JPH03259820A

JPH03259820A - 微粒子搬送装置

Info

Publication number: JPH03259820A
Application number: JP2058198A
Authority: JP
Inventors: Kunitoshi Nishimura; 国俊西村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1991-11-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、はぼ０．５　ｍｍ〜１μｍの径をもつ微粒子
の搬送装置に関する。

［従来の技術］多数の微粒子の中から特定の径の微粒子を選別し、特定
の場所に配置する等の操作を随意に行うためには、微粒
子の選別装置と搬送装置が必要になる。従来、微粒子の
選別は、篩等の手段により実現されており、搬送手段と
しては、ビンセット等の摘出用具と、傾斜や送風を利用
した管路や案内溝等の案内路による装置があった。

［発明が解決しようとする課題］上述した従来の微粒子の搬送装置は、ピンセット等の用
具で機械的に摘出するか、案内路内を傾斜や送風等で機
械的に移動させる手段かに大別されるが、前者は０．１
　ｍｍ以下の粒子についてはその外径が小さ過ぎるため
現状では実現されておらず、後者の案内機構による粒子
の駆動方法としては、傾斜させることにより重力を利用
してすべらせる方法と空気圧により送る方法が考えられ
るが０．１０１１１１以下の粒子には静電気等の影響が
大きくなり、安定した搬送ができない欠点がある。

本発明の目的は、はぼ０．５ｍｍ〜１μｍ級の径の微粒
子を円滑に搬送する微粒子搬送装置を提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］本発明の微粒子搬送装置は、微粒子の案内溝と、該案内溝の絶縁材を挟んだ下方に該案内溝の中心線に対
して少なくとも平行でなく任意の角度を有して配列され
た複数の電極と、該複数の電極に対して、前記案内溝内に１つの方向に順
次静電界を移動して発生させる励磁電圧を印加する手段
を有している。

［作用］案内溝の下側に配設された複数の電極に多相のステッピ
ングモータの相励磁相当の電圧を印加して案内溝内に静
電場を移動的に発生することにより、案内溝内の微粒子
は安定位置への移動を緑返し、逐次移送される。

［実施例］次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の微粒子搬送装置の一実施例の斜視図、
第２図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ第１図に示ず電極
５．．５２．〜，５ｏに対する励磁系を示す図と、各信
号線の駆動波形を示す図、第３図（ａ）。

（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）は第１図に示す案内溝
３内における微粒子４と電極５４，５□、〜、５ｏとの
間の動作原理の説明図、第４図は第１図に示す微粒子４
と大き過ぎる電極との関係を示す図、第５図は案内溝３
が７字形の場合の構成を示す図である。

この微粒−ｆ−搬送装置は案内溝３と、案内２と、絶縁
体膜１と、複数の電極５．．５□、〜、５ｏと、制御回
路１０と、信号線１１，１２．１３とからなる。案内溝
３は両側を案内２で区画され、床面が絶縁膜１で覆われ
た微粒子４の移動路である。

案内２は導電性の材料からなり、静電気による吸引力が
生じないようになっている。絶縁体膜１の下側には案内
溝３の中心線とほぼ直交する角度でストライプ状の電極
５．．５２．〜，５ｏが配設されている。一方、制御回
路１０から信号線１１゜１２．１３を介してそれぞれ５
３１５３＋３＋、５２゜５２＋３ｉ、５１＋５１＋３＋
　（但しｉ＝１〜順序数）に３相のステッピングモータ
の相励磁相当の励磁電圧による駆動波を出力する。

次に、本実施例の動作について説明する。

制御回路１０から信号線１１，１２．１３に位相が１８
０°ずつシフトした電圧を３相のステッピングモータに
おける２相励磁法と同様に印加する。この場合、第３図
（ａ）に示すように、電極５１．５□、〜、５ｎによる
静電界は線Ａ−Ａおよび線Ｂ−Ｂに対して対称になり、
一方、微粒子４は中心が線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ上になく、静
電界の作用が左右対称でないので安定する方向Ｂ−Ｂ方
向（あるいはＡ−Ａ方向）、すなわち第３図（ｂ）。

（Ｃ）に示す位置へ移動する。したがって、第３図（ｄ
）に示すように、電極５．．５２．〜，５６へ印加する
電圧の切替により案内溝３内の微粒子４の安定位置が連
続的に変化するため、微粒子４は該電圧切替えにともな
って移動する。

ここで、第３図（ａ）に示す電極５、．５２＋〜５ｏの
ピッチｐと微粒子４の直径ｄとの関係は特に規定される
ものではないが、ｄ＞ｐの場合は、微粒子４に対する静
電界は平均化されてしまい、印加電圧を切り換えても微
粒子４に対する駆動力は発生しない。しかし、この場合
は、電極をいくつかまとめて１つの電極と見做し印加状
態を変えればよい。また、第４図に示すように、電極１
５、．１５２の案内溝の中心線を横切る幅が微粒子４の
直径ｄに比して特に大きく、ｄ＜ｐの場合は、□第４図
に示すように、微粒子４に作用する電気力線はほとんど
電極１５１，１５２の面に垂直方向となるので、駆動力
は発生しない。しかしこの場合は、微粒１″−４と電極
間の絶縁体１の構成を工夫すれば、微粒子４を動かすこ
とが可能となる。

すなわち、絶縁体１としてわずかな導電率と誘電率をも
つ材料を用いれば、絶縁体中の電荷が仲介し、微粒子４
を動かす。これまでは、３相のステッピングモータの２
相励磁法相当の電極励磁についての波形で説明したが、
これに限定されることなく、３相のステッピングモータ
の１相励磁法でも、４相のステッピングモータの３相励
磁法相当の波形でもよい。要は電界を変化させればよい
。

またストライプ状の電極と案内用の溝が第５図の電極５
２６〜５２８の部分のように直交する場合で説明したが
これに限定されることなく第５図の電極５２１〜５２５
の部分に示すように斜めであってもよい。こわは微粒子
４の駆動力が静電界の変化によるものであるので、案内
溝３と電極５１．５２゜〜、５ｏが直交する必然性はな
い。ただ、両者が平行状態になると案内溝３の方向に静
電界が変化せず駆動力が発生しないので、この状態たり
は除く。したがって第５図に示すように案内溝３を７字
形にすることによって２種類の微粒子４を混合すること
、あるいは分離することも可能になる。

また、電極５．．５□、〜、５ｎの配置も完全に平行状
態でなくてもよいことは明らかである。電極５７．５□
、〜、５ｎを放射状に配置することにより、円弧状の溝
に沿って微粒子４を動かすことも可能である。

［発明の効果］以ト説明したように本発明は、ピンセットではさむこと
のできないような微少な径をもつ粒子を静電力によって
搬送するので、これまで不可能であった０、５ｍｍ〜１
μｍ径級の微粒子の搬送を１つづつ扱うことができ、ま
た、構造が極めて簡単であるので、簡易に製作でき、さ
らに扱う粒Ｙ−が小さいので当然装置全体も小形化が可
能となり、ＩｓＩのプロセス技術を適用することにより
大量生産も可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の微粒子の搬送装置の一実施例の斜視
図、第２図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞわ第１図に示す
電極５Ｉ、５２．〜，５６の本発明の制御回路に対する
励磁系を示す図と、各信号線の駆動波形を示す図、第３
図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）は第１
図に示す案内溝３内における微粒子４と電極５．．５．
、、〜５ｎとの間の動作原理の説明図、第４図は第１図
に示す微粒子４と大き過ぎる電極との関係を示す図、第
５図は案内溝３が７字形の場合の構成を示す図である。１・・・絶縁体、　　　　　２・・・案内、３・・・案
内溝、　　　　　４・・・微粒子、５、．５．、、〜，
５ｎ・・・電極、１０・・・制御回路、　　　１１〜１３・・・信号線、
１５、．１５□・・・電極。（ａ）１＠循第図第図第３図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】１、微粒子の案内溝と、該案内溝の絶縁材を挟んだ下方に該案内溝の中心線に対
して少なくとも平行でなく任意の角度を有して配列され
た複数の電極と、該複数の電極に対して、前記案内溝内に１つの方向に順
次静電界を移動して発生させる励磁電圧を印加する手段
を有する微粒子搬送装置。