JP2005332637A - 除電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線を使用して生成した空気イオンを、小型且つ簡略な構成で効果的に帯電体に供給して、該帯電体の除電を短時間で十分に行なうことができる除電装置を提供する。
【解決手段】密封線源２を保持するの放射線放出面２ａを露出させるようにして密封線源２を保持する導体からなる密封線源保持部材３を備え、少なくとも帯電体Ｘの除電を行なうとき、密封線源２の放射線放出面２ａを帯電体Ｘに対向させた状態で密封線源保持部材３を電気的に接地する。
【選択図】図２

Description

本発明はα線などの放射線により空気を電離させて空気イオンを生成し、この空気イオンにより帯電体の除電を行なう除電装置に関する。

帯電体の除電を行なうために、空気を電離させる除電装置として、例えば特許文献１（特開平７−４５３９７号公報）に見られるように、α線等の放射線源を使用するものが知られている。この除電装置は、アメリシウム２４１（²⁴¹Ａｍ）などの放射性物質を内蔵する放射線源から放出した放射線（主にα線）によって、空気を電離させて正負の空気イオンを生成し、この生成した空気イオンのうちの、帯電体の電荷と逆極性の空気イオンによって帯電体の除電を行なうようにしたものである。

このように放射線源を使用する除電装置は、装置構成を小型で簡略なものとすることができる利点がある。また、コロナ放電式の除電装置のように、放電針からの発塵や、高圧電界の放射に伴う他の電気機器への電波障害（電気機器の誤動作など）を発生することが避けられる、などの点で利点がある。

なお、この種の除電装置で使用される放射線源は、放射性物質を密封したものであり、一般に密封線源といわれる。
特開平７−４５３９７号公報

ところで、前記特許文献１に見られる従来の除電装置では、単に放射線源の近くで帯電体を移動させることで帯電体の除電を行い、あるいは、送風機を有する保管庫内に放射線源と帯電体を収容して、帯電体の除電を行なうようにしている。

しかしながら、放射線源からの放射線により生成される正負の空気イオンは、そのままでは単に自然拡散するだけであり、その移動速度は非常に遅い。このため、単に放射線源の近くで帯電体を移動させるようにしても、帯電体の除電を短時間で十分に行なうことができないことが多い。さらに、この種の除電装置で主に使用する放射線であるα線は、飛程距離が短く、ひいては空気イオンも放射線源に比較的近接した箇所にしか生成されないため、放射線源と帯電体との距離を短くできないような状況では、帯電体の除電を行なうことが困難となる。

また、送風機を備えた場合には、生成された空気イオンを帯電体に向かって強制送風することは可能であるが、装置構成が大型にならざるを得ないという不都合がある。また、帯電体の除電に必要な、該帯電体の電位と逆極性の空気イオンだけでなく、帯電体と同極性の空気イオンも帯電体に供給されるため、帯電体を十分に除電できない場合もある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、放射線を使用して生成した空気イオンを、小型且つ簡略な構成で効果的に帯電体に供給して、該帯電体の除電を短時間で十分に行なうことができる除電装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の除電装置の第１発明は、放射線を放出する密封線源を備え、その放射線により帯電体を除電するための空気イオンを生成する除電装置において、前記密封線源の放射線放出面を露出させるようにして該密封線源を保持する導体からなる密封線源保持部材を備え、少なくとも前記帯電体の除電を行なうとき、前記密封線源の放射線放出面を帯電体に対向させた状態で該密封線源保持部材を電気的に接地したことを特徴とするものである。

この第１発明の除電装置によれば、少なくとも帯電体の除電を行なうときに、密封線源の放射線放出面を帯電体に対向させた状態で密封線源保持部材が電気的に接地されているので、密封線源保持部材と帯電体との間で電界が形成される。このため、密封線源の放射線放出面からの放射線によって該放射線放出面の前方空間（放射線放出面と帯電体との間の空間）に生成された正負の空気イオンのうち、帯電体の電位と逆極性の空気イオンは前記電界の作用により、強制的に帯電体に向かって移動される（帯電体に吸引される）。そして、この帯電体に移動した逆極性の空気イオンによって帯電体が除電される。

従って、帯電体の除電を迅速に行なうことができる。そして、この第１発明では、密封線源保持部材を、これに結線した導線などにより電気的に接地するだけで帯電体の除電を迅速に行なうことが可能であるので、除電装置の構成を小型で簡略なものとすることができる。また、帯電体の除電の進行に伴い、帯電体の電位は接地電位に近づいて、帯電体と密封線源保持部材との間の電界が弱まっていくので、帯電体の電位と逆極性の空気イオンが過剰に帯電体に供給されることもない。よって、第１発明によれば、放射線を使用して生成した空気イオンを、小型且つ簡略な構成で効果的に帯電体に供給して、該帯電体の除電を短時間で十分に行なうことができる。

なお、前記密封線源保持部材は、一体構成のものである必要はなく、２つ以上の導体部材を互いに導通させて組み立てたものであってもよい。

この第１発明では、前記密封線源保持部材は、前記密封線源の放射線放出面の周囲に環状の導体部分を有することが望ましい（第２発明）。

この第２発明によれば、密封線源の放射線放出面の周囲にくまなく、密封線源保持部材と帯電体との間で電界が形成されるので、その電界によって、帯電体の電位と逆極性の空気イオンを効率よく帯電体に移動させることができる。

また、本発明の除電装置の第３発明は、放射線を放出する密封線源を備え、その放射線により帯電体を除電するための空気イオンを生成する除電装置において、前記密封線源の放射線放出面を被覆するように該放射線放出面に対向して設けられると共に、該放射線放出面から放出される放射線を透過させる複数の孔が形成された導体からなる被覆部材を備え、少なくとも前記帯電体の除電を行なうとき、前記密封線源の放射線放出面を帯電体に対向させた状態で該密封線源と帯電体との間に位置する前記被覆部材を電気的に接地したことを特徴とするものである。

この第３発明の除電装置によれば、少なくとも帯電体の除電を行なうときに、密封線源の放射線放出面を帯電体に対向させた状態で該密封線源と帯電体との間に位置する前記被覆部材が電気的に接地されているので、該被覆部材と帯電体との間で電界が形成される。そして、この電界は、密封線源の放射線放出面の前方空間に形成される。このため、密封線源の放射線放出面からの放射線によって被覆部材と帯電体の間の空間に生成された正負の空気イオンのうち、帯電体の電位と逆極性の空気イオンの大部分は前記電界の作用により、強制的に帯電体に向かって移動される（帯電体に吸引される）。そして、この帯電体に移動した逆極性の空気イオンによって帯電体が除電される。

従って、帯電体の除電を迅速に行なうことができる。そして、この第１発明では、被覆部材を、これに結線した導線などにより電気的に接地するだけで帯電体の除電を迅速に行なうことが可能であるので、除電装置の構成を小型で簡略なものとすることができる。また、帯電体の除電の進行に伴い、帯電体の電位は接地電位に近づいて、帯電体と被覆部材との間の電界が弱まっていくので、帯電体の電位と逆極性の空気イオンが過剰に帯電体に供給されることもない。よって、第３発明によれば、放射線を使用して生成した空気イオンを、小型且つ簡略な構成で効果的に帯電体に供給して、該帯電体の除電を短時間で十分に行なうことができる。また、第３発明では、被覆部材を備えることで、密封線源保持部材の放射線放出面を機構的に保護する効果もある。

なお、第３発明では、密封線源を保持する密封線源保持部材は、密封線源の放射線放出面を被覆部材との間の空間に露出させるように構成されることはもちろんであるが、その材質は、導体部材であっても絶縁部材であってもよい。そして、密封線源保持部材が導体部材からなるときには、被覆部材と密封線源保持部材とを導通させておき、その一方を接地することで、他方も接地されるようにしてもよい。換言すれば、第１発明もしくは第２発明と、第３発明とを組み合わせてもよい。

また、第３発明では、被覆部材は、密封線源の放射線放出面から、放射線の飛程距離内で、該放射線放出面に近接配置することが、除電装置の構成を小型化する上で望ましい。

かかる第３発明では、前記被覆部材は網状部材から成ることが好適である（第４発明）。

この第４発明によれば、密封線源の放射線放出面の前方に密集するような電界を帯電体と被覆部材との間に形成できるので、帯電体にこれと逆極性の空気イオンを移動させる効果を高めることができる。なお、この第４発明では、網状の被覆部材の網目の部分が放射線を透過させる孔となる。

ところで、前記第１または第２発明では、特に、密封線源と帯電体との距離が比較的大きいと、帯電体と密封線源との間の電界が弱くなるので、帯電体の電位と逆極性の空気イオンを帯電体に向かって移動させる力が弱くなる。同様に、前記第３または第４発明では、被覆部材と帯電体との距離が比較的大きいと、帯電体と被覆部材との間の電界が弱くなるので、帯電体の電位と逆極性の空気イオンを帯電体に向かって移動させる力が弱くなる。

そこで、前記第１または第２発明では、前記帯電体の電位を検出する電位検出手段と、少なくとも前記帯電体の除電を行なうとき、該帯電体と前記密封線源の放射線放出面との間に位置するように設けられた導体からなるイオン加速用電極部材と、該イオン加速用電極部材に正または負の直流電圧を選択的に付与する直流電圧電源とを備え、前記帯電体の除電を行なうとき、前記イオン加速用電極部材に前記電位検出手段により検出された該帯電体の電位と同極性の電圧を前記直流電圧電源から付与することにより、前記密封線源の放射線放出面から放出される放射線によって生成される空気イオンのうちの前記帯電体の電位と逆極性の空気イオンを該帯電体に向かって移動させる電界を前記イオン加速用電極部材と密封線源保持部材との間に形成するようにしてもよい（第５発明）。

同様に、前記第３または第４発明では、前記帯電体の電位を検出する電位検出手段と、少なくとも前記帯電体の除電を行なうとき、該帯電体と前記被覆部材との間に位置するように設けられた導体からなるイオン加速用電極部材と、該イオン加速用電極部材に正または負の直流電圧を選択的に付与する直流電圧電源とを備え、前記帯電体の除電を行なうとき、前記イオン加速用電極部材に前記電位検出手段により検出された該帯電体の電位と同極性の電圧を前記直流電圧電源から付与することにより、前記密封線源の放射線放出面から放出される放射線によって生成される空気イオンのうちの前記帯電体の電位と逆極性の空気イオンを該帯電体に向かって移動させる電界を前記イオン加速用電極部材と被覆部材との間に形成するようにしてもよい（第６発明）。

これらの第５発明または第６発明によれば、帯電体の除電を行なうとき、電位検出手段により検出された帯電体の電位と逆極性の電圧をイオン加速用電極部材に直流電圧電源から付与することにより、イオン加速用電極部材と前記密封線源保持部材との間に形成される電界（第１または第２発明の場合）、あるいは、イオン加速用電極部材と前記被覆部材との間に形成される電界（第３または第４発明の場合）によって、帯電体の電位と逆極性の空気イオンを帯電体に向かって強制的に移動させることができる。従って、密封線源保持部材あるいは被覆部材と帯電体との距離が比較的大きい場合であっても、帯電体の電位と逆極性の空気イオンを効率よく帯電体に移動させて、該帯電体の除電を行なうことができ、帯電体の良好な除電効果を確保することができる。

なお、前記第５または第６発明では、前記イオン加速用電極部材は、例えば環状の導体部材により構成される。この場合、該イオン加速用電極部材は、その軸心を密封線源の放射線放出面の法線方向に向けた状態で、密封線源保持部材と帯電体との間、あるいは、被覆部材と帯電体との間に配置すればよい。

また、前記第５または第６発明では、前記直流電圧電源から前記イオン加速用電極部材に付与する電圧の大きさは、前記電位検出手段により検出される帯電体の電位の大きさと略等しい電圧であることが好適である（第７発明）。

これによれば、イオン加速用電極部材と帯電体との間で、帯電体の電位と逆極性の空気イオンが帯電体に向かって移動するのを妨げるような電界がほとんど発生しない。また、帯電体の除電の進行に伴い、該帯電体の電位が０（接地電位）に近づいていくと、イオン加速用電極部材に付与される電圧の大きさも小さくなっていくので、帯電体の電位と逆極性の空気イオンが過剰に帯電体に供給されるのを回避できる。従って、帯電体の除電を迅速に十分に行なうことができる。

本発明の第１実施形態を図１および図２を参照して説明する。図１は第１実施形態の除電装置の外観斜視図、図２は図１のII-II線断面で示す、除電装置および帯電体の断面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態の除電装置１は、放射線源としての密封線源２と、これを保持する密封線源保持部材３とを備えている。密封線源２は、放射性物質を内蔵する板状のものであり、その外表面が金（Ａｕ）により被覆されている。より詳しくは、本実施形態における密封線源２は、下面を金（Ａｕ）で被覆した、厚さ１５０μｍの銀製の板の上面に、放射性物質のアメリシウム２４１（²⁴¹Ａｍ）とＡｕとからなる粉体マトリックスを数μｍの厚さで付着させ、その付着させた粉体マトリックスの表面を厚さ２μｍのＡｕで被覆することで板状に形成したものである。この密封線源２が放出する放射線は主にα線であり、該密封線源２の上面が放射線放出面２ａとなっている。また、密封線源２の放射能は、例えば３．７ＭＢｑ未満となっている。

なお、本実施形態では、密封線源２の放射性物質として、²⁴¹Ａｍを使用したが、これの代わりに、例えばポロニウム２１０（²¹⁰Ｐｏ）を使用してもよい。但し、²⁴¹Ａｍの半減期は、４３２．２年であり、²¹⁰Ｐｏの半減期１３８．４日よりも十分に長いので、除電装置１の除電能力、あるいは在庫品の品質を長期間にわたって良好に保つ上では、²⁴¹Ａｍを使用する方が望ましい。

密封線源保持部材３は、密封線源２を直接的に保持する主基台４と、この主基台４を支持するケース基台５とから構成されている。

主基台４は、ステンレス鋼から成る円板状の導体部材であり、その上面中央部に形成された凹部４ａに、密封線源２がその放射線放出面２ａを外方（図２の上方）に開放させた状態で嵌め込まれて固着されている。

ケース基台５は、金属あるいは導電性のプラスチックから成る方形板状の導体部材であり、その内部に主基台４の格納室６が設けられている。そして、この格納室６に、密封線源２を固着した主基台４が、密封線源２の放射線放出面２ａを上方に向けて収容されている。この場合、主基台４とケース基台５とは電気的に導通されている。また、ケース基台５の上面中央部には、主基台４よりも小径の開口穴７が格納室６に連通して設けられており、この開口穴７を介して密封線源２の放射線放出面２ａと、主基台４の、凹部４ａの周囲部分（放射線放出面２ａの周囲部分）４ｂとが外方（図２の上方）に露出されている。

このような密封線源保持部材３の構造により、主基台４の凹部４ａの周囲部分４ｂと、ケース基台５の開口穴７の周囲部分５ａとが密封線源２の周囲に環状の導体部分４ｂ，５ａを形成している。

さらに、ケース基台５は、これに結線された導線８を介して接地されている。この場合、主基台４とケース基台５とは電気的に導通されているので、ケース基台５を接地することで、主基台４も接地されることとなる。

次に、かかる除電装置１による帯電体Ｘの除電作動を図２を参照して説明する。

帯電体Ｘの除電を行なう場合には、密封線源２の放射線放出面２ａに帯電体Ｘを対向させる。このとき、密封線源２の放射線放出面２ａから放出される放射線（主にα線）によって、放射線放出面２ａの前方空間（放射線放出面２ａと帯電体Ｘとの間の空間）の空気が電離されて、正負の空気イオンが生成される。この空気イオンの生成（空気の電離）は、主に、放射線放出面２ａからのα線の飛程距離内の空間で行なわれ、その飛程距離は４ｃｍ程度である。なお、生成された空気イオンは、空間に電界が無い場合には濃度拡散によって四方に拡散するが、その濃度拡散による空気イオンの移動速度は非常に遅い。

上記のように、帯電体Ｘを密封線源２の放射線放出面２ａに対向させたとき、密封線源保持部材３が接地されていることから、帯電体Ｘと密封線源保持部材３との間に、図２の実線矢印Ｙ1の電気力線で例示する如く電界が形成される。なお、図２では、帯電体Ｘが正に帯電している（帯電体Ｘの電位が正になっている）場合を例に採って、電気力線を例示している。この場合、密封線源２の放射線放出面２ａの周囲は、接地された密封線源保持部材３の環状の導体部分４ｂ，５ａとなっていることから、電界は放射線放出面２ａの周囲にくまなく形成される。このため、放射線放出面２ａと帯電体Ｘとの間の空間で生成された正負の空気イオンのうち、帯電体Ｘの電位と逆極性の空気イオンが帯電体Ｘと密封線源保持部材３との間の電界の作用で、円滑に帯電体Ｘに向かって移動し、帯電体Ｘの電荷を中和する。これにより、帯電体Ｘが除電される。

また、帯電体Ｘの電荷が中和されるに伴い、帯電体Ｘと密封線源保持部材３との間の電界が弱まるので、帯電体Ｘの電位と逆極性の空気イオンが過剰に帯電体Ｘに移動することが回避される。従って、帯電体Ｘが逆極性に帯電することが回避される。

なお、本実施形態では、密封線源保持部材３を構成する主基台４とケース基台５とを電気的に導通させるようにしたが、これらを電気的に絶縁するようにしてもよい。この場合、ケース基台５が接地されているので、このケース基台５が本発明における密封線源保持部材に相当するものとなる。

次に、本発明の第２実施形態を図３および図４を参照して説明する。図３は本実施形態の除電装置の外観斜視図、図４は図３のIV−IV線断面で示す、除電装置および帯電体の断面図である。なお、本実施形態の説明では、第１実施形態と同一構成部分については、第１実施形態と同一の参照符号を用い、詳細な説明を省略する。

本実施形態の除電装置１１では、網状（メッシュ状）の被覆部材１２が、密封線源保持部材３のケース基台５の開口穴７の開口端を覆うようにして（結果的に密封線源２の放射線放出面２ａを覆うようにして）、ケース基台５の上面に装着されている。この被覆部材１２は、金属あるいは導電性のプラスチックから成る導体部材であり、その周縁部がケース基台５と電気的に導通されている。該被覆部材１２の網目が放射線放出面２ａから放出される放射線を透過させる孔となっている。なお、被覆部材１２と放射線放出面２ａとの間隔は、数ｍｍ程度であり、放射線放出面２ａから放出される放射線（α線）の飛程距離（４ｃｍ程度）よりも小さなものとなっている。従って、密封線源２から放出された放射線の大部分は、被覆部材１２の網目を透過する。

本実施形態の除電装置１１は、以上説明した以外の構造は、第１実施形態の除電装置１と同一である。この場合、本実施形態では、密封線源保持部材３のケース基台５と被覆部材１２とは電気的に導通しており、また、ケース基台５は第１実施形態と同様に導線８を介して接地されているので、被覆部材１２は、ケース基台５を介して接地されていることとなる。

なお、被覆部材１２に導線を結線しておき、この導線を介して被覆部材１２を直接的に接地するようにしてもよい。また、本実施形態では、密封線源保持部材３のケース基台５を導体部材から構成しているが、該ケース基台５を絶縁部材から構成し、被覆部材１２のみを接地するようにしてもよい。

次に、かかる除電装置１１による帯電体Ｘの除電作動を図４を参照して説明する。

帯電体Ｘの除電を行なう場合には、密封線源２の放射線放出面２ａに帯電体Ｘを対向させる。このとき、密封線源２の放射線放出面２ａから放出された放射線（主にα線）によって、放射線放出面２ａの前方空間（放射線放出面２ａと帯電体Ｘとの間の空間で、主に、放射線放出面２ａからのα線の飛程距離内の空間）の空気が電離されて、正負の空気イオンが生成される。

上記のように、帯電体Ｘを密封線源２の放射線放出面２ａに対向させたとき、被覆部材１２および密封線源保持部材３が接地されていることから、帯電体Ｘと、被覆部材１２および密封線源保持部材３（主にケース基台５）との間に、図４の実線矢印Ｙ2の電気力線で例示する如く電界が形成される。なお、図４では、帯電体Ｘが正に帯電している（帯電体Ｘの電位が正になっている）場合を例に採って電気力線を例示している。この場合、特に、被覆部材１２が密封線源２の放射線放出面２ａの前方を覆っていることから、被覆部材１２と帯電体Ｘとの間の電界は放射線放出面２ａの正面の空間にくまなく形成される。このため、被覆部材１２と帯電体Ｘとの間の空間で生成された正負の空気イオンのうち、帯電体Ｘの電位と逆極性の空気イオンが、主に帯電体Ｘと被覆部材１２との間の電界の作用で、円滑に帯電体Ｘに向かって移動し、帯電体Ｘの電荷を中和する。これにより、帯電体Ｘが除電される。

また、帯電体Ｘの電荷が中和されるに伴い、帯電体Ｘと被覆部材１２および密封線源保持部材３との間の電界が弱まるので、帯電体Ｘの電位と逆極性の空気イオンが過剰に帯電体Ｘに移動することが回避される。従って、帯電体Ｘが逆極性に帯電することが回避される。

次に、本発明の第３実施形態を図５および図６を参照して説明する。図５は本実施形態の除電装置の主要部の外観斜視図、図６は図５のVI−VI線断面で示す、除電装置および帯電体の断面図である。なお、本実施形態の説明では、第１実施形態と同一構成部分については、第１実施形態と同一の参照符号を用い、詳細な説明を省略する。

本実施形態の除電装置２１は、密封線源保持部材３のケース基台５の開口穴７の開口端に臨んで配置された環状のイオン加速用電極部材２２を備えている。このイオン加速用電極部材２２は金属の導体部材から成り、その軸心を密封線源２の放射線放出面２ａの法線方向に向け、且つ、その軸心が放射線放出面２ａのほぼ中心を通るように設けられている。そして、イオン加速用電極部材２２は、正および負の直流電圧を選択的に発生する直流電圧電源２３に接続導線２４を介して接続されていると共に、密封線源保持部材３から電気的に絶縁されている。なお、イオン加速用電極部材２２および密封線源保持部材３は、絶縁物からなる図示しない基台に固定支持されている。

また、除電装置２１は、図６に示す如く、帯電体Ｘの電位を検出する電位検出手段としての電位計２５を備えている。この電位計２５は、帯電体Ｘに近接させて配置することで、静電誘導によって帯電体Ｘの電位に応じた電圧信号を出力するものである。なお、電位計２５の検出出力は、図示しない制御装置に入力されるようになっており、その制御装置により、帯電体Ｘの電位を表示したり、直流電圧電源２３の発生電圧を制御するようにしている。本実施形態の除電装置２１は、以上説明した以外の構造は、第１実施形態と同一である。

次に、かかる除電装置２１による帯電体Ｘの除電作動を図６を参照して説明する。

帯電体Ｘの除電を行なう場合には、イオン加速用電極部材２２が帯電体Ｘと密封線源保持部材３との間に介在するようにして、密封線源２の放射線放出面２ａに帯電体Ｘを対向させる。このとき、放射線放出面２ａから放出された放射線（主にα線）によって、放射線放出面２ａの前方空間（放射線放出面２ａと帯電体Ｘとの間の空間で、主に、放射線放出面２ａからのα線の飛程距離内の空間）の空気が電離されて、正負の空気イオンが生成される。

また、電位計２５が帯電体Ｘに近接配置されて、帯電体Ｘの電位が該電位計２５により検出される。そして、この検出された帯電体Ｘの電位に応じて、図示しない制御装置により、直流電圧電源２３からイオン加速用電極部材２２に直流電圧が付与される。この場合、イオン加速用電極部材２２に付与する直流電圧は、電位計２５により検出された帯電体Ｘの電位と同極性で、また、該電位の大きさ（絶対値）とほぼ等しい大きさの電圧である。

このとき、イオン加速用電極部材２２と接地された密封線源保持部材３との間に、図６の実線矢印Ｙ3の電気力線で例示する如く電界が形成される。なお、図６では、帯電体Ｘが正に帯電していて、イオン加速用電極部材２２に正の直流電圧が付与されている場合を例に採って電気力線を例示している。この場合、イオン加速用電極部材２２は、環状のものであるので、密封線源２の放射線放出面２ａの正面は、帯電体Ｘに向かって開放されている。このため、放射線放出面２ａの前方空間に生成された空気イオンのうち、イオン加速用電極部材２２の電圧の極性（＝帯電体Ｘの電位の極性）と逆極性の空気イオンの多くは、イオン加速用電極部材２２と密封線源保持部材３との間の電界によって、帯電体Ｘに向かって加速された後に、イオン加速用電極部材２２の内部を通過して、帯電体Ｘに向かって移動し、帯電体Ｘの電荷を中和する。これにより、帯電体Ｘが除電される。

また、帯電体Ｘの除電の進行に伴い、前記電位計２５により検出される帯電体Ｘの電位が０に近づいていく。そして、これに応じて、図示しない制御装置により、直流電圧電源２３の発生電圧（イオン加速用電極部材２２に付与する直流電圧）の大きさが、帯電体Ｘの検出電位の大きさとほぼ同等になるように減少されていく。従って、イオン加速用電極部材２２と帯電体Ｘとの間で、帯電体Ｘの電位と逆極性の空気イオンが帯電体Ｘに向かって移動するのを妨げるような電界が発生することが防止される。これにより、帯電体Ｘの電位と逆極性の空気イオンは帯電体Ｘが除電されるまで円滑に帯電体Ｘに向かって移動する。

なお、本実施形態では、密封線源２の放射線放出面２ａの前方に被覆部材を備えないものを示したが、第２実施形態の除電装置１１のように、網状の被覆部材１２を備えるようにしてもよい。この場合には、主に、イオン加速用電極部材２２と網状被覆部材１２との間に形成される電界によって加速された空気イオンが帯電体Ｘに向かって移動して、該帯電体Ｘを除電することとなる。

次に、以上説明した第１〜第３実施形態の除電装置１，１１，２１の実施例の除電効果の試験結果について図７を参照して説明する。図７は、第１〜第３実施形態に係る除電装置１，１１，２１の除電効果の試験を行なうための装置構成を示している。なお、図７では、便宜上、各実施形態の除電装置１，１１，２１の主要部である密封線源２および密封線源保持部材３のみを記載している。

図７において、３１は帯電プレートモニタであり、この帯電プレートモニタ３１は、その本体部３２の上面部に絶縁部材３３を介して金属製（導体製）の帯電プレート３４が取り付けられている。この帯電プレート３４は擬似的な帯電体に相当するものである。本体部３２には、帯電プレート３４の電位を測定する表面電位測定器３５、帯電プレート３４に直流電圧を付与して、該帯電プレート３４を帯電させる高電圧電源３６、帯電プレート３４の電位の減衰時間を計測するタイマー３７などが内蔵されている。なお、実施例で用いる帯電プレートモニタ３１の帯電プレート３４は５０ｍｍ角で、その静電容量は３．５ｐＦである。

かかる帯電プレートモニタ３１を用い、第１〜第３実施形態の各除電装置１，１１，２１に対して次のような試験を行なった。

第１実施形態の除電装置１の密封線源保持部材３を帯電プレート３４から２０ｍｍの距離に配置し、帯電プレート３４を高電圧電源３６により所定の電位に帯電させた。このときの帯電電位は、＋１００Ｖ、−１００Ｖの２種類である。このように帯電プレート３４を帯電させた状態から、表面電位測定器３５により測定される帯電プレート３４の電位が＋１００Ｖから＋５Ｖまで減衰するのに要する時間と、−１００Ｖから−５Ｖまで減衰する時間とをそれぞれタイマー３７により計測した。また、定常状態（帯電プレート３４の電位が減衰して、ほぼ一定値になった状態）での帯電プレート３４の電位をオフセット電圧として表面電位測定器３５により計測した。このオフセット電圧は、除電装置が生成する正負の空気イオンの生成量のバランス（イオンバランス）の指標となるものであり、その値が０に近いほど、正負の空気イオンの生成量が均等であることを意味している。

第２実施形態の除電装置１１の密封線源保持部材３を帯電プレート３４から２０ｍｍの距離に配置し、実施例１と同様に、帯電プレート３４の電位の減衰時間とオフセット電圧とを計測した。この場合、密封線源２の放射線放出面２ａと被覆部材１２との距離が２ｍｍのものと、１０ｍｍのものとを用意し、それぞれについて、電位の減衰時間およびオフセット電圧を計測した。

［比較例１］
実施例１、２と比較するために、第１実施形態の除電装置１と同じ構造の除電装置の密封線源保持部材を、接地しない状態で帯電プレート３４から２０ｍｍの距離に配置し、実施例１と同様に、帯電プレート３４の電位の減衰時間とオフセット電圧とを計測した。

これらの実施例１、２および比較例１の計測結果を次の表１に示す。

第１実施形態の除電装置１の密封線源保持部材３を帯電プレート３４から４０ｍｍの距離に配置し、実施例１と同様に、帯電プレート３４の電位の減衰時間とオフセット電圧とを計測した。

第２実施形態の除電装置１１の密封線源保持部材３を帯電プレート３４から４０ｍｍの距離に配置し、実施例１と同様に、帯電プレート３４の電位の減衰時間とオフセット電圧とを計測した。この場合、密封線源２の放射線放出面２ａと被覆部材１２との距離が２ｍｍのものと、１０ｍｍのものとを用意し、それぞれについて、電位の減衰時間およびオフセット電圧を計測した。

［比較例２］
実施例３、４と比較するために、第１実施形態の除電装置１と同じ構造の除電装置の密封線源保持部材を、接地しない状態で帯電プレート３４から４０ｍｍの距離に配置し、実施例１と同様に、帯電プレート３４の電位の減衰時間とオフセット電圧とを計測した。

これらの実施例３、４および比較例２の計測結果を次の表２に示す。

前記表１および表２から明らかなように、帯電プレート３４の電位の減衰時間は、実施例１、２では、比較例１よりも大幅に短い時間となっており、実施例３、４では、比較例２よりも大幅に短い時間となっている。このことから、前記第１実施形態および第２実施形態の如く、密封線源保持部材３や被覆部材１２を接地することが、帯電体の除電を迅速に行なう上で効果的であることが判る。また、実施例２，４の試験結果を参照すると、第２実施形態の除電装置１１を用いた場合の帯電プレート３４の電位の減衰時間は、密封線源保持部材３と被覆部材１２との距離の影響をさほど受けないことが判る。従って、第２実施形態のように被覆部材１２を備える場合には、除電装置１１の小型化の観点から、該被覆部材１２はできるだけ密封線源２の放射線放出面２ａに近いことが望ましい。

また、表１の実施例１、２と表２の実施例３、４とを比較して明らかなように、帯電プレート３４の電位の減衰時間は、除電装置１，１１の密封線源保持部材３と帯電プレート３４との距離が４０ｍｍである場合よりも２０ｍｍである場合の方が短い時間となっている。従って、除電装置１，１１により帯電体の除電を行なうとき、その除電を迅速に行なう上では、密封線源保持部材３と帯電体との距離を２０ｍｍ程度に近づけて配置することが望ましい。

補足すると、第１実施形態の除電装置１については、密封線源保持部材３と帯電プレート３４との距離を５０ｍｍとして、実施例１と同様の試験を行なった。このときの帯電プレート３４の電位の減衰時間は、＋１００Ｖから＋５Ｖへの減衰時間が１０．３（ｓｅｃ）、−１００Ｖから−５Ｖへの減衰時間が１７．８（ｓｅｃ）であった。従って、密封線源保持部材３と帯電プレート３４との距離が長くなるに伴い、帯電体の除電に要する時間は、急激に長くなることが判る。従って、第１実施形態の除電装置１と第２実施形態の除電装置１１とは、密封線源保持部材３と帯電体Ｘとを比較的近づけて配置することができる場合に特に有効である。

なお、オフセット電圧については、いずれの実施例１〜４および比較例１、２についても、ほぼ０Ｖとなっている。これは、放射線による空気イオンの生成を行なうことで、正負の空気イオンが均等に生成されるためであると考えられる。

次に、第２実施形態の除電装置１１に対し、網状の被覆部材１２の線径と網目の幅（開き目）とが異なるものを４種類用意し、それぞれについて、前記実施例１〜４と同様に帯電プレート３４の電位の減衰時間とオフセット電圧とを計測した。この場合、除電装置１１の密封線源保持部材３と帯電プレート３４との距離は２０ｍｍとし、被覆部材１２と密封線源２の放射線放出面２ａとの距離を２ｍｍとした。なお、被覆部材１２の材質はステンレス鋼である。

この実施例５の試験結果を表３に示す。

表３を参照して、被覆部材１２の線径および開き目が最も小さいもの（被覆部材の種類Ａのもの）では、帯電プレート３４の電位の減衰時間が、他のもの（被覆部材の種類Ｂ，Ｃ，Ｄのもの）よりも多少長くなるもものの、線径が０．４７ｍｍ以上で、開き目２．０７ｍｍ以上のもの（被覆部材の種類Ｂ，Ｃ，Ｄのもの）では、ほぼ同じように良好な除電効果が得られている。このことから、第２実施形態の除電装置１１は、被覆部材１２の線径や開き目が極端に小さくない限り、良好な除電効果（除電を迅速に行なうこと）が得られることが判る。

次に、前記第３実施形態の除電装置２１の密封線源保持部材３を帯電プレート３４から５０ｍｍの距離に配置して、前記実施例１と同様に、帯電プレート３４の電位の減衰時間を計測した。但し、この場合、除電装置２１のイオン加速用電極部材２２に付与する直流電圧は、帯電プレート３４を＋１００Ｖに帯電させたときには、＋２４Ｖの一定値に維持し、帯電プレート３４を−１００Ｖに帯電させたときには、−２４Ｖの一定値に維持した。また、イオン加速用電極部材２２と密封線源２との距離（イオン加速用電極部材２２の軸心方向の距離）は、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの４種類を設定した。なお、イオン加速用電極部材２２は、直径２０ｍｍの環状部材である。また、実施例６で計測した減衰時間は、＋１００Ｖ（または−１００Ｖ）から＋１０Ｖ（または−１０Ｖ）までの減衰時間である。

［比較例３］
実施例６と比較するために、第３実施形態の除電装置２１からイオン加速用電極部材２２を除去したもの（第１実施形態の除電装置１と同一構造のもの）の密封線源保持部材を帯電プレートから５０ｍｍの距離に配置して、前記実施例１と同様に、帯電プレート３４の減衰時間を計測した。なお、この比較例３で計測した減衰時間は、実施例６と同様、＋１００Ｖ（または−１００Ｖ）から＋１０Ｖ（または−１０Ｖ）までの減衰時間である。

これらの実施例６および比較例３の計測結果を表４に示す。

表４に見られるように、密封線源２からイオン加速用電極部材２２までの距離が５〜２０ｍｍの範囲では、実施例６のものは、イオン加速用電極部材を備えない比較例３のものに比べて、帯電プレート部材３４の電位の減衰時間を短縮できることが判る。特に、密封線源２からイオン加速用電極部材２２までの距離が１０ｍｍの場合に、帯電プレート３４の電位の減衰時間を比較例３のものよりも大幅に短くできる。このことから、帯電体と密封線源保持部材３の距離をあまり短くできないような場合に、第３実施形態の除電装置２１の如く、イオン加速用電極部材２２を備えて、このイオン加速用電極部材２２に帯電体の電位と同極性の直流電圧を付与することで、帯電体の除電に要する時間を短縮できることが判る。

但し、密封線源２からイオン加速用電極部材２２までの距離を３０ｍｍとし、イオン加速用電極部材２２を密封線源２よりも帯電プレート３４寄りの位置に配置した場合には、帯電プレート３４の電位の減衰時間は、比較例３よりも悪化している。これは、実施例６では、イオン加速用電極部材２２の電圧を＋２４Ｖまたは−２４Ｖに一定に維持したため、特にイオン加速用電極部材２２が帯電プレート３４に近接している場合に、帯電プレート３４の電位の大きさ（絶対値）がイオン加速用電極部材２２の電圧の大きさよりも小さくなると、帯電プレート３４とイオン加速用電極部材２２との間で、帯電プレート３４と逆極性の空気イオンの帯電プレート３４への移動を妨げるように該空気イオンに作用する電界の強さが大きくなるためである。

そこで、前記第３実施形態では、前記した如く、帯電体Ｘの検出電位の絶対値とイオン加速用電極部材２２の電位の絶対値とがほぼ等しくなるようにイオン加速用電極部材２２に直流電圧を付与するようにした。このようにした場合には、イオン加速用電極部材２２を密封線源２よりも帯電プレート３４寄りの位置に配置しても、帯電体の電位の減衰時間を十分に短くすることができる。

本発明の第１実施形態の除電装置の外観斜視図。 図１のII-II線断面で示す、除電装置および帯電体の断面図。 本発明の第２実施形態の除電装置の外観斜視図。 図１のIV−IV線断面で示す、除電装置および帯電体の断面図。 本発明の第３実施形態の除電装置の主要部の外観斜視図。 図５のVI−VI線断面で示す、除電装置および帯電体の断面図。 除電装置の除電効果を試験するための装置の構成を概略的に示す図。

符号の説明

１，１１，２１…除電装置、２…密封線源、２ａ…放射線放出面、３…密封線源保持部材、４ｂ，５ａ…環状の導体部分、１２…被覆部材、２２…イオン加速用電極部材、Ｘ…帯電体。

Claims (7)

1. 放射線を放出する密封線源を備え、その放射線により帯電体を除電するための空気イオンを生成する除電装置において、
   前記密封線源の放射線放出面を露出させるようにして該密封線源を保持する導体からなる密封線源保持部材を備え、少なくとも前記帯電体の除電を行なうとき、前記密封線源の放射線放出面を帯電体に対向させた状態で該密封線源保持部材を電気的に接地したことを特徴とする除電装置。
2. 前記密封線源保持部材は、前記密封線源の放射線放出面の周囲に環状の導体部分を有することを特徴とする請求項１記載の除電装置。
3. 放射線を放出する密封線源を備え、その放射線により帯電体を除電するための空気イオンを生成する除電装置において、
   前記密封線源の放射線放出面を被覆するように該放射線放出面に対向して設けられると共に、該放射線放出面から放出される放射線を透過させる複数の孔が形成された導体からなる被覆部材を備え、少なくとも前記帯電体の除電を行なうとき、前記密封線源の放射線放出面を帯電体に対向させた状態で該密封線源と帯電体との間に位置する前記被覆部材を電気的に接地したことを特徴とする除電装置。
4. 前記被覆部材は網状部材から成ることを特徴とする請求項３記載の除電装置。
5. 前記帯電体の電位を検出する電位検出手段と、少なくとも前記帯電体の除電を行なうとき、該帯電体と前記密封線源の放射線放出面との間に位置するように設けられた導体からなるイオン加速用電極部材と、該イオン加速用電極部材に正または負の直流電圧を選択的に付与する直流電圧電源とを備え、前記帯電体の除電を行なうとき、前記イオン加速用電極部材に前記電位検出手段により検出された該帯電体の電位と同極性の電圧を前記直流電圧電源から付与することにより、前記密封線源の放射線放出面から放出される放射線によって生成される空気イオンのうちの前記帯電体の電位と逆極性の空気イオンを該帯電体に向かって移動させる電界を前記イオン加速用電極部材と密封線源保持部材との間に形成するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の除電装置。
6. 前記帯電体の電位を検出する電位検出手段と、少なくとも前記帯電体の除電を行なうとき、該帯電体と前記被覆部材との間に位置するように設けられた導体からなるイオン加速用電極部材と、該イオン加速用電極部材に正または負の直流電圧を選択的に付与する直流電圧電源とを備え、前記帯電体の除電を行なうとき、前記イオン加速用電極部材に前記電位検出手段により検出された該帯電体の電位と同極性の電圧を前記直流電圧電源から付与することにより、前記密封線源の放射線放出面から放出される放射線によって生成される空気イオンのうちの前記帯電体の電位と逆極性の空気イオンを該帯電体に向かって移動させる電界を前記イオン加速用電極部材と被覆部材との間に形成するようにしたことを特徴とする請求項３または４記載の除電装置。
7. 前記直流電圧電源から前記イオン加速用電極部材に付与する電圧の大きさは、前記電位検出手段により検出される帯電体の電位の大きさと略等しい電圧であることを特徴とする請求項５または６記載の除電装置。

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