(57)【要約】  荷電キャリアを電荷中和目標物に送達するイオン化バーは、イオン化電圧の印加に応じて電荷キャリアのイオン雲を形成するイオンエミッターを備えることができる。開示のバーは、非イオン化電界をもたらし、イオンエミッターから離れるようにイオンを移動させる基準電極も備えることができる。開示のバーはマニフォールドも備えることができる。マニフォールドは、ガスを受け入れるとともに、そのガスを、或るパターンでイオンエミッターを通過するよう方向付けられる複数のガス流に分割し、それにより電荷キャリアをターゲットに向かって移動させることができる。マニフォールドは複数の開口を有することができ、これらの複数の開口にはノズル型インサートが受け入れられる。インサートのうちの少なくともいくつかは、ガスが流れることができる少なくとも１つの開口を有することができ、ノズルインサートは、１つ又は複数の所定のパターンでマニフォールドから離れてターゲットに向かうように、分割されたガス流を集合的に方向付けることができる。【選択図】図３Ａ
2017508251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電キャリアを電荷中和ターゲットに送達する直線状のイオン化バーであって、
少なくとも１つの軸方向に延びる直線状のイオンエミッターであって、該直線状のイオンエミッターは、イオン化電圧の受け取りに応じて長手方向に沿って電荷キャリアのイオン雲を形成し、該イオン雲は外縁境界を有するプラズマ領域を含む、直線状のイオンエミッターと、
非イオン化電圧の受け取りに応じて前記イオン雲内に非イオン化電界をもたらす基準電極であって、該非イオン化電界は、前記プラズマ領域から離れるように電荷キャリアを移動させる、基準電極と、
供給源からガスを受け入れるガスフローマニフォールドと、を備えており、
前記ガスフローマニフォールドは複数のマニフォールド開口を有し、前記マニフォールド開口には複数のインサートが受け入れられ、前記インサートのうちの少なくともいくつかは、前記ガスが前記マニフォールドから出る際に通ることができる少なくとも１つのノズル開口を有し、それにより、構成変更可能なイオン化ガスフローパターンで前記直線状のイオンエミッターから離れて前記電荷中和ターゲットに向かうようにイオンを方向付ける、
直線状のイオン化バー。
【請求項２】
前記インサートのうちのいくつかは、取り外し可能であるとともに、前記ガスが流れることができる１つのノズル開口を画定し、前記インサートのうちのいくつかは、前記ガスが流れることができるノズル開口を画定しない、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項３】
前記ノズルインサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる２つの偏心ノズル開口を画定し、前記少なくとも１つのインサートは少なくとも概ね円形の外縁を有し、前記少なくとも１つのインサートは、該少なくとも１つのインサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられて、前記直線状のイオンエミッターに対する前記２つのノズル開口の位置を変更することができる、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項４】
前記マニフォールドは、前記開口を画定するプレートを更に備え、前記インサートは、前記開口を画定するプレートを形成する材料よりも低い弾性率を有する材料で形成され、前記マニフォールド内のガス圧が前記インサートを変形させることにより、前記インサートと、前記インサートを受け入れる前記開口を画定するプレートとの接合部をシールする、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項５】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは少なくとも概ね円形の外縁を有し、前記インサートは該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられて、前記直線状のイオンエミッターに対する前記ノズル開口の位置を変更することができる、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項６】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられ、前記直線状のイオンエミッターに対する前記ノズル開口の位置を変更し、ガスフローを前記イオン雲に接するように方向付けることができる、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項７】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは、該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において、有限数の非連続的な角度オフセット位置間で回転させられて、前記直線状のイオンエミッターに対する前記ノズル開口の位置を変更することができる、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項８】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができるノズル開口を画定し、前記ノズルは、入口端部から反対側の出口端部まで内方にテーパー状になっている、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項９】
前記マニフォールド開口のうちの少なくとも１つは軸を規定し、前記マニフォールド開口に受け入れられる前記インサートは、前記マニフォールド開口の軸に対して傾斜するノズル開口を有する、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項１０】
前記インサートは一体に形成され、前記マニフォールド開口の軸に対する前記ノズル開口の方向を示す視覚表示を更に有する、請求項９に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項１１】
前記マニフォールド開口のうちの少なくとも１つは軸を規定し、前記マニフォールド開口に受け入れられる前記インサートは、前記マニフォールド開口の軸に対して傾斜するノズル開口を有し、前記ノズル開口は出口端部を有し、前記インサートは、前記ノズルの前記出口端部を囲むとともに前記出口端部に対して垂直な平面を更に有する、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項１２】
前記インサートは、前記イオン化ガスフローパターンが再構成可能であるように取り外し可能である、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項１３】
荷電キャリアを電荷中和ターゲットに送達する再構成可能なイオン化バーであって、
イオン化電圧の印加に応じて電荷キャリアのイオン雲を形成する少なくとも１つのイオンエミッターと、
非イオン化電圧の印加に応じて前記イオン雲内に非イオン化電界をもたらす基準電極であって、前記非イオン化電界は、前記イオンエミッターから離れるようにイオンを移動させる、基準電極と、
加圧ガスを受け入れるマニフォールドと、を備えており、
前記マニフォールドは複数のマニフォールド開口を有し、前記マニフォールド開口には複数の取り外し可能なインサートが選択的に受け入れられ、前記インサートのうちの少なくともいくつかは、ガスが流れることができる少なくとも１つのノズル開口を有し、前記複数のインサートは、再構成可能なイオン化ガスフローパターンで前記直線状のイオンエミッターから離れて前記電荷中和ターゲットに向かうようにイオンを方向付けるよう集合的に構成されている、
再構成可能なイオン化バー。
【請求項１４】
前記インサートのうちのいくつかは、複数のガス流のうちの１つが流れることができる１つの偏心ノズル開口をそれぞれ画定し、前記インサートのうちのいくつかは、ガスが流れることができるノズル開口を画定しない、請求項１３に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１５】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、少なくとも概ね円形の外縁を有するとともに、複数のガス流のうちの２つが流れることができる２つの偏心ノズル開口を画定し、前記少なくとも１つのインサートは、該少なくとも１つのインサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられて、前記イオンエミッターに対する、前記ノズル開口から出る前記複数のガス流の位置を変更することができる、請求項１３に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１６】
前記インサートは、前記開口を画定するプレートを形成する材料よりも低い弾性率を有する材料で形成され、前記マニフォールド内のガス圧が前記インサートを変形させることにより、前記インサートと、前記インサートを受け入れる前記開口を画定するプレートとの接合部をシールする、請求項１３に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１７】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、複数のガス流のうちの１つが流れることができる１つの偏心ノズル開口を画定するとともに、少なくとも概ね円形の外縁を有し、前記インサートは、該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内で回転させられ、前記イオンエミッターに対する前記複数のガス流の位置を変更することができる、請求項１３に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１８】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、複数のガス流のうちの１つが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは、該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられて、前記イオンエミッターに対する、前記ノズルから出る前記ガス流の位置を変更し、ガスフローを前記イオン雲に接するように方向付けることができる、請求項１３に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１９】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは、該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において、該インサートを有限数の非連続的な角度オフセット位置間で回転させ、前記イオンエミッターに対する、前記ノズルから出る前記ガス流の位置を変更することができる、請求項１３に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項２０】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができるノズル開口を画定し、前記ノズルは、入口端部から反対側の出口端部まで内方にテーパー状になっている、請求項１３に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項２１】
前記マニフォールド開口のうちの少なくとも１つは軸を規定し、前記マニフォールド開口に受け入れられる前記インサートは、前記マニフォールド開口の軸に対して傾斜するノズル開口を有する、請求項１３に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項２２】
前記インサートは一体に形成され、前記マニフォールド開口の軸に対する前記ノズル開口の方向を示す視覚表示を更に備える、請求項２１に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項２３】
前記マニフォールド開口のうちの少なくとも１つは軸を規定し、前記マニフォールド開口に受け入れられる前記インサートは、前記マニフォールド開口の軸に対して傾斜するノズル開口を有し、前記ノズルは出口端部を有し、前記インサートは、前記ノズルの前記出口端部を囲むとともに前記出口端部に対して垂直な平面を更に有する、請求項１３に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項２４】
供給源からガスを受け入れるとともに、直線状のイオンエミッターを通過するよう前記ガスを方向付けるタイプのマニフォールドから出るガスフローのパターンを変更し、電荷キャリアを前記エミッターから電荷中和ターゲットに向かって移動させる方法であって、前記マニフォールドは複数のマニフォールド開口を有し、前記マニフォールド開口には複数のインサートが受け入れられ、前記インサートのうちの少なくともいくつかは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を有し、前記複数のインサートは再構成可能なパターンで集合的に構成され、
該方法は、前記直線状のイオンエミッターに対する前記ノズルの位置を変更するために、前記ノズルインサートのうちの少なくとも１つを受け入れている前記マニフォールド開口から該少なくとも１つのノズルインサートを取り外すことなく前記インサートを回転させることから本質的に成る、方法。
【請求項２５】
供給源からガスを受け入れるとともに、直線状のイオンエミッターを通過するよう前記ガスを方向付けるタイプのマニフォールドから出るガスフローのパターンを変更し、電荷キャリアを前記エミッターから電荷中和ターゲットに向かって移動させる方法であって、前記マニフォールドは複数のマニフォールド開口を有し、前記マニフォールド開口には複数のインサートが受け入れられ、前記インサートのうちの少なくともいくつかは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つのノズル開口を有し、前記複数のインサートは再構成可能なパターンで集合的に構成され、
該方法は、前記マニフォールドのインサートパターンを変更するために、前記インサートのうちの少なくとも１つを受け入れている前記マニフォールド開口から該少なくとも１つのインサートを取り外して、該少なくとも１つのインサートが取り外された前記マニフォールド開口に別のインサートを挿入することから本質的に成る、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスフローを用いて荷電キャリアをターゲットに方向付ける、線形イオン化バー並びに他のコロナ放電に基づいたイオン化システム、プロセス、及び装置に関する。本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）産業用途において特に有用である（がこれに限定されない）。したがって、本発明の包括的な目的は、そのような特徴の新規のシステム、方法、及び装置を提供することである。
【背景技術】
【０００２】
従来の静電気中和システムは通常、（１）一群の尖ったエミッター及び非イオン化基準電極（複数の場合もある）を有するバー型イオン化セルと、（２）各イオンエミッターを包囲する一群のジェット型ノズルを有するとともにガスチャネルに接続されている清浄ガス供給システムと、（３）イオン化セルに接続されているＡＣ高圧電源又はパルスＡＣ高圧電源を有する制御システムとから構成される。
【０００３】
電荷中和は、比較的近い距離かつ急速なスループット率での大型荷電物体の中和を伴う場合がある。例えば、３０００ｍｍを超える長さ及び幅を有するガラスパネルの前面及び後面は、電荷中和される必要がある場合があり、この場合、イオン化バー（複数の場合もある）とディスプレイパネルとの間の距離は通常、５０ｍｍ〜１００ｍｍから最高１０００ｍｍ以上の範囲にあり、この場合、ディスプレイパネルは、ロボットシステムを用いて高速で移送される。
【０００４】
上述したタイプの従来の電荷中和用イオン化バーの使用は、ＦＰＤ産業の電荷中和に関する上述の厳しい要件を満たすにはいくつかの欠陥／欠点／限界を呈する。これらの欠陥は、
動作中の清浄乾燥空気（ＣＤＡ）又は窒素ガスの高い消費量のコストを含む、従来のイオン化セルを作動及び維持させるための高いコストと、
より高品質の高分解能フラットパネルディスプレイはイオンエミッター（複数の場合もある）からの粒子発出をほとんど又は全く必要としない（０．１ミクロン超の粒子は少なくとも存在しない）ことから、イオン化ガス流の不十分な清浄度と、
ディスプレイパネルのスループット率は、従来得られた電荷中和効率よりも高い電荷中和効率を要することから、許容できないほど長い静電荷の放電時間と、
を含む場合がある。
【０００５】
線形イオナイザー（エミッター（複数の場合もある）／電極（複数の場合もある）としての細長いワイヤー（複数の場合もある）を備えるイオン化セル）を有する電荷中和用バーは、（１）「Corona Discharge Neutralizing Apparatus」と題する米国特許第７，３３９，７７８号、（２）「Clean Corona Gas Ionization For Static Charge Neutralization（静電荷中和用の清浄なコロナガス電離）」と題する米国特許第８，０４８，２００号、及び、（３）特許文献１において提案されている。２００８年３月４日に発行された「Corona Discharge Static Neutralizing Apparatus」と題する米国特許第７，３３９，７７８号は、その全体を引用することにより本明細書の一部をなす。２０１１年１１月１日に発行された「Clean Corona Gas Ionization For Static Charge Neutralization（静電荷中和用の清浄なコロナガス電離）」と題する米国特許第８，０４８，２００号も、その全体を引用することにより本明細書の一部をなす。ワイヤーエミッターを有する更なるイオン化バーが、以下の製品名、ｓｔａｎｄａｒｄ  ｓｅｒｉｅｓ  ｉｏｎｉｚｅｒｓ及び／又はＳＥＲ  ｓｅｒｉｅｓ  ｉｏｎｉｚｉｎｇ  ｔｕｂｅｓを用いて、AB Liros Electronic社（スウェーデン王国マルメ所在）及び／又はLiros Electronic社（ドイツ連邦共和国ハンブルク所在）によって現在生産されている。
【０００６】
伸張ワイヤーエミッターであるイオナイザー（直線状のイオナイザー）の使用によって直面する一般的な問題は、２０１２年４月３日に提出された、「MULTI-SECTIONAL LINEAR IONIZING BAR AND IONIZATION CELL（複数部分構成の直線状のイオン化バー及びイオン化セル）」と題する特許文献２（現在の米国特許第８，４９２，７３３号）に提示されている種々の革新的な発明によって解決されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１３８１４９号
【特許文献２】米国特許出願第１３／４３８５３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、機能性を更に改善する更なる改良が依然として可能であり、かつ求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ここに開示される本発明は、上述の問題及び他の問題を解決することが可能な直線状のイオン化バー設計についての新規のアプローチを提案する。１つの形態において、本発明は、荷電キャリアを再構成可能なパターンで荷電ターゲットに向かって移動させるように構成変更可能なノズルを備える直線状のイオン化バーを提供することにより、上述の需要を満たし、関連技術の上述の欠点及び他の欠点を克服する。バーは、イオン化電圧の提供に応じて電荷キャリアのイオン雲を形成する直線状のイオンエミッターと、非イオン化電圧の提供に応じて非イオン化電界をもたらす基準電極と、供給源からガスを受け入れるとともに、直線状のイオンエミッターを通過するよう、そのガスを方向付けるマニフォールドとを備えることができる。マニフォールドは複数のマニフォールド開口を有することができ、それらの開口にはノズル型インサートを受け入れることができる。インサートのうちの少なくともいくつかは、ガスが流れることができる少なくとも１つのノズル開口を有し、これらの複数のインサートは、再構成可能なイオン化ガスフローパターンで直線状のイオンエミッターから離れて電荷中和ターゲットに向かうようにイオンを方向付けるよう集合的に構成される。
【００１０】
ノズルインサートはそれぞれ様々に、ノズル開口を画定しなくてもよいし、ガスが流れることができる１つの中央ノズル開口を画定、１つの偏心ノズル開口を画定、及び／又は複数の偏心ノズル開口を画定してもよい。インサートを取り外して置換することにより、ガスフローパターンを再構成することもできるし、代替的には、偏心インサートを受け入れているマニフォールド開口内においてその偏心インサートを回転させ、それにより、直線状のイオンエミッターに対するノズル開口（複数の場合もある）の位置を変更することもできる。ノズルインサートは、所定位置に永久的に固定されないことが好ましいが、マニフォールド内のガス圧によって、ノズルインサートを受け入れるマニフォールド開口に（シールするように）押し込むことができる変形可能な材料で作製されることが好ましい。特に好ましい形態において、ガスインサートは、入口端部から反対側の出口端部まで内方にテーパー状になっている、少なくとも１つのガスノズル開口をそれぞれ画定することができる。必要に応じて、いくつかのインサートを受け入れているマニフォールド開口内において、それらのインサートを有限数の非連続的な角度オフセット位置間で回転させ、それにより、直線状のイオンエミッターに対する開口／オリフィスの位置を変更することもできる。イオン化バーのノズルインサートのうちの少なくともいくつかは、開口のうちのいくつかから選択的に取り外して、開口のうちのいくつかに選択的に再挿入し、それにより、マニフォールドから荷電ターゲットに向かうように方向付けられるガスのパターンを集合的に変更することができる。必要に応じて、インサートは、そのインサートを受け入れるマニフォールド開口の軸に対して傾斜する少なくとも１つの開口をそれぞれ有することができる。
【００１１】
本発明に係るいくつかの方法では、ノズルインサートのうちの少なくとも１つを受け入れている開口からそのインサートを取り外すことなく、そのインサートを回転させることにより、上述したタイプのマニフォールドから出るガスフローのパターンを変更することが企図され得る。このようにインサート（複数の場合もある）を回転させることにより、直線状のイオンエミッターに対するインサートノズル（複数の場合もある）の位置が変更される。
【００１２】
本発明に係る他の方法では、ノズルインサートのうちの少なくとも１つを受け入れている開口からそのインサートを取り外して、その少なくとも１つのインサートが取り外された開口内に別のインサートを配置することにより、上述したタイプのマニフォールドから出るガスフローのパターンを変更することが企図され得る。したがって、インサートの置換は、マニフォールドから離れてターゲットに向かうように方向付けられるガスのパターンを変更するための１つの代替的な方法である。
【００１３】
当然ながら、本発明の上述の方法は、本発明の上述の装置とともに用いられるように特によく適合されている。同様に、本発明の装置実施形態は、上述した本発明の方法を実行するのに非常に適している。これらの実施形態の全ては、直線状のイオナイザーのコロナ放電分野において今までは可能でなかった効率、柔軟性、及び経済性の最適な組合せを提供する。
【００１４】
本発明の多くの他の利点及び特徴は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、特許請求の範囲から、また添付の図面から、当業者には明らかとなるであろう。
【００１５】
同様の符号が同様のステップ及び／又は構造を表す添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を以下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る本発明の直線状のイオン化バーの部分図である。
【図２】図１のイオン化バーの部分底面図である。
【図３Ａ】本発明に係るノズルインサートの設置及び取り外しを示す図である。
【図３Ｂ】本発明に係る代替的なノズルインサート設計を示す図である。
【図３Ｃ】本発明に係る（ノズル、オリフィス、及び／又はガスチャネルを有しない）中実なインサート／プラグ設計を示す図である。
【図３Ｄ】本発明に係る別の代替的なノズル型インサート設計を示す図である。
【図３Ｅ】本発明に係る別の代替的なノズル型インサート設計を示す図である。
【図３Ｆ】本発明に係る別の代替的なノズル型インサート設計を示す図である。
【図３Ｇ】本発明に係る別の代替的なノズル型インサート設計を示す図である。
【図３Ｈ】本発明に係る別の代替的なノズル型インサート設計を示す図である。
【図３Ｉ】本発明に係る別の代替的なノズル型インサート設計を示す図である。
【図３Ｊ】本発明に係る別の代替的なノズル型インサート設計を示す図である。
【図３Ｋ】本発明に係る別の代替的なノズル型インサート設計を示す図である。
【図４Ａ】１つの代替的なガス放出パターンに構成されている好ましいイオン化バーの代表的な断面図である。
【図４Ｂ】１つの代替的なガス放出パターンに構成されている好ましいイオン化バーの代表的な断面図である。
【図４Ｃ】１つの代替的なガス放出パターンに構成されている好ましいイオン化バーの代表的な断面図である。
【図４Ｄ】更なる１つの代替的なガス放出パターンに構成されている好ましいイオン化バーの代表的な断面図である。
【図４Ｅ】更なる１つの代替的なガス放出パターンに構成されている好ましいイオン化バーの代表的な断面図である。
【図４Ｆ】更なる１つの代替的なガス放出パターンに構成されている好ましいイオン化バーの代表的な断面図である。
【図５】目標物を効率的に中和するように適合されているイオン化バーガス放出パターンに関して、この中和される目標物における電荷密度分布を示す図である。
【図６】本発明に係る偏心シングルノズルインサートの設置及び取り外しを示す図である。
【図６Ａ】図６の偏心ノズルインサートの斜視図である。
【図７】本発明に係る偏心デュアルノズルインサートの設置及び取り外しを示す図である。
【図７Ａ】図７の偏心デュアルノズルインサートの斜視図である。
【図７Ｂ】非円形の偏心デュアルノズルインサートの斜視図である。
【図８】１つの代表的なガス放出パターンに構成されている好ましい代替的なイオン化バーの断面図である。
【図９】１つの代表的なガス放出パターンに構成されている好ましい代替的なイオン化バーの断面図である。
【図９Ａ】１つの代表的なガス放出パターンに構成されている好ましい代替的なイオン化バーの断面図である。
【図１０】種々の条件下でシングルノズルインサートを用いたときの放電効率を示すチャートである。
【図１１】種々の条件下でデュアルノズルインサートを用いたときの放電効率を示すチャートである。
【図１２】種々の条件下でシングルノズルインサート及びデュアルノズルインサートを用いたときの放電効率を比較するチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２を主に参照すると、本発明のイオン化バー１０’は、少なくとも３つの主要な要素、すなわち、少なくとも１つの軸方向に延びる直線状のイオンエミッター２０を備える少なくとも１つのイオン化セル１６であって、直線状のイオンエミッター２０は、長手方向に沿ってイオンプラズマ領域（すなわちイオン雲）２２を形成する、イオン化セル１６と、供給源からガスを受け入れるとともに、（再）構成可能な所定のパターンで直線状のイオンエミッター（複数の場合もある）２０を通過するよう上記ガスを放出するマニフォールド２４と、必要に応じて制御システム（図示せず）を用いて、好適な電源からイオン化電圧（複数の場合もある）を受け、そのイオン化電圧を直線状のイオンエミッター（複数の場合もある）２０に出力し、それにより外縁境界を有するイオンプラズマ領域２２を形成する手段２０ａとを備えることが好ましい。マルチセル実施形態では、バー１０の各イオン化セル１６は、少なくとも１つの直線状の、例えばワイヤー型のコロナ放電イオンエミッター／電極２０と、少なくとも１つの非イオン化基準電極３２ａ及び３２ｂと、図示のように電極３２ａ及び３２ｂの間に配置される、マニフォールドプレート２４ａを貫通するアレー状に設けられた（多数／複数の）マニフォールド開口２７とを備えることができる。開口２７は、各イオン化セル１６の底板を貫通するが、そのセルを通るガスフロー（特に開口２７から離れるガスフロー）に影響／作用をほとんど与えないか又は与えないように十分大きい、より大きい開口部３１と位置合わせされることが好ましい。マニフォールド開口２７のそれぞれは円形とすることができ、そうである場合、約１／３２インチ〜約５／３２インチの開口直径を有することができ、インサート２９０、２９２、及び／又は２９４を受け入れることが可能とすることができる。開口直径は、約０．０５８インチ〜約０．０５９インチが最も好ましい。
【００１８】
ここで図３Ａ〜図３Ｃに主に焦点を当てると、インサート２９０及び／又は２９４は、インサート２９０及び／又は２９４を貫通する（好ましくはテーパー状の）ノズル開口２３によってノズル状にされることが好ましく、各ノズル型インサートは、高速の空気／ガスジェット２８をもたらし、それにより、「コアンダ」効果によって周囲空気Ａを同伴することができる。各ノズル開口は、（直径約０．０３インチ〜約０．５インチの）より広い入口端部２３ａと、直径約０．００９８インチ〜約０．０１６インチの反対側の出口端部２３ｂ（この場合、約０．０１３５インチが最も好ましい）とを有することができる。マニフォールド開口２７は、レーザーによって切断するか、サンドブラスト加工するか、マニフォールドプレート２４ａに成形するか、及び／又は水ジェットによって切断することによって形成することができる。また一方で、マニフォールド開口２７は、従来的な穴あけ技術によって形成してもよい。これらの開口は比較的大きいサイズであるので、非常に小さい穴を開けることに関する難題（例えば、バリ及び削り屑の除去）は生じない。
【００１９】
対照的に、インサート２９０及び／又は２９２のノズル開口２３は、ドリル加工されるのではなく、レーザーによる切断、サンドブラスト加工、水ジェットによる切断、及び／又は従来的な成形技術によって形成することができる。インサート２９０、２９２、及び／又は２９４は、マニフォールドプレート２４ａが形成される材料（例えば、ＡＢＳプラスチック）よりも低密度であるとともに大幅に柔らかい種々のプラスチック材料から成形することができる。例えば、本明細書で論じる全てのインサートは、比較的低いヤング率すなわち弾性率を有する「ＬＤＰＥ」（低密度ポリエチレン）（ＡＢＳプラスチックの通常のヤング率（約１．４ＧＰａ〜約３．１ＧＰａ）よりも大幅に低い、約０．０１ＧＰａ〜約０．５ＧＰａの範囲）で一体に形成することができる。インサートノズルは、僅かにより小さいマニフォールド開口２７にぴったりと嵌入するように、約０．０６インチの外径を有することが好ましい。これにより、或る程度のノズルの変形（例えば、狭窄／圧縮）が生じるが、ノズル開口２３の出口端部はそのような力を受けない。このことは、出口端部は、実際上変形せずに所望の寸法のままであることを意味する。さらに、ノズル開口が入口端部（マニフォールドの内部に開口する）からテーパー状になっていることにより、多少のノズルの変形はガス放出に明らかな影響を与えないことを保証するのも助ける。図３Ｂに最もよく示されるように、インサート２９２及び２９４は、いくらか細長く、様々な厚さのマニフォールド２４ａにぴったりと係合することができるように、必要に応じて複数の「段部」を含む形状を有する。全体を通して論じるタイプのノズル開口は、断面で見た場合、湾曲する側壁、直線状かつ傾斜する側壁か、又は直線状かつ平行な側壁を有することができる。使用時、マニフォールド開口２７の軸は、ノズル開口２３の軸と一致することが好ましい。
【００２０】
ここで図３Ｄ〜図３Ｋに主に焦点を当てると、インサート２９３、２９３’、２９３’’、及び２９５は、そのインサートを貫通する（好ましくはテーパー状の）開口２３’によってノズル状にされることが好ましい。上述したインサートと同様に、これらのノズル型インサートのそれぞれは、高速の空気／ガスジェットをもたらし、それにより、「コアンダ」効果によって周囲空気Ａを同伴することができる。各ノズル開口２３’は、（直径約０．０３インチ〜約０．５インチの）より広い入口端部２３ａ’と、直径約０．００９８インチ〜約０．０１６インチの反対側の出口端部２３ｂ’（この場合、約０．０１３５インチが最も好ましい）とを有することができる。マニフォールド開口２７にはインサート２９３、２９３’、２９３’’、及び２９５が受け入れられることが好ましく、ノズル開口２３’は、レーザーによる切断、サンドブラスト加工、水ジェットによる切断、及び／又は従来的な成形技術によって形成することができる。インサート２９３、２９３’、２９３’’、及び２９５は、マニフォールドプレート２４ａが形成される材料（例えば、ＡＢＳプラスチック）よりも低密度であるとともに大幅に柔らかい種々のプラスチック材料から成形することができる。例えば、本明細書で論じるインサートは、比較的低いヤング率すなわち弾性率を有する「ＬＤＰＥ」（低密度ポリエチレン）（ＡＢＳプラスチックの通常のヤング率（約１．４ＧＰａ〜約３．１ＧＰａ）よりも大幅に低い、約０．０１ＧＰａ〜約０．５ＧＰａの範囲）で一体に形成することができる。インサートノズルは、僅かにより小さいマニフォールド開口２７にぴったりと嵌入するように、約０．０６３インチの外径を有することが好ましい。これにより、或る程度のノズルの変形（例えば、狭窄／圧縮）が生じるが、ノズル開口２３’の出口端部はそのような力を受けない。このことは、出口端部は、実際上変形せずに所望の寸法のままであることを意味する。さらに、ノズル開口が入口端部（マニフォールドの内部に開口する）からテーパー状になっていることにより、多少のノズルの変形はガス放出に明らかな影響を与えないことを保証するのも助ける。全体を通して論じるタイプのノズル開口は、断面で見た場合、湾曲する側壁、直線状かつ傾斜する側壁か、又は直線状かつ平行な側壁を有することができる。
【００２１】
ここで図３Ｄ及び図３Ｅを参照すると、インサート２９３が、それぞれ断面図及び斜視図で示されている。インサート２９３は、上述したインサート２９０及び２９２と略同じように機能するが、ただし、インサート２９３は、（１）マニフォールド開口の軸に対してΘだけ傾斜するノズル開口２３’と、（２）開口の出口端部２３ｂ’を囲むとともに出口端部２３ｂ’に対して垂直な平面と、（３）マニフォールド開口の軸に対するノズル開口の方向Θを示す視覚表示２９７とを有することが好ましい。ノズル開口の角度Θは、好ましくはマニフォールド開口の軸に対して約５度〜２０度であり、最も好ましくは約１０度である。インサート２９３は、インサート２９０又は２９２のうちの一方の代替物としての使用を含む様々な方法で使用して、マニフォールドプレート２４ａからのガスのスプレーパターンの範囲をより広くすることができる。これにより、ひいては、非常に近くにある及び／又は広い目標物のイオン化を可能にすることができる。表示２９７は、熟練していない／半熟練の作業者による設置を簡単にするようにノズル開口の角度の方向を示す、成形された矢印であることが好ましい。図４Ｄにおいて、通常動作中のインサート２９３が示されている。
【００２２】
図３Ｆ及び図３Ｇを参照すると、インサート２９３’がインサート２９３と構造的及び機能的に略同様であることが当業者には容易に理解される。しかしながら、インサート２９３’は、反対の角度Θを呈しており、マニフォールドからのガスのスプレーパターンをより狭くするようにすることを含む複数の方法で使用することができる。これにより、ひいては、目標物の限られた部分のより強力なイオン化を可能にすることができる。図４Ｅにおいて、通常動作中のインサート２９３’が示されている。
【００２３】
図３Ｈ及び図３Ｉを参照すると、インサート２９３’’が、インサート２９３’と構造的及び機能的に略同様であることが当業者には容易に理解される。
【００２４】
図３Ｊ及び図３Ｋを参照すると、インサート２９５が、上述したタイプの外側に向いて傾斜するノズル開口を有する１対のインサートと構造的及び機能的に略同様であることが当業者には容易に理解される。しかしながら、インサート２９５は、一体に形成されることが好ましく、略楕円形の本体を有することができる。図４Ｆにおいて、通常動作中のインサート２９５が示されている。
【００２５】
再び図１及び図２を主に参照すると、本発明によってもたらされる柔軟性により、イオナイザー１０’の開口２７は、マニフォールドプレート２４ａの長さ全体に様々な方法で配置することができ、インサートは、当業者による設計選択上望ましいように開口２７内に配置することができることが示されている。例えば、開口２７は、直線状のイオナイザー２０又は直線状のイオナイザー２０によって規定される軸に対して少なくとも実質的に平行に（図４Ａ〜図４Ｆ、図８、並びに図９及び図９Ａに示す図の平面に対して奥行き方向に）測定すると、約１５ミリメートル〜約７５ミリメートル（この場合、約５０ミリメートルが最も好ましい）の距離だけ互いから均一に離間することができる。また、この例示的な形態に示すように、必要に応じて、貫通する開口を有しないインサート／プラグ２９４によって、直線状のイオナイザー２０の横方向両側でマニフォールド開口を１つ置きに塞いでもよい。図２は、イオン化バーの末端部において電荷中和をブーストするように設計されるイオナイザー実施形態を示している。したがって、この場合、バー１０’の左端部付近では１対のノズル型インサートが用いられる。
【００２６】
図４Ａ〜図４Ｆは、イオナイザーバー１０’の断面図において、空気／ガス流２８／２８’とイオンプラズマ領域との代表的な関係を概念的に示している。詳細には、図４Ａは、バー１０’内での、有利に位置決めされている２つのインサート２９０からの所定の空気／ガスフローパターン２８と、イオン雲２２の位置とを概略的に示している。図示のように、ノズルインサート２９０のうちの一方は、清浄なガスをプラズマ領域２２の外側で電荷中和目標物ＴＯに向かって方向付け、他方のノズルインサート２９０は、清浄なガスをプラズマ領域２２に通過させて電荷中和目標物ＴＯに向かって方向付ける。詳細には、図４Ａは、インサートを２つの位置に配置することによって電荷中和を改善することを目標とするインサートのパターンを示している。すなわち、一方のインサートは、ワイヤーエミッター電極により生成されるイオン雲に近い空間にガス（ＣＤＡ）を吹き付け、第２のインサートは、イオン雲の外側の、右側のグリル及び／又は左側のグリルに近い空間にガス（ＣＤＡ）を吹き付ける。インサートノズルの直径及び高さは、種々のノズルインサートによって様々としてもよい。エミッター２０から離間するインサートは、（同様に周囲空気Ａを同伴することによりマニフォールドから）追加のガスフロー（ＣＤＡ）を提供して、イオンの収穫及びターゲットエリア／物体への送達を助けることができる。図４Ｂは、イオン化バー１０’を用いた、望ましい場合がある別の所定の空気／ガスフローパターンを概略的に示している。この構成では、インサート２９０の双方が、清浄なガスをプラズマ領域２２の外側で電荷中和目標物ＴＯに向かって方向付ける。図４Ｃは、図４Ｂに示すノズルインサート２９０のうちの一方に対する代替物である非ノズル型インサート／プラグ２９４を概略的に示している。イオン化バーは他の点では同一である。本発明に係る種々のインサートは、比較的柔らかい／柔軟性があるので、図４Ｂのバーから図４Ｃのバーへの変更は、本質的に、１つのマニフォールド開口２７からインサート２９０のうちの一方を取り外して、インサート／プラグ２９４を（ここで空になっている）マニフォールド開口２７に挿入し、それによりマニフォールドのインサートパターンを変更することからなる。
【００２７】
図４Ｄ及び図４Ｅは、それぞれノズルレスインサート２９４を含むことから、図４Ｃのものと略同様である所定の空気／ガスフローパターン２８’を概略的に示している。図４Ｄに示すように、ノズル型インサート２９３は、電荷中和目標物ＴＯに向かって、好ましくはマニフォールド開口の軸から５度〜２０度の量Θだけプラズマ領域２２から離れるように傾斜するよう清浄なガスを方向付ける。詳細には、図４Ｄは、インサートのノズル開口を傾斜させることによって、目標物ＴＯの左側での電荷中和を改善することを目標とするインサートのパターンを示している。この効果を向上させるために、右側のグリル及び／又は左側のグリルを従来的な方法で配置し直してもよく、結果として、周囲空気Ａの同伴を変化させることができる。図４Ｅは、イオン化バー１０’を用いた、望ましい場合がある別の所定の空気／ガスフローパターンを概略的に示している。この構成では、インサート２９３’は、プラズマ領域２２に向かって、インサートのノズル開口を傾斜させることによって角度Θだけ目標物ＴＯの右側の方へ清浄なガスを方向付ける。当然ながら、プラグ２９４が（傾斜付きか否かに関わらず）シングルノズルインサートによって置換される場合、イオンの収穫及びターゲットエリア／物体への送達を助ける（同様に周囲空気を同伴することによる）（マニフォールドからの）追加のガスフロー（ＣＤＡ）を提供することができる。このような構成は、本明細書に含まれる本発明の開示に鑑みて当業者の技能の範囲内にある。図４Ｆは、二重傾斜ノズルインサート２９５の使用を概略的に示しており、これは目標物ＴＯへのイオン送達のための広範囲のＣＤＡスプレーパターンをもたらす。この性質のスプレーパターンは、非常に近くにある及び／又は広い目標物ＴＯにイオンを送達するのに特に有用である。ここでも、イオン化バーグリルのうちのいくつか又は全てを変更／除去することにより、更なる変更形態を達成することができ、これは当業者の技能の範囲内にある。
【００２８】
図５を参照すると、本発明に係るイオン送達によって中和される電荷中和目標物における電荷密度を示すチャートが示されている。このような状況は、縁部に近いエリアにおいて最大の電荷密度を有するとともに中央において最小の電荷密度を有し得る、プラスチックフィルム又はガラスシートにおいて一般に生じる。また、図５では、荷電目標物を最大限効果的に中和するように構成される本発明のイオナイザーの概略底面図が示されている。詳細には、ノズルインサート２９０及び非ノズルインサート（プラグを黒色で示す）２９４のこのパターンは、荷電目標物がイオンを最も必要とする場所にイオンを供給するように設計されている。当然ながら、インサート２９０及び２９４は、非常に多様な用途において最適な結果をもたらすように、開口２７のうちのいずれにおいて取り外して配置し直してもよい。さらに、要望に応じて、傾斜ノズル開口インサート２９３、２９３’、及び／又は２９３’’を用いて他のスプレーパターンを達成してもよい。
【００２９】
図示のように、図６〜図９Ａの好ましい代替的な装置実施形態は、拡径ノズルインサート２９６、２９８を使用する。拡径ノズルインサート２９６、２９８は、（中心軸に対する）偏心ノズル２３を有し、イオナイザー１０’’のマニフォールドプレート２４ａ’の拡径開口２７’内に配置される。前述した装置と同様に、マニフォールド開口２７’のそれぞれは円形とすることができ、そうである場合、約０．１３インチ〜約０．３８インチの開口直径を有することができ、インサート２９６、２９８を受け入れることが可能とすることができる。円形の開口の直径は、約０．１３インチ〜約０．２インチが最も好ましい。インサート２９６、２９８はノズル開口を有することが好ましく、テーパー状のノズル２３がインサート２９６、２９８を貫通する。図７Ｂの変形形態２９８’では、インサート２９８’及びマニフォールド開口２７’の断面は非円形とし、したがって回転を阻止することができる。各ノズル開口は、より広い入口端部２３ａと、反対側の出口端部２３ｂとを有することができる。マニフォールド開口２７’は、レーザーによる切断、サンドブラスト加工、マニフォールドプレート２４ａ’への成形、及び／又は水ジェットによる切断によって形成することができる。また一方で、マニフォールド開口２７’は、従来的な穴あけ技術によって形成してもよい。これらの開口は比較的大きいサイズであるので、非常に小さい穴を開けることに関する難題（例えば、バリ及び削り屑の除去）は生じない。
【００３０】
対照的に、インサート２９６、２９８、及び／又は２９８’のノズル開口２３は、ドリル加工されるのではなく、レーザーによる切断、サンドブラスト加工、水ジェットによる切断、及び／又は従来的な成形技術によって形成することができる。インサート２９６、２９８、及び／又は２９８’は、マニフォールドプレート２４ａ’が形成される材料（例えば、ＡＢＳプラスチック）よりも低密度であるとともに大幅に柔らかい種々のプラスチック材料から成形することができる。例えば、本明細書で論じる全てのインサートは、比較的低いヤング率すなわち弾性率を有する「ＬＤＰＥ」（低密度ポリエチレン）（ＡＢＳプラスチックの通常のヤング率（約１．４ＧＰａ〜約３．１ＧＰａ）よりも大幅に低い、約０．０１ＧＰａ〜約０．５ＧＰａの範囲）で形成することができる。円形のインサート２９６及び／又は２９８は、僅かにより小さいマニフォールド開口２７’にぴったりと嵌入するように、約０．１３インチ〜約０．２５インチの外径を有することが好ましい。これにより、或る程度のノズルの変形（例えば、狭窄／圧縮）が生じるが、ノズル開口２３の出口端部２３ｂはそのような力を受けない。このことは、出口端部は、実際上変形せずに所望の寸法のままであることを意味する。図示しないが、ノズル開口２３は、所望に応じてマニフォールド開口２７’に対してΘだけ傾斜してもよい。
【００３１】
当業者による設計選択上、イオナイザー１０’’の開口２７’を要望に応じてマニフォールドプレート２４ａ’中に配置することができ、インサート２９６、２９８、２９８’及び／又は非穿孔インサート（プラグ）をその内部に配置することができる。図８〜図９Ａは、イオナイザーバー１０’’の断面図において、空気／ガス流２８とイオンプラズマ領域２２との代表的な関係を概念的に示している。これらの図全体を通して、インサート２９６及び２９８の上面視破線イメージは、様々なスプレーパターン２８を達成するインサートの働きを例示するように示されている。破線で示すインサートは物理的に存在するものではないことが当業者には容易に理解される。例えば、図８において、シングルノズルインサート２９６は選択的に回転されて、ノズル２３が直線状のエミッター２０の最大限左側へ間隔を空けた位置にあるものとして示されている。インサート２９６は、開口２７’内に固定して取り付けられないので、エミッター２０に対するスプレー／ジェット２８の距離及びスプレー／ジェット２８の左右向きを変更するように任意の量だけ選択的に回転させることができる。或る特定の好ましい実施形態では、マニフォールド開口２７’内において、インサート２９６、２９８を有限数の非連続的な角度オフセット位置間で回転させ、それにより、直線状のイオンエミッターに対するノズルの位置を変更することができる。図８に示すこの特定の構成では、インサート２９６からの再構成可能な空気／ガスフローパターン２８は、イオン化バー１０’’内のイオン雲２２を通過する。図示のように、インサート２９６のノズル２３は、イオン化ガスをプラズマ領域２２の外側で目標物ＴＯに向かって方向付ける。
【００３２】
ここで図９及び図９Ａを参照すると、２つの代表的な構成のイオン化バー１０’’が示されており、インサート２９８は異なる２つの向きで示されている。図９は、ノズル２３が直線状のエミッター２０に対して９０度に位置合わせされている、インサート２９８の上面視破線イメージを含むことに留意されたい。このように、デュアルノズルインサート２９８は選択的に回転されて、ノズル２３が直線状のエミッター２０の最大限左側及び最大限右側に空間的に配置される位置にあるものとして示されている。対照的に、図９Ａは、ノズル２３が直線状のエミッター２０に対して約３０度に位置合わせされている、インサート２９８の上面視破線イメージを含む。インサート２９８を回転させると、ノズル２３はこの断面の平面から離れるように移動し、したがって図９Ａではもはや見えないことに留意されたい。図８〜図９Ａの好ましい実施形態では、複数の開口２７’及び個別に回転可能なインサート２９６、２９８は、上記図の平面を通ってエミッター２０に対して平行に（集合的に）延びることにも留意されたい。インサート（複数の場合もある）２９８を回転させると、ガスジェット２８は直線状のエミッター２０の近くに移動する。インサート（複数の場合もある）２９８は、開口２７’内に固定して取り付けられないので、エミッター２０に対するジェット２８の距離及びジェット２８の左右向きを変更するように任意の量だけ選択的に回転させることができる。或る特定の好ましい実施形態では、マニフォールド開口２７’内において、インサート（複数の場合もある）２９８を有限数の非連続的な角度オフセット位置間で回転させ、それにより、直線状のイオンエミッターに対するノズルの位置を変更することができる。これは、デテント構造を用いて、又は相補的な多角形状のインサート／開口を用いることによって、又は機械技術分野で既知の多くの他の技術のいずれかによって、本明細書に示す実施形態のいずれに関しても達成することができる。
【００３３】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、最適な効果を得るように、ノズルインサート２９０、２９３、２９３’、２９３’’、２９６、２９８、及び／又は２９８’、並びにプラグ２９４の任意の組合せをシングルイオン化バーに組み合わせることができることが当業者には認識される。
【００３４】
交流電力式イオン化バー（１０’及び１０’’として図示及び本明細書で論じたものと略同様）に関して、ノズルの位置が電荷中和の効率に与える影響を特定するように種々のインサート及びインサート向きを用いて（例えば、正極放電時間及び負極放電時間を測定することにより）、本発明の種々の実施形態の性能試験を行った。この試験装置において用いた直線状のエミッターは、２つの基準電極間に配置されるとともに高圧の高周波パルス電源に接続される１００ミクロンのタングステンワイヤーとした。
【００３５】
この試験は、３つの時計方向位置、すなわち、（１）直線状のエミッターの軸に対して垂直、すなわち９０度（ガスノズルは直線状のエミッターから最大の距離、すなわち３ｍｍにある）、（２）直線状のエミッターの軸に対して約３０度の角度（この場合、ノズルは直線状のエミッターから約１．５ｍｍにある）、（３）直線状のエミッターの軸に対して約０度の角度（平行）（この場合、ノズルは直線状のエミッターから約０ｍｍにある）におけるシングルノズル偏心インサート２９６に関して行った。試験されたインサートは、直径約０．０１２インチ〜約０．０１５インチ（平均０．０１３５インチ）の射出成形ノズルを有するものとした。
【００３６】
図１０のチャート５０には、様々な目標物距離に関する試験結果が示されている。見て取ることができるように、直線状のエミッターに対するノズルの位置は、バーと目標物（この試験装置ではこれはチャージプレートモニター（ＣＰＭ）とした）との間に置く距離が短い（１５０ｍｍ、３００ｍｍ、及び６００ｍｍ）と、放電時間には比較的僅かな影響しか与えない。これらのより短い距離では、直線状のイオンエミッターにより生成されるイオンのほとんどは、ノズルからのガス流によって引き起こされる移動ではなく、それらの間の電界によってＣＰＭプレートに引きつけられる。一方で、より長い距離、例えば９００ｍｍ〜１５００ｍｍを置く場合は、放電時間に対する有意性がより顕著である。図示のように、平均（正極及び負極）放電時間は、直線状のエミッターワイヤーとノズル軸とが約２０度〜３０度の向きにある（直線状のエミッターワイヤーとノズル軸との間に約１．５ｍｍの距離があることを示す）と、最小になる。
【００３７】
詳細には、図１０は、約２０度〜３０度の角度が最適なノズル位置（放電時間が最短）であることを示している。これは、イオンエミッター約１０本〜１５本分の直径の距離に対応する。この距離は、ワイヤーエミッターを囲むコロナ放電のためのプラズマ領域２２の縁に近似する。この効果は、以下のように説明される。短い距離（エミッター電極の表面に近い）では、イオンの移動は強力な交流電界によって主として制御される。エミッター１０本〜１５本分の直径の距離を置くと、電界強度は約１０倍〜１５倍低下する（電界強度はワイヤー電極からの距離に反比例する）。したがって、生成されるイオンは、ガス流２８の影響によって移動しやすくなる。更なる距離を置くと、イオン濃度は再結合の結果として低下し、ガス流２８によって収穫可能なイオンは少なくなる。
【００３８】
この試験は、３つの時計方向位置、すなわち、（１）直線状のエミッターの軸に対して垂直、すなわち９０度（ガスノズルは直線状のエミッターから最大距離、すなわち３ｍｍにある）、（２）直線状のエミッターの軸に対して約３０度の角度（この場合、ノズルは直線状のエミッターから約１．５ｍｍにある）、（３）直線状のエミッターの軸に対して約０度の角度（平行）（この場合、ノズルは直線状のエミッターから約０ｍｍにある）におけるデュアルノズル（２つのノズル間の距離は６ｍｍ）偏心インサート２９８に関しても行った。試験されたインサートは、直径約０．０１２インチ〜約０．０１５インチ（平均０．０１３５インチ）の射出成形ノズルを有するものとした。
【００３９】
図１１のチャート６０には、様々な目標物距離に関する試験結果が示されている。図１１に示されているように、イオンエミッターに対するノズルの位置は、放電効率にほとんど影響を与えない。このようにノズル位置による影響を比較的受けないのは、対になったノズルが、コロナエミッターを囲むガス流の対を生成するからであると考えられる。これによりひいては、より多くのイオンが、エミッターに沿ったより多くの場所から離れるように移動される（すなわち単純に、ノズルの数がより多いことにより、エミッターから離れるイオンが圧倒される）。当然ながら、これは、或る代償、この場合はより多くの清浄な／高価なガス（例えばＣＤＡ）の消費を代償として達成される。
【００４０】
図１２のチャート７０は、同じバーについてのシングルノズルインサートとデュアルノズルインサートとに関する放電時間の比較を示しており、本明細書に含まれる開示に鑑みて当業者には自明である。チャート７０は、一定のガス圧（約−８０ｐｓｉ）に関して、３００ｍｍよりも長い全ての距離で、２つのオリフィスを有するインサートが大幅により効率的であることを示していることに留意されたい。この差は、より長い距離６００ｍｍ、９００ｍｍ、１２００ｍｍ、及び１５００ｍｍで増加した。この好ましい効果は、コロナエミッターからより多量のイオンを移動させ、それにより、バーに供給されるのと同じガス圧で、強力なイオン化流を目標物に送達することによって主に達成される。
【００４１】
本発明を、最も実用的でかつ好ましい実施形態であると現在のところ考えられるものに関連して述べたが、本発明が、開示された実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内に含まれる種々の変更及び均等な構成を包含することを意図されることが理解されるべきである。上記の説明に関して、例えば、サイズ、材料、形状、形態、機能及び動作方法、組立て及び使用の変形形態を含め、本発明の部品についての最適な寸法関係は、当業者に容易に明らかになると思われ、また、図面に示され、明細書で述べられるものに対する全ての均等な関係は、添付の特許請求の範囲によって包含されることが意図されることが認識されるべきである。したがって、上記は、本発明の原理の例証的な、網羅的でない説明であると考えられる。
【００４２】
動作例において又は別途指示される場合以外は、明細書及び特許請求の範囲で使用される、成分の量、反応条件等を指す全ての数字又は表現は、全ての事例で用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、それとは反対であることが指示されない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲に示される数値パラメーターは、本発明が得ることを求める望ましい特性に応じて変化し得る近似値である。最低でも、また、特許請求の範囲の範囲に対する均等論の適用を制限しようとする試みとしてではなく、各数値パラメーターは、報告される有効桁数を考慮して、また、通常の丸め技法を適用することによって、少なくとも解釈されるべきである。
【００４３】
本発明の広い範囲を記載する数値範囲及びパラメーターは近似値ではあるが、特定の例で記載される数値は、できる限り厳密に報告される。しかし、どの数値も、本質的に、それらのそれぞれの試験的測定において見出される標準偏差から必然的に生じる或る特定の誤差を含む。
【００４４】
同様に、本明細書で列挙されるどの数値範囲も、その範囲内で部分和を取られる全てのサブ範囲を含むことを意図されることが理解されるべきである。例えば、「１〜１０」の範囲は、１という列挙される最小値及び１０という列挙される最大値間の全てのサブ範囲を含み、かつ、１という列挙される最小値及び１０という列挙される最大値を含み、すなわち、１以上の最小値及び１０以下の最大値を有することが意図される。開示される数値範囲は、連続しているため、最小値と最大値との間の全ての値を含む。別途明確に指示されない限り、本願で指定される種々の数値範囲は近似値である。
【００４５】
以下の説明のために、用語「上側」、「下側」、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、及びそれらの派生語は、図面の図において方向を示すものとして本発明に関連するものとする。しかし、本発明は、それとは反対であることが明記される場合を除いて、種々の代替的な変形形態及びステップシーケンスを仮定してもよいことが理解される。添付の図面に示し、以下の明細書に述べる特定のデバイス及びプロセスは、単に本発明の例示的な実施形態であることも理解されるべきである。したがって、本明細書で開示する実施形態に関連する特定の寸法及び他の物理的特性は、制限するものとして考えられるべきではない。
【図１】
2017508251.tif 000003
【図２】
2017508251.tif 000004
【図３Ａ】
2017508251.tif 000005
【図３Ｂ】
2017508251.tif 000006
【図３Ｃ】
2017508251.tif 000007
【図３Ｄ】
2017508251.tif 000008
【図３Ｅ】
2017508251.tif 000009
【図３Ｆ】
2017508251.tif 000010
【図３Ｇ】
2017508251.tif 000011
【図３Ｈ】
2017508251.tif 000012
【図３Ｉ】
2017508251.tif 000013
【図３Ｊ】
2017508251.tif 000014
【図３Ｋ】
2017508251.tif 000015
【図４Ａ】
2017508251.tif 000016
【図４Ｂ】
2017508251.tif 000017
【図４Ｃ】
2017508251.tif 000018
【図４Ｄ】
2017508251.tif 000019
【図４Ｅ】
2017508251.tif 000020
【図４Ｆ】
2017508251.tif 000021
【図５】
2017508251.tif 000022
【図６】
2017508251.tif 000023
【図６Ａ】
2017508251.tif 000024
【図７】
2017508251.tif 000025
【図７Ａ】
2017508251.tif 000026
【図７Ｂ】
2017508251.tif 000027
【図８】
2017508251.tif 000028
【図９】
2017508251.tif 000029
【図９Ａ】
2017508251.tif 000030
【図１０】
2017508251.tif 000031
【図１１】
2017508251.tif 000032
【図１２】
2017508251.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月7日(2016.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電キャリアを電荷中和ターゲットに送達する直線状のイオン化バーであって、
少なくとも１つの軸方向に延びる直線状のイオンエミッターであって、該直線状のイオンエミッターは、イオン化電圧の受け取りに応じて長手方向に沿って電荷キャリアのイオン雲を形成し、該イオン雲は外縁境界を有するプラズマ領域を含む、直線状のイオンエミッターと、
非イオン化電圧の受け取りに応じて前記イオン雲内に非イオン化電界をもたらす基準電極であって、該非イオン化電界は、前記プラズマ領域から離れるように電荷キャリアを移動させる、基準電極と、
供給源からガスを受け入れるガスフローマニフォールドと、を備えており、
前記ガスフローマニフォールドは複数のマニフォールド開口を有し、前記マニフォールド開口には複数のインサートが受け入れられ、前記インサートのうちの少なくともいくつかは、前記ガスが前記マニフォールドから出る際に通ることができる少なくとも１つのノズル開口を有し、それにより、構成変更可能なイオン化ガスフローパターンで前記直線状のイオンエミッターから離れて前記電荷中和ターゲットに向かうようにイオンを方向付けるものであり、
前記インサートのうちの少なくともいくつかは、前記イオン化ガスフローパターンが再構成可能であるように取り外し可能である、
直線状のイオン化バー。
【請求項２】
前記インサートのうちのいくつかは、取り外し可能であるとともに、前記ガスが流れることができる１つのノズル開口を画定し、前記インサートのうちのいくつかは、前記ガスが流れることができるノズル開口を画定しない、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項３】
前記ノズルインサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる２つの偏心ノズル開口を画定し、前記少なくとも１つのインサートは少なくとも概ね円形の外縁を有し、前記少なくとも１つのインサートは、該少なくとも１つのインサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられて、前記直線状のイオンエミッターに対する前記２つのノズル開口の位置を変更することができる、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項４】
前記マニフォールドは、前記開口を画定するプレートを更に備え、前記インサートは、前記開口を画定するプレートを形成する材料よりも低い弾性率を有する材料で形成され、前記マニフォールド内のガス圧が前記インサートを変形させることにより、前記インサートと、前記インサートを受け入れる前記開口を画定するプレートとの接合部をシールする、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項５】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは少なくとも概ね円形の外縁を有し、前記インサートは該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられて、前記直線状のイオンエミッターに対する前記ノズル開口の位置を変更することができる、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項６】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられ、前記直線状のイオンエミッターに対する前記ノズル開口の位置を変更し、ガスフローを前記イオン雲に接するように方向付けることができる、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項７】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは、該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において、有限数の非連続的な角度オフセット位置間で回転させられて、前記直線状のイオンエミッターに対する前記ノズル開口の位置を変更することができる、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項８】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができるノズル開口を画定し、前記ノズルは、入口端部から反対側の出口端部まで内方にテーパー状になっている、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項９】
前記マニフォールド開口のうちの少なくとも１つは軸を規定し、前記マニフォールド開口に受け入れられる前記インサートは、前記マニフォールド開口の軸に対して傾斜するノズル開口を有する、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項１０】
前記インサートは一体に形成され、前記マニフォールド開口の軸に対する前記ノズル開口の方向を示す視覚表示を更に有する、請求項９に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項１１】
前記マニフォールド開口のうちの少なくとも１つは軸を規定し、前記マニフォールド開口に受け入れられる前記インサートは、前記マニフォールド開口の軸に対して傾斜するノズル開口を有し、前記ノズル開口は出口端部を有し、前記インサートは、前記ノズルの前記出口端部を囲むとともに前記出口端部に対して垂直な平面を更に有する、請求項１に記載の直線状のイオン化バー。
【請求項１２】
荷電キャリアを電荷中和ターゲットに送達する再構成可能なイオン化バーであって、
イオン化電圧の印加に応じて電荷キャリアのイオン雲を形成する少なくとも１つのイオンエミッターと、
非イオン化電圧の印加に応じて前記イオン雲内に非イオン化電界をもたらす基準電極であって、前記非イオン化電界は、前記イオンエミッターから離れるようにイオンを移動させる、基準電極と、
加圧ガスを受け入れるマニフォールドと、を備えており、
前記マニフォールドは複数のマニフォールド開口を有し、前記マニフォールド開口には複数の取り外し可能なインサートが受け入れられ、前記取り外し可能なインサートのうちの少なくともいくつかは、ガスが流れることができる少なくとも１つのノズル開口を有し、前記複数の取り外し可能なインサートは、再構成可能なイオン化ガスフローパターンで前記直線状のイオンエミッターから離れて前記電荷中和ターゲットに向かうようにイオンを方向付けるよう集合的に構成されている、
再構成可能なイオン化バー。
【請求項１３】
前記インサートのうちのいくつかは、複数のガス流のうちの１つが流れることができる１つの偏心ノズル開口をそれぞれ画定し、前記インサートのうちのいくつかは、ガスが流れることができるノズル開口を画定しない、請求項１２に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１４】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、少なくとも概ね円形の外縁を有するとともに、複数のガス流のうちの２つが流れることができる２つの偏心ノズル開口を画定し、前記少なくとも１つのインサートは、該少なくとも１つのインサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられて、前記イオンエミッターに対する、前記ノズル開口から出る前記複数のガス流の位置を変更することができる、請求項１２に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１５】
前記インサートは、前記開口を画定するプレートを形成する材料よりも低い弾性率を有する材料で形成され、前記マニフォールド内のガス圧が前記インサートを変形させることにより、前記インサートと、前記インサートを受け入れる前記開口を画定するプレートとの接合部をシールする、請求項１２に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１６】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、複数のガス流のうちの１つが流れることができる１つの偏心ノズル開口を画定するとともに、少なくとも概ね円形の外縁を有し、前記インサートは、該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内で回転させられ、前記イオンエミッターに対する前記複数のガス流の位置を変更することができる、請求項１２に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１７】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、複数のガス流のうちの１つが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは、該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において回転させられて、前記イオンエミッターに対する、前記ノズルから出る前記ガス流の位置を変更し、ガスフローを前記イオン雲に接するように方向付けることができる、請求項１２に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１８】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を画定し、前記インサートは、該インサートを受け入れている前記マニフォールド開口内において、該インサートを有限数の非連続的な角度オフセット位置間で回転させ、前記イオンエミッターに対する、前記ノズルから出る前記ガス流の位置を変更することができる、請求項１２に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項１９】
前記インサートのうちの少なくとも１つは、前記ガスが流れることができるノズル開口を画定し、前記ノズルは、入口端部から反対側の出口端部まで内方にテーパー状になっている、請求項１２に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項２０】
前記マニフォールド開口のうちの少なくとも１つは軸を規定し、前記マニフォールド開口に受け入れられる前記インサートは、前記マニフォールド開口の軸に対して傾斜するノズル開口を有する、請求項１２に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項２１】
前記インサートは一体に形成され、前記マニフォールド開口の軸に対する前記ノズル開口の方向を示す視覚表示を更に備える、請求項２０に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項２２】
前記マニフォールド開口のうちの少なくとも１つは軸を規定し、前記マニフォールド開口に受け入れられる前記インサートは、前記マニフォールド開口の軸に対して傾斜するノズル開口を有し、前記ノズルは出口端部を有し、前記インサートは、前記ノズルの前記出口端部を囲むとともに前記出口端部に対して垂直な平面を更に有する、請求項１２に記載の再構成可能なイオン化バー。
【請求項２３】
供給源からガスを受け入れるとともに、直線状のイオンエミッターを通過するよう前記ガスを方向付けるタイプのマニフォールドから出るガスフローのパターンを変更し、電荷キャリアを前記エミッターから電荷中和ターゲットに向かって移動させる方法であって、前記マニフォールドは複数のマニフォールド開口を有し、前記マニフォールド開口には複数のインサートが受け入れられ、前記インサートのうちの少なくともいくつかは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つの偏心ノズル開口を有し、前記複数のインサートは再構成可能なパターンで集合的に構成され、
該方法は、前記直線状のイオンエミッターに対する前記ノズルの位置を変更するために、前記ノズルインサートのうちの少なくとも１つを受け入れている前記マニフォールド開口から該少なくとも１つのノズルインサートを取り外すことなく前記インサートを回転させることから本質的に成る、方法。
【請求項２４】
供給源からガスを受け入れるとともに、直線状のイオンエミッターを通過するよう前記ガスを方向付けるタイプのマニフォールドから出るガスフローのパターンを変更し、電荷キャリアを前記エミッターから電荷中和ターゲットに向かって移動させる方法であって、前記マニフォールドは複数のマニフォールド開口を有し、前記マニフォールド開口には複数のインサートが受け入れられ、前記インサートのうちの少なくともいくつかは、前記ガスが流れることができる少なくとも１つのノズル開口を有し、前記複数のインサートは再構成可能なパターンで集合的に構成され、
該方法は、前記マニフォールドのインサートパターンを変更するために、前記インサートのうちの少なくとも１つを受け入れている前記マニフォールド開口から該少なくとも１つのインサートを取り外して、該少なくとも１つのインサートが取り外された前記マニフォールド開口に別のインサートを挿入することから本質的に成る、方法。
【国際調査報告】
2017508251.tif 000034
2017508251.tif 000035