DE69227660T2

DE69227660T2 - Speicher mit hin- und herbewegendem Kopf

Info

Publication number: DE69227660T2
Application number: DE69227660T
Authority: DE
Inventors: Takao C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Koshikawa; Hiroshi C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Maeda; Yoshifumi C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Mizoshita; Takayuki C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Yamamoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1992-09-14
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2012-09-15
Also published as: EP0533095B1; EP0533095A2; EP0533095A3; US5793560A; DE69227660D1; KR930006637A; US5400192A; KR960011843B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Speicheranordnung nach Anspruch 1.
Herkömmlich werden Speicheranordnungen, wie Magnetspeicheranordnungen, als externe Speicher eines Computersystems verwendet. In einer herkömmlichen Magnetplatteneinheit, die eine der Magnetspeicheranordnungen ist, wird eine Magnetplatte bei einer vorherbestimmten Geschwindigkeit gedreht, und ein Magnetaufzeichnungskopf wird in einer radialen Richtung der Magnetplatte bewegt. In diesem Zustand werden Informationen über den Aufzeichnungskopf auf der Magnetplatte magnetisch aufgezeichnet/aus dieser gelesen.
Bei der herkömmlichen Magnetplatteneinheit ist es notwendig, einen Motor zum Drehen der Magnetplatte, einen Rotationsantriebsmechanismus, wie eine Spindel, einen Mechanismus, um den Magnetaufzeichnungskopf zu veranlassen, über der mit einer hohen Geschwindigkeit gedrehten Magnetplatte zu schweben, einen Kopfbetätiger zum Positionieren des Magnetaufzeichnungskopfs an einer Spur auf der Magnetaufzeichnungsplatte und andere komplexe Mechanismen, die jeweils eine hohe Genauigkeit aufweisen, vorzusehen. Da die herkömmliche Magnetplatteneinheit mit vielen Teilen versehen werden muß, ist es daher schwierig, die Magnetplatteneinheit in einem Zustand, in dem Informationen mit hoher Dichte aufgezeichnet werden können, zu mikrominiaturisieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und nützliche Aufzeichnungsanordnung vorzusehen, bei welcher die Nachteile des oben angegebenen Standes der Technik eliminiert werden.
Eine spezifischere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Speicheranordnung vorzusehen, welche in einer kompakten Struktur unter Verwendung von Halbleiter-Herstellungsverfahren ausgeführt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Speicheranordnung vorzusehen, in welcher Informationen mit hoher Dichte aufgezeichnet werden können.
Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch die Speicheranordnung erfüllt, welche die Merkmale nach Anspruch 1 umfaßt.
Verbesserte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Speicheranordnung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, die in Verbindung mit den beigeschlossenen Zeichnungen zu lesen ist.

KURZE. BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Darstellung, die ein Prinzip einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Magnetspeicheranordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine in der Magnetspeicheranordnung vorgesehene Speichereinheit veranschaulicht.
Fig. 4 ist eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht, welche die in Fig. 3 gezeigte Speichereinheit veranschaulicht.
Fig. 5 ist eine Darstellung, die auf jeder von Datenzellen gebildete Aufzeichnungsspuren veranschaulicht.
Fig. 6 ist eine Darstellung, die eine an einem Spitzenende eines Kopfträgerarms montierte Kopfanordnung veranschaulicht.
Fig. 7 ist ein Blockbild, das eine Schaltungseinheit der in Fig. 2 gezeigten Magnetspeicheranordnung veranschaulicht.
Fig. 8A ist eine Darstellung, die auf der Oberfläche einer Magnetaufzeichnungsplatte angeordnete Datenzellen veranschaulicht.
Fig. 8B ist eine Darstellung, welche Aufzeichnungsspuren veranschaulicht, die auf jeder der in Fig. 8A gezeigten Datenzellen gebildet sind.
Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm, das eine Schreiboperation veranschaulicht, bei der Daten auf einer spezifizierten Datenzelle aufgezeichnet werden.
Fig. 10 ist eine Darstellung, die eine erste Modifikation der Speichereinheit veranschaulicht.
Fig. 11 ist eine Darstellung, die eine zweite Modifikation der Speichereinheit veranschaulicht.
Fig. 12 ist ein Blockbild, das Verfahren zur Herstellung der Magnetspeicheranordnung veranschaulicht.
Fig. 13 ist eine Darstellung, welche Substrate veranschaulicht, die in den in Fig. 12 gezeigten Verfahren gebildet werden.
Fig. 14A und 14B sind Darstellungen, die eine Struktur eines Kopfträgerarms veranschaulichen.
Fig. 15A und 15B sind Darstellungen, die eine mit einer Magnetaufzeichnungsplatte versehene Chipstruktur veranschaulichen.
Fig. 16 ist eine Darstellung, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 17 ist eine Darstellung, die eine Struktur eines Endes eines in Fig. 16 gezeigten Arms veranschaulicht.
Fig. 18 ist eine Schnittansicht gemäß der in Fig. 16 gezeigten Linie IV-IV.
Fig. 19 ist eine Darstellung, die eine Struktur eines in Fig. 18 gezeigten elektromagnetischen Antriebsmotors veranschaulicht.
Fig. 20 ist eine vergrößerte Darstellung, die ein Spitzenende des Arms veranschaulicht.
Fig. 21 ist eine Darstellung, die eine Modifikation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 22 ist eine Darstellung, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 23 ist eine Schnittansicht, die eine in Fig. 22 gezeigte Speichereinheit veranschaulicht.
Fig. 24A und 24B sind Darstellungen, die Bewegungen des Arms, auf dem ein Kopf montiert ist, veranschaulichen.
Fig. 25 ist eine Darstellung, die ein Format jeder Aufzeichnungsspur zeigt.
Fig. 26 ist ein Flußdiagramm, das eine Schreiboperation veranschaulicht, bei der Informationen auf einer Magnetplatte aufgezeichnet werden.
Fig. 27 ist eine Darstellung, die Wellenformen von Treibsignalen für piezoelektrische Elemente und einen Motor veranschaulicht.
Fig. 28 ist eine erste Modifikation der dritten Ausführungsform.
Fig. 29 ist eine Darstellung, die Wellenformen von.
Treibsignalen für piezoelektrische Elemente und einen Motor in der ersten Modifikation der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 30 ist eine Darstellung, welche Aufzeichnungsspuren veranschaulicht, die auf der in Fig. 28 gezeigten Magnetplatte gebildet sind.
Fig. 31 ist eine Darstellung, die eine zweite Modifikation der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 32 ist eine Darstellung, die eine dritte Modifikation der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
Fig. 33 ist eine Darstellung, welche Datenzellen veranschaulicht, die auf der in Fig. 32 gezeigten Magnetplatte gebildet sind.
Fig. 34 ist eine Darstellung, welche Aufzeichnungsspuren veranschaulicht, die auf jeder in Fig. 33 gezeigten Datenzelle gebildet sind.
Fig. 35 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel von Aufzeichnungsspuren veranschaulicht, die auf jeder in Fig. 33 gezeigten Datenzelle gebildet sind.
Fig. 36 ist eine Darstellung, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 37 ist ein Wellenformdiagramm, das Wellenformen eines Synchronsignals, eines Treibsignals für piezoelektrische Elemente und eines Treibsignals für einen Motor veranschaulicht.
Fig. 38 ist eine Darstellung, die einfache harmonische Bewegungen eines Magnetkopfs und einer Magnetaufzeichnungsplatte veranschaulicht.
Fig. 39 ist eine Darstellung, welche Aufzeichnungsspuren veranschaulicht, die auf der in Fig. 36 gezeigten Magnetaufzeichnungsplatte gebildet sind.
Fig. 40 ist eine Darstellung, die einander benachbarte Aufzeichnungsspuren veranschaulicht.
Fig. 41 ist eine erste Modifikation der vierten Ausführungsform.
Fig. 42 ist eine zweite Modifikation der vierten Ausführungsform.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nun erfolgt eine Beschreibung des Prinzips einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine wesentliche Struktur einer Magnetspeicheranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Magnetaufzeichnungsmedium 2 auf einem Substrat 1 montiert. Ein Trägerarm 4 ist über eine Treibereinheit 5 auf dem Substrat 1 montiert. Ein Magnetkopf 3 wird an einem Spitzenende des Trägerarms 4 so getragen, daß er dem Magnetaufzeichnungsmedium 2 zugewandt ist. Die Treibereinheit S treibt den Trägerarm 4, so daß der Magnetkopf 3 veranlaßt wird, mit einer vorherbestimmten Amplitude in Richtungen parallel zu einer Oberfläche des Magnetaufzeichnungsmediums 2 zu vibrieren.
In der oben beschriebenen Magnetspeicheranordnung wird der Magnetkopf 3 in den Richtungen parallel zur Oberfläche des Magnetaufzeichnungsmediums 2 von der Treibereinheit 5 zum Vibrieren gebracht, so daß der Magnetkopf 3 relativ zum Magnetaufzeichnungsmedium 2 bewegt wird. Während der Magnetkopf relativ zum Magnetaufzeichnungsmedium 2 bewegt wird, werden Informationen über den Magnetkopf 3 magnetisch auf dem Magnetaufzeichnungsmedium 2 aufgezeichnet und aus diesem reproduziert. Das heißt, die Informationen können auf dem Magnetaufzeichnungsmedium aufgezeichnet bzw. aus diesem gelesen werden, ohne daß das Magnetaufzeichnungsmedium 2 gedreht wird.
Nun erfolgt eine Beschreibung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Figuren.
Fig. 2 zeigt als Beispiel ein Aussehen der Magnetspeicheranordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezugnahme auf Fig. 2 hat eine Magnetspeicheranordnung 11 eine Speichereinheit 13. Die Speichereinheit 13 ist in einem konkaven Teil 12a eines Gehäuses 12 aus Kunststoff aufgenommen. Die Magnetspeicheranordnung hat auch eine Schaltungseinheit, die eine Treibsteuerschaltung 14 zum Steuern der Speichereinheit 13 und eine Signalverarbeitungsschaltung 15 zum Verarbeiten von Signalen, wie Lesesignalen und Schreibsignalen, enthält. Die Schaltungseinheit (14 und 15) ist in einem konkaven Teil 12b des Gehäuses 12 montiert. Eine Rille 12c ist im Gehäuse 12 gebildet, so daß die konkaven Teile 12a und 12b miteinander über die Rille 12c in Verbindung stehen. Anschlüsse in der Schaltungseinheit (14 und 15) und Anschlüsse in der Speichereinheit 13 sind durch Drähte 16 miteinander verbunden, die durch die Rille 12c hindurchgehen. Die konkaven Teile 12a und 12b und die Rille 12c sind von einer Abdeckung (nicht gezeigt) bedeckt, so daß die Schaltungseinheit (14 und 15) und die Speichereinheit 13 magnetisch und elektrisch abgeschirmt sind. Eine Vielzahl von Stiften 18 stehen von Seitenflächen des Gehäuses 12 ab. Vorherbestimmte Anschlüsse der Schaltungseinheit (14 und 15) und Stifte 18 sind durch Drähte im Gehäuse 12 miteinander verbunden. Die Magnetspeicheranordnung 11 kann direkt auf einer Leiterplatte montiert werden, indem die Stifte 18 in auf Leiterplatten gebildete Löcher eingesetzt werden.
Das Gehäuse 12 hat nahezu dieselbe Größe wie ein Gehäuse eines normalen DRAM (dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff) oder ist geringfügig größer als die Größe des Gehäuses des normalen DRAM.
Die Speichereinheit 13 ist wie in Fig. 3 und 4 gezeigt gebildet. Mit Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 ist die Speichereinheit 13 aus einem Substrat 17, einer Magnetaufzeichnungsplatte 19 und einem Kopfträgerglied 21 gebildet. Das Substrat besteht beispielsweise aus Keramik oder Silicium. Eine Länge des Substrats 17 in einer X-Richtung beträgt ungefähr 10 mm, eine Länge des Substrats 17 in einer Y-Richtung beträgt ungefähr 12 mm, und eine Dicke des Substrats 17 beträgt ungefähr 2 mm. Ein rechteckiger konkaver Teil 17b ist in der Mitte einer Oberfläche 17a des Substrats 17 gebildet. Die Längsseiten des rechteckigen konkaven Teils 17b sind parallel zur Y-Richtung, und die Breitenseiten des rechteckigen konkaven Teils 17b sind parallel zur X-Richtung. Die Magnetaufzeichnungsplatte 19 steht mit dem rechteckigen kon kaven Teil 17b des Substrats 17 in Eingriff, so daß sie in der Y-Richtung gleiten kann, wobei sie von den Längsseiten des rechteckigen konkaven Teils 17b geführt wird. Die Magnetaufzeichnungsplatte 19 ist aus einer Platte und einer Vielzahl rechteckiger Bereiche gebildet, die mit entsprechenden Magnetfilmen beschichtet sind. Die rechteckigen Bereiche werden als Datenzellen 18 bezeichnet. Die Datenzellen 18 sind auf der Oberfläche der Magnetaufzeichnungsplatte 19 in einer Matrix (z. B. 9 Spalten und 14 Reihen) angeordnet. Eine Vielzahl von Aufzeichnungsspuren 18&sub1;, ... und 18n ist in vorherbestimmten Intervallen auf jeder Datenzelle 18 gebildet, wie in Fig. 5 gezeigt. Die Aufzeichnungsspuren 18&sub1; bis 18n sind in der Y-Richtung in einem Zustand angeordnet, in dem die Magnetaufzeichnungsplatte 19 mit dem rechteckigen konkaven Teil 17b des Substrats 17 in Eingriff steht. Jede Aufzeichnungsspur 18&sub1; bis 18n ist so geformt, daß sie ein Kreisbogen ist.
Eine feste Kammelektrode 24a ist auf der Unterseite des rechteckigen konkaven Teils 17b des Substrats 17 gebildet. Eine sich bewegende Kammelektrode 24b ist auf einer Hinterseite der Magnetaufzeichnungsplatte 19 gebildet. Wenn die Magnetaufzeichnungsplatte 19 mit dem rechteckigen konkaven Teil 17b in Eingriff steht, sind die sich bewegende Kammelektorde 24b und die feste Kammelektrode 24a einander zugewandt und werden zu einem elektrostatischen y-Stufen-Betätiger 24 (mit einer Dünnschichtstruktur) geformt. Jede der festen und sich bewegenden Kammelektrode 24a und 24b hat Elektrodenelemente mit feiner Struktur, die durch ein Sputter-Verfahren oder ein Ätzverfahren so gebildet werden, daß sie in Intervallen angeordnet werden, die kleiner oder gleich jenen sind, in denen die Aufzeichnungsspuren 181 bis 18n in jeder Datenzelle 18 angeordnet sind. Eine detaillierte Struktur des elektrostatischen Betätigers wird beispiels weise in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2-099694 (die der PCT-Anmeldung JP91/00497 entspricht) diskutiert.
Wenn eine Treibspannung quer über die feste und sich bewegende Kammelektrode 24a und 24b angelegt wird, wird eine elektrostatische Kraft in der Y-Richtung zwischen der festen und sich bewegenden Kammelektrode 24a und 24b erzeugt. Aufgrund der elektrostatischen Kraft in der Y-Richtung gleitet die Magnetaufzeichnungsplatte 19 auf dem Substrat 17 in der Y-Richtung, wobei sie von den Längsseiten des rechteckigen konkaven Teils 17b geführt wird.
Das Kopfträgerglied 21 ist beispielsweise aus Keramik oder einer Metallplatte hergestellt. Das Kopfträgerglied 21 besteht aus einem seitlichen Rahmen 21e, Armen 21c und 21d und einem Trägerarm 21f. Die Arme 21c und 21d stehen von Enden des seitlichen Rahmens 21e in einer Richtung ungefähr rechtwinkelig zum seitlichen Rahmen 21e ab. Der Trägerarm 21f steht von der Mitte des seitlichen Rahmens 21e in einer Richtung rechtwinkelig zum seitlichen Rahmen 21e ab. Endplatten 21a und 21b sind an den Enden der Arme 21a bzw. 21b gebildet. Die Endplatten 21a und 21b sind am Substrat 17 so befestigt, daß die Arme 21c und 21d und der Trägerarm 21f parallel zu den Längsseiten des rechteckigen konkaven Teils 17b des Substrats 17 sind, und der Trägerarm 21f ist über dem rechteckigen konkaven Teil 17b des Substrats 17 angeordnet. Eine Kopfanordnung 20 ist an einem Ende des Trägerarms 21f montiert, wie in Fig. 6 gezeigt, und die Kopfanordnung 20 kann über die Magnetaufzeichnungsplatte 19 gleiten, die mit dem rechteckigen konkaven Teil 17b des Substrats 17 in Eingriff steht. Die Kopfanordnung 20 kann ein MR-Kopf, ein Dünnschichtkopf oder dgl. sein. Schlitze 21h und 211 sind auf den Armen 21c bzw. 21d gebildet, so daß sich die Arme 21c und 21d leicht in der X-Richtung um die auf dem Substrat 17 befestigten Endplatten 21a und 21b biegen können. Ein Schlitz 21j ist auf dem Trägerarm 21f gebildet, so daß sich der Trägerarm 21f leicht um den seitlichen Rahmen 21e biegen kann. Die Kopfanordnung 20 kann auch von der Oberfläche der Magnetaufzeichnungsplatte 19 um etwa 0,1 um abgehoben sein.
Der Trägerarm 21f ist durch den Schlitz 21j in einen ersten Arm 2lf&sub1; und einen zweiten Arm 21f&sub2; geteilt. Piezoelektrische Dünnschichtelemente 22 und 23 sind auf den Oberflächen des ersten bzw. zweiten Arms 21f&sub1; und 21f&sub2; des Trägerarms 21f durch ein Sputter-Verfahren gebildet. Jedes piezoelektrische Element 22 und 23 kann aus Piezo-Keramik, ZnO, PZT oder dgl. gebildet sein. Wenn eine WS-Spannung jedem piezoelektrischen Element 22 und 23 zugeführt wird, werden die piezoelektrischen Elemente 22 und 23 wiederholt synchron mit einer Frequenz der angelegten WS-Spannung komprimiert und gedehnt. Wenn Phasen der den piezoelektrischen Elementen 22 und 23 zugeführten WS-Spannungen einander entgegengesetzt sind, werden daher die piezoelektrischen Elemente 22 und 23 jeweils gedehnt und komprimiert und umgekehrt. So werden in diesem Fall der erste Arm 21f&sub1;, der mit dem piezoelektrischen Element 22 versehen ist, und der zweite Arm 21f&sub2;, der mit dem piezoelektrischen Element 23 versehen ist, auch gedehnt bzw. komprimiert und umgekehrt. Wenn die WS-Spannungen mit einander entgegengesetzten Phasen den piezoelektrischen Elementen 22 und 23 zugeführt werden, wird folglich der Trägerarm 21f, der aus dem ersten und zweiten Arm 21f&sub1; und 21f&sub2; besteht, in einer Ebene parallel zur Oberfläche des Kopfträgerglieds 21 zum Vibrieren gebracht. Die Größen und Frequenzen der WS-Spannungen, die den piezoelektrischen Elementen 22 und 23 zugeführt werden, sind auf derartige Werte eingestellt, daß der Trägerarm 21f bei einer mechanischen Resonanzfrequenz zum Vibrieren gebracht wird. In diesem Fall kann die Kopfanordnung 20, die am Spitzenende des Trägerarms 21f montiert ist, in einer einfachen harmonischen Bewegung bei einer vorherbestimmten Größe unter Verwendung einer geringen Menge an elektrischer Energie zum Vibrieren gebracht werden. Die Größe der Vibration der Kopfanordnung 20 ist größer als eine Breite Lx jeder Datenzelle 18 (siehe Fig. 5).
Eine feste Kammelektrode 25a ist auf dem Substrat 17 gebildet. Eine sich bewegende Kammelektrode 25b ist auf einer Hinterseite des seitlichen Rahmens 21e so gebildet, daß sie der festen Kammelektrode 25a zugewandt ist. Jede der festen und sich bewegenden Kammelektrode 25a und 25b hat Elektrodenelemente mit feiner Struktur, die durch eine Feinstrukturtechnik, wie ein Trägerverfahren, gebildet werden. Die feste Kammelektrode 25a und die sich bewegende Kammelektrode 25b bilden einen elektrostatischen x-Stufen- Betätiger 25 (mit einer Dünnschichtstruktur). Wenn eine Spannung quer über die feste Kammelektrode 25a und die sich bewegende Kammelektrode 25b angelegt wird, wird eine elektrostatische Kraft in der X-Richtung zwischen der festen und sich bewegenden Kammelektrode 25a und 25b erzeugt. Aufgrund der elektrostatischen Kraft werden die Arme 21c und 21d in der X-Richtung gebogen, und der seitliche Rahmen 21e gleitet auf dem Substrat 17 in der X-Richtung. Das heißt, die auf dem Trägerarm 21f montierte Kopfanordnung 20 wird durch das Gleiten des seitlichen Rahmens 21e in der X-Richtung bewegt. Der elektrostatische x-Stufen-Betätiger 25 zum Bewegen des seitlichen Rahmens 21e des Kopfträgerglieds 21 in der X-Richtung hat dieselbe Struktur wie detailliert für den elektrostatischen y-Stufen-Betätiger 24 zum Bewegen der Magnetaufzeichnungsplatte 19 in der Y-Richtung angegeben.
Die Schaltungseinheit, welche die Treibsteuerschaltung 14 und die Signalverarbeitungsschaltung 15 enthält, ist wie in Fig. 7 gezeigt gebildet.
Mit Bezugnahme auf Fig. 7 hat die Treibsteuerschaltung 14 einen Decoder 141, einen Zellenselektor 142, einen Spurselektor 143, einen x-Stufen-Treiber 144 und einen y-Stufen- Treiber 145. Der Decoder 141 decodiert eine Adresse der von einer externen Anordnung (z. B. einer Steuereinheit) zugeführten aufgezeichneten Daten in eine Datenzellennummer Nc und eine Spurnummer Nt. Die Datenzellennummer Nc identifiziert eine Position jeder Datenzelle 18 auf der Magnetaufzeichnungsplatte 19, wie in Fig. 8A gezeigt. In Fig. 8A sind die Datenzellen 18 in einer N · N Matrix in Intervallen von Lc angeordnet, und die Datenzellennummer Nc wird durch (1 j)HEX (i, j = 1, 2, ..., N) bezeichnet. Die Spurnummer. Nt identifiziert eine Position jeder auf jeder Datenzelle gebildeten Aufzeichnungsspur, wie in Fig. 8B gezeigt. In Fig. 8B sind die Aufzeichnungsspuren so angeordnet, daß sie entlang der X-Richtung verlaufen, wobei sie eine Spalte in der Y- Richtung bilden, und die Spurnummer Nt wird durch (ab)HEX bezeichnet. Der Zellenselektor 142 berechnet eine X-Bewegungslänge, welche die Kopfanordnung 20 zur identifizierten Datenzelle in der X-Richtung zurücklegen soll, und eine erste Y-Bewegungslänge, welche die Kopfanordnung 20 zur identifizierten Datenzelle in der Y-Richtung zurücklegen soll. Die X-Bewegungslänge und die erste Y-Bewegungslänge werden unter Verwendung der Datenzellennummer Nc berechnet, die vom Decoder 141 zugeführt wird, und die eine Datenzelle identifiziert, an der die Kopfanordnung 20 als nächstes angeordnet werden soll, wobei eine Datenzellennummer Nc eine Datenzelle, an der die Kopfanordnung 20 derzeit angeordnet ist, und die Länge (Lc) der Intervalle, in denen die Datenzellen 18 angeordnet sind, angibt. Der Spurselektor 143 berechnet eine zweite Y-Bewegungslänge, welche die Kopfanordnung 20 zur identifizierten Aufzeichnungsspur in der Y-Richtung zurücklegen soll. Die zweite Länge in der Y-Richtung entspricht der Anzahl von Aufzeichnungsspuren zwischen einer Aufzeichnungsspur, die durch die vom Decoder 141 gelieferte Spurnummer Nt identifiziert wird, und einer Aufzeichnungs- Spur, an der die Kopfanordnung 20 derzeit angeordnet ist.
Die X-Bewegungslänge wird vom Zellenselektor 142 dem x-Stufen-Treiber 144 zugeführt. Die erste und zweite Y-Bewegungslänge werden miteinander addiert, und die Y-Bewegungslänge, die durch die Addition der ersten und zweiten Y-Bewegungslänge erhalten wird, wird dem y-Stufen-Treiber 145 zugeführt. Der x-Stufen-Treiber gibt ein x-Treibsignal mit einer Impulsanzahl aus, die der X-Bewegungslänge entspricht. Der y-Stufen-Treiber gibt ein y-Treibsignal mit einer Impulsanzahl aus, die der Y-Bewegungslänge entspricht. Das x-Treibsignal wird vom x-Stufen-Treiber 144 dem elektrostatischen x-Stufen-Betätiger 25 zugeführt, und das y-Treibsignal wird vom y-Stufen-Treiber 145 dem elektrostatischen y-Stufen-Betätiger 24 zugeführt. Der elektrostatische x-Stufen-Betätiger 25 treibt das Kopfträgerglied 21 auf der Basis des x-Treibsignals, so daß die Kopfanordnung 20 über die Magnetaufzeichnungsplatte 19 in der X-Richtung über eine Distanz gleich der X-Bewegungslänge gleitet. Der elektrostatische y-Stufen-Betätiger 24 treibt die Magnetaufzeichnungsplatte 19 auf der Basis des y-Treibsignals, so daß sich die Magnetaufzeichnungsplatte 19 in der Y-Richtung über die Y-Bewegungslänge bewegt. Folglich bewegt sich die Kopfanordnung 20 zu einer durch die Spurnummer Nt identifizierten Aufzeichnungsspur auf einer durch die Datenzellennummer Nc identifizierten Datenzelle.
Wenn der x-Stufen-Treiber 144 und der y-Stufen-Treiber 145 die Ausgabe des x-Treibsignals bzw. des y-Treibsignals beenden, aktivieren der x-Stufen-Treiber 144 und der y-Stufen-Treiber 145 ein x-Zugriff-vollendet-Signal Sa bzw. ein y-Zugriff-vollendet-Signal Sb.
Die Treibsteuerschaltung 14 umfaßt ferner einen Oszil lator 146 und einen Treiber 147 zum Treiben der piezoelektrischen Elemente 22 und 23, die am Trägerarm 21f montiert sind. Der Oszillator 146 gibt ein WS-Signal mit einer vorherbestimmten Frequenz aus. Der Treiber 147 gibt zwei WS- Treibsignale synchron mit dem vom Oszillator 146 zugeführten WS-Signal aus. Die vom Treiber 147 ausgegebenen WS-Treibsignale haben einander entgegengesetzte Phasen. Die WS- Treibsignale werden vom Treiber 147 den piezoelektrischen Elementen 22 und 23 zugeführt. Aufgrund des Dehnens und des Komprimierens der piezoelektrischen Elemente 22 und 23, die von den WS-Treibsignalen getrieben werden, vibriert die Kopfanordnung 20 über der Magnetaufzeichnungsplatte 19, um die Aufzeichnungsspuren 18 darauf zu verfolgen.
Der Treiber 147 gibt ferner ein Lese/Schreib-Zeitsignal Sc aus, der synchron mit dem vom Oszillator 146 zugeführten WS-Signal aktiviert wird. Das x-Zugriff-vollendet-Signal Sa, das y-Zugriff-vollendet-Signal Sb und das Lese/Schreib-Zeitsignal Sc werden in eine UND-Gate-Schaltung 148 eingegeben. Ein Ausgangssignal aus der UND-Gate-Schaltung 148 wird als Lese/Schreib-Freigabesignal einer Lese/Schreib-Schaltung 153 der Signalverarbeitungsschaltung 15 zugeführt.
Die Signalverarbeitungsschaltung 15 weist einen ersten und zweiten Puffer 151 und 152 sowie die Lese/Schreib-Schaltung 153 auf. Aufzuzeichnende Daten, die von der externen Anordnung zugeführt werden, werden temporär im ersten Puffer 151 gespeichert. Die Lese/Schreib-Schaltung 153 treibt die Kopfanordnung 20 in Übereinstimmung mit den im ersten Puffer 151 gespeicherten Daten während einer Zeit, in der das Lese/Schreib-Freigabesignal aktiviert ist. Folglich werden die Daten in die spezifizierte Aufzeichnungsspur in der spezifizierten Datenzelle auf der Magnetaufzeichnungsplatte 19 geschrieben. In einer Datenleseoperation empfängt die Lese/Schreib-Schaltung 153 Lesesignale, die aus der Kopf anordnung 20 während einer Zeit ausgegeben werden, in der das Lese/Schreib-Freigabesignal aktiviert ist, und konvertiert die Lesesignale in Lesedaten. Die aus der Lese/Schreib-Schaltung 153 ausgegebenen Lesedaten werden temporär im zweiten Puffer 152 gespeichert. Die Lesedaten werden vom zweiten Puffer 152 der externen Anordnung zugeführt.
Die mit der Speichereinheit 13 verbundene Schaltungseinheit umfaßt ferner eine Energieschaltung 16. Die Energieschaltung 16 hat Anschlüsse, die mit einer Energieleitung (V) und einer Erdeleitung (GND) zu verbinden sind. Die Energieschaltung 16 führt eine GS-Spannung der Treibsteuerschaltung 14 und der Signalverarbeitungsschaltung 15 zu, so daß die Treibsteuerschaltung und die Signalverarbeitungsschaltung 15 aktiviert werden.
In einer Schreiboperation variieren das x-Zugriff-vollendet-Signal Sa, das y-Zugriff-vollendet-Signal Sb, das Lese/Schreib-Zeitsignal Sc, das Lese/Schreib-Freigabesignal und die Schreibdaten in Übereinstimmung mit einer in Fig. 9 gezeigten Zeittabelle. Die Kopfanordnung 20 bewegt sich in der X-Richtung während einer Zeit Tx, die der X-Bewegungslänge von t1 bis t2 entspricht. Wenn die Bewegung der Kopfanordnung 20 über die X-Bewegungslänge bei t2 vollendet ist, wird das X-Zugriff-vollendet-Signal Sa aktiviert. Die Magnetaufzeichnungsplatte 19 bewegt sich in der Y-Richtung während einer Zeit Ty, die der Y-Bewegungslänge von t1 bis t3 entspricht. Wenn die Bewegung der Magnetplatte 19 über die Y-Bewegungslänge bei t3 vollendet ist, wird das y-Zugriff-vollendet-Signal Sb aktiviert. Zu dieser Zeit ist die Kopfanordnung 20 an einer spezifizierten Aufzeichnungsspur in einer spezifizierten Datenzelle angeordnet.
Das Lese/Schreib-Zeitsignal Sc variiert synchron mit dem aus dem Oszillator 146 ausgegebenen WS-Signal. Wenn das Lese/Schreib-Zeitsignal Sc in einem Zustand aktiviert wird, in dem sowohl das x-Zugriff-vollendet-Signal Sa als auch das y-Zugriff-vollendet-Signal Sb aktiviert sind, wird das Lese/Schreib-Freigabesignal Sd aktiv (t4 bis t5). Während einer Zeit (t4 bis t5), in der das Lese/Schreib-Freigabesignal Sd aktiviert ist, verfolgt die Kopfanordnung 20 die spezifizierte Aufzeichnungsspur einmal, so daß die Schreibdaten über die Kopfanordnung 20 in der spezifizierten Aufzeichnungsspur aufgezeichnet werden. Wenn die Schreiboperation in bezug auf eine Aufzeichnungsspur vollendet ist, startet die Schreiboperation in bezug auf die nächste Aufzeichnungsspur. Das heißt, das y-Zugriff-vollendet-Signal Sb wird bei t5 inaktiv, und die Magnetaufzeichnungsplatte 19 wird über die Länge der Intervalle der Aufzeichnungsspuren in der Y-Richtung bewegt. Zu dieser Zeit ist das Lese/Schreib-Freigabesignal Sd inaktiv. Wenn aufgrund der Bewegung der Magnetaufzeichnungsplatte 19 die Kopfanordnung 20 an der nächsten Aufzeichnungsspur bei t6 angeordnet wird, wird das y-Zugriff-vollendet-Signal Sb wieder aktiviert. Dann, wenn in diesem Zustand das Lese/Schreib-Zeitsignal Sc bei t7 aktiviert wird, wird das Lese/Schreib-Freigabesignal Sd wieder aktiviert. Nachdem das Lese/Schreib-Freigabesignal Sd bei t7 aktiviert wurde, verfolgt die Kopfanordnung 20 die nächste Aufzeichnungsspur einmal, und währenddessen werden über die Kopfanordnung 20 die nächsten Schreibdaten in der nächsten Aufzeichnungsspur aufgezeichnet.
Gemäß der ersten Ausführungsform werden die Kopfanordnung 20 und die Magnetaufzeichnungsplatte 19 in der X-Richtung bzw. der Y-Richtung bewegt, und die Kopfanordnung 20 wird in einem Zustand einer einfachen harmonische Bewegung zum Vibrieren gebracht, um über die Magnetplatte 19 zu gleiten. Die elektrostatischen Betätiger zum Bewegen der Kopfanordnung 20 und der Magnetaufzeichnungsplatte 19 sowie die piezoelektrischen Elemente 22 und 23, um die Kopfanordnung 20 zum Vibrieren zu bringen, können unter Verwendung eines Halbleiter-Herstellungsverfahrens dünn ausgebildet werden.
Fig. 10 zeigt eine Modifikation der Speichereinheit. In Fig. 10 erhalten die Teile, die gleich sind wie die in Fig. 3 und 4 gezeigten, die gleichen Bezugszahlen.
Mit Bezugnahme auf Fig. 10 ist die Magnetaufzeichnungsplatte 19 in der Mitte des Substrats 17 eingebettet, so daß die Oberfläche der Magnetaufzeichnungsplatte 19 kontinuierlich mit der Oberfläche des Substrats 17 verbunden ist. Das Kopfträgerglied 21 ist so montiert, daß es sich sowohl in der X-Richtung als auch der Y-Richtung bewegen kann. Feste Kammelektroden 26a und 27a sind auf dem Substrat 17 entlang den Seiten davon gebildet. Sich bewegende Kammelektroden 26b und 27b sind so an den Hinterseiten der Endplatten 21a bzw. 21b des Kopfträgerglieds 21 gebildet, daß sie den festen Kammelektroden 26a bzw. 27a zugewandt sind. Die feste und sich bewegende Kammelektrode 26a und 26b sowie die feste und sich bewegende Kammelektrode 27a und 27b bilden jeweils die elektrostatischen Betätiger 26 und 27 in der Y-Richtung. Jeder elektrostatische Betätiger 26 und 27 in der Y-Richtung hat dieselbe detaillierte Struktur wie der elektrostatische Betätiger 25 in der X-Richtung.
Aufgrund des elektrostatischen Betätigers 25 in der X-Richtung und der elektrostatischen Betätiger 26 und 27 in der Y-Richtung kann der Trägerarm 21f, auf dem die Kopfanordnung 20 montiert ist, sowohl in der X-Richtung als auch der Y-Richtung bewegt werden. So kann die auf dem Trägerarm 21f montierte Kopfanordnung 20 an jeder der auf der Magnetaufzeichnungsplatte 19 gebildeten Datenzellen 18 angeordnet werden.
Gemäß der obigen Modifikation der Speichereinheit können die sich bewegenden Kammelektroden 26b, 27b und 25b gleichzeitig auf der Hinterseite des Kopfträgerglieds 21 unter Verwendung eines Halbleiter-Herstellungsverfahrens, wie eines Sputter-Verfahrens, gebildet werden, und die festen Kammelektroden 26a, 27a und 25a können auch durch das Sputter-Verfahren gleichzeitig auf dem Substrat 17 gebildet werden. So können der elektrostatische Betätiger 25 in der X-Richtung und die elektrostatischen Betätiger 26 und 27 in der Y-Richtung effektiv gebildet werden.
Es ist auch möglich, eine Speichereinheit vorzusehen, bei der die Magnetaufzeichnungsplatte 19 sowohl in der X-Richtung als auch in der Y-Richtung bewegt werden kann. In diesem Fall wird der Trägerarm 21f, auf dem die Kopfanordnung 20 montiert ist, am Substrat befestigt, um in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Magnetaufzeichnungsplatte 19 vibrieren zu können.
Fig. 11 zeigt eine weitere Modifikation der Speichereinheit. In Fig. 11 erhalten die Teile, die gleich sind wie die in Fig. 3 und 4 gezeigten, die gleichen Bezugszahlen. Bei dieser in Fig. 11 dargestellten Modifikation ist die Schaltungseinheit, welche die Treibsteuerschaltung 14 und die Signalverarbeitungsschaltung 15 enthält, mit der Speichereinheit auf dem Substrat 17 eingebaut.
Gemäß dieser in Fig. 11 gezeigten Modifikation kann die Magnetspeicheranordnung 11 weiter miniaturisiert werden.
Nun erfolgt eine Beschreibung von Verfahren zur Herstellung der Magnetspeicheranordnung mit Bezugnahme auf Fig. 12 bis 15B.
Mit Bezugnahme auf Fig. 12 und 13 wird in einem Prozeß 100 eine Vielzahl von Chips eines Kopfbewegungsmechanismus auf einer Silicium-Scheibe 200 in einem vorherbestimmten regelmäßigen Muster durch ein Halbleiter-Herstellungsverfahren gebildet. Der Kopfbewegungsmechanismus enthält das Kopfträgerglied 21, die piezoelektrischen Elemente 22 und 23, die auf dem Trägerarm 21f des Kopfträgerglieds 21 montiert sind, die sich bewegende Kammelektrode 24b des elektrostatischen Betätigers 25 in der X-Richtung, und verschiedene gedruckte Leitungen und Anschlüsse. In einem Prozeß 101 wird ein MR (Magnetowiderstandseffekt)-Element auf einer Al&sub2;O&sub3;- TiC-Keramik abgeschieden, so daß die Kopfanordnung 20 (ein MR-Kopf) hergestellt wird. In einem Prozeß 104 wird die Kopfanordnung 20 am Spitzenende des Trägerarms 21f des Kopfträgerglieds 21, das auf der Silicium-Scheibe 200 im Prozeß 100 gebildet wurde, mit einem Haftmittel haftend angebracht, wie in Fig. 14B gezeigt. Das Spitzenende des Trägerarms 21f hat eine wie in Fig. 14B dargestellte Struktur. Mit Bezugnahme auf Fig. 14B sind Isolierschichten 132 und 134 auf beiden Oberflächen einer piezoelektrischen Schicht 133 gebildet. Eine leitfähige Schicht 131 ist auf der Isolierschicht 132 gebildet. Die Kopfanordnung 20 ist mit dem leitfähigen Haftmittel haftend auf der leitfähigen Schicht 131 angebracht. Die Silicium-Scheibe 200, bei der die Kopfanordnung 20 auf jedem Chip des Kopfbewegungsmechanismus haftend angebracht ist, wird als Kopf-Montagescheibe bezeichnet.
Die Kopfanordnung 20 kann auch hergestellt werden, während jeder Kopfbewegungsmechanismus im Prozeß 100 erzeugt wird.
In einem Prozeß 102 wird eine Vielzahl von Chips eines Aufzeichnungsplatten-Bewegungsmechanismus auf einer Silicium-Scheibe 210 in einem vorherbestimmten regelmäßigen Muster durch ein Halbleiter-Herstellungsverfahren gebildet. Der Aufzeichnungsplatten-Bewegungsmechanismus enthält die feste Kammelektrode 24a des elektrostatischen Betätigers 24 in der Y-Richtung, verschiedene gedruckte Leitungen und Anschlüsse. Der rechteckige konkave Teil 17b wird in der Mitte des Substrats 17 gebildet, und die feste Kammelektrode 24a wird auf der Unterseite des rechteckigen konkaven Teils 17b gebildet. Im Schritt 103 wird die Magnetaufzeichnungsplatte 19 hergestellt, indem eine Platte mit Magnetfilmen beschichtet wird. Dann wird die sich bewegende Kammelektrode 24b des elektrostatischen Betätigers 24 in der Y-Richtung auf der Hinterseite der Magnetaufzeichnungsplatte 19 gebildet. In einem Prozeß 105 wird die Magnetaufzeichnungsplatte 19 in den rechteckigen konkaven Teil 17b des Substrats jedes auf der Silicium-Scheibe 210 gebildeten Chips eingesetzt, wie in Fig. 15A und 15B gezeigt. Dann werden Blattfedern 17c auf dem Substrat 17 gebildet, so daß Ränder der Blattfedern 17c geringfügig in den rechteckigen konkaven Teil 17b abstehen. Die Blattfedern 17c verhindern, daß sich die Magnetaufzeichnungsplatte 19 vom rechteckigen konkaven Teil 17b des Substrats 17 trennt. Die Silicium-Scheibe 210, bei der die Magnetaufzeichnungsplatte 19 in jedem Chip des Aufzeichnungsplatten-Bewegungsmechanismus montiert ist, wird als Aufzeichnungsplatten-Montagescheibe bezeichnet.
In einem Prozeß 106 werden die im Prozeß 104 hergestellte Kopf-Montagescheibe 200 und die im Prozeß 105 hergestellte Aufzeichnungsplatten-Montagescheibe 210 haftend aneinander angebracht, so daß jeder Chip des Kopfbewegungsmechanismus auf der Kopf-Montagescheibe 200 und ein entsprechender der Chips der Aufzeichnungsplatten-Montagescheibe 210 einander überlappen. Ein Rand jedes Chips auf der Kopf- Montagescheibe 200 und ein Rand eines entsprechenden der Chips der Aufzeichnungsplatten-Montagescheibe 210 werden mit einem Haftmittel haftend aneinander angebracht. Die Kopf- Montagescheibe 200 und die Aufzeichnungsplatten-Montagescheibe 210 können durch ein Hochtemperatur-Verbindungsverfahren verbunden werden. Zusätzlich können die Kopf-Montagescheibe 200 und die Aufzeichnungsplatten-Montagescheibe 210 auch durch ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden werden. In diesem Fall wird eine gestapelte Struktur, bei der das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt zwischen der Kopf- Montagescheibe 200 und der Aufzeichnungsplatten-Montagescheibe 210 angeordnet ist, während einer vorherbestimmten Zeit auf ungefähr 300ºC erhitzt. Dann schmilzt das Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, und die Kopf-Montagescheibe 200 und die Aufzeichnungsplatten-Montagescheibe 210 werden verbunden.
Nach dem Verbinden der Kopf-Montagescheibe 200 und der Aufzeichnungsplatten-Montagescheibe 210 werden die verbundenen Scheiben Chip für Chip mit einer Chipsäge zerschnitten. Dann wird jeder Chip im Gehäuse 12 mit der Schaltungseinheit 13 eingekapselt, so daß die in Fig. 2 gezeigte Magnetspeicheranordnung 11 fertig ist.
Gemäß den obigen Prozessen zur Herstellung der Magnetspeicheranordnung 11 kann, da die Kopfanordnung und die Aufzeichnungsplattenanordnung getrennt hergestellt und dann miteinander verbunden werden, die Speichereinheit 13 leicht hergestellt werden.
Die obigen Scheiben können aus Keramik (Al&sub2;O&sub3;-TiC-Keramik) bestehen, um die Steifigkeit davon zu verbessern. Nun erfolgt eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 16 bis 20.
Fig. 16 zeigt eine Struktur der Speichereinheit 13. Die Speichereinheit 13 ist im Gehäuse 12 mit der Schaltungseinheit eingekapselt, wie in Fig. 2 dargestellt. Mit Bezugnahme auf Fig. 16 besteht das Substrat aus Keramik oder Silicium. Eine Magnetaufzeichnungsplatte 31 mit einer Fläche, wobei jede Seite einige Millimeter (mm) beträgt, ist auf dem Substrat 17 montiert. Ein Arm 32 ist auf dem Substrat 17 vorgesehen. Die Breite w1 des Arms 32 liegt im Bereich von 0,5 bis 1 mm, und die Dicke t1 davon liegt im Bereich von 0,2 bis 0,5 mm. Ein Ende 32a des Arms 32 wird drehbar von einem Verbindungsmechanismus 33 getragen, der auf dem Substrat 17 montiert ist. Der Verbindungsmechanismus ist wie in Fig. 17 und 18 gezeigt gebildet. Das heißt, der Verbindungsmechanismus 33 umfaßt ein Paar Anker 34&submin;&sub1; und 34&submin;&sub2;, die am Substrat 17 befestigt sind, eine Platte 35, die auf der Hinterseite des Arms 32 gebildet ist, und ein Paar Kraftfedern 36&submin;&sub1; und 36&submin;&sub2;. Die Anker 34&submin;&sub1; und 34&submin;&sub2; sind in einer durch ein Zentrum O1 der Platte hindurchgehenden Linie 37 befestigt, so daß die Platte 35 zwischen den Ankern 34&submin;&sub1; und 34&submin;&sub2; liegt. Ein erstes Ende der Kraftfeder 36&submin;&sub1; ist am Anker 34&submin;&sub1; befestigt, und ein zweites Ende der Kraftfeder 36 l ist mit einem vorherbestimmten Punkt am Rand der Platte 35 verbunden. Die Kraftfeder 36&submin;&sub1; ist eineinhalb Umdrehungen in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn aufgewunden. Ein erstes Ende der anderen Kraftfeder 36&submin;&sub2; ist am anderen Anker 34&submin;&sub2; befestigt, und ein zweites Ende der anderen Kraftfeder 36&submin;&sub2; ist mit einem vorherbestimmten Punkt am Rand der Platte 35 verbunden. Die andere Kraftfeder 36&submin;&sub2; ist auch eineinhalb Umdrehungen in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn aufgewunden. Jede Kraftfeder 36&submin;&sub1; und 36&submin;&sub2; besteht aus einem Material wie 51, Al&sub2;O&sub3; oder SiO&sub2;.
Der Arm 32 wird durch die Kraftfedern 36&submin;&sub1; und 36&submin;&sub2; getragen. Aufgrund der elastischen Verformung der Kraftfedern 36&submin;&sub1; und 36&submin;&sub2; kann der Arm 32 um eine Z-Achse 38 verschwenkt werden, die durch das Zentrum O1 der Platte 35 hindurchgeht und rechtwinkelig zur Oberfläche des Substrats 17 ist, in einem Bereich von ungefähr 45º in den Richtungen im Gegenuhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn A&sub1; und A&sub2;. Das heißt, der Arm 32 kann um die Z-Achse 38 in einem Bereich zwischen einer Endposition P1 in der Richtung im Uhrzeigersinn, die mit einer durchgehenden Linie angegeben ist, und einer Endposition P2 in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn, die durch eine gestrichelte Linie angegeben ist, verschwenkt werden.
Der Verbindungsmechanismus 33 ist mit einem elektromagnetischen Antriebsmotor 30 versehen. Der elektromagnetische Antriebsmotor 30 besteht aus Spulen 30a, die auf der Oberfläche des Substrats 17 montiert sind, und Permanentmagneten 30b, die auf der Oberfläche der Platte 35 montiert sind, wie in Fig. 18 gezeigt. Die Spulen 30a und die Permanentmagneten 30b sind einander zugewandt und radial um die Z-Achse 38 angeordnet, wie in Fig. 19 dargestellt. Ein Treibstrom wird den Erregungsspulen 30a zugeführt, und ein sich drehendes Magnetfeld wird in einem Raum zwischen den Erregungsspulen 30a und den Permanentmagneten 30b erzeugt. So wirkt aufgrund des sich drehenden Magnetfelds ein Drehmoment auf die Permanentmagneten 30b in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn A&sub1; oder in der Richtung im Uhrzeigersinn A&sub2;. Das heißt, das Drehmoment wirkt auf die Platte 35, die am Ende 32b des Arms 32 montiert ist.
Mit erneuter Bezugnahme auf Fig. 16 ist ein Finger 40 am Spitzenende 32b des Arms 32 montiert, um in einer Richtung ungefähr rechtwinkelig zum Arm 32 zu verlaufen. Piezoelektrische Elemente 41 bzw. 42 sind an beiden Seiten des Fingers 40 befestigt.
Ein strukturierter Dünnschicht-Magnetkopf 43 und ein strukturiertes Dünnschicht-Magnetowiderstandseffekt-Element 44 (ein MR-Element 44) sind am Spitzenende des Fingers 40 montiert, wie in Fig. 20 gezeigt. Der strukturierte Dünnschicht-Magnetkopf 43 wird zum Aufzeichnen von Informationen verwendet, und das MR-Element 44 wird zum Reproduzieren von Informationen verwendet. Die piezoelektrischen Elemente 41 und 42 werden in jeweils entgegengesetzten Phasen gedehnt und komprimiert, so daß der Finger 40 in Richtungen B&sub1; und B&sub2; zum Vibrieren gebracht wird, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 16 gezeigt.
Die oben beschriebene Speichereinheit arbeitet auf folgende Weise.
Wenn Sinuswellensignale, deren Phasen sich voneinander um 180º unterschieden, jeweils kontinuierlich den piezoelektrischen Elementen 41 und 42 zugeführt werden, wird der Finger 40 in einem Zustand einer einfachen harmonischen Bewegung in den Richtungen B&sub1; und B&sub2; zum Vibrieren gebracht. Wenn der Finger in der Richtung B&sub1; bewegt wird, werden Informationen auf der Magnetaufzeichnungsplatte 31 aufgezeichnet, und jede Aufzeichnungsspur 50&submin;&sub1; bis 50-n wird so auf der Magnetplatte 31 gebildet, daß sie die Form eines Kreisbogens aufweist. Die Breite W&sub2; jeder Aufzeichnungsspur 50&submin;&sub1; bis 50-n liegt in einem Bereich von 7 bis 8 um. Wenn der elektromagnetische Motor 30 getrieben wird, wird der Arm 32 um die Z-Achse 38 in der Richtung A&sub1; im Gegenuhrzeigersinn bei einer konstanten Geschwindigkeit gedreht. Aufgrund der Bewegung des Arms 32 bewegen sich der Magnetkopf 43 und das MR-Element 44 über die Magnetaufzeichnungsplatte 31, auf der die Aufzeichnungsspuren 50&submin;&sub1; bis 50-n in vorherbestimmten Intervallen gebildet sind. Wenn der Arm 32 um die Z-Achse 38 gedreht wird, bewegt sich das Spitzenende des Arms 32b, um einen Kreisbogen 51 zu verfolgen. So kreuzen sich jede der Aufzeichnungsspuren 50&submin;&sub1; bis 50-n und der Kreisbogen 51 unter einem ungefähr rechten Winkel.
Der Magnetkopf 43 und das MR-Element 44 werden auf folgende Weise an einer spezifizierten Aufzeichnungsspur angeordnet.
Das MR-Element 44 liest Informationen aus der Magnetaufzeichnungsplatte 31 aus, während der Finger 40 vibriert. Ein Treibsignal wird dem elektromagnetischen Motor 30 zugeführt, und der Arm 32 wird um den Verbindungsmechanismus 33 gedreht. Wenn eine Adresse, die der spezifizierten Aufzeichnungsspur (z. B. der Aufzeichnungsspur 50&submin;&sub1;) entspricht, über den Magnetkopf 43 ausgelesen wird, wird der Arm 32 an einer Position angehalten, an der die Adresse ausgelesen wird. Folglich werden der Magnetkopf 43 und das MR-Element 44 beispielsweise an der Aufzeichnungsspur 50&submin;&sub1; angeordnet, wie in Fig. 20 gezeigt. Während sich der Finger 40 in der Richtung B&sub1; bewegt, werden dann Informationen in die spezifizierte Aufzeichnungsspur 50&submin;&sub1; geschrieben oder aus dieser gelesen.
Da der Verbindungsmechanismus 33, der den Arm 32 drehbar trägt, keine Lager aufweist, besteht gemäß der zweiten Ausführungsform kein Abrieb im Verbindungsmechanismus 33, und die Haltbarkeit der Speichereinheit wird verbessert. Aufgrund der Drehung des Arms 32 können ferner der Magnetkopf 43 und das MR-Element 44 über die Magnetaufzeichnungsplatte 31 bewegt werden. So können der Magnetkopf 43 und das MR-Element 44 stabil über die Magnetaufzeichnungsplatte 31 bewegt und genau an einer spezifizierten Aufzeichnungsspur angeordnet werden.
Die Magnetspeicheranordnung gemäß der zweiten Ausführungsform wird durch eine Feinstbearbeitungstechnologie unter Verwendung eines Dünnschichtverfahrens hergestellt.
(1) Die Magnetaufzeichnungsplatte 31,
(2) die Erregungsspulen 30a,
(3) die Anker 34&submin;&sub1; und 34&submin;&sub2;,
(4) die Permanentmagneten 30b;
(5) die Kraftfedern 36&submin;&sub1; und 36&submin;&sub2;,
(6) die Platte 35; und
(7) der Arm 32
werden in dieser Reihenfolge auf dem Substrat 17 aus Keramik oder Silicium gebildet.
Nun erfolgt eine Beschreibung einer Modifikation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 21.
Mit Bezugnahme auf Fig. 21 sind ein erster Arm 61, ein zweiter Arm 62 und ein dritter Arm 63 auf einem Substrat 17A vorgesehen. Am Ende 61a des ersten Arms 61 wird drehbar von einem auf dem Substrat 17A montierten Verbindungsmechanismus 33A-1 getragen. Der erste Arm 61 kann am Verbindungsmechanismus 33A-1 in Richtungen C1 und C2 verschwenkt werden. Ein Ende 62a des zweiten Arms 62 ist durch einen Verbindungsmechanismus 33A-2 drehbar mit einem Spitzenende 61b des ersten Arms 61 verbunden. Der zweite Arm 62 kann auf dem Verbindungsmechanismus 33A-2 in Richtungen D1 und D2 verschwenkt werden. Ein Ende 63a des dritten Arms 63 ist durch einen Verbindungsmechanismus 33A-3 drehbar mit einem Spitzenende. 62b des zweiten Arms 62 verbunden. Der dritte Arm 63 kann auf dem Verbindungsmechanismus 33A-3 in Richtungen E1 und E2 verschwenkt werden. Ein Magnetkopf 43A und ein MR-Element 44A (Magnetowiderstandseffekt-Element) sind so an einem Spitzenende 63b des dritten Arms 63 montiert, daß sie der Oberfläche einer auf dem Substrat 17A befestigten Magnetaufzeichnungsplatte 31A zugewandt sind. Die Verbindungsmechanismen 33A-1, 33A-2 und 33A-3 sind mit elektromagnetischen Antriebsmotoren 30A-1, 30A-2 bzw. 30A-3 versehen. Jeder elektromagnetische Antriebsmotor 30A-1, 30A-2 und 30A-3 hat dieselbe Struktur wie die in Fig. 19 gezeigte.
Der erste Arm 61, der zweite Arm 62 und der dritte Arm 63 werden von den Verbindungsmechanismen 33A-1, 33A-2 und 33A-3 in den Richtungen C1, D1 bzw. E1 bei einem vorherbestimmten Geschwindigkeitsverhältnis gedreht, so daß sich der dritte Arm 63 linear in einer Richtung F1 bewegt, wie in Fig. 21 gezeigt. Der erste Arm 61, der zweite Arm 62 und der dritte Arm 63 werden in den Richtungen C2, D2 bzw. E2 bei einem vorherbestimmten Geschwindigkeitsverhältnis gedreht, so daß sich der dritte Arm 63 linear in einer Richtung F2 bewegt. Wenn der zweite Arm 62 um den Verbindungsmechanismus 33A-2 in den Richtungen D1 und D2 gedreht wird, bewegt sich der dritte Arm 63 linear entlang den Richtungen G1 und G2.
Während sich der dritte Arm 63 linear in den Richtungen F1 und F2 sowie den Richtungen G1 und G2 bewegt, werden Informationen auf die Magnetaufzeichnungsplatte 31A geschrieben, und lineare Aufzeichnungsspuren 70&submin;&sub1; bis 70-n werden auf der Magnetaufzeichnungsplatte 31A in vorherbestimmten Intervallen gebildet. Während sich der dritte Arm 63 in den Richtungen F1 und F2 bewegt, verfolgen der Magnetkopf 43 und das MR-Element 44 jede Aufzeichnungsspur 70&submin;&sub1; bis 70-n. Während sich der dritte Arm 63 in den Richtungen G1 und G2 bewegt, bewegt sich der Magnetkopf 43 (44) linear, um die Aufzeichnungsspuren 70&submin;&sub1; bis 70-n zu kreuzen.
Da die Aufzeichnungsspur linear auf der Magnetaufzeichnungsplatte 31A gebildet werden kann, kann gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform die rechteckig geformte Magnetaufzeichnungsplatte 31A effektiv verwendet werden. Auch wenn eine Spurungenauigkeit auftritt, variiert ferner eine Phase eines reproduzierten Signals nicht. So ist es einfach, aus dem Magnetkopf 43 ausgegebene Signale zu verarbeiten.
Nun erfolgt eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 22 bis 27.
Fig. 22 zeigt wesentliche Teile einer Magnetspeicheranordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezugnahme auf Fig. 22 besteht ein Substrat 111 aus Keramik oder Silicium. Eine Magnetplatte 112 wird drehbar von einer Spindel 113 getragen, die in der Mitte des Substrats 111 montiert ist. Der Durchmesser der Magnetplatte 112 beträgt beispielsweise ungefähr 10 mm. Ein Kopfträgerarm 116 ist auf dem Substrat 111 vorgesehen. Ein Ende des Kopfträgerarms 116 ist an einem Block 117 montiert, der am Substrat 111 befestigt ist. Der Kopfträgerarm 116 verläuft zur Magnetplatte 112 in einer Richtung parallel zu einer Y-Achse 115, die ein Zentrum der Spindel 113 kreuzt. Ein Spitzenende des Kopfträgerarms 116 ist über einer X-Achse 114 angeordnet, die ein Zentrum der Spindel 113 rechtwinkelig zur Y-Achse 115 kreuzt. Ein Aufzeichnungskopf 118 zum Aufzeichnen von Informationen und ein MR-Element 119 zum Reproduzieren von Informationen sind am Spitzenende des Kopfträgerarms 116 montiert. Der Aufzeichnungskopf 118 und das MR-Element 119 bilden eine Kopfanordnung, und die Kopfanordnung gleitet über die Magnetplatte 112. Ein Schlitz ist in der Mitte des Kopfträgerarms 116 gebildet. Beide Seiten des Kopfträgerarms 116 sind mit piezoelektrischen Elementen 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2; versehen, die jeweils aus ZnO oder PZT hergestellt sind. Ein elektrostatischer Schrittmotor 121 ist zwischen der Magnetplatte 112 und dem Substrat 111 gebildet, wie in Fig. 23 gezeigt. Der elektrostatische Schrittmotor 121 umfaßt einen Rotor 122 und einen Stator 123. Der Rotor 122 ist drehbar an der Spindel 113 montiert, und die Magnetplatte 112 ist an der Oberfläche des Rotors 122 befestigt, so daß die Magnetplatte 112 drehbar von der Spindel 113 getragen wird. Der Stator 123 ist auf dem Substrat so montiert, daß er den Rotor 122 mit einem vorherbestimmten Spalt umgibt. Eine Speichereinheit 110 mit der obigen Struktur wird durch eine Feinstbearbeitungstechnologie unter Verwendung eines Dünnschichtverfahrens hergestellt. Die Speichereinheit 110 ist im Gehäuse 12 mit einer Schaltungseinheit 186 (LSI) eingekapselt, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Schaltungseinheit 186 enthält eine Signalverarbeitungsschaltung 188, eine Treiberschaltung 184 für piezoelektrische Elemente und eine Motortreiberschaltung 185, wie in Fig. 22 dargestellt.
Positionsinformationen 140, die Positionen auf der Magnetplatte 112 angeben, wurden vorher am Rand der Magnetplatte 112 aufgezeichnet, wie in Fig. 22 gezeigt. Die Aufzeich nungs- und Reproduzieroperationen werden wie folgt durchgeführt.
In einem Zustand, wo die Magnetplatte 112 nicht gedreht wird, werden Treibsignale, die WS-Spannungen mit einander entgegengesetzten Phasen sind, den piezoelektrischen Elementen 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2; zugeführt. Aufgrund des Komprimierens und Dehnens der piezoelektrischen Elemente 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2; wird der Kopfträgerarm 116 bei einigen tausend Herz (KHz) in einer einfachen harmonischen Bewegung in Richtungen X1 und X2 zum Vibrieren gebracht, wie in Fig. 24A dargestellt. Aufgrund der Vibration des Kopfträgerarms 116 geht der Aufzeichnungskopf 118 in einer Radiusrichtung der Magnetplatte 112 hin und her, so daß eine von der Innenseite zur Außenseite verlaufende Aufzeichnungsspur 141&submin;&sub1; auf der Magnetplatte 112 gebildet wird. Signale werden über den Aufzeichnungskopf 118 auf der Aufzeichnungsspur 141&submin;&sub1; aufgezeichnet.
Dann wird der elektrostatische Schrittmotor getrieben, um sich in vorherbestimmten Schritten zu drehen, und die Magnetplatte 112 wird unter einem vorherbestimmten Winkel gedreht und stoppt, wie in Fig. 24B gezeigt. In diesem Zustand wird der Kopfträgerarm 116 in einer einfachen harmonischen Bewegung zum Vibrieren gebracht, so daß eine Aufzeichnungsspur 142&submin;&sub2; an einer anderen Position der Magnetplatte 112 gebildet wird. Die Vibration des Kopfträgerarms 116 und die Rotation des elektrostatischen Schrittmotors 121 werden abwechselnd durchgeführt, so daß ein Spurmuster 142, das eine Vielzahl der strahlenförmig angeordneten Aufzeichnungsspuren enthält, auf der Magnetplatte 112 gebildet wird. Da das Spurmuster 142 auf der gesamten Oberfläche der Magnetplatte 112 gebildet wird, kann eine große Anzahl von Informationen auf der Magnetplatte 112 aufgezeichnet werden.
Die Frequenz jedes der Treibsignale für die piezoelektrischen Elemente 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2; ist im wesentlichen gleich einer Resonanzfrequenz des Mechanismus des Kopfträgerarms 116. So kann der Kopfträgerarm 116 mit einer geringen Energie stabil zum Vibrieren gebracht werden, und die Aufzeichnungsspuren 141 können genau auf der Magnetplatte 112 gebildet werden.
Informationen werden in jeder Aufzeichnungsspur in Übereinstimmung mit einem Datenformat aufgezeichnet, wie in Fig. 25 gezeigt. In Fig. 25 werden die Positionsinformationen 140 in einer Zone in jeder Aufzeichnungsspur 141 aufgezeichnet, die am Umfang der Magnetplatte 112 positioniert ist, und andere Zonen in jeder Aufzeichnungsspur 141 werden mit Aufzeichnungsdaten 143 versehen.
Eine detaillierte Operation der Magnetspeicheranordnung wird nachstehend mit Bezugnahme auf Fig. 26 und 27 beschrieben.
Mit Bezugnahme auf Fig. 26 liest Schritt 1 Informationen aus einer Aufzeichnungsspur, an der das MR-Element 119 derzeit angeordnet ist. Zu dieser Zeit ist die Ausgangsspannung aus der Motortreiberschaltung 185 Null, wie durch eine Periode 151&submin;&sub1; in Fig. 27 gezeigt, so daß der elektrostatische Schrittmotor 121 stoppt, und die Magnetplatte nicht gedreht wird. Die piezoelektrische Treiberschaltung 184 liefert das Treibsignal, das die WS-Spannung ist, wie mit 150&submin;&sub1; in Fig. 27 gezeigt, an die piezoelektrischen Elemente 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2;, so daß die piezoelektrischen Elemente 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2; getrieben werden, und der Kopfträgerarm 116 in einer einfachen harmonischen Bewegung zum Vibrieren gebracht wird. Während der Vibration des Kopfträgerarms 116 werden Daten über das MR-Element 119 aus der Aufzeichnungsspur gelesen. Als nächstes analysiert Schritt 2 die Positionsinformationen. Das heißt, die Signalverarbeitungsschaltung 188 analysiert die Positionsinformationen auf der Basis der Daten, die aus der Aufzeichnungsspur gelesen werden. Schritt 3 dreht die Magnetplatte 112 unter einem vorherbestimmten Winkel, der einer Differenz zwischen der Aufzeichnungsspur, an welcher der Aufzeichnungskopf 118 und das MR-Element 119 derzeit angeordnet sind, und einer Aufzeichnungsspur, auf der als nächstes Daten aufgezeichnet werden sollen bzw. aus dieser gelesen werden sollen, entspricht. Das heißt, die Signalverarbeitungsschaltung 188 berechnet die Differenz zwischen der Aufzeichnungsspur, an welcher der Aufzeichnungskopf 118 angeordnet ist, und der Aufzeichnungsspur, auf der als nächstes Daten aufgezeichnet werden sollen bzw. aus dieser gelesen werden sollen, und die Motortreiberschaltung 185 gibt ein Treibsignal mit einer Impulsanzahl aus, die der von der Signalverarbeitungsschaltung 188 berechneten Differenz entspricht, wie mit 151&submin;&sub2; in Fig. 27 angegeben. Der elektrostatische Schrittmotor 121 wird vom Treibsignal während einer vorherbestimmten Anzahl von Schritten getrieben. Dann wird das Treibsignal inaktiviert, wie mit 151&submin;&sub3; in Fig. 27 angegeben, so daß der elektrostatische Schrittmotor 121 stoppt. Aufgrund der Drehung der Magnetplatte 112 unter dem vorherbestimmten Winkel erreicht das MR-Element 119 die Aufzeichnungsspur, aus der die Daten als nächstes ausgelesen werden sollen.
Als nächstes liest/schreibt Schritt 4 Daten aus der/in die Aufzeichnungsspur. In diesem Fall gibt die Treiberschaltung 184 für piezoelektrische Elemente das mit 150&submin;&sub2; in Fig. 27 bezeichnete Treibsignal aus, und der Arm 16 wird in einer einfachen harmonischen Bewegung in einem Zustand zum Vibrieren gebracht, wo die Magnetplatte 112 stoppt. Während der Vibration des Kopfträgerarms 116 werden entweder die Daten über das MR-Element 119 aus der Aufzeichnungsspur gelesen oder über den Aufzeichnungskopf 118 in der Aufzeichnungsspur aufgezeichnet. Die aus der Magnetplatte 112 gelesenen Daten werden von der Signalverarbeitungsschaltung 33 einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 187 zugeführt, der außerhalb dieser Magnetspeicheranordnung vorgesehen ist, und dann werden die Daten in diesen geschrieben. Auf die im RAM 187 gespeicherten Daten kann von einer externen Einheit zugegriffen werden.
Nun erfolgt eine Beschreibung einer ersten Modifikation der dritten Ausführungsform mit Bezugnahme auf Fig. 28, 29 und 30. In Fig. 28 erhalten die Teile, die gleich sind wie die in Fig. 22 gezeigten, die gleichen Bezugszahlen.
Mit Bezugnahme auf Fig. 28 weist eine Speichereinheit 110 Mittel zum Bewegen des Kopfträgerarms 116 in der Y-Richtung auf. Das heißt, ein elektrostatischer Motor 160 zum Bewegendes Blocks 117, auf dem der Arm 116 montiert ist, ist auf dem Substrat 111 gebildet, und eine Motortreiberschaltung 161 zum Treiben des elektrostatischen Motors 160 ist in der Schaltungseinheit 186 vorgesehen.
In der in Fig. 22 gezeigten Speichereinheit 110 sind die Aufzeichnungsspuren 141 strahlenförmig in der Magnetplatte 112 angeordnet. So ist ein Spalt g1 zwischen benachbarten Aufzeichnungsspuren in einem äußeren Bereich 62 der Magnetplatte 112 groß. Der äußerer Bereich 62 der Magnetplatte 112 wird nicht effektiv zum Aufzeichnen von Daten verwendet. In dieser Modifikation der dritten Ausführungsform können Aufzeichnungsspuren auch auf dem äußeren Bereich 62 der Magnetplatte 112 gebildet sein. Die auf dem äußeren Bereich 62 gebildeten Aufzeichnungsspuren müssen kürzer sein als die Aufzeichnungsspuren, die strahlenförmig auf der Magnetplatte 112 auf normale oben beschriebene Weise gebildet sind, um zu verhindern, daß sie einander überlappen. So wird jede am äußeren Bereich 62 der Magnetplatte 112 gebildete Aufzeichnungsspur als kurze Aufzeichnungsspur bezeichnet.
Der elektrostatische Motor 160 wird schrittweise getrieben, wobei jeder Schritt ein n-tel des Spalts g1 be trägt, und n eine kleine ganze Zahl ist. Die kurzen Aufzeichnungsspuren werden wie folgt auf dem äußeren Bereich 62 zwischen den Aufzeichnungsspuren gebildet.
Nachdem die Aufzeichnungsspuren 140&submin;&sub1; und 140&submin;&sub2; strahlenförmig auf die in der dritten Ausführungsform beschriebene Weise gebildet wurden, werden die kurzen Aufzeichnungsspuren 140&submin;&sub1;&submin;&sub1; bis 140&submin;&sub1;&submin;&sub4; gebildet, wie beispielsweise in Fig. 30 gezeigt. Aufgrund der Rotation des elektrostatischen Schrittmotors 121 wird der Aufzeichnungskopf 118 an der Aufzeichnungsspur 140&submin;&sub1; angeordnet. Danach werden abwechselnd ein Treibsignal 150 für piezoelektrische Elemente, das den piezoelektrischen Elementen 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2; zugeführt wird, und ein Motortreibsignal 152, das dem elektrostatischen Motor 160 zugeführt wird, aktiviert, wie in Fig. 29 gezeigt. Auf diese Weise werden die Bewegung des Kopfträgerarms 116 in der Y-Richtung und die Vibration des Kopfträgerarms 116 in einer einfachen harmonischen Bewegung abwechselnd wiederholt, so daß kurze Aufzeichnungsspuren 140&submin;&sub1;&submin;&sub1; bis 140&submin;&sub1;&submin;&sub4; aufeinanderfolgend auf dem äußeren Bereich 62 zwischen den Aufzeichnungsspuren 140&submin;&sub1; und 140&submin;&sub2; gebildet werden, wie in Fig. 30 gezeigt. In diesem Fall wurden Informationen über Endpositionen P1, P2, P3 und P4 auf der Magnetplatte 112 als Positionsinformationen aufgezeichnet, und die kurzen Aufzeichnungsspuren 140&submin;&sub1;&submin;&sub1; bis 140&submin;&sub1;&submin;&sub4; werden jeweils zwischen den Endpunkten P1, P2, P3 und P4 sowie vorherbestimmten Punkten am Rand der Magnetplatte 112 gebildet.
Da die kurzen Aufzeichnungsspuren auf dem äußeren Bereich 62 gebildet werden, kann gemäß der ersten Modifikation der dritten Ausführungsform eine große Informationsmenge in der Magnetplatte 112 gespeichert werden.
Aufgrund des feinen schrittweisen Betriebs des elektrostatischen Schrittmotors 121 können die kurzen Aufzeichnungsspuren auf dem äußeren Bereich 62 gebildet werden, ohne den Kopfträgerarm in der Y-Richtung zu bewegen.
Nun erfolgt eine Beschreibung einer zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 31. In Fig. 31 erhalten die Teile, die gleich sind wie die in Fig. 22 gezeigten, die gleichen Bezugszahlen.
In der zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform werden der Aufzeichnungskopf 118 und das MR-Element 119 linear in der X-Richtung bewegt. Mit Bezugnahme auf Fig. 31 ist ein Kopfträgerglied 170 mit Armen 170a und 170b, einem seitlichen Rahmen 170c und einem Kopfträgerarm-170d, der vöm seitlichen Rahmen 170c in der Y-Richtung absteht, auf dem Substrat 111 auf die gleiche Weise wie in der in Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsform vorgesehen. Endteile 170a&submin;&sub1; und 170b&submin;&sub1; sind am Substrat 111 befestigt. Der Aufzeichnungskopf 118 und das MR-Element 119 sind am Spitzenende des Kopfträgerarms befestigt, um über die Magnetplatte 112 zu gleiten. Elektrostatische Betätiger 171a und 171b mit Kammelektroden sind benachbart den Endteilen 170a&submin;&sub1; bzw. 170b&submin;&sub1; der Arme 170a und 170b vorgesehen. Die Schaltungseinheit 186 ist mit einer Betätigertreiberschaltung 172 versehen. Die Betätigertreiberschaltung 172 gibt Treibsignale 153 zum Treiben der elektrostatischen Betätiger 171a und 171b aus. Die elektrostatischen Betätiger 171a und 171b werden von den Treibsignalen 153 getrieben, um sich in der X-Richtung zu bewegen, so daß die Arme 170a und 170b in der X-Richtung gebogen werden. Folglich bewegen sich der seitliche Arm 170c und der Kopfträgerarm 170d linear in der X-Richtung. Während sich der Kopfträgerarm 170d linear in der X-Richtung bewegt, werden über den Aufzeichnungskopf 118 Informationen aufgezeichnet, so daß eine lineare Aufzeichnungsspur auf der Magnetplatte 112 gebildet wird. Wenn die Schreiboperation wiederholt wird, werden die linearen Auf zeichnungsspuren strahlenförmig auf der Magnetplatte gebildet, wie in Fig. 31 gezeigt.
Nun erfolgt eine Beschreibung einer dritten Modifikation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 32, 33, 34 und 35.
In Fig. 32 erhalten die Teile, die gleich sind wie die in Fig. 22 und 28 gezeigten, die gleichen Bezugszahlen.
Mit Bezugnahme auf Fig. 32 ist die Magnetplatte 112 drehbar auf dem Substrat 111 montiert. Eine Vielzahl von Datenzellen 180 ist auf der Magnetplatte 112A in einer Radiusrichtung davon angeordnet, wie in Fig. 33 dargestellt. Die Datenzellen 180 haben alle dieselbe Größe, und jede davon hat eine Lamellenform. Die piezoelektrischen Elemente 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2; sind an beiden Seiten des Kopfträgerarms 170d montiert. Die Magnetplatte 121 wird vom elektrostatischen Schrittmotor getrieben, der vom Treibsignal angetrieben wird, das aus der Motortreiberschaltung 185 ausgegeben wird, und der Kopfträgerarm 170d wird linear in der X-Richtung von den elektrostatischen Betätigern 171a und 171b bewegt, die von aus der Betätigertreiberschaltung 172 ausgegebenen Treibsignalen 153 getrieben werden. Aufgrund der Rotation der Magnetplatte 112 und der Bewegung des Kopfträgerarms 170d werden der Aufzeichnungskopf 118 und das MR-Element 119 an jeder der Datenzellen 180 auf der Magnetplatte 121 plaziert.
In einem Zustand, wo der Aufzeichnungskopf 118 und das MR-Element 119 an einer Datenzelle 180&submin;&sub1;&sub0; angeordnet sind, werden die piezoelektrischen Elemente 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2; vom Treibsignal 150 getrieben, das aus der piezoelektrischen Treiberschaltung 184 ausgegeben wird. Aufgrund des Treibens der piezoelektrischen Elemente 120&submin;&sub1; und 120&submin;&sub2; wird der Kopfträgerarm 170d in einer einfachen harmonischen Bewegung in der X-Richtung zum Vibrieren gebracht. Während der Kopf trägerarm 170d vibriert, werden Informationen auf der Datenzelle 180&submin;&sub1;&sub0; aufgezeichnet, so daß eine Aufzeichnungsspur auf der Datenzelle 180&submin;&sub1;&sub0; gebildet wird. Dann wird jedesmal, wenn die Bildung jeder Aufzeichnungsspur vollendet ist, die Magnetplatte 121 unter einem vorherbestimmten Winkel gedreht. Folglich wird eine Vielzahl von Aufzeichnungsspuren 181 strahlenförmig auf der Datenzelle 180&submin;&sub1;&sub0; gebildet, so daß ein Spurmuster 182 darauf erzeugt wird, wie in Fig. 34 gezeigt. Auf jeder anderen Datenzelle wird ein Spurmuster auf die gleiche Weise wie in der Datenzelle 180&submin;&sub1;&sub0; gebildet.
Informationen werden in jeder Aufzeichnungsspur 181 in Übereinstimmung mit dem in Fig. 25 gezeigten Format aufgezeichnet.
Eine kurze Aufzeichnungsspur 183 kann auf einem äußeren Teil der Magnetplatte aufgezeichnet werden, der zwischen den auf obige Weise gebildeten Aufzeichnungsspuren 181 angeordnet ist, wie in Fig. 35 gezeigt.
Die Größen der Datenzellen 180 sind alle ungefähr gleich, so daß die Datenkapazitäten der Datenzellen 180 alle etwa gleich sind. Folglich können die Daten leicht verarbeitet werden.
Nun erfolgt eine Beschreibung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 36 bis 40.
Fig. 36 zeigt eine Struktur einer Magnetspeicheranordnung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezugnahme auf Fig. 36 ist eine Magnetaufzeichnungsplatte 222 bewegbar auf einem Substrat 221 aus Keramik oder Silicium montiert. Die Magnetaufzeichnungsplatte 222 ist ein Quadrat, wobei jede Seite davon einige Millimeter (mm) beträgt. Die Magnetaufzeichnungsplatte 222 wird von einem elektrostatischen Motor 223 in der Y-Richtung bewegt. Die Magnetaufzeichnungsplatte 222 weist keine Positionsin formationen jeder darauf gebildeten Aufzeichnungsspur auf. Ein Ende des Kopfträgerarms 224 ist am Block 225 befestigt, der auf dem Substrat 221 montiert ist. Der Kopfträgerarm 224 verläuft in der Y-Richtung. Ein Schlitz 224a ist in der Mitte des Kopfträgerarms 224 gebildet, und piezoelektrische Elemente 226&submin;&sub1; und 226&submin;&sub2; jeweils aus ZnO&sub2; sind auf den entsprechenden Seiten des Kopfträgerarms 224 montiert. Ein Magnetkopf 227, der zum Aufzeichnen von Informationen verwendet wird, und ein MR-Element 228, das zum Reproduzieren von Informationen verwendet wird, sind an einem Spitzenende des Kopfträgerarms 224 montiert, um über die Oberfläche der Magnetaufzeichnungsplatte 222 zu gleiten.
Die Magnetspeicheranordnung 220 mit der obigen Struktur wird gemäß einer Feinstbearbeitungstechnologie unter Verwendung eines Dünnschichtverfahrens hergestellt. Die Speichereinheit ist im Gehäuse mit einer Schaltungseinheit eingekapselt, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Schaltungseinheit 232 enthält eine Signalverarbeitungsschaltung 233, eine Treiberschaltung 234 für piezoelektrische Elemente und eine Motortreiberschaltung 235, wie in Fig. 36 dargestellt.
Die Treiberschaltung 234 für piezoelektrische Elemente und die Motortreiberschaltung 235 geben Sinuswellensignale ohne Bezug auf Operationen in der Signalverarbeitungsschaltung 233 aus. Ein Synchronisationssignal 241, wie in Fig. 37(A) gezeigt, wird von einer externen Einheit der Treiberschaltung 234 für piezoelektrische Elemente und der Motortreiberschaltung 235 über einen Anschluß 240 zugeführt. Die Treiberschaltung 234 für piezoelektrische Elemente gibt ein Treibsignal 242 mit einer wie in Fig. 37(B) dargestellten Sinuswellenform synchron mit dem Synchronsignal 241 aus. Aufgrund des Treibens der piezoelektrischen Elemente 226&submin;&sub1; und 226&submin;&sub2; wird der Kopfträgerarm 224 in der X-Richtung zum Vibrieren gebracht, und der Magnetkopf 227 und das MR-Ele ment 228 werden in einer einfachen harmonischen Bewegung, wie durch eine Wellenform 243 in Fig. 38(A) gezeigt, bei einer Frequenz von beispielsweise einigen tausend Hertz (KHz) zum Vibrieren gebracht. Die Motortreiberschaltung 235 gibt ein Treibsignal 244 mit einer wie in Fig. 37(C) dargestellten Sinuswellenform synchron mit dem Synchronsignal 241 aus. Der elektrostatische Motor 223 wird vom Treibsignal 244 getrieben. Aufgrund des Treibens des elektrostatischen Motors 223 wird die Magnetaufzeichnungsplatte 222 in der einfachen harmonischen Bewegung in der Y-Richtung, wie durch eine Wellenform 245 in Fig. 38(B) dargestellt, bei einer Frequenz von einigen zehn Hertz (Hz) zum Vibrieren gebracht. Die Periode T1 der einfachen harmonischen Bewegung, die durch die Wellenform 245 (Magnetaufzeichnungsplatte 222) angegeben wird, und die Periode T2 der einfachen harmonischen Bewegung, die durch die Wellenform 243 (piezoelektrische Elemente 226&submin;&sub1; und 226&submin;&sub2;) angegeben wird, werden so bestimmt, daß ein Verhältnis T1/T2 beispielsweise 150 beträgt. Es wird bevorzugt, daß das Verhältnis T1/T2 größer als 100 ist.
In einem Zustand, wo der Magnetkopf 227 und das MR-Element 228 vibrieren, während der Magnetkopf 227 und das MR- Element 228 über die Magnetaufzeichnungsplatte 222 in einer X1-Richtung gleiten, werden Daten über den Magnetkopf 227 auf der Magnetaufzeichnungsplatte 222 aufgezeichnet, oder werden Daten über das MR-Element 228 aus der Magnetaufzeichnungsplatte 222 reproduziert. Während der Magnetkopf 227 und das MR-Element 228 über die Magnetaufzeichnungsplatte 222 in einer X2-Richtung gleiten, wird weder ein Aufzeichnen noch ein Reproduzieren von Daten durchgeführt.
Ein Fall, wo sich die Magnetaufzeichnungsplatte 222 in der Y1-Richtung bewegt, wird als Abgangsstufe S1 bezeichnet, und ein Fall, wo sich die Magnetaufzeichnungsplatte 222 in der Y2-Richtung entgegengesetzt zur Y1-Richtung bewegt, wird als Rückkehrstufe S2 bezeichnet. In der Abgangsstufe S1 bewegt sich ein Rand der Magnetaufzeichnungsplatte 222 von P1 nach P2, wie in Fig. 36 gezeigt. Während sich die Magnetaufzeichnungsplatte 222 in der Y1-Richtung bewegt, werden der Magnetkopf 227 und das MR-Element 228 zum Vibrieren gebracht. So scannen der Magnetkopf 227 und das MR-Element 228 die Magnetaufzeichnungsplatte 222 im Zickzack von einem Startpunkt 250 zu einem Endpunkt 258 über Wendepunkte 251, 252, 253, 254, 255, 256 und 257, wie in Fig. 39(A) gezeigt. Das heißt ein Zickzack-Ort 260 des Magnetkopfs 227 (des MR- Elements 228) wird an der Oberfläche der Magnetaufzeichnungsplatte 222 gebildet.
Wenn der Rand der Magnetaufzeichnungsplatte 222 den Punkt P2 erreicht, kehrt die Magnetaufzeichnungsplatte 222 um und bewegt sich in der Y2-Richtung. Das heißt, die Rückkehrstufe 222 startet. In der Rückkehrstufe S2 bewegt sich die Magnetaufzeichnungsplatte 222 in der Y2-Richtung. Während sich die Magnetaufzeichnungsplatte 222 in der Y2-Richtung bewegt, werden der Magnetkopf 227 und das MR-Element 228 in einer einfachen harmonischen Bewegung zum Vibrieren gebracht. So scannen der Magnetkopf 227 und das MR-Element 228 die Magnetaufzeichnungsplatte 222 im Zickzack, wobei sie vom Endpunkt 58 zu einem Punkt 50a über Wendepunkte 257a, 256a, 255a, 254a, 253a, 252a und 251a zurückkehren, wie in Fig. 39(B) gezeigt. Das heißt, ein Zickzack-Ort 261 des Magnetkopfs 227 (des MR-Elements 228) wird an der Oberfläche der Magnetaufzeichnungsplatte 222 gebildet. Da die einfache harmonische Bewegung des Magnetkopfs 227 (des MR-Elements 228) mit jener der Magnetaufzeichnungsplatte 222 synchronisiert ist, sind hier die Wendepunkte 51a bis 57a in der Rückkehrstufe S2 jeweils gleich den Wendepunkten 51 bis 57 in der Abgangsstufe S1. So überlappen der in der Abgangs stufe S1 gebildete Zickzack-Ort 260 und der in der Rückkehrstufe S2 gebildete Zickzack-Ort 261 einander.
In der Abgangsstufe werden Aufzeichnungsspuren 265&submin;&sub1;, 265&submin;&sub2;, 265&submin;&sub3; und 265&submin;&sub4;, die in Fig. 39(A) mit durchgehenden Linien angegeben sind, auf der Magnetaufzeichnungsplatte 222 gebildet. Das heißt, in den Anschluß 237 der Schaltungseinheit 232 eingegebene Informationen werden über den Magnetkopf 27 in der Abgangsstufe S1 in den Aufzeichnungsspuren 265&submin;&sub1;, 265&submin;&sub2;, 265&submin;&sub3; und 265&submin;&sub4; aufgezeichnet. Auf gestrichelten Linien, die in Fig. 39(A) gezeigt sind, werden keine Spuren gebildet.
In der Rückkehrstufe S2 werden Aufzeichnungsspuren 265&submin;&sub5;, 265&submin;&sub6;, 265&submin;&sub7; und 265&submin;&sub8;, die in Fig. 39(B) mit durchgehenden Linien angegeben sind, auf der Magnetaufzeichnungsplatte 222 gebildet. Das heißt, in den Aufzeichnungsspuren 265&submin;&sub5;, 265&submin;&sub6;, 265&submin;&sub7; und 265&submin;&sub8; werden über den Magnetkopf 227 in der Rückkehrstufe S2 Informationen aufgezeichnet. Wenn der Magnetkopf 227 an in Fig. 39(B) gezeigten gestrichelten Linien angeordnet ist, wird dem Magnetkopf 227 kein Signal zugeführt. Daher werden keine Informationen an den gestrichelten Linien aufgezeichnet.
Folglich wird ein aus den Aufzeichnungsspuren 265&submin;&sub1; bis 265-&sub8; gebildetes Zickzack-Muster auf der Magnetaufzeichnungsplatte 222 gebildet, wie in Fig. 39(C) gezeigt.
Da die einfache harmonische Bewegung des Magnetkopfs 227 (des MR-Elements 228) und die einfache harmonische Bewegung der Magnetaufzeichnungsplatte 222 miteinander synchronisiert sind, kann der Magnetkopf 227 (das MR-Element 228) gemäß der vierten Ausführungsform immer genau die Aufzeichnungsspuren 265&submin;&sub1; bis 265-&sub8; verfolgen. So ist es weder notwendig, Positionsinformationen auf den Aufzeichnungsspuren 265&submin;&sub1; bis 265-&sub8; vorzusehen, noch die Position des Magnetkopfs 227 (des MR-Elements 228) auf der Magnetaufzeichnungs platte 222 auf der Basis von Positionsinformationen zu steuern. Folglich kann die Magnetspeicheranordnung 220 leicht gesteuert werden.
In den auf der Magnetaufzeichnungsplatte 222 gebildeten Aufzeichnungsspuren 265&submin;&sub1; bis 265&submin;&sub8;, wie in Fig. 39(C) gezeigt, überlappt ein Ende jeder Aufzeichnungsspur ein Ende einer benachbarten Aufzeichnungsspur. Im Fall der Aufzeichnungsspuren 265&submin;&sub2; und 265&submin;&sub8; wird beispielsweise ein Endteil 67 der Aufzeichnungsspur 265&submin;&sub8; nicht zum Aufzeichnen von Informationen verwendet, wie in Fig. 40 gezeigt.
Während sich das MR-Element 228 in der X1-Richtung bewegt, werden Informationen über das MR-Element 228 reproduziert. Das aus dem MR-Element 228 ausgegebene reproduzierte Signal wird von der Signalverarbeitungsschaltung 223 verarbeitet und aus dem Anschluß 238 ausgegeben.
Fig. 41 zeigt eine erste Modifikation der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der ersten Modifikation ist die Magnetaufzeichnungsplatte 222 auf dem Substrat 221 befestigt, und der Trägerarm 224, der den Magnetkopf 227 und das MR-Element 228 trägt, wird von einem elektrostatischen Motor 270 in der Y-Richtung in einer einfachen harmonischen Bewegung bei einigen zehn Hertz (Hz) zum Vibrieren gebracht. Die einfachen harmonischen Bewegungen des Kopfträgerarms 224 sowohl in der X-Richtung als auch in der Y-Richtung sind miteinander synchronisiert.
Fig. 42 zeigt eine zweite Modifikation der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der zweiten Modifikation ist eine Vielzahl von Datenzellen 280 an der Oberfläche der Magnetaufzeichnungsplatte 222 gebildet. Der Magnetkopf 227 und das MR-Element 228 werden von elektrostatischen Motoren 223 und 281 an jeder Datenzelle 280 positioniert. In jeder Datenzelle 280 wird das Zickzack-Muster gebildet, wie in Fig. 39(C) gezeigt. Die Schaltungseinheit 232 ist mit einer Datenzellen-Identifikationsschaltung 285 zum Identifizieren einer Datenzelle, auf die zuzugreifen ist, versehen. Motortreiberschaltungen 286 und 287 treiben die elektrostatischen Motoren 281 bzw. 223 auf der Basis von Steuersignalen, die von der Datenzellen-Identifikationsschaltung 285 zugeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben angegebenen Ausführungsformen beschränkt, und Variationen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Speicheranordnung, mit:

einem Gehäuse (12);

einem Dünnschichtsubstrat (17), das im Gehäuse (12) montiert ist;

einem Magnetspeichermedium (19), das auf dem Substrat (17) vorgesehen ist, wobei Informationen magnetisch im Magnetspeichermedium (19) gespeichert werden; und

einem hin- und hergehenden Mechanismus (21f, 23, 24), der auf dem Substrat (17) vorgesehen ist; einer Kopfeinheit (20), die auf dem hin- und hergehenden Mechanismus im Gehäuse (12) montiert ist; wobei der hin- und hergehende Mechanismus (21f, 23, 24) die Kopfeinheit (20) veranlaßt, parallel zu einer Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) wiederholt hin- und herzugehen; einer Steuereinrichtung, um die Kopfeinheit (20) zu veranlassen, vom hin- und hergehenden Mechanismus (21f, 23, 24) während der Zeit wiederholt hin- und herbewegt zu werden, in der Informationen über die Kopfeinheit (20) im Magnetspeichermedium (19) aufgezeichnet oder aus diesem reproduziert werden.

2. Speicheranordnung nach Anspruch 1, bei welcher der hin- und hergehende Mechanismus (21f, 23, 24) einen Vibrationsmechanismus (22, 23) aufweist, der die Kopfeinheit (20) veranlaßt, in einer einfachen harmonischen Bewegung in der Ebene parallel zur Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) zu vibrieren.

3. Speicheranordnung nach Anspruch 1, bei welcher der hin- und hergehende Mechanismus (21f, 23, 24) ein Trägerglied (21f), auf dem die Kopfeinheit (20) montiert ist, und einen Antriebsmechanismus aufweist, der das Trägerglied (21f) antreibt, so daß die darauf montierte Kopfeinheit dazu gebracht wird, hin- und herzugehen.

4. Speicheranordnung nach Anspruch 3, bei welcher die Kopfeinheit (20) auf dem Trägerglied in einem Zustand montiert ist, in dem sich die Kopfeinheit (20) mit der Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) in Kontakt befindet, so daß, wenn die Kopfeinheit dazu gebracht wird, hin und herzugehen, die Kopfeinheit an der Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) gleitet.

5. Speicheranordnung nach Anspruch 3, bei welcher das Trägerglied (21f) ein Armglied aufweist, wobei ein erstes Ende des Armglieds an einem auf dem Substrat vorgesehenen Glied befestigt ist, ein zweites Ende des Armglieds über dem Magnetspeichermedium (19) angeordnet ist, und die Kopfeinheit (20) auf dem zweiten Ende des Armglieds montiert ist.

6. Speicheranordnung nach Anspruch 5, bei welcher der Antriebsmechanismus ein erstes piezoelektrisches Element (22) und ein zweites piezoelektrisches Element (23) aufweist, welches erste und zweite piezoelektrische Element (22, 23) auf beiden Seiten des Armglieds (21f) montiert sind, und bei welcher, wenn das erste und zweite piezoelektrische Element (22, 23) jeweils abwechselnd komprimiert und gedehnt werden, das Armglied (21f) in der Ebene parallel zur Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) zum Vibrieren gebracht wird, so daß die Kopfeinheit dazu gebracht wird, hin- und herzugehen.

7. Speicheranordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Kopfeinheit (20) einen induktiven Magnetkopf, der zum Aufzeichnen von Informationen im Magnetspeichermedium (19) verwendet wird, und ein Magnetwiderstandselement aufweist, das zum Reproduzieren von Informationen aus dem Magnetspeichermedium verwendet wird.

8. Speicheranordnung nach Anspruch 1, ferner mit:

einem Anordnungsmechanismus (24, 25), der auf dem Substrat vorgesehen ist, wobei der Anordnungsmechanismus die Kopfeinheit (20) an einer Position auf dem Magnetspeicherme dium (19) anordnet.

9. Speicheranordnung nach Anspruch 8, bei welcher der Anordnungsmechanismus einen ersten Mechanismus (24), der die Kopfeinheit und den hin- und hergehenden Mechanismus in einer ersten Richtung parallel zur Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) bewegt, und einen zweiten Mechanismus (25) aufweist, der das Magnetspeichermedium (19) in einer zweiten Richtung parallel zur Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) bewegt.

10. Speicheranordnung nach Anspruch 9, wobei die erste und die zweite Richtung rechtwinkelig zueinander sind.

11. Speicheranordnung nach Anspruch 10, wobei die erste Richtung ungefähr parallel zu den Richtungen ist, in denen die Kopfeinheit hin- und hergeht.

12. Speicheranordnung nach Anspruch 9, bei welcher der hin- und hergehende Mechanismus ein Trägerglied (21f), auf dem die Kopfeinheit (20) montiert ist, und einen Antriebsmechanismus aufweist, der das Trägerglied antreibt, so daß die darauf montierte Kopfeinheit dazu gebracht wird, hin- und herzugehen, und bei welcher der erste Mechanismus einen ersten elektrostatischen Betätiger mit einer festen Kammelektrode (25a), die auf dem Substrat vorgesehen ist, und einer sich bewegenden Kammelektrode (25b), die auf dem Trägerglied so vorgesehen ist, daß die sich bewegende Kammelektrode (25b) der festen Kammelektrode (25a) zugewandt ist, aufweist.

13. Speicheranordnung nach Anspruch 12, bei welcher der zweite Mechanismus einen zweiten elektrostatischen Betätiger mit einer festen Kammelelektrode (25a), die auf dem Substrat vorgesehen ist, und einer sich bewegenden Kammelektrode (25b), die auf der Rückseite des Magnetspeichermediums (19) so vorgesehen ist, daß die sich bewegende Kammelektrode der festen Kammelektrode zugewandt ist, aufweist.

14. Speicheranordnung nach Anspruch 8, bei welcher der Anordnungsmechanismus einen ersten Mechanismus, der die Kopfeinheit (20) und den hin- und hergehenden Mechanismus in einer ersten Richtung parallel zur Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) bewegt, und einen zweiten Mechanismus aufweist, der die Kopfeinheit und den hin- und hergehenden Mechanismus in einer zweiten Richtung parallel zur Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) bewegt.

15. Speicheranordnung nach Anspruch 14, wobei die erste und zweite Richtung rechtwinkelig zueinander sind.

16. Speicheranordnung nach Anspruch 15, wobei die erste Richtung ungefähr parallel zu den Richtungen ist, in denen die Kopfeinheit dazu gebracht wird, hin- und herzugehen.

17. Speicheranordnung nach Anspruch 8, bei welcher der Anordnungsmechanismus einen ersten Mechanismus, der das Magnetspeichermedium in einer ersten Richtung parallel zur Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) bewegt, und einen zweiten Mechanismus aufweist, der das Magnetspeichermedium (19) in einer zweiten Richtung parallel zur Oberfläche des Magnetspeichermediums bewegt.

18. Speicheranordnung nach Anspruch 17, wobei die erste und zweite Richtung rechtwinkelig zueinander sind.

19. Speicheranordnung nach Anspruch 18, wobei die erste Richtung ungefähr parallel zu den Richtungen ist, in denen die Kopfeinheit hin- und hergeht.

20. Speicheranordnung nach Anspruch 8, bei welcher der hin- und hergehende Mechanismus ein Trägerglied (32), auf dem die Kopfeinheit montiert ist, und einen Antriebsmechanismus aufweist, der das Trägerglied (32) antreibt, so daß die Kopfeinheit dazu gebracht wird, hin- und herzugehen, und bei welcher der Anordnungsmechanismus einen Rotationsmechanismus (33) aufweist, der das Trägerglied (32) um eine vorherbestimmte Achse dreht, so daß die Kopfeinheit an einer ge wünschten Position auf dem Magnetspeichermedium angeordnet wird.

21. Speicheranordnung nach Anspruch 20, bei welcher der Rotationsmechanismus (33) eine erste Kraftfeder (36-1), die um die Achse in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn gewunden ist, eine zweite Kraftfeder (36-2), die um die Achse in einer Richtung im Uhrzeigersinn gewunden ist, und einen elektromagnetischen Antriebsmotor (30) aufweist, der das Trägerglied um die Achse dreht, wobei das Trägerglied drehbar von der ersten und zweiten Kraftfeder getragen wird, so daß von der ersten und zweiten Kraftfeder verursachte Kräfte um die Achse ausgeübt werden.

22. Speicheranordnung nach Anspruch 21, bei welcher der elektromagnetische Antriebsmotor (30) Permanentmagneten (30b), die auf dem Trägerglied (32) montiert sind, und Spulen (30a), die auf dem Substrat so montiert sind, daß die Permanentmagneten und Spulen einander zugewandt sind, aufweist.

23. Speicheranordnung nach Anspruch 8, bei welcher das Magnetspeichermedium eine Magnetplatte (35) ist, und bei welcher der Anordnungsmechanismus einen Plattenrotationsmechanismus (30a, 30b) aufweist, der die Magnetplatte schrittweise dreht, so daß die Kopfeinheit an einer Position auf der Magnetplatte angeordnet wird.

24. Speicheranordnung nach Anspruch 23, bei welcher das Magnetspeichermedium mit strahlenförmig darauf gebildeten Aufzeichnungsspuren versehen ist.

25. Speicheranordnung nach Anspruch 24, bei welcher die Aufzeichnungsspuren erste Spuren und zweite Spuren, die zwischen jeweils zwei ersten Spuren auf einem peripheren Bereich der Magnetplatte gebildet sind, enthalten.

26. Speicheranordnung nach Anspruch 23, bei welcher der hin- und hergehende Mechanismus die Kopfeinheit (43) veran laßt, in einer Radiusrichtung der Magnetplatte hin- und herzugehen, so daß aufgrund der Rotation der Magnetplatte (35) und der Hin- und Herbewegung der Kopfeinheit erste Aufzeichnungsspuren strahlenförmig auf der Magnetplatte gebildet werden.

27. Speicheranordnung nach Anspruch 26, bei welcher der Anordnungsmechanismus ferner einen Bewegungsmechanismus umfaßt, der die Kopfeinheit (43) in einer vorherbestimmten Richtung schrittweise bewegt, so daß aufgrund der Bewegung der Kopfeinheit durch den Bewegungsmechanismus und der Hin- und Herbewegung der Kopfeinheit zweite Aufzeichnungsspuren zwischen benachbarten ersten Aufzeichnungsspuren auf der Magnetplatte gebildet werden.

28. Speicheranordnung nach Anspruch 27, wobei jede der ersten Aufzeichnungsspuren länger ist als jede der zweiten Aufzeichnungsspuren.

29. Speicheranordnung nach Anspruch 23, bei welcher der Plattenrotationsmechanismus eine Spindel (113) ist, die drehbar die Magnetplatte (112) und einen elektrostatischen Motor (121), der die Magnetplatte (35) um die Spindel (113) dreht, trägt.

30. Speicheranordnung nach Anspruch 29, bei welcher der elektrostatische Motor (121) einen Rotor (122), der drehbar auf der Spindel montiert ist, und einen Stator (123), der auf dem Substrat so montiert ist, daß er den Rotor mit einem vorherbestimmten Spalt umgibt, aufweist.

31. Speicheranordnung nach Anspruch 2, ferner mit:

einem Mediumvibrationsmechanismus, der das Magnetspeichermedium in einer einfachen harmonischen Bewegung in einer Richtung rechtwinkelig zu einer Richtung zum Vibrieren bringt, in der die Kopfeinheit vibriert, wobei Vibrationen des Magnetspeichermediums und der Kopfeinheit synchronisiert werden.

32. Speicheranordnung nach Anspruch 31, wobei eine Periode der Vibration der Kopfeinheit kleiner ist als eine Periode der Vibration des Magnetspeichermediums.

33. Speicheranordnung nach Anspruch 1, ferner mit:

einer Schaltungseinheit (186), die die Speichereinheit aktiviert, wobei die Schaltungseinheit im Gehäuse (12) mit der Speichereinheit eingekapselt ist.

34. Speicheranordnung nach Anspruch 33, bei welcher die Schaltungseinheit (186) auf dem Substrat der Speichereinheit gebildet ist.

35. Speicheranordnung nach Anspruch 33, bei welcher das Gehäuse (12) eine Vielzahl von Stiften (18) aufweist, die jeweils davon abstehen, wobei die Stifte (18) mit der Schaltungseinheit (186) elektrisch verbunden sind, und wobei die Stifte (18) in Löcher auf einer externen Leiterplatte eingesetzt werden können.

36. Speicheranordnung nach Anspruch 8, bei welcher eine Vielzahl von Datenzellen (18) auf dem Magnetspeichermedium gebildet sind, wobei jede der Datenzellen (18) einen Bereich darstellt, in dem Informationen gespeichert werden sollen, und bei welcher der Anordnungsmechanismus die Kopfeinheit an einer gewünschten Position auf jeder der Datenzellen (18) anordnet.

37. Speicheranordnung nach Anspruch 36, bei welcher die Datenzellen (18) in einer Matrix auf der Magnetspeichereinheit angeordnet sind.

38. Speicheranordnung nach Anspruch 37, bei welcher das Magnetspeichermedium rechteckig geformt ist.

39. Speicheranordnung nach Anspruch 36, bei welcher die Datenzellen strahlenförmig auf der Magnetspeichereinheit angeordnet sind.

40. Speicheranordnung nach Anspruch 39, bei welcher das Magnetspeichermedium eine Magnetplatte ist, und bei welcher mit zunehmender Annäherung von Kreisbahnen, auf denen Datenzellen (18) angeordnet sind, an den Außenumfang die Anzahl von auf einer Kreisbahn angeordneten Datenzellen steigt.

41. Speicheranordnung nach Anspruch 1, ferner mit:

einem Anordnungsmechanismus (21), der auf dem Substrat (17) vorgesehen ist, wobei der Anordnungsmechanismus (21) die Kopfeinheit (20) an einer gewünschten Position auf dem Magnetspeichermedium (19) anordnet; und

einer im Gehäuse (12) montierten Schaltungseinheit (14, 15), die die Speicheranordnung aktiviert.

42. Speicheranordnung nach Anspruch 41, bei welcher die Schaltungseinheit (14, 15) eine erste Schaltung (14), die den hin- und hergehenden Mechanismus treibt, und eine zweite Schaltung (15), die den Anordnungsmechanismus treibt, enthält.

43. Speicheranordnung nach Anspruch 42, bei welcher der hin- und hergehende Mechanismus ein Armglied (116), ein erstes piezoelektrisches Element (120&submin;&sub1;) und ein zweites piezoelektrisches Element (120&submin;&sub2;) aufweist, welche Elemente auf beiden Seiten des Armglieds montiert sind, wobei ein erstes Ende des Armglieds an einem auf dem Substrat vorgesehenen Glied befestigt ist, ein zweites Ende des Armglieds (116) über dem Magnetspeichermedium angeordnet ist, und die Kopfeinheit (118) auf dem zweiten Ende des Armglieds montiert ist, und bei welcher die erste Schaltung eine Piezo- Treiberschaltung aufweist, die das erste und zweite piezoelektrische Element treibt, so daß das erste und zweite piezoelektrische Element jeweils komprimiert und gedehnt werden.

44. Speichereinheit nach Anspruch 43, bei welcher die Piezo-Treiberschaltung eine Schaltung aufweist, die WS-Spannungen dem ersten und zweiten piezoelektrischen Element (120&submin;&sub1;, 120&submin;&sub2;) zuführt, wobei Phasen der WS-Spannungen ein ander entgegengesetzt sind.

45. Speicheranordnung nach Anspruch 42, bei welcher eine Vielzahl von Datenzellen (180) auf dem Magnetspeichermedium gebildet ist, wobei jede der Datenzellen (180) einen Bereich darstellt, in dem Informationen gespeichert werden sollen, und bei welcher die zweite Schaltung den Anordnungsmechanismus treibt, so daß der Anordnungsmechanismus die Kopfeinheit an einer gewünschten Position auf jeder der Datenzellen (180) anordnet.

46. Speicheranordnung nach Anspruch 45, bei welcher eine Vielzahl von Aufzeichnungsspuren auf jeder der Datenzellen gebildet ist, und bei welcher die zweite Schaltung eine Zellenpositions-Erzeugungsschaltung (141, 142), die erste Positionsinformationen auf der Basis einer von einem externen Kontroller gelieferten Adresse erzeugt, wobei die ersten Positionsinformationen eine Position einer Datenzelle auf dem Magnetaufzeichnungsmedium identifizieren, und eine Spurpositions-Erzeugungsschaltung (143) aufweist, die zweite Positionsinformationen auf der Basis der vom externen Kontroller gelieferten Adresse erzeugt, wobei die zweiten Positionsinformationen eine Position einer Aufzeichnungsspur in der von den ersten Positionsinformationen identifizierten Datenzelle identifizieren, welche zweite Schaltung den Anordnungsmechanismus treibt, so daß die Kopfeinheit an einer Position auf der von den zweiten Positionsinformationen identifizierten Aufzeichnungsspur in der von den ersten Positionsinformationen identifizierten Datenzelle angeordnet wird.

47. Speicheranordnung nach Anspruch 42, bei welcher die Schaltungseinheit ferner eine dritte Schaltung umfaßt, die über die Kopfeinheit im Magnetaufzeichnungsmedium aufzuzeichnende und aus diesem zu reproduzierende Signale verarbeitet.

48. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfeinheit (20) und der hin- und hergehende Mechanismus (21f, 23, 24) auf einem ersten Substrat (200) eines ersten Chips vorgesehen sind, und

das Magnetspeichermedium (19) auf einem zweiten Substrat (210) eines zweiten Chips vorgesehen ist, wobei der zweite Chip und der erste Chip miteinander integriert sind, um das Substrat (17) zu bilden, so daß die Kopfeinheit (20) durch den hin- und hergehenden Mechanismus (21f, 23, 24) dazu gebracht wird, in einer Ebene parallel zu einer Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) hin- und herzugehen.

49. Speicheranordnung nach Anspruch 48, bei welcher der erste Chip und der zweite Chip aneinander haften.

50. Speicheranordnung nach Anspruch 48, bei welcher der erste Chip und/oder der zweite Chip aus Silicium bestehen.

51. Speicheranordnung nach Anspruch 48, bei welcher der erste Chip und/oder der zweite Chip aus Keramik bestehen.

52. Speicheranordnung nach Anspruch 48, bei welcher der erste Chip ferner einen ersten Bewegungsmechanismus zum Bewegen der Kopfeinheit in einer ersten Richtung auf dem ersten Substrat umfaßt, und der zweite Chip ferner einen zweiten Bewegungsmechanismus zum Bewegen des Magnetspeichermediums in einer zweiten Richtung auf dem zweiten Substrat umfaßt, und bei welcher die Kopfeinheit (20) vom ersten und zweiten Bewegungsmechanismus an einer gewünschten Position auf dem Magnetspeichermedium positioniert wird.

53. Speicheranordnung nach Anspruch 52, bei welcher die erste Richtung und die zweite Richtung rechtwinkelig zueinander sind.

54. Speicheranordnung nach Anspruch 1, bei welcher der hin- und hergehende Mechanismus eine Vielzahl von Armgliedern (61, 62, 63) und einen Verbindungsmechanismus (33A-1, 33A-2, 33A-2, 33A-3) aufweist, der die Armglieder (61, 62, 63) drehbar miteinander verbindet, wobei ein Spitzenende eines der Armglieder mit der Kopfeinheit montiert ist, und der Verbindungsmechanismus jedes der Armglieder dreht, so daß die Kopfeinheit dazu gebracht wird, in einer vorherbestimmten Richtung hin- und herzugehen.

55. Speicheranordnung nach Anspruch 1, bei welcher jede Seite des Substrats eine Länge von mehr als 5 mm hat.

56. Speicheranordnung nach Anspruch 55, bei welcher jede Seite des Substrats eine Länge von weniger als 30 mm hat.

57. Speicheranordnung nach Anspruch 1, bei welcher jede Seite des Substrats der Speichereinheit eine Länge von mehr als 5 mm hat.

58. Speicheranordnung nach Anspruch 57, bei welcher jede Seite des Substrats eine Länge von weniger als 30 mm hat.

59. Speicheranordnung nach Anspruch 41, bei welcher jede Seite des Substrats der Speichereinheit eine Länge von mehr als 5 mm hat.

60. Speicheranordnung nach Anspruch 59, bei welcher jede Seite des Substrats eine Länge von weniger als 30 mm hat.

61. Speicheranordnung nach Anspruch 48, bei welcher jede Seite des ersten und zweiten Chips eine Länge von mehr als 5 mm hat.

62. Speicheranordnung nach Anspruch 61, bei welcher jede Seite des ersten und zweiten Chips eine Länge von weniger als 30 mm hat.

63. Speicheranordnung nach Anspruch 25, bei welcher jede der ersten Spuren länger ist als jede der zweiten Spuren.

64. Speicheranordnung nach Anspruch 47, bei welcher die dritte Schaltung (15) eine Pufferschaltung (151, 152) aufweist, die über die Kopfeinheit (20) im Magnetaufzeichnungsmedium aufzuzeichnende und aus diesem zu reproduzierende Daten temporär speichert.

65. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hin- und hergehende Mechanismus (21f, 23, 24) ein Mechanismus ist, der die Kopfeinheit (20) veranlaßt, parallel zur Oberfläche des Magnetspeichermediums (19) zu vibrieren.