JP2001009766A - 薄状部材のハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドリング対象の局部を機構的な支持部材
で支持し、ハンドリング対象の主要部分は静電気力によ
り非接触な状態でハンドリングすることができる薄状部
材のハンドリング装置を提供する。 【解決手段】 薄状部材のハンドリング装置において、
薄状部材１０２を浮上させるための静電気力を発生させ
る電極１０１を有する固定子１００と、この固定子１０
０の電極部分に配置され、その電極部分の面と前記薄状
部材１０２とのギャップを検出する位置センサ１０３
と、前記固定子１００の一部に配置される機構的支持部
材１０５とを備え、前記薄状部材１０２の主要部を外し
た局所を前記機構的支持部材１０５により補助的に支持
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄板やフィルムな
どの薄状部材のハンドリング装置に係り、特に、薄状部
材の局所を機構的支持部材により補助的に支持し、薄状
部材の主要部は静電気力を用いて無接触状態でハンドリ
ングする薄状部材のハンドリング装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この分野の技術としては、本願発
明者の提案に係る、特開平９−３２２５６４号公報に開
示されているものがあり、これによれば、静電気力を用
いて板状物体を浮上し完全に非接触な状態でハンドリン
グするようにしている。

【０００３】図１６に従来のハンドリング装置の概略構
成図と固定子の電極形状を示す。

【０００４】図１６において、１６３０は直流電源、１
６５０はハンドリング対象物に静電気力による吸引浮上
力を与えるための電極を有する固定子である。１６６０
はハンドリング対象物としての、例えば、板状体であ
り、固定子１６５０に対向するように配置されている。
１６４０〜１６４２は固定子１６５０の電極面とハンド
リング対象物１６６０との間のギャップをセンシングす
る位置センサである。

【０００５】また、１６００はスイッチング回路であ
り、スイッチ１６０１ａ、１６０１ｂ、１６０２ａ、１
６０２ｂ、および反転素子１６０３から構成される。１
６１０と１６２０はスイッチング回路１６００と同じ構
成のスイッチング回路である。

【０００６】このような構成により、位置センサ１６４
０〜１６４２でハンドリング対象物１６６０の位置をセ
ンシングし、固定子１６５０とハンドリング対象物１６
６０間のギャップがある設定値より小さくなったら電極
への印加電圧をオフにし、逆にギャップがある設定値よ
り大きくなったら印加電圧をオンにする。このようにし
て、ハンドリング対象物１６６０を完全に非接触な状態
でハンドリングするようにしている。

【０００７】図１７は従来の多分割された電極パターン
を有する他の固定子の電極を示す図である。ここでは、
固定子１７０１は四角形状をなし、４×４の電極要素１
７０２に分割され、それぞれの電極要素１７０２に対応
して位置センサが臨む穴１７０３が配置されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の静電浮上システムには、以下のような問題点が
ある。

【０００９】従来の静電浮上システムは、ハンドリング
対象物を浮上支持するために、固定子の電極面を少なく
とも３つに分割し、各分割領域に１つの位置センサを設
け、各電極領域とハンドリング対象物間のギャップをセ
ンシングし、印加電圧を制御してハンドリング対象物を
安定浮上するように構成されている。

【００１０】しかし、浮上対象物が薄板やフィルムにな
ると、固定子の電極面を図１７に示すように多数に分割
し、各分割領域に付き１つの位置センサを設け、各電極
領域とハンドリング対象物間のギャップをセンシングし
印加電圧を制御する必要がある。すなわち、ハンドリン
グ対象物が薄いほど、または広いほど必要とされる位置
センサの個数が増え、システム構成費が高くなる。

【００１１】ところで、上記したような理由から実際の
薄状部材のハンドリング装置では、ハンドリング対象物
の局部を接触支持することが許され、完全に非接触な状
態で浮上支持しなくても良い場合がほとんどである。

【００１２】本発明は、上記状況に鑑みて、ハンドリン
グ対象物の局部を機構的な支持部材で支持し、ハンドリ
ング対象物の主要部分は静電気力により非接触な状態で
ハンドリングすることができる薄状部材のハンドリング
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕薄状部材のハンドリング装置において、前記薄状
部材を浮上させるための静電気力を発生させる電極を有
する固定子と、この固定子の電極部分に配置され、この
電極部分の面と前記薄状部材とのギャップを検出する位
置センサと、前記固定子の一部に配置される機構的支持
部材とを備え、前記薄状部材の主要部を外した局所を前
記機構的支持部材により補助的に支持するようにしたも
のである。

【００１４】〔２〕薄状部材のハンドリング装置におい
て、前記薄状部材を浮上させるための静電気力を発生さ
せる電極を有する固定子と、この固定子の局所に配置さ
れるとともに、前記浮上する薄状部材と所定の間隔を有
して支持する機構的支持部材とを備え、前記薄状部材の
主要部を外した局所を前記機構的支持部材により補助的
に支持するようにしたものである。

【００１５】〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の薄状部
材のハンドリング装置において、前記機構的支持部材の
底面に吸着手段を有するようにしたものである。

【００１６】〔４〕上記〔１〕又は〔２〕記載の薄状部
材のハンドリング装置において、前記機構的支持部材の
底面に前記薄状部材の局所を保持する保持部材を具備す
るようにしたものである。

【００１７】〔５〕上記〔４〕記載の薄状部材のハンド
リング装置において、前記保持部材を移動可能に構成し
たものである。

【００１８】〔６〕上記〔１〕、〔２〕、〔３〕又は
〔４〕記載の薄状部材のハンドリング装置において、前
記薄状部材は導電体である。

【００１９】〔７〕上記〔１〕、〔２〕、〔３〕又は
〔４〕記載の薄状部材のハンドリング装置において、前
記薄状部材は半導体、抵抗体又は誘電体である。

【００２０】〔８〕上記〔７〕記載の薄状部材のハンド
リング装置において、前記電極の半分はドット状に細か
く分割された第１の電極要素及び絶縁部分を介してベタ
パターン化された第２の電極要素を有し、前記電極の他
の半分はドット状に細かく分割された第２の電極要素及
び絶縁部分を介してベタパターン化された第１の電極要
素を有し、この第１の電極要素と第２の電極要素にはそ
れぞれ極性が異なる電圧を印加し、前記高抵抗体からな
る薄状部材に対して誘導静電気力を高めるとともに、ハ
ンドリング時における薄状部材の横方向の拘束力を強め
る電極配置を有するようにしたものである。

【００２１】

〔９〕上記〔７〕記載の薄状部材のハンド
リング装置において、前記電極の一部または全部はドッ
ト状に細かく分割された第１の電極要素及び第２の電極
要素を有し、この第１の電極要素と第２の電極要素には
それぞれ極性が異なる電圧を印加し、前記高抵抗体から
なる薄状部材に対して誘導静電気力を高めるとともに、
ハンドリング時における薄状部材の横方向の拘束力を強
める電極配置を有するようにしたものである。

【００２２】〔１０〕上記〔１〕、〔２〕、〔３〕又は
〔４〕記載の薄状部材のハンドリング装置において、前
記薄状部材に作用する静電気力を調整する手段を具備す
るようにしたものである。

【００２３】〔１１〕上記〔１０〕記載の薄状部材のハ
ンドリング装置において、前記静電気力を調整する手段
は、前記電極に印加する電圧を制御する制御装置を具備
するようにしたものである。

【００２４】〔１２〕上記〔１０〕記載の薄状部材のハ
ンドリング装置において、前記静電気力を調整する手段
は、平面的な電極の配置を調整するようにしたものであ
る。

【００２５】〔１３〕上記〔１０〕記載の薄状部材のハ
ンドリング装置において、前記静電気力を調整する手段
は、高さ方向の電極の配置を調整するようにしたもので
ある。

【００２６】〔１４〕上記〔１０〕記載の薄状部材のハ
ンドリング装置において、前記静電気力を調整する手段
は、高さ方向にアーチ形状の電極の配置を行うようにし
たものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００２８】図１は本発明の第１実施例を示す薄板やフ
ィルムなどの薄状部材のハンドリング装置の模式図であ
る。図２、図３及び図４はハンドリング対象物が高抵抗
体や半導体などの薄状部材である場合に適する固定子の
電極面の平面図、図５はハンドリング対象物が導電体の
薄状部材である場合に適する電極面の平面図である。

【００２９】図１において、１００は面上に電極が形成
される固定子、１０１は電極、１０２はハンドリング対
象物としての薄板やフィルムなどの薄状部材、１０３は
電極面とハンドリング対象物間のギャップをセンシング
するギャップセンサや近接センサなどの位置センサ、１
０４は電極面を貫通し前記位置センサ１０３のヘッドが
臨むハンドリング対象物１０２の位置をセンシングする
穴、１０５は前記薄状部材１０２が局部的に支持される
機構的支持部材である。

【００３０】この薄状部材のハンドリング装置は、機構
的支持部材１０５の支持によって、薄状部材１０２の主
要部（主要な面）でない、周辺部分を局部的に支持し、
薄状部材１０２の中心部当たりが自重で撓んで変形や破
壊することのないように位置センサ１０３で撓みをセン
シングし、ギャップに合せて電極１０１に印加する電圧
を制御して、薄状部材１０２の主要部を非接触的に支持
する。

【００３１】ここでは、電極１０１への印加電圧の制御
法としてオンオフ制御を用いている。つまり、電圧電源
１１０から供給される電圧を、位置センサ１０３の出力
に合せて電極１０１に印加するか遮断するかを制御装置
（オンオフコントローラ）１１１で制御する。その制御
方法としては、予め電極１０１と薄状部材１０２間の目
標ギャップを制御装置１１１に記憶しておき、ハンドリ
ング時の位置センサ１０３の出力と比較して、ギャップ
が目標ギャップより大きい場合は電圧を印加し、逆の場
合では遮断する。また、制御法としてはＰＩＤ制御など
も考えられる。

【００３２】上記のように構成されているので、高抵抗
体や半導体などの薄状部材の主要な面を電極への電圧印
加により浮上させて、局所的に配置された機構的支持部
材１０５との協働作用により簡便に保持して、ハンドリ
ングすることができる。

【００３３】上記実施例では、機構的支持部材１０５は
静電力によって浮上される薄状部材１０２の浮上力に抗
して単に薄状部材１０２を簡便に保持する構成とした
が、機構的支持部材１０５の下面に正負の電位を有する
電極を形成して弱い静電吸着を行ったり、真空吸着によ
り固定を行わせるようにしてもよい。

【００３４】このように構成すると、機構的支持部材１
０５での薄状部材１０２の支持が安定することになり、
長距離におよぶ薄状部材１０２の搬送も確実に実施する
ことができる。

【００３５】ハンドリング対象物としての薄状部材が導
電体の場合には、例えば、図５に示すように、その電極
パターン５００は、第１の電極要素（−）５０１と第２
の電極要素（＋）５０２の２つの部分から構成され、第
１の電極要素５０１と第２の電極要素５０２には互いに
逆極性で同じ絶対値になるような電圧が印加され、対向
する導電体からなる薄状部材の電位を０Ｖに保つように
なっている。両電極要素５０１と５０２間には位置セン
サが臨む穴５０３が形成されている。

【００３６】このように、電極パターンはシンプルなも
のとすることができる。

【００３７】しかし、ハンドリング対象物がガラス板の
ような高抵抗体である場合には、その高い表面抵抗のた
め、電極に電圧を印加してから対向するハンドリング対
象物の表面に電荷が誘導され十分な静電気力が得られる
までには時間を要する。この時間的遅れは、電極に電圧
を印加してから高抵抗体であるハンドリング対象物を持
上げられるまでの所要時間を長くし、かつ、ハンドリン
グ時のハンドリング対象物の支持安定性が悪くなる。

【００３８】ここでは、高抵抗体の表面分極を加速でき
る電極形状を図２〜図４に示す。

【００３９】図２に示す電極パターン２００は、基板２
０１上の上半分の領域には、丸い形状の複数個に分割さ
れた第１の電極要素（＋）２０２と絶縁部分２０４を介
してベタパターンである第２の電極要素（−）２０３と
が配置されている。一方、基板２０１上の下半分の領域
には、丸い形状の複数個に分割された第２の電極要素
（−）２０５と絶縁部分２０７を介してベタパターンで
ある第１の電極要素（＋）２０６とが配置されている。
つまり、基板２０１上の上半分の領域と下半分の領域の
パターン形状は同じであるが、電極には互いに逆極性の
電位が印加されるように構成されている。

【００４０】また、電極パターン２００の中央にハンド
リング対象物をセンシングするための穴２０８が形成さ
れている。

【００４１】更に、図３に示す電極パターン３００は、
基板３０１上に細かく分割された第１の電極要素（＋）
３０２と第２の電極要素（−）３０４とが配置され、第
１の電極要素３０２は第１の接続線３０３により、第２
の電極要素３０４は第２の接続線３０５により、斜行す
るようにそれぞれ電極要素を接続している。

【００４２】第１の電極要素３０２と第２の電極要素３
０４には極性の違う電圧を印加する。電極パターン３０
０の中央にはハンドリング対象物をセンシングするため
の穴３０６が形成されている。

【００４３】また、図４に示す電極パターン４００は、
基板４０１上に細かく分割された第１の電極要素（＋）
４０２と第２の電極要素（−）４０４とが配置され、第
１の電極要素４０２は第１の接続線４０３により、第２
の電極要素４０４は第２の接続線４０５により、斜行す
るように電極要素を接続している。その斜行は、基板４
０１のＸ軸中心線で対称となるように構成されている。

【００４４】第１の電極要素４０２と第２の電極要素４
０４には極性の違う電圧を印加する。電極パターン４０
０の中央にはハンドリング対象物をセンシングするため
の穴４０６が形成されている。

【００４５】上記したように、図２〜図４に示した電極
パターンは、図５の電極パターンに比べて電極面が細か
く分割され、第１と第２の電極要素に極性の違う電圧を
印加するようになっている。また、正電圧が印加される
電極要素の総面積は負電圧が印加される電極要素の総面
積に等しく、ハンドリング対象物の電位を０Ｖに保つよ
うに電極要素が形成されている。

【００４６】したがって、図２、図３及び図４に示すよ
うな電極パターンは、図５に示す電極パターンに比べて
ガラスのような高抵抗体からなる薄状部材に適してお
り、より迅速に静電気力を誘導することができる。

【００４７】その点について、以下に詳細に説明する。

【００４８】ガラス板のような高抵抗材を電場に入れる
と、電子分極、原子分極と双極子分極が起きる。その内
の電子分極と原子分極は瞬時に完成するが、双極子分極
の進行は周囲の分子に妨げられるため完成するまで時間
がかかる。また、この双極子分極は強い電界ほど加速さ
れると言うことが分かっている。

【００４９】図５に示すような電極パターンとした場合
には、２電極要素の境界部分のみで強い電界が形成さ
れ、境界から離れたところでは電界が弱くなる。つま
り、この電極パターンの場合には、ガラス表面に分極が
速く進むのは僅かに境界付近の部分のみであり、他の部
分での分極には時間がかかってしまう。

【００５０】これに対して、図２、図３および図４に示
す電極パターンを適用した場合、電極面が細かく分割さ
れた電極要素が形成され、第１の電極要素と第２の電極
要素に異なった極性の電圧を印加するようになっている
ため、前述した境界が密度高く分布され、電極全域に渡
り強い電界が形成され、ガラスのような高抵抗体の全面
に素早く分極を進行させることができる。電荷誘導が定
常に達するのに要する時間は、図５に示す電極パターン
の数千分の１となる。

【００５１】また、図２、図３および図４の電極パター
ンはガラスなどの高抵抗体からなる薄状部材の表面分極
を加速できるのみではなく、ハンドリング時において、
ハンドリング対象物が横方向に逸脱しないように、ハン
ドリング対象物に対して上下方向の吸引力と同時に横方
向の拘束力を作用させることができる。

【００５２】図６を用いてその横方向拘束力の発生を説
明する。

【００５３】この図において、６０１は電極要素、６０
２は高抵抗体の薄状部材のハンドリング対象物である。
なお、Ｅ₁ は強い電界、Ｅ₂ は強い横方向の拘束力を有
する電界を示している。

【００５４】図６（ａ）は異なった極性の電圧が印加さ
れている２つの電極要素６０１の真下に置かれる高抵抗
体の薄状部材６０２の表面に起きる不均一な電荷誘導を
示している。この不均一な分極は不均一な電界による結
果である。

【００５５】図６（ｂ）は横方向拘束力の発生を説明し
ている。高い表面抵抗のため一旦表面に誘導された電荷
は瞬時に移動できず、外力で横方向に逸れようとするハ
ンドリング対象物６０２に対して元の位置に戻そうとす
る力（以下、復元力と言う）が働く。特に、電極境界付
近では、多くの電荷が誘導されているため強い復元力が
発生する。図２、図３及び図４に示した電極パターン
は、このような境界を四面八方に構成しているため、横
方向の復元力は、図５に示す電極パターンの場合よりは
はるかに強い。

【００５６】図７は本発明の第２実施例を示す薄板やフ
ィルムなどの薄状部材のハンドリング装置の模式図であ
り、図７（ａ）はその薄状部材のハンドリング装置の全
体構成図、図７（ｂ）はその局所保持部材に真空吸着機
構を施したものを図７（ｃ）はその局所保持部材を移動
可能にしたものをそれぞれ示している。

【００５７】これらの図において、７０１は固定子、７
０２は電極、７０３は位置センサ、７０４は固定子の外
端部に設けられる支持部材、７０５はその支持部材７０
４に固定される局所保持部材、７０６は制御装置（コン
トローラ）、７０７は電圧電源、７０８は薄状部材であ
る。

【００５８】この実施例では、薄状部材７０８を局所保
持部材７０５で掬うような状態で保持するとともに、電
極７０２に印加される電圧による静電気力により薄状部
材７０８の主要部を吸引させ、局所保持部材７０５で薄
状部材７０８の下面の周辺部を支持して薄状部材７０８
の落下を防止するとともに、薄状部材７０８の主要部を
浮上させて、ハンドリング（搬送）可能にしたものであ
る。

【００５９】固定子７０１の外端部に局所保持部材７０
５を有する支持部材７０４を配置し、実効的な固定子の
電極の面積が可変になるように、その局所保持部材７０
５付きの支持部材７０４を移動可能に構成することがで
きる。

【００６０】また、図７（ｂ）に示すように、局所保持
部材７０５には真空吸着機構を備えることができる。つ
まり、局所保持部材７０５には空気穴７０９を設け、吸
気管７１０から真空引きすることにより、薄状部材７０
８の主要部から外れた端部を真空吸着により固定するこ
とができる。

【００６１】更に、支持部材７０４は、図７（ｂ）及び
図７（ｃ）に示すように、固定子７０１との固定位置を
可変にすることにより、局所保持部材７０５の先端間の
距離を薄状部材７０８の寸法や重量に対応させて変化さ
せることができる。支持部材７０４の固定子７０１への
固定は、静電気力を用いた電極７０２の配置や、機構的
な固定位置の変更等により行うことができる。つまり、
支持部材７０４の基部は固定子７０１に取り付け取り外
し自在にする。

【００６２】このように構成したので、寸法が大きく、
重量がある薄状部材７０８であっても、その脱落を防止
するとともに、安定なハンドリング（搬送）の脱落を防
止することができる。

【００６３】また、ハンドリング対象物があまりにも広
くまたは薄い場合には、一個所のみに電極を集中的に形
成し、その部分のみを静電気力により浮上支持するよう
にしたのでは、ハンドリング対象物の支持が十分ではな
い場合があるが、そのような場合には、実効的な固定子
の電極の面積を狭くしてそれ以外の部分は、支持部材７
０４の局所保持部材７０５で保持するようにする。

【００６４】図８は本発明の第３実施例を示す薄板やフ
ィルムなどの薄状部材のハンドリング装置の模式図であ
り、図８（ａ）はそのハンドリング装置の全体構成図、
図８（ｂ）はその支持部材及び局所保持部材を示す図で
ある。

【００６５】この図において、８０１は固定子、８０２
は右側の電極、８０３は中央の電極、８０４は左側の電
極、８０５〜８０７は位置センサ、８０８は支持部材、
８０９はその支持部材８０８に固定される局所保持部
材、８１０〜８１２は制御装置（オンオフコントロー
ラ）、８１３は電圧電源である。

【００６６】上記第２実施例で述べたように、ハンドリ
ング対象物の寸法が広くまたは薄い場合には、一個所の
みに電極を集中的に形成し、その部分のみを静電気力に
より浮上支持するようにしたのでは、ハンドリング対象
物の支持が十分ではない場合がある。

【００６７】そのような場合には、この実施例に示すよ
うに、電極の配置を工夫することによってその問題を解
決するようにしている。すなわち、電極を複数箇所に配
置して、広い面積にわたってハンドリング対象物を確実
に浮上支持するようにしている。例えば、固定子８０１
に右側の電極８０２と、中央の電極８０３と、左側の電
極８０４とを配置し、両側には局所保持部材８０９を有
する支持部材８０８を設ける。

【００６８】そこで、右側の電極８０２と中央の電極８
０３と左側の電極８０４にはそれぞれオンオフの制御装
置８１０〜８１２を設けて、それぞれの電極に電圧電源
８１３からの電圧を印加したり、オフしたりするように
している。

【００６９】このように、固定子の電極面に複数の電極
を分散して形成し、各１組の電極（極性の異なる２電圧
が別々に印加される２電極を１組とする）に１つの位置
センサを取り付け、センサの対向する部分のギャップに
合せて電圧を制御する。電圧の制御方式としては、前述
したようにオンオフ制御やＰＩＤ制御などがある。この
応用例はハンドリング対象物の性質、例えばヤング率な
どが不明な場合に有効である。

【００７０】以下、本発明の第４実施例について説明す
る。

【００７１】図１、図７と図８では、位置センサを用い
てハンドリング対象物と電極間のギャップをセンシング
し、そのギャップに基づいて電極への印加電圧を制御し
て安定支持を得るようにしている。これらに対して、図
９、図１０及び図１１に示す薄板やフィルムなどの薄状
部材のハンドリング装置は、上記した位置センサを用い
ずに、ハンドリング対象物を簡便に支持する構成にして
いる。

【００７２】図９において、９０１は固定子、９０２は
固定子９０１の面上に形成される電極、９０３はハンド
リング対象物としての薄板やフィルムなどの薄状部材、
９０４はその薄状部材９０３を下方向に押さえる支持部
材である。この支持部材９０４で薄状部材９０３を単純
に下方向に押さえる。つまり、電極９０２に電圧を印加
すると、電極９０２の真下の部分が静電気力に吸引さ
れ、薄状部材９０３が上側に凸になる。また、上側に凸
の度合の増加に従って薄状部材９０３内部に生ずるばね
力が大きくなる。このばね力と静電気吸引力とが釣り合
ったところで、薄状部材９０３は下には落ちず、また
は、撓みが進み最終的に電極９０２に吸着されることも
なく、薄状部材９０３は安定し、薄状部材９０３の主要
部は非接触な状態でハンドリングされる。電極９０２へ
の印加電圧は薄状部材９０３のヤング率、厚み、電極面
積や位置、薄状部材に許容する撓みなどに適合させて決
定される。

【００７３】このような場合、そのような条件に合わせ
て、撓んだ薄状部材９０３が電極９０２へ接触しないよ
うに、支持部材９０４の高さＨを設定することが重要で
ある。

【００７４】薄状部材９０３が一定の場合は、電圧電源
９０６から直に予め設定された電圧を電極９０２に印加
するようにしてもよいが、種々のハンドリング対象物を
取り扱う場合には、そのハンドリング対象物の種類に合
わせて、予めコントローラ９０５で印加される電圧を調
整して、電極９０２における吸引静電力をそれぞれのハ
ンドリング対象物に適合させるようにする。

【００７５】このように構成したので、位置センサを配
置する必要がなくなり、簡便であり、かつ大幅なコスト
の低減を図ることができる。

【００７６】図１０は本発明の第５実施例を示す薄板や
フィルムなどの薄状部材のハンドリング装置の模式図で
あり、図１０（ａ）はそのハンドリング装置の全体構成
図，図１０（ｂ）はそのハンドリング装置の支持部材と
局所保持部材を示す図である。

【００７７】この図において、１００１は固定子、１０
０２は固定子の面上に形成される面積が不均一な電極、
１００３は支持部材、１００４は支持部材の下面に固定
される局所保持部材、１００５はハンドリング対象物と
しての薄板やフィルムなどの薄状部材、１００６は各電
極に電圧を供給するコントローラ、１００７は電圧を供
給する電圧電源である。

【００７８】図１０においては、図９と同じく、静電気
力とハンドリング内部に起きるばね力との釣り合いで、
ハンドリング対象物をほぼ非接触な状態でハンドリング
するが、図９の実施例では、局部支持手段として支持部
材を用いてエッジ部を押さえる方法を取ったが、この第
５実施例ではハンドリング対象物の自重を利用してハン
ドリング対象物に撓みを生じさせ、図１０に示す支持部
材１００３の下部に固定される局所保持部材１００４で
薄状部材１００５の下面の周辺部を下から支えるように
構成する。

【００７９】また、図１０（ｂ）に示すように、支持部
材１００３の下部に固定される局所保持部材１００４は
その位置を移動させるように構成することができる。つ
まり、薄状部材１００５の寸法に適合するように調整す
ることができる。

【００８０】このように構成することにより、薄状部材
１００５の脱落を防止するとともに、薄状部材１００５
の安定な保持を行うことができる。したがって、薄状部
材１００５の長距離搬送などを確実に行うことができ
る。

【００８１】図１１は本発明の第６実施例を示す薄板や
フィルムなどの薄状部材のハンドリング装置の模式図で
ある。

【００８２】この図において、１１０１は固定子、１１
０２は固定子の面上に形成される面積が不均一な電極、
１１０３は局部支持部材、１１０４はハンドリング対象
物としての薄板やフィルムなどの薄状部材、１１０５は
各電極に電圧を供給する電圧電源である。

【００８３】この実施例では、上記第４及び第５実施例
で示した支持部材による単純支持の代わりに、薄状部材
１１０４の主要部を外した周辺部を吸着機構により吸着
支持する。つまり、局部支持部材１０３の底面には吸着
機構を設けて、薄状部材１１０４の主要部を外した局部
を吸着することにより支持するようにしている。吸着支
持手段として静電チャックと真空チャックなどが考えら
れる。

【００８４】また、薄状部材１１０４が応力により変形
や破壊しないように、薄状部材１１０４の応力状態に合
せて薄状部材１１０４の各部分に作用すべき静電気力を
前もって計算しておく。一例として、図１１に示してい
る電極１１０２のように、薄状部材１１０４の応力分布
に合せて電極面上の各電極要素の面積を決め、単一の電
圧電源１１０５から供給される電圧をすべての電極要素
に印加するだけで、薄状部材１１０４の内部応力をうま
く最小まで押さえ、薄状部材１１０４に起きる変形を最
小にし、薄状部材１１０４の主要部を非接触にハンドリ
ングする。

【００８５】また、必ずしも電極要素の面積で応力分布
を調整するのではなく、各電極要素に印加する電圧を調
整する方式も考えられる。この場合、多数個の電圧電源
を用いるか、または、単一電圧電源から得た電圧を制御
装置（図示なし）で調整するようにする。

【００８６】図１、図７、図８、図９、図１０及び図１
１の実施例において、局部支持の手法としては様々の形
式が考えられる。局部の支持形式に関係なく、静電気力
による補助支持原理は前述したいずれのものであって
も、本発明から除外されるものではない。

【００８７】一方、静電気吸引力はギャップの２乗に反
比例するため、もし、初期状態においてハンドリング対
象物は大きく下向きに凸形状であれば、ハンドリング対
象物を静電気吸引力を用いて撓みを目標値まで小さくす
るには、印加電圧をかなり高くする必要がある。

【００８８】このような問題に対処するために、以下の
ような構成を施す。

【００８９】図１２は本発明の第７実施例を示す薄板や
フィルムなどの薄状部材のハンドリング装置の模式図で
ある。

【００９０】この図において、１２０１はベース、１２
０２は固定子、１２０３は固定子に設けられる電極、１
２０４はその電極に印加される電圧電源、１２０５はベ
ース１２０１からの高さＨを調整する高さ調整手段、１
２０６は支持部材、１２０７はその支持部材１２０６に
よって主要部を外された局所を支持されるハンドリング
対象物としての薄板やフィルムなどの薄状部材である。

【００９１】図１３は本発明の第７実施例の一具体例を
示す薄板やフィルムなどの薄状部材のハンドリング装置
の構成図であり、図１３（ａ）はその高さ調整手段とし
ての高さ調整装置の構成図、図１３（ｂ）は図１３
（ａ）のＢ部拡大図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のＡ
−Ａ線断面図である。

【００９２】この高さ調整装置は、可伸縮部１３００を
ベース１３０１と電極付き固定子１３０２の間に取り付
け、可伸縮部１３００の伸縮により電極付き固定子１３
０２を上げ下げする構造になっている。この可伸縮部１
３００はじゃばら１３０３、中空電極ディスク１３０
４、リード線１３０５，１３０６、空気充填部１３０７
から構成されている。ベース１３０１と電極付き固定子
１３０２間はじゃばら１３０３で連結され、じゃばら１
３０３の各段に中空電極ディスク１３０４を固定する。

【００９３】ここでは隣り合う２枚の中空電極ディスク
１３０４に異なった電圧を印加できるようにし、中空電
極ディスク１３０４を２組に分けるようにそれぞれのリ
ード線１３０５と１３０６に結線する。可伸縮部１３０
０内において中空電極ディスク１３０４以外の部分は空
気で充填されている。中空電極ディスク１３０４は電極
１３０９とその表面に形成される誘電体１３０８から構
成される。

【００９４】そこで、まず、Ｖ１及びＶ２に極性の同じ
電圧を印加して、誘電体１３０８の表面に同じ極性の電
荷を誘導させ、中空電極ディスク１３０４間に生じる反
発力を利用して可伸縮部１３００を伸ばし、大きく下向
きに撓んでいるハンドリング対象物としての薄状部材の
面に近づける。そして、Ｖ３及びＶ４に電圧を印加し、
薄状部材を吸引する。

【００９５】次に、Ｖ１及びＶ２に極性の異なる電圧を
印加して、対向する誘電体１３０８の表面に異なる電荷
を誘導させ、中空電極ディスク１３０４間に生じる吸引
力を利用して可伸縮部１３００を縮ませ、ゆっくりと電
極付き固定子１３０２を上昇させてハンドリング対象物
としての薄状部材の一部を上げ、撓みを修正する。可伸
縮部１３００の伸縮速度は空気出入穴１３１０の大きさ
を調整して、ダンピング力を変更することによって調整
できる。

【００９６】図１４は本発明の第８実施例を示す薄板や
フィルムなどの薄状部材のハンドリング装置の構成図で
ある。

【００９７】この図において、１４０１はベース、１４
０２は固定子、１４０３は固定子に設けられるアーチ形
状の電極、１４０４はその電極に印加される電圧電源、
１４０５は支持部材、１４０６はその支持部材１４０５
によって主要部を外された局所を支持されるハンドリン
グ対象物としての薄板やフィルムなどの薄状部材であ
る。

【００９８】この実施例では、ハンドリングすべき薄状
部材１４０６が撓むことなく、つまり、フラットな状態
でハンドリングするのに好適なハンドリング装置を提供
しようとするものである。

【００９９】この実施例においては、より撓みやすい薄
状部材１４０６中央部にはより接近した位置に電極１４
０３が配置され、周辺部に向かうに従って電極１４０３
の位置が薄状部材１４０６から離れるようなアーチ形状
の電極１４０３を配置するようにしている。

【０１００】このように構成したので、薄状部材１４０
６は撓むことなく、フラットな状態でハンドリングする
ことができる。

【０１０１】図１５は本発明の薄板やフィルムなどの薄
状部材のハンドリング装置における薄状部材とその支持
部材の変形例を示す図であり、図１５（ａ）はそのハン
ドリング装置の構成図、図１５（ｂ）はそのハンドリン
グ装置の下面図、図１５（ｃ）はその薄状部材の平面図
である。

【０１０２】図１５において、１５０１は固定子、１５
０２は区分された４区画の電極、１５０３は支持部材で
あり、ここでは、４個の升状の仕切部１５０３Ａ〜１５
０３Ｄを有している。１５０５はコントローラ、１５０
６は電圧電源を示している。

【０１０３】上記実施例では、支持部材は固定子の両側
にのみ形成されたものを示したが、図１５に示すよう
に、支持部材は４個の升状に区画され、複数の主要部と
その局所部を有する薄状部材を支持することができる。

【０１０４】一方、薄状部材１５０４は広い平板状の薄
状部材であり、その主要部１５０４Ａ〜１５０４Ｄとそ
の局所部である１５０４Ｅ〜１４０４Ｐを有している。
つまり、液晶用絶縁基板などは一枚の基板に、複数の液
晶装置が設けられている。その主要部である複数の液晶
装置の周囲には実際の装置としては利用しない局所部が
存在し、この局所部は最終的にはカットされるようにな
っている。

【０１０５】なお、この実施例では、４個の升状の仕切
りについて述べたが、単なる１個の四形状の枠や２個の
升状の仕切りなど薄状部材の局所部の形状に応じて種々
の変形が可能である。

【０１０６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【０１０７】

【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、本発明によ
れば、以下のような効果を奏することができる。 （Ａ）薄板やフィルムなどの薄状部材をそれぞれの形式
で静電気力を用いて浮上させ、機構的支持部材で補助的
に支持し、薄状部材の主要部は非接触な状態でそれらを
ハンドリングすることができる。 （Ｂ）高抵抗体である薄状部材を素早く吸引してハンド
リングし、かつ、ハンドリング時における薄状部材の縦
方向と横方向の安定性を上げることができる。 （Ｃ）固定子の電極面を上下伸縮できるように構成し、
初期状態において大きく下向きに撓んでいる薄状部材を
スムーズに吸引して撓みを修正することにより、ハンド
リングすることができる。 （Ｄ）電極をアーチ形状の配置とすることにより、薄状
部材が撓むことなく、フラットな状態でハンドリングす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す薄板やフィルムなど
の薄状部材のハンドリング装置の模式図である。

【図２】本発明の第１実施例を示すハンドリング対象物
が高抵抗体や半導体などの薄状部材である場合に適する
固定子の電極面の平面図（その１）である。

【図３】本発明の第１実施例を示すハンドリング対象物
が高抵抗体や半導体などの薄状部材である場合に適する
固定子の電極面の平面図（その２）である。

【図４】本発明の第１実施例を示すハンドリング対象物
が高抵抗体や半導体などの薄状部材である場合に適する
固定子の電極面の平面図（その３）である。

【図５】本発明の第１実施例を示すハンドリング対象物
が導電体の薄状部材である場合に適する電極面の平面図
である。

【図６】本発明の第１実施例を示すハンドリング対象物
の横方向拘束力の発生の説明図である。

【図７】本発明の第２実施例を示す薄板やフィルムなど
の薄状部材のハンドリング装置の模式図である。

【図８】本発明の第３実施例を示す薄板やフィルムなど
の薄状部材のハンドリング装置の模式図である。

【図９】本発明の第４実施例を示す位置センサを用いな
い薄板やフィルムなどの薄状部材のハンドリング装置の
模式図である。

【図１０】本発明の第５実施例を示す薄板やフィルムな
どの薄状部材のハンドリング装置の模式図である。

【図１１】本発明の第６実施例を示す薄板やフィルムな
どの薄状部材のハンドリング装置の模式図である。

【図１２】本発明の第７実施例を示す薄板やフィルムな
どの薄状部材のハンドリング装置の模式図である。

【図１３】本発明の第７実施例の一具体例を示す薄板や
フィルムなどの薄状部材のハンドリング装置の構成図で
ある。

【図１４】本発明の第８実施例を示す薄板やフィルムな
どの薄状部材のハンドリング装置の構成図である。

【図１５】本発明の薄板やフィルムなどの薄状部材のハ
ンドリング装置における薄状部材とその支持部材の変形
例を示す図である。

【図１６】従来のハンドリング装置の概略構成図と固定
子の電極形状を示す図である。

【図１７】従来の多分割された電極パターンを有する他
の固定子の電極を示す図である。

【符号の説明】

１００，７０１，８０１，９０１，１００１，１１０
１，１２０２，１４０２，１５０１ 固定子 １０１，７０２，９０２，１００２，１１０２，１２０
３，１３０９ 電極 １０２，７０８，９０３，１００５，１１０４，１２０
７，１４０６ 薄状部材 １０３，７０３，８０５〜８０７ 位置センサ １０４，２０８，３０６，５０３ 穴 １０５，７０４，８０８，９０４，１００３，１２０
６，１４０５，１５０３機構的支持部材 １１０，７０７，８１３，９０６，１００７，１１０
５，１２０４，１４０４，１５０６ 電圧電源 １１１，７０６，８１０〜８１２，９０５，１００６，
１５０５ 制御装置 ２００，３００，４００，５００ 電極パターン ２０１，３０１，４０１ 基板 ２０２，２０６，３０２，４０２，５０１ 第１の電
極要素 ２０３，２０５，３０４，４０４，５０２ 第２の電
極要素 ２０４，２０７ 絶縁部分 ３０３，４０３ 第１の接続線 ３０５，４０５ 第２の接続線 ６０１ 電極要素 ６０２ 高抵抗体の薄状部材のハンドリング対象物 ７０５，８０９，１００４，１１０３ 局所保持部材 ７０９ 空気穴 ７１０ 吸気管 ８０２ 右側の電極 ８０３ 中央の電極 ８０４ 左側の電極 １２０１，１３０１，１４０１ ベース １２０５ 高さ調整手段 １３００ 可伸縮部 １３０２ 電極付き固定子 １３０３ じゃばら １３０４ 中空電極ディスク １３０５，１３０６ リード線 １３０７ 空気充填部 １３０８ 誘電体 １３１０ 空気出入穴 １４０３ アーチ形状の電極 １５０２ ４区画の電極 １５０３Ａ〜１５０３Ｄ ４個の升状の仕切部 １５０４Ａ〜１５０４Ｄ 薄状部材の主要部 １５０４Ｅ〜１４０４Ｐ 薄状部材の局所部

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄状部材のハンドリング装置において、
   （ａ）前記薄状部材を浮上させるための静電気力を発生
   させる電極を有する固定子と、（ｂ）該固定子の電極部
   分に配置され、該電極部分の面と前記薄状部材とのギャ
   ップを検出する位置センサと、（ｃ）前記固定子の一部
   に配置される機構的支持部材とを備え、（ｄ）前記薄状
   部材の主要部を外した局所を前記機構的支持部材により
   補助的に支持することを特徴とする薄状部材のハンドリ
   ング装置。
2. 【請求項２】 薄状部材のハンドリング装置において、
   （ａ）前記薄状部材を浮上させるための静電気力を発生
   させる電極を有する固定子と、（ｂ）該固定子の局所に
   配置されるとともに、前記浮上する薄状部材と所定の間
   隔を有して支持する機構的支持部材とを備え、（ｃ）前
   記薄状部材の主要部を外した局所を前記機構的支持部材
   により補助的に支持することを特徴とする薄状部材のハ
   ンドリング装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の薄状部材のハンド
   リング装置において、前記機構的支持部材の底面に吸着
   手段を有することを特徴とする薄状部材のハンドリング
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の薄状部材のハンド
   リング装置において、前記機構的支持部材の底面に前記
   薄状部材の局所を保持する保持部材を具備することを特
   徴とする薄状部材のハンドリング装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の薄状部材のハンドリング
   装置において、前記保持部材を移動可能に構成したこと
   を特徴とする薄状部材のハンドリング装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３又は４記載の薄状部材
   のハンドリング装置において、前記薄状部材は導電体で
   あることを特徴とする薄状部材のハンドリング装置。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３又は４記載の薄状部材
   のハンドリング装置において、前記薄状部材は半導体、
   高抵抗体又は誘電体であることを特徴とする薄状部材の
   ハンドリング装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の薄状部材のハンドリング
   装置において、前記電極の半分はドット状に細かく分割
   された第１の電極要素及び絶縁部分を介してベタパター
   ン化された第２の電極要素を有し、前記電極の他の半分
   はドット状に細かく分割された第２の電極要素及び絶縁
   部分を介してベタパターン化された第１の電極要素を有
   し、該第１の電極要素と第２の電極要素にはそれぞれ極
   性が異なる電圧を印加し、前記高抵抗体からなる薄状部
   材に対して誘導静電気力を高めるとともに、ハンドリン
   グ時における薄状部材の横方向の拘束力を強める電極配
   置を有することを特徴とする薄状部材のハンドリング装
   置。
9. 【請求項９】 請求項７記載の薄状部材のハンドリング
   装置において、前記電極の一部または全部はドット状に
   細かく分割された第１の電極要素及び第２の電極要素を
   有し、この第１の電極要素と第２の電極要素にはそれぞ
   れ極性が異なる電圧を印加し、前記高抵抗体からなる薄
   状部材に対して誘導静電気力を高めるとともに、ハンド
   リング時における薄状部材の横方向の拘束力を強める電
   極配置を有することを特徴とする薄状部材のハンドリン
   グ装置。
10. 【請求項１０】 請求項１、２、３又は４記載の薄状部
    材のハンドリング装置において、前記薄状部材に作用す
    る静電気力を調整する手段を具備することを特徴とする
    薄状部材のハンドリング装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の薄状部材のハンドリ
    ング装置において、前記静電気力を調整する手段は、前
    記電極に印加する電圧を制御する制御装置を具備するこ
    とを特徴とする薄状部材のハンドリング装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の薄状部材のハンドリ
    ング装置において、前記静電気力を調整する手段は、平
    面的な電極の配置を調整することを特徴とする薄状部材
    のハンドリング装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０記載の薄状部材のハンドリ
    ング装置において、前記静電気力を調整する手段は、高
    さ方向の電極の配置を調整することを特徴とする薄状部
    材のハンドリング装置。
14. 【請求項１４】 請求項１０記載の薄状部材のハンドリ
    ング装置において、前記静電気力を調整する手段は、高
    さ方向にアーチ形状の電極の配置を行うことを特徴とす
    る薄状部材のハンドリング装置。