JP4909193B2 - 除電装置 - Google Patents

Description

本発明は、除電装置に係わり、詳しくはプラスイオンとマイナスイオンとのイオンバランスを均等に制御することができる除電装置に関するものである。

一般に、除電装置は、正極性の放電針と、負極性の放電針にプラスとマイナスの電圧を印加して、コロナ放電によりプラスイオンとマイナスイオンを発生させる。そして、除電対象物の静電気をプラスイオンとマイナスイオンにより中和して除電するようになっている。除電装置の累積通電時間が長くなるに従って、放電針の先端部が磨耗したり、不純物が放電針の先端部に付着したりするので、図６に示すように、マイナスイオンの発生量の減衰量よりも、プラスイオンの発生量の減衰量が大きくなる。このため、プラスイオンとマイナスイオンのバランスが図７に示すようにマイナス側に偏ることになる。このイオンバランスがアンバランスとなると、除電対象物の除電効果が低下するという問題がある。

上記の問題を解消するため、従来、特許文献１に開示された除電器のイオンバランス制御装置が提案されている。
この除電器は、プラス電極（正極性の放電針）とマイナス電極（負極性の放電針）にそれぞれプラスとマイナスの高電圧を印加して、プラス・マイナスのイオンを発生させるようになっている。又、この除電器は、前記プラス電極とマイナス電極との間に、電流検出電極を配置し、該電流検出電極で検出されたイオン電流を測定するイオン電流測定回路を備えている。そして、このイオン電流測定回路により測定されたイオン電流に応じて、調整回路により前記プラス電極とマイナス電極のうちの少なくとも一方の電極に印加する電圧を加減してイオンバランスを調整するようにしている。
特開平３−２６６３９８号公報

ところが、上記従来の除電器のイオンバランス制御装置は、プラス電極とマイナス電極に生成されるプラスイオンとマイナスイオンの発生量に所定値以上の差が生じてから例えばプラス電極に印加する電圧を調整回路によって調整するように構成されていたので、次のような問題があった。即ち、図７に二点鎖線で示すように、イオンバランスがマイナス側にある程度変移した時点でイオンバランスが均衡するように繰り返し調整されるので、プラスイオンとマイナスイオンのバランスを常時、適正なバランスに保持することができないという問題があった。

本発明の目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、正極性の放電針と負極性の放電針から生成されるプラスイオンとマイナスイオンのイオンバランスを常に均等に制御することができる除電装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、正極性の高電圧を発生させる正極性の高電圧発生手段と、該高電圧発生手段に接続された正極性の放電針と、負極性の高電圧を発生させる負極性の高電圧発生手段と、該高電圧発生手段に接続された負極性の放電針とを備え、前記正極性の高電圧発生手段で発生した正極性の高電圧を前記正極性の放電針に印加して、正極のイオンを生成するとともに、同時又は交互に前記負極性の高電圧発生手段で発生した負極性の高電圧を前記負極性の放電針に印加して、負極のイオンを生成するように構成された除電装置において、前記正極性の放電針又は負極性の放電針に高電圧が印加される通電時間を計測する通電時間計測手段と、前記正極性の高電圧発生手段及び前記負極性の高電圧発生手段の少なくとも一方の高電圧発生手段で発生させる高電圧の電圧レベルを調整可能な電圧レベル調整手段と、計測された前記通電時間に対応した前記電圧レベル調整手段での電圧の調整レベルを設定する調整量レベル設定手段と、所定の通電時間毎に前記調整量レベル設定手段で判定された電圧レベルに基づいて、前記高電圧発生手段で発生させる電圧レベルを前記電圧レベル調整手段に調整させる制御手段と、を備えることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記制御手段は前記電圧レベル調整手段に対して、前記正極性の高電圧発生手段の電圧レベルを調整させることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記調整量レベル設定手段で設定された前記調整量と予め設定された警報レベルとを比較し、前記調整レベルが前記警報レベルを超えたとき、外部に警報を出力する警報手段を備えることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記正極性の放電針及び負極性の放電針は交換可能に構成され、前記放電針の交換時に、前記通電時間計測手段の計測時間をリセットするリセット手段を備えることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、計測時間と、該計測時間に対応する調整レベルとを対応付けて記憶する記憶手段を有し、前記調整量レベル設定手段は、前記通電時間計測手段で計測された計測時間に対応する調整レベルを前記記憶手段から読み出して前記調整レベルとして設定することを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記調整量レベル設定手段は、予め記憶された計測時間から前記調整レベルを演算する演算式によって前記調整レベルを設定する機能を有していることを要旨とする。

本発明によれば、正極性の放電針と負極性の放電針から発生されるプラスイオンとマイナスイオンのイオンバランスを常に均等に制御することができる。

以下、本発明を具体化した除電装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
この実施形態の除電装置は、図１に示すように、正極性の高電圧発生手段１１（以下、正高電圧発生手段１１と言う）及び負極性の高電圧発生手段１２（以下、負高電圧発生手段１２と言う）を備えている。前記正高電圧発生手段１１は正極性の電圧レベル調整手段１３（以下、正電圧レベル調整手段１３と言う）を介して電源１５に接続され、前記負高電圧発生手段１２は負極性の電圧レベル調整手段１４（以下、負電圧レベル調整手段１４と言う）を介して前記電源１５に接続されている。前記正電圧レベル調整手段１３及び負電圧レベル調整手段１４は、前記電源１５から正高電圧発生手段１１及び負高電圧発生手段１２にそれぞれ供給される電圧レベルを調整することができるようになっている。

前記正高電圧発生手段１１は、増幅部１６と駆動部１８を備え、前記増幅部１６は、例えばトランジスタから構成され、正電圧レベル調整手段１３からの信号を増幅して、前記駆動部１８に出力する。該駆動部１８は例えば、パワートランジスタから構成され、前記増幅部１６からの信号を電力増幅して出力する。又、前記負高電圧発生手段１２は、増幅部１７と駆動部１９とを備え、前記正高電圧発生手段１１と同様に構成されている。前記正高電圧発生手段１１の駆動部１８には正極性の放電針２１（以下、正放電針２１と言う）が接続され、負高電圧発生手段１２の駆動部１９には負極性の放電針２２（以下、負放電針２３と言う）が接続されている。そして、前記正放電針２１及び負放電針２２のコロナ放電により生成されたプラスイオンとマイナスイオンが除電対象物２３に図示しないファンにより吹き付けられる。このイオンにより静電気によって帯電した例えば集積回路等の除電対象物２３が電気的に中和される。

次に、前記正電圧レベル調整手段１３及び負電圧レベル調整手段１４の動作を制御することにより、前記正放電針２１から生成されるプラスイオンと、負放電針２２から生成されるマイナスイオンとのイオンバランスを均等に調整するための制御手段としての制御装置２４について説明する。

この制御装置２４は図１に示すように各種の演算処理や判別処理を行うための中央演算処理装置（ＣＰＵ）２５を備え、このＣＰＵ２５には、除電装置の各種の動作を制御する動作プログラムを記憶するための読み出し専用のリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２６と、各種のデータを記憶する記憶手段としての読み出し書き込み可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２７が接続されている。前記ＣＰＵ２５には、前記電源１５から正放電針２１及び負放電針２２に供給される電圧の通電時間を累積して積算する通電時間計測手段２８が設けられている。

前記ＣＰＵ２５には、調整量レベル設定手段２９が設けられている。この調整量レベル設定手段２９は、次に説明する機能を備えている。
前記正放電針２１に印加される電圧レベルが調整されない場合には、図２に示すように前記通電時間計測手段２８によって積算された累積通電時間ｈが長くなるに従って、正放電針２１により生成されるプラスイオンの発生量Ｅｐは、図２の減衰曲線＋Ｌで示すように減衰する。又、負放電針２２により生成されるマイナスイオンの発生量Ｅｍは、減衰曲線−Ｌで示すように減衰する。マイナスイオンの減衰曲線−Ｌと、プラスイオンの減衰曲線＋Ｌに示されたイオン発生量の差Δｅを解消すれば、図３に示すようにイオンバランスが均等に制御されることになる。このイオン発生量の差Δｅを解消するためには、正放電針２１に印加される電圧レベルＶ２１を前記差Δｅに応じて多段階的に漸次増大すればよい。そこで、この実施形態では、前記調整量レベル設定手段２９に対し、前記累積通電時間ｈを変数として、この通電時間ｈが多段階に変わる毎に、前記正放電針２１に印加される電圧レベルＶ２１を多段階に演算する機能を付与している。そして、演算された電圧レベルＶ２１を前記正電圧レベル調整手段１３に出力して、正放電針２１により生成されるプラスイオンの減衰曲線＋Ｌがマイナスイオンの減衰曲線−Ｌと同じになるようにしている。

前記調整量レベル設定手段２９による実際の前記正放電針２１に印加される電圧レベルＶ２１の演算は、次のように行われる。即ち、予めプラスイオンの発生量Ｅｐの減衰データ（曲線＋Ｌ）と、マイナスイオンの発生量Ｅｍの減衰データ（曲線−Ｌ）とから前記イオン発生量の差Δｅが実験により判定される。このイオン発生量の差Δｅを無くすために、前記正放電針２１に印加する電圧レベルＶ２１の調整電圧Δｖも予め実験により判定される。従って、電圧レベルＶ２１の演算式は、前記累積通電時間ｈ、イオン発生量の差Δｅ、初期電圧Ｖｅ及び調整電圧Δｖ等を用いて適宜に作成することができる。この作成された演算式を例えば前記ＲＡＭ２７あるいは他の記憶媒体に記憶させておき、前記調整量レベル設定手段２９により多段階に積算される累積通電時間ｈ毎の前記電圧レベルＶ２１を演算し、この演算結果に基づいて正電圧レベル調整手段１３から正高電圧発生手段１１に供給される電圧レベルＶ２１を調整するようにしている。

上記実施形態の除電装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
上記実施形態では、制御装置２４のＣＰＵ２５に通電時間計測手段２８と調整量レベル設定手段２９を設けて、正放電針２１に印加する電圧レベルＶ２１を累積通電時間ｈの経過に伴って、多段階に調整するようにした。このため、図２に示すように、プラスイオンの発生量の減衰曲線＋Ｌがマイナスイオンの発生量の減衰曲線−Ｌと同じになるように正放電針２１に印加する電圧レベルが制御され、図３に示すように累積通電時間ｈが経過しても、プラスイオンとマイナスイオンのイオンバランスが均衡する適正状態を常に保持することができる。

次に、この発明の別の実施形態について説明する。
図４に示す実施形態は、図１に示す除電装置の制御装置２４の機能を変更して、正放電針２１に対する電圧レベルの調整は行わないで、調整量レベル設定手段２９により負放電針２２に対する電圧レベルの調整を行うようにしたものである。即ち、調整量レベル設定手段２９により演算された電圧レベルを図１に示す負電圧レベル調整手段１４に送信して、負放電針２２から生成されるマイナスイオンの発生量Ｅｍの減衰曲線−Ｌがプラスイオンの発生量Ｅｐの減衰曲線＋Ｌと一致するように制御している。負放電針２２に印加する電圧レベルＶ２２の詳しい演算方法は、前述した電圧レベルＶ２２の演算方法と同様である。この実施形態においても、イオンバランスを均衡する状態に保持することができる。

図５に示す実施形態は、前記正放電針２１に対する電圧レベルＶ２１の調整と、前記負放電針２２に対する電圧レベルＶ２２の調整を共に行うようにしたものである。そして、前記調整量レベル設定手段２９によって、プラスイオンの発生量Ｅｐと、マイナスイオンの発生量Ｅｍとが累積通電時間ｈの経過に係らず同じ発生量Ｅｃになるようにしている。この実施形態においても、イオンバランスを均衡する状態に保持することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記各実施形態では、放電針２１及び放電針２２の少なくとも一方に印加する電圧レベルの調整を、予め記憶媒体に記憶された演算式を用いて行うようにしたが、これに代えて、予め記憶媒体に記憶されたデータベースの複数段階の電圧レベルの中から累積通電時間ｈの経過に伴って順次、適正な電圧レベルを選択して、前記電圧レベルの調整を行なうようにしてもよい。

・前記電圧レベル調整手段１３及び電圧レベル調整手段１４のいずれか一方を省略してもよい。
・前記各実施形態では、前記通電時間計測手段２８により累積通電時間を計測して、所定の累積通電時間毎に電圧レベルを調整するようにしたが、これに代えてタイマにより通電時間が基準時間に達した場合に、電圧レベルを判定する動作を繰り返し行うようにしてもよい。

・前記制御装置２４に対し、前記調整量レベル設定手段２９で設定された前記調整量と予め設定された警報レベルとを比較し、前記調整レベルが前記警報レベルを超えたとき、外部に警報出力する警報手段を設けてもよい。

この実施形態では、異常放電が生じる前に、作業者が警報を受けて、放電針に付着した埃等を取り除いたり、放電針を交換したりすることができる。
・前記制御装置２４に対し、前記正極性の放電針２１及び負極性の放電針２２を交換可能に構成し、前記放電針２１，２２の交換時に、前記通電時間計測手段２８の計測時間をリセットするリセット手段を設けてもよい。

この実施形態においては、前記放電針２１，２２の交換時にリセット手段により計測時間がリセットされるので、次の通電時間の計測を容易に行うことができる。
・前記電源１５を交流電源とし、放電針２１，２２から交互に正極及び負極の高電圧を印加するようにしてもよい。

この発明の除電装置を具体化した１実施形態を示すブロック回路図。 除電装置の累積通電時間とイオン発生量との関係を示すグラフ。 除電装置の累積通電時間とイオンバランスとの関係を示す説明図。 この発明の除電装置の別の実施形態を示す累積通電時間とイオン発生量との関係を示すグラフ。 この発明の除電装置の別の実施形態を示す累積通電時間とイオン発生量との関係を示すグラフ。 従来の除電装置における累積通電時間とイオン発生量との関係を示すグラフ。 除電装置の累積通電時間とイオンバランスとの関係を示すグラフ。

符号の説明

ｈ…通電時間、Δｅ…差、Ｅｃ，Ｅｍ，Ｅｐ…発生量、Ｖ２１，Ｖ２２…電圧レベル、１１，１２…高電圧発生手段、１３，１４…電圧レベル調整手段、２１，２２…放電針、２８…通電時間計測手段。

Claims (6)

1. 正極性の高電圧を発生させる正極性の高電圧発生手段と、該高電圧発生手段に接続された正極性の放電針と、負極性の高電圧を発生させる負極性の高電圧発生手段と、該高電圧発生手段に接続された負極性の放電針とを備え、前記正極性の高電圧発生手段で発生した正極性の高電圧を前記正極性の放電針に印加して、正極のイオンを生成するとともに、同時又は交互に前記負極性の高電圧発生手段で発生した負極性の高電圧を前記負極性の放電針に印加して、負極のイオンを生成するように構成された除電装置において、
   前記正極性の放電針又は負極性の放電針に高電圧が印加される通電時間を計測する通電時間計測手段と、
   前記正極性の高電圧発生手段及び前記負極性の高電圧発生手段の少なくとも一方の高電圧発生手段で発生させる高電圧の電圧レベルを調整可能な電圧レベル調整手段と、
   計測された前記通電時間に対応した前記電圧レベル調整手段での電圧の調整レベルを設定する調整量レベル設定手段と、
   所定の通電時間毎に前記調整量レベル設定手段で判定された電圧レベルに基づいて、前記高電圧発生手段で発生させる電圧レベルを前記電圧レベル調整手段に調整させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする除電装置。
2. 請求項１において、前記制御手段は前記電圧レベル調整手段に対して、前記正極性の高電圧発生手段の電圧レベルを調整させることを特徴とする除電装置。
3. 請求項１又は２において、前記調整量レベル設定手段で設定された前記調整量と予め設定された警報レベルとを比較し、前記調整レベルが前記警報レベルを超えたとき、外部に警報を出力する警報手段を備えることを特徴とする除電装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、前記正極性の放電針及び負極性の放電針は交換可能に構成され、前記放電針の交換時に、前記通電時間計測手段の計測時間をリセットするリセット手段を備えることを特徴とする除電装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、計測時間と、該計測時間に対応する調整レベルとを対応付けて記憶する記憶手段を有し、前記調整量レベル設定手段は、前記通電時間計測手段で計測された計測時間に対応する調整レベルを前記記憶手段から読み出して前記調整レベルとして設定することを特徴とする除電装置。
6. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記調整量レベル設定手段は、予め記憶された計測時間から前記調整レベルを演算する演算式によって前記調整レベルを設定する機能を有していることを特徴とする除電装置。

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