(57)【要約】【課題】複数のくし歯型電極を有する固定子及び移動子からなる静電型アクチュエータにおいて、動作速度の低下及び効率の低下を抑制する。【解決手段】複数の第１のくし歯型電極を有する固定子と、複数の第２のくし歯型電極を有する移動子とを具え、前記固定子の前記複数の第１のくし歯型電極の凸部及び凹部と、前記移動子の前記複数の第２のくし歯型電極の凸部及び凹部とは、それぞれの中心部が電極の配列方向に沿って所定のピッチで互いに離隔して対向配置され、前記複数の第１のくし歯型電極の前記凸部の外周面、及び／又は前記複数の第１のくし歯型電極の前記凹部の外周面は、比誘電率が３００以上の高誘電体からなる絶縁層で被覆するようにして静電型アクチュエータを構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１のくし歯型電極を有する固定子と、複数の第２のくし歯型電極を有する移動子とを具え、
前記固定子の前記複数の第１のくし歯型電極の凸部及び凹部と、前記移動子の前記複数の第２のくし歯型電極の凸部及び凹部とは、それぞれの中心部が電極の配列方向に沿って所定のピッチで互いに離隔して対向配置され、
前記複数の第１のくし歯型電極の前記凸部及び前記複数の第２のくし歯型電極の前記凸部の少なくとも一方の外周面、及び／又は前記複数の第１のくし歯型電極の前記凹部の外周面には、比誘電率が３００以上の高誘電体からなる絶縁層が形成されていることを特徴とする、静電型アクチュエータ。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記複数の第１のくし歯型電極の前記凸部及び前記複数の第２のくし歯型電極の前記凸部の少なくとも一方の外周面、及び／又は前記複数の第１のくし歯型電極の前記凹部の外周面を被覆するようにして形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項３】
前記複数の第１のくし歯型電極の前記凸部及び前記複数の第２のくし歯型電極の前記凸部の外周面は、前記高誘電体からなる前記絶縁層で被覆されていることを特徴とする、請求項２に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項４】
前記複数の第１のくし歯型電極及び前記複数の第２のくし歯型電極の少なくとも一方における前記凸部の側面には、その上方から下方に向けて前記高誘電体からなる前記絶縁層がテーパー状に形成され、その最大厚さが前記ピッチの半分以下であることを特徴とする、請求項２又は３に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項５】
前記絶縁層と、前記複数の第１のくし歯型電極の前記凸部及び前記複数の第２のくし歯型電極の前記凸部の少なくとも一方の外周面、及び／又は前記複数の第１のくし歯型電極の前記凹部の外周面との境界に接触するとともに、前記境界の全体に沿って導電膜が形成されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項６】
前記絶縁層は、前記複数の第１のくし歯型電極の前記凸部の外周面における先端エッジ部及び前記複数の第２のくし歯型電極の前記凸部の外周面における先端エッジ部の少なくとも一方、及び／又は前記複数の第１のくし歯型電極の前記凹部の外周面における上端エッジ部に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項７】
前記絶縁層は、前記複数の第１のくし歯型電極の前記凸部の外周面における先端エッジ部及び前記複数の第２のくし歯型電極の前記凸部の外周面における先端エッジ部に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項８】
前記絶縁層と、前記複数の第１のくし歯型電極の前記凸部の外周面における先端エッジ部及び前記複数の第２のくし歯型電極の前記凸部の外周面における先端エッジ部の少なくとも一方、及び／又は前記複数の第１のくし歯型電極の前記凹部の外周面における上端エッジ部との境界に接触するようにして、前記絶縁層のいずれかの面上に追加の導電膜が形成されていることを特徴とする、請求項６又は７に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項９】
前記移動子の前記複数の第２のくし歯型電極の凸部は、それぞれ前記固定子の前記複数の第１のくし歯型電極の前記凹部の中心部に位置し、前記静電型アクチュエータは、くし歯型のアクチュエータを構成することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記固定子を構成する前記複数の第１のくし歯型電極及び前記移動子を構成する前記複数の第２のくし歯型電極は同心円上に配置され、前記静電型アクチュエータは、ロータリーステッピングモーターを構成することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項１１】
前記固定子を構成する前記複数の第１のくし歯型電極及び前記移動子を構成する前記複数の第２のくし歯型電極は平行配置され、前記静電型アクチュエータは、平行移動用のステッピングモーターを構成することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項１２】
前記高誘電体は、無機高誘電体であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項１３】
前記固定子を構成する前記複数の第１のくし歯型電極及び前記移動子を構成する前記複数の第２のくし歯型電極はマイクロマシン技術によって加工されたものであり、前記静電型アクチュエータは、ＭＥＭＳ静電型アクチュエータであることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一に記載の静電型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブのヘッドアクチュエータ、シャッター駆動、マイクロバルブ、マニピュレータ、マイクロロボットなどの様々なアクチュエータとして好適に用いることのできる静電型アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電型アクチュエータは、その用途に応じて従来様々なタイプのものが提案されてきた。例えば、特許文献１には、複数の電極を設けた一対の固定子の間に、高誘電部材と低誘電部材とを交互に結合した移動子を挿入するとともに、固定子の電極に多相電源を接続し、この多相電源から発生する進行波電場によって、移動子を固定子に対して平行移動させるような静電型アクチュエータが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、絶縁体内に複数の帯状電極を有する第１部材と、同じく絶縁体内に複数の帯状電極を有する第２部材とを有し、さらにこれら第１部材及び第２部材に多相電源を設けるとともに、第１部材及び第２部材の対向する側にセラミック誘電体を設けてなる平行移動用の静電型アクチュエータが開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、導電体で構成された一対の櫛形電極間に電圧を印加することによって、誘電体で構成された櫛形電極を一対のくし型電極間に静電気力によって引き込み、平行移動用の静電型アクチュエータを構成することが開示されている。また、特許文献４には、多数の固定子電極を一方向に所定間隔で配列した固定子と、固定子電極に対向して配置される多数の移動子電極と同じ一方向に所定間隔で配列した移動子とを有し、これら固定子及び移動子間に絶縁体層を介して駆動電圧を印加し、上記移動子を上記固定子に対して平行移動してなる、摩擦を減らす空気層が設けられていない平行移動用の静電型アクチュエータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２４９８５号
【特許文献２】特開２０００１−１７８１５３号
【特許文献３】特開平９−２８５１４３号
【特許文献４】特許２８９９１３３号
【０００６】
一方、本発明者らは、上述した従来の静電型アクチュエータと異なり、複数のくし歯型の電極を有する固定子及び移動子からなる静電型アクチュエータの開発を行っている。このような静電型アクチュエータにおいては、固定子及び移動子（の複数のくし歯型電極）間に空気層からなるギャップを設け、互いの電気的絶縁性を担保している。しかしながら、空気層の誘電率は低く、固定子及び移動子間の距離が大きくなると、これらの間に作用する静電気力が急激に小さくなってしまい、アクチュエータとしての動作速度が低下してしまうとともに効率が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
このような問題に対処すべく、固定子及び移動子を構成する複数のくし歯型電極に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させることも試みられているが、印加することのできる駆動電圧には限界があり、また昨今の省エネルギーの問題にも反するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、複数のくし歯型電極を有する固定子及び移動子からなる静電型アクチュエータにおいて、動作速度の低下及び効率の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成すべく、本発明の一態様は、複数の第１のくし歯型電極を有する固定子と、複数の第２のくし歯型電極を有する移動子とを具え、前記固定子の前記複数の第１のくし歯型電極の凸部及び凹部と、前記移動子の前記複数の第２のくし歯型電極の凸部及び凹部とは、それぞれの中心部が電極の配列方向に沿って所定のピッチで互いに離隔して対向配置され、前記複数の第１のくし歯型電極の前記凸部及び前記複数の第２のくし歯型電極の前記凸部の少なくとも一方の外周面、及び／又は前記複数の第１のくし歯型電極の前記凹部の外周面は、比誘電率が３００以上の高誘電体からなる絶縁層で被覆されていることを特徴とする、静電型アクチュエータに関する。
【００１０】
本態様の静電型アクチュエータによれば、固定子を構成する複数の第１のくし歯型電極の凸部及び移動子を構成する複数の第２のくし歯型電極の凸部の少なくとも一方の外周面、及び／又は移動子を構成する複数の第２のくし歯型電極の凹部の外周面を比誘電率が３００以上の高誘電体からなる絶縁層で被覆するようにしている。複数の第１のくし歯型電極の凸部は、複数の第２のくし歯型電極と対向するものであって、当該部分に高誘電体の絶縁層を形成することは、高誘電体の自発分極作用の効果によって、複数の第１のくし歯型電極と複数の第２のくし歯型電極との実質的な距離が削減されることに相当する。
【００１１】
同様に、複数の第２のくし歯型電極の凸部は、複数の第１のくし歯型電極と対向するものであって、当該部分に高誘電体の絶縁層を形成することは、高誘電体の自発分極作用の効果によって、複数の第１のくし歯型電極と複数の第２のくし歯型電極との実質的な距離が削減されることに相当する。
【００１２】
さらに、複数の第１のくし歯型電極の凹部も、複数の第２のくし歯型電極と対向するものであって、当該部分に高誘電体の絶縁層を形成することは、高誘電体の自発分極作用の効果によって、複数の第１のくし歯型電極と複数の第２のくし歯型電極との実質的な距離が削減されることに相当する。
【００１３】
したがって、複数の第１のくし歯型電極と第２のくし歯型電極との実質的な距離の削減に伴い、これら電極、すなわち固定子及び移動子の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制することができる。このため、固定子及び移動子を構成する複数のくし歯型電極に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させる必要がなくなり、昨今の省エネルギーの要請にも合致する。
【００１４】
なお、固定子の複数の第１のくし歯型電極の凸部及び凹部と、移動子の複数の第２のくし歯型電極の凸部及び凹部とが、それぞれの中心部が電極の配列方向に沿って所定のピッチで互いに離隔して対向配置されるという要件は、以下に詳述するように、上記電極に電圧を印加することによって本態様の静電型アクチュエータを実際に駆動させるために要求されるものである。
【００１５】
本発明の一例においては、複数の第１のくし歯型電極の凸部及び複数の第２のくし歯型電極の凸部双方の外周面を、上記高誘電体からなる絶縁層で被覆することができる。
【００１６】
本例によれば、互いに対向する複数の第１のくし歯型電極と複数の第２のくし歯型電極との実質的な距離をさらに削減することができるので、これら電極、すなわち固定子及び移動子の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減をさらに抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度が低下してしまうのを抑制することができる。このため、固定子及び移動子を構成する複数のくし歯型電極に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させる必要がなくなり、昨今の省エネルギーの要請にもより合致する。
【００１７】
本発明の一例においては、上記絶縁層と、上記複数の第１のくし歯型電極の凸部及び複数の第２のくし歯型電極の凸部の少なくとも一方の外周面、及び／又は複数の第１のくし歯型電極の前記凹部の外周面との境界に接触するとともに、境界の全体に沿って導電膜が形成することができる。
【００１８】
この場合、固定子を構成する第１のくし歯型電極と移動子を構成する第２のくし歯型電極とのギャップが（５μｍ）程度で、両者の間に印加される電圧が（３０）Ｖ程度になると、第１のくし歯型電極の外周面に形成された絶縁層及び第２のくし歯型電極の外周面に形成された絶縁層に電荷が溜まるようになる。したがって、所定の電圧を第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極に印加した場合においても、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子に対して移動子が駆動しなくなってしまう場合がある。
【００１９】
しかしながら、上述のようにして導電膜を設けることにより、第１のくし歯型電極の絶縁層及び／又は第２のくし歯型電極の絶縁層に帯電した電荷は、導電膜を介して第１のくし歯型電極及び／又は第２のくし歯型電極に逃がすことができ、上述のような電荷の溜まり、すなわち帯電を防止することができるようになる。この結果、所定の電圧を第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４に印加した場合に、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子１１に対して移動子１２が駆動しなくなってしまうという不都合を回避することができる。
【００２０】
本発明の一例において、上記絶縁層は、上記複数の第１のくし歯型電極の凸部の外周面における先端エッジ部及び複数の第２のくし歯型電極の凸部の外周面における先端エッジ部の少なくとも一方、及び／又は複数の第１のくし歯型電極の凹部の外周面における上端エッジ部に形成することができる。
【００２１】
本例においては、絶縁層を第１のくし歯型電極の凹部における上端エッジ部等に形成するようにしているので、第１のくし歯型電極凹部等の大部分は露出するようになる。したがって、上述した絶縁層の帯電の問題を回避することができる。
【００２２】
また、第１のくし歯型電極の凹部における上端エッジ部等には、静電気力が集中するようになるので、当該箇所に高誘電体の絶縁層を形成すれば、絶縁層の自発分極によって、第１のくし歯型電極と第２のくし歯型電極との実質的な距離が削減されるような効果を得ることができる。したがって、第１のくし歯型電極と第２のくし歯型電極との実質的な距離の削減に伴い、これら電極、すなわち固定子及び移動子の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制することができる。
【００２３】
また、第１のくし歯型電極等に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させる必要がなくなり、昨今の省エネルギーの要請にも合致するようになる。
【００２４】
本発明の一例においては、複数の第１のくし歯型電極及び複数の第２のくし歯型電極の少なくとも一方における凸部の側面に、その上方から下方に向けて上記高誘電体からなる上記絶縁層をテーパー状に形成し、その最大厚さを上記ピッチの半分以下とすることができる。すなわち、上述のようにして、複数の第１のくし歯型電極の凸部、及び複数の第２のくし歯型電極の凸部の外周面を被覆する上記絶縁層の内、凸部の側面に形成した絶縁層は、側面の上方から下方に向けて上記高誘電体からなる上記絶縁層が、その最大厚さが上記ピッチの半分以下となるようにして、テーパー状に形成することができる。
【００２５】
本例においては、特に固定子及び／又は移動子を構成する複数の第１のくし歯型電極及び／又は複数の第２のくし歯型電極の凸部の両側面において、最大厚さがこれら対向配置されてなる電極の凸部（及び凹部）の中心部のずれに相当するピッチの半分以下となるようにして、側面の上方から下方に向けてテーパー状に厚く形成している。したがって、固定子を構成する第１のくし歯型電極及び移動子を構成する第２のくし歯型電極の、静電的な移動に関与する電極間に作用する静電気力を増大させることができるとともに、静電的な移動に関与しない隣接するくし歯型電極への電気的な影響を抑制することができる。
【００２６】
本発明の一例においては、固定子を構成する複数の第１のくし歯型電極及び前記移動子を構成する前記複数の第２のくし歯型電極をマイクロマシン技術によって加工し、静電型アクチュエータを、Micro Electro Mechanical Systems（以下「ＭＥＭＳ」という。）静電型アクチュエータとすることもできる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、複数のくし歯型電極を有する固定子及び移動子からなる静電型アクチュエータにおいて、動作速度の低下及び効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態のくし歯型アクチュエータの概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態のくし歯型アクチュエータの変形例を示す構成図である。
【図３】第１の実施形態における、第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極間の距離（変位）と、これら電極間に作用する静電気力との関係を示すグラフである。
【図４】第２の実施形態のロータリーステッピングモーターの概略構成を示す図である。
【図５】図４に示すロータリーステッピングモーターの、固定子及び移動子の境界部分を拡大して示す図である。
【図６】第２の実施形態のロータリーステッピングモーターの変形例における特徴部分を示す構成図である。
【図７】第２の実施形態における、第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極間の距離（変位）と、これら電極間に作用する静電気力との関係を示すグラフである。
【図８】第３の実施形態の平行移動用のステッピングモーターの概略構成を示す図である。
【図９】第４の実施形態におけるくし歯型アクチュエータの概略構成を示す図である。
【図１０】図９に示すくし歯型アクチュエータのI-I線に沿って切った場合の断面図である。
【図１１】第５の実施形態におけるくし歯型アクチュエータの概略構成を示す図である。
【図１２】第５の実施形態における第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極間のギャップに作用する静電気力を電磁界有限要素法により解析した結果である。
【図１３】第５の実施形態における第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極間の距離（変位）と、これら間に作用する静電気力との関係を示すグラフである。
【図１４】第５の実施形態のくし歯型アクチュエータの変形例を示す図である。
【図１５】第５の実施形態のくし歯型アクチュエータの変形例を示す図である。
【図１６】図１１に示すくし歯型アクチュエータにおける、第２のくし歯型電極の凸部と、固定子の第１のくし歯型電極の凹部との間に作用する引き込み力を示すグラフである。
【図１７】第６の実施形態におけるロータリーステッピングモーターの、固定子及び移動子の境界部分を拡大して示す図である。
【図１８】第６の実施形態におけるロータリーステッピングモーターの変形例を示す図である。
【図１９】第７の実施形態におけるロータリーステッピングモーターの、固定子及び移動子の境界部分を拡大して示す図である。
【図２０】第７の実施形態におけるロータリーステッピングモーターの、第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極間の距離（変位）と、これら電極間に作用する静電気力との関係を示すグラフである。
【図２１】第７の実施形態のロータリーステッピングモーターの変形例を示す図である。
【図２２】第７の実施形態のロータリーステッピングモーターの第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極の側面図である。
【図２３】第７の実施形態の変形例における絶縁層からの電界の漏えい状態を示すグラフである。
【図２４】同じく、第７の実施形態の変形例における絶縁層からの電界の漏えい状態を示すグラフである。
【図２５】第８の実施形態における平行移動用のステッピングモーターの概略構成を示す一部断面図である。
【図２６】第９の実施形態における平行移動用ステッピングモーターの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態におけるくし歯型アクチュエータの概略構成を示す図である。なお、本実施形態においては、特徴を明確にすべく、くし歯型アクチュエータの主要部のみを示している。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態のくし歯型アクチュエータ１０は、固定子１１と移動子１２とを有している。固定子１１は、第１のくし歯型電極１３とその外周面に形成された比誘電率３００以上の高誘電体からなる絶縁層１６とを含んでいる。移動子１２は、第２のくし歯型電極１４を含んでいる。また、図２から明らかなように、移動子１２における第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａは、固定子１１における第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂの中心部に位置するように配置されている。さらに、移動子１２（第２のくし型電極１４）は、ばね部材１８を介して図示しない固定部材に固定されている。  
【００３２】
第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４間には、多相のDC電源もしくは交流電源１９から所定の電圧が印加されるようになっている。これによって、例えば固定子１１（第１のくし歯型電極１３）は負電位となり、移動子１２（第２のくし歯型電極１４）は正電位となって、両者は互いに引き合うようになる。具体的には、固定子１１を構成する第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂに対して、移動子１２を構成する第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａが静電的に引き込まれ、移動子１２が固定子１１に向けて下方に移動するようになる。
【００３３】
なお、移動子１２の移動距離は、固定子１１を構成する第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂ、及び移動子１２を構成する第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａ間に作用する静電気力と、移動子１２に接続されているばね部材１８との付勢力とのバランスによって決定される。
【００３４】
本実施形態では、固定子１１を構成する第１のくし歯型電極１３の外周面を比誘電率が３００以上の高誘電体からなる絶縁層１６で被覆するようにしている。この場合、絶縁層１６は自発分極するため、第１のくし歯型電極１１と第２のくし歯型電極１３との実質的な距離が削減されることになる。したがって、第１のくし歯型電極１３と第２のくし歯型電極１４との実質的な距離の削減に伴い、これら電極、すなわち固定子１１及び移動子１２の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制することができる。また、固定子１１及び移動子１２を構成する第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯電極１４に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させる必要がなくなり、昨今の省エネルギーの要請にも合致するようになる。
【００３５】
なお、第１のくし歯型電極１３の外周面には絶縁層１６が形成されているので、移動子１２が過度に下方に移動した場合においても、絶縁層１６が静電的なシールド層として機能するようになるので、電極同士の電気的な接触や、電極間の放電を抑制することができる。
【００３６】
絶縁層１６を構成する高誘電体は、比誘電率が３００以上、好ましくは１０００以上であれば無機及び有機のいずれでもよいが、無機高誘電体においては、上述した比誘電率を有するものとしていわゆる強誘電体が公知であり、入手や作製が容易であるので好ましい。このような無機高誘電体としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３：比誘電率約５０００）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：比誘電率約３００）などの汎用の強誘電体を挙げることができる。なお、チタン酸バリウム及びチタン酸ジルコン酸鉛の比誘電率は代表値として示したものであり、同じ材料であっても、製造方法などによって異なるものである。
【００３７】
図２は、上記実施形態の変形例に相当するものである。本変形例においては、移動子１２を構成する第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの外周面に、第１のくし歯型電極１３と同じ絶縁層１６が形成されている点で、上記実施形態と相違する。
【００３８】
本変形例では、第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの外周面にも絶縁層１６が形成されているので、絶縁層１６の自発分極により、第１のくし歯型電極１１と第２のくし歯型電極１３との実質的な距離がさらに削減されることになる。したがって、第１のくし歯型電極１３と第２のくし歯型電極１４との実質的な距離のさらなる削減に伴い、これら電極、すなわち固定子１１及び移動子１２の離隔する距離が多少増大したような場合（ＭＥＭＳのＤＲＩＥによるエッチングにおいてはテーパがつき、０．１〜０．５μｍ程度の寸法誤差が生じる）においても、これら間に作用する静電気力の低減をさらに抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度が低下してしまうのをさらに抑制することができる。
【００３９】
なお、その他の特徴及び作用効果については、上記実施形態と同様であるので、記載を省略する。
【００４０】
本実施形態のくし歯型アクチュエータは、例えばシャッターやミラー駆動装置などとして用いることができる。
【００４１】
また、本実施形態のくし歯型アクチュエータ１０の大きさは特に限定されるものではないが、以下に説明するように、第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４をマイクロマシン技術によって加工し、各部材の大きさをμｍオーダーからサブμｍオーダーとすることにより、くし歯型アクチュエータ１０をＭＥＭＳとして構成することができる。
【００４２】
図３は、本実施形態におけるくし歯型アクチュエータ１０の、第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４間の距離（変位）と、これら電極間に作用する静電気力との関係を示すグラフである。
【００４３】
なお、第１のくし歯型電極１３の凸部１３Ａの高さＨ１は２５μｍとし、肉厚Ｔ１は５μｍとし、凹部１３Ｂの幅Ｗ１は１１μｍとした。また、第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの高さｈ１は２０μｍとし、肉厚ｔ１は５μｍとした。また、第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４は（シリコン）から作製した。  
【００４４】
さらに、図１に示す態様においては、第１のくし歯型電極１３の外周面にチタン酸バリウムからなる絶縁層１６を厚さ２μｍに形成し、図２に示す態様においては、第１のくし歯型電極１３の外周面及び第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの外周面それぞれにおいて、チタン酸バリウムからなる絶縁層１６を厚さ１μｍに形成した。
【００４５】
図３から明らかなように、絶縁層１６を形成しない場合においては、変位の全体に亘って第１のくし歯型電極１３（固定子１１）及び第２のくし歯型電極１４（移動子１２）に作用する静電気力は小さいが、絶縁層１６を形成することによって前記静電気力が格段に増大していることが分かる。したがって、固定子１１及び移動子１２の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制できることが分かる。
【００４６】
なお、図３に示す静電気力は電磁界有限要素法により、解析した結果である。空隙距離が２倍になると静電力は半減してしまうため、空隙距離を減らすことが重要であるが、アクチュエータ部は動くので、絶縁性を確保するために空隙距離を減らせない。本提案は、通常（高精度のＭＥＭＳにおいて）の空隙距離でも、１μｍの高誘電率膜を両側の電極に形成すれば、静電気力は約２倍に増強できる。
【００４７】
（第２の実施形態）
図４は、本実施形態におけるロータリーステッピングモーターの概略構成を示す図であり、図５は、図４に示すロータリーステッピングモーターの、固定子及び移動子の境界部分を拡大して示す図である。
【００４８】
図４に示すように、本実施形態のロータリーステッピングモーター２０は、固定子２９及び移動子２２が同心円状に配置されており、固定子２９は移動子２２の外方に位置し、以下に説明するように、移動子２２は固定子２９の内側を回転移動する。
【００４９】
移動子２２の内側には、例えばシリコンからなるインターコネクト部材２５が、その円弧状の外周部２５Ｂが移動子２２の内側に離れて設けられている。また、移動子２２を４段階のばねで支えるため、固定端２１は凸部２１Ａを有している。さらに、移動子２２も、その内方に向けて突出した扇形状の凸部２２Ａを有している。
【００５０】
また、一対の板状の第１のばね部材２８−１が凸部２１Ａとインターコネクト部材２５Cとを結ぶようにして設けられており、一対の板状の第２のばね部材２８−２及び第３のばね部材２８−３がインターコネクト部材２５の中心部２５Ａと外周部２５Ｂとを結ぶようにして設けられている。さらに、一対の板状の第４のばね部材２８−４が移動子２２の凸部２２Ａとインターコネクト部材２５Ｄを結ぶようにして設けられている。
【００５１】
なお、移動子２２の固定子２９に対する回転移動は、以下に説明するくし歯型電極間に生じる静電気力と、移動子２２及びばね部材２８−１〜２８−４の付勢力とのバランスによって決定される。
【００５２】
図５に示すように、固定子２９は、移動子２２と対向するようにして第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３を有しており、移動子２２は、固定子２９と対抗するようにして第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３を有している。また、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の外周面、及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の外周面は、比誘電率３００以上の高誘電体からなる絶縁層２６が形成されている。但し、絶縁層２６は、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし場型電極２４−１〜２４−３のいずれか一方の外周面に形成されていれば、本発明の作用効果を奏することができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３は、それぞれ固定子２９及び移動子２２の円周面上に直接設けられているので、これら電極自体が電極凸部を構成することになる。
【００５４】
また、図５から明らかなように、以下に説明する移動子２２の、固定子２９に対する駆動方式に基づいて、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３のピッチは、第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３のピッチよりも多少大きくなるように設定されている。
【００５５】
なお、図５では、本発明の特徴及びモーターの駆動方式を明確かつ簡潔に示すべく、第１のくし歯型電極については、２３−１〜２３−３の３つのみを示し、第２のくし歯型電極についても、２４−１〜２４−３の３つのみを示しているが、実際には、第１のくし歯型電極は固定子２９の円周面の全体に亘って形成されており、第２のくし歯型電極も移動子２２の円周面の全体に亘って形成されている。
【００５６】
図４及び図５に示す移動子２２を固定子２９に対して移動させるには、例えば以下のようにして行う。最初に、固定子２９の第１のくし歯型電極２３−１に対して所定の電圧を印加すると、この電極は正電位あるいは負電位となり、移動子２２の、第１のくし歯型電極２３−１と最も近接する第２のくし場型電極２４−１との間に静電気力を生ぜしめるようになる。その結果、第２のくし歯型電極２４−１は第１のくし歯型電極２３−１に引き付けられ、それに伴って移動子２２も同方向に移動するようになる。
【００５７】
次いで、第１のくし歯型電極２３−１に印加した電圧を解除し、隣接する第１のくし歯型電極２３−２に対して所定の電圧を印加すると、第１のくし歯型電極２３−２は同様に正電位あるいは負電位となり、移動子２２の、第１のくし歯型電極２３−２と最も近接する第２のくし場型電極２４−２との間に静電気力を生ぜしめるようになる。その結果、第２のくし歯型電極２４−２は第１のくし歯型電極２３−２に引き付けられ、それに伴って移動子２２も同方向に移動するようになる。
【００５８】
さらに、第１のくし歯型電極２３−２に印加した電圧を解除し、隣接する第１のくし歯型電極２３−３に対して所定の電圧を印加すると、第１のくし歯型電極２３−３は同様に正電位あるいは負電位となり、移動子２２の、第１のくし歯型電極２３−３と最も近接する第２のくし場型電極２４−３との間に静電気力を生ぜしめるようになる。その結果、第２のくし歯型電極２４−３は第１のくし歯型電極２３−３に引き付けられ、それに伴って移動子２２も同方向に移動するようになる。
【００５９】
以上のような操作の結果、移動子２２は、固定子２９に対して反時計周りに回転移動することになる。
【００６０】
なお、特に詳述しないが、移動子２２を固定子２９に対して時計周りに回転移動させるには、上述したような、第１のくし場型電極２３−１〜２３−３に対して順次に電圧を印加する代わりに、第１のくし歯型電極２３−３〜２３−１に対して順次に電圧を印加するようにすればよい。すなわち、電圧印加の順番を逆にすればよい。本例では、３セット1組で移動を制御しているが、３セット以上であれば組を増やしてもよい。
【００６１】
本実施形態では、固定子２９を構成する第１のくし歯型電極２３−１〜２３−２の外周面及び移動子２２を構成する第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の外周面を比誘電率が３００以上の高誘電体からなる絶縁層２６で被覆するようにしている。この場合、絶縁層２６は自発分極するため、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３と第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３との実質的な距離が削減されることになる。したがって、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３と第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３との実質的な距離の削減に伴い、これら電極、すなわち固定子２９及び移動子２２の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制することができる。
【００６２】
また、固定子２９及び移動子２２を構成する第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯電極２４−１〜２４−３に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させる必要がなくなり、昨今の省エネルギーの要請にも合致するようになる。
【００６３】
なお、絶縁層２６が静電的なシールド層として機能するようになるので、電極同士の電気的な接触や、電極間の放電を抑制することができる。
【００６４】
絶縁層２６は、第１の実施形態における絶縁層１６と同様のものから構成することができる。
【００６５】
図６は、上記実施形態の変形例に相当するものである。本変形例においては、移動子２２を構成する第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の側面において、その上方から下方に向けて絶縁層２６をテーパー状に形成し、その最大厚さを第１のくし歯型電極と第２のくし歯型電極とのピッチＰの半分以下としている（図６では、第２のくし歯型電極２４−１についてのみ示している）。すなわち、第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の外周面を被覆する絶縁層２６の側面部分を、その上方から下方に向けて、その最大厚さがピッチＰの半分以下となるようにして、テーパー状に形成することができる。
【００６６】
したがって、固定子２９の第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び移動子２２の第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の、静電的な移動に関与する電極間に作用する静電気力を増大させることができるとともに、静電的な移動に関与しない隣接するくし歯型電極への電気的な影響を抑制することができる。結果として、移動子２２の固定子２９に対する回転移動、すなわちアクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのをより効果的に抑制することができる。
【００６７】
本実施形態のロータリーステッピングモーター２０は、例えばハードディスクドライブのヘッドを微小に回転させるアクチュエータとして、ＭＥＭＳ回転型アクチュエータとして用いることができる。
【００６８】
また、本実施形態のロータリーステッピングモーター２０は、大きさは特に限定されるものではないが、以下に説明するように、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３をマイクロマシン技術によって加工し、各部材の大きさをμｍオーダーからサブμｍオーダーとすることにより、ロータリーステッピングモーター２０をＭＥＭＳとして構成することができる。
【００６９】
図７は、本実施形態におけるロータリーステッピングモーター２０の、第１のくし歯型電極２３−１及び第２のくし歯型電極２４−１間の距離（変位）と、これら電極間に作用する静電気力との関係を示すグラフである。
【００７０】
なお、第１のくし歯型電極２３−１及び第２のくし歯型電極２４−１の高さは１０μｍとし、幅は５μｍとした。また、第１のくし歯型電極２３−１及び第２のくし歯型電極２４−１はシリコンから作製した。
【００７１】
図７から明らかなように、絶縁層２６を形成しない場合においては、変位の全体に亘って第１のくし歯型電極２３−１（固定子２１）及び第２のくし歯型電極２４−１（移動子２２）に作用する静電気力は小さいが、絶縁層２６を形成することによって前記静電気力が格段に増大していることが分かる。特に第１のくし歯型電極２３−１及び／又は第２のくし歯型電極２４−１を被覆する絶縁層２６の厚さが増大するにしたがって、前記静電気力が増大していることが分かる。
【００７２】
結果として、固定子２１及び移動子２２の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制できることが分かる。但し、第１のくし歯型電極２３−１に対して絶縁層２６を厚さ０．５μｍに形成した場合と、第１のくし歯型電極２３−１及び第２のくし歯型電極２４−１の双方に対して絶縁層２６を厚さ０．２５μｍに形成した場合とでは、生成する静電気力における差は見られない。
【００７３】
なお、図７に示す静電気力は電磁界有限要素法により解析した結果である。空隙距離が２倍になると静電力は半減してしまうため、空隙距離を減らすことが重要であるが、アクチュエータ部は動くので、絶縁性を確保するために空隙距離を減らせない。本提案は、通常（高精度のＭＥＭＳにおいて）の空隙距離でも、０．２５μｍの高誘電率膜を両側の電極に形成すれば、静電気力は約２倍に増強できる。
【００７４】
（第３の実施形態）
図８は、本実施形態における平行移動用のステッピングモーターの概略構成を示す図である。
【００７５】
図８に示すように、本実施形態のステッピングモーター３０は、固定子３１と移動子３２とを有している。固定子３１には、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３を一組として、このような組の電極が図面右側から左側に向けて順次に設けられている。移動子３２には、第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３を一組として、このような組の電極が図面右側から左側に向けて順次に設けられている。なお、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３と第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３とは、互いに平行配置されている。
【００７６】
また、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３それぞれの外周面、第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３それぞれの外周面は、高誘電体からなる絶縁層３６によって被覆されている。
【００７７】
但し、絶縁層３６は、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし場型電極３４−１〜３４−３のいずれか一方の外周面に形成されていれば、本発明の作用効果を奏することができる。
【００７８】
移動子３２の右端は、ばね部材３８によって固定子３１に固定されている。したがって、移動子３２の移動距離は、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３間に作用する静電気力と、移動子３２に接続されているばね部材３８との付勢力とのバランスによって決定される。
【００７９】
図８に示す移動子３２を固定子３１に対して移動させるには、例えば以下のようにして行う。最初に、固定子３１の第１のくし歯型電極３３−１に対して所定の電圧を印加すると、この電極は正電位あるいは負電位となり、移動子３２の、第１のくし歯型電極３３−１と最も近接する第２のくし場型電極３４−１との間に静電気力を生ぜしめるようになる。その結果、第２のくし歯型電極３４−１は第１のくし歯型電極３３−１に引き付けられ、それに伴って移動子３２も同方向に移動するようになる（図８では、第1のくし歯型電極３３−１と第２のくし歯型電極３４−１とが対向している）。
【００８０】
次いで、第１のくし歯型電極３３−１に印加した電圧を解除し、隣接する第１のくし歯型電極３３−２に対して所定の電圧を印加すると、第１のくし歯型電極３３−２は同様に正電位あるいは負電位となり、移動子３２の、第１のくし歯型電極３３−２と最も近接する第２のくし場型電極３４−２との間に静電気力を生ぜしめるようになる。その結果、第２のくし歯型電極３４−２は第１のくし歯型電極３３−２に引き付けられ、それに伴って移動子３２も同方向に移動するようになる。
【００８１】
さらに、第１のくし歯型電極３３−２に印加した電圧を解除し、隣接する第１のくし歯型電極３３−３に対して所定の電圧を印加すると、第１のくし歯型電極３３−３は同様に正電位あるいは負電位となり、移動子３２の、第１のくし歯型電極３３−３と最も近接する第２のくし場型電極３４−３との間に静電気力を生ぜしめるようになる。その結果、第２のくし歯型電極３４−３は第１のくし歯型電極３３−３に引き付けられ、それに伴って移動子３２も同方向に移動するようになる。
【００８２】
以上のような操作の結果、移動子３２は、固定子２１に対して左方向に移動することになる。本例では、３セット１組で移動を制御しているが、３セット以上であれば組を増やしてもよい。
【００８３】
本実施形態では、固定子３１を構成する第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３の外周面及び移動子３２を構成する第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３の外周面を比誘電率が３００以上の高誘電体からなる絶縁層３６で被覆するようにしている。この場合、絶縁層３６は自発分極するため、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３と第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３との実質的な距離が削減されることになる。したがって、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３と第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３との実質的な距離の削減に伴い、これら電極、すなわち固定子３１及び移動子３２の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制することができる。
【００８４】
また、固定子３１及び移動子３２を構成する第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯電極３４−１〜３４−３間に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させる必要がなくなり、昨今の省エネルギーの要請にも合致するようになる。
【００８５】
なお、絶縁層３６が静電的なシールド層として機能するようになるので、電極同士の電気的な接触や、電極間の放電を抑制することができる。また，絶縁層３６は、段落００５８に示したように、テーパー状に形成して効率を上げることもできる。
【００８６】
絶縁層３６は、第１の実施形態における絶縁層１６と同様のものから構成することができる。
【００８７】
本実施形態の平行移動用のステッピングモーター３０は、例えば（マイクロロボット，マイクロバルブ）などに使用することができる。
【００８８】
また、本実施形態のステッピングモーター３０は、大きさは特に限定されるものではないが、以下に説明するように、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３をマイクロマシン技術によって加工し、各部材の大きさをμｍオーダーからサブμｍオーダーとすることにより、ステッピングモーター３０をＭＥＭＳとして構成することができる。
【００８９】
（第４の実施形態）
図９は、本実施形態におけるくし歯型アクチュエータの概略構成を示す図であり、図１０は、図９に示すくし歯型アクチュエータのI-I線に沿って切った場合の断面図である。
【００９０】
図９及び図１０に示すように、本実施形態のくし歯型アクチュエータ４０は、第１の実施形態の、図２に示すくし歯型アクチュエータ２０において、固定子１１を構成する第１のくし歯型電極１３とその外周面を被覆するようにして形成された絶縁層１６との境界４１に接触し、かつ境界４１に沿うようにして導電膜４２が形成されていることを除き、図２に示すくし歯型アクチュエータ１０と同一の構成を採っている。
【００９１】
一般に、固定子１１を構成する第１のくし歯型電極１３と移動子１２を構成する第２のくし歯型電極１４とのギャップが５μｍ程度で、両者の間に印加される電圧が３０Ｖ程度になると、第１のくし歯型電極１３の外周面に形成された絶縁層１６及び移動子１２を構成する第２のくし歯型電極１４の外周面に形成された絶縁層１６に電荷が溜まるようになる。したがって、例えば多相のＤＣ電源あるいは交流電源１９から所定の電圧を第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４に印加した場合においても、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子１１に対して移動子１２が駆動しなくなってしまう場合がある。
【００９２】
しかしながら、本実施形態では、上述のようにして導電膜４２を設けているので、第１のくし歯型電極１３の絶縁層１６に帯電した電荷は、導電膜４２を介して第１のくし歯型電極１３に逃がすことができ、上述のような電荷の溜まり、すなわち帯電を防止することができるようになる。この結果、多相のＤＣ電源あるいは交流電源１９から所定の電圧を第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４に印加した場合においても、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子１１に対して移動子１２が駆動しなくなってしまうという不都合を回避することができる。
【００９３】
なお、本実施形態では、第１のくし歯型電極１３のみに導電膜４２を設けているが、さらに第２のくし歯型電極１４に導電膜を設けることによって、上述した作用効果をさらに増大させることができる。
【００９４】
導電膜４２は、例えば金、白金、アルミニウムなどの金属、グラフェン、金属型カーボンナノチューブの集合体を膜状にしたものから構成することができる。
【００９５】
金属から導電膜４２を形成する場合は、気相成長、蒸着、スパッタリング、ＭＢＥ、化学溶液法、溶液塗布法などを用いることによって形成することができる。また、導電膜４２をグラフェンから形成する場合は、目的とする形状パターンに加工した銅あるいはニッケル板上にグラフェンをＣＶＤ法によって形成し、その後転写するなどの方法で形成することができる。導電膜４２をカーボンナノチューブから形成する場合は、分散剤を用いて溶媒に分散させる方法や、気相ろ過、転写法などの方法を用い、分散膜の形態で形成することができる。
【００９６】
なお、本実施形態のくし歯型アクチュエータ４０の駆動方法及びその他の特徴は、図２に示すくし歯型アクチュエータ１０と同様であるので、説明を省略する。
【００９７】
（第５の実施形態）
図１１は、本実施形態におけるくし歯型アクチュエータの概略構成を示す図である。
図１１に示すように、本実施形態のくし歯型アクチュエータ５０は、第１の実施形態の、図２に示すくし歯型アクチュエータ１０において、固定子１１を構成する第１のくし歯型電極１３の外周面を被覆するようにして絶縁層１６を形成する代わりに、第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂにおける上端エッジ部のみに絶縁層１６を設け、移動子１２を構成する第２のくし歯型電極１４の外周面を被覆するようにして絶縁層１６を形成する代わりに、第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの先端部のみに絶縁層１６を設けている。
【００９８】
なお、特に図では示していないが、これらの絶縁層１６は、第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂの紙面に垂直な深さ方向の全体に亘って形成されており、同様に、第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの紙面に垂直な深さ方向の全体に亘って形成されている。
【００９９】
図１２は、第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４間のギャップに作用する静電気力を電磁界有限要素法により解析した結果である。なお、第１のくし歯型電極１３の凸部１３Ｂの高さＨ１は２０μｍとし、肉厚Ｔ１は５μｍとした。また、第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの高さｈ１は２０μｍとし、肉厚ｔ１は５μｍとした。また、第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４はシリコンから作製した。
【０１００】
図１２から明らかなように、第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４間のギャップに作用する静電気力は、第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂの上端エッジ部及び第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの先端部において大きくなっていることが分かる。
【０１０１】
すなわち、このように静電気力の作用が大きい部分に、高誘電体の絶縁層１６を形成すれば、絶縁層１６の自発分極によって、第１のくし歯型電極１１と第２のくし歯型電極１３との実質的な距離が削減されるような効果を得ることができる。したがって、第１のくし歯型電極１３と第２のくし歯型電極１４との実質的な距離の削減に伴い、これら電極、すなわち固定子１１及び移動子１２の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制することができる。
【０１０２】
また、固定子１１及び移動子１２を構成する第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯電極１４に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させる必要がなくなり、昨今の省エネルギーの要請にも合致するようになる。
【０１０３】
上述したように、固定子１１と移動子１４とのギャップが５μｍ程度で、両者の間に印加される電圧が３０Ｖ程度になると、第１のくし歯型電極１３の外周面に形成された絶縁層及び移動子１２を構成する第２のくし歯型電極１４の外周面に形成された絶縁層に電荷が溜まるようになる。したがって、絶縁層を外周面の全体に亘って形成した場合、例えば多相のＤＣ電源あるいは交流電源１９から所定の電圧を第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４に印加した場合において、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子１１に対して移動子１２が駆動しなくなってしまう場合がある。
【０１０４】
しかしながら、本実施形態では、絶縁層１６を第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂにおける上端エッジ部及び第２のくし歯型電極１４の凸部の先端部のみに設けるようにしているので、絶縁層１６の表面距離を減少させることができるので、電荷の滞留が少なくなる。したがって、上述した絶縁層１６の帯電の問題を回避することができるとともに、図１２に示す結果のグラフにより、絶縁層１６を設けたことによる上述した作用効果（距離増大による静電気力の低減抑制及び動作速度、効率の低下抑制）を併せて達成することができる。
【０１０５】
なお、本実施形態における作用効果をより効果的に奏するためには、第１のくし歯型電極１３の凹部の上端エッジ部に形成した絶縁層１６の高さ（幅Ｈ２）が、第１のくし歯型電極１３の凸部１３Ａの高さＨ１に対して１／４Ｈ１〜１／１０Ｈ１の範囲であることが好ましい。同様に、第２のくし歯型電極１４の凸部の先端部に形成した絶縁層１６の幅ｔ２は、第１のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの肉厚ｔ１に対して１／２〜１／１０の範囲にあることが好ましい。
【０１０６】
図１３は、図１２に示す結果をシミュレーションした際と同じ条件で第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４間の距離とこれら間に作用する静電気力との関係をシミュレーションした際のグラフである。但し、第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂの上端エッジ部に形成した絶縁層１６の高さＨ２は３μｍとし、第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの先端部に形成した絶縁層１６の幅ｔ２は３μｍとした。さらに、絶縁層１６は厚さ２μｍのＢａＴｉＯ３から構成し、第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４間に１Ｖの電圧を印加した場合について示したものである。
【０１０７】
図１３に示すように、本実施形態における、第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂの上端エッジ部及び第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの先端部にのみ絶縁層１６を設けた場合の方が、これら間の変位、具体的には第２のくし歯型電極１４、すなわち移動子１２の変位に対して、第１のくし歯型電極１３及び第２のくし歯型電極１４間に作用する静電気力が、第１のくし歯型電極１３の外周面及び第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａの外周面に絶縁層１６を設けた場合よりも大きくなっている。
【０１０８】
これは、図１２に示すように、両者の電極間に作用する静電気力の大きさが主として第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂにおける上端エッジ部及び第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａにおける先端部において大きくなること、並びに、上述したように、絶縁層１６の帯電の大きさに伴う駆動上の障害が少ないことに起因していると考えられる。
【０１０９】
図１４は、図１１に示す態様の変形例である。本変形例では、第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂの上端エッジ部に設けた絶縁層１６の上面及び下面において追加の導電膜５２が設けられている点で図１１に示す態様と相違する。この場合、第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂの上端エッジ部における絶縁層１６の帯電をも効果的に取り除くことができる。したがって、上述した絶縁層１６の帯電に起因した不利益を排除することができる。
【０１１０】
なお、追加の導電膜５２は、第４の実施形態の、図９及び図１０に示すくし歯型アクチュエータ４０に示すように、固定子１１を構成する第１のくし歯型電極１３とその外周面を被覆するようにして形成された絶縁層１６との境界に接触し、かつ境界に沿うようにして形成されている。
【０１１１】
また、絶縁層１６の強度を確保するために、図１５に示すように、絶縁層１６の端部１６Ａを第２のくし歯型電極１４の上側面に拡張してもよい。
【０１１２】
なお、追加の導電膜５２は、導電膜４２と同様にして形成することができる。
【０１１３】
図１３には、同様のシミュレーション結果を示したが、本シミュレーションでは、追加の導電膜５２を設けた場合において、追加の導電膜５２を設けない場合に比較して、変位の程度によって静電気力は大きく変化していない。
【０１１４】
図１６は、図１１に示すくし歯型アクチュエータ５０における、移動子１２の第２のくし歯型電極１４の凸部１４Ａと、固定子１１の第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂとの間に作用する引き込み力を、凸部１４Ａの凹部１３Ｂの幅方向での変位に対して示したグラフである。なお、本シミュレーションにおける諸条件についても、図１３に示すグラフを得た際の諸条件と同一とした。
【０１１５】
電極のみの歯型アクチュエータにおいては、凸部１４Ａの凹部１３Ｂに対する左右バランスが外乱などの影響で少しでもくずれると、両者が接着してしまう現象が生じる。しかしながら、図１１に示すくし歯型アクチュエータ５０では、絶縁層１６を第１のくし歯型電極１３の上端エッジ部等に形成しているのみであるので、図１５に示すように、凸部１４Ａが凹部１３Ｂ内の幅方向で変位した場合においても、両者の間に作用する引き込み力が小さいことが分かる。したがって、凸部１４Ａが凹部１３Ｂ内において比較的大きく変動したような場合においても、両者の接着を抑制することができる。
【０１１６】
なお、本実施形態のくし歯型アクチュエータ５０の駆動方法及びその他の特徴は、図２に示すくし歯型アクチュエータ１０と同様であるので、説明を省略する。
【０１１７】
（第６の実施形態）
図１７は、本実施形態におけるロータリーステッピングモーターの、固定子及び移動子の境界部分を拡大して示す図である。
【０１１８】
図１７に示すように、本実施形態のロータリーステッピングモーター６０は、第２の実施形態の、図４及び図５に示すロータリーステッピングモーター２０において、固定子２９を構成する第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３と絶縁層２６との境界６１に接触し、かつ境界６１に沿うようにして導電膜６２が形成されていることを除き、図４及び図５に示すロータリーステッピングモーター２０と同一の構成を採っている。
【０１１９】
一般に、固定子２９を構成する第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３と移動子２２を構成する第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３とのギャップが５μｍ程度で、両者の間に印加される電圧が３０Ｖ程度になると、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の外周面に形成された絶縁層１６及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の外周面に形成された絶縁層１６に電荷が溜まるようになる。したがって、所定の電圧を第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３に印加した場合においても、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子２９に対して移動子２２が駆動しなくなってしまう場合がある。
【０１２０】
しかしながら、本実施形態では、上述のようにして導電膜６２を設けているので、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の絶縁層１６に帯電した電荷は、導電膜６２を介して第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３に逃がすことができ、上述のような電荷の溜まり、すなわち帯電を防止することができるようになる。この結果、所定の電圧を第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３に印加した場合においても、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子２９に対して移動子２２が駆動しなくなってしまうという不都合を回避することができる。
【０１２１】
なお、本実施形態では、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３のみに導電膜６２を設けているが、さらに第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３に導電膜を設けることによって、上述した作用効果をさらに増大させることができる。
【０１２２】
導電膜６２は、第４の実施形態における導電膜４２と同様にして形成することができる。
なお、本実施形態のロータリーステッピングモーター６０の駆動方法及びその他の特徴は、図４及び図５に示すロータリーステッピングモーター２０と同様であるので、説明を省略する。
【０１２３】
（第７の実施形態）
図１８は、本実施形態におけるロータリーステッピングモーターの、固定子及び移動子の境界部分を拡大して示す図である。
【０１２４】
図１８に示すように、本実施形態のロータリーステッピングモーター７０は、第２の実施形態の、図４及び図５に示すロータリーステッピングモーター２０において、固定子２９を構成する第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の外周面を被覆するようにして絶縁層１６を形成する代わりに、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の（凸部の）上端エッジ部のみに絶縁層２６を設け、移動子２２を構成する第２のくし歯型電極２４−１〜２４〜３の外周面を被覆するようにして絶縁層１６を形成する代わりに、第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の（凸部）の上端エッジ部のみに絶縁層２６を設けている。
【０１２５】
なお、特に図では示していないが、これらの絶縁層２６は、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の紙面に垂直な深さ方向の全体に亘って形成されており、同様に、第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の紙面に垂直な深さ方向の全体に亘って形成されている。
【０１２６】
また、絶縁層２６の先端部は必ずしも第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３等の上面と同一の平面レベルである必要はなく、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３に設けた絶縁層２６の先端と、第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３に設けた絶縁層２６の先端とが接触しない限りにおいて、上述した上面より突出していてもよい。絶縁層２６の突出量は、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３間のギャップの１／１０〜１／２の範囲とすることができる。
【０１２７】
また、図１９に示すように、膜の強度を保つために突出部２６Ａが電極上部まで形成されていてもよい。
【０１２８】
本実施形態において、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３間に作用する静電気力は、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の上端エッジ部及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の上端エッジ部において大きくなる。
【０１２９】
すなわち、このように静電気力の作用が大きい部分に、高誘電体の絶縁層２６を形成すれば、絶縁層２６の自発分極によって、第１のくし歯型電極１１と第２のくし歯型電極１３との実質的な距離が削減されるような効果を得ることができる。したがって、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３と第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３との実質的な距離の削減に伴い、これら電極、すなわち固定子２９及び移動子２２の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制することができる。
【０１３０】
また、固定子２９及び移動子２２を構成する第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯電極２４−１〜２４−３に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させる必要がなくなり、昨今の省エネルギーの要請にも合致するようになる。
【０１３１】
一方、固定子２９と移動子２２とのギャップが５μｍ程度で、両者の間に印加される電圧が３０Ｖ程度になると、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の外周面に形成された絶縁層及び移動子２２を構成する第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の外周面に形成された絶縁層に電荷が溜まるようになる。したがって、絶縁層２６を外周面の全体に亘って形成した場合、所定の電圧を第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３に印加した場合において、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子２９に対して移動子２２が駆動しなくなってしまう場合がある。
【０１３２】
しかしながら、本実施形態では、絶縁層２６を第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の上端エッジ部及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の上端エッジ部のみに設けるようにしているので、絶縁層２６の表面距離を減少させることができ、電荷の滞留が少なくなる。したがって、上述した絶縁層２６の帯電の問題を回避することができるとともに、絶縁層２６を設けたことによる上述した作用効果（距離増大による静電気力の低減抑制及び動作速度、効率の低下抑制）を併せて達成することができる。
【０１３３】
なお、本実施形態における作用効果をより効果的に奏するためには、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の高さ（幅Ｈ４）が、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３の高さＨ３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３のくし歯型電極の高さＨ３に対して１／４Ｈ３〜１／１０Ｈ３の範囲であることが好ましい。
【０１３４】
図２０は、本実施形態におけるロータリーステッピングモーター７０の、第１のくし歯型電極２３−１及び第２のくし歯型電極２４−１間の距離（変位）と、これら電極間に作用する静電気力との関係を示すグラフである。
【０１３５】
なお、第１のくし歯型電極２３−１及び第２のくし歯型電極２４−１の高さは１０μｍとし、幅は５μｍとした。また、第１のくし歯型電極２３−１及び第２のくし歯型電極２４−１はシリコンから作製した。さらに、絶縁層２６の幅Ｈ４は１．２５μｍとし、厚さは０．２５μｍとした。また、絶縁層２６の突出部の長さは０．２５μｍとした。
【０１３６】
図２０に示すように、絶縁層２６を形成しない場合においては、変位の全体に亘って第１のくし歯型電極２３−１（固定子２１）及び第２のくし歯型電極２４−１（移動子２２）に作用する静電気力は小さいが、絶縁層２６を電極の全面に形成することによって静電気力が増大していることが分かる。また、絶縁層２６を第１のくし歯型電極２３−１の上端エッジ部に形成した場合において、絶縁層２６を上端から突出させない場合においては、絶縁層２６を電極の全面に形成した場合に比較して、両者の電極間に作用する静電気力は減少するものの、絶縁層２６を上端から突出させた場合においては、絶縁層２６を電極の全面に形成した場合に比較して、両者の電極間に作用する静電気力が増大している。
【０１３７】
したがって、本実施形態のように、絶縁層２６を第１のくし歯型電極２３−１等の上端から突出するように形成することは極めて有効であることが分かる。
【０１３８】
図２１は、上記態様の変形例であり、図２２は、図２１に示すロータリーステッピングモーター７０の第１のくし歯型電極２３−１及び第２のくし歯型電極２４−１等の側面図である。本変形例では、図２２に示すように、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３の両側面において追加の導電膜７２が設けられている点で図１９に示す態様と相違する。なお、明確化のために、追加の導電膜７２は、図２１に示す図面においては省略されている。この場合、第１のくし歯型電極１３の凹部１３Ｂの上端エッジ部における絶縁層１６の帯電をも効果的に取り除くことができる。したがって、上述した絶縁層１６の帯電に起因した不利益を排除することができる。
【０１３９】
また、図２３及び図２４に示すように、本変形例のように追加の導電膜７２を形成した場合においては、絶縁層２６からの側面への電界の漏れがほとんど見られないのに対し（図２４）、追加の導電膜７２を形成しない場合においては、絶縁層２６からの電界の漏れが比較的大きいことが分かる（図２３）。したがって、図２４に示すように、追加の導電膜７２を設けることにより、第１のくし歯型電極２３−１〜２３−３及び第２のくし歯型電極２４−１〜２４−３間に作用する静電気力が増大することが分かる。
【０１４０】
なお、追加の導電膜７２は、導電膜４２と同様にして形成することができる。
【０１４１】
なお、本実施形態のロータリーステッピングモーター７０の駆動方法及びその他の特徴は、図４及び図５に示すロータリーステッピングモーター２０と同様であるので、説明を省略する。
【０１４２】
（第８の実施形態）
図２５は、本実施形態における平行移動用のステッピングモーターの概略構成を示す一部断面図である。すなわち、図２５では、本実施形態の特徴を明確にすべく、固定子３１については側面図の状態とし、その他の構成部分については断面図の状態としている。
【０１４３】
図２５に示すように、本実施形態の平行移動用ステッピングモーター８０は、第２の実施形態の、図８に示す平行移動用ステッピングモーター３０において、固定子３１を構成する第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３と絶縁層３６との境界８１に接触し、かつ境界８１に沿うようにして導電膜８２が形成されていることを除き、図８に示す平行移動用ステッピングモーター３０と同一の構成を採っている。
【０１４４】
一般に、固定子３１を構成する第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３と移動子３２を構成する第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３とのギャップが５μｍ程度で、両者の間に印加される電圧が３０Ｖ程度になると、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３の外周面に形成された絶縁層３６及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３の外周面に形成された絶縁層３６に電荷が溜まるようになる。したがって、所定の電圧を第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３に印加した場合においても、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子３１に対して移動子３２が駆動しなくなってしまう場合がある。
【０１４５】
しかしながら、本実施形態では、上述のようにして導電膜８２を設けているので、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３の絶縁層３６に帯電した電荷は、導電膜７２を介して第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３に逃がすことができ、上述のような電荷の溜まり、すなわち帯電を防止することができるようになる。この結果、所定の電圧を第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３に印加した場合においても、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子２９に対して移動子２２が駆動しなくなってしまうという不都合を回避することができる。
【０１４６】
なお、本実施形態では、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３のみに導電膜８２を設けているが、さらに第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３に導電膜を設けることによって、上述した作用効果をさらに増大させることができる。
【０１４７】
導電膜８２は、第４の実施形態における導電膜４２と同様にして形成することができる。
【０１４８】
なお、本実施形態の平行移動用ステッピングモーター８０の駆動方法及びその他の特徴は、図８に示す平行移動用ステッピングモーター３０と同様であるので、説明を省略する。
【０１４９】
（第９の実施形態）
図２６は、本実施形態における平行移動用ステッピングモーターの概略構成を示す図である。
【０１５０】
図２６に示すように、本実施形態の平行移動用ステッピングモーター９０は、第３の実施形態の、図８に示す平行移動用ステッピングモーター９０において、固定子３１を構成する第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３の外周面を被覆するようにして絶縁層３６を形成する代わりに、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３の（凸部の）上端エッジ部のみに絶縁層３６を設け、移動子３２を構成する第２のくし歯型電極３４−１〜３４〜３の外周面を被覆するようにして絶縁層３６を形成する代わりに、第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３の（凸部）の上端エッジ部のみに絶縁層３６を設けている。
【０１５１】
なお、特に図では示していないが、これらの絶縁層３６は、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３の紙面に垂直な深さ方向の全体に亘って形成されており、同様に、第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３の紙面に垂直な深さ方向の全体に亘って形成されている。また、絶縁層３６の先端部は必ずしも第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３等の上面と/同一の平面レベルである必要はなく、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３に設けた絶縁層３６の先端と、第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３に設けた絶縁層３６の先端とが接触しない限りにおいて、上述した上面より突出していてもよい。絶縁層３６の突出量は、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３間のギャップの１／１０〜１／２の範囲とすることができる。
【０１５２】
本実施形態において、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３間に作用する静電気力は、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３の上端エッジ部及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３の上端エッジ部において大きくなる。
【０１５３】
すなわち、このように静電気力の作用が大きい部分に、高誘電体の絶縁層３６を形成すれば、絶縁層３６の自発分極によって、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３と第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３との実質的な距離が削減されるような効果を得ることができる。したがって、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３と第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３との実質的な距離の削減に伴い、これら電極、すなわち固定子３１及び移動子３２の離隔する距離が多少増大したような場合においても、これら間に作用する静電気力の低減を抑制することができ、アクチュエータとしての動作速度及び効率が低下してしまうのを抑制することができる。
【０１５４】
また、固定子３１及び移動子３２を構成する第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯電極３４−１〜３４−３に印加する電圧、すなわち駆動電圧を増大させる必要がなくなり、昨今の省エネルギーの要請にも合致するようになる。
【０１５５】
一方、固定子３１と移動子３２とのギャップが５μｍ程度で、両者の間に印加される電圧が３０Ｖ程度になると、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３の外周面に形成された絶縁層及び移動子３２を構成する第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３の外周面に形成された絶縁層に電荷が溜まるようになる。したがって、絶縁層３６を外周面の全体に亘って形成した場合、所定の電圧を第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３に印加した場合において、印加した電圧に伴う電気信号（正負の電圧）が第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３に対して十分に作用しなくなってしまい、上記電気信号どおりに固定子３１に対して移動子３２が駆動しなくなってしまう場合がある。
【０１５６】
しかしながら、本実施形態では、絶縁層３６を第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３の上端エッジ部及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３の上端エッジ部のみに設けるようにしているので、絶縁層３６の表面距離を減少させることができ、電荷の滞留が少なくなる。したがって、上述した絶縁層３６の帯電の問題を回避することができるとともに、絶縁層３６を設けたことによる上述した作用効果（距離増大による静電気力の低減抑制及び動作速度、効率の低下抑制）を併せて達成することができる。
【０１５７】
なお、絶縁層３６の第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３等に形成すべき高さは、第７の実施形態における絶縁層２６と高さと同様にして設定することができる。
【０１５８】
また、本実施形態においても、第７の実施形態の図１８に示すように、図２６に示す平行移動用ステッピングモーター９０の、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３の両側面において追加の導電膜を設けることができる。この場合、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３等の上端エッジ部に形成した絶縁層３６の帯電をより効果的に防止することができる。絶縁層３６からの電界の漏れを抑制することができ、第１のくし歯型電極３３−１〜３３−３及び第２のくし歯型電極３４−１〜３４−３間に作用する静電気力が増大することが分かる。
【０１５９】
なお、本実施形態の平行移動用ステッピングモーター９０の駆動方法及びその他の特徴は、図８に示す平行移動用ステッピングモーター３０と同様であるので、説明を省略する。
【０１６０】
（第１０の実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態で示したような静電型アクチュエータをＭＥＭＳとして構成する場合について説明する。
【０１６１】
最初に、所定の導電体基板を準備し、その表面を洗浄した後、フォトリソグラフィーによって、第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極のパターンに相当するパターンを有するマスクパターンを介して、基板上に付加した感光膜(フォトレジスト)を露光し、現像することにより、第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極のパターンを前記感光膜に対して転写する。次いで、転写形成された前記感光膜から成るマスクを介し、エッチング液、反応性のガスやプラズマなどを用いて上記基板をエッチングすることによって、上述した第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極を得る。
【０１６２】
次いで、第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極に対して、上述した高誘電体を原料として化学蒸着（ＣＶＤ: Chemical Vapor Deposition）法、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ: Metal Organic Chemical Vapor Deposition））法や原子層堆積（ＡＬＤ: Atomic Layer Deposition）法を施すことにより、これら電極の外周面に上述した絶縁層を形成する。なお、第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極のいずれか一方のみに絶縁層を形成する場合は、この絶縁層を形成すべきくし歯型電極のみに上述したＣＶＤ法やＡＬＤ法を施す。
【０１６３】
以上のような製造工程によれば、第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極をμｍオーダーからサブμｍオーダーとすることができる。
【０１６４】
また、その他の部材についても、上述したようなマイクロマシン技術によって形成することができる。
【０１６５】
なお、第２の実施形態に示すようなロータリーステッピングモーターや、第３の実施形態に示すような平行移動用のステッピングモーターを構成する場合は、例えば上述のような操作を行うことによって、上記第１のくし歯型電極及び第２のくし歯型電極を、それぞれ固定子及び移動子と一括して形成する。
【０１６６】
本発明の静電型アクチュエータをＭＥＭＳとして構成する場合、次のような構成要件を備えることになる。
【０１６７】
駆動電圧は比較的に低電圧で作動しうる、具体的には数ボルトから１５０Ｖにおいて駆動され、特に７０Ｖ以下、さらには５０Ｖ以下の低電圧での作動を高精度に行うことができる。
【０１６８】
第１電極の形状と寸法は、高さ、幅、肉厚、テーパー、ピッチが各１μｍから１００μｍで構成される。第２電極の形状と寸法は、高さ、幅、肉厚、テーパー、ピッチが各１μｍから１００μｍで構成される。
【０１６９】
絶縁層の厚みは０．１μｍから５μｍで構成される。絶縁層の比誘電率は３００以上が必要とされる。
【０１７０】
電極間の空隙（距離）は０．１μｍから１０μｍで構成される。
【０１７１】
静電気力は１組当たり０．１μＮから５００μNで構成される。
【０１７２】
上記の構成はＭＥＭＳゆえのプロセス上の制約条件と微細さ、高精度、低電圧などの求められる機能によって定まるものである。
【０１７３】
比誘電率３００以上であって、０．１μｍから５μｍの厚みの絶縁層の存在により、５０Ｖ〜７０Ｖ以上の高電圧をかけずに済ますことができるため、ＭＥＭＳくし歯アクチュエータの場合に適用される低電圧高精細の動作に適合できるものである。
【０１７４】
本発明のＭＥＭＳくし歯アクチュエータにおいて、通常は、絶縁性を確保するために空隙距離１μｍ〜２μｍ程度が必要となる。一方、空隙距離が広くなると、駆動電圧を上昇させなければならないが、本発明の場合は、絶縁性を犠牲にせずに、擬似的に空隙距離を狭める効果があり、また、駆動電圧も下がるため有効である。
【０１７５】
また、負荷が非常に軽い場合は、アクチュエータの厚みを薄くできるので、深堀り反応性イオンエッチング（DRIE：Deep Reactive Ion Etching）の精度が向上して、空隙距離を０．５μｍくらいまで下げることが可能なため、例えばハードディスクドライブのヘッドスライダーが非常に軽量化され、全体形状の小型化された場合などでは、最小空隙距離は，0.1ミクロンが必要になると考えられ、本発明のＭＥＭＳくし歯アクチュエータにより適応できるものである。
【０１７６】
静電気力は空隙距離が２倍になると、静電力は半減してしまうため空隙距離を減らすことが重要であるが、アクチュエータ部は動くので、絶縁性を確保するために空隙距離を減らせない。しかしながら、本発明のＭＥＭＳくし歯アクチュエータにおいては、同じ空隙距離でも、１μｍの高誘電率膜を両側の電極に形成すれば、静電気力は約２倍に増強できる。
【０１７７】
本発明のＭＥＭＳくし歯アクチュエータにおいては、DRIEによるエッチングにおいてはテーパがつき、０．１μｍ〜０．５μｍ程度の寸法誤差が生じ、固定子及び移動子の離隔する距離が多少増大するが、そのような場合でも、絶縁層の存在により静電力は安定になる。
【０１７８】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能
である。
【符号の説明】
【０１７９】
１０  くし歯型アクチュエータ
１１  固定子
１２  移動子
１３  第１のくし歯型電極
１４  第２のくし歯型電極
１６  絶縁層
１８  ばね部材
１９  交流電源
２０  ロータリーステッピングモーター
２１  固定端
２２  移動子
２３−１〜２３−３  第１のくし歯型電極
２４−１〜２４−３  第２のくし歯型電極
２５  インターコネクト部材
２６  絶縁層
２８−１  一対の板状の第１のばね部材
２８−２  一対の板状の第２のばね部材
２８−３  一対の板状の第３のばね部材
２８−４  一対の板状の第４のばね部材
２９  固定子
３０  平行移動用のステッピングモーター
３１  固定子
３２  移動子
３３−１〜３３−３  第１のくし歯型電極
３４−１〜３４−３  第２のくし歯型電極
３６  絶縁層
３８  ばね部材
４２，６２，８２  導電膜
５２，７２  追加の導電膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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