(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電極と、
前記電極に印加する正電圧及び前記電極に印加する負電圧を制御し、前記電極への前記正電圧の印加による除電空間での正イオンの発生と、前記電極への前記負電圧の印加による前記除電空間での負イオンの発生とを交互に行う制御手段と、
前記除電空間における前記正イオン及び前記負イオンのイオンバランスを検出するイオンバランス検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記負電圧の絶対値が前記正電圧の絶対値よりも小さくなるように制御し、且つ、前記電極に対する前記負電圧の印加時間が該電極に対する前記正電圧の印加時間よりも長くなるように制御し、
さらに、前記制御手段は、前記イオンバランス検出手段における前記イオンバランスの検出結果に基づいて、前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整する
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項２】
少なくとも２つの電極と、
一方の電極に印加する正電圧及び他方の電極に印加する負電圧を制御し、前記一方の電極への前記正電圧の印加による除電空間での正イオンの発生と、前記他方の電極への前記負電圧の印加による前記除電空間での負イオンの発生とを交互に行う制御手段と、
前記除電空間における前記正イオン及び前記負イオンのイオンバランスを検出するイオンバランス検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記負電圧の絶対値が前記正電圧の絶対値よりも小さくなるように制御し、且つ、前記他方の電極に対する前記負電圧の印加時間が前記一方の電極に対する前記正電圧の印加時間よりも長くなるように制御し、
さらに、前記制御手段は、前記イオンバランス検出手段における前記イオンバランスの検出結果に基づいて、前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整する
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のイオナイザにおいて、
前記検出結果が前記除電空間における前記正イオンの量が前記負イオンの量よりも多い検出結果である場合に、前記制御手段は、前記正イオンの量と前記負イオンの量との差に応じて前記負電圧の絶対値を増加させる
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項４】
請求項３記載のイオナイザにおいて、
警告手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記負電圧の絶対値を増加させる際に、増加後の前記負電圧の絶対値が所定の閾値を上回ると判定したときに、この判定結果を前記警告手段に出力し、
前記警告手段は、前記判定結果を外部に報知する
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のイオナイザにおいて、
前記検出結果が前記除電空間における前記負イオンの量が前記正イオンの量よりも多い検出結果である場合に、前記制御手段は、前記負イオンの量と前記正イオンの量との差に応じて前記負電圧の絶対値を減少させる
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のイオナイザにおいて、
前記イオンバランス検出手段は、アースに接地された電流検出手段であり、
前記電極は、前記制御手段を介して前記電流検出手段に接続され、
前記電流検出手段は、前記電極から前記除電空間及び前記アースを介して該電流検出手段の間を流れる前記正イオンの量及び前記負イオンの量に応じた電流を検出し、
前記制御手段は、前記電流検出手段にて検出された前記電流の大きさ及び方向に基づいて前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整する
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のイオナイザにおいて、
前記イオンバランス検出手段は、前記除電空間内に配置され且つ該除電空間内の前記正イオンの量及び前記負イオンの量に応じた電位を検出する電位検出手段であり、
前記制御手段は、前記電位検出手段にて検出された前記電位の大きさ及び極性に基づいて前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整する
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のイオナイザにおいて、
前記電極に対する前記正電圧の１回の印加時間及び前記電極に対する前記負電圧の１回の印加時間の合計を１周期とした場合に、前記制御手段は、少なくとも前記１周期にわたる前記正イオン及び前記負イオンのイオンバランスの時間平均を算出し、この算出結果に基づいて前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整する
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のイオナイザにおいて、
前記制御手段は、制御信号を生成する制御部と、前記電極に接続され且つ前記制御信号に基づき前記正電圧及び前記負電圧を生成して前記電極に印加する電圧発生部とを有し、
前記イオンバランス検出手段が前記イオンバランスを検出した際に、前記制御部は、前記検出結果に応じた前記制御信号を生成し、前記電圧発生部は、該制御信号に基づいて、前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整する
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のイオナイザにおいて、
前記電極は、針状電極である
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項１１】
請求項１０記載のイオナイザにおいて、
前記正イオン及び前記負イオンは、前記針状電極の先端側の前記除電空間に発生し、
前記針状電極の基端側には、該針状電極から離間して平板状のアース電極が配置されている
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のイオナイザにおいて、
該イオナイザは、外部からの信号により定まるタイミングで前記電極に印加する電圧の極性を切り替える
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項１３】
請求項１２記載のイオナイザにおいて、
複数の前記イオナイザがある場合に、前記各イオナイザは、前記信号により定まるタイミングで前記電極に印加する電圧の極性を一斉に切り替える
ことを特徴とするイオナイザ。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のイオナイザにおいて、
複数の前記イオナイザがある場合に、前記各イオナイザのうち、１つのイオナイザは、他のイオナイザに同期信号を出力し、
前記各イオナイザは、前記同期信号により定まるタイミングで前記電極に印加する電圧の極性を一斉に切り替える
ことを特徴とするイオナイザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正イオンの発生及び負イオンの発生を交互に行うイオナイザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、イオナイザからワークに正イオン及び負イオンを放出することにより該ワークに帯電した正又は負の電荷を中和して前記ワークを除電することが広く行われている。特許文献１〜４には、前記イオナイザが前記正イオン及び前記負イオンの発生を交互に行うことにより、前記ワークの除電を行う空間（除電空間）内での前記正イオンの量及び前記負イオンの量のバランス（イオンバランス）を調整することが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４６３０１６７号公報
【特許文献２】米国特許第４８０９１２７号公報
【特許文献３】特公平６−４７００６号公報
【特許文献４】特開２００７−１４９４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のイオナイザでは、電極に対する正電圧又は負電圧の印加に起因した該電極の先端側でのコロナ放電により、除電空間内に正イオン又は負イオンが発生する。この場合、前記コロナ放電に起因して前記除電空間内に発生するオゾンの濃度（オゾン濃度）は、前記正電圧の印加時よりも前記負電圧の印加時の方が高いことが本出願人により確認されている（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）。このような前記負電圧の印加による前記オゾンの発生によって、イオナイザに用いられている金属（例えば、前記電極）が酸化して腐食し、あるいは、前記イオナイザの使用者が前記オゾンを異臭と感じるおそれがある。
【０００５】
そこで、前記電極に印加する前記負電圧の絶対値を小さくすれば、オゾン濃度を減少させることは可能であるが（図１０Ａ参照）、一方で、前記負電圧の絶対値の減少により前記電極の先端側の電界強度が低下して前記負イオンの発生量が減少するので、前記正イオン及び前記負イオンのイオンバランスが崩れ、この結果、ワークの除電に要する時間（以下、除電時間ともいう。）が却って長くなる（図１１Ａ参照）。従って、単純に前記負電圧の絶対値を小さくするだけでは、上記の問題を解決することはできない。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、オゾンの発生量の減少、イオンバランスの維持及び除電時間の短縮化を一挙に実現することが可能となるイオナイザ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】
【０００７】
本発明に係るイオナイザでは、少なくとも１つの電極への正電圧の印加による除電空間での正イオンの発生と、前記電極への負電圧の印加による前記除電空間での負イオンの発生とを交互に行う場合に、前記負電圧の絶対値を前記正電圧の絶対値よりも小さくし、且つ、前記電極に対する前記負電圧の印加時間を該電極に対する前記正電圧の印加時間よりも長くする。
【０００８】
また、本発明に係るイオナイザでは、少なくとも２つの電極のうち、一方の電極への正電圧の印加による除電空間での正イオンの発生と、他方の電極への負電圧の印加による前記除電空間での負イオンの発生とを交互に行う場合に、前記負電圧の絶対値を前記正電圧の絶対値よりも小さくし、且つ、前記他方の電極に対する前記負電圧の印加時間を前記一方の電極に対する前記正電圧の印加時間よりも長くする。
【０００９】
これらの発明によれば、電極に対する正電圧又は負電圧の印加時に、前記負電圧の絶対値が前記正電圧の絶対値よりも小さく設定され、且つ、前記負電圧の印加時間が前記正電圧の印加時間よりも長く設定される。換言すれば、前記正電圧の絶対値が前記負電圧の絶対値よりも大きく設定され、且つ、前記正電圧の印加時間が前記負電圧の印加時間よりも短く設定される。
【００１０】
つまり、負電圧の絶対値が比較的に小さく設定されるので、正電圧又は負電圧を交互に電極に印加して正イオン又は負イオンを除電空間内に発生させても、前記負電圧の印加によるオゾンの発生を確実に抑制することが可能となる。この結果、該オゾンの発生量を低下させて、イオナイザに用いられている金属の酸化を確実に防止することができると共に、イオナイザの商品価値を向上させることができる。
【００１１】
また、負電圧の絶対値の減少に対応して該負電圧の印加時間が長く設定されているので、正電圧の印加時間を短く設定せざるを得ない。そのため、前記正電圧の絶対値を大きく設定している。すなわち、前記負電圧の絶対値の減少による負イオンの発生量の減少を前記負電圧の印加時間を長くすることにより補償し、一方で、前記正電圧の印加時間が短くなることによる正イオンの発生量の減少を前記正電圧の絶対値の増加により補償している。これにより、前記正イオン及び前記負イオンのイオンバランスを容易に調整（維持）することができ、ワークに帯電した電荷を迅速に除電することができる。
【００１２】
従って、本発明によれば、上記した設定条件にて電極に正電圧又は負電圧を交互に印加して正イオン又は負イオンを交互に発生させることにより、オゾンの発生量の減少、イオンバランスの維持及び除電時間の短縮化を一挙に実現することができる。
【００１３】
ここで、上記したイオナイザは、前記除電空間における前記正イオン及び前記負イオンのイオンバランスを検出するイオンバランス検出手段と、前記正電圧及び／又は前記負電圧を制御する制御手段とをさらに有し、前記制御手段は、前記イオンバランス検出手段における前記イオンバランスの検出結果に基づいて、前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整する。
【００１４】
これにより、前記イオナイザを長期間にわたり使用することで、前記電極に塵埃が付着して該電極の汚れとなり、あるいは、前記電極が磨耗することによって、正イオン及び／又は負イオンの発生量が低下するような場合でも、前記検出結果に基づいて前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整することにより、前記イオンバランス及び前記除電時間の経時的変化を抑制することが可能となる。
【００１５】
すなわち、前記検出結果が前記除電空間における前記正イオンの量が前記負イオンの量よりも多い検出結果である場合に、前記制御手段は、前記正イオンの量と前記負イオンの量との差に応じて前記負電圧の絶対値を増加させれば、前記負イオンの発生量の低下により前記イオンバランスが前記正イオン側にずれていても、該イオンバランスのずれを確実に検出して、速やかに調整することができる。
【００１６】
この場合、前記イオナイザは、警告手段をさらに有し、前記制御手段は、前記負電圧の絶対値を増加させる際に、増加後の前記負電圧の絶対値が所定の閾値を上回ると判定したときに、この判定結果を前記警告手段に出力し、前記警告手段は、前記判定結果を外部に報知する。
【００１７】
これにより、前記イオナイザの使用者は、前記塵埃の付着によって前記電極が汚れているか、あるいは、前記電極が磨耗しており、この結果、除電時間が長くなるおそれがあると判断して、該電極の交換等を速やかに行うことができるので、前記イオナイザのメンテナンスが容易となる。
【００１８】
すなわち、前記負電圧の絶対値は、前記正電圧の絶対値よりも小さいので、前記電極が汚れると、前記負イオンの発生量は、前記正イオンの発生量よりも速く減少する。また、前記正電圧の絶対値は、前記負電圧の絶対値よりも大きいので、前記電極が汚れても、前記正イオンの発生量は、前記負イオンの発生量ほど低下しない。従って、前記正イオンの発生量と比較して、前記負イオンの発生量は、前記電極の汚れに対して敏感に変化する。そこで、本発明では、上述したように、前記負電圧の絶対値が前記閾値を上回るか否かを判定することで、前記電極が汚れているか否かを判断するので、該電極の汚れを正確に検出することができる。
【００１９】
また、前記検出結果が前記除電空間における前記負イオンの量が前記正イオンの量よりも多い検出結果である場合に、前記制御手段は、前記負イオンの量と前記正イオンの量との差に応じて前記負電圧の絶対値を減少させれば、前記イオンバランスが前記負イオン側にずれていても、該イオンバランスのずれを確実に検出して、速やかに調整することができる。すなわち、本発明では、前述したように、前記負イオンの発生量が変化しやすいので、前記負電圧の絶対値を変化させることにより、前記イオンバランスを確実に調整できるようにしている。
【００２０】
ここで、前記イオンバランス検出手段は、アースに接地された電流検出手段であり、前記電極は、前記制御手段を介して前記電流検出手段に接続され、前記電流検出手段は、前記電極から前記除電空間及び前記アースを介して該電流検出手段の間を流れる前記正イオンの量及び前記負イオンの量に応じた電流を検出し、前記制御手段は、前記電流検出手段にて検出された前記電流の大きさ及び方向に基づいて前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整してもよい。
【００２１】
また、前記イオンバランス検出手段は、前記除電空間内に配置され且つ該除電空間内の前記正イオンの量及び前記負イオンの量に応じた電位を検出する電位検出手段であり、前記制御手段は、前記電位検出手段にて検出された前記電位の大きさ及び極性に基づいて前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整してもよい。
【００２２】
これにより、前記電流を検出した場合でも、あるいは、前記電位を検出した場合でも、その検出結果に基づいて前記イオンバランスのずれを容易に調整することができる。
【００２３】
さらに、前記電極に対する前記正電圧の１回の印加時間及び前記電極に対する前記負電圧の１回の印加時間の合計を１周期とした場合に、前記制御手段は、少なくとも前記１周期にわたる前記正イオン及び前記負イオンのイオンバランスの時間平均を算出し、この算出結果に基づいて前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整すれば、前記イオンバランスのずれを精度よく調整することができる。
【００２４】
この場合、前記制御手段は、制御信号を生成する制御部と、前記電極に接続され且つ前記制御信号に基づき前記正電圧及び前記負電圧を生成して前記電極に印加する電圧発生部とを有し、前記イオンバランス検出手段が前記イオンバランスを検出した際に、前記制御部は、前記検出結果に応じた前記制御信号を生成し、前記電圧発生部は、該制御信号に基づいて、前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整する。
【００２５】
これにより、前記イオンバランスのずれに応じて前記正電圧及び／又は前記負電圧の絶対値を調整するフィードバック制御を確実に行うことが可能となる。
【００２６】
また、前記電極を針状電極とすれば、前記正電圧又は前記負電圧の印加時における前記針状電極の先端側の電界強度が大きくなるので、前記正イオン又は前記負イオンの発生量を容易に増加させることが可能となる。
【００２７】
この場合、前記正イオン及び前記負イオンは、前記針状電極の先端側の前記除電空間に発生し、前記針状電極の基端側に該針状電極から離間して平板状のアース電極を配置すれば、前記針状電極の先端側の電界強度は、該針状電極と前記アース電極との配置関係により決定されるので、前記針状電極とワークとの間の距離に起因して前記正イオン及び前記負イオンの発生量が変動することを確実に抑制することができる。
【００２８】
さらにまた、前記イオナイザは、外部からの信号により定まるタイミングで前記電極に印加する電圧の極性を切り替えることが好ましい。その際に、複数の前記イオナイザがあれば、前記各イオナイザは、前記信号により定まるタイミングで前記電極に印加する電圧の極性を一斉に切り替えることが好ましい。
【００２９】
また、複数の前記イオナイザがある場合に、前記各イオナイザのうち、１つのイオナイザは、他のイオナイザに同期信号を出力し、前記各イオナイザは、前記同期信号により定まるタイミングで前記電極に印加する電圧の極性を一斉に切り替えることが好ましい。
【００３０】
これにより、１つのイオナイザを運転してワークを除電する場合や、複数のイオナイザを同時に運転してワークを除電する場合に、信号（同期信号）に同期して電圧極性が切り替わるので、前記ワークに対する除電を効率よく行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、電極に対する正電圧又は負電圧の印加時に、前記負電圧の絶対値が前記正電圧の絶対値よりも小さく設定され、且つ、前記負電圧の印加時間が前記正電圧の印加時間よりも長く設定される。換言すれば、前記正電圧の絶対値が前記負電圧の絶対値よりも大きく設定され、且つ、前記正電圧の印加時間が前記負電圧の印加時間よりも短く設定される。
【００３２】
つまり、負電圧の絶対値が比較的に小さく設定されるので、正電圧又は負電圧を交互に電極に印加して正イオン又は負イオンを除電空間内に発生させても、前記負電圧の印加によるオゾンの発生を確実に抑制することが可能となる。この結果、該オゾンの発生量を低下させて、イオナイザに用いられている金属の酸化を確実に防止することができると共に、イオナイザの商品価値を向上させることができる。
【００３３】
また、負電圧の絶対値の減少に対応して該負電圧の印加時間が長く設定されているので、正電圧の印加時間を短く設定せざるを得ない。そのため、前記正電圧の絶対値を大きく設定している。すなわち、前記負電圧の絶対値の減少による負イオンの発生量の減少を前記負電圧の印加時間を長くすることで補償し、一方で、前記正電圧の印加時間が短くなることによる正イオンの発生量の減少を前記正電圧の絶対値の増加により補償している。これにより、前記正イオン及び前記負イオンのイオンバランスを容易に調整（維持）することができ、ワークに帯電した電荷を迅速に除電することができる。
【００３４】
従って、本発明によれば、上記した設定条件にて電極に正電圧又は負電圧を交互に印加して正イオン又は負イオンを交互に発生させることにより、オゾンの発生量の減少、イオンバランスの維持及び除電時間の短縮化を一挙に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明に係るイオナイザについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３６】
本実施形態に係るイオナイザ１０が適用される除電システム１２は、図１及び図２に示すように、コンベア（ワーク搬送手段）１４上を搬送されるワーク１６に対して、イオナイザ１０から正イオン３８及び負イオン４０を放出することにより、該ワーク１６に帯電している正又は負の電荷を中和してワーク１６を除電するものである。なお、ワーク１６は、例えば、ガラス基板又はフィルムであり、除電システム１２は、工場等でコンベア１４上を搬送されるガラス基板又はフィルムに対する除電に適用される。また、図１及び図２等では、理解の容易化のために、丸印中に「＋」の文字を付すことで正イオン３８を誇張して表記し、丸印中に「−」の文字を付すことで負イオン４０を誇張して表記している。
【００３７】
イオナイザ１０の略直方体状の本体１８は、ワーク１６を搬送するコンベア１４上方において、該ワーク１６の搬送方向と略直交するように（コンベア１４の幅方向に沿って）配置されている。本体１８の正面（ワーク１６の搬送方向下流側の側面）には、表面電位センサ（イオンバランス検出手段、電位検出手段）２０がケーブル２４及びコネクタ２６を介して接続され、該本体１８の側面には、流路２８がコネクタ３０を介して接続されている。また、本体１８の正面には、ＬＥＤランプ等の表示部（警告手段）３２と、周波数選択スイッチ３４とが配置され、ワーク１６と対向する底面には、電極針（針状電極）４６を具備する電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃが所定の間隔で装着されている。
【００３８】
各電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃの電極針４６に正電圧（正極性の高電圧）又は負電圧（負極性の高電圧）をそれぞれ印加した際に、各電極針４６の先端側（ワーク１６側）でのコロナ放電により正イオン３８又は負イオン４０が発生し、発生した正イオン３８又は負イオン４０は、電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃからワーク１６に向けて放出される。表面電位センサ２０は、正イオン３８及び負イオン４０が発生及び放出されてワーク１６を除電する空間（以下、除電空間ともいう。）４２ａ〜４２ｃにおける正イオン３８の量及び負イオン４０の量のバランス（イオンバランス）に応じた電位を、検出面としての検出プレート２２を介して検出する。この場合、図１、図２及び図５に示すように、各電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃの電極針４６の先端側からワーク１６に向かって、前述した除電空間４２ａ〜４２ｃが拡開している。すなわち、コンベア１４上を搬送されるワーク１６を確実に除電するために、各除電空間４２ａ〜４２ｃは、コンベア１４の幅方向に沿ってワーク１６の上面を覆うように形成されている（図５参照）。なお、この表面電位センサ２０の構成は、特許文献４により公知であるので、本明細書では、詳細な説明を省略する。
【００３９】
また、図１、図２、図３Ａ及び図４Ａに示すように、電気絶縁材料（例えば、電気絶縁性の樹脂材料）からなる楕円柱状の電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃは、本体１８の底面側の凹部５０に装着自在である。この場合、各電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃにおけるワーク１６側の底面には凹部４４が形成され、本体１８側の上面には該凹部４４に連通する孔５６が形成されている。また、タングステン製又はシリコン製の電極針４６は、その先端が凹部４４からワーク１６側に向かって突出し、該電極針４６の基端は円柱状の端子４８として形成されている。一方、本体１８の凹部５０には、受口５２と、本体１８内に形成された流路６４に連通する孔５４とがそれぞれ設けられている。そのため、除電システム１２の使用者がイオナイザ１０の本体１８に電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃを取り付けた際に、受口５２と端子４８とが嵌合すると共に、凹部４４は、孔５６及び孔５４を介して流路６４に連通する（図４Ａ及び図５参照）。
【００４０】
さらに、本体１８内には、電極針４６の端子４８から離間した平板状のアース電極６６と、各端子４８に接続された電圧発生部としての正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８と、該正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８を制御するコントローラ（制御部）７４とがそれぞれ配置されている。コントローラ７４、正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８は、各電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃの電極針４６に接続される制御手段を構成する。また、圧縮空気供給源（エア供給源）７０が流路７２、バルブ６８及び流路２８を介して本体１８の流路６４に接続されており、バルブ６８が開いていれば、圧縮空気供給源７０から流路７２、バルブ６８、流路２８、６４及び孔５４、５６を介して凹部４４に圧縮空気（エア）を送出することが可能である。
【００４１】
なお、上述した説明では、各電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃに１つの電極針４６がそれぞれ取り付けられている場合について説明したが、図３Ｂ及び図４Ｂに示すように、各電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃに２つの電極針４６、５８を離間して取り付け、該電極針４６、５８間に孔５６を形成し、電極針４６、５８の端子４８、６０及び孔５６の位置に対応して本体１８の凹部５０に受口５２、６２及び孔５４を設けてもよい。この場合、電極針４６の端子４８は、受口５２を介して正極性高電圧発生部７６に接続され、一方で、電極針５８の端子６０は、受口６２を介して負極性高電圧発生部７８に接続される。
【００４２】
図６は、除電システム１２のブロック図である。
【００４３】
イオナイザ１０は、前述した電極針４６（及び電極針５８）、表示部３２、周波数選択スイッチ３４、コントローラ７４、正極性高電圧発生部７６並びに負極性高電圧発生部７８に加え、電流検出手段（イオンバランス検出手段）としての抵抗器８２及び電流検出部８４をさらに有する。この場合、電極針４６は、正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８を介して抵抗器８２に接続され、該抵抗器８２は接地（アース）されている。なお、イオナイザ１０に２つの電極針４６、５８が備わっている場合、電極針４６は、正極性高電圧発生部７６を介して抵抗器８２に接続され、一方で、電極針５８（図６中、破線で示す。）は、負極性高電圧発生部７８を介して抵抗器８２に接続される。また、ワーク１６を搬送するコンベア１４は、アース電極としても機能し、且つ、コンベア制御装置８０により制御される。
【００４４】
なお、図６では、図１〜図５で説明した流路２８、６４、７２、各電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃ、端子４８、６０、受口５２、６２、孔５４、５６、アース電極６６及び圧縮空気供給源７０等の図示を省略している。
【００４５】
ここで、コンベア制御装置８０は、コンベア１４の動作時（ワーク１６の搬送時）に、コンベア１４が動作中であることを示すコンベア制御信号Ｓｃをコントローラ７４に出力する。
【００４６】
周波数選択スイッチ３４は、前記使用者の操作により電極針４６（及び電極針５８）に印加する電圧の周波数を設定し、設定した周波数を示す信号（周波数設定信号）Ｓｆをコントローラ７４に出力する。
【００４７】
コントローラ７４は、正極性高電圧発生部７６に所定の時間間隔（図８Ａに示す周期Ｔ）で正電圧制御信号Ｓｐを繰り返し出力し、一方で、負極性高電圧発生部７８に所定の時間間隔（周期Ｔ）で負電圧制御信号Ｓｍを繰り返し出力する。この場合、正電圧制御信号Ｓｐは、正極性高電圧発生部７６から出力される正電圧の振幅Ｖｐ（絶対値）、該正電圧のデューティ及び周波数並びに前記正電圧を出力するタイミングを示す信号であり、一方で、負電圧制御信号Ｓｍは、負極性高電圧発生部７８から出力される負電圧の振幅Ｖｍ（絶対値）、該負電圧のデューティ及び周波数並びに前記負電圧を出力するタイミングを示す信号である。
【００４８】
そのため、コントローラ７４では、前記周波数により定まる周期Ｔの時間内に正電圧及び負電圧が交互に生成されるように、正極性高電圧発生部７６に正電圧制御信号Ｓｐを出力すると共に、負極性高電圧発生部７８に負電圧制御信号Ｓｍを出力する。具体的に、コントローラ７４は、１周期Ｔのうち、最初の時間Ｔｐを正極性高電圧発生部７６から振幅Ｖｐの正電圧（正極性の高電圧パルス）を出力する時間帯に割り当て（図８Ａ参照）、一方で、時間Ｔｐ後の時間Ｔｍを負極性高電圧発生部７８から振幅Ｖｍの負電圧（負極性の高電圧パルス）を出力する時間帯に割り当て、これらの割り当てに応じた正電圧制御信号Ｓｐ及び負電圧制御信号Ｓｍを正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８にそれぞれ出力する。
【００４９】
正極性高電圧発生部７６は、入力された正電圧制御信号Ｓｐに基づいて、時間Ｔｐの時間帯に正電圧を生成して電極針４６に印加し、一方で、負極性高電圧発生部７８は、入力された負電圧制御信号Ｓｍに基づいて、時間Ｔｍの時間帯に負電圧を生成して電極針４６又は電極針５８に印加する。従って、針状電極としての電極針４６、５８には、正電圧又は負電圧が交互に繰り返し印加され、この結果、除電空間４２（４２ａ〜４２ｃ）内に正イオン３８又は負イオン４０が交互に繰り返し発生する。
【００５０】
その際、正極性高電圧発生部７６から電極針４６の方向に正イオン３８に起因した正電流Ｉｐが流れ、一方で、電極針４６又は電極針５８から負極性高電圧発生部７８の方向に負イオン４０に起因した負電流Ｉｍが流れる。また、抵抗器８２からアース、コンベア１４、ワーク１６及び除電空間４２を介して電極針４６（及び電極針５８）までの間には電流（以下、戻り電流ともいう。）Ｉｒが流れ、抵抗器８２には、この戻り電流Ｉｒの電圧降下Ｖｒが発生する。電流検出部８４は、電圧降下Ｖｒを測定し、測定した電圧降下Ｖｒに基づいて電流Ｉｒの大きさ及び方向を検出し、検出した電流Ｉｒの大きさ及び方向を示す電流検出信号Ｓｉをコントローラ７４に出力する。
【００５１】
なお、戻り電流Ｉｒは、正イオン３８に基づく電流Ｉｍ及び負イオン４０に基づく電流Ｉｐの総和に応じた電流であるので、正イオン３８の量が負イオン４０の量よりも多い場合（｜Ｉｐ｜＞｜Ｉｍ｜）には、コンベア１４から抵抗器８２の方向に流れ、一方で、負イオン４０の量が正イオン３８の量よりも多い場合（｜Ｉｐ｜＜｜Ｉｍ｜）には、抵抗器８２からコンベア１４の方向に流れる。また、正イオン３８及び負イオン４０が略同量である際にはイオンバランスが平衡しているので、｜Ｉｐ｜＝｜Ｉｍ｜となり、この結果、Ｉｒ＝０となる。
【００５２】
さらに、表面電位センサ２０は、除電空間４２内の検出プレート２２の位置における電位を検出し、検出した電位の大きさ及び極性を示す電位信号Ｓｖをコントローラ７４に出力する。
【００５３】
従って、コントローラ７４は、電流検出信号Ｓｉ及び／又は電位信号Ｓｖに基づいて、除電空間４２におけるイオンバランスを把握することができる。具体的に、コントローラ７４は、少なくとも１周期Ｔ（２周期以上であってもよい。）における戻り電流Ｉｒ及び／又は電位の時間平均を算出し、その算出結果からイオンバランスが平衡しているか否かを判定する。すなわち、戻り電流Ｉｒ及び／又は電位の時間平均が略０レベルであれば、コントローラ７４は、イオンバランスの平衡が取れている（正イオン３８の量及び負イオン４０の量のバランスが取れている）と判断して、現在設定している正電圧制御信号Ｓｐ及び負電圧制御信号Ｓｍを引き続き正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８にそれぞれ出力する。
【００５４】
一方、戻り電流Ｉｒ及び／又は電位の時間平均が略０レベルではなく、正又は負の極性を有する所定レベルである場合に、コントローラ７４は、イオンバランスが崩れていると判断して、現在設定している正電圧制御信号Ｓｐ及び負電圧制御信号Ｓｍについて、前記イオンバランスのずれが補正できるような信号に変更する。
【００５５】
具体的に、コントローラ７４は、戻り電流Ｉｒ及び／又は電位の時間平均が正レベルであると判定した場合、すなわち、戻り電流Ｉｒが正方向（コンベア１４から抵抗器８２への方向であり、正電流Ｉｐと同一方向）の電流であり、及び／又は、電位が正電位であると判定した場合に、イオンバランスが正イオン３８の方にずれ、除電空間４２内における正イオン３８の量が負イオン４０の量よりも大きい（｜Ｉｐ｜＞｜Ｉｍ｜）と判断し、Ｉｒ＝０となるように（｜Ｉｐ｜＝｜Ｉｍ｜となって正イオン３８及び負イオン４０が同量となるように）、負電圧の振幅Ｖｍを増加させるための負電圧制御信号Ｓｍを生成して負極性高電圧発生部７８に出力する。
【００５６】
また、コントローラ７４は、戻り電流Ｉｒ及び／又は電位の時間平均が負レベルであると判定した場合、すなわち、戻り電流Ｉｒが負方向（抵抗器８２からコンベア１４への方向であり、負電流Ｉｍと同一方向）の電流であり、及び／又は、電位が負電位であると判定した場合に、イオンバランスが負イオン４０の方にずれ、除電空間４２内における負イオン４０の量が正イオン３８の量よりも大きい（｜Ｉｐ｜＜｜Ｉｍ｜）と判断し、Ｉｒ＝０となるように、負電圧の振幅Ｖｍを減少させるための負電圧制御信号Ｓｍを生成して負極性高電圧発生部７８に出力するか、あるいは、正電圧の振幅Ｖｐを増加させるための正電圧制御信号Ｓｐを生成して正極性高電圧発生部７６に出力する。
【００５７】
従って、コントローラ７４は、戻り電流Ｉｒ及び／又は電位（の時間平均）を用いて負電圧の振幅Ｖｍ又は正電圧の振幅Ｖｐを増加させることにより、正イオン３８及び負イオン４０のイオンバランスを調整するフィードバック制御を行っている。
【００５８】
なお、後述するように、電極針４６、５８の汚れによって負イオン４０の発生量が敏感に変化するので、コントローラ７４は、基本的に、負電圧の振幅Ｖｍを増減させるためのフィードバック制御を行い、正電圧の振幅Ｖｐについては、所定のレベルに維持するようにしている。
【００５９】
従って、以下の説明では、負電圧の振幅Ｖｍを増減させてイオンバランスを調整する場合について詳細に説明するが、本実施形態に係るイオナイザ１０では、上述したように、正電圧の振幅Ｖｐを変化させることも可能であるため、負電圧の振幅Ｖｍ及び／又は正電圧の振幅Ｖｐを増減させることで、イオンバランスを調整することが可能であることは勿論である。
【００６０】
さらに、コントローラ７４は、負電圧の振幅Ｖｍを増加させる際、あるいは、増加後の負電圧の振幅Ｖｍ´をさらに増加させる際に、増加後の振幅Ｖｍ´´が所定の閾値Ｖｔｈ（図９参照）を上回るもの（Ｖｍ´´＞Ｖｔｈ）と判定した場合には、閾値Ｖｔｈを上回ることを示す警告信号Ｓｅを表示部３２に出力する。表示部３２は、入力された警告信号Ｓｅに基づいて、除電システム１２の使用者に警告する。なお、閾値Ｖｔｈには、例えば、長期間にわたるイオナイザ１０の使用により電極針４６、５８の先端側に塵埃が付着し、あるいは、該先端側が摩耗して、これ以上の電圧レベルの負電圧を電極針４６に印加しても、負イオンの発生量の増加が望めず、この結果、ワーク１６に対する除電時間が長くなると見込まれるときの電圧値をいう。
【００６１】
さらにまた、コントローラ７４は、コンベア制御装置８０からコンベア制御信号Ｓｃが入力されなくなったときに、コンベア１４によるワーク１６の搬送が停止したものと判断し、バルブ停止信号Ｓａをバルブ６８に出力する。バルブ６８は、入力されたバルブ停止信号Ｓａに基づいて、開から閉に切り替わる。
【００６２】
本実施形態に係るイオナイザ１０が適用される除電システム１２は、以上のように構成されるものであり、次に、除電システム１２におけるワーク１６に対する除電処理（除電方法）及び除電空間４２（４２ａ〜４２ｃ）におけるイオンバランスの調整処理（イオンバランス調整方法）について、図７〜図１１Ｂを参照しながら説明する。
【００６３】
ここでは、電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃに１つの電極針４６が配置されている場合（図２、図３Ａ、図４Ａ及び図５参照）について説明する。
【００６４】
先ず、コンベア制御装置８０によりコンベア１４が動作してワーク１６の搬送が開始したときに（図１、図５及び図６参照）、コントローラ７４は、最初に、バルブ６８に対するバルブ停止信号Ｓｅの出力を停止すると共に、正電圧の振幅Ｖｐ（プラス電圧の絶対値）が負電圧の振幅Ｖｍ（マイナス電圧の絶対値）よりも大きく（Ｖｐ＞Ｖｍ）、且つ、正電圧のデューティ（Ｔｐ／Ｔ）が負電圧のデューティ（Ｔｍ／Ｔ）よりも小さくなる（Ｔｐ／Ｔ＜Ｔｍ／Ｔ）ような正電圧制御信号Ｓｐ及び負電圧制御信号Ｓｍを生成し（図７のステップＳ１及び図８Ａ参照）、生成した正電圧制御信号Ｓｐ及び負電圧制御信号Ｓｍを正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８にそれぞれ出力する。
【００６５】
これにより、正極性高電圧発生部７６は、正電圧制御信号Ｓｐに基づいて、周期Ｔのうち時間Ｔｐの時間帯に振幅Ｖｐの正電圧を生成して電極針４６に印加し、一方で、負極性高電圧発生部７８は、負電圧制御信号Ｓｍに基づいて、周期Ｔのうち時間Ｔｍの時間帯に振幅Ｖｍの負電圧を生成して電極針４６に印加する（ステップＳ２）。この場合、周期Ｔ中、正電圧又は負電圧が交互に電極針４６に印加されるので、該電極針４６の先端側のコロナ放電に起因して除電空間４２内に正イオン３８又は負イオン４０が交互に発生する。
【００６６】
また、前述したように、コントローラ７４からバルブ６８に対するバルブ停止信号Ｓｓの出力停止により、バルブ６８は、閉から開に切り替わり、この結果、圧縮空気供給源７０（図５参照）から流路７２、バルブ６８、流路２８、６４及び孔５４、５６を介して圧縮空気が送出され、交互に発生した正イオン３８又は負イオン４０は、孔５６から凹部４４を介してワーク１６の方向に噴射される前記圧縮空気の移動作用下に除電空間４２（４２ａ〜４２ｃ）内で電極針４６からワーク１６の方向に放出され、この結果、該除電空間４２内でワーク１６に対する除電（正イオン３８又は負イオン４０によるワーク１６に帯電した正又は負の電荷の中和）が行われる。
【００６７】
そして、コントローラ７４では、所定時間毎（周期Ｔ毎）に、コンベア制御装置８０からのコンベア制御信号Ｓｃの入力が停止しているか否か、すなわち、ワーク１６の搬送が終了したか否か（除電作業が完了したか否か）の判定を行っており（ステップＳ３）、コンベア制御信号Ｓｃの入力がある場合には（ステップＳ３のＮＯ）、次に、イオンバランスが崩れているか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００６８】
ステップＳ４において、コントローラ７４は、電流検出部８４からの電流検出信号Ｓｉ及び／又は表面電位センサ２０からの電位信号Ｓｖに基づいて、戻り電流Ｉｒ及び／又は電位の時間平均を算出し、算出した戻り電流Ｉｒ及び／又は電位の時間平均が略０レベルであるか否かを判定して、略０レベルであれば、除電空間４２のイオンバランスが平衡しているものと判断し、ステップＳ３の処理に戻る。従って、イオナイザ１０においては、コントローラ７４から正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８に正電圧制御信号Ｓｐ及び負電圧制御信号Ｓｍが周期Ｔの時間間隔で繰り返し出力され、正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８は、電極針４６に対して周期Ｔの時間間隔で正電圧又は負電圧を交互に繰り返し印加する。
【００６９】
そして、コントローラ７４は、ステップＳ３において、コンベア制御装置８０からのコンベア制御信号Ｓｃの入力がない場合に、ワーク１６の搬送が終了し、除電作業を完了させる必要があると判定し（ステップＳ３のＹＥＳ）、正極性高電圧発生部７６及び負極性高電圧発生部７８に対する正電圧制御信号Ｓｐ及び負電圧制御信号Ｓｍの出力を停止すると共に、バルブ６８にバルブ停止信号Ｓａを出力して、該バルブ６８を開から閉に切り替えさせる。これにより、電極針４６に対する正電圧又は負電圧の印加が停止して、除電空間４２における正イオン３８及び負イオン４０の発生が停止すると共に、バルブ６８の閉により凹部４４からワーク１６に対する圧縮空気の噴射が停止し、この結果、イオナイザ１０の動作が停止するに至る（ステップＳ５）。
【００７０】
ところで、コントローラ７４は、ステップＳ４において、戻り電流Ｉｒ及び／又は電位の時間平均が略０レベルではなく、正又は負の極性を有する所定レベルであるので、除電空間４２のイオンバランスが崩れていると判断した際に（ステップＳ４のＹＥＳ）、次に、イオンバランスが正イオン３８側（プラス方向）にずれているか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００７１】
具体的に、ステップＳ６において、コントローラ７４は、前記時間平均が正レベルであると判定したとき（ステップＳ６のＹＥＳ）、例えば、戻り電流Ｉｒが正方向の電流（コンベア１４からアースを介して抵抗器８２の方向に流れる電流）であると判定したときに、先ず、負電圧の振幅Ｖｍを増加させると、増加後の振幅Ｖｍが所定の閾値Ｖｔｈを上回るか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００７２】
ステップＳ７において、閾値Ｖｔｈを上回るおそれがないと判定した場合に（ステップＳ７のＮＯ）、コントローラ７４は、負電圧の振幅Ｖｍを増加させることを決定し、増加後の振幅Ｖｍ´についての制御内容を含む負電圧制御信号Ｓｍを負極性高電圧発生部７８に出力する。これにより、負極性高電圧発生部７８は、入力された負電圧制御信号Ｓｍに基づいて、振幅Ｖｍ´の負電圧（図８Ｂ及び図９参照）を印加する（ステップＳ８）。その後、コントローラ７４は、ステップＳ３の処理に戻る。
【００７３】
ここで、負電圧の増加（上昇）によるイオンバランスの調整の意義について説明する。
【００７４】
イオナイザ１０を長期間にわたり使用すると、電極針４６の先端側に塵埃が付着して該電極針４６の汚れとなり、あるいは、電極針４６が磨耗することによって、正イオン３８及び／又は負イオン４０の発生量が低下するおそれがある。
【００７５】
また、電極針４６に正電圧又は負電圧を印加した場合に、正電圧又は負電圧の振幅Ｖｐ、Ｖｍが同じときの除電時間については、電圧極性の違いは見受けられないが（図１１Ａ及び図１１Ｂ参照）、一方で、正電圧又は負電圧の振幅Ｖｐ、Ｖｍが同じときの除電空間４２（４２ａ〜４２ｃ）内に発生するオゾンの濃度（オゾン濃度）については、負電圧の方が正電圧よりもはるかに大きい（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）。
【００７６】
従って、負電圧の振幅Ｖｍが大きいと、イオナイザ１０及び除電システム１２に用いられている金属（例えば、タングステン製の電極針４６）が酸化して腐食し、あるいは、イオナイザ１０の使用者が前記オゾンを異臭と感じるおそれがある。この場合、電極針４６に印加する負電圧の振幅Ｖｍを小さくすれば、オゾン濃度を減少させることは可能であるが（図１０Ａ参照）、振幅Ｖｍの減少により電極針４６の先端側の電界強度が低下して負イオン４０の発生量が減少するので、正イオン３８及び負イオン４０のイオンバランスが崩れ、ワーク１６の除電時間が却って長くなる（図１１Ａ参照）。
【００７７】
そこで、本実施形態では、負電圧の振幅Ｖｍを比較的に小さく設定することで、負電圧の印加によるオゾン濃度を低下させ、一方で、該負電圧の振幅Ｖｍの減少による負イオン４０の発生量の減少を該負電圧の印加時間（時間Ｔｍ）を長くすることで補償するようにしている。この場合、負電圧の印加時間（時間Ｔｍ）を長くしたことで、正電圧については、その印加時間（時間Ｔｐ）を短く設定せざるを得ない。そのため、正電圧の振幅Ｖｐを大きく設定している。すなわち、正電圧の印加時間が短くなることによる正イオン３８の発生量の減少を正電圧の振幅Ｖｐの増加により補償している。これにより、正イオン３８及び負イオン４０のイオンバランスの調整（維持）を図っている。
【００７８】
そして、本実施形態では、正イオン３８の発生量（正電圧の振幅Ｖｐ）を基準とし、電極針４６の先端側への塵埃の付着や、電極針４６の磨耗により負イオン４０の発生量が低下して、前記イオンバランスが正イオン３８側にずれるような場合に、コントローラ７４は、ステップＳ６〜Ｓ８の処理を行って、負電圧の振幅をＶｍからＶｍ´に増加させて、負イオン４０の発生量を増加させることで、前記塵埃の付着や電極針４６の磨耗があっても、前記イオンバランスのずれを速やかに調整できるようにしている。
【００７９】
なお、図１０Ａ〜図１１Ｂにおいて、横軸は、正電圧又は負電圧の振幅Ｖｐ、Ｖｍ、あるいは、これらの振幅Ｖｐ、Ｖｍに基づく電極針４６の先端における電界強度を取っている。
【００８０】
以上が、負電圧の増加（上昇）によるイオンバランスの調整の意義である。
【００８１】
図７のフローチャートに再度戻り、ステップＳ７において、コントローラ７４は、負電圧の振幅Ｖｍ又はＶｍ´を増加させると、増加後の振幅Ｖｍ´´が閾値Ｖｔｈを上回る（Ｖｍ´´＞Ｖｔｈ）おそれがあると判定した場合に（ステップＳ７のＹＥＳ及び図９）、閾値Ｖｔｈを上回ることを示す警告信号Ｓｅを表示部３２に出力する。表示部３２は、警告信号Ｓｅに基づいて前記使用者に警告する（ステップＳ９）。その後、コントローラ７４は、コンベア１４によるワーク１６の搬送中であっても、ステップＳ５の停止処理を行う。
【００８２】
すなわち、負電圧の振幅Ｖｍは、正電圧の振幅Ｖｐよりも小さいので、電極針４６が汚れると、負イオン４０の発生量は、正イオン３８の発生量よりも速く減少する。また、正電圧の絶対値Ｖｐは、負電圧の絶対値Ｖｍよりも大きいので、電極針４６が汚れても、正イオン３８の発生量は、負イオン４０の発生量ほど低下しない。従って、正イオン３８の発生量と比較して、負イオン４０の発生量は、電極針４６の汚れに対して敏感に変化する。そこで、上述したように、負電圧の振幅Ｖｍ´´が閾値Ｖｔｈを上回るか否かを判定することで、電極針４６が汚れているか否かを判断すれば、該電極針４６の汚れを正確に検出することができる。
【００８３】
さらに、ステップＳ６において、コントローラ７４は、前記時間平均が負レベルであると判定したとき（ステップＳ６のＮＯ）、例えば、戻り電流Ｉｒが負方向の電流（抵抗器８２からアースを介してコンベア１４の方向に流れる電流）であると判定したときに、負電圧の振幅Ｖｍを減少させるための負電圧制御信号Ｓｍを生成して負極性高電圧発生部７８に出力する。これにより、負極性高電圧発生部７８は、入力された負電圧制御信号Ｓｍに基づいて、減少後の振幅Ｖｍの負電圧を電極針４６に印加する（ステップＳ１０）。そして、コントローラ７４は、ステップＳ３の処理に戻る。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態に係るイオナイザ１０及び除電システム１２では、電極針４６、５８に対する正電圧又は負電圧の印加時に、負電圧の振幅Ｖｍ（絶対値）が正電圧の振幅Ｖｐ（絶対値）よりも小さく設定され（Ｖｐ＞Ｖｍ）、且つ、負電圧の印加時間（時間Ｔｍ）が正電圧の印加時間（時間Ｔｐ）よりも長く設定される（Ｔｐ＜Ｔｍ）。換言すれば、正電圧の振幅Ｖｐが負電圧の振幅Ｖｍよりも大きく設定され、且つ、正電圧の印加時間が負電圧の印加時間よりも短く設定される。
【００８５】
つまり、負電圧の振幅Ｖｍが比較的に小さく設定されるので、正電圧又は負電圧を交互に印加して正イオン３８又は負イオン４０を除電空間４２（４２ａ〜４２ｃ）内に発生させても、前記負電圧の印加によるオゾンの発生を確実に抑制することが可能となる。この結果、該オゾンの発生量を低下させて、イオナイザ１０及び除電システム１２に用いられている金属の酸化を確実に防止することができると共に、イオナイザ１０及び除電システム１２の商品価値を向上させることができる。
【００８６】
また、負電圧の振幅Ｖｍの減少に対応して該負電圧の印加時間が長く設定されているので、正電圧の印加時間を短く設定せざるを得ない。そのため、正電圧の振幅Ｖｐを大きく設定している。すなわち、前記負電圧の振幅Ｖｍの減少による負イオン４０の発生量の減少を前記負電圧の印加時間を長くすることにより補償し、一方で、前記正電圧の印加時間が短くなることによる正イオン３８の発生量の減少を前記正電圧の振幅Ｖｐの増加により補償している。これにより、正イオン３８及び負イオン４０のイオンバランスを容易に調整（維持）することができ、ワーク１６に帯電した正又は負の電荷を迅速に除電することができる。
【００８７】
従って、本実施形態によれば、上記した設定条件にて電極針４６、５８に正電圧又は負電圧を交互に印加して正イオン３８又は負イオン４０を交互に発生させることにより、オゾンの発生量の減少、イオンバランスの維持及び除電時間の短縮化を一挙に実現することができる。
【００８８】
また、イオナイザ１０を長期間にわたり使用することで、電極針４６、５８に塵埃が付着して該電極針４６、５８の汚れとなり、あるいは、電極針４６、５８が磨耗することによって、正イオン３８及び／又は負イオン４０の発生量が低下するような場合でも、イオンバランス検出手段としての表面電位センサ２０からの電位信号Ｓｖ及び／又は電流検出部８４からの電流検出信号Ｓｉ（検出結果）に基づいて、正電圧及び／又は負電圧の振幅Ｖｐ、Ｖｍを調整することにより、前記イオンバランス及び前記除電時間の経時的変化を抑制することが可能となる。
【００８９】
すなわち、前記検出結果が除電空間４２における正イオン３８の量が負イオン４０の量よりも多い検出結果である場合に、正イオン３８の量と負イオン４０の量との差に応じて負電圧の振幅Ｖｍを増加させれば、負イオン４０の発生量の低下によりイオンバランスが正イオン３８側にずれていても、該イオンバランスのずれを確実に検出して、速やかに調整することができる。
【００９０】
また、コントローラ７４において、増加後の負電圧の振幅Ｖｍ（Ｖｍ´´）が閾値Ｖｔｈを上回ると判定したときに、表示部３２がこの判定結果を外部に報知することにより、イオナイザ１０及び除電システム１２の使用者は、前記塵埃の付着によって電極針４６、５８が汚れているか、あるいは、電極針４６、５８が磨耗し、これ以上の電圧レベルの負電圧を電極針４６、５８に印加しても、負イオン４０の発生量の増加が望めず、ワーク１６に対する除電時間が長くなるものと判断して、電極カートリッジ３６ａ〜３６ｃの交換を速やかに行うことができる。この結果、イオナイザ１０及び除電システム１２のメンテナンスが容易となる。
【００９１】
すなわち、負電圧の振幅Ｖｍは、正電圧の振幅Ｖｐよりも小さいので、電極針４６、５８が汚れると、負イオン４０の発生量は、正イオン３８の発生量よりも速く減少する。また、正電圧の振幅Ｖｐは、負電圧の絶対値Ｖｍよりも大きいので、電極針４６、５８が汚れても、正イオン３８の発生量は、負イオン４０の発生量ほど低下しない。従って、正イオン３８の発生量と比較して、負イオン４０の発生量は、電極針４６、５８の汚れに対して敏感に変化する。そこで、本実施形態では、上述したように、負電圧の振幅Ｖｍ（Ｖｍ´´）が閾値Ｖｔｈを上回るか否かを判定することで、電極針４６、５８が汚れているか否かを判断するので、該電極針４６、５８の汚れを正確に検出することができる。
【００９２】
また、前記検出結果が除電空間４２における負イオン４０の量が正イオン３８の量よりも多い検出結果である場合に、負イオン４０の量と正イオン３８の量との差に応じて負電圧の振幅Ｖｍを減少させれば、前記イオンバランスが負イオン４０側にずれていても、該イオンバランスのずれを確実に検出して、速やかに調整することができる。すなわち、本実施形態では、前述したように、負イオン４０の発生量が変化しやすいので、負電圧の振幅Ｖｍを変化させることにより、前記イオンバランスを確実に調整できるようにしている。
【００９３】
さらに、前述したように、電流検出部８４が抵抗器８２を流れる戻り電流Ｉｒを検出し、あるいは、表面電位センサ２０が除電空間４２内の電位を検出し、コントローラ７４は、これらの検出結果に基づいて正電圧及び／又は負電圧の振幅Ｖｐ、Ｖｍを調整するので、イオンバランスのずれを容易に調整することができる。
【００９４】
さらにまた、電極針４６に対する正電圧の１回の印加時間（時間Ｔｐ）及び電極針４６に対する負電圧の１回の印加時間（時間Ｔｍ）の合計を１周期Ｔとした場合に、コントローラ７４は、少なくとも１周期Ｔにわたる正イオン３８及び負イオン４０のイオンバランスの時間平均（戻り電流Ｉｒの時間平均あるいは電位の時間平均）を算出し、この算出結果に基づいて正電圧及び／又は負電圧の振幅Ｖｐ、Ｖｍを調整するので、前記イオンバランスのずれを精度よく調整することができる。
【００９５】
さらにまた、コントローラ７４は、上述した検出結果に基づいて、正電圧制御信号Ｓｐを正極性高電圧発生部７６に出力すると共に、負電圧制御信号Ｓｍを負極性高電圧発生部７８に出力するので、前記イオンバランスのずれに応じて前記正電圧及び／又は前記負電圧の振幅Ｖｐ、Ｖｍを調整するフィードバック制御を確実に行うことが可能となる。
【００９６】
さらにまた、電極針４６、５８を使用しているので、正電圧又は負電圧の印加時における電極針４６、５８の先端側の電界強度を大きくして、正イオン３８又は負イオン４０の発生量を容易に増加させることが可能となる。
【００９７】
さらにまた、電極針４６、５８の端子４８、６０側に該電極針４６、５８から離間してアース電極６６が配置されることで、電極針４６、５８の先端側の電界強度は、該電極針４６、５８とアース電極６６との配置関係により決定され、この結果、電極針４６、５８とワーク１６との間の距離に起因して正イオン３８及び負イオン４０の発生量が変動することを確実に抑制することができる。
【００９８】
さらにまた、電極針４６、５８に対する正電圧又は負電圧の印加時に、圧縮空気供給源７０は、流路７２、バルブ６８、流路２８を介してイオナイザ１０に圧縮空気を供給し、イオナイザ１０は、電極針４６、５８からワーク１６の方向に前記圧縮空気を噴射するので、噴射した前記圧縮空気によって正イオン３８及び負イオン４０が確実にワーク１６に到達して、該ワーク１６の除電を効率よく行うことができる。
【００９９】
本実施形態に係る除電システム１２は、上述した説明に限定されるものではなく、種々の構成に変更することが可能である。
【０１００】
すなわち、図１２に示すように、ワーク１６の搬送方向に沿って、コンベア１４の上方に所定間隔でイオナイザ１０Ａ〜１０Ｄを配置し、ワーク１６の除電時には、発信機（同期制御手段）８６から各イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄに対して同期信号Ｓｓを出力してもよい。
【０１０１】
この場合、イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄは、前述のイオナイザ１０と同様の構成を有し、且つ、同期信号Ｓｓ（図１３参照）により定まるタイミングで電極針４６に印加する電圧の極性を一斉に切り替える。
【０１０２】
これにより、図１３に示すように、各イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄ（イオナイザ１〜４）は、正及び負のパルスから構成される同期信号Ｓｓの入力に基づき、正のパルスに同期して電極針４６に印加する電圧の極性を一斉に負電圧から正電圧に切り替え、一方で、負のパルスに同期して電極針４６に印加する電圧の極性を一斉に正電圧から負電圧に切り替えることができる。
【０１０３】
なお、図１２において、参照符号４２Ａ〜４２Ｄは、各イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄから放出される正イオン３８及び負イオン４０の除電空間を示しており、前述した除電空間４２ａ〜４２ｃをイオナイザ１０Ａ〜１０Ｄの側面から視たものである。また、ワーク１６の搬送方向に沿った上面が除電空間４２Ａ〜４２Ｄによって覆われるように、除電空間４２Ａ〜４２Ｄは、イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄからワーク１６に向かって拡開する形状とされている。さらに、図１３において、各イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄの電極針４６には、負電圧の印加時には、互いに振幅が異なる負電圧（振幅Ｖｍ１〜Ｖｍ４の負電圧）がそれぞれ印加される。
【０１０４】
また、図１４に示すように、イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄのうち、イオナイザ１０Ａのコントローラ７４に前述した発信機８６（図１２参照）と同じ機能を持たせ、該イオナイザ１０Ａから他のイオナイザ１０Ｂ〜１０Ｄに同期信号Ｓｓを出力してもよい。この場合でも、各イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄは、図１３のタイムチャートに示す電圧極性の同期切替を行うことができる。
【０１０５】
このように、図１２及び図１４に示す除電システム１２では、複数のイオナイザ１０Ａ〜１０Ｄを同時に運転してワーク１６を除電する場合に、該各イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄでの電圧極性の切替が同期するので、ワーク１６に対する除電を効率よく行うことが可能となる。また、図１２及び図１４の構成では、外部からの同期信号Ｓｓの入力に基づいて電圧極性の切替を行うので、少なくとも１台のイオナイザが運転していれば、ワーク１６に対する除電を行うことが可能である。具体的に、図１２において、イオナイザ１０Ａ〜１０Ｄのうち１台のイオナイザのみ運転する場合や、図１４において、イオナイザ１０Ａを発信機として機能させ、イオナイザ１０Ｂ〜１０Ｄのうち１台のみ運転する場合であっても、ワーク１６に対する除電を行うことができる。
【０１０６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本実施形態に係る除電システムの斜視図である。
【図２】図１のイオナイザの斜視図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、イオナイザの本体から電極カートリッジを取り外したときの斜視図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、図１及び図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】除電システムの概略ブロック図である。
【図６】除電システムの概略ブロック図である。
【図７】ワークの除電方法及びイオンバランス調整方法のフローチャートである。
【図８】図８Ａは、印加開始時に電極針に印加される電圧のタイムチャートであり、図８Ｂは、負電圧の振幅変更後に電極針に印加される電圧のタイムチャートである。
【図９】印加開始時から警告時までの電極針に印加される電圧のタイムチャートである。
【図１０】図１０Ａは、負電圧の印加時に電極針の先端側に発生するオゾン濃度を示すグラフであり、図１０Ｂは、正電圧の印加時に電極針の先端側に発生するオゾン濃度を示すグラフである。
【図１１】図１１Ａは、負電圧の印加時におけるワークの除電時間を示すグラフであり、図１１Ｂは、正電圧の印加時におけるワークの除電時間を示すグラフである。
【図１２】複数のイオナイザを有する除電システムの概略ブロック図である。
【図１３】図１３の各イオナイザの電極針に印加する電圧の極性切替を示すタイムチャートである。
【図１４】複数のイオナイザを有する除電システムの概略ブロック図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０、１０Ａ〜１０Ｄ…イオナイザ  １２…除電システム
１４…コンベア                    １６…ワーク
１８…本体                        ２０…表面電位センサ
２２…検出プレート                ２８、６４、７２…流路
３２…表示部                      ３４…周波数選択スイッチ
３６ａ〜３６ｃ…電極カートリッジ  ３８…正イオン
４０…負イオン
４２、４２ａ〜４２ｃ、４２Ａ〜４２Ｄ…除電空間
４４、５０…凹部                  ４６、５８…電極針
４８、６０…端子                  ５２、６２…受口
５４、５６…孔                    ６６…アース電極
６８…バルブ                      ７０…圧縮空気供給源
７４…コントローラ                ７６…正極性高電圧発生部
７８…負極性高電圧発生部          ８０…コンベア制御装置
８２…抵抗器                      ８４…電流検出部
８６…発信機
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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