JP2008108681A

JP2008108681A - 除電装置

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Publication number: JP2008108681A
Application number: JP2006297112A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kawada; 啓司川田; Tsuyoshi Senda; 強志千田
Original assignee: Sunx Ltd
Current assignee: Panasonic Industrial Devices SUNX Co Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: JP4860433B2

Abstract

【課題】装置の大型化を抑制しつつ対向電極部分の補強が可能な除電装置を提供する。
【解決手段】１対の正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２を囲むように切り欠き部１６Ａが形成された絶縁基板１６をカバー１３に設けて、この絶縁基板１６上に対向電極としての導体パターン１７を形成するようにした。このような構成であれば、対向電極としての導体パターン１７と放電針３１，３２との距離はｒ１以上とし、絶縁基板１６と放電針３１，３２との距離はｒ１より短くすることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、除電装置に関し、特に、対向電極部分の構造に関する。

下記特許文献１には、放電針でのコロナ放電によって生成したイオンを外部に放出するためのイオン放出口が開口形成され、上記放電針の前方に配置された導電性のカバーを、接地して当該カバーを対向電極として使用する除電装置が開示されている。
特開２００５−１４２１３１公報

ところで、放電針でコロナ放電を安定して発生させるためには、放電針から所定の距離だけ離れた位置に対向電極を配置する必要がある。特許文献１の除電装置では、カバーが対向電極しての役割も果たすため、そこに開口形成されたイオン放出口を、上記所定の距離に応じた大きさにする必要があり、それに応じてイオン放出口とカバーの側端面との間隔が小さくなり、その分だけカバーの強度が低下する。一方、これを回避するためにイオン放出口とカバーの側端面との間隔を大きすれば、その分だけカバー、ひいては帯電装置全体の大型化を招く結果となる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、装置の大型化を抑制しつつ対向電極部分の補強が可能な除電装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係る除電装置は、電圧が印加されることでコロナ放電を発生してイオンを生成する放電針と、前記放電針から発生したイオンを外部に放出するためのイオン放出口が開口形成された絶縁部材と、前記絶縁部材上において前記イオン放出口よりも外側であって前記放電針の針先から所定距離離された位置に形成された対向電極とを備え、前記絶縁部材は、絶縁基板であって、前記対向電極が前記絶縁基板上に形成されグランドラインに直接または間接的に接続される導体パターンで構成されている。

第２の発明は、第１の発明の除電装置において、前記イオン放出口は、前記放電針の針先近傍を囲む位置に配され、前記導体パターンは、当該イオン放出口の周囲を覆う形状に形成されている。

第３の発明は、第１または第２の発明の除電装置において、前記放電針は一列状に配列された複数の放電針であって、前記絶縁基板は、所定数単位ごとの前記放電針に対応して複数設けられ、かつ、互いの導体パターン同士が信号線を介して電気的に接続されている。

第４の発明は、第３の発明の除電装置において、前記複数の絶縁基板の導体パターン同士を接続する信号線のいずれかがグランドラインに接続される。

第５の発明は、第４の発明の除電装置において、前記複数の放電針は、正極性の電圧が印加されて正イオンを生成する正極性放電針と、負極性の電圧が印加されて負イオンを生成する負極性放電針と、をそれぞれ複数備えてなり、前記導体パターンは、前記正極性放電針と前記負極性放電針とで別々に対応して設けられ、前記信号線は、前記正極性放電針に対応する導体パターン同士を接続する第１信号線と、前記負極性放電針に対応する導体パターン同士を接続する第２信号線とを備えて構成され、前記第１信号線を介してグランドラインに流れる電流に応じた測定信号を出力する第１電流測定部と、前記第２信号線を介してグランドラインに流れる電流に応じた測定信号を出力する第２電流測定部と、前記第１電流測定部からの前記測定信号に基づき前記正極性放電針における放電異常の有無を検出し、前記第２電流測定部からの前記測定信号に基づき前記負極性放電針における放電異常の有無を検出する放電異常検出部とを備える。

第６の発明は、請求項５に記載の除電装置において、前記正極性放電針に対応する複数の導体パターンは、それぞれに対応して設けられた各スイッチ素子を介して前記第１信号線に接続され、前記負極性放電針に対応する複数の導体パターンは、それぞれに対応して設けられた各スイッチ素子を介して前記第２信号線に接続されている。

第７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の除電装置において、前記イオン放出口は、互いに近接する１対の前記正極性放電針及び前記負極性放電針ごとに対応して設けられ、前記イオン放出口の中心側へ向けて空気を供給する空気供給部が設けられている。

＜第１の発明＞
本発明によれば、対向電極が、絶縁部材上においてイオン放出口の周囲に形成されている。対向電極部分は、安定したコロナ放電を実現するために放電針との距離（所定距離）をある程度確保する必要があるが、絶縁部材は、対向電極よりも放電針に近接配置できる。従って、イオン放出口をある程度小さくすることで装置全体の大型化を抑制しつつ絶縁部材によって対向電極部分の補強をすることができる。しかも、絶縁基板上に導体パターンを形成することで、絶縁部材によってを補強された対向電極を容易に製造できる。

＜第２の発明＞
本発明によれば、コロナ放電の安定化を図ることができる。

＜第３の発明＞
本発明によれば、各絶縁基板同士が信号線（例えば熱収縮自在な信号線や、ワイヤのように撓み変形可能な信号線）によって接続されているから、本体ケースと絶縁基板との熱膨張差による影響を抑制できる。更に、たとえば複数の放電針及び複数の絶縁基板を、樹脂製の本体ケースに配置する構成とすれば、本体ケースと絶縁基板とは樹脂製であるから、熱膨張差はほとんどなく、放電針と対向電極との位置ずれを抑制できる。

＜第４の発明＞
本発明によれば、各絶縁基板ごとにグランド接地する必要がなくなる。

＜第５の発明＞
例えば正極性放電針と負極性放電針とで共通の導体パターンを対向電極として使用する構成では、例えば正イオンの生成量と負イオンの生成量とが共に減少や増加するとき、互いの電荷が相殺しあいイオンの生成量変化が導体パターンに流れる電流に反映され難く、放電異常の有無を検知することができないおそれがある。そこで、本構成では、正極性放電針と負極性放電針とで別々の導体パターンを対向電極とし、各極性に対応する導体パターンごとに流れる電流に基づき放電異常の有無を個別に検知する。これにより、正極性の放電異常と負極性の放電異常とをそれぞれ正確に検知することができる。

＜第６の発明＞
各スイッチ素子を開閉動作させることで所定数単位ごとの導体パターンを信号線に接続し、この信号線に流れる電流に基づき所定数単位ごとの放電針に対する放電異常の有無を検出できる。

＜第７の発明＞
本発明によれば、１対の前記正極性放電針及び前記負極性放電針に対応して設けられたイオン放出口の中心側に向けて空気供給部からの空気流が供給される。従って、各放電針で生成した正イオンと負イオンとを上記空気流に巻き込みつつ混ぜるようにしてイオン放出口から放出させることができ、これにより、除電対象物を均一に除電することが可能となる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１〜図９を参照しつつ説明する。
１．除電装置の構成
本実施形態の除電装置１０は、正の高電圧が印加される放電針３０と負の高電圧が印加される放電針３０とを備えた、いわゆる直流電圧印加タイプのものである。具体的には、図１，２に示すように、除電装置１０は、図示しない除電対象物（例えば製造ラインで搬送される回路チップなど）の上方に配される棒状、より具体的には角筒状の本体ケース１１を備え、当該本体ケース１１内にその長手方向（各図でｘ方向）に沿って一列状に複数本（本実施形態では、１２本）の放電針３０が配列されている。各放電針３０に高電圧を印加することでコロナ放電を発生させ、これにより生成された正負のイオンが、各放電針３０の近傍に形成された各イオン放出口１５を介して上記除電対象物に吹き付けられて除電が行われる。

本実施形態では、後述するように正極性の高電圧が印加されて正イオンを生成させる正イオン用放電針３１と、負極性の高電圧が印加されて負イオンを生成させる負イオン用放電針３２とが交互に位置するようにして全１２本の放電針３０が配列されている。互いに隣り合う１対の正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２は、共通のホルダ４０によって保持され、このホルダ４０が本体ケース１１から各図ｙ方向に沿って個別に着脱できるようになっている（図１参照）。

（１）本体ケース
本体ケース１１は、一側面側及び長手方向の両端部が開放した長箱形のベース部１２と、そのベース部１２と対向する一側面側及び長手方向の両端部が開放した長箱形のカバー１３と、ベース部１２及びカバー１３を組み付けた状態でそれらの両端部を塞ぐように固着される１対のキャップ１４とから構成されている。ベース部１２、カバー１３及びキャップ１４は、いずれも樹脂製であって、特にカバー１３は、例えば導電性樹脂（例えばポリカーボネート）で形成されている。

ａ．カバー
カバー１３のうち開放した側とは反対側の側壁１３Ａには、その長手方向ｘに沿って複数個（本実施形態では、６個）のイオン放出口１５が所定間隔を隔てて開口形成されている。各イオン放出口１５は、本体ケース１１の長手方向ｘに沿って長く延びた長孔とされている。従って、この側壁１３Ａが「第１側壁」の一例であり、除電装置１０の使用時には、この側壁１３Ａの表面が除電対象物側に向けられる除電面とされる。また、図３に示すように、側壁１３Ａの裏面側には、各イオン放出口１５に対応して複数枚（本実施形態では６枚）の絶縁部材としての絶縁基板１６が配されている。具体的には、各絶縁基板１６は、全体として長手方向ｘに長く延びた長方形をなし、各イオン放出口１５の一部分（略３分の２）に沿ったＣ字形の切り欠き部１６Ａが形成されている。

そして、各絶縁基板１６には、上記側壁１３Ａ裏面と対向する面側に、導体パターン１７が形成されている。この導体パターン１７については後で詳説する。各絶縁基板１６には、その長手方向ｘの両端側に貫通孔が形成されており、この貫通孔を通してネジ１８がカバー１３のネジ孔１３Ｅに螺合されることで、各絶縁基板１６がカバー１３の裏側に固定されている。また、互いに隣り合う絶縁基板１６同士は、熱収縮自在の信号ケーブル１９（例えば架橋ポリエチレン）を介して互いに導体パターン１７同士が電気的に接続されている。そして、例えば長手方向ｘの一方端に位置する絶縁基板１６の導体パターンが図示しないグランド線に電気的に接続され、これにより全ての絶縁基板１６上の導体パターンがグランドレベルに接地されることになり、各導体パターン１７が「対向電極」としての役割を果たす。

また、カバー１３において、上記側壁１３Ａを挟む１対の側壁１３Ｂ、１３Ｃのうち一方の側壁１３Ｂは、断面Ｌ字形とされ、上記側壁１３Ａより一段下がった段差部１３Ｄが形成されており、この側壁１３Ａと段差部１３Ｄとを繋ぐ側壁部分に、図４に示すように、ホルダ４０の着脱を行うための複数（本実施形態では６個）のホルダ取り外し口２０が開口形成されている。より具体的には、ホルダ取り外し口２０は、全体として横長の矩形状をなし、両端よりやや内側のそれぞれの位置に側壁１３Ａ側に突出した部分（以下、「突出部分２０Ａ」という）を有する。ホルダ４０の着脱時には、当該ホルダ４０から突出した１対の正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２の針先が、各突出部分２０Ａを通過することになる。

ｂ．ベース部
図５は、カバー１３及び後述する放電針ユニット４１を取り外した状態を示す除電装置の斜視図である。図２に示すように、ベース部１２の底部には、長手方向ｘに伸びる空洞部２１が設けられており、ここに一方のキャップ１４に開口形成された供給口２２を介して外部から空気流が送られる。そして、この空洞部２１と上方空間とを仕切る仕切り壁２３の上に次述する放電針ユニット４１が設けられる。なお、仕切り壁２３には、ホルダ装着部材４２を固定するためのリベット５５が通される挿通孔２３Ａと、空気流供給部５３に連通する連通孔２３Ｂが貫通形成されている。

（２）放電針ユニット
図６は、ホルダ４０がホルダ装着部材４２に装着された状態を示す放電ユニット４１の斜視図であり、図７，８は、ホルダ４０がホルダ装着部材４２から取り外された状態を示す放電ユニット４１の斜視図である。

ａ．ホルダ
各ホルダ４０は、上述したように１対の正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２を保持する。各ホルダ４０は、先端部に放電針３１，３２をそれぞれ保持する突出部４３，４３の基端側が連結部４４によって連結されると共に、各突出部４３，４３の先端側から折り返すようにアーム部４５，４５が延設され、各アーム部４５，４５の各先端に摘み部４６，４６がそれぞれ設けられている。これらの１対の摘み部４６，４６の間に、隙間を介して連結部４４が介在し、これらの連結部４４及び摘み部４６は、図１に示すように、ホルダ４０を本体ケース１１に装着した状態で外部に露出して除電装置１０の外面の一部を構成する。各アーム部４５のうち撓み部４６寄りの位置には、外側に突出した係止爪部４７が一体的に形成されている。

両摘み部４６，４６には、人の指先が挿入可能な窪み部４６Ａが形成されており、ここに例えば親指と人差し指とを挿入して挟み込むと、両アーム部４５，４５が内側に撓み変形して上記両係止爪部４７，４７の距離が狭まるようになっている。なお、ホルダ４０は、例えば放電針３１，３２を保持した状態で金型内に樹脂を流し込んで一体的に樹脂成形されたものであり、放電針３１，３２は、その針先が上方（長手方向ｘ及び装着方向ｙに直交する方向）に突出するとともに、基端部が下方に突出した状態で埋設されている。

ｂ．ホルダ装着部材
ホルダ装着部材４２は、本体ケース１１内において上記区画壁２３上に固定される。ホルダ装着部材４２は、上記区画壁２３に装着される装着部５０の両端側からそれぞれホルダ係止部５１，５１が延設され、両係止部５１，５１には、互いの対向側に、上記ホルダ４０の各アーム部４５が挿入される挿入溝５１Ａ，５１Ａが形成されている。そして、各挿入溝５１Ａ内には、上記アーム部５１の係止爪部４７と係合する係合孔５２（「被係合部」の一例）が貫通形成されている。

また、両係止部５１，５１の間には、空気流供給部５３が装着部５０を貫通した状態で設けられている。より具体的には、空気流供給部５３は、円筒形をなし、本実施形態では、各放電針３０ごとに１本ずつ設けられ、長手方向ｘに沿って配列されている。この空気流供給部５３の下側には、Ｏリング５４が環着され、装着部５０を例えばリベット５５，５５にて区画壁２３に固定することで、Ｏリング５４により密閉性が保たれた状態で、空気流供給部５３が空洞部２１に連通する（図２参照）。そして、空洞部２１内に供給された空気流は、空気流供給部５３を介して各放電針３０の近傍を通過しつつ、当該放電針３０にて生成されたイオンをイオン放出口１５から外部に放出させる役割を果たす。

また、本体ケース１１内には、上記装着部５０を挟んで長手方向ｘに伸びる１対の電源線Ｌ１、Ｌ２が設けられている。このうち一方の電源線Ｌ１は、正極性の高電圧を正イオン用放電針３１に印加する電源線であり、この電源線Ｌ１が、正イオン用放電針３１の基端部と接触する接触端子としての板バネ５６と電気的に接続されている。他方の電源線Ｌ２は、負極性の高電圧を負イオン用放電針３２に印加する電源線であり、この電源線Ｌ２が、負イオン用放電針３２の基端部と接触する接触端子としての板バネ５７と電気的に接続されている。

（３）導体パターン
ホルダ４０を本体ケース１１に装着するには、図１に示すように、両摘み部４６，４６を指で挟み込みつつホルダ４０を着脱方向ｙに沿ってホルダ取り外し口２０を介して挿入する。このとき、両アーム部４５，４５が両係止部５１，５１の挿入溝５１Ａに沿ってそれぞれ本体ケース１１の奥側まで案内される。その後、指を離すことで、両アーム部４５，４５が復元変形し、各係止爪部４７が各係合孔５２に係合し、これにより、ホルダ４０が本体ケース内に位置決め固定される。このとき、正イオン用放電針３１は板バネ５６を弾性変形させつつ当該板バネ５６と接触し、負イオン用放電針３２は板バネ５７を弾性変形させつつ当該板バネ５７と接触する。これにより、放電針３１，３２と、板バネ５６，５７との電気的接続を確実なものとすることができる。

図９は、ホルダ４０を本体ケース１１に装着した状態における、放電針３１，３２、絶縁基板１６及び導体パターン１７の位置関係を説明するための模式図である。対向電極は、放電針３０でのコロナ放電を安定に発生させる役割を果たすが、このためには、放電針３０の針先から少なくとも所定距離ｒ１だけ離れた位置に対向電極を設ける必要がある。その一方で、除電装置１０の小型化を要請が強く、対向電極の大きさにも制約がある。そうすると、例えば対向電極を板金で構成した場合、放電針３０の針先との距離を確保しつつ小型化を図った場合には、板金の一部が極めて細くなり強度に欠ける結果となる。

これに対して、本実施形態では、図９に示すように、１対の正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２を囲むように切り欠き部１６Ａが形成された絶縁基板１６（回路基板として使用されるもの）をカバー１３に設けて、この絶縁基板１６上に対向電極としての導体パターン１７を形成するようにした。このような構成であれば、対向電極としての導体パターン１７と放電針３１，３２との距離はｒ１以上とし、絶縁基板１６と放電針３１，３２との距離はｒ１より短くすることができる。つまり、細くせざるを得ない導体パターン１７を、それよりも太くできる絶縁基板１６上に形成し、この絶縁基板１６によって導体パターン１７を補強することができる。

また、例えばメンテナンスのために、特定のホルダ４０を取り外すためには、両摘み部４６，４６を指で挟み込む。これにより、両アーム部４５，４５が内側に撓み変形し、各係止爪部４７と各係合孔５２との係合状態を解除できる。従って、ホルダ４０を着脱方向ｙに沿って本体ケース１１から取り外すことができる。

２．本実施形態の効果
（１）本実施形態では、正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２を１対ずつ各ホルダ４０に保持させ、このホルダ４０が放電針４０の並び方向（長手方向ｘ）に直交する方向（装着方向ｙ）に沿って着脱できる。従って、特定の放電針３０だけを個別に取り外してメンテナンス作業を行うことができる。また、対向電極としての導体パターン１７を本体ケース１１側においてイオン放出口１５の近傍に設けて、ホルダ４０をイオン放出口１５側とは別に、側壁１３Ｂ側に設けたホルダ取り外し口２０を介して着脱する構成である。従って、イオン放出口２０はホルダ４０を通すほどの大きさにする必要は必ずしもない。

（２）また、各ホルダ４０は、１対の正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２を、針先から基端部まで略等間隔になるように互いに平行姿勢で保持する。従って、針先から基端部まで両放電針３１，３２間のリーク電流をなるべく抑制することができる。しかも、正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２は、ホルダ４０から突出した各突出部４３，４３先端側にて保持されている。従って、両放電針３１，３２間の沿面距離（一方の放電針３１からホルダ４０を伝わって他方の放電針３２に流れる電流の経路の距離）をなるべく長く稼ぐようにして、リーク電流の更なる抑制が図られている。

（３）更に、ホルダ４０の着脱に際し、作業者が把持する摘み部４６，４６は、放電針３１，３２を保持する側とは反対側に設けられ、しかも、装着時においても本体ケース１１から露出している。従って、放電針３１，３２に触れることを抑制しつつ、比較的簡単にホルダ４０の着脱ができる。

（４）１対の正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２を囲むように切り欠き部１６Ａが形成された絶縁基板１６をカバー１３に設けて、この絶縁基板１６上に導体パターン１７を形成するようにした。これにより、細くせざるを得ない導体パターン１７を、それよりも太くできる絶縁基板１６上に形成し、この絶縁基板１６によって導体パターン１７を補強することができる。

（５）本体ケース１１と絶縁基板１６とは樹脂製であり、熱膨張差がそれほどない。しかも、対向電極自体は本体ケース１１や絶縁基板１６とは熱膨張率が異なる導電性部材であるものの、対向電極を複数の導体パターン１７に分割し、導体パターン１７同士を熱収縮自在の信号ケーブル１９で繋ぐようにした。従って、放電針３０と導体パターン１７との温度変化に対する位置ずれを抑制できる。
＜実施形態２＞
図１０，１１は実施形態２を示す。前記実施形態１では、１対の正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２に対応して１つの導体パターン１７を設けた構成としたが、本実施形態では、上記導体パターン１７を２つに分離して正イオン用導体パターン１７Ａと負イオン用導体パターン１７Ｂとにした点と異なる。その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

１．除電装置の電気的構成
図１０には、除電装置１０の電気的構成図が示されている。
（１）電圧印加回路
商用の交流高電圧電源１０３には、トランス１０５の一次側が接続されるとともに、トランス１０７の一次側が接続されている。トランス１０５の二次側には、第１コンデンサ１０８及び第２コンデンサ１０９を備えたコッククロフト型の倍電圧整流回路１１０（「負極性電圧印加回路」の一例）が接続されており、第２コンデンサ１０９の負極側に出力端子１１４を介して複数の負イオン用放電針３２（図１０で白抜きの放電針）が接続されている。

トランス１０７の二次側には、第１コンデンサ１１１及び第２コンデンサ１１２を備えたコッククロフト型の倍電圧整流回路１１３（「正極性電圧印加回路」の一例）が接続されており、第２コンデンサ１１２の正極側に出力端子１１５を介して複数の正イオン用放電針３１（図１０で斜線で網掛けされた放電針）が接続されている。なお、各倍電圧整流回路１１０，１１３の他方の出力端子（図示せず）はグランドラインＧＮＤに接続されている。

また、倍電圧整流回路１１０の出力端子１１４とグランドラインとの間には、抵抗１３０と可変電圧源１３１を備えるＮチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴ（以下、「ＦＥＴ１３２」という）との直列回路が設けられると共に、上記ＦＥＴ１３２に並列接続した抵抗１３３からなる放電回路１３４が設けられている。これは、可変電圧源１３１によりＦＥＴ１３２のゲート電圧を変化させてその抵抗値を変えることにより、放電回路１３４に流れる第２コンデンサ１０９の充電電流を調整するようになっている。尚、ＦＥＴ１３２は非飽和領域で動作させるようになっている。

倍電圧整流回路１１３の出力端子１１５とグランドラインとの間には、抵抗１２０と可変電圧源１２１を備えるＮチャネル型のパワーＭＯＳＦＥＴ（以下、「ＦＥＴ１２２」という）との直列回路が設けられると共に、上記ＦＥＴ１２２に並列接続した抵抗１２３からなる放電回路１２４が設けられている。これは、可変電圧源１２１によりＦＥＴ１２２のゲート電圧を変化させてその抵抗値を変えることにより、放電回路１２４に流れる第２コンデンサ１１２の充電電流を調整するようになっている。尚、ＦＥＴ１２２は非飽和領域で動作させるようになっている。

（２）対向電極側の構成
図１０に示すように、正イオン用放電針３１及び負イオン用放電針３２の各１本ずつに対応して１つずつ導体パターン（正イオン用導体パターン１７Ａまたは負イオン用導体パターン１７Ｂ）がそれぞれ設けられている。そして、負イオン用放電針３２に対応する複数の負イオン用導体パターン１７Ｂ（図１０で白抜きの対向電極）は、それぞれスイッチ素子１４１を介して負極側共通信号線１９Ｂに接続されている。そして、この負極側共通信号線１９Ｂ（「第２信号線」の一例）が電流測定用抵抗１４１（「第２電流測定部」の一例）を介してグランドラインＧＮＤに接続されている。

また、正イオン用放電針３１に対応する複数の正イオン用導体パターン１７Ａ（図１０で斜線網掛けの対向電極）は、それぞれスイッチ素子１４５を介して正極側共通信号線１９Ａ（「第１信号線」の一例）に接続されている。そして、この正極側共通信号線１９Ａが電流測定用抵抗１４６（「第１電流測定部」の一例）を介してグランドラインＧＮＤに接続されている。
より具体的には、図１１に示すように、本実施形態の導体パターン１７Ａ，１７Ｂは、上記実施形態１の導体パターン１７を長手方向の略中央位置に分離しパターンに形成されている。また、例えば、絶縁基板１６の表面には上記導体パターン１７Ａ，１７Ｂとともに、それぞれに対応したスイッチ素子１４１，１４５が実装されている。本実施形態では、各絶縁基板１６は複数層からなり、内部層に上記正極側共通信号線１９Ａ及び負極側共通信号線１９Ｂがパターン形成されている。また、後述する制御回路４０から各スイッチ素子１４１，１４５にぞれぞれ個別に与えられる制御信号の制御線（図１１で符号１５０，１５１）も内部層にパターン形成されている。

正イオン用導体パターン１７Ａは、スイッチ素子１４５を介して例えばスルーホールによって上記正極側共通信号線１９Ａに電気的に接続されている。一方、負イオン用導体パターン１７Ｂは、スイッチ素子１４１を介して例えばスルーホールによって上記負極側共通信号線１９Ｂに電気的に接続されている。また、各スイッチ素子１４１，１４５の制御端子が例えばスルーホールを介して上記制御線１５０，１５１にそれぞれ電気的に接続されている。

２．制御回路の動作
制御回路４０は、各スイッチ素子１４１，１４５それぞれに制御信号を与えて個別にオンオフさせることができる。従って、電流測定用抵抗１４１には、スイッチ素子１４１がオンされて上記負極側共通信号線１９Ｂに連なる負イオン用導体パターン１７Ｂに流れる負イオン電流（負極側共通信号線１９Ｂに連なる負イオン用導体パターン１７Ｂが複数の場合にはそれらの合成イオン電流）に応じた電圧Ｖ１（「測定信号」の一例）が発生する。電流測定用抵抗１４５には、スイッチ素子１４５がオンされて上記正極側共通信号線１９Ａに連なる正イオン用導体パターン１７Ａに流れる正イオン電流（正極側共通信号線１９Ａに連なる正イオン用導体パターン１７Ａが複数の場合にはそれらの合成イオン電流）に応じた電圧Ｖ２（「測定信号」の一例）が発生する。制御回路４０には、所定のサンプリングタイミングに上記電圧Ｖ１，Ｖ２が順次読み込まれる。つまり、制御回路４０は、正イオン用放電針３１で発生している正イオン量と、負イオン用放電針３２で発生している負イオン量とを個別に認識することができる。しかも、スイッチ素子１４１，１４５を制御することで、所定数単位（例えば負イオン用放電針３２を１本ずつ、または２本ずつなど）の放電針３１，３２に発生しているイオン生成量を認識することができる。

そして、制御回路４０は、所定のサンプリングタイミングで正イオンの放電量（イオン生成量）と、負イオンの放電量（イオン生成量）とを随時比較し、これらに差が生じた場合には、その差を相殺するように、上記可変電圧源１２１，１３１の電圧を調整する。具体的には、例えば正イオンの放電量が負イオンの放電量よりも多いときには、制御回路４０は可変電圧源１２１の電圧を引き上げるように制御して、ＦＥＴ１２２のゲート電圧を上昇させることによりその抵抗値を下げる。すると、第２コンデンサ１１２への充電電流が放電回路１２４に流れることにより、第２コンデンサ１１２の充電電圧が低下して、正イオンの放電量が負イオンの放電量に近づく。

また、例えば放電針３０に周囲空気中の埃等が付着したり、長期使用により放電針３０の先端が磨耗したりすることによって、放電針３０から生成される放電量が所定レベルよりも下回り、除電効果に影響を及ぼすことがあり得る。そこで、本実施形態では、制御回路４０は、各サンプリング電圧Ｖ１，Ｖ２と所定の閾値と比較し、当該サンプリング電圧Ｖ１（またはＶ２）が上記所定の閾値を下回るほどに正イオンまたは負イオンのうち少なくともいずれか一方の放電量が低下したときには、放電異常が発生したと判断し、例えば外部に異常信号を出力する。また、除電装置に備えられた表示灯を点灯させる構成であってもよい。更に、放電針３０で生成した正負イオンを帯電体に吹き付けるためのファン（図示せず）の駆動を停止させる構成であってもよい。なお、以上の放電異常の有無検出は、上記スイッチ素子１４１，１４５のオンオフパターンの組み合わせによって１つずつの放電針３０、複数単位ごとの同極性放電針ごと、更に全同極性放電針ごとで行うことができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、１つのホルダ４０に１対の放電針３０を保持させる構成であったが、１つのホルダに、１本、或いは、３本以上の放電針３０を保持させる構成であっても勿論よい。また、各ホルダ４０が放電針３０を同数本保持する構成でなくて、互いに異なる本数ずつ保持する構成であってもよい。

（２）上記実施形態では、放電針３０を、ホルダ４０の装着方向ｙに直交する方向に沿った姿勢でホルダ４０に保持させていたが、放電針３０を当該装着方向ｙに沿わせた姿勢（例えば放電針３０の針先を本体ケース１１への挿入方向に向けた姿勢）でホルダ４０に保持させる構成であってもよい。このような構成であれば、ホルダ４０の装着過程で放電針３０の針先が本体ケース１１に干渉することを抑制できる。

（３）上記実施形態では、除電装置１０の小型化を図るために、絶縁基板１６及び導体パターン１７が、放電針３０の針先を部分的に覆う構成であったが、小型化にそれほど影響がなければ、絶縁基板１６及び導体パターン１７を、放電針３０の針先全周を覆う形状とすることが望ましい。

（４）イオン放出口１５を、各負イオン用放電針３２本ずつに対応して１個ずつ設けた構成であってもよい。

（５）上記実施形態では、絶縁基板１６及び導体パターン１７を、１対の放電針３０ごとに１組ずつ設ける構成であったが、これに限らず、負イオン用放電針３２個ずつ、或いは、３個以上ずつに対応して１組ずつ設ける構成であってもよい。

（６）上記実施形態では、絶縁基板１６同士を電気的に接続する信号線として熱収縮自在の信号ケーブル１９を使用したが、ワイヤなど撓み変形可能な材料からなる信号線であってもよい。

（７）上記実施形態２では、スイッチ素子１４１，１４５を設けて各放電針ごとに放電異常の有無検出を行うことが可能な構成としたが、これに限らず、これらのスイッチ素子１４１，１４５を設けず、同極性放電針同士でまとめて放電異常の有無検出を行う構成であってもよい。

（８）上記実施形態では、空気供給部５３を正負１対の放電針３０の間に設けて、イオン放出口２０の中央位置へ向けて空気流を供給し、この空気流によって、各放電針３０で個別に生成された正イオンと負イオンとを巻き込みつつ混ぜ合わせて除電対象物上に吹き付けるようにした。これに対して、例えば空気供給部を各放電針３０，３０の外側に設けつつ供給方向をイオン放出口の中央側に向けた構成であってもよい。

本発明の実施形態１に係る除電装置を示す斜視図図１のＸ−Ｘ破断面における本体ケースの断面図カバーを裏側から見た斜視図カバーのホルダ取り外し口を示した平面図カバー及び放電針ユニットを取り外した状態を示す除電装置の斜視図ホルダがホルダ装着部材に装着された状態を示す放電ユニットの斜視図ホルダがホルダ装着部材から取り外された状態を示す放電ユニットの上側斜視図ホルダがホルダ装着部材から取り外された状態を示す放電ユニットの下側斜視図ホルダ装着時における、放電針、絶縁基板及び導体パターンの位置関係を説明するための模式図除電装置の電気的構成図絶縁基板に形成された導体パターン及び信号線パターンを説明するための模式図

符号の説明

１０…除電装置
１１…本体ケース
１３Ａ…側壁（第１側壁）
１５…イオン放出口
１６…絶縁基板（絶縁部材）
１７，１７Ａ，１７Ｂ…導体パターン（対向電極）
１９…信号線
１９Ａ…正極側共通信号線（第１信号線）
１９Ｂ…負極側共通信号線（第２信号線）
２０…ホルダ取り外し口
３０…放電針
４０…ホルダ
４７…係止爪部
５２…係合孔（被係止部）
５６，５７…板バネ（接触端子）
１４１…電流測定用抵抗（第２電流測定部）
１４６…電流測定用抵抗（第１電流測定部）
１４１，１４５…スイッチ素子
１６０…制御回路（放電異常検出部）

Claims

電圧が印加されることでコロナ放電を発生してイオンを生成する放電針と、
前記放電針から発生したイオンを外部に放出するためのイオン放出口が開口形成された絶縁部材と、
前記絶縁部材上において前記イオン放出口よりも外側であって前記放電針の針先から所定距離離された位置に形成された対向電極とを備え、
前記絶縁部材は、絶縁基板であって、前記対向電極が前記絶縁基板上に形成されグランドラインに直接または間接的に接続される導体パターンで構成されている除電装置。
前記イオン放出口は、前記放電針の針先近傍を囲む位置に配され、前記導体パターンは、当該イオン放出口の周囲を覆う形状に形成されている請求項１に記載の除電装置。
前記放電針は一列状に配列された複数の放電針であって、
前記絶縁基板は、所定数単位ごとの前記放電針に対応して複数設けられ、かつ、互いの導体パターン同士が信号線を介して電気的に接続されている請求項１または請求項２に記載の除電装置。
前記複数の絶縁基板の導体パターン同士を接続する信号線のいずれかがグランドラインに接続される請求項３に記載の除電装置。
前記複数の放電針は、正極性の電圧が印加されて正イオンを生成する正極性放電針と、負極性の電圧が印加されて負イオンを生成する負極性放電針と、をそれぞれ複数備えてなり、
前記導体パターンは、前記正極性放電針と前記負極性放電針とで別々に対応して設けられ、
前記信号線は、前記正極性放電針に対応する導体パターン同士を接続する第１信号線と、前記負極性放電針に対応する導体パターン同士を接続する第２信号線とを備えて構成され、
前記第１信号線を介してグランドラインに流れる電流に応じた測定信号を出力する第１電流測定部と、
前記第２信号線を介してグランドラインに流れる電流に応じた測定信号を出力する第２電流測定部と、
前記第１電流測定部からの前記測定信号に基づき前記正極性放電針における放電異常の有無を検出し、前記第２電流測定部からの前記測定信号に基づき前記負極性放電針における放電異常の有無を検出する放電異常検出部とを備える請求項４に記載の除電装置。
前記正極性放電針に対応する複数の導体パターンは、それぞれに対応して設けられた各スイッチ素子を介して前記第１信号線に接続され、
前記負極性放電針に対応する複数の導体パターンは、それぞれに対応して設けられた各スイッチ素子を介して前記第２信号線に接続されている請求項５に記載の除電装置。
前記イオン放出口は、互いに近接する１対の前記正極性放電針及び前記負極性放電針ごとに対応して設けられ、
前記イオン放出口の中心側へ向けて空気を供給する空気供給部が設けられている請求項１から請求項６のいずれかに記載の除電装置。