(57)【要約】【課題】測定結果に狂いが生じない静電気サンサーおよび該静電位センサーを用いた除電器を提供する。また、本発明の他の目的は除電期間を短縮できる除電器を提供する。【解決手段】イオンバランスセンサーは露出した電極と露出していない電極を持つ測定電極を有する。イオンバランス兼静電電位センサーは露出した電極と露出していない電極を持つ測定電極を有するイオンバランスセンサーと、露出した電極と該露出した電極に入力される電気力線をオン／オフするシャッターを持つ静電電位センサーとを組み合わせる。また、このイオンバランス兼静電電位センサーを除電器として用いる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露出した電極と露出していない電極を持つ測定電極を有することを特徴とするイオンバランスセンサー。
【請求項２】
請求項１記載のイオンバランスセンサーにおいて、前記露出した電極の全面積と前記露出していない電極の全面積がほぼ等しいことを特徴とするイオンバランスセンサー。
【請求項３】
請求項１記載のイオンバランスセンサーにおいて、前記露出した電極と前記露出していない電極は複数の同一個数であり、前記露出した電極と前記露出していない電極は交互に配置されていることを特徴とするイオンバランスセンサー。
【請求項４】
露出した電極と露出していない電極を持つ測定電極を有するイオンバランスセンサーと、
露出した電極と該露出した電極に入力される電気力線をオン／オフするシャッターを持つ静電電位センサーとを組み合わせ、
イオン電流値（イオンバランス値）と対象物からの電界値（静電位値）を検出することを特徴とするイオンバランス兼静電電位センサー。
【請求項５】
請求項４記載のイオンバランス兼静電電位センサーにおいて、静電電位センサーの電極をイオンバランスセンサーの電極の中心に配置することを特徴とするイオンバランス兼静電電位センサー。
【請求項６】
請求項４記載のイオンバランス兼静電電位センサーにおいて、静電電位センサーの電極をイオンバランスセンサーの電極の中心に配置しないことを特徴とするイオンバランス兼静電電位センサー。
【請求項７】
露出した電極と露出していない電極を持つ測定電極を有するイオンバランスセンサーと、
露出した電極と該露出した電極に入力される電気力線をオン／オフするシャッターを持つ静電電位センサーと、
を組み合わせたことを特徴とする除電器。
【請求項８】
請求項７記載の除電器において、イオン電流値（イオンバランス値）と対象物からの電界値（静電位値）を検出し、静電位が大きい時は静電位値で除電制御し、静電位が小さい時はイオンバランス値で除電制御することを特徴とする除電器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電気センサーおよび除電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電気関連のセンサーには２つあり、イオンバランスセンサーと静電位センサーである。イオンバランスセンサーはイオンのイオンバランスを測定し、静電位センサーは測定対象物の静電位を測定する。
【０００３】
図７に従来のイオンバランスセンサーの構造を示す。イオンバランスセンサー１００は測定電極１０２の周囲のイオン１０１を吸収した結果としての、自分の電極の静電位を測定し、測定演算装置１０４で演算し、表示器１０６で表示する。
【０００４】
図８に従来の静電位センサーの構造を示す。静電位センサー１２０は測定対象物からの電気力線を測定電極１０２で受けこの電極に誘導される電流を測定し、測定演算装置１０４で静電位に換算して表示器１０６で表示する。ただし、この現象は一瞬にして終わるので、連続して見えるようにするため、測定電極の前にシャッター１１２を置き、電気力線を遮断したり通過させ、誘導される電流を交流化している。シャッター１１２は音叉を電気振動子と駆動回路１１６で振動させられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図９は従来のイオンバランスセンサーの問題点を説明するための概略図である。
測定電極１０２の近くに帯電物質１０８があると測定が狂ってしまう。すなわち、イオンの発する電気力線に帯電物質（障害物）１０８の電気力線が加わるためである。例えば周囲を人間が通ると電気力線が変化するので狂ってしまう。
【０００６】
図１０は従来の静電位センサーの問題点を説明するための概略図である。
測定中に除電をするためのイオンが飛んでくると測定値が狂ってしまう。それは測定対象物１１０からの電気力線にイオン１０１からの電気力線が混ざってしまうからである。例えば対象物１１０の静電位を測定しながらイオン１０１を掛けて除電しようとすると、イオンをかけた瞬間、測定値が狂ってしまうので、除電が制御不能になってしまう。即ち、除電プロセスの制御がうまく出来ない。すなわち、測定値が狂ってしまうので、制御系が発振してしまい、図１１ａに示すように、いわゆるハンチング現象が起きてしまう。図１１ｂは近くに正の帯電物体が近づいた時の除電特性を示す。すなわち正の電気力線が増えるので負のイオンを余分にかけてしまう現象が起きてしまい、誤制御となる。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、測定結果に狂いが生じない静電気サンサーおよび該静電位センサーを用いた除電器を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は除電期間を短縮できる除電器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するたに、本発明は、露出した電極と露出していない電極を持つ測定電極を有することを特徴とするイオンバランスセンサーを採用するものである。
【００１０】
また、露出した電極と露出していない電極を持つ測定電極を有するイオンバランスセンサーと、露出した電極と該露出した電極に入力される電気力線をオン／オフするシャッターを持つ静電電位センサーとを組み合わせ、イオン電流値（イオンバランス値）と対象物からの電界値（静電位値）を検出することを特徴とするイオンバランス兼静電電位センサーを採用するものである。
【００１１】
また、本発明は、露出した電極と露出していない電極を持つ測定電極を有するイオンバランスセンサーと、露出した電極と該露出した電極に入力される電気力線をオン／オフするシャッターを持つ静電電位センサーと、を組み合わせたことを特徴とする除電器を採用するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に。図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１に本発明の実施例１のイオンバランス測定電極を示す。他の構成は図７に示す構成と同様である。図１において、測定電極１０２は２個または、４個または、６個または、８個というように必ず偶数個であり、点対称に配置される。図１では電極ＰｌからＰ８までの８個の場合である。ある電極が導体がむき出しになっていると、隣りの電極は導体の上に絶縁膜をかぶせてある。図１では電極Ｐｌ，３，５，７が絶縁体を被っていて、電極Ｐ２，４，６，８が導体むき出しになっている。
【００１４】
これらの電極の動作は次のようになる。導体がむきだしになっている方の電極はイオンを受けてイオン電流が流れ、それと同時に対象物からの電界を受け、それによる誘導電流が流れる。
他方の電極は導体が絶縁膜で覆われているので、イオンを受けることが出来ずイオン電流は流れないが、対象物からの電界を受け、それによる誘導電流が流れる。
従って両者の差をとると、電界による誘導電流は打ち消しあうので０になり、残るのはむき出し電極のイオン電流だけである。イオン電流はイオンバランスの関数であるから、結局、出力信号はイオンバランス信号になる。すなわち、このセンサーはイオンバランスセンサーになる。
【００１５】
電極が点対称になっているのは対象物や障害物がどの方向にあろうとも、その影響を打ち消す事ができるようにするためである。即ち、隣り合う電極が同じ電界を受け、同量の誘導電流が流れるようにするために、言い換えると無指向性を実現するためである。
従って電極の外形は理想的には円形であるが、正方形でも長方形でも指向性が多少出る以外は同じである。
【００１６】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２を示す。これは図１の実施例１の電極部の中心に、もう一つの静電電位測定電極Ｐ９を設けた例である。この測定器はイオンバランスと同時に対象物の静電位を測定できる。そして周囲のイオンによる影響を受けずに（すなわち、誤差の少ない）正確な測定ができる特徴がある。この原理は図５を参照して詳述する。
【００１７】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３を示す。これは図１の実施例の電極部と違う面に、もう一つの静電電位測定電極Ｐ９を設けた例である。この場合はもう一つの静電位測定電極を対象物に向けるためイオンバランスを測定する電極部は対象物の方向は向かない。僅かではあるが両方の電極の向きと位置が違うので、その分だけ精度的には誤差が含まれ易いが、機能は図２の実施例と同様である。
【００１８】
図４には図１で述べたイオンバランス測定器の演算構成を示す。電極が８個あり、Ｐｌ，３，５，７は絶縁膜を被っている。これらに挟まる形の電極Ｐ２，４，６，８は絶縁膜はなく導体が剥き出しになっている。
前者は対象物からの電界Ｅｔと、この電極の前にあるイオンからの電界Ｅｉを受け、これに見合う電流Ｉ（ｅｔ）、Ｉ（ｅｉ）が誘起される。さらにイオンを吸収してイオン電流Ｉが流れる．これらの和がアンプＡｌに入力され増幅されて、オペアンプＡ３の＋極（非反転入力端子）に入力される。
後者は、対象物からの電界Ｅｔと、この電極の前にあるイオンからの電界Ｅｉを受け、これに見合う電流Ｉ（ｅｔ）、Ｉ（ｅｉ）が誘起される。ところがこちらは電極が絶縁膜で覆われているのでイオンを吸収できなく、イオン電流は流れない。これらの和がアンプＡ２に入力され増幅されて、オペアンプＡ３の−極（反転入力端子）に入力される。
【００１９】
オペアンプＡ３は＋入力極と−入力極に入ってくる信号の差をとるので、次式により出力信号はＩのみになる。
2004354057.tif 000003
【００２０】
図５には図２、３で述べたイオンバランスと静電位測定器の演算構成を示す。図４と同じ構成要素に追加してアンプＡ４とＡ５がある。図４で得られた信号Ｉ（イオン電流）をアンプＡ４で加工し、ｒ倍するとｒＩになる。ｒをイオン電流が流れ込むときの抵抗値と等しくすると、オームの法則よりｒ×Ｉはイオンの電界Ｅｉに等しくなる。
ｒ×Ｉ＝Ｅｉ
これをアンプＡ７の−入力極に加える。
【００２１】
一方、信号Ｉ（イオン電流）をアンプＡ５で加工し、増幅率をｉ／Ｉ倍（ｉは後述する静電位センサーの電極に流れるイオン電流であり、Ｉは図４で前述したイオン電流である）とするとｉになる。
Ｉ×ｉ    ／Ｉ＝ｉ
これをオペアンプＡ６の−入力極に入力する。
【００２２】
他方、もう一つの静電位測定電極Ｐ９で対象物からの電界Ｅｔおよび前部のイオンからの電界Ｅｉにより誘起される電流Ｉ〈ｅｔ〉、Ｉ（ｅｉ）およびイオン電流ｉを検出し、シャッターＳＨの動きに合わせてアンプＳＲで同期検波する（シャッターＳＨはアクチュエーターＡＣと位置センサーＳＥを持ち、制御装置ＣＮＴで振動制御される）。アンプＳＲから得られる信号はＥｔ＋Ｅｉ＋ｉになる。これをオペアンプＡ６の＋入力極に印加する。
オペアンプＡ６の出力は
（Ｅｔ＋Ｅｉ十ｉ）−（ｉ）＝Ｅｔ十Ｅｉ
となる。これをオペアンプＡ７の＋入力極に印可する。
Ａ７の出力は
（Ｅｔ＋Ｅｉ）一Ｅｉ＝Ｅｔ
となり、目指していた対象物からの電界Ｅｔが抽出される。
【００２３】
（実施例４）
図６は、実施例４の除電器を示す図であり、実施例２、３で述べたイオンバランスと静電位測定器を用いた除電器の除電特性を示す。除電器は除電開始直後にまず対象物の静電位ＶｔをＥｔから計算する。その対象物の静電位Ｖｔが、制御方法切替電位Ｖｓより高ければ、除電器は静電位Ｖｔでもって判断し、これと逆極性のイオンをかけＶｔを急速に０Ｖに近づける。Ｖｔが制御方法切替電位Ｖｓを割って小さくなったら、今度はイオンバランスの代用特性であるイオン電流Ｉでもって判断し、これが０になるように細かく制御する。
【００２４】
この２段階制御により従来Ｔｌかかっていた除電時間をＴ２までΔＴだけ短くすることができる。すなわち、急速除電が可能になる。しかも従来のように除電するためのイオンで測定値が狂うこともなくなり、短時間で安定した信頼性の高い除電制御が可能になる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定結果に狂いが生じない静電気センサーおよび該静電位センサーを用いた除電器が得られ、また、除電期間を短縮できる除電器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例１の静電気センサーの測定電極を示す図である。
【図２】図２は本発明の実施例２の静電気センサーの測定電極を示す図である。
【図３】図３は本発明の実施例３の静電気センサーの測定電極を示す図である。
【図４】図４は実施例１の静電気センサーの演算装置の構成を示す図である。
【図５】図５は実施例２、３の静電気センサーの演算装置の構成を示す図である。
【図６】図６は実施例２、３の静電位センサーを用いた実施例４の除電器の除電特性を示すグラフである。
【図７】図７は従来例のイオンバランスセンサーの構成を示す図である。
【図８】図８は従来例の静電位センサーの構成を示す図である。
【図９】図９は従来例のイオンバランスセンサーの欠点を説明するための図である。
【図１０】図１０は従来例の静電位センサーの欠点を説明するための図である。
【図１１】図１１は従来例のセンサーの欠点を説明ずるための図である。
【符号の説明】
１０２  測定電極
Ｐ１〜Ｐ９  電極
１０４  測定演算装置
１０６  表示器
１１２  シャッター
ＳＨ    シャッター
【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】
2004354057.tif 000009
【図７】
2004354057.tif 000010
【図８】
2004354057.tif 000011
【図９】
2004354057.tif 000012
【図１０】
2004354057.tif 000013
【図１１】
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