気体搬送装置
【課題】大型化することなく、流入口と流出口とでの圧力差を十分に確保することができる気体搬送装置を実現する。
【解決手段】積層体１０は、それぞれに櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄ、９２０Ａ〜９２０Ｄが形成された絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからなる中間積層体を備える。絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄの櫛歯電極形成領域には、スルーホールＴＨが配列形成される。中間積層体の積層方向の両面には、配列形成されたスルーホールＴＨを所定パターンで連通する連通溝が形成された絶縁体層９２，９４が配設される。さらに外層には、気体の流入口および流出口となるスルーホールＴＨを備えた絶縁体層９１，９５が配設される。櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄ、９２０Ａ〜９２０Ｄには、８相のパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８を印加する。このパルス電圧信号により、気体はスルーホールＴＨと連通溝からなる搬送経路中で搬送される。
【解決手段】積層体１０は、それぞれに櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄ、９２０Ａ〜９２０Ｄが形成された絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからなる中間積層体を備える。絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄの櫛歯電極形成領域には、スルーホールＴＨが配列形成される。中間積層体の積層方向の両面には、配列形成されたスルーホールＴＨを所定パターンで連通する連通溝が形成された絶縁体層９２，９４が配設される。さらに外層には、気体の流入口および流出口となるスルーホールＴＨを備えた絶縁体層９１，９５が配設される。櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄ、９２０Ａ〜９２０Ｄには、８相のパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８を印加する。このパルス電圧信号により、気体はスルーホールＴＨと連通溝からなる搬送経路中で搬送される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を電気的に搬送する気体搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体を電気的に搬送する装置が各種考案されている。例えば、特許文献１の気体搬送装置では、複数の線状電極を幅方向に沿って、所定間隔で配列形成している。複数の線状電極には、一定の位相差で且つ同一パターンの電圧が周期的に変化するｎ（ｎは任意の整数）相の駆動電圧が与えられる。このようなｎ相の駆動電圧が与えられることにより、順次変化する静電勾配力が生じる。これにより、線状電極の配列方向に沿って、密度変化が順次生じて、気体が搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０９９５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の気体搬送装置で、全ての線状電極が一枚の平板上、もしくは、対向する二枚の平板の対向面上に形成されている。気体は、線状電極の長さ方向の全体で搬送される。このため、高い流量を確保しようとすれば、線状電極を長くしたり、配列する線状電極数を多くしなければならず、大型化してしまう。また、対向する二枚の平板を用いる場合であっても気体が流入、流出する開口面積が大きく、流入口と流出口との間の圧力差が殆ど生じない。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、大型化することなく、流入口と流出口とでの圧力差を十分に確保することができる気体搬送装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、気体搬送装置に関する。この気体搬送装置は、複数の中間絶縁体層から形成される中間積層体、スルーホール、第１折り返し用絶縁体層、第２折り返し用絶縁体層、第１外層、第２外層、流出口用スルーホール、流入口用スルーホール、および、電圧印加手段を備える。
【０００７】
中間積層体は、複数の中間絶縁体層と、該中間絶縁体層の主面上に略平行に配列された複数の線状電極、および、該複数の線状電極の一方端を接続する接続電極とからなる櫛歯電極を複数備える。各中間絶縁体層では、互いの線状電極同士が幅方向に所定間隔をもって交互に配列され、互いの接続用電極が線状電極の群を挟んで対向する位置に配置されている。これら中間絶縁体層を、各層の櫛歯電極の線状電極が積層方向から見て略一致するように積層することにより、中間積層体が構成される。
【０００８】
複数のスルーホールは、複数の中間絶縁体層の前記櫛歯電極を貫通するように中間積層体に配列形成されている。
【０００９】
第１折り返し用絶縁体層は、中間積層体の一方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホールの一方端同士を連通する複数の第１連通溝を備えている。
【００１０】
第２折り返し用絶縁体層は、間積層体の他方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホールの他方端同士を連通する複数の第２連通溝を備えている。
【００１１】
第１外層は第１折り返し用絶縁体層の中間積層体と反対側の面に配設され、第２外層は、第２折り返し用絶縁体層の中間積層体と反対側の面に配設されている。
【００１２】
流出口用スルーホールおよび流入口用スルーホールは、第１外層もしくは第２外層に形成されている。
【００１３】
第２外層、第２折り返し用絶縁体層、中間積層体、第１折り返し用絶縁体層、第１外層、の順で積層されて気体搬送装置全体の積層体が構成される。
【００１４】
流入口用スルーホールが、複数のスルーホール、第１連通溝、および第２連通溝を所定の経路で介して流出口用スルーホールに連接するように、複数のスルーホール、第１連通溝、および第２連通溝が形成されている。
【００１５】
電圧印加手段は、複数の中間絶縁体層の櫛歯電極に対して駆動用電圧を印加する。
【００１６】
この構成では、線状電極に駆動用電圧が印加されることで、スルーホール近傍に電界が生じ、静電勾配力が生じる。これにより、気体の密度変化が生じて、気体が搬送される。そして、第１、第２連通溝を用いて複数のスルーホールを介することで、静電勾配力の作用する区間を長くできる。さらには、積層体内の積層方向に沿ってスルーホールの個数に応じて気体が往復することで、連続的に静電勾配力および気体の密度変化が得られる。したがって、大型化することなく、流入口と流出口との間で大きな気圧差を生じさせることができる。
【００１７】
この発明の気体搬送装置では、中間絶縁体層は３層以上である。３層以上の中間絶縁体層は、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように積層されている。
【００１８】
この構成では、中間絶縁体層の積層数が増加することで、より気体の搬送路長が延びる。これにより、さらに大きな気圧差を生じさせることができる。この際、薄膜の絶縁体層を重ねるだけの構成であるので、外形形状がほとんど大きくなることはない。
【００１９】
また、この発明の気体搬送装置では、電圧印加手段は、複数の中間絶縁体層の積層方向に沿った順に応じて順番に駆動用電圧を印加する。
【００２０】
この構成では、駆動用電圧の具体的印加例を示している。これにより、積層方向に沿って気体が搬送される。
【００２１】
また、この発明の気体搬送装置では、積層方向に重なり合う複数の櫛歯電極の群毎に、駆動用電圧の印加順序が逆になる。
【００２２】
この構成では、駆動用電圧の具体的印加例を示している。これにより、櫛歯電極群のスルーホール毎に積層方向に沿う気体の搬送方向が逆になり、気体の搬送路長が延びる。
【００２３】
また、この発明の気体搬送装置では、各中間絶縁体層に駆動用電圧を与えるための櫛歯電極に形成された印加用電極は、積層方向から見てそれぞれ異なる位置に配設されている。
【００２４】
この構成では、印加用電極が積層方向から見てそれぞれ異なる位置に配設されているので、電圧印加手段から電圧を印加するための電極パターンを重ねさせることなく、容易に形成できる。
【００２５】
また、この発明の気体搬送装置では、各中間絶縁体層の櫛歯電極に形成されるスルーホールは、中間絶縁体層ごとに異なる径からなる。
【００２６】
この構成では、中間絶縁体層毎に気体の搬送量を変化させることができる。
【００２７】
また、この発明の気体搬送装置では、中間絶縁体層に形成される櫛歯電極毎に、形成されるスルーホールの径が異なる。
【００２８】
この構成では、櫛歯電極群毎に気体の搬送量を変化させることができる。
【００２９】
また、この発明の気体搬送装置では、第１連通溝および第２連通溝の少なくとも一方は、複数のスルーホールを同時に連通する形状からなる。
【００３０】
この構成では、第１連通溝や第２連通溝の具体的構成例を示している。
【００３１】
また、この発明の気体搬送装置は、複数の櫛歯電極付き絶縁体層と、複数のスルーホールと、電圧印加手段と、を備える。複数の櫛歯電極付き絶縁体層は、それぞれに略平行に配列された複数の線状電極、および、該複数の線状電極の一方端を接続する接続電極とからなる櫛歯電極を複数備える。複数の櫛歯電極付き絶縁体層では、複数の櫛歯電極が互いに線状電極同士が所定間隔をもって交互に配列され、互いの接続用電極が前記線状電極の群を挟んで対向する位置に配置されている。複数の櫛歯電極付き絶縁体層は、各層の櫛歯電極の線状電極が積層方向から見て略一致するように積層されている。
【００３２】
複数のスルーホールは、櫛歯電極付き絶縁体層の櫛歯電極を貫通するように、配列形成されている。電圧印加手段は、櫛歯電極付き絶縁体層の櫛歯電極に対して駆動用電圧を印加する。
【００３３】
この構成では、上述の第１連通溝および第２連通溝が省略された構成を示している。このような構成であっても、小型の気体搬送装置を構成できる。
【００３４】
また、この発明の気体搬送装置では、櫛歯電極付き絶縁体層の一方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホール同士を連通する複数の第１連通溝を備えた第１折り返し用絶縁体層と、第１折り返し用絶縁体層の中間積層体と反対側の面に配設された第１外層と、を備える。
【００３５】
この構成では、上述の第２連通溝が省略された構成を示している。このような構成であっても、小型の気体搬送装置を構成できる。
【００３６】
また、この発明の気体搬送装置では、スルーホールは絶縁性スルーホールである。
【００３７】
この構成では、絶縁性スルーホールであるので、線状電極間の放電や気体へのコロナ放電を抑制できる。また、線状電極の酸化を抑制できる。これにより、長期にわたって安定した気体搬送特性を維持できる。
【００３８】
また、この発明の気体搬送装置では、櫛歯電極を構成する線状電極は、スルーホールの形成部分よりも他の部分の線幅が狭く形成されている。
【００３９】
この構成では、積層方向に重なって配置される櫛歯電極同士の重なり合う面積を小さくできるので、上下電極間で発生するキャパシタンスを小さくすることができる。このようにキャパシタンスを小さくできることで、上限電極の電圧の切り替え速度を速くすることができる。
【００４０】
また、この発明の気体搬送装置は、積層方向に隣接する櫛歯電極を構成する線状電極は、スルーホールの形成部分を除いて、積層方向から見て重ならない形状である。
【００４１】
この構成では、積層方向に重なって配置される電極間のキャパシタンスをさらに小さくすることができる。これにより、電圧の切り替え速度をさらに速くすることができる。
【発明の効果】
【００４２】
この発明によれば、流入口と流出口とでの圧力差を十分に確保することができる小型の気体搬送装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施形態の気体搬送装置を形成する積層体１の構成を示す積層構成図である。
【図２】複数の絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからなる中間積層体の構成を示す積層構成図である。
【図３】絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄを積層方向から見た平面図である。
【図４】絶縁体層９４を積層方向から見た平面図である。
【図５】絶縁体層９２を積層方向から見た平面図である。
【図６】駆動用電圧を印加するための電源装置２と積層体１との接続関係を簡略できに示したブロック図、および、具体的な駆動用電圧波形の例を示す図である。
【図７】第１の実施形態における気体の搬送方向を示す図である。
【図８】第２の実施形態の気体搬送装置を形成する積層体１の構成を示す積層構成図である。
【図９】絶縁体層９４’を積層方向から見た平面図である。
【図１０】絶縁体層９２’を積層方向から見た平面図である。
【図１１】第２の実施形態における気体の搬送方向を示す図である。
【図１２】線状電極の他の構成例を示す図である。
【図１３】線状電極のさらに他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明の第１の実施形態に係る気体搬送装置について、図を参照して説明する。図１は気体搬送装置を形成する積層体１の構成を示す積層構成図である。
【００４５】
図１に示すように積層体１は、本発明の「第２外層」に相当する絶縁体層９１、本発明の「第２折り返し用絶縁体層」に相当する絶縁体層９２、本発明の「中間絶縁体層」および「櫛歯電極付き絶縁体層」に相当する複数の絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄ、本発明の「第１折り返し用絶縁体層」に相当する絶縁体層９４、本発明の「第１外層」に相当する絶縁体層９５、が最下層から順に積層された構造からなる。
【００４６】
図２は複数の絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからなる中間積層体の構成を示す積層構成図である。複数の絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄは、すべて同じ構造からなり、これらが順次積層された構造からなる。図３は、絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄを積層方向から見た平面図である。なお、図３では、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの記号を略して、まとめて簡略的に絶縁体層９３として表記している。
【００４７】
絶縁体層９３は、櫛歯電極９１０，９２０を備える。
櫛歯電極９１０は、絶縁体層９３の所定方向（図３の横方向）に延びる複数の線状電極９１１を備える。なお、本実施形態では線状電極９１１の本数は４本であるが、当該本数は適宜設定すればよい。複数の線状電極９１１は、それぞれの長さ方向が略平行もしくは平行になるように、幅方向に沿って所定間隔で配列形成されている。複数の線状電極９１１の一方端（図３を正面視した向かって右端）には、線状電極９１１の幅方向に延び、複数の線状電極９１１に接続する接続用電極９１２が形成されている。また、接続用電極９１２の長さ方向の所定位置には、線状電極９１１と対向する側に印加用電極９１３が形成されている。
【００４８】
櫛歯電極９２０は、絶縁体層９３の所定方向（図３の横方向）に延びる複数の線状電極９２１を備える。なお、本実施形態では線状電極９２１の本数は４本であるが、当該本数は適宜設定すればよい。複数の線状電極９２１は、それぞれの長さ方向が略平行もしくは平行になるように、幅方向に沿って所定間隔で配列形成されている。複数の線状電極９２１の一方端（図３を正面視した向かって左端）には、線状電極９２１の幅方向に延び、複数の線状電極９２１に接続する接続用電極９２２が形成されている。また、接続用電極９２２の長さ方向の所定位置には、線状電極９２１と対向する側に印加用電極９２３が形成されている。
【００４９】
櫛歯電極９１０，９２０は、互いの線状電極９１１，９１２が、幅方向に沿って、交互に配置されるように、絶縁体層９３上に配設されている。この際、隣り合う線状電極９１１，９１２同士が、接触しないように所定間隔離間して配設される。これら線状電極９１１，９２１は細い方がよいが、次に示すスルーホールが形成可能な幅を要し、例えば５０μｍ〜２００μｍ程度である。
【００５０】
櫛歯電極９１０，９２０を構成する複数の線状電極９１１，９２１の形成領域には、複数のスルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８が形成されている。これらのスルーホールは、例えば径が線状電極の１／３〜１／２程度である。より具体的には、線状電極９１１の形成領域に、スルーホールＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８が、それぞれ長さ方向に沿って所定間隔で形成されている。また、線状電極９２１の形成領域に、スルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８が、それぞれ長さ方向に沿って所定間隔で形成されている。これにより、絶縁体層９３には、二次元配列された６４個のスルーホールＴＨが形成されている。なお、スルーホールの形成数も適宜設定すればよい。
【００５１】
図２に戻り、このような構成からなる絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄは、それぞれの線状電極９１１，９２１が積層方向から見て、重なり合うように積層されている。これにより、スルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８は絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからなる中間積層体を貫通する構造からなる。
【００５２】
図１に戻り、絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからな中間積層体の絶縁体層９３Ｄ側には、絶縁体層９４が配設されている。図４は絶縁体層９４を積層方向から見た平面図である。
【００５３】
絶縁体層９４には連通溝Ｃ１２１〜Ｃ１２８，Ｃ３４１〜Ｃ３４８，Ｃ５６１〜Ｃ５６８，Ｃ７８２〜Ｃ７８８が形成されている。これらの連通溝は、スルーホールＴＨの径と略同じ幅で形成されている。
【００５４】
具体的には、連通溝Ｃ１２１は、スルーホールＴＨ１１とスルーホールＴＨ２１の絶縁体層９３Ｄ側の端部を連通する形状で形成されている。同様に、連通溝Ｃ１２２はスルーホールＴＨ１２とスルーホールＴＨ２２を、連通溝Ｃ１２３はスルーホールＴＨ１３とスルーホールＴＨ２３を、連通溝Ｃ１２４はスルーホールＴＨ１４とスルーホールＴＨ２４を、連通溝Ｃ１２５はスルーホールＴＨ１５とスルーホールＴＨ２５を、連通溝Ｃ１２６はスルーホールＴＨ１６とスルーホールＴＨ２６を、連通溝Ｃ１２７はスルーホールＴＨ１７とスルーホールＴＨ２７を、連通溝Ｃ１２８はスルーホールＴＨ１８とスルーホールＴＨ２８を、絶縁体層９３Ｄ側の端部で連通する。
【００５５】
連通溝Ｃ３４１は、スルーホールＴＨ３１とスルーホールＴＨ４１の絶縁体層９３Ｄ側の端部を連通する形状で形成されている。同様に、連通溝Ｃ３４２はスルーホールＴＨ３２とスルーホールＴＨ４２を、連通溝Ｃ３４３はスルーホールＴＨ３３とスルーホールＴＨ４３を、連通溝Ｃ３４４はスルーホールＴＨ３４とスルーホールＴＨ４４を、連通溝Ｃ３４５はスルーホールＴＨ３５とスルーホールＴＨ４５を、連通溝Ｃ３４６はスルーホールＴＨ３６とスルーホールＴＨ４６を、連通溝Ｃ３４７はスルーホールＴＨ３７とスルーホールＴＨ４７を、連通溝Ｃ３４８はスルーホールＴＨ３８とスルーホールＴＨ４８を、絶縁体層９３Ｄ側の端部で連通する。
【００５６】
連通溝Ｃ５６１は、スルーホールＴＨ５１とスルーホールＴＨ６１の絶縁体層９３Ｄ側の端部を連通する形状で形成されている。同様に、連通溝Ｃ５６２はスルーホールＴＨ５２とスルーホールＴＨ６２を、連通溝Ｃ５６３はスルーホールＴＨ５３とスルーホールＴＨ６３を、連通溝Ｃ５６４はスルーホールＴＨ５４とスルーホールＴＨ６４を、連通溝Ｃ５６５はスルーホールＴＨ５５とスルーホールＴＨ６５を、連通溝Ｃ５６６はスルーホールＴＨ５６とスルーホールＴＨ６６を、連通溝Ｃ５６７はスルーホールＴＨ５７とスルーホールＴＨ６７を、連通溝Ｃ５６８はスルーホールＴＨ５８とスルーホールＴＨ６８を、絶縁体層９３Ｄ側の端部で連通する。
【００５７】
連通溝Ｃ７８２はスルーホールＴＨ７２とスルーホールＴＨ８２を、連通溝Ｃ７８３はスルーホールＴＨ７３とスルーホールＴＨ８３を、連通溝Ｃ７８４はスルーホールＴＨ７４とスルーホールＴＨ８４を、連通溝Ｃ７８５はスルーホールＴＨ７５とスルーホールＴＨ８５を、連通溝Ｃ７８６はスルーホールＴＨ７６とスルーホールＴＨ８６を、連通溝Ｃ７８７はスルーホールＴＨ７７とスルーホールＴＨ８７を、連通溝Ｃ７８８はスルーホールＴＨ７８とスルーホールＴＨ８８を、絶縁体層９３Ｄ側の端部で連通する。
【００５８】
絶縁体層９４における絶縁体層９３Ｄと反対側の面には、絶縁体層９５が配設されている。絶縁体層９５は、スルーホールＴＨ７１のみが形成されており、絶縁体層９４の各連通溝の蓋として機能する。
【００５９】
絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからな中間積層体の絶縁体層９３Ａ側には、絶縁体層９２が配設されている。図５は絶縁体層９２を積層方向から見た平面図である。
【００６０】
絶縁体層９２には連通溝Ｄ１２１〜Ｄ１２７，Ｄ２３，Ｄ３４１〜Ｃ３４７，Ｄ４５，Ｄ５６１〜Ｄ５６７，Ｄ６７，Ｄ７８１〜Ｄ７８７が形成されている。これらの連通溝は、スルーホールＴＨの径と略同じ幅で形成されている。
【００６１】
連通溝Ｄ１２１はスルーホールＴＨ１２とスルーホールＴＨ２１を、連通溝Ｄ１２２はスルーホールＴＨ１３とスルーホールＴＨ２２を、連通溝Ｄ１２３はスルーホールＴＨ１４とスルーホールＴＨ２３を、連通溝Ｄ１２４はスルーホールＴＨ１５とスルーホールＴＨ２４を、連通溝Ｄ１２５はスルーホールＴＨ１６とスルーホールＴＨ２５を、連通溝Ｄ１２６はスルーホールＴＨ１７とスルーホールＴＨ２６を、連通溝Ｄ１２７はスルーホールＴＨ１８とスルーホールＴＨ２７を、絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６２】
連通溝Ｄ２３はスルーホールＴＨ２８とスルーホールＴＨ３８を絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６３】
連通溝Ｄ３４１はスルーホールＴＨ３１とスルーホールＴＨ４２を、連通溝Ｄ３４２はスルーホールＴＨ３２とスルーホールＴＨ４３を、連通溝Ｄ３４３はスルーホールＴＨ３３とスルーホールＴＨ４４を、連通溝Ｄ３４４はスルーホールＴＨ３４とスルーホールＴＨ４５を、連通溝Ｄ３４５はスルーホールＴＨ３５とスルーホールＴＨ４６を、連通溝Ｄ３４６はスルーホールＴＨ３６とスルーホールＴＨ４５を、連通溝Ｄ３４７はスルーホールＴＨ３７とスルーホールＴＨ４６を、絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６４】
連通溝Ｄ４５はスルーホールＴＨ４１とスルーホールＴＨ５１を絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６５】
連通溝Ｄ５６１はスルーホールＴＨ５２とスルーホールＴＨ６１を、連通溝Ｄ５６２はスルーホールＴＨ５３とスルーホールＴＨ６２を、連通溝Ｄ５６３はスルーホールＴＨ５４とスルーホールＴＨ６３を、連通溝Ｄ５６４はスルーホールＴＨ５５とスルーホールＴＨ６４を、連通溝Ｄ５６５はスルーホールＴＨ５６とスルーホールＴＨ６５を、連通溝Ｄ５６６はスルーホールＴＨ５７とスルーホールＴＨ６６を、連通溝Ｄ５６７はスルーホールＴＨ５８とスルーホールＴＨ６７を、絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６６】
連通溝Ｄ６７はスルーホールＴＨ６８とスルーホールＴＨ７８を絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６７】
連通溝Ｄ７８１はスルーホールＴＨ７１とスルーホールＴＨ８２を、連通溝Ｄ７８２はスルーホールＴＨ７２とスルーホールＴＨ８３を、連通溝Ｄ７８３はスルーホールＴＨ７３とスルーホールＴＨ８４を、連通溝Ｄ７８４はスルーホールＴＨ７４とスルーホールＴＨ８５を、連通溝Ｄ７８５はスルーホールＴＨ７５とスルーホールＴＨ８６を、連通溝Ｄ７８６はスルーホールＴＨ７６とスルーホールＴＨ８５を、連通溝Ｄ７８７はスルーホールＴＨ７７とスルーホールＴＨ８６を、絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６８】
絶縁体層９２における絶縁体層９３Ａと反対側の面には、絶縁体層９１が配設されている。絶縁体層９１は、スルーホールＴＨ１１のみが形成されており、絶縁体層９２の各連通溝の蓋として機能する。
【００６９】
以上のような構成で積層体を形成することで、スルーホールＴＨ１１を一方端の気体流入出口とし、スルーホールＴＨ７１を他方端の気体流入出口とする、気体搬送経路を形成することができる。この気体搬送経路は、積層体１の積層方向および平面方向に沿い三次元的に経路構成されている。これにより、積層体１の形状が小さくても、十分に長い経路長を確保することができる。
【００７０】
このような積層体１の各櫛歯電極９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃ，９１０Ｄ，９２０Ａ，９２０Ｂ，９２０Ｃ，９２０Ｄに対して、駆動用電圧を印加する。図６（Ａ）は駆動用電圧を印加するための電源装置２と積層体１との接続関係を簡略できに示したブロック図であり、図６（Ｂ）は具体的な駆動用電圧波形の例を示す図である。
【００７１】
図６（Ａ）に示すように、電源装置２と積層体１とは、電気的に接続されている。この際、積層体１には、図１に示すように、櫛歯電極９１０Ａに印加用電極９１３Ａが形成され、櫛歯電極９１０Ｂに印加用電極９１３Ｂが形成され、櫛歯電極９１０Ｃに印加用電極９１３Ｃが形成され、櫛歯電極９１０Ｄに印加用電極９１３Ｄが形成されている。また、一部図示されていないが、櫛歯電極９２０Ａに印加用電極９２３Ａが形成され、櫛歯電極９２０Ｂに印加用電極９２３Ｂが形成され、櫛歯電極９２０Ｃに印加用電極９２３Ｃが形成され、櫛歯電極９２０Ｄに印加用電極９２３Ｄが形成されている。
【００７２】
電源装置２からは、これらの印加用電極９１３Ａ，９１３Ｂ，９１３Ｃ，９１３Ｄ，９２３Ａ，９２３Ｂ，９２３Ｃ，９２３Ｄを介して駆動用電圧が与えられる。
【００７３】
駆動用電圧は、それぞれに位相が順次シフトした８相のパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８からなり、これらのパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８が連続的に順次出力される構成されている。そして、これらパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８の組が周期Ｔで繰り返すように構成されている。なお、各パルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８のパルス幅はすべて同じである。
【００７４】
具体的には、パルス電圧信号Ｖ１が所定のパルス幅でＶｄとなり、次に、パルス電圧信号Ｖ２が所定のパルス幅でＶｄとなる。この際、パルス電圧信号Ｖ１の立ち下がりタイミングとパルス電圧信号Ｖ２の立ち上がりタイミングとが略一致するように設定されている。このようなパルス電圧信号がＶ３〜Ｖ８で継続的に行われる。そして、パルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８の一連の出力が終了すると再度パルス電圧信号Ｖ１からの出力が開始される動作を繰り返す。
【００７５】
このように生成されるパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８は、各櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄ，９２０Ａ〜９２０Ｄに次のように印加される。
【００７６】
パルス電圧信号Ｖ１は、印加用電極９１３Ａを介して絶縁体層９３Ａの櫛歯電極９１０Ａに印加される。パルス電圧信号Ｖ２は、印加用電極９１３Ｂを介して絶縁体層９３Ｂの櫛歯電極９１０Ｂに印加される。パルス電圧信号Ｖ３は、印加用電極９１３Ｃを介して絶縁体層９３Ｃの櫛歯電極９１０Ｃに印加される。パルス電圧信号Ｖ４は、印加用電極９１３Ｄを介して絶縁体層９３Ｄの櫛歯電極９１０Ｄに印加される。
【００７７】
パルス電圧信号Ｖ５は、印加用電極９２３Ｄを介して絶縁体層９３Ｄの櫛歯電極９２０Ｄに印加される。パルス電圧信号Ｖ６は、印加用電極９２３Ｃを介して絶縁体層９３Ｃの櫛歯電極９２０Ｃに印加される。パルス電圧信号Ｖ７は、印加用電極９２３Ｂを介して絶縁体層９３Ｂの櫛歯電極９２０Ｂに印加される。パルス電圧信号Ｖ８は、印加用電極９２３Ａを介して絶縁体層９３Ａの櫛歯電極９２０Ａに印加される。
【００７８】
このようにパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ４が印加されることで、櫛歯電極９１０Ａ、櫛歯電極９１０Ｂ、櫛歯電極９１０Ｃ、櫛歯電極９１０Ｄの順に、電圧Ｖｄが印加される。したがって、櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄの領域に形成されたスルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８では、静電勾配および気体密度変化が絶縁体層９３Ａから絶縁体層９３Ｄに向かって順次変化する。これにより、スルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８では、絶縁体層９３Ａから絶縁体層９３Ｄに向かって気体が搬送される。図７は本実施形態における気体の搬送方向を示す図であり、矢印の方向に気体が流れることを示している。
【００７９】
一方、パルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ４に続き、パルス電圧信号Ｖ５〜Ｖ８が印加されることで、櫛歯電極９２０Ｄ、櫛歯電極９２０Ｃ、櫛歯電極９２０Ｂ、櫛歯電極９２０Ａの順に、電圧Ｖｄが印加される。したがって、櫛歯電極９２０Ａ〜９２０Ｄの領域に形成されたスルーホールＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８では、静電勾配および気体密度変化が絶縁体層９３Ｄから絶縁体層９３Ａに向かって順次変化する。これにより、スルーホールＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８では、絶縁体層９３Ｄから絶縁体層９３Ａに向かって気体が搬送される。
【００８０】
そして、上述のように、連通溝が形成されていることで、これらのスルーホール群が一本の搬送孔として接続されているので、図７に示すように、スルーホールＴＨ１１から流入した気体を、すべてのスルーホールＴＨと連通溝を介してスルーホールＴＨ７１から流出することができる。
【００８１】
そして、このようにスルーホールおよび当該スルーホールの径に略等しい幅の連通溝を気体の搬送経路とすることで、流入口や流出口を含む全体経路の断面積が小さく、気体の逆流を防ぐことができる。これにより、より効率的な気体搬送が可能になる。
【００８２】
また、積層体の厚みの６４倍以上の経路で気体が搬送されることになり、流入口と流出口との間の気圧差を大きくすることができる。これにより、小型の高圧ポンプを形成することができる。なお、このような構造の場合、気体の流量が小さいが、高圧ポンプとして用いた場合、最終的に真空に近い状態になると気体の流れは殆ど無くなるので、このような構造が有効に作用する。
【００８３】
また、上述のようにスルーホールを用いることで、搬送される気体に対して、同じ電圧であっても、従来構造よりも大きな電界を印加することができる。これにより、より効率的に気体搬送を行うことができる。
【００８４】
また、積層体内に櫛歯電極を形成し、これら櫛歯電極にパルス電圧信号（駆動用電圧）を印加するので、電圧印加用の電極パターンを、従来よりも高密度に形成できる。これによっても、気体への効率的な電界印加が可能になり、より効率的な気体搬送を行うことができる。
【００８５】
なお、上述の構造説明では、詳細に示していないが、すべてのスルーホールＴＨは絶縁性スルーホールからなる。具体的な構成としては、スルーホールＴＨの内壁面に絶縁膜を形成することで実現できる。このような構成とすることで、線状電極間の放電や気体へのコロナ放電を抑制できる。また、線状電極の酸化を抑制できる。これにより、長期にわたって安定した気体搬送特性を維持できる。
【００８６】
また、上述の説明では、スルーホールＴＨ１１を流入口とし、スルーホールＴＨ７１を流出口とした例を示したが、パルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８の印加順を逆にすることで、スルーホールＴＨ７１を流入口とし、スルーホールＴＨ１１を流出口とすることもできる。
【００８７】
また、上述の説明では、積層体１の対向する二面に流入口と流出口を形成する例を示したが、一方面のみに流入口と流出口を形成してもよい。例えば、上記構成あれば、連通溝Ｄ７８１を無くし、スルーホールＴＨ８２を、絶縁体層９１をも貫通するように形成すればよい。
【００８８】
また、上述の説明では、櫛歯電極付きの絶縁体層の積層数を４層としたが、層数はこれに限るものではなく、適宜設定すればよい。
【００８９】
次に、第２の実施形態に係る気体搬送装置について、図を参照して説明する。本実施形態の気体搬送装置は、第１の実施形態に示した気体搬送装置に対して、折り返し用絶縁体層となる、絶縁体層９２’，９４’の連通溝の構造が異なる。また、これに伴い、外層となる絶縁体層９１’，９５’のスルーホール形成構造も異なる。また、櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄが三本となり、スルーホールＴＨ８２〜ＴＨ８８は省略している。したがって、以下では、異なる箇所のみを説明し、他の箇所の説明は省略する。
【００９０】
図８は、本実施形態の気体搬送装置を形成する積層体１Ａの構成を示す積層構成図である。図９は絶縁体層９４’を積層方向から見た平面図である。図１０は絶縁体層９２’を積層方向から見た平面図である。
【００９１】
スルーホールＴＨ１１’〜ＴＨ１８’は、絶縁体層９１’，９２’，９３Ａ’〜９３Ｄ’，９４’を貫通する形状で形成されている。スルーホールＴＨ７１’〜ＴＨ７８’、絶縁体層９２’，９３Ａ’〜９３Ｄ’，９４’ ，９５’を貫通する形状で形成されている。
【００９２】
絶縁体層９４’には、連通溝Ｃ１２，Ｃ３４，Ｃ５６が形成されている。連通溝Ｃ１２は、スルーホールＴＨ１１’〜ＴＨ１８’，ＴＨ２１’〜ＴＨ２８’を連通するように形成されている。連通溝Ｃ３４は、スルーホールＴＨ３１’〜ＴＨ３８’，ＴＨ４１’〜ＴＨ４８’を連通するように形成されている。連通溝Ｃ５６は、スルーホールＴＨ５１’〜ＴＨ５８’，ＴＨ６１’〜ＴＨ６８’を連通する形状で形成されている。
【００９３】
絶縁体層９２’には、連通溝Ｄ２３’，Ｄ４５’，Ｄ６７’が形成されている。連通溝Ｄ２３’は、スルーホールＴＨ２１’〜ＴＨ２８’，ＴＨ３１’〜ＴＨ３８’を連通するように形成されている。連通溝Ｄ４５’は、スルーホールＴＨ４１’〜ＴＨ４８’，ＴＨ５１’〜ＴＨ５８’を連通するように形成されている。連通溝Ｄ６７’は、スルーホールＴＨ６１’〜ＴＨ６８’，ＴＨ７１’〜ＴＨ７８’を連通するように形成されている。
【００９４】
このような構成の積層体１Ａに対して、第１の実施形態と同様のパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８を印加する。これにより、図１１に示すような気体の流れを実現できる。図１１は、本実施形態における気体の搬送方向を示す図であり、矢印の方向に気体が流れることを示している。すなわち、スルーホールＴＨ１１’〜ＴＨ１８’から流入した気体は、連通溝Ｃ１２を介して、スルーホールＴＨ２１〜ＴＨ２８へ搬送される。この後、連通溝Ｄ２３’、スルーホールＴＨ３１〜ＴＨ３８、連通溝Ｃ３４、スルーホールＴＨ４１〜ＴＨ４８、連通溝Ｄ４５’、スルーホールＴＨ５１〜ＴＨ５８、連通溝Ｃ５６、スルーホールＴＨ６１〜ＴＨ６８、連通溝Ｄ６７’を介して、スルーホールＴＨ７１’〜ＴＨ７８’から外部へ流出される。
【００９５】
このような構造であっても、上述の第１の実施形態と同様に、小型で安定した気体搬送特性を有する気体搬送装置を実現することができる。また、このように、複数のスルーホールで平行して同時に気体を搬送することで、気体流量を、第１実施形態の構造よりも多くすることができる。また、流入口や流出口は、スルーホール群で構成されているので、ある程度に流量を得ながら、気体の逆流も抑制することができる。
【００９６】
なお、本実施形態の構成では、パルス電圧信号を印加する印加用電極はそれぞれの端部から第２外層２１’の裏面側に形成された外部電極ＬＶ１等に導通ビアホールＶＨ１等を介して接続されている。そして、パルス電圧信号は、この外部電極ＬＶ１を介して印加される。
【００９７】
また、上述の各実施形態では、線状電極の幅を一定にする例を示したが、線状電極の幅を延びる方向に沿って、適宜変化させてもよい。図１２は、線状電極の他の構成例を示す図である。線状電極９１１Ａは、スルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８の形成部分のみ線幅が太く、他の部分の線幅を狭く形成している。
【００９８】
また、図１３は、線状電極のさらに他の構成例を示す図である。互いに隣り合う層の積層方向から見て略同じ領域にそれぞれ形成された線状電極９５１Ａおよび線状電極９５１Ｂは、スルーホールの形成部分のみ線幅が太く、他の部分の線幅が狭く形成されている。さらに、これら線状電極９５１Ａ，９５１Ｂは、スルーホールの形成部分以外の線状電極同士が、積層方向から見て重なり合わないように形成されている。
【００９９】
これらの構成とすることで、線上電極間のキャパシタンスを抑制することができる。これにより、パルス電圧の印加の切り替え速度を速くすることができる。
【０１００】
また、上述の各実施形態では、スルーホールの径を一定にしたが、スルーホールの径を適宜複数種類にしてもよい。例えば、絶縁体層毎にスルーホールの径を変えたり、同じ絶縁体層内の櫛歯電極毎にスルーホールの径を変えてもよい。これにより、場合に応じて、気体の搬送量を変化させることができる。
【０１０１】
また、上述の実施形態に示した、櫛形電極付き絶縁体層のみからなる中間積層体だけで気体搬送を行うこともできる。これにより、高圧ポンプとしては機能しないが、中間積層体の対向する両面間に通気する気体搬送装置を、小型に実現できる。この際、最外層の櫛歯電極表面には、絶縁膜を形成しておくと、よりよい。また、さらには、一方の折り返し用絶縁体層のみを中間積層体の一方面に配設する構成であってもよい。
【０１０２】
また、上述の実施形態では、一個の積層体で一つの気体搬送経路を形成する場合を示したが、一個の積層体に複数の気体搬送経路を形成するようにしてもよい。この場合、折り返し用の絶縁体層に形成する連通溝の形状を適宜設定することで、複数の気体搬送経路を実現することができる。これにより、積層体の平面面積という、小さい領域内で、複数の異なる気体搬送経路を形成でき、局所的に異なる通気や気圧を実現することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１Ａ−積層体、２−電源装置、９１，９２，９３，９３Ａ〜９３Ｄ，９４，９５−絶縁体層、９１０，９２０−櫛歯電極、９１１，９２１−線状電極、９１２，９２２−接続用電極、９１３，９２３−印加用電極、
ＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８−スルーホール、
Ｃ１２１〜Ｃ１２８，Ｃ３４１〜Ｃ３４８，Ｃ５６１〜Ｃ５６８，Ｃ７８２〜Ｃ７８８，Ｄ１２１〜Ｄ１２７，Ｄ２３，Ｄ３４１〜Ｃ３４７，Ｄ４５，Ｄ５６１〜Ｄ５６７，Ｄ６７，Ｄ７８１〜Ｄ７８７
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を電気的に搬送する気体搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体を電気的に搬送する装置が各種考案されている。例えば、特許文献１の気体搬送装置では、複数の線状電極を幅方向に沿って、所定間隔で配列形成している。複数の線状電極には、一定の位相差で且つ同一パターンの電圧が周期的に変化するｎ（ｎは任意の整数）相の駆動電圧が与えられる。このようなｎ相の駆動電圧が与えられることにより、順次変化する静電勾配力が生じる。これにより、線状電極の配列方向に沿って、密度変化が順次生じて、気体が搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０９９５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の気体搬送装置で、全ての線状電極が一枚の平板上、もしくは、対向する二枚の平板の対向面上に形成されている。気体は、線状電極の長さ方向の全体で搬送される。このため、高い流量を確保しようとすれば、線状電極を長くしたり、配列する線状電極数を多くしなければならず、大型化してしまう。また、対向する二枚の平板を用いる場合であっても気体が流入、流出する開口面積が大きく、流入口と流出口との間の圧力差が殆ど生じない。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、大型化することなく、流入口と流出口とでの圧力差を十分に確保することができる気体搬送装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、気体搬送装置に関する。この気体搬送装置は、複数の中間絶縁体層から形成される中間積層体、スルーホール、第１折り返し用絶縁体層、第２折り返し用絶縁体層、第１外層、第２外層、流出口用スルーホール、流入口用スルーホール、および、電圧印加手段を備える。
【０００７】
中間積層体は、複数の中間絶縁体層と、該中間絶縁体層の主面上に略平行に配列された複数の線状電極、および、該複数の線状電極の一方端を接続する接続電極とからなる櫛歯電極を複数備える。各中間絶縁体層では、互いの線状電極同士が幅方向に所定間隔をもって交互に配列され、互いの接続用電極が線状電極の群を挟んで対向する位置に配置されている。これら中間絶縁体層を、各層の櫛歯電極の線状電極が積層方向から見て略一致するように積層することにより、中間積層体が構成される。
【０００８】
複数のスルーホールは、複数の中間絶縁体層の前記櫛歯電極を貫通するように中間積層体に配列形成されている。
【０００９】
第１折り返し用絶縁体層は、中間積層体の一方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホールの一方端同士を連通する複数の第１連通溝を備えている。
【００１０】
第２折り返し用絶縁体層は、間積層体の他方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホールの他方端同士を連通する複数の第２連通溝を備えている。
【００１１】
第１外層は第１折り返し用絶縁体層の中間積層体と反対側の面に配設され、第２外層は、第２折り返し用絶縁体層の中間積層体と反対側の面に配設されている。
【００１２】
流出口用スルーホールおよび流入口用スルーホールは、第１外層もしくは第２外層に形成されている。
【００１３】
第２外層、第２折り返し用絶縁体層、中間積層体、第１折り返し用絶縁体層、第１外層、の順で積層されて気体搬送装置全体の積層体が構成される。
【００１４】
流入口用スルーホールが、複数のスルーホール、第１連通溝、および第２連通溝を所定の経路で介して流出口用スルーホールに連接するように、複数のスルーホール、第１連通溝、および第２連通溝が形成されている。
【００１５】
電圧印加手段は、複数の中間絶縁体層の櫛歯電極に対して駆動用電圧を印加する。
【００１６】
この構成では、線状電極に駆動用電圧が印加されることで、スルーホール近傍に電界が生じ、静電勾配力が生じる。これにより、気体の密度変化が生じて、気体が搬送される。そして、第１、第２連通溝を用いて複数のスルーホールを介することで、静電勾配力の作用する区間を長くできる。さらには、積層体内の積層方向に沿ってスルーホールの個数に応じて気体が往復することで、連続的に静電勾配力および気体の密度変化が得られる。したがって、大型化することなく、流入口と流出口との間で大きな気圧差を生じさせることができる。
【００１７】
この発明の気体搬送装置では、中間絶縁体層は３層以上である。３層以上の中間絶縁体層は、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように積層されている。
【００１８】
この構成では、中間絶縁体層の積層数が増加することで、より気体の搬送路長が延びる。これにより、さらに大きな気圧差を生じさせることができる。この際、薄膜の絶縁体層を重ねるだけの構成であるので、外形形状がほとんど大きくなることはない。
【００１９】
また、この発明の気体搬送装置では、電圧印加手段は、複数の中間絶縁体層の積層方向に沿った順に応じて順番に駆動用電圧を印加する。
【００２０】
この構成では、駆動用電圧の具体的印加例を示している。これにより、積層方向に沿って気体が搬送される。
【００２１】
また、この発明の気体搬送装置では、積層方向に重なり合う複数の櫛歯電極の群毎に、駆動用電圧の印加順序が逆になる。
【００２２】
この構成では、駆動用電圧の具体的印加例を示している。これにより、櫛歯電極群のスルーホール毎に積層方向に沿う気体の搬送方向が逆になり、気体の搬送路長が延びる。
【００２３】
また、この発明の気体搬送装置では、各中間絶縁体層に駆動用電圧を与えるための櫛歯電極に形成された印加用電極は、積層方向から見てそれぞれ異なる位置に配設されている。
【００２４】
この構成では、印加用電極が積層方向から見てそれぞれ異なる位置に配設されているので、電圧印加手段から電圧を印加するための電極パターンを重ねさせることなく、容易に形成できる。
【００２５】
また、この発明の気体搬送装置では、各中間絶縁体層の櫛歯電極に形成されるスルーホールは、中間絶縁体層ごとに異なる径からなる。
【００２６】
この構成では、中間絶縁体層毎に気体の搬送量を変化させることができる。
【００２７】
また、この発明の気体搬送装置では、中間絶縁体層に形成される櫛歯電極毎に、形成されるスルーホールの径が異なる。
【００２８】
この構成では、櫛歯電極群毎に気体の搬送量を変化させることができる。
【００２９】
また、この発明の気体搬送装置では、第１連通溝および第２連通溝の少なくとも一方は、複数のスルーホールを同時に連通する形状からなる。
【００３０】
この構成では、第１連通溝や第２連通溝の具体的構成例を示している。
【００３１】
また、この発明の気体搬送装置は、複数の櫛歯電極付き絶縁体層と、複数のスルーホールと、電圧印加手段と、を備える。複数の櫛歯電極付き絶縁体層は、それぞれに略平行に配列された複数の線状電極、および、該複数の線状電極の一方端を接続する接続電極とからなる櫛歯電極を複数備える。複数の櫛歯電極付き絶縁体層では、複数の櫛歯電極が互いに線状電極同士が所定間隔をもって交互に配列され、互いの接続用電極が前記線状電極の群を挟んで対向する位置に配置されている。複数の櫛歯電極付き絶縁体層は、各層の櫛歯電極の線状電極が積層方向から見て略一致するように積層されている。
【００３２】
複数のスルーホールは、櫛歯電極付き絶縁体層の櫛歯電極を貫通するように、配列形成されている。電圧印加手段は、櫛歯電極付き絶縁体層の櫛歯電極に対して駆動用電圧を印加する。
【００３３】
この構成では、上述の第１連通溝および第２連通溝が省略された構成を示している。このような構成であっても、小型の気体搬送装置を構成できる。
【００３４】
また、この発明の気体搬送装置では、櫛歯電極付き絶縁体層の一方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホール同士を連通する複数の第１連通溝を備えた第１折り返し用絶縁体層と、第１折り返し用絶縁体層の中間積層体と反対側の面に配設された第１外層と、を備える。
【００３５】
この構成では、上述の第２連通溝が省略された構成を示している。このような構成であっても、小型の気体搬送装置を構成できる。
【００３６】
また、この発明の気体搬送装置では、スルーホールは絶縁性スルーホールである。
【００３７】
この構成では、絶縁性スルーホールであるので、線状電極間の放電や気体へのコロナ放電を抑制できる。また、線状電極の酸化を抑制できる。これにより、長期にわたって安定した気体搬送特性を維持できる。
【００３８】
また、この発明の気体搬送装置では、櫛歯電極を構成する線状電極は、スルーホールの形成部分よりも他の部分の線幅が狭く形成されている。
【００３９】
この構成では、積層方向に重なって配置される櫛歯電極同士の重なり合う面積を小さくできるので、上下電極間で発生するキャパシタンスを小さくすることができる。このようにキャパシタンスを小さくできることで、上限電極の電圧の切り替え速度を速くすることができる。
【００４０】
また、この発明の気体搬送装置は、積層方向に隣接する櫛歯電極を構成する線状電極は、スルーホールの形成部分を除いて、積層方向から見て重ならない形状である。
【００４１】
この構成では、積層方向に重なって配置される電極間のキャパシタンスをさらに小さくすることができる。これにより、電圧の切り替え速度をさらに速くすることができる。
【発明の効果】
【００４２】
この発明によれば、流入口と流出口とでの圧力差を十分に確保することができる小型の気体搬送装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施形態の気体搬送装置を形成する積層体１の構成を示す積層構成図である。
【図２】複数の絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからなる中間積層体の構成を示す積層構成図である。
【図３】絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄを積層方向から見た平面図である。
【図４】絶縁体層９４を積層方向から見た平面図である。
【図５】絶縁体層９２を積層方向から見た平面図である。
【図６】駆動用電圧を印加するための電源装置２と積層体１との接続関係を簡略できに示したブロック図、および、具体的な駆動用電圧波形の例を示す図である。
【図７】第１の実施形態における気体の搬送方向を示す図である。
【図８】第２の実施形態の気体搬送装置を形成する積層体１の構成を示す積層構成図である。
【図９】絶縁体層９４’を積層方向から見た平面図である。
【図１０】絶縁体層９２’を積層方向から見た平面図である。
【図１１】第２の実施形態における気体の搬送方向を示す図である。
【図１２】線状電極の他の構成例を示す図である。
【図１３】線状電極のさらに他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明の第１の実施形態に係る気体搬送装置について、図を参照して説明する。図１は気体搬送装置を形成する積層体１の構成を示す積層構成図である。
【００４５】
図１に示すように積層体１は、本発明の「第２外層」に相当する絶縁体層９１、本発明の「第２折り返し用絶縁体層」に相当する絶縁体層９２、本発明の「中間絶縁体層」および「櫛歯電極付き絶縁体層」に相当する複数の絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄ、本発明の「第１折り返し用絶縁体層」に相当する絶縁体層９４、本発明の「第１外層」に相当する絶縁体層９５、が最下層から順に積層された構造からなる。
【００４６】
図２は複数の絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからなる中間積層体の構成を示す積層構成図である。複数の絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄは、すべて同じ構造からなり、これらが順次積層された構造からなる。図３は、絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄを積層方向から見た平面図である。なお、図３では、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの記号を略して、まとめて簡略的に絶縁体層９３として表記している。
【００４７】
絶縁体層９３は、櫛歯電極９１０，９２０を備える。
櫛歯電極９１０は、絶縁体層９３の所定方向（図３の横方向）に延びる複数の線状電極９１１を備える。なお、本実施形態では線状電極９１１の本数は４本であるが、当該本数は適宜設定すればよい。複数の線状電極９１１は、それぞれの長さ方向が略平行もしくは平行になるように、幅方向に沿って所定間隔で配列形成されている。複数の線状電極９１１の一方端（図３を正面視した向かって右端）には、線状電極９１１の幅方向に延び、複数の線状電極９１１に接続する接続用電極９１２が形成されている。また、接続用電極９１２の長さ方向の所定位置には、線状電極９１１と対向する側に印加用電極９１３が形成されている。
【００４８】
櫛歯電極９２０は、絶縁体層９３の所定方向（図３の横方向）に延びる複数の線状電極９２１を備える。なお、本実施形態では線状電極９２１の本数は４本であるが、当該本数は適宜設定すればよい。複数の線状電極９２１は、それぞれの長さ方向が略平行もしくは平行になるように、幅方向に沿って所定間隔で配列形成されている。複数の線状電極９２１の一方端（図３を正面視した向かって左端）には、線状電極９２１の幅方向に延び、複数の線状電極９２１に接続する接続用電極９２２が形成されている。また、接続用電極９２２の長さ方向の所定位置には、線状電極９２１と対向する側に印加用電極９２３が形成されている。
【００４９】
櫛歯電極９１０，９２０は、互いの線状電極９１１，９１２が、幅方向に沿って、交互に配置されるように、絶縁体層９３上に配設されている。この際、隣り合う線状電極９１１，９１２同士が、接触しないように所定間隔離間して配設される。これら線状電極９１１，９２１は細い方がよいが、次に示すスルーホールが形成可能な幅を要し、例えば５０μｍ〜２００μｍ程度である。
【００５０】
櫛歯電極９１０，９２０を構成する複数の線状電極９１１，９２１の形成領域には、複数のスルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８が形成されている。これらのスルーホールは、例えば径が線状電極の１／３〜１／２程度である。より具体的には、線状電極９１１の形成領域に、スルーホールＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８が、それぞれ長さ方向に沿って所定間隔で形成されている。また、線状電極９２１の形成領域に、スルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８が、それぞれ長さ方向に沿って所定間隔で形成されている。これにより、絶縁体層９３には、二次元配列された６４個のスルーホールＴＨが形成されている。なお、スルーホールの形成数も適宜設定すればよい。
【００５１】
図２に戻り、このような構成からなる絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄは、それぞれの線状電極９１１，９２１が積層方向から見て、重なり合うように積層されている。これにより、スルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８は絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからなる中間積層体を貫通する構造からなる。
【００５２】
図１に戻り、絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからな中間積層体の絶縁体層９３Ｄ側には、絶縁体層９４が配設されている。図４は絶縁体層９４を積層方向から見た平面図である。
【００５３】
絶縁体層９４には連通溝Ｃ１２１〜Ｃ１２８，Ｃ３４１〜Ｃ３４８，Ｃ５６１〜Ｃ５６８，Ｃ７８２〜Ｃ７８８が形成されている。これらの連通溝は、スルーホールＴＨの径と略同じ幅で形成されている。
【００５４】
具体的には、連通溝Ｃ１２１は、スルーホールＴＨ１１とスルーホールＴＨ２１の絶縁体層９３Ｄ側の端部を連通する形状で形成されている。同様に、連通溝Ｃ１２２はスルーホールＴＨ１２とスルーホールＴＨ２２を、連通溝Ｃ１２３はスルーホールＴＨ１３とスルーホールＴＨ２３を、連通溝Ｃ１２４はスルーホールＴＨ１４とスルーホールＴＨ２４を、連通溝Ｃ１２５はスルーホールＴＨ１５とスルーホールＴＨ２５を、連通溝Ｃ１２６はスルーホールＴＨ１６とスルーホールＴＨ２６を、連通溝Ｃ１２７はスルーホールＴＨ１７とスルーホールＴＨ２７を、連通溝Ｃ１２８はスルーホールＴＨ１８とスルーホールＴＨ２８を、絶縁体層９３Ｄ側の端部で連通する。
【００５５】
連通溝Ｃ３４１は、スルーホールＴＨ３１とスルーホールＴＨ４１の絶縁体層９３Ｄ側の端部を連通する形状で形成されている。同様に、連通溝Ｃ３４２はスルーホールＴＨ３２とスルーホールＴＨ４２を、連通溝Ｃ３４３はスルーホールＴＨ３３とスルーホールＴＨ４３を、連通溝Ｃ３４４はスルーホールＴＨ３４とスルーホールＴＨ４４を、連通溝Ｃ３４５はスルーホールＴＨ３５とスルーホールＴＨ４５を、連通溝Ｃ３４６はスルーホールＴＨ３６とスルーホールＴＨ４６を、連通溝Ｃ３４７はスルーホールＴＨ３７とスルーホールＴＨ４７を、連通溝Ｃ３４８はスルーホールＴＨ３８とスルーホールＴＨ４８を、絶縁体層９３Ｄ側の端部で連通する。
【００５６】
連通溝Ｃ５６１は、スルーホールＴＨ５１とスルーホールＴＨ６１の絶縁体層９３Ｄ側の端部を連通する形状で形成されている。同様に、連通溝Ｃ５６２はスルーホールＴＨ５２とスルーホールＴＨ６２を、連通溝Ｃ５６３はスルーホールＴＨ５３とスルーホールＴＨ６３を、連通溝Ｃ５６４はスルーホールＴＨ５４とスルーホールＴＨ６４を、連通溝Ｃ５６５はスルーホールＴＨ５５とスルーホールＴＨ６５を、連通溝Ｃ５６６はスルーホールＴＨ５６とスルーホールＴＨ６６を、連通溝Ｃ５６７はスルーホールＴＨ５７とスルーホールＴＨ６７を、連通溝Ｃ５６８はスルーホールＴＨ５８とスルーホールＴＨ６８を、絶縁体層９３Ｄ側の端部で連通する。
【００５７】
連通溝Ｃ７８２はスルーホールＴＨ７２とスルーホールＴＨ８２を、連通溝Ｃ７８３はスルーホールＴＨ７３とスルーホールＴＨ８３を、連通溝Ｃ７８４はスルーホールＴＨ７４とスルーホールＴＨ８４を、連通溝Ｃ７８５はスルーホールＴＨ７５とスルーホールＴＨ８５を、連通溝Ｃ７８６はスルーホールＴＨ７６とスルーホールＴＨ８６を、連通溝Ｃ７８７はスルーホールＴＨ７７とスルーホールＴＨ８７を、連通溝Ｃ７８８はスルーホールＴＨ７８とスルーホールＴＨ８８を、絶縁体層９３Ｄ側の端部で連通する。
【００５８】
絶縁体層９４における絶縁体層９３Ｄと反対側の面には、絶縁体層９５が配設されている。絶縁体層９５は、スルーホールＴＨ７１のみが形成されており、絶縁体層９４の各連通溝の蓋として機能する。
【００５９】
絶縁体層９３Ａ〜９３Ｄからな中間積層体の絶縁体層９３Ａ側には、絶縁体層９２が配設されている。図５は絶縁体層９２を積層方向から見た平面図である。
【００６０】
絶縁体層９２には連通溝Ｄ１２１〜Ｄ１２７，Ｄ２３，Ｄ３４１〜Ｃ３４７，Ｄ４５，Ｄ５６１〜Ｄ５６７，Ｄ６７，Ｄ７８１〜Ｄ７８７が形成されている。これらの連通溝は、スルーホールＴＨの径と略同じ幅で形成されている。
【００６１】
連通溝Ｄ１２１はスルーホールＴＨ１２とスルーホールＴＨ２１を、連通溝Ｄ１２２はスルーホールＴＨ１３とスルーホールＴＨ２２を、連通溝Ｄ１２３はスルーホールＴＨ１４とスルーホールＴＨ２３を、連通溝Ｄ１２４はスルーホールＴＨ１５とスルーホールＴＨ２４を、連通溝Ｄ１２５はスルーホールＴＨ１６とスルーホールＴＨ２５を、連通溝Ｄ１２６はスルーホールＴＨ１７とスルーホールＴＨ２６を、連通溝Ｄ１２７はスルーホールＴＨ１８とスルーホールＴＨ２７を、絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６２】
連通溝Ｄ２３はスルーホールＴＨ２８とスルーホールＴＨ３８を絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６３】
連通溝Ｄ３４１はスルーホールＴＨ３１とスルーホールＴＨ４２を、連通溝Ｄ３４２はスルーホールＴＨ３２とスルーホールＴＨ４３を、連通溝Ｄ３４３はスルーホールＴＨ３３とスルーホールＴＨ４４を、連通溝Ｄ３４４はスルーホールＴＨ３４とスルーホールＴＨ４５を、連通溝Ｄ３４５はスルーホールＴＨ３５とスルーホールＴＨ４６を、連通溝Ｄ３４６はスルーホールＴＨ３６とスルーホールＴＨ４５を、連通溝Ｄ３４７はスルーホールＴＨ３７とスルーホールＴＨ４６を、絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６４】
連通溝Ｄ４５はスルーホールＴＨ４１とスルーホールＴＨ５１を絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６５】
連通溝Ｄ５６１はスルーホールＴＨ５２とスルーホールＴＨ６１を、連通溝Ｄ５６２はスルーホールＴＨ５３とスルーホールＴＨ６２を、連通溝Ｄ５６３はスルーホールＴＨ５４とスルーホールＴＨ６３を、連通溝Ｄ５６４はスルーホールＴＨ５５とスルーホールＴＨ６４を、連通溝Ｄ５６５はスルーホールＴＨ５６とスルーホールＴＨ６５を、連通溝Ｄ５６６はスルーホールＴＨ５７とスルーホールＴＨ６６を、連通溝Ｄ５６７はスルーホールＴＨ５８とスルーホールＴＨ６７を、絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６６】
連通溝Ｄ６７はスルーホールＴＨ６８とスルーホールＴＨ７８を絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６７】
連通溝Ｄ７８１はスルーホールＴＨ７１とスルーホールＴＨ８２を、連通溝Ｄ７８２はスルーホールＴＨ７２とスルーホールＴＨ８３を、連通溝Ｄ７８３はスルーホールＴＨ７３とスルーホールＴＨ８４を、連通溝Ｄ７８４はスルーホールＴＨ７４とスルーホールＴＨ８５を、連通溝Ｄ７８５はスルーホールＴＨ７５とスルーホールＴＨ８６を、連通溝Ｄ７８６はスルーホールＴＨ７６とスルーホールＴＨ８５を、連通溝Ｄ７８７はスルーホールＴＨ７７とスルーホールＴＨ８６を、絶縁体層９３Ａ側の端部で連通する。
【００６８】
絶縁体層９２における絶縁体層９３Ａと反対側の面には、絶縁体層９１が配設されている。絶縁体層９１は、スルーホールＴＨ１１のみが形成されており、絶縁体層９２の各連通溝の蓋として機能する。
【００６９】
以上のような構成で積層体を形成することで、スルーホールＴＨ１１を一方端の気体流入出口とし、スルーホールＴＨ７１を他方端の気体流入出口とする、気体搬送経路を形成することができる。この気体搬送経路は、積層体１の積層方向および平面方向に沿い三次元的に経路構成されている。これにより、積層体１の形状が小さくても、十分に長い経路長を確保することができる。
【００７０】
このような積層体１の各櫛歯電極９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃ，９１０Ｄ，９２０Ａ，９２０Ｂ，９２０Ｃ，９２０Ｄに対して、駆動用電圧を印加する。図６（Ａ）は駆動用電圧を印加するための電源装置２と積層体１との接続関係を簡略できに示したブロック図であり、図６（Ｂ）は具体的な駆動用電圧波形の例を示す図である。
【００７１】
図６（Ａ）に示すように、電源装置２と積層体１とは、電気的に接続されている。この際、積層体１には、図１に示すように、櫛歯電極９１０Ａに印加用電極９１３Ａが形成され、櫛歯電極９１０Ｂに印加用電極９１３Ｂが形成され、櫛歯電極９１０Ｃに印加用電極９１３Ｃが形成され、櫛歯電極９１０Ｄに印加用電極９１３Ｄが形成されている。また、一部図示されていないが、櫛歯電極９２０Ａに印加用電極９２３Ａが形成され、櫛歯電極９２０Ｂに印加用電極９２３Ｂが形成され、櫛歯電極９２０Ｃに印加用電極９２３Ｃが形成され、櫛歯電極９２０Ｄに印加用電極９２３Ｄが形成されている。
【００７２】
電源装置２からは、これらの印加用電極９１３Ａ，９１３Ｂ，９１３Ｃ，９１３Ｄ，９２３Ａ，９２３Ｂ，９２３Ｃ，９２３Ｄを介して駆動用電圧が与えられる。
【００７３】
駆動用電圧は、それぞれに位相が順次シフトした８相のパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８からなり、これらのパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８が連続的に順次出力される構成されている。そして、これらパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８の組が周期Ｔで繰り返すように構成されている。なお、各パルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８のパルス幅はすべて同じである。
【００７４】
具体的には、パルス電圧信号Ｖ１が所定のパルス幅でＶｄとなり、次に、パルス電圧信号Ｖ２が所定のパルス幅でＶｄとなる。この際、パルス電圧信号Ｖ１の立ち下がりタイミングとパルス電圧信号Ｖ２の立ち上がりタイミングとが略一致するように設定されている。このようなパルス電圧信号がＶ３〜Ｖ８で継続的に行われる。そして、パルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８の一連の出力が終了すると再度パルス電圧信号Ｖ１からの出力が開始される動作を繰り返す。
【００７５】
このように生成されるパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８は、各櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄ，９２０Ａ〜９２０Ｄに次のように印加される。
【００７６】
パルス電圧信号Ｖ１は、印加用電極９１３Ａを介して絶縁体層９３Ａの櫛歯電極９１０Ａに印加される。パルス電圧信号Ｖ２は、印加用電極９１３Ｂを介して絶縁体層９３Ｂの櫛歯電極９１０Ｂに印加される。パルス電圧信号Ｖ３は、印加用電極９１３Ｃを介して絶縁体層９３Ｃの櫛歯電極９１０Ｃに印加される。パルス電圧信号Ｖ４は、印加用電極９１３Ｄを介して絶縁体層９３Ｄの櫛歯電極９１０Ｄに印加される。
【００７７】
パルス電圧信号Ｖ５は、印加用電極９２３Ｄを介して絶縁体層９３Ｄの櫛歯電極９２０Ｄに印加される。パルス電圧信号Ｖ６は、印加用電極９２３Ｃを介して絶縁体層９３Ｃの櫛歯電極９２０Ｃに印加される。パルス電圧信号Ｖ７は、印加用電極９２３Ｂを介して絶縁体層９３Ｂの櫛歯電極９２０Ｂに印加される。パルス電圧信号Ｖ８は、印加用電極９２３Ａを介して絶縁体層９３Ａの櫛歯電極９２０Ａに印加される。
【００７８】
このようにパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ４が印加されることで、櫛歯電極９１０Ａ、櫛歯電極９１０Ｂ、櫛歯電極９１０Ｃ、櫛歯電極９１０Ｄの順に、電圧Ｖｄが印加される。したがって、櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄの領域に形成されたスルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８では、静電勾配および気体密度変化が絶縁体層９３Ａから絶縁体層９３Ｄに向かって順次変化する。これにより、スルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８では、絶縁体層９３Ａから絶縁体層９３Ｄに向かって気体が搬送される。図７は本実施形態における気体の搬送方向を示す図であり、矢印の方向に気体が流れることを示している。
【００７９】
一方、パルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ４に続き、パルス電圧信号Ｖ５〜Ｖ８が印加されることで、櫛歯電極９２０Ｄ、櫛歯電極９２０Ｃ、櫛歯電極９２０Ｂ、櫛歯電極９２０Ａの順に、電圧Ｖｄが印加される。したがって、櫛歯電極９２０Ａ〜９２０Ｄの領域に形成されたスルーホールＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８では、静電勾配および気体密度変化が絶縁体層９３Ｄから絶縁体層９３Ａに向かって順次変化する。これにより、スルーホールＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８では、絶縁体層９３Ｄから絶縁体層９３Ａに向かって気体が搬送される。
【００８０】
そして、上述のように、連通溝が形成されていることで、これらのスルーホール群が一本の搬送孔として接続されているので、図７に示すように、スルーホールＴＨ１１から流入した気体を、すべてのスルーホールＴＨと連通溝を介してスルーホールＴＨ７１から流出することができる。
【００８１】
そして、このようにスルーホールおよび当該スルーホールの径に略等しい幅の連通溝を気体の搬送経路とすることで、流入口や流出口を含む全体経路の断面積が小さく、気体の逆流を防ぐことができる。これにより、より効率的な気体搬送が可能になる。
【００８２】
また、積層体の厚みの６４倍以上の経路で気体が搬送されることになり、流入口と流出口との間の気圧差を大きくすることができる。これにより、小型の高圧ポンプを形成することができる。なお、このような構造の場合、気体の流量が小さいが、高圧ポンプとして用いた場合、最終的に真空に近い状態になると気体の流れは殆ど無くなるので、このような構造が有効に作用する。
【００８３】
また、上述のようにスルーホールを用いることで、搬送される気体に対して、同じ電圧であっても、従来構造よりも大きな電界を印加することができる。これにより、より効率的に気体搬送を行うことができる。
【００８４】
また、積層体内に櫛歯電極を形成し、これら櫛歯電極にパルス電圧信号（駆動用電圧）を印加するので、電圧印加用の電極パターンを、従来よりも高密度に形成できる。これによっても、気体への効率的な電界印加が可能になり、より効率的な気体搬送を行うことができる。
【００８５】
なお、上述の構造説明では、詳細に示していないが、すべてのスルーホールＴＨは絶縁性スルーホールからなる。具体的な構成としては、スルーホールＴＨの内壁面に絶縁膜を形成することで実現できる。このような構成とすることで、線状電極間の放電や気体へのコロナ放電を抑制できる。また、線状電極の酸化を抑制できる。これにより、長期にわたって安定した気体搬送特性を維持できる。
【００８６】
また、上述の説明では、スルーホールＴＨ１１を流入口とし、スルーホールＴＨ７１を流出口とした例を示したが、パルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８の印加順を逆にすることで、スルーホールＴＨ７１を流入口とし、スルーホールＴＨ１１を流出口とすることもできる。
【００８７】
また、上述の説明では、積層体１の対向する二面に流入口と流出口を形成する例を示したが、一方面のみに流入口と流出口を形成してもよい。例えば、上記構成あれば、連通溝Ｄ７８１を無くし、スルーホールＴＨ８２を、絶縁体層９１をも貫通するように形成すればよい。
【００８８】
また、上述の説明では、櫛歯電極付きの絶縁体層の積層数を４層としたが、層数はこれに限るものではなく、適宜設定すればよい。
【００８９】
次に、第２の実施形態に係る気体搬送装置について、図を参照して説明する。本実施形態の気体搬送装置は、第１の実施形態に示した気体搬送装置に対して、折り返し用絶縁体層となる、絶縁体層９２’，９４’の連通溝の構造が異なる。また、これに伴い、外層となる絶縁体層９１’，９５’のスルーホール形成構造も異なる。また、櫛歯電極９１０Ａ〜９１０Ｄが三本となり、スルーホールＴＨ８２〜ＴＨ８８は省略している。したがって、以下では、異なる箇所のみを説明し、他の箇所の説明は省略する。
【００９０】
図８は、本実施形態の気体搬送装置を形成する積層体１Ａの構成を示す積層構成図である。図９は絶縁体層９４’を積層方向から見た平面図である。図１０は絶縁体層９２’を積層方向から見た平面図である。
【００９１】
スルーホールＴＨ１１’〜ＴＨ１８’は、絶縁体層９１’，９２’，９３Ａ’〜９３Ｄ’，９４’を貫通する形状で形成されている。スルーホールＴＨ７１’〜ＴＨ７８’、絶縁体層９２’，９３Ａ’〜９３Ｄ’，９４’ ，９５’を貫通する形状で形成されている。
【００９２】
絶縁体層９４’には、連通溝Ｃ１２，Ｃ３４，Ｃ５６が形成されている。連通溝Ｃ１２は、スルーホールＴＨ１１’〜ＴＨ１８’，ＴＨ２１’〜ＴＨ２８’を連通するように形成されている。連通溝Ｃ３４は、スルーホールＴＨ３１’〜ＴＨ３８’，ＴＨ４１’〜ＴＨ４８’を連通するように形成されている。連通溝Ｃ５６は、スルーホールＴＨ５１’〜ＴＨ５８’，ＴＨ６１’〜ＴＨ６８’を連通する形状で形成されている。
【００９３】
絶縁体層９２’には、連通溝Ｄ２３’，Ｄ４５’，Ｄ６７’が形成されている。連通溝Ｄ２３’は、スルーホールＴＨ２１’〜ＴＨ２８’，ＴＨ３１’〜ＴＨ３８’を連通するように形成されている。連通溝Ｄ４５’は、スルーホールＴＨ４１’〜ＴＨ４８’，ＴＨ５１’〜ＴＨ５８’を連通するように形成されている。連通溝Ｄ６７’は、スルーホールＴＨ６１’〜ＴＨ６８’，ＴＨ７１’〜ＴＨ７８’を連通するように形成されている。
【００９４】
このような構成の積層体１Ａに対して、第１の実施形態と同様のパルス電圧信号Ｖ１〜Ｖ８を印加する。これにより、図１１に示すような気体の流れを実現できる。図１１は、本実施形態における気体の搬送方向を示す図であり、矢印の方向に気体が流れることを示している。すなわち、スルーホールＴＨ１１’〜ＴＨ１８’から流入した気体は、連通溝Ｃ１２を介して、スルーホールＴＨ２１〜ＴＨ２８へ搬送される。この後、連通溝Ｄ２３’、スルーホールＴＨ３１〜ＴＨ３８、連通溝Ｃ３４、スルーホールＴＨ４１〜ＴＨ４８、連通溝Ｄ４５’、スルーホールＴＨ５１〜ＴＨ５８、連通溝Ｃ５６、スルーホールＴＨ６１〜ＴＨ６８、連通溝Ｄ６７’を介して、スルーホールＴＨ７１’〜ＴＨ７８’から外部へ流出される。
【００９５】
このような構造であっても、上述の第１の実施形態と同様に、小型で安定した気体搬送特性を有する気体搬送装置を実現することができる。また、このように、複数のスルーホールで平行して同時に気体を搬送することで、気体流量を、第１実施形態の構造よりも多くすることができる。また、流入口や流出口は、スルーホール群で構成されているので、ある程度に流量を得ながら、気体の逆流も抑制することができる。
【００９６】
なお、本実施形態の構成では、パルス電圧信号を印加する印加用電極はそれぞれの端部から第２外層２１’の裏面側に形成された外部電極ＬＶ１等に導通ビアホールＶＨ１等を介して接続されている。そして、パルス電圧信号は、この外部電極ＬＶ１を介して印加される。
【００９７】
また、上述の各実施形態では、線状電極の幅を一定にする例を示したが、線状電極の幅を延びる方向に沿って、適宜変化させてもよい。図１２は、線状電極の他の構成例を示す図である。線状電極９１１Ａは、スルーホールＴＨ１１〜ＴＨ１８の形成部分のみ線幅が太く、他の部分の線幅を狭く形成している。
【００９８】
また、図１３は、線状電極のさらに他の構成例を示す図である。互いに隣り合う層の積層方向から見て略同じ領域にそれぞれ形成された線状電極９５１Ａおよび線状電極９５１Ｂは、スルーホールの形成部分のみ線幅が太く、他の部分の線幅が狭く形成されている。さらに、これら線状電極９５１Ａ，９５１Ｂは、スルーホールの形成部分以外の線状電極同士が、積層方向から見て重なり合わないように形成されている。
【００９９】
これらの構成とすることで、線上電極間のキャパシタンスを抑制することができる。これにより、パルス電圧の印加の切り替え速度を速くすることができる。
【０１００】
また、上述の各実施形態では、スルーホールの径を一定にしたが、スルーホールの径を適宜複数種類にしてもよい。例えば、絶縁体層毎にスルーホールの径を変えたり、同じ絶縁体層内の櫛歯電極毎にスルーホールの径を変えてもよい。これにより、場合に応じて、気体の搬送量を変化させることができる。
【０１０１】
また、上述の実施形態に示した、櫛形電極付き絶縁体層のみからなる中間積層体だけで気体搬送を行うこともできる。これにより、高圧ポンプとしては機能しないが、中間積層体の対向する両面間に通気する気体搬送装置を、小型に実現できる。この際、最外層の櫛歯電極表面には、絶縁膜を形成しておくと、よりよい。また、さらには、一方の折り返し用絶縁体層のみを中間積層体の一方面に配設する構成であってもよい。
【０１０２】
また、上述の実施形態では、一個の積層体で一つの気体搬送経路を形成する場合を示したが、一個の積層体に複数の気体搬送経路を形成するようにしてもよい。この場合、折り返し用の絶縁体層に形成する連通溝の形状を適宜設定することで、複数の気体搬送経路を実現することができる。これにより、積層体の平面面積という、小さい領域内で、複数の異なる気体搬送経路を形成でき、局所的に異なる通気や気圧を実現することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１Ａ−積層体、２−電源装置、９１，９２，９３，９３Ａ〜９３Ｄ，９４，９５−絶縁体層、９１０，９２０−櫛歯電極、９１１，９２１−線状電極、９１２，９２２−接続用電極、９１３，９２３−印加用電極、
ＴＨ１１〜ＴＨ１８，ＴＨ２１〜ＴＨ２８，ＴＨ３１〜ＴＨ３８，ＴＨ４１〜ＴＨ４８，ＴＨ５１〜ＴＨ５８，ＴＨ６１〜ＴＨ６８，ＴＨ７１〜ＴＨ７８，ＴＨ８２〜ＴＨ８８−スルーホール、
Ｃ１２１〜Ｃ１２８，Ｃ３４１〜Ｃ３４８，Ｃ５６１〜Ｃ５６８，Ｃ７８２〜Ｃ７８８，Ｄ１２１〜Ｄ１２７，Ｄ２３，Ｄ３４１〜Ｃ３４７，Ｄ４５，Ｄ５６１〜Ｄ５６７，Ｄ６７，Ｄ７８１〜Ｄ７８７
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中間絶縁体層と、該中間絶縁体層の主面上に略平行に配列された複数の線状電極、および、該複数の線状電極の一方端を接続する接続電極とからなる櫛歯電極を複数備え、互いの線状電極同士が幅方向に所定間隔をもって交互に配列され、互いの接続用電極が前記線状電極の群を挟んで対向する位置に配置された櫛歯電極群とを備え、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように前記複数の中間絶縁体層を積層して形成した中間積層体と、
前記複数の中間絶縁体層の前記櫛歯電極を貫通するように、前記中間積層体に配列形成された複数のスルーホールと、
前記中間積層体の一方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホールの一方端同士を連通する複数の第１連通溝を備えた第１折り返し用絶縁体層と、
前記中間積層体の他方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホールの他方端同士を連通する複数の第２連通溝を備えた第２折り返し用絶縁体層と、
前記第１折り返し用絶縁体層の前記中間積層体と反対側の面に配設された第１外層と、
前記第２折り返し用絶縁体層の前記中間積層体と反対側の面に配設された第２外層と、
前記第１外層もしくは前記第２外層に形成された流出口用スルーホールおよび流入口用スルーホールを備え、
前記第２外層、前記第２折り返し用絶縁体層、前記中間積層体、前記第１折り返し用絶縁体層、前記第１外層、の順で積層され、
前記流入口用スルーホールが、前記複数のスルーホール、第１連通溝、および第２連通溝を所定の経路で介して前記流出口用スルーホールに連接するように、前記複数のスルーホール、前記第１連通溝、および前記第２連通溝が形成されており、
前記複数の中間絶縁体層の櫛歯電極に対して駆動用電圧を印加する電圧印加手段を備えた、気体搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気体搬送装置であって、
前記中間絶縁体層は３層以上であり、
３層以上の前記中間絶縁体層は、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように積層されている、気体搬送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の気体搬送装置であって、
前記電圧印加手段は、
前記複数の中間絶縁体層の積層方向に沿った順に応じて順番に前記駆動用電圧を印加する、気体搬送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の気体搬送装置であって、
積層方向に重なり合う複数の櫛歯電極の群毎に、前記駆動用電圧の印加順序が異なる、気体搬送装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
各中間絶縁体層に駆動用電圧を与えるための前記櫛歯電極に形成された印加用電極は、積層方向から見てそれぞれ異なる位置に配設されている、気体搬送装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記各中間絶縁体層の櫛歯電極に形成されるスルーホールは、中間絶縁体層ごとに異なる径からなる、気体搬送装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記中間絶縁体層に形成される櫛歯電極毎に、形成されるスルーホールの径が異なる、気体搬送装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記第１連通溝および前記第２連通溝の少なくとも一方は、前記複数のスルーホールを同時に連通する形状からなる、気体搬送装置。
【請求項９】
略平行に配列された複数の線状電極、および、該複数の線状電極の一方端を接続する接続電極とからなる櫛歯電極を複数備え、該複数の櫛歯電極が互いに線状電極同士が所定間隔をもって交互に配列され、互いの接続用電極が前記線状電極の群を挟んで対向する位置に配置され、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように積層された、複数の櫛歯電極付き絶縁体層と、
前記櫛歯電極付き絶縁体層の前記櫛歯電極を貫通するように、配列形成された複数のスルーホールと、
前記櫛歯電極付き絶縁体層の櫛歯電極に対して駆動用電圧を印加する電圧印加手段と、
を備えた、気体搬送装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の気体搬送装置であって、
前記櫛歯電極付き絶縁体層の一方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホール同士を連通する複数の第１連通溝を備えた第１折り返し用絶縁体層と、
前記第１折り返し用絶縁体層の前記中間積層体と反対側の面に配設された第１外層と、
を備えた、気体搬送装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の気体搬送装置であって、
前記中間絶縁体層は３層以上であり、
３層以上の前記中間絶縁体層は、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように積層されている、気体搬送装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の気体搬送装置であって、
前記電圧印加手段は、
前記複数の中間絶縁体層の積層方向に沿った順に応じて順番に前記駆動用電圧を印加する、気体搬送装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の気体搬送装置であって、
積層方向に重なり合う複数の櫛歯電極の群毎に、前記駆動用電圧の印加順序が異なる、気体搬送装置。
【請求項１４】
請求項１１乃至請求項１３のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
各櫛歯電極付き絶縁体層に駆動用電圧を与えるための前記櫛歯電極に形成された印加用電極は、積層方向から見てそれぞれ異なる位置に配設されている、気体搬送装置。
【請求項１５】
請求項１１乃至請求項１４のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記各櫛歯電極付き絶縁体層の櫛歯電極に形成されるスルーホールは、櫛歯電極付き絶縁体層ごとに異なる径からなる、気体搬送装置。
【請求項１６】
請求項９乃至請求項１５のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記櫛歯電極付き絶縁体層に形成される櫛歯電極毎に、形成されるスルーホールの径が異なる、気体搬送装置。
【請求項１７】
請求項９乃至請求項１６のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記第１連通溝は、前記複数のスルーホールを同時に連通する形状からなる、気体搬送装置。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記スルーホールは、絶縁性スルーホールである、気体搬送装置。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記櫛歯電極を構成する前記線状電極は、スルーホールの形成部分よりも他の部分の線幅が狭く形成されている、気体搬送装置。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
積層方向に隣接する前記櫛歯電極を構成する前記線状電極は、スルーホール形成部分を除いて積層方向から見て重ならない形状である、気体搬送装置。
【請求項１】
複数の中間絶縁体層と、該中間絶縁体層の主面上に略平行に配列された複数の線状電極、および、該複数の線状電極の一方端を接続する接続電極とからなる櫛歯電極を複数備え、互いの線状電極同士が幅方向に所定間隔をもって交互に配列され、互いの接続用電極が前記線状電極の群を挟んで対向する位置に配置された櫛歯電極群とを備え、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように前記複数の中間絶縁体層を積層して形成した中間積層体と、
前記複数の中間絶縁体層の前記櫛歯電極を貫通するように、前記中間積層体に配列形成された複数のスルーホールと、
前記中間積層体の一方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホールの一方端同士を連通する複数の第１連通溝を備えた第１折り返し用絶縁体層と、
前記中間積層体の他方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホールの他方端同士を連通する複数の第２連通溝を備えた第２折り返し用絶縁体層と、
前記第１折り返し用絶縁体層の前記中間積層体と反対側の面に配設された第１外層と、
前記第２折り返し用絶縁体層の前記中間積層体と反対側の面に配設された第２外層と、
前記第１外層もしくは前記第２外層に形成された流出口用スルーホールおよび流入口用スルーホールを備え、
前記第２外層、前記第２折り返し用絶縁体層、前記中間積層体、前記第１折り返し用絶縁体層、前記第１外層、の順で積層され、
前記流入口用スルーホールが、前記複数のスルーホール、第１連通溝、および第２連通溝を所定の経路で介して前記流出口用スルーホールに連接するように、前記複数のスルーホール、前記第１連通溝、および前記第２連通溝が形成されており、
前記複数の中間絶縁体層の櫛歯電極に対して駆動用電圧を印加する電圧印加手段を備えた、気体搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気体搬送装置であって、
前記中間絶縁体層は３層以上であり、
３層以上の前記中間絶縁体層は、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように積層されている、気体搬送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の気体搬送装置であって、
前記電圧印加手段は、
前記複数の中間絶縁体層の積層方向に沿った順に応じて順番に前記駆動用電圧を印加する、気体搬送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の気体搬送装置であって、
積層方向に重なり合う複数の櫛歯電極の群毎に、前記駆動用電圧の印加順序が異なる、気体搬送装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
各中間絶縁体層に駆動用電圧を与えるための前記櫛歯電極に形成された印加用電極は、積層方向から見てそれぞれ異なる位置に配設されている、気体搬送装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記各中間絶縁体層の櫛歯電極に形成されるスルーホールは、中間絶縁体層ごとに異なる径からなる、気体搬送装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記中間絶縁体層に形成される櫛歯電極毎に、形成されるスルーホールの径が異なる、気体搬送装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記第１連通溝および前記第２連通溝の少なくとも一方は、前記複数のスルーホールを同時に連通する形状からなる、気体搬送装置。
【請求項９】
略平行に配列された複数の線状電極、および、該複数の線状電極の一方端を接続する接続電極とからなる櫛歯電極を複数備え、該複数の櫛歯電極が互いに線状電極同士が所定間隔をもって交互に配列され、互いの接続用電極が前記線状電極の群を挟んで対向する位置に配置され、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように積層された、複数の櫛歯電極付き絶縁体層と、
前記櫛歯電極付き絶縁体層の前記櫛歯電極を貫通するように、配列形成された複数のスルーホールと、
前記櫛歯電極付き絶縁体層の櫛歯電極に対して駆動用電圧を印加する電圧印加手段と、
を備えた、気体搬送装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の気体搬送装置であって、
前記櫛歯電極付き絶縁体層の一方面側に配設され、隣り合う線状電極を貫通するスルーホール同士を連通する複数の第１連通溝を備えた第１折り返し用絶縁体層と、
前記第１折り返し用絶縁体層の前記中間積層体と反対側の面に配設された第１外層と、
を備えた、気体搬送装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の気体搬送装置であって、
前記中間絶縁体層は３層以上であり、
３層以上の前記中間絶縁体層は、各層の櫛歯電極の前記線状電極が積層方向から見て略一致するように積層されている、気体搬送装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の気体搬送装置であって、
前記電圧印加手段は、
前記複数の中間絶縁体層の積層方向に沿った順に応じて順番に前記駆動用電圧を印加する、気体搬送装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の気体搬送装置であって、
積層方向に重なり合う複数の櫛歯電極の群毎に、前記駆動用電圧の印加順序が異なる、気体搬送装置。
【請求項１４】
請求項１１乃至請求項１３のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
各櫛歯電極付き絶縁体層に駆動用電圧を与えるための前記櫛歯電極に形成された印加用電極は、積層方向から見てそれぞれ異なる位置に配設されている、気体搬送装置。
【請求項１５】
請求項１１乃至請求項１４のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記各櫛歯電極付き絶縁体層の櫛歯電極に形成されるスルーホールは、櫛歯電極付き絶縁体層ごとに異なる径からなる、気体搬送装置。
【請求項１６】
請求項９乃至請求項１５のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記櫛歯電極付き絶縁体層に形成される櫛歯電極毎に、形成されるスルーホールの径が異なる、気体搬送装置。
【請求項１７】
請求項９乃至請求項１６のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記第１連通溝は、前記複数のスルーホールを同時に連通する形状からなる、気体搬送装置。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記スルーホールは、絶縁性スルーホールである、気体搬送装置。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
前記櫛歯電極を構成する前記線状電極は、スルーホールの形成部分よりも他の部分の線幅が狭く形成されている、気体搬送装置。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の気体搬送装置であって、
積層方向に隣接する前記櫛歯電極を構成する前記線状電極は、スルーホール形成部分を除いて積層方向から見て重ならない形状である、気体搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２１９２２４（Ｐ２０１１−２１９２２４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９０３６５（Ｐ２０１０−９０３６５）
【出願日】平成２２年４月９日（２０１０．４．９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月９日（２０１０．４．９）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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