JPH06180871A - 情報記録再生ヘッドの位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録媒体に対向する電極針を介して、記録媒
体に静電容量変化を生じさせるための電圧印加および／
または記録媒体に記録された情報を静電容量の変化とし
て検出する操作を行なう装置において、電極針を記録媒
体から離れた所定位置に安定して浮上させておくことが
でき、そして情報再生信号のＳ／Ｎを劣化させることの
ない情報記録再生ヘッドの位置決め装置を得る。 【構成】 電極針15と記録媒体11の少なくとも一方を、
ピエゾ素子28により両者間の距離が変わる方向に移動自
在とし、電極針15と記録媒体11間の静電容量変化の低周
波成分を検波回路22と自動周波数制御回路23とによって
検出し、この検出された静電容量変化の低周波成分が所
定値に保たれるように、基準信号発生回路25および自動
高さ制御回路26によりピエゾ素子28の駆動を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体に凹凸や分極
の向きの形等で記録された情報を静電容量の変化として
検出する情報再生装置、あるいは記録媒体に電圧を印加
して分極を生じさせる等の記録操作を行なう情報記録装
置において、記録再生ヘッドを記録媒体から所定距離離
れたところに位置決めする装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像信号や音声信号等の各種情報を記録
したり、さらにはコンピュータ用データメモリとして使
用される情報記録媒体として従来より、情報をピット等
の凹凸の形で記録し、記録情報の再生はこの凹凸による
静電容量の変化を検出することによってなされるものが
知られている（例えば特開昭４７−３７４０３号公報参
照）。

【０００３】また、記録、再生および消去可能でかつ超
高密度記録可能な情報記録媒体として、特開昭５７−２
７４４７号公報に示されるように、半導体層とこの半導
体層上に形成された強誘電体の層とを有し、この強誘電
体の分極の方向により情報を記録するものが知られてい
る。この情報記録媒体への記録は、導電性ヘッドを強誘
電体層上で移動させつつ該層に電圧を印加することによ
り、この強誘電体層の所定部分のみを選択的に所定方向
に分極させて行なわれる。またこの情報記録媒体からの
情報再生は、上記強誘電体の分極のために半導体層中に
形成される空乏層による記録媒体の静電容量変化を検出
することにより行なわれる。

【０００４】これらの記録媒体から記録情報を再生する
ためのヘッドは、基本的に、発振器あるいは共振器の主
にコイル部分や検波器等を含む回路基板部と、記録媒体
に対向する状態で配された電極針とを有するものであ
る。また上述のように強誘電体層を分極させる記録ヘッ
ドも、電圧印加用の電極針を備えている。なお本明細書
においては、この情報記録用または情報再生用、さらに
はそれらに兼用されるヘッドを「情報記録再生ヘッド」
と称するものとする。

【０００５】従来、この種の情報記録再生ヘッドとして
は、例えば特開昭４７−３７４０３号公報に開示されて
いるように、電極針を記録媒体に接触させるタイプのも
のが広く知られているが、それを使用する場合は電極針
と記録媒体の摩耗が避けられない。またこの場合は、電
極針と記録媒体との接触により生じた静電気が、情報再
生信号にノイズを発生させるという問題も認められる。

【０００６】そこで、特開昭５１−１０４８１３号公報
に示されるように、ヘッドの電極針を空気圧により記録
媒体から浮上させて、電極針の寿命を延ばす提案もなさ
れている。さらには、特開昭５７−１０５８３４号公報
に示されるように、情報記録再生ヘッドに電極針とは別
の導体片を設けて、この導体片と記録媒体との間の静電
容量を検出する一方、電磁コイル等のアクチュエータに
よりヘッドを記録媒体との距離が変化する方向に移動自
在とし、上記の検出静電容量が一定値を取るようにヘッ
ドを移動させて、電極針を記録媒体から一定間隔離すよ
うにしたサーボ制御装置も提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の空気圧浮
上方式では、電極針の記録媒体からの浮上量がどうして
も大きくなりがちである。例えば磁気ディスクドライブ
装置においては、従来より同様の方式が採用されている
が、その場合の浮上量最小値は0.1 μｍ程度である。静
電容量検出型の情報記録再生装置においては、電極針と
記録媒体間の距離による分解能の劣化が激しいので、電
極針浮上量が上記程度に大きいと高密度記録が不可能と
なり、静電容量型記録媒体の優位性を活かすことができ
ない。

【０００８】一方上記特開昭５７−１０５８３４号公報
に示された装置においては、情報再生用の電極針と導体
片との間に静電容量が生じて、情報再生系の回路とサー
ボ制御系の回路とが結合し、それによりこれら両系の信
号のＳ／Ｎがともに劣化するという問題が認められる。
情報再生信号のＳ／Ｎが劣化すれば、情報再生エラーが
生じる恐れがあり、またサーボ制御系の信号のＳ／Ｎが
劣化すれば、電極針と記録媒体間の距離を安定に制御す
ることが困難となる。

【０００９】またこの装置においては、上記導体片とし
て記録媒体表面に対して平行な平板が用いられている
が、該導体片と記録媒体との平行度の変動や、導体片周
辺の浮遊容量変化による静電容量の誤差が大きいものと
なっている。そのため、電極針と記録媒体間の距離に正
確に対応した静電容量検出信号を得ることができず、こ
の電極針と記録媒体間の距離を、高密度記録を実現する
上で不可欠なサブミクロン（μｍ以下）の微小領域にお
いて安定に制御することが困難となっている。

【００１０】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、電極針を記録媒体から離れた所定位置に
安定して浮上させておくことができ、そして情報再生信
号のＳ／Ｎを劣化させることのない情報記録再生ヘッド
の位置決め装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１１】また本発明は、その上でさらに、電極針と
記録媒体間の距離をサブミクロンの微小領域で安定に制
御することができる情報記録再生ヘッドの位置決め装置
を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の情報
記録再生ヘッドの位置決め装置は、請求項１に記載のよ
うに、該ヘッドの電極針と記録媒体の少なくとも一方
を、それら両者の間の距離が変わる方向に移動させるア
クチュエータと、電極針と記録媒体間の静電容量変化の
低周波成分を検出する静電容量検出回路と、この検出回
路の出力を受け、該出力が示す静電容量変化の低周波成
分が所定値に保たれるように上記アクチュエータの駆動
を制御する制御回路とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１３】また本発明による第２の情報記録再生ヘッ
ドの位置決め装置は、請求項２に記載のように、上記と
同様のアクチュエータと、電極針と記録媒体間の静電容
量をこれら両者間の距離で微分した値を検出する静電容
量微分値検出回路と、この検出回路の出力を受け、該出
力が示す静電容量の微分値が所定値に保たれるように上
記アクチュエータの駆動を制御する制御回路とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１４】なおこの第２の情報記録再生ヘッドの位置
決め装置において、より好ましくは、上記アクチュエー
タの駆動信号に高周波のパイロット信号を混入させる手
段が設けられ、その上で上記静電容量微分値検出回路
は、静電容量検出信号に混入したパイロット信号の振幅
を検出するものとして構成される。

【００１５】さらに記録媒体に記録された情報の記録密
度が1.6 ×10¹²bit/ｍ² 以上、その記録波長が２μｍ以
下であり、この記録媒体が２次元面内で回転周波数60Hz
〜70Hzで回転駆動される場合における上記第２の情報記
録再生ヘッドの位置決め装置はより好ましくは、前記電
極針と記録媒体との間の距離が50nm以下、前記電極針と
記録媒体との間の距離の変動量が10nm以下、前記電極針
の記録媒体に対向する先端部の形状が半球面であってそ
の半径が0.3 μｍ以下、前記制御回路から前記アクチュ
エータを駆動するために出力される制御信号の周波数が
30kHz 以上、前記回転駆動される記録媒体と前記電極針
との間の面振れ特性が下記ａ）からｃ）の条件を満足す
るように構成される。

【００１６】ａ）面振れ周波数が０Hz以上、記録媒体の
回転周波数未満の範囲については面振れ量が０μｍを下
限値、1.0 μｍを上限値とする範囲内の値であり、 ｂ）面振れ周波数が記録媒体の回転周波数以上、この回
転周波数の14倍未満の範囲については面振れ量が０μｍ
を下限値、1.0 μｍより５nmまで-40dB/dec （＝-40dB/
Oct ）で等加速度的に減少する関数上の値を上限値とす
る範囲内の値であり、 ｃ）面振れ周波数が記録媒体の回転周波数の14倍以上の
範囲については面振れ量が０μｍを下限値、５nmを上限
値とする範囲内の値である。

【００１７】

【作用および発明の効果】上記構成を有する第１および
第２の情報記録再生ヘッドの位置決め装置においては、
情報記録再生用の電極針を位置決めサーボ制御用の静電
容量検出手段として兼用しているので、前述した従来装
置におけるように電極針とサーボ制御用導体片との間に
静電容量が生じるということがない。したがって本発明
装置においては、情報再生系の回路とサーボ制御系の回
路とが結合することがなくなり、その結果、情報再生信
号のＳ／Ｎを高く保てるようになり、またサーボ制御系
の信号のＳ／Ｎが劣化して制御安定性が低下することを
防止できる。

【００１８】また特に第２の情報記録再生ヘッドの位置
決め装置においては、静電容量を電極針と記録媒体間の
距離で微分した値が所定値に保たれるように上記アクチ
ュエータの駆動を制御しているので、電極針周辺の浮遊
容量が変化したり、電極針の姿勢が変化してそれと記録
媒体間の距離に対する静電容量の値が変化しても、サー
ボ信号のＳ／Ｎの劣化を抑えることができる。その理由
は、以下の通りである。電極針と記録媒体間の静電容量
Ｃは平行平板コンデンサの並列接続と考えられ、したが
ってこれら両者間の距離をｚとすると、Ｃは１／ｚ² に
比例する。この場合、ｚの値の大きいところでは、ｚの
変化に伴なう変化の度合いは、Ｃよりも微分値ｄＣ／ｄ
ｚの方が小さい。つまりｄＣ／ｄｚにおいては、信号は
電極針先端の狭い範囲から記録媒体間の容量変化を反映
しているのに対し、Ｃにおいては、電極針先端の比較的
広い範囲から記録媒体間の容量変化を反映している。サ
ーボ制御において欲しい情報は、電極針先端と記録媒体
間の距離に相当する信号であるから、その信号としては
Ｃの値よりも、ｄＣ／ｄｚの方がより好ましいといえ
る。

【００１９】上述のように、電極針周辺の浮遊容量が変
化したり、電極針の姿勢が変化してそれと記録媒体間の
距離に対する静電容量の値が変化しても、サーボ信号の
Ｓ／Ｎの劣化を抑えることができれば、電極針と記録媒
体間の距離を、高密度記録を実現する上で不可欠なサブ
ミクロン（μｍ以下）の微小領域においても安定に制御
することができる。

【００２０】また、上記構成を有する第１および第２の
情報記録再生ヘッドの位置決め装置においては、電極針
の浮上サーボ帯域を１ｋＨｚ程度まで確保できるので、
ディスク状記録媒体が回転している場合にも、その回転
周波数の約１μｍの高さ変動に対し、５ｎｍ程度の誤差
で30ｎｍ程度の電極針浮上高を保つことができる。

【００２１】なお、以上は情報再生の場合について説明
したが、電極針を介して記録媒体に高電圧パルスを印加
して情報記録を行なう場合も、このパルスのOFF 時には
上述の再生状態が実現されるので、このときのＣあるい
はｄＣ／ｄｚの値をサンプルホールドしてアクチュエー
タ駆動系に印加することにより、再生時と同様のフィー
ドバック系を実現することができる。またそれ以外に、
パルスのON−OFF 時のＣあるいはｄＣ／ｄｚの平均値に
一定の係数を乗じた値をフィードバックしてもよい。

【００２２】また上記記録媒体が２次元面内で回転周波
数60Hz〜70Hzで回転駆動される場合における上記第２の
情報記録再生ヘッドの位置決め装置が、電極針と記録媒
体との間の距離が50nm以下、電極針と記録媒体との間の
距離の変動量が10nm以下、電極針の記録媒体に対向する
先端部の形状が半球面であってその半径が0.3 μｍ以
下、前記制御回路から前記アクチュエータを駆動するた
めに出力される制御信号の周波数が30kHz 以上、前記回
転駆動される記録媒体と前記電極針との間の面振れ特性
が ａ）面振れ周波数が０Hz以上、回転周波数未満の範囲に
ついては面振れ量が０μｍを下限値、1.0 μｍを上限値
とする範囲内の値であり、 ｂ）面振れ周波数が回転周波数以上、回転周波数の14倍
未満の範囲については面振れ量が０μｍを下限値、1.0
μｍより５nmまで-40dB/dec （または-40dB/Oct ）で等
加速度的に減少する関数上の値を上限値とする範囲内の
値であり、 ｃ）面振れ周波数が回転周波数の14倍以上の範囲につい
ては面振れ量が０μｍを下限値、５nmを上限値とする範
囲内の値である、 という条件を満足することにより、記録媒体に記録され
た記録波長２μｍ以下、記録密度1.6 ×10¹²bit/ｍ² 以
上の情報を再生するうえで最適な安定性を得ることがで
きる。

【００２３】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例によるヘ
ッドの位置決め装置を備えた情報再生装置の電気回路を
示すものであり、また図２はこの情報再生装置の概略構
成を示している。

【００２４】図２に示されるように、情報をピット等の
凹凸、あるいは分極の向きの形で記録しているディスク
状の情報記録媒体11は、高速回転されるターンテーブル
12上に固定される。またピックアップ回路を収納した筺
体13からはリード線14が延ばされ、このリード線14の先
端には電極針15が取り付けられている。この電極針15
は、その先端が情報記録媒体11の表面に対向する状態に
して、保持部材16に保持されている。そして上記ピック
アップ回路からは、後述のようにして静電容量検出信号
Ｓｄが出力される。本実施例においては、上記の要素13
〜16により情報再生用ヘッドが構成されている。

【００２５】次に図１を参照して、上記ピックアップ回
路の構成について説明する。このピックアップ回路は基
本的に、ＵＨＦ発振器20、共振回路21および検波回路22
からなる。共振回路21は、前記筺体13内に配されたコイ
ルＬ１と、電極針15周辺の浮遊容量Ｃ１と、情報記録媒
体11の記録情報に応じて変化する該記録媒体11と電極針
15との間の静電容量Ｃ２と、可変容量コンデンサＣv と
によって構成されたＬＣ共振回路であり、その共振周波
数ｆo は約１ＧＨｚである。一方検波回路22は、前記コ
イルＬ１と結合するコイルＬ２、ダイオードＤ、コンデ
ンサＣ３および抵抗Ｒから構成されている。

【００２６】ＵＨＦ発振器20からコイルＬ３を介して共
振回路21に、上記共振周波数ｆo に近い周波数の搬送波
信号が注入されると、静電容量Ｃ２に応じて共振周波数
ｆoが変化することにより、この搬送波信号が振幅変調
を受ける。そこでこの搬送波信号を検波回路22で検波す
ることにより、上記静電容量Ｃ２の変化分を示す（つま
り記録情報を示す）信号Ｓｄが得られる。

【００２７】なおこの信号Ｓｄは記録情報の再生に利用
される他、自動周波数制御回路23にも入力される。この
自動周波数制御回路23は信号ＳｄのＤＣ〜数ｋＨｚの低
周波成分の変動（これは例えば前記浮遊容量Ｃ１の変化
等に起因する）を抑えるように可変容量コンデンサＣv
の容量を変化させる。それにより、上述のような低周波
領域での共振周波数ｆo の変動が防止される。

【００２８】また本装置では特に、上記自動周波数制御
回路23が出力する電圧信号Ｓ１が加算点24に入力され、
そこで、基準信号発生回路25が出力する基準信号Ｓ２か
ら該信号Ｓ１が減算される。これら両信号Ｓ１とＳ２と
の偏差を示す偏差信号Ｓ３は、自動高さ制御回路26に入
力される。この自動高さ制御回路26は、偏差信号Ｓ３に
応じた駆動制御信号Ｓ４をピエゾドライバ27に入力す
る。このピエゾドライバ27は、前述した電極針保持部材
16を上下に、つまり情報記録媒体11との距離を変える方
向に移動させるアクチュエータとしてのピエゾ素子28を
駆動するものである。このピエゾドライバ27が上記の駆
動制御信号Ｓ４に基づいて、両信号Ｓ１とＳ２との偏差
を解消するように駆動制御されることにより、電極針15
が常に情報記録媒体11から所定距離浮上した状態に維持
される。

【００２９】ここで、以上説明した電極針15と情報記録
媒体11との距離を一定に保つ追値制御系が例えば３ｋＨ
ｚの帯域を有する場合、可変容量コンデンサＣv の容量
を変化させるフィードバック制御系の帯域はそれ以上、
つまり例えば10ｋＨｚとなるように設定し、そして再生
信号の帯域はさらにそれ以上となるように設定する。以
上のようにすることにより、回転しているディスク状の
情報記録媒体11の表面から0.数μｍ〜0.0 数μｍ離れた
位置に電極針15を浮上させながら、記録情報を再生する
ことができる。

【００３０】なお、本発明によれば上記の通り電極針15
と情報記録媒体11との間の距離が常に一定に保たれるか
ら、可変容量コンデンサＣv の容量を変化させて共振周
波数ｆo を一定に保つ制御は特に行なわれなくても構わ
ない。またその場合、自動周波数制御回路23はバイパス
させてよい。

【００３１】以上の説明から明らかな通り、本実施例に
おいては検波回路22および自動周波数制御回路23が、電
極針15と記録媒体11間の静電容量変化の低周波成分を検
出する静電容量検出回路を構成し、基準信号発生回路25
および自動高さ制御回路26が、静電容量変化の低周波成
分が所定値に保たれるようにアクチュエータの駆動を制
御する制御回路を構成している。

【００３２】次に図３を参照して、本発明の第２実施例
について説明する。なおこの図３において、図１中の要
素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについ
ての重複した説明は省略する。この第２実施例装置にお
いて自動周波数制御回路23が出力する電圧信号Ｓ１は、
電極針15の位置決め制御のためにパイロット信号振幅検
出器30に入力される。パイロット信号振幅検出器30はこ
の信号Ｓ１に含まれる後述のパイロット信号成分の振幅
を求め、その振幅を示す信号Ｓ５を加算点31に入力す
る。この加算点31においては、第２基準信号発生回路34
が出力する基準信号Ｓ６から該信号Ｓ５が減算される。
これら両信号Ｓ６とＳ５との偏差を示す偏差信号Ｓ７
は、加算点33に入力される。この加算点33においては、
パイロット信号発生器35が出力する所定周波数の高周波
パイロット信号Ｓ９と上記偏差信号Ｓ７とが加算され、
加算後の信号Ｓ10が自動高さ制御回路26に入力される。
この自動高さ制御回路26は、上記加算信号Ｓ10中の偏差
信号Ｓ７の成分に応じた駆動制御信号Ｓ４をピエゾドラ
イバ27に入力する。このピエゾドライバ27は、ピエゾド
ライバ27を上記の駆動制御信号Ｓ４に基づいて駆動す
る。

【００３３】上記のように電極針15の自動高さ制御ルー
プ内に高周波パイロット信号Ｓ９を混入させると、電極
針15は情報記録媒体11からの距離が変わる方向に微振動
する。そこでこの微振動により、微分値ｄＣ／ｄｚ（Ｃ
は電極針15と情報記録媒体11間の静電容量、ｚはこれら
両者間の距離）に応じた信号Ｓ１の変化がもたらされ
る。上記パイロット信号振幅検出器30が検出するパイロ
ット信号成分の振幅は、この微分値ｄＣ／ｄｚに対応す
るものであり、この微分値ｄＣ／ｄｚを示す信号Ｓ５と
基準信号Ｓ６が担持する基準値との偏差が解消するよう
にピエゾ素子28が駆動制御されることにより、電極針15
が常に情報記録媒体11から所定距離浮上した状態に維持
される。

【００３４】なお上記のパイロット信号は、可変容量コ
ンデンサＣv の容量を変化させるフィードバック制御系
の帯域（例えば50ｋＨｚ）内で、電極針15の位置決めサ
ーボゲインが１未満となる周波数領域（例えば30ｋＨ
ｚ）の微小信号とされる。

【００３５】またこの場合も、電極針15と情報記録媒体
11との間の距離が常に一定に保たれるから、可変容量コ
ンデンサＣv の容量を変化させて共振周波数ｆo を一定
に保つ制御は特に行なわれなくても構わない。またその
場合、自動周波数制御回路23はバイパスさせてよい。

【００３６】このように第２実施例においては、微分値
ｄＣ／ｄｚを所定値に保つように制御がなされるので、
電極針15の周辺の浮遊容量が変化したり、電極針15の姿
勢が変化してそれと記録媒体11間の距離に対する静電容
量Ｃの値が変化しても、その影響を低く抑えることがで
き、電極針15と記録媒体11の距離を、高密度記録を実現
する上で不可欠なサブミクロン（μｍ以下）の微小な領
域、例えば0.2 μｍ〜0.01μｍ程度においても安定に制
御可能となる。その理由は、先に詳しく説明した通りで
ある。

【００３７】以上の説明から明らかな通り、本実施例に
おいては検波回路22、自動周波数制御回路23およびパイ
ロット信号振幅検出器30が静電容量微分値検出回路を構
成し、基準信号発生回路25、34および自動高さ制御回路
26が、上記微分値が所定値に保たれるようにアクチュエ
ータの駆動を制御する制御回路を構成している。

【００３８】なお、第２実施例のように微分値ｄＣ／ｄ
ｚをフィードバックする系においては、距離ｚに対する
微分値ｄＣ／ｄｚの非線形性によるゲイン変化をリアル
タイムでモニタできるので、この値を基にゲイン補正を
行なえば、距離ｚにかかわらずサーボ制御の一巡ゲイン
を一定に保つことができ、サーボループが距離ｚにかか
わらず安定になる。

【００３９】次に上述の高密度で記録された記録媒体か
ら安定的に十分な出力の情報を再生する情報再生操作に
おいて、より最適な態様について説明する。

【００４０】電極針・記録媒体を変調させながら微分値
ｄＣ／ｄｚを測定し、電極針と記録媒体との間の距離
（浮上量）ｚの信号としてフィードバックして電極針を
浮上させつつ、記録媒体をその面内方向に走査し、記録
媒体上の静電容量変化を測定する系において、微分値ｄ
Ｃ／ｄｚに関する測定をΔｚ＝10ｎｍで実施した結果
（図４参照）、先端半径が12μｍの電極針と0.3 μｍの
電極針との比較では先端径の小さい半径0.3 μｍの電極
針では微分値ｄＣ／ｄｚのダイナミックレンジおよび浮
上量ｚが極端に小さくなることが判明した。しかし高分
解能で再生を行うためには、つまり高密度に記録された
情報を再生するためには、上記電極針の先端径は小さく
する必要があり、特に記録波長２μｍ以下の情報を再生
するためには上記電極針の先端半径は0.3 μｍ以下が望
ましい。またこの場合の浮上量ｚは図２より50ｎｍ以下
にすることが必要である。

【００４１】またサーボ帯域は機械サーボの常識的なレ
ンジである１kHz 程度であって、低周波ゲインを200 倍
程度確保できる系にするために、平面性が数ｎｍに研磨
されたSi基板をベースにした回転記録媒体を用いた。た
だしこの回転記録媒体は以下の条件ａ）からｃ）を満た
す（図５に示すグラフにおける斜線の領域）ように設定
した。

【００４２】ａ）面振れ周波数が０Hz以上、記録媒体の
回転周波数未満の範囲については面振れ量が０μｍを下
限値、1.0 μｍを上限値とする範囲内の値であり、 ｂ）面振れ周波数が記録媒体の回転周波数以上、この回
転周波数の14倍未満の範囲については面振れ量が０μｍ
を下限値、1.0 μｍより５nmまで-40dB/dec で等加速度
的に減少する関数上の値を上限値とする範囲内の値であ
り、 ｃ）面振れ周波数が回転周波数の14倍以上の範囲につい
ては面振れ量が０μｍを下限値、５nmを上限値とする範
囲内の値である。

【００４３】また上記１kHz 程度のサーボ帯域のサーボ
信号を得るために、浮上量ｚの変動量Δｚの信号はサー
ボ帯域の10倍以上である30kHzを越える60kHzとした。そ
の結果1.6 ×10¹²bit/ｍ² 程度の記録密度を満足し、半
径20ｍｍで転送レート7.5Mbit/sec の電極針浮上サーボ
を用いた静電容量再生型メモリ装置を構築することがで
きた。

【００４４】なおΔｚの分解能を確保し上記面振れ量の
最大値を１μｍ以下とするため、電極針を駆動するアク
チュエータとしては積層ＰＺＴ（ピエゾ）アクチュエー
タを使用した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるヘッドの位置決め装
置を備えた情報再生装置の電気回路図

【図２】上記情報再生装置を示す概略側面図

【図３】本発明の第２実施例によるヘッドの位置決め装
置を備えた情報再生装置の電気回路図

【図４】電極針の先端径をパラメータとした浮上量ｚに
対する微分値ｄＣ／ｄｚを示すグラフ

【図５】記録媒体と電極針との間の面振れ特性を示すグ
ラフ

【符号の説明】

11 情報記録媒体 13 筺体 14 リード線 15 電極針 20 ＵＨＦ発振器 21 検波回路 23 自動周波数制御回路 24、31、33 加算点 25、34 基準信号発生回路 26 自動高さ制御回路 27 ピエゾドライバ 28 ピエゾ素子 30 パイロット信号振幅検出器 34 パイロット信号発生器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に対向する電極針を介して、記
   録媒体に静電容量変化を生じさせるための電圧印加およ
   び／または記録媒体に記録された情報を静電容量の変化
   として検出する操作を行なう記録再生ヘッドを、前記電
   極針と記録媒体との間の距離が所定値となるように位置
   決めする装置であって、 前記電極針と記録媒体の少なくとも一方を、それら両者
   の間の距離が変わる方向に移動させるアクチュエータ
   と、 前記電極針と記録媒体間の静電容量変化の低周波成分を
   検出する静電容量検出回路と、 この検出回路の出力を受け、該出力が示す静電容量変化
   の低周波成分が所定値に保たれるように前記アクチュエ
   ータの駆動を制御する制御回路とからなることを特徴と
   する情報記録再生ヘッドの位置決め装置。
2. 【請求項２】 記録媒体に対向する電極針を介して、記
   録媒体に静電容量変化を生じさせるための電圧印加およ
   び／または記録媒体に記録された情報を静電容量の変化
   として検出する操作を行なう記録再生ヘッドを、前記電
   極針と記録媒体との間の距離が所定値となるように位置
   決めする装置であって、 前記電極針と記録媒体の少なくとも一方を、それら両者
   の間の距離が変わる方向に移動させるアクチュエータ
   と、 前記電極針と記録媒体間の静電容量をこれら両者間の距
   離で微分した値を検出する静電容量微分値検出回路と、 この検出回路の出力を受け、該出力が示す静電容量の微
   分値が所定値に保たれるように前記アクチュエータの駆
   動を制御する制御回路とからなることを特徴とする情報
   記録再生ヘッドの位置決め装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の情報記録再生ヘッドの
   位置決め装置において、 前記アクチュエータの駆動信号に高周波のパイロット信
   号を混入させる手段が設けられ、 前記静電容量微分値検出回路が、静電容量検出信号に混
   入した前記パイロット信号の振幅を検出するものである
   ことを特徴とする情報記録再生ヘッドの位置決め装置。
4. 【請求項４】 前記記録媒体に記録された情報の記録密
   度が1.6 ×10¹²bit/ｍ² 以上、その記録波長が２μｍ以
   下であり、該記録媒体が２次元面内において回転周波数
   60Hz〜70Hzで回転駆動される場合において、 前記電極針と記録媒体との間の距離が50nm以下、前記電
   極針と記録媒体との間の距離の変動量が10nm以下、前記
   電極針の記録媒体に対向する先端部の形状が半球面であ
   ってその半径が0.3 μｍ以下、前記制御回路から前記ア
   クチュエータを駆動するために出力される制御信号の周
   波数が30kHz 以上、前記回転駆動される記録媒体と前記
   電極針との間の面振れ特性が下記ａ）からｃ）の条件を
   満足することを特徴とする請求項２または請求項３記載
   の情報記録再生ヘッドの位置決め装置。 ａ）面振れ周波数が０Hz以上、前記回転周波数未満の範
   囲については面振れ量が０μｍを下限値、1.0 μｍを上
   限値とする範囲内の値であり、 ｂ）面振れ周波数が前記回転周波数以上、前記回転周波
   数の14倍未満の範囲については面振れ量が０μｍを下限
   値、1.0 μｍより５nmまで-40dB/dec で等加速度的に減
   少する関数上の値を上限値とする範囲内の値であり、 ｃ）面振れ周波数が前記回転周波数の14倍以上の範囲に
   ついては面振れ量が０μｍを下限値、５nmを上限値とす
   る範囲内の値である。