JPH1021593A - 記録再生装置 - Google Patents

記録再生装置

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JPH1021593A
JPH1021593A JP19390696A JP19390696A JPH1021593A JP H1021593 A JPH1021593 A JP H1021593A JP 19390696 A JP19390696 A JP 19390696A JP 19390696 A JP19390696 A JP 19390696A JP H1021593 A JPH1021593 A JP H1021593A
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JP
Japan
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recording
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bit
tracking
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Application number
JP19390696A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Takeda
俊彦 武田
Shunichi Shito
俊一 紫藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、プローブを用いる記録再生装置にお
いて、記録媒体の形態的な凹凸以外のトラックを用い
て、プローブのトラッキング及び情報の検出に支障をき
たすことのない情報ビット列の検出を行う記録再生装置
を提供することを目的としている。 【解決手段】本発明は、記録媒体と、該記録媒体の記録
面に対向して配置されたプローブと、該プローブを前記
記録面上で走査させるプローブ走査手段と、前記プロー
ブを介して前記記録媒体の状態を検出する状態検出手段
とを有する記録再生装置において、前記記録面は、所定
の方向に沿ってビットを連続的に配列して形成されたト
ラッキング用ビット列と、該トラッキング用ビット列に
対して平行に形成され且つ個々のビットが該トラッキン
グ用ビット列と部分的に重なっているビット列を有する
情報ビット列とを有し、前記プローブは、前記トラッキ
ング用ビット列と前記情報ビット列とで構成されるビッ
トと該ビットに隣接する記録面におけるビットが形成さ
れていない領域との境界上を走査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、走査型プローブ顕
微鏡の原理を用いて情報の記録及び再生をする記録再生
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】米国特許第4,343,993号明細書
に記載されているような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
STMと略す)を用いて、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。また絶縁物質の表面をSTMと同様の分解
能の観察可能な原子間力顕微鏡(以下AFMと略す)も
開発された(米国特許第4,724,318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)の原理を応用して、記録媒体に対
してプローブを原子・分子スケールでアクセスして、記
録再生を行うことにより、高密度メモリーを実現すると
いう提案がなされている(特開昭63−161552号
公報、特開昭63−161553号公報)。一般に、S
PM技術を応用した記録再生装置では、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しなが
ら情報の記録再生を行う。この際、プローブに対するト
ラッキングを行う必要がある。トラッキング用のトラッ
クとして、記録媒体に形成した凸部(あるいは凹部)を
用い、この凹凸部の段差を検出し、この段差にプローブ
を追従させてトラッキングを行う方法が提案されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ト
ラッキング方法は、プローブをトラッキング中に上記凹
凸の段差部に衝突させる場合があった。この際、プロー
ブ先端の破損あるいはプローブ先端への記録媒体の破片
の付着が生じ、プローブのトラッキング及び情報の検出
に支障をきたす場合があり問題となっていた。また、記
録面に付着したゴミ(例えば記録媒体に凹凸を形成する
際に生じたゴミ)、あるいは記録媒体を支持する基板自
身の凹凸(広い面積にわたり原子オーダーで平滑な基板
の作成は困難である)は、トラックキング中にトラック
用の凹凸と誤認されたり、ビット検出の妨げとなる場合
があり、問題となっていた。
【0004】そこで、本発明は、上記従来技術の課題を
解決するため、プローブを用いる記録再生装置におい
て、記録媒体の形態的な凹凸以外のトラックを用いて、
プローブのトラッキング及び情報の検出に支障をきたす
ことのない情報ビット列の検出を行う記録再生装置を提
供することを目的としている。
【0005】
【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、記録媒体と、該記録媒体の記録面に対向し
て配置されたプローブと、該プローブを前記記録面上で
走査させるプローブ走査手段と、前記プローブを介して
前記記録媒体の状態を検出する状態検出手段とを有する
記録再生装置において、前記記録面は、所定の方向に沿
ってビットを連続的に配列して形成されたトラッキング
用ビット列と、該トラッキング用ビット列に対して平行
に形成され且つ個々のビットが該トラッキング用ビット
列と部分的に重なっているビット列を有する情報ビット
列とを有し、前記プローブは、前記トラッキング用ビッ
ト列と前記情報ビット列とで構成されるビットと該ビッ
トに隣接する記録面におけるビットが形成されていない
領域との境界上を走査することを特徴としている。そし
て、本発明においては、前記状態検出手段は、前記記録
面と平行な面内で、前記トラッキング用ビット列と直交
する方向におけるプローブの変位を検出し、該変位を情
報ビット列のビット検出信号とするように構成すること
ができ、前記プローブと前記記録媒体間に電圧を印加し
た際に前記プローブを流れた電流を検出するように構成
することができる。また、本発明においては、前記プロ
ーブは、該プローブを前記境界上を走査する際、前記記
録面と平行な面内で、前記トラッキング用ビット列と直
交する方向にプローブ振動手段により振動させ走査され
るように構成することができ、前記プローブは、前記情
報ビット列検出時に、前記状態検出手段が検出する前記
記録媒体の状態を反映する時系列信号中に、前記トラッ
キング用ビット列及び情報ビット列を構成するビット由
来の信号aと、前記記録面においてビットが形成されて
いない領域に由来する信号bとが時間的に交互に検出さ
れるように、前記記録面上で走査されるように構成する
ことができる。その際、前記プローブが、導電性を有す
る構成とすることができる。また、本発明においては、
前記記録媒体は、前記トラッキング用ビット列の導電率
と前記記録面のビットが形成されていない領域の導電率
とが異なる構成を採り、ラングミュア−ブロジェット膜
で構成することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明は、上記したプローブがト
ラッキング用ビット列と情報ビット列とで構成されるビ
ットと、該ビットに隣接する記録面におけるビットが形
成されていない領域との境界上を走査して情報ビット列
の検出を行えるように構成することにより、記録面の凹
凸をトラックに用いる必要がなく、このためプローブの
トラッキング中における上記凹凸の段差部に衝突、プロ
ーブ先端の破損、あるいはプローブ先端への記録媒体の
破片の付着を回避することが可能となる。また、記録面
に付着したゴミ等によるトラックキング中のビットの誤
認等、プローブのトラッキング及びビット検出に支障を
きたすことを防止することが可能となる。
【0007】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本実施例に関する記録再生装置の構成を示す
模式図である。図1において、1は記録媒体であり、記
録層2、電極3、基板4より構成されている。本実施例
では基板4として石英ガラス基板を用いた。電極3は基
板4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2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(SO
AZ)を用い、LB法によりSOAZの単分子膜を2
層、電極3上に積層して作成した(特開昭63−161
552号公報参照)。
【0008】5は記録層2の記録面である。6は記録面
5に形成されたトラッキング用ビット列である。7は記
録情報に基づく情報ビット列を構成するビットである。
8は導電性のプローブである。9はプローブ8と電極3
の間に電圧を印加する電圧印加手段である。10は記録
媒体1の状態を検出する状態検出手段である。本実施例
における状態検出手段は、電圧印加手段9によりプロー
ブ8と電極3との間に電圧を印加している際にプローブ
8に流れる電流を検出する。11はプローブ8をトラッ
キング用ビット列6と直交する方向に振動させるプロー
ブ振動手段である。12はプローブ振動手段11を記録
面5の面内方向に変位させる変位手段である。13は、
記録媒体1を変位させる記録媒体駆動手段である。14
はコンピュータであり、記録再生装置を制御している。
【0009】本実施例に関する記録媒体1は、以下の様
な性質を有している。図4に示すようなパターンの電圧
を電圧印加手段9によりプローブ8と電極3の間に印加
する。該電圧を印加された記録層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。しかも導電率の
増大した微小領域の表面は、前記電圧印加前と形態的に
同じである。すなわち電圧印加により記録面5は電気物
性は変化するが、形態的な変化はしない(凹凸を形成し
ない)。この様に導電率が増大した記録層5の微小領域
を、以下ビットと呼ぶ事にする。本実施例では、上記記
録媒体1の性質を利用して、本発明に関するトラッキン
グ用ビット列6を形成した。すなわち記録媒体駆動手段
12により、プローブ8を記録面5に近接させた状態
で、プローブ8を記録面5の所望の方向へ走査させる。
このプローブ8の走査中に、図4に示したビット形成用
の電圧をプローブ8と電極3の間に連続的に印加する事
により、ビットを連続的に記録面5に配列してトラッキ
ング用ビット列6を形成した。
【0010】また、記録情報に基づく情報ビット列は、
トラッキング用ビット列6に平行に形成してある。また
情報ビット列を構成する個々のビット(例えば図1中の
7)は、トラッキング用ビット列6と部分的に重なって
いる。この状況を模式的に図2に示す(なお図2は、記
録面5の法線方向から記録面をみている)。
【0011】次に本発明に関するトラッキング及びビッ
ト検出の具体的な方法について説明する。トラッキング
中、プローブ8は、記録面5と平行な面内で、トラッキ
ング用ビット列6と直交する方向にプローブ振動手段1
1により振動させながら記録面5上を走査させた。本実
施例では、プローブ振動手段11はプローブ8を一定の
振幅で振動させた。ただし振幅はトラッキング様ビット
列6の幅よりも小さい。またトラッキング中、プローブ
8と電極3の間に1.5Vの電圧を電圧印加手段8によ
り印加し、プローブ8に流れた電流を状態検出装置10
により時間的に連続して検出した。図3(a)の曲線1
5に、プローブ8が振動しながら記録面5上を走査した
際に、プローブ8の先端が描いた軌跡を模式的に示す。
また16及び17は、トラッキング用ビット列及び情報
ビット列を構成するビット(例えば7)に隣接するビッ
トが形成されていない記録面との境界を示す。
【0012】本実施例ではプローブ8の振動により、プ
ローブ先端部の振動による軌跡が、境界16のみと交差
するようにトラッキング制御を行った。
【0013】次に本実施例におけるトラッキング制御及
びビット検出に関する信号処理について説明する。図3
(a)の曲線15のような軌跡を描いてプローブ8が記
録面5上を走査すると、図3(b)に示したような時系
列信号が検出される。図3(b)の横軸tは時間であ
り、縦軸Iは電流値である。電流値がI2程度の電流
は、ビットに起因する信号である。例えば、t2≦t≦
t3に対応する電流は、トラッキング用ビット列6に起
因する。またt6≦t≦t7に対応する電流は、情報ビ
ット列を構成するビットに起因する信号である(以下、
信号aと略す)。電流値がI1程度の電流は、記録面5
のビット非形成領域に起因する信号である。例えば、t
1≦t≦t2に対応する電流は、前記記録面のビット非
形成領域に起因する信号である(以下、信号bと略
す)。本実施例では、上記状態検出手段10により検出
された時系列信号中で、前記信号aと前記信号bとが時
間的に交互に出現する様にトラッキング制御しながらプ
ローブ8を走査した。
【0014】次に本発明に関するビット検出方法につい
て説明する。
【0015】プローブ8が情報ビット列を構成するビッ
トと、該ビットに隣接する記録面のビット非形成領域と
の境界に対して振動させながら走査する。この際、状態
検出手段が検出する時系列信号中に信号aと信号bを時
間的に交互に出現させる様にプローブ8を走査する。こ
の場合、プローブの振動による振幅のみだけでは、上記
境界上を走査できない。そこで本実施例では変位手段1
2により(図1参照)プローブ振動手段11を、記録面
内方向で、しかもトラッキング用ビット列6と直交する
方向に変位させる。この際、変位手段12を駆動させる
ための駆動電圧は、トラッキング用ビット列6に対して
プローブ8が走査している場合とは異なる。
【0016】本実施例では、変位手段12の駆動電圧
が、プローブ振動手段11を記録面内方向で、しかもト
ラッキング用ビット列6から離れる方向に所望の距離
(本実施例では、情報ビット列を構成するビットの直径
の50%以上)だけ変位させるのに必要な電圧値なら
ば、該駆動電圧をビット検出信号とする。プローブ8の
先端に図3(a)の曲線15のような軌跡を描かせて走
査させた場合の、変位手段12の駆動電圧の時間的変化
を、図3(c)に示す。プローブ8が情報ビット列を構
成するビット7を走査している際、すなわちt5≦t≦
t8の時点で変位手段の駆動電圧は大きく変化する。こ
れを本実施例ではビット検出信号とした。
【0017】以上述べた本発明に関するトラッキングお
よび情報ビット列の検出を行ったところ、プローブをト
ラッキング用ビット列に沿って走査しながら、情報ビッ
ト列を正確に検出することができた。また、上記トラッ
キング後、プローブ8を介して記録面5のSTM観察を
行った。STM像にはプローブ先端の変形あるいは先端
に付着したゴミに由来する像の乱れは観察されていなか
った。
【0018】(比較例1)実施例1で述べたような本発
明に関するトラッキングを行わずに、プローブ8を振動
させながら記録面5上で走査させた。この場合、状態検
出手段10が検出した信号中にトラッキング用ビット列
6に由来する信号が次第に検出されなくなっていき、正
確なトラッキング及び情報ビット列の検出を行えなかっ
た。
【0019】
【発明の効果】本発明は、以上のように、プローブがト
ラッキング用ビット列と情報ビット列とで構成されるビ
ットと、該ビットに隣接する記録面におけるビットが形
成されていない領域との境界上を走査して情報ビット列
の検出を行えるように構成したから、記録面の凹凸をト
ラックに用いることなく、しかもプローブ先端の破損あ
るいはプローブ先端への記録媒体の破片の付着を回避す
ることが可能となり、プローブのトラッキング及び情報
の検出に支障をきたすことのない記録再生装置を実現す
ることができる。また、本発明は、プローブを上記ビッ
トに隣接する記録面におけるビットが形成されていない
領域との境界上を走査して、記録面と平行な面内で、前
記トラッキング用ビット列と直交する方向におけるプロ
ーブの変位を検出し、該変位を情報ビット列のビット検
出信号とするように構成することにより、情報ビット列
を正確に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関する記録再生装置の概略図である。
【図2】本発明に関するトラッキング用ビット列と情報
ビット列の配置を示す概念図である。
【図3】本発明に関するトラッキング及び情報ビットを
検出する方法を示す概念図である。
【図4】ビット形成用の電圧印加パターンである。
【符号の説明】 1:記録媒体 2:記録層 3:電極 4:基板 5:記録面 6:トラッキング用ビット列 7:情報ビット列を構成するビット 8:プローブ 9:電圧印加手段 10:状態検出手段 11:プローブ振動手段 12:変位手段 13:走査手段 14:コンピューター 15:プローブ先端が描いた軌跡 16、17:境界

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録媒体と、該記録媒体の記録面に対向し
    て配置されたプローブと、該プローブを前記記録面上で
    走査させるプローブ走査手段と、前記プローブを介して
    前記記録媒体の状態を検出する状態検出手段とを有する
    記録再生装置において、 前記記録面は、所定の方向に沿ってビットを連続的に配
    列して形成されたトラッキング用ビット列と、該トラッ
    キング用ビット列に対して平行に形成され且つ個々のビ
    ットが該トラッキング用ビット列と部分的に重なってい
    るビット列を有する情報ビット列とを有し、前記プロー
    ブは、前記トラッキング用ビット列と前記情報ビット列
    とで構成されるビットと該ビットに隣接する記録面にお
    けるビットが形成されていない領域との境界上を走査す
    ることを特徴とする記録再生装置。
  2. 【請求項2】前記状態検出手段は、前記記録面と平行な
    面内で、前記トラッキング用ビット列と直交する方向に
    おけるプローブの変位を検出し、該変位を情報ビット列
    のビット検出信号とす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】前記状態検出手段は、前記プローブと前記
    記録媒体間に電圧を印加した際に前記プローブを流れた
    電流を検出することを特徴とする請求項1または請求項
    2に記載の記録再生装置。
  4. 【請求項4】前記プローブは、該プローブを前記境界上
    を走査する際、前記記録面と平行な面内で、前記トラッ
    キング用ビット列と直交する方向にプローブ振動手段に
    より振動させ走査されることを特徴とする請求項1〜3
    のいずれか1項に記載の記録再生装置。
  5. 【請求項5】前記プローブは、前記情報ビット列検出時
    に、前記状態検出手段が検出する前記記録媒体の状態を
    反映する時系列信号中に、前記トラッキング用ビット列
    及び情報ビット列を構成するビット由来の信号aと、前
    記記録面においてビットが形成されていない領域に由来
    する信号bとが時間的に交互に検出されるように、前記
    記録面上で走査され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】前記プローブが、導電性を有していること
    を特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の記録
    再生装置。
  7. 【請求項7】前記記録媒体は、前記トラッキング用ビッ
    ト列の導電率と前記記録面のビットが形成されていない
    領域の導電率とが異なるように構成されていることを特
    徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の記録再生
    装置。
  8. 【請求項8】前記記録媒体が、ラングミュア−ブロジェ
    ット膜であることを特徴とする請求項7に記載の記録再
    生装置。
JP19390696A 1996-07-04 1996-07-04 記録再生装置 Pending JPH1021593A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007109403A (ja) * 1999-01-29 2007-04-26 Ricoh Co Ltd 情報記録再生装置
KR100842890B1 (ko) 2007-01-25 2008-07-03 삼성전자주식회사 탐침 또는 전도성 구조를 이용한 강유전층의 비트 기록 방법

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