(57)【要約】【課題】エレクトロウェッティング現象を応用して移動体の固定体に対する様々な相対移動を実現でき、移動体の動作自由度の高い移動装置を提供すること。【解決手段】固定体２は、基材１０と、この基材１０の一表面に配置された複数の駆動電極１１と、複数の駆動電極１１を覆う絶縁層１２とを備えており、絶縁層１２の表面には、移動体３に固着した複数の液滴４が接触状態で配置されている。そして、制御装置がドライバＩＣを制御して、複数の駆動電極１１に付与される電位を変化させることにより、駆動電極１１と液滴４との間の電位差に応じて絶縁層１２の表面の撥液性を変化させ、絶縁層１２の表面における液滴４の接触位置と接触面積の少なくとも一方を変化させて、移動体３を固定体２に対して相対移動させる。【選択図】図１
2008086102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、この基材の一表面に配置された複数の電極と、前記複数の電極を覆うように前記基材の一表面に形成された絶縁層と、を有する固定体と、
前記絶縁層の表面に配置された移動体と、
前記絶縁層の表面に接触状態で配置された、導電性を有する液滴と、
前記移動体に前記液滴を固着させる固着手段と、
前記複数の電極のそれぞれに対して電位を付与する電位付与手段と、
この電位付与手段を制御する制御手段とを備え
前記制御手段が、前記電位付与手段を制御して前記複数の電極に付与される電位を変化させることにより、前記電極と前記液滴との間の電位差に応じて前記絶縁層の表面の撥液性を変化させ、前記絶縁層の表面における前記液滴の接触位置と接触面積の少なくとも一方を変化させて、前記移動体を前記固定体に対して相対移動させるように構成されていることを特徴とする移動装置。
【請求項２】
前記電位付与手段は、前記複数の電極のそれぞれに対して、所定の第１電位と第２電位の何れか一方を付与するように構成されており、
前記電極に前記第１電位が付与されたときの、この電極を覆う前記絶縁層の撥液性は、前記電極に前記第２電位が付与されたときよりも低下することを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、互いに隣接する２以上の前記電極に対して前記第１電位を同時に付与させるように、前記電位付与手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の移動装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数の電極のうちの前記第１電位が付与される前記電極を切り換える際には、前記第１電位が付与された互いに隣接する２以上の前記電極のうち、少なくとも１つの前記電極が前記第１電位が付与された状態を維持するように、前記電位付与手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の移動装置。
【請求項５】
前記絶縁層の表面に、前記移動体にそれぞれ固着する複数の前記液滴が配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の移動装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴がそれぞれ接触している領域に対して、ある一点を中心とする円周方向に関して隣接する、複数の領域の撥液性を同時に低下させ、
前記複数の液滴を前記円周方向に沿って移動させて、前記移動体を前記一点を中心に回転させることを特徴とする請求項５に記載の移動装置。
【請求項７】
前記複数の電極は、それぞれが略扇形の平面形状を有し、前記基材の一表面に環状に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の移動装置。
【請求項８】
前記複数の液滴が、環状に配置された前記複数の電極の周方向において等間隔に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の移動装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴がそれぞれ接触している領域に対して、前記絶縁層の表面に平行な所定の一方向に関して隣接する、複数の領域の撥液性を同時に低下させ、
前記複数の液滴を前記一方向に移動させて、前記移動体を前記一方向に移動させること特徴とする請求項５又は６に記載の移動装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、
前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴がそれぞれ接触する接触領域の面積を全て増加させる、又は、前記接触領域の面積を全て減少させて、
前記移動体を前記固定体に対して接近又は離間する方向に移動させることを特徴とする請求項５、６、９の何れかに記載の移動装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、
前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴の一部が接触する領域の面積を増加又は減少させ、
前記移動体を前記固定体に対して傾斜させることを特徴とする請求項５、６、９、１０の何れかに記載の移動装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、
前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴の一部が接触する領域の面積を増加させるととともに、前記複数の液滴の残りが接触する領域の面積を減少させ、
前記移動体を前記固定体に対して傾斜させることを特徴とする請求項５、６、９、１０の何れかに記載の移動装置。
【請求項１３】
前記移動体の少なくとも前記液滴と接触する部分が一定電位に保持されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の移動装置。
【請求項１４】
前記固着手段は、
前記移動体の表面に局所的に設けられた親液性領域と、
前記移動体の表面に前記親液性領域を囲むように設けられ、前記親液性領域よりも撥液性の高い撥液性領域と、
を含むことを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の移動装置。
【請求項１５】
前記固着手段は、
前記移動体の表面に形成され、その内部における前記液滴の濡れ角が９０度未満である凹部を含むことを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の移動装置。
【請求項１６】
前記固着手段は、
前記移動体の表面に局所的に設けられ、前記液滴の濡れ角が９０度未満となる凹凸形状に形成された凹凸部と、
前記移動体の表面に前記凹凸部を囲うように設けられ、前記凹凸部よりも表面粗さの小さい平滑部と、
を含むことを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の移動装置。
【請求項１７】
前記固着手段は、
前記移動体の表面に局所的に設けられた平滑部と、
前記移動体の表面に前記平滑部を囲うように設けられ、前記平滑部よりも表面粗さが大きく、且つ、前記液滴の濡れ角が９０度以上となる凹凸形状に形成された凹凸部と、
を含むことを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の移動装置。
【請求項１８】
前記基材の一表面が曲面であることを特徴とする請求項１〜１７の何れかに記載の移動装置。
【請求項１９】
前記移動体は、前記絶縁層から離間して配置されていることを特徴とする請求項１〜１８の何れかに記載の移動装置。
【請求項２０】
前記液滴は、前記絶縁層と前記移動体の間に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の移動装置。
【請求項２１】
前記液滴は、前記移動体の側面に固着していることを特徴とする請求項１９に記載の移動装置。
【請求項２２】
前記絶縁層と前記移動体との間に転動自在に配置されて、前記移動体を支持する支持体を有することを特徴とする請求項１９〜２１の何れかに記載の移動装置。
【請求項２３】
前記液滴は不揮発性を有することを特徴とする請求項１〜２２の何れかに記載の移動装置。
【請求項２４】
前記液滴は揮発性を有し、不揮発性の液体で覆われていることを特徴とする請求項１〜２２の何れかに記載の移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング現象を利用して、固定体に対して移動体を微小移動させることが可能な移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、絶縁層に覆われた電極と絶縁層の表面に存在する液滴との間に、電位差が生じたときに、液滴と絶縁層表面の界面張力が変化して絶縁層表面における撥液性（液滴の接触角）が変化する現象（エレクトロウェッティング現象）が知られている。このエレクトロウェッティング現象を種々の駆動装置に応用すれば、モータや圧電アクチュエータ等を用いた従来構成の装置よりも低い電力で駆動でき、且つ、小型化も容易な装置を実現することが可能である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エレクトロウェッティング現象を利用して、ピント合わせ時にカメラのレンズを移動させる装置が開示されている。この特許文献１の移動装置は、第１構造体と、この第１構造体に対向するとともに第１構造体に対して離接可能な第２構造体と、第１構造体と第２構造体との間において両構造体と接触する液滴とを有する。
【０００４】
第１構造体の第２構造体と対向する面には、第１電極と、この第１電極表面に形成された絶縁膜と、この絶縁膜を覆う第１撥水膜が設けられており、液滴は第１撥水膜に接触している。一方、第２構造体の第１構造体と対向する面には、第２電極と、この第２電極を取り囲むように形成された第２撥液膜とが設けられており、液滴は第２撥水膜に接触するとともに、第２電極にも常に接触している。そして、第１電極と液滴が接触する第２電極との間に電圧が印加されると、液滴の第１撥水膜に対する接触角が低下して液滴が濡れ広がり、それに伴って液滴の高さが低くなるため、第１構造体と第２構造体との間の間隔が小さくなる。このようにして、第１構造体を第２構造体に対して離接する方向に移動させることが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８５０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した特許文献１の移動装置では、移動体である第１構造体を、固定体である第２構造体に対して離接させることが可能であるが、第１構造体を第２構造体に対して平行移動させたり、回転させたりすることは不可能である。従って、移動体に行わせる動作の自由度が低く、移動装置の適用対象が限られてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、エレクトロウェッティング現象を応用して移動体の固定体に対する様々な相対移動を実現でき、移動体の動作自由度の高い移動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明の移動装置は、基材と、この基材の一表面に配置された複数の電極と、前記複数の電極を覆うように前記基材の一表面に形成された絶縁層と、を有する固定体と、前記絶縁層の表面に配置された移動体と、前記絶縁層の表面に接触状態で配置された、導電性を有する液滴と、前記移動体に前記液滴を固着させる固着手段と、前記複数の電極のそれぞれに対して電位を付与する電位付与手段と、この電位付与手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段が、前記電位付与手段を制御して前記複数の電極に付与される電位を変化させることにより、前記電極と前記液滴との間の電位差に応じて前記絶縁層の表面の撥液性を変化させ、前記絶縁層の表面における前記液滴の接触位置と接触面積の少なくとも一方を変化させて、前記移動体を前記固定体に対して相対移動させるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
絶縁層により覆われる電極と絶縁層の表面に存在する液滴との間に電位差が生じると、絶縁層の表面の撥液性はその電位差に応じて変化する（エレクトロウェッティング現象）。従って、制御手段が電位付与手段を制御して、この電位付与手段によって複数の電極の電位を変化させることにより、絶縁層の表面における液滴の接触位置と接触面積の少なくとも一方を変化させて、移動体の固定体に対する種々の相対移動（平行移動、回転、昇降、傾斜）を実現できる。つまり、移動体の動作自由度の高い移動装置を提供できる。また、エレクトロウェッティング現象を応用することで、電極、絶縁層、及び、液滴といった簡単な構成のみで、移動体を固定体に対して相対移動させることができるため、小型化が容易であり、また、従来構成よりも低い消費電力で移動体を駆動することが可能となる。
【００１０】
第２の発明の移動装置は、前記第１の発明において、前記電位付与手段は、前記複数の電極のそれぞれに対して、所定の第１電位と第２電位の何れか一方を付与するように構成されており、前記電極に前記第１電位が付与されたときの、この電極を覆う前記絶縁層の撥液性は、前記電極に前記第２電位が付与されたときよりも低下することを特徴とするものである。この構成によれば、電位付与手段により、電極の電位を２種類の電位（第１電位と第２電位）の間で切換えることにより、絶縁層の表面の撥液性を容易に変化させることができる。
【００１１】
第３の発明の移動装置は、前記第２又は第３の発明において、前記制御手段は、互いに隣接する２以上の前記電極に対して前記第１電位を同時に付与させるように、前記電位付与手段を制御することを特徴とするものである。この構成によれば、電位付与手段により第１電位を付与する電極を順にずらして、絶縁層の表面に沿って液滴を移動させる際に、その電位切換時において第１電位のまま電位が変化しない電極を常に１つ以上存在させることが可能になる。つまり、液滴の移動中において、撥液性が低下して液滴が安定する領域を常に存在させることが可能となり、液滴を滑らかに移動させることができる。
【００１２】
第４の発明の移動装置は、前記第３の発明において、前記制御手段は、前記複数の電極のうちの前記第１電位が付与される前記電極を切り換える際には、前記第１電位が付与された互いに隣接する２以上の前記電極のうち、少なくとも１つの前記電極が前記第１電位が付与された状態を維持するように、前記電位付与手段を制御することを特徴とするものである。この構成によれば、電位付与手段により第１電位を付与する電極を順にずらして、絶縁層の表面に沿って液滴を移動させる際に、撥液性が低下して液滴が安定する領域が常に存在することになるので、液滴を滑らかに移動させることができる。
【００１３】
第５の発明の移動装置は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記絶縁層の表面に、前記移動体にそれぞれ固着する複数の前記液滴が配置されていることを特徴とするものである。この構成によれば、移動体に、固定体に対する種々の相対移動（平行移動、回転、昇降、傾斜）がそれぞれ行わせることがより容易になる。
【００１４】
第６の発明の移動装置は、前記第５の発明において、前記制御手段は、前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴がそれぞれ接触している領域に対して、ある一点を中心とする円周方向に関して隣接する、複数の領域の撥液性を同時に低下させ、前記複数の液滴を前記円周方向に沿って移動させて、前記移動体を前記一点を中心に回転させることを特徴とするものである。この構成によれば、絶縁層の表面において、移動体をある一点を中心に回転させることができる。
【００１５】
第７の発明の移動装置は、前記第６の発明において、前記複数の電極は、それぞれが略扇形の平面形状を有し、前記基材の一表面に環状に配置されていることを特徴とするものである。この構成によれば、複数の液滴を、環状に配置された複数の電極によって決定される円周に沿って円滑に移動させることができ、移動体の回転を中心ぶれのない状態で行うことができる。
【００１６】
第８の発明の移動装置は、前記第７の発明において、前記複数の液滴が、環状に配置された前記複数の電極の周方向において等間隔に配置されていることを特徴とするものである。この構成によれば、回転させる移動体を安定して支持することができる。
【００１７】
第９の発明の移動装置は、前記第５又は第６の発明において、前記制御手段は、前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴がそれぞれ接触している領域に対して、前記絶縁層の表面に平行な所定の一方向に関して隣接する、複数の領域の撥液性を同時に低下させ、前記複数の液滴を前記一方向に移動させて、前記移動体を前記一方向に移動させることを特徴とするものである。この構成によれば、移動体を絶縁層の表面に沿う所定の一方向に平行移動させることができる。
【００１８】
第１０の発明の移動装置は、前記第５、第６、第９の何れかの発明において、前記制御手段は、前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴がそれぞれ接触する接触領域の面積を全て増加させる、又は、前記接触領域の面積を全て減少させて、前記移動体を前記固定体に対して接近又は離間する方向に移動させることを特徴とするものである。この構成によれば、移動体を固定体に対して接近又は離間させることができる。
【００１９】
第１１の発明の移動装置は、前記第５、第６、第９、第１０の何れかの発明において、前記制御手段は、前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴の一部が接触する領域の面積を増加又は減少させ、前記移動体を前記固定体に対して傾斜させることを特徴とするものである。この構成によれば、移動体を固定体に対して傾斜させることができる。
【００２０】
第１２の発明の移動装置は、前記第５、第６、第９、第１０の何れかの発明において、前記制御手段は、前記電位付与手段を制御して、前記絶縁層の表面の前記複数の液滴の一部が接触する領域の面積を増加させるととともに、前記複数の液滴の残りが接触する領域の面積を減少させ、前記移動体を前記固定体に対して傾斜させることを特徴とするものである。この構成によれば、移動体を固定体に対して大きく傾斜させることができる。
【００２１】
第１３の発明の移動装置は、前記第１〜第１２の何れかの発明において、前記移動体の少なくとも前記液滴と接触する部分が一定電位に保持されていることを特徴とするものである。この構成によれば、液滴の電位をほぼ一定の電位に保つことができるため、液滴の電位の変動に起因して生じる電極と液滴との間の電位差の変動を抑制して、移動体に安定した動作を行わせることができ、移動装置の動作に関する信頼性を向上させることができる。
【００２２】
第１４の発明の移動装置は、前記第１〜第１３の何れかの発明において、前記固着手段は、前記移動体の表面に局所的に設けられた親液性領域と、前記移動体の表面に前記親液性領域を囲むように設けられ、前記親液性領域よりも撥液性の高い撥液性領域とを含むことを特徴とするものである。この構成によれば、液滴が付着する親液性領域が撥液性領域で囲まれており、この撥液性領域により、液滴が親液性領域から外側へ移動するのが規制されることから、液滴が移動体の親液性領域に付着した状態が保持されて、液滴と移動体の固着状態が維持される。
【００２３】
第１５の発明の移動装置は、前記第１〜第１３の何れかの発明において、前記固着手段は、前記移動体の表面に形成され、その内部における前記液滴の濡れ角が９０度未満である凹部を含むことを特徴とするものである。この構成によれば、凹部の内部に対する液滴の濡れ角が９０度未満であるため、液滴は毛管力により凹部内に入り込んで保持されることになり、液滴が移動体に固着した状態が維持される。
【００２４】
第１６の発明の移動装置は、前記第１〜第１３の何れかの発明において、前記固着手段は、前記移動体の表面に局所的に設けられ、前記液滴の濡れ角が９０度未満となる凹凸形状に形成された凹凸部と、前記移動体の表面に前記凹凸部を囲うように設けられ、前記凹凸部よりも表面粗さの小さい平滑部とを含むことを特徴とするものである。この構成によれば、移動体の表面に設けられた凹凸部に対する液滴の濡れ角が９０度未満であるため、液滴は毛管力により凹凸部内に入り込む。さらに、この凹凸部が表面粗さの小さい平坦部により囲まれており、平滑部により凹凸部から液滴が外側へ移動するのが規制されることから、凹凸部において液滴が移動体に固着した状態が維持される。
【００２５】
第１７の発明の移動装置は、前記第１〜第１３の何れかの発明において、前記固着手段は、前記移動体の表面に局所的に設けられた平滑部と、前記移動体の表面に前記平滑部を囲うように設けられ、前記平滑部よりも表面粗さが大きく、且つ、前記液滴の濡れ角が９０度以上となる凹凸形状に形成された凹凸部とを含むことを特徴とするものである。この構成によれば、移動体の表面に設けられた凹凸部に対する液滴の濡れ角が９０度以上であるため、この凹凸部においては、液滴は凸部の頂点だけで液体と接触して超撥液状態となる。そのため、平滑部の撥液性が凹凸部と比べて相対的に低くなり、この平滑部に液滴が付着する。さらに、この平滑部が撥液性の高い凹凸部に囲まれて、凹凸部により平滑部から液滴が外側へ移動するのが規制されることから、平滑部において液滴が移動体に固着した状態が維持される。
【００２６】
第１８の発明は、前記第１〜第１７の発明の何れかにおいて、前記基材の一表面が曲面であることを特徴とするものである。この構成によれば、移動体を曲面に沿った方向に移動させることができる。
【００２７】
第１９の発明の移動装置は、前記第１〜第１８の何れかの発明において、前記移動体は、前記絶縁層から離間して配置されていることを特徴とするものである。この構成によれば、移動体と絶縁層との間に摩擦力が生じないことから、移動体を固定体に対して相対移動させやすくなる。
【００２８】
第２０の発明の移動装置は、前記第１９の発明において、前記液滴は、前記絶縁層と前記移動体の間に配置されていることを特徴とするものである。この構成によれば、絶縁層の表面の撥液性を変化させて、移動体と絶縁層の間の液滴の高さを変動させることで、移動体を固定体に対して接近又は離間させたり、あるいは、固定体に対して傾斜させたりすることが容易になる。
【００２９】
第２１の発明の移動装置は、前記第１９の発明において、前記液滴は、前記移動体の側面に固着していることを特徴とするものである。この構成によれば、液滴が絶縁層に沿って移動するときに、その液滴の移動力が移動体に対して直接作用する。そのため、移動体を固定体に対して平行移動させたり、あるいは、回転させたりすることが容易になる。
【００３０】
第２２の発明の移動装置は、前記第１９〜第２１の何れかの発明において  前記絶縁層と前記移動体との間に転動自在に配置されて、前記移動体を支持する支持体を有することを特徴とするものである。この構成によれば、支持体により移動体を安定的に支持しつつ、転動する支持体を介して、絶縁層の表面において移動体をスムーズに移動させることができる。
【００３１】
第２３の発明の移動装置は、前記第１〜第２２の何れかの発明において、前記液滴は不揮発性を有することを特徴とするものである。この構成によれば、液滴が蒸発して消滅することがなく、長期間にわたる移動装置の使用が可能となる。
【００３２】
第２４の発明の移動装置は、前記第１〜第２２の何れかの発明において、前記液滴は揮発性を有し、不揮発性の液体で覆われていることを特徴とするものである。この構成によれば、揮発性を有する液滴が蒸発するのが防止されるため、長期間にわたる移動装置の使用が可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の構成によれば、制御手段が電位付与手段を制御して、この電位付与手段によって複数の電極の電位を適宜変化させることにより、絶縁層の表面における液滴の接触位置と接触面積の少なくとも一方を変化させて、移動体の固定体に対する種々の相対移動（平行移動、回転、昇降、傾斜）を実現できる。また、エレクトロウェッティング現象を応用することで、小型化が容易で、且つ、低い消費電力での移動体の駆動が可能な移動装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図７を参照して説明する。この第１実施形態の移動装置は、所定の駆動対象を微小移動させる移動装置に本発明を適用したものである。このような移動装置として、例えば、ピント合わせ時にカメラ用レンズを駆動するレンズ駆動装置や、マイクロマシン、あるいは、多種の構成部品からインクジェットヘッド等の精密装置を組み立てる組立装置などが挙げられる。
【００３５】
尚、図１（ａ）は第１実施形態の移動装置の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であるが、図１（ａ）の紙面に平行な方向を水平方向（図中下方を前方）、図１（ａ）の紙面に対して手前側の方向（即ち、図１（ｂ）の上方）を上方とそれぞれ定義して以下説明する。
【００３６】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、第１実施形態の移動装置１は、固定体２と、この固定体２に対して相対移動可能に離間して配置され、種々の駆動対象に一体的に取り付けられる移動体３と、固定体２と移動体３との間に配置された導電性を有する４つの液滴４と、移動体３の固定体２に対する動作を制御する制御装置５（図３参照）とを備えている。そして、この移動装置１は、移動体３に固着した状態の４つの液滴４を固定体２の表面に対して平行に移動させたり、あるいは、その高さを変化させたりして、移動体３を固定体２に対して相対移動（平行移動、回転、昇降、及び、傾斜）させることにより、例えば、移動体３に取り付けられたレンズを駆動してピントを合わせることなどが可能に構成されている。
【００３７】
固定体２は、絶縁性材料からなる平板状の基材１０と、この基材１０の上面に配置された複数の駆動電極１１と、これら複数の駆動電極１１を覆うように基材１０の上面に形成された絶縁層１２とを有する。
【００３８】
基材１０は、ポリイミドなどの合成樹脂材料や、アルミナなどの絶縁性セラミックス材料等の絶縁性材料からなり、矩形状の平面形状を有する板材である。この基材１０は、全体が絶縁性を有する必要はなく、表面に酸化シリコン層を形成したシリコン板のように、少なくとも表面が絶縁性を有するものであればよい。そして、この基材１０の水平な上面に、それぞれ略正方形の同一の平面形状を有する複数の駆動電極１１が、互いに直交する２方向（前後方向及び左右方向）に沿って等間隔で配列されている。また、基材１０には、上面の複数の駆動電極１１が配置された領域から下面までそれぞれ貫通する複数の貫通孔１３が形成されており、これら複数の貫通孔１３内に導電性材料１４がそれぞれ充填されている。そして、複数の駆動電極１１は、複数の貫通孔１３内の導電性材料１４を介して基材１０の下面に形成された配線パターン（図示省略）と接続されており、さらに、この配線パターンを介してドライバＩＣ６（電位付与手段：図３参照）と電気的に接続されている。そして、ドライバＩＣ６から複数の駆動電極１１に対して所定の電位が付与されるようになっている。
【００３９】
基材１０の上面には、複数の駆動電極１１を完全に覆うように絶縁層１２が全面的に形成されている。この絶縁層１２は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂を含有した合成樹脂材料からなる。
【００４０】
絶縁層１２の上面には、導電性を有する４つの液滴４がそれぞれ接触状態で配置されている。これら４つの液滴４の体積はほぼ等しくなっている。このような導電性を有する液滴４としては、例えば、水や、水にグリセリン等を溶かした水溶液等からなる液滴４を使用できる。あるいは、イオンのみからなるイオン性液体（常温溶融塩）を使用することもできる。このイオン性液体は、一般的に不揮発性であることから、外気に長期間さらされても蒸発しにくいという長所がある。
【００４１】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、移動体３は、矩形状の平面形状を有する板材であり、アルミニウムなどの金属材料からなる。また、導電体である移動体３全体がグランド電位に保持されている。図２に示すように、移動体３の下面には、合成樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂を含有した合成樹脂材料）からなり、金属材料からなる移動体３の表面よりも高い撥液性を有する撥液膜２０が形成されている。また、この撥液膜２０は、移動体３の下面に、移動体３の四隅近傍にそれぞれ位置する４つの円形領域２１を除いて、全面的に形成されている。つまり、移動体３の下面には、移動体３の表面が局所的に露出する４つの円形の親液性領域２１と、これら４つの親液性領域２１を囲むように撥液膜２０が形成されて、４つの親液性領域２１よりも撥液性の高い撥液性領域２２とが設けられている。
【００４２】
そして、固定体２と移動体３の間に位置する４つの液滴４は、４つの円形の親液性領域２１にそれぞれ接触するとともに、これら親液性領域２１を取り囲む撥液性領域２２によって親液性領域２１から外側へ移動するのが規制される。これにより、４つの液滴４は、４つの親液性領域２１において移動体３の下面に固着した状態が維持される。即ち、４つの親液性領域２１とそれらを取り囲む撥液性領域２２とが、４つの液滴４を移動体３に固着させる本願発明の固着手段に相当する。尚、移動体３の全体の電位がグランド電位となっていることから、この移動体３に常に接触する４つの液滴４の電位もほぼグランド電位に維持される。
【００４３】
ところで、先にも少し触れたが、図３に示すように、固定体２の基材１０の上面に設けられた複数の駆動電極１１は、基材１０の複数の貫通孔１３内に充填された導電性材料１４、及び、基材１０の下面に形成された配線パターン（図示省略）を介して、ドライバＩＣ６（電位付与手段）に接続されている。そして、ドライバＩＣ６は、後述する制御装置５からの指令に従って、複数の駆動電極１１のそれぞれに対して、所定の駆動電位（第１電位）とグランド電位（第２電位）の何れか一方を選択的に付与するように構成されている。
【００４４】
ここで、前述したように、ある駆動電極１１を覆う絶縁層１２の表面に、ほぼグランド電位の液滴４が存在している状態で、その駆動電極１１に対してドライバＩＣ６からグランド電位とは異なる所定の駆動電位が付与されると、絶縁層１２の上側に位置する液滴４と下側に位置する駆動電極１１との間に電位差が生じる。すると、その電位差に応じて液滴４と絶縁層１２表面の界面張力が変化し、電位差が大きいほど絶縁層１２の撥液性（絶縁層１２の表面に対する液滴４の濡れ角θ（接触角））が大きく低下する（エレクトロウェッティング現象）。
【００４５】
つまり、駆動電極１１に駆動電位が付与されている場合における絶縁層１２の表面の撥液性が、グランド電位が付与されている場合における絶縁層１２の表面の撥液性よりも低下することから、ドライバＩＣ６により、駆動電極１１の電位を２種類の電位（駆動電位とグランド電位）の間で切換えることによって、絶縁層１２の表面の撥液性を容易に変化させることができるようになっている。ここで、ドライバＩＣ６が駆動電極１１に付与する２種類の電位のうちの一方がグランド電位であることから、電源の種類が実質的に１種類で済み、その構成を簡素化できる。尚、駆動電極１１に付与される所定の駆動電位は、液滴４との間で電位差を生じさせるようにグランド電位と異なる電位であればよく、グランド電位よりも高い正の電位であってもよいし、グランド電位よりも低い負の電位であってもよい。
【００４６】
図１（ａ）において、斜線のハッチングが施されている駆動電極１１は、駆動電位が付与されていることを示している。また、図１（ｂ）において、“＋”は駆動電極１１に所定の駆動電位が付与されていることを示し、“ＧＮＤ”はグランド電位が付与されていることを示している。これらの表示は、後ほどの移動体３の動作説明等に用いる他の図（図４〜図８等）についても同様である。
【００４７】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、移動体３の下面に設けられた４つの親液性領域２１（撥液膜２０が形成されていない領域）とそれぞれ対向する領域に位置する駆動電極１１に駆動電位が付与されており、これらの領域において絶縁層１２の撥液性が局所的に低下している。そのため、４つの親液性領域２１において移動体３にそれぞれ固着した４つの液滴４が、絶縁層１２の表面に接触した状態で安定的に存在できるようになり、これら４つの液滴４によって移動体３が下方から支持される。
【００４８】
この状態から、駆動電位を付与する駆動電極１１を適宜変更することにより、絶縁層１２の撥液性が局所的に低下する領域の位置と面積（即ち、絶縁層１２の表面における液滴４の接触位置と接触面積）の少なくとも一方を変化させて、移動体３に固定体２に対する種々の相対移動を行わせることが可能となる。このような移動装置１の作用については、次の制御装置５の説明においてさらに具体的に述べることにする。
【００４９】
次に、制御装置５を中心とする移動装置１の電気的構成について図３を参照して説明する。制御装置５は、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、移動装置１を制御するためのプログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵで処理されるデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。
【００５０】
この制御装置５は、制御装置５自身による判断、あるいは、制御装置５に接続されている外部装置（図示省略）から入力された指令に基づいて、ドライバＩＣ６による複数の駆動電極１１への電位付与（駆動電極１１の電位切換）を制御する。そして、ドライバＩＣ６に、移動体３が固定体２に対して所定の相対移動（即ち、平行移動、回転、昇降、及び、傾斜の４種類のうちの１種類の動作、又は、これらの複合動作）を行うように、複数の駆動電極１１のそれぞれに対して所定の駆動電位又はグランド電位の何れか一方を付与させる。以下、移動体３が固定体２に対して水平に静止している状態（以下、基準状態という）にある場合と、移動体３に４種類の相対移動（平行移動、回転、昇降、及び、傾斜）をそれぞれ行わせる場合の、計５つのケースにおける、複数の駆動電極１１への電位付与パターンについて順に説明する。
【００５１】
［基準状態］
図１に示すように、移動体３を基準状態に保持する場合には、制御装置５はドライバＩＣ６を制御して、矩形状の移動体３の四隅近傍部（４つの親液性領域２１が設けられて液滴４が固着している部分）と対向する領域に位置する駆動電極１１に対して、それぞれ駆動電位を付与する。ここで、１つの液滴４に対応して駆動電位が付与される駆動電極１１の数は、４つの液滴４に関して互いに等しくなっている。具体的には、図１（ａ）に示すように、ドライバＩＣ６は、各液滴４に対応して、前後左右の２方向に互いに隣接する４つの駆動電極１１に対し、駆動電位を同時に付与する。
【００５２】
そのため、絶縁層１２の表面の撥液性が低下する領域の面積、つまり、液滴４と絶縁層１２の接触面積が、４つの液滴４の間で等しくなる。さらに、４つの液滴４の体積は全て等しいことから、４つの液滴４の高さも全て等しくなる。従って、移動体３は、高さの等しい４つの液滴により下方から支持されて、固定体２の上面（絶縁層１２の表面）に対して平行な、水平状態で静止することになる。
【００５３】
［平行移動］
図１に示す基準状態にある移動体３を、固定体２の上面に対して平行に移動させる場合には、制御装置５はドライバＩＣ６を制御して、絶縁層１２の表面の４つの液滴４がそれぞれ接触している領域に対して、絶縁層１２の表面に平行な所定の一方向に関して隣接する、４つの領域の撥液性を同時に低下させる。
【００５４】
例えば、移動体３を、固定体２の上面に対して、例えば右方へ平行移動させる場合には、制御装置５はドライバＩＣ６を制御して、図４（ａ），（ｂ）に示すように、各液滴４に対応して駆動電位が付与されている４つの駆動電極１１よりもさらに右側に隣接する、２つの駆動電極１１に対して駆動電位を付与する。同時に、現在駆動電位が付与されている４つの駆動電極１１のうち、左側に位置する２つの駆動電極１１の電位をグランド電位に変更する。つまり、各液滴４に対応して駆動電位が付与される４つの駆動電極１１の位置を右方へ１つ分ずらす。すると、絶縁層１２の上面において、基準状態で４つの液滴４が接触している領域に対して、それぞれ右側に隣接する領域の撥液性が同時に低下し、それに伴って、４つの液滴４の絶縁層１２との接触位置が駆動電極１つ分だけそれぞれ右方へずれて、絶縁層１２上の４つの液滴４がそれぞれ右方へ移動する。このとき、図  ５に示すように、移動体３の下面の４つの液滴４が固着した領域（親液性領域２１）において、４つの液滴４から移動体３に対して右方へ駆動する力が作用し、移動体３が水平状態で固定体２に対して右方へ平行移動することになる。尚、図４（ｂ）において、平行移動前の移動体３の位置を破線で、平行移動後の移動体３の位置を実線で示している。
【００５５】
また、ドライバＩＣ６により駆動電位を付与する駆動電極１１を、４つの液滴４に関して左方、前方、又は後方へそれぞれ同時にずらすことにより、移動体３を左方、前方、又は後方へそれぞれ移動させることができる。さらに、移動体３の移動可能な方向は、駆動電極１１の配列方向に限られず、ドライバＩＣ６により駆動電位を付与する駆動電極１１を左右方向と前後方向にそれぞれずらすことにより、左前方、左後方、右前方、及び、右後方にそれぞれ移動させることもできる。
【００５６】
［回転］
図１に示す基準状態にある移動体３を、固定体２の上面に対して回転させる場合には、制御装置５はドライバＩＣ６を制御して、絶縁層１２の表面の４つの液滴４がそれぞれ接触している領域に対して、移動体３の重心Ｐ１を中心とする円周方向（図６（ａ）の２点鎖線で示す、重心Ｐ１を中心とする円Ｃ１に沿う方向）に関して隣接する、４つの領域の撥液性を同時に低下させる。
【００５７】
より具体的に説明すると、図６（ａ），（ｂ）に示すように、例えば、平面視で時計回りの方向（図６（ａ）の矢印方向）に回転させる場合には、まず、制御装置５はドライバＩＣ６を制御して、左前方（図６（ａ）の左下）に位置する液滴４に対応して駆動電位を付与する駆動電極１１を、後方（図６（ａ）における上方）へずらず。同様に、左後方（図６（ａ）の左上）、右前方（図６（ａ）の右下）、右後方（図６（ａ）の右上）にそれぞれ位置する液滴４に対応して駆動電位を付与する駆動電極１１を、右方、左方、前方へそれぞれずらす。すると、絶縁層１２の上面の撥液性が低下した領域（液滴４が接触する領域）が移動体３の重心Ｐ１を中心とする円Ｃ１に沿って時計回りの方向にずれることから、それに伴って４つの液滴４も円Ｃ１に沿って移動する。従って、移動体３に固着している４つの液滴４から移動体３に対して駆動力が作用して、移動体３が円Ｃ１に沿って時計回りの方向に回転することになる。尚、図６（ｂ）において、回転前の移動体３の位置を破線で、回転後の移動体３の位置を実線で示している。
【００５８】
また、ドライバＩＣ６により４つの液滴４に対応して駆動電位を付与する駆動電極１１の位置を、移動体３の重心Ｐ１を中心とする円Ｃ１に沿って、上述した方向と逆方向にそれぞれずらせば、４つの液滴４を円Ｃ１に沿って反時計回りの方向に移動させて、移動体３を反時計回りの方向に回転させることができる。
【００５９】
ところで、本実施形態では、ドライバＩＣ６は、各液滴４に対応して、複数の駆動電極１１に同時に駆動電位を付与している。即ち、基準状態においては、ドライバＩＣ６が、各液滴４に対応する４つの駆動電極１１に対して同時に駆動電位を付与している。そのため、この基準状態にある移動体３に平行移動又は回転を行わせる際に、前述したように、各液滴４に対応して駆動電位を付与する駆動電極１１を、液滴４を移動させる方向に関して１つずつずらすことで、各液滴４に対して、その電位が駆動電位から変化しない駆動電極１１を常に１つ以上存在させることができる。つまり、液滴４の移動中においても、絶縁層１２の表面に撥液性が低下して液滴４が安定に存在できる領域が常にあることから、液滴４の挙動を安定させて、液滴４を滑らかに移動させることができる。
【００６０】
［昇降］
図１に示す基準状態にある移動体３を、上下に昇降させる（固定体２の上面に対して接近又は離間する方向に移動させる）場合には、制御装置５はドライバＩＣ６を制御して、４つの液滴４にそれぞれ対応して駆動電位を付与する駆動電極１１の数を同じ数だけ増減させることにより、絶縁層１２の表面の４つの液滴４がそれぞれ接触する接触領域の面積を、全て同じ量だけ増加、又は、全て減少させる。
【００６１】
例えば、移動体３を下降させる（固定体２に接近させる）場合には、図７（ａ），（ｂ）に示すように、基準状態において各液滴４に対応して駆動電位が付与されている４つの駆動電極１１よりも、左右方向両側にそれぞれ位置する４つの駆動電極１１にも駆動電位を付与する。すると、各液滴４に対応して駆動電位が付与された駆動電極１１の数が８つになり、その分、絶縁層１２の上面の撥液性が低下した領域が広がる。それに伴って、液滴４が絶縁層１２の表面で濡れ広がって絶縁層１２との接触面積が増えることから、液滴４の高さが低くなる。そして、全ての液滴４に関して駆動電位を付与する駆動電極１１の数を８つに増やすことで、４つの液滴４の高さの減少量が等しくなり、移動体３が、固定体２の上面に平行な水平状態を保ちつつ、液滴４の表面張力及び自らの重量によって下降（固定体２に接近）する。尚、図７（ｂ）において、下降前の移動体３の位置を破線で、下降後の移動体３の位置を実線で示している。
【００６２】
逆に、制御装置５がドライバＩＣ６を制御して、４つの液滴４にそれぞれ対応して駆動電位を付与する駆動電極１１の数を同じ数だけ減少させると、４つの液滴４の絶縁層１２との接触面積が等しく減少し、その分、４つの液滴４の高さが同じ量だけ増加することから、移動体３が４つの液滴４により押し上げられて、固定体２の上面に平行な状態を保ちつつ上昇（固定体２から離間）する。
【００６３】
尚、上述の説明においては、各液滴４に対して、左右方向に関して駆動電位を付与する駆動電極１１の数を増減させているが、前後方向に関して駆動電位を付与する駆動電極１１の数を増減させてもよい。さらには、左右方向と前後方向の両方向に関して、駆動電位を付与する駆動電極１１の数を増減させてもよい。
【００６４】
［傾斜］
図１に示す基準状態にある移動体３を、固定体２に対して傾斜させる場合には、制御装置５はドライバＩＣ６を制御して、４つの液滴４に関して、駆動電位を付与する駆動電極１１の数を異ならせ、絶縁層１２の表面の４つの液滴４の一部が接触する領域の面積を増加させるととともに、残りの液滴４が接触する領域の面積を減少させる。
【００６５】
例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、左側２つの液滴４にそれぞれ対応して駆動電位を付与する駆動電極１１の数（４つ）は変えない一方で、右側２つの液滴４にそれぞれ対応して駆動電位を付与する駆動電極１１の数をそれぞれ８つに増加させる。すると、右側２つの液滴４の絶縁層１２との接触面積が増加することから、これら２つの液滴４の高さがそれぞれ低くなる。そのため、右側２つの液滴４が固着している移動体３の右側部分のみが固定体２に接近し、右側ほど低くなるように移動体３が固定体２に対して傾斜する。尚、図８（ｂ）において、傾斜前の移動体３の位置を破線で、傾斜後の移動体３の位置を実線で示している。
【００６６】
また、右側２つの液滴４にそれぞれ対応して駆動電位を付与する駆動電極１１の数をそれぞれ２つに減少させてもよく、この場合は、右側ほど高くなるように移動体３が固定体２に対して傾斜する。
【００６７】
また、左側２つの液滴４にそれぞれ対応して駆動電位を付与する駆動電極１１の数をそれぞれ２つに減少させ、右側２つの液滴４にそれぞれ対応して駆動電位を付与する駆動電極１１の数をそれぞれ８つに増加させてもよく、この場合は、右側ほど低くなるように移動体３が固定体２に対して傾斜する。しかも、先の場合よりも傾斜量を大きくすることができる。
【００６８】
また、前側２つの液滴４と後側２つの液滴４とで高さを異ならせることにより、移動体３を前後に傾斜させることもできる。さらに、移動体３の何れか一方の対角線を中心に傾斜させることも可能である。即ち、制御装置５がドライバＩＣ６を制御して、移動体３の一方の対角線に沿って位置する２つ１組の液滴４の高さを等しくし（この高さを基準高さと呼ぶことにする）、残りの２つの液滴４の一方の高さが基準高さよりも高く、他方の高さが基準高さよりも低くなるように、各液滴４に対応して駆動電位を付与する駆動電極１１の数を変化させる。すると、移動体３は、前記一方の対角線を挟む２つの頂点が、移動体３の重心よりも高い位置と重心よりも低い位置にそれぞれ位置するように傾斜する。
【００６９】
以上の移動体３の昇降動作及び傾斜動作に関する説明から分かるように、本実施形態の移動装置１においては、４つの液滴４が固定体２の絶縁層１２と移動体３との間に特に配置されていることから、液滴４の絶縁層１２との接触面積を変化させて、移動体３と絶縁層１２の間の液滴４の高さを変動させることで、移動体３を昇降（固定体２に対して接近又は離間）させたり、あるいは、固定体２に対して傾斜させたりすることが容易に行えるようになっている。
【００７０】
以上、基本となる移動体３の４つの相対移動動作（平行移動、回転、昇降、傾斜）について説明したが、制御装置５が、これらの４つの基本動作のうちの２つ以上の動作を同時に行わせるようにドライバＩＣ６を制御して、より複雑な動作を移動体３に行わせることも可能である。例えば、固定体２の上面に沿って平行移動しながら傾斜する、あるいは、回転しながら昇降するという複合動作が可能となる。
【００７１】
（実施例）
前述した移動体３の固定体２に対する相対移動のうち、特に、固定体２に対する平行移動が可能な移動装置１の一実施例を挙げておく。
移動体：アルミニウム合金製のプレート（縦１ｍｍ×横１ｍｍ×厚さ２００μｍ）
液滴の表面張力：４５ｍＮ／ｍ
移動体の親液性領域の直径：３０μｍ
（駆動電極の一辺の長さ：１８μｍ）
とする。
【００７２】
この例では、親液性領域２１の周長は、３０×１０−６×π＝９．４×１０−５ｍであり、１つの液滴４が移動体３に及ぼす力は、９．４×１０−５ｍ（周長）×４５×１０−３Ｎ／ｍ（表面張力）＝４．２×１０−６Ｎとなる。従って、４つの液滴４が移動体３に生じさせる力は４．２×１０−６Ｎ×４（液滴数）＝１６．８μＮとなる。一方、移動体３の質量は０．６ｍｇ程度（重量：０．６×１０−３×９．８＝５．８８μＮ）である。従って、４つの液滴４が発生させる力は移動体３の重量と比べて十分大きく、移動体３に平行移動を行わせることが可能である。
【００７３】
以上説明した移動装置１によれば、次のような効果が得られる。
固定体２の基材１０の上面に複数の駆動電極１１が配置されるとともに、これら複数の駆動電極１１が絶縁層１２により覆われており、複数の駆動電極１１にはドライバＩＣ６から所定の駆動電位とグランド電位を何れか一方が付与される。また、絶縁層１２の表面には、移動体３に固着した４つの液滴４が接触状態で配置されている。そのため、制御装置５がドライバＩＣ６を制御して、このドライバＩＣ６によって駆動電位を付与する駆動電極１１の数を適宜変化させることにより、絶縁層１２の表面における液滴４の接触位置と接触面積の少なくとも一方を変化させて、移動体３の固定体２に対する種々の相対移動（平行移動、回転、昇降、傾斜）を実現できる。つまり、移動体３の動作自由度の高い移動装置を提供できる。
【００７４】
また、このようなエレクトロウェッティング現象を応用することで、駆動電極１１、絶縁層１２、及び、液滴４といった簡単な構成のみで、移動体３を固定体２に対して相対移動させることができることから、小型化が容易であり、また、モータや圧電アクチュエータ等を用いた従来構成と比べて低い消費電力で移動体３の駆動が可能となる。
【００７５】
また、移動体３の電位が一定電位（グランド電位）に保持されていることから、この移動体３に固着する液滴４の電位もほぼグランド電位に保たれるため、液滴４の電位変動に起因して生じる、駆動電極１１と液滴４との間の電位差の変動を抑制して、移動体３に安定した動作を行わせることができ、移動装置１の動作に関する信頼性を向上させることができる。
【００７６】
さらに、４つの液滴４が固定体２の絶縁層１２と移動体３との間に特に配置されていることから、絶縁層１２の表面の撥液性を変化させて、移動体３と絶縁層１２の間の液滴４の高さを変動させることで、移動体３を昇降（固定体２に対して接近又は離間）させたり、あるいは、固定体２に対して傾斜させたりすることが容易に行うことができる。また、移動体３が４つの液滴４により下方から支持され、固定体２から離間して配置されているため、移動体３が固定体２に対する相対移動（特に、平行移動と回転）を行う際に、移動体３と固定体２との間に接触摩擦が生じず、小さな駆動力（消費電力）で移動体３を駆動することができる。しかも、移動体３と固定体２の間には常に４つの液滴４が介在し、これらが直接接することはないので、移動体３の移動により騒音が発生することがない。
【００７７】
次に、前記第１実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００７８】
１］移動体の下面に液滴を固着させる固着手段の構成は、前述した親液性領域とこれを取り囲む撥液性領域（撥液膜）とからなるものに限られず、それ以外にも種々の構成のものを採用することができる。
【００７９】
例えば、図９（ａ），（ｂ）、図１０に示すように、移動体３Ａの下面の四隅近傍部にそれぞれ４つの円孔状の凹部３０が形成され、これら４つの凹部３０の内部における液滴４の濡れ角が９０度未満となっていてもよい（変更形態１）。この形態では、図１０に示すように、液滴４は毛管力により凹部３０内に入り込んで移動体３Ａに固着される。尚、前記第１実施形態と同様に、移動体３Ａの下面の、４つの凹部３０以外の領域に、移動体３Ａの表面よりも撥液性の高い撥液膜２０（図１（ｂ）等参照）が形成されていてもよく、この場合には、液滴４が凹部３０から飛び出すのが確実に規制される。
【００８０】
また、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、移動体３Ｂの下面の四隅近傍部に、平面視円形状の４つの凹凸部３２がそれぞれ局所的に設けられ、移動体３Ｂの下面の他の領域に、凹凸部３２よりも表面粗さの小さい平滑部３３が、これら４つの凹凸部３２を囲うように設けられていてもよい（変更形態２）。但し、各凹凸部３２は、液滴の濡れ角が９０度未満となるような凹凸形状に形成されている。そのため、凹凸部３２に液滴４が入り込むことになり、これら４つの凹凸部３２は液滴４の濡れ角が局所的に低下したのと同じ状態（親液性領域）になる。さらに、凹凸部３２が、この凹凸部３２よりも表面粗さが小さく撥液性が高い平滑部３３に囲まれていることから、平滑部３３により凹凸部３２に付着した液滴４が外側へ移動するのが規制され、凹凸部３２において液滴４が移動体３Ｂに固着した状態が維持される。
【００８１】
あるいは、この変更形態２とは逆に、図１２に示すように、移動体３Ｃの下面の四隅近傍部に、それぞれ４つの円形状の平滑部３４が局所的に設けられ、一方、移動体３Ｃの下面の他の領域に、平滑部３４よりも表面粗さが大きい凹凸部３５が、これら４つの平滑部３４を囲うように設けられていてもよい（変更形態３）。但し、凹凸部３５は、液滴４の濡れ角が９０以上となるような凹凸形状に形成されている。そのため、液滴４は凹凸部３５内に入り込むことができず、凹凸部３５においては、その突部の頂点においてのみ液滴４が接触する超撥液状態となる。従って、平滑部３４の撥液性が凹凸部３５と比べて相対的に低くなり、平滑部３４に液滴４が付着することになる。さらに、この平滑部３４が超撥液状態の凹凸部３５に囲まれていることから、凹凸部３５により平滑部３４から液滴４が外側へ移動するのが規制され、平滑部３４において液滴４が移動体３Ｃに固着した状態が維持される。
【００８２】
２］移動体に移動力を生じさせる液滴としては、蒸発により消滅する虞のない、前述したイオン性液体等の不揮発性液体を使用するか、あるいは、水などを主成分とする揮発性を有する液体を用いる場合には、液滴が蒸発するのを抑制する構成が付加されていることが特に好ましい。例えば、図１３に示すように、揮発性の液滴４が不揮発性の液体からなる膜４０で被覆されていてもよい（変更形態４）。あるいは、図１４に示すように、固定体２と移動体３の間の空間に不揮発性の液体４１が充填されて、揮発性の液滴４がこの不揮発性の液体４１の中で移動したり、高さを変えたりするように構成されていてもよい（変更形態５）。このような構成によれば、液滴４が蒸発して短期間で消滅してしまうのが防止されるため、長期間にわたる移動装置の使用が可能となる。
【００８３】
３］固定体の絶縁層と移動体との間に転動自在に配置され、移動体を支持する支持体が設けられていてもよい（変更形態６）。例えば、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁層１２と移動体３との間に、これら両者とそれぞれ接触した状態で、支持体としての４つの球体５０が転動自在に配置されており、移動体３が固定体２に対して平行移動する際、又は、回転する際に、４つの球体５０が、移動体３を下方から支持しながら絶縁層１２の表面を転がるように構成されていてもよい。また、支持体として、前述した球体５０の代わりに、一方向に長い円筒状のローラが設けられていてもよい。
【００８４】
４］前記第１実施形態の移動装置は、固定体の絶縁層の表面に沿って、所望の方向（前後左右の４方向＋斜め方向等）に移動体を平行移動させるように構成されているが、移動体を予め定められた１つの方向に平行移動させるのに特化した構成であってもよい（変更形態７）。
【００８５】
例えば、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、固定体２Ｇは、一方向に長尺な矩形状の板部材である基材１０Ｇと、この基材１０Ｇの上面において基材１０Ｇの長手方向（図１６の左右方向）に一列に配列された複数の駆動電極１１Ｇと、基材１０Ｇの上面に複数の駆動電極１１Ｇを覆うように形成された絶縁層１２Ｇとを備えている。
【００８６】
また、移動体３Ｇは、基材１０Ｇの長手方向に沿って長尺な板部材であり、この移動体３Ｇの下面には、長手方向両端側にそれぞれ位置する２つの領域を除いて、撥液膜２０Ｇがほぼ全面的に形成されている。そして、撥液膜２０Ｇが形成されていない２つの領域が、その周囲の領域よりも撥液性が低下した親液性領域２１Ｇとなっている。
【００８７】
さらに、固定体２Ｇの絶縁層１２Ｇと移動体３Ｇとの間には２つの液滴４が配置されており、これら２つの液滴４は、絶縁層１２Ｇの表面に接触するとともに、移動体３Ｇの下面に設けられた２つの親液性領域２１Ｇにそれぞれ固着している。
【００８８】
そして、制御装置５がドライバＩＣ６を制御することによって、駆動電位を付与する駆動電極１１Ｇをその配列方向にずらして液滴４の絶縁層１２Ｇとの接触位置を変化させる。これにより、２つの液滴４を駆動電極１１Ｇの配列方向に移動させ、移動体３Ｇを固定体２Ｇに対してその長手方向に沿って平行移動させることができる。
【００８９】
５］また、移動体を所定の円周方向に沿って回転させるのに特化した構成であってもよい（変更形態８）。例えば、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、固定体２Ｈは、円板状の基材１０Ｈと、それぞれが略扇形の平面形状を有し、基材１０Ｈの上面においてその外周に沿って環状に配置された複数の駆動電極１１Ｈと、基材１０Ｈの上面に複数の駆動電極１１Ｈを覆うように形成された絶縁層１２Ｈとを備えている。
【００９０】
また、移動体３Ｈは円板状の部材であり、固定体２Ｈの基材１０Ｈと同心状に対向して配置されている。この移動体３Ｈの下面には、その周縁領域の周方向３等分位置にそれぞれ配置された３つの扇形領域を除いて、撥液膜２０Ｈがほぼ全面的に形成されている。そして、撥液膜２０Ｈが形成されていない３つの扇形領域が、その周囲の領域よりも撥液性が低下した親液性領域２１Ｈとなっている。
【００９１】
さらに、固定体２Ｈの絶縁層１２Ｈと移動体３Ｈとの間には３つの液滴４が配置されており、これら３つの液滴４は、絶縁層１２Ｈの表面に接触するとともに、移動体３Ｈの下面に設けられた３つの親液性領域２１Ｈにそれぞれ固着している。また、３つの液滴４は、環状に配置された複数の駆動電極１１Ｈがなす円周方向において、互いに等間隔に位置している。
【００９２】
そして、制御装置５がドライバＩＣ６を制御することによって、駆動電位を付与する駆動電極１１Ｈを周方向にずらして液滴４の絶縁層１２Ｈとの接触位置を変化させる。これにより、３つの液滴４を周方向に互いの間隔を維持させながらそれぞれ移動させて、円板状の移動体３Ｈを固定体２Ｈに対して回転させることができる。
【００９３】
これによれば、矩形状の電極がマトリクス状に配列している場合に比べて、液滴４を周方向に正確に移動させることができるので、移動体３Ｈを固定体２Ｈに対してその中心位置をぶれさせることなく回転させることができる。また、３つの液滴４を周方向における互いの間隔を維持させながら移動させることで、移動体３Ｈを安定して支持しながら回転させることができる。
【００９４】
６］固定体の上面が平面である必要は必ずしもなく、例えば、図１８に示すように、基材１０Ｉの上面が曲面状に形成され、この曲面状の上面に複数の駆動電極１１Ｉが配置されていてもよい（変更形態９）。この場合には、固定体２Ｉと移動体３Ｉとの間に配置された液滴４を移動させて、移動体３Ｉを曲面状の固定体２Ｉの上面に沿って平行移動させることができる。尚、移動体３Ｉの平行移動時に、移動体３Ｉと固定体２Ｉとの間の離間距離が変化して、液滴４の高さが変動するなど液滴４の挙動が不安定になるのを防止するため、液滴４が固着する移動体３Ｉの下面が固定体２Ｉの上面（絶縁層１２Ｉの表面）とほぼ同じ曲率の曲面に形成されていることが好ましい。
また、固定体が円筒状でその内面に複数の駆動電極と絶縁層が形成され、移動体を円筒状の固定体の内部に配し、固定体の円筒内面と移動体の表面との間に、複数の液滴を介在させる構成であってもよい。
【００９５】
７］移動体の全体が一定電位（例えば、グランド電位）に保持されている必要は必ずしもなく、少なくとも液滴が固着する部分が一定電位に保持されていれば、液滴をその一定電位に維持することが可能である。従って、移動体の全体が金属材料（導電性材料）で構成されている必要もない。例えば、移動体が、絶縁性材料からなる基部と、この基部の下面に形成された導電膜とを有し、液滴が固着する導電膜が一定電位に保持されていてもよい。
【００９６】
８］ドライバＩＣが、駆動電極に対して付与する２種類の電位の一方がグランド電位である必要は必ずしもない。つまり、ドライバＩＣが、駆動電極に付与する電位を、グランド電位とは異なる２種類の電位（第１電位と第２電位）の間で切換えることにより、絶縁層の表面の撥液性を変化させることができるように構成されていてもよい。但し、絶縁層の表面の撥液性を低下させる際に駆動電極に付与される、駆動電位である第１電位は、絶縁層の表面の撥液性が高い状態を維持するために付与される第２電位よりも、液滴の電位（例えば、グランド電位）に対する電位差の絶対値が大きくなるように設定される。
【００９７】
また、ドライバＩＣが、駆動電極に対して３以上の複数種類の電位を選択的に付与するように構成されていてもよい。この場合には、前記第１実施形態の構成と比べて、絶縁層の表面の撥液性をより細かく変化させることが可能となる。
【００９８】
９］固定体と移動体との間に配置される液滴の数は複数である必要はなく、移動体を安定して支持でき、且つ、移動体を相対移動させるのに必要な駆動力を得られるのであれば、液滴の数が１つとすることも可能である。
【００９９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１９〜図２２を参照して説明する。前述した第１実施形態においては、４つの液滴が移動体の下面（絶縁層と対向する面）に固着されているが（図１参照）、この第２実施形態の移動装置６１は、移動体の側面（絶縁層と直交する面）に固着されている点で第１実施形態と異なる。以下、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【０１００】
図１９（ａ），（ｂ）に示すように、この第２実施形態の固定体２は、前記第１実施形態と同様のものであり、基材１０、複数の駆動電極１１、及び、絶縁層１２を備えている。複数の駆動電極１１はドライバＩＣ６に電気的に接続されており、ドライバＩＣ６から駆動電極１１に対して所定の駆動電位とグランド電位の何れか一方が付与されるようになっている。
【０１０１】
移動体６３はほぼ矩形状の板部材であり、図２０に示すように、この移動体６３の左右両側面には、それぞれ２つ（計４つ）の凹部７０が形成されている。また、移動体６３の下面全面と、側面のうちの凹部７０以外の領域には、撥液膜７１が形成されており、この撥液膜７１に覆われた領域における撥液性は、移動体６３自体の表面の撥液性よりも高くなっている。つまり、凹部７０の内部が、その周囲よりも撥液性が相対的に低下した親液性領域７２となっている。従って、固定体２の絶縁層１２の表面に接触状態で配置された４つの液滴４は、４つの凹部７０内に入り込み、これらの液滴４は、凹部７０の周囲の撥液性領域により凹部７０から飛び出さないように移動体６３に対する位置ずれが規制されている。つまり、４つの液滴４は、４つの凹部７０内の親液性領域７２において移動体６３に固着している。
【０１０２】
また、移動体６３は、固定体２の絶縁層１２の表面から離間して配置されており、移動体６３は、絶縁層１２と移動体６３との間に両者と接触した状態で転動自在に配置された４つの球体８０（支持体）により支持されている。また、移動体６３が固定体２に対して相対移動（平行移動、又は、回転）する際には、４つの球体８０は絶縁層１２と移動体６３の下面と接触した状態で転動することから、移動体６３と固定体２との間の摩擦が小さくなり、移動体６３がスムーズに移動できるようになっている。
【０１０３】
この第２実施形態の移動装置６１においては、移動体６３の側面に液滴４が固着していることから、絶縁層１２の表面の撥液性を変化させて、液滴４を絶縁層１２の表面に沿って移動させたときに、その液滴４の移動力が移動体６３に対して直接作用する。そのため、固定体２と移動体６３との間に液滴４が配置されている、前述した第１実施形態の移動装置１（図１参照）と比べて、移動体６３を固定体２に対して平行移動させたり、回転させたりする場合に適している。
【０１０４】
つまり、図２１に示すように、移動体６３を平行移動させる際には、制御装置５はドライバＩＣ６を制御して、絶縁層１２の表面の４つの液滴４がそれぞれ接触している領域に対して、所定の一方向（図２１では右方）に関して隣接する、４つの領域の撥液性を同時に低下させる。すると、４つの液滴４は同一方向に同時に移動するが、そのとき、４つの液滴４から移動体６３の側面に直接力が作用して、移動体６３が一方向に平行移動する。
【０１０５】
また、図２２に示すように、移動体６３を固定体２に対して回転させる際には、制御装置５はドライバＩＣ６を制御して、絶縁層１２の表面の４つの液滴４がそれぞれ接触している領域に対して、移動体６３の重心Ｐ２を中心とする円周方向（図２２（ａ）の２点鎖線で示す、重心Ｐ２を中心とする円Ｃ２に沿う方向）に関して隣接する、４つの領域の撥液性を同時に低下させる。すると、４つの液滴４は、円周方向に沿ってそれぞれ同時に移動するが、そのとき、４つの液滴４から移動体６３の側面に直接力が作用して、移動体６３がその重心Ｐ２を中心に回転する。
【０１０６】
このように、液滴４が絶縁層１２の表面を移動するときに、液滴４から移動体６３の側面に直接力が作用して移動体６３が平行移動又は回転することから、移動体６３を効率よく移動させることができる。つまり、駆動電位と液滴４の電位との電位差を小さく（絶縁層１２の表面における撥液性の低下量を小さく）しても、移動体６３を固定体２に対して移動させることが可能となるため、より低い電力で移動体６３を駆動することができる。
【０１０７】
尚、この第２実施形態では、移動体６３が絶縁層１２の表面から離間しており、それらの間に支持体（例えば、転動可能な４つの球体８０）が配置されているが、支持体が省略されて、移動体６３が絶縁層１２の表面に直接接触していても、４つの液滴４により移動体６３を固定体２に対して移動（平行移動、又は、回転）させることは可能である。但し、この構成では、移動体６３と絶縁層１２の表面との間に接触摩擦が生じることから、絶縁層１２の表面の撥液性をより大きく低下させて液滴４による駆動力が摩擦力よりも大きくなるように、駆動電位の大きさを設定する必要がある。
【０１０８】
また、前述したような、第１実施形態に対する種々の変更と同様の変更を加えることも可能である。具体的には、液滴を移動体に固着させる固着手段の変更（図９〜図１２参照）や、液滴の蒸発を防止する構成の追加（図１３、図１４参照）、あるいは、基材及び移動体の形状に関する変更等（図１６〜図１８参照）を、この第２実施形態に対しても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る移動装置（基準状態）を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】移動体の下面図である。
【図３】移動装置の電気的な接続構成を示す図である。
【図４】平行移動時の移動装置を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】平行移動時における液滴から移動体への力の伝達を示す図である。
【図６】回転時の移動装置を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】下降時の移動装置を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】傾斜時の移動装置を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【図９】第１実施形態の変更形態１に係る移動体を示す図であり、（ａ）は移動体の下面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１０】変更形態１の移動装置の断面図である。
【図１１】変更形態２の移動体を示す図であり、（ａ）は移動体の下面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。
【図１２】変更形態３の移動体を示す図であり、（ａ）は移動体の下面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。
【図１３】変更形態４の移動装置の断面図である。
【図１４】変更形態５の移動装置の断面図である。
【図１５】変更形態６の移動装置を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１６】変更形態７の移動装置を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ線断面図である。
【図１７】変更形態８の移動装置を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ線断面図である。
【図１８】変更形態９の移動装置の断面図である。
【図１９】第２実施形態に係る移動装置（基準状態）を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ線断面図である。
【図２０】第２実施形態の移動体を示す図であり、（ａ）は下面図、（ｂ）は前面図、（ｃ）は右側面図である。
【図２１】平行移動時の移動装置を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＭ−Ｍ線断面図である。
【図２２】回転時の移動装置を示す図であり、（ａ）は移動装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＮ−Ｎ線断面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  移動装置
２，２Ｇ，２Ｈ，２Ｉ  固定体
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｇ，３Ｈ，３Ｉ  移動体
４  液滴
５  制御装置
６  ドライバＩＣ
１０，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｉ  基材
１１，１１Ｇ，１１Ｈ，１１Ｉ  駆動電極
１２，１２Ｇ，１２Ｈ，１２Ｉ  絶縁層
２１，２１Ｇ，２１Ｈ  親液性領域
２２  撥液性領域
３０  凹部
３２  凹凸部
３３  平滑部
３４  平滑部
３５  凹凸部
４１  液体
５０  球体
６１  移動装置
６３  移動体
７０  凹部
７２  親液性領域
８０  球体
【図１】
2008086102.tif 000003
【図２】
2008086102.tif 000004
【図３】
2008086102.tif 000005
【図４】
2008086102.tif 000006
【図５】
2008086102.tif 000007
【図６】
2008086102.tif 000008
【図７】
2008086102.tif 000009
【図８】
2008086102.tif 000010
【図９】
2008086102.tif 000011
【図１０】
2008086102.tif 000012
【図１１】
2008086102.tif 000013
【図１２】
2008086102.tif 000014
【図１３】
2008086102.tif 000015
【図１４】
2008086102.tif 000016
【図１５】
2008086102.tif 000017
【図１６】
2008086102.tif 000018
【図１７】
2008086102.tif 000019
【図１８】
2008086102.tif 000020
【図１９】
2008086102.tif 000021
【図２０】
2008086102.tif 000022
【図２１】
2008086102.tif 000023
【図２２】
2008086102.tif 000024