(57)【要約】【課題】イオン数を極端に減少させることなく、イオンバランスの良好なエアを供給する。【解決手段】  イオンを含むエアを噴出口２６から除電対象物１２に供給する除電装置１０であって、正イオンを生成する放電針１６Ａと、負イオンを生成する放電針１６Ｂと、放電針１６Ａにより生成した正イオンが搬送される正イオン搬送路１４Ａと、正イオン搬送路１４Ａとは別に形成され、放電針１６Ｂにより生成した負イオンが搬送される負イオン搬送路１４Ｂと、噴出口２６の直前に形成され、正イオン搬送路１４Ａと負イオン搬送路１４Ｂとが合流する合流部３０と、を備え、除電対象物１２の表面電位を測定する表面電位計２０と、測定した結果に基づき、放電針１６Ａで生成する正イオン数と放電針１６Ｂで生成する負イオン数とを制御する制御部２２と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを含むエアを噴出口から除電対象物に供給する除電装置であって、
正イオンを生成する正イオン発生手段と、
負イオンを生成する負イオン発生手段と、
前記正イオン発生手段により生成した正イオンが搬送される正イオン搬送路と、
前記正イオン搬送路とは別に形成され、前記負イオン発生手段により生成した負イオンが搬送される負イオン搬送路と、
前記噴出口の直前に形成され、前記正イオン搬送路と前記負イオン搬送路とが合流する合流部と、を備え、
前記除電対象物の表面電位を測定する表面電位測定手段と、
前記測定した結果に基づき、前記正イオン発生手段で生成する正イオン数と前記負イオン発生手段で生成する負イオン数とを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする除電装置。
【請求項２】
前記正イオン発生手段は、第１の直流高圧電源と、前記正イオン搬送路内の下流位置に設置され、前記第１の直流高圧電源により正の電圧が印加される正電極と、を備え、
前記負イオン発生手段は、第２の直流高圧電源と、前記負イオン搬送路内の下流位置に設置され、前記第２の直流高圧電源により負の電圧が印加される負電極と、を備え、
前記制御手段は、前記正電極及び（又は）前記負電極に対する印加電圧を前記第１の直流高圧電源及び（又は）第２の直流高圧電源を制御することにより調整することを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
【請求項３】
前記正イオン搬送路と前記負イオン搬送路とは、１つの搬送路の内部が仕切板により仕切られることにより形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の除電装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の除電装置を用いて除電することを特徴とする除電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は除電装置及び方法に係り、特にクリーンルーム内で発生する静電気の除去に用いられ、正イオン、負イオンを含む風を除電対象物に吹き出すイオン搬送式の除電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能化・高集積化が進む半導体デバイスや大型化が進むフラットパネルディスプレイの製造プロセスでは、静電気によるデバイスの破壊や、製品への塵挨の付着を防止することが重要である。このため、従来は、除電装置によりイオン化した空気を、製造工程における製造装置内部や搬送工程に供給することにより静電気を除去している。
【０００３】
しかしながら、従来の除電装置では、イオンを生成する放電針が構造上、除電対象製品の近くに配置されるため、放電針が作る電界が製品に悪影響を与えることが問題となっている。
【０００４】
これに対して、例えば特許文献１では、送風ダクトの噴出口よりも内側に放電針を設置することで、放電針が作る電界が除電対象製品に悪影響を及ぼさないようにすることが提案されている。しかしながら、この除電装置では、図２に示すように、イオンを含むエアを吹き出す一つの送風ダクト２内に、直流高圧電源３に接続された正の放電針４Ａ、負の放電針４Ｂが設置されている。このため、生成した正イオン及び負イオンは、送風ダクト２内を搬送されて除電対象エリア５に到達するまでの間に相互に接触して再結合し、イオン数が減少するという問題がある。
【０００５】
これに対して、特許文献２には、正イオンと負イオンを別々の搬送路で搬送した後、除電対象物に供給する直前で正負イオンを混合して供給する構成が開示されている。さらに、その供給端において正負イオンのバランスを調整するために、供給するイオンとは逆の電荷に帯電させた搬送路内を通過させることによって、供給イオン数を調整することが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３６９９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２５８１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２では、イオン発生装置とイオン搬送路とは別に設けられるため、イオン搬送路長によっては搬送路の内壁面との摩擦等によりイオンが減少し易いという問題があった。また、エア供給端における正負イオンバランスは、主に、供給するイオンとは逆電荷に帯電させた搬送路内を通過させることによって制御するため、供給イオン数が若干減少する傾向にあった。このため、除電時間を充分に短縮できるものではなかった。さらに、除電対象製品には正イオンと負イオンがバランスよく帯電することはなく、いずれかが多いことが通常であると共に、そのバランスも経時的に変化する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、イオン数を極端に減少させることなく、イオンバランスの良好なエアを供給できる除電装置及び方法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】
【０００８】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、イオンを含むエアを噴出口から除電対象物に供給する除電装置であって、正イオンを生成する正イオン発生手段と、負イオンを生成する負イオン発生手段と、前記正イオン発生手段により生成した正イオンが搬送される正イオン搬送路と、前記正イオン搬送路とは別に形成され、前記負イオン発生手段により生成した負イオンが搬送される負イオン搬送路と、前記噴出口の直前に形成され、前記正イオン搬送路と前記負イオン搬送路とが合流する合流部と、を備え、前記除電対象物の表面電位を測定する表面電位測定手段と、前記測定した結果に基づき、前記正イオン発生手段で生成する正イオン数と前記負イオン発生手段で生成する負イオン数とを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする除電装置を提供する。
【０００９】
請求項１によれば、イオン搬送路を正イオン搬送路と負イオン搬送路とに分けて形成し、噴出口の直前で正イオン搬送路と負イオン搬送路とを合流させるようにする。これにより、噴出口の直前までの間に正イオン、負イオンが相互に接触することにより再結合するのを抑制し、イオン数の減少を防止できる。
【００１０】
また、除電対象物の表面電位を表面電位測定手段により測定し、該測定結果に基づいて正イオン発生手段で生成する正イオン数と負イオン発生手段で生成する負イオン数とをそれぞれ制御する制御手段を設ける。これにより、除電対象物の表面電位に応じて、生成する正イオン数及び負イオン数を制御することができ、適切なイオンバランスのエアを供給できる。また、このように、イオン数を極端に減少させることなく正イオン、負イオンを除電対象物の表面電位に応じてバランス良く供給できるので、除電時間を短縮できる。
【００１１】
請求項２は請求項１において、前記正イオン発生手段は、第１の直流高圧電源と、前記正イオン搬送路内の下流位置に設置され、前記第１の直流高圧電源により正の電圧が印加される正電極と、を備え、前記負イオン発生手段は、第２の直流高圧電源と、前記負イオン搬送路内の下流位置に設置され、前記第２の直流高圧電源により負の電圧が印加される負電極と、を備え、前記制御手段は、前記正電極及び（又は）前記負電極に対する印加電圧を前記第１の直流高圧電源及び（又は）第２の直流高圧電源を制御することにより調整することを特徴とする。
【００１２】
請求項２によれば、第１の直流高圧電源により正の電圧に印加される正電極と、第２の直流高圧電源により負の電圧に印加される負電極とを異なるイオン搬送路（正イオン搬送路、負イオン搬送路）の下流位置にそれぞれ設置する。これにより、正イオン、負イオンが生成直後から相互に接触するのを防止できると共に、噴出口までの搬送路長を短くすることで管壁との摩擦等によるイオン数の減少を抑制できる。
【００１３】
また、正電極及び（又は）負電極の印加電圧を第１の直流高圧電源及び（又は）第２の直流高圧電源を制御することにより正負イオンの生成数を調整するので、例えば、エア流量を変えなくてもイオン数を増加させることができる。
【００１４】
請求項３は請求項１又は２において、前記正イオン搬送路と前記負イオン搬送路とは、１つの搬送路の内部が仕切板により仕切られることにより形成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３によれば、１つの搬送路の内部を仕切板により仕切ることで正イオン搬送路、負イオン搬送路をそれぞれ形成するので、省スペース化できる。この場合、合流部には仕切板を設置しないようにする。
【００１６】
本発明の請求項４は前記目的を達成するために、請求項１〜３の何れか１項に記載の除電装置を用いて除電することを特徴とする除電方法を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、イオン数を極端に減少させることなく、イオンバランスの良好なエアを供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面に従って本発明に係る除電装置及び方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００１９】
まず、本発明に係る除電装置の構成の一例について説明する。
【００２０】
図１は、本発明に使用される除電装置１０の概略構成の一例を示す概略側面図である。
【００２１】
同図において、除電装置１０は、主として、除電対象物１２に向けてイオン（正イオン、負イオン）を含むエアを吹き出す送風ダクト１４と、該送風ダクト１４の内部に設けられ、正イオンと負イオンをそれぞれ生成する放電針１６Ａ（正電極）、１６Ｂ（負電極）と、該放電針１６Ａ、１６Ｂにそれぞれ接続され、高電位を印加する直流高圧電源１８Ａ、１８Ｂと、より構成されている。さらに、除電装置１０には、除電対象物１２の表面電位を測定する表面測定計２０と、該測定結果に基づき直流高圧電源１８Ａ、１８Ｂにおける放電針１６Ａ、１６Ｂの印加電圧を制御する制御部２２と、が設けられている。
【００２２】
送風ダクト１４は、送風ファン２４と接続されており、その内部にはエアが流れるように構成されている。送風ダクト１４の噴出口２６の直前を除く内部には、図１に示すように仕切板２８が設けられ、これにより２つのイオン搬送路が形成される。
【００２３】
一方のイオン搬送路内の下流側には正の電圧が印加される放電針１６Ａが設けられ、他方のイオン搬送路内の下流側には負の電圧が印加される放電針１６Ｂが設けられる。これにより、放電針１６Ａが設置されたイオン搬送路は、正イオンのみが生成・搬送される正イオン搬送路１４Ａとなり、放電針１６Ｂが設置されたイオン搬送路は負イオンのみが生成・搬送される負イオン搬送路１４Ｂとなる。なお、放電針１６Ａ、１６Ｂの設置位置としては、例えば、除電対象物に電界の影響を与えることなく、且つイオンの摩擦等による減少を抑制する上で、合流部３０から３００ｍｍ程度内側（エアの流れ方向では上流側）とすることが好ましい。
【００２４】
仕切板２８の材質としては、例えば、アクリル、塩ビ等の絶縁体であることが好ましく、中でも１０１２Ω以上の抵抗を有する絶縁体であることが好ましい。なお、仕切板２８の設置態様は、図１に限定されず、放電針１６Ａ、１６Ｂを含む下流側部分だけに設けてもよい。
【００２５】
送風ダクト１４の噴出口２６の直前には、正イオン搬送路１４Ａと負イオン搬送路１４Ｂとが合流する合流部３０が形成される。この合流部３０は、正イオンと負イオンとを混合させる機能を有している。
【００２６】
合流部３０の長さは、正イオン、負イオンをバランスよく混合する上で適した長さに設定される。具体的には、合流部３０の長さはエアの流速等の条件にもよるが、例えば、１００ｍｍ程度であることが好ましい。この合流部３０を長すぎると正イオン、負イオンが相互に接触して再結合し、イオン数が極端に少なくなるため好ましくない。ここで、合流部の長さとはイオン搬送方向における長さをいう。
【００２７】
放電針１６Ａ、１６Ｂは、それぞれ高圧電線３２Ａ、３２Ｂを介して直流高圧電源１８Ａ、１８Ｂと接続されている。これにより、放電針１６Ａには高圧電線３２Ａを通じて直流高圧電源１８Ａにより正の電圧が印加され、放電針１６Ｂには高圧電線３２Ｂを通じて直流高圧電源１８Ｂにより負の電圧が印加される。このように、放電針１６Ａ、１６Ｂはそれぞれ独立に電圧が印加される。そして、放電針１６Ａ、１６Ｂのそれぞれにおいてコロナ放電させることで、放電針１６Ａ近傍では正イオンを生成し、放電針１６Ｂ近傍では負イオンを生成する。この場合、対極は送風ダクト１４の内壁や仕切板２８がアースとなる。
【００２８】
表面電位計２０は、除電対象物１２の表面電位を計測するプローブ２１からの信号に基づいて除電対象物１２の表面電位を出力する。プローブ２１としては、例えば、公知の表面電位センサ等が使用できる。
【００２９】
制御部２２は、表面電位計２０により測定した除電対象物の表面電位に応じて、それに適した正イオン、負イオンのバランスを演算する。制御部２２は、この演算結果に基づいて放電針１６Ａ、１６Ｂの印加電圧を調整するように直流高圧電源１８Ａ、１８Ｂを制御する。
【００３０】
次に、本発明に係る除電装置１０の作用について説明する。
【００３１】
まず、放電針１６Ａには直流高圧電源１８Ａにより正の電圧を印加し、放電針１６Ｂには直流高圧電源１８Ｂにより負の電圧を印加する。これにより、放電針１６Ａ、１６Ｂのそれぞれにおいてコロナ放電させ、正イオン又は負イオンを生成させる。一方、送風ファン２４から送風ダクト１４内にエアが流入すると、正イオン搬送路１４Ａでは、上記放電針１６Ａで生成された正イオンがエアとともに搬送される。同様に、負イオン搬送路１４Ｂでは、放電針１６Ｂで生成された負イオンがエアとともに搬送される。この間、正イオンと負イオンとは別々の搬送路を通るため、相互に接触しないので、イオン数が減少することがない。
【００３２】
正イオン搬送路１４Ａ内を流れる正イオンを含むエアと、負イオン搬送路１４Ｂ内を流れる負イオンを含むエアは、噴出口２６の直前の合流部３０において合流する。そして、正イオン、負イオンをバランスよく含むエアが噴出口２６から吹き出される。
【００３３】
このように、本実施形態では、正イオン、負イオンそれぞれを別の搬送路内で生成及び搬送し、噴出口２６の直前において正イオン、負イオンを混合する。これにより、イオン生成後から噴出口２６までのイオン搬送途中において正イオンと負イオンとが接触して再結合するのを抑制できる。また、放電針１６Ａ、１６Ｂが正イオン搬送路１４Ａ、負イオン搬送路１４Ｂ内の下流側にそれぞれ設置されるので、イオン生成後から噴出口２６に至るまでの搬送路長を短くすることができる。これにより、正負イオンが送風ダクト１４や仕切板２８の内壁面と摩擦等することによりイオン数が減少するのを抑制できる。
【００３４】
さらに、本実施形態では、除電対象物１２の表面電位を表面電位計２０により測定し、この測定結果に基づいて制御部２２は除電対象物１２の表面電位に適切なイオンバランスとなるように直流高圧電源１８Ａ、１８Ｂをそれぞれ制御する。これにより、放電針１６Ａ、１６Ｂにおける正負イオンの生成数を調整できるので、除電対象物１２の表面電位に適したイオンバランスのエアを供給できる。
【００３５】
以上、本発明に係る除電装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００３６】
たとえば、本実施の形態では、１つの送風ダクト１４内に仕切板２８を設けることにより正イオン搬送路、負イオン搬送路をそれぞれ形成する例で説明したが、これに限定されることはない。たとえば、送風ダクトを２つ設けて、それぞれを正イオン搬送ダクト、負イオン搬送ダクトとし、噴出口の直前で２つの送風ダクトの下流端を合流させるように構成してもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、直流高圧電源を使用し、正イオン搬送路１４Ａ、負イオン搬送路１４Ｂを固定する例で説明したが、交流高圧電源を使用し、送風ダクト１４内で隣り合う２つの搬送路内で生成するイオンが互いに対になるように順次切り換えるように構成してもよい。要は、放電針１６Ａ、１６Ｂの印加電圧を独立に制御でき、２つの搬送路内に流れるイオンが常に対になるようにすればよい。
【００３８】
また、本実施形態では、放電針１６Ａ、１６Ｂの両方について印加電圧を制御する例を示したが、これに限定されず、例えば、除電対象物１２の表面電位に応じて何れか一方の放電針のみについて印加電圧を変えてもよい。
【００３９】
本発明の除電装置は、幅広い技術分野において使用でき、例えば、各種電子製品の製造、搬送工程において好ましく使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態における除電装置の概略構成の一例を示す概略側面図である。
【図２】従来の除電装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…除電装置、１２…除電対象物、１４…送風ダクト、１４Ａ…正イオン搬送路、１４Ｂ…負イオン搬送路、１６Ａ、１６Ｂ…放電針、１８Ａ、１８Ｂ…直流高圧電源、２０…表面電位測定計、２１…プローブ、２２…制御部、２６…噴出口、２８…仕切板、３０…合流部
【図１】
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【図２】
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