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静電吸着装置 新技術説明会

国内特許コード P180015321
整理番号 2017-073
掲載日 2018年10月3日
出願番号 特願2018-097082
公開番号 特開2019-202239
出願日 平成30年5月21日(2018.5.21)
公開日 令和元年11月28日(2019.11.28)
発明者
  • 大森 拓磨
  • 杉本 俊之
出願人
  • 国立大学法人山形大学
発明の名称 静電吸着装置 新技術説明会
発明の概要 【課題】複数の導電性粒子を同時に吸着することのできる静電吸着装置を提供する。
【解決手段】静電吸着装置1は、収容部2内の導電性粒子群Pに基準電位を与える基準電極4と、絶縁被覆32を有する吸着電極3と、吸着電極3に対する吸着電圧の印加をオンオフするスイッチSWと、吸着電極3を移動させるアーム部材5とを有し、吸着電極3が導電性粒子群Pに近接又接触する吸着位置にあるときに吸着電極3に前記吸着電圧を印加することより、導電性粒子群Pのうちの所定数の導電性粒子pを吸着電極3に吸着させ、その後、吸着電極3を前記吸着位置から退避位置に移動させることにより、吸着電極3に吸着した前記所定数の導電性粒子pを導電性粒子群Pの他の導電性粒子pから分離するように構成されている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

静電吸着装置は、単極型と双極型とに大別される。

単極型の静電吸着装置は、誘電体層の内部に一つの電極が埋設された構造を有する。単極型の静電吸着装置では、被吸着物が接地(アース)される必要があるが、誘電体層の内部に埋設される電極が単純な形状でよいこと及び金属製の基材自体を電極にできることなどの有利な点がある。また、単極型の静電吸着装置は、導電体や高抵抗物を吸着させることも可能である。このような単極型の静電吸着装置として例えば特許文献1に記載の静電式微小物体吸引装置が知られている。

双極型の静電吸着装置は、誘電体層の内部に正負の電圧を印加するための一対の電極が埋設された構造を有する。前記双極型の静電吸着装置は、電極の形状と組み合わせによって吸着力やその分布を制御することが可能である。また、前記双極型の静電吸着装置は、電界によって被吸着物を分極させることにより、誘電体(絶縁体)を吸着させることも可能である。このような双極型の静電吸着装置として例えば特許文献2に記載の静電付着装置が知られている。

なお、前記単極型の静電吸着装置及び前記双極型の静電吸着装置とは異なるが、非特許文献1には、静電力を利用して小粒子を操作する技術が記載されている。

産業上の利用分野

本発明は、静電吸着法により粒子(導電性粒子)を吸着する静電吸着装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
導電性粒子群に基準電位を与える基準電極と、
絶縁被覆を有する少なくとも一つの吸着電極と、
前記少なくとも一つの吸着電極に対する吸着電圧の印加をオンオフするスイッチ部と、
前記少なくとも一つの吸着電極を前記導電性粒子群に近接又接触する吸着位置と当該吸着位置よりも前記導電性粒子群から離れた退避位置との間で移動させる移動機構と、
を含み、
前記少なくとも一つの吸着電極が前記吸着位置にあるときに前記少なくとも一つの吸着電極に前記吸着電圧を印加することにより、前記導電性粒子群のうちの所定数の導電性粒子に前記吸着電圧とは逆極性の電荷を誘起させて前記所定数の導電性粒子を前記少なくとも一つの吸着電極に吸着させ、
その後、前記少なくとも一つの吸着電極を前記吸着位置から前記退避位置に移動させることによって、前記少なくとも一つの吸着電極に吸着した前記所定数の導電性粒子を前記導電性粒子群の他の導電性粒子から分離するように構成されている、静電吸着装置。

【請求項2】
前記少なくとも一つの吸着電極に吸着した前記所定数の導電性粒子は、前記少なくとも一つの吸着電極への前記吸着電圧の印加が遮断された後においても前記少なくとも一つの吸着電極に吸着した状態が維持される、請求項1に記載の静電吸着装置。

【請求項3】
前記所定数の導電性粒子が一層の状態で前記少なくとも一つの吸着電極に吸着される、請求項1又は2に記載の静電吸着装置。

【請求項4】
前記所定数の導電性粒子を前記少なくとも一つの吸着電極から脱離させるため、前記少なくとも一つの吸着電極に吸着した前記所定数の導電性粒子の電荷を除去する除電装置をさらに含む、請求項1~3のいずれか一つに記載の静電吸着装置。

【請求項5】
前記除電装置は、前記所定数の導電性粒子が脱離した後の前記吸着電極の残留電荷をも除去するように構成されている、請求項4に記載の静電吸着装置。

【請求項6】
機械的な力を前記少なくとも一つの吸着電極又は前記所定数の導電性粒子に加えて前記所定数の導電性粒子の前記少なくとも一つの吸着電極からの脱離をアシストする脱離アシスト装置をさらに含む、請求項4又は5に記載の静電吸着装置。

【請求項7】
前記基準電位を持つ導電性のブラシ状部材を前記少なくとも一つの吸着電極に吸着した前記所定数の導電性粒子に接触させることにより、前記所定数の導電性粒子の電荷を除去すると共に前記所定数の導電性粒子に機械的な力を加えて前記所定数の導電性粒子を前記少なくとも一つの吸着電極からの脱離させる除電・脱離装置をさらに含む、請求項1~3のいずれか一つに記載の静電吸着装置。

【請求項8】
前記除電装置又は前記除電・脱離装置が前記退避位置の近傍に配置されている、請求項4~7のいずれか一つに記載の静電吸着装置。

【請求項9】
前記導電性粒子群を隣接する導電性粒子同士が互いに接触するように収容する収容部を含み、前記基準電極は、前記導電性粒子群のうちの少なくとも一つの導電性粒子に接触するように配置されている、請求項1~8のいずれか一つに記載の静電吸着装置。

【請求項10】
前記導電性粒子群を隣接する導電性粒子同士が互いに接触するように収容する導電性の収容部を含み、前記基準電極は、前記収容部に接触するように配置されている、請求項1~8のいずれか一つに記載の静電吸着装置。

【請求項11】
前記導電性粒子群を隣接する導電性粒子同士が互いに接触するように収容する導電性の収容部を含み、前記収容部が前記基準電極としての機能を有する、請求項1~8のいずれか一つに記載の静電吸着装置。

【請求項12】
前記吸着位置は、前記収容部内における前記導電性粒子群の上層部に近接又は接触する位置であり、前記退避位置は、前記収容部の外側の位置である、
請求項8~11のいずれか一つに記載の静電吸着装置。

【請求項13】
前記導電性粒子群は、導電性を有する導電性面上に散在し、前記基準電極は、前記導電性面に接触するように配置されている、請求項1~8のいずれか一つに記載の静電吸着装置。

【請求項14】
前記少なくとも一つの吸着電極は、複数の吸着電極であり、
前記スイッチ部は、それぞれが前記複数の吸着電極のいずれかに対する吸着電圧の印加をオンオフする複数のスイッチを含み、
前記複数の吸着電極が前記吸着位置にあるときに前記複数の吸着電極に選択的に前記吸着電圧を印加することにより、前記導電性粒子群のうちの所定数の導電性粒子に前記吸着電圧とは逆極性の電荷を誘起させて前記所定数の導電性粒子を前記吸着電圧が印加された吸着電極に吸着させるように構成されている、請求項1~13のいずれか一つに記載の静電吸着装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018097082thum.jpg
出願権利状態 公開
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