JP3121159B2 - Recording and reproducing method and apparatus - Google Patents

Recording and reproducing method and apparatus

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JP3121159B2
JP3121159B2 JP04343756A JP34375692A JP3121159B2 JP 3121159 B2 JP3121159 B2 JP 3121159B2 JP 04343756 A JP04343756 A JP 04343756A JP 34375692 A JP34375692 A JP 34375692A JP 3121159 B2 JP3121159 B2 JP 3121159B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、記録再生方法およびそ
の装置に関し、特に、走査型トンネル顕微鏡の原理また
は原子間力顕微鏡の原理を応用した記録再生方法および
その装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording / reproducing method and an apparatus therefor, and more particularly to a recording / reproducing method and an apparatus using the principle of a scanning tunnel microscope or the principle of an atomic force microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】高密度な記録再生方法としては、従来か
ら種々の方法が知られているが、その代表的なものとし
て、磁気を用いた記録再生方法と光を用いた記録再生方
法とがある。しかし、磁気を用いた記録再生方法では、
記録再生に使用する磁気ヘッドなどの装置上の制約か
ら、記録波長としては1μm程度が限界である。また、
光を用いた記録再生方法では、記録再生に使用する光の
ビーム径から、記録波長としては1〜0.5μm程度が
限界である。
2. Description of the Related Art Various methods have been conventionally known as a high-density recording / reproducing method. Representative methods include a recording / reproducing method using magnetism and a recording / reproducing method using light. is there. However, in the recording / reproducing method using magnetism,
Due to restrictions on devices such as a magnetic head used for recording and reproduction, the recording wavelength is limited to about 1 μm. Also,
In the recording / reproducing method using light, the recording wavelength is limited to about 1 to 0.5 μm from the beam diameter of the light used for recording / reproducing.

【0003】これに対して、近年、水平分解能が数Å以
下および垂直分解能が1Å以下の高分解能で固体の表面
状態を分析できる走査型トンネル顕微鏡(STM)が開
発され(G. Binnig et al., Helvetica Physica Acta, 5
5, 726, 1982) 、走査型トンネル顕微鏡の原理を用いて
記録媒体表面上に凹凸または電子状態の変化をnmのオ
ーダーで記録再生する記録再生方法が、米国特許第45
75822号明細書,特開昭63−161552号公報
および特開昭63−161553号公報などで提案され
ている。かかる走査型トンネル顕微鏡の原理を利用した
従来の記録再生方法としては、たとえば、平坦でかつ表
面に導電層を有する記録媒体に高エネルギーのイオンビ
ームを照射してエッチングすることによりトラッキング
用溝を形成するとともに、そのイオンビーム強度を記録
信号に従って強度変調してくぼみを形成することにより
記録ビットを形成したのち、走査型トンネル顕微鏡の原
理を用いて記録信号を再生することで、約50Gビット
/cm2 という高密度の記録再生を行うものが提案され
ている(特開平1−151035号公報)。
On the other hand, in recent years, a scanning tunneling microscope (STM) capable of analyzing a surface state of a solid with high resolution having a horizontal resolution of several Å or less and a vertical resolution of 1 Å or less has been developed (G. Binnig et al. , Helvetica Physica Acta, 5
5, 726, 1982), a recording / reproducing method for recording / reproducing irregularities or changes in electronic state on the recording medium surface in the order of nm using the principle of a scanning tunneling microscope is disclosed in US Pat.
No. 75822, JP-A-63-161552 and JP-A-63-161553. Conventional recording / reproducing methods utilizing the principle of such a scanning tunneling microscope include, for example, forming a tracking groove by irradiating a flat recording medium having a conductive layer on its surface with an ion beam of high energy and etching the recording medium. At the same time, the intensity of the ion beam is modulated in accordance with the recording signal to form a depression, thereby forming a recording bit, and then reproducing the recording signal using the principle of a scanning tunneling microscope to obtain about 50 Gbit / cm. A device which performs high-density recording and reproduction of 2 has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 1-151035).

【0004】また、走査型トンネル顕微鏡の技術を応用
した原子間力顕微鏡(AFM)も開発され(G. Binnig e
t al., Phy. Rev. Lett., 56, 930, 1986)、記録媒体の
表面の凹凸情報を得ることができるようになっている。
このような原子間力顕微鏡の原理を応用した記録再生装
置が、特開平1−245445号公報に開示されてい
る。
Further, an atomic force microscope (AFM) to which the technology of a scanning tunneling microscope is applied has been developed (G. Binnig et al.
t al., Phy. Rev. Lett., 56, 930, 1986), and it is possible to obtain information on the unevenness of the surface of the recording medium.
A recording / reproducing apparatus applying the principle of such an atomic force microscope is disclosed in JP-A-1-245445.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した走査型トンネ
ル顕微鏡の原理を応用した記録再生装置においては、記
録媒体上に形成される記録ビットが極めて小さく、これ
に対応したトラッキング方法が常に懸案となっており、
以下に示すようなトラッキング方法が提案されている。 (1)何らかの手段により記録媒体に加工を施し(たと
えば、直線上の溝を記録媒体上に形成し)、加工したも
のをトラッキング用のマーカーとして利用するトラッキ
ング方法。 (2)記録媒体基板の持つ原子配列などをそのままトラ
ッキング信号として検出するトラッキング方法。 (3)記録媒体上に形成された記録ビット上をプローブ
電極が走査する際に、プローブ電極をウォブリングする
ことによりトラッキングを行うトラッキング方法。
In a recording / reproducing apparatus to which the above-mentioned principle of the scanning tunneling microscope is applied, a recording bit formed on a recording medium is extremely small, and a tracking method corresponding to this is always a concern. And
The following tracking method has been proposed. (1) A tracking method in which a recording medium is processed by some means (for example, a linear groove is formed on the recording medium), and the processed part is used as a tracking marker. (2) A tracking method in which an atomic arrangement of a recording medium substrate is directly detected as a tracking signal. (3) A tracking method for performing tracking by wobbling the probe electrode when the probe electrode scans a recording bit formed on a recording medium.

【0006】しかしながら、上記(1)および上記
(2)のトラッキング方法では、記録媒体に大きな制約
が課せられてしまうという問題がある。すなわち、記録
媒体を加工しようとすれば、記録媒体はその加工プロセ
スに耐えられるものでなければならないし、その加工形
状も極めて高精度でなければならない。また、基板の原
子配列を利用しようとすれば、結晶性の基板に限られて
しまう。一方、上記(3)のトラッキング方法では、プ
ローブを記録ビット列に垂直な方向に周期的に走査制御
する機構が必要となり、装置全体が複雑になるという問
題がある。
However, the above-described tracking methods (1) and (2) have a problem that a great restriction is imposed on the recording medium. That is, in order to process a recording medium, the recording medium must be able to withstand the processing process, and the processing shape must be extremely high. Further, if an attempt is made to utilize the atomic arrangement of the substrate, the substrate is limited to a crystalline substrate. On the other hand, the tracking method of the above (3) requires a mechanism for periodically controlling the scanning of the probe in a direction perpendicular to the recording bit string, and has a problem that the entire apparatus becomes complicated.

【0007】本発明の目的は、記録媒体に加工を施して
トラッキング溝を形成したりウォブリングを行わずとも
トラッキング可能な記録再生方法およびその装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a recording / reproducing method and apparatus capable of performing tracking without forming a tracking groove or wobbling by processing a recording medium.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の記録再生方法
は、非記録状態以外に種類以上の状態変化が形成可能
な記録媒体に沿ってプローブを相対的に走査させなが
ら、該記録媒体上の予め定められた位置にて記録情報に
所定周期のトラッキング情報を重畳させたデジタル信号
に応じたパルス電圧を該プローブと該記録媒体との間に
印加することにより、該記録媒体上に2種の状態の情報
ビットを形成する段階と、前記情報ビットが形成された
前記記録媒体に沿って前記プローブを相対的に走査させ
ながら該プローブと該記録媒体間の物理的相互作用によ
る信号を検出する段階と、該検出した信号から前記トラ
ッキング情報を検出するとともに、該トラッキング情報
に応じてトラッキングを行う段階とを備え、前記トラッ
キング情報の周期は、前記情報ビットの間隔よりも長
く、且つ前記記録媒体上の任意のトラックに隣接する2
つのトラック間において互いに異なる。
According to the recording / reproducing method of the present invention, a probe is relatively scanned along a recording medium on which two or more types of state changes can be formed in addition to a non-recording state. Record information at a predetermined location
By applying a pulse voltage between the probe and the recording medium according to a digital signal on which tracking information of a predetermined period is superimposed, two types of information are recorded on the recording medium.
Forming a bit ; and detecting a signal due to physical interaction between the probe and the recording medium while relatively scanning the probe along the recording medium on which the information bits are formed; and detects the tracking information from the detected signal, and a step of performing tracking according to the tracking information, the track
The period of the king information is longer than the interval of the information bits.
And adjacent to any track on the recording medium
Different between the two tracks.

【0009】[0009]

【0010】また、前記物理的相互作用による信号を前
記プローブと前記記録媒体間に流れるトンネル電流から
検出してもよい。
Further, the signal due to the physical interaction is
From the tunnel current flowing between the probe and the recording medium.
It may be detected.

【0011】また、前記物理的相互作用による信号を前
記プローブと前記記録媒体間に働く原子間力から検出し
てもよい。
Further , the signal due to the physical interaction is
Detected from the atomic force acting between the probe and the recording medium.
You may.

【0012】本発明の記録再生装置は、前記記録再生方
法を用いて記録再生を行うことを特徴とする。
[0012] The recording / reproducing apparatus according to the present invention comprises the recording / reproducing method.
It is characterized by performing recording and reproduction using a method.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【作用】本発明の記録再生方法は、非記録状態以外に1
種類以上の状態変化が形成可能な記録媒体を用い、この
記録媒体とプローブとの間に、記録情報にトラッキング
情報を重畳させた信号に応じたパルス電圧を印加するこ
とにより、記録情報とともにトラッキング情報を含む記
録ビット列を記録媒体上に形成することができるため、
記録情報とトラッキング情報とを含むトンネル電流から
トラッキング情報のみを取り出して、プローブのトラッ
キング制御に必要なトラッキング制御情報(たとえば、
プローブの記録ビット列からのずれ方向およびずれ量)
を検出することができる。
According to the recording / reproducing method of the present invention, the method other than the non-recording state includes
By using a recording medium capable of forming more than one type of state change and applying a pulse voltage between the recording medium and the probe in accordance with a signal obtained by superimposing the tracking information on the recording information, the recording information and the tracking information are applied. Since it is possible to form a recording bit string including on the recording medium,
Only the tracking information is extracted from the tunnel current including the recording information and the tracking information, and the tracking control information (for example,
The direction and amount of deviation of the probe from the recording bit string)
Can be detected.

【0021】また、本発明の記録再生方法は、非記録状
態以外に1種類以上の状態変化が形成可能な記録媒体を
用い、この記録媒体とプローブとの間に、記録情報にト
ラッキング情報を重畳させた信号に応じたパルス電圧を
印加することにより、記録情報とともにトラッキング情
報を含む記録ビット列を記録媒体上に形成することがで
きるため、記録情報とトラッキング情報とを含むプロー
ブの変位からトラッキング情報のみを取り出して、プロ
ーブのトラッキング制御に必要なトラッキング制御情報
を検出することができる。
Further, the recording / reproducing method of the present invention uses a recording medium capable of forming one or more types of state changes other than the non-recording state, and superimposes tracking information on recording information between the recording medium and the probe. By applying a pulse voltage according to the applied signal, it is possible to form a recording bit string including the tracking information together with the recording information on the recording medium, so that only the tracking information is obtained from the displacement of the probe including the recording information and the tracking information. And the tracking control information necessary for the tracking control of the probe can be detected.

【0022】本発明の記録再生装置は、情報記録手段
が、非記録状態以外に1種類以上の状態変化が形成可能
な記録媒体上に、記録情報にトラッキング情報を重畳さ
せた信号に応じたパルス電圧をプローブと記録媒体との
間に印加することにより、記録ビット列を形成して、記
録媒体に録情報およびトラッキング情報を記録し、ま
た、トラッキング制御情報検出手段が、トンネル電流検
出手段で検出されたトンネル電流から記録媒体に記録さ
れたトラッキング情報を再生し、再生したトラッキング
情報からプローブのトラッキング制御に必要なトラッキ
ング制御情報を検出し、さらに、走査制御手段が、トラ
ッキング制御情報検出手段により検出されたトラッキン
グ制御情報に応じてプローブ走査手段を制御すること
で、本発明の第1の記録再生方法を実現することができ
る。
In the recording / reproducing apparatus according to the present invention, the information recording means may include a pulse corresponding to a signal in which tracking information is superimposed on recording information on a recording medium on which at least one type of state change other than a non-recording state can be formed. By applying a voltage between the probe and the recording medium, a recording bit string is formed, recording information and tracking information are recorded on the recording medium, and the tracking control information detecting means is detected by the tunnel current detecting means. The tracking information recorded on the recording medium is reproduced from the tunnel current, the tracking control information necessary for the tracking control of the probe is detected from the reproduced tracking information, and the scanning control means is detected by the tracking control information detecting means. The first recording of the present invention is performed by controlling the probe scanning means in accordance with the tracking control information. It is possible to realize a raw way.

【0023】また、本発明の記録再生装置は、情報記録
手段が、非記録状態以外に1種類以上の状態変化が形成
可能な記録媒体上に、記録情報にトラッキング情報を重
畳させた信号に応じたパルス電圧をプローブと記録媒体
との間に印加することにより、記録ビット列を形成し
て、記録媒体に録情報およびトラッキング情報を記録
し、また、トラッキング制御情報検出手段が、変位検出
手段で検出された変位から記録媒体に記録されたトラッ
キング情報を再生し、再生したトラッキング情報からプ
ローブのトラッキング制御に必要なトラッキング制御情
報を検出し、さらに、走査制御手段が、トラッキング制
御情報検出手段により検出されたトラッキング制御情報
に応じてプローブ走査手段を制御することで、本発明の
第2の記録再生方法を実現することができる。
In the recording / reproducing apparatus according to the present invention, the information recording means may be adapted to respond to a signal in which tracking information is superimposed on recording information on a recording medium capable of forming at least one type of state change in addition to a non-recording state. The applied pulse voltage is applied between the probe and the recording medium, thereby forming a recording bit string, recording the recording information and the tracking information on the recording medium, and detecting the tracking control information by the displacement detecting means. The tracking information recorded on the recording medium is reproduced from the displacement obtained, the tracking control information necessary for the tracking control of the probe is detected from the reproduced tracking information, and the scanning control means is detected by the tracking control information detecting means. The second recording / reproducing method of the present invention is controlled by controlling the probe scanning means according to the tracking control information. It can be current.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1は、本発明の記録再生装置の第1の実
施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the recording / reproducing apparatus of the present invention.

【0026】記録再生装置10は、以下の構成要素から
なる。
The recording / reproducing apparatus 10 comprises the following components.

【0027】(1)プローブ11 プローブ11は、記録媒体2上に記録情報およびトラッ
キング情報を記録する際および記録媒体2に記録された
記録情報およびトラッキング情報を再生する際に用いら
れる。また、プローブ11は、プローブ11と反対側に
Z方向走査機構13が取り付けられた片持ち梁12によ
り支持されている。プローブ11と記録媒体2との間の
距離は、ローパスフィルタ15から入力されるトンネル
電圧Vtを一定値とするようにZ方向制御回路16がZ
方向走査機構13を図示Z軸方向に駆動制御することに
より、常に一定に保たれている。なお、ローパスフィル
タ15には、後述する電流電圧変換回路14によってト
ンネル電流Jt から変換されたトンネル電圧Vt が入力
される。
(1) Probe 11 The probe 11 is used when recording information and tracking information are recorded on the recording medium 2 and when reproducing the recording information and tracking information recorded on the recording medium 2. The probe 11 is supported by a cantilever 12 having a Z-direction scanning mechanism 13 attached to the opposite side of the probe 11. The distance between the probe 11 and the recording medium 2, Z direction control circuit 16 to the tunneling voltage V t which is input from the low-pass filter 15 and a constant value Z
The driving of the direction scanning mechanism 13 in the illustrated Z-axis direction is always kept constant. Incidentally, the low-pass filter 15, the tunnel voltage V t which is converted from the tunnel current J t by current-voltage conversion circuit 14 to be described later is input.

【0028】(2)プローブ走査手段 XY走査機構17は、プローブ11を記録媒体2に沿っ
て相対的に走査させるプローブ走査手段として機能す
る。すなわち、記録媒体2が形成された基板1がXY走
査機構17上に載置されるとともにXY走査機構17に
よって図示X軸方向および図示Y軸方向にそれぞれ走査
されることにより、プローブ11が記録媒体2に沿って
相対的に走査される。
(2) Probe Scanning Unit The XY scanning mechanism 17 functions as a probe scanning unit for relatively scanning the probe 11 along the recording medium 2. That is, the substrate 1 on which the recording medium 2 is formed is placed on the XY scanning mechanism 17 and scanned by the XY scanning mechanism 17 in the illustrated X-axis direction and the illustrated Y-axis direction, so that the probe 11 2 are relatively scanned.

【0029】(3)情報記録手段 バイアス発生回路20,パルス発生回路21および基準
信号発生回路22は、記録情報にトラッキング情報を重
畳させた信号に応じたパルス電圧をプローブ11と記録
媒体2との間に印加することにより、記録媒体2上に記
録ビット列を形成して、記録媒体2に記録情報およびト
ラッキング情報を記録する情報記録手段として機能す
る。なお、記録情報を示す記録信号SR は、後述するマ
イクロコンピュータ19からパルス発生回路21に入力
され、また、トラッキング情報を示すトラッキング信号
Tは、基準信号発生回路22からパルス発生回路21に
入力される。さらに、記録および再生の際に、0.1〜
1V程度のバイアス電圧がプローブ11と記録媒体2と
の間にバイアス回路20から印加されることにより、ト
ンネル電流Jt が設定値となるようにされる。
(3) Information Recording Means The bias generation circuit 20, the pulse generation circuit 21, and the reference signal generation circuit 22 apply a pulse voltage corresponding to a signal in which tracking information is superimposed on recording information to the probe 11 and the recording medium 2. By applying the voltage between them, a recording bit string is formed on the recording medium 2 and functions as an information recording unit that records the recording information and the tracking information on the recording medium 2. The recording signal S R indicating the recording information is input from the microcomputer 19 to the pulse generation circuit 21 described later, and the tracking signal T indicating the tracking information is input from the reference signal generation circuit 22 to the pulse generation circuit 21. You. Further, at the time of recording and reproduction, 0.1 to
By applying a bias voltage of about 1 V from the bias circuit 20 between the probe 11 and the recording medium 2, the tunnel current Jt is set to a set value.

【0030】(4)トンネル電流検出手段 電流電圧変換回路14は、プローブ11と記録媒体2と
の間に流れるトンネル電流Jt を検出するトンネル電流
検出手段として機能する。ここで、電流電圧変換回路1
4は、プローブ11から入力されるトンネル電流Jt
トンネル電圧V t に変換する。
(4) Tunnel Current Detecting Means The current-to-voltage conversion circuit 14 includes the probe 11 and the recording medium 2
Tunnel current J flowing betweent Detect tunnel current
Functions as detection means. Here, the current-voltage conversion circuit 1
4 is a tunnel current J input from the probe 11t To
Tunnel voltage V t Convert to

【0031】(5)トラッキング制御情報検出手段 バンドパスフィルタ25と変調回路26と第1および第
2の同調検波回路27,28とコンパレータ29とは、
トンネル電流検出手段で検出されたトンネル電流Jt
ら記録媒体2に記録されたトラッキング情報を再生し、
再生したトラッキング情報からプローブ11のトラッキ
ング制御に必要なトラッキング制御情報を検出するトラ
ッキング制御情報検出手段として機能する。なお、バン
ドパスフィルタ25には、電流電圧変換回路14によっ
てトンネル電流Jt から変換されたトンネル電圧Vt
入力される。また、変調回路26には、バンドパスフィ
ルタ25を通過したトンネル電圧Vt のほか、基準信号
発生回路22から基準信号Rが入力される。さらに、第
1および第2の同調検波回路27,28には、変調回路
26の出力信号がそれぞれ入力され、第1の同調検波回
路27の出力信号および第2の同調検波回路28の出力
信号はそれぞれ、コンパレータ29に入力される。
(5) Tracking control information detecting means The band-pass filter 25, the modulation circuit 26, the first and second tuning detection circuits 27 and 28, and the comparator 29
Reproducing the tracking information recorded from the tunnel current J t detected by the tunnel current detection means to the recording medium 2,
It functions as tracking control information detecting means for detecting tracking control information necessary for tracking control of the probe 11 from the reproduced tracking information. Incidentally, the band pass filter 25, the tunnel voltage V t which is converted from the tunnel current J t by current-voltage conversion circuit 14 is input. Moreover, the modulation circuit 26, in addition to the tunnel voltage V t which has passed through the band-pass filter 25, the reference signal R is input from the reference signal generating circuit 22. Further, the output signals of the modulation circuit 26 are input to the first and second tuning detection circuits 27 and 28, respectively. The output signal of the first tuning detection circuit 27 and the output signal of the second tuning detection circuit 28 are Each is input to the comparator 29.

【0032】(6)走査制御手段 マイクロコンピュータ19とXY走査制御回路18と
は、トラッキング制御情報検出手段によって検出された
トラッキング制御情報に応じてプローブ走査手段を制御
する走査制御手段として機能する。ここで、XY走査制
御回路18は、トラッキング制御情報に基づいてマイク
ロコンピュータ19から出力されるXY走査制御信号に
従ってXY走査機構17を制御することにより、記録媒
体2上に形成された記録ビット列に沿ってプローブ11
が正しく走査されるようにする。
(6) Scanning control means The microcomputer 19 and the XY scanning control circuit 18 function as scanning control means for controlling the probe scanning means in accordance with the tracking control information detected by the tracking control information detecting means. Here, the XY scanning control circuit 18 controls the XY scanning mechanism 17 in accordance with the XY scanning control signal output from the microcomputer 19 based on the tracking control information, so that the XY scanning control circuit 18 follows the recording bit sequence formed on the recording medium 2. Probe 11
Is scanned correctly.

【0033】(7)記録情報再生手段 ハイパスフィルタ23と再生信号復調回路24とは、ト
ンネル電流検出手段で検出されたトンネル電流Jt から
記録媒体2に記録された記録情報を再生する記録情報再
生手段として機能する。ここで、再生された記録情報
は、再生信号SPとして再生信号復調回路24から出力
される。ここで、ハイパスフィルタ23には、電流電圧
変換回路14によってトンネル電流Jt から変換された
トンネル電圧Vt が入力される。また、再生信号復調回
路24には、ハイパスフィルタ23を通過したトンネル
電圧Vt が入力される。
[0033] (7) a recording information reproducing means high pass filter 23 and the reproduction signal demodulation circuit 24, reproducing and recording information for reproducing the information recorded on the recording medium 2 from the tunnel current detected by the detection means tunnel current J t Functions as a means. The recording information reproduced is outputted from the reproduction signal demodulation circuit 24 as a reproduced signal S P. Here, the tunnel voltage V t converted from the tunnel current J t by the current-voltage conversion circuit 14 is input to the high-pass filter 23. Further, the reproduction signal demodulation circuit 24, the tunnel voltage V t that has passed through the high pass filter 23 is inputted.

【0034】次に、記録媒体2について詳しく説明す
る。
Next, the recording medium 2 will be described in detail.

【0035】基板1上に形成された記録媒体2は、たと
えば、スクアリリュウムービス−6−オクチルアズレン
(以下、「SOAZ」と称する。)からなる単分子膜を
ラングミュア・プロジェット法によって2層累積した累
積膜を作成し、該累積膜を金のエピタキシャル成長面上
に形成したものであり、非記録状態以外に2種類以上の
状態変化が形成可能な材料(すなわち、2種類以上のメ
モリ効果をもつ材料)からなるものである。
The recording medium 2 formed on the substrate 1 is made of a monomolecular film made of, for example, squarylium-bis-6-octylazulene (hereinafter, referred to as "SOAZ") by a Langmuir-Projection method. A material in which two or more types of state changes can be formed in addition to a non-recorded state (that is, two or more types of memory effects). ).

【0036】プローブ11と記録媒体2との間に、パル
ス列を変調して作成された6Vのパルス電圧がパルス発
生回路21から印加されると、10nmφ(10pAの
トンネル電流Jt が流れる大きさ)の記録ビットが、記
録媒体2上に形成される。なお、パルス電圧の印加を中
止しても、10nmφの記録ビットが記録媒体2上に形
成された状態(以下、「初期状態」と称する。)は保持
される。
[0036] between the probe 11 and the recording medium 2, a pulse voltage of 6V created by modulating the pulse train is applied from the pulse generating circuit 21, 10nmφ (tunnel current J t size flows of 10 pA) Are formed on the recording medium 2. Even if the application of the pulse voltage is stopped, the state where the recording bit of 10 nmφ is formed on the recording medium 2 (hereinafter, referred to as “initial state”) is maintained.

【0037】初期状態の記録媒体2とプローブ11との
間に、−8Vの電圧と+1.5Vの電圧とをパルス発生
回路21からパルス状に印加すると、100nAのトン
ネル電流Jt が流れるオン状態が生じる。このオン状態
は、初期状態と同様に、−8Vの電圧と+1.5Vの電
圧との印加を中止しても保持されるが、5Vのパレス電
圧が記録媒体2とプローブ11との間に印加されると、
初期状態に戻る。
[0037] between the recording medium 2 and the probe 11 in the initial state, upon application of a voltage of the voltage and + 1.5V for -8V from the pulse generating circuit 21 in a pulsed manner on state tunnel current flows J t of 100nA Occurs. This on-state is maintained even when the application of the voltage of −8 V and the voltage of +1.5 V is stopped as in the initial state, but the palace voltage of 5 V is applied between the recording medium 2 and the probe 11. When done
Return to the initial state.

【0038】したがって、初期状態,オン状態および非
記録状態を利用することにより、記録情報とともにトラ
ッキング情報を重畳させて記録ビット列を記録媒体2上
に形成することができる。
Therefore, by utilizing the initial state, the ON state, and the non-recording state, a recording bit string can be formed on the recording medium 2 by superimposing the tracking information together with the recording information.

【0039】図2は、記録情報とともにトラッキング情
報を重畳させて記録ビット列を記録媒体2上に形成する
方法を模式的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a method of forming a recording bit string on the recording medium 2 by superimposing tracking information together with recording information.

【0040】初期状態として、記録情報のみを示す各記
録ビットBI が、同図(A)に示す配列で記録媒体2上
にそれぞれ形成される。同図(B)に示す長波長のトラ
ッキング信号Tが記録媒体2上に印加されると、トラッ
キング信号Tが重畳された部分の各記録ビットBI はそ
れぞれ、記録情報とトラッキング情報とが重畳された記
録ビットBITとなる(同図(C)参照)。したがって、
同図(C)に示す記録ビット列は、記録情報のみを示す
記録ビットBI が形成された部分(初期状態の部分)
と、記録情報とトラッキング情報とが重畳された記録ビ
ットBITが形成された部分(オン状態の部分)と、いず
れの記録ビットも形成されていない部分(非記録状態の
部分)とからなるものとなる。
[0040] As an initial state, each recording bit B I showing only the recording information is formed on each of the recording medium 2 in the sequence shown in FIG. (A). When the tracking signal T long wavelength shown in (B) is applied onto the recording medium 2, the recording bit B I of the part tracking signal T is superimposed, respectively, the record information and the tracking information is superimposed Recording bit B IT (see FIG. 3C). Therefore,
Recording bit sequence shown in FIG. (C), the recording bit B I showing only the recording information is formed portion (portion of the initial state)
When, made from the recorded information and tracking information and the recording bits B IT superimposed are formed portion (portion in the ON state), and one of the recording bits is not also formed part (portion of the non-recorded state) Becomes

【0041】トラッキング信号Tは基準信号発生回路2
2で発生されたのち、パルス発生回路21に送られる。
パルス発生回路21では、マイクロコンピュータ19か
ら送られてくる記録信号SR に対応したパルス信号(6
Vのパルス電圧)と、記録信号SR およびトラッキング
信号Tに対応したパルス信号(−8Vの電圧と+1.5
Vの電圧とからなるパルス状の電圧)とが、マイクロコ
ンピュータ19からの指示に従って発生される。ここ
で、トラッキング信号Tは、互いに隣接する記録ビット
列で異る周波数を有する。すなわち、トラッキング信号
Tの周波数は、記録ビット列ごとに、周波数FT1=f,
周波数FT2=f+Δf,周波数FT3=f+3Δf,周波
数FT4=f+2Δf,周波数FT1=f,……と変化す
る。
The tracking signal T is supplied to the reference signal generation circuit 2
After being generated in step 2, the signal is sent to the pulse generation circuit 21.
In the pulse generating circuit 21, a pulse signal (6) corresponding to the recording signal S R sent from the microcomputer 19 is output.
A pulse voltage) and V, the voltage of the pulse signal corresponding to the recording signal S R and a tracking signal T (-8 V and +1.5
And a pulse-like voltage composed of a voltage of V) are generated in accordance with an instruction from the microcomputer 19. Here, the tracking signal T has different frequencies in recording bit strings adjacent to each other. That is, the frequency of the tracking signal T is set such that the frequency F T1 = f,
Frequency F T2 = f + Δf, frequency F T3 = f + 3Δf, frequency F T4 = f + 2Δf, frequency F T1 = f,.

【0042】次に、記録再生装置10の再生動作につい
て説明する。
Next, the reproducing operation of the recording / reproducing apparatus 10 will be described.

【0043】再生に際しては、XY走査機構17により
プローブ11を所望の記録ビット列に移動したのち、プ
ローブ11と記録媒体2との間を流れるトンネル電流J
t の変化を検出する。検出されたトンネル電流Jt は、
電流電圧変換回路14でトンネル電圧Vt に変換され
る。このとき、図2(C)に示した記録ビット列が記録
媒体2に形成されているとすると、電流電圧変換回路1
4で変換されたトンネル電圧Vt の波形は、図3(A)
に示すようになる。したがって、トンネル電圧V t をハ
イパスフィルタ23に入力してトンネル電圧Vt の長波
長のトラッキング信号Tの成分を除去することにより、
図3(B)に示すような記録信号SR の成分のみを取り
出すことができる。その結果、ハイパスフィルタ23を
通過したトンネル電圧Vt を再生信号復調回路24に入
力することにより、再生信号SP を作成することができ
る。
At the time of reproduction, the XY scanning mechanism 17
After moving the probe 11 to the desired recording bit sequence,
Tunnel current J flowing between lobe 11 and recording medium 2
t Detect changes in Detected tunnel current Jt Is
The tunnel voltage Vt Is converted to
You. At this time, the recording bit string shown in FIG.
If it is formed on the medium 2, the current-voltage conversion circuit 1
4 converted tunnel voltage Vt The waveform of FIG. 3 (A)
It becomes as shown in. Therefore, the tunnel voltage V t Ha
When the tunnel voltage Vt Long wave
By removing the component of the long tracking signal T,
The recording signal S as shown in FIG.R Take only the ingredients
Can be put out. As a result, the high-pass filter 23
Tunnel voltage Vt Into the reproduction signal demodulation circuit 24.
The reproduced signal SP Can be created
You.

【0044】一方、トンネル電圧Vt をバンドパスフィ
ルタ25に入力してトンネル電圧V t の短波長の記録信
号SR の成分を除去することにより、図3(C)に示す
ようなトラッキング信号Tの成分のみを取り出すことが
できる。このとき、トラッキング信号Tの周波数は、前
述したように、周波数FT1,周波数FT2,周波数FT3
周波数FT4,周波数FT1……と互いに隣接する記録ビッ
ト列ごとに変化しているため、バンドパスフィルタ25
で抽出したトラッキング信号Tの成分には、走査中の記
録ビット列に形成されているトラッキング信号Tの周波
数(たとえば、周波数FT1とする。)だけでなく、互い
に隣接する2つの記録ビット列にそれぞれ形成されてい
るトラッキング信号Tの周波数FT2,FT4も混入してく
る。走査中の記録ビット列に形成されているトラッキン
グ信号Tの周波数FT1と同じ周波数を有する基準信号R
とトラッキング信号Tとが変調回路26において平衡変
調されたのち、変調回路26の出力信号が第1および第
2の同調検波回路27,28にそれぞれ入力されること
により、周波数がFT2−FT1=Δfの第1の差信号と周
波数がFT4−FT1=2Δfの第2の差信号とが、第1お
よび第2の同調検波回路27,28からそれぞれ出力さ
れる。なお、第1の差信号と第2の差信号とはそれぞ
れ、第1および第2の同調検波回路27,28から検波
整流されたのち出力されたものである。第1の差信号の
出力レベルと第2の差信号の出力レベルとがコンパレー
タ29で比較されることにより、第1の差信号の出力レ
ベルと第2の差信号の出力レベルの大小関係から、プロ
ーブ11の記録ビット列からのずれ方向がわかるととも
に、第1の差信号の出力レベルと第2の差信号の出力レ
ベルの差から、プローブ11の記録ビット列からのずれ
量がわかる。したがって、コンパレータ29の出力信号
をマイクロコンピュータ19を介してXY走査制御回路
18に入力することにより、前記ずれ方向と前記ずれ量
に応じてXY走査機構17を制御して、トラッキング制
御を精度よく行うことができる。
On the other hand, the tunnel voltage Vt The band pass
To the tunnel voltage V t Short wavelength recording signal
No. SR 3C by removing the components of
It is possible to extract only the components of the tracking signal T
it can. At this time, the frequency of the tracking signal T is
As mentioned, the frequency FT1, Frequency FT2, Frequency FT3,
Frequency FT4, Frequency FT1…… and the adjacent recording bits
The band-pass filter 25
The components of the tracking signal T extracted in
Of the tracking signal T formed in the recording bit string
Number (eg, frequency FT1And ) But also each other
Are formed in two recording bit strings adjacent to each other.
Frequency F of the tracking signal TT2, FT4Also mix
You. Tracking formed on the recording bit string during scanning
Frequency F of the signal TT1Reference signal R having the same frequency as
And the tracking signal T in the modulation circuit 26
After being adjusted, the output signal of the modulation circuit 26 becomes the first and second signals.
2 to be input to the tuning detection circuits 27 and 28, respectively.
The frequency is FT2-FT1= Δf and the first difference signal
Wave number is FT4-FT1= 2Δf and the first difference signal
And second tuning detection circuits 27 and 28, respectively.
It is. Note that the first difference signal and the second difference signal are respectively
From the first and second tuning detection circuits 27 and 28
It is output after rectification. Of the first difference signal
The output level and the output level of the second difference signal are compared.
The output level of the first difference signal is compared by the comparator 29.
From the magnitude relationship between the bell and the output level of the second difference signal,
The direction of deviation from the recording bit sequence of the
The output level of the first difference signal and the output level of the second difference signal
Deviation from the recording bit string of the probe 11 due to the difference in bell
Know the amount. Therefore, the output signal of the comparator 29
Scan control circuit via microcomputer 19
18, the displacement direction and the displacement amount
The XY scanning mechanism 17 is controlled according to the
Control can be performed accurately.

【0045】図4は、本発明の記録再生装置の第2の実
施例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the recording / reproducing apparatus of the present invention.

【0046】本実施例の記録再生装置50は、原子間力
顕微鏡の原理を応用したものであり、以下に示す点で、
図1に示した記録再生装置10と異なる。
The recording / reproducing apparatus 50 of this embodiment is based on the principle of an atomic force microscope, and has the following points.
This is different from the recording / reproducing device 10 shown in FIG.

【0047】(1)記録媒体42の表面形状の変化をプ
ローブ51の変位として検出する変位検出手段として、
片持ち梁52の図示Z軸方向の変位を検出することによ
りプローブ51の変位を検出するレーザ70と光検出器
71と位置検出回路72とを含む。
(1) As displacement detecting means for detecting a change in the surface shape of the recording medium 42 as displacement of the probe 51,
It includes a laser 70 for detecting the displacement of the probe 51 by detecting the displacement of the cantilever 52 in the illustrated Z-axis direction, a photodetector 71 and a position detection circuit 72.

【0048】(2)片持ち梁52は、プローブ51を支
持しているだけでなく、力−変位変換器としても機能す
るものであり、弾性体である片持ち梁52のばね力によ
って、プローブ51と記録媒体42との間に働く力を変
位に変換する構造になっている。なお、片持ち梁52
は、シリコンのエッチング技術を適用して作成できる。
すなわち、公知のシリコン結晶の異方性エッチングを利
用することにより、長さ100μm,幅20μmおよび
厚さ1μmのSi2の片持ち梁を形成することができ
る。また、Si2表面には、導電性を付与するため、A
u膜が蒸着されている。
(2) The cantilever beam 52 not only supports the probe 51 but also functions as a force-displacement converter. The probe force is generated by the spring force of the elastic cantilever beam 52. It has a structure that converts a force acting between the recording medium 51 and the recording medium 42 into a displacement. The cantilever 52
Can be formed by applying a silicon etching technique.
That is, by using the anisotropic etching of the known silicon crystal, it is possible to form the cantilever of S i O 2 of length 100 [mu] m, a width 20μm and a thickness of 1 [mu] m. Also, the S i O 2 surface, in order to impart conductivity, A
u film is deposited.

【0049】(3)バンドパスフィルタ65と変調回路
66と第1および第2の同調検波回路67,68とコン
パレータ69とは、変位検出手段で検出された変位から
記録媒体42に記録されたトラッキング情報を再生し、
再生したトラッキング情報からプローブ51のトラッキ
ング制御に必要なトラッキング制御情報を検出するトラ
ッキング制御情報検出手段として機能する。ここで、バ
ンドパスフィルタ65へは、位置検出回路72の出力信
号が入力される。
(3) The band-pass filter 65, the modulation circuit 66, the first and second tuning detection circuits 67 and 68, and the comparator 69 perform the tracking recorded on the recording medium 42 from the displacement detected by the displacement detecting means. Play the information,
It functions as tracking control information detecting means for detecting tracking control information necessary for tracking control of the probe 51 from the reproduced tracking information. Here, the output signal of the position detection circuit 72 is input to the bandpass filter 65.

【0050】(4)ハイパスフィルタ63は、変位検出
手段で検出された変位から記録媒体42に記録された記
録情報を再生する記録情報再生手段として機能する。こ
こで、ハイパスフィルタ63へは、位置検出回路72の
出力信号が入力される。
(4) The high-pass filter 63 functions as recorded information reproducing means for reproducing recorded information recorded on the recording medium 42 from the displacement detected by the displacement detecting means. Here, the output signal of the position detection circuit 72 is input to the high-pass filter 63.

【0051】(5)図1に示した再生信号復調回路2
4,ローパスフィルタ15およびZ方向制御回路16を
含まない。
(5) Reproduction signal demodulation circuit 2 shown in FIG.
4, the low-pass filter 15 and the Z-direction control circuit 16 are not included.

【0052】記録再生装置50で使用される記録媒体4
2としては、公知のスプラット急冷法を用いて作成した
ガラス金属、具体的には、合金ガラスの一種であるRh
−Zrを用いる。なお、作成したガラス金属は、十分な
平坦度(0.1nm rms以下)を確保するため、A
+ イオンなどの物理エッチングが施されている。
Recording medium 4 used in recording / reproducing device 50
2 is a glass metal prepared using a well-known splat quenching method, specifically, Rh which is a kind of alloy glass.
-Zr is used. In addition, in order to secure sufficient flatness (0.1 nm rms or less), A
Physical etching such as r + ions is performed.

【0053】次に、記録再生装置50の記録動作につい
て説明する。
Next, the recording operation of the recording / reproducing apparatus 50 will be described.

【0054】第1の書き込み条件として、プローブ51
と記録媒体42との間にバイアス回路60を介して1.
0Vの電圧を与えてプローブ51と記録媒体42との間
に流すトンネル電流の大きさを1nA(走査型トンネル
顕微鏡で試料を観察する際に通常流される値)としたの
ち、トンネル電流の大きさを200nAとしたあと再び
1nAに戻すと、ガラス金属の表面がジュール熱により
溶融して、小さな記録ビットが形成される。このときの
記録ビットの大きさは、直径20nmおよび高さ5nm
となる。
As a first write condition, the probe 51
Between the recording medium 42 and the recording medium 42 via a bias circuit 60.
After applying a voltage of 0 V and setting the magnitude of a tunnel current flowing between the probe 51 and the recording medium 42 to 1 nA (a value normally passed when a sample is observed with a scanning tunneling microscope), the magnitude of the tunnel current is determined. Is changed to 200 nA and then returned to 1 nA, the surface of the glass metal is melted by Joule heat, and small recording bits are formed. At this time, the size of the recording bit is 20 nm in diameter and 5 nm in height.
Becomes

【0055】また、第2の書き込み条件として、プロー
ブ51と記録媒体42との間にバイアス回路60により
1.5Vの電圧を与えてプローブ51と記録媒体42と
の間に流すトンネル電流の大きさを1nAとしたのち、
トンネル電流の大きさを200nAとしたあと再び1n
Aに戻すことにより、同様にして記録ビットを形成する
と、投入されるエネルギーの違いにより、形成された記
録ビットの大きさは、直径30nmおよび高さ10nm
となる。
As a second writing condition, the magnitude of a tunnel current flowing between the probe 51 and the recording medium 42 by applying a voltage of 1.5 V by the bias circuit 60 between the probe 51 and the recording medium 42 To 1 nA,
After setting the tunnel current to 200 nA,
When the recording bit is formed in the same manner by returning to A, the size of the formed recording bit is 30 nm in diameter and 10 nm in height due to the difference in the applied energy.
Becomes

【0056】そこで、第1の書き込み条件による記録状
態と第2の書き込み条件による記録状態と非記録状態と
を利用して、記録情報にトラッキング情報を重畳させた
記録ビット列を形成することができる。なお、このとき
形成される記録ビット列は、図2(C)に示したものと
同様のものとなる。
Therefore, a recording bit string in which tracking information is superimposed on recording information can be formed by utilizing the recording state under the first writing condition, the recording state under the second writing condition, and the non-recording state. The recording bit string formed at this time is the same as that shown in FIG.

【0057】次に、記録再生装置50の再生動作につい
て説明する。
Next, the reproducing operation of the recording / reproducing apparatus 50 will be described.

【0058】プローブ51を所望の記録ビット列に移動
したのち、記録媒体42に沿ってプローブ51を相対的
に走査させながら、片持ち梁52の変位を検出する。す
なわち、記録ビット列は、記録媒体42の表面の凹凸情
報として、片持ち梁52を変位させる。このときの片持
ち梁52の図示Z軸方向の位置の測定は、レーザ70か
ら出射されたのち片持ち梁52で反射されたレーザ光を
光検出器71によって検出することにより行われる。光
検出器71から出力される、片持ち梁52の図示Z軸方
向の位置を示す電気信号は位置検出回路72に入力され
て、片持ち梁52の変位量を示す電気信号に変換され
る。ここで、片持ち梁52の変位量を示す電気信号に
は、再生信号SP のほかに長波長のトラッキング信号T
も含まれているため、片持ち梁52の変位量を示す電気
信号をハイパスフィルタ63に入力して、長波長のトラ
ッキング信号Tを除去することにより、再生信号SP
取り出す。
After moving the probe 51 to a desired recording bit string, the displacement of the cantilever 52 is detected while relatively scanning the probe 51 along the recording medium 42. In other words, the recording bit string displaces the cantilever 52 as unevenness information on the surface of the recording medium 42. The measurement of the position of the cantilever 52 in the illustrated Z-axis direction at this time is performed by detecting the laser beam emitted from the laser 70 and reflected by the cantilever 52 by the photodetector 71. An electric signal output from the photodetector 71 and indicating the position of the cantilever 52 in the illustrated Z-axis direction is input to a position detection circuit 72 and converted into an electric signal indicating the displacement of the cantilever 52. Here, the electrical signal indicative of the displacement of the cantilever beam 52, the reproduced signal S in addition to the long wavelength of the tracking signal T P
Because it is also included, by inputting an electrical signal indicative of the displacement of the cantilever beam 52 to the high-pass filter 63, by removing the tracking signal T of long wavelength, taking out a reproduction signal S P.

【0059】片持ち梁52の変位量を示す電気信号はバ
ンドパスフィルタ65にも入力され、短波長の再生信号
P が除去されてトラッキング信号Tのみが取り出され
る。ここで、トラッキング信号Tとして、前述した第1
の実施例の記録再生装置10で用いたトラッキング信号
Tと同様のものを用いることにより、変調回路66と第
1および第2の同調検波回路67,68とコンパレータ
69とでプローブ51の記録ビット列からのずれ方向お
よびずれ量を検出することができる。したがって、本実
施例の記録再生装置50においても、検出したずれ方向
およびずれ量に応じてXY走査制御回路58でXY走査
機構57を制御することにより、記録媒体42にトラッ
ッキング用の加工を施すことなく、また、ウォブリング
などの制御を行うことなく、精度よくトラッキング制御
を行いながら記録情報を読み出すことができる。
The electric signal indicating the amount of displacement of the cantilever 52 is also input to the band-pass filter 65, where the short-wavelength reproduced signal SP is removed and only the tracking signal T is extracted. Here, the tracking signal T is the first signal described above.
By using a signal similar to the tracking signal T used in the recording / reproducing apparatus 10 of the embodiment, the modulation circuit 66, the first and second tuning detection circuits 67 and 68, and the comparator 69 convert the recording bit string of the probe 51 from the recording bit string. Direction and amount of shift can be detected. Therefore, also in the recording / reproducing apparatus 50 of the present embodiment, the XY scanning mechanism 57 is controlled by the XY scanning control circuit 58 in accordance with the detected deviation direction and deviation amount, so that the recording medium 42 can be processed for tracking. In addition, it is possible to read out recorded information while performing tracking control with high accuracy without performing control such as wobbling.

【0060】図5は、本発明の記録再生装置の第3の実
施例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the recording / reproducing apparatus of the present invention.

【0061】本実施例の記録再生装置110 は、記録情報
とトラッキング情報とを時分割で重畳させるものであ
る。すなわち、同期信号発生回路131 で同期信号を発生
するとともに、同期信号と位相が異なる2つの信号を第
1の移相器132 と第2の移相器133 とを用いてそれぞれ
発生し、同期信号とこの2つの信号をパルス発生回路12
1 に入力することにより、同期信号の一周期内をトラッ
キング情報のための時間領域と記録情報のための時間領
域とに分けて、プローブ111 にパルス電圧を印加する。
このとき用いる変調方式は、パルス位置変調方式であ
る。すなわち、基準となる位置からのずれ量によって情
報を伝達する。
The recording / reproducing apparatus 110 of this embodiment superimposes recording information and tracking information on a time division basis. That is, a synchronization signal is generated by a synchronization signal generation circuit 131, and two signals having phases different from the synchronization signal are generated using a first phase shifter 132 and a second phase shifter 133, respectively. And these two signals into a pulse generator 12
By inputting to 1, a pulse voltage is applied to the probe 111 by dividing one cycle of the synchronization signal into a time area for tracking information and a time area for recording information.
The modulation method used at this time is a pulse position modulation method. That is, information is transmitted based on the amount of deviation from the reference position.

【0062】記録再生装置110 の再生動作は、電流電圧
変換回路114 から出力されるトンネル電圧Vt を同期パ
ルス分離回路141 に入力し、トンネル電圧Vt から同期
パルスを分離したのち、記録情報のための時間領域とト
ラッキング情報のための時間領域とを第3の移相器142
および第4の移相器144 により区別することにより、第
1の復調パルス発生回路143 と再生信号復調回路124 と
で記録情報(再生信号SR )を取り出すとともに、第2
の復調パルス発生回路145 でトラッキング情報を取り出
す。
[0062] reproduction operation of the recording and reproducing apparatus 110 receives the tunnel voltage V t which is output from the current-voltage conversion circuit 114 to the sync pulse separator circuit 141, after separating the sync pulses from the tunnel voltage V t, the record information And a time domain for tracking information in a third phase shifter 142.
And by the fourth phase shifter 144, the first demodulation pulse generation circuit 143 and the reproduction signal demodulation circuit 124 extract the recording information (reproduction signal S R ), and
The tracking information is extracted by the demodulation pulse generation circuit 145 of FIG.

【0063】記録媒体102 としては、公知のスプラット
急冷法を用いて作成したガラス金属、具体的には、合金
ガラスの一種であるRh−Zrを用いる。なお、作成し
たガラス金属は、十分な平坦度(0.1nm rms以
下)を確保するため、Ar+イオンなどの物理エッチン
グが施されている。
As the recording medium 102, a glass metal prepared by a known splat quenching method, specifically, Rh-Zr, which is a kind of alloy glass, is used. In addition, in order to ensure sufficient flatness (0.1 nm rms or less), the produced glass metal has been subjected to physical etching such as Ar + ions.

【0064】次に、記録再生装置110 の記録動作につい
て説明する。
Next, the recording operation of the recording / reproducing apparatus 110 will be described.

【0065】書き込み条件として、プローブ111 と記録
媒体102 との間にバイアス回路120を介して1.0Vの
電圧を与えてプローブ111 と記録媒体102 との間に流す
トンネル電流の大きさを1nAとしたのち、トンネル電
流の大きさを200nAとしたあと再び1nAに戻す
と、ガラス金属の表面がジュール熱により溶融して、小
さな記録ビットが形成される。このときの記録ビットの
大きさは、直径20nmおよび高さ5nmとなる。この
ようにして形成された記録ビット列の一例を図6(A)
に示す。なお、このとき、他のパルスと区別するため、
同期パルスは連続して印加した。
As a writing condition, a voltage of 1.0 V is applied between the probe 111 and the recording medium 102 via the bias circuit 120 to set a tunnel current flowing between the probe 111 and the recording medium 102 at 1 nA. Thereafter, when the magnitude of the tunnel current is set to 200 nA and then returned to 1 nA, the surface of the glass metal is melted by Joule heat, and small recording bits are formed. At this time, the size of the recording bit is 20 nm in diameter and 5 nm in height. FIG. 6A shows an example of the recording bit string formed in this manner.
Shown in At this time, in order to distinguish it from other pulses,
The synchronization pulse was applied continuously.

【0066】同期信号の一周期をT0 とすると、図6
(B)にT1 で示す部分がトラッキング情報のための時
間領域であり、T2 で示す部分が記録情報のための時間
領域である。記録情報は、基準となるパルス位置(図6
(B)の破線部)からのずれ量によって伝達される。
Assuming that one cycle of the synchronization signal is T 0 , FIG.
The portion indicated by T 1 in (B) is a time domain for the tracking information, the portion indicated by T 2 is a time domain for recording information. The recorded information is a reference pulse position (FIG. 6).
(B) is transmitted by the amount of deviation.

【0067】なお、本実施例の記録再生装置110 におい
ても、記録媒体102 上の互いに隣接するトラック間でト
ラッキング情報を異ならせることにより、前述した第1
の実施例の記録再生装置10および第2の実施例の記録
再生装置50と同様に、変調回路126 ,第1の同調検波
回路127 ,第2の同調検波回路128 およびコンパレータ
129 とでプローブ111 の記録ビット列からのずれ方向お
よびずれ量を検出することができる。したがって、本実
施例の記録再生装置110 においても、検出したずれ方向
およびずれ量に応じてXY走査制御回路118 でXY走査
機構117 を制御することにより、記録媒体102 にトラッ
ッキング用の加工を施すことなく、また、ウォブリング
などの制御を行うことなく、精度よくトラッキング制御
を行いながら記録情報を読み出すことができる。
In the recording / reproducing apparatus 110 of this embodiment, the first information described above can be obtained by making the tracking information different between adjacent tracks on the recording medium 102.
Similarly to the recording / reproducing apparatus 10 of the embodiment and the recording / reproducing apparatus 50 of the second embodiment, the modulation circuit 126, the first tuning detection circuit 127, the second tuning detection circuit 128, and the comparator
With 129, the direction and amount of displacement of the probe 111 from the recording bit string can be detected. Therefore, in the recording / reproducing apparatus 110 of the present embodiment, the XY scanning control circuit 118 controls the XY scanning mechanism 117 in accordance with the detected shift direction and shift amount, so that the recording medium 102 can be processed for tracking. In addition, it is possible to read out recorded information while performing tracking control with high accuracy without performing control such as wobbling.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次の効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

【0069】記録情報とともにトラッキング情報を記録
媒体上に記録することができ、また、再生時に読み出し
た記録情報とトラッキング情報とが重畳した信号からト
ラッキング情報のみを取り出して、トラッキング制御情
報(たとえば、プローブの記録ビット列からのずれ方向
およびずれ量)を検出することができるため、記録媒体
にトラッッキング用の加工を施すことなく、また、ウォ
ブリングなどの制御を行うことなく、精度よくトラッキ
ング制御を行いながら記録情報を読み出すことができ
る。
The tracking information can be recorded on the recording medium together with the recording information. Further, only the tracking information is extracted from the signal in which the recording information read at the time of reproduction and the tracking information are superimposed, and the tracking control information (for example, probe information) is obtained. (A deviation direction and a deviation amount from the recording bit string of the recording medium), so that recording is performed while performing tracking control with high accuracy without performing processing for tracking on the recording medium and without performing control such as wobbling. Information can be read.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の記録再生装置の第1の実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a recording / reproducing apparatus according to the present invention.

【図2】記録情報とともにトラッキング情報を重畳させ
て記録ビット列を、図1に示した記録媒体上に形成する
方法を模式的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a method of forming a recording bit string on the recording medium shown in FIG. 1 by superimposing tracking information together with recording information.

【図3】図1に示した記録再生装置の再生動作を説明す
るための図であり、(A)はトンネル電圧の波形を示す
図、(B)は記録信号の波形を示す図、(C)はトラッ
キング信号の波形を示す図である。
3A and 3B are diagrams for explaining a reproducing operation of the recording / reproducing apparatus shown in FIG. 1, wherein FIG. 3A shows a waveform of a tunnel voltage, FIG. 3B shows a waveform of a recording signal, and FIG. () Is a diagram showing a waveform of a tracking signal.

【図4】本発明の記録再生装置の第2の実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the recording / reproducing apparatus of the present invention.

【図5】本発明の記録再生装置の第3の実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the recording / reproducing apparatus of the present invention.

【図6】図5に示した記録再生装置において記録媒体上
に形成された記録ビット列を模式的に示す図であり、
(A)は形成された記録ビット列の一例を示す図、
(B)はトラッキング情報のための時間領域と記録情報
のための時間領域とを示す図である。
6 is a diagram schematically showing a recording bit string formed on a recording medium in the recording / reproducing apparatus shown in FIG. 5,
(A) is a diagram showing an example of a formed recording bit string,
(B) is a diagram showing a time area for tracking information and a time area for recording information.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,41,101 基板 2,42,102 記録媒体 10,50,110 記録再生装置 11,51,111 プローブ 12,52,112 片持ち梁 13,53,113 Z方向走査機構 14,54,114 電流電圧変換回路 15,115 ローパスフィルター 16,116 Z方向制御回路 17,57,117 XY走査駆動機構 18,58,118 XY走査制御回路 19,59,119 マイクロコンピュータ 20,60,120 バイアス回路 21,61,121 パルス発生回路 22,62,122 基準信号発生回路 23,63 ハイパスフィルター 24,124 再生信号復調回路 25,65 バンドパスフィルター 26,66,126 変調回路 27,67,127 第1の同調検波回路 28,68,128 第2の同調検波回路 29,69,129 コンパレータ 70 レーザ 71 光検出器 72 位置検出回路 131 同期信号発生回路 132 第1の移相器 133 第2の移相器 141 同期パルス分離回路 142 第3の移相器 143 第1の復調パルス発生回路 144 第4の移相器 145 第2の復調パルス発生回路 Jt トンネル電流 Vt トンネル電圧 BI 記録情報のみを示す記録ビット BIT 記録情報とトラッキング情報とが重畳された記
録ビット T トラッキング信号 SR 記録信号 SP 再生信号 R 基準信号 X,Y,Z 軸
1, 41, 101 substrate 2, 42, 102 recording medium 10, 50, 110 recording / reproducing device 11, 51, 111 probe 12, 52, 112 cantilever 13, 53, 113 Z-direction scanning mechanism 14, 54, 114 current Voltage conversion circuit 15, 115 Low-pass filter 16, 116 Z-direction control circuit 17, 57, 117 XY scanning drive mechanism 18, 58, 118 XY scanning control circuit 19, 59, 119 Microcomputer 20, 60, 120 Bias circuit 21, 61 , 121 Pulse generation circuit 22, 62, 122 Reference signal generation circuit 23, 63 High-pass filter 24, 124 Reproduction signal demodulation circuit 25, 65 Band-pass filter 26, 66, 126 Modulation circuit 27, 67, 127 First tuning detection circuit 28, 68, 128 Second tuning detection circuit 29, 69, 129 Comparator 70 Laser 71 Photodetector 72 Position detection circuit 131 Synchronization signal Raw circuit 132 First phase shifter 133 Second phase shifter 141 Synchronous pulse separation circuit 142 Third phase shifter 143 First demodulation pulse generation circuit 144 Fourth phase shifter 145 Second demodulation pulse generation circuit J t tunneling current V t tunnel voltage B I record information only recording bits and the recording bit B iT recording information and tracking information is superimposed showing T tracking signal S R recording signal S P reproduced signal R reference signal X, Y, Z axis

フロントページの続き (72)発明者 河田 春紀 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 (56)参考文献 特開 平4−350510(JP,A) 特開 平4−212739(JP,A) 特開 昭55−87349(JP,A) 特開 昭61−32273(JP,A) 特開 昭63−200372(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 9/14 G11B 21/10 Continuation of the front page (72) Inventor Haruki Kawata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (56) References JP-A-4-350510 (JP, A) JP-A-4-212739 ( JP, A) JP-A-55-87349 (JP, A) JP-A-61-32273 (JP, A) JP-A-63-200372 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , (DB name) G11B 9/14 G11B 21/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 非記録状態以外に種類以上の状態変化
が形成可能な記録媒体に沿ってプローブを相対的に走査
させながら、該記録媒体上の予め定められた位置にて記
録情報に所定周期のトラッキング情報を重畳させたデジ
タル信号に応じたパルス電圧を該プローブと該記録媒体
との間に印加することにより、該記録媒体上に2種の状
態の情報ビットを形成する段階と、 前記情報ビットが形成された前記記録媒体に沿って前記
プローブを相対的に走査させながら該プローブと該記録
媒体間の物理的相互作用による信号を検出する段階と、 該検出した信号から前記トラッキング情報を検出すると
ともに、該トラッキング情報に応じてトラッキングを行
う段階とを備え、前記トラッキング情報の周期は、前記情報ビットの間隔
よりも長く、且つ前記記録媒体上の任意のトラックに隣
接する2つのトラック間において互いに異なる ことを特
徴とする記録再生方法。
1. A while relatively scanning the probe along the non-recording two or more types of state changes that can be formed recording medium other than the state, predetermined in the recording information at a predetermined position on said recording medium By applying a pulse voltage between the probe and the recording medium according to a digital signal on which period tracking information is superimposed, two types of states are recorded on the recording medium.
Forming an information bit of the state, and detecting a signal due to physical interaction between the probe and the recording medium while relatively scanning the probe along the recording medium on which the information bit is formed. Detecting the tracking information from the detected signal, and performing tracking in accordance with the tracking information , wherein the period of the tracking information is the information bit interval.
Longer than and adjacent to any track on the recording medium
A recording / reproducing method, wherein two adjacent tracks are different from each other .
【請求項2】 前記物理的相互作用による信号を前記プ
ローブと前記記録媒体間に流れるトンネル電流から検出
することを特徴とする請求項1記載の記録再生方法。
2. The recording / reproducing method according to claim 1, wherein a signal due to the physical interaction is detected from a tunnel current flowing between the probe and the recording medium.
【請求項3】 前記物理的相互作用による信号を前記プ
ローブと前記記録媒体間に働く原子間力から検出するこ
とを特徴とする請求項1記載の記録再生方法。
3. The recording / reproducing method according to claim 1, wherein a signal due to the physical interaction is detected from an atomic force acting between the probe and the recording medium.
【請求項4】 請求項1、2または3に記載の記録再生
方法を用いて記録再生を行うことを特徴とする記録再生
装置。
4. A recording / reproducing apparatus for performing recording / reproducing using the recording / reproducing method according to claim 1, 2 or 3 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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