DE102010053619B4

DE102010053619B4 - Ionisator und Verfahren zur Entfernung statischer Aufladung

Info

Publication number: DE102010053619B4
Application number: DE102010053619.9A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Suzuki; Nobuhiro Fujiwara; Masayuki Orihara
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2021-03-04
Anticipated expiration: 2030-12-08
Also published as: CN102136680B; JP5435423B2; CN102136680A; KR101770244B1; KR20110065401A; TWI478454B; DE102010053619A1; TW201143240A; US8830650B2; JP2011124046A; US20110134580A1

Abstract

Ionisator (10) mit:mindestens zwei Elektroden (18a, 18b) undeiner Hochspannungsgenerierungseinheit (16) zum Aufbringen einer ersten Wechselspannung auf eine erste Elektrode (18a) von den wenigstens zwei Elektroden (18a, 18b) und zum Aufbringen einer zweiten Wechselspannung mit einer Frequenz, die höher ist als die Frequenz der ersten Wechselspannung, auf eine zweite Elektrode (18b) der wenigstens zwei Elektroden (18a, 18b),wobei die Hochspannungsgenerierungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, in einer ersten Halbperiode durch Aufbringen der ersten Wechselspannung eine positive Polarität der ersten Elektrode (18a) herbeizuführen und in einer zweiten Halbperiode durch Aufbringen der ersten Wechselspannung eine negative Polarität der ersten Elektrode (18a) herbeizuführen,wobei die Hochspannungsgenerierungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, während eines Zeitraums der ersten Halbperiode· für eine Gesamt-Zeitdauer, die der Hälfte des Zeitraums der ersten Halbperiode entspricht, ein erstes Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung, die auf die zweite Elektrode (18b) innerhalb eines Zeitraums aufgebracht wird, in dem geplant ist, dass die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung auf die zweite Elektrode (18b) eine negative Polarität aufweist, im Wesentlichen auf null einzustellen und dadurch nur in einer Umgebung der ersten Elektrode (18a) positive Ionen zu erzeugen,• hingegen während eines Zeitraums, in welchem die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung eine positive Polarität aufweist, in der Umgebung der ersten Elektrode (18a) und der zweiten Elektrode (18b) erzeugte, positive Ionen zu einem Bereich (12) zur Entfernung statischer Aufladung freizusetzen,wobei das erste Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung während des Zeitraums der ersten Halbperiode nicht negativ ist, undwobei die Hochspannungsgenerierungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, während eines Zeitraums der zweiten Halbperiode• für eine Gesamt-Zeitdauer, die der Hälfte des Zeitraums der zweiten Halbperiode entspricht, ein zweites Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung, die auf die zweite Elektrode (18b) innerhalb eines Zeitraums aufgebracht wird, in dem geplant ist, dass die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung auf die zweite Elektrode (18b) eine positive Polarität aufweist, im Wesentlichen auf null einzustellen und dadurch nur in einer Umgebung der ersten Elektrode (18a) negative Ionen zu erzeugen, und• hingegen während eines Zeitraums, in welchem die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung eine negative Polarität aufweist, in der Umgebung der ersten Elektrode (18a) und der zweiten Elektrode (18b) erzeugte, negative Ionen zu dem Bereich (12) zur Entfernung statischer Aufladung freizusetzen,wobei das zweite Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung während des Zeitraums der zweiten Halbperiode nicht positiv ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ionisator und ein Verfahren zum Entfernen statischer Aufladung, mit welchem eine statische Aufladung in einem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung entfernt werden kann.
Bisher sind Ionisatoren, die eine Koronaentladung nutzen, als Vorrichtrung zur Entfernung statischer Aufladung bekannt, mit welcher statische Ladungen in einem Bereich zur Entfernung statischer Aufladungen entfernt werden können (beispielsweise an einem Körper, der statisch aufgeladen ist). Verwiesen sei beispielsweise auf das US-Patent US 6 693 788 B1, die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A und die internationale Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 Derartige Ionisatoren setzen in dem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung positive oder negative Ionen frei, die durch Koronaentladung generiert werden, welche durch das Aufbringen einer Hochspannung auf Elektroden erzeugt wird. Daraufhin wird die in dem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung enthaltene statische Ladung durch die positiven Ionen oder die negativen Ionen entfernt.
Eine Erläuterung der in dem US-Patent US 6 693 788 B1 , der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-28072 A und der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 beschriebenen Ionisatoren soll mit Bezug auf die 8A bis 12B gegeben werden. Zur Erleichterung dieser Erläuterungen sind in den 8A bis 12B Abschnitte der wesentlichen Elemente übertrieben oder schematisch dargestellt.
Wie in 8A gezeigt ist, weist der Ionisator gemäß der Beschreibung des US-Patents US 6 693 788 B1 eine Nadelelektrode 100 und Erdungselektroden 102 auf, welche zwischen dem Körper 104, von welchem die statische Ladung entfernt werden soll, und der Nadelelektrode 100 angeordnet sind. In dem Fall, dass beispielsweise eine Wechselspannung mit einer Periode T und einem Leistungsverhältnis von 50% (d.h. eine Hochspannung, bei welcher eine aufgebrachte Spannung von +V und eine aufgebrachte Spannung von -V reziprok wiederholt werden) auf die Nadelelektrode 100 aufgebracht wird, wird ein nicht dargestelltes elektrisches Feld (elektrische Kraftlinien) zwischen der Nadelelektrode 100 und den Erdungselektroden 102, welche der Nadelelektrode 100 gegenüberliegen, ausgebildet. Hierdurch wird an dem vorderen Ende der Nadelelektrode 100 eine elektrische Feldkonzentration generiert. Mit Hilfe einer Koronaentladung, die durch die elektrische Feldkonzentration bewirkt wird, werden in der positiven Halbperiode der Wechselspannung (aufgebrachte +V-Spannung) in der Nähe des vorderen Abschnitts (Elektrodenspitze) positive Ionen 106 generiert (vgl. 9A). Dagegen werden in der negativen Halbperiode der Wechselspannung (aufgebrachte -V-Spannung) in der Nähe der Elektrodenspitze negative Ionen 108 generiert (vgl. 9B).
Indem die positiven Ionen 106 oder die negativen Ionen 108 zwischen den beiden Erdungselektroden 102 (d.h. durch eine in dem Ionisator vorgesehene Öffnung) hindurchgeführt werden und diese Ionen zu dem Körper 104 freigesetzt werden, wird demensprechend die elektrische Aufladung (elektrische Ladung), die den Körper 104 aufgeladen hat, entfernt.
Außerdem wird, wie in 8B gezeigt ist, die Wechselspannung zwischen positiven und negativen Polaritäten in einer Zeitfolge, die durch die Zeiten t₅₀, t₅₁, t₅₂, t₅₃, t₅₄ und t₅₅ bezeichnet wird, umgeschaltet.
Wie in 10 gezeigt ist, sind bei dem in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A beschriebenen Ionisator, wenn die Ionisierung von dem Körper 104 betrachtet wird, zwei Nadelelektronen 100a, 100b zwischen zwei Erdungselektroden 102 angeordnet. Wenn in diesem Fall eine positive Gleichspannung auf eine der Nadelelektroden 100a und eine negative Gleichspannung auf die andere Nadelelektrode 100b aufgebracht wird, werden die elektrischen Felder in dem Bereich zwischen der Nadelelektrode 100a und der Erdungselektrode 102 sowie zwischen der Nadelelektrode 100b und der Erdungselektrode 102 addiert, und zwischen der Nadelelektrode 100a und der Nadelelektrode 100b wird ein nicht dargestelltes elektrisches Feld (elektrische Kraftlinien) ausgebildet. Als Folge hiervon werden in der Nähe der Spitze der Nadelelektrode 100a in großen Mengen positive Ionen 106 generiert, während in der Nähe der Spitze der Nadelelektrode 100b große Mengen negativer Ionen 108 generiert werden. Dies ist auf die durch die an den Spitzen der Nadelelektroden 100a, 100b generierten elektrischen Feldkonzentrationen bewirkte Koronaentladung zurückzuführen. Die positiven Ionen 106 und die negativen Ionen 108 treten durch Öffnungen zwischen den Erdungselektroden 102 hindurch und werden jeweils zu dem Körper 104 freigesetzt, wodurch die statische Ladung des Körpers 104 entfernt wird.
Wie in 11A gezeigt ist, beschreibt die internationale Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 einen Aufbau, bei dem Erdungselektroden 102 (siehe 8A und die 9A bis 10) nicht notwendig sind. In diesem Fall wird auf eine der Nadelelektroden 100a eine Wechselspannung, wie sie in 11B gezeigt ist, aufgebracht. Andererseits wird, wie in 11C gezeigt ist, auf die andere der Nadelelektroden 100b eine Wechselspannung aufgebracht, die gegenüber der oben genannten Wechselspannung eine um 180° verschobene Phase aufweist. Wie in den 11B und 11C gezeigt ist, werden die jeweiligen Wechselspannungen in einer Zeitfolge, die durch die Zeiten t₆₀, t₆₁, t₆₂, t₆₃, t₆₄ und t₆₅ angegeben wird, zwischen positiven und negative Polaritäten umgeschaltet.
Wenn eine positive Spannung (+V, vgl. 11B) auf die Nadelelektrode 100a aufgebracht wird und wenn eine negative Spannung (-V, vgl. 11C) auf die Nadelelektrode 100b aufgebracht wird, werden als Folge hiervon, wie in 12A gezeigt, beispielsweise zwischen den Nadelelektroden 100a, 100b nicht dargestellte elektrische Felder (elektrische Kraftlinien) ausgebildet, und an den vorderen Enden der Nadelelektroden 100a, 100b werden ebenfalls große elektrische Feldkonzentrationen generiert. Mittels einer Koronaentladung, die durch die elektrischen Feldkonzentrationen bewirkt wird, werden positive Ionen 106 in großen Mengen in der Nähe des vorderen Abschnitts der Nadelelektrode 100a bewirkt, während in der Nähe des vorderen Abschnitts der Nadelelektrode 100b große Mengen negativer Ionen 108 generiert werden. Die positiven Ionen 106 wandern entlang der elektrischen Kraftlinien zu der Nadelelektrode 100b, während die negativen Ionen 108 entlang der elektrischen Kraftlininen zu der Nadelelektrode 100a wandern.
Bei einer Umschaltzeitfolge zwischen positiven und negativen Polaritäten zu den Zeiten t₆₁, t₆₃, t₆₅, wenn das Spannungsniveau der Nadelelektroden 100a, 100b gleich null wird, wie es in 12B gezeigt ist, werden außerdem die positiven Ionen 106 und die negativen Ionen 108 zwischen den Nadelelektroden 100a, 100b zu dem Körper 104 freigesetzt, wodurch die statische Ladung von dem Körper 104 entfernt wird. In den 12A und 12B sind außerdem Gruppen positiver Ionen 106 oder negativer Ionen 108 durch die gestrichelt umrahmten Bereiche, welche die positiven Ionen 106 oder die negativen Ionen 108 umgeben, gezeigt.
Da aber bei dem Ionisator gemäß der Beschreibung des US-Patent US 6 693 788 B1, wie es in den 9A und 9B gezeigt ist, positive Ionen 106 und negative Ionen 108 induziert und durch die Erdungselektroden 102 entlang der nicht dargestellten elektrischen Kraftlinien, welche zwischen der Nadelelektrode 100 und der Erdungselektroden 102 gebildet werden, absorbiert werden, wird die Zahl der positiven Ionen 106 oder der negativen Ionen 108, die den Körper 104 tatsächlich erreichen, verringert.
Andererseits ist der in 10 gezeigte Ionisator gemäß der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A in der Lage, große Mengen positiver Ionen 106 oder negativer Ionen 108 zu generieren, da die elektrische Feldkonzentration an den vorderen Enden der Nadelelektroden 100a, 100b im Vergleich zu dem in der Beschreibung des US-Patents US 6 693 788 B1 (vgl. 8A bis 9B) beschriebenen Ionisator groß ist. Unabhängig davon neigen, ähnlich wie in dem Fall des US-Patents US 6 693 788 B1 , die positiven Ionen 106 und die negativen Ionen 108 dazu, durch die Erdungselektroden 102 induziert und absorbiert zu werden. Außerdem wandern die positiven Ionen 106 zu der Nadelelektrode 100b, während die negativen Ionen 108 zu der Nadelelektrode 100a wandern. Hierdurch verbinden sich die positiven Ionen 106 und die negativen Ionen 108 während ihrer Wanderung, und die negativen Ionen 108 werden durch die Nadelelektrode 100a induziert und absorbiert. Außerdem werden die positiven Ionen 106 durch die Nadelelektrode 100b induziert und absorbiert. Auch wenn positive Ionen 106 und negative Ionen 108 in großen Mengen generiert werden, kann hierdurch die Zahl der positiven Ionen und der negativen Ionen, die zur Entfernung der statischen Aufladung von dem Körper 104 erforderlich wären, nicht erhöht werden. Bei dem Ionisator gemäß der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A werden daher große Mengen an Ionen völlig unnötig generiert.
Da bei dem Ionisator gemäß der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 , der in den 11A bis 12B gezeigt ist, die Erdungselektorden 102 (vgl. 8A und 9A bis 10) nicht mehr notwendig sind, kann im Hinblick auf dieses Problem die Induktion und Absorption der positiven Ionen 106 und der negativen Ionen 108 durch diese Erdungselektroden 102 vermieden werden. In dem Fall, dass in der Zeitfolge der Zeiten t₆₀, t₆₁, t₆₂, t₆₃, t₆₄ und t₆₅ zwischen positiven und negativen Abschnitten der Wechselspannung umgeschaltet wird, werden sich aber die positiven Ionen 106 und die negativen Ionen 108, die zu dem Körper geleitet werden, miteinander verbinden, woraufhin die positiven Ionen 106 und die negativen Ionen 108 induziert und durch die Nadelelektroden 100a, 100b unmittelbar nach dem Umschalten der Polarität induziert und absorbiert werden, weil die Polarität der Wechselspannung, die auf die Nadelelektroden 100a, 100b aufgebracht wird, unmittelbar nachdem die positiven Ionen 106 und die negativen Ionen 108 zu dem Körper 104 gerichtet und freigesetzt wurden, umgeschaltet wird. Als Folge hiervon wird die Zahl der positiven Ionen 106 und der negativen Ionen 108, die zu dem Körper 104 freigesetzt werden, verringert.
Auf diese Weise wird bei den Ionisatoren, die in dem US-Patent US 6 693 788 B1, der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A und der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 beschrieben sind, die Erzeugungseffizienz von Ionen (Freisetzungsrate der Ionen von dem lonisator), die zur Entfernung der statischen Ladung von dem Körper erforderlich sind, verringert. Demensprechend ist die Effizienz, mit welcher eine statische Aufladung durch diese Ionisatoren entfernt werden kann, gering.
Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme kann ins Auge gefasst werden, die Erdungselektroden hinter den Nadelelektroden 100, 100a, 100b anzuordnen und die elektrischen Feldkonzentrationen an den Spitzen der Nadelelektroden 100, 100a, 100b zu erhöhen, oder alternativ das Spannungsniveau der Nadelelektroden 100, 100a, 100b anzuheben. In dem Fall, dass die Erdungselektroden hinter den Nadelelektroden 100, 100a, 100b angeordnet sind, wird aber der Ionisator deutlich vergrößert, da es notwendig ist, einen Raum zur Anordnung der Erdungselektroden vorzusehen. In dem Fall, dass das Spannungsniveau erhöht wird, um die Generierung großer Mengen von Ionen zu bewirken, kann andererseits aufgrund der oben beschriebenen Probleme bei dem US-Patent US 6 693 788 B1 , der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008 288072 A und der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 die Effizienz der Entfernung statischer Aufladung nicht erhöht werden. Da zum Anheben des Spannungsniveaus ein Hochspannungsgenerator benötigt wird, um eine höhere Spannung zu generieren, wird außerdem auch in diesem Fall, der Ionisator erheblich vergrößert.
US 7 479 615 B2 offenbart eine lonisationszelle mit einer Elektrode, die einen Anschluss zum Anlegen einer Ionisationsspannung aufweist, geerdeten Referenzelektroden und weiteren Elektroden mit einem Anschluss zum Anlegen einer Polarisationsspannung. Eine Frequenz der Ionisationsspannung liegt in einem Bereich von 1 kHz bis 20 kHz und eine Frequenz der Polarisationsspannung ist in einem Bereich von 0,1 Hz bis 500 Hz gewählt.
In DE 695 06 251 T2 wird eine Entladungs- und Staubentfernungsvorrichtung beschrieben. Bei einer Entladungsstation ist eine Vielzahl von Entladungselektroden zum Erzeugen positiver und negativer Ionen in einer gegenüberliegenden Beziehung zu einer gemeinsamen lonenanziehungselektrode angeordnet, um einen Entladungsgatterabschnitt zu bilden. An die Entladungselektroden wird gleichzeitig eine erste hohe Wechselspannung angelegt. Eine zweite hohe Wechselspannung mit einer Phase, die entgegengesetzt zu jener der ersten hohen Wechselspannung ist, die an die Entladungselektroden anzulegen ist, wird an die lonenanziehungselektrode angelegt. Eine Frequenz der zweiten hohen Wechselspannung kann auf eine höhere Frequenz als eine Frequenz der ersten hohen Wechselspannung eingestellt sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Effizienz, mit welcher die statische Ladung in einem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung entfernt wird, durch Verbesserung der Erzeugungseffizienz der Ionen (d.h. der Effizienz, mit welcher Ionen von dem Ionisator freigesetzt werden) zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Ionisator umfasst wenigstens zwei Elektroden und eine Hochspannungsgenerierungseinheit zum Aufbringen einer ersten Wechselspannung auf eine erste Elektrode der wenigstens zwei Elektroden und zum Aufbringen einer zweiten Wechselspannung mit einer Frequenz, die höher ist als die Frequenz der ersten Wechselspannung, auf eine zweite Elektrode von den wenigstens zwei Elektroden.
Außerdem umfasst zur Lösung der oben beschrieben Aufgabe ein Verfahren zur Entfernung statischer Aufladung gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte gemäß Anspruch 7.
Das Verfahren umfasst unter anderem die Schritte des Generierens positiver Ionen und negativer Ionen durch Aufbringen einer ersten Wechselspannung auf eine erste Elektrode von wenigstens zwei Elektroden und durch Aufbringen einer zweiten Wechselspannung mit einer Frequenz, die höher ist als die erste Wechselspannung, auf eine zweite Elektrode der wenigstens zwei Elektroden, und anschließend das Entfernen von statischer Aufladung eines Bereichs zur Entfernung statischer Aufladung durch Freisetzung der generierten positiven Ionen oder der generierten negativen Ionen in den Bereich zur Entfernung statischer Aufladung.
Wie zuvor beschrieben wurde, ist bei den Ionisatoren gemäß dem US-Patent US 6 693 788 B1, der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A und oder der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 die Effizienz der Entfernung statischer Aufladung innerhalb des Bereichs zur Entfernung statischer Aufladung gering, auch wenn positive Ionen oder negative Ionen in großer Menge durch Koronaentladung generiert werden, weil die Zahl positiver Ionen 106 und negativer Ionen 108, die tatsächlich zu dem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung (Körper 104) freigesetzt wird, durch die Existenz der Erdungselektroden (vgl. 8A, 9A, 9B und 10) oder durch Freisetzen der positiven Ionen 106 und negativer Ionen 108 (vgl. 12B) zu einem Zeitpunkt, zu dem die Polaritäten umgeschaltet werden, verringert wird.
Dementsprechend wird bei der vorliegenden Erfindung die Frequenz der zweiten Wechselspannung, die auf die zweite Elektrode aufgebracht wird, höher gewählt als die Frequenz der ersten Wechselspannung, die auf die erste Elektrode aufgebracht wird.
Durch die Polarität der Wechselspannung, die auf die erste Elektrode und die zweite Elektrode aufgebracht wird, werden hierdurch ein Zeitraum, in dem die auf die erste Elektrode und die zweite Elektrode aufgebrachten Wechselspannungen unterschiedlich sind (d.h. ein Zeitraum, in dem die Polarität einer der Elektroden positiv wird, während die Polarität der anderen Elektrode negativ wird), und ein Zeitraum, in welchem die auf die erste Elektrode und die zweite Elektrode aufgebrachten Wechselspannungen jeweils gleich sind (d.h. ein Zeitraum, in welchem die Polaritäten der einen Elektrode und der anderen Elektrode jeweils sowohl positiv oder negativ sind), generiert.
Während des Zeitraums, in dem sich die Polaritäten voneinander unterscheiden, werden in diesem Fall positive Ionen und negative Ionen in der Nähe jeder der Elektroden generiert. Außerdem werden während des Zeitraums, in dem die Polaritäten gleich sind, die Ionen als Folge einer Repulsivkraft, die zwischen den Ionen und jeder der Elektroden wirkt, zu dem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung freigesetzt, weil die Polarität der in der Nähe jeder der Elektroden generierten Ionen ebenfalls jeweils gleich wird.
Anders ausgedrückt, können mit der vorliegenden Erfindung die Probleme des US-Patents US 6 693 788 B1 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A , bei denen durch die Erdungselektroden 102 Ionen induziert und absorbiert werden und die Zahl der zu dem Bereich zur Entfernung der statischen Aufladung freigesetzten Ionen verringert wird, vermieden werden, weil die Erdungselektroden 102 nicht benötigt werden.
Da separat von dem Zeitraum, in welchem positive Ionen und negative Ionen generiert werden, ein Zeitraum vorgesehen ist, in welchem die positiven Ionen und die negativen Ionen freigesetzt werden, ist es außerdem nicht notwendig, die positiven Ionen und negativen Ionen zu einem Zeitpunkt freizusetzen, der einem Umschalten der Polarität zugeordnet ist. Dementsprechend können positive Ionen und negative Ionen zuverlässig zu dem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung freigesetzt werden, ohne die Zahl der generierten positiven Ionen und negativen Ionen zu verringern.
Außerdem wird bei der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben wurde, die Frequenz der zweiten Wechselspannung höher gewählt als die Frequenz der ersten Wechselspannung. Aus diesem Grunde werden der Zeitraum, in welchem die oben genannten Polaritäten unterschiedlich sind (d.h. ein Zeitraum, in dem positive Ionen und negative Ionen generiert werden), und der Zeitraum, in dem die oben genannten Polaritäten gleich sind (d.h. ein Zeitraum, in dem generierte positive oder negative Ionen in einen Raum zur Entfernung statischer Aufladung freigesetzt werden), in jedem Falle kürzer als die Zeit der positiven Polarität oder die Zeit der negativen Polarität bei der ersten Wechselspannung. Mit der vorliegenden Erfindung können nichts desto weniger die positiven Ionen oder die negativen Ionen so wie sie sind zu dem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung freigesetzt werden, indem diese Zeiträume reziprok wiederholt werden, bevor die positiven Ionen oder die negativen Ionen durch die Elektroden im Anschluss an ein Umschalten der Polarität induziert und absorbiert werden.
Dementsprechend können mit der vorliegenden Erfindung auch die Probleme der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 werden.
Auf diese Weise können mit der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der Offenbarung des US-Patents US 6 693 788 B1, der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A und der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 die positiven Ionen und die negativen Ionen effizient und zuverlässig zu dem Bereich zum Entfernen statischer Aufladung freigesetzt werden, indem der Zeitraum, in welchem positive Ionen und negative Ionen durch die Repulsivkraft zu dem Bereich zum Entfernen statischer Aufladung freigesetzt werden, vorgesehen wird. Als Folge hiervon kann die statische Ladung in dem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung sehr effizient entfernt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden anders ausgedrückt, selbst dann, wenn Ionen nicht wie bei den Erfindungen gemäß dem US-Patent US 6 698 788 B1, der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A und der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 in großen Mengen generiert werden, durch Einstellen der Frequenz der ersten Wechselspannung und der Frequenz der zweiten Wechselspannung entsprechend der oben beschriebenen Beziehung die generierten positiven Ionen und negativen Ionen zuverlässig in den Bereich zur Entfernung statischer Aufladung freigesetzt, wodurch die Effizienz, mit welcher die statische Aufladung entfernt wird, erhöht wird. Aus diesem Grunde ist es nicht notwendig, Erdungselektroden hinter der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode anzuordnen oder das Spannungsniveau der Wechselspannung, die auf die erste Elektrode und die zweite Elektrode aufgebracht wird, zu erhöhen.
Durch Erhöhen der Generierungseffizienz der Ionen (lonenfreisetzungseffizienz) kann mit der vorliegenden Erfindung somit die Effizienz zur Entfernung der statischen Aufladung in dem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung erhöht werden. Aus diesem Grund kann eine Verkleinerung des Ionisators erreicht werden.
Wenn n als eine positive ganze Zahl angenommen wird, wird die Frequenz der zweiten Wechselspannung vorzugsweise so gewählt, dass die 3n mal größer ist als die Frequenz der ersten Wechselspannung. Weil der Zeitraum, in dem die oben genannten positiven Ionen und negativen Ionen generiert werden, und der Zeitraum, in dem die positiven Ionen und negativen Ionen in den Raum zur Entfernung statischer Ladung freigesetzt werden, reziprok wiederholt werden, kann hierdurch eine ineffiziente Generierung positiver Ionen und negativer Ionen vermieden werden. Somit kann die Entfernung statischer Ladung mit hoher Effizienz durchgeführt werden.
Außerdem kann die Hochspannungsgenerierungseinheit die zweite Wechselspannung auf die zweite Elektrode in einem Zustand aufbringen, in welchem der positiv/negativ Umschaltzeitpunkt der zweiten Wechselspannung gegenüber einem positiv/negativ Umschaltzeitpunkt der ersten Wechselspannung verschoben ist.
Als Folge hiervon kann eine reziproke Wiederholung des Zeitraums, in welchem die positiven Ionen und die negativen Ionen generiert werden, und des Zeitraums, in welchem die positiven Ionen und die negativen Ionen in den Bereich zur Entfernung statischer Ladung freigesetzt werden, zuverlässig realisiert werden. Als Folge hiervon kann die Generierungseffizienz (Bestrahlungseffizienz) der positiven Ionen und der negativen Ionen erhöht werden, und die Effizienz, mit welcher statische Ladung entfernt wird, kann wesentlich verbessert werden. Auf diese Weise kann durch Verbessern der Effizienz zur Entfernung der statischen Aufladung die Zuverlässigkeit des Ionisators verbessert werden.
Da die erste Elektrode und die zweite Elektrode durch Nadelelektroden gebildet werden, können außerdem positive Ionen und negative Ionen einfach generiert werden, weil an den vorderen Enden dieser Nadelelektroden mit Hilfe einer Koronaentladung, die durch die elektrischen Feldkonzentrationen bewirkt wird, große elektrische Feldkonzentrationen generiert werden. Da die vorliegende Erfindung ohne die Erdungselektroden auskommt, werden im einzelnen, wie oben dargelegt, der Grad der elektrischen Feldkonzentration und die generierte Zahl an positiven Ionen und negativen Ionen durch den elektrischen Potentialunterschied zwischen der ersten Wechselspannung, die auf die erste Elektrode aufgebracht wird, und der zweiten Wechselspannung, die auf die zweite Elektrode aufgebracht wird, bestimmt. Aus diesem Grund können auch dann, wenn die Spannungsniveaus der Wechselspannungen, die auf die erste Elektrode und die zweite Elektrode aufgebracht werden, im Vergleich zu den Erfindungen des US-Patents US 6 698 788 B1 , der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008 288072 und der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 relativ niedrig sind, hierdurch positive Ionen und negative Ionen generiert werden.
Wenn die Hochspannungsgenerierungseinheit so gestaltet ist, dass sie in der Lage ist, ein Leistungsverhältnis der zweiten Wechselspannung zum Zwecke der Einstellung eines lonengleichgewichts des Bereichs zur Entfernung statischer Aufladung einzustellen, kann außerdem die Eliminierung der statischen Aufladung mit hoher Effizienz durchgeführt werden. Außerdem wird das Einstellen des lonengleichgewichts vorzugsweise vorab durchgeführt, bevor die Operation zur Entfernung der statischen Ladung durch den Ionisator in dem Bereich zur Entfernung statischer Aufladung durchgeführt wird.
Vorzugsweise umfasst der Ionisator gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuerung zur Steuerung der Hochspannungsgenerierungseinheit, um die erste Wechselspannung auf die erste Elektrode aufzubringen und um die zweite Wechselspannung auf die zweite Elektrode aufzubringen. Hierdurch ist die Hochspannungsgenerierungseinheit auf der Basis von Steuerungssignalen von der Steuerung in der Lage, die erste Wechselspannung auf die erste Elektrode aufzubringen und die zweite Wechselspannung auf die zweite Elektrode aufzubringen.
Außerdem ist die Hochspannungsgenerierungseinheit in der Lage, ein Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung, das auf die zweite Elektrode innerhalb eines Zeitraums aufgebracht wird, in welchem die zweite Elektrode mit negativer Polarität vorgesehen ist, auf etwa null einzustellen, in einem Zeitraum, in welchem die erste Elektrode als Ergebnis des Aufbringens der ersten Wechselspannung eine positive Polarität aufweist. Andererseits ist die Hochspannungsgenerierungseinheit in der Lage, ein Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung, die auf die zweite Elektrode in einem Zeitraum aufgebracht wird, in welchem die zweite Elektrode mit einer positiven Polarität vorgesehen ist, im Wesentlichen auf null einzustellen, innerhalb eines Zeitraums, in welchem die erste Elektrode als Folge des Aufbringens der ersten Wechselspannung eine negative Polarität aufweist.
Auf diese Weise kann die Last auf die Hochspannungsgenerierungseinheit in festgelegten Zeiträumen, während welchen die Polarität der zweiten Elektrode entgegensetzt zu der Polarität der ersten Elektrode ist, verringert werden, indem das Spannungsniveau der auf die zweite Elektrode aufgebrachten zweiten Wechselspannung im Wesentlichen auf ein Nullniveau (Erdungsniveau) im Vergleich zu einem Fall eingestellt wird, bei dem Spannungen sowohl auf die erste Elektrode als auch auf die zweite Elektrode aufgebracht werden, weil die Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode kleiner wird.
Wenn der oben genannte Potentialunterschied gering gehalten wird, wird die generierte Menge an Ionen reduziert. Auch wenn die generierte lonenmenge verringert wird, kann aber in dem Fall, dass der Effekt zur Entfernung der statischen Ladung bis zu einem gewissen Grad erwartet wird, durch gezieltes Einstellen des Spannungsniveaus auf das Erdungsniveau eine Abrasion und Verschleiß der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode (d.h. Abrasion und Verschleiß an den vorderen Endabschnitten bzw. Spitzenabschnitten der Nadelelektroden) vermieden werden.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Ionisators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A ist ein Zeitdiagramm, das die Wellenform einer ersten Wechselspannung, die auf eine erste Elektrode aufgebracht wird, zeigt.
2B ist ein Zeitdiagramm, das die Wellenform einer zweiten Wechselspannung, die auf eine zweite Elektrode aufgebracht wird, zeigt.
2C ist ein Zeitdiagramm, das Betriebsmodi des Ionisators zeigt.
3A ist ein erläuterndes Diagramm, das den Betrieb des Ionisators mit einem in 2C gezeigten Muster A darstellt.
3B ist ein erläuterndes Diagramm, das den Betrieb des Ionisators mit einem in 2C gezeigten Muster B darstellt.
4A ist ein erläuterndes Diagramm, das den Betrieb des Ionisators mit einem in 2C gezeigten Muster C darstellt.
4B ist ein erläuterndes Diagramm, das den Betrieb des Ionisators mit einem in 2C gezeigten Muster D darstellt.
5A ist ein Zeitdiagramm, das die Wellenform einer ersten Wechselspannung, die auf eine erste Elektrode aufgebracht wird, zeigt.
5B ist ein Zeitdiagramm, das die Wellenform einer zweiten Wechselspannung, die auf eine zweite Elektrode aufgebracht wird, zeigt.
5C ist ein Zeitdiagramm, das Betriebsmuster des Ionisators zeigt.
6A ist ein Zeitdiagramm, das die Wellenform einer ersten Wechselspannung, die erfindungsgemäß auf eine erste Elektrode aufgebracht wird, zeigt.
6B ist ein Zeitdiagramm, das die Wellenform einer zweiten Wechselspannung, die erfindungsgemäß auf eine zweite Elektrode aufgebracht wird, zeigt.
6C ist ein Zeitdiagramm, das ein erfindungsgemäßes Betriebsmuster des Ionisators zeigt.
7A ist ein erläuterndes Diagramm, das den erfindungsgemäßen Betrieb des Ionisators mit einem in 6C gezeigten Muster A' darstellt.
7B ist ein erläuterndes Diagramm, das den erfindungsgemäßen Betrieb des Ionisators mit einem in 6C gezeigten Muster C' darstellt.
8A ist ein erläuterndes Diagramm, das schematisch einen Ionisator gemäß der Beschreibung des US-Patents US 6 693 788 B1 zeigt.
8B ist ein Zeitdiagramm, das die Wellenform einer Wechselspannung zeigt, die auf die in 8A gezeigten Nadelelektroden aufgebracht wird.
9A ist ein erläuterndes Diagramm, das den Betrieb des Ionisators zu einem Zeitpunkt zeigt, an welchem eine Spannung mit einer positiven Polarität auf die in 8A gezeigte Nadelelektrode aufgebracht wird.
9B ist ein erläuterndes Diagramm, das den Betrieb des Ionisators zu einem Zeitpunkt zeigt, bei dem eine Spannung mit einer negativen Polarität auf die in 8A gezeigte Nadelelektrode aufgebracht wird.
10 ist ein erläuterndes Diagramm, das schematisch einen Ionisator gemäß der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A zeigt.
11A ist ein erläuterndes Diagramm, das schematisch einen Ionisator gemäß der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 zeigt.
11B ist ein Zeitdiagramm, das die Wellenform einer Wechselspannung darstellt, die auf eine in 11A gezeigte Nadelelektrode aufgebracht wird.
11C ist ein Zeitdiagramm, das die Wellenform einer Wechselspannung darstellt, die auf eine andere in 11 A gezeigte Nadelelektrode aufgebracht wird.
12A ist ein erläuterndes Diagramm, das den Betrieb des Ionisators zu einer Zeit zeigt, bei welcher eine Wechselspannung auf die in 11A gezeigte Nadelelektrode aufgebracht wird.
12B ist ein erläuterndes Diagramm, das den Betrieb des Ionisators zu einer Zeit zeigt, bei der die Wechselspannung zwischen positiv und negativ umgeschaltet wird.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Ionisators gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die 1 bis 7B im Hinblick auf ein Verfahren zur Entfernung statischer Aufladung, das mit dem Ionisator durchgeführt wird, erläutert. Zur Erleichterung dieser Erläuterungen sind in den 1 bis 7B Abschnitte der wesentlichen Elemente des Ionisators übertrieben oder schematisch dargestellt.
Der Ionisator 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vorrichtung zur Entfernung statischer Elektrizität (Ladung), die einen Körper (Werkstück, Bereich zur Entfernung statischer Aufladung) 12 elektrisch aufgeladen hat. Der Körper kann einen Kunststoffrahmen, Gummi, einen Halbleiterwafer oder ein elektronisches Substrat oder dergleichen aufweisen. Der Ionisator 10 umfasst eine Steuerung (Steuermittel) 14, eine Hochspannungsgenerierungseinheit 16 und Nadelelektroden 18a, 18b.
Die Nadelelektroden 18a, 18b sind parallel zueinander in einem Zustand angeordnet, in dem ihre vorderen Enden (Spitzen) zu dem Körper 12 gerichtet sind. Die Hochspannungsgenerierungseinheit 16 ist ein Wechselstrom-Hochspannungsgenerator, der eine erste Wechselspannung auf eine der Nadelelektroden (erste Elektrode) 18a und eine zweite Wechselspannung auf eine andere der Nadelelektroden (zweite Elektrode) 18b aufbringt. Die Steuerung 14 steuert durch Ausgabe von Steuersignalen an die Hochspannungsgenerierungseinheit 16 das Aufbringen von Wechselspannungen von der Hochspannungsgenerierungseinheit 16 auf die Nadelelektroden 18a, 18b.
Der Aufbau des Ionisators 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben. Als nächstes werden mit Bezug auf die 2A bis 7B charakteristische Funktionen (ein Verfahren zur Entfernung statischer Aufladung), die mit der vorliegenden Ausführungsform erreicht werden, erläutert.
2A zeigt eine Wechselstromwellenform, die auf eine der Nadelelektroden 18a aufgebracht wird, und 2B zeigt eine Wechselstromwellenform, die auf eine andere der Nadelelektroden 18b aufgebracht wird. 2C zeigt zeitabhängige Veränderungen der Betriebsmodi des Ionisators 10, wenn die Wechselspannung gemäß 2A auf die Nadelelektrode 18a aufgebracht wird, während die Wechselspannung gemäß 2B auf die Nadelelektrode 18b aufgebracht wird.
Hierbei ist die auf die Nadelelektrode 18a aufgebrachte erste Wechselspannung eine Wechselspannung mit einer Periode T_a (und einer Frequenz f_a = 1/T_a), während die zweite Wechselspannung, die auf die Nadelelektrode 18b aufgebracht wird, eine Wechselspannung mit einer Periode T_b (und einer Frequenz f_b = 1/T_b) ist. In diesem Fall werden für die erste Wechselspannung und die zweite Wechselspannung die Perioden und Frequenzen so gewählt, dass gilt: T_a = 3T_b (f_b = 3f_a).
Außerdem wird an Zeitpunkten, die durch die Zeiten t₀, t₄, t₈, t₁₂ bezeichnet werden, die Polarität der ersten Wechselspannung zwischen positiv und negativ (+ V, -V-Spannungsniveaus) umgeschaltet. Andererseits wird zu Zeitpunkten, die durch die Zeiten t₁, t₂, t₃, t₅, t₆, t₇, t₉, t₁₀, t₁₁, t₁₃, t₁₄, t₁₅ bezeichnet werden, die Polarität der zweiten Wechselspannung zwischen positiv und negativ (+V, -V-Spannungsniveaus) umgeschaltet. Im Einzelnen ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Zeitpunkt zum Umschalten zwischen positiver und negativer Polarität der zweiten Wechselspannung gegenüber dem Zeitpunkt zum Umschalten zwischen positiver und negativer Polarität der ersten Wechselspannung verschoben. Als Konsequenz hieraus werden Wechselspannungen, deren Zeitpunkte zum Umschalten zwischen positiver und negativer Polarität zueinander verschoben sind, jeweils auf die eine Nadelelektrode 18a bzw. auf die andere Nadelelektrode 18b aufgebracht.
Die oben genannten Perioden T_a, T_b (Frequenzen f_a, f_b) der ersten Wechselspannung und der zweiten Wechselspannung, die Zeitpunkte zum Umschalten zwischen positiver und negativer Polarität (Zeiten t₀ bis t₁₅) und die Spannungsniveaus (+V, -V) werden jeweils in der Steuerung 14 festgelegt (eingestellt). Dementsprechend gibt die Steuerung 14 Steuersignale, die für diese bestimmten Inhalte (eingestellte Inhalte) stehen, an die Hochspannungsgenerierungseinheit 16 aus. Die Hochspannungsgenerierungseinheit 16 gibt die erste Spannung auf die eine Nadelelektrode 18a und die zweite Wechselspannung auf die andere Nadelelektrode 18b auf, nachdem die eingestellten Inhalte von den Steuersignalen vorgegeben wurden.
Durch Aufbringen der zweiten Wechselspannung auf die Nadelelektrode 18b gleichzeitig mit dem Aufbringen der ersten Wechselspannung auf die Nadelelektrode 18a, wie es in 2C gezeigt ist, werden außerdem Betriebsmodi des Ionisators 10 entsprechend der Polarität der ersten Wechselspannung und der Polarität der zweiten Wechselspannung zu jedem der oben genannten Zeitpunkte (Zeiten) umgeschaltet. Wie nachfolgend diskutiert wird, werden diese Operationsmodi durch Generierungsmuster oder Freisetzungsmuster positiver Ionen 20 und negativer Ionen 22 (vgl. 3A bis 4B) in dem Ionisator 10 definiert.
Hierbei steht das Muster A als ein Betriebsmodus für einen Fall, bei dem eine Spannung mit positiver Polarität (+V-Spannung) auf die eine Nadelelektrode 18a aufgebracht wird und eine Spannung mit negativer Polarität (-V-Spannung) auf die andere Nadelelektrode 18b aufgebracht wird. Das Muster B steht für einen Fall, bei dem eine Spannung mit positiver Polarität (+V-Spannung) sowohl auf die eine Nadelelektrode 18a als auch auf die andere Nadelelektrode 18b aufgebracht wird. Das Muster C steht für einen Fall, bei dem eine Spannung mit negativer Polarität (-V-Spannung) auf die eine Nadelelektrode 18a aufgebracht wird und bei dem eine Spannung mit positiver Polarität (+V-Spannung) auf die andere Nadelelektrode 18b aufgebracht wird. Das Muster D steht für einen Fall, bei dem eine Spannung mit negativer Polarität (-V-Spannung) sowohl auf die eine Nadelelektrode 18a als auch auf die andere Nadelelektrode 18b aufgebracht wird.
Außerdem ist in 2C ein Aspekt gezeigt, bei dem an jedem Zeitpunkt von der Zeit t₀ bis zur Zeit t₁₅ die Betriebsmodi des Ionisators 10 nacheinander wie folgt geschaltet werden: A → B → A → B → C → D → C → D → A → B → A → B → C → D → C → D...
Als nächstes wird mit Bezug auf die 3A bis 4B der Betrieb des Ionisators 10 bei Implementierung der Muster A bis D erläutert.
In dem in 3A gezeigten Muster A ist ein nicht dargestelltes elektrisches Feld (elektrische Kraftlinien) zwischen der Nadelelektrode 18a mit positiver Polarität (+V-Spannung) und der Nadelelektrode 18b mit negativer Polarität (-V-Spannung) ausgebildet, wodurch elektrische Feldkonzentrationen jeweils an den vorderen Enden (Spitzen) der Nadelelektroden 18a, 18b gebildet werden. An jeder der Spitzen wird durch die elektrischen Feldkonzentrationen eine Koronaentladung generiert, d.h. es werden in der Nähe der Spitze der Nadelelektrode 18a positive Ionen 20 generiert, während in der Nähe der Spitze der Nadelelektrode 18b negative Ionen 22 generiert werden. Die positiven Ionen 20 werden entlang der elektrischen Kraftlinien zu der Nadelelektrode 18b mit negativer Polarität geleitet. Gleichzeitig werden die negativen Ionen 20 entlang der elektrischen Kraftlinien zu der Nadelelektrode mit positiver Polarität geleitet. In 3A kennzeichnen die gestrichelten Linien, welche die positiven Ionen 20 und die negativen Ionen 22 umgeben, Gruppen positiver Ionen 20 bzw. negativer Ionen 22.
Bei dem in 3B gezeigten Muster B haben beide Nadelelektroden 18a, 18b eine positive Polarität (+V-Spannung), und ein elektrisches Feld (elektrische Kraftlinien) ist zwischen den Nadelelektroden 18a, 18b und der Erde ausgebildet, woraufhin als Folge der sich an den Spitzen jeder der Nadelelektroden 18a, 18b bildenden elektrischen Feldkonzentrationen in der Nähe jeder dieser Spitzen Koronaentladungen generiert werden. Aufgrund der generierten Koronaentladungen werden jeweils positive Ionen 20 in der Nähe der Spitzen der Nadelelektroden 18a, 18b generiert, während die negativen Ionen 22, die während des Musters A (vgl. 2C) unmittelbar vor dem Zeitraum des Musters B generiert wurden, an den Spitzen jeder der Nadelelektroden 18a, 18b induziert und absorbiert werden. Da in diesem Fall die Polaritäten der positiven Ionen 20, die in dem Muster B generiert wurden, und der positiven Ionen 20, die in dem Muster A generiert wurden, die gleiche Polarität aufweisen wie die Polarität der Wechselspannung (+V), die auf die Nadelelektroden 18a, 18b aufgebracht wird, wirkt eine repulsive Kraft zwischen den Gruppen positiver Ionen 20 und den Nadelelektroden 18a, 18b. Als Folge hiervon werden die Gruppen positiver Ionen 20 zu dem Körper 12 freigesetzt, während sie durch eine nicht dargestellte Öffnung des Ionisators 10 hindurchtreten. Dementsprechend dienen die Gruppen positiver Ionen 20, die den Körper 12 erreichen, dazu, statische Ladung, welche den Köper 12 aufgeladen hat, zuverlässig und mit guter Effizienz zu entfernen.
Bei dem in 4A gezeigten Muster C wird ein nicht dargestelltes elektrisches Feld (elektrische Kraftlinien) zwischen der Nadelelektrode 18a mit negativer Polarität (-V-Spannung) und der Nadelelektrode 18b mit positiver Polarität (+V-Spannung) gebildet, woraufhin an den Spitzen der Nadelelektroden 18a, 18b jeweils elektrische Feldkonzentrationen gebildet werden. An jeder der Spitzen werden durch die elektrischen Feldkonzentraionen Koronaentladungen generiert. Aufgrund jeder der generierten Koronaentladungen werden jeweils negative Ionen 22 in der Nähe der Spitzen der Nadelelektrode 18a generiert, während in der Nähe der Spitze der Nadelelektrode 18b positive Ionen 20 generiert werden. Die negativen Ionen 22 werden entlang der elektrischen Kraftlinien zu der Nadelelektrode 18b mit positiver Polarität geleitet. Gleichzeitig werden die positiven Ionen 20 entlang der elektrischen Kraftlinien zu der Nadelelektrode 18a mit negativer Polarität geleitet.
Bei dem in 4B gezeigten Muster D haben beide Nadelelektroden 18a, 18b eine negative Polarität (-V-Spannung), und zwischen den Nadelelektroden 18a, 18b und der Erde wird ein elektrisches Feld (elektrische Kraftlinien) gebildet. Als Folge der an den Spitzen jeder der Nadelelektroden 18a, 18b gebildeten elektrischen Feldkonzentraionen werden in der Nähe jeder dieser Spitzen Koronaentladungen generiert. Durch die jeweils generierten Koronaentladungen werden in der Nähe der Spitzen der Nadelelektroden 18a, 18b negative Ionen 22 generiert, während die positiven Ionen 20, welche während des Musters C (vgl. 2C) unmittelbar vor dem Zeitraum des Musters D generiert wurden, an den Spitzen jeder der Nadelelektroden 18a, 18b induziert und absorbiert werden. Da die Polaritäten der in dem Muster D generierten negativen Ionen 22 und der in dem Muster C generierten Ionen 22 die gleiche Polarität aufweisen wie die Polarität der Wechselspannung (-V), die auf die Nadelelektroden 18a, 18b aufgebracht wird, wirkt in diesem Fall zwischen den Gruppen negativer Ionen 22 und den Nadelelektroden 18a, 18b eine repulsive Kraft. Als Folge hiervon werden die Gruppen negativer Ionen 22 durch die Repulsivkraft zu dem Körper 12 freigesetzt, wobei sie durch eine nicht dargestellte Öffnung des Ionisators 10 hindurchtreten. Dementsprechend dient die Gruppe negativer Ionen 22, welche den Körper 12 erreichen, dazu, statische Ladung, welche den Körper 12 aufgeladen hat, zuverlässig und mit guter Effizienz zu entfernen.
Auf diese Weise kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2C gezeigt ist, an jedem der Zeitpunkte (Zeiten) die statische Ladung (positive oder negative Aufladung) des Körpers 12 durch die Gruppen positiver Ionen 20 oder die Gruppen negativer Ionen 22, die von dem Ionisator 10 freigesetzt werden, mit hoher Effizienz entfernt werden, da die Operationsmodi (Muster A bis D) des Ionisators 10 umgeschaltet werden. Dies gilt auch dann, wenn der Körper 12 mit negativer oder positiver Polarität aufgeladen ist.
Wie oben beschrieben wurde, ist bei dem Ionisator 10 und dem Verfahren zur Entfernung statischer Aufladung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Frequenz f_b der zweiten Wechselspannung, die auf die andere Nadelelektrode 18b aufgebracht wird, höher eingestellt als die Frequenz f_a der ersten Wechselspannung, die auf die eine Nadelelektrode 18a aufgebracht wird (f_b > f_a).
Dementsprechend werden im Gleichklang mit den Polaritäten der auf die Nadelelektroden 18a, 18b aufgebrachten Wechselspannungen Zeiträume, in welchen die auf die Nadelelektroden 18a, 18b aufgebrachten Wechselspannungen sich voneinander unterscheiden (d.h. die Muster A und C, bei denen eine der Nadelelektroden eine positive Polarität und die andere der Nadelelektroden eine negative Polarität aufweist), und Zeiträume, in welchen die auf die Nadelelektroden 18a, 18b aufgebrachten Wechselspannungen jeweils gleich sind (d.h. Muster B und D, bei denen eine der Nadelelektroden und die andere der Nadelelektroden beide eine positive Polarität oder eine negative Polarität aufweisen), generiert.
In diesem Fall werden bei den Mustern A und C positive Ionen 20 und negative Ionen 22 jeweils in der Nähe der Nadelelektroden 18a und 18b generiert. Da bei den Mustern B und D die Polaritäten der Nadelelektroden 18a, 18b und der in der Nähe jeder der Nadelelektroden 18a, 18b generierten Ionen jeweils gleich sind, werden außerdem als Folge der zwischen den Nadelelektroden 18a, 18b und den positiven Ionen 20 oder den negativen Ionen 22 generierten Repulsivkräfte die positiven Ionen 20 oder die negativen Ionen 22 von dem Ionisator zu dem Körper 12 freigesetzt.
Da im Einzelnen bei der vorliegenden Ausführungsform die Erdungselektroden 102 (vgl. 8A und 9A bis 10) nicht benötigt werden, können die Probleme des US-Patents US 6 693 788 B1 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008-288072 A , bei denen positive Ionen 106 und negative Ionen 108 durch die Erdungselektroden 102 induziert und absorbiert werden und die Zahl der zu dem Körper 104 freigesetzten Ionen verringert wird, vermieden werden.
Da außerdem separat von den Zeiträumen (Muster A und Muster C), während denen positive Ionen 20 und negative Ionen 22 generiert werden, Zeiträume (Muster B und Muster D) vorgesehen sind, bei denen die positiven Ionen 20 und die negativen Ionen 22 zu dem Körper 12 freigesetzt werden, ist es nicht notwendig, dass diese positiven Ionen 20 und negative Ionen 22 zu einem Zeitpunkt freigesetzt werden, der dem Umschalten der Polarität entspricht. Dementsprechend können positive Ionen 20 und negative Ionen 22 zuverlässig zu dem Körper 12 freigesetzt werden, ohne die Zahl der generierten positiven Ionen 20 und negativen Ionen 22 zu verringern.
Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben wurde, die Frequenz f_b der zweiten Wechselspannung höher eingestellt als die Frequenz f_a der ersten Wechselspannung. Aus diesem Grunde sind bei allen vorgenannten Mustern A bis D ggf. die Zeiten kürzer als die Zeit der positiven Polarität oder die Zeit der negativen Polarität bei der ersten Wechselspannung. Bei der vorliegenden Ausführungsform können aber die positiven Ionen 20 oder die negativen Ionen 22 zu dem Körper 12 freigesetzt werden, bevor die positiven Ionen 20 oder die negativen Ionen 22 durch die Nadelelektroden 18a, 18b im Anschluss an die Umschaltung von deren Polarität induziert und absorbiert werden, indem wiederholt zwischen den Mustern A, C und den Mustern B, D umgeschaltet wird.
Dementsprechend können mit der vorliegenden Ausführungsform auch die Probleme der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 vermieden werden.
Auf diese Weise können bei der vorliegenden Ausführungsform die positiven Ionen 20 und die negativen Ionen 22 im Vergleich zu den Offenbarungen des US-Patents US 6 693 788 B1 , der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008 288072 A und der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 effizient und zuverlässig zu dem Körper 12 freigesetzt werden, indem die Zeiträume (Muster B und Muster D), während denen positive Ionen 20 und negative Ionen 22 durch die Repulsivkraft freigesetzt werden, vorgesehen werden. Als Folge hiervon kann die statische Aufladung des Körpers 12 sehr effizient entfernt werden.
Anders ausgedrückt werden gemäß der vorliegenden Erfindung, auch dann, wenn Ionen nicht wie bei den Erfindungen des US-Patents US 6 693 788 B1 der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008 288072 A und der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 in großen Mengen generiert werden, die generierten positiven Ionen 20 und negativen Ionen 22 zuverlässig zu dem Körper 12 freigesetzt, indem die Frequenz f_a der ersten Wechselspannung und die Frequenz der zweiten Wechselspannung entsprechend der oben genannten Beziehung eingestellt werden. Hierdurch wird die Effizienz, mit welcher die statische Aufladung entfernt wird, erhöht. Aus diesem Grunde ist es nicht notwendig, hinter den Nadelelektroden 18a, 18b Erdungselektroden vorzusehen oder das Spannungsniveau der Wechselspannung, die auf die Nadelelektroden 18a, 18b aufgebracht wird, zu erhöhen.
Durch Verbesserung der Ionengenerierungseffizienz (lonenfreisetzungseffizienz) kann dementsprechend mit der vorliegenden Erfindung die Effizienz zur Entfernung der statischen Aufladung des Körpers 12 erhöht werden. Aus diesem Grund kann eine Verringerung der Größe des Ionisators 10 erreicht werden.
Außerdem bringt die Hochspannungsgenerierungseinheit 16 die zweite Wechselspannung auf die Nadelelektrode 18b in einem solchen Zustand auf, dass der Zeitpunkt des Umschaltens zwischen der positiven und negativen Polarität der zweiten Wechselspannung gegenüber dem Zeitpunkt des Umschaltens zwischen der positiven und negativen Polarität der ersten Wechselspannung verschoben ist. Hierdurch werden reziproke Wiederholungen der Zeiträume (Muster A, Muster C), während denen positive Ionen 20 und negative Ionen 22 generiert werden, und der Zeiträume (Muster B, Muster D), während denen entweder positive Ionen 20 oder negative Ionen 22 zu dem Körper 12 freigesetzt werden, zuverlässig realisiert. Als Folge hiervon kann die Generierungseffizienz (Bestrahlungseffizienz) der positiven Ionen 20 und der negativen Ionen 22 erhöht werden. Die Effizienz, mit welcher die statische Aufladung von dem Körper 12 entfernt wird, kann wesentlich verbessert werden. Durch Verbesserung der Effizienz zur Entfernung der statischen Aufladung kann auf diese Weise die Zuverlässigkeit des Ionisators 10 verbessert werden.
Da in dem Ionisator 10 die Nadelelektroden 18a, 18b verwendet werden, werden außerdem an den Spitzen der Nadelelektroden 18a, 18b große elektrische Feldkonzentrationen generiert. Mittels Koronaentladung, die durch diese elektrischen Feldkonzentrationen bewirkt werden, können positive Ionen 20 und negative Ionen 22 einfach generiert werden. Da die vorliegenden Erfindung ohne Erdungselektroden 102 auskommt, kann außerdem, wie bereits dargelegt, der Grad der elektrischen Feldkonzentration und die generierte Zahl an positiven Ionen 20 und negativen Ionen 22 durch die elektrische Potentialdifferenz zwischen der ersten Wechselspannung, die auf die Nadelelektrode 18a aufgebracht wird, und der zweiten Wechselspannung, die auf die Nadelelektrode 18b aufgebracht wird, bestimmt werden. Aus diesem Grunde können positive Ionen 20 und negative Ionen 22 im Vergleich zu den Erfindungen des US-Patents US 6 693 788 B1 der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2008 288072 A288072 A und der internationalen Veröffentlichung WO 2007/122742 A1 generiert werden, auch wenn die Spannungsniveaus der auf die Nadelelektroden 18a, 18b aufgebrachten Wechselspannungen vergleichsweise niedrig sind.
Da von der Steuerung 14 Steuersignale zu der Hochspannungsgenerierungseinheit 16 ausgegeben werden und die Hochspannungsgenerierungseinheit 16 entsprechend dieser Steuersignale die erste Wechselspannung auf die Nadelelektrode 18a aufbringt und gleichzeitig die zweite Wechselspannung auf die Nadelelektrode 18b aufbringt, kann außerdem die Steuerung der Wechselspannungen, die auf die Nadelelektroden 18a, 18b aufgebracht werden, einfach durchgeführt werden.
Obwohl bei den obigen Erläuterungen ein Fall beschrieben wurde, bei dem die Zahl der Nadelelektroden 18a, 18b gleich 2 ist, ist die vorliegende Ausführungsform nicht hierauf beschränkt. Auch wenn drei oder mehr derartiger Nadelelektroden in dem Ionisator 10 vorgesehen sind, kann jede der oben beschriebenen vorteilhaften Wirkungen erreicht werden.
Außerdem wurde bei der obigen Erläuterung ein Fall beschrieben, bei welchem die Perioden T_a, T_b und die Frequenzen f_a, f_b durch die Gleichung T_a = 3T_b (f_b = 3f_a) beschrieben werden. Die vorliegenden Erfindung ist aber nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Wenn n für eine positive ganze Zahl steht (n = 1, 2, 3, ...), dann kann die Frequenz f_b des zweiten Wechselstromes auch 3n mal (dreimal, sechsmal, neunmal, etc.) größer gewählt werden als die Frequenz f_a des ersten Wechselstroms (f_b = 3n × f_a).
Die 5A bis 5C zeigen andere Wellenformen für die erste Wechselspannung und die zweite Wechselspannung, bei denen durch Aufbringen der in 5A gezeigten ersten Wechselspannung auf die Nadelelektrode 18a und durch Aufbringen der in 5B gezeigten zweiten Wechselspannung auf die Nadelelektrode 18b positive/negative Polaritäten an jedem der durch die Zeiten T₂₀ bis T₄₃ beschriebenen Zeitpunkte (Zeiten) umgeschaltet werden. Dies führt zu den dargestellten Schaltaspekten der Muster A bis D. In den 5A bis 5C ist ein Fall dargestellt, bei dem jeweilige Frequenzen f_a, f_b und Perioden T_a, T_b' so eingestellt sind, dass gilt f_b = 6f_a (T_a = 6T_b'), und das Umschalten zwischen positiver/negativer Polarität der ersten Wechselspannung und der zweiten Wechselspannung wird synchron zu den Zeiten t₂₆, t₃₂, t₃₈ durchgeführt.
Auf diese Weise wird bei der vorliegenden Ausführungsform entsprechend der Beziehung f_b = 3n × f_a eine ineffiziente Generierung positiver Ionen 20 und negativer Ionen 22 vermieden. Die Entfernung der statischen Aufladung kann sehr effizient durchgeführt werden.
Im Hinblick auf die erste Wechselspannung und die zweite Wechselspannung sind außerdem, wie in den 5A bis 5C gezeigt ist, die Muster vor und nach den Zeiten t₂₆, t₃₂, t₃₈ entweder die Muster B und D oder die Muster C und A, da das Umschalten zwischen positiven und negativen Polaritäten synchron zu den Zeiten t₂₆, t₃₂, t₃₈ durchgeführt wird. Daher treten Fälle auf, bei denen die bei dem vorstehenden Muster generierten Ionen nicht als Ionen verwendet werden, die bei den nachfolgenden Mustern zu dem Körper 12 freigesetzt werden. Auch wenn die Muster B und D oder die Muster C und A weitergeführt werden können, können auch in diesem Fall generierte positive Ionen und negative Ionen zuverlässig zu dem Körper 12 freigesetzt werden, und die Entfernung der statischen Aufladung kann mit hoher Effizienz durchgeführt werden, da im Hinblick auf den Gesamtbetrieb des Ionisators 10 Operationsmodi, bei denen positive Ionen 20 und negative Ionen 22 generiert werden, und Operationsmodi, bei denen positive Ionen 20 und negative Ionen 22 zu dem Raum zur Entfernung statischer Aufladung freigesetzt werden, reziprok wiederholt werden.
Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführungsform, vorzugsweise vor der Operation zur Entfernung statischer Aufladung von dem Körper durch den Ionisator 10, eine Einstellung des lonengleichgewichts des Körpers 12 durchgeführt. In diesem Fall stellt die Hochspannungsgenerierungseinheit 16 entsprechend den Steuersignalen von der Steuerung 14 unter Berücksichtigung der Differenz der Bewegungsgeschwindigkeiten der positiven Ionen 20 und der negativen Ionen 22 das lonengleichgewicht ein, indem das Leistungsverhältnis der zweiten Wechselspannung angepasst wird. Als Folge hiervon kann während der aktuellen Operation zur Entfernung der statischen Aufladung die Entfernung der statischen Aufladung mit hoher Effizienz durchgeführt werden.
Außerdem ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Verfahren, mit dem die zweite Wechselspannung auf die Nadelelektrode 18b aufgebracht wird, zu modifizieren, um das erfindungsgemäße, in den 6A bis 7B gezeigte Aufbringungsverfahren zu erreichen.
Im Einzelnen stellt die Hochspannungsgenerierungseinheit 16 (vgl. 1) das Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung, die auf die Nadelelektrode 18b aufgebracht wird, im Wesentlichen auf ein Nullniveau (Erdungsniveau) in Zeiträumen ein, wenn geplant ist, dass die Nadelelektrode 18b eine negative Polarität aufweist (d.h. an jedem der Zeiträume t₂₀ bis t₂₁, t₂₂ bis t₂₃, t₂₄ bis t₂₅, t₃₂ bis t₃₃, ₃₄ bis t₃₅ und t₃₆ bis t₃₇ in 6B), während Zeiträumen, in welchen durch Aufbringen der ersten Wechselspannung eine positive Polarität der Nadelelektrode 18a herbeigeführt wird (d.h. während jedes der Zeiträume von den Zeiten t₂₀ bis t₂₆ und von den Zeiten t₃₂ bis t₃₈ in 6A).
Außerdem stellt die Hochspannungsgenerierungseinheit 16 das Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung, die auf die Nadelelektrode 18b aufgebracht wird, in Zeiträumen, in denen geplant ist, dass die Nadelelektrode 18b eine positive Polarität aufweist (d.h. in jedem der Zeiträume t₂₆ bis t₂₇, t₂₈ bis t₂₉, t₃₀ bis t₃₁, t₃₈ bis t₃₉, t₄₀ bis t₄₁, und t₄₂ bis t₄₃ in 6B), im Wesentlichen auf ein Erdungsniveau ein, während Zeiträumen, in welchen durch Aufbringen der ersten Wechselspannung eine negative Polarität der Nadelelektrode 18a herbeigeführt wird (d.h. während jedes der Zeiträume von den Zeiten t₂₆ bis t₃₂ und von den Zeiten t₃₈ und später in 6A).
In Zeiträumen, in denen die Spannungen (positive Spannungen oder negative Spannungen) in der Nadelelektrode 18a und der Nadelelektrode 18b die gleiche Polarität aufweisen, werden in diesem Fall die Betriebsmodi des Ionisators 10 diejenigen des oben beschriebenen Musters B (vgl. 3B) oder des Musters D (vgl. 4B).
Im Gegensatz dazu wird während Zeiträumen, wenn auf die Nadelelektrode 18a eine Spannung mit positiver Polarität aufgebracht wird und wenn die Spannung der Nadelelektrode 18b auf dem Erdungsniveau liegt (d.h. in jedem der Zeiträume t₂₀ bis t₂₁, t₂₂ bis t₂₃, t₂₄ bis t₂₅, t₃₂ bis t₃₃, t₃₄ bis t₃₅, und t₃₆ bis t₃₇ in 6B), der Betriebsmodus des Ionisators 10 gleich demjenigen von Muster A' (vgl. 6C und 7A).
Das Muster A' definiert einen Betriebsmodus, bei dem in der Nähe der Spitze der Nadelelektrode 18a eine Koronaentladung generiert wird, die durch eine elektrische Feldkonzentration an der Spitze der Nadelelektrode 18a durch ein nicht dargestelltes elektrisches Feld (elektrische Kraftlinien), das zwischen der Nadelelektrode 18a mit positiver Polarität und der Nadelelektrode 18b auf Erdungsniveau gebildet wird, generiert wird. Positive Ionen 20, die durch die generierte Koronaentladung bewirkt werden, werden in der Nähe der oben genannten Spitze generiert, und diese positiven Ionen 20 werden entlang der elektrischen Kraftlinien zu der Nadelelektrode 18b geleitet.
Andererseits wird in Zeiträumen, wenn auf die Nadelelektrode 18a eine Spannung mit negativer Polarität aufgebracht wird und wenn die Spannung der Nadelelektrode 18b auf dem Erdungsniveau liegt (d.h. in jedem der Zeiträume t₂₆ bis t₂₇, t₂₈ bis t₂₉, t₃₀ bis t₃₁, t₃₈ bis t₃₉, t₄₀ bis t_4t, und t₄₂ bis t₄₃ in 6B), der Operationsmodus des Ionisators 10 gleich dem des Musters C' (vgl. 6C und 7B).
Das Muster C' definiert einen Operationsmodus, bei dem in der Nähe der Spitze der Nadelelektrode 18a eine Koronaentladung generiert wird, die durch eine elektrische Feldkonzentration an der Spitze der Nadelelektrode 18a durch ein nicht dargestelltes elektrisches Feld (elektrische Kraftlinien), welche zwischen der Nadelelektrode 18a mit negativer Polarität und der Nadelelektrode 18b auf Erdungsniveau gebildet wird, bewirkt wird. Negative Ionen 22, die durch die generierte Koronaentladung bewirkt werden, werden in der Nähe der oben genannten Spitze generiert. Diese negativen Ionen 22 werden entlang der elektrischen Kraftlinien zu der Nadelelektrode 18b geleitet.
Bei den oben beschriebenen Mustern A' und C' wird die Potentialdifferenz zwischen der Nadelelektrode 18a und der Nadelelektrode 18b kleiner gemacht als bei einem Fall, bei dem Spannungen (+V, -V) auf die beiden Nadelelektroden 18a bzw. 18b aufgebracht werden, wie bei den Mustern A und C (vgl. 2C und die 3A und 4A). Im Einzelnen beträgt bei den Mustern A und C die Potentialdifferenz zwischen den Nadelelektroden 18a, 18b 2 Volt (+V - (-V) = +2V). In den Mustern A' und C' wird aber die Potentialdifferenz um die Hälfte verringert und gleich V (+V - 0 = +V). Dementsprechend kann durch das Aufbringungsverfahren gemäß den 6A bis 7B die auf die Spannungsgenerierungseinheit 16 aufgebrachte Last verringert werden.
Indem die Potentialdifferenz klein gemacht wird, kann gleichzeitig die generierte Menge an Ionen verringert werden. Auch wenn die generierte Menge an Ionen verringert wird, kann in dem Fall, dass der Effekt der Entfernung der statischen Aufladung von dem Körper 12 bis zu einem bestimmten Grad erwartet werden kann, durch gezieltes Einstellen des Spannungsniveaus der Nadelelektrode 18b auf ein Erdungsniveau eine Abrasion und ein Verschleiß an die Spitzenabschnitten der Nadelelektroden 18a, 18b verhindert werden.

Claims

Ionisator (10) mit: mindestens zwei Elektroden (18a, 18b) und einer Hochspannungsgenerierungseinheit (16) zum Aufbringen einer ersten Wechselspannung auf eine erste Elektrode (18a) von den wenigstens zwei Elektroden (18a, 18b) und zum Aufbringen einer zweiten Wechselspannung mit einer Frequenz, die höher ist als die Frequenz der ersten Wechselspannung, auf eine zweite Elektrode (18b) der wenigstens zwei Elektroden (18a, 18b), wobei die Hochspannungsgenerierungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, in einer ersten Halbperiode durch Aufbringen der ersten Wechselspannung eine positive Polarität der ersten Elektrode (18a) herbeizuführen und in einer zweiten Halbperiode durch Aufbringen der ersten Wechselspannung eine negative Polarität der ersten Elektrode (18a) herbeizuführen, wobei die Hochspannungsgenerierungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, während eines Zeitraums der ersten Halbperiode · für eine Gesamt-Zeitdauer, die der Hälfte des Zeitraums der ersten Halbperiode entspricht, ein erstes Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung, die auf die zweite Elektrode (18b) innerhalb eines Zeitraums aufgebracht wird, in dem geplant ist, dass die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung auf die zweite Elektrode (18b) eine negative Polarität aufweist, im Wesentlichen auf null einzustellen und dadurch nur in einer Umgebung der ersten Elektrode (18a) positive Ionen zu erzeugen, • hingegen während eines Zeitraums, in welchem die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung eine positive Polarität aufweist, in der Umgebung der ersten Elektrode (18a) und der zweiten Elektrode (18b) erzeugte, positive Ionen zu einem Bereich (12) zur Entfernung statischer Aufladung freizusetzen, wobei das erste Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung während des Zeitraums der ersten Halbperiode nicht negativ ist, und wobei die Hochspannungsgenerierungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, während eines Zeitraums der zweiten Halbperiode • für eine Gesamt-Zeitdauer, die der Hälfte des Zeitraums der zweiten Halbperiode entspricht, ein zweites Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung, die auf die zweite Elektrode (18b) innerhalb eines Zeitraums aufgebracht wird, in dem geplant ist, dass die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung auf die zweite Elektrode (18b) eine positive Polarität aufweist, im Wesentlichen auf null einzustellen und dadurch nur in einer Umgebung der ersten Elektrode (18a) negative Ionen zu erzeugen, und • hingegen während eines Zeitraums, in welchem die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung eine negative Polarität aufweist, in der Umgebung der ersten Elektrode (18a) und der zweiten Elektrode (18b) erzeugte, negative Ionen zu dem Bereich (12) zur Entfernung statischer Aufladung freizusetzen, wobei das zweite Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung während des Zeitraums der zweiten Halbperiode nicht positiv ist.
Ionisator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, die Frequenz der zweiten Wechselspannung 3n mal größer ist als die Frequenz der ersten Wechselspannung, wobei n eine positive ganze Zahl ist.
Ionisator (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsgenerierungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, die zweite Wechselspannung auf die zweite Elektrode (18b) in einem Zustand aufzubringen, in dem ein Zeitpunkt zur positiv/negativ Umschaltung der zweiten Wechselspannung gegenüber einem Zeitpunkt der positiv/negativ Umschaltung der ersten Wechselspannung verschoben ist.
Ionisator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (18a) und die zweite Elektrode (18b) Nadelelektroden aufweisen.
Ionisator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsgenerierungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, ein Leistungsverhältnis der zweiten Wechselspannung zum Zweck der Einstellung eines lonengleichgewichts des Bereichs (12) zur Entfernung der statischen Aufladung einzustellen.
Ionisator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerung (14) zur Steuerung der Hochspannungsgenerierungseinheit (16) derart, dass die erste Wechselspannung auf die erste Elektrode (18a) aufgebracht wird und dass die zweite Wechselspannung auf die zweite Elektrode (18b) aufgebracht wird.
Verfahren zum Entfernen statischer Aufladung mit folgenden Schritten: Generieren positiver Ionen (20) und negativer Ionen (22) durch Aufbringen einer ersten Wechselspannung auf eine erste Elektrode (18a) von wenigstens zwei Elektroden (18a, 18b) und durch Aufbringen einer zweiten Wechselspannung mit einer Frequenz, die höher ist als die Frequenz der ersten Wechselspannung, auf eine zweite Elektrode (18b) der wenigstens zwei Elektroden (18a, 18b), und Entfernen der statischen Aufladung von einem Bereich (12) zur Entfernung statischer Aufladung durch Freisetzen der generierten positiven Ionen (20) oder der generierten negativen Ionen (22) zu dem Bereich (12) zur Entfernung statischer Aufladung, Herbeiführen einer positiven Polarität der ersten Elektrode (18a) durch Aufbringen der ersten Wechselspannung einer ersten Halbperioden und Herbeiführen einer negativen Polarität der ersten Elektrode (18a) durch Aufbringen der ersten Wechselspannung in einer zweiten Halbperiode, während eines Zeitraums der ersten Halbperiode • für eine Gesamt-Zeitdauer, die der Hälfte des Zeitraums der ersten Halbperiode entspricht, Einstellen eines ersten Spannungsniveaus der zweiten Wechselspannung, die auf die zweite Elektrode (18b) innerhalb eines Zeitraums aufgebracht wird, in dem geplant ist, dass die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung auf die zweite Elektrode (18b) eine negative Polarität aufweist, im Wesentlichen auf null und dadurch Erzeugung positiver Ionen nur in einer Umgebung der ersten Elektrode (18a), • hingegen Freisetzen von in der Umgebung der ersten Elektrode (18a) und der zweiten Elektrode (18b) erzeugten, positiven Ionen zu einem Bereich (12) zur Entfernung statischer Aufladung während eines Zeitraums, in welchem die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung eine positive Polarität aufweist, wobei das erste Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung während des Zeitraums der ersten Halbperiode nicht negativ ist, und während eines Zeitraums der zweiten Halbperiode • für eine Gesamt-Zeitdauer, die der Hälfte eines Zeitraums der zweiten Halbperiode entspricht, Einstellen eines zweiten Spannungsniveaus der zweiten Wechselspannung, die auf die zweite Elektrode (18b) innerhalb eines Zeitraums aufgebracht wird, in dem geplant ist, dass die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung auf die zweite Elektrode (18b) eine positive Polarität aufweist, im Wesentlichen auf null und dadurch Erzeugung negativer Ionen nur in einer Umgebung der ersten Elektrode (18a), • hingegen Freisetzung von in der Umgebung der ersten Elektrode (18a) und der zweiten Elektrode (18b) erzeugter, negativer Ionen zu dem Bereich (12) zur Entfernung statischer Aufladung während eines Zeitraums, in welchem die zweite Elektrode (18b) aufgrund des Aufbringens der zweiten Wechselspannung eine negative Polarität aufweist, wobei das zweite Spannungsniveau der zweiten Wechselspannung während des Zeitraums der zweiten Halbperiode nicht positiv ist.