JP4017104B2 - 誘電体記録再生ヘッド及びトラッキング方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体の分極方向をデータに対応させる誘電体記録媒体に、データを記録し再生する誘電体記録再生ヘッドとトラッキング方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より高密度大容量でランダムアクセスが可能な記録再生装置として、光ディスク装置やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）装置が知られている。また、近年、誘電体材料をナノスケールで分析するＳＮＤＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＮｏｎｌｉｎｅａｒ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：走査型非線形誘電率顕微鏡）を利用した記録再生の技術について、本願発明者等によって提案されているところである。
【０００３】
光記録はレーザを光源とした光ピックアップを用い、ディスク表面のピット(凹凸)や相変化媒体の結晶相を形成してデータを記録し、アモルファス相の反射率の違い、或いは光磁気効果を利用してデータの再生を行う。しかしながらピックアップは比較的慣性が大きく高速読み出しに不適であることや、レンズなどの集光光学系を用いた場合の記録ピットの大きさは光の回折限界で規定され、５０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２が限界とされる。
【０００４】
また、ＨＤＤに代表される磁気記録の長手記録では近年、ＧＭＲ（ＧｉａｎｔＭａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）によるＭＲヘッドが実用化されており、更に垂直磁気記録を用いることで光ディスク以上の記録密度が期待されているが、磁気記録情報の熱揺らぎや符号反転部分でのブロッホ壁の存在、更にこれらを考慮したパターンドメディアを用いても記録密度は１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２が限界とされている。
【０００５】
ＳＮＤＭは強誘電体材料の非線形誘電率を測定することで強誘電体ドメインの正負を判別できる。更にＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）等に用いられる先端に微小な探針を設けた導電性のカンチレバー(プローブ)を用いることで、サブナノメートルもの分解能を有することがわかっている。
【０００６】
このＳＮＤＭで誘電体材料をナノメートルスケールで分析する場合の位置決めはＡＦＭ装置と同様のピエゾステージ制御で行っていた。一方でＳＮＤＭの分解能が高いことを利用して強誘電体を媒体とした超高密度の記録再生システムの実現の可能性があるが、この場合は光ディスク装置や磁気ディスク装置のようなトラッキング等の制御信号の生成と検出が必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＳＮＤＭでは、特段に記録再生装置としての観点から開発がなされたものではなく、光ディスク装置や磁気ディスク装置のようなトラッキング等の制御信号の生成と検出方法、装置構成について、未だ好適なものが示されていないのが現状である。
【０００８】
従って本発明は、記録或いは再生時に、正確なトラッキングを可能ならしめる誘電体記録再生ヘッドとトラッキング方法とを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1誘電体記録再生ヘッドは上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する誘電体記録再生ヘッドであって、前記誘電体記録媒体にデータを記録し再生する記録再生電極は、前記誘電体記録媒体のトラック幅方向に長い長手形状である。
【００１０】
本発明の第1誘電体記録再生ヘッドによれば、データを記録し再生する記録再生電極、即ち探針の先端部は、誘電体記録媒体のトラック幅方向に長く、記録再生するトラックと隣接するトラックの一部を覆うことが可能となる。或いは、記録再生するトラックに隣接するトラックがスペースであれば、トラッキングに対して余裕を大きくとれる。
【００１１】
尚、記録再生電極の形状として、針状のものや、カンチレバー状等のものが具体的な構造として知られる。これらの形状を有する電極を総称して本願では適宜「探針」と記す。
【００１２】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドは上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する誘電体記録再生ヘッドであって、前記誘電体記録媒体にデータを記録し再生する記録再生電極と、前記記録再生電極の周囲に、前記誘電体記録媒体に対向した面を有するスライダとを備える。
【００１３】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドによれば、探針の周囲にスライダを設ける。記録再生電極を保護すると共に探針と誘電体記録媒体との距離を一定に保つ。
【００１４】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの一態様では、前記記録再生電極はカンチレバーの形状である。
【００１５】
この態様によれば、探針はカンチレバー型であり、探針として柔軟性に優れる。
【００１６】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記スライダは導電性部材で形成され、前記記録再生電極が前記誘電体記録媒体に電界を印加する際の、電界のリターン電極となる。
【００１７】
この態様によれば、スライダを、探針が誘電体記録媒体に記録されているデータを再生する際に印加する高周波電界の戻るリターン電極として用いることができる。
【００１８】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記スライダは絶縁性部材で形成され、且つ、前記スライダの前記誘電体記録媒体に対向した面に導電性膜を有し、当該導電性膜は前記記録再生電極が前記誘電体記録媒体に電界を印加する際のリターン電極となる。
【００１９】
この態様によれば、絶縁性部材で形成されたスライダの、誘電体記録媒体に対向した面にリターン電極用の導電性膜を設ける。
【００２０】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記スライダの、当該スライダに対し前記誘電体記録媒体が相対的に進行してくる端部は、当該誘電体記録媒体から離れる傾斜を有する端部である。
【００２１】
この態様によれば、スライダの誘電体記録媒体が進行してくる端面、即ち誘電体記録媒体のトラックが相対的に移動してくるときのスライダの前端部を傾斜面とする。これにより誘電体記録媒体の移動によって生じる空気流が、整った流れになり、スライダの姿勢が安定する。
【００２２】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記記録再生電極の先端部は、前記スライダの前記誘電体記録媒体に対向する面から突出しない構成である。
【００２３】
この態様によれば、探針は、スライダの誘電体記録媒体に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針が誘電体記録媒体に衝突して探針が破壊することや誘電体記録媒体に損傷を与えることを防止する。
【００２４】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記記録再生電極は、前記誘電体記録媒体のトラック幅方向に長い長手形状である。
【００２５】
この態様によれば、データを記録し再生する記録再生電極、即ち探針の先端部は、誘電体記録媒体のトラック幅方向に長く、記録再生するトラックと隣接するトラックの一部を覆う。記録再生するトラックに隣接するトラックがスペースであれば、トラッキングに対して余裕が大きくなる。
【００２６】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、トラッキング信号を検出するトラッキング信号検出電極を設ける。
【００２７】
この態様によれば、専用のトラッキングエラーの検出のための電極を設ける。この電極によりトラッキングエラーが精度良く検出される。
【００２８】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記トラッキング信号検出電極は、前記記録再生電極の前方または後方に、トラック幅方向の１／２トラックピッチをずらして配置する。
【００２９】
この態様によれば、専用のトラッキングエラーの検出のための電極は、隣接する２つのトラックにまたがって配置されるため、その電極から出力される左右のトラックに記録されている信号の成分からトラッキングエラーが検出される。
【００３０】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記トラッキング信号検出電極は、前記記録再生電極の前方、または後方に、トラック幅方向の１／２トラックピッチをずらして左右に配置する。
【００３１】
この態様によれば、２つの専用のトラッキングエラーの検出のための電極が、隣接する２つのトラックにまたがって左右に配置されるため、その電極から出力される左右のトラックに記録されている信号の成分からトラッキングエラー量とトラッキングエラーの方向が検出される。
【００３２】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記スライダの内部空隙部は絶縁体により充填される。
【００３３】
この態様によれば、スライダの内部は絶縁体により充填されているので、記録再生用の探針やトラッキングエラーの検出のための電極が固定される。
【００３４】
本発明の第１トラッキング方法は上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、前記誘電体記録媒体のトラック幅方向に長い長手形状の記録再生電極により再生される隣接トラックの信号成分から得られるトラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００３５】
本発明の第１トラッキング方法によれば、探針により再生される信号中の隣接トラックの信号成分からトラッキングエラー信号を分離しトラッキング制御を行う。トラッキングエラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて検出可能である。
【００３６】
本発明の第２トラッキング方法は上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、隣接するトラックにまたがって設けられたトラッキング信号検出電極によるトラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００３７】
本発明の第２トラッキング方法によれば、現にトレースしているトラックとそれに隣接するトラックの中間に設けられた電極からの再生信号から、各々のトラックに記録されている成分に基づき、トラッキングエラー量とエラー方向を求めてトラッキング制御を行う。各トラックの所定エリアにトラッキング用の信号を記録し、この情報を利用する。
【００３８】
本発明の第３トラッキング方法は上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、左右の隣接するトラックにまたがって設けられた２つのトラッキング信号検出電極からの出力を比較することでトラッキングエラー信号を得、当該トラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００３９】
本発明の第３トラッキング方法によれば、現にトレースしているトラックとそれに隣接するトラックの中間に設けられた左右の電極からのトラッキング信号検出電極からの出力を比較し、その結果からトラッキングエラー量とエラー方向を求めてトラッキング制御を行う。
【００４０】
本発明の第４トラッキング方法は上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、隣接する２つのトラックに設けられた、位相が９０°ずれた＋ピットと−ピットの交互の配列により、記録再生探針が現にトレースしているトラックからＯＦＦトラックして隣接トラックとの境界付近をトレースした場合に再生される２倍の周波数の信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００４１】
本発明の第４トラッキング方法によれば、２つのトラックの所定エリアに、位相が９０°ずれた＋ピットと−ピットを交互に配列した誘電体記録媒体に対するトラッキングであって、探針がＯＦＦトラックすることにより、その再生信号に含まれる２倍の周波数の信号に基づきトラッキング制御を行う。エラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて検出可能である。
【００４２】
本発明の第１から第４のいずれかのトラッキング方法の一態様では、ＳＮＤＭにより前記誘電体記録媒体の分極状態に対応した振幅信号強度からトラッキングエラー信号を検出し、当該トラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００４３】
この態様によれば、信号再生とトラッキングエラー信号の検出にＳＮＤＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：走査型非線形誘電率顕微鏡）の技術を適用する。検出されたトラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御が行われる。ＳＮＤＭ再生技術に関しては本願発明者の長康雄により、応用物理第６７巻、第３号、ｐ３２７（１９９８）に詳しく紹介されている。或いは本願出願人らにより出願された特許願２００１−２７４３４６号、特許願２００１−２７４３４７号等にも、詳述されている。即ち、誘電体上を探針が走査し、誘電体の分極状態を検出するものであって、その分極方向に対応した容量が検出され、記録されたデータが再生される。また、探針から誘電体、或いは誘電体に形成した下部電極から探針に電界を印加し分極を所定の方向とすることでデータの記録が行われる。
【００４４】
本発明のこのような作用、及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
（誘電体記録再生ヘッドの実施形態）
本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの実施形態について図１〜図６を参照して説明する。
【００４６】
(第一実施例)
図１は第一実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ１−Ａ１における断面図である。図１に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ａの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、探針１１を囲むように導電体からなるスライダ１２が設けられる。また、探針１１とスライダ１２の間隙には、例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００４７】
探針１１はトラック５の幅方向に長い長手形状を有し、トラック５と共に隣接するスペースの一部を覆う。従って、トラッキングエラーが微小である場合は、探針１１はトラック５から外れることはなく、Ｓ／Ｎ比の良い信号を再生することが可能となる。また、トラック５が隣接して設けられている場合は、隣接したトラックの信号成分がトラッキングエラー信号として感度良く検出される。トラッキングエラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて行うことが可能である。
【００４８】
また、スライダ１２は接地することにより、探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００４９】
更に、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００５０】
(第二実施例)
図２は第二実施例を示す図であって、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ２−Ａ２における断面図である。図２に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｂの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、探針１１を囲むように絶縁体からなるスライダ１２が設けられる。また、探針１１とスライダ１２の間隙には、例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。更に、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面に導電体膜１２ａが設けられる。尚、スライダ１２と探針支持部１４は一体として形成されたものであっても良い。
【００５１】
探針１１はトラック５の幅方向に長い長手形状を有し、トラック５と共に隣接するスペースの一部を覆う。従って、トラッキングエラーが微小である場合は、探針１１はトラック５から外れることはなく、Ｓ／Ｎ比の良い信号を再生することが可能となる。また、トラック５が隣接して設けられている場合は、隣接したトラックの信号成分がトラッキングエラー信号として感度良く検出される。トラッキングエラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて行うことが可能である。
【００５２】
また、導電体膜１２ａを接地することで、探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００５３】
更に、探針１１は、導電体膜１２ａの誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００５４】
(第三実施例)
図３は第三実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ３−Ａ３における断面図である。図３に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｃの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、探針１１を囲むようにスライダ１２が設けられる。また、探針１１とスライダ１２の間隙には例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００５５】
スライダ１２の誘電体記録媒体１が進行してくる端面４１、即ち誘電体記録媒体１のトラック５が矢印Ｒで示す方向から相対的に移動してくるときのスライダ１２の前端部は、傾斜面とする。これにより誘電体記録媒体１の移動によって生じる空気流が整った流れになり、スライダ１２の姿勢が安定する。
【００５６】
スライダ１２を導電体で形成し、接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
また、スライダ１２と探針支持部１４を絶縁性部材で一体として形成し、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対抗する面に導電体膜を設け、この導電体膜を接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００５７】
探針１１はトラック５の幅方向に長い長手形状を有し、トラック５と共に隣接するスペースの一部を覆う。従って、トラッキングエラーが微小である場合は、探針１１はトラック５から外れることはなく、Ｓ／Ｎ比の良い信号を再生することが可能となる。また、トラック５が隣接して設けられている場合は、隣接したトラックの信号成分がトラッキングエラー信号として感度良く検出される。トラッキングエラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて行うことが可能である。
【００５８】
更に、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００５９】
(第四実施例)
図４は第四実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ４−Ａ４における断面図である。図４に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｄの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４２と、探針１１とトラッキングエラー検出電極４２とを囲むようにスライダ１２が設けられる。また、探針１１及びトラッキングエラー検出電極４２とスライダ１２の間隙には例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００６０】
スライダ１２を導電体で形成し、接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
また、スライダ１２と探針支持部１４を絶縁性部材で一体として形成し、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対抗する面に導電体膜を設け、この導電体膜を接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００６１】
トラッキングエラー検出電極４２は、隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｂの信号成分の大きさから、トラッキングエラー量とエラー方向が検出される。例えば制御情報エリア７（図９に図示）に所定の規則に従ってピットを形成することで、これらの検出は可能になる。
【００６２】
また、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００６３】
(第五実施例)
図５は第五実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ５−Ａ５における断面図である。図５に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｅの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、探針１１の前方に隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４３と、探針１１の前方に隣接するトラック５ａ、５ｃにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４４と、探針１１とトラッキングエラー検出電極４３、４４とを囲むようにスライダ１２が設けられる。また、探針１１、トラッキングエラー検出電極４３、４４とスライダ１２の間隙には例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００６４】
スライダ１２を導電体で形成し、接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
また、スライダ１２と探針支持部１４を絶縁性部材で一体として形成し、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対抗する面に導電体膜を設け、この導電体膜を接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００６５】
トラッキングエラー検出電極４３は、隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｂの信号成分の大きさから、トラッキングエラー信号が検出される。また、トラッキングエラー検出電極４４は、隣接するトラック５ａ、５ｃにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｃの信号成分の大きさから、トラッキングエラー信号が検出される。トラック５ａの内周側と外周側に対応してトラッキングエラー検出電極４３とトラッキングエラー検出電極４４が設けられているので、夫々の出力を比較することで、トラッキングエラー量と、エラー方向が検出される。
【００６６】
また、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００６７】
(第六実施例)
図６は第六実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ６−Ａ６における断面図である。図６に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｆの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４５と、隣接するトラック５ａ、５ｃにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４６と、探針１１とトラッキングエラー検出電極４５、４６とを囲むようにスライダ１２が設けられる。また、探針１１、トラッキングエラー検出電極４５、４６とスライダ１２の間隙には例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００６８】
スライダ１２を導電体で形成し、接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
また、スライダ１２と探針支持部１４を絶縁性部材で一体として形成し、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対抗する面に導電体膜を設け、この導電体膜を接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００６９】
トラッキングエラー検出電極４５は、探針１１の前方に隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｂの信号成分の大きさから、トラッキングエラー信号が検出される。また、トラッキングエラー検出電極４６は、探針１１の後方に隣接するトラック５ａ、５ｃにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｃの信号成分の大きさから、トラッキングエラー信号が検出される。トラック５ａの内周側と外周側に対応してトラッキングエラー検出電極４３とトラッキングエラー検出電極４４が設けられているので、夫々の出力を比較することで、トラッキングエラー量と、エラー方向が検出される。
【００７０】
また、トラッキングエラー検出電極４５、４６は探針１１の前後に夫々設けられているため、トラックピッチと電極間ピッチがずれていたとしても探針１１を中心としてスライダ１２を回転して調節することで、ピッチを一致させることが可能となる。
【００７１】
また、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００７２】
以上の各実施例におけるスライダ１２において、誘電体記録媒体１と対向する面に適当な溝あるいは凹みを形成しても構わない。例えば、このような溝によってスライダ１２と誘電体記録媒体１の間隔をより適切に制御することが可能となる。
【００７３】
（誘電体記録媒体の一例）
本発明の誘電体記録再生ヘッドにより記録再生が行われる誘電体記録媒体の一例について説明する。図７（ａ）に示すように誘電体記録媒体１はディスク形態の誘電体記録媒体であって、センターホール４と、センターホール４と同心円状に内側から内周エリア１０１、記録エリア１０２、外周エリア１０３を備えている。センターホール４はスピンドルモータに装着する場合等に用いられる。
【００７４】
内周エリア１０１、記録エリア１０２、外周エリア１０３は一様な誘電体材料で形成されていて、その分極方向は記録エリア１０２が上方向、即ち＋面であるとすると内周エリア１０１及び外周エリア１０３は下方向、即ち−面に予め分極されている。
【００７５】
記録エリア１０２はデータを記録する領域であって、トラックやトラック間のスペースを有し、また、トラックやスペースには記録再生にかかわる制御情報を記録するエリアが設けられている。また、内周エリア１０１及び外周エリア１０３は誘電体記録媒体１の内周位置及び外周位置を認識するために用いられると共に、記録するデータに関する情報、例えばタイトルやそのアドレス、記録時間、記録容量等を記録する領域としても使用可能である。
【００７６】
また、図７（ｂ）に示すように誘電体記録媒体１は、基板１５の上に電極１６が、また、電極１６の上に誘電体材料１７が積層されて形成されている。内周エリア１０１、記録エリア１０２、外周エリア１０３は夫々、矢印で示す方向に分極されている。
【００７７】
基板１５は例えばＳｉであり、その強固さと化学的安定性、加工性等において好適な材料である。電極１６は記録再生ヘッドの探針との間で電界を発生させるためのもので、誘電体材料１７に抗電界以上の電界を印加することで分極方向を決定する。データに対応して分極方向を定めることにより記録が行われる。尚、探針とは記録再生ヘッドに設けられた、誘電体材料１７に電界を印加する電極であって、例えば針状のものやカンチレバー状等のものが具体的な形状として知られる。ここでの探針とは誘電体記録媒体への記録再生を行うための電極として機能するものであり、形状が針状やカンチレバー状以外の形状、例えば薄膜電極などでも構わないことは当然である。
【００７８】
誘電体材料１７は、例えば強誘電体であるＬｉＴａＯ３を用い、分極の＋面と−面が１８０度のドメインの関係であるＬｉＴａＯ３のＺ面に対して記録が行われる。他の誘電体材料を用いても良いことは当然である。
【００７９】
また、本発明の誘電体記録媒体として、記録エリア１０２だけを有するものであってもよい。また、一方、誘電体記録媒体１の記録エリア１０２を複数の同心円状の領域に分割し、夫々の領域間に内周エリア１０１と外周エリア１０３と同一の分極方向を有する分離帯を設けたものであっても良い。尚、誘電体記録媒体は上述したディスク形態に限らず、例えば直線状のトラックを備える形態のものであっても良い。
【００８０】
上述した誘電体記録媒体１に対する記録再生の原理について図８を参照して説明する。誘電体記録媒体２０は基板１５の上に電極１６が、また電極１６の上に誘電体材料１７が設けられていて、誘電体材料１７は分極Ｐの方向によって記録データと対応付けられる。
【００８１】
探針１１と電極１６の間に誘電体材料１７の抗電界以上の電界が印加され、印加電界の方向に対応した方向を有して誘電体材料１７は分極する。その分極方向がデータに対応する。リターン電極１２ｂは、記録された情報を再生するために探針１１から誘電体材料１７に印加した高周波電界が戻る電極であって、探針１１を取り巻くように設けられている。尚、リターン電極１２ｂは探針１１からの電界が抵抗なく戻る形状、配置であれば何れの形態でも良い。
【００８２】
次に、上述した誘電体記録媒体１の記録エリア１０２に設けられるトラックの例について図９を参照して説明する。トラック５とスペース６とが交互に同心円状に、或いはスパイラル状に設けられていて、夫々のトラックには制御情報エリア７とデータエリア８とを備える。また、スペース６にも制御情報エリア７を設けても良い。トラック５とスペース６は初期状態では、例えば分極方向が上方向である＋面とし、記録情報に対しては、例えばデータ「１」に対して＋方向の分極を、またデータ「０」に対して−方向の分極を対応させる。従ってデータ「０」に対しては抗電界以上の−方向の電界を印加してデータ「０」を記録し、一方、データ「１」に対してはそのままとしてデータ「１」の記録とする。データ「１」とデータ「０」に対する分極方向は逆であってもよいことは当然である。
【００８３】
制御情報エリア７にはトラッキングの情報、トラックアクセスの情報、探針と誘電体記録媒体１との相対的な移動速度に関する情報等が記録される。また、同一周回上に複数個の制御情報エリア７を設けてもよい。
【００８４】
特にトラッキング情報の一例として、図９の制御情報エリア７に示すように、隣接するトラック５とスペース６に、交互に＋面と−面のピットを配列した信号列を、位相を９０°ずらしては配列する。トラック５のみのフォーマットの誘電体記録媒体では、隣接するトラック５間において同様の配列をする。このような信号配列を有する制御情報エリア７を探針１１がトレースすることで、トラックがずれた場合に２倍の記録周波数成分が出力されることになる。この周波数成分の大きさと、トラックずれ方向を検出することでトラッキング制御を行うことができる。詳しくは図１１及び図１２を参照し、後段で説明する。
【００８５】
(トラッキング方法に関する実施形態)
次に、トラッキング制御の一例について図１０〜図１２を参照して説明する。
【００８６】
まず、図１０は記録再生ヘッドのトラッキング状態による位相像と振幅像を示す図であって、トラック５を挟んでスペース６が両側に設けられている。スペース６は＋方向に分極されていて、トラック５にはデータに対応して＋方向に分極されたピット９と−方向に分極されたピット９とが存在している。ここで＋、−、−、＋とデータが並んでいる部位の位相像と振幅像について、探針１１のＯＮトラック状態をパラメータとして示す。図１０において探針１１のＯＮトラック状態は上から１００%、７５%、５０%、２５%、０%の場合である。また、実線が位相像であり、破線が振幅像である。位相像の出力は極めて急峻であり、トラッキング制御には振幅像の出力を用いることが好ましい。ここで位相像とはＳＮＤＭによる再生信号の内、位相情報の信号成分である。これは記録情報に対応する分極方向の＋と−に対応する。また、振幅像とはＳＮＤＭによる再生信号の内、位相成分に加えて強度成分をも含む信号であり、後者の方が再生信号の生データに近いものである。
【００８７】
さて、隣接するトラック５、或いはトラック５とスペース６に、＋面と−面のピットを交互に設け、その位相を９０°ずらして配列した場合についてのトラッキングエラー検出について説明する。図１１（ａ）は隣接するトラック５ａ、５ｂの制御情報エリア７にトラッキングエラー検出のためのピットが設けられている状態を示す。＋面と−面のピットを交互に設け、その位相は９０°ずらして配置する。これらの情報は、例えば誘電体記録媒体１の制御情報エリア７に記録されている。
【００８８】
図１１（ｂ）は、トラック５ａの出力波形であり、図１１（ｃ）は、トラック５ｂの出力波形である。その位相は９０°ずれている。ここで探針１１がトラックずれを起こしてトラック５ａとトラック５ｂの中間をトレースしたとすると、その出力は図１１（ｄ）に示すものになる。この信号から、例えば図１２に示すダイオードブリッジ回路５０によって図１１（ｅ）に示す２倍の周波数の出力が得られる。この２倍の周波数の出力に基づいてトラッキング制御を行うことになる。尚、トラッキングエラーの方向は、例えば光ディスク等で用いられているウォブリングによって検出可能である。
【００８９】
図１２に示すようにダイオードブリッジ回路５０は、ダイオードＤ1〜Ｄ４がブリッジに接続されていて、所謂、整流回路を形成する。ダイオードＤ1とダイオードＤ２の接続点と、ダイオードＤ３とダイオードＤ４の接続点間に図１１（ｄ）に示す信号が入力され、ダイオードＤ1とダイオードＤ３の接続点と、ダイオードＤ２とダイオードＤ４の接続点間から図１１（ｅ）に示す信号が出力される。
【００９０】
以上説明したトラッキング方法の他に、トラッキングエラー検出のための専用の電極を備え、その出力に基づいてトラッキング制御を行う方法や、光ディスクで汎用に用いられているウォブリングの技術を用いることも可能である。
【００９１】
(誘電体記録再生ヘッド及びトラッキング方法が適用される誘電体記録再生装置の構成例)
本発明に係わる誘電体記録再生ヘッド及びトラッキング方法が適用される誘電体記録再生装置の一例について図１３を参照して説明する。尚、直線状にトラックを備える誘電体記録媒体の記録再生装置も、探針と誘電体記録媒体とが直線的に相対的移動をする機構を用いることで同様に構成することが可能となるものである。
【００９２】
誘電体記録再生装置１０は、その先端部が誘電体記録媒体２０の誘電体材料に対向して電界を印加する探針１１と、探針１１から印加された電界が戻るリターン電極１２ｂと、探針１１とリターン電極１２ｂの間に設けられるインダクタＬと、インダクタＬと探針１１の直下の誘電体材料に形成される、記録情報に対応して分極した部位の容量（例えば図８に示す容量Ｃｓ）とで決まる共振周波数で発振する発振器１３と、記録時の入力信号を切り替えるスイッチ３０と、記録すべきデータを変換して記録用信号を発生する記録信号入力部３１と、同期検波時に参照される交流信号発生装置３２と、探針１１の直下の誘電体材料が有する容量で変調されるＦＭ変調信号を復調するＦＭ復調器３３と、復調された信号からデータを検出する検波器３４と、復調された信号からトラッキングエラー信号を検出するトラッキングエラー検出部３５とを備えて構成される。
【００９３】
探針１１は、導電性の部材、或いは絶縁性部材に導電性膜を被覆したものであり、誘電体材料に対向する先端部は所定の半径を有する球状である。この半径は誘電体材料に記録データに対応して形成される分極の半径を決める大きな要素であり、１０ｎｍオーダーの極めて小さいものである。この探針１１に電圧を印加して誘電体材料に所定方向に分極した領域を形成してデータを記録し、一方、分極に対応した容量に基づいて記録されているデータをピックアップする。
【００９４】
リターン電極１２ｂは、探針１１から誘電体材料に印加した電界が戻る電極であって、探針１１を取り巻くように設けられている。尚、リターン電極１２ｂは図1に示すスライダ１２、或いは図２に示す導電体膜１２ａが適用される。
【００９５】
インダクタＬは、探針１１とリターン電極１２ｂとの間に設けられていて、例えばマイクロストリップラインで形成される。インダクタＬと容量Ｃｓとで共振回路が構成される。この共振周波数ｆ＝１／２π√ＬＣｓは例えば１ＧHz程度になるようにインダクタＬのインダクタンスが決定される。ここで、発振周波数ｆに対して影響を与えるのは容量Ｃｓの他にいわゆる浮遊容量Ｃ０が影響を与えることは言うまでもない。ただし、本発明においては記録再生ヘッドとしての構成を浮遊容量をも考慮してコンパクトに配置する構成としているために、ＳＮＤＭによる信号再生時にはＣ０は事実上定数と見なすことができる。信号再生においてｆを変化させるのはＣｓの容量変化ΔＣｓであるため、ここでは簡略的に共振周波数をＣｓとＬの関数として表現したが、実際にはＣｓはＣ０を含んでおり、ここでのＣｓはＣｓ＋Ｃ０の意味合いを有するものである。
【００９６】
発振器１３は、インダクタＬと容量Ｃｓとで決定される周波数で発振する発振器である。その発振周波数は容量Ｃｓの変化に対応して変化するものであり、従って記録されているデータに対応した分極領域によって決定される容量Ｃｓの変化に対応してＦＭ変調が行われる。このＦＭ変調を復調することで記録されているデータを読み取ることができる。
【００９７】
探針１１は誘電体材料１７に接触、若しくは微小の空間を有して対向していて、探針１１の先端部の半径に対応して誘電体材料１７には分極領域が構成される。この探針１１に電圧が印加された場合、電界は誘電体材料１７を経てリターン電極１２ｂに戻る。このとき探針１１の先端部の誘電体材料１７に分極Ｐに対応した容量ＣｓがインダクタンスＬとの共振回路に加わることで、発振周波数が容量Ｃｓに依存することになり、この容量Ｃｓに基づいてＦＭ変調された発振信号を復調することで図８に示す検出電圧が出力され、記録されているデータが再生される。一方、データを記録する場合は、データに対応した電圧を電極１１に印加することで誘電体材料１７の分極方向を決定することで行われる。ここでの電圧は誘電体材料の抗電界以上の電界を生じる電圧であることはいうまでもない。
【００９８】
尚、探針１１を複数本としても良い。複数の探針を用いる場合、電極１６を接地し、夫々の探針に対して記録データや、再生時の同期検波用の交流信号を印加する。この信号が発振器１３に漏れ込むことを防止するために、発振器１３と交流信号発生源との間にローカットフィルタを挿入する必要がある。
【００９９】
スイッチ３０は、記録又は再生時の入力信号を切り替えるためのものであり、再生時は検波するときに参照される交流信号のみを入力されるようにし、記録時はデータに関する信号と交流信号が入力されるように選択される。
【０１００】
記録信号入力部３１は、記録すべきデータを記録フォーマットで変換し、また、付随する制御情報を付加し記録信号を生成する。エラー訂正に関する処理や、データ圧縮等の処理を含まれる。
【０１０１】
交流信号発生装置３２は、記録再生時の同期検波用の交流信号を発生する。探針１１が複数の場合は、夫々に個別に異なる周波数の交流信号を与える。
【０１０２】
記録時には記録信号入力部３１からの記録信号が交流信号発生装置３２の交流信号に重畳されて電極１６に供給され、探針１１と電極１６の間の電界によって誘電体材料１７の探針１１直下の領域の分極が決定され、その分極方向が固定されて記録データとなる。このとき発振器１３はインダクタＬと容量Ｃｓで決定される共振周波数で発振し、容量Ｃｓによってその周波数が変調される。
【０１０３】
ＦＭ復調器３３は、容量Ｃｓによって変調された発振器１３の発振周波数を復調し、探針１１がトレースした部位の分極された状態に対応した波形を復元する。
【０１０４】
検波器３４は、ＦＭ復調器３３で復調された信号から、交流信号発生装置３２からの交流信号を参照信号として同期検波を行い、記録されたデータを再生する。また、記録時においては記録しながら記録状態を監視することが可能である。
【０１０５】
トラッキングエラー検出部３５は、ＦＭ復調器３３で復調された信号から、装置を制御するためのトラッキングエラー信号を検出する。検出したトラッキングエラー信号がトラッキング機構に入力されて制御がなされる。
【０１０６】
以上説明したように、誘電体記録再生装置１０は本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドとトラッキング方法を適用した一例であって、他の種々の構成をとることができることは当然である。
【０１０７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う誘電体記録再生ヘッド及びトラッキング方法もまた本発明の技術思想に含まれるものである。
【０１０８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の誘電体記録再生ヘッド及びトラッキング方法によれば、トラッキングエラー信号を精度良く検出することが可能となり、誘電体記録媒体に対するデータの記録、再生においてトラッキング制御が正確に行うことが可能となる。
【０１０９】
また、強誘電体ドメインに対して高い分解能を有するＳＮＤＭ技術を用いて記録再生装置を構成することで、正確なトラッキングを行いながら、設定されたトラックに高密度で情報を記録し、再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第一実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ１−Ａ１の断面図である。
【図２】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第二実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ２−Ａ２の断面図である。
【図３】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第三実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ３−Ａ３の断面図である。
【図４】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第四実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ４−Ａ４の断面図である。
【図５】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第五実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ５−Ａ５の断面図である。
【図６】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第六実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ６−Ａ６の断面図である。
【図７】誘電体記録媒体の例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ７−Ａ７の断面図である。
【図８】誘電体に対する情報の記録再生について説明するための図である。
【図９】誘電体記録媒体のトラックの構成例について示す図である。
【図１０】誘電体記録媒体の記録再生ヘッドのトラッキング状態による位相像と振幅像を示す図である。
【図１１】トラッキング信号の一例を示す図である。
【図１２】トラッキング信号の検出回路の一例を示す図である。
【図１３】誘電体記録再生装置の記録再生信号処理に係わるブロック構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・誘電体記録媒体
２・・・記録再生ヘッド
１０１・・・内周エリア
１０２・・・記録エリア
１０３・・・外周エリア
４・・・センターホール
５・・・トラック
６・・・スペース
７・・・制御情報エリア
８・・・データエリア
９・・・記録ピット
１０・・・記録再生装置
１１・・・探針
１２・・・スライダ
１２ａ・・・導電体膜
１２ｂ・・・リターン電極
１３・・・発振器
１４・・・探針支持部
１５・・・基板
１６・・・電極
１７・・・誘電体材料
２０・・・誘電体記録媒体
３０・・・スイッチ
３１・・・記録信号入力部
３２・・・交流信号発生装置
３３・・・ＦＭ復調器
３４・・・検波器
３５・・・トラッキングエラー検出部
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｄ・・・ヘッド
４１・・・傾斜面
４２、４３、４４、４５、４６・・・トラッキングエラー検出電極
５０・・・ダイオードブリッジ回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体の分極方向をデータに対応させる誘電体記録媒体に、データを記録し再生する誘電体記録再生ヘッドとトラッキング方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より高密度大容量でランダムアクセスが可能な記録再生装置として、光ディスク装置やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）装置が知られている。また、近年、誘電体材料をナノスケールで分析するＳＮＤＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＮｏｎｌｉｎｅａｒ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：走査型非線形誘電率顕微鏡）を利用した記録再生の技術について、本願発明者等によって提案されているところである。
【０００３】
光記録はレーザを光源とした光ピックアップを用い、ディスク表面のピット(凹凸)や相変化媒体の結晶相を形成してデータを記録し、アモルファス相の反射率の違い、或いは光磁気効果を利用してデータの再生を行う。しかしながらピックアップは比較的慣性が大きく高速読み出しに不適であることや、レンズなどの集光光学系を用いた場合の記録ピットの大きさは光の回折限界で規定され、５０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２が限界とされる。
【０００４】
また、ＨＤＤに代表される磁気記録の長手記録では近年、ＧＭＲ（ＧｉａｎｔＭａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）によるＭＲヘッドが実用化されており、更に垂直磁気記録を用いることで光ディスク以上の記録密度が期待されているが、磁気記録情報の熱揺らぎや符号反転部分でのブロッホ壁の存在、更にこれらを考慮したパターンドメディアを用いても記録密度は１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２が限界とされている。
【０００５】
ＳＮＤＭは強誘電体材料の非線形誘電率を測定することで強誘電体ドメインの正負を判別できる。更にＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）等に用いられる先端に微小な探針を設けた導電性のカンチレバー(プローブ)を用いることで、サブナノメートルもの分解能を有することがわかっている。
【０００６】
このＳＮＤＭで誘電体材料をナノメートルスケールで分析する場合の位置決めはＡＦＭ装置と同様のピエゾステージ制御で行っていた。一方でＳＮＤＭの分解能が高いことを利用して強誘電体を媒体とした超高密度の記録再生システムの実現の可能性があるが、この場合は光ディスク装置や磁気ディスク装置のようなトラッキング等の制御信号の生成と検出が必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＳＮＤＭでは、特段に記録再生装置としての観点から開発がなされたものではなく、光ディスク装置や磁気ディスク装置のようなトラッキング等の制御信号の生成と検出方法、装置構成について、未だ好適なものが示されていないのが現状である。
【０００８】
従って本発明は、記録或いは再生時に、正確なトラッキングを可能ならしめる誘電体記録再生ヘッドとトラッキング方法とを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1誘電体記録再生ヘッドは上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する誘電体記録再生ヘッドであって、前記誘電体記録媒体にデータを記録し再生する記録再生電極は、前記誘電体記録媒体のトラック幅方向に長い長手形状である。
【００１０】
本発明の第1誘電体記録再生ヘッドによれば、データを記録し再生する記録再生電極、即ち探針の先端部は、誘電体記録媒体のトラック幅方向に長く、記録再生するトラックと隣接するトラックの一部を覆うことが可能となる。或いは、記録再生するトラックに隣接するトラックがスペースであれば、トラッキングに対して余裕を大きくとれる。
【００１１】
尚、記録再生電極の形状として、針状のものや、カンチレバー状等のものが具体的な構造として知られる。これらの形状を有する電極を総称して本願では適宜「探針」と記す。
【００１２】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドは上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する誘電体記録再生ヘッドであって、前記誘電体記録媒体にデータを記録し再生する記録再生電極と、前記記録再生電極の周囲に、前記誘電体記録媒体に対向した面を有するスライダとを備える。
【００１３】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドによれば、探針の周囲にスライダを設ける。記録再生電極を保護すると共に探針と誘電体記録媒体との距離を一定に保つ。
【００１４】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの一態様では、前記記録再生電極はカンチレバーの形状である。
【００１５】
この態様によれば、探針はカンチレバー型であり、探針として柔軟性に優れる。
【００１６】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記スライダは導電性部材で形成され、前記記録再生電極が前記誘電体記録媒体に電界を印加する際の、電界のリターン電極となる。
【００１７】
この態様によれば、スライダを、探針が誘電体記録媒体に記録されているデータを再生する際に印加する高周波電界の戻るリターン電極として用いることができる。
【００１８】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記スライダは絶縁性部材で形成され、且つ、前記スライダの前記誘電体記録媒体に対向した面に導電性膜を有し、当該導電性膜は前記記録再生電極が前記誘電体記録媒体に電界を印加する際のリターン電極となる。
【００１９】
この態様によれば、絶縁性部材で形成されたスライダの、誘電体記録媒体に対向した面にリターン電極用の導電性膜を設ける。
【００２０】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記スライダの、当該スライダに対し前記誘電体記録媒体が相対的に進行してくる端部は、当該誘電体記録媒体から離れる傾斜を有する端部である。
【００２１】
この態様によれば、スライダの誘電体記録媒体が進行してくる端面、即ち誘電体記録媒体のトラックが相対的に移動してくるときのスライダの前端部を傾斜面とする。これにより誘電体記録媒体の移動によって生じる空気流が、整った流れになり、スライダの姿勢が安定する。
【００２２】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記記録再生電極の先端部は、前記スライダの前記誘電体記録媒体に対向する面から突出しない構成である。
【００２３】
この態様によれば、探針は、スライダの誘電体記録媒体に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針が誘電体記録媒体に衝突して探針が破壊することや誘電体記録媒体に損傷を与えることを防止する。
【００２４】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記記録再生電極は、前記誘電体記録媒体のトラック幅方向に長い長手形状である。
【００２５】
この態様によれば、データを記録し再生する記録再生電極、即ち探針の先端部は、誘電体記録媒体のトラック幅方向に長く、記録再生するトラックと隣接するトラックの一部を覆う。記録再生するトラックに隣接するトラックがスペースであれば、トラッキングに対して余裕が大きくなる。
【００２６】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、トラッキング信号を検出するトラッキング信号検出電極を設ける。
【００２７】
この態様によれば、専用のトラッキングエラーの検出のための電極を設ける。この電極によりトラッキングエラーが精度良く検出される。
【００２８】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記トラッキング信号検出電極は、前記記録再生電極の前方または後方に、トラック幅方向の１／２トラックピッチをずらして配置する。
【００２９】
この態様によれば、専用のトラッキングエラーの検出のための電極は、隣接する２つのトラックにまたがって配置されるため、その電極から出力される左右のトラックに記録されている信号の成分からトラッキングエラーが検出される。
【００３０】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記トラッキング信号検出電極は、前記記録再生電極の前方、または後方に、トラック幅方向の１／２トラックピッチをずらして左右に配置する。
【００３１】
この態様によれば、２つの専用のトラッキングエラーの検出のための電極が、隣接する２つのトラックにまたがって左右に配置されるため、その電極から出力される左右のトラックに記録されている信号の成分からトラッキングエラー量とトラッキングエラーの方向が検出される。
【００３２】
本発明の第２誘電体記録再生ヘッドの他の態様では、前記スライダの内部空隙部は絶縁体により充填される。
【００３３】
この態様によれば、スライダの内部は絶縁体により充填されているので、記録再生用の探針やトラッキングエラーの検出のための電極が固定される。
【００３４】
本発明の第１トラッキング方法は上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、前記誘電体記録媒体のトラック幅方向に長い長手形状の記録再生電極により再生される隣接トラックの信号成分から得られるトラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００３５】
本発明の第１トラッキング方法によれば、探針により再生される信号中の隣接トラックの信号成分からトラッキングエラー信号を分離しトラッキング制御を行う。トラッキングエラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて検出可能である。
【００３６】
本発明の第２トラッキング方法は上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、隣接するトラックにまたがって設けられたトラッキング信号検出電極によるトラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００３７】
本発明の第２トラッキング方法によれば、現にトレースしているトラックとそれに隣接するトラックの中間に設けられた電極からの再生信号から、各々のトラックに記録されている成分に基づき、トラッキングエラー量とエラー方向を求めてトラッキング制御を行う。各トラックの所定エリアにトラッキング用の信号を記録し、この情報を利用する。
【００３８】
本発明の第３トラッキング方法は上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、左右の隣接するトラックにまたがって設けられた２つのトラッキング信号検出電極からの出力を比較することでトラッキングエラー信号を得、当該トラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００３９】
本発明の第３トラッキング方法によれば、現にトレースしているトラックとそれに隣接するトラックの中間に設けられた左右の電極からのトラッキング信号検出電極からの出力を比較し、その結果からトラッキングエラー量とエラー方向を求めてトラッキング制御を行う。
【００４０】
本発明の第４トラッキング方法は上記課題を解決するために、誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、隣接する２つのトラックに設けられた、位相が９０°ずれた＋ピットと−ピットの交互の配列により、記録再生探針が現にトレースしているトラックからＯＦＦトラックして隣接トラックとの境界付近をトレースした場合に再生される２倍の周波数の信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００４１】
本発明の第４トラッキング方法によれば、２つのトラックの所定エリアに、位相が９０°ずれた＋ピットと−ピットを交互に配列した誘電体記録媒体に対するトラッキングであって、探針がＯＦＦトラックすることにより、その再生信号に含まれる２倍の周波数の信号に基づきトラッキング制御を行う。エラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて検出可能である。
【００４２】
本発明の第１から第４のいずれかのトラッキング方法の一態様では、ＳＮＤＭにより前記誘電体記録媒体の分極状態に対応した振幅信号強度からトラッキングエラー信号を検出し、当該トラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行う。
【００４３】
この態様によれば、信号再生とトラッキングエラー信号の検出にＳＮＤＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：走査型非線形誘電率顕微鏡）の技術を適用する。検出されたトラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御が行われる。ＳＮＤＭ再生技術に関しては本願発明者の長康雄により、応用物理第６７巻、第３号、ｐ３２７（１９９８）に詳しく紹介されている。或いは本願出願人らにより出願された特許願２００１−２７４３４６号、特許願２００１−２７４３４７号等にも、詳述されている。即ち、誘電体上を探針が走査し、誘電体の分極状態を検出するものであって、その分極方向に対応した容量が検出され、記録されたデータが再生される。また、探針から誘電体、或いは誘電体に形成した下部電極から探針に電界を印加し分極を所定の方向とすることでデータの記録が行われる。
【００４４】
本発明のこのような作用、及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
（誘電体記録再生ヘッドの実施形態）
本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの実施形態について図１〜図６を参照して説明する。
【００４６】
(第一実施例)
図１は第一実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ１−Ａ１における断面図である。図１に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ａの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、探針１１を囲むように導電体からなるスライダ１２が設けられる。また、探針１１とスライダ１２の間隙には、例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００４７】
探針１１はトラック５の幅方向に長い長手形状を有し、トラック５と共に隣接するスペースの一部を覆う。従って、トラッキングエラーが微小である場合は、探針１１はトラック５から外れることはなく、Ｓ／Ｎ比の良い信号を再生することが可能となる。また、トラック５が隣接して設けられている場合は、隣接したトラックの信号成分がトラッキングエラー信号として感度良く検出される。トラッキングエラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて行うことが可能である。
【００４８】
また、スライダ１２は接地することにより、探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００４９】
更に、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００５０】
(第二実施例)
図２は第二実施例を示す図であって、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ２−Ａ２における断面図である。図２に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｂの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、探針１１を囲むように絶縁体からなるスライダ１２が設けられる。また、探針１１とスライダ１２の間隙には、例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。更に、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面に導電体膜１２ａが設けられる。尚、スライダ１２と探針支持部１４は一体として形成されたものであっても良い。
【００５１】
探針１１はトラック５の幅方向に長い長手形状を有し、トラック５と共に隣接するスペースの一部を覆う。従って、トラッキングエラーが微小である場合は、探針１１はトラック５から外れることはなく、Ｓ／Ｎ比の良い信号を再生することが可能となる。また、トラック５が隣接して設けられている場合は、隣接したトラックの信号成分がトラッキングエラー信号として感度良く検出される。トラッキングエラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて行うことが可能である。
【００５２】
また、導電体膜１２ａを接地することで、探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００５３】
更に、探針１１は、導電体膜１２ａの誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００５４】
(第三実施例)
図３は第三実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ３−Ａ３における断面図である。図３に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｃの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、探針１１を囲むようにスライダ１２が設けられる。また、探針１１とスライダ１２の間隙には例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００５５】
スライダ１２の誘電体記録媒体１が進行してくる端面４１、即ち誘電体記録媒体１のトラック５が矢印Ｒで示す方向から相対的に移動してくるときのスライダ１２の前端部は、傾斜面とする。これにより誘電体記録媒体１の移動によって生じる空気流が整った流れになり、スライダ１２の姿勢が安定する。
【００５６】
スライダ１２を導電体で形成し、接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
また、スライダ１２と探針支持部１４を絶縁性部材で一体として形成し、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対抗する面に導電体膜を設け、この導電体膜を接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００５７】
探針１１はトラック５の幅方向に長い長手形状を有し、トラック５と共に隣接するスペースの一部を覆う。従って、トラッキングエラーが微小である場合は、探針１１はトラック５から外れることはなく、Ｓ／Ｎ比の良い信号を再生することが可能となる。また、トラック５が隣接して設けられている場合は、隣接したトラックの信号成分がトラッキングエラー信号として感度良く検出される。トラッキングエラーの方向は、例えばウォブリングの技術を用いて行うことが可能である。
【００５８】
更に、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００５９】
(第四実施例)
図４は第四実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ４−Ａ４における断面図である。図４に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｄの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４２と、探針１１とトラッキングエラー検出電極４２とを囲むようにスライダ１２が設けられる。また、探針１１及びトラッキングエラー検出電極４２とスライダ１２の間隙には例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００６０】
スライダ１２を導電体で形成し、接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
また、スライダ１２と探針支持部１４を絶縁性部材で一体として形成し、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対抗する面に導電体膜を設け、この導電体膜を接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００６１】
トラッキングエラー検出電極４２は、隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｂの信号成分の大きさから、トラッキングエラー量とエラー方向が検出される。例えば制御情報エリア７（図９に図示）に所定の規則に従ってピットを形成することで、これらの検出は可能になる。
【００６２】
また、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００６３】
(第五実施例)
図５は第五実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ５−Ａ５における断面図である。図５に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｅの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、探針１１の前方に隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４３と、探針１１の前方に隣接するトラック５ａ、５ｃにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４４と、探針１１とトラッキングエラー検出電極４３、４４とを囲むようにスライダ１２が設けられる。また、探針１１、トラッキングエラー検出電極４３、４４とスライダ１２の間隙には例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００６４】
スライダ１２を導電体で形成し、接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
また、スライダ１２と探針支持部１４を絶縁性部材で一体として形成し、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対抗する面に導電体膜を設け、この導電体膜を接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００６５】
トラッキングエラー検出電極４３は、隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｂの信号成分の大きさから、トラッキングエラー信号が検出される。また、トラッキングエラー検出電極４４は、隣接するトラック５ａ、５ｃにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｃの信号成分の大きさから、トラッキングエラー信号が検出される。トラック５ａの内周側と外周側に対応してトラッキングエラー検出電極４３とトラッキングエラー検出電極４４が設けられているので、夫々の出力を比較することで、トラッキングエラー量と、エラー方向が検出される。
【００６６】
また、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００６７】
(第六実施例)
図６は第六実施例を示す図であり、同図（ａ）は平面図であって、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ６−Ａ６における断面図である。図６に示すように誘電体記録再生ヘッド４０ｆの構成は、誘電体記録媒体１にデータを記録し再生する探針１１と、隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４５と、隣接するトラック５ａ、５ｃにかけて配置されたトラッキングエラー検出電極４６と、探針１１とトラッキングエラー検出電極４５、４６とを囲むようにスライダ１２が設けられる。また、探針１１、トラッキングエラー検出電極４５、４６とスライダ１２の間隙には例えば樹脂材等の絶縁性部材による探針支持部１４を設けても良い。
【００６８】
スライダ１２を導電体で形成し、接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
また、スライダ１２と探針支持部１４を絶縁性部材で一体として形成し、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対抗する面に導電体膜を設け、この導電体膜を接地させることで探針１１が誘電体記録媒体１に信号再生のために印加する高周波電界のリターン電極として用いることができる。
【００６９】
トラッキングエラー検出電極４５は、探針１１の前方に隣接するトラック５ａ、５ｂにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｂの信号成分の大きさから、トラッキングエラー信号が検出される。また、トラッキングエラー検出電極４６は、探針１１の後方に隣接するトラック５ａ、５ｃにかけて配置され、トラック５ａ及びトラック５ｃの信号成分の大きさから、トラッキングエラー信号が検出される。トラック５ａの内周側と外周側に対応してトラッキングエラー検出電極４３とトラッキングエラー検出電極４４が設けられているので、夫々の出力を比較することで、トラッキングエラー量と、エラー方向が検出される。
【００７０】
また、トラッキングエラー検出電極４５、４６は探針１１の前後に夫々設けられているため、トラックピッチと電極間ピッチがずれていたとしても探針１１を中心としてスライダ１２を回転して調節することで、ピッチを一致させることが可能となる。
【００７１】
また、探針１１は、スライダ１２の誘電体記録媒体１に対向する面より突出することがないように設定される。これにより探針１１が誘電体記録媒体１に接触して探針１１が破壊することや誘電体記録媒体１に損傷を与えることを防止することが可能となる。
【００７２】
以上の各実施例におけるスライダ１２において、誘電体記録媒体１と対向する面に適当な溝あるいは凹みを形成しても構わない。例えば、このような溝によってスライダ１２と誘電体記録媒体１の間隔をより適切に制御することが可能となる。
【００７３】
（誘電体記録媒体の一例）
本発明の誘電体記録再生ヘッドにより記録再生が行われる誘電体記録媒体の一例について説明する。図７（ａ）に示すように誘電体記録媒体１はディスク形態の誘電体記録媒体であって、センターホール４と、センターホール４と同心円状に内側から内周エリア１０１、記録エリア１０２、外周エリア１０３を備えている。センターホール４はスピンドルモータに装着する場合等に用いられる。
【００７４】
内周エリア１０１、記録エリア１０２、外周エリア１０３は一様な誘電体材料で形成されていて、その分極方向は記録エリア１０２が上方向、即ち＋面であるとすると内周エリア１０１及び外周エリア１０３は下方向、即ち−面に予め分極されている。
【００７５】
記録エリア１０２はデータを記録する領域であって、トラックやトラック間のスペースを有し、また、トラックやスペースには記録再生にかかわる制御情報を記録するエリアが設けられている。また、内周エリア１０１及び外周エリア１０３は誘電体記録媒体１の内周位置及び外周位置を認識するために用いられると共に、記録するデータに関する情報、例えばタイトルやそのアドレス、記録時間、記録容量等を記録する領域としても使用可能である。
【００７６】
また、図７（ｂ）に示すように誘電体記録媒体１は、基板１５の上に電極１６が、また、電極１６の上に誘電体材料１７が積層されて形成されている。内周エリア１０１、記録エリア１０２、外周エリア１０３は夫々、矢印で示す方向に分極されている。
【００７７】
基板１５は例えばＳｉであり、その強固さと化学的安定性、加工性等において好適な材料である。電極１６は記録再生ヘッドの探針との間で電界を発生させるためのもので、誘電体材料１７に抗電界以上の電界を印加することで分極方向を決定する。データに対応して分極方向を定めることにより記録が行われる。尚、探針とは記録再生ヘッドに設けられた、誘電体材料１７に電界を印加する電極であって、例えば針状のものやカンチレバー状等のものが具体的な形状として知られる。ここでの探針とは誘電体記録媒体への記録再生を行うための電極として機能するものであり、形状が針状やカンチレバー状以外の形状、例えば薄膜電極などでも構わないことは当然である。
【００７８】
誘電体材料１７は、例えば強誘電体であるＬｉＴａＯ３を用い、分極の＋面と−面が１８０度のドメインの関係であるＬｉＴａＯ３のＺ面に対して記録が行われる。他の誘電体材料を用いても良いことは当然である。
【００７９】
また、本発明の誘電体記録媒体として、記録エリア１０２だけを有するものであってもよい。また、一方、誘電体記録媒体１の記録エリア１０２を複数の同心円状の領域に分割し、夫々の領域間に内周エリア１０１と外周エリア１０３と同一の分極方向を有する分離帯を設けたものであっても良い。尚、誘電体記録媒体は上述したディスク形態に限らず、例えば直線状のトラックを備える形態のものであっても良い。
【００８０】
上述した誘電体記録媒体１に対する記録再生の原理について図８を参照して説明する。誘電体記録媒体２０は基板１５の上に電極１６が、また電極１６の上に誘電体材料１７が設けられていて、誘電体材料１７は分極Ｐの方向によって記録データと対応付けられる。
【００８１】
探針１１と電極１６の間に誘電体材料１７の抗電界以上の電界が印加され、印加電界の方向に対応した方向を有して誘電体材料１７は分極する。その分極方向がデータに対応する。リターン電極１２ｂは、記録された情報を再生するために探針１１から誘電体材料１７に印加した高周波電界が戻る電極であって、探針１１を取り巻くように設けられている。尚、リターン電極１２ｂは探針１１からの電界が抵抗なく戻る形状、配置であれば何れの形態でも良い。
【００８２】
次に、上述した誘電体記録媒体１の記録エリア１０２に設けられるトラックの例について図９を参照して説明する。トラック５とスペース６とが交互に同心円状に、或いはスパイラル状に設けられていて、夫々のトラックには制御情報エリア７とデータエリア８とを備える。また、スペース６にも制御情報エリア７を設けても良い。トラック５とスペース６は初期状態では、例えば分極方向が上方向である＋面とし、記録情報に対しては、例えばデータ「１」に対して＋方向の分極を、またデータ「０」に対して−方向の分極を対応させる。従ってデータ「０」に対しては抗電界以上の−方向の電界を印加してデータ「０」を記録し、一方、データ「１」に対してはそのままとしてデータ「１」の記録とする。データ「１」とデータ「０」に対する分極方向は逆であってもよいことは当然である。
【００８３】
制御情報エリア７にはトラッキングの情報、トラックアクセスの情報、探針と誘電体記録媒体１との相対的な移動速度に関する情報等が記録される。また、同一周回上に複数個の制御情報エリア７を設けてもよい。
【００８４】
特にトラッキング情報の一例として、図９の制御情報エリア７に示すように、隣接するトラック５とスペース６に、交互に＋面と−面のピットを配列した信号列を、位相を９０°ずらしては配列する。トラック５のみのフォーマットの誘電体記録媒体では、隣接するトラック５間において同様の配列をする。このような信号配列を有する制御情報エリア７を探針１１がトレースすることで、トラックがずれた場合に２倍の記録周波数成分が出力されることになる。この周波数成分の大きさと、トラックずれ方向を検出することでトラッキング制御を行うことができる。詳しくは図１１及び図１２を参照し、後段で説明する。
【００８５】
(トラッキング方法に関する実施形態)
次に、トラッキング制御の一例について図１０〜図１２を参照して説明する。
【００８６】
まず、図１０は記録再生ヘッドのトラッキング状態による位相像と振幅像を示す図であって、トラック５を挟んでスペース６が両側に設けられている。スペース６は＋方向に分極されていて、トラック５にはデータに対応して＋方向に分極されたピット９と−方向に分極されたピット９とが存在している。ここで＋、−、−、＋とデータが並んでいる部位の位相像と振幅像について、探針１１のＯＮトラック状態をパラメータとして示す。図１０において探針１１のＯＮトラック状態は上から１００%、７５%、５０%、２５%、０%の場合である。また、実線が位相像であり、破線が振幅像である。位相像の出力は極めて急峻であり、トラッキング制御には振幅像の出力を用いることが好ましい。ここで位相像とはＳＮＤＭによる再生信号の内、位相情報の信号成分である。これは記録情報に対応する分極方向の＋と−に対応する。また、振幅像とはＳＮＤＭによる再生信号の内、位相成分に加えて強度成分をも含む信号であり、後者の方が再生信号の生データに近いものである。
【００８７】
さて、隣接するトラック５、或いはトラック５とスペース６に、＋面と−面のピットを交互に設け、その位相を９０°ずらして配列した場合についてのトラッキングエラー検出について説明する。図１１（ａ）は隣接するトラック５ａ、５ｂの制御情報エリア７にトラッキングエラー検出のためのピットが設けられている状態を示す。＋面と−面のピットを交互に設け、その位相は９０°ずらして配置する。これらの情報は、例えば誘電体記録媒体１の制御情報エリア７に記録されている。
【００８８】
図１１（ｂ）は、トラック５ａの出力波形であり、図１１（ｃ）は、トラック５ｂの出力波形である。その位相は９０°ずれている。ここで探針１１がトラックずれを起こしてトラック５ａとトラック５ｂの中間をトレースしたとすると、その出力は図１１（ｄ）に示すものになる。この信号から、例えば図１２に示すダイオードブリッジ回路５０によって図１１（ｅ）に示す２倍の周波数の出力が得られる。この２倍の周波数の出力に基づいてトラッキング制御を行うことになる。尚、トラッキングエラーの方向は、例えば光ディスク等で用いられているウォブリングによって検出可能である。
【００８９】
図１２に示すようにダイオードブリッジ回路５０は、ダイオードＤ1〜Ｄ４がブリッジに接続されていて、所謂、整流回路を形成する。ダイオードＤ1とダイオードＤ２の接続点と、ダイオードＤ３とダイオードＤ４の接続点間に図１１（ｄ）に示す信号が入力され、ダイオードＤ1とダイオードＤ３の接続点と、ダイオードＤ２とダイオードＤ４の接続点間から図１１（ｅ）に示す信号が出力される。
【００９０】
以上説明したトラッキング方法の他に、トラッキングエラー検出のための専用の電極を備え、その出力に基づいてトラッキング制御を行う方法や、光ディスクで汎用に用いられているウォブリングの技術を用いることも可能である。
【００９１】
(誘電体記録再生ヘッド及びトラッキング方法が適用される誘電体記録再生装置の構成例)
本発明に係わる誘電体記録再生ヘッド及びトラッキング方法が適用される誘電体記録再生装置の一例について図１３を参照して説明する。尚、直線状にトラックを備える誘電体記録媒体の記録再生装置も、探針と誘電体記録媒体とが直線的に相対的移動をする機構を用いることで同様に構成することが可能となるものである。
【００９２】
誘電体記録再生装置１０は、その先端部が誘電体記録媒体２０の誘電体材料に対向して電界を印加する探針１１と、探針１１から印加された電界が戻るリターン電極１２ｂと、探針１１とリターン電極１２ｂの間に設けられるインダクタＬと、インダクタＬと探針１１の直下の誘電体材料に形成される、記録情報に対応して分極した部位の容量（例えば図８に示す容量Ｃｓ）とで決まる共振周波数で発振する発振器１３と、記録時の入力信号を切り替えるスイッチ３０と、記録すべきデータを変換して記録用信号を発生する記録信号入力部３１と、同期検波時に参照される交流信号発生装置３２と、探針１１の直下の誘電体材料が有する容量で変調されるＦＭ変調信号を復調するＦＭ復調器３３と、復調された信号からデータを検出する検波器３４と、復調された信号からトラッキングエラー信号を検出するトラッキングエラー検出部３５とを備えて構成される。
【００９３】
探針１１は、導電性の部材、或いは絶縁性部材に導電性膜を被覆したものであり、誘電体材料に対向する先端部は所定の半径を有する球状である。この半径は誘電体材料に記録データに対応して形成される分極の半径を決める大きな要素であり、１０ｎｍオーダーの極めて小さいものである。この探針１１に電圧を印加して誘電体材料に所定方向に分極した領域を形成してデータを記録し、一方、分極に対応した容量に基づいて記録されているデータをピックアップする。
【００９４】
リターン電極１２ｂは、探針１１から誘電体材料に印加した電界が戻る電極であって、探針１１を取り巻くように設けられている。尚、リターン電極１２ｂは図1に示すスライダ１２、或いは図２に示す導電体膜１２ａが適用される。
【００９５】
インダクタＬは、探針１１とリターン電極１２ｂとの間に設けられていて、例えばマイクロストリップラインで形成される。インダクタＬと容量Ｃｓとで共振回路が構成される。この共振周波数ｆ＝１／２π√ＬＣｓは例えば１ＧHz程度になるようにインダクタＬのインダクタンスが決定される。ここで、発振周波数ｆに対して影響を与えるのは容量Ｃｓの他にいわゆる浮遊容量Ｃ０が影響を与えることは言うまでもない。ただし、本発明においては記録再生ヘッドとしての構成を浮遊容量をも考慮してコンパクトに配置する構成としているために、ＳＮＤＭによる信号再生時にはＣ０は事実上定数と見なすことができる。信号再生においてｆを変化させるのはＣｓの容量変化ΔＣｓであるため、ここでは簡略的に共振周波数をＣｓとＬの関数として表現したが、実際にはＣｓはＣ０を含んでおり、ここでのＣｓはＣｓ＋Ｃ０の意味合いを有するものである。
【００９６】
発振器１３は、インダクタＬと容量Ｃｓとで決定される周波数で発振する発振器である。その発振周波数は容量Ｃｓの変化に対応して変化するものであり、従って記録されているデータに対応した分極領域によって決定される容量Ｃｓの変化に対応してＦＭ変調が行われる。このＦＭ変調を復調することで記録されているデータを読み取ることができる。
【００９７】
探針１１は誘電体材料１７に接触、若しくは微小の空間を有して対向していて、探針１１の先端部の半径に対応して誘電体材料１７には分極領域が構成される。この探針１１に電圧が印加された場合、電界は誘電体材料１７を経てリターン電極１２ｂに戻る。このとき探針１１の先端部の誘電体材料１７に分極Ｐに対応した容量ＣｓがインダクタンスＬとの共振回路に加わることで、発振周波数が容量Ｃｓに依存することになり、この容量Ｃｓに基づいてＦＭ変調された発振信号を復調することで図８に示す検出電圧が出力され、記録されているデータが再生される。一方、データを記録する場合は、データに対応した電圧を電極１１に印加することで誘電体材料１７の分極方向を決定することで行われる。ここでの電圧は誘電体材料の抗電界以上の電界を生じる電圧であることはいうまでもない。
【００９８】
尚、探針１１を複数本としても良い。複数の探針を用いる場合、電極１６を接地し、夫々の探針に対して記録データや、再生時の同期検波用の交流信号を印加する。この信号が発振器１３に漏れ込むことを防止するために、発振器１３と交流信号発生源との間にローカットフィルタを挿入する必要がある。
【００９９】
スイッチ３０は、記録又は再生時の入力信号を切り替えるためのものであり、再生時は検波するときに参照される交流信号のみを入力されるようにし、記録時はデータに関する信号と交流信号が入力されるように選択される。
【０１００】
記録信号入力部３１は、記録すべきデータを記録フォーマットで変換し、また、付随する制御情報を付加し記録信号を生成する。エラー訂正に関する処理や、データ圧縮等の処理を含まれる。
【０１０１】
交流信号発生装置３２は、記録再生時の同期検波用の交流信号を発生する。探針１１が複数の場合は、夫々に個別に異なる周波数の交流信号を与える。
【０１０２】
記録時には記録信号入力部３１からの記録信号が交流信号発生装置３２の交流信号に重畳されて電極１６に供給され、探針１１と電極１６の間の電界によって誘電体材料１７の探針１１直下の領域の分極が決定され、その分極方向が固定されて記録データとなる。このとき発振器１３はインダクタＬと容量Ｃｓで決定される共振周波数で発振し、容量Ｃｓによってその周波数が変調される。
【０１０３】
ＦＭ復調器３３は、容量Ｃｓによって変調された発振器１３の発振周波数を復調し、探針１１がトレースした部位の分極された状態に対応した波形を復元する。
【０１０４】
検波器３４は、ＦＭ復調器３３で復調された信号から、交流信号発生装置３２からの交流信号を参照信号として同期検波を行い、記録されたデータを再生する。また、記録時においては記録しながら記録状態を監視することが可能である。
【０１０５】
トラッキングエラー検出部３５は、ＦＭ復調器３３で復調された信号から、装置を制御するためのトラッキングエラー信号を検出する。検出したトラッキングエラー信号がトラッキング機構に入力されて制御がなされる。
【０１０６】
以上説明したように、誘電体記録再生装置１０は本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドとトラッキング方法を適用した一例であって、他の種々の構成をとることができることは当然である。
【０１０７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う誘電体記録再生ヘッド及びトラッキング方法もまた本発明の技術思想に含まれるものである。
【０１０８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の誘電体記録再生ヘッド及びトラッキング方法によれば、トラッキングエラー信号を精度良く検出することが可能となり、誘電体記録媒体に対するデータの記録、再生においてトラッキング制御が正確に行うことが可能となる。
【０１０９】
また、強誘電体ドメインに対して高い分解能を有するＳＮＤＭ技術を用いて記録再生装置を構成することで、正確なトラッキングを行いながら、設定されたトラックに高密度で情報を記録し、再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第一実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ１−Ａ１の断面図である。
【図２】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第二実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ２−Ａ２の断面図である。
【図３】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第三実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ３−Ａ３の断面図である。
【図４】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第四実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ４−Ａ４の断面図である。
【図５】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第五実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ５−Ａ５の断面図である。
【図６】本発明に係わる誘電体記録再生ヘッドの第六実施例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ６−Ａ６の断面図である。
【図７】誘電体記録媒体の例を示す図であって、同図（ａ）はその平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に於けるＡ７−Ａ７の断面図である。
【図８】誘電体に対する情報の記録再生について説明するための図である。
【図９】誘電体記録媒体のトラックの構成例について示す図である。
【図１０】誘電体記録媒体の記録再生ヘッドのトラッキング状態による位相像と振幅像を示す図である。
【図１１】トラッキング信号の一例を示す図である。
【図１２】トラッキング信号の検出回路の一例を示す図である。
【図１３】誘電体記録再生装置の記録再生信号処理に係わるブロック構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・誘電体記録媒体
２・・・記録再生ヘッド
１０１・・・内周エリア
１０２・・・記録エリア
１０３・・・外周エリア
４・・・センターホール
５・・・トラック
６・・・スペース
７・・・制御情報エリア
８・・・データエリア
９・・・記録ピット
１０・・・記録再生装置
１１・・・探針
１２・・・スライダ
１２ａ・・・導電体膜
１２ｂ・・・リターン電極
１３・・・発振器
１４・・・探針支持部
１５・・・基板
１６・・・電極
１７・・・誘電体材料
２０・・・誘電体記録媒体
３０・・・スイッチ
３１・・・記録信号入力部
３２・・・交流信号発生装置
３３・・・ＦＭ復調器
３４・・・検波器
３５・・・トラッキングエラー検出部
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｄ・・・ヘッド
４１・・・傾斜面
４２、４３、４４、４５、４６・・・トラッキングエラー検出電極
５０・・・ダイオードブリッジ回路
Claims (16)
- 誘電体記録媒体に情報を記録し再生する誘電体記録再生ヘッドであって、
前記誘電体記録媒体にデータを記録し再生する記録再生電極は、前記誘電体記録媒体のトラック幅方向に長い長手形状であること
を特徴とする誘電体記録再生ヘッド。 - 誘電体記録媒体に情報を記録し再生する誘電体記録再生ヘッドであって、
前記誘電体記録媒体にデータを記録し再生する記録再生電極と、
前記記録再生電極の周囲に、前記誘電体記録媒体に対向した面を有するスライダと
を備え、
前記スライダは導電性部材で形成され、前記記録再生電極が前記誘電体記録媒体に電界を印加する際の、電界のリターン電極とすることを特徴とする誘電体記録再生ヘッド。 - 前記記録再生電極はカンチレバーの形状であること
を特徴とする請求項２に記載の誘電体記録再生ヘッド。 - 前記スライダは絶縁性部材で形成され、且つ、前記スライダの前記誘電体記録媒体に対向した面に導電性膜を有し、
当該導電性膜は前記記録再生電極が前記誘電体記録媒体に電界を印加する際のリターン電極とすること
を特徴とする請求項２又は３に記載の誘電体記録再生ヘッド。 - 前記スライダの、当該スライダに対し前記誘電体記録媒体が相対的に進行してくる端部は、当該誘電体記録媒体から離れる傾斜を有する端部であること
を特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の誘電体記録再生ヘッド。 - 前記記録再生電極の先端部は、前記スライダの前記誘電体記録媒体に対向する面から突出しない構成であること
を特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の誘電体記録再生ヘッド。 - 前記記録再生電極は、前記誘電体記録媒体のトラック幅方向に長い長手形状であること
を特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の誘電体記録再生ヘッド。 - トラッキング信号を検出するトラッキング信号検出電極を設けること
を特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載の誘電体記録再生ヘッド。 - 前記トラッキング信号検出電極は、前記記録再生電極の前方または後方に、トラック幅方向の１／２トラックピッチをずらして配置すること
を特徴とする請求項８に記載の誘電体記録再生ヘッド。 - 前記トラッキング信号検出電極は、前記記録再生電極の前方、または後方に、トラック幅方向の１／２トラックピッチをずらして左右に配置すること
を特徴とする請求項８に記載の誘電体記録再生ヘッド。 - 前記スライダの内部空隙部は絶縁体により充填されていること
を特徴とする請求項２から１０のいずれか一項に記載の誘電体記録再生ヘッド。 - 誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、
前記誘電体記録媒体のトラック幅方向に長い長手形状の記録再生電極により再生される隣接トラックの信号成分から得られるトラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行うこと
を特徴とするトラッキング方法。 - 誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、請求項１から１１のいずれか一項に記載の誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、
隣接するトラックにまたがって設けられたトラッキング信号検出電極によるトラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行うこと
を特徴とするトラッキング方法。 - 誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、請求項１から１１のいずれか一項に記載の誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、
左右の隣接するトラックにまたがって設けられた２つのトラッキング信号検出電極からの出力を比較することでトラッキングエラー信号を得、当該トラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行うこと
を特徴とするトラッキング方法。 - 誘電体記録媒体に情報を記録し再生する際の、誘電体記録再生ヘッドのトラッキング方法であって、
隣接する２つのトラックに設けられた、位相が９０°ずれた＋ピットと−ピットの交互の配列により、記録再生探針がＯＦＦトラックした場合に再生される２倍の周波数の信号に基づきトラッキング制御を行うこと
を特徴とするトラッキング方法。 - ＳＮＤＭにより前記誘電体記録媒体の分極状態に対応した振幅信号強度からトラッキングエラー信号を検出し、当該トラッキングエラー信号に基づきトラッキング制御を行うこと
を特徴とする請求項１２から１５のいずれか一項に記載のトラッキング
方法。
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