JP2000021596A - 空気イオン化装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾンや電磁ノイズ、発塵等の発生を起こす
ことなく、各種製造装置の小型化に対応し、狭いスペー
スに対しても除電が可能である空気イオン化装置及び方
法を提供する。 【解決手段】 第１及び第２のイオン発生チャンバ８
ａ，８ｂに、軟Ｘ線発生部９ａ，９ｂを設け、ＡＩＲ又
は非反応性ガスを軟Ｘ線によりイオン化する。このイオ
ン化されたイオンの通る空間内にフィルタ電極１１ａ，
１１ｂを設けると共に、フィルタ電極１１ａ，１１ｂよ
り内側の内壁面に背面電極１３ａ，１３ｂを設け、それ
ぞれ取り出すべきイオンと同極性の電圧を印加すること
によって反対極のイオンを吸収させる。第１及び第２の
イオン発生チャンバ８ａ，８ｂからそれぞれ発生する正
負イオンを、チューブ１４ａ，１４ｂによってイオンミ
キシング部３まで搬送し、帯電体Ｓに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルーム内
で発生する静電気を除去するための空気イオン化装置及
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体や液晶ディスプレイ
（以下、ＬＣＤ）等を製造するクリーンルームでは、静
電気の発生が問題となっている。半導体製造のクリーン
ルームの場合は、低湿度環境であることや、ウエハ及び
及び半導体素子を運搬するプラスチック容器が帯電しや
すいこと等が静電気の発生の原因となっている。この静
電気は、ウエハ表面上に塵埃を付着させたり、ウエハ上
のＩＣや半導体素子を破壊してしまい、製品の歩留りを
低下させている。

【０００３】また、ＬＣＤの場合は、処理工程で異なる
材質等と接触し、摩擦帯電による静電気が発生する。特
に、このＬＣＤに使用するガラス基板は、大面積で絶縁
性が高く静電気が発生しやすいため、大量の静電気によ
る静電破壊が製品の歩留りに影響を与えている。

【０００４】そこで、従来より、このようなクリーンル
ーム等の生産環境における静電気を除去する装置とし
て、イオンにより帯電体の電荷を中和する空気イオン化
装置が知られている。この空気イオン化装置は、正また
は負の電極に正または負の高電圧をそれぞれ印加するこ
とにより、コロナ放電を発生させる。そして、上記電極
先端の周囲の空気を正と負とにイオン化し、このイオン
を気流によって搬送して帯電体上の電荷を逆極性のイオ
ンで中和する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のコロナ放電を利用した空気イオン化装置では、
イオンの発生を容易にし、且つ発生したイオンの消耗を
防止するために、電極は露出した状態で除電対象物の近
傍に配設されている。このため、次のような問題が発生
していた。

【０００６】（１）オゾンの発生 除電対象物近傍の空気をコロナ放電によりイオン化して
いるため、空気中の窒素や水蒸気がイオン化する以外
に、酸素がオゾンとなる反応も起こる。このオゾンの酸
化作用により、シリコンウエハの表面が酸化されたり、
空気中の微量の不純物と反応し２次粒子が発生すること
となる。

【０００７】（２）電磁ノイズの発生 放電時に放電極から発生する不規則な電磁波が、半導体
素子を内蔵した精密機器やコンピュータなどの誤動作を
引き起こす原因となる。

【０００８】（３）イオン発生電極からの発塵 コロナ放電を起こさせる毎に電極が摩耗し、その摩耗し
た電極材が飛散する。また、空気中の微量ガス成分がコ
ロナ放電により粒子化してイオン発生電極上に析出し、
これがある程度の大きさになると再飛散する。このよう
な発塵により、歩留りが低下することになる。

【０００９】また、近年、半導体やＬＣＤ等の製造装置
は年々小型化が進んでおり、従来の空気イオン化装置で
は製造装置内に最適な設置スペースを確保することが困
難となってきている。すなわち、従来の空気イオン化装
置では、有効な除電を行うため、イオンを発生させるた
めの電極と除電対象物との間に、適当なサイズの空間、
例えば、電極と除電対象物との距離で３００mm以上離す
ことが必要であったが、近年の製造装置の小型化に伴
い、空気イオン化装置のためにこのような設置スペース
を取ることが困難になっている。

【００１０】更に、例えばＬＣＤの製造工程において
は、ガラス基板は接触・剥離により著しく帯電する。そ
のため、従来から、上述したような空気イオン化装置に
より除電が行われている。しかし、生産装置の処理速度
が速いために、ガラス基板は、完全には除電されずにカ
セットに収納されることが多い。このようなカセット内
では、収納されたガラス基板とガラス基板との間が数mm
と狭いため、従来の空気イオン化装置を使用した場合、
イオン化した空気の流れが入っていかず、ガラス基板を
除電することが困難であった。従って、そのような狭い
スペースにおける静電気対策に対する要求も高まってき
ている。

【００１１】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
オゾンや電磁ノイズ、及び発塵等の発生を起こすことな
く、且つ、各種製造装置の小型化にも対応すると共に、
狭いスペースに対しても除電を行うことのできる空気イ
オン化装置及び方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る空気イオン化装置は、ガスを供給するガス供給手段
と、前記ガスを軟Ｘ線によって正負イオンにイオン化す
るイオン化手段、及び前記正負イオンから一方のイオン
を単極分離する単極分離手段を備え、前記単極分離手段
により正イオンを分離して発生する第１のイオン発生チ
ャンバと、前記ガスを軟Ｘ線によって正負イオンにイオ
ン化するイオン化手段、及び前記正負イオンから一方の
イオンを単極分離する単極分離手段を備え、前記単極分
離手段により負イオンを分離して発生する第２のイオン
発生チャンバと、前記第１及び第２のイオン発生チャン
バからそれぞれ発生する正負イオンを搬送する搬送手段
と、前記搬送手段によって搬送される正負イオンを帯電
体に供給するミキシング部とを具備することを特徴とし
ている。

【００１３】請求項１記載の発明によれば、以下のよう
な作用が得られる。すなわち、ガス供給手段により第１
及び第２のイオン発生チャンバに供給されるガスは、イ
オン化手段の軟Ｘ線によって正負イオンにイオン化され
る。そして、第１のイオン発生チャンバでは、単極分離
手段により正負イオンから正イオンが単極分離され、第
２のイオン発生チャンバでは、単極分離手段により負イ
オンが単極分離され、それぞれから発生する正負イオン
は搬送手段によってミキシング部へ搬送される。以上の
ように、第１及び第２のイオン発生チャンバにおいて、
ガスを軟Ｘ線によってイオン化するため、イオン化によ
るオゾンの発生、発塵、及び電磁ノイズの発生を無くす
ことができると共に、ガスとして空気を使用することが
可能となる。

【００１４】また、イオン発生チャンバでイオンを発生
させ、それを帯電体近傍まで搬送するため、そこでの電
磁ノイズの発生を無くすことができる。更に、別個に配
置されたイオン発生チャンバでイオンを発生させ、この
イオンをチューブ等で搬送する構成であるため、狭いス
ペースに対しても除電を行うことができる。

【００１５】請求項２記載の発明による空気イオン化装
置は、ガスを供給するガス供給手段と、前記ガスを正負
イオンにイオン化するイオン化手段、及び前記正負イオ
ンから一方のイオンのみを単極分離する単極分離手段を
備え、前記単極分離手段により正イオンを分離して発生
する第１のイオン発生チャンバと、前記ガスを正負イオ
ンにイオン化するイオン化手段、及び前記正負イオンか
ら一方のイオンのみを単極分離する単極分離手段を備
え、前記単極分離手段により負イオンを分離して発生す
る第２のイオン発生チャンバと、前記第１及び第２のイ
オン発生チャンバからそれぞれ発生する正負イオンを搬
送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送される正
負イオンを帯電体に供給するミキシング部とを具備し、
前記単極分離手段は、前記イオン化手段によってイオン
化されたイオンの通過する空間内に配置され、当該イオ
ン発生チャンバが発生すべきイオンと同極性の電圧が印
加されるフィルタ電極からなることを特徴としている。

【００１６】請求項１０記載の発明による空気イオン化
方法は、請求項２記載の発明を方法の観点から捉えたも
のであり、第１及び第２のイオン発生チャンバを配置
し、それぞれにガスを供給してイオン化手段により内部
でそのガスをイオン化し、前記第１及び第２のイオン発
生チャンバのそれぞれの内部で、イオン化されたイオン
の通る空間にフィルタ電極を配置して、前記第１のイオ
ン発生チャンバの前記フィルタ電極には正の電圧、前記
第２のイオン発生チャンバの前記フィルタ電極には負の
電圧を印加し、前記第１のイオン発生チャンバにおいて
正イオンを単極分離させ、前記第２のイオン発生チャン
バにおいて負イオンを単極分離させ、前記第１及び第２
のイオン発生チャンバから発生する正負イオンを帯電体
近傍まで搬送して、該帯電体に正負イオンを供給するこ
とを特徴としている。

【００１７】請求項２及び１０記載の発明によれば、第
１のイオン発生チャンバでは、フィルタ電極に正の電圧
が印加されているため、イオン化手段によってイオン化
された正負イオンがフィルタ電極を通過すると、負イオ
ンのみがフィルタ電極に吸収される。これにより、正イ
オンのみが単極分離され、第１のイオン発生チャンバか
ら発生する。一方、第２のイオン発生チャンバでは、フ
ィルタ電極に負の電圧が印加されているため、正負イオ
ンがフィルタ電極を通過すると正イオンのみがフィルタ
電極に吸収される。これにより、負イオンのみが単極分
離され、第２のイオン発生チャンバから発生する。

【００１８】以上のように、各イオン発生チャンバ内に
おいて、発生させるべきイオンと反対極性のイオンをフ
ィルタ電極によって吸収するため、簡単な構成で、イオ
ンの単極分離を効率よく行うことができる。また、イオ
ン発生チャンバでイオンを発生させ、それを帯電体近傍
まで搬送するため、そこでの電磁ノイズの発生を無くす
ことができる。更に、別個に配置されたイオン発生チャ
ンバでイオンを発生させ、このイオンをチューブ等で搬
送する構成であるため、狭いスペースに対しても除電を
行うことができる。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記イオン化手段が、軟Ｘ線発生装置であ
ることを特徴としている。請求項３記載の発明によれ
ば、軟Ｘ線によってガスをイオン化するため、イオン化
によるオゾンの発生、発塵、及び電磁ノイズの発生を無
くすことができると共に、ガスとして空気を使用するこ
とが可能となる。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項２又は３記
載の発明において、前記フィルタ電極が、多孔質の部材
からなることを特徴としている。請求項４記載の発明に
よれば、フィルタ電極を例えばハニカム状等の多孔質の
部材で構成することにより、イオンを効率よく単極分離
して通過させることができる。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項２、３、又
は４記載の発明において、前記単極分離手段が、前記フ
ィルタ電極より前記イオン化手段側の内壁面に配置さ
れ、前記フィルタ電極と同極性の電圧が印加される背面
電極を備えたことを特徴としている。

【００２２】請求項５記載の発明によれば、フィルタ電
極と共に背面電極によってもイオンを吸収するため、イ
オンの単極分離を効率よく行うことができる。また、背
面電極による同極反発力により、単極分離したいイオン
がフィルタ電極を通り易くなる。このため、帯電体の除
電性能を向上させることができる。

【００２３】請求項６記載の発明は、請求項２乃至５の
いずれか１項記載の発明において、前記帯電体に供給さ
れる正負イオンの割合を検出し、その正負イオンの割合
に応じて、前記第１及び第２のイオン発生チャンバの少
なくともいずれか一方の前記単極分離手段に対する印加
電圧を増減させるイオンバランス制御手段を具備するこ
とを特徴としている。

【００２４】請求項６記載の発明によれば、帯電体に供
給される正負イオンの割合を検出し、正イオンが多い場
合は、例えば、第１のイオン発生チャンバの単極分離手
段に対する印加電圧を減少させ、負イオンの吸収量を減
少させることにより、単極分離される正イオンの量を減
少させる。また、第２のイオン発生チャンバの単極分離
手段に対する印加電圧を増加させ、正イオンの吸収量を
増加させることにより、単極分離される負イオンの量を
増加させる。

【００２５】一方、負イオンが多い場合は、例えば、逆
に第１のイオン発生チャンバの単極分離手段に対する印
加電圧を増加させ、第２のイオン発生チャンバの単極分
離手段に対する印加電圧を減少させる。これにより、第
１のイオン発生チャンバから発生する正イオンの量を増
加させ、第２のイオン発生チャンバから発生する負イオ
ンの量を減少させる。

【００２６】以上のようにして、帯電体に供給される正
負イオンのバランスを維持することができる。また、本
発明によれば、単極分離手段に対する印加電圧を増減さ
せるため、簡単な構成で正負イオンのバランス制御を行
うことができる。

【００２７】請求項７記載の発明による空気イオン化装
置は、請求項２乃至５のいずれか１項において、前記第
１及び第２のイオン発生チャンバの少なくともいずれか
一方につき、前記フィルタ電極を通過したイオンの通る
空間内に配置され、当該イオン発生チャンバが発生すべ
きイオンと反対極性の電圧が印加されるイオン制御用電
極と、前記帯電体に供給される正負イオンの割合を検出
し、その正負イオンの割合に応じて、前記イオン制御用
電極に対する印加電圧を増減させるイオンバランス制御
手段とを具備することを特徴としている。

【００２８】請求項７記載の発明によれば、帯電体に供
給される正負イオンの割合を検出し、正イオンが多い場
合は、例えば、第１のイオン発生チャンバのイオン制御
用電極対する印加電圧を増加させ、単極分離した正イオ
ンをこのイオン制御用電極によって吸収させる。一方、
負イオンが多い場合は、例えば、第２のイオン発生チャ
ンバのイオン制御用電極に対する印加電圧を増加させ、
単極分離した負イオンをこのイオン制御用電極によって
吸収させる。

【００２９】以上のようにして、帯電体に供給される正
負イオンのバランスを維持することができる。また、発
明によれば、単極分離した正負イオンを吸収することに
よってその発生量を制御するため、正負イオンのバラン
スを精度よく維持することが可能となる。

【００３０】請求項８記載の発明による空気イオン化装
置は、請求項６又は７記載の発明において、前記イオン
バランス制御手段が、前記正負イオンが付着するように
前記帯電体近傍に配置された金属板からなるセンサと、
前記正負イオンの過不足によって前記センサに発生する
微少電流を検出する検出部と、前記検出部によって検出
される前記微少電流の量を目標値と比較する調節部と、
前記調節部による比較の結果により、前記正負イオンの
過不足に応じて前記印加電圧を増減させる制御部とを備
えたことを特徴としている。

【００３１】請求項８記載の発明によれば、センサにお
いて正負イオンの過不足によって微少電流が流れると、
それが検出部によって検出され、調節部においてその検
出された微少電流の量が目標値と比較される。そして、
その比較の結果により、制御部によって印加電圧が増減
される。すなわち、簡単な構成で、帯電体に供給される
正負イオンのバランスを制御することが可能となる。

【００３２】請求項９記載の発明による空気イオン化装
置は、請求項１乃至８のいずれか１項記載の発明におい
て、前記ガスが、酸素を含まない高純度の非反応性ガス
であることを特徴としている。請求項９記載の発明によ
れば、イオン化手段として軟Ｘ線以外の紫外線やコロナ
放電を用いた場合においても、オゾンの発生を無くし、
電磁ノイズ及び発塵を無くすかもしくは少なくすること
ができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態を図面を参照して説明する。

【００３４】［１．第１の実施の形態］ ［１−１．構成］図１は、本発明の第１の実施の形態に
よる空気イオン化装置の構成を示す模式図である。同図
に示すように、空気イオン化装置は、イオン発生部１
と、イオン搬送部２と、イオンミキシング部３とから構
成されている。

【００３５】イオン発生部１には、クリーンルーム内等
のエア（以下、ＡＩＲと呼ぶ）や高純度Ｎ2 等の非反応
性ガスを供給するガス供給手段である供給管４が設けら
れており、分岐管により２方向に配設されている。それ
ぞれの供給管４ａ，４ｂは、バルブ５ａ，５ｂ、流量計
６ａ，６ｂ、及びメンブレン・フィルタ７ａ，７ｂを介
して、塩化ビニル樹脂等により構成された第１及び第２
のイオン発生チャンバ８ａ，８ｂの入口側に接続されて
いる。

【００３６】また、第１及び第２のイオン発生チャンバ
８ａ，８ｂには、上記入口側に対向する出口側がイオン
搬送部２との接続部となっており、イオン搬送部２に対
して、第１のイオン発生チャンバ８ａは正イオンを供給
し、第２のイオン発生チャンバ８ｂは負イオンを供給す
るようになっている。これらイオン発生チャンバ８ａ，
８ｂは、例えば内断面が約５×５ｃｍ、長さが約２１ｃ
ｍ程度の大きさとなっている。

【００３７】また、第１及び第２のイオン発生チャンバ
８ａ，８ｂの側面には、それぞれ軟Ｘ線発生部９ａ，９
ｂが設けられている。これら軟Ｘ線発生部９ａ，９ｂ
は、上記供給管４ａ，４ｂから供給されるＡＩＲまたは
非反応性ガスを、第１及び第２のイオン発生チャンバ８
ａ，８ｂ内でそれぞれイオン化するように構成されてい
る。ここで、軟Ｘ線発生部９ａ，９ｂのイオン発生チャ
ンバ８ａ，８ｂとの接続部分には、軟Ｘ線放射窓１０
ａ，１０ｂが設けられており、ここから第１及び第２の
イオン発生チャンバ８ａ，８ｂ内に軟Ｘ線が放射される
ようになっている。

【００３８】更に、第１及び第２のイオン発生チャンバ
８ａ，８ｂ内において、軟Ｘ線放射窓１０ａ，１０ｂよ
り出口寄り、すなわち軟Ｘ線発生部９ａ，９ｂによって
イオン化されたイオンの通る空間内に、例えば厚さが１
ｃｍ程度のハニカム状のフィルタ電極１１ａ，１１ｂが
それぞれ設けられている。フィルタ電極１１ａには正極
のＤＣ高電圧電源１２ａ、フィルタ電極１１ｂには負極
のＤＣ高電圧電源１２ｂがそれぞれ接続されている。す
なわち、フィルタ電極１１ａ、１１ｂは、第１及び第２
のイオン発生チャンバ８ａ，８ｂから取り出したいイオ
ンと同極性の電圧が印加されることによって、反対極の
イオンを吸収するようになっている。これにより、第１
及び第２のイオン発生チャンバ８ａでは正イオン、イオ
ン発生チャンバ８ｂでは負イオンが単極分離され、フィ
ルタ電極１１ａ，１１ｂを通って第１及び第２のイオン
発生チャンバ８ａ，８ｂの出口側からイオン搬送部２に
供給されるようになっている。

【００３９】また、第１及び第２のイオン発生チャンバ
８ａ，８ｂ内において、フィルタ電極１１ａ、１１ｂよ
り内側の内壁面には、金属箔によって覆われることによ
り背面電極１３ａ，１３ｂが形成されている。この背面
電極１３ａ，１３ｂには、上記ＤＣ高電圧電源１２ａ，
１２ｂがそれぞれ接続されており、フィルタ電極１１
ａ，１１ｂと同様に第１及び第２のイオン発生チャンバ
８ａ，８ｂから取り出したいイオンと同極性の電圧が印
加されるようになっている。

【００４０】ここで、背面電極１３ａ，１３ｂの電位
は、フィルタ電極１１ａ，１１ｂとほぼ同等の電位とな
っている。これは、次の理由によると考えられる。すな
わち、背面電極１３ａ，１３ｂの電位がフィルタ電極１
１ａ，１１ｂより低い場合、フィルタ電極１１ａ，１１
ｂとイオンとの反発力が大きくなるためイオンが通過し
にくくなる。一方、高い場合は、背面電極１３ａ，１３
ｂとフィルタ電極１１ａ、１１ｂとが形成する電位勾配
により、同極性のイオンは背面電極１３ａ，１３ｂ側か
らフィルタ電極１１ａ，１１ｂ側へ流れるが、反対極性
のイオンは背面電極１３ａ，１３ｂ側へ流れる。これに
より、正負イオンの再結合が進むため、除電性能が悪く
なると考えられる。

【００４１】また、第１及び第２のイオン発生チャンバ
８ａ，８ｂの上記出口側には、イオン搬送部２のチュー
ブ１４ａ，１４ｂが接続されている。このチューブ１４
ａ，１４ｂの材質は、例えばテフロン、ポリプロピレ
ン、または塩化ビニル等のいずれかであるものとする。
更に、チューブ１４ａ，１４ｂの径の最適な大きさはＡ
ＩＲや非反応性ガスの流量によって決定され、例えば流
量が６５L/min である場合、１０φ程度であるものとす
る。

【００４２】また、イオン搬送部２に接続されたイオン
ミキシング部３では、上記チューブ１４ａによって搬送
される正イオンと、チューブ１４ｂによって搬送される
負イオンとを混合するようになっている。このイオンミ
キシング部３では、チューブ１４ａ，１４ｂからそれぞ
れ短管１５ａ，１５ｂが取り出されて結合されており、
その先端に開口部１６が設けられている。また、開口部
１６は、帯電体Ｓの近傍に配置されており、正負イオン
をこの帯電体Ｓに向けて供給するようになっている。

【００４３】また、本実施の形態では、イオンバランス
制御部２０が設けられている。このイオンバランス制御
部２０は、帯電体Ｓの近傍に配置されたセンサ２１と、
フィードバック制御回路２２とから構成されている。セ
ンサ２１は、開口部１６から帯電体Ｓへ供給される正負
イオンの一部が付着するように配置されている。

【００４４】図２は、センサ２１の構成を示す図であ
る。センサ２１は、同図（ａ）に示すような５cm×５cm
程度の金属板２２と、同図（ｂ）に示すようなこの金属
板２２を四方から支持する絶縁材２３とから構成されて
いる。また、電線２４が金属板２２と接合部２５におい
て接合されており、この電線２４によってセンサ２１が
上記フィードバック制御回路２２に接続されている。

【００４５】図１に示すように、フィードバック制御回
路２２は、検出部２６、調節部２７、及び制御部２８か
ら構成されている。検出部２６は、上記センサ２１に付
着した正負イオンの過不足によって発生する微少電流を
検出するようになっている。調節部２７は、検出部２６
によって検出された値を、予め決められた目標値と比較
する。制御部２８は、調節部２７による比較の結果に基
づき、ＤＣ高電圧電源１２ａ，１２ｂを制御するように
構成されている。すなわち、ＤＣ高電圧電源１２ａ，１
２ｂを制御して、フィルタ電極１１ａ，１１ｂ及び背面
電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧を増減させ、正負
イオンの吸収量を増減させて、単極分離される正負イオ
ンの量を増減させるようになっている。

【００４６】図３に、検出部２６の具体的な構成を示
す。同図に示すように、検出部２６は、標準抵抗３０と
電圧計３１とから構成されている。標準抵抗３０は、抵
抗値Ｒが１ＭΩであって、一端がセンサ２１に接続され
ており、他端が接地されている。従って、センサ２１に
付着する正イオンの量が多いと、その分センサ２１から
標準抵抗３０を介して大地に向かってμＡオーダーの電
流である微少電流Ｉが流れる。このとき、その微少電流
Ｉに比例した電位差Ｖが標準抵抗３０の前後、すなわち
Ｐ点とＱ点との間に発生する。この電位差ＶはＶオーダ
ーの電圧であって、Ｖ＝１ＭΩ×μＡで表される。

【００４７】一方、センサ２１に付着する負イオンの量
が多いと、その分大地から標準抵抗３０を介してセンサ
２１に向かって微少電流Ｉが流れる。従って、この微少
電流Ｉの流れる方向から正イオンと負イオンのいずれが
多いかを識別することができる。すなわち、電圧計３１
によって検出される電位差Ｖが調節部２７に供給され、
調節部２７がその値を一定の値と比較し、制御部２８が
その比較の結果から正イオンと負イオンのいずれがどれ
くらい多いかを判断してＤＣ高電圧電源１２ａ，１２ｂ
を制御するように構成されている。

【００４８】［１−２．作用効果］次に、上述した構成
を有する本実施の形態の作用効果について説明する。す
なわち、本実施の形態では、以下のようにして帯電体Ｓ
上の電荷が除電される。まず、第１及び第２のイオン発
生チャンバ８ａ，８ｂにおいて、供給管４ａ，４ｂから
供給されたＡＩＲもしくは非反応性ガスが、軟Ｘ線発生
部９ａ，９ｂによって軟Ｘ線が照射されることにより、
正負のイオンとなる。

【００４９】そして、第１のイオン発生チャンバ８ａに
おいては、フィルタ電極１１ａ及び背面電極１３ａに正
極の電圧が印加されているため、フィルタ電極１１ａ及
び背面電極１３ａに負イオンが吸収される。これによ
り、正イオンが負イオンから分離され、フィルタ電極１
１ａを通ってイオン搬送部２に供給される。一方、第２
のイオン発生チャンバ８ｂにおいては、フィルタ電極１
１ｂ及び背面電極１３ｂに負極の電圧が印加されている
ため、フィルタ電極１１ｂ及び背面電極１３ｂに正イオ
ンが吸収される。これにより、負イオンが正イオンから
分離され、フィルタ電極１１ｂを通ってイオン搬送部２
に供給される。

【００５０】このようにしてイオン搬送部２に供給され
る正負イオンは、それぞれチューブ１４ａ，１４ｂによ
ってイオンミキシング部３に搬送され、開口部１６から
供給される。このとき、開口部１６は帯電体Ｓ近傍に配
設されているため、開口部１６から排出された正負イオ
ンは帯電体Ｓの正負の電荷をそれぞれ中和する。このよ
うにして、帯電体Ｓに対する除電が行われる。

【００５１】このとき、開口部１６から供給される正負
イオンの一部がセンサ２１に付着し、その正負イオンの
過不足によって発生する微少電流Ｉが検出部２６に供給
される。そして、検出部２６によって、この微少電流Ｉ
に比例した電位差Ｖが検出され、調節部２７に供給され
て目標値と比較される。

【００５２】ここで、Ｐ点とＱ点との電位差Ｖが目標値
よりも大きい場合、この電位差Ｖと目標値との差が制御
部２８に供給され、制御部２８は、正イオンの量が多く
負イオンの量が少ないと判断する。そして、制御部２８
は、第１のイオン発生チャンバ８ａ側のＤＣ高電圧電源
１２ａを下降させ、第２のイオン発生チャンバ８ｂ側の
ＤＣ高電圧電源１２ｂを上昇させる。すなわち、フィル
タ電極１１ａ及び背面電極１３ａに対する印加電圧を下
降させることにより、フィルタ電極１１ａ及び背面電極
１３ａによる負イオンの吸収量を減少させ、単極分離さ
れる正イオンの量を減少させる。同時に、フィルタ電極
１１ｂ及び背面電極１３ｂに対する印加電圧を上昇させ
ることにより、フィルタ電極１１ｂ及び背面電極１３ｂ
による正イオンの吸収量を増加させ、単極分離される負
イオンの量を増加させる。

【００５３】一方、Ｑ点とＰ点との電位差Ｖが目標値よ
りも大きい場合、この電位差Ｖと目標値との差が制御部
２８に供給されると、制御部２８は、正イオンの量が少
なく負イオンの量が多いと判断し、ＤＣ高電圧電源１２
ａを上昇させると共に、ＤＣ高電圧電源１２ｂを下降さ
せる。すなわち、フィルタ電極１１ａ及び背面電極１３
ａによる負イオンの吸収量を増加させて、第１のイオン
発生チャンバ８ａから発生する正イオンの量を増加させ
ると共に、フィルタ電極１１ｂ及び背面電極１３ｂによ
る正イオンの吸収量を減少させて、第２のイオン発生チ
ャンバ８ｂから発生する負イオンの量を減少させる。

【００５４】このようにして、制御部２８によりＤＣ高
電圧電源１２ａ，１２ｂを制御することによって、発生
する正負イオンのバランスを保持する。

【００５５】以上のように、本実施の形態では、イオン
化源として軟Ｘ線を用いているため、ＡＩＲもしくは非
反応性ガスのいずれをイオン化してもオゾンが発生する
ことが無い。また、電極材の飛散やＡＩＲ中の不純物の
堆積及び再飛散のような発塵が無く、且つ、電磁ノイズ
の発生も起こらない。また、第１及び第２のイオン発生
チャンバ８ａ，８ｂのような極めて狭い場所でイオンを
発生させることができる。更に、軟Ｘ線は、硬Ｘ線に比
べて３mm程度の薄い塩化ビニル板で十分に遮蔽すること
が可能であるため、取り扱いが容易である。

【００５６】また、別個に配置された第１及び第２のイ
オン発生チャンバ８ａ，８ｂ内でイオンを発生させ、こ
のイオンを細いチューブ１４ａ，１４ｂで帯電体Ｓ近傍
まで搬送する構成であるため、例えばカセット内に収納
したガラス基板の隙間等、狭いスペースに対しても除電
を行うことができる。

【００５７】また、第１及び第２のイオン発生チャンバ
８ａ，８ｂ内で、取り出したいイオンと反対極のイオン
をフィルタ電極１１ａ，１１ｂ及び背面電極１３ａ，１
３ｂによって吸収するため、効率よく単極分離させるこ
とができる。このため、帯電体Ｓの除電性能を向上させ
ることができる。

【００５８】更に、イオンバランス制御部２０によっ
て、正負イオンのバランスを効率よく一定に保持するこ
とができる。特に、制御部２８によりＤＣ高電圧電源１
２ａ，１２ｂを制御するため、装置を複雑化することな
く、簡単な構成で効率よく制御することができる。

【００５９】［２．第２の実施の形態］ ［２−１．構成］図４は、本発明の第２の実施の形態に
よる空気イオン化装置の構成を示す模式図である。同図
において、上述した図１に示す第１の実施の形態と同様
の部材については、同一の符号を付し、その説明を省略
する。

【００６０】本実施の形態では、第１及び第２のイオン
発生チャンバ８ａ，８ｂ内において、フィルタ電極１１
ａ，１１ｂの外側、すなわち出口側にイオン制御用電極
４０ａ，４０ｂが配置されている。このイオン制御用電
極４０ａ，４０ｂは、フィルタ電極１１ａ，１１ｂと同
様にハニカム状となっている。また、イオン制御用電極
４０ａには負極のＤＣ高電圧電源４１ａが接続されてお
り、イオン制御用電極４０ｂには正極のＤＣ高電圧電源
４１ｂが接続されている。すなわち、イオン制御用電極
４０ａ，４０ｂは、単極分離したイオンと逆極性の電圧
が印加されることによって、発生するイオンを吸収する
ようになっている。

【００６１】更に、フィードバック制御回路２２の制御
部２８は、調節部２７による比較の結果に基づき、ＤＣ
高電圧電源４１ａ，４１ｂを制御するように構成されて
いる。すなわち、ＤＣ高電圧電源４１ａ，４１ｂを制御
して、イオン制御用電極４０ａ，４０ｂに対する印加電
圧を増減させ、正負イオンの吸収量を増減させて、イオ
ン発生チャンバ８ａ，８ｂから発生する正負イオンの量
を増減させるようになっている。

【００６２】［２−２．作用効果］以上のような構成を
有する本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と
同様に帯電体Ｓ上の電荷が除電される。すなわち、第１
のイオン発生チャンバ８ａで発生する正イオン及び第２
のイオン発生チャンバ８ｂで発生する負イオンが、イオ
ン搬送部２に供給され、それぞれチューブ１４ａ，１４
ｂによってイオンミキシング部３に搬送される。そし
て、それら正負イオンは、開口部１６から帯電体Ｓ上に
供給され、帯電体Ｓ上の正負の電荷がそれぞれ中和され
る。

【００６３】このとき、開口部１６から供給される正負
イオンの一部がセンサ２１に付着し、その正負イオンの
過不足によって発生する微少電流Ｉが検出部２６に供給
されてこの微少電流Ｉに比例した電位差Ｖが検出され
る。そして、上述した第１の実施の形態と同様に、調節
部２７によって上記電位差Ｖが一定の目標値と比較さ
れ、制御部２８によって正イオンと負イオンの過不足が
判断される。

【００６４】この結果、制御部２８は、正イオンの量が
多いと判断した場合、ＤＣ高電圧電源４１ａを制御して
イオン制御用電極４０ａに対する印加電圧を増加させる
と共に、ＤＣ高電圧電源４１ｂを制御してイオン制御用
電極４１ａに対する印加電圧を減少させる、すなわち、
第１のイオン発生チャンバ８ａでは、単極分離した正イ
オンの吸収量を増加させて、搬送される正イオンの量を
減少させ、第２のイオン発生チャンバ８ｂでは、単極分
離した負イオンの吸収量を減少させて、搬送される負イ
オンの量を増加させる。

【００６５】一方、制御部２８は、負イオンの量が多い
と判断した場合は、ＤＣ高電圧電源４１ａを制御してイ
オン制御用電極４０ａに対する印加電圧を減少させると
共に、ＤＣ高電圧電源４１ｂを制御してイオン制御用電
極４０ｂに対する印加電圧を増加させる。すなわち、第
１のイオン発生チャンバ８ａでは、単極分離した正イオ
ンの吸収量を減少させて、搬送される正イオンの量を増
加させ、第２のイオン発生チャンバ８ｂでは、単極分離
した負イオンの吸収量を増加させて、搬送される負イオ
ンの量を減少させる。

【００６６】このようにして、制御部２８によりＤＣ高
電圧電源４１ａ，４１ｂを制御することによって、発生
する正負イオンのバランスが保持される。以上のよう
に、本実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態
と同様の効果が得られると共に、イオン制御用電極４０
ａ，４０ｂにより、実際に発生した正負イオンの量を増
減させるため、精度よく正負イオンのバランスを保持す
ることができる。

【００６７】［３．他の実施の形態］なお、本発明は上
述した実施の形態に限定されるものではなく、以下に示
すような各種態様も可能である。すなわち、具体的な各
部材の形状、あるいは取付位置及び方法は適宜変更可能
である。例えば、フィルタ電極１１ａ，１１ｂの形状
は、ハニカム状に限らず一方のイオンを通過させ得る形
状であればよく、格子状の部材もしくはパンチング部材
のような他の多孔質の部材等でもよい。

【００６８】また、イオン化源としては、軟Ｘ線に限ら
ず、紫外線もしくはコロナ放電等であってもよい。な
お、紫外線やコロナ放電を用いる場合は、高純度Ｎ2 等
のような酸素を含まない非反応性ガスをイオン化する。
これにより、オゾンが発生しない。また、紫外線を用い
た場合は、電磁ノイズ及び発塵が無く、コロナ放電を用
いた場合は、帯電体Ｓがイオン発生部１から離れている
ため電磁ノイズが小さくなると共に、酸素を含まない高
純度の非反応性ガスを用いることによって発塵も少な
い。

【００６９】また、第１の実施の形態において、ＤＣ高
電圧電源１２ａ，１２ｂの両方を同時に制御するのでは
なく、一方のＤＣ高電圧電源１２ａもしくは１２ｂの出
力を一定にして、他方のＤＣ高電圧電源１２ｂもしくは
１２ａの出力のみ制御するようにしてもよい。この場
合、両方を同時に制御する場合に比べて制御点が１つし
かないが、制御が安定している。

【００７０】同様に、第２の実施の形態において、第１
及び第２のイオン発生チャンバ８ａ，８ｂの両方にイオ
ン制御用電極４０ａ，４０ｂを設けるのではなく、どち
らか一方のみに設けて、その一方から発生する正イオン
もしくは負イオンの発生量のみを増減させるようにして
もよい。

【００７１】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、イオ
ン化手段として軟Ｘ線を用いることにより、もしくは、
酸素を含まない高純度の非反応性ガスをイオン化するこ
とにより、オゾンや電磁ノイズ、及び発塵等の発生を無
くしたり、少なくしたりすることができる。また、イオ
ン化を別個に設けられたイオン発生チャンバ内で行い、
チューブ等で帯電体の近傍まで搬送するため、狭いスペ
ースに対する除電を行うことが可能となる。更に、イオ
ン発生チャンバ内でフィルタ電極及び背面電極を用いて
イオンの単極分離を行っているため、効率よくイオンを
分離させることができ、除電性能を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による空気イオン化
装置の構成を示す模式図である。

【図２】同実施の形態におけるセンサ２１の構成を示す
図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図である。

【図３】同実施の形態における検出部２６の構成を示す
回路図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態による空気イオン化
装置の構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１…イオン発生部 ２…イオン搬送部 ３…イオンミキシング部 ４，４ａ，４ｂ…供給管 ８ａ…第１のイオン発生チャンバ ８ｂ…第２のイオン発生チャンバ ９ａ，９ｂ…軟Ｘ線発生部 １１ａ，１１ｂ…フィルタ電極 １２ａ，１２ｂ，４１ａ，４１ｂ…ＤＣ高電圧電源 １３ａ，１３ｂ…背面電極 １４ａ，１４ｂ…チューブ １５ａ，１５ｂ…短管 １６…開口部 ２０…イオンバランス制御部 ２１…センサ ２２…フィードバック制御回路 ２６…検出部 ２７…調節部 ２８…制御部 ３０…標準抵抗 ３１…電圧計 ４０ａ，４０ｂ…イオン制御用電極

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスを供給するガス供給手段と、 前記ガスを軟Ｘ線によって正負イオンにイオン化するイ
   オン化手段、及び前記正負イオンから一方のイオンを単
   極分離する単極分離手段を備え、前記単極分離手段によ
   り正イオンを分離して発生する第１のイオン発生チャン
   バと、 前記ガスを軟Ｘ線によって正負イオンにイオン化するイ
   オン化手段、及び前記正負イオンから一方のイオンを単
   極分離する単極分離手段を備え、前記単極分離手段によ
   り負イオンを分離して発生する第２のイオン発生チャン
   バと、 前記第１及び第２のイオン発生チャンバからそれぞれ発
   生する正負イオンを搬送する搬送手段と、 前記搬送手段によって搬送される正負イオンを帯電体に
   供給するミキシング部とを具備することを特徴とする空
   気イオン化装置。
2. 【請求項２】 ガスを供給するガス供給手段と、 前記ガスを正負イオンにイオン化するイオン化手段、及
   び前記正負イオンから一方のイオンのみを単極分離する
   単極分離手段を備え、前記単極分離手段により正イオン
   を分離して発生する第１のイオン発生チャンバと、 前記ガスを正負イオンにイオン化するイオン化手段、及
   び前記正負イオンから一方のイオンのみを単極分離する
   単極分離手段を備え、前記単極分離手段により負イオン
   を分離して発生する第２のイオン発生チャンバと、 前記第１及び第２のイオン発生チャンバからそれぞれ発
   生する正負イオンを搬送する搬送手段と、 前記搬送手段によって搬送される正負イオンを帯電体に
   供給するミキシング部とを具備し、 前記単極分離手段は、前記イオン化手段によってイオン
   化されたイオンの通過する空間内に配置され、当該イオ
   ン発生チャンバが発生すべきイオンと同極性の電圧が印
   加されるフィルタ電極からなることを特徴とする空気イ
   オン化装置。
3. 【請求項３】 前記イオン化手段は、軟Ｘ線発生装置で
   あることを特徴とする請求項２記載の空気イオン化装
   置。
4. 【請求項４】 前記フィルタ電極は、多孔質の部材から
   なることを特徴とする請求項２又は３記載の空気イオン
   化装置。
5. 【請求項５】 前記単極分離手段は、前記フィルタ電極
   より前記イオン化手段側の内壁面に配置され、前記フィ
   ルタ電極と同極性の電圧が印加される背面電極を備えた
   ことを特徴とする請求項２、３、又は４記載の空気イオ
   ン化装置。
6. 【請求項６】 前記帯電体に供給される正負イオンの割
   合を検出し、その正負イオンの割合に応じて、前記第１
   及び第２のイオン発生チャンバの少なくともいずれか一
   方の前記単極分離手段に対する印加電圧を増減させるイ
   オンバランス制御手段を具備することを特徴とする請求
   項２乃至５のいずれか１項記載の空気イオン化装置。
7. 【請求項７】 前記第１及び第２のイオン発生チャンバ
   の少なくともいずれか一方につき、前記フィルタ電極を
   通過したイオンの通る空間内に配置され、当該イオン発
   生チャンバが発生すべきイオンと反対極性の電圧が印加
   されるイオン制御用電極と、 前記帯電体に供給される正負イオンの割合を検出し、そ
   の正負イオンの割合に応じて、前記イオン制御用電極に
   対する印加電圧を増減させるイオンバランス制御手段と
   を具備することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか
   １項記載の空気イオン化装置。
8. 【請求項８】 前記イオンバランス制御手段は、 前記正負イオンが付着するように前記帯電体近傍に配置
   された金属板からなるセンサと、 前記正負イオンの過不足によって前記センサに発生する
   微少電流を検出する検出部と、 前記検出部によって検出される前記微少電流の量を目標
   値と比較する調節部と、 前記調節部による比較の結果により、前記正負イオンの
   過不足に応じて前記印加電圧を増減させる制御部とを備
   えたことを特徴とする請求項６又は７記載の空気イオン
   化装置。
9. 【請求項９】 前記ガスは、酸素を含まない高純度の非
   反応性ガスであることを特徴とする請求項１乃至８のい
   ずれか１項記載の空気イオン化装置。
10. 【請求項１０】 第１及び第２のイオン発生チャンバを
    配置し、それぞれにガスを供給してイオン化手段により
    内部でそのガスをイオン化し、 前記第１及び第２のイオン発生チャンバのそれぞれの内
    部で、イオン化されたイオンの通る空間にフィルタ電極
    を配置して、前記第１のイオン発生チャンバの前記フィ
    ルタ電極には正の電圧、前記第２のイオン発生チャンバ
    の前記フィルタ電極には負の電圧を印加し、 前記第１のイオン発生チャンバにおいて正イオンを単極
    分離させ、前記第２のイオン発生チャンバにおいて負イ
    オンを単極分離させ、 前記第１及び第２のイオン発生チャンバから発生する正
    負イオンを帯電体近傍まで搬送して、該帯電体に正負イ
    オンを供給することを特徴とする空気イオン化方法。