JP2010186726A - 高電圧センサー及び除電器チェッカー - Google Patents

Abstract

【課題】所定の高電圧が発生していることを簡便に検出することができる高電圧センサーを提供する。
【解決手段】液晶材料を挟んで対向配置される第１の基板と第２の基板とを有し、第１の基板には第１の画素電極と第２の画素電極とが形成され、第２の基板には対向電極が形成された液晶表示部と、液晶表示部の対向電極に接続された集電アンテナと、液晶表示部の第１の画素電極に接続された接地端子と、液晶表示部の第２の画素電極と接地端子との間に設けられた抵抗素子と、液晶表示部の対向電極と接地端子とを短絡させるスイッチとを有する。第１の画素電極の変化と第２の画素電極の変化との時間により、集電アンテナに高電圧が印加されたことを検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、高電圧センサー及び除電器チェッカーに関する。

作業所等で静電気に帯電した被除電物の帯電を除去するために、高電圧を発生させて、それにより発生した電荷を、風力により被除電物へと送り、被除電物の帯電を除去する除電器が知られている。

また、別の方法として、被除電物の帯電を除去するために、放電電極と接地電極間に高電圧を印加してコロナ放電させて、空気をイオン化し、これを風力等で被除電物に吹き付けて除電する除電器が知られている。

特開２００７−５９３６３号公報

このように、いずれの除電器も高電圧を発生させて除電するものであるが、除電器から所定の高電圧が発生しているか否か、すなわち、被除電物を除電しているか否かは、別途テスター等を用意して電圧を測定する必要があった。

本発明の目的は、所定の高電圧が発生していることを簡便に検出することができる高電圧センサーを提供することにある。

本発明の他の目的は、除電器が正常に動作しているか否かを簡便にチェックすることができる除電器チェッカーを提供することにある。

本発明の一態様による高電圧センサーは、液晶材料を挟んで対向配置される第１の基板と第２の基板とを有し、前記第１の基板には第１の画素電極と第２の画素電極とが形成され、前記第２の基板には対向電極が形成された液晶表示部と、前記液晶表示部の前記対向電極に接続された集電アンテナと、前記液晶表示部の前記第１の画素電極に接続された接地端子と、前記液晶表示部の前記第２の画素電極と前記接地端子との間に設けられた抵抗素子と、前記液晶表示部の前記対向電極と前記接地端子とを短絡させるスイッチとを有し、前記集電アンテナに高電圧が印加されたことを検出することを特徴とする。

上述した高電圧センサーにおいて、前記抵抗素子は、１ＭΩ〜１ＴΩの範囲の抵抗値を有するようにしてもよい。

本発明の一態様による除電器チェッカーは、上述した高電圧センサーを有し、前記高電圧センサーの前記集電アンテナを除電器に対向させ、前記除電器から所定の高電圧が発生していることを検査することを特徴とする。

以上の通り、本発明によれば、液晶材料を挟んで対向配置される第１の基板と第２の基板とを有し、前記第１の基板には第１の画素電極と第２の画素電極とが形成され、前記第２の基板には対向電極が形成された液晶表示部と、前記液晶表示部の前記対向電極に接続された集電アンテナと、前記液晶表示部の前記第１の画素電極に接続された接地端子と、前記液晶表示部の前記第２の画素電極と前記接地端子との間に設けられた抵抗素子と、前記液晶表示部の前記対向電極と前記接地端子とを短絡させるスイッチとを有し、前記集電アンテナに高電圧が印加されたことを検出するようにしたので、所定の高電圧が発生していることを簡便に検出することができる。

本発明の一実施形態による高電圧センサーを示す図である。 本発明の一実施形態による高電圧センサーによる高電圧の検出方法の説明図（その１）である。 本発明の一実施形態による高電圧センサーによる高電圧の検出方法の説明図（その２）である。

［一実施形態］
本発明の一実施形態による高電圧センサーについて図面を用いて説明する。図１は本実施形態の高電圧センサーの構成を示す図であり、図２及び図３は本発明の一実施形態による高電圧センサーによる高電圧の検出方法の説明図である。

高電圧センサー１０には、図１（ａ）に示すように、高電圧を検出するための集電アンテナ１２と、高電圧が印加されたか否かを表示するための液晶表示部１４と、抵抗素子１６と、短絡するためのスイッチ１８とが設けられている。

液晶表示部１４では、図１（ｂ）に示すように、液晶材料２０を挟んで第１のガラス基板２２と第２のガラス基板２４とが対向配置されている。第１のガラス基板２２には全面に対向電極２６が形成されている。第２のガラス基板２２には、第１の画素電極２８と第２の画素電極３０とが形成されている。

液晶表示部１４の対向電極２６の端部２６ａは、集電アンテナ１２に接続されている。第２のガラス基板２２に形成された第１の画素電極２８の端部２８ａは、直接に接地端子３２に接続されている。第１のガラス基板２２に形成された第１の画素電極２８の端部２８ａは、抵抗素子１６を介して接地端子３２に接続されている。

液晶表示部１４において、対向電極２６と第１の画素電極２８間に所定の電位が印加されると、対向電極２６と第１の画素電極２８間の領域の液晶材料２０が配向して不透明となり、第１の画素電極２８の領域が黒色に変化する。

同様に、対向電極２６と第２の画素電極３０間に所定の電位が印加されると、対向電極２６と第２の画素電極３０間の領域の液晶材料２０が配向して不透明となり、第２の画素電極２８の領域が黒色に変化する。

液晶表示部１４の対向電極２６の端部２６ａと接地端子３２の間には、それらを短絡させるためのスイッチ１８が設けられている。

高電圧センサー１０による高電圧の検出方法について、図２を用いて説明する。

除電器４０は、電源アダプタ４２にスイッチボックス４４を介して電極一体型の高電圧出力部４６が設けられている。被除電物に対向する位置に高電圧出力部４６をセットし、電源アダプタ４２をコンセントに接続する。スイッチボックス４４により高電圧出力部４６に通電すると、高電圧出力部４６から高電圧が出力され、被除電物に帯電した静電気を除電する。

除電器４０が正常動作しているときには、高電圧出力部４６から所定の高電圧、例えば、約７５００Ｖの高電圧が出力される。除電器４０が何らかの原因で故障して高電圧出力部４６から所定の高電圧が出力されなくなり、例えば、約５０００Ｖの電圧しか出力されなくなると、除電効率が著しく減退し、除電できなくなる。

しかしながら、被除電物が除電されているかどうかをその外観から認識することができない。また、除電器４０の外観からも、所定の高電圧（例えば、約７５００Ｖ）の高電圧が出力されているのか、所定の高電圧に達しない電圧、例えば、約５０００Ｖの電圧が出力されているのか、全く把握することができない。

本実施形態の高電圧センサー１０を用いれば、除電器４０から所定の高電圧が出力されて被除電物が除電されているかを簡便に検出することができ、その結果、除電器４０が正常に動作しているかを簡便にチェックすることができる。

その検出方法について説明する。

まず、図２に示すように、除電器４０の高電圧出力部４６の放電針前方より、例えば、１００ｍｍ程度離れた位置に、高電圧センサー１０の集電アンテナ１２をセットする。

次に、除電器４０のスイッチボックス４４を操作して、高電圧出力部４６に通電する。

次に、高電圧センサー１０のスイッチ１８を押下して、図３（ａ）に示すように、液晶表示部１４の第１の画素電極２８と第２の画素電極３０の表示を消去して初期状態とする。

次に、高電圧センサー１０のスイッチ１８から手を離すと、スイッチ１８の回路が遮断され、除電器４０の高電圧出力部４６から出力される電圧により、対向電極２６と第１の画素電極２８及び第２の画素電極３０の間に電圧が印加される。

第１の画素電極２８は接地端子３２に直接接続されているので、測定開始後の短時間のうちに、対向電極２６と第２の画素電極３０の間に所定の電圧（例えば、５Ｖ）が印加され、対向電極２６と第２の画素電極３０間の領域の液晶材料２０が配向して不透明となり、図３（ｂ）に示すように、第２の画素電極３０の領域が黒色に変化する。

第１の画素電極２８は抵抗素子１６を介して接地端子３２に接続されているので、第２の画素電極３０の領域が黒色に変化した後、しばらくして、対向電極２６と第１の画素電極２８間の電圧が所定の電圧となり、対向電極２６と第１の画素電極２８間の領域の液晶材料２０が配向して不透明となり、図３（ｃ）に示すように、第１の画素電極２８の領域が黒色に変化する。

第２の画素電極３０の領域が黒色に変化してから、第１の画素電極２８の領域が黒色に変化するまでの変化時間に基づいて、高電圧が印加されているか否かを検出する。

例えば、除電器４０の高電圧出力部４６の放電針前方から１００ｍｍ離れた位置に高電圧センサー１０の集電アンテナ１２をセットしたとして、抵抗素子１６が１．０ＧΩの場合、除電器４０から約７５００Ｖの高電圧が出力されている場合には、上記の変化時間は、測定条件により変動はあるが、約２〜５秒の範囲内である。

これに対し、除電器４０が故障して約５０００Ｖの電圧しか出力されない場合には、上記の変化時間は、約１０秒以上となる。

したがって、上記の変化時間が約２〜５秒の範囲内であれば、除電器４０が正常動作していると判断する。もし、上記の変化時間が約１０秒以上もかかる場合には、除電器４０が故障していると判断し、高電圧出力部４６の電極の掃除を行う等の故障対応を実施したり、テスター等を用いて精密に検査したりする。

また、本実施形態の高電圧センサー１０を用いて、正常動作している除電器４０の除電効果が有効な領域を知ることができる。

高電圧センサー１０の集電アンテナ１２を、除電器４０の高電圧出力部４６の放電針前方から１００ｍｍ離れた位置にセットし、第１の画素電極２８と第２の画素電極３０の領域を黒変させる。そして、その黒変した状態の高電圧センサー１０を、セットした位置を中心として左右に動かすと、第１の画素電極２８と第２の画素電極３０の黒変が消える位置がある。これは、除電器４０により、高電圧センサー１０の帯電が除電されたためである。

したがって、この黒変が消えた位置が、除電器４０の高電圧出力部４６から出力される高電圧のバランスが取れた位置であることがわかる。特に、第１の画素電極２８と第２の画素電極３０の黒変が２０秒以上持続する場合には、高電圧のバランスが±３００Ｖ以下の極めて優れた位置であることがわかる。

このように、本実施形態の高電圧センサー１０を用いて、除電器４０の除電効果が有効な位置を知り、その位置に被除電物を載置するようにする。

［実施例］
抵抗素子１６の抵抗値を変化することにより、測定時間を調整することができる。

本願発明者等は、抵抗素子１６の抵抗値を変化させ（抵抗素子１６の抵抗値＝０．５ＧΩ、１．０ＧΩ又は２．０ＧΩ）、第２の画素電極３０の領域が黒色に変化してから第１の画素電極２８の領域が黒色に変化するまでの変化時間を測定した。

除電器４０を稼働させ（除電器４０の放電電圧＝＋７５００Ｖ又は＋８５００Ｖ）、本発明品の高電圧センサー１０のアース線をアースし、スイッチ１８をオンして、高電圧を検出するための集電アンテナ１２と、高電圧が印加されたか否かを表示するための液晶表示部１４と、抵抗素子１６とを短絡する。その状態で、除電器４０の放電針前方の所定距離（１００ｍｍ又は１５０ｍｍ）に高電圧センサー１０を位置させ、スイッチ１８をオフして、第１の画素電極２８と第２の画素電極３０の状態を観測した。

第２の画素電極３０の領域が黒色に変化するまでの時間とＴ１とし、第２の画素電極３０の領域が黒色に変化してから第１の画素電極２８の領域が黒色に変化するまでの時間をＴ２とする。

その結果、次のような実験結果となった。
（１）除電器４０の放電電圧＝＋７５００Ｖで、高電圧センサー１０の位置＝除電器４０の放電針前方１００ｍｍの場合
抵抗素子１６の抵抗値＝０．５ＧΩの場合：Ｔ１＝７秒、Ｔ２＝８秒
抵抗素子１６の抵抗値＝１．０ＧΩの場合：Ｔ１＝５秒、Ｔ２＝８秒
抵抗素子１６の抵抗値＝２．０ＧΩの場合：Ｔ１＝１秒、Ｔ２＝８秒
（２）除電器４０の放電電圧＝＋７５００Ｖで、高電圧センサー１０の位置＝除電器４０の放電針前方１５０ｍｍの場合
抵抗素子１６の抵抗値＝０．５ＧΩの場合：Ｔ１＝２０秒以上、Ｔ２＝測定不能
抵抗素子１６の抵抗値＝１．０ＧΩの場合：Ｔ１＝２０秒以上、Ｔ２＝測定不能
抵抗素子１６の抵抗値＝２．０ＧΩの場合：Ｔ１＝２０秒以上、Ｔ２＝測定不能
（３）除電器４０の放電電圧＝＋８５００Ｖで、高電圧センサー１０の位置＝除電器４０の放電針前方１００ｍｍの場合
抵抗素子１６の抵抗値＝０．５ＧΩの場合：Ｔ１＝１秒、Ｔ２＝２秒
抵抗素子１６の抵抗値＝１．０ＧΩの場合：Ｔ１＝１秒、Ｔ２＝２秒
抵抗素子１６の抵抗値＝２．０ＧΩの場合：Ｔ１＝１秒、Ｔ２＝２秒
（４）除電器４０の放電電圧＝＋８５００Ｖで、高電圧センサー１０の位置＝除電器４０の放電針前方１５０ｍｍの場合
抵抗素子１６の抵抗値＝０．５ＧΩの場合：Ｔ１＝２０秒以上、Ｔ２＝測定不能
抵抗素子１６の抵抗値＝１．０ＧΩの場合：Ｔ１＝１５秒以上、Ｔ２＝６秒
抵抗素子１６の抵抗値＝２．０ＧΩの場合：Ｔ１＝１５秒以上、Ｔ２＝６秒
この実験結果から、抵抗素子１６の抵抗値の相違により、アースが直結された第２の画素電極３０の領域が黒色に変化するまでの時間Ｔ１に大きな変化があるが、抵抗素子１６が接続されている第１の画素電極２８の領域が黒色に変化するまでの時間Ｔ２には大きな変化がない、ということがわかった。

この実験結果から、高電圧センサー１０を除電器４０の放電針前方１００ｍｍの位置に設定し、Ｔ２＝５秒以内であれば、除電器４０が標準性能を発揮していると判断してもよいことがわかった。

［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、液晶表示部１４の第１の画素電極２８と第２の画素電極３０の形状を単純な矩形としたが、複雑な文字形状としてもよい。例えば、直ちに黒色に変化する第１の画素電極２８を矩形枠形状とし、遅れて黒色に変化する第２の画素電極３０を矩形枠内に位置する「ＯＫ」等の文字形状としてもよい。液晶表示部１４に、矩形枠が表示され、その後短時間で矩形枠内にＯＫ文字が表示されれば、除電器４０が正常動作していることを確認できる。また、第１の画素電極２８と第２の画素電極３０に、異なる色のカラーフィルタを設けて、色により判別するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、液晶表示部１４に２つの第１の画素電極２８と第２の画素電極３０を設けたが、３つ以上の画素電極を設け、各画素電極を異なる抵抗値の抵抗素子を介して接地するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、液晶表示部１４にバックライトを設けていなかったが、液晶表示部１４にバックライトを設けてもよい。

また、上記実施形態の液晶表示部１４にフォトセンサーを設け、そのフォトセンサーの出力信号により遠方から除電器の性能を確認したり、除電器の劣化・故障などの警報信号を発生させたりするようにしてもよい。

また、上記実施形態のスイッチ１８は、押したときにオンとなるような構造のものでもよいし、押したときにオフとなる構造のものでもよい。押したときにオフとなる構造のスイッチ１８を用いれば、スイッチ１８を押したときだけ測定され、それ以外にときには短絡された測定されず、高電圧センサー１０の劣化を防止することができる。

１０…高電圧センサー
１２…集電アンテナ
１４…液晶表示部
１６…抵抗素子
１８…スイッチ
２０…液晶材料
２２…第１のガラス基板
２４…第２のガラス基板
２６…対向電極
２８…第１の画素電極
３０…第２の画素電極
３２…接地端子
４０…除電器
４２…電源アダプタ
４４…スイッチボックス
４６…高電圧出力部

Claims (3)

1. 液晶材料を挟んで対向配置される第１の基板と第２の基板とを有し、前記第１の基板には第１の画素電極と第２の画素電極とが形成され、前記第２の基板には対向電極が形成された液晶表示部と、
   前記液晶表示部の前記対向電極に接続された集電アンテナと、
   前記液晶表示部の前記第１の画素電極に接続された接地端子と、
   前記液晶表示部の前記第２の画素電極と前記接地端子との間に設けられた抵抗素子と、
   前記液晶表示部の前記対向電極と前記接地端子とを短絡させるスイッチとを有し、
   前記集電アンテナに高電圧が印加されたことを検出することを特徴とする高電圧センサー。
2. 請求項１記載の高電圧センサーにおいて、
   前記抵抗素子は、１ＭΩ〜１ＴΩの範囲の抵抗値を有することを特徴とする高電圧センサー。
3. 請求項１又は２記載の高電圧センサーを有し、
   前記高電圧センサーの前記集電アンテナを除電器に対向させ、前記除電器から所定の高電圧が発生していることを検査することを特徴とする除電器チェッカー。

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