CN101238054B - 采用静电吸附板的输送装置以及输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种廉价的静电吸附输送装置，可高速传送，能够使静电吸附板与薄膜等输送对象物之间的接触状态保持恒定，且输送对象物上不会产生微小缺陷。

Description

采用静电吸附板的输送装置以及输送方法

技术领域

本发明涉及一种利用静电力吸附输送薄膜等比较薄的输送对象物的输送装置。

背景技术

在粘合厚度为大约1mm以下的塑料薄膜或布等比较薄的薄膜状材料的作业等中，从收容多枚薄膜状材料的容器等中逐个取出一枚薄膜状材料向作业位置输送的作业，已经在各种领域执行。以往，作为这样的输送机构，公知一种真空卡盘(chuck)输送方式，即采用在平板上的结构体中安装多枚真空卡盘的真空吸附装置，用真空卡盘吸附输送对象物以输送。然而，在该方式中，由于输送对象物为薄膜状很薄，因此恐怕会伤其表面。并且，当输送对象物为具有许多空孔的丝网状薄膜时，存在空气从空孔泄漏，导致吸附困难的问题。

另一方，如实用新型公昭54-41892号公报所公开，有一种静电保持装置，其在绝缘体层上配置多个电极，在其上面重合半导电性的吸附层，并对该电极组施加直流电压，使吸附层上产生静电，通过静电吸引力吸附保持吸附物。如果将该静电保持装置应用于输送，则能够不会对传送对象物产生损害地进行吸附传送，能在半导体晶片或光学玻璃或薄膜等因微小缺陷会大大影响产品的成品率的领域被广泛应用。

有关静电吸附输送方式的吸附方法，在特开2003-282671号公报或特开2004-120921号公报中，公开了一种方法，使一对或者多对电极以细微的间距邻接，并施加且控制相互为相反极性的电压，从而仅使多枚层叠的输送对象物的最上面的一枚能够高效浮上或者吸附。

另外，有关静电吸附输送方式中的输送对象物的剥离方法，在特公平6-71944号公报中公开了一种方法，施加电压中采用直流以及交流电源，使电源切断后输送对象物的残留带电迅速减少，从而使输送对象物从吸附板迅速脱离。

进而，特开2003-285289号公报中公开了一种方法，在具有柔性且在底部表面上形成凹凸的绝缘部件上配置电极，实现在吸附时或剥离时输送对象物的位置精度的提高。

然而，在特开2003-282671号公报或特开2004-120921号公报所公开的方法中，需要一种用于随时对施加电压进行最佳控制的控制部，其结果为，与恒定施加电压方式的静电吸附装置相比，装置变得昂贵。

另外，根据在特公平6-71944号公报所公开的实施例，在输送对象物从吸附板脱离的脱离时间为数秒，要求高速输送的使用领域，输送效率存在问题。进而，在特开2003-285289号公报中公开的方法中，由于采用柔性吸附板，因此吸附板与输送对象物之间的接触状态并非恒定，在吸附·剥离时，吸附板对输送对象物的压接会出现偏差，对于因微小缺陷会对成品率产生很大影响的产品来说，存在擦伤、压伤、质地变化(textureoffsetting)等的倾向。

发明内容

本发明的目的在于解决上述以往的输送装置存在的问题，提供一种尤其能实现高速输送，且能够将静电吸附板与薄膜状输送对象物之间的接触状态维持恒定，不会使输送对象物上产生微小缺陷等，并且廉价的静电吸附装置。

本发明的输送装置，具备：在内部具有电极部的静电吸附板、和向该电极部施加电压的电压施加部，利用因由该电压施加部向该电极部施加电压而产生的静电力，对输送对象物进行吸附输送，其特征在于，相对该静电吸附板在输送对象物侧，具备具有多个开口的剥离板，该剥离板，按照其一个表面与该静电吸附板的表面之间重复接触状态与非接触状态的方式被安装，且该静电吸附板的表面相对输送对象物的表面倾斜。

本发明中，优选剥离板由绝缘材料构成。并且，优选剥离板的孔隙率(percentage of voids)为50％以上。

进而，优选静电吸附板相对输送对象物的表面的倾斜角度为1～45度。

发明效果

根据本发明，在吸附阶段，如果静电吸附板执行相对输送对象物保持角度进行吸附的操作，则即使在恒定施加电压条件下，也能够高效地吸附多枚层叠的对象物中仅最上部的一枚。

另外，在剥离阶段，通过使剥离板的表面与静电吸附板的表面隔开，从而能够使对输送对象物产生的静电吸附力充分降低，能够使输送对象物迅速剥离。此外，在消除静电吸附力时能够防止以往那样的擦伤、碰伤、质地变化等缺陷的产生，进一步提高定位精度。

附图说明

图1为表示本发明的静电吸附输送装置的一例的俯视图以及侧视图中对输送对象物进行吸附或者输送的状态。

图2为表示本发明的静电吸附输送装置的一例的侧视图中对输送对象物进行剥离的状态，图2(A)为剥离板旋转与静电吸附板脱离的例子，图2(B)为静电吸附板向上方滑动，与剥离板脱离的例子。

图3为表示本发明的静电吸附输送装置一例的俯视图以及侧视图。

图4表示剥离板的形状例的图，图4(a)为将细丝分布成横条纹状的例子，图4(b)为将细丝分布成格子状的例子。

图中：1：静电吸附板，2：剥离板，3：支撑台，4：输送对象物，5a、5b：框部，6a、6b：剥离部。

具体实施方式

以下针对本发明进行详细说明。

作为静电吸附板，可以采用将以往公知的静电吸附板固定在适当的支撑台上。关于静电吸附板，有在绝缘层采用陶瓷类型、聚酰亚胺类型、其它通用塑料材料(例如聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚乙烯(polyethylene)、聚异戊二烯(polyisobutylene)等)的类型，但在假设特殊环境以外使用的情况下，通用塑料材料类型便足够。

作为构成静电吸附板的电极部，可以采用单极类型、双极类型中的一方。优选电极部由电极A和电极B构成，隔着绝缘区域以细小的间距排列多个该电极A以及电极B，利用通过施加互相为相同极性的电压(单极)、或者施加相反极性的电压(双极)所产生的静电力，保持输送对象物。优选施加电压为施加500V～5000V的直流电压。若施加电压不足500V，则难以得到足够的静电吸附效果。并且，若施加电压超过5000V，则在静电吸附时，因过大的静电力的作用而易对输送对象物产生折痕或伤害。

静电吸附板，相对大致水平重叠多枚而静置的输送对象物倾斜配置。优选该倾斜角度在1度～45度的范围，尤其，优选在5～20度的范围。当倾斜角度小于1度时，静电力作用于整个输送对象物，难以只吸附层叠的多枚输送对象物的最上面，恐怕会导致接下来的对象物产生位置偏离。另外，当角度大于45度时，作用于输送对象物的静电力变小，恐怕吸附能力不足。

剥离板，通常由与输送对象物接触的剥离部、和支撑该剥离部的框部构成。剥离部，采用具有许多开口的电绝缘材料构成的板、薄膜、薄片(sheet)、丝网、纱等厚度比较薄的形状的材料。优选使由绝缘材料构成的细窄的带子(tape)或丝带(ribbon)或者细丝布满框内并平面化。虽然也可以采用金属等导电材料，但这种情况下由于吸附板中产生的静电力被屏蔽，因此优选使孔隙率增大。作为绝缘材料的种类，能够使用聚四氟乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙酯、尼龙、聚乙烯等。通过采用上述材料，从而静电吸附板的静电力不会衰减地作用于输送对象物上。另外，构成对剥离部进行支撑的框部的材料，只要是具有适于使用的强度的材料就没有特别限制。

剥离板与静电吸附板，按照在吸附操作时对置的表面会接触，在剥离操作时处于非接触状态的方式，被可移动地固定。作为这样的接触·非接触机构的一例，能够列举一例，即将两者的框部的一边固定作为旋转轴，按照如开关门那样执行旋转运动的方式构成。该机构，为借助采用气压或油压的圆筒(cylinder)的机构、或采用马达等使之旋转的机构等、不受特别限制。在对输送对象物进行吸附·输送时，剥离板与静电吸附板接触，以足够的静电吸附力保持输送对象物，在使之剥离时以轴为中心使之部分旋转运动，从而能够使输送对象物从静电吸附板剥离。作为旋转的轴，优选倾斜配置的静电吸附板的最下方一边。

作为接触·非接触机构的另一例，还能列举例如在四角形的静电吸附板与剥离板的各顶点配置汽缸或导轨等使一方或双方滑动的方法。不管是哪种方法，既可以是剥离板或者静电吸附板中的某一方动作，也可以是双方动作。

剥离板的开口图案，为圆形、格子状、缝隙状等不受特别限定，但优选为均一的图案。孔隙率优选在50％以上，尤其优选在80％以上。当剥离板的孔隙率不足50％时，即使将对静电吸附板的施加电压切断剥离板上也会有静电力残留，而无法使输送对象物迅速剥离，恐怕会导致输送效率降低。作为在剥离板设置多个开口的方法，可以是在其成型时预先形成任意图案的多个开口，也可以是在没有开口的上述绝缘材料的板或薄膜等上用任意手段开小孔的方法。另外，还可以采用将由上述绝缘材料构成的细窄的带子或丝带或者细丝间隔开分布在框部的方法。

本发明的静电吸附输送装置，适于多枚且比较薄的塑料薄膜、布帛、纸等能静电吸附的薄膜状输送对象物的输送。吸附板以及剥离板，可以与输送对象物的尺寸配合分成几个部分配置，形状不仅可以是方形还可以是圆形、多角形。

本发明的输送装置安装在适当的移动机构中使用。

关于本发明的静电吸附输送装置的动作采用图1说明。图1表示本发明的输送装置的一例。从在大致水平面上层叠的多枚输送对象物4的上方，静电吸附板1在介由剥离板2的状态下接近。这时，优选剥离板2为与静电吸附板1接合的状态。由于静电吸附板1相对输送对象物4倾斜，因此两者的间隔随着该倾斜而不同。在该状态下若向未图示的电极部施加电压，则静电吸附板1与输送对象物4之间的静电力随着两者的间隔会产生强弱。因此，从间隔窄的地方首先是最上面的输送对象物4被静电吸附板1吸附，最终是整个输送对象物4隔着剥离板2被静电吸附板1吸附。由于遵守这样的吸附顺序，因此能够确切地将层叠的输送对象物一个一个地吸附，能够防止同时吸附多枚输送对象物、或者第二枚以后的输送对象物的位置偏离。另外，在吸附时，输送对象物也不会产生折痕。

接着，采用图2(A)对剥离动作进行说明。在对输送对象物4进行吸附输送之后，使静电吸附板1与剥离板2下降到规定位置，以未图示的轴为中心，使剥离板2在水平状态下部分旋转。在剥离操作时，静电吸附板1既可以是施加了电压的状态，也可以是切断的状态。由于剥离板2与静电吸附板1脱离，因此作用于输送对象物4的静电吸附力降低，进而由于剥离板2的残留带电时间缩短，因此输送对象物4被迅速剥离。另外，不会对输送对象物4造成接触损害。这样，能够高精度地输送移动输送对象物4。

另外，为方便起见，图1以及图3的侧视图以及图2将水平面作为垂直面。

实施例

静电吸附板使用太平化学制品(株)制、“Kyulon(キユ一ロン)”(注册商标)(双极类型)。将8枚表面尺寸为220mm×260mm(A4尺寸)的静电吸附板如图3所示配置，在上面设置支撑部，通过与机器人执行器(robot actuator)配合从而能够在上下左右方向移动静电吸附板。另外，制作如图4所示的剥离板，并配置在静电吸附板的下面(输送对象物接触的一面)。剥离板，通过可逆电动机，能够执行以长边部分为轴的旋转运动。

在实施例以及比较例中，作为输送对象物采用等离子显示用电磁波屏蔽丝网。电磁波屏蔽丝网，能够通过对将线直径30μm的聚酯制单丝(polyester monofilament)编织成经纱密度为135根/英寸、纬纱密度为135根/英寸的薄网眼状纺织品施以导电化处理而得到。将通过导电化处理所得到的薄网眼状纺织品裁断成纵700mm、横1000mm、偏置角度20度，层叠50枚静置在大概水平的载置台上作为输送对象物。

输送位置偏差的评价方法为，当静电吸附板吸附输送对象物并输送移动、剥离退避时，以毫米等级测定移动后的输送对象物端边位置与基准点的间隔，对50次的输送移动算出其偏差。判断位置偏差(σ50)越小越好，5以下为良好。

实施例1

将静电吸附板相对水平面以10度的倾斜角度配置，在具有300mm×600mm的开口部的不锈钢制框部将线直径200μm的尼龙制单丝线配置成横条纹状，制作成孔隙率为95％的剥离板(图4的a)并安装。当向静电吸附板施加3000V的电压时，吸附力为5kgf。表1表示采用该输送装置进行输送试验的结果。

实施例2

采用与实施例1相同结构的输送装置，当向静电吸附板施加1000V的电压时，吸附力为3kgf。表1表示在该条件下实施输送试验的结果。

实施例3

将静电吸附板相对水平面以5度的倾斜角度配置，在具有300mm×600mm的开口部的不锈钢制框部将线直径200μm的聚酯制单丝线配置成格子状，制作孔隙率为90％的剥离板(图4b)并安装。当向静电吸附板施加3000V的电压时，吸附力为5kgf。表1表示采用该输送装置进行输送试验的结果。

比较例1

将静电吸附板与水平面平行(倾斜角度为0度)配置，在具有300mm×600mm的开口部的不锈钢制框部将线直径200μm的聚酯制单丝线配置成横条纹状，制作孔隙率为95％的剥离板(图4a)并安装。

当向静电吸附板施加3000V的电压时，吸附力为5kgf。表1表示采用该输送装置进行输送试验的结果。

比较例2

将静电吸附板相对水平面以10度的倾斜角度配置，在具有300mm×600mm的开口部的不锈钢制框部安装厚度1mm的铝板。该铝板中没有开口部。采用该输送装置，向静电吸附板施加3000V的电压，表1表示进行输送试验的结果。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	比较例1	比较例2
						施加电压V	3000	1000	3000	3000	3000
吸附力kgf	5	3	5	5	5
						倾斜角度deg	10	10	5	0	10
剥离部材质	尼龙系	尼龙系	聚酯系	尼龙系	铝板
						剥离部图案	横条纹	横条纹	格子	横条纹	没有开口
剥离部孔隙率％	95	95	90	95	0
						位置偏差σ50	2	3	2	18	-
输送性	良好	良好	良好	吸附多枚	未吸附不能输送

Claims (5)

1.一种输送装置，具备：在内部具有电极部的静电吸附板、和向该电极部施加电压的电压施加部，利用因由该电压施加部向该电极部施加电压而产生的静电力，对输送对象物进行吸附输送，

相对该静电吸附板在输送对象物侧，具备具有多个开口的剥离板，该剥离板，按照其一个表面与该静电吸附板的表面之间重复接触状态与非接触状态的方式被安装，且该静电吸附板的表面相对输送对象物的表面倾斜。

2.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于，

剥离板由绝缘材料构成。

3.根据权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于，

剥离板的孔隙率为50％以上。

4.根据权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于，

静电吸附板与输送对象物的表面之间的倾斜角度为1～45度。

5.一种输送方法，重复一系列的操作，即在从重叠的多枚薄膜状输送对象物中对该输送对象物进行输送时，在静电吸附板与剥离板接触的状态下将权利要求1～4中任一项所述的输送装置在该输送对象物上相对该输送对象物表面倾斜配置，对最上部的一枚输送对象物进行静电吸附，并输送至规定位置，使该静电吸附板与该剥离板处于非接触状态，使所输送的输送对象物与该输送装置分离。

Images