JPH04178938A - 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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- JPH04178938A JPH04178938A JP2307911A JP30791190A JPH04178938A JP H04178938 A JPH04178938 A JP H04178938A JP 2307911 A JP2307911 A JP 2307911A JP 30791190 A JP30791190 A JP 30791190A JP H04178938 A JPH04178938 A JP H04178938A
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- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
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- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
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- Y10S977/947—Information storage or retrieval using nanostructure with scanning probe instrument
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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。
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〕
本発明は情報記録担体と情報記録及び／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。
び情報記録及び／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ッドなど
の装置の制約により記録波長が決まり、この場合１μｍ
程度が限界となる。
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ッドなど
の装置の制約により記録波長が決まり、この場合１μｍ
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、１〜０．５μｍ程度が限界となっ
ている。
記録波長が制限され、１〜０．５μｍ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下の高分解能で分析で
きるようになった。（Ｇ。
、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下の高分解能で分析で
きるようになった。（Ｇ。
Ｂｉｎｎｉｇｅｔ ａｌｌ、 、Ｈｅ１ｖｅｔｉｃ
ａｐｈｙｓ ｉ ｃａＡｃｔａ、５５．７２６ （１９
８２））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６３−１６１
５５２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
。
ａｐｈｙｓ ｉ ｃａＡｃｔａ、５５．７２６ （１９
８２））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６３−１６１
５５２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担体と情報
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。
報記録及び／又は再生を可能にする情報記録担体と情報
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、本発明は相対的に走査するプロ
ーブによって情報の記録及び／又は再生が行われる情報
記録担体において、情報の記録及び／又は再生が行われ
る領域以外に前記プローブの形状の異常を検出するため
の情報領域が設けられている。
ーブによって情報の記録及び／又は再生が行われる情報
記録担体において、情報の記録及び／又は再生が行われ
る領域以外に前記プローブの形状の異常を検出するため
の情報領域が設けられている。
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。
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。
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。
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、Ｓｍ１ｔｈ、Ｒｅｖ、Ｓｃｉ。
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、Ｓｍ１ｔｈ、Ｒｅｖ、Ｓｃｉ。
ｌｎｓｔｒｕｍ、５７ （８）、Ａｕｇｕｓｔ’ １９
８６．１６８５−１６８９参照）、３は記録媒体、４は
後述するトラッキングビットとデータビットからなる各
記録ビット列（トラック）である。ビットは実際には微
小であるが、ここでは説明の為大きく示しである。円筒
型圧電素子２は、各記録ビット列上を探針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ット列にアクセスで
きる。
８６．１６８５−１６８９参照）、３は記録媒体、４は
後述するトラッキングビットとデータビットからなる各
記録ビット列（トラック）である。ビットは実際には微
小であるが、ここでは説明の為大きく示しである。円筒
型圧電素子２は、各記録ビット列上を探針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ット列にアクセスで
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。
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、両者を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。
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、両者を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２８は円筒型圧電素子２の記録媒体方向伸縮部用
電極である。又２ｂは同記録媒体面平行方向変形部用電
極である。
電極である。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、電圧電流のスイッチング特性に対
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
シャル成長面やグラファイトを用いる。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ＳＯΔＺと略す）を用い、ラングミュア・ブロジェッ
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。
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
シャル成長面やグラファイトを用いる。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ＳＯΔＺと略す）を用い、ラングミュア・ブロジェッ
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ｌ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で受けた微動制御機構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。
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で受けた微動制御機構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〜ｌ■
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。
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〜ｌ■
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、ｌＯ〜１ｏＯｐＡの電流が流れる大きさ１
０ｎｍφのビットを形成する。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。
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、ｌＯ〜１ｏＯｐＡの電流が流れる大きさ１
０ｎｍφのビットを形成する。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
を得るためのトラッキングビットと記録情報の書かれた
データビットを空間的に分けて配置する。すなわち第１
図において記録ビット４はトラッキングビット４ａ、４
ｂ、・・・とデータビット４ａ’ 、４ｂ″、・・から
成り立っている。
る。本実施例では、媒体上の探針の位置制御を行う信号
を得るためのトラッキングビットと記録情報の書かれた
データビットを空間的に分けて配置する。すなわち第１
図において記録ビット４はトラッキングビット４ａ、４
ｂ、・・・とデータビット４ａ’ 、４ｂ″、・・から
成り立っている。
トラッキングビットは探針がトラック上に沿うためのト
ラッキング信号、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ットを有している。記録の際、
まず記録媒体にトラッキングビットの書き込み（フォー
マット）を行う。
ラッキング信号、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ットを有している。記録の際、
まず記録媒体にトラッキングビットの書き込み（フォー
マット）を行う。
第１図、第２図（ａ）を用いて、トラッキングビット４
ａ・・・について説明する。第２図（ａ）はビット列４
の説明図である。トラッキングビットの書き込み（トラ
ックフォーマット）の際、トラッキングビットのうち４
ｂ、４ｃはトラック中心１００に対し、左右に１／４Ｘ
（ビット大きさ）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。
ａ・・・について説明する。第２図（ａ）はビット列４
の説明図である。トラッキングビットの書き込み（トラ
ックフォーマット）の際、トラッキングビットのうち４
ｂ、４ｃはトラック中心１００に対し、左右に１／４Ｘ
（ビット大きさ）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。
さらにトラッキングビット４ａ、４ｄ、４ｅ。
４ｆ、・・・はトラック中心１００上にくるように配置
する。トラッキングビット４ａはこの後にデータビット
が始まることを示すクロックビットとして機能する。一
連のフォーマットビット形成は、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。トラッキングビット４ａはこの後にデータビット
が始まることを示すクロックビットとして機能する。一
連のフォーマットビット形成は、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。
次にトラッキングビッ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Ｊ６を出力する制御部を示すブロ
ック図である。
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Ｊ６を出力する制御部を示すブロ
ック図である。
まず水平方向の位置制御について説明する。探針がちょ
うどトラック１００上を動く時トラッキングビット４ｂ
、４ｃを走査した時のトンネル電流は第２図（ｂ）に実
線１００ａで示すように変化する。一方、探針がトラッ
クからずれ、第２図（ａ）で点線に示すような軌跡１０
１をたどるとトラッキングビット４ｂ、４ｃを走査した
時のトンネル電流は第２図（ｂ）に点線Ｉｏｔａで示す
ように変化する。また探針がトラックから前とは逆方向
にずれ、第２図（ａ）で−点鎖線に示すような軌跡１０
２をたどるとトラッキングビット４ｂ、４ｃを走査した
時のトンネル電流は第２図（ｂ）に−点鎖線１０２ａで
示すように変化する。図中側矢印で示した範囲がそれぞ
れビット４ｂ、４ｃの存在する範囲を示す。この図から
れかる様にトラッキングビット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ック中心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、
探針のトラックからのずれ量とその方向が検出できこの
差がＯ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ッ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ッキングビット４ｂ、４
Ｃ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２
１、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。
うどトラック１００上を動く時トラッキングビット４ｂ
、４ｃを走査した時のトンネル電流は第２図（ｂ）に実
線１００ａで示すように変化する。一方、探針がトラッ
クからずれ、第２図（ａ）で点線に示すような軌跡１０
１をたどるとトラッキングビット４ｂ、４ｃを走査した
時のトンネル電流は第２図（ｂ）に点線Ｉｏｔａで示す
ように変化する。また探針がトラックから前とは逆方向
にずれ、第２図（ａ）で−点鎖線に示すような軌跡１０
２をたどるとトラッキングビット４ｂ、４ｃを走査した
時のトンネル電流は第２図（ｂ）に−点鎖線１０２ａで
示すように変化する。図中側矢印で示した範囲がそれぞ
れビット４ｂ、４ｃの存在する範囲を示す。この図から
れかる様にトラッキングビット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ック中心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、
探針のトラックからのずれ量とその方向が検出できこの
差がＯ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ッ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ッキングビット４ｂ、４
Ｃ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２
１、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はクロックビット４ａからの
出力等をもとにデータビット領域、トラッキングビット
領域の区別及びタイミング動作の開始を行い、次にトラ
ッキングビット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・ボールド回路Ｓ／Ｈ１，Ｓ／Ｈ
２に増幅器７からの信号（位置信号）を取り込むように
各クロックＣＬＩ、Ｃｌ３を発生する。この位置信号は
差分器２１に入りトラッキング信号ＴＳとなる。さらに
このトラッキング信号ＴＳは、タイミング発生回路ＴＧ
Ｃからの探針１を走査させる制御信号である走査信号Ｓ
Ｓ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ック中心１００に沿った
ものとなる。
出力等をもとにデータビット領域、トラッキングビット
領域の区別及びタイミング動作の開始を行い、次にトラ
ッキングビット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・ボールド回路Ｓ／Ｈ１，Ｓ／Ｈ
２に増幅器７からの信号（位置信号）を取り込むように
各クロックＣＬＩ、Ｃｌ３を発生する。この位置信号は
差分器２１に入りトラッキング信号ＴＳとなる。さらに
このトラッキング信号ＴＳは、タイミング発生回路ＴＧ
Ｃからの探針１を走査させる制御信号である走査信号Ｓ
Ｓ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ック中心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、トラッキングビットのうちトラック上に配さ
れたビット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
信号をローパスフィルターＬＰＦに入れて走査中に各ビ
ットに対応した信号の発生する周波数の様な高周波の信
号成分をカットして出力し、次に差分器２３で設定値と
の差分信号に変換する。
おいては、トラッキングビットのうちトラック上に配さ
れたビット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
信号をローパスフィルターＬＰＦに入れて走査中に各ビ
ットに対応した信号の発生する周波数の様な高周波の信
号成分をカットして出力し、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、ビット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ックＣＬ ３を発生する。この時取
込まれた信号は探針か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。
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ックＣＬ ３を発生する。この時取
込まれた信号は探針か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・ホールトされる。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。
御信号によりこの後サンプル・ホールトされる。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。
またトラッキングビット中には、探針の形状変化を検出
するビットを含む。本実施例に於いては、トラック１０
０上のビット４ｄ、４ｅ、４ ｆ、−・がこれに相当す
る。これらのビットはクロックビット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
これらのビットからの信号を走査中各ビットの対応信号
の発生周波数近傍のみ通過させるバンドパスフィルター
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
ットの対応信号の発生周波数（ビット列の空間周波数）
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（るとトラック１００上のビッ
ト４ｄ、４ｅ。
するビットを含む。本実施例に於いては、トラック１０
０上のビット４ｄ、４ｅ、４ ｆ、−・がこれに相当す
る。これらのビットはクロックビット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
これらのビットからの信号を走査中各ビットの対応信号
の発生周波数近傍のみ通過させるバンドパスフィルター
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
ットの対応信号の発生周波数（ビット列の空間周波数）
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（るとトラック１００上のビッ
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ィルター
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
ィルターＬＰＦ２でノイズを除去される。このローパス
フィルターの出力は、ビット４ｄ〜４ｆを探針が全て通
過し終る直前のタイミングでタイミング発生回路ＴＧＣ
が発生するクロック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としてクロックビット４ａが入る度に更新されて
いく。
くなる。そこでこの周波数成分をバンドパスフィルター
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
ィルターＬＰＦ２でノイズを除去される。このローパス
フィルターの出力は、ビット４ｄ〜４ｆを探針が全て通
過し終る直前のタイミングでタイミング発生回路ＴＧＣ
が発生するクロック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としてクロックビット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
とによりトラッ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。
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
とによりトラッ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例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ュエータ２６を駆動
させる為のドライバーである。アクチュエータ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。
。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ュエータ２６を駆動
させる為のドライバーである。アクチュエータ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ッキングビット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、データビット（４，ａ’ 、
４ｂ’ 、・・・）を記録して行う。再生は所望の記録
ビット列へ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。
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、データビット（４，ａ’ 、
４ｂ’ 、・・・）を記録して行う。再生は所望の記録
ビット列へ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ッ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、Ｒ，ｈ −Ｚ ｒを用いた。ガラス金属はＡ
ｒ”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。
は記録媒体材料としてスプラッ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、Ｒ，ｈ −Ｚ ｒを用いた。ガラス金属はＡ
ｒ”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ｌ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〜ＩＶ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。
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ｌ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〜ＩＶ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．ＯＶ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２
００ｎＡ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ュ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、ビットを形成する
。
の間に可変電源５を介して１．ＯＶ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２
００ｎＡ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ュ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、ビットを形成する
。
この時ビットの大きさを見積ったところ直径２０ｎｍ、
高さ５ｎｍであった。
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
記録ビット列へ図示せぬ駆動機構により移動した後、記
録媒体３′の表面上の記録ビット列を走査し、各ビット
の有無によるトンネル電流の変化を検出し、再生を行う
。
記録ビット列へ図示せぬ駆動機構により移動した後、記
録媒体３′の表面上の記録ビット列を走査し、各ビット
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
トラッキング信号を得るためのトラッキングビットと記
録情報の書かれたデータビットを空間的に分けて配置す
る。具体的には第３図において記録ビット列４′は、ト
ラッキングビット４ａ、、４ｂ、、・・・とデータビッ
ト４ａ、’ 、４ｂ１′・・・から成る。これらは略円
周方向に配列されている。トラッキングビットは探針が
トラック上に沿うためのトラッキング信号、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
録媒体にトラッキングビットの書き込み（フォーマット
）を行う。トラッキングビットは第１実施例と同様の構
成である。
を行う。すなわち記録媒体上の探針１の位置制御を行う
トラッキング信号を得るためのトラッキングビットと記
録情報の書かれたデータビットを空間的に分けて配置す
る。具体的には第３図において記録ビット列４′は、ト
ラッキングビット４ａ、、４ｂ、、・・・とデータビッ
ト４ａ、’ 、４ｂ１′・・・から成る。これらは略円
周方向に配列されている。トラッキングビットは探針が
トラック上に沿うためのトラッキング信号、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
録媒体にトラッキングビットの書き込み（フォーマット
）を行う。トラッキングビットは第１実施例と同様の構
成である。
即ちフォーマットの際、トラッキングビットのうち４ｂ
、、４ｃ１トラツク中心１００′に対し、左右に１／４
Ｘ（ビット大きさ）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１５
ｂを駆動する。さらにトラッキングビット４ａ、、４ｅ
、、４ｆ、・・・はトラック中心１００′上にくるよう
に配置する。トラッキングビット４ａ、はこの後にデー
タビットが始まることを示すクロックビットとして機能
する。−連のフォーマットビット形成は、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。
、、４ｃ１トラツク中心１００′に対し、左右に１／４
Ｘ（ビット大きさ）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１５
ｂを駆動する。さらにトラッキングビット４ａ、、４ｅ
、、４ｆ、・・・はトラック中心１００′上にくるよう
に配置する。トラッキングビット４ａ、はこの後にデー
タビットが始まることを示すクロックビットとして機能
する。−連のフォーマットビット形成は、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。
この様にしてフォーマットビットを作成し第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。
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。
実際の記録はトラッキングビット４ａ、・・・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、データビット４８１′、４ｂ、’、・・・を
記録する。再生は所望の記録ビット列へ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。
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、データビット４８１′、４ｂ、’、・・・を
記録する。再生は所望の記録ビット列へ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。
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ットとし
て一定の間隔をともなって並んでいるビット列を用いた
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ットを用いることでも実現で
きる。又間隔検出用のビットとは別に設ける様にしても
よい。
て一定の間隔をともなって並んでいるビット列を用いた
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ットを用いることでも実現で
きる。又間隔検出用のビッ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。
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。
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
構成を示すブロック図、 第２図（ａ）は同装置におけるビッ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ック図である。 １・・・探針 ２・・・円筒型圧電素子 ３．３′・・・記録媒体 ４．４′・・・記録ビット列 ４ａ〜４ｆ、４ａ、〜４ｆ、・・・トラッキングビット ５・・・可変電源 ８・・・制御回路 １３・・・復調回路 １５・・・圧電素子
構成を示すブロック図、 第２図（ａ）は同装置におけるビッ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ック図である。 １・・・探針 ２・・・円筒型圧電素子 ３．３′・・・記録媒体 ４．４′・・・記録ビット列 ４ａ〜４ｆ、４ａ、〜４ｆ、・・・トラッキングビット ５・・・可変電源 ８・・・制御回路 １３・・・復調回路 １５・・・圧電素子
Claims (5)
- （１）相対的に走査するプローブによって情報の記録及
び／又は再生が行われる情報記録担体において、情報の
記録及び／又は再生が行われる領域以外に前記プローブ
の形状の異常を検出するための情報領域が設けられてい
ることを特徴とする情報記録担体。 - （２）プローブで情報記録担体を相対的に走査しながら
核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。 - （３）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２項記載の情報記録及び／又は再
生方法。 - （４）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。 - （５）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４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 true JPH04178938A (ja) | 1992-06-25 |
| JP2783672B2 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)
| Country | Link |
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