專利名稱：離子平衡調(diào)整方法以及使用它的工件的除電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及當(dāng)對帶電工件進(jìn)行除電之際使從離子發(fā)生器發(fā)射出的正負(fù)離子平衡用的離子平衡調(diào)整方法、和使用了該調(diào)整方法的工件的除電方法。
背景技術(shù)：
作為對以靜電方式帶電的工件進(jìn)行除電的方法，以往采用如下方法，即從離子發(fā)生器對被送入除電區(qū)域的工件發(fā)射正負(fù)離子，使該工件所持有的正或負(fù)的電荷，用與該電荷反極性的離子進(jìn)行中和來進(jìn)行除電。
上述離子發(fā)生器，一般構(gòu)成為具有正的電極針和負(fù)的電極針，在正的電極針上施加正的脈沖狀高電壓，在負(fù)的電極針上施加負(fù)的脈沖狀高電壓，由此使電暈放電產(chǎn)生而從兩電極發(fā)生正負(fù)離子。
在使用這樣的離子發(fā)生器來對工件進(jìn)行除電的情況下，如果依照該工件的帶電極性多發(fā)射與其反極性的離子，就能夠提高除電效率，但根據(jù)除電條件的不同有時(shí)候無法正確地得知工件以正負(fù)哪種極性帶電。從而，當(dāng)在這樣的狀況下進(jìn)行除電時(shí)，人們希望不論以哪種極性帶電的工件被搬入都能夠進(jìn)行對應(yīng)。作為用于此的一個(gè)手段，考慮對從離子發(fā)生器發(fā)射出的正負(fù)離子事先進(jìn)行調(diào)整以使其成為預(yù)先取得離子平衡的狀態(tài)、即正負(fù)離子變得大致相等。在此情況下，就要求能夠用簡單的手段可靠地將其執(zhí)行。
另一方面，作為調(diào)整離子平衡的方法，在專利文獻(xiàn)1中記載有以下技術(shù)在工件除電時(shí)，用電流傳感器檢測依照所消耗的正負(fù)離子量而流到接地線的電流，使所需要極性的離子多發(fā)生這樣來控制正負(fù)高電壓發(fā)生電路，由此對離子平衡進(jìn)行調(diào)整的技術(shù)。
另外，在專利文獻(xiàn)2中記載有以下技術(shù)在正負(fù)電極針間配置電流檢測電極，在工件除電時(shí)用此電流檢測電極來檢測在兩電極針間流過的離子電流，并依照此離子電流的極性及離子量之差來調(diào)整施加在上述電極針上的電壓或者脈沖寬度，由此謀求離子平衡。
但是，由于這些技術(shù)都是檢測流過上述接地線或者兩電極針間的電流來謀求離子平衡，所以實(shí)際上無法直接確認(rèn)正負(fù)離子是否取得平衡。而且，還擔(dān)心在上述電流因離子以外的某種要因而變化的情況下，進(jìn)行誤動(dòng)作反而破壞離子平衡，在可靠性上存在問題。
另外，在專利文獻(xiàn)3中公開了以下技術(shù)使用測定除電對象物(工件)的靜電位的靜電位傳感器、和測定離子發(fā)生器周圍的離子平衡的靜電位傳感器這兩個(gè)靜電位傳感器，在工件除電中基于兩傳感器的測定值來調(diào)整來自離子發(fā)生器的離子的發(fā)射量。即、在除電的前半階段工件的帶電電位非常高時(shí)，照射與其帶電極性反極性的離子急劇地進(jìn)行除電，在靜電位變小的除電的最終階段，照射已獲得離子平衡狀態(tài)的離子來進(jìn)行除電。
但是，因?yàn)榇思夹g(shù)是借助于兩個(gè)靜電位傳感器來測定工件的帶電極性和離子發(fā)生器周圍的離子平衡，由此依照工件的帶電極性來控制離子的照射量的方式，所以裝置的構(gòu)成及控制復(fù)雜。而且，由于是在工件除電中即存在帶電工件的狀態(tài)下測定離子平衡，并基于此時(shí)的測定結(jié)果來控制離子的照射量，所以受到由帶電工件造成的影響而成為干擾狀態(tài)，實(shí)際上謀求離子平衡很困難。特別是，若帶電工件通過輸送機(jī)一件一件連續(xù)送入，離子平衡的調(diào)整就來不及進(jìn)行，而難以進(jìn)行可靠的除電。
專利文獻(xiàn)1特開平11-135293號公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開平3-266398號公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2003-217892號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種簡單可靠的技術(shù)手段，其能夠?qū)碾x子發(fā)生器發(fā)射出的正負(fù)離子精度良好地進(jìn)行調(diào)整，以使得在工件的除電之前就成為已取得離子平衡的狀態(tài)、即正負(fù)離子變得大致相等。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，提供一種離子平衡調(diào)整方法，其特征在于使用在正負(fù)電極針上施加正負(fù)脈沖狀高電壓而使之電暈放電，由此從兩電極針發(fā)生正負(fù)離子以對工件進(jìn)行除電的離子發(fā)生器；和用于測定正負(fù)離子的離子平衡的表面電位傳感器，在進(jìn)行上述工件的除電以前，在該工件不存在的狀態(tài)下通過上述表面電位傳感器來測定從上述離子發(fā)生器發(fā)射出的正負(fù)離子的離子平衡，并依照其測定結(jié)果使施加在上述電極針上的脈沖狀高電壓的脈沖寬度和/或電壓值變化，由此對來自該電極針的離子的發(fā)生量進(jìn)行調(diào)整以使正負(fù)離子平衡。
在本發(fā)明的技術(shù)方案中，上述表面電位傳感器一體地具有與來自離子發(fā)生器的離子接觸而帶電的檢測板，并根據(jù)此檢測板的帶電極性來測定離子平衡。
另外，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，提供一種工件的除電方法，在離子發(fā)生器中的正負(fù)電極針上施加正負(fù)脈沖狀高電壓而使之電暈放電，由此在除電區(qū)域內(nèi)使正負(fù)離子發(fā)生，并將帶電工件用輸送裝置搬進(jìn)此除電區(qū)域內(nèi)進(jìn)行除電，所述除電方法的特征在于在工件被搬進(jìn)上述除電區(qū)域內(nèi)以前，利用表面電位傳感器來測定該除電區(qū)域內(nèi)的離子平衡，并在依照其測定結(jié)果使上述電極針上所施加的脈沖狀高電壓的脈沖寬度和/或電壓值變化，由此對來自該電極針的離子的發(fā)生量進(jìn)行調(diào)整而將正負(fù)離子的離子平衡進(jìn)行了調(diào)整以后，將工件搬進(jìn)此除電區(qū)域內(nèi)進(jìn)行除電。
在本發(fā)明的技術(shù)方案中，最好是與上述輸送裝置的動(dòng)作關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行上述離子平衡的調(diào)整。
另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，希望每對一個(gè)處理單位的工件進(jìn)行除電處理，就進(jìn)行上述離子平衡的調(diào)整。
進(jìn)而，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，構(gòu)成為上述表面電位傳感器一體地具有與來自離子發(fā)生器的離子接觸而帶電的檢測板，并根據(jù)此檢測板的帶電極性來測定離子平衡。
根據(jù)上述的本發(fā)明的技術(shù)方案，通過在工件不存在的狀態(tài)下測定離子平衡并進(jìn)行其平衡調(diào)整，就能夠?qū)碾x子發(fā)生器發(fā)射出的正負(fù)離子調(diào)整成在除電開始前已正確地取得離子平衡的狀態(tài)，而不會(huì)受到由帶電工件造成的影響、即不會(huì)受到由干擾造成的影響。


圖1是本發(fā)明的方法中所用的除電裝置的構(gòu)成。
圖2是圖1的要部擴(kuò)大剖面圖。
圖3是表面電位傳感器的剖面圖。
圖4是概念性地表示離子平衡的調(diào)整狀態(tài)的構(gòu)成圖。
圖5是施加在電極針上的脈沖狀高電壓的波形圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示在本發(fā)明的方法的實(shí)施中所使用的除電裝置，在圖中1是用于發(fā)射正負(fù)離子的離子發(fā)生器，2是用于測定從該離子發(fā)生器1發(fā)射出的正負(fù)離子的離子平衡的表面電位傳感器。
上述離子發(fā)生器1，如圖4所示意那樣朝向輸送帶電工件W的輸送機(jī)等輸送裝置C進(jìn)行配置，在除電區(qū)域14內(nèi)發(fā)射正負(fù)離子對上述工件W進(jìn)行除電。在圖中18是用于對上述輸送裝置C進(jìn)行動(dòng)作控制的輸送控制裝置。
上述離子發(fā)生器1在機(jī)架4中形成多個(gè)離子發(fā)射口，如從圖2及圖4也可得知那樣，在各離子發(fā)射口分別配置正的電極針6和負(fù)的電極針7，并且在上述機(jī)架4之內(nèi)部內(nèi)置發(fā)生正脈沖狀高電壓的正高電壓發(fā)生電路8；發(fā)生負(fù)脈沖狀高電壓的負(fù)高電壓發(fā)生電路9；以及用于控制這些高電壓發(fā)生電路8、9的控制裝置10，上述正高電壓發(fā)生電路8連接到正的電極針6，負(fù)高電壓發(fā)生電路9連接到負(fù)的電極針7。
然后，用上述控制裝置10使兩高電壓發(fā)生電路8、9例如以數(shù)十Hz左右的周期交互進(jìn)行動(dòng)作，由此從這些高電壓發(fā)生電路8、9交互發(fā)生如圖5所示的、具有脈沖寬度t1的正脈沖狀高電壓V1和具有脈沖寬度t2的負(fù)脈沖狀高電壓V2，正脈沖狀高電壓V1施加在正的電極針6上，負(fù)脈沖狀高電壓V2施加在負(fù)的電極針7上。據(jù)此，在這些兩電極針6、7上分別發(fā)生電暈放電，從正的電極針6發(fā)射正的離子，從負(fù)的電極針7發(fā)射負(fù)的離子。上述脈沖寬度t1和t2根據(jù)控制狀態(tài)有時(shí)彼此相等有時(shí)不等。
雖然上述正負(fù)脈沖狀高電壓V1及V2的電壓值，在圖示的例子中被設(shè)定成+8,000V和-8,000V，但也可以是其以外的大小。
為了使從各電極針6、7發(fā)生的正負(fù)離子均等且良好地?cái)U(kuò)散到除電區(qū)域14中，在上述各離子發(fā)射口設(shè)有送風(fēng)口15，另外在機(jī)架4內(nèi)設(shè)有風(fēng)扇16(參照圖4)，借助于來自此風(fēng)扇16的鼓風(fēng)將離子從上述離子發(fā)射口5送出到除電區(qū)域14中。
上述表面電位傳感器2，如圖3所示那樣，具有容器形的傳感器機(jī)架20；設(shè)置在該傳感器機(jī)架20內(nèi)部的傳感器本體21；和以覆蓋此傳感器機(jī)架20上面的開口部的方式安裝的金屬制的檢測板22。此檢測板22與從上述離子發(fā)生器1發(fā)射的離子接觸而帶電，并發(fā)生與其帶電極性和帶電量相應(yīng)的電力線。即、在正離子多的情況下帶正電，在負(fù)離子多的情況下帶負(fù)電，在正負(fù)離子平衡時(shí)在任何極性上均不帶電。在上述檢測板22和傳感器本體21之間架設(shè)覆蓋該傳感器本體21的隔壁20a，并在該隔壁20a的一部分形成有窗孔20b，通過此窗孔20b用傳感器本體21來檢測來自上述檢測板22的電力線如此構(gòu)成。
雖然上述表面電位傳感器2無論在除電區(qū)域14內(nèi)怎樣的位置以怎樣的朝向配置均可，但是為了能夠正確地測定從上述離子發(fā)生器1發(fā)射的正負(fù)離子，最好是如圖4所示那樣使檢測板22朝向該離子發(fā)生器1一側(cè)來配置。
當(dāng)使用上述除電裝置對帶電工件W進(jìn)行除電之際，在圖4中，在該工件W不存在的狀態(tài)，即、該工件W用輸送裝置C被送入除電區(qū)域14內(nèi)以前的階段，用表面電位傳感器2來測定從上述離子發(fā)生器1發(fā)射的正負(fù)離子的離子平衡。
來自上述傳感器本體21的測定數(shù)據(jù)被反饋到上述控制裝置10，并用此控制裝置10來控制上述高電莊發(fā)生電路8、9，由此進(jìn)行為了減少與上述檢測板22的帶電極性同極性的離子發(fā)射量，而使施加在與其對應(yīng)的電極針上的脈沖狀高電壓的脈沖寬度縮小的操作。即、在上述檢測板22的帶電極性為正時(shí)，縮小施加在正的電極針6上的脈沖狀高電壓V1的脈沖寬度t1以使正的離子的發(fā)射量減少，在上述檢測板22的帶電極性為負(fù)時(shí)，縮小施加在負(fù)的電極針7上的脈沖狀高電壓V2的脈沖寬度t2以使負(fù)的離子的發(fā)射量減少，并反復(fù)進(jìn)行該操作直到正負(fù)離子平衡為止。此時(shí)，還能夠依照上述檢測板22的帶電量來調(diào)整使脈沖寬度t1、t2縮小的程度。
由此來謀求上述除電區(qū)域14內(nèi)的正負(fù)離子的離子平衡。在取得離子平衡后，既可以利用上述控制裝置10將正負(fù)脈沖狀高電壓V1、V2的脈沖寬度t1、t2保持于那時(shí)的狀態(tài)，也可以處于可繼續(xù)進(jìn)行調(diào)整的狀態(tài)。
這樣一來，通過在工件W不存在的狀態(tài)下測定離子平衡且謀求其平衡調(diào)整，就能夠?qū)碾x子發(fā)生器1發(fā)射出的正負(fù)離子調(diào)整成在除電開始前已正確地取得離子平衡的狀態(tài)，而不會(huì)受到由帶電工件W造成的影響、即不會(huì)受到由干擾造成的影響。
若上述除電區(qū)域14內(nèi)的離子平衡的調(diào)整完成，就借助于輸送裝置C將工件W搬進(jìn)此除電區(qū)域14內(nèi)來進(jìn)行其除電。此時(shí)，在該工件W帶正電的情況下通過吸附負(fù)的離子來進(jìn)行除電，在帶負(fù)電的情況下則通過吸附正的離子來進(jìn)行除電。已經(jīng)過除電的工件W從除電區(qū)域14被搬出。
在進(jìn)行了上述工件W的除電后，上述除電區(qū)域14內(nèi)的離子平衡再次成為被破壞的狀態(tài)。因而，在通過輸送裝置C將下一工件W送入以前，如上述那樣再次進(jìn)行使脈沖狀高電壓V1、V2的脈沖寬度t1、t2變化來調(diào)整離子量由此謀求離子平衡的操作，這種操作每當(dāng)對工件進(jìn)行除電處理就反復(fù)進(jìn)行。
此外，一次進(jìn)行除電處理的工件W的數(shù)目并不限于一件，也可以是多件。即、將一件或多件工件作為一個(gè)處理單位(一批)來進(jìn)行除電處理。
這里，為了在工件W被送入上述除電區(qū)域14內(nèi)以前可靠地進(jìn)行離子平衡的調(diào)整，希望將此離子平衡的調(diào)整與利用上述輸送裝置C的工件輸送相互關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行。為此，上述控制裝置10和上述輸送控制裝置18經(jīng)由信號端子19相互電連接起來，以便能夠在離子平衡的調(diào)整與輸送裝置C的動(dòng)作控制中利用彼此的信號。
從而，就能夠設(shè)定成在正當(dāng)工件W除電之際上述輸送裝置C被接通(起動(dòng))時(shí)、在一個(gè)處理單位的工件的除電結(jié)束后該輸送裝置C成為中斷(停止)狀態(tài)時(shí)、或者在為了調(diào)整將工件搬進(jìn)除電區(qū)域14內(nèi)的定時(shí)而進(jìn)行該輸送裝置C的速度控制(例如減速控制)時(shí)等，它們的信號被輸入以自動(dòng)地進(jìn)行上述控制裝置10離子平衡的調(diào)整。
另外，還可以設(shè)定成在上述輸送裝置C成為用于離子平衡調(diào)整的動(dòng)作狀態(tài)起經(jīng)過一定時(shí)間、或者表示離子平衡的調(diào)整已結(jié)束的調(diào)整結(jié)束信號從上述控制裝置10被輸入到輸送控制裝置18時(shí)，上述輸送裝置C的動(dòng)作狀態(tài)切換成通常的輸送狀態(tài)而將工件W搬入除電區(qū)域14內(nèi)。
進(jìn)而，還能夠設(shè)定成在進(jìn)行上述離子平衡的調(diào)整期間，使調(diào)整中的信號從控制裝置10輸出，利用該信號使上述輸送裝置C維持于中斷狀態(tài)或者減速狀態(tài)。同時(shí)還可以利用該信號使燈或蜂鳴器等表示裝置動(dòng)作，由此來告知操作人員處于離子平衡調(diào)整中。
或者，還能夠取代如上述那樣的與輸送裝置C的動(dòng)作狀態(tài)聯(lián)動(dòng)起來進(jìn)行離子平衡的調(diào)整，而設(shè)定成通過操作人員手動(dòng)操作設(shè)在上述控制裝置10的開關(guān)、或者操作遠(yuǎn)距離操作裝置來起動(dòng)上述離子發(fā)生器1，在開始了離子平衡的調(diào)整時(shí)，該開始信號從上述控制裝置10被送到輸送控制裝置18使上述輸送裝置C中斷或者減速，這樣與離子平衡的調(diào)整聯(lián)動(dòng)起來控制該輸送裝置C的動(dòng)作狀態(tài)。
雖然在上述實(shí)施例是當(dāng)調(diào)整離子平衡之際，為了減少與表面電位傳感器2的檢測板22的帶電極性同極性的離子發(fā)射量，而使施加在與其對應(yīng)的電極針6或7上的脈沖狀高電莊V1或V2的脈沖寬度t1或t2縮小，但是也可以與此相反，為了增大與檢測板22的帶電極性反極性的離子的發(fā)射量，而使施加在與其對應(yīng)的電極針6或7上的脈沖狀高電壓V1或V2的脈沖寬度t1或t2擴(kuò)大。
或者，還能夠取代如上述那樣使脈沖寬度t1、t2變化，或除此以外，還使脈沖狀高電壓V1、V2的電壓值變化。在此情況下，還可以依照檢測板22的帶電量來改變電壓值的變化量。
權(quán)利要求
1.一種離子平衡調(diào)整方法，其特征在于使用在正負(fù)電極針上施加正負(fù)脈沖狀高電壓而使之電暈放電，由此從兩電極針發(fā)生正負(fù)離子以對工件進(jìn)行除電的離子發(fā)生器；和用于測定正負(fù)離子的離子平衡的表面電位傳感器，在進(jìn)行上述工件的除電以前，在該工件不存在的狀態(tài)下通過上述表面電位傳感器來測定從上述離子發(fā)生器發(fā)射出的正負(fù)離子的離子平衡，并依照其測定結(jié)果使施加在上述電極針上的脈沖狀高電壓的脈沖寬度和/或電壓值變化，由此對來自該電極針的離子的發(fā)生量進(jìn)行調(diào)整以使正負(fù)離子平衡。
2.按照權(quán)利要求1所述的離子平衡調(diào)整方法，其特征在于上述表面電位傳感器具有與來自離子發(fā)生器的離子接觸而帶電的檢測板，并根據(jù)此檢測板的帶電極性來測定離子平衡。
3.一種工件的除電方法，在離子發(fā)生器中的正負(fù)電極針上施加正負(fù)脈沖狀高電壓而使之電暈放電，由此在除電區(qū)域內(nèi)使正負(fù)離子發(fā)生，并將帶電工件用輸送裝置搬進(jìn)此除電區(qū)域內(nèi)進(jìn)行除電，所述除電方法的特征在于在工件被搬進(jìn)上述除電區(qū)域內(nèi)以前，利用表面電位傳感器來測定該除電區(qū)域內(nèi)的離子平衡，并在依照其測定結(jié)果使上述電極針上所施加的脈沖狀高電壓的脈沖寬度和/或電壓值變化，由此對來自該電極針的離子的發(fā)生量進(jìn)行調(diào)整而將正負(fù)離子的離子平衡進(jìn)行了調(diào)整以后，將工件搬進(jìn)此除電區(qū)域內(nèi)進(jìn)行除電。
4.按照權(quán)利要求3所述的除電方法，其特征在于與上述輸送裝置的動(dòng)作關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行上述離子平衡的調(diào)整。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的除電方法，其特征在于每對一個(gè)處理單位的工件進(jìn)行除電處理，就進(jìn)行上述離子平衡的調(diào)整。
6.按照權(quán)利要求3或4所述的除電方法，其特征在于上述表面電位傳感器具有與從離子發(fā)生器發(fā)射出的離子接觸而帶電的檢測板，并根據(jù)此檢測板的帶電極性來測定離子平衡。
全文摘要
當(dāng)通過在正負(fù)電極針上施加正負(fù)脈沖狀高電壓而在除電區(qū)域內(nèi)使正負(fù)離子發(fā)生，并將帶電工件搬進(jìn)此除電區(qū)域內(nèi)進(jìn)行除電之際，在工件被搬進(jìn)上述除電區(qū)域內(nèi)以前，利用表面電位傳感器來測定該除電區(qū)域內(nèi)的離子平衡，并依照其測定結(jié)果使上述電極針上所施加的脈沖狀高電壓的脈沖寬度和/或電壓值變化，由此對來自該電極針的離子的發(fā)生量進(jìn)行調(diào)整以使正負(fù)離子平衡。
文檔編號H01T23/00GK1972551SQ20061016284
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者佐藤俊夫, 鈴木智 申請人:Smc株式會(huì)社