(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の放電電極に交互に正極性の高電圧と負極性の高電圧を印加する高電圧電源回路を有し、
該高電圧電源回路は、
正極性又は負極性の高電圧を生成する第１の高電圧発生回路と、
該第１の高電圧発生回路とは逆極性の高電圧を生成する第２の高電圧発生回路と、
前記第１の高電圧発生回路に対する電源供給をON／OFFする第１のスイッチング回路と、
前記第２の高電圧発生回路に対する電源供給をON／OFFする第２のスイッチング回路と、
前記第１、第２のスイッチング回路のON/OFFを制御するコントローラとを有し、
前記第１の高電圧発生回路は、
前記第１のスイッチング回路を経由して供給された電源の電圧を昇圧する第１の一次昇圧回路と、該第１の一次昇圧回路から出力される昇圧された電圧をさらに昇圧して高電圧にすると共に整流する第１の二次昇圧整流回路とを有し、
前記第２の高電圧発生回路は、
前記第２のスイッチング回路を経由して供給された電源の電圧を昇圧する第２の一次昇圧回路と、該第２の一次昇圧回路から出力される昇圧された電圧をさらに昇圧して高電圧にすると共に整流する第２の二次昇圧整流回路とを有し、
前記第１、第２の一次昇圧回路が出力側で接地され、
前記第１の二次昇圧整流回路が前記放電電極に接続され、
前記第２の二次昇圧整流回路が接地されると共に該第２の二次昇圧整流回路が前記第１の二次昇圧整流回路を介して前記放電電極に連結されていることを特徴とする除電器。
【請求項２】
前記第１、第２の二次昇圧整流回路が、夫々、コンデンサを含む倍圧整流回路で構成され、該倍圧整流回路のうち少なくとも一方の倍圧整流回路の前記コンデンサと並列に接続されたインピーダンス素子を更に有する、請求項１に記載の除電器。
【請求項３】
前記第２の二次昇圧整流回路が電流検知回路を介して接地され、前記コントローラは、該電流検知回路で検知された電流に基づいて前記放電電極から生成される正負のイオンのイオンバランスを調整するために少なくとも前記第１、第２のスイッチング回路のON/OFF及び前記供給される電源の電圧の一方を制御する、請求項１〜２のいずれか一項に記載の除電器。
【請求項４】
前記第１、第２の一次昇圧回路が夫々電流検知回路を介して出力側で接地され、該電流検知回路で検知された電流に基づいて前記放電電極の放電状態を検出する放電検出手段を更に有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の除電器。
【請求項５】
前記第１、第２の一次昇圧回路に接続される電流検知回路は、検知した電流を整流する、請求項４に記載の除電器。
【請求項６】
前記第１の二次昇圧整流回路が複数のコンデンサを有し、前記第１の一次昇圧回路に接続されるコンデンサは、該複数のコンデンサのうちの他のコンデンサよりも耐電圧性能が高い、請求項１〜５のいずれか一項に記載の除電器。
【請求項７】
前記第１の二次昇圧整流回路がコンデンサとツェナーダイオードを有し、該コンデンサとツェナーダイオードを介して前記の一次昇圧回路に接続される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の除電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の放電電極から正、負の極性のイオンを交互に放出させて帯電体（ワーク）の除電を行う除電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
除電器は、帯電したワークを除電するためにワークの周囲をイオン雰囲気で満たすのに用いられている。除電器は、共通の放電電極に正極性と負極性の高電圧を交互に印加するＡＣ式と、２本の放電電極の一方に正極性の高電圧を印加し、他方の放電電極に負極性の高電圧を印加するＤＣ式とに分類することができる。
【０００３】
一般的に、放電電極と帯電体との間の離間距離が比較的大きいときには放電電極で発生したイオンが帯電体に到達するまでに時間を要するため各放電電極で同一極性のイオンを生成させるＤＣ式の除電器が適していると言われている。他方、放電電極と帯電体との間の離間距離が比較的小さいときには、同じ放電電極によって正極性と負極性のイオンを交互に生成するＡＣ式の除電器が適していると言われている。
【０００４】
ＡＣ式の除電器の進化の歴史を説明すると、先ず、特許文献１に見られるように、商用交流電源を変圧器で昇圧させ、この昇圧した交流高電圧を共通の放電電極に供給する方式が開発された。この方式によれば、放電電極に正負の高電圧を印加する周波数が商用交流電源の周波数によって規定されるため、放電電極に印加する正負の高電圧の周波数及びデューティ比を変更するのが難しいという問題がある。
【０００５】
既知のように、放電電極に印加する正負の高電圧の周波数やデューティ比は放電電極と帯電体（ワーク）との離間距離及びワーク側の要請に応じて選定するのが望ましい。特に、走行しているフイルムやシート等の長尺状の帯電体を均一に除電する場合や荷電に敏感な帯電体を除電する場合には、比較的高い周波数で正負のイオンを発生させるのが望ましい。これに応じるために特許文献２の除電器が開発された。
【０００６】
特許文献２に開示の除電器の代表的な高電圧電源回路を本願明細書に添付の図１に示す。図１を参照して、図示の除電器１００は、正極性の第１高電圧発生回路１０２と、負極性の第２高電圧発生回路１０４とを備え、これら第１、第２の高電圧発生回路１０２、１０４は、夫々、インピーダンスとして作用する第１、第２の抵抗１０６、１０８を介して放電電極１１０に接続されている。
【０００７】
この図１の除電器１００にあっては、第１のメインスイッチ素子１１２を介して正極性の第１高電圧発生回路１０２に電源が供給され、第２のメインスイッチ素子１１４を介して負極性の第２高電圧発生回路１０４に電源が供給される。したがって、この除電器１００によれば、一方のメインスイッチ素子１１２（１１４）をON、他方のメインスイッチ素子１１４（１１２）をOFFするというように、第１、第２のメインスイッチ素子１１２、１１４のON/OFF動作を交互に行うことで同じ放電電極１１０に対して正極性と負極性のパルス状の高電圧を交互に印加することができる。また、第１、第２のメインスイッチ素子１１２、１１４のON、OFFの周期を変更することで周波数を自在に変更することができ、また、第１、第２のメインスイッチ素子１１２、１１４のON、OFFの期間を変更することにより正/負極性の高電圧のデューティ比を変更することができる。
【０００８】
特許文献３に開示の除電器も上記の図１の除電器１００と同じ目的で開発された。この特許文献３に開示の代表的な高電圧電源回路を本願明細書に添付の図２に示す。図２において、上述した図１の除電器１００と同じ要素には同一の参照符号を付すことにより、その説明を省略して、この図２に図示の除電器１２０の特徴部分を中心に説明する。
【０００９】
図２を参照して、図示の除電器１２０は、上述した図１の除電器１００と同様に第１、第２の２つの高電圧発生回路１０２、１０４とを備え、そして、正極性の第１高電圧発生回路１０２にはメインスイッチ素子１２２を介して交流電源が供給される。負極性の第２高電圧発生回路１０４は、その出力線１２８が正極性の第１高電圧発生回路１０２の接地側に接続されており、この負極性の第２高電圧発生回路１０４が生成した高電圧は、正極性の第１高電圧発生回路１０２を介して共通の放電電極１１０に出力される。
【００１０】
この図２の除電器１２０によれば、負極性の第２高電圧発生回路１０４には、常時、電源が供給されていることから第２高電圧発生回路１０４は負極性の高電圧を常時生成している。そして、正極性の第１高電圧発生回路１０２に関連したメインスイッチ素子１２２をONしたときには、正極性の第１高電圧発生回路１０２で正極性の高電圧が生成される。したがって、単一のメインスイッチ素子１２２をONしたときには、放電電極１１０に対して第１高電圧発生回路１０２の発生電圧と第２高電圧発生回路１０４の発生電圧とを合成した高電圧が放電電極１１０に印加される。なお、メインスイッチ素子１２２をOFFしたときには、第２高電圧発生回路１０４が生成した負極性の高電圧が放電電極１１０に印加される。
【００１１】
具体的に説明すると、正極性の第１高電圧発生回路１０２の発生電圧を「Ｖp」、負極性の第２高電圧発生回路１０４の発生電圧を「Ｖn」、放電電極１１０に印加される電圧（出力電圧）を「Ｖo」で表して説明すると、単一のメインスイッチ素子１２２がOFFのときには、放電電極１１０に対して実質的に負極性の第２高電圧発生回路１０４の出力電圧Ｖnが印加される（Ｖo＝Ｖn）。他方、メインスイッチ素子１２２がONのときには、第１、第２高電圧発生回路１０２、１０４の発生電圧を合成した出力電圧（Ｖp＋Ｖn）が放電電極１１０に実質的に印加される（Ｖo＝Ｖp＋Ｖn）。
【００１２】
したがって、共通の放電電極１１０に対して、プラス5,000Ｖの高電圧と、マイナス5,000Ｖの高電圧とを交互に印加するときには、正極性の第１高電圧発生回路１０２の発生電圧Ｖpは出力電圧Ｖoの２倍の電圧が必要とされる。
【００１３】
なお、この図２の除電器１２０にあっても、前述した図１の除電器１００と同様に、単一のメインスイッチ素子１２２のON、OFFの周期を変更することで周波数を自在に変更することができ、また、メインスイッチ素子１２２のON、OFFとの期間を変更することにより正/負極性の高電圧のデューティ比を変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−１８３３５０号公報
【特許文献２】特開２０００−５８２９０号公報
【特許文献３】特開２００４−５５４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図１の除電器１００の高電圧電源回路にあっては、第１のメインスイッチ素子１１２をON、第２のメインスイッチ素子１１４をOFFしたときに、正極性の第１高電圧発生回路１０２が負極性の第２高電圧発生回路１０４を介して接地されるため、この正極性の高電圧発生回路１０２の発生電圧Ｖpが、第１、第２の抵抗１０６、１０８で分圧されて放電電極１１０に印加されることになる。同様に、第１のメインスイッチ素子１１２をOFF、第２のメインスイッチ素子１１４をONしたときに、負極性の第２高電圧発生回路１０４が正極性の第１高電圧発生回路１０２を介して接地されるため、この負極性の第２高電圧発生回路１０４の発生電圧Ｖnが、第１、第２の抵抗１０６、１０８で分圧されて放電電極１１０に印加されることになる。したがって、正極性及び負極性の高電圧発生回路１０４、１０６の双方とも、その能力の一部が事実上無効化される。
【００１６】
これに対して、図２の除電器１２０の高電圧電源回路にあっては、前述したように正極性の第１高電圧発生回路１０２だけ、その能力の一部が事実上無効化される。この点で、図１の除電器１００に比べて図２の除電器１２０は、負極性の第２高電圧発生回路１０４の負担を低減することができるため、後述するように高電圧電源回路にコッククロフト・ウオントン回路（倍電圧整流回路）を含む場合には、その段数を少なくすることができ、部品点数を低減できるという利点がある。
【００１７】
しかしながら、図２の除電器１２０は、正極性の第１高電圧発生回路１０２のトランス１２４に高度な絶縁性が要求され、この結果、トランス１２４を大型化しなければならないという問題がある。この問題点を詳しく説明すると、図２の除電器１２０にあっては、負極性の第２高電圧発生回路１０４の出力線１２８が、正極性側のトランス１２４の二次巻き線１２６の接地側端子に接続されていることから、メインスイッチ素子１２２がOFFのとき、正極性の高電圧発生回路１０２に含まれるトランス１２４の二次巻き線１２６の接地側端子には、負極性の高電圧発生回路１０４が生成した高電圧Ｖnが印加された状態になる。
【００１８】
この高電圧Ｖnはコロナ放電させることのできる電圧であることから、メインスイッチ素子１２２がOFFのときに、トランス１２４の内部つまり一次巻き線１３２と二次巻き線１２６との間でコロナ放電が発生しないようにする必要がある。換言すると、メインスイッチ素子１２２がOFFのときに、負極性の高電圧Ｖnによってトランス１２４の内部でコロナ放電が発生しないように、このトランス１２４は一次巻き線１３２と二次巻き線１２６との間で高度な絶縁性を備えている必要がある。
【００１９】
一般論として、トランス内部の絶縁は、一次巻き線と二次巻き線の距離を大きくすることによって実現され、また、二次巻き線とコアとの間の距離を大きくすることによって実現される。したがって、図２の除電器１２０にあっては、正極性の第１高電圧発生回路１０２に採用するトランス１２４として、一次巻き線１３２と二次巻き線１２６との離間距離が大きく且つ二次巻き線１２６とコアとの離間距離が大きなトランスを採用する必要がある。この図２の除電器１２０の第１高電圧発生回路１０２に採用可能なトランスとして、例えば特開2006-173356号公報に開示のトランス、具体的には、一次巻き線と二次巻き線を個々に独立したボビンに巻回したトランスを挙げることができる。
【００２０】
しかし、一次巻き線１３２と二次巻き線１２６との離間距離が大きなトランスは電力伝達効率が相対的に低く、更に二次巻き線１２６とコアとの離間距離が大きなトランスは電力伝達効率が更に低下する。いずれにせよ、図２の除電器１２０の問題点を解消するには、正極性の第１高電圧発生回路１０２に組み込むトランス１２４として極めて大型のトランスを採用せざるを得ない。このことは除電器１２０の大型化を招くことは言うまでもない。特に、複数の放電電極を含む除電器では、このような大型のトランスを組み込むことは除電器の小型化にとって大きな障害となる。
【００２１】
本発明の目的は、パルスＡＣ方式の除電器を前提として、典型的にはトランスで構成される一次昇圧回路に関して高度な絶縁性が要求されることのない除電器を提供することにある。
【００２２】
本発明の更なる目的は、パルスＡＣ方式の除電器を前提として、高電圧電源回路の部品点数を削減できる除電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の基本的な概念構成を説明する前に、先ず本発明の典型的な具体例の基本構成を図３を参照して説明する。なお、図３には、前述した図１、図２と同じ要素には同一の参照符号が使用されている。前述した図２の従来の除電器１２０と対比すると直ちに理解できるように、本発明の具体例の除電器２００にあっては、負極性の第２高電圧発生回路１０４は、正極性の第１高電圧発生回路１０２の接地側に接続されている。したがって、負極性の第２高電圧発生回路１０４が生成した高電圧Ｖnは、正極性の第１高電圧発生回路１０２の出力線２０２を通じて放電電極１１０に印加される。また、正極性の第１高電圧発生回路１０２のトランス１２４の二次巻き線１２６の接地側端子は接地され、この接地側端子は、第２高電圧発生回路１０４の出力線２０４から断絶されている。
【００２４】
本発明に従う図３の高電圧電源回路は、電源２０６と正極性の第１高電圧発生回路１０２及び負極性の第２高電圧発生回路１０４が、夫々、第１、第２のメインスイッチ素子１１２、１１４を介して接続されている。したがって、この第１、第２のメインスイッチ素子１１２、１１４を交互にON/OFF制御することで共通の放電電極１１０に交互に正極性と負極性の高電圧を印加することができる。
【００２５】
なお、図示例の正極性の第１高電圧発生回路１０２と、負極性の第２高電圧発生回路１０４を逆の関係にしてもよい。つまり、第１の高電圧発生回路１０２で負極性の高電圧を生成し、第２の高電圧発生回路１０４で正極性の高電圧を生成するようにしてもよい。
【００２６】
本発明の典型的な具体例の基本構成の高電圧電源回路（図３）は、前述したように、第１のメインスイッチ素子１１２をOFF、第２のメインスイッチ素子１１４をONすると、負極性の第２高電圧発生回路１０４で高電圧が生成され、その発生電圧Ｖnが正極性の第１高電圧発生回路１０２の出力線２０２を通じて共通の放電電極１１０に印加される。そして、正極性の第１高電圧発生回路１０２に含まれるトランス１２４は、図２の従来の除電器１２０とは異なり、その二次巻き線１２６が接地され且つこの二次巻き線１２６の接地側端子と負極性の第２高電圧発生回路１０４とが断絶されているため、この二次巻き線１２６に第２高電圧発生回路１０４が生成した負極性の高電圧Ｖnが印加されることはない。
【００２７】
したがって、本発明に従う除電器２００にあっては、図２の従来の除電器１２０のように、正極性の第１高電圧発生回路１０２に含まれるトランス１２４が高度な絶縁性を備えている必要はなく、例えば特開2007-250841号に開示の一般的なインバータトランスを使用することができる。また、第１、第２のメインスイッチ素子１１２、１１４を交互にON/OFF切り替えすることで、正極性の第１高電圧発生回路１０２の発生電圧Ｖpと、負極性の第２高電圧発生回路１０４の発生電圧Ｖnとを共通の放電電極１１０に交互に印加することができる。なお、図示例では、第２高電圧発生回路１０４の発生電圧Ｖnが、第１高電圧発生回路１０２に含まれるコンデンサC1に印加されることになるが、小型であっても高い耐電圧のコンデンサを入手することは比較的容易である。したがって、このことに起因して図３の除電器２００が大型化してしまうのを回避するのは容易である。
【００２８】
したがって、概念的には、本発明に従う除電器２５０は、図４に示すように、
共通の放電電極１１０に交互に正極性の高電圧と負極性の高電圧を印加する高電圧電源回路２５２を有し；
該高電圧電源回路２５２は、
正極性又は負極性の高電圧を生成する第１の高電圧発生回路２５４と、
該第１の高電圧発生回路２５４とは逆極性の高電圧を生成する第２の高電圧発生回路２５６と、
前記第１の高電圧発生回路２５４に対する電源供給をON／OFFする第１のスイッチング回路２５８と、
前記第２の高電圧発生回路２５６に対する電源供給をON/OFFする第２のスイッチング回路２６０と、
前記第１、第２のスイッチング回路２５８、２６０のON/OFFを制御するコントローラ２６２とを有し；
前記第１の高電圧発生回路２５４は、
前記第１のスイッチング回路２５８を経由して供給された電源の電圧を昇圧する第１の一次昇圧回路２６４と、該第１の一次昇圧回路２６４から出力される昇圧された電圧をさらに昇圧して高電圧にすると共に整流する第１の二次昇圧整流回路２６６とを有し；
前記第２の高電圧発生回路２５６は、
前記第２のスイッチング回路２６０を経由して供給された電源の電圧を昇圧する第２の一次昇圧回路２６８と、該第２の一次昇圧回路２６８から出力される昇圧された電圧をさらに昇圧して高電圧にすると共に整流する第２の二次昇圧整流回路２７０とを有し；
前記第１、第２の一次昇圧回路２６４、２６８が出力側で接地され；
前記第１の二次昇圧整流回路２６６が前記放電電極１１０に接続され；
前記第２の二次昇圧整流回路２７０が接地されると共に該第２の二次昇圧整流回路２７０が前記第１の二次昇圧整流回路２６６を介して前記放電電極１１０に連結されていることを特徴とする。
【００２９】
上記の図４に示す各構成要素を前述した図３の具体例で説明すると、次の通りである。
（１）図３に図示の正極性の第１高電圧発生回路１０２が、図４に図示の第１の高電圧発生回路２５４に相当する。
（２）図３に図示の負極性の第２高電圧発生回路１０４が、図４に図示の第２の高電圧発生回路２５６に相当する。
【００３０】
（３）図３に図示の正極性の第１高電圧発生回路１０２に含まれるトランス１２４が、図４に図示の第１の一次昇圧回路２６４に相当する。
（４）図３に図示の負極性の第２高電圧発生回路１０４に含まれるトランス２０８が、図４に図示の第２の一次昇圧回路２６８に相当する。
【００３１】
（５）図３に図示の正極性の第１高電圧発生回路１０２に含まれるコッククロフト・ウオントン回路２１０が、図４に図示の第１の二次昇圧整流回路２６６に相当する。なお、コッククロフト・ウオントン回路２１０は従来から周知であり、コンデンサC1、C2とダイオードD1、D2との組み合わせを単位に構成される。このコンデンサC1、C2とダイオードD1、D2との組み合わせの数つまり段数を増やすことで電圧を倍増させることができることから、このコッククロフト・ウオントン回路２１０は倍電圧整流回路と呼ばれている。
（６）図３に図示の負極性の第２高電圧発生回路１０４に含まれるコッククロフト・ウオントン回路２１２が、図４に図示の第２の二次昇圧整流回路２７０に相当する。
【００３２】
したがって、本発明によれば、第１、第２の一次昇圧回路２６４、２６８を構成する典型的にはトランスのような昇圧部品に関して高度な絶縁性が要求されない。また、従来の除電器１００（図１）、１２０（図２）で問題となった高電圧生成回路１０２及び/又は１０４が生成した高電圧の一部が無効化されることなく、第１、第２の二次昇圧整流回路２６６、２７０の出力電圧を実質的に独立して共通の放電電極１１０に印加することができる。したがって、この第１、第２の二次昇圧整流回路２６６、２７０は、共通の放電電極１１０に印加する正極性、負極性の高電圧を生成できる能力を実質的に備えていればよい。このことから、これら第１、第２の二次昇圧整流回路２６６、２７０を例えばコッククロフト・ウオントン回路２１０、２１２で構成するときには、その段数を少なくすることができる。
【００３３】
なお、「第１、第２の一次昇圧回路２６４、２６８が接地され」などに含まれる用語“接地”に関し、この用語“接地”は、例えば、図３に図示の正極性の高電圧発生回路１０２に含まれるトランス１２４の二次巻き線１２６の接地側端子を直接接地させることに限定されず、二次巻き線１２６の接地側端子を抵抗やコンデンサなどを介して接地させることを含む。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態では、第１、第２の二次昇圧整流回路２６４、２６６、２６８、２７０が、夫々、コンデンサを含む倍圧整流回路で構成され、該倍圧整流回路のうち少なくとも一方の倍圧整流回路のコンデンサと並列に接続されたインピーダンス素子又はスイッチ素子を更に有し、これにより除電器の出力波形を矩形のパルス状波形に近づけることができる。
【００３５】
また、本発明の好ましい実施形態では、第１の二次昇圧整流回路３１６の入力部分にコンデンＣ1とツェナーダイオード４５２を有し、これにより過度の電圧を第１の一次昇圧回路２６４の接地側端子から大地に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来の除電器に含まれる高電圧電源回路の回路図である。
【図２】従来の他の除電器に含まれる高電圧電源回路の回路図である。
【図３】本発明に含まれる除電器の高電圧電源回路の具体的な基本構成図を示す図である。
【図４】本発明の基本的な概念構成図である。
【図５】第１実施例の除電器の構成図である。
【図６】図５に図示の除電器の変形例を示す図である。
【図７】本発明に従う除電器の一次昇圧回路として圧電素子(圧電トランス)が採用可能であることを説明するための図である。
【図８】図５の除電器の変形例として一次昇圧回路として圧電トランスを組み込んだ除電器の構成図である。
【図９】実施例の除電器に、トランスのインダクタンスとコンデンサで共振させるスイッチング回路を組み込んだ例を示す図である。
【図１０】変形例のスイッチング回路を示す図である。
【図１１】他の変形例のスイッチング回路を示す図である。
【図１２】別の変形例のスイッチング回路を示す図である。
【図１３】更に他の変形例のスイッチング回路を示す図である。
【図１４】実施例のACパルス式除電器の問題点を説明するための図である。
【図１５】実施例のACパルス式除電器の出力波形を矩形のパルス波形に近づける改善策を施した除電器を示す図である。
【図１６】図１５に図示の除電器の出力波形を説明するための図である。
【図１７】図１５の除電器の変形例を示す図である。
【図１８】図１５、図１７の除電器と同様に、出力波形を矩形のパルス波形に近づける他の改善策を施した実施例の除電器を示す図である。
【図１９】一般的に除電器の一つの問題点とされる浮遊容量による出力波形への影響を説明するための図である。
【図２０】浮遊容量に対する改善策を施した実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図２１】浮遊容量に対する他の改善策を施した実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図２２】浮遊容量に蓄積された電荷を大地に放出するためのスイッチ素子ＳＷsのＯＮタイミングを説明するための図である。
【図２３】二次昇圧整流回路に含まれるコンデンサの保護対策を施した実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図２４】感電防止対策を施した実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図２５】感電防止対策を施した他の実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図２６】固定の比率でイオンバランスを確保するのに適した実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図２７】固定の比率でイオンバランスを確保するのに適した他の実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図２８】簡便にイオンバランスの調整が可能な実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図２９】イオンバランス制御などに必要な放電強さを検出する手段を備えた実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図３０】イオンバランス制御のために放電強さを検知する半波整流回路を示す図である。
【図３１】イオンバランス制御のために放電強さを検知する全波整流回路を示す図である。
【図３２】圧電トランス、感電防止用の抵抗、電流検知用抵抗、出力波形の応答性改善及び電位安定のための抵抗Ｒn、Ｒpを組み込んだ実施例の除電器の全体構成図である。
【図３３】図２９の除電器の変形例を示す図である。
【図３４】放電強さを検出する他の手段を備えた実施例のACパルス式除電器を示す図である。
【図３５】図３４の除電器に組み込んで放電強さを検出することのできる高電圧ケーブルを説明するための図である。
【図３６】複数の放電電極を備えた除電器に組み込んで放電強さを検出することのできる高電圧分配板又は分配線に関連して放電強さを検出する機構を説明するための図である。
【図３７】図３６に図示の機構の変形例を示す図である。
【図３８】図３４のACパルス式除電器の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００３７】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００３８】
実施例（図５、図６）：
図５は本発明の第１実施例のパルスAC式除電器を示す。図５を参照して、除電器３００の高電圧電源回路３０２を有し、この高電圧電源回路３０２で生成した正極性と負極性の高電圧を共通の放電電極３０４に交互に印加することにより、この共通の放電電極３０４を使ってプラスイオンとマイナスイオンが交互に生成される。
【００３９】
高電圧電源回路３０２は、正極性の高電圧発生回路３０６と負極性の高電圧発生回路３０８とを有し、この２つの高電圧発生回路３０６、３０８は、夫々、巻き線トランスで構成される一次昇圧回路３１０、３１２と、コッククロフト・ウオントン回路（倍電圧整流回路）で構成される二次昇圧整流回路３１４、３１６とを含んでいる。
【００４０】
正極性の一次昇圧回路３１０を構成する巻き線トランスには、第１のメインスイッチ素子３１８を介して電源３２０が供給される。他方、負極性の一次昇圧回路３１２を構成する巻き線トランスには、第２のメインスイッチ素子３２２を介して電源３２４が供給される。
【００４１】
図５の下方に描かれている正極性の一次昇圧回路３１０を構成するトランスの二次巻き線３１０ａの接地側端子３１０ｂは接地されていると共に正極側の二次昇圧整流回路３１４を構成するコッククロフト・ウオントン回路の接地側に接続されている。この正極性の二次昇圧整流回路３１４は出力線３２６は、図５の上方に描かれている負極性の二次昇圧整流回路３１６の接地側に結線されている。
【００４２】
負極性の二次昇圧整流回路３１６は、コッククロフト・ウオントン回路からなる倍圧整流回路で構成され、この負極性の二次昇圧整流回路３１６の出力は直接的に高電圧発生回路３０２の出力経路３２８を通じて放電電極３０４に印加される。勿論、放電電極３０４は単数であってもよいし複数であってもよい。
【００４３】
負極性の一次昇圧回路３１２を構成するトランスの二次巻き線３１２ａの接地側端子３１２ｂは接地されており、この接地側端子３１２ｂは、前述した負極性の二次昇圧整流回路３１６から断絶されている。換言すると、負極側の一次昇圧回路３１２を構成するトランスの二次巻き線３１２ａの接地側端子３１２ｂは、この一次昇圧回路３１２に続く負極性の二次昇圧整流回路３１６には接続されていない。
【００４４】
なお、第１実施例の除電器３００は図外のコントローラを有し、このコントローラから出力されるON/OFF信号によって上述した正極側及び負極側のメインスイッチ素子３１８、３２２が駆動される。
【００４５】
負極側メインスイッチ素子３２２がONされ、他方、正極側メインスイッチ素子３１８がOFFされると、負極性の高圧電源回路３０８で生成された負極性の高電圧が出力経路３２８を通じて放電電極３０４に印加され、放電電極３０４で負極性のイオンが生成される。
【００４６】
逆に、正極側メインスイッチ素子３１８がONされ、他方、負極側メインスイッチ素子３２２がOFFされると、正極性の高圧電源回路３０６で生成された正極性の高電圧が、その出力線３２６及び負極性の二次昇圧整流回路３１６を介して、この負極性の二次昇圧整流回路３１６の出力経路でもある高圧電源回路３０２の出力経路３２８を通じて共通放電電極３０４に印加される。これにより、放電電極３０４で正極性のイオンが生成される。
【００４７】
なお、第１実施例のパルスAC式除電器３００にあっても、図３の除電器２００で前述したように、正極性の高電圧発生回路３０６と負極性の高電圧発生回路３０８を逆の関係にしてもよい。すなわち、図５の除電器３００では、負極性の二次昇圧整流回路３１６の出力経路３２８を放電電極３０４に接続し、他方、正極性の二次昇圧整流回路３１４の出力線３２６を負極性の二次昇圧整流回路３１６の接地側に接続して、この負極性の二次昇圧整流回路３１６の出力経路でもある高電圧電源回路３０２の出力経路３２８を通じて放電電極３０４に正極性の高電圧を印加するようにしてあるが、その変形例として、正極性の二次昇圧整流回路３１４の出力線３２６を高電圧電源回路３０２の出力経路とし、負極性の二次昇圧整流回路３１６の出力線３２８を正極性の二次昇圧整流回路３１４の接地側に接続して、この負極性の二次昇圧整流回路３１６で生成した負極性の高電圧を、正極性の二次昇圧整流回路３１４の出力経路を介して放電電極３０４に出力するようにしてもよい。
【００４８】
図示に第１実施例の除電器３００では、正極性及び負極性の二次昇圧整流回路３１４、３１６を構成する倍圧整流回路が３段のコッククロフト・ウオントン回路で構成されているが、その段数は単数であってもよいし、３段以外の他の複数段であってもよい。また、正極性及び負極性の二次昇圧整流回路３１４、３１６の倍圧整流回路の段数が異なっていてもよい。
【００４９】
また、図５に図示に第１実施例の除電器３００では電源３２０、３２４として交流電源（正弦波）が図示されているが、これに代えてパルス波の電源を採用してもよい。また、図５では、別々の交流電源として図示してあるが、これを一つの交流電源で構成してもよいし、図９に図示のように直流電源と共振回路との組み合わせからなる交流電源であってもよい。
【００５０】
更に、図５に図示の電源３２０、３２４を直流電源で構成し、メインスイッチ素子３１８、３２２を制御することにより一次昇圧回路３１０、３１２にパルス状の交流電源を供給するようにしてもよい。より具体的に説明すると、例えば正極側のメインスイッチ素子３１８がONされるべき期間にON/OFFを繰り返して一次昇圧回路３１０にパルス状の電圧が印加されるようにし、正極側のメインスイッチ３１８がOFFされるべき期間は、この正極側のメインスイッチ３１８がOFF状態に保持される。負極側のメインスイッチ素子３２２も同様にONされるべき期間にON/OFFを繰り返し、この負極側のメインスイッチ３２２がOFFされるべき期間は、この負極側のメインスイッチ３２２がOFF状態に保持される。
【００５１】
図６は変形例のパルスAC式除電器３３０を示す。図示の変形例３３０は、負極性の二次昇圧整流回路３１６は１段のコッククロフト・ウオントン回路で構成され、他方、正極性の二次昇圧整流回路３１４は、２段のコッククロフト・ウオントン回路で構成されている。一般的に、負極性よりも正極性の方が放電電極３０４の放電開始電圧が高いことが知られている。したがって、変形例の除電器３３０のように負極性よりも正極性の二次昇圧整流回路３１４の発生電圧を高めた構成を採用することにより、放電電極３０４が生成するプラスイオンとマイナスイオンとの間のイオンバランスの制御が容易になる。
【００５２】
一次昇圧回路３１２、３１４は、図５などに示す巻き線トランスの他に、図７に図示の圧電素子（圧電トランス）３５２で構成してもよい。図７の右側に、圧電トランス３５２の等価回路を示してある。一次昇圧回路３１２、３１４として圧電トランス３５２を採用したパルスAC式除電器３５０を図８に示す。図８から分かるように、負極性の一次昇圧回路３１２を構成する圧電トランス３５２の接地側端子３５２ｂは接地されており、この接地側端子３５２ｂは負極性の二次昇圧整流回路３１６から断絶されている。換言すると、負極側の一次昇圧回路３１２を構成する圧電トランス３５２の接地側端子３５２ｂは、この一次昇圧回路３１２に続く負極性の二次昇圧整流回路３１６には接続されていない。
【００５３】
スイッチング回路（図９〜図１３）：
一次昇圧回路３１０（３１２）から二次昇圧整流回路３１４（３１６）にパルス状の電圧を出力する方式として、正極性及び負極性の一次昇圧回路３１０、３１２を構成する巻き線トランスのインダクタンスとコンデンサで共振させる第1の方式と、交流又はパルス状の電圧を一次昇圧回路３１０、３１２に入力する第２の方式とが考えられる。
【００５４】
図９は、上記の第１の方式つまり正極性及び負極性の一次昇圧回路３１０、３１２を構成する巻き線トランスのインダクタンスとコンデンサとを共振させる方式の具体例を例示するものである。図９に図示の除電器３４０は、正極性の高電圧発生回路３０６に含まれる第１スイッチング回路３６０及び負極性の高電圧発生回路３０８に含まれる第２スイッチング回路３６２として、特開2002-216994号公報に開示の構成が採用されている。
【００５５】
この点について具体的に説明すると、図９の除電器３４０は、その一次昇圧回路３１０、３１２のトランスが三次巻き線３１０ｃ、３１２ｃを備えている。そして、第１、第２のスイッチング回路３６０、３６２はバイポーラトランジスタＴｒと共振用コンデンサＣとを含み、各第１、第２のスイッチング回路３６０、３６２に対応する一次昇圧回路３１０、３１２のトランスはプッシュプル方式で駆動される。なお、第１、第２のスイッチング回路３６０、３６２に含まれるバイポーラトランジスタＴｒの代わりに電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を採用してもよい。
【００５６】
上記トランジスタＴｒには、トランスの三次巻き線３１０ｃ、３１２ｃのインダクタンスがフィードバックされ、これにより巻き線トランス３１０、３１２のインダクタンスとコンデンサＣとで規定される共振周波数で発振を行うことができる。
【００５７】
なお、一般的に巻き線トランスのインダクタンスという用語は、トランスの一次側のインダクタンスと、二次側のインダクタンスと、リーケージインダクタンスとを含む。したがって、そのいずれを使用して発振させるかは、採用する巻き線トランスの構造によって決定すればよい。
【００５８】
なお、変形例として、第１、第２のスイッチング回路３６０、３６２に含まれる共振用コンデンサＣを省いて、二次昇圧整流回路３１４、３１６のコンデンサとトランス３１０、３１２とを共振させて発振を行わせるようにしてもよい。
【００５９】
スイッチング回路３６０（３６２）は上記の構成に限定されない。図１０〜図１５は種々のスイッチング回路の具体的な構成を例示するものである。図１０に図示のスイッチング回路３６４は、上述した図９で開示したスイッチング回路３６０（３６２）の変形例であり、この図９のスイッチング回路３６０（３６２）に含まれるトランジスタＴｒの代わりに電圧比較器（作動出力）３６６が組み込まれている。また、図１０のスイッチング回路３６４は第１、第２のスイッチ素子３６８、３７０を有し、これら第１、第２のスイッチ素子３６８、３７０は電圧比較器３６６によって駆動され、これにより、一次昇圧回路３１０（３１２）の二次巻き線３１０ａ（３１２ａ）からパルス状の電圧を出力させることができる。なお、第１、第２のスイッチ素子３６８、３４０はトランジスタやＦＥＴで構成することができる。この図１０のスイッチング回路３６４によれば、一次昇圧回路３１０、３１２のトランスとして三次巻き線無しのトランスを採用することができる。
【００６０】
図１１に図示のスイッチング回路３７４は、図９、図１０と同様に、一次昇圧回路３１０、３１２のトランスはプッシュプル方式で駆動される。そして、図１１のスイッチング回路３７４は、発振器３７６と、この発振器３７６によって駆動される第１、第２のスイッチ素子３７８、３８０とを有し、これら第１、第２のスイッチ素子３７８、３８０は、一次昇圧回路３１０（３１２）のトランスの一次巻き線３１０ｄの一端と他端に接続されている。第１、第２のスイッチ素子３７８、３８０は発振器３７６によって交互にON／OFFされ、第１、第２のスイッチ素子３７８、３８０がONされることで、一次巻き線３１０ｄの一端または他端が接地される。
【００６１】
図１２に図示のスイッチング回路３８４は、共振用コンデンサＣとスイッチ素子３８６とで構成されている。一次昇圧回路３１０（３１２）のトランスの二次巻き線３１０ａ（３１２ａ）の接地側端子３１０ｂ（３１２ｂ）には電流検出手段３８８が接続され、この電流検出手段３８８が検出した電流によって上記のスイッチ素子３８６のON/OFFがフィードバック制御される。
【００６２】
図１３に図示のスイッチング回路３９０は、第１列の直列に接続された第１、第２のスイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２と、第２列の直列に接続された第３、第４のスイッチ素子ＳＷ３、ＳＷ４と、が互いに並列に接続されたフルブリッジの回路で構成され、これら第１〜第４のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４はコントローラ３９２によってON/OFF制御される。例えば第１スイッチ素子ＳＷ１をON、第２、第３のスイッチ素子ＳＷ２、ＳＷ３をOFFにした状態で第４スイッチ素子ＳＷ４をON/OFFの切り替えを繰り返すことで一次昇圧回路３１０（３１２）からパルス状の電圧を出力させることができる。
【００６３】
二次昇圧整流回路（図１５〜図１８）：
前述した図５を再び参照して、正極性及び負極性の二次昇圧整流回路３１４、３１６に含まれるコンデンサによって、負極側メインスイッチ素子３２２をOFFした直後の時間Ｔn（図１４）において、この負極性の二次昇圧整流回路３１６に含まれるコンデンサの電荷が徐々に流失する影響を受けて負極性の出力電圧Ｖnは徐々にゼロに接近する。また、負極側メインスイッチ素子３２２のOFFの次に正極側メインスイッチ素子３１８をONした直後の時間Ｔp（図１４）において、正極性の二次昇圧整流回路３１４に含まれるコンデンサの電荷が徐々に流失する影響を受けて正極性の出力電圧Ｖpは徐々にゼロに接近する。このことから、高圧電源回路３０２の出力電圧Ｖoの波形は、図１４に示すように、矩形のパルス波形とならず三角波のような波形となる。
【００６４】
図１５に図示の除電器４００は、図５を参照して前述した除電器３００と基本構造は共通している。勿論、図６以降の種々の提案の全ては、この図１５に図示の除電器４００に適用可能である。図１５を参照して、正極側及び負極側の二次昇圧整流回路３１４、３１６は、その出力側と接地側とに接続されてコンデンサと並列なインピーダンス素子としての抵抗Ｒp、Ｒnを有している。この抵抗Ｒp、Ｒnは、少なくとも一方、好ましくは共通放電電極３０４に対する出力側の二次昇圧整流回路３１６だけに設けてもよい。
【００６５】
このように、二次昇圧整流回路３１４、３１６に抵抗Ｒp、Ｒnを設けることで、上記時間Ｔn、Ｔpにおける上述した問題点を改善することができる。つまり、抵抗Ｒp、Ｒnでコンデンサの電荷を消費させることで上記時間Ｔn、Ｔpを短縮することができる（図１６）。
【００６６】
上記の抵抗Ｒp、Ｒnの変形例として、図１７に図示の除電器４１０のように、正極側及び負極側の二次昇圧整流回路３１４、３１６の各段のコンデンサＣ1n〜Ｃ3n、Ｃ1p〜Ｃ3p毎に並列に抵抗Ｒp1〜Ｒp3、Ｒn1〜Ｒn3を接続すると共に、抵抗Ｒp1〜Ｒp3及び抵抗Ｒn1〜Ｒn3を互いに直列に接続する構成を採用してもよい。勿論、正極側、負極側の二次昇圧整流回路３１４、３１６のいずれか一方を図１５に図示の抵抗Ｒp又はＲnで構成し、他方を図１７に図示の抵抗Ｒn1〜Ｒn3又はＲp1〜Ｒp3で構成してもよい。
【００６７】
二次昇圧整流回路３１４、３１６が複数段の倍電圧整流回路で構成されている場合、倍電圧整流回路の特性として、第１段のコンデンサＣp1、Ｃn1、第２段のコンデンサＣp1、Ｃn2、第３段のコンデンサＣp3、Ｃn3に加わる電圧Ｖc1、Ｖc2、Ｖc3は、Ｖc1＞Ｖc2＞Ｖc3の関係にあることから、これを平準化するように第１段、第２段、第３段に組み込む抵抗Ｒp1〜Ｒp3、Ｒn1〜Ｒn3の抵抗値を選定するのが望ましい。電圧Ｖc1、Ｖc2、Ｖc3を平準化することで、複数段の倍電圧整流回路に組み込むダイオード及びコンデンサとして同じ耐電圧仕様の部品を採用することができ、これにより部品の品種の数を低減することができる。
【００６８】
他の変形例として、図１８に図示の除電器４２０のように、上記の抵抗Ｒp、Ｒnの代わりにスイッチ素子ＳＷp、ＳＷnを採用してもよい。勿論、正極性、負極性の二次昇圧整流回路３１４、３１６のいずれか一方をスイッチ素子ＳＷp又はＳＷnで構成し、他方を図１５に図示の抵抗Ｒn又はＲpや、図１７に図示の抵抗Ｒn1〜Ｒn3又はＲp1〜Ｒp3で構成してもよい。
【００６９】
図１８の除電器４２０のようにスイッチ素子ＳＷp、ＳＷnを組み込んだときには、例えば負極側メインスイッチ素子３２４がONしているときには、正極側及び負極側のＳＷp、ＳＷnはOFF状態に保持される。
【００７０】
負極側メインスイッチ素子３２２をOFFした直後や負極側メインスイッチ素子３２２のOFFの次に正極側メインスイッチ素子３１８をONした直後にスイッチ素子ＳＷp、ＳＷnをONすることで、正極性及び負極性の二次昇圧整流回路３１４、３１６に含まれるコンデンサの電荷を直ちに接地できるため、高圧電源回路３０２の出力電圧Ｖoの波形を矩形のパルス波形に近づけることができる。
【００７１】
浮遊容量（図１９〜図２１）：
一般的に除電器には浮遊容量の問題がある。特に、特開2005-203292号公報に開示の形式の除電器、具体的には高圧電源部とイオン発生部とが離間した除電器では、高圧電源部とイオン発生部とがシールドケーブルによって連結されるため、このシールドケーブルと大地との間に浮遊容量が発生する。他の典型例として特開2008-159389号公報に開示の長尺の除電器、具体的には複数の放電電極を備え、この複数の放電電極に対して高電圧配線で高電圧を分配する形式の除電器の場合、高電圧配線と接地電極との間に浮遊容量が発生する。
【００７２】
この浮遊容量を図１５に参照符号Ｃcで示してある。この浮遊容量Ｃcに蓄えられた電荷は、抵抗Ｒn、Ｒpを通じて接地されるため、高圧電源回路３０２の出力電圧Ｖoの波形に応答遅れが発生する。図１９は、浮遊容量Ｃcが相対的に大きい場合の出力電圧Ｖoの波形を示し、また、浮遊容量Ｃcが相対的に小さい場合の出力電圧Ｖoの波形を示す。この出力波形の応答遅れは、抵抗Ｒn、Ｒp及び浮遊容量Ｃcの値によって決まる。
【００７３】
除電器の浮遊容量Ｃpに起因する応答遅れに対する対策例を図２０を参照して説明する。図２０に図示のパルスAC式除電器４３０は、高電圧電源回路３０２の出力経路３２８に一端が接続され且つ他端が接地された抵抗Ｒsを有する。この抵抗Ｒsを備えた除電器４３０によれば、浮遊容量Ｃpに蓄えられた電荷は抵抗Ｒsによって消費することができる。勿論、この抵抗Ｒsは、図１７に図示の除電器４１０にも適用可能である。
【００７４】
図２１に図示のパルスAC式除電器４４０は、上述した抵抗Ｒsをスイッチ素子ＳＷsで置換した例を示す。このスイッチ素子ＳＷsを、例えば図２２に図示したように、正極性、負極性のメインスイッチ素子３１８、３２２のON/OFFを切り替えるタイミングに整合させて、そのONとOFFとの切り替え途中でスイッチ素子ＳＷsをONすることで浮遊容量Ｃpに蓄積された電荷を大地に放出させればよい。
【００７５】
二次昇圧整流回路のコンデンサ保護（図２３）：
共通の放電電極を備えたパルス式除電器において、図３を参照して説明した第１高電圧発生回路１０２のトランス１２４に接続されたコンデンサＣ1の問題点、つまりトランス１２４の接地側端子を接地させると共にこの接地側端子を第２高電圧発生回路１０４の出力線から断絶させる構成を採用したときに、第２高電圧発生回路１０４が生成した高電圧が第１高電圧発生回路１０２のトランス１２４に接続されたコンデンサＣ1に印加されるため、このコンデンサＣ1には高い耐電圧が要求される。
【００７６】
図２３に図示のACパルス式除電器４５０には、上述したコンデンサＣ1に対する要求耐電圧を軽減する対策が施されている。具体的には、図２３を参照して、除電器４５０は、コンデンサＣ1とトランス３１２との間に介装されたツェナーダイオード４５２を有する。換言すれば、除電器４５０は、負極性の二次昇圧整流回路３１６の入力部分にコンデンＣ1とツェナーダイオード４５２を有する。これにより、負極性の二次昇圧整流回路３１６に所定の電圧以上の電圧が加わったときには、この過電圧は、負極性の一次昇圧回路３１２を構成するトランスの二次巻き線３１２ａの接地側端子３１２ｂを通じて大地に放出される。したがって、コンデンサＣ1として比較的耐電圧の低いコンデンサを採用することができる。なお、ツェナーダイオード４５２と同様に電圧制限機能を備えた部品であれば、ツェナーダイオード４５２の置換部品として採用してもよい。このような部品の一例として、クランプ・ダイオードの一種であるトランシル（登録商標）を挙げることができる。
【００７７】
感電防止対策（図２４、図２５）：
一般論として、除電器は放電電極に作業者が手を触れないように対策が施されているが、万が一の感電事故を防止するための対策が望まれる。例示として図２４に図示のACパルス式除電器４６０には、高電圧電源回路３０２の出力経路３２８に電流制限用抵抗４６２が介装されている。なお、この電流制限用抵抗４６２をコンデンサで置換してもよい。
【００７８】
他の例として図２５に図示のACパルス式除電器４７０のように、正極性の二次昇圧整流回路３１４の出力線３２６つまり２つの高電圧発生回路３１４と３１６とを接続する連結線に電流制限用抵抗４６４を介装するようにしてもよい。なお、この電流制限用抵抗４６２もコンデンサで置換可能である。
【００７９】
イオンバランス（図２６〜図２８）：
図２６、図２７に図示のACパルス式除電器４８０、４９０は、生成する正極性のイオンと負極性のイオンとを固定の比率でイオンバランスさせるのに好適である。
【００８０】
図２６に図示の除電器４８０は、高電圧電源回路３０２の出力経路３２８にコンデンサ４８２を有し、このコンデンサ４８２によって放電電極３０４に供給する正極性の高電圧と負極性の高電圧とを平準化する構成が採用されている。
【００８１】
図２７に図示の除電器４９０は、複数の放電電極３０４を備え、その各々の放電電極３０４と高電圧電源回路３０２の出力経路３２８との間にコンデンサ４９２を有し、各放電電極３０４毎に正極性の高電圧と負極性の高電圧とを平準化する構成が採用されている。
【００８２】
図２６のコンデンサ４８２及び図２７のコンデンサ４９２はコンデンサ素子で構成してもよいが、図２７に参照符号４９４で示す高電圧分配部材と各放電電極３０４とを、静電容量と等価の絶縁材料を介して容量的に接続させてもよい。同様に、図２６の除電器４８０が図示のように複数の放電電極３０４を備えている場合には、高電圧分配部材４９４と高電圧電源回路３０２との出力線３２８とを、静電容量と等価の絶縁材料を介して容量的に接続させてもよい。
【００８３】
図２８に図示のACパルス式除電器５００は簡便なイオンバランス機能を備えている。この除電器５００は、接地側の二次昇圧整流回路つまり、この実施例では正極性の高電圧発生回路３０６にイオンバランス調整回路５０２を有している。このイオンバランス調整回路５０２は、接地側の二次昇圧整流回路と接地との間の電流を監視することでイオンバランスを算定し、そして、この算定の結果に基づいてイオンバランスを調整して所定のイオンバランスとなるようにメインスイッチ素子３１８、３２２のON/OFFの時間間隔の比率を変更する、及び／又は電源３２０、３２４の電圧を変更する制御が実行される。このイオンバランス調整回路５０２は可変抵抗器を備え、この可変抵抗器の抵抗値を調整することでイオンバランスの目標値を変更できるように構成されている。なお、可変抵抗器を備えたイオンバランス調整回路５０２は、特開平07-249497号公報に詳細に記載されていることから、この特開平07-249497号公報の記載をここに援用する。イオンバランス調整回路５０２に代えて、後に説明する抵抗５１６を設け、この抵抗５１６に流れる電流をコントローラなどで監視して、この監視電流に応じたイオンバランスを制御するようにしてもよい。好ましくは、二次昇圧整流回路３１４、３１６は、各二次昇圧整流回路３１４、３１６と並列にインピーダンス素子としての抵抗Ｒｐ、Ｒnを備えているのがよい。
【００８４】
放電検出など（図２９〜図３８）：
除電器が生成したプラスイオンの量、マイナスイオンの量を間接的な手法を使って検出することは、これをイオンバランスの制御や放電電極の劣化度合いの表示などに役立てることができる。例えば図２９に図示のACパルス式除電器５１０において、正極性、負極性の一次昇圧回路３１０、３１２を構成するトランスの各々の接地側端子３１０ｂ、３１２ｂを、抵抗５１２、５１４を介して接地させることにより、各トランスの二次巻き線３１０ａ、３１２ａに流れる電流を検出することができる。この検出した電流値は、例えば特開平10-289796号公報に開示のようにイオンバランスの制御、具体的には出力電圧のパルス幅の制御や放電電極３０４の摩耗などを作業者に知らせるための警報を発するなどに用いることができる。検出電流値の使い方に関して上記の特開平10-289796号公報に詳しい説明があることから、この特開平10-289796号公報の記載をここに援用する。
【００８５】
なお、抵抗５１２、５１４に流れる電流は、イオンバランス調整回路５０２によって検出される整流された電流とは異なり、一次昇圧回路に対応した二次昇圧整流回路により整流される前の電流であることから、抵抗５１２、５１４だけでなく半波整流回路５８２(図３０)や全波整流回路５８４（図３１）などのピークホールド回路により電流の波高値を検出するようにしてもよい。
【００８６】
また、この除電器５１０では正極性の二次昇圧整流回路３１４の出力を負極性の二次昇圧整流回路３１６を介して放電電極３０４に印加する構成を採用されていることから、正極性の二次昇圧整流回路３１４の接地側に抵抗５１６を介在させることで、放電電極３０４が短絡した等の過大な電流が抵抗５１６に流れたときには、除電器５１０の動作を強制的に停止させるなどの安全対策を講じることができる。
【００８７】
図３２に図示の除電器５１８は、一次昇圧回路が圧電トランス３５２で構成された図８の除電器３５０に、感電防止用の抵抗４６２と、電流検知用抵抗５１６と、出力波形の応答性改善及び電位安定のための抵抗Ｒn、Ｒpとが設けられている。これら抵抗４６２、５１６、Ｒn、Ｒpを設けるか否かは任意であるが、図３２の除電器５１８は、実用上、本発明の好ましい実施形態であると言うことができる。
【００８８】
図３３に図示のACパルス式除電器５２０は、上記の図２９及び図３０の除電器５１０、５１８の変形例であり、上述した抵抗５１２、５１４、５１６に代えて、オペアンプと抵抗とで構成されるI/V変換器５２２、５２４、５２６を採用してもよい。
【００８９】
一般的に除電器の放電強さを検出することで、特開2004-362951号公報に詳しい説明があるように、放電電極に印加する出力電圧の制御や短絡などの異常時に放電電極への高電圧の印加を停止させることができる。
【００９０】
図３４に図示のACパルス式除電器５３０は、高電圧電源回路３０２の出力経路３２８に高電圧ケーブル又は複数の放電電極３０４に高電圧を分配する高電圧分配板又は高電圧分配線４９４（図２６、図２７）との間で容量結合された検出電極５３２を有し、また、この検出電極５３２の接地線に接続された抵抗Ｒを有する。更に、除電器５３０は、抵抗Ｒに流れる電流を取り込んで基準値の対比で制御信号を出力するコントローラ５３４を有する。
【００９１】
上記の容量結合の例を図３５〜図３７を参照して説明する。図３５は、高電圧電源回路３０２と放電電極３０４とを接続する高電圧ケーブル５４０を示す。この高電圧ケーブル５４０は、高電圧配線５４２が、塩化ビニルやシリコンゴムのような可撓性絶縁体５４４によって被覆され、この絶縁体５４４の周囲にリング状の検出電極５３２が配設されて、この検出電極５３２と高電圧配線５４２とが容量結合され、これにより絶縁体５４４をコンデンサとして機能させることができる。勿論、抵抗Ｒの変形例として高電圧配線５４２を、コンデンサ素子を介して接地させるようにしてもよい。また、高電圧電源回路３０２と放電電極３０４との間の経路にＡＢＳ、ＰＣ、ＰＳのような樹脂又はセラミックスを介在させることで、上記の絶縁体５４４に代えることができる。
【００９２】
図３６は、複数の放電電極３０４に高電圧を分配する高電圧分配板又は分配線４９４（図２６、図２７）に関し、バー状の除電器に内蔵されるプリント基盤又は絶縁板５５０は、その片側の面に高電圧分配板又は分配線４９４と、その隣に離間して配設された帯状の検出電極５３２とを有し、これによりプリント基板又は絶縁板５５０は浮遊容量を備えることができる。変形例として、図３７に示すプリント基盤又は絶縁板５６０のように、片側の面に高電圧分配板又は分配線４９４を配置し、他方の面に帯状の検出電極５３２を配置してもよい。
【００９３】
図３８は、上述した図３５のACパルス式除電器５３０の変形例の除電器５７０を示す。図３８を参照して、この変形例の除電器５７０にあっては、正極性の二次昇圧整流回路３１４の出力線３２６、つまり２つの二次昇圧整流回路３１４、３１６を接続する出力線３２６に検出電極５３２が設けられ、この検出電極５３２で検出した電流はコントローラ５３４に入力される。
【００９４】
図３４、図３８に図示のコントローラ５３４による具体的な制御に関しては、上述した特開2004-362951号公報を援用することにより、その詳しい説明を省略する。
【符号の説明】
【００９５】
３０２    高電圧電源回路
３０４    共通の放電電極
３０６    正極性の高電圧発生回路
３０８    負極性の高電圧発生回路
３１０    正極側の一次昇圧回路（トランス）
３１０ａ  正極側トランスの二次巻き線
３１０ｂ  正極側トランスの接地側端子
３１０ｃ  正極側トランスの三次巻き線
３１０ｄ  正極側トランスの一次巻き線
３１２    負極側の一次昇圧回路（トランス）
３１２ａ  負極側トランスの二次巻き線
３１２ｂ  負極側トランスの接地側端子
３１２ｃ  負極側トランスの三次巻き線
３１４    正極性の二次昇圧整流回路
３１６    負極性の二次昇圧整流回路
３１８    正極側のメインスイッチ素子
３２２    負極側のメインスイッチ素子
３２６    正極性の二次昇圧整流回路の出力線
３２８    高電圧電源回路の出力経路（放電電極に連結）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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