記憶装置
【課題】
高速にデータを記録再生することが可能な記憶装置を提供する。
【解決手段】
実施形態の記憶装置は、複数の領域を有し、前記領域に信号を記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体に対向する電極を有し、前記電極を介して、それぞれの前記領域に対して信号の書き込みまたは読み出しを行う複数のプローブとを備え、前記複数のプローブは、第１プローブと、前記第１プローブと第１方向に離間して配置する第２プローブと、前記第１プローブに対して前記第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向にそれぞれずらして配置する第３プローブとを含む記憶装置。
高速にデータを記録再生することが可能な記憶装置を提供する。
【解決手段】
実施形態の記憶装置は、複数の領域を有し、前記領域に信号を記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体に対向する電極を有し、前記電極を介して、それぞれの前記領域に対して信号の書き込みまたは読み出しを行う複数のプローブとを備え、前記複数のプローブは、第１プローブと、前記第１プローブと第１方向に離間して配置する第２プローブと、前記第１プローブに対して前記第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向にそれぞれずらして配置する第３プローブとを含む記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のプローブを用いてデータを記録再生する記憶装置では、記憶媒体上において、それぞれのプローブがデータの記録再生を担当するエリアが割り当てられている。このエリアとプローブとの配置関係によっては、データを記録再生することができないデッドスペースが存在してしまうことがある。このようなデッドスペースが存在することは、データの高密度化が図れないために好ましくない。
【０００３】
そこで、エリアのサイズを大きくすることにより、上記デッドスペースを作らない方法が考えられるが、この場合にはプローブを高密度に配置することができず、複数のプローブが同時にデータを記録再生することによる、記録再生の高速化が図れない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１４５７７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高速にデータを記録再生することが可能な記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の記憶装置は、複数の領域を有し、前記領域に信号を記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体に対向する電極を有し、前記電極を介して、それぞれの前記領域に対して信号の書き込みまたは読み出しを行う複数のプローブと、を備え、
前記複数のプローブは、第１プローブと、前記第１プローブと第１方向に離間して配置する第２プローブと、前記第１プローブに対して前記第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向にそれぞれずらして配置する第３プローブとを含み、
前記領域の前記第１方向の長さをXm、前記領域の前記第２方向の長さをYmとしたとき、前記第１プローブの電極及び前記第２プローブの電極の前記第１方向の距離Xp1、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第１方向の距離Xp2、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第２方向の距離Yp2は、それぞれ次式を満たす記憶装置。
【数１】
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の記憶装置の概略図。
【図２】実施形態の記憶装置に用いるアクチュエータの構成図。
【図３】実施形態の記憶装置の断面図（図２のA-A断面）。
【図４】実施形態の記憶装置に用いるプローブの構成図。
【図５】実施形態の記憶装置との比較例。
【図６】実施形態の記憶装置に用いるプローブの配列を説明する図（n=2）。
【図７】実施形態の記憶装置に用いるプローブの配列を説明する図（n=3,4）。
【図８】実施形態の記憶装置に用いる制御部の動作を説明する図。
【図９】記録再生エリアのオーバーラップを説明する図。
【図１０】記録再生エリアのマージンを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００９】
図１乃至図３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。
【００１０】
図１は、実施形態の記憶装置１００の概略図である。なお、図１（a）は記憶装置１００の全体を示す図、図１（b）は図１（a）におけるプローブユニット１０２の裏面を示す図である。
【００１１】
図１に示す記憶装置１００は、データ（信号）を保持可能な記憶媒体１０３と、記憶媒体１０３との間でデータ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が配列しているプローブユニット１０２と、プローブ１０１に対して記憶媒体１０３を相対的に移動するためのアクチュエータ２００と、記録再生及びアクチュエータ２００の駆動を制御する制御部３００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空間を隔てて記憶媒体１０３と対向するように配置している。記録再生を行わない非記録再生時には、プローブ１０１と記憶媒体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が記憶媒体１０３を移動させ、プローブ１０１を記憶媒体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と記憶媒体１０３との間でデータの記録再生を行う。
【００１４】
記憶媒体１０３は、例えば電気的な状態変化をデータとして保持することのできる薄膜である。ここでは、記憶媒体１０３として強誘電体材料の薄膜を用いる。
【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。
【００１６】
図２に示すアクチュエータ２００は、記憶媒体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軸方向に移動する。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軸方向に移動する。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軸方向に移動する。
【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。
【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と記憶媒体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、記憶媒体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の記憶媒体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】
制御部３００は、前述のようにアクチュエータ２００の第１駆動部２０４、第２駆動部２０５、第３駆動部２０６の駆動を制御する。また、プローブ１０１を介して記憶媒体１０３に対して電圧を印加することで、データの記録再生を行う。この制御部３００は、例えばMPU等の演算処理装置により実現される。
【００２９】
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。
【００３０】
また、第３駆動部２０６によるステージ２０１のz軸方向への移動に変えて、プローブ１０１を単体であるいは複数同時にz軸方向に移動することで、プローブ１０１と記憶媒体１０３を接触あるいは非接触状態にすることも可能である。
【００３１】
（プローブ配列の説明）
以下、図４乃至図７を参照して、プローブ１０１の構成及びプローブユニット１０２の構成について詳細に説明する。
【００３２】
図４はプローブ１０１の構成を説明する図である。図４（a）はプローブ１０１の側面、図４（b）は図４（a）において矢印Cの方向にプローブ１０１を見たときの図をそれぞれ示している。
【００３３】
プローブ１０１は、アンカー部１０７を介して、プローブ１０１のビーム部１０８の一端を、プローブユニット１０２に固定した片持ち梁である。また、ビーム部１０８の先端には、プローブ１０１が記録再生を行うために、記憶媒体１０３に接触することで、この記憶媒体１０３に対して電圧を印加する記録再生部（電極）１０９を有する。
【００３４】
ビーム部１０８としては、図に示すようにアスペクト比の大きな形状であることが好ましい。これは、プローブ１０１の記録再生部１０９を記憶媒体１０３に対してある程度のバネ性をもって接触させることで、プローブ１０１先端の接触荷重の低減や、記憶媒体１０３の高さのばらつきに対するロバスト性を向上させるためである。
【００３５】
このように、アスペクト比の大きなビーム部１０８を有するプローブ１０１を用いる記憶装置１００では、従来のようにプローブ１０１をマトリクス状に配置する場合には、どのプローブ１０１を用いても記録再生できないデッドスペースをつくらないために、１本のプローブ１０１が記録再生を担当するエリア（以下、記録再生エリア）内にプローブ１０１を収める必要がある。そのため、図５（a）に示すように、記録再生エリアをプローブ１０１の形状と同様にアスペクト比の大きな領域とする必要がある。
【００３６】
ここで、記録再生エリアのサイズは、第１駆動部２０４及び第２駆動部２０５によるプローブユニット１０２と記憶媒体１０３との相対的な駆動量の上限値によって決まる。すなわち、第１駆動部２０４によるx軸方向の駆動量が記録再生エリアのx軸方向の長さに相当し、第２駆動部２０５によるy軸方向の駆動量が記録再生エリアのy軸方向の長さに相当する。
【００３７】
したがって、上記のようにアスペクト比の大きな記録再生エリアとする場合には、第１駆動部２０４によるx軸方向の駆動量と、第２駆動部２０５によるy軸方向の駆動量とに大きな差が生じることになる。
【００３８】
本実施形態では、前述のように、第１駆動部２０４及び第２駆動部２０５としては静電駆動型のアクチュエータを用いるので、x軸方向とy軸方向とで大きく駆動量を異ならせるためには、第１駆動部２０４の櫛歯電極（第１可動部電極２０７及び第１固定部電極２０８）の駆動方向の長さと第２駆動部２０５の櫛歯電極（第２可動部電極２０９及び第２固定部電極２１０）の駆動方向の長さに極端な偏りが生じてしまうことになる。
【００３９】
したがって、第１駆動部２０４及び第２駆動部２０５の上記のような形状の偏りを生じさせないためには、記録再生エリアとしては、アスペクト比が１（正方形）に近い形状であることが好ましい。そこで、上記のように記録再生エリアのアスペクト比を１に近い値とし、さらにプローブ１０１を記録再生エリア内に収めるためには、図５（b）に示すように、記録再生エリアをプローブ１０１の長手方向の長さを１辺とする正方形に近い形状にすることが考えられる。
【００４０】
しかしながら、この場合には１本のプローブ１０１が担当する記録再生エリアの面積が大きくなる分、プローブユニット１０２に配列されるプローブ１０１の本数が少なくなるため、複数プローブ１０１が同時に記録再生を行うことによる記録再生の高速化が図れない。
【００４１】
そこで、本実施形態においては、プローブユニット１０２におけるプローブ１０１の配列と、記録再生エリアのサイズとの関係に規定を設けることで、記憶媒体１０３上においてどのプローブ１０１を用いても記録再生を行うことのできないデッドスペースをなくすとともに、プローブユニット１０２に配列されるプローブ１０１を高密度化する。
【００４２】
図６（a）は、１本のプローブ１０１がデータの記録再生を担当する記録再生エリアを示す図である。
【００４３】
記録再生エリアは、x軸方向（第１駆動部の駆動方向）の長さがXm、y軸方向（第２駆動部の駆動方向）の長さがYmの矩形状である。
【００４４】
１本のプローブ１０１は、記憶媒体１０３と接触した状態で、この記録再生エリアを例えば図中の矢印に沿って移動するとともに記録再生を行う。記録再生のスタート時（または非記録再生時）においては、プローブ１０１の記録再生部１０９は記録再生エリアの頂点の一つであるA点（図中左上の頂点）に位置する。
【００４５】
図６（b）は、隣接する４つのプローブ１０１（プローブA乃至D）の配置関係を示す図である。また、図６（c）は、図６（b）における記録再生エリアの配置関係を示す図である。
【００４６】
記録再生のスタート時において、プローブAの記録再生部１０９は記録再生エリアAの左上の頂点（A点）に、プローブBの記録再生部１０９は記録再生エリアBの頂点（B点）に、プローブCの記録再生部１０９は記録再生エリアCの頂点（C点）に、プローブDの記録再生部１０９は記録再生エリアDの頂点（D点）にそれぞれ位置している。
【００４７】
なお、以下では図６（b）に示すように、プローブAをk-1列、プローブB及びCをk列、プローブDをk+1列のように定義する。
【００４８】
このとき、k列のx軸方向に離間して配置するプローブ（図中では、プローブB及びC）の記録再生部１０９間のx軸方向の距離をXp1、k-1列のプローブとk列のプローブ（図中では、プローブA及びC）、またはk列のプローブとk+1列のプローブ（プローブB及びD）の記録再生部１０９間のx軸方向の距離をXp2、y軸方向の距離をYp2とする。
【００４９】
本実施形態においては、上記Xp1、Xp2及びYp2と、記録再生エリアのサイズXm及びYmとが以下の規定を満たすようにプローブ１０１を配列する。ただし、nは２以上の整数（n=2, 3, 4, …）である。
【００５０】
Xp1=n*Xm ・・・（式１）
Xp2=Xm ・・・（式２）
Yp=Ym/n ・・・（式３）
このとき、図６（c）に示すように、記録再生エリアB及びDの中心間のx軸方向の距離をXp3、記録再生エリアB及びDの中心間のｙ軸方向の距離をYp3、記録再生エリアB及びCの中心間のx軸方向の距離をXp4とすると、これらは上記のプローブ１０１の配列との関係から次式を満たす。
【００５１】
Xp3=Xp2 ・・・（式４）
Yp3=Yp2 ・・・（式５）
Xp4= Xp1 ・・・（式６）
上記のような（式１）乃至（式３）により規定されるプローブ１０１の配列とすることで、プローブユニット１０２には高密度にプローブ１０１を配列することができ、データの記録再生を高速化することが可能となる。
【００５２】
また、記憶媒体１０３上においてどのプローブ１０１を用いても記録再生を行うことのできないデッドスペースが存在しないために、データを高密度に記録することが可能となる。なお、図６は、n=2の例、図７（a）はn=3、（b）はn=4の例をそれぞれ示している。
【００５３】
なお、実際には個々のプローブ１０１の製造時のばらつきや環境の変化等により、プローブ１０１の記録再生部１０９間の距離がある程度ばらつくことが考えられる。したがって、上記（式１）乃至（式６）で規定される距離（Xp1、Xp2、Yp2）は厳密にはそれぞれのプローブ１０１ごとに異なることになる。
【００５４】
このように、プローブ１０１の配置にばらつきが発生する場合、記録再生部１０９のずれの分だけ個々の記録再生エリアがオーバーラップするため（図９）、隣接する記録再生エリア間で情報を誤って上書きしてしまう可能性がある。これを防ぐためには、ばらつきがなしの状態での理想的な記録再生エリアのサイズ（Xm、Ym）よりも小さい記録再生エリアのサイズ（Xm'、Ym'）を策定し、図１０のようにばらつきに対するマージンを含めた形で記録再生することが考えられる。
【００５５】
例えば、記録再生エリアのサイズ（Xm'、Ym'）を、理想的な記録再生エリアのサイズ（Xm、Ym）に対して6％のマージンをとった値とすると次式のように表すことができる。
【００５６】
Xm' = Xm * (1−0.06) = 0.94Xm ・・・（式７）
Ym' = Ym * (1−0.06) =0.94Ym ・・・（式８）
上式のように記録再生エリアのマージンを考慮することで、（式１）乃至（式６）の規定では、プローブ１０１の記録再生部１０９間の距離に対して±６％の誤差を許容することができる。
【００５７】
なお、（数１）及び（数３）をプローブ１０１の記録再生部１０９間の距離のみを用いて次式のように規定することもできる。ただし、Xp1は、図６に示すプローブB及びプローブCの記録再生部１０９間のx軸方向の距離である。
【００５８】
Xp1=n* Xp2 ・・・（式９）
Yp2= Yp1/n ・・・（式１０）
（制御部の動作）
以下、図８を参照して、制御部３００の動作について説明する。
【００５９】
（z軸方向の駆動）
制御部３００は、第１平板電極２１１に対して電圧V1、第２平板電極２１２に対して電圧V2を印加する（ただし、V1≠V2）。
【００６０】
このとき、第１平板電極２１１と第２平板電極２１２との間には、電位差（V1−V2）による静電力（引力）が発生する。この静電力により、第２平板電極２１２側（z軸正の方向）へ第１平板電極２１１を引き付けることで、ステージ２０１をz軸正の方向へ移動する。
【００６１】
（x及びy軸駆動）
制御部３００は、上記のようにステージ２０１をz軸方向へ駆動するとともに、x軸及びy軸方向への駆動を行うことで記憶媒体１０３の平面内でのプローブ１０１の位置決めを行う。
【００６２】
図８（a）は図２におけるA-A断面の図である。
【００６３】
制御部３００は、例えば電極パッド（図示せず）等を介して、第１可動部電極２０７a及び第１可動部電極２０７bに対して電圧V1を印加する。また、同時に第１固定部電極２０８aに対して電圧V2、第１固定部電極２０８bに対して電圧V3を印加する（ただし、V2＞V1、V3＞V1）。
【００６４】
このとき、V2＞V3であれば、｜V2−V1｜＞｜V3−V1｜となるために、第１可動部電極２０７aと第１固定部電極２０８aとの間に生じるx軸方向の静電力が、第１可動部電極２０７bと第１固定部電極２０８bとの間に生じるx軸方向の静電力を上回ることで、ステージ２０１はx軸正の方向へ移動する。
【００６５】
逆に、V3＞V2であれば、｜V3−V1｜＞｜V2−V1｜となるために、第１可動部電極２０７bと第１固定部電極２０８bとの間に生じるx軸方向の静電力が、第１可動部電極２０７aと第１固定部電極２０８aとの間に生じるx軸方向の静電力を上回ることで、ステージ２０１はx軸負の方向へ移動する。
【００６６】
図８（b）は図２におけるB-B断面の図である。
【００６７】
制御部３００は、例えば電極パッド（図示せず）等を介して、第２可動部電極２０９aに対して電圧V4を、第２可動部電極２０９bに対して電圧V5を印加する。また、同時に第２固定部電極２１０aに対して電圧V6、第２固定部電極２１０bに対して電圧V7を印加する（ただし、V6＞V4、V7＞V5）。
【００６８】
このとき、｜V6−V4｜＞｜V7−V5｜であれば、第２可動部電極２０９aと第２固定部電極２１０aとの間の静電力が、第２可動部電極２０９bと第２固定部電極２１０bとの間の静電力を上回ることで、ステージ２０１はy軸正の方向へ移動する。
【００６９】
逆に、｜V7−V5｜＞｜V6−V4｜であれば、第２可動部電極２０９bと第２固定部電極２１０bとの間の静電力が、第２可動部電極２０９aと第２固定部電極２１０aとの間の静電力を上回ることで、ステージ２０１はy軸負の方向へ移動する。
【００７０】
なお、x軸方向及びy軸方向の駆動量の上限値（すなわち、記録再生エリアのサイズ）は、各駆動部の櫛歯電極が対向する側面に接触しない範囲内において、さらにプローブ１０１の配列により予め決定することができる。
【００７１】
また、具体的な電圧の値としては、制御部３００が、位置センサ１０４が計測するステージ２０１の変位を入力として、例えば変位の目標値との差が０に収束する方向に算出する。
【００７２】
（記録再生）
プローブ１０１及び記憶媒体１０３が接触状態において、ステージ２０１及びプローブ１０１の電極は強誘電体材料の記憶媒体１０３を介して部分的な強誘電キャパシタを形成する。そして、上記のように、プローブ１０１の記憶媒体１０３に対する相対的な位置決めを行うとともにデータの記録再生を行う。
【００７３】
具体的には、記録時には、制御部３００がプローブ１０１の記録再生部１０９を介して記憶媒体１０３に対して電圧を印加し、記憶媒体１０３に電荷の分極を生じさせることでデータの記録を行う。一方で、再生時には、制御部３００がプローブ１０１の記録再生部１０９を介して記憶媒体１０３に対してパルス電圧を印加して、電荷の分極反転により生じる電流を検出することで、データの再生を行う。
【００７４】
この際、複数のプローブ１０１は各々あるいは同時に、記憶媒体１０３に対して電圧を印加することでデータの記録再生を行うことができる。
【００７５】
なお、記憶媒体１０３としては、金属酸化物等の材料から形成される絶縁性の薄膜を用いることも可能であるが、この際には、プローブ１０１が印加する電圧により生じる記憶媒体１０３の抵抗変化をデータとして記録再生を行うことができる。
【００７６】
以上説明した実施形態の記憶装置によれば、高密度にデータを記録することが可能となる。
【００７７】
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】
【００７８】
１００・・・記憶装置
１０１・・・プローブ
１０２・・・プローブユニット
１０３・・・記憶媒体
１０４・・・位置センサ
１０５・・・キャップ
１０６・・・ボンディング部
１０７・・・アンカー部
１０８・・・ビーム部
１０９・・・記録再生部
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（２０７a、２０７b）・・・第１可動部電極
２０８（２０８a、２０８b）・・・第１固定部電極
２０９（２０９a、２０９b）・・・第２可動部電極
２１０（２１０a、２１０b）・・・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・・・制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のプローブを用いてデータを記録再生する記憶装置では、記憶媒体上において、それぞれのプローブがデータの記録再生を担当するエリアが割り当てられている。このエリアとプローブとの配置関係によっては、データを記録再生することができないデッドスペースが存在してしまうことがある。このようなデッドスペースが存在することは、データの高密度化が図れないために好ましくない。
【０００３】
そこで、エリアのサイズを大きくすることにより、上記デッドスペースを作らない方法が考えられるが、この場合にはプローブを高密度に配置することができず、複数のプローブが同時にデータを記録再生することによる、記録再生の高速化が図れない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１４５７７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高速にデータを記録再生することが可能な記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の記憶装置は、複数の領域を有し、前記領域に信号を記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体に対向する電極を有し、前記電極を介して、それぞれの前記領域に対して信号の書き込みまたは読み出しを行う複数のプローブと、を備え、
前記複数のプローブは、第１プローブと、前記第１プローブと第１方向に離間して配置する第２プローブと、前記第１プローブに対して前記第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向にそれぞれずらして配置する第３プローブとを含み、
前記領域の前記第１方向の長さをXm、前記領域の前記第２方向の長さをYmとしたとき、前記第１プローブの電極及び前記第２プローブの電極の前記第１方向の距離Xp1、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第１方向の距離Xp2、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第２方向の距離Yp2は、それぞれ次式を満たす記憶装置。
【数１】
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の記憶装置の概略図。
【図２】実施形態の記憶装置に用いるアクチュエータの構成図。
【図３】実施形態の記憶装置の断面図（図２のA-A断面）。
【図４】実施形態の記憶装置に用いるプローブの構成図。
【図５】実施形態の記憶装置との比較例。
【図６】実施形態の記憶装置に用いるプローブの配列を説明する図（n=2）。
【図７】実施形態の記憶装置に用いるプローブの配列を説明する図（n=3,4）。
【図８】実施形態の記憶装置に用いる制御部の動作を説明する図。
【図９】記録再生エリアのオーバーラップを説明する図。
【図１０】記録再生エリアのマージンを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００９】
図１乃至図３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。
【００１０】
図１は、実施形態の記憶装置１００の概略図である。なお、図１（a）は記憶装置１００の全体を示す図、図１（b）は図１（a）におけるプローブユニット１０２の裏面を示す図である。
【００１１】
図１に示す記憶装置１００は、データ（信号）を保持可能な記憶媒体１０３と、記憶媒体１０３との間でデータ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が配列しているプローブユニット１０２と、プローブ１０１に対して記憶媒体１０３を相対的に移動するためのアクチュエータ２００と、記録再生及びアクチュエータ２００の駆動を制御する制御部３００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空間を隔てて記憶媒体１０３と対向するように配置している。記録再生を行わない非記録再生時には、プローブ１０１と記憶媒体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が記憶媒体１０３を移動させ、プローブ１０１を記憶媒体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と記憶媒体１０３との間でデータの記録再生を行う。
【００１４】
記憶媒体１０３は、例えば電気的な状態変化をデータとして保持することのできる薄膜である。ここでは、記憶媒体１０３として強誘電体材料の薄膜を用いる。
【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。
【００１６】
図２に示すアクチュエータ２００は、記憶媒体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軸方向に移動する。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軸方向に移動する。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軸方向に移動する。
【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。
【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と記憶媒体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、記憶媒体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の記憶媒体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】
制御部３００は、前述のようにアクチュエータ２００の第１駆動部２０４、第２駆動部２０５、第３駆動部２０６の駆動を制御する。また、プローブ１０１を介して記憶媒体１０３に対して電圧を印加することで、データの記録再生を行う。この制御部３００は、例えばMPU等の演算処理装置により実現される。
【００２９】
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。
【００３０】
また、第３駆動部２０６によるステージ２０１のz軸方向への移動に変えて、プローブ１０１を単体であるいは複数同時にz軸方向に移動することで、プローブ１０１と記憶媒体１０３を接触あるいは非接触状態にすることも可能である。
【００３１】
（プローブ配列の説明）
以下、図４乃至図７を参照して、プローブ１０１の構成及びプローブユニット１０２の構成について詳細に説明する。
【００３２】
図４はプローブ１０１の構成を説明する図である。図４（a）はプローブ１０１の側面、図４（b）は図４（a）において矢印Cの方向にプローブ１０１を見たときの図をそれぞれ示している。
【００３３】
プローブ１０１は、アンカー部１０７を介して、プローブ１０１のビーム部１０８の一端を、プローブユニット１０２に固定した片持ち梁である。また、ビーム部１０８の先端には、プローブ１０１が記録再生を行うために、記憶媒体１０３に接触することで、この記憶媒体１０３に対して電圧を印加する記録再生部（電極）１０９を有する。
【００３４】
ビーム部１０８としては、図に示すようにアスペクト比の大きな形状であることが好ましい。これは、プローブ１０１の記録再生部１０９を記憶媒体１０３に対してある程度のバネ性をもって接触させることで、プローブ１０１先端の接触荷重の低減や、記憶媒体１０３の高さのばらつきに対するロバスト性を向上させるためである。
【００３５】
このように、アスペクト比の大きなビーム部１０８を有するプローブ１０１を用いる記憶装置１００では、従来のようにプローブ１０１をマトリクス状に配置する場合には、どのプローブ１０１を用いても記録再生できないデッドスペースをつくらないために、１本のプローブ１０１が記録再生を担当するエリア（以下、記録再生エリア）内にプローブ１０１を収める必要がある。そのため、図５（a）に示すように、記録再生エリアをプローブ１０１の形状と同様にアスペクト比の大きな領域とする必要がある。
【００３６】
ここで、記録再生エリアのサイズは、第１駆動部２０４及び第２駆動部２０５によるプローブユニット１０２と記憶媒体１０３との相対的な駆動量の上限値によって決まる。すなわち、第１駆動部２０４によるx軸方向の駆動量が記録再生エリアのx軸方向の長さに相当し、第２駆動部２０５によるy軸方向の駆動量が記録再生エリアのy軸方向の長さに相当する。
【００３７】
したがって、上記のようにアスペクト比の大きな記録再生エリアとする場合には、第１駆動部２０４によるx軸方向の駆動量と、第２駆動部２０５によるy軸方向の駆動量とに大きな差が生じることになる。
【００３８】
本実施形態では、前述のように、第１駆動部２０４及び第２駆動部２０５としては静電駆動型のアクチュエータを用いるので、x軸方向とy軸方向とで大きく駆動量を異ならせるためには、第１駆動部２０４の櫛歯電極（第１可動部電極２０７及び第１固定部電極２０８）の駆動方向の長さと第２駆動部２０５の櫛歯電極（第２可動部電極２０９及び第２固定部電極２１０）の駆動方向の長さに極端な偏りが生じてしまうことになる。
【００３９】
したがって、第１駆動部２０４及び第２駆動部２０５の上記のような形状の偏りを生じさせないためには、記録再生エリアとしては、アスペクト比が１（正方形）に近い形状であることが好ましい。そこで、上記のように記録再生エリアのアスペクト比を１に近い値とし、さらにプローブ１０１を記録再生エリア内に収めるためには、図５（b）に示すように、記録再生エリアをプローブ１０１の長手方向の長さを１辺とする正方形に近い形状にすることが考えられる。
【００４０】
しかしながら、この場合には１本のプローブ１０１が担当する記録再生エリアの面積が大きくなる分、プローブユニット１０２に配列されるプローブ１０１の本数が少なくなるため、複数プローブ１０１が同時に記録再生を行うことによる記録再生の高速化が図れない。
【００４１】
そこで、本実施形態においては、プローブユニット１０２におけるプローブ１０１の配列と、記録再生エリアのサイズとの関係に規定を設けることで、記憶媒体１０３上においてどのプローブ１０１を用いても記録再生を行うことのできないデッドスペースをなくすとともに、プローブユニット１０２に配列されるプローブ１０１を高密度化する。
【００４２】
図６（a）は、１本のプローブ１０１がデータの記録再生を担当する記録再生エリアを示す図である。
【００４３】
記録再生エリアは、x軸方向（第１駆動部の駆動方向）の長さがXm、y軸方向（第２駆動部の駆動方向）の長さがYmの矩形状である。
【００４４】
１本のプローブ１０１は、記憶媒体１０３と接触した状態で、この記録再生エリアを例えば図中の矢印に沿って移動するとともに記録再生を行う。記録再生のスタート時（または非記録再生時）においては、プローブ１０１の記録再生部１０９は記録再生エリアの頂点の一つであるA点（図中左上の頂点）に位置する。
【００４５】
図６（b）は、隣接する４つのプローブ１０１（プローブA乃至D）の配置関係を示す図である。また、図６（c）は、図６（b）における記録再生エリアの配置関係を示す図である。
【００４６】
記録再生のスタート時において、プローブAの記録再生部１０９は記録再生エリアAの左上の頂点（A点）に、プローブBの記録再生部１０９は記録再生エリアBの頂点（B点）に、プローブCの記録再生部１０９は記録再生エリアCの頂点（C点）に、プローブDの記録再生部１０９は記録再生エリアDの頂点（D点）にそれぞれ位置している。
【００４７】
なお、以下では図６（b）に示すように、プローブAをk-1列、プローブB及びCをk列、プローブDをk+1列のように定義する。
【００４８】
このとき、k列のx軸方向に離間して配置するプローブ（図中では、プローブB及びC）の記録再生部１０９間のx軸方向の距離をXp1、k-1列のプローブとk列のプローブ（図中では、プローブA及びC）、またはk列のプローブとk+1列のプローブ（プローブB及びD）の記録再生部１０９間のx軸方向の距離をXp2、y軸方向の距離をYp2とする。
【００４９】
本実施形態においては、上記Xp1、Xp2及びYp2と、記録再生エリアのサイズXm及びYmとが以下の規定を満たすようにプローブ１０１を配列する。ただし、nは２以上の整数（n=2, 3, 4, …）である。
【００５０】
Xp1=n*Xm ・・・（式１）
Xp2=Xm ・・・（式２）
Yp=Ym/n ・・・（式３）
このとき、図６（c）に示すように、記録再生エリアB及びDの中心間のx軸方向の距離をXp3、記録再生エリアB及びDの中心間のｙ軸方向の距離をYp3、記録再生エリアB及びCの中心間のx軸方向の距離をXp4とすると、これらは上記のプローブ１０１の配列との関係から次式を満たす。
【００５１】
Xp3=Xp2 ・・・（式４）
Yp3=Yp2 ・・・（式５）
Xp4= Xp1 ・・・（式６）
上記のような（式１）乃至（式３）により規定されるプローブ１０１の配列とすることで、プローブユニット１０２には高密度にプローブ１０１を配列することができ、データの記録再生を高速化することが可能となる。
【００５２】
また、記憶媒体１０３上においてどのプローブ１０１を用いても記録再生を行うことのできないデッドスペースが存在しないために、データを高密度に記録することが可能となる。なお、図６は、n=2の例、図７（a）はn=3、（b）はn=4の例をそれぞれ示している。
【００５３】
なお、実際には個々のプローブ１０１の製造時のばらつきや環境の変化等により、プローブ１０１の記録再生部１０９間の距離がある程度ばらつくことが考えられる。したがって、上記（式１）乃至（式６）で規定される距離（Xp1、Xp2、Yp2）は厳密にはそれぞれのプローブ１０１ごとに異なることになる。
【００５４】
このように、プローブ１０１の配置にばらつきが発生する場合、記録再生部１０９のずれの分だけ個々の記録再生エリアがオーバーラップするため（図９）、隣接する記録再生エリア間で情報を誤って上書きしてしまう可能性がある。これを防ぐためには、ばらつきがなしの状態での理想的な記録再生エリアのサイズ（Xm、Ym）よりも小さい記録再生エリアのサイズ（Xm'、Ym'）を策定し、図１０のようにばらつきに対するマージンを含めた形で記録再生することが考えられる。
【００５５】
例えば、記録再生エリアのサイズ（Xm'、Ym'）を、理想的な記録再生エリアのサイズ（Xm、Ym）に対して6％のマージンをとった値とすると次式のように表すことができる。
【００５６】
Xm' = Xm * (1−0.06) = 0.94Xm ・・・（式７）
Ym' = Ym * (1−0.06) =0.94Ym ・・・（式８）
上式のように記録再生エリアのマージンを考慮することで、（式１）乃至（式６）の規定では、プローブ１０１の記録再生部１０９間の距離に対して±６％の誤差を許容することができる。
【００５７】
なお、（数１）及び（数３）をプローブ１０１の記録再生部１０９間の距離のみを用いて次式のように規定することもできる。ただし、Xp1は、図６に示すプローブB及びプローブCの記録再生部１０９間のx軸方向の距離である。
【００５８】
Xp1=n* Xp2 ・・・（式９）
Yp2= Yp1/n ・・・（式１０）
（制御部の動作）
以下、図８を参照して、制御部３００の動作について説明する。
【００５９】
（z軸方向の駆動）
制御部３００は、第１平板電極２１１に対して電圧V1、第２平板電極２１２に対して電圧V2を印加する（ただし、V1≠V2）。
【００６０】
このとき、第１平板電極２１１と第２平板電極２１２との間には、電位差（V1−V2）による静電力（引力）が発生する。この静電力により、第２平板電極２１２側（z軸正の方向）へ第１平板電極２１１を引き付けることで、ステージ２０１をz軸正の方向へ移動する。
【００６１】
（x及びy軸駆動）
制御部３００は、上記のようにステージ２０１をz軸方向へ駆動するとともに、x軸及びy軸方向への駆動を行うことで記憶媒体１０３の平面内でのプローブ１０１の位置決めを行う。
【００６２】
図８（a）は図２におけるA-A断面の図である。
【００６３】
制御部３００は、例えば電極パッド（図示せず）等を介して、第１可動部電極２０７a及び第１可動部電極２０７bに対して電圧V1を印加する。また、同時に第１固定部電極２０８aに対して電圧V2、第１固定部電極２０８bに対して電圧V3を印加する（ただし、V2＞V1、V3＞V1）。
【００６４】
このとき、V2＞V3であれば、｜V2−V1｜＞｜V3−V1｜となるために、第１可動部電極２０７aと第１固定部電極２０８aとの間に生じるx軸方向の静電力が、第１可動部電極２０７bと第１固定部電極２０８bとの間に生じるx軸方向の静電力を上回ることで、ステージ２０１はx軸正の方向へ移動する。
【００６５】
逆に、V3＞V2であれば、｜V3−V1｜＞｜V2−V1｜となるために、第１可動部電極２０７bと第１固定部電極２０８bとの間に生じるx軸方向の静電力が、第１可動部電極２０７aと第１固定部電極２０８aとの間に生じるx軸方向の静電力を上回ることで、ステージ２０１はx軸負の方向へ移動する。
【００６６】
図８（b）は図２におけるB-B断面の図である。
【００６７】
制御部３００は、例えば電極パッド（図示せず）等を介して、第２可動部電極２０９aに対して電圧V4を、第２可動部電極２０９bに対して電圧V5を印加する。また、同時に第２固定部電極２１０aに対して電圧V6、第２固定部電極２１０bに対して電圧V7を印加する（ただし、V6＞V4、V7＞V5）。
【００６８】
このとき、｜V6−V4｜＞｜V7−V5｜であれば、第２可動部電極２０９aと第２固定部電極２１０aとの間の静電力が、第２可動部電極２０９bと第２固定部電極２１０bとの間の静電力を上回ることで、ステージ２０１はy軸正の方向へ移動する。
【００６９】
逆に、｜V7−V5｜＞｜V6−V4｜であれば、第２可動部電極２０９bと第２固定部電極２１０bとの間の静電力が、第２可動部電極２０９aと第２固定部電極２１０aとの間の静電力を上回ることで、ステージ２０１はy軸負の方向へ移動する。
【００７０】
なお、x軸方向及びy軸方向の駆動量の上限値（すなわち、記録再生エリアのサイズ）は、各駆動部の櫛歯電極が対向する側面に接触しない範囲内において、さらにプローブ１０１の配列により予め決定することができる。
【００７１】
また、具体的な電圧の値としては、制御部３００が、位置センサ１０４が計測するステージ２０１の変位を入力として、例えば変位の目標値との差が０に収束する方向に算出する。
【００７２】
（記録再生）
プローブ１０１及び記憶媒体１０３が接触状態において、ステージ２０１及びプローブ１０１の電極は強誘電体材料の記憶媒体１０３を介して部分的な強誘電キャパシタを形成する。そして、上記のように、プローブ１０１の記憶媒体１０３に対する相対的な位置決めを行うとともにデータの記録再生を行う。
【００７３】
具体的には、記録時には、制御部３００がプローブ１０１の記録再生部１０９を介して記憶媒体１０３に対して電圧を印加し、記憶媒体１０３に電荷の分極を生じさせることでデータの記録を行う。一方で、再生時には、制御部３００がプローブ１０１の記録再生部１０９を介して記憶媒体１０３に対してパルス電圧を印加して、電荷の分極反転により生じる電流を検出することで、データの再生を行う。
【００７４】
この際、複数のプローブ１０１は各々あるいは同時に、記憶媒体１０３に対して電圧を印加することでデータの記録再生を行うことができる。
【００７５】
なお、記憶媒体１０３としては、金属酸化物等の材料から形成される絶縁性の薄膜を用いることも可能であるが、この際には、プローブ１０１が印加する電圧により生じる記憶媒体１０３の抵抗変化をデータとして記録再生を行うことができる。
【００７６】
以上説明した実施形態の記憶装置によれば、高密度にデータを記録することが可能となる。
【００７７】
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】
【００７８】
１００・・・記憶装置
１０１・・・プローブ
１０２・・・プローブユニット
１０３・・・記憶媒体
１０４・・・位置センサ
１０５・・・キャップ
１０６・・・ボンディング部
１０７・・・アンカー部
１０８・・・ビーム部
１０９・・・記録再生部
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（２０７a、２０７b）・・・第１可動部電極
２０８（２０８a、２０８b）・・・第１固定部電極
２０９（２０９a、２０９b）・・・第２可動部電極
２１０（２１０a、２１０b）・・・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・・・制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の領域を有し、前記領域に信号を記憶する記憶媒体と、
前記記憶媒体に対向する電極を有し、前記電極を介して、それぞれの前記領域に対して信号の書き込みまたは読み出しを行う複数のプローブと、
を備え、
前記複数のプローブは、第１プローブと、前記第１プローブと第１方向に離間して配置する第２プローブと、前記第１プローブに対して前記第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向にそれぞれずらして配置する第３プローブとを含み、
前記領域の前記第１方向の長さをXm、前記領域の前記第２方向の長さをYmとしたとき、
前記第１プローブの電極及び前記第２プローブの電極の前記第１方向の距離Xp1、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第１方向の距離Xp2、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第２方向の距離Yp2は、それぞれ次式を満たす記憶装置。
【数１】
【請求項２】
前記領域は、前記第１プローブが前記信号の書き込みまたは読み出しを行う第１領域と、前記第３プローブが前記信号の書き込みまたは読み出しを行う第２領域とを含み、
前記第１領域及び前記第２領域の中心間の前記第１方向の距離Xp3、前記第１領域及び前記第２領域の中心間の前記第２方向の距離Yp3は、それぞれ次式を満たす請求項１に記載の記憶装置。
【数２】
【請求項３】
前記プローブまたは前記記憶媒体を、前記第１方向に駆動する第１駆動部と、
前記プローブまたは前記記憶媒体を、前記第２方向に駆動する第２駆動部と、
を備える請求項１または２に記載の記憶装置。
【請求項４】
前記領域の第１方向の長さXmは、前記第１駆動部が前記プローブまたは前記記憶媒体を前記第１方向へ駆動する駆動量であり、前記領域の第２方向の長さYmは、前記第２駆動部が前記プローブまたは前記記憶媒体を前記第２方向へ駆動する駆動量である請求項３に記載の記憶装置。
【請求項５】
複数の領域を有し、前記領域に信号を記憶する記憶媒体と、
前記記憶媒体に対向する電極を有し、前記電極を介して、それぞれの前記領域に対して信号の書き込みまたは読み出しを行う複数のプローブと、
を備え、
前記複数のプローブは、第１プローブと、前記第１プローブと第１方向に離間して配置する第２プローブと、前記第１プローブに対して前記第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向にそれぞれずらして配置する第３プローブ、前記第１プローブに対して第２方向に離間して配置する第４プローブとを含み、
前記第１プローブの電極及び前記第２プローブの電極の前記第１方向の距離Xp1、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第１方向の距離Xp2、前記第１プローブの電極及び前記第４プローブの電極の前記第２方向の距離Yp1、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第２方向の距離Yp2はそれぞれ次式を満たす記憶装置。
【数３】
【請求項１】
複数の領域を有し、前記領域に信号を記憶する記憶媒体と、
前記記憶媒体に対向する電極を有し、前記電極を介して、それぞれの前記領域に対して信号の書き込みまたは読み出しを行う複数のプローブと、
を備え、
前記複数のプローブは、第１プローブと、前記第１プローブと第１方向に離間して配置する第２プローブと、前記第１プローブに対して前記第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向にそれぞれずらして配置する第３プローブとを含み、
前記領域の前記第１方向の長さをXm、前記領域の前記第２方向の長さをYmとしたとき、
前記第１プローブの電極及び前記第２プローブの電極の前記第１方向の距離Xp1、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第１方向の距離Xp2、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第２方向の距離Yp2は、それぞれ次式を満たす記憶装置。
【数１】
【請求項２】
前記領域は、前記第１プローブが前記信号の書き込みまたは読み出しを行う第１領域と、前記第３プローブが前記信号の書き込みまたは読み出しを行う第２領域とを含み、
前記第１領域及び前記第２領域の中心間の前記第１方向の距離Xp3、前記第１領域及び前記第２領域の中心間の前記第２方向の距離Yp3は、それぞれ次式を満たす請求項１に記載の記憶装置。
【数２】
【請求項３】
前記プローブまたは前記記憶媒体を、前記第１方向に駆動する第１駆動部と、
前記プローブまたは前記記憶媒体を、前記第２方向に駆動する第２駆動部と、
を備える請求項１または２に記載の記憶装置。
【請求項４】
前記領域の第１方向の長さXmは、前記第１駆動部が前記プローブまたは前記記憶媒体を前記第１方向へ駆動する駆動量であり、前記領域の第２方向の長さYmは、前記第２駆動部が前記プローブまたは前記記憶媒体を前記第２方向へ駆動する駆動量である請求項３に記載の記憶装置。
【請求項５】
複数の領域を有し、前記領域に信号を記憶する記憶媒体と、
前記記憶媒体に対向する電極を有し、前記電極を介して、それぞれの前記領域に対して信号の書き込みまたは読み出しを行う複数のプローブと、
を備え、
前記複数のプローブは、第１プローブと、前記第１プローブと第１方向に離間して配置する第２プローブと、前記第１プローブに対して前記第１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向にそれぞれずらして配置する第３プローブ、前記第１プローブに対して第２方向に離間して配置する第４プローブとを含み、
前記第１プローブの電極及び前記第２プローブの電極の前記第１方向の距離Xp1、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第１方向の距離Xp2、前記第１プローブの電極及び前記第４プローブの電極の前記第２方向の距離Yp1、前記第１プローブの電極及び前記第３プローブの電極の前記第２方向の距離Yp2はそれぞれ次式を満たす記憶装置。
【数３】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６２４４７（Ｐ２０１３−６２４４７Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１２２２（Ｐ２０１１−２０１２２２）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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