JP4860433B2 - 除電装置 - Google Patents
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Description
本発明によれば、対向電極が、絶縁部材上においてイオン放出口の周囲に形成されている。対向電極部分は、安定したコロナ放電を実現するために放電針との距離(所定距離)をある程度確保する必要があるが、絶縁部材は、対向電極よりも放電針に近接配置できる。従って、イオン放出口をある程度小さくすることで装置全体の大型化を抑制しつつ絶縁部材によって対向電極部分の補強をすることができる。しかも、絶縁基板上に導体パターンを形成することで、絶縁部材によって補強された対向電極を容易に製造できる。また、各絶縁基板同士が信号線(例えば熱収縮自在な信号線や、ワイヤのように撓み変形可能な信号線)によって接続されているから、本体ケースと絶縁基板との熱膨張差による影響を抑制できる。更に、たとえば複数の放電針及び複数の絶縁基板を、樹脂製の本体ケースに配置する構成とすれば、本体ケースと絶縁基板とは樹脂製であるから、熱膨張差はほとんどなく、放電針と対向電極との位置ずれを抑制できる。
本発明によれば、コロナ放電の安定化を図ることができる。
本発明によれば、各絶縁基板ごとにグランド接地する必要がなくなる。
例えば正極性放電針と負極性放電針とで共通の導体パターンを対向電極として使用する構成では、例えば正イオンの生成量と負イオンの生成量とが共に減少や増加するとき、互いの電荷が相殺しあいイオンの生成量変化が導体パターンに流れる電流に反映され難く、放電異常の有無を検知することができないおそれがある。そこで、本構成では、正極性放電針と負極性放電針とで別々の導体パターンを対向電極とし、各極性に対応する導体パターンごとに流れる電流に基づき放電異常の有無を個別に検知する。これにより、正極性の放電異常と負極性の放電異常とをそれぞれ正確に検知することができる。
各スイッチ素子を開閉動作させることで所定数単位ごとの導体パターンを信号線に接続し、この信号線に流れる電流に基づき所定数単位ごとの放電針に対する放電異常の有無を検出できる。
本発明によれば、1対の前記正極性放電針及び前記負極性放電針に対応して設けられたイオン放出口の中心側に向けて空気供給部からの空気流が供給される。従って、各放電針で生成した正イオンと負イオンとを上記空気流に巻き込みつつ混ぜるようにしてイオン放出口から放出させることができ、これにより、除電対象物を均一に除電することが可能となる。
本発明の実施形態1を図1〜図9を参照しつつ説明する。
1.除電装置の構成
本実施形態の除電装置10は、正の高電圧が印加される放電針30と負の高電圧が印加される放電針30とを備えた、いわゆる直流電圧印加タイプのものである。具体的には、図1,2に示すように、除電装置10は、図示しない除電対象物(例えば製造ラインで搬送される回路チップなど)の上方に配される棒状、より具体的には角筒状の本体ケース11を備え、当該本体ケース11内にその長手方向(各図でx方向)に沿って一列状に複数本(本実施形態では、12本)の放電針30が配列されている。各放電針30に高電圧を印加することでコロナ放電を発生させ、これにより生成された正負のイオンが、各放電針30の近傍に形成された各イオン放出口15を介して上記除電対象物に吹き付けられて除電が行われる。
本体ケース11は、一側面側及び長手方向の両端部が開放した長箱形のベース部12と、そのベース部12と対向する一側面側及び長手方向の両端部が開放した長箱形のカバー13と、ベース部12及びカバー13を組み付けた状態でそれらの両端部を塞ぐように固着される1対のキャップ14とから構成されている。ベース部12、カバー13及びキャップ14は、いずれも樹脂製であって、特にカバー13は、例えば導電性樹脂(例えばポリカーボネート)で形成されている。
カバー13のうち開放した側とは反対側の側壁13Aには、その長手方向xに沿って複数個(本実施形態では、6個)のイオン放出口15が所定間隔を隔てて開口形成されている。各イオン放出口15は、本体ケース11の長手方向xに沿って長く延びた長孔とされている。従って、この側壁13Aが「第1側壁」の一例であり、除電装置10の使用時には、この側壁13Aの表面が除電対象物側に向けられる除電面とされる。また、図3に示すように、側壁13Aの裏面側には、各イオン放出口15に対応して複数枚(本実施形態では6枚)の絶縁部材としての絶縁基板16が配されている。具体的には、各絶縁基板16は、全体として長手方向xに長く延びた長方形をなし、各イオン放出口15の一部分(略3分の2)に沿ったC字形の切り欠き部16Aが形成されている。
図5は、カバー13及び後述する放電針ユニット41を取り外した状態を示す除電装置の斜視図である。図2に示すように、ベース部12の底部には、長手方向xに伸びる空洞部21が設けられており、ここに一方のキャップ14に開口形成された供給口22を介して外部から空気流が送られる。そして、この空洞部21と上方空間とを仕切る仕切り壁23の上に次述する放電針ユニット41が設けられる。なお、仕切り壁23には、ホルダ装着部材42を固定するためのリベット55が通される挿通孔23Aと、空気流供給部53に連通する連通孔23Bが貫通形成されている。
図6は、ホルダ40がホルダ装着部材42に装着された状態を示す放電ユニット41の斜視図であり、図7,8は、ホルダ40がホルダ装着部材42から取り外された状態を示す放電ユニット41の斜視図である。
各ホルダ40は、上述したように1対の正イオン用放電針31及び負イオン用放電針32を保持する。各ホルダ40は、先端部に放電針31,32をそれぞれ保持する突出部43,43の基端側が連結部44によって連結されると共に、各突出部43,43の先端側から折り返すようにアーム部45,45が延設され、各アーム部45,45の各先端に摘み部46,46がそれぞれ設けられている。これらの1対の摘み部46,46の間に、隙間を介して連結部44が介在し、これらの連結部44及び摘み部46は、図1に示すように、ホルダ40を本体ケース11に装着した状態で外部に露出して除電装置10の外面の一部を構成する。各アーム部45のうち撓み部46寄りの位置には、外側に突出した係止爪部47が一体的に形成されている。
ホルダ装着部材42は、本体ケース11内において上記区画壁23上に固定される。ホルダ装着部材42は、上記区画壁23に装着される装着部50の両端側からそれぞれホルダ係止部51,51が延設され、両係止部51,51には、互いの対向側に、上記ホルダ40の各アーム部45が挿入される挿入溝51A,51Aが形成されている。そして、各挿入溝51A内には、上記アーム部51の係止爪部47と係合する係合孔52(「被係合部」の一例)が貫通形成されている。
ホルダ40を本体ケース11に装着するには、図1に示すように、両摘み部46,46を指で挟み込みつつホルダ40を着脱方向yに沿ってホルダ取り外し口20を介して挿入する。このとき、両アーム部45,45が両係止部51,51の挿入溝51Aに沿ってそれぞれ本体ケース11の奥側まで案内される。その後、指を離すことで、両アーム部45,45が復元変形し、各係止爪部47が各係合孔52に係合し、これにより、ホルダ40が本体ケース内に位置決め固定される。このとき、正イオン用放電針31は板バネ56を弾性変形させつつ当該板バネ56と接触し、負イオン用放電針32は板バネ57を弾性変形させつつ当該板バネ57と接触する。これにより、放電針31,32と、板バネ56,57との電気的接続を確実なものとすることができる。
(1)本実施形態では、正イオン用放電針31及び負イオン用放電針32を1対ずつ各ホルダ40に保持させ、このホルダ40が放電針40の並び方向(長手方向x)に直交する方向(装着方向y)に沿って着脱できる。従って、特定の放電針30だけを個別に取り外してメンテナンス作業を行うことができる。また、対向電極としての導体パターン17を本体ケース11側においてイオン放出口15の近傍に設けて、ホルダ40をイオン放出口15側とは別に、側壁13B側に設けたホルダ取り外し口20を介して着脱する構成である。従って、イオン放出口20はホルダ40を通すほどの大きさにする必要は必ずしもない。
<実施形態2>
図10,11は実施形態2を示す。前記実施形態1では、1対の正イオン用放電針31及び負イオン用放電針32に対応して1つの導体パターン17を設けた構成としたが、本実施形態では、上記導体パターン17を2つに分離して正イオン用導体パターン17Aと負イオン用導体パターン17Bとにした点と異なる。その他の点は前記実施形態1と同様である。従って、実施形態1と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
図10には、除電装置10の電気的構成図が示されている。
(1)電圧印加回路
商用の交流高電圧電源103には、トランス105の一次側が接続されるとともに、トランス107の一次側が接続されている。トランス105の二次側には、第1コンデンサ108及び第2コンデンサ109を備えたコッククロフト型の倍電圧整流回路110(「負極性電圧印加回路」の一例)が接続されており、第2コンデンサ109の負極側に出力端子114を介して複数の負イオン用放電針32(図10で白抜きの放電針)が接続されている。
図10に示すように、正イオン用放電針31及び負イオン用放電針32の各1本ずつに対応して1つずつ導体パターン(正イオン用導体パターン17Aまたは負イオン用導体パターン17B)がそれぞれ設けられている。そして、負イオン用放電針32に対応する複数の負イオン用導体パターン17B(図10で白抜きの対向電極)は、それぞれスイッチ素子141を介して負極側共通信号線19Bに接続されている。そして、この負極側共通信号線19B(「第2信号線」の一例)が電流測定用抵抗141(「第2電流測定部」の一例)を介してグランドラインGNDに接続されている。
より具体的には、図11に示すように、本実施形態の導体パターン17A,17Bは、上記実施形態1の導体パターン17を長手方向の略中央位置に分離しパターンに形成されている。また、例えば、絶縁基板16の表面には上記導体パターン17A,17Bとともに、それぞれに対応したスイッチ素子141,145が実装されている。本実施形態では、各絶縁基板16は複数層からなり、内部層に上記正極側共通信号線19A及び負極側共通信号線19Bがパターン形成されている。また、後述する制御回路40から各スイッチ素子141,145にぞれぞれ個別に与えられる制御信号の制御線(図11で符号150,151)も内部層にパターン形成されている。
制御回路40は、各スイッチ素子141,145それぞれに制御信号を与えて個別にオンオフさせることができる。従って、電流測定用抵抗141には、スイッチ素子141がオンされて上記負極側共通信号線19Bに連なる負イオン用導体パターン17Bに流れる負イオン電流(負極側共通信号線19Bに連なる負イオン用導体パターン17Bが複数の場合にはそれらの合成イオン電流)に応じた電圧V1(「測定信号」の一例)が発生する。電流測定用抵抗145には、スイッチ素子145がオンされて上記正極側共通信号線19Aに連なる正イオン用導体パターン17Aに流れる正イオン電流(正極側共通信号線19Aに連なる正イオン用導体パターン17Aが複数の場合にはそれらの合成イオン電流)に応じた電圧V2(「測定信号」の一例)が発生する。制御回路40には、所定のサンプリングタイミングに上記電圧V1,V2が順次読み込まれる。つまり、制御回路40は、正イオン用放電針31で発生している正イオン量と、負イオン用放電針32で発生している負イオン量とを個別に認識することができる。しかも、スイッチ素子141,145を制御することで、所定数単位(例えば負イオン用放電針32を1本ずつ、または2本ずつなど)の放電針31,32に発生しているイオン生成量を認識することができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、1つのホルダ40に1対の放電針30を保持させる構成であったが、1つのホルダに、1本、或いは、3本以上の放電針30を保持させる構成であっても勿論よい。また、各ホルダ40が放電針30を同数本保持する構成でなくて、互いに異なる本数ずつ保持する構成であってもよい。
11…本体ケース
13A…側壁(第1側壁)
15…イオン放出口
16…絶縁基板(絶縁部材)
17,17A,17B…導体パターン(対向電極)
19…信号線
19A…正極側共通信号線(第1信号線)
19B…負極側共通信号線(第2信号線)
20…ホルダ取り外し口
30…放電針
40…ホルダ
47…係止爪部
52…係合孔(被係止部)
56,57…板バネ(接触端子)
141…電流測定用抵抗(第2電流測定部)
146…電流測定用抵抗(第1電流測定部)
141,145…スイッチ素子
160…制御回路(放電異常検出部)
Claims (6)
- 一列状に配列され、電圧が印加されることでコロナ放電を発生してイオンを生成する複数の放電針と、
前記放電針から発生したイオンを外部に放出するためのイオン放出口が開口形成された絶縁部材と、
前記絶縁部材上において前記イオン放出口よりも外側であって前記放電針の針先から所定距離離された位置に形成された対向電極とを備え、
前記絶縁部材は、所定数単位ごとの前記放電針に対応して設けられた複数の絶縁基板であって、前記対向電極が前記絶縁基板上に形成されグランドラインに直接または間接的に接続される導体パターンで構成され、且つ、互いの導体パターン同士が信号線を介して電気的に接続されている除電装置。 - 前記イオン放出口は、前記放電針の針先近傍を囲む位置に配され、前記導体パターンは、当該イオン放出口の周囲を覆う形状に形成されている請求項1に記載の除電装置。
- 前記複数の絶縁基板の導体パターン同士を接続する信号線のいずれかがグランドラインに接続される請求項2に記載の除電装置。
- 前記複数の放電針は、正極性の電圧が印加されて正イオンを生成する正極性放電針と、負極性の電圧が印加されて負イオンを生成する負極性放電針と、をそれぞれ複数備えてなり、
前記導体パターンは、前記正極性放電針と前記負極性放電針とで別々に対応して設けられ、
前記信号線は、前記正極性放電針に対応する導体パターン同士を接続する第1信号線と、前記負極性放電針に対応する導体パターン同士を接続する第2信号線とを備えて構成され、
前記第1信号線を介してグランドラインに流れる電流に応じた測定信号を出力する第1電流測定部と、
前記第2信号線を介してグランドラインに流れる電流に応じた測定信号を出力する第2電流測定部と、
前記第1電流測定部からの前記測定信号に基づき前記正極性放電針における放電異常の有無を検出し、前記第2電流測定部からの前記測定信号に基づき前記負極性放電針における放電異常の有無を検出する放電異常検出部とを備える請求項3に記載の除電装置。 - 前記正極性放電針に対応する複数の導体パターンは、それぞれに対応して設けられた各スイッチ素子を介して前記第1信号線に接続され、
前記負極性放電針に対応する複数の導体パターンは、それぞれに対応して設けられた各スイッチ素子を介して前記第2信号線に接続されている請求項4に記載の除電装置。 - 前記イオン放出口は、互いに近接する1対の前記正極性放電針及び前記負極性放電針ごとに対応して設けられ、
前記イオン放出口の中心側へ向けて空気を供給する空気供給部が設けられている請求項1から請求項5のいずれかに記載の除電装置。
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