DE112006001667T5

DE112006001667T5 - Statikeliminator

Info

Publication number: DE112006001667T5
Application number: DE112006001667T
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Fujiwara; Noriaki Kusaba; Takashi Yasuoka; Satoshi Suzuki
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-06-20
Also published as: KR100935349B1; CN101204122A; TW200735723A; WO2006137351A1; JP2007005079A; DE112006001667B4; US7920368B2; KR20080013002A; US20100073842A1; TWI336216B; JP4640546B2; CN101204122B

Abstract

Ein Statikeliminator mit:
einem Ionenabgabekopf, der eine Vielzahl von Abgabenadeln zum Abführen von Ionen durch Koronaentladung und eine Luftblasöffnung zum Ausstrahlen von Luft an einer Position nahe den Abgabenadeln aufweist;
einem Hochspannungserzeugungsschaltkreis zum Aufbringen einer Hochspannung auf die Abgabenadeln; und
einem Steuerschaltkreis zum Steuern des Hochspannungserzeugungsschaltkreises und
wobei der Ionenabgabekopf eine Abgabenadelabdeckung aufweist, die durch ein elektrisch leitendes poröses Material gebildet wird und die gesamte Vielzahl der Abgabenadeln abdeckt, und so gestaltet ist, dass die Abgabe von Ionen über den gesamten Ionenabgabekopf durch Abgabe ionisierte Luft durch die Abgabenadelabdeckung nach außen vergleichmäßigt wird, und wobei die Abgabemenge von Ionen durch Absorbieren eines Teils der erzeugten Ionen in der Abgabenadelabdeckung eingestellt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Statikeliminator zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung von einem aufgeladenen Werkstück und insbesondere auf einen Statikeliminator, mit welchem elektrostatische Aufladung in einem Zustand beseitigt werden kann, in welchem die Vorrichtung in kurzer Entfernung zu dem Werkstück angeordnet ist.
STAND DER TECHNIK
Eine Vorrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung (Statikeliminator) eines Koronaentladungssystems ist bekannt als eine Vorrichtung zur Entfernung von elektrostatischer Aufladung von einem aufgeladenen Werkstück. Insbesondere führt ein Statikeliminator eines gepulsten Gleichstromsystems im Vergleich zu anderen Systemen eine große Zahl von Ionen ab und ist ein System, das Ionen durch eine Vielzahl von Abgabenadeln, die mit einem einzelnen, eine Hochspannung erzeugenden Schaltkreis verbunden sind, generieren kann und das oft als riegelartige Vorrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung oder dergleichen eingesetzt wurde.
Der Statikeliminator, der ein Pulsgleichstromsystems verwendet, erzeugt aber eine große Menge an Ionen, so dass dann wenn der Statikeliminator in kurzem Abstand (beispielsweise nicht mehr als 100 mm) von einem Werkstück, welches das Ziel der Entfernung der statischen Elektrizität ist, angeordnet wird, ein plötzliches elektrisches Oberflächenpotential des Werkstücks nachteilig bis auf nahe 500 V gegenüber dem Zielwert von 0 V angehoben werden kann, wenn eine große Menge von Ionen zu dem Werkstück abgegeben wird. Wenn der Statikeliminator in einem kurzen Abstand von einem Werkstück angeordnet wird, ist es daher erforderlich, die Erhöhung des elektrischen Oberflächenpotentials des Werkstücks zu berücksichtigen.
Außerdem wird eine hohe Spannung als Puls auf eine Abgabenadel aufgebracht, so dass dann wenn der Statikeliminator in einem kurzen Abstand von einem Werkstück angeordnet wird, das Problem besteht, dass das elektrische Oberflächenpotential des Werkstücks durch den dielektrischen Effekt der Abgabenadel angehoben wird.
Außerdem wird bei dem herkömmlichen Statikeliminator ionisierte Luft direkt von einer Düse zu einem Werkstück ausgestoßen, so dass das Problem besteht, dass eine Ungleichmäßigkeit der Luftströmungsgeschwindigkeit, eine ungleiche Verteilung der Ionen oder dergleichen zwischen einer Position, an welcher die Düse existiert, und einer Position, an welcher die Düse nicht existiert, auftritt und die Beseitigung der elektrostatischen Aufladung von einem Werkstück kann nur schwierig gleichmäßig durchgeführt werden.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
Eine technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung (Statikeliminator), die elektrostatische Aufladung entfernen kann, ohne das elektrische Oberflächenpotential stark anzuheben, auch wenn der Statikeliminator in einem kurzen Abstand von dem Werkstück angeordnet wird.
Eine weitere technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Statikeliminators, der eine hohe Fähigkeit zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung aufweist, der eine teilweise Ungleichmäßigkeit der Luftströmungsgeschwindigkeit vermeiden kann, der eine ungleichmäßige Verteilung von Ionen oder dergleichen der ionisierten Luft, die zu einem Werkstück abgeführt wird, vermeiden kann und der die Beseitigung elektrostatischer Aufladung von dem gesamten Werkstück zuverlässig und gleichmäßig erreichen kann, indem die Abgabemenge der Ionen eingestellt wird.
Eine weitere technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Statikeliminators, dessen Abgabenadel nicht nach außen exponiert ist und der hohen Sicherheitsanforderungen genügt.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung (Statikeliminator) vorgesehen mit einem Ionenabgabekopf, der eine Vielzahl von Abgabenadeln zur Abgabe von Ionen durch Koronaentladung und eine Luftblasöffnung zum Ausstrahlen von Luft an einer Position nahe den Abgabenadeln aufweist, einem Hochspannungserzeugungsschaltkreis zum Aufbringen einer Hochspannung auf die Abgabenadeln und einem Steuerschaltkreis zum Steuern des Hochspannungsentladungsschaltkreises. Der Ionenabgabekopf weist eine Abgabenadelabdeckung auf, die durch ein elektrisch leitendes poröses Material gebildet wird, das die gesamte Mehrzahl der Abgabenadeln abdeckt, und ist so gestaltet, dass die Entladung von Ionen über den gesamten Ionenabgabekopf durch Abgabe von ionisierter Luft durch die Abgabenadelabdeckung nach außen vergleichmä ßigt wird, und wobei die Abgabemenge der Ionen durch Absorption eines Teils der erzeugten Ionen in der Abgabenadelabdeckung eingestellt wird.
Die Ionenabgabemenge wird durch die Abgabenadelabdeckung des auf diese Weise aufgebauten Statikeliminators eingestellt. Als Folge hiervon wird eine übermäßige Erhöhung des elektrischen Oberflächenpotentials des Werkstücks verhindert, auch wenn der Statikeliminator in einem kurzen Abstand von dem Werkstück angeordnet wird. Da die Strömungsgeschwindigkeit der ionisierten Luft über den gesamten Ionenabgabekopf durch die Abgabenadelabdeckung vergleichmäßigt wird, wird außerdem das Auftreten einer ungleichmäßigen Luftströmungsgeschwindigkeit, einer ungleichmäßigen Ionenverteilung oder dergleichen verhindert. Die Beseitigung der elektrostatischen Aufladung von dem gesamten Werkstück kann gleichmäßig und zuverlässig durchgeführt werden, und eine umfassende Beseitigung elektrostatischer Aufladung kann erreicht werden. Außerdem werden die gesamten Abgabenadeln durch die Abgabenadelabdeckung abgedeckt, so dass eine hohe Sicherheit gewährleistet werden kann.
Vorzugsweise ist ein Raum zwischen den distalen Enden der Abgabenadeln und der Abgabenadelabdeckung vorgesehen und so gestaltet, dass sich Luft in dem Raum verteilt, um die Luft von der gesamten Abgabenadelabdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung abzuführen.
Außerdem hat der Ionenabgabekopf eine längliche Riegelform und weist eine Mehrzahl von Paaren der Abgabenadeln auf, wobei jedes Paar durch eine positive und negative Abgabenadel gebildet wird und diese Abgabenadeln so vorgesehen sind, dass sie in der Längsrichtung des Kopfes in einem Zustand ausge richtet sind, in dem die positiven und negativen Abgabenadeln in BreitenRichtung des Kopfes angeordnet sind. Ein Lagerkasten ist an einem Ende des Ionenabgabekopfes in der Längsrichtung angebracht und ein positiver und ein negativer Hochspannungserzeugungsschaltkreis und der Steuerschaltkreis sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in dem Lagerkasten aufgenommen.
In diesem Fall wird die Abgabenadelabdeckung vorzugsweise durch ein Element gebildet, das im Querschnitt eine U-Form aufweist und sich entlang der gesamten Länge des Ionenabgabekopfes in der Längsrichtung erstreckt. Die Fläche der Abgabenadelabdeckung bildet eine Führungsfläche zum Drehen eines Werkstücks, das filmförmig ist und das Ziel zur Beseitigung der elektrostatischen Aufladung bildet. Das Werkstück, dass das Ziel zur Beseitigung der elektrostatischen Aufladung ist, kann durch die von der Führungsfläche ausgestoßene Luft in einem berührungsfreien Zustand oder in einem Kontaktzustand mit geringer Reibung geführt werden.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die Abgabenadelabdeckung mit dem Steuerschaltkreis verbunden ist und so gestaltet ist, dass das Ionengleichgewicht durch Steuern des Hochspannungserzeugungsschaltkreises durch den Steuerschaltkreis auf der Basis der Veränderung des elektrischen Potentials der Entladungsnadelabdeckung, die durch das Absorbieren von Ionen erzeugt wird, gemäß der vorliegenden Erfindung eingestellt werden kann.
VORTEILE
Mit dem Statikeliminator gemäß der vorliegenden Erfindung, wie er oben im Detail beschrieben wurde, kann die Beseitigung elektrostatischer Aufladung von einem Werkstück wirksam und zuverlässig durchgeführt werden. Außerdem kann die Beseitigung elektrostatischer Aufladung durchgeführt werden, ohne das elektrische Potential der Werkstückoberfläche stark anzuheben, auch wenn der Statikeliminator in einem kurzen Abstand von dem Werkstück angeordnet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Statikeliminators gemäß der folgenden Erfindung darstellt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Abdeckung aus 1 entfernt ist.
3 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in 1.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aspekt darstellt, bei dem durch den Statikeliminator gemäß der vorliegenden Erfindung an einer sehr nahen Position elektrostatische Aufladung von einem flachen Werkstück entfernt wird.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aspekt darstellt, bei dem die elektrostatischer Aufladung eines Werkstücks, beispielsweise eines durchgehenden Filmes oder dergleichen, durch den Statik eliminator gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt wird, wobei das Werkstück gedreht wird.
6 ist ein Schnitt, der schematisch einen elektrischen Anschluss des Statikeliminators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein elektrisches Schaltdiagramm des Statikeliminators gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Entfernung statischer Aufladung (Statikeliminator) gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Der Statikeliminator 1 ist ein Statikeliminator eines Pulsgleichstromsystems und weist, wie in den 1 bis 4 dargestellt ist, einen Ionenabgabekopf 2 in Form eines länglichen Riegels und einen Lagerkasten 3 auf, der an einem Ende des Ionenabgabekopfes 2 in der Längsrichtung angebracht ist. Positive und negative Abgabenadeln 5a, 5b zur Abgabe von Ionen durch Koronaentladung sind an dem Ionenabgabekopf 2 vorgesehen. Wie in den 6 und 7 dargestellt ist, sind positive und negative Hochspannungserzeugungsschaltkreise 20a, 20b zum Aufbringen einer Hochspannung auf die Abgabenadeln 5a, 5b und ein Steuerschaltkreis 21 zur Steuerung des Betriebs des gesamten Statikeliminators 1 durch Steuern der positiven und negativen Hochspannungserzeugungsschaltkreise 20a, 20b mit einer MPU in dem Lagerkasten 3 aufgenommen.
Man beachte, dass in der nachfolgenden Beschreibung die positiven und negativen Abgabenadeln 5a, 5b mit dem gemeinsamen Bezugszeichen "5" bezeichnet werden, bis auf den Fall, in dem die positiven und negativen Abgabenadeln 5a, 5b einzeln beschrieben werden müssen.
Der Ionenabgabekopf 2 hat einen Aufbau, der zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung von einem Werkstück W geeignet ist, das in einem kurzen Abstand (beispielsweise nicht mehr als 100 mm) angeordnet ist, wie es in 4 gezeigt ist. Der Ionenabgabekopf 2 umfasst ein Abgabenadelhalteelement 4, das aus einem isolierenden Material, wie einem Kunststoff oder Kunstharz gebildet ist und eine längliche Plattenform aufweist, die sich in der Längsrichtung des Kopfes 2 erstreckt, eine Vielzahl von Abgabenadeln 5, deren proximale Abschnitte von dem Halteelement 4 gehalten werden und deren Nadelspitzen von der unteren Fläche 4a des Halteelements 4 nach unten vorstehen, eine Abgabenadelabdeckung 8 mit einem U-förmigen Querschnitt, die an der unteren Fläche 4a des Halteelements 4 angebracht ist und die Abgabenadeln 5 vollständig abdeckt und die durch ein leitendes poröses Material gebildet wird, eine obere Abdeckung 9 mit einem U-förmigen Querschnitt, die an der oberen Fläche 4b des Halteelements 4 angebracht ist, und Endplatten 11, 12, die an den beiden Enden des Halteelements 4 in der Längsrichtung angebracht sind und beide offenen Enden der Abgabenadelabdeckung 8 und der oberen Abdeckung 9 verschließen.
Die Vielzahl von Abgabenadeln 5 ist als eine Vielzahl von Paaren von positiven und negativen Abgabenadeln 5a, 5b vorgesehen. Die zahlreichen Paare von Abgabenadeln sind so vorgesehen, dass sie in der Längsrichtung des Halteelements 4 in dem Zustand ausgerichtet sind, in dem die positiven und negativen Abgabenadeln 5a, 5b in der Breitenrichtung des Halteelements 4 angeordnet sind. Dementsprechend bilden die positiven Abgabenadeln 5a und die negativen Abgabenadeln 5b zwei parallel zueinander angeordnete Reihen.
Außerdem sind in dem Halteelement 4 eine Vielzahl von Luftblasöffnungen 6, die sich nahe jeder Abgabenadel 5 öffnen, um Luft entlang der Abgabenadeln 5 auszustrahlen, und Luftströmungswege 7, die sich in dem Halteelement in der Längsrichtung erstrecken und mit allen Luftblasöffnungen 6 in Verbindung stehen, vorgesehen. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel sind die Luftblasöffnungen 6 jeweils so vorgesehen, dass sie alle positiven und negativen Abgabenadeln 5a, 5b umgeben. Die beiden Luftströmungswege 7, 7 sind parallel zueinander vorgesehen. Einer der Luftströmungswege 7 steht mit allen Luftblasöffnungen 6 auf der Seite der positiven Abgabenadeln 5a in Verbindung und der andere Luftströmungsweg 7 steht mit allen Luftblasöffnungen 6 an der Seite der negativen Abgabenadeln 5b in Verbindung.
Die Luftströmungswege 7 stehen über einen Luftströmungsweg 15 in dem Lagerkasten 3 mit einer Anschlussöffnung 16 in Verbindung, die an einer Endfläche des Lagerkastens 3 ausgebildet ist, und Luft mit einem festgelegten Druck wird von der mit dem Verbindungsanschluss 16 verbundenen Luftzufuhrquelle 17 zugeführt. Wenn Luft von den Luftblasöffnungen 6 in einem Zustand ausgestrahlt wird, in dem positive und negative Ionen von den Abgabenadeln 5a, 5b abgeführt werden, wird dann die Luft ionisierte Luft, indem sie Ionen aufnimmt, und durch die poröse Abgabenadelabdeckung 8 hindurchgeführt, um zu den Werkstück W ausgestrahlt zu werden.
Die Abgabenadelabdeckung 8 wird beispielsweise durch einen gesinterten Metallkörper gebildet, der Poren 8b aufweist, um Luft gleichmäßig auf die ge samte Oberfläche zu verteilen. Die Abgabenadelabdeckung 8 ist an dem Halteelement 4 in dem Zustand angebracht, in dem ein Freiraum 10 zwischen den distalen Enden der Abgabenadeln 5 vorgesehen ist. Durch den Aufbau wird die ionisierte Luft, die von den Luftblasöffnungen 6 um die Abgabenadeln 5 ausgestrahlt wird, in dem Raum 10 verteilt und der Druck wird über das gesamte Innere der Abdeckung vergleichmäßigt, so dass die Luft gleichmäßig von der gesamten Oberfläche der Abgabenadelabdeckung 8 abgeführt wird. Wenn die ionisierte Luft durch die Abgabenadelabdeckung 8 hindurchgeführt wird, wird außerdem ein Teil der Ionen durch die leitende Abgabenadelabdeckung 8 absorbiert und die Menge der Ionen wird eingestellt.
Wie oben beschrieben wurde, wird die ionisierte Luft gleichmäßig über den gesamten Ionenabgabekopf 2 abgeführt, um mit einer gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeit ausgestrahlt zu werden, und ein Teil der Ionen wird durch den Kopf absorbiert. Als Folge hiervon wird das Auftreten einer teilweisen Ungleichmäßigkeit der Strömungsgeschwindigkeit, einer Ungleichmäßigkeit der Ionenverteilung oder dergleichen verhindert und die Menge der Ionen wird auf das Niveau eingestellt, bei dem das elektrische Oberflächenpotential des Werkstücks W nicht übermäßig angehoben wird.
Hierbei muss der Innendruck der Abgabenadelabdeckung 8, das heißt der Innendruck des Raumes 10, nicht notwendigerweise so stark gegenüber dem Atmosphärendruck zunehmen, welcher der Druck außerhalb der Abdeckung ist. Luft kann relativ sanft zu dem Werkstück W abgeführt werden, indem der Innendruck auf einem Überdruck gehalten wird, der etwas höher ist als der Atmosphärendruck.
Außerdem wird der Raum 10 durch die Luft von den Luftblasöffnungen 6 luftgestrahlt. Dementsprechend kann eine Verunreinigung der Abgabenadeln 5 durch Managen der Luftqualität, die durch den Luftströmungsweg 7 zugeführt wird, verhindert werden, beispielsweise indem dem Raum 10 Luft zugeführt wird, die durch einen Luftfilter oder dergleichen gereinigt wurde. Außerdem sind die Abgabenadeln 5 an dem länglichen Halteelement 4 angeordnet und alle Abgabenadeln 5 werden durch die Abdeckung 8 abgedeckt. Dementsprechend wird Sicherheit gewährleistet und der Freiheitsgrad der Anordnung der Abgabenadeln 5 wird verbessert.
Die 6 und 7 zeigen einen Schnitt und ein elektronisches Schaltdiagramm, dass die elektronischen Anschlüsse des Statikeliminators 1 zeigt. Man beachte, dass in 6 eine Vielzahl von Paaren positiver und negativer Abgabenadeln 5a, 5b der Einfachheit halber in einer Reihe angeordnet sind. Die mehreren Paare positiver und negativer Abgabenadeln 5a, 5b sind tatsächlich jedoch in zwei Reihen angeordnet, wie es in 2 gezeigt ist. Wie sich aus den 6 und 7 ergibt, werden beide der positiven und negativen Hochspannungserzeugungsschaltkreise 20a, 20b, die in dem Lagerkasten 3 aufgenommen sind, durch einen Selbsterregungsoszillationsschaltkreis 23 und einen spannungsverdoppelnden Gleichrichterschaltkreis 25, der mit dem Selbsterregungsoszillationsschaltkreis 23 über einen Boostertransformer 24 verbunden ist, gebildet. Der positive Hochspannungserzeugungsschaltkreis 20a ist gemeinsam an alle positiven Abgabenadeln 5a angeschlossen und der negative Hochspannungserzeugungsschaltkreis 20b ist gemeinsam an alle negativen Abgabenadeln 5b angeschlossen. Dann werden abwechselnd positive und negative Pulshochspannungen auf die positiven und negativen Abgabenadeln 5a, 5b aufgebracht. Hierbei werden abwechselnd positive und negative Ionen von den Abgabenadeln 5a, 5b abgeführt. Zu dieser Zeit sind die Abgabenadeln, die an der Seite angeordnet sind, an welcher keine Pulshochspannung aufgebracht wird, über den spannungsverdoppelnden Gleichrichterschaltkreis 25 mit einer Schaltkreiserdung verbunden.
Außerdem kann die Abgabenadelabdeckung 8 durch einen leitenden Kunststoff, Kunstharz oder dergleichen anstelle des gesinterten Metallkörpers gebildet werden, und die Abgabenadelabdeckung 8 wird über Haftmittel nach Bedarf an dem Halteelement 4 befestigt. Die Poren 8b der Abgabenadelabdeckung 8 können das Innere und das Äußere der Abdeckung linear oder in einem gebogenen Zustand verbinden. Außerdem können die Poren 8b gleichmäßig verteilt sein oder ungleichmäßig über die gesamte Abdeckung verteilt sein.
Andererseits können der Lagerkasten 3, die Endplatten 11, 12 und die obere Abdeckung 9 aus einem Kunststoff oder Kunstharz gebildet werden.
Außerdem ist die Abgabenadelabdeckung 8 an den Steuerschaltkreis 21 angeschlossen und über einen Erfassungswiderstand R in dem Steuerschaltkreis 21 elektrisch an eine Schaltkreiserdung angeschlossen. Eine elektrische Potentialdifferenz V der beiden Enden des Erfassungswiderstandes R wird in die MPU 22 eingegeben. Dann wird die Veränderung des elektrischen Potentials der Abgabenadelabdeckung 8, die durch Absorbieren der positiven und negativen Ionen, die abwechselnd von den Entladungsnadeln 5a, 5b abgeführt werden, erzeugt wird, durch den Steuerschaltkreis 21 als die Veränderung der elektrischen Potentialdifferenz V der beiden Enden des Erfassungswiderstandes R erfasst. Dann wird die Erzeugungsmenge der Ionen durch Steuerung der positiven und negativen Hochspannungserzeugungsschaltkreise 20a, 20b auf der Basis der Veränderung des elektrischen Potentials durch den Steuerschaltkreis 21 gesteuert. Auf diese Weise wird das Ionengleichgewicht automatisch gesteuert.
Die Abgabenadelabdeckung 8 und die obere Abdeckung 9 werden frei an dem Halteelement 4 angebracht bzw. von diesem entfernt, indem die beiden Seitenwandenden 8a, 9a die sich in seiner Längsrichtung erstrecken, an den Seitenwänden 4b des Halteelements 4 durch Befestigungsmittel, wie eine Feder oder dergleichen, angebracht werden. Wenigstens eine der Abdeckungen kann jedoch durch Verwendung eines Haftklebers befestigt werden. Wenn die Abgabenadelabdeckung 8 frei angebracht und entfernt wird, kann die ionisierte Luft weiter weggestrahlt werden, wenn die Abgabenadelabdeckung 8 abgenommen ist, als wenn die Abgabenadelabdeckung 8 angebracht ist. Dies ermöglicht es, die elektrostatische Aufladung von einem Werkstück zu entfernen, das relativ weit entfernt ist.
Hierbei wird die Ionenentfernungsmenge durch die Abgabenadelabdeckung 8 in dem Statikeliminator 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau eingestellt. Als Folge hiervon wird eine übermäßige Erhöhung des elektrischen Oberflächenpotentials des Werkstücks W verhindert auch wenn der Statikeliminator 1 in einem kurzen Abstand von dem Werkstück W angeordnet wird. Da die Strömungsgeschwindigkeit der ionisierten Luft über den gesamten Ionenabgabekopf 2 durch die Abgabenadelabdeckung 8 vergleichmäßigt wird, wird außerdem das Auftreten einer ungleichmäßigen Luftströmungsgeschwindigkeit, einer ungleichmäßigen Ionenverteilung oder dergleichen verhindert. Die Beseitigung der elektrostatischen Aufladung von dem gesamten Werkstück kann einfach und zuverlässig durchgeführt werden, ohne dass das Auftreten einer ungleichmäßigen Beseitigung elektrostatischer Aufladung bewirkt würde. Die elektrostatische Aufladung kann in hohem maße beseitigt werden. Außerdem werden alle Abgabenadeln 5 durch die Abgabenadelabdeckung 8 abgedeckt, so dass eine hohe Sicherheit erreicht werden kann. Außerdem kann die übermäßige Erhöhung des elektrischen Oberflächenpotentials des Werkstücks, die durch Dielektrik bewirkt wird, durch die Abgabenadelabdeckung 8 verhindert werden.
Ein Beispiel, bei dem die Beseitigung elektrostatischer Aufladung von dem Werkstück W, das die Form eines kontinuierlichen Filmes aufweist, durchgeführt wird, wobei das Werkstück W relativ bewegt wird, während es durch den Ionenentladungskopf 2 gedreht wird, ist in 5 gezeigt. Zu dieser Zeit wird das Werkstück W durch Intervention der Luft, die von der gesamten Oberfläche der Abgabenadelabdeckung 8 ausgestrahlt wird, gegenüber der Abgabenadelabdeckung 8 in einem kontaktfreien Zustand oder in einem berührenden Zustand mit geringer Reibung gehalten. Dementsprechend weist der Ionenabgabekopf 2 eine Funktion als Richtungsdrehungsführung zur Änderung der Richtung des Werkstücks W auf.
Man beachte, dass dann, wenn der Statikeliminator auf diese Weise verwendet wird, die Oberfläche der Abgabenadelabdeckung 8 vorzugsweise so geformt ist, dass sie bis auf die Poren 8b zum Ausstrahlen der Luft so weit wie möglich eine glatte Oberfläche hat.
Der Statikeliminator der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen können durchgeführt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise ist es nicht notwendig, dass die Querschnittsform des Halteelements 4 als im Wesentlichen rechteckiger Festkörper ausgebildet ist, solange das Halteelement 4 einen länglichen Aufbau aufweist, durch den eine Vielzahl von Paaren von Abgabenadeln gehalten werden kann. Außerdem kann lediglich ein Teil, in dem die Abgabenadel 5 angebracht ist, durch ein Isoliermaterial gebildet werden.
Außerdem ist es nicht notwendigerweise der Fall, dass die obere Abdeckung 9 einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Alternativ kann die obere Abdeckung 9 ganz weggelassen werden.
ZUSAMMENFASSUNG
[Aufgabe] Zur Schaffung eines Statikeliminators, der in einem kurzen Abstand angeordnet werden kann und elektrostatische Aufladung beseitigen kann, wobei eine übermäßige Erhöhung des elektrischen Oberflächenpotentials eines Werkstücks verhindert wird, wenn der Statikeliminator in einem kurzen Abstand von dem Werkstück angeordnet wird.
[Mittel zur Lösung] Eine Abdeckung (8), die durch ein elektrisch leitendes poröses Material gebildet wird und Abgabenadeln (5a), (5b) abdeckt, ist an einem Halteelement (4) angebracht, in dem eine Vielzahl der Abgabenadeln (5a), (5b) vorgesehen ist, und Luftblasöffnungen (6) zum Ausstrahlen von Luft um die Entladungsnadeln sind vorgesehen. Die Abdeckung (8) gibt ionisierte Luft gleichmäßig von der Oberfläche der Abdeckung (8) ab und ist elektrisch an die Erde angeschlossen, um einen Teil der generierten Ionen absorbieren zu können.

1: Statikeliminator
2: Ionenabgabekopf
3: Lagerkasten
4: Halteelement
4a: untere Fläche
4b: obere Fläche
5a, 5b: Abgabenadel
6: Luftblasöffnung
7: Luftströmungsweg
8: Abgabenadelabdeckung
8a: Seitenendwand
8b: Pore
9: obere Abdeckung
9a: Seitenendwand
10: Raum
11,12: Endplatte
15: Luftströmungsweg
16: Verbindungsanschluss
17: Luftzufuhrquelle
20a, 20b: Hochspannungserzeugungsschaltkreis
21: Steuerschaltkreis
22: MPU
23: Selbsterregungsoszillationsschaltkreis
24: Boostertransformer
25: spannungsverdoppelnder Gleichrichterschaltkreis
W: Werkstück
R: Erfassungswiderstand

Claims

Ein Statikeliminator mit: einem Ionenabgabekopf, der eine Vielzahl von Abgabenadeln zum Abführen von Ionen durch Koronaentladung und eine Luftblasöffnung zum Ausstrahlen von Luft an einer Position nahe den Abgabenadeln aufweist; einem Hochspannungserzeugungsschaltkreis zum Aufbringen einer Hochspannung auf die Abgabenadeln; und einem Steuerschaltkreis zum Steuern des Hochspannungserzeugungsschaltkreises und wobei der Ionenabgabekopf eine Abgabenadelabdeckung aufweist, die durch ein elektrisch leitendes poröses Material gebildet wird und die gesamte Vielzahl der Abgabenadeln abdeckt, und so gestaltet ist, dass die Abgabe von Ionen über den gesamten Ionenabgabekopf durch Abgabe ionisierte Luft durch die Abgabenadelabdeckung nach außen vergleichmäßigt wird, und wobei die Abgabemenge von Ionen durch Absorbieren eines Teils der erzeugten Ionen in der Abgabenadelabdeckung eingestellt wird.
Der Statikeliminator nach Anspruch 1, wobei ein Raum zwischen den distalen Enden der Abgabenadeln und der Abgabenadelabdeckung vorgesehen und so gestaltet ist, dass er Luft in dem Raum ausbreitet, um die Luft von der gesamten Abgabenadelabdeckung abzuführen.
Der Statikeleminator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Ionenabgabekopf eine längliche Riegelform hat und eine Vielzahl von Paaren der Abgabenadeln aufweist, wobei jedes Paar durch eine positive und eine negative Abgabenadel gebildet wird und wobei diese Abgabenadeln so vorgesehen sind, dass sie in der Längsrichtung des Kopfes in dem Zustand ausgerichtet sind, in dem die positiven und negativen Abgabenadeln in der Breitenrichtung des Kopfes angeordnet sind, und wobei ein Lagerkasten an einem Ende des Ionenabgabekopfes in der Längsrichtung angebracht ist und ein positiver und ein negativer Hochspannungserzeugungsschaltkreis und der Steuerschaltkreis in dem Lagerkasten aufgenommen sind.
Der Statikeliminator nach Anspruch 3, wobei die Abgabenadelabdeckung durch ein Element mit einem U-förmigen Querschnitt gebildet wird und sich entlang der gesamten Länge des Ionenabgabekopfes in der Längsrichtung erstreckt, und wobei die Oberfläche der Abgabenadelabdeckung eine Führungsfläche zum Drehen eines Werkstücks, das eine Filmform aufweist und ein Ziel zur Beseitigung elektrostatischer Aufladung darstellt, bildet und wobei das Werkstück, das ein Ziel zur Beseitigung der elektrostatischen Aufladung darstellt, durch die von der Führungsfläche ausgestrahlte Luft in einem kontaktfreien oder einem Kontaktzustand mit geringer Reibung geführt werden kann.
Der Statikeliminator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abgabenadelabdeckung mit dem Steuerschaltkreis verbunden ist und so gestaltet ist, dass das Ionengleichgewicht eingestellt wird, indem der Hochspannungserzeugungsschaltkreis durch den Steuerschaltkreis auf der Basis der Veränderung des elektrischen Potentials der Abgabenadelabdeckung gesteuert wird, die durch das Absorbieren von Ionen erzeugt wird.