JP2005302342A

JP2005302342A - 静電気除去装置

Info

Publication number: JP2005302342A
Application number: JP2004112708A
Authority: JP
Inventors: Osamu Gomi; 修五味; Hitoshi Nakao; 斉中尾; Takahiro Tanaka; 貴広田中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】除電性能を低下させることなく微弱Ｘ線を遮蔽し、装置の小型軽量化も図る。
【解決手段】開示される静電気除去装置は、所定方向に流れるガスに微弱Ｘ線を照射して正負イオンを発生させる微弱Ｘ線管２と、鉛を含有する樹脂からなり、短辺に平行な断面がノコギリ波状を有する短冊状の複数の遮蔽部材を短辺が所定方向に沿うように敷き詰めて形成され、正負イオンの流れを通過させるとともに、微弱Ｘ線を遮蔽する遮蔽ユニット３とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子デバイスや液晶ディスプレイ等の製造工程において発生する静電気を微弱Ｘ線（軟Ｘ線）を用いて除去する静電気除去装置に関する。

従来の静電気除去装置は、空気等のガスに微弱Ｘ線を照射して正負イオンを発生させ、竪穴を有するアルミハニカムと互いの細孔が重ならないように設けた２枚のパンチング板とからなる遮蔽部により微弱Ｘ線を遮蔽して、上記正負イオンを帯電体に供給している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２５７０９６号公報（［００１６］〜［００２５］，［００３８］〜［００４０］、図６，図７）

上記した従来の静電気除去装置では、微弱Ｘ線の遮蔽にアルミハニカム及び２枚のパンチング板を用いているが、これらはいずれも金属から構成されているため、微弱Ｘ線の遮蔽をしない場合に比べて正負イオンの供給効率が低下し、除電性能が低下するという課題があった（特許文献１の［００４５］及び表１参照。）。また、上記したように、従来の静電気除去装置では、金属からなる遮蔽部を用いているため、装置の小型軽量化が困難であるという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、除電性能を低下させることなく微弱Ｘ線を遮蔽するとともに、装置の小型軽量化も可能な静電気除去装置を得るものである。

本発明に係る静電気除去装置は、所定方向に流れるガスに微弱Ｘ線を照射して正負イオンを発生させる微弱Ｘ線管と、鉛を含有する樹脂からなり、短辺に平行な断面がノコギリ波状を有する短冊状の複数の遮蔽部材を短辺が所定方向に沿うように敷き詰めて形成され、正負イオンの流れを通過させるとともに、微弱Ｘ線を遮蔽する遮蔽ユニットとを備えているものである。本発明によれば、除電性能を低下させることなく微弱Ｘ線を遮蔽することができるとともに、装置の小型軽量化も達成することができる。

また、上記の装置において、遮蔽部材は、長辺に平行な方向に所定間隔で交互に山折れ及び谷折れに加工が施されているものである。これにより、正負イオンをスムーズに流すことができる。
また、上記の装置において、遮蔽部材は、その裏面の形状がその表面の形状を１８０°反転させた形状であるものである。これにより、正負イオンをスムーズに流すことができる。
また、上記の装置において、遮蔽ユニットは、複数の遮蔽部材を各表面同士又は各裏面同士が対向するように互い違いに敷き詰めて形成されているものである。これにより、微弱Ｘ線の接触空間における微弱Ｘ線に対する屈折率を高めることでき、微弱Ｘ線を十分に遮蔽することができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１である静電気除去装置の構成を示す概念図、図２は静電気除去装置の外観構成を示す斜視図である。この例の静電気除去装置は、ファン・フィルタ・ユニット１と、微弱Ｘ線管２と、遮蔽ユニット３とから概略構成されている。この例の静電気除去装置は、図２に示すように、微弱Ｘ線管２及び遮蔽ユニット３がチャンバー２１内に収容されるとともに、ファン・フィルタ・ユニット１がチャンバー２１を構成する上カバー２３の上面に取り付けられている。

チャンバー２１は、４本の支柱２２と、上カバー２３と、中間支持板２４と、下支持板２５と、図示せぬ３つの側面カバーと、図示せぬカーテンとから構成されている。４本の支柱２２は、例えば、アルミニウム等からなり、略四角柱状を有している。上カバー２３及び下支持板２５は、例えば、透明なポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：polyvinyl chloride）等の合成樹脂からなり、厚さが約５［ｍｍ］の板状を有している。一方、中間支持板２４は、パンチング板から構成されている。矩形状の上カバー２３の四角に４本の支柱２２が取り付けられているとともに、四角を切り欠いた中間支持板２４が４本の支柱２２の中段やや上部に、四角を切り欠いた下支持板２５が４本の支柱２２のほぼ中段に取り付けられている。上カバー２３は、図示しないが、その略中央に矩形状の孔が形成されており、ファン・フィルタ・ユニット１を支持するとともに、ファン・フィルタ・ユニット１の下面から放出される層流を上記孔を介して下方に供給する構造となっている。

中間支持板２４は、図示しないが、遮蔽ユニット３を支持するとともに、遮蔽ユニット３の下面から放出されるイオン化気流を上記孔を介して下方に供給する構造となっている。下支持板２５には、ガラスやフッ素樹脂等の高分子材料からなる除電対象物４が載置される。また、チャンバー２１の４つの側面のうち、３面には、図示しないが、透明なポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなり、厚さが約５［ｍｍ］の板状の側面カバーが４本の支柱２２の上端から下支持板２５が取り付けられている中段までにわたり取り付けられている。一方、チャンバー２１の残りの１面には、その上端に上カバー２３に固定されたカーテン（図示略）が取り付けられており、除電対象物４の取り出しが可能に構成されている。このカーテンも透明なポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなる。上カバー２３、下支持板２５、３枚の側面カバー及びカーテンがいずれも透明なポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなるのは、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂に含有される鉛（Ｐｂ）が微弱Ｘ線を吸着して微弱Ｘ線の漏洩を防止するとともに、チャンバー２１内における微弱Ｘ線管２及び遮蔽ユニット３の状況を目視で確認できるようにするためである。

ファン・フィルタ・ユニット１は、ファン１１、エアフィルタ１２、いずれも図示せぬモータ及び風速コントローラ等を有し、図２に示すように、これらが略倒立角枡状のハウジング１３の内部に収容されている。ハウジング１３の上部略中央部には、円形の吸込口１３ａが形成されており、防塵用のネット１４が取り付けられている。ファン１１は、２〜４枚のプロペラ羽根を有する回転翼をモータにより水平方向に回転駆動することにより、吸込口１３ａから吸い込まれたガスをエアフィルタ１２に供給する。ここで、ガスとしては、空気や高純度窒素ガス（Ｎ₂）等の非反応性ガスがある。また、高純度窒素ガスとは、負イオンを形成する程度の酸素（Ｏ₂）や水蒸気を含み、かつ、その酸素濃度はオゾンを発生しない程度（５％程度以下）である窒素ガスをいう。

エアフィルタ１２は、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタやＵＬＰＡ（Ultra Low Penetoration Air）フィルタ等からなり、ファン１１により供給されたガス中に含まれる微粒子を高性能で捕集して、層流を下方に放出する。ＨＥＰＡフィルタは、粒径０．３μｍのジオクタルフタレート（ＤＯＰ）粒子等の微粒子を９９．９７％以上の捕集率で捕集する。一方、ＵＬＰＡフィルタは、粒径０．１５μｍの上記微粒子を９９．９９９％以上の捕集率で捕集する。

微弱Ｘ線管２は、可視光の紫の領域（波長：１．３×１０^-4〜４．１×１０^-4［μｍ］）において、出力エネルギーが３〜９．５［ｋｅＶ］の微弱Ｘ線を図１に示す微弱Ｘ線照射領域に照射する。これにより、ファン・フィルタ・ユニット１の下面から放出された層流に微弱Ｘ線が照射され、層流がイオン化されて正負イオンが生成される。

遮蔽ユニット３は、図３に示すように、図４に示す遮蔽部材３１を図５に示すマガジン３２に上下２段にわたって各表面同士又は各裏面同士が対向するように多数互い違いに敷き詰めて構成されている。なお、図３〜図５では縮小率が異なっている。遮蔽部材３１は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなり、短冊状であり、例えば、厚さが約０．２［ｍｍ］、短辺が約５０［ｍｍ］、長辺が約４８０［ｍｍ］である。ここで、遮蔽部材３１がポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなるのは、上記したように、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂に含有される鉛（Ｐｂ）が微弱Ｘ線を吸着して微弱Ｘ線の漏洩を防止するとともに、価格面、加工面、調達面において他の材質よりも優れているからである。遮蔽部材３１の短辺に平行な断面（図４のＡ−Ａ'参照）は、図６に示すように、山（突起）の高さが約１．５［ｍｍ］、山のピッチが約３［ｍｍ］のノコギリ波状を有している。この突起の高さ及びピッチは、遮蔽すべき微弱Ｘ線の波長と関係している。さらに、遮蔽部材３１は、長辺に平行な方向に、所定間隔で交互に山折れ及び谷折れに加工が施されている。遮蔽部材３１の裏面は、その表面の形状を１８０°反転させた形状を有している。

マガジン３２は、枠体３３と、金網３４とから構成されている。枠体３３は、厚さ約５［ｍｍ］のポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなり、断面が略ロ字状であり、例えば、内寸が約５００［ｍｍ］（Ｄ）×約５００［ｍｍ］（Ｗ）×約１００［ｍｍ］（Ｈ）である。枠体３３の底部には、気流整流用の金網３４が取り付けられている。なお、この例の静電気除去装置は、以上説明した構成要素の他、電源部、操作部、装置全体を制御する制御部等を備えている。

次に、遮蔽部材３１のマガジン３２への敷き詰め方法について説明する。まず、図７に示すように、２枚の遮蔽部材３１を互いの山と山、谷と谷とが対向するように組み合わせ（互い違い）、これを１セットして、マガジン３２の金網３４上に、遮蔽部材３１の各長辺が、図３に示すｘ方向にほぼ平行となるように順次敷き詰めていき、一段目とする。このように遮蔽部材３１を互い違いに敷き詰めるのは、微弱Ｘ線の接触空間における微弱Ｘ線に対する屈折率を高めることでき、微弱Ｘ線を十分に遮蔽することができるからである。

各遮蔽部材３１は、金網３４上に固定しても良いが、固定しない場合には、マガジン３２の内側の一端３２ａ近傍及び他端３２ｂ近傍に図示せぬセット棒を設け、各遮蔽部材３１の両端をそれぞれセット棒に形成された溝に挿入するように構成しても良い。ここで、セット棒は、厚さ約５［ｍｍ］のポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなり、高さ約２５［ｍｍ］、幅約４９６［ｍｍ］であって、幅約２［ｍｍ］、深さ約２１［ｍｍ］の溝が約１５［ｍｍ］間隔で形成されている。また、一段目の遮蔽部材３１の枚数は、３６〜３８枚である。

次に、上記１セットの遮蔽部材３１を、１段目の遮蔽部材３１の上に、遮蔽部材３１の各長辺が、図３に示すｘ方向にほぼ平行となるように順次敷き詰めていき、二段目とする。なお、遮蔽部材３１をマガジン３２内の全体に敷き詰めない場合には、例えば、図８に示すように、厚さ約５［ｍｍ］の透明なポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなる目張り板３５を取り付ける。この目張り板３５は、微弱Ｘ線の漏洩を防止するためである。この遮蔽部材３１の敷き詰め幅は、例えば、約２５０〜約２８０［ｍｍ］とする。このように敷き詰め幅を可変とするのは、微弱Ｘ線の遮蔽による作業者の安全性確保、除電対象物４の除電時間確保、装置の維持管理を容易に行えるようにするためである。このように遮蔽部材３１を上下２段に約２５０〜約２８０［ｍｍ］の範囲で敷き詰めた場合、突起の総数は、１９４００〜２０５２０個である。

次に、上記構成の静電気除去装置の動作について説明する。まず、作業者が図示せぬカーテンを開けて下支持板２５上に除電対象物４を載置した後、図示せぬ操作部のファン・フィルタ・ユニット１の作動を指示する操作ボタン及び微弱Ｘ線管２の作動を指示する操作ボタンをそれぞれ操作すると、ファン・フィルタ・ユニット１のファン１１において、回転翼がモータにより水平方向に回転駆動され、吸込口１３ａより吸い込まれたガスがエアフィルタ１２に供給される。

これにより、エアフィルタ１２において、ガス中に含まれている微粒子が除去され、層流となり、ファン・フィルタ・ユニット１の下面から放出される。一方、微弱Ｘ線管２は、可視光の紫の領域（波長：１．３×１０^-4〜４．１×１０^-4μｍ）において、出力エネルギーが３〜９．５［ｋｅＶ］の微弱Ｘ線を図１に示す微弱Ｘ線照射領域に照射している。したがって、ファン・フィルタ・ユニット１の下面から放出された層流に微弱Ｘ線が照射されることにより、層流がイオン化されて正負イオンが生成される。このファン・フィルタ・ユニット１の下面から遮蔽ユニット３の上面の領域においては、イオン化気流内に微弱Ｘ線が混入している。

しかし、遮蔽ユニット３では、図９に示すように、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなり、短辺に平行な断面がノコギリ波状を有するとともに、長辺に平行な方向に所定間隔で交互に山折れ及び谷折れに加工が施されており、かつ、その裏面がその表面の形状を１８０°反転させた形状を有している遮蔽部材３１が上下２段に敷き詰められている。したがって、実線矢印で示す微弱Ｘ線は、この遮蔽部材３１にどのような入射角で入射したとしても、上下２段の遮蔽部材３１のいずれかの面で反射されるとともに、遮蔽部材３１を構成するポリ塩化ビニル等の合成樹脂に含有される鉛（Ｐｂ）が微弱Ｘ線を吸着して微弱Ｘ線の漏洩を防止するので、図中下方に微弱Ｘ線が漏洩することはほどんどない。漏洩量は、例えば、微弱Ｘ線管２に電源を投入してから１５分間の測定における最大値として、人体に影響を与えないレベル（１［μＳｖ／ｈ］未満）である。

一方、イオン化気流、すなわち、層流がイオン化されて生成された正負イオンは、上下２段の遮蔽部材３１を通過して遮蔽ユニット３の下面から放出される。これにより、中間支持板２４の下面から下支持板２５の上面までの領域においては、イオン化気流だけが存在する。したがって、このイオン化気流が除電対象物４に向けて供給され、速やかに除電される。

このように、この例の構成によれば、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなり、短辺に平行な断面がノコギリ波状を有するとともに、長辺に平行な方向に所定間隔で交互に山折れ及び谷折れに加工が施されており、かつ、その裏面がその表面の形状を１８０°反転させた形状を有している遮蔽部材３１をマガジン３２に上下２段に敷き詰めて遮蔽ユニット３を形成している。

このように、この例の静電気除電装置は、遮蔽ユニット３に上記した従来の静電気除去装置のように金属からなるアルミハニカムやパンチング板を用いていないので、正負イオンの供給効率が低下することはない。除電時間は、上記した従来の静電気除去装置で１０秒程度であるのに対し、この例の静電気除電装置によれば、６秒以内である。また、この例の静電気除電装置は、上記従来の静電気除去装置のように金属からなる遮蔽部を用いていないため、装置の小型軽量化が可能である。さらに、遮蔽部材３１の敷き詰め幅を約２５０〜約２８０［ｍｍ］の範囲で調整できるので、微弱Ｘ線を確実に遮蔽することができるとともに、除電対象物４の形状や大きさ、除電時間等の様々な要求に応じることができる。

実施の形態２．
上述した実施の形態１では、ファン・フィルタ・ユニット１、微弱Ｘ線管２及び遮蔽ユニット３を上方から下方に配置する例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、図１０に示すように、ファン・フィルタ・ユニット１、微弱Ｘ線管２及び遮蔽ユニット３を右から左に配置するとともに、除電対象物４として、ガラス基板等の板材を上下方向に複数載置しても良い。この場合、ファン・フィルタ・ユニット１以外を１つのチャンバー内に収容しても良い。あるいは、図２に示す構造において４本の支柱２２を中間支持板２４のところで切断し、それをユニット化するとともに、板状の除電対象物が上下方向に載置可能なカセットを設け、上記ユニットと上記カセットを接合するように構成しても良い。このような構成によれば、立体的な除電を行うことができる。

実施の形態３．
上述した実施の形態１では、ファン１１及びエアフィルタ１２等からなるファン・フィルタ・ユニットを用いる例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、上記構成に、ケミカルフィルタ、エアフィルタ等を付加したクリーンエアー供給装置を用いても良い。このクリーンエアー供給装置の詳細については、例えば、特開２０００−８４３２５号公報を参照されたい。このクリーンエアー供給装置を用いれば、より清浄な層流を用いることができる。

実施の形態４．
上述した実施の形態１では、上カバー２３等のチャンバー２１の構成部材、遮蔽部材３１等の遮蔽ユニット３の構成部材の材質としてポリ塩化ビニル等の合成樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。これらの部材は、要するに鉛（Ｐｂ）を含有していれば良いから、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂））等の合成樹脂に鉛（Ｐｂ）の粒子を含有させて上記部材を作製しても良い。

実施の形態５．
上述した実施の形態１では、遮蔽部材３１をマガジン３２に上下２段に敷き詰めて遮蔽ユニット３を形成する例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、遮蔽部材３１は、１段、３段、４段以上でも良いし、２段以上とする場合、上段と下段で遮蔽部材３１の敷き詰め方向を９０°クロスさせても良い。

実施の形態６．
上記したファン・フィルタ・ユニット１、微弱Ｘ線管２及び遮蔽ユニット３を１つのブロックとし、このブロックを、２行２列構成、３行３列構成、４行４列構成等として配置させても良い。このように構成すれば、より広範囲の除電、よりサイズの大きい除電対象物の除電が可能となる。

以上、この実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用することができる。

本発明の実施の形態１である静電気除去装置の構成を示す概念図。静電気除去装置の外観構成を示す斜視図。遮蔽ユニットの外観構成を示す斜視図。遮蔽部材の外観構成を示す斜視図。マガジンの外観構成を示す斜視図。遮蔽部材の形状を説明するための概念図。遮蔽部材のマガジンへの敷き詰め方を説明するための概念図。静電気除去装置の動作を説明するための概念図。遮蔽部材のマガジンへの敷き詰め方の他の例を説明するための概念図。本発明の実施の形態２である静電気除去装置の構成を示す概念図。

符号の説明

１ファン・フィルタ・ユニット、２微弱Ｘ線管、３遮蔽ユニット、４除電対象物、１１ファン、１２エアフィルタ、１３ハウジング、１３ａ吸込口、１４ネット、２１チャンバー、２２支柱、２３上カバー、２４中間支持板、２５下支持板、３１遮蔽部材、３２マガジン、３２ａ一端、３２ｂ他端、３３枠体、３４金網、３５目張り板。

Claims

所定方向に流れるガスに微弱Ｘ線を照射して正負イオンを発生させる微弱Ｘ線管と、
鉛を含有する樹脂からなり、短辺に平行な断面がノコギリ波状を有する短冊状の複数の遮蔽部材を前記短辺が前記所定方向に沿うように敷き詰めて形成され、前記正負イオンの流れを通過させるとともに、前記微弱Ｘ線を遮蔽する遮蔽ユニットと
を備えていることを特徴とする静電気除去装置。
前記遮蔽部材は、長辺に平行な方向に所定間隔で交互に山折れ及び谷折れに加工が施されていることを特徴とする請求項１記載の静電気除去装置。
前記遮蔽部材は、その裏面の形状がその表面の形状を１８０°反転させた形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の静電気除去装置。
前記遮蔽ユニットは、前記複数の遮蔽部材を各表面同士又は各裏面同士が対向するように互い違いに敷き詰めて形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の静電気除去装置。