JP2011244618A - ４線式静電アクチュエータおよび固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】より低い摩擦抵抗で、移動子の動作を補正することが可能な４線式静電アクチュエータを提供する。
【解決手段】４線式静電アクチュエータ１００は、基板１の一面に各々独立して設けられ、互いに平行に等間隔で配置された少なくとも４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄと、を有する固定子１と、固定子１上に配置された移動子２と、を備える。第１番目の主動作用線状電極１ａと第３番目の主動作用線状電極１ｃへ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、第２番目の主動作用線状電極１ｂと第４番目の主動作用線状電極１ｄへ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、隣接する２つの電極に入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有する。複数本の補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖへ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力される。
【選択図】図２

Description

本発明は、４相信号により駆動する４線（４相）式静電アクチュエータに関する。

従来、電極が設けられた固定子と、フィルムなどの抵抗体が設けられた移動子と、を有する静電アクチュエータがある。このような、静電アクチュエータには、複数相の信号で駆動する方式が採用される。

ここで、このような静電アクチュエータにおいて、固定子上で移動子を直線運動させる場合に、摩擦抵抗の面内バラつきや異物により、移動子が蛇行したり、左右へ偏って移動したりする問題がある。

このような問題に対して、従来の静電アクチュエータには、この移動子の蛇行や左右への偏りを防ぐためガイドを設ける技術がある。しかし、ガイドと移動子の間の摩擦抵抗により移動子の動作が阻害され、また、ガイドと移動子の摩擦により、不要な帯電が発生し得る。さらに、ガイドの位置で規制されるだけで、移動子を中央に戻す力は働かない。

そこで、従来の静電アクチュエータには、電圧供給ラインが移動子の移動方向に沿って電極の両側に設けられたものがある（例えば、特許文献１参照。）。これにより、移動子の進行方向に垂直なモーメント成分は、電極の両側の２本の電圧供給ラインの静電気力により固定される。したがって、移動子の回転モーメントの発生が抑制され、移動子の蛇行が防止される。

しかし、上記従来の静電アクチュエータでは、電圧供給ラインの静電気力によりこの電圧供給ラインに移動子が引き寄せられ、移動子の摩擦抵抗が大きくなってしまう問題がある。また、電圧供給ラインの静電気力は、移動子を固定子の中央側に戻す方向のモーメント成分を含まないため、移動子を固定子の中央側に戻す力が働かず、移動子が固定子の中央からずれた方向に移動し続けることになる。

特開平３−６５０８１号公報

本発明は、より低い摩擦抵抗で、移動子の動作を補正することが可能な４線式静電アクチュエータを提供する。

本発明の一態様に係る４線式静電アクチュエータは、
一面と他面とを有する基板と、前記基板の一面に各々独立して設けられ、互いに平行に等間隔で配置された少なくとも４本の主動作用線状電極と、を有する固定子と、
前記固定子上に配置された移動子と、を備え、
４本の主動作用線状電極のうち、第１番目の主動作用線状電極と第３番目の主動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
第２番目の主動作用線状電極と第４番目の主動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
隣接する２つの電極に入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有し、
前記４本の主動作用線状電極の一側に、前記４本の主動作用線状電極に直交する方向に延在する複数本の一側補助動作用線状電極を設け、
前記複数本の一側補助動作用線状電極へ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力される
ことを特徴とする４線式静電アクチュエータである。

また、上記４線式静電アクチュエータにおいて、
前記４本の主動作用線状電極の他側に、前記４本の主動作用線状電極に直交する方向に延在する複数本の他側補助動作用線状電極を設け、
前記複数本の他側補助動作用線状電極へ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力されてもよい。

また、上記４線式静電アクチュエータにおいて、
前記複数本の一側補助動作用線状電極と前記複数本の他側補助動作用線状電極とは、前記４本の主動作用線状電極の両側で、前記４本の主動作用線状電極を中心に対称に配置されてもよい。

また、上記４線式静電アクチュエータにおいて、
前記複数本の一側補助動作用線状電極のうち、第１番目の一側補助動作用線状電極と第３番目の一側補助動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
第２番目の一側補助動作用線状電極と第４番目の一側補助動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
隣接する２つの一側補助動作用線状電極に入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有してもよい。

また、上記４線式静電アクチュエータにおいて、
前記複数本の他側補助動作用線状電極のうち、第１番目の他側補助動作用線状電極と第３番目の他側補助動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
第２番目の他側補助動作用線状電極と第４番目の他側補助動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
隣接する２つの他側補助動作用線状電極に入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有してもよい。

また、上記４線式静電アクチュエータにおいて、
前記複数本の他側補助動作用線状電極は、前記複数本の一側補助動作用線状電極よりも、本数が多く設けられていてもよい。

また、上記４線式静電アクチュエータにおいて、
前記複数本の一側補助動作用線状電極に近接する前記移動子を前記４本の主動作用線状電極側に移動させてもよい。

本発明の一態様に係る固定子は、
一面と他面とを有する基板と、前記基板の一面に各々独立して設けられ、互いに平行に等間隔で配置された少なくとも４本の主動作用線状電極と、を有し、移動子が配置される固定子において、
４本の主動作用線状電極のうち、第１番目の主動作用線状電極と第３番目の主動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
第２番目の主動作用線状電極と第４番目の主動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
隣接する２つの電極に入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有し、
前記４本の主動作用線状電極の一側に、前記４本の主動作用線状電極に直交する方向に延在する複数本の一側補助動作用線状電極を設け、
前記複数本の一側補助動作用線状電極へ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力される
ことを特徴とする固定子である。

また、上記固定子において、
前記複数本の一側補助動作用線状電極に近接する前記移動子を前記４本の主動作用線状電極側に移動させてもよい。

本発明に係る４線式静電アクチュエータにおいては、４本の主動作用線状電極の一側に、４本の主動作用線状電極に直交する方向に延在する複数本の一側補助動作用線状電極が設けられている。そして、この複数本の一側補助動作用線状電極へ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力され、複数本の一側補助動作用線状電極に近接する移動子を４本の主動作用線状電極側に移動させるようになっている。

このため、より低い摩擦抵抗で、移動子の動作を補正することすることができる。

図１は、本発明による４線式静電アクチュエータ１００の構成の一例を示す斜視図である。 図２は、図１に示す４線式静電アクチュエータ１００を模式的に示す上面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った４線式静電アクチュエータ１００の断面を示す断面図である。 図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿った４線式静電アクチュエータ１００の断面を示す断面図である。 図５は、主動作用線状電極１ａ〜１ｄに印加される信号ａ〜ｄの波形の一例を示す波形図である。 図６は、補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖに印加される信号ｓ〜ｖの波形の一例を示す波形図である。

以下、本発明による４線式静電アクチュエータの実施の形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本発明による４線式静電アクチュエータ１００の構成の一例を示す斜視図である。また、図２は、図１に示す４線式静電アクチュエータ１００を模式的に示す上面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った４線式静電アクチュエータ１００の断面を示す断面図である。また、図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿った４線式静電アクチュエータ１００の断面を示す断面図である。なお、簡単のため、図２おいては、カバーフィルム１０３、摺動構造膜１０４を省略している。

図１および図２に示すように、４線式静電アクチュエータ１００は、一面１０２ａと他面１０２ｂとを有する基板１０２と、基板１０２の一面１０２ａに各々独立して設けられ、互いに平行に等間隔で配置された少なくとも４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄと、基板１０２の一面１０２ａに各々独立して設けられ、互いに平行に等間隔で配置された複数の補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖと、を有する固定子１と、この固定子１上に移動自在に配置された移動子２と、を備える。

なお、以下では、主動作用線状電極１ａ〜１ｄの一側（図２の下側）で主動作用線状電極１ａ〜１ｄに直交する方向に延在する補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖを、一側補助動作用線状電極と称し、主動作用線状電極１ａ〜１ｄの他側（図２の上側）で主動作用線状電極１ａ〜１ｄに直交する方向に延在する補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖを、他側補助動作用線状電極と称する場合がある。

以下、固定子１について更に詳述する。上述のように、固定子１は、基板１０２と、基板１０２の一面１０２ａに設けられた導電性を有する少なくとも４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄと、基板１０２の一面１０２ａに設けられた導電性を有する複数の補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖと、を備えている。

ここで、４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄのうち、第１番目の主動作用線状電極１ａと第３番目の主動作用線状電極１ｃへ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、第２番目の主動作用線状電極１ｂと第４番目の主動作用線状電極１ｄへ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力される。

また、隣接する２つの電極、例えば、第１番目の主動作用線状電極１ａと第２番目の主動作用線状電極１ｂに入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有している。

さらに、４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄの一側に（図２の下側）、４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄに直交する方向に延設するとともに、第１番目の主動作用線状電極１ａと第２番目の主動作用線状電極１ｂに各々接続される第１の主動作用バスライン１０１ａと第２の主動作用バスライン１０１ｂが互いに平行に設けられている。

さらに、４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄの他側に（図２の上側）、４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄに直交する方向に延設するとともに第３番目の主動作用線状電極１ｃと第４番目の主動作用線状電極１ｄに各々接続される第３の主動作用バスライン１ｃと第４の主動作用バスライン１ｄとが互いに平行に設けられている。

また、上述のように、４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄの一側（図２の下側）に、４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄに直交する方向に延在する複数本（ここでは４本単位の組が２組で計８本）の一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖが設けられている。

さらに、上述のように、４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄの他側（図２の上側）に、４本の主動作用線状電極に直交する方向に延在する複数本（ここでは４本単位の組が２組で計８本）の他側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖが設けられている。

そして、複数本の一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖと複数本の他側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖとは、４本の主動作用線状電極の両側で、４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄを中心に対称に配置（本実施例では８本ずつ同じ配線ルールで配置）されている。

なお、複数本の一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖは、複数本の他側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖよりも、本数が多く設けられていてもよい。これにより、例えば、４線式静電アクチュエータ１００を壁に固定した場合等、移動子２が固定子１の中央から離れる方向に力（重力）が印加される場合に、この力の向きと反対向き（この場合、補助動作方向Ｚ）に補助力がより働くようにすることができる。

また、補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖが主動作用線状電極１ａ〜１ｄの両側に設けられていることにより、補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖを移動子２の位置補正目的だけでなく、主動作方向Ｘに直交する補助動作方向Ｙ，Ｚを積極的に利用して、移動子２を主動作方向Ｘに対してジグザグに動かすようにすることもできる。

また、４本の一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖのうち、第１番目の一側補助動作用線状電極１ｓと第３番目の一側補助動作用線状電極１ｕへ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、第２番目の一側補助動作用線状電極１ｔと第４番目の一側補助動作用線状電極１ｖへ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力される。

そして、隣接する２つの一側補助動作用線状電極、例えば、第１番目の一側補助動作用線状電極１ｓと第２番目の一側補助動作用線状電極１ｔに入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有する。

すなわち、複数本の一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖへ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力され、複数本の一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖに近接する移動子２を４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄ側（補助動作方向Ｚ）に移動させるようになっている。

また、４本の他側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖのうち、第１番目の他側補助動作用線状電極１ｓと第３番目の他側補助動作用線状電極１ｕへ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、第２番目の他側補助動作用線状電極１ｔと第４番目の他側補助動作用線状電極１ｖへ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力される。

そして、隣接する２つの他側補助動作用線状電極、例えば、第１番目の他側補助動作用線状電極１ｓと第２番目の他側補助動作用線状電極１ｔに入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有する。

すなわち、複数本の他側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖへ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力され、複数本の他側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖに近接する移動子２を４本の主動作用線状電極１ａ〜１ｄ側（補助動作方向Ｙ）に移動させるようになっている。

また、図２に示すように、第１番目の補助動作用線状電極１ｓと第２番目の補助動作用線状電極１ｔに各々接続される第１の補助動作用バスライン１０１ｓと第２の補助動作用バスライン１０１ｔが互いに平行に設けられている。

さらに、第３番目の補助動作用線状電極１ｕと第４番目の補助動作用線状電極１ｖに各々接続される第３の補助動作用バスライン１０１ｕと第４の補助動作用バスライン１０１ｖとが互いに平行に設けられている。

また、図３、図４に示すように、基板１０２の一面１０２ａ上に設けられた主動作用線状電極１ａ〜１ｄおよび補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖを覆ってカバーフィルム１０３が設けられ、さらにカバーフィルム１０３を覆って摺動構造膜１０４が設けられている。

ところで、基板１０２は、例えば、２５μｍの厚さを有する。この基板１０２に用いられる素材としては、例えば、ポリイミド、ガラスエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＴ−Ｇ（テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフレタート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルフイド）、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ポリスチレン系、ＡＢＳ、ポリアクリル酸エステル、ポリエチレン、ポリウレタン等が、選択される。特にPENは高耐熱性、高強度であり好ましい。

また、上述のように、主動作用線状電極１ａ〜１ｄおよび補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖは、基板１０２の一面１０２ａ上に各々独立して設けられ、互いに平行に等間隔で櫛歯状に繰り返し配置されている。そして、この主動作用線状電極１ａ〜１ｄおよび補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖは、例えば、配線ピッチが０．３ｍｍ以下に設定され、また、この主動作用線状電極１ａ〜１ｄおよび補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖは、その厚さとして、例えば、ＰＥＴ基板上に電極材としてＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を形成する場合は、１，５００Å程度を有する（図２ないし図４参照）。

また、図２に示すように、２本の第１、第２の主動作用バスライン１０１ａ、１０１ｂは、各々帯状をなし、上述のように主動作用線状電極１ａ〜１ｄの一側（図２の下側）に、設けられている。

このうち第１の主動作用バスライン１０１ａは、基板１０２の一面（上面）１０２ａに設けられ、この第１の主動作用バスライン１０１ａは、第１番目の主動作用線状電極１ａに電気的に接続されている。

また、第２の主動作用バスライン１０１ｂは、基板１０２の他面（下面）１０２ｂに設けられ、第２番目の主動作用線状電極１ｂに電気的に接続されている。また、基板１０２には、基板１０２を貫通し、基板１０２の他面１０２ｂに設けられた第２の主動作用バスライン１０１ｂに接続されるスルーホール配線１ｂ２が設けられている。さらに、基板１０２の一面１０２ａに、第２番目の主動作用線状電極１ｂの一側とスルーホール配線１ｂ２とを接続するパッド電極１ｂ１が設けられている。

これにより、第２の主動作用バスライン１０１ｂは、第２番目の主動作用線状電極１ｂに電気的に接続される。

また、２本の第３、第４の主動作用バスライン１０１ｃ、１０１ｄは、各々帯状をなし、上述のように主動作用線状電極１ａ〜１ｄの他側（図２の上側）に、設けられている。

また、第３の主動作用バスライン１０１ｃは、基板１０２の一面（上面）１０２ａに設けられ、第３番目の主動作用線状電極１ｃに電気的に接続されている。

また、第４の主動作用バスライン１０１ｄは、基板１０２の他面（下面）１０２ｂに設けられ、第４番目の主動作用線状電極１ｄに電気的に接続されている。ここで、基板１０２には、基板１０２を貫通し、基板１０２の他面１０２ｂに設けられた第４の主動作用バスライン１０１ｄと接続されるスルーホール配線１ｄ２が設けられている。そして、基板１０２の一面（上面）１０２ａに、第４番目の主動作用線状電極１ｄの一側とスルーホール配線１ｄ２とを接続するパッド電極１ｄ１が設けられている。

これにより、第４の主動作用バスライン１０１ｄは、第４番目の主動作用線状電極１ｄに電気的に接続されている。

また、図２に示すように、２本の第１、第２の補助動作用バスライン１０１ｓ、１０１ｔは、各々帯状をなして設けられている。右下の101s、101tは各々図示しないが外部との接続端子100s、100tと接続されている。

このうち第１の補助動作用バスライン１０１ｓは、基板１０２の一面（上面）１０２ａに設けられ、この第１の補助動作用バスライン１０１ｓは、第１番目の補助動作用線状電極１ｓに電気的に接続されている。

また、第２の補助動作用バスライン１０１ｔは、基板１０２の他面（下面）１０２ｂに設けられ、第２番目の補助動作用線状電極１ｔに電気的に接続されている。また、基板１０２には、基板１０２を貫通し、基板１０２の他面１０２ｂに設けられた第２の補助動作用バスライン１０１ｔに接続されるスルーホール配線１ｔ２が設けられている。さらに、基板１０２の一面１０２ａに、第２番目の補助動作用線状電極１ｔの一側とスルーホール配線１ｔ２とを接続するパッド電極１ｔ１が設けられている。

これにより、第２の補助動作用バスライン１０１ｔは、第２番目の補助動作用線状電極１ｔに電気的に接続される。

また、２本の第３、第４の補助動作用バスライン１０１ｕ、１０１ｖは、各々帯状をなして設けられている。左下の101u、101vは各々図示しないが外部との接続端子100u、100vと接続されている。

また、第３の補助動作用バスライン１０１ｕは、基板１０２の一面（上面）１０２ａに設けられ、第３番目の補助動作用線状電極１ｕに電気的に接続されている。

また、第４の補助動作用バスライン１０１ｖは、基板１０２の他面（下面）１０２ｂに設けられ、第４番目の補助動作用線状電極１ｖに電気的に接続されている。ここで、基板１０２には、基板１０２を貫通し、基板１０２の他面１０２ｂに設けられた第４の補助動作用バスライン１０１ｖと接続されるスルーホール配線１ｖ２が設けられている。そして、基板１０２の一面（上面）１０２ａに、第４番目の補助動作用線状電極１ｖの一側とスルーホール配線１ｖ２とを接続するパッド電極１ｖ１が設けられている。

これにより、第４の補助動作用バスライン１０１ｖは、第４番目の補助動作用線状電極１ｖに電気的に接続されている。

なお、図２において、第１番目の補助動作用バスライン１０１ｓは、部分的に離れている領域があるが、この離れている領域間は図示しない配線を介して電気的に接続されている。また、他の補助動作用バスライン１０１ｔ〜１０１ｖについても同様である。

次に、図３、図４により、固定子１のカバーフィルム１０３および摺動構造膜１０４について詳述する。

図３、図４に示すように、カバーフィルム１０３は、基板１０２上に主動作用線状電極１ａ〜１ｄ、補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖを覆うように設けられている。このカバーフィルム１０３は、例えば、１２．５μｍの厚さを有する。このカバーフィルム１０３に用いられる素材としては、例えば、ポリイミドが選択される。

また、摺動構造膜１０４は、カバーフィルム１０３上に設けられている。この摺動構造膜１０４は、移動子２の下面（後述のベースフィルム２ａの下面）に対して摺動性を有する。この摺動構造膜１０４は、例えば、数ｎｍの厚さを有する。この摺動構造膜１０４に用いられる素材としては、例えば、シリコンが選択される。

なお、主動作用線状電極１ａ〜１ｄおよび補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖの上面から抵抗体膜２ｂの帯電面（下面）までの距離Ｄは、例えば、３０μｍ以上、１５０μｍ以下に設定される。

次に、図１および図２により移動子２について詳述する。

図１および図２に示すように、移動子２は、固定子１上に配置されている。この移動子２は、図３、図４に示すように、ベースフィルム２ａと、抵抗体膜２ｂと、を有する。

ベースフィルム２ａは、固定子１に対向して接触するように配置される。このベースフィルム２ａは、例えば、２５μｍ程度の厚さを有する。

このベースフィルム２ａに用いられる素材としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＴ−Ｇ（テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体）、PEN（ポリエチレンナフレタート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルフイド）、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ポリスチレン系、ＡＢＳ、ポリアクリル酸エステル、ポリエチレン、ポリウレタン等が、選択される。特にPENは高耐熱性、高強度であり好ましい。

抵抗体膜２ｂは、ベースフィルム２ａ上に設けられている。この抵抗体膜２ｂは、例えば、１μｍ程度の厚さを有する。また、抵抗体膜２ｂは、例えば、１０^１１〜１０^１３Ω／□の範囲の表面抵抗率を有する。

次に、以上のような構成を有する本実施形態の作用について説明する。始めに、移動子２が主動作用線状電極１ａ〜１ｄ上に位置して主動作方向Ｘに動作する場合について説明する。

まず、図２に示すように、信号ａ〜ｄは、図示しない駆動回路から４線式静電アクチュエータ１００に第１〜第４の主動作用入力端子１００ａ〜１００ｄを介して入力される。このとき、各信号ａ〜ｄは、主動作用バスライン１０１ａ〜１０１ｄ、スルーホール配線１ｂ２、１ｄ２、および、パッド電極１ｂ１、１ｄ１を介して、主動作用線状電極１ａ〜１ｄに、それぞれ印加される。

ここで、図５は、主動作用線状電極１ａ〜１ｄに印加される信号ａ〜ｄの波形の一例を示す波形図である。なお、図５では、信号ａ〜ｄが矩形波の場合について示しているが、信号ａ〜ｄが正弦波である場合も同様の位相関係になる。

図５に示すように、隣接する主動作用線状電極１ａ、１ｂに入力される２つの信号ａ、ｂは、４分の１周期だけずれている。同様に、隣接する主動作用線状電極１ｂ、１ｃに入力される２つの信号ｂ、ｃは、４分の１周期だけずれている。同様に、隣接する主動作用線状電極１ｃ、１ｄに入力される２つの信号ｃ、ｄは、４分の１周期だけずれている。

この場合、各信号ａ〜ｄは、同一強度（振幅）を有する。また、各信号ａ〜ｄの振幅（電圧）の絶対値は、例えば、８００Ｖ以下に設定される。

これにより、第１番目の主動作用線状電極１ａと第３番目の主動作用線状電極１ｃには、各々位相が反転した（位相が半周期ずれた）信号（矩形波信号または正弦波信号）ａ、ｃが入力される。また、第２番目の主動作用線状電極１ｂと第４番目の主動作用線状電極１ｄには、各々位相が反転した（位相が半周期ずれた）信号（矩形波信号または正弦波信号）ｂ、ｄが入力される。

この場合、移動子２の抵抗体膜２ｂにより、主動作用線状電極１ａ〜１ｄに印加される信号ａ〜ｄに応じて帯電する。そして、例えば、図５に示すように、信号ａ〜ｄの振幅が変化することにより、この移動子２の帯電部と主動作用線状電極１ａ〜１ｄに蓄積された静電エネルギーに応じて、移動子２が、固定子１上を主動作用線状電極１ａ〜１ｄに垂直な方向（主動作方向Ｘ）に、移動する（図２）。

次に、移動子２が主動作方向Ｘから逸れることにより、一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖ上に位置し、補助動作方向Ｚに力を受けて移動子２が動作する場合について説明する。なお、移動子２が主動作方向Ｘから逸れることにより、他側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖ上に位置し、補助動作方向Ｙに力を受けて移動子２が動作する場合も同様である。

ここで、図６は、補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖに印加される信号ｓ〜ｖの波形の一例を示す波形図である。なお、図６では、信号ｓ〜ｖが矩形波の場合について示しているが、信号ｓ〜ｖが正弦波である場合も同様の位相関係になる。

図６に示すように、隣接する一側補助動作用線状電極１ｓ、１ｔに入力される２つの信号ｓ、ｔは、４分の１周期だけずれている。同様に、隣接する一側補助動作用線状電極１ｔ、１ｕに入力される２つの信号ｔ、ｕは、４分の１周期だけずれている。同様に、隣接する一側補助動作用線状電極１ｕ、１ｖに入力される２つの信号ｕ、ｖは、４分の１周期だけずれている。

この場合、各信号ｓ〜ｖは、同一強度（振幅）を有する。また、各信号ｓ〜ｖの振幅（電圧）の絶対値は、例えば、８００Ｖ以下に設定される。

これにより、第１番目の一側補助動作用線状電極１ｓと第３番目の一側補助動作用線状電極１ｕには、各々位相が反転した（位相が半周期ずれた）信号（矩形波信号または正弦波信号）ｓ、ｕが入力される。また、第２番目の一側補助動作用線状電極１ｔと第４番目の一側補助動作用線状電極１ｖには、各々位相が反転した（位相が半周期ずれた）信号（矩形波信号または正弦波信号）ｔ、ｖが入力される。

この場合、移動子２の抵抗体膜２ｂにより、一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖに印加される信号ｓ〜ｖに応じて帯電する。そして、例えば、図６に示すように、信号ｓ〜ｖの振幅が変化することにより、この移動子２の帯電部と一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖに蓄積された静電エネルギーに応じて、移動子２が、固定子１上を一側補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖに垂直な方向（主動作用線状電極に向かう補助動作方向Ｚ）に力を受けて、移動する（図２）。

これにより、本実施例に係る４線式静電アクチュエータ１００においては、移動子２が主動作方向Ｘから逸れても、補助動作用線状電極１ｓ〜１ｖ上に近接することにより、補助動作方向Ｚに力を受ける。すなわち、移動子を固定子の中央側に戻す方向のモーメント成分が発生し、移動子の摩擦抵抗が大きくすることなく、移動子２が主動作用線状電極に向けて動作することになる。

以上のように、本実施例に係る４線式静電アクチュエータによれば、より低い摩擦抵抗で、移動子の動作を補正することができる。

なお、上記実施例では、少なくとも４本の補助動作用線状電極が設けられているが、主動作用線状電極に向かう補助動作方向Ｙ、Ｚに力を印加できれば、補助動作用線状電極が３本以下であってもよい。

１ 固定子
１ａ １番目の主動作用線状電極
１ｂ ２番目の主動作用線状電極
１ｃ ３番目の主動作用線状電極
１ｄ ４番目の主動作用線状電極
１ｓ、１ｓｂ １番目の補助動作用線状電極
１ｔ、１ｔｂ ２番目の補助動作用線状電極
１ｕ、１ｕｂ ３番目の補助動作用線状電極
１ｖ、１ｖｂ ４番目の補助動作用線状電極
１ｂ１、１ｄ１、１ｔ１、１ｕ１、１ｔｂ１、１ｕｂ１ パッド電極
１ｂ２、１ｄ２、１ｔ２、１ｕ２、１ｔｂ２、１ｕｂ２ スルーホール配線
２ 移動子
２ａ ベースフィルム
２ｂ 抵抗体膜
１００ ４線式静電アクチュエータ
１００ａ 第１の主動作用入力端子
１００ｂ 第２の主動作用入力端子
１００ｃ 第３の主動作用入力端子
１００ｄ 第４の主動作用入力端子
１００ｓ 第１の補助作用入力端子
１００ｔ 第２の補助作用入力端子
１００ｕ 第３の補助作用入力端子
１００ｖ 第４の補助作用入力端子
１０１ａ 第１の主動作用バスライン
１０１ｂ 第２の主動作用バスライン
１０１ｃ 第３の主動作用バスライン
１０１ｄ 第４の主動作用バスライン
１０１ｓ 第１の補助動作用バスライン
１０１ｔ 第２の補助動作用バスライン
１０１ｕ 第３の補助動作用バスライン
１０１ｖ 第４の補助動作用バスライン
１０２ 基板
１０３ カバーフィルム
１０４ 摺動構造膜
ａ〜ｄ、ｓ〜ｖ 信号
Ｄ 距離
Ｘ 主動作方向
Ｙ、Ｚ 補助動作方向

Claims (9)

1. 一面と他面とを有する基板と、前記基板の一面に各々独立して設けられ、互いに平行に等間隔で配置された少なくとも４本の主動作用線状電極と、を有する固定子と、
   前記固定子上に配置された移動子と、を備え、
   ４本の主動作用線状電極のうち、第１番目の主動作用線状電極と第３番目の主動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
   第２番目の主動作用線状電極と第４番目の主動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
   隣接する２つの電極に入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有し、
   前記４本の主動作用線状電極の一側に、前記４本の主動作用線状電極に直交する方向に延在する複数本の一側補助動作用線状電極を設け、
   前記複数本の一側補助動作用線状電極へ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力される
   ことを特徴とする４線式静電アクチュエータ。
2. 前記４本の主動作用線状電極の他側に、前記４本の主動作用線状電極に直交する方向に延在する複数本の他側補助動作用線状電極を設け、
   前記複数本の他側補助動作用線状電極へ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力される
   ことを特徴とする請求項１に記載の４線式静電アクチュエータ。
3. 前記複数本の一側補助動作用線状電極と前記複数本の他側補助動作用線状電極とは、前記４本の主動作用線状電極の両側で、前記４本の主動作用線状電極を中心に対称に配置されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の４線式静電アクチュエータ。
4. 前記複数本の一側補助動作用線状電極のうち、第１番目の一側補助動作用線状電極と第３番目の一側補助動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
   第２番目の一側補助動作用線状電極と第４番目の一側補助動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
   隣接する２つの一側補助動作用線状電極に入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の４線式静電アクチュエータ。
5. 前記複数本の他側補助動作用線状電極のうち、第１番目の他側補助動作用線状電極と第３番目の他側補助動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
   第２番目の他側補助動作用線状電極と第４番目の他側補助動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
   隣接する２つの他側補助動作用線状電極に入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の４線式静電アクチュエータ。
6. 前記複数本の一側補助動作用線状電極は、前記複数本の他側補助動作用線状電極よりも、本数が多く設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載の４線式静電アクチュエータ。
7. 一面と他面とを有する基板と、前記基板の一面に各々独立して設けられ、互いに平行に等間隔で配置された少なくとも４本の主動作用線状電極と、を有し、移動子が配置される固定子において、
   ４本の主動作用線状電極のうち、第１番目の主動作用線状電極と第３番目の主動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
   第２番目の主動作用線状電極と第４番目の主動作用線状電極へ、各々位相が反転した矩形波信号または正弦波信号が入力され、
   隣接する２つの電極に入力される２つの信号は、４分の１周期だけずれて同一強度を有し、
   前記４本の主動作用線状電極の一側に、前記４本の主動作用線状電極に直交する方向に延在する複数本の一側補助動作用線状電極を設け、
   前記複数本の一側補助動作用線状電極へ互いに異なる位相の矩形波信号または正弦波信号が入力される
   ことを特徴とする固定子。
8. 前記複数本の一側補助動作用線状電極に近接する前記移動子を前記４本の主動作用線状電極側に移動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の４線式静電アクチュエータ。
9. 前記複数本の一側補助動作用線状電極に近接する前記移動子を前記４本の主動作用線状電極側に移動させる
   ことを特徴とする請求項７に記載の固定子。

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