JPH06251435A - 記録再生装置 - Google Patents
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- JPH06251435A JPH06251435A JP5040183A JP4018393A JPH06251435A JP H06251435 A JPH06251435 A JP H06251435A JP 5040183 A JP5040183 A JP 5040183A JP 4018393 A JP4018393 A JP 4018393A JP H06251435 A JPH06251435 A JP H06251435A
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/002—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by perturbation of the physical or electrical structure
- G11B11/007—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by perturbation of the physical or electrical structure with reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as defined in G11B9/14
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
- G11B19/04—Arrangements for preventing, inhibiting, or warning against double recording on the same blank or against other recording or reproducing malfunctions
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/902—Specified use of nanostructure
- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
- Y10S977/943—Information storage or retrieval using nanostructure
- Y10S977/947—Information storage or retrieval using nanostructure with scanning probe instrument
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- Indexing, Searching, Synchronizing, And The Amount Of Synchronization Travel Of Record Carriers (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 記録層に膜厚変動や膜質変動等の変化が存在
しても、それらに起因する再生エラー等の不具合の発生
を防止する。 【構成】 弾性部材３に支持されるプローブ２は、記録
媒体１の記録層１ａに対向配置される。記録層１ａとプ
ローブ２との間には再生バイアス発生回路５によりバイ
アス電圧が印加される。そのとき記録層１ａとプローブ
２との間に発生する電流が電流検出回路８により検出さ
れ、再生条件サーボ回路１０に送られる。再生条件サー
ボ回路１０は電流検出回路８で検出された検出電流信号
に基づいて再生条件補正サーボ信号を形成し、再生バイ
アス発生回路５に送るもので、これにより再生バイアス
信号の補正が行なわれる。補正された再生バイアス信号
下で電流検出回路８により検出された検出電流は、記録
層１ａの膜厚変動ノイズが除去されたものとなる。この
検出電流により、再生信号処理回路１３で正確な再生復
元データが得られる。
しても、それらに起因する再生エラー等の不具合の発生
を防止する。 【構成】 弾性部材３に支持されるプローブ２は、記録
媒体１の記録層１ａに対向配置される。記録層１ａとプ
ローブ２との間には再生バイアス発生回路５によりバイ
アス電圧が印加される。そのとき記録層１ａとプローブ
２との間に発生する電流が電流検出回路８により検出さ
れ、再生条件サーボ回路１０に送られる。再生条件サー
ボ回路１０は電流検出回路８で検出された検出電流信号
に基づいて再生条件補正サーボ信号を形成し、再生バイ
アス発生回路５に送るもので、これにより再生バイアス
信号の補正が行なわれる。補正された再生バイアス信号
下で電流検出回路８により検出された検出電流は、記録
層１ａの膜厚変動ノイズが除去されたものとなる。この
検出電流により、再生信号処理回路１３で正確な再生復
元データが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プローブと試料間に発
生するトンネル電流または力等によって試料の表面情報
を検出する走査型プローブ顕微鏡を利用して、情報の記
録再生を行なう記録再生装置に関する。
生するトンネル電流または力等によって試料の表面情報
を検出する走査型プローブ顕微鏡を利用して、情報の記
録再生を行なう記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】走査型プローブ顕微鏡（以下、「ＳＰ
Ｍ」という）は検出する物性によりいくつかに分類さ
れ、トンネル電流、原子間力、静電気力、磁気力等の、
力、光、静電容量等多種多様な物理量が検出対象とな
る。いずれの場合も先端の尖ったプローブによって物理
量を検出する点で共通しており、０．１〜数十ｎｍの高
い空間分解能を示す検出法として近年急速に発展してき
た。
Ｍ」という）は検出する物性によりいくつかに分類さ
れ、トンネル電流、原子間力、静電気力、磁気力等の、
力、光、静電容量等多種多様な物理量が検出対象とな
る。いずれの場合も先端の尖ったプローブによって物理
量を検出する点で共通しており、０．１〜数十ｎｍの高
い空間分解能を示す検出法として近年急速に発展してき
た。
【０００３】ＳＰＭの発展に伴い、ＳＰＭの原理を応用
した記録再生装置に関する提案が数多くなされている。
ＳＰＭの高い空間分解能を生かし、プローブと記録層の
局部領域との間に発生する電流、電界、力等の刺激によ
って１〜数百ｎｍの極微小記録ビットを形成し再生する
ことが可能となり、記録密度を飛躍的に高めることがで
きる。
した記録再生装置に関する提案が数多くなされている。
ＳＰＭの高い空間分解能を生かし、プローブと記録層の
局部領域との間に発生する電流、電界、力等の刺激によ
って１〜数百ｎｍの極微小記録ビットを形成し再生する
ことが可能となり、記録密度を飛躍的に高めることがで
きる。
【０００４】記録方法としては、記録層の表面に物理的
形状変化を与えるものと、記録層の表面に電気的、磁気
的、化学的、あるいは光学的状態変化を与えるものとに
大別され、前者としてはプローブによる物理的変形を与
えるもの、レーザー光線、電子線等の高エネルギー線に
よる熱的変形を与えるもの、高電界による電界蒸発を利
用したもの、あるいは微粒子を付着させるもの等が挙げ
られる。後者としては、π電子系有機化合物やカルコゲ
ン化合物において見出された電気的スイッチング現象を
利用したもの（特開昭６３−１６１５５２号公報、特開
昭６３−１６１５５３号公報）、シリコン窒化膜におけ
る電荷蓄積を利用したもの（米国特許４５７５８２２号
公報）、遷移金属酸化物、ビオロゲン、スチリル類化合
物、希土類ジフタロシアニン、ポリアニリン、ポリチオ
フェン、ポリピロール、金属−ＴＣＮＱ電荷移動錯体
等、各種酸化還元反応を利用したもの、あるいは酸化バ
ナジウム系結晶化ガラスを用いた結晶相／非結晶相変化
を利用したもの等が挙げられる。
形状変化を与えるものと、記録層の表面に電気的、磁気
的、化学的、あるいは光学的状態変化を与えるものとに
大別され、前者としてはプローブによる物理的変形を与
えるもの、レーザー光線、電子線等の高エネルギー線に
よる熱的変形を与えるもの、高電界による電界蒸発を利
用したもの、あるいは微粒子を付着させるもの等が挙げ
られる。後者としては、π電子系有機化合物やカルコゲ
ン化合物において見出された電気的スイッチング現象を
利用したもの（特開昭６３−１６１５５２号公報、特開
昭６３−１６１５５３号公報）、シリコン窒化膜におけ
る電荷蓄積を利用したもの（米国特許４５７５８２２号
公報）、遷移金属酸化物、ビオロゲン、スチリル類化合
物、希土類ジフタロシアニン、ポリアニリン、ポリチオ
フェン、ポリピロール、金属−ＴＣＮＱ電荷移動錯体
等、各種酸化還元反応を利用したもの、あるいは酸化バ
ナジウム系結晶化ガラスを用いた結晶相／非結晶相変化
を利用したもの等が挙げられる。
【０００５】従来の記録再生装置の一例について図６を
参照して説明する。図６は、従来の記録再生装置の一例
の概略ブロック図である。図６に示したものは、プロー
ブ微動機構１０４に弾性部材１０３を介して支持された
プローブ１０２と、プローブ１０２に対向配置された記
録媒体１０１とを有し、プローブ１０２と記録媒体１０
１の記録層１０１ａとの間に発生するトンネル電流を電
流検出回路１０８により検出し、これをサーボ信号とし
て距離サーボ回路１０７に出力することでプローブ１０
２と記録層０１０ａとの距離を制御するものである。そ
して、記録パルス発生回路１０６によりプローブ１０２
と記録層１０１ａとの間に電圧パルスを印加することに
より記録層１０１ａに記録ビットを形成する。一方、再
生バイアス発生回路１０５によりプローブ１０２と記録
層１０１ａとの間にバイアス電圧を印加しつつ、電流検
出回路１０８によりプローブ１０２と記録層１０１ａと
の間に流れるトンネル電流を検出し、その検出電流に再
生信号処理回路１１３で所定の処理を施して再生復元デ
ータを形成する。
参照して説明する。図６は、従来の記録再生装置の一例
の概略ブロック図である。図６に示したものは、プロー
ブ微動機構１０４に弾性部材１０３を介して支持された
プローブ１０２と、プローブ１０２に対向配置された記
録媒体１０１とを有し、プローブ１０２と記録媒体１０
１の記録層１０１ａとの間に発生するトンネル電流を電
流検出回路１０８により検出し、これをサーボ信号とし
て距離サーボ回路１０７に出力することでプローブ１０
２と記録層０１０ａとの距離を制御するものである。そ
して、記録パルス発生回路１０６によりプローブ１０２
と記録層１０１ａとの間に電圧パルスを印加することに
より記録層１０１ａに記録ビットを形成する。一方、再
生バイアス発生回路１０５によりプローブ１０２と記録
層１０１ａとの間にバイアス電圧を印加しつつ、電流検
出回路１０８によりプローブ１０２と記録層１０１ａと
の間に流れるトンネル電流を検出し、その検出電流に再
生信号処理回路１１３で所定の処理を施して再生復元デ
ータを形成する。
【０００６】また、従来の記録再生装置の他の例につい
て図７を参照して説明する。図７は、従来の記録再生装
置の他の例の概略ブロック図である。図７に示したもの
は、プローブ１２２と記録層１２１ａとの間に発生する
原子間力を力検知センサ１２９により検出し、これをサ
ーボ信号として距離サーボ回路１２７に出力することで
プローブ１２２と記録層１２１ａとの距離の制御を行な
うものである。そして、記録パルス発生回路１２６によ
りプローブ１２２と記録層１２１ａとの間に電圧パルス
を印加することにより記録層１２１ａに記録ビットを形
成する。一方、再生バイアス発生回路１２５によりプロ
ーブ１２２と記録層１２１ａとの間にバイアス電圧を印
加しつつ、バイアス電圧下での電流を電流検出回路１２
８で検出し、その検出電流に再生信号処理回路１３３で
所定の処理を施して再生復元データを形成する。
て図７を参照して説明する。図７は、従来の記録再生装
置の他の例の概略ブロック図である。図７に示したもの
は、プローブ１２２と記録層１２１ａとの間に発生する
原子間力を力検知センサ１２９により検出し、これをサ
ーボ信号として距離サーボ回路１２７に出力することで
プローブ１２２と記録層１２１ａとの距離の制御を行な
うものである。そして、記録パルス発生回路１２６によ
りプローブ１２２と記録層１２１ａとの間に電圧パルス
を印加することにより記録層１２１ａに記録ビットを形
成する。一方、再生バイアス発生回路１２５によりプロ
ーブ１２２と記録層１２１ａとの間にバイアス電圧を印
加しつつ、バイアス電圧下での電流を電流検出回路１２
８で検出し、その検出電流に再生信号処理回路１３３で
所定の処理を施して再生復元データを形成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
記録再生装置のうち、図６に示した、トンネル電流を利
用してプローブと記録層との距離を制御するものでは、
記録層の表面形状、膜厚、あるいは膜質等の変動に起因
するノイズが再生情報に混入してしまい、再生エラーが
発生してしまう場合があるという問題点があった。
記録再生装置のうち、図６に示した、トンネル電流を利
用してプローブと記録層との距離を制御するものでは、
記録層の表面形状、膜厚、あるいは膜質等の変動に起因
するノイズが再生情報に混入してしまい、再生エラーが
発生してしまう場合があるという問題点があった。
【０００８】また、図７に示した、原子間力を利用して
プローブと記録層との距離を制御するものでは、記録層
の表面形状の変動によるノイズと再生情報とを完全に分
離できる点で、図７に示したものに比較して優れてい
る。しかしながら、記録層に膜厚や膜質の変動がある場
合には、これらの変動に起因するノイズは依然として再
生情報に混入するおそれがあるという問題点があった。
プローブと記録層との距離を制御するものでは、記録層
の表面形状の変動によるノイズと再生情報とを完全に分
離できる点で、図７に示したものに比較して優れてい
る。しかしながら、記録層に膜厚や膜質の変動がある場
合には、これらの変動に起因するノイズは依然として再
生情報に混入するおそれがあるという問題点があった。
【０００９】以下に、記録層の膜厚に変動がある場合の
問題点について、図８を用いてさらに詳しく説明する。
問題点について、図８を用いてさらに詳しく説明する。
【００１０】図８の（ａ）はプローブと膜厚に変動があ
る記録層とプローブとの模式図であり、この図では、記
録領域１〜１１のうち、記録領域３〜５での膜厚が基準
膜厚に対して減少し、記録領域９、１０での膜厚が基準
膜厚に対して増大している記録層が示されている。ま
た、各記録領域１〜１１のうち、ＯＮ状態のものについ
ては斜線で示した。
る記録層とプローブとの模式図であり、この図では、記
録領域１〜１１のうち、記録領域３〜５での膜厚が基準
膜厚に対して減少し、記録領域９、１０での膜厚が基準
膜厚に対して増大している記録層が示されている。ま
た、各記録領域１〜１１のうち、ＯＮ状態のものについ
ては斜線で示した。
【００１１】図８の（ａ）に示すように、プローブ１０
２と記録層１０１ａとの接触状態を一定に保持した状態
で、プローブ１０２を各記録領域１〜１１に沿って図示
矢印Ａ方向に走査しつつ、プローブ１０２と記録層１０
１ａとの間に、図８の（ｂ）に示すように再生条件の一
つである再生バイアス電圧ｖ0 を印加すると、図８の
（ｃ）に示すような検出電流が得られる。すなわち検出
電流の変化は、ＯＮ状態の記録領域における記録層１０
１ａの導電率変化に対応する変化の他に、記録層１０１
ａの膜厚変動に対応する変化がノイズとして混入してい
る。そして、この検出電流は再生信号処理回路に出力さ
れる。再生信号処理回路では、まず図８の（ｄ）に示す
再生タイミング信号によって検出電流をサンプリング
し、図８の（ｅ）に示すような再生サンプリングデータ
を得る。次に、この再生サンプリングデータを再生条件
の他の一つである判定レベルとの比較を行なうことによ
って、図８の（ｆ）に示す再生復元データを得る。判定
レベル信号の電圧値は、標準膜厚、標準膜質におけるＯ
Ｎ状態の記録領域出力値とＯＦＦ状態の記録領域出力値
との中間値に設定されるもので、予め実験によって求め
られた固定値である。得られた再生復元データは、図８
の（ｆ）に示したように、実際にはＯＦＦ状態の記録領
域３、５がＯＮ状態と判定され、一方、ＯＮ状態の記録
領域１０がＯＦＦ状態と判定され、再生エラーが発生し
ている。
２と記録層１０１ａとの接触状態を一定に保持した状態
で、プローブ１０２を各記録領域１〜１１に沿って図示
矢印Ａ方向に走査しつつ、プローブ１０２と記録層１０
１ａとの間に、図８の（ｂ）に示すように再生条件の一
つである再生バイアス電圧ｖ0 を印加すると、図８の
（ｃ）に示すような検出電流が得られる。すなわち検出
電流の変化は、ＯＮ状態の記録領域における記録層１０
１ａの導電率変化に対応する変化の他に、記録層１０１
ａの膜厚変動に対応する変化がノイズとして混入してい
る。そして、この検出電流は再生信号処理回路に出力さ
れる。再生信号処理回路では、まず図８の（ｄ）に示す
再生タイミング信号によって検出電流をサンプリング
し、図８の（ｅ）に示すような再生サンプリングデータ
を得る。次に、この再生サンプリングデータを再生条件
の他の一つである判定レベルとの比較を行なうことによ
って、図８の（ｆ）に示す再生復元データを得る。判定
レベル信号の電圧値は、標準膜厚、標準膜質におけるＯ
Ｎ状態の記録領域出力値とＯＦＦ状態の記録領域出力値
との中間値に設定されるもので、予め実験によって求め
られた固定値である。得られた再生復元データは、図８
の（ｆ）に示したように、実際にはＯＦＦ状態の記録領
域３、５がＯＮ状態と判定され、一方、ＯＮ状態の記録
領域１０がＯＦＦ状態と判定され、再生エラーが発生し
ている。
【００１２】以上、膜厚に変動がある場合について説明
したが、膜質の変動に関しても全く同様な問題が発生す
る。従って、従来の記録再生装置においては、再生情報
と、膜厚や膜質の変動に起因するノイズとを区別するこ
とは困難であり、記録層に欠陥が存在せず膜厚や膜質が
理想的に均質である場合を除いて、記録再生システムの
信頼性を著しく損なってしまうおそれがあった。
したが、膜質の変動に関しても全く同様な問題が発生す
る。従って、従来の記録再生装置においては、再生情報
と、膜厚や膜質の変動に起因するノイズとを区別するこ
とは困難であり、記録層に欠陥が存在せず膜厚や膜質が
理想的に均質である場合を除いて、記録再生システムの
信頼性を著しく損なってしまうおそれがあった。
【００１３】また、再生バイアス電圧は、標準膜厚にお
いてＯＮ状態・ＯＦＦ状態の電流変化が電流検出系のダ
イナミックレンジ内で良好に検出できるように設定され
るが、膜厚が標準値から大きく変動した場合には、検出
電流値がダイナミックレンジから外れるおそれがあると
いう問題点があった。さらに、極端な例として、膜厚や
膜質の大きな変動に伴って再生バイアス電圧等の再生条
件が記録電圧等の記録しきい値を越えた場合には、所望
の記録領域以外の領域をＯＮ状態に遷移させてしまうと
いう問題もあった。
いてＯＮ状態・ＯＦＦ状態の電流変化が電流検出系のダ
イナミックレンジ内で良好に検出できるように設定され
るが、膜厚が標準値から大きく変動した場合には、検出
電流値がダイナミックレンジから外れるおそれがあると
いう問題点があった。さらに、極端な例として、膜厚や
膜質の大きな変動に伴って再生バイアス電圧等の再生条
件が記録電圧等の記録しきい値を越えた場合には、所望
の記録領域以外の領域をＯＮ状態に遷移させてしまうと
いう問題もあった。
【００１４】そこで本発明の目的は、記録層に膜厚変動
や膜質変動等の変化が存在しても、それらに起因する再
生エラー等の不具合の発生を防止し、信頼性の高い記録
再生装置を提供することにある。
や膜質変動等の変化が存在しても、それらに起因する再
生エラー等の不具合の発生を防止し、信頼性の高い記録
再生装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の記録再生装置は、プローブと、前記プローブに
対向配置され、かつ前記プローブに対して相対移動可能
に設けられた記録媒体と、前記プローブと前記記録媒体
との間に発生する物理量を検出する物理量検出手段と、
前記検出された物理量に所定の処理を施して、前記記録
媒体に形成された記録ビットの再生復元データを得る再
生処理手段と、前記記録ビットの再生時に前記物理量を
発生させるための信号発生手段とを有する記録再生装置
において、前記記録ビットの再生前に、前記物理量に反
映される記録媒体情報を検出する記録媒体情報検出手段
と、前記記録媒体情報に基づいて前記記録ビットの再生
条件を補正する補正手段とを有することを特徴とする。
本発明の記録再生装置は、プローブと、前記プローブに
対向配置され、かつ前記プローブに対して相対移動可能
に設けられた記録媒体と、前記プローブと前記記録媒体
との間に発生する物理量を検出する物理量検出手段と、
前記検出された物理量に所定の処理を施して、前記記録
媒体に形成された記録ビットの再生復元データを得る再
生処理手段と、前記記録ビットの再生時に前記物理量を
発生させるための信号発生手段とを有する記録再生装置
において、前記記録ビットの再生前に、前記物理量に反
映される記録媒体情報を検出する記録媒体情報検出手段
と、前記記録媒体情報に基づいて前記記録ビットの再生
条件を補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【００１６】また、前記記録媒体情報検出手段は、前記
記録媒体の記録領域近傍で前記記録媒体情報を検出する
ものであってもよいし、前記記録媒体情報は、前記記録
媒体の表面に形成された記録層の膜厚および膜質であっ
てもよい。
記録媒体の記録領域近傍で前記記録媒体情報を検出する
ものであってもよいし、前記記録媒体情報は、前記記録
媒体の表面に形成された記録層の膜厚および膜質であっ
てもよい。
【００１７】さらに、前記補正手段を、前記記録媒情報
を前記再生条件へ帰還制御するものとしたり、前記補正
手段により補正される再生条件として、前記物理量の信
号検出条件または前記再生処理手段での信号処理条件の
少なくとも一方を対象とするものであってもよい。
を前記再生条件へ帰還制御するものとしたり、前記補正
手段により補正される再生条件として、前記物理量の信
号検出条件または前記再生処理手段での信号処理条件の
少なくとも一方を対象とするものであってもよい。
【００１８】
【作用】本発明の記録再生装置では、記録ビットの再生
前に、記録媒体情報検出手段により、プローブと記録媒
体との間に発生する物理量に反映される記録媒体情報が
検出され、この記録媒体情報に基づいて、補正手段によ
り記録ビットの再生条件が補正される。これにより、再
生動作中、記録媒体の各記録領域における変化に対応し
て再生条件を補正し、それぞれの記録領域に対して最適
の再生条件を独立に設定することが可能になるので、記
録媒体の各記録領域における変化に起因する再生エラー
が防止される。また、補正手段により、記録媒情報を再
生条件へ帰還制御することで、再生条件の補正が実時間
で可能となる。そして、再生条件の補正は、物理量の信
号検出条件または再生処理手段での信号処理条件の少な
くとも一方を対象とすることで容易に行なわれる。
前に、記録媒体情報検出手段により、プローブと記録媒
体との間に発生する物理量に反映される記録媒体情報が
検出され、この記録媒体情報に基づいて、補正手段によ
り記録ビットの再生条件が補正される。これにより、再
生動作中、記録媒体の各記録領域における変化に対応し
て再生条件を補正し、それぞれの記録領域に対して最適
の再生条件を独立に設定することが可能になるので、記
録媒体の各記録領域における変化に起因する再生エラー
が防止される。また、補正手段により、記録媒情報を再
生条件へ帰還制御することで、再生条件の補正が実時間
で可能となる。そして、再生条件の補正は、物理量の信
号検出条件または再生処理手段での信号処理条件の少な
くとも一方を対象とすることで容易に行なわれる。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２０】（第１実施例）図１は、本発明の記録再生
装置の第１実施例の概略ブロック図である。本記録再生
装置は、記録層の検出情報としてトンネル電流、電界放
射電流、接触電流またはそれらの変調信号を用い、補正
する再生条件として信号検出条件の一つである再生バイ
アス電圧を対象とするものであり、以下にその構成につ
いて説明する。
装置の第１実施例の概略ブロック図である。本記録再生
装置は、記録層の検出情報としてトンネル電流、電界放
射電流、接触電流またはそれらの変調信号を用い、補正
する再生条件として信号検出条件の一つである再生バイ
アス電圧を対象とするものであり、以下にその構成につ
いて説明する。
【００２１】記録媒体１は、基板１ａ上に下地電極１ｂ
および記録層１ｃが積層されたものである。記録層１ａ
の材料としてはポリイミドが用いられ、ラングミュア・
ブロジェット法（累積法）により単分子膜１０層の累積
膜を下地電極１ｂの表面に形成したものである。本実施
例に用いられたポリイミドはπ電子共役系有機化合物の
一種であり、電圧印加によって膜の導電性が可逆的に変
化することを利用して、消去可能な記録媒体として用い
ることができる。また、しきい値以上の電圧を印加する
ことによって導電率が３〜４桁上昇することが実験によ
って確かめられている。
および記録層１ｃが積層されたものである。記録層１ａ
の材料としてはポリイミドが用いられ、ラングミュア・
ブロジェット法（累積法）により単分子膜１０層の累積
膜を下地電極１ｂの表面に形成したものである。本実施
例に用いられたポリイミドはπ電子共役系有機化合物の
一種であり、電圧印加によって膜の導電性が可逆的に変
化することを利用して、消去可能な記録媒体として用い
ることができる。また、しきい値以上の電圧を印加する
ことによって導電率が３〜４桁上昇することが実験によ
って確かめられている。
【００２２】記録媒体１の記録層１ａに対向して、片持
ち梁型の弾性部材３の自由端部に支持された、先端が尖
鋭な導電性部材からなるプローブ２が配置されている。
記録層１ａとプローブ２との間の距離はプローブ微動機
構４により変えることができる。プローブ２を記録層１
ａに対して数十ｎｍ〜数ｎｍの距離まで接近させると、
両者間には原子間力が発生するが、この原子間力による
弾性部材３の弾性変形を検出するための光てこ方式また
はトンネル電流検出方式等の力検知センサ９を設け、こ
の検出力が常に一定になるように距離サーボ回路７を介
してプローブ微動機構４を帰還制御することにより、プ
ローブ２と記録層１ａとの間の距離が一定に保持され
る。実際の記録再生装置では、弾性部材３をマイクロメ
カニクス技術により同一基板上に複数個形成し、その各
々の弾性部材３についてプローブ２およびプローブ微動
機構４が設けられているが、ここでは簡単のため一つに
のみ着目して説明する。
ち梁型の弾性部材３の自由端部に支持された、先端が尖
鋭な導電性部材からなるプローブ２が配置されている。
記録層１ａとプローブ２との間の距離はプローブ微動機
構４により変えることができる。プローブ２を記録層１
ａに対して数十ｎｍ〜数ｎｍの距離まで接近させると、
両者間には原子間力が発生するが、この原子間力による
弾性部材３の弾性変形を検出するための光てこ方式また
はトンネル電流検出方式等の力検知センサ９を設け、こ
の検出力が常に一定になるように距離サーボ回路７を介
してプローブ微動機構４を帰還制御することにより、プ
ローブ２と記録層１ａとの間の距離が一定に保持され
る。実際の記録再生装置では、弾性部材３をマイクロメ
カニクス技術により同一基板上に複数個形成し、その各
々の弾性部材３についてプローブ２およびプローブ微動
機構４が設けられているが、ここでは簡単のため一つに
のみ着目して説明する。
【００２３】上述した制御方式では、力検知センサ９に
よる検出力が、引力領域（プローブ２と記録層１ａとの
間の距離＞０）の場合と斥力領域（プローブ２と記録層
１ａとの間の距離＝０、すなわち接触）の場合とがある
が、検出感度に優れる斥力領域において使用されること
が多い。また、弾性部材３の弾性定数を記録層１ａ表面
に比べてはるかに小さく設定することによって、プロー
ブ微動機構４による帰還制御なしでもプローブ２と記録
層１ａとの接触状態をほぼ一定に保持することが可能で
ある。
よる検出力が、引力領域（プローブ２と記録層１ａとの
間の距離＞０）の場合と斥力領域（プローブ２と記録層
１ａとの間の距離＝０、すなわち接触）の場合とがある
が、検出感度に優れる斥力領域において使用されること
が多い。また、弾性部材３の弾性定数を記録層１ａ表面
に比べてはるかに小さく設定することによって、プロー
ブ微動機構４による帰還制御なしでもプローブ２と記録
層１ａとの接触状態をほぼ一定に保持することが可能で
ある。
【００２４】記録パルス発生回路６は、記録時に記録層
１ａとプローブ２との間に記録用の電圧パルスを印加し
て記録層１ａにＯＮビットを形成するための回路であ
る。一方、信号発生手段としての発生バイアス発生回路
５は、再生時に記録層１ａとプローブ２との間に再生用
のバイアス電圧を印加するための回路であり、加算回路
およびサンプルホールド回路を有する。また、物理量検
出手段としての電流検出回路８は、電流電圧変換回路お
よび対数変換回路よりなる回路であり、再生バイアス発
生回路５によるバイアス電圧下で発生する物理量である
電流を検出し、再生条件サーボ回路１０および再生信号
処理回路１３に送るものである。また、電流検出手段８
は、後述するように記録媒体情報検出手段も兼ねてい
る。補正手段としての再生条件サーボ回路１０は差分回
路および増幅回路を有し、電流検出回路８で得られた検
出電流信号に基づいて再生条件補正サーボ信号を形成
し、これを再生バイアス発生回路５に送る。再生処理手
段としての再生信号処理回路１３は、電流検出回路８で
得られた検出電流に後述する所定の処理を施すことで、
再生復元データを得るものである。
１ａとプローブ２との間に記録用の電圧パルスを印加し
て記録層１ａにＯＮビットを形成するための回路であ
る。一方、信号発生手段としての発生バイアス発生回路
５は、再生時に記録層１ａとプローブ２との間に再生用
のバイアス電圧を印加するための回路であり、加算回路
およびサンプルホールド回路を有する。また、物理量検
出手段としての電流検出回路８は、電流電圧変換回路お
よび対数変換回路よりなる回路であり、再生バイアス発
生回路５によるバイアス電圧下で発生する物理量である
電流を検出し、再生条件サーボ回路１０および再生信号
処理回路１３に送るものである。また、電流検出手段８
は、後述するように記録媒体情報検出手段も兼ねてい
る。補正手段としての再生条件サーボ回路１０は差分回
路および増幅回路を有し、電流検出回路８で得られた検
出電流信号に基づいて再生条件補正サーボ信号を形成
し、これを再生バイアス発生回路５に送る。再生処理手
段としての再生信号処理回路１３は、電流検出回路８で
得られた検出電流に後述する所定の処理を施すことで、
再生復元データを得るものである。
【００２５】次に、本記録再生装置による記録再生方法
について説明する。
について説明する。
【００２６】まず、記録は、記録層１ａプローブ２との
間の距離を一定に保持した状態（接触状態を含む）で、
記録媒体１とプローブ２とを相対的に走査しつつ、記録
パルス発生回路６により記録層１ａとプローブ２との間
に記録しきい値以上の記録電圧パルスを印加し、記録層
１ａの所望の記録領域に対して順次ＯＮビットを形成す
ることにより行なわれる。
間の距離を一定に保持した状態（接触状態を含む）で、
記録媒体１とプローブ２とを相対的に走査しつつ、記録
パルス発生回路６により記録層１ａとプローブ２との間
に記録しきい値以上の記録電圧パルスを印加し、記録層
１ａの所望の記録領域に対して順次ＯＮビットを形成す
ることにより行なわれる。
【００２７】次に、再生について図２を交えながら説明
する。図２は、図１に示した記録再生装置による再生方
法を説明するための図であり、図２の（ａ）はプローブ
と膜厚に変動がある記録層との模式図である。この図で
は、記録層１ａはプローブ２の走査方向Ａに沿って１〜
１１の記録領域を有し、各記録領域１〜１１のうち、記
録領域３〜５では膜厚が基準膜厚に対して減少し、記録
領域９、１０では膜厚が基準膜厚に対して増大している
記録層が示されている。また、各記録領域１〜１１のう
ち、ＯＮ領域のものについては斜線で示した。図２の
（ｂ）〜（ｇ）は、それぞれ後述する再生バイアスサン
プルホールド信号、再生バイアス信号、検出電流、再生
タイミング信号、再生サンプリングデータ、および再生
復元データのタイミングチャート図であり、図２の
（ａ）の各記録領域１〜１１の位置が、各タイミングチ
ャート図の時間軸と対応するように書かれている。
する。図２は、図１に示した記録再生装置による再生方
法を説明するための図であり、図２の（ａ）はプローブ
と膜厚に変動がある記録層との模式図である。この図で
は、記録層１ａはプローブ２の走査方向Ａに沿って１〜
１１の記録領域を有し、各記録領域１〜１１のうち、記
録領域３〜５では膜厚が基準膜厚に対して減少し、記録
領域９、１０では膜厚が基準膜厚に対して増大している
記録層が示されている。また、各記録領域１〜１１のう
ち、ＯＮ領域のものについては斜線で示した。図２の
（ｂ）〜（ｇ）は、それぞれ後述する再生バイアスサン
プルホールド信号、再生バイアス信号、検出電流、再生
タイミング信号、再生サンプリングデータ、および再生
復元データのタイミングチャート図であり、図２の
（ａ）の各記録領域１〜１１の位置が、各タイミングチ
ャート図の時間軸と対応するように書かれている。
【００２８】まず、記録層１ａとプローブ２との接触状
態を一定に保持した状態で、再生バイアス発生回路５に
より、記録層１ａの標準膜厚に対する適正バイアスに相
当する標準バイアス電圧ｖを印加しながら、プローブ２
を図示矢印方向に移動させ、各記録領域１〜１１上を順
次走査する。このとき発生する電流を電流検出回路８で
検出した後、電流検出回路８は検出電流信号を再生条件
サーボ回路１０に送る。再生条件サーボ回路１０では、
差分回路において検出電流信号と標準膜厚における適正
電流値に相当する設定値との差分信号を出力し、増幅回
路を通して形成された再生条件補正サーボ信号を再生バ
イアス発生回路５に送る。
態を一定に保持した状態で、再生バイアス発生回路５に
より、記録層１ａの標準膜厚に対する適正バイアスに相
当する標準バイアス電圧ｖを印加しながら、プローブ２
を図示矢印方向に移動させ、各記録領域１〜１１上を順
次走査する。このとき発生する電流を電流検出回路８で
検出した後、電流検出回路８は検出電流信号を再生条件
サーボ回路１０に送る。再生条件サーボ回路１０では、
差分回路において検出電流信号と標準膜厚における適正
電流値に相当する設定値との差分信号を出力し、増幅回
路を通して形成された再生条件補正サーボ信号を再生バ
イアス発生回路５に送る。
【００２９】再生バイアス発生回路５では、まず加算回
路において標準バイアス電圧ｖと再生条件サーボ回路１
０から送られた再生条件補正サーボ信号とが加算され
る。その後サンプルホールド回路において、図２の
（ｂ）に示す、プローブ２が各記録領域１〜１１に進入
する直前のタイミングで、前記加算された値がその時点
での値にホールドされるように制御することで、再生バ
イアス信号の補正を行なう。これにより、ＯＮ状態の記
録領域での記録層１ａの導電率変化による電流変化の影
響が除かれ、補正された再生バイアス信号は図２の
（ｃ）に示すように、記録層１ａの膜厚変動に対応した
値となる。
路において標準バイアス電圧ｖと再生条件サーボ回路１
０から送られた再生条件補正サーボ信号とが加算され
る。その後サンプルホールド回路において、図２の
（ｂ）に示す、プローブ２が各記録領域１〜１１に進入
する直前のタイミングで、前記加算された値がその時点
での値にホールドされるように制御することで、再生バ
イアス信号の補正を行なう。これにより、ＯＮ状態の記
録領域での記録層１ａの導電率変化による電流変化の影
響が除かれ、補正された再生バイアス信号は図２の
（ｃ）に示すように、記録層１ａの膜厚変動に対応した
値となる。
【００３０】補正された再生バイアス信号下で検出され
る検出電流を図２の（ｄ）に示す。上述したように、再
生バイアス信号の補正は記録層１ａの膜厚変動に伴う電
流変化のみに対して行なわれるため、補正された再生バ
イアス信号下で検出された検出電流からは膜厚変動ノイ
ズが除去され、ＯＮ状態の各記録領域１、４、６、８、
１０における導電率変化による電流変化のみを反映した
信号が形成される。
る検出電流を図２の（ｄ）に示す。上述したように、再
生バイアス信号の補正は記録層１ａの膜厚変動に伴う電
流変化のみに対して行なわれるため、補正された再生バ
イアス信号下で検出された検出電流からは膜厚変動ノイ
ズが除去され、ＯＮ状態の各記録領域１、４、６、８、
１０における導電率変化による電流変化のみを反映した
信号が形成される。
【００３１】以上のようにして得られた検出電流を、再
生信号処理回路１３において、まず図２の（ｅ）に示
す、各記録領域１〜１１に対応するタイミングでパルス
が発せられる再生タイミング信号によってサンプリング
する。これにより、図２の（ｆ）に示す再生サンプリン
グデータが得られる。そして、得られた再生サンプリン
グデータを判定レベル信号と比較することで、図２の
（ｇ）に示すように、ＯＮ状態の各記録領域１、４、
６、８、１０のみが正確に復元された再生復元データが
得られる。
生信号処理回路１３において、まず図２の（ｅ）に示
す、各記録領域１〜１１に対応するタイミングでパルス
が発せられる再生タイミング信号によってサンプリング
する。これにより、図２の（ｆ）に示す再生サンプリン
グデータが得られる。そして、得られた再生サンプリン
グデータを判定レベル信号と比較することで、図２の
（ｇ）に示すように、ＯＮ状態の各記録領域１、４、
６、８、１０のみが正確に復元された再生復元データが
得られる。
【００３２】以上説明したように本実施例では、再生の
過程で、電流検出回路８により検出された検出電流に反
映される膜厚変動ノイズをサーボ信号として、再生バイ
アス発生回路５により与えられる再生バイアス電圧を補
正することによって、膜厚変動ノイズによる影響が相殺
されるとともに、記録層１ａのＯＮ状態・ＯＦＦ状態の
電流変化が電流検出系のダイナミックレンジ内で良好に
検出できる設定レベルに保持される。これにより、膜厚
変動に起因する再生エラーを防止することができる。
過程で、電流検出回路８により検出された検出電流に反
映される膜厚変動ノイズをサーボ信号として、再生バイ
アス発生回路５により与えられる再生バイアス電圧を補
正することによって、膜厚変動ノイズによる影響が相殺
されるとともに、記録層１ａのＯＮ状態・ＯＦＦ状態の
電流変化が電流検出系のダイナミックレンジ内で良好に
検出できる設定レベルに保持される。これにより、膜厚
変動に起因する再生エラーを防止することができる。
【００３３】また、適正再生バイアス電圧は、記録層１
ａの層数が多くなるにつれて上昇するが、適正再生バイ
アス電圧下での検出電流は、膜厚の変動に関わらず大き
くは変動しないことが確認されており、この方法によれ
ば再生バイアス電圧が記録しきい値電圧を越えるような
事態も回避できる。その結果、所望の記録領域以外で記
録層１ａがＯＮ状態に遷移することもなくなる。
ａの層数が多くなるにつれて上昇するが、適正再生バイ
アス電圧下での検出電流は、膜厚の変動に関わらず大き
くは変動しないことが確認されており、この方法によれ
ば再生バイアス電圧が記録しきい値電圧を越えるような
事態も回避できる。その結果、所望の記録領域以外で記
録層１ａがＯＮ状態に遷移することもなくなる。
【００３４】本実施例では、再生条件の補正を、記録領
域を除く一連の再生動作中定常的に行なう場合の例につ
いて述べたが、これに限らず、タイミング信号によって
再生直前に記録領域近傍で行なってもよいし、記録領域
列毎のように、ある一定期間または一定区間毎に行なっ
てもよい。また、再生バイアス電圧の補正におけるＯＮ
状態の記録領域の電流変化の影響を除去するために、再
生条件サーボ回路１０のサンプルホールド回路による制
御を行なっているが、再生条件サーボ回路１０の遮断周
波数を記録領域空間周波数よりも小さく設定すれば、サ
ンプルホールド制御は必ずしも必要ではない。
域を除く一連の再生動作中定常的に行なう場合の例につ
いて述べたが、これに限らず、タイミング信号によって
再生直前に記録領域近傍で行なってもよいし、記録領域
列毎のように、ある一定期間または一定区間毎に行なっ
てもよい。また、再生バイアス電圧の補正におけるＯＮ
状態の記録領域の電流変化の影響を除去するために、再
生条件サーボ回路１０のサンプルホールド回路による制
御を行なっているが、再生条件サーボ回路１０の遮断周
波数を記録領域空間周波数よりも小さく設定すれば、サ
ンプルホールド制御は必ずしも必要ではない。
【００３５】（第２実施例）図３は、本発明の記録再生
装置の第２実施例の概略ブロック図である。本記録再生
装置も、第１実施例と同様に記録層の検出情報としてト
ンネル電流、電界放射電流、接触電流またはそれらの変
調信号を用いるものであるが、補正する再生条件として
は、信号処理条件の一つである判定レベル信号を対象と
している点が、第１実施例の記録再生装置と異なってい
る。すなわち構成上において、補正手段としての再生条
件サーボ回路３０は、再生バイアス発生回路２５に対し
てではなく、再生信号処理回路３３で形成される判定レ
ベル信号に対してサーボを行なう構成となっている点
が、第１実施例のものと異なっている。その他の構成に
ついては、第１実施例のものと同様であるので、その説
明は省略する。
装置の第２実施例の概略ブロック図である。本記録再生
装置も、第１実施例と同様に記録層の検出情報としてト
ンネル電流、電界放射電流、接触電流またはそれらの変
調信号を用いるものであるが、補正する再生条件として
は、信号処理条件の一つである判定レベル信号を対象と
している点が、第１実施例の記録再生装置と異なってい
る。すなわち構成上において、補正手段としての再生条
件サーボ回路３０は、再生バイアス発生回路２５に対し
てではなく、再生信号処理回路３３で形成される判定レ
ベル信号に対してサーボを行なう構成となっている点
が、第１実施例のものと異なっている。その他の構成に
ついては、第１実施例のものと同様であるので、その説
明は省略する。
【００３６】また、本記録再生装置の動作のうち、記録
媒体２１の記録層２１ａとプローブ２２との間の距離の
制御方法および記録方法に関しては第１実施例と同様で
あるのでその説明は省略し、以下に、再生方法について
図４を交えながら説明する。
媒体２１の記録層２１ａとプローブ２２との間の距離の
制御方法および記録方法に関しては第１実施例と同様で
あるのでその説明は省略し、以下に、再生方法について
図４を交えながら説明する。
【００３７】図４は、図３に示した記録再生装置による
再生方法を説明するための図であり、図４の（ａ）はプ
ローブと膜厚に変動がある記録層との模式図である。こ
の図では、記録層２１ａはプローブ２２の走査方向Ａに
沿って１〜１１の記録領域を有し、各記録領域１〜１１
のうち、記録領域３〜５では膜厚が基準膜厚に対して減
少し、記録領域９、１０では膜厚が基準膜厚に対して増
大している記録層が示されている。また、各記録領域１
〜１１のうち、ＯＮ領域のものについては斜線で示し
た。図４の（ｂ）〜（ｈ）は、それぞれ後述する再生バ
イアス信号、検出電流、判定レベルタイミング信号、判
定レベル信号、再生タイミング信号、再生サンプリング
データ、および再生復元データのタイミングチャート図
であり、図４の（ａ）の各記録領域１〜１１の位置が、
各タイミングチャート図の時間軸と対応するように書か
れている。
再生方法を説明するための図であり、図４の（ａ）はプ
ローブと膜厚に変動がある記録層との模式図である。こ
の図では、記録層２１ａはプローブ２２の走査方向Ａに
沿って１〜１１の記録領域を有し、各記録領域１〜１１
のうち、記録領域３〜５では膜厚が基準膜厚に対して減
少し、記録領域９、１０では膜厚が基準膜厚に対して増
大している記録層が示されている。また、各記録領域１
〜１１のうち、ＯＮ領域のものについては斜線で示し
た。図４の（ｂ）〜（ｈ）は、それぞれ後述する再生バ
イアス信号、検出電流、判定レベルタイミング信号、判
定レベル信号、再生タイミング信号、再生サンプリング
データ、および再生復元データのタイミングチャート図
であり、図４の（ａ）の各記録領域１〜１１の位置が、
各タイミングチャート図の時間軸と対応するように書か
れている。
【００３８】まず、記録層２１ａとプローブ２２との接
触状態を一定に保持した状態で、再生バイアス発生回路
２５により、図４の（ｂ）に示す固定バイアス電圧ｖ0
を印加しながら、プローブ２２を図示矢印方向に移動さ
せ、各記録領域１〜１１上を順次走査する。このとき発
生する電流は、電流検出回路２８により検出されるが、
この検出電流は、図４の（ｃ）に示すように記録層２１
ａの膜厚変動に伴うノイズの影響を受けたものとなって
いる。
触状態を一定に保持した状態で、再生バイアス発生回路
２５により、図４の（ｂ）に示す固定バイアス電圧ｖ0
を印加しながら、プローブ２２を図示矢印方向に移動さ
せ、各記録領域１〜１１上を順次走査する。このとき発
生する電流は、電流検出回路２８により検出されるが、
この検出電流は、図４の（ｃ）に示すように記録層２１
ａの膜厚変動に伴うノイズの影響を受けたものとなって
いる。
【００３９】電流検出回路２８により得られた検出電流
信号は再生条件サーボ回路３０に送られる。再生条件サ
ーボ回路３０では、差分回路において検出電流信号と記
録層２１ａの標準膜厚における適正電流値に相当する設
定値との差分信号が出力された後、予め実験的に求めら
れている補正係数による掛算回路等を含む換算回路を通
して判定レベル補正サーボ信号が形成される。
信号は再生条件サーボ回路３０に送られる。再生条件サ
ーボ回路３０では、差分回路において検出電流信号と記
録層２１ａの標準膜厚における適正電流値に相当する設
定値との差分信号が出力された後、予め実験的に求めら
れている補正係数による掛算回路等を含む換算回路を通
して判定レベル補正サーボ信号が形成される。
【００４０】再生条件サーボ回路３０で形成された判定
レベル補正サーボ信号は、再生信号処理回路３３に送ら
れる。再生信号処理回路３３では、まず、図４の（ｄ）
に示すように、記録領域を除く位相（本実施例では記録
領域の位相よりπ早い位相）に相当するタイミングでパ
ルスが発せられる判定レベルタイミング信号で判定レベ
ル補正サーボ信号をサンプリングし、ＯＮ状態の記録領
域での導電率変化による電流変化の影響を除去する。そ
の後、加算回路において、サンプリングされた判定レベ
ル補正サーボ信号と標準判定レベルとを加算し、図４の
（ｅ）に示すような、膜厚変動ノイズが反映された判定
レベル信号を得る。
レベル補正サーボ信号は、再生信号処理回路３３に送ら
れる。再生信号処理回路３３では、まず、図４の（ｄ）
に示すように、記録領域を除く位相（本実施例では記録
領域の位相よりπ早い位相）に相当するタイミングでパ
ルスが発せられる判定レベルタイミング信号で判定レベ
ル補正サーボ信号をサンプリングし、ＯＮ状態の記録領
域での導電率変化による電流変化の影響を除去する。そ
の後、加算回路において、サンプリングされた判定レベ
ル補正サーボ信号と標準判定レベルとを加算し、図４の
（ｅ）に示すような、膜厚変動ノイズが反映された判定
レベル信号を得る。
【００４１】一方、再生信号処理回路３３では、電流検
出回路２８により得られた検出電流信号を、図４の
（ｆ）に示す再生タイミング信号によってサンプリング
して図４の（ｇ）に示す再生サンプリングデータを得た
後、位相補償回路、差分回路、絶対値回路等を介して、
この再生サンプリングデータと、図４の（ｅ）に示した
判定レベル信号との比較を行なう。これにより、図４の
（ｈ）に示すように、ＯＮ状態の各記録領域１、４、
６、８、１０のみが正確に復元された再生復元データが
得られる。
出回路２８により得られた検出電流信号を、図４の
（ｆ）に示す再生タイミング信号によってサンプリング
して図４の（ｇ）に示す再生サンプリングデータを得た
後、位相補償回路、差分回路、絶対値回路等を介して、
この再生サンプリングデータと、図４の（ｅ）に示した
判定レベル信号との比較を行なう。これにより、図４の
（ｈ）に示すように、ＯＮ状態の各記録領域１、４、
６、８、１０のみが正確に復元された再生復元データが
得られる。
【００４２】（第３実施例）図５は、本発明の記録再生
装置の第３実施例の概略ブロック図である。本記録再生
装置は、記録層の検出情報として静電容量を用い、これ
を再生条件へと帰還制御するものである。
装置の第３実施例の概略ブロック図である。本記録再生
装置は、記録層の検出情報として静電容量を用い、これ
を再生条件へと帰還制御するものである。
【００４３】本実施例の記録再生装置に用いられる記録
媒体４１の記録層４１ａは、シリコン基板上に形成され
たシリコン酸化膜、シリコン窒化膜により構成され、ボ
ロンドープのＰ型シリコン［１００］基板上にＨＣｌに
よる化学処理によりシリコン酸化膜を１〜２ｎｍの膜厚
で形成した後、ＬＰＣＶＤ（低圧ＣＶＤ）によってシリ
コン酸化膜を３０〜５０ｎｍの膜厚で形成することによ
り得られたものである。この窒化膜はトラップ準位を豊
富に含んでおり、プローブ４２と記録層４１ａとの間に
記録用電圧パルスを印加することで窒化膜中に電子がト
ラップされ、また、逆極性の電圧パルスを印加すること
で電子が放電されることが確認されており、消去可能な
電荷蓄積型記録媒体として注目されている。
媒体４１の記録層４１ａは、シリコン基板上に形成され
たシリコン酸化膜、シリコン窒化膜により構成され、ボ
ロンドープのＰ型シリコン［１００］基板上にＨＣｌに
よる化学処理によりシリコン酸化膜を１〜２ｎｍの膜厚
で形成した後、ＬＰＣＶＤ（低圧ＣＶＤ）によってシリ
コン酸化膜を３０〜５０ｎｍの膜厚で形成することによ
り得られたものである。この窒化膜はトラップ準位を豊
富に含んでおり、プローブ４２と記録層４１ａとの間に
記録用電圧パルスを印加することで窒化膜中に電子がト
ラップされ、また、逆極性の電圧パルスを印加すること
で電子が放電されることが確認されており、消去可能な
電荷蓄積型記録媒体として注目されている。
【００４４】記録媒体４１としてこのような電荷蓄積型
記録媒体を用いることにより、再生は、記録領域におけ
る静電容量を検出することによって行なうことができ
る。すなわち、電荷の蓄積によって発生する過電圧によ
り、Ｐ型シリコン基板界面に発生する空乏層の発生しき
い値電圧が変化するので、物理量として、適当な再生バ
イアス電圧下で空乏層の発生状態に対応して変化する記
録層４１ａの静電容量を検出することで、蓄積電荷の有
無を検出することができる。
記録媒体を用いることにより、再生は、記録領域におけ
る静電容量を検出することによって行なうことができ
る。すなわち、電荷の蓄積によって発生する過電圧によ
り、Ｐ型シリコン基板界面に発生する空乏層の発生しき
い値電圧が変化するので、物理量として、適当な再生バ
イアス電圧下で空乏層の発生状態に対応して変化する記
録層４１ａの静電容量を検出することで、蓄積電荷の有
無を検出することができる。
【００４５】この場合、最適再生バイアス電圧は窒化
層、酸化層の膜厚、およびシリコン界面でのドーピング
レベルのムラによって変動するため、従来の記録再生装
置のように記録電圧パルスが一定の場合には、記録層の
変動ノイズに起因する再生エラーが発生するおそれがあ
る。
層、酸化層の膜厚、およびシリコン界面でのドーピング
レベルのムラによって変動するため、従来の記録再生装
置のように記録電圧パルスが一定の場合には、記録層の
変動ノイズに起因する再生エラーが発生するおそれがあ
る。
【００４６】そこで本実施例においては、上述した記録
層の変動に応じて変化する標準バイアス電圧下での静電
容量を検出し、この静電容量または電圧微分信号をサー
ボ信号として再生バイアス電圧を補正するものである。
層の変動に応じて変化する標準バイアス電圧下での静電
容量を検出し、この静電容量または電圧微分信号をサー
ボ信号として再生バイアス電圧を補正するものである。
【００４７】図５に示すように、記録層４１ａとプロー
ブ４２との間に、再生バイアス発生回路４５による記録
しきい値以下の標準バイアス電圧と、変調バイアス発生
回路５２による変調バイアス電圧とを重畳した状態で、
記録層４１ａの静電容量をＬＣ共振器、ロックイン検出
器等で構成された物理量検出手段としての静電容量検出
回路５１により検出する。検出された静電容量またはそ
の電圧微分信号は、再生条件サーボ回路５０に送られ
る。
ブ４２との間に、再生バイアス発生回路４５による記録
しきい値以下の標準バイアス電圧と、変調バイアス発生
回路５２による変調バイアス電圧とを重畳した状態で、
記録層４１ａの静電容量をＬＣ共振器、ロックイン検出
器等で構成された物理量検出手段としての静電容量検出
回路５１により検出する。検出された静電容量またはそ
の電圧微分信号は、再生条件サーボ回路５０に送られ
る。
【００４８】再生条件サーボ回路５０では、差分回路に
よって記録層４１ａの標準静電容量（微分）値との差分
信号が出力された後、増幅回路を通して再生バイアス電
圧補正サーボ信号が形成され、この補正信号電圧が、再
生バイアス発生回路４５において標準再生バイアス電圧
に加算される。
よって記録層４１ａの標準静電容量（微分）値との差分
信号が出力された後、増幅回路を通して再生バイアス電
圧補正サーボ信号が形成され、この補正信号電圧が、再
生バイアス発生回路４５において標準再生バイアス電圧
に加算される。
【００４９】また、本実施例でにおけるプローブ４２と
記録層４２ａとの間の距離の制御方法および記録方法に
ついては、第１実施例のものと同様であるので、その説
明は省略する。
記録層４２ａとの間の距離の制御方法および記録方法に
ついては、第１実施例のものと同様であるので、その説
明は省略する。
【００５０】以上説明したようにして再生バイアス電圧
を補正することによって、記録層４１ａに変動がある場
合にも、記録層４１ａの変化に対応して最適再生バイア
ス電圧への補正が実時間で行なわれ、記録層４１ａの変
動に起因する再生エラーをなくすことができる。
を補正することによって、記録層４１ａに変動がある場
合にも、記録層４１ａの変化に対応して最適再生バイア
ス電圧への補正が実時間で行なわれ、記録層４１ａの変
動に起因する再生エラーをなくすことができる。
【００５１】本実施例では、再生条件サーボ回路５０の
遮断周波数を記録領域空間周波数よりも小さく設定して
いるため、ＯＮ状態の記録領域での静電容量の影響を除
去するためのサンプルホールド制御は行なっていない
が、必要に応じて、第１実施例や第２実施例で行なった
ようなサンプリングを行なうこともできる。
遮断周波数を記録領域空間周波数よりも小さく設定して
いるため、ＯＮ状態の記録領域での静電容量の影響を除
去するためのサンプルホールド制御は行なっていない
が、必要に応じて、第１実施例や第２実施例で行なった
ようなサンプリングを行なうこともできる。
【００５２】以上説明した各実施例では、プローブと記
録層との間の距離の制御を力検出によって行なうものの
例を示したが、それに限らず、検出電流をサーボ信号と
して両者の距離を制御してもよい。この場合、電流検出
回路から再生条件サーボ回路へ送られる記録層信号は、
両者の距離を一定電流制御で行なう場合には設定電流の
差分出力に相当するいわゆるトポ電流であり、両者の距
離を一定高さ制御で行なう場合には検出電流であるカレ
ント信号である。また、再生バイアス、または距離制御
信号を加算し応答電流成分をロックイン検出することに
よって、記録層信号として膜形状、膜厚によらない電子
状態密度、または障壁高さ等の電子状態を反映する膜質
を設定することも可能である。
録層との間の距離の制御を力検出によって行なうものの
例を示したが、それに限らず、検出電流をサーボ信号と
して両者の距離を制御してもよい。この場合、電流検出
回路から再生条件サーボ回路へ送られる記録層信号は、
両者の距離を一定電流制御で行なう場合には設定電流の
差分出力に相当するいわゆるトポ電流であり、両者の距
離を一定高さ制御で行なう場合には検出電流であるカレ
ント信号である。また、再生バイアス、または距離制御
信号を加算し応答電流成分をロックイン検出することに
よって、記録層信号として膜形状、膜厚によらない電子
状態密度、または障壁高さ等の電子状態を反映する膜質
を設定することも可能である。
【００５３】さらに、以上説明した各実施例では膜厚変
動ノイズに関する補正について述べたが、膜質に関する
補正、またはより一般的な場合として膜質変動と膜厚変
動とが混在するような場合にも、全く同様の方法による
補正が可能であることはいうまでもない。そして、記録
媒体とプローブとの間に発生する物理量としては、トン
ネル電流、電界放射電流、接触電流、静電容量、原子間
力、磁気力、静電力、エバネッセント光等の、記録媒体
情報を反映する信号あるいはそれらの変調信号を利用す
ることができる。記録層の記録媒体情報についても、上
述した物理量に応じて、記録層の電気的特性、磁気的特
性、力学的特性、光学的特性、表面形状、あるいは内部
構造を利用することができる。これらの記録媒体情報の
検出には、上述した各実施例のように物理量検出手段を
兼用したものを利用してもよいし、新たに専用の検出手
段を設けてもよい。
動ノイズに関する補正について述べたが、膜質に関する
補正、またはより一般的な場合として膜質変動と膜厚変
動とが混在するような場合にも、全く同様の方法による
補正が可能であることはいうまでもない。そして、記録
媒体とプローブとの間に発生する物理量としては、トン
ネル電流、電界放射電流、接触電流、静電容量、原子間
力、磁気力、静電力、エバネッセント光等の、記録媒体
情報を反映する信号あるいはそれらの変調信号を利用す
ることができる。記録層の記録媒体情報についても、上
述した物理量に応じて、記録層の電気的特性、磁気的特
性、力学的特性、光学的特性、表面形状、あるいは内部
構造を利用することができる。これらの記録媒体情報の
検出には、上述した各実施例のように物理量検出手段を
兼用したものを利用してもよいし、新たに専用の検出手
段を設けてもよい。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の記録再生装
置は、記録ビットの再生前に記録媒体情報を検出する記
録媒体情報検出手段と、この記録媒体情報に基づいて記
録ビットの再生条件を補正する補正手段とを有すること
で、再生動作中、各記録領域に対して最適の再生条件を
独立に設定することが可能になるので、記録媒体の各記
録領域における変化に起因する再生エラー、再生信号の
検出帯域オーバー、および記録情報の損傷等のない信頼
性の高い再生を行なうことができる。
置は、記録ビットの再生前に記録媒体情報を検出する記
録媒体情報検出手段と、この記録媒体情報に基づいて記
録ビットの再生条件を補正する補正手段とを有すること
で、再生動作中、各記録領域に対して最適の再生条件を
独立に設定することが可能になるので、記録媒体の各記
録領域における変化に起因する再生エラー、再生信号の
検出帯域オーバー、および記録情報の損傷等のない信頼
性の高い再生を行なうことができる。
【００５５】また、補正手段により、記録媒情報を再生
条件へ帰還制御することで、再生条件の補正を実時間で
行なうことができる。さらに、再生条件の補正は、物理
量の信号検出条件または再生処理手段での信号処理条件
の少なくとも一方を対象とすることで容易に行なえる。
条件へ帰還制御することで、再生条件の補正を実時間で
行なうことができる。さらに、再生条件の補正は、物理
量の信号検出条件または再生処理手段での信号処理条件
の少なくとも一方を対象とすることで容易に行なえる。
【図１】本発明の記録再生装置の第１実施例の概略ブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】図１に示した記録再生装置による再生方法を説
明するための図である。
明するための図である。
【図３】本発明の記録再生装置の第２実施例の概略ブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】図３に示した記録再生装置による再生方法を説
明するための図である。
明するための図である。
【図５】本発明の記録再生装置の第３実施例の概略ブロ
ック図である。
ック図である。
【図６】従来の記録再生装置の一例の概略ブロック図で
ある。
ある。
【図７】従来の記録再生装置の他の例の概略ブロック図
である。
である。
【図８】従来の記録再生装置による再生方法を説明する
ための図である。
ための図である。
１、２１、４１ 記録媒体 １ａ、２１ａ、４１ａ 記録層 １ｂ 下地電極 １ｃ 基板 ２、２ プローブ ３ 弾性部材 ４ プローブ微動機構 ５、２５、４５ 再生バイアス発生回路 ６ 記録パルス発生回路 ７ 距離サーボ回路 ８、２８ 電流検出回路 ９ 力検知センサ １０、３０、５０ 再生条件サーボ回路 １３、３３、５３ 再生信号処理回路 ５１ 容量検出回路 ５２ 変調バイアス発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 亨治 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 (5)
- 【請求項１】 プローブと、前記プローブに対向配置さ
れ、かつ前記プローブに対して相対移動可能に設けられ
た記録媒体と、前記プローブと前記記録媒体との間に発
生する物理量を検出する物理量検出手段と、前記検出さ
れた物理量に所定の処理を施して、前記記録媒体に形成
された記録ビットの再生復元データを得る再生処理手段
と、前記記録ビットの再生時に前記物理量を発生させる
ための信号発生手段とを有する記録再生装置において、 前記記録ビットの再生前に、前記物理量に反映される記
録媒体情報を検出する記録媒体情報検出手段と、 前記記録媒体情報に基づいて前記記録ビットの再生条件
を補正する補正手段とを有することを特徴とする記録再
生装置。 - 【請求項２】 前記記録媒体情報検出手段は、前記記録
媒体の記録領域近傍で前記記録媒体情報を検出するもの
である請求項１に記載の記録再生装置。 - 【請求項３】 前記記録媒体情報は、前記記録媒体の表
面に形成された記録層の膜厚および膜質である請求項１
または２に記載の記録再生装置。 - 【請求項４】 前記補正手段は、前記記録媒情報を前記
再生条件へ帰還制御するものである請求項１、２または
３に記載の記録再生装置。 - 【請求項５】 前記補正手段により補正される再生条件
として、前記物理量の信号検出条件または前記再生処理
手段での信号処理条件の少なくとも一方を対象とする請
求項１、２、３または４に記載の記録再生装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040183A JPH06251435A (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 記録再生装置 |
| DE69416179T DE69416179T2 (de) | 1993-03-01 | 1994-02-25 | Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit Verwendung einer Sonde |
| US08/201,909 US5623295A (en) | 1993-03-01 | 1994-02-25 | Information recording reproducing apparatus using probe |
| AT94102920T ATE176356T1 (de) | 1993-03-01 | 1994-02-25 | Aufzeichnungs- und wiedergabegerät mit verwendung einer sonde |
| EP94102920A EP0614177B1 (en) | 1993-03-01 | 1994-02-25 | Information recording and reproducing apparatus using probe |
| CA002116497A CA2116497C (en) | 1993-03-01 | 1994-02-25 | Information recording and reproducing apparatus using probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040183A JPH06251435A (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251435A true JPH06251435A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12573675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5040183A Pending JPH06251435A (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 記録再生装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5623295A (ja) |
| EP (1) | EP0614177B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06251435A (ja) |
| AT (1) | ATE176356T1 (ja) |
| CA (1) | CA2116497C (ja) |
| DE (1) | DE69416179T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08248641A (ja) * | 1995-03-13 | 1996-09-27 | Olympus Optical Co Ltd | レーザ描画装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0981977A (ja) * | 1995-07-10 | 1997-03-28 | Canon Inc | 記録再生装置 |
| US5835477A (en) * | 1996-07-10 | 1998-11-10 | International Business Machines Corporation | Mass-storage applications of local probe arrays |
| JP3249419B2 (ja) * | 1997-03-12 | 2002-01-21 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 走査型近接場光学顕微鏡 |
| JP3647199B2 (ja) * | 1997-04-14 | 2005-05-11 | キヤノン株式会社 | 情報の記録再生方法及び記録再生装置 |
| JP3091908B2 (ja) * | 1997-04-14 | 2000-09-25 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 走査型プローブ顕微鏡 |
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| US20030081532A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-01 | Gibson Gary A. | Supplementary energy sources for atomic resolution storage memory devices |
| KR100499125B1 (ko) * | 2002-04-25 | 2005-07-04 | 삼성전자주식회사 | 커패시턴스 변화를 이용하는 정보 재생 장치 및 방법 |
| US6922353B2 (en) * | 2002-07-29 | 2005-07-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Memory for storing information |
| JP2004256299A (ja) * | 2002-10-03 | 2004-09-16 | Seiko Epson Corp | 印刷装置および印刷方法 |
| KR100519772B1 (ko) * | 2002-10-14 | 2005-10-07 | 삼성전자주식회사 | 스핀 분극된 전자를 이용한 자성매체 및 자성매체를이용한 정보기록장치 및 기록방법 |
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| US20090009906A1 (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Seagate Technology Llc | Transducer Assembly and Data Storage Device Including the Transducer Assembly |
| JP5593007B1 (ja) * | 2012-10-03 | 2014-09-17 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 走査型トンネル顕微鏡および観察画像表示方法 |
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1993
- 1993-03-01 JP JP5040183A patent/JPH06251435A/ja active Pending
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- 1994-02-25 AT AT94102920T patent/ATE176356T1/de not_active IP Right Cessation
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- 1994-02-25 US US08/201,909 patent/US5623295A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-02-25 EP EP94102920A patent/EP0614177B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-25 CA CA002116497A patent/CA2116497C/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0614177A3 (en) | 1995-02-15 |
| CA2116497A1 (en) | 1994-09-02 |
| CA2116497C (en) | 1998-09-22 |
| EP0614177A2 (en) | 1994-09-07 |
| DE69416179T2 (de) | 1999-07-15 |
| EP0614177B1 (en) | 1999-01-27 |
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