記憶装置、記録再生方法
【課題】
高密度に信号を記録することが可能な記憶装置、記録再生方法を提供する。
【解決手段】
実施形態の導記憶装置は、信号を記憶する記録媒体と、前記記録媒体に対して第１の方向に複数の信号を書き込むプローブと、前記プローブまたは前記記録媒体を、前記第１の方向に振動駆動する第１の駆動部と、書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際に、当該振動駆動の振幅を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する検出部と、書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する算出部とを備える。
高密度に信号を記録することが可能な記憶装置、記録再生方法を提供する。
【解決手段】
実施形態の導記憶装置は、信号を記憶する記録媒体と、前記記録媒体に対して第１の方向に複数の信号を書き込むプローブと、前記プローブまたは前記記録媒体を、前記第１の方向に振動駆動する第１の駆動部と、書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際に、当該振動駆動の振幅を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する検出部と、書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する算出部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、記憶装置、記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プローブを用いて信号を記録再生する記憶装置において、信号を記録する記録媒体とプローブをx軸及びy軸方向に相対的に駆動することで、プローブの平面内での位置決めを行う必要がある。このとき、低エネルギーで大ストロークの駆動を可能とするために、x軸及びy軸方向の少なくとも１軸方向に共振駆動を用いことが提案されている。
【０００３】
しかしながら、共振駆動を行う場合、この方向でのプローブの速度が位置と共に変化してしまうために、例えば等時間間隔でビットを書き込む際には、ビット間の間隔（ピッチ）に偏りが生じてしまう。そのため、高密度に信号を記録することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４８３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高密度に信号を記録することが可能な記憶装置、記録再生方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の記憶装置は、信号を記憶する記録媒体と、前記記録媒体に対して第１の方向に複数の信号を書き込むプローブと、前記プローブまたは前記記録媒体を、前記第１の方向に駆動する第１の駆動部と、書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際に、当該振動駆動の振幅の変化を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する検出部と、書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する算出部とを備える。そして、書き込み時に、前記第１の駆動部は、前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に前記共振周波数で共振駆動し、前記プローブは前記記録媒体に対して前記タイミングで前記複数の信号を書き込む。
【０００７】
実施形態の記憶装置における記録再生方法は、前記検出部が、書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際にそれぞれの前記周波数での振幅を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する第１のステップと、前記算出部が、書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する第２のステップと有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る記憶装置の概略図。
【図２】実施形態に係る記憶装置に用いるアクチュエータの上面図。
【図３】実施形態に係る記憶装置の断面図。
【図４】MPUのシステム構成図。
【図５】書き込みの様子を示す図。
【図６】ビットの偏りを説明する図。
【図７】書き込み時のフローチャート。
【図８】共振周波数のシフトを示す図。
【図９】読み出しの様子を示す図。
【図１０】読み出し時のフローチャート。
【図１１】時系列信号の処理を説明する図。
【図１２】ビットマップの座標変換を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１０】
図１乃至図４を参照して、本実施形態に係る記憶装置１００の構成について詳細に説明する。
【００１１】
図１（a）に示す記憶装置１００は、データ（以下、信号）を保持可能な記録媒体１０３と、記録媒体１０３との間で信号の書き込みと読み出し（以下、記録再生）を行う複数のプローブ１０１がマトリクス状に配列しているプローブユニット１０２（図１（b））と、プローブ１０１に対して記録媒体１０３を相対的に移動するためのアクチュエータ２００と、記憶再生及びアクチュエータ２００の駆動を制御するMPU３００と、信号を一時的に保持可能なDRAM等のメモリ４００とを備える。
【００１２】
プローブユニット１０２の複数のプローブ１０１は、第１空間を隔てて記録媒体１０３と対向するように配置している。記録再生をおこなわない非記録再生時には、プローブ１０１と記録媒体１０３とは離間した状態にある。記録再生時には、アクチュエータ２００が記録媒体１０３を移動させ、プローブ１０１を記録媒体１０３に接触させる。
【００１３】
この接触した状態で、たとえば、プローブ１０１の電極に所定の電圧を加えることにより、プローブ１０１と記録媒体１０３との間で信号の記録再生を行う。
【００１４】
記録媒体１０３は、例えば電気的な状態変化を信号として保持することのできる薄膜である。
【００１５】
本実施形態では、アクチュエータ２００として、３軸（x、y、z軸）に駆動可能な静電駆動型のアクチュエータを用いる。このうちx軸方向へは低電圧で大きなストロークを得るために共振駆動を行い、y軸及びz軸方向へは一方向に並進駆動を行う。
【００１６】
図２に示すアクチュエータ２００は、記録媒体１０３を載置するための矩形状平板のステージ（可動部）２０１と、ステージ２０１の周囲に第２空間を介して設けられる可動フレーム２０２と、可動フレーム２０２の周囲に第３空間を介して設けられる固定フレーム２０３とを備える。
【００１７】
固定フレーム２０３は、導電性の支持部材２１３、２１４、２１５及び２１６により可動フレーム２０２を支持している。また、可動フレーム２０２は、導電性の支持部材２１７によりステージ２０１を支持している。
【００１８】
ステージ２０１の平面が図２に示すxy平面に沿って配置されるものとすると、第２空間には第１駆動部２０４が設けられて、ステージ２０１を図２中ｘ軸方向に共振駆動する。第３空間には第２駆動部２０５が設けられて、ステージ２０１及び可動フレーム２０２を一体にy軸方向に駆動する。また、第１空間には、第３駆動部２０６が設けられて、ステージ２０１をz軸方向に駆動する。
【００１９】
第１駆動部２０４は、それぞれ同一の矩形状で等間隔に一列（ｙ軸方向）に配置している複数の第１可動部電極２０７及び複数の第１固定部電極２０８を備える。ステージ２０１の側面に設けられる複数の第１可動部電極２０７と、可動フレーム２０２の側面に設けられる複数の第１固定部電極２０８とは、それぞれ第２空間内でｘ軸方向に突出している。この場合、第１可変部電極２０７と第１固定部電極２０８とは、電極間隔の１／２だけｙ軸方向にずれて、互いに噛み合う配置が好ましい。
【００２０】
この第１駆動部２０４は、隣接する第１可動部電極２０７と第１固定部電極２０８との間に働くx軸方向の静電力によりステージ２０１をx軸方向に移動する。この際、前述の通りx軸方向にはステージ２０１の共振駆動を行う。
【００２１】
第２駆動部２０５は、それぞれ同一の矩形状で等間隔に一列（x軸方向）に配置している複数の第２可動部電極２０９及び複数の第２固定部電極２１０を備える。可動フレームの側面に設けられる複数の第２可動部電極２０９と、固定フレーム２０３の側面に設けられる複数の第２固定部電極２１０とは、それぞれ第３空間内でｙ軸方向に突出している。この場合、第２可動部電極２０９と第２固定部電極２１０とは、電極間隔の１／２だけx軸方向にずれて、互いに噛み合う配置が好ましい。
【００２２】
この第２駆動部２０５は、隣接する第２可動部電極２０９と第２固定部電極２１０との間に働くy軸方向の静電力によりステージ２０１及び可動フレーム２０２を一体にy軸方向に移動する。
【００２３】
なお、本実施形態においては、ステージ２０１、可動フレーム２０２、固定フレーム２０３は具体的には、第１可動部電極２０７と第１固定部電極２０８とが電気的に絶縁関係に、第２可動部電極２０９と第２固定部電極２１０とが電気的に絶縁関係となるように構成される。
【００２４】
第３駆動部２０６は、ステージ２０１上の周辺部に設けられる矩形状の第１平板電極２１１と、第１空間を介してステージ２０１に対向するプローブユニット１０２に設けられる矩形状の第２平板電極２１２とが互いに、中心軸を共有して対向して配置される（図３）。
【００２５】
この第３駆動部２０６は、第１平板電極２１１と第２平板電極２１２との間に働くz軸方向の静電力によりステージ２０１をz軸方向に移動して、プローブ１０１と記録媒体１０３とを接触状態にする。
【００２６】
キャップ１０５は、例えばボンディング部１０６によりアクチュエータ２００に接合され、記録媒体１０３をパッケージしている。このキャップ１０５はアクチュエータ２００と電気的に絶縁関係である必要があるため、ボンディング部１０６には絶縁性の材料が好ましい。
【００２７】
位置センサ１０４は、ステージ２０１の記録媒体１０３を設ける面の裏面の四隅に設ける平板電極と、キャップ１０５の四隅に設けられる平板電極とがそれぞれ互いに向かい合わせて配置される。そして、この平板電極間の対向面積あるいは距離等の変化により生じる静電容量の変化により、ステージ２０１のx、y、z軸方向の変位を計測する。
【００２８】
なお、第１駆動部２０４、第２駆動部２０５及び第３駆動部２０６としては、静電駆動型のアクチュエータに限定されるものではなく、例えば磁気駆動型や圧電駆動型のアクチュエータなどを用いることも可能である。
【００２９】
また、第３駆動部２０６によるステージ２０１のz軸方向への駆動に変えて、プローブ１０１を単体であるいは複数同時にz軸方向に駆動することで、プローブ１０１と記録媒体１０３を接触あるいは非接触状態にすることができる。
【００３０】
図４は、MPU３００のシステム構成図である。
【００３１】
MPU３００は、ステージ２０１の共振周波数を検出する検出部３０１、各駆動部の駆動及びプローブ１０１の電圧印加を担う制御部３０２と、記録時にプローブ１０１の書き込みタイミングを算出する算出部３０３と、書き込まれた信号（ビット）を読み出す際にビットの配置を再現するマッピング部３０４と、最終的にビットを識別して信号を再生する再生部３０５とから構成される。
【００３２】
以下、図５乃至図１２を参照して、MPU３００の動作の説明を行う。なお、ここでは、第３駆動部２０６がステージ２０１をz軸方向に移動し、プローブ１０１と記録媒体１０３とは接触状態にあるものとする。
【００３３】
（書き込み）
図５は、１つのプローブ１０１が記録再生を担う領域（記録エリア）内での、プローブ１０１の書き込みの様子を示す図である。なお、ここでは、黒塗りのビットが記録あり（１）の状態、白抜きのビットが記録なし（０）の状態を示している。
【００３４】
記録時には、プローブ１０１はx軸方向に振幅dで共振駆動されており、この方向にn0-1個の１行分のビットを書き込む。そして、x軸方向に１行書き込んだ後は、プローブ１０１をy軸方向にピッチpyだけ送り、再びx軸方向にn0-1個の１行分のビットを書き込む。
【００３５】
ここで、共振駆動においてプローブ１０１のx軸方向の速度は位置と共に変化するため、例えばプローブ１０１が等時間間隔でビットを書き込む場合、x軸方向のビットには偏りが生じることになる（図６）。
【００３６】
具体的には、x=0及びx=dにおいてはプローブ１０１の速度は0となり、x=d/2において速度は最大となる。したがって、ビットは振幅の中央では疎に、両端では密に書き込まれる。
【００３７】
記録密度を向上させるためには、隣接するビット同士が重ならない範囲でビット間の間隔（ピッチ）をできる限り小さくし、等距離間隔で書き込むことが好ましい。
【００３８】
そこで、本実施形態においては、x軸方向のピッチpxを予め一定（等距離間隔）に定め、このピッチpxでn0-1個の１行分のビットを書き込むために、共振周波数を用いて、プローブ１０１がn0-1個の１行分のビットを書き込むタイミングを調節する。
【００３９】
図７はビットの書き込み時のフローチャートである。
【００４０】
（検出部）
検出部３０１は、第１駆動部２０４の共振駆動に先駆けて、ステージ２０１の共振周波数及び振幅を検出する（S１０１）。
【００４１】
ステージ２０１の設計上の共振周波数をf0とするとき、周波数fで一定電圧を印加してステージ２０１を駆動する場合のステージ２０１の振幅dは、図８に示す実線のようになる。すなわち、周波数f＝f0の場合に振幅dが共振により拡大する。これにより共振駆動が可能となる。
【００４２】
しかしながら、共振周波数は環境温度などの影響により変化してしまうことがある。ここで、仮に共振周波数が上記の設計上の共振周波数f0からf’0にシフトしたものとすると、この場合には電圧を印加する周波数fとステージ２０１の振幅dとの関係は、図８に示す破線のようになる。
【００４３】
そこで、検出部３０１はこのf’0を検出するために、設計上の共振周波数f0を中心として索引領域（図８中斜線部分）を定める。この索引領域の範囲は予め与えることができ、本実施形態においては0.9f0〜1.1f0の範囲である。
【００４４】
次に、検出部３０１は第１駆動部２０４に対する電圧印加の周波数を、索引領域の範囲（すなわち、0.9f0〜1.1f0）内で微小なピッチに分割し、この分割された周波数毎の電圧を印加することで、第１駆動部２０４を振動駆動する。
【００４５】
そして、検出部３０１はこの際のステージ２０１の振幅dを常時位置センサ１０４により計測することで、最大の振幅dを検出し、この振幅dを得る際の周波数fをステージ２０１の共振周波数f’0として検出する。
【００４６】
（算出部）
算出部３０３は、上述のS１０１において検出部３０１が検出したステージ２０１の共振周波数f’0を用いて、プローブ１０１の書き込みタイミングを算出する（S１０２）。
【００４７】
ステージ２０１の共振周波数f’0の場合、プローブ１０１が記録エリアのx軸方向に１往復するのに要する時間、すなわち共振の周期Tは、T=1/f’0で与えられる。したがって、プローブ１０１がビット１行書き込むのに要する時間は、T/2=1/(2f’0)となる。
【００４８】
また、ここでは、定常時にプローブ１０１が存在する位置を共振駆動の際の中心点と見なすことができるため、この中心点から共振駆動の振幅dの1/2だけ左に離れた点を基準点（共振駆動の開始位置）とすることができる。なお、ここでの位置とは、座標上での位置を表す情報を示している。
【００４９】
このとき、時刻t=0~1/(2f’0)までの間に、プローブ１０１が順にビットを書き込んでいく場合、時刻tにおけるプローブ１０１の上記の基準からの位置xは、次式で与えられる。
【数１】
【００５０】
一方、上述のように、記録エリアの１行にn0-1個のビットを等しいピッチpxで書き込むと仮定した場合、左からn番目のビットの位置xnは、次式で与えられる。
【数２】
【００５１】
（数１）で表されるプローブ１０１の位置xが、（数２）で表される位置xnに一致するタイミングで書き込むことで、記録エリアの１行に書き込まれるn0-1個のビットは等距離間隔となる。
【００５２】
したがって、算出部３０３は、まず、検出部３０１から共振駆動の振幅dを得て、共振駆動の開始位置を算出する。そして、上記の開始位置を基準として、（数２）によりビットを書き込む位置xnと、（数１）により時刻tにおけるプローブ１０１の位置xを算出し、次式によりx=xnとなる時刻tnを書き込みタイミングとして算出する。
【数３】
【００５３】
（制御部）
制御部３０２は、算出部３０３から共振駆動の開始位置を得て、ステージ２０１が定常位置からx軸正の方向にd/2だけ移動するように第１駆動部２０４を駆動する。また、定常位置からy軸負の方向に予め定められた量だけ移動するように第２駆動部２０５を駆動する。ここでは、この状態でのプローブ１０１の位置を書き込み開始位置とする（S１０３）。
【００５４】
次に、制御部３０２は、第１駆動部２０４に対して共振周波数f’0で電圧を印加することで、第１駆動部２０４を共振駆動する（S１０４）。このとき、共振駆動の開始時点を時刻t0として、時刻1/(2f’0)までのカウントを行う。
【００５５】
そして、制御部３０２は、（数３）で与えられる書き込みタイミングに従い、プローブ１０１に対して電圧を印加することで、プローブ１０１は左から順にn=1~n0-1までのビット、すなわち記録エリア１行分のビットを書き込む（S１０５）。
【００５６】
上記に次いで、制御部３０２は、ステージ２０１をy軸正の方向にpyだけ移動するように第２駆動部２０５を駆動し、プローブ１０１を相対的にy軸負の方向にpyだけ送る（S１０６）。そして、この状態を時刻t0として、時刻1/(2f’0)までのカウントを再度行い、右から順にn=1~n0-1までの１行分のビットを書き込む。
【００５７】
上述のS１０４からS１０６までのプロセスを、プローブ１０１が記録エリア内の全てにビットを書き込むまで繰り替えし行う。
【００５８】
なお、上記のように書き込まれるビットは、各駆動部や制御部３０２へのノイズなどの影響で厳密に等距離間隔とはならずに、ばらつきが生じることになる。しかしながら、このばらつきがビット間隔pyの例えば10%以内に収まっていれば、後述の読み出し時に大きな影響を与えることがないといえる。
【００５９】
（読み出し）
図９は、１つのプローブ１０１が記録再生を担う領域（記録エリア）内での、プローブ１０１の読み出しの様子を示す図である。
【００６０】
再生時には、プローブ１０１は、x軸方向に振幅dで共振駆動されており、同時に半周期毎に、y軸方向にピッチp’yだけ送られる。このp’yは、ビットのy軸方向のサイズに比べて充分に小さいことが好ましい。
【００６１】
そして、プローブ１０１は、この駆動の間に等時間間隔で読み出しを行い、記録なし状態のビットの領域及びビットが形成されていない領域では０と判定し、記録あり状態のビットの領域では１と判定する。この判定結果は、ビットの配置を再現するビットマップとしてメモリ４００に格納される。
【００６２】
このとき、記録時と同様に、プローブ１０１はx軸方向に共振駆動されているために、プローブ１０１の速度が位置と共に正弦的に変化する。このため、位置によって読み出し時間に違いが生じることで、読み出されるビットには偏りが生じる。また、同様の理由から読み出されるビットの形状はx軸方向に歪みを生じる。
【００６３】
このため、読み出されたビットが実際に書き込まれたものであることを識別する際に、誤って識別してしまうことが考えられる。
【００６４】
そこで、本実施形態においては、上記のビットマップの座標変換を行うことで、ビットの形状及びビット間の間隔の補正を行う。
【００６５】
図１０はビットの読み出し時のフローチャートである。
【００６６】
（検出部）
検出部３０１は、書き込み時と同様に、第１駆動部２０４の共振駆動に先駆けて、ステージ２０１の共振周波数を検出する（S２０１）。
【００６７】
すなわち、検出部３０１はこのf’0を検出するために、設計上の共振周波数f0を中心として索引領域を定める。この索引領域の範囲は予め与えることができる。
【００６８】
次に、検出部３０１は第１駆動部２０４に対する電圧印加の周波数を、索引領域の範囲内で微小なピッチに分割し、この分割された周波数毎の電圧を印加することで、第１駆動部２０４を駆動する。
【００６９】
そして、検出部３０１はこの際のステージ２０１の振幅dを常時位置センサ１０４により計測し、振幅dが最大となる周波数fをステージ２０１の共振周波数f’0として検出する。
【００７０】
（制御部）
制御部３０２は、算出部３０３から共振駆動の開始位置を得て、ステージ２０１が定常位置からx軸正の方向にd/2だけ移動するように第１駆動部２０４を駆動する。また、定常位置からy軸負の方向に予め定められた量だけ移動するように第２駆動部２０５を駆動する。ここでは、この状態でのプローブ１０１の位置を読み出し開始位置とする（S２０２）。
【００７１】
次に、第１駆動部２０４に対して共振周波数f’0で電圧を印加することで、第１駆動部２０４を共振駆動する（S２０３）。
【００７２】
また、同時に制御部３０２は、プローブ１０１に対しては常時電圧を印加することで、プローブ１０１が通過する１行分の領域の記録状態を判定し、記録ありの場合には１、記録なしの場合には０を時系列の信号として、メモリ４００に格納する（S２０４）。
【００７３】
上記に次いで、制御部３０２は、ステージ２０１をy軸正の方向にp’yだけ移動するように第２駆動部２０５を駆動し、プローブ１０１を相対的にy軸負の方向にp’yだけ送る（S２０５）。そして、逆方向に向けてプローブ１０１が通過する１行分の領域の記録状態を判定する。
【００７４】
上述のS２０３からS２０５までのプロセスを、プローブ１０１が記録エリア内の全ての領域の記録状態を判定するまで繰り替えし行う。
【００７５】
（マッピング部）
マッピング部３０４は、S２０１において検出部３０１が検出したステージ２０１の共振周波数f’0、S２０３からS２０５までの繰り返しプロセスにおいて制御部３０２がメモリ４００に格納した記録状態の時系列信号を用いて、ビットマップを生成する（S２０６）。なお、このビットマップはメモリ４００に格納する。
【００７６】
まず、図１１に示す時系列信号において、時刻t=0~1/(2f’0)間に獲得した信号を１行目、時刻t=1/(2f’0)~1/f’0間に獲得した信号を２行目（以下、その繰り返し）と分割する。そして、偶数行目の信号を反転させて、１行目から順に信号をy軸方向に積み重ねることで２次元の時系列信号を得る。
【００７７】
この際、図１２（a）に示すように読み出されたビットの形状及びビット間の間隔にはx軸方向に歪みや偏りが生じている。
【００７８】
ただし、同一のビットが書き込まれる時刻（数３）と読み出される時刻とは等しいため、具体的には、上記の２次元の時系列信号において左からn番目のビットの位置Xnは、次式で表される。
【数４】
【００７９】
一方で、左からn番目のビットが実際に存在している位置xnは、書き込み時の（数２）と同様に次式で表される。
【数５】
【００８０】
したがって、２次元の時系列信号でのビットの位置Xnと実際のビットの位置xnとには次式で表される関係がある。
【数６】
【００８１】
そこで、マッピング部３０４は、（数６）の関係から得られる次式により、共振駆動の開始位置を基準として、２次元の時系列信号の座標変換を行うことで、ビットの配置を再現するビットマップを生成する（図１２（b））。
【数７】
【００８２】
上記の座標変換により、ビットの形状及びビット間の間隔を補正することができ、ビットの配置を正確に再現したビットマップを生成することができる。
【００８３】
（再生部）
再生部３０５は、マッピング部３０４が生成するビットマップにおいて、ビットを識別することで信号の再生を行う（S２０７）。このとき、マッピング部３０４が生成した正確なビットマップを用いることで、高精度に信号の再生を行うことができる。
【００８４】
以上説明した実施形態の記憶装置、記録再生方法によれば、信号を高密度に記録することが可能となる。
【００８５】
この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８６】
１００・・・記憶装置
１０１・・・プローブ
１０２・・・プローブユニット
１０３・・・記録媒体
１０４・・・位置センサ
１０５・・・キャップ
１０６・・・ボンディング部
２００・・・アクチュエータ
２０１・・・ステージ
２０２・・・可動フレーム
２０３・・・固定フレーム
２０４・・・第１駆動部
２０５・・・第２駆動部
２０６・・・第３駆動部
２０７・・・第１可動部電極
２０８・・・第１固定部電極
２０９・・・第２可動部電極
２１０・・・第２固定部電極
２１１・・・第１平板電極
２１２・・・第２平板電極
２１３、２１４、２１５、２１６、２１７・・・支持部材
３００・・・ＭＰＵ
３０１・・・検出部
３０２・・・制御部
３０３・・・算出部
３０４・・・マッピング部
３０５・・・再生部
４００・・・メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、記憶装置、記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プローブを用いて信号を記録再生する記憶装置において、信号を記録する記録媒体とプローブをx軸及びy軸方向に相対的に駆動することで、プローブの平面内での位置決めを行う必要がある。このとき、低エネルギーで大ストロークの駆動を可能とするために、x軸及びy軸方向の少なくとも１軸方向に共振駆動を用いことが提案されている。
【０００３】
しかしながら、共振駆動を行う場合、この方向でのプローブの速度が位置と共に変化してしまうために、例えば等時間間隔でビットを書き込む際には、ビット間の間隔（ピッチ）に偏りが生じてしまう。そのため、高密度に信号を記録することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４８３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高密度に信号を記録することが可能な記憶装置、記録再生方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の記憶装置は、信号を記憶する記録媒体と、前記記録媒体に対して第１の方向に複数の信号を書き込むプローブと、前記プローブまたは前記記録媒体を、前記第１の方向に駆動する第１の駆動部と、書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際に、当該振動駆動の振幅の変化を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する検出部と、書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する算出部とを備える。そして、書き込み時に、前記第１の駆動部は、前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に前記共振周波数で共振駆動し、前記プローブは前記記録媒体に対して前記タイミングで前記複数の信号を書き込む。
【０００７】
実施形態の記憶装置における記録再生方法は、前記検出部が、書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際にそれぞれの前記周波数での振幅を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する第１のステップと、前記算出部が、書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する第２のステップと有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る記憶装置の概略図。
【図２】実施形態に係る記憶装置に用いるアクチュエータの上面図。
【図３】実施形態に係る記憶装置の断面図。
【図４】MPUのシステム構成図。
【図５】書き込みの様子を示す図。
【図６】ビットの偏りを説明する図。
【図７】書き込み時のフローチャート。
【図８】共振周波数のシフトを示す図。
【図９】読み出しの様子を示す図。
【図１０】読み出し時のフローチャート。
【図１１】時系列信号の処理を説明する図。
【図１２】ビットマップの座標変換を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１０】
図１乃至図４を参照して、本実施形態に係る記憶装置１００の構成について詳細に説明する。
【００１１】
図１（a）に示す記憶装置１００は、データ（以下、信号）を保持可能な記録媒体１０３と、記録媒体１０３との間で信号の書き込みと読み出し（以下、記録再生）を行う複数のプローブ１０１がマトリクス状に配列しているプローブユニット１０２（図１（b））と、プローブ１０１に対して記録媒体１０３を相対的に移動するためのアクチュエータ２００と、記憶再生及びアクチュエータ２００の駆動を制御するMPU３００と、信号を一時的に保持可能なDRAM等のメモリ４００とを備える。
【００１２】
プローブユニット１０２の複数のプローブ１０１は、第１空間を隔てて記録媒体１０３と対向するように配置している。記録再生をおこなわない非記録再生時には、プローブ１０１と記録媒体１０３とは離間した状態にある。記録再生時には、アクチュエータ２００が記録媒体１０３を移動させ、プローブ１０１を記録媒体１０３に接触させる。
【００１３】
この接触した状態で、たとえば、プローブ１０１の電極に所定の電圧を加えることにより、プローブ１０１と記録媒体１０３との間で信号の記録再生を行う。
【００１４】
記録媒体１０３は、例えば電気的な状態変化を信号として保持することのできる薄膜である。
【００１５】
本実施形態では、アクチュエータ２００として、３軸（x、y、z軸）に駆動可能な静電駆動型のアクチュエータを用いる。このうちx軸方向へは低電圧で大きなストロークを得るために共振駆動を行い、y軸及びz軸方向へは一方向に並進駆動を行う。
【００１６】
図２に示すアクチュエータ２００は、記録媒体１０３を載置するための矩形状平板のステージ（可動部）２０１と、ステージ２０１の周囲に第２空間を介して設けられる可動フレーム２０２と、可動フレーム２０２の周囲に第３空間を介して設けられる固定フレーム２０３とを備える。
【００１７】
固定フレーム２０３は、導電性の支持部材２１３、２１４、２１５及び２１６により可動フレーム２０２を支持している。また、可動フレーム２０２は、導電性の支持部材２１７によりステージ２０１を支持している。
【００１８】
ステージ２０１の平面が図２に示すxy平面に沿って配置されるものとすると、第２空間には第１駆動部２０４が設けられて、ステージ２０１を図２中ｘ軸方向に共振駆動する。第３空間には第２駆動部２０５が設けられて、ステージ２０１及び可動フレーム２０２を一体にy軸方向に駆動する。また、第１空間には、第３駆動部２０６が設けられて、ステージ２０１をz軸方向に駆動する。
【００１９】
第１駆動部２０４は、それぞれ同一の矩形状で等間隔に一列（ｙ軸方向）に配置している複数の第１可動部電極２０７及び複数の第１固定部電極２０８を備える。ステージ２０１の側面に設けられる複数の第１可動部電極２０７と、可動フレーム２０２の側面に設けられる複数の第１固定部電極２０８とは、それぞれ第２空間内でｘ軸方向に突出している。この場合、第１可変部電極２０７と第１固定部電極２０８とは、電極間隔の１／２だけｙ軸方向にずれて、互いに噛み合う配置が好ましい。
【００２０】
この第１駆動部２０４は、隣接する第１可動部電極２０７と第１固定部電極２０８との間に働くx軸方向の静電力によりステージ２０１をx軸方向に移動する。この際、前述の通りx軸方向にはステージ２０１の共振駆動を行う。
【００２１】
第２駆動部２０５は、それぞれ同一の矩形状で等間隔に一列（x軸方向）に配置している複数の第２可動部電極２０９及び複数の第２固定部電極２１０を備える。可動フレームの側面に設けられる複数の第２可動部電極２０９と、固定フレーム２０３の側面に設けられる複数の第２固定部電極２１０とは、それぞれ第３空間内でｙ軸方向に突出している。この場合、第２可動部電極２０９と第２固定部電極２１０とは、電極間隔の１／２だけx軸方向にずれて、互いに噛み合う配置が好ましい。
【００２２】
この第２駆動部２０５は、隣接する第２可動部電極２０９と第２固定部電極２１０との間に働くy軸方向の静電力によりステージ２０１及び可動フレーム２０２を一体にy軸方向に移動する。
【００２３】
なお、本実施形態においては、ステージ２０１、可動フレーム２０２、固定フレーム２０３は具体的には、第１可動部電極２０７と第１固定部電極２０８とが電気的に絶縁関係に、第２可動部電極２０９と第２固定部電極２１０とが電気的に絶縁関係となるように構成される。
【００２４】
第３駆動部２０６は、ステージ２０１上の周辺部に設けられる矩形状の第１平板電極２１１と、第１空間を介してステージ２０１に対向するプローブユニット１０２に設けられる矩形状の第２平板電極２１２とが互いに、中心軸を共有して対向して配置される（図３）。
【００２５】
この第３駆動部２０６は、第１平板電極２１１と第２平板電極２１２との間に働くz軸方向の静電力によりステージ２０１をz軸方向に移動して、プローブ１０１と記録媒体１０３とを接触状態にする。
【００２６】
キャップ１０５は、例えばボンディング部１０６によりアクチュエータ２００に接合され、記録媒体１０３をパッケージしている。このキャップ１０５はアクチュエータ２００と電気的に絶縁関係である必要があるため、ボンディング部１０６には絶縁性の材料が好ましい。
【００２７】
位置センサ１０４は、ステージ２０１の記録媒体１０３を設ける面の裏面の四隅に設ける平板電極と、キャップ１０５の四隅に設けられる平板電極とがそれぞれ互いに向かい合わせて配置される。そして、この平板電極間の対向面積あるいは距離等の変化により生じる静電容量の変化により、ステージ２０１のx、y、z軸方向の変位を計測する。
【００２８】
なお、第１駆動部２０４、第２駆動部２０５及び第３駆動部２０６としては、静電駆動型のアクチュエータに限定されるものではなく、例えば磁気駆動型や圧電駆動型のアクチュエータなどを用いることも可能である。
【００２９】
また、第３駆動部２０６によるステージ２０１のz軸方向への駆動に変えて、プローブ１０１を単体であるいは複数同時にz軸方向に駆動することで、プローブ１０１と記録媒体１０３を接触あるいは非接触状態にすることができる。
【００３０】
図４は、MPU３００のシステム構成図である。
【００３１】
MPU３００は、ステージ２０１の共振周波数を検出する検出部３０１、各駆動部の駆動及びプローブ１０１の電圧印加を担う制御部３０２と、記録時にプローブ１０１の書き込みタイミングを算出する算出部３０３と、書き込まれた信号（ビット）を読み出す際にビットの配置を再現するマッピング部３０４と、最終的にビットを識別して信号を再生する再生部３０５とから構成される。
【００３２】
以下、図５乃至図１２を参照して、MPU３００の動作の説明を行う。なお、ここでは、第３駆動部２０６がステージ２０１をz軸方向に移動し、プローブ１０１と記録媒体１０３とは接触状態にあるものとする。
【００３３】
（書き込み）
図５は、１つのプローブ１０１が記録再生を担う領域（記録エリア）内での、プローブ１０１の書き込みの様子を示す図である。なお、ここでは、黒塗りのビットが記録あり（１）の状態、白抜きのビットが記録なし（０）の状態を示している。
【００３４】
記録時には、プローブ１０１はx軸方向に振幅dで共振駆動されており、この方向にn0-1個の１行分のビットを書き込む。そして、x軸方向に１行書き込んだ後は、プローブ１０１をy軸方向にピッチpyだけ送り、再びx軸方向にn0-1個の１行分のビットを書き込む。
【００３５】
ここで、共振駆動においてプローブ１０１のx軸方向の速度は位置と共に変化するため、例えばプローブ１０１が等時間間隔でビットを書き込む場合、x軸方向のビットには偏りが生じることになる（図６）。
【００３６】
具体的には、x=0及びx=dにおいてはプローブ１０１の速度は0となり、x=d/2において速度は最大となる。したがって、ビットは振幅の中央では疎に、両端では密に書き込まれる。
【００３７】
記録密度を向上させるためには、隣接するビット同士が重ならない範囲でビット間の間隔（ピッチ）をできる限り小さくし、等距離間隔で書き込むことが好ましい。
【００３８】
そこで、本実施形態においては、x軸方向のピッチpxを予め一定（等距離間隔）に定め、このピッチpxでn0-1個の１行分のビットを書き込むために、共振周波数を用いて、プローブ１０１がn0-1個の１行分のビットを書き込むタイミングを調節する。
【００３９】
図７はビットの書き込み時のフローチャートである。
【００４０】
（検出部）
検出部３０１は、第１駆動部２０４の共振駆動に先駆けて、ステージ２０１の共振周波数及び振幅を検出する（S１０１）。
【００４１】
ステージ２０１の設計上の共振周波数をf0とするとき、周波数fで一定電圧を印加してステージ２０１を駆動する場合のステージ２０１の振幅dは、図８に示す実線のようになる。すなわち、周波数f＝f0の場合に振幅dが共振により拡大する。これにより共振駆動が可能となる。
【００４２】
しかしながら、共振周波数は環境温度などの影響により変化してしまうことがある。ここで、仮に共振周波数が上記の設計上の共振周波数f0からf’0にシフトしたものとすると、この場合には電圧を印加する周波数fとステージ２０１の振幅dとの関係は、図８に示す破線のようになる。
【００４３】
そこで、検出部３０１はこのf’0を検出するために、設計上の共振周波数f0を中心として索引領域（図８中斜線部分）を定める。この索引領域の範囲は予め与えることができ、本実施形態においては0.9f0〜1.1f0の範囲である。
【００４４】
次に、検出部３０１は第１駆動部２０４に対する電圧印加の周波数を、索引領域の範囲（すなわち、0.9f0〜1.1f0）内で微小なピッチに分割し、この分割された周波数毎の電圧を印加することで、第１駆動部２０４を振動駆動する。
【００４５】
そして、検出部３０１はこの際のステージ２０１の振幅dを常時位置センサ１０４により計測することで、最大の振幅dを検出し、この振幅dを得る際の周波数fをステージ２０１の共振周波数f’0として検出する。
【００４６】
（算出部）
算出部３０３は、上述のS１０１において検出部３０１が検出したステージ２０１の共振周波数f’0を用いて、プローブ１０１の書き込みタイミングを算出する（S１０２）。
【００４７】
ステージ２０１の共振周波数f’0の場合、プローブ１０１が記録エリアのx軸方向に１往復するのに要する時間、すなわち共振の周期Tは、T=1/f’0で与えられる。したがって、プローブ１０１がビット１行書き込むのに要する時間は、T/2=1/(2f’0)となる。
【００４８】
また、ここでは、定常時にプローブ１０１が存在する位置を共振駆動の際の中心点と見なすことができるため、この中心点から共振駆動の振幅dの1/2だけ左に離れた点を基準点（共振駆動の開始位置）とすることができる。なお、ここでの位置とは、座標上での位置を表す情報を示している。
【００４９】
このとき、時刻t=0~1/(2f’0)までの間に、プローブ１０１が順にビットを書き込んでいく場合、時刻tにおけるプローブ１０１の上記の基準からの位置xは、次式で与えられる。
【数１】
【００５０】
一方、上述のように、記録エリアの１行にn0-1個のビットを等しいピッチpxで書き込むと仮定した場合、左からn番目のビットの位置xnは、次式で与えられる。
【数２】
【００５１】
（数１）で表されるプローブ１０１の位置xが、（数２）で表される位置xnに一致するタイミングで書き込むことで、記録エリアの１行に書き込まれるn0-1個のビットは等距離間隔となる。
【００５２】
したがって、算出部３０３は、まず、検出部３０１から共振駆動の振幅dを得て、共振駆動の開始位置を算出する。そして、上記の開始位置を基準として、（数２）によりビットを書き込む位置xnと、（数１）により時刻tにおけるプローブ１０１の位置xを算出し、次式によりx=xnとなる時刻tnを書き込みタイミングとして算出する。
【数３】
【００５３】
（制御部）
制御部３０２は、算出部３０３から共振駆動の開始位置を得て、ステージ２０１が定常位置からx軸正の方向にd/2だけ移動するように第１駆動部２０４を駆動する。また、定常位置からy軸負の方向に予め定められた量だけ移動するように第２駆動部２０５を駆動する。ここでは、この状態でのプローブ１０１の位置を書き込み開始位置とする（S１０３）。
【００５４】
次に、制御部３０２は、第１駆動部２０４に対して共振周波数f’0で電圧を印加することで、第１駆動部２０４を共振駆動する（S１０４）。このとき、共振駆動の開始時点を時刻t0として、時刻1/(2f’0)までのカウントを行う。
【００５５】
そして、制御部３０２は、（数３）で与えられる書き込みタイミングに従い、プローブ１０１に対して電圧を印加することで、プローブ１０１は左から順にn=1~n0-1までのビット、すなわち記録エリア１行分のビットを書き込む（S１０５）。
【００５６】
上記に次いで、制御部３０２は、ステージ２０１をy軸正の方向にpyだけ移動するように第２駆動部２０５を駆動し、プローブ１０１を相対的にy軸負の方向にpyだけ送る（S１０６）。そして、この状態を時刻t0として、時刻1/(2f’0)までのカウントを再度行い、右から順にn=1~n0-1までの１行分のビットを書き込む。
【００５７】
上述のS１０４からS１０６までのプロセスを、プローブ１０１が記録エリア内の全てにビットを書き込むまで繰り替えし行う。
【００５８】
なお、上記のように書き込まれるビットは、各駆動部や制御部３０２へのノイズなどの影響で厳密に等距離間隔とはならずに、ばらつきが生じることになる。しかしながら、このばらつきがビット間隔pyの例えば10%以内に収まっていれば、後述の読み出し時に大きな影響を与えることがないといえる。
【００５９】
（読み出し）
図９は、１つのプローブ１０１が記録再生を担う領域（記録エリア）内での、プローブ１０１の読み出しの様子を示す図である。
【００６０】
再生時には、プローブ１０１は、x軸方向に振幅dで共振駆動されており、同時に半周期毎に、y軸方向にピッチp’yだけ送られる。このp’yは、ビットのy軸方向のサイズに比べて充分に小さいことが好ましい。
【００６１】
そして、プローブ１０１は、この駆動の間に等時間間隔で読み出しを行い、記録なし状態のビットの領域及びビットが形成されていない領域では０と判定し、記録あり状態のビットの領域では１と判定する。この判定結果は、ビットの配置を再現するビットマップとしてメモリ４００に格納される。
【００６２】
このとき、記録時と同様に、プローブ１０１はx軸方向に共振駆動されているために、プローブ１０１の速度が位置と共に正弦的に変化する。このため、位置によって読み出し時間に違いが生じることで、読み出されるビットには偏りが生じる。また、同様の理由から読み出されるビットの形状はx軸方向に歪みを生じる。
【００６３】
このため、読み出されたビットが実際に書き込まれたものであることを識別する際に、誤って識別してしまうことが考えられる。
【００６４】
そこで、本実施形態においては、上記のビットマップの座標変換を行うことで、ビットの形状及びビット間の間隔の補正を行う。
【００６５】
図１０はビットの読み出し時のフローチャートである。
【００６６】
（検出部）
検出部３０１は、書き込み時と同様に、第１駆動部２０４の共振駆動に先駆けて、ステージ２０１の共振周波数を検出する（S２０１）。
【００６７】
すなわち、検出部３０１はこのf’0を検出するために、設計上の共振周波数f0を中心として索引領域を定める。この索引領域の範囲は予め与えることができる。
【００６８】
次に、検出部３０１は第１駆動部２０４に対する電圧印加の周波数を、索引領域の範囲内で微小なピッチに分割し、この分割された周波数毎の電圧を印加することで、第１駆動部２０４を駆動する。
【００６９】
そして、検出部３０１はこの際のステージ２０１の振幅dを常時位置センサ１０４により計測し、振幅dが最大となる周波数fをステージ２０１の共振周波数f’0として検出する。
【００７０】
（制御部）
制御部３０２は、算出部３０３から共振駆動の開始位置を得て、ステージ２０１が定常位置からx軸正の方向にd/2だけ移動するように第１駆動部２０４を駆動する。また、定常位置からy軸負の方向に予め定められた量だけ移動するように第２駆動部２０５を駆動する。ここでは、この状態でのプローブ１０１の位置を読み出し開始位置とする（S２０２）。
【００７１】
次に、第１駆動部２０４に対して共振周波数f’0で電圧を印加することで、第１駆動部２０４を共振駆動する（S２０３）。
【００７２】
また、同時に制御部３０２は、プローブ１０１に対しては常時電圧を印加することで、プローブ１０１が通過する１行分の領域の記録状態を判定し、記録ありの場合には１、記録なしの場合には０を時系列の信号として、メモリ４００に格納する（S２０４）。
【００７３】
上記に次いで、制御部３０２は、ステージ２０１をy軸正の方向にp’yだけ移動するように第２駆動部２０５を駆動し、プローブ１０１を相対的にy軸負の方向にp’yだけ送る（S２０５）。そして、逆方向に向けてプローブ１０１が通過する１行分の領域の記録状態を判定する。
【００７４】
上述のS２０３からS２０５までのプロセスを、プローブ１０１が記録エリア内の全ての領域の記録状態を判定するまで繰り替えし行う。
【００７５】
（マッピング部）
マッピング部３０４は、S２０１において検出部３０１が検出したステージ２０１の共振周波数f’0、S２０３からS２０５までの繰り返しプロセスにおいて制御部３０２がメモリ４００に格納した記録状態の時系列信号を用いて、ビットマップを生成する（S２０６）。なお、このビットマップはメモリ４００に格納する。
【００７６】
まず、図１１に示す時系列信号において、時刻t=0~1/(2f’0)間に獲得した信号を１行目、時刻t=1/(2f’0)~1/f’0間に獲得した信号を２行目（以下、その繰り返し）と分割する。そして、偶数行目の信号を反転させて、１行目から順に信号をy軸方向に積み重ねることで２次元の時系列信号を得る。
【００７７】
この際、図１２（a）に示すように読み出されたビットの形状及びビット間の間隔にはx軸方向に歪みや偏りが生じている。
【００７８】
ただし、同一のビットが書き込まれる時刻（数３）と読み出される時刻とは等しいため、具体的には、上記の２次元の時系列信号において左からn番目のビットの位置Xnは、次式で表される。
【数４】
【００７９】
一方で、左からn番目のビットが実際に存在している位置xnは、書き込み時の（数２）と同様に次式で表される。
【数５】
【００８０】
したがって、２次元の時系列信号でのビットの位置Xnと実際のビットの位置xnとには次式で表される関係がある。
【数６】
【００８１】
そこで、マッピング部３０４は、（数６）の関係から得られる次式により、共振駆動の開始位置を基準として、２次元の時系列信号の座標変換を行うことで、ビットの配置を再現するビットマップを生成する（図１２（b））。
【数７】
【００８２】
上記の座標変換により、ビットの形状及びビット間の間隔を補正することができ、ビットの配置を正確に再現したビットマップを生成することができる。
【００８３】
（再生部）
再生部３０５は、マッピング部３０４が生成するビットマップにおいて、ビットを識別することで信号の再生を行う（S２０７）。このとき、マッピング部３０４が生成した正確なビットマップを用いることで、高精度に信号の再生を行うことができる。
【００８４】
以上説明した実施形態の記憶装置、記録再生方法によれば、信号を高密度に記録することが可能となる。
【００８５】
この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８６】
１００・・・記憶装置
１０１・・・プローブ
１０２・・・プローブユニット
１０３・・・記録媒体
１０４・・・位置センサ
１０５・・・キャップ
１０６・・・ボンディング部
２００・・・アクチュエータ
２０１・・・ステージ
２０２・・・可動フレーム
２０３・・・固定フレーム
２０４・・・第１駆動部
２０５・・・第２駆動部
２０６・・・第３駆動部
２０７・・・第１可動部電極
２０８・・・第１固定部電極
２０９・・・第２可動部電極
２１０・・・第２固定部電極
２１１・・・第１平板電極
２１２・・・第２平板電極
２１３、２１４、２１５、２１６、２１７・・・支持部材
３００・・・ＭＰＵ
３０１・・・検出部
３０２・・・制御部
３０３・・・算出部
３０４・・・マッピング部
３０５・・・再生部
４００・・・メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を記憶する記録媒体と、
前記記録媒体に対して第１の方向に複数の信号を書き込むプローブと、
前記プローブまたは前記記録媒体を、前記第１の方向に振動駆動する第１の駆動部と、
書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際に、当該振動駆動の振幅の変化を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する検出部と、
書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する算出部と、
を備え、
書き込み時に、前記第１の駆動部は、前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に前記共振周波数で振動駆動し、前記プローブは前記記録媒体に対して前記タイミングで前記複数の信号を書き込む記憶装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記信号の書き込み開始位置情報を、前記検出部が検出した前記振幅を用いて算出し、前記書き込み開始位置情報に基づいて前記タイミングを算出する請求項１記載の記憶装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記タイミングとして、前記信号の書き込み位置情報が、前記書き込み開始位置情報から前記第１の方向に等距離間隔となるような複数の時刻を算出する請求項１または２記載の記憶装置。
【請求項４】
前記プローブは前記記録媒体に対して信号の読み出しを行い、
前記算出部は、前記信号の読み出し開始位置情報を、前記検出部が検出した前記振幅を用いて算出し、
前記読み出し開始位置情報に基づいて前記信号の読み出し位置情報を補正するマッピング部と、
をさらに備える請求項１乃至３いずれか１項に記載の記憶装置。
【請求項５】
前記プローブまたは前記記録媒体を前記記録媒体の水平面内で前記第１の方向とは異なる第２の方向に駆動する第２の駆動部と、
前記プローブまたは前記記録媒体を前記第1の方向と前記第２の方向とに略直交する前記第３の方向に駆動する第３の駆動部と、
をさらに備える請求項１乃至４いずれか１項に記載の記憶装置。
【請求項６】
請求項４記載の記憶装置における記録再生方法であって、
前記算出部が、前記信号の読み出し開始位置情報を、前記検出部が検出した前記振幅を用いて算出するステップと、
前記マッピング部が、前記読み出し開始位置情報に基づいて前記信号の読み出し位置情報を補正するステップと、
を有する記録再生方法。
【請求項７】
請求項６記載の記録再生方法、あるいは請求項１記載の記憶装置における記録再生方法であって、
前記検出部が、書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際にそれぞれの前記周波数での振幅を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する第１のステップと、
前記算出部が、書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する第２のステップと、
を有する記録再生方法。
【請求項８】
前記第２のステップは、前記算出部が、前記信号の書き込み開始位置情報を、前記検出部が検出した前記振幅を用いて算出し、前記書き込み開始位置情報に基づいて前記タイミングを算出する請求項７記載の記録再生方法。
【請求項９】
前記第２のステップは、前記算出部が、前記タイミングとして、前記信号の書き込み位置情報が、前記書き込み開始位置情報から前記第１の方向に等距離間隔となるような複数の時刻を算出する請求項７または８記載の記録再生方法。
【請求項１】
信号を記憶する記録媒体と、
前記記録媒体に対して第１の方向に複数の信号を書き込むプローブと、
前記プローブまたは前記記録媒体を、前記第１の方向に振動駆動する第１の駆動部と、
書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際に、当該振動駆動の振幅の変化を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する検出部と、
書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する算出部と、
を備え、
書き込み時に、前記第１の駆動部は、前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に前記共振周波数で振動駆動し、前記プローブは前記記録媒体に対して前記タイミングで前記複数の信号を書き込む記憶装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記信号の書き込み開始位置情報を、前記検出部が検出した前記振幅を用いて算出し、前記書き込み開始位置情報に基づいて前記タイミングを算出する請求項１記載の記憶装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記タイミングとして、前記信号の書き込み位置情報が、前記書き込み開始位置情報から前記第１の方向に等距離間隔となるような複数の時刻を算出する請求項１または２記載の記憶装置。
【請求項４】
前記プローブは前記記録媒体に対して信号の読み出しを行い、
前記算出部は、前記信号の読み出し開始位置情報を、前記検出部が検出した前記振幅を用いて算出し、
前記読み出し開始位置情報に基づいて前記信号の読み出し位置情報を補正するマッピング部と、
をさらに備える請求項１乃至３いずれか１項に記載の記憶装置。
【請求項５】
前記プローブまたは前記記録媒体を前記記録媒体の水平面内で前記第１の方向とは異なる第２の方向に駆動する第２の駆動部と、
前記プローブまたは前記記録媒体を前記第1の方向と前記第２の方向とに略直交する前記第３の方向に駆動する第３の駆動部と、
をさらに備える請求項１乃至４いずれか１項に記載の記憶装置。
【請求項６】
請求項４記載の記憶装置における記録再生方法であって、
前記算出部が、前記信号の読み出し開始位置情報を、前記検出部が検出した前記振幅を用いて算出するステップと、
前記マッピング部が、前記読み出し開始位置情報に基づいて前記信号の読み出し位置情報を補正するステップと、
を有する記録再生方法。
【請求項７】
請求項６記載の記録再生方法、あるいは請求項１記載の記憶装置における記録再生方法であって、
前記検出部が、書き込み動作前に、前記第１の駆動部が周波数を変化させて前記プローブまたは前記記録媒体を前記第１の方向に振動駆動する際にそれぞれの前記周波数での振幅を検出し、前記振幅が最大となる前記周波数を共振周波数として検出する第１のステップと、
前記算出部が、書き込み動作前に、前記プローブが前記記録媒体に対して前記複数の信号を書き込むタイミングを、前記共振周波数を用いて算出する第２のステップと、
を有する記録再生方法。
【請求項８】
前記第２のステップは、前記算出部が、前記信号の書き込み開始位置情報を、前記検出部が検出した前記振幅を用いて算出し、前記書き込み開始位置情報に基づいて前記タイミングを算出する請求項７記載の記録再生方法。
【請求項９】
前記第２のステップは、前記算出部が、前記タイミングとして、前記信号の書き込み位置情報が、前記書き込み開始位置情報から前記第１の方向に等距離間隔となるような複数の時刻を算出する請求項７または８記載の記録再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２０３９７１（Ｐ２０１２−２０３９７１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９１４３（Ｐ２０１１−６９１４３）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
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