(57)【要約】　　　（修正有）【課題】記憶媒体の平面外への動き及び占有空間の小さい超高密度データ記憶装置を提供する。【解決手段】データ記憶モジュール１０は、複数の記憶エリア２６を有する回転子１２を含み、記憶エリア２６はそれぞれ、複数の状態のうちの１つをとる。第１組の撓曲部３６ａ，３６ｂは、回転子１２を第１のフレーム１４内で懸架して、該回転子１２が第１の方向に移動することを可能にする。該回転子１２を第１の方向に動かすために、第１の櫛形駆動機構２８ａが該回転子１２と前記第１のフレーム１４とに接続される。第２組の撓曲部３８ａ，３８ｂは、前記第１のフレーム１４を第２のフレーム１５内で懸架して、該第１のフレーム１４が前記第１の方向と垂直な第２の方向に移動することを可能にする。前記第１のフレーム１４を前記第２の方向に動かすために、第２の櫛形駆動機構２８ｃが、前記第１のフレーム１４及び前記第２のフレーム１５に接続される。【選択図】　図１
2004005930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ記憶装置のためのデータ記憶モジュール（１０）であって、
データを記憶するための複数の記憶エリア（２６）を有する回転子（１２）であって、該複数の記憶エリア（２６）の各々が、該記憶エリアに格納されたデータを表すために複数の状態のうちの１つをとる、回転子（１２）と、
該回転子（１２）を支持するための第１のフレーム（１４）と、
該第１のフレーム（１４）内に前記回転子（１２）を懸架し、該回転子（１２）が第１の方向に動くことを可能にする、第１組の撓曲部（３６ａ，３６ｂ）と、
前記回転子（１２）を前記第１の方向に動かすために該回転子（１２）及び前記第１のフレーム（１４）に接続された第１の櫛形駆動機構（２８ａ）と、
前記第１のフレーム（１４）を支持するための第２のフレーム（１５）と、
該第２のフレーム（１５）内で前記第１のフレーム（１４）を懸架し、前記第１のフレーム（１４）が前記第１の方向と垂直な第２の方向に動くことを可能にする、第２組の撓曲部（３８ａ，３８ｂ）と、
前記第１のフレーム（１４）を前記第２の方向に動かすために前記第１のフレーム（１４）及び前記第２のフレーム（１５）に接続された第２の櫛形駆動機構（２８ｃ）と
を含む、データ記憶モジュール（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にデータ記憶装置に関し、特に、超高密度データ記憶装置で使用するための記憶モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ記憶分野では、情報記憶装置の記憶密度を高め、記憶のコストを削減することが望ましいことは十分に認識されている。これは、磁気ハードドライブ、光ドライブ、ＲＡＭ装置、及び他の情報記憶装置といった全てのタイプの情報記憶装置に概ね当てはまる。しかし、更に多くの情報を記憶装置に収容ことは益々難しくなっている。更に、それらの記憶装置を形成するための従来の技術は、記憶密度に関する根本的な限界に近づきつつある。
【０００３】
記憶装置の記憶密度を高めるために、多数の代替技術が提案されている。幾つかの例には、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）、原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）、近接場走査型光学顕微鏡、走査型力顕微鏡がある。これらの提案された代替技術はそれぞれ利点と問題点とを有する。あるものは構築するのに莫大なコストがかかる。実装するのが困難なものや、解像度及び帯域幅が制限されるか、不足しているものもあり、更にあるものはＳ／Ｎ比が低い。
【０００４】
記憶密度を高めることに成功する場合であっても、依然として別の大きな障害を乗り越えなければならない。具体的には、格納された情報にアクセスするのに要する時間が短くなければならない。簡単に言うと、いくら記憶密度が高くても、格納された情報を取り出すのにあまりにも多くの時間を要する場合には、記憶装置の有用性が制限されることになる。換言すれば、記憶密度が高いことに加えて、情報に迅速にアクセスするための方法を見いださなければならない。
【０００５】
Ｇｉｂｓｏｎ等に付与された米国特許第５，５５７，５９６号では、短いアクセス時間と速いデータ速度とを有しながら記憶密度を高めることができる超高密度記憶装置が記載され請求されている。Ｇｉｂｓｏｎ等の超高密度記憶装置は、標準的な半導体製造技術によって形成され、鋭利な先端から電子のビームを放出する電界放出器を利用することに基づくものである。Ｇｉｂｓｏｎ等の一実施形態では、記憶装置は、多数の電界放出器と、１つの記憶媒体と、１つの超小型可動子（ｍｉｃｒｏ　ｍｏｖｅｒ）とを含む。記憶媒体は、多数の記憶エリアを有し、電界放出器は、１つの放出器が記憶媒体上の多数の記憶エリアに対して役割を果たすよう離隔して配置される。一実施形態では、各記憶エリアは、記憶装置上に１ビットのデータを格納する役割を果たす。媒体は、電界放出器の近くに（例えば数百μｍ〜数μｍだけ離れて）位置する。
【０００６】
各電界放出器は電子ビーム流を生成する。各記憶エリアは、幾つかの異なる状態のうちの１つをとることができる。一実施形態では、記憶エリアにはバイナリ情報が格納され、その場合には１つの状態がＨＩＧＨビットを表し、別の状態がＬＯＷビットを表す。電子ビーム流が１つの記憶エリアに衝突すると、信号電流が生成される。該信号電流の大きさは、その記憶エリアの状態によって決まる。したがって、その記憶エリアに格納された情報は、信号電流の大きさを測定することにより読み出すことが可能である。複数の電子ビームを使用して記憶エリア上に情報を書き込むことも可能である。各電子ビームの大きさを予め選択されたレベルまで増大させて、その電子ビームが衝突する記憶エリアの状態を変更することが可能である。記憶エリアの状態を変更することにより、該記憶エリア上に情報が書き込まれる。
【０００７】
電界放出器の場合と同様に、超小型可動子は半導体微細加工技術によって形成される。超小型可動子は電界放出器に対して記憶媒体を走査させ、又は記憶媒体に対して電界放出器を走査させる。こうして、各放出器は記憶媒体上の多数の記憶エリアの情報にアクセスすることができる。数百又は数千の電界放出器が同時に情報を読み出し及び／又は書き込む場合、その記憶装置は、非常に短いアクセス時間と速いデータ速度とを有するものとなる。
【０００８】
記憶媒体が超小型可動子によって移動される際に、正確に読出し及び書込みを行うことができるようにするために、記憶媒体は、該記憶媒体の平面内で非常に容易に動くことができ、該記憶媒体の平面と垂直な方向には全く動かないことが望ましい。すなわち、電界放出器と記憶媒体との距離をできる限り一定に保持することが望ましい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
記憶媒体は１つの平面内でのみ動くことが望ましいが、この結果を達成するのは難しい。例えば、前記の超小型可動子は、記憶媒体の平面（すなわちＸ−Ｙ面）内でだけ記憶媒体を動かすように意図されている。しかし、超小型可動子のタイプによっては、超小型可動子が平面外へ記憶媒体を動かす（すなわち記憶媒体をＺ方向に動かす）傾向を有するものもある。また、振動のような環境的な要因が、平面外の動きを引き起こし又はその一因になる場合もある。記憶媒体の平面外の動きを低減させる記憶モジュール設計が明らかに望まれている。同時に、記憶媒体の空間的な制約を考慮しなければならない。すなわち、記憶モジュールは、平面外の動きを引き起こす一因になる入力を制限又は低減させると共にできる限り小さな空間を占めなければならない（そして、これによりデータ記憶のために利用することができる記憶媒体を増加させなければならない）。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
データ記憶装置のためのデータ記憶モジュールは、データ記憶のための複数の記憶エリアを有する回転子を含み、記憶エリアはそれぞれ、そのエリアに格納されたデータを表すために複数の状態のうちの１つをとる。第１組の撓曲部は、回転子を第１のフレーム内で懸架して、該回転子が第１の方向に移動することを可能にする。該回転子を第１の方向に動かすために、第１の櫛形駆動機構が該回転子と前記第１のフレームとに接続される。第２組の撓曲部は、前記第１のフレームを第２のフレーム内で懸架して、該第１のフレームが前記第１の方向と垂直な第２の方向に移動することを可能にする。前記第１のフレームを前記第２の方向に動かすために、第２の櫛形駆動機構が、前記第１のフレーム及び前記第２のフレームに接続される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
好ましい実施形態の以下に記載される詳細な説明では、その一部を構成し、一例として本発明を実施することが可能な特定の実施形態を示す図面を参照する。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を用いることが可能であり、構造的又は論理的な変更を加えることが可能であることが理解されよう。それ故、以下で解説する詳細な説明は、限定的な意味にとられるべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定される。
【００１２】
高密度記憶モジュール１０の一実施形態を図１に示す。記憶モジュール１０は、回転子１２と、該回転子１２を支持するための内側フレーム１４と、該内側フレーム１４を支持するための外側フレーム１５とを含む。回転子１２は、上側エッジ１６と、下側エッジ１８と、左側エッジ２０と、右側エッジ２２とによって画定される。回転子１２の前面２４はＸ−Ｙ面を画定し、上側エッジ１６及び下側エッジ１８はＸ軸と位置合わせされ、左側エッジ２０及び右側エッジ２２はＹ軸と位置合わせされる（本書で用いるような、上側、下側、左側、右側、前面、背面などの方向に関する用語は、相対的な用語であり、記憶モジュール１０の全体的な方向に関する制限と解釈されるべきではない）。
【００１３】
回転子１２の前面２４は、データ記憶のための複数の記憶エリア２６を有する記憶媒体を含む。該記憶エリア２６（総称的に図１に示す）は、そのエリアに格納されるデータを表すために複数の状態のうちの１つをとる。以下に更に詳細に説明するように、超小型可動子又はアクチュエータ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄによって、回転子１２が内側フレーム１４に対して動かされ、該内側フレーム１４が外側フレーム１５に対して動かされる。本発明の一実施形態では、アクチュエータ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、静電櫛形駆動機構（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　ｃｏｍｂ　ｄｒｉｖｅ）である。
【００１４】
回転子１２と内側フレーム１４とを相互に接続し、及び内側フレーム１４と外側フレーム１５とを相互に接続する、複数の支持構造体によって、回転子１２が内側フレーム１４によって支持され、該内側フレーム１４が外側フレーム１５によって支持される。多くのＭＥＭＳ装置は、ビーム又は撓曲部を使用して質量及びそのシステムを支持する。ビームは、システムの質量の支持と、システムの質量の動きに対するコンプライアンスとの両方を提供する。多くの場合、「平面内」と「平面外」とのコンプライアンス比（本書ではコンプライアンス比と称す）を最も大きくすることが可能であることが望ましい。しかし、該比は、選択される機械的な構成により制限される可能性がある。高いコンプライアンス比が望ましい理由は、ＭＥＭＳ装置において用いられるアクチュエータ装置によって提供される超小型可動子又はアクチュエータ力があまり強くないことである。したがって、コンプライアンス比を維持し又は改善しつつ平面内コンプライアンスを改善することが望ましい。平面内コンプライアンスを高めることは、ビーム又は撓曲部の軸方向の短縮を可能とすることにより達成することが可能である。すなわち、ビームが曲がるとき、それらは軸方向に短くなる傾向を有し、これにより平面内コンプライアンスが減少することにつながる。この軸方向の短縮を補償することにより、平面内コンプライアンスが高くなる。平面外コンプライアンスを低く保ち、及び依然としてコンプライアンス比を改善しながら、平面内コンプライアンスを改善するための更に別の方法は、ビーム又は撓曲部の端部が角度をなして動けるようにすることである。ビームの一端又は両端における小さな角度であっても、平面内コンプライアンスを著しく高めることができる。多くの実施形態において、軸方向の短縮の補償、及びビームの角度方向の移動を、同じ構造で実施することが可能である。
【００１５】
図１に示すように、軸方向の短縮を補償し、及び支持用ビームが角度をなして動くことを可能とするために、第１組の結合用ビーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが、回転子１２の上側エッジ１６及び下側エッジ１８から延びる。該結合用ビーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、軸方向の短縮を補償し及び撓曲部３６ａ，３６ｂが角度をなして動くことを可能にするための能力を最大限にするために、それらが第１組の撓曲部３６ａ，３６ｂに対して概ね垂直になるよう配置することが可能である。図１に示す一実施形態では、回転子１２は長方形であり、結合用ビーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは回転子１２のコーナーから延びる。例示する実施形態では、結合用ビーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、回転子１２の左側エッジ２０及び右側エッジ２２と概ね平行に配置される。しかし、結合用ビーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、図１に示すものとは異なる起点及び向きを有することが可能である。例えば、図２に示す別の実施形態では、結合用ビーム３０ａに更に大きな回転の自由度を与え、これにより更なる平面内コンプライアンスが回転子１２に提供される。
【００１６】
回転子１２は第１組の撓曲部３６ａ，３６ｂによって内側フレーム１４の内周に支持される。撓曲部３６ａ（回転子１２の上側エッジ１６に隣接して配置される）は、内側フレーム１４と結合用ビーム３０ａ，３０ｂとの間に延びる。撓曲部３６ｂ（回転子１２の下側エッジ１８に隣接して配置される）は、内側フレーム１４と結合用ビーム３０ｃ，３０ｄとの間に延びる。一実施形態では、内側フレーム１４に対して撓曲部が取り付けられる場所において、撓曲部３６ａ，３６ｂは、内側フレーム１４から延びる撓曲部マウント３７ａ，３７ｂに取り付けられる。撓曲部マウント３７ａ，３７ｂ及び内側フレーム１４は、撓曲部３６ａ，３６ｂと比べて基本的に剛性を有する構造体である。代替的に、撓曲部マウント３７ａ，３７ｂに、結合用ビーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと類似した可撓性部材を用いることも可能である。第１組の撓曲部３６ａ，３６ｂの軸方向は、回転子１２の上側エッジ１６及び下側エッジ１８とそれぞれ概ね整列し、回転子１２が内側フレーム１４に対してＹ軸に沿って動くことができるようになっている。
【００１７】
回転子１２から延びる結合用ビーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと同様に、内側フレーム１４の外周は、軸方向の短縮を補償し、及び支持用ビームが角度をなして動くことができるようにするために、一組の結合用ビーム３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを有する。結合用ビーム３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、軸方向の短縮を補償し、及び撓曲部３８ａ，３８ｂが角度をなして動くことを可能にする能力を最大限にするために、第２の組の撓曲部３８ａ，３８ｂに対して概ね垂直になる向きとすることが可能である。図１に示す一実施形態では、内側フレーム１４は長方形であり、結合用ビーム３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは内側フレーム１４のコーナーから延びる。例示する実施形態では、結合用ビーム３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、内側フレーム１４の上側エッジ４０及び下側エッジ４２と概ね平行に配置される。しかし、結合用ビーム３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、結合用ビーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに関して図２に示す更なる実施形態と同様に、図１に示すものとは異なる起点及び向きを有することが可能である。
【００１８】
内側フレーム１４は、第２の組の撓曲部３８ａ，３８ｂによって外側フレーム１５の内周に支持される。撓曲部３８ａ（内側フレーム１４の左側エッジ４４に隣接して配置される）は、外側フレーム１５と結合用ビーム３２ａ，３２ｂとの間に延びる。撓曲部３８ｂ（内側フレーム１４の右側エッジ４６に隣接して配置される）は、外側フレーム１５と結合用ビーム３２ｃ，３２ｄとの間に延びる。一実施形態では、外側フレーム１５に対して撓曲部が取り付けられる場所において、撓曲部３８ａ，３８ｂは、外側フレーム１５から延びる撓曲部マウント３９ａ，３９ｂに取り付けられる。撓曲部マウント３９ａ，３９ｂ及び外側フレーム１５は、撓曲部３８ａ，３８ｂに比べて基本的に剛性を有する構造体である。代替的には、撓曲部マウント３９ａ，３９ｂには、結合用ビーム３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと類似した可撓性部材を用いることが可能である。第２組の撓曲部３８ａ，３８ｂの軸方向は、内側フレーム１４の左側エッジ４４及び右側エッジ４６（ならびに回転子１２の左側エッジ２０及び右側エッジ２２）と概ね整列し、内側フレーム１４（それにより回転子１２）が外側フレーム１５に対してＸ軸に沿って動くことができるようになっている。
【００１９】
図１に示す実施形態では、複数組の撓曲部３６ａ，３６ｂ，３８ａ，３８ｂの各々が、全部で４個の別個の撓曲部を含むことに留意されたい。しかし、複数組の撓曲部に異なる数のそれぞれの撓曲部（例えば各組において全部で２個又は６個の撓曲部）を使用することが可能である。
【００２０】
一実施形態では、結合用ビーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ及び撓曲部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄは、肉薄の微細加工されたビームである。撓曲部３６ａ，３６ｂの平面はＸ−Ｚ面内にある。この一組の撓曲部は、正及び／又は負のＹ方向に曲げることが可能であり、コレにより、回転子１２が内側フレーム１４に対して正及び／又は負のＹ方向に動くことが可能となる。撓曲部３８ａ，３８ｂの平面は、Ｙ−Ｚ方向内にある。この一組の撓曲部は、正及び／又は負のＸ方向に曲げることが可能であり、コレにより、内側フレーム１４（それゆえ回転子１２）が外側フレーム１５に対して正及び／又は負のＸ方向に動くことが可能となる。
【００２１】
本発明の一実施形態の撓曲部と同じように、高アスペクト比のビームを図３に示す。ビームが平面内及び平面外に曲げられる場合には、該ビームにねじれが生じる。このねじれは、ビームがその軸方向の平面に対してねじられていない場合であっても生じる。図３は、無負荷時（位置Ａ）、平面内及び平面外負荷時（位置Ｂ）、ならびに平面内、平面外、及びねじれ負荷時（位置Ｃ）のビームの断面を示している。回転子１２又は内側フレーム１４の動きは、その変位から生じるモーメントアーム（ｍｏｍｅｎｔ　ａｒｍ）に起因してビームをねじれた状態にするので、該ビームは、図３に示す位置Ｃから図３に示す位置Ｂに向かって戻るように曲がる傾向を有するものとなる。上記のように、多くの場合、最も大きな平面内対平面外コンプライアンス比を可能にすることが望ましい。しかし、このコンプライアンス比は、多くの場合、上記のビームのねじれによって低減される。より高いコンプライアンス比を維持するために、平面内コンプライアンスを最大限にしつつ、ビームのねじれ及び平面外コンプライアンスを低減させることが望ましい。
【００２２】
本書で解説する本発明では、ビームのねじれ及び平面外コンプライアンスは、回転子１２がＺ軸に沿って移動する（すなわち回転子１２が超小型可動子により上下に動かされる）際に、撓曲部内に生成されるねじれを効率的に相殺するよう撓曲部の位置を調整することにより、低減される。最大限の相殺作用は、撓曲部３６ａ，３６ｂが撓曲部３８ａ，３８ｂの軸に沿った中間点を指すように向けられる際に達成される。しかし、ねじれの相殺は、その相殺が撓曲部３８ａ，３８ｂの中間点で行われない場合であっても、ある程度は達成される。したがって、第１組及び第２組の撓曲部３６ａ，３６ｂの位置は、第１組及び第２組の撓曲部３６ａ，３６ｂの軸が撓曲部３８ａ，３８ｂの長さ方向に沿った何れかの場所で撓曲部３８ａ，３８ｂと交差するような位置である。
【００２３】
回転子１２及び内側フレーム１４の動きは、アクチュエータを用いて達成される。一実施形態では、回転子１２は、アクチュエータ２８ａ，２８ｂによって内側フレーム１４に対してＹ軸に沿って動かされ、内側フレーム１４は、アクチュエータ２８ｃ，２８ｄによって外側フレームに対してＸ軸に沿って動かされる。一実施形態では、アクチュエータ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、回転子１２の平面内に配置される静電アクチュエータである。該静電アクチュエータの一種が静電櫛形駆動機構であり、これは基本的には平行板コンデンサである。静電櫛形駆動機構は、当業界で周知のものであり、多数の互いに組み合う指部からなる（その駆動機構の各側が櫛に似ている）。該櫛間に電圧が印加されるとき、該指間に引力が生成されて、それらの櫛が共に動くようになる。櫛間の引力は、距離（ｘ）に対する、蓄積されたエネルギーＵの変化として計算することができる。蓄積されたエネルギーは、式「Ｕ＝ＣＶ２／２」により与えられる。ここで、Ｃは静電容量、Ｖは櫛間の電圧である。したがって、その力は、式「Ｆｘ＝Ｖ２ｄＣ／ｄｘ／２」により計算することができる。静電容量は、組み合う指の数に比例するので、大きな力を生成するためには多数の指が必要となる。
【００２４】
図１に示すように、内側フレーム１４に対して回転子１２を動かすために、アクチュエータ２８ａの一方の櫛５０が回転子１２に取り付けられ、もう一方の櫛５２が内側フレーム１４に取り付けられる。図１の丸で囲んだ部分４を図４に拡大して示す。上記のように、櫛５０，５２間に電圧が印加されると、指間に力が生成されて、それらが協動するようになる。アクチュエータ２８ａの櫛５０，５２が協動すると、回転子１２はＹ軸に沿って正の方向に動かされる。櫛形駆動機構アクチュエータは引力を生成することしかできない。したがって、回転子１２をＹ軸に沿って負の方向に動かしたい場合には、第２の櫛形駆動機構２８ｂを櫛形駆動機構２８ａの反対側の回転子１２上に配置することが可能である。
【００２５】
内側フレーム１４（それゆえ回転子１２）は、上記のような回転子１２と内側フレーム１４との間の相対的な動きと同じように、外側フレーム１５に対して動かされる。アクチュエータ２８ｃの一方の櫛が内側フレーム１４に取り付けられ、もう一方の櫛が外側フレーム１５に取り付けられる。アクチュエータ２８ｃの櫛間に電圧が印加されるとき、指間に力が生成され、それらの櫛が一緒に動くようになる。アクチュエータ２８ｃを駆動することにより、内側フレーム１４（回転子１２を支持する）がＸ軸に沿って負の方向に動かされる。内側フレーム１４をＸ軸に沿って正の方向に動かすために、櫛形駆動機構２８ｃと反対側の内側フレーム１４上に、第２の櫛形駆動機構２８ｄを配置することが可能である。
【００２６】
図１に示すような４個のアクチュエータ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを有する一実施形態の場合には、回転子１２は、アクチュエータ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄの何れか１つ又はそれらを組み合わせて適当に駆動することにより、任意の方向に動かすことが可能である。
【００２７】
回転子１２の平面外への動き及び回転は、櫛形駆動機構２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄの適当な向きによって低減させることが可能である。櫛形駆動機構２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、櫛形駆動機構２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄによって生成される力がＸ−Ｙ面内にのみに作用するように、回転子１２の平面の周囲に対称的に配置することが好ましい。一実施形態では、櫛形駆動機構の指は、回転子１２の厚さより上又は下には延びず（図３を参照）、これにより櫛形駆動機構によって生成される力がＸ−Ｙ面外に作用することがなくなる。更に、櫛形駆動機構２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを、回転子１２の中心線に沿った方向に向けて、回転子１２及び内側フレーム１４上に作用する回転又はねじれ力が低減されるようにすることが好ましい。
【００２８】
隣接する撓曲部間、又は回転子１２と内側フレーム１４との間といった、隣接する構成要素間の間隔は、構成要素の必要とされる動きの範囲や回転子の質量等を含む要因によって決まる。例えば、本発明の一実施形態では、回転子は概ね１．８ｍｍ四方であり、隣接する撓曲部間の間隔は約２５μｍであり、撓曲部の厚さは約３μｍである。勿論、その間隔及び厚さは、所望の動きの範囲、材料の組成、回転子の質量といった要因に応じて、典型的な間隔よりも広く、又は狭くすることが可能である。
【００２９】
外側フレーム１５内に支持される単一の回転子１２に関して記憶モジュール１０を解説してきたが、実際には複数の回転子１２が外側フレーム１５により支持される可能性がある。回転子１２のアレイを有する記憶モジュール１１０を図５に示す。記憶モジュール１１０において複数の回転子１２を用いる場合に、撓曲部３６ａ，３６ｂ，３８ａ，３８ｂの向きが大きな利点を提供することに留意されたい。具体的には、撓曲部３６ａ，３６ｂ，３８ａ，３８ｂは、それらが回転子１２及び内側フレーム１４’のそれぞれ隣接するエッジに対して概ね平行に配置されるように、回転子１２及び内側フレーム１４’の周囲に配列される。したがって、各回転子１２及びそれに関連する懸架システムのために必要となる全面積が低減され、それに従って記憶モジュール１１０内の回転子１２の実装密度が高くなる。
【００３０】
記憶モジュール１１０における回転子１２の実装密度は、図５に示すように、隣接する内側フレーム１４’間の外側フレーム１１５の大部分をなくすことにより、更に高めることが可能である。具体的には、図５から明らかであるように、隣接する内側フレーム１４’の外側撓曲部マウント３９ａ，３９ｂを支持する外側フレーム１１５の部分のみを残すよう外側フレーム１１５が削減されている。外側撓曲部マウント３９ａ，３９ｂを含む外側フレーム１１５の部分は、固定された基部に機械的に固定され、これにより回転子１２のアレイ内の各回転子１２が別個に動けるようになる。勿論、特定の応用形態で望まれる場合には、外側フレーム１１５は、それが各回転子１２及び内側フレーム１４’を完全に包囲するよう延ばすことも可能である。
【００３１】
好ましい実施形態を説明するために、本書において特定の実施形態を図示及び説明してきたが、同じ目的を果たすように意図された種々の代替的な及び／又は等価な実装形態を、本発明の範囲から逸脱することなく、図示及び記載した特定の実施形態の代わりに用いることが可能であることが、当業者には理解されよう。機械、電気機械、及び電気分野の当業者であれば、本発明が多種多様な実施形態において実施可能なものであることが容易に理解されよう。本出願は、本書に記載する好ましい実施形態の任意の適応形態及び変形形態を網羅することを意図している。それゆえ、本発明が特許請求の範囲及びその等価物によってのみ制限されることが明らかに意図されている。
【００３２】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
１．データ記憶装置のためのデータ記憶モジュール（１０）であって、
データを記憶するための複数の記憶エリア（２６）を有する回転子（１２）であって、該複数の記憶エリア（２６）の各々が、該記憶エリアに格納されたデータを表すために複数の状態のうちの１つをとる、回転子（１２）と、
該回転子（１２）を支持するための第１のフレーム（１４）と、
該第１のフレーム（１４）内に前記回転子（１２）を懸架し、該回転子（１２）が第１の方向に動くことを可能にする、第１組の撓曲部（３６ａ，３６ｂ）と、
前記回転子（１２）を前記第１の方向に動かすために該回転子（１２）及び前記第１のフレーム（１４）に接続された第１の櫛形駆動機構（２８ａ）と、
前記第１のフレーム（１４）を支持するための第２のフレーム（１５）と、
該第２のフレーム（１５）内で前記第１のフレーム（１４）を懸架し、前記第１のフレーム（１４）が前記第１の方向と垂直な第２の方向に動くことを可能にする、第２組の撓曲部（３８ａ，３８ｂ）と、
前記第１のフレーム（１４）を前記第２の方向に動かすために前記第１のフレーム（１４）及び前記第２のフレーム（１５）に接続された第２の櫛形駆動機構（２８ｃ）と
を含む、データ記憶モジュール（１０）。
２．前記回転子（１２）が一平面内にあり、前記第１及び前記第２の櫛形駆動機構（２８ａ，２８ｃ）が前記回転子（１２）の平面の周囲に対称的に配置される、前項１に記載のデータ記憶モジュール。
３．前記第１組の撓曲部（３６ａ，３６ｂ）が、前記第１の方向と垂直な軸を有し、前記第２の組の撓曲部（３８ａ，３８ｂ）が、前記第２の方向と垂直な軸を有する、前項１に記載のデータ記憶モジュール。
４．前記第１の櫛形駆動機構（２８ａ）と反対の方向に前記回転子（１２）を動かすために該回転子（１２）及び前記第１のフレーム（１４）に接続された第３の櫛形駆動機構（２８ｂ）と、
前記第２の櫛形駆動機構（２８ｃ）と反対の方向に前記第１のフレーム（１４）を動かすために該第１のフレーム（１４）及び前記第２のフレーム（１５）に接続された第４の櫛形駆動機構（２８ｄ）と
を更に含む、前項１に記載のデータ記憶モジュール。
５．前記第１組の撓曲部（３６ａ，３６ｂ）の前記軸が、前記第２の組の撓曲部（３８ａ，３８ｂ）の長さに沿って該第２の組の撓曲部（３８ａ，３８ｂ）と交差する、前項１に記載のデータ記憶モジュール。
６．前記第１組及び前記第２組の撓曲部（３６ａ，３６ｂ，３８ａ，３８ｂ）が、肉薄の微細加工されたビームである、前項１に記載のデータ記憶モジュール。
７．前記回転子から延びる第１組の結合用ビームであって、前記第１組の撓曲部の前記軸と垂直な軸を有し、該第１組の撓曲部が該第１組の結合用ビームと前記第１のフレームとの間に延びる、第１組の結合用ビームと、
前記第１のフレームから延びる第２組の結合用ビームであって、前記第２組の撓曲部の前記軸と垂直な軸を有し、該第２組の撓曲部が該第２組の結合用ビームと前記第２のフレームとの間に延びる、第２組の結合用ビームと
を更に含む、前項３に記載のデータ記憶モジュール。
８．前項１に記載の前記回転子（１２）と類似した複数の回転子（１２）を更に含み、該複数の回転子（１２）の各々が、複数のフレーム（１４’）のうちの対応するフレーム内で一組の撓曲部（３６ａ，３６ｂ）により懸架され、該複数のフレーム（１４’）の各々が、前項１に記載の前記第１のフレーム（１４）と類似したものであって前記第２のフレーム（１５）内に懸架される、前項１に記載のデータ記憶モジュール。
９．記憶装置のフレーム（１５）内の平坦な記憶モジュール回転子（１２）の平面外への動きを低減させるための方法であって、
前記回転子（１２）と内側フレーム（１４）との間に延びる撓曲部（３６ａ，３６ｂ）を用いて該内側フレーム（１４）内に前記回転子（１２）を支持し、
前記回転子の平面内に配置されたアクチュエータ（２８ａ）を用いて前記内側フレーム（１４）に対して前記回転子（１２）を移動させる、
という各ステップを含む方法。
１０．前記内側フレーム（１４）と外側フレーム（１５）との間に延びる撓曲部（３８ａ，３８ｂ）を用いて該外側フレーム（１５）内に該内側フレーム（１４）を支持し、
前記回転子（１２）の平面内に配置されたアクチュエータ（２８ｃ）を用いて前記外側フレーム（１５）に対して前記内側フレーム（１４）を移動させ、前記回転子（１２）が前記内側フレーム（１４）に対して第１の方向に移動され、該内側フレーム（１４）が前記外側フレーム（１５）に対して第２の方向に移動される、
という各ステップを更に含む、前項９に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】単一の回転子を有する本発明の一実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の一部の代替的な実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態によるビームの動き及びねじれを示す高アスペクト比の片持ちビームの軸方向の説明図である。
【図４】図１に示す本発明の実施形態の一部を拡大して示す斜視図である。
【図５】複数の回転子を有する本発明の別の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
１０　　　　　　　　　データ記憶モジュール
１２　　　　　　　　　回転子
１４　　　　　　　　　第１のフレーム
１５　　　　　　　　　第２のフレームと、
２６　　　　　　　　　記憶エリア
２８ａ　　　　　　　　第１の櫛形駆動機構
２８ｃ　　　　　　　　第２の櫛形駆動機構
３６ａ，３６ｂ　　　　第１組の撓曲部
３８ａ，３８ｂ　　　　第２組の撓曲部
【図１】
2004005930.tif 000003
【図２】
2004005930.tif 000004
【図３】
2004005930.tif 000005
【図４】
2004005930.tif 000006
【図５】
2004005930.tif 000007