JP2004171622A - 情報記録読取ヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】情報記録読取ヘッドのプローブを塵埃から保護する。
【解決手段】情報記録読取ヘッド２０に設けられたプローブ２２の先端部近傍を取り囲むように、円環状のガード２５を設け、塵埃がプローブ２２に接触・衝突するのを防ぐ。
【選択図】 図３
【解決手段】情報記録読取ヘッド２０に設けられたプローブ２２の先端部近傍を取り囲むように、円環状のガード２５を設け、塵埃がプローブ２２に接触・衝突するのを防ぐ。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小なプローブを用いて情報記録媒体に情報を記録し、又は情報記録媒体に記録された情報を読み取る情報記録読取ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、情報の高密度・大容量記録を可能とする記録再生装置として、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）などが普及している。これら記録再生装置も、普及し始めた当初は、従来の記録再生装置を大幅に上回る大容量記録を実現したことから、当時の情報利用の要求を満足させるとも思えた。しかし、情報利用の要求の高まりはとどまるところを知らず、さらなる高密度・大容量記録を可能とする記録再生装置の開発が切望されることとなった。
【０００３】
一般に、磁気記録媒体においては、熱揺らぎよって引き起こされる記録ビットの劣化が、記録密度の向上の妨げとなる。一方、光記録媒体においては、光の回折限界が、記録密度の上限を画する。したがって、記録密度の向上を図るためには、かかる限界を乗り越えなければならないのであるが、これは容易なことではない。
【０００４】
このような状況の下、高密度・大容量記録を実現可能な技術として、走査型プローブ顕微鏡法（ＳＰＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を適用した記録再生装置の開発が行われている。この記録再生装置によれば、理論的には、６．４５平方センチメートル（１平方インチ）あたり１テラビットを超える超高密度記録が可能である。
【０００５】
例えば、走査型非線形誘電率顕微鏡法（ＳＮＤＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を適用した記録再生装置は、半径がナノメートルオーダーの先端部を有するプローブを備え、記録媒体として強誘電体材料を用いる。情報の記録は、プローブから強誘電体材料に抗電界以上の電界を印加し、強誘電体材料に所定方向の分極方向を有する分極ドメインを形成することによって行う。また、情報の再生は、プローブ直下の強誘電体材料の容量とインダクタとにより形成される共振回路の共振周波数で発振する発振信号の周波数変動に基づいて、強誘電体材料の分極状態を検出することによって行う。
【０００６】
また、ナノスケールの先端部を有するカンチレバーを備え、記録媒体としてポリマーフィルムを用いるＳＰＭ記録再生装置も開発されている。かかる装置では、カンチレバーの先端部を熱し、その熱によりポリマーフィルムに微小なマークを付けることによって情報を記録する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなＳＰＭないしＳＮＤＭを適用した記録再生装置においては、半径がナノメートルオーダーのプローブが、記録媒体の記録面近傍で露出しているため、塵埃がプローブに付着する場合があり得る。もちろん、外部から進入する塵埃は、プローブ及び記録媒体を含む記録再生機構を密閉ケースに収納することによって防止することができるかもしれない。しかし、密閉ケース内においても、記録媒体や記録再生機構の駆動部分の摩耗によって塵埃が作り出されることもあり得、このような塵埃を防ぐことは困難である。
【０００８】
ＳＮＤＭを適用した記録再生装置においては、プローブを強誘電体材料の表面にきわめて接近させ又は接触させ、プローブと、強誘電体材料を挟んでプローブの反対側に設けられた電極との間の静電容量に基づいて強誘電体材料の分極状態（誘電率）を検出する。したがって、プローブに塵埃が付着すると、静電容量が塵埃によって変化し、情報の再生精度が低下する。また、強誘電体材料に電界を印加して情報を記録するときでも、プローブに塵埃が付着していると、印加すべき電界の分布が変化する場合がある。この結果、電界の印加が確実に行われず、情報の記録精度が低下する。
【０００９】
また、塵埃による記録・再生精度の低下は、カンチレバーによってポリマーフィルムに熱を加えてマークを記録する方式の記録再生装置においても同様に起こりえる。
【００１０】
さらに、ＳＰＭないしＳＮＤＭを適用した記録再生装置では、プローブを固定しておいて、板状又はディスク状等の記録媒体をその記録面と平行な方向に移動させる。また、記録媒体を固定しておいて、プローブを移動させるものもある。そして、プローブは半径がナノメートルオーダーであり、きわめて細い。このため、プローブと記録媒体の記録面との間に塵埃が挟まった状態で、プローブ又は記録媒体を移動させると、プローブに外力が加わり、プローブが破損する危険がある。また、移動中に塵埃がプローブに衝突して、プローブが位置ずれしたり、破損したりすることも考えられる。この結果、記録読取ヘッドが故障し、又はその耐久性を向上することができない。
【００１１】
本発明は上記に例示したような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、塵埃が存在していても、情報の記録・再生の精度を維持ないし高めることができ、又は、プローブを保護して故障の防止、耐久性の向上を図ることができる情報記録読取ヘッドを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、情報記録媒体の記録面に情報を記録し、又は前記情報記録媒体の記録面に記録された情報を読み取る情報記録読取ヘッドであって、前記情報記録媒体の記録面の上方に配置され、位置制御手段により、前記情報記録媒体との間の位置関係が前記情報記録媒体の記録面に平行な所定の方向において変化する支持部と、一端側が前記支持部に支持され、他端側が前記情報記録媒体の記録面に向けて伸長したプローブと、前記支持部に支持され、前記プローブを保護するために前記プローブの近傍に配置されたガードとを備え、前記ガードは、前記情報記録媒体の記録面から所定距離離れた位置に配置され、かつ、前記ガードは、前記位置制御手段による前記支持部と前記情報記録媒体との間の位置関係の変化に伴い前記プローブが前記情報記録媒体の記録面と平行な所定の方向に相対的に移動したときに、少なくともその所定の方向前側となる位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る情報記録読取ヘッドを情報記録媒体と共に示している。なお、図１は、本発明の実施形態による情報記録再生ヘッドの構成要素等を、その技術思想を説明する限りにおいて具体化したものであり、各構成要素等の形状、大きさ、位置、接続関係などは、これに限定されるものではない。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る情報記録読取ヘッド１０は、情報記録媒体１の記録面１Ａに情報を記録し、又は情報記録媒体１の記録面１Ａに記録された情報を読み取る情報記録読取ヘッドである。情報記録読取ヘッド１０は、例えば、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置、ポリマーフィルム等に熱を加えてマークを記録する方式の記録再生装置、磁性材料、相変化材料又は近接場記録光媒体等にプローブを介して情報を記録する記録再生装置など、プローブを用いて情報記録媒体に情報を記録し、又はプローブを用いて情報記録媒体に記録された情報を再生する記録再生装置に適用することができる。
【００１６】
情報記録媒体１の外形は、特に限定されないが、例えば、板状、ディスク状、テープ状等である。情報記録媒体１の一方又は双方の平面には、記録面１Ａが形成されている。情報記録読取ヘッド１０を、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いる場合には、情報記録媒体１は、例えば、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３ ）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３ ）等の強誘電体材料により形成されている。また、情報記録読取ヘッド１０を、ポリマーフィルム等に熱を加えてマークを形成する方式の記録再生装置に用いる場合には、情報記録媒体１は、ポリマーフィルム等である。
【００１７】
情報記録読取ヘッド１０は、例えば図１に示すように、支持部１１、プローブ１２、及び、ガード１３を備えている。
【００１８】
支持部１１は、情報記録媒体１の記録面１Ａの上方に配置され、位置制御手段（図示せず）により、情報記録媒体１との間の位置関係が情報記録媒体１の記録面１Ａに平行な所定の方向において変化する。例えば、支持部１１を固定し、情報記録媒体１を位置制御手段により矢示ｂ方向に移動する構成としてもよいし、情報記録媒体１を固定し、支持部１１を矢示ａ方向に移動する構成としてもよい。移動方向は、情報記録媒体１の記録面１Ａと平行な方向であれば、一方方向に限らない。記録面１Ａ上を自在に移動する構成としてもよい。
【００１９】
プローブ１２は、その一端側が支持部１１に支持され、他端側が情報記録媒体１の記録面１Ａに向けて伸長している。情報記録読取ヘッド１０を、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いる場合、プローブ１２を介して記録すべき情報に対応した電界（例えばパルス電圧）を強誘電体材料からなる情報記録媒体に印加することによって、当該情報を記録する。したがって、プローブの他端側先端部を細くし、例えば１ビットの記録に要する記録面１Ａ上の領域を小さくすれば、情報の記録密度を高めることができる。かかる要請を考慮すれば、プローブ１２先端部の半径はナノメートルオーダーに設定することが望ましいが、特にこれに限定されるものではない。また、プローブ１２の長さや全体的な径も、プローブ１２の強度や製造上の都合等から限界があるものの、特に限定されるものではない。
【００２０】
また、プローブ１２は、例えば、カーボンナノチューブにより形成してもよい。カーボンナノチューブによれば、半径がナノメートルオーダーの先端部を有するプローブを実現することができる。また、プローブ１２をシリコンにより形成してもよい。例えば、電界蒸発の技術を用いれば、微小のシリコン突起を形成することができる。
【００２１】
さらに、図１では、支持部１１に棒状のプローブ１２を設ける構成としたが、プローブ１２の形状はこれに限定されない。例えば、プローブ１２を、片持ち梁と、この片持ち梁の先端に設けられた突起とを有するカンチレバーによって構成してもよい。
【００２２】
プローブ１２は、その先端部が情報記録媒体１の記録面１Ａに微小間隔をもって接近するように配置してもよいし、先端部が記録面１Ａに接触可能となるように配置してもよい。プローブ１２の配置は、情報の記録再生の原理・方式等に応じて、適宜決定すればよい。
【００２３】
ガード１３は、支持部１１に支持され、プローブ１２を保護するためにプローブ１２の近傍に配置されている。これにより、塵埃は、ガード１３に付着するか、又は衝突して跳ねとばされるので、プローブ１２には接触しない。情報記録読取ヘッド１０を、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いた場合には、プローブ１２とガード１３とが電気的に分離した状態となるように、ガード１３をプローブ１２から、所定距離、離して配置することが望ましい。ガード１３をこのように配置することにより、塵埃がガード１３に付着しても、プローブ１２に電気的な影響が及ぶことはない。
【００２４】
また、ガード１３は、図１に示すように、情報記録媒体１の記録面１Ａから、所定距離ｄ、離れた位置に配置されている。ガード１３が、情報記録媒体１の記録面１Ａから離れていることにより、情報記録読取ヘッド１０を情報記録媒体１に対して相対的に移動させることができる。また、所定距離ｄは、塵埃がガード１３と情報記録媒体１との間を通過するのを防止できるように、小さく設定することが望ましい。例えば、プローブ１２先端部の半径が、サブマイクロメートルオーダーないしナノメートルオーダーである場合には、微小な塵埃からプローブ１２を保護するために、所定距離ｄを、およそ１０ナノメートルから１２０ナノメートルに設定することが望ましい。
【００２５】
情報の記録又は再生の際に、プローブ１２が情報記録媒体１の記録面１Ａに接触するか、きわめて接近した位置（例えば、プローブ１２の先端部と記録面１Ａとの距離がナノメートルオーダーないしサブナノメートルオーダー）に配置される場合には、所定距離ｄは、プローブ１２の他端部（先端部）と情報記録媒体１の記録面１Ａとの間の距離よりも長く設定することが望ましい。一方、情報の記録又は再生の際に、プローブ１２が情報記録媒体１の記録面１Ａから比較的離れた位置に配置される場合には、所定距離ｄは、プローブ１２の他端部（先端部）と情報記録媒体１の記録面１Ａとの間の距離に等しくてもよい。
【００２６】
さらに、情報の記録又は再生の際に、プローブ１２の先端部が情報記録媒体１の記録面１Ａと接触しない場合には、所定距離ｄを適切に設定することによって、空気層流により情報記録読取ヘッド１０を浮上させる構成としてもよい。すなわち、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が変化するとき、情報記録媒体１の記録面１Ａとガード１３の表面のうち記録面１Ａに対向する面１３Ａとの間には空気層流が生じる。これにより、情報記録読取ヘッド１０を浮上させることができる。このような構成を採用した場合には、情報記録読取ヘッド１０が浮上したときの、ガードと記録面１Ａとの間の距離よりも、プローブ１２の先端部と記録面１Ａとの距離が小さくなるように設定する。これにより、情報記録読取ヘッド１０が浮上したときに、プローブ１２の先端部と記録面１Ａとの距離を、数ナノメートルに設定することが可能である。
【００２７】
また、ガード１３は、位置制御手段による支持部１１と情報記録媒体１との間の位置関係の変化に伴い、プローブ１２が情報記録媒体１の記録面１Ａと平行な所定の方向（図１中の矢示ａ）に相対的に移動したときに、少なくともその所定の方向前側となる位置に配置されていればよい。例えば情報記録媒体１の記録面１Ａ上に塵埃が存在すると仮定する。この場合、情報記録読取ヘッド１０の情報記録媒体１に対する相対的な位置が矢示ａ方向に変化したときには、記録面１Ａ上の塵埃は、図１の左側から情報記録読取ヘッド１０に衝突する。したがって、情報記録読取ヘッド１０が情報記録媒体１に対して相対的に移動する方向の少なくとも前側、すなわち、図１における左側にガード１３を配置することにより、塵埃をガード１３によって跳ね飛ばし又は避けることができ、塵埃からプローブ１２を保護することができる。
【００２８】
もっとも、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が図１に示すように一方向だけでなく、情報記録媒体１の記録面１Ａと平行にＸ方向又はＹ方向に変化する場合や、さらに記録面１Ａと平行なＸ−Ｙ平面内において自在に変化する場合には、ガード１３は、プローブ１２の周囲を囲むように配置することが望ましい。これにより、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が、記録面１Ａと平行な領域内でいかなる方向に変化しても、ガード１３によって塵埃を跳ね飛ばし又は避けることができ、プローブ１２を保護することができる。
【００２９】
ガード１３の形状は、塵埃がプローブ１２に接触するのを防止すること、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係を変化させることができるようにすること、プローブ１２とガード１３とを電気的に分離すること、又は製造上の都合等により制限されることはあり得るものの、特に限定されない。
【００３０】
ただ、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が、情報記録媒体１の記録面１Ａと平行なＸ方向又はＹ方向に変化する場合や、さらに記録面１Ａと平行なＸ−Ｙ平面内において自在に変化する場合等には、ガードは、環状であることが望ましい。これにより、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が、記録面１Ａと平行な領域内でいかなる方向に変化しても、ガード１３によって塵埃を跳ね飛ばし又は避けることができ、プローブ１２を保護することができる。
【００３１】
また、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係の変化する方向が、全方向ではなく、所定の複数の方向に限られている場合などには、ガード１３を、Ｕ字状又はコ字状に形成してもよい。
【００３２】
なお、ガード１３は、例えば、シリコン基板上に、フォトリソグラフィ技術によりパターンを形成し、エッチング技術により、不要な部分を除去することにより、支持部１１と一体的に形成することができる。さらに微細なガード１３を形成するためには、電子線やＸ線を用いたリソグラフィを行えばよい。
【００３３】
以上のように、本実施形態による情報記録読取ヘッド１０によれば、プローブ１２の近傍にガード１３を設けることにより、塵埃がプローブ１２に接触・付着するのを防ぐことができる。例えば、情報記録読取ヘッド１０を、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いる場合には、塵埃がプローブ１２に付着すると、プローブ１２と、強誘電体材料からなる情報記録媒体１を挟んでプローブ１２の反対側に設けられた電極との間の静電容量が変化し、情報の再生精度が低下する場合があるが、本実施形態によれば、ガード１３によって塵埃のプローブ１２への付着を防止することができるので、かかる再生精度の低下を防止することができる。
【００３４】
また、強誘電体材料からなる情報記録媒体１に電界を印加して情報を記録するときに、塵埃がプローブ１２に付着すると、電界の印加が確実に行われず、情報の記録精度が低下する場合があるが、本実施形態によれば、ガード１３によって塵埃のプローブ１２への付着を防止することができるので、かかる記録精度の低下を防止することができる。
【００３５】
また、情報記録読取ヘッド１０を、カンチレバーによってポリマーフィルムに熱を加えてマークを記録する方式の記録再生装置に用いる場合にも、本実施形態によれば、ガード１３によって塵埃を跳ね飛ばし又は避けることができるので、カンチレバーの突起とポリマーフィルムとの接触を確実かつ高精度に行うことができ、情報の記録・再生精度を維持又は向上させることができる。
【００３６】
さらに、本実施形態によれば、ガード１３により塵埃がプローブ１２に衝突するのを防止することができるので、プローブ１２が破損するのを防ぐことができる。したがって、情報記録読取ヘッド１０の故障を減らし、耐久性を高めることができる。
【００３７】
上述した本実施形態に係る情報記録読取ヘッドに、プローブを情報記録媒体の記録面と略直交する方向に移動させる移動手段を備えてもよい。この移動手段は、例えば、プローブを支持部に圧電材料を介して支持することによって構成することができる。
【００３８】
このようにプローブを移動させる移動手段を設けることにより、ガードを乗り越えてプローブに付着した塵埃を、除去することができる。上述したように、ガードにより塵埃を跳ね飛ばし又は避けることにより、塵埃がプローブに付着するのを効果的に防止することができる。しかし、塵埃の大きさや形状によっては、ガードを乗り越えて、又はガードと情報記録媒体との間を通り抜けて、プローブ１２の先端部等に付着することもあり得る。このような場合には、移動手段により、プローブを情報記録媒体の記録面から離れる方向に移動させる。これにより、プローブの先端部等に付着した塵埃は、プローブと共に、情報記録媒体の記録面から離れる方向に移動し、やがて、ガードにぶつかり、ガードに押されてプローブから離れて落ちる。塵埃がプローブから離れた後、情報の記録又は再生を行う場合には、移動手段により、プローブを、情報記録媒体の記録面に近づく方向に移動させ、情報の記録又は再生時に設定すべき所定の位置に戻す。このようにして、プローブに付着してしまった塵埃を、プローブの移動によって除去することにより、情報の記録再生精度及び情報記録読取ヘッドの耐久性を確実に高めることができる。
【００３９】
また、プローブを移動させる移動手段を設けることにより、プローブの先端部と情報記録媒体の記録面との位置関係（例えば、両者間の距離）を調整することができる。
【００４０】
一方、プローブを移動させる移動手段に代えて又は加えて、ガードを情報記録媒体の記録面と略直交する方向に移動させる移動手段を備えてもよい。この移動手段は、ガードを支持部に圧電材料を介して支持することによって構成することができる。また、ガード自体を、圧電材料を用いて形成することによって移動手段を構成してもよい。
【００４１】
このようにガードを移動させる移動手段を設けることによっても、ガードを乗り越えてプローブの先端部に付着した塵埃を、除去することができる。すなわち、塵埃がプローブの先端部に付着してしまった場合には、移動手段により、ガードを情報記録媒体の記録面に近づく方向に移動（変形）させる。これにより、ガードの端部によって、プローブの先端部に付着した塵埃を押して、プローブから離すことができる。塵埃がプローブから離れた後、情報の記録又は再生を行う場合には、移動手段により、ガードを、情報記録媒体の記録面から離れる方向に移動（変形）させ、情報の記録又は再生時に設定すべき所定の位置に戻す。このようにして、プローブに付着してしまった塵埃を、ガードの移動（変形）によって除去することにより、情報の記録再生精度及び情報記録読取ヘッドの耐久性を確実に高めることができる。
【００４２】
なお、ガードの移動方向（伸縮方向）は、情報記録媒体の記録面と略直交する方向とすると、プローブに付着した塵埃を効果的に除去することができるのであるが、塵埃の付着の具合によっては、ガードの移動方向（伸縮方向）を、塵埃の除去に相応しい他の方向に設定してもよい。また、ガードを複数の部材に分割し、それらの一部又は全部を、それぞれ適切な方向に移動（変形）させる構成としてもよい。
【００４３】
また、上述した本実施形態に係る情報記録読取ヘッドを、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置、すなわち、誘電体からなる情報記録媒体に、プローブを介して電圧を印加することによって、情報の記録を行う方式の記録再生装置に適用する場合には、ガードを、所定の電位が設定された電極から構成してもよい。
【００４４】
情報記録読取ヘッドを、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いる場合において、少なくとも情報記録媒体に記録された情報を再生するとき、高周波電界を、プローブを介して情報記録媒体の誘電体材料に印加する。この場合、情報記録媒体の誘電体材料を通過した高周波電界を逃がすための電極を設ける必要がある。この電極をガードに設ける。この場合、ガード自体を電極とする構成としてもよいし、ガードの一部に電極を形成する構成としてもよい。電極としてのガード又はガードに形成した電極には、所定の電位を設定する。例えば、電極としてのガード又はガードに形成した電極を接地することにより、高周波電界を接地側に戻すことができる。電極としてのガード又はガードに形成した電極の形状は限定されないが、プローブを取り囲むような形状（例えば、環状）とすれば、高周波電界を効果的に逃がすことができる。
【００４５】
また、上述した本実施形態による情報記録読取ヘッドにおいて、支持部には、情報記録媒体の記録面と平行な方向に広がる支持面を形成し、当該支持面に、プローブ及びガードからなるプローブユニットを複数個設ける構成としてもよい。
【００４６】
このような構成によれば、情報記録の大容量化、情報記録・再生速度の向上等を図りつつ、各所でガードによりプローブを保護することによって、情報の記録・再生精度と、情報記録読取ヘッドの耐久性を向上させることができる。
【００４７】
また、上述した本実施形態による情報記録読取ヘッドにおいて、支持部には、情報記録媒体の記録面と平行な方向に広がる支持面を形成し、当該支持面に、プローブを複数個設け、かつ、ガードを、これら複数個のプローブを取り囲むように配置する構成としてもよい。
【００４８】
このような構成によっても、情報記録の大容量化、情報記録・再生速度の向上等を図りつつ、ガードにより複数のプローブを保護することにより、情報の記録・再生精度と、情報記録読取ヘッドの耐久性を向上させることができる。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の実施例は、本発明の情報記録読取ヘッドを、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に適用した例である。
【００５０】
（第１実施例）
本発明の第１実施例について図２ないし図６を参照して説明する。
【００５１】
図２は、本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッドが用いられた記録再生装置の構成を示している。
【００５２】
図２に示す記録再生装置１００は、音楽データ、映像データ、文書データ、コンピュータプログラム等の情報を情報記録媒体２に記録すると共に、情報記録媒体２に記録された情報を再生する装置である。記録再生装置１００は、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置である。情報記録媒体２は、強誘電体材料からなる強誘電体膜３と、背面電極４とを備えている。背面電極４は接地されている。
【００５３】
記録再生装置１００は、本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッド２０、位置制御機構１０１、記録信号発生器１０２、交流信号発生器１０３、切換スイッチ１０４、第１インダクタ１０５、コンデンサ１０６、第２インダクタ１０７、発振器１０８、ＦＭ復調器１０９、及び、信号検出器１１０を備えている。
【００５４】
記録再生装置１００において、情報の情報記録媒体２への記録は以下のように行われる。情報記録媒体２に記録すべき情報は、外部から記録信号発生器１０２に供給される。記録信号発生器１０２は、記録すべき情報に対応するパルス信号を生成する。情報を情報記録媒体２に記録するときには、切換スイッチ４が記録信号発生器１０２と第１インダクタ１０５とを接続するように切り替えられる。これにより、記録信号発生器１０２により生成されたパルス信号が、切換スイッチ１０４及び第１インダクタ１０５を通って、情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２に供給される。
【００５５】
情報記録媒体２は、図２に示すように、情報記録媒体２の記録面３Ａと平行なＸ方向及びＹ方向に移動可能であると共に、記録面３Ａと直交するＺ方向にも移動可能である。情報記録媒体２の移動及び位置決めは、位置制御機構１０１によって行われる。例えば、記録開始前は、情報記録媒体２は、情報記録読取ヘッド２０とＺ方向に大きく離れた位置にあるが、記録開始時には、情報記録媒体２は、記録面３Ａと情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２の先端部との間の距離が所定距離Ｄ１（図３参照）となるように、図２中の下側から上側へＺ方向に移動する。さらに、記録開始時には、情報記録媒体２は、情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２の先端部が情報記録媒体２の記録面３Ａ上における所定の記録位置に対向するように、Ｘ方向又はＹ方向に移動する。
【００５６】
情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２に供給されたパルス信号は、情報記録媒体２の強誘電体膜３に印加される。これにより、プローブ２２の先端部と対向する部位の強誘電体膜３の分極状態が、パルス信号に応じて設定される。このようなパルス信号の印加が、情報記録媒体２のＸ方向又はＹ方向の移動と共に行われる。この結果、情報が強誘電体膜３の分極状態として記録される。
【００５７】
記録再生装置１００において、情報記録媒体２に記録された情報の再生は以下のように行われる。情報を再生するときには、切換スイッチ１０４が、交流信号発生器１０３と第１インダクタ１０５とを接続するように、切り替えられる。これにより、交流信号発生器１０３によって生成された交流信号が、切換スイッチ１０４及び第１インダクタ１０５を通って、情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２に供給される。
【００５８】
情報再生時には、情報記録時と同様に、情報記録媒体２は、記録面３Ａと情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２の先端部との間の距離が所定距離Ｄ１（図３参照）となるように、Ｚ方向に移動する。さらに、情報再生時には、情報記録媒体２は、情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２の先端部が、情報記録媒体２の記録面３Ａ上において、再生すべき情報が記録されている位置に対向するように、Ｘ方向又はＹ方向に移動する。
【００５９】
情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２に供給された交流信号は、情報記録媒体２の強誘電体膜３に印加される。これにより、プローブ２２の先端部に対向する部位の強誘電体膜３の静電容量Ｃが、交流信号の印加によって形成される交番電界及び強誘電体膜３の誘電率によって変化する。この静電容量変化の中には、強誘電体膜３の分極状態に応じて符号が反転する非線形誘電率成分が含まれている。
【００６０】
発振器１０８は、第２インダクタ１０７のインダクタンスＬと、強誘電体膜３の静電容量Ｃから構成されるＬＣ共振回路の共振周波数により発振する。したがって、発振器１０８から出力される発振信号の周波数は、静電容量Ｃの変化に応じて変調される。この発振信号は、ＦＭ復調器１０９により復調され、信号検出器１１０に供給される。
【００６１】
信号検出器１１０は、例えばロックインアンプ回路によって構成されている。信号検出器１１０によって、強誘電体膜３の分極状態に応じて符号が反転する非線形誘電率成分が検出される。信号検出器１１０には、交流信号発生器１０３から出力される交流信号が供給されており、非線形誘電率成分の検出の際には、この交流信号が参照信号として用いられる。このようにして検出された非線形誘電率成分が、強誘電体膜３の分極状態、すなわち、強誘電体膜３に記録された情報に対応する。以上のような再生動作が、情報記録媒体２のＸ方向又はＹ方向の移動と共に行われることにより、情報記録媒体２に記録された情報が再生される。
【００６２】
次に、図３及び図４は、本発明の実施例に係る情報記録読取ヘッド２０の構成を示している。図３は、情報記録読取ヘッドを側面から見たときの断面図である。図４は、情報記録読取ヘッドを図３中の矢示Ｉ−Ｉ方向から見た平面図である。
【００６３】
図３に示すように、情報記録読取ヘッド２０は、支持基板２１、プローブ２２、プローブ支持部２３、圧電駆動部２４、ガード２５、及び、ガード支持部２６を備えている。
【００６４】
支持基板２１は、例えばシリコン基板により形成されており、情報記録媒体２の記録面３Ａの上方に配置される。支持基板２１と情報記録媒体２との間の位置関係は、情報記録媒体２が図３中のＸ方向又はＹ方向に移動することにより変化する。
【００６５】
プローブ２２は、棒状に形成され、その一端側がプローブ支持部２３に固定され、プローブ支持部２３、圧電駆動部２４、ガード２５及びガード支持部２６を介して、支持基板２１に支持されている。一方、その他端側は、情報記録媒体２の記録面３Ａに向けて伸長している。プローブ２２は、例えばカーボンナノチューブによって形成されおり、その他端側先端部の半径は、数ナノないし数十ナノメートルである。また、プローブ２２は、ワイヤボンディング等により、支持基板２１上に形成された電極（図示せず）に電気的に接続されており、この電極は、第１インダクタ１０５及びコンデンサ１０６に接続されている（図２参照）。
【００６６】
圧電駆動部２４は、支持基板２１とガード２５との間に位置し、かつ、プローブ２２の外周側に、プローブ２２と離れた状態で配置されている。圧電駆動部２４の一端側はプローブ支持部２３に固定され、その他端側はガード２５に固定されている。圧電駆動部２４は、例えばＰＺＴ等の圧電材料によって形成されており、外部から制御電圧を加えることにより、情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に伸縮変形する。これにより、プローブ２２が情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に移動する（図５及び図６参照）。また、圧電駆動部２４には、圧電駆動部２４の伸縮を制御するための制御電圧を供給するための信号線が接続されている（図示せず）。
【００６７】
ガード２５は、プローブ２２を取り囲むように、プローブ２２先端部近傍の外周側に、プローブ２２と所定の間隔をもって配置されている。また、ガード２５は、ガード支持部２６を介して支持基板２１に支持されている。ガード２５は、図４に示すように、円環状に形成され、その中心部の穴２５Ａ内には、プローブ２２が配置されている。ガード２５の面のうち、情報記録媒体２の記録面３Ａと対向する対向面２５Ｂは、平面である。
【００６８】
また、ガード２５は、導電性を有するように形成されており、ガード固定部２６及び支持部１１に設けられた配線パターン等を介して接地されている。これにより、ガード２５は電極としても機能する。すなわち、上述したように、情報記録媒体２に記録された情報を再生するときには、交流信号発生器１０３からプローブ２２を介して強誘電体膜３に高周波の交流信号を印加する。ガード２５は、これによる高周波電界を接地側に戻すための電極として機能する。
【００６９】
ガード支持部２６は、プローブ支持部２３及び圧電駆動部２４の外側に配置され、その一端側が支持基板２１に固定され、他端側がガード２５に固定されている。ガード支持部２６は、シリコン材料等により形成されている。
【００７０】
ガード２５及び支持部２３、２６は、例えばシリコン基板をエッチングすることによって形成することができる。
【００７１】
図３に示すように、情報の記録・再生時には、プローブ２２と情報記録媒体２の記録面３Ａとの間は、所定距離Ｄ１に設定される。所定距離Ｄ１は、例えば、数ナノメートルである。また、情報の記録・再生時には、ガード２５の対向面２５Ｂと情報記録媒体２の記録面３Ａとの間は、所定距離Ｄ２に設定される。所定距離Ｄ２は、およそ１０ナノメートルないし１２０ナノメートルである。したがって、情報の記録・再生時には、プローブ２２の先端部がガード２５の穴２５Ａから情報記録媒体２に向けて突出している。
【００７２】
このような構成を有する情報記録読取ヘッド２０によれば、ガード２５によって、塵埃がプローブ２２に接触するのを防止することができ、プローブ２２を保護することができる。すなわち、情報の記録・再生時においては、情報記録媒体２の記録面３Ａとプローブ２２の先端部との距離が所定距離Ｄ１となるように、情報記録媒体２を図３中のＺ方向に移動させ、さらに、情報記録媒体２をＸ方向又はＹ方向に移動させながら、情報の記録・再生を実行する。このとき、例えば、情報記録媒体２の記録面３Ａ上に塵埃が存在すると、情報記録媒体２の移動により、その塵埃が情報記録読取ヘッド２０に衝突する場合がある。このような事態が起こっても、塵埃は、ガード２５の外周面に衝突し、跳ね飛ばされる。また、塵埃がガード２５の外周面に付着することもあり得る。しかし、いずれにしても、ガード２５があるので、塵埃がプローブ２２に接触することを防止することができる。
【００７３】
もし、プローブ２２に塵埃が付着すると、プローブ２２を介して取得される強誘電体膜３の静電容量が変化し、情報の再生精度が低下する場合があるが、本実施例によれば、ガード２５によって塵埃のプローブ２２への付着を防止することができるので、かかる再生精度の低下を防止することができる。
【００７４】
また、情報を情報記録媒体２に記録するときに、塵埃がプローブ２２に付着すると、パルス信号の印加が確実に行われず、情報の記録精度が低下する場合があるが、本実施例によれば、ガード２５によって塵埃のプローブ２２への付着を防止することができるので、かかる記録精度の低下を防止することができる。
【００７５】
さらに、本実施例によれば、ガード２５により塵埃がプローブ２２に衝突するのを防止することができるので、プローブ２２が破損するのを防ぐことができる。したがって、情報記録読取ヘッド２０の故障を減らし、耐久性を高めることができる。
【００７６】
さらに、ガード２５を、円環状に形成し、プローブ２２を取り囲むように配置したことにより、塵埃がプローブ２２に接触するのを確実に防止することができる。すなわち、情報記録媒体２はＸ方向又はＹ方向に移動するので、情報記録媒体２の記録面３Ａ上に存在する塵埃が、プローブ２２外周のあらゆる方向から接近してくる可能性がある。しかし、ガード２５がプローブ２２外周を完全に包囲しているので、どの方向から塵埃が接近してこようとも、塵埃をガード２５によって避けることができ、塵埃がプローブ２２に接触するのを防止することができる。
【００７７】
さらに、ガード２５の対向面２５Ｂと情報記録媒体２の記録面３Ａとの間の所定距離Ｄ２を、およそ１０ナノメートルないし１２０ナノメートルとしたことにより、塵埃がプローブ２２に接触するのを防止しながら、情報記録媒体２のスムーズな移動を可能にし、また、ガード２５が情報記録媒体２に衝突するのを防ぐことができる。
【００７８】
次に、図５及び図６は、プローブ２２の移動動作を示している。上述したように、圧電駆動部２４は圧電材料で形成されており、圧電駆動部２４に制御電圧を供給することによって、情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に伸縮変形する。この結果、プローブ２２は、プローブ支持部２３と共に、情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に移動する。図５及び図６の矢示はその様子を示している。
【００７９】
例えば、圧電駆動部２４に制御電圧を印加すると、圧電駆動部２４が図５に示すように伸長する。この結果、プローブ２２が、情報記録媒体２の記録面３Ａから離れる方向に移動する。これにより、プローブ２２の先端部が、ガード２５の穴２５Ａ内に引き込まれる。一方、圧電駆動部２４に対する制御電圧の印加を停止すると、圧電駆動部２４が図６に示すように収縮する（もとの形状に戻る）。この結果、プローブ２２が、情報記録媒体２の記録面３Ａに近づく方向に移動する。これにより、プローブ２２は、図３に示すもとの位置に戻る。
【００８０】
このように、プローブ２２を移動させることにより、ガード２５を乗り越えてプローブ２２に付着した塵埃を、除去することができる。すなわち、上述したように、ガード２５により塵埃を跳ね飛ばし又は避けることにより、塵埃がプローブ２２に付着するのを効果的に防止することができる。しかし、塵埃の大きさや形状によっては、ガード２５を乗り越えて、又はガード２５と情報記録媒体２との間を通り抜けて、プローブ２２の先端部等に付着することもあり得る。このような場合には、プローブ２２を情報記録媒体２の記録面３Ａから離れる方向に移動させる。これにより、プローブ２２の先端部等に付着した塵埃は、プローブ２２と共に、情報記録媒体２の記録面３Ａから離れる方向に移動し、やがて、ガード２５にぶつかり、その結果、プローブ２２から離れて落ちる。塵埃がプローブ２２から離れた後、情報の記録又は再生を行う場合には、プローブ２２を、情報記録媒体２の記録面３Ａに近づく方向に移動させ、もとの位置に戻す。このようにプローブ２２に付着した塵埃を除去することにより、情報の記録・再生の精度を確実に維持し又は高めることができ、かつ、情報記録読取ヘッドの耐久性を確実に高めることができる。
【００８１】
なお、プローブ２２に塵埃が付着すると、プローブ２２から取得される信号の振幅変化に異常が生じ、又は、強誘電体膜３の静電容量の検出結果に異常が生じる。これらの異常は、例えば情報記録読取ヘッド２０に検出回路等を設けることにより検出することができる。例えば、情報の記録又は再生中に、異常が検出されたときには、パルス信号又は交流信号の印加を中止し、情報記録媒体２のＸ方向又はＹ方向の移動を中止し、情報記録媒体２をＺ方向（図３中の下向き）に移動させる。その後、圧電駆動部２４に制御電圧を印加して、プローブ２２を移動させ、プローブ２２に付着した塵埃を除去する。
【００８２】
また、プローブ２２を移動させることにより、プローブ２２の先端部と情報記録媒体２の記録面３Ａとの距離を調整することもできる。
【００８３】
（第２実施例）
本発明の第２実施例について図７を参照して説明する。なお、以下に述べる第２実施例において、第１実施例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８４】
図７は、本発明の第２実施例に係る情報記録読取ヘッドの構成及び動作を示している。図７に示すように、本発明の第２実施例に係る情報読取ヘッド３０は、支持基板３１、プローブ３２、ガード支持部３３、圧電駆動部３４、及び、ガード３５を備えている。
【００８５】
支持基板３１は、第１実施例の支持基板２１とほぼ同様のものである。プローブ３２も、第１実施例のプローブ２２とほぼ同様に、例えばカーボンナノチューブにより形成されている。プローブ３２の基端部は、支持基板３１に直接的に固定されている。また、プローブ３２は、支持基板３１に形成された電極に電気的に直接接続されており、情報記録時のパルス信号又は情報再生時の交流信号は、この電極から直接的にプローブ３２に印加される。プローブ３２と支持基板３１とを直接的に接続することにより、プローブと電極とを接続するためのワイヤボンディング等が不要となるので、製造が容易になる。
【００８６】
ガード３５は、第１実施例のガード２５とほぼ同様に、例えばシリコン材料又は導電材料により円環状に形成されており、プローブ３２の先端部近傍の外周側に、プローブ３２と所定の距離をもって配置されている。ガード３５は、ガード支持部３３及び圧電駆動部３４を介して、支持基板３１に固定されている。
【００８７】
圧電駆動部３４は、ＰＺＴ等の圧電材料により形成されており、外部から図示しない信号線を介して制御電圧を加えることにより、情報記録媒体２の記録面３と直交する方向に伸長変形する。したがって、制御電圧のＯＮ・ＯＦＦにより、ガード３５を情報記録媒体２の記録面３と直交する方向に移動させることができる（図７中の矢示参照）。
【００８８】
このような構成を有する情報記録読取ヘッド３０によっても、第１実施例の情報記録読取ヘッド２０とほぼ同様に、ガード３５によって、プローブ３２を塵埃から保護することができ、情報の記録・再生精度の向上、情報記録読取ヘッド３０の耐久性の向上を図ることができる。
【００８９】
また、ガード３５を移動させることにより、ガード３５を乗り越えてプローブ３２の先端部に付着した塵埃を、除去することができる。すなわち、塵埃がプローブ３２の先端部に付着してしまった場合には、圧電駆動部３４に制御電圧を印加し、圧電駆動部３４を伸長させ、ガード３５を情報記録媒体２の記録面３Ａに近づく方向に移動させる。これにより、ガード３５の端部によって、プローブ３２の先端部に付着した塵埃を押して、プローブ３２から離すことができる。塵埃がプローブ３２から離れた後、情報の記録又は再生を行う場合には、圧電駆動部３４に印加していた制御電圧を停止し、圧電駆動部２４をもとの形状に戻し、ガード３５を情報記録媒体２の記録面３Ａから離れる方向に移動させる。これにより、プローブ３２は、情報の記録又は再生時に設定すべき所定の位置に戻る。このようにしてプローブ３２に付着してしまった塵埃をガード３５の移動によって除去することができるので、情報の記録・再生精度を確実に維持し又は高めることができ、かつ、情報記録読取ヘッド３０の耐久性を確実に高めることができる。
【００９０】
なお、図７に示す情報記録読取ヘッド３０では、ガード３５を、圧電駆動部３４を介して支持基板３１（ガード支持部３３）に支持し、圧電駆動部３４の伸縮変形を利用してガード３５を移動させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、ガード全体を圧電材料によって形成する構成としてもよい。図８は、ガード全体を圧電材料によって形成した場合の具体例を示している。図８に示すように、支持基板４１に支持されたプローブ４２の外周側には、プローブ４２を取り囲むようにガード４３が形成されている。ガード４３は、ＰＺＴ等の圧電材料から、円環状に形成されている。ガード４３は、外部から制御電圧を印加することにより、情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に伸長し、制御電圧の印加を停止すると、もとの形状に戻る（図８中の矢示参照）。このような構成でも、プローブ４２に付着してしまった塵埃をガード４３の変形によって除去することができるので、情報の記録・再生精度を確実に維持し又は高めることができ、かつ、情報記録読取ヘッド４０の耐久性を確実に高めることができる。
【００９１】
（第３実施例）
本発明の第３実施例について図９ないし図１０を参照して説明する。なお、以下に述べる第３実施例において、第１実施例又は第２実施例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９２】
図９及び図１０は、本発明の第３実施例に係る情報記録読取ヘッドを示している。図９は、情報記録読取ヘッドを側面から見たときの断面図である。図１０は、情報記録読取ヘッドを図９中の矢示ＩＩ−ＩＩ方向から見た平面図である。
【００９３】
図９に示すように、本発明の第３実施例に係る情報記録読取ヘッド５０は、支持基板５１、カンチレバー５２、カンチレバー支持部５３、及び、ガード５４を備えている。
【００９４】
支持基板５１は、例えばシリコン基板により形成されており、情報記録媒体２の記録面３Ａの上方に配置される。支持基板５１と情報記録媒体２との間の位置関係は、情報記録媒体２が図９中のＸ方向又はＹ方向に移動することにより変化する。
【００９５】
カンチレバー５２は、図１０に示すように、２本の片持ち梁５２Ａと、突起５２Ｂ（プローブチップ）を備えている。片持ち梁５２Ａは、その基端側がカンチレバー支持部５３にそれぞれ固定され、先端側が互いに接続されている。突起５２Ｂは、２本の片持ち梁５２Ａが互いに接続された先端部に固定され、当該片持ち梁５２Ａの先端部から、情報記録媒体２の記録面３Ａに向けて突出している。片持ち梁５２Ａ及び突起５２Ｂは、例えば、シリコン材料に形成されている。突起５２Ｂの先端部の径は、数ナノメートルないし数十ナノメートルである。なお、片持ち梁５２Ａは、フォトリソグラフィ技術、又は電子線若しくはＸ線を用いたリソグラフィによるパターン形成工程と、エッチング工程により形成することができる。また、突起５２Ｂは、電界蒸発を用いて形成することができる。また、梁の数は２本に限定されず、１本でもよい。
【００９６】
また、カンチレバー５２は、支持基板５１上に形成された電極に電気的に接続されている（図示せず）。これにより、情報の記録・再生時には、この電極を介して、カンチレバー５２に、パルス信号又は交流信号が印加され、突起５２Ｂを通じて、情報記録媒体２の強誘電体膜３に印加される。
【００９７】
ガード５４は、支持基板５１に支持され又は一体的に形成され、カンチレバー５２を取り囲むように、カンチレバー５２と所定の間隔をもって配置されている。ガード５４は、カンチレバー５２の突起５２Ｂを保護することを考慮して、突起部５２の近傍に、コ字状又はＵ字状に配置されている。すなわち、情報記録読取ヘッド５０において、カンチレバー５２の片持ち梁５２Ａの基端側を「後側」、片持ち梁５２Ａの先端側を「前側」とすると、ガード５４は、情報記録読取ヘット５０の前側部位に配置されたガード部材５４Ａと、情報記録読取ヘッド５０の左側部位、右側部位にそれぞれ配置されたガード部材５４Ｂとを備えている。
【００９８】
また、ガード５４と情報記録媒体２の記録面３Ａとの間の所定距離Ｄ３は、およそ１０ナノメートルないし１２０ナノメートルであり、所定距離Ｄ３は、突起５２Ｂの先端部と記録面３Ａとの間の距離よりも長くなるように設定されている。
【００９９】
なお、ガード５４は、シリコン材料からなる支持基板５１と一体的・連続的に形成することができる。したがって、カンチレバー５２を配置するスペースを確保しながら、まず、支持基板５１上にガード５４を一体的・連続的に形成し、その後、カンチレバー５２を支持基板５１上に形成するといった、容易な製造方法により、情報記録読取ヘッド５０を製造することができる。
【０１００】
このような構成を有する情報記録読取ヘッド５０によれば、カンチレバー５２をほぼ取り囲むようにしてガード５４を設けたことにより、塵埃がカンチレバー５２に接触するのを防止することができる。これにより、上述した第１実施例等と同様に、情報の記録・再生の精度及び情報記録読取ヘッド５０の耐久性を向上させることができる。
【０１０１】
なお、図９及び図１０に示す情報記録読取ヘッド５０は、情報記録読取ヘッド５０の前側、左側、右側の各部位にガード部材５４Ａ、５４Ｂを配置する構成としたが、本発明はこれに限られない。例えば、情報記録読取ヘッド５０の後側部位にもガード部材を設けることにより、カンチレバー５２の保護を強化してもよい。一方、図１１及び図１２に示す情報記録読取ヘッド６０のように、情報記録媒体２の移動方向が一方向（図１１中の矢示Ｗ方向）のみである場合には、ガード６１を情報記録読取ヘッド６０の前側部位のみに配置する構成としてもよい。例えば、情報記録媒体２がディスク状記録媒体であり、情報記録媒体２が回転する構成である場合には、情報記録媒体２の移動方向が矢示Ｗ方向のみとなる。このような場合には、情報記録読取ヘッド６０の前方から塵埃が接近し、情報記録読取ヘッド６０の前側部位に衝突することは起こり得るものの、その他の部位に衝突する可能性は比較的低い。そこで、ガード６１を、情報記録読取ヘッド６０の前側部位のみに配置することにより、塵埃がカンチレバー５２の突起５２Ｂに衝突するのを十分に防止することができる。同時に、ガード６１を設ける場所が１箇所なので、製造が容易となり、かつ、情報記録読取ヘッド６０の軽量化を図ることができる。
【０１０２】
また、上述した第１実施例又は第２実施例では、プローブ及びガード等を一組だけ備えた情報記録読取ヘッドを例に挙げたが、本発明はこれに限られない。図１３に示す情報記録読取ヘッド７０のように、プローブ２２（３２、４２）、ガード２５（３５、４３）、及びこれらプローブ及びガードを支持する各支持部から構成されたプローブユニット７１を、支持基板７１上に、複数個設ける構成としてもよい。
【０１０３】
さらに、上述した第３実施例では、カンチレバー及びガード等を一組だけ備えた情報記録読取ヘッドを例に挙げたが、本発明はこれに限られない。図１４に示す情報記録読取ヘッド８０のように、カンチレバー５２及びカンチレバー支持部５３等から構成されたカンチレバーユニット８１を、支持基板８１上に複数個設け、これら複数のカンチレバーユニット８１を取り囲むようにガード８３を設ける構成としてもよい。
【０１０４】
また、ガード２５、３５、５４、６１等の表面にダイヤモンドライクカーボンなどのコートを行ってもよく、これにより、その強度を高めることができる。
【０１０５】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う情報記録読取ヘッドもまた本発明の技術思想に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る情報記録読取ヘッドの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッドを情報記録媒体と共に示す部分断面図である。
【図４】図３中の情報記録読取ヘッドを矢示Ｉ−Ｉ方向から見た平面図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッドの動作を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッドの動作を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る情報記録読取ヘッドを情報記録媒体と共に示す部分断面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る情報記録読取ヘッドの変形例を情報記録媒体と共に示す部分断面図である。
【図９】本発明の第３実施例に係る情報記録読取ヘッドを情報記録媒体と共に示す部分断面図である。
【図１０】図９中の情報記録読取ヘッドを矢示ＩＩ−ＩＩ方向から見た平面図である。
【図１１】本発明の第３実施例に係る情報記録読取ヘッドの変形例を情報記録媒体と共に示す側面図である。
【図１２】図１１中の情報記録読取ヘッドを矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【図１３】本発明の実施例に係る情報記録読取ヘッドの変形例を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施例に係る情報記録読取ヘッドの変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１、２…情報記録媒体
１Ａ、３Ａ…記録面
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０…情報記録読取ヘッド
１１、２１、３１、４１、５１、７２、８２…支持部（支持基板）
１２、２２、３２、４２…プローブ
１３、２５、３５、４３、５４、６１…ガード
２４…圧電駆動部
５２…カンチレバー
５２Ａ…片持ち梁
５２Ｂ…突起
１０１…位置制御機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小なプローブを用いて情報記録媒体に情報を記録し、又は情報記録媒体に記録された情報を読み取る情報記録読取ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、情報の高密度・大容量記録を可能とする記録再生装置として、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）などが普及している。これら記録再生装置も、普及し始めた当初は、従来の記録再生装置を大幅に上回る大容量記録を実現したことから、当時の情報利用の要求を満足させるとも思えた。しかし、情報利用の要求の高まりはとどまるところを知らず、さらなる高密度・大容量記録を可能とする記録再生装置の開発が切望されることとなった。
【０００３】
一般に、磁気記録媒体においては、熱揺らぎよって引き起こされる記録ビットの劣化が、記録密度の向上の妨げとなる。一方、光記録媒体においては、光の回折限界が、記録密度の上限を画する。したがって、記録密度の向上を図るためには、かかる限界を乗り越えなければならないのであるが、これは容易なことではない。
【０００４】
このような状況の下、高密度・大容量記録を実現可能な技術として、走査型プローブ顕微鏡法（ＳＰＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を適用した記録再生装置の開発が行われている。この記録再生装置によれば、理論的には、６．４５平方センチメートル（１平方インチ）あたり１テラビットを超える超高密度記録が可能である。
【０００５】
例えば、走査型非線形誘電率顕微鏡法（ＳＮＤＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を適用した記録再生装置は、半径がナノメートルオーダーの先端部を有するプローブを備え、記録媒体として強誘電体材料を用いる。情報の記録は、プローブから強誘電体材料に抗電界以上の電界を印加し、強誘電体材料に所定方向の分極方向を有する分極ドメインを形成することによって行う。また、情報の再生は、プローブ直下の強誘電体材料の容量とインダクタとにより形成される共振回路の共振周波数で発振する発振信号の周波数変動に基づいて、強誘電体材料の分極状態を検出することによって行う。
【０００６】
また、ナノスケールの先端部を有するカンチレバーを備え、記録媒体としてポリマーフィルムを用いるＳＰＭ記録再生装置も開発されている。かかる装置では、カンチレバーの先端部を熱し、その熱によりポリマーフィルムに微小なマークを付けることによって情報を記録する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなＳＰＭないしＳＮＤＭを適用した記録再生装置においては、半径がナノメートルオーダーのプローブが、記録媒体の記録面近傍で露出しているため、塵埃がプローブに付着する場合があり得る。もちろん、外部から進入する塵埃は、プローブ及び記録媒体を含む記録再生機構を密閉ケースに収納することによって防止することができるかもしれない。しかし、密閉ケース内においても、記録媒体や記録再生機構の駆動部分の摩耗によって塵埃が作り出されることもあり得、このような塵埃を防ぐことは困難である。
【０００８】
ＳＮＤＭを適用した記録再生装置においては、プローブを強誘電体材料の表面にきわめて接近させ又は接触させ、プローブと、強誘電体材料を挟んでプローブの反対側に設けられた電極との間の静電容量に基づいて強誘電体材料の分極状態（誘電率）を検出する。したがって、プローブに塵埃が付着すると、静電容量が塵埃によって変化し、情報の再生精度が低下する。また、強誘電体材料に電界を印加して情報を記録するときでも、プローブに塵埃が付着していると、印加すべき電界の分布が変化する場合がある。この結果、電界の印加が確実に行われず、情報の記録精度が低下する。
【０００９】
また、塵埃による記録・再生精度の低下は、カンチレバーによってポリマーフィルムに熱を加えてマークを記録する方式の記録再生装置においても同様に起こりえる。
【００１０】
さらに、ＳＰＭないしＳＮＤＭを適用した記録再生装置では、プローブを固定しておいて、板状又はディスク状等の記録媒体をその記録面と平行な方向に移動させる。また、記録媒体を固定しておいて、プローブを移動させるものもある。そして、プローブは半径がナノメートルオーダーであり、きわめて細い。このため、プローブと記録媒体の記録面との間に塵埃が挟まった状態で、プローブ又は記録媒体を移動させると、プローブに外力が加わり、プローブが破損する危険がある。また、移動中に塵埃がプローブに衝突して、プローブが位置ずれしたり、破損したりすることも考えられる。この結果、記録読取ヘッドが故障し、又はその耐久性を向上することができない。
【００１１】
本発明は上記に例示したような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、塵埃が存在していても、情報の記録・再生の精度を維持ないし高めることができ、又は、プローブを保護して故障の防止、耐久性の向上を図ることができる情報記録読取ヘッドを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、情報記録媒体の記録面に情報を記録し、又は前記情報記録媒体の記録面に記録された情報を読み取る情報記録読取ヘッドであって、前記情報記録媒体の記録面の上方に配置され、位置制御手段により、前記情報記録媒体との間の位置関係が前記情報記録媒体の記録面に平行な所定の方向において変化する支持部と、一端側が前記支持部に支持され、他端側が前記情報記録媒体の記録面に向けて伸長したプローブと、前記支持部に支持され、前記プローブを保護するために前記プローブの近傍に配置されたガードとを備え、前記ガードは、前記情報記録媒体の記録面から所定距離離れた位置に配置され、かつ、前記ガードは、前記位置制御手段による前記支持部と前記情報記録媒体との間の位置関係の変化に伴い前記プローブが前記情報記録媒体の記録面と平行な所定の方向に相対的に移動したときに、少なくともその所定の方向前側となる位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る情報記録読取ヘッドを情報記録媒体と共に示している。なお、図１は、本発明の実施形態による情報記録再生ヘッドの構成要素等を、その技術思想を説明する限りにおいて具体化したものであり、各構成要素等の形状、大きさ、位置、接続関係などは、これに限定されるものではない。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る情報記録読取ヘッド１０は、情報記録媒体１の記録面１Ａに情報を記録し、又は情報記録媒体１の記録面１Ａに記録された情報を読み取る情報記録読取ヘッドである。情報記録読取ヘッド１０は、例えば、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置、ポリマーフィルム等に熱を加えてマークを記録する方式の記録再生装置、磁性材料、相変化材料又は近接場記録光媒体等にプローブを介して情報を記録する記録再生装置など、プローブを用いて情報記録媒体に情報を記録し、又はプローブを用いて情報記録媒体に記録された情報を再生する記録再生装置に適用することができる。
【００１６】
情報記録媒体１の外形は、特に限定されないが、例えば、板状、ディスク状、テープ状等である。情報記録媒体１の一方又は双方の平面には、記録面１Ａが形成されている。情報記録読取ヘッド１０を、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いる場合には、情報記録媒体１は、例えば、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３ ）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３ ）等の強誘電体材料により形成されている。また、情報記録読取ヘッド１０を、ポリマーフィルム等に熱を加えてマークを形成する方式の記録再生装置に用いる場合には、情報記録媒体１は、ポリマーフィルム等である。
【００１７】
情報記録読取ヘッド１０は、例えば図１に示すように、支持部１１、プローブ１２、及び、ガード１３を備えている。
【００１８】
支持部１１は、情報記録媒体１の記録面１Ａの上方に配置され、位置制御手段（図示せず）により、情報記録媒体１との間の位置関係が情報記録媒体１の記録面１Ａに平行な所定の方向において変化する。例えば、支持部１１を固定し、情報記録媒体１を位置制御手段により矢示ｂ方向に移動する構成としてもよいし、情報記録媒体１を固定し、支持部１１を矢示ａ方向に移動する構成としてもよい。移動方向は、情報記録媒体１の記録面１Ａと平行な方向であれば、一方方向に限らない。記録面１Ａ上を自在に移動する構成としてもよい。
【００１９】
プローブ１２は、その一端側が支持部１１に支持され、他端側が情報記録媒体１の記録面１Ａに向けて伸長している。情報記録読取ヘッド１０を、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いる場合、プローブ１２を介して記録すべき情報に対応した電界（例えばパルス電圧）を強誘電体材料からなる情報記録媒体に印加することによって、当該情報を記録する。したがって、プローブの他端側先端部を細くし、例えば１ビットの記録に要する記録面１Ａ上の領域を小さくすれば、情報の記録密度を高めることができる。かかる要請を考慮すれば、プローブ１２先端部の半径はナノメートルオーダーに設定することが望ましいが、特にこれに限定されるものではない。また、プローブ１２の長さや全体的な径も、プローブ１２の強度や製造上の都合等から限界があるものの、特に限定されるものではない。
【００２０】
また、プローブ１２は、例えば、カーボンナノチューブにより形成してもよい。カーボンナノチューブによれば、半径がナノメートルオーダーの先端部を有するプローブを実現することができる。また、プローブ１２をシリコンにより形成してもよい。例えば、電界蒸発の技術を用いれば、微小のシリコン突起を形成することができる。
【００２１】
さらに、図１では、支持部１１に棒状のプローブ１２を設ける構成としたが、プローブ１２の形状はこれに限定されない。例えば、プローブ１２を、片持ち梁と、この片持ち梁の先端に設けられた突起とを有するカンチレバーによって構成してもよい。
【００２２】
プローブ１２は、その先端部が情報記録媒体１の記録面１Ａに微小間隔をもって接近するように配置してもよいし、先端部が記録面１Ａに接触可能となるように配置してもよい。プローブ１２の配置は、情報の記録再生の原理・方式等に応じて、適宜決定すればよい。
【００２３】
ガード１３は、支持部１１に支持され、プローブ１２を保護するためにプローブ１２の近傍に配置されている。これにより、塵埃は、ガード１３に付着するか、又は衝突して跳ねとばされるので、プローブ１２には接触しない。情報記録読取ヘッド１０を、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いた場合には、プローブ１２とガード１３とが電気的に分離した状態となるように、ガード１３をプローブ１２から、所定距離、離して配置することが望ましい。ガード１３をこのように配置することにより、塵埃がガード１３に付着しても、プローブ１２に電気的な影響が及ぶことはない。
【００２４】
また、ガード１３は、図１に示すように、情報記録媒体１の記録面１Ａから、所定距離ｄ、離れた位置に配置されている。ガード１３が、情報記録媒体１の記録面１Ａから離れていることにより、情報記録読取ヘッド１０を情報記録媒体１に対して相対的に移動させることができる。また、所定距離ｄは、塵埃がガード１３と情報記録媒体１との間を通過するのを防止できるように、小さく設定することが望ましい。例えば、プローブ１２先端部の半径が、サブマイクロメートルオーダーないしナノメートルオーダーである場合には、微小な塵埃からプローブ１２を保護するために、所定距離ｄを、およそ１０ナノメートルから１２０ナノメートルに設定することが望ましい。
【００２５】
情報の記録又は再生の際に、プローブ１２が情報記録媒体１の記録面１Ａに接触するか、きわめて接近した位置（例えば、プローブ１２の先端部と記録面１Ａとの距離がナノメートルオーダーないしサブナノメートルオーダー）に配置される場合には、所定距離ｄは、プローブ１２の他端部（先端部）と情報記録媒体１の記録面１Ａとの間の距離よりも長く設定することが望ましい。一方、情報の記録又は再生の際に、プローブ１２が情報記録媒体１の記録面１Ａから比較的離れた位置に配置される場合には、所定距離ｄは、プローブ１２の他端部（先端部）と情報記録媒体１の記録面１Ａとの間の距離に等しくてもよい。
【００２６】
さらに、情報の記録又は再生の際に、プローブ１２の先端部が情報記録媒体１の記録面１Ａと接触しない場合には、所定距離ｄを適切に設定することによって、空気層流により情報記録読取ヘッド１０を浮上させる構成としてもよい。すなわち、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が変化するとき、情報記録媒体１の記録面１Ａとガード１３の表面のうち記録面１Ａに対向する面１３Ａとの間には空気層流が生じる。これにより、情報記録読取ヘッド１０を浮上させることができる。このような構成を採用した場合には、情報記録読取ヘッド１０が浮上したときの、ガードと記録面１Ａとの間の距離よりも、プローブ１２の先端部と記録面１Ａとの距離が小さくなるように設定する。これにより、情報記録読取ヘッド１０が浮上したときに、プローブ１２の先端部と記録面１Ａとの距離を、数ナノメートルに設定することが可能である。
【００２７】
また、ガード１３は、位置制御手段による支持部１１と情報記録媒体１との間の位置関係の変化に伴い、プローブ１２が情報記録媒体１の記録面１Ａと平行な所定の方向（図１中の矢示ａ）に相対的に移動したときに、少なくともその所定の方向前側となる位置に配置されていればよい。例えば情報記録媒体１の記録面１Ａ上に塵埃が存在すると仮定する。この場合、情報記録読取ヘッド１０の情報記録媒体１に対する相対的な位置が矢示ａ方向に変化したときには、記録面１Ａ上の塵埃は、図１の左側から情報記録読取ヘッド１０に衝突する。したがって、情報記録読取ヘッド１０が情報記録媒体１に対して相対的に移動する方向の少なくとも前側、すなわち、図１における左側にガード１３を配置することにより、塵埃をガード１３によって跳ね飛ばし又は避けることができ、塵埃からプローブ１２を保護することができる。
【００２８】
もっとも、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が図１に示すように一方向だけでなく、情報記録媒体１の記録面１Ａと平行にＸ方向又はＹ方向に変化する場合や、さらに記録面１Ａと平行なＸ−Ｙ平面内において自在に変化する場合には、ガード１３は、プローブ１２の周囲を囲むように配置することが望ましい。これにより、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が、記録面１Ａと平行な領域内でいかなる方向に変化しても、ガード１３によって塵埃を跳ね飛ばし又は避けることができ、プローブ１２を保護することができる。
【００２９】
ガード１３の形状は、塵埃がプローブ１２に接触するのを防止すること、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係を変化させることができるようにすること、プローブ１２とガード１３とを電気的に分離すること、又は製造上の都合等により制限されることはあり得るものの、特に限定されない。
【００３０】
ただ、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が、情報記録媒体１の記録面１Ａと平行なＸ方向又はＹ方向に変化する場合や、さらに記録面１Ａと平行なＸ−Ｙ平面内において自在に変化する場合等には、ガードは、環状であることが望ましい。これにより、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係が、記録面１Ａと平行な領域内でいかなる方向に変化しても、ガード１３によって塵埃を跳ね飛ばし又は避けることができ、プローブ１２を保護することができる。
【００３１】
また、情報記録読取ヘッド１０と情報記録媒体１との位置関係の変化する方向が、全方向ではなく、所定の複数の方向に限られている場合などには、ガード１３を、Ｕ字状又はコ字状に形成してもよい。
【００３２】
なお、ガード１３は、例えば、シリコン基板上に、フォトリソグラフィ技術によりパターンを形成し、エッチング技術により、不要な部分を除去することにより、支持部１１と一体的に形成することができる。さらに微細なガード１３を形成するためには、電子線やＸ線を用いたリソグラフィを行えばよい。
【００３３】
以上のように、本実施形態による情報記録読取ヘッド１０によれば、プローブ１２の近傍にガード１３を設けることにより、塵埃がプローブ１２に接触・付着するのを防ぐことができる。例えば、情報記録読取ヘッド１０を、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いる場合には、塵埃がプローブ１２に付着すると、プローブ１２と、強誘電体材料からなる情報記録媒体１を挟んでプローブ１２の反対側に設けられた電極との間の静電容量が変化し、情報の再生精度が低下する場合があるが、本実施形態によれば、ガード１３によって塵埃のプローブ１２への付着を防止することができるので、かかる再生精度の低下を防止することができる。
【００３４】
また、強誘電体材料からなる情報記録媒体１に電界を印加して情報を記録するときに、塵埃がプローブ１２に付着すると、電界の印加が確実に行われず、情報の記録精度が低下する場合があるが、本実施形態によれば、ガード１３によって塵埃のプローブ１２への付着を防止することができるので、かかる記録精度の低下を防止することができる。
【００３５】
また、情報記録読取ヘッド１０を、カンチレバーによってポリマーフィルムに熱を加えてマークを記録する方式の記録再生装置に用いる場合にも、本実施形態によれば、ガード１３によって塵埃を跳ね飛ばし又は避けることができるので、カンチレバーの突起とポリマーフィルムとの接触を確実かつ高精度に行うことができ、情報の記録・再生精度を維持又は向上させることができる。
【００３６】
さらに、本実施形態によれば、ガード１３により塵埃がプローブ１２に衝突するのを防止することができるので、プローブ１２が破損するのを防ぐことができる。したがって、情報記録読取ヘッド１０の故障を減らし、耐久性を高めることができる。
【００３７】
上述した本実施形態に係る情報記録読取ヘッドに、プローブを情報記録媒体の記録面と略直交する方向に移動させる移動手段を備えてもよい。この移動手段は、例えば、プローブを支持部に圧電材料を介して支持することによって構成することができる。
【００３８】
このようにプローブを移動させる移動手段を設けることにより、ガードを乗り越えてプローブに付着した塵埃を、除去することができる。上述したように、ガードにより塵埃を跳ね飛ばし又は避けることにより、塵埃がプローブに付着するのを効果的に防止することができる。しかし、塵埃の大きさや形状によっては、ガードを乗り越えて、又はガードと情報記録媒体との間を通り抜けて、プローブ１２の先端部等に付着することもあり得る。このような場合には、移動手段により、プローブを情報記録媒体の記録面から離れる方向に移動させる。これにより、プローブの先端部等に付着した塵埃は、プローブと共に、情報記録媒体の記録面から離れる方向に移動し、やがて、ガードにぶつかり、ガードに押されてプローブから離れて落ちる。塵埃がプローブから離れた後、情報の記録又は再生を行う場合には、移動手段により、プローブを、情報記録媒体の記録面に近づく方向に移動させ、情報の記録又は再生時に設定すべき所定の位置に戻す。このようにして、プローブに付着してしまった塵埃を、プローブの移動によって除去することにより、情報の記録再生精度及び情報記録読取ヘッドの耐久性を確実に高めることができる。
【００３９】
また、プローブを移動させる移動手段を設けることにより、プローブの先端部と情報記録媒体の記録面との位置関係（例えば、両者間の距離）を調整することができる。
【００４０】
一方、プローブを移動させる移動手段に代えて又は加えて、ガードを情報記録媒体の記録面と略直交する方向に移動させる移動手段を備えてもよい。この移動手段は、ガードを支持部に圧電材料を介して支持することによって構成することができる。また、ガード自体を、圧電材料を用いて形成することによって移動手段を構成してもよい。
【００４１】
このようにガードを移動させる移動手段を設けることによっても、ガードを乗り越えてプローブの先端部に付着した塵埃を、除去することができる。すなわち、塵埃がプローブの先端部に付着してしまった場合には、移動手段により、ガードを情報記録媒体の記録面に近づく方向に移動（変形）させる。これにより、ガードの端部によって、プローブの先端部に付着した塵埃を押して、プローブから離すことができる。塵埃がプローブから離れた後、情報の記録又は再生を行う場合には、移動手段により、ガードを、情報記録媒体の記録面から離れる方向に移動（変形）させ、情報の記録又は再生時に設定すべき所定の位置に戻す。このようにして、プローブに付着してしまった塵埃を、ガードの移動（変形）によって除去することにより、情報の記録再生精度及び情報記録読取ヘッドの耐久性を確実に高めることができる。
【００４２】
なお、ガードの移動方向（伸縮方向）は、情報記録媒体の記録面と略直交する方向とすると、プローブに付着した塵埃を効果的に除去することができるのであるが、塵埃の付着の具合によっては、ガードの移動方向（伸縮方向）を、塵埃の除去に相応しい他の方向に設定してもよい。また、ガードを複数の部材に分割し、それらの一部又は全部を、それぞれ適切な方向に移動（変形）させる構成としてもよい。
【００４３】
また、上述した本実施形態に係る情報記録読取ヘッドを、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置、すなわち、誘電体からなる情報記録媒体に、プローブを介して電圧を印加することによって、情報の記録を行う方式の記録再生装置に適用する場合には、ガードを、所定の電位が設定された電極から構成してもよい。
【００４４】
情報記録読取ヘッドを、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に用いる場合において、少なくとも情報記録媒体に記録された情報を再生するとき、高周波電界を、プローブを介して情報記録媒体の誘電体材料に印加する。この場合、情報記録媒体の誘電体材料を通過した高周波電界を逃がすための電極を設ける必要がある。この電極をガードに設ける。この場合、ガード自体を電極とする構成としてもよいし、ガードの一部に電極を形成する構成としてもよい。電極としてのガード又はガードに形成した電極には、所定の電位を設定する。例えば、電極としてのガード又はガードに形成した電極を接地することにより、高周波電界を接地側に戻すことができる。電極としてのガード又はガードに形成した電極の形状は限定されないが、プローブを取り囲むような形状（例えば、環状）とすれば、高周波電界を効果的に逃がすことができる。
【００４５】
また、上述した本実施形態による情報記録読取ヘッドにおいて、支持部には、情報記録媒体の記録面と平行な方向に広がる支持面を形成し、当該支持面に、プローブ及びガードからなるプローブユニットを複数個設ける構成としてもよい。
【００４６】
このような構成によれば、情報記録の大容量化、情報記録・再生速度の向上等を図りつつ、各所でガードによりプローブを保護することによって、情報の記録・再生精度と、情報記録読取ヘッドの耐久性を向上させることができる。
【００４７】
また、上述した本実施形態による情報記録読取ヘッドにおいて、支持部には、情報記録媒体の記録面と平行な方向に広がる支持面を形成し、当該支持面に、プローブを複数個設け、かつ、ガードを、これら複数個のプローブを取り囲むように配置する構成としてもよい。
【００４８】
このような構成によっても、情報記録の大容量化、情報記録・再生速度の向上等を図りつつ、ガードにより複数のプローブを保護することにより、情報の記録・再生精度と、情報記録読取ヘッドの耐久性を向上させることができる。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の実施例は、本発明の情報記録読取ヘッドを、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置に適用した例である。
【００５０】
（第１実施例）
本発明の第１実施例について図２ないし図６を参照して説明する。
【００５１】
図２は、本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッドが用いられた記録再生装置の構成を示している。
【００５２】
図２に示す記録再生装置１００は、音楽データ、映像データ、文書データ、コンピュータプログラム等の情報を情報記録媒体２に記録すると共に、情報記録媒体２に記録された情報を再生する装置である。記録再生装置１００は、ＳＮＤＭを適用した記録再生装置である。情報記録媒体２は、強誘電体材料からなる強誘電体膜３と、背面電極４とを備えている。背面電極４は接地されている。
【００５３】
記録再生装置１００は、本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッド２０、位置制御機構１０１、記録信号発生器１０２、交流信号発生器１０３、切換スイッチ１０４、第１インダクタ１０５、コンデンサ１０６、第２インダクタ１０７、発振器１０８、ＦＭ復調器１０９、及び、信号検出器１１０を備えている。
【００５４】
記録再生装置１００において、情報の情報記録媒体２への記録は以下のように行われる。情報記録媒体２に記録すべき情報は、外部から記録信号発生器１０２に供給される。記録信号発生器１０２は、記録すべき情報に対応するパルス信号を生成する。情報を情報記録媒体２に記録するときには、切換スイッチ４が記録信号発生器１０２と第１インダクタ１０５とを接続するように切り替えられる。これにより、記録信号発生器１０２により生成されたパルス信号が、切換スイッチ１０４及び第１インダクタ１０５を通って、情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２に供給される。
【００５５】
情報記録媒体２は、図２に示すように、情報記録媒体２の記録面３Ａと平行なＸ方向及びＹ方向に移動可能であると共に、記録面３Ａと直交するＺ方向にも移動可能である。情報記録媒体２の移動及び位置決めは、位置制御機構１０１によって行われる。例えば、記録開始前は、情報記録媒体２は、情報記録読取ヘッド２０とＺ方向に大きく離れた位置にあるが、記録開始時には、情報記録媒体２は、記録面３Ａと情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２の先端部との間の距離が所定距離Ｄ１（図３参照）となるように、図２中の下側から上側へＺ方向に移動する。さらに、記録開始時には、情報記録媒体２は、情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２の先端部が情報記録媒体２の記録面３Ａ上における所定の記録位置に対向するように、Ｘ方向又はＹ方向に移動する。
【００５６】
情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２に供給されたパルス信号は、情報記録媒体２の強誘電体膜３に印加される。これにより、プローブ２２の先端部と対向する部位の強誘電体膜３の分極状態が、パルス信号に応じて設定される。このようなパルス信号の印加が、情報記録媒体２のＸ方向又はＹ方向の移動と共に行われる。この結果、情報が強誘電体膜３の分極状態として記録される。
【００５７】
記録再生装置１００において、情報記録媒体２に記録された情報の再生は以下のように行われる。情報を再生するときには、切換スイッチ１０４が、交流信号発生器１０３と第１インダクタ１０５とを接続するように、切り替えられる。これにより、交流信号発生器１０３によって生成された交流信号が、切換スイッチ１０４及び第１インダクタ１０５を通って、情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２に供給される。
【００５８】
情報再生時には、情報記録時と同様に、情報記録媒体２は、記録面３Ａと情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２の先端部との間の距離が所定距離Ｄ１（図３参照）となるように、Ｚ方向に移動する。さらに、情報再生時には、情報記録媒体２は、情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２の先端部が、情報記録媒体２の記録面３Ａ上において、再生すべき情報が記録されている位置に対向するように、Ｘ方向又はＹ方向に移動する。
【００５９】
情報記録読取ヘッド２０のプローブ２２に供給された交流信号は、情報記録媒体２の強誘電体膜３に印加される。これにより、プローブ２２の先端部に対向する部位の強誘電体膜３の静電容量Ｃが、交流信号の印加によって形成される交番電界及び強誘電体膜３の誘電率によって変化する。この静電容量変化の中には、強誘電体膜３の分極状態に応じて符号が反転する非線形誘電率成分が含まれている。
【００６０】
発振器１０８は、第２インダクタ１０７のインダクタンスＬと、強誘電体膜３の静電容量Ｃから構成されるＬＣ共振回路の共振周波数により発振する。したがって、発振器１０８から出力される発振信号の周波数は、静電容量Ｃの変化に応じて変調される。この発振信号は、ＦＭ復調器１０９により復調され、信号検出器１１０に供給される。
【００６１】
信号検出器１１０は、例えばロックインアンプ回路によって構成されている。信号検出器１１０によって、強誘電体膜３の分極状態に応じて符号が反転する非線形誘電率成分が検出される。信号検出器１１０には、交流信号発生器１０３から出力される交流信号が供給されており、非線形誘電率成分の検出の際には、この交流信号が参照信号として用いられる。このようにして検出された非線形誘電率成分が、強誘電体膜３の分極状態、すなわち、強誘電体膜３に記録された情報に対応する。以上のような再生動作が、情報記録媒体２のＸ方向又はＹ方向の移動と共に行われることにより、情報記録媒体２に記録された情報が再生される。
【００６２】
次に、図３及び図４は、本発明の実施例に係る情報記録読取ヘッド２０の構成を示している。図３は、情報記録読取ヘッドを側面から見たときの断面図である。図４は、情報記録読取ヘッドを図３中の矢示Ｉ−Ｉ方向から見た平面図である。
【００６３】
図３に示すように、情報記録読取ヘッド２０は、支持基板２１、プローブ２２、プローブ支持部２３、圧電駆動部２４、ガード２５、及び、ガード支持部２６を備えている。
【００６４】
支持基板２１は、例えばシリコン基板により形成されており、情報記録媒体２の記録面３Ａの上方に配置される。支持基板２１と情報記録媒体２との間の位置関係は、情報記録媒体２が図３中のＸ方向又はＹ方向に移動することにより変化する。
【００６５】
プローブ２２は、棒状に形成され、その一端側がプローブ支持部２３に固定され、プローブ支持部２３、圧電駆動部２４、ガード２５及びガード支持部２６を介して、支持基板２１に支持されている。一方、その他端側は、情報記録媒体２の記録面３Ａに向けて伸長している。プローブ２２は、例えばカーボンナノチューブによって形成されおり、その他端側先端部の半径は、数ナノないし数十ナノメートルである。また、プローブ２２は、ワイヤボンディング等により、支持基板２１上に形成された電極（図示せず）に電気的に接続されており、この電極は、第１インダクタ１０５及びコンデンサ１０６に接続されている（図２参照）。
【００６６】
圧電駆動部２４は、支持基板２１とガード２５との間に位置し、かつ、プローブ２２の外周側に、プローブ２２と離れた状態で配置されている。圧電駆動部２４の一端側はプローブ支持部２３に固定され、その他端側はガード２５に固定されている。圧電駆動部２４は、例えばＰＺＴ等の圧電材料によって形成されており、外部から制御電圧を加えることにより、情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に伸縮変形する。これにより、プローブ２２が情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に移動する（図５及び図６参照）。また、圧電駆動部２４には、圧電駆動部２４の伸縮を制御するための制御電圧を供給するための信号線が接続されている（図示せず）。
【００６７】
ガード２５は、プローブ２２を取り囲むように、プローブ２２先端部近傍の外周側に、プローブ２２と所定の間隔をもって配置されている。また、ガード２５は、ガード支持部２６を介して支持基板２１に支持されている。ガード２５は、図４に示すように、円環状に形成され、その中心部の穴２５Ａ内には、プローブ２２が配置されている。ガード２５の面のうち、情報記録媒体２の記録面３Ａと対向する対向面２５Ｂは、平面である。
【００６８】
また、ガード２５は、導電性を有するように形成されており、ガード固定部２６及び支持部１１に設けられた配線パターン等を介して接地されている。これにより、ガード２５は電極としても機能する。すなわち、上述したように、情報記録媒体２に記録された情報を再生するときには、交流信号発生器１０３からプローブ２２を介して強誘電体膜３に高周波の交流信号を印加する。ガード２５は、これによる高周波電界を接地側に戻すための電極として機能する。
【００６９】
ガード支持部２６は、プローブ支持部２３及び圧電駆動部２４の外側に配置され、その一端側が支持基板２１に固定され、他端側がガード２５に固定されている。ガード支持部２６は、シリコン材料等により形成されている。
【００７０】
ガード２５及び支持部２３、２６は、例えばシリコン基板をエッチングすることによって形成することができる。
【００７１】
図３に示すように、情報の記録・再生時には、プローブ２２と情報記録媒体２の記録面３Ａとの間は、所定距離Ｄ１に設定される。所定距離Ｄ１は、例えば、数ナノメートルである。また、情報の記録・再生時には、ガード２５の対向面２５Ｂと情報記録媒体２の記録面３Ａとの間は、所定距離Ｄ２に設定される。所定距離Ｄ２は、およそ１０ナノメートルないし１２０ナノメートルである。したがって、情報の記録・再生時には、プローブ２２の先端部がガード２５の穴２５Ａから情報記録媒体２に向けて突出している。
【００７２】
このような構成を有する情報記録読取ヘッド２０によれば、ガード２５によって、塵埃がプローブ２２に接触するのを防止することができ、プローブ２２を保護することができる。すなわち、情報の記録・再生時においては、情報記録媒体２の記録面３Ａとプローブ２２の先端部との距離が所定距離Ｄ１となるように、情報記録媒体２を図３中のＺ方向に移動させ、さらに、情報記録媒体２をＸ方向又はＹ方向に移動させながら、情報の記録・再生を実行する。このとき、例えば、情報記録媒体２の記録面３Ａ上に塵埃が存在すると、情報記録媒体２の移動により、その塵埃が情報記録読取ヘッド２０に衝突する場合がある。このような事態が起こっても、塵埃は、ガード２５の外周面に衝突し、跳ね飛ばされる。また、塵埃がガード２５の外周面に付着することもあり得る。しかし、いずれにしても、ガード２５があるので、塵埃がプローブ２２に接触することを防止することができる。
【００７３】
もし、プローブ２２に塵埃が付着すると、プローブ２２を介して取得される強誘電体膜３の静電容量が変化し、情報の再生精度が低下する場合があるが、本実施例によれば、ガード２５によって塵埃のプローブ２２への付着を防止することができるので、かかる再生精度の低下を防止することができる。
【００７４】
また、情報を情報記録媒体２に記録するときに、塵埃がプローブ２２に付着すると、パルス信号の印加が確実に行われず、情報の記録精度が低下する場合があるが、本実施例によれば、ガード２５によって塵埃のプローブ２２への付着を防止することができるので、かかる記録精度の低下を防止することができる。
【００７５】
さらに、本実施例によれば、ガード２５により塵埃がプローブ２２に衝突するのを防止することができるので、プローブ２２が破損するのを防ぐことができる。したがって、情報記録読取ヘッド２０の故障を減らし、耐久性を高めることができる。
【００７６】
さらに、ガード２５を、円環状に形成し、プローブ２２を取り囲むように配置したことにより、塵埃がプローブ２２に接触するのを確実に防止することができる。すなわち、情報記録媒体２はＸ方向又はＹ方向に移動するので、情報記録媒体２の記録面３Ａ上に存在する塵埃が、プローブ２２外周のあらゆる方向から接近してくる可能性がある。しかし、ガード２５がプローブ２２外周を完全に包囲しているので、どの方向から塵埃が接近してこようとも、塵埃をガード２５によって避けることができ、塵埃がプローブ２２に接触するのを防止することができる。
【００７７】
さらに、ガード２５の対向面２５Ｂと情報記録媒体２の記録面３Ａとの間の所定距離Ｄ２を、およそ１０ナノメートルないし１２０ナノメートルとしたことにより、塵埃がプローブ２２に接触するのを防止しながら、情報記録媒体２のスムーズな移動を可能にし、また、ガード２５が情報記録媒体２に衝突するのを防ぐことができる。
【００７８】
次に、図５及び図６は、プローブ２２の移動動作を示している。上述したように、圧電駆動部２４は圧電材料で形成されており、圧電駆動部２４に制御電圧を供給することによって、情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に伸縮変形する。この結果、プローブ２２は、プローブ支持部２３と共に、情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に移動する。図５及び図６の矢示はその様子を示している。
【００７９】
例えば、圧電駆動部２４に制御電圧を印加すると、圧電駆動部２４が図５に示すように伸長する。この結果、プローブ２２が、情報記録媒体２の記録面３Ａから離れる方向に移動する。これにより、プローブ２２の先端部が、ガード２５の穴２５Ａ内に引き込まれる。一方、圧電駆動部２４に対する制御電圧の印加を停止すると、圧電駆動部２４が図６に示すように収縮する（もとの形状に戻る）。この結果、プローブ２２が、情報記録媒体２の記録面３Ａに近づく方向に移動する。これにより、プローブ２２は、図３に示すもとの位置に戻る。
【００８０】
このように、プローブ２２を移動させることにより、ガード２５を乗り越えてプローブ２２に付着した塵埃を、除去することができる。すなわち、上述したように、ガード２５により塵埃を跳ね飛ばし又は避けることにより、塵埃がプローブ２２に付着するのを効果的に防止することができる。しかし、塵埃の大きさや形状によっては、ガード２５を乗り越えて、又はガード２５と情報記録媒体２との間を通り抜けて、プローブ２２の先端部等に付着することもあり得る。このような場合には、プローブ２２を情報記録媒体２の記録面３Ａから離れる方向に移動させる。これにより、プローブ２２の先端部等に付着した塵埃は、プローブ２２と共に、情報記録媒体２の記録面３Ａから離れる方向に移動し、やがて、ガード２５にぶつかり、その結果、プローブ２２から離れて落ちる。塵埃がプローブ２２から離れた後、情報の記録又は再生を行う場合には、プローブ２２を、情報記録媒体２の記録面３Ａに近づく方向に移動させ、もとの位置に戻す。このようにプローブ２２に付着した塵埃を除去することにより、情報の記録・再生の精度を確実に維持し又は高めることができ、かつ、情報記録読取ヘッドの耐久性を確実に高めることができる。
【００８１】
なお、プローブ２２に塵埃が付着すると、プローブ２２から取得される信号の振幅変化に異常が生じ、又は、強誘電体膜３の静電容量の検出結果に異常が生じる。これらの異常は、例えば情報記録読取ヘッド２０に検出回路等を設けることにより検出することができる。例えば、情報の記録又は再生中に、異常が検出されたときには、パルス信号又は交流信号の印加を中止し、情報記録媒体２のＸ方向又はＹ方向の移動を中止し、情報記録媒体２をＺ方向（図３中の下向き）に移動させる。その後、圧電駆動部２４に制御電圧を印加して、プローブ２２を移動させ、プローブ２２に付着した塵埃を除去する。
【００８２】
また、プローブ２２を移動させることにより、プローブ２２の先端部と情報記録媒体２の記録面３Ａとの距離を調整することもできる。
【００８３】
（第２実施例）
本発明の第２実施例について図７を参照して説明する。なお、以下に述べる第２実施例において、第１実施例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８４】
図７は、本発明の第２実施例に係る情報記録読取ヘッドの構成及び動作を示している。図７に示すように、本発明の第２実施例に係る情報読取ヘッド３０は、支持基板３１、プローブ３２、ガード支持部３３、圧電駆動部３４、及び、ガード３５を備えている。
【００８５】
支持基板３１は、第１実施例の支持基板２１とほぼ同様のものである。プローブ３２も、第１実施例のプローブ２２とほぼ同様に、例えばカーボンナノチューブにより形成されている。プローブ３２の基端部は、支持基板３１に直接的に固定されている。また、プローブ３２は、支持基板３１に形成された電極に電気的に直接接続されており、情報記録時のパルス信号又は情報再生時の交流信号は、この電極から直接的にプローブ３２に印加される。プローブ３２と支持基板３１とを直接的に接続することにより、プローブと電極とを接続するためのワイヤボンディング等が不要となるので、製造が容易になる。
【００８６】
ガード３５は、第１実施例のガード２５とほぼ同様に、例えばシリコン材料又は導電材料により円環状に形成されており、プローブ３２の先端部近傍の外周側に、プローブ３２と所定の距離をもって配置されている。ガード３５は、ガード支持部３３及び圧電駆動部３４を介して、支持基板３１に固定されている。
【００８７】
圧電駆動部３４は、ＰＺＴ等の圧電材料により形成されており、外部から図示しない信号線を介して制御電圧を加えることにより、情報記録媒体２の記録面３と直交する方向に伸長変形する。したがって、制御電圧のＯＮ・ＯＦＦにより、ガード３５を情報記録媒体２の記録面３と直交する方向に移動させることができる（図７中の矢示参照）。
【００８８】
このような構成を有する情報記録読取ヘッド３０によっても、第１実施例の情報記録読取ヘッド２０とほぼ同様に、ガード３５によって、プローブ３２を塵埃から保護することができ、情報の記録・再生精度の向上、情報記録読取ヘッド３０の耐久性の向上を図ることができる。
【００８９】
また、ガード３５を移動させることにより、ガード３５を乗り越えてプローブ３２の先端部に付着した塵埃を、除去することができる。すなわち、塵埃がプローブ３２の先端部に付着してしまった場合には、圧電駆動部３４に制御電圧を印加し、圧電駆動部３４を伸長させ、ガード３５を情報記録媒体２の記録面３Ａに近づく方向に移動させる。これにより、ガード３５の端部によって、プローブ３２の先端部に付着した塵埃を押して、プローブ３２から離すことができる。塵埃がプローブ３２から離れた後、情報の記録又は再生を行う場合には、圧電駆動部３４に印加していた制御電圧を停止し、圧電駆動部２４をもとの形状に戻し、ガード３５を情報記録媒体２の記録面３Ａから離れる方向に移動させる。これにより、プローブ３２は、情報の記録又は再生時に設定すべき所定の位置に戻る。このようにしてプローブ３２に付着してしまった塵埃をガード３５の移動によって除去することができるので、情報の記録・再生精度を確実に維持し又は高めることができ、かつ、情報記録読取ヘッド３０の耐久性を確実に高めることができる。
【００９０】
なお、図７に示す情報記録読取ヘッド３０では、ガード３５を、圧電駆動部３４を介して支持基板３１（ガード支持部３３）に支持し、圧電駆動部３４の伸縮変形を利用してガード３５を移動させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、ガード全体を圧電材料によって形成する構成としてもよい。図８は、ガード全体を圧電材料によって形成した場合の具体例を示している。図８に示すように、支持基板４１に支持されたプローブ４２の外周側には、プローブ４２を取り囲むようにガード４３が形成されている。ガード４３は、ＰＺＴ等の圧電材料から、円環状に形成されている。ガード４３は、外部から制御電圧を印加することにより、情報記録媒体２の記録面３Ａと直交する方向に伸長し、制御電圧の印加を停止すると、もとの形状に戻る（図８中の矢示参照）。このような構成でも、プローブ４２に付着してしまった塵埃をガード４３の変形によって除去することができるので、情報の記録・再生精度を確実に維持し又は高めることができ、かつ、情報記録読取ヘッド４０の耐久性を確実に高めることができる。
【００９１】
（第３実施例）
本発明の第３実施例について図９ないし図１０を参照して説明する。なお、以下に述べる第３実施例において、第１実施例又は第２実施例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９２】
図９及び図１０は、本発明の第３実施例に係る情報記録読取ヘッドを示している。図９は、情報記録読取ヘッドを側面から見たときの断面図である。図１０は、情報記録読取ヘッドを図９中の矢示ＩＩ−ＩＩ方向から見た平面図である。
【００９３】
図９に示すように、本発明の第３実施例に係る情報記録読取ヘッド５０は、支持基板５１、カンチレバー５２、カンチレバー支持部５３、及び、ガード５４を備えている。
【００９４】
支持基板５１は、例えばシリコン基板により形成されており、情報記録媒体２の記録面３Ａの上方に配置される。支持基板５１と情報記録媒体２との間の位置関係は、情報記録媒体２が図９中のＸ方向又はＹ方向に移動することにより変化する。
【００９５】
カンチレバー５２は、図１０に示すように、２本の片持ち梁５２Ａと、突起５２Ｂ（プローブチップ）を備えている。片持ち梁５２Ａは、その基端側がカンチレバー支持部５３にそれぞれ固定され、先端側が互いに接続されている。突起５２Ｂは、２本の片持ち梁５２Ａが互いに接続された先端部に固定され、当該片持ち梁５２Ａの先端部から、情報記録媒体２の記録面３Ａに向けて突出している。片持ち梁５２Ａ及び突起５２Ｂは、例えば、シリコン材料に形成されている。突起５２Ｂの先端部の径は、数ナノメートルないし数十ナノメートルである。なお、片持ち梁５２Ａは、フォトリソグラフィ技術、又は電子線若しくはＸ線を用いたリソグラフィによるパターン形成工程と、エッチング工程により形成することができる。また、突起５２Ｂは、電界蒸発を用いて形成することができる。また、梁の数は２本に限定されず、１本でもよい。
【００９６】
また、カンチレバー５２は、支持基板５１上に形成された電極に電気的に接続されている（図示せず）。これにより、情報の記録・再生時には、この電極を介して、カンチレバー５２に、パルス信号又は交流信号が印加され、突起５２Ｂを通じて、情報記録媒体２の強誘電体膜３に印加される。
【００９７】
ガード５４は、支持基板５１に支持され又は一体的に形成され、カンチレバー５２を取り囲むように、カンチレバー５２と所定の間隔をもって配置されている。ガード５４は、カンチレバー５２の突起５２Ｂを保護することを考慮して、突起部５２の近傍に、コ字状又はＵ字状に配置されている。すなわち、情報記録読取ヘッド５０において、カンチレバー５２の片持ち梁５２Ａの基端側を「後側」、片持ち梁５２Ａの先端側を「前側」とすると、ガード５４は、情報記録読取ヘット５０の前側部位に配置されたガード部材５４Ａと、情報記録読取ヘッド５０の左側部位、右側部位にそれぞれ配置されたガード部材５４Ｂとを備えている。
【００９８】
また、ガード５４と情報記録媒体２の記録面３Ａとの間の所定距離Ｄ３は、およそ１０ナノメートルないし１２０ナノメートルであり、所定距離Ｄ３は、突起５２Ｂの先端部と記録面３Ａとの間の距離よりも長くなるように設定されている。
【００９９】
なお、ガード５４は、シリコン材料からなる支持基板５１と一体的・連続的に形成することができる。したがって、カンチレバー５２を配置するスペースを確保しながら、まず、支持基板５１上にガード５４を一体的・連続的に形成し、その後、カンチレバー５２を支持基板５１上に形成するといった、容易な製造方法により、情報記録読取ヘッド５０を製造することができる。
【０１００】
このような構成を有する情報記録読取ヘッド５０によれば、カンチレバー５２をほぼ取り囲むようにしてガード５４を設けたことにより、塵埃がカンチレバー５２に接触するのを防止することができる。これにより、上述した第１実施例等と同様に、情報の記録・再生の精度及び情報記録読取ヘッド５０の耐久性を向上させることができる。
【０１０１】
なお、図９及び図１０に示す情報記録読取ヘッド５０は、情報記録読取ヘッド５０の前側、左側、右側の各部位にガード部材５４Ａ、５４Ｂを配置する構成としたが、本発明はこれに限られない。例えば、情報記録読取ヘッド５０の後側部位にもガード部材を設けることにより、カンチレバー５２の保護を強化してもよい。一方、図１１及び図１２に示す情報記録読取ヘッド６０のように、情報記録媒体２の移動方向が一方向（図１１中の矢示Ｗ方向）のみである場合には、ガード６１を情報記録読取ヘッド６０の前側部位のみに配置する構成としてもよい。例えば、情報記録媒体２がディスク状記録媒体であり、情報記録媒体２が回転する構成である場合には、情報記録媒体２の移動方向が矢示Ｗ方向のみとなる。このような場合には、情報記録読取ヘッド６０の前方から塵埃が接近し、情報記録読取ヘッド６０の前側部位に衝突することは起こり得るものの、その他の部位に衝突する可能性は比較的低い。そこで、ガード６１を、情報記録読取ヘッド６０の前側部位のみに配置することにより、塵埃がカンチレバー５２の突起５２Ｂに衝突するのを十分に防止することができる。同時に、ガード６１を設ける場所が１箇所なので、製造が容易となり、かつ、情報記録読取ヘッド６０の軽量化を図ることができる。
【０１０２】
また、上述した第１実施例又は第２実施例では、プローブ及びガード等を一組だけ備えた情報記録読取ヘッドを例に挙げたが、本発明はこれに限られない。図１３に示す情報記録読取ヘッド７０のように、プローブ２２（３２、４２）、ガード２５（３５、４３）、及びこれらプローブ及びガードを支持する各支持部から構成されたプローブユニット７１を、支持基板７１上に、複数個設ける構成としてもよい。
【０１０３】
さらに、上述した第３実施例では、カンチレバー及びガード等を一組だけ備えた情報記録読取ヘッドを例に挙げたが、本発明はこれに限られない。図１４に示す情報記録読取ヘッド８０のように、カンチレバー５２及びカンチレバー支持部５３等から構成されたカンチレバーユニット８１を、支持基板８１上に複数個設け、これら複数のカンチレバーユニット８１を取り囲むようにガード８３を設ける構成としてもよい。
【０１０４】
また、ガード２５、３５、５４、６１等の表面にダイヤモンドライクカーボンなどのコートを行ってもよく、これにより、その強度を高めることができる。
【０１０５】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う情報記録読取ヘッドもまた本発明の技術思想に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る情報記録読取ヘッドの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッドを情報記録媒体と共に示す部分断面図である。
【図４】図３中の情報記録読取ヘッドを矢示Ｉ−Ｉ方向から見た平面図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッドの動作を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施例に係る情報記録読取ヘッドの動作を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る情報記録読取ヘッドを情報記録媒体と共に示す部分断面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る情報記録読取ヘッドの変形例を情報記録媒体と共に示す部分断面図である。
【図９】本発明の第３実施例に係る情報記録読取ヘッドを情報記録媒体と共に示す部分断面図である。
【図１０】図９中の情報記録読取ヘッドを矢示ＩＩ−ＩＩ方向から見た平面図である。
【図１１】本発明の第３実施例に係る情報記録読取ヘッドの変形例を情報記録媒体と共に示す側面図である。
【図１２】図１１中の情報記録読取ヘッドを矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【図１３】本発明の実施例に係る情報記録読取ヘッドの変形例を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施例に係る情報記録読取ヘッドの変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１、２…情報記録媒体
１Ａ、３Ａ…記録面
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０…情報記録読取ヘッド
１１、２１、３１、４１、５１、７２、８２…支持部（支持基板）
１２、２２、３２、４２…プローブ
１３、２５、３５、４３、５４、６１…ガード
２４…圧電駆動部
５２…カンチレバー
５２Ａ…片持ち梁
５２Ｂ…突起
１０１…位置制御機構
Claims (19)
- 情報記録媒体の記録面に情報を記録し、又は前記情報記録媒体の記録面に記録された情報を読み取る情報記録読取ヘッドであって、
前記情報記録媒体の記録面の上方に配置され、位置制御手段により、前記情報記録媒体との間の位置関係が前記情報記録媒体の記録面に平行な所定の方向において変化する支持部と、
一端側が前記支持部に支持され、他端側が前記情報記録媒体の記録面に向けて伸長したプローブと、
前記支持部に支持され、前記プローブを保護するために前記プローブの近傍に配置されたガードとを備え、
前記ガードは、前記情報記録媒体の記録面から所定距離離れた位置に配置され、かつ
前記ガードは、前記位置制御手段による前記支持部と前記情報記録媒体との間の位置関係の変化に伴い前記プローブが前記情報記録媒体の記録面と平行な所定の方向に相対的に移動したときに、少なくともその所定の方向前側となる位置に配置されていることを特徴とする情報記録読取ヘッド。 - 前記ガードは、前記プローブの周囲を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記ガードは、環状であることを特徴とする請求項２に記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記ガードは、Ｕ字状又はコ字状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記ガードは、前記プローブが前記情報記録媒体の記録面と平行な所定の方向に相対的に移動したときに、その所定の方向前側となる位置のみに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記ガードが前記情報記録媒体の記録面に最も接近する部位と前記情報記録媒体の記録面との距離は、前記プローブの他端部と前記情報記録媒体の記録面との間の距離よりも長いことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記ガードが前記情報記録媒体の記録面に最も接近する部位と前記情報記録媒体の記録面との距離は、前記プローブの他端部と前記情報記録媒体の記録面との間の距離に等しいことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記ガードが前記情報記録媒体の記録面に最も接近する部位と前記情報記録媒体の記録面との距離は、１０ナノメートルないし１２０ナノメートルであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記プローブを前記情報記録媒体の記録面と略直交する方向に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記移動手段は、前記プローブを前記支持部に圧電材料を介して支持することによって構成することを特徴とする請求項９に記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記ガードを前記情報記録媒体の記録面と略直交する方向に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記移動手段は、前記ガードを前記支持部に圧電材料を介して支持することによって構成することを特徴とする請求項１１に記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記移動手段は、前記ガード自体を圧電材料を用いて形成することによって構成することを特徴とする請求項１１に記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記プローブは、カーボンナノチューブにより形成されていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記プローブは、片持ち梁と、この片持ち梁の先端に設けられた突起とから構成されたカンチレバーであることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記情報記録媒体は誘電体であり、前記プローブは、外部から印加された電圧を前記情報記録媒体に印加することによって、前記情報の記録を行うことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記ガードは、所定の電位が設定された電極から構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記支持部は、前記情報記録媒体の記録面と平行な方向に広がる支持面を有し、当該支持面には、前記プローブ及び前記ガードからなるプローブユニットが複数個設けられていることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
- 前記支持部は、前記情報記録媒体の記録面と平行な方向に広がる支持面を有し、当該支持面には、前記プローブが複数個設けられており、前記ガードは、前記複数個のプローブを取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の情報記録読取ヘッド。
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