TWI442834B - 除電裝置 - Google Patents

Description

除電裝置

本發明係關於一種用以對帶正電或負電之帶電體進行除電之除電裝置。

眾所周知之除電裝置可藉由產生正、負離子而對帶電體進行除電(引用文獻1、2)。除電裝置具有如下問題，因對電極針施加高電壓進行電暈放電，而產生離子，故而會因電極針磨損，並且使電極針弄髒，而導致離子產生能力經時性下降。

[專利文獻1]日本專利特開2000-58290號公報

[專利文獻2]日本專利特開2003-86393號公報

對於該問題，引用文獻2揭示有如下發明，以對共用電極針交替施加極性相異之高電壓，使得正離子與負離子交替產生之除電裝置為前提條件，例如設置間隔期間，該間隔期間於施加正電壓之後，於施加其次之負電壓之前不對電極針施加電壓，並且於即將進入間隔期間前，以使離子平衡達到中性狀態之方式，而調整施加於電極針中之電壓。根據該發明，能夠獲得如下效果：可藉由於施加極性相異之電壓之間插入間隔期間，而縮短電極針之實際作動時間，藉此不僅可降低電極針之磨損或污染，亦可適度維持離子平衡。

本發明之目的在於提供一種除電裝置，其可降低電極針之磨損或污染，並且有效地除去帶電體。

上述技術性課題，根據本發明，可由提供一種除電裝置而達成；上述除電裝置之特徵在於：其係對電極針施加高電壓而使離子產生，且具備自行放電檢測電路，其於對上述電極針未施加高電壓時，檢測上述電極針之自行放電；當包含暫停上述電極針之暫停期間的暫停模式之上述暫停期間中，上述自行放電檢測電路檢測到上述電極針之自行放電時，開始對上述電極針施加高電壓以產生離子之除電動作，當帶電體之除電結束時，停止除電動作，並返回上述暫停期間。

根據本發明，若帶電體出現於使電極針暫停時，則會於電極針之前端部引起與帶電體相反極性之電荷，藉此易於產生自行放電。繼而，不僅可藉由以設於裝置內部之自行放電檢測電路檢測出產生自行放電，而檢測到出現帶電體，而且可開始除電動作。因此，由於不將帶電體之出現依賴外部感應器，而是可藉由除電裝置其自身自動檢測，並由除電裝置進行除電，因此可經常於不對電極針施加高電壓之暫停狀態下待機，藉此可降低電極針之磨損或污染，並且有效地除去帶電體。

作為自行放電檢測電路，既可為於上述電極針與上述高 電壓產生電路之間設置電阻而檢測流入該電阻之電流值的電路，亦可為於上述電極針與接地之間設置電阻而檢測流入該電阻之電流值的電路。由於不僅可利用流入該電阻之電流值之絕對值檢測自行放電，而且隨著帶電體之帶電量降低而流入上述電阻之電流值(絕對值)亦變小，因而可藉此獲得除電之效果。因此，當流入上述電阻之電流值(絕對值)超過第1臨限值時，開始除電動作，且當低於第2臨限值時，停止除電動作，藉此可以與帶電體之出現一致之態樣，控制暫停模式下之除電動作。毋庸置疑，要停止除電動作，亦可使用定時器，於除電動作開始且經過特定時間後，使除電動作停止並返回暫停期間。要提高檢測帶電體之靈敏度，可於暫停期間，對電極針施加不產生離子程度之較低位準之高電壓。

本發明之較佳實施形態中，除經常於暫停狀態下對應帶電體之出現而施行除電動作之暫停模式外，可具有對電極針施加高電壓而使離子產生之除電模式，該除電模式與暫停模式由使用者之選擇而任意設定。藉此，可讓使用者選擇與除電裝置之應用環境相應之除電裝置之運轉。

於暫停模式下，最好交替設定暫停期間及對電極針施加高電壓而使離子產生之離子產生期間。據此，可利用離子產生期間所產生之離子除去略微帶電之帶電體。當然，暫停期間之時間、離子產生期間之時間均可為固定的，毋庸置疑，較好的是使用者可任意設定。

於暫停模式下，較好的是，於暫停期間與離子產生期間 或者除電動作之間設置轉移期間。具體而言，可藉由自除電動作或者離子產生期間向暫停期間轉移時，使施加於電極針之電壓緩慢降低，而避免因離子產生期間或者除電動作之最後所施加之高電壓極性，而使暫停期間之電極針周圍環境之離子平衡出現偏離。另外，可藉由自暫停期間向離子產生期間或者除電動作轉移時，緩慢提高施加於電極針之電壓，而避免如下事態之產生：轉移至離子產生期間或者除電動作後不久，於電極針周圍突然產生離子，導致被除電體曝露於該離子中，而對帶電體造成影響。

以下，根據附圖，對本發明之較佳實施例加以說明。

圖1係實施例之除電裝置之電路圖。於圖1中，1為直流電源，且由例如二次電池等外部直流電源而構成。2a、2b係設於直流電源1之輸出側之第1、第2開關。第1、第2開關2a、2b由來自控制單元3之控制信號Sa、Sb而控制開關。勿庸置疑，第1、第2開關2a、2b可使用電晶體等電子開關。

於直流電源1之正端子上，經由第1開關2a，而連接有包含變壓器5a、倍壓整流電路5b之正極性第1高電壓產生電路5，另外，於直流電源1之負端子上，經由第2開關2b，而連接有包含變壓器6a、倍壓整流電路6b之負極性第2高電壓產生電路6。

各高電壓產生電路5、6經由用作限流阻抗之等價電阻R1、R1，而連接於電極針4。繼而，電極針4經由第2電阻 R2而接地。

藉由利用自控制單元3所輸出之控制信號Sa、Sb，交替開關第1、第2開關2a、2b，而自第1、第2高電壓產生電路5、6以特定頻率交替將正或負脈衝狀高電壓供給至電極針4中，藉此自電極針4交替產生正或負極性之離子。

就除電裝置之控制而言，係對電極針4施加高電壓而產生離子，由此主動性對帶電體進行除電，亦即，具有除電模式，其對電極針4施加可使電極針4周圍環境氣體離子化之電壓；以及暫停模式，其暫停對電極針4施加高電壓，不再主動性產生離子，即不對電極針4施加電壓，或者單獨對電極針4施加不會使電極針4周圍之環境氣體離子化的電壓，使電極針4實質性成為暫停狀態；且，由使用者可操作之模式切換開關11(圖1)而選擇性地設定除電模式與暫停模式。

然而，當以暫停模式進行動作時，若自電極針4中出現保存與可產生自行放電之電極針4之間的電位差之帶電體，則於電極針4之前端部會感應產生與帶電體極性相反之電荷，藉此產生自行放電現象。可藉由伴隨產生自行放電而產生於除電裝置內部電路之信號而獲知此類自行放電現象。具體而言，可列舉如下方法，為了於自行放電時直接或者間接地檢測流入電極針4中之電流，而於電極針4與接地之間，或者於高電壓產生電路5、6與電極針4之間設置電阻，並對流入該電阻之電流值進行檢測，若該電流值為臨限值以上時則判定為產生自行放電。具體而言，可例 示如下方法：(1)為了檢測流入高壓電源與接地之間的自行放電檢測電流，而插入電阻，對流入該電阻之電流值進行檢測，以間接地偵測自行放電之方法；(2)為了檢測流入對向電極與接地之間的自行放電檢測電流，而插入電阻，對流入該電阻之電流值進行檢測，以間接地偵測自行放電之方法；(3)組合上述(1)與(2)，亦即，為了檢測流入高壓電源與接地之間的自行放電檢測電流，而插入電阻，並且為了檢測流入對向電極與接地之間的自行放電檢測電流，而插入電阻R2，以偵測自行放電之方法(圖1)；(4)於電極針與高壓電源之間插入電阻R2，對流入該電阻之自行放電檢測電流值進行檢測，以直接地偵測自行放電之方法(圖2)。

再者，當採用上述(1)~(3)中任一自行放電偵測機構，亦即採用檢測流入與接地之間的電流值之自行放電檢測電路時，至少於上述除電模式中，可將該電路兼用作除電過程中檢測離子平衡之檢測機構。具體而言，若檢測出流入各電阻中之電流值後，依據當前設定之正與負佔空比適當進行除電，則該週期內流入電阻中之總電流值為零，可確認佔空比適當，後續週期中亦可採用相同佔空比。另一方面，若於當前設定之正與負佔空比中未能適當進行除電，則該週期內流入電阻中之總電流值為向正或負偏離之任一值，故以該值為基礎，於後續週期中，以採用將當前佔空比經校正之佔空比，進行更加適當除電之方式進行控制。因此，如圖1所示之電路以如下方式對除電裝置進行控制，即，藉由來自模式切換開關11之信號，而於除電模式 與停模式中分開使用由該電阻R2所提供之電流值資料。勿庸置疑，於暫停模式中，當為了除電而對電極針4施加高電壓時，亦可使用流入電阻R2中之電流值，控制離子平衡。

與自行放電相關之流入電路內之自行放電檢測電流，如圖1、圖2所例示，經由放大器8、低通濾波器(LPF，Low Pass Filter)9、類比/數位轉換器(A/D，Analog/Digital Converter)10而供給至控制單元3中。

除電模式中，則如圖3所例示，極性相異之脈衝狀高電壓交替連續性施加至電極針4中。圖4、圖5表示除電模式中之動作之變形例。如圖4所示，既可於施加正側與其次之負側、負側與其次之正側的高電壓之時序中，插入不施加高電壓之間隔期間，以延長電極針4之壽命，而作為其進一步變形例，亦可如圖5所示，於對正側施加高電壓以產生正離子之後，短時間內對電極針4施加負側高電壓，其後隔開間隔，施加負側高電壓以產生負離子，同樣地於施加負側高電壓以產生負離子之後，短時間內對電極針4施加相反極性(正側)之高電壓，其後隔開間隔，施加正側高電壓以產生正離子。可根據該圖5所示之進一步變形例之高電壓施加方式，藉由於產生正離子之後，短時間內對電極針4施加相反極性之電壓，而中和殘存於至電極針4為止的高電壓施加路徑中的正電壓。繼而，可藉由如此對電極針4施加中和用途之電壓，而降低經時附著於電極針4中之雜質量。

勿庸置疑，若控制藉由對電極針4施加高電壓而產生之正、負離子之平衡，則例如於離子平衡偏向負側時，可藉由增加使正高電壓之脈衝寬度相對擴大的占空控制，而使電極針4周圍環境之離子平衡維持固定。關於離子平衡控制，例如於日本專利特開2003-86393號公報中有詳細說明，故於此引用該公報中揭示之內容，而該實施例中，於除電模式下，對電極針4施加正極性高電壓與負極性高電壓的佔空比，根據該施加前進行之單數或者複數佔空比來決定。

於暫停模式下，則基本不對電極針4施加電壓。繼而，於該不施加電壓之暫停期間中，若藉由流經除電裝置內部電路之第2電阻R2的電流值而檢測到已產生自行放電，則開始進行除電動作，接著經過特定時間或者帶電體之除電結束後，則返回暫停期間。亦即，於暫停模式下基本處於對電極針4中止施加電壓之狀態，僅限於除電對象區域中偵測到出現帶電體時，實施除電動作。繼而，可由除電裝置之內部電路而進行檢測到帶電體進入除電對象區域。

以下，詳細說明除電模式，圖6以及圖7係暫停模式之控制例，圖6(1)表示第1例之暫停模式(1)，圖6(2)表示第2例之暫停模式(2)，圖7(3)表示第3例之暫停模式(3)，圖7(4)表示第4例之暫停模式(4)。

圖6(1)以及(2)之暫停模式(1)、(2)之控制態樣中，除了作為預定期間之不產生離子之暫停期間以外，於該暫停期間前後，包括預定期間、即對電極針4施加高電壓以產生 離子之離子產生期間。作為相對於暫停期間之預定期間之設定方法，既可於除電裝置中設定固定期間，或者亦可採用使用者根據脈衝數或時間而進行任意設定之方法。作為相對於離子產生期間之預定期間之設定方法，既可於除電裝置中設定固定期間，或者亦可採用使用者根據脈衝數或時間而進行任意設定之方法。

圖7(3)以及(4)之暫停模式(3)、(4)之控制態樣中，暫停模式僅由暫停期間而構成。因此，該暫停模式(3)、(4)之控制態樣中之暫停期間中並無預定期間，檢測出帶電特定值以上之帶電體後，只要尚未開始進行除電，則該暫停期間持續不變。又，參照圖6、圖7，暫停期間中，只要帶電特定值以上之帶電體不存在於除電對象區域內，則可對電極針4施加不致產生離子之電壓(圖6(1)之暫停模式(1)，圖7(3)之暫停模式(3))，亦可完全不對電極針4施加電壓(中止施加電壓)(圖6(2)之暫停模式(2)，圖7(4)之暫停模式(4))。

當採用圖6(1)、圖7(3)所圖示之暫停模式(1)、(3)時，於暫停期間中，可藉由對電極針4施加電壓低於放電開始之高電壓，而縮小電極針4與帶電體之間的電位差，提高對略微帶電之帶電體之靈敏度。

如圖6(2)、圖7(4)之暫停模式(2)、(4)所示，當暫停期間內中止對電極針4施加電壓之情形時，若例如對電極針4施加高電壓，使能夠使電極針4周圍之環境離子化之電壓值為3 kV，則將開始除電動作，當暫停期間內電極針4與帶電體之電位差超過臨限值(例如3 kV)之情形時，若自電極 針4產生自行放電，並藉由上述除電裝置內之電路(流入第2電阻中之電流值)檢測出該自行放電，則將開始除電動作。再者，該除電動作中施加於電極針4中之電壓值例如為5.3 kV。

如圖6(1)、圖7(3)之暫停模式(1)、(3)所示，暫停期間中當對電極針4施加相對低位準之高電壓(例如2 kV)之情形時，以及當暫停期間中電極針4與帶電體之電位差超過臨限值(例如1 kV)之情形時，若自電極針4產生自行放電，並藉由流入第2電阻R2之電流值檢測出該自行放電，則對電極針4，施加能夠使該電極針4周圍之環境離子化之高電壓(例如5.3 kV)(除電動作開始)。該除電動作實質上與上述除電模式之動作相同。如此，可藉由暫停期間內施加相對低位準之高電壓，而提高檢測出帶電體之靈敏度。繼而，藉此無需設置用以檢測出帶電體進入除電對象區域內(有無帶電體)之外部感應器，便可使用除電裝置之內部電路，僅限於存在帶電體時實施除電動作。換言之，由於未存在帶電體時，可持續由電極針4停止離子產生之狀態，因此可降低電極針4之磨損或雜質之附著。

根據上述圖6、圖7進行控制中之"臨限值"，毋庸置疑並非一般預先記憶於記憶體等中之"臨限值"，而是當然由圖6、圖7所示之各暫停模式態樣下之暫停期間內施加於電極針4之電壓或者未施加電壓之狀態下之接地與電極針4之間的電位差，與可使電極針4周圍環境離子化之電壓之間的差來決定。其中，暫停模式下之暫停期間內未對電極針4 施加電壓之態樣中，該臨限值為3kV以上之值即可，但無需侷限於3kV。同樣，暫停模式下之暫停期間內施加相對較低位準之高電壓之情形時，若對電極針4施加例如該電壓值為2kV之電壓，則臨限值為1kV以上之值即可，但無需侷限於1kV。由此，該"臨限值"根據上述觀點，除電裝置中可設定相對於暫停模式之固定值作為"臨限值"，或者，若自動限制上述"臨限值"之下限值，亦即將除電模式下所施加之電壓值限制為上限值，則亦可根據使用者之設定操作，由使用者將其間之任意值設為"臨限值"。

可以如上方式，藉由"臨限值"，根據流入第2電阻R2(圖1、圖2)之電流i之值(由放大器8放大之絕對值)，進行以下切換，即，中止暫停模式之暫停期間而開始除電動作，以及停止該除電動作而返回暫停期間。圖8表示如下控制例，即，於暫停模式下在暫停期間內檢測出帶電體後實施除電動作，又，該除電動作結束後返回暫停期間。參照該圖8，當自行放電檢測電流之絕對值|i|超過第1臨限值(例如對應於3kV之電流值)時，則中止暫停期間，而進入除電動作。繼而，對帶電體施行除電，並於自行放電檢測電流之絕對值|i|低於第2臨限值(例如，對應於未滿1kV之電流值)時，除電動作結束，並返回暫停期間。亦即，圖8之控制例係均使用臨限值，於暫停模式下開始除電動作以及停止除電動作之例。

再者，暫停模式中所施行之除電動作之具體性的除電控制，可採用與如下電壓施加方式相同之電壓施加方式，上 述電壓施加方式自參照上述圖3～圖5所示之除電模式下進行的電壓施加方式之各種具體例中採用除電模式之電壓施加方式。勿庸置疑，亦可於暫停模式下之除電動作中，採用與除電模式下所採用之電壓施加方式相異之方式。

於暫停模式下，使用"臨限值"中止暫停期間而開始除電動作之後，可使用定時器使該除電動作停止。其具體例如圖9～圖11所示。圖9中定時器之設定時間t為固定，該設定時間t既可為工廠出貨時已設定之固定值，亦可由使用者任意設定。

圖10表示由自行放電檢測電流絕對值之峰值大小調整定時器時間t之例，圖11表示由自行放電檢測電流值減小之傾斜的大小調整定時器時間t之例。

圖10中所例示之利用"峰值"對定時器時間t之調整係於"峰值"較大時，亦即帶電體之帶電量較大時，以使定時器時間t變長之方式而進行調整，而於"峰值"較小時，亦即帶電體之帶電量較小時，以縮短定時器時間t之方式而進行調整。

圖11中所圖示之利用"傾斜"對定時器時間t之調整係於"傾斜"較小時，亦即帶電體之帶電量不斷略微減少時，以使定時器時間t變長之方式而進行調整，於"傾斜"較大時，亦即帶電體之帶電量大量減少時，以縮短定時器時間t之方式進行而調整。

再者，於圖8～圖11中表示完全未對電極針4施加電壓之例(圖7之暫停模式(4))作為暫停模式，但毋庸置疑亦可採 用暫停模式(1)、暫停模式(3)之控制態樣，或者隨後說明之其它控制態樣(圖13、圖14)。圖12表示如下之例，即，暫停期間內對電極針4施加相對較低之電壓之圖6(1)之暫停模式(1)或者圖7(3)之暫停模式(3)中檢測出帶電體後開始除電動作，又，均使用"臨限值"進行控制，以結束該除電動作，但毋庸置疑亦可與圖9～圖11相同，對除電動作之結束進行定時器控制。

當以如上方式，於除電裝置之內部電路中，於暫停期間內檢測出帶電體時，可實施除電動作，即對電極針4施加高電壓，使之主動性產生離子。又，如圖6(1)、圖7(3)所例示，暫停模式中可藉由含有間歇性且定期性對電極針4施加高電壓以產生離子之離子產生期間，而對微弱帶電之帶電體進行徹底除電。於此，於圖6(1)、圖7(3)所例示之暫停模式之控制態樣(1)、(3)中，可任意設定離子產生期間之長度以及暫停期間之長度。又，包含離子產生期間與其後之暫停期間之組合的單一週期時間以及該單一週期內之離子產生期間與暫停期間之比例可任意設定。例如，單一週期時間，於例如工件(被除電體)進行流水操作之搬運輸送帶中配設除電裝置之情形時，設定為與工件之搬運節拍保持一致之時間即可。

當暫停模式下設置離子產生期間之情形時，或者暫停期間內施行除電動作時，可於對電極針4施加高電壓之離子產生期間或者除電動作之停止與暫停期間之間附加轉移期間。亦即，當由離子產生期間(或者除電動作)立即切換為 暫停期間之情形時，於即將切換為暫停期間之前，亦即離子產生期間之最後階段，施加至電極針4中之高電壓的極性有可能對暫停期間初期之除電對象區域之離子平衡產生影響，使離子平衡出現偏離。又，離子產生期間(或者除電動作)中，電路內部所儲存之殘餘電荷於暫停期間內會施加至電極針4中，由此即便於暫停期間內，亦可能導致持續產生離子。較好的是以如下方式解決上述問題，如圖13所例示，於由離子產生期間(或者除電動作)切換為暫停期間之前，插入前段轉移期間，且該前段轉移期間內，對電極針4緩慢施加電壓絕對值變小之電壓。圖13(1)表示於暫停期間內完全未對電極針4施加電壓之暫停模式之控制例，圖13(2)表示於暫停期間內對電極針4施加低位準電壓之暫停模式之控制例。

同樣，亦可於自暫停期間向離子產生期間或者除電動作轉移時，附加轉移期間。亦即，當自暫停期間立即切換為離子產生期間(或者除電動作)之情形時，會因被除電體突然曝露於離子中，而導致被除電體帶電，由此例如若半導體為被除電體，則可能存在因劇烈的電荷而使記憶體消失等使被除電體遭受無法預期之損壞。較好的是以如下方式解決上述問題，如圖14所例示，於自暫停期間切換為離子產生期間(或者除電動作)之前，插入後段轉移期間，且於該後段轉移期間中，對電極針4緩慢施加絕對值變大之電壓。圖14(1)表示於暫停期間內完全未對電極針4施加電壓之暫停模式之控制例，圖14(2)表示中於斷期間內對電極針 4施加低位準電壓之暫停模式之控制例。

圖15表示如下之例作為暫停模式中設置離子產生期間之情形時之較佳控制例，即，於自離子產生期間(或者除電動作)即將切換為暫停期間之前，插入前段轉移期間，並且自暫停期間即將切換為離子產生期間(或者除電動作)之前，插入後段轉移期間。圖15(1)表示於暫停期間內完全未對電極針4施加電壓之暫停模式之控制例，圖15(2)表示於暫停期間內對電極針4施加低位準電壓之暫停模式之控制例。

於除電裝置中，為了將藉由對電極針4施加高電壓而產生之離子有效搬運至被除電體(帶電體)，而通常進行吹風。圖16中圖示有除電裝置100。除電裝置100配置有含有上述電極針4之多個電極單元12，且該等多個電極單元12相互隔開間隔，該除電裝置100中通過外部配管13，而供給有經過濾之壓縮空氣或氮等惰性氣體，進入除電裝置100中之壓縮空氣或惰性氣體通過各電極單元12進行排放。

於外部配管13中，插入安裝有電磁式開關閥或者電動之開口度調整閥14，該開關閥或者開口度調整閥14之開口度由來自除電裝置100之輸出信號Sc進行控制。參照圖17，就開關閥或者開口度調整閥14之控制之一例加以說明。於圖17中所例示之控制，如該圖所示可知，於暫停期間內成為停止對電極針4施加電壓之狀態。當自行放電檢測電流i之絕對值變得大於第1臨限值時，則切換為除電動作，開 始對電極針4施加高電壓。與此同時，當自行放電檢測電流i之絕對值變得大於第1臨限值時，則輸出信號Sc自除電裝置100中輸出，使電磁式開關閥14打開。藉此，與切換為除電模式同步，開始對除電裝置100供給壓縮空氣或者惰性氣體。另一方面，當自行放電檢測電流i之絕對值變得小於第2臨限值時，則除電動作結束，並返回暫停期間，與此同步地開關閥14關閉，停止對除電裝置100供給壓縮空氣或者惰性氣體。

可藉由將如此基於自行放電檢測電流i之絕對值對暫停模式下之離子產生期間或者除電動作與暫停期間之間的切換進行控制之觸發信號、或者基於此之控制信號輸出至外部，並基於輸出信號Sc控制例如供給至除電裝置100中之氣體流量，而使壓縮空氣或者惰性氣體之消耗變得合理化。再者，當於暫停期間內對電極針4施加低位準電壓之情形時，可與向暫停期間之轉移同步，藉由輸出信號Sc而縮小開口度調整閥14之開口度，減少壓縮空氣或者惰性氣體對除電裝置100之供給量。

又，當圖6等所說明之暫停模式包含離子產生期間與暫停期間之情形時，為了自離子產生期間切換為暫停期間，自暫停期間切換為離子產生期間，而自除電裝置100將除電裝置100內部所產生之信號或者基於此之控制信號供給至開關閥或者開口度調整閥14，作為輸出信號Sc。此時，當如圖6(2)、圖7(4)所例示，於暫停期間內完全未對電極針4施加電壓之情形時，則可關閉開關閥14，停止對除電 裝置100供給壓縮空氣或者惰性氣體，當如圖6(1)等所例示，於暫停期間內對電極針4施加低位準電壓之情形時，則可自除電裝置100供給使開口度調整閥14之開口度縮小之信號。來自除電裝置100之輸出信號Sc可用於顯示除電裝置100之當前動作狀態。亦即，當藉由設於除電裝置100中或者其附近之顯示燈(未圖示)而顯示除電裝置100當前正在實施離子產生期間之動作或暫停期間之動作、或者除電模式下之動作的情形時，可藉由基於除電裝置100之控制下所使用之內部信號的輸出信號Sc而控制顯示燈之點亮或熄滅。

根據於圖18～圖21中所例示之流程圖，對具體性的控制例加以說明。圖18係基於上述圖8之"臨限值"的暫停模式下之除電動作之控制的相關流程圖。參照圖18之流程圖，於步驟S1中，對是否設定有暫停模式進行判定，若為是(設定有暫停模式)，則進入步驟S2，對自行放電檢測電流i進行測量，繼而，判定經測量之自行放電檢測電流i之絕對值是否大於第1臨限值(步驟S3)，若為是，則進入其次之步驟S4，開始除電動作。繼而，於步驟S5中對自行放電檢測電流i進行測量，並直至該自行放電檢測電流i之絕對值小於第2臨限值為止，持續進行除電動作，當自行放電檢測電流i之絕對值變得小於第2臨限值時，則於步驟S6中停止除電動作。藉此，除電裝置返回暫停模式下之暫停期間，又，可繼續監視帶電體之出現亦即自行放電之產生，並於暫停狀態下使除電裝置待機。

圖19之流程圖，對應於參照圖9所說明之藉由定時器而結束除電動作之控制。參照圖19之流程圖，於步驟S10中對是否設定有暫停模式進行判定，若為是(設定有暫停模式)，則於步驟S11中對自行放電檢測電流i進行測量，並判定經測量之自行放電檢測電流i之絕對值是否大於第1臨限值(步驟S12)，若為是，則進入其次之步驟S13，開始除電動作，繼而，於步驟S14中使定時器動作，當該定時器時間t到達特定時間t0時，則進入步驟S15，使除電動作停止。藉此，除電裝置返回暫停模式下之暫停期間。藉此，除電裝置返回暫停模式下之暫停期間，又，繼續對帶電體之出現亦即自行放電之產生進行監視。

圖20之流程圖對應於圖10所說明之使定時器時間可變化之控制。參照圖20之流程圖，於步驟S20中對是否設定有暫停模式進行判定，若為是(設定有暫停模式)，則於步驟S21中對自行放電檢測電流i進行測量，並判定經測量之自行放電檢測電流i之絕對值是否大於第1臨限值(步驟S22)，若為是，則進入其次之步驟S23，開始除電動作。繼而，於步驟S24中對自行放電檢測電流i進行測量，並根據該自行放電檢測電流值i檢測接地電流之峰值(步驟S25)，根據資料表求出與該峰值相對應之定時器時間t0(步驟S26)。繼之，將定時器設為根據資料表而求出之定時器時間t0，並啟動定時器t(步驟S27)，當定時器t達到經設定之定時器時間t0後(步驟S28)，則停止除電動作(步驟S29)。藉此，除電裝置返回暫停模式下之暫停期間。藉此，除電裝置返回 暫停模式下之暫停期間，又，繼續對帶電體之出現亦即自行放電之產生進行監視。

圖21之流程圖與圖11之控制相對應。參照圖21之流程圖，於步驟S30中對是否設定有暫停模式進行判定，若為是(設定有暫停模式)，則於步驟S31中對自行放電檢測電流i進行測量，並判定經測量之自行放電檢測電流i之絕對值是否大於第1臨限值(步驟S32)，若為是，則進入其次之步驟S33，開始除電動作。繼而，於步驟S34中對自行放電檢測電流i進行測量，並根據該電流值i檢測接地電流之峰值(步驟S35)。檢測出峰值後，則進入步驟S36，對自行放電檢測電流i進行測量，並根據該電流值i之微分值求出傾斜(步驟S37)。繼而，根據資料表求出與經求出之傾斜相對應之定時器時間t0(步驟S38)。繼之，將定時器設為根據資料表而求出之定時器時間t0，並啟動定時器t(步驟39)，當定時器t到達經設定之定時器時間t0後(步驟S40)，則停止除電動作(步驟S41)。藉此，除電裝置返回暫停模式下之暫停期間。藉此，除電裝置返回暫停模式下之暫停期間，又，繼續對帶電體之出現亦即自行放電之產生進行監視。

於上述除電裝置100中，當暫停模式下正在動作時，若除電對象區域之離子平衡出現偏離時，則例如圖22、圖23所示般，可以適度保持離子平衡之方式進行控制。圖22所例示之離子平衡控制係改變施加於電極針4中之脈衝狀高電壓之脈衝寬度之控制(佔空比控制)，圖22(1)表示對電極 針4周圍之離子平衡偏向正側之情形進行之控制，於該情形時，以縮小施加正高電壓之脈衝寬度之方式進行控制。另一方面，圖22(2)表示對電極針4周圍之離子平衡偏向負側之情形進行之控制，於該情形時，以擴大施加正高電壓之脈衝寬度之方式進行控制。

圖22之控制例係藉由改變高電壓之脈衝寬度而適度維持離子平衡者，但亦可改變施加於電極針4中之正/負高電壓之電壓值。又，亦可如圖23所示，使之達到相當於離子平衡之偏離程度的正/負高電壓之電壓值的平均值。勿庸置疑，亦可使之數位地平均化。當如此之離子平衡控制於暫停模式下進行之情形時，必須對施加於電極針4中之正/負高電壓進行適度取樣，又，較好的是，使用適當平均化之方法，對離子平衡進行適當控制。

對此方面進行具體說明，離子平衡控制係以使電極針4周圍之正/負離子平衡達到適度以便中和帶電體電荷之方式，控制施加於電極針4中之正側高電壓與負側高電壓，該離子平衡控制於例如以正/負高電壓之佔空比進行離子平衡控制之情形時，若例如帶正電之帶電物進入除電對象區域中，則檢測出該帶電狀態後，將佔空比調整為增大至負側之高電壓施加至電極針4中。為了適度施行該控制，較好的是，至少將當前施行之佔空比，與作為其結果之除電對象區域之離子平衡狀態，反映到其次應施加至電極針4中的高電壓之佔空比之決定中。

如上所述，暫停模式包含使電極針4中不產生離子之暫 停期間，且當自該暫停期間轉移至離子產生期間時，或者自暫停期間轉移至除電動作時，當前所施行之佔空比實質上並不存在，因此，將暫停期間之佔空比反映到轉移至離子產生期間或者除電動作後立即進行之離子平衡控制中，則易於成為導致轉移至離子產生期間或者除電動作後立即進行之離子平衡控制欠佳的原因。

又，當於暫停模式之暫停期間內，採用不對電極針4施加用以離子化之高電壓之方式時，為了使包含暫停期間之離子平衡控制資料最佳化，而使即將進入暫停模式或者之前所保存之資料平均化的處理亦較為適當，但該資料所含暫停期間內之資料亦將得到平均化處理，則易於成為導致轉移至離子產生期間或者除電動作後立即進行之離子平衡控制欠佳之原因。具體而言，通常於除電裝置中，將正極性高電壓與負極性高電壓施加至電極針4中之佔空比，由即將施加該高電壓前所實施之單數或者複數佔空比而決定，而當包含暫停期間之暫停模式時採用上述方式時，則存在無法設定適當佔空比之可能性。為了避免如此情況，則可如圖24中流程圖所示，中止暫停期間內之資料取樣，而基於前期的離子產生期間或者除電動作中之最新資料，反映至即將開始進行之對電極針4施加高電壓之控制。進而，為了使該高電壓施加時之離子平衡控制最佳化，較好的是，使前期資料平均化。

圖24係與圖6(1)以及圖6(2)中所說明之包含暫停期間與離子產生期間的暫停模式(1)以及(2)相關連所施行之流程 圖。首先，於步驟S50中打開高電壓電源，並於其次之步驟S51中判定是否為離子產生期間。若為是，亦即對電極針4施加高電壓而產生離子時，則進入步驟S52，對電極針4所施加之高電壓之正側與負側之例如佔空比實施取樣，並如圖25所示，將取樣保存於記憶體中。其次，於步驟S53中，根據特定數之取樣資料，計算出其平均值，將該平均值保存於記憶體中，並且根據該平均值，施行離子平衡控制。

當自離子產生期間切換為暫停期間時，由步驟S51進入步驟54，關閉高電壓電源，繼而，於步驟S55中，根據保存於記憶體中之平均值，決定接著所要實施之對電極針4施加的高電壓之電壓值或者佔空比，並將該值保存於記憶體中。繼而，當暫停期間結束後，根據暫停期間內所決定之電壓值或者佔空比，由高電壓電源對電極針4供給高電壓。亦即，暫停期間內並不實施上述例如佔空比之取樣。再者，圖25表示數位處理之例，暫停期間內亦可禁止對記憶體傳送資料。

為了自暫停期間轉移至離子產生期間後立即使離子平衡控制最佳化，而將暫停期間內之除電對象區域之離子平衡檢測後保存於記憶體中，於暫停期間內時常對其進行更新，並添加暫停期間後期之除電對象區域之離子平衡資料，使上述暫停期間內所決定之電壓值或者佔空比加以校正，藉由經校正後之電壓值或者佔空比，實施校正後之高電壓施加之控制。

藉由如此方式，可決定適於自暫停期間轉移至離子產生期間後立即進行之離子平衡控制之佔空比或高電壓值。不包含離子產生期間之暫停模式(圖7(3)以及(4))中，則逐次對作為除電動作中施行之離子平衡控制之結果的佔空比或者高電壓值之最新資料進行取樣，並將其加以保存，於即將開始除電動作前，將之前最新之除電動作中所保存之資料平均化，以決定其次施行之對電極針4施加的高電壓之電壓值或者佔空比。藉此，可避免包含暫停期間內之施加電壓為零之平均化處理。又，將暫停期間內之除電對象區域之離子平衡檢測出後保存於記憶體中，於暫停期間內，時常對其進行更新，以便可對根據即將進入除電動作前之資料，作為上述其次將要施行之對電極針4施加的高電壓之電壓值或者佔空比而決定之值進行校正。

離子產生期間之離子平衡控制，於轉移至離子產生期間之初期例如第1次時，根據暫停期間內決定之上述電壓值或者佔空比，預期控制性施加正與負之施加至電極針4中之電壓，而其次之離子平衡控制，則進行與除電模式相同之離子平衡控制，亦即根據流入內部電路中之電流值，決定正與負之施加至電極針4中的電壓之電壓值或者佔空比，並基於反饋控制，施行離子平衡控制。亦即，離子產生期間之初期，可根據暫停期間中決定之資料，預期控制性施行離子平衡控制，而後續之離子平衡控制，則可轉換為反饋控制，施行離子平衡控制。又，作為變形例，離子產生期間之初期，可基於暫停期間內決定之資料，預期控 制性施行離子平衡控制，其後，可根據流入內部電路中之電流值，一面校正暫停期間內決定之資料，一面施行離子平衡控制。

未含離子產生期間之暫停模式(圖7之(3)、(4))中，將暫停期間內施行之除電動作中與離子平衡相關且流入內部電路中之電流值以及其方向之相關離子平衡資料保存於記憶體中，並使用例如除電動作中最後對電極針4施加高電壓之結果的離子平衡資料，施行其次之除電動作中的初期離子平衡控制，後續之離子平衡控制中，則可轉換為上述反饋控制，亦可使用前次之除電動作中所保存之離子平衡資料，預期控制性施行後續除電動作之初期離子平衡控制，其後，根據流入內部電路中之電流值，一面進行校正，一面施行離子平衡控制(例如佔空比控制)。

以上，使用對共用之電極針4交替施加極性相異之高電壓，使之交替產生正/負離子之例，說明了實施例，然而毋庸置疑，日本專利特開2000-58290號公報之圖16、圖17中作為實施例所說明之對正極與負極成對之電極針，分別施加正、負高電壓，藉此產生正離子與負離子之方式之除電裝置，同樣亦可應用於本發明中。具體而言，可於正極與負極之各自電極針與接地之間，設置自行放電檢測電路，於其中之一電極針中檢測到自行放電時，對電極針施加與除電模式相同之高電壓，而施行除電動作。勿庸置疑，暫停模式下之暫停期間內，亦可對電極針施加不致產生離子程度之電壓，亦即用以提昇檢測帶電體之靈敏度之 電壓(例如2 kV)。

1‧‧‧直流電源

2a、2b‧‧‧開關

3‧‧‧控制單元

4‧‧‧電極針

5‧‧‧正極之高電壓產生電路

5a‧‧‧變壓器

5b‧‧‧倍壓整流電路

6‧‧‧負極之高電壓產生電路

6a‧‧‧變壓器

6b‧‧‧倍壓整流電路

7‧‧‧對向電極

8‧‧‧放大器

9‧‧‧低通濾波器

10‧‧‧類比/數位轉換器

11‧‧‧模式切換開關

100‧‧‧除電裝置

12‧‧‧電極單元

13‧‧‧外部配管

14‧‧‧閥

R2‧‧‧第2電阻

圖1係實施例之除電裝置中所含之電路圖。

圖2係實施例之除電裝置中所含之電路圖之變形例的圖。

圖3係可選擇性設定除電模式與暫停模式的除電裝置中，用以說明除電模式下之高電壓施加方式之一例的圖。

圖4係可選擇性設定除電模式與暫停模式的除電裝置中，用以說明除電模式下之高電壓施加方式之其它例的圖。

圖5係可選擇性設定除電模式與暫停模式的除電裝置中，用以說明除電模式下之高電壓施加方式之進而其它例的圖。

圖6係用以說明包含暫停期間與離子產生期間之暫停模式下之控制態樣例的圖，(1)表示暫停模式下之暫停期間內，對電極針施加不致產生離子程度之低位準電壓之例，(2)表示暫停模式下之暫停期間內，完全未對電極針施加電壓之例。

圖7係用以說明僅由未含離子產生期間之暫停期間構成之暫停模式下之控制態樣例之圖，(3)表示暫停模式(暫停期間)下，對電極針施加不致產生離子程度之低位準電壓之例，(4)表示暫停模式(暫停期間)下，完全未對電極針施加電壓之例。

圖8係用以說明暫停模式下於除電裝置之內部電路中檢 測到帶電體時，以與除電模式實質性相同之方式，對電極針施加高電壓，實施除電動作之控制一例的圖，且表示使用臨限值，開始或者停止除電動作之例。

圖9係用以說明暫停模式下之暫停期間內出現帶電體時，實施除電動作之其它例的圖，且表示使用定時器，停止除電動作之例。

圖10係用以說明暫停模式下之暫停期間內出現帶電體時，實施除電動作之進而其它例的圖，且表示實施使除電動作停止之定時器時間之可變控制之例。

圖11係用以說明暫停模式下之暫停期間內出現帶電體時，實施除電動作之進而其它例的圖，且表示實施使除電動作停止之定時器時間之可變控制之例。

圖12係用以說明於因出現帶電體而使暫停期間內進行除電動作之控制中，於暫停期間內，對電極針持續施加不致產生離子程度之低位準電壓之例的圖。

圖13係用以說明當離子產生期間或者除電動作結束後，轉移至暫停期間時設置前段轉移期間，且於該前段轉移期間內進行使施加於電極針中之電壓緩慢下降之控制之例的圖，(1)表示暫停期間內，完全未對電極針施加電壓之例，(2)表示暫停期間內，對電極針施加不致產生離子程度之低位準電壓之例。

圖14係用以說明自暫停期間轉移至離子產生期間或者除電動作時設置後段轉移期間，且於該後段轉移期間內，進行使施加於電極針之電壓緩慢升高之控制之例的圖，(1)表 示暫停期間內，完全未對電極針施加電壓之例，(2)表示暫停期間內，對電極針施加不致產生離子程度之低位準電壓之例。

圖15係用以說明自離子產生期間或者除電動作之結束後轉移至暫停期間時設置前段轉移期間，並且自暫停期間轉移至離子產生期間或者除電動作時設置後段轉移期間之例的圖，(1)表示暫停期間內，完全未對電極針施加電壓之例，(2)表示暫停期間內，對電極針施加不致產生離子程度之低位準電壓之例。

圖16係用以說明於對實施例之除電裝置供給壓縮空氣之外部配管中，插入安裝開關閥或者開口度調整閥，並將由除電裝置之控制下所使用之內部信號而產生之輸出信號，供給至開關閥或者開口度調整閥，以控制供給至除電裝置中之壓縮空氣之例的圖。

圖17係用以說明為了藉由出現帶電體而使暫停期間內除電動作開始以及結束，而與此同步地於除電裝置內部產生內部信號之圖。

圖18係暫停模式下之暫停期間內，於除電裝置之內部電路中偵測到帶電體時進行除電動作之控制例，且係使用臨限值使除電動作開始或者結束之圖8之控制例的流程圖。

圖19係暫停模式下之暫停期間內，於除電裝置之內部電路中偵測到帶電體時進行除電動作之控制例，且係使用臨限值使除電動作開始，繼而使用定時器使除電動作結束之圖9之控制例的流程圖。

圖20係暫停模式下之暫停期間內，於除電裝置之內部電路中偵測到帶電體時進行除電動作之控制例，且係使用臨限值使除電動作開始，繼而使用定時器使除電動作結束，並且對定時器時間進行調整之圖10之控制例的流程圖。

圖21係暫停模式下之暫停期間內，於除電裝置之內部電路中偵測到帶電體時進行除電動作之控制例，且係使用臨限值使除電動作開始，繼而使用定時器使除電動作結束，並且對定時器時間進行調整之圖11之控制例的流程圖。

圖22係用以說明實施例之除電裝置中所含之離子平衡控制之具體方法之圖，(1)係離子平衡偏向正側時之控制例，(2)係離子平衡偏向負側時之控制例。

圖23係用以說明實施例之除電裝置中所含之離子平衡控制之具體方法之圖，且係表示使用相當於離子平衡偏離之值，改變正/負高電壓之平均值之控制例的圖。

圖24係表示於實施包含離子產生期間與暫停期間之暫停模式的除電裝置之離子平衡控制中，於暫停期間內停止施加至電極針中之電壓值取樣之控制例之一例的流程圖。

圖25係用以說明於圖24中，當離子產生期間內將經取樣之資料保存於記憶體中之情形時，可藉由數位處理而使暫停期間內取消對記憶體進行傳送之圖。

(無元件符號說明)

Claims (16)

1. 一種除電裝置，其特徵在於：其係用以產生離子而使帶電體電性中和者，且包括：電極針，其用以產生離子；電壓電路，其連接於上述電極針，且為了對上述電極針供給電力，而產生該電力之正電壓以及負電壓；自行放電檢測電路，其用以檢測上述電極針之自行放電；及控制部，其將由上述電壓電路所產生之上述正電壓與上述負電壓控制成上述電極針不主動性產生離子之第1狀態與上述電極針主動性產生離子之第2狀態中的任一者，當藉由上述自行放電檢測電路檢測出自行放電時，則自與上述第1狀態對應之上述電極針之電壓轉移至與上述第2狀態對應之上述電極針之電壓，當滿足結束條件時，則自與上述第2狀態對應之上述電極針之電壓轉移至與上述第1狀態對應之上述電極針之電壓。
2. 如請求項1之除電裝置，其中上述自行放電檢測電路包括於上述電極針與上述電壓電路之間設置電阻，並檢測流入該電阻之電流值的電路。
3. 如請求項1之除電裝置，其中上述自行放電檢測電路包括於上述電極針與接地之間設置電阻，並檢測流入該電阻之電流值的電路。
4. 如請求項2之除電裝置，其中上述自行放電檢測電路包括檢測部，其檢測到流入上述電阻之電流值的絕對值超 過第1臨限值之情形時，將其作為檢測出上述自行放電。
5. 如請求項2之除電裝置，其中上述控制部將流入上述電阻之電流絕對值低於第2臨限值之情形決定為滿足上述結束條件。
6. 如請求項1之除電裝置，其中上述控制部將自與上述第1狀態對應之上述電極針用電壓轉移至與上述第2狀態對應之上述電極針用電壓後經過特定時間之情形，決定為滿足上述結束條件。
7. 如請求項2之除電裝置，其中進而包括檢測流經上述電阻之電流峰值之峰值檢測部；且上述控制部將自與上述第1狀態對應之上述電極針用電壓轉移至與上述第2狀態對應之上述電極針用電壓後經過特定時間之情形，決定為滿足上述結束條件；上述特定時間由藉由上述峰值檢測部所檢測出之上述峰值之絕對值位準調整，上述特定時間於上述峰值絕對值較大時，與上述峰值絕對值較小時比較為被延長，而於上述峰值絕對值較小時，與上述峰值絕對值較大時比較為被縮短。
8. 如請求項2之除電裝置，其中包括：峰值檢測部，其檢測流經上述電阻之電流峰值；及電流值下降速度檢測部，其於流入上述電阻之電流之上述峰值絕對值變小時，檢測其下降之速度；且上述控制部將自與上述第1狀態對應之上述電極針用 電壓轉移至與上述第2狀態對應之上述電極針用電壓後經過特定時間之情形，決定為滿足上述結束條件；並根據由上述電流值下降速度檢測部所檢測出之上述電流絕對值之下降速度，而調整上述特定時間；於上述電流絕對值之下降速度較小時，與上述電流絕對值之下降速度較大時比較，延長上述特定時間，而於上述電流絕對值之下降速度較大時，與上述電流絕對值之下降速度較小時比較，縮短上述特定時間。
9. 如請求項1之除電裝置，其中與上述第1狀態對應之電壓，係上述電壓電路完全未對上述電極針供給電壓狀態下之上述電極針之電壓。
10. 如請求項1之除電裝置，其中與上述第1狀態對應之電壓，係未使上述電極針周圍產生離子之狀態下之上述電極針之電壓。
11. 如請求項1之除電裝置，其中上述控制部於滿足上述結束條件時，使與上述第2狀態對應之電壓緩慢下降至與上述第1狀態對應之電壓。
12. 如請求項1之除電裝置，其中上述控制部於藉由上述自行放電檢測電路檢測出上述自行放電時，使與上述第1狀態對應之電壓緩慢上升至與上述第2狀態對應之電壓。
13. 如請求項1之除電裝置，其中進而包括模式選擇部，其用以自包含第1模式與第2模式之模式群中以手動選擇模式，上述第1模式係即便滿足上述結束條件，上述控制 部亦維持為與上述第2狀態對應之電壓，而上述第2模式係於滿足上述結束條件時，上述控制部自與上述第2狀態對應之上述電極針之電壓轉移至與上述第1狀態對應之上述電極針之電壓。
14. 如請求項1之除電裝置，其中進而包括第1輸出部，其用以於藉由上述自行放電檢測電路檢測出上述自行放電時產生第1信號，並對外部裝置輸出上述第1信號。
15. 如請求項1之除電裝置，其中進而包括第2輸出部，其用以於成為上述結束條件時產生第2信號，並對外部裝置輸出上述第2信號。
16. 如請求項1之除電裝置，其中包括：離子平衡控制部，其用於為了控制離子平衡，而調整與上述第2狀態對應之上述電極針之電壓；記憶體，其記憶由上述離子平衡控制部所調整之與上述第2狀態對應的上述電極針之電壓；及決定部，其用於依據上述記憶體中記憶之與上述第2狀態對應的上述電極針之電壓，而決定供給至上述電極針之正及負電壓；且上述電壓電路於藉由上述自行放電檢測電路檢測出上述自行放電時，被控制成將由上述決定部所決定之上述正及負電壓供給至上述電極針。