JPH0773515A - Information processor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of swarf caused by sliding friction and noise by providing an elastic body between a brush and a normal voltage supplying electrode both of which are sliding against each other. CONSTITUTION:A normal voltage is supplied to an elastic body 204 and an electrode 203 from a bias voltage circuit 117 through a cantilever 201 and an electrical conductivity probe 202. When wobbling of a recording medium surface is generated by a rotation, the displacement in the Z direction is absorbed by the elastic deformation of the body 204 placed between the probe 202 and the electrode 203. Moreover, since a cantilever type brush is used, the displacement in the Z direction is absorbed by the deflection of the cantilever, a stable bias is supplied and no swarf is generated even though there exists a friction, because the body 204 is placed between the probe 202 and the electrode 203.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走査型プローブ顕微鏡
を応用して、回転するディスク型記録媒体に高密度記録
再生を行う情報処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing apparatus which applies a scanning probe microscope to perform high density recording / reproduction on a rotating disk type recording medium.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、米国特許ＵＳＰ４３４３９９３号
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」と称す）が開発され、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
縁性物質等の表面をＳＴＭと同様の分解能で観察可能な
原子間力顕微鏡（以下、「ＡＦＭ」と称す）も開発され
た（米国特許ＵＳＰ４７２４３１８号）。さらには、こ
のＳＴＭ、ＡＦＭ等の走査型プローブ顕微鏡（以下、
「ＳＰＭ」と称す）の原理を応用し、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、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，１６
１５５３号等）。2. Description of the Related Art In recent years, a scanning tunneling microscope (hereinafter referred to as "STM") capable of observing the surface of a conductive material with a resolution of nanometer or less has been developed as described in US Pat. , Observation of the atomic arrangement on the semiconductor surface, the orientation of organic molecules, etc. has been made on the atomic and molecular scale. Further, by developing the STM technique, an atomic force microscope (hereinafter referred to as “AFM”) capable of observing the surface of an insulating material or the like with the same resolution as STM was also developed (US Pat. No. 4,724,318). Furthermore, a scanning probe microscope such as STM and AFM (hereinafter,
It has been proposed that a high density memory is realized by applying the principle of "SPM") and accessing a recording medium with a probe on an atomic or molecular scale to perform recording and reproduction. 63-161552, 16
1553).

【０００３】ＳＰＭ応用の高密度メモリにおける記録再
生の際のプローブと記録媒体の相対走査法としては、Ｓ
ＴＭ技術の延長上であるＸＹ方向に２次元走査を行うラ
スタースキャンが一般的である。一方従来より実用化さ
れているハードディスク記録装置や光ディスク記録装置
における記録ヘッドと記録媒体の相対走査法である回転
スキャンにおいても、記録装置の高密度化及び小型化を
めざしたモータや軸受けの高精度化、モータ回転制御技
術の高度化が進んでいる。As a relative scanning method of the probe and the recording medium at the time of recording / reproducing in the high density memory for SPM application, S
Raster scanning, which is two-dimensional scanning in XY directions, which is an extension of TM technology, is general. On the other hand, in rotational scanning, which is a relative scanning method between a recording head and a recording medium in a hard disk recording device or an optical disk recording device that has been practically used in the past, high precision of a motor and a bearing aiming at high density and downsizing of the recording device. And motor rotation control technology is advancing.

【０００４】そこでＳＰＭ応用の高密度メモリにおいて
も記録媒体をディスクタイプとし、プローブと記録媒体
との相対走査を回転スキャンで行なった記録再生装置に
関する提案もなされている（特願平２−５６６７５
号）。Therefore, a proposal has also been made for a recording / reproducing apparatus in which the recording medium is a disk type and the relative scanning between the probe and the recording medium is performed by the rotary scan even in the high-density memory for SPM application (Japanese Patent Application No. 2-56675).
issue).

【０００５】ＳＰＭ応用の記録再生装置では、電流を使
った記録及び／又は再生方法であるため、記録媒体へ規
定電圧を供給する必要がある。In the recording / reproducing apparatus using SPM, since the recording and / or reproducing method uses electric current, it is necessary to supply a specified voltage to the recording medium.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、回転する記録
媒体への規定電圧供給において、記録再生装置の性能を
損なわずに安定な供給を行うためには、困難を伴う。However, in supplying the specified voltage to the rotating recording medium, it is difficult to perform stable supply without impairing the performance of the recording / reproducing apparatus.

【０００７】本発明は、上記課題を鑑み安定な規定電圧
の供給が可能な高密度ディスク型記録再生装置を提供す
ることを目的とする。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a high density disc type recording / reproducing apparatus capable of supplying a stable specified voltage.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
すべく成された本発明は、回転型記録媒体に対して、こ
れに対向配置される記録再生用のプローブを介して電気
的信号を印加することで情報の記録を行い、及び／又
は、電気的信号を検出することで再生を行う情報処理装
置であって、前記記録媒体に記録及び／又は再生用の規
定電圧を供給するためのブラシを有し、且つ、該ブラシ
と、前記記録媒体又は該記録媒体上に形成した規定電圧
供給用電極とが摺動する間に弾性体を有することを特徴
とする情報処理装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which has been made to achieve the above object, provides an electric signal to a rotary recording medium via a recording / reproducing probe arranged to face the rotary recording medium. An information processing apparatus for recording information by applying and / or reproducing by detecting an electric signal, for supplying a specified voltage for recording and / or reproduction to the recording medium. An information processing apparatus having a brush, and an elastic body while the brush and the recording medium or a specified voltage supply electrode formed on the recording medium slide with each other.

【０００９】本発明において、上記の弾性体は規定電圧
供給用ブラシの先端部、及び／又は、記録媒体或いは記
録媒体上に形成した規定電圧供給用電極上に形成され
る。In the present invention, the elastic body is formed on the tip of the specified voltage supply brush and / or on the recording medium or the specified voltage supply electrode formed on the recording medium.

【００１０】この弾性体としては電解質の物性を有する
ものが用いられ、例えば、ゲル状物質であるゼラチン，
シリカゲル等に純水，塩化ナトリウム，硫酸ナトリウ
ム，硝酸カリウム等の電解溶液を混ぜたものが好適に用
いられる。As the elastic body, one having the physical properties of an electrolyte is used. For example, gelatin which is a gel-like substance,
A mixture of silica gel or the like with an electrolytic solution of pure water, sodium chloride, sodium sulfate, potassium nitrate or the like is preferably used.

【００１１】また、規定電圧供給用ブラシの形態として
は、自由端部に導電性の探針を有するカンチレバー型の
プローブが好適であるが、両持ち梁状のものや、弾性変
形型のみならず捩れ変形型のプローブ等、特に限定され
ない。As the form of the specified voltage supply brush, a cantilever type probe having a conductive probe at its free end is suitable, but it is not limited to a cantilever type or an elastic deformation type. The twist-deformable probe is not particularly limited.

【００１２】本発明の構成により、規定電圧供給用ブラ
シと規定電圧供給用電極（あるいは記録媒体自体）間の
摺動摩擦による削り粉が発生せず、さらには、上記電極
表面に多少の凹凸が存在してもノイズのほとんどない規
定電圧を安定供給することができる。With the structure of the present invention, shavings due to sliding friction between the specified voltage supply brush and the specified voltage supply electrode (or the recording medium itself) are not generated, and furthermore, the electrode surface has some irregularities. However, the specified voltage with almost no noise can be stably supplied.

【００１３】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【００１４】実施例１ 図１に本実施例におけるディスク型記録媒体を用いた本
発明の情報処理装置の構成図を示す。 Embodiment 1 FIG. 1 shows a block diagram of an information processing apparatus of the present invention using a disk type recording medium in this embodiment.

【００１５】図１において、１０１は回転ディスク型記
録媒体、１０２は記録媒体１０１に対向して設けられた
複数の記録再生用のカンチレバー型のプローブ、１０３
は複数の記録再生用プローブ１０２の最外周に設けられ
たトラッキング専用プローブ、１０４はプローブ１０２
とトラッキング専用プローブ１０３を記録媒体１０１と
平行して一体に移動させる一体移動機構、１０５は一体
移動機構１０４を所望量動かす圧電素子、１０６はプロ
ーブ１０２と記録媒体１０１間の間隔を規定する間隔規
定体、１０７はバイアス電圧供給用のブラシである。In FIG. 1, 101 is a rotating disk type recording medium, 102 is a plurality of recording and reproducing cantilever type probes provided facing the recording medium 101, and 103.
Is a probe dedicated to tracking provided on the outermost periphery of the plurality of recording / reproducing probes 102, and 104 is the probe 102.
And an integral moving mechanism that integrally moves the tracking-dedicated probe 103 in parallel with the recording medium 101, 105 a piezoelectric element that moves the integral moving mechanism 104 by a desired amount, and 106 a spacing regulation that regulates the spacing between the probe 102 and the recording medium 101. The body 107 is a brush for supplying a bias voltage.

【００１６】本実施例ではバイアス電圧供給用ブラシ１
０７として、半導体プロセス技術を駆使して作製したカ
ンチレバー型プローブを用い、これはカンチレバー２０
１の自由端部に先端が鋭利な導電性の探針２０２を有し
ている。In this embodiment, the bias voltage supply brush 1 is used.
As 07, a cantilever type probe manufactured by making full use of semiconductor process technology is used.
1 has a conductive probe 202 having a sharp tip at its free end.

【００１７】１０８はハウジング、１０９はトラッキン
グ専用プローブ１０３の位置にくるようにして記録媒体
１０１上に書き込んだトラッキング溝、１１０は複数の
記録再生用プローブ１０２における記録再生信号を並列
化・多重化するための並列化・多重化電気回路、１１１
は並列化・多重化電気回路１１０を制御する並列化・多
重化制御回路、１１２は切り替え回路、１１３は中央制
御回路、１１４は圧電素子１０５に電圧を与えトラック
間移動を行わせるための圧電素子駆動回路、１１５は圧
電素子駆動回路１１４を制御するための圧電素子制御回
路、１１６はトラッキング専用プローブ１０３より出力
される信号を検出するトラッキング信号検出制御回路、
１１７はバイアス電圧供給用ブラシ１０７を通して記録
媒体１０１にバイアス電圧を供給するバイアス電圧回
路、１１８はモータを低速駆動制御するモータ駆動制御
回路、１１９はトラッキング専用プローブ１０３のＸ方
向振動回路である。Reference numeral 108 is a housing, 109 is a tracking groove written on the recording medium 101 so as to be at the position of the tracking dedicated probe 103, and 110 is parallel / multiplexed recording / reproducing signals from a plurality of recording / reproducing probes 102. For parallelizing / multiplexing electric circuit, 111
Is a parallelization / multiplexing control circuit for controlling the parallelization / multiplexing electric circuit 110, 112 is a switching circuit, 113 is a central control circuit, and 114 is a piezoelectric element for applying a voltage to the piezoelectric element 105 to perform movement between tracks. A drive circuit, 115 is a piezoelectric element control circuit for controlling the piezoelectric element drive circuit 114, 116 is a tracking signal detection control circuit for detecting a signal output from the tracking dedicated probe 103,
Reference numeral 117 is a bias voltage circuit that supplies a bias voltage to the recording medium 101 through the bias voltage supply brush 107, 118 is a motor drive control circuit that controls low-speed drive of the motor, and 119 is an X-direction vibration circuit of the tracking-dedicated probe 103.

【００１８】複数の記録再生用プローブ１０２とディス
ク記録媒体１０１との間の記録に関する記録制御信号は
次のようにやりとりされる。中央制御回路１１３から出
力される記録制御信号は、切り替え回路１１２を通して
並列化・多重化電気回路１１０に入力される。さらに、
中央制御回路１１３から出力される制御信号に基づき、
並列化・多重化制御回路１１１から並列化制御信号が、
並列化・多重化電気回路１１０に入力される。並列化・
多重化電気回路１１０では並列化制御信号に基づき、記
録制御信号の並列化が行われ、複数のプローブ１０２に
並列化された記録制御信号が印加される。Recording control signals for recording between the plurality of recording / reproducing probes 102 and the disk recording medium 101 are exchanged as follows. The recording control signal output from the central control circuit 113 is input to the parallelization / multiplexing electric circuit 110 through the switching circuit 112. further,
Based on the control signal output from the central control circuit 113,
The parallelization control signal from the parallelization / multiplexing control circuit 111 is
It is input to the parallelization / multiplexing electric circuit 110. Parallelization
The multiplexing electric circuit 110 parallelizes the recording control signal based on the parallelization control signal, and applies the parallelized recording control signal to the plurality of probes 102.

【００１９】複数の記録再生用プローブ１０２と記録媒
体１０１との間の再生信号は次のようにやりとりされ
る。まず、複数のプローブ１０２から、並列に複数の再
生信号が並列化・多重化電気回路１１０に入力される。
さらに、制御用コンピュータ１１３から出力される制御
信号に基づき、並列化・多重化制御回路１１１から多重
化制御信号が、並列化・多重化電気回路１１０に入力さ
れる。並列化・多重化電気回路１１０では多重化制御信
号に基づき、再生信号の多重化が行われる。多重化され
た再生信号は切り替え回路１１２を通して、中央制御回
路１１３に送られる。Reproduction signals between the plurality of recording / reproducing probes 102 and the recording medium 101 are exchanged as follows. First, a plurality of reproduction signals are input from the plurality of probes 102 in parallel to the parallelization / multiplexing electric circuit 110.
Further, based on the control signal output from the control computer 113, the multiplexing / multiplexing control circuit 111 inputs the multiplexing control signal to the parallelization / multiplexing electric circuit 110. The parallelization / multiplexing electric circuit 110 multiplexes the reproduction signal based on the multiplexing control signal. The multiplexed reproduction signal is sent to the central control circuit 113 through the switching circuit 112.

【００２０】図２は、規定電圧（バイアス電圧）供給部
の拡大図であり、２０１は規定電圧を供給するための配
線が接続されているカンチレバー、２０２はカンチレバ
ー２０１の先端部に形成した導電性の探針、２０３は記
録媒体上の規定電圧供給用電極、２０４は弾性体であ
る。弾性体２０４の材料を以下に示す。FIG. 2 is an enlarged view of the specified voltage (bias voltage) supply section, where 201 is a cantilever to which wiring for supplying the specified voltage is connected, and 202 is a conductive material formed at the tip of the cantilever 201. Is a probe, 203 is an electrode for supplying a specified voltage on the recording medium, and 204 is an elastic body. The material of the elastic body 204 is shown below.

【００２１】Ｎ−イソプロピルアクリルアミド０．５
ｇ、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド１３ｍｇ、テ
トラメチルエチレンジアミン６μｌを冷水９ｍｌに溶解
し、酸素を取り除くため窒素ガスでバブリングし、更
に、過硫酸アンモニウム１ｍｇを水１ｍｌに溶解し、同
じく窒素ガスでバブリングしたものと窒素雰囲気下で混
合しゲル化したものを用いた。N-isopropylacrylamide 0.5
g, N, N-methylenebisacrylamide 13 mg, and tetramethylethylenediamine 6 μl were dissolved in cold water 9 ml, and nitrogen gas was bubbled to remove oxygen, and further ammonium persulfate 1 mg was dissolved in water 1 ml and nitrogen gas was also bubbled. The gelled product was used by mixing with the product under a nitrogen atmosphere.

【００２２】上述したゲルを固定するために、規定電圧
供給用電極２０３の固定面へビニルトリエトキシシラン
（２重量％）のエタノール溶液をスピンコートし、１２
０℃で３分間熱処理した。In order to fix the above-mentioned gel, an ethanol solution of vinyltriethoxysilane (2% by weight) was spin-coated on the fixed surface of the electrode 203 for supplying the specified voltage, and then 12
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 3 minutes.

【００２３】このゲル物質には、μＡオーダー電気伝導
特性を有しているが、さらに多くの電流を流すには、１
０^-4モル程度の硫酸ナトリウムを混合しておくとよい。This gel substance has the electric conduction characteristic of μA order, but in order to pass more current, 1
It is ^advisable to mix about 0 ^-4 mol of sodium sulfate.

【００２４】形成した弾性体２０４は、厚さ０．１ｍ
ｍ，幅２ｍｍ，最外径５０ｍｍのリング状に形成した。The formed elastic body 204 has a thickness of 0.1 m.
m, width 2 mm, and outermost diameter 50 mm were formed in a ring shape.

【００２５】以下に各機構の作製方法及び設置方法等を
具体的に説明する。The manufacturing method and installation method of each mechanism will be specifically described below.

【００２６】複数のプローブ１０２，プローブ１０３及
び一体移動機構１０４は、マイクロメカニクスと呼ばれ
る微細加工技術（例えば、Ｐｅｔｅｒｓｏｎ， ”Ｓｉ
ｌｉｃｏｎ ａｓ ａ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｍａｔ
ｅｒｉａｌ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈ
ｅ ＩＥＥＥ， ７０巻，４２０頁，１９８２年参照）
やＬＳＩ等を作製する際のマイクロエレクトロニクス技
術を用いて、例えばＳｉ等の基板上に一体に作製され
る。The plurality of probes 102, the probes 103, and the integral moving mechanism 104 are formed by a microfabrication technique called micromechanics (eg, Peterson, “Si”).
licon as a Mechanical Mat
initial ”, Proceedings of the
e IEEE, 70, 420, 1982)
By using the microelectronics technology for manufacturing the LSI, the LSI, etc., they are integrally manufactured on a substrate such as Si.

【００２７】具体的には、まず、フォトリソグラフィー
により、複数のプローブ先端に設ける電圧印加及び再生
信号検出用の複数の導電性探針及び電気配線パターンを
Ｓｉウェハー上に作製し、カンチレバー形状のパターニ
ングを行う。同時に並列化・多重化電気回路等の周辺電
気回路もＳｉウェハー上のカンチレバーの配線近傍に作
製する。また、トラッキング専用プローブ１０３は、ト
ラッキングを行うために図１中Ｘ方向に微小移動できる
カンチレバー型アクチュエータの構成をもつように作製
する。次にＫＯＨ溶液による異方性エッチングを用い
て、Ｓｉ基板上に複数の一体移動機構１０４を形成し、
個々に切断する。Specifically, first, by photolithography, a plurality of conductive probes and electric wiring patterns for voltage application and reproduction signal detection provided at the tips of a plurality of probes are formed on a Si wafer, and cantilever-shaped patterning is performed. I do. At the same time, peripheral electric circuits such as parallelized / multiplexed electric circuits are also formed in the vicinity of the cantilever wiring on the Si wafer. Further, the tracking-dedicated probe 103 is manufactured so as to have a structure of a cantilever type actuator that can be minutely moved in the X direction in FIG. 1 for performing tracking. Next, using anisotropic etching with a KOH solution, a plurality of integral moving mechanisms 104 are formed on the Si substrate,
Cut individually.

【００２８】ディスク型記録媒体１０１としては、プロ
ーブ１０２からの電圧印加により、局所的に導電性が変
化するようなもの、あるいは、記録媒体表面形状が凸や
凹に変化するようなものを用いる。As the disk-type recording medium 101, one whose conductivity is locally changed by the voltage application from the probe 102 or whose surface shape is convex or concave is used.

【００２９】前者の例として、例えば、前述の特開昭６
３−１６１５５２号，１６１５５３号に挙げられたよう
な電気的スイッチングメモリ現象を有するＳＯＡＺ等の
有機分子からなるＬＢ膜がある。これは、ＳＴＭ構成の
装置において、探針からの電圧印加によりＬＢ膜を構成
するＳＯＡＺ等の有機分子の導電率が、局所的に導電率
の高いＯＮ状態と低いＯＦＦ状態の間を可逆的に遷移す
るというものである。また別の例として、結晶状態とア
モルファス状態とで導電率が異なるＳｉ等の相転移物質
を用いることができる。これも、探針と媒体との間を流
れる電流による熱により、局所的に表面構造を結晶状態
からアモルファス状態に相変化させるものである。As an example of the former, for example, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No.
There is an LB film made of an organic molecule such as SOAZ having an electric switching memory phenomenon as described in JP-A-3-161552 and 161553. This is because in an STM-configured device, the electrical conductivity of organic molecules such as SOAZ forming the LB film is reversibly changed between an ON state where the electrical conductivity is high and an OFF state where the electrical conductivity is low by applying a voltage from the probe. It is a transition. Further, as another example, a phase transition material such as Si having different electrical conductivity between a crystalline state and an amorphous state can be used. This is also to locally change the phase of the surface structure from the crystalline state to the amorphous state by the heat generated by the current flowing between the probe and the medium.

【００３０】後者の記録媒体表面形状が凹凸に変化する
ことにより記録を行うものの例として、例えば、探針−
記録媒体基板間の電圧印加の際の電界放射による探針材
料の基板への移動による凸ビット形成がある。この場合
に、基板として用いられるのは、例えば、Ａｕ，Ａｇ，
Ｐｔ等の貴金属基板やｎ−Ｓｉ，ｐ−Ｓｉ，Ｇｅ，Ｇａ
Ａｓ，ＩｎＰ等の半導体基板である。探針材料として用
いられるのは、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ，ｎ−Ｓｉ，
ｐ−Ｓｉ等の比較的電界放射を起こす電界しきい値が低
いものである。別の凹凸変化の記録例として、上記とは
逆に、探針からの電圧印加による記録媒体基板材料の電
界蒸発による凹ビット形成がある。この場合に、基板と
して用いられるのは、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ等の貴金
属基板やｎ−Ｓｉ，ｐ−Ｓｉ，ＭｏＳ₂，グラファイト
等の半導体・半金属基板であり、比較的電界蒸発を起こ
す電解しきい値が低いものである。探針材料として用い
られるのは、例えば、Ｗ，Ｉｒ，ＴｉＣ等の金属や半導
体である。As an example of the latter one in which recording is performed by changing the surface shape of the recording medium into irregularities, for example, a probe-
There is formation of a convex bit by the movement of the probe material to the substrate due to the field emission when the voltage is applied between the recording medium substrates. In this case, as the substrate, for example, Au, Ag,
Noble metal substrate such as Pt or n-Si, p-Si, Ge, Ga
It is a semiconductor substrate of As, InP or the like. As the probe material, for example, Au, Pt, Ag, n-Si,
It has a relatively low electric field threshold value such as p-Si that causes field emission. Contrary to the above, another example of recording the unevenness change is formation of a concave bit by electric field evaporation of a recording medium substrate material by applying a voltage from a probe. In this case, the substrate used is, for example, a noble metal substrate such as Au, Ag, Pt or the like, or a semiconductor / semi-metal substrate such as n-Si, p-Si, MoS ₂ or graphite, which causes relatively electric field evaporation. It has a low electrolysis threshold. The probe material is, for example, a metal such as W, Ir, TiC or a semiconductor.

【００３１】プローブによる記録媒体からの再生方法と
して、上記記録媒体のうち、前者の導電率が変化するよ
うなものに対しては、ＳＴＭの原理を用い、バイアス電
圧印加回路により、プローブ先端の探針と記録媒体との
間に再生用の電圧を印加し、間に流れる電流を検出する
ことにより行う。As a reproducing method from a recording medium by a probe, among the above recording media whose conductivity is changed, the STM principle is used and a probe of the probe tip is searched by a bias voltage applying circuit. This is performed by applying a reproducing voltage between the needle and the recording medium and detecting the current flowing between them.

【００３２】また、後者の記録媒体表面形状が凹凸に変
化するものに対する再生は、ＡＦＭの原理を用い、記録
媒体表面との間に働く原子間力や分子間力により弾性変
形を生じるカンチレバーのたわみ量を検出することによ
り行う。この場合、記録再生用プローブチップのセンシ
ング構造が前述の説明とは異なり、プローブのたわみ量
を検出する手段を付加し、このたわみ量検出手段からの
出力を再生信号とする。複数の記録再生用プローブのた
わみ量をそれぞれ検出する手段としては、例えば特開平
４−３２１９５５号に示したような光てこ方式のカン
チレバー（本実施例ではプローブにあたる）のたわみ量
検出手段において、たわみ量検出用光ビームを複数のカ
ンチレバーに対して走査し、複数のカンチレバーのたわ
み量を順次検出するものや、カンチレバーのたわみ量
検出手段を複数個集積化したものを用いることができ
る。The reproduction of the latter one in which the surface shape of the recording medium changes to unevenness uses the AFM principle, and the bending of the cantilever which causes elastic deformation by the atomic force or the intermolecular force acting between the surface of the recording medium and the recording medium surface. This is done by detecting the amount. In this case, the sensing structure of the recording / reproducing probe chip is different from that described above, and means for detecting the deflection amount of the probe is added, and the output from the deflection amount detecting means is used as the reproduction signal. As a means for detecting the deflection amount of each of the plurality of recording / reproducing probes, for example, a deflection amount detecting means of an optical lever type cantilever (corresponding to a probe in this embodiment) as disclosed in JP-A-4-321955 is used. It is possible to use one that scans a plurality of cantilevers with a quantity detecting light beam to sequentially detect the deflection amounts of the plurality of cantilevers, or one that integrates a plurality of cantilever deflection amount detecting means.

【００３３】本実施例の情報処理装置における記録容量
・記録再生速度等の諸元は次のとおりである。The specifications of the recording capacity, recording / reproducing speed, etc. in the information processing apparatus of this embodiment are as follows.

【００３４】ディスク型記録媒体の外径：４２ｍｍ 最内周記録領域の半径（＝回転中心からの距離）：２．
５ｍｍ 最外周記録領域の半径：２０ｍｍ 記録領域数＝プローブ数：２０００個 記録領域幅＝プローブ間隔：３．３μｍ プローブ形状 幅：１０μｍ、長さ：１００μｍ 一記録領域中のトラック数：０．６７Ｍ個 トラック幅：０．０２μｍ ビット径：０．０１μｍ 一トラック中の記録容量：１．５Ｍｂｉｔ 一記録領域中の記録容量：５０２．５Ｍｂｉｔ 全記録容量：１Ｔｂｉｔ ディスク回転速度：４ｒｐｍ 一プローブの記録再生レート：１００ｋｂｉｔ／秒 装置記録再生レート：２００Ｍｂｉｔ／秒 トラック間移動量：６．７μｍOuter diameter of disk type recording medium: 42 mm Radius of innermost recording area (= distance from rotation center): 2.
5 mm Radius of outermost recording area: 20 mm Number of recording areas = Number of probes: 2000 Recording area width = Probe interval: 3.3 μm Probe shape Width: 10 μm, Length: 100 μm Number of tracks in one recording area: 0.67 M Track width: 0.02 μm Bit diameter: 0.01 μm Recording capacity in one track: 1.5 Mbit Recording capacity in one recording area: 502.5 Mbit Total recording capacity: 1 Tbit Disk rotation speed: 4 rpm Recording / reproducing rate of one probe: 100 kbit / sec Device recording / reproduction rate: 200 Mbit / sec Track movement amount: 6.7 μm

【００３５】以下に具体的な動作例について図１及び図
２を用いて説明する。A specific operation example will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

【００３６】モータ駆動制御回路１１８から位相を９０
度ずらした２つの交流電圧を超音波モータ用ステータ１
２０の下に取り付けた圧電素子１２１に印加し、ステー
タ１２０に定在波を発生させ、図１中ω方向に進行波を
発生させてステータ上の記録媒体１０１をもつ回転体１
２２をω方向に回転させる。この時図２に示した規定電
圧供給部では、図２中ｒω方向へ規定電圧供給用電極２
０３と電極２０３上に載せた弾性体２０４が回転し、カ
ンチレバー２０１は回転体１２２より外に固定されてい
るので、カンチレバー２０１に設けられている導電性探
針２０２と弾性体２０４間で摺動する。回転体１２２の
Ｚ方向の振れは、カンチレバー２０１がＺ方向に動くこ
とで吸収される。The phase is set to 90 by the motor drive control circuit 118.
Stator 1 for ultrasonic motor with two alternating AC voltages
1 is applied to a piezoelectric element 121 mounted below the rotor 20, a standing wave is generated in the stator 120, and a traveling wave is generated in the ω direction in FIG.
22 is rotated in the ω direction. At this time, in the specified voltage supply section shown in FIG. 2, the specified voltage supply electrode 2 is moved in the rω direction in FIG.
03 and the elastic body 204 placed on the electrode 203 rotate, and the cantilever 201 is fixed to the outside of the rotating body 122, so that the conductive probe 202 provided on the cantilever 201 slides between the elastic body 204. To do. The shake of the rotating body 122 in the Z direction is absorbed by the movement of the cantilever 201 in the Z direction.

【００３７】規定電圧の供給は、バイアス電圧回路１１
７からカンチレバー２０１、導電性探針２０２を通して
弾性体２０４、電極２０３へ供給される。この時の電圧
値は、＋１Ｖに設定した。この時、回転によって記録媒
体面上の面振れが生じても、導電性探針２０２と電極２
０３間に設置した弾性体２０４が弾性変形することによ
りＺ方向の変化を吸収する。さらに、本実施例では、カ
ンチレバー型のブラシを採用しているため、カンチレバ
ーがたわむことでもＺ方向の変化が吸収されるので、よ
り安定なバイアスが供給されると共に、探針２０２と電
極２０３間には弾性体２０４があるので摩擦があっても
削り粉が発生しない。The bias voltage circuit 11 supplies the specified voltage.
7 to the elastic body 204 and the electrode 203 through the cantilever 201 and the conductive probe 202. The voltage value at this time was set to + 1V. At this time, even if surface rotation occurs on the surface of the recording medium due to rotation, the conductive probe 202 and the electrode 2
The elastic body 204 installed between the parts 03 and 03 elastically deforms to absorb the change in the Z direction. Further, in the present embodiment, since the cantilever type brush is adopted, the change in the Z direction is absorbed even when the cantilever bends, so that a more stable bias is supplied and the probe 202 and the electrode 203 are separated from each other. Since there is an elastic body 204, shavings are not generated even if there is friction.

【００３８】また、図３に示すように弾性体２０４がな
い場合には、＋１Ｖの設定電圧に高周波ノイズ（振幅）
が３０ｍＶのっていた（図３（ａ））が、弾性体２０４
を設置したことで高周波ノイズがほとんどなくなった
（図３（ｂ））。Further, as shown in FIG. 3, when the elastic body 204 is not provided, high frequency noise (amplitude) is applied to the set voltage of + 1V.
Was 30 mV (Fig. 3 (a)), the elastic body 204
With the installation of, the high frequency noise was almost eliminated (Fig. 3 (b)).

【００３９】回転体１２２の回転で複数の記録再生用プ
ローブ１０２は、回転体１２２上に接着固定されている
記録媒体１０１の表面をならうようにプローブ１０２
（記録媒体が破壊する力よりプローブの弾性力が十分に
小さい）が動作し、回転体１２２の回転速度と同じ速度
で記録媒体に対し相対移動する。The rotation of the rotating body 122 causes the plurality of recording / reproducing probes 102 to follow the surface of the recording medium 101 adhered and fixed onto the rotating body 122.
(The elastic force of the probe is sufficiently smaller than the force that destroys the recording medium) operates and moves relative to the recording medium at the same speed as the rotation speed of the rotating body 122.

【００４０】複数の記録再生用プローブの最端に設けた
アクチュエータ型のトラッキング専用プローブ１０３
を、プローブＸ方向振動回路１１９にて横方向に微小振
動させる。アクチュエータ型のプローブ１０３の下に
は、トラッキング溝１０９が位置する。このトラッキン
グ溝１０９は、フォトリソグラフィー技術とエッチング
プロセス技術で、幅３μｍ、深さ０．０１μｍで形成さ
れている。An actuator type tracking probe 103 provided at the end of the plurality of recording / reproducing probes.
Is vibrated laterally by the probe X-direction vibrating circuit 119. A tracking groove 109 is located under the actuator type probe 103. The tracking groove 109 is formed with a width of 3 μm and a depth of 0.01 μm by the photolithography technique and the etching process technique.

【００４１】記録再生の実験例について以下に記述す
る。An experimental example of recording and reproduction will be described below.

【００４２】例えば、記録再生用のプローブＡとプロー
ブＢの下に位置するトラックＡとトラックＢ上に情報を
記録せよという指令を、中央制御回路１１３から切り替
え回路１１２，並列化・多重化制御回路１１１を通じて
並列化・多重化電気回路１１０に送り、プローブＡ及び
プローブＢに電圧を印加させて所望の位置に記録する。
この時記録媒体１０１には、＋１Ｖの電圧がバイアス電
圧回路１１７より印加されている。本実施例は記録媒体
１０１には、電気的スイッチングメモリー現象を有する
ＳＯＡＺ２層ＬＢ膜をＰ型Ｓｉウェハ上に累積させたも
のを用いた。この結果、各プローブの探針からの電圧印
加により、記録位置のみが導電率が変化した。For example, a command to record information on the tracks A and B located under the recording and reproducing probes A and B is issued from the central control circuit 113 to the switching circuit 112 and the parallelization / multiplexing control circuit. It is sent to the parallelization / multiplexing electric circuit 110 through 111, and a voltage is applied to the probe A and the probe B to record at a desired position.
At this time, a voltage of +1 V is applied to the recording medium 101 from the bias voltage circuit 117. In this embodiment, as the recording medium 101, a two-layer SOAZ LB film having an electrical switching memory phenomenon is accumulated on a P-type Si wafer. As a result, the conductivity changed only at the recording position due to the voltage application from the probe of each probe.

【００４３】再生時には、一体移動機構１０４を所望の
位置に移動させて、記録媒体上の各ドット位置における
導電率の違いを記録再生用プローブを用いて検知し、こ
の情報を並列化・多重化電気回路１１０、切り替え回路
１１２を通して中央制御回路１１３、再生処理回路１２
０に送る。記録再生信号のやりとりが並列化処理される
ことで、２０００個のプローブに対し高速の記録再生が
可能である。During reproduction, the integral moving mechanism 104 is moved to a desired position, and the difference in conductivity at each dot position on the recording medium is detected using the recording / reproducing probe, and this information is parallelized / multiplexed. Central control circuit 113, regeneration processing circuit 12 through electric circuit 110 and switching circuit 112
Send to 0. By parallelizing the exchange of recording / reproducing signals, high-speed recording / reproducing can be performed for 2000 probes.

【００４４】尚、本実施例の装置を逆さまにしたり、ま
たゆらしたりしても、安定な規定電圧供給ができること
も確認した。It was also confirmed that a stable specified voltage can be supplied even when the apparatus of this embodiment is turned upside down or shaken.

【００４５】以上述べたように、本実施例では次のよう
な効果が確認された。As described above, the following effects were confirmed in this embodiment.

【００４６】（１）規定電圧供給部の探針と電極間に弾
性体を有したことで、摺動による摩擦で削り粉が出なく
なり、記録媒体表面への汚染がなかった。(1) Since the elastic body is provided between the probe and the electrode of the specified voltage supply section, shavings are not generated due to friction caused by sliding, and the surface of the recording medium is not contaminated.

【００４７】（２）電極や探針が削られることにより発
生していた高周波ノイズがほとんどなくなり、安定な規
定電圧供給が可能となった。(2) The high frequency noise generated due to the scraping of the electrode and the probe is almost eliminated, and a stable specified voltage can be supplied.

【００４８】（３）装置を回転させたり、ゆらしたりし
ても安定な電圧供給ができるため、装置の携帯が可能に
なった。(3) Since the stable voltage can be supplied even when the device is rotated or shaken, the device can be carried.

【００４９】実施例２ 本実施例は実施例１の図１に示した装置の構成で、規定
電圧供給部を図４に示すように、弾性体４０１を探針２
０２側に形成したものである。Embodiment 2 In this embodiment, the constitution of the apparatus shown in FIG. 1 of Embodiment 1 is used. As shown in FIG.
It is formed on the No. 02 side.

【００５０】実施例１と同様に記録再生を実施したとこ
ろ、削り粉が発生せず、またノイズもほとんど生じない
安定な規定電圧供給を行うことができた。When recording and reproduction were carried out in the same manner as in Example 1, it was possible to perform stable specified voltage supply with no generation of shavings and almost no noise.

【００５１】なお、記録又は再生のみの装置又は走査型
プローブ顕微鏡装置であっても、本発明が適用可能であ
ることは云うまでもない。Needless to say, the present invention can be applied to a recording / reproducing only device or a scanning probe microscope device.

【００５２】[0052]

【発明の効果】本発明の構成により、摺動摩擦による削
り粉が発生せず、またノイズがほとんどない規定電圧を
安定供給できるため、高信頼性，高寿命の記録再生装置
を得ることができた。According to the structure of the present invention, since the shavings due to the sliding friction are not generated and the specified voltage with almost no noise can be stably supplied, it is possible to obtain the recording / reproducing apparatus with high reliability and long life. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】実施例１にて示す本発明の情報処理装置の構成
図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an information processing apparatus of the present invention shown in a first embodiment.

【図２】図１の装置における規定電圧供給部の拡大模式
図である。FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of a specified voltage supply unit in the device of FIG.

【図３】記録再生時の規定電圧波形を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a prescribed voltage waveform during recording and reproduction.

【図４】実施例２にて示す本発明の情報処理装置におけ
る規定電圧供給部の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a specified voltage supply unit in the information processing apparatus of the present invention shown in a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１ 記録媒体 １０２ 記録再生用プローブ １０３ トラッキング専用プローブ １０４ 一体移動機構 １０５ 圧電素子 １０６ 間隔規定体 １０７ バイアス電圧供給用ブラシ １０８ ハウジング １０９ トラッキング溝 １１０ 並列化・多重化電気回路 １１１ 並列化・多重化制御回路 １１２ 切り替え回路 １１３ 中央制御回路 １１４ 圧電素子駆動回路 １１５ 圧電素子制御回路 １１６ トラッキング信号検出制御回路 １１７ バイアス電圧回路 １１８ モータ駆動制御回路 １１９ プローブＸ方向振動回路 １２０ ステータ １２１ 圧電素子 １２２ 回転体 ２０１ カンチレバー ２０２ 探針 ２０３ 規定電圧供給用電極 ２０４，４０１ 弾性体 101 recording medium 102 recording / reproducing probe 103 tracking probe 104 integral moving mechanism 105 piezoelectric element 106 spacing regulator 107 bias voltage supply brush 108 housing 109 tracking groove 110 parallelization / multiplexing electric circuit 111 parallelization / multiplexing control circuit 112 Switching circuit 113 Central control circuit 114 Piezoelectric element drive circuit 115 Piezoelectric element control circuit 116 Tracking signal detection control circuit 117 Bias voltage circuit 118 Motor drive control circuit 119 Probe X-direction vibration circuit 120 Stator 121 Piezoelectric element 122 Rotating body 201 Cantilever 202 Search Needle 203 Specified voltage supply electrode 204, 401 Elastic body

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 回転型記録媒体に対して、これに対向配
置される記録再生用のプローブを介して電気的信号を印
加することで情報の記録を行い、及び／又は、電気的信
号を検出することで再生を行う情報処理装置であって、
前記記録媒体に記録及び／又は再生用の規定電圧を供給
するためのブラシを有し、且つ、該ブラシと、前記記録
媒体又は該記録媒体上に形成した規定電圧供給用電極と
が摺動する間に弾性体を有することを特徴とする情報処
理装置。1. Information is recorded and / or detected by applying an electrical signal to a rotary recording medium via a recording / reproducing probe that is arranged opposite to the recording medium. An information processing device for performing reproduction by performing
A brush for supplying a specified voltage for recording and / or reproduction to the recording medium is provided, and the brush and the specified voltage supply electrode formed on the recording medium slide on each other. An information processing device having an elastic body between them. 【請求項２】 前記弾性体が、電解質の物性を有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。2. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the elastic body has a physical property of an electrolyte. 【請求項３】 前記弾性体が、ゲルであることを特徴と
する請求項１又は２に記載の情報処理装置。3. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the elastic body is a gel. 【請求項４】 前記弾性体が、前記規定電圧供給用電極
上に形成されていることを特徴とする請求項１〜３いず
れかに記載の情報処理装置。4. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the elastic body is formed on the specified voltage supply electrode. 【請求項５】 前記弾性体が、前記規定電圧供給用ブラ
シの先端部に形成されていることを特徴とする請求項１
〜３いずれかに記載の情報処理装置。5. The elastic body is formed on a tip portion of the specified voltage supply brush.
The information processing apparatus according to any one of to 3. 【請求項６】 前記規定電圧供給用ブラシが、自由端部
に導電性の探針を有するプローブで構成されていること
を特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の情報処理装
置。6. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the specified voltage supply brush is composed of a probe having a conductive probe at a free end thereof.