JPH04206378A

JPH04206378A - イオン生成装置

Info

Publication number: JPH04206378A
Application number: JP33664090A
Authority: JP
Inventors: Hideumi Nagata; 秀海永田; Takashi Harada; 隆原田; Kenkichi Izumi; 健吉和泉
Original assignee: Shishido Electrostatic Ltd
Current assignee: Shishido Electrostatic Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、空気中でコロナ放電を発生させて、正及び負
の空気イオンを生成するイオン生成装置に関する。

（従来の技術）従来、放電電極と、接地電極との間に高電圧を印加して
、該放電電極より発生するコロナ放電により、空気をイ
オン化して空気イオンを生成するイオン生成装置が知ら
れている。この種のイオン生成装置は、生成した空気イ
オンによって帯電体の電荷を中和することが可能である
ことから、−般に、帯電体の静電気を除去する除電装置
として使用される。

前記放電電極には高電圧発生装置が接続されて直流或い
は交流電圧が印加されるが、直流電圧の場合には、電流
の正負に従って正負のいずれかのイオンが発生する。こ
のため、例えば、負の電荷によって帯電している帯電体
の除電を行うときには、前記放電電極に正の直流を流す
ことによって正のイオンを生成する。これにより、帯電
体の負の電荷が正のイオンによって中和されて該帯電体
　−は除電される。しかし、正のイオンが過剰に発生し
た場合には、負の電荷を除電された帯電体が、正の電荷
に帯電するおそれがある。このため、正のイオンの過剰
な発生を防止するために、イオンの生成量の正確な制御
が必要となる不都合がある。

一方、交流電圧を印加した場合には、該電圧の正負の電
流に従って正負のイオンが交互に発生する。このため、
帯電体の電荷が正負のいずれであっても中和することが
でき、更に、例えば、過剰に生成された正のイオンが残
留しても、その後に生成された負のイオンによって中和
されるので、前記直流の場合に比して、イオンの生成量
の正確な制御を行うことなく除電を行うことができる。

しかし、特に半導体製品の製造工程における除電では、
数■といった微量の残留電位が半導体製品に悪影響を与
えることが明らかとされている。

このため、前記放電電極に交流電圧を印加した場合であ
っても正負のイオンの夫々の生成量を制御して、半導体
製品のイオンのバランスをとることが行われている。一
般に、イオンバランスをとるために、前記放電電極に印
加する交流電圧を発生させる電圧発生装置の正の電圧ピ
ーク値と負の電圧ピーク値とを夫々変化させることによ
って、正と負のイオンの生成量を制御することが行われ
るが、そのために電圧発生装置の電圧を変化−させるた
めにその装置が複雑化する不都合があった。

（発明の解決すべき課題）かかる不都合を解消して、本発明は、正と負のイオンの
生成量を容易に制御することができ、しかも、構造簡単
なイオン生成装置を提供することを目的とする。

（課題を解決する手段）かかる目的を達成するために、本発明の第１の態様は、
放電電極と、該放電電極に対向して設けられた接地電極
と、両電極間に交流高電圧を印加する交流高電圧発生装
置とを備えて成り、前記放電電極と接地電極との間でコ
ロナ放電を発生させて正及び負の空気イオンを生成する
イオン生成装置において、前記接地電極と該接地電極の
接地側との間に、整流器と抵抗とが並列された接地回路
を設け、該接地回路によって正の電位と負の電位とに差
を与えることを特徴とする。

また、本発明の第２の態様として、前記接地回路は、直
列に接続された第１整流器及び第１可変抵抗と、直列に
接続された第２整流器及び第２可変抵抗とが並列に接続
されており、前記第１整流器と前記第２整流器とは互い
に電流の導通方向を逆方向に設けたことを特徴とする。

また、本発明の第３の態様として、第２の態様において
、前記放電電極と接地電極との間でのコロナ放電により
生成された正及び負の空気イオンにより中和される帯電
体の電位を検知する電位センサを備えて該電位センサの
信号により帯電体の状態に応じて前記接地回路の第１可
変抵抗及び第２可変抵抗の抵抗値を夫々変化させる制御
手段を設けたことを特徴とする。

また、本発明の第４の態様として、第１の態様において
、前記接地回路は、正の電位と負の電位とを均衡させる
第１回路と、正の電位を負の電位に比して大とする第２
回路と、負の電位を正の電位に比して大とする第３回路
とが夫々並列され、各回路が選択的に接続されることを
特徴とする。

（作用）本発明の、前記接地回路は、整流器と抵抗とを並列に構
成されている。これにより、例えば、前記整流器が正の
電流を導通するようにしたときには、負の電流は、前記
抵抗によって抑制される。

これにより、負の電位が正の電位に比して小となり、負
のイオンの生成量が正のイオンの生成量よりも小となる
。更に、前記抵抗の抵抗値を変化させることによって負
のイオンの生成量を調整することが可能となる。また、
前記整流器が負の電流を導通するようにしたときには、
正の電流は、前記抵抗によって抑制される。これにより
、正の電位が負の電位に比して小となり、正のイオンの
生成量が負のイオンの生成量よりも小となる。更に、前
記抵抗の抵抗値を変化させることによって正のイオンの
生成量を調整することが可能となる。このように、該接
地回路によって正の電位と負の電位とに差を与えること
によって、正のイオンと負のイオンとの発生量に差を与
えることを可能とする。

また、本発明の第２の態様において、前記接地回路は、
第１整流器と第１可変抵抗とが直列された糸路と、第２
整流器と第２可変抵抗とが直列された糸路とが並列され
て構成されている。これにより、例えば、前記第１整流
器を正の電流の導通ずるようにし、前記第２整流器を負
の電流の導通ずるようにしたとき、正の電流は前記第１
可変抵抗によって低下し、負の電流は前記第２可変抵抗
によって低下する。これにより、前記第１及び第２可変
抵抗の抵抗値を各別に設定することにより、正の電位と
負の電位とが各別に設定され、正のイオンの生成量と負
のイオンの生成量とに最適な差を与えることを可能とす
る。

また、本発明の第３の態様においては、前記第２の態様
の接地回路における第１及び第２可変抵抗の抵抗値を夫
々変化させる制御手段を設けたことにより、所望する正
負のイオンの生成を可能と−する。該制御手段は、先ず
、帯電体の電位を、前記電位センサによって検知する。

そして、該電位センサの信号により帯電体の状態に応し
て前記第１及び第２可変抵抗の抵抗値を夫々変化させる
。

即ち、前記電位センサによって検知された帯電体の電位
を正及び負のイオンの生成量と比較することによって、
第１及び第２可変抵抗の抵抗値を決定し、この抵抗値に
従って、第１及び第２可変抵抗の抵抗値を制御すること
を可能とする。

また、本発明の第４の態様においては、前記接地回路は
、前記第１回路と、前記第２回路と、前記第３回路とが
夫々並列して設けられており、各回路を選択して接続可
能となっている。各回路は、夫々整流器と抵抗とが並列
されており、前記したように、整流器の導通方向及び抵
抗値によって、正のイオンと負のイオンとの夫々の生成
量を設定することが可能となる。即ち、正のイオンと負
のイオンとの発生量を均衡させる場合に、前記接地回路
の第１回路を接続し、正のイオンの発生量を負のイオン
の発生量に比して大とする場合に第２回路を接続し、ま
た、負のイオンの発生量を正のイオンの発生量に比して
大とする場合に第３回路を接続する。これにより、例え
ば、帯電体の電荷の状態に応じて正負の各イオンを発生
させることを可能とする。

（実施例）本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例の装置を示す説明図、第２図は
イオンバランスと抵抗値の関係を示す線図、第３図は他
の実施例の一部を示す説明図、第４図は他の実施例を示
す説明図、第５図はイオンバランスと除電効果との関係
を示す線図、第６図は他の実施例を示す説明図である。

先ず、本発明の実施例について説明する。本実施例のイ
オン生成装置ｌは、第１図に示すように、放電電極２と
接地電極３とを備えて成る電極部４と、該電極部４に印
加するための交流高電圧発生装置５と、前記電極部４の
接地電極３の接地側に接続された接地回路６とによって
構成されている。

次に、該イオン生成装置１の各部を詳細に説明する。

前記交流高電圧発生装置５は、第１図に示すように、ト
ランス７が備えられており、その入力側８は図示しない
交流電源に接続され、その出力側９は前記電極部４に接
続されている。

該電極部４の放電電極２は、第１図に示すように、前記
交流高電圧発生装置５の出力側９にケーブル１０及びコ
ンデンサ１１を介して接続されている。

該コンデンサ１１は、短絡時に電流を制限して安全を確
保するために設けられている。また、該放電電極２に対
向して、一対の接地電極３が設けられている。該接地電
極３の接地側には、リード線１２を介して前記接地回路
６が接続されている。　該接地回路６は、第１図に示す
ように、第１整流器１３と第１可変抵抗１４とが直列に
接続され、第２整流器１５と第２可変抵抗１６とが直列
に接続され、そしてそれらが並列に接続して構成されて
いる。前記第１整流器１３は正の電流が導通し、前記第
２整流器１５は負の電流が導通する。これにより、正の
電流は前記第１可変抵抗１４によって低下し、負の電流
は前記第２可変抵抗１６によって低下する。

該接地回路６はリード線Ｉ７を介して接地されている。

次に、以上のように構成されたイオン生成装置１を用い
て、帯電体Ｘの除電を行う場合の作動を説明する。

先ず、前記交流高電圧発生装置５より前記放電電極２に
交流高電圧を印加する。この印加によって、放電電極２
と接地電極３との間の空気中に高電界が形成され、放電
電極２の先端近傍にコロナ放電が発生する。このコロナ
放電によって空気イオンが生成される。該イオン生成装
置１によって生成される空気イオンは、交流電圧による
正負のイオンである。即ち、放電電極２に正の電圧が印
加されたとき、負イオンが放電電極２に向かうと共に正
イオンが接地電極３に向かう。更に、正イオンの一部は
帯電体Ｘに向かう。放電電極２と接地電極３との間には
放電電流が流れ、この電流は接地回路６及びリード線１
７を介してアースされる。

このとき、接地回路６においては、リード線１２を順方
向に流れる電流は、第２整流器１５に阻止され、前記第
１整流器１３及び第１可変抵抗１４を流れる。

該第１可変抵抗１４の抵抗値を増加させると、その増加
量に伴って接地電極３の電位が正の方向に高くなる。こ
れにより、接地電極３に向かう正のイオンが反発され、
帯電体Ｘに向かう正のイ゛オンの量が増加する。従って
、放電電極２に正の電圧が印加されたときには、帯電体
Ｘの負の電荷による帯電量に対応する正のイオンの生成
量を前記第１可変抵抗１４によって設定することが可能
となり、帯電体Ｘは負の電荷が正のイオンによって中和
されて確実に除電が行われる。

一方、放電電極２に負の電圧が印加されたとき、正のイ
オンが放電電極２に向かうと共に負のイオンが接地電極
３に向かう。更に、負のイオンの一部は帯電体Ｘに向か
う。接地電極３と放電電極２との間には放電電流が流れ
、この電流は接地回路６及びリード線１２を介して接地
電極３に流れる。

このとき、接地回路６においては、リード線１７を逆方
向に流れる電流は、第１整流器１３に阻止され、前記第
２整流器１５、及び第２可変抵抗１６を流れる。

該第２可変抵抗１６の抵抗値を増加させると、その増加
量に伴って接地電極３の電位が負の方向に高くなる。こ
れにより、接地電極３に向かう負のイオンが反発され、
帯電体Ｘに向かう負のイオンの量が増加する。従って、
放電電極２に負の電圧が印加されたときには、帯電体Ｘ
の正の電荷による帯電量に対応する負のイオンの生成量
を前記第２可変抵抗１６によって設定することが可能と
なり、帯電体Ｘは正の電荷が負のイオンによって中和さ
れて確実に除電が行われる。

以上のことから、本実施例のイオン生成装置１は、帯電
体Ｘに帯電する電荷を除電する場合に、帯電体Ｘのイオ
ンのバランスをとることができ、正の電荷と負の電荷と
の両方において中和することができる。このような、帯
電体Ｘにおける正のイオンと負のイオンとのバランスは
、第２図に示すように、前記第１可変抵抗１４及び第２
可変抵抗１６の抵抗値によって変化する。即ち、第１可
変抵抗１４の抵抗値をＬＭΩに固定し且つ第２可変抵抗
１６の抵抗値をＯＭΩ〜２ＭΩに変化させたとき、イオ
ンバランスは約＋１００Ｖ〜約−１０Ｖに変化する。ま
た、第１可変抵抗１４の抵抗値をＯＭΩに固定し且つ第
２可変抵抗１６の抵抗値をＯＭΩ〜２ＭΩに変化させた
とき、イオンバランスは約＋３５ｖ〜約−５５Ｖに変化
する。このように、第１可変抵抗１４及び第２可変抵抗
１６の抵抗値を変化させるだけで、帯電体Ｘにおけるイ
オンのバランスを制？Ｉｌすることができる。

なお、第２図に示すように、第１可変抵抗１４の抵抗値
をＯＭΩとして、イオンバランスを約＋３５Ｖ〜約−５
５Ｖに変化させる場合は、第３図に示すように、第１整
流器１３と第２可変抵抗１６とを並列して接地回路６を
簡略に構成してもよい。

また、第４図に示すように、帯電体Ｘの電位を検出する
電位センサ２０と、該電位センサ２０に接続された後述
の比較制御器２１と、該比較制御器２１の信号によって
前記第１可変抵抗１４と第２可変抵抗１６とを個別に駆
動するサーボモータ２２．２３とによって構成される制
御手段２４を設けてもよい。

前記電位センサ２０は、第４図に示すように、帯電体Ｘ
の近傍に設置されており、帯電体の電位を検出する。こ
の検出値の信号はリード線２５を介して前記比較制御器
２１に送られる。該比較制御器２１は、設定値と、前記
電位センサ２０の検出した検出値との比較を行う。この
とき、設定値と検出値とに差が生した場合には、比較制
御器２１は夫々のサーボモータ２２．２３を駆動し、該
サーボモータ２２゜２３によって第１可変抵抗１４及び
第２可変抵抗１６の抵抗値を変化させる。このようにし
て、イオンバランスを設定値に一致させて帯電体Ｘの帯
電状態に応じた除電が行われる。

次に、イオンバランスを変化させた場合の除電効果を明
らかにするために行った試験について説明する。

この試験における除電効果は、士５ｋＶ帯電させた図示
しない金属プレートに対して除電を行い、その電位が＋
５００■に減衰する時間として表し、また、−５ｋＶ帯
電させた金属プレートに対して除電を行い、その電位が
一５００■に増加する時間として表した。そして、前記
した第１図の実施例において、前記第１可変抵抗１４の
抵抗値をＩＭΩとし、前記第２可変抵抗１６の抵抗値を
Ｏ〜２ＭΩに変化させたときの除電効果を第５図に示す
。なお、本試験の環境は電極部６から金属プレートまで
の距離を３００ｍｍ　、風速を０．５４ｍ／ｓとした。

その結果、第５図に示すように、正のイオンの生成量を
大とするようにしたとき、負に帯電した金属プレートが
一５ｋＶから一５００■となる電位減衰時間が短くなる
ことから、前記第２可変抵抗１６の抵抗値を小とした場
合には負の電荷に対する除電効果が高くなる。他方、負
のイオン生成量を大とするようにしたとき、正に帯電し
た金属プレートが＋５ｋＶから＋５００Ｖとなる時間が
短くなることから、前記第２可変抵抗１６の抵抗値を大
とした場合には正の電荷に対する除電効果が高（なる。

以上のことから、前記接地回路６を、第６図に示すよう
に構成してもよい。

詳細には、該接地回路６は、正の電位と負の電位とを均
衡させる第１回路２６と、正の電位を負の電位に比して
大とする第２回路２７と、負の電位を正の電位に比して
大とする第３回路２８とが夫々並列され、各回路を選択
的に接続する３方切り換えスイッチ２９が設けられてい
る。

前記第１回路２６は、前記スイッチ２９の一接点である
端子３０を介して順方向に流れる電流を導通させる整流
器３１と、逆方向に流れる電流に抵抗を与える抵抗３２
及び可変抵抗３３とを並列させて構成されている。該可
変抵抗３３は、イオンバランスを０近傍に設定可能な抵
抗値を選択するものであり、抵抗３２は、逆方向に流れ
る電流が抵抗を受けずに導通ずることを防止するもので
ある。

前記第２回路２７は、前記スイッチ２９の一接点である
端子３４を介して順方向に流れる電流に抵抗を与える抵
抗３５と、逆方向に流れる電流を導通させる整流器３６
とを並列させて構成されている。該抵抗３５は、正のイ
オンの生成量を大とする抵抗値とされている。これによ
り、帯電体Ｘの除電を行う場合には、前記スイッチ２９
を端子３４に接続するだけで、正のイオンを多く生成で
きるので、該帯電体Ｘの負の電荷を中和することができ
る。

前記第３回路２８は、前記スイッチ２９の一接点である
端子３７を介して順方向に流れる電流を導通させる整流
器３８と、逆方向に流れる電流に抵抗を与える抵抗３９
とを並列させて構成されている。該抵抗３９は、負のイ
オンの生成量を大とする抵抗値とされている。これによ
り、帯電体Ｘの除電を行う場合には、前記スイッチ２９
を端子３７に接続するだけで、負のイオンを多く生成で
きるので、該帯電体Ｘの正の電荷を中和することができ
る。

（発明の効果）以上のことから明らかなように、本発明のイオン生成装
置は、前記接地回路によって正の電位と負の電位とに差
を与えることにより、正と負のイオンの生成量を容易に
制御することがでる。

更に、正と負のイオンの生成量を前記接地回路によって
制御するので、従来の交流高電圧発生装置によって制御
する場合に比して簡単な構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の装置を示す説明図、第２図は
イオンバランスと抵抗値の関係を示す線図、第３図は他
の実施例の一部を示す説明図、第４図は他の実施例を示
す説明図、第５図はイオンバランスと除電効果との関係
を示す線図、第６図は他の実施例を示す説明図である。１・・・イオン生成装置２・・・放電電極３・・・接地電極５・・・交流高電圧発生装置６・・・接地回路１３、１５．３１．３６．３８・・・整流器１４、１６
．３３・・・可変抵抗２０・・・電位センサ２４・・・制御手段２６・・・第１回路２７・・・第２回路２８・・・第３回路特許出願人　　シシド静電気株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、放電電極と、該放電電極に対向して設けられた接地
電極と、両電極間に交流高電圧を印加する交流高電圧発
生装置とを備えて成り、前記放電電極と接地電極との間
でコロナ放電を発生させて正及び負の空気イオンを生成
するイオン生成装置において、前記接地電極と該接地電
極の接地側との間に、整流器と抵抗とが並列された接地
回路を設け、該接地回路によって正の電位と負の電位と
に差を与えることを特徴とするイオン生成装置。２、前記接地回路は、直列に接続された第１整流器及び
第１可変抵抗と、直列に接続された第２整流器及び第２
可変抵抗とが並列に接続されており、前記第１整流器と
前記第２整流器とは互いに電流の導通方向を逆方向に設
けたことを特徴とする請求項１記載のイオン生成装置。３、前記放電電極と接地電極との間でのコロナ放電によ
り生成された正及び負の空気イオンにより中和される帯
電体の電位を検知する電位センサを備えて該電位センサ
の信号により帯電体の状態に応じて前記接地回路の第１
可変抵抗及び第２可変抵抗の抵抗値を夫々変化させる制
御手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のイオン
生成装置。４、前記接地回路は、正の電位と負の電位とを均衡させ
る第１回路と、正の電位を負の電位に比して大とする第
２回路と、負の電位を正の電位に比して大とする第３回
路とが夫々並列され、各回路が選択的に接続されること
を特徴とする請求項１記載のイオン生成装置。