JPH1173746A

JPH1173746A - トラッキング機構及びトラッキング方法

Info

Publication number: JPH1173746A
Application number: JP24965397A
Authority: JP
Inventors: Junichi Seki; 淳一関; Susumu Yasuda; 進安田; Shunichi Shito; 俊一紫藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-16
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: JP3372841B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、従来のものにおけるような問題のあ
る手法を採ることなく、トラッキングビットの再生信号
を比較することにより、データの記録・再生と同じ方法
によって高精度、高速で安定したトラッキングが可能な
トラッキング機構及びトラッキング方法を提供すること
を目的としている。【解決手段】本発明は、媒体上をプローブで相対走査し
て該媒体上に情報を記録再生する記録再生手段における
トラッキング機構またはトラッキング方法であって、２
本を１組とし、または該２本を１組とするプローブを複
数組備え、該プローブによって該プローブ間隔と異なる
間隔のトラッキングビット列を形成し、該プローブを記
録再生時にトラッキング走査して、これら２本を１組と
し、または該２本を１組とするプローブの複数組によ
り、前記トラッキングビット列の走査により検出された
該プローブの出力を比較することによって、トラッキン
グ制御することを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、媒体上をプローブ
で相対走査して該媒体上に情報を記録再生する記録再生
装置におけるトラッキング機構およびトラッキング方法
に関し、例えば、ＳＴＭの原理を用いた高密度・大容量
メモリ装置におけるトラッキング機構およびトラッキン
グ方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、導体の電子構造を直接観察できる
走査型トンネル顕微鏡（以後、ＳＴＭと略す）が開発さ
れ［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｎｇｅｔａｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ，４９，５７（１９８２）］、単結
晶、多結晶を問わず実空間像の高い分解能の測定ができ
るようになった。以来、先端の尖ったプローブを走査す
ることにより様々な情報を得る走査プローブ顕微鏡（Ｓ
ＰＭ）や、さらに基板に電気的、化学的あるいは物理的
作用を及ぼす事を目的としたＳＰＭを応用した微細加工
技術の研究開発が行われている。さらに、このようなＳ
ＰＭ技術はメモリ技術にも応用されつつある。例えば、
特開昭６３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１
５５３号公報等には、記録層として電圧電流のスイッチ
ング特性に対してメモリ効果を持つ材料、例えばπ電子
径有機化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層を用いて、
記録・再生をＳＴＭで行う方法が開示されている。この
方法を用いて記録のビットサイズを直径１０ｎｍとすれ
ば、１０¹²ビット／ｃｍ²の記録密度を持つ情報処理装
置が実現できる。

【０００３】さて、一般に媒体上に記録された情報を読
み出す場合には、媒体上の情報列に沿って情報読み出し
用のプローブを相対移動させる必要がある。そのために
は、何らかの方法で情報列の位置を知り、その位置にプ
ローブを移動させることが必要となる。まず、情報列の
位置を検出する方法として媒体上に物理的なトラックを
形成し、そのトラックにプローブを沿わせる方法が知ら
れている。特開平１−１０７３４１号公報には記録媒体
表面にトラックとしてＶ字型の溝を形成し、プローブ電
極が常にこの溝の中央に位置するように制御する方法が
開示されている。また特開平１−１３３２３９号公報に
は記録媒体の下にトラックを導電帯層で形成して、トラ
ックにトラッキング信号を印加し、プローブから検出さ
れるトラッキング信号に基づいてフィードバック制御を
行う方法が開示されている。また、特別なトラックを媒
体上に形成することなく情報列を、トラッキングする方
法として、特開平４−２１２７３７号公報には、プロー
ブをビット列に対し垂直方向に微小な振幅で振動させな
がら記録ビットの位置を検出し、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。

【０００４】これに対して、位置ずれに対してフィード
バック制御を行うのではなく、情報列が存在する付近を
ある程度の密度で走査して情報読み取りを行い、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２−０５０３３３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４−３６４２４４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。さらに、特開平４−３５５２３
１号公報には、記録再生走査の前に２度の予備走査を行
って、その際に得られたトンネル電流をそれぞれ積分し
て、その作動出力値を得て、１回目の予備走査軌跡に対
して２回目の予備走査軌跡の作動出力値から実際の信号
列の中心位置を検出して３回目に信号列の中心付近を走
査して再生信号を得る方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−１０７３４１号公報や特開平１−１３３２３９号公
報に開示されているような媒体上に物理トラックを作成
する方法は、物理トラックを設ける工程が必要になり記
録媒体の作成工程が複雑になり、超高精度の加工精度が
要求されるため技術的、コスト的に難点があるという問
題点があった。また、特開平４−２１２７３７号公報に
開示された方法においては、走査を高速に行おうとする
と、情報列の向きに垂直な微小振動の周波数をそれ以上
にしなければならないため、走査速度が微小振動の最高
周波数で制限されるという問題点があった。特開平２−
０５０３３３号公報に開示されるパターン認識を用いた
方法も、高密度で読み取りを行うために走査に時間がか
かり、さらに後処理においてもパターン認識という複雑
で処理時間を有する工程が必要であるという問題点があ
った。特開平４−３６４２４４号公報や特開平４−３５
５２３１号公報に開示される方法においても、１列の情
報列を読み取るのに３度以上の走査が必要となるため読
み取り走査に時間がかかるという問題点があった。

【０００６】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
めに、上記従来のものにおけるような問題のある手法を
採ることなく、トラッキングビットの再生信号を比較す
ることにより、データの記録・再生と同じ方法によって
高精度、高速で安定したトラッキングが可能なトラッキ
ング機構及びトラッキング方法を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、トラッキング機構及びトラッキング方法
を、つぎのように構成したことを特徴とするものであ
る。すなわち、本発明のトラッキング機構は、媒体上を
プローブで相対走査して該媒体上に情報を記録再生する
記録再生装置におけるトラッキング機構であって、トラ
ッキングビット列と異なる間隔を有する２本を１組と
し、または該２本を１組とするプローブを複数組有して
なるプローブと、これら２本を１組とし、または該２本
を１組とするプローブの複数組によって、記録再生時に
おける前記トラッキングビット列を走査し、該走査によ
り検出される該プローブの出力を比較してトラッキング
制御する手段と、を有することを特徴としている。ま
た、本発明のトラッキング機構における前記プローブを
トラッキング制御する手段は、前記トラッキングビット
列の走査により検出される該プローブの出力を比較し、
比較結果に応じた符合と絶対値を持つ信号を出力する比
較手段と、該比較手段から出力される信号と過去の信号
の履歴を積分する積分手段と、該積分手段から出力され
る信号を増幅して制御信号として出力する増幅手段とに
よって構成されていることを特徴としている。また、本
発明のトラッキング機構は、前記トラッキングビット列
の走査により検出される該プローブの出力を、２値化す
る２値化手段を有していることを特徴としている。ま
た、本発明のトラッキング機構は、前記プローブからの
出力の最大値をホールドするピークホールド手段と、前
記プローブからの出力があるしきい値を超えた時に、前
記ピークホールド手段に対してリセット信号を出力する
しきい値検出手段と、を有していることを特徴としてい
る。また、本発明のトラッキング機構は、前記トラッキ
ングビット列が、データビット列を兼ねることを特徴と
している。また、本発明のトラッキング方法は、媒体上
をプローブで相対走査して該媒体上に情報を記録再生す
る記録再生手段におけるトラッキング方法であって、２
本を１組とし、または該２本を１組とするプローブを複
数組備え、該プローブによって該プローブ間隔と異なる
間隔のトラッキングビット列を形成し、該プローブを記
録再生時にトラッキング走査して、これら２本を１組と
し、または該２本を１組とするプローブの複数組によ
り、前記トラッキングビット列の走査により検出された
該プローブの出力を比較することによって、トラッキン
グ制御することを特徴としている。また、本発明のトラ
ッキング方法は、前記トラッキングビット列の走査によ
り検出されたプローブの出力は、比較手段によって比較
され、該比較結果に応じた符合と絶対値を持つ信号とし
て出力され、過去の信号の履歴と足し合わされた後、増
幅して制御信号とされることを特徴としている。また、
本発明のトラッキング方法は、前記トラッキングビット
列の走査により検出されたプローブの出力が、２値化手
段によって２値化されることを特徴としている。また、
本発明のトラッキング方法は、前記トラッキングビット
列の走査により検出されたプローブの出力が、該出力の
最大値がピークホールド手段によってホールドされ、前
記プローブからの出力があるしきい値を超えた時に、し
きい値検出手段から前記ピークホールド手段に対してリ
セット信号を出力することを特徴としている。また、本
発明のトラッキング方法は、前記トラッキングビット列
が、データビット列を兼ねることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、上記した構成によっ
て、プローブ間隔とトラッキングビット間隔をずらして
トラッキングビット列を生成し、トラッキングビットの
再生信号を比較することにより、データの記録・再生と
同じ方法によって高精度、高速で安定したトラッキング
が可能となる。また、複数組のプローブをトラッキング
に用いることで、より安定した系が実現され、プローブ
の欠損への対応やトラッキングビット列とデータビット
列の共用が可能となる。また、ビットのない区間で直前
のビットの出力をホールドする機構を併用することによ
り、トラッキングビット列とデータビット列の共用が可
能となる。

【０００９】図６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６０１上の
記録層６０２からなる記録媒体６０３に対し、先端に設
けられている探針６０４が接触するように、複数のプロ
ーブ６０５が配置されている。各プローブ６０５におい
て、探針６０４は、たわむ様に弾性変形を生じる弾性体
６０６により支持されている。ここで、弾性体６０６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６１４により制御された位置制御回路６１３からの位
置制御信号を受け、ｘｙｚ駆動機構６０７により、記録
媒体６０３に取り付けられたｘｙｚステージ６０８が駆
動され、プローブ６０５と記録媒体６０３とは相対的に
３次元方向に移動する。記録媒体６０３に対し、プロー
ブの６０４のｘｙ方向及びｚ方向位置を調節し、探針６
０４先端が記録媒体６０３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６０５が
位置合せされる。上記の記録再生装置において記録媒体
６０３に対しプローブ６０５を走査する際、プローブ６
０５上の探針６０４先端は記録媒体６０３に対し、常に
接触した状態を保つ。

【００１０】このような接触走査方式は、探針６０４先
端を記録媒体６０３に対し接触させたまま走査する場合
に、記録媒体６０３の表面に凹凸があっても、弾性体６
０６の弾性変形によりこれを吸収するため、探針６０４
先端と記録媒体６０３表面の接触力はほぼ一定に保た
れ、探針６０４先端や記録媒体６０３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６０３に対する個々のプ
ローブ６０５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６０３に対するプローブ６０５
の高速走査が可能となる。制御コンピュータ６１４によ
り制御された記録制御回路６１１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６０９
を通し、各探針６０４から記録媒体６０３に印加され
る。このようにして、記録層６０２の探針６０４先端が
接触する部分に局所的に記録が行われる。

【００１１】上述の装置における記録層６０２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法により作成された有機単分子の膜の累積膜）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
ＬＢ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。

【００１２】第２の具体例として、ＧｅＴｅ、ＧａＳ
ｂ、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で非晶質→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や
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。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６０９により、各プローブ６０５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６１０により、探針６０４と基板６０１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
６１２において検出する。記録媒体６０３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６１２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６１４に出力する。

【００１３】以下、図面を参照しながら本発明の構成と
動作について説明する。図１において、ｄは２本のプロ
ーブ１０１，１０２の間隔を示している。これに対し
て、トラッキングビット列１０３はプローブ間隔ｄに対
してΔｄだけずれた間隔で作られている。図１は、ビッ
ト列の間隔をｄ＋ΔｄすなわちΔｄだけ広くした場合の
例である。もちろん、ビット列の間隔をｄ−Δｄすなわ
ちΔｄだけ狭くしてもかまわない。ここで、平行に並ん
だ２本のプローブが、ビットの書き込まれた記録媒体上
をビット列に対して平行な方向（矢印の方向）にバイア
ス電圧を印加した状態で走査すると、プローブがビット
１０３上を通過する際にプローブと記録媒体との間の電
流が増大（または、減少）する。ここで２本のプローブ
の出力を比較回路２０４に入力し電流値の比較を行う。
図３に示すように、プローブが目標通りの位置にある場
合には、比較器からのエラー信号は出力されない。しか
し、図４、５に示すようにビット列に対して垂直方向に
誤差が生じた場合、誤差の向きに応じた極性と誤差量に
応じた絶対値を持つエラー信号が比較器から出力され
る。これを用いてトラッキング制御を行う。以上のプロ
ーブが２本の場合について説明したが、トラッキングに
複数組のプローブを用いても構わない。この場合、エラ
ー出力は、トラッキングに用いられる全プローブからの
信号の総和として得られるので、平均化が図られるた
め、よりロバストな系が実現される。このため、プロー
ブの本数が十分に多い場合、トラッキングビット列をデ
ータビット列とすることや、製造上の都合や故障等でト
ラッキングに用いられるプローブの本数を奇数とする事
も可能である。また、次のビットが出現するまでの間、
前のビットの値を保持しておくような機構を用いること
で、トラッキングビット列をデータビット列とすること
も可能である。記録されたデータによっては、ビットの
ない区間が続くような状態も考えられるが、この機構に
よって対処できる。本発明を適用する記録再生装置は前
記記録再生装置に限られるものではない。磁気記録再生
装置、光磁気記録再生装置等、他の記録再生装置にも適
用可能である。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。［実施例１］図１、２を用いて、前記構成の記録再生装
置に対し、本発明のトラッキング機構を適用した実施例
１について以下に詳細な説明を行う。まず、上記装置に
対して、２００μｍ間隔で一体成形された２本のプロー
ブ１０１、１０２を取り付けた。記録層６０２にはポリ
イミドの単分子膜６層からなるＬＢ膜を用いた。次に２
本のプローブを、長さ１００μｍにわたり、線速度０．
１ｍｍ／ｓで直線状に走査を行った。走査中、第１のプ
ローブ１０１を用いて、２０４８回電圧パルスを印加し
た。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅｃであ
る。生成されたトラッキングビットの直径は約１０ｎ
ｍ、ビット間隔は約５０ｎｍであった。

【００１５】次に、２本プローブを元の位置に戻し、第
１のプローブ１０１から見て第２のプローブ側に２本の
プローブを４ｎｍ移動させてから長さ１００μｍにわた
り、線速度０．１ｍｍ／ｓで直線状に走査を行った。走
査中、第２のプローブ１０２を用いて、２０４８回電圧
パルスを印加した。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３
μｓｅｃである。生成されたトラッキングビット１０３
の直径は約１０ｎｍ、ビット間隔は約５０ｎｍであっ
た。

【００１６】次に、トラッキングを行いながらビット列
の再生動作を行った。ここで、図２を用いて本実施例で
用いたトラッキング機構について説明する。２本のプロ
ーブから出力された記録ビットの電流信号はＩ／Ｖ変換
回路２０１によって電圧信号に変換され、増幅回路２０
２によってそれぞれ増幅された後、ローパスフィルタ２
０３を通って、比較回路２０４へ入力される。比較回路
２０４は入力された信号を比較し、その差分に応じた極
性、絶対値を持つ電圧信号を出力する。この電圧信号は
ＰＩＤフィルタ２０５を通り、積分回路２０６で過去の
履歴と足し合わされ、増幅回路２０７で増幅された後、
位置制御信号と足し合わされて、図６におけるｘｙｚ駆
動機構６０７を制御する。２本のプローブを元の位置に
戻してから、２本のプローブに１．５Ｖのバイアス電圧
を印加し、線速度２ｍｍ／ｓで、上記トラッキング機構
を用いてトラッキングを行いながら走査して、５０往復
の再生動作を行い、再生信号をモニタした結果、再生エ
ラーは認められなかった。

【００１７】［実施例２］図７、８を用いて、前記構成
の記録再生装置に対し、本発明のトラッキング機構を適
用した実施例２について以下に詳細な説明を行う。ま
ず、上記装置に対して、５０μｍ間隔で一体成形された
１２８本のプローブを取り付けた。記録層６０２にはポ
リイミドの単分子膜６層からなるＬＢ膜を用いた。次に
プローブ全体を、長さ１００μｍにわたり、線速度０．
１ｍｍ／ｓで直線状に走査を行った。走査中、第１のプ
ローブ１０１を用いて、２０４８回電圧パルスを印加し
た。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅｃであ
る。生成されたトラッキングビット１０３の直径は約１
０ｎｍ、ビット間隔は約５０ｎｍであった。

【００１８】次に、プローブ全体を元の位置に戻し、第
１のプローブ１０１から見て第１２８のプローブ７０８
側にプローブ全体を４ｎｍ移動させてから長さ１００μ
ｍにわたり、線速度０．１ｍｍ／ｓで直線状に走査を行
った。走査中、第１２８のプローブ７０１を用いて、２
０４８回電圧パルスを印加した。電圧は５．５Ｖ、印加
時間は０．３μｓｅｃである。生成されたトラッキング
ビットの直径は約１０ｎｍ、ビット間隔は約５０ｎｍで
あった。次に、第１、第１２８のプローブを用いて、ト
ラッキングを行いながら、第２から第１２７まで計１２
６本のプローブ１０２を用いて、ビット列の記録動作を
行った。ここで、図８を用いて本実施例で用いたトラッ
キング機構について説明する。第１と第１２８の２本の
プローブから出力された記録ビットの電流信号はＩ／Ｖ
変換回路２０１によって電圧信号に変換され、増幅回路
２０２によってそれぞれ増幅された後、ローパスフィル
タ２０３を通って、２値化回路８０１で２値化を行った
後、比較回路２０４へ入力される。比較回路２０４は入
力された信号を比較し、その差分に応じた極性を持つ定
電圧信号を出力する。この電圧信号はＰＩＤフィルタ２
０５を通り、積分回路２０６で過去の履歴と足し合わさ
れ、増幅回路２０７で増幅された後、位置制御信号と足
し合わされて、図６におけるｘｙｚ駆動機構６０７を制
御する。

【００１９】プローブ全体を元の位置に戻してから、第
１、第１２８のプローブに１．５Ｖのバイアス電圧を印
加し、線速度２ｍｍ／ｓで、上記トラッキング機構を用
いてトラッキングを行いながら走査を行った。走査中、
第２から第１２７まで計１２６本のプローブ１０２を用
いて、あらかじめ用意したデータ列に合わせて、各プロ
ーブ最大２０４８回電圧パルスを印加した。電圧は５．
５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅｃである。生成されたデ
ータビット７０２の直径は約１０ｎｍ、ビット間隔は約
５０ｎｍであった。また、第１、第１２８のプローブ再
生信号をモニタした結果、再生エラーは認められなかっ
た。次に、トラッキングを行いながらデータビット列の
再生動作を行った。プローブ全体を元の位置に戻してか
ら、第１から第１２８の全プローブに１．５Ｖのバイア
ス電圧を印加し、線速度２ｍｍ／ｓで、第１、第１２８
のプローブで上記トラッキング機構を用いてトラッキン
グを行いながら走査を行った。走査中、第２から第１２
７まで計１２６本のプローブ１０２の再生信号をモニタ
した。５０往復の再生動作を行った結果、再生エラーは
認められなかった。

【００２０】［実施例３］図９、１０を用いて、前記構
成の記録再生装置に対し、本発明のトラッキング機構を
適用した実施例３について以下に詳細な説明を行う。ま
ず、上記装置に対して、５０μｍ間隔で一体成形された
１２８本のプローブを取り付けた。記録層６０２にはポ
リイミドの単分子膜６層からなるＬＢ膜を用いた。次に
プローブ全体を、長さ１００μｍにわたり、線速度０．
１ｍｍ／ｓで直線状に走査を行った。走査中、奇数番め
の計６４本のプローブを用いて、あらかじめ用意したデ
ータに合わせて、各プローブ最大２０４８回電圧パルス
を印加した。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅ
ｃである。生成されたデータビットの直径は約１０ｎ
ｍ、ビット間隔は約５０ｎｍであった。次に、プローブ
全体を元の位置に戻し、第１のプローブ１０１から見て
第１２８のプローブ７０１側にプローブ全体を４ｎｍ移
動させてから長さ１００μｍにわたり、線速度０．１ｍ
ｍ／ｓで直線状に走査を行った。走査中、偶数番めの計
６４本のプローブを用いて、あらかじめ用意したデータ
列に合わせて、各プローブ最大２０４８回電圧パルスを
印加した。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅｃ
である。生成されたデータビットの直径は約１０ｎｍ、
ビット間隔は約５０ｎｍであった。

【００２１】次に、全プローブを用いて、トラッキング
を行いながら、データビット列の再生動作を行った。こ
こで、図１０を用いて本実施例で用いたトラッキング機
構について説明する。全プローブから出力された記録ビ
ットの電流信号はＩ／Ｖ変換回路２０１によって電圧信
号に変換され、増幅回路２０２によってそれぞれ増幅さ
れ、ローパスフィルタ２０３を通った後、比較回路２０
４へ入力される。比較回路２０４は奇数番目のプローブ
からの信号の総和と偶数番目のプローブからの信号の総
和を比較し、その差分に応じた極性と絶対値を持つ電圧
信号を出力する。この電圧信号はＰＩＤフィルタ２０５
を通り、積分回路２０６で過去の履歴と足し合わされ、
増幅回路２０７で増幅された後、位置制御信号と足し合
わされて、図６におけるｘｙｚ駆動機構６０７を制御す
る。プローブ全体を元の位置に戻してから、全プローブ
に１．５Ｖのバイアス電圧を印加し、線速度２ｍｍ／ｓ
で、上記トラッキング機構を用いてトラッキングを行い
ながら走査を行った。走査中、全プローブの再生信号を
モニタした。５０往復の再生動作を行った結果、再生エ
ラーは認められなかった。次に第１のプローブからトラ
ッキング機構への出力を切断し、同様にデータビット列
の再生動作を行ったが、トラッキング動作に支障はなか
った。

【００２２】［実施例４］図１１、１２を用いて、前記
構成の記録再生装置に対し、本発明のトラッキング機構
を適用した実施例４について以下に詳細な説明を行う。
まず、上記装置に対して、２００μｍ間隔で一体成形さ
れた２本のプローブを取り付けた。記録層６０２にはポ
リイミドの単分子膜６層からなるＬＢ膜を用いた。次に
２本のプローブを、長さ１００μｍにわたり、線速度
０．１ｍｍ／ｓで直線状に走査を行った。走査中、第１
のプローブ１０１を用いて、あらかじめ用意したデータ
に合わせて、最大２０４８回電圧パルスを印加した。電
圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅｃである。生成
されたデータビットの直径は約１０ｎｍ、ビット間隔は
約５０ｎｍであった。次に、２本のプローブを元の位置
に戻し、第１のプローブ１０１から見て第２のプローブ
１０２側に２本のプローブを４ｎｍ移動させてから長さ
１００μｍにわたり、線速度０．１ｍｍ／ｓで直線状に
走査を行った。走査中、第２のプローブ１０２を用い
て、あらかじめ用意したデータ列に合わせて、最大２０
４８回電圧パルスを印加した。電圧は５．５Ｖ、印加時
間は０．３μｓｅｃである。生成されたデータビットの
直径は約１０ｎｍ、ビット間隔は約５０ｎｍであった。

【００２３】次に、２本のプローブを用いて、トラッキ
ングを行いながら、データビット列の再生動作を行っ
た。ここで、図１２を用いて本実施例で用いたトラッキ
ンク機構について説明する。全プローブから出力された
記録ビットの電流信号はＩ／Ｖ変換回路２０１によって
電圧信号に変換され、増幅回路２０２によってそれぞれ
増幅され、ローパスフィルタ２０３を通った後、しきい
値回路１２０１とピークホールド回路１２０２へ入力さ
れる。しきい値回路１２０１は、信号電圧があらかじめ
定められた電圧値を超えたときにピークホールド回路１
２０２に対してリセット信号を出力する。ピークホール
ド回路１２０２はホールドしたピーク電圧を比較回路２
０４へ出力し続ける。比較回路２０４は、第１のプロー
ブ１０１からの信号と第２のプローブ１０２からの信号
を比較し、その差分に応じた極性と絶対値を持つ電圧信
号を出力する。この電圧信号はＰＩＤフィルタ２０５を
通り、積分回路２０６で過去の履歴と足し合わされ、増
幅回路２０７で増幅された後、位置制御信号と足し合わ
されて、図６におけるｘｙｚ駆動機構６０７を制御す
る。プローブ全体を元の位置に戻してから、２本のプロ
ーブに１．５Ｖのバイアス電圧を印加し、線速度２ｍｍ
／ｓで、上記トラッキング機構を用いてトラッキングを
行いながら走査を行った。走査中、２本のプローブの再
生信号をモニタした。５０往復の再生動作を行った結
果、再生エラーは認められなかった。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、以上のように、プロー
ブ間隔とその間隔をずらして生成したトラッキングビッ
ト列の再生信号を比較することにより、データの記録・
再生と同じ方法によって高精度、高速で安定したトラッ
キングが可能となった。また、本発明によれば、トラッ
キングに用いるビット列を増やし、あるいはビットのな
い部分で直前のビットの出力をホールドする機構を併用
することにより、トラッキングビット列とデータビット
列を併用することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を説明する図である。

【図２】本発明の実施例１のトラッキング機構を説明す
る図である。

【図３】本発明のトラッキング機構の原理を説明する図
である。

【図４】本発明のトラッキング機構の原理を説明する図
である。

【図５】本発明のトラッキング機構の原理を説明する図
である。

【図６】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７】本発明の実施例２を説明する図である。

【図８】本発明の実施例２のトラッキング機構を説明す
る図である。

【図９】本発明の実施例３を説明する図である。

【図１０】本発明の実施例３のトラッキング機構を説明
する図である。

【図１１】本発明の実施例４を説明する図である。

【図１２】本発明の実施例４のトラッキング機構を説明
する図である。

【符号の説明】

１０１：プローブ１１０２：プローブ２１０３：トラッキングビット２０１：Ｉ／Ｖ変換回路２０２：増幅回路２０３：ローパスフィルタ２０４：比較回路２０５：ＰＩＤフィルタ２０６：積分回路２０７：増幅回路６０１：基板６０２：記録層６０３：記録媒体６０４：探針６０５：プローブ６０６：弾性体６０７：ｘｙｚ駆動機構６０８：ｘｙｚ駆動ステージ６０９：切り替えスイッチ６１０：バイアス印加手段６１１：記録制御回路６１２：再生制御回路６１３：位置制御回路６１４：制御コンピュータ７０１：プローブ１２８７０２：データビット８０１：２値化回路１２０１：しきい値回路１２０２：ピークホールド回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】媒体上をプローブで相対走査して該媒体上
に情報を記録再生する記録再生装置におけるトラッキン
グ機構であって、トラッキングビット列と異なる間隔を有する２本を１組
とし、または該２本を１組とするプローブを複数組有し
てなるプローブと、これら２本を１組とし、または該２本を１組とするプロ
ーブの複数組によって、記録再生時における前記トラッ
キングビット列を走査し、該走査により検出される該プ
ローブの出力を比較してトラッキング制御する手段と、を有することを特徴とするトラッキング機構。
【請求項２】前記プローブをトラッキング制御する手段
は、前記トラッキングビット列の走査により検出される
該プローブの出力を比較し、比較結果に応じた符合と絶
対値を持つ信号を出力する比較手段と、該比較手段から
出力される信号と過去の信号の履歴を積分する積分手段
と、該積分手段から出力される信号を増幅して制御信号
として出力する増幅手段と、によって構成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のトラッキング機構。
【請求項３】前記トラッキング機構は、前記トラッキン
グビット列の走査により検出される該プローブの出力
を、２値化する２値化手段を有していることを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載のトラッキング機構。
【請求項４】前記トラッキング機構は、前記プローブか
らの出力の最大値をホールドするピークホールド手段
と、前記プローブからの出力があるしきい値を超えた時
に、前記ピークホールド手段に対してリセット信号を出
力するしきい値検出手段と、を有していることを特徴と
する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のトラッ
キング機構。
【請求項５】前記トラッキングビット列が、データビッ
ト列を兼ねることを特徴とする請求項４に記載のトラッ
キング機構。
【請求項６】媒体上をプローブで相対走査して該媒体上
に情報を記録再生する記録再生手段におけるトラッキン
グ方法であって、２本を１組とし、または該２本を１組とするプローブを
複数組備え、該プローブによって該プローブ間隔と異な
る間隔のトラッキングビット列を形成し、該プローブを
記録再生時にトラッキング走査して、これら２本を１組
とし、または該２本を１組とするプローブの複数組によ
り、前記トラッキングビット列の走査により検出された
該プローブの出力を比較することによって、トラッキン
グ制御することを特徴とするトラッキング方法。
【請求項７】前記トラッキングビット列の走査により検
出されたプローブの出力は、比較手段によって比較さ
れ、該比較結果に応じた符合と絶対値を持つ信号として
出力され、過去の信号の履歴と足し合わされた後、増幅
して制御信号とされることを特徴とする請求項６に記載
のトラッキング方法。
【請求項８】前記トラッキングビット列の走査により検
出されたプローブの出力は、２値化手段によって２値化
されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載
のトラッキング方法。
【請求項９】前記トラッキングビット列の走査により検
出されたプローブの出力は、該出力の最大値がピークホ
ールド手段によってホールドされ、前記プローブからの
出力があるしきい値を超えた時に、しきい値検出手段か
ら前記ピークホールド手段に対してリセット信号を出力
することを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１
項に記載のトラッキング方法。
【請求項１０】前記トラッキングビット列が、データビ
ット列を兼ねることを特徴とする請求項９に記載のトラ
ッキング方法。