(57)【要約】【課題】  １部のプローブが故障しても記録領域の正常な走査を可能とし、また、プローブの移動速度を安定化させ、情報を確実に記録しまたは読み取ることのできる範囲を拡張する。【解決手段】  プローブアレイ１１の各プローブ１４の走査範囲を大きくし、記録媒体２０の記録面２１上に形成された２個以上の記録領域を１個のプローブ１４で走査できるようにする。また、記録媒体２０の記録面２１上には、互いに隣り合う記録領域の間に移動制御情報を予め記録しておき、この移動制御情報に基づいてプローブ１４の移動を一定速度に安定させてから、記録領域内の走査を行う。【選択図】      図１
2005141831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報の記録、情報の読取または情報の記録もしくは読取の制御を行うために、記録媒体の記録面上に配列された複数の記録領域を走査する複数のプローブを有するプローブアレイと、
前記記録面と平行な方向に前記プローブアレイまたは前記記録媒体を移動させる移動機構と、
前記複数のプローブのそれぞれの走査範囲を規定すると共に、前記移動機構と協働して前記複数のプローブの走査制御を行う走査制御手段とを備え、
前記複数のプローブのそれぞれの走査範囲が、前記複数の記録領域のそれぞれよりも大きいことを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項２】
前記記録面と平行な１の方向において、前記複数のプローブのそれぞれの走査範囲が、相隣り合う２個の前記プローブ間の距離の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
【請求項３】
前記走査制御手段は、
前記複数のプローブに含まれる第１プローブが、前記複数の記録領域に含まれる１の記録領域を走査するように走査制御を行う第１制御手段と、
前記複数のプローブに含まれ前記第１プローブと隣り合う第２プローブが、前記１の記録領域を走査するように走査制御を行う第２制御手段と
を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の情報記録再生装置。
【請求項４】
前記記録面上において、前記複数の記録領域に含まれ相隣り合う第１記録領域および第２記録領域の間には、前記移動機構による前記プローブアレイまたは前記記録媒体の移動を制御するための移動制御情報が記録されており、
前記走査制御手段は、
前記複数のプローブに含まれる１のプローブが、前記第１の記録領域を走査するように走査制御を行う第３制御手段と、
前記１のプローブが、前記移動制御情報を走査するように走査制御を行う第４制御手段と
を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の情報記録再生装置。
【請求項５】
前記第４制御手段による走査制御によって読み取られた前記移動制御情報に基づいて前記プローブアレイまたは前記記録媒体の移動速度を制御する速度制御手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の情報記録再生装置。
【請求項６】
前記走査制御手段は、前記複数のプローブに含まれる１のプローブが、相隣り合う２個の前記記録領域を時間的に間断なく走査するように走査制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の情報記録再生装置。
【請求項７】
前記複数の記録領域の外形はそれぞれ四角形であり、前記移動機構は、前記プローブアレイまたは前記記録媒体を、前記記録面内において互いにほぼ直交する２つの方向に移動させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の情報記録再生装置。
【請求項８】
複数のプローブを有するプローブアレイにより複数の情報を一度に記録しまたは読み取ることが可能な情報記録再生装置に用いられる記録媒体であって、
記録面と、
前記記録面上に配列された複数の記録領域とを備え、
前記複数の記録領域のそれぞれは、前記複数のプローブのそれぞれに設定された走査範囲よりも小さいことを特徴とする記録媒体。
【請求項９】
前記複数の記録領域に含まれ相隣り合う第１記録領域および第２記録領域のそれぞれの大きさおよび配置間隔は、これら２個の記録領域が前記複数のプローブに含まれる１のプローブに設定された走査範囲に完全に含まれるように設定されていることを特徴とする請求項８に記載の記録媒体。
【請求項１０】
前記複数の記録領域に含まれる第１記録領域、前記第１記録領域の右方向隣に配列された第２記録領域、前記第１記録領域の下方向隣に配列された第３記録領域、前記第２記録領域の下方向隣に配列された第４記録領域のそれぞれの大きさおよび配置間隔は、これら４個の記録領域が前記複数のプローブに含まれる１のプローブに設定された走査範囲に含まれるように設定されていることを特徴とする請求項８に記載の記録媒体。
【請求項１１】
複数のプローブを有するプローブアレイにより複数の情報を一度に記録しまたは読み取ることが可能な情報記録再生装置に用いられる記録媒体であって、
記録面と、
前記記録面上に配列された複数の第１記録領域と、
相隣り合う２個の前記第１記録領域の間に配置された第２記録領域とを備え、
前記第２記録領域には、前記プローブアレイまたは前記記録媒体の移動を制御するための移動制御情報が予め記録されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項１２】
前記移動制御情報には、前記プローブアレイまたは前記記録媒体の移動速度を制御するための速度制御情報が含まれていることを特徴とする請求項１１に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプローブを有するプローブアレイを用いて、情報を記録媒体に記録し、または記録媒体に記録された情報を読み取りそれを再生する情報記録再生装置、およびこのような情報記録再生装置に用いられる記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像、音楽、文書、プログラムなどの情報を記録媒体に記録する技術分野においては、情報の記録密度の向上が求められる。情報の記録密度の向上を目指して、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ：Scanning Probe Microscope）の技術を応用して、情報の超高密度記録・再生を実現する技術の開発が進められている。
【０００３】
例えば、ナノスケールの鋭利な先端部を持つカンチレバーで、薄いプラスチックフィルムに微細な穴を形成することによって情報を記録する熱機械記録（thermomechanical recording）が知られている。
【０００４】
また、走査型非線形誘電率顕微鏡（ＳＮＤＭ：Scanning Nonlinear Dielectric Microscope）の技術を用いて、強誘電体薄膜に記録された情報を再生する技術が知られている。この技術においては、強誘電体からなる薄膜に、プローブを介して局所的に抗電界以上の電界を加え、これにより、強誘電体の分極方向を局所的に変化させることによって情報を記録する。そして、強誘電体薄膜に記録された情報を、プローブを介して読み取り、これを再生する。
【０００５】
これらの技術を適用した情報記録再生装置や記録媒体によれば、情報の最小単位（例えば１ビットのデータ）を、数十ナノメートルといった小さなマークとして記録媒体に記録することが可能となる。これにより、従来の磁気記録または光記録の限界を超えた、情報の超高密度記録が可能となり、装置ないし記録媒体の小型化と大容量記録を実現することができる。
【０００６】
一方、このような情報の超高密度記録および大容量記録を実用化するためには、記録媒体に記録された大量の情報を高速に読み取ることが要求される。情報の高速読取を可能にする技術として、情報記録再生装置のヘッドに、多数のプローブないしカンチレバーをアレー状に配置したプローブアレイないしカンチレバーアレイを設け、このプローブアレイないしカンチレバーアレイを介して、記録媒体に記録された情報を一度に読み取る技術が開発されている。
【０００７】
特表平９−５１１８６３号の公表特許公報には、プローブアレイを介して、記録媒体に記録された情報を一度に読み取ることが可能な記憶装置が開示されている。この記憶装置には、多数のプローブが一体的に配置されたプローブアレイが設けられている。一方、記憶媒体（記録媒体）の表面には、多数の記憶フィールド（記録領域）が形成されている。そして、それぞれのプローブは、それぞれの記憶フィールドと向き合うように配置されている。個々のプローブと個々の記憶フィールドとは、それぞれ、位置的に一対一に対応づけられているだけなく、機能的にも一対一に対応付けられている。すなわち、個々のプローブは、それぞれのプローブに位置的に対応する個々の記憶フィールドをそれぞれ走査し、情報の記録ないし読取を行うように機能付けられている。記憶媒体において、個々の記憶フィールドは、互いに重畳しないように配列されている。そして、それぞれのフィールドのデータを明確に区別することを可能とするために、隣接するフィールド相互間に一定の距離がとられている（上記公報図２および図３参照）。
【０００８】
この記憶装置によれば、記憶媒体に対するプローブアレイの位置を、記憶媒体の表面と平行な方向に移動させることにより、それぞれの記憶フィールド内におけるプローブの位置を一度に変えることができる。これにより、多数のプローブを介して多数の記憶フィールド内を一度に走査することができ、記録媒体に記録された多量の情報を高速に読み取ることができる。
【０００９】
【特許文献１】特表平９−５１１８６３号公報（図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記公報に開示された記憶装置では、それぞれのプローブがそれぞれの記録領域（記憶フィールド）に一対一に対応しており、個々のプローブが、それぞれのプローブに対応する個々の記録領域を走査する。このような機能を実現するためには、各プローブは、そのプローブに対応する１個の記録領域のみを走査可能であれば足りる。したがって、各プローブの走査範囲は、そのプローブに対応する１個の記録領域の全範囲を包含していれば足り、通常、その走査範囲を他の記録領域まで広げる必要はない。
【００１１】
しかし、各プローブの走査範囲が、そのプローブに対応する１個の記録領域の範囲に限定されるとすると、プローブアレイに配置された多数のプローブのうちの１個または数個が劣化ないし故障した場合、その劣化ないし故障したプローブに対応する記録領域を正常に走査することができなくなる。なぜなら、その記録領域を走査しうるプローブは１個しかないので、そのプローブが正常に機能しなくなると、その記録領域を走査する手段を完全に失うことになるからである。これは不都合である。
【００１２】
一方、各プローブにより各記録領域を走査して、各記録領域に記録された情報を読み取るためには、記録媒体またはプローブアレイを、記録媒体の記録面と平行な方向に移動させ、各プローブを各記録領域内において移動させる必要がある。上記公報に開示された記憶装置では、各プローブは、記録面に平行で、かつ、互いに直交する２つの軸に沿う方向（すなわち、Ｘ方向およびＹ方向）に移動することができる。この記憶装置において、プローブは、外形がほぼ正方形である記録領域の一方の端部（縁）から他方の端部（縁）までの間を、まっすぐに移動する。例えば、１個の記録領域の全範囲を走査するときには、プローブは、当該１個の記憶領域の上縁から下縁までの間を少しずつ移動しながら、当該記録領域の左縁から右縁までの間を何度も往復移動する。
【００１３】
プローブにより記録領域を走査し、情報の記録・読取を行うためには、プローブの移動速度を一定の速度に安定させることが望ましい。そして、プローブを、停止した状態から一定の速度で移動する状態にするためには、プローブをある程度の距離、助走させる必要がある。そのため、プローブが記録領域の一方の端部から他方の端部までの間を往復移動する場合には、記憶領域内における端部付近の領域は、実質上、助走領域となり、この領域における情報の確実な記録ないし読取は期待できない。このような事情を考慮すると、各プローブの走査範囲がそのプローブに対応する１個の記録領域の範囲に限定されるとすれば、実質上、情報の記録ないし読取を行うことができる領域は、記録領域の中央部分だけとなる。この結果、情報の記録容量が減少する。これは不都合である。
【００１４】
本発明は上記に例示したような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の第１の課題は、プローブアレイに配置された一部のプローブが劣化ないし故障などしても、各記録領域の走査を正常に行うことができる情報記録再生装置およびこの情報記録再生装置に用いられる記録媒体を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の課題は、記録領域内の端部（周縁部）においても、プローブを安定した速度で移動させつつ、情報の確実な記録ないし読取を実現することができる情報記録再生装置およびこの情報記録再生装置に用いられる記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために請求項１に記載の情報記録再生装置は、情報の記録、情報の読取または情報の記録もしくは読取の制御を行うために、記録媒体の記録面上に配列された複数の記録領域を走査する複数のプローブを有するプローブアレイと、前記記録面と平行な方向に前記プローブアレイまたは前記記録媒体を移動させる移動機構と、前記複数のプローブのそれぞれの走査範囲を規定すると共に、前記移動機構と協働して前記複数のプローブの走査制御を行う走査制御手段とを備え、前記複数のプローブのそれぞれの走査範囲が、前記複数の記録領域のそれぞれよりも大きい。
【００１７】
上記課題を解決するために請求項８に記載の記録媒体は、複数のプローブを有するプローブアレイにより複数の情報を一度に記録しまたは読み取ることが可能な情報記録再生装置に用いられる記録媒体であって、記録面と、前記記録面上に配列された複数の記録領域とを備え、前記複数の記録領域のそれぞれは、前記複数のプローブのそれぞれに設定された走査範囲よりも小さい。
【００１８】
上記課題を解決するために請求項１１に記載の記録媒体は、複数のプローブを有するプローブアレイにより複数の情報を一度に記録しまたは読み取ることが可能な情報記録再生装置に用いられる記録媒体であって、記録面と、前記記録面上に配列された複数の第１記録領域と、相隣り合う２個の前記第１記録領域の間に配置された第２記録領域とを備え、前記第２記録領域には、前記プローブアレイまたは前記記録媒体の移動を制御するための移動制御情報が予め記録されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施形態の説明に用いる図面の内容は、本発明の構成要素等を、本発明の技術思想を説明する限りにおいて具体化したものであり、各構成要素等の形状、大きさ、位置、接続関係などは、これに限定されるものではない。また、本発明を実施するためのより具体的な例は、「実施例」という項目のもとに開示する。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明の情報記録再生装置の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の情報記録再生装置の第１実施形態を示している。図１中の情報記録再生装置１０は、映像、音楽、文書、プログラムなどの情報を記録媒体２０に記録し、または、記録媒体２０に記録された情報を読み取り、再生する装置である。情報記録再生装置１０は、複数のプローブ１４を有するプローブアレイ１１により、複数の情報を一度に記録媒体２０に記録し、または記録媒体２０に記録された複数の情報を一度に読み取ることができる。情報記録再生装置１０は、全体として単一の独立した小型記録再生装置ないし記憶装置として用いることができる。また、情報記録再生装置１０は、それをコンピュータ、オーディオ装置、自動車・航空機の制御装置、医療装置、ロボット等、様々な装置に組み込むことができ、これらの装置の大容量記憶装置として機能させることも可能である。
【００２１】
情報記録再生装置１０は、プローブアレイ１１、移動機構１２、走査制御手段１３を備えている。
【００２２】
プローブアレイ１１は、情報の記録、情報の読取、または情報の記録もしくは読取の制御を行うために、記録媒体２０の記録面２１上に配列された複数の記録領域２２を走査する複数のプローブ１４を有する。情報記録再生装置１０は、これら複数のプローブ１４を介して、記録媒体２０に対し、情報の記録または情報の読取を一度に行うことができる。なお、図１では、説明の便宜上、プローブアレイの基板１８を透視した状態で示している。
【００２３】
図２は、図１の情報記録再生装置１０を記録媒体２０と共に、側面から見た図である。図２に示すように、プローブ１４は、支持部１５、梁１６および針１７を備えたカンチレバーである。針１７の先端側は記録媒体２０の記録面２１に向けて伸長しており、基端側は、梁１６および支持部１５を介して、プローブアレイ１１の基板１８に支持されている。なお、プローブの構成ないし形状は、カンチレバーに限定されない。図３に示すプローブアレイ３０（プローブアレイ１１の変形例）のように、プローブ３１をそれぞれ棒状の針とし、これらをプローブアレイ３０の基板３２上に立てる構成としてもよい。具体的には、各プローブ３１の基端側を基板３２上に固定し、先端側を記録媒体２０の記録面２１に向けて伸長させる。
【００２４】
図２において、プローブ１４の針１７先端の直径は、ナノメートルオーダないしサブミクロンオーダであることが望ましい。針１７先端の直径を小さくすることにより、記録媒体２０の情報記録密度を高めることが可能となる。このような微小な針１７を備えたプローブ１４は、例えば、高ドープシリコンまたはダイヤモンドにより形成することができる。また、プローブ１４として、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope）で用いられるカンチレバーと同様のカンチレバーを用いることもできる。なお、図３に示すような棒状のプローブ３１は、タングステン針またはカーボンナノチューブにより形成することができる。
【００２５】
なお、情報の記録の方法には、例えば、ポリマーフィルムに熱で穴を開けることにより情報を記録する方法、強誘電体の自発分極を利用して情報を記録する方法、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜等からなる積層材料の電荷蓄積作用を利用して情報を記録する方法、近接場光技術を利用して情報を記録する方法等が知られているが、情報記録再生装置１０では、いずれの方法も採用することができる。また、情報の再生の方法には、例えば、走査型非線形誘電率顕微鏡の技術を適用する方法、走査型マクスウェル応力顕微鏡の技術を適用する方法、ケルビン力顕微鏡の技術を適用する方法、走査型容量顕微鏡の技術を適用する方法、近接場光技術を適用する方法等が知られているが、情報記録再生装置１０では、いずれの方法も採用することができる。このような記録方法・再生方法のうちのいずれを採用するかによって、プローブ１４、３１の具体的な構成、形状、材料が決まる場合もある。
【００２６】
図１に示すように、プローブ１４は２５個あり、これらは、プローブアレイ１１の基板１８上に、５×５のマトリックス状に配置されている。さらに、プローブ１４はそれぞれ一定の距離をもって基板１８上に配置されている。すなわち、図１に示すように、記録面２１内において互いに直交する２つの方向をそれぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向とすると、Ｘ方向において互いに隣り合う２個のプローブ１４の針１７間の距離は、Ｄｘである。また、Ｙ方向において互いに隣り合う２個のプローブ１４の針１７間の距離は、Ｄｙである。各プローブ１４は基板１８上に固定されており、基板１８上におけるそれぞれのプローブ１４の位置関係は変動しない。
【００２７】
なお、プローブの数は限定されない。２個でもよいし、１千個または１万個でもよい。プローブの個数を多くすると、記録媒体に記録された情報の読取速度を高めることができる。また、プローブの配置もマトリックス状に限定されない。例えば、十数個のプローブを一列に配列してもよい。もっとも、情報記録再生装置１０のように、プローブアレイ１１が記録媒体２０に対して、Ｘ方向・Ｙ方向に移動する場合には、プローブの配置がマトリックス状であることが都合がよい。例えば、記録媒体の記録面を情報の記録のために効率よく利用することが可能となり、情報の記録密度を高めることができる。また、図１に示す例では、Ｘ方向において互いに隣り合うプローブ１４の距離をＤｘとし、Ｙ方向において互いに隣り合うプローブ１４の距離をＤｙとしたが、ＤｘとＤｙとを互いに異なる距離としてもよいし、互いに同じ距離としてもよい。
【００２８】
図４は、記録媒体２０の記録面２１側から見た図である。図４に示すように、記録媒体２０の外形は四角形である。なお、記録媒体の外形は他の形状でもよい。また、記録媒体２０の記録面２１上には、複数の記録領域２２が配置されている。個々の記録領域２２の外形も四角形である。なお、個々の記録領域２２の外形も他の形状でもよい。
【００２９】
記録領域２２は、情報を記録するための領域である。記録領域２２には、主として映像、音声、文書、プログラムなどの、いわゆるコンテンツ情報を記録することが予定されている。また、記録領域２２には、プローブによる情報の追跡を可能にするためのトラッキング情報、情報の特定を可能にするためのアドレス情報、記録面上におけるプローブの位置を認識するための位置情報などを記録することも予定されている。しかし、記録領域２２にいかなる種類の情報を記録するかは、情報記録再生装置１０ないし記録媒体２０の利用者が自由に選択することができる（規格の制約に服する場合もあり得る）。ただ、記録領域２２内には、主として、情報記録再生装置１０の通常の記録動作によって記録すべき情報、ないし通常の再生動作によって読み取るべき情報が記録される。
【００３０】
記録面２１上において、記録領域２２は２５個あり、５×５のマトリックス状に配置されている。さらに、記録領域２２は一定の距離をもって配置されている。記録領域２２の配置は、プローブ１４の配置と対応している。プローブの個数・配置が図１に示す個数・配置と異なる場合には、それに相応して記録領域の個数・配置も異なる。
【００３１】
図４に示す例では、記録面２１上において、互いに隣り合う２個の記録領域２２は離れている。しかし、図５に示す他の記録媒体４０のように、記録面４１上において、互いに隣り合う２個の記録領域４２が接していてもよい。
【００３２】
記録媒体２０の材料は、情報の記録方法または再生方法等により異なる。例えば、ポリマーフィルムに熱で穴を開けることにより情報を記録する方法を採用した場合には、記録媒体２０には熱変形可能な材料（例えばＰＭＭＡ等）からなる記録層を設ける。一方、強誘電体の自発分極を利用して情報を記録する方法を採用した場合には、記録媒体２０には、強誘電体材料（例えばタンタル酸リチウム：ＬｉＴａＯ３等）からなる記録層を設ける。
【００３３】
図１に戻り、移動機構１２は、記録媒体２０の記録面２１と平行な方向に、記録媒体２０を移動させる手段である。例えば、移動機構１２は、記録媒体２０をＸ方向・Ｙ方向に移動させることができるＸ−Ｙステージであり、Ｘ方向移動制御用のアクチュエータと、Ｙ方向移動制御用のアクチュエータを備えている。情報の超高密度記録ないし小型化を実現するためには、移動機構１２の移動を高精度に制御する必要がある。かかる点で、アクチュエータはＰＺＴなどの圧電材料で形成することが望ましい。なお、移動機構は、記録媒体２０の記録面２１と平行な方向にプローブアレイ１１または記録媒体２０を移動させる機構であればよい。すなわち、図１に示す例では、プローブアレイ１１を固定し、記録媒体２０を移動可能としたが、記録媒体２０を固定し、プローブアレイ１１を移動可能としてもよい。
【００３４】
走査制御手段１３は、複数のプローブ１４のそれぞれの走査範囲を規定すると共に、移動機構１２と協働して複数のプローブ１４の走査制御を行う手段である。走査制御手段１３は、例えば、演算処理回路および記憶回路を備えた半導体集積回路ないしコンピュータなどによって実現することができる。
【００３５】
走査制御手段１３の制御のもと、プローブ１４は、情報の記録または情報の読取を行うために、記録面２１上を走査する。プローブ１４が記録面２１上を移動しながら、情報の記録または情報の読取を行うことが走査である。また、走査には、プローブ１４が記録面２１上を移動しながらコンテンツ情報の記録ないし読取を行う場合だけでなく、プローブ１４が記録面２１上を移動しながら制御情報を読み取り、トラッキング制御、位置制御、移動速度制御を行う場合も含まれる。また、記録面２１上に互いに離れて記録されている情報を読み取るときに、ジャンプ動作を行うことがあるが、このジャンプ動作も、走査に含まれる。また、記録面２１に対するプローブ１４の移動速度を安定させるための助走も走査に含まれる。一方、例えば、記録媒体２０を情報記録再生装置１０から取り外すために行われるプローブ１４の移動は、情報の記録または情報の読取とは関係がないので、走査ではない（なお、超高密度記録を実現する情報記録再生装置において、記録媒体を着脱可能とすることは、位置ずれ防止等の点で容易ではないが、少なくとも理論的は可能である）。走査制御手段１３は、このような意味における、プローブ１４の「走査」の範囲を規定し、かつ、プローブ１４の「走査」の制御を行う。
【００３６】
プローブ１４の走査範囲の規定は、走査範囲を記述したコンピュータデータを走査制御手段１３の記憶回路に記憶させ、これを走査制御手段１３の演算処理回路で実行することにより実現することができる。また、プローブ１４の走査範囲の規定は、プローブ１４の（相対的）移動を制限する機構的構造を設けることによっても実現することができる。
【００３７】
図６は、走査制御手段１３によって規定されるプローブ１４Ａおよび１４Ｂの走査範囲を示している。図６は、図１中の情報記録再生装置１０および記録媒体２０の一部を抜き出して拡大して示したものである。また、説明の便宜上、各プローブの形状を抽象化して示している。すなわち、図６において、１５個の小さな三角印はそれぞれ、プローブ１４の針１７を示している。さらに、１５個の三角印のうち、黒く塗りつぶされた三角印はそれぞれ、プローブ１４Ａの針１７Ａ、プローブ１４Ｂの針１７Ｂおよびプローブ１４Ｃの針１７Ｃである。なお、プローブ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、説明の便宜のために、特別な符号を付したにすぎず、これらは、本発明の技術思想に関する限り、他のプローブ１４と異なる機能を有するものではない。さらに、図６中の太い点線は、プローブ１４Ａの走査範囲ＳＡを示しており、太い二点鎖線は、プローブ１４Ｃの走査範囲ＳＣを示している。なお、本実施形態において「プローブの走査範囲」とは、正確に表現すれば、「プローブの針の走査範囲」である。
【００３８】
図６に示すように、プローブ１４Ａの走査範囲ＳＡの面積は、１個の記録領域２２の面積よりも大きい。より具体的には、走査範囲ＳＡのＸ方向における長さＳｘは、Ｘ方向において相互に隣り合う２個のプローブ１４間の距離Ｄｘの少なくとも２倍である。また、走査範囲ＳのＹ方向における長さＳｙは、Ｙ方向において相互に隣り合う２個のプローブ１４間の距離Ｄｙの少なくとも２倍である。これにより、プローブ１４Ａは、図６におけるプローブ１４Ａ直下の記録領域２２Ａだけでなく、走査範囲ＳＡ内に存在する他の記録領域２２をも走査することができる。具体的には、プローブ１４Ａは、プローブ１４Ａ直下の記録領域２２Ａだけでなく、当該記録領域２２の周囲に存在する８個の他の記録領域２２を部分的に走査することができる。一方、プローブ１４Ｃの走査範囲ＳＣの面積も、走査範囲ＳＡの面積と同じである。これにより、プローブ１４Ｃは、図６におけるプローブ１４Ｃ直下の記録領域２２Ｃだけでなく、走査範囲ＳＣ内に存在する他の記録領域２２をも走査することができる。具体的には、プローブ１４Ｃは、プローブ１４Ｃ直下の記録領域２２Ｃだけでなく、当該記録領域２２の周囲に存在する８個の他の記録領域２２を部分的に走査することができる。この結果、プローブ１４Ａとプローブ１４Ｃとの間に配置されたプローブ１４Ｂの直下に位置する記録領域２２Ｂを、プローブ１４Ｂによってだけでなく、プローブ１４Ａおよびプローブ１４Ｃによっても走査することが可能となる。
【００３９】
各プローブ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを含むすべてのプローブ１４は、プローブアレイ１１の基板１８上に固定されており、記録面２１に対する移動は一体的である。したがって、走査制御手段１３により規定される、それぞれのプローブ１４の走査範囲の面積はすべて同じである。この結果、相互に隣り合う２個のプローブ１４の走査範囲が一部重複することとなるため、記録面２１上に存在するすべての記録領域２２を、２個以上のプローブ１４で走査することが可能となる。
【００４０】
なお、図６に示す例では、各プローブ１４の走査範囲の中心に１個の記録領域２２が位置するように、走査範囲を設定しているが、走査範囲と記録領域２２との位置関係は、これに限られない。例えば、図７に示す他の例のように、各プローブ１４の走査範囲内に４個の記録領域２２が含まれるように、走査範囲を設定してもよい。具体的には、プローブ１４Ｄの走査範囲ＳＤ内に４個の記録領域２２が含まれるように、走査範囲ＳＤを設定し、および、プローブ１４Ｅの走査範囲ＳＥ内に４個の記録領域２２が含まれるように、走査範囲ＳＤを設定してもよい。この結果、走査範囲ＳＤと走査範囲ＳＥとが重なり合う範囲内に位置する２個の記録領域２２を、プローブ１４Ｄおよびプローブ１４Ｅで走査することが可能となる。
【００４１】
また、図６および図７のそれぞれでは、個々のプローブの走査範囲が、４個の記録領域２２を包含する面積を有する場合を例に挙げた。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、図８に示す他の変形例のような走査範囲ＳＦ、ＳＧとすることや、図９に示す他の変形例のような走査範囲ＳＨ、ＳＩとすることも可能である。すなわち、複数のプローブのそれぞれの走査範囲が、複数の記録領域のそれぞれよりも大きければよく、より望ましくは、記録媒体の記録面と平行な１の方向において、複数のプローブのそれぞれの走査範囲が、相隣り合う２個のプローブ間の距離の少なくとも２倍であればよい。そして、図６または図７のように、記録媒体の記録面と平行な２つの方向において、複数のプローブのそれぞれの走査範囲が、相隣り合う２個のプローブ間の２倍以上であれば、より望ましい。なぜなら、それぞれのプローブの走査範囲が重複する部分が多くなるので、後述する本発明の効果をより一層引き出すことが可能となるからである。
【００４２】
このように、走査制御手段１３は、複数のプローブのそれぞれの走査範囲が、複数の記録領域のそれぞれよりも大きくなるように、走査範囲を規定し、それぞれのプローブがこの走査範囲内を走査するように、走査制御を行う。
【００４３】
図１０は、かかる走査制御を実現するための走査制御手段１３の具体的な構成の一例を示している。図１０に示すように、走査制御手段１３を第１制御手段４１と、第２制御手段４２とから構成してもよい。第１制御手段４１は、複数のプローブ１４に含まれる１のプローブ（第１プローブ）が、複数の記録領域２２に含まれる１の記録領域を走査するように走査制御を行う手段である。第２制御手段４２は、複数のプローブ１４に含まれ前記１のプローブと隣り合う他のプローブ（第２プローブ）が、前記１の記録領域を走査するように走査制御を行う手段である。これら第１制御手段４１および第２制御手段４２は、例えば、各走査制御を記述したコンピュータデータを作成し、これを走査制御手段１３内の記憶回路に記憶し、適宜、これを読み出し、これを走査制御手段１３内の演算処理回路により実行させることにより、実現することができる。
【００４４】
図１１および図１２は、図１０に示す走査制御手段１３の走査制御により実現される動作の一例を示している。図１１および図１２は、図６中のプローブアレイおよび記録媒体２０のうち、プローブ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが配置されている部分を拡大して示したものである。まず、図１１に示すように、通常時は、第１制御手段４１の制御のもと、プローブ１４Ａはその直下に位置する記録領域２２Ａを走査し、プローブ１４Ｂは記録領域２２Ｂを走査し、プローブ１４Ｃは記録領域２２Ｃを走査する。これにより、プローブ１４Ａないし１４Ｃは、記録領域２２Ａないし２２Ｃに記録された情報を一度に読み取る（または情報を記録する）。なお、これと同時に、プローブアレイ１１に配置された他のプローブ１４も第１制御手段４１の制御のもと、それぞれの直下に位置する記録領域２２を走査し、それらに記録された情報を読み取る（または情報を記録する）。
【００４５】
ここで、プローブ１４Ｂが故障したと仮定する。この場合には、第２制御手段４２が稼働し、第２制御手段４２の制御のもと、移動機構１２が記録媒体２０を通常時より大きく移動させる。続いて、第２制御手段４２の制御のもと、プローブ１４Ａが記録領域２２Ｂを走査する。これにより、プローブ１４Ｂが故障しても、プローブ１４Ａによって記録領域２２Ｂに記録された情報を正常に読み取ることができ、また、プローブ１４Ａによって記録領域２２Ｂに情報を正常に記録することができる。
【００４６】
一方、走査制御手段１３を、複数のプローブ１４に含まれる１のプローブが、相隣り合う２個の記録領域２２を時間的に間断なく走査するように走査制御を行う構成としてもよい。この構成によれば、例えば、図１１において、走査制御手段１３の制御のもと、プローブ１４Ａは、記録領域２２Ａ内を往復移動しながら走査するだけでなく、記録領域２２Ａ内から記録領域２２Ｂ内に達するまで連続的に走査することができる。これにより、記録領域２２Ａと記録領域２２Ｂとを、１個のプローブ１４Ａで、一定の移動速度を保持したまま連続的に走査することができる。したがって、走査処理の高速化を図ることができる。また、記録領域２２Ａに記録された制御情報に基づいて記録媒体２０に対するプローブ１４Ａの移動速度を一定の速度に安定化させ、続いて、このプローブ１４Ａによって記録領域２２Ｂ内を走査することも可能である。これにより、記録領域２２Ｂ内の端部付近（周縁付近）に記録された情報を、安定した一定の移動速度で確実に読み取ることができ、または、情報を記録領域２２Ｂ内の端部付近（周縁付近）に、安定した一定の移動速度で確実に記録することができる。
【００４７】
以上より、情報記録再生装置１０によれば、複数のプローブ１４のそれぞれの走査範囲の面積を、複数の記録領域２２のそれぞれの面積よりも大きくしたから、すべての記録領域２２を、２個以上のプローブで走査することが可能となる。これにより、プローブアレイ１１に配置された一部のプローブ１４が劣化ないし故障などしても、各記録領域２２の走査を正常に行うことが可能となる。また、走査制御手段１３を、複数のプローブ１４に含まれる１のプローブが、相隣り合う２個の記録領域２２を時間的に間断なく走査するように走査制御を行う構成とすれば、記録領域２２内の端部においても、プローブ１４を安定した速度で移動させつつ、情報の確実な記録ないし読取を実現することができる。これにより、各記録領域２２内の端部付近においても情報の記録・読取を確実に行うことができるので、各記録領域２２を情報の記録・読取に有効に利用することができ（各記録領域２２の隅々まで情報をぎっしりと記録することができ、かつそれらを確実に読み取ることができ）、記録媒体２０の情報記録容量を高めることができる。
【００４８】
なお、プローブの走査範囲の面積と記録媒体の記録領域の面積との関係は、記録媒体の記録領域の既定の面積に対してプローブの走査範囲の面積を拡張するというアプローチだけではなく、逆に、プローブの走査範囲の既定の面積に対して記録媒体の記録領域の面積を縮小するといったアプローチでも把握することができる。例えば、プローブの走査範囲がすでに定まっていて、種々の都合により、その走査範囲を変更できないといった場合には、記録媒体の記録面上に配列すべき複数の記録領域のそれぞれの面積を、複数のプローブのそれぞれに設定された走査範囲よりも小さくするように形成し、かつ、それぞれの記録領域の配置を適度に接近させる（記録領域を互いに接するようにしてもよいし、記録領域間に適度な距離をもたせてもよい）。この場合、記録媒体の記録面上において相隣り合う２個の記録領域のそれぞれの大きさおよび配置間隔を、これら２個の記録領域が１個のプローブに設定された走査範囲に完全に含まれるように設定することが望ましい（図６ないし図９参照）。また、記録媒体の記録面上に存在する複数の記録領域のうち、第１記録領域と、この第１記録領域の右方向隣に配列された第２記録領域と、第１記録領域の下方向隣に配列された第３記録領域と、第２記録領域の下方向隣に配列された第４記録領域のそれぞれの大きさおよび配置間隔を、これら４個の記録領域が１個のプローブに設定された走査範囲に含まれるように設定してもよい（図６または図７参照）。このような構成を有する記録媒体も、本発明の技術思想を具現化した実施形態の一つである。
【００４９】
（第２実施形態）
本発明の情報記録再生装置の第２実施形態、および本発明の記録媒体の第２実施形態について説明する。なお、以下に述べる第２実施形態の説明では、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
本発明の情報記録再生装置の第２実施形態は、複数のプローブ１４を有するプローブアレイ１１により、複数の情報を一度に記録媒体に記録し、または記録媒体に記録された複数の情報を一度に読み取ることができる装置である。そして、本発明の記録媒体の第２実施形態は、この装置に用いられる記録媒体である。
【００５１】
説明の便宜上、まず、本発明の記録媒体の第２実施形態から説明する。図１３は、本発明の記録媒体の第２実施形態を示している。図１３に示すように、記録媒体５０の記録面５１上には、複数の第１記録領域５２が配列されている。さらに、相隣り合う２個の第１記録領域５２の間には、第２記録領域５３が配列されている。さらに、各第２記録領域５３には、プローブアレイ１１または記録媒体５０の移動を制御するための移動制御情報５４が予め記録されている。なお、記録媒体５０の外形・材料、第１記録領域の外形・個数・配列状態、および第１記録領域に記録すべき情報の種類・性質などについては、第１実施形態である記録媒体２０と同様である。
【００５２】
移動制御情報５４は、記録媒体５０に対するプローブアレイ１１の相対的な移動速度を制御するための制御情報である。移動制御情報５４は、例えば、第２記録領域５３内において所定の間隔で配置されたピット、マークまたはラインである。ピット、マークまたはラインの具体的な構成は、記録方式、再生方式または記録媒体５０の材料などにより異なる。例えば、ポリマーフィルムに熱で穴を開けることにより情報を記録する方法を採用した場合には、ピット、マークまたはラインは、記録媒体の記録層を形成する材料の変形により形成された穴ないし凹部である。一方、強誘電体の自発分極を利用して情報を記録する方法を採用した場合には、ピット、マークまたはラインは、記録媒体の記録層を形成する強誘電体材料の分極方向によって構成される。
【００５３】
なお、図１３に示す例では、記録面５１上において互いに隣接する第１記録領域５２の間に存在するすべての空き領域に、第２記録領域５３を配置したが、本発明はこれに限らず、例えば、互いに隣接する第１記録領域５２の間の空き領域うちの数個に、第２記録領域５３を配置してもよい。また、第２記録領域５３内に記録すべき移動制御情報５４は、記録媒体５０に対するプローブアレイ１１の相対的な移動速度を制御するための制御情報に限らない。例えば、記録面５１とプローブアレイ１１との間の位置関係を制御するための制御情報など、他の制御情報であってもよい。
【００５４】
次に、本発明の情報記録再生装置の第２実施形態について説明する。図１４は、本発明の情報記録再生装置の第２実施形態の特徴部分を示している。第２実施形態の特徴部分は、走査制御手段６０である。これ以外の構成、すなわち、プローブアレイ１１および移動機構１２の構成は、情報記録再生装置１０と同じである（図１参照）。
【００５５】
走査制御手段６０は、複数のプローブ１４のそれぞれの走査範囲を規定すると共に、移動機構１２と協働して複数のプローブ１４の走査制御を行う手段である。そして、走査制御手段６０は、第３制御手段６１、第４制御手段６２および速度制御手段６３を備えている。第３制御手段６１は、複数のプローブ１４に含まれる１のプローブが、第１記録領域５２を走査するように走査制御を行う手段である。第４制御手段６２は、前記１のプローブが、第２記録領域５３を走査するように走査制御を行う手段である。速度制御手段６３は、記録媒体５０の第２記録領域５３に記録された移動制御情報５４に基づいて、記録媒体５０の移動速度（記録面５１に対するプローブ１４の相対移動速度）を制御する手段である。
【００５６】
図１５は、走査制御手段６０によって規定されるプローブ１４Ｊ（針１７Ｊ）の走査範囲ＳＪを示している。図１５に示すように、プローブ１４Ｊの走査範囲ＳＨの面積は、１個の第１記録領域５２の面積よりも大きい。より具体的には、プローブ１４Ｊの走査範囲ＳＪは、１個の第１記録領域５２の全部と、その上下左右に配置された４個の第２記録領域５３を包含することが可能な面積を有している。なお、他のプローブ１４の走査範囲の面積も、走査範囲ＳＪの面積と同じである。
【００５７】
図１６は、走査制御手段６０の走査制御により実現される動作の一例を示している。図１６は、図１５中のプローブアレイおよび記録媒体５０のうち、プローブ１４Ｊおよびその隣のプローブ１４Ｋが配置されている部分を拡大して示したものである。図１６に示すように、まず、走査を開始するときには、第４制御手段６２の制御のもと、プローブ１４Ｊ（１４Ｋ）は第２記録領域５３内に記録された移動制御情報５４を走査する。そして、速度制御手段６３は、プローブ１４Ｊ（１４Ｋ）を介して読み取られた移動制御情報５４に基づいて、記録媒体５０の移動速度を制御する。これにより、記録面５１に対するプローブアレイ１１の相対的な移動速度が定まり、その結果、プローブ１４Ｊ（１４Ｋ）の相対的な移動速度が定まる。例えば。図１６に示すように、第２記録領域５３内の左側に停止していたプローブ１４Ｊ（１４Ｋ）が、その位置から右方向に移動を開始し、第２記録領域５３を通過し終える頃には、プローブ１４Ｊ（１４Ｋ）の相対移動速度は、安定した一定の速度になる。なお、速度制御手段６３における速度制御処理は、フェーズロックトループ（ＰＬＬ）制御などにより実現することができる。
【００５８】
続いて、プローブ１４Ｊ（１４Ｋ）は、安定した一定の速度で移動を継続しながら、第２記録領域５３からその隣に位置する第１記録領域５２に入る。このとき、第３制御手段６１が稼働する。そして、第３制御手段６１の制御のもと、プローブ１４Ｊ（１４Ｋ）は、第１記録領域５２内を走査し、第１記録領域５２に記録された情報を読み取り、または第１記録領域５２に情報を記録する。なお、これと同時に、プローブアレイ１１に配置された他のプローブ１４も第１制御手段６１の制御のもと、それぞれの直下に位置する第１記録領域５２を走査し、これらに記録された情報を読み取り、またはこれらに情報を記録する。
【００５９】
以上より、情報記録再生装置および記録媒体の第２実施形態によれば、記録媒体５０の記録面５１上において互いに隣り合う２個の第１記録領域５２の間に第２記録領域５３を配置し、第２記録領域５３内に移動制御情報５４を予め記録する構成とし、かつ、１個のプローブ１４の走査範囲の面積を１個の記録領域５２の面積よりも大きくすることによって、１個のプローブ１４で第２記録領域５３と第１記録領域５２とを走査し得る構成とした。これにより、第２記録領域５３に記録された移動制御情報５４を走査することによって、各プローブ１４の相対的な移動速度を設定するができる。すなわち、各第１記録領域５２の外側を各プローブ１４が移動している間に、各プローブ１４を十分に助走させることができ、各プローブ１４の記録面５１に対する相対的な移動速度を、安定した一定の速度にすることができる。これにより、各プローブ１４が各第１記録領域５２に突入したら直ちに、各第１記録領域５２を安定した一定の速度で走査することができ、各第１記録領域５２に対する情報の記録または読取を確実に行うことができる。したがって、各第１記録領域５２内の端部（周縁部）から、情報の記録または読取を確実に行うことができるので、各第１記録領域５２の全域を情報の記録または読取のために利用することができ（各記録領域２２の隅々まで情報をぎっしりと記録することができ、かつそれらを確実に読み取ることができ）、記録媒体５０の情報記録容量を高めることができる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の第１実施例について図面を参照しながら説明する。以下の実施例は、本発明の情報記録再生装置および記録媒体を、熱機械記録方式を採用した情報記録再生装置および記録媒体に適用した例であり、本発明を実施するための好適な一例である。
【００６１】
図１７は、本発明の実施例である情報記録再生装置１００を示している。図１７中の情報記録再生装置１００は、プローブアレイ１１０、記録媒体１２０、Ｘ−Ｙ−Ｚステージ１３０、記録再生処理回路１４０、走査制御回路１５０、およびアクチュエータ駆動回路１６０を備えている。
【００６２】
プローブアレイ１１０は、基板１１１および複数のプローブ１１２を備えている。基板１１１は、例えば、シリコン化合物、ガラスまたは金属等により形成されている。基板１１１は、記録媒体１２０の記録面１２１の上方に配置されている。なお、図１７では、説明の便宜上、基板１１１を透視した状態で示しているが、基板１１１は、材料の選択によっては透明である場合もあり得ようが、通常、透明ではない。
【００６３】
各プローブ１１２は、高ドープシリコンから形成されている。各プローブ１１２は、梁および針を備えている。梁は、弾性をもって湾曲可能であり、その基端側は基板１１１に支持され、梁の先端には針が設けられている。針は、その先端の直径が数ナノ〜数十ナノメートルである。さらに、梁の面には、梁の湾曲を検出するための圧電素子が設けられている。プローブ１１２の総数は、２５個であり、これらは、基板１１１に５×５のマトリックス状に配列されている。Ｘ方向において互いに隣り合うプローブ１１２間の距離は一定である。また、Ｙ方向において互いに隣り合うプローブ１１２間の距離は一定である。
【００６４】
記録媒体１２０は、その外形が四角形であり、平板状である。記録媒体１２０は、第１ポリマ層１２２、第２ポリマ層１２３およびシリコン基板１２４を備えている。第１ポリマ層１２２は、情報を記録するための層であり、その表面が記録面１２１となっている。第１ポリマ層１２２は、第２ポリマ層１２３を介して、シリコン基板１２４上に形成されている。第１ポリマ層１２２の材料は、例えば、ＰＭＭＡ（polymethylmethacrylate）である。第２ポリマ層１２３は、情報記録時にプローブ１１２の針を記録媒体１２０に押しつける際に、針と記録媒体１２０との衝突によって生じる針先端の摩耗を防止するための層である。第２ポリマ層１２３の材料は、例えば、架橋フォトレジスト（closslinked photoresist）である。シリコン基板１２４は、熱伝導性・放熱性に優れたシリコン材料から形成されており、第１ポリマ層１２２および第２ポリマ層１２３を支持すると共に、記録時の放熱を促進させる機能を有する。
【００６５】
図１８は、記録媒体１２０の記録面１２１を示している。図１８に示すように、記録媒体１２０の記録面１２１には、２５個の第１記録領域１２５が形成されている。第１記録領域１２５は５×５のマトリックス状に配置されている。第１記録領域１２５のそれぞれの位置は、プローブ１１２のそれぞれと一対一に対応している。各第１記録領域１２５は、映像、音声、文書、プログラムなどのいわゆるコンテンツ情報、トラッキング情報、アドレス情報、位置情報などを記録するための領域である。
【００６６】
記録面１２１上において、Ｘ方向において互いに隣り合う２個の第１記録領域１２５の間には、第２記録領域１２６が形成されている。また、Ｙ方向において互いに隣り合う２個の第１記録領域１２５の間にも、第２記録領域１２６が形成されている。各第２記録領域１２６内には、移動制御情報１２７が予め記録されている。移動制御情報１２７は、記録媒体１２０に対するプローブアレイ１１０の相対的な移動速度を制御するための制御情報である（なお、実際に移動するのは記録媒体１２０である）。なお、第２記録領域１２６にトラッキング情報または位置情報を記録してもよい。
【００６７】
図１７に戻り、Ｘ−Ｙ−Ｚステージ１３０は、その上に載置された記録媒体１２０を、記録面１２１に平行なＸ方向、Ｙ方向、および、記録面１２１に直交するＺ方向に移動させる。Ｘ−Ｙ−Ｚステージ１３０には、記録媒体１２０をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動させるためのアクチュエータ１３１、１３２等が設けられている。これらアクチュエータは、例えば、ＰＺＴ等の圧電材料により形成されている。
【００６８】
記録再生処理回路１４０は、演算処理回路、記憶回路等を備えている。記録再生処理回路１４０は、マルチプレクサ１４１、１４２を介してそれぞれのプローブ１１２と電気的に接続されている。情報の記録時には、記録再生処理回路１４０は、記録媒体１２０に記録すべき情報に対応する電気信号を各プローブ１１２に供給する。また、情報の記録時には、記録再生処理回路１４０は、情報を記録すべき位置を指し示す情報（以下、「記録位置情報」という。）を走査制御回路１５０に供給する。一方、情報の再生時には、記録再生処理回路１４０は、各プローブ１１２によって読み取られた情報（検出信号）を受け取り、情報の再生処理を行う。また、情報の再生時には、記録再生処理回路１４０は、読み取るべき情報が記録された位置を指し示す情報（以下、「読取位置情報」という。）を、走査制御回路１５０に供給する。
【００６９】
走査制御回路１５０は、演算処理回路、記憶回路等を備えている。走査制御回路１５０は、マルチプレクサ１４１、１４２を介してそれぞれのプローブ１１２と電気的に接続されている。走査制御回路１５０は、記録再生処理回路１４０、アクチュエータ駆動回路１６０およびＸ−Ｙ−Ｚステージ１３０と協働してプローブ１１２の走査制御を行う。具体的には、情報の記録時には、走査制御回路１５０は、記録位置情報を記録再生処理回路１４０から取得し、かつ、記録面１２１上の各プローブ１１２の現在位置を示す情報（以下、「プローブ位置情報」という。）を各プローブ１１２を介して検出し、これらの情報に基づいて記録媒体１２０の移動方向および移動距離を決定する。そして、走査制御回路１５０は、記録媒体１２０を、決定された移動方向に、決定された移動距離だけ移動させるように、アクチュエータ駆動回路１６０に駆動命令を出力する。一方、情報の再生時には、走査制御回路１５０は、読取位置情報を記録再生処理回路１４０から取得し、かつ、プローブ位置情報を各プローブ１１２を介して検出し、これらの情報に基づいて記録媒体１２０の移動方向および移動距離を決定する。そして、走査制御回路１５０は、記録媒体１２０を、決定された移動方向に、決定された移動距離だけ移動させるように、アクチュエータ駆動回路１６０に駆動命令を出力する。さらに、走査制御回路１５０は、プローブ１１２のそれぞれにつき２種類の走査範囲を規定する機能、走査範囲切換処理を行う機能、および速度制御処理を行う機能を有する。これらの機能については、後述する。
【００７０】
アクチュエータ駆動回路１６０は、走査制御回路から出力された駆動命令に従って、Ｘ−Ｙ−Ｚステージ１３０のアクチュエータ１３１、１３２等を駆動し、記録媒体１２０をＸ方向およびＹ方向に移動させる。また、アクチュエータ駆動回路１６０は、記録媒体１２０をＺ方向に移動させることもできる。例えば、情報記録または情報再生の開始時に、アクチュエータ駆動回路１６０は、Ｘ−Ｙ−Ｚステージ１３０の図示しないアクチュエータを制御して、記録媒体１２０をＺ方向に移動させ、各プローブ１１２の針の先端を記録媒体１２０の記録面１２１に接触させる。
【００７１】
情報記録再生装置１００における情報記録動作は、以下のとおりである。まず、アクチュエータ駆動回路１６０は、記録媒体１２０をＸ方向およびＹ方向に移動させ、プローブ１１２を記録開始位置に移動させる。続いて、アクチュエータ駆動回路１６０は、記録媒体１２０をＺ方向に移動させ、各プローブ１１２の針の先端を記録媒体１２０の記録面１２１に接触させる。このとき、各プローブ１１２の針は、記録面１２１により押され、各プローブ１１２の梁の先端部には針を介して力が加わる。このため、梁が緩やかに撓んだ状態になる。続いて、記録再生処理回路１４０は、記録すべき情報に対応する電気信号を、各プローブ１１２に印加する。電気信号の印加により、各プローブ１１２の針が、例えば４００度程度の熱を持ち、針直下の第１ポリマ層１２２が軟化する。すると、梁の弾性力により、針の先端が第１ポリマ層１２２内に入り込み、第１ポリマ層１２２にピット（穴または凹部）が形成される。そして、記録媒体１２０のＸ方向およびＹ方向における移動と共に、このような記録動作が繰り返し行われ、記録すべき情報が第１ポリマ層１２２に記録される。走査制御回路１５０は、このような記録動作と記録媒体１２０の移動とのコンビネーション、すなわち「走査」を、記録位置情報およびプローブ位置情報に基づいて統括的に制御する。なお、記録動作において、２５個のプローブ１１２のうち、１個ないし数個のプローブ１１２は、情報の記録を行わず、記録媒体１２１に記録されたトラッキング情報または位置情報を読み取り、これを走査制御回路１５０に供給する。走査制御回路１５０は、この供給された情報に基づいてプローブ位置情報を得る。
【００７２】
一方、情報記録再生装置１００における情報再生動作は、以下のとおりである。まず、アクチュエータ駆動回路１６０は、記録媒体１２０をＸ方向およびＹ方向に移動させ、各プローブ１１２を読取開始位置に移動させる。続いて、アクチュエータ駆動回路１６０は、記録媒体１２０をＺ方向に移動させ、各プローブ１１２の針の先端を記録媒体１２０の記録面１２１に接触させる。このとき、プローブ１１２の針は、記録面１２１により押され、各プローブ１１２の梁は緩やかに撓んだ状態になる。続いて、アクチュエータ駆動回路１６０は、記録媒体１２０をＸ方向およびＹ方向に移動させる。記録媒体１２０のＸ方向およびＹ方向の移動により、プローブ１１２が、ピット上に移動すると、プローブ１１２の針がピット内に入り込み、その結果、梁の撓み変形の程度が緩やかになる。この梁の撓みの変化は、圧電素子により検出され、検出信号となって記録再生処理回路１４０および走査制御回路１５０に供給される。記録再生処理回路１４０は、この検出信号からコンテンツ情報を抽出し、これを再生する。同時に、走査制御回路１５０は、検出信号からプローブ位置情報を抽出する。そして、走査制御回路１５０は、プローブ位置情報および記録再生処理回路１４０から取得した読取位置情報に基づいて、アクチュエータ駆動回路１６０を駆動制御し、記録媒体１２０を移動させる。すなわち、情報再生時においては、走査制御回路１５０は、このようにして「走査」制御を行う。
【００７３】
ところで、走査制御回路１５０は、プローブ１１２のそれぞれにつき２種類の走査範囲を規定する。情報記録時または情報再生時において、各プローブ１１２は、２種類の走査範囲のうちのいずれか一方の走査範囲内で走査を行う。
【００７４】
図１９は、２５個のプローブ１１２のうちの一つであるプローブ１１２Ａに規定された２種類の走査範囲ＳＲ１およびＳＲ２を示している。走査範囲ＳＲ１の面積は、１個の第１記録領域１２５とその周囲に配置された４個の第２記録領域１２６とを包含する大きさである（図１９中の太い点線参照）。一方、走査範囲ＳＲ２の面積は、４個の第１記録領域１２５と、これら４個の第１記録領域１２５の間および周囲に配置された１２個の第２記録領域１２６とを包含する大きさである（図１９中の太い二点差線参照）。これら２種類の面積を有する走査範囲は、プローブ１１２Ａの他、すべてのプローブ１１２に規定されている。これら２つの走査範囲は、走査制御回路１５０により実行される走査範囲切換処理によって切り換えられる。
【００７５】
図２０は、走査制御回路１５０による走査範囲切換処理を示している。走査制御回路１５０は、例えば、情報記録開始時または情報読取開始時に、各プローブ１１２の故障診断を行う（ステップＳ１）。すべてのプローブ１１２が正常なときには（ステップＳ１：ＹＥＳ）、走査制御回路１５０は、各プローブ１１２が走査範囲ＳＲ１で走査するように、走査制御を行う（ステップＳ２）。一方、いずれかのプローブ１１２が故障しているときには（ステップＳ１：ＮＯ）、走査制御回路１５０は、各プローブ１１２が走査範囲ＳＲ２で走査するように、走査制御を行う（ステップＳ３）。
【００７６】
このような走査範囲切換処理により、以下の動作を実現することができる。例えば、図１９において、すべてのプローブ１１２が正常なときには、プローブ１１２Ａは記録領域１２５Ａを走査し、プローブ１１２Ｂは記録領域１２５Ｂを走査するというように、各プローブ１１２は、自己に対応する１個の記録領域１２５を走査する。一方、例えば、プローブ１１２Ｂが故障したときには、プローブ１１２Ｂの隣に配置されたプローブ１１２Ａが、記録領域１２５Ａだけでなく、プローブ１１２Ｂで走査すべきであった記録領域１２５Ｂをも走査する。
【００７７】
これにより、プローブが故障しても、その故障したプローブに対応する記録領域を、別のプローブで正常に走査することができる。したがって、プローブアレイの一部のプローブに初期不良があっても、それが情報記録再生装置１００の欠陥となって現出するのを防止でき、実質上、プローブアレイの歩留まりを高めることができる。また、プローブアレイの一部が使用により劣化・故障しても、それが情報記録再生装置１００の故障となって現出するのを防止でき、情報記録再生装置１００の耐久性を高めることができる。
【００７８】
図２１は、走査制御回路１５０による速度制御処理を示している。上述したように、記録面１２１上において互いに隣り合う２個の第１記録領域１２５間には、第２記録領域１２６が形成されており、この第２記録領域１２６内には、移動制御情報１２７が予め記録されている。そして、移動制御情報１２７は、記録媒体１２０に対するプローブアレイ１１０の相対的な移動速度を制御するための制御情報である。情報記録時または情報再生時において、走査制御回路１５０は、この移動制御情報１２７を用いて、以下に述べるような速度制御処理を行う。
【００７９】
例えば、図２１に示すように、情報記録開始時または情報再生開始時において、走査制御回路１５０は、まず、各プローブ１１２を各第２記録領域１２６の一方の端部（位置Ｐ０）に移動させ、一旦停止させる。続いて、走査制御回路１５０は、各プローブ１１２を各第２記録領域１２６の一方の端部（位置Ｐ０）から、当該各第２記録領域１２６の他方の端部（位置Ｐ１）に向けて移動させる。各プローブ１１２が各第２記録領域１２６内を移動している間に、走査制御回路１５０は、各プローブ１１２の移動速度を一定速度Ｖｃとなるまで高める。すなわち、Ｐ０−Ｐ１間が各プローブ１１２の助走区間となる。Ｐ０−Ｐ１間における各プローブ１１２の速度制御は、走査制御回路１５０が、各第２記録領域１２６内に記録された移動制御情報１２７を各プローブ１１２を介して検出する（読み取る）ことによって行う。なお、移動制御情報１２７の読取は、すべてのプローブ１１２で行う必要はなく、１個または数個のプローブ１１２で行えば足りる。次に、走査制御回路１５０は、各プローブ１１２の移動速度を一定速度Ｖｃに維持したまま、各プローブ１１２を、各第２記録領域１２６に続いて配置されている各第１記録領域１２５内に突入させる。各プローブ１１２が各第１記録領域１２５に突入した瞬間、各第１記録領域１２５に対する情報の記録・読取が開始される。一定速度Ｖｃは、各プローブ１１２によって各第１記録領域１２５に情報を記録し、または各第１記録領域１２５に記録された情報を各プローブ１１２によって読み取るのに適した速度である。なお、情報を記録するのに適した速度と、記録された情報を読み取るのに適した速度とが異なる場合には、情報記録時と情報再生時とで、予め設定された２種類の速度を選択すればよい。
【００８０】
このように、各プローブ１１２が各第１記録領域１２５に突入する前の段階で、各プローブ１１２の移動速度が一定速度Ｖｃにまで高められているので、各第１記録領域１２５内をその端部（周縁部）から、安定した速度で走査することができる。したがって、各第１記録領域１２５の周縁部から情報を確実に記録することができ、また、各第１記録領域１２５の端部付近に記録された情報を確実に読み取ることができる。この結果、各第１記録領域１２５の中央部から端部に至るまで、ぎっしりと情報を記録することができ、記録媒体１２０の記録容量を高めることができる。
【００８１】
なお、移動制御情報１２７の検出ないし読取は、各プローブ１１２が助走中であっても支障なく行うことができる。なぜなら、移動制御情報１２７は、通常のコンテンツ情報と比較して、密度の低い、大雑把な情報だからである。すなわち、各プローブ１１２の速度制御は、密度の低い、大雑把な情報（例えば、通常のコンテンツ情報に対応するピット間隔と比較して大きなピット間隔を有するピット列、または単に一定の間隔をもって単純に並べられたピット列）が記録媒体に存在していれば、実現できるのである。また、上記説明では、あたかも各プローブ１１２自体が移動するが如く説明したが、実際には、各プローブ１１２の移動は、記録媒体１２０の移動によって実現される相対的なものである。もっとも、プローブアレイにアクチュエータを設けて移動可能とする構成を採用しても、上述した速度制御処理を実現でき、このような構成も本発明の一態様として考えることができる。
【００８２】
さらに、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う情報記録再生装置および記録媒体もまた本発明の技術思想に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の情報記録再生装置および記録媒体の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す情報記録再生装置および記録媒体の一部を示す側面図である。
【図３】プローブアレイの変形例を示す側面図である。
【図４】本発明の記録媒体の第１実施形態を示す平面図である。
【図５】記録領域の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の情報記録再生装置の第１実施形態におけるプローブの走査範囲を示す説明図である。
【図７】本発明の情報記録再生装置の第１実施形態におけるプローブの走査範囲の他の具体例を示す説明図である。
【図８】本発明の情報記録再生装置の第１実施形態におけるプローブの走査範囲の他の具体例を示す説明図である。
【図９】本発明の情報記録再生装置の第１実施形態におけるプローブの走査範囲の他の具体例を示す説明図である。
【図１０】本発明の情報記録再生装置の第１実施形態における走査制御手段の具体例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の情報記録再生装置の第１実施形態における走査制御を示す説明図である。
【図１２】本発明の情報記録再生装置の第１実施形態における走査制御を示す説明図である。
【図１３】本発明の記録媒体の第２実施形態を示す平面図である。
【図１４】本発明の情報記録再生装置の第２実施形態における走査制御手段の具体例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の情報記録再生装置の第２実施形態における走査範囲を示す説明図である。
【図１６】本発明の情報記録再生装置の第２実施形態における走査制御を示す説明図である。
【図１７】本発明の情報記録再生装置の実施例を示す斜視図である。
【図１８】本発明の記録媒体の実施例を示す平面図である。
【図１９】本発明の情報記録再生装置の実施例における走査範囲を示す説明図である。
【図２０】本発明の情報記録再生装置の実施例における走査範囲切換処理を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の情報記録再生装置の実施例における速度制御処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０、１００  情報記録再生装置
１１、３０、１１１  プローブアレイ
１２、１３０  移動機構
１３、６０  走査制御手段
１４、３１、１１２  プローブ
２０、４０、５０、１２０  記録媒体
２２、４２、５２、１２５  記録領域（第１記録領域）
５３、１２６  第２記録領域
５４、１２７  移動制御情報
【図１】
2005141831.tif 000003
【図２】
2005141831.tif 000004
【図３】
2005141831.tif 000005
【図４】
2005141831.tif 000006
【図５】
2005141831.tif 000007
【図６】
2005141831.tif 000008
【図７】
2005141831.tif 000009
【図８】
2005141831.tif 000010
【図９】
2005141831.tif 000011
【図１０】
2005141831.tif 000012
【図１１】
2005141831.tif 000013
【図１２】
2005141831.tif 000014
【図１３】
2005141831.tif 000015
【図１４】
2005141831.tif 000016
【図１５】
2005141831.tif 000017
【図１６】
2005141831.tif 000018
【図１７】
2005141831.tif 000019
【図１８】
2005141831.tif 000020
【図１９】
2005141831.tif 000021
【図２０】
2005141831.tif 000022
【図２１】
2005141831.tif 000023