JP4363903B2

JP4363903B2 - 除電器

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Publication number: JP4363903B2
Application number: JP2003160397A
Authority: JP
Inventors: 賢太郎藤井; 均酒井; 智則嶋田
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP2004362951A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コロナ放電により空気をイオン化する除電器に関し、より詳しく、イオン化した空気を、チューブやノズルなどの小径管を通じてワーク（除電対象物）の近傍まで搬送する形式の除電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
除電器を設置するスペースが無い狭い所での除電や、チューブの屈曲性を利用した可動部の除電にチューブ搬送式除電器が活用されている。
【０００３】
コロナ放電により空気をイオン化する除電器は、ＡＣ（交流）方式とＤＣ（直流）方式の２種類に大別することができるが、その基本原理は、放電針に高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、このコロナ放電により空気をイオン化する点で共通している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３８０９０号公報
【０００５】
特許文献１は、正負のイオンがチューブ内で打ち消し合うのを回避できるように、交流周波数を１kHz以上に設定した高周波ＡＣによるチューブ搬送式除電器つまりイオン生成装置を提案している。図１、図２は特許文献１に添付の図の一部である。図１を参照して、従来のチューブ搬送式除電器１は、空気流路に設けられた拡大室つまりイオン生成室２を有する。イオン生成室２は、その上壁に空気流入ポート３を有し、この空気流入ポート３は、コンプレッサなどの空気供給手段４に連通している。イオン生成室２の下壁にはイオン化空気流出ポート５を有し、このイオン化空気流出ポート５には可撓性導気チューブ６が連結されている。
【０００６】
イオン生成室２には放電針７が設けられ、この放電針７は、空気流入ポート３とイオン化空気流出ポート５とを結ぶ軸線に沿って配置されている。対向電極は、実質的に、イオン化空気流出ポート５の回りの下壁８で構成され、この下壁８は接地されている。
【０００７】
放電針７には交流高電圧電源９からＡＣ電源が供給される。交流高電圧電源９は、図２に例示するように、商用電源１０を電源とする直流回路１１及び発振回路１２を有し、発振回路１２からの高周波電圧を昇圧するトランス１３の出力を高電圧ケーブル１４を経由して放電針７に供給するようになっている。
【０００８】
従来のチューブ搬送式除電器１は、放電針７に所定の電圧を印加してコロナ放電を発生させ、これにより、イオン生成室２に圧送される空気をイオン化し、次いで、イオン化した空気を、流出ポート５、可撓性導気チューブ６を通じてワーク（図示せず）の近傍に吐出する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、除電器は放電部のメンテナンスが必須である。すなわち、チューブなどの小径管を通じてイオン化した空気をワークの近傍まで搬送する形式の除電器は、コンプレッサなどで圧縮した空気を用いるため、除電器に供給される空気には、微少なゴミやオイルミストなどが含まれている可能性があり、このため、放電針７にゴミやオイルミストが付着して正常な放電が起こらなくなる虞がある。また、イオン生成室２の表面にゴミやオイルミストが付着することにより表面抵抗が低下して、沿面放電が発生してしまう虞がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、放電針に付着したゴミを除去する等のメンテナンスが容易な除電器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる技術的課題は、本発明によれば、
高圧電源部(204)を内蔵した除電器本体(202)と、該除電器本体(202)に脱着可能に装着される放電部ユニット(206)とを有し、前記高圧電源部(204)から高電圧の供給を受けて前記放電部ユニット(206)の放電針(122)がコロナ放電することにより、供給される空気をイオン化し、イオン化した空気を小径管を通じてワークの近傍に吐出することによりワークの除電を行う除電器であって、
該除電器本体(202)に形成された直線状の内部エア通路(104)と；
該内部エア通路(104)のイオン化エア吐出側から挿入することにより前記内部エア通路(104)の軸線方向に脱着可能に装着される前記放電部ユニット(206)であって、該放電部ユニット(206)のユニット本体(210)に脱着可能な支持部材(124)によって前記内部エア通路(104)の軸線上に固定された前記放電針(122)と、前記放電針(122)の先細りの先端部に対向して位置し且つイオン化エア吐出側に向けて縮径する先細り形状の対向電極(132)とで形成された先細り形状のイオン生成室を備えた放電部ユニット(206)と；を有することを特徴とする除電器を提供することにより達成される。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、除電器本体(202)から放電部ユニット(206)を取り外し、放電部ユニット(206)を除電器本体(202)から取り外した後に、支持部材(124)を放電部ユニット(206)のユニット本体(210)から取り外すことで放電針(122)を露出させて、電極針(122)の掃除を行うことができる。
【００１３】
【実施例】
以下に、本発明の好ましい複数の実施例を添付の図面に基づいて説明する。
【００１４】
図３は実施例の除電器１００の側面図であり、図４は、図３の矢印ＩＶ方向から見た正面図である。図３において、図面に向かって右側から圧縮エアが供給され、左側からイオン化エアが吐出される。
【００１５】
除電器１００は、その断面を図示する図５から理解できるように、除電器本体１０２の上部に、水平方向に直線状に延びる内部エア流路１０４が形成され、除電器本体１０２の下部には、ＡＣ高周波高電圧電源部１０６と制御回路１０８とが設けられ、ケーブル１１０を通じて商用電源から電力の供給を受けるようになっている。
【００１６】
内部エア通路１０４は、圧縮エア供給側に配置されたスリーブ状の放電針ユニット１１２と、イオン化エア吐出側に配置された対向電極ユニット１１４とで実質的に構成され、これら放電針ユニット１１２及び対向電極ユニット１１４は放電部ユニットを構成して除電器本体１０２に対して脱着可能であり、内部エア通路１０４の軸線を中心に回転させることにより除電器本体１０２に螺合される。なお、図５などでは、放電針ユニット１１２にフィッティング１１６を装着した状態を示しており、このフィッティング１１６を介してエア供給チューブ（図示せず）が連結されるが、イオン化エア吐出側においても同様にフィッティング（図示せず）が装着可能であり、このフィッティングを介してイオン化エア吐出チューブが連結される。
【００１７】
放電針ユニット１１２は、図６、図７に図示のように、除電器本体１０２と螺合するネジ部１１８を備えた本体スリーブ１２０を含み、この本体スリーブ１２０の前端面から放電針１２２が突出している。放電針１２２は内部エア通路１０４の軸線と同一軸線上に配置されている。放電針１２２は、本体スリーブ１２０の前端開口部に嵌入された絶縁性支持部材１２４によって支持され、この絶縁性支持部材１２４は、放電針１２２の挿入される円筒状部分１２６（図６）と、この円筒状部分１２６から９０度間隔で放射状に延びる４つのフィン部分１２８（図６）とで構成され、隣接するフィン部分１２８、１２８で挟まれた空間が上述した内部エア通路１０４の一部を構成している。図６などに示す参照符号１３０はシール用のＯリングである。
【００１８】
対向電極ユニット１１４は、図５から理解できるように、除電器本体１０２のイオン化エア吐出側に配置され、内部エア通路１０４のエアの流れ方向上流側に、イオン化エア吐出側に向けて徐々に縮径する先細りの対向電極部分１３２と、エアの流れ方向下流側に位置する円筒状部分１３４とを有し、対向電極部分１３２は接地されている。対向電極ユニット１１４は、円筒状部分１３４の外周に形成されたネジ部１３６によって除電器本体１０２に螺着される。
【００１９】
ＡＣ高周波高電圧電源部１０６から放電針１２２への電源の供給は、内部エア通路１０４に突出して配置された接点１４０（図８）と、放電針ユニット１１２の先端面（絶縁性支持部材１２４の前面）に配置された、例えばステンレス製の導電部材１４２とを介して行われる。すなわち、導電部材１４２は放電針１２２が密に嵌入される小孔を備え、この小孔から、絶縁性支持部材１２４と同様に９０度間隔で放射状に延びる形状を有し、導電部材１４２の外径端は本体スリーブ１２０の前端面に固定されている。
【００２０】
内部エア通路１４０に突出した接点１４０は、放電針ユニット１１２を除電器本体１０２に装着すると、導電部材１４２を介して放電針１２２と電気的に接続され、高周波高電圧電源部１０６から放電針１２２に電源が供給され、放電針１２２の先端部分と対向電極部分１３２との間で生成されるコロナ放電により、内部エア通路１４０を通過するエアがイオン化される。
【００２１】
除電器１００の内部エア通路１０４は、上述した説明からも分かるように、放電針ユニット１１２と対向電極ユニット１１４とによって実質的に形成され、放電針１２２回りのイオン生成室は、従来のように拡大したイオン生成室とは異なり、放電針１２２の先端形状に沿ってエア吐出側に向けて延びる先細りの形状を有する。
【００２２】
放電針１２２などのメンテナンスを行うときには、放電針ユニット１１２を軸線回りに回転させて除電器本体１０２とのネジ締結を解除した後に、放電針ユニット１１２を内部エア通路１０４の軸線方向上流側（後方）に移動させることにより除電器本体１０２から抜き取ることができる。また、必要に応じて、対向電極ユニット１１４も同様に、除電器本体１０２とのネジ締結を解除した後に内部エア通路１０４の軸線方向上流側（後方）に移動させることにより除電器本体１０２から抜き取ることができる。
【００２３】
このように、放電針ユニット１１２及び対向電極ユニット１１４を除電器本体１０２から抜き取ってメンテナンスすることができるため、放電針１２２などのメンテナンス作業を簡単に行うことができる。また、除電器本体１０２の後方から放電針ユニット１１２などを抜き取ることができるため、除電器１００がワークに接近して設置されている場合でも、メンテナンス作業を簡単に実施することができる。
【００２４】
また、放電針１２２に対する電源供給を、内部エア通路１４０に突出した接点１４０及び放電針ユニット１１２の先端面（絶縁性支持部材１２４の前面）に配置された導電部材１４２とを介して行うようになっているため、放電針ユニット１１２を装着することで、自動的に、高電圧電源部１０６と放電針１２２とを電気的に接続することができる。
【００２５】
また、図７に参照符号Ｌで示すように、絶縁性支持部材１２４のフィン部分１２８の長さ寸法によって、エアをイオン生成室の直前で整流化することができる。
【００２６】
また、放電針１２２回りのイオン生成室は、従来のように拡大したイオン生成室とは異なり、放電針１２２の先端形状に沿った先細りの形状を有することから、エアの流量増大に伴う圧力損失も少なくすることができ、放電に必要な電圧を小さくすることができる。
【００２７】
図９の実線は、実施例の除電器１００に関する流量と圧力損失との関係を示す曲線である。また、同図の破線は、拡大イオン生成室を備えた従来の除電器に関するものであるが、この従来の除電器は、拡大イオン室に圧縮エアが流入する圧縮エア流入ポートと、拡大イオン室から出るイオン化エア吐出ポートとがオフセットした形式のものであった。
【００２８】
上述した除電器１００にあっては、後方からアクセスすることにより、放電針ユニット１１２、また、必要に応じて対向電極ユニット１１４を脱着する形式のものであるが、変形例として、前方つまりイオン化エア吐出側からアクセスするようにしてもよい。
【００２９】
図１０、図１１は変形例の除電器２００を示す。なお、図１０は、上述した圧縮エア供給チューブ用のフィッティング１１６を省いた状態で図示してある。除電器２００の本体２０２には、上述した除電器１００と同様に、下方領域に、ＡＣ高周波高圧電源部及び制御部２０４が設けられており、上方領域に、内部エア通路１０４が形成されているが、この内部エア通路１０４のイオン化エア吐出側は放電部ユニット２０６によって形成されている。
【００３０】
放電部ユニット２０６は、イオン化エア吐出ポート２０８を備えた本体２１０を有し、この本体２１０の中心孔には、対向電極部分１３２及び円筒状部分１３４を備えた第１部材２１２が嵌入されている。本体２１０には、また、イオン化エア吐出ポート２０８を反対側の部分にスリーブ２１４が嵌合されている。
【００３１】
スリーブ２１４には絶縁性支持部材１２４が脱着可能に嵌入され、絶縁性支持部材１２４は、これをスリーブ２１４の中に挿入したときに上述した対向電極部分１３２と当接することにより位置決めされる。絶縁性支持部材１２４は、先に説明した除電器１００と同様に、その中心部分に放電針１２２の基端部分が固設されている。絶縁性支持部材１２４にはステンレス製の導電部材１４２が添設され、この導電部材１４２の中心部分は放電針１２２の基端面に当接している。
【００３２】
スリーブ２１４は、外周にネジ部２１６を有し、放電部ユニット２０６を除電器本体２０２のイオン化エア吐出側から挿入して、放電部ユニット２０６を軸線回りに回転させることにより、ネジ部２１６によって除電器本体２０２に螺着させることができ、放電部ユニット２０６の装着が完了すると、導電部材１４２が接点１４０と当接した状態となる。
【００３３】
放電針１２２などのメンテナンスが必要なときには、放電部ユニット２０６を逆方向に回転させて除電器本体２０２とのネジ締結を解除することにより、放電部ユニット２０６を除電器２００の前方（イオン化エア吐出側）に抜き取り、放電部ユニット２０６のスリーブ２１４から絶縁性支持部材１２４を抜き取ることにより放電針１２２及び対向電極部分１３２を露出させることができる。
【００３４】
この変形例の除電器２００では、放電針１２２を露出させるのに、絶縁性支持部材１２４をスリーブ２１４から抜き取るようにしたが、スリーブ２１４と絶縁性支持部材１２４とを固定し、スリーブ２１４をユニット本体２１０に脱着可能に設計してもよい。
【００３５】
上述した除電器１００及び２００は最も好ましい例として高周波ＡＣ電源方式の除電器を例に説明したが、従来から知られているＡＣ高圧電源にも同様に適用することができる。交流高圧電源を用いた除電器は、図１２に図示するように、交流高電圧電源部１０６から放電針１２２に電源を供給し、対向電極１３４を接地することで、コロナ放電を生成するのが通常である。したがって、交流高電圧電源部１０６は、接地した対向電極１３４との間で所望のコロナ放電を生成するのに足りる電圧Ｖ_０まで昇圧する必要がある（図１３）。
【００３６】
放電針１２２と対向電極１３２とを含むイオン生成室は、供給されるエアの流量の増加に伴ってイオン生成室内部の圧力が上昇し、このため、放電を維持するのに必要な電圧も上昇する（図１３）。したがって、供給されたエアをイオン化してこれを吐出する形式の除電器にあっては、供給されるエアの流量が増大してイオン生成室の内部圧力が上昇した場合でもイオンを発生させることのできる高圧電源が必要となる。
【００３７】
高圧用の特殊トランスやピエゾ圧電トランスは高価であるだけでなく、比較的大型であり、また、保護抵抗などの周辺素子も大型になるため、高圧電源部を収容するためのスペースを大きく設定する必要があり、除電器の大型化を招いていただけでなく、対向電極以外での接地部分に対して放電する可能性を含むため、絶縁距離を確保するために基板面積を増大させたり、高圧電源部をシリコン樹脂などで包囲して絶縁処理を行う、電極への配線などにも絶縁性の高い材料を使用する必要があるなど、高コスト及び大型化の傾向があった。
【００３８】
このような問題を解消するのに、図１４に示すように、放電針１２２と対向電極１３２とに１８０度位相を有する交流電圧を印加するのが好ましい。これによれば、放電針１２２と対向電極１３２に夫々印加する電圧は、上述した電圧Ｖ_０の半分の電圧（Ｖ_０/２）で足りることになる。このための具体的な手法として、図１５に図示するように自励式、他励式の共通発振回路３００に２つの昇圧トランス３０２、３０４を並列に且つ正負を逆に接続することで、２つの昇圧トランス３０２、３０４を同期して、つまり位相のズレの無い逆位相の動作を実行させることができる。
【００３９】
図１５を参照して説明した２つのトランス３０２、３０４を用いて放電針１２２と対向電極１３４とに逆位相の電圧を印加する具体的な高電圧電源回路の例を図１６〜図１８に示す。図１６と図１７とは、周波数調整用のコイル３５０の接続位置を除いて同一である。第１トランス３０２の一次コイル３５２に第２トランス３０４の一次コイル３５４が接続され、第１トランス３０２の帰還巻線３５６に接続した２つのＮＰＮトランジスタ３５８、３６０を用いてスイッチング動作が行われる。図１６、図１７の回路構成によれば、帰還巻線３５６で実質的な自励発振回路の主要部が構成されていため、非常に少ない部品点数で高電圧電源回路を構成することができるという利点がある。
【００４０】
図１８の回路構成は、帰還巻線３５６にコンパレータ３６２が接続され、また、２つのＭｏｓＦＥＴ３６４、３６６を用いてスイッチング動作が行われるため、効率が良いという特徴を有する。また、コンパレータ３６２によって、帰還巻線３５６から侵入する異なる周波数の信号を遮断することができるため、安定した発振を実行できるという利点を有する。
【００４１】
上述したように、放電針１２２と対向電極１３４とに、位相が１８０度異なる交流電圧を印加することで、放電針１２２と対向電極１３４に夫々印加する電圧は、従来の半分の電圧（Ｖ_０/２）で足りるため、出力電圧が比較的低い小型のトランスを採用することができるなどの効果を有し、除電器の製造コストを大幅に低下させることができる。放電針１２２と対向電極１３４との間での放電を約束することができ、接地した他の部位との間の放電の発生を的確に防止することができる。
【００４２】
また、放電針１２２と対向電極１３２とに、位相が１８０度異なる交流電圧を印加する方法の適用範囲は、イオン化エアをチューブやノズルを通じて吐出する形式の除電器に限定されるものではなく、電極針をエアでパージする除電器にも適用可能である。
【００４３】
高周波ＡＣ方式の除電器は、基本的に一定振幅の電圧を電極に印加する方式が採用されているが、ガス雰囲気での放電現象は、電極の状態（汚染の程度）や電極周囲の圧力の影響を受ける。
【００４４】
例えば、コロナ放電を行うと、放電針の先端に空気中のゴミなどが付着し、また、長期間の使用により電極針が摩耗するが、このような状態では、放電針の先端に電界が集中し難くなるため、長期間の使用の間、的確に放電させるために、電圧の値が高めに設定されている。
【００４５】
このことから、除電器を入手した初期の期間又は除電器をメンテナンスした後の初期の期間は、電極針に過剰な電圧が印加されることになり、大量のオゾンやＮＯｘを発生したり、場合によっては火花放電を起こして除電能力が著しく低下するという問題を含んでいた。
【００４６】
放電針の周囲の圧力が低いときには放電開始電圧は比較的低く、逆に、圧力が高いときには放電開始電圧は比較的高いという特性がある。したがって、一定の振幅の電圧を放電針に印加する従来の方式では、電極針をエアでパージする形式の除電器及びイオン化エアをチューブやノズルを通じて吐出する形式の除電器のいずれにあっても、エアの流量が変化して放電針の周囲の圧力が変化することに伴って、例えば規定の流量よりも大きい流量の場合には放電開始電圧の上昇によって放電が停止して除電が出来ないという問題を発生する可能性を含み、また、規定の流量よりも小さい流量の場合には、過剰な電圧印加による大量のオゾン、ＮＯｘの発生や除電能力が悪化するなどの問題を発生する可能性を含んでいた。
【００４７】
上記の問題を解決するには、▲１▼放電電流を検知し、高圧電源部を制御して放電針に印加する電圧を最適値に調整する；▲２▼放電針に印加する電圧波形において、マイナス側の電圧が印加されている期間だけ放電を行うようにする。
【００４８】
放電電流はパルス状態で発生するが、これを検知するための回路を含む、高周波高電圧電源の出力電圧フィードバック回路の構成を図１９、図２０を例示的に示す。図１９の回路構成にあっては、交流高電圧電源回路４００の出力と、放電電流検知回路４０１とがコンデンサ４０２で接続されており、また、電源回路４００からの出力周波数と放電電流とを分離すると共に放電電流を電圧に変換するための素子としてコイル４０４が設けられている。例えば、高周波交流方式の除電器にあっては、通常、電源の周波数として１０kHz〜１００kHzの周波数が採用されている。これに対して検知可能な放電の周波数は約３０MHzまでであることから、電源の周波数と放電の周波数とを分離して感度良く放電を検知するために、この実施例では１０μH（マイクロヘンリー）のコイル４０４を採用してある。なお、コンデンサ４０２の代わりに、高圧電源ケーブル４０３のシールドなどの寄生容量を利用してもよい。また、高圧電源回路４００に含まれるトランスとしてパルストランスを採用したときには、コイル４０４の代わりに抵抗を用いることができる。
【００４９】
また、図２０の回路構成にあっては、対向電極１３２と放電電流検知回路４０１とを接続し、放電電流を電圧に変換するための素子としてコイル４０４が設けられている。なお、対向電極１３４と放電電流検知回路４０１との間にコンデンサを介在させてもよい。
【００５０】
パルス状の放電電流はコイル４０４で電圧に変換され、アンプ４０６で増幅された後に検知回路４０１に入力される。検知回路４０１には、高圧電源駆動回路４０５から比較波形が入力され、放電電流の発生タイミングが判定される。
【００５１】
図２１〜図２５は、所定の条件（エアの流量が一定など）で電極針１２２に印加される電圧を、図２１から図２５に向けて徐々に高めたときに、パルス状に現れる放電電流のタイミング及びその頻度を示す。
【００５２】
図２１は、電圧が不十分な状態のときを示し、この場合には放電が発生しない。図２２は、印可する電圧が放電開始電圧に等しいときを示し、この場合には、放電は電源出力波形の最下点付近において比較的低い頻度で発生する。プラス側の電位では放電が見られない。
【００５３】
図２３は、好ましい放電状態となったときの状態を示す。放電が好ましい状態で発生しているときには、放電発生から電源出力波形の最下点までの期間が一定である。図２４は、過剰電圧になったときの状態を示す。この状態では、電源出力波形の最下点に至るまでに複数回の放電が発生する。図２５は、更に過剰電圧になったときの状態を示す。この状態では、マイナス側の電位だけでなく、プラス側の電位でも放電が発生する。
【００５４】
放電針１２２にマイナス側の電圧が印加されている期間にだけパルス状の放電が発生する状態（図２２〜図２４）において、プレートモニタを用いて除電器の性能を評価したところ、プラス及びマイナスの両方の帯電を除電できることが分かった。この結果から、放電針１２２にマイナス側の電圧が印加されている期間だけの放電によってプラスイオンとマイナスイオンの両方が生成されていると考えることができる。高電圧工学の文献によれば、マイナス極近傍でのコロナ放電においても、このマイナス極の周囲にプラスイオンが存在することが記述されている。この文献の記述を考慮に入れると、高周波交流方式の除電器では、放電針に印加される電圧の極性が極めて短時間に交番し、プラスイオンが外部に放出されるために上述した結果が得られたと考えることができる。
【００５５】
また、マイナス側だけの放電によりオゾン量を大幅に低減できることが実験により判明した。エアの流量を一定（３０リットル/分）に設定し、放電針１２２に印加する電圧を変化させてオゾン発生量を測定した。図２２の放電波形を示すときの電圧（放電開始電圧）は5.4kＶppであり、オゾン発生量は0.05ppmであった。図２４の放電波形を示すときの電圧（過剰電圧）は9.0kＶppであり、オゾン発生量は0.75ppmであった。図２５の放電波形を示すときの電圧（過剰電圧）は9.1kＶppであり、オゾン発生量は1.75ppmであった。
【００５６】
下記の表は、上記の実験結果の一覧である。
【００５７】

なお、上記３つの条件での実験において、除電能力を示す除電速度は変化が無かった。
【００５８】
図１９、図２０の出力電圧フィードバック回路を用いた制御は、次のようにして行うのがよい。
【００５９】
（１）放電針１２２にマイナスの電圧が印加されている期間にのみパルス状の放電電流が検出されるように、交流高電圧電源回路４００の出力電圧を調整する。
【００６０】
（２）パルス状の放電電流が検出される時点で放電針１２２に印加されている電圧と、放電針１２２に印加される最低電圧との差（図２３のΔＶ）が一定となるように交流高電圧電源回路４００の出力電圧を調整する。すなわち、放電は比較的不安定な現象であることから、放電針１２２に印加する電圧は、放電電圧に対して一定の余裕代（マージン）を保つのが好ましい。
【００６１】
（３）実質的に上記（２）と同義であるが、パルス状の放電電流が検出されるタイミングと、放電針１２２に最低電圧が印加されるタイミングとの間に一定の位相のずれ（図２３のΔＴ）が生じるように交流高電圧電源回路４００の出力電圧を調整する。
【００６２】
上記の（１）〜（３）のフィードバック制御を行うことで図２３の出力波形を得ることができる。上記（２）のマージン電圧（ΔＶ）を一定に保つには、放電針１２２に印加される電圧を以下に式で表すと、最低の電圧は、ωt＝90°のときである。
【００６３】
Ｖ＝Ｖ_０×（−sinωt）
ここに、Ｖ_０：振幅の半分
【００６４】
放電が、最低電圧の10°前に発生したとすると、下記の式で表すことができる。
Ｖm＝Ｖ_０×（１−sin（90°−10°））
Ｖmに比べてＶ_０の変化は小さいことから、位相10°を保つことにより、Ｖmをほぼ一定に保つことができる。
【００６５】
交流高電圧電源回路４００の出力電圧をフィードバック制御する場合と、従来の出力電圧一定の場合（流量60リットル/minで最適な放電が発生するように電圧を設定）とのオゾン発生量の違いを求めたところ次の通りであった。
【００６６】

【００６７】
以上の実験結果から、実施例によれば、発生するオゾン量が激減していることが分かる。また、出力電圧をフィードバック制御することで、放電が安定するのでイオンバランスを向上できることも分かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のチューブ搬送式除電器の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に図示の除電器の回路ブロック図である。
【図３】実施例の除電器の側面図である。
【図４】図３の矢印IV方向から見た除電器の正面図である。
【図５】図３の除電器の断面図である。
【図６】図３の除電器に脱着可能に装着される放電針ユニットの斜視図である。
【図７】図６の放電針ユニットの断面図である。
【図８】図３の除電器における放電針への電源供給の構造を説明するための概略図である。
【図９】図３の除電器と従来の除電器とを対比して内部に流れるエアの流量と内部エア通路での圧力損失との関係を示すグラフである。
【図１０】変形例の除電器の断面図である。
【図１１】図１０の除電器に含まれる放電部ユニットの断面図である。
【図１２】従来のＡＣ電源方式の構造を説明するための図である。
【図１３】イオン化室内の圧力と放電電圧との関係をプロットしたグラフである。
【図１４】放電針と対向電極とに逆位相の電圧を印加する実施例の原理を説明するための図である。
【図１５】図１４に図示の原理を実現するために放電針と対向電極とを個々にトランスに接続した例を説明するための図である。
【図１６】２つのトランスを用いて放電針と対向電極に逆位相の電圧を印加する具体的な回路構成を示す図である。
【図１７】２つのトランスを用いて放電針と対向電極に逆位相の電圧を印加する具体的な回路構成の他の例を示す図である。
【図１８】２つのトランスを用いて放電針と対向電極に逆位相の電圧を印加する具体的な回路構成の別の例を示す図である。
【図１９】放電電流を検知して、放電針に印加する電圧を調整するためのフィードバック回路の一例を示す図である。
【図２０】放電電流を検知して、放電針に印加する電圧を調整するためのフィードバック回路の他の例を示す図である。
【図２１】放電針に印加する電圧が不十分で放電が発生しないときの検知波形を示す図である。
【図２２】図２１のときよりも印加電圧を上昇させて放電開始電圧を放電針に印加したときに現れるパルス状の放電電流の検知波形を示す図である。
【図２３】図２２のときよりも印加電圧を上昇させたときに現れるパルス状の放電電流の検知波形を示す図である。
【図２４】図２３のときよりも印加電圧を上昇させた結果、放電過剰となったときに現れるパルス状の放電電流の検知波形を示す図である。
【図２５】図２４のときよりも更に印加電圧を上昇させたときに現れるパルス状の放電電流の検知波形を示す図である。
【符号の説明】
１００除電器
１０２除電器本体
１０４内部エア通路
１０６ＡＣ高周波高電圧電源部
１１２放電針ユニット（放電部ユニット）
１１４対向電極ユニット（放電部ユニット）
１２２放電針
１４０内部エア通路に突出して配置された接点
１４２導電部材
２００変形例の除電器
２０６放電部ユニット

Claims

高圧電源部(204)を内蔵した除電器本体(202)と、該除電器本体(202)に脱着可能に装着される放電部ユニット(206)とを有し、前記高圧電源部(204)から高電圧の供給を受けて前記放電部ユニット(206)の放電針(122)がコロナ放電することにより、供給される空気をイオン化し、イオン化した空気を小径管を通じてワークの近傍に吐出することによりワークの除電を行う除電器であって、
該除電器本体(202)に形成された直線状の内部エア通路(104)と；
該内部エア通路(104)のイオン化エア吐出側から挿入することにより前記内部エア通路(104)の軸線方向に脱着可能に装着される前記放電部ユニット(206)であって、該放電部ユニット(206)のユニット本体(210)に脱着可能な支持部材(124)によって前記内部エア通路(104)の軸線上に固定された前記放電針(122)と、前記放電針(122)の先細りの先端部に対向して位置し且つイオン化エア吐出側に向けて縮径する先細り形状の対向電極(132)とで形成された先細り形状のイオン生成室を備えた放電部ユニット(206)と；を有することを特徴とする除電器。
前記放電部ユニット(206)のユニット本体(210)が、前記支持部材(124)を包囲するスリーブ(214)を有し、該スリーブ(214)に対して前記支持部材(124)が脱着可能である、請求項１に記載の除電器。
前記放電部ユニット(206)のユニット本体(210)が、前記支持部材(124)を包囲するスリーブ(214)を有し、該スリーブ(214)が前記ユニット本体(210)に対して脱着可能である、請求項１に記載の除電器。
前記放電部ユニット(206)は、該放電部ユニット(206)のイオン化エア吐出ポート(208)と、前記先細り形状のイオン化生成室の先端との間を連絡する円筒状部分(134)を更に有し、
該円筒状部分(134)が、前記内部エア通路(104)の軸線と同軸に位置している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の除電器。