(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動板を支持する組み込み吊りばねを含む少なくとも一つのシリコン板と、
前記移動板を平面電磁作動により駆動する手段と、
を備え、前記組み込み吊りばねは、前記移動板に形成されている対称折り返しばねであって、前記駆動する手段は、多極磁石を有するマイクロムーバ。
【請求項２】
前記移動板は、二つの実質上同一の密接して設けられた第１、第２のシリコン板を備え、該第１のシリコン板がＸ方向に移動するようになっており、該第２のシリコン板がＹ方向に移動するようになっている請求項１に記載のマイクロムーバ。
【請求項３】
第１の静止シリコン板と、第２のシリコン板であって、該第２のシリコン板が前記第１の静止シリコン板に対してＸ方向およびＹ方向の双方で移動し得るようにする複合ばねを備えた該第２のシリコン板とをさらに備えている請求項１に記載のマイクロムーバ。
【請求項４】
前記対称折り返しばねは前記移動板部分の各隅または少なくとも２つの側面に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロムーバ。
【請求項５】
互いに対面して密接して且つ平行に組立てられ、相互に90°を成す運動軸を有する少なくとも二つのシリコン板を備えている請求項１、２、４のいずれかに記載のマイクロムーバ。
【請求項６】
前記移動板部分は記録媒体および／または読み書き装置を載置することができる表面を提供する請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロムーバ。
【請求項７】
前記多極磁石は、Ｘ軸多極磁石、Ｙ軸多極磁石、および組合せＸ軸／Ｙ軸多極磁石の少なくとも一つの多極磁石である請求項１〜６のいずれかに記載のマイクロムーバ。
【請求項８】
前記少なくとも一つの多極磁石のいずれかは更に、磁束帰路板を備えている請求項７に記載のマイクロムーバ。
【請求項９】
更に、前記マイクロムーバを密閉して囲む一つ以上のカバーを備えている請求項１〜８のいずれかに記載のマイクロムーバ。
【請求項１０】
前記一つ以上のカバーは更に、一つ以上の間隔、および封止ガスケットを備えている請求項９に記載のマイクロムーバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はアクチュエータに関する。更に詳細に記せば、本発明はマイクロムーバアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一方の板に読み書き変換器を、および他方の板に記録媒体を支持する二つの平行板を使用する記憶装置は、その要素を平面内で互いに直交する方向で相互に移動させ、要素間の間隔を制御するマイクロムーバを必要とする。このような装置の目的は一つの板の上にある読み書き要素の配列を動かして対向する板の上にある記録媒体を走査し、二つの板の平面内相対運動を結合することにより、記録媒体との間のデータの転送を容易にすることである。このような運動は各要素が相対的ＸおよびＹ運動の積に等しい区域にアクセスできるようにする。二つの板の間の正確な間隔制御はデータ転送を可能にするのに必要な板の近接性を維持しながら、非接触運動を可能にするのに必要である。
【０００３】
典型的には、これは、ＸおよびＹ方向の約100μmの相対平面内運動を伴う直交する三つの方向で、同様の板に対して相対的に運動する約６mm平方のシリコン板により行なうことができるが、その板間隔Ｚは約0.4μmの範囲で調節されねばならない。ＸおよびＹ走行範囲は約20nmの分解能で連続せねばならず、Ｚ走行範囲は記録域全体にわたり約10nmの分解能が必要である。シリコンを使用すれば、適切な平坦度を維持するのに300-400μmの厚さが必要であると思われる。このような用途では、１msecのアクセス時間を達成するのに移動質量35mgで厚さ400μmの板を10Ｇ（100m/s2）を超えて加速しなければならない。外部動揺に応答する能力は50Ｇを超える加速を必要とすることがある。50Ｇの加速に必要な最小駆動力は17.5mＮである。ばね力が優勢になる他の装置では40mＮを超える力が必要である。しかし、この運動を達成するピークパワーは低いままでなければならず、特に今説明した例では１Ｗより低くなければならない。
【０００４】
多数のマイクロムーバアクチュエータが提案されている。マイクロムーバ用の最も普通のアクチュエータは反対極性の導電フィンガの配列が差し込まれている容量性電気櫛である。フィンガは電圧が加えられると、結合が大きくなるように引き込まれる。この方法で発生する力はSI単位系で方程式（１）で与えられる。
Ｆ＝ＷＮＶ2／2μ0ｃ2ｄ （１）
ここで2μ0ｃ2＝ 2.22×1011であり、Ｗは運動に垂直なフィンガの幅であり、Ｎは隙間の数であり、Ｖは電圧であり、ｄはフィンガ間の間隔である。この方法の主な欠点は実用的電圧Ｖおよび間隔ｄに対して達成し得る力の大きさが制限されているということである。Ｖ＝100ボルト、Ｎ＝100隙間、Ｗ＝20μm、およびｄ＝１μmを仮定すれば、得られる力は0.09mＮ（9.0×10-5Ｎ）である。この力は上述の用途については200倍小さすぎる。Ｗ/d比を20:1より大きくすることはＬＩＧＡ（Ｍ．ＭcＣormic、Ｅ．Ｃhowanietz、Ａ．ＬeesのＭicroengineering Ｄesign and Ｍanufacture Ｕsing the ＬＩＧＡ Ｐrocess、ＩＥＥＥ Ｅngineering Ｓcience and Ｅducation Ｊournal、pp.255-262、Ｄecember 1994を参照）を用いる場合の他は実現不能であり、ＬＩＧＡは単結晶シリコンには実用的でない。この例のように、約1×108Ｖ/mを超える電界Ｖ/dは実際的でない。
【０００５】
他の既知のマイクロアクチュエータには下記のものがある。
о  電圧を加えられたとき膨張する圧電変換器。圧電モータは小さい運動で大きい力を発生することができるが、ヒステリシスが過大であり、応答が遅すぎ、十分な運動を生ずるのに必要な大きさが大きすぎる。
о  磁化されると長さが拡大する磁歪モータ。しかし、このようなアクチュエータには、飽和磁歪が2000ppmを超える長さ変化を達成することができるテルビウム鉄、ＴbＦe、のような大きい磁歪材料を用いてさえ、適切な走行範囲を達成するには過大な長さが必要である。
о  シャクトリムシと言われるマイクロアクチュエータは圧電素子または磁歪素子を使用している。このようなアクチュエータは大きい運動を生ずるのに多数の小さいステップを発生する。その欠点は、再現不能で、その滑り面が磨耗し、受容不能の屑を発生する摩擦クランプを使用することである。
【０００６】
Ｘ方向またはＹ方向に移動する部品の間に、Ｚ方向に大きい引力を発生し、それにより過大な相対Ｚ運動（Ｚ方向の運動）を生ずるありふれたリニア電磁モータも既知である。滑り軸受が磨耗し、磨耗屑を生じ、過大に磨耗するので、それらをＺ運動を防止するのに使用することはできない。玉軸受には余分なランアウトがあり、これら小さい運動に対するヒステリシスがある。
【０００７】
熱膨張モータまたは相変化モータは、実用的サイズに対して走行範囲が不十分であることを含む、圧電モータおよび磁歪モータと同様の問題を提起する。相変化モータは材料内の温度誘導相変化を使用して、ヒステリシスが大きく且つ温度について非線形であるため生ずる運動を的確に制御できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
滑り軸受または転がり軸受を用いるステージを二つの板を支持するのに使用することはできない。それらはその機構に過大な摩擦、磨耗、ヒステリシス、およびバックラッシュを生ずるからである。以前の装置は平行板記憶装置のような用途のムーバに必要な小さいパッケージ、軽量、低消費電力、低ヒステリシス、および高い分解能を維持しながら高い力を達成することはできなかった。薄くしたり領域を中空にしたりすることにより質量を減らすと外部衝撃および内部応力により生ずる歪みが増大し、それにより平坦度が危うくなる。したがって比較的大きい質量を有する堅固な厚い板から構成され、たとえば、約40mＮという十分な力を達成して充分に厚い板を加速し、大きい記録域、たとえば、5×5mmにわたり所要の寸法安定性を維持するムーバを提供することが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、安定で低い内部応力を与える組み込みばねを備えた少なくとも一つのエッチ加工した単結晶シリコン板を備えている強力、コンパクトな磁気マイクロムーバを提供する。二つ以上の移動板を有する記憶装置の例で説明したが、上述の機構は多数の他の用途に適用可能である。
【００１０】
マイクロムーバは、本発明の好適実施例では、約6×6mmである長方形板を支持するシリコンにエッチしたばねの構造を備えている。板は平面電磁作動により駆動される。エッチ加工シリコンばね構造が知られている（Ｒ．Ａ．Ｂrennan、Ｍ．Ｇ．Ｌim、Ａ．Ｐ．Ｐisano、Ａ．Ｔ．Ｃhou：Ｌarge Ｄisplacement ＬinearＡctuator、Ｔechnical Ｄigest、ＩＥＥＥ Ｓolid Ｓtate Ｓensor and Ａctuator Ｗorkshop、pp.135-139（1990）；Ｎ．Ｔakeshima、Ｋ．Ｊ．Ｇabriel、Ｍ．Ｏzaki、Ｊ．Ｔakehashi、Ｈ．Ｈoriguchi、Ｈ．Ｆujita：Ｅlectrostatic Ｐarallerogram Ａctuators、Ｔransducers ´91、1991 Ｉnternational Ｃonference on Ｓolid Ｓtate Ｓensor and Ａctuator、Ｄigest of Ｔechnical Ｐapers、pp.63-66（1991)；Ｔ．Ｈirano、Ｔ．Ｈuruhata、Ｋ．Ｊ．Ｇabriel、Ｈ．Ｆujita：Ｄesign、Ｆabrication、and Ｏperation of Ｓubmicron Ｇap Ｃomb-Ｄrive Ｍicrostructures、Ｊ．Ｍicroelectromechanical Ｓystems、Ｖol.1、Ｎo.1、pp.52-59（1992）；およびＳ．Ｊohanson、Ｊ．Ｓchweitz：Ｆracture Ｔesting of Ｓilicon Ｍicroelement in situ in a Ｓcanning Ｅlectron Ｍicroscope、Ｊ．Ａppl.Ｐhys.63（10）、pp.4799-4803（1988）を参照）が、このような構造はこれまで走行範囲範囲が充分でなく、またはＺ剛性が不十分であった。本発明はここで所要横走行範囲範囲および高い垂直剛性を示すよう特に設計された背の高い、狭い、比較的コンパクトなばねを提供する。マイクロムーバはしたがって、1Ｗ 未満のピーク電力を消費しながら、大きな力（＞40mＮ）を発生することができる平面状電磁（すなわち、ボイスコイル）アクチュエータに関連する特定のエッチ加工シリコンばねから構成されている。
【００１１】
このマイクロムーバは、外部加速度、温度、湿度、および経時等によるマイクロムーバは板間隔の変化を防止しながら、所要板運動および分解能を容易にする板吊りシステムをも備えており、電気信号に応答して板を適切に移動させ、運動軸間のクロストークが僅かしか存在しないようにするアクチュエータを備えている。
【００１２】
【好適実施例の説明】
本発明はムーバに組み込まれた電磁アクチユエータにより移動するエッチ加工単結晶シリコンばね・板装置から構成されている。二つの好適なマイクロムーバ構成をここに説明するが、本発明は、その用法もよるが、他の構成に容易に適用される。第１の構成（図１および図２を参照）には二つの本質的に同一の密接して設置された板があり、一方の板はＸ方向に移動するようになっており、他方の板はＹ方向に移動するようになっている。第２の等しく好適な構成（図３を参照）には一方の板を図示してない第２の静止板と反対にＸ方向およびＹ方向の双方に移動させるようになっている複合ばねがある。
【００１３】
ここに説明するマイクロムーバの二つの重要な新奇な設計特徴には下記のものがある。
о  外部加速度、内部応力、温度、湿度、および経時のような効果による板間隔変化を防止しながら、板の所要運動および分解能を容易にする板吊り装置、および
о  電気信号に応答して、運動軸間のクロストークを極小にしながら、板を適切に移動させる電磁駆動装置。
【００１４】
図１は本発明の第１の好適実施例による単結晶シリコンマイクロムーバの上面図である。図はマイクロムーバの二つの板10の一方を示しており、移動板12は数個の支持ばね13により外枠15に対して吊って保持されている。板12の相対運動を矢印１９により示してある。
【００１５】
板10を製作するウェーハの向きを図では数字11で示してあるが、それは（100）ウェーハに対する＜110＞ウェーハ面を示しており、ここで＜110＞は110結晶学的方向を示し、（100）は100結晶学的平面を示す。ウェーハの（111）シリコン面14および板平面17に垂直な（100）シリコン面もこの図に図示してある。実際のばねの厚さＷsは約40μmでよく、シリコンを移動させる隙間Ｗb18は約470μmでよい。
【００１６】
例示のマイクロムーバには移動板の各隅に形成された４個のばねがある。このばね構成は対称二重折り返しばねである。板をオフセンタ位置に移動させると、ばねは各々「Ｓ」形状に曲がる。板の各隅に一つの非折り返しばねを使用すれば、板の運動には各ばねを共に曲げ且つ軸方向に延ばすことが必要である。この軸方向の延び（引っ張り）のためＹ走行範囲範囲が大きいこと、Ｙ剛性に対するＺ剛性の比が大きいこと、およびばねの設計がコンパクトなことという必要条件に適合しない非線形Ｙばね定数を生ずる。軸方向短縮は折り返しばね装置を使用することにより適応することができる。しかし、単一折り返しばねはＹ剛性に対するＺ剛性の比を大きくしない。この問題は図１に示すような対称二重折り返しばね装置を使用することにより解決される。このばね装置は線形Ｙばね定数および大きいＺ剛性／Ｙ剛性比（＞100）を持っている。
【００１７】
図2は本発明の第１の好適実施例によるマイクロムーバ20の分解図である。図１に関連して上に説明した二つの板10a、10bは、それらの運動軸を互いに直交させて、互いに向き合って密接に且つ平行して組立られている。各板には対応する移動板12a、12bを吊って保持するシリコンばね13a、13bの補足体がある。各移動板は記録媒体および／または読み書き装置を設置することができる表面を提供する。
【００１８】
マイクロムーバはＸ軸多極磁石22aおよびＹ軸多極磁石22bをも備えている。各磁石には磁束帰路板30（移動板10bに対しては図示してない）がある。マイクロムーバ組立体は好適に、一つ以上の離隔ポスト28および封止ガスケット29を備えた一対のカバー31（移動板10bに対しては図示してない）に密閉して囲まれている。二つの板にも各々一つ以上の接触パツド24a、24bおよび関連電気導線25a、25b、駆動コイル（その内Ｙ軸板に対するＹ軸駆動コイル21を図に示してある）、トルクコイル（その内Ｙ軸板に対するＹ軸トルクコイル23を図に示してある）、キャパシタンスブリッジ位置センサ（その内Ｘ軸板に対するＸ軸キャパシタンスブリッジセンサ26を図に示してある）、および一つ以上の間隔制御用Ｚコンデンサがある。各Ｚコンデンサ27の一方の極板はｘ軸板の上にあり、各Ｚコンデンサの他方の極板はｙ軸板の下にある（図２には図示しない）。
【００１９】
図１および図２に示す本発明の好適実施例の一つの長所は二つの板の質量およびＺ運動ばね定数がほぼ同一で、Ｚ間隔の変化をＺ動揺に応答する共通モードにより極小にすることができるようになるということである。したがって、Ｚ間隔を所要交差に制御することはそれほど達成困難ではない。対照的に、図３に示す本発明の実施例は単一大型磁石および相互接続を容易にする固定板を使用する簡略組立という長所を備えている。しかし、図３の実施例にはＺ軸衝撃によるＺ間隔変化の共通モード排除がない。本発明の両実施例において、読み書き要素は図２に示すように対向板の面に記録媒体がある一つの板の表面に設置されている。
【００２０】
図１および図２に示す本発明の実施例では、駆動コイル23を電気めっきで形成することができ、好適には移動板の外向き表面に設置される。図２において、駆動コイル23を多極磁石22bに隣接して示してあるが、この磁石は駆動コイルの電流が板12bを移動させる駆動力を発生するための磁界を作り出す。
【００２１】
駆動コイルの電流は永久磁石の磁界と反応して板をその支持ばねの力に抗して移動させるローレンツ力を発生する。データ記憶装置の用途では、一方の板は共振近くの、たとえば約1000Ｈzで、Ｘ方向に振動することができる。この線形運動はありふれたコンピュータ記憶ディスクのディスクの回転に対応し、好適に高Ｑ運動をするように設計され、それによりパワーが節約される。ここでＱとはサイクルあたり貯えられるエネルギのサイクルあたり消散されるエネルギに対する比である。しかし、単結晶シリコン構造のＱは5000より大きくなるので、制御上の問題を提起することがある。Ｑを制御するには、板（図示せず）のコイル側の渦電流減衰膜、コイル（図示せず）両端間の分路抵抗、または両者を使用してＱを約200まで下げることができる。データ記憶装置の用途でのありふれたディスク駆動装置のトラック探索動作に類似して、Ｙ方向に移動する対向板のＱを更に良好なサーボ位置制御のために制限することもできる。
【００２２】
ＸおよびＹ走行範囲の所要長さは記録域の大きさおよび各変換器が小さい長方形域にアクセスする変換器格子の密度から決まる。Ｙ軸（すなわち、データ記憶装置の用途での探索軸）は配列の各変換器に関連するデータブロックの先端まで移動し、そこに位置を保持することができねばならない。しかし、Ｘ軸（すなわち、データ記憶装置の用途での走査軸）の共振振幅がデータブロックの長さに制限されていれば、最大行程での速度は０になる。データ走査の速度変動を減らすには、行程はデータブロックより長くなければならない。たとえば、行程がデータブロックの長さの1.8倍であれば、一定周波数で書かれたデータのビット間隔のように、データブロック内の速度変動は約20％になる。
【００２３】
図３は本発明の他の好適実施例による複合マイクロムーバ35の平面図であり、そこでは一つの移動板37がＸおよびＹの両方向に移動する。板はＹ軸運動について中間の移動枠36に対して一組のＹ軸ばね40により固定支持され、Ｘ軸運動について外側の非移動枠39に対して一組のＸ軸ばね38により固定支持されている。
【００２４】
この実施例でＸ運動を発生するには、板の底部に形成されている駆動コイル（図３には示してない）により移動板のＸ方向に力を発生し、一方Ｙ運動は移動枠36または移動板37に設置された一つ以上の駆動コイルからその方向に力を発生することにより達成される。Ｘ運動およびＹ運動に対する多極磁石（図３には図示してない）を二つの異なる向きに磁化された極を持つ単一磁石として結合することができる。このようにすると組立が簡単になり、製造の費用を減らす事ができる。この実施例の二つの長所は非移動板が静止枠39への柔軟な電気的接続を必要としないことと、部品数が少ないということである。図１および図２のものに比較してこの実施例が持つ一つの短所は、移動板と静止板との間のＺ間隔変化を生じ得る機械的衝撃に対する共通モード排除が無いことである。図１および図２の実施例は、読み書き要素と記録媒体との間のＺ間隔の制御が支配的関心事であるためデータ記憶装置の用途に好適であると現在のところ考えられている。
【００２５】
要求される各力について：
マイクロムーバは適切な力を発生してばね力および質量を加速し移動させる力に打ち勝って指定アクセス時間を達成しなければならない。ディスク記憶装置を回転する場合、アクセス時間は待ち時間、すなわち、回転期間、およびシーク時間、すなわち、変換器をトラック間で移動させる時間から構成される。ここで説明するマイクロムーバ装置では、データを書かれたと同じ方向に読まなければならない場合、待ち時間に相当するものは共振軸の周期である。トラックの極点間を移動させるのに必要な時間は最大シーク時間である。例示のマイクロムーバの待ち時間および最大シーク時間は１msと指定されている。ムーバの行程長は読み書き変換器の密度および全記録面積により決まる。
【００２６】
移動板に必要な最小面積は記憶装置の指定データ容量を記憶媒体の達成可能な記録密度で割ることにより決まる。他に、センサ、回路類、および相互接続具を収容する面積をも移動板に追加せねばならない。代表例として6mm平方のシリコ ン板を選択した。このような板では、Ｚ間隔の仕様が移動板の表面が記録域（最小5×5mm）にわたり10nm以内に平らであることが必要である。単結晶シリコンの固有内部応力は低いが、媒体の処理中に導入されると予想される応力および読み書き変換器は実質的板剛性を必要とする。少なくとも300μmの厚さが、静止応力、たとえば、内部応力、およびＺ加速度のような動的外乱の存在下では適切な平坦度に対して不可欠であると考えられている。この例の場合、質量35mgを伴って400μmの板厚が選定された。
【００２７】
5mm平方の記録域に亘り、たとえば、64×64配列に配置された4096個の変換器を有する記憶装置の場合、必要な最小走行範囲は±39μmである。たとえば、100×100配列に配置された10000個の変換機備えていれば、最小走行範囲は±25μmになる。例示のマイクロムーバに必要な行程を±39μmであると仮定する。共振方向はデータ領域を通じて速度変動を減らすのに更に大きい走行範囲を必要とする。速度変動を20％に制限するには、共振方向の走行範囲をデータブロックの1.8倍の大きさまたは±70μmにしなければならない。
【００２８】
マイクロムーバ共振軸について、1msの待ち時間は少なくとも1000Ｈzの共振周波数を必要とする。線形ばね質量モデルを仮定すると、必要なばね定数は、
ｋｘ ＝ ｍ（2πf）2                    （２）
で与えられる。移動質量35mg（ｍ＝3.5×10-5kg）で共振周波数ｆが1000Ｈzの場合、必要なばね定数は1.38mＮ/μmである。同一の共振軸および探索軸を有する、図１および図２の実施例によるマイクロムーバの場合、±39μmの距離を探索するのに必要な最小の力は1.38×39、すなわち54mＮである。限界から限界までの走行範囲に対する遷移時間はわずか0.5msec、すなわち、共振周期の半分である から、所要最小力は移動板の慣性ではなく共振の必要条件によって決まる。
【００２９】
慣性は力の必要条件の多くを占めるものではないが、ここではそれを比較のため計算する。最小の力を必要とする速度プロフィルは三角形である、すなわち、行程の前半は最大の正の加速度で行程の残りはその逆である。三角形プロフィルを使用し、ばね力を無視すると、1msecで78μmの距離に亘り35mgの質量を移動させるのに必要な加速度および力は、それぞれ、78m/s2（〜8Ｇ）および2.73mＮである。移動中に達成される最大速度は0.04m/secである。この例では、ばねに打ち勝つのに必要な最小力は慣性を加速するのに必要な力の約20（54/2.73）倍大きい。この比率は共振周波数、走行範囲距離、および走行時間によって変わるが、質量には関係しない。しかし、質量を減らすと、ばねに打ち勝つのに必要な力が比例して減少する。
【００３０】
板およびばねの製作について：
図４は本発明による単結晶材料から製作したマイクロムーバ用板10（図１）の部分40の（111）および（411）平面の詳細な斜視図である。好適な製作法では、図に示す移動板およびばねを両側を磨いた単結晶シリコン（100）ウェーハの両面エッチングにより形成されている。マスクパターンを標準リソグラフ法でシリコンウェーハの両側の耐エッチ層に転写する。パターンをウェーハ上でマスク開口を（100）平面に平行（標準＜110＞フラットに対して45゜）にして、前面と後面の像を重ねて設置する。低応力ＣＶＤ ＳiＮの耐エッチ層と共に、60-100℃の水に溶かした30-50ｗ％ＫＯＨなどの異方性エッチャントを用いるのが好適である。エッチングを前後のエッチ前線の開通後もエッチングをを続け、所要ばね幅を達成する。
【００３１】
開通時、長軸のある（100）平面により規定され、四つの（111）平面の端で終わる、ウェーハを貫く一連のスロットが形成されていることになる。（111）平面はウェーハ表面の（100）平面の他、スロット側面とも54.7°の角度を作る。スロットが直角の折り返しを作ると、二つの（111）平面は折り返しの外側を形成し、（411）平面および（他の）平面の更に複雑な組合せが内側を形成する。図４は（111）平面14および（411）平面42の拡大図を示す。（111）平面ウェーハ表面との間の交差の部分はマスク開口の隅により規定される。開通の前、およびスロット端からはるかに離れて、エッチ溝の表面が同じ速さでエッチする三つの（100）平面により支配的に形成されている。二つの下隅の各々は二つの小さい（210）平面により形成されている。スロットは深くなる速さの２倍の速さで幅が広がり、エッチは両面であるから、スロットの開通の幅Ｗbは、
Ｗｂ ＝ Ｗｍ＋ｔ                        （３）
で与えられる。ここでＷｍはマスク開口の幅であり、ｔはウェーハの厚さである。開通でのばねの幅Ｗsは、
Ｗｓ ＝ Ｗ−Ｗｍ−ｔ                        （４）
で与えられる。ここでＷはばね領域における二つのマスク開口の中心の間の距離である。
【００３２】
最終のばね幅はウェーハの厚さにより変わるので、マスクの設計はこの厚さの分布を見込まなければならない。最終ばね寸法を制御するには最初の突破後端点を検出する必要がある。ウェーハ間、および同じウェーハの内部、の双方で、厚さの一様性は寸法を管理する際の重要なパラメータである。
【００３３】
開通で、スロットの端の（111）平面の上および下の対はウェーハを貫く中途の縁で出会う。エッチングが開通後も続くにつれて、縁は反転する、すなわち、再入して、更に二つの（111）平面を露出させる。二つの（111）面の交わりでは同様の反転を形成する。
【００３４】
このエッチング法は深さ（ウェーハ厚さｔ）400μm、幅（Ｗｓ）40μm以下のばねを容易に作るので、10:1より大きいアスペクト比が達成できる。大きいアスペクト比は、運動の方向には従順ではあるが移動板の平面に垂直な方向には剛いばねにとって重要である。運動の方向で、ばね定数はＷｓの３乗に従って変化し、ｔに比例して変化する。これに反して、Ｚ方向のばね定数はｔの３乗に従って変化し、Ｗｓに比例して変化する。ばね定数の比はしたがって、
Ｋ２／Ｋｘ ＝ ｔ2／Ｗｓ2                  （５）
ｔが400μmでＷｓが40μmであれば、Ｋｚ／Ｋｙは100に等しい。
【００３５】
シリコンの破壊強度について：
単結晶シリコンの破壊強度および疲労特性は上述のシリコンばね構造の確実な動作にとって決定的に重要である。単結晶シリコンの理論的破壊強度はその結晶方位にもよるが、ほぼ30ＧＰaである。文献（Ｊohanson等の前掲書およびＫ．Ｙasutake、Ｍ．Ｉwata、Ｋ．Ｙoshii、Ｈ．Ｋawabe、Ｃrack Ｈeelingand Ｆracture Ｓtrength of Ｓilicon Ｃrystals、Ｊ．Ｍaer．Sci．21、pp.2185-2192（1986）を参照）に報告されている実験的に確認された破壊強度は、試験の幾何学的構成、製作方法、および試料サイズにもよるが、50ＭＰaから10ＧＰaの範囲にある。この変動は単結晶シリコンの本質的破壊機構から生ずるもので、強度は表面および近表面の欠陥により支配される。致命欠陥の確率は小さい構造では減るので、このような構造を理論的強度に更に近付けることができる。破壊強度に影響する欠陥および微小幾何学を制御するには製作法が重要である。
【００３６】
ばねおよび板を簡略化した形状で有限要素解析により解析したところ70μmの変位で122ＭＰaの最大フォン・ミーゼス応力が予測された。最大応力は実際の構造では二つの（111）平面と各ばねの根元の（100）側壁との交差により生ずる応力集中がモデルに含まれていなかったため更に高かった。それにもかかわらず、この値は観察したシリコンの破壊強度の下端にある。
【００３７】
破壊強度は部品の形状、試験の仕方および破壊時の負荷によって決まる。ここに述べるマイクロムーバの場合、破壊時の変位が主たる関心事である。共振ＡＣ励起を使用して破壊が生ずる変位の測定を行なった。破壊は180から200μm迄の変位で生じた。これから2.5と3.0との間の安全係数が得られる。破壊強度の下方境界は簡略有限要素モデルに基づいており、観察した破壊変位は約300ＭＰaである。
【００３８】
アクチュエータの設計について：
図５は本発明による電磁マイクロムーバ用リニアアクチュエータ装置50の概略断面図である。好適には関連磁束包囲板53を備えているモノリシック磁石51として磁化されている交番磁極が、図に概略示した外部磁界56を発生する。磁石51に平行な平面に設置されている導体54は、各グループが磁極52に隣接して中心にあるように設置されている。電流の方向は、磁極の極性と同じように、隣接グループで反対であるから、一方向の力を発生する。
【００３９】
移動板58に加わる正味の力55は板に平行で、導体中心を貫いている。運動はコイル束の幅ＷＣＢと磁極幅ＷＰとの差に制限されている。実際には、差ＷＤ＝ＷＰ−ＷＣＢ は必要な走行範囲より大きく、非線形性を極小にしている。ＷＤの選択はアクチュエータの線形性と効率との間の妥協である。ＮdＦeＢのような高エネルギ積磁石を使用し、コイル導体を磁極面に密接して設置すれば、大きな力を発生することができる。ＳＩ単位で表した発生力は、
Ｆ ＝ ＢＬIＮ                        （６）
で与えられる。ここでＢは導体の周りの磁界であり、Ｌは導体の長さであり、Ｎは磁界内にある導体の数である。典型的値はＢ＝0.6テスラ、Ｌ＝0.005m、Ｉ＝0.2アンペア、Ｎ＝100である。これらの値はＦ＝60mＮの力を発生する。
【００４０】
磁極幅ＷＰが減少するにつれて、磁石の所要サイズおよび磁界範囲も減少する。 ＮdＦeＢ磁石またはＣoＳm磁石を使えば、磁極幅で磁極長（または、モノリシック磁石の場合には、厚さ）を割った比を1:2にするのは容易である。マイクロムーバに必要な磁石はムーバの厚さより薄くすべきであり、好適には300μm以下にすべきである。300μmの厚さの磁石については、磁極幅を600μmより大きくすべきでない。磁極幅の最適選択は効率、所要磁界範囲、所要磁石サイズ、磁石エネルギ積、および磁石とコイルとの間隔基づいておこなう。
【００４１】
駆動コイルについて：
図６は本発明によるマイクロムーバ移動板12に対する対称駆動コイル23aの平面図である。板12はトルクコイル21a（下に説明する）をも備えている。電気導線60を通してコイルに供給される電流は、導体の交番束内でコイル23aでの方向と反対方向に流れる。図１および図２に示す本発明の実施例は、二つの移動板を備えているが、二つの軸についてこの設計を使用している。図に示す板の運動は矢印６１により示してある。
【００４２】
図７は本発明にのよるマイクロムーバの非対称駆動コイルの上面図であり、その効率は、片寄せられてその力が板の中心を通って作用するようになっていれば、対称装置と同等である。電流は電気導線70を通してコイル23bに供給される。図に示した移動板12の運動は矢印７１で示してある。板12もトルクコイル21b（下に説明する）を備えている。
【００４３】
トルクコイルについて：
図８は本発明によるマイクロムーバのトルク補償を示す概略断面図である。図に示す磁界56により生ずる力55は質量の中心から板厚さの半分偏っている板58の表面にあるコイルと、やはり板の中心平面上にあるそのばね取り付け具とに供給される。この偏りは望ましくないトルクを生ずるためにトルク補償コイル21を設けてある。
【００４４】
トルクコイル21およびトルク磁石の極は、トルクコイルの左に上向きに力Ｆ1（81）を、右に下向きのＦ2（82）を、与える極性で、または電流および運動が逆であるとき逆極性で、コイルが運動に平行な向きにある磁界56aの中にあるように離して設置されている。力Ｆ1およびＦ2は駆動コイルの電流に適切な比および極性を選定することにより駆動コイルのオフセットにより生じた不要トルクを相殺するよう調節することができる補正トルク80を発生する。トルクコイルの活動線を接続する導線の形状および位置は重要ではない。各種接続導体構成を本発明の範囲内で使用することができる。磁石の領域83はそれほど磁化されていないので、所要磁界56aを得ることができる。
【００４５】
図６は本発明によるマイクロムーバの対称駆動コイル23aに対するトルク補正コイル、およびそれに対する導線91を示し、図７は本発明によるマイクロムーバの非対称駆動コイル23b用トルクコイル21b、およびそれに対する導線101を示している。
【００４６】
磁石について：
多極モノリシック磁石はここに述べるマイクロムーバの好適装置である。所要磁石の極構造は多極磁石を磁化する標準的方法の能力を超えている。所要極構造を磁石に磁化するのに二つの形式の磁化構造を使用することができ、その両方とも２極装置である。第１の装置では、単一極および単一巻線駆動コイルを磁石の反対面に設置している。極は交番極性の材料を通して一度に１回書かれる。外側極を書いてトルクコイルに必要な中性隙間を作るときはステップの大きさを調節する。この方法は300μmの厚さの磁石に300μmのピッチの極構造を作った。
【００４７】
代わりの磁化構造は290μmの極を二つ磁石の同じ側に20μmの隙間で横並びに設置し、二つの磁石の極が一度に磁石に書かれるようにする。隙間が更に広い第２の極構造はトルク補償コイルの極を書くのに使用されねばならない。この第２の方法の長所は磁石が磁気的に軟らかい磁束帰路板を必要としないということである。この方法の短所はトルク補償極を書くのに第２の極構造を必要とするということである。
【００４８】
磁石材料の選択はエネルギ積、温度安定性、および機械加工性によって支配される。高いエネルギ積および磁石を所要サイズに製作する実証済能力はＮdＦeＢを好適材料とするが、ＣoＳmのような他の材料をも使用することができる。
【００４９】
ＸおよびＹの位置センサについて：
図９ａは本発明の好適実施例によるキャパシタンスブリジ位置センサ90の部分概略図／斜視図であり、図９ｂは図９ａのキャパシタンスブリッジ位置センサの概略図である。トラック探索Ｙ方向または走査Ｘ方向のムーバ板の相対位置はキャパシタンスブリッジ（Ｃブリッジ）により検知することができる。ブリッジはそのキャパシタンスを、Ｚ変化を無視して、出力信号に寄与する相対平行板運動でのみ変わるように設計されている。したがつて、図に矢印９８で示したように、特定の板運動について、キャパシタンスＣ2（92）およびＣ3（93）が減少するとキャパシタンスＣ1（91）およびＣ4（95）が増大する。この構成はＸまたはＹの位置信号の信号対雑音比を最大にする。キャパシタンスブリッジは信号源96により駆動される。作動キャパシタンス値が出力バッファ97に入力されて相対板位置を示す信号が出力される。
【００５０】
図１０ａは、本発明のさらに別の好適実施例によるキャパシタンス位置センサ100の部分概略図／斜視図であり、図１０ｂは図１０ａのキャパシタンス位置センサの概略図であり、図１０ｃは図１０ａのキャパシタンス 位置センサを組み入れたマイクロムーバの信号強度対板位置を描くグラフである。図１０ａに示すとおり、二重のコンデンサＣ1およびＣ2が二つの移動板に形成されている。一方の板が移動すると、Ｃ1のキャパシタンスが増大し、Ｃ2のキャパシタンスが減少する、逆も同様である。二つのコンデンサは、555タイマとすることができる二つのそれぞれのタイマ回路105、106に接続されている。各タイマには抵抗Ｒを有する関連抵抗器がある。タイマに関連するコンデンサのキャパシタンスが変化すると、出力周波数が変化する。本発明の好適実施例では、各タイマの各出力の周期が測定され、周期が組み合わされる。
【００５１】
第３のタイマ107も設けられており、このタイマはブリッジコンデンサ101、104と同じ漂遊キャパシタンスを有するが、移動板を備えていない、すなわち、それはダミーコンデンサ／タイマである。出力周波数を測定する代わりに、出力振動の周期を測定する。したがって、重なり板のキャパシタンスがその関連タイマによりＡＣ信号に変換される。これら信号の出力周期Ｔ１およびＴ２は板位置ｙとともに線形に変化するため使用される。第３のタイマを使用して、下に説明するように、漂遊キャパシタンスの効果を相殺する。Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３は、Ｔ１ ＝ Ｒ（Ｃ１＋Ｃ０１）/k0          （７）
Ｔ２ ＝ Ｒ（Ｃ２＋Ｃ０２）/k0          （８）
Ｔ３ ＝ 2Ｒ(Ｃ０３）/k0               （９）
で与えられる。ここでＲはタイマの抵抗であり、Ｋ０はタイマの周波数定数であり、Ｃ０１、Ｃ０２、およびＣ０３は三つのタイマ入力の漂遊キャパシタンスである。二重板のキャパシタンスＣ１およびＣ２はＳＩ単位で表して次のように与えられる。
Ｃ１ ＝ Ｗ（Ｙ１＋Ｙ）/（Ｋd）            （１０）
Ｃ２ ＝ Ｗ（Ｙ２−Ｙ）/（Ｋd）            （１１）
ここでＹ１およびＹ２は板の最初の重なり距離であり、Ｙは二つの上板の位置変化であり、ｄは上板と下板との間の間隔であり、Ｋは36×109πであり、これは１を自由空間の誘電率ε０で割ったものに等しい。周期はしたがって、
Ｔ１ ＝ ＲＷ（Ｙ１＋Ｙ）/（ｋ０Ｋd） ＋ ＲＣ０１/ｋ０  （１２）
Ｔ２ ＝ ＲＷ（Ｙ２−Ｙ）/（ｋ０Ｋd） ＋ ＲＣ０２/ｋ０  （１３）
である。周期を特別に組み合わせて信号Ｓを作る。
Ｓ ＝（（Ｔ１−Ｔ２）/（Ｔ１＋Ｔ２−Ｔ３））（（Ｙ１＋Ｙ２）/2） （１４）
即ち、
S= (ＲＷ（Ｙ１-Ｙ２+2Ｙ）/（ｋ０Ｋd）+ Ｒ(Ｃ０１- Ｃ０２)/ｋ０ ）/     (ＲＷ（Ｙ１+Ｙ２）/（ｋ０Ｋd）+ Ｒ(Ｃ０１+Ｃ０２-Ｃ０３)/ｋ０ ）×（Ｙ１−Ｙ２）/２                            （１５）。
Ｃ０１、Ｃ０２、およびＣ０３がすべて等しければ、
Ｓ ＝ （Ｙ１−Ｙ２）/２ ＋ Ｙ        （１６）。
【００５２】
信号ＳはＹに比例し、固定偏り（Ｙ１−Ｙ２）/２がある。パラメータＲ、Ｗ、 ｋ０、および距離ｄはすべて相殺されている他、漂遊キャパシタンスも相殺されている。この信号Ｓを例：Ｙ１＝180μmおよびＹ２＝60μmについて図１０ｃにプロットしてある。これは±60μmよりわずかに少ない使用可能な範囲の信号、
Ｓ＝60＋Ｙ                          （１７）
を生ずる。＋60μmで、Ｃ２の重なりは０になり、−60μmで、Ｃ１およびＣ２は等しくなり、Ｓは０になる。
【００５３】
適正な動作のためには、パラメータは一定でなければならず、または温度および時間と共に同じに変化しなければならない。したがって、三つのタイマは好適には同じシリコンチップ上にあるべきであり、抵抗器は同じ形式で、熱的に連結され、温度について安定であるべきである。漂遊キャパシタンスも等しく保たれるように温度および時間と共に変化しなければならない。
【００５４】
図１１は本発明の他の、同等に好適な実施例によるキャパシタンスブリッジ位置センサ111の部分概略図／上面図である。ブリッジ構成は図９ａに示す装置の変形であるが、そんなにコンパクトではない。ブリッジは信号源115により駆動され、出力は差動増幅器114により検知される。
【００５５】
Ｚ間隔の制御について：
図１２は本発明によるマイクロムーバでＺ力を発生するのに使用されるコンデンサ構造125の斜視図である。ムーバの板（下板120だけを図に示してある）の間のＺ間隔は四つの強制コンデンサ（Zコンデンサ）126-129を用いて制御される。上部コンデンサ極板は上部移動板（図示せず）の下面に形成されている。コンデンサは対角対称で、ムーバの相対する表面に設置されている。これらコンデンサに共通電圧を加えると、コンデンサ極板121、122を引っ張る引力を生じ、したがって板を支持ばねのＺ剛性に抗して最大0.4μmの行程で、密接してともに移動させる。コンデンサ極板を付勢しないと、板は引き離され、機械的衝撃の場合に読み書き要素が媒体を打たないようにする。最初に、図１および図２に示す実施例の板は好適には共にＺ方向に移動して一定間隔を維持する。しかし、Ｚばね定数は好適に合わせることができないので、幾らかの間隔の変化が生ずることがある。Ｚコンデンサはこの装置では板の四隅に設置され、中心領域を記録用に残す。
【００５６】
図１３は本発明に従い対向マイクロムーバ移動板の間に形成された四つの１mm2コンデンサについてコンデンサの力（CAP力）およびばね力をコンデンサ間隔（間隔）および電圧の関数として描いたグラフである。図は板が中立間隔、この例では3.4μm、から移動するときの絶対差動ばね力をも示している。電圧が加えられるにつれて、コンデンサは平衡するまで、板を共に引っ張る。
【００５７】
図１４は本発明に従い前記板の間に形成された四つの１mm2コンデンサについて対向マイクロムーバ移動板のコンデンサ間隔をコンデンサ電圧の関数として描いたグラフである。電圧が増大するにつれて、板はともに密接して非線形的に引かれる。102.2ボルトで、板はともに逆に引かれる。この例では動作点を102.2ボルトより充分下にしなければならない。
【００５８】
図１５は本発明に従い回復ばねと86ボルトに保持された四つの１mm2コンデンサとの間の動作平衡で対向マイクロムーバ移動板について回復力対差分ｚ変位（動作点からの変位）を描いたグラフである。図はばねの間隔率は板を共に引いているときコンデンサの非線形力によりわずかに減少することを示している。
【００５９】
Ｚ間隔センサについて：
Ｚ間隔制御に使用した同じコンデンサを移動板の間の間隔を検知するのに使用することができる。これは高周波電圧をＺ力を発生するのに使用する制御電圧に重畳することにより行なうことができる。代わりに、読み書き要素からの信号を使用して板の間の間隔の変化を検知することができる。
【００６０】
対称Ｚコンデンサについて：
図１６は本発明によるマイクロムーバの対称Ｚ力コンデンサ構造161-164の斜視図である。図１６の上板は切り離して下板を更に見えるように図示してある。四つのコンデンサの内の二つ161、163は、一方は大きく、一方は小さい、固体の正方形の板から構成されている。他の二つのコンデンサ162、164は小さいリンクにより接続された大きい直角三角形および小さい直角三角形を備えた複合板から構成されている。この装置は正しい対角対称を成し、一方はｘ運動用、一方はｙ運動用の二つの同じ移動シリコン板を共に使用できるようにしている。組立に際し、一つのムーバを90°回転して裏返し、図に示すように、コンデンサ極板が互いに対面するようにする。上および下のコンデンサ極板は大きさが違うので、キャパシタンスはｘ位置およびｙ位置が変わるとき変化しない。
【００６１】
分離ガスケットについて：
図２は板の間隔を制御し且つ本発明によるマイクロムーバの真空シールを形成するガスケット29および複数のポスト28を有する下板31を示す。実質的に同一の上板（図示せず）も設けられて、マイクロムーバ組立を完成している。板は二つとも非常に近い厚さに作られ、板を所要量だけ離して設置して共に結合できるようにしている。ポストは組立体を支持し、中心部分で大気圧を通して組立体に加わる力を軽減する。本発明の好適実施例では、組立体の内部は排気され、ポストは板を共に圧縮しようとする大気圧の力を防ぐのを助ける。
【００６２】
したがって、二つの板のシリコン枠は好適には設置されたガスケットおよびポストの構成により好適に分離されている。ガスケット材は薄いインジウムの膜を付けた銅または金のような材料とし、板を共に移動板用の、たとえば、図１および図２に示す本発明の実施例用の、正確な平行間隔で結合し得るようにすることができる。この場合、ガスケット材は厚さの一様性を適切に制御していなければならない。
【００６３】
導電体ブリッジについて：
図４で、板40の斜視図は本発明によるマイクロムーバのばね構造13の電気導線を示している。駆動コイルおよびトルクコイルへの電気導線25を非移動枠15から移動板12までシリコンばね13の上方を通すことができる。Ｃブリッジ導線およびＺ間隔導線は同様にばねの反対側を通すことができる。読み書き要素からの導線のような他の電気導線もコイルおよびコンデンサの導体に未だ占有されていないばね上方を通ることができる。別の導体については、すべてのばねの厚さを板の共振周波数を維持するように減少すれば、更に多数のばねを追加することができる。しかし、これは電気構成要素の余地を作るのに大きさを増大し、または記録空間を減少するという犠牲のもとに行なわれる。
【００６４】
図１７は本発明によるマイクロムーバの板170の臍の緒コネクタ172、173の斜視図を示す。図に示すように、細井導線172は固定板171と移動板174との間の隙間を跨ぐ、カプトンのような、柔軟絶縁体173の上に付着している（運動を矢印１７５で示してある）。臍の緒コネクタは移動板のＱに過大な影響を与えないように、またはそのばね定数および／または共振周波数により誤差運動を生じないように、充分細くなければならない。
【００６５】
本発明をここでは好適実施例を参照して説明しているが、当業者は本発明の精神および範囲から逸脱することなく他の用途をここに述べたものに置き換え得ることを容易に認めるであろう。たとえば、レーザがミラーを指すようにしてミラーを移動板に設置することができる。本発明のこの実施例はレーザビームの方向変換にまたはリンクビームを光電用途に変更するのに、または微小干渉計に、使用される。本発明の他の実施例はＸおよびＹの両方向に移動し得る単独板を提供する。本発明のこの実施例は、折り返しばねの代わりに、一つの複合磁石を板の下に設置した単独ばね、および板を両方向に移動するように駆動するコイルを採用している。本発明のこの実施例は顕微鏡の載物台のような用途または微小ミラーを正確に位置決めしなければならない電子的用途に使用することができる。すなわち、本発明のこの実施例は汎用可動載物台となる。したがって、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。いかに本発明の実施態様のいくつかを列記する。
【００６６】
（実施態様１）
移動板部分（１２、12a、12b；37）を支持する組み込み吊りばね（13、13b；38、40）を含む少なくとも一つの板（１０、10a、10b；39）、および
前記移動板部分を平面電磁作動により駆動する手段（22a、25a；22b、25b）、を備えているマイクロムーバ。
（実施態様２）
第１の板（10a）がＸ方向に移動するようになっており、第２の板（10b）がＹ方向に移動するようになっている二つの実質上同一の密接して設けられたシリコン板を備えている実施態様１に記載のマイクロムーバ。
【００６７】
（実施態様３）
更に、
第１の静止シリコン板（39）、および
前記板を、前記第１の静止板と反対に、Ｘ方向およびＹ方向の双方に移動させるようになっている複合ばねを備えた第２のシリコン板（37）、
を備えている実施態様１に記載のマイクロムーバ。
（実施態様４）
前記組み込みばね（13、13b；38、40）は前記移動板（12a、12b；37）の各隅または各側に形成されたばねを備えている対称折り返しばね構成を備えている実施態様１乃至３のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様５）
互いに対面して密接して且つ平行に組立てられ、90°離れた運動軸を有する少なくとも二つのシリコン板（10a、10b）を備えている実施態様１、２、および４のいずれかに記載のマイクロムーバ。
【００６８】
（実施態様６）
前記移動板（12a、12b；37）は記録媒体および／または読み書き装置を載置することができる表面を提供する実施態様１乃至５のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様７）
前記駆動手段は更に、Ｘ軸多極磁石（22a）、Ｙ軸多極磁石（22b）、および組合せＸ軸／Ｙ軸多極磁石（22a、22b）の少なくとも一つを備 えている実施態様１乃至６のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様８）
前記多極磁石は更に、磁束帰路板（30）を備えている実施態様７に記載のマイクロムーバ。
【００６９】
（実施態様９）更に、前記マイクロムーバを密閉して囲む一つ以上のカバー（31）を備えている実施態様１乃至８のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様１０）前記一つ以上のカバー（31）は更に、一つ以上の間隔ポスト（28）、および封止ガスケット（29）、を備えている実施態様９に記載のマイクロムーバ。
【００７０】
（実施態様１１）
前記板は更に、一つ以上の接触パッド（24a、24b）、および関連の電気導線（25a、25b）を備えている実施態様１乃至１０のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様１２）
前記駆動手段は更に、板の移動を行なう少なくとも一つの駆動コイル（23；23a；23b）を備え、前記駆動コイルの電流は前記磁石が発生する磁界と反応して前記板を前記板吊りばねの力に抗して移動させる力を発生する実施態様１乃至１１のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様１３）
前記駆動コイルは対称コイル（23a）である実施態様１２に記載のマイクロムーバ。
（実施態様１４）
前記駆動コイルは非対称コイル（23b）である実施態様１２記載のマイクロムーバ。
（実施態様１５）
前記磁石（22a、22b）は更に、モノリシック磁石構造に磁化された交番磁極を備えている実施態様７乃至１４のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様１６）  前記駆動手段（22a、25a；22b、25b）は更に、前記駆動コイルにより発生された不必要なトルクを相殺する補正トルクを発生する少なくとも一つのトルクコイル（21）を備えている実施態様１乃至１５のいずれかに記載のマイクロムーバ。
【００７１】
（実施態様１７）
更に、
相対平行板運動でキャパシタンスを変えるようになっており、その変更に従って出力信号を発生する少なくとも一つのキャパシタンス位置センサ（90；100）を備えており、該位置センサは直交軸方向の運動および板の相対間隔には不感である実施態様１乃至１６のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様１８）
前記キャパシタンス位置センサ（100）は更に、
前記ムー バ板の二つの上に形成された第１および第２の重なりコンデンサから成る二つのコンデンサ（Ｃ1、Ｃ2）を形成する三つのコンデンサ板（101、102、103）を備えており、前記二つのムーバ板の一方の相対正移動は前記第１のコンデンサのキャパシタンスを増加させると共に前記第２のコンデンサのキャパシタンスを減少させ、同じムーバ板の相対負移動は前記第２のコンデンサのキャパシタンスを増加させ、前記第１のコンデンサのキャパシタンスを減少させる、実施態様１７に記載のマイクロムーバ。
【００７２】
（実施態様１９）更に、それぞれ前記第１および第２のコンデンサに接続され、タイマに関連するコンデンサのキャパシタンスが変わると、タイマの周波数出力が変わるようになっている第１および第２のタイマ回路（105、106）、および前記第１および第２のコンデンサと同じ漂遊キャパシタンスを有するが移動板を備えていない、漂遊キャパシタンスの効果を相殺する第３のコンデンサ／第３のタイマ、を備えている実施態様１８に記載のマイクロムーバ。
（実施態様２０） 更に、板の間隔を制御し、維持する少なくとも一つのＺコンデンサ（125）を備えている実施態様１乃至１９のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様２１）前記電気導線（25a、25b）は前記板のいずれか一方または両方の側で、前記ばねの上方を前記移動板まで引き回されている実施態様１１乃至２０のいずれかに記載のマイクロムーバ。
（実施態様２２）更に、前記移動板と前記板の非移動部分との間の隙間を跨ぐ柔軟な絶縁体（173）に形成された導線（172）を備えた臍の緒コネクタを備えている実施態様１１乃至２１のいずれかに記載のマイクロムーバ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施例による単結晶シリコンマイクロムーバの平面図である。
【図２】本発明の好適実施例によるマイクロムーバの分解図である。
【図３】本発明の同等に好適な実施例による複合マイクロムーバの平面図である。
【図４】本発明に従って単結晶材から製作されるマイクロムーバ用移動板の（111）面およ び（411）面の詳細斜視図である。
【図５】本発明によるマイクロムーバのリニアモータ装置の概略断面図である。
【図６】本発明によるマイクロムーバの対称駆動コイルおよびトルクコイルの平面図である。
【図７】本発明によるマイクロムーバの非対称駆動コイルおよびトルクコイルの平面図ある。
【図８】本発明によるマイクロムーバの、トルク補償を説明する為のマイクロムーバの部分破断概略断面図である。
【図９ａ】本発明の好適実施例によるキャパシタンスブリッジ位置センサの部分概略図／斜視図である。
【図９ｂ】図９ａのキャパシタンスブリッジ位置センサの概略図である。
【図１０ａ】本発明の代わりの、同等に好適の実施例によるキャパシタンスタイマ位置センサの部分概略図／斜視図である。
【図１０ｂ】図１０ａのキャパシタンスタイマ位置センサの概略図である。
【図１０ｃ】図１０ａのキャパシタンスタイマ位置センサを組み込んだマイクロムーバの信号強度対板位置を描くグラフである。
【図１１】本発明の他の、別の好適実施例によるキャパシタンスブリッジ位置センサの部分概略図／上面図である。
【図１２】本発明によるマイクロムーバでＺ方向の力を発生するのに使用されるZコンデンサ構造の斜視図である。
【図１３】本発明による対向マイクロムーバ移動板間に形成された四つの1mm2コンデンサについてコンデンサの発生力およびばね力をコンデンサ間隔および電圧の関数として描いたグラフである。
【図１４】本発明により前記板の間に形成された四つの1mm2コンデンサについて対向マイクロムーバ移動板のＺコンデンサ間隔をコンデンサ電圧の関数として描いたグラフである。
【図１５】本発明による、回復ばねと86ボルトに保持されている四つの1mm2コンデンサとの間の動作平衡時対向マイクロムーバ移動板について回復力対差動Ｚ変位を描くグラフである。
【図１６】本発明によるマイクロムーバの対称コンデンサ構造の斜視図である。
【図１７】本発明によるマイクロムーバ移動板の臍の緒ケーブルの斜視図である。
【符号の説明】
10a、10b……板
12a、12b……移動板
13、13b……吊りばね
21……トルクコイル
22a、22b……多極磁石
23、23a、23b……駆動コイル
24a、24b……接触パッド
25、25b……導線
28……間隔ポスト
29……封止ガスケット
30……磁束帰路板
31……カバー
36……移動枠
37……移動板
38……吊りばね
39……非移動枠、静止枠
40……吊りばね
90……キャパシタンスブリッジ位置センサ
100……キャパシタンス位置センサ
101、102、103……コンデンサ極板
105、106、107……タイマ
125……Ｚコンデンサ
172……導線
173……絶縁体
【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９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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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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