JPH09320133A - 記録再生装置、並びに、記録再生方法及びビット検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ビットの大きさ・形状の不揃い、ビットの不連
続な位置ずれ、走査の位置ずれ、機械振動等外乱による
プローブと記録媒体との３次元的位置ずれによりビット
検出エラーが生じることがなく、記録媒体の局所的欠陥
や突発的な電気信号ノイズによりビット検出エラーを生
じなく、またビット検出中にノイズの混入時も、正確な
ビット認識が可能で同時に、プローブ先端と記録媒体間
の間隔制御を行わずに正確なビット検出可能なＳＰＭ技
術を応用した情報の記録再生装置およびそのビット検出
方法。 【解決手段】プローブが記録媒体上の同一記録ビット列
に対し位置を変えて複数回記録ビット検出を行う複数回
記録ビット検出手段と、該複数回記録ビット検出の結果
に基づき、真の記録ビット判定を行う記録ビット判定手
段とを有することを特徴とし、そのビット検出方法はプ
ローブを記録媒体上の同一記録ビットに対し、一回の走
査において複数回記録ビット検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録再生装置、並
びに、記録再生方法及びビット検出方法に係り、特に、
プローブで情報記録ビット列を走査して情報再生する場
合のビット検出エラーを低減する方法を用いた記録再生
装置又は方法、並びに、情報再生時における記録再生装
置又はビット検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ナノメートル以下の分解能で導電
性物質表面を観察可能な走査型トンネル顕微鏡（以下Ｓ
ＴＭと略す）が開発され（米国特許第４，３４３，９９
３号明細書）、金属・半導体表面の原子配列、有機分子
の配向等の観察が原子・分子スケールでなされている。
また、ＳＴＭ技術を発展させ、絶縁物質等の表面をＳＴ
Ｍと同様の分解能で観察可能な原子間力顕微鏡（以下Ａ
ＦＭと略す）も開発された（米国特許第４，７２４，３
１８号明細書）。このＳＴＭ、ＡＦＭ等の走査型プロー
ブ顕微鏡（以下ＳＰＭと略す）の原理を応用し、例え
ば、試料の代わりに記録媒体を用い、ＳＴＭ構成でトン
ネル電流を一定にするように記録媒体−探針間隔をフィ
ードバック制御しながら、記録媒体に探針をアクセス
し、間に電圧を印加し、原子・分子スケールのビットサ
イズの記録再生を行うことにより、高密度記録を実現す
るという提案がなされている（米国特許第４，５７５，
８２２号明細書、特開昭６３−１６１５５２号公報、特
開昭６３−１６１５５３号公報）。さらに、ＳＴＭとＡ
ＦＭとを組み合わせた構成で、導電性を有する弾性体プ
ローブを用い、プローブ先端の探針を記録媒体に対し接
触させた状態で走査を行い、記録再生を行うという提案
もなされている（特開平０１−２４５４４５号公報、特
開平０３−１９４１２４号公報）。

【０００３】さて、このような記録再生装置において
は、記録ビットが非常に小さいため、Ｓ／Ｎ良く再生す
るためには、プローブを記録されたビット列に対してフ
ィードバック制御しながら沿わせるトラッキング制御が
一般的に必要である。例えば、特開平０４−２１２７３
７号公報には、ビット列並びに対し垂直方向に微小な振
幅で振動させながらビットを検出し、ビット検出信号の
変調成分からビット列に対するプローブの垂直方向の位
置ずれを検出し、位置ずれをなくすように制御するトラ
ッキング方法が開示されている。これに対して、トラッ
キング制御を不要とする手法も提案されている。例え
ば、特開平０２−０５０３３３号公報にはトラッキング
を行わずに、再生時には記録密度よりも高い密度でプロ
ーブを走査して情報を読み込み、パターン認識の技術を
用いて記録された情報の再生を行う方法が開示されてい
る。また、特開平０４−３６４２４４号公報には、パタ
ーン認識という処理を行うことなく、複数本の走査情報
列の論理和信号を再生信号として用いて情報の再生を行
う方法が開示されている。

【０００４】また、ＳＰＭ技術を応用したデジタル的に
記録再生を行う記録再生装置では、情報再生時に行われ
る記録媒体に形成されたビットの検出は、プローブを記
録面に近接させた状態で記録面上を走査しながら、記録
媒体の状態を反映する信号をプローブを介して検出する
が、その際、この検出信号の大きさと、予め設定してお
いたしきい値の大きさとを比較する事によりビット検出
を行う場合がある。例えば、ビット部と非ビット部で導
電率に違いがある場合、ビット検出は導電性を有するプ
ローブと記録媒体間に一定電圧を印加しながらプローブ
を記録面上を走査した際に、プローブに流れた電流（例
えばトンネル電流）の大きさと前記しきい値とを比較す
ることにより行われる。さらに、ＳＰＭ技術を応用した
記録再生装置に情報の高速再生を実現するために、同時
に複数個のプローブにビット検出動作をさせる場合が多
い。この場合、個々のプローブを介して検出した記録媒
体の状態を反映する信号強度（例えば、トンネル電流信
号）と、しきい値とを比較することによりビット検出が
行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
トラッキング制御を行って情報の再生を行う方法、及
び、上記予め設定したしきい値の大きさとを比較するビ
ット検出方法にはつぎのような問題があった。

【０００６】すなわち、トラッキング制御を行って情報
の再生を行う方法では、ビットの大きさ・形状の不揃
い、ビットの不連続な位置ずれ、走査の位置ずれ、機械
振動等外乱によるプローブと記録媒体との３次元的位置
ずれによつてビット検出エラーを生じることがあった。
また、複数本の走査情報列の信号からパターン認識を用
いて情報の再生を行う方法や論理和信号を再生信号とし
て用いて情報の再生を行う方法でも、ビット検出領域内
の記録媒体の局所的欠陥や突発的な電気信号ノイズによ
ってビット検出エラーを生じることがあった。

【０００７】また、予め設定したしきい値の大きさとを
比較するビット検出方法では、ビット由来の信号と同程
度の信号強度を有するスパイク状のノイズがビット再生
中のプローブを介して検出された信号に混入すると、そ
のノイズをビットと誤認する場合があった。このような
事態を回避するために、ビットに対応する信号波形とノ
イズに対応する信号波形は一般に異なる事を利用して、
プローブが検出した信号をフーリエ変換してビットとノ
イズを識別することは可能である。しかしながら、情報
再生時には高速再生のために同時に複数のプローブにビ
ット検出動作をさせる場合が多い。この場合、ビットと
ノイズを識別するためのフーリエ変換に多くの時間を必
要とするため、全再生時間を長くしてしまう問題が生じ
る場合があった。また、上記ビット検出方法に基づい
て、同時に複数個のプローブにビット検出動作をさせる
場合、プローブ先端と記録媒体間の距離がプローブによ
らずほぼ同じであることを前提にしている。この前提に
より、ビット検出動作中の個々のプローブが検出する信
号強度と、予め設定しておいたしきい値との間に、 （プローブがビット部で＞（しきい値）＞（プローブが非ビット部で 検出する信号強度） 検出する信号強度） ・・・（ａ） あるいは （プローブがビット部で＜（しきい値）＜（プローブが非ビット部で 検出する信号強度） 検出する信号強度） ・・・（ｂ） が成立する事になり、正確なビット検出が可能となる。
しかしながら、プローブ先端と記録媒体間の距離は、個
々のプローブを支持する構造体（例えばカンチレバー）
のゆがみ等により、プローブ先端−記録媒体間の間隔が
プローブ間で大きくばらつく場合が発生する。プローブ
が検出する信号強度は、プローブ先端−記録媒体間の距
離のわずかな変化で大きく変化する。この際、複数個の
プローブの中には、検出した信号強度に対して上記
（ａ）式が成立せず （プローブがビット部で＞（プローブが非ビット部で＞（しきい値） 検出する信号強度） 検出する信号強度） ・・・（ｃ） となったり、あるいは（ｂ）式が成立せず、 （プローブがビット部で＜（プローブが非ビット部で＜（しきい値） 検出する信号強度） 検出する信号強度） ・・・（ｄ） となるプローブが発生する場合がある。この場合、プロ
ーブがビット部以外で検出した信号をビットと誤認する
事になる。

【０００８】このような事態を回避するために、一つ一
つのプローブに対するプローブ先端−記録媒体間の間隔
制御を行う場合がある。しかしながら、複数個のプロー
ブに対する間隔制御の実行は、情報の再生時間の増大
と、前記間隔制御用の駆動機構の消費電力を増大させる
問題があった。また間隔制御の為の駆動機構自身の発熱
によるプローブ支持構造体等の変形により、間隔制御中
にプローブ先端と記録媒体間の間隔が複雑に変化する問
題点があった。

【０００９】そこで、本発明は、上記トラッキング制御
により情報の記録再生を行う従来のものにおける課題を
解決し、ビットの大きさ・形状の不揃い、ビットの不連
続な位置ずれ、走査の位置ずれ、機械振動等外乱による
プローブと記録媒体との３次元的位置ずれによってビッ
ト検出エラーが生じることがなく、また、ビット検出領
域内の記録媒体の局所的欠陥や突発的な電気信号ノイズ
によつてビット検出エラーを生じることのない記録再生
装置および記録再生方法を提供することを目的とするも
のである。また、本発明は、上記しきい値とを比較する
ことによりビット検出を行う従来のものにおける課題を
解決し、ビット検出中にプローブを介して検出した再生
信号中にノイズが混入しても、複雑な信号処理を行うこ
となしに正確なビット認識が実現でき、ビット検出中に
おいてプローブ先端と記録媒体間の間隔制御を行わずに
正確なビット検出を実現できるＳＰＭ技術を応用した情
報の記録再生装置およびそのビット検出方法を提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、記録再生装置、並びに、記録再生方法及び
ビット検出方法につき、つぎのように構成したものであ
る。すなわち、本発明の記録再生装置または記録再生方
法は、記録媒体上の記録ビット列に対してプローブを相
対走査し、該記録ビットを検出して記録再生を行う記録
再生装置または記録再生方法において、前記プローブが
記録媒体上の同一記録ビット列に対し位置を変えて複数
回記録ビット検出を行う複数回記録ビット検出手段と、
該複数回記録ビット検出の結果に基づき、真の記録ビッ
ト判定を行う記録ビット判定手段とを有することを特徴
としている。また、上記装置または方法における前記複
数回記録ビット検出手段は、前記プローブを記録媒体上
の同一記録ビット列に対し、前記ビット列と直交する方
向内で走査位置を変えて複数回走査する複数回走査手段
と、該複数回の走査のそれぞれにおいて記録ビット検出
を行う手段とからなることを特徴としている。また、上
記装置または方法における前記複数回走査は、記録され
た同一の記録ビット列に対しプローブをその走査方向と
直交する方向に位置をずらして、少なくとも３回以上走
査を行うことを特徴としてる。また、その複数回走査
は、前記プローブと前記記録ビット列の相対走査方向を
少なくとも１回以上反転させる往復走査により、或はプ
ローブが円周状に並んだ記録ビット列上を複数回円周走
査する円周走査により行うことができる。また、前記複
数回走査手段は、駆動信号−駆動量特性においてヒステ
リシス特性を有するアクチュエータと、該駆動信号−駆
動量特性を時間的に直線性を有するように補正された該
アクチュエータの駆動を行うアクチュエータ駆動制御手
段とを有する構成を採ることができる。本発明において
は、、前記ビット判定手段は、前記複数回走査手段にお
ける複数回の走査中に記録ビットの検出を行う記録ビッ
ト検出手段と、該記録ビット検出手段から出力される複
数回走査の記録ビット検出信号からエラー信号を除去す
る再生信号処理手段を有していることを特徴とする。そ
して、この再生信号処理手段は、前記記録ビット検出信
号を時間的にシフトさせる時間シフト手段と、前記記録
ビット検出信号と該時間シフト手段により時間的にシフ
トされた記録ビット検出信号とを用いて真の記録ビット
を判定する記録ビット判定回路とを有していることを特
徴とする。前記記録ビット判定回路は、前記記録ビット
検出信号と前記時間的にシフトされた記録ビット検出信
号との論理和信号および論理積信号を算出するように構
成することができる。また、前記再生信号処理手段は、
前記記録ビット検出が行われるべきタイミングに同期す
る記録ビット検出同期信号を発生する手段と、該記録ビ
ット検出同期信号に同期させて前記記録ビット検出信号
を検出する同期検出手段とで構成し、この同期検出手段
を、前記記録ビット検出信号と、前記記録ビット検出同
期信号との論理積信号を算出する手段とで構成すること
ができる。また、前記再生信号処理手段は、前記記録ビ
ット検出信号を時間的に反転させる時間反転手段を有す
る構成を採ることができる。また、本発明の記録再生装
置または方法は、複数記録ビット列に対し複数のプロー
ブを一体に相対走査し該複数の記録ビットを検出する記
録再生装置に好適に適用することができる。

【００１１】また、本発明における、上記装置の複数回
記録ビット検出手段、またはビット検出方法は、前記プ
ローブを記録媒体上の同一記録ビットに対し、一回の走
査において複数回記録ビット検出を行う手段からなるこ
とを特徴としている。その際、複数回記録ビット検出手
段は、クロック信号ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、
ｎ、・・・； ｔ＝ｔ１はビット検出動作開始時刻に対
応する）に基づいてデジタル信号化した時系列信号Ｉｎ
（＝クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点における時系
列信号強度）に対し所定の信号処理を施す信号処理手段
により、ビット由来の信号のみを検出するように構成す
ることができる。また、上記ビット検出手段または方法
においては、前記所望の信号処理手段が、前記クロック
信号ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔｍに対応する区間の信号強度の
平均 （Ｉ１＋Ｉ２＋・・・＋Ｉｍ）／（ｔｍ−ｔ１）≡Ｍ を算出する手段と、前記デジタル信号化された時系列信
号Ｉｎに、前記信号強度の平均の逆数１／Ｍを掛ける手
段と、該逆数を掛けて形成された時系列信号と、しきい
値とを比較する２値化処理により、０と１からなる２値
化信号に変換する手段と、該２値化信号からなる時系列
信号Ｐｎ（＝クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点にお
ける２値化信号強度）中における、信号強度が１である
信号の分布を計測する手段と、該信号強度が１である信
号の分布が、所定の条件を満足しているかどうかを識別
する手段と、前記信号の分布が所定の条件を満足してい
る区間の信号を、１つのビットに対応したビット検出信
号とする手段と、から少なくともなり、前記プローブ
は、少なくともクロック信号ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔｍ（ｍ
＞１）に対応する区間においては前記記録面のビット非
形成部上を走査するようにしたことを特徴としている。
また、上記ビット検出手段または方法においては、、前
記しきい値は、予め前記記録情報に基づくビット形成を
行う前に、前記記録再生装置内のビット形成及びビット
検出に関与する全てのプローブを前記記録面のビット非
形成領域に対して固定した状態でビット検出動作を行っ
た際に各プローブが検出した信号強度Ｉｎｂと、更に各
プローブを前記領域に対して固定した状態でビット形成
動作を行った後にビット検出動作を行った際に各プロー
ブが検出した信号強度Ｉｂとの比Ｉｂ／Ｉｎｂを各プロ
ーブに関して求め、該比に対して所定の処理を施して算
出した値に設定することができる。そして、前記比に対
する所定の処理が、前記各プローブに関する前記比の中
で最小の値Ｈｍｉｎを求める過程と、該Ｈｍｉｎに対し
て（ａ×Ｈｍｉｎ）（ただし０．５＜ａ＜０．９）を施
す過程よりなり、該（ａ×Ｈｍｉｎ）を前記しきい値と
することができ、その際、前記ａを０．８とすることが
好ましい。また、前記比に対する所定の処理が、前記各
プローブに関する前記比の中で最大の値Ｈｍａｘを求め
る過程と、該Ｈｍａｘに対して｛（１−Ｈｍａｘ）×ｂ
＋Ｈｍａｘ｝（ただし０．１＜ｂ＜０．５）を施す過程
とよりなり、該｛（１−Ｈｍａｘ）×ｂ＋Ｈｍａｘ｝を
前記しきい値とすることができ、その際、前記ｂを０．
２とすることが好ましい。また、上記ビット検出手段ま
たは方法においては、、前記プローブの検出する信号
が、ビット部で検出した信号強度の方が前記非ビット形
成部で検出した信号強度より相対的に大きい場合、前記
２値化処理が、前記しきい値より大きい信号の強度を
１、前記しきい値より小さい信号の強度を０に変換する
ようにする構成を採ることができる。また、上記ビット
検出手段または方法においては、、前記プローブの検出
する信号が、ビット部で検出した信号強度の方が前記非
ビット形成部で検出した信号強度より相対的に小さい場
合、前記２値化処理が、前記しきい値より小さい信号の
強度を１、前記しきい値より大きい信号の強度を０に変
換するようにする構成を採ることができる。また、本発
明においては、クロック信号ｔｎは、前記プローブが前
記ビット列中の単一ビットの平均最大径にあたる距離を
移動する間に、ｋ個（２＜ｋ）のデータをサンプリング
できるタイミングで形成される構成を採ることができ
る。また、上記ビット検出手段または方法において
は、、前記２値化信号からなる時系列信号Ｐｎ中で、信
号強度が１である信号の分布を計測する過程が、 Ｐｎ＋Ｐｎ−１＋・・・＋Ｐｎ−ｋ＋１≡Ｑｎ を全てのｎに関して算出する過程からなる構成を採るこ
とができる。また、上記ビット検出手段または方法にお
いては、、前記信号強度が１である信号の分布に関する
所定の条件が、 Ｑｎ≧ｐ×ｋ（０．５＜ｐ＜０．９５） である構成を採ることができ、その際、前記ｐを０．８
とすることが好ましい。また、本発明においては、前記
信号の分布が所定の条件を満足している区間の信号を、
１つのビットに対応したビット検出信号とする過程が、
前記所定の条件を満足しているＱｎを信号強度１の信号
に、上記所定の条件を満足していないＱｎを信号強度０
の信号に変換し、該２値化信号からなる時系列信号Ｙｎ
中で信号強度が１の信号をビット検出信号とする構成を
採ることができる。また、本発明においては、その検出
信号が、前記プローブと前記記録媒体間に流れる電流で
あり、またそれがトンネル電流であり、その装置を、複
数個のプローブを備えるように構成し、またそのプロー
ブをカンチレバーの自由端に固定する構成を採ることが
できる。また、本発明においては、前記プローブと前記
記録媒体が、導電性を有する材料で構成し、前記記録媒
体を、導電性の電極と該電極上に形成されたＬＢ膜で構
成するようにしてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】上記したように、本発明の実施の
形態の一つは、一記録ビット列に対し、複数回走査を行
う形態を採り、他の一つは一回の走査において、一記録
ビット上で複数回ビット検出を行う形態を採るものであ
り、さらに他の一つはこれらの組み合わせ形態を採って
いる。

【００１３】まず、最初の一記録ビット列に対し、複数
回走査を行う形態のものについて説明すると、それによ
ると、上記したように記録ビット列に対し、プローブの
位置をわずかづつずらして複数回走査し、この複数回走
査に基づき検出された記録ビット検出信号において、例
えば２回以上記録ビットを検出した場合、真のビットで
あると判定するようにすることにより、（１）記録媒体
のビット検出領域内の局所的欠陥や突発的な電気信号ノ
イズ、（２）ビットにおける検出電流値の不揃い、
（３）ビット形状の不揃い、（４）ビットのｘｙ方向位
置ずれ、（５）走査のｘｙ方向位置ずれ、（６）機械的
振動等の原因による接触走査中のプローブの記録媒体か
らの離れ等のビット検出エラーを容易に除去することが
できる。また、複数回走査におけるプローブと記録媒体
との相対駆動において、アクチュエータに関するヒステ
リシス特性を考慮した駆動を行うことにより、複雑な波
形処理を要することなくビット列に対し正逆両方向の走
査によるビット検出が可能となり、全体の再生速度を向
上させることが可能となる。また、円周走査方式を組み
合わせることにより、走査方向の反転がなくなり、アク
チュエータ駆動や信号波形処理を単純化して、高速な記
録再生動作の実現が可能となる。さらに、本発明のビッ
ト検出方式によれば、複数のプローブが、記録媒体上の
ビット列にアクセスする場合に、各プローブがビット列
に対して位置ずれを生じていても、ビット検出エラーを
生じることなくビット検出が可能であるため、複数のプ
ローブを有する記録再生装置に適している。

【００１４】つぎに、図２を用いて、本発明を適用する
記録再生装置の概要を説明する。導電性を有する基板２
０１上の記録層２０２からなる記録媒体２０３に対し、
先端に設けられている探針２０４が接触するように、複
数のプローブ２０５が配置されている。各プローブ２０
５において、探針２０４は、撓むように弾性変形を生じ
る弾性体２０６により支持されている。ここで、弾性体
２０６の弾性変形の弾性定数が約０．１［Ｎ／ｍ］、弾
性変形量が約１［μｍ］であるとすると、記録媒体に対
する探針の接触力は約１０^−７［Ｎ］程度となる。制御
コンピュータ２１４により制御された位置制御回路２１
３からの位置制御信号を受け、ｘｙｚ駆動機構２０７に
より、記録媒体２０３に取り付けられたｘｙｚステージ
２０８が駆動され、プローブ２０５と記録媒体２０３と
は相対的に３次元方向に移動する。記録媒体２０３に対
し、プローブ２０４のｘｙ方向及びｚ方向位置を調節
し、探針２０４先端が記録媒体２０３上の所望の位置
で、かつ所望の接触力で接触させた状態になるようプロ
ーブ２０５が位置合わせされる。

【００１５】上記の記録再生装置において記録媒体２０
３に対しプローブ２０５を走査する際、プローブ２０５
上の探針２０４先端は記録媒体２０３に対し、常に接触
した状態を保つ。このような接触走査方式は、探針２０
４先端を記録媒体２０３に対し接触させたまま走査する
場合に、記録媒体２０３表面に凹凸があっても、弾性体
２０６の弾性変形によりこれを吸収するため、探針２０
４先端と記録媒体２０３表面の接触力はほぼ一定に保た
れ、探針２０４先端や記録媒体２０３表面が破壊するこ
とを避けられる。この方式は個々のプローブをｚ方向に
位置合わせするピエゾ素子等の手段が不必要であるた
め、構成が複雑にならず、特に複数のプローブを有する
装置に適している。また、記録媒体２０３に対する個々
のプローブ２０５のｚ方向位置のフィードバック制御が
不必要であるため、記録媒体２０３に対するプローブ２
０５の高速走査が可能となる。制御コンピュータ２１４
により制御された記録制御回路２１１から発生された記
録信号が、記録系に切り替えられた切り替えスイッチ２
０９を通し、各探針２０４から記録媒体２０３に印加さ
れる。このようにして、記録層２０２の探針２０４先端
が接触する部分に局所的に記録が行われる。

【００１６】上述の装置における記録層２０１として
は、電圧印加により流れる電流値が変化するような材料
を用いる。具体例としては、第１に、特開昭６３−１６
１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報に開
示されているようなポリイミドやＳＯＡＺ（ビス−ｎ−
オクチルスクアリリウムアズレン）等電気メモリー効果
を有するＬＢ膜（＝Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔ
ｔｅ法により作製された有機単分子膜の累積膜）が挙げ
られる。この材料は、探針−ＬＢ膜−基板間にしきい値
以上の電圧（５〜１０［Ｖ］程度）を印加すると間のＬ
Ｂ膜の導電性が変化（ＯＦＦ状態→ＯＮ状態）し、再生
用のバイアス電圧（０．０１〜２［Ｖ］程度）を印加し
た際に流れる電流が増大するものである。第２の具体例
として、ＧｅＴｅ、ＧａＳｂ、ＳｎＴｅ等の非晶質薄膜
材料が挙げられる。この材料は、探針−非晶質薄膜材料
−基板間に電圧を印加し、流れる電流により発生する熱
により、非晶質→晶質への相転移を起こさせるものであ
る。これにより材料の導電性が変化し、再生用のバイア
ス電圧を印加した際に流れる電流が増大するものであ
る。第３の具体例として、Ｚｎ、Ｗ、Ｓｉ、ＧａＡｓ等
の酸化性金属・半導体材料が挙げられる。この材料は、
探針−酸化性金属・半導体材料間に電圧を印加すると、
流れる電流により、材料表面に吸着している水や大気中
の酸素と反応し、表面に酸化膜が形成される。このため
材料表面の接触抵抗が変化し、バイアス電圧を印加した
際に流れる電流が減少する。

【００１７】さて、上述のように記録が行われたビット
の再生は次のように行う。スイッチ２０９により、各プ
ローブ２０５からの信号配線を再生系に切り替えた後、
バイアス電圧印加手段２１０により、探針２０４と基板
２０１との間にバイアス電圧を印加し、間に流れる電流
を再生制御回路２１２において検出する。記録媒体２０
３上の記録ビットの部分は記録がなされていない部分に
比べ、電流が多く（または、少なく）流れるため、再生
制御回路２１２において、この電流の違いを検出し、再
生信号とし、制御コンピュータ２１４に出力する。

【００１８】つぎに、一回の走査において、一記録ビッ
ト上で複数回ビット検出を行う第二の形態のものについ
て説明すると、それによると、上記したとおり、プロー
ブを介して検出された前記記録媒体の状態を反映する信
号を、クロック信号ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、
ｎ、・・・； ｔ＝ｔ１はビット検出動作開始時刻に対
応する）に基づいてデジタル信号化した時系列信号Ｉｎ
（＝クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点での時系列信
号強度）に対して所望の信号処理を施すことにより、ビ
ット検出中にプローブを介して検出した再生信号中にノ
イズが混入しても、複雑な信号処理を行うことなしに正
確なビット認識が実現でき、ビット検出中においてプロ
ーブ先端と記録媒体間の間隔制御を行わずに正確なビッ
ト検出を実現することができる。

【００１９】次に、この形態のものにおける上記信号処
理の具体的な方法について図２８を用いて説明する。図
２８（ａ）は、ビット検出時にプローブを介して検出さ
れた記録媒体の状態を反映する信号を、クロック信号に
基づいてデジタル信号化した時系列信号の概念図であ
る。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・・）
はクロック信号である。ビット検出動作を開始した時点
を、ｔ＝ｔ１とする。縦軸Ｉは信号強度を示している。
以下の説明では、クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点
における時系列信号の強度をＩｎと記す。図２８（ａ）
において、ｔ８≦ｔ≦ｔ１２とｔ１９≦ｔ≦ｔ２３にお
けるピークが、それぞれビット由来の信号を示してい
る。一方、ｔ１５≦ｔ≦ｔ１６とｔ２７≦ｔ≦ｔ２８に
おけるピークが、それぞれノイズ由来の信号を示してい
る。なお、プローブは少なくともｔ＝ｔ１からｔ＝ｔｍ
（ｍ＞１）に対応する区間では、記録面のビット非形成
部上を走査している。以下の説明では、ｍ＝５とする。
また、本発明に関するクロック信号ｔｎは、プローブが
ビット列中の単一ビットの平均最大径にあたる距離を移
動する間に、ｋ個（２＜ｋ）のデータをサンプリングで
きるタイミングで形成されている事を特徴としている。
以下の説明では、ｋ＝５とする。次に、前記クロック信
号ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ５に対応する区間の信号強度Ｉの
平均値 （Ｉ１＋Ｉ２＋…＋Ｉ５）／（ｔ５−ｔ１）≡Ｍ ・・・（１） を算出する。前記デジタル信号化された時系列信号Ｉｎ
（図２８（ａ）参照）に、上記（１）式で示した信号強
度の平均Ｍの逆数１／Ｍを掛ける。その結果を図２８
（ｂ）に示す。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、
ｎ、・・・）はクロック信号を示す。縦軸Ｒは、図２８
（ａ）に示した時系列信号Ｉに前記１／Ｍを掛けたこと
により形成された信号の強度を示す。以下の説明では、
クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点における信号Ｒの
強度をＲｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・・）と記
す。次に、上記信号Ｒｎ（図２８（ｂ）参照）と、しき
い値とを比較する２値化処理により、前記信号Ｒｎを０
と１からなる２値化信号に変換する。なお、本発明で
は、しきい値を以下に示す２つの規則に従って設定す
る。

【００２０】〈規則１〉ビット検出時にプローブが検出
する信号の強度に関して、ビット部で検出する信号強度
＞非ビット形成部で検出する信号強度が成立する場合、
記録再生装置内でビット形成及びビット検出に関与する
全てのプローブを前記記録面のビット非形成領域に対し
て固定した状態でビット検出動作を行った際に各プロー
ブが検出した信号強度Ｉｎｂ（この値は、前記Ｍに等し
いか、あるいはほぼ等しい可能性が大きい）と、更に各
プローブが、前記領域に対して固定した状態で、ビット
形成動作を行った後にビット検出動作を行った際に各プ
ローブが検出した信号強度Ｉｂとの比Ｉｂ／Ｉｎｂを各
プローブに関して求め、各プローブに関する前記比の中
で最小の値Ｈｍｉｎに対して、（ａ×Ｈｍｉｎ）（ただ
し０．５＜ａ＜０．９。例えばａ＝０．８）より算出し
た値を前記しきい値とする。

【００２１】〈規則２〉ビット検出時にプローブが検出
する信号の強度に関して、ビット部で検出する信号強度
＜非ビット形成部で検出する信号強度が成立する場合、
記録再生装置内でビット形成及びビット検出に関与する
全てのプローブを前記記録面のビット非形成領域に対し
て固定した状態でビット検出動作を行った際に各プロー
ブが検出した信号強度Ｉｎｂ（この値は、前記Ｍに等し
いか、あるいはほぼ等しい可能性が大きい）と、更に各
プローブが、前記領域に対して固定した状態で、ビット
形成動作を行った後にビット検出動作を行った際に各プ
ローブが検出した信号強度Ｉｂとの比Ｉｂ／Ｉｎｂを各
プローブに関して求め、各プローブに関する前記比の中
で最大の値Ｈｍａｘに対して、｛（１−Ｈｍａｘ）×ｂ
＋Ｈｍａｘ｝（ただし０．１＜ｂ＜０．５。例えばｂ＝
０．２）より算出した値を前記しきい値とする。図２８
を用いた本発明の説明では、しきい値は、ａ＝０．８と
して規則１により設定した。この場合、しきい値＝３と
なる。

【００２２】次に、前記２値化信号に変換する規則を以
下に述べる。プローブの検出する信号が、ビット部にお
ける信号強度の方が、非ビット形成部で検出した信号強
度より相対的に大きい場合、前記デジタル信号Ｒｎ中
で、前記しきい値（＝３）より大きい信号の強度を１
に、前記しきい値（＝３）より小さい信号の強度を０に
変換する。これとは逆に、前記プローブの検出する信号
が、ビット部における信号強度の方が非ビット形成部で
検出した信号強度より相対的に小さい場合、前記デジタ
ル信号Ｒｎ中で、前記しきい値（＝３）より小さい信号
の強度を１に、前記しきい値（＝３）より大きい信号の
強度を０に変換する。上記規則に従い、図２８（ｂ）に
示した時系列信号Ｒｎを２値化信号に変換する。該２値
化処理の結果を、図２８（ｃ）に示す。横軸ｔ＝ｔｎ
（ｎ＝１、２、・・・、ｎ・・・）はクロック信号を示
す。縦軸Ｐは、上記規則により２値化処理された信号強
度を示す。以下の説明では、クロック信号ｔ＝ｔｎに対
応する時点における信号Ｐの強度をＰｎ（ｎ＝１、２、
・・・、ｎ、・・・）と記す。本発明では、上記２値化
信号からなる時系列信号Ｐｎ中で、信号強度が１である
信号の分布を計測する。そして、該信号強度１の信号分
布が所定の条件を満足している区間の信号を、ビットに
対応したビット検出信号とする。

【００２３】上記信号分布を計測する過程を以下に示
す。まず、前記２値化信号からなる時系列信号Ｐｎに対
して中で、下記（２）式で示される信号を、全てのｎに
関して算出する。 Ｐｎ＋Ｐｎ−１＋・・・＋Ｐｎ−ｋ＋１≡Ｑｎ ・・・（２） 例えば、図２８（ｃ）に示した信号のクロック信号ｔ１
０に関するＱ１０は Ｑ１０＝Ｐ１０＋Ｐ９＋Ｐ８＋Ｐ７＋Ｐ６ ＝１＋１＋１＋０＋０ ＝３ となる。図２８（ｃ）に示した２値化信号に関する信号
Ｑｎの算出結果を、図２８（ｄ）に示す。本発明では、
上記時系列信号Ｑｎからビット由来の信号抽出を行う。
そのために本発明では、前記信号Ｑｎの大きさと、ｐｋ
（ｐは係数）の大きさとの比較を行い、 Ｑｎ≧ｐ×ｋならばＹｎ＝１ ・・・（ａ） Ｑｎの大きさが（ａ）式以外ならばＹｎ＝０ ・・・（ｂ） とする。そして上記（ａ）式及び（ｂ）式で示した規則
に基づいて新たに形成した信号Ｙｎ中で、信号強度が１
の信号をビット検出信号とする。次に、上記係数ｐの大
きさに関する説明を行う。 （１）ビット径のばらつきを考慮した場合のｐの範囲 ビット径にばらつきがない場合、ｐ＝１とすれば、Ｑｎ
＝ｋの信号をビット由来の信号と判断できる。しかしな
がら、実際にはビット径はばらつく。例えば、平均ビッ
ト径より小さいビットに対応する前記信号Ｑｎの大きさ
はｋより小さくなる。従って、ｐ＝１の場合、正確なビ
ット認識が行えないので、ｐ＜１である必要がある。た
だし、あまりにも１と大差のないｐは除外される。ま
た、本発明では、Ｑｎの大きさが０．５ｋ以下の信号
は、スパイク状のノイズと判断する。従って、この場合
の前記係数ｐの範囲は、 ０．５＜ｐ＜０．９５ ・・・（ｃ） が妥当である。 （２）ノイズ（特にスパイク状のノイズ）を考慮した場
合のｐの範囲 ここで考慮するスパイク状ノイズの特性は、信号強度
は、プローブがビット部で検出したビット由来の信号と
同程度極性は、プローブがビット部で検出したビット由
来の信号と逆極性である。この様なノイズが、ビット由
来の信号に重なると、前記信号Ｑｎの大きさはｋより小
さくなる。従って、上記Ｑｎ中からビット由来の信号を
抽出するためには、ｐは小さい程有利である。ただし、
ｐ≠０である。従って、この場合の前記係数ｐの範囲
は、 ０＜ｐ ・・・（ｄ） であればよい。上記（１）、（２）で説明したように、
本発明に関する上記（ａ）式における係数ｐの範囲は、
上記（ｃ）式と（ｄ）式の両方を満足する必要があるの
で、 ０．５＜ｐ＜０．９５ ・・・（ｅ） となる。

【００２４】次に、ｐの適当な値について、図３５、図
３６を用いて説明する。前記ｋの値を大きくすれば、ス
パイク状のノイズをビットと誤認する可能性を小さくす
る事ができる。しかし、あまり大きすぎると、データ処
理に多大な時間が必要となる。そこでｋの大きさを適当
な値に設定する必要がある。 〈１〉ｋ＝４の場合（図３５参照） ３つの特徴的な場合に分けて説明する。 （場合ａ）図３５（ａ）は、前記信号Ｐｎのあるパター
ンを示す。ｔ１０≦ｔ≦ｔ１３における信号はビット由
来の信号である。ｔ＝ｔ１６における信号はノイズ由来
の信号である。この図３５（ａ）に示した信号に関する
信号Ｑｎを図３５（ｂ）に示す。 （場合ｂ）図３５（ｃ）は、前記信号Ｐｎのあるパター
ンを示す。ｔ１０≦ｔ≦ｔ１２における信号はビット由
来の信号である。該信号がクロック信号３個分しか連続
していないのは、上記（２）で示したノイズが原因とす
る。この図３５（ｃ）に示した信号に関する信号Ｑｎを
図３５（ｄ）に示す。 （場合ｃ）図３５（ｅ）は、前記信号Ｐｎのあるパター
ンを示す。ｔ１０≦ｔ≦ｔ１３における信号はビット由
来の信号である。ｔ１５≦ｔ≦ｔ１６における信号はノ
イズ由来の信号である。この図３５（ｅ）に示した信号
に関する信号Ｑｎを図３５（ｆ）に示す。上記（場合
ａ）〜（場合ｃ）の場合において、信号Ｑｎ中からビッ
ト由来の信号を抽出するためには、ｐｋ≧３である必要
がある。すなわち、ｐ≧３／４＝０．７５である。以上
説明した様にｋ＝４の場合、ｐ＝０．８であれば、ビッ
トをかなり正確に抽出できる。 〈２〉ｋ＝５の場合（図３５参照） ３つの特徴的な場合に分けて説明する。 （場合ｄ）図３６（ａ）は、前記信号Ｐｎのあるパター
ンを示す。ｔ１０≦ｔ≦ｔ１４における信号はビット由
来の信号である。ｔ＝ｔ１７における信号はノイズ由来
の信号である。この図３６（ａ）に示した信号に関する
信号Ｑｎを図３６（ｂ）に示す。 （場合ｅ）図３６（ｃ）は、前記信号Ｐｎのあるパター
ンを示す。ｔ１０≦ｔ≦ｔ１３における信号はビッ卜由
来の信号である。該信号がクロック信号４個分しか連続
していないのは、上記（２）で示したノイズが原因とす
る。この図３６（ｃ）に示した信号に関する信号Ｑｎを
図３６（ｄ）に示す。 （場合ｆ）図３６（ｅ）は、前記信号Ｐｎのあるパター
ンを示す。ｔ１０≦ｔ≦ｔ１４における信号はビット由
来の信号である。ｔ１６≦ｔ≦ｔ１７における信号はノ
イズ由来の信号である。この図３６（ｅ）に示した信号
に関する信号Ｑｎを図３６（ｆ）に示す。上記（場合
ｄ）〜（場合ｆ）において、信号Ｑｎ中からビット由来
の信号を抽出するためには、ｐｋ≧３である必要があ
る。すなわち、ｐ≧４／５＝０．８である。以上説明し
た様にｋ＝５の場合、ｐ＝０．８であれば、ビットをか
なり正確に抽出できる。上記（ａ）式、（ｂ）式に関す
るここまでの説明より、本発明では、上記時系列信号Ｑ
ｎをさらに下記（３）、（４）式で示した規則により、
新たな信号Ｙｎに変換する。 Ｑｎ≧ｐ×ｋ（０．５＜ｐ＜０．９５）ならばＹｎ＝１ ・・・（３） Ｑｎの大きさが（４）式以外ならばＹｎ＝０ ・・・（４） 更に、本発明では上記（３）式及び（４）式で示した規
則に基づいて新たに形成した信号Ｙｎ中で、信号強度が
１の信号をビット検出信号とする。先に説明した様に、
ここではｐ＝０．８として、図２８（ｄ）に示した信号
を、上記規則（３）式、（４）式に従って変換した。そ
の結果を、図２８（ｅ）に示す。図２８（ａ）と図２８
（ｅ）を比較すると明らかなように、本発明による信号
処理により、図２８（ａ）のｔ１５≦ｔ≦ｔ１６、ｔ２
７≦ｔ≦ｔ２８で計測されていたノイズは除去され、ｔ
８≦ｔ≦ｔ１２、ｔ１９≦ｔ≦ｔ２３で計測されたビッ
ト検出信号のみを抽出することができる。

【００２５】上記本発明に関する信号処理を、記録再生
装置内のビット検出を行っている個々のプローブに適用
する。その場合、プローブ毎にプローブ先端と記録媒体
間の間隔が異なっていたとしても、個々のプローブに対
してプローブと記録媒体間の距離を制御することなし
に、ビット検出を行うことができる。この理由を以下に
説明する。先に示した図２８（ａ）のデータを検出した
プローブ（以下、プローブａと呼ぶ）とは異なるプロー
ブ（以下、プローブｂと呼ぶ）に着目する。プローブｂ
の先端と記録面との間隔は、プローブａのそれより大き
いとする。またプローブｂを介して検出された記録媒体
の状態を反映する信号に対する信号処理は、先に図２８
を用いて説明した本発明に関する信号処理を適用する。

【００２６】図２９（ａ）にプローブｂが検出した記録
媒体の状態を反映する時系列信号をデジタル化した概念
図を示す。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・
・・）はクロック信号である。ビット検出動作を開始し
た時点を、ｔ＝ｔ１とする。縦軸Ｉは信号強度を示して
いる。以下の説明では、クロック信号ｔ＝ｔｎに対応す
る時点における時系列信号の強度をＩｎと記す。図２９
（ａ）において、ｔ８≦ｔ≦ｔ１２とｔ１９≦ｔ≦ｔ２
３におけるピークが、それぞれビット由来の信号を示し
ている。一方、ｔ１５≦ｔ≦ｔ１６とｔ２７≦ｔ≦ｔ２
８におけるピークが、それぞれノイズ由来の信号を示し
ている。なお、プローブは少なくともｔ＝ｔ１からｔ＝
ｔｍ（ｍ＞１）に対応する区間では、記録面のビット非
形成部上を走査している。以下の説明では、ｍ＝５とす
る。また、クロック信号ｔｎは、プローブがビット列中
の単一ビットの平均最大径にあたる距離を移動する間
に、ｋ個（２＜ｋ）のデータをサンプリングできるタイ
ミングで形成されており、以下の説明では、ｋ＝５とす
る。なお、以下の説明では、プローブｂがビット部で検
出した信号強度は、図２８（ａ）中に示した信号強度Ｉ
ｔｈより小さいとする。プローブａが検出した信号中に
ノイズが混入していなければ、図２８（ａ）中に示した
Ｉｔｈをしきい値に設定する事で、正確なビット抽出は
可能である。しかし、プローブｂが検出した信号に対し
て、このＩｔｈをしきい値として用いても、正確なビッ
ト抽出は不可能である。

【００２７】次に、図２９（ａ）に示した信号に対し
て、クロック信号ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ５に対応する区間
の信号強度Ｉの平均値 （Ｉ１＋Ｉ２＋…＋Ｉ５）／（ｔ５−ｔ１）≡Ｍ ・・・（５） を算出する。前記デジタル信号化された時系列信号Ｉｎ
（図２９（ａ）参照）に、上記（５）式で示した信号強
度の平均Ｍの逆数１／Ｍを掛ける。その結果を図２９
（ｂ）に示す。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、
ｎ、・・・）はクロック信号を示す。縦軸Ｒは、図２９
（ａ）に示した時系列信号Ｉに前記１／Ｍを掛けたこと
により形成された信号の強度を示す。以下の説明では、
クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点における信号Ｒの
強度をＲｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・・）と記
す。

【００２８】次に、上記信号Ｒｎ（図２９（ｂ）参照）
と、しきい値とを比較する２値化処理により、前記信号
Ｒｎを０と１からなる２値化信号に変換する。図２９を
用いた本発明の説明におけるしきい値は、図２８を用い
て説明した場合と同様に、しきい値＝３とした。該２値
化信号に変換する規則は、先に説明したように、プロー
ブの検出する信号が、ビット部における信号強度の方
が、非ビット形成部で検出した信号強度より相対的に大
きい場合、前記デジタル信号Ｒｎ中で、前記しきい値
（＝３）より大きい信号の強度を１に、前記しきい値
（＝３）より小さい信号の強度を０に変換する。これと
は逆に、前記プローブの検出する信号が、ビット部にお
ける信号強度の方が非ビット形成部で検出した信号強度
より相対的に小さい場合、前記デジタル信号Ｒｎ中で、
前記しきい値（＝３）より小さい信号の強度を１に、前
記しきい値（＝３）より大きい信号の強度を０に変換す
る。

【００２９】上記規則に従い、図２９（ｂ）に示した時
系列信号Ｒｎを２値化信号に変換する。該２値化処理の
結果を、図２９（ｃ）に示す。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、
２、・・・、ｎ・・・）はクロック信号を示す。縦軸Ｐ
は、上記規則により２値化処理された信号強度を示す。
以下の説明では、クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点
における信号Ｐの強度をＰｎ（ｎ＝１、２、・・・、
ｎ、・・・）と記す。本発明では、上記２値化信号から
なる時系列信号Ｐｎ中で、信号強度が１である信号の分
布を計測する。そして、該信号強度１の信号分布が所定
の条件を満足している区間の信号を、ビットに対応した
ビット検出信号とする。

【００３０】上記信号分布を計測する過程を以下に示
す。まず、前記２値化信号からなる時系列信号Ｐｎに対
して、下記（２）式で示される信号を、全てのｎに関し
て算出する。 Ｐｎ＋Ｐｎ−１＋・・・＋Ｐｎ−ｋ＋１≡Ｑｎ ・・・（２） 例えば、図２９（ｃ）に示した信号のクロック信号ｔ＝
ｔ１０に関するＱ１０は Ｑ１０＝Ｐ１０＋Ｐ９＋Ｐ８＋・・・＋Ｐ６ ＝１＋１＋１＋０＋０ ＝３ となる。図２９（ｃ）に示した２値化信号に関する信号
Ｑｎの算出結果を、図２９（ｄ）に示す。本発明では、
上記時系列信号Ｑｎをさらに下記（３）、（４）式で示
した規則により新たな信号Ｙｎに変換する。 Ｑｎ≧ｐ×ｋ（０．５＜ｐ＜０．９５）ならばＹｎ＝１ ・・・（３） Ｑｎの大きさが（４）式以外ならばＹｎ＝０ ・・・（４） ここではでは、ｐ＝０．９とした。そして図２９（ｄ）
に示した信号を、規則（３）式及び（４）式に従って変
換した。その結果を、図２９（ｅ）に示す。本発明で
は、上記（３）式及び（４）式で示したような規則に基
づいて新たに形成された信号Ｙｎ中で、信号強度が１の
信号をビット検出信号とする。なお、ｐの値が大きい
程、ビット検出精度は高くなる。本発明では、ｐの値は
０．８以上である事が好ましい。

【００３１】図２９（ａ）と図２９（ｅ）を比較すると
明らかなように、本発明に関する信号処理を行う事によ
り、記録再生装置内の個々のプローブに関するプローブ
先端と記録媒体間の間隔にばらつきがあったとしても、
個々のプローブに対する間隔制御や、プローブ毎にしき
い値設定することなしに、ビット由来の信号のみを抽出
する事ができる。また、プローブが検出した信号に混入
したノイズは除去され、ビット由来の信号のみを抽出す
ることができる。以上説明したように、本発明は、ビッ
ト検出中にプローブが検出した信号中にノイズが混入し
たとしても、複雑なノイズ除去のための信号処理を行わ
ずに、ビットのみを正しく検出する事ができる。

【００３２】また、記録再生装置内の個々のプローブに
関するプローブ先端と記録媒体間の間隔にばらつきがあ
ったとしても、個々のプローブに対する間隔制御や、プ
ローブ毎にしきい値設定することなしに、ビットのみを
正しく検出する事ができる。なお、本発明に関する信号
処理手段で処理される信号は、プローブと記録媒体間の
相互作用の大きさの記録面内の分布を反映した信号であ
れば良い。例えば、前記相互作用としてトンネル電流、
原子間力、磁気力、エバネッセント光等をあげることが
できる。また、上記ｋ、及びｐの値は上記値に限定され
るものではない。一方、記録媒体に関する制限は特にな
い。本発明は、以上のような装置における記録ビットの
再生に際して、つぎの実施例の説明におい述べるような
ビット検出方式を適用するものである。

【００３３】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明をす
る。 ［実施例１］以上に述べたような装置に対し、ｘ走査、
ｙ走査を組み合わせた走査方式に対し本発明のビット検
出方式を適用した実施例１について、以下に詳細な説明
を行う。図１に示すように、あるトラック１上のｘ方向
に並んだビット列１０１に対し、ｙ方向にわずかづつず
らした複数回（３回以上）の走査を行って記録ビット
（図中実線で示すＯＮビット１０５）の検出を行う（図
中点線で示したのはビットが記録されていないＯＦＦビ
ット１０６）。本実施例では、図中に示した第１走査１
０２（ａ→ｂ）、第２走査１０３（ｃ→ｄ）、第３走査
１０４（ｅ→ｆ）の３回の走査を行う例を示す。ここ
で、第２走査１０３は、第１走査１０２・第３走査１０
４に対して走査方向が逆となっている。また、各走査位
置はｙ方向に記録ビット直径の数分の１程度づつずらさ
れている（ｂ→ｃ、ｄ→ｅ部分を参照）。一つのビット
列に対し、ｘ方向に３回の走査を行ったのち、ｙ方向に
トラック移動（ｆ→ａ’）し、トラック２のビット列１
０７の走査を行う。これを繰り返して、すべてのビット
列の走査を行う。

【００３４】図３を用いて、複数回走査によるビット検
出を行う再生制御回路を説明する。図３に示すブロック
図は図２中の再生制御回路２１２の詳細にあたる。図３
において、入力された電流検出信号（ビット検出信号）
を電流／電圧変換回路３０１において電圧信号に変換
後、二値化回路３０２において所定の電流設定値に対応
する電圧値を基準にして二値化する。次に論理積回路３
０３において、この二値化信号とトリガー回路３０４か
ら出力されるビット検出が行われるべきタイミングに同
期するビット検出同期信号（４ｃ）との論理積を取る。
この論理積信号を波形整形回路３０５に入力し、トリガ
ー回路３０４から出力される波形整形同期信号（４ｄ）
を用い、波形整形を行う。波形整形後の信号を分割回路
３０６に入力し、トリガー回路３０４から出力される第
１・第２・第３走査同期信号（４ｅ）（４ｆ）（４ｇ）
をもとに、３分割する。第１の分割信号はシフトレジス
タ等で構成される時間シフト回路１（３０７）に入力さ
れ、所定の時間△ｔ1だけ遅れる方向に信号波形をシフ
ト後、ビット判定回路３１０に入力される。第２の分割
信号は時間反転回路３０８に入力され、時間的に信号波
形を反転した後、時間シフト回路２に入力され、最初の
状態に比べ所定の時間△ｔ2だけ遅れる方向に信号波形
をシフト後、ビット判定回路３１０に入力される。第３
の分割信号は、そのままビット判定回路３１０に入力さ
れる。ビット判定回路３１０では、入力された３信号か
ら真のビットを判定・検出し、再生信号として出力す
る。

【００３５】以下各回路の詳細について説明する。図４
を用い、トリガー回路の生成する信号を説明する。図４
は、記録媒体に対するプローブのｘ・ｙ方向走査信号
（４ａ）（４ｂ）と、トリガー回路で作られるビット検
出同期信号（４ｃ）、波形整形信号（４ｄ）、第１走査
同期信号（４ｅ）、第２走査同期信号（４ｆ）、第３走
査同期信号（４ｇ）の波形の関係を示す図である。この
ｘ走査信号（４ａ）およびｙ走査信号（４ｂ）により、
あるビット列に対し、ｙ方向に微小移動しながらｘ方向
に３回の走査を行った後、次のビット列へとトラック移
動し、次のビット列の走査を行う。ビット同期信号（４
ｃ）は、各走査におけるビット検出が行われるべきタイ
ミングに同期した信号である。この信号の詳細を図５に
示す。走査領域を、ビット検出領域５０１とビット非検
出領域５０２との２つに分け、ビット５０３が検出され
るタイミングでのみ信号を検出するよう、このタイミン
グに同期したビット検出同期信号を作成する。このビッ
ト検出信号は、ｘ走査信号（４ａ）に同期した信号から
作られる。波形同期信号（４ｄ）は、二値化信号とビッ
ト検出同期信号の論理積信号の波形整形を行う際用いら
れるため、図４に示すようにビット検出同期信号（４
ｃ）と同じ形の波形であるが、△ｔ3だけ時間的に少し
シフトさせたものである。第１・第２・第３走査同期信
号（４ｅ）（４ｆ）（４ｇ）は、それぞれの走査に同期
した信号であり、第１・第２走査同期信号（４ｅ）（４
ｆ）に対し、第３走査同期信号（４ｇ）の時間的遅れ
が、それぞれ、前述の△ｔ１・△ｔ２に対応する。

【００３６】図６に時間反転回路の一例を示す。この例
では、時間反転回路をランダムアクセスメモリーを用い
て構成する。例えば１１０１１１０１という入カデータ
に対して、アドレスをＡＢＣＤＥＦＧＨと順次設定をず
らして、ランダムアクセスメモリーに格納する。出力時
はアドレスを反転して、ＨＧＦＥＤＣＢＡの順番で格納
データを読み出す。これにより、入力に対し、時間的に
反転した出力１０１１１０１１が得られる。図７にビッ
ト判定回路の一例を示す。この例ではビット判定回路を
３つのＯＲ回路７０１と１つのＡＮＤ回路７０２を用い
て構成する。前述の分割回路から出力された３分割信号
は前述の波形処理後、３つの入力信号として、ビット判
定回路に入力される。３入力信号に対し、ＯＲ回路７０
１において、それぞれ２信号どうし３通りの論理和をと
り、この３つの論理和出力をＡＮＤ回路７０２に入力
し、３信号の論理積をとり、これをビット判定回路の出
力とする。

【００３７】以上説明した再生制御回路を用い、実際の
信号波形を処理した例について、以下に述ベる。図８
は、実際の記録媒体上の記録ビット列において、ビット
検出エラーの第１の原因となるビットの状態を示した図
である。８０１は記録ビット、すなわちＯＮビット、８
０２は未記録ビット、すなわちＯＦＦビットである。ビ
ット検出エラーの原因となるものの例として、第１に記
録媒体の局所的欠陥や突発的な電気信号ノイズ、ビット
における検出電流値の不揃い、ビット形状の不揃い、ビ
ットのｘ方向位置ずれ、走査のｘ方向位置ずれが挙げら
れる。これらを図８中に、ノイズ領域８０３、小さなＯ
Ｎビット８０４、大きなＯＦＦビット８０５、ｘ方向に
位置のずれたＯＮビット（＝走査のｘ方向位置ずれも含
む）８０６として示す。これらのノイズ領域、ビットを
含むビット列に対する実際の信号波形を図９を用いて説
明する。これらのビット列を複数回（本実施例では３
回）走査して得られる電流検出信号（ビット検出信号）
は（９ａ）となる。電流検出信号（９ａ）に対し、図中
点線で示したしきい値で二値化し、二値化信号（９ｂ）
を得る。この二値化信号とビット検出同期信号（９ｃ）
との論理積を取って、論理積信号（９ｄ）を得る。この
論理積処理により、ビット検出のタイミングからずれた
部分にある信号、すなわち、ビット検出領域（図５参
照）に入っていないノイズ領域８０３、大きなビット８
０５やｘ方向に位置のずれたＯＮビット８０６のうちビ
ット検出領域からはみ出た部分による信号は除去され
る。

【００３８】この論理積信号（９ｄ）を波形整形し、波
形整形後の信号（９ｅ）を得る（ここでは、説明を簡単
にするため、波形整形に伴う信号の遅れを除く）。この
波形整形処理により、小さなビット８０４、ｘ方向に位
置のずれたＯＮビット８０６のビット検出領域からのず
れが補正され、波形の形が揃ったものとなる。ここまで
の処理により、ビット検出領域内の記録媒体の局所的欠
陥や突発的な電気信号ノイズ、ビットにおける検出電流
値の不揃い、ビット形状の不揃い、ビットのｘ方向位置
ずれ、走査のｘ方向位置ずれによるビット検出エラーが
除去される。この後、第１・第２・第３走査同期信号を
用いて、波形整形後の信号（９ｅ）を第１・第２・第３
走査に対応する部分に３分割し、それぞれ、第１・第２
・第３の分割信号（９ｆ）（９ｈ）（９ｊ）とする。こ
のうち、第１の分割信号（９ｆ）は、時間シフト回路１
（図３中３０７）により、△ｔ1だけ時間的に波形を遅
らせ、時間シフト回路１出力信号（９ｇ）とする。第２
の分割信号（９ｈ）は、波形を時間反転後、時間シフト
回路２（図３中３０９）により、全体として△ｔ２だけ
時間的に波形が遅れたものとなるように、時間的に波形
を遅らせ、時間シフト回路２出力信号（９ｉ）とする。
これら時間シフト回路１出力信号（９ｇ）、時間シフト
回路２出力信号（９ｉ）、第３の分割信号（９ｊ）の３
信号をビット判定回路（図３中３１０）に入力し、再生
信号（９ｋ）を出力する。

【００３９】図１０は、実際の記録媒体上の記録ビット
列において、ビット検出エラーの第２の原因となるビッ
トの状態を示した図である。前述のビット検出エラーの
第１の原因とは異なるエラー原因例として、記録媒体の
ビット検出領域内の局所的欠陥や突発的な電気信号ノイ
ズ、機械的振動等の原因による接触走査中のプローブの
記録媒体からの離れが挙げられる。これらを図１０中
に、ＯＦＦビット部分に出現したノイズ領域１００１、
１００２、ＯＮビット部分における検出もれ部分１００
３として示す。前述の例と異なり、図１０に示すビット
検出エラー原因を有する場合の信号処理については、図
３に示した再生制御回路中の波形整形回路３０５の出力
時点で、ノイズ原因はまだ除去されていない。次の分割
回路３０６、時間シフト回路１（３０７）、時間反転回
路３０８、時間シフト回路２（３０９）の出力である時
間シフト回路１出力信号、時間シフト回路２出力信号、
第３の分割信号をそれぞれ、図１１の波形（１１ａ）、
（１１ｂ）、（１１ｃ）に示す。これらの３信号をビッ
ト判定回路（図３中３１０）に入力すると、再生信号と
して、（１１ｅ）に示す波形が出力される。

【００４０】ビット判定回路の機能を概念的に説明する
波形図を（１１ｄ）に示す。（１１ｄ）は複数回（本実
施例では３回）の走査によって得られる信号において、
「仮にビットと検出された」回数を示している。ビット
検出回路では、複数回（本実施例では３回）の走査によ
って得られる信号において、毎回（本実施例では３回）
ビット検出されなくてもよいが少なくとも２回（本実施
例では２回）以上ビットが検出された場合を真にビット
が検出されたと判定するものである。このような処理に
より、先の第２のビット検出エラー原因によるノイズ信
号が除去され、ビット検出もれが除去される。

【００４１】図１２は、実際の記録媒体上の記録ビット
列において、ビット検出エラーの第３の原因となるビッ
トの状態を示した図である。第３のエラー原因例とし
て、記録ビットのｙ方向位置ずれが挙げられる。これを
図１２中に、ｙ方向に位置のずれたＯＮビット１２０
１、１２０２として示す。図１０の例と同様、図１２に
示すビット検出エラー原因を有する場合の信号処理につ
いては、図３に示した再生制御回路中の波形整形回路３
０５の出力時点で、ノイズ原因はまだ除去されていな
い。次の分割回路３０６、時間シフト回路１（３０
７）、時間反転回路３０８、時間シフト回路２（３０
９）の出力である時間シフト回路１出力信号、時間シフ
ト回路２出力信号、第３の分割信号をそれぞれ、図１３
の波形（１３ａ）、（１３ｂ）、（１３ｃ）に示す。こ
れらの３信号をビット判定回路（図３中３１０）に入力
すると、再生信号として、（１３ｅ）に示す波形が出力
される。ビット判定回路の機能を概念的に説明する波形
図を（１３ｄ）に示す。図１０の例と同様の処理によ
り、先の第３のビット検出エラー原因によるビット検出
もれが回避される。

【００４２】図１４は、実際の記録媒体上の記録ビット
列において、ビット検出エラーの第４の原因となるビッ
トの状態を示した図である。第４のエラー原因例とし
て、走査位置のｙ方向位置ずれが挙げられる。これを図
１４中に、ｙ方向にビットからはずれた走査１４０１と
して示す。図１０の例と同様、図１４に示すビット検出
エラー原因を有する場合の信号処理については、図３に
示した再生制御回路中の波形整形回路３０５の出力時点
で、ノイズ原因はまだ除去されていない。次の分割回路
３０６、時間シフト回路１（３０７）、時間反転回路３
０８、時間シフト回路２（３０９）の出力である時間シ
フト回路１出力信号、時間シフト回路２出力信号、第３
の分割信号をそれぞれ、図１５の波形（１５ａ）、（１
５ｂ）、（１５ｃ）に示す。これらの３信号をビット判
定回路（図３中３１０）に入力すると、再生信号とし
て、（１５ｅ）に示す波形が出力される。ビット判定回
路の機能を概念的に説明する波形図を（１５ｄ）に示
す。図１０の例と同様の処理により、先の第４のビット
検出エラー原因によるビット検出もれが回避される。以
上の処理により、記録媒体のビット検出領域内の局所的
欠陥や突発的な電気信号ノイズ、機械的振動等の原因に
よる接触走査中のプローブの記録媒体からの離れ、記録
ビットのｙ方向位置ずれ、走査位置のｙ方向位置ずれに
よるビット検出エラーが回避される。

【００４３】本実施例では、１つのビット列走査を３回
行い、２回以上ビットが検出された場合を真のビットと
判定する例を挙げた。本発明の概念はこれに限定される
ものではなく、３回以上の走査を行い、複数回以上ビッ
トが検出された場合を真のビットと判定すればよい。例
えば、 （ａ）４回走査を行い、同一のビット検出領域で２回以
上ビットを検出した場合、真のビットと判定する。 （ｂ）４回走査を行い、同一のビット検出領域で３回以
上ビットを検出した場合、真のビットと判定する。 （ｃ）５回走査を行い、同一のビット検出領域で３回以
上ビットを検出した場合、真のビットと判定する。 としてもよい。これらの場合の再生制御回路は、３回走
査を４、５回走査とするのにともなう信号数の増加によ
る部分以外は、本実施例とほぼ同様である。ただし、ビ
ット判定回路のみ異なり、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
に対応するビット判定回路の具体例をそれぞれ図１６、
図１７、図１８に示す。本実施例（３回走査、２回以上
検出）に比べ、（ａ）の場合は、ビットの検出もれによ
るエラーが低減するという効果がある。（ａ）に比べ、
（ｂ）の場合は、ビットの検出もれによるエラーが増大
するが、ノイズ等を誤ってビットと判定してしまうエラ
ーが低減するという効果がある。（ａ）（ｂ）に比べ、
（ｃ）の場合はビットの検出もれによるエラー、およ
び、ノイズ等によるビット誤判定によるエラーのいずれ
も低減するという効果がある。

【００４４】このように、走査回数を増大させれば、ビ
ット検出精度が向上するが、全体としてのビット検出速
度、すなわち再生速度が低下する。実際の装置では、記
録媒体やプローブ、電気回路、装置の機械的特性等によ
り、これまでに挙げたどの原因によるエラーが多いか、
および、必要な再生速度を考慮し、最適な走査回数、判
定のためのビット検出回数を選択すればよい。さて、本
実施例では、３回走査のうち、第２の走査をビット再生
方向とは逆方向に行い、あとから検出波形の時間反転を
行なう例を示した。これにより、複数走査が同じ方向で
なくてもビット検出が可能となり、無駄な走査時間が生
じないので、複数回走査による高速なビット検出が実現
される。

【００４５】図２に示すような実際の装置において、記
録媒体２０３に対するプローブ２０５の精密な走査を行
う必要があり、ｘｙｚステージ２０８を駆動するｘｙｚ
駆動機構２０７として、ピエゾ素子アクチュエータを用
いる場合がある。しかしながら、ピエゾ素子アクチュエ
ータの印加電圧−駆動量特性には、図１９に示すような
ヒステリシス特性が存在する。このため、本実施例にお
けるｘ方向のステージ駆動のためにピエゾ素子アクチュ
エータに図２０中の（２０ａ）に示すような波形の電圧
を印加すると、実際のピエゾ素子アクチュエータの駆動
量は（２０ｂ）に示すようになる。このとき、電流検出
信号（ビット検出信号）の波形整形後の信号は（２０
ｃ）に示すようになり、この後の時間反転処理を経ると
波形のずれが生じ、ビット判定のための波形処理が少々
複雑になる。そこで、あらかじめピエゾ素子アクチュエ
ータのヒステリシス特性を考慮し、印加する電圧波形を
図２１中の（２１ａ）に示すようなものとすると、実際
の駆動量を（２１ｂ）に示すように時間的に直線性を有
するものとすることができる。これにより、電流検出信
号の波形整形後の信号は（２１ｃ）に示すような、時間
的に等間隔なものとなり、この後の時間反転処理を経て
も波形のずれが生じず、ビット判定を行うことができ
る。このように、ピエゾ素子アクチュエータのヒステリ
シス特性を考慮した駆動を行うことにより、ビット列に
対し正逆両方向の走査を行う場合でも、ビット検出のた
めの波形処理が複雑にならず、全体の再生速度が向上し
た。もちろん一方向のみの走査（行きの走査）でビット
検出を行えば、駆動や時間波形処理においてヒステリシ
ス特性を考慮しなくてもよくなるが、信号検出を行わな
い（＝無駄となる）走査（帰りの走査）が生じる分、全
体の再生速度は低下することになる。

【００４６】［実施例２］以上述べてきたようなｘ走査
・ｙ走査を組み合わせた走査方式におけるビット検出方
法では、必ずプローブと記録媒体とに往復運動が必要と
なり、ピエゾ素子アクチュエータを用いた場合は、ヒス
テリシスの問題が生じる。そこで、これを解決するのが
以下の実施例２に述べるようなプローブと記録媒体とを
相対的に（回転ではなく）円運動するように駆動する円
走査方式である。図２２に円走査方式の詳細を示す。太
実線で示すｘｙステージ２２０１の位置をＡ点、３種類
の点線で示す位置をそれぞれＢ点、Ｃ点、Ｄ点とする。
プローブ２２０２は、きょう体２２０３に対して固定さ
れている。ｘ・ｙ方向駆動機構２２０４〜２２０７を駆
動することにより、ｘｙステージ２２０１は、きょう体
２２０３に対して駆動される。したがって、プローブ２
２０２に対し、ｘｙステージ２２０１が相対駆動され
る。このとき、ｘ方向駆動機構１（２２０４）、２（２
２０５）に対し、同じ振動数ｆ・振幅ｖで、極性が反対
の（＝位相が１８０°ずれた）２つの正弦波の駆動電圧
を印加する。ｙ方向駆動機構１（２２０６）、２（２２
０７）に対しても同じ振動数ｆ・振幅ｖで、ｘ方向駆動
機構に印加した２つの正弦波に対し、それぞれ、位相が
９０°ずれた関係にある２つの正弦波（つまり、余弦
波）の駆動信号を印加する。これにより、ｘｙステージ
２２０１からみると、プローブ２２０２先端がｘｙステ
ージ２２０１上を図のように円形を描いて移動する。ｘ
ｙステージ２２０１がＡ点→Ｂ点→Ｃ点→Ｄ点の各位置
を移動する場合のプローブの位置をＡ点にあるｘｙステ
ージ２２０１上に示したのが、図中のＡ点、Ｂ点、Ｃ
点、Ｄ点におけるプローブ位置である。振動数ｆを変化
させることにより、円走査の周波数すなわち円運動の速
さを変化させることができる。振幅ｖを変化させること
により、円走査の直径を変化させることができる。

【００４７】以上説明した円走査方式に対し、本発明を
適用した実施例を図２３に示す。図２３に示すように、
同心円状の複数のトラックのうち、あるトラック１（２
３０１）上の円周上に並んだビット列に対し、動径方向
にわずかづつずらした複数回（３回以上）の円周走査を
行って記録ビット（図中実線で示すＯＮビット２３０
２）の検出を行う（図中点線で示したのはビットが記録
されていないＯＦＦビット２３０３）。本実施例では、
図中に示した第１走査２３０４（ａ→ｂ）、第２走査２
３０５（ｃ→ｄ）、第３走査２３０６（ｅ→ｆ）の３回
の走査を行う例を示す。ここで、実施例１と異なり、第
１走査２２０４、第２走査２２０５、第３走査２２０６
は、すべて同じ方向（本実施例では時計回り）となって
いる。また、各走査位置（＝円周走査の直径）は動径方
向に記録ビット直径の数分の１程度づつずらされている
（ｂ→ｃ、ｄ→ｅ部分）。一つのビット列に対し、３回
の円周走査を行ったのち、動径方向にトラック移動（ｆ
→ａ’）し、トラック２のビット列の走査を行う。これ
を繰り返して、すべてのビット列の走査を行う。上記の
ようにしてビット列の走査を行い検出した電流検出信号
（ビット検出信号）から再生を行う方法については実施
例１とほぼ同様である。

【００４８】円走査方式における再生制御回路の詳細を
図２４に示す。円周走査方式では、走査方向の反転がな
く、無駄な走査が生じることもなく、複数回走査により
検出した信号波形において、時間反転の処理がなくな
る。さらに、ピエゾ素子アクチュエータのヒステリシス
も小さくなるので、複雑な波形の駆動をしない場合で
も、特殊な信号波形処理は不必要である。したがって、
実施例１に比べより単純な構成で、高速な記録再生動作
が実現される。図２５は、記録媒体に対するプローブの
ｘ・ｙ方向駆動信号（２５ａ）（２５ｂ）と、トリガー
回路で作られるビット検出同期信号（２５ｃ）、波形整
形信号（２５ｄ）、第１走査同期信号（２５ｅ）、第２
走査同期信号（２５ｆ）、第３走査同期信号（２５ｇ）
の波形の関係を示す図である。再生制御回路における実
際の波形処理は、実施例１とほぼ同じであり、異なる点
は、実施例１の図９に対応する処理の中で（９ｈ）→
（９ｉ）にいたる部分で時間反転処理がない点である。

【００４９】最後に実施例１、実施例２で説明してきた
ような本発明のビット検出方式は、プローブが複数ある
場合の装置に最適であることを説明しておく。複数のプ
ローブを集積一体化し、これを一つの記録媒体に対して
位置合わせし、複数のプローブで並列に記録再生動作を
行うことにより、プローブと記録媒体の駆動機構を複雑
にすることなく、記録再生速度がプローブの本数倍に増
大する利点がある。しかしながら、実際には、プローブ
の作製工程の誤差で生じる複数の探針のｘｙ方向位置ず
れや記録中の形成ビットのｘｙ方向位置ずれ、環境温度
変化による熱膨張・収縮などが存在する。このため、複
数のプローブがそれぞれ対応するビット列に対し、固有
の位置ずれ量を有し、複数のプローブがビット列に同時
にアクセスできない場合がある。このような場合でも、
本方式のビット検出方式であれば、位置をずらして複数
回の走査を行っているので、複数のプローブが時間をず
らしてビット列にアクセスして、ビットを検出すること
ができるという効果を有している。

【００５０】実施例１、実施例２について、上記のよう
なプローブ毎の位置ずれがある状態での各ビット列への
アクセスの様子をそれぞれ、図２６、図２７に示す。図
２６、２７中のＥに示した領域のプローブが、ｘｙ方向
に位置ずれなくビット列にアクセスしている場合を示
す。Ｂ、Ｆ、Ｇ、Ｈ領域はｘ方向に相対位置ずれを起こ
している場合を示す。Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｉ領域はｙ方向に相
対位置ずれを起こしている場合を示す。このように、各
プローブがビット列に対して位置ずれを生じていても、
その位置ずれ量が複数回走査の幅に入っていれば、ビッ
ト検出エラーを生じることなく、本方式でビット検出が
可能である。

【００５１】［実施例３］本実施例では本発明に関する
信号処理手段を具備した記録再生装置を用いて、ビット
検出を行った。本実施例で用いた記録再生装置の構成を
図３０、図３１及び図３２を用いて説明する。図３０に
おいて、１は導電性を有するプローブであり、本実施例
の記録再生装置は複数個のプローブを有する（図３０で
は３個のみ図示）。個々のプローブ１はカンチレバー２
の自由端に固定されている。そして個々のカンチレバー
２はカンチレバーの支持体３に２次元的に配列、固定さ
れている。前記プローブ１、カンチレバー２、カンチレ
バー支持体３は、公知のマイクロメカニクスと呼ばれて
いる微細加工技術と、ＬＳＩ等を作成する際のマイクロ
エレクトロニクス技術を用いて作成した（例えば、Ｐｅ
ｔｅｒｓｅｎ Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ，ｖｏｌ．７０，
ｐ．４２０，（１９８２）、特開昭６２−２８１１３８
号公報、特開平１−１９６７５１号公報参照）。

【００５２】４は記録媒体であり、記録層５、電極６、
基板７より構成されている。本実施例では基板７として
石英ガラス基板を用いた。電極６は基板７上に真空蒸着
法により作成した厚さ１０００オングストロームのＡｕ
である。また記録層５の構成材料としてスクアリリウム
−ビス−６−オクチルアズレン（ＳＯＡＺ）を用い、Ｌ
Ｂ法によりＳＯＡＺの単分子膜を２層、電極６上に積層
して作成した（特開昭６３−１６１５５２号公報参
照）。記録層５の記録面８はプローブ１の先端に対向し
て記録装置内で配置されている。そして、個々のカンチ
レバー２の固定端９は記録面８に平行な平面内に存在し
ている。１０は記録層５へのビット形成時及びビット再
生時にプローブ−電極間に電圧を印加する電圧印加手段
である。１１はビット再生時にプローブが検出するプロ
ーブ−記録媒体間の相互作用の大きさを電気信号に変換
する信号検出手段である。１２は本発明に関する信号処
理を行う信号処理手段である。１３はカンチレバー支持
体３を記録面８に対して駆動させるカンチレバー支持体
駆動機構である。１４は記録媒体４を駆動する記録媒体
駆動機構である。駆動機構１３、１４はそれぞれ駆動回
路１５、１６からの信号により駆動される。

【００５３】以下に述べるように記録及び再生動作時に
は、前記カンチレバー支持体駆動機構１３と記録媒体駆
動機構１４を駆動させて、プローブと記録媒体を相対的
に移動させる。１７はコンピュータであり、記録再生装
置を制御している。次にＳＯＡＺ単分子累積膜からなる
記録層５への記録再生動作について説明する。本実施例
では記録層５へのビット形成（記録動作）を以下の方法
により行った。カンチレバー支持体３と記録面８を互い
に接近させる事により、複数個のプローブ１を記録面８
に極めて近接させる。この状態で両者を相対的に走査す
る。そして記録面８の所望の位置で、プローブ１を＋
側、電極６を−側にして、図３１に示すような電圧を電
圧印加手段１０によりプローブ１と電極６の間に印加す
る。該電圧印加後、プローブ１に対向した記録層５の微
小領域の導電率は増大し、かつその状態は保存される。
以上の方法によりビットを形成する。

【００５４】本実施例では本発明の信号処理により正確
なビット検出できる事を簡単に確認するため、各プロー
ブに５個のビットを記録面に形成させた。本実施例で
は、記録媒体に記録されたビットの再生を以下の方法に
より行った。電圧印加手段１０により＋１．５Ｖの電圧
印加されたプローブを記録面８に近接させた状態で、か
つ上記５個のビットを含むビット列上で、プローブと記
録面とを相対的に走査する。該走査中、カンチレバー支
持体３と記録面８との間隔は一定に保持される。そし
て、該走査中にプローブに流れた微小電流は、信号検出
手段１１により連続的に計測した。信号検出手段１１が
計測した信号は、本発明に関する信号処理手段１２に入
力される。信号処理手段１２は入力された信号に対して
本発明に関する信号処理を施して、ビット検出を行う。
本実施例では、ビット再生時にプローブが検出した信号
中にノイズを混入させた。ノイズは、プローブが非ビッ
ト形成部上を走査している際に検出した信号のみに混入
させた。またノイズの大きさは、ビット由来の信号の強
度とほぼ同じである。

【００５５】図３２（ａ）に、プローブ１が記録面８に
形成されたビット列の再生時に、プローブ１に流れた電
流（すなわち信号検出手段１１の出力）を、クロック信
号に基づいてデジタル信号化した時系列信号を示す（但
し、ノイズ成分も含む）。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、
・・・、ｎ、・・・）はクロック信号を示す。縦軸Ｉは
時系列信号の強度を示す。以下の説明では、クロック信
号ｔ＝ｔｎにおける信号Ｉの強度をＩｎと示す。図３２
（ａ）においてｔ＝ｔ１は、プローブ１によるビット検
出動作開始時刻に対応する。そして、ｔ１≦ｔ≦ｔ５に
対応する区間では、プローブ１は記録面８のビット非形
成部上を走査している。また、ｔ１４≦ｔ≦ｔ１５，ｔ
＝ｔ２５，ｔ４４≦ｔ≦ｔ４６におけるピークは、ノイ
ズである。それ以外の時点におけるピークはビット由来
の信号である。本実施例における前記クロック信号ｔｎ
は、プローブ１がビット列中の単一ビットの平均最大径
にあたる距離を移動する間に、ｋ個（本実施例ではｋ＝
５）のデータをサンプリングできるタイミングで形成さ
れている。次に、図３２（ａ）に示した前記クロック信
号ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ５に対応する区間の信号強度Ｉの
平均値 （Ｉ１＋Ｉ２＋…＋Ｉ５）／（ｔ５−ｔ１）≡Ｍ ・・・（１） を算出する。前記デジタル信号化された時系列信号Ｉｎ
（図３２（ａ）参照）に、上記（１）式で示した信号強
度の平均Ｍの逆数１／Ｍを掛ける。その結果を図３２
（ｂ）に示す。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、
ｎ、・・・）はクロック信号を示す。縦軸Ｒは、図２８
（ａ）に示した時系列信号Ｉに前記１／Ｍを掛けたこと
により形成された信号の強度を示す。以下の説明では、
クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点における信号Ｒの
強度をＲｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・・）と記
す。次に、上記信号Ｒｎ（図３２（ｂ）参照）と、しき
い値とを比較する２値化処理により、前記信号Ｒｎを０
と１からなる２値化信号に変換する。

【００５６】本実施例におけるしきい値の設定は、以下
に述べるように予め設定しておいた。ビット検出時にプ
ローブが検出する信号の強度に関して、ビット部で検出
する信号強度＞非ビット形成部で検出する信号強度が成
立する場合、記録再生装置内でビット形成及びビット検
出に関与する全てのプローブを前記記録面のビット非形
成領域に対して固定した状態でビット検出動作を行った
際に各プローブが検出した信号強度Ｉｎｂと、更に各プ
ローブが、前記領域に対して固定した状態で、ビット形
成動作を行った後にビット検出動作を行った際に各プロ
ーブが検出した信号強度Ｉｂとの比Ｉｂ／Ｉｎｂを各プ
ローブに関して求め、各プローブに関する前記比の中で
最小の値Ｈｍｉｎに対して、 ｛（Ｈｍｉｎ−１）×０．８ａ＋１｝ より算出した値、１０を前記しきい値とした。

【００５７】前記２値化信号に変換する規則は、プロー
ブの検出する信号が、ビット部における信号強度の方
が、非ビット形成部で検出した信号強度より相対的に大
きい場合、前記デジタル信号Ｒｎ中で、前記しきい値
（＝１０）より大きい信号の強度を１に、前記しきい値
（＝１０）より小さい信号の強度を０に変換する。これ
とは逆に、前記プローブの検出する信号が、ビット部に
おける信号強度の方が非ビット形成部で検出した信号強
度より相対的に小さい場合、前記デジタル信号Ｒｎ中
で、前記しきい値（＝１０）より小さい信号の強度を１
に、前記しきい値（＝１０）より大きい信号の強度を０
に変換する。上記規則に従い、図３２（ｂ）に示した時
系列信号Ｒｎを２値化信号に変換する。該２値化処理の
結果を、図３２（ｃ）に示す。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、
２、・・・、ｎ・・・）はクロック信号を示す。縦軸Ｐ
は、上記規則により２値化処理された信号強度を示す。
以下の説明では、クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点
における信号Ｐの強度をＰｎ（ｎ＝１、２、・・・、
ｎ、・・・）と記す。本発明では、上記２値化信号から
なる時系列信号Ｐｎ中で、信号強度が１である信号の分
布を計測する。そして、該信号強度１の信号分布が所定
の条件を満足している区間の信号を、ビットに対応した
ビット検出信号とする。上記信号分布を計測する過程を
以下に示す。まず、前記２値化信号からなる時系列信号
Ｐｎに対して、下記（２）式で示される信号を、全ての
ｎに関して算出する。 Ｐｎ＋Ｐｎ−１＋・・・＋Ｐｎ−ｋ＋１≡Ｑｎ ・・・（２） 例えば、図３２（ｃ）に示した信号のクロック信号ｔ１
０に関するＱ１０は Ｑ１０＝Ｐ１０＋Ｐ９＋・・・＋Ｐ６ となる。図３２（ｃ）に示した２値化信号に関する信号
Ｑｎの算出結果を、図３２（ｄ）に示す。本発明では、
上記時系列信号Ｑｎをさらに下記（３）、（４）式で示
した規則により新たな信号Ｙｎに変換する。 Ｑｎ≧ｐ×ｋ（０．５＜ｐ＜０．９５）ならばＹｎ＝１ ・・・（３） Ｑｎの大きさが（４）式以外ならばＹｎ＝０ ・・・（４） ここでは、ｐ＝０．９として、図３２（ｄ）に示した信
号を、規則（３）式、（４）式に従って変換した結果
を、図３２（ｅ）に示す。本発明では、上記（３）式及
び（４）式で示したような規則に基づいて新たに形成さ
れた信号Ｙｎ中で、信号強度が１の信号をビット検出信
号とする。なお、ｐの値が大きい程、ビット検出精度は
高くなる。本発明では、ｐの値は０．８以上である事が
好ましい。図３２（ａ）と図３２（ｅ）を比較すると明
らかなように、本発明による信号処理により、図３２
（ａ）のｔ１４≦ｔ≦ｔ１５，ｔ＝ｔ２５，ｔ４４≦ｔ
≦ｔ４６で計測されていたノイズは除去され、ビット由
来の信号のみを抽出することができた。以上述べたよう
に、本発明による信号処理を行うことにより、ビット検
出中にノイズが混入したとしても、複雑なノイズ除去の
ための信号処理を行わずに、ビットのみを正しく検出す
る事ができた。

【００５８】（比較例３）実施例３で述べたような本発
明に関する信号処理を行わずに、図３２（ａ）に示した
デジタル信号を、図３２（ａ）中に示したしきい値Ｉｔ
ｈと比較する処理によりビット検出を試みた。図３２
（ａ）に示した信号中で、前記しきい値Ｉｔｈより大き
い信号の強度を１、前記しきい値より小さい信号の強度
を０に変換する。そして信号強度が１の信号をビット由
来の信号とした。この場合、ビット以外のノイズもビッ
トと誤認していた。

【００５９】［実施例４］本実施例では、実施例３で用
いた情報記録再生装置を用いて、ビット検出を行った。
本実施例でも、実施例３と同様に、ビット再生時にプロ
ーブが検出した信号中にノイズを混入させた。本実施例
に関するノイズは、プローブがビット上を走査してる際
に検出した信号のみに混入させた。またノイズの大きさ
はビット由来の信号の強度とほぼ同じであり、極性は逆
である。本実施例では本発明の信号処理により正確なビ
ット検出できる事を簡単に確認するため、実施例３で形
成したビットの２つを用い、該ビットに対するビット検
出を試みた。その際、プローブ１が記録面８に形成され
たビット列の再生時に、プローブ１に流れた電流（すな
わち信号検出手段１１の出力）を、クロック信号に基づ
いてデジタル信号化した時系列信号を図３３（ａ）に示
す（ただし、上記ノイズ成分も含む）。横軸ｔ＝ｔｎ
（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・・）はクロック信号を
示す。縦軸Ｉは時系列信号の強度を示す。以下の説明で
は、クロック信号ｔ＝ｔｎにおける信号Ｉの強度をＩｎ
と示す。図３３（ａ）においてｔ＝ｔ１は、プローブ１
によるビット検出動作開始時刻に対応する。そして、ｔ
１≦ｔ≦ｔ５に対応する区間では、プローブ１はビット
非形成部上を走査している。なお、ビット由来の信号に
ノイズを混入したタイミングは、ｔ＝ｔ１１，ｔ２０の
２点である。前記クロック信号ｔｎは、プローブ１がビ
ット列中の単一ビットの平均最大径にあたる距離を移動
する間に、ｋ個（本実施例ではｋ＝５）のデータをサン
プリングできるタイミングで形成されている。次に、図
３３（ａ）に示した前記クロック信号ｔ＝ｔ１からｔ＝
ｔ５に対応する区間の信号強度Ｉの平均値 （Ｉ１＋Ｉ２＋・・・＋Ｉ５）／（ｔ５−ｔ１）≡Ｍ ・・・（１） を算出する。

【００６０】前記デジタル信号化された時系列信号Ｉｎ
（図３３（ａ）参照）に、上記（１）式で示した信号強
度の平均Ｍの逆数１／Ｍを掛ける。その結果を図３３
（ｂ）に示す。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、
ｎ、・・・）はクロック信号を示す。縦軸Ｒは、図３３
（ａ）に示した時系列信号Ｉに前記１／Ｍを掛けたこと
により形成された信号の強度を示す。以下の説明では、
クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点における信号Ｒの
強度をＲｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・・）と記
す。次に、上記信号Ｒｎ（図３３（ｂ）参照）と、しき
い値とを比較する２値化処理により、前記信号Ｒｎを０
と１からなる２値化信号に変換する。本実施例におけ
る、しきい値は、実施例１と同じ、１０である。前記２
値化信号に変換する規則は、プローブの検出する信号
が、ビット部における信号強度の方が、非ビット形成部
で検出した信号強度より相対的に大きい場合、前記デジ
タル信号Ｒｎ中で、前記しきい値（＝１０）より大きい
信号の強度を１に、前記しきい値（＝１０）より小さい
信号の強度を０に変換する。これとは逆に、前記プロー
ブの検出する信号が、ビット部における信号強度の方が
非ビット形成部で検出した信号強度より相対的に小さい
場合、前記デジタル信号Ｒｎ中で、前記しきい値（＝１
０）より小さい信号の強度を１に、前記しきい値（＝１
０）より大きい信号の強度を０に変換する。上記規則に
従い、図３３（ｂ）に示した時系列信号Ｒｎを２値化信
号に変換する。該２値化処理の結果を、図３３（ｃ）に
示す。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ・・・）
はクロック信号を示す。縦軸Ｐは、上記規則により２値
化処理された信号強度を示す。

【００６１】以下の説明では、クロック信号ｔ＝ｔｎに
対応する時点における信号Ｐの強度をＰｎ（ｎ＝１、
２、・・・、ｎ、・・・）と記す。本発明では、上記２
値化信号からなる時系列信号Ｐｎ中で、信号強度が１で
ある信号の分布を計測する。そして、該信号強度１の信
号分布が所定の条件を満足している区間の信号を、ビッ
トに対応したビット検出信号とする。上記信号分布を計
測する過程を以下に示す。まず、前記２値化信号からな
る時系列信号Ｐｎに対して、下記（２）式で示される信
号を、全てのｎに関して算出する。 Ｐｎ＋Ｐｎ−１＋・・・＋Ｐｎ−ｋ＋１≡Ｑｎ ・・・（２） 例えば、図３３（ｃ）に示した信号のクロック信号ｔ１
０に関するＱ１０は Ｑ１０＝Ｐ１０＋Ｐ９＋・・・＋Ｐ６ となる。図３３（ｃ）に示した２値化信号に関する信号
Ｑｎの算出結果を、図３３（ｄ）に示す。本発明では、
上記時系列信号Ｑｎをさらに下記（４）、（５）式で示
した規則により新たな信号Ｙｎに変換する。 Ｑｎ≧ｐ×ｋ（０．５＜ｐ＜０．９５）ならばＹｎ＝１ ・・・（３） Ｑｎの大きさが（４）式以外ならばＹｎ＝０ ・・・（４） 本実施例では、ｐ＝０．８として、図３３（ｄ）に示し
た信号を、規則（３）式、（４）式に従って変換した結
果を、図３３（ｅ）に示す。本発明では、上記（３）式
及び（４）式で示したような規則に基づいて新たに形成
された信号Ｙｎ中で、信号強度が１の信号をビット検出
信号とする。図３３（ａ）と図３３（ｅ）を比較すると
明らかなように、本発明による信号処理により、ビット
由来の信号中にノイズが混入していても、ビットの個数
を正確に抽出することができた。以上述べたように、本
発明による信号処理を行うことにより、ビット由来信号
にノイズが混入したとしても、複雑なノイズ除去のため
の信号処理を行わずに、ビットのみを正しく検出する事
ができた。

【００６２】（比較例４）実施例４で述べたような本発
明に関する信号処理を行わずに、図３３（ａ）に示した
デジタル信号化を、図３３（ａ）中に示したしきい値Ｉ
ｔｈと比較する処理によりビット検出を試みた。図３３
（ａ）に示した信号中で、前記しきい値Ｉｔｈより大き
い信号の強度を１、前記しきい値より小さい信号の強度
を０に変換する。そして信号強度が１の信号をビット由
来の信号とした。この場合、ビットが４つあると認識し
てしまい、ビットの個数を誤認していた。

【００６３】［実施例５］本実施例では、実施例３で用
いた情報記録再生装置を用いて、ビット検出を行った。
本実施例では、実施例３において図３２（ａ）に示した
時系列信号を検出したプローブ（以下、プローブａと呼
ぶ）とは異なるプローブ（以下、プローブｂと呼ぶ）に
より検出された時系列信号に対して本発明の信号処理を
施した。該プローブｂのプローブ先端と記録媒体間の距
離は、プローブｂを支持するカンチレバーのそりのた
め、プローブａのそれよりも大きい。また、本実施例で
も、ビット再生時にプローブが検出した信号中にノイズ
を混入させた。ノイズは、プローブｂがビット非形成部
上を走査してる際に検出した信号のみに混入させた。本
実施例では本発明の信号処理により正確なビット検出で
きる事を簡単に確認するため、実施例３で述べた方法で
形成した２つのビットに対するビット検出を試みた。そ
の際、プローブ１が記録面８に形成されたビット列の再
生時に、プローブ１に流れた電流（すなわち信号検出手
段１１の出力）を、クロック信号に基づいてデジタル信
号化した時系列信号を図３４（ａ）に示す（ただし、上
記ノイズ成分も含む）。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・
・・、ｎ、・・・）はクロック信号を示す。縦軸Ｉは時
系列信号の強度を示す。以下の説明では、クロック信号
ｔ＝ｔｎにおける信号Ｉの強度をＩｎと示す。図３４
（ａ）においてｔ＝ｔ１は、プローブ１によるビット検
出動作開始時刻に対応する。そして、ｔ１≦ｔ≦ｔ５に
対応する区間では、プローブ１はビット非形成部上を走
査している。前記クロック信号ｔｎは、プローブ１がビ
ット列中の単一ビットの平均最大径にあたる距離を移動
する間に、ｋ個（本実施例ではｋ＝５）のデータをサン
プリングできるタイミングで形成されている。次に、図
３４（ａ）に示した前記クロック信号ｔ＝ｔ１からｔ＝
ｔ５に対応する区間の信号強度Ｉの平均値 （Ｉ１＋Ｉ２＋・・・＋Ｉ５）／（ｔ５−ｔ１）≡Ｍ ・・・（１） を算出する。前記デジタル信号化された時系列信号Ｉｎ
（図３４（ａ）参照）に、上記（１）式で示した信号強
度の平均Ｍの逆数１／Ｍを掛ける。その結果を図３４
（ｂ）に示す。横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、
ｎ、・・・）はクロック信号を示す。縦軸Ｒは、図３４
（ａ）に示した時系列信号Ｉに前記１／Ｍを掛けたこと
により形成された信号の強度を示す。以下の説明では、
クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点における信号Ｒの
強度をＲｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・・）と記
す。次に、上記信号Ｒｎ（図３４（ｂ）参照）と、しき
い値とを比較する２値化処理により、前記信号Ｒｎを０
と１からなる２値化信号に変換する。本実施例における
しきい値は、実施例３と同じ、１０である。前記２値化
信号に変換する規則は、プローブの検出する信号が、ビ
ット部における信号強度の方が、非ビット形成部で検出
した信号強度より相対的に大きい場合、前記デジタル信
号Ｒｎ中で、前記しきい値（＝１０）より大きい信号の
強度を１に、前記しきい値（＝１０）より小さい信号の
強度を０に変換する。これとは逆に、前記プローブの検
出する信号が、ビット部における信号強度の方が非ビッ
ト形成部で検出した信号強度より相対的に小さい場合、
前記デジタル信号Ｒｎ中で、前記しきい値（＝１０）よ
り小さい信号の強度を１に、前記しきい値（＝１０）よ
り大きい信号の強度を０に変換する。上記規則に従い、
図３４（ｂ）に示した時系列信号Ｒｎを２値化信号に変
換する。該２値化処理の結果を、図３４（ｃ）に示す。
横軸ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ・・・）はクロ
ック信号を示す。縦軸Ｐは、上記規則により２値化処理
された信号強度を示す。以下の説明では、クロック信号
ｔ＝ｔｎに対応する時点における信号Ｐの強度をＰｎ
（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・・）と記す。本発明で
は、上記２値化信号からなる時系列信号Ｐｎ中で、信号
強度が１である信号の分布を計測する。そして、該信号
強度１の信号分布が所定の条件を満足している区間の信
号を、ビットに対応したビット検出信号とする。上記信
号分布を計測する過程を以下に示す。まず、前記２値化
信号からなる時系列信号Ｐｎに対して、下記（２）式で
示される信号を、全てのｎに関して算出する。 Ｐｎ＋Ｐｎ−１＋・・・＋Ｐｎ−ｋ＋１≡Ｑｎ ・・・（２） 例えば、図３４（ｃ）に示した信号のクロック信号ｔ１
０に関するＱ１０は Ｑ１０＝Ｐ１０＋Ｐ９＋・・・＋Ｐ６ となる。図３４（ｃ）に示した２値化信号に関する信号
Ｑｎの算出結果を、図３４（ｄ）に示す。本発明では、
上記時系列信号Ｑｎをさらに下記（３）、（４）式で示
した規則により新たな信号Ｙｎに変換する。 Ｑｎ≧ｐ×ｋ（０．５＜ｐ＜０．９５）ならばＹｎ＝１ ・・・（３） Ｑｎの大きさが（４）式以外ならばＹｎ＝０ ・・・（４） 本実施例では、ｐ＝０．８として、図３４（ｄ）に示し
た信号を、規則（３）式、（４）式に従って変換した結
果を、図３４（ｅ）に示す。本発明では、上記（３）式
及び（４）式で示したような規則に基づいて新たに形成
された信号Ｙｎ中で、信号強度が１の信号をビット検出
信号とする。図３４（ａ）と図３４（ｅ）を比較すると
明らかなように、本発明による信号処理により、ビット
由来の信号中にノイズが混入していても、ビットの個数
を正確に抽出することができた。以上述べたように、本
発明による信号処理を行うことにより、ビット由来信号
にノイズが混入したとしても、複雑なノイズ除去のため
の信号処理を行わずに、ビットのみを正しく検出する事
ができた。また、プローブに関するプローブ先端と記録
媒体間の間隔にばらつきがあったとしても、個々のプロ
ーブに対する間隔制御や、プローブ毎にしきい値設定す
ることなしに、ビットのみを抽出する事ができた。

【００６４】（比較例５）実施例５で述べたような本発
明に関する信号処理を行わずに、図３４（ａ）中に示し
たＩｔｈををしきい値としてビット検出を行った。図３
４（ａ）に示した信号中で、前記しきい値Ｉｔｈより大
きい信号の強度を１、前記しきい値より小さい信号の強
度を０に変換する。そして信号強度が１の信号をビット
由来の信号とした。この場合、ノイズのみをビットと認
識していた。

【００６５】［実施例６］本実施例は、実施例１、２で
説明した同一記録ビット列に対し複数回走査を行うビッ
ト検出方法と、実施例３〜５で説明した１回の走査中の
一記録ビット上で時系列に複数回信号検出を行うビット
検出方法を組み合わせた記録ビット検出方法を説明す
る。本実施例は、図３７に示すように同一の記録ビット
列に対し、ｙ方向に位置をずらして複数回（図３７では
第１走査及び第２走査の２回）走査を行い、かつ一記録
ビット上でｘ方向に位置をずらして複数回（図３７では
２回）ビット検出のための信号検出を行う。本実施例の
ビット検出のための再生制御回路の詳細を図３８に示
す。図３８において、入力された電流検出信号（ビット
検出信号）を電流／電圧変換回路３８０１において電圧
信号に変換後、実施例３と同様にデジタル化回路３８０
２においてクロック信号ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・
・、ｎ、・・・）に基づきデジタル信号化を行い、時系
列信号Ｉｎを生成する。信号強度平均値算出回路３８０
３において記録ビット非形成部分における検出信号強度
の平均値Ｍ＝［（Ｉ１＋Ｉ２＋・・・＋Ｉｋ）／（ｔｋ
−ｔ１）］を算出する。次に、掛け算回路３８０４にお
いて、デジタル化信号Ｉｎに１／Ｍを掛け、信号Ｒｎ
［＝Ｉｎ／Ｍ］を生成する。しきい値設定回路３８０５
では、実施例３で示した規則に従い、しきい値を設定す
る。このしきい値を用い、掛け算回路３８０４の出力信
号に対し、二値化回路３８０６において二値化処理を行
ない二値化信号を生成する。次に実施例１と同様に論理
積回路３８０７において、この二値化信号とトリガー回
路３８０９から出力されるビット検出同期信号との論理
積を取る。この論理積信号を波形整形回路１（３８０
８）に入力し、波形整形を行なった信号（＝実施例３に
おける信号Ｐｎに対応する信号）を生成する。図３７に
示した記録ビット列上にはＯＮビット３７０１、ＯＦＦ
ビット３７０２、ｙ方向に位置のずれたＯＮビット３７
０３、ノイズ領域３７０４、部分的に欠けたＯＮビット
３７０５の例が示されている。このような記録ビットに
対し、図３８に示した再生制御回路を用い、生成された
波形整形回路１（３８０８）からの出力信号波形を（図
３９ａ）に示す。実施例１と同様、波形整形後の信号を
分割回路３８１０に入力し、トリガー回路３８０９から
出力される第１走査同期信号、第２走査同期信号をもと
に二分割され、第１および第２の分割信号とする。第１
の分割信号は時間反転回路３８１１および時間シフト回
路３８１２を経て、時間的に反転及びシフトされ、第２
の分割信号に同期した波形（図３９ｂ）となる。時間シ
フト回路３８１２の出力信号および第２の分割信号は、
加算回路３８１３、信号分布計測回路３８１４、ビット
由来信号抽出回路３８１５、波形整形回路３８１６から
構成されるビット判定回路３８１７に入力され、再生信
号として出力される。まず、時間シフト回路３８１２の
出力信号および第２の分割信号は加算回路３８１３に入
力され、加算される。加算回路３８１３の出力波形を図
３９の（図３９ｃ）に示す。加算回路３８１３の出力を
信号分布計測回路３８１４に入力し、信号分布計測信号
Ｑｎ［＝Ｐｎ＋Ｐｎ−１＋・・・＋Ｐｎ−ｋ＋１］を算
出する。この信号分布計測回路３８１４から出力される
算出結果波形を（図３９ｄ）に示す。さらに、この信号
をビット由来信号抽出回路３８１５に入力し、実施例３
と同様の規則に基づいて二値化する。このビット由来信
号抽出回路３８１５から出力される出力信号波形を（図
３９ｅ）に示す。最後に、この信号を波形整形回路２
（３８１６）に入力し、波形整形を行った後、再生信号
とする。なお、この再生信号波形は図３７における記録
ビット列を図中、右から左に（すなわち、第２走査の方
向に）走査を行って記録ビット検出を行った結果に対応
している。本実施例の方法によれば、記録ビット列中に
ｙ方向に位置のずれたビットやノイズ領域、部分的に欠
けたビットが存在しても正しく記録ビットを検出するこ
とができる。しかも、実施例１や２に比べ、より少ない
走査回数でより精度の高い記録ビット検出を行うことが
できる。また、実施例３〜５に比べ、複数回走査を行う
分、記録ビット速度が若干低下するもの、一つのビット
中での信号検出回数の少なくすることができるため、全
体的には記録ビット検出速度をほぼ同じに保つことが可
能である。このように本実施例の記録ビット検出方法は
複数回走査を行う実施例１、２の方法と一つのビット中
で複数回信号検出を行う実施例３〜５の方法を組み合わ
せることにより、両者の特徴をより活かした高速かつ高
精度の記録ビット検出方法である。

【００６６】

【発明の効果】本発明は、以上のようにプローブが記録
媒体上の同一記録ビット列に対し位置を変えて複数回記
録ビット検出を行う複数回記録ビット検出手段と、該複
数回記録ビット検出の結果に基づき、真の記録ビット判
定を行う記録ビット判定手段とを有する構成を採ること
により、ビットの大きさ・形状の不揃い、ビットの不連
続な位置ずれ、走査の位置ずれ、機械振動等外乱による
プローブと記録媒体との３次元的位置ずれによつて生じ
るビットの検出エラーや、或はビット検出領域内の記録
媒体の局所的欠陥や突発的な電気信号ノイズによつて生
じるビットの検出エラーが除去され、ビット検出の精度
が増し、記録再生装置としての信頼性を向上させること
ができる。また、複数回走査におけるプローブと記録媒
体との相対駆動において、アクチュエータに関するヒス
テリシス特性を考慮した駆動を行うことにより、複雑な
波形処理を要することなくビット列に対し正逆両方向の
走査によるビット検出が可能となり、全体の再生速度を
向上させることができる。また、円周走査方式を組み合
わせることにより、走査方向の反転がなくなり、アクチ
ュエータ駆動や信号波形処理も単純化されることにな
り、より単純な構成で、高速な記録再生動作を実現する
ことができる。さらに、本発明のビット検出方式によれ
ば、複数のプローブが記録媒体上のビット列にアクセス
する場合に、各プローブがビット列に対して位置ずれを
生じていても、ビット検出エラーを生じることなくビッ
ト検出が可能であるため、本発明を複数のプローブを有
する記録再生装置に適用することにより、一層その効果
を発揮することができる。

【００６７】また本発明は、以上のように複数回記録ビ
ット検出手段を、プローブが記録媒体上の同一記録ビッ
トに対し、一回の走査において複数回記録ビット検出を
行うようにすることにより、記録再生装置内の個々のプ
ローブに関するプローブ先端と記録媒体間の間隔にばら
つきが存在していても、個々のプローブに対する間隔制
御や、プローブ毎に異なるしきい値設定することなし
に、ビット由来の信号のみを抽出することが可能な情報
記録再生装置またはそのビット検出方法を実現すること
ができる。また、それにより、プローブを用いる記録再
生装置またはそのビット検出方法において、ビット検出
中にノイズが混入したとしても、複雑なノイズ除去のた
めの信号処理を行わずに、ビット由来の信号のみの検
出、及び抽出を正しく検出することが可能な情報記録再
生装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録再生方法の実施例１を説明する図
である。

【図２】本発明を適用する記録再生装置の全体構成を説
明する図である。

【図３】本発明におけるビット検出信号処理を行う再生
制御回路のブロック図である。

【図４】トリガー回路において生成する信号波形の関係
を説明する図である。

【図５】ビット同期信号の詳細を示す図である。

【図６】時間反転回路の一例を示す図である。

【図７】ビット判定回路の一例を示す図である。

【図８】ビット検出エラーの第１の原因となるビットの
状態を示す図である。

【図９】図８のビット列に対する信号処理波形を示す図
である。

【図１０】ビット検出エラーの第２の原因となるビット
の状態を示す図である。

【図１１】図１０のビット列に対する信号処理波形を示
す図である。

【図１２】ビット検出エラーの第３の原因となるビット
の状態を示す図である。

【図１３】図１２のビット列に対する信号処理波形を示
す図である。

【図１４】ビット検出エラーの第４の原因となるビット
列に対する走査の状態を示す図である。

【図１５】図１４のビット列に対する信号処理波形を示
す図である。

【図１６】４回走査を行い、２回以上ビットを検出した
とき真のビットと判定するビット判定回路を示す図であ
る。

【図１７】４回走査を行い、３回以上ビットを検出した
とき真のビットと判定するビット判定回路を示す図であ
る。

【図１８】５回走査を行い、３回以上ビットを検出した
とき真のビットと判定するビット判定回路を示す図であ
る。

【図１９】ピエゾ素子アクチュエータの印加電圧−駆動
量特性におけるヒステリシス特性を説明する図である。

【図２０】ピエゾ素子アクチュエータのヒステリシスに
よるビット信号処理波形のひずみを示す図である。

【図２１】ヒステリシス特性を考慮して駆動する場合の
信号処理波形を示す図である。

【図２２】円走査方式における駆動の詳細を説明する図
である。

【図２３】本発明の記録再生方法の実施例２を説明する
図である。

【図２４】円走査方式における再生制御回路のブロック
図である。

【図２５】実施例２におけるトリガー回路で生成する信
号波形の関係を説明する図である。

【図２６】実施例１において、位置ずれがある複数プロ
ーブが各ビット列へのアクセスする様子を示す図であ
る。

【図２７】実施例２において、位置ずれがある複数プロ
ーブが各ビット列へのアクセスする様子を示す図であ
る。

【図２８】本発明に関する信号処理の概念図である。

【図２９】本発明に関する信号処理の概念図である。

【図３０】実施例で用いた情報記録再生装置の概略図で
ある。

【図３１】ビット形成用の電圧印加パターンである。

【図３２】実施例３における信号処理手段中での信号処
理過程を示す図である。

【図３３】実施例４における信号処理手段中での信号処
理過程を示す図である。

【図３４】実施例５における信号処理手段中での信号処
理過程を示す図である。

【図３５】信号Ｐｎのあるパターンを示す図である。

【図３６】信号Ｐｎのあるパターンを示す図である。

【図３７】本発明の記録再生方法の実施例６における複
数回走査方法およむ複数回記録ビット検出を説明する図
である。

【図３８】実施例６におけるビット検出信号処理を行う
再生制御回路のブロック図である。

【図３９】図３７のビット列に対する信号処理波形を示
す図である。

【符号の説明】

１０１：ビット列 １０２：第１走査 １０３：第２走査 １０４：第３走査 １０５：ＯＮビット １０６：ＯＦＦビット １０７：ビット列 ２０１：基板 ２０２：記録層 ２０３：記録媒体 ２０４：探針 ２０５：プローブ ２０６：弾性体 ２０７：ｘｙｚ駆動機構 ２０８：ｘｙｚ駆動ステージ ２０９：切り替えスイッチ ２１０：バイアス印加手段 ２１１：記録制御回路 ２１２：再生制御回路 ２１３：位置制御回路 ２１４：制御コンピュータ ３０１：電流／電圧変換回路 ３０２：二値化回路 ３０３：論理積回路 ３０４：トリガー回路 ３０５：波形整形回路 ３０６：分割回路 ３０７：時間シフト回路１ ３０８：時間反転回路 ３０９：時間シフト回路２ ３１０：ビット判定回路 ５０１：ビット検出領域 ５０２：ビット非検出領域 ５０３：ビット ７０１：ＯＲ回路 ７０２：ＡＮＤ回路 ８０１：ＯＮビット ８０２：ＯＦＦビット ８０３：ノイズ領域 ８０４：小さなＯＮビット ８０５：大きなＯＮビット ８０６：ｘ方向に位置のずれたＯＮビット １００１：ノイズ １００２：ノイズ １００３：ＯＮビット部分における検出もれ部分 １２０１：ｙ方向に位置のずれたＯＮビット １２０２：ｙ方向に位置のずれたＯＮビット １４０１：ｙ方向にビットからはずれた走査 ２２０１：ｘｙステージ ２２０２：プローブ ２２０３：プローブが固定されているきょう体 ２２０４：ｘ方向駆動機構１ ２２０５：ｘ方向駆動機構２ ２２０６：ｙ方向駆動機構１ ２２０７：ｙ方向駆動機構２ ２３０１：トラック１ ２３０２：ＯＮビット ２３０３：ＯＦＦビット ２３０４：第１走査 ２３０５：第２走査 ２３０６：第３走査 １：プローブ ２：カンチレバー ３：カンチレバー支持体 ４：記録媒体 ５：記録層 ６：電極 ７：基板 ８：記録面 ９：カンチレバー固定端 １０：電圧印加手段 １１：信号検出手段 １２：信号処理手段 １３：カンチレバー支持体駆動機構 １４：記録媒体駆動機構 １５：支持体駆動回路 １６：記録媒体駆動回路 １７：コンピュータ ３７０１：ＯＮビット ３７０２：ＯＦＦビット ３７０３：ｙ方向に位置のずれたＯＮビット ３７０４：ノイズ領域 ３７０５：部分的に欠けたＯＮビット ３８０１：電流／電圧変換回路 ３８０２：デジタル化回路 ３８０３：信号強度平均値算出回路 ３８０４：掛け算回路 ３８０５：しきい値設定回路 ３８０６：二値化回路 ３８０７：論理積回路 ３８０８：波形整形回路１ ３８０９：卜リガー回路 ３８１０：分割回路 ３８１１：時間反転回路 ３８１２：時間シフト回路 ３８１３：加算回路 ３８１４：信号分布計測回路 ３８１５：ビット由来信号抽出回路 ３８１６：波形整形回路２ ３８１７：ビット判定回路

Claims (65)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体上の記録ビット列に対してプロ
   ーブを相対走査し、該記録ビットを検出して記録再生を
   行う記録再生装置において、前記プローブが記録媒体上
   の同一記録ビット列に対し位置を変えて複数回記録ビッ
   ト検出を行う複数回記録ビット検出手段と、該複数回記
   録ビット検出の結果に基づき、真の記録ビット判定を行
   う記録ビット判定手段とを有することを特徴とする記録
   再生装置。
2. 【請求項２】 前記複数回記録ビット検出手段は、前記
   プローブを記録媒体上の同一記録ビット列に対し、前記
   ビット列と直交する方向内で走査位置を変えて複数回走
   査する複数回走査手段と、該複数回の走査のそれぞれに
   おいて記録ビット検出を行う手段とからなることを特徴
   とする請求項１に記載の記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記複数回走査手段は、記録された同一
   の記録ビット列に対しプローブをその走査方向と直交す
   る方向に位置をずらして、少なくとも３回以上走査を行
   う手段であることを特徴とする請求項２に記載の記録再
   生装置。
4. 【請求項４】 前記複数回走査手段は、前記プローブと
   前記記録ビット列の相対走査方向を少なくとも１回以上
   反転させる往復走査手段を有していることを特徴とする
   請求項３に記載の記録再生装置。
5. 【請求項５】 前記複数回走査手段は、駆動信号−駆動
   量特性においてヒステリシス特性を有するアクチュエー
   タと、該駆動信号−駆動量特性を時間的に直線性を有す
   るように補正された該アクチュエータの駆動を行うアク
   チュエータ駆動制御手段とを有していることを特徴とす
   る請求項４に記載の記録再生装置。
6. 【請求項６】 前記複数回走査手段は、前記プローブが
   円周状に並んだ記録ビット列上を複数回円周走査する円
   周走査手段を有していることを特徴とする請求項３に記
   載の記録再生装置。
7. 【請求項７】 前記ビット判定手段は、前記複数回走査
   手段における複数回の走査中に記録ビットの検出を行う
   記録ビット検出手段と、該記録ビット検出手段から出力
   される複数回走査の記録ビット検出信号からエラー信号
   を除去する再生信号処理手段とを有していることを特徴
   とする請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の記録
   再生装置。
8. 【請求項８】 前記再生信号処理手段は、前記記録ビッ
   ト検出信号を時間的にシフトさせる時間シフト手段と、
   前記記録ビット検出信号と該時間シフト手段により時間
   的にシフトされた記録ビット検出信号とを用いて真の記
   録ビットを判定する記録ビット判定回路とを有している
   ことを特徴とする請求項７記載の記録再生装置。
9. 【請求項９】 前記記録ビット判定回路は、前記記録ビ
   ット検出信号と前記時間的にシフトされた記録ビット検
   出信号との論理和信号および論理積信号を算出する手段
   を有していることを特徴とする請求項８記載の記録再生
   装置。
10. 【請求項１０】 前記再生信号処理手段は、前記記録ビ
    ット検出が行われるべきタイミングに同期する記録ビッ
    ト検出同期信号を発生する手段と、該記録ビット検出同
    期信号に同期させて前記記録ビット検出信号を検出する
    同期検出手段とを有していることを特徴とする請求項７
    〜請求項９のいずれか１項に記載の記録再生装置。
11. 【請求項１１】 前記同期検出手段は、前記記録ビット
    検出信号と、前記記録ビット検出同期信号との論理積信
    号を算出する手段を有していることを特徴とする請求項
    １０に記載の記録再生装置。
12. 【請求項１２】 前記再生信号処理手段は、前記記録ビ
    ット検出信号を時間的に反転させる時間反転手段を有し
    ていることを特徴とする請求項７に記載の記録再生装
    置。
13. 【請求項１３】 前記記録再生装置は、複数記録ビット
    列に対して複数のプローブを一体に相対走査し、該複数
    の記録ビットを検出することを特徴とする請求項１〜請
    求項１２のいずれか１項に記載の記録再生装置。
14. 【請求項１４】 前記複数回記録ビット検出手段は、前
    記プローブを記録媒体上の同一記録ビットに対し、一回
    の走査において複数回記録ビット検出を行う手段からな
    ることを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
15. 【請求項１５】 前記複数回記録ビット検出手段は、ク
    ロック信号ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・
    ・； ｔ＝ｔ１はビット検出動作開始時刻に対応する）
    に基づいてデジタル信号化した時系列信号Ｉｎ（＝クロ
    ック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点における時系列信号強
    度）に対し所定の信号処理を施す信号処理手段により、
    ビット由来の信号のみを検出するようにしたことを特徴
    とする請求項１４に記載の記録再生装置。
16. 【請求項１６】 前記所望の信号処理手段が、前記クロ
    ック信号ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔｍに対応する区間の信号強
    度の平均 （Ｉ１＋Ｉ２＋・・・＋Ｉｍ）／（ｔｍ−ｔ１）≡Ｍ を算出する手段と、前記デジタル信号化された時系列信
    号Ｉｎに、前記信号強度の平均の逆数１／Ｍを掛ける手
    段と、該逆数を掛けて形成された時系列信号と、しきい
    値とを比較する２値化処理により、０と１からなる２値
    化信号に変換する手段と、該２値化信号からなる時系列
    信号Ｐｎ（＝クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点にお
    ける２値化信号強度）中における、信号強度が１である
    信号の分布を計測する手段と、該信号強度が１である信
    号の分布が、所定の条件を満足しているかどうかを識別
    する手段と、前記信号の分布が所定の条件を満足してい
    る区間の信号を、１つのビットに対応したビット検出信
    号とする手段と、から少なくともなり、 前記プローブは、少なくともクロック信号ｔ＝ｔ１から
    ｔ＝ｔｍ（ｍ＞１）に対応する区間においては前記記録
    面のビット非形成部上を走査するようにしたことを特徴
    とする請求項１５に記載の記録再生装置。
17. 【請求項１７】 前記しきい値は、予め前記記録情報に
    基づくビット形成を行う前に、前記記録再生装置内のビ
    ット形成及びビット検出に関与する全てのプローブを前
    記記録面のビット非形成領域に対して固定した状態でビ
    ット検出動作を行った際に各プローブが検出した信号強
    度Ｉｎｂと、更に各プローブを前記領域に対して固定し
    た状態でビット形成動作を行った後にビット検出動作を
    行った際に各プローブが検出した信号強度Ｉｂとの比Ｉ
    ｂ／Ｉｎｂを各プローブに関して求め、該比に対して所
    定の処理を処理手段により施して算出した値に設定され
    ていることを特徴とする請求項１５または請求項１６に
    記載の記録再生装置。
18. 【請求項１８】 前記比に対する所定の処理手段が、前
    記各プローブに関する前記比の中で最小の値Ｈｍｉｎを
    求める手段と、該Ｈｍｉｎに対して（ａ×Ｈｍｉｎ）
    （ただし０．５＜ａ＜０．９）を施す手段よりなり、該
    （ａ×Ｈｍｉｎ）を前記しきい値とすることを特徴とす
    る請求項１７に記載の記録再生装置。
19. 【請求項１９】 前記ａが０．８であることを特徴とす
    る請求項１８記載の記録再生装置。
20. 【請求項２０】 前記比に対する所定の処理手段が、前
    記各プローブに関する前記比の中で最大の値Ｈｍａｘを
    求める手段と、該Ｈｍａｘに対して｛（１−Ｈｍａｘ）
    ×ｂ＋Ｈｍａｘ｝（ただし０．１＜ｂ＜０．５）を施す
    手段とよりなり、該｛（１−Ｈｍａｘ）×ｂ＋Ｈｍａ
    ｘ｝を前記しきい値とすることを特徴とする請求項１７
    に記載の記録再生装置。
21. 【請求項２１】 前記ｂが０．２であることを特徴とす
    る請求項２０に記載の記録再生装置。
22. 【請求項２２】 前記プローブの検出する信号が、ビッ
    ト部で検出した信号強度の方が前記非ビット形成部で検
    出した信号強度より相対的に大きい場合、 前記２値化処理が、前記しきい値より大きい信号の強度
    を１、前記しきい値より小さい信号の強度を０に変換す
    ることを特徴とする請求項１６〜請求項２１のいずれか
    １項に記載の記録再生装置。
23. 【請求項２３】 前記プローブの検出する信号が、ビッ
    ト部で検出した信号強度の方が前記非ビット形成部で検
    出した信号強度より相対的に小さい場合、 前記２値化処理が、前記しきい値より小さい信号の強度
    を１、前記しきい値より大きい信号の強度を０に変換す
    ることを特徴とする請求項１６〜請求項２１のいずれか
    １項に記載の記録再生装置。
24. 【請求項２４】 クロック信号ｔｎは、前記プローブが
    前記ビット列中の単一ビットの平均最大径にあたる距離
    を移動する間に、ｋ個（２＜ｋ）のデータをサンプリン
    グできるタイミングで形成されている事を特徴とする請
    求項１６〜請求項２３のいずれか１項に記載の記録再生
    装置。
25. 【請求項２５】 前記２値化信号からなる時系列信号Ｐ
    ｎ中で、信号強度が１である信号の分布を計測する手段
    が、 Ｐｎ＋Ｐｎ−１＋・・・＋Ｐｎ−ｋ＋１≡Ｑｎ を全てのｎに関して算出する手段からなることを特徴と
    する請求項１６〜請求項２４のいずれか１項に記載の記
    録再生装置。
26. 【請求項２６】 前記信号強度が１である信号の分布に
    関する所定の条件が、 Ｑｎ≧ｐ×ｋ（０．５＜ｐ＜
    ０．９５）であることを特徴とする請求項１６〜請求項
    ２５のいずれか１項に記載の記録再生装置。
27. 【請求項２７】 前記ｐが０．８であることを特徴とす
    る請求項２６に記載の記録再生装置。
28. 【請求項２８】 前記信号の分布が所定の条件を満足し
    ている区間の信号を、１つのビットに対応したビット検
    出信号とする手段が、前記所定の条件を満足しているＱ
    ｎを信号強度１の信号に、上記所定の条件を満足してい
    ないＱｎを信号強度０の信号に変換し、該２値化信号か
    らなる時系列信号Ｙｎ中で信号強度が１の信号をビット
    検出信号とすることを特徴とする請求項１６〜請求項２
    ７のいずれか１項に記載の記録再生装置。
29. 【請求項２９】 前記プローブを、複数個具備している
    ことを特徴とする請求項１５〜請求項２８のいずれか１
    項に記載の記録再生装置。
30. 【請求項３０】 前記プローブが、カンチレバーの自由
    端に固定されていることを特徴とする請求項１５〜請求
    項２９のいずれか１項に記載の記録再生装置。
31. 【請求項３１】 前記プローブと前記記録媒体が、導電
    性を有する材料から構成されていることを特徴とする請
    求項１５〜請求項３０のいずれか１項に記載の記録再生
    装置。
32. 【請求項３２】 前記記録媒体が、導電性の電極と該電
    極上に形成されたＬＢ膜から構成されており、前記記録
    面が該ＬＢ膜の表面であることを特徴とする請求項１５
    〜請求項３１のいずれか１項に記載の記録再生装置。
33. 【請求項３３】 前記プローブを介して検出した記録面
    の状態を反映する信号が、前記プローブと前記記録媒体
    間に流れる電流であることを特徴とする請求項１５〜請
    求項３２のいずれか１項に記載の記録再生装置。
34. 【請求項３４】 前記電流が、トンネル電流であること
    を特徴とする請求項３３記載の記録再生装置。
35. 【請求項３５】 記録媒体上の記録ビット列に対してプ
    ローブを相対走査し、該記録ビットを検出して記録再生
    を行う記録再生方法において、前記プローブが記録媒体
    上の同一記録ビットに対し位置を変えて複数回記録ビッ
    ト検出を行い、該複数回記録ビット検出の結果に基づ
    き、真の記録ビット判定を行うことにより記録再生する
    ことを特徴とする記録再生方法。
36. 【請求項３６】 前記複数回記録ビット検出は、前記プ
    ローブを記録媒体上の同一記録ビット列に対し、前記ビ
    ット列と直交する方向内で走査位置を変えて複数回走査
    し、該複数回の走査のそれぞれにおいて記録ビット検出
    を行うことを特徴とする請求項３５に記載の記録再生方
    法。
37. 【請求項３７】 前記真のビット判定は、前記複数回走
    査手段における複数回の走査中に記録ビット検出を行う
    過程と、該記録ビット検出手段から出力される複数回走
    査の記録ビット検出信号からエラー信号を除去する再生
    信号処理過程に基づいて行われることを特徴とする請求
    項３５に記載の記録再生方法。
38. 【請求項３８】 前記プローブの複数回走査は、記録さ
    れた同一の記録ビット列に対しプローブをその走査方向
    と直交する方向に位置をずらして、少なくとも３回以上
    走査することにより行われることを特徴とする請求項３
    ６または請求項３７に記載の記録再生方法。
39. 【請求項３９】 前記プローブの複数回走査は、前記プ
    ローブと前記記録ビット列の相対走査方向を少なくとも
    １回以上反転させる往復走査により行われることを特徴
    とする請求項３６〜請求項３８のいずれか１項に記載の
    記録再生方法。
40. 【請求項４０】 前記プローブの複数回走査は、駆動信
    号−駆動量特性においてヒステリシス特性を有するアク
    チュエータと、該駆動信号−駆動量特性を時間的に直線
    性を有するように補正された該アクチュエータの駆動を
    行うアクチュエータ駆動制御により行われることを特徴
    とする請求項３９に記載の記録再生方法。
41. 【請求項４１】 前記再生信号処理過程は、前記記録ビ
    ット検出信号を時間的に反転させる時間反転過程を有し
    ていることを特徴とする請求項３９に記載の記録再生方
    法。
42. 【請求項４２】 前記プローブの複数回走査は、前記プ
    ローブが円周状に並んだ記録ビット列上を複数回円周走
    査する円周走査により行われることを特徴とする請求項
    ３５〜請求項３８のいずれか１項に記載の記録再生方
    法。
43. 【請求項４３】 前記再生信号処理過程は、前記複数回
    走査の記録ビット検出信号において、少なくとも２回以
    上記録ビットを検出した場合に真の記録ビットであると
    判定する記録ビット判定過程を有することを特徴とする
    請求項３７に記載の記録再生方法。
44. 【請求項４４】 前記再生信号処理過程が、さらに、前
    記記録ビット検出信号を時間的にシフトさせる過程を有
    し、前記記録ビット判定過程が、前記記録ビット検出信
    号と該時間シフト過程において時間的にシフトされた記
    録ビット検出信号とから判定する過程を有することを特
    徴とする請求項４３に記載の記録再生方法。
45. 【請求項４５】 前記記録ビット判定過程が、前記記録
    ビット検出信号と前記時間的にシフトされた記録ビット
    検出信号との論理和信号および論理積信号を算出する過
    程を有することを特徴とする請求項４４に記載の記録再
    生方法。
46. 【請求項４６】 前記再生信号処理過程が、前記記録ビ
    ット検出が行われるべきタイミングに同期する記録ビッ
    ト検出同期信号を発生する過程と、該記録ビット検出同
    期信号に同期させて前記記録ビット検出信号を検出する
    同期検出過程とを有することを特徴とする請求項３７〜
    請求項４５のいずれか１項に記載の記録再生方法。
47. 【請求項４７】 前記同期検出過程が、前記記録ビット
    検出信号と、前記記録ビット検出同期信号との論理積信
    号を算出する過程を有することを特徴とする請求項４６
    に記載の記録再生方法。
48. 【請求項４８】 前記記録再生方法は、複数記録ビット
    列に対し複数のプローブを一体に相対走査し該複数の記
    録ビットを検出することを特徴とする請求項３６〜請求
    項４７のいずれか１項に記載の記録再生方法。
49. 【請求項４９】 請求項３５に記載の記録再生方法にお
    ける複数回記録ビット検出によるビット検出方法であっ
    て、前記プローブを記録媒体上の同一記録ビットに対
    し、一回の走査において複数回記録ビット検出を行うこ
    とを特徴とするビット検出方法。
50. 【請求項５０】 前記複数回記録ビット検出は、クロッ
    ク信号ｔ＝ｔｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｎ、・・・；
    ｔ＝ｔ１はビット検出動作開始時刻に対応する）に基づ
    いてデジタル信号化した時系列信号Ｉｎ（＝クロック信
    号ｔ＝ｔｎに対応する時点における時系列信号強度）に
    対し所定の信号処理を施すことにより、ビット由来の信
    号のみを検出するようにされていることを特徴とする請
    求項４９に記載のビット検出方法。
51. 【請求項５１】 前記所望の信号処理が、前記クロック
    信号ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔｍに対応する区間の信号強度の
    平均 （Ｉ１＋Ｉ２＋・・・＋Ｉｍ）／（ｔｍ−ｔ１）≡Ｍ を算出する課程と、前記デジタル信号化された時系列信
    号Ｉｎに、前記信号強度の平均の逆数１／Ｍを掛ける過
    程と、該逆数を掛けて形成された時系列信号と、しきい
    値とを比較する２値化処理により、０と１からなる２値
    化信号に変換する過程と、該２値化信号からなる時系列
    信号Ｐｎ（＝クロック信号ｔ＝ｔｎに対応する時点にお
    ける２値化信号強度）中における、信号強度が１である
    信号の分布を計測する過程と、該信号強度が１である信
    号の分布が、所定の条件を満足しているかどうかを識別
    する過程と、前記信号の分布が所定の条件を満足してい
    る区間の信号を、１つのビットに対応したビット検出信
    号とする過程と、から少なくともなり、前記プローブ
    は、少なくともクロック信号ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔｍ（ｍ
    ＞１）に対応する区間においては前記記録面のビット非
    形成部上を走査するようにしたことを特徴とする請求項
    ５０に記載のビット検出方法。
52. 【請求項５２】 前記しきい値は、予め前記記録情報に
    基づくビット形成を行う前に、前記記録再生装置内のビ
    ット形成及びビット検出に関与する全てのプローブを前
    記記録面のビット非形成領域に対して固定した状態でビ
    ット検出動作を行った際に各プローブが検出した信号強
    度Ｉｎｂと、更に各プローブを前記領域に対して固定し
    た状態でビット形成動作を行った後にビット検出動作を
    行った際に各プローブが検出した信号強度Ｉｂとの比Ｉ
    ｂ／Ｉｎｂを各プローブに関して求め、該比に対して所
    定の処理を施して算出した値に設定されていることを特
    徴とする請求項５０または請求項５１に記載のビット検
    出方法。
53. 【請求項５３】 前記比に対する所定の処理が、前記各
    プローブに関する前記比の中で最小の値Ｈｍｉｎを求め
    る過程と、該Ｈｍｉｎに対して（ａ×Ｈｍｉｎ）（ただ
    し０．５＜ａ＜０．９）を施す過程よりなり、該（ａ×
    Ｈｍｉｎ）を前記しきい値とすることを特徴とする請求
    項５２に記載のビット検出方法。
54. 【請求項５４】 前記ａが０．８であることを特徴とす
    る請求項５３記載のビット検出方法。
55. 【請求項５５】 前記比に対する所定の処理が、前記各
    プローブに関する前記比の中で最大の値Ｈｍａｘを求め
    る過程と、該Ｈｍａｘに対して｛（１−Ｈｍａｘ）×ｂ
    ＋Ｈｍａｘ｝（ただし０．１＜ｂ＜０．５）を施す過程
    とよりなり、該｛（１−Ｈｍａｘ）×ｂ＋Ｈｍａｘ｝を
    前記しきい値とすることを特徴とする請求項５２に記載
    のビット検出方法。
56. 【請求項５６】 前記ｂが０．２であることを特徴とす
    る請求項５５に記載のビット検出方法。
57. 【請求項５７】 前記プローブの検出する信号が、ビッ
    ト部で検出した信号強度の方が前記非ビット形成部で検
    出した信号強度より相対的に大きい場合、 前記２値化処理が、前記しきい値より大きい信号の強度
    を１、前記しきい値より小さい信号の強度を０に変換す
    ることを特徴とする請求項５１〜請求項５６のいずれか
    １項に記載のビット検出方法。
58. 【請求項５８】 前記プローブの検出する信号が、ビッ
    ト部で検出した信号強度の方が前記非ビット形成部で検
    出した信号強度より相対的に小さい場合、 前記２値化処理が、前記しきい値より小さい信号の強度
    を１、前記しきい値より大きい信号の強度を０に変換す
    ることを特徴とする請求項５１〜請求項５６のいずれか
    １項に記載のビット検出方法。
59. 【請求項５９】 クロック信号ｔｎは、前記プローブが
    前記ビット列中の単一ビットの平均最大径にあたる距離
    を移動する間に、ｋ個（２＜ｋ）のデータをサンプリン
    グできるタイミングで形成されている事を特徴とする請
    求項５１〜請求項５８のいずれか１項に記載のビット検
    出方法。
60. 【請求項６０】 前記２値化信号からなる時系列信号Ｐ
    ｎ中で、信号強度が１である信号の分布を計測する過程
    が、 Ｐｎ＋Ｐｎ−１＋・・・＋Ｐｎ−ｋ＋１≡Ｑｎ を全てのｎに関して算出する課程からなることを特徴と
    する請求項５１〜請求項５９のいずれか１項に記載のビ
    ット検出方法。
61. 【請求項６１】 前記信号強度が１である信号の分布に
    関する所定の条件が、 Ｑｎ≧ｐ×ｋ（０．５＜ｐ＜
    ０．９５）であることを特徴とする請求項５１〜請求項
    ６０のいずれか１項に記載のビット検出方法。
62. 【請求項６２】 前記ｐが０．８であることを特徴とす
    る請求項６１に記載のビット検出方法。
63. 【請求項６３】 前記信号の分布が所定の条件を満足し
    ている区間の信号を、１つのビットに対応したビット検
    出信号とする過程が、前記所定の条件を満足しているＱ
    ｎを信号強度１の信号に、上記所定の条件を満足してい
    ないＱｎを信号強度０の信号に変換し、該２値化信号か
    らなる時系列信号Ｙｎ中で信号強度が１の信号をビット
    検出信号とすることを特徴とする請求項５１〜請求項６
    ２のいずれか１項に記載のビット検出方法。
64. 【請求項６４】 前記プローブを介して検出した記録面
    の状態を反映する信号が、前記プローブと前記記録媒体
    間に流れる電流であることを特徴とする請求項５１〜請
    求項６３のいずれか１項に記載のビット検出方法。
65. 【請求項６５】 前記電流が、トンネル電流であること
    を特徴とする請求項６４記載のビット検出方法。