JPH04354742A - 物体搬送装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙送り機構等に用いら
れる物体搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、静電力や圧電素子等の駆動源を用
いて微小物体を移動（搬送）させたり、回転させたりす
る機構が数多く発案されている。その第一の従来例を図
４に基づいて説明する。Ｓｉ基板１上には左右にくし歯
状の可動電極２を備えた可動部３が設けられ、この可動
部３はその中央に形成された梁４に支持されており、そ
の梁４は前記Ｓｉ基板１の固定部５にて固定されている
。これにより、可動電極２と梁４とは、Ｓｉ基板１から
浮いた形となっている。また、前記可動電極３を挾んだ
両側の位置には先端部がくし歯状の固定電極６が配設さ
れ、それら固定電極６及び可動電極２の先端部のくし歯
は互いに噛み合うようになっている。

【０００３】このような構成において、両側に配置され
た固定電極６間に交流の電圧を印加すると、その間に静
電力が作用し、これにより可動部３の可動電極２はくし
歯間に引き込まれたり押し出されたりして振動する。従
って、その可動部３に図示しない物体を取り付けること
により変位機構を実現できる。

【０００４】また、その第二の従来例を図５に基づいて
説明する。Ｓｉ単結晶からなる基板７にＫＯＨによる異
方性エッチングを行い、これにより両持ち梁８に支持さ
れたねじれ振子９を作る。また、電極１０の付けられた
ガラス基板１１を前記基板７と接合し、その電極１０と
基板７との間に電圧を印加することにより、ねじれ振動
子９に形成された鏡面１０を回転させることができ、こ
れにより回転機構を実現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】第一の従来例の場合、
可動部３は振動するだけであり、これに接続された外部
の物体を変位させることはできても移動させることがで
きない。また、第二の従来例の場合、ねじれ振動子９の
鏡面１０が回転するだけであり、やはりこの場合にも外
部の物体を移動させることはできない。このように変位
や回転はできても、物体を移動させることはできない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では
、ベース上に少なくとも２組の梁の一端を固定し、先端
部が互いに噛み合った少なくとも２組のくし歯を前記梁
の他端側に各々独立して取付け、前記くし歯を各々独立
して駆動させる少なくとも２組の圧電素子を設け、前記
圧電素子を駆動させ前記くし歯に緩急移動を伴った往復
運動を生じさせるくし歯移動制御手段を設けた。

【０００７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、ベースと梁とくし歯とは、（１１０）面
Ｃ−Ｓｉウェハの＜１１２＞方向のエッチングを行うこ
とにより貫通して作成し、圧電素子はその貫通加工した
後にはめ込むことにより作成した。

【０００８】請求項３記載の発明では、ベース上に少な
くとも２組の梁の一端を固定し、先端部が互いに噛み合
った少なくとも２組のくし歯を前記梁の他端側に各々独
立して取付け、前記くし歯を各々独立して静電力により
駆動させる少なくとも２組の静電力アクチュエータを設
け、前記静電力アクチュエータを駆動させ前記くし歯に
緩急移動を伴った往復運動を生じさせるくし歯移動制御
手段を設けた。

【０００９】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
発明において、ベースと梁とくし歯と静電力アクチュエ
ータとは、ウェハ上の犠牲層エッチングを利用するサー
フェイスマイクロマシンニングにより作成した。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明においては、くし歯移動制
御手段を用いて圧電素子を駆動制御することにより、く
し歯を各々独立して移動させることができ、これにより
そのくし歯に物体を接触させることにより、精密な移動
機構を実現できる。

【００１１】請求項２記載の発明においては、物体搬送
装置は、Ｃ−Ｓｉウェハをエッチングによって貫通加工
した後、圧電素子をはめ込むことによって作成されてい
るため、製作加工が一段と容易となる。

【００１２】請求項３記載の発明においては、くし歯移
動制御手段を用いて静電力アクチュエータを駆動制御す
ることにより、くし歯を各々独立して移動させることが
でき、これによりそのくし歯に物体を接触させることに
より、精密な移動機構を実現できる。

【００１３】請求項４記載の発明においては、物体搬送
装置は、サーフェイスマイクロマシンニング技術によっ
て作られているため、製作加工が一段と容易なる。

【００１４】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１に基づいて説明
する。ベース１２上には一対の梁としての平行板ばね１
３ａ，１３ｂが左右（Ｙ方向）に互いに向い合った状態
で２組（合計４本）設けられており、それら平行板ばね
１３ａ，１３ｂの一端は前記ベース１２に固定されてい
る。また、前記平行板ばね１３ａの他端にはくし歯１４
ａが取付けられ、前記平行板ばね１３ｂの他端にはくし
歯１４ｂが取付けられており、それら２組のくし歯１４
ａ，１４ｂの先端部は互いに噛み合った状態となってい
る。さらに、前記ベース１２とくし歯１４ａとの間及び
前記ベース１２とくし歯１４ｂとの間には、それぞれ圧
電素子１５ａ，１５ｂが設けられている。さらに、ここ
では、前記圧電素子１５ａ，１５ｂを駆動させ、前記く
し歯１４ａ，１４ｂに緩急移動（急速移動とゆったりし
た移動）を伴った往復運動を生じさせるくし歯移動制御
手段１６ａ，１６ｂが設けられている。

【００１５】この場合、ベース１２と、平行板ばね１３
ａ，１３ｂと、くし歯１４ａ，１４ｂとは、厚さ０．５
ｍｍの（１１０）面Ｃ−ＳｉウェハからＫＯＨのエッチ
ングにより作り出したものである。ここで、平行板ばね
１３ａ，１３ｂ、くし歯１４ａ，１４ｂの方向は、ウェ
ハの＜１１２＞方向と合わせてあり、垂直にエッチング
されている。また、＜１１２＞以外の方向の各辺は斜め
にエッチング（図１中では、傾斜部Ａとして示す）され
ている。そして、そのようなウェハの加工をした後、圧
電素子１５ａ，１５ｂをはめ込む。これにより、くし歯
移動制御手段１６ａ，１６ｂを用いて、圧電素子１５ａ
，１５ｂを駆動制御することにより、くし歯１４ａ，１
４ｂを各々独立して移動させることが可能となる（なお
、移動機構の説明は後述する）。

【００１６】次に、本発明の第二の実施例を図２に基づ
いて説明する。なお、第一の実施例（図１参照）と同一
部分についての説明は省略し、その同一部分については
同一符号を用いる。

【００１７】ここでは、前述した圧電素子１５ａ，１５
ｂの代わりに、２組の静電力アクチュエータ１７ａ，１
７ｂが設けられている。この場合、静電力アクチュエー
タ１７ａ，１７ｂは、平行板ばね１３ａ，１３ｂより突
起したくし歯１８ａ，１８ｂと、それらくし歯１８ａ，
１８ｂと噛み合うくし歯をもつ固定電極１９ａ，１９ｂ
とを備えている。また、前記静電力アクチュエータ１７
ａ，１７ｂを駆動させくし歯１４ａ，１４ｂに緩急移動
（急速移動とゆったりした移動）を伴った往復運動を生
じさせるくし歯移動制御手段２０ａ，２０ｂが設けられ
ている。

【００１８】この場合、ベース１２と、平行板ばね１３
ａ，１３ｂと、くし歯１４ａ，１４ｂと、静電力アクチ
ュエータ１７ａ，１７ｂとは、ウェハ上の犠牲層エッチ
ングを利用するサーフェイスマイクロマシンニングによ
り作成される。すなわち、具体的には、Ｃ−Ｓｉに基板
上にＳｉＯ２　を２μｍだけデポジションし、ｐｏｌｙ
−ＳｉをＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈ
ｉｎｇ　）によってエッチングを行い、ＳｉＯ２　をＨ
Ｆを用いてアンダーエッチを行い、ｐｏｌｙ−Ｓｉ構造
体を浮かせるというプロセスにより作成することができ
る。従って、くし歯移動制御手段２０ａ，２０ｂを用い
て静電力アクチュエータ１７ａ，１７ｂを駆動制御する
ことによって、くし歯１４ａ，１４ｂを各々独立して移
動させることができる（なお、移動機構の説明は後述す
る）。

【００１９】次に、図３（ａ）〜（ｄ）に基づいて物体
の搬送機構について説明する。まず、（ａ）に示すよう
に、互いに噛み合ったくし歯１４ａ，１４ｂの上部に、
搬送用の物体２１を載置する。次に、（ｂ）に示すよう
に、くし歯移動制御手段１６ａを用いて圧電素子１５ａ
を駆動して、くし歯１４ａのみを急速に左方向（矢印方
向）に移動させる。この時、物体２１とくし歯１４ａと
の間の静止摩擦係数が高いため、その物体２１自体は移
動しない。次に、（ｃ）に示すように、くし歯移動制御
手段１６ｂを用いて圧電素子１５ｂを駆動して、くし歯
１４ｂのみを急速に左方向（矢印方向）に移動させる。 この時にも、物体２１とくし歯１４ｂとの間の静止摩擦
係数が高いため、その物体２１自体は移動しない。最後
に、（ｄ）に示すように、くし歯移動制御手段１６ａ，
１６ｂを用いて圧電素子１５ａ，１５ｂをそれぞれ駆動
して、これによりくし歯１４ａ，１４ｂをそれぞれゆっ
くり右方向（矢印方向）に移動させる。この時、物体２
１とくし歯１４ａ，１４ｂとの間の静止摩擦係数は低い
ため、その物体２１はＸ方向に移動することになる。従
って、上述した（ａ）〜（ｄ）の一連の動作を繰り返し
て行うことにより、物体２１を右方向に移動させていく
ことが可能となる。また、これと同様な原理により物体
２１を左方向に移動させることもできる。上述したよう
に、くし歯１４ａ，１４ｂに物体２１を接触させた状態
で、くし歯移動制御手段１６ａ，１６ｂを用いて圧電素
子１５ａ，１５ｂにより移動制御を行うことにより、精
密な搬送機構を提供することが可能となる。

【００２０】なお、ここでは、第一の実施例をもとに移
動機構を説明したが、第二の実施例の場合にも同様に行
うことができる。すなわち、くし歯移動制御手段１６ａ
，１６ｂの代わりにくし歯移動制御手段２０ａ，２０ｂ
を用い、圧電素子１５ａ，１５ｂの代わりに静電力アク
チュエータ１７ａ，１７ｂを用いることにより移動機構
を実現することができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、ベース上に少な
くとも２組の梁の一端を固定し、先端部が互いに噛み合
った少なくとも２組のくし歯を前記梁の他端側に各々独
立して取付け、前記くし歯を各々独立して駆動させる少
なくとも２組の圧電素子を設け、前記圧電素子を駆動さ
せ前記くし歯に緩急移動を伴った往復運動を生じさせる
くし歯移動制御手段を設けたので、くし歯移動制御手段
を用いて圧電素子を駆動制御することによりくし歯を各
々独立して移動させることができ、これにより、くし歯
に物体を接触させることにより移動機構を実現できるた
め、精密な搬送機構を簡単な構成で得ることができるも
のである。

【００２２】請求項２記載の発明は、ベースと梁とくし
歯とは、（１１０）面Ｃ−Ｓｉウェハの＜１１２＞方向
のエッチングを行うことにより貫通して作成し、圧電素
子はその貫通加工した後にはめ込むことにより作成した
ので、製作加工が一段と容易な装置を得ることができる
ものである。

【００２３】請求項３記載の発明は、ベース上に少なく
とも２組の梁の一端を固定し、先端部が互いに噛み合っ
た少なくとも２組のくし歯を前記梁の他端側に各々独立
して取付け、前記くし歯を各々独立して静電力により駆
動させる少なくとも２組の静電力アクチュエータを設け
、前記静電力アクチュエータを駆動させ前記くし歯に緩
急移動を伴った往復運動を生じさせるくし歯移動制御手
段を設けたので、くし歯移動制御手段を用いて静電力ア
クチュエータを駆動制御することによりくし歯を各々独
立して移動させることができ、これにより、くし歯に物
体を接触させることにより移動機構を実現できるため、
精密な搬送機構を簡単な構成で得ることができるもので
ある。

【００２４】請求項４記載の発明は、ベースと梁とくし
歯と静電力アクチュエータとは、ウェハ上の犠牲層エッ
チングを利用するサーフェイスマイクロマシンニングに
より作成したので、製作加工が一段と容易な装置を得る
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の第二の実施例を示す構成図である。

【図３】移動機構の動作状態を示す動作説明図である。

【図４】第一の従来例を示す構成図である。

【図５】第二の従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１２　　　　　　　　　　　　　　ベース１３ａ，１３
ｂ　　　　梁 １４ａ，１４ｂ　　　　くし歯 １５ａ，１５ｂ　　　　圧電素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ベースと、このベース上に一端が固定
   された少なくとも２組の梁と、前記梁の他端側に各々独
   立して取付けられ先端部が互いに噛み合った少なくとも
   ２組のくし歯と、前記くし歯を各々独立して駆動させる
   少なくとも２組の圧電素子と、前記圧電素子を駆動させ
   前記くし歯に緩急移動を伴った往復運動を生じさせるく
   し歯移動制御手段とよりなることを特徴とする物体搬送
   装置。
2. 【請求項２】　　ベースと梁とくし歯とは、（１１０）
   面Ｃ−Ｓｉウェハの＜１１２＞方向のエッチングを行う
   ことにより貫通して作成し、圧電素子はその貫通加工し
   た後にはめ込むことにより作成したことを特徴とする請
   求項１記載の物体搬送装置。
3. 【請求項３】　　ベースと、このベース上に一端が固定
   された少なくとも２組の梁と、前記梁の他端側に各々独
   立して取付けられ先端部が互いに噛み合った少なくとも
   ２組のくし歯と、前記くし歯を各々独立して静電力によ
   り駆動させる少なくとも２組の静電力アクチュエータと
   、前記静電力アクチュエータを駆動させ前記くし歯に緩
   急移動を伴った往復運動を生じさせるくし歯移動制御手
   段とよりなることを特徴とする物体搬送装置。
4. 【請求項４】　　ベースと梁とくし歯と静電力アクチュ
   エータとは、ウェハ上の犠牲層エッチングを利用するサ
   ーフェイスマイクロマシンニングにより作成したことを
   特徴とする請求項３記載の物体搬送装置。