(57)【要約】【課題】  装置を大型化せずに、シートの両面を、同時にかつ完璧に除電できる除電装置を提供すること。【解決手段】  移動するシート１を挟んで対向する位置において上記シート１に接触して回転する第１，第２ローラ電極１１，１２を備え、上記第１，第２ローラ電極１１，１２には、逆位相となる交流高電圧を印加する交流高電圧源１３，１４が接続され、上記第１，第２ローラ電極１１，１２間の放電によって生成されるイオンで、上記シート１の両面１ａ，１ｂを同時に除電する。【選択図】  図１
2018073553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動するシートを挟んで対向する位置において上記シートに接触して回転する一対の第１，第２ローラ電極からなる電極組が１又は複数備えられ、
上記各電極組を構成する第１，第２ローラ電極には、互いに逆位相となる交流高電圧を印加する交流高電圧源が接続され、
上記第１，第２ローラ電極間の放電によって生成されるイオンで、上記シートの両面が除電される構成にした除電装置。
【請求項２】
上記交流高電圧源が、上記交流高電圧の周波数を調整する機能を有する請求項１に記載の除電装置。
【請求項３】
上記電極組を構成する一対の第１，第２ローラ電極の直径が等しい請求項１又は２に記載の除電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、両面が帯電した状態で移動するシート表面を除電する除電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製シートの製造工程や加工工程では、シートはローラとの接触・剥離帯電によって表面に多くの電荷が残されることがある。特に樹脂製のシートは絶縁性能が高いため、表面電荷が長く保持され、その結果、様々な問題を生じる。例えば、重なったシート同士が静電付着して剥がしにくくなると、後加工工程の作業性が落ちたり、無理に剥がしてシートにキズを付けたりしてしまうことがある。また、シート表面に異物が静電付着してしまうこともある。
【０００３】
そこで、従来から、帯電したシートの表面を除電する除電装置が知られている。
特にシートの両面を同時に、より完璧に除電するものとして、図３に示す装置は、矢印Ａ方向に移動するシート１の移動方向上流側から順に、シート１を挟んで対向する正の直流電極バー２と負の直流電極バー３、その下流側で対向する負の直流電極バー４と正の直流電極バー５、及び一対の交流電極バー６，７を備えている。
上記直流電極バー２〜５及び交流電極バー６，７は、それぞれ、シート１の幅方に延びる直線上に複数の放電電極針を配置してなり、放電電極針の先端をシート１の表面１ａ又は１ｂに対向させている（特許文献１参照）。
【０００４】
上記正の直流電極バー２，５には正の直流高電圧源８が接続され、正の直流高電圧が印加されて正のコロナ放電が発生し、空気の正イオンが生成される。また、負の直流電極バー３，４には、負の直流高電圧源９が接続され、負の直流高電圧が印加されて負のコロナ放電が発生し、空気の負イオンが生成される。
さらに、交流電極バー６，７には、交流高電圧源１０が接続され、交流の高電圧が印加されて、放電電極針とアース電極６ａ，７ａとの間の放電によって正，負イオンが交互に生成されるようにしている。
【０００５】
このような除電装置では、帯電したシート１は、その移動過程で、まず、一方の表面１ａに上記正の直流電極バー２で生成された正イオンが照射されて負の電荷が除電され、次に負の直流電極バー４で生成された負イオンが照射されて正の電荷が除電され、シート１の表面１ａは一定のレベルまで除電されるが、残った電荷が交流電極バー６で生成された正，負イオンでさらに除電される。
【０００６】
また、シート１の他方の表面１ｂには、負の直流電極バー３から負イオンが照射されて正の電荷が除電され、正の直流電極バー５から正イオンが照射されて負の電荷が除電され、残った電荷が交流電極バー７で生成された正，負イオンで除電される。
なお、上記の除電過程において、シート１を挟んで対向する直流電極バー２と３、直流電極バー４と５は、互いに逆極性の電圧が印加されているため、各直流電極バー２〜５で生成されたイオンは、電極バー間に生成される電界によってシート１に強制的に導かれるようになっている。
【０００７】
このような従来の除電装置において、上流側の一組の正，負の直流電極バー２，３の下流側に、もう一組の負，正の直流電極バー４，５と、一対の交流電極バー６，７とを設けているのは、シート１の両面をより完璧に除電するためである。
帯電したシート１の表面は、全体として正，負いずれかの極性への偏りがあったとしても、完全に一方の極性の電荷しか存在しないということはほとんどない。そのため、正，負いずれかの極性のイオンのみを照射したのでは、完璧な除電はできない。
【０００８】
しかし、正，負のイオンを生成する上記一対の交流電極バー６，７のみでは、生成されたイオンをシート１へ導く力が弱く、所謂帯電模様を消すような完璧な除電はできない。
そこで、図３のように、正，負の直流電極バーの組による電界で、イオンをシート１の表面に導くようにしている。
【０００９】
ところが、上記のように配置した直流電極バー２〜５を通過したシート１の表面１ａ，１ｂは、電界によって強制的に導かれたイオンによって除電されるが、時にはそのイオンで逆帯電してしまうこともある。
例えば、一方の表面１ａでは、初めに正イオンが照射され、負の電荷が除電されるが、上記正イオンはシートに向かう電界によって上記表面１ａに導かれるようになっているため、強制的に導かれた正イオンによって表面１ａは正に逆帯電してしまうことがある。
【００１０】
このように逆帯電してしまった部分や、もともと正に帯電していた部分の電荷は、下流側の負の直流電極バー４から放射される負イオンによって除電される。しかし、この負イオンも上記したようにシート１に向かう電界によって強制的に導かれるため、正の電荷を除電するだけでなく、表面１ａを負に逆帯電させてしまうこともある。
【００１１】
同様に、他方の表面１ｂ側は、下流側に位置する正の直流電極バー５によって正に逆帯電してしまう傾向がある。このように、シート１が下流側の上記直流電極バー４，５を通過した後にも、表面１ａ，１ｂには電荷が残ってしまう。この残っている電荷を除電するために、上記交流電極バー６，７を設けているのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−００４３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記従来の除電装置は、シートの両面を逆帯電させずに、完璧に除電しようとするために、直流電極バーの組を複数と、交流電極バーの組とを合わせて設けなければならず、装置が大型化してしまうという問題があった。
この発明の目的は、装置を大型化せずに、シートの両面を、同時にかつ完璧に除電できる除電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
移動するシートを挟んで対向する位置において上記シートに接触して回転する一対の第１，第２ローラ電極からなる電極組が１又は複数備えられ、上記各電極組を構成する第１，第２ローラ電極には、互いに逆位相となる交流高電圧を印加する交流高電圧源が接続され、上記第１，第２ローラ電極間の放電によって生成されるイオンで、上記シートの両面が除電される構成にしたことを特徴とする。
【００１５】
第２の発明は、上記交流高電圧源が、上記交流高電圧の周波数を調整する機能を有することを特徴とする。
第３の発明は、上記電極組を構成する一対の第１，第２ローラ電極の直径が等しいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、第１，第２ローラ電極で挟まれて安定して移動するシートの両面に、電極を近接させることができるため、正，負イオンが高濃度で存在するイオン生成エリアの中を、シートが移動することになる。
また、対向する第１，第２ローラ電極に印加される電圧の位相を逆極性にしているので両ローラ電極間の電位差が大きくなって放電しやすくなる。そして、放電によって生成されたイオンは、上記ローラ電極間の電界によってシート表面に向かって誘導されるので、効率的に除電に寄与する。
しかも、第１，第２ローラ電極がシート表面に接触しているため、シート表面と電極との距離が従来の除電装置よりも近くなり、シートの移動方向に沿ったイオン生成領域の長さを大きくできる。そのため、移動中のシートに対するイオン照射時間が長くなり、第１，第２ローラ電極だけで、シートの両面をよりよく除電できる。
【００１７】
さらに、シートの移動方向に沿って、ローラ電極とシートとの接触部から離れるほど、第１，第２ローラ電極間の電界が小さくなるので、イオン生成量が徐々に少なくなるとともに、シート表面へ向かうイオンの勢いも小さくなる。つまり、上記接触部より下流側では、上記接触部から離れるにしたがって、シートへ向かうイオンの勢いが弱くなるため、ある程度除電されたシート表面にイオンが強制的に導かれて逆帯電することを防止できる。したがって、従来のように逆帯電を防止するための交流電極バーを設けなくてもよい。
しかも、シート表面にわずかな電荷が残っていた場合には、その電荷が近傍の逆極性のイオンを引き付けるので、電荷が残されることもない。
このように、第１，第２ローラ電極のみで、シート両面を逆帯電させることなく完璧に除電でき、装置が大型することもない。
一方、一対の第１，第２ローラ電極の組を複数設けた場合には、上記シートに対するイオン照射時間を長くでき、特に高速移動するシートの除電に有効である。
【００１８】
第２の発明によれば、ローラ電極に印加される電圧の周波数を、シートの移動速度に合わせて調整し、最適条件で除電することができる。例えば、シートの移動速度が速い場合に、印加電圧の周波数が小さいと、シート表面に対して照射されるイオンの極性が偏ってしまい、除電が不十分になってしまうことがある。しかし、周波数を大きくすれば、移動速度が速いシートに対して、両極性のイオンを交互に繰り返し照射することができ、より完璧な除電ができる。
一方で、印加電圧の周波数をやたらに大きくすれば、電圧の立ち上がり遅れの影響が出て、放電が不安定になる可能性もある。この発明の交流高電圧源によれば、シートの移動速度や出力電圧のピーク値などに応じて、出力電圧を最適な周波数に調整して、より効率的な除電ができる。
【００１９】
第３の発明によれば、シートの両面で、ローラ電極の表面からの距離を等しくでき、除電条件を同じにできる。そのため、両面が同じように帯電しているシートの両面を同時に完璧に除電できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の除電装置の構成図である。
【図２】実施形態の除電装置のイオン生成領域の拡大概念図である。
【図３】従来の除電装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示すこの発明の一実施形態は、矢印Ａ方向に移動するシート１の移動経路の両側に、第１，第２ローラ電極１１，１２を設け、これらによってシート１を挟むようにしている。
なお、シート１は、図示しない回転ローラによって搬送される。
上記第１，第２ローラ電極１１，１２は、いずれも、体積抵抗率が１０８［Ω・ｃｍ］程度に調整された材質で形成されたローラで、直径を等しくするとともに、自由回転可能に支持されている。
ただし、上記第１，第２ローラ電極１１，１２の体積抵抗率や材質は、特に限定されない。これらは、印加電圧や除電目的などに合わせて選択すればよい。
【００２２】
また、第１，第２ローラ電極１１，１２には、それぞれ交流高電圧源１３，１４が接続され、第１，第２ローラ電極１１，１２に交流高電圧が印加される。
そして、一方の交流高電圧源１３の出力電圧と、他方の交流高電圧源１４からの出力電圧とは、逆位相でその絶対値を等しくしている。このように、上記出力電圧の位相を逆位相にしているため、シート１を挟んだ両ローラ電極１１，１２間の電位差を、各交流高電圧源１３，１４の出力電圧に比べて大きくすることができる。
【００２３】
この実施形態の除電装置で、第１，第２ローラ電極１１，１２に上記高電圧を印加すると、シート１と第１，第２ローラ電極１１，１２と接触部Ｐの近傍で放電が発生して、正，負イオンが生成される。これらのイオンは、電極１１，１２間の電界Ｅによってシート１へ導かれ、シート表面の電荷を中和する。
なお、図２では、第１ローラ電極１１の印加電圧が正、第２ローラ電極１２の印加電圧が負になったときに生成されるイオンを示しているが、実際にはシート１の両側の極性は交互に変化するので、シート１の近傍には正，負のイオンが混ざり合って存在する。
【００２４】
そして、この実施形態では、従来の放電電極針の先端近傍だけでなく、接触部Ｐを挟んだ両側にイオン生成エリアが広がっている。移動するシート１がイオン生成エリアを通過する時間が長くなり、それだけイオンがシート表面１ａ，１ｂ上の電荷に引き付けられてそれを中和する確率が高くなって、確実な除電ができる。
また、上記したように、第１ローラ電極１１と第２ローラ電極１２との間の電界を大きくすることができるので、生成されたイオンをシート１へ誘導する力が大きくなり、表面１ａ，１ｂに達するイオン量を多くできる。
【００２５】
また、対向する第１，第２ローラ電極１１，１２間の距離は、シート１との接触部Ｐで最小となり、この接触部Ｐから離れるにしたがって広くなるため、電界Ｅの強度も徐々に小さくなる。そのため、イオン生成エリアであっても、接触部Ｐからの距離によって電界Ｅが変化し、イオンをシート１へ誘導する力も変化する。
特に、シート１の移動方向における接触部Ｐの下流側では、上記電界Ｅが徐々に小さくなるため、シート１へ強制的に導かれるイオン量も徐々に少なくなる。
そのため、接触点Ｐの上流側からイオン領域を通過して、ある程度除電されたシート１の表面１ａ，１ｂに強制的にイオンが照射されて逆帯電してしまうことがない。
【００２６】
また、第１，第２ローラ電極１１，１２と接触することによってシート１が接触帯電したとしても、シート１は、接触部Ｐの通過後に、イオン濃度が高いイオン生成エリアを通過する過程で除電されるため、問題はない。
さらに、この実施形態の除電装置では、移動するシート１を第１，第２ローラ電極１１，１２で挟んでいるので、イオン生成エリアにおけるシート１の位置が安定し、いつでも同一条件で両面除電ができる。
【００２７】
また、この実施形態では、シート１を挟む第１，第２ローラ電極１１，１２の直径を等しくしているので、シート１の表面１ａ，１ｂのどちらも、電極表面からの距離が等しくなる。したがって、上記両ローラ電極１１，１２への印加電圧の絶対値を等しくすれば、シート１の両面１ａ，１ｂを全く同じ条件で除電することができる。
なお、第１，第２ローラ電極１１，１２の直径によって、両ローラ電極１１，１２の対向間隔が変わり、イオンが生成されるエリアも変化するが、放電状態は、印加電圧の大きさや、周波数によっても変化する。
したがって、より効率的な除電を実現するためには、印加電圧の大きさや周波数、ローラ電極の直径などは、シートの厚さや、移動速度に応じて最適値を設定する必要がある。
【００２８】
例えば、シート１の移動速度が速い場合には、シート表面１ａ，１ｂの近傍に正，負イオンを確実に到達させるために、シート１の移動方向におけるイオン生成領域の長さが長くなる条件を選択したり、印加電圧の周波数を大きくして、正，負イオンが繰り返し照射されるようにしたりしなければならない。
【００２９】
なお、印加電圧の周波数が大きくなれば、その分、電圧の立ち上がり遅れの影響を受けやすくなるので、放電が不安定になったり、イオン生成量が少なくなったりするほか、生成されたイオンがすぐに電極に引き戻されることもあり、除電効率が落ちてしまうことがある。このように、印加電圧の周波数は、大きければ良いというものではない。したがって、様々な条件に応じて、出力電圧の周波数を調整できる交流高電圧源を用いることが好ましい。
【００３０】
また、シート１の厚みが厚い場合には、その分、両ローラ電極１１，１２の対向間隔が大きくなるので、生成イオン量や電界強度を保つためには、印加電圧を高くする必要がある。
このような実施形態の除電装置を、例えば、印刷工程などで帯電したシート１を、切断したり折り曲げたりする後加工工程の前に設けることによって、後加工工程での作業性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
樹脂などの絶縁性シートを取り扱う様々な現場において、帯電したシートの問題を排除することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１    シート
１ａ，１ｂ    表面
１１    第１ローラ電極
１２    第２ローラ電極
１３    交流高電圧源
１４    交流高電圧源
【図１】
2018073553.tif 000003
【図２】
2018073553.tif 000004
【図３】
2018073553.tif 000005