CN101873760A - 除电装置 - Google Patents

Abstract

一种除电装置，具备：放电电极，其具有对应对自身施加的直流高电压的极性，生成正或负的离子的按n个为一组被分为两组的2n个放电针，其中n为自然数；高电压产生电路，其在每个一定期间使极性反转地对所述各组的放电针，施加相互逆极性的直流高电压；以及相向电极，其遮挡放出由所述放电电极产生的所述离子的所述放电电极的前方空间，所述高电压产生电路的两个高电压输出端子分别与所述各组的放电针连接，所述两个高压侧输出端子的高压侧公共端子在非接地的状态下与所述相向电极连接。

Description

除电装置

技术领域

本发明涉及除电装置，尤其涉及对带电物体照射正负的离子以便在电性上成为中性的除电装置。

背景技术

在半导体或移动电话等的生产线中，为了防止部件带电引起的静电故障，在工作台或输送带等的附近设置除电装置。该种除电装置通过对带点物体照射正负平衡的空气离子，使该物体在电性上成为中性，但是当放电针被污染或腐蚀时，正离子或负离子过剩，相反会存在使除电对象物带电的问题。

关于这一点，作为关联技术，已知有以下一种离子生成装置，其在与放电针相邻设置的相向电极和接地之间设置由可变电阻和二极管构成的并联电路，通过人工调整该可变电阻，可以调整离开相向电极的正负离子的平衡(专利文献1)。

【专利文献1】特开平8-255669号公报

但是，离子平衡偏离的原因不仅是放电针的污染或腐蚀。即使放电针没有被污染或腐蚀，例如在混入了低VOC气体的干扰氛围下使用除电装置时，已查明有时会产生过多的正离子，离子平衡崩溃。在此，VOC(Volatile organiccompounds)是指在常温常压下在大气中容易挥发的有机化合物的总称，包含甲苯、苯、二氯甲烷等在工厂等处经常使用的清洗剂或溶剂等。因此，通过人工调整离子平衡的上述关联技术的方式，无法针对这样的放电氛围的变动自动地进行应对。

发明内容

本发明是鉴于上述关联技术的课题而做出的，其目的在于：提供即使放电氛围变动，也可以通过简单的结构自动地保持均等的离子平衡的除电装置。

为了达成上述目的，本发明的一方面提供一种除电装置，其具备：放电电极，其具有对应对自身施加的直流高电压的极性，生成正或负的离子的按n个为一组被分为两组的2n个放电针，其中n为自然数；高电压产生电路，其在每个一定期间使极性反转地对所述各组的放电针，施加相互逆极性的直流高电压；以及相向电极，其遮挡放出由所述放电电极产生的所述离子的所述放电电极的前方空间，所述高电压产生电路的两个高电压输出端子分别与所述各组的放电针连接，所述两个高压侧输出端子的高压侧公共端子在非接地的状态下与所述相向电极连接。

根据上述方面，高电压产生电路的高压侧公共端子在非接地的状态下与相向电极连接，所以相向电极的电位对应放电氛围的变动适当地变化。即，在不包含另外的气体的通常氛围下使用本装置时，通过在放电空间中产生正负等量的离子，将相向电极的电位保持为0V。此时，离开相向电极的离子也取得正负平衡，可以高效能地对除电对象物进行除电。

另一方面，例如在由于混入了特定的气体在放电空间中产生了较多的正离子时，在该放电空间中净(平均)的正电荷增加，通过该正电荷，相向电极的电位被感应至负侧。由于该负电位，在更多的正离子被相向电极捕捉的同时，因为负离子相斥，更多的通过相向电极。结果，抑制离开相向电极的正离子的增加，并且，负离子的通过增加，如此大体均等地保持了离开相向电极的正离子和负离子的平衡。

相反，在由于混入了特定的气体在放电空间中产生了较多的负离子时，在该放电空间中净(平均)的负电荷增加，通过该负电荷将相向电极的电位被感应至正侧。由于该正电位，在更多的负离子被相向电极捕捉的同时，因为正离子相斥，更多的通过相向电极。结果，抑制离开相向电极的负离子的增加，并且，正离子的通过增加，如此大体均等地保持了离开相向电极的正离子和负离子的平衡。

如此，根据上述的一方面，即使在各种放电氛围下，使用该除电装置，因为通过简单的结构自动地保持均等的离子平衡，所以可以始终促进除电对象物中的电位的中和，可以减小除电对象物表面的残留电位。

此外，所述除电装置还可以具备：串联接在所述高电压生成电路的高压侧公共端子和接地之间的第一电容器以及第二电容器；以及检测所述第二电容器的端子电压的高电压异常检测电路。

根据所述结构，高电压异常检测电路通过检测第二电容器的端子电压来检测高压电路的异常。此时，在正常地进行了高电压电路的放电时，因为在放电空间中同时施加正极性和负极性的高电压，所以相向电极(即，高电压侧公共端子)的电位保持大体恒定(例如0V)。但是，在某一组的放电针由于绝缘不良而接地时，因为放电空间仅由另一组的放电针驱动，所以在相向电极(即，第二电容器的端子之间)出现比较显著的振幅的交变电压。在本发明中，通过监视第二电容器的端子电压，可以确切地检测高压电路。此外，在本发明中，观测第二电容器的端子电压(即，连接监视电路)，为了将高压侧公共端子维持在浮动状态，串联连接了第一电容器。

此外，上述方面的除电装置还具备在所述高压产生电路的高压侧公共端子和所述相向电极之间串联连接的电容器。

根据所述结构，即使由于混入了特定的气体在放电空间中产生的正负离子的平衡中产生偏移，根据在放电电极和相向电极之间形成的实质的容量以及与该容量串联地插入的电容器的容量，对与上述偏差相伴的净电荷(电压)的变动进行分压，能够以希望的灵敏度控制在相向电极中感应的电位的大小。此外，由此，可以通过希望的增益控制离开相向电极的离子的平衡。

此外，所述放电电极具备在矩形平面的对角线上相向配置的至少四个放电针，在一方的对角线上相向的放电针构成一个组，在另一方对角线上相向的放电针构成另一组。

根据该结构，放电电极具备在矩形平面额对角线上相向配置的两组(至少四个)的放电针，所以在与遮挡前方空间的相向电极之间形成的放电空间中，可以在时间上在空间上均等地产生正负离子。由此，在不包含另外的气体的通常的氛围下使用本装置时，可以将相向电极的电位保持为大体0V，另一方面，在混入了另外的气体的干扰氛围下使用本装置时，会在相向电极的一侧忠实反映(感应)与正离子和负离子的不平衡对应的净电荷(电位)，可以进行高灵敏度的离子平衡的自动控制。

此外，在放出所产生的所述离子的所述放电电极的下游侧，与所述放电电极隔离开地设置所述相向电极，所述相向电极具有与所述放电电极平行的面，该面上具有多个通风孔，所述相向电极是导电性的电极。

根据上述结构，把相向电极做成由在与所述放电电极平行的面上具有多个通风孔那样的蜂窝状结构或网状结构等所形成的导电性的电极，并且将该通风孔的开口选择为适当的大小，由此高效地实现保持在放电电极产生稳定的放电的基准电位的电极的功能以及不会受到放电氛围的干扰的影响，自身均等地调整通过相向电极的离子的功能。

此外，所述高电压产生电路可以包含：直流电源电路；把从所述直流电源电路输出的直流电压转换为高频电压，并且按每一定期间交互地进行切换来将高频电压输出给双系统的输出线的输出控制电路；把从所述输出控制电路输出的双系统的高频电压分别升压至高频高电压，然后进行输出的绝缘型的变压电路；把所述变压电路输出的一方的高频高电压转换为极性相互不同的两个第一直流高电压，来施加给所述各组的放电针，然后，把所述变压电路输出的另一方的高频高电压转换为与所述第一直流高电压极性相反的两个第二直流高电压，来将其施加给所述各组的放电针的极性反转电路。

此外，所述输出控制电路的双系统的高频电压的切换频率可以为10至100Hz的范围。

此外，所述多个通风孔可以分别具有三角形、四角形、六角型、菱形、圆形、椭圆中的一个形状。

此外，所述输出控制电路转换后的高频电压可以具有超过可听频率的频率。

所述输出控制电路转换后的高频电压具有20kHz的频率。

根据本发明，即使在各种放电氛围下使用除电装置，因为可以通过简单的结构自动地保存均等的离子平衡，所以可以高能效地进行在各种作业环境下的对象物的除电。

附图说明

图1(A)以及图1(B)是本发明第一实施方式的除电装置的结构图。

图2表示本发明第一实施方式的高电压产生电路的电路图。

图3(A)以及图3(B)说明本发明第一实施方式的除电装置的除电特征。

图4(A)以及图4(B)是本发明第一实施方式的放电空间部的立体图。图4(a)是蜂窝状电极的部分扩大图。

图5是本发明第二实施方式的高电压产生电路的电路图等。

图6是表示本发明第三实施方式的高电压产生电路的电路图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

图1(A)、(B)是本发明第一实施方式的除电装置1的概要结构图。图1(A)表示除电装置1的侧面图，图1(B)表示放电电极20的正面图。除电装置1具备：送风用风扇30、高电压产生电路10、对应从高电压产生电路10施加的直流高电压的极性产生正和负的空气离子的放电电极20、以适当的形状遮挡放电电极20的前方空间的相向电极5、阻止插入人手的保护电极60。符号70是外部的除电对象物。

高电压产生电路10同时产生在每个规定时间极性反转成正和负的直流高电压OA和与其极性相反的直流高电压OB，将这些直流高电压施加给放电电极20。一例的放电电极20如图1(B)所示，具备放电针21a、21b的组合和放电针22a、22b的组合，以各个放电针各自的前端部朝向矩形框的中心方向的形式将各个放电针配置在两个对角线上。对其中的前端部相向的放电针的组合施加同一极性的直流高电压。由此，在通过放电针21a、21b的组合产生正离子的期间，通过放电针22a、22b的组合产生负离子，然后，在通过放电针21a、21b的组合中产生负离子的期间，通过放电针22a、22b的组合产生正离子。因为该放电电极20具备在矩形平面的对角线上相向配置的两组(至少四个)的放电针21a、21b、22a、22b，所以在与遮挡前方空间的相向电极5之间形成的放电空间中，可以在时间上和空间上均等地产生正负离子。

相向电极5通过稳定地保持针对放电针21、22的电位(例如0V)，具有稳定地维持电晕放电(产生空气离子)的功能。这样的相向电极5由在与空气流动的方向垂直的面上具有多个通风孔的金属或具有导电性的树脂构成。例如，可以使用后述的图4(A)所示的蜂窝结构的蜂窝电极5A、或者图4(B)所示的金属网结构的网状电极5B、或者未图示但在同心圆上配置了环状的金属电极的环状电极等。

通过这样的结构，通过在与相向电极5之间(放电空间)形成的电场，把放电电极20产生的正以及负的空气离子运送到该相向电极5一侧，并且，受到来自风扇30的送风，被输送到除电对象物70一侧。

为了得到除电对象物70中的充分的除电效果，要考虑以下的点。即，当把从放电针21、22到除电对象物70的距离设为L时，为了使放电电极20产生的正和负的离子在除电对象物70中大体均匀地相互混合，将放电针之间的距离K，选择为K＝L/5～L/4左右。作为一例，在L＝150mm～600mm的范围中，可以选择为K＝40mm～120mm左右。此外，在把相邻的放电针21、22之间的距离设为K(例如K＝40mm～120mm左右)时，放电针21、22与相向电极5之间的距离M选择为M＜K。由此，可以高效地向距离短的相向电极5的一侧传播在各个放电针21、22产生的正和负的离子。

此外，相向电极5还兼备不会受到使用本装置时放电氛围变动的影响而大体均一地保持通过相向电极5的正离子以及负离子的平衡的离子平衡调整功能。关于这一点，将在后面叙述。

保护电极60进行保护，以使作业者的手指不会进入到施加了高电压的放电空间内。保护电极60由金属等导体形成，配置在相向电极5附近的下游侧。通过使保护电极60非接地，使保护电极60的静电影响(接地位置)不会波及到放电空间的一侧。

图2表示第一实施方式的高电压产生电路10的电路图。高电压产生电路10具备DC电源电路11、输出控制电路12、变压电路13、极性反转电路14。DC电源电路11对输入的交流电压(例如AC100V)进行降压整流输出直流电压(例如DC12V)。输出控制电路12将该直流电压作为输入，产生超过可听频率的频率(例如20kHz)的正弦波交流电压，并且，在每个一定期间交互地进行切换来将该交流电压输出给双系统的线IA、IB。例如在10Hz～100Hz的范围内选择该切换频率。

变压电路13例如由绝缘型的高频线圈变压器L1、L2形成，各自对交互输入的一次侧输入的交流电压IA、IB进行升压，然后输出给二次侧。在变压器的L1、L2的一次侧输入相互地连接了一次线圈的公共侧端子，它们与DC电源电路11、输出控制电路12一起与公共的接地连接。此外，该变压器L1、L2的一次侧输入和二次侧输出之间被绝缘。并且，该二次侧输出的各一方分别与极性反转电路14连接。二次侧输出的各另一方的高压侧公共端子HC相互连接，它们不接地，直接与相向电极5连接。

极性反转电路14的两个高压侧输出端子HO分别与放电针21的组合连接，如上所述，该两个高压侧输出端子HO的高压侧公共端子HC在非接地的状态下与相向电极5连接。极性反转电路14在对从变压器L1输入的高频高电压进行倍压整流，来对放电针21的组合施加正的直流高电压的同时，对放电针22的组合施加负的直流高电压。此外，在下一时刻，在对从变压器L2输入的高频高电压进行倍压整流，来对放电针21的组合施加负的直流高电压的同时，对放电针22的组合施加正的直流高电压。

然后，详细说明该极性反转电路14的动作。在变压器L1通电的期间，变压器L2的输入输出为0V。在该状况下，通过变压器L1的二次侧输出为负的半波，二极管D8的路径导通，以图2所示的极性对电容器C1充电。在下一正半波，二极管D1(以及D4、D5)的路径导通，由此，正极性地对电容器C5、C4的并联电路进行充电。此时，因为对电容器C5、C4的并联电路施加正半波和所述电容器C1中积蓄的充电电压之和的电压，所以最终通过比变压器L2的二次侧输出高的正电压对电容器C5、C4的并联电路进行充电，并对放电针21的组合施加该电压。

另一方面，通过变压器L1的二次侧输出为正半波，二极管D7的路径导通，以图2所示的极性对电容器C2进行充电。在下一负半波二极管D2(以及D3、D6)的路径导通，由此负极性地对电容器C6、C3的并联电路充电。此时，因为对电容器C6、C3的并联电路施加负半波和所述电容器C2中积蓄的充电电压之和的电压，所以最终通过比变压器L1的二次侧输出低的负电压对电容器C6、C3的并联电路进行充电，并对放电针22的组合施加该电压。当变压器L1处于非通电中时，电容器C5、C4的积蓄电压经由电阻R1进行放电，电容器C6、C3的积蓄电压经由电阻R2放电。

然后，在变压器L2通电的期间，变压器L1的输入输出为0V。在该状况下，通过变压器L2的二次侧输出为负的半波，二极管D6的路径导通，以图2所示的极性对电容器C3充电。在下一正半波，二极管D3(以及D2、D7)的路径导通，由此，正极性地对电容器C7、C2的并联电路进行充电。此时，因为对电容器C7、C2的并联电路施加正半波和在所述电容器C3中积蓄的充电电压之和的电压，所以最终通过比变压器L2的二次侧输出高的正电压对电容器C7、C2的并联电路进行充电，并对放电针21的组合施加该电压。

另一方面，通过变压器L2的二次侧输出为正半波，二极管D5的路径导通，以图2所示的极性对电容器C4进行充电。在下一负半波二极管D4(以及D1、D8)的路径导通，由此负极性地对电容器C8、C1的并联电路充电。此时，因为对电容器C8、C1的并联电路施加负半波和所述电容器C4中积蓄的充电电压之和的电压，所以最终通过比变压器L2的二次侧输出低的负电压对电容器C8、C1的并联电路进行充电，并对放电针21的组合施加该电压。当变压器L2处于非通电中时，电容器C8、C1的积蓄电压经由电阻R4进行放电，电容器C7、C2的积蓄电压经由电阻R3放电。

如此，在对放电针21a、21b施加了正的直流高电压时，对放电针22a、22b施加负的直流高电压，然后，在对放电针21a、21b施加负的直流高电压时，对放电针22a、22b施加正的直流高电压。

在这样的结构中，相向电极5兼备以下这样的功能：如上所述使放电针21、22产生稳定的电晕放电的功能、以及即使由于放电针21、22在干扰氛围下进行放电，在产生离子的平衡中产生偏差(正优势或负优势)，也可以没有偏差地自动调整离开相向电极5的正离子和负离子的平衡的离子平衡调整电极的功能。下面对相向电极的离子平衡调整作用进行说明。

在不包含另外的VOC气体的通常氛围下使用除电装置1时，进行调整以使离开相向电极5的正离子和负离子的平衡变为均等。在该状况下，在施加了正的高电压的放电针21a、21b中产生正的空气离子，基于该正离子的一部分的电流从放电针21a、22a经由相向电极5流到高压侧公共端子HC一侧。同时，在施加了负的高电压的放电针22a、22b中产生负的空气离子，基于该负离子的一部分的电流从高压侧公共端子HC经由相向电极5流到放电针22a、22b一侧。在正离子和负离子的产生已平衡的通常氛围下，因为使在放电针21、22和相向电极5之间流过的电流平衡，所以使非接地的对象电极5保持为与产生离子的平衡状态对应的一定的电位(0V)。

但是，一般在大气中包含氧、氮、氩、碳素气体等成分，当从放电的观点出发观察大气时，它们的电离电压不同，存在容易电离的气体和难以电离的气体。其中有助于电晕放电的是电离电压低的气体，当在放电空间中混入了电离电压低的气体时，因为该气体选择性地进行电离，所以即使气体浓度低，离子浓度的比例也能变高。

即，在24L大气中包含的气体分子的数量为6×10²³个，当将其换算成每1m³时，成为2.5×10²⁵个/m³。另一方面，已知通过空气的电晕放电产生的离子的浓度为10¹⁶个/m³左右。与此相对，1ppb(part per billion)的VOC气体成为2.5×10¹⁷个/m³的浓度。当假设其中的10％通过电晕放电而电离时，气体的离子浓度成为2.5×10¹⁶个/m³，这与通过空气的电晕放电产生的离子的浓度为大体相同的程度。

这意味着，即使气体浓度为ppb阶次极低，但如果气体的电离电压低，则该气体的电离度选择性地升高，所以作为整体成为足够的离子浓度。并且，如果气体的电子亲和性低，则该气体只能成为正离子，此时的离子平衡倾向于正极性一侧。特别是因为异佛尔酮等VOC气体的电子亲和性低，电离电压低，所以认为离子平衡倾向于正极性一侧。

当从相向电极5的一侧来看时，在放电针21、22的一侧净(平均)的正电荷增加，所以通过该正电荷，相向电极5的电位静电感应为负极性一侧。相向电极5通过该负电位，在捕捉过剩的更多的正离子的同时，关于负离子进行排斥，更多的负离子通过相向电极5。结果，抑制离开相向电极5的正离子的增加，并且负离子的通过增加，如此，大体均匀地保持离开相向电极5的正离子和负离子的平衡。

与上述相反，在由于混入了特定的气体产生了较多的负离子时，在该放电空间由于净(平均)的负电荷增加，相向电极5的电位静电感应为正极性一侧。相向电极5，通过该正电位，在捕捉过剩的更多的负离子的同时，关于正离子进行排斥，更多的正离子通过相向电极。结果，抑制离开相向电极5的负离子的增加，并且正离子的通过增加，如此，大体均匀地保持离开相向电极5的正离子和负离子的平衡。

如此，根据本实施方式，即使放电氛围变动，也能够大体恒定地保持离开相向电极5的正离子和负离子的平衡。

图3(A)、(B)说明第一实施方式的除电装置的除电特征。一般地，在该种的除电装置的评价中使用基于EOS/ESD规格St3.1的测定方法。在该评价方法中，虽然未图示，在基板上按照纵横300mm的间隔以3行×4列来排列12个成为除电对象物的带电板，并且，在距离第一列第二行的带电板300mm的位置上配置除电装置1，进行衰减时间特性和离子平衡特性的测定。带电板由纵横为150mm×150mm，电容量为20pF的部件构成。

此外，虽然未图示，但在各个带电板上设置有非接触型的电位传感器、与该电位传感器连接的带电电位计。并且，在各带电板上连接用于预先使带电板以规定的电位进行带电的+1kV高压电源和-1kV高压电源，并且，设置有用于监理测定时间的计时器。

通过这样的结构，关于带电板的衰减时间特性，测定将预先以+1000V(或-1000V)带电的除电对象物除电至+100V(或-100V)所需要的时间，关于离子平衡特性，通过对除去了残留电荷的带电板照射离子，测定经过一定时间后的带电板的电位来进行测定。

图3(A)表示作为比较例子将高压侧公共端子HC(例如。蜂窝构造的相向电极5A)接地时的测定结果。当把在通常氛围中将除电对象物70的离子平衡电压设定为0V的除电装置1暴露于干扰氛围中时，除电对象物70的离子平衡电压上升到+34V。这是因为除电装置1的电晕放电由于受到干扰氛围的影响，离开相向电极5的正离子变多。该影响还表现在带电板的衰减时间特性中，因为正离子变多，所以从-1000V至-100V的衰减时间加速，此外，由于正离子变多，负离子重新结合而减少，结果，从+1000至+100V的衰减时间变慢。

图3(B)表示通过本实施方式，使高压侧公共端子(相向电极5A)非接地时的测定结果。在通常氛围中，即使把除电对象物的电位设定为大约等于0V的除电装置暴露于干扰氛围中，除电对象物的电位仅上升到+5.5V。这是因为在干扰氛围下，与图3(A)的情况相同，产生的正离子变多，但是，相向电极5的电位从+0.12kV变为-0.08kV(大约减小200V)，因此正离子容易被相向电极5吸收，并且负离子相互排斥，所以，结果，几乎等量地自动调整离开相向电极的正离子和负离子，由此，较低地保持除电对象物的离子平衡电压。

图4(A)、(B)是第一实施方式的放电空间部的立体图，表示在该除电装置中采用的恰当的相向电极5的几个实施例。因为该相向电极5具备使放电针21、22产生稳定的电晕放电的功能、以及即使在干扰氛围中也均等地保持离子平衡的离子平衡调整电极的功能，所以希望能够高效地实现这两个功能的结构。

图4(A)表示了在从放电电极20开始离开了距离M的下游侧的位置具备蜂窝构造的蜂窝电极5A的情形。该蜂窝电极5A由金属或者具有导电性的树脂构成，在与空气流动方向垂直的面上具备多个通风孔51。蜂窝电极5A展开在与放电电极20所展开的矩形平面几乎平行并且为相同宽度的矩形平面上，由此来恰当地遮住放出离子的放电空间。

蜂窝电极5A保持使放电针21、22产生稳定的电晕放电的基准电位，生成的空气离子经过具有规定的开口的通风孔51被输送到除电对象物70一侧。此时，电晕放电的强弱与放电针21、22和蜂窝电极5A之间的距离有关。当距离M小时，产生较强的电晕放电，有害的臭氧的产生量也变多。因此，在臭氧的产生量小(少的放电电流)，可以选择更多的离子的范围内，选择该距离M。

在作为插入图的图4(a)中表示蜂窝电极5A的部分放大图。开口是指网格(金属网格)的规格，通过长度D表示通风孔51的打开程度。即，

开口D可通过下式求出

D＝(1英寸/网格数量)-t

t：蜂窝构造的实质的板厚。

该开口D过大时，使放电针21、22产生电晕放电的效果减小，此外当过小时，产生的正负离子的大多数被蜂窝电极5A所捕捉。因此，基本上以产生较多的离子，并且使其通过到下游一侧的方式选择该开口D。

并且，关于该开口D，还需要考虑离子平衡的控制增益来进行选择。如上所述，因为在干扰氛围下使用本装置，所以当在放电空间中产生较多的正离子时，蜂窝电极5A的电位感应至负极性一侧，结果，在蜂窝电极5A中，在通过该负电位捕捉过剩的更多的正离子的同时，排斥更多的负离子使其通过，开口D越小，这些作用·效果越大，开口D越大，这些作用·效果越小，这点可以容易理解。

即，对于在蜂窝电极5A中感应出的负电位的大小，在开口D小时，因为单位面积的开口率小，所以正离子的捕捉量和负离子的通过量都较强地受到电极电位的影响，这意味着离子平衡的控制增益大。相反，在开口D大时，因为单位面积的开口率大，所以增量子的捕捉量和负离子的通过量都较弱地受到电极电位的影响，这意味着离子平衡的控制增益小。因此，还要考虑离子平衡的控制增益来选择该开口D的大小。

并且，在本实施方式中，在放电针21a、21b产生正离子的同时在放电针22a、22b中产生负离子，然后，在放电针21a、21b产生负离子的同时，在放电针22a、22b中产生负离子，所以例如在由于混入了VOC气体产生过剩的正离子时，在某个时刻在一方的对角线上的放电针21a、21b的周围正离子变得过剩，并且在下一时刻，在另一方对角线上的放电针22a、22b的周围正离子变得过剩。

当从蜂窝电极5A的一侧来看时，在放电针21、22的周围净(平均)的正电荷即时间上也在空间上增加，所以由于该正电荷，蜂窝电极5A的电位强力地静电感应至负极性一侧。即，蜂窝电极5A对应干扰的程度以更高的灵敏度改变自己的电位。因此，优选还考虑针对蜂窝电极5A的静电感应电压的增益来选择该开口D的大小。

作为进行多次实验后的结果，发现在开口D与放电空间的距离M的比D/M为D/M≥0.05(即1/20以上)的范围内，可以得到良好的离子平衡调整效果。关于开口D，在技术方面没有设置另外的上限，但在应用方面基于安保基准，采取在通风孔5A中无法插入手指的程度。

在上述本实施方式中使相向电极5为蜂窝结构，但并不限于此。通风孔51的形状除了六角形以外，还可以为三角形、四角形、菱形等任意的多角形、圆形、椭圆形等。此时也可以得到上述相同的作用·效果。

图4(B)表示从放电电极20开始在距离M的下游侧的位置上具备网状结构的网状电极5B。该网状电极5B具备将导电性的细线编织成正方形的构造。此时，可以得到与上述的蜂窝电极5A相同的作用·效果。还可以使网状电极5B的构造为将导电性的细线编织成长方形、菱形等的网(金属网)结构。

或者，还可以代替上述蜂窝电极5A或网状电极5B，成为在导电性的平板上，以高密度冲孔成包含圆形、三角形、四角形、菱形等任意的多角形、椭圆形等的所谓冲孔金属制品的构造。

(第二实施方式)

图5表示本发明第二实施方式的高电压产生电路10的电路图等。图5表示在高电压产生电路10的高压侧公共端子HC和接地之间串联连接第一、第二电容器CA、CB，通过监视第二电容器CB的端子电压来检测高电压产生电路10的异常的情况。第二电容器CB的下端接地，为了监视第二电容器CB的端子电压与第二电容器CB并联地连接了例如作为高电压异常检测电路的电压监视电路40。除此之外的结构与第一实施方式相同，所以对相同的结构赋予相同的符号，并省略在此的说明。

一般，电压监视电路40因为具有有限的输入阻抗，所以一旦直接接地高压侧公共端子HC就会受到来自接地的影响。因此，在本实施方式中通过与第二电容器CB串联地插入第一电容器CA，从高压侧公共端子HC在直流上切离电压监视电路40，由此将高压侧公共端子HC保持在浮动状态。可以与第二电容器CB并联地连接电阻。

然后说明电压监视电路40。高电压产生电路110，通过同时对放电针21、22的组合施加极性相互相反的直流高电压，如果两组的放电都正常时，则因为在放电空间中同时施加正极性和负极性的高电压，所以使相向电极5(即，高压侧公共端子HC)的电位大体保持一定(例如大约0V)。与此相伴，将第二电容器CB的端子电压也保持为大约0V(不包含交流成分的状态)。

但是，当例如在第一组的放电针21和接地的装置机箱(未图示)之间发生了绝缘不良(例如短路)时，因为放电针21的电位被固定为大地电位，所以仅通过放电针22的组合驱动放电空间。因此，在高压侧公共端子HC上(即，第二电容器CB的端子之间)就观测到比较显著的振幅的交变电压。此外，当在第二组的放电针22和装置机箱之间发生了绝缘不良时，就观测到与上述相反的极性的交变电压。

根据本实施方式，通过在高电压产生电路10的高压侧公共端子HC和接地之间仅串联连接第一、第二电容器CA、CB的简单的结构，不仅可以检测出放电异常的产生，还可以确切地检测出在哪个组的放电针中发生了放电异常。

(第三实施方式)

图6表示第三实施方式的高电压产生电路10的电路图。图6表示在高电压产生电路10的高压侧公共端子HC和相向电极5之间串联连接了电容器Cb的情形。通过与在放电针21、22和相向电极5之间形成的实质的电容器Ca串联地插入电容器Cb，可以通过两个电容器Ca、Cb，按照希望地对介于放电针21、22和高压侧公共端子HC之间的与净(平均)电荷对应的电压进行分压。除此以外的结构与第一实施方式相同，所以对相同的结构赋予相同的符号，并省略在此的说明。

即，当在干扰氛围下正离子的发生成为+Q的优势时，在放电针21、22与相向电极5之间，就可以将该电荷+Q分割为Va＝Q/Ca、Vb＝Q/Cb。此时的相向电极5的电位，在选择为Ca＞Cb时，按照Va＜Vb的关系进行推移，此外在选择为Ca＜Cb时，按照Va＞Vb的关系进行推移。后者对于离子平衡的偏移的灵敏度高。

如上所述，在上述第一至第三实施方式中，因为在每个规定期间使极性反转来对第一、第二组的放电针施加极性相互相反的直流高电压，因此与AC式除电装置相比可以增多正负离子的产生量，可以提高衰减时间特性。

此外，因为同时产生正负离子，所以可促进带点板表面上的电位的中和，能减小带点板表面的残留电位。结果，可以使离子平衡的振幅接近于零，并且还可以降低振幅的偏移。

此外，因为在每个一定期间使正负离子的极性反转，所以在每个一定期间还切换放出离子的位置，所以可以减小离子平衡的空间上的偏移。

此外，因为在每个一定期间使正负离子的极性反转，所以即使在连续运转的情况下，各个放电针的污物附着以及腐蚀、磨损的程度几乎均等。因此，可以不产生每个放电针的残留电位的偏移，减少离子平衡的时效性的偏移。

此外，因为使交互切换频率为10～100Hz的范围，所以可以延长正负离子的产生间隔。因此，与AC高频式除电装置相比，放出的正负离子在达除电对象物之前难以再结合，所以可以将离子散射到远处。

可以提供一种即使放电氛围变动，也可以通过简单的结构自动地保持均等的离子平衡的除电装置。

Claims (10)

1.一种除电装置，其特征在于，

具备：

放电电极，其具有对应对自身施加的直流高电压的极性生成正或负的离子的2n个放电针，该2n个放电针按n个为一组分为两组，其中n为自然数；

高电压产生电路，其在每个一定期间使相互逆极性的直流高电压的极性反转，施加给所述各组的放电针；以及

相向电极，其遮挡放出由所述放电电极产生的所述离子的所述放电电极的前方空间，

所述高电压产生电路的两个高压侧输出端子分别与所述各组的放电针连接，

所述两个高压侧输出端子的高压侧公共端子在非接地的状态下与所述相向电极连接。

2.根据权利要求1所述的除电装置，其特征在于，

还具备：串联连接在所述高电压产生电路的高压侧公共端子和接地之间的第一电容器以及第二电容器；以及

检测所述第二电容器的端子电压的高电压异常检测电路。

3.根据权利要求1所述的除电装置，其特征在于，

还具备在所述高电压产生电路的高压侧公共端子和所述相向电极之间串联连接的电容器。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的除电装置，其特征在于，

所述放电电极具备在矩形平面的对角线上相对配置的至少四个放电针，

在一方的对角线上相对的放电针构成一个组，且在另一方的对角线上相对的放电针构成另一组。

5.根据权利要求4所述的除电装置，其特征在于，

所述相向电极，与所述放电电极隔离开地设置在放出所产生的所述离子的所述放电电极的下游侧，具有与所述放电电极平行的面，该面上具有多个通风孔，所述相向电极是导电性的电极。

6.根据权利要求4所述的除电装置，其特征在于，

所述高电压产生电路包含：

直流电源电路；

输出控制电路，把从所述直流电源电路输出的直流电压转换为高频电压，并且以一定期间交替切换地输出给双系统的输出线；

绝缘型的变压电路，把从所述输出控制电路输出的双系统的高频电压分别升压至高频高电压后进行输出；以及

极性反转电路，把由所述变压电路输出的一方的高频高电压转换为极性相互不同的两个第一直流高电压后施加给所述各组的放电针，然后，把由所述变压电路输出的另一方的高频高电压转换为与所述第一直流高电压极性相反的两个第二直流高电压后施加给所述各组的放电针。

7.根据权利要求6所述的除电装置，其特征在于，

所述输出控制电路输出的双系统的高频电压的切换频率为10至100Hz的范围。

8.根据权利要求5所述的除电装置，其特征在于，

所述多个通风孔的每一个具有三角形、四角形、六角型、菱形、圆形、椭圆中的一个形状。

9.根据权利要求6所述的除电装置，其特征在于，

通过所述输出控制电路转换后的高频电压具有超过可听频率的频率。

10.根据权利要求6所述的除电装置，其特征在于，

通过所述输出控制电路转换后的高频电压具有20kHz的频率。

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