專(zhuān)利名稱(chēng)：除電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)帶電物體照射正負(fù)離子，使帶電物體成為電中性的除電 裝置。 背景4支術(shù)
目前，在半導(dǎo)體生產(chǎn)線或移動(dòng)電話等的元件(cell)的生產(chǎn)工序等中，為 了防止部件帶電導(dǎo)致的靜電故障或靜電吸附，在操作臺(tái)或傳送帶等的附近配置 了除電裝置。作為在這樣的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所使用的除電裝置，具有以下方式的除電 裝置對(duì)正或者負(fù)電荷全部或者部分過(guò)剩、電荷不均勻的狀態(tài)的除電對(duì)象物(部 件)放出(照射)正或者負(fù)離子使除電對(duì)象物成為電中性。這樣的除電裝置根 據(jù)除電方式^^皮分為若干種類(lèi)。以下簡(jiǎn)單地說(shuō)明各方式的特征。
(1) AC方式
對(duì)一個(gè)放電針施加正弦波高電壓(頻率50/60Hz)，交替地產(chǎn)生正負(fù)離子。 因?yàn)閺囊粋€(gè)放電針產(chǎn)生正負(fù)離子，所以具有離子平衡的隨時(shí)間的偏移、空間偏 移都小的特征。
在此，所謂離子平衡，表示離子照射后的殘留電位從OV偏離怎樣的程度， 殘留電位穩(wěn)定地成為0伏特為理想特性。并且，所謂離子平衡的隨時(shí)間的偏移， 是指在使除電裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，正負(fù)各自的放電針的污染物附著或腐蝕、磨損 程度產(chǎn)生差異，導(dǎo)致殘留電位產(chǎn)生偏移。此外，所謂離子平衡的空間偏移，是 指在對(duì)除電對(duì)象物照射了離子時(shí)，根據(jù)除電對(duì)象物的位置，在殘留電位中產(chǎn)生 差異。如后所述，通過(guò)對(duì)從除電裝置離開(kāi)規(guī)定距離地規(guī)則地配置的除電對(duì)象物 照射離子，然后測(cè)定哪個(gè)位置的除電對(duì)象物具有殘留電位，來(lái)判定該離子平衡 的空間偏移。并且，后述的所謂的離子平衡的振幅，是指被照射了正負(fù)離子的 除電對(duì)象物的表面電位正負(fù)地周期性地變動(dòng)。
(2) DC方式
通過(guò)對(duì)正放電針和負(fù)放電針?lè)謩e施加正負(fù)高電壓，從各個(gè)放電針?lè)€(wěn)定地產(chǎn)生正負(fù)離子。放出的正負(fù)離子在到達(dá)除電對(duì)象物之前難以再次結(jié)合，與AC方 式相比具有可以使離子飛到遠(yuǎn)處的特征。
(3) AC高頻方式
對(duì)一個(gè)》文電針施加頻率20kHz 70kHz的高頻電壓。與一4t的AC方式相 比，具有可以使變壓器重量輕體積小的特征。
(4) 脈沖DC方式
通過(guò)對(duì)正放電針和負(fù)放電針?lè)謩e交替地施加正負(fù)高電壓，從各個(gè)放電針交 替地產(chǎn)生正負(fù)離子。與一般的DC方式相比，具有改善了離子平衡的隨時(shí)間偏 移的特征。此外，作為上述的相關(guān)在先技術(shù)，具有日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi) 2002-43092號(hào)/>才艮(專(zhuān)利文獻(xiàn)1 )。
(5) 脈沖AC方式
對(duì)一個(gè)放電針施加矩形波的高電壓。與一般的AC方式相比，具有能夠增 加離子產(chǎn)生量，同時(shí)能夠改變振蕩頻率的特征(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。此外，作 為上述的相關(guān)在先技術(shù)，具有日本專(zhuān)利公報(bào)特開(kāi)2000-58290號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文 獻(xiàn)2)。
但是，在上述各個(gè)除電方式中分別存在以下問(wèn)題。 (1 ) AC方式
產(chǎn)生高電壓的變壓器重，體積大。很多時(shí)候要將該種類(lèi)的除電裝置放在桌 上或者懸掛來(lái)使用，希望小型輕量的除電裝置，但在AC方式下難以使裝置小 型輕量化。此外，因?yàn)榻惶娴禺a(chǎn)生正負(fù)離子，所以使除電對(duì)象物正負(fù)交替地帶 電，從時(shí)間上來(lái)看，在離子平衡中產(chǎn)生振幅。因此，難以將離子照射后的殘留 電位保持在0伏特附近。并且，因?yàn)榕cDC方式相比正負(fù)離子的產(chǎn)生量小，所 以在衰減時(shí)間特性、除電范圍的方面劣于DC方式。在此，所謂衰減時(shí)間特性， 是指在離子照射后除電對(duì)象物的電位達(dá)到允許水平(level)的時(shí)間。因此，如 果可以在短時(shí)間內(nèi)把帶電的除電對(duì)象物的電位降低至允許水平，則衰減時(shí)間特 性?xún)?yōu)異。此外，所謂除電范圍，是指通過(guò)離子照射可以將除電對(duì)象物的電位降 低至允許水平的空間的范圍。 (2)DC方式
在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)檎?fù)各自的放電針的污染物附著或腐蝕、磨損程度產(chǎn)生差異，所以產(chǎn)生離子平衡的隨時(shí)間的偏移。此外，根據(jù)放電針的位置，產(chǎn)生 容易受到正離子的影響的場(chǎng)所、或容易受到負(fù)離子的影響的場(chǎng)所。因此，^f吏配 置在這種場(chǎng)所的除電對(duì)象物帶正電或者帶負(fù)電，產(chǎn)生離子平衡的空間偏移。
(3) AC高頻方式
因?yàn)檎?fù)離子的產(chǎn)生間隔小，所以放出的正負(fù)離子在到達(dá)除電對(duì)象物之前 容易再次結(jié)合，難以使離子飛到遠(yuǎn)處。此外，因?yàn)殡x子的到達(dá)量減少，所以衰 減時(shí)間特性也惡化。
(4) 脈沖DC方式
與DC方式的情況相同，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)檎?fù)各自的》文電4十的污染物 附著或腐蝕、磨損程度產(chǎn)生差異，所以產(chǎn)生離子平衡的隨時(shí)間的偏移。此外， 在容易受到污染物易附著的正;^文電針的影響的情況下，或者在容易受到污染物 難以附著的負(fù)放電針的影響的情況下，產(chǎn)生離子平衡的空間偏移，所以使除電 對(duì)象物帶正電或者帶負(fù)電。并且，因?yàn)榻惶娴禺a(chǎn)生正負(fù)離子，所以與AC方式 相同使除電對(duì)象物正負(fù)交替地帶電，從時(shí)間上看，在離子平衡中產(chǎn)生振幅。
(5) 脈沖AC方式
因?yàn)榻惶娴禺a(chǎn)生正負(fù)離子，所以使除電對(duì)象物正負(fù)交替地帶電，并且因?yàn)?與AC方式相比離子產(chǎn)生量多，所以從時(shí)間上看，在離子平衡中產(chǎn)生振幅。
如上所述，在現(xiàn)有的除電裝置中，具有大小或重量、衰減時(shí)間特性、離子 平衡特性的某方面的問(wèn)題，目前沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全部解決這些問(wèn)題的除電裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供小型、輕量， 并且衰減時(shí)間特性和離子平衡特性?xún)?yōu)異的除電裝置。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第一方式為除電裝置，其包含以下各部生 成直流電壓的電源電路；輸出控制電路，其使所述電源電路生成的直流電壓成 為可聽(tīng)頻率以上的高頻電壓，并且對(duì)兩個(gè)輸出線每隔一定期間交替地輸出該高 頻電壓；變壓電路，其對(duì)從所述輸出控制電路輸出的高頻電壓進(jìn)行升壓；放電 部，其由在被施加了正極性的直流高電壓時(shí)輸出正離子、在被施加了負(fù)極性的 直流高電壓時(shí)輸出負(fù)離子的2n個(gè)(n=l以上的整數(shù))放電針構(gòu)成，將這些放 電針?lè)譃槊拷Mn個(gè)放電針的第一以及第二組來(lái)進(jìn)行配置；極性反轉(zhuǎn)電路，其把
5從所述變壓電路輸出的高頻高電壓轉(zhuǎn)換為在同 一 期間極性相互不同的矩形波 的兩個(gè)直流高電壓，并且每隔一定期間使這兩個(gè)直流高電壓的極性反轉(zhuǎn)，然后
分別輸出給所述放電部的第一以及第二組；以及送風(fēng)機(jī)，其從所述放電針的上 風(fēng)側(cè)送風(fēng)，向配置在下風(fēng)側(cè)的除電對(duì)象物輸送從所述2n個(gè)的各個(gè)放電針輸出 的正離子以及負(fù)離子。在上述結(jié)構(gòu)中，在同一期間中，從所述放電部的第一組 輸出一種極性的離子，同時(shí)從第二組輸出另一種極性的離子，而且每隔一定期 間使從所述各組輸出的離子的極性反轉(zhuǎn)。
從屬于本發(fā)明的所述第一方式的第二方式，在所述除電裝置中，所述輸出 控制電路，把對(duì)兩個(gè)輸出線每隔 一定期間交替地輸出高頻高電壓時(shí)的輸出切換 頻率設(shè)為10 100Hz的范圍。
從屬于本發(fā)明的所述第一方式或第二方式的第三方式，作為所述除電裝 置，還包含設(shè)置在所述送風(fēng)機(jī)和所述放電部之間，檢測(cè)電暈放電的脈沖信號(hào)的 流光電暈脈沖檢測(cè)單元。 —
從屬于本發(fā)明的所述第一方式至第三方式中的任意一種方式的第四方式， 作為所述除電裝置，還包含設(shè)置在所述放電部和除電對(duì)象物之間，與接地電位 連接的保護(hù)電極。
根據(jù)基于本發(fā)明上述第一方式至第四方式的除電裝置，可以使用與可聽(tīng)頻 率以上的振蕩頻率相對(duì)應(yīng)的高頻線圈變壓器或壓電變壓器等，所以與AC方式 的除電裝置相比可以使裝置小型輕量化。
此外，因?yàn)閷?duì)放電部的第 一以及第二組施加極性相互不同的矩形波的兩個(gè) 直流高電壓，所以與AC方式的除電裝置相比正負(fù)離子的產(chǎn)生量增多，可以提 高衰減時(shí)間特性。才艮據(jù)相同的理由，與AC方式的除電裝置相比可以擴(kuò)大除電 范圍。
并且，因?yàn)樵谕黄陂g從分為兩組的放電針產(chǎn)生正負(fù)離子，并且每隔一定 期間使從各組輸出的離子的極性反轉(zhuǎn)，所以在同一期間同時(shí)產(chǎn)生正負(fù)離子，可 以使除電對(duì)象物表面的正負(fù)離子量幾乎相同。因此，促進(jìn)電位的中和，可以減 小除電對(duì)象物表面的殘留電位。結(jié)果，可以使離子平衡的振幅接近于零，并且 還可以減小振幅的偏移。
除了上述之外，放出的正負(fù)離子的極性每隔一定期間反轉(zhuǎn)，并且放出離子
6切換，所以不會(huì)根據(jù)除電對(duì)象物的位置受到正或負(fù) 某一方離子的影響，可以對(duì)全部位置的除電對(duì)象物大體均等地照射正負(fù)離子。 因此，可以減小離子平tf的空間偏移。
而且，因?yàn)槊扛粢欢ㄆ陂g使從各組放電針?lè)懦龅恼?fù)離子的極性反轉(zhuǎn)，所 以即使在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，各個(gè)放電針的污染物附著以及腐蝕、磨損程度也 大體均等。因此，不會(huì)產(chǎn)生每個(gè)放電針的殘留電位的偏移，可以減小離子平衡 的隨時(shí)間的偏移。


圖l是實(shí)施方式的除電裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2 (a)以及圖2(b)是表示放電部的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。 圖3是表示高電壓產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖4是表示極性反轉(zhuǎn)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖5是表示評(píng)價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖6 (a)以及圖6 (b)是離子平衡振幅-時(shí)間的特性圖，特別是圖6 (a) 為本實(shí)施方式的除電裝置的特性圖，圖6 (b)作為比較例，是脈沖AC方式 的除電裝置的特性圖。
圖7 (a)以及圖7(b)是實(shí)施方式的除電裝置的離子平衡振幅-時(shí)間的特 性圖，特別是圖7 (a)為輸出切換頻率為1.4Hz的情況下的特性圖，圖7(b) 為輸出切換頻率為35Hz的情況下的特性圖。
圖8 (a)以及圖8 (b)是離子平衡空間特性圖，特別是圖8 (a)為實(shí)施 方式的除電裝置的特性圖，圖8 (b)作為比較例，是DC方式的除電裝置的 特性圖。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)

本發(fā)明的除電裝置的實(shí)施方式。
圖l是本實(shí)施方式的除電裝置的整體結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示放電部的結(jié)構(gòu)的 說(shuō)明圖，圖3是表示高電壓產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)的方框圖。
如圖1所示，除電裝置1具備高電壓產(chǎn)生電路IO、放電部20、送風(fēng)機(jī)30、 流光電暈脈沖檢測(cè)電極40、流光電暈脈沖信號(hào)檢測(cè)裝置50、以及保護(hù)電極60。 此外，符號(hào)70為除電對(duì)象物。高電壓產(chǎn)生電路IO是對(duì)放電部20每隔一定期間交替地同時(shí)施加極性不同 的直流高電壓的電路。關(guān)于高電壓產(chǎn)生電路10的結(jié)構(gòu)將在后面進(jìn)行敘述。
如圖2所示，放電部20由成為放電電極的放電針21 24構(gòu)成。各放電針 在被施加正極性的直流高電壓時(shí)輸出正離子，在被施加負(fù)極性的直流高電壓時(shí) 輸出負(fù)離子。當(dāng)對(duì)放電針21 24施加從高電壓產(chǎn)生電路IO提供的直流高電壓 時(shí)，在放電針21 24和保護(hù)電極60之間產(chǎn)生電暈放電，輸出正離子以及負(fù)離 子。從高電壓產(chǎn)生電路IO對(duì)該放電部20每隔一定期間交替地供癥會(huì)極性不同的 直流高電壓。
如圖2所示，尖端朝向中心方向地在四個(gè)位置配置放電針21 24。其中， 尖端相向的放電針成為輸出相同極性的離子的電極對(duì)(組)。在本實(shí)施方式中， 放電針21、 23成為第一組，放電針22、 24成為第二組。并且，在一組輸出正 離子的期間，通過(guò)另一組同時(shí)輸出負(fù)離子，此外，在一組輸出負(fù)離子的期間， 通過(guò)另 一組同時(shí)輸出正離子。
例如，如圖2(a)所示，在期間A中，第一組的放電針21、 23輸出負(fù)離 子，第二組的放電針22、 24輸出正離子。此外，如圖2(b)所示，在接下來(lái) 的期間B中，第一組的放電針21、 23輸出正離子，第二組的放電針22、 24 輸出負(fù)離子。以下相同，各組每隔一定期間交替地重復(fù)進(jìn)行上述期間A、期間 B的輸出。
在本實(shí)施方式中，如圖2(a)、 (b)所示，對(duì)相向的放電針始終施加相同 極性的電壓。在成為這樣的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以提高離子平衡特性。此外，還可以對(duì) 相向的放電針始終施加不同極性的電壓。此外，放電針的數(shù)量在本實(shí)施方式中 為4個(gè)，但只要為2n (n=l以上的整數(shù))個(gè)即可。
此外，如圖l所示，與送風(fēng)機(jī)30的送風(fēng)方向(從紙面的左側(cè)向右側(cè)的方 向)大體垂直地配置了放電針21 24。根據(jù)空間的離子平衡的性能和使用時(shí)的 裝置主體與除電對(duì)象物70的距離L來(lái)決定不同極性放電針的電極間距離K。 作為一個(gè)例子，在L-150mm 600mm的范圍內(nèi)，K=40mm 120mm左右為合適 的范圍。
送風(fēng)機(jī)30配置在放電部20的上風(fēng)側(cè)(上游側(cè))。換句話說(shuō)，所述放電部 20配置在所述送風(fēng)機(jī)30的下風(fēng)側(cè)(下游側(cè))。所述送風(fēng)機(jī)30通過(guò)使用電動(dòng)機(jī)
8使未圖示的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行送風(fēng)。通過(guò)該送風(fēng)，向除電對(duì)象物70輸送從;改電 部20輸出的正離子以及負(fù)離子。
流光電暈脈沖檢測(cè)電極40配置在送風(fēng)機(jī)30和放電部20之間，檢測(cè)》丈電 部20的電暈放電的放電電流，輸出與檢測(cè)到的放電電流對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)(檢 測(cè)信號(hào))。流光電暈脈沖信號(hào)檢測(cè)裝置50根據(jù)從流光電暈脈沖檢測(cè)電極40輸 出的脈沖信號(hào)，判斷電暈放電的放電狀態(tài)是否正常。即，在發(fā)生流光電暈脈沖 放電時(shí)，因?yàn)殡姇灧烹姷姆烹婋娏髟诙虝r(shí)間內(nèi)較大地變化(極其急劇地變化)， 所以在與檢測(cè)到的放電電流對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)超過(guò)了預(yù)定的水平(level)時(shí)，可 以判斷為電暈放電的異常。已知一般由于放電針的污染物的附著，電暈放電異 常的發(fā)生頻率增加。所以，通過(guò)具備檢測(cè)電暈放電異常的裝置，可以準(zhǔn)確地得 知放電4十的清潔時(shí)期，所以可以切實(shí)地進(jìn)行維護(hù)。此外，流光電暈脈沖檢測(cè)電 極40和流光電暈脈沖信號(hào)檢測(cè)裝置50作為本實(shí)施方式中的流光電暈脈沖檢測(cè) 單元而發(fā)揮作用。
保護(hù)電極60用于^吏操作者的手指等不接觸到施加了高電壓的放電針，配 置在放電部20和除電對(duì)象物70之間。保護(hù)電極60與接地電位連接，也作為 各放電針的相對(duì)電極發(fā)揮作用。為了減少感應(yīng)引起的除電對(duì)象物70的電壓變 動(dòng)，希望使用金屬等導(dǎo)體形成保護(hù)電極60。此外，保護(hù)電極60的結(jié)構(gòu)使用將 環(huán)狀的金屬電極配置成同心圓的結(jié)構(gòu)等，但不限于此例，只要確保搡作者的手 指等無(wú)法插入、并且離子容易通過(guò)的間隔即可。并且，希望與放電針間為距離 M (小于電極間距離K)那樣地配置保護(hù)電極60。當(dāng)在放電部20中開(kāi)始電暈 放電時(shí)，保護(hù)電極-放電針之間的電位差大于放電針之間的電位差，所以產(chǎn)生 的正負(fù)離子飛向保護(hù)電極60。此時(shí)，當(dāng)存在保護(hù)電極60時(shí)，正負(fù)離子被捕獲， 所以衰減時(shí)間特性降^f氐一些。但是，通過(guò)設(shè)置保護(hù)電極60可以大幅度減小離 子平衡的振幅。
然后，說(shuō)明高電壓產(chǎn)生電路10的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，高電壓產(chǎn)生電路IO 由DC電源電路U、輸出控制電路12、變壓電路13、極性反轉(zhuǎn)電路14構(gòu)成。
DC電源電路11與未圖示的交流電源(AC100V)連接，是將交流電壓轉(zhuǎn) 換為直流電壓(DC12V)然后進(jìn)行輸出的電路。
輸出控制電路12把從DC電源電路11輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為可聽(tīng)頻率以上(20KHz~ )的高頻電壓，并且對(duì)與變壓電路13連接的兩個(gè)系統(tǒng)的輸出線， 每隔一定期間交替地切換輸出該高頻電壓。在本實(shí)施方式中，把對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)的 輸出線每隔 一定期間交替地輸出高頻電壓時(shí)的輸出切換頻率設(shè)為10 1 OOHz的 范圍。例如，在將輸出切換頻率設(shè)為50Hz時(shí)， 一個(gè)周期為0.02s，所以作為其 半個(gè)周期的O.Ols成為上述的一定期間。
在本實(shí)施方式中，因?yàn)榘褜?duì)兩個(gè)系統(tǒng)的輸出線交替地輸出高頻電壓時(shí)的輸 出切換頻率設(shè)為10 100Hz的范圍，所以從各組的放電針輸出的正負(fù)離子的極 性也每隔由該輸出切換頻率規(guī)定的一定期間進(jìn)行反轉(zhuǎn)。由此，可以延長(zhǎng)正負(fù)離 子的產(chǎn)生間隔，所以與AC高頻方式除電裝置相比，放出的正負(fù)離子在到達(dá)除 電對(duì)象物之前難以再次結(jié)合，可以使離子飛到遠(yuǎn)處。
變壓電路13通過(guò)與可聽(tīng)頻率以上(20k~)的振蕩頻率對(duì)應(yīng)的高頻線圈變 壓器或壓電變壓器構(gòu)成，是對(duì)輸出控制電路12輸出的高頻電壓進(jìn)行升壓，作 為高頻高電壓進(jìn)行輸出的電路。本實(shí)施方式的變壓電路13由變壓器Ll、 L2 構(gòu)成，從這些變壓器L1、 L2每隔一定期間交替地輸出高頻電壓。變壓電路13 的輸出側(cè)通過(guò)兩個(gè)系統(tǒng)的輸出線與極性反轉(zhuǎn)電路14連接，從變壓器Ll、 L2 輸出的高頻電壓從各輸出線交替地輸出給極性反轉(zhuǎn)電路14 。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)與可聽(tīng)頻率以上(20k )的振蕩頻率對(duì)應(yīng)的高頻線 圈變壓器或壓電變壓器構(gòu)成變壓電路13,所以與AC方式的除電裝置相比可 以使裝置小型輕量化。
極性反轉(zhuǎn)電路14把從變壓電路13每隔一定期間交替地輸出的高頻高電壓 轉(zhuǎn)換為在同 一期間極性相互不同的矩形波的兩個(gè)直流高電壓，并且每隔一定期 間使這兩個(gè)直流高電壓的極性反轉(zhuǎn)，輸出給放電部20的第一以及第二組。即， 在將正極性的直流高電壓輸出給第一組時(shí)，同時(shí)將負(fù)極性的直流高電壓輸出給 第二組，在將負(fù)極性的直流高電壓輸出給第一組時(shí)，同時(shí)將正^L性的直流高電 壓輸出給第二組。
在本實(shí)施方式中，對(duì)放電部20的第一以及第二組施加極性相互不同的矩 形波的兩個(gè)直流高電壓。由此，與AC方式的除電裝置相比可以增多正負(fù)離子 的產(chǎn)生量，所以可以在短時(shí)間內(nèi)將帶電的除電對(duì)象物的電位降低到允許水平， 可以提高衰減時(shí)間特性。此外，與正負(fù)離子的產(chǎn)生量較少的AC方式的除電裝
10置相比，可以擴(kuò)大除電范圍。
然后，說(shuō)明極性反轉(zhuǎn)電路14的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。圖4是表示極性反轉(zhuǎn)電路的
結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖4所示，極性反轉(zhuǎn)電路14通過(guò)電容器C1 C8、電阻R1 R4、 二極管D1 D8組成的整流電路構(gòu)成。從變壓器L1、 L2對(duì)該整流電路每隔預(yù) 定時(shí)間交替地提供輸入A、輸入B所示的高頻高電壓。在整流電路中，對(duì)輸 入的高頻高電壓進(jìn)行整流使其成為直流高電壓，并且從輸出A、輸出B所示 的輸出端輸出。
當(dāng)從變壓器Ll提供輸入A時(shí)(該期間輸入B為0 )，該輸入A在通過(guò)整 流電路進(jìn)行整流后，分別在輸出A輸出負(fù)極性的電壓(輸出A的中央部的矩 形波)，此外在輸出B輸出正極性的電壓(輸出B的中央部的矩形波)。此外， 在下一個(gè)期間，當(dāng)從變壓器L2提供輸入B時(shí)(該期間輸入A為0 )，該輸入B 在通過(guò)整流電路進(jìn)行整流后，分別在輸出A輸出正極性的電壓(輸出A的右 部的矩形波)，此外在輸出B輸出負(fù)極性的電壓(輸出B的右部的矩形波)。 如此，當(dāng)從變壓器L1、 L2每隔一定期間交替地提供輸入A、 B的高頻高電壓 時(shí)，在極性反轉(zhuǎn)電路14中對(duì)輸入的高頻高電壓進(jìn)行整流、濾波，并且在每個(gè) 周期使極性反轉(zhuǎn)來(lái)在輸出A、輸出B進(jìn)行輸出。并且，因?yàn)榈谝唤M的放電針 21、 23與輸出A連接，第二組的放電針22、 24與輸出B連接，所以從各組 輸出的離子的極性每隔 一定期間進(jìn)行反轉(zhuǎn)。
即，如圖2U)所示，在期間A,從第一組的放電針21、 23輸出負(fù)離子， 從第二組的放電針22、 24同時(shí)輸出正離子。此外，如圖2(b)所示，在接下 來(lái)的期間B中，從第一組的放電針21、 23輸出正離子，從第二組的放電針22、 24同時(shí)輸出負(fù)離子。并且，因?yàn)閺母鹘M輸出的離子的極性每隔一定期間#1反 轉(zhuǎn)，所以每隔 一定期間從各組放電針輸出不同極性的離子。
然后，說(shuō)明上述那樣構(gòu)成的除電裝置的離子平衡特性。
為了評(píng)價(jià)這種除電裝置， 一般使用遵照EOS/ESD標(biāo)準(zhǔn)St3.1的測(cè)定方法。 圖5是表示在上述測(cè)定方法中使用的評(píng)價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。該評(píng)價(jià)裝置 100在基板2上把作為除電對(duì)象物的帶電板按順序配置在TP1 TP12的測(cè)定點(diǎn) 上，并且把除電裝置1配置在距離TP2的測(cè)定點(diǎn)300mm的位置上。此外，通 過(guò)長(zhǎng)寬為150mmx 150mm，電容量為20pF的部件構(gòu)成帶電^f反。在各帶電板上設(shè)置有未圖示的被接觸的電位傳感器、以及與該電位傳感器 連接的帶電電位計(jì)。此外，在各帶電板上連接有在測(cè)定衰減時(shí)間時(shí)用于使帶電 板帶電的未圖示的+ lkV的高壓電源、以及-lkV的高壓電源。并且，還一并 設(shè)有對(duì)衰減時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的未圖示的計(jì)時(shí)器或顯示時(shí)間等的數(shù)字顯示裝置。 (1)離子平衡振幅-時(shí)間特性
圖6是離子平衡振幅-時(shí)間的特性圖。圖6 (a)是本實(shí)施方式的除電裝置 的特性圖，圖6 (b)作為比較例，是脈沖AC方式的除電裝置的特性圖。該 評(píng)價(jià)方法為在除去各帶電板的殘留電荷后，從除電裝置1對(duì)帶電板TP1 12 照射離子，測(cè)定一定時(shí)間后的板電位[V]。在該例子中，使除電裝置1與帶電 板的距離接近到150mm。這是為了使離子平衡振幅-時(shí)間特性的影響更加顯著。
在本實(shí)施方式的除電裝置1中，在同一期間從被分為兩組的;^文電4t同時(shí)產(chǎn) 生正負(fù)離子，并且每隔一定期間使從各組輸出的離子的極性反轉(zhuǎn)，所以放出的 正負(fù)離子的極性每隔一定期間進(jìn)行反轉(zhuǎn)，并且放出離子的位置每隔一定期間也 進(jìn)行切換。由此，在同一期間同時(shí)產(chǎn)生正負(fù)離子，所以帶電板表面的正負(fù)離子 量大體相同。因此，促進(jìn)電位的中和，可以減小帶電板表面的殘留電位。由此， 如圖6U)所示，可以使離子平衡的振幅接近零，此外，還可以減小振幅的 偏移。因此，本實(shí)施方式的除電裝置1即使縮短與除電對(duì)象物的距離，離子平 衡的振幅、偏移也較少，因此可以在整個(gè)操作臺(tái)或傳送帶上進(jìn)行均勻的除電。
另一方面，在比較例的脈沖AC方式的除電裝置中，因?yàn)榻惶娴禺a(chǎn)生正負(fù) 離子，所以使帶電板正負(fù)交替地帶電，并且與AC方式相比離子產(chǎn)生量多，所 以如圖6(b)所示，在離子平衡中產(chǎn)生振幅。特別是像本評(píng)價(jià)方式那樣在縮 短除電裝置和帶電板的距離時(shí)，振幅、偏移一同變大。
在此，說(shuō)明使從第一以及第二組輸出的離子的極性反轉(zhuǎn)的周期。在本實(shí)施 方式中，把對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)的輸出線交替地切換輸出高頻電壓時(shí)的輸出切換頻率設(shè) 為10 100Hz。圖7與圖6相同，是離子平衡振幅-時(shí)間的特性圖，全部是本實(shí) 施方式的除電裝置的特性圖。圖7(a)是輸出切換頻率為1.4Hz情況下的特性 圖，圖7 (b)是輸出切換頻率為35Hz情況下的特性圖。
如圖7(a)所示，在按照由輸出切換頻率1.4Hz規(guī)定的周期使極性反轉(zhuǎn)時(shí)， 無(wú)法減小帶電板表面的殘留電位，離子平衡的振幅變大。此外，當(dāng)把輸出切換
12頻率設(shè)為100Hz以上時(shí)，雖未圖示，但與高頻方式相同，難以使離子飛到遠(yuǎn) 處，此外，衰減時(shí)間特性也惡化。與此相對(duì)，如圖7(b)所示，在"t姿照由輸
出切換頻率35Hz規(guī)定的周期使極性反轉(zhuǎn)時(shí)，可以減小帶電板表面的殘留電位， 因此可以進(jìn)一步減小離子平衡的振幅。
(2) 離子平衡空間特性
圖8是離子平衡空間特性圖。圖8 (a)是本實(shí)施方式的除電裝置的特性 圖，圖8(b)作為比較例，是DC方式的除電裝置的特性圖。圖8的X軸表 示板電位[V],Y軸表示以最前列中央的帶電板TP2為中心的左右的距離[mm]， Z軸表示距離除電裝置向內(nèi)側(cè)方向的距離[mm](參照?qǐng)D5)。
在本實(shí)施方式的除電裝置1中，放出的正負(fù)離子的極性每隔一定期間進(jìn)行 反轉(zhuǎn)，并且放出離子的位置也每隔一定期間進(jìn)行切換，所以不會(huì)根據(jù)帶電板的 位置受到正或負(fù)某一方離子的影響，可以對(duì)全部的帶電板大體均等地照射正負(fù) 離子。因此，如圖8(a)所示，可以減小離子平衡的空間偏移。
另一方面，在比較例的DC方式的除電裝置中，根據(jù)放電針的位置，產(chǎn)生 容易受到正離子的影響的場(chǎng)所或容易受到負(fù)離子的影響的場(chǎng)所，配置在這樣的 容易受到正離子或負(fù)離子某一方影響的場(chǎng)所的帶電板中帶正電或者帶負(fù)電。因 此，如圖8 (b)所示，產(chǎn)生離子平衡的空間偏移。在圖8 (b)中，配置在除 電裝置附近位置的帶電板(圖5的TP2、 TP3等)在正極性一側(cè)帶電。
(3) 離子平衡的隨時(shí)間的特性
在本實(shí)施方式的除電裝置1中，因?yàn)槊扛粢欢ㄆ陂g使各組的放電針21 24 放出的正負(fù)離子的極性反轉(zhuǎn)，所以即使在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，各個(gè)放電針的污 染物附著以及腐蝕、磨損的程度也大體均等。因此，不會(huì)產(chǎn)生每個(gè)放電針的殘 留電位的偏移，可以減少離子平衡的隨時(shí)間的偏移。在使本實(shí)施方式的除電裝 置1連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)預(yù)定時(shí)間后觀察各^:電針的尖端部時(shí)，確認(rèn)了尖端部的污染物附 著以及腐蝕、磨損的程度大體均等(省略測(cè)定結(jié)果的圖示)。
除了上述的離子平衡特性之外，還測(cè)定衰減時(shí)間特性。在本實(shí)施方式的除 電裝置1中，與AC方式或AC高頻方式相比，可以增多正負(fù)離子的產(chǎn)生量， 所以可以提高衰減時(shí)間特性。為了檢驗(yàn)該衰減時(shí)間特性，使用本實(shí)施方式的除 電裝置1對(duì)以+lkV的高電壓帶電的帶電板進(jìn)行離子照射，測(cè)定板電位衰減到十100V的時(shí)間。結(jié)果，與AC方式或者AC高頻方式相比衰減時(shí)間減少，確i人 了得到幾乎與DC方式相同的結(jié)果(省略測(cè)定結(jié)果的圖示)。
此外，關(guān)于除電范圍，因?yàn)榕cAC方式的除電裝置相比可以增多正負(fù)離子 的產(chǎn)生量，所以可以擴(kuò)大除電范圍。關(guān)于該除電范圍，還可以4艮據(jù)圖8(a) 所示的離子平衡空間特性的結(jié)果來(lái)確認(rèn)。
如上說(shuō)明的那樣，在本實(shí)施方式的除電裝置1中，通過(guò)與可聽(tīng)頻率以上 (20k )的振蕩頻率對(duì)應(yīng)的高頻線圈變壓器或壓電變壓器構(gòu)成變壓電路，所以 與AC方式的除電裝置相比可以使裝置小型輕量化。
此外，因?yàn)閷?duì)放電部20的第一以及第二組施加了極性相互不同的矩形波 的兩個(gè)直流高電壓，所以與AC方式的除電裝置相比可以增多正負(fù)離子的產(chǎn)生 量，可以提高衰減時(shí)間特性。根據(jù)相同的理由，與AC方式的除電裝置相比可 以擴(kuò)大除電范圍。
此外，在本實(shí)施方式的除電裝置1中，在同一期間從被分為兩組的放電針 同時(shí)產(chǎn)生正負(fù)離子，并且每隔一定期間使各組輸出的離子的極性反轉(zhuǎn)，所以放 出的正負(fù)離子的極性每隔一定期間反轉(zhuǎn)，并且放出離子的位置也每隔一定期間 進(jìn)行切換。由此，因?yàn)樵谕黄陂g正負(fù)離子同時(shí)產(chǎn)生，所以帶電板表面上的正 負(fù)離子量大體相同。因此，促進(jìn)電位的中和，可以減小帶電板表面的殘留電位。 結(jié)果，可以使離子平衡的振幅接近零，并且還可以減少振幅的偏移。
此外，在本實(shí)施方式的除電裝置1中，放出的正負(fù)離子的極性每隔一定期 間反轉(zhuǎn)，并且放出離子的位置也每隔一定期間進(jìn)行切換，所以不會(huì)根據(jù)除電對(duì) 象物的位置受到正或負(fù)某一方離子的影響，可以對(duì)全部的帶電板大體均等地照 射正負(fù)離子。因此，可以減小離子平衡的空間偏移。
此外，在本實(shí)施方式的除電裝置1中，因?yàn)槊扛粢欢ㄆ陂g使各組放電針?lè)?出的正負(fù)離子的極性反轉(zhuǎn)，所以即使在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，各個(gè)放電針的污染 物附著以及腐蝕、磨損的程度也大體均等。因此，不會(huì)產(chǎn)生每個(gè)放電針的殘留 電位的偏移，可以減少離子平纟軒的隨時(shí)間的偏移。
此外，在本實(shí)施方式的除電裝置l中，因?yàn)榘褜?duì)兩個(gè)系統(tǒng)的輸出線交替地 輸出高頻電壓的輸出切換頻率設(shè)為l(MOOHz的范圍，所以可以增大正負(fù)離子 的產(chǎn)生間隔。因此，與AC高頻方式的除電裝置相比，放出的正負(fù)離子在到達(dá)
14除電對(duì)象物之前難以再次結(jié)合，可以使離子飛到遠(yuǎn)處。
此外，在本實(shí)施方式的除電裝置1中，因?yàn)樵谒惋L(fēng)機(jī)30和放電部20之間，
作為檢測(cè)電暈放電的脈沖信號(hào)的流光電暈脈沖檢測(cè)單元，設(shè)置了流光電暈脈沖
檢測(cè)電極40和流光電暈脈沖信號(hào)檢測(cè)裝置50，所以可以準(zhǔn)確地得知放電針的 清潔時(shí)期，可以切實(shí)地進(jìn)行維護(hù)。
并且，在本實(shí)施方式的除電裝置1中，在放電部20和除電對(duì)象物70之間 設(shè)置了保護(hù)電極60，所以可以大幅減輕離子平衡的振幅。
本發(fā)明除上述以外，不限于上述的發(fā)明的實(shí)施方式的說(shuō)明，通過(guò)進(jìn)行適當(dāng) 的變更可以通過(guò)其他各種方式來(lái)實(shí)施。
此外，通過(guò)參考，將日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2006-341803號(hào)(2006年12月19 曰申請(qǐng))的全部?jī)?nèi)容收容于本申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)中。
權(quán)利要求
1.一種除電裝置，其特征在于，包含生成直流電壓的電源電路；輸出控制電路，其使所述電源電路生成的直流電壓成為可聽(tīng)頻率以上的高頻電壓，并且對(duì)兩個(gè)輸出線每隔一定期間交替地輸出該高頻電壓；變壓電路，其對(duì)從所述輸出控制電路輸出的高頻電壓進(jìn)行升壓；放電部，其由在被施加了正極性的直流高電壓時(shí)輸出正離子、在被施加了負(fù)極性的直流高電壓時(shí)輸出負(fù)離子的2n個(gè)放電針構(gòu)成，將這些放電針?lè)譃槊拷Mn個(gè)放電針的第一以及第二組來(lái)進(jìn)行配置，所述n為1以上的整數(shù)；極性反轉(zhuǎn)電路，其把從所述變壓電路輸出的高頻高電壓轉(zhuǎn)換為在同一期間極性相互不同的矩形波的兩個(gè)直流高電壓，并且每隔一定期間使這兩個(gè)直流高電壓的極性反轉(zhuǎn)，然后分別輸出給所述放電部的第一以及第二組；以及送風(fēng)機(jī)，其從所述放電針的上風(fēng)側(cè)送風(fēng)，向配置在下風(fēng)側(cè)的除電對(duì)象物輸送從所述2n個(gè)的各個(gè)放電針輸出的正離子以及負(fù)離子，在上述結(jié)構(gòu)中，在同一期間中，從所述放電部的第一組輸出一種極性的離子，同時(shí)從第二組輸出另一種極性的離子，而且每隔一定期間使從所述各組輸出的離子的極性反轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的除電裝置，其特征在于，所述輸出控制電路，把對(duì)兩個(gè)輸出線每隔一定期間交替地輸出高頻高電壓 時(shí)的輸出切換頻率設(shè)為10 100Hz的范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的除電裝置，其特征在于，還包含設(shè)置在所述送風(fēng)機(jī)和所述放電部之間，檢測(cè)電暈放電的脈沖信號(hào)的 流光電暈脈沖檢測(cè)單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的除電裝置，其特征在于，還包含設(shè)置在所述放電部和除電對(duì)象物之間，與接地電位連接的保護(hù)電
全文摘要
除電裝置(1)，其具有電源電路(11)；輸出控制電路(12)，其使電源電路(11)生成的直流電壓成為可聽(tīng)頻率以上的高頻電壓，并且對(duì)兩個(gè)輸出線每隔一定期間交替地輸出該高頻電壓；對(duì)高頻電壓進(jìn)行升壓的變壓電路(13)；放電部(20)，其由通過(guò)施加正極性的電壓輸出正離子、通過(guò)施加負(fù)極性的電壓輸出負(fù)離子的2n個(gè)(n＝1以上的整數(shù))放電針構(gòu)成，并且將這些放電針?lè)譃槊拷Mn個(gè)放電針的第一以及第二組來(lái)進(jìn)行配置；極性反轉(zhuǎn)電路(14)，其把從變壓電路(13)輸出的高頻高電壓轉(zhuǎn)換為在同一期間極性相互不同的矩形波的兩個(gè)直流高電壓，并且每隔一定期間使這兩個(gè)直流高電壓的極性反轉(zhuǎn)，然后分別輸出給放電部(20)的第一以及第二組；以及從放電部(20)的上風(fēng)側(cè)送風(fēng)的送風(fēng)機(jī)。
文檔編號(hào)H01T23/00GK101563961SQ20078004698
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者杉田直記, 津森友則 申請(qǐng)人:綠安全股份有限公司