(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを生成する除電バーと、
該除電バーの近傍に配置されたグランドプレートと、
前記除電バーに電圧を供給する高電圧生成回路と、
前記グランドプレートとワークのフィールドグランドとの間に直列に設けられた第１、第２の抵抗と、
該第１の抵抗と第２の抵抗との間と前記高電圧発生回路のトランスの二次側コイルの接地端とを接続する導体とを含み、
前記第１の抵抗が前記グランドプレート側に配置され、前記第２の抵抗が前記フィールドグランド側に配置され、
更に、
前記第１の抵抗の電位差を検知する第１の検知手段と、
前記第２の抵抗の電位差を検知する第２の検知手段と、
ユーザの操作により切り替え可能な第１、第２の表示モードで動作する発光素子と、
前記第１、第２の表示モードを切り替えるユーザの操作を受け付ける手段と、
ユーザの操作により前記第１の表示モードが選択されたときには、前記第１の検知手段からの信号を受けて、前記除電バーの正負のイオン発生量を表示する前記第１の表示モードに基づいて前記発光素子の動作を制御し、ユーザの操作により前記第２の表示モードが選択されたときには、前記第２の検知手段からの信号を受けて、ワークの除電状態を表示する第２の表示モードに基づいて前記発光素子の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする除電装置。
【請求項２】
前記第１の抵抗及び／又は第２の抵抗に過大な電流が流れていることを検知する異常放電検知回路を含み、
該異常放電検知回路が前記過大な電流を検知したときに、ユーザに警報を発することを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
【請求項３】
前記発光素子がＬＥＤで構成され、該ＬＥＤの発光色が前記第１の表示モードと前記第２の表示モードとで変わる、請求項１又は２に記載の除電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気中の静電気制御のための静電気除去つまり除電に関する除電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルームでの清浄化や浮遊粒子の帯電防止など、空気中の静電気制御のために静電気除去（除電）が行われているが、この非接触の除電に、コロナ放電式のイオン化装置つまり除電装置が多用されている。
【０００３】
除電装置による除電つまり所期の効果を確実なものにするには、除電装置に含まれる電極針又は除電バーの放電による正負のイオン生成量を等しくバランスさせる必要がある。
【０００４】
特開平３−２６６３９８号公報に開示の発明は、正側除電バーと負側除電バーとの間に電流検知電極を配置して、正イオンの生成量と負イオンの生成量との差によって生じるイオン電流を検知することにより、イオンバランスを維持することを提案している。
【０００５】
特開平８−７８１８３号公報に開示の発明は、正側除電バーと負側除電バーとの間に流れる電流のうち、実質的にワークの除電に寄与できるイオンを生成する有効除電電流を検知することで、除電に実質的に関与できる正負のイオン生成量を制御することを提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ワークの除電に必要な条件を考察し直してみると次のことが言える。第１に、放電により所定量のイオンが生成されていることを確認できることであり、第２に、ワークの近傍でイオンバランスを保つことである。この２つの条件を満たすことで、所期の除電効果を確実なものにすることができる。
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、上記の２つ監視が可能な除電装置を提供することにある。
本発明の更なる目的は、除電装置の回路構成を複雑にすることなく上記の第１の目的を達成することのできる除電装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、除電状態の確認が容易な除電装置を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、イオン生成量及びイオンバランスの確認が容易な除電装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる技術的課題は、本発明によれば、
イオンを生成する除電バーと、
該除電バーの近傍に配置されたグランドプレートと、
前記除電バーに電圧を供給する高電圧生成回路と、
前記グランドプレートとワークのフィールドグランドとの間に直列に設けられた第１、第２の抵抗と、
該第１の抵抗と第２の抵抗との間と前記高電圧発生回路のトランスの二次側コイルの接地端とを接続する導体とを含み、
前記第１の抵抗が前記グランドプレート側に配置され、前記第２の抵抗が前記フィールドグランド側に配置され、
更に、
前記第１の抵抗の電位差を検知する第１の検知手段と、
前記第２の抵抗の電位差を検知する第２の検知手段と、
ユーザの操作により切り替え可能な第１、第２の表示モードで動作する発光素子と、
前記第１、第２の表示モードを切り替えるユーザの操作を受け付ける手段と、
ユーザの操作により前記第１の表示モードが選択されたときには、前記第１の検知手段からの信号を受けて、前記除電バーの正負のイオン発生量を表示する前記第１の表示モードに基づいて前記発光素子の動作を制御し、ユーザの操作により前記第２の表示モードが選択されたときには、前記第２の検知手段からの信号を受けて、ワークの除電状態を表示する第２の表示モードに基づいて前記発光素子の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする除電装置を提供することによって達成される。
【０００９】
本発明の上記の目的及び他の目的並びに作用効果は、以下の本発明の好ましい実施例の詳しい説明から明らかになるであろう。
【００１０】
【実施例】
図１は、パルスＡＣ式除電装置１を示し、この除電装置１は、正負の高電圧生成回路２、３から交互に電極針又は除電バー４に高電圧が供給され、この除電バー４によって異なる極性のイオンつまり正と負のイオンが交互に生成される。
【００１１】
正負の高電圧生成回路２、３は、共に、トランス５、６の一次側コイルに接続された自励発振回路７と、二次コイルに接続された、例えば倍整流回路からなる昇圧回路８を含む。高電圧生成回路２、３と除電バー４との間には保護抵抗９が設けられている。
【００１２】
除電バー４の近傍又は回りには、グランド（ＧＮＤ）プレート１０が設けられ、このＧＮＤプレート１０は、導体１１を通じて、ワーク側グランドつまりフレームグランドＦＧに接続され、導体１１には、第１、第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２が直列に設けられている。詳しくは、第１の抵抗Ｒ１がＧＮＤプレート１０側に設けられ、第２の抵抗Ｒ２がフレームグランドＦＧ側に設けられている。そして、この第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との間と、正負のトランス５、６の二次側コイルの接地側端とが導体１２によって接続されている。
【００１３】
除電バー４とＧＮＤプレート１０との間の電流Ｉ１は第１の抵抗Ｒ１の電位差Ｖ１によって間接的に検知することができる。また、ワーク側のフレームグランドＦＧに到達した正と負のイオンの量の差は、第２の抵抗Ｒ２を通る電流Ｉ２つまり第２の抵抗Ｒ２の電位差Ｖ２によって間接的に検知することができる。
【００１４】
したがって、第１の抵抗Ｒ１の電位差Ｖ１によって除電バー４による放電の程度、つまり除電バー４が生成するイオンの量を検知することができ、これにより除電バー４の性能低下又は効率低下などを把握することができるだけでなく、除電バー４が生成する正負のイオン発生量のバランスを知ることができる。
【００１５】
他方、第２の抵抗Ｒ２の電位差Ｖ２によってワーク近傍でのイオンバランスを知ることができる。
【００１６】
例えば、第１の抵抗Ｒ１の電位差Ｖ１をイオン電流検知回路１４で検知して、この検知データをＣＰＵ１５に入力し、電位差Ｖ１が極端に小さい又は経時的に小さくなって、例えばしきい値よりも小さくなったら、放電異常ということで、アラーム手段又は表示手段１６で作業者に知らせるようにすればよい。この種の放電異常としては、除電バー４にゴミが堆積した場合を挙げることができる。
【００１７】
また、例えば、第２の抵抗Ｒ２の電位差Ｖ２をイオン電流検知回路１４で検知して、この検知データをＣＰＵ１５に入力し、ワーク近傍でのイオンバランスを保つことができるように除電バー４への正及び／又は負の供給電圧を変化させる又はパルス幅を変化させるようにすればよい。これに併せて、イオンバランスが保持されていないという事実をアラーム手段又は表示手段１６を通じて作業者に知らせるようにしてもよい。
【００１８】
また、例えば、第１の抵抗Ｒ１の電位差Ｖ１及び／又は第２の抵抗Ｒ２の電位差Ｖ２が極端に大きいときには、これを異常放電電流検知回路１７で検知してＣＰＵ１５に入力し、例えば、除電バー４とＧＮＤプレート１０との間や除電バー４とワークとの間に短絡が生じて異常放電が生成したということで、アラーム手段又は表示手段１６によって、非常灯を点灯させたり警報音を鳴らすなどの警報をユーザ又は作業者に発するようにすればよい。
【００１９】
第１の抵抗Ｒ１の電位差Ｖ１をイオン電流検知回路１４で検知することで、次のことを監視することができる。図２の（イ）は、第１の抵抗Ｒ１の電位差Ｖ１つまり除電バー４とＧＮＤプレート１０との間の電流Ｉ１の変化をモニタしたものである。図２の（イ）において、矢印Ｂで示す部分は誘導成分である。
【００２０】
この誘導成分の影響が無くなった矢印Ａで示すポイントの電流値をＩ１としてＡ／Ｄ変換して取り込み、電流値Ｉ１を経時的に追跡することで図２の（ロ）で示すように電流値Ｉ１の減少が大きくなってときには、除電バー４の汚染又は汚れが進行したとして、後に説明するように表示ＬＥＤ１６にその旨の表示を行うことができる。
【００２１】
また、正側の電流値Ｉ１又はＩ２と負側の電流値Ｉ１又はＩ２とを対比することでイオン生成量のイオンバランスを知ることができる。正側の電流値Ｉ１又はＩ２と負側の電流値Ｉ１又はＩ２との差があるときには、図３に示すように、正側高電圧生成回路４及び／又は負側高電圧生成回路６に対してＣＰＵ１５からイオン生成量のイオンバランスを保つように制御信号が出力される。これによる制御としては、例えば制御パルスのDuty比を変えればよい。
【００２２】
図３は、正イオンが相対的に多く、負イオンが相対的に少ない場合の制御信号を示す。図３の（イ）の場合は正側及び負側の両方のパルス幅を変化させることにより、相対的に負イオンの量を増加させる制御を示している。具体的には、正イオンが相対的に多く、負イオンが相対的に少ないという結果を受け、周期の固定を前提として、正イオンを生成させるためのパルス幅を減少させると共に、負イオンを生成させるためのパルス幅を増加させている。
【００２３】
図３の（ロ）の場合は、負側のパルス幅（周期）を固定とし、正側のパルスを負側のパルスのオフと連動してオンさせると共に、その正側のパルス幅を減少方向に変化させることにより、相対的に負イオンの量の増加させる制御を示している。また、図３の（ハ）の場合は、負側のオンパルス幅を固定とし、正側のオンパルスとそれに連動する負側のオフパルス幅を可変とし、正側のオン（ＯＮ）パルス幅とそれに連動する負側のオンパルス幅を減少させることにより、相対的に負イオンの量を増加させることができる。
【００２４】
図４、図５は、除電装置１の表示部１９の一部を示し、表示部１９には、イオンモニタと称する表示手段１６が設けられている。この表示手段１６は、７個の発光素子又はＬＥＤ２１〜２７を含み、これらのＬＥＤ２１〜２７は、第１表示モード（図４）と第２表示モード（図５）とで表示色が変わるようになっている。すなわち、イオンモニタ表示手段１６は、ユーザのマニュアル操作により、第１表示モードと第２表示モードとの間で切り替わる。
【００２５】
イオンモニタ表示手段１６は、また、左端のＬＥＤ２１の上にマイナス（−）の表示２８を含み、右端のＬＥＤ２７の上にプラス（＋）の表示２９を含む。
【００２６】
第１表示モード（図４）は、ワーク近傍での除電状態の表示を意図している。また、第２表示モード（図５）は、イオン生成状態又はイオン生成量の表示を意図している。
【００２７】
図４を参照して、第１表示モードでのＬＥＤ２１〜２６の表示色を説明すると、第１表示モードでは、左から右に向けて順に、赤（ＬＥＤ２１）、黄（ＬＥＤ２２）、緑（ＬＥＤ２３）、緑（ＬＥＤ２４）、緑（ＬＥＤ２５）、黄（ＬＥＤ２６）、赤（ＬＥＤ２７）である。すなわち、第１表示モードでは、イオンモニタ表示手段１６は、横並びの複数のＬＥＤの中央部分に、一般的に安全を意味する色と認識されている緑色（ＬＥＤ２３、２４、２５）が存在し、この緑色の隣りに、一般に注意を意味する色と認識されている黄色（ＬＥＤ２２、２６）が存在し、両端に、一般に危険を意味する赤色（ＬＥＤ２１、２７）が存在する。
【００２８】
つまり、第１表示モードでは、横並びに、左から順に、赤−黄−緑−緑−緑−黄−赤が発色可能であり、左端の赤の上に（−）が表記され、右端の赤の上に（＋）が表記されている。
【００２９】
この図４の第１表示モードを選択したときには、ワークの正側又は負側の帯電量に応じて（＋）又は（−）側のＬＥＤが発光する。イオンバランスがゼロに近づくほど、中央のＬＥＤ２３〜２５のいずれか１つが緑色に発光し、最終的に中央のＬＥＤ２４が緑色に発光することで、除電が完了したことを表示するようになっている。当業者であれば、容易に理解できるように、このような表示形態は、各ＬＥＤ２１〜２７を発光させる「しきい値」を夫々用意し、これらの「しきい値」と検知値とを対比することで実施可能である。
【００３０】
図５を参照して、第２表示モードでのＬＥＤ２１〜２６の表示色を説明すると、第２表示モードでは、左から右に向けて順に、緑（ＬＥＤ２１）、緑（ＬＥＤ２２）、黄（ＬＥＤ２３）、赤（ＬＥＤ２４）、黄（ＬＥＤ２５）、緑（ＬＥＤ２６）、緑（ＬＥＤ２７）である。すなわち、第２表示モードでは、イオンモニタ表示手段１６は、横並びの複数のＬＥＤの左端部分及び右端部分に、一般的に安全を意味する色と認識されている緑色（ＬＥＤ２１、２２、２６、２７）が存在し、この緑色の横隣りに、一般に注意を意味する色と認識されている黄色（ＬＥＤ２３、２５）が存在し、中央に、一般に危険を意味する赤色（ＬＥＤ２４）が存在する。
【００３１】
つまり、第２表示モードでは、横並びに、左から順に、緑−緑−黄−赤−黄−緑−緑が発色可能であり、左端の緑の上に（−）が表記され、右端の緑の上に（＋）が表記されている。
【００３２】
この図５の第２表示モードを選択したときには、除電バー４が生成するイオン量の大小を知ることができる。すなわち、プラスイオンの生成量は、イオンモニタ表示手段１６の右側で表示し、マイナスイオンの生成量は、イオンモニタ表示手段１６の左側で表示される。そして、イオンの生成量が十分であるときには、右端又は左端のＬＥＤ２１、２７が緑色に発色し、生成イオンの量が減少するに従って、これによりも中央側のＬＥＤ２２、２３又は２６、２５が緑色又は黄色に発色し、生成イオン量が不十分な量まで減少したときには、中央のＬＥＤ２４が赤色に発色するようになっている。当業者であれば、容易に理解できるように、このような表示形態は、各ＬＥＤ２１〜２７を発光させる「しきい値」を夫々用意し、これらの「しきい値」と検知値とを対比することで実施可能である。
【００３３】
ユーザは、第２表示モードでの表示を見ることにより、正負のイオンの生成量を知ることができ、プラスイオンの生成量とマイナスイオンの生成量との差を視覚的に知ることによって、正負の生成イオンのバランスを知ることができる。
【００３４】
図６以降の図面は、放電式除電装置１の変形例を例示するものであり、これらの変形例の説明において、上述した要素と同一の要素には同一の参照符号を付すことにより、その説明を省略し、以下に、各変形例の特徴部分を説明する。
【００３５】
図６は、先に説明したパルスＡＣ式除電装置１（図１）の回路構成の変形例を示すものである。この図６のパルスＡＣ式除電装置３０にあっては、正側トランス５の二次側コイルの接地側端と、負側トランス６の二次側コイルの接地側端とが、個々独立して、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との間に接続されている点で図１の除電装置１とは異なり、他は、図１の除電装置１と同じである。
【００３６】
図７は、パルスＤＣ式除電装置４０を示し、このＤＣ式除電装置４０は、対の電極針又は除電バー４ａ、４ｂを含み、一方の除電バー４ａからはプラスイオンが連続的に生成され、他方の除電バー４ｂからはマイナスイオンが連続的に生成される。この除電装置４０にあっては、正負のトランス５、６の二次側コイルの接地側端が導体１２によって接続されている。
【００３７】
このパルスＤＣ式除電装置４０にあっても、図１〜図５を参照した上述の説明は実質的に同じであり、表示手段１６を用いて、イオン生成量及び除電状態を表示することができる。
【００３８】
図８は、図７のパルスＤＣ式除電装置４０の回路構成の変形例を示すものである。この図８のパルスＤＣ式除電装置４１にあっては、正側トランス５の二次側コイルの接地側端と、負側トランス６の二次側コイルの接地側端とが、個々独立して、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との間に接続されている点で図７の除電装置４０とは異なり、他は、図７の除電装置４０と同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例のパルスＡＣ式除電装置の回路ブロック図である。
【図２】（イ）は第１の抵抗を流れる電流の状態を示し、（ロ）は正及び負の検知値を時間を横軸にしてプロットした図である。
【図３】放電制御を例示するものであり、（イ）は正側及び負側のパルス幅を変えて負イオンの生成量を減らす制御例を示し、（ロ）は負側のパルス幅を一定にして正側のパルス幅の小さくすることで負イオンの生成量を減らす制御例を示し、（ハ）は、負側のオンパルス幅を固定とし、正側のオンパルスとそれに連動する負側のオフパルス幅を可変とすることで、相対的に負イオンの量を増加させる制御例を示す。
【図４】パルスＡＣ式除電装置に含まれるＬＥＤ表示手段を第１表示モードに設定して除電状態を表示することを説明するための図である。
【図５】パルスＡＣ式除電装置に含まれるＬＥＤ表示手段を第２表示モードに設定してイオン生成量を表示することを説明するための図である。
【図６】図１のパルスＡＣ式除電装置の回路構成の変形例を示す部分回路ブロック図である。
【図７】変形例としてパルスＤＣ式除電装置の回路ブロック図である。
【図８】図７のパルスＤＣ式除電装置の回路構成の変形例を示す部分回路ブロック図である。
【符号の説明】
１    パルスＡＣ式除電装置
２    正側高電圧生成回路
３    負側高電圧生成回路
４    除電バー
５    正側トランス
６    負側トランス
１０    除電バーの近傍に配置されたＧＮＤプレート
１４    イオン電流検知回路
１５    ＣＰＵ
１６    表示手段
Ｒ１    第１の抵抗
Ｒ２    第２の抵抗
ＦＧ    ワークのフィールドグランド
【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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