JP2009218163A - Static eliminator with cleaning mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極針のクリーニング機構を備えた除電器に関する。 The present invention relates to a static eliminator including an electrode needle cleaning mechanism.
コロナ放電によりプラスとマイナスのイオンを同時に発生させ、生じたイオンをファンによる送風とともに対象物に向けて搬送して帯電した静電気を中和する、いわゆる送風式除電器は種々のものが開発されている。このような送風式除電器は、半導体部品や電子機器等の組立工程において、当該部品等に帯電した静電気の放電による部品等の破壊を防ぐ目的で使用されている。この種の除電器は、コロナ放電を発生させるための電極針(放電針)を有するが、使用により空気中の塵埃が電極針の先端部に吸引されて放電性能が低下するので、電極針は定期的にクリーニングを行う必要がある。例えば特許文献1に記載の送風式イオン生成装置では、「フィン部が気流を受けて可動部材が動作する。そして、可動部材に取り付けられたブラシ部材が放電針の先端に触れ、放電針の先端に付着したダストが除去される」とされている。
Various types of so-called blown static eliminators have been developed that generate positive and negative ions simultaneously by corona discharge and transport the generated ions toward the object together with the air blown by the fan to neutralize the static electricity charged. Yes. Such blower type static eliminators are used for the purpose of preventing the destruction of components and the like due to the discharge of static electricity charged in the components and the like in the assembly process of semiconductor components and electronic devices. This type of static eliminator has electrode needles (discharge needles) for generating corona discharge, but since dust in the air is sucked into the tip of the electrode needles due to use and the discharge performance is reduced, Periodic cleaning is required. For example, in the blow type ion generating device described in
また特許文献2に記載のコロナ放電装置は、「長尺状の基部に複数の鋸歯状放電電極を一列に配列した電極板を有するコロナ放電装置において、前記電極板の両面に圧接した状態で設けられた面状の清掃部材と、該清掃部材を電極板の長手方向に移動させる移動手段と、を備える」とされている。 Further, the corona discharge device described in Patent Document 2 is “in a corona discharge device having an electrode plate in which a plurality of sawtooth discharge electrodes are arranged in a row on a long base, and is provided in pressure contact with both surfaces of the electrode plate. And a moving means for moving the cleaning member in the longitudinal direction of the electrode plate ”.
上述のような電極針をブラシで清掃する方式では、電極針に付着した塵埃を除去することはできるが、コロナ放電によって生成されて電極針に付着した皮膜状生成物を除去することは非常に困難であった。ここでいう皮膜状生成物とは、例えば電極針の先端部に析出した二酸化ケイ素であり、このような生成物はブラシによる清掃だけでは十分に除去しきれない場合がある。皮膜状生成物が電極針に付着したままであるとその放電性能が低下するので、結果として皮膜状生成物は除電器の除電性能を低下させる一因となっている。 In the method of cleaning the electrode needle with the brush as described above, dust attached to the electrode needle can be removed, but it is very difficult to remove the film-like product generated by corona discharge and attached to the electrode needle. It was difficult. The film-like product referred to here is, for example, silicon dioxide deposited on the tip portion of the electrode needle, and such a product may not be sufficiently removed only by cleaning with a brush. If the film-like product remains attached to the electrode needle, its discharge performance is lowered, and as a result, the film-like product is a cause of lowering the static elimination performance of the static eliminator.
そこで本発明は、電極針に皮膜状生成物が付着した場合であっても、該生成物を効果的に除去可能なクリーニング機構を備えた除電器を提供する。 Therefore, the present invention provides a static eliminator provided with a cleaning mechanism that can effectively remove the product even when a film-like product adheres to the electrode needle.
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、コロナ放電によりイオンを生成するための少なくとも1つの電極針と、前記電極針により生成されたイオンを運搬する気流を生成する送風手段と、前記電極針を清掃するクリーニング機構とを有する除電器であって、前記クリーニング機構は、前記少なくとも1つの電極針を清掃すべく該少なくとも1つの電極針に対して可動に構成された少なくとも1つのクリーニング部を有し、前記少なくとも1つのクリーニング部は各電極針に当接可能に構成された研磨フィルムを有し、前記研磨フィルムは、該研磨フィルムを有するクリーニング部が移動したときに前記電極針の先端部を受容する開口部の少なくとも一部を形成するとともに前記開口部内に受容した前記電極針の前記先端部の表面に沿って摺動するように構成される、除電器が提供される。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, at least one electrode needle for generating ions by corona discharge, and an air blowing means for generating an air flow for carrying the ions generated by the electrode needle And a cleaning mechanism for cleaning the electrode needle, wherein the cleaning mechanism is at least one configured to be movable with respect to the at least one electrode needle to clean the at least one electrode needle. And at least one cleaning unit includes a polishing film configured to be able to contact each electrode needle, and the polishing film moves when the cleaning unit having the polishing film moves. A table of the tip of the electrode needle that forms at least a part of the opening for receiving the tip of the needle and is received in the opening. Configured to slide along the, static eliminator is provided.
本発明の一態様に係る除電器では、クリーニング部材に研磨フィルムを使用するので、ブラシでは除去困難であった皮膜状生成物も電極針の先端部から効果的に除去することができる。また研磨フィルムは、電極針の先端部を受容可能な開口部を形成しかつ電極針の先端部の表面に沿って摺動するように構成されるので、クリーニング部を実質一方向に移動させることのみで電極針のクリーニングを行うことができる。 In the static eliminator according to one aspect of the present invention, since a polishing film is used for the cleaning member, a film-like product that has been difficult to remove with a brush can be effectively removed from the tip of the electrode needle. In addition, the polishing film is configured to form an opening that can receive the tip of the electrode needle and slide along the surface of the tip of the electrode needle, so that the cleaning portion can be moved substantially in one direction. Only the electrode needle can be cleaned.
図1は、本発明に係る除電器の第1の実施形態を示す上面図であり、図2は図1のII−II線に沿う側断面図である。なお本実施形態では、直流型の除電器を例として本発明を説明する。除電器1は、筺体2と、筺体2の内部に配置された送風手段すなわちファン3と、コロナ放電によりイオンを発生させるための電極針4a〜4d(本実施形態では2対計4本)と、電極針4a〜4dに高電圧を送出する高電圧電源5a、5bとを有する。除電器1はさらに、電極針4a〜4dとの間でコロナ放電を発生させる対向電極(図示せず)を有する。対の電極針(図示例では電極針4aと4c、及び4bと4d)は互いに対向する位置に配置され、一方の対の電極針(4aと4c)はプラスの高電圧電源5aに電気的に接続され、他方の対の電極針(4bと4d)はマイナスの高電圧電源5bに電気的に接続される。これら高電圧電源からの印加電圧により、電極針と対向電極との間にコロナ放電が生じる。また対向電極は、筺体2を介して接地されている。このコロナ放電により空気イオンが生成され、生成された空気イオンはファン3により生じる気流とともに、除電すべき図示しない対象物に向けて運搬される。
FIG. 1 is a top view showing a first embodiment of a static eliminator according to the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view taken along line II-II in FIG. In the present embodiment, the present invention will be described using a DC type static eliminator as an example. The
除電器1はさらに、各電極針の清掃を行うクリーニング機構6を有する。クリーニング機構6は、ファン3の回転軸と同軸に回転可能に構成された回転部材61と、回転部材61に放射状に取り付けられた複数の(図示例では4つ)のロッド62a〜62dと、各ロッドの先端部に取り付けられたクリーニング部63a〜63dとを有する。なおロッド及びクリーニング部の個数は電極針の個数より少なくてもよいし、電極針の個数と同数としてもよい。クリーニング部の個数が多い方が、回転部材61の回転角度範囲が小さくなり、清掃時間の短縮につながる。また1つのクリーニング部で複数の電極針を清掃する場合は、各電極針やクリーニング部の組付け誤差により電極針間で清掃効果にバラつきが生じ得るが、クリーニング部と電極針とを1対1で対応させれば、各クリーニング部と電極針との位置関係を個別に調整できる。
The
クリーニング機構6の回転部材61の駆動はアクチュエータ64によって行われ、図示された実施形態ではアクチュエータ64として電磁ソレノイドが使用されている。電磁ソレノイド以外のアクチュエータとしては、油圧式アクチュエータや、形状記憶合金を有し、入力電流により生じるジュール熱を利用するアクチュエータも使用可能である。図示された実施形態では、電磁ソレノイド64は制御回路67からの電気的信号等によって制御される。また、駆動源としてはステッピングモータ等の他の公知の手段を使用してもよい。
The
図示例では、アクチュエータすなわち電磁ソレノイド64は、ファン3の周辺部すなわち送風方向に関してファン3の側方に配置される。また電磁ソレノイド64の動力は、連結手段66によって回転部材61に伝達される。なお連結手段66は公知のベルト、チェーン、ワイヤ又はクランク機構等が使用可能である。単純な構造の平ベルトやワイヤを使用すると、除電器の製造コストや軽量化の観点から有利である。また各クリーニング部は各電極針に対して高い位置決め精度を必要としないことから、若干のスベリが生じ得る平ベルトやワイヤでも特段問題はない。
In the illustrated example, the actuator, that is, the
図3は、各クリーニング部の詳細を示す斜視図である。各クリーニング部(図示例ではクリーニング部63a)は、互いに対向配置された研磨フィルム631、632を有し、クリーニング機構6の中央に向かう各研磨フィルムの端部6311、6321はフィルム支持体633に取り付けられ、支持体633はロッド62aの先端に取り付けられる。また各研磨フィルムは湾曲し、その凸面が互いに当接した状態に保持され、それにより研磨フィルム631、632は協働して、上述の回転部材61が回転したときに電極針4aを受容しかつ電極針4aが通過可能な開口部634の少なくとも一部を形成する。また図示していないが、各研磨フィルムの曲率は互いに等しくても異なっていてもよいし、或いは他の構成として、研磨フィルムの一方が湾曲して、その凸面が略平面状の他方のフィルムに当接する構成も使用可能である。開口部634は、対向する研磨フィルム631、632がその少なくとも一方の横方向端部(電極針側端部)6312、6322において互いに、支持体633の可動方向及び電極針の延びる方向の双方に略垂直な方向に所定距離離れることにより形成される。ここで所定距離とは、少なくとも電極針のクリーニング対象部の直径を意味し、さらにクリーニング対象部とは、電極針の先端部すなわち先端及びその近傍を意味する。なおクリーニング部は、1つの研磨フィルムと研磨フィルムでない1つの他のフィルムとを備える構成としてもよい。
FIG. 3 is a perspective view showing details of each cleaning unit. Each cleaning unit (the
研磨フィルム631、632は、基本的には可撓性であるが、図3に示すようにいくらか湾曲している状態では、外力が作用しない限りその状態を維持できる程度の剛性も備える。従って各研磨フィルムは、フィルム支持体633によっていわゆる片持ち梁式に支持されても所望の形状に維持でき、クリーニング部全体として簡易な構成が実現できる。このような特性を備えた好適な研磨フィルムとしては、住友スリーエム社から市販されている「ラッピングフィルムシート」等がある。
The
ここで、研磨フィルムの粒度が大きすぎると電極針の磨耗が激しくなり、また電極表面が粗面になる。電極表面が粗面になると皮膜状生成物が堆積しやすくなる。一方、研磨フィルムの粒度が小さいと、皮膜状生成物の除去性能が低下する。従って研磨フィルムの粒度は9ミクロン以上が好ましく、30ミクロン以下が好ましい。 Here, when the grain size of the polishing film is too large, the electrode needles become worn excessively, and the electrode surface becomes rough. When the electrode surface becomes rough, the film-like product is likely to be deposited. On the other hand, when the particle size of the polishing film is small, the removal performance of the film-like product is lowered. Therefore, the grain size of the polishing film is preferably 9 microns or more, and preferably 30 microns or less.
図4は、研磨フィルム631の構成を示す断面図である。本発明で使用する研磨フィルムは、ラッピングフィルムと呼ばれるタイプの研磨フィルムである。研磨フィルムは、ポリエステル等の基材フィルム6313と、砥粒6315を接着剤中に分散したものを基材フィルム6313上にフィルム状に塗布して形成された接着剤層6314とを有する。このように製造された研磨フィルムで研磨対象を研磨すると、基材に予め接着剤層を塗布してその上に砥粒を配置した通常のサンドペーパーと異なり、表面を精密に且つ平滑に研磨することができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the polishing
上述の住友スリーエム社から市販されている「ラッピングフィルムシート」は、その砥粒が比較的球形に近く、不規則な形状の砥粒を有する一般の塗布研磨材に比べ、研磨時に微細な粉体(砥粒が砕けたもの)が生じにくいという長所があり、粉塵の発生の抑制が特に望まれる生産現場等で除電器を使用する場合には特に有利である。なお研磨フィルム632も同様の構成を有することができる。
The “wrapping film sheet” commercially available from Sumitomo 3M Co., Ltd. has a finer powder at the time of polishing compared to general coated abrasives whose abrasive grains are relatively spherical and have irregularly shaped abrasive grains. There is an advantage that it is difficult to generate (abrasive grains are broken), and this is particularly advantageous when a static eliminator is used at a production site where suppression of generation of dust is particularly desired. Note that the polishing
このようなクリーニング機構は、安価に製造できるとともに、ファンの送風量等の除電器本来の性能を低下させることもない。なお図3はクリーニング部63aのみ図示しているが、他のクリーニング部63b〜63dも同様の構成を有することができる。
Such a cleaning mechanism can be manufactured at a low cost and does not deteriorate the original performance of the static eliminator such as the amount of air blown by the fan. 3 shows only the
次に、クリーニング機構6の作用について説明する。電磁ソレノイド64のための図示しない電源スイッチをオンにすると、電磁ソレノイド64が作動(ここでは電磁ソレノイド64が有するプーリ等の要素65が回転)する。但しプーリ65は連続的に一方向に回転するのではなく、所定の角度範囲での往復運動を行う。ここで所定の角度範囲とは、各クリーニング部が各電極針を互いに反対向きの両方向から清掃でき、かつ電磁ソレノイド64が作動していないとき(あるいは作動が終了したとき)は各クリーニング部が電極針の放電による熱等の影響を受けない程度に各電極針から離れて位置するような範囲である。所定の角度範囲が広すぎると清掃時間が長くなり、逆に狭すぎると電極針からクリーニング部が十分な距離だけ離れることができなくなる。例えば図示例のように4つの電極針に対し4つのクリーニング部が設けられている場合、回転部材61に取り付けられた各ロッドの可動角度範囲は、典型的には約20°以上である。また、その可動角度範囲は典型的には60°以下である。このような構成により、電磁ソレノイド64の要素65に連結手段66を介して連結された回転部材61と実質一体の各クリーニング部は、各電極針を左右両方向から清掃することができる。
Next, the operation of the
図5(a)〜(c)は、各クリーニング部が各電極針の清掃を行う様子を、電極針4aについて図3の矢印Vの方向にみた図である。例えば電磁ソレノイド64の作動による回転部材61の回転角度範囲が45°の場合、電磁ソレノイド64の作動前はロッド62aが対応する電極4aから左回りに22.5°離れた初期位置すなわち第1の位置に位置決めされる(図5(a))。ここで電磁ソレノイド64を起動すると、電磁ソレノイド64に連結されたプーリ65が右回りに回転し、クリーニング部63aは電極針4aの先端部41aが、電極針4aの延びる方向に略垂直な方向で開口部634内に入っていくようにクリーニング部63aが移動する。
FIGS. 5A to 5C are views of the electrode needle 4a as seen in the direction of the arrow V in FIG. 3 when each cleaning unit cleans each electrode needle. For example, when the rotation angle range of the rotating
電極針4aの先端部41aが2つの研磨フィルム間の開口部634に入っていくと、図5(b)に示すように、研磨フィルム631、632は電極針の先端部41aを囲繞するように変形する。より詳細には、各研磨フィルムは曲面を構成しているので、開口部634内に進入する方向についての先端部41aの正面側部分411a(図5(a)参照)が先ず研磨フィルムの曲面に当接し、次に先端部41aの上下部分412aが研磨フィルムに当接し、先端部41aが研磨フィルムから離れる直前に先端部の正面側部分411aとは反対側の背面側部分413aが研磨フィルムに当接する。従って先端部41aの表面の略全ては、研磨フィルム631、632のいずれかの上を摺動することになる。この過程で、電極針の先端部41aに付着した汚れや皮膜状の生成物質が、上述の研磨フィルムの砥粒によって効果的に除去される。
When the
クリーニング部にブラシ等を使用した場合では皮膜状の生成物質までは十分に除去できなかったが、研磨フィルムを電極針の先端部の略全表面に対して摺動させることにより、皮膜状の生成物質であっても効果的に除去することができる。また2つの研磨フィルムが協働して電極針の先端部を受容可能な開口部を形成しているので、クリーニング部を一方向(本実施形態では電極針の延びる方向に略垂直な方向)に移動させるだけで、電極針の効果的にクリーニングすることができる。 When a brush or the like was used for the cleaning part, even the film-like product could not be removed sufficiently, but the film-like product was generated by sliding the polishing film against almost the entire surface of the tip part of the electrode needle. Even substances can be effectively removed. In addition, since the two polishing films cooperate to form an opening that can receive the tip of the electrode needle, the cleaning portion is in one direction (in this embodiment, a direction substantially perpendicular to the direction in which the electrode needle extends). The electrode needle can be effectively cleaned simply by moving it.
プーリ65がさらに右回りに回転していくと、図5(c)に示すように、クリーニング部63aは、22.5°右回りに対応する電極針4aから離れた第2の位置まで移動して停止する。ここで、上述のクリーニング部63aではこれで清掃動作を終えてもよいが、開口部634の横方向(クリーニング部の移動方向)反対側にも同様の開口部635が形成されているので、さらにプーリ65を逆方向すなわち左回りに回転させ、各クリーニング部が先程と逆方向に電極針を清掃することもできる。また清掃操作は一度の清掃について片道分だけ行ってもよいし、一往復分行ってもよい。このような清掃操作を、適当な時間間隔(例えば12〜24時間に1回)で行うことにより、電極針をその性能が発揮できる程度に清浄な状態に保つことができる。なお清掃操作は、一度に数往復行ってもよい。
As the
図6及び図7は、第2の実施形態に係るクリーニング部63a′を示す図である。第1の実施形態と異なる点は、電極針4aの先端部41aを受容する開口部634′の少なくとも一部を形成する2つの湾曲した研磨フィルム631′及び632′が、ロッド62a′の移動方向について所定距離ずらされて支持されていることである。また図示していないが、各研磨フィルムの曲率は互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。
6 and 7 are views showing a
また図7に示すように、研磨フィルム631′及び632′のそれぞれの曲面の頂点6316′及び6326′は、電極針4aの先端の移動軌跡42aよりも他方の研磨フィルム側に突出することが好ましい。このようにすると、電極針の先端部41aをより強く研磨フィルムに当接させることができるとともに、第1の実施形態よりも、開口部634′内に進入する方向についての先端部41aの正面側部分411a(図5(a)参照)にも研磨フィルムが当接しやすくなる。なお図示例では2つの研磨フィルムは互いに離れているが、互いに当接する構成としてもよい。
Further, as shown in FIG. 7, it is preferable that the apexes 6316 'and 6326' of the curved surfaces of the polishing films 631 'and 632' protrude toward the other polishing film side with respect to the
なお上述の実施形態において、回転部材61が一方向にしか回転せず、すなわち電極針をクリーニングする際の電極針に対するクリーニング部の移動方向が1つに限定されていれば、研磨フィルムを曲面状に保持する必要はない。例えば図8に示す第3の実施形態に係るクリーニング部63a″では、研磨フィルム631″及び632″が互いに傾斜配置された略平面状になるように、ロッド62a″先端の支持体633″に保持されている。上述のクリーニング部63aでは、電極針に対して双方向から清掃できるようにするために横方向の両側に開口部が形成されているが、クリーニング部63a″では、電極針4aの先端部41aを受容する開口部634″は横方向の片側にのみ形成され、開口部と反対側の横方向端部では研磨フィルム631″及び632″が互いに当接している。
In the above-described embodiment, if the rotating
図9は、各クリーニング部の第4の実施形態を示す図である。第4の実施形態が第1〜第3の実施形態と異なる点は、各研磨フィルムがいわゆる片持ち梁式に支持されるのではなく、所定の曲率を備えた部材に貼付される点にある。具体的には、図9に示すクリーニング部63a″′は、研磨フィルム631″′、632″′と、互いに対向配置され、研磨フィルム631″′、632″′がそれぞれ貼付される取付け面6331″′、6351″′をそれぞれ備えたフィルム取付け部633″′、635″′と、フィルム取付け部633″′、635″′をそれぞれ先端に備えたアーム部材636″′、637″′とを有する。アーム部材636″′、637″′は、電極針4aを挟持する方向に互いに弾性的に変位可能に構成され、ロッド62a″′に取付けられる。またフィルム取付け面6331″′、6351″′の少なくとも一方は曲面を有し、上述の回転部材61が回転したときに電極針4aを受容可能な開口部634″′の少なくとも一部を形成する。また取付け面の曲面の曲率は、上述の第1の実施形態において各研磨フィルムが有する曲率と概ね同等であることが好ましい。
FIG. 9 is a diagram illustrating a fourth embodiment of each cleaning unit. The fourth embodiment differs from the first to third embodiments in that each polishing film is not supported in a so-called cantilever type but is attached to a member having a predetermined curvature. . Specifically, the cleaning
クリーニング部63a″′の作用については、上述のクリーニング部63aと概ね同様なので説明は省略する。なおフィルム取付け部を弾性変形可能な材料から作製すれば、研磨フィルムは電極針の先端部の表面に沿って変形できるので、アーム部材を互いに変位可能に構成しなくともよい。
The operation of the
上述の各実施例は直流型の除電装置を例に説明したが、交流型の除電装置においても本発明を同様に実施することができる。交流型の除電装置では、必ずしも電極針を対向した位置に配置する必要性はなく、例えば電極針は1つでもよい。また、全ての電極針は、1つの交流電源に電気的に接続可能であり、電極針と対向して配置される対向電極との間でコロナ放電を行う。 Although each of the above-described embodiments has been described by taking a DC type static eliminator as an example, the present invention can be similarly implemented in an AC type static eliminator. In the AC type static eliminator, it is not always necessary to dispose the electrode needles at opposite positions. For example, one electrode needle may be provided. Further, all the electrode needles can be electrically connected to one AC power source, and corona discharge is performed between the electrode needles and the counter electrode disposed facing the electrode needles.
1 除電器
2 筺体
3 ファン
4a〜4d 電極針
41a〜41d 先端部
5a、5b 電源
6 クリーニング機構
61 回転部材
62a〜62d ロッド
63a〜63d クリーニング部
631、632 研磨フィルム
634、635 開口部
64 アクチュエータ
65 プーリ
66 連結手段
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記クリーニング機構は、前記少なくとも1つの電極針を清掃すべく該少なくとも1つの電極針に対して可動に構成された少なくとも1つのクリーニング部を有し、
前記少なくとも1つのクリーニング部は各電極針に当接可能に構成された研磨フィルムを有し、前記研磨フィルムは、該研磨フィルムを有するクリーニング部が移動したときに前記電極針の先端部を受容する開口部の少なくとも一部を形成するとともに前記開口部内に受容した前記電極針の前記先端部の表面に沿って摺動するように構成される、除電器。 It is a static eliminator having at least one electrode needle for generating ions by corona discharge, a blowing means for generating an air flow for carrying ions generated by the electrode needle, and a cleaning mechanism for cleaning the electrode needle. And
The cleaning mechanism has at least one cleaning unit configured to be movable with respect to the at least one electrode needle to clean the at least one electrode needle,
The at least one cleaning unit includes a polishing film configured to be in contact with each electrode needle, and the polishing film receives a tip portion of the electrode needle when the cleaning unit having the polishing film moves. A static eliminator configured to form at least a part of an opening and to slide along a surface of the tip of the electrode needle received in the opening.
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