JP5469484B2 - 近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリ及びそれを備えた情報記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、近接場光を利用して記録媒体に各種の情報を記録再生する近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリ及びそれを備えた情報記録再生装置に関するものである。

近年、コンピュータ機器におけるハードディスクドライブ等の情報記録再生装置は、より大量かつ高密度情報の記録再生を行いたい等のニーズを受けて、さらなる高密度化が求められている。そのため、隣り合う磁区同士の影響や、熱揺らぎを最小限に抑えるために、保磁力の強いものを記録媒体として採用することが考えられている。そのため、記録媒体に情報を記録することが困難になっていた。

そこで、上述した不具合を解消するために、近接場光を利用して磁区を局所的に加熱して一時的に保磁力を低下させ、その間に記録媒体への書き込みを行う熱アシスト磁気記録方式の情報記録再生装置が考案され開発が進められている。

熱アシスト磁気記録方式による情報記録再生装置には、近接場光を発生させるための近接場光素子およびそれを駆動させるための光学系が必要となる。これら近接場光素子と光学系は、各種のものが考案されている。

上記光学系の主要なものとして、光源となる半導体レーザが考えられる。例えば特許文献１および特許文献２に示されるように、この半導体レーザをヘッドを有するスライダに固定する構成が知られている。このような構成においては、光学系を構成する要素部品が少なくなるため、各要素部品間における光損失が少なくなり、よって比較的低損失でレーザ光を近接場光素子に供給することができると考えられている。

一方、熱アシスト磁気記録方式による情報記録再生装置においては、既存の情報記録再生装置であるハードディスクドライブと同様に、記録素子および再生素子等を記録媒体に対して一定の距離だけ離間させる必要があるため空気浮上スライダ技術を用いる。これは、回転する記録媒体によって生じる空気流によって、記録素子および再生素子等を固定したスライダを空気浮上させるものである。空気流はスライダと記録媒体間に所望の圧力分布を発生させている。スライダを記録媒体から離そうとする正圧とスライダを記録媒体に引き付けようとする負圧と、スライダを機械的に支持しているサスペンションによる押しつけ力の釣り合いで、スライダは所望の状態で浮上する。

現在、記録媒体とスライダのすきまは１０ｎｍ程度もしくはそれ以下となっており、スライダと記録媒体間の圧力分布の設計のみならず、サスペンションの機械的特性の設計も重要となっている。特許文献３や特許文献４のように、サスペンションの適切な箇所に補強部材を付加して所望の押しつけ力や、スライダの浮上安定性を確保する手法が知られている。

特開２００７−３３５０２７号公報 特開２００８−５９６４５号公報 特開２００８−５９６４５号公報 特開平５−１５９２６２号公報

一般的に半導体レーザはその固定方法によって寿命が大きく左右されると言われている。特許文献１においては半導体レーザをユニット基板に固定して、ユニット基板をスライダおよびサスペンションに固定している。ユニット基板を用いることで半導体レーザを安定的に固定できるため、半導体レーザの寿命を確保することが出来ると考えられる。しかしながら、ユニット基板と言う別の部材を用意するために、高コスト化しやすいと言う欠点がある。
一方、特許文献２においては、半導体レーザはサスペンションとスライダに挟み込まれるように固定されており、サスペンションは半導体レーザを介してスライダを機械的に支持する構造になっている。前述のユニット基板が必要でないために安価な情報記録再生装置を実現できる可能性があるが、絶えず半導体レーザに応力がかかるため半導体レーザの寿命を縮める欠点があった。

そこで本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、光源である半導体レーザの寿命を確保しつつ、安価な近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリおよび情報記録再生装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の手段を提供する。
本発明に係る近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリは、記録媒体の表面に沿って延設され、フレクシャおよびロードビームを有するサスペンションと、フレクシャの一部を構成し、バネ部とバネ部に接続される剛体部とを備えるフレクシャ舌部と、剛体部上に設けられたレーザと、記録媒体の表面と対向するようにフレクシャ舌部上に固定され、レーザから発生した光束を用いて近接場光を発生するスライダと、ロードビームの先端に設けられ、フレクシャ舌部のレーザが配置された側とは逆側の一部分を押圧する押圧部とを備え、フレクシャ舌部は、押圧部を中心として回動するものであり、剛体部は、押圧部による押圧方向に対して直交する面の撓みを抑制するものであることを特徴とするものである。

また、本発明に係る近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリは、剛体部の剛性は前記バネ部の剛性よりも高いことを特徴とするものである。

また、本発明に係る近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリは、剛体部の剛性はレーザの剛性よりも高いことを特徴とするものである。

本発明に係る近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリにおいては、記録媒体のうねりに対してジンバル機構が動作するが、この際剛体部はたわまないので、剛体部上に固定されたレーザに曲げ応力がかかることがない。よって、レーザを安定的に固定することができ、ひいてはレーザの長寿命化を図ることが出来る。

ここで特許文献３においては、ロードビーム（ロードアーム）の輪郭に曲げ加工による補強部を設けているが、ジンバル機構とは異なる部位であり、本発明と同様な効果を実現することはできない。また、スライダを固定するサスペンション舌部（スライダ保持部）は補強部（段差部）を設けてはいるが、ヘッドジンバルアセンブリにレーザを搭載することを想定していない上、段差部のためにスライダの一部のみでスライダを保持せざるを得ず、レーザに曲げ応力がかかってしまう。よって、本発明と同様な効果を実現することはできない。

また特許文献４においては、サスペンション舌部（サスペンションタング部）に補強部（強化部材）を設けてはいるが、ヘッドジンバルアセンブリにレーザを搭載することを想定していない上、サスペンション舌部全体に補強部を設けており、レーザに曲げ応力がかかることを防止しつつシンバル機構を動作させることを妨げている。よって、本発明と同様な効果を実現することはできない。

また、本発明に係る近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリは、補強部がフレクシャ舌部の一部を塑性変形させることで形成されていることを特徴とするものである。

本発明に係る近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリにおいては、剛体部を所定の剛性とするために別途部材を用意する必要がなく、これを備えるヘッドジンバルアセンブリを安価にすることができる。

また、本発明に係る近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリは、補強部がレーザを位置決めするレーザガイドであることを特徴とするものである。

本発明に係る近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリにおいては、レーザガイドがレーザを位置決めすることで、容易に組立をおこなうことができる。また、レーザガイドが補強部を兼ねているため、別途部材を用意する必要がなく、これを備えるヘッドジンバルアセンブリを安価にすることができる。

また、本発明に係る情報記録再生装置は、上記本発明の近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリと、前記記録媒体と、を有するものである。

本発明に係る情報記録再生装置においては、本発明の近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリを備えているので、長寿命で安価なものとすることかできる。

本発明に係る近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリによれば、光源である半導体レーザの寿命を確保しつつ、安価な近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリおよび情報記録再生装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る情報記録再生装置を示す構成図である。 図１に示すヘッドジンバルアセンブリの斜視図である。 図２に示すパッド部２０４ａ近傍の拡大図である。 図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態に係るパッド部２０４ａの拡大斜視図である。 図５のバリエーションを示す図である。 図５の別のバリエーションを示す図である。 本発明の第２実施形態に係るパッド部２０４ａ近傍の拡大図である。 図５のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態を、図１から図５を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る情報記録再生装置１を示す構成図である。なお、本実施形態の情報記録再生装置１は、磁気記録層を有する記録媒体Ｄに対して、熱アシスト磁気記録方式で書き込みを行う装置である。

図１に示すように本実施形態の情報記録再生装置１において、スライダ２が固定されたサスペンション３が、キャリッジ１１に固定されている。スライダ２とサスペンション３を合わせて、ヘッドジンバルアセンブリ１２（近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリ）と呼ぶ。円盤状の記録媒体Ｄはスピンドルモータ７によって所定の方向に回転する。キャリッジ１１はピボット１０を中心に回転可能になっており、制御部５からの制御信号によって制御されるアクチュエータ６によって回転し、スライダ２を記録媒体Ｄ表面の所定の位置に配置することができる。ハウジング９はアルミニウムなどから成る箱状（図１では説明を分かりやすくするため、ハウジング９の周囲を取り囲む周壁を省略している）のものであり、上記の部品をその内部に格納している。スピンドルモータ７はハウジング９の底面に固定されている。スライダ２は記録媒体Ｄに向けて磁場を発生させる記録素子（図示略）と、近接場光を発生する導光部（図示略）と、記録媒体Ｄに記録された情報を再生する再生素子（図示略）を有している。記録素子と再生素子は、サスペンション３およびキャリッジ１１に沿って敷設されたフレキシブル配線１３、キャリッジ１１側面に設けられたターミナル１４およびフラットケーブル４を介して制御部５に接続されている。

記録媒体Ｄは１枚でも良いが、図１に示すように複数枚設けても良い。記録媒体Ｄの枚数が増えれば、ヘッドジンバルアセンブリ１２の個数も増加する。図１では記録媒体Ｄの片面側のみにヘッドジンバルアセンブリ１２が設けられている構成を示しているが、両面に設けても良い。よって、ヘッドジンバルアセンブリ１２の個数は、最大で記録媒体Ｄの枚数の倍になる。これにより、情報記録再生装置１台当たりの記録容量の増加を図ることができる。

図２は第１実施形態に係るヘッドジンバルアセンブリ１２の拡大図である。サスペンション３は、ステンレス薄板を材料とするベースプレート２０１、ヒンジ２０２、ロードビーム２０３、フレクシャ２０４からなる。ベースプレート２０１は、その一部に設けられた取り付け穴２０１ａにより、キャリッジ１１に固定されている。ヒンジ２０２はベースプレート２０１とロードビーム２０３を接続している。ヒンジ２０２はベースプレート２０１とロードビーム２０３よりも薄くなっており、ヒンジ２０２を中心としてサスペンション３がたわむようになっている。フレクシャ２０４はロードビーム２０３、ヒンジ２０２に固定された細長い部材であり、ロードビーム２０３やベースプレート２０１よりも薄くなっており、たわみやすく出来ている。フレクシャ２０４の先端には略直方体形状のスライダ２が固定されている。

スライダ２の表面のうちフレクシャ２０４に固定された面の反対面は、記録媒体Ｄに対向する面である。この面は回転する記録媒体Ｄによって生じた空気流の粘性から、スライダ２が浮上するための圧力を発生させる面であり、ＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）と呼ばれている。ＡＢＳ上には図示を略した凹凸形状が設けられており、スライダ２と記録媒体Ｄ間に所望の圧力分布を発生させている。スライダ２を記録媒体Ｄから離そうとする正圧とスライダ２を記録媒体Ｄに引き付けようとする負圧と、サスペンション３による押しつけ力の釣り合いで、スライダ２は所望の状態で浮上している。記録媒体Ｄとスライダ２のすきまの最低値は１０ｎｍ程度もしくはそれ以下となっている。サスペンション３による押しつけ力は主にヒンジ２０２の弾性により発生している。また、記録媒体Ｄ表面のうねりに対して、ヒンジ２０２およびフレクシャ２０４がたわむことで、所望の浮上状態を維持することが出来る。

フレクシャ２０４上にはフレキシブル配線１３が設けられている。フレクシャ２０４は略コ字状の開口部を有しており、この開口部に囲まれて舌状となったパッド部２０４ａ上に後述のレーザ３０３等を挟み込んでスライダ２が固定されている。スライダ２の端部のうち、サスペンション３の根本側（キャリッジ１１側）は流入端と呼ばれている。その反対のサスペンション３の先端側は、スライダ２の流出端と呼ばれている。これらは、前述の記録媒体Ｄによる空気流の方向に基づいて名付けられている。サスペンション３の根本側から延設されたフレキシブル配線１３は途中から２本に分岐し、前述の開口部およびスライダ２の両側を回り込むように、スライダ２の流出端側に接続されている。

図３は第１実施形態に係るパッド部２０４ａ近傍の拡大図である。図４は図３のＡ−Ａ’断面である。フレキシブル配線１３はベースフィルム３０１と、それに載る６本の金属配線３０２からなる。ベースフィルム３０１はポリイミド等の樹脂からなる。金属配線３０２は銅からなり、表面が金メッキされている。ベースフィルム３０１は金属配線３０２とフレクシャ２０４とを絶縁している。また、図示はしていないが金属配線３０２の一部は保護のためにポリイミド等の樹脂で覆われている。６本の金属配線３０２のうち４本はスライダ２に設けられた記録素子（図示略）および再生素子（図示略）にそれぞれ２本ずつ接続されている。ただし、金属配線３０２の本数は６本に限られるものではなく、必要に応じて増減することができる。

また、パッド部２０４ａ上には平面視コの字状のレーザガイド３０４が配置されている。レーザガイド３０４はベースフィルム３０１と同材料、同厚となっている。そのためレーザガイド３０４とベースフィルム３０１は同時に形成することができる。レーザ３０３は平面視コの字状のレーザガイド３０４にはまりこむようになっており、位置決めが容易になっている。レーザ３０３は端面発光レーザであるため、その側面からレーザ光が出射する。レーザガイド３０４はレーザ３０３側面からのレーザ光出射を妨げないようになっている。レーザ３０３の厚さはレーザガイド３０４と等しい。スライダ２はベースフィルム３０１の一部とレーザ３０３およびレーザガイド３０４に載るように固定される。ベースフィルム３０１の端面のうち、レーザ３０３に対向する面は、レーザ３０３からの出射光の光軸方向に対して４５度傾斜した斜平面になっており、この斜平面に金属被膜することでミラー面３０１ａとなっている。被膜の金属はアルミニウムや金を用いる。よって、スライダ２とパッド部２０４ａに挟まれるように設置されたレーザ３０３から出射した光は、ミラー面３０１ａにて９０度曲げられて、スライダ２の内部に設けられた近接場光素子（図示略）を有する導光部３０６に導入される。

レーザ３０３はパッド部２０４ａと接する面にカソード電極３０３ａを有し、スライダ２に接する面にアノード電極３０３ｂを有する。また、スライダ２はアノード電極３０３ｂに接する面に電極２ａ（スライダ側導電性膜）を有する。電極２ａはその一部がスライダ２の側面に突出部２ｂを有している。突出部２ｂと６本の金属配線３０２のうち磁極および再生素子に接続されていない１本の電気配線３０２ａとは、ボール３０５によるボールボンディングにより電気的に接続されている。６本の金属配線３０２のうち残る１本の電気配線３０２ｂはベースフィルム３０１上から延設されてパッド部２０４ａに接触している。カソード電極３０３ａおよびアノード電極３０３ｂは金などの金属からなっている。また電極２ａも導電性の材料からなっており、例えばスズを用いるとアノード電極３０３ｂと金スズ接合が可能となり都合が良い。ボール３０５は金や半田などの金属からなっている。よって、制御部５からの電気信号は電気配線３０２ａ、ボール３０５、電極２ａ、アノード電極３０３ｂを介して、および電気配線３０２ｂ、パッド部２０４ａ、カソード電極３０３ａを介して、レーザ３０３を駆動する。レーザ３０３からの光は導光部３０６に導入され、近接場光となってディスクＤの微小領域を加熱することで、熱アシスト磁気記録を実現する。

パッド部２０４ａは剛体部３０７とバネ部３０８からなっている。パッド部２０４ａはバネ部３０８でフレクシャ２０４のその他の部位と接続されている。剛体部３０７は、ディンプル２０３ａによる押圧方向に対して直交する面の撓みを抑制するものである。図５に示すように剛体部３０７の輪郭線上には、剛体部３０７の一部を構成する補強部３０９が設けられている。これはパッド部２０４ａの一部をバッド部２０４ａ面に垂直になるように曲げ加工することで形成される。ロードビーム２０３のスライダ２側の先端には半球状のディンプル２０３ａ（押圧部）が設けられている。ディンプル２０３ａの頂点は剛体部３０７に接触している。前述のように、サスペンション３によるスライダ２への押しつけ力は主にヒンジ２０２の弾性により発生しているが、その押しつけ力はディンプル２０３ａと剛体部３０７の接触を介して伝えられている。また、ディンプル２０３ａの頂点を中心に、パッド部２０４ａおよびスライダ２が回動できるようになっている。つまり、ディンプル２０３ａとパッド部２０４ａによりジンバル機構を構成している。さらに前述のように、記録媒体Ｄ表面のうねりに対して、フレクシャ２０４がたわむことで、スライダ２は所望の浮上状態を維持することが出来るが、この時、補強部３０９のためにパッド部２０４ａのうち剛体部３０７はたわむことがなく、バネ部３０８のみがたわむ。レーザ３０３はパッド部２０４ａのうち、剛体部３０７に固定されている。

ここまで補強部３０９は図５に示すように、パッド部２０４ａの一部を曲げ加工することで形成されているが、剛体部３０７の剛性を確保するものであればどのような形状でも良い。例えば図６に示すように、パッド部２０４ａの一部をリブ状に押し出し加工したものを補強部３０９としても良い。また、図７に示すようにレーザガイド３０４を補強部３０９として用いても良い。

本実施の形態によって、記録媒体Ｄのうねりに対して剛体部３０７はたわまないので、剛体部３０７上に固定されたレーザ３０３に曲げ応力がかかることがない。よって、レーザ３０３を安定的に固定することができ、ひいてはレーザ３０３の長寿命化を図ることが出来る。また、補強部３０９のため、剛体部３０７の剛性を確保するために別途部材を用意する必要がなく、これを備えるヘッドジンバルアセンブリ１２および情報記録再生装置１を安価にすることができる。

（第２実施形態）
以下、本発明に係る第２実施形態を、図８と図９を参照して説明する。第１実施形態と同一箇所については同一符号を付して詳細な説明を省略する。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、レーザが傾斜面を有し、よってベースフィルム側面に反射面を設けなくて良い点である。

図８は第２実施形態に係るパッド部２０４ａ近傍の拡大図である。図９は図５のＢ−Ｂ’断面である。フレキシブル配線１３はベースフィルム５０１と、それに載る６本の金属配線５０２からなる。ベースフィルム５０１はポリイミド等の樹脂からなる。金属配線５０２は銅からなり、表面が金メッキされている。ベースフィルム５０１は金属配線５０２とフレクシャ２０４とを絶縁している。また、図示はしていないが金属配線５０２の一部は保護のためにポリイミド等の樹脂で覆われている。６本の金属配線５０２のうち４本はスライダ２に設けられた記録素子（図示略）および再生素子（図示略）にそれぞれ２本ずつ接続されている。

ベースフィルム５０１はスライダ２の平面サイズと略同サイズで剛体部３０７上にまで延設された延設部５０１ａを有している。６本の金属配線５０２のうち磁極および再生素子に接続されていない１本の電気配線５０２ｂは延設部５０１ａ上にまで延設されてその先端はスライダ２の平面サイズと略同サイズの電極となっている。延設部５０１ａ上に載る電気配線５０２ｂ上にはレーザ５０３が配置されている。スライダ２はレーザ５０３に載るように固定される。レーザ５０３からの光はスライダ２方向に出射し、スライダ２の内部に設けられた近接場光素子（図示略）を有する導光部３０６に導入される。

電極２ａの突出部２ｂと６本の金属配線５０２のうち磁極および再生素子に接続されていない残り１本の電気配線５０２ａとは、ワイヤ５０３によるワイヤボンディングにより電気的に接続されている。よって、制御部５からの電気信号は電気配線５０２ａ、ワイヤ５０３、電極２ａ、アノード電極５０３ｂを介して、および電気配線５０２ｂ、カソード電極５０３ａを介して、レーザ５０３を駆動する。レーザ５０３からの光は導光部３０６に導入され、近接場光となってディスクＤの微小領域を加熱することで、熱アシスト磁気記録を実現する。

本実施の形態によって、第１実施形態と同様の効果を実現することか出来る。つまり、記録媒体Ｄのうねりに対して剛体部３０７はたわまないので、剛体部３０７上に固定されたレーザ３０３に曲げ応力がかかることがない。よって、レーザ３０３を安定的に固定することができ、ひいてはレーザ３０３の長寿命化を図ることが出来る。また、折り曲げ部３０９のため、剛体部３０７の剛性を確保に別途部材を用意する必要がなく、これを備えるヘッドジンバルアセンブリ１２および情報記録再生装置１を安価にすることができる。

また、レーザ５０３が傾斜面５０３ｃを有しているため、容易にレーザ５０３と導光部３０６との位置合わせが可能となり、結果低コストにヘッドジンバルアセンブリ１２および情報記録再生装置１を製造することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。また、上述した各実施形態を適宜組み合わせて採用することも可能である。

Ｄ記録媒体 １情報記録再生装置 ２スライダ ２ａ電極 ３サスペンション １１キャリッジ １２ヘッドジンバルアセンブリ １３フレキシブル配線 ２０４フレクシャ ２０４ａパッド部 ３０１ａミラー面 ３０２電気配線 ３０３レーザ ３０３ａカソード電極 ３０３ｂアノード電極 ３０６導光部 ３０７剛体部 ３０８バネ部 ３０９補強部 ５０３レーザ

Claims (6)

1. 記録媒体の表面に沿って延設され、フレクシャおよびロードビームを有するサスペンションと、
   前記フレクシャの一部を構成し、バネ部と前記バネ部に接続される剛体部とを備えるフレクシャ舌部と、
   前記剛体部上に設けられたレーザと、
   前記記録媒体の表面と対向するように前記フレクシャ舌部上に固定され、前記レーザから発生した光束を用いて近接場光を発生するスライダと、
   前記ロードビームの先端に設けられ、前記フレクシャ舌部の前記レーザが配置された側とは逆側の一部分を押圧する押圧部とを備え、
   前記フレクシャ舌部は、前記押圧部を中心として回動するものであり、
   前記剛体部は、前記押圧部による押圧方向に対して直交する面の撓みを抑制するものであることを特徴とする近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリ。
2. 前記剛体部の剛性は前記バネ部の剛性よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリ。
3. 前記剛体部の剛性は前記レーザの剛性よりも高いことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリ。
4. 前記剛体部が前記フレクシャ舌部の一部を塑性変形させることで形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリ。
5. 前記剛体部が前記レーザを位置決めするレーザガイドであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリ。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の近接場光利用ヘッドジンバルアセンブリと、前記記録媒体とを有する情報記録再生装置。

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