JP2003018868A - 静電アクチュエータおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 限られた空間内でできる限り大きな駆動力を
生成することができる静電アクチュエータを提供する。 【解決手段】 可動電極１３は、第１および第２固定電
極１９ａ、１９ｂに供給される電流に基づき所定の方向
ＤＲに往復移動する。第１および第２固定電極１９ａ、
１９ｂの間には絶縁性の固体片２１が挟み込まれる。固
体片２１は固定電極１９ａ、１９ｂの剛性を高める。固
定電極１９ａ、１９ｂの壁厚が縮小されても、固定電極
壁１９ａ、１９ｂでは十分な剛性は確保される。こうい
った壁厚の縮小に基づき限られた空間内にできる限り多
くの固定電極１９ａ、１９ｂは作り込まれることができ
る。こうして可動電極１３に向き合わせられる固定電極
１９ａ、１９ｂが増加すればするほど、可動電極１３に
は大きな駆動力は加えられることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるマイクロ
マシンの駆動源として期待される静電アクチュエータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、静電アクチュエータは、固定電
極と、この固定電極から空気層で隔てられる可動電極と
を備える。例えば固定電極に微小な電流が供給される
と、固定電極と可動電極との間には静電引力が生成され
る。こういった静電引力の働きで可動電極は固定電極に
引き寄せられる。こうして可動電極の移動は引き起こさ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】固定電極と可動電極と
の組み合わせすなわち電極対が増加すればするほど、静
電アクチュエータで生成される駆動力は増大する。その
一方で、電極対の増加は静電アクチュエータの占有空間
を増大させる。静電アクチュエータでは、限られた空間
にできる限り多くの電極対が配置されることが望まれ
る。

【０００４】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、限られた空間内でできる限り大きな駆動力を生成す
ることができる静電アクチュエータを提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、基準平面上で変位可能に配置さ
れ、相互に向き合う第１および第２対向面を規定する可
動電極と、可動電極の第１対向面に向き合う第１固定電
極壁と、可動電極の第２対向面に向き合う第２固定電極
壁と、第１および第２固定電極壁を相互に連結する絶縁
性の固体片とを備えることを特徴とする静電アクチュエ
ータが提供される。

【０００６】こういった静電アクチュエータでは、第１
固定電極壁に電流が供給されると、可動電極の第１対向
面と第１固定電極壁との間に静電引力は生成される。可
動電極は第１固定電極壁に引き寄せられる。その一方
で、第２固定電極壁に電流が供給されると、可動電極の
第２対向面と第２固定電極壁との間に静電引力は生成さ
れる。その結果、可動電極は第２固定電極壁に引き寄せ
られる。こうして可動電極の移動は実現される。

【０００７】しかも、この静電アクチュエータでは、第
１および第２固定電極壁の間で電気的隔絶が確立される
にもかかわらず、両者の間では構造的すなわち物理的な
連結が確立されることができる。第１固定電極壁や第２
固定電極壁が単体で存在する場合に比べて第１および第
２固定電極壁の剛性は高められることができる。前述の
ように第１固定電極壁および可動電極の間や第２固定電
極壁および可動電極の間で静電引力が作用しても第１固
定電極壁や第２固定電極壁の撓みや変形は極力回避され
る。期待される通りに可動電極の移動は実現される。

【０００８】特に、こういった静電アクチュエータで
は、第１および第２固定電極壁の壁厚が縮小されても、
第１および第２固定電極壁では十分な剛性は確保される
ことができる。こういった壁厚の縮小に基づき限られた
空間内にできる限り多くの第１および第２固定電極壁は
作り込まれることができる。こうして可動電極に向き合
わせられる固定電極壁が増加すればするほど、可動電極
には大きな駆動力は加えられることができる。

【０００９】絶縁性の固体片は、酸化シリコン、窒化シ
リコン、アルミナ、ガラスおよび樹脂のいずれかから構
成されればよい。第１および第２固定電極壁は互いに平
行に延びればよく、可動電極は、第１および第２固定電
極壁を囲む枠形の可動部材として構成されればよい。

【００１０】第１固定電極壁や第２固定電極壁は基準平
面から立ち上がってもよい。すなわち、こういった第１
固定電極壁や第２固定電極壁絶縁膜で基準平面に固着さ
れてもよい。こうして第１固定電極壁や第２固定電極壁
と基準平面との間に構造的すなわち物理的な連結が確立
されれば、第１および第２固定電極壁の剛性は一層高め
られることができる。

【００１１】以上のような静電アクチュエータを製造す
るにあたって、静電アクチュエータの製造方法は、ベー
ス基板およびアクチュエータ用基板の間に絶縁膜を挟み
込みつつベース基板上にアクチュエータ用基板を張り合
わせる工程と、アクチュエータ用基板に空隙を形成し、
絶縁膜の表面を露出させる工程と、形成された空隙に絶
縁材料を充填する工程と、アクチュエータ用基板から、
絶縁材料で隔てられる１対の固定電極を削り出す工程と
を備えればよい。ただし、空隙には、絶縁材料の充填に
も拘わらず空気層や空気溜まりが残存してもよい。

【００１２】固定電極の削り出しにあたって、この製造
方法は、アクチュエータ用基板から可動電極を削り出す
工程と、可動電極およびベース基板の間で絶縁膜を除去
する工程とをさらに備えてもよい。こうして可動電極お
よび固定電極はアクチュエータ用基板から同時に削り出
されることができる。その後、絶縁膜が除去されると、
可動電極はベース基板から切り離されることができる。
ベース基板に対して可動電極の相対移動は確保される。
このとき、固定電極およびベース基板の間では絶縁膜は
残存することが望まれる。

【００１３】以上のような静電アクチュエータは、例え
ばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）に組み込まれるヘ
ッドスライダに搭載されてもよく、いわゆる光スイッチ
ング機構に組み込まれてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の一実施形態を説明する。

【００１５】図１は静電アクチュエータ１１の全体構成
を概略的に示す。この静電アクチュエータ１１には、ベ
ース基板１２の表面すなわち基準平面に沿って前後方向
ＤＲに往復移動する枠形の導電体すなわち可動部材１３
が組み込まれる。この可動部材１３は、所定の間隔を空
けて相互に平行に延びる複数の可動電極壁１４を備え
る。各可動電極壁１４の両端は、前後方向に延びる１対
の側フレーム１５ａ、１５ｂに固定される。側フレーム
１５ａ、１５ｂ同士は相互に平行に延びればよい。こう
して可動部材１３には、隣接する可動電極壁１４および
側フレーム１５ａ、１５ｂに囲まれる直方体の収容空間
１６が区画される。この収容空間１６では、前側の可動
電極片１４に規定される第１対向面１４ａと、後側の可
動電極片１４に規定される第２対向面１４ｂとが相互に
向き合わせられる。可動電極壁１４および側フレーム１
５ａ、１５ｂの壁厚は例えば一定に設定されればよい。

【００１６】可動部材１３の前向き面すなわち最前方の
可動電極壁１４の外側には第１ばね部材１７ａの一端が
固定される。この第１ばね部材１７ａの他端は、ベース
基板１２の表面に固定される第１固定台１８ａに連結さ
れる。その一方で、可動部材１３の後向き面すなわち最
後方の可動電極壁１４の外側には第２ばね部材１７ｂが
固定される。この第２ばね部材１７ｂの他端は、ベース
基板１２の表面に固定される第２固定台１８ｂに連結さ
れる。第１および第２ばね部材１７ａ、１７ｂは、ベー
ス基板１２に対して可動部材１３を連結すると同時に、
前述の前後方向に沿った可動部材１３の往復移動を許容
する。各ばね部材１７ａ、１７ｂの壁厚は例えば可動電
極壁１４や側フレーム１５ａ、１５ｂのそれよりも小さ
く設定されればよい。ただし、第１および第２固定台１
８ａ、１８ｂは、ベース基板１２の表面上で十分な占有
面積を確保する。可動部材１３、各ばね部材１７ａ、１
７ｂおよび各固定台１８ａ、１８ｂは、後述されるよう
に、例えば同一の素材から削り出されればよい。

【００１７】可動部材１３の各収容空間１６には、ベー
ス基板１２の表面すなわち基準平面から立ち上がる固定
電極対１９が収容される。各固定電極対１９は、前後１
対の固定電極１９ａ、１９ｂと、これら固定電極１９
ａ、１９ｂ同士の間に挟み込まれる絶縁性の固体片すな
わち絶縁壁２１とを備える。この絶縁壁２１は第１およ
び第２固定電極壁１９ａ、１９ｂを相互に連結する。同
時に、絶縁壁２１は、第１および第２固定電極壁１９
ａ、１９ｂの間で電気的な隔絶を確立する。絶縁壁２１
は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、アルミナ、ガ
ラス、樹脂、その他の絶縁性材料から構成されればよ
い。

【００１８】各固定電極１９ａ、１９ｂは、可動電極壁
１４に向き合わせられる電極壁２２と、この電極壁２２
の一端に接続される支柱２３とを備える。前側すなわち
第１固定電極１９ａの電極壁２２は前側の可動電極壁１
４に向き合わせられる。後側すなわち第２固定電極１９
ｂの電極壁２２は後側の可動電極壁１４に向き合わせら
れる。図２から明らかなように、第１固定電極１９ａの
電極壁２２には、第１対向面１４ａに平行な仮想平面Ｆ
Ｐに沿って広がる壁面が規定される。この壁面は規定の
厚みの空気層で第１対向面１４ａから隔てられる。同様
に、第２固定電極１９ｂの電極壁２２には、第２対向面
１４ｂに平行な仮想平面ＲＰに沿って広がる壁面が規定
される。この壁面は規定の厚みの空気層で第２対向面１
４ｂから隔てられる。

【００１９】第１および第２固定電極１９ａ、１９ｂの
支柱２３は２つの仮想平面ＦＰ、ＲＰの間でベース基板
１２の表面に例えば四角形の占有領域２４を規定する。
この占有領域２４の各辺ＥＤの長さは例えば可動電極壁
１４や側フレーム１５ａ、１５ｂの壁厚Ｗの３倍よりも
大きく設定される。こうして各固定電極１９ａ、１９ｂ
の支柱２３はベース基板１２の表面上で十分な広さ（例
えば９Ｗ² 以上）の占有面積を確保する。このとき、各
固定電極１９ａ、１９ｂの電極壁２２の壁厚Ｗは例えば
可動電極壁１４や側フレーム１５ａ、１５ｂの壁厚Ｗと
同等に設定されればよい。

【００２０】図３に示されるように、各固定台１８ａ、
１８ｂや固定電極対１９とベース基板１２の表面との間
には例えば酸化シリコンの絶縁層２６が挟み込まれる。
こういった絶縁層２６の働きで固定台１８ａ、１８ｂや
固定電極対１９はベース基板１２の表面上に固定され
る。これらの絶縁層２６には、固定台１８ａ、１８ｂや
固定電極対１９の輪郭から引き下がった浸食痕２７が形
成される。その一方で、可動部材１３やばね部材１７
ａ、１７ｂは空気層でベース基板１２の表面から隔てら
れる。すなわち、可動部材１３やばね部材１７ａ、１７
ｂは、１対の固定台１８ａ、１８ｂの間でベース基板１
２の表面から浮き上がったまま保持される。

【００２１】図４に示されるように、各固定電極１９
ａ、１９ｂの支柱２３とベース基板１２の表面との間で
は絶縁層２６中に導電体２８が埋め込まれる。この導電
体２８は、例えばベース基板１２の表面に張り巡らされ
る導電配線パターン２９から立ち上がる。導電体２８の
頂上面は例えば固定電極１９ａ、１９ｂの支柱２３に連
結される。導電配線パターン２９は、第１固定電極１９
ａと第２固定電極１９ｂとで異なる電流経路を構成す
る。

【００２２】いま、例えば第１固定電極１９ａに微小な
電流が供給されると、各第１固定電極１９ａの電極壁２
２と、対応する可動電極壁１４の第１対向面１４ａとの
間には静電引力が生成される。静電引力は、後方すなわ
ち第２固定台１８ｂに向かって可動部材１３を駆動す
る。可動部材１３の後退は実現される。このとき、第１
ばね部材１７ａは伸張し、第２ばね部材１７ｂは収縮す
る。

【００２３】反対に、第２固定電極１９ｂに微小な電流
が供給されると、各第２固定電極１９ｂの電極壁２２
と、対応する可動電極壁１４の第２対向面１４ｂとの間
で静電引力が生成される。静電引力は、前方すなわち第
１固定台１８ａに向かって可動部材１３を駆動する。こ
うして可動部材１３の前進は実現される。このとき、第
１ばね部材１７ａは収縮し、第２ばね部材１７ｂは伸張
する。

【００２４】ここで、静電アクチュエータ１１の製造方
法を簡単に説明する。図５に示されるように、シリコン
製のアクチュエータ用基板３１は用意される。アクチュ
エータ用基板３１の裏面には一面に酸化シリコンの絶縁
膜３２が形成される。絶縁膜３２中には前述の導電体２
８が埋め込まれる。このとき、導電体２８は絶縁膜３２
の表面で露出する。

【００２５】図６に示されるように、シリコン製のベー
ス基板３３は同様に用意される。ベース基板３３の表面
には酸化シリコンの絶縁膜３４が形成される。絶縁膜３
４中には前述の導電配線パターン２９が埋め込まれる。
このとき、導電配線パターン２９の表面は絶縁膜３４の
合間で露出する。

【００２６】ベース基板３３にはアクチュエータ用基板
３１が重ね合わせられる。アクチュエータ用基板３１の
裏面はベース基板３３の表面に受け止められる。絶縁膜
３２、３４は基板３１、３３同士の間に挟み込まれる。
導電体２８の露出面は導電配線パターン２９の表面に受
け止められる。

【００２７】続いて図７に示されるように、アクチュエ
ータ用基板３１の表面にはレジスト膜３５が形成され
る。このレジスト膜３５は、例えば図８から明らかなよ
うに、絶縁壁２１の形状を象った細長い溝３６を区画す
る。続いてアクチュエータ用基板３１の表面からエッチ
ング処理が施される。レジスト膜３５の合間で露出する
アクチュエータ用基板３１は削り取られていく。こうし
てアクチュエータ用基板３１には、絶縁壁２１の形状を
象った空隙３７が形成される。この空隙３７は絶縁膜３
２の表面を露出させる。空隙３７の完成後、レジスト膜
３５は除去されてもよい。

【００２８】空隙３７には絶縁材料３８が充填される。
絶縁材料３８に例えば酸化シリコンや窒化シリコンが用
いられる場合には、ＣＶＤ（化学蒸着法）といった手法
に基づき空隙３７に絶縁材料３８は充填される。その
他、絶縁材料３８に、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａ
ｓｓ）やレジスト液、樹脂といった液体材料が用いられ
る場合には、例えばスピンコーティング法やディップコ
ーティング法に従って空隙３７に絶縁材料３８は充填さ
れればよい。充填後、液体材料は固化されればよい。こ
うして固体の絶縁材料３８で空隙３７が満たされた後
に、アクチュエータ用基板３１の表面には例えば平坦化
研磨処理が施される。

【００２９】このとき、例えば空隙３７のアスペクト比
（＝Ｄ／Ｂ）が大きいと、液体材料が空隙３７に入り込
みにくい。こういった場合には圧力に基づき強制的に液
体材料の注入が実現されてもよい。例えば真空中で空隙
３７に液体材料が滴下された後にアクチュエータ用基板
３１が大気に取り出されると、液体材料は効率的に空隙
３７内に進入していくことができる。ただし、空隙３７
は必ずしも完全に絶縁材料３８で満たされる必要はな
い。空隙３７内には空気層や空気溜まりが残存してもよ
い。固体の絶縁材料３８は、少なくとも空隙３７内で向
き合う壁面同士を連結すればよい。

【００３０】続いて図１１に示されるように、アクチュ
エータ用基板３１の表面にはレジスト膜４１が形成され
る。このレジスト膜４１は、例えば図１２から明らかな
ように、可動部材１３やばね部材１７ａ、１７ｂ、固定
台１８ａ、１８ｂ、固定電極対１９の形状を象る。続い
てアクチュエータ用基板３１の表面からエッチング処理
が施される。レジスト膜４１の合間で露出するアクチュ
エータ用基板３１は削り取られていく。こうして図１３
に示されるように、アクチュエータ用基板３１から可動
部材１３、ばね部材１７ａ、１７ｂ、固定台１８ａ、１
８ｂおよび固定電極対１９は削り出されていく。可動部
材１３、ばね部材１７ａ、１７ｂ、固定台１８ａ、１８
ｂおよび固定電極対１９の完成後、レジスト膜４１は除
去されてもよい。

【００３１】その後、ベース基板３３上では絶縁膜３
２、３４のエッチングは実施される。アクチュエータ用
基板３１から削り出された可動部材１３、ばね部材１７
ａ、１７ｂ、固定台１８ａ、１８ｂおよび固定電極対１
９はマスクに用いられる。その結果、シリコン製の可動
部材１３、ばね部材１７ａ、１７ｂ、固定台１８ａ、１
８ｂおよび固定電極対１９の周囲では絶縁膜３２、３４
は除去される。こういったエッチングの処理液には例え
ばＢＨＦが用いられればよい。

【００３２】このとき、図１４から明らかなように、可
動部材１３、ばね部材１７ａ、１７ｂ、固定台１８ａ、
１８ｂおよび固定電極対１９とベース基板３３との間で
は、可動部材１３、ばね部材１７ａ、１７ｂ、固定台１
８ａ、１８ｂおよび固定電極対１９といったマスクの存
在にも拘わらず絶縁膜３２、３４の浸食が引き起こされ
る。この浸食に基づき可動部材１３やばね部材１７ａ、
１７ｂ下では絶縁膜３２、３４は完全に除去されること
ができる。こうして可動部材１３やばね部材１７ａ、１
７ｂはベース基板３３から切り離される。

【００３３】エッチングの処理時間は、例えばベース基
板３３の表面に沿ってＷ／２の大きさで浸食が実現され
る程度に設定されればよい。こうした処理時間の設定に
よれば、同様に、固定電極対１９や固定台１８ａ、１８
ｂ下で固定電極対１９や固定台１８ａ、１８ｂの周囲か
らＷ／２の大きさで浸食が引き起こされる。ただし、図
１５から明らかなように、こういった浸食にも拘わら
ず、固定電極対１９や固定台１８ａ、１８ｂとベース基
板３３との間には十分な絶縁膜３２、３４は残存する。
特に、固定電極対１９は、可動部材１３の幅Ｗと同等な
幅Ｗで形成されるにも拘わらず、ベース基板３３の表面
に強固に固定されることができる。

【００３４】その一方で、第１および第２固定電極１９
ａ、１９ｂの間に固体の絶縁膜２１が介在せず、第１お
よび第２固定電極１９ａ、１９ｂが個々に独立してベー
ス基板３３の表面から立ち上がる場合には、例えば図１
６に示されるように、第１および第２固定電極１９ａ、
１９ｂの支柱２３下のみに絶縁膜３２、３４は残存す
る。第１および第２固定電極１９ａ、１９ｂでは電極壁
２２は完全にベース基板３３の表面から切り離される。
例えばこういった第１固定電極１９ａと可動電極壁１４
との間に静電引力が生成されると、第１固定電極１９ａ
の電極壁２２は撓んでしまう。その結果、第１固定電極
１９ａに電流が供給されても期待通りに可動部材１３の
移動は実現されることはできない。同様に、第２固定電
極１９ｂに電流が供給されても、第２固定電極１９ｂの
撓みに基づき期待通りに可動部材１３の移動は実現され
ることはできない。

【００３５】その他、例えば図１７に示されるように、
第１および第２固定電極１９ａ、１９ｂの電極壁２２下
で完全に絶縁膜３２、３４が除去される場合であって
も、第１および第２固定電極１９ａ、１９ｂの間で固体
の絶縁材料３８に基づき結合が確立されれば第１および
第２固定電極１９ａ、１９ｂの剛性は高められることが
できる。したがって、こういった静電アクチュエータ１
１によれば、第１固定電極１９ａや第２固定電極１９ｂ
に電流が供給される際に期待通りに可動部材１３の移動
は実現されることができる。

【００３６】以上のように本実施形態に係る静電アクチ
ュエータ１１では、第１および第２固定電極１９ａ、１
９ｂの幅Ｗが縮小されても第１および第２固定電極１９
ａ、１９ｂに十分な剛性は付与されることができる。固
定電極１９ａ、１９ｂの幅Ｗの縮小に基づき限られた空
間にできる限り多くの固定電極１９ａ、１９ｂおよび可
動電極壁１４は作り込まれることができる。こうして固
定電極１９ａ、１９ｂおよび可動電極壁１４の組み合わ
せが増加すればするほど、可動部材１３には大きな駆動
力は加えられることができる。

【００３７】こうして可動部材１３に比較的に大きな駆
動力が伝達されると、第１および第２ばね部材１７ａ、
１７ｂには比較的に高い剛性が付与されることが可能と
なる。こういった剛性の向上は、静電アクチュエータ１
１に供給される駆動信号に対するばね部材１７ａ、１７
ｂの共振点を上昇させることができる。したがって、静
電アクチュエータ１１は比較的に高い周波数領域の駆動
信号に簡単に対応することができる。しかも、こうして
第１および第２ばね部材１７ａ、１７ｂの剛性が高めら
れれば、静電アクチュエータ１１の製造時に第１ばね部
材１７ａや第２ばね部材１７ｂの破損は極力回避される
ことができる。静電アクチュエータ１１の歩留まりは向
上する。

【００３８】以上のような静電アクチュエータ１１は、
例えば図１８に示されるように、ハードディスク駆動装
置（ＨＤＤ）に組み込まれるヘッドスライダ５１に組み
込まれてもよい。このヘッドスライダ５１は、静電アク
チュエータ１１を受け止めるシリコン製のスライダ本体
５２を備える。スライダ本体５２には、ＨＤＤに組み込
まれた際に磁気ディスクに向き合わせられる媒体対向面
５３が規定される。磁気ディスクの回転に基づき生成さ
れる気流５４はスライダ本体５２の空気流入端から空気
流出端に向かってスライダ本体５２の前後方向に流れ
る。こうして媒体対向面５３で受け止められる気流５４
の働きでヘッドスライダ５１は回転中の磁気ディスクか
ら浮上することができる。

【００３９】静電アクチュエータ１１はスライダ本体５
２の空気流出側端面に搭載される。静電アクチュエータ
１１上にはヘッドベース板５６が配置される。ヘッドベ
ース板５６は静電アクチュエータ１１の可動部材１３に
固着されればよい。ヘッドベース板５６には読み出し書
き込みヘッド５７が搭載される。読み出し書き込みヘッ
ド５７には、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子
やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子といった読
み取り素子や、薄膜コイルパターンを利用した薄膜磁気
ヘッドといった書き込み素子が採用されればよい。読み
取り素子や書き込み素子は、媒体対向面５３で露出する
前端で読み出しギャップや書き込みギャップを規定す
る。

【００４０】こういったヘッドスライダ５１では、前述
と同様に、固定電極対１９に供給される電流に基づき可
動部材１３すなわちヘッドベース板５６の往復移動は実
現される。こうした往復移動によれば、読み出し書き込
みヘッド５７は磁気ディスクの半径方向に微小に変位す
ることができる。こうした微小変位によれば、読み出し
書き込みヘッド５７は高い精度で磁気ディスク上の記録
トラックを追従し続けることができる。

【００４１】その他、前述のような静電アクチュエータ
１１は、例えば図１９に示されるように、光スイッチン
グ機構６１に組み込まれてもよい。この光スイッチング
機構６１は、基準平面すなわちベース基板６２の表面に
刻まれて、第１直線６３に沿って延びる１対の第１ノッ
チ６４ａ、６４ｂと、同様にベース基板６２の表面に刻
まれて、第１直線６３に直交する第２直線６５に沿って
延びる１対の第２ノッチ６６ａ、６６ｂとを備える。第
１ノッチ６４ａ、６４ｂ同士の間および第２ノッチ６６
ａ、６６ｂ同士の間には、第１および第２直線６３、６
５に４５°で交差する第３直線６７上で往復移動するミ
ラー６８が取り付けられる。第３直線６７は例えば第１
および第２直線６３、６５の交点を通過する。ミラー６
８の往復移動は静電アクチュエータ１１の駆動力に基づ
き実現される。ミラー６８は、例えば静電アクチュエー
タ１１の可動部材１３に一体に形成される腕部材６９に
固定されればよい。

【００４２】光スイッチング機構６１の使用時には、図
２０に示されるように、各ノッチ６４ａ、６４ｂ、６６
ａ、６６ｂに１本ずつの光ファイバ７１がセットされ
る。可動部材１３の最後退位置すなわちミラー６８の第
１位置が確立されると、第１ノッチ６４ａ、６４ｂにセ
ットされて相互に先端で向き合う光ファイバ７１同士の
間で信号はやり取りされることができる。同時に、ミラ
ー６８の第１位置では、第２ノッチ６６ａ、６６ｂにセ
ットされて相互に先端で向き合う光ファイバ７１同士の
間で信号はやり取りされることができる。

【００４３】その一方で、図２１に示されるように、可
動部材１３の最前位置すなわちミラー６８の第２位置が
確立されると、第１ノッチ６４ａおよび第２ノッチ６６
ａにセットされる光ファイバ７１はミラー６８の働きで
互いに向き合わせられる。こうして第１ノッチ６４ａお
よび第２ノッチ６６ａにセットされる光ファイバ７１同
士の間で信号のやり取りは実現される。同様に、このミ
ラー６８の第２位置では、第１ノッチ６４ｂおよび第２
ノッチ６６ｂにセットされる光ファイバ７１はミラー６
８の働きで互いに向き合わせられる。こうして第１ノッ
チ６４ｂおよび第２ノッチ６６ｂにセットされる光ファ
イバ７１同士の間で信号のやり取りは実現されてもよ
い。以上のようにミラー６８の往復移動に基づき光信号
の経路は変更されることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、限られた
空間内にできる限り多くの電極対すなわち固定電極と可
動電極との組み合わせは配置されることができる。静電
アクチュエータは、限られた空間内でできる限り大きな
駆動力を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る静電アクチュエータの全体構成
を概略的に示す斜視図である。

【図２】 固定電極対を示す静電アクチュエータの拡大
部分平面図である。

【図３】 図１の３−３線に沿った断面図である。

【図４】 ベース基板と固定電極との間で確立される電
気接続の様子を概略的に示す図２の部分拡大断面図であ
る。

【図５】 アクチュエータ用基板の概念を示す一部断面
斜視図である。

【図６】 ベース基板の概念を示す一部断面斜視図であ
る。

【図７】 表面に形成されるレジスト膜の様子を模式的
に示すアクチュエータ用基板の部分拡大断面図である。

【図８】 レジスト膜に形成される溝の形状を示すアク
チュエータ用基板の部分拡大平面図である。

【図９】 エッチング処理で形成される空隙の様子を模
式的に示すアクチュエータ用基板の部分拡大断面図であ
る。

【図１０】 空隙に充填される絶縁材料の様子を模式的
に示すアクチュエータ用基板の部分拡大断面図である。

【図１１】 絶縁材料の充填後に表面に形成されるレジ
スト膜の様子を模式的に示すアクチュエータ用基板の部
分拡大断面図である。

【図１２】 レジスト膜の形状を示すアクチュエータ用
基板の部分拡大平面図である。

【図１３】 アクチュエータ用基板から削り出された可
動部材および固定電極対の様子を模式的に示すアクチュ
エータ用基板の部分拡大断面図である。

【図１４】 絶縁層の除去の様子を模式的に示す固定電
極対の拡大垂直断面図である。

【図１５】 固定電極対下で残存する絶縁層の様子を概
略的に示す固定電極対の拡大平面図である。

【図１６】 個々に独立して形成される固定電極対下で
残存する絶縁層の様子を概略的に示す固定電極対の拡大
平面図である。

【図１７】 第１および第２固定電極の間で部分的に接
続が確立される固定電極対の様子を概略的に示す固定電
極対の拡大平面図である。

【図１８】 静電アクチュエータが組み込まれたヘッド
スライダの部分分解斜視図である。

【図１９】 静電アクチュエータが組み込まれた光スイ
ッチング機構の構成を概略的に示す斜視図である。

【図２０】 第１位置でミラーを保持する光スイッチン
グ機構を概略的に示す部分拡大平面図である。

【図２１】 第２位置でミラーを保持する光スイッチン
グ機構を概略的に示す部分拡大平面図である。

【符号の説明】

１１ 静電アクチュエータ、１２ 基準平面を規定する
ベース基板、１３ 可動電極としての可動部材、１４ａ
第１対向面、１４ｂ 第２対向面、１９ａ第１固定電
極、１９ｂ 第２固定電極、２１ 絶縁性の固体片、２
２ 第１および第２固定電極壁としての電極壁、２６
絶縁層、３１ アクチュエータ用基板、３２ 絶縁膜、
３３ ベース基板、３４ 絶縁膜、３７ 空隙、３８
絶縁性の固体片としての絶縁材料。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準平面上で変位可能に配置され、相互
   に向き合う第１および第２対向面を規定する可動電極
   と、可動電極の第１対向面に向き合う第１固定電極壁
   と、可動電極の第２対向面に向き合う第２固定電極壁
   と、第１および第２固定電極壁を相互に連結する絶縁性
   の固体片とを備えることを特徴とする静電アクチュエー
   タ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の静電アクチュエータに
   おいて、前記固体片は、酸化シリコン、窒化シリコン、
   アルミナ、ガラスおよび樹脂のいずれかから構成される
   ことを特徴とする静電アクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の静電アクチュエータに
   おいて、前記第１および第２固定電極壁は互いに平行に
   延びることを特徴とする静電アクチュエータ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の静電アクチュエータに
   おいて、前記可動電極は、第１および第２固定電極壁を
   囲む枠形の可動部材として構成されることを特徴とする
   静電アクチュエータ。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の静電アクチュエータに
   おいて、前記第１および第２固定電極壁の少なくともい
   ずれか一方は前記基準平面から立ち上がることを特徴と
   する静電アクチュエータ。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の静電アクチュエータに
   おいて、前記第１および第２固定電極壁の少なくともい
   ずれか一方は絶縁層で前記基準平面に固着されることを
   特徴とする静電アクチュエータ。
7. 【請求項７】 ベース基板およびアクチュエータ用基板
   の間に絶縁膜を挟み込みつつベース基板上にアクチュエ
   ータ用基板を張り合わせる工程と、アクチュエータ用基
   板に空隙を形成し、絶縁膜の表面を露出させる工程と、
   形成された空隙に絶縁材料を充填する工程と、アクチュ
   エータ用基板から、絶縁材料で隔てられる１対の固定電
   極を削り出す工程とを備えることを特徴とする静電アク
   チュエータの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の静電アクチュエータの
   製造方法において、前記固定電極の削り出しにあたって
   アクチュエータ用基板から可動電極を削り出す工程と、
   可動電極およびベース基板の間で絶縁膜を除去する工程
   とをさらに備えることを特徴とする静電アクチュエータ
   の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の静電アクチュエータの
   製造方法において、前記絶縁膜の除去にあたって、前記
   固定電極およびベース基板の間で絶縁膜を残存させるこ
   とを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。