去静电方法及其装置.pdf

提供一种通过给一对电极针的一侧施加高电压，将另一侧接地，而无须接地的接地板的去静电方法及其装置。在由绝缘材料构成的保持件5内彼此相向配置单一或多个可个别施加正负高电压的一对电极针6a、6b。以短周期交替切换给上述电极针的一侧施加正或负的高电压的同时，将另一侧的电极针接地的通电状态，以及将施加了上述高电压的电极针接地的同时，给上述接地的电极针施加与上述高电压正负相反的高电压的通电状态，根据上述电极针的高电压使生成的正离子以及负离子作用于去静电对象而进行去静电。

1、  一种去静电方法，其特征在于：包括在由绝缘材料构成的保持件内彼此相向配置的单一或多个可个别施加正负高电压的一对电极针的电极；以短周期交替切换给上述电极针的一侧施加正或负的高电压的同时，将另一侧的电极针接地通电状态，以及将施加了上述高电压的电极针接地的同时，给上述接地的电极针施加与上述高电压正负相反的高电压的通电状态；根据上述电极针的高电压使生成的正离子以及负离子作用于去静电对象而进行去静电。

2、  一种去静电方法，其特征在于：包括在由绝缘材料构成的保持件内彼此相向配置的单一或多个可个别施加正负高电压的一对电极针的电极；通过配置在上述去静电对象近旁的传感器检出该对象的带电极性和带电量，当该带电量超过预先规定的阈值时，给施加与上述带电极性相反极性的高电压的电极针施加该高电压的同时，将另一侧的电极针接地，根据上述电极针的高电压使生成的正离子或负离子进行对象的去静电；当上述传感器检出带电量已达到阈值以下时，通过切断上述高电压的施加或通过控制施加于电极针上的电压使上述对象中的带电量减少。

3、  根据权利要求2所述的去静电方法，其特征在于：当传感器检出的带电量达到阈值以下时，给与施加了高电压的电极针相反一侧的电极针施加用来抑制反向带电的受控电压。

4、  根据权利要求1至3中任一项所述的去静电方法，其特征在于：在相向配置的一对电极针之间设置朝去静电对象喷出空气流的空气喷出孔，在给电极针施加高电压的同时，通过从上述空气喷出孔喷出空气流进行去静电。

5、  一种去静电装置，其特征在于：包括在由绝缘材料构成的保持件内彼此相向配置的单一或多个可个别施加正负高电压的一对电极针的电极，以及控制给上述电极针施加的电压的控制装置；上述控制装置是用来控制以短周期交替切换给上述电极针的一侧施加正或负的高电压的同时，将另一侧的电极针接地的通电状态，以及将上述施加了高电压的电极针接地的同时，给上述接地的电极针施加与上述高电压正负相反的高电压的通电状态。

6、  一种去静电装置，其特征在于：包括在由绝缘材料构成的保持件内彼此相向配置的单一或多个可个别施加正负高电压的一对电极针的电极、配置在上述去静电对象的配置位置近旁，检出上述去静电对象的带电极性与带电量的传感器，以及根据上述传感器的输出，控制施加于电极针上的电压的控制装置；上述控制装置是用来控制当传感器检出的去静电对象的带电量超过预先规定的阈值时，给该电极针施加与上述带电极性相反的高电压的同时，将另一侧的电极针接地，根据上述电极针的高电压使之生成用来去静电的正离子或负离子，当上述传感器检出的带电量达到阈值以下时，切断上述高电压的施加或通过控制施加于电极针上的电压使带电量减少。

7、  根据权利要求5或6所述的去静电装置，其特征在于：在彼此相向配置的一对电极针之间设置了朝去静电对象喷出空气流的空气喷出孔。

去静电方法及其装置
技术领域
本发明涉及用来去除带有正极性或负极性电荷的各种带电物、例如用作半导体之类的去静电对象的去静电的去静电方法及其装置。
背景技术
众所周知，作为使去静电对象的带电量接近零的手段，多年来一直使用通过把高电压生成器生成的直流高电压或交流高电压施加于电极针，使之产生电晕放电，由该电极针输出正离子或负离子，将该离子喷射带电体的方法。
此外，通过给电极针施加正负高电压使之产生用于去静电的正离子与负离子时，通常都在电极针近旁预先设置接地的接地板，以便促进离子释放(参照特许文献1)，但是若设置该接地板，由于会使设计与上述配置相关的装置时灵活性下降，同时还得维修保养，尤其是在给单一电极针施加正或负的高电压时电极针的损耗很大，因而加重了维修保养时的负担。
而且，若施加正负高电压的电极针相距一定的距离，由于这些电极针周围生成的离子在扩散释放的各自的区域内产生位置性偏移，因而存在去静电不均匀的问题。
此外，还有人建议采用靠该对象释放的离子量检出去静电对象的表面电位，根据检出的对象的带电极性和带电量控制施加于电极针的电压的去静电技术(参照特许文献2)。
然而，在上述现用的去静电装置之中，检出去静电对象的带电极性及带电量的传感器大多数配置在远离去静电对象的位置上，在此情况下很难精确地检出去静电对象的带电极性及带电量，存在无法在电极针上产生与去静电对象的带电极性及带电量相应的离子的问题，希望得到解决。
(特许文献1)：特开2002-216995号公报
(特许文献2)：特开平：11-345697号公报
发明内容
本发明的技术性课题在于提供一种不必在上述电极针近旁配置接地的接地板，从而使去静电装置的设计具有更大的灵活性，使制造与维修保养更容易进行的去静电方法及其装置。
本发明的另一技术性课题在于虽然仍使用施加正负高电压的电极针，但不会在生成的离子扩散释放区域产生位置性偏移，从而消除了去静电不均匀的去静电方法及其装置。
本发明的又一种技术性课题在于提供一种对未达到去静电对象中的阈值的带电以及通过去静电已达到阈值以下的带电不与理会，可最大限度地缩短用于去静电处理时间的去静电方法及其装置。
本发明的又一种技术性课题在于提供一种采用施加正负高电压的一对电极针，与使用一个电极针提供正负高电压时相比，可把电极针的损耗控制在最小限度内的同时，还可通过改善高电压电路的能耗实现节能化，还可通过延长维修保养期限降低维修保养费用的去静电方法及其装置。
本发明的又一种课题在于提供一种通过将检出去静电对象的带电极性及带电量的传感器配置在靠近去静电对象的位置上，可精确地检出去静电对象的带电极性及带电量的去静电方法及其装置。
为了解决上述课题，本发明的第1种去静电方法其特征在于：包括在由绝缘材料构成的保持件内彼此相向配置的单一或多个可个别施加正负高电压的一对电极针的电极；以短周期交替切换给上述电极针的一侧施加正或负的高电压的同时，将另一侧的电极针接地通电状态，以及将施加了上述高电压的电极针接地的同时，给上述接地的电极针施加与上述高电压正负相反的高电压的通电状态；通过使根据上述电极针的高电压生成的正离子以及负离子作用于去静电对象而进行去静电。
为了解决上述课题，本发明的第2种去静电方法，其特征在于：包括在由绝缘材料构成地保持件内彼此相向配置的单一或多个可个别施加正负高电压的一对电极针的电极；通过配置在上述去静电对象近旁的传感器检出该对象的带电极性和带电量，当该带电量超过预先规定的值时，给施加与上述带电极性相反极性的高电压的电极针施加该高电压的同时，将另一侧的电极针接地，通过使之根据上述电极针的高电压生成正离子或负离子进行对象的去静电；当上述传感器检出的带电量已达到阈值以下时，通过切断上述高电压的施加或通过控制施加于电极针上的电压使上述对象中的带电量减少。
上述第2种去静电方法的理想的实施方式为当传感器检出的带电量达到阈值以下时，给与施加了高电压的电极针相反一侧的电极针施加用来抑制反向带电的受控电压。
上述第1及第2种去静电方法的理想的实施方式为在相向配置的一对电极针之间设置朝去静电对象喷出空气流的空气喷出孔，在给电极针施加高电压的同时，通过从上述空气喷出孔喷出空气流进行去静电。
此外，为了解决上述课题，本发明的第1种去静电装置，其特征在于：包括在由绝缘材料构成的保持件内彼此相向配置的单一或多个可个别施加正负高电压的一对电极针的电极，以及控制给上述电极针施加的电压的控制装置；上述控制装置是用来控制以短周期交替切换给上述电极针的一侧施加正或负的高电压的同时，将另一侧的电极针接地的通电状态，以及将上述施加了高电压的电极针接地的同时，给上述接地的电极针施加与上述高电压正负相反的高电压的通电状态。
此外，为了解决上述课题，本发明的第2种去静电装置，其特征在于：包括在由绝缘材料构成的保持件内彼此相向配置的单一或多个可个别施加正负高电压的一对电极针的电极、配置在上述去静电对象的配置位置近旁，检出上述去静电对象的带电极性与带电量的传感器，以及根据上述传感器的输出，控制施加于电极针上的电压的控制装置；上述控制装置是用来控制当传感器检出的去静电对象的带电量超过预先规定的阈值时，给该电极针施加与上述带电极性相反的高电压的同时，将另一侧的电极针接地，根据上述电极针的高电压使之生成用来去静电的正离子或负离子，当上述传感器检出的带电量达到阈值以下时，切断上述高电压的施加或通过控制施加于电极针上的电压使带电量减少。
上述第1及第2种去静电装置理想的实施方式为：在彼此相向配置的一对电极针之间设置了朝去静电对象喷出空气流的空气喷出孔，从最下面喷出空气流。
正如具有上述构成的第1及第2种去静电方法及其装置那样，当通过彼此相向配置一对正负电极针，给一侧的电极针施加高电压时把另一侧的电极针接地，若通过此法将该另一侧的电极针作为地线使用，则不必另行设置用于上述接地的接地板，同时可通过给上述电极针施加高电压使之有效生成正离子或负离子进行去静电。
其结果是增加了与电极针配置等有关的装置设计的灵活性，此外，由于给正负电极针个别施加正以及负的高电压，因而可将电极针损耗控制在最小限度内，延长了维修保养期限，通过与去除了上述接地板相结合，可显著减少维修保养费用。
此外，由于使用了施加正负高电压的一对电极针，因而与使用一个电极针施加正以及负高电压相比，还可改善高电压电路的能耗，实现节能化。
而且，虽然使用施加正负高电压的电极针，但由于在上述电极针间经常性生成正离子或负离子，因而不会在生成的离子扩散释放区域内产生位置性偏移，因而可抑制产生去静电不均匀。
此外，在具有上述构成的第2种去静电方法及其装置之中，当传感器检出的对象的带电量超过预先设定的阈值时，通过在控制装置中给彼此相向配置的一对电极针的第1电极针施加与检出的带电极性(例如负)相反的极性(例如正)的高电压的同时，将第2电极针接地，同样在检出的带电极性与上述相反(正)的情况下，给第2电极针施加负的高电压的同时，将第1电极针接地，即可通过根据上述电极针的高电压生成正或负的离子，进行带电对象的去静电。而当上述传感器检出的带电量达到阈值以下时，切断上述高电压的施加或给与施加了高电压的电极针相反一侧的电极针施加用来抑制反向带电的受控电压，使带电对象的带电量减少而不会出现反向带电。
在该去静电方法之中，通过把上述阈值设定为上述去静电对象要求的适当的值，对去静电对象中未达到阈值的带电以及通过去静电低于阈值的带电不与理会，可最大限度地缩短用于去静电处理的时间。
此外，由于把用来检出其带电极性及带电量的传感器配置在靠近去静电对象的位置上，可精确检出去静电对象的带电极性以及带电量，因而通过反馈该传感器的输出，将与带电物极性相反的高电压施加于专用的电极针，即可迅速而有效地去静电。而且由于只释放正负离子中的某一种，因而即使距离很长，离子也容易到达，同时也增加了电极针设置的灵活性。
图1表示本发明涉及的去静电装置的实施例的构成。
图2是表示上述实施例中的电极针构成的放大剖视图。
图3是用来说明本发明中的去静电控制的流程图。
图1及图2表示本发明涉及的去静电装置的构成。
该去静电装置包括针对沿生产线传送的去静电对象1，彼此相向配置多个电极3的电极针部件2。上述电极3虽可设定为单一电极，但正如图中所示，也可多个排列配置在去静电对象1的传送方向或与之垂直的方向上。
上述电极3正如图2所示，在由绝缘材料构成的保持件5上彼此相向配置了一对可个别施加正以及负的高电压的电极针6a、6b，上述电极针6a、6b分别与电源装置连接。在后述的控制装置之中，通过控制给上述电极针中的第1电极针6a施加例如正的高电压时给第2电极针6b施加与之极性相反的负的高电压，原则上给其中任意一方的电极针施加高电压时，另一方的电极针接地。
而与上述地线连接的电极针与放置去静电对象1的机架保持相同的接地电平。
在保持件5内彼此相向配置的一对电极针6a、6b之间设置了朝去静电对象1喷出空气流的空气喷出孔7，通过将此与未图示的鼓风机连接，使之可连续喷出空气流。通过设置该空气喷出孔7，即可把一对电极针6a、6b间生成的正离子或负离子利用从单一的空气喷出孔7喷出的气流送到去静电对象1的近旁高效去静电。
在该去静电装置之中，为了把通过给电极针施加高电压生成的离子高效送到去静电对象近旁，除上述空气喷出孔7之外，还可另外设置任意手段。
此外，在上述去静电装置之中，配置了在去静电对象1的配置位置近旁，根据该去静电对象1的表面电位检出其带电极性与带电量的传感器8。该传感器8为了控制根据其输出施加于电极针6a、6b的电压，与控制装置连接。
在本发明的第1种去静电装置之中，采用例如33Hz或22Hz等几十Hz级的短周期交替切换控制给上述电极针6a、6b中的一侧施加正或负的高电压的同时，使另一侧的电极针6b、6a接地的通电状态，以及将施加了上述高电压的电极针接地的同时，给上述接地的电极针施加与上述高电压正负相反的高电压的通电状态的构成。这种情况下则不必设置上述传感器8。
若利用此种控制装置控制施加于电极针的高电压，虽然正离子以及负离子均作用于去静电对象，但在上述离子之中只有与去静电对象的带电极性相反的离子能被该对象吸引，有效作用于该去静电，与下述的第2种去静电装置相比，在去静电速度方面虽稍显不足，但不会出现反向带电，可有效进行去静电。
另一方面，本发明的第2种去静电装置中的上述控制装置是一种当用传感器8检出的去静电对象1的带电量超出预先设定的阈值时，通过给施加与上述带电极性相反极性的高电压的电极针施加该高电压的同时，将另一侧的电极针接地，根据上述电极针6a或6b的高电压生成用于去静电的正离子或负离子，以及利用上述离子去静电的结果，上述传感器8检出的带电量达到阈值以下时，控制电源装置切断上述高电压的施加。
若进一步详细说明，即当上述传感器8检出的去静电对象1的带电量超过预先设定的阈值时，控制装置通过实施下述控制：将与检出的带电极性(例如负)相反极性(正)的高电压施加于第1电极针6a的同时，将第2电极针6b接地，此外，当检出的带电极性与上述相反(正)的情况下，给第2电极针6b施加负的高电压的同时，将第1电极针6a接地，即可根据上述电极针6a或6b的高电压使之生成正离子或负离子，进行去静电对象1的去静电。
并且，利用上述离子的生成进行去静电的结果，当上述传感器8检出的带电量达到阈值以下时，控制装置可通过控制使上述高电压的施加切断。关于其时机，虽然需要根据电极针6a或6b上施加的高电压进行的去静电结果，设定为使去静电对象1不反向带电，但采用此法可使控制装置中的高电压施加控制简单化，从节能角度而言也很有效。
此外，此处虽然说明了在上述控制装置之中，当带电量处于阈值以下时，实施切断供电的控制的内容，但在该控制装置之中也可为了降低带电量而对电极针6a、6b的施加电压实施适当控制。
例如接近去静电尾声时为了防止反向带电，传感器8从达到一定阈值的时候起即PWM控制施加电压或通过降低施加电压等控制使去静电对象尽量靠近接地电位，或给与施加了电压的电极针相反的电极针施加用于抑制反向带电的受控电压。
此外，预先设定在上述控制装置中的阈值可任意调整。
图3所示的流程图即表示上述第2种控制装置中的去静电控制方式。从该图可知，首先，由配置在去静电对象1近旁的传感器8检出了该对象1的带电极性和带电量时，控制装置判定该带电量是否超过了预先设定的阈值，当未超过阈值时，则直接结束去静电，另外，当去静电对象1的带电量超过阈值时，在进行带电极性的判定之后将与检出的带电极性相反极性的高电压施加给电极针6a或6b的同时，将另一侧的电极针接地。这样即可根据上述电极针的高电压生成正离子或负离子进行去静电对象1的去静电。
上述传感器8持续进行带电极性与带电量的检出，并将检出结果输入控制装置，当判定该检出的带电量达到了阈值以下时，切断施加于上述高电压的电源，结束去静电。
在上述第2种去静电方法及去静电装置之中，由于通过把上述阈值设定为去静电对象1所要求的适当的值，对去静电对象中的未达到阈值的带电以及通过去静电已低于阈值的带电不与理会，因而能最大限度地缩短用于去静电处理的时间。
此外，由于将检出其带电极性及带电量的传感器8配置在靠近去静电对象1的位置上，可精确检出去静电对象的带电极性及带电量，因而通过反馈该传感器8的输出，给电极针施加与带电物极性相反的高电压即可迅速而又有效地去静电。而且由于仅释放正负离子中的某一种，因此即使距离很长，离子也容易到达，同时也增加了电极针设置的灵活性。
此外，在上述第1以及第2种去静电方法以及装置之中，彼此相向配置一对正负电极针6a、6b，当给一侧的电极针6a或6b施加高电压时，由于将另一侧的电极针6b或6a接地，将没有高压施加的电极针作为地线使用，因而不必设置用来接地的接地板，同时通过给上述电极针6a、6b施加高电压，使之有效生成正离子或负离子即可进行去静电。
其结果是增加了与配置了电极针6a、6b的电极3的配置有关的装置设计的灵活性，此外，由于给正负电极针6a、6b个别施加正以及负的高电压，因而可将电极针损耗控制在最小限度内，延长维修保养期限，通过与去除了上述接地板相结合，可显著减少维修保养费用。
此外，由于使用了施加正负高电压的一对电极针6a、6b，因而与使用了一个电极针施加正以及负高电压时相比，还可改善高电压电路的能耗，实现节能化。
而且，虽然使用施加正负高电压的电极针，但由于不会在生成的离子扩散释放区域内产生位置性偏移，因而可抑制产生去静电不均匀。