(57)【要約】【課題】小型、軽量で、減衰時間特性やイオンバランス特性に優れた除電装置、また、負荷短絡などの絶縁異常（回路の高圧出力異常）を検出することのできる除電装置を提供する。【解決手段】除電装置は、印加される直流高電圧の極性に応じて正又は負のイオンを生成する２ｎ個（ｎは自然数）の放電針が、所定の空間に、ｎ個ずつ第１，第２のグループに分けて配置された放電電極と、接地された対向電極と、２系統のラインに一定期間毎に交互に生成する高周波高電圧に基づいて、放電電極の各放電針に、両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に、かつ、一定期間毎に極性を反転させて印加する高電圧発生回路と、を備えた。また、高電圧発生回路の高圧接地端子と対向電極の接地との間に挿入され、放電電極と対向電極との間の絶縁異常発生時にこれを検出する高圧異常検出回路を備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加される直流高電圧の極性に応じて正又は負のイオンを生成する２ｎ個（ｎは自然数）の放電針が、所定の空間に、ｎ個ずつ第１，第２のグループに分けて配置された放電電極と、
接地された対向電極と、
２系統のラインに一定期間毎に交互に生成する高周波高電圧に基づいて、前記放電電極の前記各放電針に、前記両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に、かつ、一定期間毎に極性を反転させて印加する高電圧発生回路と、
を備えたことを特徴とする除電装置。
【請求項２】
前記放電電極は、実質的に平面上に描く矩形の頂点に１個ずつ配置された少なくとも４個の放電針で構成され、
前記各放電針は、１本の対角線上に向き合って配置された２個の放電針が一方の前記グループである第１の放電電極を構成し、別の１本の対角線上に向き合って配置された別の２個の放電針が他方の前記グループである第２の放電電極を構成することを特徴とする請求項１記載の除電装置。
【請求項３】
前記高電圧発生回路は、
一定期間毎に交互に切り換えて入力される高周波電圧をそれぞれ昇圧する第１，第２の変圧回路と、
前記第１，第２の変圧回路から一定期間毎に交互に出力される一方の高周波高電圧を、互いに極性の異なる２つの直流高電圧に変換して出力し、また、他方の高周波高電圧を、前記極性と互いに逆の２つの直流高電圧に変換して出力する極性反転回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の除電装置。
【請求項４】
前記第１，第２の変圧回路から交互に前記極性反転回路に入力される前記高周波高電圧の交互切換周波数は、１０〜１００Ｈｚの範囲であることを特徴とする請求項３記載の除電装置。
【請求項５】
前記極性反転回路は、２つの互いに逆極性の前記直流高電圧を前記第１，第２の放電電極にそれぞれ出力することで、前記各放電針に前記両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に印加し、また、前記高周波高電圧の入力が一定期間毎に交互に切り換えられることで、前記各放電針に前記両グループどうし一定期間毎に直流高電圧の極性を反転させて印加することを特徴とする請求項３または請求項４記載の除電装置。
【請求項６】
前記極性反転回路は、
前記第１の変圧回路の２次巻線の非接地側端子から前記第１の放電電極に向けて接続された、第１のコンデンサおよび順方向接続の第１のダイオードからなる第１のプラス放電用回路と、
前記第１の変圧回路の２次巻線の非接地側端子から前記第２の放電電極に向けて接続された、第２のコンデンサおよび逆方向接続の第２のダイオードからなる第１のマイナス放電用回路と、
前記第２の変圧回路の２次巻線の非接地側端子から前記第２の放電電極に向けて接続された、第３のコンデンサおよび順方向接続の第３のダイオードからなる第２のプラス放電用回路と、
前記第２の変圧回路の２次巻線の非接地側端子から前記第１の放電電極に向けて接続された、第４のコンデンサおよび逆方向接続の第４のダイオードからなる第２のマイナス放電用回路と、
を少なくとも備えたことを特徴とする請求項５記載の除電装置。
【請求項７】
前記極性反転回路は、
前記第４のダイオードのカソードから前記第２の変圧回路の２次巻線の接地側端子に向けて接続された、順方向接続の第５のダイオードおよび第５のコンデンサからなる第１のプラス充電回路と、
前記第３のダイオードのアノードから前記第２の変圧回路の２次巻線の接地側端子に向けて接続された、逆方向接続の第６のダイオードおよび第６のコンデンサからなる第１のマイナス充電回路と、
をさらに備え、
前記第１の変圧回路の通電中に、前記第１のプラス充電回路は、前記第１のプラス放電用回路の出力電圧にプラスバイアスを付与し、前記第１のマイナス充電回路は、前記第１のマイナス放電用回路の出力電圧にマイナスバイアスを付与することを特徴とする請求項６記載の除電装置。
【請求項８】
前記極性反転回路は、前記第５，第６のコンデンサと並列に、第１，第２の抵抗がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項７記載の除電装置。
【請求項９】
前記極性反転回路は、
前記第２のダイオードのカソードから前記第１の変圧回路の２次巻線の接地側端子に向けて接続された、順方向接続の第７のダイオードおよび第７のコンデンサからなる第２のプラス充電回路と、
前記第１のダイオードのアノードから前記第１の変圧回路の２次巻線の接地側端子に向けて接続された、逆方向接続の第８のダイオードおよび第８のコンデンサからなる第２のマイナス充電回路と、
をさらに備え、
前記第２の変圧回路の通電中に、前記第２のプラス充電回路は、前記第２のプラス放電用回路の出力電圧にプラスバイアスを付与し、前記第２のマイナス充電回路は、前記第２のマイナス放電用回路の出力電圧にマイナスバイアスを付与することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項記載の除電装置。
【請求項１０】
前記極性反転回路は、前記第７，第８のコンデンサと並列に、第３，第４の抵抗がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項９記載の除電装置。
【請求項１１】
前記高電圧発生回路の高圧接地端子と前記対向電極の接地との間に挿入され、前記放電電極の出力異常を検出する高圧異常検出回路、をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の除電装置。
【請求項１２】
前記高圧異常検出回路は、前記高電圧発生回路の高圧接地端子と前記対向電極の接地との間に接続された異常検出用コンデンサを少なくとも備え、前記異常検出用コンデンサの前記高圧接地端子側の接続点で前記高圧異常を検出することを特徴とする請求項１１記載の除電装置。
【請求項１３】
前記高圧異常検出回路は、前記異常検出用コンデンサと並列に、抵抗が接続されていることを特徴とする請求項１２記載の除電装置。
【請求項１４】
前記高圧異常検出回路は、前記第１の変圧回路の通電中に、前記第１の放電電極の出力異常が発生したとき、前記第１のコンデンサと、互いに並列な前記第４，第５のコンデンサとの直列回路の電圧を、前記第１のコンデンサと、三者が互いに並列な前記第４，第５のコンデンサおよび前記異常検出用コンデンサとの直列回路に分圧することで、前記出力異常を検出することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項記載の除電装置。
【請求項１５】
前記高圧異常検出回路は、前記第１の変圧回路の通電中に、前記第２の放電電極の出力異常が発生したとき、前記第２のコンデンサと、互いに並列な前記第３，第６のコンデンサとの直列回路の電圧を、前記第２のコンデンサと、三者が互いに並列な前記第３，第６のコンデンサおよび前記異常検出用コンデンサとの直列回路に分圧することで、前記出力異常を検出することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項記載の除電装置。
【請求項１６】
前記高圧異常検出回路は、前記第２の変圧回路の通電中に、前記第２の放電電極の出力異常が発生したとき、前記第３のコンデンサと、互いに並列な前記第２，第７のコンデンサとの直列回路の電圧を、前記第３のコンデンサと、三者が互いに並列な前記第２，第７のコンデンサおよび前記異常検出用コンデンサとの直列回路に分圧することで、前記出力異常を検出することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項記載の除電装置。
【請求項１７】
前記高圧異常検出回路は、前記第２の変圧回路の通電中に、前記第１の放電電極の出力異常が発生したとき、前記第４のコンデンサと、互いに並列な前記第１，第８のコンデンサとの直列回路の電圧を、前記第４のコンデンサと、三者が互いに並列な前記第１，第８のコンデンサおよび前記異常検出用コンデンサとの直列回路に分圧することで、前記出力異常を検出することを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１項記載の除電装置。
【請求項１８】
前記高電圧発生回路は、
直流電源回路と、
前記直流電源回路の直流電圧を高周波電圧に変換して、当該高周波電圧を２系統のラインに一定期間毎に交互に切り換えて出力する出力制御回路と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項記載の除電装置。
【請求項１９】
前記放電電極の前記各放電針が生成した正又は負のイオンを、装置前方へ送出する送風機をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項記載の除電装置。
【請求項２０】
印加される直流高電圧の極性に応じて正又は負のイオンを生成する２ｎ個（ｎは自然数）の放電針が、所定の空間に、ｎ個ずつ第１，第２のグループに分けて配置された放電電極と、
接地された対向電極と、
２系統のラインに一定期間毎に交互に生成する高周波高電圧に基づいて、前記放電電極の前記各放電針に、前記両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に、かつ、一定期間毎に極性を反転させて印加する高電圧発生回路と、
前記高電圧発生回路の高圧接地端子と前記対向電極の接地との間に挿入され、前記放電電極の出力異常を検出する高圧異常検出回路と、
を備えたことを特徴とする除電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯電物体に正負のイオンを照射して電気的に中性にする除電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体製造ラインや携帯電話などのセル生産工程などでは、部品帯電による静電気障害や静電吸着を防ぐため、作業台やコンベア等の近傍に除電装置が配置されている。
【０００３】
こうした製造現場で使用される除電装置には、正又は負の電荷が全体的或いは部分的に過剰となり、電荷が不均一な状態にある除電対象物（部品）に対し、正又は負のイオンを放出（照射）して電気的に中和するものがある。
【０００４】
このような除電装置は、除電方式により幾つかのタイプに分類される。以下、各方式の特徴について簡単に説明する。
【０００５】
（１）ＡＣ式
１つの放電針に正弦波高電圧（周波数５０／６０Ｈｚ）を印加し、正負のイオンを交互に発生させるようにしたものである。１つの放電針から正負のイオンを発生させているため、イオンバランスの経時的な偏りや、空間的な偏りも少ないことが特徴である。
【０００６】
ここで、イオンバランスとは、イオン照射後の除電対象物（被除電物）の残留電位が０ボルトからどの程度離れているか、いないかを示すもので、残留電位が定常的に０ボルトとなることが理想特性となる。
【０００７】
そして、イオンバランスの経時的な偏りとは、除電装置を連続運転した場合に、正負それぞれの放電針の汚れ付着や腐食、磨耗の度合いに差が生じて、残留電位に偏りが生じることをいう。
【０００８】
また、イオンバランスの空間的な偏りとは、除電対象物にイオンを照射したときに、除電対象物の位置により残留電位に差が生じることをいう。このイオンバランスの空間的な偏りは、後述するように、除電装置から所定距離を離して規則的に配置した除電対象物にイオンを照射して、どの位置の除電対象物に残留電位があるかを測定することにより判定される。
【０００９】
さらに、後述するイオンバランスの振幅とは、正負のイオンが照射された除電対象物の表面電位が正側、負側に周期的に変動することをいう。
【００１０】
（２）ＤＣ式
正放電針と負放電針に、それぞれ正負の高電圧を印加することにより、各放電針から定常的に正負のイオンを発生させるようにしたものである。放出された正負のイオンが除電対象物に達するまでに再結合しにくく、ＡＣ式に比べてイオンを遠くまで飛ばすことができることが特徴である。
【００１１】
（３）ＡＣ高周波式
１つの放電針に周波数２０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚの高周波電圧を印加するようにしたものである。一般的なＡＣ式に比べて、トランスを軽く、小さくすることができるという特徴がある。
【００１２】
（４）パルスＤＣ式
正放電針と負放電針に、それぞれ正負の高電圧を交互に印加することにより、各放電針から正負のイオンを交互に発生させるようにしたものである。一般的なＤＣ式よりも、イオンバランスの経時的な偏りが改善されていることが特徴である（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
（５）パルスＡＣ式
１つの放電針に矩形波の高電圧を印加するようにしたものである。一般的なＡＣ式よりもイオン発生量を増加させることができるとともに、発振周波数を可変とすることができる点が特徴である（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−４３０９２号公報
【特許文献２】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】
【００１４】
しかしながら、上述した従来の各除電方式には、それぞれ以下のような課題がある。
【００１５】
（１）ＡＣ式
高電圧を発生させるトランスが重く、大きくなる。この種の除電装置は、卓上、或いは吊り下げて使用されることが多く、小型軽量な除電装置とすることが望ましいが、ＡＣ式では装置を小型軽量にすることが難しい。
【００１６】
また、正負のイオンを交互に発生させているため、除電対象物を正負交互に帯電させていることになり、時間的に見ると、イオンバランスに振幅が生じることになる。このため、イオン照射後の残留電位を０ボルト付近に保つことが難しい。
【００１７】
さらに、ＤＣ式に比べて正負イオンの発生量が少ないため、減衰時間特性の点でＤＣ式に劣る。ここで、減衰時間特性とは、イオン照射後に除電対象物の電位が許容レベルとなるまでの時間をいう。したがって、帯電した除電対象物の電位を許容レベルに短時間で下げることができれば、減衰時間特性が優れていることになる。
【００１８】
同様に、ＤＣ式に比べて正負イオンの発生量が少ないため、除電範囲の点でもＤＣ式に劣る。ここで、除電範囲とは、イオン照射により除電対象物の電位を許容レベルまで下げることができる空間的な範囲をいう。
【００１９】
（２）ＤＣ式
連続運転した場合に、正負それぞれの放電針の汚れ付着や腐食、磨耗の度合いに差が生じるため、イオンバランスの経時的な偏りが生じる。
【００２０】
また、放電針の位置によって、正イオンの影響を受けやすい場所、或いは負イオンの影響を受けやすい場所が生じる。このため、このような場所に配置された除電対象物を正又は負に帯電させてしまうことになり、イオンバランスの空間的な偏りが生じることになる。
【００２１】
（３）ＡＣ高周波式
正負のイオンの発生間隔が短いため、放出された正負のイオンが除電対象物に達するまでに再結合しやすく、イオンを遠くまで飛ばすことが難しい。また、イオンの到達量が少なくなるため、減衰時間特性も悪くなる。
【００２２】
（４）パルスＤＣ式
ＤＣ式の場合と同様に、連続運転した場合には、正負それぞれの放電針の汚れ付着や腐食、磨耗の度合いに差が生じるため、イオンバランスの経時的な偏りが生じる。
【００２３】
また、汚れが付着しやすい正放電針の影響を受けやすい場所や、汚れが付着しにくい負放電針の影響を受けやすい場所ではイオンバランスの空間的な偏りが生じるため、除電対象物を正又は負に帯電させてしまうことになる。
【００２４】
さらに、正負のイオンを交互に発生させることになるため、ＡＣ式と同様に除電対象物を正負交互に帯電させることになり、時間的に見ると、イオンバランスに振幅が生じることになる。
【００２５】
（５）パルスＡＣ式
正負のイオンを交互に発生させているため、除電対象物を正負交互に帯電させていることになり、且つＡＣ式よりもイオン発生量が多いため、時間的に見ると、イオンバランスに振幅が生じる。
【００２６】
以上説明したように、従来の除電装置では、大きさや重量、減衰時間特性、イオンバランス特性のいずれかの課題があり、これらの課題をすべて解決した除電装置は実現されていないのが現状である。
【００２７】
この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、小型、軽量で、減衰時間特性やイオンバランス特性に優れた除電装置を提供することを目的とする。
【００２８】
また、この発明は、小型、軽量で、減衰時間特性やイオンバランス特性に優れていることに加えて、負荷短絡や絶縁異常などの回路の高圧出力異常を検出することの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】
【００２９】
この発明の請求項１に係る除電装置は、印加される直流高電圧の極性に応じて正又は負のイオンを生成する２ｎ個（ｎは自然数）の放電針が、所定の空間に、ｎ個ずつ第１，第２のグループに分けて配置された放電電極と、接地された対向電極と、２系統のラインに一定期間毎に交互に生成する高周波高電圧に基づいて、前記放電電極の前記各放電針に、前記両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に、かつ、一定期間毎に極性を反転させて印加する高電圧発生回路と、を備えたことを特徴とする。
【００３０】
この発明の請求項２に係る除電装置は、請求項１記載の除電装置において、前記放電電極は、実質的に平面上に描く矩形の頂点に１個ずつ配置された少なくとも４個の放電針で構成され、前記各放電針は、１本の対角線上に向き合って配置された２個の放電針が一方の前記グループである第１の放電電極を構成し、別の１本の対角線上に向き合って配置された別の２個の放電針が他方の前記グループである第２の放電電極を構成することを特徴とする。
【００３１】
この発明の請求項３に係る除電装置は、請求項１または請求項２記載の除電装置において、前記高電圧発生回路は、一定期間毎に交互に切り換えて入力される高周波電圧をそれぞれ昇圧する第１，第２の変圧回路と、前記第１，第２の変圧回路から一定期間毎に交互に出力される一方の高周波高電圧を、互いに極性の異なる２つの直流高電圧に変換して出力し、また、他方の高周波高電圧を、前記極性と互いに逆の２つの直流高電圧に変換して出力する極性反転回路と、を備えたことを特徴とする。
【００３２】
この発明の請求項４に係る除電装置は、請求項３記載の除電装置において、前記第１，第２の変圧回路から交互に前記極性反転回路に入力される前記高周波高電圧の交互切換周波数は、１０〜１００Ｈｚの範囲であることを特徴とする。
【００３３】
この発明の請求項５に係る除電装置は、請求項３または請求項４記載の除電装置において、前記極性反転回路は、２つの互いに逆極性の前記直流高電圧を前記第１，第２の放電電極にそれぞれ出力することで、前記各放電針に前記両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に印加し、また、前記高周波高電圧の入力が一定期間毎に交互に切り換えられることで、前記各放電針に前記両グループどうし一定期間毎に直流高電圧の極性を反転させて印加することを特徴とする。
【００３４】
この発明の請求項６に係る除電装置は、請求項５記載の除電装置において、前記極性反転回路は、前記第１の変圧回路の２次巻線の非接地側端子から前記第１の放電電極に向けて接続された、第１のコンデンサおよび順方向接続の第１のダイオードからなる第１のプラス放電用回路と、前記第１の変圧回路の２次巻線の非接地側端子から前記第２の放電電極に向けて接続された、第２のコンデンサおよび逆方向接続の第２のダイオードからなる第１のマイナス放電用回路と、前記第２の変圧回路の２次巻線の非接地側端子から前記第２の放電電極に向けて接続された、第３のコンデンサおよび順方向接続の第３のダイオードからなる第２のプラス放電用回路と、前記第２の変圧回路の２次巻線の非接地側端子から前記第１の放電電極に向けて接続された、第４のコンデンサおよび逆方向接続の第４のダイオードからなる第２のマイナス放電用回路と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００３５】
この発明の請求項７に係る除電装置は、請求項６記載の除電装置において、前記極性反転回路は、前記第４のダイオードのカソードから前記第２の変圧回路の２次巻線の接地側端子に向けて接続された、順方向接続の第５のダイオードおよび第５のコンデンサからなる第１のプラス充電回路と、前記第３のダイオードのアノードから前記第２の変圧回路の２次巻線の接地側端子に向けて接続された、逆方向接続の第６のダイオードおよび第６のコンデンサからなる第１のマイナス充電回路と、をさらに備え、前記第１の変圧回路の通電中に、前記第１のプラス充電回路は、前記第１のプラス放電用回路の出力電圧にプラスバイアスを付与し、前記第１のマイナス充電回路は、前記第１のマイナス放電用回路の出力電圧にマイナスバイアスを付与することを特徴とする。
【００３６】
この発明の請求項８に係る除電装置は、請求項７記載の除電装置において、前記極性反転回路は、前記第５，第６のコンデンサと並列に、第１，第２の抵抗がそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００３７】
この発明の請求項９に係る除電装置は、請求項６〜８のいずれか１項記載の除電装置において、前記極性反転回路は、前記第２のダイオードのカソードから前記第１の変圧回路の２次巻線の接地側端子に向けて接続された、順方向接続の第７のダイオードおよび第７のコンデンサからなる第２のプラス充電回路と、前記第１のダイオードのアノードから前記第１の変圧回路の２次巻線の接地側端子に向けて接続された、逆方向接続の第８のダイオードおよび第８のコンデンサからなる第２のマイナス充電回路と、をさらに備え、前記第２の変圧回路の通電中に、前記第２のプラス充電回路は、前記第２のプラス放電用回路の出力電圧にプラスバイアスを付与し、前記第２のマイナス充電回路は、前記第２のマイナス放電用回路の出力電圧にマイナスバイアスを付与することを特徴とする。
【００３８】
この発明の請求項１０に係る除電装置は、請求項９記載の除電装置において、前記極性反転回路は、前記第７，第８のコンデンサと並列に、第３，第４の抵抗がそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００３９】
この発明の請求項１１に係る除電装置は、請求項１〜１０のいずれか１項記載の除電装置において、前記高電圧発生回路の高圧接地端子と前記対向電極の接地との間に挿入され、前記放電電極の出力異常を検出する高圧異常検出回路、をさらに備えたことを特徴とする。
【００４０】
この発明の請求項１２に係る除電装置は、請求項１１記載の除電装置において、前記高圧異常検出回路は、前記高電圧発生回路の高圧接地端子と前記対向電極の接地との間に接続された異常検出用コンデンサを少なくとも備え、前記異常検出用コンデンサの前記高圧接地端子側の接続点で前記高圧異常を検出することを特徴とする。
【００４１】
この発明の請求項１３に係る除電装置は、請求項１２記載の除電装置において、前記高圧異常検出回路は、前記異常検出用コンデンサと並列に、抵抗が接続されていることを特徴とする。
【００４２】
この発明の請求項１４に係る除電装置は、請求項１１〜１３のいずれか１項記載の除電装置において、前記高圧異常検出回路は、前記第１の変圧回路の通電中に、前記第１の放電電極の出力異常が発生したとき、前記第１のコンデンサと、互いに並列な前記第４，第５のコンデンサとの直列回路の電圧を、前記第１のコンデンサと、三者が互いに並列な前記第４，第５のコンデンサおよび前記異常検出用コンデンサとの直列回路に分圧することで、前記出力異常を検出することを特徴とする。
【００４３】
この発明の請求項１５に係る除電装置は、請求項１１〜１４のいずれか１項記載の除電装置において、前記高圧異常検出回路は、前記第１の変圧回路の通電中に、前記第２の放電電極の出力異常が発生したとき、前記第２のコンデンサと、互いに並列な前記第３，第６のコンデンサとの直列回路の電圧を、前記第２のコンデンサと、三者が互いに並列な前記第３，第６のコンデンサおよび前記異常検出用コンデンサとの直列回路に分圧することで、前記出力異常を検出することを特徴とする。
【００４４】
この発明の請求項１６に係る除電装置は、請求項１１〜１５のいずれか１項記載の除電装置において、前記高圧異常検出回路は、前記第２の変圧回路の通電中に、前記第２の放電電極の出力異常が発生したとき、前記第３のコンデンサと、互いに並列な前記第２，第７のコンデンサとの直列回路の電圧を、前記第３のコンデンサと、三者が互いに並列な前記第２，第７のコンデンサおよび前記異常検出用コンデンサとの直列回路に分圧することで、前記出力異常を検出することを特徴とする。
【００４５】
この発明の請求項１７に係る除電装置は、請求項１１〜１６のいずれか１項記載の除電装置において、前記高圧異常検出回路は、前記第２の変圧回路の通電中に、前記第１の放電電極の出力異常が発生したとき、前記第４のコンデンサと、互いに並列な前記第１，第８のコンデンサとの直列回路の電圧を、前記第４のコンデンサと、三者が互いに並列な前記第１，第８のコンデンサおよび前記異常検出用コンデンサとの直列回路に分圧することで、前記出力異常を検出することを特徴とする。
【００４６】
この発明の請求項１８に係る除電装置は、請求項１〜１７のいずれか１項記載の除電装置において、前記高電圧発生回路は、直流電源回路と、前記直流電源回路の直流電圧を高周波電圧に変換して、当該高周波電圧を２系統のラインに一定期間毎に交互に切り換えて出力する出力制御回路と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００４７】
この発明の請求項１９に係る除電装置は、請求項１〜１８のいずれか１項記載の除電装置において、前記放電電極の前記各放電針が生成した正又は負のイオンを、装置前方へ送出する送風機をさらに備えたことを特徴とする。
【００４８】
この発明の請求項２０に係る除電装置は、印加される直流高電圧の極性に応じて正又は負のイオンを生成する２ｎ個（ｎは自然数）の放電針が、所定の空間に、ｎ個ずつ第１，第２のグループに分けて配置された放電電極と、接地された対向電極と、２系統のラインに一定期間毎に交互に生成する高周波高電圧に基づいて、前記放電電極の前記各放電針に、前記両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に、かつ、一定期間毎に極性を反転させて印加する高電圧発生回路と、前記高電圧発生回路の高圧接地端子と前記対向電極の接地との間に挿入され、前記放電電極の出力異常を検出する高圧異常検出回路と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４９】
この発明は以上のように、印加される直流高電圧の極性に応じて正又は負のイオンを生成する２ｎ個（ｎは自然数）の放電針が、所定の空間に、ｎ個ずつ第１，第２のグループに分けて配置された放電電極と、接地された対向電極と、２系統のラインに一定期間毎に交互に生成する高周波高電圧に基づいて、前記放電電極の前記各放電針に、前記両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に、かつ、一定期間毎に極性を反転させて印加する高電圧発生回路と、を備えた構成としたので、小型、軽量で、減衰時間特性やイオンバランス特性に優れている。
【００５０】
また、この発明は、印加される直流高電圧の極性に応じて正又は負のイオンを生成する２ｎ個（ｎは自然数）の放電針が、所定の空間に、ｎ個ずつ第１，第２のグループに分けて配置された放電電極と、接地された対向電極と、２系統のラインに一定期間毎に交互に生成する高周波高電圧に基づいて、前記放電電極の前記各放電針に、前記両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に、かつ、一定期間毎に極性を反転させて印加する高電圧発生回路と、前記高電圧発生回路の高圧接地端子と前記対向電極の接地との間に挿入され、前記放電電極と前記対向電極との間の絶縁異常発生時にこれを検出する高圧異常検出回路と、を備えた構成としたので、小型、軽量で、減衰時間特性やイオンバランス特性に優れていることに加えて、負荷短絡や絶縁異常などの回路の高圧出力異常を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００５２】
図１は、この発明による除電装置の一実施形態を示す全体構成図、図２は放電電極の構成を示す説明図である。
【００５３】
図１に示すように、この除電装置１は、高電圧発生回路１０、放電電極２０、送風機３０、ストリーマコロナパルス検知電極４０、ストリーマコロナパルス信号検知装置５０およびガード電極６０を備えている。また、符号８０は除電対象物である。
【００５４】
高電圧発生回路１０は、放電電極２０に対して、一定期間毎に交互に極性の異なる直流高電圧を同時に印加する回路である。高電圧発生回路１０の構成については後述する。
【００５５】
放電電極２０は、第１の放電電極２１と、第２の放電電極２２とで構成される。また、放電電極２０は、印加される直流高電圧の極性に応じて正又は負のイオンを生成する２ｎ個（ｎは自然数）の放電針が、所定の空間に、ｎ個ずつ第１，第２のグループに分けて配置されたものである。
【００５６】
すなわち、放電電極２０は、図２に示すように、実質的に平面上に描く矩形（例えば正方形）の頂点に１個ずつ配置された少なくとも４個の放電針２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂで構成される。各放電針２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、１本の対角線上に向き合って配置された２個の放電針２１ａ，２１ｂが、一方のグループである第１の放電電極２１を構成し、別の１本の対角線上に向き合って配置された別の２個の放電針２２ａ，２２ｂが、他方のグループである第２の放電電極２２を構成する。
【００５７】
各放電針２１ａ〜２２ｂは、正極性の直流高電圧が印加されたときには正イオンを出力し、負極性の直流高電圧が印加されたときには負イオンを出力するものである。高電圧発生回路１０から供給された直流高電圧が放電針２１ａ〜２２ｂに印加されると、放電針２１ａ〜２２ｂとガード電極６０との間でコロナ放電が発生して、正イオン及び負イオンが出力される。この放電電極２１，２２には、高電圧発生回路１０から一定期間毎に交互に極性の異なる直流高電圧が供給される。
【００５８】
各放電針２１ａ〜２２ｂは、図２に示すように、先端が中心方向に向くように４箇所に配置されている。このうち、先端が対向する放電針同士が同極性のイオンを出力する電極対（グループ）となる。すなわち、放電針２１ａ，２１ｂが第１グループとなり、放電針２２ａ，２２ｂが第２グループとなる。そして、一方のグループが正イオンを出力する間、他方のグループでは負イオンを同時に出力し、また一方のグループが負イオンを出力する間、他方のグループでは正イオンを同時に出力する。
【００５９】
例えば、図２（ａ）に示すように、期間Ａでは、第１グループの放電針２１ａ，２１ｂが正イオンを出力し、第２グループの放電針２２ａ，２２ｂが負イオンを出力する。また、図２（ｂ）に示すように、次の期間Ｂでは、第１グループの放電針２１ａ，２１ｂが負イオンを出力し、第２グループの放電針２２ａ，２２ｂが正イオンを出力する。以下同様にして、各グループは一定期間毎に上記期間Ａの出力と期間Ｂの出力とを交互に繰り返す。
【００６０】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、対向する放電針に常に同極性の電圧を印加することで、イオンバランス特性を向上させることができる。しかし、対向する放電針に常に異極性の電圧を印加するようにしてもよい。また、放電針の数は、４個に限らず、２ｎ個（ｎは自然数）であればよい。
【００６１】
また、放電電極２０の各放電針２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、図１に示すように、送風機３０の送風方向（図で左から右方向）に対してほぼ直角に配置されている。第１グループの放電針２１ａ（２１ｂ）と第２グループの放電針２２ｂ（２２ａ）との異極性放電針の極間距離Ｋは、空間的なイオンバランスの性能と使用時の装置本体と除電対象物８０との距離Ｌにより決定される。一例として、Ｌ＝１５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲では、Ｋ＝４０ｍｍ〜１２０ｍｍ程度が好適な範囲となる。
【００６２】
送風機３０は、放電電極２０の風上側に配置され、図示しないファンをモータで回転させることにより送風を行うものである。この送風によって、放電電極２０から出力された正イオン及び負イオンは除電対象物８０に向けて搬送されることになる。
【００６３】
ストリーマコロナパルス検知電極４０は、送風機３０と放電電極２０との間に配置され、放電電極２０のコロナ放電による放電電流を検知して、検知した放電電流に応じたパルス信号（検知信号）を出力する。
【００６４】
ストリーマコロナパルス信号検知装置５０は、ストリーマコロナパルス検知電極４０から出力されたパルス信号に基づいて、コロナ放電の放電状態が正常であるか否かを判断する。すなわち、ストリーマコロナパルス放電が発生している場合には、コロナ放電による放電電流が短時間で大きく変化する（極めて急峻に変化する）ので、検知した放電電流に応じたパルス信号が所定のレベルを超えているときは、コロナ放電の異常と判定することができる。
【００６５】
一般に、コロナ放電の異常は放電針の汚れ付着により発生頻度が増加することが知られている。このため、コロナ放電の異常を検知する装置を備えることにより、放電針の清掃時期を正確に知ることができるので、メンテナンスを確実に行うことができる。
【００６６】
ガード電極６０は、作業者の指などが高電圧が印加されている放電針に触れないようにするためのものであり、放電電極２０と除電対象物８０との間に配置される。ガード電極６０は接地電位（大地）に接続されており、各放電針２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの対向電極としても機能する。ガード電極６０は、誘導による除電対象物８０の電圧変動を少なくするため、金属等の導体で形成されることが望ましい。
【００６７】
また、ガード電極６０の構造は、リング状の金属電極を同心円に配置したものなどが用いられるが、この例に限らず、作業者の指などが入らないだけの間隔で、且つイオンの通過が容易となるような間隔が確保されていればよい。
【００６８】
さらに、ガード電極６０は、放電針との間が距離Ｍ（Ｍ＜極間距離Ｋ）となるように配置することが望ましい。放電電極２０でコロナ放電が始まると、各放電針２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ間の電位差よりもガード電極−放電針間の電位差の方が大きいので、発生した正負イオンはガード電極６０に向かって飛ぶ。このとき、ガード電極６０があると正負イオンが捕らえられるため、減衰時間特性は若干低下する。しかし、ガード電極６０を設けることにより、イオンバランスの振幅を大幅に軽減することができる。
【００６９】
次に、高電圧発生回路１０の構成について説明する。図３は、高電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【００７０】
高電圧発生回路１０は、放電電極２０の各放電針（第１グループの放電針２１ａ，２１ｂおよび第２グループの放電針２２ａ，２２ｂ）に、両グループどうし互いに逆極性の直流高電圧を同時に、かつ、一定期間毎に極性を反転させて印加するものである。
【００７１】
図３に示すように、高電圧発生回路１０は、ＤＣ電源回路１１、出力制御回路１２、変圧回路１３および極性反転回路１４を備えている。
【００７２】
ＤＣ電源回路１１は、図示しない交流電源（ＡＣ１００Ｖ）に接続され、交流電圧を直流電圧（ＤＣ１２Ｖ）に変換して出力するものである。
【００７３】
出力制御回路１２は、ＤＣ電源回路１１から出力された直流電圧を可聴周波数を上回る高周波電圧（２０ｋＨｚ〜）に変換するとともに、この高周波電圧を２系統の出力ラインに一定期間毎に交互に切り換えて出力するものである。
【００７４】
この２系統の出力の交互切換周波数は、１０〜１００Ｈｚの範囲である。例えば、出力の交互切換周波数を５０Ｈｚとした場合、一周期は０．０２ｓとなるため、その半周期である０．０１ｓが上記の一定期間となる。
【００７５】
このように、出力制御回路１２により高周波電圧を２系統の出力ラインに交互に出力する際の交互切換周波数を１０〜１００Ｈｚの範囲とすることで、各グループの放電針（第１グループの放電針２１ａ，２１ｂおよび第２グループの放電針２２ａ，２２ｂ）から出力される正負イオンの極性も、この交互切換周波数で規定される一定期間毎に反転することになる。
【００７６】
これにより、正負イオンの発生間隔を長くとることができるため、ＡＣ高周波式除電装置に比べて、放出された正負イオンが除電対象物に達するまでに再結合しにくくなり、イオンを遠くまで飛ばすことができる。
【００７７】
変圧回路１３は、可聴周波数を上回る（２０ｋＨｚ〜）発振周波数に対応した高周波巻線トランス又は圧電トランスで構成され、出力制御回路１２から出力された高周波電圧を昇圧し、高周波高電圧として出力するものである。
【００７８】
変圧回路１３は、トランスＬ１（第１の変圧回路），Ｌ２（第２の変圧回路）で構成され、このトランスＬ１，Ｌ２から高周波高電圧が一定期間毎に交互に出力される。変圧回路１３の出力側は極性反転回路１４と２系統の出力ラインで接続され、トランスＬ１，Ｌ２から出力された高周波高電圧は、各出力ラインから極性反転回路１４に交互に入力される。
【００７９】
可聴周波数を上回る（２０ｋＨｚ〜）発振周波数に対応した高周波巻線トランス又は圧電トランスにより変圧回路１３を構成しているため、ＡＣ式除電装置に比べて装置を小型軽量に構成することができる。
【００８０】
極性反転回路１４は、変圧回路１３から一定期間毎に交互に入力された高周波高電圧を、同一期間に互いに極性の異なる矩形波の２つの直流高電圧に変換し、この２つの直流高電圧の極性を一定期間毎に反転させて、放電電極２０の両グループ（第１，第２の放電電極２１，２２）に出力するものである。
【００８１】
すなわち、正極性の直流高電圧を第１の放電電極２１（第１グループの放電針２１ａ，２１ｂ）に出力するときは、同時に、負極性の直流高電圧を第２の放電電極２２（第２グループの放電針２２ａ，２２ｂ）に出力し、また、負極性の直流高電圧を第１の放電電極２１（第１グループの放電針２１ａ，２１ｂ）に出力するときは、同時に、正極性の直流高電圧を第２の放電電極２２（第２グループの放電針２２ａ，２２ｂ）に出力する。
【００８２】
第１の放電電極２１（第１グループの放電針２１ａ，２１ｂ）および第２の放電電極２２（第２グループの放電針２２ａ，２２ｂ）に対して、互いに極性の異なる矩形波の２つの直流高電圧を印加することで、ＡＣ式除電装置に比べて正負イオンの発生量を多くすることができる。このため、帯電した除電対象物の電位を許容レベルに短時間で下げることができ、減衰時間特性を向上させることができる。また、正負イオンの発生量が少ないＡＣ式除電装置に比べて除電範囲を広げることが可能となる。
【００８３】
次に、極性反転回路１４の構成と動作について説明する。図４は、極性反転回路の構成を変圧回路とともに示す回路図である。
【００８４】
図４に示すように、極性反転回路１４は、ダイオードＤ１〜Ｄ８、コンデンサＣ１〜Ｃ８、抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる整流回路により構成される。この整流回路には、トランスＬ１，Ｌ２から、入力Ａ，入力Ｂで示すような高周波高電圧が所定時間毎に交互に供給される。整流回路では、入力された高周波高電圧を整流して直流高電圧とし、出力Ａ，出力Ｂで示す出力端から出力する。
【００８５】
トランスＬ１から入力Ａが供給されると（この期間、入力Ｂはゼロ）、この入力Ａは整流回路で整流された後、出力Ａには正極性の電圧が、また出力Ｂには負極性の電圧がそれぞれ出力される。また次の期間において、トランスＬ２から入力Ｂが供給されると（この期間、入力Ａはゼロ）、この入力Ｂは整流回路で整流された後、出力Ａには負極性の電圧が、また出力Ｂには正極性の電圧がそれぞれ出力される。
【００８６】
このように、トランスＬ１，Ｌ２から一定期間毎に交互に入力Ａ，Ｂの高周波高電圧が供給されると、極性反転回路１４では、入力された高周波高電圧が整流・平滑化されるとともに、各周期毎に極性が反転されて出力Ａ，Ｂに出力される。そして、出力Ａには第１の放電電極２１の放電針２１ａ，２１ｂが接続され、出力Ｂには第２の放電電極２２の放電針２２ａ，２２ｂが接続されているため、各放電電極２１，２２から出力されるイオンの極性は一定期間毎に反転することになる。
【００８７】
すなわち、図２（ａ）に示すように、期間Ａでは、第１の放電電極２１の放電針２１ａ，２１ｂからは正イオンが出力され、同時に、第２の放電電極２２の放電針２２ａ，２２ｂからは負イオンが出力される。また、図２（ｂ）に示すように、次の期間Ｂでは、第１の放電電極２１の放電針２１ａ，２１ｂからは負イオンが出力され、同時に、第２の放電電極２２の放電針２２ａ，２２ｂからは正イオンが出力される。そして、各放電電極２１，２２から出力されるイオンの極性は一定期間毎に反転されるので、各放電電極２１，２２の放電針からは一定期間毎に異なる極性のイオンが出力されることになる。
【００８８】
極性反転回路１４の構成と動作について、さらに詳細に説明する。
【００８９】
図４に示すように、極性反転回路１４は、トランスＬ１（第１の変圧回路）の２次巻線の非接地側端子と第１の放電電極２１との間に、第１のコンデンサＣ１と順方向接続の第１のダイオードＤ１との直列回路からなる第１のプラス放電用回路が接続されている。
【００９０】
また、トランスＬ１（第１の変圧回路）の２次巻線の非接地側端子と第２の放電電極２２との間に、第２のコンデンサＣ２と逆方向接続の第２のダイオードＤ２との直列回路からなる第１のマイナス放電用回路が接続されている。
【００９１】
また、トランスＬ２（第２の変圧回路）の２次巻線の非接地側端子と第２の放電電極２２との間に、第３のコンデンサＣ３と順方向接続の第３のダイオードＤ３との直列回路からなる第２のプラス放電用回路が接続されている。
【００９２】
また、トランスＬ２（第２の変圧回路）の２次巻線の非接地側端子と第１の放電電極２１との間に、第４のコンデンサＣ４と逆方向接続の第４のダイオードＤ４との直列回路からなる第２のマイナス放電用回路が接続されている。
【００９３】
極性反転回路１４はまた、第４のダイオードＤ４のカソードとトランスＬ２（第２の変圧回路）の２次巻線の接地側端子との間に、順方向接続の第５のダイオードＤ５と第５のコンデンサＣ５との直列回路からなる第１のプラス充電回路が接続されている。第５のコンデンサＣ５には、第１の抵抗Ｒ１が並列接続されている。
【００９４】
また、第３のダイオードＤ３のアノードとトランスＬ２（第２の変圧回路）の２次巻線の接地側端子との間に、逆方向接続の第６のダイオードＤ６と第６のコンデンサＣ６との直列回路からなる第１のマイナス充電回路が接続されている。第６のコンデンサＣ６には、第２の抵抗Ｒ２が並列接続されている。
【００９５】
そして、トランスＬ１（第１の変圧回路）の通電中に、第１のプラス充電回路は、第１のプラス放電用回路の出力電圧にプラスバイアスを付与する一方、第１のマイナス充電回路は、第１のマイナス放電用回路の出力電圧にマイナスバイアスを付与する。
【００９６】
トランスＬ１（第１の変圧回路）の通電中に、第１のプラス充電回路がこのプラスバイアスを付与することで、第１のプラス放電用回路の出力Ａ、すなわち第１の放電電極２１の放電針２１ａ，２１ｂには、正極性の電圧が出力される。
【００９７】
また、トランスＬ１（第１の変圧回路）の通電中に、第１のマイナス充電回路がこのマイナスバイアスを付与することで、第１のマイナス放電用回路の出力Ｂ、すなわち第２の放電電極２２の放電針２２ａ，２２ｂには、負極性の電圧が出力される。
【００９８】
極性反転回路１４はまた、第２のダイオードＤ２のカソードとトランスＬ１（第１の変圧回路）の２次巻線の接地側端子との間に、順方向接続の第７のダイオードＤ７と第７のコンデンサＣ７との直列回路からなる第２のプラス充電回路が接続されている。第７のコンデンサＣ７には、第３の抵抗Ｒ３が並列接続されている。
【００９９】
また、第１のダイオードＤ１のアノードとトランスＬ１（第１の変圧回路）の２次巻線の接地側端子との間に、逆方向接続の第８のダイオードＤ８と第８のコンデンサＣ８との直列回路からなる第２のマイナス充電回路が接続されている。第８のコンデンサＣ８には、第４の抵抗Ｒ４が並列接続されている。
【０１００】
そして、トランスＬ２（第２の変圧回路）の通電中に、第２のプラス充電回路は、第２のプラス放電用回路の出力電圧にプラスバイアスを付与する一方、第２のマイナス充電回路は、第２のマイナス放電用回路の出力電圧にマイナスバイアスを付与する。
【０１０１】
トランスＬ２（第２の変圧回路）の通電中に、第２のプラス充電回路がこのプラスバイアスを付与することで、第２のプラス放電用回路の出力Ｂ、すなわち第２の放電電極２２の放電針２２ａ，２２ｂには、正極性の電圧が出力される。
【０１０２】
また、トランスＬ２（第２の変圧回路）の通電中に、第２のマイナス充電回路がこのマイナスバイアスを付与することで、第２のマイナス放電用回路の出力Ａ、すなわち第１の放電電極２１の放電針２１ａ，２１ｂには、負極性の電圧が出力される。
【０１０３】
また、この除電装置１は、図４に示すように、高電圧発生回路１０の高圧接地端子と対向電極（ガード電極）６０の接地との間に挿入された高圧異常検出回路７０を備えている。
【０１０４】
高圧異常検出回路７０は、放電電極２１，２２の出力異常を検出することで、例えば、負荷短絡や、放電電極２１，２２と対向電極６０との間の絶縁異常などに起因して発生する回路の高圧出力異常を検出するものである。
【０１０５】
高圧異常検出回路７０は、高電圧発生回路１０の高圧接地端子と対向電極（ガード電極）６０の接地との間に接続された異常検出用コンデンサＣ０を備え、異常検出用コンデンサＣ０の高圧接地端子側の接続点で高圧異常を検出するものであり、異常検出用コンデンサＣ０には抵抗Ｒ０が並列接続されている。
【０１０６】
高圧異常検出回路７０は、トランスＬ１（第１の変圧回路）の通電中に、第１の放電電極２１と対向電極６０との間の絶縁異常など、第１の放電電極２１の出力異常が発生したとき、第１のコンデンサＣ１と、互いに並列な第４，第５のコンデンサＣ４，Ｃ５との直列回路の電圧を、第１のコンデンサＣ１と、三者が互いに並列な第４，第５のコンデンサＣ４，Ｃ５および異常検出用コンデンサＣ０との直列回路に分圧することで、出力異常を検出する（図５（ｂ）プラス出力期間参照）。
【０１０７】
また、高圧異常検出回路７０は、トランスＬ２（第２の変圧回路）の通電中に、第１の放電電極２１と対向電極６０との間の絶縁異常など、第１の放電電極２１の出力異常が発生したとき、第４のコンデンサＣ４と、互いに並列な第１，第８のコンデンサＣ１，Ｃ８との直列回路の電圧を、第４のコンデンサＣ４と、三者が互いに並列な第１，第８のコンデンサＣ１，Ｃ８および異常検出用コンデンサＣ０との直列回路に分圧することで、出力異常を検出する（図５（ｂ）マイナス出力期間参照）。
【０１０８】
また、高圧異常検出回路７０は、トランスＬ１（第１の変圧回路）の通電中に、第２の放電電極２２と対向電極６０との間の絶縁異常など、第２の放電電極２２の出力異常が発生したとき、第２のコンデンサＣ２と、互いに並列な第３，第６のコンデンサＣ３，Ｃ６との直列回路の電圧を、第２のコンデンサＣ２と、三者が互いに並列な第３，第６のコンデンサＣ３，Ｃ６および異常検出用コンデンサＣ０との直列回路に分圧することで、出力異常を検出する（図５（ｂ）マイナス出力期間参照）。
【０１０９】
また、高圧異常検出回路７０は、トランスＬ２（第２の変圧回路）の通電中に、第２の放電電極２２と対向電極６０との間の絶縁異常など、第２の放電電極２２の出力異常が発生したとき、第３のコンデンサＣ３と、互いに並列な第２，第７のコンデンサＣ２，Ｃ７との直列回路の電圧を、第３のコンデンサＣ３と、三者が互いに並列な第２，第７のコンデンサＣ２，Ｃ７および異常検出用コンデンサＣ０との直列回路に分圧することで、出力異常を検出する（図５（ｂ）プラス出力期間参照）。
【０１１０】
そのため、異常検出用コンデンサＣ０の容量は、他のコンデンサＣ１〜Ｃ８の容量に比べて、例えば１００倍以上大きく設定されることが好ましい。
【０１１１】
図５は、高圧異常検出回路７０による（ａ）出力正常時および（ｂ）出力異常時の検出出力を示すグラフである。図５（ａ）に示すように、放電電極２１，２２の出力が正常なときは、高圧異常検出回路７０による検出出力は、プラスマイナス約１Ｖ（ボルト）の範囲に収まっている。
【０１１２】
これに対し、放電電極２１，２２と対向電極６０との間の絶縁異常など、放電電極２１，２２の出力異常が発生したときは、図５（ｂ）に示すように、高圧異常検出回路７０による検出出力は、プラス約１０Ｖ（ボルト）〜マイナス約１５Ｖ（ボルト）の範囲で大きく振れる。
【０１１３】
すなわち、放電電極２１，２２の出力異常発生時には、プラス電極側でプラス約１０Ｖ（ボルト）まで上昇する一方、マイナス電極側でマイナス約１５Ｖ（ボルト）まで下降する。そのため、例えば、プラス３Ｖ（ボルト）や、マイナス５Ｖ（ボルト）など、適宜のレベルに閾値を設定することで、回路の高圧異常を確実に検出することができる。
【０１１４】
以上説明したように、この除電装置１は、可聴周波数を上回る（２０ｋＨｚ〜）発振周波数に対応した高周波巻線トランス又は圧電トランスにより変圧回路を構成したため、ＡＣ式除電装置に比べて装置を小型軽量にすることができる。
【０１１５】
また、放電電極２０の第１及び第２グループに対して互いに極性の異なる矩形波の２つの直流高電圧を印加するため、ＡＣ式除電装置に比べて正負イオンの発生量を多くすることができ、減衰時間特性を向上させることができる。同様の理由から、ＡＣ式除電装置に比べて除電範囲を広げることができる。
【０１１６】
また、除電装置１は、２つのグループに分かれた放電針から同一期間に正負のイオンを同時に発生させるとともに、各グループから出力されるイオンの極性を一定期間毎に反転させるようにしたため、放出される正負イオンの極性が一定期間毎に反転するとともに、イオンを放出する位置も一定期間毎に切り替わることになる。
【０１１７】
これにより、同一期間において正負イオンが同時に発生することになるため、帯電プレート表面における正負のイオン量がほぼ同じとなる。したがって、電位の中和が促進されて、帯電プレート表面の残留電位を小さくすることができる。この結果、イオンバランスの振幅をゼロに近づけることができるとともに、振幅の偏りも少なくすることができる。
【０１１８】
また、除電装置１は、放出される正負イオンの極性が一定期間毎に反転するとともに、イオンを放出する位置も一定期間毎に切り替わるため、除電対象物の位置によって正又は負いずれか一方のイオンの影響を受けることがなく、すべての帯電プレートに正負のイオンをほぼ均等に照射することができる。したがって、イオンバランスの空間的な偏りを小さくすることができる。
【０１１９】
また、除電装置１は、各グループの放電針から放出される正負イオンの極性を一定期間毎に反転させるため、連続運転した場合でも、それぞれの放電針の汚れ付着及び腐食、磨耗の度合いはほぼ均等となる。このため、放電針ごとの残留電位の偏りが生じることがなく、イオンバランスの経時的な偏りを少なくすることができる。
【０１２０】
また、除電装置１は、高周波電圧を２系統の出力ラインに交互に出力する際の交互切換周波数を１０〜１００Ｈｚの範囲としているため、正負イオンの発生間隔を長くすることができる。このため、ＡＣ高周波式除電装置に比べて、放出された正負イオンが除電対象物に達するまでに再結合しにくくなり、イオンを遠くまで飛ばすことができる。
【０１２１】
また、除電装置１は、送風機３０と放電電極２０との間に、コロナ放電によるパルス信号を検知するストリーマパルス検知手段として、ストリーマコロナパルス検知電極４０とストリーマコロナパルス信号検知装置５０とを設けているため、放電針の清掃時期を正確に知ることができるようになり、メンテナンスを確実に行うことができる。
【０１２２】
また、除電装置１は、放電電極２０と除電対象物８０との間にガード電極６０を設けているため、イオンバランスの振幅を大幅に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】この発明による除電装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】放電電極の構成を示す説明図である。
【図３】高電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【図４】極性反転回路の構成を高圧異常検出回路とともに示す回路図である。
【図５】高圧異常検出回路による検出出力を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２４】
１  除電装置
１０  高電圧発生回路
１１  ＤＣ電源回路
１２  出力制御回路
１３  変圧回路
Ｌ１  トランス（第１の変圧回路）
Ｌ２  トランス（第２の変圧回路）
１４  極性反転回路
２０  放電電極
２１  第１の放電電極
２２  第２の放電電極
２１ａ，２１ｂ  第１グループの放電針
２２ａ，２２ｂ  第２グループの放電針
３０  送風機
４０  ストリーマコロナパルス検知電極
５０  ストリーマコロナパルス信号検知装置
６０  ガード電極（対向電極）
７０  高圧異常検出回路
８０  除電対象物
【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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