JP2003085788A

JP2003085788A - 記憶装置及び記憶媒体

Info

Publication number: JP2003085788A
Application number: JP2001271199A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Tawa; 文博田和
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】記憶装置及び記憶媒体に関し、安定したトラ
ックサーボ制御を行う装置と記憶媒体上の記録形式を提
供する。【解決手段】１枚の記憶媒体１にトラックサーボ信号
を記憶したトラックサーボ領域２と、ユーザが情報記憶
に利用するユーザデータ領域３とを同心円状に分けて設
けるとともに、トラックサーボ情報を読み取るヘッド５
と情報を読み出す複数のヘッド５とによって書込・読取
機構を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記憶装置及び記憶媒
体に関するものであり、例えば、光ディスク装置等の高
密度・大容量記憶装置における記憶媒体構成と情報書込
・読取手段との組合せに特徴のある記憶装置及び記憶媒
体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】情報記憶装置には、大きく分けて光ディ
スク装置と磁気ディスク装置があり、年々大容量・高速
データ転送化が進んでおり、特に、記録密度の向上によ
る大容量化は、激しく進歩している。

【０００３】この内、光ディスク装置のＲＡＭ（Ｒａｎ
ｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）には、相変化型
と光磁気型（ＭＯ）があり、いずれの光ディスク装置
も、半導体レーザ（ＬＤ）からの光線を、対物レンズを
用いて、記憶媒体上に集光し、媒体からの反射光を対物
レンズで取り込み、反射光に載った情報からトラックサ
ーボ信号とデータ信号を検知する構成である。

【０００４】この様な光ディスク装置における高密度化
は、主として半導体レーザの短波長化と対物レンズの高
ＮＡ化によって達成されてきた。例えば、相変化型のＤ
ＶＤ−ＲＡＭは、波長が６５０ｎｍ、対物レンズＮＡが
０．６であり、記憶密度は、２．６Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ
²（≒０．４Ｇｂｉｔ／ｃｍ²）となっている。今後
は、波長が４１０ｎｍの青色レーザを用いることで、５
Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²（≒０．７８Ｇｂｉｔ／ｃｍ²）
が達成される予定である。

【０００５】また、光磁気ディスクでは、現在１．３Ｇ
用媒体があり、この記憶密度は、２．５Ｇｂｉｔ／ｉｎ
ｃｈ²であるが、今後、磁気増幅技術（ＭＡＭＭＯＳ）
と青色レーザによって、５０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²（≒
７．８Ｇｂｉｔ／ｃｍ²）を越えるとされている。

【０００６】一方、磁気ディスク装置では、当初記録密
度限界が１〜５Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ ²とされていたが、
ＧＭＲヘッドなどの再生技術の進歩で記録密度が向上
し、１９９８年には光ディスクの記録密度を越えて、現
在、１０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²以上を達成している。

【０００７】情報記憶装置は、今後もさらなる大容量化
を目指し、１０００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²（＝１Ｔｂｉ
ｔ／ｉｎｃｈ²）以上の高密度記録の情報記憶装置の開
発が期待されている。

【０００８】ところが、現状の光ディスク装置と磁気デ
ィスク装置の方式では、単純に高密度化することは難し
く、例えば磁気ディスク装置では、２００５年には５０
〜１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²に達するといわれている
が、５０〜１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²以上になると常
温の環境では記録された微小磁気ビットが熱擾乱を受け
て磁化の反転が自然に起き、保存した情報を消してしま
う現象が起こり、これが磁気ディスク装置の記録密度の
真の限界とされている。

【０００９】また、光ディスク装置は、磁気ディスク装
置のような限界記録密度というのは原理的にないとされ
ているが、実際には光ビームスポットをどれだけ微小化
できるかが問題となっており、対物レンズを用いた光学
系では、回折限界に達しつつある。

【００１０】そこで、回折限界を超えて、ビームスポッ
トの微小化が可能な近接場を用いた方法が注目されてお
り、特に、浮上ヘッドを用いたＳＩＬ（ＳｏｌｉｄＩ
ｍｍｅｒｓｉｏｎＬｅｎｓ）や波長以下の数十ｎｍの
微小開口を用いた近接場記録が盛んに検討されている。

【００１１】例えば、ＭＯ媒体を用いて４００ｎｍの波
長で３８０ｎｍのスポットを記録したとの報告（必要な
らば、日本応用磁気学会誌，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．４−
１，２００１参照）もあり、このように微細な信号の書
き込み及び読込みの方法が提案されている。この近接場
方式を用いることで、１０００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²の
記録密度を達成する可能性が見えてきた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近接場
方式を採用しても、記憶媒体や情報記憶装置としての課
題がある。即ち、近接場方式は、媒体までの距離や反射
率などから光の強弱を検知できるが、媒体からの反射光
にはトラック情報がないとされている。そこで近接場方
式を用いても、安定してデータ信号とトラックサーボ信
号を読み取る方式が必要となる。

【００１３】例えば、１０００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²の
記録密度を達成するには、ビット長を２０ｎｍ前後、ト
ラックピッチを３０ｎｍ前後にする必要があり、これを
トラック数で比較すると、ＤＶＤでは約２４．７倍、Ｍ
Ｏ（６４０Ｍ）で３６．７倍のトラック密度になる。こ
のようなトラック数が増大した記憶媒体で、誤りなくト
ラック数をカウントする機能が必要である。

【００１４】この様な１０００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²の
記録密度を達成する記憶媒体において、誤りなくトラッ
ク数をカウントするためには、トラックピッチが狭いた
めに、トラック位置精度を数ｎｍ以下にしなければ記録
した情報を再生できないという問題がある。

【００１５】また、現在、ハードディスクで使用されて
いるスイングヘッド方式は、アームの回転でトラッキン
グを行っているが、トラック追随するための回転角度
は、秒以下の精度が必要となってくる。

【００１６】一方、光ディスクで使用されているリニア
アクチュエーターでは、数ｎｍ以下での位置静止状態を
維持し続けることが難しく、そこで高精度でヘッドの位
置決めが可能な機構が必要である。

【００１７】例えば、１０００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²の
記録密度を達成する記憶媒体においては、トラックピッ
チが狭いために、１ｍｍのシーク動作で数万のトラック
を横切ってしまう。したがって長距離のシーク動作を行
う際には、目標トラック近くになってから減速してもオ
ーバーランしてしまい、読み出し時間が低下するといっ
た問題がある。

【００１８】また、読み出し時間を短縮するために、シ
ーク動作速度を上げると、オーバーランの可能性が高ま
り、読み出し時間を短縮化できない可能性があるため、
シーク動作が小さくてすむような機構が必要となる。

【００１９】高精度でトラックを追随するトラックサー
ボ方式としては、記憶媒体の周回に対して絶えずトラッ
ク位置を確かめている連続サーボ方式があり、この連続
サーボ方式は、光ディスク装置では記憶媒体面にランド
／グルーブ方式で、磁気ディスク装置ではベリードサー
ボ方式（この方式は主流ではない）で実現されている。

【００２０】いずれの場合も、記憶媒体の全面にトラッ
ク情報を刻み付けるプリフォーム作業の必要があり、媒
体作製の歩留まりが問題になる。特に、光ディスクで
は、ランド／グルーブを３０ｎｍの加工精度で加工で
き、且つ、形状再現性が高い媒体作製法が必要になる。
そこで連続サーボ方式でありながら、媒体作製の歩留ま
りが高い方式が必要になる。

【００２１】記憶媒体をアクチュエートする場合、情報
記憶装置の回転モータ中心と記憶媒体のプリフォーム時
のトラックの回転中心の加工誤差による不一致は、ヘッ
ドに対するトラックの半径方向の変動となる。この現象
は、トラックピッチが３０ｎｍに対して数μｍの単位で
起こるが、情報を読み込むためには数ｎｍ以下のトラッ
ク追随精度が必要である。

【００２２】また、データの転送速度の向上のために記
憶媒体の回転速度が高くなると、高周波でトラックを追
随するアクチュエータが必要となる。そこで、高周波で
アクチュエートできるヘッドか、もしくはトラックの半
径方向の変動が小さい方式が必要となる。

【００２３】したがって、本発明は、安定したトラック
サーボ制御を行う装置と媒体上の記録形式を提供するこ
とを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】ここで図１を参照して本
発明における課題を解決するための手段を説明する。図１参照上述の課題を解決するために、本発明においては、１枚
の記憶媒体１にトラックサーボ信号を記憶した複数のト
ラックを有するトラックサーボ領域２と、ユーザが情報
記憶に利用する複数のトラックを有するユーザデータ領
域３とを同心円状に分けて設け、前記トラックサーボ領
域２に、連続サーボ用のトラック信号が記憶されている
記憶媒体１と、複数のヘッド５を等間隔で配するととも
に、前記複数のヘッド５のトラックアクセス位置が記憶
媒体１の中心を通る線上に整列し、前記線上に平行に直
線可動するアーム４とを備え、前記複数のヘッド５を前
記トラックサーボ領域２のトラックサーボ情報を読み取
るヘッド５と、前記ユーザデータ領域３で少なくとも情
報を読み出す複数のヘッド５とに分け、前記トラックサ
ーボ領域２のヘッド５で読み取ったトラックサーボ情報
から位置計算をして前記ユーザデータ領域３の複数のヘ
ッド５のトラックサーボ制御を行うことを特徴とする。

【００２５】この様に、記憶媒体１をトラックサーボ領
域２とユーザデータ領域３とに分割するとともに、アー
ム４に複数のヘッド５を取り付けることによって、ヘッ
ド５の数だけアーム４の移動量とヘッド５の一つが担当
するトラック数が減少できるので、位置精度が向上でき
る。また、ヘッド５の数を増やすことで、ユーザデータ
領域３を増やすことができ、また、高速データ転送化を
可能にしている。

【００２６】また、複数のヘッド５の内、トラックサー
ボ領域２を担当するヘッド以外は、トラックサーボする
必要がないので、近接場方式が使用でき、高密度記憶が
可能になる。

【００２７】また、トラックのカウントは、トラック総
数をカウントする必要がなく、トラックサーボ領域２の
ヘッドがカウントするだけで良いので、カウントエラー
を減少できる。

【００２８】この場合、ヘッド５は、近接場光を発生さ
せるヘッド５であっても良いし、或いは、通常の光ヘッ
ド或いは光磁気ヘッドでも良い。また、トラックサーボ
領域２を担当するヘッド５をリードオンリーヘッドと
し、且つ、ユーザデータ領域３を担当する複数のヘッド
５は、リード・ライトヘッド或いはリードオンリヘッド
のいずれかとしても良い。

【００２９】また、ユーザデータ領域３を担当する複数
のヘッド５が、アーム４と一体となって可動するもので
あり、また、このアーム４は、移動分解能が異なる２段
以上の直線駆動系で移動するようにしても良く、例え
ば、トラックサーボ領域２を担当するヘッド５とユーザ
データ領域３を担当するヘッド５が、互いに分解能が異
なる直進可動アーム４につなげても良く、直線移動の終
了後、移動分解能が粗い方のアーム４の位置を固定し
て、移動分解能の高い方のアームを移動させるようにし
ても良い。

【００３０】この場合、トラックサーボ領域２における
トラック１本に対して、分割された一つのユーザデータ
領域３におけるトラックをｍ本対応させることができ、
それによって、トラック数のカウントを１／ｍに減少で
きるのでアクセス速度が向上する。

【００３１】また、移動分解能の異なるアーム４を用い
る場合、移動分解能の高い方のアームを駆動するピエゾ
素子を設けても良く、或いは、ヘッド５毎に微調用の直
線駆動系を設けても良い。

【００３２】また、複数のヘッド５を、記憶媒体１の中
心を通りアーム４に垂直な線に対して、線の両側に配置
しても良く、例えば、１つの浮上ヘッドが担当するトラ
ック領域を１つの組として、端から偶数番目のトラック
領域の組を担当する複数のヘッド５と奇数番目のトラッ
ク領域の組を担当する複数のヘッド５が、上記記憶媒体
１の中心を通り上記アーム４に垂直な線に対して分けて
配置しても良く、それによって、ヘッド５の実装密度を
高めることができる。

【００３３】また、１つのヘッド５が担当するトラック
数が減るので、ヘッド５の移動によるトラックサーボ誤
差を改善することができ、また、ヘッド５が増える分だ
け、データ転送速度を向上することができる。

【００３４】また、アーム４にアーム４の移動量を測定
する手段を配置しても良く、例えば、このアーム４の移
動量を測定する手段としては、半導体レーザ、半導体受
光素子、及び、ホログラム格子とを組み合わせたレーザ
スケールを用いても良い。特に、アーム４の移動量を測
定する手段をトラックサーボ領域２を担当するヘッド５
の近傍に配置することによって、アーム４の熱膨張によ
る各ヘッド５の位置ずれは、トラックサーボ領域２を担
当するヘッドに対する位置ずれとなるので、他の場所に
配置するよりは、各ヘッド５の位置ずれを小さくするこ
とができる。

【００３５】また、ヘッド５は浮上ヘッドとしても良
く、浮上ヘッドを用いる場合には、浮上量が同じとなる
ように浮上ヘッドと上記記憶媒体１との間の相対速度に
応じてヘッド５の形状を変えることが望ましく、それに
よって、近接場方式のヘッド５を用いた場合にも、各ヘ
ッド５の浮上量を数１０ｎｍ程度に安定に保つことがで
きる。

【００３６】また、浮上ヘッドを用いた場合には、ＣＳ
Ｓ方式を用いる場合には、記憶媒体１にヘッド５を記憶
媒体１に接触させるための非記憶領域を設けることが望
ましく、或いは、記憶媒体１の回転休止時に持ち上げる
機構を設けても良い。

【００３７】また、トラックサーボ領域２は、回転モー
タに装着後にトラックサーボ信号を記憶することが望ま
しく、それによって、モータ回転中心と記録媒体１のト
ラック中心の軸ずれを無くし、トラックの半径方向の変
動を小さくすることができる。

【００３８】この場合、トラックサーボ信号を外部専用
装置で書き込むことが望ましく、それによって、高出力
のレーザを使用することが可能になるので、トラックサ
ーボ信号のＳ／Ｎ比を高めることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】ここで、図２乃至図５を参照し
て、本発明の第１の実施の形態の記憶装置を説明する。図２参照図２は、本発明の記憶装置の概念的構成図であり、記憶
媒体１１はその1 枚の媒体中に情報記憶面に、トラック
サーボ領域１２とユーザデータ領域１３が半径位置で分
かれており、各領域を分けるような例えば、ランド／グ
ルーブ等の凹凸構造のない平滑面構造であり、また、情
報を記憶させる面は相変化膜である。

【００４０】このトラックサーボ領域１２とユーザデー
タ領域１３におけるトラックピッチは等しく、トラック
サーボ領域１２に書き込むトラックサーボ信号は回転モ
ータ１４と記憶媒体１１を一体化した後に書き込む。そ
れによって、回転モータ１４の回転中心１５と記録媒体
１のトラック中心の軸ずれを無くし、トラックの半径方
向の変動を小さくすることができる。

【００４１】また、書込・読取手段は、リニアモータ１
６による図に示す矢印方向に直進するとともに、レール
１８で支えられた温度膨張率が小さい剛体のアーム１
７、及び、このアーム１７にサスペンション１９を介し
て取り付けられた複数個のリードオンリーヘッド或いは
リード・ライトヘッドからなる浮上ヘッド２０，２１に
よって構成される。

【００４２】この各浮上ヘッド２０，２１の担当するト
ラック数は等しく、複数の浮上ヘッド２０，２１は記憶
媒体１の半径方向に１列に均等間隔で配置され、アーム
１７の直線可動する方向は浮上ヘッド２０，２１が情報
をアクセスするトラック位置のトラック方向の角度とほ
ぼ垂直方向である。

【００４３】この場合、リニアモータ１６によって複数
の浮上ヘッド２０，２１とアーム１７が一体となって直
線可動し、記憶媒体１のトラックサーボ信号を記憶した
隣接する複数トラックの領域のトラックサーボ情報を、
トラックサーボ領域１２の担当の浮上ヘッド２０を使っ
て情報を読み出し、情報から演算を行って、リニアモー
タ１６によってアーム１７を移動させ、ユーザデータ領
域１３を担当する複数の浮上ヘッド２１を所定のトラッ
ク位置に移動させて書込或いは読出を行う。

【００４４】なお、図２に示した記憶媒体１には、各浮
上ヘッド２０，２１毎に担当するトラック領域の幅を示
すために同心円を描画しているが、このような構造があ
るのではなく、また、信号読み出しや電力供給用のケー
ブルや制御回路等は自明のものとして図示を省略してい
る。

【００４５】図３参照図３は、本発明の第１の実施の形態の記憶装置における
記憶媒体１１のトラックと各浮上ヘッド２０，２１との
関係を説明する図である。図３に示すように、レール１
８の上を摺動するアーム１７に対しサスペンション１９
によって浮上ヘッド２０，２１を支えている。

【００４６】また、図３では、３個の浮上ヘッド２０，
２１以外に、図示していない複数の浮上ヘッドがあり、
複数の浮上ヘッド２０，２１は読み書きができる光学構
成を有し、各浮上ヘッド２０，２１は、同数のｎ本のト
ラックを担当している。このトラック数は、例えば、記
憶媒体１１のトラックの総数を浮上ヘッド２０，２１の
数で割った値となっており、また、このときのアーム１
７の直進移動距離は、ヘッド間隔以下となる。

【００４７】図４参照図４は、浮上ヘッド２１の具体的構成の一例であり、こ
こでは、近接場方式の浮上ヘッド２１として示してい
る。例えば、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ等からなる基板３１に
異方性エッチングを施すことによって、書込或いは読取
光源の波長より小さい、例えば、数１０ｎｍの微小開口
３２を形成し、開口側から途中でビームスプリッタと同
じ機能を有するＹ字型分岐点３４がある光導波路３３を
設ける。この場合、光導波路３３は、ＳｉＯ₂／ＬｉＮ
ｂＯ₃／ＳｉＯ₂構造等で構成する。

【００４８】この光導波路３３のＹ字に分岐した一方が
レーザダイオード３５の出射口に導かれ、他方がフォト
ダイオード３６に導かれた構成とし、フォトダイオード
３６上での光量変動で記憶媒体１１からの信号を検知し
ている。

【００４９】図５参照図５は、浮上ヘッド２１の動作の説明図であり、記憶媒
体１１の回転時には、数１０ｎｍの浮上量で浮上してい
るが、記憶媒体１１の回転休止時には、レール１８に取
り付けた回転軸２２とレール１８を押し当てる直進ステ
ージ２３からなるアーム１７を傾ける機構によりアーム
１７を傾け、それに連動して浮上力を失った浮上ヘッド
２１を機械的に持ち上げるものである。

【００５０】この様に、記憶媒体１１の回転休止時に、
浮上ヘッド２０，２１を機械的に持ち上げているので、
回転休止時に揚力がなくなっても浮上ヘッド２０，２１
が記憶媒体１１に押し付けられることがなく、したがっ
て、トラックの情報や記憶媒体１１自体を破損すること
がない。

【００５１】この様に、本発明の第１の実施の形態にお
いては、１枚の記憶媒体１１をトラックサーボ領域１２
とユーザデータ領域１３とに分けたことで、トラックサ
ーボ領域１２に連続サーボの信号を記憶でき、また、ラ
ンド／グルーブ等の加工が不要であるのでプリフォーム
の加工歩留まりを向上することができる。

【００５２】また、記憶媒体１１を情報記憶装置の回転
モータ１４に装着後に、トラックサーボ信号を記憶させ
ているので、偏心による回転モータ１４の回転中心１５
と記録媒体１１のトラック中心の軸ずれを無くすことが
でき、これによりトラックの半径方向の変動を小さくす
ることができる。

【００５３】また、複数の浮上ヘッド２０，２１の内、
トラックサーボ領域１２を担当する浮上ヘッド２０以外
は、トラックサーボする必要がないので、近接場方式の
浮上ヘッド２１を用いることができ、高記録密度化が可
能になる。

【００５４】また、アーム１４の移動がアクチュエート
になるが、浮上ヘッド２１の数だけアーム１４の移動量
と浮上ヘッド２１一つが担当するトラック数が減少でき
るので、位置精度を向上することができ、さらに、浮上
ヘッド２１の数を増やすことで、高速データ転送化が可
能になる。

【００５５】また、上記の第１の実施の形態において
は、トラックサーボ領域１２が記憶媒体１１の最内周領
域にあり、この最内周領域にトラックサーボ領域１２が
あることによって、半径の異なる記憶媒体１１でも互換
性を保つことができる。

【００５６】また、トラックのカウントは、トラック総
数をカウントする必要がなく、トラックサーボ領域１２
を担当する浮上ヘッド２０がカウントするだけで良いの
で、カウントエラーを減少できる。

【００５７】次に、図６を参照して、本発明の第２の実
施の形態の記憶媒体を説明する。図６参照図６は、本発明の第２の実施の形態の記憶装置の概念的
構成図であり、トラックサーボ領域１２を記憶媒体１１
の中間領域に設けたものであり、それにともなって、ト
ラックサーボ領域１２を担当する浮上ヘッド２０をアー
ム１７の中央部に配置したものであり、その他の構成は
上記の第１の実施の形態と同様である。

【００５８】この様に、トラックサーボ領域１２を記憶
媒体１１の中間領域に設けることによって、アーム１７
の熱膨張が原因で浮上ヘッド２１とトラックの位置関係
がずれる所謂サーマルオフセットを最小にすることがで
きる。

【００５９】次に、図７を参照して、本発明の第３の実
施の形態の記憶媒体を説明する。図７参照図７は、本発明の第３の実施の形態の記憶装置の概念的
構成図であり、トラックサーボ領域１２を記憶媒体１１
の最外周領域に設けたものであり、それにともなって、
トラックサーボ領域１２を担当する浮上ヘッド２０をア
ーム１７の最もリニアモータ（図示を省略）側に配置し
たものであり、その他の構成は上記の第１の実施の形態
と同様である。

【００６０】この様に、トラックサーボ領域１２は、記
憶媒体１１の何処に設けても良いものであり、さらに
は、トラックサーボ領域１２を記憶媒体１１の複数箇
所、例えば、最内周領域と最外周領域の２か所に設けて
も良いものであり、それによって、浮上ヘッド２１とト
ラックの位置合わせの精度を向上することができる。

【００６１】この様な場合、ある複数の浮上ヘッド２
０，２１の内、どの浮上ヘッド２０の担当するトラック
位置にサーボトラック情報が記憶させていることを情報
記憶装置が判別する必要があり、その情報が記憶媒体１
１に書き込まれていることが望ましい。

【００６２】次に、図８を参照して、トラックサーボ信
号の書込に関する本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図８参照図８は、本発明の第４の実施の形態の概念的構成図であ
り、情報記憶装置内の機構では実現できない、例えば、
Ｗ級出力のガスレーザと超精密描画ステージのような高
出力と高精度の外部加工装置を用いて、回転モータ１４
に装着後の記憶媒体１１のトラックサーボ領域１２にト
ラックサーボ信号を記録するものである。

【００６３】即ち、上記の第１の実施の形態において
は、図４に示す近接場方式の浮上ヘッド２０を用いてト
ラックサーボ信号を書き込むことを想定しているが、近
接場方式における光の利用効率は、０．１％以下であ
り、且つ、レーザダイオードの出力は数１０ｍＷにすぎ
ないので、高Ｓ／Ｎ比のトラックサーボ信号を得ること
が困難である。

【００６４】そこで、近接場方式用の微小開口３２を有
する浮上ヘッド２０を用い、高出力ガスレーザ３７から
のレーザ光を超精密描画ステージ３８により高精度に図
における矢印方向に移動可能な光ファイバ３９を介し
て、微小開口３２に照射してトラックサーボ信号を書き
込むものである。この場合、図示しないアームに取り付
けられた浮上ヘッド２０の半径方向への移動に伴って、
超精密描画ステージ３８により光ファイバ３９を移動さ
せて、精度良く微小開口３２にレーザ光を照射するもの
である。

【００６５】この様に、レーザ光のスポット径ではな
く、微小開口３２によって規定される光に広がりによっ
てトラックサーボ信号を記憶しているので、情報記憶装
置の浮上ヘッドで実現する微小スポットサイズより小さ
いサイズで、Ｓ／Ｎの高い信号を記憶することができ、
トラックサーボの精度を向上することができる。

【００６６】また、外部加工装置を用いることで、トラ
ックサーボ領域１２とユーザデータ領域１３のトラック
ピッチの比を自由に設定でき、例えば、トラックサーボ
領域１２のトラックピッチを、ユーザデータ領域１３の
トラックピッチより広くすることによって、例えば、レ
ンズを用いた従来の光学系や磁気ヘッドでもトラックサ
ーボ信号を読み出すことが可能な記憶媒体１１を作製す
ることができる。

【００６７】次に、図９を参照して、本発明の第５の実
施の形態の記憶装置を説明する。図９は、本発明の第５
の実施の形態の記憶装置の概念的構成図であり、浮上ヘ
ッド２１と記憶媒体１１との相対速度に応じて浮上ヘッ
ド２１及びその周辺の構造を変え、各複数のヘッド２１
の浮上量を揃えたものである。

【００６８】即ち、同一の形状または構造であれば、記
憶媒体１１との相対速度が高いほど浮上量が高くなるの
で、相対速度が速い外周部の浮上ヘッド２１の幅を、内
周部の浮上ヘッド２１より狭くすることで浮上量を同じ
にしているものである。なお、図においては、図示を簡
単にするために４個の浮上ヘッド２１しか示していない
が、実際にはさらに多くの浮上ヘッド２１を設けるもの
である。

【００６９】また、図９においては、浮上ヘッド２１の
幅を変えることによって浮上量を揃えているが、幅の調
整に限られるものではなく、例えば、各浮上ヘッド２１
の幅を同一とし、サスペンション１９に取り付ける際の
揚角を変えることで浮上量の調整をしても良いものであ
り、或いは、幅と揚角の両方を制御しても良いものであ
る。

【００７０】次に、図１０を参照して、本発明の第６の
実施の形態の記憶装置を説明する。図１０は、本発明の
第６の実施の形態の記憶装置の概念的構成図であり、複
数の浮上ヘッド２０，２１，２４が付いたアーム２５を
乗せるレール２６が、複数の浮上ヘッド２０，２１，２
４が並んだ直径方向と平行に配し、レール２５が記憶媒
体１１をまたいで記憶装置に固定されており、レール２
６の一部がモータ軸受け２７の一端のホルダーになって
いる。

【００７１】複数の浮上ヘッド２１，２４は、トラック
の奇数番目か偶数番目の担当によってがモータ回転中心
で左右に分かれており、奇数番目のトラック担当の浮上
ヘッド２１が、担当領域の内周側にあれば、偶数番目の
トラック担当の浮上ヘッド２４は、担当領域の外周側に
配置される。

【００７２】この第６の実施の形態においては、レール
２６を両端で装置に固定することで、レール２６の倒れ
を小さくできるとともに、レール２６の一部がモータ軸
受け２７の一端のホルダーになっているので、回転モー
タ１４の軸ぶれによる浮上ヘッド２０，２１，２４の位
置ずれを小さくすることができる。

【００７３】また、記憶媒体１１の回転中心に対して両
側に浮上ヘッド２０，２１，２４を配することで浮上ヘ
ッド２０，２１，２４の実装数を増やせるので、実効的
にヘッド間隔を狭めることができ、一つの浮上ヘッドが
担当するトラック数が減ることから、ヘッド移動量によ
るトラックサーボ誤差を改善でき、また浮上ヘッド２
１，２４が増える分だけトラックサーボ領域を減らせる
のでユーザデータ領域を増やすことが可能になり、ま
た、データ転送速度を向上することができる。

【００７４】次に、図１１を参照して、本発明の第７の
実施の形態の記憶装置を説明する。図１１参照図１１は、本発明の第７の実施の形態の記憶装置の概念
的要部構成図であり、記憶媒体１１の一部に、浮上ヘッ
ド接触用トラック４１を浮上ヘッド２０，２１の数だけ
設けたものである。

【００７５】この様に、浮上ヘッド接触用トラック４１
を設けることによって、サスペンション１９の押し付け
力と記憶媒体１１の回転中に浮上ヘッド２０，２１に発
生する揚力によってバランスをとり、所定の浮上量で記
憶媒体１１から浮上するように設計した浮上ヘッド２
０，２１が、記憶媒体１１の回転休止時には揚力がなく
なり、サスペンション１９によって浮上ヘッド２０，２
１が記憶媒体１１に押し付けられても、トラックの情報
や記憶媒体１１自体を破損することがない。

【００７６】次に、図１２を参照して、本発明の第８の
実施の形態の記憶装置を説明する。図１２参照図１２は、本発明の第８の実施の形態の記憶装置の概念
的要部構成図であり、トラックサーボ領域１２のトラッ
クピッチを、ユーザデータ領域１３のトラックピッチよ
りｍ倍（ｍは、例えば自然数）に広くした記憶媒体１１
と、トラックサーボ領域１２を担当する１つの浮上ヘッ
ド２０を取り付けたアーム４２と、ユーザデータ領域１
３を担当する複数の浮上ヘッド２１を取り付けたアーム
４３とからなる。

【００７７】この内、トラックサーボ領域１２を担当す
る１つの浮上ヘッド２０を取り付けたアーム４２はリニ
アモータ１６からなる粗動直進駆動系により駆動され、
一方、ユーザデータ領域１３を担当する複数の浮上ヘッ
ド２１を取り付けたアーム４３はピエゾ素子４４を用い
た微動直進駆動系により駆動される。

【００７８】この場合、粗動直進駆動系は、シーク動作
としてトラックサーボ領域１２のトラックピッチ間のヘ
ッド移動させるものであり、一つのトラック位置に浮上
ヘッド２０を移動させたのち、アーム位置固定機構４５
によってアーム４２を固定して、振動やリニアモータ１
６の分解能の荒さによる位置ずれを防止した状態で、微
動直進駆動系によってアーム４３を、トラックサーボ領
域１２のトラックピッチに対し1/ｍの精度以下で微小移
動させて、書込或いは読取を行う。

【００７９】また、トラックサーボ領域１２を担当する
１つの浮上ヘッド２０の近傍には、レーザダイオード、
フォトダイオード、及び、ホログラム格子を組み合わせ
たレーザスケール測定器４６からなるアーム４３の移動
量を測定する手段が設けられており、レーザスケール測
定器４６によるアーム４３の移動量の測定結果から移動
分解能が異なる直進駆動機構でアーム４３の移動量を制
御し、ユーザデータ領域１３のトラックを追随させる。
因に、レーザスケール測定器４６は、微動直進駆動系と
粗動直進駆動系との相対位置を数ｎｍオーダー程度また
はそれ以下の精度で測定することができる。

【００８０】この様に、レーザスケール測定器４６を、
トラックサーボ領域１２を担当する浮上ヘッド２０の近
傍に配置することにより、例えば、アーム４２，４３の
熱膨張による各浮上ヘッド２１の位置ずれは、トラック
サーボ専用領域１２を担当する浮上ヘッド２０に対する
位置ずれとなるので、他の場所に装備するより各浮上ヘ
ッド２１の位置ずれを小さくすることができる。

【００８１】この本発明の第８の実施の形態において
は、トラックサーボ領域１２のトラック数ｎに対してユ
ーザデータ領域１３における一つの浮上ヘッド２１が担
当するトラック数をｍ×ｎ本にしているので、トラック
数のカウントが1/ｍ倍に減少し、それによって、アクセ
ス速度を向上できる。もちろん、ｍ＝1 でも良い。

【００８２】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載された構成・条件に
限られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記の各実施の形態においては、記憶媒体１１にお
ける情報を記憶させる面を相変化膜としたが、光磁気記
録膜でも同様の効果を得ることができるものである。但
し、情報記憶装置と外部装置には磁界発生機構が必要と
なる。

【００８３】また、上記の各実施の形態においては言及
していないが、別途で作製したアームと浮上ヘッドとを
溶接することで一体にした場合、加工誤差によるヘッド
間のばらつきが発生するが、この場合、記憶媒体１１の
各浮上ヘッドの担当するトラック領域間に加工誤差に相
当する情報記憶に使用しない領域を設ける必要がある。

【００８４】或いは、複数の浮上ヘッドとアームを一体
構造で製作しても良いものであり、一体構造にすること
で作製のスループットを高くすることができるととも
に、ヘッド相互間の間隔のばらつきを小さくすることが
できる。

【００８５】また、上記の各実施の形態においては、ア
ームはレールの上にあるように図示しているが、レール
の下にアームがあっても良く、またアームを撓みに対し
て十分な強度にすることで、レールは必ずしも必要はな
いものである。

【００８６】また、上記の各実施の形態においては、各
浮上ヘッドを単体で構成しているが、幾つかの浮上ヘッ
ドを分離せずに同一基板上に作製して良いものである。

【００８７】また、上記の第８の実施の形態において
は、レーザスケール測定器で微動直進駆動系と粗動直進
駆動系との相対位置を測定しているが、微動直進駆動系
と装置全体との相対位置を測定しても良いものであり、
同様の効果が期待できる。

【００８８】また、上記の第８の実施の形態において
は、ユーザデータ領域１３を担当する浮上ヘッドを同時
に微動直進駆動系によって駆動しているが、各浮上ヘッ
ド毎に微動直進駆動系を装備しても良く、アームが粗動
直進駆動系と連結した場合、各浮上ヘッドの担当トラッ
クの中で、読み書きする浮上ヘッドの相対位置を変更で
きることは言うまでも無い。

【００８９】また、上記の各実施の形態においては、ヘ
ッドを浮上ヘッドとして説明しているが、必ずしも浮上
ヘッドである必要はなく、例えば、ＳＩＬを用いた摺動
型の近接場方式のヘッドを用いても良いものである。

【００９０】また、上記の各実施の形態においては、ユ
ーザデータ領域１３を担当する浮上ヘッド２１の内、書
込或いは読出時には特定の一個の浮上ヘッド２１しか駆
動しないことを前提にしているが、同時に複数個の浮上
ヘッド２１を駆動しても良いものである。

【００９１】例えば、記憶媒体１１に膨大なデータ量の
単一ファイルが書き込まれている場合、複数の浮上ヘッ
ド２１によって、担当するトラックに記録されている情
報を同時に読み出し、あとで、情報処理装置内において
各情報を結合させても良く、それによって、データ読取
速度を大幅に高めることができる。

【００９２】逆に、一枚の記憶媒体１１に膨大なデータ
量の単一ファイルが書き込む場合、データを複数のサブ
データに分割し、複数の浮上ヘッド２１によって、担当
するトラックに同時に書き込んでも良いものであり、そ
れによって、データ書込速度を大幅に高めることができ
る。

【００９３】ここで、再び図１を参照して、改めて本発
明の詳細な特徴を説明する。図１参照（付記１）１枚の記憶媒体１にトラックサーボ信号を
記憶した複数のトラックを有するトラックサーボ領域２
と、ユーザが情報記憶に利用する複数のトラックを有す
るユーザデータ領域３とを同心円状に分けて設け、前記
トラックサーボ領域２に、連続サーボ用のトラック信号
が記憶されている記憶媒体１と、複数のヘッド５を等間
隔で配するとともに、前記複数のヘッド５のトラックア
クセス位置が記憶媒体１の中心を通る線上に整列し、前
記線上に平行に直線可動するアーム４とを備え、前記複
数のヘッド５を前記トラックサーボ領域２のトラックサ
ーボ情報を読み取るヘッド５と、前記ユーザデータ領域
３で少なくとも情報を読み出す複数のヘッド５とに分
け、前記トラックサーボ領域２のヘッド５で読み取った
トラックサーボ情報から位置計算をして前記ユーザデー
タ領域３の複数のヘッド５のトラックサーボ制御を行う
ことを特徴とする記憶装置。（付記２）上記ヘッド５が、近接場光を発生させるヘ
ッド５であることを特徴とする付記１記載の記憶装置。（付記３）上記ユーザデータ領域３を担当する複数の
ヘッド５が、上記アーム４と一体となって可動すること
を特徴とする付記１または２に記載の記憶装置。（３）（付記４）上記アーム４の移動距離が上記トラックサ
ーボ領域２とユーザデータ領域３を合わせた距離を上記
ヘッド５の数で割った距離以下であることを特徴とする
付記１乃至３のいずれか１に記載の記憶装置。（付記５）上記アーム４は、移動分解能が異なる２段
以上の直線駆動系で移動することを特徴とする付記１乃
至４のいずれか１に記載の記憶装置。（付記６）上記アーム４は、直線移動の終了後、移動
分解能が粗い方のアーム４の位置を固定する機構を有し
ていることを特徴とする付記５記載の記憶装置。（付記７）上記トラックサーボ領域２を担当するヘッ
ド５とユーザデータ領域３を担当するヘッド５が、上記
互いに分解能が異なる直進可動アーム４につながってい
ることを特徴とする付記５または６に記載の記憶装置。（付記８）上記アーム４を駆動するピエゾ素子を備え
ていることを特徴とする付記５乃至７のいずれか１に記
載の記憶装置。（付記９）上記ヘッド５は、各ヘッド５毎に微調用の
直線駆動系を装備していることを特徴とする付記１乃至
８のいずれか１に記載の記憶装置。（付記１０）上記複数のヘッド５が、上記記憶媒体１
の中心を通り上記アーム４に垂直な線に対して、線の両
側に配置されていることを特徴とする付記１乃至９のい
ずれか１に記載の記憶装置。（付記１１）上記線の両側にあるヘッド５は、１つの
浮上ヘッドが担当するトラック領域を１組として、端か
ら偶数番目のトラック領域の組を担当する複数のヘッド
５と奇数番目のトラック領域の組を担当する複数のヘッ
ド５が、上記記憶媒体１の中心を通り上記アーム４に垂
直な線に対して分かれていることを特徴とする付記１０
記載の記憶装置。（付記１２）上記トラックサーボ領域２を担当するヘ
ッド５は、リードオンリーヘッド５であり、且つ、上記
ユーザデータ領域３を担当する複数のヘッド５は、リー
ド・ライトヘッド５であることを特徴とする付記１乃至
１１のいずれか１に記載の記憶装置。（付記１３）上記アーム４は、アーム４の移動量を測
定する手段を有していることを特徴とする付記１乃至１
２のいずれか１に記載の記憶装置。（付記１４）上記アーム４の移動量を測定する手段
が、上記トラックサーボ領域２を担当するヘッド５の近
傍に配置されたことを特徴とする付記１３記載の記憶装
置。（付記１５）上記アーム４の移動量を測定する手段
が、半導体レーザ、半導体受光素子、及び、ホログラム
格子とを組み合わせたレーザスケールであることを特徴
とする付記１３または１４に記載の記憶装置。（付記１６）上記アーム４の移動量を測定する手段
が、移動分解能が異なる２段以上の直線駆動系間の移動
量を測定していることを特徴とする付記１３乃至１５の
いずれか１に記載の記憶装置。（付記１７）上記アーム４の移動量を測定する手段
と、トラックサーボ信号とによって上記ヘッド５の移動
量を制御することを特徴とする付記１３乃至１６のいず
れか１に記載の記憶装置。（付記１８）上記ヘッド５が、浮上ヘッドであること
を特徴とする付記１乃至１７のいずれか１に記載の記憶
装置。（付記１９）上記浮上ヘッドは、浮上量が同じとなる
ように浮上ヘッドと上記記憶媒体１との間の相対速度に
応じてヘッド５形状を変えていることを特徴とする付記
１８記載の記憶装置。（付記２０）上記ヘッド５を、上記記憶媒体１の回転
休止時において記憶媒体１に接触させることを特徴とす
る付記１８または１９に記載の記憶装置。（付記２１）上記ヘッド５を、上記記憶媒体１の回転
休止時に持ち上げる機構を備えたことを特徴とする付記
１８または１９に記載の記憶装置。（付記２２）上記ヘッド５が、上記記憶媒体１の表面
を摺動する非浮上型のヘッド５であることを特徴とする
付記１乃至１７のいずれか１に記載の記憶装置。（付記２３）上記ヘッド５と一体となったアーム４を
支えるレール６の一部が、モータ軸の一端のホルダーに
なっていることを特徴とする付記１乃至２２のいずれか
１に記載の記憶装置。（付記２４）連続サーボ用のトラック信号を記憶した
複数のトラックを有するトラックサーボ領域２と、ユー
ザが情報記憶に利用する複数のトラックを有するユーザ
データ領域３とが同心円状に分かれており、前記トラッ
クサーボ領域２が、1 枚の記憶媒体１中の最内周領域、
最外周領域、或いは、中間領域の内の少なくとも一か所
に設けたことを特徴とする記憶媒体。（付記２５）上記ユーザデータ領域３が、凹凸のない
平滑面構造であることを特徴とする付記２４記載の記憶
媒体。（付記２６）上記トラックサーボ領域２のトラックピ
ッチと、上記ユーザデータ領域３のトラックピッチが、
同じであることを特徴とする付記２４または２５に記載
の記憶媒体。（付記２７）上記トラックサーボ領域２のトラックピ
ッチと、上記ユーザデータ領域３のトラックピッチが、
異なることを特徴とする付記２４または２５に記載の記
憶媒体。（付記２８）上記トラックサーボ領域２は、回転モー
タに装着後にトラックサーボ信号を記憶されていること
を特徴とする付記２４乃至２７のいずれか１に記載の記
憶媒体。（付記２９）情報記憶装置のヘッド５と同数のヘッド
５接触用の領域を記憶媒体１中を有することを特徴とす
る付記２４乃至２８のいずれか１に記載の記憶媒体。（付記３０）連続サーボ用のトラック信号を記憶した
複数のトラックを有するトラックサーボ領域２と、ユー
ザが情報記憶に利用する複数のトラックを有するユーザ
データ領域３とが同心円状に分かれており、前記トラッ
クサーボ領域２が、1 枚の記憶媒体１中の最内周領域、
最外周領域、或いは、中間領域の内の少なくとも一か所
に設けたことを記憶媒体１の前記トラックサーボ領域２
に、トラックサーボ信号を記憶させる外部専用装置でト
ラックサーボ信号を記憶させていることを特徴とする記
憶媒体へのトラックサーボ信号の書込方法。

【００９４】

【発明の効果】本発明によれば、トラックサーボ領域と
ユーザデータ領域に分割した記憶媒体を用いることによ
って近接場記録が可能になり、また、複数のヘッドを用
いているので、ヘッドの数だけデータ転送速度を向上で
きるとともに、微小なトラックピッチに対応できるた
め、高記録密度化が可能になる。

【００９５】また、ヘッドの駆動機構の動作が小さいた
めに、ケーブルなどからのテンションが小さくなるとも
に、シーク時間を短縮化でき、それによって、高速書込
・読出が可能な高密度記憶装置の実用化に寄与するとこ
ろが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の記憶装置の概念的
構成図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の記憶装置における
記憶媒体のトラックと浮上ヘッドとの関係の説明図であ
る。

【図４】本発明の第１の実施の形態の記憶装置における
浮上ヘッドの具体的構成図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態の記憶装置における
浮上ヘッドの動作の説明図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態の記憶装置の概念的
構成図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態の記憶装置の概念的
構成図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態の概念的構成図であ
る。

【図９】本発明の第５の実施の形態の記憶装置の概念的
構成図である。

【図１０】本発明の第６の実施の形態の記憶装置の概念
的構成図である。

【図１１】本発明の第７の実施の形態の記憶装置の概念
的構成図である。

【図１２】本発明の第８の実施の形態の記憶装置の概念
的構成図である。

【符号の説明】

１記憶媒体２トラックサーボ領域３ユーザデータ領域４アーム５ヘッド６レール１１記憶媒体１２トラックサーボ領域１３ユーザデータ領域１４回転モータ１５回転中心１６リニアモータ１７アーム１８レール１９サスペンション２０浮上ヘッド２１浮上ヘッド２２回転軸２３直進ステージ２４浮上ヘッド２５アーム２６レール２７モータ軸受け３１基板３２微小開口３３光導波路３４Ｙ字分岐点３５レーザダイオード３６フォトダイオード３７高出力ガスレーザ３８超精密描画ステージ３９光ファイバ４１浮上ヘッド接触用トラック４２アーム４３アーム４４ピエゾ素子４５アーム位置固定機構４６レーザスケール測定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 7/24 ５７１Ｇ１１Ｂ 7/24 ５７１Ｂ５Ｄ７８９ 21/10 21/10 ＡＮＦターム(参考） 5D029 PA04 5D090 AA01 FF02 FF22 GG22 GG38 5D096 AA05 BB01 BB02 CC06 EE08 GG01 GG02 NN01 5D118 AA14 BA01 BC02 CA13 CG09 CG16 CG34 CG36 EA08 5D119 AA28 BA01 CA12 EB12 EB13 EC44 5D789 AA28 BA01 CA12 CA21 CA22 CA23 EB12 EB13 EC44 JA66

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１枚の記憶媒体にトラックサーボ信号を
記憶した複数のトラックを有するトラックサーボ領域
と、ユーザが情報記憶に利用する複数のトラックを有す
るユーザデータ領域とを同心円状に分けて設け、前記ト
ラックサーボ領域に、連続サーボ用のトラック信号が記
憶されている記憶媒体と、複数のヘッドを等間隔で配す
るとともに、前記複数のヘッドのトラックアクセス位置
が前記記憶媒体の中心を通る線上に整列し、且つ、前記
線上に平行に直線可動するアームとを備え、前記複数の
ヘッドを前記トラックサーボ領域のトラックサーボ情報
を読み取るヘッドと、前記ユーザデータ領域で少なくと
も情報を読み出す複数のヘッドとに分け、前記トラック
サーボ領域のヘッドで読み取ったトラックサーボ情報か
ら位置計算をして前記ユーザデータ領域の複数のヘッド
のトラックサーボ制御を行うことを特徴とする記憶装
置。
【請求項２】上記ヘッドが、近接場光を発生させるヘ
ッドであることを特徴とする請求項１記載の記憶装置。
【請求項３】上記ユーザデータ領域を担当する複数の
ヘッドが、上記アームと一体となって可動することを特
徴とする請求項１または２に記載の記憶装置。
【請求項４】上記アームは、移動分解能が異なる２段
以上の直線駆動系で移動することを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか１項に記載の記憶装置。
【請求項５】連続サーボ用のトラック信号を記憶した
複数のトラックを有するトラックサーボ領域と、ユーザ
が情報記憶に利用する複数のトラックを有するユーザデ
ータ領域とが同心円状に分かれており、前記トラックサ
ーボ領域が、1 枚の記憶媒体中の最内周領域、最外周領
域、或いは、中間領域の内の少なくとも一か所に設けた
ことを特徴とする記憶媒体。