JP3572541B2 - 直流除電器の制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、正負それぞれの放電電極に正負それぞれの高電圧発生回路から直流高電圧を印加し、正負それぞれのイオンを発生させて帯電物体を除電する直流除電器において、除電性能の維持やイオンバランス等のために、放電電極への印加電圧を制御する制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年における電気・電子機器の発展、特にデジタル化に伴い、それに用いるデバイスも静電気に弱いものが多くなり、静電気障害対策に用いる静電気除去装置の仕様も高度な要求が増えてきている。
【0003】
その中で特にイオンバランスの精度(オフセット電圧)についての要求が最も多く、それに対しては例えば特開平11−135293号公報、特開平3−266398号公報、特開平2−267880号公報に開示された方法が知られている。これらの方法は、直流式静電気除去装置(直流除電器)にてイオンバランスを自動制御している。
【0004】
その制御方法として、特開平11−135293号公報では、正負の放電電極に印加する高電圧をそれぞれオン・オフしてイオンバランスを図り、特開平3−266398号公報や特開平2−267880号公報では、イオン検出電極を設けてイオン量を検出し、正負の放電電極の片側への高電圧は一定にして、もう片側への高電圧を加減することによって、イオンバランスを図っており、イオンバランスの面では市場の要求を満たしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、静電気除去装置を長期間使用した場合、特開平2−267880号公報でも述べているように、正負のイオンを生成する正負の放電電極に塵等が付着し、生成される正負のイオンがアンバランスになるばかりでなく、生成されるイオン量も減少して除電性能が低下する。
【0006】
このような現象は、従来から指摘されているにもかかわらず、現在の技術はイオンバランスに重点がおかれ、除電性能の低下については、正負の放電電極の定期的な清掃実施を指導しているのが現状である。
【0007】
そこで、本発明は、精度の高いイオンバランスが図れることに加えて、除電性能の低下を抑制できるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、正負それぞれの放電電極に正負それぞれの高電圧発生回路から直流高電圧を印加して正負それぞれのイオンを発生させる直流除電器において、正負の放電電極に対して正イオン検出電極と負イオン検出電極をそれぞれ対応配置するとともに、正負の高電圧発生回路の直流高電圧をスイッチ操作によりマイクロコンピュータの制御で高電圧モードと低電圧モードのうちのいずれかに設定し、正負のイオン検出電極でそれぞれ検出した正負のイオン電流を正負それぞれの電流/電圧変換回路にてアナログ電圧A0・A1にそれぞれ変換し、これをA/D変換してデジタル値としてマイクロコンピュータに読み、正負の放電電極に対向させた帯電板の電位を電位計で測定してその電位が0になるように電流/電圧変換回路の感度を調整して初期設定した後、イオンバランス可変用ボリュームの電圧A2もA/D変換してデジタル値としてマイクロコンピュータに読み込み、イオンバランス可変用ボリュームの設定電圧のデジタル値を基準に、正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値をマイクロコンピュータで比較する。
この後、第1の形態では、正負のイオン量をバランスさせるようにマイクロコンピュータから正負それぞれの極性のための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して前記正負の高電圧発生回路の直流高電圧を可変するとともに、検出した正負のイオン電流の減少分を正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値に基づきマイクロコンピュータにて測定し、その減少分に見合うようにイオン電流を増加させるための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負の高電圧発生回路の直流高電圧を可変する。
【0009】
第2の形態では、正負のイオン量をバランスさせるようにマイクロコンピュータから正負いずれか一方の極性のための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負いずれか一方の極性の高電圧発生回路の直流高電圧を可変するとともに、検出した正負のイオン電流の減少分を正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値に基づきマイクロコンピュータにて測定し、その減少分に見合うようにイオン電流を増加させるための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負の高電圧発生回路の直流高電圧を可変する。
【0010】
第3の形態では、正負いずれか一方の極性のイオン量が一定になるように、その極性のための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負いずれか一方の極性の高電圧発生回路の直流高電圧を可変すると同時に、これに合わせて他方の極性のイオン量も一定になるようにその極性のための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換してその極性の高電圧発生回路の直流高電圧を可変するとともに、検出した正負のイオン電流の減少分を正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値に基づきマイクロコンピュータにて測定し、その減少分に見合うようにイオン電流を増加させるための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負の高電圧発生回路の直流高電圧を可変する。
【0011】
正負の高電圧発生回路の直流高電圧を高電圧モードと低電圧モードとに、スイッチ操作によりマイクロコンピュータの制御で切り替えることにより、除電能力の高低の二段階切り替えを簡単に行える。
【0012】
イオンバランス可変用ボリュームで設定電圧を可変してその値をA/D変換し、これをマイクロコンピュータに入力して、正負少なくとも一方の極性の高電圧発生回路の直流高電圧を可変する制御量のオフセットとする。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0014】
図1に本実施例の制御装置の全体構成を示す。直流除電器1には、正負両極の針状放電電極2・3が所定の間隔をおいて平行に配置されているとともに、正極側の放電電極2に対しては正イオン検出電極4、負極側の放電電極3に対しては負イオン検出電極5がそれぞれ対応させて近傍に配置され、正の放電電極2で生成された正イオンは正イオン検出電極4で、負の放電電極3で生成された負イオンは負イオン検出電極5で、それぞれ別々にイオン電流として検出される。
【0015】
これら正負のイオン検出電極4・5で検出された正負のイオン電流は、正負それぞれ電流/電圧変換回路6・7によりアナログ電圧に変換され、更にA/D変換回路8によりデジタル値に変換されてからマイクロコンピュータ9へ入力される。
【0016】
マイクロコンピュータ9は、電圧値としてデジタル変換された正負のイオン電流を比較し、正負の放電電極2・3にて生成される正負のイオン量をバランスさせるように、正負それぞれの極性のための制御用デジタル信号を出力する。また、検出した正負のイオン電流の減少分を測定し、その減少分に見合うようにイオン電流を増加させるための制御用デジタル信号も、正負別々に出力する。
【0017】
これら正負の制御用デジタル信号は、正負それぞれD/A変換回路10・11にてアナログ電圧に変換され、その変換されたアナログ電圧に従い、正負の高電圧発生回路12・13が、正負の放電電極2・3に印加する高電圧を可変する。
【0018】
また、この制御装置には、正負の高電圧発生回路12・13の直流高電圧を高電圧モードと低電圧モードとに二段階に切り替えるため、つまり除電能力を高低二段階に切り替えるため、除電能力切替スイッチ14が備えられている。そして、このスイッチ操作により、マイクロコンピュータ9の制御がD/A変換回路10・11へ電圧切り替え用の制御信号を出力し、正負の高電圧発生回路12・13から出力される直流高電圧が切り替えられるようになっている。
【0019】
更に、イオンバランス可変用ボリューム15が備えられ、これで設定電圧を可変してその値をA/D変換回路8にてデジタル値に変換し、これをマイクロコンピュータ9に入力して、正負少なくとも一方の極性の高電圧発生回路12・13の直流高電圧を可変する制御量のオフセットとするようになっている。
【0020】
また、マイクロコンピュータ9は、上記のように検出したイオン電流に基づき、正負の高電圧発生回路12・13から出力される直流高電圧が制限値を越えないように、正負の高電圧発生回路12・13へストップ信号を出力する。例えば、正負いずれか一方側の高電圧出力が停止した場合、逆に帯電させてしまわないように、正負両方の出力を強制停止する。
【0021】
【実施例】
次に、具体例を挙げて動作について詳述する。
正負の高電圧発生回路12・13は、マイクロコンピュータ9から出力される制御信号にてデジタル値で0〜FFH(0〜256)まで制御でき、これがD/A変換回路10・11へ入力されて、正の高電圧発生回路12から出力される正の高電圧は、図2のグラフに示すように+4kVから+9.5kVまで可変され、また負の高電圧発生回路13から出力される負の高電圧は、−3.5kVから−7.5kVまで可変される。このD/A変換回路10・11へ入力するデジタルの制御信号を利用して、クリーニング警報等の表示を行うことができる。
【0022】
正の放電電極2の近傍に設置された正イオン検出電極4は、正の放電電極2にて生成されたイオンによるイオン電流を検出し、これが電流/電圧変換回路6にてアナログ電圧に変換されてから、A/D変換回路8によりデジタル値に変換され、マイクロコンピュータ9にて正のイオン量として読み込まれる。図3に、除電能力切替スイッチ14にて高電圧モード(除電能力を高モード)としたときのイオン電流検出電圧とA/D変換データとの対応を示す。
【0023】
同様に、負の放電電極3の近傍に設置された負イオン検出電極5は、負の放電電極3にて生成されたイオンによるイオン電流を検出し、これが電流/電圧変換回路6にてアナログ電圧に変換されてから、A/D変換回路8によりデジタル値に変換され、マイクロコンピュータ9にて負のイオン量として読み込まれる。図4に、除電能力切替スイッチ14にて低電圧モード(除電能力を低モード)としたときのイオン電流検出電圧とA/D変換データとの対応を示す。
【0024】
イオンバランス可変用ボリューム15による電圧の可変量は0〜2.5Vで、その中心点の電圧は1.25Vであり、この値を中心に正方向及び負方向に可変できるようになっている。
【0025】
除電能力切替スイッチ14を「高」側に切り替えると、正負の放電電極2・3に印加される高電圧はいずれも6.0kVとなり、「低」側に切り替えると、5.5kVとなって除電能力が低下し、オゾン発生量を低く抑えることができる。
【0026】
イオンバランスの制御は次のようにして行われる。
先ず、初期設定として、正の高電圧出力を+6kVにするために、マイクロコンピュータ9から図2に示すようにデジタル値「46H」を出力する。このとき、負の高電圧出力は−5.6kV程度になるように、デジタル値「60H」を出力する。そして、正イオン検出電極4で検出し、電流/電圧変換した正のイオン電圧A0が1.25Vになるように、正側の電流/電圧変換回路6の感度を調整する。また、帯電モニタのための帯電板16の電位を電位計17で測定し、その電位が0になるように負イオン検出電極5で負のイオンを検出し、電流/電圧変換した負のイオン電圧A1が同じく1.25Vになるように、負側の電流/電圧変換回路7の感度を調整する。
【0027】
このように初期設定した後、マイクロコンピュータ9は正負の電流/電圧変換回路6・7からの電圧A0・A1及びイオンバランス可変用ボリューム15からの電圧A2を、A/D変換回路8からデジタル値として読み込む。
【0028】
ここで、イオンバランス可変用ボリューム15の設定電圧が中心の1.25Vで、A/D変換値が80Hの場合、マイクロコンピュータ9は、イオン検出して変換した正側のデータA0と負側のデータA1とを比較し、例えばA0>A1の場合A0=A1にするため、負の高電圧を上昇させるように負側のD/A変換回路11にデジタル信号を出力する。逆に、A0<A1の場合には、負の高電圧を下降させるように負側のD/A変換回路11にデジタル信号を出力する。
【0029】
イオンバランス可変用ボリューム15の設定電圧を正方向に偏らせて、例えば80Hから90Hにした場合には、マイクロコンピュータ9は、正側のデータA0にオフセット値A2を減算(90H−80H)して、負側のデータA1と比較する。そして、A0−(90H−80H)>A1の場合は、A0−(90H−80H)=A1にするため、負の高電圧を上昇させるように負側のD/A変換回路11にデジタル信号を出力する。逆に、A0−(90H−80H)<A1の場合には、負の高電圧を下降させるように負側のD/A変換回路11にデジタル信号を出力する。
【0030】
従って、この場合には、イオンバランス可変用ボリューム15の設定値と正側のデータA0とを計算して、それに負側のデータA1を合わせるように負の高電圧を制御し、正方向へシフトしてイオンバランスする。
【0031】
一方、イオンバランス可変用ボリューム15の設定電圧を負方向に偏らせて、例えば80Hから70Hにした場合には、マイクロコンピュータ9は、正側のデータA0にオフセット値A2を減算(80H−70H)して、負側のデータA1と比較する。そして、A0+(80H−70H)>A1の場合は、A0−(80H−70H)=A1にするため、負の高電圧を上昇させるように負側のD/A変換回路11にデジタル信号を出力する。逆に、A0+(80H−70H)<A1の場合には、負の高電圧を下降させるように負側のD/A変換回路11にデジタル信号を出力する。
【0032】
従って、この場合にも、イオンバランス可変用ボリューム15の設定値と正側のデータA0とを計算して、それに負側のデータA1を合わせるように負の高電圧を制御するが、負方向へシフトしてイオンバランスする。
【0033】
ところで、直流除電器1を長時間使用すると、正負の放電電極2・3が汚れたり塵埃が付着して生成するイオン量が減少し、除電性能は時間の経過とともに悪化する。
【0034】
使用初期には、正イオン検出電極4で検出して電流/電圧変換した電圧が1.25V(A0のデジタル値が80H)となるように設定しているが、正の放電電極2に印加する高電圧を一定に保っても、正イオン検出電極4で検出される正イオン電流は減少していき、その電圧変換値は例えば図3において1.25Vから1.0Vまで減少する(デジタル値にして80Hから66Hまで減少)。
【0035】
マイクロコンピュータ9はこの減少する値を読み取り、A0の電圧が1.25Vに戻るように正側のD/A変換回路10にデジタル信号を出力し、正の高電圧が上昇するように制御する。この結果、正イオン電流も上昇し、イオンバランス制御は、A0=A1になるように負の高電圧を制御して行われる。
【0036】
すなわち、本例では、正イオン電流が常に一定になるように正の高電圧を制御することで、除電性能を初期の状態に維持する。
【0037】
また、除電能力切替スイッチ14をオンにして「低」側に切り替えると、マイクロコンピュータ9への入力信号がLレベルになり、マイクロコンピュータ9は、正負の放電電極2・3へ印加する電圧を低くして、電流/電圧変換回路6・7から出力される電圧A0・A1の値を、図4に示すように例えば0.8V(デジタル値で66H)とするようにデジタル信号をD/A変換回路10・11へ出力する。この場合、イオンバランスの制御も、A1の値がA0の値と等しくなるように、正の高電圧を低くした状態で上記と同様に制御する。その結果、正負の放電電極2・3へ印加する電圧が低くなることにより、除電性能は低下するが、オゾン発生量を低く抑えることができる。
【0038】
更に、マイクロコンピュータ9は、検出したA0又はA1の値が0(デジタル値にして00H)の場合、高電圧異常と判断してストップ信号を出力し、正負の高電圧発生回路12・13からの出力を停止させる。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、精度の高いイオンバランスが図れることに加えて、除電性能の低下を抑制できる。交流の除電器では除電能力を一定にすることは至難で、また従来の直流除電器において、パルス幅を変化させて制御する方法もあるが、これでも除電能力を一定に保つことは難しかった。しかし、本発明によればそれを簡単に実現できる。
【0040】
正負の高電圧発生回路の直流高電圧を高電圧モードと低電圧モードとに、スイッチ操作によりマイクロコンピュータの制御で切り替えることにより、除電能力の高低の二段階切り替えを簡単に行える。これは、除電能力をある程度落としても、オゾン発生量を少なくしたい場合などに好都合である。
【0041】
正負少なくとも一方の極性について、イオンバランス可変用ボリュームにより、直流高電圧を可変する制御量のオフセットを設定できるようにすれば、イオンバランス調整を任意に行える。これは、近くに接地体があると、負のイオンは接地体に流れやすいため、除電面が正の方向に帯電する傾向となるが、このようなときに、除電面の正負の極性バランスを図るのに有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】正負の高電圧発生回路を制御するデジタル出力と、これら高電圧発生回路の高電圧出力の関係を示すグラフである。
【図3】除電能力切替スイッチにて高電圧モード(除電能力を高モード)としたときのイオン電流検出電圧とA/D変換データとの対応を示すグラフである。
【図4】低電圧モード(除電能力を低モード)としたときのイオン電流検出電圧とA/D変換データとの対応を示すグラフである。
【符号の説明】
1 直流除電器
2・3 正負の放電電極
4 正イオン検出電極
5 負イオン検出電極
6・7 電流/電圧変換回路
8 A/D変換回路
9 マイクロコンピュータ
10・11 D/A変換回路
12・13 正負の高電圧発生回路
14 除電能力切替スイッチ
15 イオンバランス可変用ボリューム
Claims (3)
- 正負それぞれの放電電極に正負それぞれの高電圧発生回路から直流高電圧を印加して正負それぞれのイオンを発生させる直流除電器において、前記正負の放電電極に対して正イオン検出電極と負イオン検出電極をそれぞれ対応配置するとともに、前記正負の高電圧発生回路の直流高電圧をスイッチ操作によりマイクロコンピュータの制御で高電圧モードと低電圧モードのうちのいずれかに設定し、前記正負のイオン検出電極でそれぞれ検出した正負のイオン電流を正負それぞれの電流/電圧変換回路にてアナログ電圧A0・A1にそれぞれ変換し、これをA/D変換してデジタル値としてマイクロコンピュータに読み込み、正負の放電電極に対向させた帯電板の電位を電位計で測定してその電位が0になるように前記電流/電圧変換回路の感度を調整して初期設定した後、イオンバランス可変用ボリュームの電圧A2もA/D変換してデジタル値としてマイクロコンピュータに読み込み、イオンバランス可変用ボリュームの設定電圧のデジタル値を基準に、正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値をマイクロコンピュータで比較して、正負のイオン量をバランスさせるようにマイクロコンピュータから正負それぞれの極性のための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して前記正負の高電圧発生回路の直流高電圧を可変するとともに、検出した正負のイオン電流の減少分を正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値に基づきマイクロコンピュータにて測定し、その減少分に見合うようにイオン電流を増加させるための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負の高電圧発生回路の直流高電圧を可変することを特徴とする直流除電器の制御方法。
- 正負それぞれの放電電極に正負それぞれの高電圧発生回路から直流高電圧を印加して正負それぞれのイオンを発生させる直流除電器において、前記正負の放電電極に対して正イオン検出電極と負イオン検出電極をそれぞれ対応配置するとともに、前記正負の高電圧発生回路の直流高電圧をスイッチ操作によりマイクロコンピュータの制御で高電圧モードと低電圧モードのうちのいずれかに設定し、前記正負のイオン検出電極でそれぞれ検出した正負のイオン電流を正負それぞれの電流/電圧変換回路にてアナログ電圧A0・A1にそれぞれ変換し、これをA/D変換してデジタル値としてマイクロコンピュータに読み込み、正負の放電電極に対向させた帯電板の電位を電位計で測定してその電位が0になるように前記電流/電圧変換回路の感度を調整して初期設定した後、イオンバランス可変用ボリュームの電圧A2もA/D変換してデジタル値としてマイクロコンピュータに読み込み、イオンバランス可変用ボリュームの設定電圧のデジタル値を基準に、正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値をマイクロコンピュータで比較して、正負のイオン量をバランスさせるようにマイクロコンピュータから正負いずれか一方の極性のための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負いずれか一方の極性の高電圧発生回路の直流高電圧を可変するとともに、検出した正負のイオン電流の減少分を正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値に基づきマイクロコンピュータにて測定し、その減少分に見合うようにイオン電流を増加させるための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負の高電圧発生回路の直流高電圧を可変することを特徴とする直流除電器の制御方法。
- 正負それぞれの放電電極に正負それぞれの高電圧発生回路から直流高電圧を印加して正負それぞれのイオンを発生させる直流除電器において、前記正負の放電電極に対して正イオン検出電極と負イオン検出電極をそれぞれ対応配置するとともに、前記正負の高電圧発生回路の直流高電圧をスイッチ操作によりマイクロコンピュータの制御で高電圧モードと低電圧モードのうちのいずれかに設定し、前記正負のイオン検出電極でそれぞれ検出した正負のイオン電流を正負それぞれの電流/電圧変換回路にてアナログ電圧A0・A1にそれぞれ変換し、これをA/D変換してデジタル値としてマイクロコンピュータに読み込み、正負の放電電極に対向させた帯電板の電位を電位計で測定してその電位が0になるように前記電流/電圧変換回路の感度を調整して初期設定した後、イオンバランス可変用ボリュームの電圧A2もA/D変換してデジタル値としてマイクロコンピュータに読み込み、イオンバランス可変用ボリュームの設定電圧のデジタル値を基準に、正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値をマイクロコンピュータで比較して、正負いずれか一方の極性のイオン量が一定になるように、その極性のための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負いずれか一方の極性の高電圧発生回路の直流高電圧を可変すると同時に、これに合わせて他方の極性のイオン量も一定になるようにその極性のための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換してその極性の高電圧発生回路の直流高電圧を可変するとともに、検出した正負のイオン電流の減少分を正負の電流/電圧変換回路からの電圧A0・A1のデジタル値に基づきマイクロコンピュータにて測定し、その減少分に見合うようにイオン電流を増加させるための制御用デジタル信号を出力し、これをD/A変換して正負の高電圧発生回路の直流高電圧を可変することを特徴とする直流除電器の制御方法。
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