JPH06162581A

JPH06162581A - 記録再生装置

Info

Publication number: JPH06162581A
Application number: JP30545092A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Oguchi; 高弘小口; Kunihiro Sakai; 邦裕酒井; Akihiko Yamano; 明彦山野; Shunichi Shito; 俊一紫藤; Katsunori Hatanaka; 勝則畑中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1992-11-16
Publication date: 1994-06-10
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JP3056901B2

Abstract

(57)【要約】【目的】記録再生装置を、マルチプローブヘッドの各
プローブと記録媒体との間の相対位置をｎｍオーダーの
精度で制御することができるようにする。【構成】ＸＹ制御回路２１では、各トンネル電流信号
Ｊ_t11〜Ｊ_t44が選択回路５１でＸ軸方向走査信号Ｓ_X に
同期して順次選択され、パターンエッジ検出回路５２
で、各プローブと互いに対向する記録媒体上のトラッキ
ングパターンのエッジ位置がそれぞれ検出される。検出
された各エッジ位置は、メモリ５３の各プローブに対応
するアドレスＸ₁₁〜Ｘ₄₄にそれぞれ格納される。このよ
うにしてメモリ５３に格納された各エッジ位置からθ検
出回路５４およびオフセット検出回路５５で検出された
マルチプローブヘッドと記録媒体との間のトラッキング
ずれ量に応じてＸＹθアクチュエータが駆動されること
により、トラッキング位置制御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録再生装置に関し、
特に、複数本のプローブを有し、各プローブと記録媒体
との物理的相互作用を利用して記録情報の記録および再
生を行う記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、導体の表面原子の電子構造を直接
観察できる走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）が開発さ
れ、以下に示す理由により、広範囲な応用が期待されて
いる(G.Binnig et al., Phys. Rev. Lett., 49, 57, 19
82)。（１）単結晶，非晶質を問わずに、実空間像の測定を高
分解能で行える。（２）試料に電流による損傷を与えずに、低電力で観測
できる利点を有する。（３）大気中でも動作し、種々の材料に対して用いるこ
とができる。

【０００３】走査型トンネル顕微鏡は、プローブ（金属
の探針）と導電性物質との間に電圧を加えた状態でプロ
ーブを導電性物質の表面から１ｎｍ程度の距離まで近づ
けたときに、プローブと導電性物質の表面との間に流れ
るトンネル電流を利用するものである。このトンネル電
流の大きさは、プローブと導電性物質の表面との距離に
依存し、かつ、この距離の変化に非常に敏感である。そ
のため、トンネル電流を一定に保つようにプローブを導
電性物質に沿って走査することにより、実空間の全電子
雲に関する種々の情報を読み取ることが可能となる。な
お、このときの導電性物質の面内方向の分解能は、０．
１ｎｍ程度である。

【０００４】走査型トンネル顕微鏡の原理を応用すれ
ば、十分に原子オーダー（サブ・ナノメートル）での高
密度記録再生を行うことが可能である。たとえば、特開
昭６１−８０５３６号に開示されている記録再生装置で
は、電子ビームなどによって記録媒体の表面に吸着した
原子粒子を取り除くことによって記録情報（データ）の
記録（書き込み）を行うとともに、記録した記録情報の
再生（読み出し）を走査型トンネル顕微鏡により行って
いる。

【０００５】また、電圧電流のスイッチング特性に対し
てメモリ効果を持つ材料（たとえば、π電子系有機化合
物やカルコゲン化合物類）の薄膜層を記録層として用い
て、記録情報の記録および再生を走査型トンネル顕微鏡
で行う方法も提案されている（特開昭６３−１６１５５
２号公報，特開昭６３−１６１５５３号公報）。この方
法によれば、記録層に形成される記録ビットのサイズを
１０ｎｍとしたとき、１０¹²ｂｉｔ／ｃｍ² もの大容量
記録再生が可能となる。

【０００６】さらに、小型化を目的として、複数本のプ
ローブを半導体基板上に形成し、各プローブと互いに対
向して設けられた記録媒体を変位させることにより、記
録情報を記録および再生する記録再生装置も提案されて
いる（特開昭６２−２８１１３８号公報，特開平１−１
９６７５１号公報）。この記録再生装置では、たとえ
ば、１ｃｍ² 角のシリコンチップ上に２５００本のプロ
ーブを５０×５０のマトリック状に配置して構成したマ
ルチプローブヘッドと上述したメモリ効果をもつ材料と
を組み合わせることにより、１プローブ当たり４００Ｍ
ｂｉｔ，総記録容量１Ｔｂｉｔのディジタルデータの記
録および再生が行える。

【０００７】かかるマルチプローブヘッドとメモリ効果
をもつ材料とを組み合わせた記録再生装置では、記録処
理時または再生処理時に、マルチプローブヘッドの各プ
ローブと記録媒体との間の相対位置を精度よく制御する
（すなわち、複数本のプローブのすべてを記録媒体上の
トラックに精度よく制御する）必要があり、たとえば、
記録媒体上に予めトラック溝を形成したりトラック列を
埋め込んでおき、この記録媒体に沿ってプローブを相対
的に走査して、記録情報の記録および再生を行う方法が
提案されている（特開平１−１０７３４１号公報，特開
平１−１３３２３９号公報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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装置で
は、記録および再生を行うピックアップ手段であるプロ
ーブの記録媒体上での位置制御（トラッキング）の精度
としてｎｍオーダーの精度が要求されるため、マルチプ
ローブヘッドの各プローブと記録媒体との間の相対位置
をさらに精度よく制御することが大きな課題として残さ
れている。

【０００９】本発明の目的は、マルチプローブヘッドの
各プローブと記録媒体との間の相対位置をｎｍオーダー
の精度で制御することができる記録再生装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の記録再生装置
は、複数本のプローブを有するマルチプローブヘッドを
用いて、該各プローブの位置制御用のトラッキングパタ
ーンが前記マルチプローブヘッドと互いに対向する面に
それぞれ刻まれた記録媒体に、記録情報を記録するとと
もに該記録された記録情報を再生する記録再生装置にお
いて、前記各プローブと前記記録媒体と間の物理的相互
作用により生じる信号から、該各プローブの前記トラッ
キングパターンに対する位置をそれぞれ検出する位置検
出手段と、前記各プローブの前記トラッキングパターン
に対する位置をそれぞれ示す各位置検出信号を前記位置
検出手段から受け取って、該各位置検出信号を前記各プ
ローブに対応させてそれぞれ格納するメモリ手段と、該
メモリ手段に格納された前記各位置検出信号に基づいて
前記マルチプローブヘッドと前記記録媒体との位置ずれ
量を算出する位置ずれ算出手段と、該位置ずれ算出手段
の出力信号に基づいて前記マルチプローブヘッドを前記
記録媒体に対して相対的に移動させるプローブ移動手段
とを含むことを特徴とする。

【００１１】ここで、前記プローブ移動手段が前記マル
チプローブヘッドを前記記録媒体に対して相対的に移動
させる方向に、前記各プローブをそれぞれ移動させる第
２のプローブ移動手段と、前記メモリ手段に格納された
前記各位置検出信号と前記位置ずれ算出手段で算出され
た前記位置ずれ量との差に基づいて前記各プローブを前
記方向にそれぞれ移動させるよう前記第２のプローブ移
動手段を駆動する駆動手段とをさらに含んでもよい。

【００１２】また、前記位置ずれ算出回路が、前記各プ
ローブのうち互いに隣り合う一組のプローブについて位
置ずれ量を算出してもよいし、前記位置ずれ算出回路
が、前記各プローブのうち互いに離れた一組のプローブ
について位置ずれ量を算出してもよいし、さらに、前記
位置ずれ算出回路が、前記各プローブのうち互いに隣り
合う複数組のプローブについてそれぞれ算出した各位置
ずれ量の平均値を算出してもよいし、前記位置ずれ算出
回路が、前記各プローブのうち互いに離れた複数組のプ
ローブについてそれぞれ算出した各位置ずれ量の平均値
を算出してもよい。

【００１３】

【作用】本発明の記録再生装置は、各プローブと記録媒
体と間の物理的相互作用により生じる信号から、各プロ
ーブのトラッキングパターンに対する位置をそれぞれ検
出する位置検出手段と、各プローブのトラッキングパタ
ーンに対する位置をそれぞれ示す各位置検出信号を位置
検出手段から受け取って、各位置検出信号を各プローブ
に対応させてそれぞれ格納するメモリ手段と、メモリ手
段に格納された各位置検出信号に基づいてマルチプロー
ブヘッドと記録媒体との位置ずれ量を算出する位置ずれ
算出手段とを含むことにより、各プローブと記録媒体と
間の物理的相互作用により生じる信号からマルチプロー
ブヘッドと記録媒体との位置ずれ量を算出することがで
きるため、マルチプローブヘッドの各プローブと記録媒
体との間の相対位置をｎｍオーダーの精度で検出するこ
とができるとともに、プローブ移動手段により、位置ず
れ算出手段の出力信号に基づいてマルチプローブヘッド
を記録媒体に対して相対的に移動させることによって、
マルチプローブヘッドと記録媒体との面ずれを補正する
ことができる。

【００１４】また、プローブ移動手段がマルチプローブ
ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させる方向に、
各プローブをそれぞれ移動させる第２のプローブ移動手
段と、メモリ手段に格納された各位置検出信号と位置ず
れ算出手段で算出された位置ずれ量との差に基づいて各
プローブを前記方向にそれぞれ移動させるよう第２のプ
ローブ移動手段を駆動する駆動手段とをさらに含むこと
により、各プローブごとに、プローブと記録媒体との微
小な位置ずれも補正することができる。

【００１５】

【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。

【００１６】図１は、本発明の記録再生装置の第１の実
施例を示す概略構成図である。

【００１７】記録再生装置１０は、構造体１１と、記録
媒体１が載置される基台１２と、ＸＹθアクチュエータ
１３と、４×４本のプローブ１４₁₁〜１４₄₄を有するマ
ルチプローブヘッド１４と、Ｚアクチュエータ１５と、
制御回路１６と、Ｚサーボ回路１７と、ドライバ１８
と、傾き補正回路１９と、第１の加算器２０と、ＸＹ制
御回路２１と、第２の加算器２２と、復号器２３と、符
号器２４とを含む。

【００１８】記録媒体１の表面には、図２に示すよう
に、幅２００ｎｍおよび深さ３０ｎｍの凹溝が図示Ｘ軸
方向に２μｍピッチで図示Ｙ軸方向に長さ５０μｍにわ
たって半導体プロセスなどの微細加工によって刻まれる
ことにより、４×４組の短冊状の、各プローブ１４₁₁〜
１４₄₄の位置制御用のトラッキングパターン２₁₁〜２₄₄
が形成されている。なお、記録媒体１は、ガラスや雲母
などの平坦な基板と、この基板上に成長された金のエピ
タキシャル成長面からなる、トラッキングパターン２₁₁
〜２₄₄が形成された基板電極と、この基板電極上に形成
された、スクアリウム−ビス−６−オクチルアズレン
（以下、「ＳＯＡＺ」と称する。）の単分子膜二層の累
積膜とからなる。ここで、ＳＯＡＺは、電圧電流のスイ
ッチング特性に対してメモリ効果をもつ材料であり、公
知のラングミュア・プロジェット法により形成すること
ができる。

【００１９】次に、記録再生装置１０の各構成要素につ
いて、詳しく説明する。

【００２０】（１）構造体１１，基台１２およびＸＹθ
アクチュエータ１３構造体１１は、密閉された内部空間を有するものであ
る。記録媒体１が載置される基台１２は、ＸＹθアクチ
ュエータ１３を介して構造体１１内部の底面に取り付け
られており、ＸＹθアクチュエータ１３により図１図示
Ｘ軸方向，図示Ｙ軸方向および図示θ方向にそれぞれ移
動させられる。

【００２１】（２）マルチプローブヘッド１４およびＺ
アクチュエータ１５マルチプローブヘッド１４は、４×４本のプローブ１４
₁₁〜１４₄₄を有するものである。ここで、各プローブ１
４₁₁〜１４₄₄は、図３に示すように、記録媒体１の表面
に形成された各トラッキングパターン２₁₁〜２₄₄と互い
に対向する位置に、同図図示Ｘ軸方向に１ｍｍのピッチ
（Ｗ₁ ＝１ｍｍ）および図示Ｙ軸方向に１００μｍのピ
ッチ（Ｌ₁ ＝１００μｍ）で形成されている。マルチプ
ローブヘッド１４は、記録媒体１の表面と近接かつ互い
に対向して、Ｚアクチュエータ１５を介して構造体１１
内部の上面に取り付けられており、Ｚアクチュエータ１
５により図１図示Ｚ軸方向に移動される。以下、マルチ
プローブヘッド１４の作製方法について、図４（Ａ），
（Ｂ）をそれぞれ参照して説明する。

【００２２】プローブ１４₁₁は、図４（Ａ），（Ｂ）に
示すように、シリコン基板４１と、第１のＳｉＮｘ層４
２と、第１の駆動用電極４３と、第１の圧電体薄膜４４
と、第２の駆動用電極４５と、第２の圧電体薄膜４６
と、第３の駆動用電極４７と、第２のＳｉＮｘ層４８
と、トンネル電流Ｊ_t11を検出するための先鋭な導電性
のティップ４９と、ティップ用電極５０とからなる。す
なわち、プローブ１４₁₁は、バイモルフ構造を有するカ
ンチレバーとなっており、第１乃至第３の駆動用電極４
３，４５，４７に所定の電圧がそれぞれ印加されること
によって、逆圧電効果で同図図示上下方向に変位する。

【００２３】プローブ１４₁₁を作製するには、たとえ
ば、厚さ０．５μｍのシリコン（１００）基板４１上
に、厚さ０．１５μｍのＳｉ₃Ｎ₄膜をＣＶＤ法により成
膜する。このとき使用する原料ガスはＳｉＨ₂Ｃｌ₂：Ｎ
Ｈ₃（１：９）であり、また、基板温度は８００℃とす
る。続いて、フォトリソグラフィーおよびＣＦ₄ ドライ
エッチングによりＳｉ₃Ｎ₄膜を所望の形状にパターニン
グして、第１のＳｉＮｘ層４２を形成する。続いて、厚
さ０．０１μｍのＣｒ膜および厚さ０．０９μｍのＡｕ
膜を成膜したのち、フォトリソグラフィーおよびウェッ
トエッチングによりＣｒ膜およびＡｕ膜を所望の形状に
パターニングして、第１の駆動用電極４３を形成する。
続いて、厚さ０．３μｍのＡｌＮ膜（圧電体薄膜）をス
パッタ法により成膜する。このとき、ターゲットとして
はＡｌを用い、Ａｒ＋Ｎ₂ 雰囲気中でスパッタする。続
いて、フォトリソグラフィーとＡｌ用エッチング液によ
るウェットエッチングによりＡｌＮ膜を所望の形状にパ
ターニングして、第１の圧電体薄膜４４を形成する。

【００２４】その後、上記工程と同様にして、第２の駆
動用電極４５，第２の圧電体薄膜４６および第３の駆動
用電極４７を順次形成することにより、シリコン基板−
Ａｕ／Ｃｒ−ＡｌＮ−Ａｕ／Ｃｒ−ＡｌＮ−Ａｕ／Ｃｒ
のバイモルフ構造を形成する。続いて、保護層として、
厚さ０．１５μｍのアモルファスＳｉＮをＣＶＤ法によ
り成膜して、第２のＳｉＮｘ層４８を形成する。続い
て、タングステン（Ｗ）からなるティップ４９を蒸着法
により形成したのち、ＫＯＨによるシリコンの異方性エ
ッチングを用いてＳｉ₃Ｎ₄膜がついていない部分を除去
して、カンチレバーを作製する。最後に、ティップ１４
をＰｔコーティングする。

【００２５】以上のようにして作製した一本のカンチレ
バーの寸法は、長さ５００μｍ×幅５０μｍであり、図
１図示Ｚ軸方向の共振周波数は２．３ｋＨｚであり、１
Ｖ印加時のバイモルフの平均変位量は１．５μｍであ
る。このカンチレバー型プローブを４×４本（計１６
本）だけマトリックス状に作製し、さらに、シリコンウ
ェハ上の各カンチレバー型プローブ近傍にＩＣプロセス
を用いてトンネル電流検出アンプをそれぞれ構成するこ
とにより、マルチプローブヘッド１４とする。

【００２６】（３）制御回路１６制御回路１６は、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄からそれぞ
れ出力される各トンネル電流信号Ｊ_t11〜Ｊ_t44を受け取
って、各トンネル電流信号Ｊ_t11〜Ｊ_t44をＺサーボ回路
１７およびＸＹ制御回路２１に出力する。また、制御回
路１６は、Ｘ軸方向走査信号Ｓ_X をＸＹ制御回路２１に
出力し、Ｘ軸およびＹ軸方向の走査信号Ｃを第２の加算
器２２に出力する。さらに、制御回路１６は、Ｚアクチ
ュエータ駆動信号Ｂを第１の加算器２０に出力する。

【００２７】（４）Ｚサーボ回路１７，ドライバ１８，
傾き補正回路１９および第１の加算器２０Ｚサーボ回路１７は、制御回路１６から入力される各ト
ンネル電流信号Ｊ_t11〜Ｊ_t44の値が所定の値となるよう
に各プローブ１４₁₁〜１４₄₄と記録媒体１の表面との間
の距離をそれぞれ変化させるＺ方向駆動信号Ａ₁₁〜Ａ₄₄
を作成し、作成したＺ方向駆動信号Ａ₁₁〜Ａ₄₄をドライ
バ１８および傾き補正回路１９にそれぞれ出力する。ド
ライバ１８は、Ｚサーボ回路１７から入力されるＺ方向
駆動信号Ａ₁₁〜Ａ₄₄に応じて、各プローブ１４₁₁〜１４
₄₄の第１乃至第３の駆動用電極（図４参照）に所定の電
圧をそれぞれ印加することによって、各プローブ１４₁₁
〜１４₄₄を図１図示Ｚ軸方向に変位させる。傾き補正回
路１９は、Ｚサーボ回路１７から入力されるＺ方向駆動
信号Ａ₁₁〜Ａ₄₄に応じてマルチプローブヘッド１４の傾
きを変化させる傾き補正信号Ｄを作成し、第１の加算器
２０に出力する。第１の加算器２０は、制御回路１６か
ら入力されるＺアクチュエータ駆動信号Ｂおよび傾き補
正回路１９から入力される傾き補正信号Ｄを加算したの
ち、Ｚアクチュエータ１５に出力する。

【００２８】（５）ＸＹ制御回路２１および第２の加算
器２２ＸＹ制御回路２１は、マルチプローブヘッド１４と記録
媒体１との間のトラッキング位置制御を行うものであ
り、また、ＸＹ制御回路２１全体のシーケンスは、制御
回路１６からのタイミングにより制御される。ＸＹ制御
回路２１は、図５に示すように、選択回路５１と、パタ
ーンエッジ検出回路５２と、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄
に対応したアドレスＸ₁₁〜Ｘ₄₄を有するメモリ５３と、
θ検出回路５４と、オフセット検出回路５５とからな
る。

【００２９】選択回路５１では、制御回路１６から入力
される各トンネル電流信号Ｊ_t11〜Ｊ_t44のうちから一つ
のトンネル電流信号（たとえば、トンネル電流信号Ｊ
_t11）が、制御回路１６から入力されるＸ軸方向走査信
号Ｓ_X に同期して選択される。選択されたトンネル電流
信号Ｊ_t11 は、選択回路５１からパターンエッジ検出回
路５２に出力される。パターンエッジ検出回路５２で
は、入力されたトンネル電流信号Ｊ_t11 からパターンエ
ッジが検出される。すなわち、パターンエッジ検出回路
５２では、選択されたトンネル電流信号Ｊ_t11 を出力し
ているプローブ１４₁₁と互いに対向する記録媒体１上の
トラッキングパターン２₁₁のエッジ位置Ｅ ₁₁（図６
（Ａ）参照）が検出される。検出されたエッジ位置Ｅ₁₁
は、パターンエッジ検出回路５２からメモリ５３に出力
されて、メモリ５３のプローブ１４₁₁に対応するアドレ
スＸ₁₁に格納される。

【００３０】制御回路１６は、Ｘ軸方向走査信号Ｓ_X に
より選択回路５１を制御して他のトンネル電流信号Ｊ
_t12〜Ｊ_t44を順次選択させることにより、他のトンネル
電流信号Ｊ_t12〜Ｊ_t44を出力している各プローブ１４₁₂
〜１４₄₄と互いに対向する記録媒体１上の各トラッキン
グパターン２₁₂〜２₄₄の各エッジ位置Ｅ₁₂〜Ｅ₄₄を、メ
モリ５３の各プローブ１４₁₂〜１４₄₄に対応する各アド
レスＸ₁₂〜Ｘ₄₄にそれぞれ格納させる。このようにして
メモリ５３に格納された各エッジ位置Ｅ₁₁〜Ｅ₄₄がθ検
出回路５４およびオフセット検出回路５５によりメモリ
５３から読み出されることにより、最終的なマルチプロ
ーブヘッド１４と記録媒体１との間のトラッキングずれ
量の検出が、以下のようにして、θ検出回路５４および
オフセット検出回路５５で行われる。

【００３１】図６（Ａ）は、マルチプローブヘッド１４
と記録媒体１との位置合わせが正しくなされているとき
に、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄から得られるトラッキン
グパターン２₁₁〜２₄₄のエッジ位置Ｅ₁₁〜Ｅ₄₄をマッピ
ングした図であり、また、図６（Ｂ）は、マルチプロー
ブヘッド１４と記録媒体１との位置合わせが正しくなさ
れていないときに、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄から得ら
れるトラッキングパターン２₁₁〜２₄₄のエッジ位置
Ｅ₁₁’〜Ｅ₄₄’をマッピングした一例を示す図である。

【００３２】たとえば、制御回路１６が走査信号Ｃによ
りＸ軸方向に１μｍの幅で走査を行っており、また、Ｘ
Ｙ制御回路２１は、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄がちょう
ど１００μｍだけトラッキングパターン２₁₁〜２₄₄を横
切るように位置制御を行うと仮定する。マルチプローブ
ヘッド１４と記録媒体１との位置合わせが正しくなされ
ている場合には、ある時刻においてメモリ５３の各アド
レスＸ₁₁〜Ｘ₄₄に格納されているエッジ位置Ｅ₁₁〜Ｅ₄₄
の幅は、図６（Ａ）に示すように、約１００ｎｍと同じ
になる。一方、マルチプローブヘッド１４と記録媒体１
との位置合わせが正しくなされていない場合には、ある
時刻においてメモリ５３の各アドレスＸ ₁₁〜Ｘ₄₄に格納
されているエッジ位置Ｅ₁₁’〜Ｅ₄₄’の幅は、図６
（Ｂ）に示すように、プローブ１４₁₁〜１４₄₄ごとに異
なる。このとき、θ検出回路５４は、以下のようにし
て、マルチプローブヘッド１４と記録媒体１との間の回
転ずれΔθを検出する。

【００３３】図３図示Ｙ軸方向に対して互いに隣り合う
２つのプローブ（たとえば、プローブ１４₄₁とプローブ
１４₃₁）に対応する各アドレスＸ₄₁，Ｘ₃₁に格納されて
いる各エッジ位置Ｅ₄₁’，Ｅ₃₁’をメモリ５３からそれ
ぞれ読み出したのち、 Δθ≒（Ｅ₄₁’−Ｅ₃₁’）／Ｌ₁ より、回転ずれΔθを求める。このとき、各トラッキン
グパターン２₁₁〜２₄₄は半導体プロセスなどの微細加工
により形成されているため、エッジ形状が揺らいだり、
ばらついたりしている。これによる誤差を補正するため
に、回転ずれΔθは、互いに隣り合った何組かのプロー
ブ間について求めた回転ずれの平均値として求められ
る。なお、トラッキングエッジが検出できなかったプロ
ーブについては無視する。回転ずれΔθをより高精度に
検出する場合には、たとえばプローブ１４₄₂とプローブ
１４₁₂のように、離れたプローブ間で同様の演算を行う
ことにより、回転ずれΔθを求めればよい。θ検出回路
５４は、このようにして検出した回転ずれΔθから回転
ずれ補正量信号Ｙ₁ を作成したのち、回転ずれ補正量信
号Ｙ₁ を第２の加算器２２に出力する。

【００３４】オフセット検出回路５５は、図３図示Ｘ軸
方向のオフセット調整を行うものであり、θ検出回路５
４による回転ずれの補正が十分に行われたのち、メモリ
５３に格納されているエッジ位置Ｅ₁₁’〜Ｅ₄₄’と基準
エッジ位置Ｅ_R （１００ｎｍ）との差を求めて、オフセ
ット量を算出する。または、マルチプローブヘッド１４
と記録媒体１との間の回転中心Ｏ（図３参照）付近のプ
ローブを選び、このプローブから得られるトラッキング
パターンのエッジ位置と基準エッジ位置Ｅ_R との差を求
めて、オフセット量ＯＦを算出する。たとえば回転中心
Ｏが図３に示すような位置にある場合には、回転中心Ｏ
付近のプローブ１４₂₂，１４₂₃，１４₃₂，１４₃₃を選ん
で、ＯＦ＝（ＯＦ₂₂＋ＯＦ₂₃＋ＯＦ₃₂＋ＯＦ₃₃）／４ただし、ＯＦ₂₂＝Ｅ₂₂’−Ｅ_R ＯＦ₂₃＝Ｅ₂₃’−Ｅ_R ＯＦ₃₂＝Ｅ₃₂’−Ｅ_R ＯＦ₃₃＝Ｅ₃₃’−Ｅ_R より、オフセット量ＯＦを算出する。オフセット検出回
路５５は、このようにして算出したオフセット量ＯＦか
らオフセット量補正信号Ｙ₂ を作成したのち、オフセッ
ト量補正信号Ｙ₂ を第２の加算器２２に出力する。

【００３５】（６）復号器２３および符号器２４符号器２４は、外部から入力される記録情報のコード化
を行い、記録情報を“０”または“１”の二値化データ
へ変換する。変換された二値化データは、制御回路１６
を介して各プローブ１４₁₁〜１４₄₄に入力される（記録
信号Ｅ）。復号器２３は、再生した二値化データを記録
情報へ変換したのち、外部に出力する。

【００３６】以上のように構成された記録再生装置１０
においては、（１）ＸＹ制御回路２１のパターンエッジ検出回路５２
（図５参照）が、各プローブと記録媒体と間の物理的相
互作用により生じる信号から、各プローブのトラッキン
グパターンに対する位置をそれぞれ検出する位置検出手
段として機能する。（２）ＸＹ制御回路２１のメモリ５３（図５参照）が、
各プローブのトラッキングパターンに対する位置をそれ
ぞれ示す各位置検出信号を位置検出手段から受け取っ
て、各位置検出信号を各プローブに対応させてそれぞれ
格納するメモリ手段として機能する。（３）ＸＹ制御回路２１のθ検出回路５４およびオフセ
ット検出回路５５（図５参照）とが、メモリ手段に格納
された各位置検出信号に基づいてマルチプローブヘッド
と記録媒体との位置ずれ量を算出する位置ずれ算出手段
として機能する。（４）ＸＹθアクチュエータ１３が、位置ずれ算出手段
の出力信号に基づいてマルチプローブヘッドを記録媒体
に対して相対的に移動させるプローブ移動手段として機
能する。

【００３７】次に、記録再生装置１０の動作について、
図１を参照して説明する。

【００３８】各プローブ１４₁₁〜１４₄₄と記録媒体１と
の間には、バイアス回路（不図示）によりバイアス電圧
が印加される。制御回路１６から出力されるＺアクチュ
エータ駆動信号ＢでＺアクチュエータ１５が駆動され
て、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄と記録媒体１の表面との
間にトンネル電流が流れる程度までマルチプローブヘッ
ド１４が図示下方（−Ｚ軸方向）に移動される。このと
き、各トンネル電流信号Ｊ_t11〜Ｊ_t44が、マルチプロー
ブヘッド１４の各プローブ１４₁₁〜１４₄₄からそれぞれ
出力される。各トンネル電流信号Ｊ_t11〜Ｊ_t44は制御回
路１６にそれぞれ入力され、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄
の図示Ｚ軸方向の制御に用いられる。すなわち、各トン
ネル電流信号Ｊ_t11〜Ｊ_t44は、制御回路１６からＺサー
ボ回路１７にそれぞれ出力される。Ｚサーボ回路１７で
は、入力されてきた各トンネル電流信号Ｊ_t11〜Ｊ_t44の
値が所定の値となるように各プローブ１４₁₁〜１４₄₄と
記録媒体１の表面との間の距離をそれぞれ変化させるＺ
方向駆動信号Ａ₁₁〜Ａ₄₄が作成される。各Ｚ方向駆動信
号Ａ₁₁〜Ａ₄₄は、Ｚサーボ回路１７からドライバ１８を
介して各プローブ１４₁₁〜１４₄₄にそれぞれ出力され
る。その結果、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄と記録媒体１
の表面との間の距離が、所定の距離にそれぞれ保たれ
る。

【００３９】この状態で、制御回路１６より第２の加算
器２２を介してＸＹθアクチュエータ１３に走査信号Ｃ
を出力して記録媒体１の所望の位置まで各プローブ１４
₁₁〜１４₄₄を移動したのち、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄
を記録媒体１に沿って相対的に走査させながら、バイア
ス電圧を記録情報に応じて変調して電気メモリ効果が生
じるしきい値電圧を越える電圧を各プローブ１４₁₁〜１
４₄₄と記録媒体１との間にそれぞれ印加することによ
り、記録情報の記録を行う。具体的には、前記バイアス
回路によりバイアス電圧０．１Ｖを各プローブ１４₁₁〜
１４₄₄と記録媒体１との間にそれぞれ印加した状態で、
一定のトンネル電流（１ｎＡ）が流れる程度まで各プロ
ーブ１４₁₁〜１４₄₄を記録媒体１に近づけておく。この
状態で、記録媒体１の所望の位置まで各プローブ１４₁₁
〜１４₄₄を移動したのち、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄を
記録媒体１に沿って相対的に走査させながら、バイアス
電圧を記録情報に応じて変調して６Ｖのパルス電圧を各
プローブ１４₁₁〜１４₄₄と記録媒体１との間にそれぞれ
印加すると、瞬間的に約０．１μＡの電流が流れる大き
さである１０ｎｍφの記録ビットが形成される。これに
より、記録情報の記録が行われる。なお、パルス電圧の
印加後、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄の走査を行ったとこ
ろ、その状態を保持した。そこで、この低抵抗状態にあ
る記録ビットを“１”に対応づけ、高抵抗状態の“０”
と区別する。

【００４０】このとき、各プローブ１４₁₁〜１４₄₄から
出力される各トンネル電流信号Ｊ_t1 ₁〜Ｊ_t44より、ＸＹ
制御回路２１でトラッキングずれ量を検出し、検出した
トラッキングずれ量をＸＹθアクチュエータ１３により
補正する。具体的には、図示Ｘ軸方向の走査を幅１μ
ｍ，周波数５００Ｈｚで行い、このとき各プローブ１４
₁₁〜１４₄₄が、互いに対向するトラッキングパターン２
₁₁〜２₄₄をちょうど１００ｎｍだけ横切るようにトラッ
キング制御する。

【００４１】符号器２４で“０”または“１”の二値化
データへ変換された記録情報に対して二値化記録再生を
行った。このとき、マルチプローブヘッド１４の各プロ
ーブ１４₁₁〜１４₄₄は、互いに対向する記録媒体１上の
各トラックパターン２₁₁〜２ ₄₄に沿うように、ＸＹ制御
回路２１によりそれぞれ位置制御されている。さらに、
トラック移動する際に、同様な位置制御に加えて、図示
Ｙ軸方向のトラックの先頭を検出して、図示Ｙ軸方向の
オフセット調整を行う。なお、図示Ｙ軸方向のオフセッ
ト調整について、図７（Ａ），（Ｂ）をそれぞれ参照し
て以下に説明する。

【００４２】図７（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、トラック
移動時にＹ軸方向のトラッキングパターン２₁₁〜２₄₄の
先頭付近を走査している際に、各プローブ１４₁₁〜１４
₄₄から得られるトラッキングパターン２₁₁〜２₄₄のエッ
ジ位置をマッピングした図である。ここでは、マルチプ
ローブヘッド１４と記録媒体１との間の回転中心Ｏ付近
のプローブとして、３本のプローブ１４₂₂，１４₂₃，１
４₃₂を選び、この各プローブ１４₂₂，１４₂₃，１４₃₂と
互いに対向する記録媒体１上のトラッキングパターン２
₂₂，２₂₃，２₃₂の各先頭位置Ｐ₂₂(Ｘ₂₂，Ｙ₂₂)，Ｐ
₂₃(Ｘ₂₃，Ｙ₂₃)，Ｐ ₃₂(Ｘ₃₂，Ｙ₃₂)がメモリ５３（図５
参照）に格納される。

【００４３】マルチプローブヘッド１４と記録媒体１と
の位置合わせが正しくなされている場合には、各先頭位
置Ｐ₂₂(Ｘ₂₂，Ｙ₂₂)，Ｐ₂₃(Ｘ₂₃，Ｙ₂₃)，Ｐ₃₂(Ｘ₃₂，
Ｙ₃₂)の値は、図７（Ａ）に示すように、すべて同じに
なる。これに対して、マルチプローブヘッド１４と記録
媒体１との位置合わせが正しくなされていない場合に
は、図７（Ｂ）に示すような異なる値を有する各先頭位
置Ｐ₂₂’(Ｘ₂₂’，Ｙ₂₂’)，Ｐ₂₃’(Ｘ₂₃’，Ｙ₂₃’)，
Ｐ₃₂’(Ｘ₃₂’，Ｙ₃₂’)がメモリ５３にそれぞれ格納さ
れる。このとき、３本のプローブ１４₂₂，１４₂₃，１４
₃₂の位置ずれ量Ｐａ ₂₂(Ｘａ₂₂，Ｙａ₂₂)，Ｐｂ₂₃(Ｘｂ
₂₃，Ｙｂ₂₃)，Ｐｃ₃₂(Ｘｃ₃₂，Ｙｃ₃₂)を、Ｘａ₂₂＝Ｘ₂₂’−Ｘ₂₂ Ｙａ₂₂＝Ｙ₂₂’−Ｙ₂₂ Ｘｂ₂₃＝Ｘ₂₃’−Ｘ₂₃ Ｙｂ₂₃＝Ｙ₂₃’−Ｙ₂₃ Ｘｃ₃₂＝Ｘ₃₂’−Ｘ₃₂ Ｙｃ₃₂＝Ｙ₃₂’−Ｙ₃₂ より、それぞれ算出する。このずれは、トラック移動時
などに生ずるＸ軸方向のオフセットＯＦ，Ｙ軸方向のオ
フセットＯＦ_Y および回転ずれΔθに起因し、Ｘａ₂₂＝ＯＦ＋Ｄ₂₂×Δθ／２^1/2 Ｙａ₂₂＝ＯＦ_Y＋Ｄ₂₂×Δθ／２^1/2 Ｘｂ₂₃＝ＯＦ＋Ｄ₂₃×Δθ／２^1/2 Ｙｂ₂₃＝ＯＦ_Y−Ｄ₂₃×Δθ／２^1/2 Ｘｃ₃₂＝ＯＦ−Ｄ₃₂×Δθ／２^1/2 Ｙｃ₃₂＝ＯＦ_Y−Ｄ₃₂×Δθ／２^1/2 ただし、Ｄ₂₂＝プローブ１４₂₂と回転中心Ｏとの距離Ｄ₂₃＝プローブ１４₂₃と回転中心Ｏとの距離Ｄ₃₂＝プローブ１４₃₂と回転中心Ｏとの距離で表される関係があるので、この関係式から、Ｘ軸方向
のオフセットＯＦ，Ｙ軸方向のオフセットＯＦ_Y および
回転ずれθをＸＹ制御回路２１でそれぞれ算出して補正
する。

【００４４】さらなる位置制御のために、他の構成も考
えられる。すなわち、（１）プローブ移動手段がマルチ
プローブヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させる
方向に、各プローブをそれぞれ移動させる第２のプロー
ブ移動手段、（２）メモリ手段に格納された各位置検出
信号と位置ずれ算出手段で算出された位置ずれ量との差
に基づいて各プローブを前記方向にそれぞれ移動させる
よう第２のプローブ移動手段を駆動する駆動手段をさら
に含むようにしてもよい。

【００４５】具体的には、（１）前記第２のプローブ移動手段を各プローブ１４₁₁
〜１４₄₄がそれぞれ具備するように、カンチレバー型の
プローブの電極パターンを変更して、カンチレバー型の
プローブが図１図示Ｚ軸方向だけでなく図示Ｘ軸方向に
も移動できるようにする。（２）前記駆動手段をＸＹ制御回路２１が兼ねるよう
に、ＸＹ制御回路２１が、ＸＹθアクチュエータ１３へ
のＸ軸方向のオフセット量ＯＦを越える誤差分のオフセ
ット量ＯＦ_mn−ＯＦ（オフセット量ＯＦ_mnはプローブ
１４_mnの検出したオフセット量）を微量オフセット量と
して算出する手段をさらに有し、該微量オフセット量を
上記（１）のように構成された各プローブ１４₁₁〜１４
₄₄の図示Ｘ軸方向駆動用の電極にそれぞれ出力するよう
にしてもよい。

【００４６】なお、本実施例の記録再生装置１０では、
Ｚ軸方向のアクチュエータとして圧電体の逆圧電効果を
利用したカンチレバー型アクチュエータを用いたが、ア
クチュエータはこれに限定されることなく、たとえば静
電力を用いたものであってもよい。

【００４７】図８は、本発明の記録再生装置の第２の実
施例を示す概略構成図である。

【００４８】記録再生装置110 は、３×３個のプローブ
（プローブ111₁₁〜111₁₃のみ図示）を有するマルチプロ
ーブヘッド111 と、横方向駆動素子112 と、縦方向駆動
素子113 と、第１の制御回路114 と、第２の制御回路11
5 と、電圧印加回路116 と、切替回路117 と、レーザ光
源121 と、レンズ122 と、ポリゴンミラー123 と、回転
速度制御回路124 と、位置検出素子125 と、位置検出信
号処理回路126 と、制御コンピュータ130 とを含む。

【００４９】次に、記録再生装置110 の各構成要素につ
いて、詳しく説明する。

【００５０】（１）マルチプローブヘッド111 マルチプローブヘッド111 は、電子間力顕微鏡（ＡＦ
Ｍ）に用いられるような柔らかい弾性体カンチレバーか
らなる各プローブを一つの基板に集積化したものであ
る。すなわち、図示左端のプローブ111₁₁ は、弾性体か
らなるカンチレバー131₁₁ と、カンチレバー131₁₁ の先
端に形成された導電性のティップ132₁₁ とを備えたもの
であり、他のプローブについても同様である。

【００５１】マルチプローブヘッド111 は、次のように
して作製することができる。熱酸化により厚さ０．３μ
ｍのＳｉＯ₂ 膜をＳｉ基板表面上に形成したのち、長さ
１００μｍおよび幅２０μｍのカンチレバー形状を３×
３のマトリックス状にパターニングする。続いて、ティ
ップ電極への電気信号配線パターンを形成したのち、Ｓ
ｉ基板表面からＫＯＨ液によって異方性エッチングを行
って、マルチプローブヘッド111 を形成する。続いて、
炭素などの電子ビームデポジション法により、高さ５μ
ｍのティップ電極をカンチレバー先端に設ける。こうし
て完成したマルチプローブヘッド111 上に作製された各
プローブ先端のたわみに対する弾性定数は、０．０１Ｎ
／ｍ程度となる。なお、マルチプローブヘッド111 全体
のレイアウトは、図３に示した、第１の実施例における
マルチプローブヘッド１４のレイアウトと同様のもので
ある。

【００５２】マルチプローブヘッド111 では、記録媒体
101 表面の弾性定数よりも小さい弾性定数を有する弾性
体カンチレバーを各ティップ電極の支持部材として用い
ることにより、全プローブを一括して記録媒体101 に接
近させる際や記録再生の際に生じる弾性体カンチレバー
の変形による各プローブのばらつきを吸収して、各プロ
ーブと記録媒体101 との間の間隔を制御する特別な回路
を用いることなく、両者の間に働く力を一定レベル以下
にできる。

【００５３】（２）横方向駆動素子112 ，縦方向駆動素
子113 ，第１の制御回路114 および第２の制御回路115 横方向駆動素子112 は、第１の制御回路114 により駆動
されて、マルチプローブヘッド111 を図示Ｘ軸方向，Ｙ
軸方向および図示θ方向に移動させる。また、縦方向駆
動素子113 は、第２の制御回路115 により駆動されて、
記録媒体101 を図示Ｚ軸方向に移動させる。

【００５４】（３）電圧印加回路116 および切替回路11
7 電圧印加回路116 は、各プローブと記録媒体101 との間
に電圧を印加するためのものであり、また、切替回路11
7 は、電圧印加回路116 から出力される電圧を所定のプ
ローブにのみ印加するためのものである。

【００５５】（４）レーザ光源121 ，レンズ122 ，ポリ
ゴンミラー123 ，回転速度制御回路124 ，位置検出素子
125 レーザ光源121 は、レーザ光Ｌを発するためのものであ
り、レンズ122 は、レーザ光源121 から発せられたレー
ザ光Ｌを各プローブのカンチレバー上に集光させるため
のものである。また、ポリゴンミラー123 は、レンズ12
2 で集光されたレーザ光Ｌを各プローブのカンチレバー
上で順次走査させるためのものである。回転速度制御回
路124 は、ポリゴンミラー123 の回転を制御するととも
に、レーザ光Ｌの走査位置（すなわち、どのプローブの
カンチレバーにレーザ光Ｌを照射しているかの情報）を
出力するものである。さらに、位置検出素子125 は、レ
ーザー光Ｌが照射されたプローブのカンチレバーからの
反射光の受光面上でのスポット位置を検出するためのも
のであり、また、位置検出信号処理回路126 は、回転速
度制御回路124 の出力信号（レーザ光Ｌの走査位置を示
す信号）および位置検出素子125 の出力信号（位置検出
信号）から、レーザー光Ｌが照射されたプローブのカン
チレバーの特定とそのカンチレバーの図示Ｚ軸方向の変
位量（たわみ量）の検出とを行うためのものである。

【００５６】（５）制御コンピュータ130 制御コンピュータ130 は、第１の制御回路114 と第２の
制御回路115 と電圧印加回路116 と切替回路117 とをそ
れぞれ制御するためのものであり、位置検出信号処理回
路126 の出力信号（記録情報に応じた信号）を受け取
る。

【００５７】次に、記録再生装置110 の記録動作につい
て説明する。

【００５８】記録媒体101 は、電圧，電界または電流が
局所的に印加されると、形状変化が局所的に生じるもの
であり、たとえば金属または金属化合物の薄膜、具体的
には、Ａｕ，Ａｌ，文献Appl. Phys. Lett. 51., 244,
1987に示されているＲｈ−Ｚｒ合金，Ｔｅ−Ｔｉ合金材
料またはアモルファスＳｉなどの半導体薄膜などであ
る。このような記録媒体101 を用いたときの各プローブ
のティップ電極材料としては、Ｗ，Ｐｔなどが使用され
る。また、文献Appl. Phys. Lett. 55., 1727, 1989 に
示されているように、グラファイト表面の電圧パルス印
加によるエッチング法により作製したものを用いてもよ
い。

【００５９】実際の記録再生には、マルチプローブヘッ
ド111 を記録媒体101 に近づけ、すべてのプローブが１
０^-7Ｎ程度の力を受けるように第２の制御回路115 を介
して縦方向駆動素子113 を制御する。この状態で、前述
のような表面変調により形成された記録ビットを“１”
に対応づけ、未変調部分の“０”と区別する。このと
き、記録情報を符号器などでコード化して“０”または
“１”のデータへ変換することにより、二値化記録を行
う。なお、記録媒体101 表面には、第１の実施例におけ
る記録媒体１と同様に、位置制御用のトラッキングパタ
ーンを形成するとともに、記録媒体101 全体のレイアウ
トも第１の実施例における記録媒体１と同様とする。

【００６０】本実施例の記録再生装置110 においても、
第１の実施例の記録再生装置１０と同様の位置制御方法
により、第１の制御回路114 を用いて、マルチプローブ
ヘッド111 と記録媒体101 との間の位置制御を行った。
すなわち、プローブごとに検出したトラッキングパター
ンのエッジ位置をメモリに格納し、これを基にして第１
の制御回路114 により各プローブのトラッキング位置制
御を行った。

【００６１】次に、以上のように記録媒体101 の局所的
形状変化として記録された記録情報を再生する記録再生
装置110 の再生動作について説明する。

【００６２】レーザ光源121 から発せられたレーザ光Ｌ
をレンズ122 によって集光したのち、回転速度制御回路
124 により制御されて回転しているポリゴンミラー123
に入射させる。ポリゴンミラー123 の回転により、レー
ザ光Ｌは各プローブのカンチレバーの裏面を走査する。
このとき、軸Ｍを中心としてポリゴンミラー123 を回転
することにより、紙面と垂直方向に並設された各プロー
ブのカンチレバーをも走査する。カンチレバーの裏面か
らの反射光を位置検出素子125 で検出する。ここで、各
カンチレバーの長さをｄ₁ とし、カンチレバーの裏面か
ら位置検出素子125 までの距離をｄ₂ とすると，カンチ
レバーの先端でたわみ量△Ｚのたわみが生じたときに
は、位置検出素子125 上の光スポットは、距離２×（ｄ₂／ｄ₁）×△Ｚだけずれる。したがって、位置検出素子125 の出力信号
を基にして位置検出信号処理回路126 で位置検出素子12
5 上の光スポットの位置ずれを検出することにより、カ
ンチレバーの先端のたわみ量ΔＺを検知することができ
る。

【００６３】マルチプローブヘッド111 を記録媒体101
に沿って二次元的に走査したときに、ディップ電極が記
録位置（形状変化を起こした記録ビット位置）にくる
と、形状変化によりディップ電極が記録媒体101 から受
ける力に変化が生じる。したがって、ポリゴンミラー12
3 によってレーザ光Ｌを走査して、このとき生じる各カ
ンチレバーの先端のたわみ量を時分割で順次検出するこ
とにより、各プローブごとに二次元に配列された記録ビ
ットを順次再生することができる。

【００６４】

【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。

【００６５】各プローブと記録媒体と間の物理的相互作
用により生じる信号からマルチプローブヘッドと記録媒
体との位置ずれ量を算出することができるため、マルチ
プローブヘッドの各プローブと記録媒体との間の相対位
置をｎｍオーダーの精度で検出して、マルチプローブヘ
ッドと記録媒体との面ずれを補正することができるた
め、マルチプローブヘッドの各プローブと記録媒体との
間の相対位置をｎｍオーダーの精度で制御することがで
きる。

【００６６】また、第２のプローブ移動手段と第２のプ
ローブ移動手段を駆動する駆動手段とをさらに含むこと
により、各プローブと記録媒体との微小な位置ずれも補
正することができるため、マルチプローブヘッドの各プ
ローブと記録媒体との間の相対位置をさらに精度で制御
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録再生装置の第１の実施例を示す概
略構成図である。

【図２】図１に示した記録媒体に形成されたトラッキン
グパターンを説明するための図である。

【図３】図１に示したマルチプローブヘッドに形成され
てた各プローブの配置を示す図である。

【図４】図１に示したマルチプローブヘッドの作製方法
を説明するための図であり、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）
を（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】図１に示したＸＹ制御回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】図１に示したマルチプローブヘッドと記録媒体
との間のトラッキングずれ量の検出方法を説明するため
の図であり、（Ａ）は、マルチプローブヘッドと記録媒
体との位置合わせが正しくなされているときに、各プロ
ーブから得られるトラッキングパターンのエッジ位置を
マッピングした図、（Ｂ）は、マルチプローブヘッドと
記録媒体との位置合わせが正しくなされていないとき
に、各プローブから得られるトラッキングパターンのエ
ッジ位置をマッピングした一例を示す図である。

【図７】トラック移動時にＹ軸方向のトラッキングパタ
ーンの先頭付近を走査している際に、各プローブから得
られるエッジ位置をマッピングした図であり、（Ａ）は
マルチプローブヘッドと記録媒体との位置合わせが正し
くなされている場合に各プローブから得られるエッジ位
置をマッピングした図、（Ｂ）はマルチプローブヘッド
と記録媒体との位置合わせが正しくなされていない場合
に各プローブから得られるエッジ位置をマッピングした
図である。

【図８】本発明の記録再生装置の第２の実施例を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１，101 記録媒体２₁₁〜２₄₄ トラッキングパターン１０，110 記録再生装置１１構造体１２基台１３ＸＹθアクチュエータ１４，111 マルチプローブヘッド１４₁₁〜１４₄₄，111₁₁〜111₃₃ プローブ１５Ｚアクチュエータ１６制御回路１７Ｚサーボ回路１８ドライバ１９傾き補正回路２０第１の加算器２１ＸＹ制御回路２２第２の加算器２３復号器２４符号器４１シリコン基板４２第１のＳｉＮｘ層４３第１の駆動用電極４４第１の圧電体薄膜４５第２の駆動用電極４６第２の圧電体薄膜４７第３の駆動用電極４８第２のＳｉＮｘ層４９ティップ５０ティップ用電極５１選択回路５２パターンエッジ検出回路５３メモリ５４ θ検出回路５５オフセット検出回路 112 横方向駆動素子 113 縦方向駆動素子 114 第１の制御回路 115 第２の制御回路 116 電圧印加回路 117 切替回路 121 レーザ光源 122 レンズ 123 ポリゴンミラー 124 回転速度制御回路 125 位置検出素子 126 位置検出信号処理回路 130 制御コンピュータ 131₁₁〜131₃₃ カンチレバー 132₁₁〜132₃₃ ティップＸ₁₁〜Ｘ₄₄ アドレスＸ，Ｙ，Ｚ軸Ｊ_t11〜Ｊ_t44 トンネル電流信号ＢＺアクチュエータ駆動信号Ｃ走査信号Ａ₁₁〜Ａ₄₄ Ｚ方向駆動信号Ｄ傾き補正信号Ｓ_X Ｘ軸方向走査信号Ｅ₁₂〜Ｅ₄₄ エッジ位置Ｏ回転中心Ｌレーザ光Ｅ記録信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者紫藤俊一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 (72)発明者畑中勝則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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本のプローブを有するマルチプロー
ブヘッドを用いて、該各プローブの位置制御用のトラッ
キングパターンが前記マルチプローブヘッドと互いに対
向する面にそれぞれ刻まれた記録媒体に、記録情報を記
録するとともに該記録された記録情報を再生する記録再
生装置において、前記各プローブと前記記録媒体と間の物理的相互作用に
より生じる信号から、該各プローブの前記トラッキング
パターンに対する位置をそれぞれ検出する位置検出手段
と、前記各プローブの前記トラッキングパターンに対する位
置をそれぞれ示す各位置検出信号を前記位置検出手段か
ら受け取って、該各位置検出信号を前記各プローブに対
応させてそれぞれ格納するメモリ手段と、該メモリ手段に格納された前記各位置検出信号に基づい
て前記マルチプローブヘッドと前記記録媒体との位置ず
れ量を算出する位置ずれ算出手段と、該位置ずれ算出手段の出力信号に基づいて前記マルチプ
ローブヘッドを前記記録媒体に対して相対的に移動させ
るプローブ移動手段とを含むことを特徴とする記録再生
装置。
【請求項２】前記プローブ移動手段が前記マルチプロ
ーブヘッドを前記記録媒体に対して相対的に移動させる
方向に、前記各プローブをそれぞれ移動させる第２のプ
ローブ移動手段と、前記メモリ手段に格納された前記各位置検出信号と前記
位置ずれ算出手段で算出された前記位置ずれ量との差に
基づいて前記各プローブを前記方向にそれぞれ移動させ
るよう前記第２のプローブ移動手段を駆動する駆動手段
とをさらに含む請求項１記載の記録再生装置。
【請求項３】前記位置ずれ算出回路が、前記各プロー
ブのうち互いに隣り合う一組のプローブについて位置ず
れ量を算出することを特徴とする請求項１または請求項
２記載の記録再生装置。
【請求項４】前記位置ずれ算出回路が、前記各プロー
ブのうち互いに離れた一組のプローブについて位置ずれ
量を算出することを特徴とする請求項１または請求項２
記載の記録再生装置。
【請求項５】前記位置ずれ算出回路が、前記各プロー
ブのうち互いに隣り合う複数組のプローブについてそれ
ぞれ算出した各位置ずれ量の平均値を算出することを特
徴とする請求項１または請求項２記載の記録再生装置。
【請求項６】前記位置ずれ算出回路が、前記各プロー
ブのうち互いに離れた複数組のプローブについてそれぞ
れ算出した各位置ずれ量の平均値を算出することを特徴
とする請求項１または請求項２記載の記録再生装置。