(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの電極と、
第１交流電圧を発生し、一方の第１電極に前記第１交流電圧を印加する第１電源部と、
前記第１交流電圧とは１８０°位相の異なる第２交流電圧を発生し、他方の第２電極に前記第２交流電圧を印加する第２電源部と、
前記第１電源部と前記第１電極とを電気的に接続する第１配線部と、
前記第２電源部と前記第２電極とを電気的に接続する第２配線部と、
を有し、
前記第１電源部と前記第２電源部とが対象物から略同一距離の場所で該対象物に対して略平行に配置されているか、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部とが前記対象物から略同一距離の場所で該対象物に対して略平行に配置され、
前記第１電源部は、第１基板と、該第１基板に配設され且つ前記第１交流電圧の正電圧を発生する第１正電圧発生部と、前記第１基板に配設され且つ前記第１交流電圧の負電圧を発生する第１負電圧発生部とを備え、
前記第２電源部は、第２基板と、該第２基板に配設され且つ前記第２交流電圧の正電圧を発生する第２正電圧発生部と、前記第２基板に配設され且つ前記第２交流電圧の負電圧を発生する第２負電圧発生部とを備え、
前記第１基板と前記第２基板とは、前記対象物に対して互いに平行に且つ立設するように配置され、
前記第１電源部から前記第１配線部を介して前記第１電極に前記第１交流電圧を印加すると共に、前記第２電源部から前記第２配線部を介して前記第２電極に前記第２交流電圧を印加することにより、前記第１電極の近傍での正イオンの発生及び前記第２電極の近傍での負イオンの発生と、前記第１電極の近傍での負イオンの発生及び前記第２電極の近傍での正イオンの発生とが、交互に行われ、発生した前記正イオン及び前記負イオンが前記対象物に向けて放出される
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の電荷発生装置において、
前記第１正電圧発生部と前記第２負電圧発生部とが対向し、且つ、前記第１負電圧発生部と前記第２正電圧発生部とが対向している
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項３】
請求項２記載の電荷発生装置において、
前記第１基板の中央部と前記第２基板の中央部との間には、前記第１正電圧発生部、前記第１負電圧発生部、前記第２正電圧発生部及び前記第２負電圧発生部に電源電圧を供給する電圧供給源が配置され、
前記第１基板には、前記対象物に対して略平行に、前記第１正電圧発生部、前記電圧供給源及び前記第１負電圧発生部が順に配置され、
前記第２基板には、前記対象物に対して略平行に、前記第２負電圧発生部、前記電圧供給源及び前記第２正電圧発生部が順に配置されている
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項４】
請求項３記載の電荷発生装置において、
前記電圧供給源は、外部からの電源供給により直流電圧を発生する直流電源であり、
前記第１基板における前記直流電源と前記第１正電圧発生部との間の箇所、前記第１基板における前記直流電源と前記第１負電圧発生部との間の箇所、前記第２基板における前記直流電源と前記第２正電圧発生部との間の箇所、及び、前記第２基板における前記直流電源と前記第２負電圧発生部との間の箇所には、前記直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路部がそれぞれ配置され、
前記第１正電圧発生部は、変換後の交流電圧の正の部分のみ取り出し、取り出した前記正の部分を増幅することで、前記第１交流電圧の正電圧を発生し、
前記第１負電圧発生部は、変換後の交流電圧の負の部分のみ取り出し、取り出した前記負の部分を増幅することで、前記第１交流電圧の負電圧を発生し、
前記第２正電圧発生部は、変換後の交流電圧の正の部分のみ取り出し、取り出した前記正の部分を増幅することで、前記第２交流電圧の正電圧を発生し、
前記第２負電圧発生部は、変換後の交流電圧の負の部分のみ取り出し、取り出した前記負の部分を増幅することで、前記第２交流電圧の負電圧を発生する
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電荷発生装置において、
前記第１配線部は、前記第１電源部で発生した前記第１交流電圧を引き出すための第１引出線と、該第１引出線に連結され且つ前記対象物に対して略平行に延在する第１供給線と、該第１供給線に連結され且つ前記第１電極と電気的に接続される第１分配線とを備え、
前記第２配線部は、前記第２電源部で発生した前記第２交流電圧を引き出すための第２引出線と、該第２引出線に連結され且つ前記対象物に対して略平行に延在する第２供給線と、該第２供給線に連結され且つ前記第２電極と電気的に接続される第２分配線とを備える
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項６】
請求項５記載の電荷発生装置において、
前記第１引出線及び前記第２引出線が対向して配置されると共に、前記第１供給線及び前記第２供給線が対向して配置される
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電荷発生装置において、
前記第１電源部と前記第２電源部との長手方向、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部との長手方向に沿って、前記第１電極と前記第２電極とが交互に配置されている
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電荷発生装置において、
複数の前記第１電極と複数の前記第２電極とが、平面視で、仮想円周上に配置されている
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電荷発生装置において、
電気絶縁材料からなる筐体をさらに有し、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記筐体の表面に露出し、
前記第１電源部と前記第２電源部とが前記筐体内に配置されているか、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部とが前記筐体内に配置されている
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電荷発生装置において、
前記第１電極及び前記第２電極は、先端部が外部に露出した針電極である
ことを特徴とする電荷発生装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電荷発生装置において、
前記電荷発生装置は、前記対象物に向けて前記正イオン及び前記負イオンを放出することにより、該対象物に帯電した電荷を中和して除電するイオナイザである
ことを特徴とする電荷発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを発生する電荷発生装置に関し、より詳細には、除電対象の対象物に向けてイオンを放出することにより該対象物に帯電した電荷を中和して除電するイオナイザとして好適な電荷発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、除電対象の対象物に向けてイオンを放出することにより、該対象物に帯電した電荷を中和して除電するイオナイザが、特許文献１及び２に開示されている。
【０００３】
特許文献１のイオナイザでは、針電極に交流電圧を印加することにより、該針電極の近傍で正イオン及び負イオンを交互に発生させ、発生した正イオン及び負イオンを対象物に向けて交互に放出することにより該対象物の除電を行う。
【０００４】
また、特許文献１の他のイオナイザ及び特許文献２のイオナイザでは、一方の針電極に交流電圧を印加すると共に、他方の針電極に前記交流電圧と異なる極性の交流電圧を印加することにより、各針電極の近傍で正イオン及び負イオンを同時に発生させ、発生させた正イオン及び負イオンを対象物に向けて放出することにより該対象物の除電を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６６９３７８８号明細書
【特許文献２】国際公開第２００７／１２２７４２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、イオナイザでは、比較的高い電圧レベルの交流電圧（交流高電圧）を針電極に印加して正イオン及び負イオンを発生させ、除電を行う空間（除電空間）内で正イオン及び負イオンが均一に分布するようにイオンバランスを調整し、対象物の表面に正イオン及び負イオンを到達させることにより、該対象物の除電を行う。
【０００７】
しかしながら、パルス的に正イオン及び負イオンを交互に発生させることで、正イオン及び負イオンが交互に対象物に到達すると、対象物への正イオン及び負イオンの到達周期に起因して、該対象物での電位振幅が大きくなってしまう。また、針電極に交流高電圧を印加する電源や、該電源と針電極とを電気的に接続する配線に起因して対象物に誘導された電荷（以下、誘導電荷ともいう。）が、対象物でのノイズの原因となり、この場合でも、該対象物での電位振幅が大きくなってしまう。
【０００８】
このような電位振幅の増大を抑制して、本来の小さな電位振幅とするためには、（ａ）正イオン及び負イオンの発生の仕方を工夫するか、（ｂ）誘導電荷及びノイズ自体を抑制するか、（ｃ）正イオン及び負イオンの発生周期を調整して正イオン及び負イオンの到達周期を短くすることにより電位振幅を小さくしたり、誘導電荷に起因したノイズの影響を相対的に小さくすることが考えられる。具体的には、下記（１）〜（６）の対策が考えられる。
【０００９】
（１）対象物とイオナイザとをできる限り離す。（２）イオナイザと電源とを別体とし、対象物と電源とをできる限り離す。（３）交流高電圧の周波数を高くする。（４）イオナイザ内部の電源及び配線をシールドする。（５）一方の電極に正の直流高電圧を印加すると共に、他方の電極に負の直流高電圧を印加する。（６）正イオン又は負イオンの発生箇所の近傍で極性の異なるイオンを同時に発生させる。
【００１０】
しかしながら、上記の（１）〜（６）の対策では、下記の問題が発生する。
【００１１】
（１）の対策では、対象物とイオナイザとの距離が大きくなるので、対象物に到達する正イオン及び負イオンの量が減少する。この結果、対象物の除電に時間がかかって除電速度が低下し、イオナイザの除電性能が低下する。
【００１２】
そこで、イオナイザと対象物とを近接させて正イオン及び負イオンを対象物に確実に到達させることも考えられる。しかしながら、イオナイザに付随する電源及び配線も対象物に近接することになるので、誘導電荷及びノイズが発生しやすくなり、電位振幅を小さくすることができない。従って、イオナイザと対象物との距離を縮めることはできない。
【００１３】
（２）の対策では、電源及び配線がイオナイザの外にあるため、配線の引き回しを工夫する必要がある等、交流高電圧からユーザを保護するための対策を別途行う必要がある。これにより、イオナイザの取り扱いが困難になる等の使用上の制限が発生する。
【００１４】
（３）の対策では、交流電圧の正の部分又は負の部分を針電極に印加する時間がそれぞれ短くなるので、正イオン及び負イオンの発生周期が短くなって正イオン及び負イオンの到達周期が短くなり、電位振幅が小さくなるという利点はあるが、正イオン及び負イオンの発生量が却って減少する。この結果、除電速度が低下して、イオナイザの除電性能が低下する。
【００１５】
（４）の対策では、発生した正イオン及び負イオンがシールドに吸収されてしまい、対象物に到達する正イオン及び負イオンの量が減少する。この場合でも、除電速度が低下して、イオナイザの除電性能が低下する。
【００１６】
（５）の対策では、一方の針電極の近傍で正イオンが発生すると共に、他方の針電極の近傍で負イオンが発生するので、除電空間における一方の針電極と他方の針電極との間の領域では、正イオン及び負イオンの双方を同じ時間帯に対象物に到達させることができるため、正イオンと負イオンとが混在してイオンバランスが取れ、電位振幅を小さくすることができる。しかしながら、正イオンのみが存在する領域や負イオンのみが存在する領域（除電空間の端部）では、いずれか一方の種類のイオンしか対象物に到達しないので、イオンバランスが取れず、電位振幅が大きくなってしまう。この結果、対象物の除電を実際に行うことができる領域が制限される。
【００１７】
（６）の対策では、極性の異なるイオンを発生させるために他の針電極を用意し、該他の針電極に交流高電圧を印加する必要がある。すなわち、他の針電極に交流高電圧を印加するための他の電源や、該他の電源と他の針電極とを電気的に接続するための他の配線も用意する必要がある。この場合には、他の電源及び他の配線に起因して誘導電荷も発生し、該誘導電荷によるノイズで電位振幅が却って大きくなる。
【００１８】
このように、従来のイオナイザでは、電極に交流電圧を印加する電源や、該電源と電極とを電気的に接続する配線に起因して対象物に誘導電荷が発生し、該誘導電荷によるノイズで、対象物での電位振幅が実際の値より大きくなってしまう。また、誘導電荷及びノイズを効果的に排除することも困難である。
【００１９】
なお、上記の説明では、電荷発生装置がイオナイザである場合について説明したが、イオンを放出して対象物を帯電させる電荷発生装置としての帯電装置においても、針電極に対する高電圧の印加に起因してイオンが発生するため、同様の問題が惹起されるものと想定される。
【００２０】
本発明は、上記の課題を解消するためになされたものであり、電源及び配線に起因して対象物に発生する誘導電荷及び該誘導電荷によるノイズの影響を排除することができる電荷発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る電荷発生装置は、少なくとも２つの電極と、一方の第１電極に第１電圧を印加する第１電源部と、他方の第２電極に前記第１電圧とは異なる極性の第２電圧を印加する第２電源部と、前記第１電源部と前記第１電極とを電気的に接続する第１配線部と、前記第２電源部と前記第２電極とを電気的に接続する第２配線部とを有する。
【００２２】
この場合、前記第１電源部から前記第１配線部を介して前記第１電極に前記第１電圧を印加すると共に、前記第２電源部から前記第２配線部を介して前記第２電極に前記第２電圧を印加すれば、前記第１電極の近傍でイオンが発生すると共に、当該イオンとは異なる極性のイオンが前記第２電極の近傍で発生する。
【００２３】
そのため、前記電荷発生装置がイオナイザであれば、発生した前記イオンを対象物に向けて放出することにより、該対象物に帯電した電荷を中和して除電することができる。一方、前記電荷発生装置が帯電装置であれば、発生した前記イオンを対象物に向けて放出することにより、該対象物を帯電させることができる。
【００２４】
ところで、［発明が解決しようとする課題］の項目でも説明したように、従来の電荷発生装置では、電極に交流電圧を印加する電源や、該電源と前記電極とを電気的に接続する配線に起因して対象物に誘導電荷が発生し、該誘導電荷に起因したノイズによって前記対象物での電位振幅が実際の値より大きくなってしまうと共に、前記誘導電荷及び前記ノイズを効果的に排除することができなかった。
【００２５】
そこで、本発明に係る電荷発生装置では、この課題を解決して、上述の目的を達成するために、前記第１電源部と前記第２電源部とを対向して配置するか、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部とを対向して配置している。
【００２６】
前述のように、前記第１電源部から前記第１配線部を介して前記第１電極に印加される前記第１電圧と、前記第２電源部から前記第２配線部を介して前記第２電極に印加される前記第２電圧とは、互いに異なる極性である。そのため、前記第１電源部に起因した誘導電荷及びノイズと、前記第２電源部に起因した誘導電荷及びノイズとについても、それぞれ、互いに異なる極性となる。従って、これらの誘導電荷及びノイズは、互いに打ち消し合うことになり、各誘導電荷及び各ノイズを効果的に排除することができる。
【００２７】
このように、前記第１電源部と前記第２電源部とを対向配置させるか、あるいは、前記第１配線部と前記第２配線部とを対向配置させることにより、前記第１電源部及び前記第２電源部に起因した誘導電荷及びノイズや、前記第１配線部及び前記第２配線部に起因した誘導電荷及びノイズの電位振幅への影響をなくすことができる。この結果、本発明では、前記第１電源部、前記第２電源部、前記第１配線部及び前記第２配線部と、前記第１電極及び前記第２電極とを一体的に構成し、前記第１電源部、前記第２電源部、前記第１配線部及び前記第２配線部に対するシールド対策を不要にすることができる。
【００２８】
すなわち、本発明に係る電荷発生装置では、電気絶縁材料からなる筐体の表面に前記第１電極及び前記第２電極を露出させ、前記第１電源部と前記第２電源部、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部を前記筐体内に配置することが可能となる。
【００２９】
これにより、前記電荷発生装置と対象物とを近接させた状態で、該電荷発生装置を使用することができる。また、シールド対策が不要であるため、シールドへのイオンの吸収がなくなる。この結果、対象物の表面に到達するイオンの量を増加させることができる。このように、前記電荷発生装置を前記対象物に近接させてイオンを発生させれば、前記対象物に対する除電速度や帯電速度を向上させることができ、該電荷発生装置の除電性能又は帯電性能を高めることができる。
【００３０】
さらに、前記筐体内に、前記第１電源部と前記第２電源部、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部を配置すれば、前記電荷発生装置の使い勝手も向上する。
【００３１】
この場合、前記第１電源部と前記第２電源部との長手方向、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部との長手方向に沿って、前記第１電極と前記第２電極とを交互に配置すれば、バータイプの電荷発生装置を容易に構成することができる。また、前記第１電極と前記第２電極とを交互に配置することにより、前記電荷発生装置と前記対象物との間の空間では、正イオンと負イオンとが均一に分布して、ムラのない均一な除電を行うことが可能となり、除電性能を一層高めることができる。また、前記対象物への前記正イオン及び前記負イオンの到達周期に起因した該対象物での電位振幅の増大も抑制することができる。
【００３２】
特に、平面視で、前記第１電源部と前記第２電源部との間、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部との間で、前記長手方向に沿って前記第１電極及び前記第２電極を交互に配置すれば、仮想線上に前記第１電極及び前記第２電極が配置されることになるので、前記第１電源部及び前記第２電源部や、前記第１配線部及び前記第２配線部は、該仮想線を中心として線対称に配置されることになる。これにより、前記第１電源部に起因した誘導電荷及びノイズと前記第２電源部に起因した誘導電荷及びノイズとが互いに打ち消し合うと共に、前記第１配線部に起因した誘導電荷及びノイズと前記第２配線部に起因した誘導電荷及びノイズとが互いに打ち消し合うことになるので、これらの誘導電荷及びノイズの電位振幅への影響を効果的に排除することができる。また、前記対象物への前記正イオン及び前記負イオンの到達周期に起因した電位振幅の増大も効果的に抑制することができる。
【００３３】
また、複数の前記第１電極と複数の前記第２電極とを、平面視で、仮想円周上に配置した場合、前記第１電極に接続される前記第１配線部及び前記第１電源部と、前記第２電極に接続される前記第２配線部及び前記第２電源部とは、前記仮想円周の中心に対して点対称に配置することが可能となる。これにより、前記第１電源部に起因した誘導電荷及びノイズと前記第２電源部に起因した誘導電荷及びノイズとを効果的に打ち消し合うことができると共に、前記第１配線部に起因した誘導電荷及びノイズと前記第２配線部に起因した誘導電荷及びノイズとを効果的に打ち消し合うことができる。この場合でも、対象物への正イオン及び負イオンの到達周期に起因した電位振幅の増大を効果的に抑制することができる。
【００３４】
なお、先端部が外部に露出した針電極を前記第１電極及び前記第２電極とすれば、該先端部での電界集中により、正イオン及び負イオンを容易に発生させることができ、前記電荷発生装置の除電性能や帯電性能をさらに高めることができる。
【００３５】
ここで、本発明に係る電荷発生装置の前記第１電源部、前記第２電源部、前記第１配線部及び前記第２配線部の配置状態及び構成について、下記の（１）〜（９）において具体的に説明する。
【００３６】
（１）  前記電荷発生装置は、前記第１電極の近傍で発生したイオンと、前記第２電極の近傍で発生したイオンとを、対象物に向けて放出する。この場合、前記第１電源部と前記第２電源部とが前記対象物に対して略平行に配置されているか、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部とが前記対象物に対して略平行に配置されている。これにより、前記第１電源部に起因する誘導電荷及びノイズと前記第２電源部に起因する誘導電荷及びノイズとが互いに打ち消し合うと共に、前記第１配線部に起因する誘導電荷及びノイズと前記第２配線部に起因する誘導電荷及びノイズとが互いに打ち消し合うので、前記対象物での実際の電位振幅を低減することができる。
【００３７】
（２）  上記（１）の場合において、前記第１電源部と前記第２電源部とが前記対象物から略同一距離の場所で該対象物に対して略平行に配置されているか、及び／又は、前記第１配線部と前記第２配線部とが前記対象物から略同一距離の場所で該対象物に対して略平行に配置されている。これにより、上述した各誘導電荷及び各ノイズが確実に打ち消されるので、実際の電位振幅をさらに低減することができる。
【００３８】
（３）  上記（２）の場合において、前記第１電源部は、第１交流電圧を発生すると共に、前記第２電源部は、前記第１交流電圧とは１８０°位相の異なる第２交流電圧を発生する。この結果、前記第１電源部から前記第１配線部を介した前記第１電極への前記第１交流電圧の印加と、前記第２電源部から前記第２配線部を介した前記第２電極への前記第２交流電圧の印加とによって、前記第１電極の近傍での正イオンの発生及び前記第２電極の近傍での負イオンの発生と、前記第１電極の近傍での負イオンの発生及び前記第２電極の近傍での正イオンの発生とが、交互に行われる。これにより、除電空間において正イオン及び負イオンを均一に分布させて、ムラのない均一な除電を行うことができる。また、前記対象物への前記正イオン及び前記負イオンの到達周期に起因した電位振幅の増大も抑制することができる。
【００３９】
（４）  上記（３）の場合において、前記第１電源部は、第１基板と、該第１基板に配設され且つ前記第１交流電圧の正電圧を発生する第１正電圧発生部と、前記第１基板に配設され且つ前記第１交流電圧の負電圧を発生する第１負電圧発生部とを備える。また、前記第２電源部は、第２基板と、該第２基板に配設され且つ前記第２交流電圧の正電圧を発生する第２正電圧発生部と、前記第２基板に配設され且つ前記第２交流電圧の負電圧を発生する第２負電圧発生部とを備える。そして、前記第１基板と前記第２基板とは、前記対象物に対して互いに平行に且つ立設するように配置されている。このようにすれば、上述した誘導電荷及びノイズを確実に打ち消すことができ、実際の電位振幅をさらに低減することができる。
【００４０】
（５）  上記（４）の場合において、前記第１正電圧発生部と前記第２負電圧発生部とが対向し、且つ、前記第１負電圧発生部と前記第２正電圧発生部とが対向している。すなわち、同一構造の２つの電圧発生部を用意し、一方の電圧発生部に対して他方の電圧発生部を１８０°回転させた状態で対向配置させれば、（５）の構成を実現することができる。これにより、上述した誘導電荷及びノイズの低減効果が容易に得られる。
【００４１】
（６）  上記（５）の場合において、前記第１基板の中央部と前記第２基板の中央部との間には、前記第１正電圧発生部、前記第１負電圧発生部、前記第２正電圧発生部及び前記第２負電圧発生部に電源電圧を供給する電圧供給源が配置される。この場合、前記第１基板には、前記対象物に対して略平行に、前記第１正電圧発生部、前記電圧供給源及び前記第１負電圧発生部が順に配置される。また、前記第２基板には、前記対象物に対して略平行に、前記第２負電圧発生部、前記電圧供給源及び前記第２正電圧発生部が順に配置される。
【００４２】
この場合、前記電圧供給源を中心として、前記第１電源部と前記第２電源部とが対称に配置されるので、上述した誘導電荷及びノイズの低減効果が容易に得られると共に、前記電荷発生装置の量産性を向上させることができる。
【００４３】
（７）  上記（６）の場合において、前記電圧供給源は、外部からの電源供給により直流電圧を発生する直流電源である。そのため、前記直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路部を、前記第１基板における前記直流電源と前記第１正電圧発生部との間の箇所、前記第１基板における前記直流電源と前記第１負電圧発生部との間の箇所、前記第２基板における前記直流電源と前記第２正電圧発生部との間の箇所、及び、前記第２基板における前記直流電源と前記第２負電圧発生部との間の箇所に、それぞれ配置することが好ましい。
【００４４】
この場合、前記第１正電圧発生部は、変換後の交流電圧の正の部分のみ取り出し、取り出した前記正の部分を増幅することで、前記第１交流電圧の正電圧を発生する。また、前記第１負電圧発生部は、変換後の交流電圧の負の部分のみ取り出し、取り出した前記負の部分を増幅することで、前記第１交流電圧の負電圧を発生する。さらに、前記第２正電圧発生部は、変換後の交流電圧の正の部分のみ取り出し、取り出した前記正の部分を増幅することで、前記第２交流電圧の正電圧を発生する。さらにまた、前記第２負電圧発生部は、変換後の交流電圧の負の部分のみ取り出し、取り出した前記負の部分を増幅することで、前記第２交流電圧の負電圧を発生する。
【００４５】
これにより、外部から供給される直流電圧を変換し、変換後の直流電圧から前記第１交流電圧及び前記第２交流電圧を発生させることができる。
【００４６】
（８）  上記（１）〜（７）の場合において、前記第１配線部は、前記第１電源部で発生した前記第１電圧を引き出すための第１引出線と、該第１引出線に連結され且つ前記対象物に対して略平行に延在する第１供給線と、該第１供給線に連結され且つ前記第１電極と電気的に接続される第１分配線とを備える。また、前記第２配線部は、前記第２電源部で発生した前記第２電圧を引き出すための第２引出線と、該第２引出線に連結され且つ前記対象物に対して略平行に延在する第２供給線と、該第２供給線に連結され且つ前記第２電極と電気的に接続される第２分配線とを備える。
【００４７】
このように構成すれば、前記第１配線部に起因する誘導電荷及びノイズと前記第２配線部に起因する誘導電荷及びノイズとを効果的に打ち消すことが可能となる。
【００４８】
（９）  上記（８）の場合において、前記第１引出線及び前記第２引出線が対向して配置されると共に、前記第１供給線及び前記第２供給線が対向して配置される。これにより、前記第１配線部に起因する誘導電荷及びノイズと前記第２配線部に起因する誘導電荷及びノイズとを確実に打ち消すことができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、第１電源部と第２電源部とを対向配置させるか、あるいは、第１配線部と第２配線部とを対向配置させることにより、前記第１電源部及び前記第２電源部に起因した誘導電荷及びノイズや、前記第１配線部及び前記第２配線部に起因した誘導電荷及びノイズの電位振幅への影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係るイオナイザを備えた除電システムの斜視図である。
【図２】図１のイオナイザの斜視図である。
【図３】図３Ａは、イオナイザの筐体から電極カートリッジを取り外した状態を示す斜視図であり、図３Ｂは、図１及び図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。
【図４】図１のイオナイザからのイオンの放出を示す概略説明図である。
【図５】図１のイオナイザ内部を示す要部斜視図である。
【図６】図１のイオナイザ内部を示す要部側面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、図１のイオナイザ内部を示す要部平面図である。
【図８】図１のイオナイザ内部を示す要部正面図である。
【図９】図８の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】図１の除電システムの概略ブロック図である。
【図１１】イオナイザからのイオンの放出を模式的に図示した説明図である。
【図１２】針電極に印加される交流電圧とイオンバランスとを説明するためのタイムチャートである。
【図１３】図１３Ａ及び図１３Ｂは、イオナイザからのイオンの放出を模式的に図示した説明図である。
【図１４】イオナイザからのイオンの放出を模式的に図示した説明図である。
【図１５】イオナイザからのイオンの放出を模式的に図示した説明図である。
【図１６】特許文献２のイオナイザの構成を模式的に図示した説明図である。
【図１７】図１６のイオナイザにおいて、針電極に印加される交流電圧とＡ点〜Ｃ点で検出される電位とを説明するためのタイムチャートである。
【図１８】図１８Ａは、図１のイオナイザにおける針電極の他の配置を示す要部斜視図であり、図１８Ｂは、図１８Ａの針電極の配置を示す要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明に係る電荷発生装置の好適な実施形態について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００５２】
図１は、本実施形態に係る電荷発生装置としてのイオナイザ１０を有する除電システム１２の斜視図である。
【００５３】
除電システム１２は、図１及び図２に示すように、コンベア１４上を搬送される除電対象物のワーク１６に対して、イオナイザ１０から正イオン１８及び負イオン２０を放出することにより、該ワーク１６に帯電している正又は負の電荷を中和してワーク１６を除電する。なお、ワーク１６は、例えば、ガラス基板又はフィルムであり、除電システム１２は、工場等でコンベア１４上を搬送されるガラス基板又はフィルムに対する除電に適用される。また、図１及び図２等では、理解の容易化のために、丸印中に「＋」の文字を付すことで正イオン１８を誇張して表記し、丸印中に「−」の文字を付すことで負イオン２０を誇張して表記している。
【００５４】
イオナイザ１０は、電気絶縁材料からなる略直方体状の筐体２２を有する。筐体２２は、ワーク１６を搬送するコンベア１４上方において、コンベア１４及びワーク１６の幅方向であって、コンベア１４及びワーク１６に略平行で且つワーク１６の搬送方向と略直交するＡ方向に沿って配置されている。ワーク１６の正面（ワーク１６の搬送方向であるＢ２方向側の側面）には、電位計測機器としての表面電位センサ２４が、ケーブル２６及びコネクタ２８を介して接続されている。表面電位センサ２４は、ワーク１６の表面近傍に配置され、検出面としての検出プレート３０での正イオン１８及び負イオン２０の量のバランス（イオンバランス）に応じた電位を検出する。
【００５５】
また、筐体２２の正面には、ＬＥＤランプ等の表示部３２と、周波数選択スイッチ３４と、イオンバランスを調整するためのイオンバランス調整スイッチ３６と、イオナイザ１０からの正イオン１８及び負イオン２０の放出形態（作動モード）を選択するための作動モード選択スイッチ３８と、リモートコントローラ４０から送信される赤外線を受光する受光部４２とが配設されている。リモートコントローラ４０は、ユーザの操作内容に応じた赤外線を受光部４２に送信することにより、イオナイザ１０を遠隔制御する。
【００５６】
ワーク１６と対向する筐体２２の底面には、図１〜図４に示すように、タングステン（Ｗ）製又はシリコン（Ｓｉ）製の針電極（第１電極、第２電極）４４ａ〜４４ｃを具備する電極カートリッジ４６ａ〜４６ｃが、筐体２２の長手方向であるＡ方向に沿って、所定の間隔で直列に装着されている。なお、図１、図２及び図４では、一例として、３つの電極カートリッジ４６ａ〜４６ｃが筐体２２の底面に装着される場合を図示しているが、３つ以上の電極カートリッジをＡ方向に沿って直列に装着可能であることは勿論である。また、これらの電極カートリッジ４６ａ〜４６ｃは、図２及び図３Ａに示すように、取り外し可能に筐体２２の底面に装着されている。
【００５７】
針電極４４ａ〜４４ｃに正電圧を印加すると、針電極４４ａ〜４４ｃの先端部での電界集中に起因したコロナ放電により、該先端部近傍に正イオン１８が発生し、発生した正イオン１８は、電極カートリッジ４６ａ〜４６ｃからワーク１６に向けて放出される。一方、針電極４４ａ〜４４ｃに負電圧を印加すると、針電極４４ａ〜４４ｃの先端部での電界集中に起因したコロナ放電により、該先端部近傍に負イオン２０が発生し、発生した負イオン２０は、電極カートリッジ４６ａ〜４６ｃからワーク１６に向けて放出される。
【００５８】
本実施形態において、針電極４４ａ〜４４ｃに印加される正電圧は、電圧レベルが比較的高い正極性の高電圧であり、より詳細には、電圧レベルが比較的高い交流電圧（交流高電圧、第１交流電圧、第２交流電圧）の正の部分である。また、針電極４４ａ〜４４ｃに印加される負電圧は、電圧レベルが比較的高い負極性の高電圧であり、より詳細には、電圧レベルが比較的高い交流電圧の負の部分である。なお、本実施形態において、針電極４４ａ〜４４ｃに印加される正電圧又は負電圧は、交流高電圧の正の部分又は負の部分に限定されることはなく、正のパルス高電圧又は負のパルス高電圧や、正の直流高電圧又は負の直流高電圧であってもよい。
【００５９】
針電極４４ａ〜４４ｃの先端部側とワーク１６との間には、放出された正イオン１８及び負イオン２０によって除電を行うための除電空間４８ａ〜４８ｃが、Ａ方向に沿って順に形成されている。除電空間４８ａ〜４８ｃは、針電極４４ａ〜４４ｃの先端側からワーク１６に向かって拡開するように形成される。この場合、コンベア１４上で搬送されるワーク１６を確実に除電するために、各除電空間４８ａ〜４８ｃは、図１及び図４に示すように、コンベア１４の幅方向に沿ってワーク１６の上面を覆うように形成されている。なお、除電空間４８ａ〜４８ｃは、ワーク１６の表面近傍において、一部の領域が互いに重なり合うように形成されてもよい。
【００６０】
電気絶縁材料からなる楕円柱状の電極カートリッジ４６ａ〜４６ｃは、筐体２２の底面側の凹部５０に装着自在である。この場合、各電極カートリッジ４６ａ〜４６ｃにおけるワーク１６側の底面には、凹部５２が形成されている。また、筐体２２側の上面には、筐体２２に設けられた孔５４と、凹部５２とを連通させるための孔５６が形成されている。針電極４４ａ〜４４ｃは、凹部５２内方において、先端部がワーク１６に向かって突出し、基端部が円柱状の端子５８ａ〜５８ｃとして形成されている。
【００６１】
一方、筐体２２の各凹部５０には、受口６０ａ〜６０ｃと、筐体２２内に形成された流路６２に連通する孔５４とがそれぞれ設けられている。そのため、ユーザが各電極カートリッジ４６ａ〜４６ｃを筐体２２に取り付けた際、受口６０ａ〜６０ｃと端子５８ａ〜５８ｃとがそれぞれ嵌合すると共に、凹部５２は、孔５６及び孔５４を介して流路６２に連通する。
【００６２】
筐体２２におけるＡ１方向の側面には、流路６２に連通する流路６６がコネクタ６４を介して接続されている。流路６６の上流側には、バルブ６７、流路６９及び圧縮空気供給源６８が順に接続されている。この場合、バルブ６７が開いていれば、圧縮空気供給源６８から流路６９、バルブ６７、流路６６、６２及び孔５４、５６を介して凹部５２に圧縮空気を送出することが可能となる。これにより、凹部５２からワーク１６に向けて噴射される圧縮空気により、正イオン１８及び負イオン２０をワーク１６に到達させて、該ワーク１６の除電を行わせることができる。
【００６３】
図５〜図９は、イオナイザ１０の内部構成のうち、５つの針電極４４ａ〜４４ｅへの電圧印加に関わる構成を図示したものである。すなわち、図５〜図９のイオナイザ１０では、５つの針電極４４ａ〜４４ｅが配設されている。
【００６４】
イオナイザ１０の内部には、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂを備えた交流高電圧電源７２と、第１高電圧電源部７０Ａと３つの針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅとの間を電気的に接続する第１配線部７４Ａと、第２高電圧電源部７０Ｂと２つの針電極４４ｂ、４４ｄとの間を電気的に接続する第２配線部７４Ｂとが配設されている。
【００６５】
この場合、５つの針電極４４ａ〜４４ｅは、イオナイザ１０において、Ａ方向に沿って所定間隔で直列に配設されているため、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂと、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂとについても、Ａ方向に沿って設けられている。また、交流高電圧電源７２において、第１高電圧電源部７０Ａの中央部と第２高電圧電源部７０Ｂの中央部との間には、外部からの直流電圧の供給（電源供給）に基づき所定の直流電圧（電源電圧）を出力する直流電源（電圧供給源）７６が介挿されている。
【００６６】
第１高電圧電源部７０Ａと第２高電圧電源部７０Ｂとは、同一構成の高電圧電源であり、第１配線部７４Ａと第２配線部７４Ｂとは、略同一の配線構造を有する配線部である。
【００６７】
ここで、図６の側面視で示すように、針電極４４ａ〜４４ｅ及び直流電源７６は、上下方向に沿った軸Ｃ１上に配置されている。また、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂは、軸Ｃ１を中心として、線対称に対向配置されると共に、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂは、軸Ｃ１を中心として、線対称に対向配置されている。すなわち、軸Ｃ１を中心として、第１高電圧電源部７０Ａ及び第１配線部７４ＡがＢ１方向側（ワーク１６の搬送方向の上流側）に配置され、第２高電圧電源部７０Ｂ及び第２配線部７４ＢがＢ２方向側（ワーク１６の搬送方向の下流側）に配置されている。
【００６８】
また、図７Ａ及び図７Ｂの平面視で示すように、針電極４４ａ〜４４ｅ（図５、図６及び図８参照）及び直流電源７６は、Ａ方向に沿った軸Ｃ２上に配置されている。また、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂは、軸Ｃ２を中心として、線対称に対向配置されると共に、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂは、軸Ｃ２を中心として、線対称に対向配置されている。この場合でも、軸Ｃ２を中心として、第１高電圧電源部７０Ａ及び第１配線部７４ＡがＢ１方向側に配置され、第２高電圧電源部７０Ｂ及び第２配線部７４ＢがＢ２方向側に配置されている。
【００６９】
そのため、図５、図６及び図８に示すように、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂは、コンベア１４及びワーク１６に対して略同一の高さ位置で、Ａ方向に沿って略平行に配置されると共に、第１配線部７４Ａと第２配線部７４Ｂとは、コンベア１４及びワーク１６に対して略同一の高さ位置で、Ａ方向に沿って略平行に配置されている。なお、図８では、説明の理解の容易化のために、第２高電圧電源部７０Ｂの一部の構成要素を一点鎖線で図示している。
【００７０】
Ａ方向に沿って直列に配置された各針電極４４ａ〜４４ｅについて、Ａ１方向からＡ２方向に向かって順に数えた場合、奇数番の３つの針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅは、第１配線部７４Ａと電気的に接続され、偶数番の２つの針電極４４ｂ、４４ｄは、第２配線部７４Ｂと電気的に接続されている。従って、第１高電圧電源部７０Ａが第１配線部７４Ａを介して奇数番の針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅと電気的に接続され、第２高電圧電源部７０Ｂが第２配線部７４Ｂを介して偶数番の針電極４４ｂ、４４ｄと電気的に接続される。つまり、イオナイザ１０では、第１高電圧電源部７０Ａに電気的に接続される針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅと、第２高電圧電源部７０Ｂに電気的に接続される針電極４４ｂ、４４ｄとが、Ａ方向に沿って交互に配置されていることになる。
【００７１】
ここで、第１高電圧電源部７０Ａ、第２高電圧電源部７０Ｂ、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂの具体的構成について、図５〜図９を参照しながら詳細に説明する。
【００７２】
第１高電圧電源部７０Ａは、コンベア１４及びワーク１６に対して立設する第１基板７８Ａを有する。第１基板７８Ａの中央部分には直流電源７６の一端部が取り付けられている。この場合、第１基板７８ＡのＢ２方向側の表面は、第２高電圧電源部７０Ｂと対向する表面である。このＢ２方向側の表面において、直流電源７６からＡ１方向に向かってインバータ回路部８０Ａと第１正電圧発生部８２Ａとが順に配置され、一方で、直流電源７６からＡ２方向に向かってインバータ回路部８４Ａと第１負電圧発生部８６Ａとが順に配置されている。
【００７３】
インバータ回路部８０Ａ、８４Ａは、インバータとトランスとを内蔵しており、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂの一次側としての直流電源７６から出力された電源電圧（直流電圧）を、インバータにより所望の周波数の交流電圧に変換し、変換後の交流電圧を昇圧して出力する。第１正電圧発生部８２Ａは、整流回路と増幅回路（倍圧回路）とを備え、インバータ回路部８０Ａから出力された昇圧後の交流電圧を整流回路で整流することで、交流電圧の正の部分のみ取り出し、取り出した正の部分を増幅回路で増幅することにより、正の高電圧を発生する。第１負電圧発生部８６Ａは、整流回路と増幅回路（倍圧回路）とを備え、インバータ回路部８４Ａから出力された交流電圧を整流回路で整流することで、交流電圧の負の部分のみ取り出し、取り出した負の部分を増幅回路で増幅することにより、負の高電圧を発生する。
【００７４】
第２高電圧電源部７０Ｂは、第１高電圧電源部７０Ａと同一構造であり、単純に、第１高電圧電源部７０Ａと同じ構造の電源部を該第１高電圧電源部７０Ａと対向させた状態で、中央部分を中心として１８０°回転させたものである。
【００７５】
すなわち、第２高電圧電源部７０Ｂは、コンベア１４及びワーク１６に対して立設する第２基板７８Ｂを有し、第２基板７８Ｂの中央部分に直流電源７６の  他端部が取り付けられている。この場合、第２基板７８ＢのＢ１方向側の表面は、第１高電圧電源部７０Ａと対向する表面である。このＢ１方向側の表面において、直流電源７６からＡ２方向に向かってインバータ回路部８０Ｂと第２正電圧発生部８２Ｂとが順に配置され、一方で、直流電源７６からＡ１方向に向かってインバータ回路部８４Ｂと第２負電圧発生部８６Ｂとが順に配置されている。
【００７６】
従って、Ｂ方向に沿って、インバータ回路部８０Ａとインバータ回路部８４Ｂとが対向し、第１正電圧発生部８２Ａと第２負電圧発生部８６Ｂとが対向し、インバータ回路部８４Ａとインバータ回路部８０Ｂとが対向し、第１負電圧発生部８６Ａと第２正電圧発生部８２Ｂとが対向していることになる。
【００７７】
インバータ回路部８０Ｂ、８４Ｂは、インバータ回路部８０Ａ、８４Ａと同様に、直流電源７６から出力された直流電圧をインバータにより所望の周波数の交流電圧に変換し、変換後の交流電圧を昇圧して出力する。第２正電圧発生部８２Ｂは、第１正電圧発生部８２Ａと同様に、インバータ回路部８０Ｂから出力された交流電圧を整流回路で整流することで、交流電圧の正の部分のみ取り出し、取り出した正の部分を増幅回路で増幅することにより、正の高電圧を発生する。第２負電圧発生部８６Ｂは、第１負電圧発生部８６Ａと同様に、インバータ回路部８４Ｂから出力された交流電圧を整流回路で整流することで、交流電圧の負の部分のみ取り出し、取り出した負の部分を増幅回路で増幅することにより、負の高電圧を発生する。
【００７８】
第１配線部７４Ａは、第１正電圧発生部８２Ａから垂下した引出線（第１引出線）８８Ａと、第１負電圧発生部８６Ａから垂下した引出線（第１引出線）９０Ａと、Ａ方向に沿って延在し且つ各引出線８８Ａ、９０Ａと接続される第１供給線９２Ａと、第１供給線９２Ａから延在して受口６０ａ、６０ｃ、６０ｅにそれぞれ接続される複数の分配線（第１分配線）９４ａ、９４ｃ、９４ｅとから構成される。
【００７９】
前述のように、第１正電圧発生部８２Ａは、交流電圧の正の部分のみ増幅して正の高電圧を発生し、第１負電圧発生部８６Ａは、交流電圧の負の部分のみ増幅して負の高電圧を発生するため、引出線８８Ａは、第１正電圧発生部８２Ａから正の高電圧を引き出し、引出線９０Ａは、第１負電圧発生部８６Ａから負の高電圧を引き出すことになる。
【００８０】
なお、第１正電圧発生部８２Ａ及び第１負電圧発生部８６Ａは、互いに異なる時間帯に、正の高電圧及び負の高電圧をそれぞれ発生するので、発生した正の高電圧及び負の高電圧は、互いに１８０°位相が異なるものとなる。そのため、第１供給線９２Ａは、正の高電圧及び負の高電圧を合成した交流高電圧（第１交流電圧）を生成し、生成した第１交流電圧を分配線９４ａ、９４ｃ、９４ｅ及び受口６０ａ、６０ｃ、６０ｅを介して、各針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅに供給することになる。
【００８１】
つまり、第１高電圧電源部７０Ａは、当該交流高電圧（第１交流電圧）を構成する正の高電圧（正電圧）と負の高電圧（負電圧）とを第１正電圧発生部８２Ａと第１負電圧発生部８６Ａとを用いて別々に発生させ、引出線８８Ａ、９０Ａを介して第１供給線９２Ａに供給していることになる。
【００８２】
第２配線部７４Ｂは、接続される針電極が２つの針電極４４ｂ、４４ｄである点以外は、第１配線部７４Ａと略同じ構成である。
【００８３】
すなわち、第２配線部７４Ｂは、第２正電圧発生部８２Ｂから垂下した引出線（第２引出線）８８Ｂと、第２負電圧発生部８６Ｂから垂下した引出線（第２引出線）９０Ｂと、Ａ方向に沿って延在し且つ各引出線８８Ｂ、９０Ｂと接続される第２供給線９２Ｂと、第２供給線９２Ｂから延在して受口６０ｂ、６０ｄにそれぞれ接続される複数の分配線（第２分配線）９４ｂ、９４ｄとから構成される。
【００８４】
前述のように、第１高電圧電源部７０Ａと第２高電圧電源部７０Ｂとが略同一の高さ位置にあると共に、第１配線部７４Ａと第２配線部７４Ｂとが略同一の高さ位置にある。また、各針電極４４ａ〜４４ｅがＡ方向に沿って直列に配置され、第１正電圧発生部８２Ａと第２負電圧発生部８６Ｂとが対向し、且つ、第１負電圧発生部８６Ａと第２正電圧発生部８２Ｂとが対向している。そのため、引出線８８Ａと引出線９０Ｂとが対向すると共に、引出線９０Ａと引出線８８Ｂとが対向すると共に、第１供給線９２Ａと第２供給線９２Ｂとが対向している。
【００８５】
また、第２正電圧発生部８２Ｂは、交流電圧の正の部分のみ増幅して正の高電圧を発生し、第２負電圧発生部８６Ｂは、交流電圧の負の部分のみ増幅して負の高電圧を発生するため、引出線８８Ｂは、第２正電圧発生部８２Ｂから正の高電圧を引き出し、引出線９０Ｂは、第２負電圧発生部８６Ｂから負の高電圧を引き出す。
【００８６】
さらに、第２正電圧発生部８２Ｂ及び第２負電圧発生部８６Ｂにおいても、互いに異なる時間帯に、正の高電圧及び負の高電圧をそれぞれ発生するので、発生した正の高電圧及び負の高電圧は、１８０°位相が異なるものとなる。そのため、第２供給線９２Ｂは、正の高電圧及び負の高電圧を合成した交流高電圧（第２交流電圧）を生成し、生成した第２交流電圧を分配線９４ｂ、９４ｄ及び受口６０ｂ、６０ｄを介して、各針電極４４ｂ、４４ｄに供給することになる。
【００８７】
つまり、第２高電圧電源部７０Ｂは、当該交流高電圧（第２交流電圧）を構成する正の高電圧（正電圧）と負の高電圧（負電圧）とを第２正電圧発生部８２Ｂと第２負電圧発生部８６Ｂとを用いて別々に発生させ、引出線８８Ｂ、９０Ｂを介して第２供給線９２Ｂに供給していることになる。
【００８８】
図１０は、イオナイザ１０を含めた除電システム１２のブロック図である。
【００８９】
イオナイザ１０は、図１〜図９で説明した構成に加え、コントローラ１００、抵抗器１０２及び電流検出部１０４をさらに有する。
【００９０】
この場合、針電極４４ａ〜４４ｅは、交流高電圧電源７２を介して抵抗器１０２に接続され、該抵抗器１０２は、接地されている。また、ワーク１６を搬送するコンベア１４は、アース電極としても機能し、且つ、コンベア制御装置１０６により制御される。
【００９１】
ここで、コンベア制御装置１０６は、コンベア１４の動作時（ワーク１６の搬送時）に、コンベア１４が動作中であることを示すコンベア制御信号Ｓｃをコントローラ１００に出力する。
【００９２】
周波数選択スイッチ３４は、針電極４４ａ〜４４ｅに印加される交流高電圧（第１交流電圧又は第２交流電圧）の周波数を、ユーザが選択するためのスイッチであり、選択された周波数に応じた信号Ｓｆは、コントローラ１００に出力される。
【００９３】
作動モード選択スイッチ３８は、イオナイザ１０からの正イオン１８及び負イオン２０の放出形態（作動モード）を、ユーザが選択するためのスイッチであり、選択された作動モードに応じた信号Ｓｍは、コントローラ１００に出力される。なお、作動モードとしては、例えば、イオナイザ１０から正イオン１８及び負イオン２０を同時に放出させるモードや、イオナイザ１０から正イオン１８又は負イオン２０を交互に放出させるモードや、イオナイザ１０から正イオン１８又は負イオン２０を所定時間放出させるモード等がある。
【００９４】
コントローラ１００は、直流電源７６に制御信号Ｓｐ１を供給し、外部から供給される直流電圧に基づいて電源電圧（直流電圧）を発生するように直流電源７６を制御する。また、コントローラ１００は、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂに制御信号Ｓｐ２を供給し、直流電源７６からの電源電圧に基づいて、信号Ｓｆに応じた所望の周波数の交流高電圧を生成するよう、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂを制御する。
【００９５】
表面電位センサ２４は、除電空間４８ａ〜４８ｅ（以下、除電空間４８ともいう。）内の検出プレート３０の位置における電位を検出し、検出した電位の大きさ（電位振幅）及び極性を示す電位信号Ｓｖをコントローラ１００に出力する。
【００９６】
また、第１高電圧電源部７０Ａから針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅへの交流高電圧の印加、及び、第２高電圧電源部７０Ｂから針電極４４ｂ、４４ｄへの交流高電圧の印加に起因して、正イオン１８又は負イオン２０が発生した際に、正イオン１８に起因する正電流Ｉｐ又は負イオン２０に起因する負電流Ｉｍが発生する。
【００９７】
正電流Ｉｐは、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂから針電極４４ａ〜４４ｅ（以下、針電極４４ともいう。）の方向に流れる電流であり、交流高電圧の正の部分（正電圧）が針電極４４（４４ａ〜４４ｅ）に印加される時間帯に発生する。負電流Ｉｍは、針電極４４（４４ａ〜４４ｅ）から第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂの方向に流れる電流であり、交流高電圧の負の部分（負電圧）が針電極４４（４４ａ〜４４ｅ）に印加される時間帯に発生する。
【００９８】
また、抵抗器１０２からアース、コンベア１４、ワーク１６及び除電空間４８（４８ａ〜４８ｅ）を介して針電極４４（４４ａ〜４４ｅ）までの間には、電流Ｉｒ（以下、戻り電流Ｉｒともいう。）が流れ、抵抗器１０２には、この戻り電流Ｉｒの電圧降下Ｖｒが発生する。電流検出部１０４は、電圧降下Ｖｒを測定し、測定した電圧降下Ｖｒに基づいて戻り電流Ｉｒの大きさ及び方向を検出し、検出した戻り電流Ｉｒの大きさ及び方向を示す電流検出信号Ｓｉをコントローラ１００に出力する。
【００９９】
なお、戻り電流Ｉｒは、正電流Ｉｐ及び負電流Ｉｍの総和に応じた電流であり、正イオン１８の量が負イオン２０の量よりも多い場合（｜Ｉｐ｜＞｜Ｉｍ｜）には、コンベア１４から抵抗器１０２の方向に流れ、一方で、負イオン２０の量が正イオン１８の量よりも多い場合（｜Ｉｐ｜＜｜Ｉｍ｜）には、抵抗器１０２からコンベア１４の方向に流れる。また、正イオン１８及び負イオン２０が略同量である際には、イオンバランスが平衡しているので、｜Ｉｐ｜＝｜Ｉｍ｜となり、この結果、Ｉｒ＝０となる。
【０１００】
従って、コントローラ１００は、電流検出信号Ｓｉ及び／又は電位信号Ｓｖに基づいて、除電空間４８（４８ａ〜４８ｅ）におけるイオンバランスを把握することができる。
【０１０１】
具体的に、コントローラ１００は、交流高電圧の少なくとも１周期における電位及び／又は戻り電流Ｉｒの時間平均を算出し、その算出結果からイオンバランスが平衡しているか否かを判定する。すなわち、電位及び／又は戻り電流Ｉｒの時間平均が略０レベルであれば、コントローラ１００は、イオンバランスの平衡が取れている（正イオン１８の量及び負イオン２０の量のバランスが取れている）と判断し、現在設定している交流高電圧を針電極４４（４４ａ〜４４ｅ）に引き続き印加するように、直流電源７６に制御信号Ｓｐ１を出力すると共に、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂに制御信号Ｓｐ２を出力する。
【０１０２】
一方、電位及び／又は戻り電流Ｉｒの時間平均が略０レベルではなく、正又は負の所定レベルの値である場合、コントローラ１００は、イオンバランスが取れていない（崩れている）と判断し、イオンバランスのずれを補正するための制御信号Ｓｐ１及び制御信号Ｓｐ２を出力する。この場合、コントローラ１００は、例えば、交流高電圧の正電圧及び負電圧のうち、一方の振幅を高くするか又は低くすることにより、正イオン１８又は負イオン２０のうち、いずれか一方のイオン発生量を調整するための制御信号Ｓｐ１及び制御信号Ｓｐ２を出力することができる。従って、コントローラ１００は、電位及び／又は戻り電流Ｉｒ（の時間平均）を用いて、正電圧又は負電圧の振幅を変更することにより、正イオン１８及び負イオン２０のイオンバランスを調整するフィードバック制御を行うことができる。
【０１０３】
なお、表面電位センサ２４により検出される電位は、ワーク１６の表面近傍における検出プレート３０の箇所での電位であり、一方で、戻り電流Ｉｒは、除電空間４８（４８ａ〜４８ｅ）を含む、抵抗器１０２と針電極４４（４４ａ〜４４ｅ）との間を流れる電流である。そのため、前記電位を用いたフィードバック制御では、除電空間４８の各箇所のイオンバランスを高精度に調整することができる一方で、戻り電流Ｉｒを用いたフィードバック制御では、各除電空間４８全体のイオンバランスを調整することになる。
【０１０４】
イオナイザ１０には、イオンバランス調整スイッチ３６が設けられている。イオナイザ１０が表面電位センサ２４、抵抗器１０２及び電流検出部１０４を具備しない構成である場合、イオナイザ１０は、ユーザによるイオンバランス調整スイッチ３６の操作内容に従って、イオンバランスの調整を行うことも可能である。すなわち、イオンバランス調整スイッチ３６は、ユーザが手動制御によりイオンバランスを調整する際に使用される。
【０１０５】
具体的に、ユーザは、他の電位計測装置のセンサを用いてワーク１６の表面近傍の電位を検出し、検出された電位の極性及び大きさ（電位振幅）に基づき、イオンバランス調整スイッチ３６を操作する。イオンバランス調整スイッチ３６は、例えば、トリマ型のスイッチであり、ユーザの操作量に応じた信号Ｓｂをコントローラ１００に出力する。この結果、コントローラ１００は、信号Ｓｂに応じた制御信号Ｓｐ１、Ｓｐ２を直流電源７６と第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂとにそれぞれ供給し、ユーザの所望するイオンバランスとなるように制御することができる。
【０１０６】
また、リモートコントローラ４０は、前述した作動モード選択スイッチ３８、周波数選択スイッチ３４及びイオンバランス調整スイッチ３６の機能を備えており、ユーザの操作に応じた赤外線を受光部４２に送信する。受光部４２は、受光した赤外線に応じた信号Ｓｒをコントローラ１００に出力し、コントローラ１００は、信号Ｓｂに応じた制御信号Ｓｐ１、Ｓｐ２を直流電源７６と第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂとにそれぞれ供給する。
【０１０７】
さらに、コントローラ１００は、コンベア制御装置１０６からコンベア制御信号Ｓｃが入力されなくなったときに、コンベア１４によるワーク１６の搬送が停止したものと判断し、バルブ停止信号Ｓａをバルブ６７に出力する。バルブ６７は、入力されたバルブ停止信号Ｓａに基づいて、開から閉に切り替わる。これにより、イオナイザ１０からワーク１６に向けた正イオン１８及び負イオン２０の放出を停止させることができる。
【０１０８】
さらにまた、コントローラ１００は、針電極４４ａ〜４４ｅの交換等、ユーザに対して何らかの警告を行う場合には、表示部３２に警告信号Ｓｅを出力し、警告信号Ｓｅに基づく表示を表示部３２に行わせることも可能である。
【０１０９】
図１１及び図１２は、本実施形態に係るイオナイザ１０を用いたワーク１６の除電を図示したものである。
【０１１０】
ここでは、一例として、Ｖの振幅及びＴの周期を有する交流高電圧（電圧Ａ）を一方の針電極４４ａに印加すると共に、電圧Ａとは１８０°位相の異なるＶの振幅及びＴの周期を有する交流高電圧（電圧Ｂ）を他方の針電極４４ｂに印加する場合について説明する。従って、図１２に示すように、周期Ｔ毎のｔ０〜ｔ６の各時点において、針電極４４ａ、４４ｂに印加される交流高電圧の極性が切り替わる。
【０１１１】
第１高電圧電源部７０Ａから第１配線部７４Ａを介して一方の針電極４４ａに電圧Ａ（第１交流電圧）を印加すると共に、第２高電圧電源部７０Ｂから第２配線部７４Ｂを介して他方の針電極４４ｂに電圧Ｂ（第２交流電圧）を印加した場合、各針電極４４ａ、４４ｂの近傍には、正イオン１８及び負イオン２０が交互に発生する。
【０１１２】
すなわち、電圧Ａが正の電圧及び電圧Ｂが負の電圧である時間帯（ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３及びｔ４〜ｔ５の時間帯）には、針電極４４ａの近傍に正イオン１８が発生すると共に、針電極４４ｂの近傍に負イオン２０が発生する。また、電圧Ａが負の電圧及び電圧Ｂが正の電圧である時間帯（ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４及びｔ５〜ｔ６の時間帯）では、針電極４４ａの近傍に負イオン２０が発生すると共に、針電極４４ｂの近傍に正イオン１８が発生する。
【０１１３】
従って、イオナイザ１０は、交互に発生した正イオン１８及び負イオン２０をワーク１６に向けて放出する。図１１では、各時間帯で正イオン１８及び負イオン２０がそれぞれ放出され、ワーク１６に順次到達する様子を模式的に図示している。なお、図１１では、理解の容易化のために、正イオン１８及び負イオン２０の発生した時間帯を各時点ｔ０〜ｔ５及び周期Ｔを用いて表記している。
【０１１４】
図１１では、除電空間４８ａ、４８ｂのうち、ワーク１６近傍の針電極４４ａと針電極４４ｂとの間の領域が一部重なり合っている。そのため、この領域では、同じ時間帯において、針電極４４ａ側からのイオンと、針電極４４ｂ側からのイオンとが混在した状態となっている。
【０１１５】
また、図１２には、イオンバランスの時間変化（表面電位センサ２４で検出した電位振幅の時間変動）も図示されている。本実施形態の場合（実施例）、イオンバランスに若干の時間変動は見られるが、略０レベル近傍での時間変動に抑制されている。すなわち、イオンバランスは、概ね取れている状態にある。
【０１１６】
前述のように、針電極４４ａ、４４ｂに交流高電圧が印加され、正イオン１８及び負イオン２０が交互に発生している。そのため、同じ時間帯に正イオン１８と負イオン２０とがワーク１６の表面に到達するので、電位振幅が略０レベル近傍に抑制される。特に、上述した針電極４４ａと針電極４４ｂとの間の領域では、正イオン１８と負イオン２０とが混在した状態となっているので、電位振幅を効果的に抑制することができる。
【０１１７】
本実施形態では、前述のように、同一構造の第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂが、コンベア１４及びワーク１６に対して略同一の高さ位置において、軸Ｃ１、Ｃ２を中心として線対称に、且つ、対向して配置されている。しかも、第２高電圧電源部７０Ｂは、第１高電圧電源部７０Ａを１８０°回転させて対向配置したものであり、第１高電圧電源部７０Ａにおける正電圧の発生部分と第２高電圧電源部７０Ｂにおける負電圧の発生部分とが対向すると共に、第１高電圧電源部７０Ａにおける負電圧の発生部分と第２高電圧電源部７０Ｂにおける正電圧の発生部分とが対向している。
【０１１８】
また、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂについても、略同一構造であり、コンベア１４及びワーク１６に対して略同一の高さ位置において、軸Ｃ１、Ｃ２を中心として線対称に、且つ、対向して配置されている。
【０１１９】
さらに、針電極４４ａ〜４４ｅは、軸Ｃ１、Ｃ２に沿って配置されており、奇数番の針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅに電圧Ａ（第１交流電圧）が印加されると共に、電圧Ａとは１８０°位相の異なる電圧Ｂ（第２交流電圧）が偶数番の針電極４４ｂ、４４ｄに印加される。
【０１２０】
このようにすれば、針電極４４ａ〜４４ｅへの交流高電圧の印加中（正イオン１８及び負イオン２０の発生中）に、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂに起因してワーク１６に誘導される電荷、及び、該電荷に起因した電位振幅に対するノイズや、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂに起因してワーク１６に誘導される電荷、及び、該電荷に起因した電位振幅に対するノイズを、抑制することができる。なお、以下の説明では、ワーク１６に誘導される電荷を誘導電荷ともいう。
【０１２１】
すなわち、第１高電圧電源部７０Ａ、第２高電圧電源部７０Ｂ、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂを備える交流高電圧電源７２を上述のように構成し、電圧Ａ及び電圧Ｂの位相差を１８０°に設定することにより、第１高電圧電源部７０Ａに起因した誘導電荷及びノイズと、第２高電圧電源部７０Ｂに起因した誘導電荷及びノイズとが、異なる極性となって、互いに打ち消し合うと共に、第１配線部７４Ａに起因した誘導電荷及びノイズと、第２配線部７４Ｂに起因した誘導電荷及びノイズとが、異なる極性となって、互いに打ち消し合う。これにより、電位振幅に対する誘導電荷及びノイズの影響を排除することができる。
【０１２２】
従って、図１２に示す実施例のイオンバランスのタイムチャートは、このような誘導電荷及びノイズの低減効果と、前述した同じ時間帯での正イオン１８及び負イオン２０のワーク１６の表面への到達による電位振幅の抑制効果とにより得られたものである。
【０１２３】
一方、図１２において、比較例１及び比較例２は、上述した本実施形態の誘導電荷及びノイズへの対策を何ら施していない場合でのイオンバランスの検出結果である。比較例１及び２は、交流高電圧電源７２での対称配置、並びに、電圧Ａ及び電圧Ｂでの１８０°の位相差を適用していないイオナイザを使用した場合に得られる結果である。この場合、誘導電荷に起因したノイズが電位振幅に重畳することで、イオンバランス（電位振幅）が大きくなる。この結果、本来は略０レベルの電位振幅であっても、イオンバランスが取れていないと誤認識するおそれがある。なお、比較例１及び２は、極性の異なるノイズが電位振幅に重畳した場合をそれぞれ図示したものである。また、パルス的に正イオン１８及び負イオン２０を交互に発生させて、正イオン１８及び負イオン２０を交互にワーク１６に到達させた場合でも、正イオン１８及び負イオン２０が同じ時間帯に到達することはないので、ワーク１６への正イオン１８及び負イオン２０の到達周期に起因して、比較例１及び２と同様の結果となる。
【０１２４】
本実施形態に係るイオナイザ１０は、以上のように構成されるものである。次に、本実施形態の効果について、従来技術と対比しながら説明する。
【０１２５】
図１３Ａ〜図１７は、従来のイオナイザ（本実施形態の対策を行っていないイオナイザ）での問題点を図示したものである。なお、この説明では、必要に応じて、図１〜図１２で説明した本実施形態に係るイオナイザ１０の構成要素の参照符号を用いて説明する。
【０１２６】
［発明が解決しようとする課題］の項目でも説明したように、パルス的に正イオン１８及び負イオン２０を交互に発生させると、正イオン１８及び負イオン２０が交互にワーク１６に到達し、ワーク１６への正イオン１８及び負イオン２０の到達周期に起因して、該ワーク１６での電位振幅が大きくなってしまう。また、針電極４４（４４ａ〜４４ｅ）に交流高電圧を印加する電源や、該電源と針電極４４（４４ａ〜４４ｅ）とを電気的に接続する配線に起因した誘導電荷が、ワーク１６でのノイズの原因となり、該ワーク１６での電位振幅が大きくなってしまう。
【０１２７】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、針電極４４に印加される交流高電圧の周波数を変更した場合の問題点を図示したものである。
【０１２８】
図１３Ａは、交流高電圧の周波数が低い場合での針電極４４からの正イオン１８又は負イオン２０の放出を図示したものであり、図１３Ｂは、交流高電圧の周波数が高い場合での針電極４４からの正イオン１８又は負イオン２０の放出を図示したものである。
【０１２９】
図１３Ａの場合では、交流高電圧の正の部分及び負の部分の時間Ｔ１が長くなるので、正イオン１８及び負イオン２０の発生量が増加し、ワーク１６に到達するイオンの量を多くすることができる。しかしながら、発生量の増加に伴い、正イオン１８と負イオン２０とが打ち消し合って消滅する量が少なくなるので、表面電位センサ２４で検出される電位振幅が大きくなってしまう。すなわち、正イオン１８及び負イオン２０が同じ時間帯にワーク１６に到達しないので、正イオン１８と負イオン２０との打ち消しの機会が減少し、ワーク１６への正イオン１８及び負イオン２０の到達周期に起因して、該ワーク１６での電位振幅が大きくなってしまう。
【０１３０】
図１３Ｂの場合では、交流高電圧の正の部分及び負の部分の時間Ｔ２が短くなるため、正イオン１８及び負イオン２０の発生周期が短くなり、正イオン１８及び負イオン２０の発生量が少なくなる。この結果、正イオン１８及び負イオン２０の到達周期が短くなり、ワーク１６に到達するイオンの量が少なくなる。そのため、表面電位センサ２４で検出される電位振幅を小さくすることができる。しかしながら、単位時間当たりの正イオン１８及び負イオン２０の発生量やワーク１６に到達するイオンの量が少なくなるため、ワーク１６の除電に時間がかかり、除電速度が低下する。この結果、イオナイザの除電性能が低下してしまう。
【０１３１】
図１４は、イオナイザの少なくともワーク１６側をシールド電極１１０でシールドし、シールド電極１１０に形成された孔部を介してワーク１６に針電極４４ａ〜４４ｃを露出させた場合の問題点を図示したものである。なお、この構成は、特許文献１及び２のイオナイザに採用されている。
【０１３２】
この場合、イオナイザのワーク１６側がシールド電極１１０でシールドされているため、イオナイザ内部の電源及び配線に起因した誘導電荷及びノイズの電位振幅への影響を排除することができる。しかしながら、針電極４４ａ〜４４ｃに高電圧を印加した際に、針電極４４ａ〜４４ｃの先端部とシールド電極１１０との間に電気力線１１２が形成され、該電気力線１１２に沿って正イオン１８が吸収されてしまう。この結果、ワーク１６に到達する正イオン１８の量が減少し、除電速度が低下して、イオナイザの除電性能が低下する。
【０１３３】
なお、図１４は、各針電極４４ａ〜４４ｃに対して同時に正の高電圧を印加することにより、針電極４４ａ〜４４ｃ近傍で正イオン１８が発生する場合を図示したものであるが、各針電極４４ａ〜４４ｃに負の高電圧を同時に印加させて、負イオン２０を発生させた場合でも、同様の問題が発生することは勿論である。
【０１３４】
図１５は、一方の針電極４４ａへの正の高電圧の印加と、他方の針電極４４ｂへの負の高電圧の印加とを交互に行った場合の問題点を図示したものである。すなわち、図１５では、Ｔ３の時間で針電極４４ａに正の高電圧を印加することによる正イオン１８の発生と、その後のＴ３の時間で針電極４４ｂに負の高電圧を印加することによる負イオン２０の発生とを、交互に繰り返し行う。
【０１３５】
この場合、除電空間４８ａ、４８ｂにおけるワーク１６近傍の針電極４４ａ、４４ｂ間の領域では、正イオン１８及び負イオン２０の双方が同じ時間帯にワーク１６に到達するため、正イオン１８と負イオン２０とが混在し、イオンバランスが取れて、ワーク１６に対する除電を行うことが可能となる。すなわち、表面電位センサ２４により検出される電位振幅が小さくなる。しかしながら、正イオン１８のみが存在する除電空間４８ａの端部や、負イオン２０のみが存在する除電空間４８ｂの端部では、いずれか一方の種類のイオンしかワーク１６に到達しないので、イオンバランスが取れず、電位振幅が大きくなってしまう。この結果、ワーク１６の除電を実際に行うことができる領域が制限されてしまう。
【０１３６】
図１６及び図１７は、イオナイザの少なくともワーク１６側をシールド電極１１０でシールドし、シールド電極１１０の複数の孔部から針電極４４ａ〜４４ｅをワーク１６に向けてそれぞれ露出させ、交流高電圧（電圧Ａ）を奇数番の針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅに印加すると共に、電圧Ａとは１８０°位相の異なる交流高電圧（電圧Ｂ）を偶数番の針電極４４ｂ、４４ｄに印加した場合の問題点を図示したものである。この構成は、特許文献２のイオナイザに採用されている。
【０１３７】
この場合、高電圧電源１２０Ａは、配線１２２Ａを介して奇数番の針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅと電気的に接続され、高電圧電源１２０Ｂは、配線１２２Ｂを介して偶数番の針電極４４ｂ、４４ｄと電気的に接続されている。また、高電圧電源１２０Ａ、１２０Ｂは、シールド電極１１０でシールドされておらず、配線１２２Ａ及び配線１２２Ｂは、対向配置又は対称配置にはなっていない。すなわち、高電圧電源１２０Ａ、１２０Ｂは、イオナイザの外部に設けられているか、あるいは、イオナイザ内部に設けられていても、シールド電極１１０でシールドされていない状態にある。また、配線１２２Ｂは、配線１２２Ａよりも針電極４４ａ〜４４ｅ側に配置されている。
【０１３８】
ここで、表面電位センサ２４は、ワーク１６の表面近傍のＡ点１２４Ａ、Ｂ点１２４Ｂ及びＣ点１２４Ｃで電位を検出するものとして説明する。なお、Ａ点１２４Ａは、高電圧電源１２０Ａ直下であり、Ｂ点は、高電圧電源１２０Ｂ直下であり、Ｃ点は、針電極４４ｃ直下である。
【０１３９】
奇数番の針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅに電圧Ａが印加されると共に、偶数番の針電極４４ｂ、４４ｄに電圧Ｂが印加される場合、表面電位センサ２４は、Ａ点１２４Ａ、Ｂ点１２４Ｂ及びＣ点１２４Ｃにおいて、図１７に示す電位振幅を検出することになる。
【０１４０】
この場合、高電圧電源１２０Ａ直下のＡ点１２４Ａでは、高電圧電源１２０Ａに起因した誘導電荷及びノイズによって、電圧Ａの時間変化に応じた、大きな電位振幅が検出される。また、高電圧電源１２０Ｂ直下のＢ点１２４Ｂでも、高電圧電源１２０Ｂに起因した誘導電荷及びノイズによって、電圧Ｂの時間変化に応じた、大きな電位振幅が検出される。
【０１４１】
針電極４４ｃ直下のＣ点１２４Ｃでは、高電圧電源１２０Ａ、１２０Ｂから離間していることと、シールド電極１１０のシールド効果とによって、高電圧電源１２０Ａ、１２０Ｂに起因した誘導電荷及びノイズや、配線１２２Ａ、１２２Ｂに起因した誘導電荷及びノイズの表面電位センサ２４の電位振幅への影響が抑制され、電位振幅を小さくすることができる。しかしながら、図１４でも説明したように、シールド電極１１０を設けると、ワーク１６に到達する正イオン１８及び負イオン２０の量が減少するため、除電速度が低下し、イオナイザの除電性能が低下してしまう。
【０１４２】
一方、シールド電極１１０がない場合、配線１２２Ａ、１２２Ｂに起因した誘導電荷及びノイズ、特に、配線１２２Ｂに起因した誘導電荷及びノイズによって電位振幅が大きくなってしまう。
【０１４３】
このように、図１６及び図１７の場合には、上述した誘導電荷及びノイズによって電位振幅が大きくなってしまう。このような誘導電荷及びノイズへの対策としては、交流高電圧からの保護対策が別途必要となるが、高電圧電源１２０Ａ、１２０Ｂをイオナイザと別体にして、ワーク１６からできる限り離したり、あるいは、シールド電極１１０で高電圧電源１２０Ａ、１２０Ｂ及び配線１２２Ａ、１２２Ｂをシールドして、正イオン１８及び負イオン２０の発生量の減少や、ワーク１６に到達する正イオン１８及び負イオン２０の量の減少を黙認するしかなかった。
【０１４４】
これに対して、本実施形態に係るイオナイザ１０では、前述したように、少なくとも２つの針電極４４（４４ａ〜４４ｅ）と、一方の針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅに電圧Ａ（交流高電圧）を印加する第１高電圧電源部７０Ａと、他方の針電極４４ｂ、４４ｄに電圧Ａとは異なる極性の電圧Ｂ（交流高電圧）を印加する第２高電圧電源部７０Ｂと、第１高電圧電源部７０Ａと針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅとを電気的に接続する第１配線部７４Ａと、第２高電圧電源部７０Ｂと針電極４４ｂ、４４ｄとを電気的に接続する第２配線部７４Ｂとを有する。
【０１４５】
この場合、第１高電圧電源部７０Ａから第１配線部７４Ａを介して針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅに電圧Ａを印加すると共に、第２高電圧電源部７０Ｂから第２配線部７４Ｂを介して針電極４４ｂ、４４ｄに電圧Ｂを印加すれば、針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅの近傍でイオン（正イオン１８又は負イオン２０）が発生すると共に、当該イオンとは異なる極性のイオン（負イオン２０又は正イオン１８）が針電極４４ｂ、４４ｄの近傍で発生する。そのため、イオナイザ１０は、発生した正イオン１８及び負イオン２０をワーク１６に向けて放出することにより、該ワーク１６に帯電した電荷を中和して除電することができる。
【０１４６】
また、［発明が解決しようとする課題］の項目でも説明したように、従来の電荷発生装置では、パルス的に正イオン１８及び負イオン２０を交互に発生させることで、正イオン１８及び負イオン２０が交互にワーク１６に到達すると、ワーク１６への正イオン１８及び負イオン２０の到達周期に起因して、該ワーク１６での電位振幅が大きくなってしまう。また、針電極４４に交流電圧を印加する電源や、該電源と針電極４４とを電気的に接続する配線に起因してワーク１６に発生した誘導電荷がノイズの原因となり、ワーク１６での電位振幅が実際の値よりも大きくなってしまうと共に、ノイズを効果的に排除することができなかった。
【０１４７】
そこで、本実施形態に係るイオナイザ１０では、この課題を解決して、電源及び配線に起因したノイズの影響を排除するという目的を達成するために、第１高電圧電源部７０Ａと第２高電圧電源部７０Ｂとを対向して配置すると共に、第１配線部７４Ａと第２配線部７４Ｂとを対向して配置している。
【０１４８】
前述のように、第１高電圧電源部７０Ａから第１配線部７４Ａを介して針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅに印加される電圧Ａと、第２高電圧電源部７０Ｂから第２配線部７４Ｂを介して針電極４４ｂ、４４ｄに印加される電圧Ｂとは、互いに異なる極性である。そのため、第１高電圧電源部７０Ａに起因した誘導電荷及びノイズと、第２高電圧電源部７０Ｂに起因した誘導電荷及びノイズとについても、それぞれ、互いに異なる極性となる。従って、これらの誘導電荷及びノイズは、互いに打ち消し合うことになり、各誘導電荷及び各ノイズを効果的に排除することができる。
【０１４９】
このように、第１高電圧電源部７０Ａと第２高電圧電源部７０Ｂとを対向配置させると共に、第１配線部７４Ａと第２配線部７４Ｂとを対向配置させることにより、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂに起因した誘導電荷及びノイズや、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂに起因した誘導電荷及びノイズの電位振幅への影響をなくすことができる。この結果、本実施形態では、第１高電圧電源部７０Ａ、第２高電圧電源部７０Ｂ、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂと、各針電極４４ａ〜４４ｅとを一体的に構成し、第１高電圧電源部７０Ａ、第２高電圧電源部７０Ｂ、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂに対するシールド対策を不要にすることができる。
【０１５０】
すなわち、本実施形態に係るイオナイザ１０では、電気絶縁材料からなる筐体２２の底面に、電気絶縁材料からなる電極カートリッジ４６ａ〜４６ｅを介して各針電極４４ａ〜４４ｅを露出させ、第１高電圧電源部７０Ａ、第２高電圧電源部７０Ｂ、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂを筐体２２内に配置することが可能となる。
【０１５１】
これにより、イオナイザ１０とワーク１６とを近接させた状態で、該イオナイザ１０を使用することができる。また、シールド対策が不要となるため、シールドへの正イオン１８及び負イオン２０の吸収がなくなる。この結果、ワーク１６の表面に到達する正イオン１８及び負イオン２０の量を増加させることができる。このように、イオナイザ１０をワーク１６に近接させて正イオン１８及び負イオン２０を発生させれば、ワーク１６に対する除電速度を向上させることができ、イオナイザ１０の除電性能を高めることができる。
【０１５２】
特に、イオナイザ１０とワーク１６とを近接させて、１００Ｈｚ以下の低周波の交流高電圧を針電極４４ａ〜４４ｅに印加すれば、正イオン１８及び負イオン２０を確実に発生させることができるので、除電速度の一層の向上を図ることができる。
【０１５３】
さらに、第１高電圧電源部７０Ａ、第２高電圧電源部７０Ｂ、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂが筐体２２内に配置されるので、イオナイザ１０の使い勝手も向上する。
【０１５４】
また、イオナイザ１０では、Ａ方向に沿って、第１高電圧電源部７０Ａから電圧Ａが印加される針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅと、第２高電圧電源部７０Ｂから電圧Ｂが印加される針電極４４ｂ、４４ｄとが交互に配置されるので、バータイプのイオナイザ１０を容易に構成することができる。また、これらの針電極４４ａ〜４４ｅを交互に配置することにより、イオナイザ１０とワーク１６との間の除電空間４８ａ〜４８ｅでは、正イオン１８と負イオン２０とが均一に分布して、ムラのない均一な除電を行うことが可能となり、除電性能を一層高めることができる。また、ワーク１６への正イオン１８及び負イオン２０の到達周期に起因した該ワーク１６での電位振幅の増大も抑制することができる。
【０１５５】
また、図６〜図７Ｂに示すように、第１高電圧電源部７０Ａ及び第１配線部７４Ａと、第２高電圧電源部７０Ｂ及び第２配線部７４Ｂとの間で、軸Ｃ１上に全ての針電極４４ａ〜４４ｅが配置されると共に、Ａ方向に沿った軸Ｃ２上に、一方の針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅと、他方の針電極４４ｂ、４４ｄとが交互に配置されている。そのため、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂや、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂは、軸Ｃ１、Ｃ２を中心として、線対称に配置されることになる。これにより、第１高電圧電源部７０Ａに起因した誘導電荷及びノイズと、第２高電圧電源部７０Ｂに起因した誘導電荷及びノイズとが、互いに打ち消し合うと共に、第１配線部７４Ａに起因した誘導電荷及びノイズと、第２配線部７４Ｂに起因した誘導電荷及びノイズとが、互いに打ち消し合うことになるので、これらの誘導電荷及びノイズの電位振幅への影響を効果的に排除することができる。また、ワーク１６への正イオン１８及び負イオン２０の到達周期に起因した電位振幅の増大も効果的に抑制することができる。
【０１５６】
なお、針電極４４ａ〜４４ｅでは、先端部が外部に露出しているため、該先端部での電界集中により、正イオン１８及び負イオン２０を容易に発生させることができ、イオナイザ１０の除電性能をさらに高めることができる。
【０１５７】
また、イオナイザ１０では、第１高電圧電源部７０Ａと第２高電圧電源部７０Ｂとがワーク１６に対して略平行に配置されると共に、第１配線部７４Ａと第２配線部７４Ｂとがワーク１６に対して略平行に配置されているので、第１高電圧電源部７０Ａに起因する誘導電荷及びノイズと第２高電圧電源部７０Ｂに起因する誘導電荷及びノイズとが効果的に打ち消し合うと共に、第１配線部７４Ａに起因する誘導電荷及びノイズと第２配線部７４Ｂに起因する誘導電荷及びノイズとが効果的に打ち消し合うことになる。この結果、ワーク１６の表面近傍における実際の電位振幅を低減することができる。
【０１５８】
しかも、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂがワーク１６から略同一距離の場所で該ワーク１６に対して略平行に配置されると共に、第１配線部７４Ａと第２配線部７４Ｂとがワーク１６から略同一距離の場所で該ワーク１６に対して略平行に配置されているので、上述した各誘導電荷及び各ノイズを確実に打ち消すことができ、実際の電位振幅をさらに低減することができる。
【０１５９】
また、電圧Ｂは、電圧Ａに対して１８０°位相の異なる交流高電圧であるため、第１高電圧電源部７０Ａから第１配線部７４Ａを介した針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅへの電圧Ａの印加と、第２高電圧電源部７０Ｂから第２配線部７４Ｂを介した針電極４４ｂ、４４ｄへの電圧Ｂの印加とによって、針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅ近傍での正イオン１８の発生及び針電極４４ｂ、４４ｄ近傍での負イオン２０の発生と、針電極４４ａ、４４ｃ、４４ｅ近傍での負イオン２０の発生及び針電極４４ｂ、４４ｄ近傍での正イオン１８の発生とが、交互に行われることになる。これにより、除電空間４８ａ〜４８ｅにおいて正イオン１８及び負イオン２０を均一に分布させて、ムラのない均一な除電を行うことができる。また、ワーク１６への正イオン１８及び負イオン２０の到達周期に起因した電位振幅の増大も抑制することができる。
【０１６０】
そして、第１高電圧電源部７０Ａの第１基板７８Ａと、第２高電圧電源部７０Ｂの第２基板７８Ｂとが、ワーク１６に対して互いに平行に且つ立設するように配置されているので、上述した誘導電荷及びノイズを確実に打ち消すことができ、実際の電位振幅をさらに低減することができる。
【０１６１】
しかも、第１基板７８Ａに配置される第１正電圧発生部８２Ａと、第２基板７８Ｂに配置される第２負電圧発生部８６Ｂとが対向すると共に、第１基板７８Ａに配置される第１負電圧発生部８６Ａと、第２基板７８Ｂに配置される第２正電圧発生部８２Ｂとが対向している。すなわち、同一構造の２つの電圧発生部を用意し、一方の電圧発生部に対して他方の電圧発生部を１８０°回転させた状態で対向配置させれば、上記の構成を実現することができる。これにより、上記の誘導電荷及びノイズの低減効果が容易に得られる。
【０１６２】
第１基板７８Ａの中央部と第２基板７８Ｂの中央部との間に直流電源７６が配置されているので、直流電源７６を中心として、第１高電圧電源部７０Ａ、第２高電圧電源部７０Ｂとを対称に配置することができる。この結果、上述した誘導電荷及びノイズの低減効果が容易に得られると共に、イオナイザ１０の量産性を向上させることができる。
【０１６３】
さらに、第１基板７８Ａ及び第２基板７８Ｂには、インバータ回路部８０Ａ、８０Ｂ、８４Ａ、８４Ｂが配置されている。これにより、外部から供給される直流電圧を直流電源７６により電源電圧に調整して出力し、各インバータ回路部８０Ａ、８０Ｂ、８４Ａ、８４Ｂで直流電圧（電源電圧）から所望の周波数の交流高電圧に変換し、第１正電圧発生部８２Ａ、第２正電圧発生部８２Ｂ、第１負電圧発生部８６Ａ及び第２負電圧発生部８６Ｂにより電圧Ａ及び電圧Ｂを発生させることができる。
【０１６４】
さらにまた、前述のように、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂは、略同一構造であり、軸Ｃ１、Ｃ２を中心として、線対称に対向配置されている。この場合、第１配線部７４Ａは、引出線８８Ａ、９０Ａと、Ａ方向に沿って延在する第１供給線９２Ａと、分配線９４ａ、９４ｃ、９４ｅとを備えると共に、第２配線部７４Ｂは、引出線８８Ｂ、９０Ｂと、Ａ方向に沿って延在する第２供給線９２Ｂと、分配線９４ｂ、９４ｄとを備えている。このように構成することで、第１配線部７４Ａに起因する誘導電荷及びノイズと第２配線部７４Ｂに起因する誘導電荷及びノイズとを効果的に打ち消すことが可能となる。
【０１６５】
しかも、引出線８８Ａと引出線９０Ｂとが対向して配置され、引出線９０Ａと引出線８８Ｂとが対向して配置され、さらに、第１供給線９２Ａと第２供給線９２Ｂが対向して配置されている。これにより、第１配線部７４Ａに起因する誘導電荷及びノイズと第２配線部７４Ｂに起因する誘導電荷及びノイズとを確実に打ち消すことができる。
【０１６６】
なお、本実施形態では、Ａ方向に沿って、針電極４４ａ〜４４ｅを所定間隔で直列に配置した場合について説明したが、上記の配置関係を維持できる範囲内であれば、各針電極４４ａ〜４４ｅの配置を適宜変更することは可能である。
【０１６７】
すなわち、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、例えば、１つの電極カートリッジ４６に４つの針電極４４ａ〜４４ｄを設けてもよい。
【０１６８】
この場合、４つの針電極４４ａ〜４４ｄは、図１８Ｂの平面視で、仮想円周１２６上に配置されている。また、平面視で、各針電極４４ａ〜４４ｄが９０°間隔で配置されていれば、図１８Ａに示すように、第１供給線９２Ａから分配線９４ａ、９４ｃを垂下させて受口６０ａ、６０ｃに接続すると共に、第２供給線９２Ｂから分配線９４ｂ、９４ｄを垂下させて受口６０ｂ、６０ｄに接続することが可能となる。この結果、仮想円周１２６（の中心）に対して、第１高電圧電源部７０Ａ及び第１配線部７４Ａと、第２高電圧電源部７０Ｂ及び第２配線部７４Ｂとを点対称に配置することができる。
【０１６９】
これにより、第１高電圧電源部７０Ａに起因した誘導電荷及びノイズと第２高電圧電源部７０Ｂに起因した誘導電荷及びノイズとを効果的に打ち消し合うことができると共に、第１配線部７４Ａに起因した誘導電荷及びノイズと第２配線部７４Ｂに起因した誘導電荷及びノイズとを効果的に打ち消し合うことができる。この場合でも、ワーク１６への正イオン１８及び負イオン２０の到達周期に起因した電位振幅の増大を効果的に抑制することができる。
【０１７０】
また、上記の説明では、イオナイザ１０の筐体２２内に、第１高電圧電源部７０Ａ、第２高電圧電源部７０Ｂ、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂを配置した場合について説明した。第１高電圧電源部７０Ａ及び第１配線部７４Ａと第２高電圧電源部７０Ｂ及び第２配線部７４Ｂとが略平行に且つ対称に配置されていれば、上記の誘導電荷及びノイズの低減効果が得られるため、この配置関係を維持できるのであれば、第１高電圧電源部７０Ａ及び第２高電圧電源部７０Ｂを筐体２２の外に配置し、あるいは、第１高電圧電源部７０Ａ、第２高電圧電源部７０Ｂ、第１配線部７４Ａ及び第２配線部７４Ｂを筐体２２の外に配置することも可能である。この場合、交流高電圧からユーザを保護するための対策が必要となるが、本実施形態の目的とする誘導電荷及びノイズの排除は達成することができる。
【０１７１】
なお、上記の説明では、電荷発生装置の一種としてのイオナイザ１０について説明したが、本実施形態では、この説明に限定されることはない。
【０１７２】
上記のイオナイザ１０において、各針電極４４ａ〜４４ｅに同じ交流高電圧を印加し、各針電極４４ａ〜４４ｅの近傍で正イオン１８又は負イオン２０を一斉に発生させれば、正イオン１８又は負イオン２０を放出してワーク１６を帯電させる帯電装置として機能させることができる。すなわち、ワーク１６に向けて正イオン１８又は負イオン２０を放出する点では、イオナイザ１０と帯電装置とは共通しているため、本実施形態に係るイオナイザ１０を帯電装置として使用することも可能である。
【０１７３】
このように、イオナイザ１０を帯電装置として機能させれば、当該帯電装置においても、上述した誘導電荷及びノイズの低減効果を容易に得ることができる。勿論、上述したイオナイザ１０の構成を具備する帯電装置を別途製造しても、上述した誘導電荷及びノイズの低減効果は容易に得られる。
【０１７４】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１７５】
１０…イオナイザ                        １４…コンベア
１６…ワーク                            １８…正イオン
２０…負イオン                          ２２…筐体
２４…表面電位センサ                    ３０…検出プレート
４４、４４ａ〜４４ｅ…針電極            ４８、４８ａ〜４８ｅ…除電空間
７０Ａ…第１高電圧電源部                ７０Ｂ…第２高電圧電源部
７２…交流高電圧電源                    ７４Ａ…第１配線部
７４Ｂ…第２配線部                      ７６…直流電源
７８Ａ…第１基板                        ７８Ｂ…第２基板
８０Ａ、８０Ｂ、８４Ａ、８４Ｂ…インバータ回路部
８２Ａ…第１正電圧発生部                ８２Ｂ…第２正電圧発生部
８６Ａ…第１負電圧発生部                ８６Ｂ…第２負電圧発生部
８８Ａ、８８Ｂ、９０Ａ、９０Ｂ…引出線  ９２Ａ…第１供給線
９２Ｂ…第２供給線                      ９４ａ〜９４ｅ…分配線
１２６…仮想円周
【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】
0005945928.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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