(57)【要約】【課題】データ書込み及び読取り用マルチプローブとその動作方法を提供する。【解決手段】記録媒体に対するデータ書込み及び読取りに使われるマルチプローブにおいて、マルチプローブに含まれたあらゆるプローブは、記録媒体に/からデータを書込み/読出し可能な動作プローブであることを特徴とする。従来のマルチプローブとは違って、別途の基準プローブを含まず、格子配列をなす動作プローブのみを含む。これにより、製造工程を単純化でき、基準プローブの存在によりデータ記録領域の減少という問題が生じえず、また、隣接した動作プローブを基準プローブとして使用するために、動作プローブ間の不均一性に影響されないという効果がある。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対するデータ書込み及び読取りに使われるマルチプローブにおいて、
前記マルチプローブに含まれたあらゆるプローブは、前記記録媒体に/からデータを書込み/読出し可能な動作プローブであることを特徴とするマルチプローブ。
【請求項２】
前記記録媒体にアクセスするための待機状態の前記プローブは、前記記録媒体からデータを読取るために前記記録媒体にアクセスするプローブに対して基準プローブであることを特徴とする請求項１に記載のマルチプローブ。
【請求項３】
前記基準プローブは、前記アクセスするプローブに最も隣接したプローブであることを特徴とする請求項２に記載のマルチプローブ。
【請求項４】
前記基準プローブは、前記アクセスするプローブに２番目に隣接したプローブであることを特徴とする請求項２に記載のマルチプローブ。
【請求項５】
前記マルチプローブに含まれたあらゆるプローブは、格子配列をなすことを特徴とする請求項１に記載のマルチプローブ。
【請求項６】
記録媒体に/からデータを書込み/読出し可能な複数の動作プローブを含むマルチプローブの動作方法において、
前記記録媒体からデータを読取るために前記記録媒体に第１動作プローブをアクセスさせつつ、次にアクセスさせる第２動作プローブを前記第１動作プローブの基準プローブとして使用することを特徴とするマルチプローブ動作方法。
【請求項７】
前記第２動作プローブは、前記第１動作プローブから最もまたは二番目に隣接した動作プローブであることを特徴とする請求項６に記載のマルチプローブ動作方法。
【請求項８】
前記第１動作プローブは、前記複数の動作プローブのうち、少なくとも２個の動作プローブを含み、前記第２動作プローブは、前記第１動作プローブと同数の動作プローブを含むことを特徴とする請求項６に記載のマルチプローブ動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ書込み及び読取り装置及びその動作方法に係り、より詳細には、マルチプローブ及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報技術の発展につれて携帯用情報機器とメモリ装置の使用が増加している。このように多様な情報が増加している状況で情報に対する利用効率を極大化するためには、情報を体系的に分類して保存する必要がある。このような必要性により高密度データ記録媒体に対する関心が高まることによって、多様な記録媒体と各記録媒体に適したデータ記録及び再生装置が紹介されている。
【０００３】
最近、紹介されている高密度記録媒体の材料は、強磁性体や強誘電体が多く使われる。強磁性層と強誘電層は、各々残留磁気分極と電気分極特性を有しているために、強磁性層や強誘電層が使われた記録媒体に記録されたデータは電源が除去された後にも消失されない。
強誘電体が使われた記録媒体からデータを読取る過程は、記録媒体表面の電荷分布を読取る過程である。このための装置でプローブが広く使われている。プローブは、データの記録にも使われうる。
【０００４】
下記で記録媒体とは、強誘電体で形成された記録媒体を意味する。
プローブは、記録媒体表面の電荷分布によってそれに相応する信号、すなわち、データ信号を発生させる。ところが、記録媒体においてビットサイズは小さい。これにより、このような記録媒体からデータを読取る過程でプローブを通じて発生するデータ信号の強度は弱い。したがって、プローブを通じて発生するデータ信号は、増幅過程を経て増幅される。
ところが、プローブは、前記データ信号より強いキャリア信号（オフセット信号）を基本的に発生させる。そして、前記増幅過程で前記キャリア信号も共に増幅する。これにより、前記データ信号の増幅効果は低くなる。
【０００５】
図１は、プローブ１０が記録媒体１２にアクセスしてデータを読取る過程を示し、前記データを読取る過程でプローブ１０で発生する信号電流Ｉｄの変化を示す。
図１の第１グラフィックＧ１を参照すれば、プローブ１０が記録媒体１２にアクセスして矢印方向に移動する時、プローブ１０から発生する信号電流Ｉｄは第１電流Ｉｃｓと第１信号電流Ｉｓ１との和または第１電流Ｉｃｓと第２信号電流Ｉｓ２との和であることが分かる。第１電流Ｉｃｓは、キャリア信号に該当し、第１信号電流Ｉｓ１はプローブ１０が記録媒体１２の残留分極方向がアップ（↑）である領域にアクセスされた時、プローブ１０を通じて発生するデータ信号に該当する。そして、第２信号電流Ｉｓ２は、プローブ１０が記録媒体１２の残留分極方向がダウン（↓）である領域にアクセスされた時、プローブ１０を通じて発生するデータ信号に該当する。第１及び第２信号電流Ｉｓ１、Ｉｓ２と第１電流Ｉｃｓとを比較すれば、第１電流Ｉｃｓが第１及び第２信号電流Ｉｓ１、Ｉｓ２より大きいことが分かる。
【０００６】
キャリア信号とデータ信号は、前記のように合わせられているために、データ信号の増幅過程で必然的にキャリア信号も増幅するところ、前記増幅によるデータ信号の増幅効果は小さくなる。
これにより、データ信号の増幅に先立ってプローブを通じて発生する信号からキャリア信号を除去する方案が備えられた。
【０００７】
図２は、前記方案の一例を示す。
図２を参照すれば、前記方案によるプローブ２０は、データが記録された記録媒体２２にアクセスする動作プローブ（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｐｒｏｂｅ）２０ａと、データが記録されていない記録媒体２４（あるいは記録媒体２２のデータが記録されていない領域）にアクセスする基準プローブ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｒｏｂｅ）２０ｂとを備える。動作プローブ２０ａを通じて発生する信号はデータ信号とキャリア信号とをいずれも含む一方、基準プローブ２０ｂを通じて発生する信号は、キャリア信号だけ含む。したがって、動作プローブ２０ａから発生する信号、すなわち、電流ＩｄＡから、基準プローブ２０ｂから発生する信号、すなわち、電流ＩｄＢを差し引く場合、第２グラフィックＧ２から分かるようにデータ信号に該当するデータ信号電流ＩｄＡ−ＩｄＢのみ得られる。
このように動作プローブ２０ａと基準プローブ２０ｂとを共に利用することによって、動作プローブ２０ａから発生する信号からデータ信号のみ抽出しうる。したがって、後続の増幅過程でデータ信号のみ増幅しうる。
【０００８】
図３及び図４は、現在まで紹介された動作プローブと基準プローブとを含むマルチプローブ（以下、従来のマルチプローブ）の例を示す。図３及び図４において、部材番号３０、５０ａは動作プローブを、４０、５０ｂは基準プローブを示す。
図３に示された従来のマルチプローブ２８は、格子配列をなす複数の動作プローブ３０を含む。そして、複数の動作プローブ３０と共通で連結した１つの基準プローブ４０を含む。
図３に示された従来のマルチプローブ２８は、製造工程が簡単であるという利点はあるが、各動作プローブ３０の均一性が確保され難く、それによる誤動作（ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ）の可能性が高い。
【０００９】
図４に示された従来のマルチプローブ４８は、格子配列をなす複数のプローブ群５０を含む。各プローブ群５０は、１つの動作プローブ５０ａと１つの基準プローブ５０ｂとを含む。
図４に示された従来のマルチプローブ４８の場合、動作プローブ５０ａの数と基準プローブ５０ｂの数とが同じであるために、動作プローブ５０ａ間の不均一性による誤動作の可能性はない。しかし、格子配列形態にプローブ群５０を形成せねばならないために、製造工程が複雑になるという問題点がある。
また、図４に示されたマルチプローブ４８は、図３に示されたマルチプローブ２８より２倍ほど多いプローブを含むので、収率（ｙｉｅｌｄ）が低くなりうる。また、基準プローブ５０ｂの動作領域を確保せねばならないために、データ記録領域が減る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする技術的課題は前記問題点を改善するためのものであって、プローブ間の不均一性に影響されず、製造工程を単純化し、データ記録領域と収率の減少という問題を効果的に解決するマルチプローブを提供するところにある。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、このようなマルチプローブの動作方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記技術的課題を達成するために本発明は、記録媒体に対するデータ書込み及び読取りに使われるマルチプローブにおいて、前記マルチプローブに含まれたあらゆるプローブは、前記記録媒体に/からデータを書込み/読出し可能な動作プローブであることを特徴とするマルチプローブを提供する。
前記記録媒体にアクセスするための待機状態の前記プローブは、前記記録媒体からデータを読取るために前記記録媒体にアクセスするプローブに対して基準プローブである。
本発明によれば、前記基準プローブは、前記アクセスするプローブに最もまたは２番目に隣接した動作プローブであり得る。
前記マルチプローブに含まれたあらゆるプローブは、格子配列をなしうる。
【００１２】
前記他の技術的課題を達成するために本発明は、記録媒体に/からデータを書込み/読出し可能な複数の動作プローブを含むマルチプローブの動作方法において、前記記録媒体からデータを読取るために前記記録媒体に第１動作プローブをアクセスさせつつ、次にアクセスさせる第２動作プローブを前記第１動作プローブの基準プローブとして使用することを特徴とするマルチプローブ動作方法を提供する。
このような動作方法で前記第２動作プローブは、前記第１動作プローブから最もまたは２番目に隣接した動作プローブであり得る。
前記第１動作プローブは、前記複数の動作プローブのうち少なくとも２個の動作プローブを含み、前記第２動作プローブは、前記第１動作プローブと同数の動作プローブを含みうる。
【００１３】
本発明のマルチプローブは、このように従来のマルチプローブと異なって別途の基準プローブを含まず、格子配列をなす動作プローブのみ含む。したがって、本発明のマルチプローブを利用すれば、製造工程を単純化し、基準プローブの存在によるデータ記録領域が減少する問題がない。また、隣接した動作プローブを基準プローブとして使用するために、動作プローブ間の不均一性の問題から自由になりうる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のマルチプローブは、従来のマルチプローブとは違って別途の基準プローブを含まない。すなわち、本発明のマルチプローブは、格子配列をなす動作プローブのみ含む。したがって、本発明を利用すれば、製造工程を単純化でき、基準プローブの存在によりデータ記録領域の減少という問題が生じない。また、隣接した動作プローブを基準プローブとして使用するために、動作プローブ間の不均一性を最小化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態によるデータ書込み及び読取り用のマルチプローブとその動作方法を添付した図面を参照して詳細に説明する。この過程で、図面に示された層や領域の厚さは、明細書の明確性のために誇張して図示した。
まず、本発明のマルチプローブとその動作概念について簡略に説明する。
【００１６】
図５を参照すれば、記録媒体６０に第１及び第２動作プローブ６２、６４がアクセスされており、第３動作プローブ６６は、記録媒体６０にアクセスするために待機状態にある。図５に示した第１ないし第３動作プローブ６２、６４、６６は、本発明のマルチプローブに含まれた複数の動作プローブの一部である。第１動作プローブ６２は、記録媒体６０の残留分極がダウン（↓）である領域、すなわち、ビットデータ０が記録された領域にアクセスされている。ダウン（↓）の残留分極によりこの領域の上部面と下部面との間に−Ｖｇ１の電位差が形成される。第２動作プローブ６４は、第１動作プローブ６２と反対に記録媒体６０の残留分極がアップ（↑）である領域、すなわち、ビットデータ１が記録された領域にアクセスされている。この領域の上部面と下部面との間には、前記アップ（↑）の残留分極により＋Ｖｇ１の電位差が形成される。記録媒体６０で残留分極がアップ（↑）である領域とダウン（↓）である領域の上部面と下部との間の電位差の大きさは同じである。しかし、残留分極の方向によって二領域の上部面に分布する電荷の極性は反対となる。これにより、便宜上、第１動作プローブ６２がアクセスされた領域の上部及び下部との間の電位差符号は負（−）とし、第２動作プローブ６４がアクセスされた領域の上部及び下部との間の電位差符号は正（＋）とした。
【００１７】
図５の記録媒体６０の下に示した電圧Ｖｇ−電流ＩｄグラフＧ３で横軸の電圧Ｖｇは、残留分極の存在による記録媒体６０の上部及び下部間の電位差を示す。横軸において、−Ｖｇ１は、前述したように記録媒体６０の第１動作プローブ６２がアクセスされた領域の上部及び下部間の電位差を示す。また、前記横軸において、＋Ｖｇ１は、記録媒体６０の第２動作プローブ６４がアクセスされた領域の上部及び下部間の電位差を示す。−Ｖｇ１と＋Ｖｇ１は、同じ大きさを有するので、縦軸から同じ距離に位置する。
このように−Ｖｇ１は、記録媒体６０の第１動作プローブ６２がアクセスされた領域の上部及び下部間の電位差を示すところ、図５のグラフＧ３において、電圧Ｖｇが−Ｖｇ１である時、測定される第１電流Ｉｄ１は、第１動作プローブ６２で発生する信号電流（ビットデータ０に該当するデータ信号電流＋キャリア信号電流）を示す。そして、電圧Ｖｇが＋Ｖｇ１である時、測定される第２電流Ｉｄ２は、第２動作プローブ６４で発生する信号電流（ビットデータ１に該当するデータ信号電流＋キャリア信号電流）を示す。
【００１８】
一方、第３動作プローブ６６は、記録媒体６０にアクセスされていない状態であるが、この状態は第３動作プローブ６６が残留分極のない記録媒体にアクセスされたことと同一である。残留分極のない記録媒体の上部及び下部間の電位差は０となる。図５の横軸において、Ｖｇｏは、記録媒体６０の上部及び下部面の電位差が０ということを示す。記録媒体６０において、残留分極が存在していない領域はないところ、図５の横軸においてＶｇｏは、第３動作プローブ６６を示す。したがって、電圧ＶｇがＶｇｏである時、測定される電流Ｉｄｏは、待機状態にある第３動作プローブ６６から発生する信号電流となる。第３動作プローブ６６は、記録媒体６０にアクセスされていない状態であるために、第３動作プローブ６６から発生する信号電流Ｉｄｏにはビットデータ信号電流が含まれていない。すなわち、信号電流Ｉｄｏは、キャリア信号電流のみを含む。したがって、待機状態にある第３動作プローブ６６は、記録媒体６０にアクセスされるまで、従来の基準プローブのように使われうる。言い換えれば、第３動作プローブ６６は、記録媒体６０に対してアクセス中にある隣接した動作プローブに対する基準プローブとして使われる。
【００１９】
例えば、図５において第１動作プローブ６２が第３動作プローブ６６に隣接した動作プローブとすれば、第３動作プローブ６６は、記録媒体６０にアクセスされるまで第１動作プローブ６２に対する基準プローブとして使われる。したがって、第１動作プローブ６２を通じて信号電流Ｉｄ１が測定されれば、信号電流Ｉｄ１から第３動作プローブ６６を通じて測定された信号電流Ｉｄｏを差し引く（以下、第１演算）。前記第１演算を通じて信号電流Ｉｄ１からキャリア信号電流は除去されるところ、前記第１演算後、信号電流Ｉｄ１は、ビットデータ０に該当するデータ信号電流のみを含む。このような結果は、図５のグラフＧ３をＩｄｏの値が０になるまで縦軸に沿って下方に移動させたことと同じである。前記第１演算後、信号電流Ｉｄ１を増幅させる。
【００２０】
第２動作プローブ６４が第３動作プローブ６６に隣接した動作プローブである場合、第２動作プローブ６４から発生する信号電流Ｉｄ２を測定した後、信号電流Ｉｄ２から第３動作プローブ６６で発生する信号電流Ｉｄｏを差し引く（以下、第２演算）。前記第２演算の結果、信号電流Ｉｄ２からキャリア信号電流が除去されるところ、信号電流Ｉｄ２はビットデータ１に該当するデータ信号電流のみ含む。前記第２演算の結果も、図５のグラフＧ３をＩｄｏの値が０になるまで縦軸に沿って下方に移動させたことと同じである。前記第２演算後、信号電流Ｉｄ２を増幅させる。
【００２１】
第３動作プローブ６６が待機状態から記録媒体６０に対するアクセス状態になる場合、第３動作プローブ６６に隣接した他の動作プローブ（図示すぜ）が待機状態にありつつ、自身がアクセスされるまで第３動作プローブ６６に対する基準プローブとして使われる。
次いで、本発明の第１実施形態によるマルチプローブと動作について説明する。
【００２２】
図６を参照すれば、偶数行ＷＬ０,ＷＬ２,ＷＬ４,…と偶数列ＢＬ０,ＢＬ２,ＢＬ４,…とが交差する第１領域と、奇数行ＷＬ１,ＷＬ３,…と奇数列ＢＬ１,ＢＬ３,…とが交差する第２領域とに各々動作プローブが存在する。第１領域に存在する動作プローブ７０とこれに隣接した第２領域に存在する動作プローブ８０は、１対をなす。動作プローブ７０が記録媒体にアクセスされている時、動作プローブ８０は待機状態にありつつ、動作プローブ７０に対する基準プローブの役割を果たし、図５に説明したような動作を行う。また、第２領域にある動作プローブ８０が垂直記録媒体にアクセスされる時、動作プローブ８０に隣接して待機状態にある第１領域に存在する動作プローブ９０は動作プローブ８０に対する基準プローブの役割を果たす。このような関係は第１及び第２領域に存在するあらゆる動作プローブにも同一に適用される。
【００２３】
次いで、本発明の第２実施形態によるマルチプローブと動作について説明する。
図７を参照すれば、第２実施形態によるマルチプローブ２００は、複数の動作プローブＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３を含む。複数の動作プローブ Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３は格子状に配列されており、各格子に１つの動作プローブが位置する。マルチプローブ２００は、別途の基準プローブを含まない。マルチプローブ２００は、はるかに多くの数の動作プローブを含んでいるが、図７には便宜上９個の動作プローブ Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３のみ図示した。
【００２４】
次いで、図７に示したマルチプローブ２００の動作について説明する。いずれか１つの動作プローブ、例えば、２行１列に位置する動作プローブＰ２１が記録媒体にアクセスしている時、動作プローブＰ２１に隣接して待機状態にある動作プローブ、例えば、２行２列に位置した動作プローブＰ２２は動作プローブＰ２１の基準プローブとして使われる。これにより、動作プローブＰ２１から発生する信号電流はデータ信号電流のみ含むことができる。次いで、基準プローブとして使われた動作プローブＰ２２が記録媒体にアクセスされるときは、動作プローブＰ２２に隣接し、待機状態にある他の動作プローブ、例えば、３行３列に位置する動作プローブＰ３３が動作プローブＰ２２に対する基準プローブとして使われる。
【００２５】
一方、同じ列に位置する動作プローブ間に記録媒体にアクセスする動作プローブと基準プローブとがあり得る。例えば、２列に位置する３個の動作プローブＰ１２、Ｐ２２、Ｐ３２のうち１つの動作プローブ、例えば、１行２列に位置した動作プローブＰ１２が記録媒体にアクセスする動作プローブである場合、これに隣接した２行２列の動作プローブＰ２２が動作プローブＰ１２に対する基準プローブとして使われうる。
【００２６】
他の一方では二番目に隣接した動作プローブを基準プローブとして使用することもできる。
例えば、１行１列に位置した動作プローブＰ１１が記録媒体にアクセスする動作プローブである場合、動作プローブＰ１１の基準プローブとしてそれに最も隣接した動作プローブＰ２１またはＰ１２ではなく、二番目に隣接した２行２列に位置した動作プローブＰ２２が使われうる。
前記説明は、図７のマルチプローブ２００で２つ以上の動作プローブが同時に記録媒体にアクセスする場合にも適用されうる。
【００２７】
例えば、１行１列に位置した動作プローブＰ１１と２行１列に位置した動作プローブＰ２１が同時に記録媒体にアクセスする場合、動作プローブＰ１１の基準プローブは１行２列に位置した動作プローブＰ１２または２行２列に位置した動作プローブＰ２２が使われ、動作プローブＰ２１の基準プローブは動作プローブＰ２２、３行１列に位置した動作プローブＰ３１及び３行２列に位置した動作プローブＰ３２のうち、いずれか１つが使われうる。この際、動作プローブＰ１１の基準プローブとして動作プローブＰ２２が使われる場合、待機状態にあるいずれか１つの動作プローブがアクセス状態にある２つの動作プローブに１つの基準プローブとして共通で使われることを防止するため、動作プローブＰ２１の基準プローブは動作プローブＰ３１と動作プローブＰ３２のうち、いずれか１つを使用する。
【００２８】
前記説明で多くの事項が具体的に記載されているが、これらは発明の範囲を限定するよりは、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。例えば、当業者ならば、マルチプローブを正方形格子の長さが横縦に異なる方形に配列しうる。また、前記した説明では各格子に位置する動作プローブが同じ抵抗プローブであると見なしたが、必要によって各格子に位置する動作プローブは同じ機能を行えるならば、同一でないこともある。従って、本発明の範囲は説明された実施形態によって決まるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により決められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、データ書込み及び読取り用マルチプローブとその動作方法に関連した技術分野に好適に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】強誘電体記録媒体についてのプローブアクセスを概略的に示す模式図及びプローブアクセスによる検出信号をプローブ移動距離によって示すグラフである。
【図２】強誘電体記録媒体についてのプローブアクセス過程でのキャリア信号（オフセット信号）を除去するために実際データが記録された強誘電体記録媒体にアクセスするプローブ（以下、動作プローブ）とデータが記録されていない強誘電体記録媒体にアクセスする基準プローブのアクセス過程を概略的に示す模式図、及び前記動作プローブ及び基準プローブの同時アクセスによる検出信号を移動距離によって示すグラフである。
【図３】動作プローブと基準プローブとを含む従来の技術によるマルチプローブの構成を示す平面図である。
【図４】動作プローブと基準プローブとを含む従来の技術によるマルチプローブの構成を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態によるマルチプローブの構成及び動作の基本概念を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるマルチプローブの構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるマルチプローブの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
６０  記録媒体
６２  第１動作プローブ
６４  第２動作プローブ
６６  第３動作プローブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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