KR100935349B1 - 제전 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 제전 장치를 워크에 근거리 설치했을 경우에 워크의 극단적인 표면 전위의 상승을 방지하면서 제전을 행할 수 있는 근거리 설치 가능한 제전 장치를 제공한다. [해결 수단] 복수의 방전침(5a ,5b)을 설치함과 아울러 이들 방전침의 주위에 에어를 분출하는 에어 취출구(6)를 설치한 유지 부재(4)에 상기 방전침(5a ,5b)을 덮는 도전성 다공재로 형성된 커버(8)가 설치되고, 이 커버(8)가 이온화된 에어를 이 커버(8)의 표면으로부터 균일하게 방출함과 아울러 그라운드와 도통하여 발생한 이온의 일부를 흡수하는 기능을 갖는다.

제전 장치

Description

제전 장치{NEUTRALIZATION APPARATUS}

본 발명은 대전된 워크의 정전기를 제거하기 위한 제전 장치에 관한 것이고, 특히, 이 워크에 대하여 근거리에 설치한 상태에서의 제전을 행할 수 있게 한 제전 장치에 관한 것이다.

대전된 워크의 정전기를 제거하는 장치로서, 코로나 방전 방식에 의한 제전 장치가 잘 알려져 있고, 그 중에서도 펄스 DC 방식의 제전 장치는 다른 방식에 비해 이온 방출량도 많고, 단일 고전압 발생 회로에 접속한 복수의 방전침으로 이온 생성이 가능한 방식이며, 바 타입의 제전 장치 등에 많이 이용되어 있다.

그러나, 펄스 DC 방식을 이용한 제전 장치는 이온 발생량이 많음으로 인해 제전 대상 워크에 대하여 근거리(예를 들면 100㎜ 이하)에 설치했을 경우에 이 워크에 과대한 이온을 방출하기 때문에 순간적인 워크의 표면 전위가 목표인 OV에 대하여 역으로 500V 부근까지 상승하게 되기도 한다. 따라서, 제전 장치를 워크에 대하여 근거리에 설치하지 않으면 안될 경우에는 워크의 표면 전위의 상승에 대한 배려가 필요하게 된다.

또한, 방전침에는 고전압이 펄스적으로 인가되기 때문에 제전 대상 워크에 대하여 제전 장치를 근거리에 설치했을 경우에는 방전침의 유전 작용에 의해 워크 의 표면 전위가 상승하게 되는 문제도 있었다.

또한, 종래의 제전 장치에서는 노즐로부터 워크를 향해서 이온화된 에어를 직접 분출하고 있기 때문에 노즐이 있는 위치와 없는 위치의 사이에 에어의 유속 불균일이나 이온의 분포 불균일 등이 발생하여 워크의 제전이 균일하게 행해지기 어렵다는 문제도 있었다.

본 발명의 기술적 과제는 워크에 대하여 근거리에 설치했을 경우라도 이 워크의 표면 전위를 극단적으로 상승시키지 않고 제전하는 것이 가능한 제전 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 워크를 향해서 방출되는 이온화 에어의 부분적인 유속 불균일이나 이온의 분포 불균일 등을 없앰과 아울러 이온의 방출량을 조정함으로써 이 워크 전체를 균등하고 확실하게 제전하는 것이 가능하고, 제전 성능이 우수한 제전 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또다른 기술적 과제는 방전침이 외부로 노출되지 않는 안전성이 우수한 제전 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 제전 장치는 코로나 방전에 의해 이온을 방출하는 복수의 방전침 및 이들 방전침에 근접하는 위치에서 에어를 분사하는 에어 취출구(吹出口)를 구비한 이온 방출 헤드와, 상기 방전침에 고전압을 인가하기 위한 고전압 발생 회로와, 이 고전압 발생 회로를 제어하는 제어 회로를 구비하고, 상기 이온 방출 헤드가 상기 복수의 방전침 전체를 덮는 도전성 다공재로 이루어지는 방전침 커버를 구비하고 있어서, 이 방전침 커버를 통해서 이온화된 에어를 외부로 방출함으로써 이 이온 방출 헤드 전체에 걸쳐 이온의 방출을 균일화함과 아울러 발생된 이온의 일부를 이 방전침 커버에 흡수시켜서 이온의 방출량을 조정하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 상기 제전 장치는 상기 방전침 커버로 이온의 방출량이 조정되는 결과, 이 제전 장치를 워크에 대하여 근거리에 설치해서 제전할 경우라도 이 워크의 표면 전위가 극단적으로 상승하지 않는다. 또한, 상기 방전침 커버로 이온화 에어의 유속이 이온 방출 헤드 전체에 걸쳐 균일화됨으로써 에어의 유속 불균일이나 이온의 분포 불균일 등의 발생이 방지되어 이 워크 전체를 균등하고 확실하게 제전할 수 있어 제전 성능이 우수하다. 또한, 상기 방전침 전체가 상기 방전침 커버로 덮어져 있기 때문에 안전성도 우수하다.

본 발명에 있어서는 상기 방전침의 선단과 방전침 커버의 사이에 공간을 개재시킴으로써 이 공간내에서 에어를 확산시켜서 이 방전침 커버 전체로부터 에어를 방출시키도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 예에서는 상기 이온 방출 헤드가 가늘고 긴 바 형상을 이룸과 아울러 정부(正負)의 방전침을 한쌍으로 하는 복수쌍의 방전침을 구비하고, 이들 방전침이 정부의 방전침을 이 헤드의 폭방향으로 배치한 상태에서 이 헤드의 길이 방향으로 늘어서서 설치되어 있고, 또한, 이 이온 방출 헤드의 길이 방향의 일단에는 수납 박스가 부착되고, 이 수납 박스의 내부에 정부의 상기 고전압 발생 회로와 제어 회로가 내장되어 있다.

이 경우, 상기 방전침 커버가 단면이 U자상인 부재로 이루어져 있어서 상기 이온 방출 헤드 길이 방향의 거의 전장에 걸쳐 연장되어 있고, 이 방전침 커버의 표면은 필름상의 제전 대상 워크를 방향 전환시키기 위한 가이드면을 이루고, 이 가이드면으로부터 분출하는 에어에 의해 상기 제전 대상 워크를 비접촉 또는 저마찰 접촉 상태에서 가이드 가능하도록 구성되어 있어도 좋다.

또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 방전침 커버가 제어 회로에 접속되어 있어서 이온의 흡수에 의해 발생하는 이 방전침 커버의 전위 변화에 의거하여 이 제어 회로로 상기 고전압 발생 회로를 제어함으로써 이온 발란스를 조정하도록 구성되어 있는 것이다.

[발명의 효과]

이상에서 상세히 설명한 본 발명의 제전 장치에 의하면, 워크를 효율적으로 확실하게 제전할 수 있을 뿐만 아니라 이 워크에 대하여 근거리에 설치했을 경우에도 이 워크의 표면 전위를 극단적으로 상승시키지 않고 그 제전을 행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 제전 장치의 일실시예를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1의 커버를 벗긴 상태를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 1의 A-A 위치에서의 단면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 제전 장치에 의해 평면상의 워크를 근거리에서 제전하는 형태를 나타내는 사시도이다.

도 5는 본 발명에 의한 제전 장치에서 연속하는 필름 등의 워크를 방향 전환 시키면서 제전하는 형태를 나타내는 사시도이다.

도 6은 본 발명에 의한 제전 장치의 전기 접속에 관한 모식적인 단면도이다.

도 7은 본 발명에 의한 제전 장치에 있어서의 전기 회로도이다.

[부호의 설명]

1 : 제전 장치 2 : 이온 방출 헤드

3 : 수납 박스 4 : 유지 부재

4a : 하면 4b : 상면

5a, 5b : 방전침 6 : 에어 취출구

7 : 에어 유로 8 : 방전침 커버

8a : 측단벽 8b : 작은 구멍

9 : 상부 커버 9a : 측단벽

10 : 공간 11, 12 : 단판

15 : 에어 유로 16 : 접속 포트

17 : 에어 공급원 20a, 20b : 고전압 발생 회로

21 : 제어 회로 22 : MPU

23 : 자려 발진 회로 24 : 승압 트랜스

25 : 배압 정류 회로 W : 워크

R : 검출 저항

도면은 본 발명에 의한 제전 장치의 실시형태를 나타낸 것이다. 이 제전 장 치(1)는 펄스 DC 방식의 제전 장치이며, 도 1∼도 4에 도시된 바와 같이, 가늘고 긴 바 형상을 한 이온 방출 헤드(2)와, 이 이온 방출 헤드(2)의 길이 방향의 일단에 설치된 수납 박스(3)를 구비하고 있다. 상기 이온 방출 헤드(2)에는 코로나 방전에 의해 이온을 방출하는 정부의 방전침(5a, 5b)이 설치되고, 상기 수납 박스(3)에는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 이들 방전침(5a, 5b)에 고전압을 인가하는 정부의 고전압 발생 회로(20a, 20b)와, MPU(22)에서 이들 고전압 발생 회로(20a, 20b)를 제어함으로써 제전 장치(1) 전체의 동작을 제어하는 제어 회로(21)가 수납되어 있다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 정부의 방전침(5a, 5b)을 구별해서 설명하지 않으면 안되는 경우 외에는 그것들을 공통 부호 "5"로 표시하는 것으로 한다.

상기 이온 방출 헤드(2)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 근거리(예를 들면, 100㎜ 이하)에 둔 워크(W)를 제전하는데 적합한 구성을 갖는 것이며, 합성 수지 등의 절연 재료로 구성되어서 이 헤드(2)의 길이 방향으로 연장된 가늘고 긴 플레이트 형상을 한 방전침용 유지 부재(4)와, 이 유지 부재(4)에 기단부가 유지되어서 침선(針先)이 이 유지 부재(4)의 하면(4a)으로부터 하향으로 돌출하는 복수의 상기 방전침(5)과, 상기 유지 부재(4)의 하면(4a)에 설치되어 이들 방전침(5)을 전체적으로 덮는 도전성 다공재로 이루어지는 단면이 U자상인 방전침 커버(8)와, 상기 유지 부재(4)의 상면(4b)측에 설치된 단면이 U자상인 상부 커버(9)와, 상기 유지 부재(4)의 길이 방향의 양단에 설치되어 상기 방전침 커버(8) 및 상부 커버(9)의 개방되는 양단부를 폐쇄하는 단판(端板)(11, 12)을 구비하고 있다.

상기 방전침(5)은 정부의 방전침(5a, 5b)을 한쌍으로 해서 복수쌍 설치되고, 이들 복수쌍의 방전침이 정부의 방전침(5a, 5b)을 상기 유지 부재(4)의 폭방향으로 배치한 상태에서 이 유지 부재(4)의 길이 방향으로 열상(列狀)으로 늘어서서 설치되어 있다. 따라서, 정의 방전침(5a)과 부의 방전침(5b)이 서로 평행한 2개의 열을 형성하게 된다.

또한, 상기 유지 부재(4)에는 상기 각 방전침(5)의 가까이에 개구된 이 방전침(5)을 따라 에어를 분출하는 복수의 에어 취출구(6)와, 이 유지 부재(4)의 내부를 길이 방향으로 연장하여 상기 각 에어 취출구(6)로 통하는 에어 유로(7)가 설치되어 있다. 도시된 예에서는 상기 에어 취출구(6)가 정부의 방전침(5a, 5b)의 주변을 각각 둘러싸도록 설치됨과 아울러 2개의 에어 유로(7, 7)가 평행하게 설치되어 있어서 한쪽의 에어 유로(7)가 정의 방전침(5a)측의 모든 에어 취출구(6)에 연통하고, 다른쪽의 에어 유로(7)가 부의 방전침(5b)측의 모든 에어 취출구(6)에 연통되어 있다.

상기 에어 유로(7)는 수납 박스(3)내의 에어 유로(15)를 통해 이 수납 박스(3)의 단판면에 설치된 접속 포트(16)에 연통하고, 이 접속 포트(16)에 접속된 에어 공급원(17)으로부터 소정 압력의 에어가 공급된다. 그리고, 상기 방전침(5a, 5b)으로부터 정 또는 부의 이온이 방출된 상태에서 상기 각 에어 취출구(6)로부터 에어가 분사되면 이 에어는 이온을 포함함으로써 이온화된 에어가 되고, 상기 다공질의 방전침 커버(8)를 통과해서 워크(W)를 향해서 분사되게 된다.

상기 방전침 커버(8)는, 예를 들면 금속 소결체로 이루어지는 것이며, 그 전 표면에 에어를 분출하기 위한 작은 구멍(8b)이 거의 균등하게 분포되어 있고, 상기 방전침(5)의 선단과의 사이에 공간(10)을 개재시킨 상태에서 상기 유지 부재(4)에 설치되어 있다. 이 구성에 의해 상기 방전침(5) 주위의 에어 취출구(6)로부터 분출된 이온화 에어가 상기 공간(10)내를 확산해서 커버의 내부 전체에 걸쳐 균압화되고, 이 방전침 커버(8)의 표면 전체로부터 균등하게 방출되게 된다. 또한, 이렇게 이온화된 에어가 상기 방전침 커버(8)를 통과할 때 일부의 이온이 이 도전성 방전침 커버(8)에 흡수되어 이온량의 조정이 행해진다.

이와 같이, 상기 이온화 에어가 이온 방출 헤드(2) 전체에 균등하게 분산되어서 균등한 유속으로 분출됨과 아울러 일부의 이온이 이 헤드에 흡수되는 결과, 부분적인 유속 불균일이나 이온의 분포 불균일 등의 발생이 방지됨과 아울러 이온의 양이 워크(W)의 표면 전위를 극단적으로 상승시키지 않는 정도까지 조정된다.

여기서, 상기 방전침 커버(8)의 내압, 즉 공간(10)의 내압은 이 커버의 외부 압력인 대기압에 대하여 그다지 높게 할 필요는 없고, 다소 높은 정도의 정압으로 함으로써 에어는 비교적 완만하게 워크(W)를 향해서 방출되게 된다.

또한, 상기 공간(10)이 상기 에어 취출구(6)로부터의 에어로 에어 퍼징(air purging)되기 때문에 예를 들면, 에어 필터 등으로 깨끗하게 한 에어를 이 공간(10)에 공급하는 등, 에어 유로(7)를 통해서 공급하는 에어의 질을 관리함으로써 방전침(5)의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 상기 방전침(5)이 가늘고 긴 유지 부재(4)에 설치되고, 이들의 방전침(5) 전체가 상기 커버(8)로 덮어져 있기 때문에 안전성이 우수하고, 방전침(5)의 설치 자유도가 개선된다.

도 6 및 도 7에는 상기 제전 장치(1)의 전기 접속에 관한 모식적인 단면도와 전기 회로도가 도시되어 있다. 또한, 도 6에 있어서는 정부 복수쌍의 방전침(5a, 5b)이 편의상 일렬로 늘어서서 도시되어 있지만 실제로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 2열로 배치되어 있다. 이러한 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 수납 박스(3)내에 수용된 정부의 고전압 발생 회로(20a, 20b)는 모두, 자려 발진 회로(23)와, 이 자려 발진 회로(23)에 승압 트랜스(24)를 통해 접속된 배압 정류 회로(25)로 이루어져 있어서 정의 고전압 발생 회로(20a)는 모든 정의 방전침(5a)에 공통으로 접속되고, 부의 고전압 발생 회로(20b)는 모든 부의 방전침(5b)에 공통으로 접속되어 있다. 그리고, 상기 배압 정류 회로(25)에서 발생하는 정 및 부의 펄스상 고전압이 상기 정 및 부의 방전침(5a, 5b)에 교대로 인가됨으로써 이들의 방전침(5a, 5b)으로부터 정 및 부의 이온이 교대로 방출된다. 이때, 펄스상 고전압이 인가되지 않는 측의 방전침은 상기 배압 정류 회로(25)를 통해 회로 그라운드에 접속된다.

또한, 상기 방전침 커버(8)는 상술한 금속 소결체 외에도 도전성 합성 수지 등에 의해 형성될 수도 있고, 이 방전침 커버(8)가 필요에 따라 씰 수단을 통해 상기 유지 부재(4)에 설치된다. 이 방전침 커버(8)의 작은 구멍(8b)은 이 커버의 내외를 직선적으로 연결해도, 접혀 구부러진 상태에서 연결하고 있어도 좋고, 또한, 이 커버 전체에 규칙적으로 분포되어 있어도, 불규칙하게 분포되어 있어도 상관없다.

한편, 상기 수납 박스(3)나 단판(11, 12) 및 상부 커버(9)는 합성 수지로 구 성될 수 있다.

또한, 상기 방전침 커버(8)는 상기 제어 회로(21)에 접속됨과 아울러 이 제어 회로(21) 중의 검출 저항(R)을 통해 회로 그라운드와 도통하고, 이 검출 저항(R)의 양단의 전위차(V)가 상기 MPU(22)에 입력되게 되어 있다. 그리고, 상기 방전침(5a, 5b)으로부터 교대로 방출되는 정부의 이온을 흡수함으로써 발생하는 방전침 커버(8)의 전위 변화가 상기 검출 저항(R) 양단의 전위차(V)의 변화로서 제어 회로(21)에 의해 검출되고, 이 전위 변화에 의거하여 이 제어 회로(21)에서 상기 정부의 고전압 발생 회로(20a, 20b)를 제어해서 이온의 발생량을 컨트롤함으로써 이온 발란스가 자동적으로 조정되도록 구성되어 있다.

상기 방전침 커버(8)와 상부 커버(9)는 그 길이 방향으로 연장된 양쪽 측벽 단판(8a, 9a)을 상기 유지 부재(4)의 측벽(4b)에 나사 등의 설치 수단으로 설치함으로써 이 유지 부재(4)에 대하여 착탈 가능하게 되어 있지만, 적어도 한쪽의 커버를 접착제 등을 이용하여 고정해도 좋다. 상기 방전침 커버(8)가 착탈 가능할 때는 그것을 분리하여 사용함으로써 이온화된 에어를 이 커버(8)가 있을 경우보다는 멀리까지 분사할 수 있기 때문에 비교적 원거리에 배치한 워크를 제전하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 상기 구성을 갖는 제전 장치(1)는 상기 방전침 커버(8)로 이온의 방출량이 조정되는 결과, 이 제전 장치(1)를 워크(W)에 대하여 근거리에 설치해서 제전할 경우에도 이 워크(W)의 표면 전위가 극단적으로 상승하지 않는다. 또한, 상기 방전침 커버(8)로 이온화 에어의 유속이 이온 방출 헤드(2) 전체에 걸쳐 균일화됨 으로써 에어의 유속 불균일이나 이온의 분포 불균일 등의 발생이 방지되고, 이 워크 전체를 제전 불균일이 발생하지 않게 균등하고 확실하게 제전할 수 있어 제전 성능이 우수하다. 또한, 상기 방전침(5) 전체가 상기 방전침 커버(8)로 덮어져 있기 때문에 안전성도 우수하다. 또한, 상기 방전침 커버(8)에 의해 유전에 의한 워크의 극단적인 표면 전위의 상승을 방지할 수도 있다.

도 5에는 본 발명의 제전 장치(1)에서 연속하는 필름상의 워크(W)를 이온 방출 헤드(2)에서 방향 전환시키면서 상대적으로 이동시켜서 제전할 경우의 예가 도시되어 있다. 이때, 상기 워크(W)는 방전침 커버(8)의 전면으로부터 분사되는 에어의 개재에 의해 이 방전 커버(8)와는 비접촉 상태이거나 저마찰 접촉 상태로 유지된다. 따라서 상기 이온 방출 헤드(2)는 상기 워크(W)의 방향을 전환하는 방향 전환 가이드로서의 기능을 갖게 된다.

또한, 제전 장치를 이와 같이 이용할 경우, 상기 방전침 커버(8)의 표면은 에어를 분출하기 위한 작은 구멍(8b)을 형성하는 것 외에 가능하면 매끄러운면으로 형성해 두는 것이 바람직하다.

본 발명의 제전 장치는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능한 것이다.

예를 들면, 상기 유지 부재(4)는 복수쌍의 방전침을 유지할 수 있는 가늘고 긴 구조이면, 그 단면 형상은 반드시 거의 직방체 형상일 필요는 없다. 또한, 상기 방전침(5)이 설치되는 필요한 개소만을 절연 재료로 구성해도 좋다.

또한, 상기 상부 커버(9)는 반드시 단면이 U자상일 필요는 없고, 또는 생략 할 수도 있다.

Claims (5)

1. 코로나 방전에 의해 이온을 방출하는 복수의 방전침 및 상기 방전침에 근접하는 위치에서 에어를 분사하는 에어 취출구를 구비한 이온 방출 헤드와, 상기 방전침에 고전압을 인가하는 고전압 발생 회로와, 상기 고전압 발생 회로를 제어하는 제어 회로를 구비하고;

   상기 이온 방출 헤드는 상기 복수의 방전침 전체 및 상기 에어 취출구를 덮는 도전성 다공재로 이루어지는 방전침 커버를 구비하고 있고, 상기 방전침 커버는 에어를 분출하기 위한 작은 구멍을 표면 전체에 구비하고 상기 작은 구멍을 통해서 이온화된 에어를 외부로 방출하는 것으로, 상기 방전침 커버의 내압을 외부의 압력보다 높임으로써 상기 이온 방출 헤드 전체에 걸쳐 이온의 방출을 평균화함과 아울러 발생된 이온의 일부를 상기 방전침 커버에 흡수시켜서 이온의 방출량을 조정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제전 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 방전침의 선단과 방전침 커버의 사이에 공간을 개재시킴으로써 상기 공간내에서 에어를 확산시켜서 상기 방전침 커버 전체로부터 에어를 방출시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제전 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 이온 방출 헤드가 가늘고 긴 바 형상을 이룸과 아울러 정부의 방전침을 한쌍으로 하는 복수쌍의 방전침을 구비하고, 상기 방전침은 정부의 방전침을 상기 헤드의 폭방향으로 배치한 상태에서 상기 헤드의 길이 방향으로 늘어서서 설치되어 있고, 또한, 상기 이온 방출 헤드의 길이 방향의 일단에는 수납 박스가 부착되고, 상기 수납 박스의 내부에 정부의 상기 고전압 발생 회로와 상기 제어 회로가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 제전 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 방전침 커버가 단면이 U자상인 부재로 이루어져 있어서 상기 이온 방출 헤드의 길이 방향의 전장에 걸쳐 연장되어 있고, 상기 방전침 커버의 표면은 필름상의 제전 대상 워크를 방향 전환시키기 위한 가이드면을 이루고, 상기 가이드면으로부터 분출하는 에어에 의해 상기 제전 대상 워크를 비접촉 또는 저마찰 접촉 상태에서 가이드 가능하게 한 것을 특징으로 하는 제전 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 방전침 커버가 상기 제어 회로에 접속되어 있어서 이온의 흡수에 의해 발생하는 상기 방전침 커버의 전위 변화에 의거하여 상기 제어 회로에서 상기 고전압 발생 회로를 제어함으로써 이온 발란스를 조정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제전 장치.

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