(57)【要約】【課題】電極針に付着した皮膜状の生成物質をも効果的に除去できるクリーニング機構を備えた除電器を提供する。【解決手段】クリーニング部６３ａは、互いに対向配置された研磨フィルム６３１、６３２を有し、各研磨フィルムの端部６３１１、６３２１はフィルム支持体６３３に取り付けられる。各研磨フィルムは湾曲し、その凸面が互いに当接した状態に保持されている。また２つの研磨フィルムは協働して、電極針４ａを受容しかつ電極針が通過可能な開口部６３４の少なくとも一部を形成する。開口部６３４は、対向する研磨フィルム６３１、６３２がその少なくとも一方の横方向端部６３１２、６３２２において互いに所定距離離れることにより形成される。【選択図】図３
2009218163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロナ放電によりイオンを生成するための少なくとも１つの電極針と、前記電極針により生成されたイオンを運搬する気流を生成する送風手段と、前記電極針を清掃するクリーニング機構とを有する除電器であって、
前記クリーニング機構は、前記少なくとも１つの電極針を清掃すべく該少なくとも１つの電極針に対して可動に構成された少なくとも１つのクリーニング部を有し、
前記少なくとも１つのクリーニング部は各電極針に当接可能に構成された研磨フィルムを有し、前記研磨フィルムは、該研磨フィルムを有するクリーニング部が移動したときに前記電極針の先端部を受容する開口部の少なくとも一部を形成するとともに前記開口部内に受容した前記電極針の前記先端部の表面に沿って摺動するように構成される、除電器。
【請求項２】
前記少なくとも１つのクリーニング部の各々は、互いに対向配置された２つの研磨フィルムを有し、前記２つの研磨フィルムの少なくとも一方は湾曲し、該少なくとも一方の研磨フィルムの凸面が他方の研磨フィルムに当接した状態に保持される、請求項１に記載の除電器。
【請求項３】
前記少なくとも１つのクリーニング部の各々は、湾曲した２つの研磨フィルムを有し、前記２つの研磨フィルムの曲面の頂点は、前記クリーニング部の移動方向について互いに所定距離ずらされて配置されるとともに、前記電極針の先端部の移動軌跡よりも他方の研磨フィルム側に突出するように構成される、請求項１に記載の除電器。
【請求項４】
前記研磨フィルムは方持ち梁式に支持される、請求項２又は３に記載の除電器。
【請求項５】
前記クリーニング部は、前記２つの研磨フィルムがそれぞれ貼付される取付け面をそれぞれ備えた２つのフィルム取付け部と、該２つのフィルム取付け部をそれぞれ先端に備えた２つのアーム部材とを有し、前記２つのフィルム取付け部の取付け面の少なくとも一方は、他方のフィルム取付け部の取付け面に当接可能な凸面を有するように湾曲している、請求項２に記載の除電器。
【請求項６】
前記２つのフィルム取付け部は弾性変形可能な材料から作製される、請求項５に記載の除電器。
【請求項７】
前記２つのアーム部材は、前記電極針を挟持する方向に互いに弾性的に変位可能に構成される、請求項５に記載の除電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極針のクリーニング機構を備えた除電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コロナ放電によりプラスとマイナスのイオンを同時に発生させ、生じたイオンをファンによる送風とともに対象物に向けて搬送して帯電した静電気を中和する、いわゆる送風式除電器は種々のものが開発されている。このような送風式除電器は、半導体部品や電子機器等の組立工程において、当該部品等に帯電した静電気の放電による部品等の破壊を防ぐ目的で使用されている。この種の除電器は、コロナ放電を発生させるための電極針（放電針）を有するが、使用により空気中の塵埃が電極針の先端部に吸引されて放電性能が低下するので、電極針は定期的にクリーニングを行う必要がある。例えば特許文献１に記載の送風式イオン生成装置では、「フィン部が気流を受けて可動部材が動作する。そして、可動部材に取り付けられたブラシ部材が放電針の先端に触れ、放電針の先端に付着したダストが除去される」とされている。
【０００３】
また特許文献２に記載のコロナ放電装置は、「長尺状の基部に複数の鋸歯状放電電極を一列に配列した電極板を有するコロナ放電装置において、前記電極板の両面に圧接した状態で設けられた面状の清掃部材と、該清掃部材を電極板の長手方向に移動させる移動手段と、を備える」とされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３４９７２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような電極針をブラシで清掃する方式では、電極針に付着した塵埃を除去することはできるが、コロナ放電によって生成されて電極針に付着した皮膜状生成物を除去することは非常に困難であった。ここでいう皮膜状生成物とは、例えば電極針の先端部に析出した二酸化ケイ素であり、このような生成物はブラシによる清掃だけでは十分に除去しきれない場合がある。皮膜状生成物が電極針に付着したままであるとその放電性能が低下するので、結果として皮膜状生成物は除電器の除電性能を低下させる一因となっている。
【０００６】
そこで本発明は、電極針に皮膜状生成物が付着した場合であっても、該生成物を効果的に除去可能なクリーニング機構を備えた除電器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、コロナ放電によりイオンを生成するための少なくとも１つの電極針と、前記電極針により生成されたイオンを運搬する気流を生成する送風手段と、前記電極針を清掃するクリーニング機構とを有する除電器であって、前記クリーニング機構は、前記少なくとも１つの電極針を清掃すべく該少なくとも１つの電極針に対して可動に構成された少なくとも１つのクリーニング部を有し、前記少なくとも１つのクリーニング部は各電極針に当接可能に構成された研磨フィルムを有し、前記研磨フィルムは、該研磨フィルムを有するクリーニング部が移動したときに前記電極針の先端部を受容する開口部の少なくとも一部を形成するとともに前記開口部内に受容した前記電極針の前記先端部の表面に沿って摺動するように構成される、除電器が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る除電器では、クリーニング部材に研磨フィルムを使用するので、ブラシでは除去困難であった皮膜状生成物も電極針の先端部から効果的に除去することができる。また研磨フィルムは、電極針の先端部を受容可能な開口部を形成しかつ電極針の先端部の表面に沿って摺動するように構成されるので、クリーニング部を実質一方向に移動させることのみで電極針のクリーニングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明に係る除電器の第１の実施形態を示す上面図であり、図２は図１のII−II線に沿う側断面図である。なお本実施形態では、直流型の除電器を例として本発明を説明する。除電器１は、筺体２と、筺体２の内部に配置された送風手段すなわちファン３と、コロナ放電によりイオンを発生させるための電極針４ａ〜４ｄ（本実施形態では２対計４本）と、電極針４ａ〜４ｄに高電圧を送出する高電圧電源５ａ、５ｂとを有する。除電器１はさらに、電極針４ａ〜４ｄとの間でコロナ放電を発生させる対向電極（図示せず）を有する。対の電極針（図示例では電極針４ａと４ｃ、及び４ｂと４ｄ）は互いに対向する位置に配置され、一方の対の電極針（４ａと４ｃ）はプラスの高電圧電源５ａに電気的に接続され、他方の対の電極針（４ｂと４ｄ）はマイナスの高電圧電源５ｂに電気的に接続される。これら高電圧電源からの印加電圧により、電極針と対向電極との間にコロナ放電が生じる。また対向電極は、筺体２を介して接地されている。このコロナ放電により空気イオンが生成され、生成された空気イオンはファン３により生じる気流とともに、除電すべき図示しない対象物に向けて運搬される。
【００１０】
除電器１はさらに、各電極針の清掃を行うクリーニング機構６を有する。クリーニング機構６は、ファン３の回転軸と同軸に回転可能に構成された回転部材６１と、回転部材６１に放射状に取り付けられた複数の（図示例では４つ）のロッド６２ａ〜６２ｄと、各ロッドの先端部に取り付けられたクリーニング部６３ａ〜６３ｄとを有する。なおロッド及びクリーニング部の個数は電極針の個数より少なくてもよいし、電極針の個数と同数としてもよい。クリーニング部の個数が多い方が、回転部材６１の回転角度範囲が小さくなり、清掃時間の短縮につながる。また１つのクリーニング部で複数の電極針を清掃する場合は、各電極針やクリーニング部の組付け誤差により電極針間で清掃効果にバラつきが生じ得るが、クリーニング部と電極針とを１対１で対応させれば、各クリーニング部と電極針との位置関係を個別に調整できる。
【００１１】
クリーニング機構６の回転部材６１の駆動はアクチュエータ６４によって行われ、図示された実施形態ではアクチュエータ６４として電磁ソレノイドが使用されている。電磁ソレノイド以外のアクチュエータとしては、油圧式アクチュエータや、形状記憶合金を有し、入力電流により生じるジュール熱を利用するアクチュエータも使用可能である。図示された実施形態では、電磁ソレノイド６４は制御回路６７からの電気的信号等によって制御される。また、駆動源としてはステッピングモータ等の他の公知の手段を使用してもよい。
【００１２】
図示例では、アクチュエータすなわち電磁ソレノイド６４は、ファン３の周辺部すなわち送風方向に関してファン３の側方に配置される。また電磁ソレノイド６４の動力は、連結手段６６によって回転部材６１に伝達される。なお連結手段６６は公知のベルト、チェーン、ワイヤ又はクランク機構等が使用可能である。単純な構造の平ベルトやワイヤを使用すると、除電器の製造コストや軽量化の観点から有利である。また各クリーニング部は各電極針に対して高い位置決め精度を必要としないことから、若干のスベリが生じ得る平ベルトやワイヤでも特段問題はない。
【００１３】
図３は、各クリーニング部の詳細を示す斜視図である。各クリーニング部（図示例ではクリーニング部６３ａ）は、互いに対向配置された研磨フィルム６３１、６３２を有し、クリーニング機構６の中央に向かう各研磨フィルムの端部６３１１、６３２１はフィルム支持体６３３に取り付けられ、支持体６３３はロッド６２ａの先端に取り付けられる。また各研磨フィルムは湾曲し、その凸面が互いに当接した状態に保持され、それにより研磨フィルム６３１、６３２は協働して、上述の回転部材６１が回転したときに電極針４ａを受容しかつ電極針４ａが通過可能な開口部６３４の少なくとも一部を形成する。また図示していないが、各研磨フィルムの曲率は互いに等しくても異なっていてもよいし、或いは他の構成として、研磨フィルムの一方が湾曲して、その凸面が略平面状の他方のフィルムに当接する構成も使用可能である。開口部６３４は、対向する研磨フィルム６３１、６３２がその少なくとも一方の横方向端部（電極針側端部）６３１２、６３２２において互いに、支持体６３３の可動方向及び電極針の延びる方向の双方に略垂直な方向に所定距離離れることにより形成される。ここで所定距離とは、少なくとも電極針のクリーニング対象部の直径を意味し、さらにクリーニング対象部とは、電極針の先端部すなわち先端及びその近傍を意味する。なおクリーニング部は、１つの研磨フィルムと研磨フィルムでない１つの他のフィルムとを備える構成としてもよい。
【００１４】
研磨フィルム６３１、６３２は、基本的には可撓性であるが、図３に示すようにいくらか湾曲している状態では、外力が作用しない限りその状態を維持できる程度の剛性も備える。従って各研磨フィルムは、フィルム支持体６３３によっていわゆる片持ち梁式に支持されても所望の形状に維持でき、クリーニング部全体として簡易な構成が実現できる。このような特性を備えた好適な研磨フィルムとしては、住友スリーエム社から市販されている「ラッピングフィルムシート」等がある。
【００１５】
ここで、研磨フィルムの粒度が大きすぎると電極針の磨耗が激しくなり、また電極表面が粗面になる。電極表面が粗面になると皮膜状生成物が堆積しやすくなる。一方、研磨フィルムの粒度が小さいと、皮膜状生成物の除去性能が低下する。従って研磨フィルムの粒度は９ミクロン以上が好ましく、３０ミクロン以下が好ましい。
【００１６】
図４は、研磨フィルム６３１の構成を示す断面図である。本発明で使用する研磨フィルムは、ラッピングフィルムと呼ばれるタイプの研磨フィルムである。研磨フィルムは、ポリエステル等の基材フィルム６３１３と、砥粒６３１５を接着剤中に分散したものを基材フィルム６３１３上にフィルム状に塗布して形成された接着剤層６３１４とを有する。このように製造された研磨フィルムで研磨対象を研磨すると、基材に予め接着剤層を塗布してその上に砥粒を配置した通常のサンドペーパーと異なり、表面を精密に且つ平滑に研磨することができる。
【００１７】
上述の住友スリーエム社から市販されている「ラッピングフィルムシート」は、その砥粒が比較的球形に近く、不規則な形状の砥粒を有する一般の塗布研磨材に比べ、研磨時に微細な粉体（砥粒が砕けたもの）が生じにくいという長所があり、粉塵の発生の抑制が特に望まれる生産現場等で除電器を使用する場合には特に有利である。なお研磨フィルム６３２も同様の構成を有することができる。
【００１８】
このようなクリーニング機構は、安価に製造できるとともに、ファンの送風量等の除電器本来の性能を低下させることもない。なお図３はクリーニング部６３ａのみ図示しているが、他のクリーニング部６３ｂ〜６３ｄも同様の構成を有することができる。
【００１９】
次に、クリーニング機構６の作用について説明する。電磁ソレノイド６４のための図示しない電源スイッチをオンにすると、電磁ソレノイド６４が作動（ここでは電磁ソレノイド６４が有するプーリ等の要素６５が回転）する。但しプーリ６５は連続的に一方向に回転するのではなく、所定の角度範囲での往復運動を行う。ここで所定の角度範囲とは、各クリーニング部が各電極針を互いに反対向きの両方向から清掃でき、かつ電磁ソレノイド６４が作動していないとき（あるいは作動が終了したとき）は各クリーニング部が電極針の放電による熱等の影響を受けない程度に各電極針から離れて位置するような範囲である。所定の角度範囲が広すぎると清掃時間が長くなり、逆に狭すぎると電極針からクリーニング部が十分な距離だけ離れることができなくなる。例えば図示例のように４つの電極針に対し４つのクリーニング部が設けられている場合、回転部材６１に取り付けられた各ロッドの可動角度範囲は、典型的には約２０°以上である。また、その可動角度範囲は典型的には６０°以下である。このような構成により、電磁ソレノイド６４の要素６５に連結手段６６を介して連結された回転部材６１と実質一体の各クリーニング部は、各電極針を左右両方向から清掃することができる。
【００２０】
図５（ａ）〜（ｃ）は、各クリーニング部が各電極針の清掃を行う様子を、電極針４ａについて図３の矢印Ｖの方向にみた図である。例えば電磁ソレノイド６４の作動による回転部材６１の回転角度範囲が４５°の場合、電磁ソレノイド６４の作動前はロッド６２ａが対応する電極４ａから左回りに２２．５°離れた初期位置すなわち第１の位置に位置決めされる（図５（ａ））。ここで電磁ソレノイド６４を起動すると、電磁ソレノイド６４に連結されたプーリ６５が右回りに回転し、クリーニング部６３ａは電極針４ａの先端部４１ａが、電極針４ａの延びる方向に略垂直な方向で開口部６３４内に入っていくようにクリーニング部６３ａが移動する。
【００２１】
電極針４ａの先端部４１ａが２つの研磨フィルム間の開口部６３４に入っていくと、図５（ｂ）に示すように、研磨フィルム６３１、６３２は電極針の先端部４１ａを囲繞するように変形する。より詳細には、各研磨フィルムは曲面を構成しているので、開口部６３４内に進入する方向についての先端部４１ａの正面側部分４１１ａ（図５（ａ）参照）が先ず研磨フィルムの曲面に当接し、次に先端部４１ａの上下部分４１２ａが研磨フィルムに当接し、先端部４１ａが研磨フィルムから離れる直前に先端部の正面側部分４１１ａとは反対側の背面側部分４１３ａが研磨フィルムに当接する。従って先端部４１ａの表面の略全ては、研磨フィルム６３１、６３２のいずれかの上を摺動することになる。この過程で、電極針の先端部４１ａに付着した汚れや皮膜状の生成物質が、上述の研磨フィルムの砥粒によって効果的に除去される。
【００２２】
クリーニング部にブラシ等を使用した場合では皮膜状の生成物質までは十分に除去できなかったが、研磨フィルムを電極針の先端部の略全表面に対して摺動させることにより、皮膜状の生成物質であっても効果的に除去することができる。また２つの研磨フィルムが協働して電極針の先端部を受容可能な開口部を形成しているので、クリーニング部を一方向（本実施形態では電極針の延びる方向に略垂直な方向）に移動させるだけで、電極針の効果的にクリーニングすることができる。
【００２３】
プーリ６５がさらに右回りに回転していくと、図５（ｃ）に示すように、クリーニング部６３ａは、２２．５°右回りに対応する電極針４ａから離れた第２の位置まで移動して停止する。ここで、上述のクリーニング部６３ａではこれで清掃動作を終えてもよいが、開口部６３４の横方向（クリーニング部の移動方向）反対側にも同様の開口部６３５が形成されているので、さらにプーリ６５を逆方向すなわち左回りに回転させ、各クリーニング部が先程と逆方向に電極針を清掃することもできる。また清掃操作は一度の清掃について片道分だけ行ってもよいし、一往復分行ってもよい。このような清掃操作を、適当な時間間隔（例えば１２〜２４時間に１回）で行うことにより、電極針をその性能が発揮できる程度に清浄な状態に保つことができる。なお清掃操作は、一度に数往復行ってもよい。
【００２４】
図６及び図７は、第２の実施形態に係るクリーニング部６３ａ′を示す図である。第１の実施形態と異なる点は、電極針４ａの先端部４１ａを受容する開口部６３４′の少なくとも一部を形成する２つの湾曲した研磨フィルム６３１′及び６３２′が、ロッド６２ａ′の移動方向について所定距離ずらされて支持されていることである。また図示していないが、各研磨フィルムの曲率は互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００２５】
また図７に示すように、研磨フィルム６３１′及び６３２′のそれぞれの曲面の頂点６３１６′及び６３２６′は、電極針４ａの先端の移動軌跡４２ａよりも他方の研磨フィルム側に突出することが好ましい。このようにすると、電極針の先端部４１ａをより強く研磨フィルムに当接させることができるとともに、第１の実施形態よりも、開口部６３４′内に進入する方向についての先端部４１ａの正面側部分４１１ａ（図５（ａ）参照）にも研磨フィルムが当接しやすくなる。なお図示例では２つの研磨フィルムは互いに離れているが、互いに当接する構成としてもよい。
【００２６】
なお上述の実施形態において、回転部材６１が一方向にしか回転せず、すなわち電極針をクリーニングする際の電極針に対するクリーニング部の移動方向が１つに限定されていれば、研磨フィルムを曲面状に保持する必要はない。例えば図８に示す第３の実施形態に係るクリーニング部６３ａ″では、研磨フィルム６３１″及び６３２″が互いに傾斜配置された略平面状になるように、ロッド６２ａ″先端の支持体６３３″に保持されている。上述のクリーニング部６３ａでは、電極針に対して双方向から清掃できるようにするために横方向の両側に開口部が形成されているが、クリーニング部６３ａ″では、電極針４ａの先端部４１ａを受容する開口部６３４″は横方向の片側にのみ形成され、開口部と反対側の横方向端部では研磨フィルム６３１″及び６３２″が互いに当接している。
【００２７】
図９は、各クリーニング部の第４の実施形態を示す図である。第４の実施形態が第１〜第３の実施形態と異なる点は、各研磨フィルムがいわゆる片持ち梁式に支持されるのではなく、所定の曲率を備えた部材に貼付される点にある。具体的には、図９に示すクリーニング部６３ａ″′は、研磨フィルム６３１″′、６３２″′と、互いに対向配置され、研磨フィルム６３１″′、６３２″′がそれぞれ貼付される取付け面６３３１″′、６３５１″′をそれぞれ備えたフィルム取付け部６３３″′、６３５″′と、フィルム取付け部６３３″′、６３５″′をそれぞれ先端に備えたアーム部材６３６″′、６３７″′とを有する。アーム部材６３６″′、６３７″′は、電極針４ａを挟持する方向に互いに弾性的に変位可能に構成され、ロッド６２ａ″′に取付けられる。またフィルム取付け面６３３１″′、６３５１″′の少なくとも一方は曲面を有し、上述の回転部材６１が回転したときに電極針４ａを受容可能な開口部６３４″′の少なくとも一部を形成する。また取付け面の曲面の曲率は、上述の第１の実施形態において各研磨フィルムが有する曲率と概ね同等であることが好ましい。
【００２８】
クリーニング部６３ａ″′の作用については、上述のクリーニング部６３ａと概ね同様なので説明は省略する。なおフィルム取付け部を弾性変形可能な材料から作製すれば、研磨フィルムは電極針の先端部の表面に沿って変形できるので、アーム部材を互いに変位可能に構成しなくともよい。
【００２９】
上述の各実施例は直流型の除電装置を例に説明したが、交流型の除電装置においても本発明を同様に実施することができる。交流型の除電装置では、必ずしも電極針を対向した位置に配置する必要性はなく、例えば電極針は１つでもよい。また、全ての電極針は、１つの交流電源に電気的に接続可能であり、電極針と対向して配置される対向電極との間でコロナ放電を行う。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る除電器の上面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う側断面図である。
【図３】図１の除電器が有するクリーニング部の一実施形態を示す図である。
【図４】クリーニング部に使用される研磨フィルムの断面形状を示す図である。
【図５】（ａ）クリーニング部及び電極針を図３の矢印Ｖの方向に見た図であって、クリーニング部が電極針を清掃する前の状態を示す図であり、（ｂ）クリーニング部が電極針の先端部を清掃している状態を示す図であり、（ｃ）清掃が終了した状態を示す図である。
【図６】図３に類似する図であって、研磨フィルムの配置を変更した第２の実施形態を示す図である。
【図７】図６を矢印VIIの方向に見た図である。
【図８】研磨フィルムを略平面状に支持した第３の実施形態を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係るクリーニング部を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    除電器
２    筺体
３    ファン
４ａ〜４ｄ    電極針
４１ａ〜４１ｄ    先端部
５ａ、５ｂ    電源
６    クリーニング機構
６１    回転部材
６２ａ〜６２ｄ    ロッド
６３ａ〜６３ｄ    クリーニング部
６３１、６３２    研磨フィルム
６３４、６３５    開口部
６４    アクチュエータ
６５    プーリ
６６    連結手段
【図１】
2009218163.tif 000003
【図２】
2009218163.tif 000004
【図３】
2009218163.tif 000005
【図４】
2009218163.tif 000006
【図５】
2009218163.tif 000007
【図６】
2009218163.tif 000008
【図７】
2009218163.tif 000009
【図８】
2009218163.tif 000010
【図９】
2009218163.tif 000011