(57)【要約】【課題】静電チャックをロボットアームに着脱自在に取り付けることができるようにして、ワークを無変形、無傷且つ一枚ずつ確実に吸着搬送することができるようにした静電チャック着脱機構を提供する。【解決手段】静電チャック着脱機構は、ロボットツールチェンジャ１とコネクタ４とによって、静電チャック１００をロボットアーム２００に着脱自在に取り付ける機構である。静電チャック１００は、基材１１０と吸着電極１２２を有した静電吸着層１２０と昇圧モジュール１３０とを備える。ロボットツールチェンジャ１は、メインプレート３とツールプレート２とを有し、静電チャック１００とロボットアーム２００とを機械的に連結する。コネクタ４は、第１〜第４の雌端子５１〜５４を有した雌コネクタ部５と、第１〜第４の雄端子６１〜６４を有した雄コネクタ部６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着電極を有した静電吸着層と第１及び第２の出力端の少なくとも一方が吸着電極に接続された昇圧回路とこれら静電吸着層及び昇圧回路が表面に設けられた基材とを備える静電チャックを、ロボットアームの先端に着脱自在に取り付けるための静電チャック着脱機構であって、
上記基材の裏面と上記ロボットアームの先端とを機械的に連結するためのロボットツールチェンジャと、外部電源と上記昇圧回路の入力端とを電気的に接続するためのコネクタとを備え、
上記コネクタを、
上記静電チャックの基材裏面に設けられ、外部電源を上記昇圧回路の入力端に送るための配線の先端に形成された第１及び第２の雌端子及び昇圧回路の出力をオン／オフする制御信号を上記昇圧回路の他の入力端に送るための配線の先端に形成された第３及び第４の雌端子を有する雌コネクタ部と、
上記ロボットアームの先端部に取り付けられ、上記外部電源からの配線の先端に設けられ且つ上記ロボットツールチェンジャによる基材とロボットアームとの連結時に上記雌コネクタ部の第１及び第２の雌端子にそれぞれ圧接する第１及び第２の雄端子、及び上記制御信号を供給するための配線の先端に設けられ且つ上記ロボットツールチェンジャによる基材とロボットアームとの連結時に上記雌コネクタ部の第３及び第４の雌端子にそれぞれ圧接する第３及び第４の雄端子を有する雄コネクタ部とで構成した、
ことを特徴とする静電チャック着脱機構。
【請求項２】
請求項１に記載の静電チャック着脱機構において、
上記吸着電極は、２つの電極で成る双極タイプの吸着電極であり、
上記昇圧回路の第１及び第２の出力端は、配線を通じて上記２つの電極にそれぞれ電気的に接続され、
上記第１及び第２の雄端子は、配線を通じて上記外部電源の両出力端にそれぞれ電気的に接続されている、
ことを特徴とする静電チャック着脱機構。
【請求項３】
請求項１に記載の静電チャック着脱機構において、
上記吸着電極は、１つの電極で成る単極タイプの吸着電極であり、
上記第１の雌端子は、配線を通じてワークに電気的に接続され、
上記第２の雌端子は、配線を通じて上記昇圧回路の一つの入力端に電気的に接続され、
上記第１の雄端子は、配線を通じて接地され、
上記第２の雄端子は、配線を通じて外部電源の一方の出力端に電気的に接続されている、
ことを特徴とする静電チャック着脱機構。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の静電チャック着脱機構において、
上記ロボットツールチェンジャは、上記静電チャックの基材裏面に取り付けられたツールプレートと、上記ロボットアームの先端に取り付けられ、上記ツールプレートに着脱自在に連結可能なメインプレートとを有する、
ことを特徴とする静電チャック着脱機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電チャックをロボットアームに着脱自在に取り付けるための静電チャック着脱機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器産業の分野では、製品の量産化及び組立作業の省力化を図るため、ロボットツールの自動交換機構が開発されている。この機構は、他種類のツールを１種類のロボットアームに着脱自在に取り付けることができるようにしたものであり、作業に不必要なツールから作業に必要なツールに自動的に交換することにより、一台のロボットで多種類の作業を行なわせる機構である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、このような機構では、ワークを吸着するツールとして、真空チャックを選択し、ワークを真空チャックの吸引力によって、吸着搬送していた（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０５７７８６号公報
【特許文献２】特開平０７−１６４３６５号公報
【特許文献３】特開平０５−１９２８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した従来の技術では、次のような問題がある。
すなわち、ワークを吸着するツールとして、真空チャックを用いていたため、シート状のワークを吸着する際、シート状のワークが吸引力によって変形してしまう。
また、真空チャックでは、表面に載置されたワークを表面に開口した空気孔の負圧によって吸引するため、ワークの裏面に空気孔による多数の吸着痕が残ってしまう。
さらに、複数枚以上重なったシート状のワークを、一枚ずつ吸着しようとしても、複数枚同時に吸着してしまい、重なった複数枚のワークを上か一枚ずつ吸着搬送することは難しかった。この問題は、特に穴のあいたシート状のワークにおいて顕著であった。
【０００６】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、静電チャックをロボットアームに着脱自在に取り付けることができるようにして、ワークを無変形、無傷且つ一枚ずつ確実に吸着搬送することができるようにした静電チャック着脱機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、吸着電極を有した静電吸着層と第１及び第２の出力端の少なくとも一方が吸着電極に接続された昇圧回路とこれら静電吸着層及び昇圧回路が表面に設けられた基材とを備える静電チャックを、ロボットアームの先端に着脱自在に取り付けるための静電チャック着脱機構であって、基材の裏面とロボットアームの先端とを機械的に連結するためのロボットツールチェンジャと、外部電源と昇圧回路の入力端とを電気的に接続するためのコネクタとを備え、コネクタを、静電チャックの基材裏面に設けられ、外部電源を昇圧回路の入力端に送るための配線の先端に形成された第１及び第２の雌端子及び昇圧回路の出力をオン／オフする制御信号を昇圧回路の他の入力端に送るための配線の先端に形成された第３及び第４の雌端子を有する雌コネクタ部と、ロボットアームの先端部に取り付けられ、外部電源からの配線の先端に設けられ且つロボットツールチェンジャによる基材とロボットアームとの連結時に雌コネクタ部の第１及び第２の雌端子にそれぞれ圧接する第１及び第２の雄端子、及び制御信号を供給するための配線の先端に設けられ且つロボットツールチェンジャによる基材とロボットアームとの連結時に雌コネクタ部の第３及び第４の雌端子にそれぞれ圧接する第３及び第４の雄端子を有する雄コネクタ部とで構成した。
かかる構成により、ロボットツールチェンジャによって、ロボットアームの先端を静電チャックの基板裏面に機械的に連結させると、コネクタによって、静電吸着層の吸着電極と外部電源とが電気的に接触する。
具体的には、ロボットアームの先端が、ロボットツールチェンジャによって、静電チャックの基板裏面に連結すると、ロボットアームの先端部に取り付けられた雄コネクタ部の第１及び第２の雄端子が、静電チャックの基材裏面に設けられた雌コネクタ部の第１及び第２の雌端子にそれぞれ圧接すると共に、雄コネクタ部の第３及び第４の雄端子が、雌コネクタ部の第３及び第４の雌端子にそれぞれ圧接する。この結果、外部電源からの配線が、第１及び第２の雄端子と第１及び第２の雌端子とを通じて、昇圧回路の入力端に接続され、昇圧回路の第１及び第２の出力端の少なくとも一方を通じて、吸着電極に電気的に接続された状態になる。同時に、昇圧回路の出力をオン／オフする制御信号を供給するための配線が、第３及び第４の雄端子と第３及び第４の雌端子とを通じて、昇圧回路の他の入力端に接続された状態になる。
かかる状態で、オンの制御信号をロボットアーム側から供給すると、昇圧回路の出力がオン状態になり、外部電源に対応した電圧が、コネクタと昇圧回路とを通じて、静電チャックの吸着電極に送られる。これにより、静電吸着層の表面に接触したワークが、ワークと吸着電極との間に生じた静電気力によって静電吸着層表面に吸着される。
このとき、ワークがシート状であっても、バキューム吸着でなく、静電吸着されるので、シート状のワークが変形することもなく、また、ワークの裏面に多数の吸着痕が残ることもない。さらに、複数枚以上重なったシート状のワークを、複数枚同時に吸着することなく、一枚ずつ確実に吸着することも可能である。
上記のように、ワークを、静電チャックで吸着した状態で、ロボットアームを動かすことにより、所定位置迄搬送することができる。
ワークを所定位置に搬送した後、オフの制御信号をロボットアーム側から供給すると、昇圧回路の出力がオフ状態になり、静電チャックの昇圧回路から吸着電極への電圧出力が終了する。これにより、ワークが、静電吸着層の表面から外れ、所定位置に配置される。
ツール変換する場合には、ロボットツールチェンジャを解除して、静電チャックをロボットアームの先端から外す。これにより、コネクタによる吸着電極と外部電源との電気的接続が解除される。しかる後、静電チャックのないロボットアームの先端に、他のツールを連結することで、他の作業を行うことができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の静電チャック着脱機構において、吸着電極は、２つの電極で成る双極タイプの吸着電極であり、昇圧回路の第１及び第２の出力端は、配線を通じて２つの電極にそれぞれ電気的に接続され、第１及び第２の雄端子は、配線を通じて外部電源の両出力端にそれぞれ電気的に接続されている構成とした。
かかる構成により、ロボットツールチェンジャによって、静電チャックをロボットアームに連結した状態で、オンの制御信号をロボットアーム側から供給して、昇圧回路の出力をオン状態にすると、外部電源の一方の出力端が、第１の雄端子と第１の雌端子とを通じて、昇圧回路の入力端に接続され、昇圧回路の第１の出力端を通じて、双極電極である吸着電極の一方の電極に電気的に接続される。そして、外部電源の他方の出力端が、第２の雄端子と第２の雌端子とを通じて、昇圧回路の入力端に接続され、昇圧回路の第２の出力端を通じて、吸着電極の他方の電極に電気的に接続される。
これにより、吸着電極の一方の電極に正電荷が溜まると、負電荷がこの電極に対向するワークの裏面部分に発生する。そして、吸着電極の他方の電極には、負電荷が溜まって、正電荷がこの電極に対向するワークの裏面部分に発生する。この結果、ワークが、ワークと吸着電極との間に生じた静電気力によって静電吸着層表面に吸着される。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の静電チャック着脱機構において、吸着電極は、１つの電極で成る単極タイプの吸着電極であり、第１の雌端子は、配線を通じてワークに電気的に接続され、第２の雌端子は、配線を通じて昇圧回路の一つの入力端に電気的に接続され、第１の雄端子は、配線を通じて接地され、第２の雄端子は、配線を通じて外部電源の他方の出力端に電気的に接続されている構成とした。
かかる構成により、ロボットツールチェンジャによって、静電チャックをロボットアームに連結した状態で、オンの制御信号をロボットアーム側から供給して、昇圧回路の出力をオン状態にすると、外部電源の他方の出力端が、第２の雄端子と第２の雌端子とを通じて、昇圧回路の他方の入力端に接続され、昇圧回路の第２の出力端を通じて、単電極である吸着電極に電気的に接続される。これと同時に、ワークが、第１の雄端子と第１の雌端子とを通じて、接地状態になる。
これにより、互いに逆極性の電荷が、吸着電極とワークとにそれぞれ発生して、ワークが、ワークと吸着電極との間に生じた静電気力によって静電吸着層表面に吸着される。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の静電チャック着脱機構において、ロボットツールチェンジャは、静電チャックの基材裏面に取り付けられたツールプレートと、ロボットアームの先端に取り付けられ、ツールプレートに着脱自在に連結可能なメインプレートとを有する構成とした。
かかる構成により、ロボットツールチェンジャのメインプレートを、静電チャックの基材裏面に取り付けられたツールプレートに連結することで、静電チャックをロボットアームに着脱自在に連結することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上詳しく説明したように、この発明の静電チャック着脱機構によれば、静電チャックをロボットアームに着脱自在に取り付けることができるので、ワークを無変形、無傷且つ一枚ずつ確実に吸着搬送することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の第１実施例に係る静電チャック着脱機構を示す分解斜視図である。
【図２】静電チャック着脱機構の断面図である。
【図３】静電チャックの裏面図である。
【図４】ロボットアームの端面図である。
【図５】ロボットツールチェンジャの構造を示す断面図である。
【図６】メインプレートをツールプレートに挿入した状態を示す断面図である。
【図７】メインプレートとツールプレートとの連結状態を示す断面図である。
【図８】メインプレートとツールプレートとの分離状態を示す断面図である。
【図９】雄コネクタ部の構造を示す断面図である。
【図１０】雌コネクタ部と雄コネクタ部との電気的接続状態を示す断面図である。
【図１１】ロボットアームが静電チャックを選択した状態を示す概略図である。
【図１２】静電チャックをロボットアームに連結した状態を示す概略図である。
【図１３】静電チャックをロボットアームによってワーク側に移動させた状態を示す概略図である。
【図１４】ワークを静電チャックによって吸着した状態を示す概略図である。
【図１５】ロボットアームが静電チャックによってワークを吸着搬送する状態を示す概略図である。
【図１６】ロボットアームが静電チャックを元のツール載置台上に戻す状態を示す概略図である。
【図１７】静電チャックをロボットアームから分離した状態を示す概略図である。
【図１８】この発明の第２実施例に係る静電チャック着脱機構を示す分解斜視図である。
【図１９】静電チャック着脱機構の断面図である。
【図２０】この発明の第３実施例に係る静電チャック着脱機構の要部であるコネクタを示す断面図である。
【図２１】雌コネクタ部と雄コネクタ部との電気的接続状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は、この発明の第１実施例に係る静電チャック着脱機構を示す分解斜視図であり、図２は、静電チャック着脱機構の断面図であり、図３は、静電チャックの裏面図であり、図４は、ロボットアームの端面図である。
図１及び図２に示すように、静電チャック着脱機構は、ロボットツールチェンジャ１とコネクタ４とによって、静電チャック１００をツール変換型のロボットアーム２００の先端に着脱自在に取り付けることができる機構である。
【００１５】
この実施例で適用される静電チャック１００は、アルミニュウム製の基材１１０と、静電吸着層１２０と、昇圧回路としての昇圧モジュール１３０とを有している。
静電吸着層１２０は、ポリイミドフィルム製の誘電体１２１と、誘電体１２１内に形成された銅製の吸着電極１２２とで成り、その表面１２０ａをワークＷの吸着面としている。
吸着電極１２２は、２つの電極１２２ａ，１２２ｂで成る双極タイプの吸着電極であり、２つの電極１２２ａ，１２２ｂが、昇圧モジュール１３０の出力端１３１ａ，１３１ｂに配線１１１ａ，１１１ｂを通じてそれぞれ接続されている。
昇圧モジュール１３０は、低電圧を後述する雌コネクタ部５から図３に示す入力端１３２ａ，１３２ｂを通じて入力し、この低電圧を高電圧に昇圧して、第１，第２の出力端としての出力端１３１ａ，１３１ｂから出力する装置である。
【００１６】
ロボットツールチェンジャ１は、静電チャック１００の基材１１０の裏面１１０ｂとロボットアーム２００の先端とを機械的に連結するための連結機器であり、周知のロボットツールチェンジャを用いることができる。
この実施例では、ロボットツールチェンジャ１は、図２〜図４に示すように、メインプレート３とツールプレート２とで構成される。
【００１７】
図５は、ロボットツールチェンジャ１の構造を示す断面図である。
図５に示すように、ツールプレート２は、静電チャック１００の基材裏面１１０ｂの中央部に取り付けられたドーナッツ状のハウジング２０を有しており、ロックリング２２が、このハウジング２０の中心孔２１の上端に圧入されている。そして、ツールプレート２を位置決めするための位置決めピン２３が、ハウジング２０の表面に立設されている。
一方、メインプレート３は、ロボットアーム２００の先端面２００ａに取り付けられた円形状のハウジング３０を有しており、ツールプレート２の中心孔２１内に挿入可能なシリンダ部３１が、このハウジング３０の中央部に突設されている。シリンダ部３１は、圧力室３４と、圧力室３４内に上下動可能に嵌め込まれたピストン３５とを有しており、Ｌ字状のカム３２の下端部３２ｂが、ピストン３５のロッド３５ａの下端部に係合されている。このカム３２は、軸３２ｃによってシリンダ部３１の側壁に回動自在に支持されている。そして、ツールプレート２の位置決めピン２３が挿入可能なピン穴３３が、ハウジング３０の表面に凹設されている。
【００１８】
ここで、ロボットツールチェンジャ１の機能について説明する。
図６は、メインプレート３をツールプレート２に挿入した状態を示す断面図であり、図７は、メインプレート３とツールプレート２との連結状態を示す断面図であり、図８は、メインプレート３とツールプレート２との分離状態を示す断面図である。
図５に示したように、メインプレート３の圧力室３４の圧力を高めることで、ピストン３５を押し下げておくと、カム３２は、シリンダ部３１の内部に収まった状態になる。
この状態で、図６に示すように、ロボットアーム２００を下降させることで、メインプレート３のピン穴３３をツールプレート２の位置決めピン２３に挿入させることができると共に、シリンダ部３１を中心孔２１内に挿入させることができる。
そして、図７に示すように、メインプレート３の圧力室３４内の圧力を下げて、ピストン３５を上昇させると、下端部３２ｂをピストン３５のロッド３５ａに係合させたカム３２が、軸３２ｃを中心に回転し、その上端部３２ａがシリンダ部３１の外部に突出する。この結果、カム３２の上端部３２ａが、ツールプレート２のロックリング２２に下側から係合し、メインプレート３がツールプレート２に連結された状態になる。
この状態から、図８に示すように、メインプレート３の圧力室３４内の圧力を上げて、ピストン３５を下げると、カム３２が、戻るように回転し、シリンダ部３１の内部に収まる。この結果、カム３２とロックリング２２との係合状態が解除される。そして、ロボットアーム２００を上昇させることで、メインプレート３をツールプレート２から分離させることができる。
【００１９】
図１及び図２に示すように、コネクタ４は、静電チャック１００の吸着電極１２２と外部電源１４０とを昇圧モジュール１３０を通じて電気的に接触するための機器であり、雌コネクタ部５と雄コネクタ部６とで構成されている。
【００２０】
雌コネクタ部５は、図３に示すように、基材１１０の裏面１１０ｂに設けられている。
具体的には、雌コネクタ部５は、台座５０を有しており、台座５０の高さは、ツールプレート２の高さとメインプレート３の高さとの和よりも若干高めに設定されている。そして、円形の第１〜第４の雌端子５１〜５４が、この台座５０の表面に列設されている。
電源用配線５５，５６の先端が、第１及び第２の雌端子５１，５２にそれぞれ接続され、電源用配線５５，５６の後端が、昇圧モジュール１３０の入力端１３２ａ，１３２ｂにそれぞれ接続されている。
制御用配線５７，５８の先端が、第３及び第４の雌端子５３，５４にそれぞれ接続され、制御用配線５７，５８の後端が、昇圧モジュール１３０の他の入力端としての入力端１３３ａ，１３３ｂにそれぞれ接続されている。
【００２１】
一方、雄コネクタ部６は、図１及び図２に示すように、外部電源１４０と、昇圧モジュール１３０の出力をオン／オフするための制御回路１４１とを上記雌コネクタ部５に電気的に接続させるためのものであり、ロボットアーム２００の先端部側面に取り付けられている。
【００２２】
図９は、雄コネクタ部６の構造を示す断面図である。
図９に示すように、雄コネクタ部６は、ロボットアーム２００の側面に取り付けられたハウジング６０と、ピン状の第１〜第４の雄端子６１〜６４とで構成されている。
具体的には、４本の貫通孔６９が、雌コネクタ部５の第１〜第４の雌端子５１〜５４に対応した配列で、ハウジング６０に穿設されている。各貫通孔６９は、下段の大径の孔６９ａと上段の小径の孔６９ｂとでなり、第１の雄端子６１（第２〜第４の雄端子６２〜６４）が、先端部６１ａ（６２ａ〜６４ａ）を孔６９ａの下開口からロボットアーム２００の先端面２００ａの位置迄突出させた状態で、貫通孔６９内に収納されている。そして、フランジ６１ｂ（６２ｂ〜６４ｂ）が、第１の雄端子６１（第２〜第４の雄端子６２〜６４）の下部に設けられ、スプリング７０が、このフランジ６１ｂ（６２ｂ〜６４ｂ）と孔６９ａの上面６９ａ’との間に装着されている。
第１及び第２の雄端子６１，６２の上端は、ロボットアーム２００の側面を這う電源用配線６５，６６の先端にそれぞれ接続され、第３及び第４の雄端子６３，６４の上端は、ロボットアーム２００の側面を這う制御用配線６７，６８の先端にそれぞれ接続されている。そして、電源用配線６５，６６は、図２に示した外部電源１４０の両出力端１４０ａ，１４０ｂに接続され、制御用配線６７，６８は、制御回路１４１の両出力端１４１ａ，１４１ｂに接続されている。
【００２３】
図１０は、雌コネクタ部５と雄コネクタ部６との電気的接続状態を示す断面図である。
ロボットアーム２００を図９に示す状態から下降させると、雌コネクタ部５の台座５０の高さがツールプレート２とメインプレート３との高さの和より若干高く設定され、第１〜第４の雄端子６１〜６４の先端部６１ａ〜６４ａが先端面２００ａの位置迄突出しているので、ロボットツールチェンジャ１のツールプレート２とメインプレート３とが連結する前に、第１〜第４の雄端子６１〜６４の先端部６１ａ〜６４ａが、第１〜第４の雌端子５１〜５４に接触する。接触後も、ロボットアーム２００をさらに下降させると、第１〜第４の雄端子６１〜６４が、スプリング７０の付勢力に抗して、貫通孔６９内を相対的に上昇した状態になる。
したがって、図１０に示すように、ロボットツールチェンジャ１のツールプレート２とメインプレート３とが連結した状態では、第１〜第４の雄端子６１〜６４の先端部６１ａ〜６４ａが、第１〜第４の雌端子５１〜５４に圧接した状態になる。また、ロボットアーム２００側の電源用配線６５，６６と静電チャック１００側の電源用配線５５，５６とが、電気的に接続した状態になると共に、制御用配線６７，６８と制御用配線５７，５８とが電気的に接続した状態になる。
そして、ロボットツールチェンジャ１のツールプレート２とメインプレート３とを分離させて、ロボットアーム２００を上昇させると、第１〜第４の雄端子６１〜６４と第１及〜第４の雌端子５１〜５４との接触状態が解除される。そして、第１〜第４の雄端子６１〜６４が、スプリング７０によって下方に付勢され、図９に示すように、第１〜第４の雄端子６１〜６４の先端部６１ａ〜６４ａが先端面２００ａの位置迄突出した状態に復旧する。
【００２４】
次に、この実施例の静電チャック着脱機構の作用及び効果について説明する。
図１１は、ロボットアーム２００が静電チャック１００を選択した状態を示す概略図であり、図１２は、静電チャック１００をロボットアーム２００に連結した状態を示す概略図である。
図１１において、ロボットアーム２００は、ツール変換型のロボットアームであり、ロボットアーム２００をツールの真上迄移動させたり、ロボットアーム２００をツールに対して上下動させる制御は、図示しないコンピュータによって自動的に行われる。
静電チャック１００が作業用のツールとして選択されると、図１１に示すように、空のロボットアーム２００が静電チャック１００の真上に移動し、ロボットツールチェンジャ１のメインプレート３がツールプレート２の真上にセットされる。
しかる後、図１２に示すように、ロボットアーム２００が下降し、図７で示したロボットツールチェンジャ１の機能によって、ツールプレート２がメインプレート３に連結する。これと同時に、図１０に示した機能によって、コネクタ４の雄コネクタ部６が雌コネクタ部５に電気的に接続される。これにより、ロボットアーム２００側の電源用配線６５，６６と静電チャック１００側の電源用配線５５，５６とが電気的に接続した状態になると共に、制御用配線６７，６８と制御用配線５７，５８とが電気的に接続した状態になる（図１〜図３参照）。この結果、外部電源１４０、電源用配線６５，６６、コネクタ４、電源用配線５５，５６、昇圧モジュール１３０、配線１１１ａ，１１１ｂ、電極１２２ａ，１２２ｂという、外部電源１４０から吸着電極１２２に至る電源経路が形成される。これと同時に、制御回路１４１、制御用配線６７，６８、コネクタ４、制御用配線５７，５８、昇圧モジュール１３０という、制御回路１４１から昇圧モジュール１３０に至る制御経路が形成される。
【００２５】
図１３は、静電チャック１００をロボットアーム２００によってワークＷ側に移動させた状態を示す概略図であり、図１４は、ワークＷを静電チャック１００によって吸着した状態を示す概略図であり、図１５は、ロボットアーム２００が静電チャック１００によってワークＷを吸着搬送する状態を示す概略図である。
上記のように、メインプレート２とメインプレート３とが連結され、雌コネクタ部５と雄コネクタ部６とが接続されると、図１３に示すように、ロボットアーム２００が回転し、静電チャック１００が、ツール載置台２１０からコンベア２２０上のワークＷの真上に運ばれる。
しかる後、図１４に示すように、ロボットアーム２００が下降し、静電チャック１００の静電吸着層１２０の表面１２０ａ（図２参照）が当接する。そして、かかる状態で、オンの制御信号を制御回路１４１から昇圧モジュール１３０に供給すると、昇圧モジュール１３０の出力がオン状態になる。これにより、図１〜図３で説明したように、外部電源１４０から入力端１３２ａ，１３２ｂを通じて昇圧モジュール１３０に入力した低電圧が、高電圧に変換され、昇圧モジュール１３０の出力端１３１ａ，１３１ｂと配線１１１ａ，１１１ｂとを通じて吸着電極１２２の電極１２２ａ，１２２ｂに送られる。すると、正電荷が一方の電極１２２ａに溜り、負電荷がこの電極１２２ａに対向するワークＷの裏面部分に発生する。そして、負電荷が他方の電極１２２ｂに溜まって、正電荷がこの電極１２２ｂに対向するワークＷの裏面部分に発生する。この結果、ワークＷが、ワークＷと吸着電極１２２との間に生じた静電気力によって静電吸着層１２０の表面１２０ａに吸着される。
しかる後、図１５に示すように、ロボットアーム２００が上昇及び回転し、静電チャック１００が、ワークＷを吸着した状態で、ロボットアーム２００と一体に上昇及び回転して、ワークＷを所定位置迄搬送する。
ところで、このようにワークＷを吸着して所定位置迄搬送する作業は、真空チャックによっても可能である。しかし、真空チャックをツールとして使用すると、ワークＷがシート状の場合に、変形、多数の吸着痕が生じ、また複数枚重なったワークを一枚づつ吸着搬送することができない。
これに対して、この実施例のように、ロボットアーム２００のツールとして静電チャック１００を用いることで、シート状のワークＷを、変形や吸着痕を残すことなく静電吸着することができる。さらに、複数枚以上重なったシート状のワークＷを、一枚ずつ確実に吸着することができる。
上記のように、ワークＷを所定位置迄搬送した時点で、図１〜図３で説明したように、オフの制御信号を制御回路１４１から昇圧モジュール１３０に供給すると、昇圧モジュール１３０の出力がオフ状態になる。これにより、静電チャック１００の昇圧モジュール１３０の出力端１３１ａ，１３１ｂから吸着電極１２２に送られる電圧が遮断され、ワークＷが静電吸着層１２０の表面１２０ａから外れ、所定位置に配置される。
【００２６】
図１６は、ロボットアーム２００が静電チャック１００を元のツール載置台２１０上に戻す状態を示す概略図であり、図１７は、静電チャック１００をロボットアーム２００から分離した状態を示す概略図である。
ワークＷの搬送が終了すると、ロボットアーム２００が上昇、回転及び下降し、図１６に示すように、空の静電チャック１００がツール載置台２１０上に載置される。
しかる後、図８で示したロボットツールチェンジャ１の機能によって、ツールプレート２がメインプレート３から分離すると共に、図１７に示すように、ロボットアーム２００が上昇する。すると、図９に示した機能により、コネクタ４の雄コネクタ部６が雌コネクタ部５から分離し、電気的接続が解除される。
以後、静電チャック１００とは別の作業用のツールを選択し、ロボットアーム２００に連結することで、当該他の作業を実行することができる。
【００２７】
（実施例２）
次に、この発明の第２実施例について説明する。
図１８は、この発明の第２実施例に係る静電チャック着脱機構を示す分解斜視図であり、図１９は、静電チャック着脱機構の断面図である。
【００２８】
この実施例は、単極タイプの吸着電極を有した静電チャックに関する静電チャック着脱機構である点が、双極タイプの吸着電極を有した静電チャックに関する静電チャック着脱機構である上記第１実施例と異なる。
【００２９】
具体的には、図１８に示すように、静電チャック１００の吸着電極１２２’が、１つの電極で成る単極タイプの吸着電極であり、図１９に示すように、配線１１１ｂを通じて昇圧モジュール１３０の出力端１３１ｂに接続されている。
また、コネクタ４の雌コネクタ部５においては、図１８に示すように、第１の雌端子５１が、電源用配線５５を通じて給電ピン７１に接続されている。この給電ピン７１は、図１９に示すように、基材１１０と静電吸着層１２０とを貫通する孔７２内に進退自在に挿入され、その先端７１ａを静電吸着層１２０の表面１２０ａから突出させている。これにより、ワークＷを静電吸着層１２０の表面１２０ａに当接させると、ワークＷが、給電ピン７１の先端７１ａに接触し、給電ピン７１と電源用配線５５とを通じて、第１の雌端子５１に電気的に接続するようになっている。
一方、雄コネクタ部６においては、第１の雄端子６１が、電源用配線６５を通じて接地され、これに対応して、外部電源１４０の出力端１４０ａも接地されている。
【００３０】
かかる構成により、静電チャック１００を、ロボットツールチェンジャ１及びコネクタ４によって、ロボットアーム２００に機械的且つ電気的に接続し、制御回路１４１からのオンの制御信号を昇圧モジュール１３０側に出力して、昇圧モジュール１３０の出力をオン状態にすると、外部電源１４０の出力端１４０ｂが、電源用配線６６、コネクタ４、電源用配線５６、昇圧モジュール１３０の出力端１３１ｂ、配線１１１ｂを通じて、吸着電極１２２’と電気的に接続された状態になる。
また、ワークＷは、給電ピン７１、電源用配線５５、コネクタ４、電源用配線６５を通じて、接地された状態になる。
これにより、それぞれ逆の極性の電荷が、吸着電極１２２とワークＷとに発生して、静電気力が、ワークＷと吸着電極１２２’との間に生じ、ワークＷが静電吸着層１２０の表面１２０ａに吸着される。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、それらの記載は省略する。
【００３１】
（実施例３）
次に、この発明の第３実施例について説明する。
この実施例の静電チャック着脱機構は、コネクタの構造が、上記第１及び第２実施例と異なる。
図２０は、この発明の第３実施例に係る静電チャック着脱機構の要部であるコネクタを示す断面図である。
【００３２】
図２０に示すように、この実施例で適用されるコネクタ４は、挿入接続型のコネクタであり、穴型の第１〜第４の雌端子５１’〜５４’を有した雌コネクタ部５’と、ハウジング６０に固定されたピン状の第１〜第４の雄端子６１’〜６４’を有した雄コネクタ部６’とで構成される。
【００３３】
雌コネクタ部５’の第１の雌端子５１’（第２〜第４の雌端子５２’〜５４’）は、リング５１ａ（５２ａ〜５４ａ）と板バネ５１ｂ（５２ｂ〜５４ｂ）と穴５０ａとで構成されている。
リング５１ａ（５２ａ〜５４ａ）は、テーパ状の中心孔を有した金属性のリング体であり、その中心孔を台座５０の穴５０ａに一致させた状態で、穴５０ａの上縁部に固定されている。板バネ５１ｂ（５２ｂ〜５４ｂ）は、金属製の湾曲体であり、その上端部がリング５１ａ（５２ａ〜５４ａ）と電気的に接続された状態で、穴５０ａ内に収納されている。
このような第１〜第４の雌端子５１’〜５４’のリング５１ａ〜５４ａは、上記実施例と同様に、電源用配線５５，５６及び制御用配線５７，５８にそれぞれ接続されている。
【００３４】
雄コネクタ部６’の第１の雄端子６１’（第２〜第４の雄端子６２’〜６４’）は、金属製のピン体であり、ハウジング６０に穿設された貫通孔６９’内に収納されている。この第１の雄端子６１’（第２〜第４の雄端子６２’〜６４’）は、先端部６１ａ（６２ａ〜６４ａ）を貫通孔６９’の下開口からロボットアーム２００の先端面２００ａの位置迄突出させた状態で、貫通孔６９’内に固定されている。
このような第１〜第４の雄端子６１’〜６４’は、電源用配線６５，６６及び制御用配線６７，６８にそれぞれ接続されている。
【００３５】
図２１は、雌コネクタ部５’と雄コネクタ部６’との電気的接続状態を示す断面図である。
ロボットアーム２００が図２０に示す状態から下降すると、ロボットツールチェンジャ１のツールプレート２とメインプレート３とが連結する前に、第１〜第４の雄端子６１’〜６４’が、第１〜第４の雌端子５１’〜５４’のリング５１ａ〜５４ａの中心孔に進入する。進入後も、ロボットアーム２００がさらに下降すると、図２１に示すように、第１〜第４の雄端子６１’〜６４’が、穴５０ａ内に入り込み、板バネ５１ｂ〜５４ｂに圧接する。
これにより、ロボットアーム２００側の電源用配線６５，６６と静電チャック１００側の電源用配線５５，５６とが電気的に接続した状態になると共に、制御用配線６７，６８と制御用配線５７，５８とが電気的に接続した状態になる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１及び第２実施例と同様であるので、それらの記載は省略する。
【符号の説明】
【００３６】
１…ロボットツールチェンジャ、  ２…ツールプレート、  ３…メインプレート、  ４…コネクタ、  ５，５’…雌コネクタ部、  ６，６’…雄コネクタ部、  ２０，３０，６０…ハウジング、  ２１…中心孔、  ２２…ロックリング、  ２３…ピン、  ３１…シリンダ部、  ３２…カム、  ３２ａ…上端部、  ３２ｂ…下端部、  ３２ｃ…軸、  ３３…ピン穴、  ３４…圧力室、  ３５…ピストン、  ３５ａ…ロッド、  ５０…台座、  ５０ａ…穴、  ５１〜５４，５１’〜５４’…第１〜第４の雌端子、  ５１ａ〜５４ａ…リング、  ５１ｂ〜５４ｂ…板バネ、  ５５，５６，６５，６６…電源用配線、  ５７，５８，６７，６８…制御用配線、  ６１〜６４，６１’〜６４’…第１〜第４の雄端子、  ６１ａ〜６４ａ…先端部、  ６１ｂ〜６４ｂ…フランジ、  ６９，６９’，６９ａ，６９ｂ，７２…孔、  ６９ａ’…上面、  ７０…スプリング、  ７１…給電ピン、  ７１ａ…先端、  １００…静電チャック、  １１０…基材、  １１０ｂ…裏面、  １１１ａ，１１１ｂ…配線、  １２０…静電吸着層、  １２０ａ…表面、  １２１…誘電体、  １２２，１２２’…吸着電極、  １２２ａ，１２２ｂ…電極、  １３０…昇圧モジュール、  １３１ａ，１３１ｂ，１４０ａ，１４０ｂ，１４１ａ，１４１ｂ…出力端、  １３２ａ，１３２ｂ，１３３ａ，１３３ｂ…入力端、  １４０…外部電源、  １４１…制御回路、  ２００…ロボットアーム、  ２００ａ…先端面、  ２１０…ツール載置台、  ２２０…コンベア、  Ｗ…ワーク。  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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