JP2783672B2 - 情報記録及び／又は再生方法と情報記録及び／又は再生装置 - Google Patents
情報記録及び／又は再生方法と情報記録及び／又は再生装置Info
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- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は情報記録及び／又は再生方法及び情報記録及
び／又は再生装置に関するものである。
び／又は再生装置に関するものである。
高密度記録方法として、従来からいろいろな方法が知
られているが、代表的なものは磁気記録および光記録で
ある。磁気記録では、記録再生に使用する磁気ヘツドな
どの装置の制約により記録波長が決まり、この場合１μ
ｍ程度が限界となる。光記録では、記録再生に使用する
光のビーム径によって記録波長が制限され、１〜0.5μ
ｍ程度が限界となっている。
られているが、代表的なものは磁気記録および光記録で
ある。磁気記録では、記録再生に使用する磁気ヘツドな
どの装置の制約により記録波長が決まり、この場合１μ
ｍ程度が限界となる。光記録では、記録再生に使用する
光のビーム径によって記録波長が制限され、１〜0.5μ
ｍ程度が限界となっている。
一方、近年STM（走査型トンネル顕微鏡）が開発さ
れ、固体表面状態を水平分解能が数オングストローム、
垂直分解能が１オングストローム以外の高分解能で分析
できるようになった。（G.Binniget all. .Helveticaph
ysicaActa.55.726（1982）） このSTMの原理を用いて、記録媒体表面上に凹凸又は
電子状態の変化をnmのオーダーで記録再生することがい
くつか提案されている。特開昭63−161552号公報、特開
昭63−161553号公報） 〔発明が解決しようとする課題〕 上述の様な記録再生装置においては、より高精度化し
た形態にする事が求められてきている。特に更なる高精
度化に際しSTM装置が用いる探針の先端形状により観察
像の分解能を左右されることから、STMを応用した上述
情報記録再生装置に於いても先端形状の変化による信号
の歪みの影響をなるべくなくす必要が生じてきている。
れ、固体表面状態を水平分解能が数オングストローム、
垂直分解能が１オングストローム以外の高分解能で分析
できるようになった。（G.Binniget all. .Helveticaph
ysicaActa.55.726（1982）） このSTMの原理を用いて、記録媒体表面上に凹凸又は
電子状態の変化をnmのオーダーで記録再生することがい
くつか提案されている。特開昭63−161552号公報、特開
昭63−161553号公報） 〔発明が解決しようとする課題〕 上述の様な記録再生装置においては、より高精度化し
た形態にする事が求められてきている。特に更なる高精
度化に際しSTM装置が用いる探針の先端形状により観察
像の分解能を左右されることから、STMを応用した上述
情報記録再生装置に於いても先端形状の変化による信号
の歪みの影響をなるべくなくす必要が生じてきている。
本発明は上述従来例の応用発明であり、より高精度な
情報記録及び／又は再生を可能にする情報記録及び／又
は再生方法と同装置を提供する事を目的としている。
情報記録及び／又は再生を可能にする情報記録及び／又
は再生方法と同装置を提供する事を目的としている。
前述目的を達成する為、本発明はプローブで情報記録
担体を相対的に走査しながら該情報記録担体に情報の記
録及び／又は該情報記録担体から情報の再生を行う情報
記録及び／又は再生方法において、前記情報記録担体上
の情報の記録及び／又は再生が行われる領域以外の所定
情報領域を前記プローブで検出することにより前記プロ
ーブの異常を検出する過程を持たせている。
担体を相対的に走査しながら該情報記録担体に情報の記
録及び／又は該情報記録担体から情報の再生を行う情報
記録及び／又は再生方法において、前記情報記録担体上
の情報の記録及び／又は再生が行われる領域以外の所定
情報領域を前記プローブで検出することにより前記プロ
ーブの異常を検出する過程を持たせている。
又はプローブで情報記録担体を相対的に走査しながら
該情報記録担体に情報の記録及び／又は該情報記録担体
から情報の再生を行う情報記録及び／又は再生装置にお
いて、前記情報記録担体上の情報の記録及び／又は再生
が行われる領域以外の所定情報領域を前記プローブで検
出した際の検出結果から前記プローブの異常を検出する
異常検出手段を設けている。
該情報記録担体に情報の記録及び／又は該情報記録担体
から情報の再生を行う情報記録及び／又は再生装置にお
いて、前記情報記録担体上の情報の記録及び／又は再生
が行われる領域以外の所定情報領域を前記プローブで検
出した際の検出結果から前記プローブの異常を検出する
異常検出手段を設けている。
第１図に本発明の一実施例としての情報記録再生装置
の構成を示す。
の構成を示す。
第１図中、１は白金を機械的に切断し尖鋭化した導電
性の探針、２は探針を微駆動する微動駆動機構である円
筒型圧電素子（例えばG.Binnigand D.P.E.Smith、Rev.S
ci.lnstrum.57（８）,August 1986、1685−1689参
照）、３は記録媒体、４は後述するトラツキングビツト
とデータビツトからなる各記録ビツト列（トラツク）で
ある。ビツトは実際には微小であるが、ここでは説明の
為大きく示してある。円筒型圧電素子２は、各記録ビツ
ト列上を探針２に一定の速度で走査させる。探針は同時
に図示せぬリニアモーターなどの粗動駆動機構により任
意のビツト列にアクセスできる。
性の探針、２は探針を微駆動する微動駆動機構である円
筒型圧電素子（例えばG.Binnigand D.P.E.Smith、Rev.S
ci.lnstrum.57（８）,August 1986、1685−1689参
照）、３は記録媒体、４は後述するトラツキングビツト
とデータビツトからなる各記録ビツト列（トラツク）で
ある。ビツトは実際には微小であるが、ここでは説明の
為大きく示してある。円筒型圧電素子２は、各記録ビツ
ト列上を探針２に一定の速度で走査させる。探針は同時
に図示せぬリニアモーターなどの粗動駆動機構により任
意のビツト列にアクセスできる。
５は探針１と記録媒体３との間に記録又は再生用の電
圧を印加する為の可変電源、６は探針１と記録媒体３と
の間に流れる電流を検出し、検出電流値を電圧信号に変
換して出力する電流電圧変換回路、７は電流電圧変換回
路６の出力信号を増幅する増幅器、８は微動駆動機構２
に駆動制御信号を送り、又記録時には不図示の外部装置
からの記録信号に基づいて可変電源５に記録用電圧を、
再生時には再生用電圧を印加させる様制御信号を送る制
御回路、13は再生時に増幅器７からの出力信号を復調し
再生信号として不図示の外部装置に出力する復調回路で
ある。
圧を印加する為の可変電源、６は探針１と記録媒体３と
の間に流れる電流を検出し、検出電流値を電圧信号に変
換して出力する電流電圧変換回路、７は電流電圧変換回
路６の出力信号を増幅する増幅器、８は微動駆動機構２
に駆動制御信号を送り、又記録時には不図示の外部装置
からの記録信号に基づいて可変電源５に記録用電圧を、
再生時には再生用電圧を印加させる様制御信号を送る制
御回路、13は再生時に増幅器７からの出力信号を復調し
再生信号として不図示の外部装置に出力する復調回路で
ある。
記録又は再生の際、制御回路８で制御して探針１と記
録媒体３の間に可変電源５により所定のバイアス電圧を
印加し、両者のトンネル電流又は電界放射電流が流れる
程度まで近づける。この際制御回路８は、微動駆動機構
２に距離制御信号９を送って、まず微動駆動機構２を記
録媒体３方向に漸次伸延させ電流電圧変換回路６が電流
を検出した時点で一旦停止させる。今度は後述する高さ
方向の位置制御過程で検出したトンネル電流又は電界放
射電流（以下トンネル電流で総称）に基づき、この電流
値が一定値になる様に微動制御機構２を伸縮させるべく
距離制御信号９を送る。
録媒体３の間に可変電源５により所定のバイアス電圧を
印加し、両者のトンネル電流又は電界放射電流が流れる
程度まで近づける。この際制御回路８は、微動駆動機構
２に距離制御信号９を送って、まず微動駆動機構２を記
録媒体３方向に漸次伸延させ電流電圧変換回路６が電流
を検出した時点で一旦停止させる。今度は後述する高さ
方向の位置制御過程で検出したトンネル電流又は電界放
射電流（以下トンネル電流で総称）に基づき、この電流
値が一定値になる様に微動制御機構２を伸縮させるべく
距離制御信号９を送る。
ここで2aは円筒型圧電素子２の記録媒体方向伸縮部用
電極であり、又2bは同記録媒体面平行方向変形部用電極
である。
電極であり、又2bは同記録媒体面平行方向変形部用電極
である。
記録媒体３としては、電圧電流のスイツチング特性に
対し、メモリ効果をもつ材料を用いた。例えば、基板電
極としてガラスや雲母などの平坦な基板上に金のエピタ
キシヤル成長面やグラフアイトを用いる。そして記録媒
体としてスクアリウム−ビス−６−オクチルアズレン
（以下SOAZと略す）を用い、ラングミユア・ブロジエツ
ト法により、単分子膜２層の累積膜をこの基板電極上に
形成する。
対し、メモリ効果をもつ材料を用いた。例えば、基板電
極としてガラスや雲母などの平坦な基板上に金のエピタ
キシヤル成長面やグラフアイトを用いる。そして記録媒
体としてスクアリウム−ビス−６−オクチルアズレン
（以下SOAZと略す）を用い、ラングミユア・ブロジエツ
ト法により、単分子膜２層の累積膜をこの基板電極上に
形成する。
記録再生は次のような原理で行う。探針１と記録媒体
３の間には、可変電源５により引続きバイアス電圧が印
加され、前述の過程により両者はトンネル電流が流れる
程度まで近づいている。記録はこの状態で制御回路８か
らの位置制御信号10を電極2bで受けた微動駆動機構２が
記録媒体３上の任意の位置に探針１を移動させ、所望位
置で可変電源５からのバイアス電圧を変調し、電気メモ
リ効果を生じるしきい値電圧をこえる電圧を探針１と記
録媒体３の間に印加する事により行う。再生についても
同様に、可変電源５から読み取り用バイアス電圧を探針
１と記録媒体３の間に加え、媒体３上を走査しながら再
生を行う。具体的には、探針１と記録媒体３の間に可変
電源５によりバイアス電圧0.1〜1V程度印加し、一定の
トンネル電流（1pA）が流れる程度まで近づけておく。
この状態で記録媒体３の所望の位置まで探針を移動し、
ここで距離制御信号９をホールドしたまま可変電源５を
変調し、6Vのパルス電圧を探針１と記録媒体３の間に印
加すると、10〜100pAの電流が流れる大きさ10nmφのビ
ツトを形成する。パルス電圧の印加後は、その状態を保
持する。再生時には、探針１と記録媒体３の間に電気メ
モリ効果を生じない1Vの電圧を印加し、トンネル電流の
変化を検出した。
３の間には、可変電源５により引続きバイアス電圧が印
加され、前述の過程により両者はトンネル電流が流れる
程度まで近づいている。記録はこの状態で制御回路８か
らの位置制御信号10を電極2bで受けた微動駆動機構２が
記録媒体３上の任意の位置に探針１を移動させ、所望位
置で可変電源５からのバイアス電圧を変調し、電気メモ
リ効果を生じるしきい値電圧をこえる電圧を探針１と記
録媒体３の間に印加する事により行う。再生についても
同様に、可変電源５から読み取り用バイアス電圧を探針
１と記録媒体３の間に加え、媒体３上を走査しながら再
生を行う。具体的には、探針１と記録媒体３の間に可変
電源５によりバイアス電圧0.1〜1V程度印加し、一定の
トンネル電流（1pA）が流れる程度まで近づけておく。
この状態で記録媒体３の所望の位置まで探針を移動し、
ここで距離制御信号９をホールドしたまま可変電源５を
変調し、6Vのパルス電圧を探針１と記録媒体３の間に印
加すると、10〜100pAの電流が流れる大きさ10nmφのビ
ツトを形成する。パルス電圧の印加後は、その状態を保
持する。再生時には、探針１と記録媒体３の間に電気メ
モリ効果を生じない1Vの電圧を印加し、トンネル電流の
変化を検出した。
次に、記録再生における探針の位置制御について説明
する。本実施例では、媒体上の探針の位置制御を行う信
号を得るためのトラツキングビツトと記録情報の書かれ
たデータビツトを空間的に分けて配置する。すなわち第
１図において記録ビツト４はトラツキングビツト4a、4
b、…とデータビツト4a′、4b′、…から成り立ってい
る。トラツキングビツトは探針がトラツク上に沿うため
のトラツキング信号、探針と記録媒体間の距離を調節す
る距離制御信号及び探針の形状変化を検出するエラー信
号をそれぞれ生成する為のビツトを有している。記録の
際、まず記録媒体にトラツキングビツトの書き込み（フ
オーマツト）を行う。第１図、第２図（ａ）を用いて、
トラツキングビツト4a…について説明する。第２図
（ａ）はビツト列４の説明図である。トラツキングビツ
トの書き込み（トラツクフオーマツト）の際、トラツキ
ングビツトのうち4b、4cはトラツク中心100に対し、左
右に1/4×（ビツト大きさ）程度ずれて書き込まれるよ
うに制御回路２からの位置制御信号で円筒型圧電素子の
２次元走査用電極2bを介して円筒型圧電素子２を駆動す
る。さらにトラツキングビツト4a、4d、4e、4f、…はト
ラツク中心100上にくるように配置する。トラツキング
ビツト4aはこの後にデータビツトが始まることを示すク
ロツクビツトとして機能する。一連のフオーマツトビツ
ト形成は、２の微動駆動機構および図示せぬ粗動駆動機
構によって探針１を記録媒体３上で動かして行う。
する。本実施例では、媒体上の探針の位置制御を行う信
号を得るためのトラツキングビツトと記録情報の書かれ
たデータビツトを空間的に分けて配置する。すなわち第
１図において記録ビツト４はトラツキングビツト4a、4
b、…とデータビツト4a′、4b′、…から成り立ってい
る。トラツキングビツトは探針がトラツク上に沿うため
のトラツキング信号、探針と記録媒体間の距離を調節す
る距離制御信号及び探針の形状変化を検出するエラー信
号をそれぞれ生成する為のビツトを有している。記録の
際、まず記録媒体にトラツキングビツトの書き込み（フ
オーマツト）を行う。第１図、第２図（ａ）を用いて、
トラツキングビツト4a…について説明する。第２図
（ａ）はビツト列４の説明図である。トラツキングビツ
トの書き込み（トラツクフオーマツト）の際、トラツキ
ングビツトのうち4b、4cはトラツク中心100に対し、左
右に1/4×（ビツト大きさ）程度ずれて書き込まれるよ
うに制御回路２からの位置制御信号で円筒型圧電素子の
２次元走査用電極2bを介して円筒型圧電素子２を駆動す
る。さらにトラツキングビツト4a、4d、4e、4f、…はト
ラツク中心100上にくるように配置する。トラツキング
ビツト4aはこの後にデータビツトが始まることを示すク
ロツクビツトとして機能する。一連のフオーマツトビツ
ト形成は、２の微動駆動機構および図示せぬ粗動駆動機
構によって探針１を記録媒体３上で動かして行う。
次にトラツキングビツトを用いた位置制御について第
２図（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。第２図（ｂ）は
探針の各走査位置におけるトンネル電流変化を示し、
（ｃ）は制御回路８の中にあり、距離制御信号９、位置
制御信号10、エラー信号16を出力する制御部を示すブロ
ツク図である。
２図（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。第２図（ｂ）は
探針の各走査位置におけるトンネル電流変化を示し、
（ｃ）は制御回路８の中にあり、距離制御信号９、位置
制御信号10、エラー信号16を出力する制御部を示すブロ
ツク図である。
まず水平方向の位置制御について説明する。探針がち
ょうどトラツク100上を動く時トラツキングビツト4b、4
cを走査した時のトンネル電流は第２図（ｂ）に実線100
aで示すように変化する。一方、探針がトラツクからず
れ、第２図（ａ）で点線に示すような軌跡101をたどる
とトラツキングビツト4b、4cを走査した時のトンネル電
流は第２図（ｂ）に点線101aで示すように変化する。ま
た探針がトラツクから前とは逆方向にずれ、第２図
（ａ）で一点鎖線に示すような軌跡102をたどるとトラ
ツキングビツト4b、4cを走査した時のトンネル電流は第
２図（ｂ）に一点鎖線102aで示すように変化する。図中
両矢印で示した範囲がそれぞれビツト4b、4cの存在する
範囲を示す。この図からわかる様にトラツキングビツト
4b、4cそれぞれからのトンネル電流の差は走査軌跡のト
ラツク中心100からのずれ量、方向に対応するのでこの
差を観測すれば、探針のトラツクからのずれ量とその方
向が検出できこの差が０になる様に走査方向に垂直な方
向の探針位置を制御すれば探針が常にトラツク上を動く
ような位置制御が可能になるる。第２図（ｃ）に示す制
御回路のうち位置制御信号を発生する部分はトラツキン
グビツト4b、4cからの信号をそれぞれサンプル・ホール
ドするサンプル・ホールド回路S/H1、S/H2およびこの２
つのサンプル・ホールド回路からの出力の差をとる差分
器21、そして走査信号やサンプル・ホールド信号を発生
するタイミング発生回路TGCからなる。
ょうどトラツク100上を動く時トラツキングビツト4b、4
cを走査した時のトンネル電流は第２図（ｂ）に実線100
aで示すように変化する。一方、探針がトラツクからず
れ、第２図（ａ）で点線に示すような軌跡101をたどる
とトラツキングビツト4b、4cを走査した時のトンネル電
流は第２図（ｂ）に点線101aで示すように変化する。ま
た探針がトラツクから前とは逆方向にずれ、第２図
（ａ）で一点鎖線に示すような軌跡102をたどるとトラ
ツキングビツト4b、4cを走査した時のトンネル電流は第
２図（ｂ）に一点鎖線102aで示すように変化する。図中
両矢印で示した範囲がそれぞれビツト4b、4cの存在する
範囲を示す。この図からわかる様にトラツキングビツト
4b、4cそれぞれからのトンネル電流の差は走査軌跡のト
ラツク中心100からのずれ量、方向に対応するのでこの
差を観測すれば、探針のトラツクからのずれ量とその方
向が検出できこの差が０になる様に走査方向に垂直な方
向の探針位置を制御すれば探針が常にトラツク上を動く
ような位置制御が可能になるる。第２図（ｃ）に示す制
御回路のうち位置制御信号を発生する部分はトラツキン
グビツト4b、4cからの信号をそれぞれサンプル・ホール
ドするサンプル・ホールド回路S/H1、S/H2およびこの２
つのサンプル・ホールド回路からの出力の差をとる差分
器21、そして走査信号やサンプル・ホールド信号を発生
するタイミング発生回路TGCからなる。
タイミング発生回路TGCはクロツクビツト4aからの出
力等をもとにデータビツト領域、トラツキングビツト領
域の区別及びタイミング動作の開始を行い、次にトラツ
キングビツト4b、4cを探針がそれぞれ通過するタイミン
グで各サンプル・ホールド回路S/H1、S/H2に増幅器７か
らの信号（位置信号）を取り込むように各クロツクCL
1、CL2を発生する。この位置信号は差分器21に入りトラ
ツキング信号TSとなる。さらにこのトラツキング信号TS
は、タイミング発生回路TGCからの探針１を走査させる
制御信号である走査信号SSに重畳器22に重畳され位置制
御信号10となる。これにより以後の探針走査はトラツク
中心100に沿ったものとなる。
力等をもとにデータビツト領域、トラツキングビツト領
域の区別及びタイミング動作の開始を行い、次にトラツ
キングビツト4b、4cを探針がそれぞれ通過するタイミン
グで各サンプル・ホールド回路S/H1、S/H2に増幅器７か
らの信号（位置信号）を取り込むように各クロツクCL
1、CL2を発生する。この位置信号は差分器21に入りトラ
ツキング信号TSとなる。さらにこのトラツキング信号TS
は、タイミング発生回路TGCからの探針１を走査させる
制御信号である走査信号SSに重畳器22に重畳され位置制
御信号10となる。これにより以後の探針走査はトラツク
中心100に沿ったものとなる。
次に高さ方向の位置制御について説明する。本実施例
においては、トラツキングビツトのうちトラツク上に配
されたビツト4d、4e、4fからの信号情報と設定値を比較
し、これらからのトンネル電流を一定とするように距離
制御信号９を発生する。具体的には、増幅器からの信号
をローパスフイルターLPFに入れて走査中に各ビツトに
対応した信号の発生する周波数の様な高周波の信号成分
をカツトして出力し、次に差分器23で設定値との差分信
号に変換する。
においては、トラツキングビツトのうちトラツク上に配
されたビツト4d、4e、4fからの信号情報と設定値を比較
し、これらからのトンネル電流を一定とするように距離
制御信号９を発生する。具体的には、増幅器からの信号
をローパスフイルターLPFに入れて走査中に各ビツトに
対応した信号の発生する周波数の様な高周波の信号成分
をカツトして出力し、次に差分器23で設定値との差分信
号に変換する。
タイミング発生回路TGCは、ビツト4d〜4fを探針が全
て通過し終る直前のタイミングでサンプルホールド回路
S/H3に差分器23からの信号（距離制御信号）を取り込む
様にクロツクCL3を発生する。この時取込まれた信号は
探針が所定の高さになる様、微動駆動機構２を記録媒体
３方向に伸ばす、あるいは縮める為の制御信号になる。
この距離制御信号はタイミング発生回路TGCからの制御
信号によりこの後サンプル・ホールドされる。これによ
り探針がデータ領域にある時は距離制御信号をホールド
し高速にデータの記録、再生を行う。
て通過し終る直前のタイミングでサンプルホールド回路
S/H3に差分器23からの信号（距離制御信号）を取り込む
様にクロツクCL3を発生する。この時取込まれた信号は
探針が所定の高さになる様、微動駆動機構２を記録媒体
３方向に伸ばす、あるいは縮める為の制御信号になる。
この距離制御信号はタイミング発生回路TGCからの制御
信号によりこの後サンプル・ホールドされる。これによ
り探針がデータ領域にある時は距離制御信号をホールド
し高速にデータの記録、再生を行う。
またトラツキングビツト中には、探針の形状変化を検
出するビツトを含む。本実施例に於いては、トラツク10
0上のビツト4d、4e、4f、…がこれに相当する。これら
のビツトはクロツクビツト4aから一定の距離をおいて一
定の間隔をともなって並んでいる。そこでこれらのビツ
トからの信号を走査中各ビツトの対応信号の発生周波数
近傍のみ通過させるハンドパスフイルターBPFを通し、
次にタイミング発生回路TGCからの参照波RWを用いて同
期整流回路PCにより走査中の各ビツトの対応信号の発生
周波数（ビツト列の空間周波数）に対応した信号成分を
取り出す。この周波数成分の振幅を取り出すことで探針
の形状変化が検出できる。すなわち探針の解像度が落ち
てくるとトラツク100上のビツト4d、4e、4f、の空間周
波数に対応した周波数成分の振幅が小さくなる。そこで
この周波数成分をバンドパスフイルターBPFでとりだ
し、その振幅変化を同期整流回路PCで取り出せば探針の
形状劣化が起こっているかわかることになる。同期整流
回路PCからの振幅信号はローパスフイルターLPF2でノイ
ズを除去される。このローパスフイルターの出力は、ビ
ツト4d〜4fを探針が全て通過し終る直線のタイミングで
タイミング発生回路TGCが発生するクロツクCL4によって
サンプルホールド回路S/H4に取り込まれる。この振幅信
号は、エラー信号16としてクロツクビツト4aが入る度に
更新されていく。
出するビツトを含む。本実施例に於いては、トラツク10
0上のビツト4d、4e、4f、…がこれに相当する。これら
のビツトはクロツクビツト4aから一定の距離をおいて一
定の間隔をともなって並んでいる。そこでこれらのビツ
トからの信号を走査中各ビツトの対応信号の発生周波数
近傍のみ通過させるハンドパスフイルターBPFを通し、
次にタイミング発生回路TGCからの参照波RWを用いて同
期整流回路PCにより走査中の各ビツトの対応信号の発生
周波数（ビツト列の空間周波数）に対応した信号成分を
取り出す。この周波数成分の振幅を取り出すことで探針
の形状変化が検出できる。すなわち探針の解像度が落ち
てくるとトラツク100上のビツト4d、4e、4f、の空間周
波数に対応した周波数成分の振幅が小さくなる。そこで
この周波数成分をバンドパスフイルターBPFでとりだ
し、その振幅変化を同期整流回路PCで取り出せば探針の
形状劣化が起こっているかわかることになる。同期整流
回路PCからの振幅信号はローパスフイルターLPF2でノイ
ズを除去される。このローパスフイルターの出力は、ビ
ツト4d〜4fを探針が全て通過し終る直線のタイミングで
タイミング発生回路TGCが発生するクロツクCL4によって
サンプルホールド回路S/H4に取り込まれる。この振幅信
号は、エラー信号16としてクロツクビツト4aが入る度に
更新されていく。
探針の先端形状変化により記録や再生が高精度にでき
なくなるだけでなく探針の電流検出の解像度が低下する
と位置制御信号や距離制御信号に誤った信号が発生する
ことによりトラツキングが正しく行われなくなるため、
制御回路８はこのエラー信号16をモニタし、探針の形状
変化が著しい即ちエラー信号の変化が所定値より大きい
ときは例えば探針の形状回復（これは公知の探針形状回
復装置に探針をもっていって回復作業を行う）又は複数
の探針を用いて探針の交換などのエラー処理を行う。ア
ラーム・デイスプレー等でエラーを報知する様にしても
よい。
なくなるだけでなく探針の電流検出の解像度が低下する
と位置制御信号や距離制御信号に誤った信号が発生する
ことによりトラツキングが正しく行われなくなるため、
制御回路８はこのエラー信号16をモニタし、探針の形状
変化が著しい即ちエラー信号の変化が所定値より大きい
ときは例えば探針の形状回復（これは公知の探針形状回
復装置に探針をもっていって回復作業を行う）又は複数
の探針を用いて探針の交換などのエラー処理を行う。ア
ラーム・デイスプレー等でエラーを報知する様にしても
よい。
第２図（ｄ）はエラー処理部の一部を示す概略図であ
る。図中24はエラー信号16が所定値より大きい場合にエ
ラーと判別するエラー判別器、25はエラー判別器よりエ
ラーが判別された場合にアクチユエータ26を駆動させる
為のドライバーである。アクチユエータ26は微動駆動機
構２と探針１、及びこれらと全く同一構成の予備の微動
駆動機構２′と探針１′を支持し、使用している側の探
針１がエラーを検出された場合には、微動駆動機構２′
ごと探針１′に交換する。
る。図中24はエラー信号16が所定値より大きい場合にエ
ラーと判別するエラー判別器、25はエラー判別器よりエ
ラーが判別された場合にアクチユエータ26を駆動させる
為のドライバーである。アクチユエータ26は微動駆動機
構２と探針１、及びこれらと全く同一構成の予備の微動
駆動機構２′と探針１′を支持し、使用している側の探
針１がエラーを検出された場合には、微動駆動機構２′
ごと探針１′に交換する。
記録は既に記録し終ったトラツキングビツト4a…を再
び走査して、この時の信号をもとに探針の位置制御を行
いタイミング発生回路TGCの判定で記録媒体上のデータ
領域に探針１が入ったとされたら位置制御用の各制御信
号９、10をホールドしたまま記録信号14に応じて可変電
源５を制御し、データビツト（4a′、4b′、…）を記録
して行う。再生は所望の記録ビツト列へ２の微動駆動機
構および図示せぬ粗動駆動機構によって移動した後、記
録時と同様に探針の位置制御を行いタイミング発生回路
TGCの判定により探針１がデータ領域に入ったとされた
ら記録媒体上のデータ領域からのトンネル電流変化を検
出し、例えば二値化回路のような復調回路13を用いるこ
とで再生信号14を得る。
び走査して、この時の信号をもとに探針の位置制御を行
いタイミング発生回路TGCの判定で記録媒体上のデータ
領域に探針１が入ったとされたら位置制御用の各制御信
号９、10をホールドしたまま記録信号14に応じて可変電
源５を制御し、データビツト（4a′、4b′、…）を記録
して行う。再生は所望の記録ビツト列へ２の微動駆動機
構および図示せぬ粗動駆動機構によって移動した後、記
録時と同様に探針の位置制御を行いタイミング発生回路
TGCの判定により探針１がデータ領域に入ったとされた
ら記録媒体上のデータ領域からのトンネル電流変化を検
出し、例えば二値化回路のような復調回路13を用いるこ
とで再生信号14を得る。
第３図に本発明の第２の実施例を示す。
まず記録媒体３′について説明する。本実施例におい
ては記録媒体材料としてスプラツト急冷法による方法で
作成したガラス金属を用いる。具体的には合金ガラスの
一種である、Rh−Zrを用いた。ガラス金属はAr+イオン
などの物理エツチングにより本実施例に用いるのに充分
な平坦度（0.1nm rms以下）を有した。
ては記録媒体材料としてスプラツト急冷法による方法で
作成したガラス金属を用いる。具体的には合金ガラスの
一種である、Rh−Zrを用いた。ガラス金属はAr+イオン
などの物理エツチングにより本実施例に用いるのに充分
な平坦度（0.1nm rms以下）を有した。
この記録媒体３′は、図示せぬモーター等の駆動手段
で角速度一定又は線速度一定で回転している。第１実施
例と同様に探針１と記録媒体３の間には可変電源５によ
りバイアス電圧を0.1〜1V程度印加し両者の間に流れる
トンネル電流が一定となるように制御回路８は距離制御
信号９を出力し距離調整用圧電素子15aを制御する。こ
の記録媒体３′と対向している探針１はタングステンを
電解研磨したもので先端半径Ｒが0.1μｍ以下のものを
用いる。尚15bは探針を回転の半径方向に駆動する為の
位置制御用圧電素子である。
で角速度一定又は線速度一定で回転している。第１実施
例と同様に探針１と記録媒体３の間には可変電源５によ
りバイアス電圧を0.1〜1V程度印加し両者の間に流れる
トンネル電流が一定となるように制御回路８は距離制御
信号９を出力し距離調整用圧電素子15aを制御する。こ
の記録媒体３′と対向している探針１はタングステンを
電解研磨したもので先端半径Ｒが0.1μｍ以下のものを
用いる。尚15bは探針を回転の半径方向に駆動する為の
位置制御用圧電素子である。
次に記録方法について説明する。記録媒体３′と探針
１の間に可変電源５を介して1.0Vの電圧を与えた後、通
常STMで試料を観察する際、記録媒体と探針の間を流れ
るトンネル電流である1nAよりも非常に大きな200nAの電
流を流した後、再び1nAに戻した。するとガラス金属表
面はジユール熱により溶融し、記録媒体と探針の間の強
い静電力に引かれて、ビツトを形成する。この時ビツト
の大きさを見積ったところ直径20nm、高さ5nmであっ
た。
１の間に可変電源５を介して1.0Vの電圧を与えた後、通
常STMで試料を観察する際、記録媒体と探針の間を流れ
るトンネル電流である1nAよりも非常に大きな200nAの電
流を流した後、再び1nAに戻した。するとガラス金属表
面はジユール熱により溶融し、記録媒体と探針の間の強
い静電力に引かれて、ビツトを形成する。この時ビツト
の大きさを見積ったところ直径20nm、高さ5nmであっ
た。
次に再生方法について説明する。再生は、探針を所望
の記録ビツト列へ図示せぬ駆動機構により移動した後、
記録媒体３′の表面上の記録ビツト列を走査し、各ビツ
トの有無によるトンネル電流の変化を検出し、再生を行
う。
の記録ビツト列へ図示せぬ駆動機構により移動した後、
記録媒体３′の表面上の記録ビツト列を走査し、各ビツ
トの有無によるトンネル電流の変化を検出し、再生を行
う。
本実施例においても、第１実施例と同様の探針位置制
御を行う。すなわち記録媒体上の探針１の位置制御を行
うトラツキング信号を得るためのトラツキングビツトと
記録情報の書かれたデータビツトを空間的に分けて配置
する。具体的には第３図において記録ビツト列４′は、
トラツキングビツト4a1、4b1、…とデータビツト4
a1′、4b1′…から成る。これらは略円周方向に配列さ
れている。トラツキングビツトは探針がトラツク上に沿
うためのトラツキング信号、探針と記録媒体間の距離を
調節する距離制御信号及び探針の形状変化を検出するエ
ラー信号を生成する。記録の際、まず記録媒体にトラツ
キングビツトの書き込み（フオーマツト）を行う。トラ
ツキングビツトは第１実施例と同様の構成である。
御を行う。すなわち記録媒体上の探針１の位置制御を行
うトラツキング信号を得るためのトラツキングビツトと
記録情報の書かれたデータビツトを空間的に分けて配置
する。具体的には第３図において記録ビツト列４′は、
トラツキングビツト4a1、4b1、…とデータビツト4
a1′、4b1′…から成る。これらは略円周方向に配列さ
れている。トラツキングビツトは探針がトラツク上に沿
うためのトラツキング信号、探針と記録媒体間の距離を
調節する距離制御信号及び探針の形状変化を検出するエ
ラー信号を生成する。記録の際、まず記録媒体にトラツ
キングビツトの書き込み（フオーマツト）を行う。トラ
ツキングビツトは第１実施例と同様の構成である。
即ちフオーマツトの際、トラツキングビツトのうち4b
1、4c1トラツク中心100′に対し、左右に1/4×（ビツト
大きさ）程度半径方向にずれるように位置制御信号10を
コントロールし、位置制御用圧電素子15bを駆動する。
さらにトラツキングビツト4a1、4e1、4f1…はトラツク
中心100′上にくるように配置する。トラツキングビツ
ト4a1はこの後にデータビツトが始まることを示すクロ
ツクビツトとして機能する。一連のフオーマツトビツト
形成は、15の微動駆動機構及び図示せぬ粗動駆動機構に
よって探針１を記録媒体３′上で動かして行う。
1、4c1トラツク中心100′に対し、左右に1/4×（ビツト
大きさ）程度半径方向にずれるように位置制御信号10を
コントロールし、位置制御用圧電素子15bを駆動する。
さらにトラツキングビツト4a1、4e1、4f1…はトラツク
中心100′上にくるように配置する。トラツキングビツ
ト4a1はこの後にデータビツトが始まることを示すクロ
ツクビツトとして機能する。一連のフオーマツトビツト
形成は、15の微動駆動機構及び図示せぬ粗動駆動機構に
よって探針１を記録媒体３′上で動かして行う。
この様にしてフオーマツトビツトを作成し第１実施例
と同様の制御回路を用いて、距離制御信号９、位置制御
信号10、エラー信号16を発生する。
と同様の制御回路を用いて、距離制御信号９、位置制御
信号10、エラー信号16を発生する。
実際の記録はトラツキングビツト4a1…からの信号を
もとに探針の位置制御を行いながら、記録媒体３上のデ
ータ領域において記録信号14に応じて可変電源５を制御
し、データビツト4a1′、4b1′、…を記録する。再生は
所望の記録ビツト列へ15の微動駆動機構および図示せぬ
粗動駆動機構によって移動した後、記録時と同様に探針
の位置制御を行いながら、記録媒体上のデータ領域から
のトンネル電流変化を検出し、例えば二値化回路のよう
な復調回路13を用いることで再生信号14を得る。エラー
処理部は第１実施例と同様である。
もとに探針の位置制御を行いながら、記録媒体３上のデ
ータ領域において記録信号14に応じて可変電源５を制御
し、データビツト4a1′、4b1′、…を記録する。再生は
所望の記録ビツト列へ15の微動駆動機構および図示せぬ
粗動駆動機構によって移動した後、記録時と同様に探針
の位置制御を行いながら、記録媒体上のデータ領域から
のトンネル電流変化を検出し、例えば二値化回路のよう
な復調回路13を用いることで再生信号14を得る。エラー
処理部は第１実施例と同様である。
なお本実施例では、記録媒体の好ましい様態としてガ
ラス金属を挙げたが、導電性を有し、トンネル電流の変
調で表面形状が変化する材料を用いることや有機金属ガ
ス雰囲気中でトンネル電流を変調することで金属膜を堆
積することでも実現できる。
ラス金属を挙げたが、導電性を有し、トンネル電流の変
調で表面形状が変化する材料を用いることや有機金属ガ
ス雰囲気中でトンネル電流を変調することで金属膜を堆
積することでも実現できる。
上述実施例では、探針の形状変化を検出するビツトと
して一定の間隔をともなって並んでいるビツト列を用い
たが、探針の形状変化を検出できるものであれば、例え
ば形状が既知であるようなビツトを用いることでも実現
できる。又間隔検出用のビツトとは別に設ける様にして
もよい。
して一定の間隔をともなって並んでいるビツト列を用い
たが、探針の形状変化を検出できるものであれば、例え
ば形状が既知であるようなビツトを用いることでも実現
できる。又間隔検出用のビツトとは別に設ける様にして
もよい。
又上述実施例は記録再生装置であったが、記録のみ又
は再生のみ又は（０情報の記録である）消去のみあるい
はいずれか２つの組合せの機能の装置でも良い事は言う
までもない。
は再生のみ又は（０情報の記録である）消去のみあるい
はいずれか２つの組合せの機能の装置でも良い事は言う
までもない。
以上述べた様に本発明によれば探針の形状悪化を簡易
に検出でき、これにより、より高精度な情報記録及び／
又は再生を行うことが可能になった。
に検出でき、これにより、より高精度な情報記録及び／
又は再生を行うことが可能になった。
第１図は本発明の第１実施例に係る情報記録再生装置の
構成を示すブロツク図、 第２図（ａ）は同装置におけるビツト列と走査位置の説
明図、 第２図（ｂ）は同装置における探針の各走査位置におけ
るトンネル電流変化を示す説明図、 第２図（ｃ）（ｄ）は同装置における、それぞれ制御部
エラー処理部の説明図、 第３図は本発明の第２実施例に係る情報記録再生装置の
実施例の構成を示すブロツク図である。 １……探針 ２……円筒型圧電素子 ３、３′……記録媒体 ４、４′……記録ビツト列 4a〜4f、4a1〜4f1……トラツキングビツト ５……可変電源 ８……制御回路 13……復調回路 15……圧電素子
構成を示すブロツク図、 第２図（ａ）は同装置におけるビツト列と走査位置の説
明図、 第２図（ｂ）は同装置における探針の各走査位置におけ
るトンネル電流変化を示す説明図、 第２図（ｃ）（ｄ）は同装置における、それぞれ制御部
エラー処理部の説明図、 第３図は本発明の第２実施例に係る情報記録再生装置の
実施例の構成を示すブロツク図である。 １……探針 ２……円筒型圧電素子 ３、３′……記録媒体 ４、４′……記録ビツト列 4a〜4f、4a1〜4f1……トラツキングビツト ５……可変電源 ８……制御回路 13……復調回路 15……圧電素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 邦裕 東京都太田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 黒田 亮 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 9/00 G11B 11/00
Claims (4)
- 【請求項１】プローブで情報記録担体を相対的に走査し
ながら該情報記録担体に情報の記録及び／又は該情報記
録担体から情報の再生を行う情報記録及び／又は再生方
法において、前記情報記録担体上の情報の記録及び／又
は再生が行われる領域以外の所定情報領域を前記プロー
ブで検出することにより前記プローブの異常を検出する
過程を有することを特徴とする情報記録及び／又は再生
方法。 - 【請求項２】前記所定情報領域としての前記情報記録担
体上のビット列を前記プローブで検出し、該検出信号の
振幅より前記プローブの先端形状変化を検出することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記録及び／
又は再生方法。 - 【請求項３】プローブで情報記録担体を相対的に走査し
ながら該情報記録担体に情報の記録及び／又は該情報記
録担体から情報の再生を行う情報記録及び／又は再生装
置において、前記情報記録担体上の情報の記録及び／又
は再生が行われる領域以外の所定情報領域を前記プロー
ブで検出した際の検出結果から前記プローブの異常を検
出する異常検出手段を有することを特徴とする情報記録
及び／又は再生装置。 - 【請求項４】前記異常検出手段は前記所定情報領域とし
ての前記情報記録担体上のビット列を前記プローブで検
出した際の該検出信号の振幅より前記プローブの先端形
状変化を検出することを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載の情報記録及び／又は再生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2307911A JP2783672B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 情報記録及び／又は再生方法と情報記録及び／又は再生装置 |
| US07/789,321 US5202879A (en) | 1990-11-13 | 1991-11-08 | Information recording medium, and information recording and/or reproducing method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2307911A JP2783672B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 情報記録及び／又は再生方法と情報記録及び／又は再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04178938A JPH04178938A (ja) | 1992-06-25 |
| JP2783672B2 true JP2783672B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17974658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2307911A Expired - Fee Related JP2783672B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 情報記録及び／又は再生方法と情報記録及び／又は再生装置 |
Country Status (2)
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|---|---|
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| JP3126409B2 (ja) * | 1991-06-05 | 2001-01-22 | キヤノン株式会社 | 情報記録再生方法 |
| CA2080251C (en) * | 1991-10-15 | 1997-12-02 | Shunichi Shido | Information processing apparatus with tracking mechanism |
| JPH05325275A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Canon Inc | 記録再生装置 |
| JP3246987B2 (ja) * | 1992-09-10 | 2002-01-15 | キヤノン株式会社 | マルチプローブ制御回路を具備する情報処理装置 |
| DE69432980T2 (de) * | 1993-03-09 | 2004-04-22 | Canon K.K. | Informationsaufzeichnungsmethode und -gerät |
| JP2923190B2 (ja) * | 1993-12-16 | 1999-07-26 | シャープ株式会社 | 高密度記録媒体及びその記録再生装置 |
| US6791931B2 (en) * | 2001-03-16 | 2004-09-14 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Accelerometer using field emitter technology |
| EP1365395B1 (en) * | 2002-05-23 | 2012-09-05 | International Business Machines Corporation | Storage device and method for operating a storage device |
| ATE408880T1 (de) | 2002-05-23 | 2008-10-15 | Ibm | Speichergerät und verfahren zum abtasten eines speichermediums |
| JP3966514B2 (ja) * | 2002-05-23 | 2007-08-29 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 記憶装置、および記憶装置を操作する方法 |
| US6922353B2 (en) * | 2002-07-29 | 2005-07-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Memory for storing information |
| KR100580651B1 (ko) * | 2004-06-03 | 2006-05-16 | 삼성전자주식회사 | 프로브를 이용한 정보저장시스템의 위치오차 검출 장치 및방법, 이를 이용한 정보저장시스템의 정보 추종 장치 및방법 |
| KR100612857B1 (ko) | 2004-08-14 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | 프로브를 이용한 정보저장시스템의 프로브 위치오차 검출방법 및 장치 |
| JP4140598B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2008-08-27 | 株式会社日立製作所 | 記録再生装置 |
| US7792009B2 (en) * | 2007-10-02 | 2010-09-07 | Seagate Technology Llc | Ferroelectric polarization pattern with differing feedback signals |
| US20090092805A1 (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Seagate Technology Llc | Ferroelectric Material With Polarization Pattern |
| JP2010055722A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Toshiba Storage Device Corp | 熱アシスト磁気記録方式、磁気記録ヘッド、磁気記録媒体、磁気記録装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2556491B2 (ja) * | 1986-12-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 記録装置及び記録法 |
| JP2556492B2 (ja) * | 1986-12-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 再生装置及び再生法 |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP2307911A patent/JP2783672B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-11-08 US US07/789,321 patent/US5202879A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5202879A (en) | 1993-04-13 |
| JPH04178938A (ja) | 1992-06-25 |
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