JPH09322564A

JPH09322564A - 静電浮上システム

Info

Publication number: JPH09322564A
Application number: JP13186996A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Higuchi; 俊郎樋口; Shiyouyu Ko; 紹愉胡; Shiyougiyou Den; 鍾業田
Original assignee: Kanagawa Academy of Science and Technology
Current assignee: Kanagawa Academy of Science and Technology
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造を有することにより、システムの
信頼性を高めることができると共に、故障時の保守が容
易であり、また安価でシステムの構成が可能であり、安
定浮上させることができる静電浮上システムを提供す
る。【解決手段】静電力を用いた静電浮上システムにおい
て、絶縁基板上に導電体の電極パターン１１ａ，１１ｂ
が形成されている固定子１０と、この固定子１０に対向
する浮上体２０と、前記固定子１０と前記浮上体２０間
のギャップを検出する近接スイッチ１１ｃと、直流電圧
を供給する電源７０と、前記固定子１０の電極への印加
電圧のスイッチング動作を行うスイッチング回路４０と
を備え、前記近接スイッチ１１ｃからのオン／オフ信号
に基づいて前記スイッチング回路４０で前記電源７０か
らの直流電圧を前記固定子１０の電極パターン１１ａ，
１１ｂにスイッチングすることにより、前記浮上体２０
を安定浮上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電力を用いて浮
上体を周囲環境から完全に非接触で浮上させる静電浮上
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
文献（１）“ＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＳｉｌｉｃ
ｏｎＷａｆｅｒＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎ”，Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ４ｔｈＩｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＭａｇｎ
ｅｔｉｃＢｅａｒｉｎｇｓ，ｐｐ．３４３−３４８，
１９９４と、（２）“ＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＬ
ｅｖｉｔａｔｏｒｆｏｒＨａｒｄＤｉｓｋＭｅ
ｄｉａ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ
ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏ
ｌ．４２，Ｎｏ．５，ｐｐ．４６７−４７３，１９９５
で示されている。

【０００３】図１４はかかる従来の静電浮上システムの
概略構成図である。この図１４において、９１０は固定
子、９１１〜９１４は電極パターン（以下、電極とい
う）、９２０は浮上体、９３０〜９３３は変位センサ、
９４０は制御器、９７０〜９７３は高電圧アンプを示し
ている。固定子９１０は絶縁基板からなり、その上に、
浮上体９２０に静電力による浮上力を与えるための導電
体の電極９１１〜９１４が形成されている。

【０００４】また、板状体である浮上体９２０が、この
固定子９１０に対向するように配置されている。この静
電浮上システムでは、変位センサ９３０〜９３３からの
ギャップ信号に基づいて各電極９１１〜９１４への印加
電圧を能動的に制御することにより、浮上体９２０を安
定浮上させる。つまり、浮上体９２０の浮上位置及び姿
勢は変位センサ９３０〜９３３から検出され、この検出
された信号は制御器（ＰＩＤ）９４０に入力される。

【０００５】制御器９４０は、この検出された信号と目
標値を比較し、浮上体９２０を安定浮上させるための制
御電圧を作り出し、その制御電圧を高電圧アンプ９７０
〜９７３に出力する。高電圧アンプ９７０〜９７３で増
幅された制御電圧は固定子９１０の電極９１１〜９１４
に印加され、浮上体９２０を安定浮上させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、この
種の従来の静電浮上システムでは、固定子９１０と浮上
体９２０との間のギャップを測定するために変位センサ
９３０〜９３３が用いられている。この種の変位センサ
９３０〜９３３はアナログ式でギャップに比例した電圧
を出力するもので、厳しい仕様（例えば、分解能１μ
ｍ、応答速度１ｋＨｚ）が要求されるとともに高価であ
る。

【０００７】なお、上記した制御器９４０はギャップセ
ンサ９３０〜９３３からのアナログ信号に基づいて浮上
体９２０を安定浮上させるための制御電圧を作り出すた
めに設けたもので、通常ＰＩＤコントローラ（Ｐは比
例、Ｉは積分、Ｄは微分を意味する）が用いられてい
る。しかし、この種のＰＩＤコントローラはその構造が
複雑であるとともに高価で、また、その性能がシステム
全体の性能に及ぼす影響が大きい。

【０００８】また、上記した静電浮上システムでは、各
電極９１１〜９１４に印加する高電圧を作るため、制御
器９４０からの制御電圧を高電圧アンプ９７０〜９７３
を用いて増幅している。この種の高電圧アンプは入力電
圧（例えば、０Ｖ〜±数Ｖ）に比例した高電圧（例え
ば、０Ｖ〜±数千Ｖ）を出力するもので、高い増幅率
（例えば、１０００倍）を有し、また高価である。

【０００９】このように、従来の静電浮上システムは、
その構造が複雑であるので、システムの信頼性が低下
し、また故障時の保守が容易ではなく、しかも高価であ
るといった問題点があった。特に、プラスティックフィ
ルムや紙などのような柔軟な板状体を安定浮上させるた
めには、固定子に多数の電極（場合によっては数十個の
電極）を配置する必要があり、その場合、その電極の数
に比例して、変位センサとＰＩＤコントローラと高電圧
アンプが必要となり、価格面で実用上、このようなシス
テムを構成するのは困難である。

【００１０】そこで、本発明は、上記問題点を除去し、
簡単な構造を有することにより、システムの信頼性を高
めることができると共に、故障時の保守が容易であり、
また安価でシステムの構成が可能である静電浮上システ
ムを提供することを目的とする。

【００１１】

【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〕静電力を用いた静電浮上システムにおいて、絶縁
基板上に導電体の電極が形成されている固定子と、この
固定子に対向する浮上体と、前記固定子と前記浮上体間
のギャップを検出する近接スイッチと、直流電圧を供給
する電源と、前記固定子の電極への印加電圧のスイッチ
ング動作を行うスイッチング回路とを備え、前記近接ス
イッチからのオン／オフ信号に基づいて前記スイッチン
グ回路で前記電源からの直流電圧を前記固定子の電極に
スイッチングすることにより、前記浮上体を安定浮上さ
せるようにしたものである。

【００１２】〔２〕上記〔１〕記載の静電浮上システム
において、前記固定子の電極に直流電圧（オン電圧とオ
フ電圧）をスイッチングすることにより、前記浮上体を
安定浮上させるようにしたものである。〔３〕上記〔２〕記載の静電浮上システムにおいて、前
記固定子と前記浮上体間のギャップが所定のギャップよ
り広くなったら前記固定子の電極にオン電圧を印加し、
狭くなったらオフ電圧を印加することにより、前記浮上
体を安定浮上させるようにしたものである。

【００１３】〔４〕上記〔１〕記載の静電浮上システム
において、前記固定子は絶縁体のディスクからなり、そ
の上に、所定の組の電極が分散配置され、この各組の電
極への電圧は各組間各々独立してスイッチングされるよ
うにしたものである。〔５〕上記〔４〕記載の静電浮上システムにおいて、前
記各組の電極には異なる値のオン電圧とオフ電圧がスイ
ッチングされるようにしたものである。

【００１４】〔６〕上記〔４〕記載の静電浮上システム
において、前記各組の電極には同じ値のオン電圧とオフ
電圧がスイッチングされるようにしたものである。〔７〕上記〔４〕記載の静電浮上システムにおいて、前
記固定子の各組の電極は二つの電極に構成され、この各
電極には各電極の面積の割合と浮上ギャップに応じて前
記浮上体の電位がゼロボルトとなるような値の直流電圧
がスイッチングされるようにしたものである。

【００１５】〔８〕上記〔４〕記載の静電浮上システム
において、前記固定子の各組の電極は、同一面積を有す
る二つの電極に構成され、その二つの電極には互いに反
対極性の同じ絶対値を有する直流電圧が同時にスイッチ
ングされ、前記浮上体の電位がゼロボルトとなるように
したものである。

〔９〕上記〔１〕記載の静電浮上システムにおいて、前
記固定子の上に所定の数の電極が形成され、その内所定
の数の電極には常に一定の電圧を印加し、残りの電極に
は前記電源からの直流電圧をスイッチングすることによ
り前記浮上体を安定浮上させるようにしたものである。

【００１６】〔１０〕上記〔１〕記載の静電浮上システ
ムにおいて、前記固定子の各組の電極は二つの電極に構
成され、その内一つの電極には常に一定の電圧を印加
し、残り一つの電極には前記電源からの直流電圧をスイ
ッチングすることにより前記浮上体を安定浮上させるよ
うにしたものである。〔１１〕静電力を用いた静電浮上システムにおいて、絶
縁基板上に導電体の電極が形成されている固定子と、こ
の固定子に対向する浮上体と、前記固定子と前記浮上体
間のギャップを検出する変位センサと、ヒステリシス
（不感帯）を有するリレーと、直流電圧を供給する電源
と、前記固定子の電極への印加電圧のスイッチング動作
を行うスイッチング回路とを備え、前記変位センサから
の出力信号を前記ヒステリシス（不感帯）を有するリレ
ーを通して前記スイッチング回路に入力し、前記電極に
前記電源からの直流電圧をスイッチングすることにより
前記浮上体を安定浮上させるようにしたものである。

【００１７】〔１２〕上記〔１１〕記載の静電浮上シス
テムにおいて、前記固定子と前記浮上体間のギャップが
所定の第１のギャップより広くなったら前記固定子の電
極にオン電圧を印加し、所定の第２のギャップ（第２の
ギャップは第１のギャップより小さい）より狭くなった
らオフ電圧を印加することにより印加電圧のスイッチン
グ動作に不感帯を設けるようにしたものである。

【００１８】〔１３〕上記〔１〕又は〔１１〕記載の静
電浮上システムにおいて、前記スイッチング回路はスイ
ッチと反転素子で構成されるようにしたものである。〔１４〕上記〔１〕又は〔１１〕記載の静電浮上システ
ムにおいて、前記スイッチング回路はスイッチと抵抗で
構成されるようにしたものである。〔１５〕上記〔１〕又は〔１１〕記載の静電浮上システ
ムにおいて、前記スイッチング回路はスイッチで構成さ
れるようにしたものである。

【００１９】〔１６〕上記〔１〕又は〔１１〕記載の静
電浮上システムにおいて、前記浮上体は板状体である。
上記のように、静電力を用いた静電浮上システムにおい
て、従来の厳しい仕様が要求されると共にその構造が複
雑で、また高価であるアナログ式変位センサや、ＰＩＤ
コントローラで代表される制御器や、制御電圧を増幅す
るための高電圧アンプなどを利用せず、オン／オフ信号
だけを出力する近接スイッチと、直流電圧を供給する電
源と、スイッチと反転素子または抵抗だけで構成される
スイッチング回路を用いて浮上体の安定浮上が実現でき
るので、簡単な構造で、また安価でシステムを構成する
ことができる。

【００２０】また、プラスティックフィルムや紙のよう
な柔軟な板状体も、その柔軟な程度に応じて電極と、近
接スイッチと、スイッチング回路内のスイッチと反転素
子または抵抗の数を増やすだけで安定浮上が可能とな
る。更に、変位センサと、ヒステリシスを有するリレー
とを付加することにより、スイッチの切り換えの頻度を
低減し、安定浮上させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参考しながら詳細に説明する。図１は本発明の
第１実施例を示す静電浮上システム（１自由度モデル）
の概略構成図、図２〜図５はその静電浮上システム（１
自由度モデル）の浮上動作の説明図である。

【００２２】まず、図１を用いて本発明の第１実施例を
示す静電浮上システムの構成について説明する。図１に
おいて、１０は浮上体に静電力による浮上力を与えるた
めの固定子であり、１１ａと１１ｂは電極パターン（電
極）、２０は浮上体、１１ｃは浮上体の浮上位置を検出
するための近接スイッチであり、この近接スイッチ１１
ｃはオン／オフ機能を有する。４０はスイッチング回
路、４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂはスイッチ、４３
は反転素子、７０は直流電圧を供給するための電源を示
している。

【００２３】図１に示すように、固定子１０は絶縁基板
からなり、その上に、浮上体２０に浮上力を与えるため
の導電体の電極１１ａ、１１ｂが形成されている。電極
１１ａはリング状であり、固定子１０の外側に配置され
ている。また、この電極１１ａの外径は浮上体２０の直
径と等しくなっている。電極１１ｂは円形であり、電極
１１ａとリング状の分離帯を介して固定子１０の内側に
配置されている。

【００２４】この電極１１ｂの面積は電極１１ａの面積
と等しくなっており、電極１１ａと反対極性の電圧が印
加され、浮上体２０の電位をゼロボルトに維持するよう
になっている。なお、電極１１ｂには浮上体２０の浮上
位置を検出するための近接スイッチ１１ｃが配置されて
いる。また、各電極１１ａ、１１ｂへの電圧は、スルー
ホール（図示なし）を通して、各電極１１ａ，１１ｂの
裏面から供給されるようになっている。

【００２５】浮上体２０は剛体の円板状体（シリコンウ
エハやガラス板）で、固定子１０と対向するように配置
されている。浮上体２０の位置は近接スイッチ１１ｃに
よって検出される。この近接スイッチ１１ｃはオン／オ
フ機能だけを有し、固定子１０と浮上体２０との間のギ
ャップがある閾値（この閾値が浮上目標ギャップとな
る）より狭くなったのか広くなったのかだけを判断す
る。つまり、固定子１０と浮上体２０との間のギャップ
が浮上目標ギャップより広くなるとこの近接スイッチ１
１ｃはオン信号（例えば、５Ｖ）を出力し、狭くなると
オフ信号（例えば、０Ｖ）を出力する。

【００２６】このような近接スイッチ１１ｃは、その構
造が非常に簡単であり、また安価である。この近接スイ
ッチ１１ｃからのオン／オフスイッチング信号はスイッ
チング回路４０に入力される。スイッチング回路４０は
スイッチ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂと反転素子４
３から構成される。この反転素子４３は入力信号を反転
させて出力する機能を有する。つまり、近接スイッチ１
１ｃからのオンスイッチング信号（例えば、５Ｖ）は、
この反転素子４３を通ってオフスイッチング信号（例え
ば、０Ｖ）となり、オフスイッチング信号はオンスイッ
チング信号となる。

【００２７】なお、スイッチ４１ａと４１ｂは近接スイ
ッチ１１ｃからのスイッチング信号により、同時に作動
するようになっており、スイッチ４２ａと４２ｂは反転
素子４３によって反転された近接スイッチ１１ｃからの
スイッチング信号により、同時に作動するようになって
いる。従って、スイッチ４１ａ、４１ｂとスイッチ４２
ａ、４２ｂは逆動作をするようになる。つまり、スイッ
チ４１ａ、４１ｂが閉じた時、スイッチ４２ａ、４２ｂ
は開き、スイッチ４１ａ、４１ｂが開いた時、スイッチ
４２ａ、４２ｂは閉じることになる。

【００２８】このスイッチング回路４０では入力された
スイッチング信号に基づいて各電極１１ａ、１１ｂにオ
ン電圧（±Ｖｏｎ）またはオフ電圧（±Ｖｏｆｆ）を供
給し、浮上体２０を安定浮上させる。このオン電圧とオ
フ電圧は直流電圧であり、電源７０から作り出される。
オフ電圧としては０Ｖを選択すれば好都合である。本発
明の全ての実施例ではオフ電圧として０Ｖを選択した。

【００２９】上記実施例では電極１１ａの面積と電極１
１ｂの面積が等しい場合について、浮上体２０の電位を
０Ｖに維持するため、電極１１ａと電極１１ｂとに同じ
絶対値を有し、互いに反対極性の電圧を印加することに
したが、電極１１ａの面積と電極１１ｂの面積が異なる
場合は、その面積の割合と浮上ギャップに応じて電極１
１ａと電極１１ｂへの印加電圧を選択することにより、
浮上体２０の電位を０Ｖに維持することができる。

【００３０】次に、上記した１自由度モデルを用いて、
図２〜図５を参照しながら、本発明の第１実施例を示す
静電浮上システムの浮上動作を図２〜図５を用いて説明
する。まず、最初に浮上体２０が固定子１０と所定の初
期ギャップ（初期位置９１）を介して載置台８０の上に
置かれている状態で制御を開始すると、図２に示すよう
に、浮上体２０と固定子１０との間のギャップは目標ギ
ャップ（目標位置９０）より広いので近接スイッチ１１
ｃからはオンスイッチング信号（例えば、５Ｖ）が出力
される。このオンスイッチング信号はスイッチング回路
４０に入力され、スイッチ４１ａ、４１ｂを閉じ、スイ
ッチ４２ａ、４２ｂを開く。すると、電極１１ａにはオ
ン電圧（＋Ｖｏｎ）が、電極１１ｂにはオン電圧（−Ｖ
ｏｎ）が印加され、静電力により、浮上体２０は固定子
１０の方に吸い上げられる。

【００３１】次に、浮上体２０が固定子１０の方に吸い
上げられ、浮上ギャップが目標ギャップ（目標位置９
０）より狭くなると、この狭くなる瞬間、図３に示すよ
うに、近接スイッチ１１ｃからの信号はオンスイッチン
グ信号（例えば、５Ｖ）からオフスイッチング信号（例
えば、０Ｖ）に切り換わる。このオフスイッチング信号
はスイッチング回路４０に入力され、スイッチ４１ａ、
４１ｂを開き、スイッチ４２ａ、４２ｂを閉じる。

【００３２】すると、電極１１ａにはオフ電圧（＋Ｖｏ
ｆｆ、例えば、０Ｖ）が、電極１１ｂにはオフ電圧（−
Ｖｏｆｆ、例えば、０Ｖ）が印加され、電極による静電
吸引力はなくなり、浮上体２０にはそれ自体の重量だけ
が作用することになる。しかし、浮上体２０はその慣性
のため目標ギャップをある程度行き過ぎ、図４に示す浮
上体が目標位置を行き過ぎた時の浮上体の位置９２を頂
点に、重量のため固定子１０から離れていく。

【００３３】続いて、浮上体２０が固定子１０から離れ
て行き、浮上ギャップが目標ギャップ（目標位置９０）
より広くなると、その瞬間、近接スイッチ１１ｃからは
オンスイッチング信号（例えば５Ｖ）が出力され、再
び、電極１１ａにはオン電圧（＋Ｖｏｎ）が電極１１ｂ
にはオン電圧（−Ｖｏｎ）が印加される。すると、浮上
体２０は、図５に示す浮上体が目標位置を行き過ぎた時
の浮上体の位置９３を頂点に、再び静電力により、固定
子１０の方に吸い上げられることになる。

【００３４】このような過程を繰り返すことにより、浮
上体２０は目標ギャップ（目標位置９０）近傍で振動す
るようになる。しかし、板状体の浮上体を静電力を用い
て空中に浮上させる静電浮上システムでは、浮上体２０
の直径（例えば、２００ｍｍ）に比べて浮上ギャップ
（例えば、目標ギャップ０．３ｍｍ）は非常に小さいの
で、空気のスクイーズフィルム効果により、浮上体２０
と電極間の空気の出入りが浮上体２０に大きなダンピン
グ力を与える。このダンピング力により、浮上体２０の
振動の振幅は減衰され、浮上体２０は最終的に安定な浮
上状態（目標位置９０）に到達することになる。

【００３５】このように、本発明は非常に簡単なシステ
ム構成、かつ非常に安価で、静電力による安定浮上が実
現できる。以上は、本発明の第１実施例を示す静電浮上
システムの構成と浮上動作を説明するため、１自由度モ
デルを用いて説明したが、実際、円板状の浮上体を安定
浮上させるためには浮上体の軸方向とロール、ピッチ運
動を制御しなければならない。そのためには浮上体に少
なくとも３箇所以上で静電力を制御しなければならな
い。

【００３６】図６は本発明の第２実施例を示す静電浮上
システムの概略構成図、図７はその静電浮上システムの
固定子の電極面の平面図である。図６において、１１０
は浮上体に静電力による浮上力を与えるための固定子で
あり、１２０は浮上体、１１１ｃ〜１１３ｃは浮上体１
２０の浮上位置を検出するための近接スイッチ（この近
接スイッチはオン／オフ機能を有する）、１４１ａ，１
４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１５１ａ，１５１ｂ，１
５２ａ，１５２ｂ，１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１
６２ｂはスイッチ、１４３，１５３，１６３は反転素
子、１７０は電源を示している。

【００３７】まず、本発明の第２実施例を示す静電浮上
システムの構成について、図６及び図７を用いて説明す
る。図６及び図７に示すように、固定子１１０は絶縁基
板からなり、その上に、浮上体１２０に浮上力を与える
ための導電体の電極パターン（電極）１１１ａ、１１１
ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂが形成さ
れている。

【００３８】これらの電極は所定の組に分けられてお
り、各組の電極が各々浮上体に静電力を与えるための一
つのアクチュエータとして働き、また各々独立して制御
されるようになっている。この第２実施例では電極は３
組に分けられている。つまり、電極１１１ａと１１１ｂ
が一つの組に、１１２ａと１１２ｂが一つの組に、電極
１１３ａと１１３ｂが一つの組になっている。各組の電
極は形も面積も同じであり、互いに矩形状の分離帯１８
０ａ、１８０ｂ、１８０ｃを介して固定子１１０の上に
均等に配置されている。

【００３９】電極１１１ａ、１１２ａ、１１３ａは扇状
の中空を持つ扇状であり、その外径は浮上体１２０の直
径と等しくなっている。電極１１１ｂ、１１２ｂ、１１
３ｂは扇状であり、各々電極１１１ａ、１１２ａ、１１
３ａの中に分離帯１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃを介し
て配置されている。なお、各組を形成する二つの電極
は、その面積が同じであり、互いに反対の極性の電圧が
印加されるようになっており、浮上体１２０の電位を０
Ｖに維持するようになっている。

【００４０】つまり、電極１１１ａは電極１１１ｂとそ
の面積が同じであり、電極１１２ａは電極１１２ｂと、
電極１１３ａは電極１１３ｂとその面積が同じである。
また、電極１１１ａ、１１２ａ、１１３ａには正の電圧
〔＋Ｖｏｎまたは＋Ｖｏｆｆ（例えば、０Ｖ）〕が、電
極１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂには負の電圧（−Ｖｏ
ｎまたは−Ｖｏｆｆ（例えば、０Ｖ）が印加されるよう
になっている。

【００４１】なお、電極１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂ
には、浮上体１２０の浮上位置を検出するための近接ス
イッチ用穴１１１ｄ、１１２ｄ、１１３ｄが開いてい
る。また、各電極への電圧はスルーホール（図示なし）
を通して、各電極の裏面から供給されるようになってい
る。浮上体１２０は剛体の円板状体（シリコンウエハや
ガラス板）で、固定子１１０と対向するように配置され
ている。

【００４２】この固定子１１０を用いて、１自由度モデ
ルで説明したように、浮上体１２０を安定浮上させる。
つまり、近接スイッチ１１１ｃ〜１１３ｃによって検出
されたオン／オフスイッチング信号に基づいて、電源１
７０から供給された直流電圧を各電極へ供給することに
より、浮上体１２０を安定浮上させることができる。本
発明の第２実施例では、浮上体１２０を安定浮上させる
ために分散制御の形を取っている。即ち、電極１１１
ａ、１１１ｂと近接スイッチ１１１ｃとスイッチング回
路１４０とが一つのモジュールに、電極１１２ａ、１１
２ｂと近接スイッチ１１２ｃとスイッチング回路１５０
とが一つのモジュールに、電極１１３ａ、１１３ｂと近
接スイッチ１１３ｃとスイッチング回路１６０とが一つ
のモジュールになっている。これらの各モジュールは各
々独立して働き、浮上体１２０に静電力を与えるように
なっている。

【００４３】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。図８は本発明の第３実施例を示す静電浮上システム
の固定子の電極面の平面図である。図８に示すように、
固定子２１０は絶縁基板からなり、その上に、導電体の
電極パターン（電極）２１１ａ〜２１４ａ、２１１ｂ〜
２１４ｂが形成されている。

【００４４】この実施例では電極は４組に分けられてい
る。つまり、電極２１１ａと２１１ｂが一つの組に、電
極２１２ａと２１２ｂが一つの組に、電極２１３ａと２
１３ｂが一つの組に、電極２１４ａと２１４ｂが一つの
組になっており、各々独立して制御されている。各組の
電極は形も面積も同じであり、互いに矩形状の分離帯２
８０ａ、２８０ｂを介して固定子２１０の上に均等に配
置されている。電極２１１ａ〜２１４ａは長方形の中空
を持つ長方形状である。

【００４５】電極２１１ｂ〜２１４ｂは長方形状であ
り、各々電極２１１ａ〜２１４ａの中に分離帯２８１ａ
〜２８１ｄを介して配置されている。なお、各組を形成
する二つの電極は、その面積が同じであり、互いに反対
の極性の電圧が印加されるようになっている。つまり、
電極２１１ａは電極２１１ｂとその面積が同じであり、
２１２ａは電極２１２ｂと、電極２１３ａは電極２１３
ｂと、電極２１４ａは電極２１４ｂとその面積が同じで
ある。また、電極２１１ａ〜２１４ａには正の電圧〔＋
Ｖｏｎまたは＋Ｖｏｆｆ（例えば、０Ｖ）〕が、電極２
１１ｂ〜２１４ｂには負の電圧〔−Ｖｏｎまたは−Ｖｏ
ｆｆ（例えば、０Ｖ）〕が印加されるようになってい
る。

【００４６】なお、電極２１１ｂ〜２１４ｂには、浮上
体の浮上位置を検出するための近接スイッチ用穴２１１
ｄ〜２１４ｄが開いている。また、各電極への電圧はス
ルーホール（図示なし）を通して、各電極の裏面から供
給されるようになっている。この固定子２１０を用い
て、第１実施例と同じ方法で、浮上体としての剛体の長
方形の板状体（ガラス板）を安定に浮上させることがで
きる。

【００４７】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。図９は本発明の第４実施例を示す静電浮上システム
の固定子の電極面の平面図である。図９に示すように、
固定子３１０は絶縁基板からなり、その上に、導電体の
電極パターン（電極）３１１ａ〜３２６ａ、３１１ｂ〜
３２６ｂが形成されている。なお、電極３１１ｂ〜３２
６ｂには、浮上体の浮上位置を検出するための近接スイ
ッチ用穴３１１ｄ〜３２６ｄが開いている。また、各電
極への電圧はスルーホール（図示なし）を通して、各電
極の裏面から供給されるようになっている。

【００４８】この第４実施例では、プラスティックフィ
ルムや紙のような柔軟な板状体を浮上させるために固定
子３１０の上に多数（この電極の数は板状体の柔軟な程
度による）の電極を配置したことを除けば、その構成や
浮上動作は、前記した第１実施例と略同様である。つま
り、電極３１１ａと３１１ｂが一つの組に、電極３１２
ａと３１２ｂが一つの組に、・・・、電極３２６ａと３
２６ｂが一つの組になっており、各々近接スイッチ用穴
３１１ｄ〜３２６ｄに設けられている近接スイッチ（図
示なし）からのスイッチング信号に基づいて独立して制
御されている。

【００４９】このように、この第４実施例では、固定子
３１０の上に多数の電極を設け、各電極が各々独立して
制御される分散制御の形を取ることにより、またその電
極の数に比例して近接スイッチと、スイッチング回路内
のスイッチと反転素子の数を増やすだけで柔軟な板状体
を簡単な構造で、かつ安価で安定浮上させることができ
る。

【００５０】次に、本発明の第５実施例について説明す
る。図１０は本発明の第５実施例を示す静電浮上システ
ムの概略構成図である。この図において、固定子４１０
の上に形成されている電極パターン（電極）４１１ａ〜
４１３ａ、４１１ｂ〜４１３ｂは第２実施例（図６と図
７）の固定子１１０の上に形成されている電極１１１ａ
〜１１３ａ、１１１ｂ〜１１３ｂと同じ構造を有する
が、第２実施例と異なる点は、スイッチング回路４４
０、４５０、４６０の構造と各電極への電圧の印加方法
である。

【００５１】この第５実施例では、スイッチング回路４
４０、４５０、４６０において、反転素子と、反転素子
により制御されるスイッチとを無くし、近接スイッチ４
１１ｃ〜４１３ｃから直接制御されるスイッチ４４１
ａ、４４１ｂ、４５１ａ、４５１ｂ、４６１ａ、４６１
ｂと抵抗４４４ａ、４４４ｂ、４５４ａ、４５４ｂ、４
６４ａ、４６４ｂだけで構成されている。

【００５２】次に、本発明の第５実施例を示す静電浮上
システムの各電極への電圧の印加方法について説明す
る。この第５実施例では、電極４１１ａ、４１１ｂと近
接スイッチ４１１ｃとスイッチング回路４４０とが一つ
のモジュールを（それを第１のモジュルールという）、
電極４１２ａ、４１２ｂと近接スイッチ４１２ｃとスイ
ッチング回路４５０とが一つのモジュール（それを第２
のモジュールという）を、電極４１３ａ、４１３ｂと近
接スイッチ４１３ｃとスイッチング回路４６０とが一つ
のモジュール（それを第３のモジュールという）をそれ
ぞれ形成している。

【００５３】これらのモジュールは独立して働き、浮上
体４２０に静電力を与えるようになっている。各電極へ
の電圧の印加方法は、第２実施例（図６）の反転素子１
４３、１５３、１６３とスイッチ１４２ａ、１４２ｂ、
１５２ａ、１５２ｂ、１６２ａ、１６２ｂの機能を抵抗
４４４ａ、４４４ｂ、４５４ａ、４５４ｂ、４６４ａ、
４６４ｂが果たすようにしたことを除けば、第２実施例
と略同様である。

【００５４】すなわち、第１のモジュールについて説明
すると、近接スイッチ４１１ｃからオンスイッチング信
号（例えば、５Ｖ）が出力されるとスイッチ４４１ａ、
４４１ｂが閉じ、電極４１１ａにはオン電圧（＋Ｖｏ
ｎ）が、電極４１１ｂにはオン電圧（−Ｖｏｎ）が印加
され、また近接スイッチ４１１ｃからオフスイッチング
信号（例えば、０Ｖ）が出力されるとスイッチ４４１
ａ、４４１ｂが開き、抵抗４４４ａ、４４４ｂにより電
極４１１ａにはオフ電圧（＋Ｖｏｆｆ、例えば、０Ｖ）
が、電極４１１ｂにはオフ電圧（−Ｖｏｆｆ、例えば、
０Ｖ）が印加される。第２のモジュールと第３のモジュ
ールについても同様である。なお、４７０は電源であ
る。

【００５５】なお、上記した実施例では浮上体の電位を
０Ｖに保つため、一組を形成する二つの電極に各々オン
電圧（＋Ｖｏｎ）とオン電圧（−Ｖｏｎ）、またはオフ
電圧（＋Ｖｏｆｆ、例えば、０Ｖ）とオフ電圧（−Ｖｏ
ｆｆ、例えば、０Ｖ）を同時に印加するようにしたが、
浮上体の電位を０Ｖに保つ必要がない場合は、更に、簡
単なシステムを構成することができる。以下、その実施
例について説明する。

【００５６】図１１は本発明の第６実施例を示す静電浮
上システムの概略構成図である。この図１１において、
固定子５１０の上に形成されている電極パターン（電
極）５１１ａ〜５１３ａ、５１１ｂ〜５１３ｂは第２実
施例（図６と図７）の固定子１１０の上に形成されてい
る電極１１１ａ〜１１３ａ、１１１ｂ〜１１３ｂと同じ
構造を有するが第２実施例と異なる点は、スイッチング
回路５４０、５５０、５６０の構造と各電極への電圧の
印加方法である。

【００５７】すなわち、この第６実施例では、電極５１
１ｂ、５１２ｂ、５１３ｂには常にオフ電圧Ｖｏｆｆ
（例えば、０Ｖ）が印加され、電極５１１ａ、５１２
ａ、５１３ａのみに、各々近接スイッチ５１１ｃ、５１
２ｃ、５１３ｃからのスイッチング信号に基づいてオン
電圧Ｖｏｎまたはオフ電圧Ｖｏｆｆ（例えば、０Ｖ）が
印加されるようになっている。なお、５７０は電源であ
る。

【００５８】この第６実施例では電極５１１ａ、５１１
ｂと近接スイッチ５１１ｃとスイッチング回路５４０と
が一つのモジュールを形成しており（それを第１のモジ
ュールという）、電極５１２ａ、５１２ｂと近接スイッ
チ５１２ｃとスイッチング回路５５０とが一つのモジュ
ール（それを第２のモジュールという）を、電極５１３
ａ、５１３ｂと近接スイッチ５１３ｃとスイッチング回
路５６０とが一つのモジュール（それを第３のモジュー
ルという）を形成している。これらのモジュールは各々
独立して働き、浮上体５２０に静電力を与えるようにな
っている。

【００５９】次に、本発明の第６実施例を示す静電浮上
システムの各電極への電圧の印加方法を第１のモジュー
ルについて説明する。固定子５１０と浮上体５２０間の
ギャップが目標ギャップより広くなると、近接スイッチ
５１１ｃからオンスイッチング（例えば、５Ｖ）信号が
出力され、そのオンスイッチング信号によりスイッチ５
４１は閉じ、同時にスイッチ５４２は開くので、電極５
１１ａにはオン電圧Ｖｏｎが印加される。

【００６０】また、近接スイッチ５１１ｃからオフスイ
ッチング信号（例えば、０Ｖ）が出力されるとスイッチ
５４１は開き、スイッチ５４２は閉じるので、電極５１
１ａにはオフ電圧Ｖｏｆｆ（例えば、０Ｖ）が印加され
る。第２のモジュールと第３のモジュールについても同
様である。このように電極５１１ｂ、５１２ｂ、５１３
ｂには常にオフ電圧Ｖｏｆｆ（例えば、０Ｖ）を印加
し、電極５１１ａ、５１２ａ、５１３ａへの印加電圧だ
けを制御することにより、より簡単な静電浮上システム
を構成することができる。

【００６１】図６に示す第２実施例と、この第６実施例
の構成を比較してみると、第６実施例の場合、スイッチ
ング回路内のスイッチの数が半分（１２個から６個）に
減り、また電源の数が半分（＋Ｖｏｎと−Ｖｏｎ、＋Ｖ
ｏｆｆ、−Ｖｏｆｆの４台からＶｏｎとＶｏｆｆの２
台、または＋Ｖｏｆｆ、−Ｖｏｆｆ、Ｖｏｆｆとして０
Ｖを選択した場合は＋Ｖｏｎと−Ｖｏｎの２台からＶｏ
ｎの１台）に減ったことが分かる。

【００６２】なお、第５実施例（図１０）と同様に反転
素子５４３、５５３、５６３とスイッチ５４２、５５
２、５６２の代わりに、抵抗を用いることができる。そ
の場合スイッチの数は更に半分（６個から３個）になる
と共に、反転素子は無くなり、より簡単な構造を有する
抵抗だけを追加したことになるのでシステムは更に簡素
化される。なお、５５１，５６１はスイッチである。

【００６３】更に、常にオフ電圧Ｖｏｆｆ（例えば、０
Ｖ）が印加される電極５１１ｂ、５１２ｂ、５１３ｂ
を、一つの電極にすることができる。以下、その実施例
について説明する。なお、５７０は電源である。図１２
は本発明の第７実施例を示す静電浮上システムの固定子
の電極面の平面図である。

【００６４】この図に示すように、固定子６１０の上に
形成されている電極６１４には常にオフ電圧Ｖｏｆｆ
（例えば、０Ｖ）が印加され、電極６１１、６１２、６
１３には各々近接スイッチ用穴６１１ｄ、６１２ｄ、６
１３ｄに設置されている近接スイッチ（図示なし）から
のスイッチング信号に基づいて、オン電圧Ｖｏｎまたは
オフ電圧Ｖｏｆｆ（例えば、０Ｖ）が印加されるように
なっている。

【００６５】なお、以上で列挙した本発明の第１実施例
〜第７実施例では、浮上目標ギャップを閾値として浮上
体がこの目標ギャップを通った瞬間、近接スイッチから
のスイッチング信号は切り換わり（オンスイッチング信
号からオフスイッチング信号へ、またはオフスイッチン
グ信号からオンスイッチング信号へ）、また、その近接
スイッチからのスイッチング信号により、スイッチング
回路内のスイッチも切り換わるので、浮上体が目標ギャ
ップに達してから、その目標ギャップの近傍で微小な振
動が続くとき、スイッチはその振動に同期して頻繁に切
り換わり、そのスイッチの寿命が短縮される。

【００６６】本発明の第８実施例の静電浮上システムで
は、この問題点を解決し、浮上体が目標ギャップ近傍
で、ある程度振動しても良い場合には、変位センサと、
ヒステリシス（不感帯）を有するリレーを用いることに
より、スイッチの寿命を延長させることができる。以
下、その実施例について説明する。

【００６７】図１３は本発明の第８実施例を示す静電浮
上システムの概略構成図である。この図において、固定
子７１０の上に形成されている電極パターン（電極）７
１１ａ〜７１３ａ、７１１ｂ〜７１３ｂは第２実施例
（図６と図７）の固定子１１０の上に形成されている電
極１１１ａ〜１１３ａ、１１１ｂ〜１１３ｂと同じ構造
を有する。第２実施例と異なる点は、近接スイッチの代
わりに変位センサ７１１ｅ、７１２ｅ、７１３ｅを用
い、この変位センサ７１１ｅ、７１２ｅ、７１３ｅから
のアナログ信号をヒステリシス（不感帯）を有するリレ
ー７１１ｆ、７１２ｆ、７１３ｆを通ってスイッチング
回路７４０、７５０、７６０にスイッチング信号として
入力する点である。

【００６８】この第８実施例では電極７１１ａ、７１１
ｂと変位センサ７１１ｅとリレー７１１ｆとスイッチン
グ回路７４０とが一つのモジュールを形成しており（そ
れを第１のモジュール１という）、電極７１２ａ、７１
２ｂと変位センサ７１２ｅとリレー７１２ｆとスイッチ
ング回路７５０とが一つのモジュール（それを第２のモ
ジュールという）を、電極７１３ａ、７１３ｂと変位セ
ンサ７１３ｅとリレー７１３ｆとスイッチング回路７６
０とが一つのモジュール（それを第３のモジュール３と
いう）を形成している。これらのモジュールは各々独立
して働き、浮上体７２０に静電力を与えるようになって
いる。

【００６９】この第８実施例の各電極への電圧の印加方
法を第１のモジュールについて説明する。固定子７１０
と浮上体７２０間のギャップが目標ギャップよりＨ１よ
り広くなるとその瞬間、リレー７１１ｆからはオンスイ
ッチング信号（例えば、５Ｖ）が出力され、スイッチ７
４１ａ、７４１ｂが閉じると共に、スイッチ７４２ａ、
７４２ｂが開き、電極７１１ａにはオン電圧（＋Ｖｏ
ｎ）が、電極７１１ｂにはオン電圧（−Ｖｏｎ）が印加
される。

【００７０】また、固定子７１０と浮上体７２０間のギ
ャップが目標ギャップよりＨ２より狭くなるとその瞬
間、リレー７１１ｆからはオフスイッチング信号（例え
ば、０Ｖ）が出力され、スイッチ７４１ａ、７４１ｂが
開くと同時に、スイッチ７４２ａ、７４２ｂが閉じ、電
極７１１ａにはオフ電圧（＋Ｖｏｆｆ、例えば、０Ｖ）
が、電極７１１ｂにはオフ電圧（−Ｖｏｆｆ、例えば、
０Ｖ）が印加される。ここでリレーに設定される（Ｈ１
＋Ｈ２）が不感帯の幅を示しており、この不感帯の幅が
浮上体の振動の振幅の大きさと関係している。この不感
帯の幅が大きい程、振動の振幅の大きさは大きくなる。
反面、スイッチの切り換えの頻度が少なくなることは言
うまでもない。第２のモジュールと第３のモジュールに
ついても同様である。

【００７１】なお、この第８実施例も第５実施例（図１
０）と同様にスイッチ７４２ａ、７４２ｂ、７５２ａ、
７５２ｂ、７６２ａ、７６２ｂと反転素子７４３、７５
３、７６３の代わりに抵抗を用いることができる。ま
た、第６実施例（図１１）のように電極７１１ｂ、７１
２ｂ、７１３ｂには、常にオフ電圧（Ｖｏｆｆ、例え
ば、０Ｖ）を印加し、電極７１１ａ、７１２ａ、７１３
ａへの印加電圧だけを制御することができることは言う
までもない。

【００７２】更に、第７実施例（図１２）のように、電
極７１１ｂ、７１２ｂ、７１３ｂを一つの電極にし、そ
の電極に常にオフ電圧（Ｖｏｆｆ、例えば、０Ｖ）を印
加し、電極７１１ａ、７１２ａ、７１３ａへの印加電圧
だけを制御することができることは言うまでもない。な
お、７５１ａ，７５１ｂ，７６１ａ，７６１ｂはスイッ
チ、７７０は電源である。

【００７３】上記の第１〜第８実施例では、浮上体とし
て円形か長方形の剛体の板状体を用いて説明したが、そ
れ以外の形状を持つものでも、それが板状体であれば、
その形状に合わせて本発明の趣旨に基づいた電極パター
ンを工夫することにより、浮上体を安定浮上させること
ができることは言うまでもない。また、上記の第１〜第
５実施例と第８実施例において、各組を形成する二つの
電極はその面積が同じで、その二つの電極には同じ絶対
値を有する反対極性の電圧がスイッチングされ、浮上体
の電位を常に０Ｖに維持すると説明したが、二つの電極
の面積が異なる場合には各電極の面積の割合と浮上ギャ
ップなどに応じて各電極への印加電圧を異なる値にする
ことにより、浮上体の電位を０Ｖに維持することができ
る。

【００７４】更に、上記の第１〜第８実施例において、
オフ電圧としては０Ｖを用いたが、場合によっては０Ｖ
以外の電圧を用いることもできる。また、近接スイッ
チ、または変位センサを浮上体の下方に配置する方法も
本発明から排除されるものではない。なお、上記第１〜
第８実施例は静電浮上システムの一例に過ぎず、多種多
様な浮上体の静電浮上に適用が可能であることは言うま
でもない。

【００７５】また、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き種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００７６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、従来の静
電浮上システムでは、浮上体を安定浮上させるためにア
ナログ式の変位センサ、ＰＩＤコントローラで代表され
る制御器、制御電圧を増幅するための高電圧アンプが必
要であり、しかも、変位センサと制御器と高電圧アンプ
はいずれも厳しい仕様が要求され、また、その構造が複
雑であるので、システムの信頼性が低下し、故障時の保
守が容易ではないと共に、高価であったが、本発明によ
れば、オン／オフ信号だけを出力する近接スイッチと、
直流電圧を供給する電源と、スイッチと反転素子または
抵抗だけで構成されるスイッチング回路を用いて浮上体
の安定浮上が実現できるので、システムの構造が簡単で
あることにより、システムの信頼性を高めることができ
ると共に、故障時の保守が容易であり、また、安価でシ
ステムの構成が可能である。

【００７７】また、プラスティックフィルムや紙などの
ような柔軟な板状体も、簡単な構造を有する近接スイッ
チと、スイッチング回路内のスイッチと反転素子または
抵抗の数を増やすだけで、安定な浮上が実現できる。更
に、変位センサと、ヒステリシス（不感帯）を有するリ
レーとを付加することにより、スイッチの切り換えの頻
度を低減し、安定浮上させることができる。

【００７８】本発明は、光学機器や液晶ディスプレイ製
造工程をはじめ、半導体製造工業、精密機械工業などの
分野において、簡単な構造を有する非接触位置決め機構
や搬送機構として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す静電浮上システム
（１自由度モデル）の概略構成図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す静電浮上システム
（１自由度モデル）の浮上動作（その１）の説明図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例を示す静電浮上システム
（１自由度モデル）の浮上動作（その２）の説明図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例を示す静電浮上システム
（１自由度モデル）の浮上動作（その３）の説明図であ
る。

【図５】本発明の第１実施例を示す静電浮上システム
（１自由度モデル）の浮上動作（その４）の説明図であ
る。

【図６】本発明の第２実施例を示す静電浮上システムの
概略構成図である。

【図７】本発明の第２実施例を示す静電浮上システムの
固定子の電極面の平面図である。

【図８】本発明の第３実施例を示す静電浮上システムの
固定子の電極面の平面図である。

【図９】本発明の第４実施例を示す静電浮上システムの
固定子の電極面の平面図である。

【図１０】本発明の第５実施例を示す静電浮上システム
の概略構成図である。

【図１１】本発明の第６実施例を示す静電浮上システム
の概略構成図である。

【図１２】本発明の第７実施例を示す静電浮上システム
の固定子の電極面の平面図である。

【図１３】本発明の第８実施例を示す静電浮上システム
の概略構成図である。

【図１４】従来の静電浮上システムの概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１
０，７１０固定子１１ａ，１１ｂ，１１１ａ〜１１３ａ，１１１ｂ〜１１
３ｂ，２１１ａ〜２１４ａ，２１１ｂ〜２１４ｂ，３１
１ａ〜３２６ａ，３１１ｂ〜３２６ｂ，４１１ａ〜４１
３ａ，４１１ｂ〜４１３ｂ，５１１ａ〜５１３ａ，５１
１ｂ〜５１３ｂ，６１１〜６１４，７１１ａ〜７１３
ａ，７１１ｂ〜７１３ｂ電極パターン（電極）１１ｃ，１１１ｃ〜１１３ｃ，４１１ｃ〜４１３ｃ，５
１１ｃ〜５１３ｃ近接スイッチ２０，１２０，４２０，５２０，７２０浮上体４０，１４０，１５０，１６０，４４０，４５０，４６
０，５４０，５５０，５６０，７４０，７５０，７６０
スイッチング回路４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，１４１ａ，１４１
ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１５１ａ，１５１ｂ，１５２
ａ，１５２ｂ，１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２
ｂ，４４１ａ，４４１ｂ，４５１ａ，４５１ｂ，４６１
ａ，４６１ｂ，５４１，５４２，５５１，５５２，５６
１，５６２，７４１ａ，７４１ｂ，７４２ａ，７４２
ｂ，７５１ａ，７５１ｂ，７５２ａ、７５２ｂ、７６１
ａ，７６１ｂ，７６２ａ，７６２ｂスイッチ４３，１４３，１５３，１６３，５４３，５５３，５６
３，７４３，７５３，７６３反転素子７０，１７０，４７０，５７０，７７０直流電圧を
供給するための電源８０載置台９０目標位置９１初期位置９２，９３浮上体が目標位置を行き過ぎた時の浮上
体の位置１１１ｄ〜１１３ｄ，２１１ｄ〜２１４ｄ，３１１ｄ〜
３２６ｄ，６１１ｄ〜６１３ｄ近接スイッチ用穴１８０ａ〜１８０ｃ，１８１ａ〜１８１ｃ，２８０ａ，
２８０ｂ，２８１ａ〜２８１ｄ分離帯４４４ａ，４４４ｂ，４５４ａ，４５４ｂ，４６４ａ，
４６４ｂ抵抗７１１ｅ〜７１３ｅ変位センサ７１１ｆ〜７１３ｆヒステリシス（不感帯）を有す
るリレー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電力を用いた静電浮上システムにおい
て、（ａ）絶縁基板上に導電体の電極パターンが形成さ
れている固定子と、（ｂ）該固定子に対向する浮上体
と、（ｃ）前記固定子と前記浮上体間のギャップを検出
する近接スイッチと、（ｄ）直流電圧を供給する電源
と、（ｅ）前記固定子の電極パターンへの印加電圧のス
イッチング動作を行うスイッチング回路とを備え、
（ｆ）前記近接スイッチからのオン／オフ信号に基づい
て前記スイッチング回路で前記電源からの直流電圧を前
記固定子の電極パターンにスイッチングすることによ
り、前記浮上体を安定浮上させることを特徴とする静電
浮上システム。
【請求項２】請求項１記載の静電浮上システムにおい
て、前記固定子の電極パターンに直流電圧（オン電圧と
オフ電圧）をスイッチングすることにより、前記浮上体
を安定浮上させることを特徴とする静電浮上システム。
【請求項３】請求項２記載の静電浮上システムにおい
て、前記固定子と前記浮上体間のギャップが所定のギャ
ップより広くなったら前記固定子の電極パターンにオン
電圧を印加し、狭くなったらオフ電圧を印加することに
より、前記浮上体を安定浮上させることを特徴とする静
電浮上システム。
【請求項４】請求項１記載の静電浮上システムにおい
て、前記固定子は絶縁体のディスクからなり、その上
に、所定の組の電極パターンが分散配置され、該各組の
電極パターンへの電圧は各組間各々独立してスイッチン
グされることを特徴とする静電浮上システム。
【請求項５】請求項４記載の静電浮上システムにおい
て、前記各組の電極パターンには異なる値のオン電圧と
オフ電圧がスイッチングされることを特徴とする静電浮
上システム。
【請求項６】請求項４記載の静電浮上システムにおい
て、前記各組の電極パターンには同じ値のオン電圧とオ
フ電圧がスイッチングされることを特徴とする静電浮上
システム。
【請求項７】請求項４記載の静電浮上システムにおい
て、前記固定子の各組の電極パターンは二つの電極パタ
ーンに構成され、該各電極パターンには各電極パターン
の面積の割合と浮上ギャップに応じて前記浮上体の電位
がゼロボルトとなるような値の直流電圧がスイッチング
されることを特徴とする静電浮上システム。
【請求項８】請求項４記載の静電浮上システムにおい
て、前記固定子の各組の電極パターンは、同一面積を有
する二つの電極パターンに構成され、該二つの電極パタ
ーンには互いに反対極性の同じ絶対値を有する直流電圧
が同時にスイッチングされ、前記浮上体の電位がゼロボ
ルトとなるようにすることを特徴とする静電浮上システ
ム。
【請求項９】請求項１記載の静電浮上システムにおい
て、前記固定子の上に所定の数の電極パターンが形成さ
れ、その内所定の数の電極パターンには常に一定の電圧
を印加し、残りの電極パターンには前記電源からの直流
電圧をスイッチングすることにより前記浮上体を安定浮
上させることを特徴とする静電浮上システム。
【請求項１０】請求項１記載の静電浮上システムにお
いて、前記固定子の各組の電極パターンは二つの電極パ
ターンに構成され、その内一つの電極パターンには常に
一定の電圧を印加し、残り一つの電極パターンには前記
電源からの直流電圧をスイッチングすることにより前記
浮上体を安定浮上させることを特徴とする静電浮上シス
テム。
【請求項１１】静電力を用いた静電浮上システムにお
いて、（ａ）絶縁基板上に導電体の電極パターンが形成
されている固定子と、（ｂ）該固定子に対向する浮上体
と、（ｃ）前記固定子と前記浮上体間のギャップを検出
する変位センサと、（ｄ）ヒステリシスを有するリレー
と、（ｅ）直流電圧を供給する電源と、（ｆ）前記固定
子の電極パターンへの印加電圧のスイッチング動作を行
うスイッチング回路とを備え、（ｇ）前記変位センサか
らの出力信号を前記ヒステリシスを有するリレーを通し
て前記スイッチング回路に入力し、前記電極パターンに
前記電源からの直流電圧をスイッチングすることにより
前記浮上体を安定浮上させることを特徴とする静電浮上
システム。
【請求項１２】請求項１１記載の静電浮上システムに
おいて、前記固定子と前記浮上体間のギャップが所定の
第１のギャップより広くなったら前記固定子の電極パタ
ーンにオン電圧を印加し、所定の第２のギャップ（第２
のギャップは第１のギャップより小さい）より狭くなっ
たらオフ電圧を印加することにより印加電圧のスイッチ
ング動作に不感帯を設けることを特徴とする静電浮上シ
ステム。
【請求項１３】請求項１又は１１記載の静電浮上シス
テムにおいて、前記スイッチング回路はスイッチと反転
素子で構成されることを特徴とする静電浮上システム。
【請求項１４】請求項１又は１１記載の静電浮上シス
テムにおいて、前記スイッチング回路はスイッチと抵抗
で構成されることを特徴とする静電浮上システム。
【請求項１５】請求項１又は１１記載の静電浮上シス
テムにおいて、前記スイッチング回路はスイッチで構成
されることを特徴とする静電浮上システム。
【請求項１６】請求項１又は１１記載の静電浮上シス
テムにおいて、前記浮上体は板状体であることを特徴と
する静電浮上システム。