JPH07267365A - 静電搬送装置及び静電搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉体又は薄葉体等の軽物体を省エネルギの下
で搬送集積することができると共に、軽物体を同時に複
数方向に搬送できるようにする。 【構成】 個々の線状電極１１₁，１１₂，１１₃，…と
電源回路８１との間には、専用のスイッチング素子８２
₁，８２₂，８２₃，…が介挿されている。制御回路８３
は、スイッチング素子８２₁，８２₂，８２₃，…の個別
制御を行う。すなわち、粉体等の軽物体の搬送に実質的
に寄与できる線状電極１１₁，１１₂，１１₃，…に直結
するスイッチング素子に対しては、電圧の印加制御、切
り替え制御を行い、一方、搬送に実質的に寄与しない大
多数の線状電極１１₁，１１₂，１１₃，…に直結するス
イッチング素子に対しては、電圧の遮断制御を行う。そ
れ故、被搬送体から現在は遠く離れている多くの線状電
極に対しては、電源の投入は行われないので、省エネル
ギ化を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、粉体、粒体、繊維屑
又は薄葉体等を搬送集積する手段として好適な静電搬送
装置及び静電搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、複数の線
状電極からなる電極群配列体に多相交流電圧を相順に印
加して"進行波交番電界(進行波不平等電界)カーテン"を
形成し、この"進行波交番電界カーテン"の電気力学的搬
送力で帯電粉体を搬送するようにした電界カーテン式粉
体搬送装置という静電搬送装置が知られている（特開昭
６３−１２５２８号公報、特公昭５４−１２６６７号公
報等参照）。しかしながら、進行波交番電界カーテンを
利用する装置では、移動中の粉体を任意の目標位置でピ
タリ止めたり、あるいは、粉体を微小距離進めては止
め、進めては止めたりすることを、位置サーボ機構や制
動機構等の装備なしで、正確に実現することは、大変困
難である。

【０００３】粉体の位置決め搬送を、高価なフィードバ
ック制御系の助けを借りずに、正確かつ簡易に行うに
は、特開平０２−２８５９７８号公報記載の静電アクチ
ュエータの技術を当該粉体搬送技術に適用することが考
えられる。上記公報記載の静電アクチュエータは、絶縁
体内に線状（帯状）の３相電極を多数持つ固定子と、極
めて高い抵抗率の抵抗体層を持つフィルム状の移動子と
からなり、固定子電極（３相電極）への電圧の切り替え
により、その切り替え回数に応じた電極ピッチ分だけ移
動子を進めることができるもので、移動子を負荷なしで
駆動すれば、移動子は搬送装置上を移動する被搬送体と
みなすことができるからである。

【０００４】そこで、この出願に係る発明者は、図１８
に示すように、静電アクチュエータにおける固定子１の
絶縁体２表面に、フィルム状の移動子に代えて、アルミ
等の金属粉体３，３，…を載置し、固定子電極４ａ，４
ｂ，４ｃ，…への電圧の切り替えを行ったところ、実際
に、金属粉体３，３，…が移動し、しかも、特別の位置
決め機構を設けていないにもかかわらず、所定の位置で
ピタリ停止することが確認された。さらに、銅粉や鉄粉
等の他の金属粉体、半導体粉体、抵抗体粉体、誘電体粉
体についても同様の実験を行ったところは、材質に関係
なく、同様の搬送効果及び位置決め効果が得られること
を確認した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な静電アクチュエータの固定子は、同図に示すように、
搬送又は駆動に実質的に寄与できるか否かに関係なく、
すなわち、粉体の近傍に存在するか否かを問わず、配線
された固定子電極の全てに３相の電源が供給されるよう
になっている。このような配線構造は、駆動方向に対し
て、粉体に較べてはるかに大きな広がりを有するフィル
ム状の移動子の場合には、取り立てて問題とする程のこ
とではない。しかしながら、粉体の場合には、特に、粉
体の個数が少なくかつ局在している場合には、搬送に寄
与しない固定子電極が余りにも多くなり、このような固
定子電極にまでも画一的に３相の電源を供給するのは、
多大のエネルギロスを招いて、不経済である。加えて、
上述の配線構造では、複数の粉体に対して同一方向にし
か搬送できないので、使い勝手が良くないという問題が
ある。

【０００６】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、粉体、粒体、繊維屑又は薄葉体等の軽物体を省
エネルギの下で搬送集積することができると共に、軽物
体を同時に複数方向に搬送集積することもできる静電搬
送装置及び静電搬送方法を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、複数の線状電極が一方向に
配列されてなる縞状の電極群の少なくとも一方側が絶縁
層で被覆され、該絶縁層の表面が単数又は複数の被搬送
体を搬送する搬送面となる搬送用固定子と、上記各線状
電極に対して、所定のタイミングで変動する所定の電圧
を印加することにより、上記搬送面近傍の空間に進行波
型の静電界を発生させて、上記各被搬送体を上記搬送面
上の出発位置から目的位置まで静電搬送する電圧印加手
段とを備えてなる静電搬送装置であって、上記電圧印加
手段は、レベルの異なる複数の電圧を出力する電源回路
と、各線状電極と上記電源回路との間に介挿され、該電
源回路から出力される所定の電圧の印加、切り替え又は
遮断をそれぞれ行う複数のスイッチング素子と、これら
のスイッチング素子の作動を個別に制御する制御回路と
からなることを特徴としている。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、複数の線状
電極が一方向に配列されてなる縞状の電極群の少なくと
も一方側が絶縁層で被覆され、該絶縁層の表面が単数又
は複数の被搬送体を搬送する搬送面となる搬送用固定子
と、上記各線状電極に対して、所定のタイミングで変動
する所定の電圧を印加することにより、上記搬送面近傍
の空間に進行波型の静電界を発生させて、各被搬送体を
搬送面上の出発位置から目的位置まで静電搬送する電圧
印加手段とを備えてなる静電搬送装置であって、上記電
圧印加手段は、レベルの異なる複数の電圧を出力する電
源回路と、互いに共通の電圧が同時に印加される任意の
個数の線状電極からなる各線状電極束と上記電源回路と
の間に介挿され、該電源回路から出力される所定の電圧
の印加、切り替え又は遮断をそれぞれ行う複数のスイッ
チング素子と、これらのスイッチング素子の作動を個別
に制御する制御回路とからなることを特徴としている。

【０００９】また、請求項３記載の発明は、複数の線状
電極が縦横に配列されてなる格子状の電極群の少なくと
も一方側が絶縁層で被覆され、該絶縁層の表面が単数又
は複数の被搬送体を搬送する搬送面となる搬送用固定子
と、上記各線状電極に対して、所定のタイミングで変動
する所定の電圧を印加することにより、上記搬送面近傍
の空間に進行波型の静電界を発生させて、上記各被搬送
体を上記搬送面上の出発位置から目的位置まで静電搬送
する電圧印加手段とを備えてなる静電搬送装置であっ
て、上記電圧印加手段は、レベルの異なる複数の電圧を
出力する電源回路と、各線状電極と上記電源回路との間
に介挿され、該電源回路から出力される所定の電圧の印
加、切り替え又は遮断をそれぞれ行う複数のスイッチン
グ素子と、これらのスイッチング素子の作動を個別に制
御する制御回路とからなることを特徴としている。

【００１０】また、請求項４記載の発明は、複数の線状
電極が縦横に配列されてなる格子状の電極群の少なくと
も一方側が絶縁層で被覆され、該絶縁層の表面が単数又
は複数の被搬送体を搬送する搬送面となる搬送用固定子
と、上記各線状電極に対して、所定のタイミングで変動
する所定の電圧を印加することにより、上記搬送面近傍
の空間に進行波型の静電界を発生させて、各被搬送体を
搬送面上の出発位置から目的位置まで静電搬送する電圧
印加手段とを備えてなる静電搬送装置であって、上記電
圧印加手段は、レベルの異なる複数の電圧を出力する電
源回路と、互いに共通の電圧が同時に印加される任意の
個数の線状電極からなる各線状電極束と上記電源回路と
の間に介挿され、該電源回路から出力される所定の電圧
の印加、切り替え又は遮断をそれぞれ行う複数のスイッ
チング素子と、これらのスイッチング素子の作動を個別
に制御する制御回路とからなることを特徴としている。

【００１１】また、請求項５記載の発明は、請求項１又
は２記載の静電搬送装置であって、上記搬送用固定子
は、上記線状電極となる導電性線材と、絶縁性繊維と
が、互いに縦糸・横糸となって織り込まれた電極織物
と、該電極織物の少なくとも表面を被覆する上記絶縁層
とを有してなることを特徴としている。

【００１２】また、請求項６記載の発明は、請求項３又
は４記載の静電搬送装置であって、上記搬送用固定子
は、上記線状電極となる第１の導電性線材と、同じく上
記線状電極となる第２の導電性線材とが、互いに縦糸・
横糸となって織り込まれた電極織物と、該電極織物の少
なくとも表面を被覆する上記絶縁層とを有してなり、か
つ、上記第１及び第２の導電性線材のうち、少なくとも
一方は、絶縁被覆されていることを特徴としている。

【００１３】さらにまた、請求項７記載の発明は、請求
項１，２，３又は４記載の静電搬送装置を用いて単数又
は複数の被搬送体を静電搬送する静電搬送方法であっ
て、制御回路をして、被搬送体の現在通過位置にある線
状電極及びその近傍の線状電極に対応する複数のスイッ
チング素子のみを作動させて、これらの線状電極に対し
てのみ、所定のタイミングで変動する所定の電圧を印加
することにより、上記被搬送体を静電搬送することを特
徴としている。

【００１４】

【作用】請求項１記載の構成において、各線状電極（固
定子電極）と電源回路との間には、専用のスイッチング
素子が介挿されている。これらのスイッチング素子は制
御回路によって個別に制御される。それ故、制御回路を
して、被搬送体の現在通過位置にある線状電極及びその
近傍の線状電極（すなわち、有効な静電搬送力を発生で
きる線状電極）に対してのみ電圧の印加・切り替えを行
うようにすることができる（請求項７記載）。このよう
にすれば、被搬送体から現在は遠く離れている多くの線
状電極に対しては、電源の投入は行われないので、省エ
ネルギ化を達成できる。また、複数の被搬送体（被搬送
体グループ）を、互いに離反させたり、接近させたり、
同時に複数方向に搬送することもできる。

【００１５】なお、請求項１記載の構成は、線状電極と
スイッチング素子とが１対１に対応する構成となってい
るが、これに限らず、互いに共通の電圧が同時に印加さ
れる任意の個数の線状電極からなる線状電極束とスイッ
チング素子とが１対１に対応するように構成しても良い
（請求項２参照）。言い換えれば、Ｎ個（Ｎは複数）の
線状電極に対して１個のスイッチング素子が割り当てら
れる構成になっていても良い。このようにすれば、スイ
ッチング素子の設置個数を削減できる。

【００１６】また、線状電極を、一方向に限らず、互い
に直交する二方向に配列するようにすれば、２次元搬送
に対しても、１次元搬送において上述したと同一の効果
を得ることができる（請求項３又は４参照）。

【００１７】また、線状電極として断面円形の導電性線
材を用い、該導電性線材と絶縁性繊維とを互いに縦糸・
横糸として所定のピッチで織り込んで行き電極織物の形
態にすることで、線状電極の配線をなすようにすれば、
長尺の搬送装置が容易に得られる上、線状電極の周縁が
滑らかなので絶縁破壊を回避できる（請求項５又は
６）。また、任意の曲面の処理面を容易に得ることもで
きる。また、任意の曲面の搬送面を容易に得ることもで
きる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である誘導電荷形の静電
搬送装置の構成を示す斜視図、図２は、同静電搬送装置
の模式的構成を示す概念図、図３は、同静電搬送装置に
おける搬送用固定子の電極構造を示す平面図、図４は同
分解斜視図、また、図５は同断面図である。この例の静
電搬送装置は、粉体５や薄葉体６等の軽物体を移動させ
るための静電搬送力を発生させる搬送用固定子７と、該
搬送用固定子に静電界生成用電源を投入する電気回路部
８とから構概略構成されている。

【００１９】まず、図１乃至図５を参照して、搬送用固
定子７から説明する。上記搬送用固定子７は、複数の線
状電極１１₁，１１₂，１１₃，…が一方向にかつ所定の
ピッチで配列された電極配列体１０と、該電極配列体１
０を上下面から挟持する一対の絶縁フィルム２０，２０
と、フィルム間充填材３０とから構成されている。上記
電極配列体１０は、複数の導電性線材（この例では、線
径４０μｍの銅線を使用）１１'₁，１１'₂，１１'₃，…
を縦糸とし、絶縁性繊維（この例では、線径４０μｍの
ポリエステル繊維を使用）１２，１２，…を横糸（直交
糸）として、１本ずつ互い違いに平織して形成されたも
ので、複数の導電性線材１１'₁，１１'₂，１１'₃，…
が、このように織り込まれることによって、互いに所定
のピッチ（この例では、８０μｍ）で規則的に並べられ
た線状電極１１₁，１１₂，１１₃，…が形成される。

【００２０】上記絶縁フィルム２０，２０には、例え
ば、表面抵抗率が１０¹⁵Ω／□以上で無帯電処理のなさ
れたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが
用いられ、この例においては、上部側の絶縁フィルム２
０の表面が、粉体５，５，…や薄葉体６等の軽物体（被
搬送体）を搬送する搬送面２０ａとして利用される。ま
た、上記フィルム間充填材（この例では、ニッシリ製エ
ポキシ樹脂”プラキャスト”を使用）３０は、電極配列
体１０に生じた織目を埋めて電極ピッチを固定すると共
に、電極配列体１０を挟んで対向する一対の絶縁フィル
ム２０，２０を互いに接合するために用いられる。

【００２１】上記構成の搬送用固定子７を作製するに
は、まず、図示せぬ織機を用いて、電極配列体１０を織
りあげ、織りあげた電極配列体１０を（この静電分級装
置が組み込まれる装置、システムの規模に応じた）所定
の寸法に裁断した後、片方の絶縁フィルム２０の上に重
ねて置く。次に、絶縁フィルム２０上の電極配列体１０
の上から流動状態のフィルム間充填材３０を塗布する。
塗布されたフィルム間充填材３０は、電極配列体１０の
織目から下方の絶縁フィルム２０の内面にまで到達す
る。この後、もう片方の絶縁フィルム２０を電極配列体
１０の上に重ねて置く。最後に、圧着機を用いて、一対
の絶縁フィルム２０，２０の両側から圧力を加え、各絶
縁フィルム２０と電極配列体１０とを密着状態にしてフ
ィルム間充填材３０を硬化させて、搬送用固定子７を完
成させる。

【００２２】次に、電気回路部８の電気的構成について
説明する。この例の電気回路部８は、所定の複数電圧を
出力する電源回路８１と、線状電極１１₁，１１₂，１１
₃，…毎に設けられたスイッチング素子８２₁，８２₂，
８２₃，…と、制御回路８３とを備え、各線状電極１
１₁，１１₂，１１₃，…に対する電圧の印加、切り替え
を個別に行う構成になされている。上記電源回路８１
は、３つの出力端子を有し、正電圧＋Ｖ、負電圧−Ｖ、
ゼロ電圧０Ｖを常時出力する。各スイッチング素子８２
₁，８２₂，８２₃，…は、対応する線状電極１１₁，１１
₂，１１₃，…と電源回路８１との間に介挿され、制御回
路８３から送出される制御信号に基づいて、電源回路８
１からの出力電圧の印加、切り替え又は遮断をそれぞれ
行う。なお、このようなスイッチング素子８２₁，８
２₂，８２₃，…は、ブロック毎にアレー状に配列されて
一体的に構成されている。

【００２３】また、制御回路８３は、ＣＰＵ（中央処理
装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、スイッチング素子８
２₁，８２₂，８２₃，…の個別制御を始めとする装置各
部の制御を行う。例えば、粉体５や薄葉体６等の軽物体
の搬送に実質的に寄与できる線状電極１１₁，１１₂，１
１₃，…に直結するスイッチング素子に対しては、電圧
の印加制御、切り替え制御を行い、一方、搬送に実質的
に寄与しない大多数の線状電極１１₁，１１₂，１１₃，
…に直結するスイッチング素子に対しては、電圧の遮断
制御を行う。

【００２４】次に、この例の動作について説明する。 ［１］ フィルムの搬送例（その１） まず、図６乃至図８を参照して、フィルム等の薄葉体を
搬送する例について述べる。なお、簡単のため、線状電
極の総本数を１７本として説明する。まず、図６（ａ）
に示すように、短尺のフィルム（表面抵抗率：１０¹²Ω
／□〜１０¹⁴Ω／□）６１を搬送用固定子７表面（搬送
面２０ａ）の出発位置（図７のＡ'参照）に載置する。
このとき、操作者は、フィルム６１の大きさ（長さ）、
出発位置及び目的位置等に関する設定データを図示せぬ
キーボードを操作して電気回路部８に入力する。制御回
路８３は、キーボードから入力された設定データに基づ
いて、搬送すべきフィルム６１が、現在、線状電極１１
₁〜１１₆の直上にあることを認識する。そして、これら
の線状電極１１₁〜１１₆に、進行方向近傍の線状電極１
１₇に対してのみ電圧が印加されるように、例えば、図
８に示すような電圧印加パターンＡを作成する。この作
成に基づき、制御回路８３は、スイッチング素子８２₁
〜８２₁₇を制御して、線状電極１１₁，１１₄，１１₇に
正電圧＋Ｖ，線状電極１１₂，１１₅に負電圧−Ｖ、線状
電極１１₃，１１₆にゼロ電圧０Ｖを印加する。これら以
外の線状電極１₈〜１１₁₇には電圧を印加しない（これ
は、ゼロ電圧０Ｖの印加と等価である）。すると、図６
（ｂ）に示すように、始めは電荷の存在していなかった
フィルム６１内に微弱な電流が流れ、各線状電極１１₁
〜１１₆と近接して対向するフィルムの部位に、当該対
向する線状電極１１₁〜１１₆の電荷と逆符号の電荷が誘
導（充電）されて平衡状態になる。このとき、フィルム
６１には、図中垂直下向きの吸引力が働くので、フィル
ム６１は、摩擦により保持される。

【００２５】次に、図６（ｃ）に示すように、制御回路
８３は、電圧を印加する線状電極を例えば図中右にずら
す（詳細は、図８の電圧印加パターンＢ参照）。すなわ
ち、電圧を切り替えて、線状電極１１₂，１１₅，１１₈
に正電圧＋Ｖ、線状電極１１₃，１１₆に負電圧−Ｖ、線
状電極１１₄，１１₇にゼロ電圧０Ｖを印加する（これら
以外の線状電極１１₁，１１₉〜１１₁₇には電圧を印加し
ない）と、線状電極１１₁〜１１₈の電荷は瞬時に入れ替
わるが、フィルム６１の電荷は、抵抗率が高いため変化
に時間を要し、電圧を切り替えた直後は、元の電荷の状
態を保持する。このとき、搬送用固定子７・フィルム６
１の電荷間の静電力により、フィルム６１に対し右向き
の搬送力が発生する。しかも、垂直吸引力は減少ないし
反発力となり、摩擦が減少する上、フィルム６１の質量
が小さいので、この結果、図６（ｄ）に示すように、フ
ィルム６１は迅速に右（図７のＢ'参照）に動く。

【００２６】次に、図６（ｅ）に示すように、電圧を印
加する線状電極をさらに右にずらす（詳細は、図８の電
圧印加パターンＣ参照）。すなわち、電圧を切り替え
て、線状電極１１₃，１１₆，１１₉に正電圧＋Ｖ、線状
電極１１₄，１１₇に負電圧−Ｖ、線状電極１１₅，１１₈
にゼロ電圧０Ｖを印加する（これら以外の線状電極１１
₁，１１₂，１１₁₀〜１１₁₇には電圧を印加しない）と、
線状電極１１₂〜１１₉１の電荷は瞬時に入れ替わるが、
フィルム６１の電荷は、このときも、抵抗率が高いため
変化に時間を要し、電圧を切り替えた直後は、元の電荷
の状態を保持する。それ故、このときも、搬送用固定子
７・フィルム６１の電荷間の静電力により、フィルム６
１に対し右向きの搬送力が発生する。しかも、上記した
ように、垂直吸引力は減少ないし反発力となり、摩擦が
減少する上、移動子３の質量は小さいので、この結果、
図６（ｆ）に示すように、フィルム６１はさらに右（図
７のＣ'参照）に素早く動く。以下、制御回路８３が、
電圧を印加する線状電極を右にずらす電圧切り替え操作
を繰り返す度に、フィルム６１は順次電極１ピッチずつ
右に移動し、電圧の切り替え操作を停止すると、垂直下
向きの吸引力が働いて、フィルム６１は、摩擦により保
持されるので、正確に位置決めされて停止する。一方、
制御回路８３が、電圧を印加する線状電極を左にずらす
電圧切換操作を繰り返すと、フィルム６１は順次電極１
ピッチずつ左に移動する。フィルム６１は、軽量な上、
単位質量当たりの誘導荷電量が多いので、加速され易
く、したがって、電圧切り替え周波数を高くすることに
より、高速搬送を達成できる。

【００２７】このように、この例の静電搬送装置によれ
ば、フィルム直下の線状電極と近辺の線状電極にのみ、
電圧が印加され、フィルムから電界的に遠く離れた線状
電極には、電圧が印加されないので、省エネルギ化を達
成できる。

【００２８】［２］ フィルムの搬送例（その２） 次に、図９及び図１０を参照して、搬送用固定子７に２
枚のフィルムを載置して、互いに異なる向きへ搬送する
例について述べる。まず、図９に示すように、２枚の短
尺のフィルム（表面抵抗率：１０¹²Ω／□〜１０¹ ₄Ω／
□）６１ａ，６１ｂを搬送用固定子７表面のそれぞれの
出発位置に載置する（同図Ａ'）。このとき、操作者
は、フィルム６１ａ，６１ｂのそれぞれの大きさ（長
さ）、出発位置及び目的位置等に関する設定データを図
示せぬキーボードを操作して電気回路部８に入力する。
制御回路８３は、キーボードから入力されたデータに基
づいて、搬送すべきフィルム６１ａが、現在、線状電極
１１₁〜１１₄の直上にあり、また、もう１つのフィルム
６１ｂが、現在、線状電極１１₁₄〜１１₁₇の直上にある
ことを認識する。そして、これらの線状電極１１₁〜１
１₄，１１₁₄〜１１₁₇に、進行方向近傍の線状電極１
１₅，１１₁₃を加えた、実質的に搬送に寄与できる線状
電極１１₁〜１１₅，１１₁₃〜１１₁₇に対してのみ電圧が
印加されるように、例えば、図１０に示すような電圧印
加パターンＡを作成する。この作成に基づき、制御回路
８３は、スイッチング素子８２₁〜８２₁₇を制御して、
線状電極１１₁，１１₄，１１₁₃，１１₁₆に正電圧＋Ｖ，
線状電極１１₂，１１₅，１１₁₄，１１₁₇に負電圧−Ｖ、
線状電極１１₃，１１₁₅にゼロ電圧０Ｖを印加する。こ
れら以外の線状電極１１₆〜１１₁₂には電圧は印加され
ない。すると、始めは電荷の存在していなかったフィル
ム６１ａ，６１ｂ内に微弱な電流が流れ、各線状電極１
１₁〜１１₄，１１₁₄〜１１₁₇と近接して対向するフィル
ム６１ａ，６１ｂの部位に、当該対向する線状電極１１
₁〜１１₄，１１₁₄〜１１₁₇の電荷と逆符号の電荷が誘導
（充電）されて平衡状態になる。

【００２９】次に、制御回路８３は、電圧を印加する線
状電極を例えば図９中の中央にずらす（詳細は、図１０
の電圧印加パターンＢ参照）。すなわち、図９中左側に
おいては、線状電極１１₁〜１１₅に印加されている電圧
を右にずらして線状電極１１₂〜１１₆に電圧を印加に
し、図９中右側においては、線状電極１１₁₃〜１１₁₇に
印加されている電圧を左にずらして線状電極１１₁₂〜１
１₁₆に電圧を印加するようにする。この結果、フィルム
の搬送例（その２）において説明した原理により、左側
のフィルム６１ａは電極１ピッチ分右に移動し、右側の
フィルム６１ｂは電極１ピッチ分左に移動する。以下、
制御回路８３が、電圧を印加する線状電極を中央にずら
す電圧切り替え操作を繰り返す度に、フィルム６１ａは
順次電極１ピッチずつ右に移動し、一方、フィルム６１
ｂは順次電極１ピッチずつ左に移動する。言い換えれ
ば、中央にずらす電圧切り替え操作を繰り返す度に、両
フィルム６１ａ，６１ｂは、順次電極２ピッチずつ接近
する（図９のＡ'→Ｂ'→Ｃ'→Ｄ'→Ｅ'）。

【００３０】一方、両フィルム６１ａ，６１ｂが図９の
Ｅ'の位置関係にまで接近してきた後、制御回路８３
が、電圧を印加する線状電極を図９中周辺にずらす電圧
切換操作を繰り返すと、フィルム６１ａは順次電極１ピ
ッチずつ左に移動し、フィルム６１ｂは順次電極１ピッ
チずつ右に移動する。言い換えれば、図９中周辺にずら
す電圧切り替え操作を繰り返す度に、両フィルム６１
ａ，６１ｂは、順次電極２ピッチずつ離反する（図９の
Ａ'→Ｆ'→Ｇ'→Ｈ'→Ｉ'）。このように、この例の静
電搬送装置によれば、例えば、複数の被搬送体グループ
を、互いに離反させたり、接近させたりできる。

【００３１】［３］ 粉体の搬送例（その１） 次に、図１１を参照して、粉体の搬送原理について説明
する。まず、図１１（ａ）に示すように、直径３００μ
ｍのアルミニウム球の粉体５１ａ，５１ｂを搬送用固定
子７表面（搬送面２０ａ）の出発位置に載置する。な
お、この原理説明では、簡単のため、粉体５１ａ，５１
ｂが２個接触して載置された場合について説明する。こ
のとき、操作者は、粉体５１ａ，５１ｂ全体の広がり、
出発位置及び目的位置等に関する設定データを図示せぬ
キーボードを操作して電気回路部８に入力する。制御回
路８３は、キーボードから入力された設定データに基づ
いて、線状電極に対する電圧印加パターンを作成する。
この作成に基づき、制御回路８３は、スイッチング素子
８２₁〜８２₁₇を制御して、線状電極１１₁に正電圧＋
Ｖ，線状電極１１₂にゼロ電圧０Ｖ、線状電極１１₃に負
電圧−Ｖを印加する。これら以外の線状電極１₄〜１１
₁₇には電圧を印加しない。すると、同図（ｂ）に示すよ
うに、始めは電荷の存在していなかった粉体５１ａ，５
１ｂ間に微弱な電流が流れ、左側の粉体５１ａに負の電
荷が誘導され、一方、右側の粉体５１ｂには正の電荷が
誘導される。この結果、同図（ｃ）に示すように、左側
の粉体５１ａには線状電極１１₁の向きに（すなわち右
側の粉体５１ｂから離反する向きに）静電吸引力が働
き、一方、右側の粉体５１ｂには線状電極１１₃の向き
に（すなわち左側の粉体５１ｂから離反する向きに）静
電吸引力が働く。それ故、２つの粉体５１ａ，５１ｂ
は、互いに正負の誘導電荷に分かれたまま離反し、この
結果、右側の粉体６１ａは、負極に帯電し、左側の粉体
は正極に帯電することとなる。

【００３２】次に、同図（ｄ）に示すように、制御回路
８３は、電圧を印加する線状電極を例えば図中右にずら
す。すなわち、電圧を切り替えて、線状電極１１₂に正
電圧＋Ｖ、線状電極１１₃にゼロ電圧０Ｖ、線状電極１
１₁，１１₄に負電圧−Ｖを印加する（これら以外の線状
電極１１₅〜１１₁₇には電圧を印加しない）と、線状電
極１１₁〜１１₈の電荷は入れ替わるが、粉体５１ａ，５
１ｂの電荷は、帯電しているので、元の電荷の状態を保
持する。このとき、搬送用固定子７・粉体５１ａ，５１
ｂの電荷間の静電力により、いずれの粉体５１ａ，５１
ｂに対しても右向きの搬送力が発生する。この結果、同
図（ｅ）に示すように、粉体５１ａ，５１ｂは迅速に右
に動く。

【００３３】次に、同図（ｆ）に示すように、電圧を印
加する線状電極をさらに右にずらすと、搬送用固定子７
・粉体５１ａ，５１ｂの電荷間の静電力により、同図
（ｇ）に示すように、粉体５１ａ，５１ｂはさらに右
（図７のＣ'参照）に素早く動く。以下、制御回路８３
が、電圧を印加する線状電極を右にずらす電圧切り替え
操作を繰り返す度に、粉体５１ａ，５１ｂは順次電極１
ピッチずつ右に移動し、電圧の切り替え操作を停止する
と、垂直下向きの吸引力が働いて、粉体５１ａ，５１ｂ
は、摩擦により保持されるので、正確に位置決めされて
停止する。一方、制御回路８３が、電圧を印加する線状
電極を左にずらす電圧切換操作を繰り返すと、粉体５１
ａ，５１ｂは順次電極１ピッチずつ左に移動する。

【００３４】［４］ 粉体の搬送例（その２） 上述の搬送原理では、粉体がわずか２個の場合を例に採
り説明したが、粉体が多数が集合して存在する場合でも
基本的には同じである。粉体が多数混在する場合には、
各粉体は、他の多数の粉体の何れかに必ず接触している
し、あるいは、衝突により接触する可能性は非常に高
い。この状態で、固定子電極群に電圧が印加されると、
相互に接触する多数の粉体間に誘導電流が流れ（つま
り、電荷のやり取りが行われ）、線状電極に近接する粉
体には当該線状電極の電荷と逆極の誘導電荷が発生す
る。したがって、線状電極と粉体との間で静電吸引力が
働くので、粉体同士が離反して帯電する機会は著しく高
くなる。図１２及び図１３は、多数の粉体５２，５２，
…を搬送する際の搬送動作及び電圧印加手順を示す図で
ある。今、搬送用固定子７表面（搬送面２０ａ）に散在
している多数の粉体５２，５２，…の全てを搬送用固定
子７の図中右端に搬送し、右端から下方に落として集積
する場合について述べる。なお、個々の粉体５２，５
２，…の所在は、制御回路８３によってある程度認識さ
れていて、その移動は、制御回路８３によってコントロ
ールされるようになっている。また、各粉体５２，５
２，…は、図１２に示すように、帯電しているものと考
える。帯電の極性が逆であっても、また、無帯電であっ
ても、上述した理由により、それほどの支障は生じな
い。

【００３５】粉体分布パターンがＡ'（図１２）のとき
に、線状電極に１１₅〜１１₁₇対して図１３の電圧印加
パターンＢを投入すれば、粉体５２，５２，…は、全体
として、図中右に略電極１ピッチだけ移動する（粉体分
布パターンがＢ'(図１２)となる）。以下、電圧印加パ
ターンの投入をＣ→Ｄ→Ｅ→Ｆ…（図１３参照）の順に
切り替えて行くにつれて、粉体５２，５２，…は、略電
極１ピッチずつ図中右に移動する（粉体分布パターン
は、図１２に示すように、Ｃ'→Ｄ'→Ｅ'→Ｆ'…の順に
移行して行く）。そして、図１３に示されるように、搬
送集積が進行し、搬送面２０ａの空き部分が目立つにつ
れて、電圧が印加されない線状電極が増加する。

【００３６】［４］ 粉体の搬送例（その３） 図１４及び図１５は、多数の粉体５２，５２，…を複数
方向に移動させる際の移動動作及び電圧印加手順を示す
図である。図１５に示す電圧印加パターンＡ，Ｂ，Ｃ，
…を線状電極１１₅〜１１₁₇に順次投入して行けば、こ
れに伴い、粉体分布パターンも、図１４に示すように、
Ａ'，Ｂ'，Ｃ'，…の順に変化する。これらの図に示す
ように、左右に分散している粉体５２，５２，…を（電
圧印加パターンＡからＨまでを順次線状電極１１₅〜１
１₁₇に投入することによって）搬送面２０ａ中央部に集
積したり、逆に、搬送面２０ａ中央部に集中する粉体５
２，５２，…を（電圧印加パターンＪからＬまでを線状
電極１１₅〜１１₁₇に投入することによって）図中左右
に離散させることもできる。なお、図１５に示されるよ
うに、中央部への搬送集積が進行し、線状電極の空き部
分が目立ってくると、電圧が印加されない線状電極が増
加するよう制御されるので、省エネルギ化を達成でき
る。

【００３７】◇第２実施例 図１６は、この発明の第２実施例である誘導電荷形の静
電搬送装置の構成を示す斜視図である。この第２実施例
の静電搬送装置が、上記第１実施例の構成と大きく異な
るところは、複数の線状電極１１₁，１１₂，１１₃，…
が一方向に配列された縞状の電極配列体１０に代えて、
複数の線状電極１１₁，１１₂，１３₁，１３₂，…（導電
性線材１１'₁，１１'₂，１１'₃，…）が縦横に配列され
た格子状の電極配列体１０ａを用いるようにした点及び
これに伴い 電気回路部８ａを増設した点である。な
お、絶縁性繊維１２，１２，…（第１実施例）に代えて
用いられる線状電極１３₁，１３₂，１３₃，…は、ポリ
イミド等の絶縁材料で絶縁被覆されたものが使用され
る。なお、図１６において、図１と同一の構成各部につ
いては同一の符号を付してその説明を省略する。

【００３８】この第２実施例の構成によれば、簡易な織
物技術の転用のみで、容易に２次元電極構造を作成で
き、これにより、移動子は２次元の移動が可能となる。
また、第１実施例の構成と同様に、被搬送体から現在は
遠く離れている多くの線状電極に対しては、電源の投入
は行われないので、省エネルギ化を達成できる。また、
複数の被搬送体（被搬送体グループ）を、互いに離反さ
せたり、接近させたり、同時に複数方向に搬送すること
もできる。

【００３９】◇変形例 上述の第１実施例においては、線状電極１本に付き１個
のスイッチング素子を対応させる構成としたが、図１７
に示すように、同相の電圧が印加される近隣の線状電極
同士（線状電極束１４₁，１４₂，１４₃，…）を共通の
電力線で接続し、この電力線を任意の１個のスイッチン
グ素子に接続するようにすれば、省エネルギ化をある程
度確保した状態で、スイッチング素子を削減できる。な
お、図１７には、線状電極束１４₁，１４₂，１４₃，…
が２本の線状電極からなる場合について示しているが、
必要に応じて、増加できる。また、図１７は、第１実施
例の変形例であるが、第２実施例のについても類推適用
できる。

【００４０】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、線状電極
として利用される導電性線材は、銅線に限らず、金線、
銀線、ステンレス線、ニクロム線、アルミニウム線等を
使用しても良い。また、裸の導電性線材に限らず、ポリ
イミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポ
リ塩化ビニル等の絶縁材料で絶縁被覆された線材を使用
しても良い。また、絶縁性繊維は、ポリエステル繊維に
限らず、例えば、軟質ポリ塩化ビニル繊維、ポリエチレ
ン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリイミド繊維、ポリア
ミド繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリルニトリル繊
維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニリデン繊
維、ポリフッ化エチレン繊維等の合成繊維を使用しても
良い。また、各種線材の線径は４０μｍに限定されず、
必要に応じて、これより太線（例えば、８０μｍ）、あ
るいは細線（３０μｍ）を用いても良い。

【００４１】また、電極ピッチは、８０μｍに限らず、
線径や織り方を変えることにより、電線の太さ〜２ｍｍ
の範囲で任意に設定される。なお、理論上は、電極ピッ
チが細かいほど、大きな力及びパワー密度が得られる。
また、絶縁フィルムは、ＰＥＴフィルムに限らず、例え
ば、ポリプロピレンフィルム、ポリイミドフィルム、軟
質ポリ塩化ビニルフィルム等の高分子フィルムを用いて
も良い。また、フィルム間充填材は、エポキシ樹脂に限
らず、ブチルゴム、ブタジエン−スチレンゴム等の合成
ゴム、天然ゴム、アクリル系粘着剤、エポキシ系接着
剤、塩化ビニル樹脂等でも良い。

【００４２】また、粉体は、アルミニウム球に限らず、
例えば鉄粉、銅粉、ジルコニア粉等でも良く、金属粉体
に限らず、半導体粉体、抵抗体粉体でも良く、さらに
は、例えばガラス、ポリエチレン、ポリカーボネート、
アクリル、セラミックス等の誘電体粉体でも良い。ま
た、上述の実施例では、電極織物である電極配列体の両
面に絶縁フィルムを設ける場合について述べたが、絶縁
被覆された導電性線材で線状電極を配列する場合には、
裏面の絶縁フィルムは省略できる。また、上述の実施例
においては、被搬送体の現在通過位置にある線状電極の
みならず、進行方向１つ先の線状電極にも電圧を印加す
る場合について述べたが、１つ先に限らず、必要に応じ
て、２つ先、３つ先、あるいはそれ以上先の線状電極に
静電吸引力が働くような電圧を印加しても良い。さらに
また、後方近傍の線状電極にも静電反発力が働くような
電圧を印加しても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、各線状電極（固定子電極）は、専用のスイッチ
ング素子を介して、個別に制御される構成となっている
ので、被搬送体の現在通過位置にある線状電極及びその
近傍の線状電極（すなわち、有効な静電搬送力を発生で
きる線状電極）に対してのみ電圧の印加・切り替えを行
うことができる。それ故、被搬送体から現在は遠く離れ
ている多くの線状電極に対しては、電源の投入は行われ
ないので、省エネルギ化を達成できる。また、複数の被
搬送体（被搬送体グループ）を、互いに離反させたり、
接近させたり、同時に複数方向に搬送することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例である誘導電荷形の静電
搬送装置の構成を概略的に示す斜視図である。

【図２】同静電搬送装置の模式的構成を示す概念図であ
る。

【図３】同静電搬送装置における搬送用固定子の電極構
造を示す平面図である。

【図４】同搬送用固定子の構成を分解して示す分解斜視
図である。

【図５】同搬送用固定子の構成を示す断面図である。

【図６】フィルム（被搬送体）の搬送原理を説明するた
めの原理図である。

【図７】同フィルムの原理説明に供される図である。

【図８】同フィルムの搬送面上の位置と線状電極に対す
る電圧印加パターンとの関係を示す図である。

【図９】同実施例の使用例を示す図、具体的には、２枚
のフィルムを互いに異なる向きに搬送する例を説明する
図である。

【図１０】同実施例の使用例を示す図、具体的には、２
枚のフィルムを互いに異なる向きに搬送する例を説明す
る図である。

【図１１】粉体の搬送原理を説明するための原理図であ
る。

【図１２】多数の粉体を搬送する際の搬送動作を示す図
である。

【図１３】多数の粉体を搬送する際の電圧印加手順を示
す図である。

【図１４】多数の粉体を複数方向に移動させる際の移動
動作を示す図である。

【図１５】多数の粉体を複数方向に移動させる際の電圧
印加手順を示す図である。

【図１６】この発明の第２実施例である誘導電荷形の静
電搬送装置の構成を概略的に示す斜視図である。

【図１７】第１実施例の変形である静電搬送装置概略構
成を示す概念図である。

【図１８】従来技術を説明するための説明図である。

【符号の説明】

５ 粉体（被搬送体） ６ 薄葉体（被搬送体） ７ 搬送用固定子 ８，８ａ 電気回路部（電圧印加手段） ８１ 電源回路 ８２₁，８２₂，８２₃，… スイッチング素子 ８３ 制御回路 １０，１０ａ 電極配列体（電極群、電極織物） １１₁，１１₂，１１₃，… 線状電極 １２ 絶縁性繊維 １３₁，１３₂，１３₃，… 線状電極 １１'₁，１１'₂，１１'₃，… 導電性線材（第１の
導電性線材） １３'₁，１３'₂，１３'₃，… 導電性線材（第２の
導電性線材） １４₁，１４₂，１４₃，… 線状電極束 ２０ 絶縁フィルム（絶縁層） ２０ａ 搬送面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の線状電極が一方向に配列されてな
   る縞状の電極群の少なくとも一方側が絶縁層で被覆さ
   れ、該絶縁層の表面が単数又は複数の被搬送体を搬送す
   る搬送面となる搬送用固定子と、前記各線状電極に対し
   て、所定のタイミングで変動する所定の電圧を印加する
   ことにより、前記搬送面近傍の空間に進行波型の静電界
   を発生させて、前記各被搬送体を前記搬送面上の出発位
   置から目的位置まで静電搬送する電圧印加手段とを備え
   てなる静電搬送装置であって、 前記電圧印加手段は、レベルの異なる複数の電圧を出力
   する電源回路と、各線状電極と上記電源回路との間に介
   挿され、該電源回路から出力される所定の電圧の印加、
   切り替え又は遮断をそれぞれ行う複数のスイッチング素
   子と、これらのスイッチング素子の作動を個別に制御す
   る制御回路とからなることを特徴とする静電搬送装置。
2. 【請求項２】 複数の線状電極が一方向に配列されてな
   る縞状の電極群の少なくとも一方側が絶縁層で被覆さ
   れ、該絶縁層の表面が単数又は複数の被搬送体を搬送す
   る搬送面となる搬送用固定子と、前記各線状電極に対し
   て、所定のタイミングで変動する所定の電圧を印加する
   ことにより、前記搬送面近傍の空間に進行波型の静電界
   を発生させて、前記各被搬送体を前記搬送面上の出発位
   置から目的位置まで静電搬送する電圧印加手段とを備え
   てなる静電搬送装置であって、 前記電圧印加手段は、レベルの異なる複数の電圧を出力
   する電源回路と、互いに共通の電圧が同時に印加される
   任意の個数の線状電極からなる各線状電極束と上記電源
   回路との間に介挿され、該電源回路から出力される所定
   の電圧の印加、切り替え又は遮断をそれぞれ行う複数の
   スイッチング素子と、これらのスイッチング素子の作動
   を個別に制御する制御回路とからなることを特徴とする
   静電搬送装置。
3. 【請求項３】 複数の線状電極が縦横に配列されてなる
   格子状の電極群の少なくとも一方側が絶縁層で被覆さ
   れ、該絶縁層の表面が単数又は複数の被搬送体を搬送す
   る搬送面となる搬送用固定子と、前記各線状電極に対し
   て、所定のタイミングで変動する所定の電圧を印加する
   ことにより、前記搬送面近傍の空間に進行波型の静電界
   を発生させて、前記各被搬送体を前記搬送面上の出発位
   置から目的位置まで静電搬送する電圧印加手段とを備え
   てなる静電搬送装置であって、 前記電圧印加手段は、レベルの異なる複数の電圧を出力
   する電源回路と、各線状電極と上記電源回路との間に介
   挿され、該電源回路から出力される所定の電圧の印加、
   切り替え又は遮断をそれぞれ行う複数のスイッチング素
   子と、これらのスイッチング素子の作動を個別に制御す
   る制御回路とからなることを特徴とする静電搬送装置。
4. 【請求項４】 複数の線状電極が縦横に配列されてなる
   格子状の電極群の少なくとも一方側が絶縁層で被覆さ
   れ、該絶縁層の表面が単数又は複数の被搬送体を搬送す
   る搬送面となる搬送用固定子と、前記各線状電極に対し
   て、所定のタイミングで変動する所定の電圧を印加する
   ことにより、前記搬送面近傍の空間に進行波型の静電界
   を発生させて、前記各被搬送体を前記搬送面上の出発位
   置から目的位置まで静電搬送する電圧印加手段とを備え
   てなる静電搬送装置であって、 前記電圧印加手段は、レベルの異なる複数の電圧を出力
   する電源回路と、互いに共通の電圧が同時に印加される
   任意の個数の線状電極からなる各線状電極束と上記電源
   回路との間に介挿され、該電源回路から出力される所定
   の電圧の印加、切り替え又は遮断をそれぞれ行う複数の
   スイッチング素子と、これらのスイッチング素子の作動
   を個別に制御する制御回路とからなることを特徴とする
   静電搬送装置。
5. 【請求項５】 前記搬送用固定子は、前記線状電極とな
   る導電性線材と、絶縁性繊維とが、互いに縦糸・横糸と
   なって織り込まれた電極織物と、該電極織物の少なくと
   も表面を被覆する前記絶縁層とを有してなることを特徴
   とする請求項１又は２記載の静電搬送装置。
6. 【請求項６】 前記搬送用固定子は、前記線状電極とな
   る第１の導電性線材と、同じく前記線状電極となる第２
   の導電性線材とが、互いに縦糸・横糸となって織り込ま
   れた電極織物と、該電極織物の少なくとも表面を被覆す
   る前記絶縁層とを有してなり、かつ、前記第１及び第２
   の導電性線材のうち、少なくとも一方は、絶縁被覆され
   ていることを特徴とする請求項３又は４記載の静電搬送
   装置。
7. 【請求項７】 請求項１，２，３又は４記載の静電搬送
   装置を用いて単数又は複数の被搬送体を静電搬送する静
   電搬送方法であって、 制御回路をして、被搬送体の現在通過位置にある線状電
   極及びその近傍の線状電極に対応する複数のスイッチン
   グ素子のみを作動させて、これらの線状電極に対しての
   み、所定のタイミングで変動する所定の電圧を印加する
   ことにより、前記被搬送体を静電搬送することを特徴と
   する静電搬送方法。