KR101644845B1

KR101644845B1 - 이오나이저 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101644845B1
Application number: KR1020140148121A
Authority: KR
Inventors: 타카유키 토시다; 토모카즈 하리야; 나오토 사사다
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-08-02
Also published as: DE102014115817A1; DE102014115817B4; CN104617490A; JP2015088427A; US20150124368A1; DE102014115817B8; JP5945972B2; KR20150051156A; US9338867B2; TW201531167A; CN104617490B; TWI581669B

Abstract

제 1 그룹의 방전침에 정극성, 제 2 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 극성 패턴 및 제 1 그룹의 방전침에 부극성, 제 2 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 극성 패턴 중 어느 하나를 선택적으로 방전 부에 대해 출력 가능한 극성 출력부와, 제 1 극성 패턴 및 제 2 극성 패턴을 제어하는 극성 제어부를 구비하고, 극성 제어부는 제 1 그룹의 방전침 및 제 2 그룹의 방전침에 흐르는 직류 전류를 검지하는 전류 검출부를 갖고, 전류 검지부에서 검지된 제 1 그룹의 방전침과 제 2 그룹의 방전침의 전류값의 차가 소정값보다 클 경우에 제 1 극성 패턴과 제 2 극성 패턴을 스위칭한다.

Description

이오나이저 및 그 제어 방법{IONIZER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 방전침에 고전압을 인가해서 발생시킨 정 및 부의 이온을 이용해서 대전된 워크 등을 전기적으로 중화하기 위한 이오나이저 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

종래부터 정전 파괴나 정전 흡착 등의 정전기에 의한 장해를 방지하기 위해 방전침에 고전압을 인가해서 코로나 방전에 의해 정 및 부의 이온을 발생시키는 제전(除電) 장치 즉 이오나이저가 사용되고 있다. 이와 같은 이오나이저는 주로 방전침에 직류 전압을 인가하는 방식(이하, DC 방식이라 기재한다.)과, 방전침에 교류 전압을 인가하는 방식(이하, AC 방식이라 기재한다.)으로 분류된다.

이 중, 상기 DC 방식은 정이온을 방출하는 방전침과 부이온을 방출하는 방전침을 갖고 있어서 각각의 그룹의 방전침에 정부의 직류 전압을 인가함으로써 이들 정부의 각 방전침으로부터 정부의 이온을 동시에 방출하는 방식이다. 이 때문에, 방전침에 교류 전압을 인가하는 상기 AC 방식과 비교하면 정 및 부의 이온의 재결합을 억제할 수 있고, 그 결과 보다 많은 정부 각 이온을 멀리까지 방출하는 것이 가능해져 제전 속도를 보다 빠르게 할 수 있다는 이점이 있다.

그런데, 이와 같은 코로나 방전식의 이오나이저에 있어서는 사용 시간의 장기화에 따라 방전침이 부식이나 마모 등에 의해 열화되지만, 이때 특히 정극의 방전침쪽이 부극의 방전침보다 열화되기 쉬운 것이 알려져 있다. 이 때문에, 정부의 각 방전침으로부터 방출되는 이온 밸런스가 경시적으로 붕괴되어 제전 성능이 저하되어 버린다는 문제가 있었다.

그래서, 이와 같은 이온 밸런스의 경시적 불균형을 방지하기 위해 특허문헌 1이나 특허문헌 2에서는 제 1 그룹의 방전침으로부터 한쪽 극성의 이온을 방출함과 동시에 제 2 그룹의 방전침으로부터 다른쪽 극성의 이온을 방출하고, 또한 일정 기간마다 상기 각 그룹으로부터 방출하는 이온의 극성을 반전시키도록 구성된 제전 장치가 제안되어 있다.

그러나, 이 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시된 제전 장치는 상기 각 그룹의 방전침의 극성을 0.05s 이하라는 짧은 주기(일정 기간)로 반전시키는 것이기 때문에, 상술한 바와 같은 DC 방식의 장점을 충분히 살리면서 이온 밸런스의 경시적인 치우침을 방지할 필요가 있을 경우에는 반드시 최적의 해결책을 제공할 수 있는 것이라고는 말할 수 없다.

일본 특허 공개 2008-153132 호 공보 일본 특허 공개 2008-288072 호 공보

본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 DC 방식의 이오나이저의 장점을 충분히 살리면서 사용 시간의 장기화에 따른 방전침의 부식이나 마모 등에 의한 열화의 정도를 각 방전침 사이에서 균일화함으로써 이온 밸런스의 경시적인 치우침을 방지할 수 있음과 동시에 방전침 전체적으로 수명도 개선하는 것이 가능한 이오나이저 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 이오나이저는 인가되는 직류 전압의 극성에 따라 정 또는 부의 이온을 방출하는 2n개(n은 자연수)의 방전침을 갖고 이들 방전침을 n개씩 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 그룹 나눔해서 이루어지는 방전부와, 상기 제 1 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가함과 아울러 상기 제 2 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 극성 패턴 및 상기 제 1 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가함과 아울러 상기 제 2 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 극성 패턴 중 어느 하나를 선택적으로 상기 방전부에 대해 출력 가능한 극성 출력부와, 상기 극성 출력부로부터 출력시키는 극성 패턴을 제어하는 극성 제어부와, 상기 극성 출력부에 접속되어 상기 극성 출력부에 대해 급전하는 전원을 구비한 이오나이저로서, 상기 극성 제어부는 상기 제 1 그룹의 방전침 및 제 2 그룹의 방전침에 흐르는 전류값을 각각 검출하는 전류 검출부를 갖고, 부극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 한쪽 그룹의 전류값으로부터 정극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 다른쪽 그룹의 전류값을 뺀 값이 소정값보다 커졌을 때에 상기 극성 출력부로부터 출력시키는 극성 패턴을 그때까지 출력되고 있었던 한쪽 극성 패턴으로부터 다른쪽 극성 패턴으로 스위칭하는 지령 신호를 상기 극성 출력부에 대해 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 이오나이저에 있어서 상기 극성 출력부는 상기 제 1 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 정극 회로와, 상기 제 1 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 부극 회로와, 상기 제 2 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 정극 회로와, 상기 제 2 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 부극 회로와, 상기 전원과 상기 제 1 정극 회로 사이의 전기적 접속을 온/오프하는 제 1 스위치와, 상기 전원과 상기 제 1 부극 회로 사이의 전기적 접속을 온/오프하는 제 2 스위치와, 상기 전원과 상기 제 2 정극 회로 사이의 전기적 접속을 온/오프하는 제 3 스위치와, 상기 전원과 상기 제 2 부극 회로 사이의 전기적 접속을 온/오프하는 제 4 스위치를 갖고, 상기 극성 제어부로부터의 지령 신호에 의해 상기 제 1 스위치와 상기 제 4 스위치를 온으로 함과 아울러 상기 제 2 스위치와 상기 제 3 스위치를 오프로 함으로써 상기 제 1 극성 패턴을 출력하고, 상기 제 1 스위치와 상기 제 4 스위치를 오프로 함과 아울러 상기 제 2 스위치와 상기 제 3 스위치를 온으로 함으로써 상기 제 2 극성 패턴을 출력하도록 구성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 이오나이저의 제어 방법은 인가되는 직류 전압의 극성에 따라 정 또는 부의 이온을 방출하는 2n개(n은 자연수)의 방전침을 갖고 이들 방전침을 n개씩 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 그룹 나눔해서 이루어지는 방전부와, 상기 제 1 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가함과 아울러 상기 제 2 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 극성 패턴 및 상기 제 1 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가함과 아울러 상기 제 2 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 극성 패턴 중 어느 하나를 선택적으로 상기 방전부에 대해 출력 가능한 극성 출력부와, 상기 극성 출력부에 접속되어 상기 극성 출력부에 대해 급전하는 전원을 구비한 이오나이저의 제어 방법으로서, 상기 제 1 그룹의 방전침 및 제 2 그룹의 방전침에 흐르는 전류값을 각각 검출해서 부극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 한쪽 그룹의 전류값으로부터 정극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 다른쪽 그룹의 전류값을 뺀 값이 소정값보다 커졌을 때에, 상기 극성 출력부로부터 출력시키는 극성 패턴을 그때까지 출력되고 있었던 한쪽 극성 패턴으로부터 다른쪽 극성 패턴으로 스위칭하는 것을 특징으로 한다.

[발명의 효과]

본 발명에 의하면, 제 1 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가함과 동시에 제 2 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 극성 패턴 및 상기 제 1 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가함과 동시에 상기 제 2 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 극성 패턴 중 어느 하나를 선택적으로 방전부에 대해 출력 가능한 극성 출력부를 설치하고, 상기 방전침의 제 1 그룹 및 제 2 그룹에 흐르는 전류값을 각각 검출해서 부극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 한쪽 그룹의 전류값으로부터 정극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 다른쪽 그룹의 전류값을 뺀 값이 소정값보다 커졌을 때에, 상기 극성 출력부로부터 출력시키는 극성 패턴을 그때까지 출력되고 있었던 한쪽 극성 패턴으로부터 다른쪽 극성 패턴으로 스위칭하도록 구성되어 있다.

이 때문에, 정이온을 방출하고 있는 그룹에 속하는 방전침의 열화 정도가 진행해서 부이온을 방출하고 있는 그룹에 속하는 방전침의 열화 정도와의 차가 소정의 기준값보다 커졌을 때에는 이들 방전침에 대해 그때까지와는 역극성의 직류 전압이 각각 인가된다. 따라서, DC 방식의 이오나이저의 장점을 충분히 살리면서도 사용 시간의 장기화에 따른 방전침의 부식이나 마모 등에 의한 열화의 정도가 양 그룹의 각 방전침 사이에서 균일화됨으로써 이온 밸런스의 경시적인 치우침을 방지할 수 있음과 동시에 양 그룹에 속하는 방전침 전체적인 수명도 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이오나이저의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이오나이저의 제어 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 3은 본 발명에 따른 이오나이저의 제어에 있어서의 타이밍 차트이다.

이하에, 본 발명에 따른 이오나이저의 실시형태에 대해서 상세히 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 이오나이저는 고주파 전압을 출력하는 전원(2)과, 도시하지 않은 제전 대상물에 대하여 정 및 부의 이온을 방출하는 방전부(10)와, 상기 방전부(10)에 대하여 정 및 부의 직류 고전압을 인가하는 직류 전압 출력부(극성 출력부)(20)와, 상기 직류 전압 출력부(20)로부터 상기 방전부(10)에 인가하는 직류 고전압의 극성을 제어하는 극성 제어부(30)로 구성되어 있다.

상기 전원(2)은 상기 직류 전압 출력부(20)에 접속되어 있고, 상기 직류 전압 출력부(20)에 대한 급전을 온/오프해서 이오나이저(1)를 가동/정지시키는 것이 가능한 전원 스위치(2a)를 갖고 있다.

상기 방전부(10)는 인가되는 직류 고전압의 극성에 따라 코로나 방전에 의해 정 또는 부의 이온을 발생시키는 2n(n:자연수)개의 방전침(11, 12)으로 구성되어 있다. 그리고, 이들 2n개의 방전침(11, 12)은 제 1 그룹을 구성하는 n개의 방전침(11)과, 제 2 그룹의 n개(즉, 제 1 그룹과 동수)의 방전침(12)으로 그룹 나눔되어 있다. 이들 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 방전침(11, 12)에는 서로 역극성의 직류 고전압이 인가되어, 정극성의 직류 고전압이 인가된 그룹의 방전침으로부터는 정이온이 방출되고 부극성의 직류 고전압이 인가된 그룹의 방전침으로부터는 부이온이 방출되도록 되어 있다.

상기 직류 전압 출력부(20)는 1개 극성의 직류 고전압과 역극성의 직류 고전압을 상기 제 1 그룹의 방전침(11)과 상기 제 2 그룹의 방전침(12) 각각에 대하여 출력하는 것이며, 상기 제 1 그룹의 방전침(11)에 정극성의 직류 고전압을 인가하는 제 1 직류 전압 출력 회로(21)와, 상기 제 1 그룹의 방전침(11)에 부극성의 직류 고전압을 인가하는 제 2 직류 전압 출력 회로(22)와, 상기 제 2 그룹의 방전침(12)에 정극성의 직류 고전압을 인가하는 제 3 직류 전압 출력 회로(23)와, 상기 제 2 그룹의 방전침(12)에 부극성의 직류 고전압을 인가하는 제 4 직류 전압 출력 회로(24)에 의해 구성되어 있다.

상기 제 1 직류 전압 출력 회로(21)는 상기 전원(2)으로부터 출력된 고주파 전압을 승압하는 제 1 승압 트랜스(21a)와, 이 승압 트랜스(21a)에서 승압된 고주파 전압을 정극성의 직류 고전압으로 변환하여 상기 제 1 그룹의 방전침(11)에 출력하는 제 1 정극 회로(21b)와, 상기 전원(2)과 이 정극 회로(21b) 사이의 전기적 접속을 개별적으로 온/오프할 수 있는 제 1 스위치(21c)를 구비하고 있다. 마찬가지로, 상기 제 3 직류 전압 출력 회로(23)는 상기 전원(2)으로부터 출력된 고주파 전압을 승압하는 제 3 승압 트랜스(23a)와, 이 승압 트랜스(23a)에서 승압된 고주파 전압을 정극성의 직류 고전압으로 변환하여 상기 제 2 그룹의 방전침(12)에 출력하는 제 2 정극 회로(23b)와, 상기 전원(2)과 이들 정극 회로(23b) 사이의 전기적 접속을 개별적으로 온/오프할 수 있는 제 3 스위치(23c)를 구비하고 있다.

또한, 상기 제 2 및 제 4 직류 전압 출력 회로(22, 24)도 마찬가지로 상기 전원(2)으로부터 출력된 고주파 전압을 승압하는 제 2 및 제 4 승압 트랜스(22a, 24a)와, 이들 승압 트랜스(22a, 24a)에서 승압된 고주파 전압을 부극성의 직류 고전압으로 변환하여 상기 제 1 및 제 2 그룹의 방전침(11, 12)에 각각 출력하는 제 1 및 제 2 부극 회로(22b, 24b)와, 상기 전원(2)과 이들 부극 회로(22b, 24b) 사이의 전기적 접속을 각각 개별적으로 온/오프할 수 있는 제 2 및 제 4 스위치(22c, 24c)를 구비하고 있다.

이 이오나이저(1)에 있어서는 상기 극성 제어부(30)으로부터의 지령 신호에 의해 상기 제 1~제 4 스위치(21c~24c)의 온/오프의 조합이 스위칭되도록 구성되어 있다. 이와 같이 함으로써, 상기 직류 전압 출력부(20)가 상기 제 1 그룹에 속하는 n개의 방전침(11) 전체에 정극성의 직류 고전압을 인가하고 상기 제 2 그룹에 속하는 n개의 방전침(12) 전체에 부극성의 직류 고전압을 인가하는 제 1 극성 패턴과, 상기 제 1 그룹에 속하는 n개의 방전침(11) 전체에 부극성의 직류 고전압을 인가하고 상기 제 2 그룹에 속하는 n개의 방전침(12) 전체에 정극성의 직류 고전압을 인가하는 제 2 극성 패턴 중 어느 하나를 선택적으로 상기 방전부(10)에 대하여 출력할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상기 제 1 극성 패턴을 상기 방전부(10)에 대하여 출력할 때는 제 1 및 제 4 스위치(21c, 24c)가 온, 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)가 오프로 되고, 그 한편으로 상기 제 2 극성 패턴을 상기 방전부(10)에 대하여 출력할 때는 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)가 온, 제 1 및 제 4 스위치(21c, 24c)가 오프로 되도록 각 스위치(21c~24c)가 상기 지령 신호에 의해 제어되도록 되어 있다.

상기 극성 제어부(30)는 상기 직류 전압 출력부(20)에 출력시키는 극성 패턴에 대응하는 신호, 즉 극성 패턴의 식별 신호를 출력하는 지령 회로(31)와, 이 지령 회로(31)로부터 출력된 식별 신호를 반전시켜 그 반전시킨 신호를 상기 지령 신호로서 상기 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)에 대하여 출력하는 논리 반전 회로(32)와, 상기 직류 전압 출력부(20)로부터 상기 제 1 그룹에 속하는 방전침(11) 전체에 흐르는 전류값(Ia) 및 상기 제 2 그룹에 속하는 방전침(12) 전체에 흐르는 전류값(1b)을 각각 검출하는 전류 검출부(33)를 포함하고 있다. 또한, 제 1 및 제 4 스위치(21c, 24c)에 대해서는 상기 지령 회로(31)로부터의 식별 신호가 반전되지 않고 그대로 상기 지령 신호로서 출력되도록 되어 있다.

그런데, 이와 같은 코로나 방전식의 이오나이저(1)에 있어서는 사용 시간의 장기화에 따라 방전부(10)의 각 방전침(11, 12)이 부식이나 마모 등에 의해 서서히 열화되지만, 이때 특히 정극의 방전침쪽이 부극의 방전침보다 열화가 진행되기 쉬운 것이 알려져 있다. 이 때문에, 예를 들면 장기간에 걸쳐 제 1 그룹의 방전침(11)에 정극성의 직류 고전압만을 인가하고 제 2 그룹의 방전침(12)에 부극성의 직류 고전압만을 인가하고 있으면, 제 2 그룹의 방전침(12)보다 제 1 그룹의 방전침(11)의 열화가 진행되어, 그 결과 방전부(10)로부터 방출되는 정부의 이온 밸런스가 무너져(즉, 이온 밸런스가 부측에 크게 치우쳐) 제전 성능이 저하되어버릴 우려가 있다. 또한 동시에, 양 그룹에 속하는 이들 방전침 전체적인 수명, 즉 방전부(10)의 수명도 저하되어버린다.

그래서, 본 발명에 의한 이오나이저에 있어서는 상기 극성 제어부(30)의 지령 회로(31)가 상기 제 1 극성 패턴 및 상기 제 2 극성 패턴 각각에 할당된 플래그(i) 중 어느 하나를 기억하는 플래그 기억부(31a)와, 상기 플래그 기억부(31a)에 기억된 플래그(i)(즉, 극성 패턴)에 대응하는 상기 식별 신호를 출력하는 지령부(31b)와, 상기 플래그 기억부(31a)에 기억된 플래그(i)와 상기 전류 검출부(33)에 의해 검출된 방전침의 제 1 및 제 2 그룹의 전류값(Ia, Ib)에 의거하여 부극성의 직류 고전압이 인가되어 있는 방전침 그룹의 전류값으로부터 정극성의 직류 고전압이 인가되어 있는 방전침 그룹의 전류값을 뺀 값[전류차(ΔI)]을 미리 설정된 소정의 역치(Ik)(＞0)와 비교하여 이 전류차(ΔI)가 역치(Ik)보다 클 때(ΔI＞Ik) 극성 스위칭 신호를 출력하는 비교 연산부(31c)와, 상기 비교 연산부(31c)로부터의 극성 스위칭 신호에 의해 상기 플래그 기억부(31a)에 기억되어 있는 한쪽 극성 패턴에 대응하는 플래그(i)를 다른쪽 극성 패턴에 대응하는 플래그(i)로 다시 쓰는 플래그 갱신부(31d)를 갖고 있다.

이렇게 함으로써, 예를 들면 제 1 극성 패턴에 대응하는 플래그(i)를 「온(i=1)」, 제 2 극성 패턴에 대응하는 플래그(i)를 「오프(i=0)」로 했을 때, 상기 플래그 기억부(31a)에 기억되어 있는 플래그(i)가 「온(i=0)」일 경우에는 제 1극성 패턴에 대응하는 식별 신호가 상기 지령부(31b)로부터 출력되고, 이 식별 신호에 의거하여 상기 제 1 및 제 4 스위치(21c, 24c)를 온으로 하고 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)를 오프로 하는 지령 신호가 상기 극성 제어부(30)로부터 상기 직류 전압 출력부(20)에 대해 출력된다. 역으로, 상기 플래그 기억부(31a)에 기억되어 있는 플래그(i)가 「오프(i=0)」일 경우에는 제 2 극성 패턴에 대응하는 식별 신호가 상기 지령부(31b)로부터 출력되고, 이 식별 신호에 의거하여 상기 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)를 온으로로 하고 제 1 및 제 4 스위치(21c, 24c)를 오프로 하는 지령 신호가 상기 극성 제어부(30)로부터 상기 직류 전압 출력부(20)에 대해 출력된다.

그리고, 정극성의 직류 고전압이 인가되고 있었던 그룹의 방전침의 열화가 상대적으로 진행되어 상기 전류차(ΔI)가 역치(Ik)를 초과할 때마다 상기 플래그 기억부(31a)의 플래그(i)가 플래그 갱신부(31d)에 의해 다시 쓰여져 각 그룹에 속하는 방전침(11, 12)에 대하여 지금까지와는 역극성의 직류 고전압이 인가된다. 이 때문에, 정 및 부의 이온의 재결합을 억제하여 보다 많은 정부 각 이온을 멀리까지 비산시킬 수 있다는 DC 방식(직류 방식)의 장점을 충분히 살리면서도, 사용 시간의 장기화에 따른 방전침의 부식이나 마모 등에 의한 열화의 정도를 제 1 그룹의 방전침(11)과 제 2 그룹의 방전침(12) 사이에서 균일화함으로써 이온 밸런스의 경시적인 치우침을 방지할 수 있음과 동시에 양 그룹에 속하는 이들 방전침(11, 12) 전체적인 수명, 즉 방전부(10)의 수명도 개선하는 것이 가능해진다.

이어서, 도 2의 플로 차트에 의거하여 상기 이오나이저(1)의 제어 방법의 제 1 실시형태를 구체적으로 설명한다.

우선, 전원 스위치(2a)의 조작에 의해 전원(2)을 오프로부터 온으로 스위칭하면(S1) 상기 전원 스위치(2a)로부터의 전원 투입 신호에 의거하여 상기 플래그 갱신부(31d)에 의해 상기 플래그 기억부(31a)에 기억된 플래그(i)가 「오프(i=0)」로 리셋된다(S2).

그리고, 이 플래그 기억부(31a)에 기억된 플래그(i)에 의거하여 지령부(31b)로부터 플래그(i)=0, 즉 제 2 극성 패턴에 대응하는 「오프」의 식별 신호가 출력된다(S3). 이와 같이 하면, 이 식별 신호에 의거하여 극성 제어부(30)로부터 출력되는 지령 신호에 의해 직류 전압 출력부(20)에 있어서 상기 제 1 및 제 4 스위치(21c, 24c)가 오프로 됨과 동시에 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)가 온으로 되어(S4), 그 결과 제 1 부극 회로(22b)로부터 제 1 그룹의 각 방전침(11)에 대해 부극성의 직류 고전압이 인가됨과 동시에 제 2 정극 회로(23b)로부터 제 2 그룹의 각 방전침(12)에 대해 정극성의 직류 고전압이 인가된다(S5). 따라서, 제 1 그룹의 방전침(11)으로부터 부의 이온이 방출됨과 동시에 제 2 그룹의 방전침(12)으로부터 정의 이온이 방출된다.

이어서, 스텝 S6에 있어서 비교 연산부(31c)는 부극으로 되어 있는 제 1 그룹의 방전침(11)의 전류값(Ia)으로부터 정극으로 되어 있는 제 2 그룹의 방전침(12)의 전류값(Ib)을 뺀 전류차(ΔI)(Ia-Ib)가 역치(Ik) 이하인지의 여부를 판단한다.

그 결과, 이 전류차(ΔI)가 역치(Ik) 이하일 경우에는 정극으로 되어 있는 방전침(12)의 부극으로 되어 있는 방전침(11)에 대한 상대적인 열화의 정도, 즉 방전부(10)로부터 방출되는 정부의 이온 밸런스가 허용 범위 내에 있다고 판정되어, 처리는 스텝 S7로 진행하여 전원(2)의 온/오프를 확인한다. 그리고, 상기 전원(2)이 온인채로 오프로 되어 있지 않을 경우에는 플래그 기억부(31a)의 플래그(i)가 「오프(i=0)」인채로 유지되고, 이어서 직류 전압 출력부(20)로부터 제 2 극성 패턴의 직류 고전압이 제 1 및 제 2 그룹의 방전침(11, 12)에 대해 인가된다(S3~S5). 또한, 스텝 S7에 있어서 전원(2)이 오프였을 경우에는 상기 전원(2)으로부터 직류 전압 출력부(20)에 대한 급전이 차단되기 때문에 상기 제 1, 제 2 그룹의 방전침(11, 12)으로부터의 이온의 방출이 종료된다.

한편, 상기 스텝 S6에 있어서 상기 전류차(ΔI)가 역치(Ik)보다 클 경우에는 정극으로 되어 있는 방전침(12)의 부극으로 되어 있는 방전침(11)에 대한 상대적인 열화의 정도가 허용 범위를 초과했다고 판정한다. 이와 같이 하면, 상기 비교 연산부(31c)로부터의 극성 스위칭 신호에 의거하여 상기 플래그 갱신부(31d)에 의해 상기 플래그 기억부(31a)에 기억되어 있는 플래그(i)가 제 2 극성 패턴에 대응하는 「오프(i=0)」로부터 제 1 극성 패턴에 대응하는 「온(i=1)」으로 다시 쓰여진다(S8).

이어서, 이 플래그 기억부(31a)의 새롭게 기억된 플래그(i)에 의거하여 지령부(31b)로부터 플래그(i)=1, 즉 제 1 극성 패턴에 대응하는 「온」의 식별 신호가 출력된다(S9). 그리고, 이 식별 신호에 의거하여 극성 제어부(30)로부터 출력되는 지령 신호에 의해 직류 전압 출력부(20)에 있어서 상기 제 1 및 제 4 스위치(21c, 24c)가 온으로 됨과 동시에 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)가 오프로 된다(S10). 그 결과, 제 1 정극 회로(21b)로부터 제 1 그룹의 각 방전침(11)에 대해 정극성의 직류 고전압이 인가됨과 동시에 제 2 부극 회로(24b)로부터 제 2 그룹의 각 방전침(12)에 대해 부극성의 직류 고전압이 인가되어(S11), 이번에는 제 1 그룹의 방전침(11)으로부터 정의 이온이 방출됨과 동시에 제 2 그룹의 방전침(12)으로부터 부의 이온이 방출된다.

이어서, 스텝 S12에 있어서 이번에는 부극으로 되어 있는 제 2 그룹의 방전침(12)의 전류값(Ib)으로부터 정극으로 되어 있는 제 1 그룹의 방전침(11)의 전류값(Ia)을 뺀 전류차(ΔI)(Ib-Ia)가 상기 역치(Ik) 이하인지의 여부를 판단한다.

그 결과, 이 전류차(ΔI)가 역치(Ik) 이하일 경우에는 정극으로 되어 있는 방전침(11)의 부극으로 되어 있는 방전침(12)에 대한 상대적인 열화의 정도가 허용 범위 내에 있다고 판정되어 그대로 스텝 S13으로 진행해서 전원(2)의 온/오프를 확인한다. 그리고, 상기 전원(2)이 온인채로 있을 경우에는 플래그 기억부(31a)의 플래그(i)가 「온(i=1)」인채로 유지되고, 이어서 직류 전압 출력부(20)로부터 제 1 극성 패턴의 직류 고전압이 제 1 및 제 2 그룹의 방전침(11, 12)에 대해 인가된다(S9~S11). 또한, 스텝 S13에 있어서 전원(2)이 오프였을 경우에는 이오나이저(1)의 가동이 정지되어 상기 제 1, 제 2 그룹의 방전침(11, 12)으로부터의 이온의 방출이 종료된다.

또한, 상기 스텝 S12에 있어서 상기 전류차(ΔI)가 역치(Ik)보다 클 경우에는 정극으로 되어 있는 방전침(11)의 부극으로 되어 있는 방전침(12)에 대한 상대적인 열화의 정도가 허용 범위를 초과했다고 판정한다. 이와 같이 하면, 상기 비교 연산부(31c)로부터의 극성 스위칭 신호에 의거하여 상기 플래그 갱신부(31d)에 의해 상기 플래그 기억부(31a)에 기억되어 있는 플래그(i)가 제 1 극성 패턴에 대응하는 「온(i=1)」으로부터 다시 제 2 극성 패턴에 대응하는 「오프(i=0)」로 다시 쓰여진다(S2). 이후, 상술한 각 스텝과 마찬가지의 동작이 반복된다.

도 3은 이오나이저(1)를 도 2에 나타내는 제 1 실시형태에서 제어했을 때의 타이밍 차트를 나타내고 있다.

우선, 시각(t1)에 있어서 전원(2)을 오프로부터 온으로 스위칭하면 상기 플래그 기억부(31a)에 기억된 플래그(i)가 「오프(i=0)」로 리셋된다. 그리고, 이 플래그 기억부(31a)에 기억된 플래그(i)(=0)에 의거하여 극성 제어부(30)로부터 출력되는 지령 신호에 의해 상기 제 1 및 제 4 스위치(21c, 24c)가 오프로 되고, 상기 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)가 온으로 된다. 그 결과, 방전부(10)에 제 2 극성 패턴의 직류 고전압이 인가되어, 상기 제 1 그룹의 방전침(11)으로부터 부의 이온, 상기 제 2 그룹의 방전침(12)으로부터 정의 이온이 동시에 방출된다.

이와 같이 해서, 방전부(10)에 대해 상기 제 2 극성 패턴의 직류 고전압을 계속 인가하면 부극인 제 1 그룹의 방전침(11)에 대해 정극인 제 2 그룹의 방전침(12)의 열화가 진행되어, 이에 따라 상기 제 1 그룹에 흐르는 전류값(Ia)에 대해 제 2 그룹에 흐르는 전류값(Ib)도 저하되어 간다. 그리고, 상기 전류차(ΔI)(Ia-Ib)가 소정의 역치(Ik)보다 커졌을 때(t2), 상기 플래그 갱신부(31d)에 의해 플래그(i)가 제 2 극성 패턴에 할당된 「오프(i=0)」로부터 제 1 극성 패턴에 할당된 「온(i=1)」으로 다시 쓰여진다.

이렇게 하면, 상기 제 1 및 제 4 스위치(21c, 24c)가 온으로 됨과 동시에 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)가 오프로 되어 방전부(10)에 제 1 극성 패턴의 직류 고전압이 인가되어, 상기 제 1 그룹의 방전침(11)으로부터 정의 이온, 상기 제 2 그룹의 방전침(12)으로부터 부의 이온이 동시에 방출된다.

그 결과, 이번에는 정극으로 된 제 1 그룹의 방전침(11)의 열화가 제 2 그룹의 방전침(12)에 대해 진행되기 때문에, 양 그룹의 방전침(11, 12)의 열화의 정도의 차[전류차(ΔI)]는 일단 서서히 줄어들지만, 시간이 경과하면 이번에는 상기 제 1 그룹의 방전침(11)의 열화가 진행되어 전류차(ΔI)(Ib-Ia)는 다시 서서히 확대되어 간다. 그리고, 이 전류차(ΔI)가 다시 소정의 역치(Ik)보다 커졌을 때(t3), 상기 플래그 갱신부(31d)에 의해 플래그(i)가 「온(i=1)」으로부터 다시 「오프(i=0)」로 다시 쓰여지고, 방전부(10)에 제 2 극성 패턴의 직류 고전압이 인가되어 상기 제 1 그룹의 방전침(11)으로부터 부의 이온, 상기 제 2 그룹의 방전침(12)으로부터 정의 이온이 동시에 방출된다. 이후, 상기 전류차(ΔI)가 역치(Ik)보다 커질 때마다 마찬가지의 동작이 반복되어 양 그룹의 방전침(11, 12)의 열화의 정도 차는 소정의 범위로 유지된다.

또한, 시각(t4)에 있어서 전원(2)을 오프로 하면 상기 양 그룹의 방전침(11, 12)으로부터의 이온의 방출이 정지된다. 이때, 상기 플래그 기억부(31a)에 기억되어 있는 플래그는 「오프(i=0)」인채로 유지되지만, 상기 제 2 및 제 3 스위치(22c, 23c)는 온으로부터 오프로 된다.

이상에 있어서, 본 발명의 실시형태에 있어서 상세히 설명해 왔지만, 본 발명은 그것들에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 요지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 설계 변경을 할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

예를 들면, 본 실시형태에서는 직류 전압 출력부(20)가 방전부(10)에 대해 극성 패턴의 식별 신호가 「오프」일 때에 제 2 극성 패턴을 출력하고 「온」일 때에 제 1 극성 패턴을 출력하도록 하고 있지만, 식별 신호가 「온」일 때에 제 2 극성 패턴을 출력하고 식별 신호가 「오프」일 때에 제 1 극성 패턴을 출력하도록 해도 좋다.

또한, 방전침(11, 12)에 흐르는 합계 전류값을 각각 Ia, Ib로 했지만, 각 그룹에 있어서 n개의 각각의 방전침(11, 12)에 흐르는 전류값의 평균값을 각각 Ia, Ib로 해도 좋다.

또한, 플래그 기억부(31a)의 플래그(i)를 도 2의 스텝 S2에 있어서 「i=1」로 리셋하고 스텝 S8에 있어서 「i=0」으로 다시 쓰도록 해도 좋다.

2 : 전원 2a : 전원 스위치
10 : 방전부 11 : 제 1 그룹의 방전침
12 :제 2 그룹의 방전침 20 : 직류 전압 출력부(극성 출력부)
21b : 제 1 정극 회로 21c : 제 1 스위치
22b : 제 1 부극 회로 22c : 제 2 스위치
23b : 제 2 정극 회로 23c : 제 3 스위치
24b : 제 2 부극 회로 24c : 제 4 스위치
30 : 극성 제어부 31 : 지령 회로
31a : 플래그 기억부 31b : 지령부
31c : 비교 연산부 31d : 플래그 갱신부
33 : 전류 검출부

Claims

인가되는 직류 전압의 극성에 따라 정 또는 부의 이온을 방출하는 2n개(n은 자연수)의 방전침을 갖고, 이들 방전침을 n개씩 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 그룹 나눔해서 이루어지는 방전부와,
상기 제 1 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가함과 아울러 상기 제 2 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 극성 패턴, 및 상기 제 1 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가함과 아울러 상기 제 2 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 극성 패턴 중 어느 하나를 선택적으로 상기 방전부에 대해 출력 가능한 극성 출력부와,
상기 극성 출력부로부터 출력시키는 극성 패턴을 제어하는 극성 제어부와,
상기 극성 출력부에 접속되어 상기 극성 출력부에 대해 급전하는 전원을 구비한 이오나이저로서,
상기 극성 제어부는,
상기 제 1 그룹의 방전침 및 제 2 그룹의 방전침에 흐르는 전류값을 각각 검출하는 전류 검출부를 갖고,
부극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 한쪽 그룹의 전류값으로부터 정극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 다른쪽 그룹의 전류값을 뺀 값이 소정값보다 커졌을 때에, 상기 극성 출력부로부터 출력시키는 극성 패턴을 그때까지 출력되고 있었던 한쪽 극성 패턴으로부터 다른쪽 극성 패턴으로 스위칭하는 지령 신호를 상기 극성 출력부에 대해 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이오나이저.
제 1 항에 있어서,
상기 극성 출력부는,
상기 제 1 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 정극 회로와,
상기 제 1 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 부극 회로와,
상기 제 2 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 정극 회로와,
상기 제 2 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 부극 회로와,
상기 전원과 상기 제 1 정극 회로 사이의 전기적 접속을 온/오프하는 제 1 스위치와,
상기 전원과 상기 제 1 부극 회로 사이의 전기적 접속을 온/오프하는 제 2 스위치와,
상기 전원과 상기 제 2 정극 회로 사이의 전기적 접속을 온/오프하는 제 3 스위치와,
상기 전원과 상기 제 2 부극 회로 사이의 전기적 접속을 온/오프하는 제 4 스위치를 갖고,
상기 극성 제어부로부터의 지령 신호에 의해 상기 제 1 스위치와 상기 제 4 스위치를 온으로 함과 아울러 상기 제 2 스위치와 상기 제 3 스위치를 오프로 함으로써 상기 제 1 극성 패턴을 출력하고, 상기 제 1 스위치와 상기 제 4 스위치를 오프로 함과 아울러 상기 제 2 스위치와 상기 제 3 스위치를 온으로 함으로써 상기 제 2 극성 패턴을 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이오나이저.
인가되는 직류 전압의 극성에 따라 정 또는 부의 이온을 방출하는 2n개(n은 자연수)의 방전침을 갖고, 이들 방전침을 n개씩 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 그룹 나눔해서 이루어지는 방전부와,
상기 제 1 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가함과 아울러 상기 제 2 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가하는 제 1 극성 패턴, 및 상기 제 1 그룹의 방전침에 부극성의 직류 전압을 인가함과 아울러 상기 제 2 그룹의 방전침에 정극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 극성 패턴 중 어느 하나를 선택적으로 상기 방전부에 대해 출력 가능한 극성 출력부와,
상기 극성 출력부에 접속되어 상기 극성 출력부에 대해 급전하는 전원을 구비한 이오나이저의 제어 방법으로서,
상기 제 1 그룹의 방전침 및 제 2 그룹의 방전침에 흐르는 전류값을 각각 검출해서 부극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 한쪽 그룹의 전류값으로부터 정극성의 직류 전압이 인가되고 있었던 다른쪽 그룹의 전류값을 뺀 값이 소정값보다 커졌을 때에, 상기 극성 출력부로부터 출력시키는 극성 패턴을 그때까지 출력되고 있었던 한쪽 극성 패턴으로부터 다른쪽 극성 패턴으로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 이오나이저의 제어 방법.