JPH09121563A

JPH09121563A - 静電アクチュエータ

Info

Publication number: JPH09121563A
Application number: JP30054095A
Authority: JP
Inventors: Shinji Konno; 信次今野; Hisashi Fukuyama; 尚志福山
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 1997-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】円滑に駆動し得る様に改良された静電アクチュ
エータを提供する。【解決手段】絶縁性支持体（１）上に相互に絶縁されて
所定方向に且つ所定の間隔で配置された複数の駆動電極
（２）を備えた第１の部材（３）と、絶縁性薄葉体に前
記第１の部材の駆動電極に対応する電極を設けた第２の
部材（６）とが接する様に配置されており、上記の駆動
電極への印加電圧の切り替えにより生じる第１の部材
（３）と第２の部材（６）との間の静電気の作用による
吸引・反発力によって上記の両者を相対移動させるため
の駆動手段を具備して成る静電アクチュエータにおい
て、第１の部材の駆動電極および第２の部材の電極の表
面に絶縁層を形成し、そして、第１の部材と第２の部材
との何れかの対向面上であって且つ当該部材の電極の上
部相当位置にバインダー（１０）によって固着されたビ
ーズ（１１）の分散層を設けた静電アクチュエータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電アクチュエー
タに関するものであり、詳しくは、円滑に駆動し得る様
に改良された静電アクチュエータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電アクチュエータは、絶縁性支持体上
に相互に絶縁されて所定方向に且つ所定の間隔で配置さ
れた複数の駆動電極を備えた第１の部材と絶縁性薄葉体
に正負の電荷を付与した第２の部材とが接する様に配置
されており、上記の駆動電極への印加電圧の切り替えに
より生じる第１の部材と第２の部材との間の静電気の作
用による吸引・反発力によって上記の両者を相対移動さ
せるための駆動手段を具備して構成される（特開平２−
２８５９７８号公報など参照）。

【０００３】上記の静電アクチュエータは、電極やギャ
ップの寸法を小さくすることにより、力密度を大きく出
来、また、小型化し易いという特徴を有する。そのた
め、静電アクチュエータは、ワードプロセッサーやファ
クシミリ等における用紙搬送機構の様な小型駆動装置、
その他の微小な機械システムの駆動装置として応用され
ることが期待されている。

【０００４】図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の理解を容
易にするために添付された静電アクチュエータの駆動原
理の説明図であり、具体的には、絶縁性フイルムにて第
１の部材（移動子）を構成した静電アクチュエータ（静
電フイルムアクチュエータ）の駆動原理の説明図であ
る。図中、符号（１）は絶縁性支持体、（２）は帯状電
極、（３）は第２の部材（固定子）、（４）は絶縁性フ
イルム、（５）は抵抗体層、（６）は移動子、（７）〜
（９）は電線を示す。

【０００５】先ず、図２（ａ）に示す様に、電線（７）
に正、電線（８）に負の電圧を印加する。これにより、
電線（７）に接続した電極に存する電荷と電線（８）
に接続した電極に存する電荷の電位差により、抵抗体
層（５）に電流が流れ、移動子（６）の絶縁性フイルム
（４）と抵抗体層（５）の境界に電荷が誘導されて平衡
状態となる。この電荷は、説明の便宜上、図２（ｂ）の
点線で示した鏡像電荷で置き換えることが出来る。そし
て、この電荷、の極性は、それぞれ電荷、の極
性と異なるため、図２（ｂ）の状態では移動子（６）は
固定子（３）に吸引されている。

【０００６】次に、図２（ｃ）に示す様に、電線（７）
に負、電線（８）に正、電線（９）に負の電圧を印加す
る。これにより、電極内の電荷は、瞬時に移動できる
が、移動子（６）の誘導電荷は、抵抗体層（５）の抵抗
値が高いために直ぐには移動できない。その結果、移動
子（６）と固定子（３）の間には反発力が発生する。反
発力が発生することにより、固定子（３）と移動子
（６）の間の摩擦が減少し、電線（９）に電圧を印加し
た結果生じる負の電荷と正の誘導電荷（鏡像電荷で言
えば）により、右方向の駆動力が発生する。

【０００７】図２（ｄ）は、上記の駆動力により、移動
子（６）が電極１ピッチ分右方向に移動した結果を示し
ている。移動子（６）を左方向に移動させる場合には、
電線（９）に正の電圧を印加すればよい。そして、上記
の電極１ピッチ毎の移動操作における印加電圧パターン
（図２（ｃ）に示すパターン）は、図２（ａ）に示す状
態とは逆符号の電圧を電線（７）、（８）に印加するも
のであるから、図２（ｃ）における誘導電荷（鏡像電荷
で言えば、及び）は減衰することになる。

【０００８】従って、移動子（６）を右方向に電極１ピ
ッチ毎に連続移動させるには、電荷充電操作と移動操作
とを繰り返す次の様なパターンの電圧を繰り返し印加す
ることが必要である。なお、以下の表１に例示した電圧
パターンは、１サイクルの電圧パターンであり、（Ｇ）
は電圧を印加してない状態を示し、（Ｃ）及び（Ａ）
は、それぞれ、電荷充電操作、移動操作を示し、最初の
（Ｃ）は図２（ａ）に示す状態、最初の（Ａ）は図２
（ｃ）に示す状態である。

【０００９】

【表１】

【００１０】そして、静電アクチュエータを電極１ピッ
チ毎に安定に連続駆動させるには、移動子（６）（抵抗
体層（５））の表面固有抵抗率は、１０¹²〜１０¹⁵Ω／
□の範囲でなければならないとされている。その理由は
次の通りである。すなわち、移動子（６）の表面固有抵
抗が大きい場合には電荷充電に比較的長い時間を要し、
小さい場合には誘導された電荷が瞬時に減衰する。とこ
ろが、図２に示した静電アクチュエータの場合には、移
動子を構成する絶縁性フイルムの抵抗値が大き過ぎるた
め、上記の様な抵抗体層を当該絶縁性フイルムに設けて
僅かな導電性を付与する必要がある。なお、図２に示し
た公知の静電アクチュエータにおいて、絶縁性フイルム
（４）の代わりに、これと同程度の抵抗値を有する他の
絶縁性薄葉体を使用してもよい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電ア
クチュエータは、未だ研究段階にあり、実用化のために
は、各要素の詳細を検討しなければならない状況にあ
る。特に、移動子と固定子の間の接触表面には、常温、
常湿状態で少なくともｎｍオーダーの厚さで水分が吸着
されており、そして、固定子と移動子の間に橋かけ構造
を形成した上記の吸着水の表面張力により、移動子が円
滑に移動しなくなるという問題がある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記実情
に鑑み種々検討を重ねた結果、固定子と移動子との接触
表面を特定状態にするならば、上記の問題を効果的に解
決し得るとの知見を得た。本発明は、上記知見を基に完
成されたものであり、その目的は、円滑に駆動し得る様
に改良された静電アクチュエータを提供することにあ
る。

【００１３】すなわち、本発明の要旨は、絶縁性支持体
上に相互に絶縁されて所定方向に且つ所定の間隔で配置
された複数の駆動電極を備えた第１の部材と、絶縁性薄
葉体に前記第１の部材の駆動電極に対応する電極を設け
たか又は正負の電荷を付与した第２の部材とが接する様
に配置されており、上記の駆動電極への印加電圧の切り
替えにより生じる第１の部材と第２の部材との間の静電
気の作用による吸引・反発力によって上記の両者を相対
移動させるための駆動手段を具備して成る静電アクチュ
エータにおいて、第１の部材の駆動電極および第２の部
材の電極の表面に絶縁層を形成し、そして、第１の部材
と第２の部材との何れかの対向面上であって且つ当該部
材の電極の上部相当位置または電極間の上部相当位置で
あって電極と同一高さにあると見做した場合に当該電極
と接触しない位置にバインダーによって固着されたビー
ズの分散層を設けたことを特徴とする静電アクチュエー
タに存する。

【００１４】以下、添付図面に従って本発明を詳細に説
明する。図１は、本発明の静電アクチュエータにおける
第１の部材（固定子）（３）と第２の部材（移動子）
（６）の一例の模式的説明図である。本発明の静電アク
チュエータの基本的構成は、図２において、移動子
（６）の構成材料が絶縁性フイルムに限定されず、ま
た、移動子の構成がこれに抵抗体層を設けたものに限定
されない点を除き、同図に示した公知の静電アクチュエ
ータと同じである。従って、以下の説明においては、便
宜上、図２中の（４）を絶縁性薄葉体として図２を参照
する。本発明静電アクチュエータは、絶縁性支持体
（１）に帯状電極（２）を所定間隔で並べた固定子
（３）と絶縁性薄葉体（４）に正負の電荷を付与した移
動子（６）から成る。

【００１５】先ず、固定子（３）について説明する。固
定子（３）を構成する絶縁性支持体（１）は、絶縁性材
料より成るフイルムやシート等より構成される。絶縁性
材料としては、特に制限はなく、絶縁性の良好な各種の
合成樹脂、セラミックス、ガラス等を使用することが出
来る。絶縁性樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、
ポリビニルアルコール系樹脂などが挙げられる。好まし
い絶縁性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂であ
る。

【００１６】絶縁性支持体（１）に設けられる帯状電極
（２）は、絶縁性支持体（１）の表面に並べて設けて
も、または、絶縁性支持体（１）の中に埋設して設けて
もよい。また、帯状電極（２）の間隔は、特に限定され
るものではないが、通常０．１〜２ｍｍであり、静電ア
クチュエータの発生力、駆動電圧などの駆動性能を向上
させるためには帯状電極間隔の微細化が望ましい。

【００１７】そして、図１に示す様に、固定子（３）の
帯状電極（２）の表面に絶縁層（１３）を設けて絶縁性
を向上させる。すなわち、駆動電極としての帯状電極
（２）には、比較的高い駆動電圧が印加されるため、帯
状電極（２）が表面に露出して気中放電が起こらない様
にしてある。絶縁層（１３）は、ポリエステル樹脂など
の絶縁性の高い樹脂の塗布またはフイルムによる被覆に
よって構成される。

【００１８】次に、移動子（６）について説明する。移
動子（６）を構成する絶縁性薄葉体（４）は、好適に
は、固定子（３）を構成する前記の絶縁性樹脂と同様の
合成樹脂より構成されるが、斯かる合成樹脂と同程度の
抵抗値を有するガラス又はセラミックスにて構成するこ
とも出来る。そして、絶縁性薄葉体（４）を絶縁性フイ
ルムで構成する場合、特に好ましいフイルムは、密度、
曲げ弾性率、耐皺性などの点からポリエチレンテレフタ
レートフイルム、ポリエチレン−２．６−ナフタレート
フイルムの様なポリエステルフイルムである。

【００１９】絶縁性薄葉体（４）に正負の電荷を付与す
る方法は、図２に示した公知の静電フイルムアクチュエ
ータと同様に、絶縁性薄葉体（４）に抵抗体層（５）を
設ける方法が挙げられる。具体的には、例えば、絶縁性
薄葉体（４）の表面に帯電防止効果の弱い帯電防止剤を
塗布する方法などを使用し得る。この場合、抵抗体層
（５）の表面固有抵抗率は、通常１０¹²〜１０¹⁵Ω／□
の範囲、好ましくは１０¹⁴Ω／□前後にすることが必要
である。そして、抵抗体層（５）設ける方向は、移動子
（６）の固定子（３）と接する面または他方の面の何れ
であってもよいが、後者の面上が好ましい。

【００２０】また、絶縁性薄葉体（４）に正負の電荷を
付与する方法は、上記の方法に限られず、当業者にとっ
て自明の各種の他の方法を採用し得る。例えば、絶縁性
薄葉体（４）を絶縁性フイルムで構成する場合には、カ
ーボンブラック等の導電性物質を練り込んで絶縁性薄葉
体（４）自体を上記と同様の抵抗率を有する抵抗体とす
る方法、絶縁性薄葉体（４）に帯状電極を設ける方法、
イオン発生装置を利用する方法、絶縁性薄葉体（４）に
エレクトレット材料を利用する方法などが挙げられる。

【００２１】絶縁性薄葉体（４）に帯状電極を設ける方
法は、特に図示しないが、図２において、電線（７）及
び（８）に対応する２相構造の帯状電極を固定子の帯状
電極（２）と対応させて設け、これらの電線に常時正負
の電圧を印加する方法であって、各帯状電極に存する正
負の電荷を鏡像電荷及びの代わりに利用する方法で
ある。そして、この場合には、固定子（３）の場合と同
様の理由により、移動子（６）の上記の電極表面に絶縁
層を設ける。

【００２２】また、イオン発生装置を利用する方法は、
固定子（３）に接して絶縁性薄葉体（４）を配置し、電
線（７）、電線（８）に正負の電圧を印加して電荷を誘
導した後、除電器として知られているイオン発生装置
（針電極に交流電圧を印加してコロナ放電を起こさせ生
じた正負のイオン風を送風機にて帯電物体に当てる様に
なされた装置）からのイオン風を絶縁性薄葉体（４）の
表面に当てる方法であって、絶縁性薄葉体（４）の表面
に形成されたイオン化空気層を鏡像電荷及びの代わ
りに利用する方法である。そして、イオン発生装置とし
ては、「静電気ハンドブック」（静電気学会偏、オーム
社出版、第１版８１９頁以降）に記載の各種の除電器を
使用することが出来る。

【００２３】絶縁性薄葉体（４）の厚さは、当該絶縁性
薄葉体に電荷を付与する方法によって静電アクチュエー
タの発生力が異なるために一概には決定できないが、通
常は１０μｍ以上とされる。そして、電荷を付与する方
法として絶縁性薄葉体（４）に抵抗体層（５）を設ける
方法を採用した場合には、１０〜２００μｍの範囲とす
るのが好ましい。また、電荷の付与が何れの方法で行わ
れる場合においても、絶縁性薄葉体（４）の厚さは、絶
縁性支持体（１）に並べた帯状電極（２）の間隔をＰと
し、帯状電極（２）の表面と絶縁性薄葉体（４）と抵抗
体層（５）（絶縁性薄葉体（４）に帯状電極を設けた場
合は当該帯状電極、イオン化空気層を形成した場合はそ
れ自体）との境界面との距離をＧとした場合、０．１５
＜Ｇ／Ｐ＜０．４の関係を満足する範囲とするのが好ま
しい。

【００２４】本発明の特徴は、第１の部材（固定子）
（３）と第２の部材（移動子）（６）との何れかの対向
面上であって且つ当該部材の電極の上部相当位置または
電極間の上部相当位置であって電極と同一高さにあると
見做した場合に当該電極と接触しない位置にバインダー
によって固着されたビーズの分散層を設けた点にある。
ビーズの分散層は、粗面化によって移動時の摩擦係数を
低下させる機能を有するが、本発明の１つの利点は、バ
インダー及びビーズの何れにおいても、その材料とし
て、絶縁性であるか導電性であるかを問わずに、任意に
選択し得る点にある。

【００２５】本発明においては、上記の利点のため、ビ
ーズの分散層は、固定子（３）と移動子（６）との何れ
かの対向面上であって、（ｉ）当該部材の電極の上部相
位置、または、（ii）電極間の上部相当位置であって電
極と同一高さにあると見做した場合に当該電極と接触し
ない位置に設ける必要がある。斯かる条件は、電極１ピ
ッチ毎に形成される静電気回路を相互に絶縁することを
意味する。

【００２６】図１に示した例においては、移動子（６）
と接触する側の固定子（３）の絶縁層（１３）の表面で
あって且つ帯状電極（２）の上部相当位置のみにバイン
ダー（１０）によって固着されたビーズ（１１）の分散
層を帯状に設けている。この場合、ビーズ（１１）の帯
状分散層の幅は、必ずしも帯状電極（２）の幅を超えて
はならないとの制限はなく、相互に絶縁した静電気回路
を形成し得る限り、帯状電極（２）の幅より僅かに大き
くてもよい。一方、帯状電極（２）、（２）間の上部相
当位置のみにビーズの帯状分散層を設ける場合、その幅
は、帯状電極（２）、（２）間の距離よりも僅かに小さ
い幅にする必要がある。

【００２７】ビーズの帯状分散層は、図示を省略してあ
るが、正負の電荷を付与する手段として帯状電極（２）
に対応する電極を設けた移動子の場合は、上記の条件に
従って移動子側に設けることも出来る。

【００２８】絶縁性バインダーとしては、例えば、ニト
ロセルロース、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化
ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化
ビニル−プロピオン酸ビニル共重合体、塩化ビニリデン
−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニト
リル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合
体、アセタール樹脂、ブチラール樹脂、ホルマール樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド
樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂などが挙げられ
る。一方、導電性バインダーとしては、上記の樹脂に導
電性材料として、カーボンブラツク、グラファイト、金
属粉末（Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ）を混合して組成物や
ポリアセチレン等の導電性ポリマーが挙げられる。

【００２９】絶縁性ビーズとしては、代表的にはガラス
ビーズが挙げられ、導電性ビーズとしては、各種金属ビ
ーズまたは炭素ビーズ（例えば球状に形成された合成樹
脂を炭化して得られる十分な高度を有するビーズ）が挙
げられる。これらのビーズは、通常２〜５０μｍ、好ま
しくは１０〜２０μｍの大きさとして使用される。ビー
ズの形状は、球状であることが好ましいが、必ずしも、
完全な球状に限定されない。

【００３０】図１に示したビーズ（１１）の分散層は、
例えば、次の様にして形成することが出来る。先ず、固
定子（３）の絶縁層（１３）の表面の帯状電極（２）の
上部相当位置にバインダー溶液を帯状に塗布し、次い
で、当該塗布層の表面にビーズ（１１）を適宜の手段で
散布した後に塗布層を乾燥する。勿論、バインダー溶液
にビーズを分散させて塗布してもよい。

【００３１】上記の溶液を調製するために使用する溶媒
としては、例えば、アルコール類、ケトン類、芳香族化
合物、塩素系溶媒などが適宜使用される。バインダー溶
液またはビーズを分散しバインダー溶液の塗布には、デ
ィップ法、スピンコート法、スプレー法、グラビア法、
ナイフコート法、ロールコート法などを採用することが
出来る。塗布層の厚さは、ビーズ（１１）を固着し得る
範囲で且つビーズ（１１）を埋没させない範囲から適宜
選択される。

【００３２】導電性ビーズ（１１）の分散層は、必ずし
も、固定子または移動子の全面に渡って形成する必要は
なく、目的とする粗面化を達成する様に適宜選択された
パターンに従って形成すればよい。例えば、図２に示す
（７）〜（９）の電線に印加される電圧パターンの切り
替えによって駆動する３相電極静電フクチュエータの場
合は、導電性ビーズ（１１）の分散層は、例えば、固定
子（３）に備えられた帯状電極（２）の３組を１単位と
し、当該１単位の１組、２組または３組の各電極上部相
当位置に適宜形成することが出来る。また、導電性ビー
ズ（１１）の間隔も特に限定されるものではない。

【００３３】本発明におけるビーズの分散層は、バイン
ダー及びビーズの電気的性質の選択により４つの種類に
分けることが出来る。そして、各ビーズの分散層は、そ
れぞれに特徴的な機能を有する。（Ａ）絶縁性バインダ
ーと絶縁性ビーズにて構成された分散層は、例えば、絶
縁性バインダーに高誘電率物質を分散させることによ
り、静電アクチュエータの力密度を高めることが出来
る。

【００３４】（Ｂ）絶縁性バインダーと導電性ビーズ、
（Ｃ）導電性バインダーと導電性ビーズ、（Ｄ）導電性
バインダーと絶縁性ビーズとによってそれぞれ構成され
た各分散層は、当該分散層の導電性により、駆動時の静
電気による気中放電の恐れを確実に防止することが出来
る。

【００３５】特に、（Ｂ）及び（Ｃ）の各分散層は、導
電性ビーズの存在により、駆動時の摩擦による帯電が確
実に防止されるため、設計された仕様に従って高精度に
駆動制御することが出来る。なお、（Ｂ）の分散層を形
成する場合は、上記の帯電防止効果のため、導電性ビー
ズの全表面が絶縁性バインダーによって完全被覆されな
い様にする必要がある。そのためには、（Ｂ）の分散層
の形成に当たっては、絶縁性バインダー溶液に対する導
電性ビーズの濡れ性は小さいが分散性は良好である条件
を選択することが肝要である。また、導電性ビーズ同志
を実質的に分散させて相互に接触させない様にすること
も肝要である。

【００３６】本発明においては、第１の部材（固定子）
（３）と第２の部材（移動子）（６）との何れかの対向
面に潤滑剤層を設けるのが好ましい。図１に示した例に
おいては、固定子（３）の絶縁層（１３）と接する側の
移動子（６）の表面に潤滑層（１２）を設けている。潤
滑剤としては、常温で固体状態または液体状態の何れの
潤滑剤であってもよい。

【００３７】固体潤滑剤としては、例えば、ステアリン
酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、パルミチン
酸マグネシウムの様な脂肪酸金属塩、ステアリン酸エチ
ル、パルミチン酸メチル等の脂肪酸エステル、ステアリ
ン酸トリグリセライド、パルミチン酸トリグリセライド
等の油脂、ステアリルアルコール、ヘキサデカノール等
の高級アルコール、コレステロール、シトステロール等
のステロイド化合物などが使用され、その他、テフロ
ン、二硫化モリブデン、グラファイト等も使用可能であ
る。

【００３８】また、液体潤滑剤としては、通常のマシン
油やエンジンオイル等の炭化水素鉱油系潤滑油の他に、
ジメチルポリシロキサン等のシリコンオイル、パーフル
オロポリエーテル等のフッ化オイル、リン酸エステル等
を使用することが出来る。

【００３９】上記の潤滑剤は、必要に応じて溶媒に溶解
または分散させて使用されるが、溶媒としては、前述の
溶媒を使用することが出来る。また、潤滑剤溶液の塗布
には、前述の方法を採用することが出来る。そして、潤
滑剤層の膜厚は、通常１〜４０ｎｍの範囲、好ましくは
２〜１０ｎｍの範囲とされる。

【００４０】本発明の静電アクチュエータは、上記の様
にして構成された第１の部材（固定子）（３）と第２の
部材（移動子）（６）から成り、公知の静電アクチュエ
ータと同様の駆動原理に従って駆動される。図１に示し
た例においては、第２の部材移動子（６）が移動する。
そして、上記の例においては、第１の部材（固定子）
（３）の絶縁層（１３）の表面がバインダー（１０）に
よって固着されたビーズ（１１）の分散層により粗面化
されているため第２の部材（移動子）（６）が極めて円
滑に移動する。

【００４１】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。

【００４２】実施例１先ず、ポリエチレンテレフタレートフイルム（ダイアホ
イル社製「Ｓタイプ」厚さ２５μｍ）の片方の面に帯電
防止効果の弱い帯電防止剤をスプレー塗布することによ
り抵抗体層を形成して移動子を作製した（抵抗体層の表
面抵抗率１×１０¹⁴Ω／□）。上記の移動子の抵抗体層
を形成しなかった面にパーフルオロポリエーテル（モン
テフロス社性の液体潤滑剤：商品名ＡＭ２００１）を３
ｎｍの厚さに塗布した。パーフルオロポリエーテルの塗
布は、溶媒としてフロン１１３を使用し、ディップ法に
よって行った。

【００４３】次に、厚さ１２５μｍのポリエチレンテレ
フタレートフイルムの表面に、スクリーン印刷法によ
り、幅０．２ｍｍ、ピッチ０．４ｍｍの３相帯状電極を
形成し、当該帯状電極の表面に厚さ６０μｍのポリエス
テル樹脂製絶縁層を設け、当該絶縁層の表面の帯状電極
の直上部に、スクリーン印刷法により、幅０．２ｍｍ、
ピッチ０．４ｍｍでビーズの帯状分散層を形成して固定
子を作成した。

【００４４】ビーズの帯状分散層の形成には、導電性ビ
ーズ（粒径２０μｍの炭素ビーズ）を分散させたポリエ
ステル樹脂溶液を使用した。そして、溶液の調製には、
溶媒としてメチルエチルケトンを使用し、ポリエステル
樹脂に対する導電性ビーズの割合は０．０６重量比、ポ
リエステル樹脂に対する溶媒の割合は４．０重量比とし
た。炭素ビーズの帯状分散層におけるポリエステル樹脂
層の厚さは１０μｍであった。

【００４５】上記の固定子と移動子とを接する様に配置
して静電アクチュエータを構成した。このアクチュエー
タのＧ／Ｐ＝０．２６である（Ｐは帯状電極の間隔、Ｇ
は帯状電極表面と絶縁性フイルムと抵抗体層との境界面
との距離を表す）。

【００４６】上記の静電アクチュエータを図２（ａ）〜
図２（ｄ）に示す要領に従って、以下の表２に示す駆動
条件で駆動したところ、移動子は１０時間以上連続的か
つ円滑に移動した。なお、駆動試験は、２０ｃｍ間の往
復運動によって行い、また、雰囲気条件は、２３℃，６
０％ＲＨである。

【００４７】

【表２】＜駆動条件＞初期充電時間：１０ｓ充電時間：３．６ｍｓ移動時間：０．４ｍｓ駆動周波数：２５０Ｈｚ駆動電圧：±５００ｖ

【００４８】実施例２実施例１において、ビーズの帯状分散層の形成に、導電
性ビーズ（粒径２０μｍの炭素ビーズ）とカーボンブラ
ックを分散させたポリエステル樹脂溶液を使用した以外
は、実施例１と同様に静電アクチュエータを構成した。
ポリエステル樹脂に対する導電性ビーズの割合は０．０
６重量比、カーボンブラックの割合は０．１重量比、ポ
リエステル樹脂に対する溶媒の割合は４．０重量比とし
た。炭素ビーズの帯状分散層におけるカーボンブラック
含有ポリエステル樹脂層の厚さは１０μｍであった。そ
して、実施例１と同一条件下に駆動試験を行ったとこ
ろ、移動子は１０時間以上連続的かつ円滑に移動した。

【００４９】実施例３実施例１において、ビーズの帯状分散層の形成に、ガラ
スビーズ（粒径１８μｍ、東芝バロティーニ社性「ＧＢ
７３１Ｍ」）とカーボンブラックを分散させたポリエス
テル樹脂溶液を使用した以外は、実施例１と同様に静電
アクチュエータを構成した。ポリエステル樹脂に対する
ガラスビーズの割合は０．０６重量比、カーボンブラッ
クの割合は０．３重量比、ポリエステル樹脂に対する溶
媒の割合は４．０重量比とした。ガラスビーズの帯状分
散層におけるカーボンブラック含有ポリエステル樹脂層
の厚さは１０μｍであった。そして、実施例１と同一条
件下に駆動試験を行ったところ、移動子は１０時間以上
連続的かつ円滑に移動した。

【００５０】実施例４先ず、厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフ
イルムの表面に、スクリーン印刷法により、幅０．２ｍ
ｍ、ピッチ０．４ｍｍの帯状３相電極を形成し当該帯状
電極の表面に厚さ６０μｍのポリエステル樹脂製絶縁層
を設けて固定子を作成した。

【００５１】次に、ポリエチレンテレフタレートフイル
ム（ダイアホイル社製「Ｓタイプ」厚さ２５μｍ）の表
面に、スクリーン印刷法により、上記の固定子の帯状電
極に対応させ、幅０．２ｍｍ、ピッチ０．４ｍｍの帯状
２相電極を形成し、当該帯状電極の表面に厚さ６０μｍ
のポリエステル樹脂製絶縁層を設け、当該絶縁層の表面
の帯状電極の直上部に、スクリーン印刷法により、幅
０．２ｍｍ、ピッチ０．４ｍｍでビーズの帯状分散層を
形成して移動子を作成した。

【００５２】ビーズの帯状分散層の形成には、導電性ビ
ーズ（粒径２０μｍの炭素ビーズ）を分散させたポリエ
ステル樹脂溶液を使用した。炭素ビーズの帯状分散層に
おけるポリエステル樹脂層の厚さは１０μｍであった。
そして、溶液の調製には、溶媒としてメチルエチルケト
ンを使用し、ポリエステル樹脂に対する導電性ビーズの
割合は０．０６重量比、ポリエステル樹脂に対する溶媒
の割合は４．０重量比とした。

【００５３】上記の固定子と移動子とを接する様に配置
しすると共に移動子の２相電極のそれぞれに＋５００ｖ
と−５００ｖの電圧を印加して静電アクチュエータを構
成し図２（ａ）〜図２（ｄ）に示す要領に従って、実施
例１と同一条件下に駆動試験を行ったところ、移動子は
１０時間以上連続的かつ円滑に移動した。

【００５４】実施例５実施例４において、ビーズの帯状分散層の形成に、導電
性ビーズ（粒径２０μｍの炭素ビーズ）とカーボンブラ
ックを分散させたポリエステル樹脂溶液を使用した以外
は、実施例４と同様に静電アクチュエータを構成した。
ポリエステル樹脂に対する導電性ビーズの割合は０．０
６重量比、カーボンブラックの割合は０．３重量比、ポ
リエステル樹脂に対する溶媒の割合は４．０重量比とし
た。炭素ビーズの帯状分散層におけるカーボンブラック
ポリエステル樹脂層の厚さは１０μｍであった。そし
て、実施例１と同一条件下に駆動試験を行ったところ、
移動子は１０時間以上連続的かつ円滑に移動した。

【００５５】実施例６実施例４において、ビーズの帯状分散層の形成に、ガラ
スビーズ（粒径１８μｍ、東芝バロティーニ社性「ＧＢ
７３１Ｍ」）とカーボンブラックを分散させたポリエス
テル樹脂溶液を使用した以外は、実施例１と同様に静電
アクチュエータを構成した。ポリエステル樹脂に対する
ガラスビーズの割合は０．０６重量比、カーボンブラッ
クの割合は０．３重量比、ポリエステル樹脂に対する溶
媒の割合は４．０重量比とした。ガラスビーズの帯状分
散層におけるカーボンブラックポリエステル樹脂層の厚
さは１０μｍであった。そして、実施例１と同一条件下
に駆動試験を行ったところ、移動子は１０時間以上連続
的かつ円滑に移動した。

【００５６】比較例１実施例１において、固定子のポリエステル樹脂製絶縁層
の全面にガラスビーズ（粒径１８μｍ、東芝バロティー
ニ社性「ＧＢ７３１Ｍ」）とカーボンブラックを分散さ
せたポリエステル樹脂層を形成した以外は、実施例１と
同様にして静電アクチュエータを構成し、実施例１と同
一条件下に駆動試験を行ったところ、移動子は殆ど移動
しなかった。なお、上記のポリエステル樹脂層は、実施
例３と同一条件を採用して形成した。ガラスビーズの帯
状分散層におけるカーボンブラックポリエステル樹脂層
の厚さは１０μｍであった。

【００５７】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、円滑に駆
動し得る様に改良された静電アクチュエータが提供され
る。よって、本発明は、静電アクチュエータの実用化に
寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静電アクチュエータにおける第１の部
材（固定子）と第２の部材（移動子）の一例の模式的説
明図である。

【図２】静電アクチュエータの駆動原理の説明図であ
る。

【符号の説明】

（１）：絶縁性支持体（２）：帯状電極（３）：第１の部材（固定子）（４）：絶縁性フイルム又は絶縁性薄葉体（５）：抵抗体層（６）：第１の部材（移動子）（７）〜（９）：電線（10）：バインダー（11）：ビーズ（12）：潤滑剤層（13）：絶縁層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性支持体上に相互に絶縁されて所定
方向に且つ所定の間隔で配置された複数の駆動電極を備
えた第１の部材と、絶縁性薄葉体に前記第１の部材の駆
動電極に対応する電極を設けたか又は正負の電荷を付与
した第２の部材とが接する様に配置されており、上記の
駆動電極への印加電圧の切り替えにより生じる第１の部
材と第２の部材との間の静電気の作用による吸引・反発
力によって上記の両者を相対移動させるための駆動手段
を具備して成る静電アクチュエータにおいて、第１の部
材の駆動電極および第２の部材の電極の表面に絶縁層を
形成し、そして、第１の部材と第２の部材との何れかの
対向面上であって且つ当該部材の電極の上部相当位置ま
たは電極間の上部相当位置であって電極と同一高さにあ
ると見做した場合に当該電極と接触しない位置にバイン
ダーによって固着されたビーズの分散層を設けたことを
特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項２】帯状駆動電極を備えた第１の部材の絶縁
層の表面であって且つ上記の帯状駆動電極の上部相当位
置のみにビーズの分散層を帯状に設けた請求項１に記載
の静電アクチュエータ。
【請求項３】帯状駆動電極を備えた第１の部材の絶縁
層の表面であって且つ上記の帯状駆動電極間の上部相当
位置のみにビーズの分散層を帯状に設けた請求項１に記
載の静電アクチュエータ。
【請求項４】帯状電極を設けた第２の部材の当該電極
の表面に絶縁層を形成し、そして、当該絶縁層の表面で
あって且つ上記の帯状電極の上部相当位置のみにビーズ
の分散層を帯状に設けた請求項１に記載の静電アクチュ
エータ。
【請求項５】帯状電極を設けた第２の部材の当該電極
の表面に絶縁層を形成し、そして、当該絶縁層の表面で
あって且つ上記の帯状電極間の上部相当位置のみにビー
ズの分散層を帯状に設けた請求項１に記載の静電アクチ
ュエータ。
【請求項６】ビーズの分散層を絶縁性バインダーと絶
縁性ビーズとによって構成した請求項１〜５の何れかに
記載の静電アクチュエータ。
【請求項７】ビーズの分散層を絶縁性バインダーと導
電性ビーズとによって構成した請求項１〜５の何れかに
記載の静電アクチュエータ。
【請求項８】ビーズの分散層を導電性バインダーと導
電性ビーズとによって構成した請求項１〜５の何れかに
記載の静電アクチュエータ。
【請求項９】ビーズの分散層を導電性バインダーと絶
縁性ビーズとによって構成した請求項１〜５の何れかに
記載の静電アクチュエータ。