JPH0878184A

JPH0878184A - 除電器

Info

Publication number: JPH0878184A
Application number: JP6211594A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hijikata; 康裕土方
Original assignee: Yokogawa Denshikiki Co Ltd
Current assignee: Yokogawa Denshikiki Co Ltd
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】除電能力が高い除電器を提供する。【構成】この発明による除電器は、中空円筒状の結合
リング１７と、この結合リング１７の下部に取り付けら
れた針状の放電電極１４と、結合リング１７と放電電極
１４の周囲を覆うモールド部材１００と、放電電極１４
とギャップをおいてＬ字型と逆Ｌ字型をなし対向配置さ
れた接地電極１５、１５とを有している。モールド部材
１００は、ポリウレタン樹脂等の高分子材料に発泡材が
混入されて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フィルムシートや半
導体デバイス等の静電気を帯びた物体から静電気を除去
する除電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルムシートや半導体デバイス等の物
体は静電気を帯び易いため、その保管や製造工程におい
て、帯電した静電気を除去する必要がある。このため、
従来から、上記物体の製造工程等においては、例えば、
図２に示すような除電器が使用されていた。

【０００３】図２において、１０は電源部であり、交流
電源１と、電源スイッチ２と、昇圧トランス３とから構
成されている。昇圧トランス３の一次側には、電源スイ
ッチ２を介して交流電源１（１００Ｖ）が接続されてお
り、一次側に印加された電圧１００Ｖを昇圧して二次側
に高電圧（例えば、７ｋＶ）を出力する。また、昇圧ト
ランス３の二次側は、その一端が同軸ケーブル１１の中
心導体１１ａの一端に接続され、その他端が同軸ケーブ
ル１１の外部導体１１ｂに接続されるとともに、接地さ
れている。同軸ケーブル１１の中心導体１１ａの他端
は、除電電極１２内において、所定長さ分が高圧電極１
３として使用されている。

【０００４】次に、除電電極１２の構成について図２及
び図３を参照して説明する。図３（Ａ）は除電電極１２
の一部裁断正面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＸ−Ｘ’
方向における断面図である。図３において、１９はポリ
エステル等からなる樹脂成形部であり、その断面が略Ｈ
字状に形成され、除電電極１２を保護している。樹脂成
形部１９の左右両側面下部の長手方向には、それぞれＬ
字状及び逆Ｌ字状の断面を有する接地電極１５，１５が
対向して取り付けられている（図３（Ｂ）参照）。この
接地電極１５，１５は、図２に示すように、同軸ケーブ
ル１１の外部導体１１ｂと接続されている。

【０００５】また、図３において、樹脂成形部１９の上
部溝部の略中央には、中空円筒状の真鍮等の導体で製作
された複数の結合リング１７，１７，・・・が所定間隔
を置いて設けられている（図３（Ａ）参照）。そして、
各結合リング１７の中を絶縁部材１６で被覆された高圧
電極１３が貫通している。各結合リング１７の下部に
は、それぞれ針状の放電電極１４が取り付けられてい
る。放電電極１４の先端部は樹脂成形部１９の下面から
突出し、かつ、接地電極１５，１５と対向している。高
圧電極１３と各放電電極１４とは、前述した絶縁材料を
介して静電結合されている。さらに、樹脂成形部１９の
上部溝部には、ポリウレタン樹脂等からなるモールド部
１８が充填されている。

【０００６】上記構成において、除電電極１２の下方
に、これと非接触に帯電物体を対置した後、電源スイッ
チ２をオンにすると、交流電源１の出力電圧１００Ｖが
昇圧トランス３により、例えば、７ｋＶに昇圧されて高
圧電極１３に印加される。この高圧電極１３に印加され
た高圧電圧は、静電結合作用により結合リング１７を介
して放電電極１４に印加される。

【０００７】これにより、放電電極１４の先端部と接地
電極１５，１５との間に絶縁破壊が生じてコロナ放電が
発生し、周囲の空気が正イオンと負イオンにイオン化さ
れる。したがって、帯電物体の帯電電荷の極性に応じて
いずれかの極性のイオンが帯電物体に引き寄せられて帯
電物体の帯電電荷と結合することにより、帯電電荷が中
和され、この結果、帯電物体が除電される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の除電電極１２において１個の結合リング１７付近に
は、図４に示すように、高圧電極１３と結合リング１７
と間に結合容量Ｃ1が、結合リング１７と接地電極１
５，１５との間に接地容量Ｃ2がそれぞれ存在すると考
えられる。したがって、図２及び図３に示す除電器は、
例えば、図５に示す等価回路で表される。なお、図４及
び図５において、Ｃ2’及びＶ2’については後述する。

【０００９】図５において、１’は電圧源であり、昇圧
トランス３の二次側電圧に相当する。この電圧源１’に
は、結合容量Ｃ1と接地容量Ｃ2とが直列に接続されてい
る。したがって、電圧源１’の電圧Ｖは、結合容量Ｃ1
と接地容量Ｃ2とによってＶ1とＶ2とに分圧される。こ
れらのうち、分圧Ｖ2は（１）式で示される。Ｖ2＝Ｃ1・Ｖ／（Ｃ1＋Ｃ2）＝ｋ1・Ｖ・・・・・・・・（１）ｋ1＝Ｃ1／（Ｃ1＋Ｃ2）・・・（２）（２）式に示す定数ｋ1は、除電器の除電能力を左右す
る重要な要素であることが知られている。これは、定数
ｋ1が大きければ、（１）式より分圧Ｖ2が大きくなるの
で、コロナ放電が発生する量が増加してイオンの発生量
も増加し、この結果、除電能力も高くなるからである。
そこで、除電器の除電能力を高くするためには、定数ｋ
1を大きくすればよいが、そのためには、（２）式から
わかるように、結合容量Ｃ1を大きくするか、接地容量
Ｃ2を小さくすればよい。

【００１０】しかしながら、従来の除電器においては、
高圧電極１３及び結合リング１７の構造上の制約から結
合容量Ｃ1をあまり大きくすることはできず、約１〜１
０ｐＦ程度である。いっぽう、接地容量Ｃ2について
は、以下に示す理由により、あまり小さくできないとい
う問題があった。

【００１１】ここで、結合リング１７と接地電極１５、
１５との間を平行コンデンサとみなせば、接地容量Ｃ2
は、（３）式で示される。Ｃ2＝εs・ε0・Ｓ／ｄ・・・（３）（３）式において、εsはモールド部１８及び樹脂成形
部１９の比誘電率、ε0は真空中の誘電率、Ｓは結合リ
ング１７と接地電極１５，１５との対向面積、ｄは結合
リング１７と接地電極１５、１５と間の距離である。

【００１２】したがって、接地容量Ｃ2を小さくするた
めには、モールド部１８及び樹脂成形部１９に比誘電率
εsの小さい材料を用いればよいが、高圧電圧及びこの
高圧電圧によって発生するオゾンから作業者を保護する
等の理由により、現在、モールド部１８及び樹脂成形部
１９には、ポリウレタン樹脂やポリエステル等の高分子
材料を使わざるを得ず、これらの比誘電率εsは、２〜
４程度と大きいため、接地容量Ｃ2をあまり小さくでき
ない。この発明は、このような背景の下になされたもの
で、簡単な構成で高い除電能力が得られる除電器を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
第１の電極と、前記第１の電極を貫通させた中空円筒状
の導体の下部に取り付けられた針状の第２の電極と、前
記第２の電極と対向するように空隙をもたせて配置され
た第３の電極と、前記第１の電極の周囲を覆う絶縁部材
とを有し、前記第２の電極と前記第３の電極との間に高
電圧を印加し、コロナ放電を発生させて周囲の空気をイ
オン化させることにより、前記第２の電極と非接触に対
置される帯電物体の帯電電荷を除去する除電器におい
て、前記絶縁部材に気泡を含有させたことを特徴として
いる。また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の除
電器において、前記絶縁部材に代えて気体を封入または
通風させたことを特徴としている。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明によれば、絶縁部材に気泡
を含有させているために、絶縁部材全体の比誘電率が小
さくなり、第２の電極と第３の電極との間に存在すると
考えられる浮遊容量の値が小さくなる。これにより第２
の電極と第３の電極との間に印加される電圧値が大きく
なることでイオン発生量が増加する。そして、帯電物体
からより多くの帯電電荷の除去が可能となる。また、請
求項２記載の発明によれば、絶縁部材の替わりに比誘電
率が極めて小さい気体を封入または、通風させているた
め、第２の電極と第３の電極との間に存在すると考えら
れる浮遊容量の値が更に小さくなる。これにより第２の
電極と第３の電極との間に印加される電圧値が大きくな
ることでイオン発生量が更に増加する。そして、帯電物
体から更に多くの帯電電荷の除去が可能となると共に、
除電器全体の軽量化を図ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。図１はこの発明の一実施例による除電
器の除電電極１２’の構造を表す図であり、この図にお
いて、図３の各部に対応する部分には同一の符号を付
け、その説明を省略する。この図に表す除電器１２’に
おいては、モールド部１８に代えて、モールド部材１０
０が充填されている。このモールド部材１００は、ポリ
ウレタン樹脂等の高分子材料に発泡材が混入されて構成
されている。すなわち、モールド部材１００には、比誘
電率が１．０である空気が大量に含まれているので、モ
ールド部材１００全体の比誘電率は、従来のモールド部
１８のそれに比して小さい値となっている。なお、上記
構成における除電器の動作は、従来の除電器と同様であ
り、その説明を省略する。

【００１６】次に、モールド部材１００が除電器の除電
能力に与える効果について図４及び５を参照して説明す
る。図４において、高圧電極１３と結合リング１７との
間には、従来と同様、結合容量Ｃ1が存在し、結合リン
グ１７と接地電極１５，１５との間には、モールド部材
１００と樹脂成形部１９とを介して接地容量Ｃ2’が存
在すると考えられ、図５の等価回路で示される。したが
って、電圧源１’の電圧Ｖは、Ｖ1とＶ2’とに分圧さ
れ、Ｖ2’は、（４）式で示される。Ｖ2’＝Ｃ1・Ｖ／（Ｃ1＋Ｃ2’）＝ｋ2・Ｖ・・・・・・・・・（４）ｋ2 ＝Ｃ1／（Ｃ1＋Ｃ2’）・・・（５）また、接地容量Ｃ2’は、（３）式と同様に（６）式で
示される。Ｃ2’＝εs’・ε0・Ｓ／ｄ・・・（６）（６）式において、εs’はモールド部材１００と樹脂
成形部１９との見かけ上の比誘電率である。なお、ε
0、Ｓ及びｄについては、（３）式のそれらと同一であ
るので、その説明を省略する。

【００１７】比誘電率εs’は、比誘電率が１．０の空
気を大量に含んだモールド部材１００を使用したため
に、従来の除電器における比誘電率εs（＝２〜４）に
比して小さくなり、したがって、（３）式及び（６）式
より、接地容量Ｃ2’はＣ2に比して小さくなる。この結
果、（５）式による定数ｋ2は、（２）式によるｋ1より
大きくなり、この実施例による除電器は、従来の除電器
に比して除電能力が向上する。

【００１８】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。たとえば、上
述した一実施例においては、ポリウレタン樹脂に発泡材
を混入したモールド部材１００を用いた例を示したが、
これに限定されず、比誘電率が小さい絶縁部材であれば
どのようなものでもよい。たとえば、ガラスビーズ（微
小中空ガラス）等をモールド部１８に含有させてもよ
い。また、モールド部材１００に代えて、シリコン樹脂
等の発泡材を用いてもよく、もしくは、不活性ガス（も
しくは空気）を封入または通風させてもよい。同様にし
て、樹脂成形部１９に比誘電率の小さい絶縁部材を用い
てもよい。さらに、樹脂形成部１９に代えて、接地電極
１５、１５が取り付けられた金属製のフレームを用いて
もよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、簡単な構成で除電器の除電能力を向上させ
ることができるという効果がある。また、請求項２記載
の発明によれば、除電器の除電能力を更に向上させるこ
とができると共に、除電器の軽量化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における除電器の除電電極
１２’の構造を表す図である。

【図２】従来の除電器の構造を表す図である。

【図３】図２に示す除電器の除電電極１２の構造を表す
図である。

【図４】除電電極１２及び１２’の結合容量Ｃ1及び接
地容量Ｃ2，Ｃ2’を説明する図である。

【図５】除電電極１２及び１２’の結合容量Ｃ1及び接
地容量Ｃ2，Ｃ2’の等価回路を表す図である。

【符号の説明】

１０電源部１４放電電極１５接地電極１００モールド部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電極と、前記第１の電極を貫通さ
せた中空円筒状の導体の下部に取り付けられた針状の第
２の電極と、前記第２の電極と対向するように空隙をも
たせて配置された第３の電極と、前記第１の電極の周囲
を覆う絶縁部材とを有し、前記第２の電極と前記第３の
電極との間に高電圧を印加し、コロナ放電を発生させて
周囲の空気をイオン化させることにより、前記第２の電
極と非接触に対置される帯電物体の帯電電荷を除去する
除電器において、前記絶縁部材に気泡を含有させたことを特徴とする除電
器。
【請求項２】前記絶縁部材に代えて、気体を封入または
通風させたことを特徴とする請求項１記載の除電器。