JP2007149213A - Data recording method, data reproducing method, data recording apparatus, data reproducing apparatus, and information recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
情報記録媒体用基材に記録マークを形成することによって記録データを記録するデータ記録方法およびデータ記録装置、その記録方法に従って記録データが記録された情報記録媒体、並びに、その情報記録媒体から記録データを再生するデータ再生方法およびデータ再生装置に関するものである。 Data recording method and data recording apparatus for recording recording data by forming recording marks on base material for information recording medium, information recording medium on which recording data is recorded according to the recording method, and recording data from the information recording medium The present invention relates to a data reproduction method and data reproduction apparatus for reproducing data.
この種のデータ記録方法およびデータ再生方法として、走査型プローブを用いた記録再生方法が特開平9−17047号公報に開示されている。この記録再生方法では、その一面に同心円状のランドが形成されたディスクと、先端部が金でコーティングされたAFMプローブヘッド(以下、「プローブ」ともいう)とを使用する。また、記録データの記録に際しては、ディスクのランド上に規定された情報トラックにデータ内容に応じて複数の金ドットを所定間隔で形成する。具体的には、データ内容に応じて規定した所定位置にプローブを移動させた状態において、電界蒸発法によってプローブ表面の金をディスク上に転移させて金ドットを形成する。これにより、一例として、直径50nmの複数の金ドットが125nm間隔で情報トラック上に形成される。一方、記録データの再生に際しては、ディスクのランド(情報トラック)にプローブ先端を接触させた状態でディスクを回転させることにより、プローブにおけるカンチレバーを介して情報トラックの凹凸を検出する。この場合、前述した記録方法に従って記録データが記録されたディスクでは、金ドットが形成されている部位がランド表面から突出している。したがって、ランド表面から突出している凸部の位置を特定することで情報トラック上における金ドットの形成位置を特定し、特定したその位置情報に基づいて記録データを再生することが可能となる。
ところが、従来の記録再生方法(装置)には、以下の問題点がある。すなわち、従来の記録再生方法では、電界蒸発法によってプローブ先端の金をディスクに転移させて金ドット(記録マーク)を形成することで記録データを記録している。このため、従来の記録方法に従って記録データを記録したときには、ディスク上に形成した記録マークの分だけ、プローブ先端部をコーティングしている金が減耗する。したがって、大量の記録データを記録するために数多くの記録マークを形成する際には、プローブ先端から金が消失するのに先立ってプローブを定期的に交換する必要が生じる。このため、従来の記録方法には、大量の記録データを記録する際のプローブの交換作業が煩雑であるという問題点が存在する。また、従来の記録再生方法では、金ドットの有無(凸部の有無)による2値記録で記録データを記録するため、一層高密度で記録データを記録するには、ディスク上に形成する記録マークの形成ピッチ(ディスク上において隣り合う記録マークの間隔)を一層狭くすると共に、各記録マークの大きさを一層小さくする必要がある。したがって、記録データを一層高密度で記録したときには、記録データの再生に際して、狭ピッチで形成された極く小さな記録マークの有無を正確に検出するのが困難となる結果、再生エラーを招くおそれがある。このように、従来の記録再生方法には、記録データの一層の高密度記録が困難であるという問題点が存在する。 However, the conventional recording / reproducing method (apparatus) has the following problems. That is, in the conventional recording / reproducing method, recording data is recorded by forming gold dots (recording marks) by transferring gold at the tip of the probe to a disk by the field evaporation method. For this reason, when recording data is recorded according to the conventional recording method, the gold coating the tip of the probe is reduced by the amount of the recording mark formed on the disk. Therefore, when a large number of recording marks are formed in order to record a large amount of recording data, it is necessary to periodically replace the probe before gold disappears from the tip of the probe. For this reason, the conventional recording method has a problem that the replacement work of the probe when recording a large amount of recording data is complicated. Further, in the conventional recording / reproducing method, the recording data is recorded by binary recording with or without gold dots (the presence or absence of convex portions). Formation pitch (interval between adjacent recording marks on the disk) must be further reduced, and the size of each recording mark must be further reduced. Therefore, when recording data is recorded at a higher density, it is difficult to accurately detect the presence or absence of extremely small recording marks formed at a narrow pitch when reproducing the recording data, which may lead to a reproduction error. is there. As described above, the conventional recording / reproducing method has a problem that it is difficult to record the recording data at a higher density.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、大量の記録データを高密度でしかも確実かつ容易に記録し得るデータ記録方法およびデータ記録装置、再生エラーの発生を招くことなく記録データを再生し得るデータ再生方法およびデータ再生装置、並びに、記録データが高密度で記録された情報記録媒体を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, a data recording method and a data recording apparatus capable of recording a large amount of recording data with high density and surely and easily, and recording data without causing a reproduction error. Main object is to provide a data reproducing method and data reproducing apparatus capable of reproducing data, and an information recording medium on which recorded data is recorded at a high density.
上記目的を達成すべく本発明に係るデータ記録方法は、情報記録媒体用基材の一面における複数の記録位置のうちから記録すべき記録データのデータ内容に対応して規定した第1の記録位置に凹部を形成する凹部形成処理と、記録マーク形成用ガスを前記一面に吹き付けると共に前記各記録位置のうちから前記データ内容に対応して規定した第2の記録位置に記録用ビームを照射して当該記録用ビームの照射領域に前記記録マーク形成用ガス中の記録材料を堆積させることで前記一面とは電気抵抗値が相違する記録マークを当該第2の記録位置に形成するマーク形成処理とを実行することによって当該情報記録媒体用基材に前記記録データを記録する。なお、本明細書における「記録データのデータ内容」とは、例えば2進数(「0」および「1」)で数値化された(符号化された)情報自体を意味する。 In order to achieve the above object, a data recording method according to the present invention includes a first recording position defined in accordance with the data content of recording data to be recorded from among a plurality of recording positions on one surface of an information recording medium substrate. A recess forming process for forming a recess on the recording medium, and a recording mark forming gas is sprayed on the one surface, and a recording beam is irradiated to a second recording position defined in accordance with the data contents from among the recording positions. A mark forming process for forming a recording mark having an electric resistance value different from that of the one surface by depositing a recording material in the recording mark forming gas in an irradiation region of the recording beam at the second recording position; By executing, the recording data is recorded on the information recording medium substrate. Note that “data content of recorded data” in this specification means, for example, information itself that is digitized (encoded) in binary numbers (“0” and “1”).
また、本発明に係るデータ記録方法は、前記凹部形成処理に際して前記データ内容に応じた前記深さの前記凹部を前記各第1の記録位置毎に形成する。 In the data recording method according to the present invention, the concave portion having the depth corresponding to the data content is formed for each of the first recording positions in the concave portion forming process.
さらに、本発明に係るデータ記録方法は、前記記録用ビームの照射量を調整することで前記深さが相違する複数種類の前記凹部を形成する。 Furthermore, in the data recording method according to the present invention, the plurality of types of the concave portions having different depths are formed by adjusting the irradiation amount of the recording beam.
また、本発明に係るデータ記録方法は、前記凹部形成処理に際して所定パワーを超えるパワーで前記記録用ビームを前記第1の記録位置に照射することによって前記凹部を形成すると共に、前記マーク形成処理に際して前記所定パワー以下のパワーで前記記録用ビームを前記第2の記録位置に照射することによって前記記録マークを形成する。 In the data recording method according to the present invention, the concave portion is formed by irradiating the first recording position with the recording beam with a power exceeding a predetermined power in the concave portion forming process, and the mark forming processing is performed. The recording mark is formed by irradiating the second recording position with the recording beam at a power lower than the predetermined power.
さらに、本発明に係るデータ記録方法は、前記データ内容に応じた電気抵抗値の前記記録マークを前記各第2の記録位置毎に形成する。 Furthermore, in the data recording method according to the present invention, the recording mark having an electric resistance value corresponding to the data content is formed for each of the second recording positions.
また、本発明に係るデータ記録方法は、前記記録用ビームの照射量を調整して前記記録材料の厚みを変化させることで前記電気抵抗値が相違する複数種類の前記記録マークを形成する。 In the data recording method according to the present invention, a plurality of types of recording marks having different electrical resistance values are formed by adjusting the irradiation amount of the recording beam and changing the thickness of the recording material.
さらに、本発明に係るデータ記録方法は、前記記録材料の種類が相違する複数種類の前記記録マーク形成用ガスのうちのいずれかの種類に規定して前記電気抵抗値が相違する複数種類の前記記録マークを形成する。 Furthermore, the data recording method according to the present invention provides a plurality of types of the electrical resistance values different from each other in the types of the recording mark forming gases that differ in the types of the recording materials. A recording mark is formed.
また、本発明に係るデータ再生方法は、上記のいずれかのデータ記録方法に従って前記記録データが記録された情報記録媒体から当該記録データを再生する際に、前記情報記録媒体用基材における前記一面の各部位について基準面からの距離を測定する距離測定処理を実行すると共に、前記各部位と、前記情報記録媒体用基材における前記各部位とは相違する所定部位との間に電圧を印加しつつ、当該各部位と当該所定部位との間を導通する電流値を当該各部位毎に測定する電流値測定処理を実行し、前記距離測定処理によって前記各部位毎に測定した距離と、前記電流値測定処理によって当該各部位毎に測定した前記電流値とに基づいて前記記録データを再生する。 Further, the data reproducing method according to the present invention provides the one surface of the information recording medium substrate when reproducing the recorded data from the information recording medium on which the recorded data is recorded according to any one of the data recording methods described above. A distance measurement process for measuring the distance from the reference plane is performed for each part, and a voltage is applied between each part and a predetermined part different from each part in the base material for the information recording medium. On the other hand, a current value measurement process for measuring a current value that conducts between each part and the predetermined part is measured for each part, the distance measured for each part by the distance measurement process, and the current The recorded data is reproduced based on the current value measured for each part by the value measurement process.
また、本発明に係るデータ記録装置は、情報記録媒体用基材の一面に記録用ビームを照射するビーム照射部と、記録マーク形成用ガスを前記一面に吹き付けるガス吹き付け部と、前記ビーム照射部および前記ガス吹き付け部を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記ビーム照射部を制御して前記一面における複数の記録位置のうちから記録すべき記録データのデータ内容に対応して規定した第1の記録位置に所定パワーを超えるパワーで前記記録用ビームを照射させることによって当該第1の記録位置に凹部を形成する凹部形成処理と、前記ガス吹き付け部を制御して前記一面に前記記録マーク形成用ガスを吹き付けさせると共に前記ビーム照射部を制御して前記各記録位置のうちから前記データ内容に対応して規定した第2の記録位置に前記所定パワー以下のパワーで前記記録用ビームを照射させて前記記録マーク形成用ガス中の記録材料を堆積させることで前記一面とは電気抵抗値が相違する記録マークを当該第2の記録位置に形成するマーク形成処理とを実行して前記情報記録媒体用基材に前記記録データを記録する。 Further, the data recording apparatus according to the present invention includes a beam irradiation unit that irradiates a recording beam on one surface of an information recording medium substrate, a gas spraying unit that sprays a recording mark forming gas on the one surface, and the beam irradiation unit. And a control unit for controlling the gas blowing unit, the control unit controlling the beam irradiation unit to define the data corresponding to the data content of the recording data to be recorded from among a plurality of recording positions on the one surface. The first recording position is irradiated with the recording beam at a power exceeding a predetermined power, thereby forming a concave portion at the first recording position, and controlling the gas spraying portion to the one surface. A second recording position defined according to the data content from among the recording positions by blowing a recording mark forming gas and controlling the beam irradiation unit. By irradiating the recording beam at a power lower than the predetermined power to deposit the recording material in the recording mark forming gas, a recording mark having an electric resistance value different from that of the one surface is applied to the second recording position. The recording data is recorded on the information recording medium substrate by executing a mark forming process to be formed on the information recording medium.
また、本発明に係るデータ再生装置は、上記のいずれかのデータ記録方法に従って前記情報記録媒体用基材に前記記録データが記録された情報記録媒体から当該記録データを再生可能に構成され、前記情報記録媒体用基材における前記一面の各部位について基準面からの距離を測定する距離測定部と、前記各部位および前記情報記録媒体用基材における当該各部位とは相違する所定部位の間に電圧を印加しつつ、当該各部位および当該所定部位の間を導通する電流値を当該各部位毎に測定する電流値測定部と、前記距離測定部および前記電流値測定部を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記距離測定部を制御して前記各部位毎に前記基準面からの前記距離を測定させる距離測定処理を実行すると共に、前記電流値測定部を制御して当該各部位毎に前記電流値を測定させる電流値測定処理を実行し、前記各部位毎に測定された前記距離と前記電流値とに基づいて前記記録データを再生する。 Further, the data reproducing apparatus according to the present invention is configured to be able to reproduce the recorded data from an information recording medium in which the recorded data is recorded on the base material for the information recording medium according to any one of the data recording methods described above, A distance measuring unit that measures a distance from a reference surface for each part of the one surface in the substrate for information recording medium, and a predetermined part that is different from each part and each part in the substrate for information recording medium A current value measuring unit that measures a current value that conducts between each part and the predetermined part while applying a voltage for each part; a control unit that controls the distance measuring unit and the current value measuring part; The control unit controls the distance measurement unit to execute a distance measurement process for measuring the distance from the reference plane for each part, and controls the current value measurement unit to Run the current value measurement process to measure the current value for each site, to reproduce the recorded data on the basis of the on and the current value and said measured distance for each site.
また、本発明に係る情報記録媒体は、情報記録媒体用基材の一面における複数の記録位置のうちから記録すべき記録データのデータ内容に対応して規定された第1の記録位置に凹部が形成されると共に、前記各記録位置のうちから前記データ内容に対応して規定された第2の記録位置に前記一面とは電気抵抗値が相違する記録マークが形成されることによって前記記録データが記録されている。 Further, the information recording medium according to the present invention has a concave portion at the first recording position defined corresponding to the data content of the recording data to be recorded from among a plurality of recording positions on one surface of the substrate for information recording medium. The recording data is formed by forming a recording mark having an electric resistance value different from that of the one surface at a second recording position defined corresponding to the data content from among the recording positions. It is recorded.
さらに、本発明に係る情報記録媒体は、前記データ内容に対応する深さで前記各凹部が形成されている。 Furthermore, in the information recording medium according to the present invention, each of the recesses is formed at a depth corresponding to the data content.
また、本発明に係る情報記録媒体は、前記データ内容に対応する電気抵抗値となるように前記各記録マークが形成されている。 In the information recording medium according to the present invention, each recording mark is formed so as to have an electric resistance value corresponding to the data content.
本発明に係るデータ記録方法およびデータ記録装置によれば、記録すべき記録データのデータ内容に対応して規定した第1の記録位置に凹部を形成する凹部形成処理と、記録材料を含む記録マーク形成用ガスを一面に吹き付けると共にデータ内容に対応して規定した第2の記録位置に記録用ビームを照射して記録用ビームの照射領域に記録マーク形成用ガス中の記録材料を堆積させることで一面とは電気抵抗値が相違する記録マークを第2の記録位置に形成するマーク形成処理とを実行して情報記録媒体用基材に記録データを記録することにより、プローブ先端の金をディスクに転移させて金ドット(記録マーク)を形成する従来の記録再生方法とは異なり、記録マーク形成用ガスを発生させるためのガス発生用材料をガス供給部(ガス源収容部)に収容しておくことで、データ記録処理中に記録用部品(従来の記録方法において使用しているプローブ等)を交換することなく、大量の記録マークを連続して形成することができる。したがって、大量の記録データを確実かつ容易に記録することができる。また、各記録位置に対する凹部の有無および記録マークの有無の組み合わせによって情報記録媒体用基材に記録データを多値記録することができるため、記録マーク(金ドット)の有無のみによって記録データを記録する従来の記録再生方法とは異なり、再生エラーを招くおそれがある狭ピッチで凹部や記録マークを形成することなく、情報記録媒体用基材の単位面積当たりに記録可能な記録データの記録密度を十分に高めることができる。 According to the data recording method and the data recording apparatus according to the present invention, the concave portion forming process for forming the concave portion at the first recording position defined corresponding to the data content of the recording data to be recorded, and the recording mark including the recording material By spraying the forming gas over the entire surface and irradiating the recording beam to the second recording position defined in accordance with the data content, and depositing the recording material in the recording mark forming gas in the irradiation region of the recording beam. By performing a mark forming process for forming a recording mark having an electric resistance value different from that of the first surface at the second recording position and recording the recording data on the information recording medium substrate, the gold at the tip of the probe is recorded on the disk. Unlike the conventional recording / reproducing method in which gold dots (recording marks) are formed by transferring, a gas generating material for generating a recording mark forming gas is supplied to a gas supply unit (gas source storage). A large number of recording marks can be formed continuously without replacing recording parts (probes used in the conventional recording method) during the data recording process. . Therefore, a large amount of recording data can be recorded reliably and easily. In addition, since the recording data can be multi-valued recorded on the information recording medium base material by the combination of the presence / absence of a recess and the presence / absence of a recording mark at each recording position, the recording data is recorded only by the presence / absence of a recording mark (gold dot). Unlike conventional recording / reproducing methods, the recording density of recording data that can be recorded per unit area of the substrate for information recording media is reduced without forming recesses or recording marks at a narrow pitch that may cause a reproduction error. It can be raised enough.
また、本発明に係るデータ記録方法によれば、凹部形成処理に際してデータ内容に応じた深さの凹部を各第1の記録位置毎に形成することにより、1種類の凹部を形成することで記録データを記録するデータ記録方法(凹部の有無と記録マークの有無との組み合わせによって記録データを記録する方法)と比較して、凹部の種類に応じた多値記録が可能となる分だけ、情報記録媒体用基材に記録データを一層高密度で記録することができる。 Further, according to the data recording method of the present invention, the concave portion having a depth corresponding to the data content is formed at each first recording position in the concave portion forming process, thereby recording by forming one type of concave portion. Compared to the data recording method for recording data (a method for recording data by combining the presence / absence of a recess and the presence / absence of a recording mark), information recording is performed to the extent that multi-value recording according to the type of recess is possible. Recording data can be recorded at a higher density on the medium substrate.
さらに、本発明に係るデータ記録方法によれば、記録用ビームの照射量を調整することで深さが相違する複数種類の凹部を形成することにより、比較的簡易な構成でありながら所望の深さの凹部を記録位置に確実に形成することができる。 Furthermore, according to the data recording method of the present invention, by forming a plurality of types of recesses having different depths by adjusting the irradiation amount of the recording beam, a desired depth can be achieved with a relatively simple configuration. The concave portion can be reliably formed at the recording position.
また、本発明に係るデータ記録方法によれば、凹部形成処理に際して所定パワーを超えるパワーで記録用ビームを第1の記録位置に照射することで凹部を形成すると共に、マーク形成処理に際して所定パワー以下のパワーで記録用ビームを第2の記録位置に照射することで記録マークを形成することにより、比較的簡易な構成でありながら所望の記録位置に凹部を高精度で形成することができる。 According to the data recording method of the present invention, the concave portion is formed by irradiating the first recording position with the recording beam at a power exceeding the predetermined power in the concave portion forming process, and the predetermined power or less in the mark forming processing. By forming the recording mark by irradiating the recording beam to the second recording position with this power, it is possible to form the concave portion at a desired recording position with high accuracy while having a relatively simple configuration.
さらに、本発明に係るデータ記録方法によれば、データ内容に応じた電気抵抗値の記録マークを各第2の記録位置毎に形成することにより、1種類の記録マークを形成することで記録データを記録するデータ記録方法(凹部の有無と記録マークの有無との組み合わせによって記録データを記録する方法)と比較して、記録マークの種類に応じた多値記録が可能となる分だけ、情報記録媒体用基材に記録データを一層高密度で記録することができる。 Further, according to the data recording method of the present invention, the recording data having the electric resistance value corresponding to the data content is formed at each second recording position, thereby forming the recording data by forming one type of recording mark. Compared with the data recording method (recording data is recorded by combining the presence / absence of a recess and the presence / absence of a recording mark), information recording is performed to the extent that multi-value recording corresponding to the type of recording mark is possible. Recording data can be recorded at a higher density on the medium substrate.
また、本発明に係るデータ記録方法によれば、記録用ビームの照射量を調整して記録材料の厚みを変化させることで電気抵抗値が相違する複数種類の記録マークを形成することにより、比較的簡易な構成でありながら所望の高さの記録マーク(所望の電気抵抗値の記録マーク)を記録位置に確実に形成することができる。 Further, according to the data recording method of the present invention, by comparing the irradiation amount of the recording beam and changing the thickness of the recording material, a plurality of types of recording marks having different electrical resistance values are formed, thereby making a comparison. It is possible to reliably form a recording mark having a desired height (recording mark having a desired electric resistance value) at a recording position while having a simple structure.
さらに、本発明に係るデータ記録方法によれば、記録材料の種類が相違する複数種類の記録マーク形成用ガスのうちのいずれかの種類に規定して電気抵抗値が相違する複数種類の記録マークを形成することにより、記録マークの高さを各記録位置毎に大きく相違させることなく、所望の電気抵抗値の記録マークを形成して記録データを多値記録することができる。 Furthermore, according to the data recording method of the present invention, a plurality of types of recording marks having different electrical resistance values as defined in any one of a plurality of types of recording mark forming gases having different types of recording materials. By forming the recording mark, it is possible to form a recording mark having a desired electric resistance value and perform multi-value recording on the recording data without greatly changing the height of the recording mark for each recording position.
また、本発明に係るデータ再生方法およびデータ再生装置によれば、上記のいずれかのデータ記録方法に従って記録データが記録された情報記録媒体から記録データを再生する際に、情報記録媒体用基材における一面の各部位について基準面からの距離を測定する距離測定処理を実行すると共に、各部位と、情報記録媒体用基材における各部位とは相違する所定部位との間に電圧を印加しつつ、各部位と所定部位との間を導通する電流値を各部位毎に測定する電流値測定処理を実行し、距離測定処理によって各部位毎に測定した距離と、電流値測定処理によって各部位毎に測定した電流値とに基づいて記録データを再生することにより、各記録位置毎の凹部の有無および基準面からの距離と、記録マークの有無および電流値との組み合わせによって記録データが多値記録された情報記録媒体から記録データを確実かつ正確に読み出すことができる。 Further, according to the data reproducing method and data reproducing apparatus of the present invention, when reproducing recorded data from the information recording medium on which the recorded data is recorded according to any one of the above data recording methods, the information recording medium substrate The distance measurement process for measuring the distance from the reference surface is performed for each part of the one surface in FIG. 5 and a voltage is applied between each part and a predetermined part different from each part in the information recording medium substrate. The current value measurement process for measuring the current value that conducts between each part and the predetermined part is performed for each part, the distance measured for each part by the distance measurement process, and the current value measurement process for each part. By reproducing the recorded data based on the measured current value, the combination of the presence / absence of a recess and the distance from the reference surface, the presence / absence of a recording mark, and the current value at each recording position Recording data from an information recording medium in which recorded data is multi-valued recording I can be read reliably and accurately.
また、本発明に係る情報記録媒体によれば、記録データのデータ内容に対応して規定した第1の記録位置に凹部を形成すると共にデータ内容に対応して規定した第2の記録位置に情報記録媒体用基材の一面とは電気抵抗値が相違する記録マークを形成することによって記録データを記録したことにより、各記録位置に対する凹部の有無および記録マークの有無の組み合わせによって記録データを多値記録することができるため、記録マーク(金ドット)の有無のみによって記録データを記録する従来の記録再生方法に従って記録データを記録した情報記録媒体と比較して、情報記録媒体用基材の単位面積当たりに記録された記録データの記録密度が十分に高い情報記録媒体を提供することができる。 According to the information recording medium of the present invention, the concave portion is formed at the first recording position defined corresponding to the data content of the recording data, and the information is recorded at the second recording position defined corresponding to the data content. The recording data is recorded by forming a recording mark having an electric resistance value different from that of one surface of the substrate for the recording medium, so that the recording data is multi-valued by a combination of the presence / absence of a recess and the presence / absence of the recording mark at each recording position. Since it can be recorded, the unit area of the base material for the information recording medium as compared with the information recording medium on which the recording data is recorded according to the conventional recording / reproducing method of recording the recording data only by the presence or absence of the recording mark (gold dot) It is possible to provide an information recording medium in which the recording density of the recording data recorded per hit is sufficiently high.
さらに、本発明に係る情報記録媒体によれば、データ内容に対応する深さで各凹部を形成したことにより、1種類の凹部を形成することで記録データが記録された情報記録媒体(凹部の有無と記録マークの有無との組み合わせによって記録データが記録された情報記録媒体)と比較して、凹部の種類に応じた多値記録が可能となる分だけ、情報記録媒体用基材の単位面積当たりに記録された記録データの記録密度が一層高い情報記録媒体を提供することができる。 Furthermore, according to the information recording medium according to the present invention, since each recess is formed at a depth corresponding to the data content, an information recording medium (recording of the recess) on which the recording data is recorded by forming one type of recess. The unit area of the base material for the information recording medium is as much as multi-value recording according to the type of the recess is possible compared to the information recording medium in which the recording data is recorded by the combination of the presence and absence of the recording mark) It is possible to provide an information recording medium in which the recording density of the recording data recorded per hit is higher.
また、本発明に係る情報記録媒体によれば、データ内容に対応する電気抵抗値で各記録マークを形成したことにより、1種類の記録マークを形成することで記録データが記録された情報記録媒体(凹部の有無と記録マークの有無との組み合わせによって記録データが記録された情報記録媒体)と比較して、記録マークの種類に応じた多値記録が可能となる分だけ、情報記録媒体用基材の単位面積当たりに記録された記録データの記録密度が一層高い情報記録媒体を提供することができる。 Further, according to the information recording medium of the present invention, the information recording medium in which the recording data is recorded by forming one type of recording mark by forming each recording mark with the electric resistance value corresponding to the data content. Compared to (information recording medium on which recording data is recorded by a combination of the presence or absence of a recess and the presence or absence of a recording mark), the information recording medium base is as much as multi-level recording according to the type of recording mark is possible. An information recording medium having a higher recording density of recording data recorded per unit area of the material can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明に係るデータ記録方法、データ再生方法、データ記録装置、データ再生装置および情報記録媒体の最良の形態について説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a data recording method, a data reproducing method, a data recording device, a data reproducing device, and an information recording medium according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
最初に、本発明に係るデータ記録方法、データ記録装置および情報記録媒体について、図面を参照して説明する。 First, a data recording method, a data recording apparatus, and an information recording medium according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すデータ記録装置1は、本発明に係るデータ記録方法に従って記録データを記録する装置であって、一例として、パーソナルコンピュータ等の外部装置に接続されて外部装置から出力された記録データDreを基材10に記録可能に構成されている。この場合、基材10は、本発明における情報記録媒体用基材に相当し、一例として記録データDreが記録されるデータ記録面を平坦化した平板状のシリコンで構成されている。なお、本発明における情報記録媒体用基材は、基材10のようなシリコン製の板材に限定されず、金属材料、樹脂材料、ガラスおよびセラミック等の各種材料で板状に形成したものが含まれる。また、板状のみならず、その厚みを十分に薄くしてテープ状またはフィルム状に形成した基材もこれに含まれる。
A
一方、データ記録装置1は、記録処理部11、排気ポンプ12、ガス供給部13、イオンビーム照射部14、操作部15、表示部16、制御部17および記憶部18を備えている。また、記録処理部11は、真空容器21、基材載置台22および移動機構23を備えている。真空容器21は、基材載置台22、移動機構23および基材10を収容可能に構成されると共に、排気ポンプ12によって内部空間の空気が排気されることによって基材10の周囲を真空状態に維持する。基材載置台22は、基材10を載置可能に形成されている。移動機構23は、制御部17の制御に従い、基材載置台22をその載置面(同図における上面)に沿って移動させることによって基材載置台22上の基材10を移動させる。排気ポンプ12は、制御部17の制御に従って真空容器21内の空気を排気する。
On the other hand, the
ガス供給部13は、本発明におけるガス吹き付け部に相当し、ガス源収容部31、ヒータ32、排気ポンプ33およびノズル34を備えて構成されている。ガス源収容部31は、本発明における記録マーク形成用ガスを発生させるためのガス発生用材料(一例として、ヘキサカルボニルタングステン等の有機金属材料、または、フェナントレン等の芳香族炭化水素)を収容する。ヒータ32は、制御部17の制御に従い、ガス源収容部31を介してガス発生用材料を加熱して蒸発または昇華させることにより、ガス源収容部31内に記録マーク形成用ガスを発生させる。この場合、ガス発生用材料としてヘキサカルボニルタングステンやフェナントレンを使用したときには、記録マーク形成用ガスとして炭化水素ガスGが発生する。なお、本明細書では、フェナントレンを使用して炭化水素ガスGを記録マーク形成用ガスとして発生させる例を記載する。排気ポンプ33は、ガス源収容部31内に発生した炭化水素ガスGをノズル34に配管34aを介して送気する。ノズル34は、真空容器21内に配置されて排気ポンプ33によって送気される炭化水素ガスGを基材載置台22上の基材10に向けて吹き付ける。
The
イオンビーム照射部14は、本発明におけるビーム照射部に相当し、イオン源41、ブランキング制御部42、集束レンズ43,45、非点補正電極部44および偏向電極部46を備え、制御部17の制御に従って基材載置台22上の基材10に向けて各種パワー(ビーム強度)のイオンビームIBを照射可能に構成されている。具体的には、イオン源(イオン発生部)41は、金属エミッタ(図示せず)の先端部に液体金属(一例として、ガリウム)を供給した状態において、エミッタ先端部と引き出し電極(図示せず)との間に所定の電界を付与することでエミッタの先端部にイオン(この例では、ガリウムイオン)を発生させ、このイオンを引き出し電極に向けて加速させることによって引き出し電極からイオンビームIB(本発明における記録マーク形成用ビームの一例)を出力する。なお、ガリウムに代えて、金、金クラスタおよびビスマス等の各種液体金属を使用することもできる。ブランキング制御部42は、制御部17の制御に従い、イオン源41から出力されたイオンビームIBをブランキング制御(オン/オフ制御)する。集束レンズ(ビーム成形レンズ)43,45は、イオンビームIBを成形(細径化)する。非点補正電極部44は、ビームスポット形状が真円形となるようにイオンビームIBを成形する。偏向電極部46は、集束レンズ45によって成形されたイオンビームIBを制御部17の制御に従って偏向して、基材10に対する照射位置を変化させる。
The ion
操作部15は、データ記録装置1の動作状態を設定操作するための複数の操作スイッチ(図示せず)を備えている。表示部16は、記録処理の進行状況に関する情報や、各種のエラー情報等を表示する。制御部17は、データ記録装置1の各部を総括的に制御することにより、外部装置から出力された記録データDreのデータ内容に対応する複数の凹部4(図2参照)や複数の記録マーク5を基材10上に形成する(本発明に係るデータ記録方法の実行)。記憶部18は、データ記録処理についての記録手順が記録された記録手順データDpを記憶する。
The
このデータ記録装置1では、記録データDreの記録に際して、図2に示すように、基材10上にグリッド状に規定された例えば8×1010箇所/平方インチの多数の記録位置Pa1,Pb1・・Pa2,Pb2・・(以下、区別しないときには「記録位置P」ともいう)のうちから記録データDreのデータ内容に対応して規定した記録位置P(本発明における第1の記録位置)に凹部4を形成すると共に、各記録位置Pのうちの記録データDreのデータ内容に対応して規定した記録位置P(本発明における第2の記録位置)に記録マーク5を形成する。なお、以下の説明において、複数の凹部4および複数の記録マーク5が形成された状態の基材10を情報記録媒体3ともいう。
In the
この場合、記録マーク5の直径L2に対する凹部4の直径L1が小さ過ぎると、後述する記録データDreの記録処理に際して、凹部4内(凹部4の底面)に記録マーク5を形成するのが困難となるおそれがある。したがって、記録マーク5の直径L2に対する凹部4の直径L1が110%以上となるように、凹部4の直径L1および記録マーク5の直径L2を規定するのが好ましい。なお、本例では、凹部4の直径L1を125nmとし、記録マーク5の直径L2を100nmとすることで、記録マーク5の直径L2に対する凹部4の直径L1が125%となるように規定する。また、基材10上において隣接する記録位置P,Pを離間させ過ぎると(記録位置Pのピッチを過度に拡げると)、基材10上の単位面積内に形成可能な凹部4や記録マーク5の数が少なくなることに起因して記録データDreの高密度記録が困難となる。したがって、高密度記録を実現するためには、基材10上において隣接する記録位置P,Pを可能な限り接近させて規定するのが好ましい。具体的には、凹部4の直径L1を125nmとし、記録マーク5の直径L2を100nmとした場合には、一例として、隣接する記録位置P,Pの中心間距離L3,L4を200nm以下(凹部4の直径L1に対する160%以下、または、記録マーク5の直径L2に対する200%以下)に規定するのが好ましい。
In this case, if the diameter L1 of the
一方、基材10上において隣接する記録位置P,Pを接近させ過ぎたときには、隣接する記録位置P,Pにそれぞれ形成した凹部4が基材10の平面方向において連続すると共に、隣接する記録位置P,Pをさらに接近させたときには、隣接する記録位置P,Pにそれぞれ形成した記録マーク5が重なり合うこととなる。この結果、記録データDreの再生に際して各凹部4および各記録マーク5を個別的に識別するのが困難となり、再生エラーを招くおそれがある。したがって、基材10上において隣接する記録位置P,Pに形成した凹部4が連続する事態や、隣接する記録位置P,Pに形成した記録マーク5が重なり合う事態を回避するには、基材10上において隣接する記録位置P,Pの中心間距離L3,L4を凹部4の直径L1や記録マーク5の直径L2よりも十分に拡げて規定する必要がある。具体的には、凹部4の直径L1を125nmとし、記録マーク5の直径L2を100nmとした場合には、一例として、隣接する記録位置P,Pの中心間距離L3,L4を150nm以上(凹部4の直径L1に対する120%以上、または、記録マーク5の直径L2に対する150%以上に規定するのが好ましい。なお、この例では、隣接する記録位置P,Pの中心間距離L3,L4を150nmに規定した。なお、同図では、本発明についての理解を容易とするために、記録位置P,Pの中心間距離L3,L4を誇張して拡げて図示している。
On the other hand, when the adjacent recording positions P, P on the
また、このデータ記録装置1では、図3,4に示すように、深さDが相違する3種類の凹部4a〜4cと、高さHが相違する3種類の記録マーク5a〜5cとを記録データDreのデータ内容に応じて任意に組み合わせて各記録位置Pに形成することで、記録データDreを多値で記録する。この場合、凹部4aは、一例として、深さD1が1nm以上3nm以下の範囲内(例えば、2nm)となるように形成される。また、凹部4bは、一例として、深さD2が4nm以上6nm以下の範囲内(例えば、5nm)となるように形成される。さらに、凹部4cは、一例として、深さD3が11nm以上13nm以下の範囲内(例えば、12nm)となるように形成される。また、記録マーク5aは、一例として、高さH1が1nm以上3nm以下の範囲内(例えば、2nm)となるように形成される。さらに、記録マーク5bは、一例として、高さH2が4nm以上6nm以下の範囲内(例えば、5nm)となるように形成される。また、記録マーク5cは、一例として、高さH3が11nm以上13nm以下の範囲内(例えば、12nm)となるように形成される。なお、記録マーク5a〜5cは、その高さH(記録材料の厚み)の相違に起因して電気抵抗値が互いに相違するようにして形成される。
Moreover, in this
このデータ記録装置1による記録データDreの記録処理に際しては、図1に示すように、まず、データ記録面を上向きにして基材10を基材載置台22上にセットする。次いで、制御部17が、排気ポンプ12を制御して真空容器21内の空気を排気させると共に、ヒータ32を制御してガス源収容部31内のフェナントレンを加熱させることでガス源収容部31内に炭化水素ガスGを発生させる。続いて、制御部17は、外部装置から記録データDreが出力されたときに、排気ポンプ33を制御してガス源収容部31からノズル34に配管34aを介して炭化水素ガスGを供給させると共に、移動機構23を制御して、基材10における例えば記録位置Pa1がイオンビーム照射部14の下方に位置するように基材載置台22を移動させる。次いで、制御部17は、記録データDreと、記憶部18に記憶されている記録手順データDpとに基づき、イオンビーム照射部14を制御して基材10上の記録位置Pa1に、マーク形成パワー(本発明における所定パワー以下のパワー)に調整したイオンビームIBを照射させる。具体的には、後述するようにして凹部4a〜4cのうちの任意の1つを形成する際に照射する凹部形成パワーよりも弱いパワーのイオンビームIBを記録位置Pa1に照射させる。
In the recording process of the recording data Dre by the
この際に、記録位置Pa1に向けて照射されたイオンビームIBによって基材10から二次電子が発生し、ノズル34から基材10に向けて吹き付けられている炭化水素ガスGが二次電子の影響によって気体成分と固体成分(カーボン)とに分離させられる。また、分離した気体成分は、排気ポンプ12によって真空容器21の外部に排気され、固体成分であるカーボンは、基材10上(記録位置Pa1)に堆積する。これにより、図2に示すように、カーボンの堆積物である記録マーク5が記録位置Pa1に形成される(気相成長法による記録マーク5の形成処理)。この際に、ブランキング制御部42が制御部17の制御に従って基材10に向けてイオンビームIBを照射する照射時間を調節することで(記録用ビームの照射量の調整)基材10上に堆積させるカーボンの量を変化させ、高さH1〜H3が相違する記録マーク5a〜5cのうちの任意の1つを記録位置Pa1に形成する(本発明におけるマーク形成処理)。
At this time, secondary electrons are generated from the
次いで、制御部17は、イオンビーム照射部14の偏向電極部46を制御してイオンビームIBの照射先を基材10上の記録位置Pb1に変更させた状態において、凹部形成パワー(本発明における所定パワーを超えるパワー)に調整したイオンビームIBを照射させる。具体的には、前述した記録マーク5a〜5cのうちの任意の1つを形成する際に照射したマーク形成ワーよりも強いパワーのイオンビームIBを記録位置Pb1に照射させる。この際には、照射された強いパワーのイオンビームIBによって基材10の表面が削り取られて記録位置Pb1に凹部4が形成される。この際に、ブランキング制御部42が制御部17の制御に従って基材10に向けてイオンビームIBを照射する照射時間を調節することで(記録用ビームの照射量の調整)基材10上に形成する凹部4の深さDを変化させ、深さD1〜D3が相違する凹部4a〜4cのうちの任意の1つを記録位置Pb1に形成する(本発明における凹部形成処理)。続いて、制御部17は、イオンビーム照射部14を制御して基材10に対するイオンビームIBの照射を継続させつつ、そのパワーをマーク形成パワーまで低下させる。この際には、記録位置Pb1(凹部4の底面)に向けて照射されたイオンビームIBによって炭化水素ガスGが気体成分と固体成分とに分離させられ、固体成分であるカーボンが基材10上(記録位置Pb1に形成された凹部4の底面)に堆積する。これにより、図2に示すように、カーボンの堆積物である記録マーク5が記録位置Pb1における凹部4の底面に形成される。この際に、ブランキング制御部42が制御部17の制御に従って基材10に向けてイオンビームIBを照射する照射時間を調節することで基材10上に堆積させるカーボンの量を変化させ、高さH1〜H3が相違する記録マーク5a〜5cのうちの任意の1つを記録位置Pb1に形成する。
Next, the
また、制御部17は、偏向電極部46によるイオンビームIBの偏向可能範囲を外れた記録位置Pに凹部4や記録マーク5を形成するときには、移動機構23を制御して、その記録位置Pがイオンビーム照射部14の下方に位置するように基材載置台22を移動させる。さらに、グリッド状に規定された各記録位置Pのうちの1行目(記録位置Pa1,Pb1・・)に対する凹部4および記録マーク5の形成が完了した際には、制御部17は、移動機構23を制御して、基材10における各記録位置Pのうちの2行目における最前列である記録位置Pa2がイオンビーム照射部14の下方に位置するように基材載置台22を移動させると共に、イオンビーム照射部14を制御してイオンビームIBを照射させて記録位置Pa2に凹部4や記録マーク5を形成する。
In addition, when the
このように、制御部17は、基材10上の各記録位置Pのうちの記録データDreのデータ内容に対応して規定した記録位置P(本発明における第1の記録位置)に凹部4を形成する凹部形成処理と、各記録位置Pのうちの記録データDreのデータ内容に対応して規定した記録位置P(本発明における第2の記録位置)に記録マーク5を形成するマーク形成処理とを順次実行する。この結果、図2に示すように、基材10は、例えば、記録位置Pa1のように凹部4を形成せずに記録マーク5のみを形成した記録位置Pと、記録位置Pb1のように、凹部4を形成すると共にその底面に記録マーク5を形成した記録位置Pと、記録位置Pc1のように、凹部4および記録マーク5の双方を形成しなかった記録位置Pと、記録位置Pd1のように、凹部4のみを形成した記録位置Pとが存在する状態となる。また、各記録位置Pに形成された各凹部4は、その深さDが記録データDreのデータ内容に対応して相違し、各記録位置Pに形成された各記録マーク5は、その高さHが記録データDreのデータ内容に対応して相違している。したがって、基材10上の各記録位置Pには、深さDの相違する4種類の凹部4(深さDがゼロ、つまり凹部4が未形成の部位)と、高さHの相違する4種類の記録マーク5(記録マーク5が未形成の部位)との組み合わせによって16パターン(16値)のうちのいずれかのパターンで記録データDreが記録される。
As described above, the
このように、このデータ記録装置1によるデータ記録方法によれば、記録すべき記録データDreのデータ内容に対応して規定した記録位置P(この例では、記録位置Pb1,Pd1等:本発明における第1の記録位置)に凹部4を形成する凹部形成処理と、炭化水素ガスG(記録マーク形成用ガス)を基材10の一面に吹き付けると共にデータ内容に対応して規定した記録位置P(この例では、記録位置Pa1,Pb1等:本発明における第2の記録位置)にイオンビームIB(記録用ビーム)を照射してイオンビームIBの照射領域に炭化水素ガスG中のカーボン(記録材料)を堆積させることで基材10の一面とは電気抵抗値が相違する記録マーク5を形成するマーク形成処理とを実行して基材10に記録データDreを記録することにより、プローブ先端の金をディスクに転移させて金ドット(記録マーク5)を形成する従来の記録再生方法とは異なり、炭化水素ガスGを発生させるためのガス発生用材料(この例では、フェナントレン)をガス供給部13(ガス源収容部31)に収容しておくことで、データ記録処理中に記録用部品(従来の記録方法において使用しているプローブ等)を交換することなく、大量の記録マーク5を連続して形成することができる。したがって、大量の記録データを確実かつ容易に記録することができる。また、各記録位置Pに対する凹部4の有無および記録マーク5の有無の組み合わせによって基材10に記録データDreを多値記録することができるため、記録マーク(金ドット)の有無のみによって記録データを記録する従来の記録再生方法とは異なり、再生エラーを招くおそれがある狭ピッチで凹部4や記録マーク5を形成することなく、基材10の単位面積当たりに記録可能な記録データDreの記録密度を十分に高めることができる。
As described above, according to the data recording method by the
また、このデータ記録装置1によるデータ記録方法によれば、凹部4の形成処理に際してデータ内容に応じた深さDの凹部4(この例では、凹部4a〜4cの3種類)を各記録位置P毎に形成することにより、1種類の凹部4を形成することで記録データDreを記録するデータ記録方法(凹部4の有無と記録マーク5の有無との組み合わせによって記録データDreを記録する方法)と比較して、凹部4の種類に応じた多値記録が可能となる分だけ、基材10に記録データDreを一層高密度で記録することができる。
Further, according to the data recording method by the
さらに、このデータ記録装置1によるデータ記録方法によれば、イオンビームIBの照射量を調整することで深さが相違する複数種類の凹部4を形成することにより、比較的簡易な構成でありながら所望の深さDの凹部4を記録位置Pに確実に形成することができる。
Further, according to the data recording method by the
また、このデータ記録装置1によるデータ記録方法によれば、本発明における凹部形成処理に際して所定パワーを超えるパワー(凹部形成パワー)でイオンビームIBを記録位置Pに照射することで凹部4を形成すると共に、本発明におけるマーク形成処理に際して所定パワー以下のパワー(マーク形成パワー)でイオンビームIBを記録位置Pに照射することで記録マーク5を形成することにより、比較的簡易な構成でありながら所望の記録位置Pに凹部4を高精度で形成することができる。
Further, according to the data recording method by the
さらに、このデータ記録装置1によるデータ記録方法によれば、データ内容に応じた電気抵抗値の記録マーク5を各第2の記録位置毎に形成することにより、1種類の記録マーク5を形成することで記録データDreを記録するデータ記録方法(凹部4の有無と記録マーク5の有無との組み合わせによって記録データDreを記録する方法)と比較して、記録マーク5の種類に応じた多値記録が可能となる分だけ、基材10に記録データDreを一層高密度で記録することができる。
Further, according to the data recording method by the
また、このデータ記録装置1によるデータ記録方法によれば、イオンビームIBの照射量を調整して記録材料の厚みを変化させることで電気抵抗値が相違する複数種類の記録マーク5を形成することにより、比較的簡易な構成でありながら所望の高さHの記録マーク5(所望の電気抵抗値の記録マーク5)を記録位置Pに確実に形成することができる。
Further, according to the data recording method by the
また、上記のデータ記録方法に従って記録データDreを記録した情報記録媒体3によれば、記録データDreのデータ内容に対応して規定した記録位置P(第1の記録位置)に凹部4を形成すると共にデータ内容に対応して規定した記録位置P(第2の記録位置)に基材10の一面とは電気抵抗値が相違する記録マーク5を形成することによって記録データDreを記録したことにより、各記録位置Pに対する凹部4の有無および記録マーク5の有無の組み合わせによって記録データDreを多値記録することができるため、記録マーク(金ドット)の有無のみによって記録データを記録する従来の記録再生方法に従って記録データを記録した情報記録媒体と比較して、基材10の単位面積当たりに記録された記録データDreの記録密度が十分に高い情報記録媒体3を提供することができる。
Further, according to the
さらに、上記のデータ記録方法に従って記録データDreを記録した情報記録媒体3によれば、データ内容に対応する深さD(この例では、深さD1〜D3の3種類のうちのいずれか)で各凹部4を形成したことにより、1種類の凹部4を形成することで記録データDreが記録された情報記録媒体3(凹部4の有無と記録マーク5の有無との組み合わせによって記録データDreが記録された情報記録媒体3)と比較して、凹部4の種類に応じた多値記録が可能となる分だけ、基材10の単位面積当たりに記録された記録データDreの記録密度が一層高い情報記録媒体3を提供することができる。
Furthermore, according to the
また、上記のデータ記録方法に従って記録データDreを記録した情報記録媒体3によれば、データ内容に対応する電気抵抗値となるように各記録マーク5を形成したことにより、1種類の記録マーク5を形成することで記録データDreが記録された情報記録媒体3(凹部4の有無と記録マーク5の有無との組み合わせによって記録データDreが記録された情報記録媒体3)と比較して、記録マーク5の種類に応じた多値記録が可能となる分だけ、基材10の単位面積当たりに記録された記録データDreの記録密度が一層高い情報記録媒体3を提供することができる。
In addition, according to the
なお、本発明は、上記した構成および方法に限定されない。例えば、上記のデータ記録装置1では、データ記録処理に際してイオンビームIBを基材10に照射して凹部4や記録マーク5を形成しているが、イオンビームIBに代えて、電子ビーム等の各種荷電粒子ビームを照射することで基材10上に凹部4を形成する構成や、各種荷電粒子ビームを照射することで記録材料を堆積させて記録マーク5を形成する構成を採用することもできる。この場合、凹部4を形成するための荷電粒子ビーム、および記録マーク5を形成するための荷電粒子ビームとして相違する種類のビームを使用する構成を採用することもできる。また、データ記録装置1では、ブランキング制御部42がイオンビームIBの照射時間を調整することで記録位置Pに対する照射量を変化させて深さD1〜D3が相違する凹部4a〜4cや、高さH1〜H3が相違する記録マーク5a〜5cを形成する構成が採用されているが、イオンビーム照射部14から出力するイオンビームIBのパワーを調整することでイオンビームIBの照射量を変化させて深さD1〜D3が相違する凹部4a〜4cや、高さH1〜H3が相違する記録マーク5a〜5cを形成する構成を採用することもできる。
The present invention is not limited to the configuration and method described above. For example, in the
また、凹部4の種類(深さDの種類)の数は、3種類に限定されず、2種類以上の各種凹部4を形成して記録データDreを多値で記録する構成を採用することもできる。さらに、記録マーク5の種類の数は、3種類に限定されず、2種類以上の各種記録マーク5を形成して記録データDreを多値で記録する構成を採用することもできる。また、基材10の全域において深さDが互いに等しい1種類の凹部4を形成して記録データDreを記録する構成や、基材10の全域において高さHが互いに等しい1種類の記録マーク5を形成して記録データDreを記録する構成を採用することもできる。この場合、記録位置Pのピッチ(中心間距離L3,L4)を200nmに規定して、前述した例のように3種類の凹部4a〜4cと、3種類の記録マーク5a〜5cを組み合わせて記録データDreを多値記録したときには、約190Gbit/平方インチの高密度記録が可能となる。また、同様の条件下において、例えば、200種類の凹部4と、200種類の記録マーク5で記録データDreを多値記録した場合には、約840Tbit/平方インチの高密度記録が可能となる。また、多値記録でないとき(凹部4の有無および記録マーク5の有無の組み合わせによる記録データDreの記録時)には、約85Gbit/平方インチの高密度記録が可能となる。
Further, the number of types of recesses 4 (types of depth D) is not limited to three, and a configuration in which two or more types of
さらに、各記録位置Pに形成する記録マーク5の電気抵抗値を変化させる方法は、基材10上に堆積させるカーボンの高さ(厚み)Hを変化させる上記のデータ記録方法に限らない。例えば、イオンビームIBの照射によって分離する固体成分の電気抵抗値が相違する2種類以上の記録マーク形成用ガスを基材10に向けて吹き付け可能に構成して、記録データDreのデータ内容に応じたいずれかの記録マーク形成用ガスを基材10に吹き付けつつ記録マーク形成用ビームを照射することにより、電気抵抗値が相違する固体成分からなる各種記録マーク5を基材10に形成する方法を採用することもできる。このように、本発明におけるマーク形成処理に際して記録材料の種類が相違する複数種類の記録マーク形成用ガスのうちのいずれかの種類に規定して電気抵抗値が相違する複数種類の記録マーク5を形成することにより、記録マーク5の高さHを各記録位置P毎に大きく相違させることなく、所望の電気抵抗値の記録マーク5を形成して記録データDreを多値記録することができる。
Furthermore, the method of changing the electrical resistance value of the
また、基材10上の記録位置Pに対して凹部形成パワーに調整したイオンビームIBを照射することで凹部4を形成する方法について説明したが、本発明に係るデータ記録方法における凹部形成処理は、この方法に限定されない。例えば、インプリント処理およびエッチング処理によって基材10の任意の記録位置Pに凹部4を形成する方法を採用することができる。具体的には、この方法では、図5に示すように、まず、凹部4を形成すべき記録位置Pの位置に応じて複数の円柱状の凸部62aが形成された凹凸パターン62を有するスタンパー61を製造する。なお、スタンパー61の製造方法については特に限定されず、公知の各種スタンパー製造方法に従って製造することができる。次いで、図6に示すように、基材10の上にレジストを塗布することによってレジスト層63を形成する。続いて、図7に示すように、例えばプレス機を用いてスタンパー61における凹凸パターン62を基材10上のレジスト層63に押し付けることにより、スタンパー61における各凸部62aをレジスト層63に押し込む。この際には、各凸部62aの押し込みによって凸部62aの押込み部位から凸部62aの周囲の凹部62b内にレジスト(レジスト層63)が移動する。この後、レジスト層63からスタンパー61を剥離することにより、図8に示すように、スタンパー61の凹凸パターン62がレジスト層63に転写されて基材10に凹凸パターン64が形成される。この場合、凹凸パターン64は、スタンパー61の各凸部62aに対応して各凹部64bが形成されると共に、スタンパー61の凹部62bに対応して凸部64aが形成されている。
Further, the method of forming the
次いで、基材10上に形成した凹凸パターン64(レジスト層63)をマスクとして用いて基材10に対するエッチング処理を実行する。この際には、凹凸パターン64の凸部64aから露出している基材10(各凹部64bの底面)がエッチングされて、図9に示すように、基材10の表面に複数の凹部4が形成される。以上により、本発明における凹部形成処理が完了する。続いて、各凹部4の形成が完了した基材10を前述したデータ記録装置1にセットし、真空容器21内において基材10に炭化水素ガスGを吹き付けると共に記録マーク5を形成すべき記録位置Pにマーク形成パワーに調整したイオンビームIBを照射することにより、図10に示すように、基材10の表面または凹部4の底面に記録マーク5を形成する。これにより、マーク形成処理が完了し、前述したデータ記録方法と同様にして記録データDreが多値で記録された情報記録媒体3Aが完成する。このように、インプリント処理とエッチング処理との組み合わせによって基材10に各凹部4を形成する方法によれば、凹部形成パワーに調整したイオンビームIBを照射することで基材10に凹部4を形成する凹部形成処理と比較して、複数の凹部4を短時間で基材10に形成することができる。したがって、多数の情報記録媒体3Aを短時間で製造することができる。また、例えば、基材10上のレジスト層63に対して電子ビームリソグラフィ装置によって所望のパターン(一例として、各凹部4に対応する平面パターン)を描画した後に現像処理して基材10上に凹凸パターン64を形成する方法と比較して、レジスト層63にスタンパー61(凹凸パターン62)を押し付けるだけで凹凸パターン64を形成することができるため、複数枚の基材10に短時間で各凹部4を形成することができる。
Subsequently, the etching process with respect to the
なお、記録マーク5の形成に先立って基材10に各凹部4を形成する方法は、上記のインプリント処理およびエッチング処理による形成方法のみならず、例えば、射出成形によって複数の凹部4が形成された基材を形成する形成方法や、スタンパー61の凹凸パターン62に紫外線硬化型樹脂等の各種樹脂材料を塗布して硬化させることで複数の凹部4が形成された基材を形成する形成方法を採用することができる。
In addition, the method of forming each
次に、本発明に係るデータ再生方法およびデータ再生装置について、図面を参照して説明する。 Next, a data reproduction method and a data reproduction apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図11に示すデータ再生装置2は、本発明に係るデータ再生方法に従って記録データを再生する(読み取る)装置であって、一例として、パーソナルコンピュータ等の外部装置に接続されると共に、記録データDreが記録された情報記録媒体3,3A(凹部4および記録マーク5が形成された基材10)から記録データDreを再生して(読み取って)外部装置に出力可能に構成されている。このデータ再生装置2は、基材載置台51、移動機構52、プローブ53、電極54,54、測定部55、操作部56、表示部57、制御部58および記憶部59を備えている。
A
基材載置台51は、情報記録媒体3を載置可能に形成されている。移動機構52は、制御部58の制御に従い、プローブ53を基材載置台51上の情報記録媒体3におけるデータ記録面に沿って移動させる。また、移動機構52は、プローブ53を測定対象体(情報記録媒体3等)に接触させた状態で移動させたときに、測定対象体表面の凹凸に起因してプローブ53が移動機構52に対して上下動する(接離動する)量を検出し、その検出結果を凹凸検出信号として出力する。プローブ53は、接触型のコンタクトプローブであって、その基端部が移動機構52に固定されると共に、信号ケーブルを介して測定部55に電気的に接続されている。このデータ再生装置2では、一例として、先端部の曲率半径が10nm程度の単結晶シリコンプローブの表面にPtIrをコーティングすることで導電性を持たせたプローブ53を使用する。なお、このデータ再生装置2では、移動機構52、プローブ53および制御部58が相俟って本発明における距離測定部を構成し、制御部58がプローブ53を介して検出した基材10の凹凸に基づいて各記録位置P毎の基準面からの深さ(距離)を測定する。この場合、このデータ再生装置2では、一例として、基材10の表面(凹部4および記録マーク5が形成されていない部位)を本発明における基準面として以下の再生処理を実行する。
The substrate mounting table 51 is formed so that the
電極54は、一例としてアルミニウム等の導電性材料で板状に形成されると共に、信号ケーブルを介して測定部55に電気的に接続されている。この電極54は、図12に示すように、情報記録媒体3,3Aにおける基材10の対向する両端部(本発明における所定部位)に電気的に接続されるようにして配設される。測定部55は、本発明における電流値測定部に相当し、制御部58の制御に従い、プローブ53と電極54との間に1.5V程度の電圧を印加すると共に、プローブ53および電極54間を導通する電流値を測定して測定結果についての測定データDmiを制御部58に出力する。操作部56は、データ再生装置2の動作状態を設定操作するための複数の操作スイッチ(図示せず)を備えている。表示部57は、再生処理の進行状況に関する情報や、各種のエラー情報等を表示する。制御部58は、データ再生装置2の各部を総括的に制御すると共に、プローブ53を介して検出した基材10の凹凸(基準面からの距離)と、測定部55によって測定された情報記録媒体3上の各部位(前述した各記録位置P)毎に測定される電流値(測定データDmi,Dmi・・)とに基づいて情報記録媒体3から記録データDreを再生する(読み取る:本発明に係るデータ再生方法の実行)。また、制御部58は、再生した記録データDreを外部装置に出力する。記憶部59は、測定部55によって測定された電流値に基づいて記録データDreを再生するための再生用基準データDrr、測定部55から出力された測定データDmi、およびプローブ53を介して検出した基材10の凹凸(基準面からの距離)を特定し得る測定データDmlを記憶する。
The
このデータ再生装置2による記録データDreの再生に際しては、まず、データ記録面を上向きにして例えば情報記録媒体3を基材載置台51上にセットすると共に、基材10の両端部に電極54,54を配設する。次いで、操作部56の所定の操作ボタンが操作されて記録データDreの再生開始が指示されたときには、制御部58が移動機構52を制御して基材10の表面にプローブ53を接触させた状態でプローブ53を表面に沿って移動させる。また、制御部58は、プローブ53を介して基材10の表面の凹凸を検出すると共に、測定部55を制御して基材10上の各部位についての電流値の測定を開始させる。この際に、測定部55は、プローブ53および電極54を介して基材10の端部(電極54を接触させている部位:本発明における所定部位)と、基材10上においてプローブ53が接触している各部位との間を導通する電流値を測定する。
When reproducing the recording data Dre by the
この場合、基材10上の例えば記録位置Pa1には、前述したデータ記録装置1によって凹部4が形成されることなく、記録マーク5が形成されている。したがって、記録位置Pa1は、記録マーク5が形成されていない部位と比較して、記録マーク5を構成しているカーボンの分だけ電気抵抗値が小さくなっている。このため、記録マーク5が形成されていない部位にプローブ53を接触させた状態で測定される電流値よりも、記録位置Pa1(記録マーク5が形成されている部位)において測定される電流値が大きくなる。また、情報記録媒体3には、前述したように高さH1〜H3が相違する3種類の記録マーク5a〜5cが各記録位置Pに形成されているため、形成された記録マーク5の高さH(厚み)の差異に応じて電気抵抗値が相違することに起因して、測定部55によって測定される電流値が相違することとなる。具体的には、例えば、記録マーク5aが形成されている場合には、1pA程度の電流値が測定され、記録マーク5bが形成されている場合には、3pA程度の電流値が測定され、記録マーク5cが形成されている場合には、8pA程度の電流値が測定される。また、記録マーク5が形成されていない場合には、極く僅かな0.2pA程度の電流値が測定される。したがって、測定部55は、その測定結果(電流値)を表す測定データDmiを生成して制御部58に出力する。
In this case, the
また、制御部58は、プローブ53を介して検出した基材10の凹凸に基づき、記録位置Pa1に接触した状態におけるプローブ53の先端と基準面(この例では、凹部4が形成されていない部位の基材10の表面)との間の距離を演算してその演算結果を測定データDmlとして記憶部59に記憶させる。この場合、制御部58は、一例として、移動機構52から出力される凹凸検出信号に基づき、移動機構52に対する上下方向(基材10に対して接離する方向)へのプローブ53の移動量を演算し、その演算結果に基づいてプローブ53の先端と基準面を演算する。
Further, the
次いで、制御部58は、移動機構23を制御してプローブ53を基材10の表面に接触させた状態を維持しつつ移動させて基材10上の記録位置Pb1に位置させる。続いて、制御部58は、プローブ53を介して検出した基材10の表面の凹凸に基づき、記録位置Pb1に接触している状態のプローブ53における先端部と基準面との間の距離を演算して測定データDmlを記憶部59に記憶させると共に(本発明における距離測定処理)、測定部55を制御して記録位置Pb1における電流値の測定を開始させ、測定部55から出力された測定データDmiを記憶部59に記憶させる(本発明における電流値測定処理)。このように、制御部58は、プローブ53を移動させる都度、その記録位置Pにおけるプローブ53の基準面からの距離を演算すると共に、電流値の測定を測定部55に実行させる。また、各記録位置Pについての基準面からの距離の測定処理、および電流値の測定処理が完了した際には、制御部58は、記憶部59に記憶されている各記録位置P毎の上記の測定データDmi,Dmlと再生用基準データDrrとに基づき、情報記録媒体3の各記録位置Pに記録されている値をそれぞれ特定する。
Next, the
具体的には、制御部58は、測定データDmlに基づいて基準面からの距離がほぼゼロであると判別したとき(すなわち、記録位置Pに接触させたプローブ53の先端部と基準面とがほぼ同一平面状に位置するとき)には、その記録位置Pに凹部4が形成されていないと判別する。また、基準面からの距離が1nm以上3nm以下の範囲内のときには、その記録位置Pに凹部4aが形成されていると判別し、4nm以上6nm以下の範囲内のときには、その記録位置Pに凹部4bが形成されていると判別し、11nm以上13nm以下の範囲内(例えば、12nm)のときには、その記録位置Pに凹部4cが形成されていると判別する。さらに、制御部58は、測定データDmiに基づき、電流値が0.2pA以下のときには、その記録位置Pに記録マーク5が形成されていないと判別し、電流値が1pA±0.5pAのときには、その記録位置Pに記録マーク5aが形成されていると判別し、電流値が3pA±1pAのときには、その記録位置Pに記録マーク5bが形成されていると判別し、電流値が8pA±2pAのときには、その記録位置Pに記録マーク5cが形成されていると判別する。次いで、制御部58は、特定した結果を所定のアルゴリズムに従って復号化することにより、記録データDreを生成して外部装置に出力する。これにより、データ再生装置2による一連のデータ再生処理が完了する。
Specifically, when the
このように、このデータ再生装置2によるデータ再生方法によれば、上記のいずれかのデータ記録方法に従って記録データDreが記録された情報記録媒体から記録データDreを再生する際に、基材10における一面の各部位について基準面からの距離を測定する距離測定処理を実行すると共に、基材10における一面の各部位と、基材10における各部位とは相違する所定部位との間に電圧を印加しつつ、各部位と所定部位との間を導通する電流値を各部位毎に測定する電流値測定処理を実行し、距離測定処理によって各部位毎に測定した距離と、電流値測定処理によって各部位毎に測定した電流値とに基づいて記録データDreを再生することにより、各記録位置P毎の凹部4の有無および基準面からの距離と、記録マーク5の有無および電流値との組み合わせによって記録データDreが多値記録された情報記録媒体3,3Aから記録データDreを確実かつ正確に読み出すことができる。
As described above, according to the data reproducing method by the
1 データ記録装置
2 データ再生装置
3,3A 情報記録媒体
10 基材
4a〜4c 凹部
5a〜5c 記録マーク
13 ガス供給部
14 イオンビーム照射部
17 制御部
53 プローブ
54 電極
55 測定部
58 制御部
Dre 記録データ
D1〜D3 深さ
G 炭化水素ガス
H1〜H3 高さ
IB イオンビーム
Pa1,Pa2・・ 記録位置
DESCRIPTION OF
Claims (13)
記録マーク形成用ガスを前記一面に吹き付けると共に前記各記録位置のうちから前記データ内容に対応して規定した第2の記録位置に記録用ビームを照射して当該記録用ビームの照射領域に前記記録マーク形成用ガス中の記録材料を堆積させることで前記一面とは電気抵抗値が相違する記録マークを当該第2の記録位置に形成するマーク形成処理とを実行することによって当該情報記録媒体用基材に前記記録データを記録するデータ記録方法。 A recess forming process for forming a recess at a first recording position defined in accordance with the data content of recording data to be recorded from among a plurality of recording positions on one surface of the substrate for information recording medium;
A recording mark forming gas is blown onto the one surface, and a recording beam is irradiated to a second recording position defined according to the data content from among the recording positions, and the recording beam is irradiated onto the recording beam. By depositing a recording material in a mark forming gas, a mark forming process is performed in which a recording mark having an electric resistance value different from that of the one surface is formed at the second recording position. A data recording method for recording the recording data on a material.
前記情報記録媒体用基材における前記一面の各部位について基準面からの距離を測定する距離測定処理を実行すると共に、前記各部位と、前記情報記録媒体用基材における前記各部位とは相違する所定部位との間に電圧を印加しつつ、当該各部位と当該所定部位との間を導通する電流値を当該各部位毎に測定する電流値測定処理を実行し、前記距離測定処理によって前記各部位毎に測定した距離と、前記電流値測定処理によって当該各部位毎に測定した前記電流値とに基づいて前記記録データを再生するデータ再生方法。 When reproducing the recording data from the information recording medium on which the recording data is recorded according to the data recording method according to claim 1,
While performing the distance measurement process which measures the distance from a reference plane about each site | part of the said one surface in the said base material for information recording media, each said site | part differs from each said site | part in the said base material for information recording media While applying a voltage between the predetermined part, a current value measurement process is performed to measure a current value that conducts between the respective part and the predetermined part for each part, and A data reproduction method for reproducing the recorded data based on a distance measured for each part and the current value measured for each part by the current value measurement process.
前記制御部は、前記ビーム照射部を制御して前記一面における複数の記録位置のうちから記録すべき記録データのデータ内容に対応して規定した第1の記録位置に所定パワーを超えるパワーで前記記録用ビームを照射させることによって当該第1の記録位置に凹部を形成する凹部形成処理と、前記ガス吹き付け部を制御して前記一面に前記記録マーク形成用ガスを吹き付けさせると共に前記ビーム照射部を制御して前記各記録位置のうちから前記データ内容に対応して規定した第2の記録位置に前記所定パワー以下のパワーで前記記録用ビームを照射させて前記記録マーク形成用ガス中の記録材料を堆積させることで前記一面とは電気抵抗値が相違する記録マークを当該第2の記録位置に形成するマーク形成処理とを実行して前記情報記録媒体用基材に前記記録データを記録するデータ記録装置。 A beam irradiating unit that irradiates a recording beam onto one surface of the information recording medium substrate, a gas spraying unit that sprays a recording mark forming gas onto the one surface, and a control unit that controls the beam irradiating unit and the gas spraying unit; With
The control unit controls the beam irradiating unit so that the first recording position defined in accordance with the data content of the recording data to be recorded out of a plurality of recording positions on the one surface with a power exceeding a predetermined power is used. A recess forming process for forming a recess at the first recording position by irradiating the recording beam, and controlling the gas spraying part to spray the recording mark forming gas on the one surface and the beam irradiating part. A recording material in the recording mark forming gas by controlling to irradiate the recording beam with a power equal to or lower than the predetermined power to a second recording position defined according to the data content from among the recording positions. The information recording medium is executed by executing a mark forming process for forming a recording mark having an electric resistance value different from that of the one surface at the second recording position. Data recording apparatus for recording the recording data on the use substrate.
前記情報記録媒体用基材における前記一面の各部位について基準面からの距離を測定する距離測定部と、前記各部位および前記情報記録媒体用基材における当該各部位とは相違する所定部位の間に電圧を印加しつつ、当該各部位および当該所定部位の間を導通する電流値を当該各部位毎に測定する電流値測定部と、前記距離測定部および前記電流値測定部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記距離測定部を制御して前記各部位毎に前記基準面からの前記距離を測定させる距離測定処理を実行すると共に、前記電流値測定部を制御して当該各部位毎に前記電流値を測定させる電流値測定処理を実行し、前記各部位毎に測定された前記距離と前記電流値とに基づいて前記記録データを再生するデータ再生装置。 According to the data recording method according to any one of claims 1 to 7, the recording data is configured to be reproducible from an information recording medium in which the recording data is recorded on the information recording medium base material.
A distance measuring unit that measures a distance from a reference surface for each part of the one surface of the information recording medium substrate, and a predetermined part that is different from the parts and the parts of the information recording medium substrate A current value measuring unit that measures a current value that conducts between each part and the predetermined part while applying a voltage to each part, and a control unit that controls the distance measuring part and the current value measuring part And
The control unit controls the distance measurement unit to execute a distance measurement process for measuring the distance from the reference plane for each part, and controls the current value measurement unit for each part. A data reproducing apparatus that executes a current value measurement process for measuring the current value, and reproduces the recorded data based on the distance and the current value measured for each part.
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