(57)【要約】【課題】コロナ放電式除電装置と同等以上の除電能力を有し、コロナ放電式のような送風による塵埃付着や放電針の消耗等の問題がないＸ線式除電装置を提供する。【解決手段】除電対象物であるフィルム１０３にＸ線を照射して除電を行なう除電装置２０は、外部にＸ線を照射するＸ線管１と、Ｘ線管を収納し、Ｘ線透過窓に対応する開口部２３を備えた筐体２１と、筐体の開口部の近傍に設けられて接地された自己放電用電極３０を具備する。接地電位の自己放電用電極３０とフィルムとの間で自己放電現象が発生し、除電対象物の除電が行なわれるため、コロナ放電式除電装置と同等以上の除電効果が得られる。【選択図】図２
2016134248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
除電対象物にＸ線を照射して除電を行なう除電装置において、
外部にＸ線を照射するためのＸ線透過窓を有するＸ線管と、
前記Ｘ線管を収納するとともに前記Ｘ線透過窓に対応する開口部を備えた筐体と、
前記筐体の前記開口部の近傍に設けられて接地された自己放電用電極と、
を具備することを特徴とする除電装置。
【請求項２】
前記Ｘ線管は、
窓部が形成されたＸ線不透過性の基板と、
前記基板の外面側から前記窓部を閉止するように設けられたＸ線透過窓と、
前記基板の内面側から前記窓部に設けられたＸ線ターゲットと、
前記基板の内面側に取り付けられてその内部が高真空状態とされた扁平箱型の容器部と、
前記容器部の内部に設けられて前記Ｘ線ターゲットに衝突する電子を放出する線状の陰極と、
前記陰極と前記Ｘ線ターゲットの間に設けられて前記陰極から放出された電子を制御する制御電極と、
を具備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】
前記筐体と前記自己放電用電極がステンレスによって構成され、前記Ｘ線管と前記筐体の間に絶縁部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の除電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管から放射されたＸ線を除電対象物に照射して除電を行なう除電装置に係り、特にＸ線管を収納した筐体に自己放電機能を持たせることにより、従来のコロナ放電式除電装置を越える除電性能を実現しながら、送風でイオンを送るコロナ放電式では避けられなかった塵埃付着等の不具合を解消した除電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、コロナ放電式の除電装置に関する発明が開示されている。
この除電装置は、外界に開放された開放空間３２内に放電針２を配置し、この放電針２に高圧の交流電圧を印加することでコロナ放電を生じさせて正負イオンを生成する。生成された正負イオンは空気流供給パイプ５から供給される空気流を空気流入孔３４を介して開放空間３２内に流入する空気流とともに開口部４３から外部に噴射される。また、空気流供給パイプ５からの空気流は貫通孔１３及び隙間１４を介して貫通孔４５に流入し、この貫通孔４５の開口部４５Ａからは開口部４３から放出される空気流の流速よりも速い流速の空気流が噴射される。そうすると、開口部４３から噴射される空気流は貫通孔４５からの空気流に引きこまれるようにして外部に放出され、その結果、空気流の噴射距離が長くなるとともに、空気流の流動に伴なって拡散する空気流により広範囲にイオンが噴射されることとなる。
この発明によれば、コロナ放電式の除電装置において、広範囲にイオンを噴射できる効果が得られるものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４―１５２６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された発明に例示されるコロナ放電式の除電装置は、放電針に数ｋＶを越える高電圧を印加することで開放空間にコロナ放電を生じさせて正負イオンを生成し、これを送風によって除電対象物に届けて除電を行なっている。
【０００５】
コロナ放電式の場合、電極部に空気中の微粒子が吸着し、粒子状になって再飛散するため塵の原因となり、送風によって舞い上がった塵埃が除電対象物に吹き付けられて付着するという問題が発生する。特に除電対象物が高度な清浄性を求められる製品、例えば工業用高機能フィルム、家庭用ラップフィルム、飲料包装用フィルム等である場合には、このような塵埃付着の問題は看過できない。また、その塵埃付着により、電極が汚れ除電効果が下がるため、頻繁な電極清掃が必要となる。
【０００６】
さらに、高電圧が印加される放電針は消耗しやすく、使用中に消耗した放電針の微細な破片が上述した塵埃と共に除電対象物に付着するという問題もある。放電針の消耗を抑えるため、一般に耐久性が高いとされているＷやＴｉを材料として採用することも考えられるが、これでは製造コストの上昇という他の問題が発生してしまうし、仮にＷやＴｉで放電針を構成しても高電圧による消耗を完全に抑えられる保証はない。
【０００７】
さらに、従来のコロナ放電式の除電装置では、放電針に高電圧の交流を印加するが、その交流周波数は除電対象物と放電針の距離に応じて変える必要があり、制御が煩雑であるという問題や電磁ノイズを発生するという問題もあった。また、コロナ放電時に発せられる特定のＵＶ光が原因でオゾンが発生し、オゾンの酸化作用により周囲へ悪影響を及ぼす問題もあった。
【０００８】
本願発明者等は、上述のような課題を有する従来のコロナ放電式の除電装置に代わるものとして、Ｘ線を放射するＸ線管を用いた除電装置（Ｘ線式除電装置）を提案している。以下に説明する内容は、本願発明者等がＸ線式除電装置を研究開発する過程において見出した新たな知見及び技術開発上の課題に関する事項である。
【０００９】
本願発明者等が提案するＸ線式除電装置用のＸ線管は、気密容器に開口させた窓部を外側からＸ線透過窓で閉止し、気密容器内には窓部及びＸ線透過窓を覆ってＸ線ターゲットを設け、さらに気密容器内に陰極等の各種電極類を設置した構造の装置であり、陰極から放射した電子をＸ線ターゲットに射突させてＸ線ターゲットからＸ線を放射させ、Ｘ線透過窓から外部に照射することができる。
【００１０】
このＸ線管から照射されたＸ線によりイオンは常時生成され、帯電体近傍で生成されたイオンが除電に直接寄与するため、コロナ放電式のように送風によってイオンを送る必要がない。また、Ｘ線の照射範囲においてプラス、マイナスのイオンが同時に同量生成されるため、生成されるイオンのバランスに偏りがなく、コロナ放電式のように放電エリアのプラス、マイナスのそれぞれのイオン量を調整する必要がない。Ｘ線式除電装置は、先に説明したコロナ放電式除電装置のような送風による除電対象物への塵埃付着の問題はなく、電極の頻繁な清掃等のメンテナンスが一切不要であり、かつプラス、マイナスイオンが同時に同量生成され、イオンバランスが良いため、逆帯電が起こらない。さらに、高電圧の印加による放電針の消耗等の問題もなく、除電対象物との距離に応じて複雑な周波数制御が必要であるという問題もない。
【００１１】
このように、本願発明者等が提案するＸ線式除電装置は、コロナ放電式除電装置に比べて種々の利点を有するが、除電能力についてもコロナ放電式除電装置と対比するべく、本願発明者等は、Ｘ線式除電装置とコロナ放電式除電装置の除電能力を図７に示すようなフィルム除電評価装置１００を用いて評価・比較する実験を行なった。ここで、評価・比較の対象としたＸ線式除電装置は、工業用フィルムを対象として高出力化したＸ線式除電装置であり、コロナ放電式除電装置についてはこのＸ線式除電装置と同程度の出力のものを選択した。
【００１２】
図７のフィルム除電評価装置１００は、矩形の４隅の下側の２カ所に２個のアルミローラ１０１、１０１を配置し、上側の２カ所に２個のウレタンゴムローラ１０２、１０２を配置し、これらのローラ１０１、１０２に除電対象となるフィルムと同一材質のフィルム１０３を無端ベルト状に巻装し、一部のローラを駆動してフィルム１０３を字印で示す所定方向に回動できるように構成したものである。この例では、フィルム１０３は塩化ビニール製であり、幅３０ｃｍ、全長２．４ｍである。上方にある２個のウレタンゴムローラ１０２の間のフィルム１０３の上流側には、フィルムの上面に対向するように除電装置Ａを下向きに配置し、下流側には電位計１０４を下向きに設けて除電直後のフィルム１０３の電位を計測できるように構成している。
【００１３】
このフィルム除電評価装置１００を用い、各除電装置の除電能力を評価した。ローラ１０２，１０２を駆動してフィルム１０３を移動させていくと、ウレタンローラ１０２とフィルム１０３の摩擦によりフィルム１０３には静電気が帯電する。フィルム１０３を所定の除電前帯電電圧に帯電させた後、除電装置Ａで除電を行ないながら一定のフィルム搬送速度でフィルム１０３を１回転させた直後、フィルム１０３の帯電電圧を電位計１０４で測定する。なお、除電装置Ａの除電距離は３種類に設定し、フィルム搬送速度を変化させて各速度で上記測定を行なった。
【００１４】
図８は、Ｘ線式除電装置と、コロナ放電式除電装置の各除電性能を、前記フィルム除電評価装置１００で評価した評価実験の結果を比較して示すグラフである。縦軸はフィルムの除電後の帯電電圧（ｋＶ）、横軸はフィルム搬送速度（ｍ／ｍｉｎ）である。図中、Ｘ線除電装置の除電能力を示すグラフは実線で示し、これと同程度の出力を有するコロナ放電式除電装置の除電能力を示すグラフは破線で示した。各除電装置の除電距離は２ｃｍ（黒丸印）、５ｃｍ（黒三角印）、１０ｃｍ（黒四角印）の各値に設定した。また、図８のグラフ中、最も下方に略平行な線で示したのは、除電前帯電電圧であり、この例では約−４３ｋＶとなっている。
【００１５】
図１０に示すグラフから分かるように、Ｘ線除電装置（実線）は、フィルム速度の上昇とともに除電能力が急激に低下し、負に帯電したフィルムの除電が十分にできなくなっていく。これに対し、コロナ放電式除電装置（破線）は、フィルム速度の上昇に対する除電能力の低下が穏やかである。
【００１６】
このように、本発明者等の研究によれば、少なくとも図７に示したような評価装置１００を用いた比較実験によれば、同程度の出力である場合には、Ｘ線式除電装置よりも、コロナ放電式除電装置の方が、除電能力が優れているという結果が得られた。しかし、これは図７に示したようなフィルム除電評価装置を用いた場合の結果であると考えられる。なぜなら、詳細は省くが、移動するフィルムの帯電を除去する能力を評価するフィルム除電評価装置ではなく、他の除電評価装置である除電プレートモニターで実験を行なった場合には、必ずしもこのような結果は得られなかったからである。除電プレートモニターとは、絶縁したプレート（鉄板）を所定の高電圧に帯電させてから除電装置で除電を開始し、時間の経過に従って低下するプレートの帯電電圧を記録して当該除電装置の除電能力を評価する装置である。
【００１７】
これは、帯電プレートモニターの場合は除電対象が金属板であり、所定位置に設置した金属板を除電対象とする点において、図７に示したようなフィルム１０３をベルトコンベア状に回動させながら帯電させて除電を行なう評価装置１００とは、静電気的な状態が大きく異なるからではないかと考えられる。これらの事実等を綜合して検討すると、少なくとも帯電しやすいフィルムを除電対象とした場合であって、しかもフィルムを相当の速度で連続的に移動させながら除電する場合に、両タイプの除電装置の間で係る評価の差が生じるものと本発明者等は考えるに至った。
このような実験事実及びこれに対する解釈は、当該技術分野における新たな知見であると本発明者等は考えている。
【００１８】
本発明は、以上説明した従来の技術及び本願発明者等による実験結果を分析して得られた新規な知見に基づいてなされたものであって、相当の速度で搬送されるフィルムのように帯電量が大きく除電しにくい対象であっても、従来のコロナ放電式除電装置と同等以上の除電能力で除電することができ、しかもコロナ放電式除電装置とは異なり、送風による塵埃付着の問題がなく、高電圧を印加する放電針の消耗や破片の発生という問題もなく、さらに放電針に印加する交流高電圧の周波数を制御するような煩雑性もないというＸ線管利用の除電装置に特有の利点を生かしたＸ線式除電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に記載された除電装置は、
除電対象物にＸ線を照射して除電を行なう除電装置において、
外部にＸ線を照射するためのＸ線透過窓を有するＸ線管と、
前記Ｘ線管を収納するとともに前記Ｘ線透過窓に対応する開口部を備えた筐体と、
前記筐体の前記開口部の近傍に設けられて接地された自己放電用電極と、
を具備することを特徴としている。
【００２０】
請求項２に記載された除電装置は、請求項１記載の除電装置において、
前記Ｘ線管が、
窓部が形成されたＸ線不透過性の基板と、
前記基板の外面側から前記窓部を閉止するように設けられたＸ線透過窓と、
前記基板の内面側から前記窓部に設けられたＸ線ターゲットと、
前記基板の内面側に取り付けられてその内部が高真空状態とされた扁平箱型の容器部と、
前記容器部の内部に設けられて前記Ｘ線ターゲットに衝突する電子を放出する線状の陰極と、
前記陰極と前記Ｘ線ターゲットの間に設けられて前記陰極から放出された電子を制御する制御電極と、
を具備していることを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載された除電装置は、請求項２記載の除電装置において、
前記筐体と前記自己放電用電極がステンレスによって構成され、前記Ｘ線管と前記筐体の間に絶縁部材が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載された除電装置によれば、Ｘ線管のＸ線透過窓から照射されたＸ線は、Ｘ線管を収納する筐体の開口部を経て外部の除電対象物に照射され、これを除電する。その際、筐体の開口部の近傍に設けられた自己放電用電極はグラウンド電位とされているので、この自己放電用電極と、除電対象物の電位差が例えば数ｋＶ以上程度あるとすれば、自己放電用電極と除電対象物の間で電荷が移動する自己放電現象が発生し、除電対象物の除電を促進し、同等の出力のコロナ放電式除電装置と同等の除電効果を挙げることができる。Ｘ線管の電源を切り、Ｘ線ＯＦＦとし、Ｘ線による除電が行なわれない場合であっても、この自己放電用電極と除電対象物の間では自己放電現象が起きるので、電源をＯＦＦとしたコロナ放電式除電装置と同等の除電効果を挙げることができる。
【００２３】
請求項２に記載された除電装置によれば、窓部が形成されたＸ線不透過性の基板と、基板の外面側から窓部を閉止するように設けられたＸ線透過窓と、基板の内面側から窓部に設けられたＸ線ターゲットと、基板の内面側に取り付けられてその内部が高真空状態とされた扁平箱型の容器部と、容器部の内部に設けられてＸ線ターゲットに衝突する電子を放出する線状の陰極と、陰極とＸ線ターゲットの間に設けられて陰極から放出された電子を制御する制御電極とによって構成されたＸ線管をＸ線源として、除電装置としての上記効果を達成することができる。
【００２４】
請求項３に記載された除電装置によれば、比較的高い電圧が加えられるＸ線管は、絶縁部材を介して設置された筐体の内部に取りつけられており、両者間には十分な絶縁性が保たれている。この筐体と電気的に一体とされた自己放電用電極も接地電位であり、高電圧が印加されることはない。この筐体とともに安価なステンレスによって構成され、グラウンド電位とされている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】コロナ放電式除電装置（電源ＯＮの場合及びＯＦＦの場合）と従来のＸ線式除電装置の除電能力をフィルム除電評価装置１００で評価した評価実験の結果を比較して示すグラフである。
【図２】本実施形態のＸ線式除電装置の断面図である。
【図３】本実施形態のＸ線式除電装置の自己放電用電極の諸態様を示す概略斜視図である。
【図４】実施形態のＸ線式除電装置の除電能力を評価するフィルム除電評価装置１００の構成と実験の態様を示す模式図である。
【図５】コロナ放電式除電装置（電源ＯＮの場合及びＯＦＦの場合）と、第１実施形態のＸ線式除電装置（Ｘ線ＯＮの場合及びＯＦＦの場合）と、従来のＸ線式除電装置（Ｘ線ＯＮの場合）の各除電能力をフィルム除電評価装置１００で評価した評価実験の結果を比較して示すグラフである。
【図６】コロナ放電式除電装置（電源ＯＮの場合）と、第２及び第３実施形態のＸ線式除電装置（Ｘ線ＯＮの場合）と、従来のＸ線式除電装置（Ｘ線ＯＮの場合）の各除電能力をフィルム除電評価装置１００で評価した評価実験の結果を比較して示すグラフである。
【図７】従来のＸ線式除電装置及びコロナ放電式除電装置の除電能力を評価するフィルム除電評価装置１００の構成と実験の態様を示す模式図である。
【図８】従来のＸ線式除電装置とコロナ放電式除電装置の各除電性能を、フィルム除電評価装置１００で評価した評価実験の結果を比較して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．コロナ放電式除電装置の除電能力の検討
本願発明者等は、「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の項で説明した事実と、本願発明者等による実験の結果及びこれを踏まえて見出した新たな知見乃至課題等に鑑み、前述したような基本構造を有するフィルム除電評価装置を用いて評価・比較した場合、Ｘ線式除電装置よりも、同等の出力を有するコロナ放電式除電装置の方が優れた除電能力を発揮する原因を見出すために、さらに以下に説明するような実験を行なった。
【００２７】
図１は、コロナ放電式除電装置（電源ＯＮの場合及びＯＦＦの場合）と、これと同等の出力を有する従来のＸ線式除電装置の除電能力を、前記フィルム除電評価装置１００で評価した評価実験の結果を比較して示すグラフである。実験では、除電前帯電電圧を−４３ｋＶとした。この図から分かるように、コロナ放電式除電装置は、電源を切った場合（電源ＯＦＦの場合）には、電源ＯＮの場合に比べれば除電能力は低下するが、ある程度の除電能力は維持され、フィルム搬送速度が５０ｍ／ｍｉｎよりも速い場合には電源がＯＮである従来のＸ線式除電装置よりも高い除電能力を示すという事実が発見された。
【００２８】
これは、電源をＯＦＦとすると、除電時には高電圧が印加されていた放電針の電位が低下し、除電対象物との電位差に応じて除電対象物との間で電荷が移動するため、除電対象物の除電が進むためと考えられる。
このような実験事実及びこれに対する解釈は、当該技術分野における新たな知見であると本発明者等は考えている。
【００２９】
２．第１実施形態のＸ線式除電装置
本願発明者等は、Ｘ線式除電装置に、除電対象物との電位差が十分となるように配慮された電極を設け、除電対象物から電極に電荷が移動して除電対象物が除電される自己放電の現象を利用すれば、除電能力を向上させることができるとの発想を上記の知見から得た。このような電極を本実施形態では自己放電用電極と称する。この自己放電用電極は、除電対象物との電位差を十分にとるため、接地電位（０Ｖ）とすることが好ましいと考えられる。また、電荷の移動による自己放電を生じやすい形状を採用し、Ｘ線式除電装置からのＸ線の照射を妨げない位置に設ける必要があると考えられる。
【００３０】
図２を参照して第１実施形態のＸ線式除電装置２０について説明する。
Ｘ線式除電装置２０はＸ線源としてのＸ線管１を有している。このＸ線管１は扁平箱型のパッケージ２を本体としている。このパッケージ２は、ガラス板（１枚の背面板３ａと４枚の側面板３ｂ）を扁平箱型に組み立てた容器部３の開放側周縁部に、後述するＸ線透過窓５が設けられたＸ線不透過性の基板４を取り付けて封止したものであり、その内部は高真空状態となるように排気されている。基板４は、４２６合金からなる矩形板である。４２６合金は、４２％Ｎｉ、６％Ｃｒ、残りがＦｅなどの合金であり、容器部３を構成するソーダライムガラスと熱膨張係数が略等しい。なお、前記容器部３の材質がソーダライムガラス以外のガラス板の場合、前記基板４は、前記容器部３の熱膨張係数に略等しくなるように他の材質の金属板を使用してもよい。
【００３１】
基板４の中央には、Ｘ線を外部に照射するために、細長い矩形状の開口（スリット）である窓部６が形成されている。窓部６は、基板４の長手方向（すなわち、パッケージ２の長手方向）に延びた略矩形状に形成されている。図２において、基板４、窓部６及びパッケージ２の長手方向は紙面に垂直な方向である。基板４の外面側には、窓部６よりも大きいチタン箔からなるＸ線透過窓５が、窓部６を閉止するように貼付されている。また、パッケージ２の内部において、基板４の窓部６の周囲の内面と、窓部６から覗くチタン箔のＸ線透過窓５の内面には、タングステンの膜が蒸着されることにより、Ｘ線ターゲット７が形成されている。Ｘ線ターゲット７は、電子の衝突を受けて高効率でＸ線を放出する金属であり、モリブデンなどのタングステン以外の金属も用いることができる。
【００３２】
図２に示すように、容器部３の内部、すなわち、パッケージ２の内部には、Ｘ線透過窓５と反対側の容器部３の内面（すなわち、基板４と対面する板材（背面板３ａ）の内面）に、ガラスへの帯電を防止するための背面電極８が設けられている。背面電極８の直下には、電子源である線状の陰極９が張設されている。陰極９は、タングステン等からなるワイヤー状の芯線の表面に炭酸塩を施したものであり、芯線を通電加熱することで熱電子を放出するものである。
【００３３】
陰極９の下方（Ｘ線透過窓５側）には、陰極９から電子を引き出すための第１制御電極１０が設けられている。第１制御電極１０には、スリット状の開口部１０ａが形成されており、その開口１０ａ内にはメッシュが設けられている。
【００３４】
さらに、第１制御電極１０の下方（Ｘ線透過窓５側）には、電子線の照射範囲を規制する第２制御電極１１が設けられている。第２制御電極１１は、略矩形の中央板体１１ｂの四方をそれぞれ板体１１ｃに囲まれた箱型の電極部材であり、背面電極８、陰極９及び第１制御電極１０を囲んで配置されている。第２制御電極１１の中央板体１１ｂには、線状の陰極９と対応する位置に、スリット状の開口部１１ａが形成されている。この開口部１１ａは、第１制御電極１０の開口部１０ａよりも幅が小さく、第１制御電極１０の開口部１０ａと同様にメッシュが設けられている。
【００３５】
この実施形態によれば、電子源である陰極９は、その周囲を所定の電位が印加された第１及び第２制御電極１０，１１で囲われているので、容器部３の内面に帯電した電荷の影響を受けることがなく、陰極９の周囲の電位は安定的であり、陰極９からの電子の放出は安定している。
【００３６】
なお、背面電極８は、容器部３と線状の陰極９との距離が十分保たれていれば、容器部３の帯電の影響が少ないため、設けなくてもよい。また、制御電極としては、前述した第１制御電極１０及び第２制御電極１１に加えて、線状の陰極９とＸ線ターゲット７の距離、管電圧、あるいはＸ線透過窓５から取り出すＸ線の集束度合いに応じて、その他の制御電極を適宜追加してもよい。また、第１制御電極１０及び第２制御電極１１は、前記基板４と同様、容器部３の熱膨張係数を略等しくするために、４２６合金を使用することが望ましい。
【００３７】
図２に示すように、Ｘ線式除電装置２０は、Ｘ線管１の電極部１２を構成する背面電極８、陰極９、第１制御電極１０、第２制御電極１１にそれぞれ所定の駆動電圧を印加する駆動回路１２を備えている。この駆動回路１２は、４個の高電圧電源１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを備えている。高電圧電源１６ａは、陰極が背面電極８に接続され、陽極がＸ線透過窓５に接続されて接地されており、Ｘ線透過窓５をグランド電位（０Ｖ）に設定できるようになっている。高電圧電源１６ｄは、陽極が陰極９に接続され、陰極が高電圧電源１６ａの陰極に接続されている。高電圧電源１６ｃは、陽極が第１制御電極１０に接続され、陰極が高電圧電源１６ａの陰極に接続されている。高電圧電源１６ｂは、陽極が第２制御電極１１に接続され、陰極が高電圧電源１６ａの陰極に接続されている。そして、駆動回路１２は、高電圧電源１６ａから背面電極８に駆動電圧を印加するとともに、この高電圧電源１６ａの電圧を基準とする所定の駆動電圧を陰極９、第１制御電極１０、第２制御電極１１にそれぞれ印加しており、このようなＸ線管１のＸ線透過窓５側を接地した構造を陽極接地と呼び、陽極接地の駆動回路１２でＸ線管１を駆動することを陽極接地駆動と呼ぶ。
【００３８】
Ｘ線式除電装置２０のＸ線源となるＸ線管１は、接地された導電性の筐体２１の内部に収容されている。Ｘ線管１と筐体２１の内面との間にはスペーサ（クッション材としての機能も有する）２２が設けられており、Ｘ線管１のＸ線透過窓５は、接地された筐体２１と同電位とされている。筐体２１は、加工が容易で安価な導電性の良好な金属、例えばステンレスで構成されている。そして、筐体２１には、Ｘ線管１のＸ線放射面であるＸ線透過窓５と対向する壁部に、Ｘ線透過窓５から発生されたＸ線を通過させるための開口部２３が形成されている。
【００３９】
図２に示すように、筐体の外面であって、Ｘ線の照射側である開口部２３の近傍には、自己放電用電極３０が取りつけられている。この自己放電用電極３０は、先端が尖った針状であり、材質はステンレスであって、筐体２１に対して機械的及び電気的に一体とされている。自己放電用電極３０は、筐体２１の下面に対して垂直であり、Ｘ線管１から除電対象物に向けて照射されるＸ線の照射中心線Ｃと略平行である。また、自己放電用電極３０の長さと設置位置は、開口部２３を介してＸ線管１から照射されてくるＸ線の照射範囲に接しないように設定されている。さらにまた、この自己放電用電極３０は図２に示す１本だけではなく、図３（ａ）に示すように、筐体２１及び開口部２３の長手方向に沿い、所定間隔で複数本が設けられている。
【００４０】
なお、図２に示すように、筐体２１内には電源部２４及びプリント基板２５が配設されている。この電源部２４は、図２中に回路記号で示した駆動回路１２中の高電圧電源１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを筐体２１中に実際の配置で一例として示したものである。なお、図２中の符号２６は、Ｘ線管１、電源部２４及びプリント基板２５を筐体２１内の所定位置に保持するための絶縁性のスペーサである。
【００４１】
以上説明した第１実施形態のＸ線式除電装置２０と、コロナ放電式除電装置と、従来のＸ線式除電装置の各除電能力を、図４に示すフィルム除電評価装置１００で評価する実験を行い、その評価実験の結果を図５に比較して示す。なお、図４のフィルム除電評価装置１００は、図９に示したものと実質的に同一であるが、図４では筐体２１と共に接地された自己放電用電極３０を有する第１実施形態のＸ線式除電装置２０を評価している状態を示している。なお、この評価実験では、第１実施形態のＸ線式除電装置２０と、コロナ放電式除電装置と、従来のＸ線式除電装置の出力は実質的に同一（同程度）であり、第１実施形態のＸ線式除電装置２０とコロナ放電式除電装置については、電源ＯＮの場合とＯＦＦの場合の両方について評価を行なった。除電距離は５ｃｍに固定した。また、この実験では除電前帯電電圧を−４３ｋＶとした。
【００４２】
図５に示すように、コロナ放電式除電装置が電源ＯＮの場合（図中、黒三角印を結ぶ破線）には、フィルム搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎにおいて−２ｋＶであった除電後の帯電電圧が、２００ｍ／ｍｉｎ超では−９ｋＶまで増加し、フィルム搬送速度の増大に伴う除電能力の緩やかな低下が見られる。
【００４３】
コロナ放電式除電装置が電源ＯＦＦの場合（図中、△を結ぶ破線）には、フィルム搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎにおいて約−９ｋＶであった除電後の帯電電圧が、２００ｍ／ｍｉｎ超では−１５ｋＶまで増加する。このように、電源をＯＦＦにしても一定の除電能力は維持されるが、フィルム搬送速度が上昇すると除電能力は緩やかに低下する。
【００４４】
従来のＸ線除電装置（図中、黒丸印を結ぶ実線）は、フィルム速度の上昇とともに除電能力が急激に低下し、負に帯電したフィルムの除電が十分にできなくなっていく。
以上は、これは図１に示した結果と同様である。
【００４５】
これに対し、実施形態のＸ線式除電装置でＸ線ＯＮの場合（図中、黒丸印を結ぶ実線、実施例１（自己放電付きＸ線式））には、フィルム搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎにおいて０Ｖであった除電後の帯電電圧が、２００ｍ／ｍｉｎ超になっても−７ｋＶまでしか増加せず、フィルム搬送速度の増大に伴う除電能力の低下はコロナ放電式除電装置が電源ＯＮの場合よりもさらに緩やかである。
【００４６】
また、実施形態のＸ線式除電装置がＸ線ＯＦＦの場合（図中、○を結ぶ実線）には、フィルム搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎでは、除電後の帯電電圧が約−１２ｋＶであり、コロナ放電式除電装置が電源ＯＦＦの場合（図中、△を結ぶ破線）の約−９ｋＶよりやや高い。しかし、１２０ｍ／ｍｉｎを越えた付近では、コロナ放電式除電装置が電源ＯＦＦの場合よりも、実施形態のＸ線式除電装置が電源ＯＦＦの場合の方が、除電後の帯電電圧が小さくなり、さらに２００ｍ／ｍｉｎでは、−１３ｋＶとなり、コロナ放電式除電装置が電源ＯＦＦの場合が約−１５ｋＶであるのに対し、２ｋＶも除電後の帯電電圧が小さい。
【００４７】
このように、実施形態のＸ線式除電装置のＸ線がＯＦＦの場合、フィルム搬送速度によらず、ほぼ一定の除電後帯電電圧となっていることがわかった。
このように、第１実施形態のＸ線式除電装置によれば、Ｘ線がＯＮの場合、すなわち通常の除電作業の場合には、除電能力でコロナ放電式除電装置を上回ることがわかった。
【００４８】
これは、第１実施形態のＸ線式除電装置では、Ｘ線管１を収納する筐体２１はＸ線管１から絶縁されて接地されており、この筐体２１の開口部２３の近傍には筐体２１と同電位（すなわち接地電位である０Ｖ）で自己放電用電極３０が設けられているため、除電対象物の電位と接地電位の差に応じて、除電対象物と自己放電用電極３０との間で電荷が移動して除電対象物の除電が行なわれる現象、すなわち自己放電現象が発生しているためと考えられる。
【００４９】
図５に示したように、コロナ放電式除電装置よりも第１実施形態のＸ線式除電装置除の方が除電能力が優れているのは、上記の理由によるものとも考えられる。
【００５０】
さらに、このようにコロナ放電式除電装置よりも第１実施形態のＸ線式除電装置除の方が除電能力が優れているのは、図４に示したようなフィルム除電評価装置１００で行なった実験により得られた結果であるという点は従来知られていなかった事実であり、特記に値すると考える。すなわち、その原理はともかく、帯電しやすい樹脂製のフィルム１０３を移動させながら除電するという条件では、コロナ放電により生じたイオンを送風で吹き付ける除電手法よりも、Ｘ線を照射するとともに、０電位の自己放電用電極３０で自己放電を起こして除電する手法の方が効果が高い。
【００５１】
３．第２及び第３実施形態のＸ線式除電装置
図６は、コロナ放電式除電装置（電源ＯＮの場合、×を結んだ破線）と、第２及び第３実施形態のＸ線式除電装置（いずれもＸ線ＯＮの場合、実施例３は黒三角印を結んだ実線、実施例４は黒三角印を結んだ実線）と、従来のＸ線式除電装置（Ｘ線ＯＮの場合、黒丸印を結んだ実線）の各除電能力を、フィルム除電評価装置１００で評価した評価実験の結果を比較して示すグラフである。
【００５２】
実施形態２（実施例２）は、図３（ｂ）に示すように、自己放電用電極３１は鋸歯状とされており、第１実施形態の針状の自己放電用電極３０に比べて尖り方（鋭さ）の程度がやや小さいため、第１実施形態又はコロナ放電式除電装置（電源ＯＮの場合）よりも除電能力は厳密にはやや低いが、概ねこれらと同程度の除電能力を備えている。
【００５３】
また、実施形態３（実施例３）は、図３（ｃ）に示すように、自己放電用電極３２はブラシ状とされており、第１実施形態の針状の自己放電用電極３０に比べて尖り方（鋭さ）の程度が大きいため、第１実施形態及びコロナ放電式除電装置（電源ＯＮの場合）よりも除電能力は高くなっている。
【００５４】
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、コロナ放電式除電装置では得られないＸ線式特有の効果、すなわち送風による塵埃付着の問題がなく、高電圧を印加する放電針の消耗や破片の発生という問題もなく、さらに放電針に印加する交流高電圧の周波数を制御するような煩雑性もないという実用上極めて有利な効果を得ることができるだけでなく、これらの効果に加えて、特に高速搬送されている帯電しやすいフィルムを除電対象とした場合には、従来のＸ線式に比べて除電効果を大幅に向上させることができ、またコロナ放電式除電装置に比べても、同等以上の除電効果が得られるという優れた効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…Ｘ線管
３…容器部
４…基板
５…Ｘ線透過窓
６…窓部
７…Ｘ線ターゲット
９…陰極
１０，１１…制御電極
２０…除電装置
２１…筐体
２３…開口部
３０，３１，３２…自己放電用電極
１００…フィルム除電評価装置
１０３…除電対象物としてのフィルム
【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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