KR0181552B1 - 제전 및 제진방법과 제전 및 제진장치 - Google Patents

Abstract

무수히 많고 작은 정·부의 대전부분이 근접하여 랜덤하게 혼재한 복잡한 대전 모양을 형성하고 있어도, 효율이 양호하고도 용이하고 균일하게 제전할 수 있는 제전방법 및 제전장치를 제공하는 것을 목적으로 하고, 양·음이온생성용 제전전극(3)과, 처리대상물체(1)의 주행방향 및 직교하는 방향으로 넓어지는 면을 가진 이온흡인전극(2)을 대향배치하고, 이들 양·음이온생성용 제전전극(3)과 이온흡인전극(2)사이에 처리대상물체(1)를 통과시키면서, 양·음이온생성용 제전전극(3)에 정·부의 고전압을 번갈아 인가하여 양·음이온을 번갈아 생성시킴과 동시에, 이온흡인전극(2)에 교류고전압을 인가하여 처리대상물체(1)에 정·부 전위를 유기시켜서 양·음이온생성용 전극(3)에서 생성된 양·음이온을 처리대상물체(1)의 유기전위에서 흡인하는 제전 및 제진방법과 제전 및 제진장치가 제공된다.

Description

제전 및 제진방법과 제전 및 제진장치

제1도는 본 발명에 의한 제전 및 제진장치의 전체적인 개요구성도.

제2도는 제1도의 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극에 인가되는 교류 전압의 위상관계를 나타내는 파형도.

제3도는 양·음이온생성용 제전전극에 교류전압을 인가하는 경우의 등가회로.

제4도는 양·음이온생성용 제전전극의 양이온발생전극과 음이온발생전극에 각각 정·부의 고전압을 인가하는 경우의 등가회로.

제5도는 양·음이온생성용 제전전극의 하나의 구체적인 예를 보여주는 저면도.

제6도는 제5도의 양·음이온생성용 제전전극의 단면도.

제7도는 제진부의 일례를 나타내는 구성도.

제8도는 본 발명에 의한 제전장치로 제전하기 전의 플라스틱 필름표면의 대전 상태를 나타낸 것으로서, 플라스틱 필름면에, 부(-)극성의 토너가루 (흑색의 미분말)를 정전기적으로 직접 부착시켜서, 그 토너부착상을 복사기로 종이에 복사하여, 그것을 가지고 도면으로 한 것.

제9도는 상기 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극에 의한 제전처리를 받은 직후의 플라스틱 필름표면의 대전상태를 나타내는 도면.

제10도는 제전처리후, 음이온을 발생시키는 직류제전기로 다시 제전처리한후의 플라스틱 필름표면의 대전상태를 나타낸 도면.

제11도는 제전처리후, 양이온을 발생시키는 직류제전기로 다시 제전처리한 후의 플라스틱 필름표면의 대전상태를 나타낸 도면.

제12도는 제11도의 제전처리후, 교류제전기로 다시 제전처리한 후의 플라스틱 필름표면의 대전상태를 나타낸 도면.

제13도는 양·음이온생성용 제전전극을 멀티교류전극구조로 한 예의 일부단면도.

제14도는 제13도의 일부를 생략한 저면도.

제15도는 양·음이온생성용 제전전극을 멀티직류전극구조로 한 예의 정면.

제16도는 제15도의 일부를 생략한 저면도.

제17도는 주로 제전부의 전원의 하나의 구체적인 예를 보여주는 전기결선도.

제18도는 제전부의 제1변예를 나타낸 전기결선도.

제19도는 제전부의 제2변예를 나타낸 전기결선도.

제20도는 제전부의 제3변예를 나타낸 전기결선도.

제21도는 제전부의 제4변예를 나타낸 전기결선도.

제22도는 제전부의 제5변형예를 나타낸 전기결선도.

제23도는 필름을 안내하는 롤러를 양·음이온생성용 제전전극을 제전전극으로 한 예의 개요구성도.

제24도는 제23도의 롤러의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 플라스틱 필름 2 : 이온흡인전극

3 : 이온생성용 제전전극 4, 5 : 직류제전기

6 : 교류제전기 7 : 제전게이트부

본 발명은, 주행(走行)하는플라스틱 필름, 플라스틱 판, 플라스틱 카드나 종이 등의 처리대상물체(전기적인 절연물)를 주행도중에 제전(除電, discharging) 및 제진(除塵)하는 제전 및 제전방법과 제전 및 제진장치에 관한 것이다.

종래, 플라스틱필름의 제전방법의 하나로서 일본국 특개소 63-301495호 공보에 기재된 방법이 있다. 이 제전방법은, 처리대상물체의 고속주행에 대응함과 동시에, 과제전(過除電)에 의한 역대전(逆帶電)을 제거하기 위해 고주파제전과 직류제전의 2단계 제전을 행하는 것, 그리고 직류제전기를 피드백제어하는 것을 특징으로 한다. 즉, 대전하고 있는 주행물체를 고주파 제전기에 의한 고주파 코로나 방전으로 제전처리한 후, 그 고주파 제전처리후의 주행물체의 잔류전위 및 극성을 전위검출기로 검출하여, 그 검출전위 및 극성에 따라 직류제전기를 자동 제어함으로써, 이 직류 제전기로부터 잔류대전전위와 역극성(逆極性)이면서도 잔류전위와 상쇄되는 직류 코로나 방전을 일으켜서 중화제전(中和除電)한다.

그러나 , 이 제전방법에 의하면, 고가의 고주파제전기를 사용하지 않으면 아니됨과 동시에, 고주파 제전처리후의 주행물체의 잔류전위 및 극성을 검출하고, 피드백 제어에 의해 직류제전기에 인가하는 전압의 값과 극성을 자동 제어하지 않으면 안되므로, 제어시스템이 복잡해지고, 제전장치 전체로서 값이 비싸게 되었다.

한편, 플라스틱 필름의 제조·가공공정에서, 플라스틱 필름을 롤러로 안내하면서 주행시키면, 플라스틱 필름은 롤러와의 마찰과 박리를 반복하므로, 대전(마찰대전)과 정전기방전(박리방전)을 반복하게 된다. 또한, 표면을 인쇄하는 필름의 경우에는, 필름표면을 변질시켜서 인쇄성을 양호하게 하기 위해, 필름을 코로나 방전에 의해 표면처리하고 있다. 이러한 마찰대전 및 박리방전 그리고 코로나 방전에 의해, 플라스틱 필름의 표리양면에는 대전이나 방전의 태양에 따라 형상이 매우 복잡하면서도 무수히 많고 작은 정부(正負)의 대전부분이 랜덤(random)하게 근접하여 혼재하는, 눈에 보이지 않는 대전모양이 형성된다. 제8도는 이것을 가시화 하기 위해 롤러로부터 박리된(벗어난) 직후의 플라스틱 필름면에, 복사기등에 사용되고 있는 부(-)극성의 토너가루(흑색의 미세분말)을 정전기적으로 직접 부착시켜서, 그 토너 부착상(付脊像)을 복사기로 종이에 복사하여 도면화한 것으로서, 토너가루가 부착된 검은 부분이 정(+)대전부분, 부착되지 않은 흰 부분이 부(-)대전 부분으로서, 흑색의 농담은 정전기전위의 강약을 나타낸다.

이처럼 정·부가 작고 복잡하게 혼재한 대전모양을 나타내는 플라스틱 필름의 대전전위를 전위측정기로 측정하여도 전위측정기의 성능에 의존한 넓은 범위에서의 평균적인 극성과 전위밖에 측정할 수 없다. 즉, 근접된 작은 정(+)대전부분과 부(-)대전부분과는 전계가 막혀서 필름면위에서 서로 정전기적으로 중화된 상태로 되어 있으므로, 이러한 작은 부분은 전위측정기의 측정에는 거의 영향을 주지 않고, 그 측정결과는 넓은 범위에 대한 거시적인 것이 되지 않을 수 없다.

또한, 필름면을 종래의 제전기로 제전하는 경우, 제전기에서 생성된 이온은, 필름면의 대전전위가 높으면 높을수록 많이 흐르고, 대전전위가 낮으면 낮을수록 흐르지 않는다. 따라서, 작은 정·부의 대전부분이 정전기적으로 중화상태로 되어 있으면 거기에는 제전기로부터의 이온이 흐르지 않으며, 제전되지 않게 된다.

그런데, 종래에는 상기 일본국 특개소 63-301495호 공보에 기재된 것도 포함하여, 상술한 바와 같은 거시적인 측정결과로부터 대전극성과 전위를 추정하고, 이에 대응하여 제전조건을 한결같이 결정하여(제전전극에 인가하는 전압등을 설정한다), 필름과 떨어진 제전기로부터의 양·음이온을 필름의 한쪽면에 항하여 단지 한쪽으로 조사(照射)하고 있을 뿐이고, 필름의 반대면은 어쓰체등이 없는 해방면으로 하였다. 이 때문에, 필름면이 상기와 같은 대전모양을 형성하고 있으면, 미시적으로 제전되지 않는 부분이 다수 있고, 제전공정을 반복하여도 작은 제전불량 부분이 최후까지 남아서, 플라스틱 필름을 소재로 하는 제품의 품질저하를 초래하였다. 예를 들어, 플라스틱 필름을 베이스로 하여 그 표면에 자성재료나 코팅제등을 도포하는 자기 테이프등의 필름제품에서는, 대전모양 때문에 균일하게 도포할 수가 없었다. 또한, 제전불량부분을 없애기 위해 전압을 필요 이상으로 높게 함으로써, 정·부 어느 쪽이든 한쪽의 대전작용이 너무 강하게되는 경향이 되어 역대전을 초래하여, 그것을 제전하기 위해 다시 추가적인 제전공정을 필요로 하게 되어 능률이 나빴다.

이상과 같은 것은, 플라스틱을 소재로 하는 제품에 한하지 않고, 유리판을 소재로 한 제품(예를 들어, 액정디스플레이용의 유리기판등)에서도 마찬가지였다.

더욱이 제전에 더하여, 필름면에 부착된 먼지등도 제진하기 위해 필름면에 에어를 분사한다든가 초음파를 조사하는 것도 종래 행해지고 있으나, 필름면이 상기와 같은 복잡한 대전모양을 형성하고 있으면, 대전에 의한 쿨롬력으로 부착되어 있는 먼지등의 제거(제진)도 균일하게 행할 수 없었다.

본 발명의 목적은 처리대상 물체의 표면이 상술한 바와 같이 무수히 많고 작은 정·부의 대전부분이 근접하여 랜덤(random)하게 혼재하는 복잡한 대전모양을 형성하고 있어도, 효율이 양호하고도 용이하고 균일하게 제전 및 제진할 수 있는 제전 및 제진방법과 이러한 제전·제진을 경제적으로 실시할 수 있는 제전 및 제진장치를 제공하는데 있다. 또한, 과제전(過除電)에 의한 역대전(逆帶電)을 극히 적게 할 수 있는 것도 목적으로 한다.

본 발명에 의한 제전방법 및 제전장치에서는 양·음이온생성용 제전전극과, 처리 대상물체의 주행방향 및 직교하는 방향으로 넓어지는 면을 가진 이온흡인전극을 대향되게 배치하고, 이들 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극과의 사이에 처리대샹물체를 통과시키면서 양·음이온생성용 제전전극에 정·부의 고전압을 교대로 인가하여 양·음이온을 교대로 생성시킴과 동시에, 이온흡인전극에 교류고전압을 인가하여 처리대상물체에 정·부의 전위를 유기시켜서, 양·음이온생성용 제전전극에서 생성된 양·음이온을 처리대상물체의 유기전위에서 흡인한다.

처리대상물체의 주행방향에 병열로 설치한 복수의 양·음이온생성용 제전전극으로 부터의 양·음이온을, 처리대상물체에 조사하여 반복적으로 제전하는 것이 좋다. 이 경우, 이온흡인전극은, 모든 양·음이온생성용 제전전극에 대하여 공통으로 하여도 좋고, 개개의 양·음이온생성용 제전전극마다 설치하여도 좋다.

본 발명에 의하면, 양·이온생성용 제전전극이 양·음이온을 번갈아 또는 동시에 발생하고 있을 때, 이와 대향되어 있는 이온흡인전극에는 교류고전압이 인가되므로, 이들 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극의 사이를 주행하는 처리대상물체에는, 이온흡인전극과의 사이의 정전용량에 의해 정·부의 전위가 번갈아 유기된다. 양음이온생성용 제전전극에 의해 생성된 양·음이온은, 처리대상물체에 유기된 전위의 극성이 같은 때에는 흡인되지 않으나, 역극성이면 쿨롬력에 의해 흡인된다. 처리대상물체에 유기되는 전위의 극성은, 이온흡인 전극에 인가되는 교류고전압의 주기에 따라 변화하므로, 양·음이온생성용 제전전극으로부터의 이온은, 정·부 어느 쪽도, 처리대상물체로부터의 쿨롬력을 직접 받아서 그 표면을 향하여 강제적으로 흡인조사된다. 그 결과, 제8도에 도시된 것처럼, 무수히 많고 작은 정·부의 대전부분이 랜덤하게 혼재하여 복잡한 대전모양을 형성하고, 처리대상물체면에서 미시적으로 중화상태로 되어 있어도, 처리대상물체에는 양·음이온을 흡인하는 전위가 유기되므로, 처리대상물체의 정(+)의 대전부분에는 음이온이, 부(-)의 대전부분에는 양이온이 확실히 반응하여, 정·부 각각의 대전부분을 별도로 강력하게 제전한다. 이 경우, 이온흡인전극은, 처리대상물체의 주행방향 및 직교하는 방향으로 넓어지는 면을 가지고 있으므로 처리대상물체가 주행하여도 이온흡인력에 장소적인 불량부분이 생기는 일이 적다. 또한, 이온흡인전극에 인가되는 전압은, 정·부가 주기적으로 변화하는 교류고전압이므로, 처리대상물체 자체를 흡인하여 그 주행을 저해하는 것과 같은 일은 없다.

양·음이온생성용 제전전극 및 이온흡인전극에 인가되는 전압은 극성이 변화하고, 또한 이들 전극에 대하여 처리대상물체는 이동하기 때문에, 그 대전면을 주행방향으로 보면, 양이온에 의한 제전이 강한 부분과, 음이온에 의한 제전이 강한 부분이 교대로 된다. 그런데, 복수의 양·음이온생성용 제전전극을 처리대상물체의 주행방향에 병열로 설치하고, 이들에 의한 양·음이온을, 장소를 바꾸어 처리대상물체에 강제적으로 조사하면, 제전효율을 높일 수 있을 뿐 아니라, 정·부의 제전작용을 처리대상물체의 주행방향에 평균화하여, 이러한 제전불량부분을 적게 할 수 있다. 또한, 이러한 거시적으로 나타나는 제전불량부분은, 병열된 복수의 양·음이온생성용 제전전극에 의한 제전작용을, 처리대상물체의 진행방향을 향하여 서서히 낮춤으로써, 또한 복수의 양·음이온생성용 제전전극에 대하여 그 각각에 이온흡인전극을 대향시킨 경우에는, 이들 이온흡인전극에 인가하는 전압을, 처리대상물체의 진행방향을 행하여 서서히 낮춤으로써, 보다 효과적으로 해소할 수 있다. 더욱이, 다음의 보조공정으로서, 직류제전기에 의한 약한 직류제전, 다시 교류제전기에 의한 약한 교류제전을 병용함으로써, 일층 향상시킬 수 있다.

이온흡인전극은, 판상으로 하여도 좋고, 또한 처리대상물체를 안내하여 회전하는 롤러로 하여도 좋다. 금속롤러를 사용하는 경우에는, 처리대상물체와의 사이에 정전 용량이 생기도록 하기 위해, 그리고 불꽃방전을 방지하기 위해, 표면에 유전제층을 형성한다. 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극사이의 거리를 변경할 수 있도록 이들의 쌍방 또는 어느 한쪽을, 처리대상물체를 향하여 진퇴가능하게 하여도 좋다.

이상과 같이 하여 제전시킨 처리대상물체를 연속하여 주행시키면서, 이에 에어를 분사하면 제진도 균일하게 행할 수 있다. 그 제진은 처리대상물체에 에어를 분사하는 에어분사부 및 그 분사된 에어를 흡인하는 에어흡인부를 가지는 에어샤워 제진유니트에서 행하는 것이 좋다.

다음에, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 상세히 설명한다.

제1도에 본 발명에 의한 제전 및 제전장치의 일예의 전체적인 개요구성을 도시하였다. 제1도에 있어서, 처리대상물인 플라스틱필름(이하, 필름이라 한다)(1)은, 가이드롤러(8)에 안내되어 우측으로 주행되고, 그 주행중에 제부(A)에서 제전되고 나서 제진부(B)에서 제진된다. 제전부(A)에서는, 복수의 양·음이온생성용 제전전극(3)에 대하여 공통된 이온흡인전극(2)을 대향시킴으로써, 제전게이트부(9)가 구성되어 있다. 그리하여, 필름(1)은 이들 제전전극(3)과 이온흡인전극(2) 사이에서 후술과 같이 다단계로 제전되면서, 제전게이트부(9)를 통과한다.

각 제전전극(3)은, 필름(1)의 폭방향으로 뻗어 그 폭을 넘는 길이로 되어 있다.이러한 각 제전전극(3)으로서는 여러가지 구조의 것을 사용할 수 있으나, 다수의 방전침을 사용한 것이 경제적이며, 기성품의 대표적인 예를 제5도(저면도) 및 제6도에 나타내었다. 이 제전전극은, 방전침(10)의 하나 하나를, 각각 용량결합 또는 저항결합으로 하기 위해 세라믹 유전체 또는 세라믹 저항체에 의한 코어(11)에 각각 매설하여, 이 코어(11)의 다수개를 긴 프린트기판(12)의 구멍에 1개씩 감합시킨 상태에서, 이들 코어(11)와 프린트기판(12)을 수지케이싱(13)내의 절연몰드(14)중에 매설함으로써, 다수의 방전침(10)의 일부를 절연몰드(14)의 표면으로부터 수지케이싱(13)의 길이방향[필름(1)의 폭방향]에 일정한 간격을 두고 배열돌출시키고, 그 배열의 양측에 어쓰전극판(7)을 평행하게 대설(對設)시킨 것이다. 그리하여 프린트기판(12)의 도전패턴에 고전압을 인가하면, 모든 방전침(10)의 어쓰전극판(7)과의 사이에서 일제히 코로나 방전이 일어나 이온을 생성시키는 것으로서, 독립된 하나의 제전기로서도 사용할 수 있도록 되어 있다. 각 제전전극(3)의 길이는 필름(1)의 폭을 넘는 길이로 되어 있다.

제1도에서는, 이러한 제전전극(3)을 복수개 사용하고 필름(1)의 주행방향(길이 방향)에 간격을 두고 병열로, 게다가 필름(1)의 한쪽면(상면)으로부터 조금 떨어지게 설치하며, 교류고전압전원(AC)으로부터 교류고전압(HV1)을 동시에 인가한다. 제전전극(3) 사이의 간격은 필름(1)의 주행속도에 따라 조정한다. 이들 제전전극(3)은 공통된 홀더(15)에 지지하고, 에어실린더등의 직선운동 액튜에이터(16)에 의해 필름(1)에 대하여 진퇴가능(위치조정)하게 할 수 있다.

한편, 이온흡인전극(2)은 필름(1)의 주행방향 및 폭방향의 양방향에 대하여, 모든 제전전극(3)에 공통되게 대향하는 평면을 가진 하나의 판(유전성 금속판등)으로 구성되고, 필름(1)과 접촉하지 않도록 설치되어 있다. 교류고전압전원(AC)으로부터, 제전전극(3)과는 역위상의 교류고전압(HV2)을 인가할 수 있다. 이온흡인전극(2)도, 애자(21)를 매개로 하여 에어실린더등의 직선운동 액튜에이터(22)에 지지함으로써, 필름(1)에 대하여 진퇴가능(위치조정)하도록 할 수 있다.

양·음이온생성용 제전전극(3)과 이온흡인전극(2)에, 제2도에 나타내듯이 서로 역위상의 교류고전압(HV1과 HV2)을 각각 인가하여, 양·음이온생성용 제전전극(3)에서 번갈아 생성되는 양·음이온을 처리대상물체(1) 자체에서, 동등하게 흡인할 수 있다. 이 경우의 등가회로를 제3도에 도시한다. 제3도에서, 7은 제전전극(3)을 위한 어쓰전극, C는 이온흡인전극(2)과 처리대상물체(1)와의 사이에 형성되는 정전용량이다. 또한, 양·음이온생성용 제전전극(3)으로서, 양이온을 발생하는 양이온 발생전극(3A)과 음이온을 발생하는 음이온발생전극(3B)을 설치하고, 이들 전극에 정·부의 직류고전압(DHV1과 DHV2)을 각각 인가하여 양·음이온을 동시에 생성하여도 좋다. 이 경우의 등가회로를 제4도에 도시한다.

따라서, 각 제전전극(3)에 정(+)의 고전압이 인가되어 양이온이 생성되고 있을 때는, 이온흡인전극(2)에 부(-)의 고전압이 인가되어 필름(1)면에 정전용량(C)에 의해 부(-)의 전위가 유기되며, 또한 각 제전전극(3)에 부(-)의 고전압이 인가되고 있을 때는, 이온흡인전극(2)에 정(+)의 고전압이 인가되어 필름(1)면에 정(+)의 전위가 유기되기 때문에, 각 제전전극(3)에서 번갈아 생성되는 양·음이온은 양·음 어느 것도 콜롬력에 의해 필름(1)면을 향하여 강제적으로 흡인조사된다. 그 결과 제전게이트부(9)에 들어가기 전에는(제1도의 ①의 위치), 제8도에 나타낸 바와 같이 무수히 많고 작은 정·부의 대전부분이 랜덤하게 혼재하여 복잡한 대전모양을 형성하고, 미시적으로 중화상태로 되어 있어도, 그 정(+)의 대전부분에 음이온이 부(-)의 대전부분에 양이온이 확실히 반응하므로, 정·부 각각의 대전부분을 각각 강력하게 제전할 수 있다. 더욱이, 이러한 작용이, 필름(1)의 주행방향으로 배열 되어 있는 복수의 제전전극(3)에 의해 반복적으로 행해진다. 이 경우, 이온흡인전극(2) 은, 필름(1)의 주행방향 및 폭방향으로 넓어지는 면을 가지고 있기 때문에, 이온흡인력에 장소적인 불량부분이 생기는 일이 없음과 동시에, 양·음이온을 동시에 흡인할 수 있으므로, 미시적으로 보아도 제전불량부분은 적다.

제9도는 제전게이트(9)를 통과한 직후(제1도의 ②의 위치)의 필름(1)면에, 제8도의 경우와 마찬가지로 토너가루를 부착시킨 상태를 나타내며, 그 일측 가장 자리의 영역(N)은 제전처리를 받지 않도록 마스크하여 둔 무제전영역이고, 화살표 방향이 필름(1)의 진행방향이다. 도면에서 알 수 있듯이, 제전게이트부(9)에서 제전한 부분에서는, 무제전영역(N)에 있는 것과 같은 복잡한 대전모양이 없어지고, 그 대신에, 필름(1)의 폭방향으로 뻗은 얇은 흑백의 가로줄이, 필름(1)의 주행방향으로 번갈아 물결모양으로 나타나 있다. 이것은, 제전전극(3) 및 이온흡인전극(2)에 인가되는 전압의 극성이 정·부 번갈아 바뀌게 되는데 더하여, 이들 전극에 대하여 필름(1)이 이동하기 때문에, 그 대전면을 주행방향으로 보면, 양이온에 의한 제전이 강한 부분과, 음이온에 의한 제전이 강한 부분이 번갈아 있기 때문이다. 이러한 거시적으로 나타나는 제전불량 부분은, 복수의 제전전극(3)을 필름(1)의 주행방향에 병열로 설치하여, 이들에 대한 양·음이온을, 장소를 바꾸어 필름(1)면에 강제적으로 조사하는 것으로, 평균화하여 극히 적게 할 수 있다.

또한, 양·음이온생성용 제전전극(3)에 의해 생성되는 양·음이온의 양은, 이 제전전극(3)에 인가되는 교류전압(HV1)의 주파수에 따라 변화하기 때문에, 그 주파수가 상용교류전원의 주파수(50Hz 또는 60Hz)정도이면, 생성되는 이온량의 변화주기가 늦기 때문에, 필름(1)의 주행속도가 빠르면, 제전불량 부분이 생긴다. 그래서, 이온흡인전극(2)에 인가하는, 교류고전압(HV2)의 주파수를, 제전전극(3)에 인가하는 교류고전압(HV1)의 주파수보다 높게 하면, 생성되는 이온량의 시간적 변화에 의한 제전불량 부분을 적게 할 수 있다.

제전게이트부(9)에 의한 상기와 같은 제전후에 보조적인 제전을 하기 위해, 제전게이트부(9)로부터 필름(1)의 진행방향측에 음이온생성용 직류제전기(4), 그 앞의 진행방향측에는 양이온생성용 직류제전기(5), 더 앞의 진행방향측에는 교류제전기(6)가 배치되어 있다. 그리하여 음이온생성용 제전기(4)에는, 직류고전압전원(DC1)에 의해 부(-)의 직류고전압이 인가되고, 양이온생성용 직류제전기(5)에는 직류고전압전원(DC2)에 의해 정(+)이 직류고전압이 인가되며, 교류제전기(6)에는 교류고전압전원(AC3)에 의해 교류전압이 인가된다. 이 교류제전기(6)로서는, 제5도 및 제6도에 도시한 것과 같은 것을 사용할 수 있다. 직류제전기(4, 5)로서는 다수의 방전침을 사용한 공지의 것으로 좋고, 특별한 것을 사용할 필요는 없다.

이들 직류제전기(4, 5) 및 교류제전기부(6)는, 제전게이트(9)의 제전전극(3)보다도 필름(1)에 대한 제전력을 약하게 하기 위해, 필름(1)에 대한 거리를 제전전극(3)보다도 대체로 크게 하고, 더구나 서로간에 제전력을 서서히 약하게 하기 위해, 필름(1)에 대한 거리를 단계적으로 크게 하고 있다.

상기와 같이 제전게이트부(9)에서 제전된 필름(1)은, 다음에 음이온생성용 직류제전기(4)로부터의 음이온을 조사할 수 있음에 따라, 제9도에 도시한 것처럼 정·부가 번갈아 파도모양으로 되어 있는 대전부분내의 주로 정(+)의 대전부분을 제전할 수 있다. 제10도는 이에 의한 제전처리를 받은 후(제1도의 ③의 위치)의 필름(1)면에, 상기와 마찬가지로 토너가루를 부착시킨 상태를 나타낸다. 도면에서는, 제9도에 나타났던 파도모양의 대전부분이 없어지고, 직류제전기(4)의 각 방전침에 대응하는 부분의 주위에 U자를 이룬 얇은 대전부분이 남고, 이것이 필름(1)의 폭방향으로 연속하여 희미한 연속모양을 형성하고 있다. 제전처리를 받지 않도록 마스크한 무제전영역(N)에는, 앞에서와 다름없는 복잡한 대전모양이 남아 있다.

이어서, 필름(1)은 양이온생성용 직류제전기(5)로부터의 양이온에 의한 제전처리를 받는다. 제11도는, 이에 의한 제전을 받은 후(제1도의 ④의 위치)의 필름(1)면에 토너가루를 부착시킨 상태를 나타낸다. 도면에서는, 필름면(1)에 얇은 흑백의 농담이 약간 남아 있을 뿐이다. 무제전영역(N)에는, 여전히 복잡한 대전 모양이 남아 있다.

최후로, 필름(1)은, 교류제전기(6)로부터의 양·음이온보다 약한 정·부의 제전처리를 받는다. 제12도는, 이에 의한 제전을 받은 후(제1도의 ⑤의 위치)의 필름면(1)에 토너가루를 부착시킨 상태를 나타낸다. 도면에서는, 흑백의 엷은 농담도 깨끗이 없어져 있다. 무제전영역(N)에는 최후까지 복잡한 대전모양이 남아 있다.

상기와 같이 하여 제전부(A)에서 제전된 필름(1)은 계속하여 제진부(B)로 반송된다. 제전부(B)에는, 에어분사부(50a)와 2개의 에어흡인부(50b)를 케이싱부(51)내에 구분형성한 에어샤워제진유니트(50)가, 롤러(8)의 상측에 설치되어 있다. 에어분사부(50a)에서 분사된 에어는, 롤러(8)위에서 필름(1)에 닿아 반사되고나서 2개의 에어흡인부(50b)에 흡인되므로, 필름(1)에 부착되어 있던 먼지등은 강제적으로 제거되어 회수된다. 이 경우, 필름(1)은, 제전부(A)에서 대전모양이 없어지게 되기까지 깨끗이 제전된 직후이므로, 제진도 깨끗이 행해진다.

제7도에 제진부(B)를 구체적으로 나타내었다. 도면에서, 에어샤워제진유니트(50)의 에어분사부(50a)에는, 블로워(52)로부터의 에어가 송풍측필터(53) 및 송풍측댐퍼(54)를 통해 송풍되고, 또한 블로워(52)에 있어서의 흡기작용에 의해, 에어흡인부(50b)내에 흡기된 에어가 흡기측댐퍼(55) 및 흡기측필터(56)를 거쳐 블로워(52)로 환류하도록 되어 있다. 에어분사부(50a)에는, 롤러(8)이 표면위를 주행하는 필름(1)을 향하여 에어를 경사지게 분사하는 노즐(57)이 설치되고, 2개의 에어흡인부(50b)중의 에어분사부(50a)측의 에어흡인부에는 작은 흡기구(58), 다른 쪽의 에어흡인부에는 큰 흡기구(59)가 설치되어 있다.

따라서, 노즐(57)로부터 분사된 에어는, 롤러(8)위에서 필름(1)에 닿아 반사되고 나서 2개의 에어흡인부(50b)에 흡인된다. 그리고, 제전과 제진을 같은 장소에서 동시에 행하도록 하여도 좋다. 제7도에서, C는 롤러(8)로부터 박리된 후의 필름(1)을 제전하는 보조제전부이다. 이 보조제전부(C)도 상술한 제전부(A)의 전부는 또는 일부와 같은 구성으로 할 수 있다.

제5도 및 제6도에 도시한 바와 같은 독립된 제전전극을 복수개 사용하는 대신에, 제13도 및 제14도(저면도)에 나타내듯이 멀티교류제전기(3A)를 사용하여도 좋다. 이 멀티교류제전기(3A)는, 다수의 방전침(10)을 판상의 절연홀더(17)에 필름(1)의 폭방향으로 일정한 간격을 두고 배열돌설함과 동시에, 그 열을 필름(1)의 주행방향으로 간격을 두고 평행하게 복수열 설치하고, 또한 어쓰전극봉(7A)을, 방전침(10)의 각 열의 양측에 평행하게 위치하도록 절연홀더(17)에 가설한 것이다. 그리하여, 절연홀더(17)로부터 인출되어 있는 고압케이블(18)을 거쳐서 모든 방전침(10)에 교류전압을 일제히 인가하도록 되어 있음과 동시에, 모든 어쓰전극봉(7A)을, 절연홀더(17)에 부설된 전극판(19) 및 어쓰용 케이블(20)을 거쳐서 어쓰할 수 있도록 되어 있다. 또한, 제13도 및 제14도에 도시된 교류형 멀티전극(3A)을 사용하는 경우에는, 이온흡인전극(2)은, 방전침(10)의 모든 열에 대하여 공통적으로 대항하는 평면을 가진 것으로 한다.

제15도 및 제16도는, 제전게이트부(9)의 제전전극(3)에 대신하는 양·음이온동시 생성형의 멀티직류제전기(3B)를 나타낸다. 이 멀티직류제전기(3B)는, 다수의 방전침(7)을, 판상의 절연홀더(38)에 필름(1)의 폭방향으로 일정한 간격을 두고 배열돌설함과 동시에, 그 열을 필름(1)의 주행방향으로 간격을 두고 평행하게 복수열 설치한 것이다. 그래서, 제16도에 나타내듯이, 각 열에서 정(+)의 방전침과 부(-)의 방전침이 번갈아 배열되도록 한다. 또한, 정(+)의 방전침의 열과 부(-)의 방전침의 열로 나뉘어, 정(+)의 열과 부(-)의 열이 필름(1)의 주행방향으로 번갈아 바뀌도록 되어 있다. 또한, 39, 40은 정·부의 직류고전압을 각각 공급하는 고압케이블이다.

제17도에 제전부(A)를 위한 전원의 구체적인 예를 도시했다. 교류고전압전원(AC)는 상용교류전원으로부터의 교류전압을 승압하는 트랜스(23)를 가지며, 그 2차 측의 정·부 양극의 탭중의 한쪽의 탭을, 상기와 같이 배열되어 있는 모든 제전전극(3)에 접속하고, 다른 쪽의 탭을 이온흡인전극(2)에 접속하고 있다. 따라서, 제전전극(3)과 이온흡인전극(2)에는 역위상의 교류고전압(HV1 과 HV2)이 각각 동시에 인가된다. 판상인 공통 이온흡인전극(2)은 제전전극(3)에 대한 이온흡인력이 필름(1)의 진행에 따라 서서히 약화되도록, 도면에서는 필름(1)의 진행방향을 향하여 하향경사져 있다. 이와 같이 하면, 거시적인 제전불량부분의 해소를 효율적으로 할 수 있다.

직류고전압 전원장치(DC)는, 상용주파수전원으로부터의 교류전압을, 트랜스(24)나 다이오드(25)등으로 된 AC/DC 변환부(26)에서 전압강하시킨 직류전압으로 변환한 후, 정전압IC회로(27)에 공급하고, 이 정전압IC회로(27)의 출력단으로부터, 가변저항(28)에서 임의로 조정한 직류전압을 출력한다. 그리하여, 이렇게 조정된 직류전압을 콘덴서(29, 30)에 의해 다시 평활화하고 나서, 고주파발진회로(31)에 인가한다.

고주파 발진회로(31)는, 고주파트랜스(32)의 1차측에 접속되고, 직류전압인가에 의해 기동용 트랜지스터(33)가 온(on)되면, 자려발진에 의해 고주파 발진한다. 이것이 발진하면, 고주파트랜스(31)의 2차측에 교류고전압이 얻어짐과 동시에, 발광다이오드(34)가 점등된다.

고주파트랜스(32)의 2차측에는 정(+)측 배전압정류회로(voltage multiplying rectifier)(35)와 부(-)측 배전압 정류회로(36)가 병열접속되어 있다. 이들 배전 압정류회로(35, 36)는, 공지된 것처럼 다이오드와 콘덴서를 직열로 겹쳐 쌓듯이 접속함으로써, 겹쳐 쌓인 단수만큼 트랜스(32)의 2차 전압의 배수인 직류고전압이 얻어진다. 부(-)측 배전압 정류회로(36)의 출력단은, 고압케이블을 거쳐서 음이온 생성용 직류제전기(4)에 접속되어 이에 부(-)의 직류 고전압을 인가하며, 정(+)축 배전압정류회로(35)는, 마찬가지로 고압케이블을 거쳐서 양이온 생성용 직류제전기(5)에 접속되어 이에 정(+)의 직류고전압을 인가한다.

더우기, 정전압IC회로(27), 가변저항(28), 고주파발진회로(31), 고주파트랜스(32) 및 발광다이오드(34)를, 배전압정류회로(35, 36)의 각각에 대하여 준비하여도 좋다.

또한, 교류고전압전원(AC)에 있어서, 제17도의 예에서는, 트랜스(23)의 하나의 2차 권선의 2개의 탭으로부터 역위상의 전압을 얻고 있으나, 2개의 2차 권선을 설치하여, 그로부터 서로 역위상의 전압을 각각 얻도록 하여도 좋다. 나아가 트랜스(23)의 2차측과 제전전극(3)사이, 마찬가지로 트랜스(23)의 2차 측과 이은 흡인전극(2)사이는, 저항결합 또는 용량 결합중의 어느 접속형식이라도 좋다.

그위에, 제17도에 도시한 것처럼 이온흡인전극(2)을 경사지게 하는 대신에, 제18도에 나타내듯이 예를 들어 교류전압전원(AC)의 트랜스(23)의 2차측에 복수의 탭을 만들어서, 복수의 제전전극(3)에의 인가전압을 필름(1)의 진행방향으로 향하는 순서로 단계적으로 작게 하여도 좋다.

다음에, 상술한 이외의 제전부의 변형예에 대하여 간단히 설명한다.

제19도는, 제전게이트부(9)의 각 제전전극(3)으로서, 양·음이온 동시발생형의 직류제전기를 사용하고, 각각에 직류고전압 전원장치(DC)로부터 정(+)의 직류고전압과 부(-)의 직류고전압을 동시에 인가하도록 한 것이다. 이 경우에, 각 직류 제전기는, 필름(1)의 폭방향으로 1열로 배열되어 있는 다수의 방전침에 대하여, 정·부의 직류고전압을 배열방향으로 정·부로 번갈아 바뀌는 관계가 되도록 인가한다. 즉, 정(+)의 방전침과 부(-)의 방전침이 번갈아 1열로 나란히 되도록 한다. 또는, 정(+)의 방전침의 열과 부(-)의 방전침의 열로 나누고, 이들 2열에 정·부 직류고전압을 각각 인가한다.

제20도는 제전게이트부(9)와 교류제전기(6)와의 사이에 배치된 2개의 직류제전기(4, 5)도 상기와 같은 양·음이온 동시생성형으로 한 것이고, 제21도는 제전게이트부(9)의 제전전극(3)은 교류형으로서, 2개의 직류제전기(4, 5)를 양·음이온 동시 생성형으로 한 것이다. 제20도 및 제21도의 경우, 2개의 직류형 제전기(4, 5)의 한쪽은 생략할 수 있다.

제22도는, 필름(1)의 주행방행에 병열로 설치한 복수의 양·음이온생성용 제전 전극(3)에 대하여, 그 각각에 이온흡인전극(2)을 대향시켜서, 각 제전전극(3)으로부터의 양·음이온을 각각의 이온흡인전극(2)에서 흡인한다. 이 경우, 병열로 설치한 복수의 이온흡인전극(2)에 인가하는 고전압이, 필름(1)의 진행방향을 향하는 순서로 서서히 낮아지도록 하면 좋다.

액정디스플레이용의 플라스틱기판을 가공하는 경우와 같이, 처리대상물체인 플라스틱기판의 주행속도가 늦은 경우에는 1개의 양·음이온생성용 제전전극(3)에 대하여 1개의 이온흡인전극(2)을 대향시켜도, 필요한 제전효과를 얻을 수 있다.

제23도는, 이온흡인전극(2)을 필름(1)을 안내하는 롤러로서 구성하고, 복수의 제전전극(3)을 이 롤러의 원호를 따라 배치한 것이다. 이 롤러는, 제24도에 나타내듯이 금속제의 원통체로서, 그 표면에 유전체층(60)을 형성하는 것이 좋다. 제23도와 같은 구조에 의하면, 상술한 다른 예와 같이 이온흡인전극(2)을 필름으로 부터 격리한 경우에 비해, 제전효율은 높다. 또한, 장치도 소형화할 수 있다.

한편, 동일한 이온흡인전극(2)에 대하여, 교류제전하는 제전전극과 직류제전하는 제전전극을 대향배치하여도 좋다.

Claims (19)

1. 주행하는 처리대상물체에 양·음이온생성용 제전전극에서 생성된 양·음이온을 조사하여 제전하는 제전방법에 있어서, 상기 양·음이온생성용 제전전극과, 상기 처리대상물체의 주행방향 및 직교하는 방향에 넓어지는 면을 가진 이온흡인전극을 대향되게 배치하고, 이들 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극과의 사이에 상기 처리대상물체를 통과시키면서, 양·음이온생성용 제전전극에 정·부의 고전압을 교대로 인가하여 양·음이온을 교대로 생성함과 동시에, 이온흡인전극에 교류고전압을 인가하여 상기 처리대상물체에 정·부의 전위를 유기시켜서 양·음이온생성용 제전전극에서 생성된 양·음이온을 처리대상물체의 유기전위로 흡인하는 것을 특징으로 하는, 제전방법.
2. 제1항에 있어서, 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극에, 서로 역위상인 교류고전압을 동시에 인가하는 것을 특징으로 하는, 제전방법.
3. 제1항에 있어서, 양·음이온생성용 제전전극에 교류고전압을 인가하여 양·음이온을 생성함과 동시에 그 교류고전압보다도 주파수가 높은 교류고전압을 이온 흡인전극에 인가함을 특징으로 하는, 제전방법.
4. 제1항에 있어서, 양·음이온생성용 제전전극의 양이온발생전극에 정(+)의 고전압을 인가하여 양이온을 발생시킴과 동시에 음이온발생전극에 부(-)의 고전압을 인가하여 음이온을 발생시키면서, 이온흡인전극에 교류고전압을 인가하는 것을 특징으로 하는, 제전방법.
5. 제1항에 있어서, 처리대상물체의 주행방향에 병열로 설치된 복수의 양·음이온생성용 제전전극으로부터 양·음이온을 동시에 발생시키면서, 이들에 공통된 이온흡인전극에 교류고전압을 인가하여 처리대상물체에 정·부전위를 유기시키는 것을 특징으로 하는, 제전방법.
6. 제1항에 있어서, 처리대상물체의 주행방향에 병열로 설치된 복수의 양·음이온생성용 제전전극으로부터 양·음이온을 동시에 발생시키면서, 이들에 각각 대응하는 복수의 이온흡인전극에 교류고전압을 동시에 인가하여 처리대상물체에 정·부전위를 유기시키는 것을 특징으로 하는, 제전방법.
7. 제5항에 있어서, 처리대상물체의 주행방향에 병열로 설치한 복수의 양·음이온 생성용 제전전극에 인가하는 고전압을, 처리대상물체의 진행방향을 향하는 순서로 서서히 낮추는 것을 특징으로 하는, 제전방법.
8. 제6항에 있어서, 처리대상물체의 주행방향에 병열로 설치한 복수의 이온흡인 전극에 인가하는 고전압을, 처리대상물체의 진행방향을 향하는 순서로 서서히 낮추는 것을 특징으로 하는, 제전방법.
9. 제1항에 있어서, 양·음이온생성용 제전전극에 의해 양·음이온을 조사한 처리 대상물체에, 직류제전기에서 생성된 양이온 또는 음이온을, 양·음이온생성용 제전전극보다도 약한 제전조건으로 조사하는 것을 특징으로 하는, 제전방법.
10. 제9항에 있어서, 직류제전기에 의해 양이온 또는 음이온을 조사한 처리대상물체에 다시금 교류제전기에 의해 양·음이온을, 직류제전기보다도 더욱 약한 제전조건으로 조사하는 것을 특징으로 하는, 제전방법.
11. 주행하는 처리대상물체에 양·음이온생성용 제전전극에서 생성된 양·음이온을 조사하여 제전한 후, 에어분사하여 제진하는 제전 및 제진방법에 있어서, 양·음이온생성용 제전전극과, 상기 처리대상물체의 주행방향 및 직교하는 방향으로 넓어지는 면을 가진 이온흡인전극을 대향되게 배치하고, 이들 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극의 사이에 상기 처리대상물체를 통과시키면서, 양·음이온생성용 제전전극에 정·부 고전압을 교대로 인가하여 양·음이온을 교대로 생성함과 동시에 이온흡인전극에 교류고전압을 인가하여 상기 처리대상물체에 정·부전위를 유기시켜서, 양·음이온생성용 제전전극에서 생성된 양·음이온을 처리대상물체의 유기전위에서 흡인하여 처리대상물체를 제전한 후, 처리대상물체를 연속적으로 주행시키면서 처리대상물체에 에어를 불어주어 제진하는 것을 특징으로 하는, 제전 및 제진방법.
12. 주행하는 처리대상물체의 주행방향 및 직교하는 방향으로 넓어지는 면을 가진 이온흡인전극과, 처리대상물체를 통과시키는 간격을 두고 이 이온흡입전극과 대향되는 양·음이온생성용 제전전극과, 양·음이온생성용 제전전극에 정·부의 고전압을 교대로 인가하여 양·음이온을 교대로 생성함과 동시에, 이온흡인전극에, 양·음이온생성용 제전전극에 인가되는 고전압과 동기되어 그것과 정·부가 역극성으로 되는 교류고전압을 인가하는 전원장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 제전장치.
13. 제12항에 있어서, 전원장치로서, 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극에 역위상의 교류전압을 동시에 인가하는 교류고전압 전원장치를 사용하는 것을 특징으로 하는, 제전장치.
14. 제12항에 있어서, 복수의 양·음이온생성용 제전전극을 처리대상물체의 주행방향에 병열 설치함과 동시에, 이들에 대하여 공통된 판상의 이온흡인전극을 대향배치한 것을 특징으로 하는, 제전장치.
15. 제14항에 있어서, 판상의 이온흡인전극을 처리대상물체의 진행방향으로 향하여 양·음이온생성용 제전전극과의 거리가 점차로 커지도록 경사지게 한 것을 특징으로 하는, 제전장치.
16. 제12항에 있어서, 처리대상물체의 주행을 안내하여 회전하는 롤러를 제전전극으로 한 것을 특징으로 하는, 제전장치.
17. 제16항에 있어서, 이온흡인전극이 금속제 롤러의 표면에 유전체층을 형성한 것인, 제전장치.
18. 제12항에 있어서, 양·음이온생성용 제전전극과 이온흡인전극의 거리를 가변시키는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는, 제전장치.
19. 주행하는 처리대상물체의 주행방향 및 직교하는 방향으로 넓어지는 면을 가진 이온흡인전극과, 처리대상물체를 통과시키는 간격을 두고 이 이온흡인전극과 대향되는 양·음이온생성용 제전전극과, 양·음이온생성용 제전전극에 정·부의 고전압을 교대로 인가하여 양·음이온을 교대로 생성시킴과 동시에, 이온흡인전극에, 양·음이온생성용 제전전극에 인가되는 고전압과 동기되어 그것과 정·부가 역극성으로 되는 고전압을 교대로 인가하는 전원장치와, 상기 양·음이온생성용 제전전극과 상기 이온흡인전극에 의해 제전된 처리대상물체에 에어를 분사하는 에어분사부 및 그 분사된 에어를 흡인하는 에어흡인부를 가진 에어샤워제진유니트를 구비한 것을 특징으로 하는, 제전 및 제진장치.