JP2009205815A - Static eliminator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、除電装置に関し、より詳しくは、放電電極に電圧を印加することによりプラスイオンや電子を生成することによって帯電体つまり被除電物を除電する除電装置に関する。 The present invention relates to a static eliminator, and more particularly, to a static eliminator that neutralizes a charged body, that is, an object to be neutralized, by generating positive ions and electrons by applying a voltage to a discharge electrode.
除電装置は、高電圧が印加される放電電極を備え、この放電電極に高電圧を印加することによりプラスイオン、電子を生成し、このイオンを使って被除電物の除電を行う。 The static eliminator includes a discharge electrode to which a high voltage is applied. By applying a high voltage to the discharge electrode, positive ions and electrons are generated, and the charges are neutralized using the ions.
除電装置は、被除電物の除電によって消費されるイオン量に対応するイオンバランス制御が実行される。特許文献1は、放電電極とは別にイオン電流測定電極を用意し、このイオン電流測定電極によってイオン電流の電流値及び方向によって必要な極性のイオンが相対的に多くなるように放電電極に印加する高電圧を制御することを開示している。特許文献2は、イオンバランス制御の方法として、接地線に流れる電流を検出して、この電流の電流値及び方向によって必要な極性のイオンが相対的に多くなるように放電電極に印加する高電圧の電圧値又はパルス幅を制御することを開示している。
In the static eliminator, ion balance control corresponding to the amount of ions consumed by static elimination of the object to be neutralized is executed. In
放電電極は(「放電電極針」とも呼ばれる)は、一般的にステンレスやタングステンで作られているが、特許文献3は、固有抵抗値が5MΩ/cm〜20MΩ/cm(106Ω/cm)の酸化ジルコニウムからなる放電電極を提案し、酸化ジルコニウムは耐摩耗性に優れているため、摩耗による金属粒子の発塵が少なく且つ安定した放電特性を長時間継続できると共に電撃も少ないという利点を主張している。
The discharge electrode (also called “discharge electrode needle”) is generally made of stainless steel or tungsten. However,
ところで、特定の雰囲気中における被除電物に関して除電機能が十分に機能しないという問題が存在する。この問題点を特許文献4は詳しく説明している。すなわち、TFT(薄膜トランジスタ)をガラス板や透明樹脂板の表面に形成したEL(エレクトロルミネッセンス)素子基板に対する製造工程は、窒素ガス雰囲気などに素子基板をおいて行われる。しかしながら、この窒素などの不活性ガス雰囲気における除電(ここでの除電とは、電極に高電圧を印加することにより、電極周りのガスをイオン化させることにより除電を行うコロナ放電タイプの除電を指す。)は、大気中における除電に比べ、除電機能が十分でないという問題がある。
By the way, there exists a problem that a static elimination function does not fully function regarding the static elimination object in a specific atmosphere.
その理由としては、特許文献5が指摘するように、窒素ガス雰囲気又は希ガス雰囲気つまり不活性ガス雰囲気でコロナ式放電タイプの除電装置を動作させた場合に、高純度の窒素や希ガスが電子と結合しないためマイナスイオンが生成されないという問題が発生することが知られている。すなわち、窒素ガス雰囲気下では、マイナスイオンが生成されず、代わりに電子がグランドから放電電極を介して放出されるという問題である。電子の移動速度はプラスイオンに比べて100〜1000倍であることから、イオンバランスが極端にマイナス方向に片寄ってしまい上述したイオンバランス制御が実質的に不可能になってしまう。このことから、特許文献5では、電子と結合する所定の少量のガスを放電電極の近傍に注入してマイナスイオンを生成することを提案しており、電子と結合するガスとして、空気、酸素、二酸化炭素などを例示している。尚、実際、本願発明者がパルスACタイプの除電装置(共通の放電電極に対してパルス状のプラスの電圧とマイナスの電圧を交互に印加する除電装置)を用いて、高濃度の窒素ガス雰囲気(窒素濃度が99%以上の雰囲気)内にて、プラスとマイナスの電圧の絶対値を同一とし、更にプラスとマイナス電圧を印加するデューティ比を50:50で行ったところ、ワークは中和されず、放電電極にて生成されたプラスイオンのワークへの到達量が、マイナスの電子の到達量に対して約5%程度であった。
The reason for this is that, as pointed out in
しかしながら、特許文献5のように、少量とは言え空気などのガスを放電電極の近傍に注入することは、注入した酸素などによって不活性ガス雰囲気を害することであり、高純度の窒素や希ガスの雰囲気下で管理する必要のある被除電物に対して適用することができない。
However, as in
本発明の目的は、不活性ガス雰囲気を害することなく除電することのできる除電装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a static eliminator capable of eliminating static electricity without harming an inert gas atmosphere.
本発明の更なる目的は、不活性ガス雰囲気を害することなく一般的なイオンバランス制御が実行可能な範囲までイオンバランスの不均衡を抑え込むことのできる除電装置を提供することにある。 It is a further object of the present invention to provide a static eliminator capable of suppressing ion balance imbalance to the extent that general ion balance control can be performed without harming an inert gas atmosphere.
上記の技術的課題は、本発明の第一の観点によれば、
不活性ガス雰囲気中にて用いる除電装置において、
第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において前記第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記第一の電源に接続され、前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて第一の範囲における放電電流を放電可能な第一の放電電極と、
前記第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加する第二の電源に接続される第二の放電電極と、
前記第二の電源と前記第二の放電電極との間に設けられ、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の放電電極において、前記第一の放電電極が生成する放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲における放電電流を生成可能な大きさの制限抵抗とを有する除電装置を提供することにより達成される。
The above technical problem is, according to the first aspect of the present invention,
In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A first power supply having a voltage adjustment range in which a first voltage value can be adjusted, a first voltage adjustment basic unit in the first adjustable voltage adjustment range, and capable of generating a positive voltage;
The voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, which is substantially the same as the absolute value, and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, A second power supply having a second voltage regulation basic unit substantially equal to one voltage regulation basic unit and capable of generating a negative voltage;
Connected to the first power source and applied with a voltage in a voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted, thereby discharging a discharge current in the first range in an inert gas atmosphere. A discharge electrode;
A second discharge electrode connected to a second power source for applying a voltage in a voltage adjustment range in which the second voltage value is adjustable;
A first range of discharge current generated by the first discharge electrode in the second discharge electrode provided between the second power source and the second discharge electrode in an inert gas atmosphere. And a limiting resistor having a magnitude capable of generating a discharge current in a second range that is substantially equivalent in absolute value.
上記の技術的課題は、本発明の第二の観点によれば、
不活性ガス雰囲気中にて用いる除電装置において、
放電電極と、
第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において前記第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
前記スイッチ手段と前記放電電極との間に設けられ、前記放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続された際、前記第一の調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて形成される放電可能な放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲を、前記放電電極が前記スイッチ手段により第二の電源に接続された際に生成可能な大きさの制限抵抗とを有する除電装置を提供することにより達成される。
The above technical problem is, according to the second aspect of the present invention,
In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A discharge electrode;
A first power supply having a voltage adjustment range in which a first voltage value can be adjusted, a first voltage adjustment basic unit in the first adjustable voltage adjustment range, and capable of generating a positive voltage;
The voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, which is substantially the same as the absolute value, and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, A second power supply having a second voltage regulation basic unit substantially equal to one voltage regulation basic unit and capable of generating a negative voltage;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the discharge electrode;
By being applied between the switch means and the discharge electrode, and when the discharge electrode is connected to the first power source by the switch means, the voltage in the first adjustable voltage adjustment range is applied. The discharge electrode is connected to the second power source by the switch means, the second range being almost equivalent to the first range of the dischargeable discharge current formed in the inert gas atmosphere. This is achieved by providing a static eliminator having a limiting resistor of a size that can be produced in the meantime.
上記の技術的課題は、本発明の第三の観点によれば、
不活性ガス雰囲気中にて用いる除電装置において、
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させるとともに、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行う制御手段と、
前記第一の電源と接続され、不活性ガス雰囲気中にて前記第一の電源から供給される前記第一の電圧値によって第一の放電電流値を有する放電電流を生成する第一の放電電極と、
前記第二の電源に接続され、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の電源から供給される前記第二の電圧値によって第二の放電電流値を有する放電電流を生成する第二の放電電極と、
前記第二の電源と前記第二の放電電極との間に介装され、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の放電電極によって生成される第二の放電電流の絶対値を、前記第一の放電電極の第一の放電電流値とほぼ同等にするための制限抵抗とを有する除電装置を提供することにより達成される。
The above technical problem is, according to the third aspect of the present invention,
In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
Control means for generating positive and negative voltages alternately in the first power supply and the second power supply and controlling the duty ratio of these positive and negative voltages;
A first discharge electrode connected to the first power source and generating a discharge current having a first discharge current value by the first voltage value supplied from the first power source in an inert gas atmosphere When,
A second discharge electrode connected to the second power source and generating a discharge current having a second discharge current value by the second voltage value supplied from the second power source in an inert gas atmosphere When,
An absolute value of a second discharge current interposed between the second power source and the second discharge electrode and generated by the second discharge electrode in an inert gas atmosphere is calculated as the first value. This is achieved by providing a static eliminator having a limiting resistance for making it approximately equal to the first discharge current value of the discharge electrode.
上記の技術的課題は、本発明の第四の観点によれば、
不活性ガス雰囲気中にて用いる除電装置において、
共通放電電極と、
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記共通放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させ、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行うとともに、制御されるデューティ比に基づいて前記スイッチ手段を切り替え制御する制御手段と、
前記スイッチ手段と前記共通放電電極との間に介装された制限抵抗とを有し、
該制限抵抗は、前記共通放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続されて前記第一の電圧値の電圧が前記共通放電電極が印加されることにより不活性ガス雰囲気中にて放電可能な放電電流の第一の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の第二の放電電流値が、第二の電源と前記共通放電電極とが接続された際に生成可能な大きさの抵抗値を備えていることを特徴とする除電装置を提供することにより達成される。
The above technical problem is, according to the fourth aspect of the present invention,
In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A common discharge electrode;
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the common discharge electrode;
The positive and negative voltages are alternately generated in the first power source and the second power source, the duty ratio of these positive and negative voltages is controlled, and the switching means is controlled based on the controlled duty ratio. Control means for
A limiting resistor interposed between the switch means and the common discharge electrode;
The limiting resistor is capable of discharging in an inert gas atmosphere when the common discharge electrode is connected to a first power source by the switch means and the voltage of the first voltage value is applied to the common discharge electrode. The second discharge current value, which is almost the same as the first discharge current value of the negative discharge current, has a resistance value that can be generated when the second power source and the common discharge electrode are connected. This is achieved by providing a static eliminator characterized by comprising.
上記の技術的課題は、本発明の第五の観点によれば、
不活性ガス雰囲気中にて用いる除電装置において、
共通放電電極と、
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記第一の電源から前記共通放電電極に向けて延びる第一の電圧供給ラインと、前記第二の電源から前記共通放電電極に向けて延びる第二の電圧供給ラインと、該第一と第二の電圧供給ラインに接続され、第一と第二の電源供給ラインから供給される電圧を前記共通放電電極に供給する第三の電圧供給ラインとからなる電圧供給ラインと、
前記共通放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させ、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行うとともに、制御されるデューティ比に基づいて前記スイッチ手段を切り替え制御する制御手段と、
前記第二の電圧供給ラインに設けられた制限抵抗とを有し、
該制限抵抗は、前記共通放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続されて前記第一の電圧値の電圧が前記共通放電電極が印加されることにより不活性ガス雰囲気中にて放電可能な放電電流の第一の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の第二の放電電流値が、第二の電源と前記共通放電電極とが接続された際に生成可能な大きさの抵抗値を備えていることを特徴とする除電装置を提供することにより達成される。
The above technical problem is, according to the fifth aspect of the present invention,
In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A common discharge electrode;
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
A first voltage supply line extending from the first power source toward the common discharge electrode; a second voltage supply line extending from the second power source toward the common discharge electrode; A voltage supply line comprising a third voltage supply line connected to the voltage supply line and supplying a voltage supplied from the first and second power supply lines to the common discharge electrode;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the common discharge electrode;
The positive and negative voltages are alternately generated in the first power source and the second power source, the duty ratio of these positive and negative voltages is controlled, and the switching means is controlled based on the controlled duty ratio. Control means for
A limiting resistor provided in the second voltage supply line,
The limiting resistor is capable of discharging in an inert gas atmosphere when the common discharge electrode is connected to a first power source by the switch means and the voltage of the first voltage value is applied to the common discharge electrode. The second discharge current value, which is almost the same as the first discharge current value of the negative discharge current, has a resistance value that can be generated when the second power source and the common discharge electrode are connected. This is achieved by providing a static eliminator characterized by comprising.
上記の技術的課題は、本発明の第六の観点によれば、
不活性ガス雰囲気中にて用いる除電装置において、
第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において前記第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記第一の電源に接続され、前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて第一の範囲における放電電流を放電可能な第一の放電電極と、
前記第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加する第二の電源に接続される第二の放電電極と、
前記第二の放電電極が半導電性材料から構成され、該半導電性材料による制限抵抗値としての大きさが、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の放電電極において、前記第一の放電電極が生成する放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲における放電電流を生成可能な大きさであることを特徴とする除電装置を提供することにより達成される。
According to the sixth aspect of the present invention, the above technical problem is
In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A first power supply having a voltage adjustment range in which a first voltage value can be adjusted, a first voltage adjustment basic unit in the first adjustable voltage adjustment range, and capable of generating a positive voltage;
The voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, which is substantially the same as the absolute value, and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, A second power supply having a second voltage regulation basic unit substantially equal to one voltage regulation basic unit and capable of generating a negative voltage;
Connected to the first power source and applied with a voltage in a voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted, thereby discharging a discharge current in the first range in an inert gas atmosphere. A discharge electrode;
A second discharge electrode connected to a second power source for applying a voltage in a voltage adjustment range in which the second voltage value is adjustable;
The second discharge electrode is composed of a semiconductive material, and the magnitude of the limiting resistance value by the semiconductive material is the first discharge in the second discharge electrode in an inert gas atmosphere. This is achieved by providing a static eliminator that is capable of generating a discharge current in a second range that is substantially equivalent in absolute value to the first range of the discharge current generated by the electrode.
上記の技術的課題は、本発明の第七の観点によれば、
不活性ガス雰囲気中にて用いる除電装置において、
放電電極と、
第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において前記第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
前記放電電極が半導電性材料から構成され、該半導電性材料による制限抵抗値としての大きさが、前記放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続された際、前記第一の調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて形成される放電可能な放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲を、前記放電電極が前記スイッチ手段により第二の電源に接続された際に生成可能な大きさであることを特徴とする除電装置を提供することにより達成される。
The above technical problem is, according to the seventh aspect of the present invention,
In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A discharge electrode;
A first power supply having a voltage adjustment range in which a first voltage value can be adjusted, a first voltage adjustment basic unit in the first adjustable voltage adjustment range, and capable of generating a positive voltage;
The voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, which is substantially the same as the absolute value, and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, A second power supply having a second voltage regulation basic unit substantially equal to one voltage regulation basic unit and capable of generating a negative voltage;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the discharge electrode;
The discharge electrode is made of a semiconductive material, and the magnitude as the limiting resistance value by the semiconductive material is the first adjustment when the discharge electrode is connected to the first power source by the switch means. By applying a voltage in a possible voltage adjustment range, the discharge electrode has a second range that is almost equivalent to the first range of the dischargeable discharge current formed in the inert gas atmosphere as an absolute value. Is achieved by providing a static eliminator having a size that can be generated when connected to a second power source by the switch means.
上記の技術的課題は、本発明の第八の観点によれば、
不活性ガス雰囲気中にて用いる除電装置において、
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させるとともに、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行う制御手段と、
前記第一の電源と接続され、不活性ガス雰囲気中にて前記第一の電源から供給される前記第一の電圧値によって第一の放電電流値を有する放電電流を生成する第一の放電電極と、
前記第二の電源に接続され、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の電源から供給される前記第二の電圧値によって第二の放電電流値を有する放電電流を生成する第二の放電電極と、
前記第二の放電電極が半導電性材料から構成され、該半導電性材料による制限抵抗値としての大きさが、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の放電電極によって生成される第二の放電電流の絶対値を、前記第一の放電電極の第一の放電電流値とほぼ同等にするための大きさであることを特徴とする除電装置を提供することにより達成される。
The above technical problem is, according to the eighth aspect of the present invention,
In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
Control means for generating positive and negative voltages alternately in the first power supply and the second power supply and controlling the duty ratio of these positive and negative voltages;
A first discharge electrode connected to the first power source and generating a discharge current having a first discharge current value by the first voltage value supplied from the first power source in an inert gas atmosphere When,
A second discharge electrode connected to the second power source and generating a discharge current having a second discharge current value by the second voltage value supplied from the second power source in an inert gas atmosphere When,
The second discharge electrode is made of a semiconductive material, and a magnitude as a limiting resistance value by the semiconductive material is generated by the second discharge electrode in an inert gas atmosphere. This is achieved by providing a static eliminator characterized in that the absolute value of the discharge current is approximately equal to the first discharge current value of the first discharge electrode.
上記の技術的課題は、本発明の第九の観点によれば、
不活性ガス雰囲気中にて用いる除電装置において、
共通放電電極と、
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記共通放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させ、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行うとともに、制御されるデューティ比に基づいて前記スイッチ手段を切り替え制御する制御手段と、
前記共通放電電極が半導電性材料から構成され、該半導電性材料による制限抵抗値としての大きさが、前記共通放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続されて前記第一の電圧値の電圧が前記共通放電電極が印加されることにより不活性ガス雰囲気中にて放電可能な放電電流の第一の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の第二の放電電流値が、第二の電源と前記共通放電電極とが接続された際に生成可能な大きさであることを特徴とする除電装置を提供することにより達成される。
According to a ninth aspect of the present invention, the above technical problem is
In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A common discharge electrode;
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the common discharge electrode;
The positive and negative voltages are alternately generated in the first power source and the second power source, the duty ratio of these positive and negative voltages is controlled, and the switching means is controlled based on the controlled duty ratio. Control means for
The common discharge electrode is made of a semiconductive material, and the magnitude as the limiting resistance value by the semiconductive material is such that the common discharge electrode is connected to a first power source by the switch means and the first voltage When the common discharge electrode is applied to the voltage, the second discharge current value, which is almost the same as the first discharge current value of the discharge current that can be discharged in the inert gas atmosphere, is the second value. This is achieved by providing a static eliminator having a size that can be generated when the power source is connected to the common discharge electrode.
本発明の好ましい実施例の説明に先立ち、除電装置を従来の大気雰囲気中にて動作させた場合と高純度の窒素ガス雰囲気中にて動作させた場合とを比較実験した内容について説明する。 Prior to the description of the preferred embodiment of the present invention, the contents of a comparative experiment between the case where the static eliminator is operated in a conventional air atmosphere and the case where it is operated in a high purity nitrogen gas atmosphere will be described.
図1は、本実験に用いたパルスACタイプの除電装置1の構成を示すものである。図示の除電装置1は、放電電極2に高圧電源3(図は省略するが、プラスの電圧を印加するプラス側の高電圧電源とマイナスの電圧を印加するマイナス側の高電圧電源から構成されている。)から高電圧が印加される。具体的には、放電電極2には、プラス側の高電圧電源とマイナス側の高電圧電源との間に介装されたスイッチ手段(図示せず)により交互にプラス、マイナスの電圧が供給される。放電電極2の材料はタングステン(W)である。対向電極4としてアルミニウム製のプレートを用意して、放電電極2に高電圧を印加することに伴う電流値及び印加した電圧値を電流計5、電圧計6で計測したところ、図2、図3に示す結果を得た。
FIG. 1 shows the configuration of a pulse AC type
図2は、放電電極2に高圧電源3内のマイナス側高電圧電源を動作させ、マイナスの高電圧を印加したときのグラフであり、四角形は大気雰囲気中で実験したときの印加電圧と放電電流の関係を示し、三角形は高純度N2ガス雰囲気中で実験したときの印加電圧と放電電流の関係を示す。他方、図3は、放電電極2に高圧電源3内のプラス側高電圧電源を動作させ、プラスの高電圧を印加したときのグラフであり、四角形は大気雰囲気中で実験したときの印加電圧と放電電流の関係を示し、三角形は高純度N2ガス雰囲気中で実験したときの印加電圧と放電電流の関係を示す。
FIG. 2 is a graph when the negative high voltage power source in the high
図2、図3から大気中において放電電極2に対して印加する印加電圧とそれによって生成される放電電流との関係を、プラスの電圧を印加した場合とマイナスの電圧を印加した場合で比較してみると、それぞれ印加電圧0ボルトから電圧の絶対値を増加させた際、徐々にそれに対応する放電電流も増加し、プラスとマイナスの絶対値の印加電圧の使用範囲がほぼ同様なものが活用できるとともに、その範囲で生成される放電電流の値もほぼ同様の電流値範囲であることがわかる。
2 and 3, the relationship between the applied voltage applied to the
これに対して、高純度の窒素雰囲気中において放電電極2に対して印加する印加電圧とそれによって生成される放電電流との関係を、プラスの電圧を印加した場合とマイナスの電圧を印加した場合で比較してみると、プラスの印加電圧に対して発生する放電電流は、大気中のプラスの印加電圧に対して発生する放電電流より多いものの、印加電圧の増加に対して徐々に増加する傾向にあることが理解できる。これに対して、高純度の窒素雰囲気中におけるマイナスの印加電圧に対して発生する放電電流は、約−2.5kVの印加電圧近傍で放電電流の確認ができた後は、約−2.7kVの印加電圧近傍で既に−25μAの放電電流を検出するまでに急激な変化を示している。
In contrast, the relationship between the applied voltage applied to the
次に、例示として、上述した実験結果を、通常除電装置において除電として必要とされる放電電流の絶対値の範囲;1〜10μAを基準として場合、その放電電流の範囲を提供するために必要な電圧調整範囲を表1に示す。 Next, as an example, the above-described experimental results are used to provide the range of the discharge current that is normally required for neutralization in the static eliminator; Table 1 shows the voltage adjustment range.
表1からもわかるように、大気中の雰囲気では、放電電流の絶対値を1〜10μAに調整する場合(除電装置として望む除電を行うために必要な放電電流の大きさの範囲)、放電電極2にプラスの電圧を印加する電圧の範囲は、4.90kV〜7.37kVとなり、調整幅は2.47kVとなる。マイナスの電圧を印加する電圧の幅は、−6.61kV〜−3.85kVとなり、調整幅は2.76kVとなる。従って、放電電流の絶対値である1〜10μAにおいて、この実験に用いた除電装置は、プラスの電圧とマイナスの電圧を絶対値としてほぼ同じ調整幅で且つほぼ同じ電圧の分解能(電圧を調整可能な単位)で制御可能であることが示されている。一方、高純度の窒素ガスの雰囲気では、放電電流の絶対値を1〜10μAに調整する場合、放電電極にプラスの電圧を印加する電圧の範囲は、3.83kV〜5.61kVとなり、調整幅は1.78kVなる。マイナスの電圧を印加する電圧の幅は、−2.65kV〜−2.61kVとなり、調整幅は0.04kVとなる。従って、高純度の窒素ガスの雰囲気の場合、放電電流の絶対値である1〜10μAにおいて、プラスの電圧の調整幅に対して、マイナスの電圧の調整幅は、約1/45の大きさであり、プラスの電圧とマイナスの電圧の調整幅が全く異なるスケール、言い換えれば全く異なる電圧の分解能となっていることが示されており、プラスとマイナスの電圧制御を行うための制御値が同じ分解能で行うことが極めて困難な状態にあることを示している。 As can be seen from Table 1, in the atmosphere in the atmosphere, when the absolute value of the discharge current is adjusted to 1 to 10 μA (the range of the magnitude of the discharge current required for performing the charge removal desired as the charge removal device), the discharge electrode The voltage range for applying a positive voltage to 2 is 4.90 kV to 7.37 kV, and the adjustment range is 2.47 kV. The width of the voltage for applying the negative voltage is −6.61 kV to −3.85 kV, and the adjustment width is 2.76 kV. Therefore, at 1 to 10 μA, which is the absolute value of the discharge current, the static eliminator used in this experiment has a positive voltage and a negative voltage as absolute values with almost the same adjustment width and almost the same voltage resolution (voltage can be adjusted). It is shown that it is controllable in a unit). On the other hand, in the atmosphere of high purity nitrogen gas, when the absolute value of the discharge current is adjusted to 1 to 10 μA, the voltage range in which a positive voltage is applied to the discharge electrode is 3.83 kV to 5.61 kV, and the adjustment range is 1.78. kV. The width of the voltage for applying the negative voltage is −2.65 kV to −2.61 kV, and the adjustment width is 0.04 kV. Therefore, in the case of an atmosphere of high purity nitrogen gas, the negative voltage adjustment width is about 1/45 of the positive voltage adjustment width in the absolute value of 1 to 10 μA of the discharge current. Yes, it is shown that the adjustment range of the positive voltage and the negative voltage is completely different scale, in other words, the resolution of completely different voltage, and the control value for performing positive and negative voltage control is the same resolution This indicates that it is in a very difficult state.
このため、放電形式の除電装置を高濃度の窒素ガス(99%以上が窒素)などの不活性ガス雰囲気中でプラスとマイナスの電圧を印加させる場合、大気雰囲気中に用いる除電装置と比べ、放電電極に印加する電圧とそれによって生成される放電電流値との関係を、制御することにより、大気中にて用いる除電装置と同様な機能を提供することが必要なことがわかる。 For this reason, when applying a positive and negative voltage in a discharge type static eliminator in an inert gas atmosphere such as high-concentration nitrogen gas (99% or more of nitrogen), compared to the static eliminator used in the air atmosphere, It can be seen that it is necessary to provide the same function as that of the static eliminator used in the atmosphere by controlling the relationship between the voltage applied to the electrode and the discharge current value generated thereby.
図4は、高濃度の窒素ガス雰囲気中にて用いる第一実施例の除電装置10の概要を示す。ここでは、ワークを中和状態とするために、放電電極11、12に対して印加するプラスとマイナスの電圧の大きさを制御するケースについて、パルスDCタイプの除電装置10に用いる制限抵抗の大きさの考え方について説明する。
FIG. 4 shows an outline of the
除電装置10は一対の放電電極11、12を有する。一方の放電電極11はプラス電極であり、他方の放電電極12はマイナス電極である。これら一対の放電電極11、12に電圧を印加する電源回路13は、プラス極の直流(DC)電源14とマイナス極の直流(DC)電源15とを含む。プラス極の直流(DC)電源14は、0kVから+10kVまでの範囲にてプラスの電圧を生成可能であると共に、この電圧を可変することが可能な範囲において、100V単位で電圧を調整可能である。他方、マイナス極の直流(DC)電源15は、プラス極の直流(DC)電源14とは極性が異なるものの、絶対値としての電圧の調整範囲や、電圧を調整可能な基礎単位としての値が、プラス極の直流電源14と実質的に同等な、0kVから−10kVまでの範囲にてマイナスの電圧を生成可能であると共に、この電圧を可変することが可能な範囲で、100v単位で電圧を調整可能である。
The
プラス極の直流(DC)電源14は、プラス側の放電電極11に接続され、上述した範囲の電圧をプラス放電電極11に印加することにより、窒素ガス雰囲気中にて電極周りの雰囲気がプラスイオンにイオン化され、また、これに伴いプラスの放電電流が生成される。
A positive pole direct current (DC)
また同様に、マイナス極の直流(DC)電源15は、制限抵抗16を介してマイナス側の放電電極12に接続され、上述した範囲の電圧をマイナス放電電極12に印加することにより、マイナス放電電極12を介してグランドからの電子が窒素ガス雰囲気中に放出され、そしてマイナスの放電電流が生成される。さらに、本除電装置10においては、ワークの帯電する極性ならびにその帯電量を、グランドと電源との間に設けられる抵抗17とその抵抗17の両端に接続される電圧計18によって検出し、この検出信号がコントローラ19に送られる。
Similarly, the negative pole direct current (DC)
コントローラ19は、その検出された極性ならびにその大きさに基づいて、上記可変可能な電圧の範囲内において、ワークが帯電している逆極性の電圧を生成している電源14又は15の電圧値を、他方の電源15又は14が生成している電圧値より相対的に高くするように、各電源14、15に電圧制御信号を供給し、ワークの除電を行うようになっている。また、言うまでも無く、2つの電源14、15の相対的な電圧値(絶対値として)の差は、ワークが帯電している帯電量によって決定される。なお、本実施例10においては、放電電極11ならびに放電電極12に交互に電圧を印加するようにしているが、この制御は、上述したコントローラ19によって、各電源14、15のオン・オフ制御を行うことで達成している。
Based on the detected polarity and the magnitude, the
このタイプの除電装置10において、まず制限抵抗16が存在しないことを考えると、上述の[背景技術]の欄で説明したように、マイナスの放電電極12から、プラスの放電電極11からのプラスイオンより極端に多い電子がワークに送られてしまい、窒素雰囲気中では除電装置としての機能を果たさなくなる恐れがある。
In the
これは、電圧を可変可能な範囲でプラスの電源14からプラス放電電極11に電圧が印加されて生成される放電電流の放電電流値の範囲(例えば0μA〜10μA)と可変可能な範囲でマイナスの電源15からマイナス放電電極12に電圧が印加されて生成される放電電流の放電電流値の範囲が大きく異なるためである。このため、この電源電圧を可変させることにより除電を行うタイプの除電装置においては、マイナス側の電源15とマイナス側の放電電極12との間の制限抵抗16の与える抵抗値の大きさは、不活性ガスの雰囲気中においてプラス側の放電電極11が生成する放電電流の範囲と絶対値がほぼ同等の放電電流の範囲(例えば0μA〜−10μA)をマイナス側の放電電極12が生成可能な大きさとすることが必要である。更に、これに加え、各電源に提供される電圧調整のための電圧基礎単位を絶対値としてほぼ同等とすることにより、プラスとマイナスの制御を同レベルで制御することが可能である。
This is because the discharge current value range (for example, 0 μA to 10 μA) of the discharge current generated by applying a voltage from the
また、図示しないものの本実施例10と主要な構成部品が共通であるDCタイプの除電装置つまりプラスとマイナスの電源14、15に対して、同時に電圧を生成させ、コントローラ19がプラスとマイナスの電源14、15に同時にオン・オフ信号を提供するタイプのDC除電装置についても、本実施例10と同様な大きさからなる抵抗制限を採用すれば、同様の効果を得ることができることは、言うまでもない。なお、一対の放電電極11、12の材料は共にタングステン(W)である。
In addition, although not shown, a voltage is simultaneously generated for a DC type static eliminator, that is, positive and
次に、図5を用いて第2実施例としてのパルスACタイプの除電装置20において、プラスとマイナスの電源の電圧の大きさの制御を行うことにより除電制御を行うケースについて説明する。
Next, with reference to FIG. 5, a description will be given of a case where the static elimination control is performed by controlling the magnitudes of the positive and negative power supply voltages in the pulse AC type
AC除電装置20は共通放電電極21を有する。この放電電極21には、0kVから+10kVまでの範囲にてプラスの電圧を生成可能であると共に、この電圧を可変することが可能な範囲で、100v単位で電圧を調整可能なプラス極の直流(DC)電源14が設けられ、更に、極性は異なるものの、絶対値としての電圧の調整範囲や、電圧を調整可能な基礎単位としての値が、プラス極の直流電源14と実質的に同等な、0kVから−10kVまでの範囲にてマイナスの電圧を生成可能であると共に、この電圧を可変することが可能な範囲で、100v単位で電圧を調整可能なマイナス極の直流(DC)電源15が接続されている。
The AC
プラス極の直流(DC)電源14は、制限抵抗16を介して上述した範囲の電圧を放電電極21に印加することにより、窒素ガス雰囲気中にて電極周りの雰囲気をプラスイオンにイオン化することにより、プラスの放電電流を生成する。
The positive pole direct current (DC)
また同様に、マイナス極の直流(DC)電源15は、制限抵抗16を介して放電電極21に接続され、上述した範囲の電圧を放電電極21に印加することにより、放電電極21を介してグランドからの電子を窒素ガス雰囲気中に放出し、マイナスの放電電流を生成する。さらに、このAC除電装置20においては、ワークの帯電する極性ならびにその帯電量を、グランドと電源との間に設けられる抵抗17とその抵抗17の両端に接続される電圧計18によって検出し、この検出信号がコントローラ19に送られる。
Similarly, a negative pole direct current (DC)
コントローラ19は、その検出された極性ならびにその大きさに基づいて、上記可変可能な電圧の範囲内において、ワークが帯電している逆極性の電圧を生成している電源14又は15の電圧値を、他方の電源15又は14が生成している電圧値より相対的に高くするように、各電源14、15に電圧制御信号を供給し、ワークの除電を行うようになっている。また、言うまでも無く、2つの電源14、15の相対的な電圧値(絶対値として)の差は、ワークが帯電している帯電量によって決定される。なお、本実施例においては、放電電極21にプラス側の電源14ならびにマイナス側の電源15から交互にプラスとマイナスの電圧を印加するようにしているが、この制御は、上述したコントローラ19によって、各電源14、15のオン・オフ制御を行うことで達成している。
Based on the detected polarity and the magnitude, the
このACタイプの除電装置20において、まず制限抵抗16が存在しないことを考えると、上述の[背景技術]の欄で説明したように、共通放電電極21からのプラスイオンより極端に多い電子がワークに送られてしまい、窒素雰囲気中では除電装置としての機能を果たさなくなる恐れがある。これは、電圧を可変可能な範囲でプラスの電源14から放電電極21にプラス電圧が印加されて生成される放電電流の放電電流値の範囲(例えば0μA〜10μA)と、可変可能な範囲でマイナスの電源15から放電電極21に電圧が印加されて生成される放電電流の放電電流値の範囲が大きく異なるためである。
In this AC-type
このため、この電源電圧を可変させることにより除電を行うタイプの除電装置においては、電源14、15と放電電極21との間の制限抵抗16に与える抵抗値の大きさは、不活性ガスの雰囲気中においてプラス電圧を放電電極21に印加したときに生成する放電電流の範囲と絶対値としてほぼ同等の放電電流の範囲(例えば0μA〜−10μA)を、マイナス電圧を放電電極21に印加したときに放電電極21が生成可能な大きさとすることが必要である。更に、これに加え、各電源14、15に提供される電圧調整のための電圧基礎単位を絶対値としてほぼ同等とすることにより、プラスとマイナスの制御を同レベルで制御することが可能である。
For this reason, in the static eliminator of the type that performs static elimination by varying the power supply voltage, the magnitude of the resistance value given to the limiting
更に、図4を用いて説明したDCタイプの除電装置10と、図5のACタイプの本実施例20を比較すると、ACタイプの本実施例20にあっては、一つの共通放電電極21に対して、交互にプラスとマイナスの電圧が印加される形式となっているため、制限抵抗16の配置が両方の電源14、15から放電電極21に電圧を印加する経路にある。このため、プラスの電源14から放電電極21に供給されるプラスの電圧についても制限抵抗16の影響を受けることになる。このため、この場合は、生成すべき放電電流の範囲を0μAから+10μAとした場合、この放電電流の生成範囲を提供可能とするためにプラス側の生成可能な電圧をこれに向けて増加させるか、または生成させる放電電流の範囲を若干低減させるかを装置としては選択する必要がある。しかし、この場合においても、制限抵抗16がない場合の不活性ガス中でのマイナス側の放電電流の生成の程度がプラスと比較して極めて大きいため、プラス側で生成したい放電電流の範囲をプラス側の電源の電圧の大きさ、つまり生成可能な電圧の調整範囲と制限抵抗の大きさとのバランスを考えて、制限抵抗16の抵抗値の大きさを、不活性ガスの雰囲気中においてプラス電圧を放電電極21に印加したときに生成する放電電流の範囲と絶対値としてほぼ同等の放電電流の範囲(例えば0μA〜−10μA)をマイナス電圧を放電電極21に印加したときに生成可能な大きさとするようにすればよい。
Further, when the DC type
以上、DC、ACタイプの電圧値を制御する場合を説明したが、以下に、デューティ比を制御する場合に制限抵抗16の抵抗値の大きさに関する考え方を説明する。
The case where the DC and AC type voltage values are controlled has been described above. Hereinafter, the concept regarding the magnitude of the resistance value of the limiting
第一に、ワークを中和状態とするために、放電電極に対して印加するプラスとマイナスの電圧のデューティ比を制御するケースについて、パルスDCタイプの除電装置10(図4)に用いる制限抵抗16の抵抗値の大きさの考え方について説明する。 First, the limiting resistor used in the pulse DC type static eliminator 10 (FIG. 4) in the case of controlling the duty ratio of positive and negative voltages applied to the discharge electrode in order to bring the workpiece into a neutralized state. The concept of 16 resistance values will be described.
上述したように、DCタイプの除電装置10(図4)は、パルス式にあっても、一対の放電電極11、12を有する。一方の放電電極11はプラス電極であり、他方の放電電極12はマイナス電極である。所定の電圧値、例えば5kVのプラスの電圧を生成可能であるプラス極の直流(DC)電源14が設けられ、更に、極性は異なるものの、絶対値としての電圧値が、プラス極の直流電源14と実質的に同等な、−5kVのマイナスの電圧を生成可能であるマイナス極の直流(DC)電源15が設けられている。プラス極の直流(DC)電源14は、プラス側の放電電極11に接続され、上述した所定値の電圧を放電電極11に印加することにより、窒素ガス雰囲気中にて電極周りの雰囲気をプラスイオンにイオン化することにより、プラスの放電電流を生成する。また同様に、マイナス極の直流(DC)電源15は、制限抵抗16を介してマイナス側の放電電極12に接続され、上述した所定値の電圧を放電電極12に印加することにより、放電電極12を介してグランドからの電子を窒素ガス雰囲気中に放出してマイナスの放電電流を生成する。
As described above, the DC type static eliminator 10 (FIG. 4) includes the pair of
さらに、パルス式DC除電装置10にあっても、ワークの帯電する極性ならびにその帯電量を、グランドと電源との間に設けられる抵抗16とその抵抗16の両端に接続される電圧計18によって検出し、この検出信号がコントローラ19に送られる。
Further, even in the pulse type DC
コントローラ19は、プラス極の電源14とマイナス極の電源15を交互に電圧を発生させるための各電源14ならびに15に対するオン・オフ制御を行っているが、上述した電流計18から検出された極性ならびにその大きさに基づいて、ワークの帯電している極性の逆極性に対する電源のオン時間を、ワークの帯電している同極性の電源のオン時間に対して相対的に長くすることにより、つまりデューティ比の比率をワークの帯電している極性の逆極性側を、他方に対して相対的に高めることにより、ワークの除電を速やかに行うようにしている。
The
このパルス式DCタイプの除電装置10は、制限抵抗16が存在しないことを考えると、上述の[背景技術]の欄で説明したように、プラスの放電電極11からのプラスイオンより極端に多い電子がマイナスの放電電極12から瞬間的にワークに送られてしまい、窒素雰囲気中では除電装置としての機能を果たさなくなる虞がある。これは、所定の電圧をプラスの電源14から放電電極11に電圧が印加されて生成される放電電流の放電電流値と対比したときに、プラスの電源14の所定電圧値と絶対値としてほぼ同等の電圧値をマイナスの電源15にて生成し、このマイナス電圧を放電電極12に印加して生成される放電電流の放電電流値が大きく異なるためである。
In view of the fact that the limiting
このため、プラスとマイナスの電圧のデューティ比を可変させることにより、除電を行うタイプの除電装置10においては、マイナス側の電源15とマイナス側の放電電極15との間の制限抵抗16の与える抵抗値の大きさは、不活性ガスの雰囲気中においてプラス側の放電電極11が生成する放電電流の放電電流値と、絶対値としてほぼ同等の放電電流の放電電流値をマイナス側の放電電極12が生成可能な大きさとすることが必要である。
For this reason, in the
但し、一般的に大気中においても、プラスの電源14とマイナスの電源15から同一の絶対値の電圧を放電電極11、12に印加した場合、プラスイオンに比べマイナスイオンが10%から30%程度生成されるイオン量が多い。このことから、ほぼ同等のイオン量(放電電流値)を生成するために、例えばプラスの電源14の使用電圧は約5kV、マイナスの電源15の使用電圧は約3.5kVとプラスとマイナスで異なる電圧値を用いられている場合もある。このことは、窒素雰囲気中において生成されるプラスイオンと電子との関係にも同じことが言えるため、本実施例においても、制限抵抗16の抵抗値の大きさが不活性ガスの雰囲気中においてプラス側の放電電極11が生成する放電電流の放電電流値と、絶対値としてほぼ同等の放電電流の放電電流値をマイナス側の放電電極12が生成可能な大きさとなればよく、更に、制限抵抗16の抵抗値の大きさを抑制する面からも、マイナス側の電源15の生成する電圧を、プラス側の電源14の生成する電圧と比較して若干小さくしてもよい。
However, in general, when the same absolute voltage is applied to the
また、図示しないものの本実施例10と主要な構成部品が共通であるDCタイプの除電装置つまりプラスとマイナスの電源14、15に対して、同時に電圧を生成させ、コントローラ19がプラスとマイナスの電源14、15に同時にオン・オフ信号を提供するタイプのDC除電装置についても、本実施例10と同様な大きさからなる抵抗制限を採用すれば、同様の効果を得ることができることは、言うまでもない。
In addition, although not shown, a voltage is simultaneously generated for a DC type static eliminator, that is, positive and
パルス式に関する第2の例として、パルスACタイプの除電装置のデューティ比制御における制限抵抗16の大きさに関する考え方を次に説明する。
As a second example of the pulse type, the concept regarding the size of the limiting
次に、パルスACタイプの除電装置において、プラスとマイナスの電源の電圧のデューティ比の制御を行うことにより、除電制御を行うケースについて説明する。ここに、デューティ比の制御が適用可能な除電装置は、図5で説明した構成と実質的に同じである。すなわち、除電装置20は、再び図5を参照して、共通放電電極21を有する。この放電電極21には、+5kVのプラスの電圧を生成可能であるプラス極の直流(DC)電源14からプラス電圧が供給され、更に、極性は異なるものの、絶対値としてプラス極の直流電源14と実質的に同等な−5kVのマイナスの電圧を生成可能であるマイナス極の直流(DC)電源15からマイナス電圧が供給される。
Next, a description will be given of a case where the static elimination control is performed by controlling the duty ratio of the positive and negative power source voltages in the pulse AC type static elimination device. Here, the static eliminator to which the duty ratio control is applicable is substantially the same as the configuration described in FIG. That is, the
プラス極の直流(DC)電源14は、制限抵抗16を介して上述した所定値の電圧を共通放電電極21に印加することにより、窒素ガス雰囲気中にて電極周りの雰囲気をプラスイオンにイオン化することにより、プラスの放電電流を生成する。また同様に、マイナス極の直流(DC)電源15は、制限抵抗16を介して放電電極2に接続され、上述した所定値の電圧を放電電極21に印加することにより、放電電極21を介してグランドからの電子を窒素ガス雰囲気中に放出し、マイナスの放電電流を生成する。さらに、本除電装置20においては、ワークの帯電する極性ならびにその帯電量を、グランドと電源との間に設けられる抵抗17とその抵抗17の両端に接続される電圧計18によって検出し、この検出信号がコントローラ19に送られる。
The positive pole direct current (DC)
コントローラ19は、プラス極の電源14とマイナス極の電源15とを交互に電圧を発生させるために各電源14、15に対してオン・オフ制御を行っているが、上述した電流計18から検出された極性ならびにその大きさに基づいて、ワークの帯電している極性の逆極性に対する電源のオン時間を、ワークの帯電している同極性の電源のオン時間に対して相対的に長くすることにより、つまりデューティ比の比率をワークの帯電している極性の逆極性側を、他方に対して相対的に高めることにより、ワークの除電を速やかに行うようにしている。
The
このパルス式ACタイプにおいては、まず、制限抵抗16が存在しないことを考えると、上述の[背景技術]の欄で説明したように、プラス電圧を印加したときに放電電極21によって生成されるプラスイオンより極端に多い電子が、マイナス電圧を放電電極21に印加したときに生成され、この電子は瞬間的にワークに送られてしまい、窒素雰囲気中では除電装置としての機能を果たさなくなる恐れがある。これは、所定の電圧をプラスの電源14から放電電極21に電圧が印加されて生成される放電電流の放電電流値とプラスの電源14の所定電圧値と絶対値としてほぼ同等の電圧値をマイナスの電源15にて生成し、放電電極21に印加して生成される放電電流の放電電流値が大きく異なるためである。
In this pulse type AC type, first, considering that the limiting
このため、プラスとマイナスの電圧のデューティ比を可変させることにより、除電を行うACタイプの除電装置20においては、マイナス側の電源13と放電電極21との間の制限抵抗の与える抵抗値の大きさは、不活性ガスの雰囲気中においてプラス電圧を印加したときに放電電極21が生成する放電電流の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の放電電流の放電電流値を、マイナス電圧を放電電極21に印加したときに放電電極21が生成する大きさとすることが必要である。
For this reason, in the AC type
但し、一般的に大気中においても、プラスの電源14とマイナスの電源15から同一の絶対値の電圧を放電電極21に印加した場合、プラスイオンに比べマイナスイオンが10%から30%程度生成されるイオン量が多いため、ほぼ同等のイオン量(放電電流値)を生成するために、例えばプラスの電源の使用電圧は約5kV、マイナスの電源の使用電圧は約3.5kVとプラスとマイナスで異なる電圧値を用いられている場合がある。このことは、窒素雰囲気中において生成されるプラスイオンと電子との関係にも同じことが言えるため、パルスAC方式の除電装置20においても、制限抵抗16の抵抗値の大きさが不活性ガスの雰囲気中においてプラス電圧を印加したときに生成する放電電流の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の放電電流の放電電流値を、放電電極21にマイナス電圧を印加したときに生成可能な大きさとなればよく、更に、この制限抵抗16の抵抗値の大きさを抑制する面からも、マイナス側の電源15の生成する電圧を、プラス側の電源14の生成する電圧と比較して若干小さくしてもよい。
However, in general, when the same absolute voltage is applied to the
なお、ACタイプの除電装置20に関して、図6に例示するように、プラス側の電源14から放電電極21に向けて延びる第一の電圧供給ライン14aと、マイナス側の電源15から放電電極21に向けて延びる第二の電圧供給ライン15a、ならびに第一の電圧供給ライン14aと第二の電圧供給ライン15aからの電圧を放電電極21に交互に供給するための共通電圧供給ライン20から構成される電圧供給ラインである場合、マイナス側の電源15から供給する電圧に対してのみ、制限抵抗の影響をもたらすために、制限抵抗16を第二の電圧供給ライン15aに設けるようにしてもよいのは勿論である。
As for the AC type
上記実施例は、不活性ガスの雰囲気中において、種々の除電装置のタイプで、且つ電圧を可変とするタイプと電圧のデューティ比を可変とするタイプについて、放電電極から生成されるプラスの放電電流の範囲やその大きさと、放電電流から生成されるマイナスの放電電流の範囲やその大きさがほぼ同等となる制限抵抗を、少なくともマイナスの電圧を印加する電源と放電電極との間に設けたものについて説明を行った。 In the above embodiment, the positive discharge current generated from the discharge electrode in various types of static eliminator and in the voltage variable type and the voltage duty ratio variable type in an inert gas atmosphere. A limiting resistor is provided between the power supply and the discharge electrode to apply at least a negative voltage, so that the range and the magnitude of the negative current and the range of the negative discharge current generated from the discharge current and the magnitude thereof are substantially the same. I explained about.
次に、本発明の「制限抵抗」の機能を、放電電極の材質によって提供する実施例について説明する。図7を参照して、制限抵抗16の代わりに、ジルコニア(ZrO2)からなる放電電極31を採用した実験装置30を作って、印加電圧と放電電流特性とを検証してみた。このジルコニア製放電電極31を含む実験装置30は、図1の放電電極2や図5の放電電極21の材料がジルコニア(ZrO2)であることを除いて図1や図5の装置1、20と実質的に同じ構成となる。なお、ジルコニア(ZrO2)の体積抵抗率は約108Ωcmである。
Next, an embodiment in which the function of the “limiting resistor” of the present invention is provided by the material of the discharge electrode will be described. Referring to FIG. 7, an
図8は、ジルコニア製の放電電極31の抵抗特性を示す。このジルコニア製放電電極31は、図8に矢印で指し示すように、電流が1μA流れるときの抵抗値が0.25GΩ(0.25×109Ω)である。
FIG. 8 shows resistance characteristics of the
図9は、ジルコニア製放電電極31にマイナスの高電圧を印加したときのグラフであり、図10は、ジルコニア製放電電極31にプラスの高電圧を印加したときのグラフである。これら図9、図10から理解できるように、導電性材料であるタングステン(W)を用いるときに比べて、ジルコニア製放電電極31を採用することにより、プラス/マイナスの両方の極性において放電電流の絶対値を1〜10μAの範囲に調整するのに必要な電圧調整幅が拡大していることが分かる。
FIG. 9 is a graph when a negative high voltage is applied to the
特に、マイナス放電に関する図9において、高純度N2ガス雰囲気中で、タングステン製の放電電極21のときのマイナス電圧の調整幅が0.04kVであるのに対して、半導電性材料であるジルコニア(ZrO2)で放電電極31を構成した場合には、マイナス電圧の調整幅が1.1kVとなり、これにより電源15として従来から採用されている一般的な電源を採用可能であり、したがって電源15の選択に関する自由度を確保することができる。
In particular, in FIG. 9 relating to negative discharge, the adjustment range of the negative voltage at the
また、プラス放電に関して、放電電流を1μA以上流すのに必要な電源の電圧値は4.55kV以上であればよく、図10を参照すると、高純度N2ガス雰囲気中で、ジルコニア(ZrO2)製の放電電極31の場合でも、この条件を満たしていることから、プラス極の放電電極に対してもジルコニア(ZrO2)を採用してもよいことが分かる。したがって、マイナス極だけでなくプラス極の放電電極に関してジルコニア(ZrO2)製の半導電性放電電極を採用したとしても、一般的な精度の電源を採用しつつ十分な除電性能を確保することができる。つまり、不活性ガス雰囲気中での除電において一般的なイオンバランス制御を実行してイオンバランスを確保することができる程度までイオンバランスの不均衡を抑えることができる。
In addition, regarding positive discharge, the voltage value of the power source required to flow a discharge current of 1 μA or more is only required to be 4.55 kV or more. Referring to FIG. 10, it is made of zirconia (ZrO 2 ) in a high purity N 2 gas atmosphere. Even in the case of the
半導電性電極である放電電極31として採用可能な材料を例示すると、ジルコニアの他に、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウムを列挙することができる。
Examples of materials that can be employed as the
図7に示す除電装置30を用いて、放電電極31に対して印加するプラスとマイナスの電圧の大きさを制御する場合、半導電性材料としての放電電極31の制限抵抗値の大きさの定義は、放電電極31がスイッチ手段(図示せず)によりプラス側の電源に接続された際、第一の調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて形成される放電可能な放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲を、放電電極31がスイッチ手段(図示せず)によりマイナス側の電源に接続された際に生成可能な大きさであるということができる。また、この定義付けの前提として、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびにこの第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能なプラス側の電源と、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびにこの第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能なマイナス側の電源と、放電電極31に対して、プラス側の電源とマイナス側の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段とがある。
When controlling the magnitudes of positive and negative voltages applied to the
また、図7に示す除電装置30を用いて、放電電極31に対して印加するプラスとマイナスの電圧のデューティ比を制御する場合、半導電性材料としての放電電極31の制限抵抗値の大きさの定義は、放電電極31がスイッチ手段によりプラス側の電源14に接続されて第一の電圧値の電圧が放電電極31に印加されることにより不活性ガス雰囲気中にて放電可能な放電電流の第一の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の第二の放電電流値が、マイナス側の電源15と放電電極31とが接続された際に生成可能な大きさであるということができる。また、また、この定義付けの前提として、第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能なプラス側の電源14と、第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能なマイナス側の電源15と、放電電極31に対して、プラス側の電源14とマイナス側の電源15とを交互に切り替え接続するスイッチ手段(図示せず)と、プラス側の電源とマイナス側の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させ、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行うとともに、制御されるデューティ比に基づいてスイッチ手段を切り替え制御する制御手段とがある。尚、図11に図示される除電装置40の構成は、図4に示す除電装置10と同じ基本構成となっているため、図11のスイッチ手段SW1、SW2やプラスならびにマイナス側の電源14、15ならびにグランドからのフィードバック制御については、図4の実施例を参照されたい。
In addition, when the duty ratio of the positive and negative voltages applied to the
図11は、第一変形例の除電装置40を示す。この除電装置40は図4の第一実施例の除電装置10の変形例でもあることから、第一実施例に含まれる要素と共通の要素には同一の参照符号を付すことにより適宜その説明を省略する。
FIG. 11 shows a
図11を参照して、変形例の除電装置40は、プラス極の放電電極11の材料は第一実施例と同様にタングステン(W)からなる導電性放電電極であるが、マイナス極はジルコニア(ZrO2)を採用した半導電性の放電電極31である。勿論、プラス極の放電電極2に関しても、これをジルコニア(ZrO2)のように高い抵抗値の材料で作られてもよいことは前述したとおりである。プラス放電電極11とマイナス放電電極12には、プラス側の電源14とマイナス側の電源15との間に介装された第一、第二のスイッチSW1、SW2を交互に切り替えることによりプラス電圧、マイナス電圧が夫々供給される。
Referring to FIG. 11, in the
図11に示す除電装置40を用いて、放電電極11、31に対して印加するプラスとマイナスの電圧の大きさを制御する場合、半導電性材料としてのマイナス極の放電電極31の制限抵抗値の大きさの定義は、不活性ガス雰囲気中にてマイナス側の放電電極31において、プラス側の放電電極11が生成する放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲における放電電流を生成可能な大きさであるということができる。
When controlling the magnitudes of positive and negative voltages applied to the
また、この定義付けの前提として、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびにこの第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能なプラスの電圧を生成可能なプラス側の電源14と、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびにこの第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源15と、プラス側の電源14に接続され、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて第一の範囲における放電電流を放電可能なプラス側の放電電極11と、第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加するマイナス側の電源15に接続されるマイナス側の放電電極15とがある。
Also, as a precondition for this definition, the first voltage value has an adjustable voltage adjustment range and a first voltage adjustment basic unit within the first adjustable voltage adjustment range, and generates a positive voltage. A positive-
また、図11に示す除電装置40を用いて、放電電極11、31に対して印加するプラスとマイナスの電圧のデューティ比を制御する場合、半導電性材料としてのマイナス極の放電電極31の制限抵抗値の大きさの定義は、不活性ガス雰囲気中にてマイナス側の放電電極31によって生成される第二の放電電流の絶対値を、プラス側の放電電極11の第一の放電電流値とほぼ同等にするための大きさであるということができる。また、この定義付けの前提として、第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能なプラス側の電源14と、第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能なマイナス側の電源15と、プラス側の電源14とマイナス側の電源15に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させるとともに、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行う制御手段と、プラス側の電源14と接続され、不活性ガス雰囲気中にてプラス側の電源14から供給される第一の電圧値によって第一の放電電流値を有する放電電流を生成するプラス側の放電電極11と、マイナス側の電源15に接続され、不活性ガス雰囲気中にてマイナス側の電源15から供給される第二の電圧値によって第二の放電電流値を有する放電電流を生成するマイナス側の放電電極31とがある。
In addition, when the duty ratio of positive and negative voltages applied to the
図12は、第2変形例の除電装置50を示す。この除電装置50は、前述した第一実施例(図12及び上記第一変形例(図11)の更なる変形例でもある。
FIG. 12 shows a
図12を参照して、除電装置50は、プラス極の放電電極11の材料は第一実施例と同様にタングステン(W)からなる導電性放電電極であるが、マイナス極の放電電極51は、その材料として比較的高い抵抗値の半導電性材料が採用されており、また、これに付随して制限抵抗16が設けられている。この除電装置50では、半導電性材料からなるマイナス放電電極51の抵抗値と、制限抵抗16の抵抗値とを合算した抵抗値が、上述した0.1GΩ(0.1×109Ω)以上であって10GΩ(10×109Ω)未満となるように、マイナス放電電極51の半導電性材料の選定及び制限抵抗16の抵抗値が設定される。
Referring to FIG. 12, in the
ここに、除電装置50を用いて、放電電極11、51に対して印加するプラスとマイナスの電圧の大きさを制御する場合、半導電性材料としてのマイナス側の放電電極51と制限抵抗16の合算した限抵抗値の大きさの定義は、不活性ガス雰囲気中にてマイナス側の放電電極51において、プラス側の放電電極11が生成する放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲における放電電流を生成可能な大きさであるということができる。
Here, when controlling the magnitudes of the positive and negative voltages applied to the
この定義付けの前提として、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびにこの第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能なプラスの電圧を生成可能なプラス側の電源14と、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびにこの第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源15と、プラス側の電源14に接続され、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて第一の範囲における放電電流を放電可能なプラス側の放電電極11と、第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加するマイナス側の電源15に接続されるマイナス側の放電電極15とがある。
As a precondition for this definition, the first voltage value has an adjustable voltage adjustment range and a first voltage adjustment basic unit within the first adjustable voltage adjustment range, and can generate a positive voltage. A positive-
また、除電装置50を用いて、放電電極11、51に対して印加するプラスとマイナスの電圧のデューティ比を制御する場合、半導電性材料としてのマイナス極の放電電極51と制限抵抗16の合算した制限抵抗値の大きさの定義は、不活性ガス雰囲気中にてマイナス側の放電電極51によって生成される第二の放電電流の絶対値を、プラス側の放電電極11の第一の放電電流値とほぼ同等にするための大きさであるということができる。
Further, when the duty ratio of the positive and negative voltages applied to the
また、この定義付けの前提として、第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能なプラス側の電源14と、第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能なマイナス側の電源15と、プラス側の電源14とマイナス側の電源15に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させるとともに、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行う制御手段と、プラス側の電源14と接続され、不活性ガス雰囲気中にてプラス側の電源14から供給される第一の電圧値によって第一の放電電流値を有する放電電流を生成するプラス側の放電電極11と、マイナス側の電源15に接続され、不活性ガス雰囲気中にてマイナス側の電源15から供給される第二の電圧値によって第二の放電電流値を有する放電電流を生成するマイナス側の放電電極51とがある。
As a precondition for this definition, a
この除電装置50にあっても、プラス極の放電電極11に関しても、半導電性材料を採用し及び/又は制限抵抗16を加える構成を採用してもよいことは前述したとおりである。
As described above, in the
なお、上述した制限抵抗と放電電極材料として半導電性材料との組み合わせによる手法は、図5に基づいて説明したACタイプの除電装置に用いても良いことは言うまでもない。但し、ACタイプの除電装置を用いて、放電電極21に対して印加するプラスとマイナスの電圧の大きさを制御する場合、半導電性材料としての放電電極21と制限抵抗16の合算した限抵抗値の大きさの定義は、放電電極21がスイッチ手段(図示せず)によりプラス側の電源14に接続された際、第一の調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて形成される放電可能な放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲を、放電電極21がスイッチ手段(図示せず)によりマイナス側の電源15に接続された際に生成可能な大きさであるということができる。また、この定義付けの前提として、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびにこの第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能なプラス側の電源と、第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびにこの第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能なマイナス側の電源と、放電電極31に対して、プラス側の電源とマイナス側の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段とがある。
Needless to say, the above-described method using a combination of the limiting resistance and the semiconductive material as the discharge electrode material may be used in the AC type static eliminator described with reference to FIG. However, when controlling the magnitude of the positive and negative voltages applied to the
同様に、ACタイプの除電装置を用いて、放電電極21に対して印加するプラスとマイナスの電圧のデューティ比を制御する場合、半導電性材料としての放電電極21と制限抵抗16の合算した制限抵抗値の大きさの定義は、放電電極21がスイッチ手段によりプラス側の電源に接続されて第一の電圧値の電圧が放電電極21に印加されることにより不活性ガス雰囲気中にて放電可能な放電電流の第一の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の第二の放電電流値が、マイナス側の電源と放電電極21とが接続された際に生成可能な大きさであるということができる。また、また、この定義付けの前提として、第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能なプラス側の電源14と、第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能なマイナス側の電源15と、放電電極21に対して、プラス側の電源14とマイナス側の電源15とを交互に切り替え接続するスイッチ手段(図示せず)と、プラス側の電源14とマイナス側の電源15に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させ、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行うとともに、制御されるデューティ比に基づいてスイッチ手段を切り替え制御するコントローラ19とがある。
Similarly, when the duty ratio of positive and negative voltages applied to the
更に、ACタイプの別の実施例としては、図6に示す位置に制限抵抗16を設けるものがあり、この場合も、放電電極21を半導電性の材料にて形成することができる。この場合における合算した抵抗値の定義は、上述した2つのケース(放電電極21に対して印加するプラスとマイナスの電圧の大きさを制御する場合と、放電電極21に対して印加するプラスとマイナスの電圧のデューティ比を制御する場合)と同様である。
Further, as another example of the AC type, there is one in which a limiting
図13は、図5で説明したAC方式の除電装置20の変形例としての除電装置60を示す。参照符号52は接地電極である。共通放電電極21はタングステン(W)などの導電性電極が採用されている。電源13と共通放電電極12との間に介装した制限抵抗16の抵抗値は、0.1GΩ(0.1×109Ω)以上であって10GΩ(10×109Ω)未満に設定される。
FIG. 13 shows a
図14に示す除電装置70は上記図13の除電装置60の変形例である。この除電装置70にあっては、制限抵抗16の代わりに、ジルコニア(ZrO2)を採用した半導電性電極で放電電極31が構成されている。
A
図15に示す除電装置80は、上述した図13、図14の除電装置60、70の変形例である。この図15の除電装置80にあっては、比較的高い抵抗値の半導電性材料からなる放電電極51が採用され、また、これに付随して制限抵抗16が設けられている。この除電装置80では、半導電性材料からなる放電電極51の抵抗値と、制限抵抗16の抵抗値とを合算した抵抗値が、上述した0.1GΩ(0.1×109Ω)以上であって10GΩ(10×109Ω)未満となるように、放電電極51の半導電性材料の選定及び制限抵抗16の抵抗値が設定される。
A
以上、本発明の種々の実施例を説明したが、制限抵抗16は抵抗値を変更できる可変抵抗器で構成してもよいし、抵抗値が固定の固定抵抗器で構成してもよい。また、本発明の実施例においてイオンバランス制御を行うときに、従来から一般的に行われている高電圧の印加電圧や印加時間によってイオンバランス制御を行うようにしてもよいが、これに代えて、高電圧の電圧値を固定にし、そして制限抵抗16の抵抗値を制御することでイオンバランス制御を行うようにしてもよい。
Although various embodiments of the present invention have been described above, the limiting
11 プラス放電電極
12 マイナス放電電極
13 電源回路
14 プラス極のDC電源
15 マイナス極のDC電源
16 制限抵抗
19 コントローラ
21 共通放電電極
31 ジルコニアからなる放電電極
51 半導電性材料からなる放電電極
DESCRIPTION OF
Claims (12)
第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において前記第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記第一の電源に接続され、前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて第一の範囲における放電電流を放電可能な第一の放電電極と、
前記第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加する第二の電源に接続される第二の放電電極と、
前記第二の電源と前記第二の放電電極との間に設けられ、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の放電電極において、前記第一の放電電極が生成する放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲における放電電流を生成可能な大きさの制限抵抗とを有する除電装置。 In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A first power supply having a voltage adjustment range in which a first voltage value can be adjusted, a first voltage adjustment basic unit in the first adjustable voltage adjustment range, and capable of generating a positive voltage;
The voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, which is substantially the same as the absolute value, and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, A second power supply having a second voltage regulation basic unit substantially equal to one voltage regulation basic unit and capable of generating a negative voltage;
Connected to the first power source and applied with a voltage in a voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted, thereby discharging a discharge current in the first range in an inert gas atmosphere. A discharge electrode;
A second discharge electrode connected to a second power source for applying a voltage in a voltage adjustment range in which the second voltage value is adjustable;
A first range of discharge current generated by the first discharge electrode in the second discharge electrode provided between the second power source and the second discharge electrode in an inert gas atmosphere. And a limiting resistor having a magnitude capable of generating a discharge current in a second range that is substantially equivalent in absolute value.
放電電極と、
第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において前記第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
前記スイッチ手段と前記放電電極との間に設けられ、前記放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続された際、前記第一の調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて形成される放電可能な放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲を、前記放電電極が前記スイッチ手段により第二の電源に接続された際に生成可能な大きさの制限抵抗とを有する除電装置。 In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A discharge electrode;
A first power supply having a voltage adjustment range in which a first voltage value can be adjusted, a first voltage adjustment basic unit in the first adjustable voltage adjustment range, and capable of generating a positive voltage;
The voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, which is substantially the same as the absolute value, and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, A second power supply having a second voltage regulation basic unit substantially equal to one voltage regulation basic unit and capable of generating a negative voltage;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the discharge electrode;
By being applied between the switch means and the discharge electrode, and when the discharge electrode is connected to the first power source by the switch means, the voltage in the first adjustable voltage adjustment range is applied. The discharge electrode is connected to the second power source by the switch means, the second range being almost equivalent to the first range of the dischargeable discharge current formed in the inert gas atmosphere. A static elimination device having a limiting resistor of a size that can be generated at the time.
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させるとともに、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行う制御手段と、
前記第一の電源と接続され、不活性ガス雰囲気中にて前記第一の電源から供給される前記第一の電圧値によって第一の放電電流値を有する放電電流を生成する第一の放電電極と、
前記第二の電源に接続され、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の電源から供給される前記第二の電圧値によって第二の放電電流値を有する放電電流を生成する第二の放電電極と、
前記第二の電源と前記第二の放電電極との間に介装され、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の放電電極によって生成される第二の放電電流の絶対値を、前記第一の放電電極の第一の放電電流値とほぼ同等にするための制限抵抗とを有する除電装置。 In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
Control means for generating positive and negative voltages alternately in the first power supply and the second power supply and controlling the duty ratio of these positive and negative voltages;
A first discharge electrode connected to the first power source and generating a discharge current having a first discharge current value by the first voltage value supplied from the first power source in an inert gas atmosphere When,
A second discharge electrode connected to the second power source and generating a discharge current having a second discharge current value by the second voltage value supplied from the second power source in an inert gas atmosphere When,
An absolute value of a second discharge current interposed between the second power source and the second discharge electrode and generated by the second discharge electrode in an inert gas atmosphere is calculated as the first value. The static elimination apparatus which has a limiting resistance for making it substantially equal to the first discharge current value of the discharge electrode.
共通放電電極と、
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記共通放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させ、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行うとともに、制御されるデューティ比に基づいて前記スイッチ手段を切り替え制御する制御手段と、
前記スイッチ手段と前記共通放電電極との間に介装された制限抵抗とを有し、
該制限抵抗は、前記共通放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続されて前記第一の電圧値の電圧が前記共通放電電極が印加されることにより不活性ガス雰囲気中にて放電可能な放電電流の第一の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の第二の放電電流値が、第二の電源と前記共通放電電極とが接続された際に生成可能な大きさの抵抗値を備えていることを特徴とする除電装置。 In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A common discharge electrode;
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the common discharge electrode;
The positive and negative voltages are alternately generated in the first power source and the second power source, the duty ratio of these positive and negative voltages is controlled, and the switching means is controlled based on the controlled duty ratio. Control means for
A limiting resistor interposed between the switch means and the common discharge electrode;
The limiting resistor is capable of discharging in an inert gas atmosphere when the common discharge electrode is connected to a first power source by the switch means and the voltage of the first voltage value is applied to the common discharge electrode. The second discharge current value, which is almost the same as the first discharge current value of the negative discharge current, has a resistance value that can be generated when the second power source and the common discharge electrode are connected. A static eliminator characterized by comprising:
共通放電電極と、
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記第一の電源から前記共通放電電極に向けて延びる第一の電圧供給ラインと、前記第二の電源から前記共通放電電極に向けて延びる第二の電圧供給ラインと、該第一と第二の電圧供給ラインに接続され、第一と第二の電源供給ラインから供給される電圧を前記共通放電電極に供給する第三の電圧供給ラインとからなる電圧供給ラインと、
前記共通放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させ、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行うとともに、制御されるデューティ比に基づいて前記スイッチ手段を切り替え制御する制御手段と、
前記第二の電圧供給ラインに設けられた制限抵抗とを有し、
該制限抵抗は、前記共通放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続されて前記第一の電圧値の電圧が前記共通放電電極が印加されることにより不活性ガス雰囲気中にて放電可能な放電電流の第一の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の第二の放電電流値が、第二の電源と前記共通放電電極とが接続された際に生成可能な大きさの抵抗値を備えていることを特徴とする除電装置。 In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A common discharge electrode;
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
A first voltage supply line extending from the first power source toward the common discharge electrode; a second voltage supply line extending from the second power source toward the common discharge electrode; A voltage supply line comprising a third voltage supply line connected to the voltage supply line and supplying a voltage supplied from the first and second power supply lines to the common discharge electrode;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the common discharge electrode;
The positive and negative voltages are alternately generated in the first power source and the second power source, the duty ratio of these positive and negative voltages is controlled, and the switching means is controlled based on the controlled duty ratio. Control means for
A limiting resistor provided in the second voltage supply line,
The limiting resistor is capable of discharging in an inert gas atmosphere when the common discharge electrode is connected to a first power source by the switch means and the voltage of the first voltage value is applied to the common discharge electrode. The second discharge current value, which is almost the same as the first discharge current value of the negative discharge current, has a resistance value that can be generated when the second power source and the common discharge electrode are connected. A static eliminator characterized by comprising:
第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において前記第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記第一の電源に接続され、前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて第一の範囲における放電電流を放電可能な第一の放電電極と、
前記第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加する第二の電源に接続される第二の放電電極と、
前記第二の放電電極が半導電性材料から構成され、該半導電性材料による制限抵抗値としての大きさが、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の放電電極において、前記第一の放電電極が生成する放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲における放電電流を生成可能な大きさであることを特徴とする除電装置。 In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A first power supply having a voltage adjustment range in which a first voltage value can be adjusted, a first voltage adjustment basic unit in the first adjustable voltage adjustment range, and capable of generating a positive voltage;
The voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, which is substantially the same as the absolute value, and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, A second power supply having a second voltage regulation basic unit substantially equal to one voltage regulation basic unit and capable of generating a negative voltage;
Connected to the first power source and applied with a voltage in a voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted, thereby discharging a discharge current in the first range in an inert gas atmosphere. A discharge electrode;
A second discharge electrode connected to a second power source for applying a voltage in a voltage adjustment range in which the second voltage value is adjustable;
The second discharge electrode is composed of a semiconductive material, and the magnitude of the limiting resistance value by the semiconductive material is the first discharge in the second discharge electrode in an inert gas atmosphere. A static eliminator having a magnitude capable of generating a discharge current in a second range that is substantially equivalent in absolute value to a first range of a discharge current generated by an electrode.
放電電極と、
第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第一の調整可能な電圧調整範囲内において第一の電圧調整基礎単位を有するとともに、プラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
前記第一の電圧値が調整可能な電圧調整範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲ならびに該第二の電圧値が調整可能な電圧調整範囲内において前記第一の電圧調整基礎単位とほぼ同等の第二の電圧調整基礎単位を有するとともに、マイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
前記放電電極が半導電性材料から構成され、該半導電性材料による制限抵抗値としての大きさが、前記放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続された際、前記第一の調整可能な電圧調整範囲の電圧を印加されることにより、不活性ガス雰囲気中にて形成される放電可能な放電電流の第一の範囲と絶対値としてほぼ同等の第二の範囲を、前記放電電極が前記スイッチ手段により第二の電源に接続された際に生成可能な大きさであることを特徴とする除電装置。 In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A discharge electrode;
A first power supply having a voltage adjustment range in which a first voltage value can be adjusted, a first voltage adjustment basic unit in the first adjustable voltage adjustment range, and capable of generating a positive voltage;
The voltage adjustment range in which the first voltage value can be adjusted and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, which is substantially the same as the absolute value, and the voltage adjustment range in which the second voltage value can be adjusted, A second power supply having a second voltage regulation basic unit substantially equal to one voltage regulation basic unit and capable of generating a negative voltage;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the discharge electrode;
The discharge electrode is made of a semiconductive material, and the magnitude as the limiting resistance value by the semiconductive material is the first adjustment when the discharge electrode is connected to the first power source by the switch means. By applying a voltage in a possible voltage adjustment range, the discharge electrode has a second range that is almost equivalent to the first range of the dischargeable discharge current formed in the inert gas atmosphere as an absolute value. Is a size that can be generated when connected to a second power source by the switch means.
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させるとともに、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行う制御手段と、
前記第一の電源と接続され、不活性ガス雰囲気中にて前記第一の電源から供給される前記第一の電圧値によって第一の放電電流値を有する放電電流を生成する第一の放電電極と、
前記第二の電源に接続され、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の電源から供給される前記第二の電圧値によって第二の放電電流値を有する放電電流を生成する第二の放電電極と、
前記第二の放電電極が半導電性材料から構成され、該半導電性材料による制限抵抗値としての大きさが、不活性ガス雰囲気中にて前記第二の放電電極によって生成される第二の放電電流の絶対値を、前記第一の放電電極の第一の放電電流値とほぼ同等にするための大きさであることを特徴とする除電装置。 In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
Control means for generating positive and negative voltages alternately in the first power supply and the second power supply and controlling the duty ratio of these positive and negative voltages;
A first discharge electrode connected to the first power source and generating a discharge current having a first discharge current value by the first voltage value supplied from the first power source in an inert gas atmosphere When,
A second discharge electrode connected to the second power source and generating a discharge current having a second discharge current value by the second voltage value supplied from the second power source in an inert gas atmosphere When,
The second discharge electrode is made of a semiconductive material, and a magnitude as a limiting resistance value by the semiconductive material is generated by the second discharge electrode in an inert gas atmosphere. A static eliminator having a magnitude for making an absolute value of a discharge current substantially equal to a first discharge current value of the first discharge electrode.
共通放電電極と、
第一の電圧値にてプラスの電圧を生成可能な第一の電源と、
第二の電圧値にてマイナスの電圧を生成可能な第二の電源と、
前記共通放電電極に対して、前記第一の電源と第二の電源とを交互に切り替え接続するスイッチ手段と、
第一の電源と第二の電源に交互にプラスとマイナスの電圧を発生させ、これらプラスとマイナスの電圧のデューティ比の制御を行うとともに、制御されるデューティ比に基づいて前記スイッチ手段を切り替え制御する制御手段と、
前記共通放電電極が半導電性材料から構成され、該半導電性材料による制限抵抗値としての大きさが、前記共通放電電極が前記スイッチ手段により第一の電源に接続されて前記第一の電圧値の電圧が前記共通放電電極が印加されることにより不活性ガス雰囲気中にて放電可能な放電電流の第一の放電電流値と絶対値としてほぼ同等の第二の放電電流値が、第二の電源と前記共通放電電極とが接続された際に生成可能な大きさであることを特徴とする除電装置。 In the static eliminator used in an inert gas atmosphere,
A common discharge electrode;
A first power source capable of generating a positive voltage at a first voltage value;
A second power source capable of generating a negative voltage at the second voltage value;
Switch means for alternately switching and connecting the first power source and the second power source to the common discharge electrode;
The positive and negative voltages are alternately generated in the first power source and the second power source, the duty ratio of these positive and negative voltages is controlled, and the switching means is controlled based on the controlled duty ratio. Control means for
The common discharge electrode is made of a semiconductive material, and the magnitude as the limiting resistance value by the semiconductive material is such that the common discharge electrode is connected to a first power source by the switch means and the first voltage When the common discharge electrode is applied to the voltage, the second discharge current value, which is almost the same as the first discharge current value of the discharge current that can be discharged in the inert gas atmosphere, is the second value. A static eliminator having a size that can be generated when the power source of the power source and the common discharge electrode are connected.
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KR20220112763A (en) | 2019-12-09 | 2022-08-11 | 시시도 세이덴기 가부시키가이샤 | Charged particle irradiation devices, systems, methods and programs |
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