(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報が貯蔵される記録媒体と、
前記記録媒体を支持するステージと、
前記ステージを駆動するスキャナと、
前記記録媒体に情報検出順序によって情報を記録し、又は前記記録媒体から情報を再生するための複数のカンチレバーからなるカンチレバーアレイと、
前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報記録のための電圧信号または情報再生のための電圧変調信号を印加して情報を検出する制御部とを具備し、
前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であるとき、前記カンチレバーは前記情報を、数式  ΔＬ＝Ｌ／ＮＭ  を満足するΔＬだけの間隔で前記情報記録をすることを特徴とする情報貯蔵装置。
【請求項２】
情報が貯蔵される記録媒体と、
前記記録媒体を支持するステージと、
前記ステージを駆動するスキャナと、
前記記録媒体に情報検出順序によって情報を記録し、又は前記記録媒体から情報を再生するための複数のカンチレバーからなるカンチレバーアレイと、
前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報記録のための電圧信号または情報再生のための電圧変調信号を印加して情報を検出する制御部とを具備し、
前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であり、前記スキャナの速度がＶであるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式  Δｔ＝Ｌ／ＶＮＭ  を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報記録をすることを特徴とする情報貯蔵装置。
【請求項３】
情報が貯蔵される記録媒体と、
前記記録媒体を支持するステージと、
前記ステージを駆動するスキャナと、
前記記録媒体に情報検出順序によって情報を記録し、又は前記記録媒体から情報を再生するための複数のカンチレバーからなるカンチレバーアレイと、
前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報記録のための電圧信号または情報再生のための電圧変調信号を印加して情報を検出する制御部とを具備し、
前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であり、前記スキャナの速度がＶであるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式  Δｔ＝Ｌ／ＶＮＭ  を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報再生をすることを特徴とする情報貯蔵装置。
【請求項４】
前記制御部に基準電圧信号を送出する基準キャパシタをさらに具備することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の情報貯蔵装置。
【請求項５】
前記基準キャパシタは、チップのないカンチレバーと電極とよりなることを特徴とする請求項４に記載の情報貯蔵装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記スキャナを駆動する駆動信号を印加するスキャナ駆動部と、
前記カンチレバーに情報記録のための電圧信号または情報再生のための電圧変調信号を印加する信号送信部と、
前記電圧変調信号が入力された前記カンチレバーが前記記録媒体と相互作用して送出する電流信号と、前記基準電圧信号による電流信号とを受信した後、差動して情報再生電流信号を出力する信号受信部とを具備することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の情報貯蔵装置。
【請求項７】
前記複数のカンチレバーと前記信号送信部との間に、前記信号送信部が印加する前記電圧信号または電圧変調信号を所定カンチレバーにのみ印加する複数のスイッチをさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の情報貯蔵装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記スイッチを開閉する駆動信号を印加するスイッチ調節部をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の情報貯蔵装置。
【請求項９】
前記スキャナ駆動部は、前記スキャナを移動させていて前記信号送信部が前記電圧信号または電圧変調信号を印加する間に停止させる駆動信号を印加することを特徴とする請求項８に記載の情報貯蔵装置。
【請求項１０】
前記スイッチ調節部は、前記信号送信部が前記電圧信号または電圧変調信号を印加する間に前記スイッチを同時に選択的に開閉させる駆動信号を印加することを特徴とする請求項９に記載の情報貯蔵装置。
【請求項１１】
前記スキャナ駆動部は、前記スキャナを等速移動させる駆動信号を印加することを特徴とする請求項８に記載の情報貯蔵装置。
【請求項１２】
前記スイッチ調節部は、前記スイッチを順次に開閉させる駆動信号を印加することを特徴とする請求項１１に記載の情報貯蔵装置。
【請求項１３】
前記制御部の電流信号から再生情報を出力する情報出力部をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の情報貯蔵装置。
【請求項１４】
記録媒体と、前記記録媒体を支持するステージと、前記ステージを駆動するスキャナと、前記記録媒体に情報を記録し、又は前記記録媒体から情報を再生する複数のカンチレバーよりなるカンチレバーアレイと、前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報記録のための電圧信号を印加する制御部と、前記複数のカンチレバーと前記制御部とを連結するスイッチとを具備する情報貯蔵装置における情報記録方法であって、
前記記録媒体の情報領域を前記カンチレバーの数だけ分割して各カンチレバー当り一つの情報領域を指定する第１段階と、
前記スキャナを等速移動させる第２段階と、
前記複数のカンチレバーに前記情報記録のための電圧信号を印加する第３段階と、
前記記録媒体の所定情報領域に指定された所定カンチレバーに連結されるスイッチを順次に開閉して情報を記録する第４段階とを含み、
前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式  ΔＬ＝Ｌ／ＮＭ  を満足するΔＬだけの間隔で前記情報記録をすることを特徴とする情報記録方法。
【請求項１５】
記録媒体と、前記記録媒体を支持するステージと、前記ステージを駆動するスキャナと、前記記録媒体に情報を記録し、又は前記記録媒体から情報を再生する複数のカンチレバーよりなるカンチレバーアレイと、前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報記録のための電圧信号を印加する制御部と、前記複数のカンチレバーと前記制御部とを連結するスイッチとを具備する情報貯蔵装置における情報記録方法であって、
前記記録媒体の情報領域を前記カンチレバーの数だけ分割して各カンチレバー当り一つの情報領域を指定する第１段階と、
前記スキャナを等速移動させる第２段階と、
前記複数のカンチレバーに前記情報記録のための電圧信号を印加する第３段階と、
前記記録媒体の所定情報領域に指定された所定カンチレバーに連結されるスイッチを順次に開閉して情報を記録する第４段階とを含み、
前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であり、前記スキャナの速度がＶであるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式  Δｔ＝Ｌ／ＶＮＭ  を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報記録をすることを特徴とする情報記録方法。
【請求項１６】
記録媒体と、前記記録媒体を支持するステージと、前記ステージを駆動するスキャナと、前記記録媒体に情報を記録し、又は前記記録媒体から情報を再生する複数のカンチレバーよりなるカンチレバーアレイと、前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報再生のための電圧変調信号を印加する制御部と、前記制御部に基準電圧信号を送出する基準キャパシタとを具備する情報貯蔵装置における情報再生方法であって、
前記記録媒体の情報領域を前記カンチレバーの数だけ均等分割して各カンチレバー当り一つの情報領域を指定する第１段階と、
前記スキャナを等速移動させる第２段階と、
前記カンチレバーに前記電圧変調信号を順次に印加する第３段階と、
前記電圧変調信号が入力された前記カンチレバーが前記記録媒体と相互作用して送出する電流信号と、前記基準電圧信号による電流信号とを差動して情報を再生する第４段階とを含み、
前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であり、前記スキャナの速度がＶであるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式  Δｔ＝Ｌ／ＶＮＭ  を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報再生をすることを特徴とする情報再生方法。
【請求項１７】
記録媒体と、前記記録媒体を支持するステージと、前記ステージを駆動するスキャナと、前記記録媒体に情報を記録し、又は前記記録媒体から情報を再生する複数のカンチレバーよりなるカンチレバーアレイと、前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報再生のための電圧変調信号を印加する制御部と、前記複数のカンチレバーと前記制御部とを連結する複数のスイッチとを具備する情報貯蔵装置における情報再生方法であって、
前記記録媒体の情報領域を前記カンチレバーの数だけ均等分割して各カンチレバー当り一つの情報領域を指定する第１段階と、
前記スキャナを等速移動させる第２段階と、
前記情報領域の有効フィールドの中間地点で前記所定カンチレバーに連結された前記所定スイッチを開閉して、前記カンチレバーが前記記録媒体と相互作用して送出する電流信号を検出して情報を再生する第３段階とを含み、
前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であり、前記スキャナの速度がＶであるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式  Δｔ＝Ｌ／ＶＮＭ  を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報再生をすることを特徴とする情報再生方法。
【請求項１８】
前記スキャナの速度がＶであり、前記情報の間隔がΔＬである時、前記情報を数式  Δｔ＝ΔＬ／Ｖ  を満足するΔｔだけの時間間隔で検出することを特徴とする請求項１７に記載の情報再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）技術を利用する高密度情報貯蔵装置及び情報記録方法及び情報再生方法に係り、より詳細には、静電容量検出装置を利用して高速・高密度で情報を記録及び再生できる情報貯蔵装置及び情報記録方法並びに再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＰＭ技術を利用する探針方式の高速・高密度情報貯蔵装置は、情報を記録または再生できるチップが備わっているカンチレバーが整列されたカンチレバーアレイと、情報を貯蔵できる記録媒体と、この記録媒体をＸＹ軸方向に駆動するステージと、制御部とで構成される。
【０００３】
記録媒体に貯蔵されている情報は、記録媒体とチップとの相互作用により発生するカンチレバーの特性変化を検出して再生される。速度はカンチレバーの周波数特性により制限され、一つのカンチレバーで多数の情報を検出すれば情報再生速度が影響されるので、これを改善するために多数のカンチレバーで記録媒体に情報を記録及び再生する方法が提案されている。
【０００４】
探針を利用した情報貯蔵方式には、静電容量の変化を検出する静電容量検出方式と、発振器を構成して共振周波数の変化または発振幅の変化を検出する間接検出方式（ＳＣＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）などがある。
このうち静電容量検出方式を利用した従来の技術に関する簡略な概念図が図１に図示されている。
【０００５】
図１（ａ）を参照すれば、一端部が固定端５に固定されるカンチレバー２は、電極３と連結されてキャパシタを形成する。チップ４は、カンチレバー２の固定されていない他端部に付着される。カンチレバー２が記録媒体の表面を移動する途中でチップ４と記録媒体の表面との相互作用によりチップ４が位置するカンチレバー２の端部がこの記録媒体の表面に直交する方向、すなわち、Ｚ軸方向に上下運動すれば、電極３と連結されて形成されるキャパシタの静電容量が変化する。
【０００６】
図１（ａ）に示された従来の静電容量検出方式の等価回路が図１（ｂ）に図示されている。このような従来の静電容量検出方式の情報貯蔵装置における検出電流は、固定状態の静電容量と静電容量の変化量との和に比例した値になって信号の増幅及び感度向上がむずかしい。
【０００７】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、各々前記カンチレバーを具備する静電容量検出方式の短所を補完して静電容量の変化量だけ検出できるように差動形態のカンチレバー装置を構成した概念図及びその等価回路を示す。
【０００８】
図２（ａ）を参照すれば、差動形態のカンチレバー８は、チップ１１を有するカンチレバー８の中心部が支持台１２により支持され、支持台１２の左側に位置するカンチレバー部分は電極９と共にキャパシタを形成し、支持台１２の右側に位置するカンチレバー部分は電極１０と共にキャパシタを形成する。従来の差動形態のカンチレバー８はその中間が支持台１２により固定されるので、これを中心にチップ１１が位置する部分が下降すれば他端部が上昇しながら情報を記録及び再生する。
【０００９】
差動形態のカンチレバー８は、既存のカンチレバー２より検出信号の大きさ及び感度、線形性に優れるが、支持台１２の幅が大きくなければならず、カンチレバー８の長さも既存のカンチレバー２より２倍程度長くなって駆動変位がさらに大きくなり、さらに大きい駆動力が必要であるという短所がある。このような短所を補完するために従来の情報貯蔵装置は多数のカンチレバー８をアレイ形態に構成し、記録媒体をＸＹ方向に移動させながら情報を記録及び再生する方式を有する。
【００１０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、従来の多数のカンチレバーの各々に一つのセンサーが連結されて情報を記録及び再生する方式を簡略に示した図面である。
【００１１】
図３（ａ）を参照すれば、従来の情報貯蔵装置は複数のカンチレバー１１、１３、１５、１７の各々にセンサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が各々連結されて個別的に情報記録信号を印加し、情報再生信号を検出する。
【００１２】
図３（ｂ）に示されたように、情報検出信号は各センサーごとに各情報領域から一つずつ検出されている。このように多数のカンチレバーを多数のセンサーで制御する場合、一つのカンチレバーを使用する場合より、記録及び再生速度はカンチレバーの数に比例して向上するが、各カンチレバーを担当する検出及び記録回路が占める面積及び消費電力が増加する問題点が発生する。
【００１３】
【特許文献１】
特開平６−１９５７７０号公報
【特許文献２】
特開平５−０２８５４５号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は前記の問題点を改善するためのものであって、複数のカンチレバーが複数の制御回路で駆動される方式の高情報伝送率及び制御が容易な長所と、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式の低駆動力及び小型の長所とを合わせた新しいＴＤＭ方式の情報貯蔵装置及びこれを利用した情報記録方法及び再生方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を達成するために、本発明は、情報が貯蔵される記録媒体と、
前記記録媒体を支持するステージと、前記ステージを駆動するスキャナと、前記記録媒体に情報検出順序によって情報を記録し、又は前記記録媒体から情報を再生するための複数のカンチレバーからなるカンチレバーアレイと、前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報記録のための電圧信号または情報再生のための電圧変調信号を印加して情報を検出する制御部とを具備し、前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であるとき、前記カンチレバーは前記情報を、数式１  ΔＬ＝Ｌ／ＮＭ  を満足するΔＬだけの間隔で前記情報記録をする、あるいは、前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であり、前記スキャナの速度がＶであるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式２  Δｔ＝Ｌ／ＶＮＭ  を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報記録あるいは前記情報再生をすることを特徴とする情報貯蔵装置を提供する。
【００１６】
ここで、前記制御部に基準電圧信号を送出する基準キャパシタをさらに具備することが望ましい。
【００１７】
前記基準キャパシタは、チップのないカンチレバーと電極とよりなる。
【００１８】
前記制御部は、前記スキャナを駆動する駆動信号を印加するスキャナ駆動部と、情報記録のための電圧信号または情報再生のための電圧変調信号を前記カンチレバーに印加する信号送信部と、前記電圧変調信号が入力された前記カンチレバーが前記記録媒体と相互作用して送出する電流信号、及び前記基準電圧信号による電流信号、を受信した後、差動して情報再生電流信号を出力する信号受信部とを具備する。
【００１９】
前記複数のカンチレバーと前記信号送信部との間に、前記信号送信部が印加する前記電圧信号または電圧変調信号を所定カンチレバーにのみ印加する複数のスイッチをさらに具備することが望ましい。
【００２０】
前記制御部は、前記スイッチを開閉する駆動信号を印加するスイッチ調節部をさらに具備する。
【００２１】
前記スキャナ駆動部は、前記スキャナを移動させていて前記信号送信部が前記電圧信号または電圧変調信号を印加する間に停止させる駆動信号を印加し、この時、前記スイッチ調節部は、前記信号送信部が前記電圧信号または電圧変調信号を印加する間に前記スイッチを同時に選択的に開閉させる駆動信号を印加する。
【００２２】
前記スキャナ駆動部は、前記スキャナを等速移動させる駆動信号を印加する時、前記スイッチ調節部は、前記スイッチを順次に開閉させる駆動信号を印加する。
【００２３】
前記制御部の電流信号から再生情報を出力する情報出力部をさらに具備することが望ましい。
【００２５】
前記技術的課題を達成するために本発明はまた、記録媒体と、前記記録媒体を支持するステージと、前記ステージを駆動するスキャナと、前記記録媒体に情報を記録するか、前記記録媒体から情報を再生する複数のカンチレバーよりなるカンチレバーアレイと、前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報記録のための電圧信号を印加する制御部と、前記複数のカンチレバーと前記制御部とを連結するスイッチとを具備する情報貯蔵装置における情報記録方法であって、前記記録媒体の情報領域を前記カンチレバーの数だけ分割して各カンチレバー当り一つの情報領域を指定する第１段階と、前記スキャナを等速移動させる第２段階と、前記複数のカンチレバーに前記情報記録のための電圧信号を印加する第３段階と、前記記録媒体の所定情報領域に指定された所定カンチレバーに連結されるスイッチを順次に開閉して情報を記録する第４段階とを含み、前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であるとき、前記カンチレバーは前記情報を、数式１  ΔＬ＝Ｌ／ＮＭ  を満足するΔＬだけの間隔で前記情報記録をする、あるいは、前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であり、前記スキャナの速度がＶであるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式２  Δｔ＝Ｌ／ＶＮＭ  を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報記録をすることを特徴とする情報記録方法を提供する。
【００２９】
前記技術的課題を達成するために本発明はまた、記録媒体と、前記記録媒体を支持するステージと、前記ステージを駆動するスキャナと、前記記録媒体に情報を記録するか、前記記録媒体から情報を再生する複数のカンチレバーよりなるカンチレバーアレイと、前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報再生のための電圧変調信号を印加する制御部と、前記制御部に基準電圧信号を送出する基準キャパシタを具備する情報貯蔵装置における情報再生方法であって、前記記録媒体の情報領域を前記カンチレバーの数だけ均等分割して各カンチレバー当り一つの情報領域を指定する第１段階と、前記スキャナを等速移動させる第２段階と、前記カンチレバーに前記電圧変調信号を順次に印加する第３段階と、前記電圧変調信号が入力された前記カンチレバーが前記記録媒体と相互作用して送出する電流信号と、前記基準電圧信号による電流信号とを差動して情報を再生する第４段階とを含み、前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であり、前記スキャナの速度がＶであるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式２  Δｔ＝Ｌ／ＶＮＭ  を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報再生をすることを特徴とする情報再生方法を提供する。
【００３２】
前記技術的課題を達成するために、本発明はまた、記録媒体と、前記記録媒体を支持するステージと、前記ステージを駆動するスキャナと、前記記録媒体に情報を記録するか、前記記録媒体から情報を再生する複数のカンチレバーよりなるカンチレバーアレイと、前記スキャナを駆動する駆動信号を印加し、前記複数のカンチレバーに情報再生のための電圧変調信号を印加する制御部と、前記複数のカンチレバーと前記制御部とを連結する複数のスイッチとを具備する情報貯蔵装置における情報再生方法であって、前記記録媒体の情報領域を前記カンチレバーの数だけ均等分割して各カンチレバー当り一つの情報領域を指定する第１段階と、前記スキャナを等速移動させる第２段階と、前記情報領域の有効フィールドの中間地点で前記所定カンチレバーに連結された前記所定スイッチを開閉して、前記カンチレバーが前記記録媒体と相互作用して送出する電流信号を検出して情報を再生する第３段階とを含み、前記カンチレバーがＮ×Ｍ個であり、Ｌが情報間距離であり、前記スキャナの速度がＶであるとき、前記カンチレバーは前記情報を数式２  Δｔ＝Ｌ／ＶＮＭ  を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報再生をすることを特徴とする情報再生方法を提供する。
【００３３】
ここで、前記スキャナの速度がＶであり、前記情報の間隔がΔＬである時、次の数式を満足するΔｔだけの時間間隔で前記情報を検出する。
【００３４】
【数３】
0004074547.tif 000002
【００３５】
本発明は、従来のＴＤＭ方式の短所を補完した新しいＴＤＭ方式の情報貯蔵装置を提供すると同時に、これを利用した情報記録及び再生方法を提供することによって、ステージを等速で移動させながら情報を記録及び再生することができて情報伝送率を高めることができ、小数の回路で記録された情報を低電力でも駆動できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例による情報貯蔵装置とこれを利用した情報記録方法及び再生方法を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、新しい時分割多重方式を情報記録及び再生に適用すると同時に擬似差動型キャパシタを導入した新しい情報記録及び再生方法を提案する。これにより、以下ステージを駆動するスキャナの駆動速度及び擬似差動型キャパシタの採用によって３つの実施例に分けて詳細に説明する。
【００３７】
本発明の第１ないし第３実施例による情報貯蔵装置はいずれも一つのセンサー、すなわち一つの制御部に複数のカンチレバーが連結されていることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の実施例による情報貯蔵装置及び情報記録方法ならびに情報再生方法は、複数のカンチレバーを利用する貯蔵装置として電荷量、電気分極、磁気分極、幾何形態、相変化等いかなる形態の情報貯蔵装置にも適用できる。
【００３９】
＜第１実施例＞
本発明の第１実施例による情報貯蔵装置は、スキャナが移動及び停止を繰り返して情報を記録及び再生し、擬似差動型キャパシタを導入して情報を検出することを特徴とする。
【００４０】
（情報貯蔵装置）
図４は、本発明の第１実施例による情報貯蔵装置を簡略に示した図面である。
図４を参照すれば、本発明の第１実施例による情報貯蔵装置は、複数に分割される情報貯蔵領域Ｓを有する記録媒体４０と、前記情報貯蔵領域Ｓ内に等速移動しながら情報を記録及び再生する複数のカンチレバーＰよりなるカンチレバーアレイ３０と、前記カンチレバーアレイ３０を支持するステージ２４と、ステージ２４を駆動するスキャナ２８と、スキャナ２８を駆動する駆動信号と情報記録のための電圧信号と情報再生のための変調信号とを印加し、記録媒体４０とカンチレバーＰとが相互作用して送出する電流信号を検出する制御部２６と、前記制御部２６と前記カンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMとを連結するスイッチｗ11，ｗ12，．．．，ｗNMとを具備する。
【００４１】
制御部２６には、検出された情報再生電流信号から情報を出力する情報出力部３２がさらに連結されている。
【００４２】
カンチレバーアレイ３０は、チップを有するカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMとチップを有していないカンチレバーｐ0とに分れ、チップを有するカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMとカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMの下部に位置する電極（図示せず）とは共にキャパシタを形成し、チップが形成されていないカンチレバーｐ0は、下部に位置する電極（図示せず）と共に基準キャパシタとして動作する擬似差動型キャパシタを構成する。基準キャパシタは、各カンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMの名目の静電容量を除去する。基準キャパシタとして前記チップを有していないカンチレバーｐ0と電極の代わりに一般のキャパシタが備わることもある。
【００４３】
記録媒体４０は、カンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMの各々に対して一つの情報領域が指定されるようにＮ×Ｍ個の情報領域に均等分割され、ｐ11カンチレバーに対してｓ（１，１）の情報領域が指定され、ｐ12カンチレバーに対してｓ（１，２）情報領域が指定され、順次に各カンチレバーに対して情報領域が指定され、最後にｐNMカンチレバーに対してｓ（Ｎ，Ｍ）情報領域が指定される。各カンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMは指定された情報領域内で移動しながら情報を記録及び再生し、指定された情報領域を除外した情報領域に移動すれば情報を記録及び再生できない。
【００４４】
制御部２６は、ステージ２４を移動させるようにスキャナ２８を駆動する信号を出力するスキャナ駆動部２６ａと、前記複数のカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMが記録媒体４０に情報を記録するための電圧信号と情報を再生するための電圧変調信号とを順次に送信する信号送信部２６ｂと、前記電圧変調信号が印加された前記複数のカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMが記録媒体４０と相互作用して出力する電流信号と前記基準キャパシタの基準電圧信号からの電流信号を受信した後、差動して情報再生のための電流信号を出力する信号受信部２６ｃと、前記スイッチｗ11，ｗ12，．．．，ｗNMを同時に選択的に開閉するスイッチ調節部２６ｄとを具備する。
【００４５】
ここで、スキャナ駆動部２６ａは、前記信号送信部２６ｂがカンチレバーアレイ３０に電圧信号または電圧変調信号を印加する時にスキャナの駆動を停止させ、カンチレバーアレイ３０が記録媒体４０に情報を記録または再生した後、再びスキャナ２８を駆動させる。スキャナ駆動部２６ａは、ステージ２４の代わりにカンチレバーアレイ３０を駆動させて記録媒体４０の表面上にカンチレバーアレイ３０を移動させることができる。
【００４６】
信号受信部２６ｃは、前記信号送信部２６ｂの前記カンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMの印加する電圧変調信号により、カンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMが記録媒体４０と相互作用して出力する静電容量の電流信号と基準静電容量の電流信号とを差動して電流信号形態の情報再生信号を検出できる。
【００４７】
スイッチ調節部２６ｄは、スイッチｗ11，ｗ12，．．．，ｗNMを選択的に開閉して情報を記録または再生する。
【００４８】
（情報記録方法）
図５は、本発明の第１実施例による情報貯蔵装置で情報記録方法を示した図面である。
本発明の第１実施例による情報貯蔵装置で情報を記録するために、スキャナ駆動部２６ａがスキャナ２８を駆動させる信号を印加してステージ２４をＸＹ軸方向に移動させていて情報記録のための電圧信号が信号送信部２６ｂから印加されれば、スキャナ２８を停止させてカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMに連結されたスイッチｗ11，ｗ12，．．．，ｗNMを選択的に開閉して所望のカンチレバーにのみ電圧信号を印加させて情報を記録する。
【００４９】
例えば、ｐ11，ｐ12，ｐ13のカンチレバーにのみ情報を記録するための電圧信号を印加する場合、ｐ11，ｐ12，ｐ13に連結されたスイッチｗ11，ｗ12，ｗ13だけ閉じて図５に示したような電圧信号を印加させ、ｐ14をはじめとする他のカンチレバーに連結されたスイッチは全て開放して電圧信号を印加させない。
この時、情報は従来の情報貯蔵装置でと同一に同軸上に記録されるので情報間間隔は０となる。
【００５０】
（情報再生方法）
図６は、本発明の第１実施例による情報貯蔵装置で情報を再生する方法を簡略に示した図面である。
図６の（ａ）は、チップを有するカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMとチップを有していないカンチレバーｐ0、すなわち、基準キャパシタの等価回路を簡略に示した回路図である。
【００５１】
図６の（ａ）を参照すれば、図４に示されたチップがないカンチレバーｐ0は電極と共に基準静電容量ＣRefを有するキャパシタに、チップがある多数のカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMは電極と共に静電容量Ｃ11，Ｃ12，．．．，ＣNMを有するキャパシタになる。
【００５２】
基準静電容量ＣRefを共通に利用するためには、図６の（ｂ）のような時分割多重方式を利用して検出せねばならない。
【００５３】
図６の（ｂ）は、チップを有するカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMとチップを有していないカンチレバーｐ0とに時間差をおいて順次に印加される電圧変調信号を示したグラフである。
【００５４】
記録媒体４０の情報を再生する場合、複数のチップがあるカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMから検出された静電容量Ｃp及び電圧信号の変化値とチップのないカンチレバーｐ0の静電容量Ｃref及び電圧信号の変化値とを差動して算出される電流値Ｉ（数式４）から記録媒体４０の情報を再生できる。
【００５５】
【数４】
0004074547.tif 000003
【００５６】
図７は、本発明の第１実施例による情報貯蔵装置で経時的なスキャナの駆動速度を示したグラフである。
図示されたように、再生のための時間ｔrの間にはスキャナが停止して速度ｖが０であったが、移動する時間ｔmの間には出発時にスキャナの速度が増加して等速移動し、再び停止するために速度が減少する形態を示している。
【００５７】
＜第２実施例＞
本発明の第２実施例による情報貯蔵装置及びこれを利用した情報記録方法ならびに情報再生方法は、スキャナが等速で移動して情報を記録及び再生し、再生時には擬似差動型キャパシタを利用することを特徴とする。
したがって、本発明の第２実施例による情報貯蔵装置は、本発明の第１実施例による情報貯蔵装置とは異なってスキャナが停止及び移動を反復せずに等速移動しながら情報を記録及び再生するので、第１実施例による情報貯蔵装置に比べて情報記録及び再生速度がさらに速い長所がある。
【００５８】
（情報貯蔵装置）
図８（ａ）は、本発明の第２実施例による情報貯蔵装置でカンチレバーがＮ×Ｎ個備わっているカンチレバーアレイＰtと、情報領域が各カンチレバーに該当する数だけＮ×Ｎ個分割されている記録媒体５０とを示している。
【００５９】
図面を参照すれば、カンチレバーアレイＰtはＮ×Ｎカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNNを備えており、各カンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNNが担当する記録媒体５０の領域もＮ×Ｎ情報領域（Ｓ（１，１）、Ｓ（１，２），．．．．．，Ｓ（Ｎ，Ｎ））に均等分割されている。基準カンチレバーＰ0または基準カンチレバーＰ0の代りに基準静電キャパシタが提供できる。
【００６０】
ここで、Ｎ×Ｎカンチレバー及び情報領域を備えている情報貯蔵装置で情報貯蔵装置の構成要素は、図４に示された本発明の第１実施例による情報貯蔵装置と同一である。ただし、本発明の第２実施例の情報貯蔵装置で、制御部２６に含まれるスキャナ駆動部はスキャナ２８を等速移動させる駆動信号を印加し、スキャナ２８を停止させる駆動信号を印加しない。
【００６１】
制御部２６のスイッチ調節部２６ｄは、情報記録のための電圧信号が印加される場合にスイッチｗ11，ｗ12，．．．，ｗNNで所望の記録媒体の情報領域に情報を記録するために、所定カンチレバーにのみ電圧信号が印加されるように順次にスイッチを開閉する信号を印加して情報を記録する。
【００６２】
このようなスイッチ調節部２６ｄの情報記録時の駆動方式には、本発明の第１実施例による情報貯蔵装置での情報記録時のスイッチ調節部２６ｄの同時開閉の駆動方式とは異なって時分割多重方式が適用された。
【００６３】
（情報記録方法）
図８（ｂ）は、本発明の第２実施例による情報貯蔵装置での情報記録方法を示したグラフである。
図８（ｂ）を参照すれば、Ｐ11に連結されたスイッチｗ11を閉じて情報記録のための電圧信号を印加した後、Ｔｓの時間差をおいて再びＰ12に連結されたスイッチｗ12を閉じて情報記録のための第２の電圧信号を印加し、Ｐ13にはＴsの時間差後にスイッチｗ13を開いて情報記録のための電圧信号を印加せずに再びＰ14に連結されたスイッチｗ14を閉じて情報記録のための電圧信号を印加する。このような方式でＰＮＮカンチレバーまで順次に情報記録のための電圧信号がスイッチ開閉によって印加される。
【００６４】
このように電圧信号が印加されることによって、各カンチレバーＰ11，Ｐ12，．．．，ＰNNは記録媒体５０の該当指定領域Ｓ（１，１），Ｓ（１，２），．．．．．，Ｓ（Ｎ，Ｎ））に順次に情報を記録する。
【００６５】
情報を記録するための時間間隔はＴs、信号が与えられる時間はＴmであり、ステージが等速移動するにつれて記録される情報間間隔は、数式１で与えられる等間隔Ｌで記録される。
【００６６】
ｓ（１，１）領域の第１の情報と第２の情報との情報間間隔Ｌが１００ｎｍであり、スキャナの移動速度ｖが２ｍｍ／ｓである場合、Ｓ（１，１）情報領域の第１の情報と第２の情報とを時間間隔ｔs（＝５０μｓ）をおいて記録する。
【００６７】
各情報記録順序は、Ｓ（１，１）情報領域後にＳ（１，２）情報領域、Ｓ（１，３）情報領域の順序に、そして、Ｓ（１，Ｎ）情報領域、Ｓ（２，１）情報領域、Ｓ（２，２）情報領域，．．．Ｓ（Ｎ，Ｎ）情報領域まで順次に記録していく。
【００６８】
各カンチレバーＰ11，Ｐ12，．．．，ＰNNに電圧信号が印加されれば、図示されたように情報がＳ（１，１）領域からＳ（１，２）領域に順次に記録される。情報間の間隔はステージの駆動速度Ｖによって数式１で提示された間隔Ｌだけ離隔される。
【００６９】
Ｓ（１，１）領域とＳ（Ｎ，Ｎ）領域の記録された情報の中心間間隔ＬN,Nは、Ｓ（Ｎ，Ｎ）領域がＳ（１，１）領域から（Ｎ2−１）番目後に記録されるので数式１から数式５のような数式を導出できる。
【００７０】
【数５】
0004074547.tif 000004
【００７１】
したがって、Ｓ（１，１）領域情報の中心と、Ｓ（１，１）領域からｎ番目離れたＳ（１，ｎ）領域情報の中心との間隔Ｌ1,nは数式６のように与えられる。
【００７２】
【数６】
0004074547.tif 000005
【００７３】
したがって、一つのカンチレバーが記録し始めた後、次のカンチレバーの記録までの時間間隔ｔdは数式７のように計算できる。
【００７４】
【数７】
0004074547.tif 000006
【００７５】
図９は、本発明の第２実施例による情報貯蔵装置で１×１領域の情報とＮ×Ｎ領域の情報との中心間間隔を示したグラフである。
図９に示されたＸ軸において、Ｓ（１，１）領域に記録される情報の中心を０にすれば、Ｓ（Ｎ，Ｎ）領域に記録される情報はＳ（１，１）領域からＮ2−１番目に記録されることになり、情報の間隔ＬN,Nは数式５のようになる。したがって、図９のＮ2−１に対応する情報間間隔はＬになる。
【００７６】
従来の情報貯蔵装置でいずれか２つの領域に記録される情報の情報間間隔は０になる。
【００７７】
図１０（ａ）は、本発明の第２実施例による情報貯蔵装置でカンチレバーを２×２個備える一具現例を簡略に示した概念図である。
図１０（ａ）を参照すれば、記録媒体４０は各カンチレバー３１、３３、３５、３７当り一つの領域が指定されるように２×２情報領域４１、４３、４５、４７に分けられ、各情報領域４１、４３、４５、４７には多くの情報が記録されているが、便宜上９つの情報だけ示す。第１カンチレバー３１は、第１情報領域４１の情報を記録及び再生でき、第２ないし第４カンチレバー３３、３５、３７が指定された他の情報領域、すなわち、第２ないし第４情報領域４３、４５、４７の情報を記録及び再生できない。情報を記録するために各カンチレバー３１、３３、３５、３７は同時駆動されず、スキャナが等速で移動時に数式１に示される単位距離ΔＬだけ過ぎる度に情報記録順序によって各スイッチが開閉され、電圧が印加されて各情報領域に情報が記録される。
【００７８】
各情報の距離をＬとすれば、第１情報領域４１に記録される第１の情報２１と情報領域４３に記録される第２の情報２３との情報間間隔ＬはＬ／４である。この情報の記録間隔は第２の情報２３と第３の情報２５、及び第３の情報２５と第４の情報２７との間にも同一に適用される。
【００７９】
第２カンチレバー３３が第２情報領域４３に第１の情報２３を記録した後、第３カンチレバー３５が第３情報領域４５に第１の情報２５を記録し、また第４カンチレバー３７が第４情報領域４７に第１の情報２７を記録する。４つの情報領域のそれぞれの第１の情報が全部記録された後、再び第１カンチレバー３１は第２の情報を記録し、第１の情報を記録した方法と同じ方法で第２ないし第３カンチレバー３３、３５、３７も順次に第２の情報を該当情報領域に記録する。
【００８０】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示された情報貯蔵装置で説明した情報記録方法を示した概念図である。
図１０（ｂ）を参照すれば、図１０（ａ）に図示されたように、制御部２６に４つのカンチレバー３１、３３、３５、３７が連結されており、各カンチレバー３１、３３、３５、３７が担当する第１ないし第４情報領域４１、４３、４５、４７に記録される情報が記録順に並んでいる。説明の便宜のために記録される情報は各情報領域４１、４３、４５、４７当り４番目の情報までのみ図示した。
【００８１】
本発明の実施例による情報貯蔵装置では、制御部２６が第１ないし第４カンチレバー３１、３３、３５、３７にｔd時間間隔Ｌ／４Ｖをおいて記録信号を印加し、スキャナは矢印（↑）方向に駆動するので、情報は等間隔ΔＬだけステージ移動方向と反対方向に移動しながら記録される。
【００８２】
まず、第１カンチレバー３１が第１情報領域４１に第１の情報２１(1)を記録した後、ｔd時間が経過した後で第２カンチレバー３３が第２情報領域４３に第１の情報２３(1)を記録し、ｔd時間が経過した後で第３カンチレバー３５が第３情報領域４５に第１の情報２５(1)を記録し、ｔd時間が経過した後で第４カンチレバー３７が第４情報領域４７に第１の情報２７(1)を記録する。各情報領域４１、４３、４５、４７に第１の情報２１(1)、２３(1)、２５(1)、２７(1)を順次に記録した後、各情報領域４１、４３、４５、４７の第２の情報２１(2)、２３(2)、２５(2)、２７(2)を順次に再記録する。
【００８３】
すなわち、制御部２６から第１カンチレバー３１に電圧信号が印加されて第１情報領域４１に第２の情報２１(2)が記録され、ｔd時間間隔後に第２カンチレバー３３に電圧信号が印加されて第２の情報２３(2)が記録される。同じ方式で第３カンチレバー３５、第４カンチレバー３７がｔd時間間隔後に各々第３情報領域４５、第４情報領域４７に第２の情報２５(2)、２７(2)を記録する。
【００８４】
このような方式で第３の情報２１(3)、２３(3)、２５(3)、２７(3)を順次に記録し、引続き最後の情報２１(9)、２３(9)、２５(9)、２７(9)（図示せず）まで記録する。
【００８５】
（情報再生方法）
本発明の第２実施例による情報貯蔵装置での情報再生方法は、本発明の第１実施例による情報貯蔵装置での情報再生方法と同一である。
【００８６】
ただし、スキャナが停止した時に電圧変調信号が順次に印加される代わりに、スキャナが等速移動しながら電圧変調信号が順次に印加される点が異なる。
【００８７】
図６を参照すれば、（ａ）に図示されたような等価回路を有する情報貯蔵装置のカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMに（ｂ）に図示されたように順次に電圧変調信号を印加し、電圧変調信号が印加されたカンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMが記録媒体と相互作用して出力する電流信号と、擬似差動型キャパシタの基準電圧信号による電流信号とを数式４のように差動して情報を再生できる。この時、変調信号間の時間間隔ｔsは数式８のように与えられる。
【００８８】
【数８】
0004074547.tif 000007
【００８９】
＜第３実施例＞
本発明の第３実施例による情報貯蔵装置及び情報記録方法ならびに情報再生方法は、スキャナが等速移動しながら情報を記録し、擬似差動型キャパシタを採用しないことを特徴とする。
【００９０】
図１１（ａ）は、本発明の第３実施例による情報貯蔵装置を簡略に示した構成図である。
図１１（ａ）を参照すれば、本発明の第３実施例による情報貯蔵装置は、複数のカンチレバーを具備するカンチレバーアレイＰt及び複数の情報領域を有する記録媒体５０と、記録媒体５０を支持するステージ２４と、ステージを駆動するスキャナ２８と、スキャナ２８を駆動する駆動信号と、前記カンチレバーに情報記録のための電圧信号を印加して前記記録媒体と前記カンチレバーとの相互作用から情報再生信号を検出する制御部２６とを具備する。
【００９１】
本発明の第３実施例による情報貯蔵装置で各構成要素の名称と機能は本発明の第２実施例による情報貯蔵装置と同一であるが、基準静電容量を構成する擬似差動型キャパシタを具備せずに、情報貯蔵形態が電荷量、電気分極、磁気分極、幾何形態または相変化などである場合にこれに合う検出方法を具備したカンチレバーを使用するという点が異なる。
【００９２】
（情報記録方法）
したがって、本発明の第３実施例による情報貯蔵装置での情報記録方法は本発明の第２実施例による情報記録方法と同一であるが、情報再生方法は異なる。
【００９３】
（情報再生方法）
図１１（ｂ）は、本発明の第３実施例による情報貯蔵装置での情報再生方法を示したグラフである。
図１１（ｂ）を参照すれば、各カンチレバーｐ11，ｐ12，．．．，ｐNMは各情報領域の有効フィールドの中間部分でスイッチｗ11，ｗ12，．．．，ｗNMを開閉して信号を検出する。各情報間間隔がΔＬである場合に検出される信号の時間間隔Δｔは数式３のように与えられる。
【００９４】
本発明は、複数のカンチレバーを一つの制御部で制御する方式を利用して低電力で装置を駆動させることができ、チップサイズを縮めることができる。
【００９５】
また、本発明は、擬似差動型キャパシタを導入して従来の差動型キャパシタを利用した方式でカンチレバーが大きくなって各カンチレバーが担当する記録領域が大きくなるにつれてスキャナの駆動範囲が大きくなる短所を補完でき、複数のカンチレバーに全て適用される基準キャパシタとして動作可能にして制御が容易である。
【００９６】
さらに、本発明でスキャナが等速駆動される場合にスキャナの加速、移動及び停止などが要らず、等間隔ΔＬで情報を記録することによって高速で情報を記録でき、情報検出時に各情報が所定時間間隔で時分割されて情報が伝送されるので一つの検出回路でその信号を解釈できて高速で情報を再生できる。
【００９７】
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ものというよりは、望ましい実施例の例示として解釈されねばならない。本発明の範囲は説明された実施例によって定められること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定められねばならない。
【００９８】
【発明の効果】
前述したように、本発明による情報貯蔵装置及びこれを利用した情報記録方法及び情報再生方法の長所は、複数のカンチレバーを具備して信号を正確に検出でき、一つの制御部で制御することによって低電力で駆動できて制御が容易であり、擬似差動型キャパシタを導入して装置を縮めることができ、スキャナを等速で移動させて情報を情報検出順序によって記録及び再生できて高速及び高密度で情報を記録及び再生できるという点である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、従来の静電容量検出方式の情報貯蔵装置を簡略に示した概念図であり、
（ｂ）は、（ａ）の等価回路を簡略に示した回路図である。
【図２】（ａ）は、従来の差動型キャパシタを利用した静電容量検出方式の情報貯蔵装置を簡略に示した概念図であり、
（ｂ）は、（ａ）の等価回路を簡略に示した回路図である。
【図３】（ａ）は、複数のカンチレバーに複数のセンサーが連結される従来の情報貯蔵装置を簡略に示した概念図であり、
（ｂ）は、（ａ）の情報貯蔵装置の各センサーが出力する情報記録信号を簡略に示したグラフである。
【図４】本発明の第１実施例による情報貯蔵装置を簡略に示した構成図である。
【図５】図４の情報貯蔵装置でカンチレバーに印加される情報記録のための電圧信号を簡略に示したグラフである。
【図６】（ａ）は、図４の情報貯蔵装置で各カンチレバーと基準キャパシタの等価回路を簡略に示した回路図であり、
（ｂ）は、図４の情報貯蔵装置でカンチレバーに印加される情報再生のための電圧変調信号を簡略に示したグラフである。
【図７】本発明の第１実施例による情報貯蔵装置のスキャナの経時的な駆動速度を示したグラフである。
【図８】（ａ）は、Ｎ×Ｎカンチレバーを有する本発明の第２実施例による情報貯蔵装置を簡略に示した図面であり、
（ｂ）は、Ｎ×Ｎカンチレバーを有する本発明の第２実施例による情報貯蔵装置の情報記録信号を簡略に示したグラフである。
【図９】本発明の第２実施例による情報貯蔵装置の情報記録順序による情報間間隔を示したグラフである。
【図１０】（ａ）は、２×２カンチレバーを有する本発明の第２実施例による情報貯蔵装置及びこれを利用した情報記録方法を簡略に示した図面であり、
（ｂ）は、図１０（ａ）の本発明の第２実施例による情報貯蔵装置で記録順序による情報記録方法を簡略に示した図面である。
【図１１】（ａ）は、本発明の第３実施例による情報貯蔵装置を簡略に示した構成図であり、
（ｂ）は、本発明の第３実施例による情報貯蔵装置で情報再生信号を簡略に示したグラフである。
【符合の説明】
４０  記録媒体
３０  カンチレバーアレイ
２４  ステージ
２８  スキャナ
２６  制御部
３２  情報出力部
２６ａ  スキャナ駆動部
２６ｂ  信号送信部
２６ｃ  信号受信部
２６ｄ  スイッチ調節部
【図１】
0004074547.tif 000008
【図２】
0004074547.tif 000009
【図３】
0004074547.tif 000010
【図４】
0004074547.tif 000011
【図５】
0004074547.tif 000012
【図６】
0004074547.tif 000013
【図７】
0004074547.tif 000014
【図８】
0004074547.tif 000015
【図９】
0004074547.tif 000016
【図１０】
0004074547.tif 000017
【図１１】
0004074547.tif 000018