JPH07129244A

JPH07129244A - 微動機構

Info

Publication number: JPH07129244A
Application number: JP5274078A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Miyazaki; 俊彦宮▲崎▼; Akira Kuroda; 亮黒田; Toshimitsu Kawase; 俊光川瀬; Masahiro Tagawa; 昌宏多川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】相互干渉のない薄型で小型化に適している微
動機構を提供する。【構成】微動機構１は、２つの固定部１２ａ，１２ｂ
と２つの弾性変形部１３ａ，１３ｂとからなる枠部と、
該枠部の中央に位置する可動部１０と、この可動部１０
を案内するための４つの板ばね１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄと、可動部１０を駆動するためのの２つの駆
動用伸縮素子１４ａ，１４ｂとから構成されている。す
なわち、微動機構１の基本構成は、可動部１０が４本の
同形の板ばね１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄにより、
固定部１２ａ，１２ｂに対して、第１の方向（矢印Ｘ方
向）に案内されて支持される、一体型平行ばね機構であ
る。この一体型平行ばね機構は、シリコンの単結晶基板
を結晶軸異方性エッチングすることにより形成したもの
であり、駆動用伸縮素子１４ａ，１４ｂとして、１００
Ｖの印加電圧で約３μｍの伸び変化をする積層型圧電素
子を使用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微動機構に関するもの
であり、特に、走査型トンネル顕微鏡及びその応用装置
等の走査機構や精密位置決めなどに用いられる微動機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年において、導体の表面原子の電子構
造を直接観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下、ＳＴ
Ｍと略す）が開発され、広範囲な応用が期待されてい
る。また、ＳＴＭ技術を応用した原子間力顕微鏡が開発
され、絶縁性の試料に対しても原子オーダーの観測がで
きるようになってきた。これらの新しい顕微鏡は、走査
型プローブ顕微鏡（ＳＰＭと略す）と総称され、様々な
応用が考えられている。特に、記録媒体中に高分解で情
報を書込む記録装置、また記録媒体中に書込まれた情報
を高分解能で読み出す再生装置としての応用が進められ
ている。

【０００３】このようにＳＴＭ技術を応用した装置で
は、プローブと記録媒体とを１ｎｍ程度まで近付けるた
め、高度な精密制御技術が必要とされている。

【０００４】このＳＰＭの従来技術において、探針と試
料表面の観察場所とを相対的に移動させるための機構と
して、円筒型の圧電アクチュエータ（図８参照）やバイ
モルフを用いたステージ（図９参照）などが用いられて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円筒型
圧電アクチュエータをＳＰＭなどの走査機構に用いる場
合には、以下に記述するような問題点がある。（１）アクチュエータ先端が円弧状の変位をし、通常先
端に固定されているプローブと試料面のなす角度が一定
でなくなるため、得られる画像のＳ／Ｎが悪化する。（２）また、分割電極を精密に製作できないため、ＸＹ
方向（面内）の動きが相互干渉する。（３）さらに、円筒型圧電アクチュエータはその寸法が
軸方向に長くなり、またアクチュエータの中側は空洞で
あるため、スペース効率が悪い、すなわち、小型化に不
適当である。

【０００６】一方、バイモルフを用いたステージＳＰＭ
などの走査機構に使用する場合には、以下の問題点があ
る。（１）ステージ構成から可動部の質量が大きくなるた
め、固有振動が低くなり、走査速度が早くできない。（２）また、可動部にＸ方向、Ｙ方向の機構が接続され
ているため、ＸＹ（面内）方向の動きが干渉する。（３）さらに、構造が大きくなるため、ＳＰＭ装置全体
の小型化には不適当である。

【０００７】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、相互干渉のない薄型で小型
化に適している微動機構を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、第１の可動部を第１の方向に案内する第１
の一体型平行ばねと、前記第１の可動部を前記第１の方
向に駆動する第１の伸縮素子と、第２の可動部を第２の
方向に案内する第２の一体型平行ばねと、前記第２の可
動部を前記第２の方向に駆動する第２の伸縮素子とから
構成され、前記第１の可動部と前記第２の可動部とが相
対的に二次元を可動とするように、配置したことを特徴
とするものである。

【０００９】また、前記一体型平行ばねが単結晶材料か
らなるものや、シリコン単結晶材料からなるものや、異
方性エッチングにより製作されているものとすることが
できる。

【００１０】さらに、前記一体型平行ばねのばね部分が
板ばねにより構成されている。

【００１１】そして、前記一体型平行ばねと前記伸縮素
子に設けた位置決め手段により該伸縮手段が該一体型平
行ばねに位置決めされている。

【００１２】また、前記位置決め手段が凹凸の組合せで
ある。

【００１３】さらに、前記一体型平行ばねに設けられた
弾性部材により前記伸縮素子に予荷重を加える構成にな
っている。

【００１４】そして、前記伸縮素子が電歪素子である。

【００１５】また、前記一体型平行ばねは一対の伸縮素
子を備え、一方の伸縮素子を伸ばして他方の伸縮素子を
縮めるように電圧を印加することで、可動部を伸縮素子
の駆動範囲で駆動する構成のものである。

【００１６】

【作用】上記のとおりに構成された本発明では、第１の
方向及び第２の方向の各々の可動部に対応して駆動機構
が各々接続されているので、ＸＹ（面内）方向の動きの
干渉が発生せず、また、ステージ構成でないため、質量
も大きくならない。また、可動部の運動が直線状に変位
するため、プローブと試料面のなす角度を一定に保持で
きる。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は本発明の微動機構の一実施例の特徴
を最も表わす図面であり、微動機構の平面図を示してい
る。

【００１９】図１に示すように、微動機構１は、２つの
固定部１２ａ，１２ｂと２つの弾性変形部１３ａ，１３
ｂとからなる枠部と、該枠部の中央に位置する可動部１
０と、この可動部１０を案内するための４つの板ばね１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、可動部１０を駆動す
るためのの２つの駆動用伸縮素子１４ａ，１４ｂとから
構成されている。

【００２０】すなわち、微動機構１の基本構成は、可動
部１０が４本の同形の板ばね１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
１１ｄにより、固定部１２ａ，１２ｂに対して、第１の
方向（矢印Ｘ方向）に案内されかつ支持される、一体型
平行ばね機構である。一対の駆動用伸縮素子１４ａ，１
４ｂは可動部１０を第１の方向に駆動するためのもので
ある。この一体型平行ばね機構は、シリコンの単結晶基
板を結晶軸異方性エッチングすることにより形成したも
のであり、駆動用伸縮素子１４ａ，１４ｂは、１００Ｖ
の印加電圧で約３μｍの伸び変化をする積層型圧電素子
を使用した。

【００２１】微動機構１の可動部１０の駆動方法につい
ては、先ず、図示右側の駆動用伸縮素子１４ｂに１００
Ｖの電圧を、図示左側の駆動用伸縮素子１４ａに０Ｖの
電圧をそれぞれ印加し、次に、図示右側の駆動用伸縮素
子１４ｂに０Ｖの電圧を、図示左側の駆動用伸縮素子１
４ａに１００Ｖの電圧をそれぞれ印加することで、可動
部１０が図示右方向に約３μｍ動く。このように左右の
駆動用伸縮素子１４ａ，１４ｂに加える電圧を、片側の
駆動用伸縮素子を伸ばして反対側の駆動用伸縮素子を縮
めるように印加することで、可動部１０を駆動用伸縮素
子１４ａ，１４ｂの駆動範囲で動かすことができる。

【００２２】本実施例による一体型平行ばね機構の作製
工程は、先ず、両面研磨したｎ型シリコン（１００）基
板に、マスク層となる窒化シリコンをＣＶＤ法にて５０
ｎｍ成膜し、一体型平行ばね機構の構成部分を残すよう
に基板表面のマスク層をパターニングした後、基板表面
の窒化シリコン膜をＣＦ₄ガスを用いたドライエッチン
グによりエッチングし、８０℃に加熱した濃度３０％の
水酸化カリウム水溶液にてシリコン基板をエッチングす
る。この結果、一体型平行ばね機構ができあがる。

【００２３】図２は、本実施例の一体型平行ばね機構と
駆動用伸縮素子との関係を示すための、駆動用伸縮素子
の伸縮方向を通る断面で切った断面図である。

【００２４】図２の（ａ）に示すように、符号１０は可
動部であり、この可動部１０の端面には異方性エッチン
グにより形成された位置決め手段としての山形出張り１
００が形成されている。また、弾性変形部１３ｂの端面
にも、異方性エッチングにより形成された山形出張り１
３０が形成されている。山形出張り１００，１３０の頂
角は面方位により決まり、この場合約１０９．４度であ
った。駆動用伸縮素子１４ｂの両端には、位置決め手段
としてのＶ字型溝１４０，１４１がそれぞれ形成され、
このＶ字型溝１４０，１４１は山形出張り１００，１３
０の頂角に合わせ約１１０度に加工してある。

【００２５】そして、図２の（ｂ）は、駆動用伸縮素子
１４ｂを一体型平行ばね機構に設置した状態を示し、駆
動用伸縮素子１４ｂのＶ字型溝１４０に山形出張り１０
０を、Ｖ字型溝１４１に山形出張り１３０がそれぞれ嵌
合しており、可動部１０を挟んで反対側にも同様な駆動
用伸縮素子（図１に示した駆動用駆動用素子１４ａ）が
嵌合している。この山形出張り１００，１３０とＶ字型
溝１４０，１４１の凹凸により、駆動用伸縮素子１４ｂ
は一体型平行ばね機構の所定位置に設置できる。駆動用
伸縮素子１４ｂの伸縮方向（矢印Ｘ方向）における２つ
のＶ字型溝１４０，１４１の間隔は、一体型平行ばね機
構の開口部の２つの山形出張り１００、１３０の間隔の
より短くなっている。すなわち、駆動用伸縮素子１４ｂ
には弾性変形部１３ｂにより伸縮方向に予荷重が加えら
れていることになる。

【００２６】図３は本実施例の微動機構の主要構成部品
の組立前の斜視図を示している。

【００２７】図３に示すように、下方から、符号５はＸ
方向微動機構（図１に示した微動機構１）、符号４はＹ
方向可動部材、符号２はＸ方向可動部材、符号３はＹ方
向微動機構（図１に示した微動機構１と同様な微動機
構）である。各微動機構３，５は、上述の一体型平行ば
ね機構からできており、同一形状である。Ｘ方向可動部
材４をＸ方向微動機構５の可動部５０に固定して取り付
け、固定部５２ａ，５２ｂを不図示のＸ方向粗動機構に
取り付けることで、Ｘ方向可動部材５をＸ方向（第１の
方向）に微動粗動できるようにする。また、Ｙ方向可動
部材２をＹ方向微動機構３の可動部３０に固定して取り
付け、固定部３２ａ，３２ｂを不図示のＹ方向粗動機構
に取り付けることで、Ｙ方向可動部材２をＹ方向（第２
の方向）に微動粗動できるようにする。Ｘ方向可動部材
４とＹ方向可動部材２とを対向させ、前記Ｘ方向粗動機
構とＹ方向粗動機構を後述する同一フレーム（不図示）
に固定し、上述のように各駆動用伸縮素子３４ａ，３４
ｂ，５４ａ，５４ｂを駆動することで、各可動部材２，
４を相対的にＸＹ方向に微動粗動できるようにする。こ
のときの各可動部材２，４のすなわち可動部３０，５０
の動きは互いに独立している。

【００２８】図４は本実施例の微動機構を走査機構とし
て使用した情報記録再生装置を表わす構成面である。

【００２９】図４に示すように、符号６はタングステン
製の複数のプローブ電極を示し、この複数のプローブ電
極６はＺ方向駆動機構２０によりＺ方向に駆動されると
ともにＹ方向微動（走査）機構３により走査・微動され
る。また、符号３５はＹ方向微動機構３に載った複数の
プローブ電極６をＹ方向に粗動するＹ方向粗動機構であ
り、このＹ方向粗動機構３５は斜線で示されているフレ
ーム８に固定されている。また、Ｙ方向微動機構３の固
定部３２ａ，３２ｂ（図３参照）がＹ方向粗動機構３５
に固定されている。符号４１はマイカをへき開して得ら
れた平滑な基板、符号４２は基板４１の上にＡｕをエピ
キタシャル成長させた下地電極、符号４３は電気メモリ
ー効果を有するスクアリリウム−ビス−６−オクチルア
ズレン（以下、ＳＯＡＺと略す）をＬＢ法により８層累
積した記録層であり、これら基板４１、下地電極４２、
記録層４３は記録媒体４０を構成している。符号５は記
録媒体４０をＸ方向に走査・微動するＸ方向微動（走
査）機構、符号５５はＸ方向微動機構５に載った記録媒
体４０をＸ方向に粗動するＸ方向粗動機構であり、この
Ｘ方向粗動機構５５は斜線で示されているフレーム８に
固定されている。また、Ｘ方向微動機構５の固定部５２
ａ，５２ｂ（図３参照）がＸ方向粗動機構５５に固定さ
れている。

【００３０】符号７は記録再生装置の上位装置との接続
を行うインターフェース、符号７０は記録再生装置の各
ブロック間の相互動作の集中制御を行う制御回路、符号
７１は書込み読み出し情報（データ）を制御回路７０か
らの指示により書込んだり読み出したりする書込み読出
し回路、符号７２はプローブ電極６と記録媒体４０との
間にパルス状電圧を印加しデータを書込んだり、読み出
し電圧を印加する電流印加回路、符号７３はプローブ電
極６と記録媒体４０との間に流れる電流を増幅する電流
増幅回路、符号７４は制御回路７０などの指示により電
流増幅回路７３や位置検出回路７９の信号の基にプロー
ブ電極６や記録媒体４０の位置を決定する位置決め回
路、符号７５は位置決め回路７４からのサーボ信号を基
にプローブ電極６や記録媒体４０の相対位置をサーボす
るサーボ回路、符号７６はサーボ回路７５の信号に従い
プローブ電極６のＺ方向駆動機構２０を駆動するＺ方向
駆動回路、符号７７はサーボ回路７５の信号に従いＹ方
向微動機構３とＹ方向粗動機構３５を駆動するＹ方向駆
動回路、符号７８はサーボ回路７５の信号に従いＸ方向
微動機構５とＸ方向粗動機構５５を駆動するＸ方向駆動
回路である。

【００３１】図５はプローブ電極６をＺ方向（記録媒体
表面と垂直方向）に駆動する機構の模式図である。

【００３２】図５に示すように、符号６は複数のプロー
ブ電極、符号２１はバイモルフ梁、符号２２は配線領域
である。バイモルフ梁２０の断面構成は、例えば、上電
極（Ａｕ）／絶縁膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）／圧電層（ＺｎＯ）／
絶縁膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）／中電極（Ａｕ）／絶縁膜（Ｓｉ₃
Ｎ₄）／圧電層（ＺｎＯ）／絶縁膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）／下電
極（Ａｕ）となっており、寸法が６００μｍ×１２０μ
ｍ、厚さ１０μｍ程度のものを作製して用いた。上中下
電極に電圧を加えバイモルフとして駆動させることで、
プローブ電極６を動かすことができ、印加電圧±１０Ｖ
でプローブ電極６のＺ方向の変位量として約４μｍが得
られる。なお、バオモルフ梁２１及びプローブ電極６の
製作は、マイクロメカニクス、あるいはマイクロマシー
ニングと呼ばれている公知の方法で行った（参考文献：
Ｋ．Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎ，Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ，７
０，４２０（１９８２））。

【００３３】タングステン製のプローブ電極６からの信
号線はバイモルフ梁２１上の配線領域２２上の切り替え
回路（不図示）へ導かれ電圧印加回路７２（図４参照）
や電流増幅回路７３（図４参照）とつながっている。ま
た、各バイモルフ梁２１の制御信号をＺ方向駆動回路７
６（図４参照）から導く配線も配線領域２２上に形成さ
れている。

【００３４】次に、本発明に係わる記録再生装置の動作
説明を行う。

【００３５】図４に示すように、先ず、プローブ電極６
は記録媒体４０との接触や衝突を避けるために離れてい
るので、Ｚ方向駆動機構２０によって両者を接近させ
る。その手順は、プローブ電極６と記録媒体４０の下地
電極４２の間に０．１Ｖの読み取り電圧を電圧印加回路
７２で印加して、Ｚ方向駆動機構２０を駆動して電流増
幅回路７３で検出される電流が１０ｐＡになるまでプロ
ーブ電極６を記録媒体４０に近付けることで行う。ここ
で、Ｚ方向駆動機構２０を保持し、プローブ電極６をＹ
方向微動機構３を用いてＹ方向へ走査し、記録媒体４０
とを相互的に二次元走査できる。この状態で読み出し情
報を見たところ情報は何も入っていなかった。さらに詳
しくは、プローブ電極６と記録媒体４０とを走査しなが
ら得られる、電流増幅回路７３の出力値は、プローブ電
極６と記録媒体４０の下地電極４２との間に流れる電流
に換算して１０ｐＡの値であった。

【００３６】記録は、記録媒体４０とプローブ電極６を
二次元走査しながら、記録媒体４０の記録領域上の書込
み位置にきたら、電圧印加回路７２でパルス状電圧（パ
ルス高さ５Ｖ，パルス幅５０ｎｓ）を印加して行う。こ
のパルス状電圧は電気メモリー効果を有する記録層４３
がＯＦＦ（高抵抗）状態からＯＮ（低抵抗）状態に変化
するのに充分な電圧である。書込みのタイミング等は制
御回路７０の制御信号による。

【００３７】再生は、プローブ電極６と記録媒体４０の
下地電極４２の間に０．１Ｖの読み取り電圧を電圧印加
回路７２で印加しながら、プローブ電極６と記録媒体４
０を二次元走査し、記録媒体４０の記録領域上における
電流変化を電流増幅回路７３で見ることで行う。さらに
詳しくは、プローブ電極６と記録媒体４０を走査しなが
ら、得られる電流増幅回路７３の出力値はプローブ電極
６と記録媒体４０の下地電極４２の間に流れる電流に換
算して、記録ビットの位置では電流増幅回路７３の飽和
する１００ｎＡ以上であり、その他の場所は１０ｐＡの
値であった。この電流変化は書込み読み出し回路７１に
よって読み出し情報となりインターフェイス７を通して
上位装置へ伝えられる。読み出しのタイミング等は制御
回路７０の制御信号による。

【００３８】記録ビットの寸法は直径２０ｎｍであっ
た。上述の説明は、１本のプローブ電極で行ったが、プ
ローブ電極６からの信号を切り替える切り替え回路（不
図示）により複数のプローブ電極６からの信号をインタ
ーフェース７へ送ることができる。記録領域を変える時
は、Ｘ方向微動機構５及びＹ方向微動機構３のストロー
クでカバーできる場合は微動駆動し、ストロークが足り
ない場合は各々の方向の粗動機構５５，３５を駆動する
ことで行う。

【００３９】記録層としてＳＯＡＺを例に挙げたが、電
気メモリー効果を有する材料ならば、用いることができ
る。また、記録ビットとして形状変化を用いる記録層を
使用してもよい。

【００４０】本実施例で示した一体型平行ばね機構は一
例であり、例えば図６に示されるような構成でもよい。
図６に示すように、可動部１０は４本の板ばね１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ，１１ｄで固定部１２ａ，１２ｂに支持
されていることは、図１に示したものと同一であるが、
駆動用伸縮素子１４ａが１つしかない、一方向（矢印Ｘ
方向）へ案内される一体型平行ばね機構である。この一
体型平行ばね機構は、上述と同様にシリコンの単結晶基
板を結晶軸異方性エッチングすることにより形成でき
る。また、異方性エッチングの時間を長くすることで、
上述の山形出張りを溝形状にすることも可能であり、こ
の場合は、駆動用伸縮素子側の嵌合部を山形にすること
で構成を替えることができる。さらに、シリコンの単結
晶基板の面方位を変えることも可能である。

【００４１】上記各本実施例の構成にて、可動部の質量
を小さくすることができたため、固有振動数を高くで
き、高速スキャンが可能になった。また、シリコン単結
晶の異方性エッチングで一体型平行ばね機構を製作した
が、薄型の微動機構が実現できた。また、同一形状の機
構をたくさん作製することが可能である。

【００４２】（他の実施例）図７は本発明の微動機構の
他の実施例の特徴をよく表わす平面図を示している。

【００４３】図７に示すように、符号９０は可動部であ
り、符号９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ，９
１ｆ，９１ｇ，９１ｈは両端円弧切り欠き形状の弾性ヒ
ンジばね、符号９２ａ，９２ｂは固定部、符号９３ａ，
９３ｂは弾性変形部、符号９４ａ，９４ｂは駆動用伸縮
素子である。微動機構９の基本構成は、可動部９０が８
個の同形の弾性ヒンジばね９１ａ〜９１ｈで支持され固
定部９２ａ，９２ｂに対して一方向（矢印Ｘ方向）へ案
内される一体型平行ばね機構である。この一体型平行ば
ね機構は、リン青銅薄板をホトリソグラフィーを応用し
て両面からエッチングすることで製作した。

【００４４】本実施例の一体型平行ばね機構と駆動用伸
縮素子との関係は、上記図２と同様である。ただし、エ
ッチングによりできた山形出張りは、単結晶シリコンを
用いたときほど精度良くは形成されない。そして、駆動
用伸縮素子の両端には山形出張りの頂角に合わせてＶ字
型の溝が加工してある。ここでは、１００Ｖの印加電圧
で約３μｍの伸び変位をする積層型圧電素子を使用し
た。また、駆動用伸縮素子には弾性変形部により予荷重
が加えられている。駆動方法は上述実施例と同様に、駆
動用伸縮素子の片側を縮め、反対側を伸ばすことで行
う。

【００４５】この微動機構を図３と同様に、Ｘ方向可動
部とＹ方向可動部とがＸＹ方向に相対的に動く構成にす
ることで、二次元走査が可能な微動機構ができた。

【００４６】本実施例の一体型平行ばね機構はエッチン
グで作るので同一形状のものを多数作ることが可能であ
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。

【００４８】従来機構と比較し、小型化（特に薄型化）
や高剛性化が実現できた。

【００４９】また、駆動用伸縮素子との位置決めがエッ
チングによりできた形状により簡単にできるようにな
り、二次元微動機構の信頼性が向上する。

【００５０】さらに、Ｘ方向微動機構とＹ方向微動機構
とを同じものを用いることができ、部品点数などの少数
化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微動機構の一実施例の特徴を最も表わ
す図面であり、微動機構の平面図を示している。

【図２】本実施例の一体型平行ばね機構と駆動用伸縮素
子との関係を示すための、駆動用伸縮素子の伸縮方向を
通る断面で切った断面図であり、（ａ）は組立前の状態
を、（ｂ）は組立後の状態を示している。

【図３】本実施例の微動機構の主要構成部品の組立前の
斜視図を示している。

【図４】本実施例の微動機構を使用した記録再生装置の
構成図である。

【図５】本実施例に用いたプローブＺ方向駆動機構の斜
視図である。

【図６】一体型平行ばね機構の他の形態を示す平面図で
ある。

【図７】本発明の微動機構の他の実施例の一体型平行ば
ね機構を用いた、一軸の微動機構を示す平面図である。

【図８】従来の微動機構である円筒型の圧電アクチュエ
ータを示す図である。

【図９】従来の微動機構であるバイモルフを用いたステ
ージを示す図である。

【符号の説明】

１微動機構２Ｙ方向可動部材３Ｙ方向微動機構４Ｘ方向可動部材５Ｘ方向微動機構６プローブ電極７インターフェース８フレーム９微動機構１０，３０，５０可動部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ板ばね１２ａ，１２ｂ，３２ａ，３２ｂ，５２ａ，５２ｂ
固定部１３ａ，１３ｂ，３１ａ，３１ｂ，５１ａ，５１ｂ
弾性変形部１４ａ，１４ｂ，３４ａ，３４ｂ，５４ａ，５４ｂ
駆動用伸縮素子２０Ｙ方向微動機構２１バイモルフ梁２２配線領域３５Ｙ方向粗動機構４０記録媒体４１基板４２下地電極４３記録層５５Ｘ方向粗動機構７０制御回路７１書込み読出し回路７２電圧印加回路７３電流増幅回路７４位置決め回路７５サーボ回路７６Ｚ方向駆動回路７７Ｙ方向駆動回路７８Ｘ方向駆動回路７９位置検出回路９０可動部９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ，９１ｆ，９
１ｇ，９１ｈ弾性ヒンジ部９２ａ，９２ｂ固定部９３ａ，９３ｂ弾性変形部１００，１３０山形出張り１４０，１４１Ｖ字型溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者多川昌宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の可動部を第１の方向に案内する第
１の一体型平行ばねと、前記第１の可動部を前記第１の
方向に駆動する第１の伸縮素子と、第２の可動部を第２
の方向に案内する第２の一体型平行ばねと、前記第２の
可動部を前記第２の方向に駆動する第２の伸縮素子とか
ら構成され、前記第１の可動部と前記第２の可動部とが
相対的に二次元を可動とするように、配置したことを特
徴とする微動機構。
【請求項２】前記第１の方向と前記第２の方向とは互
いに直交する請求項１に記載の微動機構。
【請求項３】前記一体型平行ばねが単結晶材料からな
る請求項１または２に記載の微動機構。
【請求項４】前記一体型平行ばねがシリコン単結晶材
料からなる請求項１または２に記載の微動機構。
【請求項５】前記一体型平行ばねが異方性エッチング
により製作されている請求項３または４に記載の微動機
構。
【請求項６】前記一体型平行ばねのばね部分が板ばね
により構成されている請求項１乃至５のいずれか１項に
記載の微動機構。
【請求項７】前記一体型平行ばねと前記伸縮素子に設
けた位置決め手段ににより該伸縮素子が該一体型平行ば
ねに位置決めされている請求項１に記載の微動機構。
【請求項８】前記位置決め手段が凹凸の組合せである
請求項７に記載の微動機構。
【請求項９】前記一体型平行ばねに設けられた弾性部
材により前記伸縮素子に予荷重を加える構成になってい
る請求項１乃至８のいずれか１項に記載の微動機構。
【請求項１０】前記伸縮素子が電歪素子である請求項
１乃至９のいずれか１項に記載の微動機構。
【請求項１１】前記一体型平行ばねは一対の伸縮素子
を備え、一方の伸縮素子を伸ばして他方の伸縮素子を縮
めるように電圧を印加することで、可動部を伸縮素子の
駆動範囲で駆動する構成のものである、請求項１乃至１
０のいずれか１項に記載の微動機構。