專利名稱：靜電消除器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于消除工件的靜電的靜電消除器，更具體來說， 涉及能夠精確地檢測靜電消除器中所包含的放電電極的污染狀況的 靜電消除器。
背景技術(shù)：
為了消除工件的靜電，通常使用電暈放電式靜電消除器。通常， 在具有長條形狀的靜電消除器中，多個放電電極安裝成沿縱向隔開的 狀態(tài)，并且在這些放電電極上施加高電壓，以在放電電極和工件之間 產(chǎn)生電場，從而在工件上施加離子，以便消除工件的靜電。然而，未
經(jīng)審查的日本專利公開文獻(xiàn)No. 2002-260821中披露的靜電消除器具 有接地電極(對置電極)板，該接地電極板安裝為向該靜電消除器的 底面露出。
未經(jīng)審查的日本專利公開文獻(xiàn)No. 2003-68498披露了這樣的技 術(shù)，即檢測流過放電電極和安裝在該放電電極周圍的接地電極(對 置電極)之間的離子電流以控制靜電消除器的離子產(chǎn)生量，并且當(dāng)離 子產(chǎn)生量減少時，用顯示裝置或報(bào)警裝置引起操作人員的注意，指示 放電電極的污染加重。

發(fā)明內(nèi)容
在借助于放電電極和該放電電極周圍的接地電極(對置電極) 之間的離子電流來檢測放電電極的污染的情況下，例如當(dāng)大電容工件 存在于靜電消除器的附近時，流過放電電極和接地電極之間的離子電
流由于該工件而減小，這有可能導(dǎo)致不正確的檢測結(jié)果，即盡管放 電電極產(chǎn)生了足夠的離子量，然而卻檢測到離子產(chǎn)生量己經(jīng)減少，從 而得出放電電極的污染狀況已經(jīng)加重的判斷。
4本發(fā)明的目的在于提供一種能夠精確地檢測放電電極的污染狀 況的靜電消除器。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過提供一種靜電消除器來實(shí)現(xiàn)上述 技術(shù)目的，該靜電消除器將高電壓施加在放電電極上以產(chǎn)生離子，從 而消除工件的靜電，所述靜電消除器包括離子電流檢測裝置，其檢 測所述放電電極和機(jī)架地線之間的離子電流；離子產(chǎn)生控制裝置，其 調(diào)整要施加在所述放電電極上的電壓，以便使由所述離子電流檢測裝 置檢測到的所述離子電流為規(guī)定的離子平衡目標(biāo)值；目標(biāo)值改變裝 置，其將所述離子平衡目標(biāo)值改變到目標(biāo)值偏移量，改變的程度設(shè)置 為不影響所述工件的離子平衡；以及電極污染檢測裝置，其根據(jù)所述 目標(biāo)值改變裝置改變所述離子平衡目標(biāo)值時控制的跟蹤性能的優(yōu)劣 檢測所述放電電極的污染狀況。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，通過提供一種靜電消除器來實(shí)現(xiàn)上述 技術(shù)目的，該靜電消除器將髙電壓施加在放電電極上以產(chǎn)生離子，從 而消除工件的靜電，所述靜電消除器包括離子電流檢測裝置，其檢 測所述放電電極和所述放電電極附近的接地電極之間的離子電流；離 子產(chǎn)生控制裝置，其調(diào)整要施加在所述放電電極上的電壓，以便使由 所述離子電流檢測裝置檢測到的所述離子電流為規(guī)定的離子平衡目 標(biāo)值；目標(biāo)值改變裝置，其將所述離子平衡目標(biāo)值改變到目標(biāo)值偏移 量，改變的程度設(shè)置為不影響所述工件的離子平衡；以及電極污染檢 測裝置，其根據(jù)所述目標(biāo)值改變裝置改變所述離子平衡目標(biāo)值時控制 的跟蹤性能的優(yōu)劣檢測所述放電電極的污染狀況。
當(dāng)改變離子平衡目標(biāo)值時，控制的跟蹤性能隨著放電電極的污 染狀況而變化。放電電極的污染越嚴(yán)重，跟蹤性能越差。通過利用這 一特性，改變離子平衡目標(biāo)值，其中改變的程度設(shè)置為不影響工件的 離子平衡，從而可以根據(jù)與該目標(biāo)值的變化相關(guān)聯(lián)的控制的跟蹤性能 的優(yōu)劣來精確地檢測放電電極的污染狀況。
從下面對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中可以明顯看出本發(fā) 明的上述目的、其他目的以及技術(shù)效果。


圖1是實(shí)施例的靜電消除器的側(cè)視圖2是示出拆下外殼后的實(shí)施例的靜電消除器的側(cè)視圖3是沿著圖1的線III-III截取的剖視圖4是構(gòu)成靜電消除器的底座的一半的半個底座的透視圖5是半個底座的側(cè)視圖6是半個底座的仰視圖7是半個底座的俯視圖8是放電電極單元的分解透視圖9是從其斜上側(cè)所看到的放電電極單元的單元主體的透視圖10是沿著圖8的線X-X截取的放電電極單元的剖視圖11是沿著圖10的線XI-XI截取的剖視圖； 圖12是沿著圖10的線XII-XII截取的剖視圖； 圖13是沿著圖10的線XIII-XIII截取的剖視圖14是說明為放電電極供給高電壓的配電板和各個放電電極周 圍的接地電極板的透視圖15是接地電極板的局部俯視圖； 圖16是半個底座的剖視圖17是半個底座的區(qū)域X17部分的放大剖視圖； 圖18是與圖10對應(yīng)的用于說明放電電極單元內(nèi)部的清潔氣體 的流動的剖視圖；以及
圖19是用于說明與放電電極單元內(nèi)部的清潔氣體的流動相關(guān)的
腔室、小孔、氣池和保護(hù)用氣體通道的關(guān)系的視圖20是與離子平衡目標(biāo)值的變化相關(guān)的脈沖AC系統(tǒng)中的靜電
消除器的電路框圖21是當(dāng)高電壓施加在脈沖AC系統(tǒng)中的放電電極上時流過放
電電極和機(jī)架地線(FG)之間的離子電流以及在將離子電流平均之后
的機(jī)架地線電流FGIC的波形圖22是與離子平衡目標(biāo)值的變化相關(guān)的DC系統(tǒng)中的靜電消除
器的電路框圖；圖23是在將當(dāng)髙電壓施加在DC系統(tǒng)中的放電電極上時流過正 負(fù)放電電極和機(jī)架地線(FG)之間的離子電流平均之后的機(jī)架地線電 流FGIC的波形圖24是用于說明關(guān)于離子平衡目標(biāo)值的變化的控制的跟蹤性能 隨著放電電極的污染狀況而變化的簡圖，其中，實(shí)線表示新放電電極 的情況，虛線表示污染加重的放電電極的情況；
圖25是用于說明關(guān)于離子平衡目標(biāo)值的變化的作用量隨著放電 電極的污染狀況而變化的簡圖26是示出以矩形脈沖波形改變離子平衡目標(biāo)值的情況下機(jī)架 地線電流FGIC的變化的波形圖，其中，實(shí)線表示新放電電極的情況， 單點(diǎn)劃線表示中度污染的放電電極的情況，而雙點(diǎn)劃線表示嚴(yán)重污染 的放電電極的情況；
圖27是圖26所示機(jī)架地線電流FGIC的變化被放大的簡圖28是用于結(jié)合確定放電電極的污染狀況的方法說明判斷放電 電極的污染狀況的實(shí)例的簡圖，其中，所檢測到的機(jī)架地線電流FGIC 用通過足夠慢的LPF平均然后與用于判斷的多個等級處的閾值比較 的絕對值來代替；
圖29是用于說明借助于作用量來判斷放電電極的污染的實(shí)例的 簡圖，其中，實(shí)線表示新放電電極的情況，單點(diǎn)劃線表示中度污染的 放電電極的情況，而雙點(diǎn)劃線表示嚴(yán)重污染的放電電極的情況；以及
圖30是示出在以正弦波形改變離子平衡目標(biāo)值的情況下機(jī)架地 線電流FGIC的變化的波形圖，其中，實(shí)線表示新放電電極的情況， 單點(diǎn)劃線表示中度污染的放電電極的情況，而雙點(diǎn)劃線表示嚴(yán)重污染 的放電電極的情況。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是實(shí)施例的靜電消除 器的側(cè)視圖。在靜電消除器1中，八個主放電電極單元2和四個附加 放電電極單元3在沿縱向隔開的狀態(tài)下安裝在具有長外部輪廓的殼 體la的底面上。應(yīng)當(dāng)注意到；四個附加放電電極單元3根據(jù)用戶的選擇安裝和拆卸，并且該附加放電電極單元3的構(gòu)造與主放電電極單 元2的基本構(gòu)造大致相同。后面將對主放電電極單元2和附加放電電 極單元3之間的差異進(jìn)行說明。
用于覆蓋靜電消除器1的上半部的外殼4在橫截面上具有頂部 封閉、底部開口的封閉頂部、敞開底部的倒置U字形狀(圖3)，并 且可以從底座5上拆卸，所述底座5構(gòu)成靜電消除器1的下部外輪廓 的外部邊框的下部。圖2示出外殼4拆下后的靜電消除器1。圖3是 沿著圖1的線in-III截取的剖視圖。參考圖2，在靜電消除器1中， 高壓單元6和控制基板7安裝在由外殼4包圍的上部區(qū)域中，控制基 板7包括例如顯示電路和CPU。
構(gòu)成靜電消除器1的下部的底座5是通過將具有基本上相同構(gòu) 造的兩個半個底座5A、 5A沿著靜電消除器1的縱向相互連接而形成 的。在各個半個底座5A上可以安裝四個主放電電極單元2和兩個附 加放電電極單元3，并且根據(jù)圖3可以理解，可以組合多個絕緣的合 成樹脂部件來形成具有頂部、底部、左右側(cè)封閉的封閉橫截面的內(nèi)部 氣體通道10。如圖16所示，該內(nèi)部氣體通道10沿著各個半個底座 5A的縱向連續(xù)地延伸。
圖4是半個底座5A的透視圖。半個底座5A在圖中示出為處于 這樣的狀態(tài)，即主放電電極單元2和附加放電電極單元3已經(jīng)置于 其中。半個底座5A的一端(圖中頂部的左端)具有凸出的氣體通道 連接口 11，并且在半個底座5A的另一端(圖4中的右端)形成有用 于接納該氣體通道連接口 11的凹進(jìn)的氣體連接口 12(見后述圖16)。 彼此相鄰的兩個半個底座5A、5A通過使一個半個底座5A的凸出的氣 體通道連接口 11和另一個半個底座5A的凹進(jìn)的氣體連接口 12接合 來形成靜電消除器1的連續(xù)的內(nèi)部氣體通道10。
圖5是半個底座5A的側(cè)視圖。圖6是半個底座5A的仰視圖。 圖7是半個底座5A的俯視圖。應(yīng)當(dāng)注意到，這些半個底座5A在圖5 至圖7中示出為處于這樣的狀態(tài)，即 一個主放電電極單元2和一個 附加放電電極單元3已經(jīng)安裝在其上。
從圖5至圖7中可以看到，在半個底座5A的頂面的縱向中央部
8分設(shè)置有向上伸出的接頭15，并且高壓單元6中產(chǎn)生的高電壓通過
該接頭15提供給半個底座5A。更具體來說，接頭15的外周部由絕 緣樹脂制成，并且其內(nèi)部設(shè)置有朝向該接頭15的頂部敞開的圓柱形 凹式接頭(未示出)。該凹式接頭的另一端與在接頭15下面露出的 配電板40連接。該凹式接頭的開口端與從設(shè)置在外殼4內(nèi)部的高壓 單元6延伸的凸式接頭(未示出)連接，并且將高電壓提供給配電板 40。另外，由于即使當(dāng)靜電消除器1的長度變化時，在一個靜電消除 器1中也僅設(shè)置一個高壓單元6，所以在一個靜電消除器1中實(shí)際使 用一個接頭15。
在半個底座5A的底面上形成有分別接納主放電電極單元2的主 單元接納口 16和分別接納附加放電電極單元3的附加單元接納口 17。具體來說，至少在設(shè)置在各個半個底座5A中的一對主放電電極 單元2、 2之間位于連接主放電電極單元2、 2的直線上的大致中央位 置處設(shè)置一個附加放電電極單元3。應(yīng)當(dāng)注意到，考慮到靜電消除時 間等因素，在一對主放電電極單元2、 2之間具有附加放電電極單元 3的靜電消除器1對于靜電消除對象和靜電消除線是有效的，當(dāng)只利 用從設(shè)置在靜電消除器l中的主放電電極單元2產(chǎn)生的一定量的離子 執(zhí)行靜電消除時，執(zhí)行的速度比所需值低。
主放電電極單元2和附加放電電極單元3通過后面所述的方法 利用密封環(huán)18 (圖17)可拆卸地安裝在各個口 16、 17中。應(yīng)當(dāng)注意 到，在不安裝附加放電電極單元3的情況下，用于密封附加單元接納 口 17的密封部件(未示出)可拆卸地安裝在附加單元接納口 17上。
圖8是主放電電極單元2的分解透視圖。主放電電極單元2由 用絕緣合成樹脂制成的單元主體20、放電電極21和放電電極保持部 件22組成。放電電極21包括設(shè)置有周槽211的底端21a和尖銳的前 端21b，但是前端21b可以形成任意形狀。
圖9是從其斜上側(cè)看到的單元主體20的透視圖。參考圖8和圖 9，單元主體20具有外側(cè)圓筒壁201和尺寸增大的頭部202，并且在 外側(cè)圓筒壁201的外周面上形成有彼此沿周向隔開的多個凸出部 203。主放電電極單元2可以利用這些凸出部203接合到底座5的主
9單元接納口16中，以便可拆卸地安裝在底座5上。具體來說，在主
單元接納口 16中形成有凸出部203接合到其中的凸出部分，并且當(dāng) 主放電電極單元2插入主單元接納口 16中并沿周向旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度時， 凸出部203處于接合在主單元接納口 16中的狀態(tài)，而主放電電極單 元2在反向旋轉(zhuǎn)時可以從主單元接納口 16中拆卸。由于這種可拆卸 安裝法是常規(guī)已知的，所以沒有給出其詳細(xì)說明。
圖10是沿著圖8的線X-X截取的主放電電極單元2的剖視圖。 從圖10中可以看到，單元主體20是通過安裝均由絕緣樹脂材料制成 的主部件204和輔助部件205而形成的。
繼續(xù)參考圖10，單元主體20具有沿著外側(cè)圓筒壁201的直徑方 向向內(nèi)隔開的內(nèi)側(cè)圓筒壁206。內(nèi)側(cè)圓筒壁206和外側(cè)圓筒壁201同 心地布置，并且軸心處設(shè)置有放電電極21。內(nèi)側(cè)圓筒壁206具有中 央長孔206a，該中央長孔206a在橫截面上具有與內(nèi)側(cè)圓筒壁206同 心的圓形形狀。在內(nèi)側(cè)圓筒壁206中，中央長孔206a的頂部是敞開 的，并且其底部通過尺寸增大的頭部202向外部敞開。附圖標(biāo)記207 表示尺寸增大頭部202的開口部分。中央開口部分207具有其直徑向 下增大的錐面207a，并且該錐面207a連續(xù)到中央開口部分207的底 部(開口端)的柱面207b。同時，內(nèi)側(cè)圓筒壁206的頂部是敞開的， 以便面向在下述放電電極保持部件22和內(nèi)側(cè)圓筒壁206之間形成的 周向腔室S3。換言之，內(nèi)側(cè)圓筒壁206位于主放電電極單元2的內(nèi) 部，并形成在如下區(qū)域內(nèi)，g卩該區(qū)域從放電電極21的前端21b朝 向放電電極保持部件22包圍放電電極21的除去由放電電極保持部件 22支撐的部分之外的部分。
放電電極21的前端21b設(shè)置為稍微從中央長孔206a向錐面 207a凸出。從圖10可以看到，放電電極21與中央長孔206a的中心 線同心地安裝，即內(nèi)側(cè)圓筒壁206的軸線、放電電極21的外周面和 內(nèi)側(cè)圓筒壁206的內(nèi)周面處于相互隔開的狀態(tài)。這里，內(nèi)側(cè)圓筒壁 206的內(nèi)徑在軸線方向上是相同的并大于放電電極21的外徑。應(yīng)當(dāng) 注意到，除去其前端之外，放電電極21在其幾乎整個長度上具有相 同的外徑。
10內(nèi)側(cè)圓筒壁206的頂部位于放電電極21的縱向上的中間部分。 在內(nèi)側(cè)圓筒壁206和放電電極21之間形成有圓柱形保護(hù)用氣體流出 通道25，該氣體流出通道25在內(nèi)側(cè)圓筒壁206的整個長度上是周向 連續(xù)的。此外，內(nèi)側(cè)圓筒壁206的底部向下通到尺寸增大的頭部202。 更具體來說，內(nèi)側(cè)圓筒壁206的底部位于與中央長孔206a的底部一 樣高的位置附近。
在內(nèi)側(cè)圓筒壁206和與內(nèi)側(cè)圓筒壁206同心的外側(cè)圓筒壁201 之間形成有第一氣池26。該第一氣池26的底部向下通到尺寸增大的 頭部202。具體來說，第一氣池26安裝成符合這樣的關(guān)系，g卩放 電電極21的從其縱向上的中間部分一直到前端21b的部分在直徑方 向上與沿著放電電極21的周面延伸的保護(hù)用氣體流出通道25重疊。 更具體來說，將第一氣池26布置在保護(hù)用氣體流出通道25周圍，內(nèi) 側(cè)圓筒壁206用作第一氣池26和保護(hù)用氣體流出通道25的分隔壁， 保護(hù)用氣體流出通道25沿著放電電極21的周面從放電電極21的縱 向上的中央部分延伸到其前端，并且該第一氣池26在周向以及縱向 上連續(xù)。此外，第一氣池26的一端面向周向腔室S3，并通過周向腔 室S3與在內(nèi)側(cè)圓筒壁206內(nèi)部形成的保護(hù)用氣體流出通道25連接。 換言之，第一氣池26的向周向腔室S3敞開的一端和內(nèi)側(cè)圓筒壁206 的頂部以幾乎相同的高度形成。
安裝在放電電極21的底端21a上的放電電極保持部件22由呈 環(huán)狀的外周部件221和塞入外周部件221中的內(nèi)周部件222構(gòu)成(圖 8和圖10)。外周部件221由用金屬制成的經(jīng)處理的部件構(gòu)成，而內(nèi) 周部件222由模制樹脂制品構(gòu)成。內(nèi)周部件222具有中央長孔222a, 并且放電電極21的底端21a塞入該中央長孔222a中。
外周部件221的外周面具有在豎直方向上相互隔開的三個周向 凸緣221a、 221b、 221c，在這些凸緣之間形成有在豎直方向上隔開 的周向凹槽221d、 221e (圖8和圖10)。位于放電電極21的底端側(cè) 的上部凸緣221a具有最大的直徑，位于放電電極21的頂側(cè)的下部凸 緣221c具有最小的直徑，而位于上部凸緣221a和下部凸緣221c之 間的中間凸緣221b具有中間直徑。與外周部件221對應(yīng)，在單元主體20的外側(cè)圓筒壁201的內(nèi)表 面的頂部形成有兩個臺階201a、 201b(圖9和圖10)。具體來說， 與外側(cè)圓筒壁201的內(nèi)表面的頂部相鄰的部分具有較大的直徑，在第 一臺階201a下面超過臺階201a的部分具有中間直徑，而在臺階201a 下面超過第二臺階201b的部分具有較小的直徑。在上述外周部件221 中，上部凸緣221a設(shè)置在外周部件221的頂部，中間凸緣221b設(shè)置 在第一臺階201a的附近，而下部凸緣221c設(shè)置在第二臺階201b的 附近。從而，在第一臺階的周向上連續(xù)的周向腔室Sl被上部凸緣221a 和中間凸緣221b之間的第一周向凹槽221d限定在氣密狀態(tài)，而第二 級周向腔室S2被在中間凸緣221b和下部凸緣221c之間沿周向連續(xù) 的第二周向凹槽221e限定在氣密狀態(tài)。下級凸緣221c設(shè)置在內(nèi)側(cè)圓 筒壁206的頂部的上方并與內(nèi)側(cè)圓筒壁206的頂部隔開，從而在下級 凸緣221c下面形成周向腔室S3，該周向腔室S3尺寸增大并沿周向 連續(xù)，并且延伸到前面所述的第一氣池26和保護(hù)用氣體流出通道25 (圖10)。
在單元主體20的外側(cè)圓筒壁201的內(nèi)壁上，在頂部相對而言具 有最大直徑的部分中形成有一個第一槽溝31 (圖8至圖11)。此外， 在第一臺階201a和第二臺階201b之間形成有一個第二槽溝32 (圖 10和圖12)，并且形成有從第二臺階201b延伸到外側(cè)圓筒壁201 的縱向中央部分的四個第三槽溝33 (圖9、圖10和圖13)。第一槽 溝31、第二槽溝32和第三槽溝33與外側(cè)圓筒壁201的軸線平行地 延伸。此外，參考圖9和圖IO對第三槽溝33進(jìn)行詳細(xì)說明。第三槽 溝33的深部向下延伸超過內(nèi)側(cè)圓筒壁206的頂部，并向下通向第一氣 池26的內(nèi)部。
參考圖10，在單元主體20的尺寸增大頭部202中，主部件204 和輔助部件205在前述中央長孔206a的底部和連續(xù)到中央長孔206a 的底部上的錐面207a的周圍形成第二氣池35。第二氣池35在周向 上連續(xù)。清潔氣體從前述內(nèi)部氣體通道10通過在輔助部件205的內(nèi) 周面和外側(cè)圓筒壁201的底部之間形成的輔助氣體流入通道36供給 到該第二氣池35 (圖3)?？偣菜膫€輔助氣體流入通道36以90度的
12周向間隔設(shè)置(見圖8和圖9)。在尺寸增大的頭部202中，在主部 件204的底面上形成有由具有小直徑的通孔構(gòu)成的輔助氣體流入孔 37，第二氣池35中的清潔氣體能夠通過該輔助氣體流入孔37流到外 部?？梢詮膱D4中非常明顯地看出，在尺寸增大的頭部202的中央開 口部分207周圍，在與中央開口部分207同心的圓周上以90度的間 隔形成總共四個輔助氣體流入孔37。各個輔助氣體流入孔37內(nèi)部的 清潔氣體的流率預(yù)先設(shè)定為約200 m/sec。由于在這種控制下從輔助 氣體流入孔37排出的清潔氣體擺脫了輔助氣體流入孔37的直徑的約 束，所以盡管清潔氣體以比約200 m/sec低得多的流率流動，然而其
以比后面描述的從保護(hù)用氣體流出通道25排出的離子化的清潔氣體 的流率高得多的流率呈錐形向下流出。
外側(cè)圓筒壁201的內(nèi)壁上的前述第一槽溝31和第二槽溝32的 位置在周向上錯開180度。也就是說，第一槽溝31和第二槽溝32 設(shè)置為沿直徑方向彼此相對。此外，四個第三槽溝33安裝為具有90 度的周向間隔，并且各個第三槽溝33形成為在周向上與第二槽溝32 錯開45度。
應(yīng)當(dāng)注意到，盡管如上所述，附加放電電極單元3和主放電電 極單元2基本上具有相同的構(gòu)造，然而附加放電電極單元3與主放電 電極單元2的區(qū)別在于其不具有輔助氣體功能。因此，在附加放電電 極單元3中，不存在設(shè)置在主放電電極單元2中的第二氣池35以及 與第二氣池35相關(guān)的輔助氣體流入通道36和輔助氣體流入孔37。
圖14是用于說明在主放電電極單元2和附加放電電極單元3的 各個放電電極21上施加高電壓以及與安裝在各個放電電極21周圍的 接地電極有關(guān)的構(gòu)造的視圖。參考圖14，配電板40將高電壓供給到 各個放電電極21。配電板40具有在半個底座5A的整個長度上連續(xù) 地延伸的連接板形狀，并且與各個放電電極21的底端21a接合的部 分401被模壓為S形，以給該接合部分401的中央部分提供彈性。各 個放電電極21的周向凹槽211與該S形的中央部分中的圓孔接合(圖 3)。在配電板40的縱向中央部分中形成有圓孔402。
在一個半個底座5A的總長度是23 cm并且將大量的這種半個底座5A連接起來以使靜電消除器的長度大于例如2. 3 m的情況下，由 于只從靜電消除器1的縱向的兩端供給前述清潔氣體，所以供給到靜 電消除器1的縱向中央部分的氣體的量可能會小于供給其他部分的 氣體的量。因此，在具有這樣長度的靜電消除器1中，除了從其兩端 供給清潔氣體之外，還可以利用設(shè)置在半個底座5A中的圓孔402和 在該半個底座的頂面的一部分中形成的開口，通過管子將清潔氣體從 縱向的一端供給到外殼4，其中，所述圓孔402布置在前述靜電消除 器的大致中央部分，所述開口設(shè)置在與所述圓孔402相同的位置，用 于供給清潔氣體的管子的一端可以面對內(nèi)部氣體通道10。
不言而喻，對于長度足以保證通過從其兩端供給清潔氣體來獲 得所需氣體量的靜電消除器1來說，沒有必要在半個底座5A的頂面 上形成與圓孔402及其位置對應(yīng)的開口。此外，盡管未示出，然而對 于利用圓孔402將清潔氣體供給到內(nèi)部氣體通道10的靜電消除器1 來說，高壓單元6和控制基板7布置在外殼內(nèi)部的空間內(nèi)，其中所述 空間從靜電消除器1的與設(shè)置有用于供給清潔氣體的管子的一端相 反的縱向端部延伸到管子所面對的圓孔402，以便避免高壓單元6和 控制基板7與管子干涉。
繼續(xù)參考圖14，對置電極(即接地電極板部件42)安裝在各個 放電電極21周圍(圖3)。在本實(shí)施例中，接地電極板部件42由板 狀部件構(gòu)成，并包括與各個放電電極21同心的圓環(huán)部分421和連接 各個圓環(huán)部分421的線性連接部分422 (圖3和圖15)。該接地電極 板部件42嵌入圖6所示的半個底座5A的底側(cè)內(nèi)部。該圓環(huán)部分421 安裝在與前述保護(hù)用氣體流出通道25和位于保護(hù)用氣體流出通道25 的外周側(cè)的第一氣池26所在位置一樣高的位置。更具體來說，接地 電極板部件42的各個圓環(huán)部分421構(gòu)造為包圍構(gòu)成靜電消除器1的 下部的底座5上的放電電極，并且在圓環(huán)部分421的內(nèi)部布置有主放 電電極單元2或附加放電電極單元3。在本實(shí)施例中，圓環(huán)部分421 布置成這樣的狀態(tài)，即其在底座5—側(cè)從主放電電極單元2的外側(cè) 圓筒壁201通過在底座5內(nèi)部形成的內(nèi)部氣體通道10嵌入底座5內(nèi) 部。配電板40固定地安裝在半個底座5A的頂壁501上，并且接地 電極板部件42的各個圓環(huán)部分421嵌在保持放電電極單元2、3的半 個底座5A的底面?zhèn)炔⑽挥趥?cè)面?zhèn)鹊膫?cè)壁502的附近(圖3)。至少 其中嵌入接地電極板部件42的部分502a是由例如絕緣性能優(yōu)良的合 成樹脂材料等絕緣材料制成的。在呈板狀的接地電極板部件42中包 含的圓環(huán)部分421的寬度W (圖15)小于半個底座5A的側(cè)壁502的 厚度，并且該圓環(huán)部分421安裝為不從半個底座5A露出到外部。如 上所述，由于接地電極板部件42的圓環(huán)部分421安裝在放電電極21 周圍，并且接地電極板部件42處于嵌入狀態(tài)，所以可以相對地削弱 在放電電極21和接地電極(接地電極板部件42)之間形成的電場， 而不產(chǎn)生從放電電極21到接地電極板部件42 (即圓環(huán)部分421和放 電電極21之間)的表面放電。從而可以相對地增強(qiáng)放電電極21和工 件(未示出)之間的電場。
更具體來說，圓環(huán)421的直徑越小，越能夠最大限度地削弱在 放電電極21和接地電極板部件42之間形成的電場，然而當(dāng)圓環(huán)421 的直徑過小時，有可能無法保持圓環(huán)421和放電電極21之間的耐受 電壓。為此，優(yōu)選的是，圓環(huán)421的直徑大到足以保持圓環(huán)421和放 電電極21之間的耐受電壓，同時小到足以最大限度地削弱在放電電 極21和接地電極板部件42之間形成的電場。本實(shí)施例中，在放電電 極21被設(shè)置為其直徑中心的情況下，圓環(huán)421的直徑大于第一氣池 26的直徑并小于外側(cè)圓筒壁201的直徑。
此外，在各個放電電極21周圍形成的各個圓環(huán)421通過寬度比 圓環(huán)421的直徑小并線性地延伸的連接部分422彼此連接。在處于裝 入靜電消除器1中的狀態(tài)下時，連接部分422布置在幾乎是連接放電 電極21、 21的直線上。此外，該連接部分422優(yōu)選具有小寬度，以 便削弱在放電電極21和接地電極板部件42之間形成的電場，只要滿 足供電性能、組裝剛度等即可。也就是說，接地電極板部件42的連 接部分422嵌在幾乎是連接放電電極21、 21的直線上，并位于保持 放電電極單元2、 3的半個底座5A的底面?zhèn)壬系南噜彿烹婋姌O21、 21之間的部分中。
15應(yīng)當(dāng)注意到，盡管接地電極板部件42在本實(shí)施例中由用金屬模
壓制品形成的板材構(gòu)成，然而接地電極板部件42并非必須是板材，
不言而喻，可以使用例如金屬絲狀線形部件來形成類似的構(gòu)造。
參考圖16至圖19，對包圍放電電極21的前端21b以抑制放電 電極21的污染的保護(hù)用氣體的流動進(jìn)行說明。這里，圖19是與氣體 流動相關(guān)的構(gòu)造的概念視圖。
用過濾器等凈化的空氣或例如像氮?dú)饽菢拥亩栊詺怏w等清潔氣 體供給到內(nèi)部氣體通道10，并且流過該內(nèi)部氣體通道10的清潔氣體 通過由前述一個第一槽溝31限定的第一小孔流到第一級周向腔室S1 中，而內(nèi)部氣體通道10的脈動的影響處于被抑制狀態(tài)。第一級周向 腔室S1內(nèi)部的清潔氣體通過由設(shè)置在沿直徑方向與第一槽溝31相對 的位置的一個第二槽溝32限定的第二小孔流到第二級周向腔室S2 中。第二級周向腔室S2內(nèi)部的清潔氣體隨后穿過由在周向上與第二 槽溝32錯開45度的四個第三槽溝33限定的第三小孔并向下流動。
流過半個底座5A的內(nèi)部氣體通道10的清潔氣體通過分別由第 一槽溝31和第二槽溝32構(gòu)成的第一小孔和第二小孔流到第一級周向 腔室Sl和第二級周向腔室S2，并且第二級周向腔室S2內(nèi)部的清潔 氣體隨后通過四個第三槽溝33流到第一氣池中。也就是說，第二級 周向腔室S2內(nèi)部的清潔氣體由四個第三槽溝33引導(dǎo)而流到第一氣池 26中，并且由于第一氣池26的深部向下延伸到尺寸增大的頭部202， 所以可以將流到第一氣池26中的清潔氣體轉(zhuǎn)變成靜壓力。
特別地，由于清潔氣體通過分別為前述第一槽溝31和第二槽溝 32的沿周向隔開的多級小孔供給到第一氣池26，所以可以在隔離內(nèi) 部氣體通道10的脈動的影響的同時，將第一氣池26內(nèi)部的清潔氣體 的靜壓力提高到高水平。第一氣池26內(nèi)部的清潔氣體隨后越過內(nèi)側(cè) 圓筒壁206的頂部、穿過沿周向從該第一氣池26變大的周向腔室S3， 并流到內(nèi)側(cè)圓筒壁206內(nèi)部的保護(hù)用氣體流出通道25中。
如上所述，由于保護(hù)用氣體流出通道25沿著放電電極21的外 周面從縱向中央部分到放電電極21的頂部21b以細(xì)長圓柱形延伸， 所以在保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi)部經(jīng)過的清潔氣體變成層流并通過
16中央開口部分207向下流出。因此，在設(shè)置為與放電電極21的外周 面接觸的保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi)部沿著放電電極21的縱向流動的 清潔氣體在穿過保護(hù)用氣體流出通道25的過程中變成層流，并且清 潔氣體在處于包圍放電電極21的前端21b的狀態(tài)下朝向工件流出， 從而可以提高對放電電極21的前端21b的防護(hù)效果，以便提高防止 放電電極21的污染的效果。
在本實(shí)施例中，與放電電極21的外周面接觸的保護(hù)用氣體流出 通道25內(nèi)部的清潔氣體的流率設(shè)定為約1 m/sec。由于這樣控制并 從中央開口部分207排出的離子化的清潔氣體擺脫了保護(hù)用氣體流 出通道25的直徑的約束，所以清潔氣體以比約l m/sec低得多的流 率向下呈圓柱形流出，該圓柱形的直徑幾乎與中央開口部分207的最 后開口端一樣大。
此外，由于放電電極21的向外的直徑方向上的內(nèi)壁和外壁，即 內(nèi)側(cè)圓筒壁206和外側(cè)圓筒壁201形成延伸到放電電極21的前端的 第一氣池26，所以可以在保持第一氣池26的靜壓效應(yīng)的同時，將主 放電電極單元2的外側(cè)圓筒壁201的直徑設(shè)置為較小。
可以從圖19中非常好地理解，本實(shí)施例的靜電消除器1采用了 下列構(gòu)造第一級周向腔室Sl、第二級周向腔室S2和第一氣池26 沿著放電電極21的縱向串聯(lián)排列；第一氣池26和位于第一氣池26 的內(nèi)周側(cè)的保護(hù)用氣體流出通道25以沿直徑方向重疊的方式布置； 并且清潔氣體借助于沿周向隔開的多級小孔(第一槽溝31和第二槽 溝32)通過以多級布置的空間Sl、 S2供給到第一氣池26。因此，如 上所述，當(dāng)然不僅可以隔離內(nèi)部氣體通道10的脈動對第一氣池26 的影響，而且可以提高第一氣池26的靜壓力。由于在外側(cè)圓筒壁201 的內(nèi)表面中形成有多級小孔(第一槽溝31和第二槽溝32)，并且還 在從放電電極21上懸伸的放電電極保持部件22的外周面上形成有豎 直方向的多級凸緣221a至221c，以使得這些凸緣之間的第一周向凹 槽221d和第二周向凹槽221e形成多級空間Sl、 S2，所以可以形成 多級空間S1、S2和第一氣池26沿著放電電極21的縱向排列的狀態(tài)， 以便隔離前述保護(hù)用氣體的脈動并保證高水平的靜壓力，同時將外側(cè)
17圓筒壁201的直徑設(shè)置為較小。
下面，對在放電電極21周圍安裝為不露出到外部的接地電極板
部件42進(jìn)行說明。如上參照圖3所述，接地電極板部件42的圓環(huán)部 分421嵌在半個底座5A的底面?zhèn)鹊挠山^緣合成樹脂材料制成的側(cè)壁 502的附近，并且接地電極板部件42的該圓環(huán)部分421安裝為包圍 放電電極21 (圖14)。通過采用接地電極板部件42 (圓環(huán)部分421) 被嵌入而不露出到外部的所述構(gòu)造，與接地電極板露出到外部的常規(guī) 構(gòu)造相比，可以相對地削弱在放電電極21和接地電極板部件42之間 產(chǎn)生的電場，從而相對地增強(qiáng)放電電極21和工件(未示出)之間的 電場，因而比常規(guī)構(gòu)造的情況更能提高靜電消除效率。
此外，從圖3和圖17可以看到，在由接地電極板部件42構(gòu)成 的平坦表面上，用于將清潔氣體從內(nèi)部氣體通道IO供給到第二氣池 35的通道10a、第一氣池26和保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi)部的氣體層 介于放電電極21和接地電極板部件42的圓環(huán)部分421之間。由于氣 體的介電常量小于合成樹脂材料的介電常量，從而氣體具有更高的耐 受電壓，所以可以容易地保證接地電極板部件42和放電電極21之間 的絕緣性能。換言之，使具有較高耐受電壓的空氣層介于接地電極板 部件42和放電電極21之間，而不是僅僅借助于絕緣合成樹脂在接地 電極板部件42和放電電極21之間進(jìn)行絕緣，可以將由接地電極板部 件42構(gòu)成的平坦表面上放電電極21和接地電極板部件42 (圓環(huán)部 分421)之間的間隔距離設(shè)計(jì)為較小。更具體來說，將放電電極21 和圓環(huán)部分421的內(nèi)周沿之間的間隔距離設(shè)定為不考慮用于將清潔 氣體供給到第二氣池35的通道10a (圖17)、第一氣池26和保護(hù)用 氣體流出通道25的氣體層的絕緣耐受電壓而獲得的值，并且可以將 圓環(huán)部分421的內(nèi)徑設(shè)定為與能夠用以保證包括氣體層的耐受電壓 在內(nèi)的耐受電壓的間隔距離 一 樣小。
在前述實(shí)施例中，與放電電極21的外周面接觸的保護(hù)用氣體流 出通道25內(nèi)部的清潔氣體的流率設(shè)定為約1 m/sec，并且各個輔助 氣體流入孔37內(nèi)部的清潔氣體的流率設(shè)定為約200 m/sec。然而， 保護(hù)用氣體流出通道25和輔助氣體流入孔37內(nèi)部流率的這些具體數(shù)值僅僅是實(shí)例。當(dāng)然，例如，為了增加工件的靜電消除速度(為了增 加離子到達(dá)工件的速度)，可以將保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi)部的清 潔氣體的流率設(shè)置為高于1 m/sec，或者保護(hù)用氣體流出通道25內(nèi) 部的清潔氣體的流率值例如可以與輔助氣體流入孔37內(nèi)部的清潔氣 體的流率值大致相等。
接下來，對放電電極21的污染狀況的檢測和所檢測到的狀況的 顯示進(jìn)行說明。圖20是在采用脈沖AC系統(tǒng)作為將高電壓施加在放電 電極21上的系統(tǒng)的情況下的電路框圖。參考圖20，正的或負(fù)的高電 壓交替地從正高壓電源電路50或負(fù)高壓電源電路51施加到放電電極 21上。正高壓電源電路50和負(fù)高壓電源電路51通過電阻器Rl接地。 流過該電阻器Rl的電流(即離子電流i)在放大/低通濾波電路52 中進(jìn)行平均，并輸入到控制電路53中作為機(jī)架地線電流FGIC。在控 制電路53中，對施加在放電電極21上的正負(fù)高壓占空比(Duty)進(jìn) 行反饋控制，以便使機(jī)架地線電流FGIC的值為規(guī)定的目標(biāo)值。
在圖21所示波形圖中，上部的波形與要施加在放電電極21上 的電壓有關(guān)，中部的波形與流過電阻器Rl的離子電流i有關(guān)，下部 的波形與從放大/低通濾波電路52輸入到控制電路53中的機(jī)架地線 電流FGIC有關(guān)。對施加在放電電極21上的正負(fù)高壓占空比進(jìn)行反饋 控制，以便使機(jī)架地線電流FGIC的值為目標(biāo)值。
圖22是采用可變DC系統(tǒng)的情況下的電路框圖?？勺僁C系統(tǒng)中 的電路具有可變高壓電源電路55、 56，該可變高壓電源電路分別將 正電壓和負(fù)電壓施加在一對放電電極21、 21上。用于調(diào)整電壓水平 的信號從控制電路53輸出到正的可變高壓電源電路55和負(fù)的可變髙 壓電源電路56，并且對正的可變高壓電源電路55和負(fù)的可變高壓電 源電路56產(chǎn)生的高電壓的值進(jìn)行反饋控制。
在圖23所示波形圖中，上部的波形表示施加在正放電電極21 上的高電壓，中部的波形表示施加在負(fù)放電電極21上的高電壓，下 部的波形表示從放大/低通濾波電路52輸入到控制電路53中的機(jī)架 地線電流FGIC。對施加在放電電極21上的正負(fù)高電壓的電壓值進(jìn)行 反饋控制，以便使機(jī)架地線電流FGIC的值為目標(biāo)值。對于離子產(chǎn)生控制來說，在AC系統(tǒng)中的靜電消除器1的情況下 的作用量是占空比，并且在DC系統(tǒng)中的靜電消除器1的情況下的作 用量是施加在放電電極21上的電壓值。它們之間的共同點(diǎn)是對機(jī)架
地線電流FGIC的值進(jìn)行反饋控制以使其成為規(guī)定的目標(biāo)值。因此， 盡管下面將對AC系統(tǒng)的情況進(jìn)行說明，然而應(yīng)當(dāng)理解該說明同樣適 用于DC系統(tǒng)。
首先，可以從下面任意地選擇設(shè)定目標(biāo)值的模式。
(1) 將基本離子平衡目標(biāo)值設(shè)定為例如"零"，并且以規(guī)定的 時間間隔(即間歇性地)將其改變?yōu)槟繕?biāo)值偏移量，改變的程度設(shè)置 為不會顯著影響工件的離子平衡。
(2) 將目標(biāo)值設(shè)置為恒定的，該目標(biāo)值的偏移量不會影響工件 的離子平衡。
下面對與離子平衡目標(biāo)值的有意變化有關(guān)的"在不會影響工件 的離子平衡的限度內(nèi)"進(jìn)行說明。工件的容許充電電壓隨著靜電消除 器1的用戶和/或作為靜電消除對象的工件的種類而變化。例如，存 在靜電消除之后工件的充電電壓在士200 V范圍內(nèi)即為容許范圍的情 況以及要求該充電電壓在士30 V范圍內(nèi)的情況。因此，"在不會影 響工件的離子平衡的限度內(nèi)"的含義基本上是在靜電消除之后工件的 充電電壓(根據(jù)用戶和/或作為靜電消除對象的工件所允許的電壓) 所保持的目標(biāo)值的變化范圍。因此，雖然可以使用戶來確定離子平衡 目標(biāo)值的變化范圍，但是當(dāng)靜電消除器1的制造商想要限定"在不會 影響工件的離子平衡的限度內(nèi)"的變化范圍時，該制造商可以這樣限 定離子平衡目標(biāo)值的變化范圍，即使靜電消除之后工件的充電電壓 的變化范圍保持在士15 V的范圍內(nèi)，優(yōu)選在土10V的范圍內(nèi)，更優(yōu) 選在±5 V的范圍內(nèi)。即使在用戶或作為對象的工件對靜電消除的條 件要求很嚴(yán)格的情況下，這也是充分適用的?？梢韵薅繕?biāo)值的變化 范圍，以使用脈沖AC的占空比表示的目標(biāo)值的變化范圍保持在不大 于10/^的變化范圍內(nèi)。
圖24是用于說明關(guān)于離子平衡目標(biāo)值的變化的控制的跟蹤性能 和放電電極21的污染狀況之間關(guān)系的簡圖。沒有污染的放電電極21(例如新的放電電極21)的情況用實(shí)線表示，由于使用而導(dǎo)致污染 的放電電極21的情況用虛線表示。如圖24所示，關(guān)于目標(biāo)值的跟蹤
性能在"沒有污染的"放電電極21的情況下更加優(yōu)良。這意味著"沒 有污染的"放電電極21比"有污染的"放電電極21具有更高的離子 產(chǎn)生效率，從而迅速地跟蹤跟蹤目標(biāo)值的變化。換言之，如圖25所 示，作用量在"沒有污染的"放電電極21 (實(shí)線)的情況下形成較 小變化，而在"有污染的"放電電極21 (虛線)的情況下形成較大 變化。應(yīng)當(dāng)注意到，實(shí)際的機(jī)架地線電流FGIC的值跟蹤目標(biāo)值的變 化所需的時間是10到100秒。例如在脈沖AC系統(tǒng)中，可以說10到 100秒的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要施加在放電電極21上的電壓的脈沖周期。
這里應(yīng)當(dāng)注意到的是關(guān)于目標(biāo)值的變化的控制的跟蹤性能隨 著放電電極21的污染狀況而變化。也就是說，放電電極21的污染狀 況變得越糟，即放電電極21的污染越重，控制的跟蹤性能降低得越 多。通過利用這一特性，可以有意地改變目標(biāo)值，改變的程度設(shè)置為 不影響工件的離子平衡，從而根據(jù)跟蹤性能的優(yōu)劣來查看放電電極 21的污染狀況。
這不限于檢測機(jī)架地線電流FGIC并進(jìn)行反饋控制的情況，而是 甚至在檢測流過放電電極21和接地電極(對置電極)之間的離子電 流并進(jìn)行反饋控制的情況下，也可以建立放電電極21的污染狀況和 控制的跟蹤性能之間的上述關(guān)系。因此，即使在基于放電電極21和 對置電極之間的離子電流來進(jìn)行離子產(chǎn)生控制的情況下，也可以有意 地改變目標(biāo)值，以便根據(jù)關(guān)于該變化的跟蹤性能的優(yōu)劣來查看放電電 極21的污染狀況。
此外，當(dāng)然，由于即使當(dāng)靜電消除器1在DC系統(tǒng)或者在AC系 統(tǒng)中時，也同樣可以建立放電電極21的污染狀況和控制的跟蹤性能 之間的上述關(guān)系，所以可以在DC式或AC式系統(tǒng)中的靜電消除器中有 意地改變目標(biāo)值，以便根據(jù)關(guān)于該變化的跟蹤性能的優(yōu)劣來判斷放電 電極21的污染狀況。
作為上述實(shí)施例，在將接地電極板部件42嵌入放電電極21周 圍的合成樹脂材料中，以削弱在放電電極21和接地電極板部件42
21之間產(chǎn)生的電場的情況下，合理的是檢測流過機(jī)架地線的機(jī)架地線電 流FGIC并根據(jù)檢測到的電流進(jìn)行離子產(chǎn)生控制。另一方面，在將露 出到外部的接地電極(對置電極)安裝在放電電極21周圍，以基于 放電電極21和該對置電極之間的離子電流的值來進(jìn)行離子產(chǎn)生控制
的情況下，例如當(dāng)具有大電容的工件存在于靜電消除器的附近時，流
過放電電極21和該對置電極之間的電流由于該工件而減小，這有可 能導(dǎo)致不正確的檢測結(jié)果，即盡管放電電極21實(shí)際產(chǎn)生了充足的 離子量，然而卻檢測到離子產(chǎn)生量己經(jīng)減少，從而得出放電電極21
的污染狀況已經(jīng)加重的判斷。這個問題可以通過檢測流過機(jī)架地線的
機(jī)架地線電流FGIC，從而對離子產(chǎn)生進(jìn)行反饋控制來解決。
圖26示出與目標(biāo)值的變化有關(guān)的具體實(shí)例。參考圖26，以例如 零為基準(zhǔn)值將作為目標(biāo)F GIC的目標(biāo)值交替地向正側(cè)和負(fù)側(cè)改變，改 變的程度設(shè)置為不影響工件的離子平衡。對于關(guān)于這種目標(biāo)值的變化 的跟蹤性能來說，機(jī)架地線電流FGIC跟蹤所需的時間以及機(jī)架地線 電流FGIC的幅值隨著放電電極21的污染狀況而變化。實(shí)線表示新的 放電電極21的情況，單點(diǎn)劃線表示中度污染的放電電極21的情況， 而雙點(diǎn)劃線表示嚴(yán)重污染的放電電極21的情況。
圖27是圖26所示機(jī)架地線電流FGIC的波形的放大圖。在圖27 中，如同圖26—樣，實(shí)線表示新的放電電極21的情況，單點(diǎn)劃線表 示中度污染的放電電極21的情況，而雙點(diǎn)劃線表示嚴(yán)重污染的放電 電極21的情況。對于關(guān)于目標(biāo)值的變化的跟蹤時間(即相位延遲) 來說，當(dāng)標(biāo)記tl表示新的放電電極21的情況下的跟蹤時間、標(biāo)記 t2表示中度污染的放電電極21的情況下的跟蹤時間、標(biāo)記t3表示 嚴(yán)重污染的放電電極21的情況下的跟蹤時間時，建立起tl<t2<t3 的關(guān)系。換言之，新的放電電極21的情況下的跟蹤時間tl是最短的 時間，嚴(yán)重污染的放電電極21的情況下的跟蹤時間t3是最長的時間， 而中度污染的放電電極21的情況下的跟蹤時間t2是中等的時間長 度。也就是說，跟蹤時間t隨著污染狀況的加重而增加。
繼續(xù)參考圖27，對于檢測到的FGIC的值的跟蹤幅值來說，當(dāng)標(biāo) 記Al表示新的放電電極21的情況下的跟蹤幅值、標(biāo)記A2表示中度污染的放電電極21的情況下的跟蹤幅值、標(biāo)記A3表示嚴(yán)重污染的放
電電極21的情況下的跟蹤幅值時，建立起A1>A2>A3的關(guān)系。換言 之，新的放電電極21的情況下的跟蹤幅值A(chǔ)l最大，嚴(yán)重污染的放電 電極21的情況下的跟蹤幅值A(chǔ)3最小，而中度污染的放電電極21的 情況下的跟蹤幅值A(chǔ)2中等。也就是說，跟蹤幅值A(chǔ)隨著污染狀況的 加重而減小。
繼續(xù)參考圖27，對于檢測到的FGIC的值的上升或下降的跟蹤傾 角來說，當(dāng)標(biāo)記e 1表示新的放電電極21的情況下的跟蹤傾角、標(biāo) 記62表示中度污染的放電電極21的情況下的跟蹤傾角、標(biāo)記6 3 表示嚴(yán)重污染的放電電極21的情況下的跟蹤傾角時，建立起e 1< e 2< e 3的關(guān)系。換言之，新的放電電極21的情況下的跟蹤傾角e i 最小，嚴(yán)重污染的放電電極21的情況下的跟蹤傾角e 3最大，而中 度污染的放電電極21的情況下的跟蹤傾角e 2中等。也就是說，跟 蹤傾角e隨著污染狀況的加重而增大。
繼續(xù)參考圖27，對于檢測到的FGIC的值在規(guī)定的時間階段內(nèi)相 對于檢測到的FGIC的值的基準(zhǔn)值(這里是零)的積分值S來說，當(dāng) 標(biāo)記Sl表示新的放電電極21的情況下的積分值、標(biāo)記S2表示中度 污染的放電電極21的情況下的積分值、標(biāo)記S3表示嚴(yán)重污染的放電 電極21的情況下的積分值時，建立起S1>S2>S3的關(guān)系。換言之， 新的放電電極21的情況下的積分值Sl最大，嚴(yán)重污染的放電電極 21的情況下的積分值S3最小，而中度污染的放電電極21的情況下 的積分值S2中等。也就是說，積分值S隨著污染狀況的加重而減小。
如上所述，由于跟蹤時間(相位延遲時間)t、跟蹤幅值A(chǔ)、跟 蹤傾角e和積分值S隨著放電電極21的污染狀況而變化，定時或以 適當(dāng)周期對目標(biāo)值的每一次變化進(jìn)行采樣以與多個等級處的閾值進(jìn) 行比較，可以將放電電極21的污染狀況劃分成例如五個等級，從而 用設(shè)置在靜電消除器1中的由五個LED構(gòu)成的顯示裝置60(圖1)顯 示所劃分的這些等級。
增加到圖27中的第一至第五閾值與跟蹤時間t相關(guān)。當(dāng)采用跟 蹤時間t來判斷放電電極21的污染狀況時，可以將檢測到的跟蹤時
23間t與第一至第五閾值比較以確定放電電極21的污染狀況，并利用 顯示裝置60顯示所確定的污染狀況。
當(dāng)然，在跟蹤幅值A(chǔ)、跟蹤傾角e以及積分值S的情況下，可以 使用同樣的方法來判斷放電電極21的污染狀況。此外，可以使用兩 個參數(shù)，例如跟蹤時間t和跟蹤幅值A(chǔ)來判斷放電電極21的污染狀 況。也就是說，可以通過單獨(dú)或組合使用參數(shù)來進(jìn)行上述判斷，該參 數(shù)的值隨著放電電極21的污染狀況而變化。
如圖28所示，關(guān)于判斷放電電極21的污染狀況的方法，可以 用例如以硬件表示的絕對值來代替檢測到的FGIC，并將通過利用足 夠慢的LPF平均該絕對值而獲得的值與多個等級處的閾值比較，從而 判斷放電電極21的污染狀況。在圖28中，實(shí)線表示新的放電電極 21的情況，單點(diǎn)劃線表示中度污染的放電電極21的情況，而雙點(diǎn)劃 線表示嚴(yán)重污染的放電電極21的情況。
此外，如圖29所示，可以借助于占空比或高電壓值的作用量MV 來判斷放電電極21的污染狀況。標(biāo)記MV1 (實(shí)線)表示新的放電電 極21的情況下的作用量，標(biāo)記MV2 (單點(diǎn)劃線)表示中度污染的放 電電極21的情況下的作用量，而標(biāo)記MV3 (雙點(diǎn)劃線)表示嚴(yán)重污 染的放電電極21的情況下的作用量。如上所述，由于作用量MV隨著 放電電極21的污染狀況的加重而增大，所以可以通過與多個等級處 的閾值的比較來判斷放電電極21的污染狀況。
圖30示出與目標(biāo)值的變化有關(guān)的另一個具體實(shí)例。通過與以矩 形脈沖形狀改變目標(biāo)值的圖26的比較可以明顯看出，在圖30所示的 另一個具體實(shí)例中，以正弦波形狀(正弦波形)改變離子平衡目標(biāo)值。 對于圖30所示檢測到的機(jī)架地線電流FGIC來說，實(shí)線表示新的放電 電極21的情況，單點(diǎn)劃線表示中等污染的放電電極21的情況，而雙 點(diǎn)劃線表示嚴(yán)重污染的放電電極21的情況。
這里應(yīng)當(dāng)注意到的是如下各項(xiàng) (1)跟蹤延遲(相位差)t 隨著放電電極21的污染狀況而變化；(2)幅值隨著放電電極21的 污染狀況而變化；并且(3)頻率隨著放電電極21的污染狀況而變化。
因此，可以通過以相位差、幅值或頻率為參數(shù)與多個等級處的
24閾值比較來判斷放電電極21的污染狀況。此外，由于作用量也變化， 所以可以對(4)作用量(占空比或高電壓值)的幅值；(5)作用量 (占空比或高電壓值)的相位差；或(6)作用量(占空比或高電壓 值)的頻率進(jìn)行分析(FFT等)，以檢測可變的頻率分量，從而可以 判斷放電電極21的污染狀況。
此外，在對放電電極21的判斷過程中，可以將單個基準(zhǔn)波形圖 或多個基準(zhǔn)波形圖(污染狀況不同的放電電極21的FGIC的電流值) 存儲在存儲器中，并且可以基于該基準(zhǔn)波形圖來判斷放電電極21的 污染狀況。如上所述，對于作為判斷基礎(chǔ)的基準(zhǔn)波形圖來說，可以通 過教導(dǎo)預(yù)先獲得例如圖26所示檢測到的機(jī)架地線電流FGIC的波形等 基準(zhǔn)波形圖(新的放電電極以及輕微污染、中度污染、嚴(yán)重污染和最 嚴(yán)重污染的放電電極)，然后將其存儲在存儲器中，并且可以通過與 這些基準(zhǔn)波形圖的比較來判斷放電電極21的污染狀況。
當(dāng)然，由于放電電極21和污染狀況是相關(guān)的，所以只有作為基 礎(chǔ)的基準(zhǔn)波形圖才可以存儲在存儲器中，并且可以基于通過將該基準(zhǔn) 波形圖乘以規(guī)定系數(shù)而獲得的波形圖來判斷放電電極21的污染狀 況。
如上所述，通過改變離子平衡目標(biāo)值，其中改變的程度設(shè)置為 不影響工件附近的離子平衡，然后使用隨著目標(biāo)值的變化而變化、并 且隨著放電電極21的污染狀況的加重而出現(xiàn)差別的參數(shù)，可以判斷 放電電極21的污染狀況。
相關(guān)申請的交叉引用
本申請基于2007年12月28日提交的日本專利申請 No. 2007-341094要求外國優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請的內(nèi)容在此通過 引用的方式并入本文中。
2權(quán)利要求
1. 一種靜電消除器，其將高電壓施加在放電電極上以產(chǎn)生離子，從而消除工件的靜電，所述靜電消除器包括離子電流檢測裝置，其檢測所述放電電極和機(jī)架地線之間的離子電流；離子產(chǎn)生控制裝置，其調(diào)整要施加在所述放電電極上的電壓，以便使由所述離子電流檢測裝置檢測到的所述離子電流為規(guī)定的離子平衡目標(biāo)值；目標(biāo)值改變裝置，其將所述離子平衡目標(biāo)值改變?yōu)槟繕?biāo)值偏移量，改變的程度設(shè)置為不影響所述工件的離子平衡；以及電極污染檢測裝置，其根據(jù)所述目標(biāo)值改變裝置改變所述離子平衡目標(biāo)值時控制的跟蹤性能的優(yōu)劣檢測所述放電電極的污染狀況。
2. —種靜電消除器，其將高電壓施加在放電電極上以產(chǎn)生離子， 從而消除工件的靜電，所述靜電消除器包括離子電流檢測裝置，其檢測所述放電電極和所述放電電極附近 的接地電極之間的離子電流；離子產(chǎn)生控制裝置，其調(diào)整要施加在所述放電電極上的電壓， 以便使由所述離子電流檢測裝置檢測到的所述離子電流為規(guī)定的離 子平衡目標(biāo)值；目標(biāo)值改變裝置，其將所述離子平衡目標(biāo)值改變?yōu)槟繕?biāo)值偏移 量，改變的程度設(shè)置為不影響所述工件的離子平衡；以及電極污染檢測裝置，其根據(jù)所述目標(biāo)值改變裝置改變所述離子 平衡目標(biāo)值時控制的跟蹤性能的優(yōu)劣檢測所述放電電極的污染狀況。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電消除器，其中，所述目標(biāo)值改變 裝置將所述離子平衡目標(biāo)值從規(guī)定的基準(zhǔn)值交替地改變到正側(cè)和負(fù)
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜電消除器，其中，所述目標(biāo)值改變 裝置將所述離子平衡目標(biāo)值改變?yōu)榫匦蚊}沖形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜電消除器，其中，所述目標(biāo)值改變裝置將所述離子平衡目標(biāo)值改變?yōu)檎也ㄐ螤睢?br> 6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜電消除器，其中，所述接地電極嵌 入絕緣的合成樹脂材料中，所述合成樹脂材料構(gòu)成所述靜電消除器的 底面部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電消除器，還包括顯示裝置，其顯示由所述電極污染檢測裝置檢測到的所述放電 電極的污染狀況。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于精確地檢測放電電極的污染狀況的靜電消除器，其中，將作為目標(biāo)機(jī)架地線電流值的目標(biāo)值從作為基準(zhǔn)值的例如零值交替地改變到正側(cè)和負(fù)側(cè)，改變的程度設(shè)置為不影響工件的離子平衡，關(guān)于目標(biāo)值的變化的跟蹤時間即相位延遲隨放電電極的污染狀況而不同，并且隨著污染的加重而變長，利用這一特性，準(zhǔn)備多個閾值并把這些閾值與檢測到的機(jī)架地線電流值比較，從而檢測放電電極的污染狀況。
文檔編號H05F3/00GK101472380SQ20081018922
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者橋本正 申請人:株式會社其恩斯