JPH0798893A - Method for recording and reproduction - Google Patents
Method for recording and reproductionInfo
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- JPH0798893A JPH0798893A JP24406993A JP24406993A JPH0798893A JP H0798893 A JPH0798893 A JP H0798893A JP 24406993 A JP24406993 A JP 24406993A JP 24406993 A JP24406993 A JP 24406993A JP H0798893 A JPH0798893 A JP H0798893A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、走査型プローブ顕微鏡
を応用して高密度記録再生を行う装置において、複数の
プローブと回転するディスク型記録媒体との間の記録再
生方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording / reproducing method between a plurality of probes and a rotating disk type recording medium in an apparatus for high density recording / reproducing by applying a scanning probe microscope.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、米国特許第4343993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)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、絶縁物
質等の表面をSTMと同様な分解能で観察可能な原子間
力顕微鏡(以下、AFMと略す)も開発されている(米
国特許第4724318号明細書参照)。そこで、この
STM,AFM等の走査型プローブ顕微鏡(以下、SP
Mと略す)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(米国特許第4575822号明細書参照,日
本国特開昭63−161552号公報参照,日本国特開
昭63−161553号公報参照)。2. Description of the Related Art In recent years, a scanning tunneling microscope (hereinafter abbreviated 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. No. 4,434,993, Observations of the atomic arrangement on the surface of metals and semiconductors and the orientation of organic molecules have been made on the atomic and molecular scale. Further, by developing the STM technology, an atomic force microscope (hereinafter, abbreviated as AFM) capable of observing the surface of an insulating material or the like with the same resolution as the STM has been developed (see US Pat. No. 4,724,318). Therefore, scanning probe microscopes such as STM and AFM (hereinafter, SP
It has been proposed to realize a high-density memory by applying the principle of (M) and accessing the recording medium with a probe on an atomic or molecular scale to perform recording / reproducing (US Pat. No. 4,575,822). See the specification, JP-A-63-161552, and JP-A-63-161535.
【0003】SPM応用の高密度メモリーにおいてアク
セスや記録再生の高速化を目的として、半導体プロセス
によって複数のプローブを基板上に形成し、これらを用
いて並列に記録再生動作を行う装置も提案されている
(日本国特開平01−35743号公報参照,日本国特
開平01−35744号公報参照,欧州特許公開EP0
第112401号明細書参照)。An apparatus has been proposed in which a plurality of probes are formed on a substrate by a semiconductor process and a recording / reproducing operation is performed in parallel by using a semiconductor process for the purpose of speeding up access and recording / reproducing in a high density memory for SPM application. (See Japanese Patent Laid-Open No. 01-35743, Japanese Patent Laid-Open No. 01-35744, European Patent Publication EP0
No. 112401).
【0004】SPM応用の高密度メモリーにおける記録
再生の際のプローブと記録媒体の相対走査法としては、
STM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ーや軸受けの高精度化、モーター回
転制御技術の高度化が進んでいる。As a relative scanning method between the probe and the recording medium at the time of recording / reproducing in the high density memory for SPM application,
Raster scanning, which is two-dimensional scanning in the XY directions, which is an extension of STM technology, is general. On the other hand, even in the rotary scan which is a relative scanning method between the recording head and the recording medium in the hard disk recording apparatus and the optical disk recording apparatus which have been practically used in the past, the height of the motor and the bearing aiming at the high density and downsizing of the recording apparatus. Advances in precision and motor rotation control technology are progressing.
【0005】そこで、SPM応用の高密度メモリーにお
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った記録再生装置
に関する提案もなされている(日本国特願平02−05
6675号明細書参照)。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 carried out by the rotary scan even in the high-density memory for SPM application (Japanese Patent Application No. 02/2002). -05
6675).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディスクタ
イプの記録再生装置において、図5に示すように、高速
化のため単に複数のプローブ503を用いただけでは、
並列に記録再生動作を行うと次のような問題が生じる。
ディスク回転型の記録媒体501の回転角速度が一定の
時、複数のプローブ503のうち記録媒体501の回転
中心505に近い内周の記録領域に記録再生を行うプロ
ーブでは記録領域502との走査に関する相対速度が大
きく、逆に回転中心505から遠い外周の記録領域50
2に記録再生を行うプローブでは相対速度が小さくな
る。したがって、複数のプローブ503で並列に記録を
行うとき、内周の記録領域と外周の記録領域では記録密
度が異なる。すなわち、外周の記録領域で最大記録密度
になるようにすると、内周の記録領域で隣合う記録ビッ
ト504が重なってしまう。内周の記録領域では最大記
録密度になるようにすると、外周の記録領域では記録ビ
ット504間の距離が大きくなり、記録密度が低下して
しまう。By the way, in the disk type recording / reproducing apparatus, as shown in FIG.
When the recording / reproducing operations are performed in parallel, the following problems occur.
When the rotational angular velocity of the disk-rotational recording medium 501 is constant, a probe that performs recording / reproduction in a recording area on the inner periphery of the plurality of probes 503 near the rotation center 505 of the recording medium 501 is relative to scanning with the recording area 502. The recording area 50 on the outer periphery, which has a high speed and is conversely far from the rotation center 505.
In the probe for recording / reproducing in No. 2, the relative speed becomes small. Therefore, when recording is performed in parallel with a plurality of probes 503, the recording density of the inner recording area and the outer recording area are different. That is, when the maximum recording density is set in the outer recording area, the adjacent recording bits 504 overlap in the inner recording area. If the maximum recording density is set in the inner recording area, the distance between the recording bits 504 becomes large in the outer recording area, which lowers the recording density.
【0007】現状のハードディスク記録装置のように記
録再生ヘッドが1つの場合に、この問題を解決する方法
が特開平4−366462号公報に提案されている。こ
れは、磁気記録ディスクを回転させるスピンドルモータ
ーの回転数を制御して、記録再生用の磁気ヘッドでディ
スクの内周にあるときは回転速度を減少させ、ディスク
の外周にあるときは回転速度を増加させるようにするも
のである。ところが、複数のプローブで並列に記録再生
を行うときは、内周の記録領域で記録再生を行うプロー
ブと外周の記録領域で記録再生を行うプローブとが同時
に存在するため、上記のようにディスクを回転させるモ
ーターの回転数を制御する方法を用いることはできな
い。Japanese Patent Laid-Open No. 4-366462 proposes a method for solving this problem when the present hard disk recording apparatus has one recording / reproducing head. This controls the number of rotations of the spindle motor that rotates the magnetic recording disk, and reduces the rotation speed when the magnetic head for recording and reproduction is on the inner circumference of the disk, and the rotation speed when it is on the outer circumference of the disk. It is intended to increase. However, when recording / reproducing in parallel with a plurality of probes, a probe for recording / reproducing in an inner recording area and a probe for recording / reproducing in an outer recording area exist at the same time. It is not possible to use a method of controlling the rotation speed of a rotating motor.
【0008】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、記録媒体のすべての記録領
域において、記録密度をほぼ同じでしかも最大に近い密
度とすることができ、記録容量を増大する記録再生方法
を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. In all the recording areas of a recording medium, the recording density can be made substantially the same and close to the maximum density. It is an object to provide a recording / reproducing method for increasing the capacity.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、回転型記録媒体に複数の記録再生プローブ
を対向させて、情報の記録再生を行う記録再生制御方法
において、前記回転型記録媒体が該回転型記録媒体の回
転中心を中心とする複数の同心円状記録領域に分割さ
れ、前記複数の記録再生プローブが前記複数の同心円状
記録領域のそれぞれに対応し、前記複数の同心円状記録
領域のうち、内周の第1の記録領域に記録を行う第1の
記録再生プローブに加える第1の記録制御信号の第1の
記録周波数よりも、外周の第2の記録領域に記録を行う
第2の記録再生プローブに加える第2の記録制御信号の
第2の記録周波数を高くする、ことを特徴とする記録再
生方法である。The present invention for achieving the above object provides a recording / reproducing control method for recording / reproducing information by causing a plurality of recording / reproducing probes to face a rotating recording medium. The recording medium is divided into a plurality of concentric recording areas centered on the rotation center of the rotary recording medium, the plurality of recording / reproducing probes correspond to the plurality of concentric recording areas, and the plurality of concentric recording areas are provided. In the recording area, recording is performed in the second recording area on the outer periphery than the first recording frequency of the first recording control signal applied to the first recording / reproducing probe for recording on the first recording area on the inner periphery. The recording / reproducing method is characterized in that the second recording frequency of the second recording control signal applied to the second recording / reproducing probe is increased.
【0010】また、前記複数の同心円状記録領域に対応
する前記複数の記録再生プローブに加える記録制御信号
の記録周波数が、前記複数の同心円状記録領域と前記回
転中心とのそれぞれの距離に比例するものや、前記分割
された複数の同心円状記録領域が、内周から順に2のn
乗個、2の(n−1)乗個、2の(n−2)乗個、・・・
・、2の(m+2)乗個、2の(m+1)乗個、2のm
乗個(ただし、n,mは正の整数、n>mとする)から
なる複数のグループに分かれ、前記2のn乗個、2の
(n−1)乗個、2の(n−2)乗個、・・・・、2の(m
+2)乗個、2の(m+1)乗個、2のm乗個の同心円
状記録領域からなる複数のグループに分かれた該複数の
同心円状記録領域に記録を行う該複数の記録再生プロー
ブに加える記録制御信号の記録周波数が、同一のグルー
プに属する該複数の同心円状記録領域に記録を行う記録
再生プローブでは等しく、かつ異なるグループの複数の
同心円状記録領域に記録を行う記録再生プローブでは、 比 1/(2のn乗):1/{2の(n−1)乗}1:
{2の(n−2)乗}:・・・・:1/{2の(m+2)
乗}:1/{2の(m+1)乗}:1/{2のm乗}の
関係を満たすことを特徴とするものである。The recording frequency of the recording control signal applied to the plurality of recording / reproducing probes corresponding to the plurality of concentric recording areas is proportional to the distance between each of the plurality of concentric recording areas and the rotation center. The plurality of divided concentric recording areas are divided into n of 2 in order from the inner circumference.
Powers, 2 (n-1) powers, 2 (n-2) powers, ...
.2 (m + 2) powers, 2 (m + 1) powers, 2 m
It is divided into a plurality of groups of powers (where n and m are positive integers, and n> m), and the power of 2 is the power of 2, the power of (n-1), and the power of 2 (n-2). ) Multiplies ... 2 (m
+2) powers, 2 (m + 1) powers, 2 m powers added to the plurality of recording / reproducing probes for recording in the plurality of concentric recording areas divided into a plurality of groups. The recording frequency of the recording control signal is the same in the recording / reproducing probes that record in the plurality of concentric recording areas belonging to the same group, and in the recording / reproducing probes that record in the plurality of concentric recording areas of different groups, 1 / (2 to the nth power): 1 / {2 to the (n-1) th power} 1:
{2 to the power of (n-2)}: ...: 1 / {2 to (m + 2)
It is characterized by satisfying the relationship of {square root}: 1 / {2 to the (m + 1) th power}: 1 / {2 to the mth power}.
【0011】さらに、他の本発明は、回転型記録媒体に
複数の記録再生プローブを対向させて、情報の記録再生
を行う記録再生方法において、前記回転型記録媒体が該
回転型記録媒体の回転中心を中心とする複数の同心円状
記録領域に分割され、前記複数の記録再生プローブが前
記複数の同心円状記録領域のそれぞれに対応し、前記複
数の同心円状記録領域のうち、内周の第1の記録領域か
ら再生を行う第1の記録再生プローブから得る第1の再
生信号の第1の再生周波数よりも、外周の第2の記録領
域から再生を行う第2の記録再生プローブから得る第2
の再生信号の第2の再生周波数が高い、ことを特徴とす
る記録再生方法である。Still another aspect of the present invention is a recording / reproducing method in which a plurality of recording / reproducing probes are opposed to a rotary recording medium to record / reproduce information, wherein the rotary recording medium rotates the rotary recording medium. The recording medium is divided into a plurality of concentric recording areas centered on the center, the plurality of recording / reproducing probes correspond to the plurality of concentric recording areas, and a first inner circumference of the plurality of concentric recording areas is provided. A second recording / reproducing probe for reproducing from a second recording area on the outer periphery of a first reproducing frequency of a first reproducing signal obtained from a first recording / reproducing probe for reproducing from a second recording area.
In the recording and reproducing method, the second reproduction frequency of the reproduction signal of is high.
【0012】また、前記複数の同心円状記録領域に対応
する前記複数の記録再生プローブから得る再生信号の再
生周波数が、前記複数の同心円状記録領域と前記回転中
心とのそれぞれの距離に比例するものや、前記分割され
た複数の同心円状記録領域が、内周から順に2のn乗
個、2の(n−1)乗個、2の(n−2)乗個、・・・・、
2の(m+2)乗個、2の(m+1)乗個、2のm乗個
(ただし、n,mは正の整数、n>mとする。)からな
る複数のグループに分かれ、前記2のn乗個、2の(n
−1)乗個、2の(n−2)乗個、・・・・、2の(m+
2)乗個、2の(m+1)乗個、2のm乗個の同心円状
記録領域からなる複数のグループに分かれた該複数の同
心円状記録領域から再生を行う該複数の記録再生プロー
ブから得る再生信号の再生周波数が、同一のグループに
属する該複数の同心円状記録領域から再生を行う記録再
生プローブでは等しく、かつ異なるグループの複数の同
心円状記録領域から再生を行う記録再生プローブでは、 比 1/(2のn乗):1/{2の(n−1)乗}1:
{2の(n−2)乗}:・・・・:1/{2の(m+2)
乗}:1/{2の(m+1)乗}:1/{2のm乗}の
関係を満たすことを特徴とするものである。The reproduction frequency of the reproduction signal obtained from the plurality of recording / reproducing probes corresponding to the plurality of concentric recording areas is proportional to the distance between each of the plurality of concentric recording areas and the rotation center. Alternatively, the plurality of divided concentric recording areas are sequentially 2n-th power, 2 (n-1) -th power, 2 (n-2) -th power, ...
2 (m + 2) powers, 2 (m + 1) powers, 2 m powers (where n and m are positive integers, n> m) are divided into a plurality of groups, n-th power of 2 (n
-1) powers, 2 (n-2) powers, ..., 2 (m +)
2) Obtained from the plurality of recording / reproducing probes for reproducing from the plurality of concentric recording areas divided into a plurality of groups each consisting of a power of 2, a power of 2 (m + 1), and a power of 2 m. The reproduction frequency of the reproduction signal is the same for the recording / reproducing probes for reproducing from the plurality of concentric recording areas belonging to the same group, and the ratio is 1 for the recording / reproducing probes for reproducing from the plurality of concentric recording areas of different groups. / (2 to the nth power): 1 / {2 to the (n-1) th power} 1:
{2 to the power of (n-2)}: ...: 1 / {2 to (m + 2)
It is characterized by satisfying the relationship of {square root}: 1 / {2 to the (m + 1) th power}: 1 / {2 to the mth power}.
【0013】[0013]
【作用】上記のとおりに構成された本発明では、各プロ
ーブに加えるビット記録信号の電圧パルスの時間間隔を
変化させることにより、すなわち、内周の第1の記録領
域に記録を行う第1の記録再生プローブに加える第1の
記録制御信号の第1の記録周波数よりも、外周の第2の
記録領域に記録を行う第2の記録再生プローブに加える
第2の記録制御信号の第2の記録周波数を高くすること
により、記録媒体の全ての記録領域において記録密度を
ほぼ同じで、しかも最大記録密度にすることができる。In the present invention configured as described above, by changing the time interval of the voltage pulse of the bit recording signal applied to each probe, that is, the first recording area on the inner circumference is recorded. Second recording of the second recording control signal applied to the second recording / reproducing probe for recording in the second recording area on the outer periphery than the first recording frequency of the first recording control signal applied to the recording / reproducing probe By increasing the frequency, the recording density can be made almost the same in all the recording areas of the recording medium, and the maximum recording density can be obtained.
【0014】[0014]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
【0015】図1は本発明の記録再生方法の実施に使用
する記録再生装置の一実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of a recording / reproducing apparatus used for implementing the recording / reproducing method of the present invention.
【0016】図1に示すように、符号136はディスク
回転型の記録媒体を示し、この記録媒体136はモータ
402により回転駆動される。記録媒体401上の記録
領域に対向して、並列に記録再生を行う複数のプローブ
403と、この複数のプローブ403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404と、複数のプローブ403での電流検出回路4
13等の電気回路とが、マルチプローブチップ405基
板上に一体構成されている。記録媒体136には記録再
生用のバイアス電圧を印加するためのバイアス電圧印加
回路406が接続されている。As shown in FIG. 1, reference numeral 136 denotes a disk rotation type recording medium, and the recording medium 136 is rotationally driven by a motor 402. A plurality of probes 403 for recording / reproducing in parallel facing the recording area on the recording medium 401, and a parallelizing / multiplexing electric circuit 404 for parallelizing / multiplexing recording / reproducing signals from the plurality of probes 403. And the current detection circuit 4 in the plurality of probes 403
An electric circuit such as 13 is integrally formed on the multi-probe chip 405 substrate. A bias voltage application circuit 406 for applying a recording / reproducing bias voltage is connected to the recording medium 136.
【0017】複数のプローブ403と記録媒体136と
の間の記録に関する記録制御信号は次に記述するように
やりとりされる。制御用コンピュータ407から記録制
御回路408に出力される制御信号に基づき、該記録制
御回路408から記録制御信号が、切り替え回路409
を通して並列化・多重化電気回路404に入力される。
さらに、制御用コンピュータ407から並列化・多重化
制御回路410に出力される制御信号に基づき、該並列
化・多重化制御回路410から並列化制御信号が、並列
化・多重化電気回路404に入力される。並列化・多重
化電気回路404では前記並列化制御信号に基づき、前
記記録制御信号の並列化が行われ、複数のプローブ40
3に並列化された記録制御信号が印加される。以上のよ
うに、複数のプローブ403に記録制御信号の印加を行
うのは、記録制御回路408からの制御信号により、並
列化・多重化電気回路404が行い、並列化は、並列化
・多重化制御回路410からの制御信号により、並列化
・多重化電気回路404が行う。Recording control signals relating to recording between the plurality of probes 403 and the recording medium 136 are exchanged as described below. Based on the control signal output from the control computer 407 to the recording control circuit 408, the recording control signal from the recording control circuit 408 changes to the switching circuit 409.
Through the parallelization / multiplexing electric circuit 404.
Further, based on the control signal output from the control computer 407 to the parallelization / multiplexing control circuit 410, the parallelization / multiplexing control circuit 410 inputs the parallelization control signal to the parallelization / multiplexing electric circuit 404. To be done. The parallelization / multiplexing electric circuit 404 parallelizes the recording control signal based on the parallelization control signal, and the plurality of probes 40 are connected.
The recording control signal parallelized to 3 is applied. As described above, the recording control signal is applied to the plurality of probes 403 by the parallelization / multiplexing electric circuit 404 according to the control signal from the recording control circuit 408, and the parallelization is performed by the parallelization / multiplexing. The parallelization / multiplexing electric circuit 404 performs the control signal from the control circuit 410.
【0018】複数のプローブ403と回転ディスク型の
記録媒体136との間の再生信号は次に記述するように
やりとりされる。先ず、複数のプローブ403から、並
列に複数の再生信号が並列化・多重化電気回路404に
入力される。さらに、制御用コンピュータ407から並
列化・多重化制御回路410に出力される制御信号に基
づき、該並列化・多重化制御回路410から多重化制御
信号が、並列化・多重化電気回路404に入力される。
並列化・多重化電気回路404では、前記多重化制御信
号に基づき、前記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409を通して、再生信
号回路411に送られる。複数のプローブ403から再
生信号の再生を行うのは、電流検出回路413である。
この電流検出回路に代えて、たわみ量検出回路を用いて
もよい。複数のプローブ403からの再生信号の多重化
を行うのは、並列化・多重化制御回路410からの制御
信号により、並列化・多重化電気回路404が行う。Reproduction signals between the plurality of probes 403 and the rotating disk type recording medium 136 are exchanged as described below. First, a plurality of reproduction signals are input in parallel from a plurality of probes 403 to a parallelization / multiplexing electric circuit 404. Further, based on the control signal output from the control computer 407 to the parallelization / multiplexing control circuit 410, the multiplexing control signal from the parallelization / multiplexing control circuit 410 is input to the parallelization / multiplexing electric circuit 404. To be done.
The parallelization / multiplexing electric circuit 404 multiplexes the reproduction signal based on the multiplexing control signal. The multiplexed reproduction signal is sent to the reproduction signal circuit 411 through the switching circuit 409. It is the current detection circuit 413 that reproduces the reproduction signal from the plurality of probes 403.
A deflection amount detection circuit may be used instead of the current detection circuit. The multiplexing of the reproduction signals from the plurality of probes 403 is performed by the parallelization / multiplexing electric circuit 404 according to the control signal from the parallelization / multiplexing control circuit 410.
【0019】複数のプローブ403及びマルチプローブ
チップ405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, “Silicon as a Mechanica
l Material”,Proceedings of the IEEE, 70 巻,420
頁,1982年参照)やLSI等を作成する際のマイクロエ
レクトリニクス技術を用いて、例えばSi等の基板上に
作製される。具体的には、先ず、フォロリソグラフィー
により、複数のプローブの先端にそれぞれ設ける電圧印
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ウエハー上に作製し、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このSiウエハー上のカンチレバー
の配線近傍に作製する。次に、KOH溶液による異方性
エッチングを用いて、Si基板上に複数のカンチレバー
を形成し、個々のマルチプローブチップに切断する。The plurality of probes 403 and the multi-probe chip 405 are formed by a microfabrication technique called micromechanics (for example, Peterson, “Silicon as a Mechanica”).
l Material ”, Proceedings of the IEEE, Volume 70, 420
Page, 1982) or using the microelectronics technology for producing LSI or the like, for example, it is produced on a substrate such as Si. Specifically, first, a plurality of conductive probes and electric wiring patterns for voltage application and reproduction signal detection, which are respectively provided at the tips of a plurality of probes, are formed on a Si wafer by holographic lithography, and cantilever-shaped patterning is performed. To do. At the same time, peripheral electric circuits such as parallel / multiplexed electric circuits are also formed in the vicinity of the cantilever wiring on the Si wafer. Next, anisotropic etching with a KOH solution is used to form a plurality of cantilevers on the Si substrate and cut into individual multi-probe chips.
【0020】ディスク回転型の記録媒体136として
は、プローブ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。前者の例として
は、例えば、前述の日本国特開昭63−161552公
報,同63−161553号公報に開示されたような、
電気的スイッチングメモリー現象を有する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状態と導電率の低いOFF状態の間を可逆
的に遷移するというものである。As the disk rotation type recording medium 136, a recording medium whose conductivity is locally changed by applying a voltage from a probe or a recording medium whose surface shape is convex or concave is used. . Examples of the former include, for example, those disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-161552 and 63-161553.
There is an LB film made of an organic molecule such as SOAZ having an electric switching memory phenomenon. This is because, in an STM-configured device, the electrical conductivity of organic molecules such as SOAZ forming the LB film is locally changed between a high conductivity ON state and a low conductivity OFF state by applying a voltage from a probe. Is a reversible transition.
【0021】また別の記録媒体の例として、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、探針と記録媒体との
間を流れる電流による熱により、局所的に表面構造が結
晶状態からアモルファス状態に相変化するものである。As another example of the recording medium, it is possible to use a phase transition material such as Si, which has different electrical conductivity between a crystalline state and an amorphous state. In this case as well, the surface structure locally changes from the crystalline state to the amorphous state due to the heat generated by the current flowing between the probe and the recording medium.
【0022】後者の記録媒体の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
針および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、A
u,Ag,Pt等の貴金属基板やn−Si,p−Si,
Ge,GaAs,InP等の半導体基板である。探針材
料として用いられるには、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。As an example of recording by changing the surface shape of the latter recording medium into unevenness, for example, for example, when a voltage is applied between the probe and the recording medium substrate, the probe material is applied to the substrate by electric field emission. There is convex bit formation by movement.
In this case, the substrate used is, for example, A
Noble metal substrates such as u, Ag, Pt, n-Si, p-Si,
It is a semiconductor substrate of Ge, GaAs, InP or the like. To be used as a probe material, for example, Au, Pt, Ag,
It has a relatively low electric field threshold value such as n-Si or p-Si that causes field emission.
【0023】記録媒体の表面形状が凹凸に変化すること
により、記録を行う別の記録例として、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
界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 another recording example in which recording is performed by changing the surface shape of the recording medium to unevenness, contrary to the above,
There 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 , graphite or the like, and relatively electric field evaporation is performed. It has a low electric field threshold. The probe material is, for example, a metal such as W, Ir, TiC or a semiconductor.
【0024】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、探針および記録媒体間に流
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 recording mediums whose conductivity changes, 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 reproduction voltage between the needle and the recording medium and detecting the current flowing between the probe and the recording medium.
【0025】また、記録媒体の表面形状が凹凸に変化す
るものに関する再生は、AFMの原理を用い、記録媒体
の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、図1に示したマルチプローブチップ4
05の構造が前述の説明とは異なり、複数のプローブの
たわみ量をそれぞれ検出するたわみ量検出手段を付加
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、例えば日本国特開平04−321955号公
報に示されているような、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、たわみ量検出用の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。For reproduction of a recording medium whose surface shape changes to irregularities, the AFM principle is used, and the bending of a cantilever which causes elastic deformation by an atomic force or an intermolecular force acting between the surface of the recording medium and the recording medium is used. This is done by detecting the amount. In this case, the multi-probe tip 4 shown in FIG.
The structure of 05 is different from the above description, and a deflection amount detecting means for detecting the deflection amounts of a plurality of probes is added, and the output from the deflection amount detecting means is used as a reproduction signal. As means for detecting the deflection amounts of a plurality of probes, for example, deflection amount detecting means of an optical lever type cantilever (corresponding to the probe in this embodiment) as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 04-321955 is used. In the above, it is possible to use one that scans a plurality of cantilevers with a deflection amount detection light beam to sequentially detect the deflection amounts of the plurality of cantilevers, or one that integrates a plurality of cantilever deflection amount detection means. .
【0026】次に、図16を参照して、マルチプローブ
チップ上の複数のプローブ503とこれらに対応するデ
ィスク回転型の記録媒体501上の複数の記録領域の配
置について説明する。記録媒体501上で記録領域は、
記録媒体501の回転中心505を中心とする同心円状
の複数の記録領域502に分割され、それぞれの記録領
域502に対応して、複数のプローブ503が配置され
ている。図2では、マルチプローブチップ405の作製
上の利点から、複数のプローブ503は回転中心505
を通る一直線上に並んでいるが、必ずしも一直線上に並
んでいる必要はなく、配線領域全体にわたって配置され
ていてもよい。Next, with reference to FIG. 16, the arrangement of the plurality of probes 503 on the multi-probe chip and the plurality of recording areas on the disk rotation type recording medium 501 corresponding thereto will be described. The recording area on the recording medium 501 is
The recording medium 501 is divided into a plurality of concentric recording areas 502 around a rotation center 505, and a plurality of probes 503 are arranged corresponding to the respective recording areas 502. In FIG. 2, a plurality of probes 503 are arranged at the center of rotation 505 because of an advantage in manufacturing the multi-probe tip 405.
Although they are arranged in a straight line passing through, it is not always necessary to arrange them in a straight line, and they may be arranged over the entire wiring region.
【0027】各プローブ503が記録再生を行う各記録
領域はさらに複数のトラックから構成されている。この
トラックは記録媒体501の回転中心505を中心とす
る同心円状であり、各プローブ503は、各記録領域5
02内のトラック間を移動して記録再生を行う。内周の
記録領域にて記録密度が最大記録密度になるようにする
と、外周の記録領域では記録ビット504間の距離が大
きくなり、記録密度が低下してしまう。後述する本実施
例はこの問題点を解決するものである。Each recording area in which each probe 503 records and reproduces is further composed of a plurality of tracks. This track is a concentric circle centered on the rotation center 505 of the recording medium 501, and each probe 503 is connected to each recording area 5.
Recording and reproduction are performed by moving between tracks in 02. If the recording density is set to the maximum recording density in the inner recording area, the distance between the recording bits 504 becomes large in the outer recording area, which lowers the recording density. This embodiment, which will be described later, solves this problem.
【0028】以上のディスク型情報記録再生装置の記録
容量・記録再生速度等の諸元例は次のとおりである。The specifications of the recording capacity and recording / reproducing speed of the above-mentioned disc type information recording / reproducing apparatus are as follows.
【0029】記録媒体の外径 42mm 最内周記録領域の半径(=回転中心505からの距離)
2.5mm 最外周記録領域の半径 20.5mm 記録領域数=プローブ数 120個 記録領域幅=プローブ間隔 150μm プローブ形状 幅:75μm,長さ:100μm 一記録領域中のトラック数 750個 トラック幅 0.2μm ビット径 0.1μm 一トラック中の記録容量 75kbit 一記録領域中の記録容量 59Mbit 全記録容量 7Gbit 記録媒体回転速度 76rpm 一プローブの記録再生レート 100kbit/秒 装置記録再生レート 12Mbit/秒 さて、本発明の、回転ディスク型の記録媒体への記録再
生方法の詳細について説明する。図2は、回転ディスク
型の記録媒体の記録領域分割及び各記録領域への複数の
プローブのアクセスの様子を示す図である。ただし、説
明の簡略化のため、プローブや記録領域の数を少数とし
て以後の説明を行う。記録領域は例えば15個に分割さ
れ(内側より記録領域101,102,103,・・・・,
115とする。)、それぞれの記録領域に1本ずつのプ
ローブが対応して、計15本のプローブ(内側よりプロ
ーブ116,117,・・・・,130とする。)が配置さ
れている。各記録領域101,・・・・,115は、内周よ
り8個の記録領域101,・・・・,108からなるブロッ
クA(131)、4個の記録領域109,・・・・,112
からなるブロックB(132)、2個の記録領域11
3,114からなるブロックC(133)、1個の記録
領域115からなるブロックD(134)に4分割され
ている。Outer diameter of recording medium 42 mm Radius of innermost recording area (= distance from rotation center 505)
2.5 mm Radius of outermost recording area 20.5 mm Number of recording areas = number of probes 120 Recording area width = probe spacing 150 μm Probe shape Width: 75 μm, length: 100 μm Number of tracks in one recording area 750 Track width 0. 2 μm Bit diameter 0.1 μm Recording capacity in one track 75 kbit Recording capacity in one recording area 59 Mbit Total recording capacity 7 Gbit Recording medium rotation speed 76 rpm Recording / reproducing rate of one probe 100 kbit / sec Device recording / reproducing rate 12 Mbit / sec The present invention The method of recording / reproducing on / from the rotating disk type recording medium will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing a manner of dividing a recording area of a rotating disk type recording medium and accessing a plurality of probes to each recording area. However, for simplification of the description, the following description will be given with the number of probes and recording areas being small. The recording area is divided into, for example, 15 areas (recording areas 101, 102, 103, ...
115. ), One probe corresponds to each recording area, and a total of 15 probes (probe 116, 117, ..., 130 from the inside) are arranged. Each of the recording areas 101, ..., 115 has a block A (131) composed of eight recording areas 101 ,.
Block B (132) consisting of two recording areas 11
Block C (133) composed of 3,114 and block D (134) composed of one recording area 115 are divided into four.
【0030】各プローブ116,・・・・,130による記
録制御方法について説明する。図3は各プローブ11
6,・・・・,130と記録媒体との間に印加される記録用
信号電圧波形を説明するための図である。なお、実際の
記録信号波形は記録情報に応じて1,0,1,1,0の
ような1と0のビットとが並んだものであるが、ここで
は簡略のため1,1,1,1,1のようにすべて1のビ
ットが並んだものとして説明を行う。A recording control method by the probes 116, ..., 130 will be described. 3 shows each probe 11
6 is a diagram for explaining a recording signal voltage waveform applied between the recording medium and the recording medium. It should be noted that the actual recording signal waveform is formed by arranging 1 and 0 bits such as 1,0,1,1,0 according to the recording information, but here, for simplification, 1,1,1, The description will be made assuming that all 1's, such as 1, 1, are aligned.
【0031】各プローブ116,117,・・・,13
0へ印加する記録制御信号201,202,・・・・,21
5はもとの情報記録信号216から並列化されてつくら
れる。もとの情報記録信号216は繰り返し周期T/4
のパルス列から成り立っており、これをまず繰り返し周
期Tのパルス列からなる4個の並列化信号D(22
0),B(219),C(218),A(217)に並
列化する。ここで、Tは図中時刻tpとt(p+1)
(p=0,1,・・・・,8)との間隔である。Each probe 116, 117, ..., 13
Recording control signals 201, 202, ..., 21 applied to 0
5 is made by parallelizing the original information recording signal 216. The original information recording signal 216 has a repetition cycle T / 4.
Pulse train of four parallel signals D (22
0), B (219), C (218), and A (217). Here, T is time tp and t (p + 1) in the figure.
(P = 0, 1, ..., 8).
【0032】並列化信号A(217)は、さらに8個に
並列化し、これらを記録制御信号201,・・・・,208
とする。記録制御信号201,・・・・,208は時間幅T
/2パルスが周期8Tで並んで構成され、各記録制御信
号間は、パルスが時間Tだけずれたものとなっている。
各記録制御信号201,・・・・,208はそれぞれもとの
情報記録信号216のうち、図中数字で示した32,2
8,・・・・,8,4の位置のパルスの情報を有している。The parallelized signal A (217) is further parallelized into eight signals, which are recorded as the recording control signals 201, ..., 208.
And The recording control signals 201, ..., 208 have a time width T.
/ 2 pulses are arranged side by side with a period of 8T, and the pulses are shifted by the time T between the respective recording control signals.
The recording control signals 201, ..., 208 are respectively the same as the original information recording signal 216, 32 and 2 indicated by numerals in the figure.
It has information on pulses at positions 8, ..., 8, 4.
【0033】並列化信号B(219)は、さらに4個に
並列化し、これらを記録制御信号209,・・・・,212
とする。記録制御信号209,・・・・,212は時間幅T
/2パルスが周期4Tで並んで構成され、各記録制御信
号間は、パルスが時間Tだけずれたものとなっている。
各記録制御信号209,・・・・,212はそれぞれもとの
情報記録信号216のうち、図中数字で示した14,3
0及び10,26及び6,22及び2,18の位置のパ
ルスの情報を有している。The parallelized signal B (219) is further parallelized into four signals, which are recorded as control signals 209, ..., 212.
And The recording control signals 209, ..., 212 have a time width T.
/ 2 pulses are arranged side by side with a period of 4T, and the pulses are shifted by the time T between the recording control signals.
Each of the recording control signals 209, ..., 212 is the same as the original information recording signal 216 shown by the numeral 14, 3 in the figure.
It has information on pulses at positions 0 and 10, 26 and 6, 22 and 2, 18.
【0034】並列化信号C(218)は、さらに2個に
並列化し、これらを記録制御信号213,214とす
る。記録制御信号213,214は時間幅T/2パルス
が周期2Tで並んで構成され、各記録制御信号間は、パ
ルスが時間Tだけずれたものとなっている。各記録制御
信号213,214は、それぞれもとの情報記録信号2
16のうち、図中数字で示した7,15,23,31及
び3,11,19,27の位置のパルスの情報を有して
いる。The parallelized signal C (218) is further parallelized into two, which are used as recording control signals 213 and 214. The recording control signals 213 and 214 are composed of time width T / 2 pulses arranged in a cycle of 2T, and the pulses are shifted by the time T between the respective recording control signals. The recording control signals 213 and 214 are the original information recording signals 2 respectively.
Of the sixteen, it has information on pulses at positions 7, 15, 23, 31 and 3, 11, 19, 27, which are shown by numerals in the figure.
【0035】並列化信号D(220)は、そのまま記録
制御信号215とする。記録制御信号215は時間幅T
/2パルスが周期Tで並んで構成される。記録制御信号
215は、もとの情報記録信号216のうち、図中数字
で示した1,5,9,13,17,21,25,29の
位置のパルスの情報を有している。The parallelization signal D (220) is used as it is as the recording control signal 215. The recording control signal 215 has a time width T
/ 2 pulses are arranged side by side with a period T. The recording control signal 215 has information of the pulses at the positions of 1, 5, 9, 13, 17, 17, 21, 25 and 29 shown by numerals in the figure in the original information recording signal 216.
【0036】ここで、それぞれの記録制御信号201,
・・・・,208の周期の逆数をそれぞれの記録制御信号の
記録周波数とする。Here, each recording control signal 201,
The reciprocal of the period of 208 is the recording frequency of each recording control signal.
【0037】ブロックA(131)に属する記録領域1
01,・・・・,108に記録を行うプローブ116,・・・
・,123には、それぞれ記録制御信号201,・・・・,
208が印加される。ブロックB(132)に属する記
録領域109,・・・・,111に記録を行うプローブ12
4,・・・・,127には、記録制御信号209,・・・・,2
12が印加される。ブロックC(133)に属する記録
領域112,113に記録を行うプローブ128,12
9には記録制御信号213,214が印加される。ブロ
ックD(134)に属する記録領域115に記録を行う
プローブ130には記録制御信号215が印加される。Recording area 1 belonging to block A (131)
01, ..., Probes 116 for recording on 108 ,.
Recording control signals 201, ...
208 is applied. The recording area 109, ..., 111 belonging to the block B (132) records on the probe 12
Recording control signals 209, ...
12 is applied. Probes 128 and 12 for recording in the recording areas 112 and 113 belonging to the block C (133)
Recording control signals 213 and 214 are applied to 9. A recording control signal 215 is applied to the probe 130 for recording in the recording area 115 belonging to the block D (134).
【0038】ここで、各ブロックA,B,C,Dにに属
する記録領域に記録を行う各プローブに印加する記録制
御信号の電圧パルスの時間間隔が異なるのは次の理由に
よる。The time interval of the voltage pulse of the recording control signal applied to each probe for recording in the recording area belonging to each block A, B, C, D is different for the following reason.
【0039】図1および図2に示すように、回転ディス
ク型の記録媒体136の回転中、記録媒体136の回転
中心135に近いブロックAから最も遠いブロックDま
での間では、各プローブ403と各記録領域との相対速
度が異なる。記録ビットの径が同じであるから、仮に各
プローブ403において同じタイミングで記録を行うと
すると、最も中心に近い最内周の記録領域101ではビ
ット間隔が最小となる。記録領域101において隣合う
ビットが重ならないようにするためには、ビット径を
d、記録領域101の半径(=回転中心135から記録
領域101までの距離)をr1、記録媒体136の回転
角速度をωとすると、電圧パルスと電圧パルスとの時間
間隔はd/r1・ωより大きくなければならない。この
とき、逆に中心から遠い記録領域、例えば最外周記録領
域115では隣合うビットの間隔がr2・d/r1より
も大きくなる。ここで、r2は記録領域115の半径
(=回転中心135から記録領域115までの距離)で
ある。すなわち、外周の記録領域ではビット間隔が大き
くなり、記録密度が低下してしまうという問題点が生じ
る。このような記録密度の低下の様子を図16に示す。As shown in FIG. 1 and FIG. 2, during rotation of the rotary disk type recording medium 136, each probe 403 and each probe 403 are provided between a block A near the rotation center 135 of the recording medium 136 and a block D farthest from the rotation center 135. The relative speed to the recording area is different. Since the recording bits have the same diameter, assuming that recording is performed at the same timing in each probe 403, the bit interval becomes the smallest in the recording area 101 on the innermost circumference closest to the center. In order to prevent adjacent bits from overlapping in the recording area 101, the bit diameter is d, the radius of the recording area 101 (= the distance from the rotation center 135 to the recording area 101) is r1, and the rotational angular velocity of the recording medium 136 is If ω, the time interval between voltage pulses must be greater than d / r1 · ω. At this time, conversely, in the recording area far from the center, for example, the outermost recording area 115, the interval between adjacent bits becomes larger than r2 · d / r1. Here, r2 is the radius of the recording area 115 (= the distance from the rotation center 135 to the recording area 115). That is, in the outer recording area, the bit interval becomes large, and the recording density is reduced. FIG. 16 shows such a decrease in recording density.
【0040】そこで、内周記録領域と外周記録領域とで
記録のための電圧パルスの時間間隔を違え、内周記録領
域においては電圧パルスの時間間隔を大きくして、ビッ
トの重なりを防止し、外周記録領域においては電圧パル
スの時間間隔を小さくして、記録密度を向上させるよう
にする。内周記録領域と外周記録領域と電圧パルスの時
間間隔の違え方としては、例えば時間間隔を各記録領域
の半径に比例するように変化させればよい。本実施例で
は別の違え方として、記録及び再生時における各プロー
ブに対する情報記録信号の並列化及び多重化を単純化す
るため、図1に示したように、記録領域を内周から8個
(=2の3乗)、4個(=2の2乗)、2個(=2の1
乗)、1個(=2の0乗)というように4つのブロック
A,B,C,Dに分ける。同じブロックに属する記録領
域には同じ電圧パルス時間間隔を有する記録制御信号を
印加するので、各ブロックに時間間隔を違え、ブロック
Aでは時間間隔を8T、ブロックBでは4T、ブロック
Cでは2T、ブロックDではTの時間間隔を有する記録
制御信号とする。ここで、Tは前記と同様である。次
に、各プローブ116,・・・・,130による再生制御方
法について説明する。図3は各プローブ116,・・・・,
130から得られた再生信号電圧波形を説明する図であ
る。Therefore, the time interval of the voltage pulse for recording is made different between the inner recording area and the outer recording area, and the time interval of the voltage pulse is increased in the inner recording area to prevent bit overlap. In the outer recording area, the time interval of the voltage pulse is reduced to improve the recording density. The difference between the time intervals of the inner recording area, the outer recording area and the voltage pulse may be changed, for example, so as to be proportional to the radius of each recording area. In the present embodiment, as another difference, in order to simplify parallelization and multiplexing of information recording signals for each probe at the time of recording and reproducing, as shown in FIG. 1, eight recording areas from the inner circumference ( = 2 to the power of 3), 4 (= 2 to the power of 2), 2 (= 2 to 1)
Power), one (= 0 to the power of 2), and divided into four blocks A, B, C, and D. Since the recording control signals having the same voltage pulse time interval are applied to the recording areas belonging to the same block, the time intervals are different for each block, and the time interval is 8T in block A, 4T in block B, 2T in block C, and 2T in block C. In D, a recording control signal having a time interval of T is used. Here, T is the same as the above. Next, a reproduction control method by the probes 116, ..., 130 will be described. 3 shows each probe 116, ...
FIG. 6 is a diagram illustrating a reproduction signal voltage waveform obtained from 130.
【0041】ブロックA(131)に属する記録領域1
01,・・・・,108から再生を行うプローブ116,・・
・・,123からは、それぞれ図中点線で示すような再生
信号301,・・・・,308が得られる。ブロックB(1
32)に属する記録領域109,・・・・,111から再生
を行うプローブ124,・・・・,127からは、それぞれ
図中点線で示すような再生信号309,・・・・,312が
得られる。ブロックC(133)に属する記録領域11
2,113から再生を行うプローブ128,129から
はそれぞれ図中点線で示すような再生信号313,31
4が得られる。ブロックD(134)に属する記録領域
115から再生を行うプローブ130から図中点線で示
すような再生信号315が得られる。ここで、それぞれ
の再生信号301,・・・・,315の周期の逆数をそれぞ
れの再生信号の再生周波数とする。Recording area 1 belonging to block A (131)
01, ..., Probe 116 for reproducing from 108, ...
The reproduction signals 301, ..., 308 as indicated by the dotted lines in the figure are obtained from .. Block B (1
32, the reproduction signals 309, ..., 312 as shown by the dotted lines in the drawing are obtained from the probes 124 ,. To be Recording area 11 belonging to block C (133)
From the probes 128 and 129 which perform reproduction from Nos. 2 and 113, reproduction signals 313 and 31 as shown by dotted lines in the figure, respectively
4 is obtained. A reproduction signal 315 as indicated by a dotted line in the drawing is obtained from the probe 130 which reproduces from the recording area 115 belonging to the block D (134). Here, the reciprocal of the cycle of each reproduction signal 301, ..., 315 is taken as the reproduction frequency of each reproduction signal.
【0042】ここで、各ブロックA,B,C,Dに属す
る記録領域から再生を行う各プローブから得られる再生
信号のビットを表す電圧パルスの時間幅が異なるのは次
の理由による。ブロックAから最も遠いブロックDまで
の間では、各プローブと各記録領域との相対速度が異な
る。記録ビットの径が同じであるから、各プローブの再
生信号波形において、例えば最も中心に近い最内周の記
録領域101では相対速度が最小であるためビット再生
時間幅が最大となる。逆に中心から遠い記録領域、例え
ば最外周記録領域115では相対速度が最大であるため
ビット再生時間幅が最小となる。なお、再生信号の電圧
パルスの時間間隔が異なるのは、前述のように記録制御
信号において電圧パルスの時間間隔を変えたためであ
る。The time width of the voltage pulse representing the bit of the reproduction signal obtained from each probe for reproducing from the recording area belonging to each of the blocks A, B, C and D is different for the following reason. Between the block A and the furthest block D, the relative speed between each probe and each recording area is different. Since the recording bits have the same diameter, in the reproduction signal waveform of each probe, for example, in the innermost recording area 101 closest to the center, the relative speed is the minimum and the bit reproduction time width is the maximum. On the contrary, in the recording area far from the center, for example, the outermost recording area 115, the relative speed is maximum, and the bit reproduction time width is minimum. The time interval of the voltage pulse of the reproduction signal is different because the time interval of the voltage pulse in the recording control signal is changed as described above.
【0043】それぞれもとの情報記録信号216のう
ち、サンプリング回路412により図中数字で示した3
2,28,・・・・,8,4の位置のパルスの情報を有して
いる各再生信号301,・・・・,308(点線で示されて
いる)の各位置に対応するタイミングでサンプリングを
行う。実線で示したような波形信号に変換する。同様
に、14,30及び10,26及び6,22及び2,1
8の位置のパルスの情報を有している各再生信号30
9,・・・・,312(点線で示されている)と、7,1
5,23,31及び3,11,19,27の位置のパル
スの情報を有している各再生信号313,314(点線
で示されている)と、1,5,9,13,17,21,
25,29の位置のパルスの情報を有している再生信号
315(点線で示されている)についても各位置に対応
するタイミングでサンプリングを行い、実線で示したよ
うな波形信号に変換する。サンプリングは、並列化・多
重化制御回路410よりタイミング信号を発生し、この
タイミング信号に基づいて行われる。Of the original information recording signal 216, 3 shown by the numbers in the figure by the sampling circuit 412.
At the timing corresponding to each position of each reproduction signal 301, ..., 308 (shown by the dotted line), which has pulse information at positions 2, 28 ,. Perform sampling. Convert to a waveform signal as shown by the solid line. Similarly, 14,30 and 10,26 and 6,22 and 2,1
Each reproduction signal 30 having the information of the pulse at the position of 8
, ..., 312 (shown by dotted lines) and 7, 1
5,23,31 and 3,11,19,27 reproduction signals 313, 314 (shown by dotted lines) having pulse information, 1, 5, 9, 13, 17, 21,
The reproduction signal 315 (indicated by the dotted line) having pulse information at the positions of 25 and 29 is also sampled at the timing corresponding to each position and converted into the waveform signal as shown by the solid line. Sampling generates a timing signal from the parallelization / multiplexing control circuit 410 and is performed based on this timing signal.
【0044】情報再生信号316はこれらの再生信号3
01,・・・・,315のサンプリング信号を多重化して構
成する。このようにして、情報再生信号316は繰り返
し周期T/4のパルス列から成り立つものと情報記録信
号216を再生することになる。The information reproduction signal 316 is the reproduction signal 3 of these.
.., 315 sampling signals are multiplexed. In this way, the information recording signal 216 is reproduced as the information reproducing signal 316 consisting of the pulse train of the repeating period T / 4.
【0045】本実施例では、プローブ及び記録領域の数
を120個や15個として説明を行ったが、本発明の概
念はこれに限定されるものでなく、記録再生装置の大容
量化のためには、前記数を増大さればよい。プローブ及
び記録領域の数は任意であるが、本実施例中で説明した
ように、実際は記録信号の並列化や再生信号の多重化が
必要である。この信号処理を簡単化するためには、プロ
ーブ及び記録領域の数は、2のm乗+2の(m+1)+
・・・・+2の(n−1)+2のn乗(ここで、m,n=0
または正の整数。m<nを満たす。)の式から算出され
る値にするとよい。ちなみに、m=0,n=3のとき、
プローブ及び記録領域の数は15個であり、m=3,n
=6のとき、120個である。Although the number of probes and recording areas is 120 or 15 in this embodiment, the concept of the present invention is not limited to this, and the capacity of the recording / reproducing apparatus is increased. In order to increase the number, the number may be increased. The number of probes and recording areas is arbitrary, but as described in this embodiment, it is actually necessary to parallelize recording signals and multiplex reproducing signals. In order to simplify this signal processing, the number of probes and recording areas is 2 m to the power of 2+ (m + 1) +
... + 2 to (n-1) +2 to the nth power (here, m, n = 0
Or a positive integer. m <n is satisfied. ) The value calculated from the formula is preferable. By the way, when m = 0 and n = 3,
The number of probes and recording areas is 15, and m = 3, n
When = 6, the number is 120.
【0046】以上説明したような記録再生制御を行うこ
とにより、ディスク記録媒体の各記録領域において記録
密度の低下を防ぐことが可能になる。したがって、全記
録領域において記録密度を最大にすることができる。こ
のことは、ディスク記録媒体の大きさ、記録ビット径を
同一にしたまま記録容量を増大させることにつながる。
前述の装置の諸元例(プローブ及び記録領域の数が12
0個の場合)について、本発明の記録再生方法を用いる
と、次のようになる。By performing the recording / reproducing control as described above, it is possible to prevent the recording density from decreasing in each recording area of the disk recording medium. Therefore, the recording density can be maximized in the entire recording area. This leads to an increase in recording capacity while keeping the size of the disk recording medium and the recording bit diameter the same.
Specifications of the above-mentioned device (the number of probes and recording areas is 12
When the recording / reproducing method of the present invention is applied to the case (0 pieces), the following is obtained.
【0047】複数の記録領域を分割するブロックを内周
から順にA,B,C,Dとすると、各ブロックに属する
各記録領域における記録容量は、 ブロック プローブ数 一記録領域の記録容量 ブロック全記録容量 A 64個 57Mbit 3.6Gbit B 32 114 3.6 C 16 227 3.6 D 8 455 3.6 となり、全記録容量は7Gbitから15Gbitに向
上する。Assuming that blocks dividing a plurality of recording areas are A, B, C and D sequentially from the inner circumference, the recording capacity in each recording area belonging to each block is the number of block probes, the recording capacity of the recording area Capacity A 64 57 Mbit 3.6 Gbit B 32 114 3.6 C 16 227 3.6 D 8 455 3.6 The total recording capacity is improved from 7 Gbit to 15 Gbit.
【0048】複数の同心円状記録領域に対応する記録再
生プローブに加える記録制御信号の記録周波数を、前記
複数の同心円状記録領域と記録媒体の回転中心とのそれ
ぞれの距離に比例するようにしてもよい。The recording frequency of the recording control signal applied to the recording / reproducing probe corresponding to the plurality of concentric recording areas may be made proportional to the respective distances between the plurality of concentric recording areas and the rotation center of the recording medium. Good.
【0049】上記各実施例において、記録または再生の
みの装置、および走査型プローブ顕微鏡装置について
も、本発明は適用可能であることは言うまでもない。It is needless to say that the present invention can be applied to the recording / reproducing only device and the scanning probe microscope device in each of the above embodiments.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【0051】回転型記録媒体に対して複数のプローブに
より並列に情報の記録再生を行う装置において、各プロ
ーブに加えるビット記録信号の電圧パルスの時間間隔を
変化させることにより、記録媒体における内周から外周
のすべての記録領域において、記録密度をほぼ同じでし
かも最大記録密度に近い値とすることができ、記録容量
を増大させることが可能となる。In an apparatus for recording / reproducing information in parallel with a rotary recording medium by a plurality of probes, by changing the time interval of the voltage pulse of the bit recording signal applied to each probe, the recording medium is read from the inner circumference of the recording medium. In all the recording areas on the outer circumference, the recording density can be made substantially the same and close to the maximum recording density, and the recording capacity can be increased.
【0052】また、記録媒体上の記録領域及びこれらに
対応する複数のプローブを内周からそれぞれ、2のn乗
個、2の(n−1)乗個、・・・・、2の(m+1)乗個、
2のm乗個(ただし、m,n=0または正の整数。m<
nを満たす。)の複数のプローブに分割し、同じブロッ
クに属する記録領域には同じ電圧パルス時間間隔を有す
る記録制御信号を印加するが、各ブロックで時間間隔を
違える、例えばブロックAでは時間間隔を8T(ここで
Tはある時間間隔)、ブロックBでは4T、ブロックC
では2T、ブロックDではTの時間間隔を有する記録制
御信号とすることにより、記録再生信号の並列化や多重
化の記録再生制御が単純になる。Further, the recording areas on the recording medium and a plurality of probes corresponding to these recording areas are arranged from the inner circumference to 2 n powers, 2 (n-1) powers, ..., 2 (m + 1). ) Multiplier,
2 to the m-th power (where m, n = 0 or a positive integer. M <
satisfy n. ), A recording control signal having the same voltage pulse time interval is applied to recording areas belonging to the same block, but the time interval is different in each block, for example, in block A, the time interval is 8T (here T is a certain time interval), block B is 4T, block C
By setting the recording control signal having a time interval of 2T for block D and T for block D, recording / reproduction control for parallelization or multiplexing of recording / reproduction signals is simplified.
【図1】本発明の記録再生方法の実施に用いるディスク
回転型記録再生装置の一実施例の全体構成を説明するた
めの図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an overall configuration of an embodiment of a disk rotation type recording / reproducing apparatus used for implementing a recording / reproducing method of the present invention.
【図2】図1のディスク回転型記録再生装置における、
記録媒体上の記録領域の複数のブロックへの分割の様子
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the disk rotation type recording / reproducing apparatus of FIG.
FIG. 6 is a diagram showing how a recording area on a recording medium is divided into a plurality of blocks.
【図3】記録信号の並列化制御を説明するための信号波
形図である。FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining parallelization control of recording signals.
【図4】再生信号の多重化制御を説明するための信号波
形図である。FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining reproduction signal multiplexing control.
【図5】従来のディスク回転型記録再生装置における記
録密度の低下の様子を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing how the recording density is reduced in a conventional disc rotation type recording / reproducing apparatus.
100 記録ビット 101〜115 記録領域 116〜130 プローブ 131 ブロックA 132 ブロックB 133 ブロックC 134 ブロックD 135 回転中心 136 記録媒体 200 導電性探針 201〜215 記録制御信号 216 もとの情報記録制御信号 217 並列化信号A 218 並列化信号B 219 並列化信号C 220 並列化信号D 301〜315 再生信号 316 情報再生信号 401 記録媒体 402 モータ 403 プローブ 404 並列化・多重化電気回路 405 マルチプローブチップ 406 バイアス電圧印加回路 407 制御用コンピュータ 408 記録制御回路 409 切り替え回路 410 並列化・多重化制御回路 411 再生信号回路 412 サンプリング回路 413 電流検出回路 501 記録媒体 502 複数の記録領域 503 複数のプローブ 504 記録ビット 505 回転中心 100 recording bit 101-115 recording area 116-130 probe 131 block A 132 block B 133 block C 134 block D 135 rotation center 136 recording medium 200 conductive probe 201-215 recording control signal 216 original information recording control signal 217 Parallelized signal A 218 Parallelized signal B 219 Parallelized signal C 220 Parallelized signal D 301 to 315 Playback signal 316 Information playback signal 401 Recording medium 402 Motor 403 Probe 404 Parallelization / multiplexing electric circuit 405 Multi-probe chip 406 Bias voltage Application circuit 407 Controlling computer 408 Recording control circuit 409 Switching circuit 410 Parallelization / multiplexing control circuit 411 Reproduction signal circuit 412 Sampling circuit 413 Current detection circuit 501 Recording medium 502 Complex Recording area 503 a plurality of probes 504 recording bit 505 the rotational center of the
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山野 明彦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 紫藤 俊一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 酒井 邦裕 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiko Yamano 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Shunichi Shito 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Kunihiro Sakai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (6)
ブを対向させて、情報の記録再生を行う記録再生制御方
法において、 前記回転型記録媒体が該回転型記録媒体の回転中心を中
心とする複数の同心円状記録領域に分割され、 前記複数の記録再生プローブが前記複数の同心円状記録
領域のそれぞれに対応し、 前記複数の同心円状記録領域のうち、内周の第1の記録
領域に記録を行う第1の記録再生プローブに加える第1
の記録制御信号の第1の記録周波数よりも、外周の第2
の記録領域に記録を行う第2の記録再生プローブに加え
る第2の記録制御信号の第2の記録周波数を高くする、
ことを特徴とする記録再生方法。1. A recording / reproducing control method for recording / reproducing information by causing a plurality of recording / reproducing probes to face a rotatable recording medium, wherein the rotatable recording medium has a center of rotation of the rotatable recording medium as a center. Divided into a plurality of concentric recording areas, the plurality of recording / reproducing probes correspond to each of the plurality of concentric recording areas, and recording is performed in a first recording area on an inner circumference of the plurality of concentric recording areas. A first recording / reproducing probe for performing a first
Second recording frequency of the recording control signal of
To increase the second recording frequency of the second recording control signal applied to the second recording / reproducing probe for recording in the recording area of
A recording / reproducing method characterized by the above.
前記複数の記録再生プローブに加える記録制御信号の記
録周波数が、前記複数の同心円状記録領域と前記回転中
心とのそれぞれの距離に比例することを特徴とする請求
項1に記載の記録再生方法。2. A recording frequency of a recording control signal applied to the plurality of recording / reproducing probes corresponding to the plurality of concentric recording areas is proportional to a distance between each of the plurality of concentric recording areas and the rotation center. The recording / reproducing method according to claim 1, wherein
が、内周から順に2のn乗個、2の(n−1)乗個、2
の(n−2)乗個、・・・・、2の(m+2)乗個、2の
(m+1)乗個、2のm乗個(ただし、n,mは正の整
数、n>mとする)からなる複数のグループに分かれ、 前記2のn乗個、2の(n−1)乗個、2の(n−2)
乗個、・・・・、2の(m+2)乗個、2の(m+1)乗
個、2のm乗個の同心円状記録領域からなる複数のグル
ープに分かれた該複数の同心円状記録領域に記録を行う
該複数の記録再生プローブに加える記録制御信号の記録
周波数が、同一のグループに属する該複数の同心円状記
録領域に記録を行う記録再生プローブでは等しく、かつ
異なるグループの複数の同心円状記録領域に記録を行う
記録再生プローブでは、 比 1/(2のn乗):1/{2の(n−1)乗}1:
{2の(n−2)乗}:・・・・:1/{2の(m+2)
乗}:1/{2の(m+1)乗}:1/{2のm乗}の
関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載の記録再
生方法。3. A plurality of divided concentric recording areas are arranged in order from the inner circumference of 2 to the n-th power, 2 to the (n-1) -th power, and 2.
(N−2) th power, ..., 2 (m + 2) th power, 2 (m + 1) th power, 2mth power (where n and m are positive integers, and n> m Are divided into a plurality of groups, and the 2 n-th power, 2 (n-1) -th power, and 2 (n-2)
.., 2 (m + 2) powers, 2 (m + 1) powers, 2 m powers of concentric recording areas divided into a plurality of concentric recording areas The recording frequencies of the recording control signals applied to the plurality of recording / reproducing probes for recording are the same for the recording / reproducing probes for recording in the plurality of concentric recording areas belonging to the same group, and a plurality of concentric recordings of different groups are performed. In the recording / reproducing probe for recording in the area, the ratio 1 / (2 to the nth power): 1 / {2 to the (n-1) th power} 1:
{2 to the power of (n-2)}: ...: 1 / {2 to (m + 2)
The recording / reproducing method according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied: {square root}} / 1 / {2 to the (m + 1) th power}: 1 / {2 to the m-th power}.
ブを対向させて、情報の記録再生を行う記録再生方法に
おいて、 前記回転型記録媒体が該回転型記録媒体の回転中心を中
心とする複数の同心円状記録領域に分割され、 前記複数の記録再生プローブが前記複数の同心円状記録
領域のそれぞれに対応し、 前記複数の同心円状記録領域のうち、内周の第1の記録
領域から再生を行う第1の記録再生プローブから得る第
1の再生信号の第1の再生周波数よりも、外周の第2の
記録領域から再生を行う第2の記録再生プローブから得
る第2の再生信号の第2の再生周波数が高い、ことを特
徴とする記録再生方法。4. A recording / reproducing method for recording / reproducing information by causing a plurality of recording / reproducing probes to face a rotary recording medium, wherein the rotary recording medium has a plurality of centers about a rotation center of the rotary recording medium. Divided into concentric recording areas, the plurality of recording / reproducing probes correspond to each of the plurality of concentric recording areas, and reproduction is performed from the innermost first recording area of the plurality of concentric recording areas. The second reproduction signal obtained from the second recording / reproduction probe which reproduces from the second recording area on the outer circumference is higher than the first reproduction frequency of the first reproduction signal obtained from the first recording / reproduction probe. The recording / reproducing method is characterized in that the reproducing frequency is high.
前記複数の記録再生プローブから得る再生信号の再生周
波数が、前記複数の同心円状記録領域と前記回転中心と
のそれぞれの距離に比例することを特徴とする請求項4
に記載の記録再生方法。5. A reproduction frequency of a reproduction signal obtained from the plurality of recording / reproducing probes corresponding to the plurality of concentric recording areas is proportional to respective distances between the plurality of concentric recording areas and the rotation center. 5. The method according to claim 4, wherein
The recording / playback method described in.
が、内周から順に2のn乗個、2の(n−1)乗個、2
の(n−2)乗個、・・・・、2の(m+2)乗個、2の
(m+1)乗個、2のm乗個(ただし、n,mは正の整
数、n>mとする。)からなる複数のグループに分か
れ、 前記2のn乗個、2の(n−1)乗個、2の(n−2)
乗個、・・・・、2の(m+2)乗個、2の(m+1)乗
個、2のm乗個の同心円状記録領域からなる複数のグル
ープに分かれた該複数の同心円状記録領域から再生を行
う該複数の記録再生プローブから得る再生信号の再生周
波数が、同一のグループに属する該複数の同心円状記録
領域から再生を行う記録再生プローブでは等しく、かつ
異なるグループの複数の同心円状記録領域から再生を行
う記録再生プローブでは、 比 1/(2のn乗):1/{2の(n−1)乗}1:
{2の(n−2)乗}:・・・・:1/{2の(m+2)
乗}:1/{2の(m+1)乗}:1/{2のm乗}の
関係を満たすことを特徴とする請求項4に記載の記録再
生方法。6. The plurality of divided concentric recording areas are 2n powers, 2 (n-1) powers, and 2 in order from the inner circumference.
(N−2) th power, ..., 2 (m + 2) th power, 2 (m + 1) th power, 2mth power (where n and m are positive integers, and n> m 2) to the n-th power, 2 (n-1) -th power, and 2 (n-2).
.., 2 (m + 2) powers, 2 (m + 1) powers, 2 m powers of concentric recording areas divided into a plurality of groups The reproduction frequencies of the reproduction signals obtained from the plurality of recording / reproducing probes for reproduction are the same in the recording / reproducing probes for reproducing from the plurality of concentric recording areas belonging to the same group, and a plurality of concentric recording areas of different groups. In the recording / reproducing probe that reproduces from, the ratio 1 / (2 to the nth power): 1 / {2 to the (n-1) th power} 1:
{2 to the power of (n-2)}: ...: 1 / {2 to (m + 2)
The recording / reproducing method according to claim 4, wherein the relationship of {square root}: 1 / {2 to the (m + 1) th power}: 1 / {2 to the m-th power} is satisfied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24406993A JPH0798893A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Method for recording and reproduction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24406993A JPH0798893A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Method for recording and reproduction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0798893A true JPH0798893A (en) | 1995-04-11 |
Family
ID=17113277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24406993A Pending JPH0798893A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Method for recording and reproduction |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH0798893A (en) |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24406993A patent/JPH0798893A/en active Pending
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