JPS62255039A - 静電吸着装置から被吸着体を脱離させる方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紙やフィルム等の被吸着体を、これを吸着保
持する静電吸着装置から容易に脱離させる方法に関する
。

〔従来の技術〕

近年、製図板上への図面の保持、記録台上への記録紙の
保持、或いは、掲示板や各種ボードへの用紙の保持を静
電気の吸着力により吸着保持することが行われている。

特に最近では、コンピュータ製図によるＩＣ回路の設計
のため製図面へ紙を密着させることが必要な分野等にお
いて、被吸着物の静電保持が必要とされている。

従来、このような用途に用いられる静電吸着装置として
は、電極群を形成する導体を絶縁体層に埋設又は゛塗着
等した上に半導電体よりなる吸着層を熱圧着して一体に
形成したものが提案されている（例えば、実公昭５４−
４１８９２号、実開昭５２−１３７２７２号）。これら
の静電吸着装置の吸着面に被吸着体を載せ、吸着保持用
の直流印加電圧を正負一対の電極間にかけて被吸着体を
静電保持し、作図等の作業を行い、作業終了後被吸着体
を脱離させる場合には通常、電極間への印加電圧を切り
自然放電により容易に手で引きはがすことができる程度
の吸着力に減衰したところで被吸着体の脱離を行ってい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本田願人は、前記従来の静電吸着装置よりも更に大きい
吸着力を生じる静電吸着装置を、吸着面となる半導電性
シートを特殊な構造とすることによって開発し、出願し
ている（特願昭５９−２７３９９５号）。

吸着力が大であることは、作図、製図等の作業を行う上
ではより望ましいことであるが、一方において、作業終
了後、紙やフィルム等の被吸着体を脱離する際に、手で
容易に引きはがすことができる程度まで吸着力が減衰す
るのに数十秒かかり、特に湿度の低い環境下においては
、数分要することもあり、次の作業への円滑な進行を妨
げるという問題がある。

本発明は、作図等の作業終了後、静電吸着装置から被吸
着体をとりはずすに当たり、静電吸着装置の電極間への
直流印加電圧切断後吸着力の減衰時間を短縮して、容易
に脱離することができる方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、静電吸着装置の吸着面上に直流印加電圧によ
って静電吸着保持されている被吸着体を脱離させる場合
において、前記直流印加電圧を切断した際に、該直流印
加電圧とは正負逆方向の直流電圧を微少時間印加するこ
とを特徴とする静電吸着装置から被吸着体を脱離させる
方法に関する。

上記方法を実施するのは、静電吸着装置の正負一対の電
極間に接続する電源回路に、被吸着体を静電保持する直
流印加電圧を切断した際にタイマーの設定によって微少
時間正負を逆にした直流電圧が印加される回路を組み込
むことにより可能である。

第１図は、本発明を実施する場合に使用する静電吸着装
置の一例を示すものであり、第２図は第１図の静電吸着
装置における半導電性シートと電極を一体化した吸着層
の断面図で゛あり、第３図は第２図の吸着層を電極を設
けた面から見た平面図である０図において、１は吸着面
を形成する半導電性シートであり、シート１は上面側層
２と下面側層３の２層構造のプラスチックシートからな
る。

電極４−ａと４−ｂは、前記のようにして形成される半
導電性シートの下面に接して配置される。

即ち表面抵抗値の小さい方のシート表面が電極と接続さ
れる。電極は、電極間でコンデンサを構成するように例
えば正負一対の櫛型構造とする０図において、４−ａは
正極、４−ｂは負極である。

この電極は、正負電極間に直流電圧を印加することので
きる電源回路に接続され、印加電圧によって電極間にコ
ンデンサが形成されて半導電性シート中に電界を生じ、
シート表面で被吸着体を静電的に吸着するのを可能とす
る。

電極が形成された半導電性シートの凹凸面は、絶縁体層
５と固着されるが、固着を両面接着性絶縁フィルム６で
行うことにより、熱圧着等の方法に比較して極めて容易
に吸着板を製造でき、また二次曲面状をした吸着面が必
要な吸着装置も極めて容易に製造できる。

上記正極４−ａの１つと負極４−ｂの１つの下部にあた
る絶縁体層５並びに両面接着性絶縁フィルム６に電極接
続孔７を設け、電極接続孔７中に導電シーラント８を充
填し、この中にリード線９を埋設して正極４−ａ及び負
極４−ｂそれぞれを電源回路に接続する。

第４図は、本発明を実施するに当たり、第１図〜第３図
の電極４−ａと電極４−ｂの間に電圧を印加するための
電源回路の一例を示す展開接続図であり、第５図はその
タイムチャートである。第４図において、電源スィッチ
ＳＷがオンの状態では、Ｒ１のコイルが励磁され、Ｒｔ
のａ接点が閉となるので、前記電極４−ａを正、電極４
−ｂを負として、電極間に６００ｖの直流電圧が印加さ
れる。この状態では、Ｒ１のｂ接点が開で、タイマーＴ
＋　、Ｔｔ　、Ｔｓ　、Ｔａのいずれのコイルも非励磁
であり、Ｒｚ　、Ｒｓ　、Ｒ４のいずれのコイルも非励
磁である。電源スィッチＳＷをオフとすると、Ｒ１のａ
接点間で電極間への印加電圧が切れると同時に、Ｒ８の
ｂ接点が閉となり、タイマ’−Ｔ　＋　、　Ｔ　ｔが動
作開始する。この段階では、Ｔ、の限時動作す接点が閉
となるのでＲ１のコイルは励磁され、タイマーＴ２　、
Ｔ、も動作開始する。タイマー設定条件はＴ　＠　＞　
Ｔ　ｚ　＞　Ｔ　ａ　＞　Ｔｘとする。Ｔ、設定時間後
、Ｔ、の限時動作ａ接点が閉となり、Ｒ４のコイルが励
磁されるので、ＳＷオフからＴ、設定時間後に、Ｒ４の
ａ接点を介して、電極間に帯電していた電荷がアースさ
れる。

ＳＷオフからＴ４設定時間後、Ｔ４の限時動作す接点が
開となるので、Ｒ４のコイルが非励磁となり、Ｒ４のａ
接点が開となりアース回路が切れる。

従ってアース時間は（Ｔ４−７３　＞である。ＳＷオフ
からＴ２設定時間後に、Ｔ２の限時動作ａ接点が閉とな
り、Ｒ８のコイルが励磁され、Ｒ３のａ接点が閉となる
ので、電極４−ｂを正、電極４−ａを負として、前記Ｓ
Ｗオンの場合とは正負逆の電圧６００ｖが電極間に印加
される。ＳＷオフからＴ、設定時間後、Ｔ、の限時動作
す接点が開となるので、Ｒ２のコイルが非励磁となり、
Ｒ２のａ接点が開で、Ｒ３も非励磁となり、Ｒ１のａ接
点間で、電極間への印加電圧が切れる。従って、逆電圧
印加時間は（Ｔ、−Ｔ２　）である。

電極間へ正負逆の電圧を印加する時間、すなわち第４図
のような電源回路を用いる場合には（Ｔ＋　　Ｔｚ＞の
設定時間は、１秒〜５秒程度であるが、吸着力は湿度状
態により影響を受けるので、湿度が高い状態では短く、
湿度が低い状態では長く適宜設定する。

第４図の回路においては、逆電圧を印加する前に短時間
アースするようになっている。アース時間は、０〜２秒
程度である。アースを行わず、電源回路のスイッチをオ
フにしてからすぐに逆電圧を印加しても吸着力の減衰の
効果はあるが、瞬間的に＋６００Ｖから一６００Ｖに変
換されるため、著しい電界強度の変化が生じ、レコーダ
ー、プロッターなどの本発明に係わる静電吸着装置を内
蔵する機器の、主操作回路に接続される電子部品回路や
記憶素子回路内のデバイスや記憶素子を破壊又は誤作動
させるおそれがあるために好ましくは掻く短時間のアー
スを取ることが望ましい。

アースにより電極にチャージされた電荷は減少するから
、短時間アース後に逆電圧を印加することは本質的に本
発明の効果を促進するものである。

アースを行わない場合には、例えば第４図の回路からＲ
４、Ｔ３　、Ｔ４とその接続を除いた回路を用いればよ
い、或いは、第４図の回路を用いて、Ｔ３　、Ｔ、の設
定時間をともに０秒としてもよい。

これらの場合、電源スィッチＳＷをオフにしてから（Ｔ
、　−’ｒｚ　）時間、電極間に逆電圧が印加される。

〔作　用〕

本発明においては、静電吸着装置の吸着面上に直流印加
電圧によって静電吸着保持されている被吸着体を脱離さ
せる場合において、直流印加電圧を切断した際に、電極
間に、正負を逆にした直流電圧を微少時間印加するため
、電極間に帯電している電荷と逆の極性の電荷によって
滞電している電荷が打ち消されるので、自然放電により
消失する場合に比較して非常に早く滞電電荷が消失する
。

〔発明の効果〕

静電吸着装置の吸着面と被吸着体との間の吸着力は、電
極間に帯電した電荷にもとづく静電気力によるものであ
り、本発明によれば、上記の作用により帯電電荷が早く
消失するので、吸着力が短時間で減衰し、作業終了後す
ぐに被吸着体を静電吸着装置から脱離させることができ
、作業を円滑に進行させることができる。

〔実施例１〕 第１図に示すような静電吸着装置に、第４図の電源回路
を接続した。

静電吸着装置の吸着面となる半導電性シートは次のよう
にして得られたものである。

オクチルアクリレート４２部、スチレン１０部、メトキ
シポリエチレングリコールメタクリレート８．８部、ポ
リエチレングリコールジメタクリレート４．２部を２段
重合したゴム幹重合体に、メチルメタクリレート３５部
をグラフト共重合させて得た平均粒径０．０８μ、体積
固有抵抗１０８Ω・ｃｍの白色の制電性グラフト共重合
体１８．４部と市販のアクリル樹脂（住友化学製スミペ
ックＲ１３−ＭＨＧ）８１．６部をブレンダー混合して
得た成形用コンパウンド（上面層用）と前記制電性グラ
フト共重合体３６．８部と前記アクリル樹脂６３．２部
をブレンダー混合して得た成形用コンパウンド（下面層
用）から、２層シート押出機を用いて押出成形により、
上面層の設定厚さ０．１　ｗ、下面層の設定厚さ０．４
　ｍの２層構造のシートを作成した。

得られたシートの厚さは０．５Ｎで、上面層の表面抵抗
は　８Ｘ１０′４Ω、下面層の表面抵抗は７×１０′２
Ωであった。

このシートの下面側表面に、電極幅５鶴、正。

負電極間距離５ｆｌの電極対が１３組形成されるように
、銀粉導電塗料を用いて、厚さ１０〜１５μｍの電極を
スクリーン印刷により形成した。

電極を印刷した半導電性シートは、両面接着性絶縁フィ
ルムにより厚さ３．５　Ｉｍの塩ビ板に接着した。絶縁
フィルムと塩ビ板に設けた孔に、正負各電極へのリード
線を埋設し、正極、負極をそれぞれ電源回路に接続した
。

上記静電吸着装置の吸着面上に、Ａ４サイズ（２１，０
Ｘ２２．５ｃｍ）の記録紙を載せ、電源スィッチをオン
とし、６００Ｖの直流電圧を２分間印加後、電源スィッ
チをオンのまま記録紙の吸着力を測定したところ、１５
．４ｇｆ／ａＪ　（７，３ｋｇｆ　／４７２．５ｃｄ）
であった。測定時の環境は２０℃、５５％ＲＨであった
。

第４図の電源回路のタイマーを設定して、アース時間を
０．５秒とし、逆電圧印加時間を１．４秒。

２．４秒、３．４秒の各段階において電源スイツチオフ
から後の吸着力を測定し゛たところ、それぞれ２．３３
ｇｆ／ａｄ　（１，１ｋｇｆ　／４７２．５　ｃａｌ）
　、０．６３ｇｆ／ｃｄ　（０，３ｋｇｆ　／４７２．
５　ｃｄ）　、０．４２ｇｆ／ｃｏ！（０，２ｋｇｆ　
／４７２．５　ａｄ）であった。吸着力がｏ、６３ｇｆ
／ｄの付近では、記録紙を十分手で引きはがすことがで
きるので、アース時間０．５秒十逆電圧印加時間２．４
秒＝２．９秒後には記録紙を脱離させることができた。

また、アース時間を１．０秒とし、逆電圧印加時間を０
．９秒、１．９秒、２．９秒とした各場合の吸着力を測
定したところ、それぞれ２．５４ｇｆ／ｃａｌ（１，２
ｋｇｆ　／４７２．５　ｃｄ）　、０．６３ｇｆ／ａｄ
　（０，３ｋｇｆ／４７２．５　ｃｄ）　、０．６３　
ｇｆ／ａＪ　（０，３ｋｇｆ　／４７２．５ｄ）であっ
た。この場合、アース時間１．０秒＋逆電圧印加時間１
．９秒＝２．９秒後に記録紙を容易に脱離させることが
できた。

また、更に、アース時間を０秒として、逆電圧印加時間
を１秒、２秒、３秒、４秒、５秒とじた各場合の吸着力
を測定したところそれぞれ、２．９６ｇｆ／ｄ　（１，
４ｋｇｆ　／４７２．５　ｃｄ）　、０．８５ｇｆ／ａ
ｊ（０，４ｋｇｆ　／４７２．５　ｃｄ）　、０．６３
ｇｆ／ｃｄ　（０，３ｋｇｆ／４７２．５　ｃｊ）　、
０．８５　ｇｆ／ａＡ　（０，４ｋｇｆ　／４７２．５
ｃａｌ）　、１．４８　ｇｆ／ｃ＋ｊ　（０，７ｋｇｆ
　／４７２．５　ｄ）であった。この場合には、逆電圧
印加時間３秒後に容易に記録紙を脱離させることができ
、それ以上の時間を経過すると吸着力は再び大きくなる
傾向を示した。

上記アース時間０．５秒、１秒、０秒（逆電圧のみ）の
３つの場合について、電源スイツチオフからの経過時間
に対する吸着力の減衰の過程を第６図に示した。

尚、吸着力の測定は、吸着面と水平な方向に記録紙を引
き出すスクリュー駆動式アームに最大荷重２０ｋｇの市
販置針式テンションゲージ（天場計器製作所製）と、先
端に記録紙を把むつかみ幅５０ｍのチャックを設けた金
属棒が水平移動を行うように支持するスライド装置を設
けた引取試験機を用いて行い、記録紙をチャックにかま
せて引取速度１．８ｍ／分で吸着されている記録紙を引
き取り、バネ計りに指示される最大応力を読み取って吸
着力とした。尚、減衰過程の吸着力の測定は、最大荷重
５　ｋｇの市販置針式テンションゲージ（入庫計器製作
所製）を用いた。

〔比較例１〕 実施例１と同一の静電吸着装置を使用し、実施例１の場
合と同じ測定環境下において、静電吸着装置の吸着面上
に実施例１で使用したＡ４サイズの記録紙を載せ６００
Ｖの直流電圧を２分間印加した後、印加電圧を切り、自
然放電により吸着力を減衰させた。吸着力の減衰の過程
を第６図に示した。自然放電による場合には、０．６３
　ｇｆ／ｃａｔ（０，３贈ｆ　／４７２．５　ｃＪＩ）
の吸着力に減衰するまでに２０秒要した。

また、記録紙に６００ｖの直流電圧を２分間印加した後
、電極間に滞電している電圧をアースし、アース時間の
経過とともに吸着力が減衰する過程を測定した。アース
のみによる減衰の過程も第６図に示したが、電源オフか
ら５秒後においても吸着力は１．９　ｇｆ／ｃｊ　（０
，９ｋｇｆ　／４７２．５　ｃ４）あり、自然放電より
は早く減衰するが、逆電圧を印加する場合のような早い
減衰の効果はなかった。

〔実施例２．比較例２〕 静電吸着装置の吸着面となる半導電性シートとして、実
施例１と異なり、前記制電性グラフト共重合体３６．８
部と市販のアクリル樹脂（住友化学製スミベフク”　Ｂ
−ＭＨＧ）６３．２部を添加しアイポリ−色に着色した
ものを０．５ｆｌ厚さの単層のシートにしたもので表面
抵抗６Ｘ１０′２ΩΦものを使用した以外は、実施例１
と同様にして吸着力の測定を行った。測定時の環境は２
０℃４５％ＲＨであった。

静電吸着装置の吸着面上にＡ４サイズ（２１，０Ｘ２２
．５部ｍ）の記録紙を載せ、電源スィッチをオンのまま
記録紙の吸着力を測定したところ、１３．８ｇｆ／ｃｉ
　（６，５ｋｇｆ　／４７２．５　ｃｄ）であり、電源
回路のタイマーを設定してアース時間を１．１秒とし、
逆電圧印加時間による吸着力の変化を測定し、吸着力の
減衰の過程を第７図に・プロット実線カーブで示した。

これによると、逆電圧印加時間３．８秒後、すなわちア
ース時間１．１秒とあわせて電源スイツチオフから４．
９秒後には、吸着力が０．６３ｇｆ／Ｃｒ１（０，３ｋ
ｇｆ　／４７２．５　ａａ）に減衰している。

比較のため、吸着力１３．８ｇｆ／ｃｄ　（６，５ｋｇ
ｆ　／４７２．５　ｃｊ）で吸着されていた記録紙の吸
着力を自然放電により減衰させた場合の減衰の過程を測
定し、第７図に○プロット実線カーブで示した。この場
合には、０．６３ｇｆ／ａｄの吸着力に減衰するまでに
３０秒を要している。

〔実施例３．比較例３〕 半導電性シートとして、実施例１と同じシートを使用し
て実施例２と同様にして逆電圧印加時間による吸着力の
変化を測定した。電源スィッチがオンの時の記録紙の吸
着力は１５．７　ｇｆ／ｃａｌ　（７，４ｋｇｆ　／４
７２．５　ｃｄ）であり、アース時間は　１．１秒とし
た。

吸着力の減衰の過程を第８図に・プロット実線カーブで
示した。これによると、逆電圧印加７．３秒後（アース
時間１．１秒と合計して８．４秒後）に、吸着力が０．
６３　ｇｆ／ｄに減衰した。

比較のため、吸着力１５．７ｇｆ／ｃｄ　（７，４瞳ｆ
／４７２．５　ｃ＋４）で吸着されていた記録紙の吸着
力を自然放電により減衰させた場合の減衰の過程を測定
し、第８図に○プロット実線カーブで示した。この場合
には、４５秒経過後においても２．Ｏｇｆ／ａＪ（０，
９５ｋｇｆ　／４７２，５　ａＪ）の吸着力が残留して
おり、０．６３ｇｆ／ａ！の吸着力に減衰するには１２
０秒を要した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するのに使用する静電吸着装置
の一例を示す断面図であり、第２図は、第１図の静電吸
着装置の半導電性シートと電極が一体化した吸着層の断
面図であり、第３図は、第２図の吸着層を電極が配され
た側から見た正面図である。 第４図は、本発明を実施するために第１図〜第３図の静
電吸着装置の電極４−ａと電極４−ｂに接続する電源回
路の一例を示す展開接続図であり、第５図はそのタイム
チャートである。 第６図は、実施例１及び比較例１についての、電源スイ
ツチオフからの経過時間に対する吸着力の減衰過程を示
すグラフである。 第７図は、実施例２及び比較例２についての、電源スイ
ツチオフからの経過時間に対する吸着力の減衰過程を示
すグラフである。 第８図は、実施例３及び比較例３についての電源スイツ
チオフからの経過時間に対する吸着力の減衰過程を示す
グラフである。 特許出願人　　呉羽化学工業株式会社　　、−１代理人
　弁理士　　岩　本　久　美　子永　　井　　義　　久
　１１．−１−一第１図 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静電吸着装置の吸着面上に静電吸着保持されている被吸
   着体を脱離させる方法において、静電吸着装置の正負一
   対の電極間に印加されている吸着保持用の直流電圧を切
   断した際に該電極間に該直流電圧とは正負を逆にした直
   流電圧を微少時間印加することを特徴とする方法。