JPWO2008023578A1 - 光学素子、光学素子の製造方法及び光ヘッド - Google Patents

Abstract

本発明は、精度が良く軽量で量産性の良い光学素子を提供する。このため、記録媒体の上を移動するスライダに搭載される光学素子において、光源から導いた光を透過する樹脂を材料として前記光学素子の反転形状を有する金型を用いた射出成形により形成され、一方の端は開放され他方の端は閉じられている溝及び前記溝の前記他方の端から入射する前記光を偏向する偏向面とを有し、前記偏向面でない面を形成する前記金型の面に前記樹脂が注入されるゲートを備えた前記金型を用いて成形されることを特徴とする。

Description

本発明は、光学素子、光学素子の製造方法及び光ヘッドに関する。

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視野光を利用する近視野光ヘッドが利用されている。

近視野光ヘッドの例として、ミラー基板、開口基板と、光ファイバーから成る近視野光ヘッドがある。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、そこに光ファイバーが固定接着されている。開口基板はＳｉＯ₂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。光ファイバーからの出射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ーとが光学的及び機械的に接続する例として、光導波路と光学的に結合すべき光ファイバー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ーと、その上に接着固定した透明な板状部材とから成り、かつ前記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する光ファイバー整列部品がある（特許文献２参照）。
特開２００３−６９１３号公報 特開平９−１５２５２２号公報

しかしながら、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、光ファイバーを固定接着するＶ溝がやはりエッチングにより形成されている。従って、光ファイバーが固定接着されるＶ溝と光ファイバーからの光を偏向するミラー面とが一体として形成されているが、その形成工程は、複雑であり、また得られたミラー基板は、Ｓｉを材料としていることからプラスチックに比較して２倍程度重いため、空気浮上させる上で有利とならない。

また、特許文献２によれば、多芯の光ファイバーを一括して光導波路基板と接続する光ファイバー整列部品として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が、成形精度を高くする具体的な内容が記載されていない。

また、近年、例えばＨＤＤ（ＨＡＲＤ ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥ）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、ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ）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。

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、精度が良く軽量で製造が容易な光学素子、光学素子の製造方法及びこの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． 記録媒体の上を移動するスライダに搭載される光学素子において、
光源から導いた光を透過する樹脂を材料として前記光学素子の反転形状を有する金型を用いた射出成形により形成され、一方の端は開放され他方の端は閉じられている溝及び前記溝の前記他方の端から入射する前記光を偏向する偏向面とを有し、
前記偏向面でない面を形成する前記金型の面に前記樹脂が注入されるゲートを備えた前記金型を用いて成形されることを特徴とする光学素子。

２． 前記偏向面に加えて、前記溝が開口している面、前記溝が開口している面の反対側の面の何れでもない面を形成する前記金型の面に前記樹脂が注入されるゲートを備えた前記金型を用いて成形されることを特徴とする１に記載の光学素子。

３． 前記偏向面、前記溝が開口している面、前記溝が開口している面の反対側の面に加えて、前記溝が開放されている面の何れでもない面を形成する前記金型の面に前記樹脂が注入されるゲートを備えた前記金型を用いて成形されることを特徴とする２に記載の光学素子。

４． 前記溝の底を成す前記樹脂の厚みが前記一方の端側より前記他方の端側が厚いことを特徴とする１乃至３の何れか一に記載の光学素子。

５． 前記溝の深さが前記一方の端側より前記他方の端側が浅いことを特徴とする１乃至４の何れか一に記載の光学素子。

６． 前記光学素子の厚みが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、且つ以下の条件式を満たす大きさであることを特徴とする１乃至５の何れか一に記載の光学素子。
ｂ ＜ Ｌ ≦ ｋ×ｂ
ｃ ＜ Ｗ ≦ ｋ×ｃ
但し、
ｋ＝２：係数
ｂ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向と同じ方向の長さ
ｃ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向に垂直な方向の幅
Ｌ：ｂと同じ方向の光学素子の長さ
Ｗ：ｃと同じ方向の光学素子の幅
７． 前記溝には、前記光源から導いた光を集光する集光素子が固定されていることを特徴とする１乃至６の何れか一に記載の光学素子。

８． 前記集光素子は、前記溝の底に固定されることを特徴とする７に記載の光学素子。

９． 前記集光素子は、前記光源から光を導光する線状導光体に結合される屈折率分布型レンズであることを特徴とする７又は８に記載の光学素子。

１０． ７乃至９の何れか一に記載の光学素子と、該光学素子を保持する前記スライダと、を有することを特徴とする光ヘッド。

１１． 前記スライダは、前記光学素子の前記溝の開口がある面に固定され、前記溝の開口があ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ることを特徴とする１０に記載の光ヘッド。
１２． 記録媒体の上を移動するスライダに搭載される光学素子の製造方法において、
光源から導いた光を透過する樹脂を材料とする、一方の端は開放され他方の端は閉じられている溝及び前記溝の前記他方の端から入射する前記光を偏向する偏向面を有する前記光学素子の反転形状を有する金型に、前記偏向面でない面を形成する前記金型の面に備えたゲートから前記樹脂を注入して射出成形する工程と、
前記射出成形する工程の後、前記金型から成形された前記光学素子を離型する工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
１３． 前記ゲートは、前記偏向面に加えて、前記溝が開口している面、前記溝が開口している面の反対側の面の何れでもない面を形成する前記金型の面に備えていることを特徴とする１２に記載の光学素子の製造方法。
１４． 前記ゲートは、前記偏向面、前記溝が開口している面、前記溝が開口している面の反対側の面に加えて、前記溝が開放されている面の何れでもない面を形成する前記金型の面に備えていることを特徴とする１３に記載の光学素子の製造方法。
１５． 前記溝の底を成す前記樹脂の厚みが前記一方の端側より前記他方の端側が厚いことを特徴とする１２乃至１４の何れか一に記載の光学素子の製造方法。
１６． 前記溝の深さが前記一方の端側より前記他方の端側が浅いことを特徴とする１２乃至１５の何れか一に記載の光学素子の製造方法。
１７． 前記光学素子の厚みが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、且つ以下の条件式を満たす大きさであることを特徴とする１２乃至１６の何れか一に記載の光学素子の製造方法。
ｂ ＜ Ｌ ≦ ｋ×ｂ
ｃ ＜ Ｗ ≦ ｋ×ｃ
但し、
ｋ＝２：係数
ｂ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向と同じ方向の長さ
ｃ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向に垂直な方向の幅
Ｌ：ｂと同じ方向の光学素子の長さ
Ｗ：ｃと同じ方向の光学素子の幅

本発明によれば、光学素子は、樹脂を材料として金型を用いた射出成形により形成され、形成された光学素子には一方の端が開放され他方の端が閉じられている溝を備え、更に他方の端から入射する光を偏向する偏向面を備えている。この光学素子を成形する金型において、金型に樹脂を注入するゲートは光学素子の偏向面でない面を形成する金型面に備えてある。

よって、光学素子の偏向面を形成する金型面に樹脂を注入するゲートがないため偏向面を良好に形成でき、偏向面に入射する光を良好に偏向できる。

また、上記の光学素子は、集光素子を固定することができる溝を有しているため、この溝に集光素子、例えば、屈折率分布型レンズを容易に精度良く固定することができる。

よって、上記の効果を備えた光学素子を用いた光ヘッドを構成することができる。

従って、精度が良く軽量で量産性の良い光学素子、光学素子の製造方法及びこの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。 光ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。 光ヘッドの構成の一例を示す断面図である。 光ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。 光ヘッドの構成の一例を示す断面図である。 光ヘッドが有する光学素子の例を示す斜視図である。 光学素子を成形する金型が閉じた状態での樹脂が充填される空間と樹脂が充填されるゲートとを示す斜視図である。 光導波路の例を示す図である。 プラズモンプローブの例を示す図である。 光学素子を成形する金型が閉じた状態での樹脂が充填される空間と樹脂が充填されるゲートとを示す斜視図である。 光学素子をスライダに取り付ける様子を模式的に示す図である。 光学素子を成形する金型が閉じた状態での樹脂が充填される空間と樹脂が充填されるゲートとを示す斜視図である。 光学素子を成形する金型が閉じた状態での樹脂が充填される空間と樹脂が充填されるゲートとを示す斜視図である。 光学素子のＶ溝が開口している面を示す図である。 光学素子を成形する金型が閉じた状態での樹脂が充填される空間と樹脂が充填されるゲートとを示す斜視図である。 光学素子を成形する金型が閉じた状態での樹脂が充填される空間と樹脂が充填されるゲートとを示す斜視図である。 光学素子を成形する金型が閉じた状態での樹脂が充填される空間と樹脂が充填されるゲートとを示す斜視図である。 光学素子を成形する金型を示す斜視図である。

符号の説明

２ ディスク
３ 光ヘッド
４ サスペンション
１１ 光ファイバー（線状導光体）
１２、１３ 屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）
１４ 光学素子
１４ａ 偏向面
１４ｂ Ｖ溝
１５ スライダ
１６ 光アシスト部（光導波路）
１７ 磁気記録部
１８ 磁気再生部
ｆ０ 仮想光源
ｆ１ 面１
ｆ２ 面２
ｆ３ 面３
ｆ４ 面４

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（以下、光ヘッドと称する。）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１Ａは、記録用のディスク（磁気記録媒体）２と、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と、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と、サスペンション４の先端に取り付けられた光ヘッド３と、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）と、を筐体１の中に備えており、光ヘッド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、光ヘッド３の一例を断面図で示している。光ヘッド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、光ヘッド３に光を導光する線状導光体である光ファイバー１１と、ディスク２の被記録部分を近赤外レーザー光でスポット加熱するための光アシスト部（光導波路）１６と、光ファイバー１１から出射する近赤外レーザー光を光アシスト部１６に導く集光素子である屈折率分布型レンズ１２、１３及び光路偏向手段である偏向面１４ａを有する光学素子１４と、先の光導波路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を有するスライダ１５を備えている。

光学素子１４は、光ファイバー１１及び集光素子である屈折率分布型レンズ１２、１３を固定接着するためのＶ字状の溝（以降、Ｖ溝と称する。）が設けられている。Ｖ溝は、その底を成す樹脂の厚みが、Ｖ溝の開放されている側より閉じている側が厚い構成としている。図３は、光学素子１４を斜視図で示し、１４ｂはＶ溝、１４ａは偏向面を示している。

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。

光ファイバー１１により導光される光は、例えば、半導体レーザーより出射される光であり、その光の波長は１．２μｍ以上の近赤外波長（近赤外帯域としては、０．８μｍから２μｍ程度であり、具体的なレーザー光の波長としては、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ等が挙げられる。）が好ましい。光ファイバー１１の端面から出射した近赤外レーザー光は、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を導波して光ヘッド３からディスク２に向けて出射する。

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、Ａｌ₂０₃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（ＤＩＡＭＯＮＤ ＬＩＫＥ ＣＡＲＢＯＮ）被膜を用いると、近赤外光の透過率も高く、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と対峙する面には、浮上特性向上のための空気ベアリング面（ＡＢＳ（ＡＩＲ ＢＥＡＲＩＮＧ ＳＵＲＦＡＣＥ）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。

光ヘッド３から出射した近赤外レーザー光が微小な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の保持力が低下する。その保持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（ＧＲＡＤＥＤ ＩＮＤＥＸ ＬＥＮＳ、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×ｒ² （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、光ファイバー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、光ファイバー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ー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、光ファイバー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ー１１により導光された光を効率良くＧＲＩＮレンズ１３より出射することができる。

ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３で構成する集光素子は、光ファイバー１１により導光された光をＧＲＩＮレンズ１３の光出射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（ＮＵＭＥＲＩＣＡＬ ＡＰＥＲＴＵＲＥ）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、光学素子が占める長さ、光学素子の光出射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ー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ー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。

光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３を接合して一体化（以下、結合集光素子と称する。）すると、ファイバー１１により光源から導かれて光をＧＲＩＮレンズ１３の出射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。この結合集光素子を図３に示す光学素子１４に設けてあるＶ溝１４ｂの底に沿って、またＧＲＩＮレンズ１３の端面をＶ溝の閉じた端部に密着した状態で接着固定されている。Ｖ溝１４ｂは、固定される結合集光素子の径、結合集光素子からの光の出射位置、偏向面１４ａまでの距離及び集光素子からの光の入射角度等を考慮されて設けられている。従って、上記の様にＶ溝１４ｂに沿って結合集光素子を固定できるようにすることで容易に精度良く組み立てることができ、またファイバー１１により光源から導かれた光を集光素子ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３により収束光とし、更に偏向面１４ａにより光束を偏向し、光学素子１４の下面に光スポットを効率良く形成することができる。

また、上記の様に光ヘッドを光ファイバー１１と偏向面１４ａとの間にＧＲＩＮレンズ１２、１３からなる集光素子を設ける構成とすることで、例えば、偏向面１４ａにおける偏向角度を９０°とすると、上記の結合集光素子を光ヘッド３が浮上走行する方向と概平行に設けることができ、光ヘッドの高さ方向に集光素子を配置する必要がなくなるため、光ヘッドを薄くする構成とすることができ光ヘッドを小型化することができる。

光学素子１４は、熱可塑性樹脂を材料として射出成形法により形成する。例えば、微細加工を得意とするＳｉをフォトリソグラフィ−処理及びエッチング処理により加工して光学素子１４と同じ形状を得ることもできるが、半導体製造プロセスと同じであることから製造プロセスが複雑で、また、樹脂と比較して質量が重い。

Ｓｉに代わり熱可塑性樹脂を材料とすることで、量産性の良い射出成形法を用いて軽い光学素子１４を得ることができる。また、樹脂成形を用いることでフォトリソグラフィ−処理及びエッチング処理によるＳｉ加工と比較して形状の自由度が高く、Ｖ溝の形状、溝の傾き、反射面の角度等を適宜設定して容易に加工して得ることができる。このような射出成形が可能な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。

上記の例で挙げた熱可塑性樹脂で射出成形法により、光学素子１４を製造する場合、特に光学的に精度が必要な面は偏向面１４ａである。この偏向面１４ａの面に、例えば面歪みやうねり等の変形が生じた場合、この偏向面１４ａに入射し偏向される光束は一様に揃った収束状態とならない。このため光学素子１４の下面に設ける光導波路１６の入射面に入射効率のよい光スポットを形成することができない。発明者らは、面形状が光学的に良好となる上記のような微小な光学素子１４に関して精力的に検討した結果、偏向面１４ａが良好な光学素子を得ることができた。これに関して以下に説明する。

樹脂を材料とする射出成形により光学素子１４を成形する際、成形に用いる金型における樹脂注入口であるゲートを、偏向面１４ａでない面を形成する金型面に設ける。この例として光学素子１４を成形する金型が閉じた状態での樹脂が充填される空間（キャビティ）と樹脂を充填するゲートとを斜視図で図８に示す。

図８に示す光学素子１４の反転形状の空間（キャビティ）と樹脂充填用のゲートを備えた金型の例を図１９に示す。Ｍ１は第１の金型、Ｍ２は第２の近型を示し、この２つの金型を閉じた状態で、ゲートＧ１から樹脂を注入することで、光学素子１４が成形される。第１の金型Ｍ１において、Ｍ１−１は偏向面１４ａを成形する面、Ｍ１−２及びＭ１−３はそれぞれ面１４ｆ−２，面１４ｆ−３を、Ｍ１−４は面１４ｅを、Ｍ１−５は面１４ｃを成形する面である。また、第２の金型Ｍ２において、Ｍ２−１はＶ溝１４ｂを、Ｍ２−２は面１４ｄを成形する面である。

光学素子１４は、その大きさが、例えば、１ｍｍ×１ｍｍ、厚みが０．５ｍｍ程度と微小なものである。また、光学素子１４を成形する金型のゲートが偏向面１４ａでない面を形成する金型面に設けてあり、図８と異なる例を図１３、図１４に示す。

図８では、光学素子１４の偏向面１４ａ、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄ、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄの反対側の面１４ｅ及びＶ溝１４ｂが開放されている面１４ｃの何れでもない面１４ｆ−１を形成する金型面にゲート１４ｇを備えている。図１３では、光学素子１４の偏向面１４ａ、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄ、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄの反対側の面１４ｅの何れでもない面であるＶ溝１４ｂが開放されている面１４ｃを形成する金型の面にゲート１４ｇを備えている。図１４では、光学素子１４の偏向面１４ａでない面であるＶ溝１４ｂが開口している面１４ｄの反対側の面１４ｅを形成する金型の面にゲート１４ｇを備えている。

射出成形によって形成される部材は、ゲート付近において形状変形や内部応力が大きい。なぜなら、樹脂がゲートを通り金型内部のキャビティに入る際に、流入面積が急激に変化することにより、流入する樹脂の圧力分布が急激に変わるためである。このため、形成された部材のゲート付近は光束に乱れを起こす面歪みや複屈折が生じてしまう。

上記の内部応力が生じる特性は樹脂成形においては不可避であることから、光学素子１４を射出成形する場合においては、偏向面１４ａでない面を形成する金型面にゲート１４ｇを設ける。図８、図１３、図１４において、光学素子１４を形成する金型のゲート１４ｇが設けてある面はいずれも偏向面１４ａでない面を形成する金型面としているため、光学面である偏向面１４ａ付近で、大きな面歪みや複屈折が発生することはなく、良好な光学性能を有した光学素子１４を得ることができる。

ゲート１４ｇを備える金型面が、上記の偏向面１４ａに加えて、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄ、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄの反対側の面１４ｅの何れでもない面を形成する面であることが好ましい。図８、図１３に示す光学素子１４を成形する金型のゲート１４ｇの位置がこれに該当する。図８に示す光学素子１４を例にすると、Ｖ溝が開口している面１４ｄを成形する面にゲート１４ｇを備える場合、ゲート１４ｇを設けることが出来る場所はＶ溝を挟んで対向するＶ溝対向部と偏向面１４ａで偏向された光が通過する光通過部とがある。光学素子１４のＶ溝が開口している面の様子を図１５に示す。図１５において、１１０はＶ溝対向部、１２０は光通過部を示す。

光通過部１２０は、結合集光素子から出射する光が集光する光学面であることから、上記偏向面１４ａの場合と同じく、面歪みや複屈折があると好ましくない。また、Ｖ溝対向部１１０はスライダ１５と接着する面である。通常ゲート部分は成形後切断されるが、ゲート付近の面と同じ高さとなるようにフラットに切断することが困難なため、ゲート部分は成形・切断後大きく（周辺より高くなる）なり、高精度にスライダと接着することが困難となる。よって、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄでない面を形成する金型面にゲートを備えるのが好ましい。

また、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄの反対側の面１４ｅを成形する金型面にゲートを備える場合、金型内に流入した樹脂が２つ以上の樹脂の流れに別れ、再び合流することで生じる、所謂ウエルドラインが発生してしまう場合がある。ウエルドラインはその近辺で、ゲート付近ほどではないにせよ、歪みや内部応力による複屈折が発生するので、光学素子としては、偏向面等の重要部分にウエルドラインが生じないようにするのが好ましい。偏向面や集光面付近にウエルドラインが発生しないように、面１４ｅでない面を成形する金型面にゲート１４ｇを備えるのが好ましい。面１４ｅを成形する金型面にゲートがある場合、サスペンションとの結合においても、上述と同様の理由で、ゲートによりフラットにするのが容易でなく接着に対して良好な面が作り難いので、この点からも面１４ｅでない面を成形する金型面にゲート１４ｇを備えるのが好ましい。

更に、ゲート１４ｇを備える金型面が、上記の偏向面１４ａ、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄ、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄの反対側の面１４ｅに加えて、Ｖ溝１４ｂが開放されている面１４ｃの何れでもない面を形成する面であることがより好ましい。Ｖ溝１４ｂが開放されている面１４ｃを形成する金型面にゲート１４ｇがある場合、上記の場合より程度が軽いと予測されるウエルドラインが偏向面１４ａ付近に発生してしまう場合がある。

従って、図８に示す、偏向面１４ａ、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄ、Ｖ溝１４ｂが開口している面１４ｄの反対側の面１４ｅ及びＶ溝１４ｂが開放されている面１４ｃの何れでもない面１４ｆ−１を形成する金型の面にゲートを備えるのはより好ましい場合である。尚、面１４ｆ−１を面１４ｆ−２としても同じくより好ましい場合である。

図８、図１３、図１４で示した光学素子１４と異なるＶ溝で構成する光学素子の例として図１６、図１７、図１８にそれぞれ光学素子７４、８４、９４を示す。これらの光学素子７４、８４、９４にはそれぞれ一方の端は開放され他方の端は閉じて、集光素子である屈折率分布型レンズを固定するＶ溝７４ｂ、８４ｂ、９４ｂを備えている。また、各Ｖ溝７４ｂ、８４ｂ、９４ｂの閉じた端面から入射した光を偏向する偏向面７４ａ、８４ａ、９４ａをそれぞれ備えている。図１６に示す光学素子７４のＶ溝７４ｂはＶ溝の底の厚みが一定のものである。図１７に示す光学素子８４のＶ溝８４ｂは、スライダを取り付ける面と反対面にＶ溝が開口しており、Ｖ溝の底の厚みは一定となっている。また、図１８に示す光学素子９４のＶ溝９４ｂは、スライダを取り付ける面と反対面にＶ溝が開口しており、Ｖ溝の底の厚みは、溝の開放端が厚く他方の端が薄くなっている。

これらの光学素子７４、８４、９４のいずれも射出成形にて製造する場合に使用する金型において、樹脂を注入するゲートは、偏向面７４ａ、８４ａ、９４ａでない面を成形する金型面に備えている。また、偏向面７４ａ、８４ａ、９４ａ、溝が開口している面７４ｄ、８４ｅ、９４ｅ、溝が開口している面の反対側の面７４ｅ、８４ｄ、９４ｄの何れでもない面を成形する金型面が好ましい。更に偏向面７４ａ、８４ａ、９４ａ、溝が開口している面７４ｄ、８４ｅ、９４ｅ、溝が開口している面の反対側の面７４ｅ、８４ｄ、９４ｄ、溝が開放されている面７４ｃ、８４ｃ、９４ｃの何れでもない面を成形する金型面とするのがより好ましい。図１６，図１７、図１８は、光学素子７４、８４、９４を成形する金型のゲート７４ｇ、８４ｇ、８４ｇが、上記で説明したより好ましい位置である面７４ｆ−１、８４ｆ−１、９４ｆ−１にあることを示している。このようにすることで、光学素子１４と同様に光学面、特に偏向面７４ａ、８４ａ、９４ａが良好に形成される。

図１７、図１８それぞれで示す光学素子８４、９４のＶ溝の位置とサスペンションとスライダを設ける位置との関係がこれまで説明した図８で示す光学素子１４における位置の関係と逆となっている。しかし、ウエルドラインが生じることとゲート部分が成形・切断後大きくなることには位置関係が逆であっても変わりがないため、光学素子８４、９４の場合も上記の説明と同様に考えることができる。

次に、上記の例で上げた熱可塑性樹脂を用いて、図３に示す反射面１４ａとＶ溝１４ｂを有する光学素子１４を成形する場合、図３に示す様に、結合光学素子を固定するＶ溝１４ｂの底の厚みが、Ｖ溝１４ｂの開放されている側より閉じている側が厚いことが好ましい。図３に示す様に光学素子１４の上面が平坦な場合、Ｖ溝１４ｂの深さが、Ｖ溝１４ｂの開放されている側より閉じている側が浅い構成となる。

一般に射出成形法による樹脂成形では上記で説明したゲート付近やウエルドラインといった充填された樹脂の歪みや内部応力を抑えることに加えて、金型が成す空間の隅々に間隙を生じることなく樹脂を十分に充填させることが重要である。しかしが、金型が成す空間（キャビティ）が小さくなる程、樹脂が流れることができる断面積が小さくなり間隙を生じることなく樹脂を充填させることが難しくなってくる。

本発明に係わる光学素子１４は、既に説明した通り、その大きさが、例えば、１ｍｍ×１ｍｍ、厚みが０．５ｍｍ程度と微小である。発明者らは、樹脂が未充填状態である個所がなく面形状が光学的に良好となる上記のような微小な光学素子の構成を精力的に検討した結果、偏向面１４ａが良好で樹脂の充填不良が生じない光学素子を得ることができた。

具体的には、図３で示す様に、Ｖ溝１４ｂの底を成す樹脂の厚みが、Ｖ溝１４ｂの開放されている側より閉じている側を厚くする。このように構成することで、Ｖ溝１４ｂに沿ったＶ溝１４ｂの底部の断面において、Ｖ溝１４ｂの開放されている側より閉じている側の断面積を大きくすることができ、断面積が大きいことで樹脂が流動する上での抵抗が小さくなり樹脂が流動しやすい状態となる。

樹脂の厚みが薄くなる部分は樹脂の充填不足や樹脂が注入される際の圧力不足が生じやすく、その結果、光学的に複屈折を生じる歪みが大きくなったり、面精度が不十分といった問題が生じる。樹脂の厚みが最も薄い部分付近に問題が集中する傾向があるので、精度の観点から、高精度を必要とする個所が樹脂の厚みが最も薄い部分に近く成らないように配慮することが必要である。従って、光学素子１４におけるＶ溝１４ｂの開放されている側より閉じている側が厚くなるようにして、光学素子１４を成形する際のＶ溝の閉じている側に位置する偏向面１４ａの周辺部の樹脂の流動性を十分確保する様にして、光学特性の良好な光学素子１４を得ることができる。

Ｖ溝の底を成す樹脂の厚みが、Ｖ溝の開放されている側より閉じている側が厚くする構成の例として、上記で示した図３の様に、光学素子１４の上面が平坦な場合、Ｖ溝１４ｂを傾ける構成とする他、例えば、図４に示す光ヘッド４０（図５に光学素子４４の斜視図を示す。）ように、Ｖ溝４４ｂの深さを一定として光学素子４４の上面をＶ溝４４ｂが閉じている側が高くなるようにする、図６に示す光ヘッド６０（図７に光学素子６４の斜視図を示す。）ように、Ｖ溝６４ｂの深さを一定として光学素子６４の上面をＶ溝６４ｂが閉じている側が一段高くなるようにする又は、上記のＶ溝６４ｂを傾けて、且つ光学素子６４の上面を傾ける或いは段差を設けるとする組み合わせとすることもできる。

また、図２に示す様に、光学素子の上面をディスク２の上面とほぼ平行とする場合、結合集光素子を固定するＶ溝を斜めに設けるため、偏向面１４ａへの入射角度を大きくすることが出来る。光学素子１４を成す樹脂は、１．７程度の高屈折率を持つ光学ガラスに比較して１．５程度の低屈折率なので、偏向面１４ａでの全反射角度が大きくなる。例えば、光学素子を成す樹脂を屈折率１．５２５であるＺＥＯＮＥＸ（登録商標）とする場合、全反射角度は、約４２度となる。偏向面１４ａによる光偏向角度を９０°（偏向面への入射角度４５°）の場合、±３度以内の収束する光束が入射すれば全反射するが、それ以上の入射角度幅を持つ光束の場合、反射しないで偏向面１４ａを透過して外部へ漏れる光が生じるため反射効率が低下することになる。従って、結合集光素子を固定するＶ溝を斜めにすることで偏向面１４ａへの入射角度を大きくすることができ、全反射を容易とする構成とすることができる。例えば、図２に示す様に、Ｖ溝を１０°傾けると、偏向面１４ａへの入射角度は５０°となるので、全反射が生じる４２°までは８°の余裕があることから、入射する光のより広い光束幅に対して全反射とすることができ、反射効率を大きくすることができる。

また、光学素子１４を成す樹脂の屈折率を大きくすると光学素子１４より出射する光をより効率的に光導波路１６に導くことができる。結合集光素子から出射した光が樹脂からなる光学素子に入射し、偏向面により偏向され光学素子の下面に光スポットを形成する。この光スポットを形成する光束の入射全角をθとすると、光スポットを形成する出射のＮＡは次式（２）で示される。
ＮＡ＝ｎｓｉｎθ （２）
但し、
ｎ：光学素子を成す樹脂の屈折率
θ：光スポットを形成する光束の入射全角
である。上記の式（２）が示す通り、ＮＡは、光スポットを形成する光束が通る媒質が空気である場合と比較して約ｎ（屈折率）を乗ずるだけ大きくなるため、形成される光スポット径を小さくすることができる。従って、光導波路１６に光学素子１４より出射する光をより効率的に光導波路１６に導くことができる。

図２で示すように、結合集光素子を固定するＶ溝１４ｂは光学素子１４の下面側に開口しＶ溝１４ｂの底となる上側に結合集光素子を固定する構成とするのが好ましい。光ヘッド３はこれをディスク２の上に保持する、例えば、サスペンション４と結合する必要がある。このサスペンション４と結合する場所を光ヘッド３に確保する必要がある。光ヘッド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、結合集光素子を保持するための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を記録面の上を相対移動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とすることが困難となる。

従って、結合集光素子を光学素子１４の上側から保持する構成とすると、光学素子１４の上面をサスペンション４を固定する位置とするができる。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、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ー１１とが近い状態となるため、光ファイバー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。

光学素子１４の厚みは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下とするのが好ましい。厚みをこの範囲にすることで、樹脂を金型に十分に充填することが可能で、Ｖ溝の底の厚みを開放されている端側より閉じられている端側を厚くすることによる良好な成形を可能とする効果を得ることができる。また、光学素子１４の厚み方向に垂直な方向の大きさ（長さＬ、幅Ｗ）は、表１で示した光学素子が搭載されるスライダの大きさ（長さｂ、幅ｃ）に対して、条件式（３ａ）、（３ｂ）を満足することが好ましい。
ｂ ＜ Ｌ ≦ ＜ ｋ×ｂ （３ａ）
ｃ ＜ Ｗ ≦ ｋ×ｃ （３ｂ）
但し、
ｋ＝２：係数
ｂ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向と同じ方向の長さ
ｃ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向とに垂直な方向の幅
Ｌ：ｂと同じ方向の光学素子の長さ
Ｗ：ｃと同じ方向の光学素子の幅
である。

図８で示している様に光学素子１４の面１４ｆ−１、１４ｆ−２を成形する金型の面にゲートを設けると、成形された光学素子１４を金型から取り外すためのイジェクトピンを面１４ｅ側に設ける場合がある。この場合、イジェクトピンを設ける位置は、通常ゲートと垂直となる位置に設けることと、光学素子１４のＶ溝がある位置によっている。

また、光学素子１４の金型からの離型方法としては、イジェクトピンに代わり、金型の形状部分（コア）を押すことで実施するコア押しと呼ばれる方法もある。コア押しにしてもイジェクトピン方式にしても、金型の成形面に可動部分があるので非常に僅かではあるが可動部分に隙間がある。この金型の隙間に樹脂が入り込む場合があり、この隙間に入った樹脂はバリと呼ばれる形状として光学素子に転写される。

このような金型構成により光学素子１４を成形すると、光学素子１４の下面の周囲にバリが発生する場合がある。光学素子１４の下面にバリが発生すると、光学素子１４をスライダ１５に取り付け際の取り付け面に突起がある状態となってしまう。光学素子１４をスライダ１５に取りける面の大きさがスライダ１５の取り付け面と同じ或いは小さい場合、光学素子１４とスライダ１５との接着面が浮いたり、傾いたりする。

この様子を図１２に示す。２０は、バリを示している。図１２（ａ）は、光学素子１４の幅Ｗ１がスライダ１５の幅ｃより大きい場合を示している。この場合、光学素子１４をスライダ１５に良好に取り付けることができる。図１２（ｂ）、（ｃ）は、光学素子１４の幅Ｗ２がスライダ１５の幅ｃより小さい場合を示している。この場合、光学素子１４とスライダ１５とが浮いたり、傾いた状態で取り付けられることになる。よって、光学素子１４の大きさをスライダ１５の大きさより大きくすると、バリを取り除くことなく精度良くスライダ１５を光学素子１４の下面に取り付けることができるので好ましい。

また、光学素子１４を樹脂で成形することで軽くすることができるが、Ｓｉの比重が約２．４で、樹脂の比重が約１（例えば、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ（日本ゼオン（株））の比重は、１．０４（カタログ値）である。）であることことから、光学素子１４の厚みにもよるが、大きくしすぎるとＳｉで形成される光学素子１４と同等の機能を有するＳｉからなる光学素子の質量と比較し軽量とならなくなってしまう。例えば、厚みが同じとするＳｉからなる光学素子と同じ質量となるＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒからなる光学素子の大きさ（正方形とする。）は、Ｓｉからなる光学素子を１とするとＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒからなる光学素子は約１．４となる。よって、大きさの上限を規定する条件式（３ａ）及び（３ｂ）における係数ｋは、２とし、好ましくは１．５、より好ましくは１．２とする。

従って、光学素子１４の厚み方向に垂直な方向の大きさ（長さＬ、幅Ｗ）が、条件式（３ａ）及び（３ｂ）を満足することで、軽量で精度良く組み立てが容易な光学素子とすることができる。

ＧＲＩＮレンズ１２、１３からなる集光素子により光スポットが形成される位置をスライダ１５の上面とし、その直下に光導波路１６を設けることが好ましい。光導波路１６を設けることで、スライダ１５の上面に収束する光スポットを、そのスポット径を損なうことなく、且つ効率良くスライダ１５の下面に導くことができる。光導波路１６に収束する光の方向は、光導波路１５の入射面に対してほぼ垂直であることが好ましい。垂直方向から傾くにつれて光導波路１６で導波する効率が悪くなり、３０°程度傾くとほとんど導波しなくなり、±１０°程度のほぼ垂直とするとことで効率よく光を導波することができる。

また、角度を持った収束光をスライダ１５の内部に通す必要がなくなるため、磁気記録面が相対的に移動する方向の光導波路１６の前後の近い位置に磁気記録部１７及び磁気再生部１８を容易に設けることができる。

また、光導波路１６に後述の光スポットサイズ変換機能を持たせることで、光導波路１６の入射面に形成された光スポットの径を、光導波路１６の入射面での径に対して出射面で小さくすることができる。よって、より小さい光スポット径を記録媒体面に形成することができ、高記録密度化に対応することができる。

光スポットサイズ変換機能を持つ光導波路の例として図９を示す。図９（Ａ）、（Ｂ）は、光導波路の部分を光ヘッドが相対的に移動する方向から見た様子を示し、図９（Ｃ）は移動方向に対して垂直方向で且つ磁気記録面に対して平行方向から見た様子を模式的に示している。図９に示す光導波路は、コア１６ａ（例えばＳｉ）、サブコア１６ｂ（例えばＳｉＯＮ）及びクラッド１６ｃ（例えばＳｉＯ₂）からなっている。その光導波路の光射出位置又はその近傍には、図９（Ｃ）に示す様に、近接場光発生用のプラズモンプローブ１６ｆが配置されている。そのプラズモンプローブ１６ｆの具体例を図１０に示す。

図１０において、（Ａ）は三角形の平板状金属薄膜（材料例：アルミニウム、金、銀等）からなるプラズモンプローブ１６ｆ、（Ｂ）はボウタイ型の平板状金属薄膜（材料例：アルミニウム、金、銀等）からなるプラズモンプローブ１６ｆであり、何れも曲率半径２０ｎｍ以下の頂点Ｐを有するアンテナからなっている。また、（Ｃ）は開口を有する平板状金属薄膜（材料例：アルミニウム、金、銀等）からなるプラズモンプローブ１６ｆであり、曲率半径２０ｎｍ以下の頂点Ｐを有するアンテナからなっている。これらのプラズモンプローブ１６ｆに光が作用すると、その頂点Ｐ近辺に近接場光が発生して、非常に小さいスポットサイズの光を用いた記録又は再生を行うことが可能となる。つまり、光導波路の光射出位置又はその近傍にプラズモンプローブ１６ｆを設けることにより局所プラズモンを発生させれば、光導波路で形成された光スポットのサイズを小さくすることができ、高密度記録に有利となる。なおコア１６ａの中央にプラズモンプローブ１６ｆの頂点Ｐが位置することが好ましい。

光アシスト式で超高密度記録を行う場合に必要なスポット径が２０ｎｍ程度であり、光の利用効率を考えると、プラズモンプローブ１６ｆにおけるモードフィールド（ＭＦＤ）は０．３μｍ程度が望ましい。このＭＦＤの大きさでは光の入射が困難であるため、スポット径を５μｍ程度から数１００ｎｍまで小さくするスポットサイズ変換を行う必要がある。

図９において、コア１６ａの幅は、図９（Ｃ）が示す断面では光入力側から光出力側にかけて一定になっているが、図９（Ａ）に示す断面ではサブコア１６ｂ内において光入力側から光出力側にかけて徐々に広くなるように変化している。この光導波路径の滑らかな変化によりモードフィールド径が変換される。つまり、光導波路のコア１６ａの幅は、図９（Ａ）に示すように、光入力側で０．１μｍ以下、光出力側で０．３μｍとなっているが、図９（Ｂ）に示すように、光入力側ではサブコア１６ｂによりＭＦＤが５μｍ程度の光導波路が構成され、その後徐々にコア１６ａに光結合してモードフィールド径が小さくすることができる。このように、光導波路の光出力側のモードフィールド径をｄとし、光導波路の光入力側のモードフィールド径をＤとしたとき、光導波路径を滑らかに変化させることによりモードフィールド径を変換して、Ｄ＞ｄを満たすようにすることが好ましい。

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、また、前述したプラズモンプローブ１６ｆを光導波路１６の光出射位置又はその近傍に配置してもよい。

以下に、本発明に係わる実施例に関して説明する。

以下に示す実施例１から５において共通の条件等を以下に示す。
使用波長：１．３１μｍ
ＧＲＩＮレンズの屈折率を示す式（１）を再度以下に示す。
ｎ（ｒ）＝Ｎ０＋ＮＲ２×ｒ² （１）
但し、
ｒ：中心からの距離（中心からの径方向の距離）
である。

以下の実施例１から５に使用している屈折率分布型レンズであるＧＲＩＮレンズＡ及びＧＲＩＮレンズＢにおける屈折率を上記の式（１）で表すために必要な定数を以下に示す。
ＧＲＩＮレンズＡ
ＮＡ＝０．１６６（実施例１から４）、０．１５６（実施例５）
Ｎ０＝１．４７９６０６
ＮＲ２＝−２．３８０９５２
ＧＲＩＮレンズＢ
ＮＡ＝０．３９５（実施例１から４）、０．３７２（実施例５）
Ｎ０＝１．５４０７３７
ＮＲ２＝−１２．４７６１９
ＧＲＩＮレンズＡ及びＧＲＩＮレンズＢの直径：８５μｍ（実施例１、２、４）、１２５μｍ（実施例３）、８０μｍ（実施例５）
スライダ１５：ＡｌＴｉＣからなり、長さ（移動方向）０．８５ｍｍ、厚さ（浮上方向）０．２３ｍｍ、幅（奥行き）０．７ｍｍである。
光ファイバーの直径：８５μｍ（実施例１、２、４）、１２５μｍ（実施例３）、８０μｍ（実施例５）
尚、以下の実施例では、磁気記録部、磁気再生部、プラズモンプローブを設けていないが、光アシスト式磁気記録ヘッドとする場合、または、超高密度記録を行う場合、これらを設けることができるのは勿論である。

図２及び図６の光路上の接合面及び最終端面には、ｆ０から始まりｆ１、ｆ２、・・・とする符号を付加している。これらは、以下の実施例で説明する図に対応する表に示す面の項目の仮想光源、面１、面２、・・・にそれぞれ対応している。

（実施例１）
図２において、３は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、１４は１０°傾斜しているＶ溝１４ｂと偏向面１４ａとが一体化している光学素子、１５はスライダ、１６は光導波路である。光学素子１４の斜視図を図３に示す。光学素子１４は、溶融状態の樹脂（後述）を、光学素子１４の反転形状を有する金型（後述）に、偏向面でない面を形成する金型の面に備えたゲートから注入して射出成形する工程と、射出成形する工程の後、金型から成形された光学素子を離型する工程を経た後、ゲート跡を除去して得た。

図２において、スライダ１５の上にＶ溝１４ｂが設けてある光学素子１４を接着固定する。光学素子１４は、長さ（移動方向）１．２５ｍｍ、厚さ（浮上方向）０．５ｍｍ、幅（奥行き）１ｍｍ、偏向面１４ａの角度５０°である。Ｖ溝１４ｂの頂角は８０°として、偏向面１４ａに向かって俯角１０°としている。Ｖ溝１４ｂの開放端での厚みは０．１６ｍｍ、閉じた端部の厚みは０．３２ｍｍとして、Ｖ溝１４ｂの開放されている側より閉じている側の断面積を大きくしている。図８に示す光学素子１４の反転形状の空間（キャビティ）と樹脂充填用のゲートを備えた図１９に示す射出成形用金型を用いて、光学素子１４を成形した。使用した樹脂は、熱可塑性樹脂であるＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ（日本ゼオン（株）、屈折率１．５２５）である。

光学素子１４のＶ溝１４ｂには、光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３の３つが溶融処理により接合され一体として、ＧＲＩＮレンズ１３の端面を光学素子１４のＶ溝１４ｂの閉じている端面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。

直径が８５μｍの光ファイバー１１から出た光束は、長さ０．５９５ｍｍのＧＲＩＮレンズ１２により平行光束と成り、長さ０．０８５ｍｍのＧＲＩＮレンズ１３を経て、平行光を収束光として、偏向面１４ａを５０°とする光学素子１４へ入射する。

従って、偏向面１４ａへの入射角は５０°となる。偏向面１４ａで略１００°に偏向された光束は光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され良好な光スポットを形成し、光結合される。偏向面により光束を偏向する角度を１００°とすることで、屈折率の小さいＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ製の光学素子の偏向面１４ａでの反射状態をより全反射に近い状態にすることができ、更に、Ｖ溝１４ｂを１０°傾けていることで、光導波路１６の入射面に対し垂直方向に光が入射するため、光効率が良好である。光ファイバー１１のモードフィールド径が約１０μｍで、光導波路１６のモードフィールド径も約１０μｍとしている。ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３とを組み合わせることで、光ファイバー１１から出射する光を光導波路１６のモードフィールド径に対応できる光スポットを形成することができ、この光学系の倍率は１：１とすることができる。

ＧＲＩＮレンズ１２（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３（ＧＲＩＮレンズＢ）及び光学素子１４に関する数値を表２に示す。

（実施例２）
図６の６０は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、６４はＶ溝６４ｂと偏向面６４ａとが一体化している光学素子、１５はスライダ、１６は光導波路である。図７は、光学素子６４の斜視図である。光学素子６４は、溶融状態の樹脂（後述）を、光学素子６４の反転形状を有する金型（後述）に、偏向面でない面を形成する金型の面に備えたゲートから注入して射出成形する工程と、射出成形する工程の後、金型から成形された光学素子を離型する工程を経た後、ゲート跡を除去して得た。

光学素子６４を成形する金型が閉じた状態で樹脂が充填される空間（キャビティ）と樹脂が充填されるゲートとを斜視図で図１１に示す。

射出成形法による樹脂成形により光学素子６４を成形する金型における樹脂注入口であるゲート６４ｇを、図１１に示す様に、偏向面６４ａ、Ｖ溝６４ｂが開口している面６４ｄ、Ｖ溝６４ｂが開口している面６４ｄの反対側の面６４ｅ及びＶ溝６４ｂが開放されている面６４ｃの何れでもない面６４ｆ−１、６４ｆ−２の内、面６４ｆ−１に備えている。

図６において、実施例１と同じスライダ１５上に光学素子６４を接着固定する。光学素子６４は、長さ（移動方向）１．２５ｍｍ、厚さ（浮上方向）０．５ｍｍ（低い段の厚さ０．３４ｍｍ）、幅（奥行き）１ｍｍ、偏向面６４ａの角度４５°である。Ｖ溝６４ｂは頂角を８０°として、光学素子６４の下面と概平行である。Ｖ溝６４ｂの開放端での厚みは０．１６ｍｍ、閉じた端部の厚みは段差分だけ厚くして０．３２ｍｍ（長さ０．３５ｍｍ、幅（奥行き）１ｍｍ）として、Ｖ溝６４ｂの開放されている側より閉じている側の断面積を大きくしている。図１１に示す光学素子６４の反転形状の空間（キャビティ）と樹脂充填用のゲートを備えた射出成形用金型を用いて、光学素子６４を成形した。使用した樹脂は、熱可塑性樹脂であるＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ（日本ゼオン（株）、屈折率１．５２５）である。

光学素子６４のＶ溝６４ｂには、光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３の３つが溶融処理により接合され一体として、ＧＲＩＮレンズ１３の端面を光学素子６４のＶ溝６４ｂの閉じている端面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。

直径が８５μｍの光ファイバー１１から出た光束は、長さ０．５９５ｍｍのＧＲＩＮレンズ１２により平行光束と成り、長さ０．０８５ｍｍのＧＲＩＮレンズ１３を経て、平行光を収束光として、偏向面を４５°とする光学素子６４へ入射する。

従って、偏向面６４ａへの入射角は４５°となる。偏向面６４ａで略９０°に偏向された光束は光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され良好な光スポットを形成し、光結合される。光ファイバー１１のモードフィールド径が約１０μｍで、光導波路１６のモードフィールド径も約１０μｍとしている。ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３とを組み合わせることで、光ファイバー１１から出射する光を光導波路１６のモードフィールド径に対応できる光スポットを形成することができ、この光学系の倍率は１：１とすることができる。

ＧＲＩＮレンズ１２（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３（ＧＲＩＮレンズＢ）及び光学素子６４に関する数値は表２と同じである。

（実施例３）
実施例２より、光ファイバー１１、ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３の直径を８５μｍから１２５μｍに変更した。

図６において、光学素子６４のＶ溝６４ｂには、何れの直径も１２５μｍとする光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３の３つが溶融処理により接合され一体として、ＧＲＩＮレンズ１３の端面を光学素子６４のＶ溝６４ｂの閉じている端面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。

ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３の直径が８５μｍから１２５μｍに大きくなったため、ＧＲＩＮレンズ１３から出射する光の位置が少しスライダ１５側にずれ、これにより集光位置がずれるため、光学素子６４とスライダ１５と接着固定の位置を実施例２の位置より少しずらした以外は、実施例２と同じである。

（実施例４）
光学素子６４の大きさを以下にした以外は実施例２と同じである。

図６において、スライダ１５上に光学素子６４を接着固定する。光学素子６４は、長さ（移動方向）０．９ｍｍ、厚さ（浮上方向）０．５ｍｍ（低い段の厚さ０．３４ｍｍ）、幅（奥行き）０．８ｍｍ、偏向面６４ａの角度４５°である。Ｖ溝６４ｂは頂角を８０°として、光学素子６４の下面と概平行である。Ｖ溝６４ｂの開放端での厚みは０．１６ｍｍ、閉じた端部の厚みは段差分だけ厚くして０．３２ｍｍ（長さ０．３５ｍｍ、幅（奥行き）１ｍｍ）として、Ｖ溝６４ｂの開放されている側より閉じている側の断面積を大きくしている。図１１に示す光学素子６４の反転形状の空間（キャビティ）と樹脂充填用のゲートを備えた射出成形用金型を用いて、光学素子６４を成形した。

スライダ１５と光学素子６４との大きさの差は、長さ０．０５ｍｍ、幅０．１ｍｍであるが、光学素子６４のスライダ１５を固定する面に成型時に発生するバリの影響もなく良好に接着固定することができる。

（実施例５）
図２において、３は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、１４は２°傾斜しているＶ溝１４ｂと偏向面１４ａとが一体化している光学素子、１５はスライダ、１６は光導波路である。光学素子１４の斜視図を図３に示す。光学素子１４は、溶融状態の樹脂（後述）を、光学素子１４の反転形状を有する金型（後述）に、偏向面でない面を形成する金型の面に備えたゲートから注入して射出成形する工程と、射出成形する工程の後、金型から成形された光学素子を離型する工程を経た後、ゲート跡を除去して得た。

図２において、スライダ１５の上にＶ溝１４ｂが設けてある光学素子１４を接着固定する。光学素子１４は、長さ（移動方向）０．８５ｍｍ、厚さ（浮上方向）０．２ｍｍ、幅（奥行き）０．７ｍｍ、偏向面１４ａの角度４６°である。Ｖ溝１４ｂの頂角は８８°として、偏向面１４ａに向かって俯角２°としている。Ｖ溝１４ｂの開放端での厚みは０．１ｍｍ、閉じた端部の厚みは０．１２ｍｍとして、Ｖ溝１４ｂの開放されている側より閉じている側の断面積を大きくしている。図８に示す光学素子１４の反転形状の空間（キャビティ）と樹脂充填用のゲートを備えた図１９に示す射出成形用金型を用いて、光学素子１４を成形した。使用した樹脂は、熱可塑性樹脂であるＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ（日本ゼオン（株）、屈折率１．５２５）である。

光学素子１４のＶ溝１４ｂには、光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３の３つが溶融処理により接合され一体として、ＧＲＩＮレンズ１３の端面を光学素子１４のＶ溝１４ｂの閉じている端面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。

直径が８０μｍの光ファイバー１１から出た光束は、長さ０．５９５ｍｍのＧＲＩＮレンズ１２により平行光束と成り、長さ０．０８５ｍｍのＧＲＩＮレンズ１３を経て、平行光を収束光として、偏向面１４ａを４６°とする光学素子１４へ入射する。

従って、偏向面１４ａへの入射角は４６°となる。偏向面１４ａで略９２°に偏向された光束は光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され良好な光スポットを形成し、光結合される。光ファイバー１１のモードフィールド径が約１０μｍで、光導波路１６のモードフィールド径も約１０μｍとしている。ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３とを組み合わせることで、光ファイバー１１から出射する光を光導波路１６のモードフィールド径に対応できる光スポットを形成することができ、この光学系の倍率は１：１とすることができる。

ＧＲＩＮレンズ１２（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３（ＧＲＩＮレンズＢ）及び光学素子１４に関する数値は表２と同じである。

Claims (17)

1. 記録媒体の上を移動するスライダに搭載される光学素子において、
   光源から導いた光を透過する樹脂を材料として前記光学素子の反転形状を有する金型を用いた射出成形により形成され、一方の端は開放され他方の端は閉じられている溝及び前記溝の前記他方の端から入射する前記光を偏向する偏向面とを有し、
   前記偏向面でない面を形成する前記金型の面に前記樹脂が注入されるゲートを備えた前記金型を用いて成形されることを特徴とする光学素子。
2. 前記偏向面に加えて、前記溝が開口している面、前記溝が開口している面の反対側の面の何れでもない面を形成する前記金型の面に前記樹脂が注入されるゲートを備えた前記金型を用いて成形されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光学素子。
3. 前記偏向面、前記溝が開口している面、前記溝が開口している面の反対側の面に加えて、前記溝が開放されている面の何れでもない面を形成する前記金型の面に前記樹脂が注入されるゲートを備えた前記金型を用いて成形されることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の光学素子。
4. 前記溝の底を成す前記樹脂の厚みが前記一方の端側より前記他方の端側が厚いことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項の何れか一項に記載の光学素子。
5. 前記溝の深さが前記一方の端側より前記他方の端側が浅いことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項の何れか一項に記載の光学素子。
6. 前記光学素子の厚みが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、且つ以下の条件式を満たす大きさであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第５項の何れか一項に記載の光学素子。
   ｂ ＜ Ｌ ≦ ｋ×ｂ
   ｃ ＜ Ｗ ≦ ｋ×ｃ
   但し、
   ｋ＝２：係数
   ｂ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向と同じ方向の長さ
   ｃ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向に垂直な方向の幅
   Ｌ：ｂと同じ方向の光学素子の長さ
   Ｗ：ｃと同じ方向の光学素子の幅
7. 前記溝には、前記光源から導いた光を集光する集光素子が固定されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第６項の何れか一項に記載の光学素子。
8. 前記集光素子は、前記溝の底に固定されることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の光学素子。
9. 前記集光素子は、前記光源から光を導光する線状導光体に結合される屈折率分布型レンズであることを特徴とする請求の範囲第７項又は第８項に記載の光学素子。
10. 請求の範囲第７項乃至第９項の何れか一項に記載の光学素子と、該光学素子を保持する前記スライダと、を有することを特徴とする光ヘッド。
11. 前記スライダは、前記光学素子の前記溝の開口がある面に固定され、前記溝の開口があ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ることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の光ヘッド。
12. 記録媒体の上を移動するスライダに搭載される光学素子の製造方法において、
    光源から導いた光を透過する樹脂を材料とする、一方の端は開放され他方の端は閉じられている溝及び前記溝の前記他方の端から入射する前記光を偏向する偏向面を有する前記光学素子の反転形状を有する金型に、前記偏向面でない面を形成する前記金型の面に備えたゲートから前記樹脂を注入して射出成形する工程と、
    前記射出成形する工程の後、前記金型から成形された前記光学素子を離型する工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
13. 前記ゲートは、前記偏向面に加えて、前記溝が開口している面、前記溝が開口している面の反対側の面の何れでもない面を形成する前記金型の面に備えていることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の光学素子の製造方法。
14. 前記ゲートは、前記偏向面、前記溝が開口している面、前記溝が開口している面の反対側の面に加えて、前記溝が開放されている面の何れでもない面を形成する前記金型の面に備えていることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の光学素子の製造方法。
15. 前記溝の底を成す前記樹脂の厚みが前記一方の端側より前記他方の端側が厚いことを特徴とする請求の範囲第１２項乃至第１４項の何れか一項に記載の光学素子の製造方法。
16. 前記溝の深さが前記一方の端側より前記他方の端側が浅いことを特徴とする請求の範囲第１２項乃至第１５項の何れか一項に記載の光学素子の製造方法。
17. 前記光学素子の厚みが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、且つ以下の条件式を満たす大きさであることを特徴とする請求の範囲第１２項乃至第１６項の何れか一項に記載の光学素子の製造方法。
    ｂ ＜ Ｌ ≦ ｋ×ｂ
    ｃ ＜ Ｗ ≦ ｋ×ｃ
    但し、
    ｋ＝２：係数
    ｂ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向と同じ方向の長さ
    ｃ：光学素子を載せるスライダの、スライダが移動する方向に垂直な方向の幅
    Ｌ：ｂと同じ方向の光学素子の長さ
    Ｗ：ｃと同じ方向の光学素子の幅