(57)【要約】【課題】  イオンバランスの偏りを是正するとともに、小型・低コスト化を図ることができる除電装置を提供すること。【解決手段】  高電圧交流アンプ１０２から供給される交流電圧を正極性の電圧に整流する第一の整流回路１１０Ａ又は負極性の電圧に整流する第二の整流回路１１０Ｂの何れに印加するかを制御装置１０４で制御することで、放電電極１０５で生成する正極性又は負極性のイオンのバランスをとる。【選択図】    図１
2006260890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を供給する交流電圧供給手段と、
前記交流電圧供給手段から供給される交流電圧を整流し、正極性又は負極性の電圧を選択して出力することができる整流選択手段と、
前記整流選択手段を制御し、その出力電圧の極性を決定することができる制御手段と、
前記整流選択手段の出力電圧を印加することで、正極性又は負極性のイオンを生成する放電電極と、
を備える除電装置。
【請求項２】
前記制御手段で前記放電電極に印加する電圧の極性を制御することにより、負極性のイオンよりも正極性のイオンの生成量を多くしたことを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
【請求項３】
正極性のイオンと負極性のイオンとの生成割合が７：６となるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の除電装置。
【請求項４】
前記整流選択手段は、前記交流電圧供給手段から供給される交流電圧を正極性の電圧に整流する第一の整流回路と、前記交流電圧供給手段から供給される交流電圧を負極性の電圧に整流する第二の整流回路と、からなり、
前記制御手段は、前記交流電圧供給手段から供給される交流電圧を前記第一の整流回路又は前記第二の整流回路のどちらに流すかを決定するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の除電装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記交流電圧供給手段から供給される交流電圧を前記第一の整流回路又は前記第二の整流回路の何れか一方に流すスイッチチング手段と、前記スイッチング手段を制御するスイッチング制御装置と、からなることを特徴とする請求項４に記載の除電装置。
【請求項６】
前記第一の整流回路及び前記第二の整流回路は、サイリスタにより構成されており、
前記制御手段は、前記サイリスタのゲート電極にトリガ電流を供給するトリガ電源と、前記トリガ電源により供給されるトリガ電流を前記第一の整流回路又は前記第二の整流回路のいずれのサイリスタに供給するかを決定するトリガ電源制御装置と、からなることを特徴とする請求項４に記載の除電装置。
【請求項７】
交流電圧を供給する交流電圧供給過程と、
前記交流電圧供給過程から供給される交流電圧を整流し、正極性又は負極性の電圧を選択して出力する整流選択過程と、
前記整流選択過程における出力電圧の極性を決定する制御過程と、
前記整流選択過程における出力電圧を放電電極に印加することで、正極性又は負極性のイオンを生成するイオン生成過程と、
を備える除電イオン生成方法。
【請求項８】
前記イオン生成過程では、負極性のイオンよりも正極性のイオンの生成量を多くしたことを特徴とする請求項７に記載の除電イオン生成方法。
【請求項９】
前記イオン生成過程では、正極性のイオンと負極性のイオンとの生成割合が７：６となるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の除電イオン生成方法。
【請求項１０】
前記整流選択過程は、前記交流電圧供給過程で供給される交流電圧を正極性の電圧に整流する第一の整流回路と、前記交流電圧供給過程で供給される交流電圧を負極性の電圧に整流する第二の整流回路と、のどちらに供給するかを選択することができるものであり、
前記制御過程は、前記交流電圧供給過程で供給される交流電圧を前記第一の整流回路又は前記第二の整流回路のどちらに流すかを決定するものであることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の除電イオン生成方法。
【請求項１１】
前記制御過程は、前記交流電圧供給過程で供給される交流電圧を前記第一の整流回路又は前記第二の整流回路の何れか一方に流すスイッチチング手段を制御するものであることを特徴とする請求項１０に記載の除電イオン生成方法。
【請求項１２】
前記整流選択過程における前記第一の整流回路及び前記第二の整流回路は、サイリスタにより構成されており、
前記制御過程は、前記サイリスタのゲート電極にトリガ電流を供給するトリガ電源を制御するものであることを特徴とする請求項１０に記載の除電イオン生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除電装置及び除電イオン生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電気を除去するため、従来から除電装置が使用されているが、一般的に、負極性のイオンの方が正極性のイオンよりも多く発生する傾向にあるため、負極性のイオンと正極性のイオンの発生バランスをとる必要がある。
【０００３】
このようなイオンバランスをとることができる除電装置としては、特許文献１に記載された除電装置がある。
【０００４】
図３に表されているように、従来の除電装置５００は、直流電源５０１と、第一のスイッチ５０２Ａと、第二のスイッチ５０２Ｂと、スイッチ制御回路５０３と、正極性の高電圧発生回路５０４と、負極性の高電圧発生回路５０５と、放電針５０６と、により構成されている。
【０００５】
直流電源５０１と正極性の高電圧発生回路５０４は、第一のスイッチ５０２Ａを介して接続されており、また、直流電源５０１と負極性の高電圧発生回路５０５は、第二のスイッチ５０２Ｂを介して接続されている。直流電源５０１から供給される電圧は、これらのスイッチ５０２Ａ、５０２Ｂにより、正極性の高電圧発生回路５０４又は負極性の高電圧発生回路５０５のいずれかに印加され、これらのスイッチ５０２Ａ、５０２Ｂを交互にオン・オフすることで、放電針５０６にパルス状の電圧を印加し、正極性のイオンと負極性のイオンとを交互に発生させることができるようにされている。
【０００６】
そして、スイッチ５０２Ａ、５０２Ｂは、スイッチ制御回路５０３からの制御信号によりオン・オフが制御されており、いずれかのスイッチ５０２Ａ、５０２Ｂをオンにする時間を長くすることで、正極性のイオン又は負極性のイオンのいずれかを多く生成することができるようにされていた。
【特許文献１】特開２０００−５８２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の除電装置５００では、正極性のイオンと負極性のイオンとのバランスをとるために、２つの高電圧発生回路５０４、５０５、特に、二つのトランスが必要とされており、装置が大型化・コスト高となるという問題点があった。
【０００８】
また、図４は、本発明者が従来の除電装置におけるイオンバランスの確認実験を行った際の実験装置６００の概略構成図である。
【０００９】
実験装置６００は、電源６０１に接続された二つの直流アンプ６０２Ａ、６０２Ｂ（ＨＩＭＵ製、ＨＳＥ２００Ｎ）と、スイッチ６０３と、針電極６０４と、グランド電極６０５と、電圧計６０６（ＨＩＯＫＩ製、３２１６、高圧プローブ使用）、チャージプレートモニタ６０７（ＲＩＣＨＭＯＮＤ製、ＴＩ−７０００）と、により構成されており、グランド電極６０５とチャージプレートモニタ６０７との間の間隔Ｘは、１００ｍｍに設定した。
【００１０】
以上の実験装置６００を用いて、温度２４℃、湿度４８％の室内においてイオンバランスの確認実験を行った。
【００１１】
ここでは、直流アンプ６０２Ａ、６０２Ｂから、正負それぞれ等しい電圧（±５０００［Ｖ］）を等しい時間で別々に針電極６０４に印加し、各極性での空間電位をチャージプレートモニタ６０７で測定した。
【００１２】
その結果、＋５０００［Ｖ］を針電極６０４に印加した時には、空間電位は＋４８０［Ｖ］となり、−５０００［Ｖ］を針電極６０４に印加した時には、空間電位は−５５０［Ｖ］となった。
【００１３】
即ち、±５０００［Ｖ］を針電極６０４に印加すると、イオンバランスの偏りは、５５０：４８０≒７：６の比率となる。
【００１４】
そこで、本発明は、イオンバランスの偏りを是正するとともに、小型・低コスト化を図ることができる除電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】
【００１５】
以上の課題を解決するため、本発明は、交流電圧を供給する交流電圧供給手段と、前記交流電圧供給手段から供給される交流電圧を整流し、正極性又は負極性の電圧を選択して出力することができる整流選択手段と、前記整流選択手段を制御し、その出力電圧の極性を決定することができる制御手段と、前記整流選択手段の出力電圧を印加することで、正極性又は負極性のイオンを生成する放電電極と、を備える除電装置を提供する。
【００１６】
このように、交流電圧を整流し、正極性又は負極性の電圧を選択して出力することができる整流選択手段と、この整流選択手段を制御し、その出力電圧の極性を決定することができる制御手段と、を備えることで、放電電極で生成されるイオンのバランスを容易にとることができるようになる。
【００１７】
ここで、大気中でコロナ放電を用いて正極性及び負極性のイオンを生成すると、通常、負極性のイオンの方が多く発生するため、制御手段では、負極性のイオンよりも正極性のイオンの生成量が多くなるように、整流選択手段を制御することが望ましい。
【００１８】
なお、本発明者の実験によると、大気中で正負それぞれ等しい電圧を同じ放電電極に印可した際には、正極性のイオンと負極性のイオンとの生成割合は、ほぼ６：７となるため、イオンバランスをとるためには、正極性のイオンと負極性のイオンとの生成割合が７：６となるように整流選択手段を制御することが望ましい。
【００１９】
ここで、整流選択手段としては、交流電圧供給手段から供給される交流電圧を正極性の電圧に整流する第一の整流回路と、交流電圧供給手段から供給される交流電圧を負極性の電圧に整流する第二の整流回路と、により構成し、制御手段としては、交流電圧供給手段から供給される交流電圧をこれらの第一の整流回路又は第二の整流回路のどちらに流すかを決定するものにより構成することができる。
【００２０】
この場合には、制御手段は、交流電圧供給手段から供給される交流電圧を第一の整流回路又は第二の整流回路の何れか一方に流すスイッチチング手段と、このスイッチング手段を制御するスイッチング制御装置と、により構成することも可能である。
【００２１】
また、第一の整流回路及び第二の整流回路をサイリスタにより構成した場合には、制御手段は、サイリスタのゲート電極にトリガ電流を供給するトリガ電源と、トリガ電源により供給されるトリガ電流を第一の整流回路又は第二の整流回路のいずれのサイリスタに供給するかを決定するトリガ電源制御装置と、により構成することも可能である。
【００２２】
また、本発明は、交流電圧を供給する交流電圧供給過程と、前記交流電圧供給過程から供給される交流電圧を整流し、正極性又は負極性の電圧を選択して出力する整流選択過程と、前記整流選択過程における出力電圧の極性を決定する制御過程と、前記整流選択過程における出力電圧を放電電極に印加することで、正極性又は負極性のイオンを生成するイオン生成過程と、を備える除電イオン生成方法を提供する。
【００２３】
このように、交流電圧を整流し、正極性又は負極性の電圧を選択して出力することができる整流選択過程と、この整流選択過程における出力電圧の極性を決定することができる制御過程と、を備えることで、放電電極で生成されるイオンのバランスを容易にとることができるようになる。
【００２４】
ここで、大気中でコロナ放電を用いて正極性及び負極性のイオンを生成すると、通常、負極性のイオンの方が多く発生するため、制御手段では、負極性のイオンよりも正極性のイオンの生成量が多くなるように制御することが望ましい。
【００２５】
なお、本発明者の実験によると、大気中で正負それぞれ等しい電圧を同じ放電電極に印可した際には、正極性のイオンと負極性のイオンとの生成割合は、ほぼ６：７となるため、イオンバランスをとるためには、正極性のイオンと負極性のイオンとの生成割合が７：６となるように制御することが望ましい。
【００２６】
また、整流選択過程は、交流電圧供給過程で供給される交流電圧を正極性の電圧に整流する第一の整流回路と、交流電圧供給過程で供給される交流電圧を負極性の電圧に整流する第二の整流回路と、のどちらに供給するかを選択することができるものとし、制御過程は、交流電圧供給過程で供給される交流電圧を第一の整流回路又は第二の整流回路のどちらに流すかを決定するものとすることができる。
【００２７】
この際には、制御過程は、交流電圧供給過程で供給される交流電圧を第一の整流回路又は第二の整流回路の何れか一方に流すスイッチチング手段を制御するものとすることができる。
【００２８】
なお、整流選択過程における第一の整流回路及び第二の整流回路をサイリスタにより構成した場合には、制御過程は、このサイリスタのゲート電極にトリガ電流を供給するトリガ電源を制御するものとすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明では、一つの交流電圧供給手段から供給される交流電圧を整流する極性の制御だけでイオンバランスをとることができるため、装置の小型・低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本発明の第一の実施形態に係る除電装置１００の概略構成図である。
【００３１】
本実施形態に係る除電装置１００は、交流電圧供給手段としての直流電源１０１及び高電圧交流アンプ１０２と、整流選択手段としての第一の整流回路１１０Ａ及び第二の整流回路１１０Ｂと、制御手段としての電源１０３及び制御装置１０４と、放電電極１０５と、グランド電極１０６と、により構成されている。
【００３２】
直流電源１０１は、高電圧交流アンプ１０２に対して直流電圧を供給し、高電圧交流アンプ１０２は、トランス（図示せず）を用いて直流電源１０１から得られる電圧を所定の交流電圧にまで昇圧する。
【００３３】
なお、高電圧交流アンプ１０２で昇圧する交流電圧の電圧値と周波数については、放電電極１０５とグランド電極１０６との間でコロナ放電を行うことができる範囲で適宜選択することができる設計事項であるが、本実施形態では、±５０００［Ｖ］、２０［ｋＨｚ］の交流電圧に昇圧している。
【００３４】
第一の整流回路１１０Ａ及び第二の整流回路１１０Ｂは、ともにサイリスタ１１１を四つ用いたブリッジ型の整流回路を用いている。
【００３５】
第一の整流回路１１０Ａに高電圧交流アンプ１０２からの交流電圧を印加すると、この交流電圧は全波整流されて正極性の電圧が放電電極１０５に印加される。
【００３６】
一方、第二の整流回路１１０Ｂに高電圧交流アンプ１０２からの高電圧を印加すると、この交流電圧は全波整流されて負極性の電圧が放電電極１０５に印加される。
【００３７】
そして、正極性の電圧が放電電極１０５に印加されると、グランド電極１０６との間でコロナ放電が生じ、正極性のイオンを生成し、また、負極性の電圧が放電電極１０５に印加されると、グランド電極１０６との間でコロナ放電が生じ、負極性のイオンを生成する。
【００３８】
第一の整流回路１１０Ａ及び第二の整流回路１１０Ｂは、ともに制御装置１０４に接続されている。
【００３９】
制御装置１０４は、図示してはいないが、少なくともメモリとＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）とを備えるマイクロコンピュータにより構成されており、ＣＰＵは、メモリに格納されているプログラムに従って作動する。
【００４０】
そして、制御装置１０４は、電源１０３から得られる電流を制御し、第一の整流回路１１０Ａ又は第二の整流回路１１０Ｂのいずれかのサイリスタ１１１のゲート電極１１１ａに電気信号を供給することにより、第一の整流回路１１０Ａ又は第二の整流回路１１０Ｂのどちらに高電圧交流アンプ１０２からの高電圧を印加するかを制御することができるようにされている。
【００４１】
ここで、前述のように本発明者の実験によれば、±５０００［Ｖ］を放電電極１０５に印加すると、イオンバランスの偏りは、ほぼ、負極性のイオン：正極性のイオン＝７：６となることから、制御装置１０４は、正極性に整流する第一の整流回路１１０Ａと負極性に整流する第二の整流回路１１０Ｂのそれぞれに対して、７：６の時間間隔で高電圧交流アンプ１０２からの交流電圧を印加すれば、イオンバランスをとることができることになる。
【００４２】
この点、本実施形態では、２０［ｋＨｚ］の周波数の交流電圧を用いているため、例えば、第一の整流回路１１０Ａに０．１７５［ｍＳ］、第二の整流回路１１０Ｂに０．１５［ｍＳ］の間隔で交互に交流電圧を流すように制御することで、イオンバランスをとることができる。
【００４３】
以上のように本実施形態に係る除電装置１００を形成したので、高電圧交流アンプ１０２は一つで済み、除電装置１００の小型・低コスト化を図ることができる。
【００４４】
図２は、本発明の第二の実施形態に係る除電装置２００の概略構成図である。
【００４５】
本実施形態に係る除電装置２００は、交流電圧供給手段としての直流電源１０１及び高電圧交流アンプ１０２と、整流選択手段としての第一の整流回路２１０Ａ及び第二の整流回路２１０Ｂと、制御手段としてのスイッチ１０７Ａ、１０７Ｂ及び制御装置２０４と、放電電極１０５と、グランド電極１０６と、により構成されている。
【００４６】
本実施形態における除電装置２００は、第一の実施形態に係る除電装置１００と比べて、整流選択手段としての第一の整流回路２１０Ａ及び第二の整流回路２１０Ｂ、制御手段としてのスイッチ１０７Ａ、１０７Ｂ及び制御装置２０４、が異なるのみであるため、以下これらに関する事項について説明する。
【００４７】
本実施形態における第一の整流回路２１０Ａ及び第二の整流回路２１０Ｂは、ともにトランジスタ２１２を四つ用いたブリッジ型の整流回路を用いているが、第一の整流回路２１０Ａに高電圧交流アンプ１０２からの交流電圧を印加すると、この交流電圧は全波整流されて正極性の電圧が放電電極１０５に印加され、一方、第二の整流回路２１０Ｂに高電圧交流アンプ１０２からの高電圧を印加すると、この交流電圧は全波整流されて負極性の電圧が放電電極１０５に印加される点については、第一の実施形態と同様である。
【００４８】
そして、第一の実施形態では、第一の整流回路１１０Ａ及び第二の整流回路１１０Ｂを構成するサイリスタ１１１のゲート電極１１１ａへの電流を制御することで、放電電極１０５への電圧の極性を制御するようにしているが、本実施形態では、高電圧交流アンプ１０２と第一の整流回路２１０Ａ及び第二の整流回路２１０Ｂとの間にスイッチ１０７Ａ、１０７Ｂを挿入して、第一の整流回路２１０Ａ及び第二の整流回路２１０Ｂへ印加する電圧を切り替えることで、放電電極１０５への電圧の極性を制御するようにしている。
【００４９】
なお、本実施形態においても、制御装置２０４は、図示してはいないが、少なくともメモリとＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）とを備えるマイクロコンピュータにより構成されており、ＣＰＵは、メモリに格納されているプログラムに従って作動する。
【００５０】
そして、本実施形態においては、制御装置２０４は、スイッチ１０７Ａ、１０７Ｂを介して、正極性に整流する第一の整流回路２１０Ａと負極性に整流する第二の整流回路２１０Ｂのそれぞれに対して、７：６の時間間隔で高電圧交流アンプ１０２からの交流電圧を印加するようにしている。
【００５１】
以上のように本実施形態に係る除電装置２００を形成したので、本実施形態においても高電圧交流アンプ１０２は一つで済み、除電装置２００の小型・低コスト化を図ることができる。
【００５２】
以上に記載した実施形態においては、交流電圧供給手段として、直流電源１０１及び高電圧交流アンプ１０２を用いているが、このようなものに限定されず、放電電極１０５でコロナ放電を起こすことができる交流電圧を出力することができるものであればどのようなものを使用することも可能である。
【００５３】
また、以上に記載した実施形態においては、第一の整流回路１１０Ａ、２１０Ａに０．１７５［ｍＳ］、第二の整流回路１１０Ｂ、２１０Ｂに０．１５［ｍＳ］の間隔で交互に交流電圧を流すように制御しているが、このような間隔に限定されず、イオンバランスを是正することができる範囲で、適宜これらの間隔を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第一の実施形態に係る除電装置１００の概略構成図。
【図２】第二の実施形態に係る除電装置２００の概略構成図。
【図３】従来の除電装置５００の概略構成図。
【図４】実験装置６００の概略構成図。
【符号の説明】
【００５５】
１００、２００  除電装置
１０１  直流電源
１０２  高電圧交流アンプ
１０３  電源
１０４  制御装置
１０５  放電電極
１０６  グランド電極
１１０、２１０  整流回路
１１１  サイリスタ
２１２  トランジスタ
【図１】
2006260890.tif 000003
【図２】
2006260890.tif 000004
【図３】
2006260890.tif 000005
【図４】
2006260890.tif 000006