JP2000067479A

JP2000067479A - Probe positioning and tracking mechanism and method

Info

Publication number: JP2000067479A
Application number: JP24910298A
Authority: JP
Inventors: Junichi Seki; 淳一関; Shunichi Shito; 俊一紫藤; Susumu Yasuda; 進安田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2000-03-03
Anticipated expiration: 2018-08-19
Also published as: JP4079398B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】記録媒体に物理的な加工を行わず数〜数十ｎｍ
オーダーで、記録再生と共通の原理、機構を用い、再現
性の高い位置制御が可能な記録再生装置のプローブの位
置決め及びトラッキング機構と方法。【解決手段】記録媒体と相対動作し、複数本の位置検出
プローブを備えた位置検出プローブアレイを有し、該ア
レイと記録媒体との記録媒体表面に平行な面内の相対角
度を変化し複数本の位置検出プローブに対応する記録媒
体上に形成した位置決めマーカー群を構成する複数の位
置決めマーカーあるいはトラッキングマーカー群を構成
する複数のトラッキングマーカーの間隔に対する、複数
本の位置検出プローブの見かけの間隔を変化し、複数の
位置決めマーカー上の見かけの間隔の変化したプローブ
の位置に応じた制御信号を出力し、該制御信号に基づき
記録媒体と位置検出プローブアレイの相対位置を制御
し、プローブの位置決め及びトラッキングを行う。 (57) [abstract] (with correction) [PROBLEMS] Several to several tens of nm without physical processing on a recording medium
A probe positioning and tracking mechanism and method for a recording / reproducing apparatus capable of performing position control with high reproducibility by using the same principle and mechanism as recording / reproducing on an order. A position detection probe array having a plurality of position detection probes, the position detection probe array being provided with a plurality of position detection probes, and changing a relative angle of the array and the recording medium in a plane parallel to the recording medium surface. The apparent spacing of the plurality of position detection probes with respect to the spacing of the plurality of positioning markers forming the positioning marker group formed on the recording medium corresponding to the number of position detection probes or the plurality of tracking markers forming the tracking marker group. Output a control signal in accordance with the position of the probe, the apparent interval of which has changed on the plurality of positioning markers, controlling the relative position of the recording medium and the position detection probe array based on the control signal, positioning of the probe and Perform tracking.

Description

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブの位置決
め及びトラッキング機構、及びプローブの位置決め及び
トラッキング方法に関し、特に、ＳＰＭ（走査型プロー
ブ顕微鏡）の原理を用いた高密度・大容量メモリ装置に
おける、プローブの位置決め及びトラッキングの技術分
野に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe positioning and tracking mechanism and a probe positioning and tracking method, and more particularly, to a high-density and large-capacity memory device using the principle of a scanning probe microscope (SPM). The present invention relates to the technical field of probe positioning and tracking.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、導体の電子構造を直接観察できる
走査型トンネル顕微鏡（以後、ＳＴＭと略す）が開発さ
れ［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇｅｔａｌ．Ｐｈｙｓ．Ｒｅ
ｖ．Ｌｅｔｔ，４９，５７（１９８２）］、単結晶、多
結晶を問わず実空間像の高い分解能の測定ができるよう
になった。以来、先端の尖ったプローブを走査すること
により様々な情報を得る走査型プローブ顕微鏡（ＳＰ
Ｍ）や、さらに基板に電気的、化学的あるいは物理的作
用を及ぼす事を目的としたＳＰＭを応用した微細加工技
術の研究開発が行われている。さらに、このようなＳＰ
Ｍ技術はメモリ技術にも応用されつつある。例えば、特
開昭６３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５
５３号公報等には、記録層として電圧電流のスイッチン
グ特性に対してメモリ効果を持つ材料、例えばπ電子径
有機化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層を用いて、記
録・再生をＳＰＭで行う方法が開示されている。この方
法を用いて記録のビットサイズを直径１０ｎｍとすれ
ば、１０¹²ｂｉｔ／ｃｍ²の記録密度を持つ情報処理装
置が実現できる。2. Description of the Related Art In recent years, a scanning tunneling microscope (hereinafter abbreviated as STM) capable of directly observing the electronic structure of a conductor has been developed [G. Binnig et al. Phys. Re
v. Lett, 49, 57 (1982)], making it possible to measure a real space image with high resolution regardless of whether it is a single crystal or a polycrystal. Since then, a scanning probe microscope (SP) that obtains various information by scanning a probe with a sharp tip
M), and furthermore, research and development of microfabrication technology applying SPM for the purpose of exerting an electrical, chemical or physical action on a substrate is being carried out. Furthermore, such SP
M technology is also being applied to memory technology. For example, JP-A-63-161552 and JP-A-63-1615
No. 53 discloses a method of performing recording / reproduction by SPM using a material having a memory effect on switching characteristics of voltage and current as a recording layer, for example, a thin film layer of a π electron diameter organic compound or chalcogen compound. It has been disclosed. If the recording bit size is set to 10 nm in diameter using this method, an information processing apparatus having a recording density of 10 ¹² bits / cm ² can be realized.

【０００３】さて、一般に媒体上に記録された情報を読
み出す場合には、媒体上の情報列に沿って情報読み出し
用のプローブを相対移動させる必要がある。そのために
は、何らかの方法で情報列の位置を知り、その位置にプ
ローブを移動させることが必要となる。まず、情報列の
位置を検出する方法として媒体上に物理的なトラックを
形成し、そのトラックにプローブを沿わせる方法が知ら
れている。特開平１−１０７３４１号公報には記録媒体
表面にトラックとしてＶ字型の溝を形成し、プローブ電
極が常にこの溝の中央に位置するように制御する方法が
開示されている。また特開平１−１３３２３９号公報に
は記録媒体の下にトラックを導電体層で形成して、トラ
ックにトラッキング信号を印加し、プローブから検出さ
れるトラッキング信号に基づいてフィードバック制御を
行う方法が開示されている。In general, when reading information recorded on a medium, it is necessary to relatively move an information reading probe along an information sequence on the medium. To do so, it is necessary to know the position of the information sequence by some method and move the probe to that position. First, as a method of detecting the position of an information sequence, a method is known in which a physical track is formed on a medium and a probe is moved along the track. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-107341 discloses a method in which a V-shaped groove is formed as a track on the surface of a recording medium and the probe electrode is always positioned at the center of the groove. JP-A-1-133239 discloses a method in which a track is formed of a conductive layer below a recording medium, a tracking signal is applied to the track, and feedback control is performed based on the tracking signal detected from a probe. Have been.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−１０７３４１号公報や特開平１−１３３２３９号公
報に開示されているような媒体上に物理トラックを作成
する方法は、物理トラックを設ける工程が必要になり記
録媒体の作成工程が複雑になることや、物理的な加工を
行うために、記録媒体や、その基板の材質に対する制限
等の点で問題がある。However, in the method of creating a physical track on a medium as disclosed in JP-A-1-107341 and JP-A-1-133239, the step of providing the physical track is not sufficient. However, there is a problem in that it is necessary to complicate the manufacturing process of the recording medium and to limit the material of the recording medium and its substrate due to physical processing.

【０００５】そこで、本発明は、上記従来のものにおけ
る課題を解決し、記録媒体に物理的な加工を行うことな
く、数〜数十ｎｍオーダーで、記録再生と共通の原理、
機構を用いて、再現性の高い位置制御が可能な記録再生
装置におけるプローブの位置決め及びトラッキング機構
とその方法を提供することを目的とする。Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems in the conventional art, and has the same principle as recording and reproduction on the order of several to several tens of nm without physically processing a recording medium.
An object of the present invention is to provide a probe positioning and tracking mechanism and a method thereof in a recording / reproducing apparatus capable of performing position control with high reproducibility using the mechanism.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、記録再生装置におけるプローブの位置決め
及びトラッキング機構とその方法を、つぎのように構成
したことを特徴とするものである。すなわち、本発明の
プローブの位置決め及びトラッキング機構は、記録媒体
に対してプローブで相対走査して該記録媒体上に情報を
記録し、または該記録媒体から情報を再生する記録再生
装置におけるプローブの位置決め及びトラッキング機構
であって、前記記録媒体に対して相対動作し、複数本の
位置検出プローブを備えた位置検出プローブアレイと、
前記位置検出プローブアレイと前記記録媒体との前記記
録媒体表面に平行な面内における相対角度を変化させる
ことにより、前記複数本の位置検出プローブに対応する
前記記録媒体上に形成された位置決めマーカー群を構成
する複数の位置決めマーカーあるいはトラッキングマー
カー群を構成する複数のトラッキングマーカーの間隔に
対する、該複数本の位置検出プローブの見かけの間隔を
変化させる角度制御手段と、前記複数の位置決めマーカ
ー上における前記見かけの間隔の変化したプローブの位
置に応じた制御信号を出力する制御信号出力手段と、前
記制御信号に基づいて前記記録媒体と前記位置検出プロ
ーブアレイの相対位置を制御する制御手段と、を有し、
プローブの位置決め及びトラッキングを行うことを特徴
としている。また、本発明のプローブの位置決め及びト
ラッキング機構は、前記位置決めマーカー群あるいはト
ラッキングマーカー群が、記録ビットによって作成され
るように構成されていることを特徴としている。また、
本発明のプローブの位置決め及びトラッキング機構は、
前記複数の位置決めマーカーあるいは前記複数のトラッ
キングマーカーが、互いに平行な線状の形状に作成され
るように構成されていることを特徴としている。また、
本発明のプローブの位置決め及びトラッキング機構は、
前記複数の位置決めマーカーあるいは前記複数のトラッ
キングマーカーの線状の形状を、記録ビットを連続的に
並べて作成することを特徴としている。また、本発明の
プローブの位置決め及びトラッキング機構は、前記複数
の位置決めマーカーあるいは前記複数のトラッキングマ
ーカーが、互いに平行な線内において、断続的な形状に
作成されるように構成されていることを特徴としてい
る。また、本発明のプローブの位置決め及びトラッキン
グ機構は、前記複数の位置決めマーカーあるいは前記複
数のトラッキングマーカーの断続的な形状を、前記記録
ビットを断続的に並べて作成することを特徴としてい
る。また、本発明のプローブの位置決め及びトラッキン
グ機構は、前記位置決めマーカー群あるいはトラッキン
グマーカー群が、前記位置検出プローブアレイによって
作成されるように構成されていることを特徴としてい
る。また、本発明のプローブの位置決め及びトラッキン
グ機構は、前記位置決めマーカー群あるいはトラッキン
グマーカー群を、複数組作成するように構成されている
ことを特徴としている。また、本発明のプローブの位置
決め及びトラッキング機構は、前記位置決めマーカー群
と前記トラッキングマーカー群とを兼ねるマーカー群を
作成するように構成されていることを特徴としている。
また、本発明のプローブの位置決め及びトラッキング機
構は、前記位置決めマーカー群とトラッキングマーカー
群を別々に作成するように構成されていることを特徴と
している。また、本発明のプローブの位置決め及びトラ
ッキング機構は、１つの位置決めマーカー群を構成する
位置決めマーカーの数を、１つのトラッキングマーカー
群を構成するトラッキングマーカーの個数より多く作成
するように構成されていることを特徴としている。ま
た、本発明のプローブの位置決め及びトラッキング機構
は、前記位置検出プローブアレイを複数備え、これらの
位置検出プローブアレイ相互間におけるプローブの長手
方向を異なる向きに配置し、異なる向きに配置された複
数の位置決めマーカー群を作成するように構成されてい
ることを特徴としている。また、本発明のプローブの位
置決め及びトラッキング機構は、前記制御信号出力手段
が、前記位置検出プローブアレイの各位置検出プローブ
からの出力を比較し、比較結果に応じた符合と絶対値を
持つ信号を出力する比較演算手段であることを特徴とし
ている。また、本発明のプローブの位置決め及びトラッ
キング機構は、制御信号出力手段が、前記複数本の位置
検出プローブからの出力を検出し、該出力の有無に応じ
た信号を出力する信号検出手段と、前記信号検出手段の
出力を、前記位置検出プローブの位置決め目標からの位
置に応じて演算する演算手段とを有することを特徴とし
ている。また、本発明のプローブの位置決め及びトラッ
キング機構は、前記演算手段が、前記信号検出手段から
の出力信号に対して、前記位置検出プローブの位置決め
目標からの位置に応じた符号をつけて、加算することを
特徴としている。また、本発明のプローブの位置決め及
びトラッキング機構は、前記演算手段が、前記信号検出
手段からの出力信号に対して、前記位置検出プローブの
位置決め目標からの位置に応じた係数をかけた上で、加
算することを特徴としている。In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a probe positioning and tracking mechanism and its method in a recording / reproducing apparatus are constructed as follows. That is, the probe positioning and tracking mechanism of the present invention is a probe positioning method in a recording / reproducing apparatus that records information on the recording medium by relatively scanning the recording medium with the probe or reproduces information from the recording medium. And a tracking mechanism, operating relative to the recording medium, a position detection probe array including a plurality of position detection probes,
By changing a relative angle between the position detection probe array and the recording medium in a plane parallel to the recording medium surface, a group of positioning markers formed on the recording medium corresponding to the plurality of position detection probes Angle control means for changing an apparent interval between the plurality of position detection probes with respect to an interval between a plurality of positioning markers constituting the plurality of positioning markers or a plurality of tracking markers constituting the tracking marker group, and the apparent on the plurality of positioning markers Control signal output means for outputting a control signal corresponding to the position of the probe whose interval has changed, and control means for controlling a relative position between the recording medium and the position detection probe array based on the control signal. ,
It is characterized by performing positioning and tracking of the probe. Also, the probe positioning and tracking mechanism of the present invention is characterized in that the positioning marker group or the tracking marker group is formed by recording bits. Also,
The probe positioning and tracking mechanism of the present invention,
It is characterized in that the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers are formed in a linear shape parallel to each other. Also,
The probe positioning and tracking mechanism of the present invention,
The linear shape of the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers is created by continuously arranging recording bits. Further, the probe positioning and tracking mechanism of the present invention is characterized in that the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers are formed in an intermittent shape within lines parallel to each other. And The probe positioning and tracking mechanism of the present invention is characterized in that the intermittent shapes of the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers are created by intermittently arranging the recording bits. Further, the probe positioning and tracking mechanism of the present invention is characterized in that the positioning marker group or the tracking marker group is formed by the position detection probe array. Further, the probe positioning and tracking mechanism of the present invention is characterized in that a plurality of sets of the positioning marker group or the tracking marker group are created. Further, the probe positioning and tracking mechanism of the present invention is characterized in that a marker group serving as the positioning marker group and the tracking marker group is created.
Further, the probe positioning and tracking mechanism of the present invention is characterized in that the positioning marker group and the tracking marker group are formed separately. Further, the probe positioning and tracking mechanism of the present invention is configured so that the number of positioning markers constituting one positioning marker group is made larger than the number of tracking markers constituting one tracking marker group. It is characterized by. Further, the probe positioning and tracking mechanism of the present invention includes a plurality of the position detection probe arrays, and arranges the longitudinal directions of the probes between these position detection probe arrays in different directions, and arranges a plurality of probes arranged in different directions. It is characterized in that it is configured to create a positioning marker group. Further, in the probe positioning and tracking mechanism of the present invention, the control signal output unit compares outputs from the respective position detection probes of the position detection probe array, and outputs a signal having a sign and an absolute value corresponding to the comparison result. It is characterized by a comparison operation means for outputting. Further, in the probe positioning and tracking mechanism of the present invention, the control signal output means detects an output from the plurality of position detection probes, and a signal detection means for outputting a signal according to the presence or absence of the output, Calculating means for calculating the output of the signal detecting means in accordance with the position of the position detecting probe from the positioning target. Further, in the probe positioning and tracking mechanism of the present invention, the arithmetic means attaches an output signal from the signal detection means to the output signal from the signal detection means by adding a code corresponding to a position of the position detection probe from a positioning target, and adds the signals. It is characterized by: Further, in the probe positioning and tracking mechanism of the present invention, the arithmetic means multiplies the output signal from the signal detection means by a coefficient corresponding to a position from a positioning target of the position detection probe, It is characterized by adding.

【０００７】また、本発明のプローブの位置決め及びト
ラッキング方法は、記録媒体に対してプローブで相対走
査して該記録媒体上に情報を記録し、または該記録媒体
から情報を再生する記録再生装置におけるプローブの位
置決め及びトラッキング方法であって、前記記録媒体と
相対動作し、複数本の位置検出プローブを備えた位置検
出プローブアレイを有し、前記位置検出プローブアレイ
と前記記録媒体との前記記録媒体表面に平行な面内にお
ける相対角度を変化させることにより、前記複数本の位
置検出プローブに対応する前記記録媒体上に形成された
位置決めマーカー群を構成する複数の位置決めマーカー
あるいはトラッキングマーカー群を構成する複数のトラ
ッキングマーカーの間隔に対する、前記複数本の位置検
出プローブの見かけの間隔を変化させ、前記複数の位置
決めマーカー上における該見かけの間隔の変化したプロ
ーブの位置に応じた制御信号を出力し、該制御信号に基
づいて前記記録媒体と前記位置検出プローブアレイの相
対位置を制御して、プローブの位置決め及びトラッキン
グを行うことを特徴としている。また、本発明のプロー
ブの位置決め及びトラッキング方法は、前記位置検出プ
ローブアレイと前記記録媒体との前記記録媒体表面に平
行な面内における相対角度は、前記位置決めマーカー群
をあるいはトラッキングマーカー群を、前記位置検出プ
ローブアレイを用いて生成した後に、変化させることを
特徴としている。また、本発明のプローブの位置決め及
びトラッキング方法は、前記プローブの位置決め及びト
ラッキングを行うに際して、位置決め時にトラッキング
時よりも多くの位置検出プローブを用いて位置決めを行
なうことを特徴としている。また、本発明のプローブの
位置決め及びトラッキング方法は、トラッキング時に使
用しない位置検出プローブを記録再生プローブとして使
用することを特徴としている。また、本発明のプローブ
の位置決め及びトラッキング方法は、前記位置決めマー
カー群あるいはトラッキングマーカー群を、記録ビット
で作成することを特徴としている。また、本発明のプロ
ーブの位置決め及びトラッキング方法は、前記複数の位
置決めマーカーあるいは前記複数のトラッキングマーカ
ーを、互いに平行な線状の形状に作成することを特徴と
している。また、本発明のプローブの位置決め及びトラ
ッキング方法は、前記複数の位置決めマーカーあるいは
前記複数のトラッキングマーカーの線状の形状を、記録
ビットを連続的に並べて作成することを特徴としてい
る。また、本発明のプローブの位置決め及びトラッキン
グ方法は、前記複数の位置決めマーカーあるいは前記複
数のトラッキングマーカーを、互いに平行な線内におい
て、断続的な形状に作成することを特徴としている。ま
た、本発明のプローブの位置決め及びトラッキング方法
は、前記複数の位置決めマーカーあるいは前記複数のト
ラッキングマーカーの断続的な形状を、前記記録ビット
を断続的に並べて作成することを特徴としている。A probe positioning and tracking method according to the present invention relates to a recording / reproducing apparatus for recording information on a recording medium or reproducing information from the recording medium by relatively scanning the recording medium with the probe. A method of positioning and tracking a probe, comprising: a position detection probe array having a plurality of position detection probes, operating relative to the recording medium, wherein the position detection probe array and the recording medium surface By changing a relative angle in a plane parallel to the plurality of position detection probes, a plurality of positioning markers or tracking markers forming a plurality of positioning markers formed on the recording medium corresponding to the plurality of position detection probes are formed. Of the plurality of position detection probes for the spacing of the tracking markers And outputs a control signal corresponding to the position of the probe whose apparent interval has changed on the plurality of positioning markers, and based on the control signal, the relative position of the recording medium and the position detection probe array. Is controlled to perform probe positioning and tracking. Further, in the probe positioning and tracking method of the present invention, the relative angle of the position detection probe array and the recording medium in a plane parallel to the recording medium surface may be the positioning marker group or the tracking marker group. It is characterized in that it is changed after being generated using the position detection probe array. Further, the probe positioning and tracking method of the present invention is characterized in that, when performing the positioning and tracking of the probe, the positioning is performed using more position detection probes than during tracking. Further, the probe positioning and tracking method of the present invention is characterized in that a position detection probe not used during tracking is used as a recording / reproducing probe. Also, the probe positioning and tracking method of the present invention is characterized in that the positioning marker group or the tracking marker group is created by recording bits. Further, the probe positioning and tracking method of the present invention is characterized in that the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers are formed into linear shapes parallel to each other. Further, the probe positioning and tracking method of the present invention is characterized in that the linear shape of the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers is created by continuously arranging recording bits. Also, the probe positioning and tracking method of the present invention is characterized in that the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers are formed in an intermittent shape within lines parallel to each other. Further, the probe positioning and tracking method of the present invention is characterized in that the intermittent shape of the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers is created by intermittently arranging the recording bits.

【０００８】[0008]

【発明の実施の形態】本発明によれば、複数本の位置検
出プローブを有するプローブアレイで、記録媒体上に複
数の位置決めマーカーを生成し、記録媒体表面と平行な
面内において、プローブアレイと記録媒体との角度を変
化させる事で位置決めマーカーから見たプローブの見か
けの間隔を変化させ、どのプローブがマーカー上にある
かを検出することにより、高精度の位置決めが可能であ
る。さらに、位置決めマーカー検出信号の有無のみによ
り、位置決めを行うため、ノイズに強い位置決め制御系
の構築が可能である。また、位置決めに用いるプローブ
の数を増やすことにより、より広範囲の位置決めが可能
である。さらに、記録媒体上をプローブアレイで走査し
ながら、前記位置決め動作を行うことにより、本方式を
トラッキング手段として使用することが可能なため、単
純な構成で両機能を実現できる。また、記録媒体に対し
て、物理的な加工を施さず、記録再生原理そのものによ
って、位置決め及びトラッキングが行われるため、記録
再生機構と位置決め及びトラッキング機構とを容易に一
体化できる。さらに、記録媒体の材質に対する制限も小
さくなる。また、位置決め動作には、記録再生時のトラ
ッキング動作より多くの位置検出プローブを使用し、記
録再生時にはトラッキング動作に使用しない位置検出プ
ローブを記録再生プローブとして使用することにより、
位置決め動作に求められる広い位置決め範囲を保ちなが
ら、プローブの利用効率の高い記録再生装置を構成する
ことが可能となる。According to the present invention, a plurality of positioning markers are generated on a recording medium with a probe array having a plurality of position detecting probes, and the probe array is arranged in a plane parallel to the surface of the recording medium. By changing the apparent interval of the probe viewed from the positioning marker by changing the angle with the recording medium, and detecting which probe is on the marker, high-precision positioning is possible. Furthermore, since positioning is performed only by the presence or absence of the positioning marker detection signal, a positioning control system resistant to noise can be constructed. Further, by increasing the number of probes used for positioning, positioning over a wider range is possible. Further, by performing the positioning operation while scanning the recording medium with the probe array, the present method can be used as tracking means, so that both functions can be realized with a simple configuration. In addition, since the positioning and tracking are performed by the recording / reproducing principle itself without performing physical processing on the recording medium, the recording / reproducing mechanism and the positioning / tracking mechanism can be easily integrated. Further, restrictions on the material of the recording medium are reduced. In addition, by using more position detection probes for the positioning operation than for the tracking operation during recording and reproduction, and using the position detection probes that are not used for the tracking operation during recording and reproduction as recording and reproduction probes,
It is possible to configure a recording / reproducing device with high probe use efficiency while maintaining a wide positioning range required for the positioning operation.

【０００９】図に基づいて、本発明の実施の形態につい
て説明する。図５において、導電性を有する基板５０１
上の記録層５０２からなる記録媒体５０３に対し、先端
に設けられている探針５０４が接触するように、複数の
プローブ５０５が配置されている。各プローブ５０５に
おいて、探針５０４は、たわむ様に弾性変形を生じる弾
性体５０６により支持されている。ここで、弾性体５０
６の弾性変形の弾性定数が約０．１［Ｎ／ｍ］、弾性変
形量が約１μｍであるとすると、記録媒体に対する探針
の接触力は約１０^-7［Ｎ］程度となる。制御コンピュー
タ５１４により制御された位置制御回路５１３からの位
置制御信号を受け、記録媒体５０３に取り付けられたｘ
ｙｚ駆動ステージ５０８が駆動され、プローブ５０５と
記録媒体５０３とは記録媒体５０３に平行な面内におい
て相対的に２次元方向に移動する。記録媒体５０３に対
し、プローブの５０５のｘｙｚ方向位置を調節し、探針
５０４先端が記録媒体５０３上の所望の位置になるよう
プローブ５０５が位置合せされる。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 5, a substrate 501 having conductivity is provided.
A plurality of probes 505 are arranged so that a probe 504 provided at the tip comes into contact with a recording medium 503 composed of an upper recording layer 502. In each probe 505, the probe 504 is supported by an elastic body 506 that elastically deforms to bend. Here, the elastic body 50
Assuming that the elastic constant of elastic deformation of No. 6 is about 0.1 [N / m] and the amount of elastic deformation is about 1 μm, the contact force of the probe with the recording medium is about 10 ⁻⁷ [N]. Upon receiving a position control signal from the position control circuit 513 controlled by the control computer 514, x received in the recording medium 503
The yz drive stage 508 is driven, and the probe 505 and the recording medium 503 move relatively two-dimensionally in a plane parallel to the recording medium 503. The position of the probe 505 in the xyz direction is adjusted with respect to the recording medium 503, and the probe 505 is aligned so that the tip of the probe 504 is at a desired position on the recording medium 503.

【００１０】上記の記録再生装置において記録媒体５０
３に対しプローブ５０５を走査する際、プローブ５０５
上の探針５０４先端は記録媒体５０３に対し、常に接触
した状態を保つ。このような接触走査方式は、探針５０
４先端を記録媒体５０３に対し接触させたまま走査する
場合に、記録媒体５０３の表面に凹凸があっても、弾性
体５０６の弾性変形によりこれを吸収するため、探針５
０４先端と記録媒体５０３表面の接触力はほぼ一定に保
たれ、探針５０４先端や記録媒体５０３表面が破壊する
ことを避けられる。この方式は個々のプローブをｚ方向
に位置合せするピエゾ素子等の手段が不必要であるた
め、構成が複雑にならず、特に複数のプローブを有する
装置に適している。また、記録媒体５０３に対する個々
のプローブ５０５のｚ方向位置のフィードバック制御が
不必要であるため、記録媒体５０３に対するプローブ５
０５の高速走査が可能となる。In the above recording / reproducing apparatus, the recording medium 50
When scanning the probe 505 with respect to the
The tip of the upper probe 504 always keeps in contact with the recording medium 503. Such a contact scanning method uses the probe 50
When scanning while the tip of the recording medium 503 is kept in contact with the recording medium 503, even if the surface of the recording medium 503 has irregularities, it is absorbed by the elastic deformation of the elastic body 506.
The contact force between the tip of the probe 504 and the surface of the recording medium 503 is kept substantially constant, so that the tip of the probe 504 and the surface of the recording medium 503 can be prevented from being broken. This method does not require a means such as a piezo element for aligning the individual probes in the z direction, so that the configuration is not complicated, and is particularly suitable for an apparatus having a plurality of probes. Further, since feedback control of the position of each probe 505 in the z direction with respect to the recording medium 503 is unnecessary, the probe 5 with respect to the recording medium 503 is not required.
05 high-speed scanning becomes possible.

【００１１】制御コンピュータ５１４により制御された
角度制御回路５１５からの角度制御信号を受け、プロー
ブ５０５に取り付けられたθ駆動ステージ５０７が駆動
され、プローブ５０５と記録媒体５０３とのなす角度
は、記録媒体５０３の表面と平行な面内において相対的
に変化する。制御コンピュータ５１４により制御された
記録制御回路５１１から発生された記録信号が、記録系
に切り替えられた切り替えスイッチ５０９を通し、各探
針５０４から記録媒体５０３に印加される。このように
して、記録層５０２の探針５０４先端が接触する部分に
局所的に記録が行われる。Upon receiving an angle control signal from an angle control circuit 515 controlled by a control computer 514, the θ drive stage 507 attached to the probe 505 is driven, and the angle between the probe 505 and the recording medium 503 is determined by the recording medium. 503 in a plane parallel to the surface. A recording signal generated from a recording control circuit 511 controlled by the control computer 514 is applied to the recording medium 503 from each probe 504 through a changeover switch 509 switched to a recording system. In this manner, recording is locally performed on the portion of the recording layer 502 where the tip of the probe 504 contacts.

【００１２】上述の装置における記録層５０１として
は、電圧印加により流れる電流値が変化するような材料
を用いる。具体例としては、第１に、特開昭６３−１６
１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報に開
示されているようなポリイミドやＳＯＡＺ（ビス−ｎ−
オクチルスクアリリウムアズレン）等電気メモリー効果
を有するＬＢ膜（＝Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔ
ｔｅ法により作成された有機単分子膜の累積膜）が挙げ
られる。この材料は、探針−ＬＢ膜−基板間にしきい値
以上の電圧（５〜１０［Ｖ］程度）を印加するとＬＢ膜
の導電性が変化（ＯＦＦ状態→ＯＮ状態）し、再生用の
バイアス電圧（０．０１〜２［Ｖ］程度）を印加した際
に流れる電流が増大するものである。第２の具体例とし
て、ＧｅＴｅ、ＧａＳｂ、ＳｎＴｅ等の非晶質薄膜材料
が挙げられる。この材料は、探針−非晶質薄膜材料−基
板間に電圧を印加し、流れる電流により発生する熱で非
晶質→結晶質への相転移を起こさせるものである。これ
により材料の導電性が変化し、再生用のバイアス電圧を
印加した際に流れる電流が増大するものである。第３の
具体例として、ＺｎやＷ、Ｓｉ、ＧａＡｓ等の酸化性金
属・半導体材料が挙げられる。この材料は、探針−酸化
性金属・半導体材料間に電圧を印加すると、流れる電流
により、材料表面に吸着している水や大気中の酸素と反
応し、表面に酸化膜が形成される。このため材料表面の
接触抵抗が変化し、バイアス電圧を印加した際に流れる
電流が減少する。As the recording layer 501 in the above-described apparatus, a material whose current value changes when a voltage is applied is used. As a specific example, first, JP-A-63-16 / 1988
No. 1552, Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-161553, and polyimide or SOAZ (bis-n-
LB film having an electric memory effect such as octylsquarylium azulene (= Langmuir-Blodget)
(a cumulative film of organic monomolecular films formed by the te method). When a voltage higher than a threshold value (about 5 to 10 [V]) is applied between the probe, the LB film, and the substrate, the conductivity of the LB film changes (from the OFF state to the ON state). The current flowing when a voltage (about 0.01 to 2 [V]) is applied increases. As a second specific example, an amorphous thin film material such as GeTe, GaSb, and SnTe can be given. This material applies a voltage between the probe, the amorphous thin film material, and the substrate, and causes a phase transition from amorphous to crystalline by heat generated by a flowing current. As a result, the conductivity of the material changes, and the current flowing when a bias voltage for reproduction is applied increases. As a third specific example, an oxidizable metal / semiconductor material such as Zn, W, Si, and GaAs can be given. When a voltage is applied between the probe and the oxidizable metal / semiconductor material, this material reacts with water adsorbed on the surface of the material or oxygen in the atmosphere by a flowing current to form an oxide film on the surface. For this reason, the contact resistance of the material surface changes, and the current flowing when a bias voltage is applied decreases.

【００１３】さて、上述のように記録が行われたビット
の再生は次のように行う。スイッチ５０９により、各プ
ローブ５０５からの信号配線を再生系に切り替えた後、
バイアス電圧印加手段５１０により、探針５０４と基板
５０１との間にバイアス電圧を印加し、間に流れる電流
を再生制御回路５１２において検出する。記録媒体５０
３上の記録ビットの部分は記録がなされていない部分に
比べ電流が多く（または、少なく）流れるため、再生制
御回路５１２において、この電流の違いを検出し、再生
信号とし、制御コンピュータ５１４に出力する。なお、
本文中においては説明のため、電流が多く流れることを
電流が流れる、電流が少なく流れることを電流が流れな
い、と記述する。The reproduction of the bits recorded as described above is performed as follows. After the signal wiring from each probe 505 is switched to the reproduction system by the switch 509,
A bias voltage is applied between the probe 504 and the substrate 501 by the bias voltage applying means 510, and a current flowing therebetween is detected in the reproduction control circuit 512. Recording medium 50
Since a larger amount (or a smaller amount) of current flows through the portion of the recording bit on No. 3 than in the portion where no recording is performed, the reproduction control circuit 512 detects the difference in the current and outputs it as a reproduction signal, which is output to the control computer 514. I do. In addition,
In this description, for the sake of explanation, a flow of a large current is described as a flow of a current, and a flow of a small current is described as a non-flow of a current.

【００１４】以下、図面を参照しながら本発明の構成と
動作について説明する。まず、間隔ｄで並んだ５本のプ
ローブ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５を有す
るプローブアレイ１０７を用いて、間隔ｄで並んだ５列
の位置決めマーカー１０６を形成する。本発明において
は各プローブにおける探針の先端同士の間隔をプローブ
間隔とする。この後、図１に示すようにプローブアレイ
１０７と位置決めマーカー１０６の相対角度をθ変化さ
せる。これによって、先に形成した位置決めマーカー１
０６の間隔に対する、プローブの見かけの間隔が変化す
る。図１は、見かけのプローブ間隔をΔｄだけ狭くした
場合の例である。もちろん、見かけのプローブ間隔をΔ
ｄだけ広くしてもかまわない。The configuration and operation of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, using a probe array 107 having five probes 101, 102, 103, 104, and 105 arranged at intervals d, five rows of positioning markers 106 arranged at intervals d are formed. In the present invention, the interval between the tips of the probes in each probe is defined as the probe interval. Thereafter, as shown in FIG. 1, the relative angle between the probe array 107 and the positioning marker 106 is changed by θ. As a result, the positioning marker 1 previously formed
The apparent spacing of the probes for the 06 spacing changes. FIG. 1 shows an example in which the apparent probe interval is narrowed by Δd. Of course, the apparent probe spacing is Δ
It may be wider by d.

【００１５】ここで、プローブと記録媒体との間に、バ
イアス電圧を印加すると、プローブが位置決めマーカー
１０６上にある場合には、プローブと記録媒体との間に
電流が流れる。この電流をモニタすることにより、どの
プローブが位置決めマーカー上にあるかを判別すること
ができる。ここで、プローブ１０３が位置決めマーカー
の直上に位置するように位置決めを行った場合の例を図
１、図３、図４を用いて説明する。図３に示すように、
プローブが目標通りの位置にある場合には、プローブ１
０２，１０３，１０４に電流が流れる。電流の流れるプ
ローブの配置は目標のプローブ１０３に対して対称であ
る。しかし、位置決めマーカーに対して誤差が生じた場
合、電流の流れるプローブの配置は目標のプローブ１０
３に対して対称でなくなる。例えば、図４の例では、プ
ローブ１０３，１０４，１０５に電流が流れる。ここ
で、誤差の向きに応じた極性と電流の流れるプローブの
本数に応じた大きさを持つ信号を、演算手段を用いて出
力する。これを用いて位置決めを行う。When a bias voltage is applied between the probe and the recording medium, a current flows between the probe and the recording medium when the probe is on the positioning marker 106. By monitoring this current, it is possible to determine which probe is on the positioning marker. Here, an example in which positioning is performed so that the probe 103 is located immediately above the positioning marker will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 4. FIG. As shown in FIG.
If the probe is at the target position,
A current flows through 02, 103, and 104. The arrangement of the probe through which current flows is symmetric with respect to the target probe 103. However, when an error occurs with respect to the positioning marker, the arrangement of the probe through which current flows is changed to the target probe
3 is no longer symmetrical. For example, in the example of FIG. 4, a current flows through the probes 103, 104, and 105. Here, a signal having a polarity corresponding to the direction of the error and a magnitude corresponding to the number of probes through which the current flows is output using the arithmetic means. Positioning is performed using this.

【００１６】以上、プローブが５本の場合について説明
したがプローブの本数はこれに限定されるものではな
い。また、プローブアレイと記録媒体との相対回転角
θ、プローブ間隔、位置決めマーカーの幅等の関係によ
り、電流が流れるプローブの本数は３本でなくても構わ
ない。Δｄを位置決めマーカーの幅に対して小さくと
り、同時に電流が流れるプローブの本数を増やす事によ
り、より高精度な位置決めが可能である。さらに、位置
決め精度はプローブ間隔とビット間隔の差、すなわち前
記Δｄに依存するが、位置決めできる範囲は、Δｄが一
定の場合、プローブの本数をｎとすると、およそΔｄ×
ｎとなる。すなわち、位置決めに使用するプローブ本数
を多くすれば、目標とする位置を選べる範囲が大きくな
る、あるいは、より大きな位置ずれに対応した位置決め
を行うことができる。また、電流の流れるプローブを検
出するのではなく、電流の流れないプローブを検出し
て、位置決めを行うことも可能である。The case where five probes are used has been described above, but the number of probes is not limited to this. Further, the number of probes through which the current flows may not be three depending on the relationship between the relative rotation angle θ between the probe array and the recording medium, the probe interval, the width of the positioning marker, and the like. By setting Δd to be smaller than the width of the positioning marker and increasing the number of probes through which current flows at the same time, more accurate positioning is possible. Further, the positioning accuracy depends on the difference between the probe interval and the bit interval, that is, the above-mentioned Δd, but the positionable range is approximately Δd × n when the number of probes is n when Δd is constant.
n. That is, if the number of probes used for positioning is increased, the range in which a target position can be selected is increased, or positioning corresponding to a larger positional deviation can be performed. In addition, it is also possible to detect a probe through which current does not flow, and to perform positioning, instead of detecting a probe through which current flows.

【００１７】さらに、本方式を、記録再生時のトラッキ
ング手段として用いることも可能である。例えば、図１
において、図中矢印の方向に走査を行いながら、プロー
ブ１０１，１０２，１０４，１０５を用いて、これまで
述べた方法で位置決めを行い、同時に、プローブ１０３
を用いて任意の情報の記録再生を行うことで、トラッキ
ング機構を構成することができる。本発明を適用する記
録再生装置は前記構成の装置に限られるものではない。
磁気記録再生装置、光磁気記録再生装置等、近接場光記
録再生装置等、他の記録再生装置にも適用可能である。Further, the present method can be used as tracking means at the time of recording and reproduction. For example, FIG.
At the same time, while performing scanning in the direction of the arrow in the figure, positioning is performed using the probes 101, 102, 104, and 105 by the method described above, and at the same time, the probe 103 is used.
The tracking mechanism can be configured by performing recording and reproduction of arbitrary information using. The recording / reproducing apparatus to which the present invention is applied is not limited to the apparatus having the above configuration.
The present invention can be applied to other recording / reproducing devices such as a magnetic recording / reproducing device, a magneto-optical recording / reproducing device, and a near-field optical recording / reproducing device.

【００１８】[0018]

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。［実施例１］図１、図２を用いて、前記構成の記録再生
装置に対し、本発明の位置決め機構を適用した実施例１
について以下に詳細な説明を行う。まず、上記装置に対
して、１００μｍ間隔で一体成形された５本のプローブ
からなるプローブアレイ１０７を取り付けた。プローブ
１０２の探針先端からプローブ１０１の探針先端を見る
向きをｙの正方向とし、記録媒体５０３の表面に垂直に
プローブアレイ１０７から記録媒体５０３を見て、反時
計周りをθの正の回転方向とし、ｙの正方向をθの負方
向にπ／２ｒａｄ回転した向きをｘの正方向とする。Embodiments of the present invention will be described below. Embodiment 1 Referring to FIGS. 1 and 2, Embodiment 1 in which the positioning mechanism of the present invention is applied to the recording / reproducing apparatus having the above configuration.
Will be described in detail below. First, a probe array 107 including five probes integrally formed at an interval of 100 μm was attached to the above-described device. The direction in which the tip of the probe 101 is viewed from the tip of the probe 102 is defined as the positive direction y, and the recording medium 503 is viewed from the probe array 107 perpendicular to the surface of the recording medium 503. The rotation direction is defined as the positive direction of y, and the direction rotated by π / 2 rad in the negative direction of θ is defined as the positive direction of x.

【００１９】次に、プローブアレイ１０７で、長さ１１
０μｍにわたり、図１中ｘの正方向に、直線状に走査を
行う。走査中、各プローブを用いて、７ｎｍ間隔で電圧
パルスを印加する。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３
μｓｅｃである。生成された個々の記録ビットの直径は
約１０ｎｍである。以上の手順により、図１中ｘ方向
に、長さ１１０μｍにわたり、５本の位置決めマーカー
１０６が生成される。次に、プローブアレイ１０７を元
の位置に戻し、記録媒体５０３に対して、記録媒体５０
３の表面と平行な平面内において、プローブ１０１の探
針先端を中心として、θの正方向に０．００９ｒａｄ回
転させた。これにより、隣り合うプローブの図１中ｙ方
向の間隔は見かけ上、４ｎｍ小さくなる。この状態で、
５本のプローブを使用して位置決めを行う事により、本
実施例における位置決め機構は、図１中ｙ方向について
約２５ｎｍのレンジを持つ。Next, a length of 11
Scanning is performed linearly in the positive direction of x in FIG. 1 over 0 μm. During scanning, a voltage pulse is applied at intervals of 7 nm using each probe. The voltage is 5.5 V and the application time is 0.3
μsec. The diameter of each generated recording bit is about 10 nm. By the above procedure, five positioning markers 106 are generated over a length of 110 μm in the x direction in FIG. Next, the probe array 107 is returned to the original position, and the recording medium
In the plane parallel to the surface of No. 3, the probe 101 was rotated by 0.009 rad in the positive direction of θ around the tip of the probe. Thereby, the distance between adjacent probes in the y direction in FIG. 1 is apparently reduced by 4 nm. In this state,
By performing positioning using five probes, the positioning mechanism in this embodiment has a range of about 25 nm in the y direction in FIG.

【００２０】次に、プローブ１０３が位置決めマーカー
の直上に位置するように位置合わせ及びトラッキング動
作を行う。ここで、図２を用いて本実施例で用いた位置
決め機構について説明する。５本のプローブから出力さ
れた位置決めマーカーの電流信号はＩ／Ｖ変換回路２０
１によって電圧信号に変換され、増幅回路２０２によっ
てそれぞれ増幅された後、信号検出回路２０３で、プロ
ーブに電流が流れているか検出される。信号検出回路２
０３は、それぞれに対応するプローブに電流が流れた場
合は１、流れていない場合は０の２値の信号を加算回路
２０４へ出力する。加算回路２０４では入力された信号
のうち、位置決め目標のプローブ１０３よりプローブ１
０１側にあるプローブ、すなわちプローブ１０１，１０
２の信号を正負反転し、プローブ１０４，１０５の信号
と共に足し込み出力する。プローブ１０３の信号は足し
込まない。加算回路２０４の出力信号はＰＩＤフィルタ
２０５を通り、積分回路２０６で過去の履歴と足し合わ
され、増幅回路２０７で増幅され、図５におけるｘｙｚ
駆動ステージ５０８を制御する。Next, positioning and tracking operations are performed so that the probe 103 is located immediately above the positioning marker. Here, the positioning mechanism used in the present embodiment will be described with reference to FIG. The current signals of the positioning markers output from the five probes are output from the I / V conversion circuit 20.
After being converted into a voltage signal by 1 and amplified by the amplifier circuit 202, the signal detection circuit 203 detects whether a current is flowing through the probe. Signal detection circuit 2
03 outputs to the adder circuit 204 a binary signal of 1 when a current flows through the corresponding probe and 0 when no current flows. The adder circuit 204 outputs the probe 1 from the positioning target probe 103 in the input signal.
01 probe, ie, probes 101 and 10
2 is inverted and added together with the signals of the probes 104 and 105 and output. The signal of the probe 103 is not added. The output signal of the adding circuit 204 passes through the PID filter 205, is added to the past history by the integrating circuit 206, is amplified by the amplifying circuit 207, and is xyz in FIG.
The drive stage 508 is controlled.

【００２１】５本のプローブに１．５Ｖのバイアス電圧
を印加し、それぞれのプローブに流れる電流をモニタし
た結果、プローブ１０１，１０２に電流が流れているこ
とが検出された。次に、図２に示す回路を接続した後、
それぞれのプローブに流れる電流をモニタしたところ、
プローブ１０２，１０３，１０４に電流が流れているこ
とが検出された。以上より、位置決め動作が確認され
る。さらに、このままの状態で、プローブアレイで図１
中ｘの正方向に長さ１００μｍにわたり、直線状に走査
を行う。走査中、それぞれのプローブに流れる電流をモ
ニタする。プローブ１０１，１０２，１０４，１０５に
は電流が断続的に流れたが、プローブ１０３には常に電
流が流れていた。以上より、トラッキング動作が確認さ
れる。As a result of applying a bias voltage of 1.5 V to the five probes and monitoring the currents flowing through the respective probes, it was detected that currents were flowing through the probes 101 and 102. Next, after connecting the circuit shown in FIG.
When monitoring the current flowing through each probe,
It is detected that a current is flowing through the probes 102, 103, and 104. As described above, the positioning operation is confirmed. Further, in this state, the probe array is used as shown in FIG.
Scanning is performed linearly over a length of 100 μm in the positive direction of the middle x. During scanning, the current flowing through each probe is monitored. The current flowed intermittently through the probes 101, 102, 104, and 105, but the current always flowed through the probe 103. As described above, the tracking operation is confirmed.

【００２２】［実施例２］図６、図７を用いて、前記構
成の記録再生装置に対し、本発明の位置決め機構を適用
した実施例２について以下に詳細な説明を行う。上記装
置に対して、２００μｍ間隔で一体成形された５本のプ
ローブを有するプローブアレイを２組用意する。まず、
第１のプローブアレイ１０７を取り付ける。次に、図６
に示すように、第２のプローブアレイ６０８を第１のプ
ローブアレイ１０７と直交するように取り付ける。図６
中、プローブ１０２の探針先端からプローブ１０１の探
針先端を見る向きをｙの正方向とし、記録媒体５０３の
表面に垂直にプローブアレイ６０８から記録媒体５０３
を見て、反時計周りをθの正の回転方向とし、ｙの正方
向をθの負方向にπ／２ｒａｄ回転した向きをｘの正方
向とする。さらに、１本の記録再生プローブ６０６を取
り付ける。以上１１本のプローブは一体となって移動す
るが、２組のプローブアレイ１０７、６０８は、それぞ
れ独立に、プローブ１０１及びプローブ６０１の探針先
端を中心として、記録媒体と平行な平面内において回転
できる。ここで、それぞれのプローブアレイを記録媒体
５０３に対して、記録媒体５０３の表面と平行な平面内
において、プローブ１０１及びプローブ６０１それぞれ
の探針先端を中心として、θの正方向に０．００９ｒａ
ｄ回転させる。ここで、全プローブの短針先端を記録媒
体に接触させる。[Second Embodiment] A second embodiment in which the positioning mechanism of the present invention is applied to the recording / reproducing apparatus having the above-described configuration will be described below in detail with reference to FIGS. Two sets of probe arrays each having five probes integrally formed at an interval of 200 μm are prepared for the above apparatus. First,
The first probe array 107 is attached. Next, FIG.
2, the second probe array 608 is attached so as to be orthogonal to the first probe array 107. FIG.
Medium, the direction in which the tip of the probe 101 is viewed from the tip of the probe 102 is defined as the positive direction of y, and the direction from the probe array 608 is perpendicular to the surface of the recording medium 503.
, A counterclockwise direction is defined as a positive rotation direction of θ, and a positive direction of y is defined as a direction rotated by π / 2 rad in a negative direction of θ as a positive direction of x. Further, one recording / reproducing probe 606 is attached. The above-mentioned eleven probes move integrally, but the two probe arrays 107 and 608 rotate independently in the plane parallel to the recording medium around the probe tips of the probes 101 and 601 respectively. it can. Here, the respective probe arrays are placed on the recording medium 503 in a plane parallel to the surface of the recording medium 503 by 0.009 rad in the positive direction of θ with the probe tips of the probes 101 and 601 as centers.
Rotate d times. Here, the tips of the short needles of all the probes are brought into contact with the recording medium.

【００２３】次に、第１のプローブアレイ１０７を用い
て、位置決めマーカー１０６を作成する。全プローブ
で、長さ１０μｍにわたり、図６中ｘの正方向に、直線
状に走査を行う。走査中、プローブアレイ１０７の５本
のプローブを用いて、７ｎｍ間隔で電圧パルスを印加す
る。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅｃであ
る。生成された個々の記録ビットの直径は約１０ｎｍで
ある。以上の手順により、図６中ｘ方向に、長さ１０μ
ｍにわたり、５本の位置決めマーカーが生成される。さ
らに、プローブアレイをｘの負方向に５μｍ、ｙの負方
向に５μｍ移動させる。次に、第２のプローブアレイ６
０８を用いて、位置決めマーカー１０６を作成する。全
プローブで、長さ１０μｍにわたり、図６中ｙの正方向
に、直線状に走査を行う。走査中、プローブアレイ６０
８の５本のプローブを用いて、７ｎｍ間隔で電圧パルス
を印加する。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅ
ｃである。生成された個々の記録ビットの直径は約１０
ｎｍである。以上の手順により、図６中ｙ方向に、長さ
１０μｍにわたり、５本の位置決めマーカーが生成され
る。Next, a positioning marker 106 is formed using the first probe array 107. With all the probes, scanning is performed linearly in the positive direction of x in FIG. 6 over a length of 10 μm. During scanning, a voltage pulse is applied at intervals of 7 nm using five probes of the probe array 107. The voltage is 5.5 V and the application time is 0.3 μsec. The diameter of each generated recording bit is about 10 nm. According to the above procedure, a length of 10 μm is
Over m, five positioning markers are generated. Further, the probe array is moved 5 μm in the negative x direction and 5 μm in the negative y direction. Next, the second probe array 6
08, the positioning marker 106 is created. With all the probes, scanning is performed linearly in the positive direction of y in FIG. 6 over a length of 10 μm. During scanning, the probe array 60
A voltage pulse is applied at intervals of 7 nm using five probes of No. 8. The voltage is 5.5 V and the application time is 0.3 μs
c. The diameter of each generated recording bit is about 10
nm. According to the above procedure, five positioning markers are generated over a length of 10 μm in the y direction in FIG.

【００２４】次に、全プローブを図６中ｙの負方向に５
μｍ移動させてから、２組のプローブアレイの角度をそ
れぞれ元に戻す。これにより、先に生成した、位置決め
マーカーの間隔に対する、隣り合うプローブ同士の見か
けの間隔は、４ｎｍ広くなる。この状態で、５本のプロ
ーブを有するプローブアレイを２組用いて、位置決めを
行う事により、本実施例における位置決め機構は、図６
中ｘｙ方向について約２５ｎｍ□のレンジを持つ。ここ
で、プローブ１０３、６０３が位置決めマーカーの直上
に位置するように位置合わせ動作を行う。Next, all the probes are moved in the negative direction of y in FIG.
After moving by μm, the angles of the two probe arrays are returned to their original angles. Thereby, the apparent distance between the adjacent probes with respect to the distance between the positioning markers generated earlier is increased by 4 nm. In this state, positioning is performed using two sets of probe arrays each having five probes.
It has a range of about 25 nm square in the middle xy directions. Here, the positioning operation is performed so that the probes 103 and 603 are located immediately above the positioning markers.

【００２５】ここで、図７を用いて本実施例で用いた位
置合わせ機構について説明する。２組のプローブアレイ
１０７、６０８のそれぞれ５本のプローブから出力され
た位置決めマーカーの電流信号はＩ／Ｖ変換回路２０１
によって電圧信号に変換され、増幅回路２０２によって
それぞれ増幅された後、信号検出回路２０３で、プロー
ブに電流が流れているか検出される。信号検出回路２０
３は、それぞれに対応するプローブに電流が流れた場合
は１、流れていない場合は０の２値の信号を加算回路２
０４へ出力する。加算回路２０４では入力された信号の
うち、例えば、プローブ１０３が位置決めマーカーの直
上に位置するように、位置決めを行う場合、プローブ１
０３よりプローブ１０１側にあるプローブ、すなわちプ
ローブ１０１，１０２の信号を正負反転し、プローブ１
０４，１０５の信号と共に足し込み出力する。プローブ
１０３の信号は足し込まない。プローブアレイ６０８に
ついても同様である。加算回路２０４の出力信号はＰＩ
Ｄフィルタ２０５を通り、積分回路２０６で過去の履歴
と足し合わされ、増幅回路２０７で増幅され、図５にお
けるｘｙｚ駆動ステージ５０８を制御する。図７に示す
回路を接続し、２組のプローブアレイ１０７、６０８の
１０本のプローブに１．５Ｖのバイアス電圧を印加す
る。その後、それぞれのプローブに流れる電流をモニタ
した結果、プローブ１０２、１０３、１０４、６０２、
６０３、６０４に電流が流れていることが検出された。
以上より、目標位置に位置決めが行われたことが確認で
きる。Here, the positioning mechanism used in this embodiment will be described with reference to FIG. The current signals of the positioning markers output from the five probes of each of the two sets of probe arrays 107 and 608 are output from the I / V conversion circuit 201.
After being converted into voltage signals by the amplifier circuit 202 and amplified by the amplifier circuit 202, the signal detection circuit 203 detects whether a current is flowing through the probe. Signal detection circuit 20
Reference numeral 3 denotes a binary signal of 1 when a current flows through the corresponding probe and 0 when no current flows through the corresponding probe.
04. In the addition circuit 204, when positioning is performed so that the probe 103 is located immediately above the positioning marker, for example, the probe 1
03, the signals on the probe 101 side, that is, the signals of the probes 101 and 102 are inverted, and the
The signal is added and output together with the signals 04 and 105. The signal of the probe 103 is not added. The same applies to the probe array 608. The output signal of the adding circuit 204 is PI
The signal passes through the D filter 205, is added to the past history by the integration circuit 206, is amplified by the amplification circuit 207, and controls the xyz drive stage 508 in FIG. The circuit shown in FIG. 7 is connected, and a bias voltage of 1.5 V is applied to ten probes of the two probe arrays 107 and 608. Then, as a result of monitoring the current flowing through each probe, the probes 102, 103, 104, 602,
It was detected that current was flowing through 603 and 604.
From the above, it can be confirmed that positioning has been performed at the target position.

【００２６】ここで、記録再生プローブ６０６に電圧パ
ルスを印加して、記録ビット６０７を生成する。電圧は
５．５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅｃである。生成され
る記録ビット６０７の直径は約１０ｎｍである。ここ
で、記録再生プローブ６０６に１．５Ｖのバイアス電圧
を印加し、プローブ６０６に電流が流れていることを確
認した。次に、全プローブのバイアス電圧を切ってか
ら、図７に示す回路を接続したまま、プローブ全体を図
６中ｘの正の方向に１０ｎｍ、ｙの正の方向に１０ｎｍ
移動させる。ここで、プローブ６０６に１．５Ｖのバイ
アス電圧を印加したところ、電流は流れなかった。以上
より、プローブ６０６の短針先端が、先に生成した記録
ビット６０７上から外れた事が確認できる。次に、プロ
ーブ６０６のバイアス電圧を切った後、２組の位置検出
プローブアレイ１０７、６０８の全プローブに、１．５
Ｖのバイアス電圧を印加し、プローブ１０３，６０３が
それぞれの位置決めビット群の直上に位置するように位
置決めを行う。次に、プローブ６０６に１．５Ｖのバイ
アス電圧を印加したところ、プローブ６０６に電流が流
れていた。以上より、プローブ６０６の短針先端が、先
に生成した記録ビット６０７上に位置決めされた事が確
認できる。Here, a recording pulse is generated by applying a voltage pulse to the recording / reproducing probe 606. The voltage is 5.5 V and the application time is 0.3 μsec. The diameter of the generated recording bit 607 is about 10 nm. Here, a bias voltage of 1.5 V was applied to the recording / reproducing probe 606, and it was confirmed that a current was flowing through the probe 606. Next, after the bias voltages of all the probes are turned off, the entire probe is 10 nm in the positive x direction and 10 nm in the positive y direction in FIG. 6 while the circuit shown in FIG. 7 is connected.
Move. Here, when a bias voltage of 1.5 V was applied to the probe 606, no current flowed. From the above, it can be confirmed that the tip of the short hand of the probe 606 has come off the recording bit 607 generated earlier. Next, after turning off the bias voltage of the probe 606, 1.5 probes are applied to all the probes of the two sets of position detection probe arrays 107 and 608.
A bias voltage of V is applied, and positioning is performed so that the probes 103 and 603 are positioned immediately above the respective positioning bit groups. Next, when a bias voltage of 1.5 V was applied to the probe 606, a current was flowing through the probe 606. From the above, it can be confirmed that the tip of the short hand of the probe 606 has been positioned on the recording bit 607 generated earlier.

【００２７】［実施例３］以下、図８を参照しながら、
前記構成の記録再生装置に対し、本発明の位置決め及び
トラッキング機構を適用した実施例３について詳細な説
明を行う。まず、上記装置に対して、１００μｍ間隔で
一体成形された５０本のプローブからなるプローブアレ
イ８５１を取り付ける。これら５０本のプローブのう
ち、２３番目から２７番目の計６本のプローブを位置決
めとトラッキングのために使用し、残りの４４本を位置
決めと記録再生のために使用する。この状態で、プロー
ブ１０２の探針先端からプローブ１０１の探針先端を見
る向きをｙの正方向とし、記録媒体５０３の表面に垂直
にプローブアレイ８５１から記録媒体５０３を見て、反
時計周りをθの正の回転方向とし、ｙの正方向をθの負
方向にπ／２ｒａｄ回転した向きをｘの正方向とする。Embodiment 3 Hereinafter, referring to FIG.
Third Embodiment A detailed description will be given of a third embodiment in which the positioning and tracking mechanism of the present invention is applied to the recording / reproducing apparatus having the above configuration. First, a probe array 851 consisting of 50 probes integrally formed at an interval of 100 μm is attached to the above device. Out of these 50 probes, a total of six probes from the 23rd to the 27th are used for positioning and tracking, and the remaining 44 probes are used for positioning and recording / reproducing. In this state, the direction in which the tip of the probe 101 is viewed from the tip of the probe 102 is defined as the positive direction of y, and the recording medium 503 is viewed from the probe array 851 perpendicularly to the surface of the recording medium 503. The positive rotation direction of θ is defined as the positive direction of y, and the direction rotated by π / 2 rad in the negative direction of θ is defined as the positive direction of x.

【００２８】次に、プローブアレイ８５１で、図８中ｙ
の正方向に、長さ５μｍにわたり、直線状に走査を行
う。走査中、全プローブを用いて、７ｎｍ間隔で電圧パ
ルスを印加する。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３μ
ｓｅｃである。生成された個々のビットの直径は約１０
ｎｍである。以上の動作により、図８中ｙの方向に長さ
５μｍにわたり、幅１０ｎｍの位置決めマーカーが１０
０μｍ間隔で５０本生成される。この状態から、さら
に、プローブアレイ８５１で、図８中ｙの正方向に、長
さ５０μｍにわたり、直線状に走査を行う。走査中、２
３番目から２８番目までの６本のプローブそれぞれにつ
き、２０４８回電圧パルスを印加する。電圧は５．５
Ｖ、印加時間は０．３μｓｅｃである。生成された個々
のビットの直径は約１０ｎｍである。以上の動作によ
り、図８中ｙの方向に長さ５０μｍにわたり、２０４８
個のビットから構成されるトラッキングマーカーが１０
０μｍ間隔で６本生成される。Next, in the probe array 851, y in FIG.
Is linearly scanned in the positive direction over a length of 5 μm. During scanning, voltage pulses are applied at 7 nm intervals using all probes. The voltage is 5.5V and the application time is 0.3μ
sec. The diameter of the individual bits generated is about 10
nm. By the above operation, a positioning marker having a width of 10 nm and a length of 5 μm in the direction y in FIG.
Fifty lines are generated at 0 μm intervals. From this state, the probe array 851 scans linearly over a length of 50 μm in the positive direction of y in FIG. During scanning, 2
A voltage pulse is applied 2048 times to each of the six probes from the third to the 28th. The voltage is 5.5
V, the application time is 0.3 μsec. The diameter of the individual bits generated is about 10 nm. By the above operation, 2048 m in the direction of y in FIG.
Tracking marker consisting of 10 bits
Six are generated at 0 μm intervals.

【００２９】次に、プローブアレイ８５１を元の位置に
戻し、図８中ｘの正方向に１μｍ移動させてから、同様
に位置決めマーカー及びトラッキングマーカーの生成を
行う。これを９回繰り返し、位置決めマーカー及びトラ
ッキングマーカー群を有する計１０組のトラックが生成
される。次に、プローブアレイ８５１を図８中ｘの負方
向に９μｍ、ｙの負方向に５３μｍ移動させてから、記
録媒体５０３に対して、記録媒体５０３と平行な平面内
において、プローブ１０１の探針先端を中心として、θ
の正方向に０．００００４ｒａｄ回転させる。これによ
り、２本のプローブの図１０中ｘ方向の見かけの間隔は
４ｎｍ大きくなる。この状態で、５０本のプローブを用
いて、位置決めを行う事により、本実施例における位置
決め機構は、図８中ｘ方向について約２００ｎｍのレン
ジを持つ。また、図１０中ｙ方向の見かけのプローブ間
隔は０．００００８ｎｍ小さくなるが、これはビット１
０６の直径１０ｎｍに対して十分に小さいため、無視で
きる。Next, the probe array 851 is returned to the original position, moved by 1 μm in the positive direction of x in FIG. 8, and then the positioning marker and the tracking marker are generated in the same manner. This operation is repeated nine times, so that a total of 10 sets of tracks having a positioning marker and a tracking marker group are generated. Next, after moving the probe array 851 by 9 μm in the negative x direction and 53 μm in the negative y direction in FIG. 8, the probe of the probe 101 is moved relative to the recording medium 503 in a plane parallel to the recording medium 503. Θ around the tip
In the positive direction of 0.00004 rad. Thereby, the apparent interval between the two probes in the x direction in FIG. 10 is increased by 4 nm. In this state, by performing positioning using 50 probes, the positioning mechanism in this embodiment has a range of about 200 nm in the x direction in FIG. The apparent probe interval in the y direction in FIG. 10 is reduced by 0.00008 nm.
06 is sufficiently small for a diameter of 10 nm, and can be ignored.

【００３０】現在の状態では、プローブアレイ８５１の
５０本のプローブの内、プローブ８０１の短針先端が位
置決めマーカーの直上にある。ここで、プローブ８２５
とプローブ８２６の短針先端を結んだ直線の中央がこの
２本のプローブの位置決めマーカーの中央にある状態、
すなわち、この２本のプローブ両方がそれぞれの位置決
めマーカー上にある状態になるように位置決めを行う。
ここで、図９を用いて本実施例で用いた位置決め機構に
ついて説明する。５０本のプローブから出力された位置
決めマーカーの電流信号はＩ／Ｖ変換回路２０１によっ
て電圧信号に変換され、増幅回路２０２によってそれぞ
れ増幅された後、信号検出回路２０３で、プローブに電
流が流れているか検出される。信号検出回路２０３は、
それぞれに対応するプローブに電流が流れた場合は１、
流れていない場合は０の２値の信号を加算回路２０４へ
出力する。加算回路２０４では入力された信号に対し
て、図１１に示す係数をかけてから、全プローブの信号
検出回路からの出力を足し込み出力する。重み付け加算
回路９０１の出力信号はＰＩＤフィルタ２０５を通り、
積分回路２０６で過去の履歴と足し合わされ、増幅回路
２０７で増幅され、図５におけるｘｙｚ駆動ステージ５
０８を制御する。In the present state, of the 50 probes of the probe array 851, the tip of the short hand of the probe 801 is located immediately above the positioning marker. Here, the probe 825
The center of the straight line connecting the tip of the short hand of the probe 826 to the center of the positioning marker of these two probes,
That is, positioning is performed so that both of the two probes are on the respective positioning markers.
Here, the positioning mechanism used in this embodiment will be described with reference to FIG. After the current signals of the positioning markers output from the 50 probes are converted into voltage signals by the I / V conversion circuit 201 and amplified by the amplification circuit 202, respectively, the signal detection circuit 203 checks whether current is flowing through the probes. Is detected. The signal detection circuit 203
1 if the current flows to the corresponding probe,
If not flowing, a binary signal of 0 is output to the addition circuit 204. The addition circuit 204 multiplies the input signal by the coefficient shown in FIG. 11 and then adds and outputs the outputs from the signal detection circuits of all the probes. The output signal of the weighting and adding circuit 901 passes through the PID filter 205,
The sum is added to the past history by the integrating circuit 206, amplified by the amplifying circuit 207, and the xyz drive stage 5 shown in FIG.
08 is controlled.

【００３１】図９に示す回路を接続し、各プローブに
１．５Ｖのバイアス電圧を印加する。各プローブに流れ
る電流をモニタしたところプローブ２５とプローブ２６
に電流が流れていた。これにより、位置決めが行われた
事が確認できる。次にバイアス電圧を印加したまま、プ
ローブアレイ８５１を図８中ｙ方向に走査する。プロー
ブ１からプローブ２２及びプローブ２９からプローブ５
０までの４４本のプローブに電流が検出されなくなった
時点で、走査を止め、これら４４本のプローブに印加し
たバイアス電圧を切る。図１０に示すように回路をつな
ぎ替え、トラッキングを行いながらデータビットを記録
する。The circuit shown in FIG. 9 is connected, and a bias voltage of 1.5 V is applied to each probe. When the current flowing through each probe was monitored, probes 25 and 26
There was current flowing through. Thereby, it can be confirmed that the positioning has been performed. Next, the probe array 851 is scanned in the y direction in FIG. 8 while the bias voltage is applied. Probe 1 to Probe 22 and Probe 29 to Probe 5
When no current is detected by the 44 probes up to 0, the scanning is stopped and the bias voltage applied to these 44 probes is turned off. As shown in FIG. 10, the circuit is reconnected, and data bits are recorded while performing tracking.

【００３２】ここで、図１０を用いて本実施例で用いた
トラッキング機構について説明する。プローブ２３から
プローブ２８までの６本のプローブから出力されたトラ
ッキングマーカーの電流信号はＩ／Ｖ変換回路２０１に
よって電圧信号に変換され、増幅回路２０２によってそ
れぞれ増幅された後、信号検出回路２０３で、プローブ
に電流が流れているか検出される。信号検出回路２０３
は、それぞれに対応するプローブに電流が流れた場合は
１、流れていない場合は０の２値の信号を加算回路２０
４へ出力する。加算回路２０４では入力された信号に対
して、図１２に示す係数をかけてから、全プローブの信
号検出回路からの出力を足し込み出力する。重み付け加
算回路９０１の出力信号はＰＩＤフィルタ２０５を通
り、積分回路２０６で過去の履歴と足し合わされ、増幅
回路２０７で増幅され、図５におけるｘｙｚ駆動ステー
ジ５０８を制御する。Here, the tracking mechanism used in this embodiment will be described with reference to FIG. The current signals of the tracking markers output from the six probes from the probe 23 to the probe 28 are converted into voltage signals by the I / V conversion circuit 201 and amplified by the amplification circuit 202, respectively. It is detected whether a current is flowing through the probe. Signal detection circuit 203
Is a binary signal of 1 if a current flows through the corresponding probe and 0 if no current flows through the corresponding probe.
Output to 4. The addition circuit 204 multiplies the input signal by the coefficient shown in FIG. 12, and then adds and outputs the outputs from the signal detection circuits of all the probes. The output signal of the weighting addition circuit 901 passes through the PID filter 205, is added to the past history by the integration circuit 206, is amplified by the amplification circuit 207, and controls the xyz drive stage 508 in FIG.

【００３３】長さ１００μｍにわたり、図８中ｙの正方
向に走査を行う。走査中、トラッキングに使用しない４
４本のプローブを用いて、あらかじめ用意したデータに
合わせて、各プローブ最大２０４８回電圧パルスを印加
する。電圧は５．５Ｖ、印加時間は０．３μｓｅｃであ
る。生成されたデータビットの直径は約１０ｎｍ、ビッ
ト間隔は約５０ｎｍである。以上の記録動作を先に生成
した、１０組のトラックすべてに関して行う。次に、ト
ラッキングを行いながらデータビットの再生動作を行
う。プローブアレイ８５１を元の位置に戻してから、プ
ローブアレイ８５１の全プローブに１．５Ｖのバイアス
電圧を印加し、上記トラッキング機構を用いてトラッキ
ングを行いながら走査を行う。走査中、記録に用いた４
４本プローブからの再生信号をモニタすることで、記録
した情報を得た。各トラックについて５０回の再生動作
を行ったところ、再生エラーは認められなかった。Scanning is performed in the positive direction of y in FIG. 8 over a length of 100 μm. Not used for tracking during scanning 4
Using four probes, a voltage pulse is applied up to 2048 times for each probe in accordance with data prepared in advance. The voltage is 5.5 V and the application time is 0.3 μsec. The diameter of the generated data bits is about 10 nm, and the bit interval is about 50 nm. The above recording operation is performed for all of the 10 sets of tracks generated earlier. Next, a data bit reproducing operation is performed while performing tracking. After returning the probe array 851 to its original position, a bias voltage of 1.5 V is applied to all the probes of the probe array 851, and scanning is performed while performing tracking using the tracking mechanism. During scanning, 4 used for recording
The recorded information was obtained by monitoring the reproduced signals from the four probes. When a reproduction operation was performed 50 times for each track, no reproduction error was recognized.

【００３４】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数本の位置検出プローブを有するプローブアレイで、
記録媒体上に複数の位置決めマーカーを生成し、記録媒
体表面と平行な面内において、プローブアレイと記録媒
体との角度を変化させる事で位置決めマーカーから見た
プローブの見かけの間隔を変化させ、どのプローブがマ
ーカー上にあるかを検出することにより、高精度の位置
決めが可能となる。さらに、位置決めマーカー検出信号
の有無のみにより、位置決めを行うため、ノイズに強い
位置決め制御系の構築が可能となる。また、本発明によ
れば、位置決めに用いるプローブの数を増やすことによ
り、より広範囲の位置決めが可能となる。さらに、記録
媒体上をプローブアレイで走査しながら、前記位置決め
動作を行うことにより、本方式をトラッキング手段とし
て使用することが可能なため、単純な構成で両機能を実
現することができる。また、本発明によれば、記録媒体
に対して、物理的な加工を施さず、記録再生原理そのも
のによって、位置決め及びトラッキングが行われるた
め、記録再生機構と位置決め及びトラッキング機構と容
易に一体化することができる。さらに、記録媒体の材質
に対する制限も少なくなる。また、本発明によれば、位
置決め動作には、記録再生時のトラッキング動作より多
くの位置検出プローブを使用し、記録再生時にはトラッ
キング動作に使用しない位置検出プローブを記録再生プ
ローブとして使用することにより、位置決め動作に求め
られる広い位置決め範囲を保ちながら、プローブの利用
効率の高い記録再生装置を構成することが可能となる。As described above, according to the present invention,
A probe array having a plurality of position detection probes,
By generating a plurality of positioning markers on the recording medium and changing the angle between the probe array and the recording medium in a plane parallel to the recording medium surface, the apparent spacing of the probes viewed from the positioning markers is changed. Detecting whether the probe is on the marker enables highly accurate positioning. Further, since positioning is performed only by the presence or absence of the positioning marker detection signal, it is possible to construct a positioning control system that is resistant to noise. Further, according to the present invention, a wider range of positioning can be achieved by increasing the number of probes used for positioning. Further, by performing the positioning operation while scanning the recording medium with the probe array, the present method can be used as tracking means, and thus both functions can be realized with a simple configuration. Further, according to the present invention, since the positioning and tracking are performed by the recording / reproducing principle itself without performing physical processing on the recording medium, the recording / reproducing mechanism is easily integrated with the positioning / tracking mechanism. be able to. Furthermore, restrictions on the material of the recording medium are reduced. According to the present invention, the positioning operation uses more position detection probes than the tracking operation at the time of recording and reproduction, and the position detection probe not used for the tracking operation at the time of recording and reproduction is used as a recording and reproduction probe. It is possible to configure a recording / reproducing device with high probe use efficiency while maintaining a wide positioning range required for the positioning operation.

[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施例１を説明する図。FIG. 1 illustrates a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施例１の位置決め及びトラッキング
機構を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a positioning and tracking mechanism according to the first embodiment of the present invention.

【図３】本発明の位置決め及びトラッキング機構の原理
を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of a positioning and tracking mechanism according to the present invention.

【図４】本発明の位置決め及びトラッキング機構の原理
を説明する図。FIG. 4 is a view for explaining the principle of the positioning and tracking mechanism of the present invention.

【図５】本発明を適用する記録再生装置の全体構成を説
明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating an overall configuration of a recording / reproducing apparatus to which the present invention is applied.

【図６】本発明の実施例２を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【図７】本発明の実施例２の位置決め機構を説明する
図。FIG. 7 is a diagram illustrating a positioning mechanism according to a second embodiment of the present invention.

【図８】本発明の実施例３を説明する図。FIG. 8 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention.

【図９】本発明の実施例３の位置決め機構を説明する
図。FIG. 9 is a diagram illustrating a positioning mechanism according to a third embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の実施例３のトラッキング機構を説明
する図。FIG. 10 is a diagram illustrating a tracking mechanism according to a third embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の実施例３の重み付け加算回路におけ
る位置あわせ時の係数を表す図。FIG. 11 is a diagram illustrating coefficients at the time of positioning in a weighted addition circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図１２】本発明の実施例３の重み付け加算回路におけ
るトラッキング時の係数を表す図。FIG. 12 is a diagram illustrating coefficients at the time of tracking in the weighted addition circuit according to the third embodiment of the present invention.

[Explanation of symbols]

１０１：プローブ１０２：プローブ１０３：プローブ１０４：プローブ１０５：プローブ１０６：位置決めマーカー１０７：プローブアレイ２０１：Ｉ／Ｖ変換回路２０２：増幅回路２０３：信号検出回路２０４：加算回路２０５：ＰＩＤフィルタ２０６：積分回路２０７：増幅回路５０１：基板５０２：記録層５０３：記録媒体５０４：探針５０５：プローブ５０６：弾性体５０７：θ駆動ステージ５０８：ｘｙｚ駆動ステージ５０９：切り替えスイッチ５１０：バイアス印加手段５１１：記録制御回路５１２：再生制御回路５１３：位置制御回路５１４：制御コンピュータ５１５：角度制御回路６０１：プローブ６０２：プローブ６０３：プローブ６０４：プローブ６０５：プローブ６０６：プローブ６０７：記録ビット６０８：プローブアレイ８０１：プローブ８０２：プローブ８０３：プローブ８２４：プローブ８２５：プローブ８２６：プローブ８５０プローブ８５１：プローブアレイ８５２：トラッキングマーカー９０１：重み付け加算回路 101: Probe 102: Probe 103: Probe 104: Probe 105: Probe 106: Positioning marker 107: Probe array 201: I / V conversion circuit 202: Amplification circuit 203: Signal detection circuit 204: Addition circuit 205: PID filter 206: Integration Circuit 207: amplifying circuit 501: substrate 502: recording layer 503: recording medium 504: probe 505: probe 506: elastic body 507: θ driving stage 508: xyz driving stage 509: switch 510: bias applying means 511: recording control Circuit 512: playback control circuit 513: position control circuit 514: control computer 515: angle control circuit 601: probe 602: probe 603: probe 604: probe 605: probe 606: probe 607: note Recording bit 608: Probe array 801: Probe 802: Probe 803: Probe 824: Probe 825: Probe 826: Probe 850 probe 851: Probe array 852: Tracking marker 901: Weighting and adding circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安田進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Ｆターム(参考） 2F069 AA03 AA99 BB40 GG01 GG06 GG45 GG58 GG65 GG66 JJ14 LL03 LL13 MM04 MM24 MM32 NN02 NN06 RR03 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Susumu Yasuda Inventor F-term (reference) 2F069 AA03 AA99 BB40 GG01 GG06 GG45 GG58 GG65 GG66 JJ14 LL03 LL13 MM04 MM24 within Canon Inc. 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo MM32 NN02 NN06 RR03

Claims

[Claims]

1. A probe positioning and tracking mechanism in a recording and reproducing apparatus for recording information on a recording medium by scanning relative to the recording medium with a probe or reproducing information from the recording medium, A relative position detection probe array having a plurality of position detection probes, the position detection probe array including a plurality of position detection probes, and changing a relative angle between the position detection probe array and the recording medium in a plane parallel to the recording medium surface. By doing so, the plurality of positioning markers formed on the recording medium corresponding to the plurality of position detection probes, the plurality of positioning markers constituting the positioning marker or the plurality of tracking markers constituting the tracking marker group, the plurality of tracking markers, Angle control means for changing an apparent interval of the position detection probe, and the plurality of positionings Control signal output means for outputting a control signal in accordance with the position of the probe on which the apparent interval has changed, and control means for controlling a relative position between the recording medium and the position detection probe array based on the control signal. A probe positioning and tracking mechanism, comprising: and a probe positioning and tracking mechanism.

2. The positioning and tracking mechanism according to claim 1, wherein said positioning marker group or tracking marker group is formed by recording bits.

3. The probe according to claim 1, wherein said plurality of positioning markers or said plurality of tracking markers are formed in a linear shape parallel to each other. Tracking mechanism.

4. The linear shape of the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers is created by continuously arranging recording bits.
3. The probe positioning and tracking mechanism according to claim 1.

5. The apparatus according to claim 1, wherein the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers are formed in an intermittent shape within lines parallel to each other. Probe positioning and tracking mechanism.

6. The probe positioning and tracking mechanism according to claim 5, wherein the intermittent shape of the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers is created by intermittently arranging the recording bits. .

7. The apparatus according to claim 1, wherein the positioning marker group or the tracking marker group is configured to be created by the position detection probe array. Positioning and tracking mechanism.

8. The positioning and tracking mechanism according to claim 1, wherein a plurality of sets of the positioning marker group or the tracking marker group are created.

9. The positioning and positioning apparatus according to claim 1, wherein a marker group serving as said positioning marker group and said tracking marker group is created. Tracking mechanism.

10. The positioning and tracking mechanism according to claim 1, wherein the positioning marker group and the tracking marker group are formed separately.

11. The apparatus according to claim 10, wherein the number of positioning markers constituting one positioning marker group is made larger than the number of tracking markers constituting one tracking marker group. A positioning and tracking mechanism as described.

12. A plurality of position detection probe arrays, wherein the longitudinal directions of the probes between these position detection probe arrays are arranged in different directions to form a plurality of positioning marker groups arranged in different directions. 12. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
The positioning and tracking mechanism according to claim 1.

13. The control signal output means is a comparison operation means for comparing outputs from respective position detection probes of the position detection probe array and outputting a signal having a sign and an absolute value corresponding to the comparison result. The positioning and tracking mechanism according to claim 1, wherein:

14. A control signal output means for detecting an output from said plurality of position detection probes and outputting a signal in accordance with the presence or absence of said output, and an output of said signal detection means, The positioning and tracking mechanism according to any one of claims 1 to 12, further comprising a calculating unit configured to perform a calculation according to a position of the position detecting probe from a positioning target.

15. The apparatus according to claim 14, wherein said calculating means adds a signal corresponding to a position of said position detecting probe from a positioning target to said output signal from said signal detecting means and adds the signals. 3. A positioning and tracking mechanism according to claim 1.

16. The signal processing apparatus according to claim 16, wherein said calculating means multiplies an output signal from said signal detecting means by a coefficient corresponding to a position of said position detecting probe from a positioning target, and adds the result. Item 15. The positioning and tracking mechanism according to Item 14.

17. A method of positioning and tracking a probe in a recording / reproducing apparatus which records information on the recording medium by scanning relative to the recording medium with a probe or reproduces information from the recording medium, A position detection probe array provided with a plurality of position detection probes, the position detection probe array having a plurality of position detection probes, and changing a relative angle between the position detection probe array and the recording medium in a plane parallel to the recording medium surface; By this, for the interval between a plurality of positioning markers constituting a positioning marker group formed on the recording medium corresponding to the plurality of position detection probes or a plurality of tracking markers constituting a tracking marker group, the plurality of positioning markers By changing the apparent interval of the position detection probe, A control signal output corresponding to the position of the probe changed in that 該見 over the interval,
A probe positioning and tracking method, comprising: controlling a relative position between the recording medium and the position detection probe array based on the control signal to perform probe positioning and tracking.

18. A relative angle between the position detection probe array and the recording medium in a plane parallel to the recording medium surface is obtained by generating the positioning marker group or the tracking marker group using the position detection probe array. 18. The method according to claim 17, further comprising changing the position of the probe.

19. The probe positioning according to claim 17, wherein the positioning and tracking of the probe are performed by using a larger number of position detection probes at the time of positioning than at the time of tracking. And tracking method.

20. The probe positioning and tracking method according to claim 19, wherein a position detection probe not used at the time of tracking is used as a recording / reproducing probe.

21. The positioning and tracking method according to claim 17, wherein said positioning marker group or tracking marker group is created by recording bits.

22. The probe positioning and tracking method according to claim 17, wherein the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers are formed into linear shapes parallel to each other.

23. The probe positioning and tracking method according to claim 22, wherein the linear shape of the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers is created by continuously arranging recording bits.

24. The probe positioning and tracking method according to claim 17, wherein the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers are formed in an intermittent shape within lines parallel to each other.

25. The probe positioning and tracking method according to claim 24, wherein the intermittent shapes of the plurality of positioning markers or the plurality of tracking markers are created by intermittently arranging the recording bits. .