び図１０にその一例を示すように、光磁気再生光学系を用いて測定したレンズ最下部からの戻り光量及び記録膜からの反射光量の総和である再生光量（戻り光強度）と光磁気記録信号強度（ＭＯ信号強度）が変化する。
【００３４】
したがって、再生光の戻り光量又は光磁気記録信号強度が一定となるようにＳＩＬとスライダーとの相対位置を変化させることにより、ＳＩＬの浮上量を一定に制御することが可能となる。具体的には、再生光の強度の変動値の中心値を基準電圧としてその再生光の変動値を差動回路により作成する。得られた変動値の時間に対する信号に対して３０ｋＨｚのローパスフィルタを通して得られた信号により、再生光学系への戻り光量が増加した場合にはＳＩＬヘッドの浮上量を減少させる方向に、戻り光量が減少した場合にはＳＩＬヘッドの浮上量を増加させる方向にサーボ回路により制御を行う。なお、本発明における光磁気記録信号は、光磁気記録方法により得られる信号の意であり光磁気再生信号と同意である。
【００３５】
本例ではＳＩＬでの応用について示したが、近接場光を用いた高密度記録再生方式においては、光学素子として、先端に向かって細くなるように形成されたテーパー部を有する光ファイバーを用いることもできるが、その場合もスライダーヘッドへの支持部の工夫あるいは先端部の熱膨張を制御する素子を付加する等により、本発明を適用可能である。
【００３６】
また、浮上量の検出方法に関しては、本例以外にも記録媒体中に導電性薄膜を設け、光学素子に電極を形成し、両者の間の静電容量の変化を観測する等によっても浮上量の制御が可能である。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
本発明の浮上式光記録再生ヘッドのテストに使用する媒体として、図8に示すような構造の近接場光磁気記録用の媒体を作製した。トラックピッチ０．４３μｍの案内溝の付いたポリカーボネート製の基板２８上に膜厚５０ｎｍのＣｕ膜からなる反射層２９をＤＣスパッタ法で形成した。この上に保磁力１０ｋＯｅのＴｂ（ＦｅＣｏ）からなる記録層３０を２０ｎｍＤＣスパッタ法により形成した。さらにその上に、ＳｉＮからなる誘電体層３１をＡｒとＮ2の混合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパッタ法で５０ｎｍ、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる固体潤滑層３２をＡｒとＣＨ4の混合雰囲気中でＣターゲットを使用した反応性ＲＦスパッタ法で１５ｎｍ形成した。ＤＬＣ層を形成した後、パーフルオロポリエーテル系潤滑層３３を１ｎｍ塗布して光磁気記録媒体を作製した。
【００３９】
また、図４に示すような浮上式光記録再生ヘッドを作製した。スライダー１０は５ｇの加重が印加されるように保持されており、周速１０ｍ／ｓｅｃに対してスライダー下面が１００ｎｍ浮上するように設計されている。
【００４０】
ＳＩＬ１１は半径１ｍｍの半球状であり、ニクロム抵抗線からなる巻線１３を、樹脂１４により包み込むようにして、ＳＩＬ１１とスライダー１０との結合部分に接着した。
【００４１】
図９及び図１０に、上記により作成した近接場光磁気記録媒体のＳＩＬの浮上量に対するＳＩＬ及び光記録媒体からの戻り光強度及び光磁気記録信号強度（ＭＯ信号強度）の変動を示す。なお、図９及び図１０はＳＩＬ最下部からの戻り光及び記録膜からの戻り光を通常の光磁気再生光学系を用いて測定を行った結果である。このようにＳＩＬヘッドの浮上量が数十ｎｍオーダーで変化することにより戻り光量の総和（反射光量）及び光磁気記録信号（ＭＯ信号）が変動することがわかる。
【００４２】
樹脂接着材を含む熱膨張媒体部分（光学レンズ支持部材）は印加電流の最大値（熱膨張媒体が電流に対して変形量が直線的な変化をする最大電流）における変位量が最大３０ｎｍであったため、ＳＩＬを正規の浮上量から±１５ｎｍの調整幅となるように、かつ、印加電流が零のときＳＩＬの浮上量がガラス基板上で８５ｎｍになるように設計して取り付けた。
【００４３】
図４に示す光学ヘッドのＳＩＬ浮上量の制御を行うために再生光である戻り光量が一定になるように、再生光の変動値の中心値を基準電圧としてその変動値を差動回路により作成する。このようにして得られた変動値に対して３０ｋＨｚのローパスフィルタを通して得られた信号により、戻り光量が増加した場合にはＳＩＬヘッドの浮上量を減少させる方向に、戻り光量が減少した場合にはＳＩＬヘッドの浮上量を増加させる方向に、光学レンズ支持部材の抵抗線１３に電流を流すようにサーボ回路を作成した。
【００４４】
また差動回路から抵抗線へ流す電流を決める回路のゲインは、トラッキングさせた時の戻り光強度変動が最小となるように調整して決めた。
【００４５】
作成した光磁気記録媒体を２４００ｒｐｍで回転させ半径４０ｍｍの位置でトラッキングをランド部分に固定し、外部ＤＣ磁場３００Ｏｅ、光パルス周波数３．１４ＭＨｚ、Ｄｕｔｙ３０％で１．６μｍのマ−クサイズの磁区を記録した後、その部分を再生してＭＯ信号のエンベロープを測定した。得られたＭＯ信号のエンベロープの変動量を一周分のＭＯ信号の振幅値の平均値で正規化した値（％）を表１に示す。
【００４６】
【表１】
図５に示すような浮上式光記録再生ヘッドを作製した。スライダー１５は実施例１と同様に５ｇの加重が印加されるように保持されており、周速１０ｍ／ｓｅｃに対してスライダー下面が１００ｎｍ浮上するように設計されている。
【００４７】
ＳＩＬ１６は半径１ｍｍの半球状であり、図５（ｄ）に示すように、上下面に電極１９を有する圧電素子１８からなる光学レンズ支持部材を、図５（ａ）に示すようにＳＩＬ１６の回りに４個、ＳＩＬ１６とスライダー１５との結合部分に接着剤を用いて取り付けた。
【００４８】
この圧電素子は印加電圧の最大値（圧電素子が電圧に対して変形量が直線的な変化をする最大電圧）における変位量が最大５０ｎｍであったため、ＳＩＬレンズを正規の浮上量から±２５ｎｍの調整幅となるように、かつ、印加電圧が零のときＳＩＬの浮上量がガラス基板上で７５ｎｍになるように設計して取り付けた。
【００４９】
図５に示す浮上式光記録再生ヘッドのＳＩＬ浮上量の制御を行うために再生光である戻り光量が一定になるように、再生光の変動値の中心値をリファレンス電圧としてその変動値を作動回路により作成する。このようにして得られた変動値の時間に対する信号に対して３０ｋＨｚのローパスフィルタを通して得られた信号が、戻り光量が増加した場合にはＳＩＬヘッドの浮上量を減少させる方向に、戻り光量が減少した場合にはＳＩＬヘッドの浮上量を増加させる方向に、圧電素子の印加電圧を制御するようにサーボ回路を設計した。また作動回路から圧電素子へ流す電圧を決める回路のゲインは光記録ディスクで一般的なトラックエラー信号の振幅値の時間的変動が最も小さくなるように調整して決めた。
【００５０】
実施例１と同様に、作成した光磁気記録媒体を２４００ｒｐｍで回転させ半径４０ｍｍの位置でトラッキングをランド部分に固定し、外部ＤＣ磁場３００Ｏｅ、光パルス周波数３．１４ＭＨｚ、Ｄｕｔｙ３０％で１．６μｍのマ−クサイズの磁区を記録した後、その部分を再生してＭＯ信号のエンベロープを測定した。
得られたＭＯ信号のエンベロープの変動量を一周分のＭＯ信号の振幅値の平均値で正規化した値（％）を表１に示す。
【００５１】
（実施例３）
図７に示すように、底面に円筒状の突起２５を有するＳＩＬを作製した。ＳＩＬ底面の構造が異なること及び浮上スライダーとＳＩＬを単純に接着剤により接着したこと以外は実施例１と同様にして浮上式光記録再生ヘッドを作製した。円筒状突起２５付近の拡大図（ｂ）に示されるように、ＳＩＬ最下面に円筒状突起を形成し、この円筒状突起の側面とその周辺のＳＩＬ最下面にニクロム薄膜２７を形成する。さらに電力供給のための銅配線２６を同様の手法により作製し、スライダー端までパターニング処理した。スライダー端の銅配線２６に銅線をハンダ溶着し、円筒状突起の側面に形成したニクロム薄膜２７への電力供給を可能とした。
【００５２】
図１１に上記の様にして得られたスライダーヘッドのニクロム薄膜への電力供給量に対する光磁気記録信号強度（ＭＯ信号強度）の変動を示す。
【００５３】
図１１に示す光記録再生ヘッドのＳＩＬ浮上量の制御を行うために再生光の戻り光量が一定になるように、再生光の変動値の中心値を基準電圧としてその変動値を差動回路により作成する。このようにして得られた変動値に対して３０ｋＨｚのローパスフィルタを通して得られた信号により、戻り光量が増加した場合にはＳＩＬヘッドの浮上量を減少させる方向であるニクロム薄膜電力供給量を減少させ、戻り光量が減少した場合にはＳＩＬヘッドの浮上量を増加させる方向であるニクロム薄膜電力供給量を増加させるようにサーボ回路を作成した。
【００５４】
また差動回路から抵抗線へ流す電流を決める回路のゲインは、トラッキングさせた時の戻り光強度変動が最小となるように調整して決めた。
【００５５】
実施例１と同様に、作成した光磁気記録媒体を２４００ｒｐｍで回転させ半径４０ｍｍの位置でトラッキングをランド部分に固定し、外部ＤＣ磁場３００Ｏｅ、光パルス周波数３．１４ＭＨｚ、Ｄｕｔｙ３０％で１．６μｍのマ−クサイズの磁区を記録した後、その部分を再生してＭＯ信号のエンベロープを測定した。
得られたＭＯ信号のエンベロープの変動量を一周分のＭＯ信号の振幅値の平均値で正規化した値（％）を表１に示す。
【００５６】
（比較例１）
浮上スライダーとＳＩＬを単純に接着剤により接着したこと以外は実施例１と同様の浮上式光記録再生ヘッドを作製し、実施例１と同様の測定を行った。
【００５７】
すなわち、作成した光磁気記録媒体を２４００ｒｐｍで回転させ半径４０ｍｍの位置でトラッキングをランド部分に固定し、外部ＤＣ磁場３００Ｏｅ、光パルス周波数３．１４ＭＨｚ、Ｄｕｔｙ３０％で１．６μｍのマ−クサイズの磁区を記録した後、その部分を再生してＭＯ信号のエンベロープを測定した。得られたＭＯ信号のエンベロープの変動量を一周分のＭＯ信号の振幅値の平均値で正規化した値（％）を表１に示す。
【００５８】
表１に示すように、ＭＯ信号の変動が比較例１では４０％であるのに対して、本発明の実施例１では１０％、実施例２では２％、実施例３では５％にまで改善された。これは本発明によりＳＩＬヘッドの浮上量をほぼ一定に制御できたことを示しており、本発明により、ＳＩＬヘッドの浮上量をほぼ一定にし、再生出力を一定に保つことが可能となる。
【００５９】
【発明の効果】
光学レンズ等の光学素子を有する浮上式光記録再生ヘッドにおいて、スライダーと光学素子との相対位置を変化させる機構を設けて、光学素子の浮上量の微調整を行うことにより、光学素子の浮上量の変動を抑制することができ、再生出力を一定に保つことが可能となる。したがって、本発明の浮上式光記録再生ヘッドは、近接場光記録再生用の光記録再生ヘッドとして好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】凹凸のない平面からなる光記録媒体表面上でのスライダーヘッドの浮上状態を示す図である。
【図２】曲率を有した光記録媒体表面上でのスライダーヘッドの浮上状態を示す図である。
【図３】曲率の変化に対するＳＩＬ浮上量の増減量を示す図である。
【図４】本発明の浮上式光記録再生ヘッドの一例を示す図である。
（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）Ａ・Ａ線断面図、（ｄ）光学レンズ支持部材及びその周辺を示す断面拡大図
【図５】本発明の浮上式光記録再生ヘッドの他の一例を示す図である。
（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）Ｂ・Ｂ線断面図、（ｄ）光学レンズ支持部材及びその周辺を示す断面拡大図
【図６】本発明の比較例で使用した従来の浮上式光記録再生ヘッドの一例を示す図である。
（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）Ｃ・Ｃ線断面図、（ｄ）光学レンズ支持部材及びその周辺を示す断面拡大図
【図７】実施例３で用いた底面に円筒状突起を有するＳＩＬを示す図である。
（ａ）断面図、（ｂ）円筒状突起及びその周辺を示す断面拡大図
【図８】実施例で使用した近接場光磁気記録媒体の膜構成を示す図である。
【図９】ＳＩＬ浮上量と戻り光強度との関係の一例を示す図である。
【図１０】ＳＩＬ浮上量とＭＯ信号強度との関係の一例を示す図である。
【図１１】実施例３で使用した浮上式光記録再生ヘッドのニクロム薄膜供給電力に対するＭＯ信号強度を示す図である。
【符号の説明】
１、４ ＳＩＬ
２、５ スライダー
３、６ ＳＩＬ最下面
７ スライダーの基準面から降ろした垂線と記録媒体との交点
８ ＳＩＬ最下面から降ろした垂線と記録媒体との交点
１０、１５、２０ スライダー
１１、１６、２１、２４ ＳＩＬ
１３ 抵抗線
１４、２３ 樹脂接着剤
１８ 圧電素子
１９ 電極
２５ 円筒状突起
２６ 銅薄膜配線
２７ ニクロム薄膜抵抗
２８ 基板
２９ 反射層
３０ 記録層
３１ 誘電体層
３２ 固体潤滑層
３３ 潤滑層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical recording medium capable of recording / reproducing, and in particular, relative to the surface of an optical recording medium for recording, reproducing and erasing information by changing the optical characteristics or magnetic characteristics of a recording layer by a laser beam. The present invention relates to a floating optical recording / reproducing head that flies and performs information recording / reproduction, and a flying height control method thereof.
[0002]
[Prior art]
The magneto-optical recording medium is a portable recording medium capable of high-capacity and high-density recording, and the demand is rapidly increasing as a rewritable medium for recording large-capacity files and moving images of computers accompanying the recent multimediaization. .
[0003]
In general, an optical recording medium is formed by forming a multilayer film including a recording layer on a transparent disk-shaped substrate such as plastic, performing recording and erasing by irradiating a laser, and reproducing by reflected light of the laser.
[0004]
Conventionally, a recording / reproducing laser is applied to a recording film through a substrate. Recently, so-called near-field optical recording, in which an optical head is moved close to a recording film, is attracting attention as a means for increasing the density (Appl. Phys. Lett. 68, p. 141 (1996)). In this recording method, a solid immersion lens (hereinafter abbreviated as SIL) head is used to reduce the laser beam spot size, thereby reducing the conventional recording limit (˜λ / 2NA: determined by the laser wavelength (λ) of the light source. NA can be reproduced with a mark shorter than the numerical aperture of the objective lens, and recording / reproduction with ultrahigh recording density can be realized. In this near-field optical recording, since the optical head needs to be close to the recording medium (˜100 nm), the recording film is not irradiated with the laser beam through the substrate as in the conventional magneto-optical recording medium, but not through the substrate. A method of directly irradiating the recording film with a laser beam is used. At this time, a floating slider head is often used to bring the recording film and the SIL head closer to each other.
[0005]
A floating slider head is one that generates buoyancy in an air bearing slider by a gas flow generated by movement of a recording medium, thereby causing the head to follow the surface of the recording medium. Generally, since the flying height by the air bearing slider depends on the moving speed of the recording medium, in the disk-shaped recording medium, the flying height can be controlled by controlling the rotation speed, but at a constant rotation speed, There is also a problem that the flying height varies depending on the position (radius) on the recording medium. In this regard, attempts have been made to keep the flying height constant over the entire surface of the disk-shaped recording medium by devising the shape of the slider surface of the air bearing slider and eliminating the dependence of the flying height on the moving speed. .
[0006]
On the other hand, a slider head used for optical recording / reproduction generally has an air bearing slider at both ends and an optical element such as SIL at the center of a region sandwiched between the two air bearing sliders. The slider head is usually about several millimeters in size, and the air bearing slider part is about the same or about one-tenth of that size. On the other hand, since the optical coupling region existing on the lowermost surface of the SIL head is about 1 μm, the flying height of the air bearing slider itself is constant when the surface of the optical recording medium is not flat. However, the flying height of the optical coupling site where the optical coupling region is present (the distance between the optical coupling site and the surface of the optical recording medium facing the optical coupling site) is not necessarily constant. In particular, since the flying height of the optical coupling site is as small as 100 nm or less, even if the curvature radius of the irregularities on the surface of the optical recording medium is about several meters, it significantly affects the flying height of the optical coupling site. .
In addition, even when the two-dimensional spread of the irregularities on the surface of the optical recording medium is about several tens to several hundreds of μm, the flying height of the air bearing slider itself and the flying height of the optical coupling site are different on the irregularities. It becomes.
[0007]
In general, an optical recording medium is manufactured using a substrate obtained by injection molding a resin such as polycarbonate. However, due to variations in the shape of a stamper used for injection molding and molding conditions, the substrate surface is completely formed. It is difficult to form a flat surface, and the substrate surface has irregularities having a curve of the entire substrate surface and an extent of several tens to several hundreds of μm.
[0008]
On the other hand, in near-field optical recording, the reproduction signal intensity strongly depends on the flying height of the optical coupling site, that is, the size of the optical coupling gap (the distance between the optical coupling site and the surface of the optical recording medium facing the optical coupling site). . For this reason, even if the flying height of the air bearing slider itself can be kept constant, the size of the optical coupling gap varies, making it difficult to obtain a stable reproduction signal.
[0009]
For these reasons, it is not possible to obtain a stable flying height of the optical coupling portion of the flying slider head only by controlling the shape of the air bearing slider of the flying slider head or controlling the moving speed of the optical recording medium. As a result, there has been a problem that the reproduction signal deteriorates.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is, for example, the proximity between which the reproduction output can be stably obtained by keeping the distance between the optical lens such as SIL and the recording medium, that is, the flying height of the optical element such as the optical lens constant. An optical recording / reproducing head for field optical recording / reproducing is provided.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies in view of the above-described present situation, the present inventors have completed the present invention.
[0012]
That is, the flying optical recording / reproducing head according to the present invention includes a slider that generates buoyancy by movement of the optical recording medium, and an optical element that irradiates the optical recording medium with light used for recording and / or reproducing information. And an optical recording / reproducing head having a mechanism for controlling a relative position between the slider and a surface of the optical element closest to the optical recording medium (hereinafter referred to as a closest surface of the optical element). In particular, the relative position of the optical recording / reproducing head is controlled by thermal expansion or piezoelectric effect of an optical element support member for holding the optical element on a slider, or thermal expansion of at least a part of the optical element. A floating optical recording / reproducing head characterized by the above.
[0013]
Another floating optical recording / reproducing head of the present invention includes a slider that generates buoyancy by movement of the optical recording medium, and an optical element for irradiating the optical recording medium with light used for recording and / or reproducing information. In the floating optical recording / reproducing head having the optical element, the optical element has an optical coupling part formed of a plane substantially parallel to the surface of the optical recording medium on the side facing the optical recording medium, and the optical coupling part and the slider A floating optical recording / reproducing head having a mechanism for controlling a relative position, and in particular, a cylindrical shape in which the optical element projects toward an optical recording medium on a surface facing the optical recording medium The optical coupling portion is constituted by a plane substantially parallel to the surface of the optical recording medium having a projection and forming the tip of the cylindrical projection, and the slider and the optical coupling are formed by thermal expansion of the cylindrical projection. A flying optical recording and reproducing head, characterized by controlling the relative position of the position. In addition, it is preferable to control the relative position between the slider and the optical coupling portion by forming a thin film having electric resistance on the side surface of the cylindrical protrusion and controlling the power supplied to the thin film having electric resistance. .
[0014]
Still another floating optical recording / reproducing head of the present invention includes a slider that generates buoyancy by movement of the optical recording medium, and an optical element for irradiating the optical recording medium with light used for recording and / or reproducing information. In the floating optical recording / reproducing head, the optical element mounted on the slider has a light emission side formed as a flat surface, and a cylindrical protrusion protruding in a cylindrical shape is formed on a part of the optical element. By forming a thin film having electrical resistance on the side surface of the substrate and supplying electric power to the thin film having electrical resistance, the light consisting of the tip surface of the cylindrical protrusion is changed using the shape change caused by thermal expansion of the cylindrical protrusion. A flying optical recording / reproducing head characterized by controlling a distance between a binding site and an optical recording medium.
[0015]
Further, the flying height control method of the flying optical recording / reproducing head of the present invention detects the optical coupling gap which is the distance between the closest surface of the optical element, that is, the optical coupling site, and the surface of the optical recording medium. The optical coupling gap is controlled to be constant by changing the closest position of the optical element, that is, the relative position between the optical coupling site and the slider, using a variation amount from a reference value. This is a method for controlling the flying height of a flying optical recording / reproducing head. In the flying height control method for a flying optical recording / reproducing head according to the present invention, it is preferable that the size of the optical coupling gap is detected by the intensity of return light from the optical element and the optical recording medium.
[0016]
The optical element in the present invention is, for example, an optical lens, a hemispherical solid immersion lens, an optical fiber having a tapered portion formed so as to become narrower toward the tip.
[0017]
More specifically, the present invention is a floating type having, for example, a slider that generates buoyancy by moving the optical recording medium, and an optical lens for irradiating the optical recording medium with light used for recording and / or reproducing information. In the optical recording / reproducing head, a floating optical recording / reproducing head having a mechanism for controlling the relative position between the slider and the optical lens. In order to change the relative position between the slider and the optical lens, heat and voltage are used. A floating optical recording / reproducing head having a mechanism using any of the above effects, that is, a floating optical recording / reproducing head characterized by thermal expansion or a piezoelectric effect of an optical lens support member that holds the optical lens on a slider It is. The flying height control method detects the distance between the optical recording medium and the optical lens (the flying height of the optical lens), and uses the amount of variation from the reference value to determine the relative position of the optical lens and the slider. The flying height control method is characterized in that the flying height of the optical lens is controlled to be constant by changing.
[0018]
The present invention is described in further detail below.
[0019]
In general, in the near-field optical recording / reproducing method, as the distance between the SIL and the recording film of the recording / reproducing medium becomes shorter, the amount of return light (reflected light amount) from the lens surface decreases and the light propagation rate into the recording film increases. As a result, the recording signal intensity increases. On the contrary, if this distance is increased, the amount of light returning from the lens surface (the amount of reflected light) increases, and the recording signal intensity decreases as the light propagation rate into the recording film decreases exponentially. The presence of minute irregularities, curvature, and deflection on the surface of the optical recording medium changes the light transmission rate into the recording film in order to change the optical coupling gap between the bottom surface of the SIL and the optical recording medium, that is, the near-field coupling distance. As a result, the recording signal intensity is varied. That is, the distance between the optical coupling surface (optical coupling site), which is the lowermost surface of the SIL, and the optical recording medium surface increases (the optical coupling gap), thereby reducing the light transmission rate to the recording film. Decrease and reproduction signal deterioration occur.
[0020]
When the substrate is made of an Al alloy or glass like a hard disk, the relationship between the flying height of the flying head and the flying height of the optical element is kept almost constant because the substrate surface is almost flat, but the optical disk is a resin molded substrate. As a result, a disk-shaped curve and minute irregularities occur on the surface. Generally, the near-field optical recording / reproducing slider head is designed so that the SIL is located at the center, and a pair of air bearing sliders exist on both sides of the SIL. In a plane perpendicular to the medium moving axis (moving direction of the optical recording medium), the pair of air bearing sliders has a distance of several millimeters, and the length of the air bearings is several millimeters as well. Due to the curvature of the disk surface in the circumferential direction, the distance between the lowermost surface of the SIL head and the medium surface changes even though the average flying height on the air bearing slider surface is constant.
[0021]
FIG. 1 shows a schematic diagram of the slider head floating state when the surface of the recording medium is a flat surface without unevenness. In this case, the optical coupling gap between the
[0022]
On the other hand, FIG. 2 shows a schematic diagram of the flying state of the slider head when the recording medium surface has irregularities having a size larger than that of the slider head. In this case, if the distance between the reference surface of the air bearing slider and the point 7 on the optical recording medium facing the air bearing slider (the flying height of the air bearing slider) is d, the
[0023]
FIG. 3 shows the surface of the optical recording medium when an optical slider head having a pair of air bearing sliders with an interval of 1 mm and having an SIL in the center of an area sandwiched between two air bearing sliders is used. The increase / decrease amount of the SIL flying height (optical coupling gap) with respect to the curvature is shown. Here, the flying height of the air bearing slider portion was the length of a perpendicular line dropped from the center point of each air bearing slider in the cross section perpendicular to the moving direction of the slider head to the disk to the recording medium surface. The SIL flying height is the length of a perpendicular line dropped from the center of the lowermost surface of the SIL to the recording medium surface. The relationship between the SIL flying height (optical coupling gap) and the actual flying height of the air bearing slider is substantially the same in the moving direction (circumferential direction) of the slider head with respect to the disk.
[0024]
Under such circumstances, it is not easy to keep the optical coupling gap between the optical element such as SIL and the recording medium constant with an accuracy of the order of several tens of nanometers only with the floating slider. Therefore, it is necessary for the near-field optical recording / reproducing to have a movable mechanism for finely adjusting the flying height of the optical element in addition to the flying slider.
[0025]
The present invention provides a mechanism for changing the relative position between the slider floating surface and the optical coupling surface (optical coupling site) of the recording medium existing on the lowermost surface of the optical element such as an optical lens. This is a flying optical recording / reproducing head that enables near-field optical recording / reproduction by finely adjusting the amount and keeping the flying height constant.
[0026]
FIG. 4 shows a schematic view of an embodiment of the floating optical recording / reproducing head of the present invention.
[0027]
4A is a plan view of the floating optical recording / reproducing head of this example as viewed from above, FIG. 4B is a side view, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line A / A passing through the center of the
[0028]
In the floating optical recording / reproducing head of this example, the
[0029]
In this example, as shown in FIG. 4D, the optical lens support member is formed by bonding a winding 13 made of a resistance wire to a joint portion between the SIL and the slider so as to be wrapped by a
[0030]
FIG. 5 shows a schematic diagram of another example of the floating optical recording / reproducing head of the present invention. FIG. 5A is a plan view of the floating optical recording / reproducing head of this example as viewed from above, FIG. 5B is a side view, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line B / B passing through the center of the
[0031]
In the flying optical recording / reproducing head of this example, the
[0032]
In this example, as shown in FIG. 5 (d), the optical lens support member is composed of a
[0033]
On the other hand, in the near-field magneto-optical recording medium, when the flying height of the SIL (the flying height of the SIL head) changes, as shown in an example of FIGS. 9 and 10, the lowermost part of the lens measured using the magneto-optical reproducing optical system. The reproduction light quantity (return light intensity) and the magneto-optical recording signal intensity (MO signal intensity), which are the sum of the return light quantity from the recording medium and the reflected light quantity from the recording film, change.
[0034]
Accordingly, the flying height of the SIL can be controlled to be constant by changing the relative position of the SIL and the slider so that the return light amount of the reproduction light or the magneto-optical recording signal intensity is constant. Specifically, the fluctuation value of the reproduction light is created by a differential circuit using the center value of the fluctuation value of the intensity of the reproduction light as a reference voltage. When the return light quantity to the reproduction optical system is increased by the signal obtained through the low-pass filter of 30 kHz with respect to the obtained signal with respect to the time of the fluctuation value, the return light quantity is reduced in the direction of decreasing the flying height of the SIL head. When it decreases, control is performed by a servo circuit in a direction to increase the flying height of the SIL head. The magneto-optical recording signal in the present invention means a signal obtained by the magneto-optical recording method and is the same as the magneto-optical reproduction signal.
[0035]
In this example, the application in SIL is shown. However, in a high-density recording / reproducing system using near-field light, an optical fiber having a tapered portion formed so as to become narrower toward the tip may be used as an optical element. In this case as well, the present invention can be applied by devising the support portion to the slider head or adding an element for controlling the thermal expansion of the tip portion.
[0036]
As for the method for detecting the flying height, in addition to this example, the flying height can also be obtained by providing a conductive thin film in the recording medium, forming an electrode on the optical element, and observing the change in capacitance between the two. Can be controlled.
[0037]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited only to these Examples.
[0038]
Example 1
As a medium used for the test of the floating optical recording / reproducing head of the present invention, a medium for near-field magneto-optical recording having a structure as shown in FIG. 8 was produced. A
[0039]
A flying optical recording / reproducing head as shown in FIG. 4 was produced. The
[0040]
The
[0041]
FIGS. 9 and 10 show fluctuations of the SIL, the return light intensity from the optical recording medium, and the magneto-optical recording signal intensity (MO signal intensity) with respect to the SIL flying height of the near-field magneto-optical recording medium prepared as described above. 9 and 10 show the results of measuring the return light from the bottom of the SIL and the return light from the recording film using a normal magneto-optical reproducing optical system. It can be seen that the total amount of reflected light (reflected light) and the magneto-optical recording signal (MO signal) change as the flying height of the SIL head changes in the order of several tens of nm.
[0042]
The thermal expansion medium portion (optical lens support member) including the resin adhesive has a maximum displacement of 30 nm at the maximum value of applied current (maximum current in which the thermal expansion medium changes linearly with respect to the current). For this reason, the SIL was designed and attached so that the SIL had an adjustment range of ± 15 nm from the normal flying height, and when the applied current was zero, the flying height of the SIL was 85 nm on the glass substrate.
[0043]
In order to control the SIL flying height of the optical head shown in FIG. 4, the fluctuation value is generated by a differential circuit using the center value of the fluctuation value of the reproduction light as a reference voltage so that the amount of return light as reproduction light becomes constant. To do. When the return light quantity increases in the direction of decreasing the flying height of the SIL head when the return light quantity increases due to the signal obtained through the 30 kHz low-pass filter with respect to the fluctuation value thus obtained, A servo circuit was created so that a current was passed through the
[0044]
Further, the gain of the circuit that determines the current flowing from the differential circuit to the resistance line is determined by adjusting so that the fluctuation in the intensity of the return light when tracking is minimized.
[0045]
The produced magneto-optical recording medium is rotated at 2400 rpm, tracking is fixed to the land portion at a radius of 40 mm, and a magnetic domain having a mark size of 1.6 μm is recorded with an external DC magnetic field of 300 Oe, an optical pulse frequency of 3.14 MHz and a duty of 30% After that, the portion was reproduced and the envelope of the MO signal was measured. Table 1 shows values (%) obtained by normalizing the fluctuation amount of the envelope of the obtained MO signal by the average value of the amplitude values of the MO signal for one round.
[0046]
[Table 1]
A flying optical recording / reproducing head as shown in FIG. 5 was produced. The
[0047]
The
[0048]
Since this piezoelectric element had a maximum displacement of 50 nm at the maximum value of the applied voltage (the maximum voltage at which the deformation amount of the piezoelectric element changes linearly with respect to the voltage), the SIL lens was moved from the normal flying height to ± 25 nm. It was designed and attached so as to have an adjustment width and when the applied voltage was zero, the flying height of the SIL was 75 nm on the glass substrate.
[0049]
In order to control the SIL flying height of the flying optical recording / reproducing head shown in FIG. 5, the fluctuation value of the reproduction light is operated with the central value of the fluctuation value of the reproduction light as a reference voltage so that the return light amount as reproduction light becomes constant. Create by circuit. The signal obtained through the low-pass filter of 30 kHz with respect to the signal with respect to the time of the fluctuation value obtained in this way decreases the return light amount in the direction of decreasing the flying height of the SIL head when the return light amount increases. In this case, the servo circuit was designed so as to control the voltage applied to the piezoelectric element in the direction of increasing the flying height of the SIL head. The gain of the circuit that determines the voltage to be passed from the operating circuit to the piezoelectric element is determined by adjusting so that the temporal variation of the amplitude value of the track error signal that is general in an optical recording disk is minimized.
[0050]
As in Example 1, the produced magneto-optical recording medium was rotated at 2400 rpm, and tracking was fixed to the land portion at a radius of 40 mm. The external DC magnetic field was 300 Oe, the optical pulse frequency was 3.14 MHz, and the duty was 30% and 1.6 μm. After recording the magnetic domain of the mark size, the portion was reproduced and the envelope of the MO signal was measured.
Table 1 shows values (%) obtained by normalizing the fluctuation amount of the envelope of the obtained MO signal by the average value of the amplitude values of the MO signal for one round.
[0051]
(Example 3)
As shown in FIG. 7, an SIL having a
[0052]
FIG. 11 shows the fluctuation of the magneto-optical recording signal intensity (MO signal intensity) with respect to the amount of power supplied to the nichrome thin film of the slider head obtained as described above.
[0053]
In order to control the flying height of the SIL of the optical recording / reproducing head shown in FIG. 11, the variation value of the reproduction light is set as a reference voltage by using a differential circuit so that the amount of return light of the reproduction light becomes constant. create. The signal obtained through the 30 kHz low-pass filter with respect to the fluctuation value obtained in this way reduces the nichrome thin film power supply amount, which is the direction in which the flying height of the SIL head decreases when the amount of return light increases. When the amount of return light decreases, a servo circuit is created so as to increase the Nichrome thin film power supply amount, which is the direction of increasing the flying height of the SIL head.
[0054]
Further, the gain of the circuit that determines the current flowing from the differential circuit to the resistance line is determined by adjusting so that the fluctuation in the intensity of the return light when tracking is minimized.
[0055]
As in Example 1, the produced magneto-optical recording medium was rotated at 2400 rpm, and tracking was fixed to the land portion at a radius of 40 mm. The external DC magnetic field was 300 Oe, the optical pulse frequency was 3.14 MHz, and the duty was 30% and 1.6 μm. After recording the magnetic domain of the mark size, the portion was reproduced and the envelope of the MO signal was measured.
Table 1 shows values (%) obtained by normalizing the fluctuation amount of the envelope of the obtained MO signal by the average value of the amplitude values of the MO signal for one round.
[0056]
(Comparative Example 1)
A flying optical recording / reproducing head similar to that in Example 1 was prepared except that the flying slider and SIL were simply bonded with an adhesive, and the same measurement as in Example 1 was performed.
[0057]
That is, the produced magneto-optical recording medium is rotated at 2400 rpm, tracking is fixed to the land portion at a radius of 40 mm, and a magnetic domain having a mark size of 1.6 μm with an external DC magnetic field of 300 Oe, an optical pulse frequency of 3.14 MHz, and a duty of 30%. After recording, the portion was reproduced and the envelope of the MO signal was measured. Table 1 shows values (%) obtained by normalizing the fluctuation amount of the envelope of the obtained MO signal by the average value of the amplitude values of the MO signal for one round.
[0058]
As shown in Table 1, the MO signal fluctuation is 40% in Comparative Example 1, whereas it is 10% in Example 1, 2% in Example 2, and 5% in Example 3. Improved. This indicates that the flying height of the SIL head can be controlled to be substantially constant according to the present invention. According to the present invention, the flying height of the SIL head can be made substantially constant and the reproduction output can be kept constant.
[0059]
【The invention's effect】
In a floating optical recording / reproducing head having an optical element such as an optical lens, a flying height of the optical element is provided by providing a mechanism for changing the relative position of the slider and the optical element and finely adjusting the flying height of the optical element. Fluctuation can be suppressed, and the reproduction output can be kept constant. Therefore, the floating optical recording / reproducing head of the present invention can be suitably used as an optical recording / reproducing head for near-field optical recording / reproducing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a floating state of a slider head on the surface of an optical recording medium consisting of a flat surface without unevenness.
FIG. 2 is a diagram showing a flying state of a slider head on the surface of an optical recording medium having a curvature.
FIG. 3 is a diagram showing an increase / decrease amount of SIL flying height with respect to a change in curvature.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a floating optical recording / reproducing head according to the present invention.
(A) Plan view, (b) Side view, (c) A / A sectional view, (d) Enlarged sectional view showing the optical lens support member and its periphery
FIG. 5 is a view showing another example of the flying optical recording / reproducing head of the present invention.
(A) Top view, (b) Side view, (c) B / B cross-sectional view, (d) Enlarged cross-sectional view showing the optical lens support member and its periphery
FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional flying optical recording / reproducing head used in a comparative example of the present invention.
(A) Top view, (b) Side view, (c) C / C cross-sectional view, (d) Enlarged cross-sectional view showing the optical lens support member and its periphery
7 is a view showing an SIL having a cylindrical protrusion on the bottom surface used in Example 3. FIG.
(A) Cross-sectional view, (b) Cross-sectional enlarged view showing cylindrical protrusion and its periphery
FIG. 8 is a diagram showing a film configuration of a near-field magneto-optical recording medium used in Examples.
FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the SIL flying height and the return light intensity.
FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the SIL flying height and the MO signal intensity.
FIG. 11 is a diagram showing the MO signal intensity with respect to the nichrome thin film supply power of the flying optical recording / reproducing head used in Example 3.
[Explanation of symbols]
1, 4 SIL
2, 5 slider
3,6 SIL bottom surface
7 Intersection of perpendicular line drawn from slider reference plane and recording medium
8 Intersection of perpendicular to the bottom of SIL and recording medium
10, 15, 20 slider
11, 16, 21, 24 SIL
13 Resistance wire
14, 23 Resin adhesive
18 Piezoelectric elements
19 electrodes
25 Cylindrical protrusion
26 Copper thin film wiring
27 Nichrome thin film resistor
28 substrates
29 Reflective layer
30 Recording layer
31 Dielectric layer
32 Solid lubricant layer
33 Lubrication layer
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