JP2003068497A - 直流除電器の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度の高いイオンバランスが図れることに加
えて、除電性能の低下を抑制できるようにする。 【解決手段】 正負それぞれの放電電極１０・１１に正
負それぞれの高電圧発生回路１６・１７から直流高電圧
を印加して正負それぞれのイオンを発生させる直流除電
器において、正の放電電極側については、放電電流検出
用抵抗２３にて放電電流を検出して正の高電圧発生回路
１６を放電電流が一定となるようにフィードバック制御
し、負の放電電極側については、イオン検出子１２でイ
オン電流を検出して、負の高電圧発生回路１７を正負の
イオン電流がバランスするようにフィードバック制御す
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、正負それぞれの放
電電極に正負それぞれの高電圧発生回路から直流高電圧
を印加し、正負それぞれのイオンを発生させて帯電物体
を除電する直流除電器において、除電性能の維持やイオ
ンバランス等のために、放電電極への印加電圧を制御す
る制御方法及び制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における電気・電子機器の発展、特
にデジタル化に伴い、それに用いるデバイスも静電気に
弱いものが多くなり、静電気障害対策に用いる静電気除
去装置の仕様も高度な要求が増えてきている。

【０００３】その中で特にイオンバランスの精度（オフ
セット電圧）についての要求が最も多く、それに対して
は例えば特開平１１−１３５２９３号公報、特開平３−
２６６３９８号公報、特開平２−２６７８８０号公報に
開示された方法が知られている。これらの方法は、直流
式静電気除去装置（直流除電器）にてイオンバランスを
自動制御している。

【０００４】その制御方法として、特開平１１−１３５
２９３号公報では、正負の放電電極に印加する高電圧を
それぞれオン・オフしてイオンバランスを図り、特開平
３−２６６３９８号公報や特開平２−２６７８８０号公
報では、イオン検出電極を設けてイオン量を検出し、正
負の放電電極の片側への高電圧は一定にして、もう片側
への高電圧を加減することによって、イオンバランスを
図っており、イオンバランスの面では市場の要求を満た
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、静電気除去装
置を長期間使用した場合、特開平２−２６７８８０号公
報でも述べているように、正負のイオンを生成する正負
の放電電極に塵や汚れ等が付着し、生成される正負のイ
オンがアンバランスになるばかりでなく、生成されるイ
オン量も減少して除電性能が低下する。

【０００６】このような現象は、従来から指摘されてい
るにもかかわらず、現在の技術はイオンバランスに重点
がおかれ、除電性能の低下については、正負の放電電極
の定期的な清掃実施を指導しているのが現状である。

【０００７】そこで、本発明は、精度の高いイオンバラ
ンスが図れることに加えて、除電性能の低下を抑制でき
るようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の制御方法は、正
負それぞれの放電電極に正負それぞれの高電圧発生回路
から直流高電圧を印加して正負それぞれのイオンを発生
させる直流除電器において、正負いずれか一方の極の放
電電極側については、放電電流を検出して一方の極の高
電圧発生回路を放電電流が一定となるようにフィードバ
ック制御し、他方の極の放電電極側については、イオン
検出子でイオン電流を検出して、他方の極の高電圧発生
回路を正負のイオン電流がバランスするようにフィード
バック制御する。

【０００９】更に、次のような具体的方法を採ることが
できる。他方の極の高電圧発生回路を、イオン検出子に
よる正負のイオン電流の差分が零になるように初期可変
手段で制御して初期設定する。

【００１０】他方の極の高電圧発生回路をイオン検出子
によるイオン電流とは別に外部可変手段で制御して、イ
オンバランスのオフセット値を調整する。

【００１１】イオン検出子を正負の放電電極の中間に設
置して、イオン検出子より正負のイオン電流の差分を取
り出し、その差分に従って他方の極の高電圧発生回路を
制御する。

【００１２】イオン検出子を正負の放電電極のそれぞれ
に対して設置して、正のイオン電流と負のイオン電流を
別々に取り出し、その差分を演算して他方の極の高電圧
発生回路を制御する。

【００１３】本発明の制御装置は、正負それぞれの放電
電極に正負それぞれの高電圧発生回路から直流高電圧を
印加して正負それぞれのイオンを発生させる直流除電器
において、正負いずれか一方の極の放電電極側について
は、放電電流を検出して一方の極の高電圧発生回路を放
電電流が一定となるようにフィードバック制御する放電
電流／電圧制御手段を設け、他方の極の放電電極側につ
いては、イオン検出子でイオン電流を検出して、他方の
極の高電圧発生回路を正負のイオン電流がバランスする
ようにフィードバック制御するイオン電流／電圧制御手
段を設けたことを特徴とする。

【００１４】更に、次のような具体的構成を採ることが
できる。放電電流／電圧制御手段は、一方の極の高電圧
発生回路とアースとの間に設けられた放電電流検出用抵
抗にて放電電流を検出する。

【００１５】イオン電流／電圧制御手段は、他方の極の
高電圧発生回路を、イオン検出子による正負のイオン電
流の差分が零になるように制御して初期設定する初期可
変手段を備えている。

【００１６】イオン電流／電圧制御手段は、他方の極の
高電圧発生回路をイオン検出子によるイオン電流とは別
に制御してイオンバランスのオフセット値を調整する外
部可変手段を備えている。

【００１７】イオン電流／電圧制御手段は、イオン検出
子を正負の放電電極の中間に設置して、イオン検出子よ
り正負のイオン電流の差分を取り出し、その差分に従っ
て他方の極の高電圧発生回路を制御する。

【００１８】イオン電流／電圧制御手段は、イオン検出
子を正負の放電電極のそれぞれに対して設置して、正の
イオン電流と負のイオン電流を別々に取り出し、その差
分を演算して他方の極の高電圧発生回路を制御する。

【００１９】イオン検出子がコ字形で正負の放電電極の
中間に設置され、その中間の中央にエアーを噴射するノ
ズルが設けられている。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２１】先ず、直流除電器の一例の機械的構成につ
いて図１〜図５を参照して説明する。図１及び図２に示
すように、除電ヘッド１に対し、その後面において正負
の高電圧給電線２・３、センサ線４及びエアーホース５
が接続されているとともに、外周面においてアース線６
が接続され、これらは、その末端接続部近くまで軟質樹
脂の保護管７により束ねて保護されている。

【００２２】除電ヘッド１は、図２〜図４に示すよう
に、電気絶縁材である円形の電極支持ブロック８の前面
に円形の凹部８ａを形成し、この凹部８ａの中央に、エ
アーノズルとなるエアー噴射口９を設けるとともに、凹
部８ａ内において正負の針状放電電極１０・１１とイオ
ン検出子（イオン電流を検出するアンテナ）１２を植設
し、また電極支持ブロック８の外周にアースカバー１３
を被せたものである。

【００２３】エアー噴射口９は、電極支持ブロック８内
でエアーホース５と接続されている。正負の放電電極１
０・１１は、電極支持ブロック８に埋設された細い袋状
の正負の電極端子１０ａ・１１ａにそれぞれ抜き差し可
能に挿着され、エアー噴射口９を中心として同一線上で
所定の間隔で対向している。正負の電極端子１０ａ・１
１ａは、電極支持ブロック８内でそれぞれ正負の高電圧
給電線２・３と接続されている。

【００２４】イオン検出子１２は、ステンレス等の金属
棒をコ字形に折曲したもので、図５に示すように２本の
脚部１２ａ・１２ｂの長さが異なり、長い方の脚部１２
ａを電極支持ブロック８に設けられた支持孔１４に挿入
するとともに、短い方の脚部１２ｂを電極支持ブロック
８に埋設された細い袋状のセンサ端子１５に挿入するこ
とにより、電極支持ブロック８に抜き差し自在に植設さ
れている。このように植設されたイオン検出子１２は、
正負の放電電極１０・１１の中間においてこれらが対向
する線上とは直交する線上において交差する向きとなっ
ている。

【００２５】アースカバー１３は、ステンレス等の金属
で電極支持ブロック８よりも長い円筒形に作られ、その
内周面の先端部に段部１３ａを形成している。そして、
このの段部１３ａに電極支持ブロック８の先端が係合す
るところまで、電極支持ブロック８をアースカバー１３
内に嵌合してビス止めすることにより、アースカバー１
３は、電極支持ブロック８の外周面の全域を覆っている
とともに、アースカバー１３の先端部は電極支持ブロッ
ク８の先端よりも突出している。図２に示すように、ア
ース線６の先端は、アースカバー１３の外周面にビス止
めされ、そのビスは、アースカバー１３も電極支持ブロ
ック８に固定している。

【００２６】図３に示すように、正負の放電電極１０・
１１は、電極支持ブロック８の凹部８ａから突出するこ
となく凹部８ａ内に収まっているが、イオン検出子１２
は、一部が凹部８ａから突出しているものの、アースカ
バー１３内には収まっている。

【００２７】このような構造において、正負の放電電極
１０・１１に正負の高電圧給電線２・３を通じて正負の
直流高電圧をそれぞれ印加すると同時に、エアーホース
５を通じてエアー噴射口９からエアーを噴射すると、正
負の放電電極１０・１１からの放電により生じた正負の
イオンが、エアー噴射口９から噴射されるエアーによっ
て遠方まで吹き飛ばされる。また、発生したイオンによ
る正負のイオン電流が、正負の放電電極１０・１１の間
の中間に設置したイオン検出子１２により正負の差分と
して検出される。

【００２８】次に、正負の放電電極１０・１１に正負そ
れぞれの直流高電圧を印加する正負の高電圧発生回路、
及びこれを制御する本発明の制御装置（制御回路）につ
いて図６のブロック図を参照して説明する。

【００２９】正負の高電圧発生回路１６・１７は、いず
れも発振回路１８、昇圧トランス１９、コンデンサとダ
イオードを多段に積み重ねた倍電圧整流回路２０で構成
され、その段数は正負同じになっている。これら正負の
高電圧発生回路１６・１７は、それぞれ結合用抵抗２１
・２２を介して正負の放電電極１０・１１に接続され
る。

【００３０】正の高電圧発生回路１６は、昇圧トランス
１９の二次側と倍電圧整流回路２０との間でアースに接
続する放電電流検出用抵抗２３にて放電電流を検出さ
れ、その検出された放電電流は、高周波分除去用コンデ
ンサ２４を介して定電流制御回路２５にフィードバック
される。この定電流制御回路２５は、放電電流が一定に
なるように正側の一次電圧制御回路２６を制御し、その
一次電圧が制御されることにより正の高電圧発生回路１
６から出力される正の直流高電圧が変化する。

【００３１】一方、負の高電圧発生回路１７側では、イ
オン検出子１２で検出された正負のイオン電流の差分
が、電流／電圧変換増幅回路２７にて電圧に変換して取
り出され、負側の一次電圧演算制御回路２８に入力され
ることにより、負の高電圧発生回路１７から出力される
負の直流高電圧が自動的にフィードバック制御される。
また、この一次電圧演算制御回路２８は、初期イオンバ
ランス調整用可変抵抗２９にて調整することにより、負
の高電圧発生回路１７から出力される負の直流高電圧を
手動にて変化させることができる。すなわち、高電圧発
生回路１７から負の放電電極１１に印加される負の直流
高電圧を可変抵抗２９にて調整することにより、正負の
放電電極１０・１１の放電による正負のイオンがバラン
スするように初期設定される。

【００３２】また、負の高電圧発生回路１７側では、電
流／電圧変換増幅回路２７とは別にイオンバランス制御
電圧発生回路３０からの電圧が入力される。このイオン
バランス制御電圧発生回路３０は、イオンバランスのオ
フセット値を正側又は負側に調整（シフト）するため、
外部イオンバランス調整用可変抵抗３１にて出力電圧を
手動で可変できるようになっている。初期イオンバラン
ス調整用可変抵抗２９によるイオンバランスの初期設定
時には、外部イオンバランス調整用可変抵抗３１は零点
（中心点）に設定しておく。

【００３３】次に、図６に示した回路構成の動作につい
て説明する。正負の放電電極１０・１１に正負の高電圧
発生回路１６・１７から正負の直流高電圧が印加されて
これらが放電すると、正の高電圧発生回路１６側では、
放電電流検出用抵抗２３にて検出された放電電流が定電
流制御回路２５にフィードバックされ、放電電流が一定
になるように正の高電圧発生回路１６が自動的にフィー
ドバック制御される。すなわち、図７に正の高電圧発生
回路１６の特性を示すように、初期にはＡで示すような
特性であったのが、放電電極１０・１１が汚れるとＢに
示すような特性に変化するが、その変化分を補償するよ
うに、正の高電圧発生回路１６から出力される正の直流
高電圧が上昇される。

【００３４】一方、負の高電圧発生回路１７側では、一
次電圧演算制御回路２８が、負の高電圧発生回路１７の
ための一次電圧を、イオン検出子１２で検出された正負
のイオン電流の差分に従い制御することにより、正負の
イオンがバランスするように負の高電圧発生回路１７か
ら出力される負の直流高電圧が自動的に可変される。す
なわち、図８に負の高電圧発生回路１７の特性を示すよ
うに、初期にはＣで示すような特性であったのが、放電
電極１０・１１が汚れるとＤに示すような特性が変化し
てイオンバランスが崩れるが、その変化分を補償するよ
うに、負の高電圧発生回路１７から出力される負の直流
高電圧が上昇される。

【００３５】外部イオンバランス調整用可変抵抗３１に
てイオンバランス制御電圧発生回路３０の出力電圧を正
側又は負側にシフトすると、一次電圧演算制御回路２９
がそれを加算又は減算して高電圧発生回路１７への一次
電圧をシフトする。このため、図８に示すようにイオン
バランスレベルが正側又は負側にシフト、つまりイオン
バランスのオフセット値が正側又は負側にシフトするの
で、そのオフセット値を現場の状況に合わせて可変抵抗
３１により任意に手動調整できる。

【００３６】上記の実施例では、イオン検出子１２を正
負の放電電極１０・１１の中間に１個だけ設置して、イ
オン検出子１２自体から正負のイオン電流の差分を検出
するようにしたが、イオン検出子を正負の放電電極１０
・１１のそれぞれに対して設置して、正のイオン電流と
負のイオン電流を別々に検出し、その検出した正負のイ
オン電流の差分を例えば差動増幅回路にて取り出すよう
にしてもよい。

【００３７】また、正の高電圧発生回路１６側について
は、放電電流を検出して定電流になるようにフィードバ
ック制御し、負側の高電圧発生回路１７側については、
イオン電流を検出してイオンバランスするようにフィー
ドバック制御したが、正負を逆にしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、正負いずれか一方の極
の放電電極側については、放電電流を検出して一方の極
の高電圧発生回路を放電電流が一定となるようにフィー
ドバック制御し、他方の極の放電電極側については、イ
オン検出子でイオン電流を検出して、他方の極の高電圧
発生回路を正負のイオン電流がバランスするようにフィ
ードバック制御するので、精度の高いイオンバランスが
図れることに加えて、除電性能の低下を抑制できる。交
流の除電器では除電能力を一定にすることは至難で、ま
た従来の直流除電器において、パルス幅を変化させて制
御する方法もあるが、これでも除電能力を一定に保つこ
とは難しかった。しかし、本発明によればそれを簡単に
実現できる。

【００３９】イオンバランスのオフセット値を外部から
調整できるようにすれば、イオンバランス調整を現場の
状況に応じて任意に行える。例えば、近くに接地体があ
ると、負のイオンは接地体に流れやすいため、除電面が
正の方向に帯電する傾向となるが、このようなときに、
除電面の正負の極性バランスを図るのに有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する直流除電器の一例の斜視図で
ある。

【図２】同上の一部の拡大斜視図である。

【図３】同部分の一部破断側面図である。

【図４】正面図である。

【図５】分解断面図である。

【図６】本発明による制御装置の一例のブロック図であ
る。

【図７】正の高電圧発生回路の特性図である。

【図８】負の高電圧発生回路の特性図である。

【符号の説明】

１ 除電ヘッド ２・３ 正負の高電圧給電線 ４ センサ線 ５ エアーホース ６ アース線 ７ 保護管 ８ 電極支持ブロック ８ａ 凹部 ９ エアー噴射口 １０・１１ 正負の放電電極 １０ａ・１１ａ 電極端子 １２ イオン検出子 １２ａ・１２ｂ 脚部 １３ アースカバー １３ａ 段部 １４ 支持孔 １６・１７ 正負の高電圧発生回路 １８ 発振回路 １９ 昇圧トランス ２０ 倍電圧整流回路 ２１・２２ 結合用抵抗 ２３ 放電電流検出用抵抗 ２４ 高周波分除去用コンデンサ ２５ 定電流制御回路 ２６ 一次電圧制御回路 ２７ 電流／電圧変換増幅回路 ２８ 一次電圧演算制御回路 ２９ 初期イオンバランス調整用可変抵抗 ３０ イオンバランス制御電圧発生回路 ３１ 外部イオンバランス調整用可変抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 和朗 神奈川県津久井郡津久井町太井821−25 Ｆターム(参考） 5G067 AA41 DA01 DA18 DA21

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正負それぞれの放電電極に正負それぞれの
   高電圧発生回路から直流高電圧を印加して正負それぞれ
   のイオンを発生させる直流除電器において、正負いずれ
   か一方の極の放電電極側については、放電電流を検出し
   て一方の極の高電圧発生回路を放電電流が一定となるよ
   うにフィードバック制御し、他方の極の放電電極側につ
   いては、イオン検出子でイオン電流を検出して、他方の
   極の高電圧発生回路を正負のイオン電流がバランスする
   ようにフィードバック制御することを特徴とする直流除
   電器の制御方法。
2. 【請求項２】他方の極の高電圧発生回路を、イオン検出
   子による正負のイオン電流の差分が零になるように初期
   可変手段で制御して初期設定することを特徴とする請求
   項１記載の直流除電器の制御方法。
3. 【請求項３】他方の極の高電圧発生回路をイオン検出子
   によるイオン電流とは別に外部可変手段で制御して、イ
   オンバランスのオフセット値を調整することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の直流除電器の制御方法。
4. 【請求項４】イオン検出子を正負の放電電極の中間に設
   置して、イオン検出子より正負のイオン電流の差分を取
   り出し、その差分に従って他方の極の高電圧発生回路を
   制御することを特徴とする請求項１、２又は３記載の直
   流除電器の制御方法。
5. 【請求項５】イオン検出子を正負の放電電極のそれぞれ
   に対して設置して、正のイオン電流と負のイオン電流を
   別々に取り出し、その差分を演算して他方の極の高電圧
   発生回路を制御することを特徴とする請求項１、２又は
   ３記載の直流除電器の制御方法。
6. 【請求項６】正負それぞれの放電電極に正負それぞれの
   高電圧発生回路から直流高電圧を印加して正負それぞれ
   のイオンを発生させる直流除電器において、正負いずれ
   か一方の極の放電電極側については、放電電流を検出し
   て一方の極の高電圧発生回路を放電電流が一定となるよ
   うにフィードバック制御する放電電流／電圧制御手段を
   設け、他方の極の放電電極側については、イオン検出子
   でイオン電流を検出して、他方の極の高電圧発生回路を
   正負のイオン電流がバランスするようにフィードバック
   制御するイオン電流／電圧制御手段を設けたことを特徴
   とする直流除電器の制御装置。
7. 【請求項７】放電電流／電圧制御手段は、一方の極の高
   電圧発生回路とアースとの間に設けられた放電電流検出
   用抵抗にて放電電流を検出することを特徴とする請求項
   ６記載の直流除電器の制御装置。
8. 【請求項８】イオン電流／電圧制御手段は、他方の極の
   高電圧発生回路を、イオン検出子による正負のイオン電
   流の差分が零になるように制御して初期設定する初期可
   変手段を備えていることを特徴とする請求項６又は７記
   載の直流除電器の制御装置。
9. 【請求項９】イオン電流／電圧制御手段は、他方の極の
   高電圧発生回路をイオン検出子によるイオン電流とは別
   に制御してイオンバランスのオフセット値を調整する外
   部可変手段を備えていることを特徴とする請求項６、７
   又は８記載の直流除電器の制御装置。
10. 【請求項１０】イオン電流／電圧制御手段は、イオン検
    出子を正負の放電電極の中間に設置して、イオン検出子
    より正負のイオン電流の差分を取り出し、その差分に従
    って他方の極の高電圧発生回路を制御することを特徴と
    する請求項６、７、８又は９記載の直流除電器の制御装
    置。
11. 【請求項１１】イオン電流／電圧制御手段は、イオン検
    出子を正負の放電電極のそれぞれに対して設置して、正
    のイオン電流と負のイオン電流を別々に取り出し、その
    差分を演算して他方の極の高電圧発生回路を制御するこ
    とを特徴とする請求項６、７、８又は９記載の直流除電
    器の制御装置。
12. 【請求項１２】イオン検出子がコ字形で正負の放電電極
    の中間に設置され、その中間の中央にエアーを噴射する
    ノズルが設けられていることを特徴とする請求項１０記
    載の直流除電器の制御装置。