(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正側高電圧発生回路の出力端及び負側高電圧発生回路の出力端が、放電電極に通じる共通導体に接続されて、前記放電電極に供給する正及び負の高電圧を前記正側高電圧発生回路及び前記負側高電圧発生回路で発生させるパルスＡＣ式除電装置において、
前記正側高電圧発生回路の出力端と前記共通導体との間に第１のスイッチング素子が設けられ、また、前記負側高電圧発生回路の出力端と前記共通導体との間に第２のスイッチング素子が設けられ、
前記第１、第２のスイッチング素子は、共に、特定の電圧を越えると急激に電流が流れる特性を有し、
前記第１のスイッチング素子の前記特定の電圧と前記第２のスイッチング素子の前記特定の電圧との和が、前記正側高電圧発生回路の出力端の電圧よりも大きいことを特徴とするパルスＡＣ式除電装置。
【請求項２】
前記第１、第２のスイッチング素子がツェナーダイオードであり、前記特定の電圧が降伏電圧であることを特徴とする請求項１のパルス式除電装置。
【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し、特に、パルスＡＣ式除電装置に関する。
【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。この除電装置は、放電電極に印加する高電圧の種類によって、パルスＡＣ式、ＤＣ式、パルスＤＣ式に大別することができる。
【０００３】
図１は、従来のパルスＡＣ式除電装置の回路を示す。図１において、回路１は、正側の高電圧発生回路２と、負側の高電圧発生回路３とを含む。正側の高電圧発生回路２は、電源４とスイッチＳＷ１を介して接続された昇圧用トランス５と、倍整流回路６とで構成されている。同様に、負側の高電圧発生回路３は、電源４とスイッチＳＷ２を介して接続された昇圧用トランス７と、倍整流回路８とで構成されている。正側出力端Ａ及び負側出力端Ｂは、共通導体９を通じて放電電極（図示せず）に接続されている。
【０００４】
正側出力端Ａと共通導体９との間には、出力端Ａ側から順にツェナーダイオードＤ１、抵抗Ｒ１が直列に設けられ、また、ツェナーダイオードＤ１及び抵抗Ｒ１と並列にコンデンサーＣ１が設けられている。同様に、負側出力端Ｂと共通導体９との間には、出力端Ｂ側から順にツェナーダイオードＤ２及び抵抗Ｒ２が直列に設けられ、また、ツェナーダイオードＤ２及び抵抗Ｒ２と並列にコンデンサーＣ２が設けられている。図１のＣ３は寄生容量を示す。
【０００５】
正側昇圧トランス５の出力を＋Ｖボルトとすると、正側倍整流回路６を通じて＋ｎＶボルトが出力される。同様に、負側昇圧トランス７の出力を−Ｖボルトとすると、負側倍整流回路８を通じて−ｎＶボルトが出力される。ここに、ｎは、倍整流回路６、８の段数を意味している。
【０００６】
したがって、正側のスイッチＳＷ１と負側のスイッチＳＷ２とを交互にオン、オフすると、正側出力端Ａと負側出力端Ｂには、＋ｎＶボルト、−ｎＶボルトが交互に発生され、放電電極には、その１／２の電圧が印加される。これを一覧にしたのが図２であり、図３は回路１の出力波形つまり放電電極に印加される電圧の波形を示す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図３から分かるように、放電回路１の出力波形は、矩形波であるべきところ、波形になまりが見られる。波形がなまる理由は、寄生容量Ｃ３に蓄積された電荷が抵抗Ｒ１、Ｒ２を通って放電するためである。波形のなまりを小さくする手法として、抵抗Ｒ１、Ｒ２を小さくすることが考えられる。
【０００８】
しかし、抵抗Ｒ１、Ｒ２を小さくすると、正側出力端Ａから負側出力端Ｂへ除電に寄与しない無効電流が増大するという問題が発生してしまう。このために、ツェナーダイオードＤ１、コンデンサーＣ１、ツェナーダイオードＤ２、コンデンサーＣ２が設けられている。
【０００９】
ここに、ツェナーダイオードＤ１、ツェナーダイオードＤ２は、その降伏電圧ＶＢが（１／２）ｎＶボルト未満であった。したがって、ツェナーダイオードＤ１とツェナーダイオードＤ２との降伏電圧ＶＢの和がｎＶボルトよりも小さいため、正側出力端Ａから負側出力端Ｂへ除電に寄与しない無効電流をゼロにすることができず、正側出力端Ａから負側出力端Ｂへの無効電流が、多少なりとも常時流れてしまうという問題が残っていた。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、正側高電圧発生回路から負側高電圧発生回路への除電に寄与しない無効電流の発生を防止することのできるパルスＡＣ式除電装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題は、本発明によれば、正側高電圧発生回路の出力端及び負側高電圧発生回路の出力端が、放電電極に通じる共通導体に接続されて、前記放電電極に供給する正及び負の高電圧を前記正側高電圧発生回路及び前記負側高電圧発生回路で発生させるパルスＡＣ式除電装置を前提として、
前記正側高電圧発生回路の出力端と前記共通導体との間に第１のスイッチング素子が設けられ、また、前記負側高電圧発生回路の出力端と前記共通導体との間に第２のスイッチング素子が設けられ、
前記第１、第２のスイッチング素子は、共に、特定の電圧を越えると急激に電流が流れる特性を有し、
前記第１のスイッチング素子の前記特定の電圧と前記第２のスイッチング素子の前記特定の電圧との和が、前記正側高電圧発生回路の出力端の電圧よりも大きいことを特徴とするパルスＡＣ式除電装置を提供することによって達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、正負の高電圧発生回路の出力端と、放電電極に通じる共通導体との間に、夫々、上述したような第１、第２のスイッチング素子が介装されているため、このスイッチング素子によって、正側高電圧発生回路から負側高電圧発生回路への、除電に寄与しない電流の流れを阻止することができる。
【００１３】
スイッチング素子として、典型的には、ツェナーダイオードを挙げることができ、この場合、第１、第２のツェナーダイオードの降伏電圧の和が、正側出力端の電圧よりも大きくなるようにすればよい。
【００１４】
【実施例】
図４は、本発明の実施例のパルスＡＣ式除電装置の回路を示す。この図４において、回路１０は、正側の高電圧発生回路１２と、負側の高電圧発生回路１３とを含む。正側の高電圧発生回路１２は、電源１４とスイッチＳＷ１を介して接続された昇圧用トランス１５と、例えば倍整流回路からなる高電圧生成回路１６とで構成されている。同様に、負側の高電圧発生回路１３は、電源１４とスイッチＳＷ２を介して接続された昇圧用トランス１７と、例えば倍整流回路からなる高電圧生成回路１８で構成されている。正側の高電圧発生回路２の出力端Ａと負側の高電圧発生回路３の出力端Ｂとは、共通導体１９を通じて放電電極（図示せず）に接続されている。
【００１５】
正側の高電圧発生回路２の出力端Ａと共通導体９との間には、第１のスイッチング素子つまり正側のスイッチング素子としてのツェナーダイオードＤ１が設けられ、同様に、負側の高電圧発生回路３の出力端Ｂと共通導体９との間には、第２のスイッチング素子つまり負側のスイッチング素子としてのツェナーダイオードＤ２が設けられている。図４において、参照符号Ｃ３は寄生容量を示す。
【００１６】
倍整流回路１６、１８の段数をｎとすると、倍整流回路１６の出力は＋（ｎ×Ｖ）ボルトであり、同様に、負側倍整流回路１８の出力−（ｎ×Ｖ）ボルトである。ここに、＋Ｖ及び−Ｖは、夫々、正側昇圧トランス１５及び負側昇圧トランス１７の出力を意味する。
【００１７】
正側の高電圧発生回路１２の出力端Ａの出力電圧を＋ＶＨで表し、負側の高電圧発生回路１３の出力端Ｂの出力電圧を−ＶＨで表すと、上述した実施例では、正側倍整流回路１６の出力＋（ｎ×Ｖ）が正側出力端Ａの出力＋ＶＨに対応し、負側倍整流回路１８の出力−（ｎ×Ｖ）が負側出力端Ｂの出力を−ＶＨに対応する。
【００１８】
ツェナーダイオードＤ１、Ｄ２のツェナー電圧をＶＢで表すと、ＶＢは（１／２）ＶＨよりも大きくなるように設定されている。すなわち、ツェナーダイオードＤ１、Ｄ２のツェナー電圧の和は、ＶＨよりも大きい。
【００１９】
正側のスイッチＳＷ１と負側のスイッチＳＷ２とを交互にオン、オフすると、正側出力端Ａと負側出力端Ｂには、＋ＶＨボルト、−ＶＨボルトが交互に発生する。スイッチＳＷ１、ＳＷ２のいずれかがオンの場合においても、ツェナーダイオードＤ１、Ｄ２のツェナー電圧の和がＶＨよりも大きいため、正側出力端Ａから負側出力端Ｂへの電流の流れはゼロである。これにより、本実施例の除電装置は、従来のものと比べ、省電力化することができる。放電電極には、スイッチＳＷ１がオンされたときにはツェナーダイオードＤ１の電圧降下によって、（ＶＨ−ＶＢ）ボルトが印加され、逆に、スイッチＳＷ２がオンされたときには、放電電極に、ツェナーダイオードＤ２の電圧降下によって、−（ＶＨ−ＶＢ）ボルトが印加されることになる。これを一覧にしたのが図５であり、図６は放電回路１０の出力波形つまり放電電極に印加される電圧の波形を示す。
【００２０】
図６と図３とを比較すると、実施例の除電装置の放電回路１０の出力波形（図６）は、従来（図３）に比べて矩形波のなまりが小さくなっていることに気付くであろう。これは、寄生容量の放電経路に抵抗が接続されていないことによってもたらされる効果である。これにより、放電電極に印加する電圧の極性を、従来に比べて高い周波数で動作させることもできる。
【００２１】
本発明の適用に当たって、スイッチング素子として用いたツェナーダイオードＤ１、Ｄ２に代えて、図７に示すような特定電圧ＶＢを越えると急激に電流がながれる特性を備えた素子で置換することができる。このような素子の代表例として、サージクランパ、アレスタ、バリスタを挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパルスＡＣ式除電装置の回路図である。
【図２】従来の除電装置の回路制御と出力電圧との関係を示す一覧表である。
【図３】従来の除電装置の回路の出力波形を示す図である。
【図４】実施例のパルスＡＣ式除電装置の回路図である。
【図５】実施例の除電装置の回路制御と出力電圧との関係を示す一覧表である。
【図６】実施例の除電装置の回路の出力波形を示す図である。
【図７】本発明に適用可能なスイッチング素子の特性を説明するための図である。
【符号の説明】
１０    除電装置の回路
１２    正側高電圧発生回路
１３    負側高電圧発生回路
１６    高電圧生成回路
１８    高電圧生成回路
１９    共通導体
ＳＷ１    正側スイッチ
ＳＷ２    負側スイッチ
Ａ    正側高電圧発生回路の出力端
Ｂ    負側高電圧発生回路の出力端
Ｄ１    正側ツェナーダイオード
Ｄ２    負側ツェナーダイオード
＋ＶＨ    正側出力端の電圧
−ＶＨ    負側出力端の電圧
ＶＢ    ツェナー電圧（降伏電圧）
【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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