(57)【要約】【課題】推力と同時発生する吸引力をキャンセルし、直進性の優れたスムーズな駆動を実現する静電アクチュエータを用いた搬送装置の提供。【解決手段】ステージと、複数の移動子と、該移動子にそれぞれに対向して配置された複数の固定子とを備えており、前記移動子は基材表面に複数の帯状電極が形成されており、かつ該電極が絶縁膜に覆われており、前記固定子は基材表面に複数の帯状電極が形成されており、かつ該電極が絶縁膜に覆われている搬送装置において、前記移動子は前記ステージの表面にステージを中心に対称に固定することで、吸引力が相殺され、ステージが移動方向に垂直に変位しないようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージと、複数の移動子と、該移動子にそれぞれに対向して配置された複数の固定子とを備えており、前記移動子は基材表面に複数の帯状電極が形成されており、かつ該電極が絶縁膜に覆われており、前記固定子は基材表面に複数の帯状電極が形成されており、かつ該電極が絶縁膜に覆われている搬送装置において、前記移動子は前記ステージの表面にステージを中心に対称に固定されたことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
固定子および移動子の基材は、剛性体からなることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記剛性体は、セラミックス、またはガラスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電アクチュエータを用いた搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電アクチュエータを駆動源として用いた搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
交流駆動両電極形静電アクチュエータと呼ばれるものを、図５に示す。本静電アクチュエータは、固定子１と移動子２の２つから構成される。固定子１、移動子２ともに、３相に結線された多数の帯状電極３を持ち、表面は絶縁膜４で覆われている。１つの３相正弦波を、固定子１、移動子２の両者に、それぞれ接続順が逆向きになるようにして印加する。これにより、固定子１、移動子２上には、それぞれ逆向きに進行する正弦波状の電位分布５が発生する。これら２つの電位分布の間に働く静電気力により、アクチュエータは駆動される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、前記静電アクチュエータは、固定子１と移動子２とを向かい合わせた状態で電圧を印加した場合、横方向へ駆動する推力と垂直方向に、固定子１と移動子２とが吸引しあう吸引力も同時に発生するため、本静電アクチュエータを図４の斜視図および図３のステージ部断面図に示すような搬送装置の駆動源として組み込んだ場合、駆動方向８に発生する推力以外に、吸引力による横方向の力９が発生するため、ステージ６が変位し、直進性を妨げる問題があった。
【０００４】
上記問題に対し、特開２００１−１９００７９では、駆動用電極とそれに接続される交流電源に加えて、吸引用の電極とそれに接続される直流電源を設けて吸引力をキャンセル出来るようにしていた。しかしながら、駆動用には交流電源を設けているのに加えて、吸引力をキャンセルさせるために直流電源を別途設ける必要性があり、回路的にも制御が複雑であるという課題があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、固定子１と移動子２との間の吸引力を、構造的にキャンセルすることにより、ステージ６の変位を防止し、直進性の優れた静電アクチュエータを用いた搬送装置を提供することにある。吸引力を構造的にキャンセルするため、別途吸引用の電極やそれに接続される電源を設ける必要が無く、制御が簡単である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決すべく、ステージと、複数の移動子と、該移動子にそれぞれに対向して配置された複数の固定子とを備えており、前記移動子は基材表面に複数の帯状電極が形成されており、かつ該電極が絶縁膜に覆われており、前記固定子は基材表面に複数の帯状電極が形成されており、かつ該電極が絶縁膜に覆われている搬送装置において、前記移動子は前記ステージの表面にステージを中心に対称に固定されたことを特徴とする。
移動子はステージの両側面に左右対称に固定してもよいし、ステージの上下面に上下対称に固定してもよい。あるいは両側面・上下面両方に固定してもよい。これにより、推力と同時に発生する吸引力が相殺されるので、ステージの変位を防止し、直進性の優れた静電アクチュエータを用いた搬送装置が実現できる。
【０００７】
本発明の一実施態様では、固定子および移動子の基材は、剛性体からなることを特徴とする。剛性体とは、フィルムなどの材料と異なり、容易に変形しない材料のことを指す。具体的にはヤング率が１０ＧＰａ以上の材料を指し、ガラス、セラミックスのほかにアルミ、鉄、チタンなどの金属材料が含まれる。なお、金属を基材に用いるときは、表面に絶縁コートを施す必要がある。絶縁コートの方法はＰＶＤ，ＣＶＤ、印刷、ゾルゲル法など公知の方法を用いることができる。これにより、推力と同時に発生する吸引力により、移動子および固定子が変形し、移動子と固定子とが擦れ合うことが防止できるので、ステージをスムーズに駆動できる静電アクチュエータを用いた搬送装置が実現できる。
【０００８】
本発明の一実施態様では、固定子および移動子の基材に使用する剛性体は、セラミックス、またはガラスであることを特徴とする。セラミックスにはアルミナ、ジルコニア、炭化けい素、窒化ケイ素、コージェライト、窒化アルミニウムなどが挙げられる。ガラスにはソーダライムガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどが挙げられる。無論セラミックス、ガラスともにこれらに限定されるものではない。
セラミックスおよびガラスは、研削加工等により、容易に加工が可能で、平面精度の優れた移動子と固定子の製造が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい態様につき、図に基づいて説明する。
図１は本発明にかかる静電アクチュエータの第１実施例の断面図を示す図である。図１において、固定子ａ１０１、固定子ｂ１０２、移動子ａ２０１、移動子ｂ２０２には、電圧を印加するための３つの帯状電極３が複数設けられており、絶縁膜４により被われている。図２に示すように、移動子ａ２０１と移動子ｂ２０２は、ステージ６の両側にステージを中心に対称に接合されていて、移動子ａ２０１と対向するように固定子ａ１０１が、移動子ｂ２０２と対向するように固定子ｂ１０２が、それぞれ数μｍ〜数十μｍのギャップを介して配置されている。
これにより、固定子ａ１０１と移動子ａ２０１との間に発生する吸引力と、固定子ｂ１０２と移動子ｂ２０２との間に発生する吸引力が互いに相殺されるので、ステージ６の移動方向に垂直の変位を防止し、直進性の優れた静電アクチュエータを用いた搬送装置が実現できる。
【００１０】
移動子および固定子の基材の材質としては、セラミックス、ガラスなどの剛性体を使用する。厚みは、数十μｍから数十ｍｍまで、要求される剛性等により、必要に応じて変更する。帯状電極３の材質としては、金、銀、白金、銅、アルミニウム、チタン、クロム、タングステン、モリブデン、ＴｉＣ、ＩＴＯなどの電極材料を使用する。製法としては、メッキ、ＰＶＤ、ＣＶＤ、印刷、転写など、材料に応じた製法を採用する。厚みは、０．数μｍから数十μｍまで、材料や製法に合わせて調整する。絶縁膜４の材質としては、セラミックス、ガラス、ポリイミドなどの絶縁材料を使用する。製法としては、ＰＶＤ、ＣＶＤ、印刷、ゾルゲル法、溶射法など、材料に応じた製法を採用する。厚みは、数μｍ〜数百μｍまで、材料や製法に合わせて調整する。
【００１１】
図３には従来技術における断面図を、図４に斜視図を、図５に交流駆動両電極形静電アクチュエータの側面図を示した。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、固定子と移動子との間に発生する吸引力が相殺されるので、ステージの移動方向に垂直の変位を防止し、直進性の優れた静電アクチュエータを用いた搬送装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施例１の断面図
【図２】本発明にかかる実施例１の斜視図
【図３】従来技術における断面図
【図４】従来技術における斜視図
【図５】交流駆動両電極形静電アクチュエータの側面図
【符号の説明】
１…固定子、１０１…固定子ａ、１０２…固定子ｂ、２…移動子、２０１…移動子ａ、２０２…移動子ｂ、３…帯状電極、４…絶縁膜、５…正弦波状の電位分布、６…ステージ、７…ガイド軸、８…駆動方向、９…吸引力の方向
【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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