JP6343777B2

JP6343777B2 - 帯電装置

Info

Publication number: JP6343777B2
Application number: JP2014026166A
Authority: JP
Inventors: 信雄野村; 俊之杉本
Original assignee: Yamagata University NUC; Kasuga Denki Inc
Current assignee: Yamagata University NUC; Kasuga Denki Inc
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2018-06-20
Anticipated expiration: 2034-02-14
Also published as: JP2015151159A

Description

この発明は、シート状絶縁体を、貼りつけ対象に強力に付着させるとともに、貼り直しを容易にできるようにするための帯電装置に関する。

従来から、工業製品の製造工程での履歴や、流通過程での情報を管理するために、製品にＩＣタグを設けたＩＣラベルを貼りつけることが行なわれている。
このようなＩＣラベルは、非接触で情報の読み書きが可能なメモリとアンテナとを備えたＩＣチップが、シート表面に接着されたり、内部に埋め込まれたりしたものである。そして、このＩＣラベルの一方の面には粘着剤層を設け、この粘着剤によって目的の製品にこのＩＣラベルを接着するようにしている。

特開２００６−３０１９００号公報

このようなＩＣラベルは、例えば製造過程の履歴収集や、その情報の出力などの目的を達成した後には不要になる。しかし、不要になったＩＣラベルは粘着剤で接着されているので、それを剥がすと、製品には粘着剤の剥がし跡が残ってしまうことがある。粘着剤が残ってしまうと、それだけで見た目が悪く商品価値が下がってしまうことがある。また、残った粘着剤に新たな塵などが付着してしまうと、一層見た目が悪くなるだけでなく、付着した塵が製品の性能にも影響を与えてしまうようなこともある。
このように容易に剥がすことが難しいＩＣラベルは、剥がす必要がないか、粘着剤の剥がし跡が残ってもかまわない物にしか貼りつけることができなかった。
また、一旦貼りつけた上記ＩＣラベルは、容易に剥がすことができないので、貼りつけ位置がずれてしまった場合に、貼り直すことが難しいという問題もあった。

上記のような従来のＩＣラベルの問題を解消し、粘着剤を用いないで接着対象へＩＣラベルなどを着脱自在にする方法として、ＩＣラベルを帯電させ、その帯電表面と貼りつけ対象との間に形成される電界を利用する方法が考えられる。
この方法を説明する図１１は、ＩＣラベルの基材を構成する絶縁シート１を正極に帯電させて、貼りつけ対象となる導電体２に貼りつけた状態を示した図である。なお、ここでは説明のため絶縁シート１の厚みを厚く示している。
上記絶縁シート１は、例えば、正の高電圧を印加される放電電極を備えた一般的な帯電装置によって正の帯電電荷量＋Ｑが与えられ、その時の帯電電位を＋Ｖとする。このように正に帯電した絶縁シート１が導電体２の表面に接触すると、導電体２では上記正の帯電電荷量＋Ｑに応じて負の誘導電荷が発生する。

上記負の誘導電荷は、上記正に帯電した絶縁シート１側に引き付けられ、導電体２内には正の電荷が残される。
この導電体２中の正電荷によって、導電体２の浮遊容量Ｃｇの電極間には電位差＋Ｖｇ（図１１参照）が発生する。この電位差＋Ｖｇは接地と導電体２との間の電位差なので、これが導電体２の電位＋Ｖｇとなる。
一方、上記電位＋Ｖｇを発生させる導電体２の正電荷は、絶縁シート１の帯電電荷量Ｑ１によって誘導された負の誘導電荷に対応する正電荷なので、＋Ｖｇと上記帯電電位＋Ｖとは近い値となる。

このように、絶縁シート１の帯電電位（＋Ｖ）と導電体２の電位（＋Ｖｇ）とが近い値になるので、絶縁シート１と導電体２との電位差Ｖｃ＝（＋Ｖ）−（＋Ｖｇ）はほぼゼロとなり、絶縁シート１と導電体２との間の電界強度もほとんどゼロになってしまう。つまり、上記のようにシートを帯電させる従来の方法では、帯電した絶縁シート１と導電体２との間の電界強度が小さくて使用に耐える付着力が得られないという問題があった。
なお、上記導電体２を接地しておけば、上記誘導電荷の発生時に接地から電荷が供給されるので、その電荷によって導電体２の電位を接地電位に保つことができる。その結果、絶縁シート１と導体２との間の電界強度を大きくすることもできる。しかし、絶縁シート１を貼りつける対象を接地しておかなければならないのでは、利用場面が限られてしまう。

この発明の目的は、貼り直しや剥がしが簡単にできるとともに、電界による強い付着力が得られるようにシートを帯電させられる帯電装置を提供することである。

第１の発明は、正の電圧が印加される放電電極と、負の電圧が印加される放電電極と、これら正の電圧が印加される放電電極と負の電圧が印加される放電電極との間に設けられた絶縁体からなる絶縁分離部材とを備え、上記正の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に正の帯電エリアを形成し、負の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に負の帯電エリアを形成し、上記正の帯電エリア及び負の帯電エリアが形成された上記シート状絶縁体が導電体に接触したとき、上記正の帯電エリアに対応した部分に上記導電体の負の電荷を誘導させ、上記負の帯電エリアに対応した部分に正の電荷を誘導させる。

第２の発明は、正の電圧が印加される放電電極と対向し、正の電圧を印加して正イオンを通過させるイオン通過電極と、負の電圧が印加される放電電極と対向し、負の電圧を印加して負イオンを通過させるイオン通過電極とを備えている。

第３の発明は、上記正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とを制御する電荷量調整手段を備えている。

第４の発明は、第３の発明を前提とし、上記電荷量調整手段が、正の電圧が印加される放電電極と対向し、正の電圧を印加して正イオンを通過させるイオン通過電極と、負の電圧が印加される放電電極と対向し、負の電圧を印加して負イオンを通過させるイオン通過電極とで構成される。

第５の発明は、上記電荷量調整手段が、上記イオン通過電極と、このイオン通過電極においてイオンが通過する通過部の面積を調整する面積調整手段とで構成される。

第６の発明は、上記電荷量調整手段が、上記正の放電電極と負の放電電極との相対的な高さを制御する高さ制御手段からなる。

第７の発明は、第３または６の発明を前提とし、上記電荷量調整手段が、上記放電電極に印加する電圧を制御する電圧制御手段からなる。

第８の発明は、第２、４，５のいずれかを前提とし、上記イオン通過電極に印加する電圧の極性を、対向する放電電極に印加する電圧と逆極性に切り換える切換手段を備えるとともに、上記正の電圧が印加される放電電極及び負の電圧が印加される放電電極と、これら放電電極と対向した上記イオン通過電極との位置関係を保ったまま、それらを移動させる移動装置を備えている。

第９の発明は、上記正の電圧が印加される放電電極と、負の電圧が印加される放電電極との間に、絶縁体からなる絶縁分離部材を設け、この絶縁分離部材の先端を、上記イオン通過電極よりも帯電対象であるシート状絶縁体側に突出させて上記シート状絶縁体の表面に接触させるシート接触面を備えるとともに、上記シート接触面には、負圧発生手段に接続された吸引口を備え、この吸引口で上記シート状絶縁体を保持可能にしている。

第１の発明によれば、上記正の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に正の帯電エリアを形成し、負の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に負の帯電エリアを形成し、上記正の帯電エリア及び負の帯電エリアが形成された上記シート状絶縁体が導電体に接触したとき、上記正の帯電エリアに対応した部分に上記導電体の負の電荷を誘導させ、上記負の帯電エリアに対応した部分に正の電荷を誘導させ、帯電したシート状絶縁体を、貼りつけ対象である導電体の表面に、従来のように一方の極性の電荷のみが誘導される場合と比べて大きな吸着力によって付着させることができる。
特に、正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とを等しいかもしくはほぼ等しくすれば、帯電したシート状絶縁体を、貼りつけ対象である導電体の表面に大きな吸着力によって強力に付着させることができる。
なお、上記正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とは、逆極性の電荷量となる。したがって、上記「両総電荷量を等しくする」とは、逆極性である総電荷量の絶対値を等しくするということである。
もし、シート状絶縁体の正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量が相違すれば、シート状絶縁体を接触させた導電体表面に誘導される電荷の正負のバランスが崩れる。導電体には外部から電荷が供給されないため、導電体内には、表面に誘導された電荷に対応する逆極性の電荷が残されるが、誘導電荷の正負のバランスが崩れているため、上記導体内に残された余剰電荷も正負いずれかに偏ってしまう。この余剰電荷が、導電体の電位を正負いずれかの電位に偏らせて、シート状絶縁体の帯電エリアと導電体との間に発生する電界を弱めることになる。上記電界が弱くなった分、付着力が小さくなってしまう。

しかし、上記のように、正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とを等しくすれば、導電体内の正負電荷がバランスよく誘導されるので、導電体の電位が接地電位と等しくなり、正負の帯電エリアごとに形成される電界を弱めることがない。そのため、強い電界の作用でシート状絶縁体を、貼りつけ対象にしっかり接着させることができる。
このように、シート状絶縁体を、電界の作用によって貼りつけ対象に付着させることができるので、粘着剤を用いた場合と違って、手軽に貼ったり剥がしたり、さらには貼り直したりすることができる。

また、上記絶縁分離部材を設けることによって、上記シート状絶縁体における正の帯電エリアと負の帯電エリアとの境界部分の電位をほぼゼロに保てるので、上記境界部分にＩＣチップ等の電子デバイスを設けた場合に、シート状絶縁体の帯電電位が上記電子デバイスに影響を及ぼすことがない。
このようにこの発明の帯電装置で帯電させたシート状絶縁体は、目的の対象に対して、強く付着させられるとともに、それを剥がすときには剥がしやいというように、相反する目的を同時に達成することができる。

第２の発明によれば、イオン通過電極の印加電圧を制御することによって、イオン通過電極に対向する上記正の帯電エリアと負の帯電エリアとのそれぞれの帯電電位を簡単に制御することができる。

第３の発明によれば、正の帯電エリアの総電荷量と、負の帯電エリアの総電荷量とをそれぞれ制御して、両帯電エリアの総電荷量を等しいかほぼ等しくなるようにすることができる。

第４の発明によれば、イオン通過電極の印加電圧を制御することによって、上記正の帯電エリアと負の帯電エリアとのそれぞれの帯電電位を簡単に制御でき、結果として各帯電エリアの総電荷量を簡単に制御できる。
また、正負の帯電エリアの面積に相対差を必要とする場合には、両帯電エリアの面積に合わせてイオン通過電極の印加電圧を調整して、正負帯電エリアの総電荷量を等しくすることができる。
したがって、例えば、シート状絶縁体の偏ったところに、電子デバイスなどを設ける必要がある場合でも、正負の帯電エリア間の帯電しないエリアを上記電子デバイスの位置に対応させれば、上記電子デバイスに大きなダメージを与えることなく、強力な付着力を確保することができる。

第５の発明によれば、イオン通過電極の通過部の面積を調整することによって、各帯電エリアの面積を調整することができる。各帯電エリアの面積を調整することで、両帯電エリアにおける総電荷量を制御でき、例えば、両総電荷量を等しいかもしくはほぼ等しくすることができる。
さらに、正負のいずれか一方の帯電エリアの面積に相対差を必要とする場合に、イオン通過電極の通過部の面積を調整して、当該帯電エリアの面積を調整するとともに、イオン通過電極に印加する電圧を制御することによって、両帯電エリアの面積を相違させながら、電荷量を等しくすることもできる。
したがって、第４の発明と同様に、シート状絶縁体の偏ったところに、上記電子デバイスなどを設ける必要がある場合でも、上記電子デバイスに大きなダメージを与えることなく、強力な付着力を確保することができる。

第６の発明によれば、放電電極の高さを制御してシート状絶縁体との対向間隔を調整することによって、帯電エリアの面積を制御できる。
第７の発明によれば、放電電極に印加する電圧の大きさによって、帯電エリアの電荷量を調整できる。

第８の発明によれば、放電電極に電圧を印加してシート状絶縁体を帯電させてから、イオン通過電極のみに帯電時とは逆極性の電圧を印加し、イオン通過電極にシート状絶縁体を引き付けて保持することができる。シート状絶縁体を保持したまま、移動装置によって放電電極及びイオン通過電極を移動し、シート状絶縁体を貼りつけ対象の位置まで搬送することができる。目的の位置までシート状絶縁体を搬送した後は、放電電極及びイオン通過電極に電圧を印加して、シート状絶縁体を目的の対象に付着させることができる。
したがって、この発明の帯電装置は、ストックされているシート状絶縁体を目的の位置に搬送してから、貼りつけ対象に付着させることもできる。

第９の発明によれば、負圧を利用して帯電対象であるシート状絶縁体を、吸引保持して搬送することができる。
また、絶縁分離部材のシート接触面をシート状絶縁体の表面に接触させることによって、絶縁分離部材がイオン通過電極とシート状絶縁体の表面との間隔を保持するスペーサ機能を発揮し、安定した帯電ができる。

図１は第１実施形態の帯電装置の概念図である。図２は第１実施形態の帯電装置を用いてシート状絶縁体を付着させるプロセスを示した概念図で、（ａ）はシート状絶縁体の搬送プロセス、（ｂ）は帯電プロセス、（ｃ）は付着状態を示している。図３は第１実施形態の帯電装置を用いた帯電プロセスを説明する概念図である。図４は第１実施形態の付着力を説明する概念図である。図５は第１実施形態のシート状絶縁体の平面図である。図６は、第１実施形態において付着させたシート状絶縁体を剥がすための除電プロセスを示した概念図である。図７は第１実施形態のイオン通過電極の通過部の面積を調整する面積調整手段である調整板を示した斜視図である。図８は第２実施形態の帯電装置を、シート状絶縁体の搬送方法を示した概念図である。図９は第３実施形態の帯電装置の概念図である。図１０は第３実施形態の帯電装置で形成される帯電エリアの面積と、放電電極と調整するシート状絶縁体との対向間隔との関係を示した概念図である。図１１は従来の帯電装置を用いた場合の付着力を説明する概念図である。

図１〜５に示す第１実施形態の帯電装置は、シート状絶縁体である絶縁シート１を帯電させて、貼りつけ対象である導電体２に付着させるための装置である。なお、以下の実施形態では、上記絶縁シート１及び導電体２は接地に対して電気的に絶縁された状態を保っているものとする。
また、上記絶縁シート１は、図５に示すように、その中央にＩＣチップからなる電子デバイスＤを設けたものである。
図１に示す第１実施形態の帯電装置は、図示しない装置本体に、針状の第１、２放電電極３、４と、各放電電極３，４の先端それぞれに対向する平板状の第１，２イオン通過電極５，６と、上記第１放電電極３及び第１イオン通過電極５と第２放電電極４及び第２イオン通過電極６との間に配置され絶縁分離部材７を備えている。
さらに、上記装置本体を移動可能にする図示しない移動装置を備えている。
上記第１，２イオン通過電極５，６は金属板などの導電性部材にイオンが通過する貫通孔を形成したもので、この第１実施形態では金属メッシュを用いている。ただし、イオン通過電極５，６は金属メッシュに限らず、導電性で、イオンが通過可能な貫通孔を備えていればよい。また、イオンが通過する貫通孔の数はいくつでもよく、例えば１つでもよい。

上記絶縁分離部材７は絶縁体で構成され、上記第１，２イオン通過電極５，６を電気的に絶縁する機能を有する部材である。
また、上記絶縁分離部材７の内部には図示しない負圧発生手段に接続する吸引通路７ａを備えるとともに、上記絶縁分離部材７の先端は、上記第１，２イオン通過電極５，６から帯電対象側へ突出して上記絶縁シート１に接触させるシート接触面７ｂを備え、このシート接触面７ｂには上記吸引通路７ａの一端を吸引口７ｃとして開口させている。
また、上記第１放電電極３及び第１イオン通過電極５には、上記絶縁シート１の帯電時に正の電圧を出力する電源部８を接続し、第２の放電電極４及び第２のイオン通過電極６には、上記帯電時に負の電圧を出力する電源部９を接続している。
つまり、上記第１イオン通過電極５が正イオンを通過させるイオン通過電極となり、第２イオン通過電極６が負イオンを通過させるイオン通過電極となる。

上記のような帯電装置を用いて絶縁シート１を導電体２に付着させるプロセスを、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて簡単に説明する。なお、この図２（ａ）〜（ｃ）では、電源部８，９及び配線を省略している。
図２（ａ）に示すように、導電体２とは別に保管されている絶縁シート１の中央に上記絶縁分離部材７のシート接触面７ｂを接触させ、負圧発生手段を機能させると、シート接触面７ｂの吸引口７ｃの負圧によって絶縁シート１を吸着することができる。
絶縁シート１を上記吸引口７ｃで吸着したら、図示しない移動装置によってこの装置本体を移動して絶縁シート１を導電体２上に載せる。

上記絶縁分離部材７によって搬送した絶縁シート１を導電体２上に載せたら、上記負圧発生手段を止めて絶縁分離部材７と絶縁シート１との吸引力を解放する。吸引力を解放しても、絶縁分離部材７のシート接触面７ｂは絶縁シート１の中央に接触させて、上記電子デバイスＤ（図５参照）を覆うようにしている。このように、電子デバイスＤを絶縁分離部材７で覆うことによって、帯電時に、電子デバイスＤに対する帯電電荷の影響をより確実に排除することができる。
ただし、上記電子デバイスＤを覆うことができる上記絶縁分離部材７は必須ではない。上記帯電装置では、放電電極３，４に同時に電圧を印加して、正の帯電エリアＳ１と負の帯電エリアＳ２とを同時に形成できるので、両帯電エリアＳ１，Ｓ２の中間には常に電位がほぼゼロの非帯電エリアが形成される。したがって、この非帯電エリアの位置に上記電子デバイスＤを対応させておけば、この電子デバイスＤが受ける帯電電荷の影響を最小限にすることができる。

次に、上記電源部８，９を機能させ、図２（ｂ）に示すように絶縁シート１を帯電させる。
図２（ｂ）の帯電時には、上記電源部８によって上記第１放電電極３に正の高電圧を印加し、第１イオン通過電極５には上記第１の放電電極３に印加したよりも低い正の低電圧を印加する。また、第２放電電極４には負の高電圧を印加し、第２イオン通過電極６には上記第２の放電電極４に印加したよりも低い負の低電圧を印加する。

この帯電時の詳細については後で説明するが、第１，２放電電極３，４に正負の電圧を印加することによって、絶縁シート１に正の帯電エリアＳ１と負の帯電エリアＳ２とが形成され、これら帯電エリアＳ１，Ｓ２と導電体２との間に、電界による付着力が発生する（図２（ｃ））。
上記電界による付着力で、絶縁シート１が導電体２に付着したら、上記電源部８，９は各電極への電圧印加を停止し、装置本体を絶縁シート１から離す。図２（ｃ）の状態で、絶縁シート１は導電体２に付着した状態を保つことができる。

上記図２（ｂ）の帯電によって絶縁シート１が導電体２に付着するメカニズムについて図３〜５を用いて説明する。
図３は、この第１実施形態の帯電装置によって絶縁シート１を帯電させる帯電途中の状態を示す概念図であり、図４は絶縁シート１の平面図である。また、図５は帯電した絶縁シート１の付着力を説明するための概念図である。
図３に示すように、第１放電電極３及び第１イオン通過電極５に正の電圧を印加すると、第１の放電電極３の先端付近には正イオンが生成される。この正イオンは、第１放電電極３と第１イオン通過電極５との電位差によって第１イオン通過電極５側に引き付けられるように移動する。上記正イオンのうち一部は、第１イオン通過電極５に接触して吸収されてしまうが、第１イオン通過電極５に吸収されないで通過した正イオンが絶縁シート１の表面を帯電させる。

また、上記第１イオン通過電極５には、正の電圧が印加されているため、この第１イオン通過電極５と帯電していない絶縁シート１の表面との間には電位差が発生する。この電位差によって、上記第１イオン通過電極５を通過した正イオンが絶縁シート１の表面に導かれ、絶縁シート１の表面に正の帯電エリアＳ１が形成される。このように正イオンによって絶縁シート１の表面が帯電し続けると、帯電エリアＳ１の帯電電位が高くなり、第１イオン通過電極５の電位と等しくなる。帯電エリアＳ１と第１イオン通過電極５との間の電位差がゼロになると、上記正イオンを絶縁シート１へ導く作用がなくなるので、それ以上帯電エリアＳ１の帯電電位は上がらない。つまり、絶縁シート１の表面であって、第１イオン通過電極５と対向する部分には、上記第１イオン通過電極５とほぼ同じ電位となる正の帯電エリアＳ１を形成することができる。

一方、第２放電電極４及び第２イオン通過電極６には、電源部９によって負の電圧が印加される。上記第２放電電極４の先端付近に生成された負イオンは、上記第２イオン通過電極６に引き付けられるように移動し、第２イオン通過電極を通過した負イオンが、第２イオン通過電極６と絶縁シート１の帯電電位との間の電位差によって絶縁シート１へ導かれるメカニズムは、上記した正極性側と同じである。したがって、上記絶縁シート１の表面であって上記第２イオン通過電極６と対向する部分には、上記第２イオン通過電極６とほぼ同じ電位となる負の帯電エリアＳ２を形成することができる。

上記のようにして、絶縁シート１の表面には正の帯電エリアＳ１と負の帯電エリアＳ２とが形成される（図２（ｃ）参照）。
なお、この第１実施形態では、上記第１，２イオン通過電極５，６の面積を同等にするとともに、各イオン通過電極５，６に印加する正負の電圧の絶対値を等しくしている。そのため、正の帯電エリアＳ１と負の帯電エリアＳ２とはほぼ同面積となるとともに、その帯電電位の絶対値も等しくなり、正の帯電エリアＳ１の総電荷量と負の帯電エリアＳ２の総電荷量は等しくなる。

上記のように、帯電電荷の総電荷量が等しい正の帯電エリアＳ１と、負の帯電エリアＳ２とが形成されると、上記両帯電エリアＳ１，Ｓ２と、導電体２との間の電界によって強い付着力が発生し、絶縁シート１を導電体２に付着させることができる。上記のような正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２を形成することによって絶縁シート１と導電体２との付着力が強くなる理由は、次のとおりである。

図４に示すように、正の帯電エリアＳ１と負の帯電エリアＳ２とが形成された絶縁シート１が導電体２に接触していると、導電体２の表面には、上記正の帯電エリアＳ１に対応する部分に負の電荷が誘導され、負の帯電エリアＳ２に対応する部分に正の電荷が誘導される。これら誘導される電荷は、上記正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２それぞれの総電荷量に対応する。この第１実施形態の帯電装置では、上記正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２の総電荷量を等しくしているので、導電体２の表面に誘導される負の電荷量と正の電荷量とは等しいはずである。したがって、導電体２内に残された正と負の電荷量も等しくなる。つまり、導電体２が正負のどちらにも偏らず、浮遊容量Ｃｇの電極間電位差である導電体２の電位Ｖｇは接地電位と等しい電位となる。

そのため、正の帯電エリアＳ１と導電体２との電位差Ｖ１は、Ｖ１＝（＋Ｖ）−（＋Ｖｇ）＝（＋Ｖ）となり、負の帯電エリアＳ２と導電体２との電位差Ｖ２＝（−Ｖ）−（＋Ｖｇ）＝（−Ｖ）となる。このように各帯電エリアＳ１，Ｓ２と導電体２との電位差は、＋Ｖ、−Ｖとなる。この電位差は、図１１に示した従来の帯電装置を用いたときの電位差Ｖｃ、（＋Ｖ）−（Ｖｇ）≒０と比べて圧倒的に大きい。
上記のように、正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２の総電荷量が等しい場合には、導電体２の電位Ｖｇが接地電位に保たれ、絶縁シート１との間に形成される電界強度が大きくなる。したがって、この第１実施形態では、絶縁シート１と導電体２との間に形成される電界は強く、絶縁シートの付着力は従来と比べで圧倒的に大きくなる。

以上のように、この第１実施形態の帯電装置を用いれば、電界によって絶縁シート１を導電体２に強力に付着させることができる。また、粘着剤を用いていないため、絶縁シート１を剥がしたときに、粘着剤の剥がし後が残ってしまうようなこともない。
なお、電界によって付着された絶縁シート１は、絶縁シート１を除電することによって上記電界による付着力を解放して簡単に剥がすことができる。

そして、この第１実施形態の帯電装置は、絶縁シート１を導電体２から剥がす際の除電にも用いることができる。
絶縁シート１を除電する際には、図６に示すように、帯電時と同様に、第１，２イオン通過電極５，６を絶縁シート１の正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２に対向させるとともに、電源部８、９の出力電圧の極性を反対に切り換えて第１、第２放電電極３，４に電圧を印加するとともに、第１、第２イオン通過電極５，６を接地する。これによって、正の帯電エリアＳ１には負の電圧が印加された第１放電電極３から負イオンが供給され、正の帯電エリアＳ１を中和し、負の帯電エリアＳ２には正の電圧が印加された第２放電電極４から正イオンが供給され負の帯電エリアＳ２を中和する。
このように絶縁シート１が除電されれば、導電体２の誘導電荷が導電体２内で移動して電界による付着力が消滅するので、絶縁シート１を簡単に剥がすことができる。

このように帯電と除電とを繰り返せば、絶縁シート１を貼り直すことも簡単にできる。
また、除電時にも、帯電時と同様に、第１，２イオン通過電極５，６と正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２との間の電位差の作用で正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２にイオンが導かれる。そのため、帯電エリアＳ１，Ｓ２の電位が、第１，２イオン通過電極５，６の電位、すなわち接地電位になると除電が終了し、逆帯電させることなく確実な除電ができる。
このような除電をすれば、絶縁シート１の剥離が容易にできるだけでなく、剥離後の絶縁シート１が帯電したままで放置されることがない。
絶縁シート１は、帯電したまま放置されると、塵などが静電付着したり、デバイス本体Ｄに静電気放電等の電気的な悪影響を与えてしまったりする可能性があるが、完全に除電しておけばそのような問題は起こらず、絶縁シート１の再利用もできる。
ただし、帯電状態で放置されても構わない用途の場合には、確実な除電を行なわずに、絶縁シート１を導電体２から強制的に剥離してもよい。その場合にも、粘着剤を用いた従来技術のように剥がし跡が残ることはない。

この第１実施形態では、正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２の総電荷量を等しくして絶縁シート１の付着力を大きくしているが、上記各帯電エリアＳ１，Ｓ２の総電荷量が完全には等しくなく、いずれかの極性にわずかに偏ってしまったとしても、図１１のように一方の極性のみに帯電させた場合と比べれば十分に強い付着力を得ることができる。したがって、この第１実施形態の装置では、正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２の総電荷量を等しくするものだけではなく、ほぼ等しくするものも含むものとする。
なお、正の帯電エリアＳ１の総電荷量と負の帯電エリアＳ２の総電荷量とが等しくない場合には、上記したように導電体２の電位Ｖｇが接地電位ではなく、いずれか一方の極性に偏ることになる。そのため、正、負の帯電エリアＳ１，Ｓ２に作用する付着力に差が発生するが、部分的に付着力に差をつけたい場合には有用である。ただし、正負の電荷量の差が大きくなれば、全体としての付着力が小さくなってしまうので、正、負の帯電エリアＳ１，Ｓ２の総電荷量はほぼ等しくすることが必要である。

上記第１実施形態では、イオン通過部の面積が等しい第１，２イオン通過電極５，６を用い、帯電電位が等しくなるように第１，２イオン通過電極５，６に印加する電圧を設定して、両帯電エリアＳ１，Ｓ２の総電荷量を等しいかもしくはほぼ等しくしている。
しかし、正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２はその総電荷量が等しければ、面積は等しくなくてもよい。両帯電エリアＳ１，Ｓ２に面積差を設ければ、これら帯電エリアＳ１，Ｓ２の中間に位置する電位がほぼゼロの非帯電エリアが絶縁シート１の中央から偏った位置にできる。そこで、偏った位置に上記電子デバイスＤを設けた絶縁シートを貼りつける際には、その電子デバイスＤと上記偏った位置の非帯電エリアとが一致するようにして、電子デバイスＤが帯電電荷の影響を受けにくくすることができる。

また、上記金属メッシュからなる第１，２イオン通過電極５，６の通過部の面積を調整する面積調整手段として、例えば図７に示すように、調整板１０を用いることができる。この調整板１０は絶縁体からなり、中央に所定の面積の開口１０ａを備えている。このような調整板１０を金属メッシュからなる第１イオン通過電極５に重ねれば、上記開口１０ａがイオンを通過させる通過部の面積となり、帯電エリアの面積を制御することができる。
このように帯電エリアの面積を調整することによって、帯電エリアの総電荷量を調整することもできるため、上記調整板１０と第１，２イオン通過電極５，６とによって電荷量調整手段を構成することになる。
さらに、開口面積が異なる複数の調整板１０を用意して、用途に応じて必要な開口の調整板を選択してイオン通過電極の通過部の面積を調整し、正又は負の帯電エリアの面積を調整することもできる。
なお、上記面積調整手段として複数の調整板１０を用意する代わりに、通過部の面積が異なるイオン通過電極を複数用意して、目的に応じて必要なイオン通過電極を選択して用いるようにしてもよい。

図８に示す第２実施形態は、第１実施形態の絶縁分離部材７の代わりに、絶縁分離部材１１を設けた帯電装置である。この絶縁分離部材１１は第１，２イオン通過電極５，６の間に設けた絶縁部材であるが、その端面を第１，２イオン通過電極５，６と同一面に保つとともに、吸引通路７ａを備えていない。
また、電源部８，９には、第１，２イオン通過電極５，６に、帯電時に印加する電圧と逆極性の電圧を印加可能にする切換手段を備えている。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。そして、この第２実施形態も、装置本体を移動する図示しない移動装置を備えている。
以下には第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

この第２実施形態では、負圧による吸引力で絶縁シートを保持して搬送する代わりに、以下に説明するように、上記第１，２イオン通過電極５，６で絶縁シート１を保持搬送するようにしている。
図８に示すように、複数の絶縁シート１が、貼りつけ対象である導電体２とは別に、積層されている。これら積層された絶縁シート１の最上面に、上記第１，２イオン通過電極５，６を対向させ、電源部８，９によって第１放電電極３及び第１イオン通過電極５に正の電圧を印加するとともに、第２放電電極４及び第２イオン通過電極６に負の電圧を印加して、最上部に積層された絶縁シート１の表面を正イオン及び負イオンで帯電させる。

上記のように、絶縁シート１を帯電させた後、電源部８，９を切り換えて、図８に示すように、第１，２放電電極３，４を接地させるとともに、第１，２イオン通過電極５、６に、帯電時と逆極性の電荷を印加する。つまり、第１イオン通過電極５に負の電圧を印加し、第２イオン通過電極６に正の電圧を印加する。
これにより、正の帯電電荷が、負電位となっている第１イオン通過電極５に引き付けられ、負の帯電電荷が正電位となっている第２イオン通過電極６に引き付けられ、上記絶縁シート１が第１，２イオン通過電極５，６で保持される。このように絶縁シート１を保持した状態で、装置本体を図示しない移動装置によって移動し、貼りつけ対象である導電体２の位置まで移動させる。
上記絶縁シート１を導電体２上に載置したら除電し、上記第１，２イオン通過電極５，６を、絶縁シート１から所定の距離だけ離してから、導電体２へ貼りつけるための帯電を実行する。

この第２実施形態では、上記絶縁分離部材１１が第１，２イオン通過電極５，６より突出したシート接触面７ｂを備えていないため、絶縁分離部材１１を絶縁シート１に接触させない状態で帯電を行なうが、帯電によって正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２が形成され、それらに基づく電界によって強い付着力が発生する点は、第１実施形態と同じである。
また、絶縁シート１の除電によって導電体２との付着力を解消して剥がしやすくする点、確実な除電ができる点も第１実施形態と同じである。

上記第１，２実施形態では第１，２イオン通過電極５，６を備えることによって、正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２の帯電電位や面積の制御を容易にしているが、上記第１，２イオン通過電極５，６を設けずに、第１，２放電電極３，４で生成されるイオンを直接絶縁シート１に供給して、正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２を形成するようにしてもよい。
その場合にも、正の帯電エリアＳ１の総電荷量と負の帯電エリアＳ２の総電荷量とを等しいかもしくはほぼ等しくすることによって、導電体２との付着力を強くすることができる。

そして、上記第１，２イオン通過電極５，６を備えていない帯電装置においては、正の電圧を印加する第１の放電電極３に印加する電圧を制御することによって正の帯電エリアＳ１の帯電電荷量を制御でき、負の電圧を印加する第２の放電電極４に印加する電圧を制御することによって負の帯電エリアＳ２の帯電電荷量を制御することができる。
したがって、第１，２の放電電極３，４に印加する電圧を制御する電圧制御手段を、上記各電源部８，９に設ければ、その電圧制御手段が上記正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２の総電荷量を等しいかもしくはほぼ等しくするための電荷量調整手段となる。

また、第１，２放電電極３，４と帯電対象となる絶縁シート１の距離によっても帯電エリアＳ１，Ｓ２における電荷量は変化する。
図９，１０に示す第３実施形態では、第１，２放電電極３，４それぞれに、その高さを制御する高さ調整手段１２、１３を連結し、各放電電極３，４の高さを制御可能にしている。
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁シート１の表面からの第１放電電極３の先端の高さｈ１、ｈ２が高いほど、イオンの広がりが大きくなるため、帯電エリアの面積が大きくなる。そこで、図９に示す高さ制御手段１２，１３によって正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２の面積を制御でき、各帯電エリアＳ１，Ｓ２における総電荷量を制御することができる。
したがって、この第３実施形態では、上記高さ調整手段１２，１３が、上記正負の帯電エリアＳ１，Ｓ２の総電荷量を等しいかもしくはほぼ等しくするための電荷量調整手段となる。
また、上記第１，２放電電極３，４への印加電圧を制御する印加電圧制御手段と、高さ制御手段１２，１３の両者で上記電荷量調整手段を構成することもできる。

上記各実施形態では、正、負一対の帯電エリアＳ１，Ｓ２を形成するようにしているが、正、負の帯電エリアそれぞれを、複数の分割された小帯電エリアで構成してもよい。その場合には、複数の小帯電エリアの合計値である総電荷量が、正、負で等しいかもしくはほぼ等しくなるようにしている。
また、放電電極と帯電エリアとは１対１に対応させなくてもよい。例えば、複数の放電電極で一つの帯電エリアを形成するようにすれば、大面積の帯電エリアを容易に形成できる。あるいは、一つの放電電極に対向させて、イオン通過電極の通過部を複数個、別々に配置すれば、同極性の複数の小帯電エリアを一つの放電電極で形成することもできる。

いずれにしても、この発明の帯電装置は、絶縁シート１上に形成する正の帯電エリアの電荷総量と、負の帯電エリアの電荷総量とを等しいかもしくはほぼ等しくすることによって、絶縁シート１を導電体２に強力に付着させられるとともに、剥がしたり貼り直したりすることも容易にできるものである。

なお、上記では貼りつけ対象を金属などの導電体２としているが、この装置で帯電させたシート状絶縁体を貼りつける対象は、上記帯電電荷によってスムーズに電荷が移動して、表面に誘導電荷が発生する程度の導電性を備えていればよく、いわゆる導電性物質に限らない。例えば、表面抵抗率が１０^１１［Ω］程度のものでも、十分な付着力が得られることを確認している。
また、帯電対象は、ＩＣタグを備えた絶縁シートではなく、例えば表面に一時的に必要な情報を印刷したシート状絶縁体であってもよい。シート状絶縁体は、電界の作用で貼りつけ対象に強力に付着させることができるとともに、印刷された情報が不要になった時点で、剥がし跡を残さずに剥がすことができる。

粘着剤を用いたくない、様々なシート状絶縁体の貼りつけや、貼り直しに適用できる。

１（シート状絶縁体）絶縁シート
３第１放電電極
４第２放電電極
５第１イオン通過電極
６第２イオン通過電極
７絶縁分離部材
７ａ吸引通路
７ｂシート接触面
７ｃ吸引口
８，９電源部
１０調整板
１２，１３高さ調整手段
Ｓ１正の帯電エリア
Ｓ２負の帯電エリア

Claims

正の電圧が印加される放電電極と、
負の電圧が印加される放電電極と、
これら正の電圧が印加される放電電極と負の電圧が印加される放電電極との間に設けられた絶縁体からなる絶縁分離部材とを備え、
上記正の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に正の帯電エリアを形成し、
負の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に負の帯電エリアを形成し、
上記正の帯電エリア及び負の帯電エリアが形成された上記シート状絶縁体が導電体に接触したとき、上記正の帯電エリアに対応した部分に上記導電体の負の電荷を誘導させ、上記負の帯電エリアに対応した部分に正の電荷を誘導させるための帯電装置。
正の電圧が印加される放電電極と対向し、正の電圧を印加して正イオンを通過させるイオン通過電極と、負の電圧が印加される放電電極と対向し、負の電圧を印加して負イオンを通過させるイオン通過電極とを備えた請求項１に記載された帯電装置。
上記正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とを制御する電荷量調整手段を備えた請求項１に記載の帯電装置。
上記電荷量調整手段は、
正の電圧が印加される放電電極と対向し、正の電圧を印加して正イオンを通過させるイオン通過電極と、
負の電圧が印加される放電電極と対向し、負の電圧を印加して負イオンを通過させるイオン通過電極とで構成された請求項３に記載の帯電装置。
上記電荷量調整手段は、
上記イオン通過電極と、このイオン通過電極においてイオンが通過する通過部の面積を調整する調整板とからなる請求項４に記載された帯電装置。
上記電荷量調整手段は、上記正の放電電極と負の放電電極との相対的な高さを制御する高さ制御手段からなる請求項３に記載された帯電装置。
上記電荷量調整手段は、上記放電電極に印加する電圧を制御する電圧制御手段からなる請求項３又は６に記載された帯電装置。
上記イオン通過電極に印加する電圧の極性を、対向する放電電極に印加する電圧と逆極性に切り換える切換手段を備えるとともに、
上記正の電圧が印加される放電電極及び負の電圧が印加される放電電極と、これら放電電極と対向した上記イオン通過電極との位置関係を保ったまま、それらを移動させる移動装置を備えてなる請求項２、４，５のいずれか１に記載の帯電装置。
上記正の電圧が印加される放電電極と、負の電圧が印加される放電電極との間に、絶縁体からなる絶縁分離部材を設け、この絶縁分離部材の先端を、上記イオン通過電極よりも帯電対象であるシート状絶縁体側に突出させて上記シート状絶縁体の表面に接触させるシート接触面を備えるとともに、上記シート接触面には、負圧発生手段に接続された吸引口を備え、この吸引口で上記シート状絶縁体を保持可能にした請求項１〜８のいずれか１に記載の帯電装置。