JPH0250332A - 記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大容量、高密度の記録再生装置に関する。

〔従来技術〕

近年記録装置に於けるデータの記録容量は益々大きくな
る傾向がある。このような傾向においては記録単位の大
きさが益々小さくなり、その密度がさらに高くなること
が必須要件となる。例えば、光記録によるデジタルオー
ディオディスクにおいては記録単位の大きさは１μｄ程
度にまでおよんでいる。

一方、最近物質表面及び表面近傍の電子構造を直接観察
できる走査型トンネル顕微鏡（以後ＳＴＭと略す）が開
発され、 （Ｇ、Ｂ１ｎｎ１ｇ　　ｅｔ　　ａｌ、、　Ｈｅ１ｖｅ
ｔｉｃａ　　ＰｈｙｓｉｃａＡｃｔａ、５５，７２６　
（１９８２））単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い
分解能の測定が出来るようになり、しかも媒体に電流に
よる損傷を与えずに低電力で観測出来る利点をも有し、
さらには超高真空中のみならず大気中、溶液中でも動作
し種々の材料に対して用いることが出来るため広範囲な
応用が期待されている。

ＳＴＭは金属の探針（プローブ電極）と導電性物質の間
に電圧を加えてｌｎｍ程度の距離まで近づけると両者の
間に電流が流れることを利用している。

この電流は両者の距離変化に非常に敏感であり、電流も
しくは両者の平均的な距離を一定に保つように探針を走
査することにより実空間の表面情報を得ることが出来る
。この際、面内方向の分解能は１Å以上である。

このＳＴＭの原理を応用し、記録媒体として電圧電流の
スイッチング特性に対してメモリー効果をもつ材料、例
えば、π電子系有機化合物やカルコゲン化物類の薄膜層
等を用いれば記録単位が０．００１μｄ以下の情報記録
が可能である。

また、電子ビーム、光などの電磁波を用いて媒体の表面
形状態を変化させる手法を用いれば、そのビームの集束
度の限界などから記録単位は大きくなるものの現状の光
記録と同等の記録密度での情報の記録再生を行うことが
出来る。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかし、係る高
密度な記録再生をある面積にわたって行う場合、記録面
内方向へのプローブ電極の走査精度と位置制御精度に記
録容量の高密度化が太き（依存する。現在ＳＴＭ等のプ
ローブ電極の微少移動機構（微動機構）は、圧電素子を
用いた圧電アクチュエーターを利用したものであるが、
圧電体のヒステリシス、微動機構の面内方向（ｘ−ｙ方
向）での非直交性及びアクチュエーターの材料に起因し
た熱膨張などが存在し、なおかつ面内方向には位置に関
するフィードバック制御をせずに駆動しているため、記
録再生時におけるプローブ電極の微動あるいは走査機構
の位置再現性に問題があり、信号のＳ／Ｎ、誤り率等を
悪化させるため高密度化に対する障害となっている。

本発明の目的は、プローブ電極を用いた電気的な高密度
記録・再生方式に於いて、高精度な位置検出機能並びに
位置制御機能を導入し、記録・再生を高密度かつ再現性
よく実行せしむることかできる記録・再生装置を提供す
ることにある。

〔問題を解決する手段〕

本発明は、基準となる位置座標軸を有する記録媒体、プ
ローブ電極を有する電圧印加手段及び前記位置座標軸上
の位置を検出する手段を有し、検出された座標位置に対
応する該記録媒体の位置で記録又は記録情報の再生を行
う記録・再生装置に特徴を有している。

〔実施例の詳細な説明〕

本発明の位置検出装置は、情報の記録・再生と同様、導
電性探針（プローブ電極）と導電性物質との間に電圧を
印加しつつ両者の距離をｌｎｍ程度に進遅づけるとトン
ネル電流が流れることを利用している。トンネル電流は
、導体表面での仕事関数に依存するため、種々の表面電
子状態についての情報を読みとることができる。これを
応用して規則的原子配列、或いは又、任意に形成した基
準となる原点を有する記録媒体に対し、係る規則的原子
配列、或いは又、基準原点を基に位置座標系を導入し、
係る位置座標系に対応する特徴的なトンネル電流の変化
を検出することにより位置検出を行うと共に、係る位置
検出結果を基に、係る位置座標系と相対的な位置関係を
示す記録媒体上の記録乃至は再生位置を特定すると共に
、係る記録・再生位置上へのプローブ電極の位置制御を
行うものである。

この時の座標軸と記録位置との位置関係を示す模式図が
第１図である。即ち、座標軸上の目盛としての位置情報
（Ａ〜■）は記録位置（Ａ’〜Ｉ’　）と常に相対的な
位置関係（Ａ−Ａ’　など）にある。

従って位置情報Ａ−Ｉを検出することにより、必ずＡ′
〜１′　の記録位置を特定できる訳である。この際、座
標軸の各点（目盛）と記録位置とは必ずしも一義的な相
対配置をとる必要はない（例えば位置情報Ａに対応する
記録位置がＡ′の他にＡ′Ａ″′・・・などと複数以上
存在する）が、一義的（１：ｌ対応）である方が精度上
望ましい。また、座標軸は一本である必゛要はなく、必
要に応じて複数個使用される他、１次元である必要もな
く、２次元（網目状）であってもよい。この場合、２次
元座標系の各格子点に対応して、記録位置も２次元に配
置される。又、第１図では連続的な座標となっているが
、記録再生位置が確認できれば良いので、例えば、２次
元座標系の格子点のみを示しているような不運続なもの
でも十分である。

〈座標軸〉 本発明に用いられる位置検出系としての座標軸は規則的
原子配列、及び又は任意に形成した基準点を用いて形成
される。係る規則的原子配列としては、予め格子間距離
がわかっている導電性材料、即ち各種金属やグラファイ
ト単結晶等を利用することができる他、本発明で利用さ
れるトンネル電流はｎＡ程度の大きさである為、上記導
電性材料は１０−”（Ω・ｃ　ｍ　）＝以上の電導率を
有していればよく、従ってシリコン等のいわゆる半導体
物の単結晶を用いることもできる。また、格子間距離が
未知であっても規則的なトンネル電流の変化が得られれ
ばそれをメモリーに蓄える等の手法を用いて格子周期の
代用にすることができる。そのため基準に使用出来る試
料は広範囲のものとなる。これらの内、代表例として金
属試料を考える。今、距離Ｚだけ離れたプローブ電極と
上記金属試料との間に、仕事関数φより低い電圧Ｖを印
加すると、電子はポテンシャル障壁をトンネルすること
が知られている。トンネル電流密度ＪＴを自由電子近似
で求めると、 ＪＴ＝　（βｖ／２πλＺ）　ｅｘｐ　（−２Ｚ／λ）
・・・・・・・・・・・・　（１）の様に表わすことが
できる。

但し　λ＝　ｈ／　（’ｆＦｉＶｉｌ；　　：　金属の
外の真空中又は大気中での波動関数の減衰 距離 ｈ＝ｒ／２π　：ｒニブランク定数 ｍ　＝電子の質量 β＝ｅ”／ｈ　　：　ｅ　：電子電荷 式（１）に於いて、トンネル電流密度ＪＴは距離２に応
じ変化する。従ってプローブ電極を係る金属試料面上、
プローブ電極と基準原子配列との平均間隔を一定に保ち
つつ任意の直線方向に走査させれば金属原子配列に従っ
て周期的にトンネル電流が変化する。ここで、トンネル
電流の変化の様子は既知の格子周期に必ずしも一致する
わけではないが、はとんど原子配列の周期と同程度の精
度で規則的に変化するため、その信号（トンネル電流の
変化）が極値を持つ位置にプローブ電極を慣わせること
でプローブ電極の動きは試料の原子配列と同程度の精度
を持ったものになる。即ち、原子配列又はＳＴＭによる
トンネル電流変化の情報（ＳＴＭ像）を座標軸とみなせ
ば、プローブ電極はこの座標軸上を移動することになる
。今、この座標軸上のプローブ電極が一定の方向に一定
の距離丈離れた位置に移動でき、かつ移動先が記録・再
生可能な領域であるとすると、座標軸上の各点（例えば
トンネル電流が極大となる点）にｌ：１対応した位置で
記録・再生が可能となる。この場合、プローブ電極が座
標軸と記録領域間を移動する必要は必ずしもなく、例え
ば座標軸上を動（プローブ電極（位置検出用プローブ電
極）に対して、一定の位置に記録・再生用プローブ電極
を用意し、両者を連動させる等の方法を用いてもよい。

何れにせよ、記録領域でのプローブ電極の位置、即ち記
録位置を金属試料の結晶格子又はＳＴＭ像を利用した座
標軸に対して一義的に定めることができる。

以上より、記録媒体表面の一部又は全てが規則的原子配
列を有し、かつその配列状態又はＳＴＭ像が既知である
場合には、係る原子配列の結晶格子を利用した座標軸に
対して一義的な相対関係を示すＸ−Ｙ座標系を持つ、プ
ローブ電極走査系を設定することができる。

次に基準原点に関して述べる。上述の如く、規則的な原
子配列を利用した原子目盛を用いれば記録媒体上に一義
的な座標系を設定することができるが、この場合、座標
系の原点については、これを明確には定めることは困難
である。一方、既に述べた様に本発明の記録・再生は記
録媒体表面の仕事関数の変化をトンネル電流の変化量と
して検出することにより行われる。従って記録媒体上の
任意の位置の表面状態を作為的に変化させておけば、そ
の位置を原点（基準原点）として記録媒体上に位置に関
する座標系を導入することができる。

この際、複数個の基準原点を設ければ、係る座標系の軸
方向を決定することができる。又、先に述べた原子目盛
と併用すれば、この場合、座標系の軸方向は既に一義的
に決定されているので、基準原点は例え１点であっても
記録媒体表面上に絶対座標を設定することが可能である
。何れにせよ、これらの基準目盛を複数個用いることに
より位置検出に関する精度はより向上する。基準原点と
しては記録媒体表面にエツチング等の手法により凹凸を
つけたり、イオン注入等の手法に因って低原子を部分選
択的に媒体表面上に配置する等して導入することが考え
られるが、これらは現状では何れもＳＴＭの分解能に対
する基準原点としての精度には劣る為、大まかな位置把
握に利用するのが適当である。現状では実際に所望の情
報の記録を行うに先立って、記録媒体の記録面の一部に
、原点に関する何らかの情報を書き込み、係る点を持つ
記録領域を設定することができる。

第２図は本発明においてプローブ電極が、位置検出用の
ものと記録再生用のものの２本有する場合の実施例の装
置の略図である。

第２図中１及び２は各々記録再生用及び位置検出用プロ
ーブ電極であり、径１　ｍ　ｍのタングステシのワイヤ
ーを電解研磨したものを用いる。位置検出用プローブ電
極２は基板３の位置座標としての原子配列の検出に用い
られる。他方記録再生用プローブ電極１は位置検出用プ
ローブ電極２と一定の位置に保持され連動し記録媒体４
への記録再生消去に用いられる。５Ｐ、５Ｒはチューブ
型微動素子を用いたＸ＋　Ｙ＊　Ｚ方向微動機構であり
、プローブ電極１及び２と記録媒体４の距離（Ｚ）を制
御するためのもので、両者の平均的距離を一定に保つよ
うに各々プローブ電極１．２を独立に位置制御する。さ
らに微動機構は距離（Ｚ）を一定に保ったまま面内（ｘ
　＋ｙ）方向にも微動位置制御出来るように設計されて
いる。

また、記録媒体４は高精度の弾性ヒンジ機構を持つ平行
バネを用いたｘｙ方向粗動機構６の上に置かれており所
望の位置に移動される。７は微動範囲外の２方向の相対
変位を起こさせるための、おもに積層型圧電素子より成
る大粗動機構である。これらの各機器・機構は８の制御
系によって制御される。

又、これらの各機器・機構は除震台９上に設けられる。

ここに本実施例に用いた移動制御に於ける機械的性能を
下記に示す。

２方向微動制御範囲　：　０，１ｎｒｎ−１ｐ　ｍ２方
向粗動制御範囲　：　１０　ｎ　ｍ　〜１０　ｍ　ｍｘ
ｙ方向微動走査範囲：　０．Ｏ１ｎｍ〜ｘｙ方向粗動制
御範囲：　１０　ｎ　ｍ　％　１０　ｍ　ｍ第３図は本
実施例に於ける制御系８のブロック図である。

プローブ電極１．２は記録媒体及び位置検出用の基板原
子各々との間に流れる電流（プローブ電流）を比較器２
０で検出し、設定した値（１０−’　Ａ　’）と比較を
行って電流値が１０−＠Ａ程度になるように２方向位置
をプローブの２方向微動機構５Ｐｚ、５Ｒｚによって制
御して位置を一定化するが、記録・消去時には、書き込
み及び消去用のパルス電圧を印加すると同時にプローブ
電流が急激に変化するためその間プローブ２の２方向微
動機構５Ｐｚへの出力電圧を一定にするＨＯＬＤ回路１
１をＯＮにするように制御される。位置検出用プローブ
電極２はＸ方向にはＸ方向微動機構５Ｐｘで位置調整さ
れｙ方向にはｙ方向微動機構５ＰＹによって数ｋＨｚで
微小振動させられ、この時得られるプローブ電流信号Ｓ
８３をＣＰＵｌ０からカウンター１２．ディジタル−ア
ナログ変換機（Ｄ／Ａ変換器）１３を通して得られたｙ
方向微動機構ｓｐｙの走査信号Ｓ８１と同期検波される
ことでｙ方向゛のプローブ電極のずれに応じた信号Ｓ８
２が同期検波回路１４の出力として得られる。

この出力をｙ方向の微動機構走査信号Ｓ８１に加算しな
がら粗動機構１５及びＸ方向微動機構５ＰｘによってＸ
軸方向にも走査することで位置検出用プローブ電極２の
Ｘ方向の動きは原子配列に沿ったものとなる。

このｙ方向振動及び原子配列に対するプローブ電極の走
査によってプローブ電流に高周波の振動成分が発生する
が、この成分はローパスフィルタ１８によってカットさ
れるので、２方向微動機構５Ｐｚ及び５Ｒｚがこの高周
波の振動成分に追従してプローブを移動させる事はない
。従ってｘ、　ｙ方向微動機構、５Ｒｘ、５ＲＲｙによ
って位置検出用プローブ電極２との相対関係を所定関係
に固定され連動して移動する記録再生用プローブ電極１
の動きもそれに応じたものとなる。

又、位置検出用プローブ電極２からの信号を、原子配列
に対するプローブ電極のＸ方向走査によって発生するプ
ローブ電流の周波数成分は通すがｙ方向振動により発生
するプローブ電流のより高周波な成分はカットするロー
パスフィルタ１８ＡとＡ／Ｄ変換器１７を介してＣＰＵ
ｌ０に送り、この信号から走査した原子の数をカウント
することでプローブ電極の位置を知ることができる。

両プローブ電極と記録媒体４及び位置検出用媒体（基板
原子）４Ａ各々の間に与えるバイアス電圧及び記録再生
用パルス電圧は、それぞれ独立な２つのＤ／Ａ変換器１
３から与えられる。

Ｘ及びｙ方向の粗駆動には粗動機構１５として平行バネ
１５Ｂを用いる。Ｌ　Ｖ＋　”微動機構５Ｐ、　５Ｒに
用いる円筒型圧電素子は機械的共振周波数が高（（〜８
ｋＨｚ　（ｘｙ力方向、〜４０ｋＨｚ（ｚ方向））走査
範囲はそう太き（はとれない（〜５００ｎｍ）ものの高
速での走査に適している。

第４図に本実施例に於けるＣＰＵ内の制御アルゴリズム
を示す。ＣＰＵｌ０は５ｔａｒｔ信号により各Ａ／Ｄコ
ンバーター１２．カウンター１３等の機器をＲＥＳＥＴ
Ｌ／初期設定値に条件を設定する。次に位置検出用プロ
ーブ電極２と記録再生用プローブ電極１をそれぞれ別個
に基板方向にワンステップづつ近づ・け、その度ごとに
プローブ電極に流れる電流値（Ｊｔ）をＡ／Ｄ変換して
その設定値となるまでプローブ電極１．２を基板３及び
記録媒体４に近づける。

次に面内方向（ＸＹ力方向に平行バネ１５へ走査信号Ｓ
　８４ｘ　＋　Ｓ　ｌｌ４Ｙを出力することにより記録
媒体の全域にわたってプローブ電極ｌを走査させ、それ
に伴ないプローブ電極２も基板上を走査させその走査中
のＪｔを随時Ａ／Ｄ変換器１７でＡ／Ｄ変換し記録媒°
体中の基準原点の位置をそのＸＹ走査信号とプローブ電
極１からのＪｔの値と及び位置検出用媒体４Ａから得ら
れた位置情報とから算出し基準原点へ移動する。記録時
には基準原点の位置から面内方向に微小領域を走査し信
号をサンプリングする時の周波数に応じたトリガー信号
により、まずホールド回路１１でＺ軸方向の制御信号を
ホールドした後記録用パルスを出力して記録する。再生
時は同様なトリガー信号によりプローブ電極に流れる電
流をＡ／Ｄ変換して再生する。記録または再生の終了後
はプローブ電極を記録媒体から遠ざけてホームポジショ
ンへ移動させ保持しておく。

本発明では走査機構を粗動部と微動部に分け、高周波で
の走査には微動部を用いまた低周波での走査には粗動部
を用いている。

このことにより微動部のストロークを減らし剛性を高め
ることが可能になるため走査速度をより向上させること
が出来、結果として情報の転送速度を上げることができ
る。微動機構にはその精度上圧電素子を用いたアクチュ
エータが望ましく　、ｔｒｉｐｏｄ型微動機構（Ｇ、Ｂ
１ｎｎ１ｇ　　ａｎｄ　　Ｈ，Ｒｏｈｒｅｒ　　：ＩＢ
Ｍ　　Ｊ、Ｒｅｓ、＆　　Ｄｅｖ、３０　（１９８６）
３５５；Ｈ−ｅｌｖ。

Ｐｈｙｓ、Ａｃｔａ　　５５　（１９８２）　７２６．
）やぐら型微動素子（Ｇ、Ｆ、Ａ、Ｖａｎ　　Ｄｅ　　
Ｗａｌｌｅ、　Ｊ、Ｗ、Ｇｅｒｒｉｔｓｅｎ。

Ｈ，ｖａｎ　　Ｋｅｎ−ｐｅｎ　　ａｎｄ　　Ｐ、Ｗｙ
ｄｅｒ　　：　　Ｒｅｖ。

Ｓｃｉ、Ｉｎｓｔｒｕｍ、５６　（１９８５）　１５７
３．）チューブ型微動素子（Ｇ、Ｂ１ｎｎ１ｇ　　ａｎ
ｄ　　Ｄ、Ｐ、Ｅ、Ｓｍ１ｔｈ：　Ｒｅｖ、Ｓｃｉ、Ｉ
ｎｓｔｒｕｍ、５７　（１９８６）　１６８．）など一
般に用いられている微動機構・素子を使用することが出
来る。

次に本実施例で用いた記録媒体の詳細について述べる。

記録媒体の構成図を第５図に示す。直径ｌ／２インチの
（１１１）面を出したＰ型Ｓｉウェハー（Ｂドープ０．
３ｍｍ厚）を基板３として用いた。該基板は記憶・再生
装置の粗動機構６上に設置する際の方向性をほぼ一定に
する目的で、Ｂ−Ｂ’　点で切断されている。なおり−
Ｂ’　点はＳｉ結晶の［２１１］方向にほぼ平行である
。次にＢ−Ｂ’　　の中点から基板中心に向って１　ｍ
　ｍの位置を１μｍ角、深さ０゜２μｍにエツチングし
、基準原点（粗）２０１を作成した。係る基準原点（粗
）の作成法の詳細を以下に示す。

先ず、Ｓｉ基板上に電子線レジストであるポリメタクリ
ル酸メチル（ＰＭＭＡ；商品名０ＥＢＲ−１０００東京
応化工業（株））を１μｍの厚さに塗布し、電子線を加
速電圧２０ｋｅＶ、　　ビーム径０．１μｍφで１μｍ
四方の大きさに描画する。その後、専用現像液を使って
電子線照射部を溶解させる。エツチングはＣＦ４とＨ２
の混合ガスを用いて圧力３Ｐａ。

放電電力１００Ｗで２０分間スパッタエツチングを行う
。最後にメチルエチルケトンを使つてＰＭＭＡを溶解す
る。

次に係る基板上、基準原点（粗）２０１近傍をマスキン
グした後、下引き層としてＣｒを真空蒸着法により厚さ
５０人堆積させ、更にＡｕを同法により４００人蒸着し
て基板電極１０４とする。

次に係るＡｕ電極上にスクアリリュウムービス−６−オ
クチルアズレン（以下５ＯＡＺと略す）のＬＢ膜（８層
）を積層し、記録層１０１とする。以下、記録層形成方
法の詳細について述べる。先ず５ＯＡＺを濃度０；２ｍ
ｇ／ｍＩ！で溶かしたベンゼン溶液を２０℃の水相上に
展開し、水面上に単分子膜を形成する。次に溶媒の蒸発
を待ち、係る単分子膜の表面圧を２０ｍＮ／ｍまで高め
、更にこれを一定に保ちながら、前記基板を水面を横切
る方向に速度３　ｍ　ｍ７分で静かに浸漬・引き上げを
繰り返し、５ＯＡＺ単分子膜の８層累積膜を基板電極１
０４上に形成させる。

以上により作成された記録媒体ｌを用いて、記録・再生
を行うには、５ＯＡＺ８層を累積した記録層１０１を持
つ記録媒体ｌの基板の切り欠き、Ｂ−Ｂ’　方向を所定
の方向に合わせて、Ｘ−Ｙステージ１１８の上に置（。

次にＢ−Ｂ’　から１ｍｍ程度基板内側の位置に位置検
出用プローブ電極１０２を動かし、位置検出用プローブ
電極とＳｉ基板３との間に０，６Ｖのプローブ電圧を印
加した上で、ｘ−Ｙ方向微動機構５Ｐｘ、５ＰｙのＸ方
向をＢ−Ｂ’　　にほぼ平行な方向に仮に合わせた後、
Ｘ−Ｙ座標軸のとり方を種々変化させながら１μｍ角の
領域にわたって表面状態の測定を繰り返し、得られたＳ
ｉ原子の配列ピッチが各々６．６５人及び３．８４人に
最も近い値をとる様に調整する。係る調整により、微動
機構５Ｐ、　５ＲのＸ軸はＳｉ基板の［２１１］方向に
Ｙ軸は［０１丁］方向に合致する。

本実施例に於いては円筒型の圧電素子を用いており、Ｘ
軸、Ｙ軸の走査電圧を調整してＸ、Ｙ方向を変化させて
いるが記録媒体を回転させる機構を加えてもよい。次に
Ｘ−Ｙ方向に関して粗動機構を用いて位置検出用プロー
ブ電極を走査し基準原点（粗）２０１の位置を検出する
。基準原点は一般記録情報の記録単位よりも大きい面積
を持つため、走査時には一般記録情報よりも低周波の信
号となる。そのため簡単な周波数分離回路によって容易
に検出することが出来る。

係る基準原点（粗）２０１の中心から、２　ｍ　ｍ　Ｙ
軸方向に沿ワて基板中心部に向った位置で、微動機構５
Ｐｘ、５Ｐｙを用いて、Ｓｉの格子点を検出した。

係る格子点（第６図の０点）を位置座標軸原点３０１と
し、Ｘ方向（［２１１］方向）に位置検出用プローブ電
極を走査した。この際Ｓｉの［２１１］方向に開動じて
記憶・再生用プローブ電極１も記録層１０１上を移動し
ている。実際の記録に先立って、位置座標軸原点３０１
に対応する記録位置（第６図Ｃ′点）に基準原点（微）
３０３を設けた。係る基準原点（微）は記録層１０１の
電気メモリー効果を利用して形成される。即ち、記録・
再生用プローブ電極ｌとＡｕ電極１０４との間に１．Ｏ
Ｖのプローブ電圧を印加し、プローブ電流ｒｐが１０−
’　Ａになる様に２軸方向微動機構５ＲＺを用いて、記
録・再生用プローブ電極１と記録層１０１表面との距離
（Ｚ）を調整する。次に記録・再生用プローブ電極を＋
側、Ａｕ電極１０４を一側にして、電気メモリー材料（
ＳＯＡＺ。

ＬＢ膜８層）が低抵抗状態（ＯＮ状態）に変化する閾値
電圧Ｖ　ｔｈ　ＯＮ以上の矩形パルス電圧（１８Ｖ。

０．１μｓ）を印加し、ＯＮ状態を生じさせる。

以上の操作により、基準原点（微）３０３とした。

この時１０ｎｍ角の記録層領域をＯＮ状態にすることに
より基準原点（微）３０３に関する原点としての位置情
報と、後に書き込まれる記録情報とが混同して再生され
ない様にしたが（第６図）、基準原点（微）３０３の形
状は何ら本実施例の形状に限られるものではない。

なお、プローブ電圧を電気メモリー材料がＯＮ状態から
ＯＦＦ状態に変化する閾値電圧Ｖ　ｔｈ　ＯＦ　Ｆ以上
のＩＯＶに設定し、再び記録位置をトレースすれば全て
の記録状態が消去されＯＦＦ状態に遷移する。

基準原点等の数は記録面積の拡大に伴って複数個作成し
てもよく、１点に限る必要はない。更にはプローブ電極
の構造も、本実施例に限定されるものではなく、第７図
に示す様に位置決め用媒体４Ｂを記録媒体４０反対側に
設ける様にしてもよ（、他の考えつる実施例も位置座標
に対して記録位置が一義的に定まる方法、構造であれば
よい。

実施例特有の効果として、記録媒体の相対変位機構に弾
性ヒンジからなる平行バネを用いることで粗動時の記録
媒体の記録媒体面に垂直な方向（２軸方向）への歪みを
抑えることが出来、記録・再生時のＳ／Ｎを向上させ、
また圧電素子の剛性の高さを生かしたまま粗動範囲を広
げることが出来る。

又、位置基準座標に基準原点を設けることで記録信号の
検索を容易にし、精度が高くしかも高速に記録再生の出
来る記録再生装置が実現できる。

〔発明の効果〕

以上、本発明により、 ■光記録に比べてもはるかに高密度な記録再生が可能な
記録・再生・位置検出方法を示した。

■　ＳＴＭの原理を応用した記録再生装置に最適な人オ
ーダー〜ｎｍオーダーでの位置検出方法及び制御方法を
示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の位置座標と記録位置との位置関係を
示した原理図である。 第２図は、本発明の一実施例の記録再生装置を図解的に
示すブロック図である。 第３図は、本発明の実施例１における制御系のブロック
図である。 第４図は、実施例１におけるＣＰＵ内のアルゴリズムを
示す図である。 第５図（Ａ）は本発明の記録媒体の一形態を示す平面図
で、第５図（Ｂ）はそのＡ−Ａ’　断面図である。 第６図は本発明の記録媒体面上の座標と記録位置との位
置関係の一形態を示した模式図である。 第７図は、本発明の別の実施例の記録再生装置を図解的
に示す原理図である。 図中、 １．２；プローブ電極　　４　：　記憶媒体４Ａ　、位
置検出用媒体　１０　：　　ＣＰＵである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体上の各記録位置の基準となる位置情報目
   盛と、前記位置情報目盛に対向して設けられたプローブ
   電極と、前記位置情報目盛とプローブ電極との間に電圧
   を印加する手段と、前記位置情報目盛とプローブ電極と
   の平均的距離を常に一定化する手段と、前記一定化手段
   により平均的距離を一定化された前記位置情報目盛とプ
   ローブ電極との間のトンネル電流値に基いて位置情報を
   得る位置情報読取手段と、前記位置情報読取手段によっ
   て得られた位置情報に基いて記録媒体上の所定位置で記
   録あるいは再生を行う手段とを有する事を特徴とする記
   録再生装置。