JP2009140742A - イオナイザ - Google Patents

Abstract

【課題】人為的に距離を入力する等の煩雑な手間を必要とせず、任意の距離にある除電対象物を短時間で効率的に除電すると共に、省エネルギーにも寄与できるイオナイザを提供する。
【解決手段】放電電極に高電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、放電電極の周囲に発生したイオンにより除電対象物を除電するイオナイザにおいて、放電電極（例えば１５，１６）と除電対象物Ａとの間の距離を測定する距離センサ１７と、この距離センサ１７により測定した距離に応じて高電圧発生回路１２，１３から放電電極１５，１６に印加する電圧を制御するための制御部１１とを備える。この制御部１１は、距離センサ１７により測定した距離が長いほど、放電電極１５，１６に印加する電圧パルスのパルス幅を大きくするように制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電電極と除電対象物との間の距離を検出する距離センサを備えたイオナイザに関するものである。

図４は、特許文献１に記載されたパルスＡＣ方式のイオナイザの構成図である。
図４において、２１は交流電源、２２はスイッチ、３０は昇圧整流回路、３１はトランス、３２は倍電圧整流回路、４１，４３，４４は抵抗、４２はコンデンサ、５０は放電電極、６０はスイッチ２２を開閉制御する制御回路、６１はメモリ、７０はコンソール、Ａは除電対象物を示している。

この従来技術の基本的な動作は、次の通りである。
すなわち、除電対象物Ａが正負どちらに帯電しているかによって放電電極５０から生成、放出される正負イオンの量が影響を受けるため、正負イオン量の差を抵抗４４の両端電圧により検出し、この電圧検出値を制御回路６０に入力する。制御回路６０内のメモリ６１には、前記電圧検出値に応じた電圧調整レベルが予め記憶されており、制御回路６０はこの電圧調整レベルに応じたデューティ比でスイッチ２２をオン・オフ制御する。
これにより、例えば除電対象物Ａが正に帯電している場合には負イオンをより多く生成するような制御が行われることになり、その結果、除電対象物Ａの速やかな除電が行われるものである。

ここで、図４の従来技術では、放電電極５０と除電対象物Ａとの間の距離をコンソール７０から入力できるようになっている。
つまり、放電電極５０と除電対象物Ａとの間の距離に関係なく放電電極５０への印加電圧を一律に決定する場合には、除電対象物Ａの表面に到達する正イオンまたは負イオンが不足したり、過剰になるおそれがある。
従って、上記従来技術においては、抵抗４４による電圧検出値だけでなく、コンソール７０により入力された放電電極５０と除電対象物Ａとの間の距離も加味しつつ、メモリ６１から適切な電圧調整レベルを読み出して制御回路６０がスイッチ２２をオン・オフ制御することにより、除電対象物Ａまでの距離にかかわらず確実に除電できるように考慮している。

特開２００４−２０７１５０号公報（［００２８］〜［００３６］，図１，図２等）

図４の従来技術によれば、放電電極５０と除電対象物Ａとの間の距離を加味して放電電極５０への印加電圧を制御することにより除電時間の短縮を可能にしているが、距離情報を使用者自身がコンソール７０から入力しなくてはならないため、その入力作業が面倒である。
特に、距離を目測して入力する場合には正確な制御を望むことができず、また、正確を期すために距離を実測すると、作業が一層煩雑になって多くの時間がかかるという問題があった。
更に、従来のイオナイザでは、除電対象物が存在しない場合にもイオンを発生し続けている場合があり、このような状態を極力無くしてエネルギーの浪費を回避したいという要請もあった。

そこで、本発明の解決課題は、人為的に距離を入力する等の煩雑な手間を必要とせず、任意の距離にある除電対象物を短時間で効率的に除電すると共に、省エネルギーにも寄与することができるイオナイザを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、放電電極に高電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、放電電極の周囲に発生したイオンにより除電対象物を除電するイオナイザにおいて、
放電電極と除電対象物との間の距離を測定する距離センサと、
この距離センサにより測定した距離に応じて放電電極に印加する電圧を変化させるための制御手段と、を備えたものである。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載したイオナイザにおいて、
前記制御手段は、前記距離センサにより測定した距離が長いほど前記放電電極に印加する電圧を大きくするように制御するものである。

請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載したイオナイザにおいて、
前記制御手段は、前記距離センサにより測定した距離に応じて前記放電電極に印加する電圧パルスのパルス幅を変化させるものである。

本発明によれば、距離センサが放電電極と除電対象物との間の距離を測定し、その距離に応じて、制御手段が高電圧発生回路を介して放電電極への印加電圧を変化させる。
これにより、除電対象物までの距離が短いほど上記印加電圧を小さくし、距離が長いほど印加電圧を大きくするような制御を自動的に行うことができ、除電対象物へ到達するイオン量を距離にかかわらずほぼ一定にすることができる。従って、印加電圧を一定にした場合に比べて、遠くにある除電対象物の除電時間を短縮することが可能である。
また、距離センサが測定可能な距離の範囲内に除電対象物が存在しない場合には、除電対象物なし、または測定不能を意味する信号を制御手段に送って放電電極への高電圧印加を停止し、消費電力を削減することができる。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、この実施形態に係るイオナイザの概略的な構成図である。このイオナイザは、周知のように、放電電極に正または負の高電圧を印加することによりコロナ放電を生じさせて放電電極周囲に正イオンまたは負イオンを発生させ、これらのイオンをエアにより除電対象物方向へ供給するように構成されている。

図１において、１０はイオナイザ本体であり、正負の高電圧を発生させるための制御信号を出力するＣＰＵ等の制御部１１を備えている。
１２は正の高電圧パルス（正電圧パルス）を発生する高電圧発生回路、１３は負の高電圧パルス（負電圧パルス）を発生する高電圧発生回路である。これらの高電圧発生回路１２，１３は、例えば前述した特許文献１に示されるように、交流電源電圧が一次側に印加されるトランスとその二次側に接続される倍電圧整流回路等によって構成されているが、その回路構成は本発明の要旨ではないため、ここでは説明を省略する。

また、１４は上記高電圧発生回路１２，１３の出力電圧（正電圧パルス及び負電圧パルスの合成電圧）が印加される放電電極であり、このイオナイザをいわゆるパルスＡＣ方式のイオナイザとして使用する場合に用いられる。図２（ａ）は、パルスＡＣ方式による放電電極１４への印加電圧波形である。

一方、１５は高電圧発生回路１２からの正電圧パルスが印加される放電電極、１６は高電圧発生回路１３からの負電圧パルスが印加される放電電極であり、これらの放電電極１５，１６は、このイオナイザをいわゆるパルスＤＣ方式のイオナイザとして使用する場合に用いられる。図２（ｂ）は、パルスＤＣ方式による放電電極１５，１６への印加電圧波形である。

通常、パルス駆動されるイオナイザでは、パルスＡＣ方式またはパルスＤＣ方式の何れかの方式が採られるため、実際には放電電極１４のみ、または、放電電極１５，１６のみが設けられる。図１の例は、便宜的に両方式で用いる放電電極をすべて示したものである。

本実施形態では、放電電極１４または１５，１６と除電対象物Ａとの間の距離を測定するための距離センサ１７が、イオナイザ本体１０に取り付けられている。
この距離センサ１７は、例えば除電対象物Ａに向けて送った超音波の送受信に要する時間を計測して除電対象物Ａまでの距離を測定する超音波式の距離センサによって構成されている。なお、超音波式だけでなく、ＬＥＤや半導体レーザを用いた光学式の距離センサを使用しても良い。
この距離センサ１７から出力される距離測定値は、前記制御部１１に入力されており、制御部１１では、距離測定値に応じたパルス幅を有する正電圧パルスまたは負電圧パルスを高電圧発生回路１２，１３からそれぞれ出力させるように、所定の制御信号を生成する。

ここで、図３は、イオナイザの放電電極（例えば、パルスＤＣ方式のイオナイザにおける正側の放電電極１５）と除電対象物Ａとの間の距離と、放電電極１５に印加される正電圧パルスとの関係を示した概念図である。
イオナイザの出力が一定の場合、上記の距離が長くなるほど除電対象物Ａの表面に到達するイオンの量が減少するので、本実施形態では、距離センサ１７により計測した距離（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）に応じて、制御部１１からの制御信号により、放電電極１５に印加する正電圧パルスのパルス幅を変化させている。すなわち、距離が長くなるほどパルス幅を増加させている。
図示しないが、パルスＤＣ方式において負側の放電電極１６に印加される負電圧パルスや、パルスＡＣ方式において放電電極１４に印加される正負の電圧パルスについても同様であり、距離が長くなるほどパルス幅を増加させれば良い。

なお、上述のように放電電極への印加電圧のパルス幅を制御する以外に、パルスの振幅や周波数を変化させてイオン発生量を制御しても良い。すなわち、本発明において、制御部１１によるイオン発生量の制御方法は、特に限定されるものではない。

以上のように本実施形態では、距離センサ１７によって放電電極と除電対象物Ａとの間の距離を検出し、この距離が長くなるほどイオン発生量が多くなるように、制御部１１が放電電極への印加電圧を自動的に制御している。
このため、人為的に距離を測定して入力する等の煩雑な作業を行わなくても、距離に応じた適切な量のイオンを発生させることができ、放電電極から遠くにある除電対象物Ａに対しても効率よく短時間で除電を行うことができる。

特に、除電対象物Ａがロボット搬送される液晶パネル等である場合には、放電電極から除電対象物Ａまでの距離が必ずしも一定ではないことが多いが、本発明によれば、このような場合に有効である。
また、距離センサ１７が測定可能な距離の範囲内に除電対象物Ａが存在しない場合には、距離センサ１７から、除電対象物なし、または測定不能を意味する信号を制御部１１に送ることで、制御部１１が放電電極への高電圧印加を停止することも可能である。これにより、消費電力を削減して省エネルギーに寄与することができる。

本発明の実施形態に係るイオナイザの概略的な構成図である。 図２（ａ）はパルスＡＣ方式による放電電極への印加電圧波形、図２（ｂ）はパルスＤＣ方式による放電電極への印加電圧波形である。 実施形態における、放電電極と除電対象物との間の距離と、放電電極に印加される正電圧パルスとの関係を示した概念図である。 従来技術を示す構成図である。

符号の説明

１０：イオナイザ本体
１１：制御部
１２，１３：高電圧発生回路
１４：放電電極（パルスＡＣ用）
１５，１６：放電電極（パルスＤＣ用）
１７：距離センサ
２１：交流電源
２２：スイッチ
３０：昇圧整流回路
３１：トランス
３２：倍電圧整流回路
４１，４３，４４：抵抗
４２：コンデンサ
５０：放電電極
６０：制御回路
６１：メモリ
７０：コンソール
Ａ：除電対象物

Claims (3)

1. 放電電極に高電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、放電電極の周囲に発生したイオンにより除電対象物を除電するイオナイザにおいて、
   放電電極と除電対象物との間の距離を測定する距離センサと、
   この距離センサにより測定した距離に応じて放電電極に印加する電圧を変化させるための制御手段と、
   を備えたことを特徴とするイオナイザ。
2. 請求項１に記載したイオナイザにおいて、
   前記制御手段は、前記距離センサにより測定した距離が長いほど前記放電電極に印加する電圧を大きくするように制御することを特徴とするイオナイザ。
3. 請求項１または２に記載したイオナイザにおいて、
   前記制御手段は、前記距離センサにより測定した距離に応じて前記放電電極に印加する電圧パルスのパルス幅を変化させることを特徴とするイオナイザ。

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