JPH10105243A - 位置決め機構、位置決め装置及び情報記録装置 - Google Patents
位置決め機構、位置決め装置及び情報記録装置Info
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- JPH10105243A JPH10105243A JP26129296A JP26129296A JPH10105243A JP H10105243 A JPH10105243 A JP H10105243A JP 26129296 A JP26129296 A JP 26129296A JP 26129296 A JP26129296 A JP 26129296A JP H10105243 A JPH10105243 A JP H10105243A
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
- Y10S977/86—Scanning probe structure
- Y10S977/872—Positioner
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査型プローブ顕微鏡、メディア移動型の情
報記録装置、マニピュレータ等に使用される位置決め装
置において、装置全体を大型化することなく、数十μｍ
以上の大きな可動範囲を有する位置決め機構および位置
決め装置を提供する。 【解決手段】 両端がフレーム２ａ，２ｂに固定され、
与えられた駆動信号に応じて湾曲する長手部材６ａ，６
Ｂからなるアクチュエータを有する位置決め機構であっ
て、前記長手部材の固定端を除く一部分が、位置決め対
象に固定または押接され、前記長手部材を位置決め対象
に対して凸状および／または凹状に湾曲させることによ
り、前記位置決め対象を移動させることを特徴とする。
報記録装置、マニピュレータ等に使用される位置決め装
置において、装置全体を大型化することなく、数十μｍ
以上の大きな可動範囲を有する位置決め機構および位置
決め装置を提供する。 【解決手段】 両端がフレーム２ａ，２ｂに固定され、
与えられた駆動信号に応じて湾曲する長手部材６ａ，６
Ｂからなるアクチュエータを有する位置決め機構であっ
て、前記長手部材の固定端を除く一部分が、位置決め対
象に固定または押接され、前記長手部材を位置決め対象
に対して凸状および／または凹状に湾曲させることによ
り、前記位置決め対象を移動させることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型プローブ顕
微鏡、メディア移動型の情報記録装置、マイクロマニピ
ュレータ、さらに広くは、情報処理装置、表示装置等に
使用される、位置決め対象（試料や記録メディア等のプ
ローブ対象）の移動機構に好適な、小型でありかつ高度
な位置制御が可能で、かつ半導体チップへの集積形成に
適した位置決め機構および位置決め装置に関し、また特
に、前記位置決め装置を利用した上記のメディア移動型
の情報記録装置に関する。
微鏡、メディア移動型の情報記録装置、マイクロマニピ
ュレータ、さらに広くは、情報処理装置、表示装置等に
使用される、位置決め対象（試料や記録メディア等のプ
ローブ対象）の移動機構に好適な、小型でありかつ高度
な位置制御が可能で、かつ半導体チップへの集積形成に
適した位置決め機構および位置決め装置に関し、また特
に、前記位置決め装置を利用した上記のメディア移動型
の情報記録装置に関する。
【０００２】
【技術背景】たとえば、走査型プローブ顕微鏡では、プ
ローブ先端の針と試料表面との間の物理量（両者間の静
電容量や接触圧、両者間を流れるトンネル電流等）を測
定することで、試料表面の形状等を測定している。この
走査型プローブ顕微鏡では、試料表面上の数ｎｍのオー
ダの極めて狭小な領域内の前記物理量の検出が可能であ
る。また、前記顕微鏡技術を応用したメディア移動型の
情報記録装置では、直径３０ｎｍ程度の狭小領域への１
ビットの記録が可能であり、また前記顕微鏡技術を応用
したマニピュレータでは数十ｎｍ程度のサイズの加工が
可能である。
ローブ先端の針と試料表面との間の物理量（両者間の静
電容量や接触圧、両者間を流れるトンネル電流等）を測
定することで、試料表面の形状等を測定している。この
走査型プローブ顕微鏡では、試料表面上の数ｎｍのオー
ダの極めて狭小な領域内の前記物理量の検出が可能であ
る。また、前記顕微鏡技術を応用したメディア移動型の
情報記録装置では、直径３０ｎｍ程度の狭小領域への１
ビットの記録が可能であり、また前記顕微鏡技術を応用
したマニピュレータでは数十ｎｍ程度のサイズの加工が
可能である。
【０００３】ところで、前記した走査型プローブ顕微
鏡、メディア移動型の情報記録装置等では、プローブ対
象（本発明では、プローブ対象を移動させるので、プロ
ーブ対象を、「位置決め対象」または「ステージ」とも
言う）に対する位置決めの目的位置からのずれを、加工
サイズよりも小さく抑え、１ビットの記録に要する領域
よりも小さく抑える必要がある。従来この種の位置決め
に必要な装置として、圧電素子をアクチュエータとして
用いるものが知られている（たとえば、特開平５−１２
６５１８参照）。
鏡、メディア移動型の情報記録装置等では、プローブ対
象（本発明では、プローブ対象を移動させるので、プロ
ーブ対象を、「位置決め対象」または「ステージ」とも
言う）に対する位置決めの目的位置からのずれを、加工
サイズよりも小さく抑え、１ビットの記録に要する領域
よりも小さく抑える必要がある。従来この種の位置決め
に必要な装置として、圧電素子をアクチュエータとして
用いるものが知られている（たとえば、特開平５−１２
６５１８参照）。
【０００４】図１０に従来の位置決め機構を示す。図１
０において、位置決め機構は、四角形のステージ１、こ
のステージ１を取り囲むように形成したフレーム２ａ、
さらにフレーム２ａを取り囲むように形成したフレーム
２ｂ、ステージ１とフレーム２ａとの間に介在した積層
型圧電素子３ａ，３ｂ、フレーム２ａとフレーム２ｂと
の間に介在した積層型圧電素子３ｃ，３ｄ、およびステ
ージ１とフレーム２ａとの間ならびにフレーム２ａとフ
レーム２ｂとの間にそれぞれ介在した弾性バネ４とから
構成されている。積層型圧電素子３ａと３ｂとは、ステ
ージ１とフレーム２ａとの対向辺の中央部にそれぞれ介
在し、積層型圧電素子３ｃと３ｄとは、フレーム２ａと
フレーム２ｂとの対向辺（前記ステージ１とフレーム２
ａとの対向辺と垂直となる対向辺）の中央部にそれぞれ
介在している。ステージ１とフレーム２ａとの間の弾性
バネ４は、積層型圧電素子３ａと３ｂとが設けられた対
向辺とは異なる対向辺にそれぞれ２つずつ設けられ、フ
レーム２ａとフレーム２ｂとの間の弾性バネ４は、積層
型圧電素子３ｃと３ｄとが設けられた対向辺とは異なる
対向辺にそれぞれ２つずつ設けられている。
０において、位置決め機構は、四角形のステージ１、こ
のステージ１を取り囲むように形成したフレーム２ａ、
さらにフレーム２ａを取り囲むように形成したフレーム
２ｂ、ステージ１とフレーム２ａとの間に介在した積層
型圧電素子３ａ，３ｂ、フレーム２ａとフレーム２ｂと
の間に介在した積層型圧電素子３ｃ，３ｄ、およびステ
ージ１とフレーム２ａとの間ならびにフレーム２ａとフ
レーム２ｂとの間にそれぞれ介在した弾性バネ４とから
構成されている。積層型圧電素子３ａと３ｂとは、ステ
ージ１とフレーム２ａとの対向辺の中央部にそれぞれ介
在し、積層型圧電素子３ｃと３ｄとは、フレーム２ａと
フレーム２ｂとの対向辺（前記ステージ１とフレーム２
ａとの対向辺と垂直となる対向辺）の中央部にそれぞれ
介在している。ステージ１とフレーム２ａとの間の弾性
バネ４は、積層型圧電素子３ａと３ｂとが設けられた対
向辺とは異なる対向辺にそれぞれ２つずつ設けられ、フ
レーム２ａとフレーム２ｂとの間の弾性バネ４は、積層
型圧電素子３ｃと３ｄとが設けられた対向辺とは異なる
対向辺にそれぞれ２つずつ設けられている。
【０００５】積層圧電素子３ａと３ｂは、ステージ１を
同図のＸ軸方向に移動させ、積層圧電素子３ｃと３ｄ
は、ステージ１をフレーム２ｂごと同図のＹ軸方向に移
動させる。一般的には、積層型圧電素子を精度良く動作
させるためには、当該圧電素子の伸縮力に対抗するよう
に付勢されたバネ等を用いた、プリロードが必要であ
る。図１０の例では、一対の積層型圧電素子３ａ，３ｂ
をステージ１に向かって、あるいは一対の積層型圧電素
子３ｃ，３ｄをフレーム２ａに向かって、一定の圧力で
押し付けることで、ステージ１やフレーム２ａの移動と
同時にプリロードの作用を生じさせている。積層型圧電
素子３ａ，３ｂによりステージ１をＸ軸方向に移動させ
る場合を例に説明すると、正の方向に移動させる場合に
は左側の積層型圧電素子３ａを伸ばすように駆動し、右
側の積層型圧電素子３ｂを縮めるように駆動する。
同図のＸ軸方向に移動させ、積層圧電素子３ｃと３ｄ
は、ステージ１をフレーム２ｂごと同図のＹ軸方向に移
動させる。一般的には、積層型圧電素子を精度良く動作
させるためには、当該圧電素子の伸縮力に対抗するよう
に付勢されたバネ等を用いた、プリロードが必要であ
る。図１０の例では、一対の積層型圧電素子３ａ，３ｂ
をステージ１に向かって、あるいは一対の積層型圧電素
子３ｃ，３ｄをフレーム２ａに向かって、一定の圧力で
押し付けることで、ステージ１やフレーム２ａの移動と
同時にプリロードの作用を生じさせている。積層型圧電
素子３ａ，３ｂによりステージ１をＸ軸方向に移動させ
る場合を例に説明すると、正の方向に移動させる場合に
は左側の積層型圧電素子３ａを伸ばすように駆動し、右
側の積層型圧電素子３ｂを縮めるように駆動する。
【０００６】上記した従来の位置決め機構においては、
プリロードを加えつつステージをＸＹ平面上の任意方向
に移動させるためには、１つの移動軸あたり２個、すな
わちこの場合には４個の積層型圧電素子３ａ〜３ｄを必
要とする。一方、一般的には、積層型圧電素子の最大伸
縮量は、素子の全長に対して０．１％程度であるから、
たとえば、全長１０ｍｍの圧電素子では１０μｍ程度と
なる。このため、±５０μｍ程度の移動距離を得るため
の積層型圧電素子の全長は、５０ｍｍ程度となり、この
圧電素子を１つの移動軸あたり２個用いる従来の位置決
め機構の移動方向の全長は１００ｍｍ以上となってしま
う。このことから、上記位置決め機構は、特に小型化が
要求されるメディア移動型の情報記憶装置への応用には
不向きであった。
プリロードを加えつつステージをＸＹ平面上の任意方向
に移動させるためには、１つの移動軸あたり２個、すな
わちこの場合には４個の積層型圧電素子３ａ〜３ｄを必
要とする。一方、一般的には、積層型圧電素子の最大伸
縮量は、素子の全長に対して０．１％程度であるから、
たとえば、全長１０ｍｍの圧電素子では１０μｍ程度と
なる。このため、±５０μｍ程度の移動距離を得るため
の積層型圧電素子の全長は、５０ｍｍ程度となり、この
圧電素子を１つの移動軸あたり２個用いる従来の位置決
め機構の移動方向の全長は１００ｍｍ以上となってしま
う。このことから、上記位置決め機構は、特に小型化が
要求されるメディア移動型の情報記憶装置への応用には
不向きであった。
【０００７】さらに、１つの移動軸あたり２個の積層型
圧電素子を含む移動機構を支持しつつ、かつ移動方向に
は小さいバネ定数が要求される弾性バネ４には、高いＺ
軸方向の剛性を持たせる必要がある。このため、Ｚ方向
の厚みを極力大きくして、移動方向の厚みを極力小さく
する必要があり、その加工が困難となる。さらには、大
型化に伴う重量の増加と、機構の大型化によって、移動
系の自己共振周波数の低下は避けられず、高速の位置制
御における隘路となっていた。また、積層圧電素子の可
動範囲を拡大する方法として、切り欠き構造とする梃子
を応用した変位拡大機構が提案されているが、機構の複
雑化と剛性の低下によって、自己共振周波数の低下が避
けられず、高速動作には不向きである。また、梃子の利
用によって移動方向以外に不要な回転モーメントが発生
するために、位置決め精度の向上の観点からも問題があ
った。
圧電素子を含む移動機構を支持しつつ、かつ移動方向に
は小さいバネ定数が要求される弾性バネ４には、高いＺ
軸方向の剛性を持たせる必要がある。このため、Ｚ方向
の厚みを極力大きくして、移動方向の厚みを極力小さく
する必要があり、その加工が困難となる。さらには、大
型化に伴う重量の増加と、機構の大型化によって、移動
系の自己共振周波数の低下は避けられず、高速の位置制
御における隘路となっていた。また、積層圧電素子の可
動範囲を拡大する方法として、切り欠き構造とする梃子
を応用した変位拡大機構が提案されているが、機構の複
雑化と剛性の低下によって、自己共振周波数の低下が避
けられず、高速動作には不向きである。また、梃子の利
用によって移動方向以外に不要な回転モーメントが発生
するために、位置決め精度の向上の観点からも問題があ
った。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、走査型プローブ顕微
鏡、メディア移動型の情報記録装置、マニピュレータ等
に使用される位置決め装置において、装置全体を大型化
することなく、数十μｍ以上の大きな可動範囲を有する
位置決め機構および位置決め装置を提供することであ
る。また、本発明の他の目的は、特に、単一の基板によ
り上記位置決め装置を、情報記録装置のステージ移動機
構に利用することで、量産に適した小型のメディア移動
型の情報記録装置を安価に提供することである。
鏡、メディア移動型の情報記録装置、マニピュレータ等
に使用される位置決め装置において、装置全体を大型化
することなく、数十μｍ以上の大きな可動範囲を有する
位置決め機構および位置決め装置を提供することであ
る。また、本発明の他の目的は、特に、単一の基板によ
り上記位置決め装置を、情報記録装置のステージ移動機
構に利用することで、量産に適した小型のメディア移動
型の情報記録装置を安価に提供することである。
【０００９】
【発明の概要】本発明の位置決め機構は、両端がフレー
ムに固定され、与えられた駆動信号に応じて湾曲する長
手部材からなるアクチュエータを有しており、前記長手
部材の固定端を除く一部分を、位置決め対象に固定また
は押接させて、前記長手部材を位置決め対象に対して凸
状および／または凹状に湾曲させることにより、前記位
置決め対象を移動させることを特徴とする。
ムに固定され、与えられた駆動信号に応じて湾曲する長
手部材からなるアクチュエータを有しており、前記長手
部材の固定端を除く一部分を、位置決め対象に固定また
は押接させて、前記長手部材を位置決め対象に対して凸
状および／または凹状に湾曲させることにより、前記位
置決め対象を移動させることを特徴とする。
【００１０】通常、アクチュエータとして、バイモルフ
素子、バイメタル素子または形状記憶合金が用いられ
る。長手部材に用いるバイモルフ素子は、通常、シムと
呼ばれる長手の金属薄板の両面に分極方向が異なる圧電
材料層が形成されてなるもので、シムの両端に電圧を加
えることにより湾曲（通常、電圧極性に応じて正負方向
に湾曲）する。バイモルフ素子の端部以外の一部（通
常、最も大きい変位が得られる中央部分）を位置決め対
象の一部に固定または押圧して、当該バイモルフ素子を
駆動することで、位置決め対象が移動することができる
のである。また、バイメタル素子や形状記憶合金に電気
エネルギーを供給し、これを熱エネルギーに変換するこ
とでその形状を変化させ（すなわち、湾曲させ）、これ
により位置決め対象を移動させることもできる。バイメ
タル素子および形状記憶合金は、電気熱変換手段により
電熱を与えることにより湾曲する（この電熱は電気的に
制御されることはもちろんである）。
素子、バイメタル素子または形状記憶合金が用いられ
る。長手部材に用いるバイモルフ素子は、通常、シムと
呼ばれる長手の金属薄板の両面に分極方向が異なる圧電
材料層が形成されてなるもので、シムの両端に電圧を加
えることにより湾曲（通常、電圧極性に応じて正負方向
に湾曲）する。バイモルフ素子の端部以外の一部（通
常、最も大きい変位が得られる中央部分）を位置決め対
象の一部に固定または押圧して、当該バイモルフ素子を
駆動することで、位置決め対象が移動することができる
のである。また、バイメタル素子や形状記憶合金に電気
エネルギーを供給し、これを熱エネルギーに変換するこ
とでその形状を変化させ（すなわち、湾曲させ）、これ
により位置決め対象を移動させることもできる。バイメ
タル素子および形状記憶合金は、電気熱変換手段により
電熱を与えることにより湾曲する（この電熱は電気的に
制御されることはもちろんである）。
【００１１】本発明を一次元の位置決め機構として用い
る場合、通常は、１つのアクチュエータが、長手部材の
固定端を除く一部分を、位置決め対象に固定または押接
させて配置される。また、上記アクチュエータを２つと
し、これらが位置決め対象を挟むように配置されること
もできる。２つのアクチュエータが、位置決め対象を挟
むように配置される場合、一方のアクチュエータの長手
部材の位置決め対象に対する凹凸形状が、他方のアクチ
ュエータの長手部材の位置決め対象に対する凹凸形状と
は、逆となるようにすることが好ましい。
る場合、通常は、１つのアクチュエータが、長手部材の
固定端を除く一部分を、位置決め対象に固定または押接
させて配置される。また、上記アクチュエータを２つと
し、これらが位置決め対象を挟むように配置されること
もできる。２つのアクチュエータが、位置決め対象を挟
むように配置される場合、一方のアクチュエータの長手
部材の位置決め対象に対する凹凸形状が、他方のアクチ
ュエータの長手部材の位置決め対象に対する凹凸形状と
は、逆となるようにすることが好ましい。
【００１２】また、位置決め対象は、フレームからの脱
落防止等の観点から、当該位置決め対象の複数箇所に設
けられた弾性バネを介してフレームに支持することが好
ましい。上記弾性バネは、位置決め対象の移動方向（ア
クチュエータの動作方向である）以外の動きを拘束する
ように設けることが好ましい。
落防止等の観点から、当該位置決め対象の複数箇所に設
けられた弾性バネを介してフレームに支持することが好
ましい。上記弾性バネは、位置決め対象の移動方向（ア
クチュエータの動作方向である）以外の動きを拘束する
ように設けることが好ましい。
【００１３】上記位置決め機構では、フレームと弾性バ
ネとを、単一の基板から形成することができるし、さら
に位置決め対象とフレームと弾性バネとを単一の基板か
ら形成することができる。この場合、基板材料として、
シリコン、二酸化シリコン、サファイア、ニオブ酸リチ
ウム、またはガリウム砒素を用いることができる。な
お、単一のシリコン等の基板から、位置決め対象とフレ
ームと弾性バネとを、一体に形成する場合には、均一な
弾性バネ定数を有する弾性バネを一括して大量に形成で
きる利点がある。
ネとを、単一の基板から形成することができるし、さら
に位置決め対象とフレームと弾性バネとを単一の基板か
ら形成することができる。この場合、基板材料として、
シリコン、二酸化シリコン、サファイア、ニオブ酸リチ
ウム、またはガリウム砒素を用いることができる。な
お、単一のシリコン等の基板から、位置決め対象とフレ
ームと弾性バネとを、一体に形成する場合には、均一な
弾性バネ定数を有する弾性バネを一括して大量に形成で
きる利点がある。
【００１４】本発明を二次元の位置決め機構として用い
る場合、該位置決め機構は、第１のフレームおよび第２
のフレームを持つ。通常、第１のフレームには上記アク
チュエータが、長手部材の固定端を除く一部分を、位置
決め対象に固定または押接させて配置され、第２のフレ
ームには上記アクチュエータが２つ、それぞれ長手部材
の固定端を除く一部分を、第１のフレームに固定または
押接させて、第１のフレームに配置されたアクチュエー
タと９０°の向きで配置される。この場合、位置決め機
構をメディア移動型の情報記録装置等、プローブ針を持
つ装置に適用する場合、プローブ針を有する機構を位置
決め装置上に配置し易くなると言った利点がある。ま
た、第１および第２のフレームのアクチュエータをそれ
ぞれ２つとし、第１のフレームの各アクチュエータが位
置決め対象を挟むように配置し、第２のフレームの各ア
クチュエータが第１のフレームを挟むように配置しする
こともできる。第１および第２のフレームにアクチュエ
ータをそれぞれ２つ配置する場合、それぞれ一方のアク
チュエータの長手部材の位置決め対象に対する凹凸形状
が、それぞれ他方のアクチュエータの長手部材の位置決
め対象に対する凹凸形状とは、逆となるようにすること
が好ましい。
る場合、該位置決め機構は、第１のフレームおよび第２
のフレームを持つ。通常、第１のフレームには上記アク
チュエータが、長手部材の固定端を除く一部分を、位置
決め対象に固定または押接させて配置され、第２のフレ
ームには上記アクチュエータが２つ、それぞれ長手部材
の固定端を除く一部分を、第１のフレームに固定または
押接させて、第１のフレームに配置されたアクチュエー
タと９０°の向きで配置される。この場合、位置決め機
構をメディア移動型の情報記録装置等、プローブ針を持
つ装置に適用する場合、プローブ針を有する機構を位置
決め装置上に配置し易くなると言った利点がある。ま
た、第１および第２のフレームのアクチュエータをそれ
ぞれ２つとし、第１のフレームの各アクチュエータが位
置決め対象を挟むように配置し、第２のフレームの各ア
クチュエータが第１のフレームを挟むように配置しする
こともできる。第１および第２のフレームにアクチュエ
ータをそれぞれ２つ配置する場合、それぞれ一方のアク
チュエータの長手部材の位置決め対象に対する凹凸形状
が、それぞれ他方のアクチュエータの長手部材の位置決
め対象に対する凹凸形状とは、逆となるようにすること
が好ましい。
【００１５】位置決め対象の第１のフレームからの脱落
防止等の観点から、位置決め対象は、当該位置決め対象
の複数箇所に設けられた弾性バネを介して第１のフレー
ムに支持されることが好ましい。第２のフレームからの
第１のフレームの脱落防止等の観点から、第１のフレー
ムは当該第１のフレームの複数箇所に設けられた弾性バ
ネを介して第２のフレームに支持されることが好まし
い。この場合にも、上述した一次元の位置決め機構と同
様、フレームと弾性バネとを、単一の基板から形成する
ことができ、また、位置決め対象とフレームと弾性バネ
とを、単一の基板から形成することもできる。また、上
記基板材料として、上述した一次元の位置決め機構と同
様、シリコン、二酸化シリコン等を用いることができ
る。
防止等の観点から、位置決め対象は、当該位置決め対象
の複数箇所に設けられた弾性バネを介して第１のフレー
ムに支持されることが好ましい。第２のフレームからの
第１のフレームの脱落防止等の観点から、第１のフレー
ムは当該第１のフレームの複数箇所に設けられた弾性バ
ネを介して第２のフレームに支持されることが好まし
い。この場合にも、上述した一次元の位置決め機構と同
様、フレームと弾性バネとを、単一の基板から形成する
ことができ、また、位置決め対象とフレームと弾性バネ
とを、単一の基板から形成することもできる。また、上
記基板材料として、上述した一次元の位置決め機構と同
様、シリコン、二酸化シリコン等を用いることができ
る。
【００１６】従来の位置決め機構では、図１０において
説明したように、１つの移動軸当たり、２個の積層型圧
電素子を用いている。これに対し、本発明の位置決め機
構では、単一のより小型で軽量の、長尺部材からなるア
クチュエータを用いて、より大きな変位を得ることがで
きる。たとえば、バイモルフ素子からなるアクチュエー
タでは、そのの中央部の変位量は、素子の長さや厚みに
よって異なるが、長尺部材の全長に対して１％程度とす
ることが容易である。したがって、たとえば二次元の位
置決め装置の場合、一辺が１０ｍｍ程度の半導体チップ
の側面に沿って、同程度の長さのバイモルフ素子を設置
することで、±５０μｍ程度の移動範囲を容易に得るこ
とができる。
説明したように、１つの移動軸当たり、２個の積層型圧
電素子を用いている。これに対し、本発明の位置決め機
構では、単一のより小型で軽量の、長尺部材からなるア
クチュエータを用いて、より大きな変位を得ることがで
きる。たとえば、バイモルフ素子からなるアクチュエー
タでは、そのの中央部の変位量は、素子の長さや厚みに
よって異なるが、長尺部材の全長に対して１％程度とす
ることが容易である。したがって、たとえば二次元の位
置決め装置の場合、一辺が１０ｍｍ程度の半導体チップ
の側面に沿って、同程度の長さのバイモルフ素子を設置
することで、±５０μｍ程度の移動範囲を容易に得るこ
とができる。
【００１７】前記の移動範囲が得られる素子の厚みは、
０．３ｍｍ程度と薄いことから、素子の幅を半導体チッ
プと同程度の０．５ｍｍ程度とすれば、単一のシリコン
基板からシリコンマイクロマシーニング技術を用いて、
前述したように、位置決め対象とフレームと弾性バネと
を、一体形成した位置決め機構を単一の基板から構成
し、１つのチップに容易に組み込むことが可能となる。
このため、バイモルフ素子等のアクチュエータを含めて
も、位置決め対象とほぼ同程度の小型で、かつ軽量の位
置決め機構を実現できる。したがって、たとえば二次元
の位置決め機構の場合、従来の積層型圧電素子を用いた
場合に比較して、第２のフレームが駆動する重量増加
が、位置決め対象を駆動するためのアクチュエータが軽
量となった分少なくなり、２つの移動軸について自己共
振周波数の差異が少ない、高速動作が可能な位置決め機
構が実現される。
０．３ｍｍ程度と薄いことから、素子の幅を半導体チッ
プと同程度の０．５ｍｍ程度とすれば、単一のシリコン
基板からシリコンマイクロマシーニング技術を用いて、
前述したように、位置決め対象とフレームと弾性バネと
を、一体形成した位置決め機構を単一の基板から構成
し、１つのチップに容易に組み込むことが可能となる。
このため、バイモルフ素子等のアクチュエータを含めて
も、位置決め対象とほぼ同程度の小型で、かつ軽量の位
置決め機構を実現できる。したがって、たとえば二次元
の位置決め機構の場合、従来の積層型圧電素子を用いた
場合に比較して、第２のフレームが駆動する重量増加
が、位置決め対象を駆動するためのアクチュエータが軽
量となった分少なくなり、２つの移動軸について自己共
振周波数の差異が少ない、高速動作が可能な位置決め機
構が実現される。
【００１８】本発明の位置決め装置は、一次元または二
次元の位置決めに用いることができる。本発明の位置決
め装置を一次元の位置決めに用いる場合、当該装置は、
上述した一次元の位置決め機構を持つと共に、位置決め
対象の、一次元位置を知るための位置検出手段と、位置
検出手段から出力される位置情報に基づき、位置決め対
象が所定座標に位置するように、アクチュエータに駆動
信号を送出するするための位置制御手段とを備えて構成
される。そして、位置制御手段により、アクチュエータ
を駆動することで、位置決め対象が、所望位置に位置決
めされる。この位置決め装置の位置決め機構が、位置決
め対象を弾性バネを介してフレームに支持している場
合、弾性バネの表面に信号線を形成し、位置検出手段か
らの検出信号をフレームの外部に取り出すことができ
る。
次元の位置決めに用いることができる。本発明の位置決
め装置を一次元の位置決めに用いる場合、当該装置は、
上述した一次元の位置決め機構を持つと共に、位置決め
対象の、一次元位置を知るための位置検出手段と、位置
検出手段から出力される位置情報に基づき、位置決め対
象が所定座標に位置するように、アクチュエータに駆動
信号を送出するするための位置制御手段とを備えて構成
される。そして、位置制御手段により、アクチュエータ
を駆動することで、位置決め対象が、所望位置に位置決
めされる。この位置決め装置の位置決め機構が、位置決
め対象を弾性バネを介してフレームに支持している場
合、弾性バネの表面に信号線を形成し、位置検出手段か
らの検出信号をフレームの外部に取り出すことができ
る。
【００１９】本発明の位置決め装置を二次元の位置決め
に用いる場合、当該装置は、上述した二次元の位置決め
機構を持つと共に、位置決め対象の、二次元位置を知る
ための位置検出手段と、位置検出手段から出力される位
置情報に基づき、位置決め対象が所定座標に位置するよ
うに、第１および第２のフレームに設けられたアクチュ
エータを独立して駆動するための位置制御手段とを備え
て構成される。そして、位置制御手段により、第１およ
び第２のフレームに設けられたアクチュエータを駆動す
ることで、位置決め対象が、所望位置に位置決めされ
る。この位置決め装置における位置決め機構が、位置決
め対象を弾性バネを介して第１のフレームに支持し、こ
の第１のフレームを同じく弾性バネを介して第２のフレ
ームに支持している場合、弾性バネの表面に信号線を形
成し、位置検出手段からの検出信号および／または第１
のフレームに配置されたアクチュエータを駆動するため
の信号を第１のフレームの外部に取り出すことができ
る。
に用いる場合、当該装置は、上述した二次元の位置決め
機構を持つと共に、位置決め対象の、二次元位置を知る
ための位置検出手段と、位置検出手段から出力される位
置情報に基づき、位置決め対象が所定座標に位置するよ
うに、第１および第２のフレームに設けられたアクチュ
エータを独立して駆動するための位置制御手段とを備え
て構成される。そして、位置制御手段により、第１およ
び第２のフレームに設けられたアクチュエータを駆動す
ることで、位置決め対象が、所望位置に位置決めされ
る。この位置決め装置における位置決め機構が、位置決
め対象を弾性バネを介して第１のフレームに支持し、こ
の第１のフレームを同じく弾性バネを介して第２のフレ
ームに支持している場合、弾性バネの表面に信号線を形
成し、位置検出手段からの検出信号および／または第１
のフレームに配置されたアクチュエータを駆動するため
の信号を第１のフレームの外部に取り出すことができ
る。
【００２０】上述した一次元および二次元の位置決め装
置では、位置検出手段を、位置決め対象と、当該位置検
出手段に対向して固定配置された平行平板電極との間の
静電容量から、位置決め対象の位置を知ることができる
ように構成することができる。また、位置制御手段を、
任意位置に位置決め対象を移動させるための位置制御デ
ータに対応したアナログ信号を出力するＤ／Ａ変換器
と、このＤ／Ａ変換器の出力と位置検出手段の出力との
差分を増幅する誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力に
よって各アクチュエータを駆動する電圧を発生する駆動
電圧増幅回路とを備えて構成し、誤差増幅器の出力が常
にゼロとなるように、位置決め対象の位置制御を行うこ
ともできる。
置では、位置検出手段を、位置決め対象と、当該位置検
出手段に対向して固定配置された平行平板電極との間の
静電容量から、位置決め対象の位置を知ることができる
ように構成することができる。また、位置制御手段を、
任意位置に位置決め対象を移動させるための位置制御デ
ータに対応したアナログ信号を出力するＤ／Ａ変換器
と、このＤ／Ａ変換器の出力と位置検出手段の出力との
差分を増幅する誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力に
よって各アクチュエータを駆動する電圧を発生する駆動
電圧増幅回路とを備えて構成し、誤差増幅器の出力が常
にゼロとなるように、位置決め対象の位置制御を行うこ
ともできる。
【００２１】本発明の情報記録装置は、上述した一次元
または二次元の位置決め装置を含み、位置決め対象は、
移動方向に対して平行な平面を持ち、かつ当該平面には
記録メディアが形成されてなるステージとなる。そし
て、情報記録装置は、先端が記録メディア表面に接触し
て配置され、または１００ｎｍ以下のギャップを介して
配置される１つ以上のプローブ針と、当該プローブ針を
介して記録メディアに対する情報の読出し／書込みを行
うための読出し／書込み回路と、を備えて構成される。
または二次元の位置決め装置を含み、位置決め対象は、
移動方向に対して平行な平面を持ち、かつ当該平面には
記録メディアが形成されてなるステージとなる。そし
て、情報記録装置は、先端が記録メディア表面に接触し
て配置され、または１００ｎｍ以下のギャップを介して
配置される１つ以上のプローブ針と、当該プローブ針を
介して記録メディアに対する情報の読出し／書込みを行
うための読出し／書込み回路と、を備えて構成される。
【００２２】本発明の情報記録装置に含まれる位置決め
装置の位置決め機構が、位置決め対象を弾性バネを介し
てフレームに支持している場合や、位置決め対象を弾性
バネを介して第１のフレームに支持し、この第１のフレ
ームを同じく弾性バネを介して第２のフレームに支持し
ている場合には、記録メディアのグランド信号が、弾性
バネの表面に形成された信号線を介して、ステージの外
部に取り出されるようにすることができる。また、本発
明の情報記録装置において、記録メディアとして、強誘
電体薄膜と用いることができる。さらに、本発明の位置
決め機構を、シリコン等からなる単一の基板から、ステ
ージとバネ構造を一体形成し、これを本発明の情報記録
装置に用いた場合、ステージ側の基板の熱膨張に伴う記
録ビットの位置ずれの影響が、ブローブ側の熱膨張との
間で相殺されるため、高い記録ビット密度を有するメデ
ィア移動型の情報記録装置が実現される。なお、本発明
の位置決め機構や位置決め装置において、位置決め対象
をプローブ装置とすることで、プローブが移動する情報
記録装置を提供することもできる。
装置の位置決め機構が、位置決め対象を弾性バネを介し
てフレームに支持している場合や、位置決め対象を弾性
バネを介して第１のフレームに支持し、この第１のフレ
ームを同じく弾性バネを介して第２のフレームに支持し
ている場合には、記録メディアのグランド信号が、弾性
バネの表面に形成された信号線を介して、ステージの外
部に取り出されるようにすることができる。また、本発
明の情報記録装置において、記録メディアとして、強誘
電体薄膜と用いることができる。さらに、本発明の位置
決め機構を、シリコン等からなる単一の基板から、ステ
ージとバネ構造を一体形成し、これを本発明の情報記録
装置に用いた場合、ステージ側の基板の熱膨張に伴う記
録ビットの位置ずれの影響が、ブローブ側の熱膨張との
間で相殺されるため、高い記録ビット密度を有するメデ
ィア移動型の情報記録装置が実現される。なお、本発明
の位置決め機構や位置決め装置において、位置決め対象
をプローブ装置とすることで、プローブが移動する情報
記録装置を提供することもできる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１にお
いて、位置決め機構は、（１）四角形のステージ（位置
決め対象）１を取り囲むように形成され、四角形の１つ
の辺が開放した第１のフレーム２ａ、（２）第１のフレ
ーム２ａを取り囲むように形成した第２のフレーム２
ｂ、（３）第１のフレーム２ａの開放した１つの辺に設
けられ中央部がピボット７ａによりステージ１の一辺に
固定された第１の両端支持バイモルフ素子６ａ、（４）
第２のフレーム２ｂの一辺（前記第１の両端支持バイモ
ルフ素子６ａが設けられたフレーム２ａの一辺と直角方
向をなす辺）に設けられ中央部がピボット７ｂにより第
１のフレームの一辺に固定された第２の両端支持バイモ
ルフ素子６ｂ、（５）ステージ１と第１のフレーム２ａ
との間ならびに第１のフレーム２ａと第２のフレーム２
ｂとの間の四隅にそれぞれ形成された弾性バネ４ａ，４
ｂ、とから構成されている。なお、図１の位置決め機構
は、後に説明するように、情報記録装置に応用されるた
め、ステージ１には記録メディア５が形成されている。
いて、位置決め機構は、（１）四角形のステージ（位置
決め対象）１を取り囲むように形成され、四角形の１つ
の辺が開放した第１のフレーム２ａ、（２）第１のフレ
ーム２ａを取り囲むように形成した第２のフレーム２
ｂ、（３）第１のフレーム２ａの開放した１つの辺に設
けられ中央部がピボット７ａによりステージ１の一辺に
固定された第１の両端支持バイモルフ素子６ａ、（４）
第２のフレーム２ｂの一辺（前記第１の両端支持バイモ
ルフ素子６ａが設けられたフレーム２ａの一辺と直角方
向をなす辺）に設けられ中央部がピボット７ｂにより第
１のフレームの一辺に固定された第２の両端支持バイモ
ルフ素子６ｂ、（５）ステージ１と第１のフレーム２ａ
との間ならびに第１のフレーム２ａと第２のフレーム２
ｂとの間の四隅にそれぞれ形成された弾性バネ４ａ，４
ｂ、とから構成されている。なお、図１の位置決め機構
は、後に説明するように、情報記録装置に応用されるた
め、ステージ１には記録メディア５が形成されている。
【００２４】図１において、ステージ１、第１，第２の
フレーム２ａ，２ｂ、および弾性バネ４ａ，４ｂは、単
一のシリコン基板にシリコンマイクロマシーニング技術
を用いることで不要な部分を除去して一体に形成されて
いる。シリコン基板は通常の単結晶であるので、特にこ
れを用いた弾性バネは、金属と比べてバネ定数のバラツ
キが少ない。また、高い耐久性を持つことから極めて多
数回の屈曲に対してもバネ定数の劣化が少なく、寿命の
長い理想的な機械特性を示す。
フレーム２ａ，２ｂ、および弾性バネ４ａ，４ｂは、単
一のシリコン基板にシリコンマイクロマシーニング技術
を用いることで不要な部分を除去して一体に形成されて
いる。シリコン基板は通常の単結晶であるので、特にこ
れを用いた弾性バネは、金属と比べてバネ定数のバラツ
キが少ない。また、高い耐久性を持つことから極めて多
数回の屈曲に対してもバネ定数の劣化が少なく、寿命の
長い理想的な機械特性を示す。
【００２５】両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂは、シ
ム（長手の金属薄板）の両面に分極方向が異なる圧電材
料層が、シム端部が露出するように形成されている。前
記シリコン基板には、両端支持バイモルフ素子６ａ，６
ｂを嵌み込んで固定することができるように、空隙が形
成されている。両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂは、
そのシムの両端が第１のフレーム２ａおよび第２のフレ
ーム２ｂに嵌め込まれた後に、中央部がビボット７ａ，
７ｂを介してステージ１および第１のフレーム２ａに固
定される。両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂは、正極
性または負極性の電圧の印加により中央部分を最大変位
点として、ステージ１の表面と平行な方向に湾曲する。
したがって、ステージ１，第１のフレーム２ａの中央部
分に形成したピボット７ａ，７ｂに、両端支持バイモル
フ素子６ａ，６ｂの中央部分を固定することで、ステー
ジ１をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することができ
る。
ム（長手の金属薄板）の両面に分極方向が異なる圧電材
料層が、シム端部が露出するように形成されている。前
記シリコン基板には、両端支持バイモルフ素子６ａ，６
ｂを嵌み込んで固定することができるように、空隙が形
成されている。両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂは、
そのシムの両端が第１のフレーム２ａおよび第２のフレ
ーム２ｂに嵌め込まれた後に、中央部がビボット７ａ，
７ｂを介してステージ１および第１のフレーム２ａに固
定される。両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂは、正極
性または負極性の電圧の印加により中央部分を最大変位
点として、ステージ１の表面と平行な方向に湾曲する。
したがって、ステージ１，第１のフレーム２ａの中央部
分に形成したピボット７ａ，７ｂに、両端支持バイモル
フ素子６ａ，６ｂの中央部分を固定することで、ステー
ジ１をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することができ
る。
【００２６】本実施例では、バイモルフ素子６ａ，６ｂ
の両端（シムの両端）とシリコン基板の間、および両端
支持バイモルフ素子とピボットとの間は、エポキシ系の
接着剤で固定してあるが、この接着は必須ではない。両
端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂは、中央部分を中心に
湾曲する変位運動を行うために、中央部分には原理的に
移動方向の力以外の回転モーメントは発生しない。しか
し、実際の素子においては圧電体の不均一さやシム両端
の固定部分の剛性の差異等によって、若干の回転モーメ
ントが発生することがある。このため、本実施例では、
ピボット７ａ，７ｂを支点として回転運動を許容するこ
とで、この回転モーメントを除去し、必要な駆動方向の
力を得ている。
の両端（シムの両端）とシリコン基板の間、および両端
支持バイモルフ素子とピボットとの間は、エポキシ系の
接着剤で固定してあるが、この接着は必須ではない。両
端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂは、中央部分を中心に
湾曲する変位運動を行うために、中央部分には原理的に
移動方向の力以外の回転モーメントは発生しない。しか
し、実際の素子においては圧電体の不均一さやシム両端
の固定部分の剛性の差異等によって、若干の回転モーメ
ントが発生することがある。このため、本実施例では、
ピボット７ａ，７ｂを支点として回転運動を許容するこ
とで、この回転モーメントを除去し、必要な駆動方向の
力を得ている。
【００２７】さらに図１の弾性バネ４ａ，４ｂの部分
を、図２の拡大図を参照しつつ詳細に説明する。図１に
示すように、弾性バネ４ａは、ステージ１のＹ軸方向の
移動を制限しつつＸ軸方向に弾性変形し、弾性バネ４ｂ
は、第１のフレーム２ａのＸ軸方向の移動を制限しつつ
Ｙ軸方向に弾性変形する。図１の例では、弾性バネ４
ａ，４ｂは、各々４個用いているが、さらに多くの弾性
バネを用いてもよい。弾性バネ４ａ，４ｂのバネ定数
は、両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂの駆動時には両
端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂが、ステージ１や第１
のフレーム２ｂの移動距離を確保することができるよう
に設定する。換言すると、バイモルフ素子６ａ，６ｂ
は、上記弾性バネ４ａ，４ｂのバネ定数を比較考慮しつ
つ、各軸ごとの４個の弾性バネのバネ定数の総和が無視
できるように設計される。また、弾性バネ４ａはバイモ
ルフ素子６ｂが駆動した場合に、また弾性バネ４ｂはバ
イモルフ素子６ａが駆動した場合に、それぞれクロスト
ークを極力抑える必要がある。このため、各弾性バネ４
ａは、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に高い剛性を持たせる必
要があり、各弾性バネ４ｂは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向
に高い剛性を持たせる必要がある。このような特性を持
たせるために、本実施例では、弾性バネ４ａ，４ｂは、
図２のように、基板の厚みに比較して駆動方向には薄く
てアスペクト比が高い断面形状を有し、さらに長いバネ
長を有する形状としている。
を、図２の拡大図を参照しつつ詳細に説明する。図１に
示すように、弾性バネ４ａは、ステージ１のＹ軸方向の
移動を制限しつつＸ軸方向に弾性変形し、弾性バネ４ｂ
は、第１のフレーム２ａのＸ軸方向の移動を制限しつつ
Ｙ軸方向に弾性変形する。図１の例では、弾性バネ４
ａ，４ｂは、各々４個用いているが、さらに多くの弾性
バネを用いてもよい。弾性バネ４ａ，４ｂのバネ定数
は、両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂの駆動時には両
端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂが、ステージ１や第１
のフレーム２ｂの移動距離を確保することができるよう
に設定する。換言すると、バイモルフ素子６ａ，６ｂ
は、上記弾性バネ４ａ，４ｂのバネ定数を比較考慮しつ
つ、各軸ごとの４個の弾性バネのバネ定数の総和が無視
できるように設計される。また、弾性バネ４ａはバイモ
ルフ素子６ｂが駆動した場合に、また弾性バネ４ｂはバ
イモルフ素子６ａが駆動した場合に、それぞれクロスト
ークを極力抑える必要がある。このため、各弾性バネ４
ａは、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に高い剛性を持たせる必
要があり、各弾性バネ４ｂは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向
に高い剛性を持たせる必要がある。このような特性を持
たせるために、本実施例では、弾性バネ４ａ，４ｂは、
図２のように、基板の厚みに比較して駆動方向には薄く
てアスペクト比が高い断面形状を有し、さらに長いバネ
長を有する形状としている。
【００２８】弾性バネ４ａ，４ｂは、長いバネ長を確保
するために、Ｉ字型としてもよいし、図２に示したよう
にＵ字形状に折り曲げた形状としてもよい。前記特性を
有する弾性バネ４ａあるいは４ｂの形状が異なると、駆
動方向以外にモーメントが発生するので、これら弾性バ
ネ４ａあるいは４ｂは、極力均一の形状で形成すること
が好ましい。均一の弾性バネ４ａあるいは４ｂを形成す
る上で、シリコンマイクロマシーニング技術は有効であ
る。シリコンマイクロマシーニング技術には、たとえば
二酸化シリコンをマスクとしてフッ素系ガスの反応性イ
オンを用いて加工する高速リアクティブイオンエッチン
グがある。また、マスクを用いない加工方法として、放
電加工などによって直接基板を加工する方法がある。な
お、本発明による上記基板の材料は、シリコンに限定さ
れるものではなく、たとえば、二酸化シリコン、サファ
イア、ニオブ酸リチウム、ガリウム砒素基板等の半導体
材料、ステンレス等の金属、セラミクス等の種々の材料
が使用される。
するために、Ｉ字型としてもよいし、図２に示したよう
にＵ字形状に折り曲げた形状としてもよい。前記特性を
有する弾性バネ４ａあるいは４ｂの形状が異なると、駆
動方向以外にモーメントが発生するので、これら弾性バ
ネ４ａあるいは４ｂは、極力均一の形状で形成すること
が好ましい。均一の弾性バネ４ａあるいは４ｂを形成す
る上で、シリコンマイクロマシーニング技術は有効であ
る。シリコンマイクロマシーニング技術には、たとえば
二酸化シリコンをマスクとしてフッ素系ガスの反応性イ
オンを用いて加工する高速リアクティブイオンエッチン
グがある。また、マスクを用いない加工方法として、放
電加工などによって直接基板を加工する方法がある。な
お、本発明による上記基板の材料は、シリコンに限定さ
れるものではなく、たとえば、二酸化シリコン、サファ
イア、ニオブ酸リチウム、ガリウム砒素基板等の半導体
材料、ステンレス等の金属、セラミクス等の種々の材料
が使用される。
【００２９】次に図３および図４を用いて両端支持バイ
モルフ素子６ａ，６ｂの詳細を説明する。前述したよう
に、本実施例では、両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂ
は、通常シム８は金属の薄板であり、このシム８の両面
に圧電体層９ａ，９ｂが形成（本実施例では、貼着によ
り形成）される。圧電体層９ａおよび９ｂは互いに異な
る方向の分極を有し、図３に示すようにシム８を基準と
して、圧電体層９ａに正電圧を印加し、圧電体層９ａに
負電圧を印加した場合には、圧電体層９ａは伸張し、圧
電体層９ｂは収縮するので、両端支持バイモルフ素子６
ａ，６ｂは、シム８の両端を支点として中央部が湾曲す
る。なお、図３においては、圧電体層９ａおよび９ｂの
電場の向きを矢印で示してある。同様に、図３とは逆極
性の電圧を、シム８と、圧電体層９ａおよび９ｂとの間
に印加すれば、両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂは、
同図とは反対側に湾曲する。たとえば、圧電体の長さ１
０ｍｍ、厚み０．３ｍｍ程度の両端支持バイモルフ素子
６ａ，６ｂでは、±５０Ｖ程度の電圧を加えることで、
±５０μｍ程度の変位量、３０ｍＮ程度の駆動力を得る
ことができる。また、駆動速度があまり問題とならない
用途のアクチュエータとして、異種金属を貼り合わせた
バイメタルや形状記憶合金等の、熱によって機械的な形
状が変化する素子を用いてもよい。これらの素子を用い
る場合には、ヒータ等の電気によって発熱する電気熱変
換手段（熱源）を素子に貼り付けることで、ステージ１
の移動量を制御することもできる。
モルフ素子６ａ，６ｂの詳細を説明する。前述したよう
に、本実施例では、両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂ
は、通常シム８は金属の薄板であり、このシム８の両面
に圧電体層９ａ，９ｂが形成（本実施例では、貼着によ
り形成）される。圧電体層９ａおよび９ｂは互いに異な
る方向の分極を有し、図３に示すようにシム８を基準と
して、圧電体層９ａに正電圧を印加し、圧電体層９ａに
負電圧を印加した場合には、圧電体層９ａは伸張し、圧
電体層９ｂは収縮するので、両端支持バイモルフ素子６
ａ，６ｂは、シム８の両端を支点として中央部が湾曲す
る。なお、図３においては、圧電体層９ａおよび９ｂの
電場の向きを矢印で示してある。同様に、図３とは逆極
性の電圧を、シム８と、圧電体層９ａおよび９ｂとの間
に印加すれば、両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂは、
同図とは反対側に湾曲する。たとえば、圧電体の長さ１
０ｍｍ、厚み０．３ｍｍ程度の両端支持バイモルフ素子
６ａ，６ｂでは、±５０Ｖ程度の電圧を加えることで、
±５０μｍ程度の変位量、３０ｍＮ程度の駆動力を得る
ことができる。また、駆動速度があまり問題とならない
用途のアクチュエータとして、異種金属を貼り合わせた
バイメタルや形状記憶合金等の、熱によって機械的な形
状が変化する素子を用いてもよい。これらの素子を用い
る場合には、ヒータ等の電気によって発熱する電気熱変
換手段（熱源）を素子に貼り付けることで、ステージ１
の移動量を制御することもできる。
【００３０】図５にバイメタル素子にヒータを取り付け
たアクチューエータの例を示す。図において、バイメタ
ルは熱膨張係数の異なる金属１０と１１とを張り合わせ
た形成されるのもで、金属１１に貼り合わされた抵抗体
１２に加えられる電圧を変化させることで、バイメタル
に加わる熱量を変化させ、両端支持バイモルフを用いた
場合と同様、ステージ１を移動することができる。
たアクチューエータの例を示す。図において、バイメタ
ルは熱膨張係数の異なる金属１０と１１とを張り合わせ
た形成されるのもで、金属１１に貼り合わされた抵抗体
１２に加えられる電圧を変化させることで、バイメタル
に加わる熱量を変化させ、両端支持バイモルフを用いた
場合と同様、ステージ１を移動することができる。
【００３１】上記位置決め機構は、図９において後述す
るように、位置検出手段と、位置制御手段とを備えた、
位置決め装置に組み込まれる。そして、この位置決め装
置は、メディア移動型の情報記録装置（たとえば、特願
平６−２７０２９７参照）におけるプローブの記録メデ
ィアに対する位置決めに応用される。本発明の情報記録
装置の一実施例を図６〜図８により説明する。なお、情
報記録装置の位置決め装置における位置検出手段、位置
制御手段については、図９において詳述する。図６はメ
ディア移動型の情報記録装置の部分断面図であり、メデ
ィア側装置１７Ａ（図１の位置決め機構）とプローブ装
置１７Ｂとが対向して配置された様子が示されている。
プローブ装置１７Ｂは、プローブ基板１３、プローブ基
板１３の位置決め装置側の面に形成されたプローブ１
４、プローブ１４先端に形成された導電性針１５、メデ
ィア側装置１７Ａのフレーム（図１における第２のフレ
ーム２ｂ）とプローブ装置とを所定のスペースを持たせ
て接合するバンプ１６からなる。プローブ１４の先端の
導電性針１５は、ステージ１の表面に形成された記録メ
ディア５に記録ビットにデータを書き込み、あるいはこ
の書き込まれた記録ビットのデータを読み出すために、
記録メディア５に対して、その表面に沿って相対移動す
る（実際に移動するのはステージ１である）。なお、記
録メディア５として、強誘電体、強磁性体、機能性有機
薄膜等の種々のデータの記録可能な材料が採用される。
図６の例では、記録メディア１は、Ｘ軸方向のみに移動
している場合を例示しているが、実際にはＸ軸方向とＹ
軸方向の二次元空間を移動することで、記録メディア５
の表面に二次元のビットを配列する。バンプ１６はハン
ダなどを用いた鼓形の導電性金属柱であり、プローブ基
板１３とメディア基板５との間に、プローブ１４が移動
できる数μｍ以下の狭小な間隙を維持しつつ、機械的接
続と基板間の電気的接続の両方の役割を果たす。
るように、位置検出手段と、位置制御手段とを備えた、
位置決め装置に組み込まれる。そして、この位置決め装
置は、メディア移動型の情報記録装置（たとえば、特願
平６−２７０２９７参照）におけるプローブの記録メデ
ィアに対する位置決めに応用される。本発明の情報記録
装置の一実施例を図６〜図８により説明する。なお、情
報記録装置の位置決め装置における位置検出手段、位置
制御手段については、図９において詳述する。図６はメ
ディア移動型の情報記録装置の部分断面図であり、メデ
ィア側装置１７Ａ（図１の位置決め機構）とプローブ装
置１７Ｂとが対向して配置された様子が示されている。
プローブ装置１７Ｂは、プローブ基板１３、プローブ基
板１３の位置決め装置側の面に形成されたプローブ１
４、プローブ１４先端に形成された導電性針１５、メデ
ィア側装置１７Ａのフレーム（図１における第２のフレ
ーム２ｂ）とプローブ装置とを所定のスペースを持たせ
て接合するバンプ１６からなる。プローブ１４の先端の
導電性針１５は、ステージ１の表面に形成された記録メ
ディア５に記録ビットにデータを書き込み、あるいはこ
の書き込まれた記録ビットのデータを読み出すために、
記録メディア５に対して、その表面に沿って相対移動す
る（実際に移動するのはステージ１である）。なお、記
録メディア５として、強誘電体、強磁性体、機能性有機
薄膜等の種々のデータの記録可能な材料が採用される。
図６の例では、記録メディア１は、Ｘ軸方向のみに移動
している場合を例示しているが、実際にはＸ軸方向とＹ
軸方向の二次元空間を移動することで、記録メディア５
の表面に二次元のビットを配列する。バンプ１６はハン
ダなどを用いた鼓形の導電性金属柱であり、プローブ基
板１３とメディア基板５との間に、プローブ１４が移動
できる数μｍ以下の狭小な間隙を維持しつつ、機械的接
続と基板間の電気的接続の両方の役割を果たす。
【００３２】メディア移動型の情報記録装置において、
ステージ１上に形成さた記録メディア５に、３０ｎｍ程
度の微小な記録ビットに読出し／書込みを行う場合、ス
テージ１自身の熱膨張による記録ビットの位置ずれが、
無視できない大きな問題となる。シリコンの熱膨張係数
は、１．６６ｐｐｍ／℃程度であるから、たとえば、一
辺が１０ｍｍのシリコンからなるステージが、４０℃温
度上昇した場合の熱膨張は２μｍ程度の大きな値とな
る。しかし、メディア移動型の情報記録装置において
は、プローブ基板１３は、シリコン基板上に形成できる
ため、対向するプローブ基板１３と、メディア側装置１
７Ａの基板（第２のフレーム２ｂに相当する）との間隔
を２μｍ以下の空気等の気体の層とすることで、両基板
間の温度差を１℃以下に保持できる。これにより、熱膨
張の差によって生じる記録ビットの位置ずれを数ｎｍ以
下にできる。このため、図１に示した、高密度の記録メ
ディア５が形成されたステージ１の位置決め機構は、記
録密度の観点から、メディア移動型の情報記録装置にと
って、特に好適である。
ステージ１上に形成さた記録メディア５に、３０ｎｍ程
度の微小な記録ビットに読出し／書込みを行う場合、ス
テージ１自身の熱膨張による記録ビットの位置ずれが、
無視できない大きな問題となる。シリコンの熱膨張係数
は、１．６６ｐｐｍ／℃程度であるから、たとえば、一
辺が１０ｍｍのシリコンからなるステージが、４０℃温
度上昇した場合の熱膨張は２μｍ程度の大きな値とな
る。しかし、メディア移動型の情報記録装置において
は、プローブ基板１３は、シリコン基板上に形成できる
ため、対向するプローブ基板１３と、メディア側装置１
７Ａの基板（第２のフレーム２ｂに相当する）との間隔
を２μｍ以下の空気等の気体の層とすることで、両基板
間の温度差を１℃以下に保持できる。これにより、熱膨
張の差によって生じる記録ビットの位置ずれを数ｎｍ以
下にできる。このため、図１に示した、高密度の記録メ
ディア５が形成されたステージ１の位置決め機構は、記
録密度の観点から、メディア移動型の情報記録装置にと
って、特に好適である。
【００３３】図７は、図６に示したメディア移動型の情
報記録装置を、プローブ装置１７Ｂの外面側から見た
図、および側面から見た断面図である。図７の例では、
Ｘ軸とＹ軸の２つの両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂ
の幅が、ステージ基板よりも厚い場合を示し、プローブ
基板１３の縁に当たらないように、２枚の基板の位置を
ずらして実装してある。幅が、メディア側装置１７Ａの
基板の厚みと略同等か、それよりも狭いバイモルフ素子
を用いることで、両者の基板を完全に重ね合わせること
もできる。なお、図１０に示した従来の位置決め機構を
用いたメディア移動型の情報記録装置では、積層型圧電
素子３ａ〜３ｄの長さを長くしなければならないし、ま
た積層型圧電素子３ａ〜３ｄの厚みが厚く、かつ位置決
め機構の四方に設ける必要があることから、図７に示し
たような構成をとることはできず、装置が大型となる。
このように、図１に示した、高密度の記録メディア５が
形成されたステージ１の位置決め機構は、小型化の観点
からも、メディア移動型の情報記録装置にとって、特に
好適である。
報記録装置を、プローブ装置１７Ｂの外面側から見た
図、および側面から見た断面図である。図７の例では、
Ｘ軸とＹ軸の２つの両端支持バイモルフ素子６ａ，６ｂ
の幅が、ステージ基板よりも厚い場合を示し、プローブ
基板１３の縁に当たらないように、２枚の基板の位置を
ずらして実装してある。幅が、メディア側装置１７Ａの
基板の厚みと略同等か、それよりも狭いバイモルフ素子
を用いることで、両者の基板を完全に重ね合わせること
もできる。なお、図１０に示した従来の位置決め機構を
用いたメディア移動型の情報記録装置では、積層型圧電
素子３ａ〜３ｄの長さを長くしなければならないし、ま
た積層型圧電素子３ａ〜３ｄの厚みが厚く、かつ位置決
め機構の四方に設ける必要があることから、図７に示し
たような構成をとることはできず、装置が大型となる。
このように、図１に示した、高密度の記録メディア５が
形成されたステージ１の位置決め機構は、小型化の観点
からも、メディア移動型の情報記録装置にとって、特に
好適である。
【００３４】メディア移動型の情報記録装置において、
プローブ先端の針の位置と記録メディアに書き込まれた
記録ビットとの位置決めは、数ｎｍ以下の極めて高い精
度が必要である。このため、ステージの位置を位置セン
サにより検出して、ステージ位置を制御するサーボ制御
が必要となる。図８はこのために必要な位置センサの信
号をステージから取り出す場合の詳細を説明する図であ
る。同図において、位置センサとして使用される位置検
出用電極１８は、プローブ基板１３の表面の対向する部
分に同様の形状の位置検出用電極（図示せず）を備えて
おり、両方の電極は狭小な間隙を挟んで平行平板コンデ
ンサを形成している。これにより、ステージ１の移動に
伴う電極の重なり面積の変化から生じる静電容量の変化
を検出することで、ステージ１の位置を知ることができ
る。したがって、位置検出のために特別な部品を必要と
せずに極めて小型で感度の高い位置検出回路を提供する
ことができる。このためには、位置検出用電極１８の信
号をステージ１の外部に取り出す必要が生じるが、これ
は、弾性バネ４の表面に沿って配線１９ａを形成するこ
とで実現できる。ステージ１から取り出したこれらの信
号は、パッド電極２０ａ，２０ｂ上に形成したバンプを
介してプローブ基板に電気的に接続される。同様に、Ｘ
軸の駆動に必要な両端支持バイモルフ素子６ａの駆動電
圧も、Ｙ軸を支持する弾性バネ４の表面に沿って配線を
形成すること供給できる。これらの配線および電極は、
シリコンマイクロマシーニング加工の前に、予め半導体
プロセスを用いて容易に形成できる。
プローブ先端の針の位置と記録メディアに書き込まれた
記録ビットとの位置決めは、数ｎｍ以下の極めて高い精
度が必要である。このため、ステージの位置を位置セン
サにより検出して、ステージ位置を制御するサーボ制御
が必要となる。図８はこのために必要な位置センサの信
号をステージから取り出す場合の詳細を説明する図であ
る。同図において、位置センサとして使用される位置検
出用電極１８は、プローブ基板１３の表面の対向する部
分に同様の形状の位置検出用電極（図示せず）を備えて
おり、両方の電極は狭小な間隙を挟んで平行平板コンデ
ンサを形成している。これにより、ステージ１の移動に
伴う電極の重なり面積の変化から生じる静電容量の変化
を検出することで、ステージ１の位置を知ることができ
る。したがって、位置検出のために特別な部品を必要と
せずに極めて小型で感度の高い位置検出回路を提供する
ことができる。このためには、位置検出用電極１８の信
号をステージ１の外部に取り出す必要が生じるが、これ
は、弾性バネ４の表面に沿って配線１９ａを形成するこ
とで実現できる。ステージ１から取り出したこれらの信
号は、パッド電極２０ａ，２０ｂ上に形成したバンプを
介してプローブ基板に電気的に接続される。同様に、Ｘ
軸の駆動に必要な両端支持バイモルフ素子６ａの駆動電
圧も、Ｙ軸を支持する弾性バネ４の表面に沿って配線を
形成すること供給できる。これらの配線および電極は、
シリコンマイクロマシーニング加工の前に、予め半導体
プロセスを用いて容易に形成できる。
【００３５】図９は、図６〜図８に示した情報記録装置
の位置決めにも使用できる位置決め装置の構成図を示
す。同図では、位置決め装置はバイモルフ圧電素子２
１、位置センサ２２、ステージ２３、Ｄ／Ａ変換器２
４、誤差増幅器２５、位相補償回路２６、バイモルフ駆
動回路２７とからなる。位置センサ２２が位置検出手段
であり、Ｄ／Ａ変換器２４、誤差増幅器２５、位相補償
回路２６およびバイモルフ駆動回路２７により位置制御
手段が構成される。バイモルフ圧電素子２１は、すでに
図１に示したように、駆動電圧が印加されることによ
り、ステージ２３を移動する。ステージ２３には、位置
センサ２２（たとえば、図８に示した位置検出用電極）
が設けられており、ステージ２３の位置を静電容量の変
化によって知ることができる。このような位置センサ２
２の出力として、ステージの位置に対応した直流電圧を
得ることができる。Ｄ／Ａ変換器２４はステージ２３の
位置に対応する位置制御データを入力することで、位置
に対応した直流電圧を出力する。誤差増幅器２５はＤ／
Ａ変換器２４の出力電圧と位置センサ２２の出力電圧と
の差分を増幅し、位相補償回路２６、バイモルフ駆動増
幅器２７を介してバイモルフ圧電素子２１に駆動電圧を
供給する。すなわち、図９の位置決め装置においては、
誤差増幅器２５の出力電圧がゼロ、言い換えれば位置制
御のためのＤ／Ａ変換器２４の出力電圧と、位置センサ
の出力電圧とが常に等しくなるように制御されることに
なり、位置制御データの設定によってステージの位置を
任意にディジタル制御できる。図９の例では、１つの軸
方向に相当する位置決め装置を示したが、同様な位置決
め装置をさらに一系統設けることで、ステージ２３を、
もう一方の軸方向についても独立して制御できる。通
常、上記位置決め装置は、マイクロコンピュータ等と組
み合わせることによって、図６〜図８に示したメディア
移動型の情報記録装置の位置制御に好適に応用される。
の位置決めにも使用できる位置決め装置の構成図を示
す。同図では、位置決め装置はバイモルフ圧電素子２
１、位置センサ２２、ステージ２３、Ｄ／Ａ変換器２
４、誤差増幅器２５、位相補償回路２６、バイモルフ駆
動回路２７とからなる。位置センサ２２が位置検出手段
であり、Ｄ／Ａ変換器２４、誤差増幅器２５、位相補償
回路２６およびバイモルフ駆動回路２７により位置制御
手段が構成される。バイモルフ圧電素子２１は、すでに
図１に示したように、駆動電圧が印加されることによ
り、ステージ２３を移動する。ステージ２３には、位置
センサ２２（たとえば、図８に示した位置検出用電極）
が設けられており、ステージ２３の位置を静電容量の変
化によって知ることができる。このような位置センサ２
２の出力として、ステージの位置に対応した直流電圧を
得ることができる。Ｄ／Ａ変換器２４はステージ２３の
位置に対応する位置制御データを入力することで、位置
に対応した直流電圧を出力する。誤差増幅器２５はＤ／
Ａ変換器２４の出力電圧と位置センサ２２の出力電圧と
の差分を増幅し、位相補償回路２６、バイモルフ駆動増
幅器２７を介してバイモルフ圧電素子２１に駆動電圧を
供給する。すなわち、図９の位置決め装置においては、
誤差増幅器２５の出力電圧がゼロ、言い換えれば位置制
御のためのＤ／Ａ変換器２４の出力電圧と、位置センサ
の出力電圧とが常に等しくなるように制御されることに
なり、位置制御データの設定によってステージの位置を
任意にディジタル制御できる。図９の例では、１つの軸
方向に相当する位置決め装置を示したが、同様な位置決
め装置をさらに一系統設けることで、ステージ２３を、
もう一方の軸方向についても独立して制御できる。通
常、上記位置決め装置は、マイクロコンピュータ等と組
み合わせることによって、図６〜図８に示したメディア
移動型の情報記録装置の位置制御に好適に応用される。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば以下
に例示するような、種々の効果を奏することができる。 （１）走査型プローブ顕微鏡、メディア移動型の情報記
録装置、マニピュレータ等に使用される位置決め装置に
おいて、装置全体を大型化することなく、数十μｍ以上
の大きな可動範囲を有する位置決め機構および位置決め
装置を提供できる。 （２）アクチュエータとして両端支持バイモルフ素子を
用いることで、小型でかつ位置決め対象の移動量が大き
い位置決め機構、位置決め装置等を提供できる。 （３）弾性バネ上に配線を形成することで、位置決め対
象上の信号を外部の制御手段等に容易に取り出すことが
できる位置決め機構、位置決め装置等を提供できる。。 （４）フレーム、弾性バネ、および位置決め対象をシリ
コン等の単一の基板により形成することで、量産に適し
とかつ低コストの位置決め機構、位置決め装置等を提供
できる。 （５）メディア移動型の情報記録装置では、ステージ側
の基板として、プローブ基板と同様のシリコン基板を用
いることで、基板間の熱膨張係数を一致させることが可
能となり、温度環境の変動に伴う記録ビットの位置ずれ
を低減することができる。 （６）二次元の位置決め装置を持つメディア移動型の情
報記録装置では、２軸方向についてそれぞれ１つのアク
チュエータを設ける場合には、プローブ基板をステージ
側の基板上のアクチュエータからずらして実装でき、し
たがって、装置の小型化が促進される。
に例示するような、種々の効果を奏することができる。 （１）走査型プローブ顕微鏡、メディア移動型の情報記
録装置、マニピュレータ等に使用される位置決め装置に
おいて、装置全体を大型化することなく、数十μｍ以上
の大きな可動範囲を有する位置決め機構および位置決め
装置を提供できる。 （２）アクチュエータとして両端支持バイモルフ素子を
用いることで、小型でかつ位置決め対象の移動量が大き
い位置決め機構、位置決め装置等を提供できる。 （３）弾性バネ上に配線を形成することで、位置決め対
象上の信号を外部の制御手段等に容易に取り出すことが
できる位置決め機構、位置決め装置等を提供できる。。 （４）フレーム、弾性バネ、および位置決め対象をシリ
コン等の単一の基板により形成することで、量産に適し
とかつ低コストの位置決め機構、位置決め装置等を提供
できる。 （５）メディア移動型の情報記録装置では、ステージ側
の基板として、プローブ基板と同様のシリコン基板を用
いることで、基板間の熱膨張係数を一致させることが可
能となり、温度環境の変動に伴う記録ビットの位置ずれ
を低減することができる。 （６）二次元の位置決め装置を持つメディア移動型の情
報記録装置では、２軸方向についてそれぞれ１つのアク
チュエータを設ける場合には、プローブ基板をステージ
側の基板上のアクチュエータからずらして実装でき、し
たがって、装置の小型化が促進される。
【図１】本発明の位置決め機構の一実施例の説明図であ
る。
る。
【図２】図１における弾性バネの説明図である。
【図３】アクチュエータである両端支持バイモルフ素子
の原理説明図である。
の原理説明図である。
【図４】両端支持バイモルフ素子の外形を示す図であ
る。
る。
【図５】両端支持バイモルフ素子の代替として使用され
る発熱素子を複合したバイメタルアクチュエータを示す
図である。
る発熱素子を複合したバイメタルアクチュエータを示す
図である。
【図６】メディア移動型の情報記録装置の断面説明図で
ある。
ある。
【図７】図６のメディア移動型の情報記録装置におい
て、ステージ基板とプローブ基板との位置関係を示す図
である。
て、ステージ基板とプローブ基板との位置関係を示す図
である。
【図８】弾性バネ上に配線を行った例を示す図である。
【図９】位置決め装置の構成を示す機能ブロック図であ
る。
る。
【図１０】従来の位置決め機構の説明図である。
１ ステージ ２ａ 第１のフレーム２ａ ２ｂ 第２のフレーム２ｂ ４ａ，４Ｂ 弾性バネ ５ 記録メディア ６ａ 第１の両端支持バイモルフ素子 ６ｂ 第２の両端支持バイモルフ素子 ７ａ，７ｂ ピボット
Claims (19)
- 【請求項１】 両端がフレームに固定され、与えられた
駆動信号に応じて湾曲する長手部材からなるアクチュエ
ータを有する位置決め機構であって、 前記長手部材の固定端を除く一部分が、位置決め対象に
固定または押接され、前記長手部材を位置決め対象に対
して凸状および／または凹状に湾曲させることにより、
前記位置決め対象を移動させることを特徴とする位置決
め機構。 - 【請求項２】 前記アクチュエータが、バイモルフ素
子、バイメタル素子または形状記憶合金であることを特
徴とする請求項１に記載の位置決め機構。 - 【請求項３】 一次元の位置決めに用いる位置決め機構
であって、 請求項１または２に記載のアクチュエータが、前記長手
部材の固定端を除く一部分を、位置決め対象に固定また
は押接させて配置されたことを特徴とする位置決め機
構。 - 【請求項４】 位置決め対象が、当該位置決め対象の複
数箇所に設けられた弾性バネを介してフレームに支持さ
れてなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
の位置決め機構。 - 【請求項５】 前記位置決め対象と、前記フレームと、
前記弾性バネとが、単一の基板から形成されてなること
を特徴とする請求項４に記載の位置決め機構。 - 【請求項６】 基板材料として、シリコン、二酸化シリ
コン、サファイア、ニオブ酸リチウム、またはガリウム
砒素を用いることを特徴とする請求項５に記載の位置決
め機構。 - 【請求項７】 二次元の位置決めに用いる第１のフレー
ムおよび第２のフレームを持つ位置決め機構であって、 第１のフレームに請求項１または２に記載のアクチュエ
ータが、長手部材の固定端を除く一部分を、位置決め対
象に固定または押接させて配置され、 第２のフレームに請求項１または２に記載のアクチュエ
ータが、長手部材の固定端を除く一部分を、第１のフレ
ームに固定または押接させて、前記第１のフレームに配
置されたアクチュエータと９０°の向きで配置され、て
なることを特徴とする位置決め機構。 - 【請求項８】 位置決め対象が、当該位置決め対象の複
数箇所に設けられた弾性バネを介して第１のフレームに
支持され、第１のフレームが当該第１のフレームの複数
箇所に設けられた弾性バネを介して第２のフレームに支
持されてなることを特徴とする請求項７に記載の位置決
め機構。 - 【請求項９】 前記位置決め対象と、前記フレームと、
前記弾性バネとが、単一の基板から形成されてなること
を特徴とする請求項８に記載の位置決め機構。 - 【請求項１０】 基板材料として、シリコン、二酸化シ
リコン、サファイア、ニオブ酸リチウム、またはガリウ
ム砒素を用いることを特徴とする請求項９に記載の位置
決め機構。 - 【請求項１１】 請求項１〜６の何れかに記載の位置決
め機構を持つ位置決め装置であって、 前記位置決め対象の、一次元位置を知るための位置検出
手段と、 前記位置検出手段から出力される位置情報に基づき、前
記位置決め対象が所定座標に位置するように、アクチュ
エータに駆動信号を送出するするための位置制御手段
と、を備え、 前記位置制御手段により、前記アクチュエータを駆動す
ることで、前記位置決め対象を、所望位置に位置決めす
る、ことを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項１２】 請求項５または６に記載の位置決め機
構を持ち、 前記弾性バネの表面に信号線を形成し、前記位置検出手
段からの検出信号をフレームの外部に取り出すことを特
徴とする請求項１１に記載の位置決め装置。 - 【請求項１３】 請求項７〜１０の何れかに記載の位置
決め機構を持つ位置決め装置であって、 前記位置決め対象の、二次元位置を知るための位置検出
手段と、 前記位置検出手段から出力される位置情報に基づき、前
記位置決め対象が所定座標に位置するように、前記第１
および第２のフレームに設けられたアクチュエータを独
立して駆動するための位置制御手段と、を備え、 前記位置制御手段により、前記第１および第２のフレー
ムに設けられたアクチュエータを駆動することで、前記
位置決め対象を、所望位置に位置決めする、ことを特徴
とする位置決め装置。 - 【請求項１４】 請求項９または１０に記載の位置決め
機構を持ち、 前記弾性バネの表面に信号線を形成し、前記位置検出手
段からの検出信号および／または前記第１のフレームに
配置されたアクチュエータを駆動するための信号を第１
のフレームの外部に取り出すことを特徴とする請求項１
３に記載の位置決め装置。 - 【請求項１５】 位置検出手段が、位置決め対象と、当
該位置検出手段に対向して固定配置された平行平板電極
との間の静電容量から、位置決め対象の位置を知ること
を特徴とする請求項１１〜１４の何れかに記載の位置決
め装置。 - 【請求項１６】 位置制御手段が、任意位置に位置決め
対象を移動させるための位置制御データに対応したアナ
ログ信号を出力するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器
の出力と位置検出手段の出力との差分を増幅する誤差増
幅器と、この誤差増幅器の出力によって各アクチュエー
タを駆動する電圧を発生する駆動電圧増幅回路とを備
え、前記誤差増幅器の出力が常にゼロとなるように、前
記位置決め対象の位置制御を行うことを特徴とする請求
項１１〜１５の何れかに記載の位置決め装置。 - 【請求項１７】 請求項１１〜１６の何れかに記載の位
置決め装置を含み、前記位置決め対象が、移動方向に対
して平行な平面を持ち、かつ当該平面には記録メディア
が形成されてなるステージである情報記録装置であっ
て、 先端が前記記録メディア表面に接触して配置され、また
は１００ｎｍ以下のギャップを介して配置される１つ以
上のプローブ針と、 当該プローブ針を介して前記記録メディアに対する情報
の読出し／書込みを行うための読出し／書込み回路と、
を備えてなることを特徴とする情報記録装置。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載の位置決め装置を含
み、 前記記録メディアのグランド信号が、前記弾性バネの表
面に形成された信号線を介して、前記ステージの外部に
取り出される、ことを特徴とする請求項１７に記載の情
報記録装置。 - 【請求項１９】 前記記録メディアとして、強誘電体薄
膜と用いることを特徴とする請求項１７または１８に記
載の情報記録装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26129296A JPH10105243A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 位置決め機構、位置決め装置及び情報記録装置 |
| US08/924,857 US6501210B1 (en) | 1996-09-10 | 1997-08-29 | Positioning mechanism having elongate bending elements oriented perpendicular to the direction of movement |
| DE69713026T DE69713026T2 (de) | 1996-09-10 | 1997-09-04 | Positioniervorrichtung |
| EP97306864A EP0838302B1 (en) | 1996-09-10 | 1997-09-04 | Positioning mechanism |
| KR1019970046520A KR19980024493A (ko) | 1996-09-10 | 1997-09-10 | 위치 결정 메카니즘 및 메모리 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26129296A JPH10105243A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 位置決め機構、位置決め装置及び情報記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10105243A true JPH10105243A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17359781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26129296A Pending JPH10105243A (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 位置決め機構、位置決め装置及び情報記録装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6501210B1 (ja) |
| EP (1) | EP0838302B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10105243A (ja) |
| KR (1) | KR19980024493A (ja) |
| DE (1) | DE69713026T2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005004921A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Alps Electric Co Ltd | 高精度位置決め装置 |
| JP2006524317A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-10-26 | モレキュラー・イメージング・コーポレーション | 走査プローブ型顕微鏡用の迅速走査ステージ |
| WO2008126247A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Pioneer Corporation | 駆動装置 |
| JP2010152888A (ja) * | 2008-12-23 | 2010-07-08 | Research In Motion Ltd | 携帯型電子デバイスおよび制御方法 |
| JP2010190657A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Olympus Corp | 走査機構および走査型プローブ顕微鏡 |
| US8384680B2 (en) | 2008-12-23 | 2013-02-26 | Research In Motion Limited | Portable electronic device and method of control |
| US8427441B2 (en) | 2008-12-23 | 2013-04-23 | Research In Motion Limited | Portable electronic device and method of control |
| JP2016039184A (ja) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | 日本精工株式会社 | テーブル装置、測定装置、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ製造装置、及び工作機械 |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7260051B1 (en) | 1998-12-18 | 2007-08-21 | Nanochip, Inc. | Molecular memory medium and molecular memory integrated circuit |
| DE19961869B4 (de) * | 1999-12-22 | 2005-01-13 | Man Roland Druckmaschinen Ag | Justiervorrichtung, insbesondere für Traversen mit Bebilderungseinrichtungen für Druckformen von Druckmaschinen |
| KR100396020B1 (ko) * | 2001-04-16 | 2003-08-27 | 박희재 | 초정밀 위치결정시스템 |
| JP3748395B2 (ja) * | 2001-08-23 | 2006-02-22 | 株式会社日立製作所 | マイクロマニピュレータ |
| DE10156491B4 (de) * | 2001-11-16 | 2005-10-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zum Abstützen eines Trägers |
| US7233517B2 (en) | 2002-10-15 | 2007-06-19 | Nanochip, Inc. | Atomic probes and media for high density data storage |
| US7054153B2 (en) * | 2003-10-31 | 2006-05-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Mount for computer drive |
| US7180662B2 (en) * | 2004-04-12 | 2007-02-20 | Applied Scientific Instrumentation Inc. | Stage assembly and method for optical microscope including Z-axis stage and piezoelectric actuator for rectilinear translation of Z stage |
| KR100612867B1 (ko) * | 2004-11-02 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | 탐침 어레이를 가지는 저항성 메모리 소자 및 그 제조 방법 |
| US7706642B2 (en) * | 2005-08-05 | 2010-04-27 | Beneficial Photonics, Inc. | Methods and devices for moving optical beams |
| JP2007158276A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Ngk Insulators Ltd | 圧電／電歪デバイス及び圧電／電歪デバイスの駆動方法 |
| KR100876912B1 (ko) * | 2006-07-13 | 2009-01-08 | 부산대학교 산학협력단 | 변위증폭측정 메카니즘을 구비한 스테이지 |
| DE102007005293A1 (de) | 2007-01-29 | 2008-08-07 | Technische Universität Ilmenau | Vorrichtung und Verfahren zum mikromechanischen Positionieren und Manipulieren eines Objektes |
| US7626846B2 (en) | 2007-07-16 | 2009-12-01 | Nanochip, Inc. | Method and media for improving ferroelectric domain stability in an information storage device |
| US7792010B2 (en) * | 2007-12-13 | 2010-09-07 | International Business Machines Corporation | Scanning system for a probe storage device |
| US7876663B2 (en) * | 2007-12-13 | 2011-01-25 | International Business Machines Corporation | Scanning system for a probe storage device |
| US7864653B2 (en) * | 2007-12-13 | 2011-01-04 | International Business Machines Corporation | Probe storage device |
| US7913376B2 (en) * | 2007-12-13 | 2011-03-29 | International Business Machines Corporation | Method of forming an actuating mechanism for a probe storage system |
| US20100085863A1 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-08 | Nanochip, Inc. | Retuning of ferroelectric media built-in-bias |
| JP6253312B2 (ja) | 2012-09-10 | 2017-12-27 | キヤノン株式会社 | 制御装置、制御装置を備えるアクチュエータ、画像振れ補正装置、交換用レンズ、撮像装置、及び自動ステージ |
| KR102019098B1 (ko) | 2013-04-19 | 2019-11-04 | 엘지이노텍 주식회사 | 멤스 소자 |
| US10263173B2 (en) * | 2015-01-16 | 2019-04-16 | The Regents Of The University Of Michigan | Multi-axis piezoelectric transducer |
| GB2539869A (en) * | 2015-05-07 | 2017-01-04 | Elektron Tech Uk Ltd | Nanopositioner |
| KR102092864B1 (ko) | 2015-08-31 | 2020-03-24 | 삼성전자주식회사 | 센서 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치 |
| CN105425548A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-03-23 | 哈尔滨工业大学 | 基于人字形线圈排布的动线圈磁浮无线微动台矢量圆弧换台方法及装置 |
| US20190107772A1 (en) * | 2017-10-11 | 2019-04-11 | Young Optics Inc. | Light combining module |
| CN114512579B (zh) * | 2022-02-18 | 2022-10-11 | 广东工业大学 | 一种Mini/micro芯片柔性飞行刺晶装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3304773A (en) * | 1964-03-26 | 1967-02-21 | Vernon L Rogallo | Force transducer |
| US3526726A (en) * | 1967-09-27 | 1970-09-01 | Ampex | Piezoelectric transducer assembly for positioning a magnetic record/reproduce head |
| US4601539A (en) * | 1983-05-07 | 1986-07-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens moving device using piezoelectric material |
| JPS6018958A (ja) | 1983-07-12 | 1985-01-31 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| US4520570A (en) | 1983-12-30 | 1985-06-04 | International Business Machines Corporation | Piezoelectric x-y-positioner |
| DE3783960T2 (de) | 1986-07-15 | 1993-05-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Zweidimensionales piezoelektrisches antriebsystem. |
| JP2839543B2 (ja) * | 1989-04-12 | 1998-12-16 | 株式会社東芝 | 変位発生装置 |
| US5170089A (en) * | 1989-12-20 | 1992-12-08 | General Electric Company | Two-axis motion apparatus utilizing piezoelectric material |
| JP2802828B2 (ja) | 1990-10-19 | 1998-09-24 | キヤノン株式会社 | 情報記録担体及びこれを使用する情報処理装置 |
| CA2060674C (en) | 1991-02-08 | 1996-10-01 | Masahiro Tagawa | Driving apparatus and a recording and/or reproducing apparatus using the same |
| JPH07111143A (ja) * | 1993-08-18 | 1995-04-25 | Jeol Ltd | スリット装置 |
| US5705878A (en) * | 1995-11-29 | 1998-01-06 | Lewis; Aaron | Flat scanning stage for scanned probe microscopy |
-
1996
- 1996-09-10 JP JP26129296A patent/JPH10105243A/ja active Pending
-
1997
- 1997-08-29 US US08/924,857 patent/US6501210B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-04 DE DE69713026T patent/DE69713026T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-04 EP EP97306864A patent/EP0838302B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-10 KR KR1019970046520A patent/KR19980024493A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006524317A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-10-26 | モレキュラー・イメージング・コーポレーション | 走査プローブ型顕微鏡用の迅速走査ステージ |
| JP2012008132A (ja) * | 2002-12-20 | 2012-01-12 | Agilent Technol Inc | 走査プローブ型顕微鏡用の迅速走査ステージ |
| JP2005004921A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Alps Electric Co Ltd | 高精度位置決め装置 |
| WO2008126247A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Pioneer Corporation | 駆動装置 |
| US7825565B2 (en) | 2007-03-30 | 2010-11-02 | Pioneer Corporation | Driving apparatus |
| JP2010152888A (ja) * | 2008-12-23 | 2010-07-08 | Research In Motion Ltd | 携帯型電子デバイスおよび制御方法 |
| JP2010152889A (ja) * | 2008-12-23 | 2010-07-08 | Research In Motion Ltd | 携帯型電子デバイスおよび制御方法 |
| US8384680B2 (en) | 2008-12-23 | 2013-02-26 | Research In Motion Limited | Portable electronic device and method of control |
| US8427441B2 (en) | 2008-12-23 | 2013-04-23 | Research In Motion Limited | Portable electronic device and method of control |
| JP2010190657A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Olympus Corp | 走査機構および走査型プローブ顕微鏡 |
| JP2016039184A (ja) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | 日本精工株式会社 | テーブル装置、測定装置、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ製造装置、及び工作機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE69713026D1 (de) | 2002-07-11 |
| EP0838302B1 (en) | 2002-06-05 |
| DE69713026T2 (de) | 2002-09-19 |
| US6501210B1 (en) | 2002-12-31 |
| EP0838302A1 (en) | 1998-04-29 |
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Legal Events
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