JP2627585B2 - AC ion generator and static elimination equipment for charged articles in a clean space using the same - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は，正イオンと負イオンの
発生濃度を簡易に調節し得るようにした交流式イオン発
生器並びにこれを用いて清浄空間内の帯電物品を除電す
る設備に関する。特に本発明は，同一出願人に係る特願
平1-265189号，特願平1-265190号並びに特願平2-222542
号に提案した発明の一層の改善に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC ion generator capable of easily adjusting the generation concentration of positive ions and negative ions, and a facility for removing electricity from a charged article in a clean space using the generator. In particular, the present invention relates to Japanese Patent Application Nos. 1-265189, 1-265190, and 22-22542 of the same applicant.
The present invention relates to further improvement of the invention proposed in the above item.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば半導体素子を製造するクリーンル
ームでは，静電気の帯電現象に起因する種々の障害が問
題視されるようになった。このような障害には，半導体
デバイスの破壊と性能劣化，微粒子の吸着による製品の
表面汚染，エレクトロニクス機器の誤動作等がある。2. Description of the Related Art For example, in a clean room for manufacturing semiconductor devices, various obstacles caused by the electrostatic charging phenomenon have been regarded as problems. Such obstacles include destruction and performance degradation of semiconductor devices, surface contamination of products due to adsorption of fine particles, and malfunction of electronic equipment.

【０００３】一方, 最近のクリーンルームでは, 室内に
供給する清浄空気流中には0.03μm以上の大きさの粒子
は検出されないと言った超清浄度を維持するものまで登
場した。しかし，クリーンルーム内に存在するオペレー
タ, ロボット, 更には種々の製造装置類から微粒子が不
可避的に発生する。このような内部発生微粒子の大きさ
は0.1μmから数10μmにもおよび，かような粒子が最小
線幅が１μmといった最近のＬＳＩ，ＶＬＳＩ等のウエ
ハ上に付着すれば格落ち品となって製品歩留りを低下さ
せる。かような微粒子のウエハ表面への沈着は，大部分
は静電気力によって起こり，その付近の気流形状とはほ
とんど無関係であることが明らかとなってきた。[0003] On the other hand, in recent clean rooms, there has appeared a device which maintains ultra-cleanliness such that particles having a size of 0.03 µm or more are not detected in a clean air flow supplied into the room. However, particles are inevitably generated from operators, robots, and various manufacturing equipment in the clean room. The size of such internally generated fine particles ranges from 0.1 μm to several tens of μm. If such particles adhere to wafers such as recent LSIs and VLSIs with a minimum line width of 1 μm, they will be degraded products. Decreases yield. It has become clear that the deposition of such fine particles on the wafer surface is mostly caused by electrostatic force and has almost no relation to the shape of the airflow in the vicinity.

【０００４】したがって，この微粒子の吸着による製品
の表面汚染の防止には，クリーンルームの清浄度を高め
る技術およびフイルターの性能向上技術とは別に, 静電
気の除電技術の開発を待たねばならない。この除電は，
帯電物体が電気の良導体である場合には接地すればよ
く，これによって帯電した静電気を素早く逃がすことが
できる。しかしクリーンルーム内の全ての導体物品を接
地することは事実上不可能であるし，帯電物体が絶縁体
の場合では接地しても除電できず無意味となる。ウエハ
について言えば，ウエハ自身は導体であっても絶縁物で
あるカセットケースやパレットに入れて搬送されるため
に，接地によって帯電を除去することは困難である。こ
のようなことから，イオン発生器 (イオナイザ) による
除電方式が提案された。クリーンルーム内はフイルター
で浄化された清浄空気流がほぼ一方向性に流れているの
で，この清浄空気流の上流側（通常はフイルターの空気
吹出し面に近い位置）にコロナ放電によって空気をイオ
ン化するイオナイザを配置し，ここでイオン化した空気
の流れを帯電物体の表面と触れさせることにより，帯電
物体上の静電気を中和しようとするものである。すなわ
ち，物体表面がプラスに帯電していればマイナスにイオ
ン化した空気によって中和し，マイナスに帯電していれ
ばプラスにイオン化した空気によって中和して，物体表
面の静電気を除電しようとするものである。[0004] Therefore, in order to prevent the surface contamination of the product due to the adsorption of the fine particles, it is necessary to wait for the development of the static electricity elimination technology apart from the technology for improving the cleanliness of the clean room and the technology for improving the performance of the filter. This static elimination
If the charged object is a good conductor of electricity, it may be grounded, so that the charged static electricity can be quickly released. However, it is practically impossible to ground all the conductive articles in the clean room, and if the charged object is an insulator, even if it is grounded, it cannot be neutralized and it is meaningless. As for the wafer, even if the wafer itself is a conductor, it is transported in a cassette case or a pallet, which is an insulator, so that it is difficult to remove the charge by grounding. For this reason, an ionization method using an ion generator (ionizer) has been proposed. In the clean room, the clean air stream, which has been purified by the filter, flows almost unidirectionally. Therefore, an ionizer that ionizes air by corona discharge upstream of this clean air stream (usually near the air outlet surface of the filter). Are arranged, and the flow of ionized air is brought into contact with the surface of the charged object to thereby neutralize the static electricity on the charged object. That is, if the object surface is positively charged, it is neutralized by negatively ionized air, and if it is negatively charged, it is neutralized by positively ionized air to remove static electricity from the object surface. It is.

【０００５】かようなコロナ放電によるイオン発生器と
して，Pulsed-DCタイプ, ＤＣタイプおよびＡＣタイプ
のものが知られている。ＤＣは直流，ＡＣは交流の意味
である。いずれにしても，空気中に配置した放電極 (Em
itter)近傍で発生する電界強度が, 空気の絶縁破壊電界
強度以上となるような直流または交流の高電圧を該電極
に印加することによってコロナ放電を行わせるものであ
り，それぞれ次のような特徴を有する。[0005] Pulsed-DC type, DC type and AC type ion generators are known as such corona discharge ion generators. DC means DC, AC means AC. In any case, the discharge electrode (Em
It applies coronal discharge by applying a high DC or AC voltage to the electrodes so that the electric field strength generated in the vicinity is greater than the breakdown field strength of air. Having.

【０００６】Pulsed-DCタイプ：これは所定の間隔 (例
えば数10cmの間隔) を離して対向配置された一対の針状
エミッタ (タングステン電極) に, 例えば＋13〜＋20kV
または−13〜−20kVの直流を, 例えば１〜11秒間隔（パ
ルス）で交互に印加してエミッタから交互に正と負のイ
オン (air ions) を発生させ，このエアイオンを気流に
乗せて帯電物体に運び, 帯電物体の帯電電荷と反対極性
のイオンで中和する仕組みである。[0006] Pulsed-DC type: This is provided with a pair of needle-like emitters (tungsten electrodes) opposed to each other at a predetermined interval (for example, an interval of several tens cm), for example, +13 to +20 kV.
Alternatively, a direct current of -13 to -20 kV is applied alternately, for example, at an interval of 1 to 11 seconds (pulse) to generate positive and negative ions (air ions) alternately from the emitter. It is carried to an object and neutralized by ions of the opposite polarity to the charge of the charged object.

【０００７】ＤＣタイプ：これは，それぞれ多数本の針
状エミッタを１〜２cm間隔で埋め込んだ一対のバーを所
定の間隔(例えば数10cm間隔)でバー軸を平行にして対向
配置し, 一方のバーの各エミッタに＋12〜＋30kV, 他方
のバーの各エミッタに−12〜−30kVの直流電圧を印加し
て空気をイオン化する仕組みである。DC type: In this type, a pair of bars each having a large number of needle-like emitters embedded at intervals of 1 to 2 cm are arranged at predetermined intervals (for example, at intervals of several tens of centimeters) so that the bar axes are parallel to each other. A DC voltage of +12 to +30 kV is applied to each emitter of the bar and -12 to -30 kV is applied to each emitter of the other bar to ionize air.

【０００８】ＡＣタイプ：これは針状エミッタに高電圧
の交流（周波数は商用の50/60Hz)を印加するものであ
り，多数本のエミッタを二次元的拡がりをもって配置
し，これらを交流高圧電源に対して絶縁被覆されたフレ
ーム状の導電性バーによって接続する。そして各エミッ
タの放電端を取り囲むように対極 (導電性のグリッド)
を放電端から離して配置し，この対極グリッドを接地す
る構造のものが代表的なものである。これによると，各
エミッタと対極グリッドとの間で交流サイクルに応じて
極性が反転する交流電界が形成され，各エミッタから正
と負のイオン化空気が発生する。AC type: This type applies a high-voltage alternating current (frequency: 50/60 Hz for commercial use) to a needle-shaped emitter. A large number of emitters are arranged with a two-dimensional spread, and these are connected to an AC high-voltage power supply. Are connected to each other by a frame-shaped conductive bar coated with insulation. And a counter electrode (conductive grid) to surround the discharge end of each emitter
A typical structure has a structure in which the electrodes are arranged away from the discharge end and the counter electrode grid is grounded. According to this, an AC electric field whose polarity is inverted according to the AC cycle is formed between each emitter and the counter electrode grid, and positive and negative ionized air is generated from each emitter.

【０００９】ところが，これらいずれのタイプの公知の
イオン発生器も,クリーンルーム内の帯電物品の除電に
使用しようとすると，以下のような問題に遭遇する。However, any of these known ion generators encounters the following problems when used to remove static electricity from a charged article in a clean room.

【００１０】先ず第一は，いずれのタイプでも，エミッ
タ自身によるクリーンルームの汚染の問題である。放電
極である針状エミッタの材質はタングステンが最も好ま
しいとされているが，このエミッタに高電圧を印加して
コロナ放電を行わせると，スパッタリング現象によって
正イオン発生時におびただしい微粒子(0.1μm以下の粒
径のものが殆んどである) がエミッタ先端から発生し，
これが清浄空気流に運ばれてクリーンルーム内を汚染す
る。First of all, in each case, there is a problem of contamination of the clean room by the emitter itself. Tungsten is considered to be the most preferable material for the needle-shaped emitter, which is the discharge electrode. However, when a high voltage is applied to this emitter to cause corona discharge, a large number of fine particles (0.1 μm or less) are generated when positive ions are generated by the sputtering phenomenon. Particles, most of which have a particle size)
This is carried into the clean air stream and contaminates the clean room.

【００１１】第二に，いずれのタイプでも，クリーンル
ーム内で長時間稼働するとエミッタの放電端に主として
SiO₂からなる白色の粉塵が目視できるほど付着堆積す
る。これは，クリーンルームに清浄空気を供給するため
のフイルタ素材ですら除去できずに通過してしまう超微
粒子にその原因があると考えられる。この堆積粉塵によ
ってイオン発生量が低下したり，また，この堆積粉塵が
クリーンルーム内に再飛散したりする問題を起こす。し
たがって，エミッタの洗浄が怠れず, また前記のスパッ
タリング現象はエミッタ先端を損傷させるので頻繁な取
り換えを必要とする。Second, in either case, if the operation is performed for a long time in a clean room, the discharge end of the emitter is mainly located at the discharge end of the emitter.
White dust composed of SiO ₂ adheres and deposits so as to be visible. This is thought to be due to the ultra-fine particles that could not be removed and passed through even the filter material for supplying clean air to the clean room. The accumulated dust causes a problem that the amount of generated ions is reduced and that the accumulated dust re-scatters in the clean room. Therefore, cleaning of the emitter is not neglected, and the above-mentioned sputtering phenomenon damages the tip of the emitter, requiring frequent replacement.

【００１２】第三に，クリーンルームの天井面に多数の
イオン発生器を取付けると，クリーンルーム内のオゾン
濃度が高くなることがある。その濃度は人体に影響を与
えるほどではなくても，オゾンは反応性に富むので半導
体製造には好ましくない。Third, if a large number of ion generators are mounted on the ceiling of the clean room, the ozone concentration in the clean room may increase. Although the concentration is not so great as to affect the human body, ozone is not suitable for semiconductor production because of its high reactivity.

【００１３】そして, 前記の各タイプそれぞれ次のよう
な個別の問題がある。ＤＣタイプでは一方のエミッタか
らは正にイオン化した空気が，他方のエミッタからは負
にイオン化した空気が空気流に乗って流れるので，正と
負の何方かに偏ったイオンが帯電物品に到達することに
なりかねない。このため，帯電物品の帯電負荷の極性と
同じ極性のイオンが供給される機会も多く，この場合に
は除電されることはない。逆に，帯電していないか若し
くは帯電量が小さい物品に対しては，搬送された空気イ
オンによって帯電を助成する事態も起こり得る。この現
象は特に正負の電極間距離を離した場合に起こり易い
が, 電極間距離をあまり短くするとスパークが生じると
いった問題がある。Each of the above-mentioned types has the following individual problems. In the DC type, positively ionized air flows from one emitter and negatively ionized air flows on the air flow from the other emitter, so that ions biased in either the positive or negative direction reach the charged article. It could be. Therefore, there are many occasions where ions having the same polarity as the polarity of the charging load of the charged article are supplied, and in this case, the charge is not removed. Conversely, for an article that is not charged or has a small charge amount, a situation may occur in which the charged air ions assist charging. This phenomenon is particularly likely to occur when the distance between the positive and negative electrodes is large, but there is a problem in that sparking occurs when the distance between the electrodes is too short.

【００１４】Pulsed-DCタイプでは所定の周期でこのイ
オンの極性を反転させるのでその発生周期毎に交互に正
負イオンが帯電物品に供給されることになり，ＤＣタイ
プのように正負どちらかのイオンが連続して送られると
いったことは避けられるが，その周期をあまり短くする
と正と負のイオンが搬送気流中で混ざり合って帯電物品
に到達する前に結合してイオンが消滅する度合いが多く
なる。また逆に周期をあまり長くすると, 正負イオンの
結合の割合は低下する代わりに，正と負のイオンの大き
な塊が交互に帯電表面に到達することになる。M.Blitsh
teyn,et.al.,はAssessing The Effectiveness of Clean
room Ionization Systems, Microconta-mination, Marc
h 1985, P.46〜52,76において, Pulsed-DCタイプでは帯
電表面の電位は正と負を交互に繰り返して減衰すること
を報告している。この結果では，帯電表面は帯電電荷が
無くなることはなく，正または負に500V程度の帯電が交
互に生じることになる。近年の超ＬＳＩが数10Vの表面
電位でも破壊されることを考えると，かような500Vの如
き表面電位が生じることは, かえって製品歩留りを低下
することにもなりかねない。In the pulsed-DC type, the polarity of these ions is inverted at a predetermined cycle, so that positive and negative ions are alternately supplied to the charged article every generation cycle. It is possible to avoid that the ions are sent continuously, but if the period is too short, the positive and negative ions are mixed in the carrier airflow and combined before reaching the charged article, and the degree of ion disappearance increases. . Conversely, if the period is too long, the ratio of positive and negative ion bonds will decrease, but large clusters of positive and negative ions will reach the charged surface alternately. M.Blitsh
teyn, et.al., is Assessing The Effectiveness of Clean
room Ionization Systems, Microconta-mination, Marc
h 1985, pp.46-52,76, it is reported that the potential of the charged surface of the pulsed-DC type attenuates by alternating between positive and negative. As a result, the charged surface does not lose the charge, and the charge of about 500 V alternately occurs positively or negatively. Considering that recent VLSIs can be destroyed even with a surface potential of several tens of volts, the generation of such a surface potential as 500 V may rather reduce the product yield.

【００１５】ＡＣタイプは，正イオンと負イオンの発生
量が異なるという基本的な問題がある。エミッタに高電
圧の交流を印加すると，正イオンの発生量は負イオンの
発生量の１０倍以上となることもある。鈴木政典ほか
は，第６回空気清浄とコンタミネーションコントロール
研究大会予稿集（1987),P269〜276 およびこれに対応す
る英文文献, M.Suzuki, et.al. Effectiveness of Air
Ionization Systems inClean Rooms, 1988 Proceedings
of The IES Annual Technical Meeting, Inst-itute o
f Environmental Sciences, Mt.Prospect,Illinois, p.
405〜412 において，ＡＣタイプのイオン発生器で発生
する正負イオン濃度の測定例を報告しているが，負イオ
ンの濃度は正イオンのそれに比べて著しく少なくなって
いる。すなわち，従来のＡＣタイプのイオン発生器では
正イオン濃度の高いイオン化空気が供給されるので，帯
電表面は中和されるどころか数10ボルトから200ボルト
程度の正の電位に帯電したままになることすらある。The AC type has a fundamental problem that the amount of generation of positive ions and negative ions is different. When a high-voltage alternating current is applied to the emitter, the amount of generated positive ions may be ten times or more the amount of generated negative ions. Masanori Suzuki et al., Proceedings of the 6th Air Purification and Contamination Control Research Conference (1987), pages 269-276 and corresponding English literature, M. Suzuki, et.al. Effectiveness of Air
Ionization Systems inClean Rooms, 1988 Proceedings
of The IES Annual Technical Meeting, Inst-itute o
f Environmental Sciences, Mt.Prospect, Illinois, p.
405 to 412 report measurement examples of the concentration of positive and negative ions generated by an AC type ion generator, but the concentration of negative ions is significantly lower than that of positive ions. That is, in the conventional AC type ion generator, since the ionized air having a high positive ion concentration is supplied, the charged surface remains charged to a positive potential of several tens to 200 volts instead of being neutralized. There is even.

【００１６】このような問題を根本的に解決するイオナ
イザーを同一出願人に係る特願平1-265189号や特願平1-
265190号, さらには特願平2-222542号に既に提案した。
その詳細はそれらの明細書および図面に示したとおりで
あるが，要するところ，ＡＣタイプのイオン発生器にお
いて，高電圧の交流を印加する放電極の先端に誘電体材
料例えば石英を被覆した点, この放電極の群に対して,
その或るものにはマイナス側に偏った直流成分（バイア
ス電圧）が付加された交流の高電圧を印加し，他のもの
にはこれよりもプラス側に偏った直流成分（バイアス電
圧）が付加された交流の高電圧を付与することによっ
て，プラスイオンとマイナスイオンがそれぞれの濃度が
均衡した状態で帯電物品に到達するようにした点, さら
には，放電極に対して前記のようなバイアスを付与した
上で, 或いは付与しないで, 対極に直流電圧を印加し，
その直流電圧の極性と大きさを調節することによってプ
ラスイオンとマイナスイオンが，それぞれの濃度が均衡
した状態で帯電物品に到達するようにした点, に特徴が
ある。また，イオナイザを構成する放電極や対極の金属
表面を空気中に露出させないで良好なイオナイザ機能を
果たすように改善し,金属表面での錆発生による空気汚
染を完全に防止することも提案した。An ionizer that fundamentally solves such a problem is disclosed in Japanese Patent Application No. 1-265189 or Japanese Patent Application No.
265190 and Japanese Patent Application No. 2-222542.
The details are as shown in the specification and drawings, but it is necessary to point out that in the AC type ion generator, the tip of the discharge electrode to which a high voltage alternating current is applied is coated with a dielectric material such as quartz, For this group of discharge electrodes,
One of them is applied with a high AC voltage to which a negative DC component (bias voltage) is added, and the other is applied with a DC component (bias voltage) which is more positive. By applying a high voltage of alternating current, positive ions and negative ions arrive at the charged article in a state where their concentrations are balanced. With or without application, a DC voltage is applied to the opposite electrode,
It is characterized in that by adjusting the polarity and magnitude of the DC voltage, positive ions and negative ions arrive at the charged article in a state where their concentrations are balanced. It was also proposed that the metal surface of the discharge electrode and the counter electrode constituting the ionizer be improved so as to achieve a good ionizer function without exposing the metal surface to the air, and that air pollution due to rust on the metal surface be completely prevented.

【００１７】[0017]

【発明が解決しようとする課題】先出願のように，放電
極群に対して，マイナスの直流電圧またはプラス側に偏
った直流電圧を重畳した交流高電圧を印加することによ
って正負イオン濃度のバランスを図ることができ，また
対極に適切な直流電圧を印加することによっても正負イ
オン濃度のバランスを図ることができるが，クリーンル
ーム内における風速の変化や帯電物品の形態に応じて，
より適正な正負イオン濃度に調節する場合に，この調節
操作が簡便且つ精密に行えることが望ましい。先出願の
方式でも放電極側交流高電圧に重畳する直流成分（バイ
アス電圧）や対極側直流電圧の調節操作を行えばこれが
可能であるが，イオナイザへの入力側での調節操作であ
るために，どの入力値のときにどのような正負イオン濃
度となるかといった経験値を必要とする。本発明は, こ
の課題の解決を目的としたものであり，交流式イオナイ
ザにおいてより簡便な操作によって正負イオン濃度のバ
ランスを図ることを意図したものである。As described in the prior application, a negative DC voltage or an AC high voltage on which a DC voltage biased to the positive side is superimposed is applied to the discharge electrode group to balance the positive and negative ion concentrations. The positive and negative ion concentrations can be balanced by applying an appropriate DC voltage to the counter electrode. However, depending on the change in wind speed in the clean room and the form of the charged article,
When adjusting to a more appropriate positive and negative ion concentration, it is desirable that this adjusting operation can be performed easily and precisely. In the method of the prior application, this can be achieved by adjusting the DC component (bias voltage) superimposed on the AC high voltage on the discharge electrode side or the DC voltage on the counter electrode side. However, since the adjustment operation is performed on the input side to the ionizer, It is necessary to have an empirical value such as what kind of positive / negative ion concentration is obtained at which input value. The present invention has been made to solve this problem, and it is intended to balance the positive and negative ion concentrations by a simpler operation in an AC ionizer.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は，交流高電圧源
に接続された針状の放電極と，この放電極から所定の距
離を離して配置される対極とによって放電対を形成し，
該対極を接地点にアース線を介して接続するか，または
直流電源にリード線を介して接続し，該放電極に交流高
電圧を印加してコロナ放電を行わせる交流式イオン発生
装置において，該対極と接地点とを接続するアース線ま
たは対極と直流電源とを接続するリード線に，可変抵抗
器と整流器を直列に接続してなる第一調節器と，可変抵
抗器と整流器を直列に接続してなる第二調節器とを並列
に接続し，そのさい，第一調節器の整流器は第二調節器
の整流器とは整流方向を逆にして接続されていることを
特徴とする交流式イオン発生装置を提供する。ここで，
整流器としてはダイオード，具体的にはシリコンダイオ
ードを使用する。According to the present invention, a discharge pair is formed by a needle-shaped discharge electrode connected to an AC high-voltage source and a counter electrode arranged at a predetermined distance from the discharge electrode.
An AC ion generator in which the counter electrode is connected to a ground point via a ground wire or connected to a DC power supply via a lead wire and an AC high voltage is applied to the discharge electrode to perform corona discharge. A first regulator in which a variable resistor and a rectifier are connected in series to an earth wire connecting the counter electrode and a ground point or a lead wire connecting the counter electrode and a DC power supply; and a variable resistor and a rectifier connected in series. An alternating current type in which the rectifier of the first regulator is connected to the rectifier of the second regulator in the opposite direction to the rectifier of the second regulator. An ion generator is provided. here,
As the rectifier, a diode, specifically, a silicon diode is used.

【００１９】また本発明は，針状の放電極に交流の高電
圧を印加してコロナ放電を行わせる交流式イオン発生装
置を，フイルタを通過した清浄空気の流れの中に設置
し，このイオン発生装置によってイオン化された空気の
流れを下流側に存在する静電気を帯びた物体に供給する
ことにより，該帯電物体上の静電気を中和する設備にお
いて, 該放電極の放電端に対して所定の距離を離して対
極が空気中に配置され，該放電極と該対極とからなる放
電対が前記の清浄空気の流れを横切る方向に二次元的な
拡がりをもって多数配置され，該対極が接地点にアース
線を介して接続されるかまたはリード線を介して直流電
源に接続され，このアース線またはリード線に，可変抵
抗器と整流器を直列に接続してなる第一調節器と，可変
抵抗器と整流器を直列に接続してなる第二調節器とを並
列に接続し，そのさい，第一調節器の整流器が第二調節
器の整流器とは整流方向を逆にして接続されていること
を特徴とする清浄空間に存在する帯電物品の除電設備を
提供する。According to the present invention, an AC ion generator for applying a high AC voltage to a needle-shaped discharge electrode to perform a corona discharge is installed in a flow of clean air passing through a filter. In a facility for neutralizing static electricity on the charged object by supplying the flow of air ionized by the generator to a static object present on the downstream side, a predetermined distance is set for a discharge end of the discharge electrode. A counter electrode is arranged in the air at a distance, and a large number of discharge pairs consisting of the discharge electrode and the counter electrode are arranged with a two-dimensional spread in a direction crossing the flow of the clean air. A first regulator which is connected via a ground wire or is connected to a DC power supply via a lead wire and which is connected in series with a variable resistor and a rectifier to the ground wire or the lead wire; And rectifier A rectifier connected in parallel with the rectifier of the second regulator, the rectifier being connected in the direction opposite to the rectifier of the second regulator. Provided is a device for removing static electricity from a charged article present in a space.

【００２０】〔作用〕先の特願平1-265189号や特願平1-
265190号に提案したように，放電極側交流高電圧に重畳
する直流成分（バイアス電圧）の調整操作，更には対極
側への直流電圧印加操作に加えて，或いはこれとは別
に，交流放電に伴って対極側に吸収される正イオンと負
イオン電流の割合を調節できれば，空気イオン濃度の負
イオンと正イオンの割合を調節できる。対極側に吸収さ
れる正イオンと負イオンの割合の調節は，対極と接地点
とを接続するアース線または対極と直流電源とを接続す
るリード線に，可変抵抗器と整流器を直列に接続してな
る第一調節器と，可変抵抗器と整流器を直列に接続して
なる第二調節器とを並列に接続し，そのさい，第一調節
器の整流器は第二調節器の整流器とは整流方向を逆にす
ることによって簡便に達成できることがわかった。[Action] The above-mentioned Japanese Patent Application No. 1-265189 and Japanese Patent Application No.
As proposed in No. 265190, in addition to the operation of adjusting the DC component (bias voltage) superimposed on the AC high voltage on the discharge electrode side and the operation of applying the DC voltage to the counter electrode side, or separately from this, If the ratio of the positive ion to the negative ion current absorbed by the counter electrode can be adjusted, the ratio of the negative ion to the positive ion in the air ion concentration can be adjusted. To adjust the ratio of positive and negative ions absorbed on the counter electrode side, connect a variable resistor and a rectifier in series to the ground wire connecting the counter electrode and the ground point or the lead wire connecting the counter electrode and the DC power supply. The first regulator and the second regulator consisting of a series connection of a variable resistor and a rectifier are connected in parallel, with the rectifier of the first regulator rectifying the rectifier of the second regulator. It has been found that this can be easily achieved by reversing the direction.

【００２１】〔発明の詳述〕 〔交流式イオナイザでは正イオンと負イオンの発生量が
相違する現象〕図１は，放電極１と対極２とからなる一
つの放電対において発生する空気イオンを電流量として
測定するための実験装置を示しており，図２はその略断
面を示したものである。金属製の針状放電極１の先端極
率半径は0.045mmで，対極２は太さ１mmのステンレス線
を75mm角の正方形の形状に曲げ加工したものである。放
電極１と対極２のギャップ長は25mmであり，この放電対
の上方から垂直に気流速度0.3m/sで空気流を流しなが
ら，放電極１に，図２のようにコンデンサ３ (容量2000
pF) を介して，ＡＣ高電圧(50Hz)が印加された。対極２
から下流側へ25mm離れた位置に目の細かい25cm角の金属
性金網４が張り渡され，この金網４において対極２をく
ぐり抜けた空気イオンをことごとく捕捉する。[Detailed Description of the Invention] [Phenomenon in which the amount of generation of positive ions and that of negative ions are different in an AC ionizer] FIG. 1 shows that air ions generated in one discharge pair including a discharge electrode 1 and a counter electrode 2 are generated. FIG. 2 shows an experimental device for measuring as a current amount, and FIG. 2 shows a schematic cross section thereof. The tip polar radius of the metal needle-shaped discharge electrode 1 is 0.045 mm, and the counter electrode 2 is formed by bending a stainless steel wire having a thickness of 1 mm into a square shape of 75 mm square. The gap length between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2 is 25 mm, and a capacitor 3 (capacity of 2000) is applied to the discharge electrode 1 as shown in FIG.
AC high voltage (50 Hz) was applied via pF). Counter electrode 2
A metal wire mesh 4 having a fine mesh of 25 cm square is stretched at a position 25 mm downstream from the wire, and the wire mesh 4 captures all air ions that have passed through the counter electrode 2.

【００２２】この実験において，対極２に吸収される正
負イオンの電流量と，対極２をくぐり抜けて下方に運ば
れる正負イオンの電流量すなわち金網４に吸収される正
負イオンの電流量を図示のように電流計Ａと整流器Ｄを
もつ回路によって測定する。すなわち，対極２から接地
点５に至るリード線６に第一計測器７を，金網４から接
地点５に至るリード線８に第二計測器９を，そして，両
計測器7,9から接地点５に至る合流リード線10に第三計
測器11を介装する。いずれの計測器も，電流計Ａにおい
て正イオン電流と負イオン電流を個別に計測するため
に，整流方向を逆にした整流器Ｄを並列に配置し, 各整
流器Ｄと電流計Ａを直列に接続してある。電流計Ａはい
ずれも可動コイル型電流計である。In this experiment, the current amount of positive and negative ions absorbed by the counter electrode 2 and the current amount of positive and negative ions passing through the counter electrode 2 and carried downward, that is, the current amount of positive and negative ions absorbed by the wire netting 4 are shown in the figure. Is measured by a circuit having an ammeter A and a rectifier D. That is, the first measuring device 7 is connected to the lead wire 6 from the counter electrode 2 to the ground point 5, the second measuring device 9 is connected to the lead wire 8 from the wire mesh 4 to the ground point 5, and the two measuring devices 7, 9 are connected. The third measuring instrument 11 is interposed on the merging lead wire 10 reaching the point 5. In each of the measuring instruments, rectifiers D with opposite rectification directions are arranged in parallel in order to separately measure the positive ion current and the negative ion current in the ammeter A, and each rectifier D and the ammeter A are connected in series. I have. Each of the ammeters A is a moving coil type ammeter.

【００２３】第三計測器11では正半波電流値ｉ⁺, 負半
波電流値ｉ^-, そのイオン電流平均値ｉが測定され，第
一計測器７では対極に吸収された正半波電流値ｉ₁ ⁺, 負
半波電流値ｉ₁ ^-, そのイオン電流平均値ｉ₁が測定さ
れ，第二計測器９では金網４に吸収された正半波電流値
ｉ₂ ⁺, 負半波電流値ｉ₂ ^-, そのイオン電流平均値ｉ₂が
計測される。The third measuring device 11 measures the positive half-wave current value i ⁺ , the negative half-wave current value i ⁻ , and the ion current average value i, and the first measuring device 7 measures the positive half-wave current absorbed by the counter electrode. The value i ₁ ⁺ , the negative half-wave current value i ₁ ⁻ , and the ion current average value i ₁ are measured, and the second measuring device 9 measures the positive half-wave current value i ₂ ⁺ and the negative half-wave current absorbed by the wire mesh 4. The value i ₂ ⁻ , the average value of the ion current i ₂ is measured.

【００２４】これを等価回路に示すと図３のようにな
る。放電極の放電端でコロナ放電により生成した空気イ
オンの電流平均値 (ｉ）は，放電端と対極の間に介在す
る空気を通過して対極に到達する空気イオンの電流平均
値 (ｉ₁)と, 放電端と25cm角の金属性金網の間に介在す
る空気を通過して金属性金網に到達するイオン量 (ｉ₂)
に分かれる。したがって，ｉ＝ｉ₁＋ｉ₂の関係がある。
ここで, それぞれの介在空気は，容量Ｃ₁と抵抗Ｒ₁の並
列回路と容量Ｃ₂と抵抗Ｒ₂の並列回路で表される。高圧
交流電源Ｔ₁は放電極に交流の高電圧を印加するための
ものである。FIG. 3 shows this as an equivalent circuit. The average current value of air ions generated by corona discharge at the discharge end of the discharge electrode (i) is the average current value of air ions reaching the counter electrode through air interposed between the discharge end and the counter electrode (i ₁ ) And the amount of ions that reach the metal mesh after passing through the air between the discharge end and the metal mesh of 25 cm square (i ₂ )
Divided into Therefore, there is a relationship of i = i ₁ + i ₂ .
Wherein each intervening air is represented by a parallel circuit of a resistor R ₂ and the parallel circuit and the capacitance C ₂ of the capacitor C ₁ and resistor R _1. High voltage AC power source T ₁ is for applying a high voltage alternating current to the discharge electrode.

【００２５】図４は第三計測器11での計測結果を，図５
は第一計測器７での計測結果を，そして図６は第二計測
器９での計測結果を，いずれも横軸に高圧交流電源Ｔ₁
の印加電圧Ｖ_m (実効値) をとって示したものである。FIG. 4 shows the measurement result of the third measuring device 11 and FIG.
High voltage AC power source T ₁ measurement result in the first measuring instrument 7, and Figure 6 is the measurement result of the second measuring device 9, both the horizontal axis
Are shown by taking the applied voltage _Vm (effective value).

【００２６】図４より明らかな如く，放電極と高圧交流
電源Ｔ₁の間に直列に挿入したコンデンサＣによって直
流成分がカットされるため，電圧上昇に伴い常に｜ｉ⁺
｜＝｜ｉ^-｜となる。つまり, 交流電圧の大きさに拘わ
らずｉ⁺＋ｉ^-＝ｉ＝０μAとなり, 直流成分は現れてい
ない。したがって，放電極の放電端でコロナ放電により
生成した正と負の空気イオン量は完全に均衡している。[0026] Figure 4 As is clear, since the DC component by the capacitor C inserted in series between the discharge electrodes and the high voltage AC power source T ₁ is being cut, always with the voltage rise | i ⁺
| = | I ^- | to become. That is, i ⁺ + i ⁻ = i = 0 μA regardless of the magnitude of the AC voltage, and no DC component appears. Therefore, the amount of positive and negative air ions generated by corona discharge at the discharge end of the discharge electrode is completely balanced.

【００２７】ところが，図５に見られるように対極に到
達するイオン量 (ｉ₁)については電圧上昇に伴い常に｜
ｉ₁ ⁺｜＜｜ｉ₁ ^-｜となり，他方図６に見られるように，
金属性金網に到達するイオン量 (ｉ₂)については電圧上
昇に伴い常に｜ｉ₂ ⁺｜＞｜ｉ₂ ^-｜となる。つまり，イオ
ナイザの対極下流側に到達しうる空気イオン濃度は正の
方が負よりも多いことになる。この原因として考えられ
るのは，大気中の正の空気イオンの移動度は1.26×10^-4
m²/V・sであるのに対し, 負の空気イオンの移動度は1.5
6×10^-4m²/V・s (静電気ハンドブック, オーム社発行,
1988,p.318)であるから, 空気中においてより動きやす
い負イオンは, より動きにくい正イオンよりも対極に吸
収される割合が多くなるためである。However, as can be seen in FIG. 5, the amount of ions (i ₁ ) reaching the counter electrode is always |
^{_{i 1 + | <| i 1}} - | next, as seen in the other 6,
Regarding the amount of ions (i ₂ ) reaching the metal wire mesh, | i ₂ ⁺ |> | i ₂ ⁻ | In other words, the positive air ion concentration that can reach the downstream side of the counter electrode of the ionizer is greater than the negative ion concentration. One possible reason for this is that the mobility of positive air ions in the atmosphere is 1.26 × 10 ^-4
m ² / Vs, whereas the mobility of negative air ions is 1.5
6 × 10 ^-4 m ² / V ・ s (Electrostatic Handbook, published by Ohmsha,
(1988, p. 318), negative ions that are more mobile in the air are more likely to be absorbed at the counter electrode than positive ions that are less mobile.

【００２８】ｉ＝ｉ₁＋ｉ₂, ｉ＝０の関係があるから，
ｉ₁が負に偏るということはｉ₂が正に偏るということに
なり, イオナイザ下流側の帯電物体に到達しうる空気イ
オン濃度は正の方が負よりも大きいことになる。これが
交流式イオナイザのもつ宿命的な欠陥である。従来の交
流式イオナイザでは, イオナイザ下流側の帯電物体に到
達しうる空気イオンは正イオン濃度が負イオン濃度の10
倍以上となることもあり, このような場合, イオナイザ
下流側の帯電物体は除電されるどころか数十ボルトから
200ボルト程度の正の電位に帯電したままになることす
らある。Since there is a relationship of i = i ₁ + i ₂ and i = 0,
The fact that i ₁ is biased negative means that i ₂ is biased positive, and the positive air ion concentration that can reach the charged object downstream of the ionizer is greater than the negative. This is the fatal flaw of the AC ionizer. In a conventional AC ionizer, the air ions that can reach the charged object downstream of the ionizer have a positive ion concentration of 10% of the negative ion concentration.
In such a case, the charged object downstream of the ionizer will not be neutralized, but will be from several tens of volts.
It can even remain charged to a positive potential of about 200 volts.

【００２９】正イオン濃度が負イオン濃度よりも多いと
いうのはあくまでも通常の大気雰囲気中における一般的
現象である。もし空気中にイオン化しやすいような不純
物ガス (ある種のハイドロカーボンなど）が微量でも含
まれると, これらのガスが放電によってイオン化すると
その移動度は通常の大気中の空気イオンの移動度とは大
きく異なってくる。かような場合には通常の大気雰囲気
中とは異なり, 正イオンの移動度の方が負イオンの移動
度よりも大きくなり, イオナイザ下流側の帯電物体に到
達しうる空気イオン濃度は負の方が正よりも大きいこと
にもなる。この問題は先の特願平1-265189号や特願平1-
265190号の処法のように放電極に印加する交流高電圧に
負側に偏った直流成分（バイアス電圧）を加えることに
よって，或いは対極側に直流電圧を印加することによっ
て事実上解決できたが，本発明では，ｉ＝ｉ₁＋ｉ₂, ｉ
＝０の関係，更には放電端でのｉ⁺＋ｉ^-＝ｉ＝０の関係
に着目し，対極側に吸収されるイオン電流ｉ₁の大きさ
を極性毎に，つまりｉ₁ ⁺とｉ₁ ^-を別個に，増減すること
によって，これに対応してイオナイザ下流側の帯電物体
に到達し得る空気イオンの正と負の濃度を減増するとい
う全く別の観点にたって，一層簡便にこの問題を解決し
たものである。The fact that the positive ion concentration is higher than the negative ion concentration is merely a general phenomenon in a normal atmospheric atmosphere. If the air contains trace amounts of impurity gases that are easily ionized (such as certain types of hydrocarbons), if these gases are ionized by electric discharge, their mobility will be less than that of normal atmospheric air ions. It will be very different. In such a case, the mobility of positive ions is larger than the mobility of negative ions, unlike the normal atmosphere, and the concentration of air ions that can reach the charged object downstream of the ionizer is negative. Is also greater than positive. This problem has been addressed in Japanese Patent Application Nos. 1-265189 and
Although this problem could be solved in practice by adding a negatively biased DC component (bias voltage) to the high AC voltage applied to the discharge electrode as in the method of 265190, or by applying a DC voltage to the counter electrode side, In the present invention, i = i ₁ + i ₂ , i
Focusing on the relationship of = 0, and further on the relationship of i ⁺ + i ⁻ = i = 0 at the discharge end, the magnitude of the ion current i ₁ absorbed on the counter electrode side is determined for each polarity, that is, i ₁ ⁺ and i ₁ ^- the separately, by increasing or decreasing, quite standing to another viewpoint of increase reduced the positive and negative levels of air ions which can reach the charged object of the ionizer downstream correspondingly, this problem more easily Is solved.

【００３０】〔本発明のイオナイザ (請求項１）の基本
構成と作用〕図７は，本発明に従う交流式イオン発生器
（イオナイザ）の基本構成を示したものである。１は交
流高圧電源に接続される放電極，２は放電極１より所定
の距離を離して配置された対極であり，この放電極１と
対極２との間でコロナ放電を行わせる点においては，従
来のイオナイザと同様である。対極２はアース線13を介
して接地点14（低電位点）に接続される。この接地点14
にアース線13を介して対極２に吸収されたイオン電流が
放出される。本発明においては，このアース線13に，可
変抵抗器15と整流器16を直列に接続してなる第一調節器
17と，可変抵抗器18と整流器19を直列に接続してなる第
二調節器20とを並列に接続する。そのさい，第一調節器
17の整流器16と第二調節器20の整流器19とは互いに整流
方向を逆にして接続してある。整流器16と19はいずれも
ダイオード (代表的にはシリコンダイオード) の使用が
便である。また，可変抵抗器15と18は可変抵抗接点と共
に無抵抗接点をもつものを使用する。[Basic Configuration and Operation of Ionizer of the Present Invention (Claim 1)] FIG. 7 shows a basic configuration of an AC ion generator (ionizer) according to the present invention. Reference numeral 1 denotes a discharge electrode connected to an AC high-voltage power supply, and reference numeral 2 denotes a counter electrode arranged at a predetermined distance from the discharge electrode 1. In this respect, a corona discharge is caused between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2. , And is the same as a conventional ionizer. The counter electrode 2 is connected to a ground point 14 (low potential point) via a ground wire 13. This ground point 14
Then, the ion current absorbed by the counter electrode 2 is released via the ground wire 13. In the present invention, a first regulator in which a variable resistor 15 and a rectifier 16 are connected in series to the ground line 13 is provided.
17 and a second regulator 20 formed by connecting a variable resistor 18 and a rectifier 19 in series are connected in parallel. At that time, the first controller
The rectifier 16 of 17 and the rectifier 19 of the second regulator 20 are connected to each other with the rectification directions reversed. Both rectifiers 16 and 19 conveniently use diodes (typically silicon diodes). In addition, the variable resistors 15 and 18 have a variable resistance contact and a non-resistance contact.

【００３１】図８は，図７のイオナイザの試験を行った
装置構成を示す。放電極１と対極２は，先の図１および
２で示したのと同一位置関係を有する同じものである。
但し金網は取り外され，本発明に従う第一調節器17と第
二調節器20がアース線13に並列に接続されており，各並
列回路には電流計が挿入されている。実験は放電対の上
方より気流速度0.3m/sの空気流を垂直に流しながら行っ
た。図９に，図８の装置の等価回路を示した。そして図
10に，可変抵抗器15と18の抵抗Ｒ₁₅とＲ₁₈を変化させた
場合の電流計で計測された電流値ｉ₁(＝ｉ₁ ⁺＋ｉ₁ ^-) を
縦軸に，また放電極に印加された交流電圧(50Hz)を横軸
として示した。各曲線における可変抵抗器の抵抗値Ｒ₁₅
とＲ₁₈は図中に表示したとおりである。FIG. 8 shows a configuration of an apparatus in which the ionizer of FIG. 7 was tested. The discharge electrode 1 and the counter electrode 2 are the same having the same positional relationship as shown in FIGS.
However, the wire mesh has been removed, the first regulator 17 and the second regulator 20 according to the invention are connected in parallel to the ground line 13, and an ammeter is inserted in each parallel circuit. The experiment was performed while an airflow at an airflow velocity of 0.3 m / s was flowing vertically from above the discharge pair. FIG. 9 shows an equivalent circuit of the device of FIG. And figure
10, the current value i ₁ (= i ₁ ⁺ + i ₁ ⁻ ) measured by the ammeter when the resistances R ₁₅ and R ₁₈ of the variable resistors 15 and 18 are changed is plotted on the vertical axis and on the discharge electrode. The horizontal axis represents the applied AC voltage (50 Hz). The resistance value R ₁₅ of the variable resistor in each curve
And R ₁₈ is as displayed in FIG.

【００３２】図10において，曲線４は可変抵抗Ｒ₁₅とＲ
₁₈がいずれも０ＭΩの従来のイオナイザの場合であり，
この場合には図５と同じく, ｉ₁はマイナス側に大きく
偏る。つまり, 対極を潜り抜けて除電すべき帯電物体に
到達する空気イオンについては，プラスイオン濃度がマ
イナスイオン濃度よりも大きくなる。このため，イオナ
イザ下流側の帯電物体は除電されるどころか数十ボルト
から数百ボルト程度の正の電位に帯電することは先に述
べたとおりである。[0032] In FIG. 10, curve 4 is the variable resistor R ₁₅ and R
₁₈ is the case of a conventional ionizer of 0 MΩ,
In this case, as in FIG. 5, i ₁ is largely biased to the negative side. That is, for air ions that pass through the counter electrode and reach the charged object to be neutralized, the positive ion concentration is higher than the negative ion concentration. For this reason, as described above, the charged object downstream of the ionizer is charged to a positive potential of about several tens to several hundreds of volts, instead of being neutralized.

【００３３】これに対して, 図10の結果に見られるよう
に，可変抵抗Ｒ₁₅を０ＭΩのままとして，可変抵抗Ｒ₁₈
＝０ＭΩ（曲線４)→0.5ＭΩ (曲線３)→１ＭΩ（曲線
２）と増やしていくと，対極に流れこむイオン電流量ｉ
₁のマイナス側への偏りは小さくなり, 遂には偏りはな
くなる（曲線２）。この状態からさらに可変抵抗Ｒ₁₈を
→２ＭΩ（曲線１）へと増やすと，対極に流れ込むイオ
ン電流量ｉ₁は逆にプラス側に偏るようになる。一方，
可変抵抗Ｒ₁₈を０ＭΩのまま，可変抵抗Ｒ₁₅を０ＭΩ
（曲線４）→0.5ＭΩ (曲線５) →１ＭΩ（曲線６）と
増やしていくと，対極に流れこむイオン電流量ｉ₁は益
々マイナス側に偏るようになる。つまりこの実験条件で
は可変抵抗Ｒ₁₈＝１ＭΩ，可変抵抗Ｒ₁₅＝０ＭΩとした
場合 (曲線２）において，対極に吸収されるイオン電流
はプラスとマイナスがほぼ均衡し，したがって，対極を
潜り抜けて除電すべき帯電物体に到達する空気イオン
も，プラスイオン濃度とマイナスイオン濃度がほぼ均衡
する。このため，イオナイザ下流側の帯電物体は除電さ
れた後も電位が残留することは殆んどなくなる。On the other hand, as can be seen from the results of FIG. 10, the variable resistor R ₁₅ is kept at 0 MΩ and the variable resistor R ₁₈
= 0 MΩ (curve 4) → 0.5 MΩ (curve 3) → 1 MΩ (curve 2), the amount of ion current i flowing into the counter electrode increases.
The deviation of ₁ toward the minus side becomes smaller, and finally the deviation disappears (curve 2). If the variable resistor R ₁₈ is further increased from this state to 2 MΩ (curve 1), the ion current amount i ₁ flowing into the counter electrode will be biased to the positive side. on the other hand,
A variable resistor R ₁₈ remains 0MΩ, 0MΩ variable resistor R ₁₅
(Curve 4) → 0.5 MΩ (Curve 5) → 1 MΩ (Curve 6), the amount of ion current i ₁ flowing into the counter electrode becomes more and more negative. That is, under these experimental conditions, when the variable resistance R ₁₈ = 1 MΩ and the variable resistance R ₁₅ = 0 MΩ (curve 2), the positive and negative ion currents absorbed by the counter electrode are almost balanced, and therefore, the ion current passes through the counter electrode. Air ions that reach the charged object to be neutralized also have a positive ion concentration and a negative ion concentration that are substantially balanced. Therefore, the potential of the charged object downstream of the ionizer hardly remains even after the charge is eliminated.

【００３４】このように，本発明に従うイオナイザは，
除電すべき帯電物体に到達するプラスイオン濃度がマイ
ナスイオン濃度よりも大き過ぎる場合には可変抵抗器18
の抵抗Ｒ₁₈が可変抵抗器15の抵抗Ｒ₁₅より相対的に大き
くなるように調整し，逆にマイナスイオン濃度がプラス
イオン濃度よりも大き過ぎる場合には逆の操作を行えば
よい。そのさい，一方の抵抗を無抵抗の０Ωとした方が
有利な面もあるので，各可変抵抗器は無抵抗接点をもつ
ものを使用する。また整流器16と19は互いに整流方向が
逆となるように接続することが肝要である。すなわち,
放電極に印加される交流高電圧の周波数に応じた交番イ
オン電流がアース線に流れることから，ｉ₁ ⁺ とｉ₁ ^-を
個別に取り出してその電流量を調節することが必要とな
るからであり，これによって始めて交流式イオナイザの
正イオンと負イオンの相対濃度差を制御することができ
る。ダイオードはかような整流器に適合している。As described above, the ionizer according to the present invention comprises:
If the positive ion concentration reaching the charged object to be neutralized is too higher than the negative ion concentration, the variable resistor 18
The resistor R ₁₈ is adjusted to be relatively larger than the resistance R ₁₅ of the variable resistor 15 may be performed reverse operation if the reverse is the negative ion concentration is too larger than the positive ion concentration. At this time, it is advantageous that one of the resistors has no resistance of 0Ω, so that each variable resistor has a non-resistance contact. It is important that the rectifiers 16 and 19 are connected so that the rectification directions are opposite to each other. That is,
By the from it is necessary to adjust the amount of current is taken out individually ^- from an alternating ionic current corresponding to the frequency of the AC high voltage applied to the discharge electrode flows to the ground line, i ₁ ⁺ a i ₁ This makes it possible to control the relative concentration difference between positive ions and negative ions of the AC ionizer for the first time. Diodes are compatible with such rectifiers.

【００３５】また，本発明のイオナイザは，除電すべき
帯電物体に到達するイオン空気のイオン濃度を意図的に
プラスのものが多くなるように，或いはマイナスのもの
が多くなるように可変抵抗器15と18を制御できることは
勿論である。前例では放電極と対極とで一対の放電対を
形成する例を示したが, その多数を同時または分割して
稼働することもできる。すなわち, 二次元的な広がりを
もって放電対を多数配置した広い空間面積をもつ交流式
イオナイザに構成することができる。Further, the ionizer of the present invention is provided with a variable resistor 15 so that the ion concentration of ion air reaching the charged object to be neutralized is intentionally increased in the positive direction or increased in the negative direction. And 18 can of course be controlled. In the previous example, a pair of discharge pairs was formed by the discharge electrode and the counter electrode, but many of them can be operated simultaneously or separately. That is, it is possible to configure an AC ionizer having a large space area in which a large number of discharge pairs are arranged with a two-dimensional spread.

【００３６】〔本発明のイオナイザ (請求項２）の基本
構成と作用〕図11は，本発明イオナイザの別の態様を示
したものであり，この場合には対極２が直流電源にリー
ド線27を介して連結されており，このリード線27に, 可
変抵抗器15と整流器16を直列に接続してなる第一調節器
17と，可変抵抗器18と整流器19を直列に接続してなる第
二調節器20とを並列に接続し，そのさい，第一調節器17
の整流器16と第二調節器20の整流器19とは互いに整流方
向を逆にしたものである。すなわち, 先の図７の態様で
は，対極から接地点に放出される正負イオン電流量を個
別に調節することによって，対極に吸収されるイオン電
流の正負バランスを図ったのに対し，図11の態様では，
対極に吸収される正のイオン電流と負のイオン電流に差
が生じた場合に，直流電源からその不足する極性のイオ
ン電流を補足することによって，正負のバランスを図っ
たものである。この態様でも可変抵抗器15と18の調節に
よって，対極に吸収される正負イオン電流をバランスさ
せることができるので，対極をくぐり抜けて移動するイ
オン化空気のプラスイオン濃度とマイナスイオン濃度の
調節が先の態様と全く同様にして行える。なお，具体的
な実験例については，後述の図13〜15において説明す
る。[Basic Configuration and Operation of Ionizer of the Present Invention (Claim 2)] FIG. 11 shows another embodiment of the ionizer of the present invention. And a first regulator comprising a variable resistor 15 and a rectifier 16 connected in series to the lead wire 27.
17 is connected in parallel with a second regulator 20 comprising a variable resistor 18 and a rectifier 19 connected in series.
The rectifier 16 of the second regulator 20 and the rectifier 19 of the second controller 20 have rectification directions opposite to each other. That is, in the embodiment of FIG. 7, the positive and negative ion currents absorbed by the counter electrode are balanced by individually adjusting the positive and negative ion current amounts discharged from the counter electrode to the ground point. In an embodiment,
When a difference occurs between the positive ion current and the negative ion current absorbed by the counter electrode, a positive / negative balance is achieved by supplementing the insufficient polarity ion current from the DC power supply. Also in this embodiment, the positive and negative ion currents absorbed by the counter electrode can be balanced by adjusting the variable resistors 15 and 18, so that the adjustment of the positive ion concentration and the negative ion concentration of the ionized air moving through the counter electrode can be performed earlier. This can be performed in exactly the same manner as in the embodiment. Specific experimental examples will be described later with reference to FIGS.

【００３７】〔本発明のイオナイザを用いた清浄空間内
の帯電物品の除電設備〕図12は，交流式イオナイザをフ
イルタを通過した清浄空気の流れ21の中に設置し，これ
より下流側に存在する静電気を帯びた物体 (図示せず)
にイオン化空気を供給することにより，帯電物体上の静
電気を中和する設備の例を示したものであり，放電極１
と対極２とからなる放電対を清浄空気の流れを横切る方
向に二次元的な拡がりをもって多数配置することによっ
て交流式イオナイザを構成し，この対極２と接地点（低
電位点）14との間に，前記同様の正負イオン濃度調節器
22を配置した例を示す。正負イオン濃度調節器22は，既
述のように，対極２から接地点14に通ずるアース線13
に，可変抵抗器15と整流器16を直列に接続してなる第一
調節器17と，可変抵抗器18と整流器19を直列に接続して
なる第二調節器20とが並列に接続されており，第一調節
器17の整流器16と第二調節器20の整流器19とは互いに整
流方向を逆にして接続されている。整流器16と19はいず
れもシリコンダイオードが使用され，可変抵抗器15と18
は可変抵抗接点と共に無抵抗接点を有している。FIG. 12 shows an AC ionizer installed in a flow 21 of clean air that has passed through a filter and is located downstream of the AC type ionizer using the ionizer of the present invention. Static charged object (not shown)
This is an example of equipment for neutralizing static electricity on a charged object by supplying ionized air to the discharge electrode.
An AC ionizer is constructed by arranging a large number of discharge pairs, each of which has a two-dimensional spread in a direction crossing the flow of clean air, comprising a discharge pair consisting of the counter electrode 2 and the counter electrode 2 and a ground point (low potential point) 14. A positive / negative ion concentration controller as described above;
An example in which 22 is arranged is shown. As described above, the positive / negative ion concentration controller 22 is connected to the ground wire 13 connected from the counter electrode 2 to the ground point 14.
In addition, a first regulator 17 formed by connecting a variable resistor 15 and a rectifier 16 in series and a second regulator 20 formed by connecting a variable resistor 18 and a rectifier 19 in series are connected in parallel. The rectifier 16 of the first regulator 17 and the rectifier 19 of the second regulator 20 are connected to each other with the rectification directions reversed. Both rectifiers 16 and 19 use silicon diodes and variable resistors 15 and 18
Has a non-resistance contact together with a variable resistance contact.

【００３８】図12において，24は交流電源装置であり，
放電極１に印加する交流電圧の大きさを調節するコント
ローラ25を備えている。この交流電源装置24に対して,
二次元的な広がりをもって配置された全ての放電極１が
絶縁被覆されたリード線26によって接続され，電源を共
通にしている。また，対極２はグリッド状のフレームと
して構成されており，各枠で囲われる空間のほぼ中心垂
直線上に各放電極１の放電端が位置するようにしてあ
り，枠ごとに一対の放電対が形成される。なお，この枠
の形状は図示のように方形である必要はなく，多角形や
円または楕円などであってもよい。いずれにしても，こ
のようにして形成された放電対の各対極はアース線13を
介して接地点14に接続され，このアース線13に前記の正
負イオン濃度調節器22が取付けられる。In FIG. 12, reference numeral 24 denotes an AC power supply,
A controller 25 for adjusting the magnitude of the AC voltage applied to the discharge electrode 1 is provided. For this AC power supply 24,
All discharge electrodes 1 arranged two-dimensionally are connected by insulated lead wires 26, and share a power source. The counter electrode 2 is formed as a grid-shaped frame, and the discharge end of each discharge electrode 1 is positioned substantially vertically on the center line of the space surrounded by each frame. A pair of discharge pairs is provided for each frame. It is formed. The shape of the frame does not need to be a square as shown in the figure, but may be a polygon, a circle, or an ellipse. In any case, each counter electrode of the discharge pair thus formed is connected to a ground point 14 via a ground wire 13, and the positive / negative ion concentration controller 22 is attached to the ground wire 13.

【００３９】図12の設備においても，図７の単一放電対
の場合と同様に，正負イオン濃度調節器22の可変抵抗器
15と18を調節することによって，各放電対の各対極下流
側に空気流に乗って移動するイオン空気のプラスイオン
濃度とマイナスイオン濃度の調節が全体的に同時性をも
って行なうことができる。In the equipment of FIG. 12, as in the case of the single discharge pair of FIG.
By adjusting 15 and 18, the positive ion concentration and the negative ion concentration of the ion air moving on the air flow downstream of each counter electrode of each discharge pair can be adjusted at the same time as a whole.

【００４０】図13は，正負イオン濃度調節器22を, 接地
点に代えて直流電源28に取付けた以外は，図12と同一の
設備を示している。すなわち, 正負イオン濃度調節器22
は図12と同様に，可変抵抗器15と整流器16を直列に接続
してなる第一調節器17と，可変抵抗器18と整流器19を直
列に接続してなる第二調節器20とが並列に接続されてお
り，第一調節器17の整流器16と第二調節器20の整流器19
とは互いに整流方向を逆にして接続されている。整流器
16と19はいずれもシリコンダイオードが使用され，可変
抵抗器15と18は可変抵抗接点と共に無抵抗接点を有して
いる。29は直流電源28の出力電圧調節装置を示す。FIG. 13 shows the same equipment as FIG. 12 except that the positive / negative ion concentration controller 22 is attached to a DC power supply 28 instead of a ground point. That is, the positive / negative ion concentration controller 22
In the same manner as in FIG. 12, a first regulator 17 having a variable resistor 15 and a rectifier 16 connected in series and a second regulator 20 having a variable resistor 18 and a rectifier 19 connected in series are connected in parallel. The rectifier 16 of the first controller 17 and the rectifier 19 of the second controller 20
Are connected to each other with the rectification directions reversed. rectifier
Each of 16 and 19 uses a silicon diode, and the variable resistors 15 and 18 have a non-resistance contact as well as a variable resistance contact. Reference numeral 29 denotes an output voltage adjusting device of the DC power supply 28.

【００４１】図14は，図13のイオナイザの等価回路を示
したものである。除電すべき帯電物体に到達するプラス
イオン濃度がマイナスイオン濃度よりも大き過ぎて, 直
流電源28から出力される直流電圧の可変範囲では両極性
のイオン濃度を均衡することが不可能な場合には可変抵
抗器18の抵抗を増加し，可変抵抗器15の抵抗を減少す
る。逆にマイナスイオン濃度がプラスイオン濃度よりも
大き過ぎて直流電源28から出力される直流電圧の可変範
囲では両極性のイオン濃度を均衡することが不可能な場
合, 可変抵抗器18の抵抗Ｒ₁₈を減少し，可変抵抗器15の
抵抗Ｒ₁₅を増加するという操作を行なうことによって，
帯電物体に到達する両イオン濃度をバランスさせること
ができる。この直流電圧を対極に印加する態様では風速
の変化に追従できるという優れた利点がある。図15にそ
の実験結果を示す。FIG. 14 shows an equivalent circuit of the ionizer of FIG. If the positive ion concentration reaching the charged object to be neutralized is too high than the negative ion concentration, and it is impossible to balance bipolar ion concentrations in the variable range of the DC voltage output from the DC power supply 28, The resistance of the variable resistor 18 is increased, and the resistance of the variable resistor 15 is reduced. Conversely, if it is impossible to balance the bipolar ion concentration in the variable range of the DC voltage output from the DC power supply 28 because the negative ion concentration is too high than the positive ion concentration, the resistance R _{18 of the} variable resistor ₁₈ Is reduced, and the resistance R15 of the variable resistor ₁₅ is increased.
The concentration of both ions reaching the charged object can be balanced. The mode in which the DC voltage is applied to the counter electrode has an excellent advantage that it can follow a change in wind speed. FIG. 15 shows the experimental results.

【００４２】図15は，図13の設備に対応するものについ
て，直流電源28により対極に−30Vまたは−500Vの電圧
を印加しつつ，可変抵抗Ｒ₁₅を０ＭΩとしたうえで，可
変抵抗Ｒ₁₈を０ＭΩまたは２ＭΩとし，風速を種々変化
させ，イオナイザ下流側70cmの位置に，接地側に対して
電荷が漏洩しないように完全に絶縁された状態に置かれ
た15cm角のアルミニウム板試片 (静電容量20pF) の残留
電位（V)への風速の影響を調べたものである。なお放電
極には11.5KVの交流高電圧を印加した。室内温度は21.0
〜25.0℃, 相対湿度は14.2〜15.5％であった。その他の
実験条件は次のとおりである。各風速の鉛直下向き気流
中に0.72m²の面積をカバーできるイオナイザを設置す
る。放電対は24組あり, 気流を横切る方向に二次元的な
拡がりをもって均等に分散配置されている。放電極はそ
の放電端を薄い石英で覆ったエミッタである (特願平1-
265190号に記載のもの) 。対極は太さ１mmのステンレス
線を75mm角に組んだものである。放電極と対極のギャッ
プ長は25mmとした。高圧交流電源装置24は，50/60Hz・1
1.5kVを出力でき，低圧直流電源28は−500V〜−30Vの範
囲の直流電圧を対極に印加できる。[0042] Figure 15, for those that correspond to features of Fig. 13, while applying a voltage of -30V or -500V to the counter electrode by the DC power supply 28, a variable resistor R ₁₅ upon which a 0Emuomega, variable resistance R ₁₈ Was set to 0 MΩ or 2 MΩ, and the wind speed was varied. At a position 70 cm downstream of the ionizer, a 15 cm square aluminum plate specimen (static) was placed in a completely insulated state so that electric charge did not leak to the ground side. The effect of wind speed on the residual potential (V) of a capacitance of 20 pF) was investigated. An AC high voltage of 11.5 KV was applied to the discharge electrode. Room temperature is 21.0
~ 25.0 ℃, relative humidity 14.2 ~ 15.5%. Other experimental conditions are as follows. Install an ionizer capable of covering an area of 0.72 m ² in a vertically downward airflow at each wind speed. There are 24 discharge pairs, which are evenly distributed with a two-dimensional spread in the direction across the air flow. The discharge electrode is an emitter whose discharge end is covered with thin quartz.
265190). The counter electrode is a 1 mm thick stainless steel wire assembled into a 75 mm square. The gap length between the discharge electrode and the counter electrode was 25 mm. High voltage AC power supply 24 is 50 / 60Hz
It can output 1.5 kV, and the low-voltage DC power supply 28 can apply a DC voltage in the range of -500 V to -30 V to the opposite electrode.

【００４３】図15の結果から次のことが明らかである。
可変抵抗Ｒ₁₅とＲ₁₈が共に＝０ＭΩ(これは従来の交流
式イオナイザに対応する) では，先述のようにイオン濃
度が正の極性に大幅に偏るのでアルミニウム板の残留電
位は正に偏る傾向があるが，この両抵抗０ＭΩの状態で
対極に直流電圧を印加すると，この偏りを少なくするこ
とができる（曲線イとロの比較）。風速が変化した場合
には，風速0.47m/s以下のところでは直流印加電圧Ｖ_e＝
−30Vで残留電位は正, 同Ｖ_e＝−500Vで残留電位は負と
なるので，この−500Vから−30Vの範囲の適切な大きさ
の直流電圧を対極に印加すれば，本発明に従うイオン濃
度調節器なしでも正イオン濃度と負イオン濃度をバラン
スすることができる。ところが，風速0.47m/s以上で1.8
m/s以下の範囲では，両抵抗が共に０ＭΩではＶ_e＝−30
V,−500Vともに残留電位は正となり, −500V〜−30Vの
範囲のいかなる大きさの直流電圧を対極に印加してもア
ルミニウム板の残留電位は正に偏ってしまう。The following is clear from the results of FIG.
In the variable resistor R ₁₅ and R ₁₈ together = 0MΩ (which corresponds to the conventional AC type ionizer), residual potential of the aluminum plate biased positively because ion concentration as described earlier is biased significantly positive polarity trends However, if a DC voltage is applied to the opposite electrode in a state where both the resistances are 0 MΩ, the deviation can be reduced (comparison between the curves A and B). If the wind speed changes, at the following wind speed 0.47 m / s is applied DC voltage V _e =
Since the residual potential is positive at −30 V and the residual potential is negative at V _e = −500 V, the ion according to the present invention can be obtained by applying a DC voltage of an appropriate magnitude in the range of −500 V to −30 V to the counter electrode. The positive ion concentration and the negative ion concentration can be balanced without a concentration controller. However, at wind speeds of 0.47 m / s or more, 1.8
In the range of m / s or less, V _e = −30 when both resistances are 0 MΩ.
The residual potential is positive for both V and -500 V, and the residual potential of the aluminum plate is biased positive even if a DC voltage of any magnitude in the range of -500 V to -30 V is applied to the counter electrode.

【００４４】これに対して, 本発明に従う可変抵抗器15
と18の調節によって（試験例では可変抵抗Ｒ₁₅＝０ＭΩ
としたうえで，可変抵抗Ｒ₁₈を２ＭΩとした），風速の
如何を問わず全体的に残留電位を負の側に引き戻すこと
ができる。すなわち，図15の試験例では風速0.47m/s以
上で1.8m/s以下の範囲でも直流印加電圧が−500Vから−
30Vの範囲で十分に残留電位を０に近づけ得ること，す
なわち正イオン濃度と負イオン濃度をバランスさせるこ
とができる。なお，この風速による影響のみならず，空
気中にイオン化しやすい不純物 (ハイドロカーボンな
ど）が含まれ正イオン濃度と負イオン濃度の大小関係が
逆転するような場合にも，本発明に従う可変抵抗器15と
18の抵抗値の調節によって，その影響を回避することが
できる。In contrast, the variable resistor 15 according to the present invention
(In the test example, the variable resistance R ₁₅ = 0 MΩ
And in terms of, and a variable resistor R ₁₈ and a 2 M [Omega), can be pulled back overall residual potential regardless of wind speed on the negative side. In other words, in the test example in Fig. 15, the DC applied voltage was from -500V to-
In the range of 30 V, the residual potential can be made sufficiently close to 0, that is, the positive ion concentration and the negative ion concentration can be balanced. The variable resistor according to the present invention is not only affected by the wind speed, but also in a case where impurities such as hydrocarbons (e.g., hydrocarbons) are included in the air and the magnitude relationship between the positive ion concentration and the negative ion concentration is reversed. 15 and
The effect can be avoided by adjusting the resistance value of 18.

【００４５】図16は, 図15と同じ実験設備において，風
速0.6m/s, Ｒ₁₅＝０ＭΩの条件下におけるアルミニウム
板の残留電位と抵抗Ｒ₁₈の関係を調べた結果である。Ｒ
₁₈＝０ＭΩの場合，該アルミニウム板は直流印加電圧Ｖ
_e＝−500Vにおいてすら，プラスイオン過剰のため＋10V
に帯電が残留する。ところが抵抗Ｒ₁₈を増加するとＶ_e
＝−500Vにおける残留電位は徐々に下がり, Ｒ₁₈＞0.5
ＭΩにおいて残留電位は負となる。つまりＶ_eが−500V
〜−30Vの範囲において両極性のイオン濃度を均衡する
ことが可能となる。FIG. 16 shows the result of examining the relationship between the residual potential of the aluminum plate and the resistance R ₁₈ under the conditions of the wind speed of 0.6 m / s and R ₁₅ = 0 MΩ in the same experimental equipment as FIG. R
_{When 18} = 0 MΩ, the aluminum plate is applied with a DC applied voltage V
_{Even at e} = -500V, + 10V due to excess positive ions
Charge remains. However, to increase the resistance R ₁₈ and V _e
= Residual potential at −500V gradually decreases, R ₁₈ > 0.5
At MΩ, the residual potential becomes negative. That is, V _e is -500V
It becomes possible to balance the ion concentration of both polarities in the range of -30V.

【００４６】図17は，図15と同じ実験条件において，予
め±200Vに帯電させたアルミニウム板を用いてその除電
を行ったものであり，Ｒ₁₅とＲ₁₈が共に０ＭΩで直流印
加電圧を−500Vの場合 (対照例) と，Ｒ₁₅＝０ＭΩ, Ｒ
₁₈＝２ＭΩで直流印加電圧を−300Vとした場合 (本発明
例)のアルミニウム板の初期帯電電位の電位減衰特性を
比較したものである。対照例では該アルミニウム板はＶ
_e＝−500Vにおいてすらプラスイオン過剰のため＋10Vに
帯電が残留するのに対し, 本発明例ではＶ_e＝−300Vに
おいて両極性のイオン濃度はほぼ均衡し電位の残留は全
く見られない。FIG. 17 shows the result of the static elimination using an aluminum plate charged to ± 200 V in advance under the same experimental conditions as in FIG. 15, where R ₁₅ and R ₁₈ are both 0 MΩ and the DC applied voltage is − In the case of 500 V (control example), R ₁₅ = 0 MΩ, R
₁₈ compares the potential decay characteristics of the initial charging potential of the aluminum plate when the applied DC voltage is -300 V at ₁₈ = 2 MΩ (Example of the present invention). In the control example, the aluminum plate is V
_{Even at e} = -500 V, the charge remains at +10 V due to excess positive ions, whereas in the present invention, at V _e = -300 V, the ion concentrations of both polarities are almost balanced and no potential remains at all.

【００４７】図18は，図12の設備の変形例を示したもの
である。すなわち, 多数の放電対のうち，或る群の対極
はアース線13aを経て接地し，他の群の対極は別のアー
ス線13bを経て接地し，いずれのアース線13a,13bにもそ
れぞれ本発明に従うイオン濃度調節器22a,22bを挿入し
たものである。そのほかの機器構成は図12のものと同じ
である。25は交流電源装置24の電圧調整およびイオン濃
度調節器22a,22bの可変抵抗器の調整を行なうためのコ
ントローラである。図18のように対極をグループ分けし
てそれらに吸収されるイオン電流を個別に調整すること
によって，或る群の放電対からはプラス側に偏ったイオ
ン空気を，また他の群の放電対からはマイナス側に偏っ
たイオン空気を得ることができ, 全体としては意図する
正負イオン濃度のイオン化空気として帯電物品に供給す
ることができる。FIG. 18 shows a modification of the equipment shown in FIG. That is, of a large number of discharge pairs, a certain group of counter electrodes is grounded via a ground wire 13a, and another group of counter electrodes is grounded via another ground wire 13b. The ion concentration adjusters 22a and 22b according to the present invention are inserted. Other components are the same as those in FIG. Reference numeral 25 denotes a controller for adjusting the voltage of the AC power supply 24 and adjusting the variable resistors of the ion concentration controllers 22a and 22b. By grouping the counter electrodes and individually adjusting the ion currents absorbed by them as shown in Fig. 18, the ion air biased to the positive side from one group of discharge pairs and the discharge group of another group Can obtain ionized air biased to the negative side, and can be supplied to charged articles as ionized air with the intended positive and negative ion concentrations as a whole.

【００４８】図19は，図13の設備の変形例を示したもの
である。すなわち, 多数の放電対のうち，或る群の対極
はリード線27aを経て直流電源装置28aに接続し，他の群
の対極は別のリード線27bを経て直流電源装置28bに接続
し，いずれのリード線27a,27bにもそれぞれ本発明に従
うイオン濃度調節器22a,22bを挿入したものである。そ
のさい，対極のグループ分けと同時に放電極もグループ
分けしてそれぞれ個別の交流電源装置24a,24bに接続し
てある。そのほかの機器構成は図13のものと同じであ
る。25は，交流電源装置24a,24bの電圧調整，直流電源
装置28a,28bの電圧調整およびイオン濃度調節器22a,22b
の可変抵抗器の調整を行なうためのコントローラであ
る。図19のようにグループ分けして対極に吸収されるイ
オン電流並びに放電極への印加電圧を個別に調整するこ
とによって，或る群の放電対からはプラス側に偏ったイ
オン化空気を，また他の群の放電対からはマイナス側に
偏ったイオン化空気を得ることができ, 全体としては所
望の正負イオン濃度のイオン化空気として帯電物品に供
給することができる。FIG. 19 shows a modification of the equipment shown in FIG. That is, of the multiple discharge pairs, one group of counter electrodes is connected to the DC power supply 28a via the lead wire 27a, and the other group of counter electrodes is connected to the DC power supply 28b via another lead 27b. The lead wires 27a, 27b are also provided with ion concentration controllers 22a, 22b according to the present invention, respectively. At that time, the discharge electrodes are also divided into groups at the same time as the grouping of the counter electrodes, and connected to the individual AC power supplies 24a and 24b. Other components are the same as those in FIG. Reference numeral 25 denotes a voltage regulator for the AC power supplies 24a and 24b, a voltage regulator for the DC power supplies 28a and 28b, and ion concentration controllers 22a and 22b.
Is a controller for adjusting the variable resistor. By individually adjusting the ion current absorbed by the counter electrode and the voltage applied to the discharge electrode as shown in Fig. 19, ionized air biased to the positive side from one group of discharge pairs and another The ionized air biased to the negative side can be obtained from the discharge pairs of the group (2), and can be supplied to the charged article as ionized air having a desired positive and negative ion concentration as a whole.

【００４９】以上のように，本発明によれば，可変抵抗
器と整流器で構成された第一調節器と第二調節器からな
るイオン濃度調節器を対極と接地点または直流電源の間
に挿入するという簡単な機器構成によって，交流式イオ
ナイザにおける宿命的な問題であった発生イオンの極性
の偏りを防止できると同時に, 意図する正負イオン濃度
に簡単且つ精密に調節することができる。As described above, according to the present invention, the ion concentration controller consisting of the first regulator and the second regulator composed of the variable resistor and the rectifier is inserted between the counter electrode and the ground point or the DC power supply. With this simple device configuration, it is possible to prevent the bias of the polarity of generated ions, which was a fatal problem in the AC ionizer, and at the same time, easily and precisely adjust the intended positive and negative ion concentrations.

【００５０】加えて本発明の交流式イオナイザは，次の
ような改善点を付加することによって超清浄空間 (クリ
ーンルーム) 内の帯電物品の除電設備として一層有利に
適用することができる。 (1) 放電極の放電端にセラミックスの誘電体材料 (例え
ば石英, 好ましくは透明石英ガラス) を被覆する。先の
実験における放電極もこれを使用したが，本発明に従う
正負イオン濃度の調整はこれによっても何ら損なわれる
ことはない。すなわち先の特願平1-265189号，特願平1-
265190号に記載したとおり，この石英被覆放電極の使用
によって，イオナイザからの発塵の問題が解決できる。 (2) 対極の表面に樹脂等の被覆を施すことによって，対
極の金属表面の錆の発生を防止することができる。特願
平2-222542号に提案したように，対極に薄い絶縁被膜を
施してもイオナイザとしての機能は十分に果たすことが
できる。その結果として，放電極と対極を含め, イオナ
イザの金属表面は全て絶縁被覆を施すことができるので
あり，金属表面が露出することによる発塵, 堆塵, 発
錆，人体との不慮の接触による電撃ショックなどの問題
が全て解決できる。 (3) 放電極に印加する交流高電圧に直流成分( 例えばマ
イナスのバイアス電圧)を重畳してイオン濃度の調節が
できる。すなわち特願平1-265189号に提案した交流高電
圧にバイアス電圧を重畳させる方式を採用したうえで，
本発明に従う対極に吸収される正と負のイオン電流の制
御によりイオン濃度の極性の偏りを調整することができ
る。この場合, 或る群の放電極と他の群の放電極には異
なる大きさのバイアスを交流高電圧に重畳することによ
って，放電対の群ごとに正負イオン濃度の調整を行なう
こともでき, 或る群の放電対からはマイナスイオンだ
け，他の群の放電対からはプラスイオンだけを発生させ
ることも可能である。In addition, the AC ionizer of the present invention can be more advantageously applied as a static elimination facility for charged articles in an ultra-clean space (clean room) by adding the following improvements. (1) The discharge end of the discharge electrode is coated with a ceramic dielectric material (for example, quartz, preferably transparent quartz glass). Although the discharge electrode in the previous experiment also used this, the adjustment of the positive and negative ion concentrations according to the present invention is not impaired by this. That is, Japanese Patent Application No. 1-265189 and Japanese Patent Application No.
As described in 265190, the problem of dust generation from the ionizer can be solved by using this quartz-coated discharge electrode. (2) Rust on the metal surface of the counter electrode can be prevented by coating the surface of the counter electrode with a resin or the like. As proposed in Japanese Patent Application No. 2222542, the function as an ionizer can be sufficiently achieved even if a thin insulating coating is applied to the counter electrode. As a result, the entire metal surface of the ionizer, including the discharge electrode and counter electrode, can be coated with an insulating material, which can cause dust, dust, rust, and accidental contact with the human body due to the exposed metal surface. All problems such as electric shock can be solved. (3) The ion component can be adjusted by superimposing a DC component (for example, a negative bias voltage) on the AC high voltage applied to the discharge electrode. In other words, after adopting the method proposed in Japanese Patent Application No. 1-265189, in which the bias voltage is superimposed on the high AC voltage,
By controlling the positive and negative ion currents absorbed by the counter electrode according to the present invention, the bias of the ion concentration can be adjusted. In this case, it is possible to adjust the positive / negative ion concentration for each group of discharge pairs by superimposing biases of different magnitudes on the AC high voltage for the discharge electrodes of one group and the discharge electrodes of another group. It is also possible to generate only negative ions from one group of discharge pairs and only positive ions from another group of discharge pairs.

【００５１】このようにして，本発明によれば特に半導
体製造において嘱望されているウエハの微粒子の付着防
止に威力を発揮する交流式イオン発生装置が提供でき,
また本発明の設備ではこれをクリーンルーム内に設置す
ることによる弊害 (発塵や発錆, 正負イオン濃度の偏り
など) は生じないので，超清浄空間用の設備として多大
の貢献ができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide an AC type ion generator which exerts its power in preventing the adhesion of fine particles to a wafer, which has been particularly desired in semiconductor manufacturing.
Further, the equipment of the present invention does not cause any adverse effects (dust generation, rusting, bias of positive / negative ion concentration, etc.) due to its installation in a clean room, so that it can greatly contribute as equipment for an ultra-clean space.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】放電対から発生する空気イオンを電流量として
測定するための実験装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an experimental apparatus for measuring air ions generated from a discharge pair as a current amount.

【図２】図１の実験装置の略断面を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic cross section of the experimental apparatus of FIG.

【図３】図１および図２の実験設備の等価回路図であ
る。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the experimental equipment of FIGS. 1 and 2.

【図４】図１および図２の実験結果を示した図であり，
第三計測器11での計測結果示す図である。FIG. 4 is a view showing the experimental results of FIGS. 1 and 2;
FIG. 9 is a diagram showing a measurement result obtained by a third measuring device 11.

【図５】図１および図２の実験結果を示した図であり，
第一計測器７での計測結果示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the experimental results of FIGS. 1 and 2;
FIG. 7 is a diagram showing a measurement result by a first measuring device 7.

【図６】図１および図２の実験結果を示した図であり，
第二計測器９での計測結果示す図である。FIG. 6 is a view showing the experimental results of FIGS. 1 and 2;
FIG. 9 is a diagram illustrating a measurement result by a second measuring device 9;

【図７】本発明に従う交流式イオン発生器（イオナイ
ザ）の基本構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a basic configuration of an AC ion generator (ionizer) according to the present invention.

【図８】図７のイオナイザの試験を行った装置を示す図
である。FIG. 8 is a diagram showing an apparatus in which the ionizer of FIG. 7 was tested.

【図９】図８の試験装置の等価回路図である。FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the test apparatus of FIG.

【図１０】可変抵抗器15と18の抵抗を変化させた場合の
電流計で計測された電流値ｉ₁縦軸に，また放電極に印
加された交流電圧を横軸として示した図である。FIG. 10 is a diagram showing the current value i ₁ measured by an ammeter when the resistance of the variable resistors 15 and 18 is changed on the vertical axis, and the AC voltage applied to the discharge electrode as the horizontal axis. .

【図１１】本発明イオナイザの別の態様を示した図であ
る。FIG. 11 is a view showing another embodiment of the ionizer of the present invention.

【図１２】本発明のイオナイザを用いた清浄空間内の帯
電物品の除電設備の例を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing an example of a charge removing device for a charged article in a clean space using the ionizer of the present invention.

【図１３】本発明のイオナイザを用いた清浄空間内の帯
電物品の除電設備の他の例を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing another example of a charge removing device for a charged article in a clean space using the ionizer of the present invention.

【図１４】図13のイオナイザの等価回路図である。FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the ionizer of FIG.

【図１５】図13の設備に対応する実験装置で，直流電源
より対極に−30V または−500Vの電圧を印加しつつ，可
変抵抗Ｒ₁₅を０ＭΩとしたうえで，可変抵抗Ｒ₁₈を０Ｍ
Ωまたは２ＭΩとし，風速を種々変化させ，イオナイザ
下流側アルミニウム板試片の残留電位（V)への風速の影
響を調べた実験結果図である。FIG. 15 shows an experimental apparatus corresponding to the equipment shown in FIG. 13, which applies a voltage of −30 V or −500 V to a counter electrode from a DC power supply, sets the variable resistor R ₁₅ to 0 MΩ, and sets the variable resistor R ₁₈ to 0 MΩ.
FIG. 8 is an experimental result diagram in which the influence of the wind speed on the residual potential (V) of the aluminum plate sample downstream of the ionizer was examined by changing the wind speed variously to Ω or 2 MΩ.

【図１６】図15と同じ実験条件において，風速0.6m/s,
Ｒ₁₅＝０ＭΩの条件下におけるアルミニウム板の残留電
位と抵抗Ｒ₁₈の関係を調べた結果を示す図である。[FIG. 16] Under the same experimental conditions as in FIG.
Result of examining the relationship between R ₁₅ = the residual potential of the aluminum plate in the conditions of 0MΩ resistor R ₁₈ is a diagram showing a.

【図１７】図15と同じ実験条件において，予め±200Vに
帯電させたアルミニウム板の除電試験を行った場合の対
照例と本発明例の電位減衰特性を比較した図である。FIG. 17 is a diagram comparing the potential decay characteristics of a control example and an example of the present invention when a static elimination test is performed on an aluminum plate charged to ± 200 V in advance under the same experimental conditions as in FIG.

【図１８】図12の設備の応用例を示した除電設備の例を
示す略斜視図である。FIG. 18 is a schematic perspective view showing an example of a static elimination facility showing an application example of the facility shown in FIG.

【図１９】図13の設備の応用例を示した除電設備の他の
例を示す略斜視図である。FIG. 19 is a schematic perspective view showing another example of the static elimination equipment showing an application example of the equipment shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 放電極 ２ 対極 ３ コンデンサ ４ イオン空気の電流量を測定するための金網 13 アース線 14 接地点 15 可変抵抗器 16 整流器 (ダイオード) 17 第一調節器 18 可変抵抗器 19 16とは接続を逆にした整流器 (ダイオード) 20 第二調節器 21 気流流れ方向 22 イオン濃度調節器 24 交流電源装置 25 コントローラ 26 放電極への交流高電圧印加用リード線 27 直流電源へのリード線 1 Discharge electrode 2 Counter electrode 3 Capacitor 4 Wire mesh for measuring the amount of current of ion air 13 Ground wire 14 Ground point 15 Variable resistor 16 Rectifier (diode) 17 First regulator 18 Variable resistor 19 Reverse connection to 16 Rectifier (diode) 20 Second controller 21 Air flow direction 22 Ion concentration controller 24 AC power supply 25 Controller 26 Lead wire for applying high AC voltage to discharge electrode 27 Lead wire to DC power supply

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 交流高電圧源に接続された針状の放電極
と，この放電極から所定の距離を離して配置される接地
対極とによって放電対を形成し，該放電極に交流高電圧
を印加してコロナ放電を行わせる交流式イオン発生装置
において，該対極と接地点とを接続するアース線に，可
変抵抗器と整流器を直列に接続してなる第一調節器と，
可変抵抗器と整流器を直列に接続してなる第二調節器と
を並列に接続し，そのさい，第一調節器の整流器は第二
調節器の整流器とは整流方向を逆にして接続されている
ことを特徴とする交流式イオン発生装置。A discharge pair is formed by a needle-shaped discharge electrode connected to an AC high-voltage source and a ground counter electrode arranged at a predetermined distance from the discharge electrode. An AC ion generator for applying corona discharge by applying a voltage, applying a first resistor in series with a variable resistor and a rectifier to an earth wire connecting the counter electrode and a ground point,
The variable resistor and the rectifier are connected in series and the second regulator is connected in parallel. In this case, the rectifier of the first regulator is connected to the rectifier of the second regulator with the rectification direction reversed. AC ion generator characterized by the following. 【請求項２】 交流高電圧源に接続された針状の放電極
と，この放電極から所定の距離を離して配置され且つ直
流電源に接続されている対極とによって放電対を形成
し，該放電極に交流高電圧を印加してコロナ放電を行わ
せる交流式イオン発生装置において，該対極と直流電源
とを接続するリード線に，可変抵抗器と整流器を直列に
接続してなる第一調節器と，可変抵抗器と整流器を直列
に接続してなる第二調節器とを並列に接続し，そのさ
い，第一調節器の整流器は第二調節器の整流器とは整流
方向を逆にして接続されていることを特徴とする交流式
イオン発生装置。2. A discharge pair is formed by a needle-shaped discharge electrode connected to an AC high voltage source and a counter electrode arranged at a predetermined distance from the discharge electrode and connected to a DC power supply. In an AC ion generator in which corona discharge is performed by applying an AC high voltage to a discharge electrode, a first adjustment in which a variable resistor and a rectifier are connected in series to a lead wire connecting the counter electrode and a DC power supply. And a second regulator consisting of a variable resistor and a rectifier connected in series, connected in parallel with the rectifier of the first regulator being the rectifier in the opposite direction to the rectifier of the second regulator. An AC-type ion generator characterized by being connected. 【請求項３】 整流器は，ダイオードからなる請求項１
または２に記載の交流式イオン発生装置。3. The rectifier of claim 1, wherein the rectifier comprises a diode.
Or the alternating-current ion generator according to 2. 【請求項４】 可変抵抗器は無抵抗接点を有する請求項
１，２または３記載の交流式イオン発生装置。4. The AC ion generator according to claim 1, wherein the variable resistor has a non-resistance contact. 【請求項５】 放電対は，二次元的な広がりをもって多
数配置され，全放電対の放電極が共通の交流高電圧源に
接続されると共に，全放電対の対極が前記両調節器を介
して接地点または直流電源に共通して接続されている請
求項１，２，３または４に記載の交流式イオン発生装
置。5. A large number of discharge pairs are arranged with a two-dimensional spread. Discharge electrodes of all discharge pairs are connected to a common AC high voltage source, and counter electrodes of all discharge pairs are connected via the two regulators. The AC ion generator according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the AC ion generator is commonly connected to a ground point or a DC power supply. 【請求項６】 放電極は，セラミックスの誘電体材料で
その放電端が被覆されている請求項１，２，３，４また
は５に記載の交流式イオン発生装置。6. The AC ion generator according to claim 1, wherein the discharge electrode is covered at its discharge end with a ceramic dielectric material. 【請求項７】 対極は，導電線の表面に樹脂またはセラ
ミックスからなる誘電体材料の薄膜を被覆したものであ
る請求項１，２，３，４，５または６に記載の交流式イ
オン発生装置。7. The AC ion generator according to claim 1, wherein the counter electrode is formed by coating the surface of a conductive wire with a thin film of a dielectric material made of resin or ceramic. . 【請求項８】 針状の放電極に交流の高電圧を印加して
コロナ放電を行わせる交流式イオン発生装置を，フイル
タを通過した清浄空気の流れの中に設置し，このイオン
発生装置によってイオン化された空気の流れを下流側に
存在する静電気を帯びた物体に供給することにより，該
帯電物体上の静電気を中和する設備であって，該放電極
の放電端に対して所定の距離を離して接地されるかまた
は直流電圧が印加される対極が空気中に配置され，該放
電極と該対極とからなる放電対が前記の清浄空気の流れ
を横切る方向に二次元的な拡がりをもって多数配置さ
れ，可変抵抗器と整流器を直列に接続してなる第一調節
器と，可変抵抗器と整流器を直列に接続してなる第二調
節器とを並列に接続して構成され，且つ第一調節器の整
流器が第二調節器の整流器とは整流方向を逆にして接続
されている正負イオン濃度調節器が該対極と接地点また
は直流電源との間に介装されている，ことを特徴とする
清浄空間に存在する帯電物品の除電設備。8. An AC ion generator for applying a high AC voltage to a needle-shaped discharge electrode to perform a corona discharge is installed in a flow of clean air passing through a filter. A device for neutralizing static electricity on a charged object by supplying a flow of ionized air to a charged object present on a downstream side, wherein the equipment is provided with a predetermined distance from a discharge end of the discharge electrode. And a counter electrode to which a DC voltage is applied is disposed in the air, and a discharge pair consisting of the discharge electrode and the counter electrode has a two-dimensional spread in a direction crossing the flow of the clean air. A first regulator having a large number of variable resistors and a rectifier connected in series, and a second regulator having a variable resistor and a rectifier connected in series connected in parallel; The rectifier of one controller is A positive / negative ion concentration controller connected to the flower with the rectification direction reversed, interposed between the counter electrode and a ground point or a DC power supply. Static elimination equipment. 【請求項９】 放電極に印加される交流高電圧には，直
流成分としてのバイアス電圧が重畳されている請求項８
に記載の清浄空間に存在する帯電物品の除電設備。9. A bias voltage as a DC component is superimposed on the AC high voltage applied to the discharge electrode.
A static elimination facility for a charged article present in a clean space according to claim 1. 【請求項１０】 放電対は，或る大きさの直流バイアス
電圧が重畳された交流高電圧源に放電極が接続される群
と他の大きさの直流バイアス電圧が重畳された交流高電
圧源に放電極が接続される群とにグループ分けされてい
る請求項９に記載の清浄空間に存在する帯電物品の除電
設備。10. A discharge pair includes a group in which discharge electrodes are connected to an AC high voltage source on which a certain level of DC bias voltage is superimposed, and an AC high voltage source on which another level of DC bias voltage is superimposed. The static elimination facility for a charged article present in a clean space according to claim 9, wherein the equipment is grouped into a group to which a discharge electrode is connected. 【請求項１１】 対極は，薄い樹脂被膜が施されている
請求項８，９または１０に記載の清浄空間に存在する帯
電物品の除電設備。11. The apparatus for removing static electricity from a charged article in a clean space according to claim 8, wherein the counter electrode is provided with a thin resin film. 【請求項１２】 対極は，或る大きさの直流電圧が印加
される群と他の大きさの直流電圧が印加される群とにグ
ループ分けされている請求項８，９，１０または１１に
記載の清浄空間に存在する帯電物品の除電設備。12. The method according to claim 8, wherein the counter electrode is divided into a group to which a DC voltage of a certain magnitude is applied and a group to which a DC voltage of another magnitude is applied. A static elimination facility for a charged article present in the clean space described in the above. 【請求項１３】 放電極はセラミックス誘電体材料でそ
の放電端が被覆されている請求項８，９，１０，１１ま
たは１２に記載の清浄空間に存在する帯電物品の除電設
備。13. The static elimination facility for a charged article present in a clean space according to claim 8, wherein the discharge electrode has a discharge end covered with a ceramic dielectric material.