光除電装置
【課題】発生する軟Ｘ線のエネルギーと発生量とを個別に制御することが可能な汎用性に優れた光除電装置を低コストで提供する。
【解決手段】光除電装置は、軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器１０と高圧電源回路と制御部とを備え、軟Ｘ線発生器１０は、陰極である電子源１２と、陽極であるターゲット１３と、電子源１２及びターゲット１３間に配置されたグリッド１４と、電子源１２から出た電子がターゲット１３に衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓１５，１３とを有し、高圧電源回路は、電子源１２とグリッド１４との間に印可される電子発生電圧Ｖｇと、グリッド１４とターゲット１３との間に印可される加速電圧Ｖａとを発生し、制御部は、高圧電源回路が発生する電子発生電圧Ｖｇと加速電圧Ｖａとを個別に可変制御する。
【解決手段】光除電装置は、軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器１０と高圧電源回路と制御部とを備え、軟Ｘ線発生器１０は、陰極である電子源１２と、陽極であるターゲット１３と、電子源１２及びターゲット１３間に配置されたグリッド１４と、電子源１２から出た電子がターゲット１３に衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓１５，１３とを有し、高圧電源回路は、電子源１２とグリッド１４との間に印可される電子発生電圧Ｖｇと、グリッド１４とターゲット１３との間に印可される加速電圧Ｖａとを発生し、制御部は、高圧電源回路が発生する電子発生電圧Ｖｇと加速電圧Ｖａとを個別に可変制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を気体中に照射して気体をイオン化し、このイオン化した気体によって帯電物の除電を行う光除電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電したガラス板やプラスチック板のような帯電物を除電する（電荷を中和する）方法として、イオン化した空気等の気体を用いる方法がある。また、そのような方法を使用する除電装置としてコロナ放電式の除電装置が広く使用されている。この種の除電装置は、高電圧が印可された電極間に発生するコロナ放電によって空気等の気体をイオン化し、イオン化した気体を帯電物へ送ることによって帯電物の除電を行う。
【０００３】
このようなコロナ放電式の除電装置は構造が比較的簡単である利点を有する反面、コロナ放電による電極の摩耗や塵埃の吸着等の欠点がある。電極の摩耗によって生じた金属酸化物の微小粒子や塵埃がわずかでも含まれている気体は、半導体や液晶ガラス基板のような精密部品の除電に使用することができない。
【０００４】
近年、コロナ放電式と異なる方式の除電装置として、光の照射によって空気等の気体をイオン化して帯電物の除電に用いる光除電装置が実用化されている（例えば特許文献１参照）。この光除電装置は、光（軟Ｘ線又は真空紫外線）を帯電物の近くの雰囲気に照射することによって、その雰囲気中の気体分子をイオン化する。空気中の気体分子をイオン化するには数十ｅＶ以上のエネルギー（例えば数オングストローム以下の波長）を有する光（電磁波）が必要であり、このような光は軟Ｘ線又は真空紫外線と呼ばれている。
【０００５】
図６（ａ）〜（ｃ）は、従来の軟Ｘ線又は真空紫外線の発生装置の構造を示している。図６（ａ）に示す装置では、真空管の陰極である電子源１０１と陽極であるターゲット１０２との間に直流高電圧（加速電圧）１０３が印可されている。電子源１０１から出た電子がターゲット１０２に衝突し、このときに軟Ｘ線が放射される（制動放射）。発生する軟Ｘ線のエネルギー（波長）はターゲット１０２の材質（特性Ｘ線）及び衝突した電子の速度で決まり、電子の速度は加速電圧１０３を変えることによって調整することができる。したがって、加速電圧１０３を変えることによって軟Ｘ線のエネルギー（波長）をある程度調整することができる。
【０００６】
発生した軟Ｘ線（真空紫外線）は真空管の壁面に設けられた窓１０４から外部に放射される。軟Ｘ線（真空紫外線）は物質（固体）を透過する力が非常に弱いので、窓１０４には原子量の小さい材料であるベリリウム（Ｂｅ）が使用されている。
【０００７】
図６（ｂ）及び（ｃ）に示す装置では、重水素、キセノン、アルゴン等のガスが封入された放電管の電極１１１及び１１２の間に直流又は交流の高電圧が印可される。放電によってガスに電流が流れ、励起されたガス分子が発光することによって真空紫外線（軟Ｘ線）が得られる。発生した真空紫外線（軟Ｘ線）は、放電管の側面又は端面に設けられた窓１１４から外部に放射される。窓１１４の材料として、波長２００ｎｍ以下の光をよく透過する合成石英ガラス、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等が使用される。
【特許文献１】特許第２９５１４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような光除電装置は、コロナ放電式の除電装置のように電極が露出していないので、電極の摩耗や塵埃の吸着等に起因する前述のような問題が発生しない利点を有する。しかし、従来の光除電装置は、発生する軟Ｘ線のエネルギーと発生量とを個別に制御することが難しく、汎用性の面から改善が求められていた。また、コストの低廉化も求められていた。
【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑み、発生する軟Ｘ線のエネルギーと発生量とを個別に制御することが可能な汎用性に優れた光除電装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による光除電装置の第１の構成は、空気等の気体に軟Ｘ線を照射して気体をイオン化し、イオン化された気体を用いて帯電物の除電を行う光除電装置において、軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と制御部とを備え、軟Ｘ線発生器は、陰極である電子源と、陽極であるターゲットと、電子源及びターゲット間に配置されたグリッドと、電子源から出た電子がターゲットに衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓とを有し、高圧電源回路は、電子源とグリッドとの間に印可される電子発生電圧と、グリッドとターゲットとの間に印可される加速電圧とを発生し、制御部は、高圧電源回路が発生する電子発生電圧と加速電圧とを個別に可変制御することを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、主として加速電圧によって決まる軟Ｘ線のエネルギーと、主として電子発生電圧によって決まる軟Ｘ線の発生量とを個別に制御することが可能である。これによって、大きさ（面積）が異なる帯電物、例えば液晶表示器の基板（ガラス板）を１台の光除電装置で効率的に除電することが可能になる。つまり、軟Ｘ線のエネルギーを変えて軟Ｘ線発生器と除電対象の基板との距離を変えることによって、小さい基板から大きい基板まで１台の光除電装置で対応することが可能になる。あるいは、軟Ｘ線の発生量を変更することによって、コンベアで搬送される基板の移動速度、すなわち単位時間当たりの除電処理量の変化に対応することが可能になる。
【００１２】
本発明による光除電装置の第２の構成は、上記第１の構成において、軟Ｘ線発生器の窓がターゲットを兼ねていることを特徴とする。このような構成によれば、軟Ｘ線発生器ひいては光除電装置の構造を簡素化し、そのコストの低減を図ることが可能になる。
【００１３】
本発明による光除電装置の第３の構成は、上記第１又は第２の構成において、軟Ｘ線発生器の窓の材料としてアモルファスカーボンが使用されていることを特徴とする。従来は、前述のように軟Ｘ線が通過しやすい原子量の小さい材料として、高価なベリリウムを窓材料に使用していたが、比較的安価なアモルファスカーボンを使用することによって装置のコスト低減に寄与することができる。また、アモルファスカーボン以外の適切な材料として、カーボンコンポジット、カーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）、炭化ボロン等がある。これらの材料はターゲットを兼ねた窓の材料としても適している。
【００１４】
本発明による光除電装置の第４の構成は、上記いずれかの構成において、軟Ｘ線発生器の電子源の材料としてカーボンナノチューブが使用されていることを特徴とする。カーボンナノチューブを使用することによって、陰極である電子源の先端部を非常に微細な形状とすることができるので、電子を効率よく放出することができる。
【００１５】
本発明による光除電装置の第５の構成は、上記いずれかの構成において、軟Ｘ線の照射領域を可視化するための可視光を照射する１又は複数の可視光光源が軟Ｘ線発生器の近傍に配置され、軟Ｘ線発生器のオン・オフに連動して可視光光源のオン・オフ又はその発光色が制御されることを特徴とする。可視光光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）又はレーザーを用いることができる。例えば、軟Ｘ線発生器がオンになれば可視光光源もオンになるように制御する。あるいは、軟Ｘ線発生器がオンのときに可視光光源が赤色光を照射し、軟Ｘ線発生器がオフのときに可視光光源が青色光を照射するように制御する。このような構成によれば、目に見えない軟Ｘ線の照射に連動して可視光が照射されるので安全性の確保に寄与することができる。また、可視光によって軟Ｘ線の照射領域を視認できるので、光除電装置を設置する際の位置合わせが容易になる。
【００１６】
本発明による光除電装置の第６の構成は、軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と制御部とが１つのケースに収容されて一体に構成されていることを特徴とする。このような構成によれば、軟Ｘ線発生器と高圧電源回路とを接続する高圧ケーブル、及び、高圧電源回路と制御部とを接続する配線ケーブルが外部に露出することなく、構造が簡素になると共に装置全体のコスト低減が可能になる。
【００１７】
本発明による光除電装置の第７の構成は、空気等の気体に軟Ｘ線を照射して気体をイオン化し、イオン化された気体を用いて帯電物の除電を行う光除電装置において、軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と１又は複数の可視光光源と制御部とを備え、軟Ｘ線発生器は、陰極である電子源と、陽極であるターゲットと、電子源から出た電子がターゲットに衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓とを有し、高圧電源回路は、電子源とターゲットとの間に印可される電圧を発生し、１又は複数の可視光光源は、軟Ｘ線発生器の近傍に配置されて軟Ｘ線の照射領域を可視化するための可視光を照射し、制御部は、高圧電源回路が発生する電圧を可変制御すると共に、軟Ｘ線発生器のオン・オフに連動して可視光光源のオン・オフ又はその発光色を制御することを特徴とする。
【００１８】
可視光光源として、ＬＥＤ又はレーザーを用いることができる。例えば、軟Ｘ線発生器がオンになれば可視光光源もオンになるように制御する。あるいは、軟Ｘ線発生器がオンのときに可視光光源が赤色光を照射し、軟Ｘ線発生器がオフのときに可視光光源が青色光を照射するように制御する。このような構成によれば、目に見えない軟Ｘ線の照射に連動して可視光が照射されるので安全性の確保に寄与することができる。また、可視光によって軟Ｘ線の照射領域を視認できるので、光除電装置を設置する際の位置合わせが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施例に係る光除電装置における軟Ｘ線発生器の概略構造を示す図である。図１（ａ）は実施例１の構造を示し、図１（ｂ）は実施例２の構造を示している。図１（ａ）に示すように、軟Ｘ線発生器１０を構成するガラス製又は金属製の真空容器１１の中に、陰極である電子源１２と、陽極であるターゲット１３とが対向するように配置されている。つまり、円筒形状の真空容器１１の一方の端面側に電子源１２が配置され、他方の端面側にターゲット１３が配置されている。電子源１２とターゲット１３との間の電子源１２に近い位置には、格子電極であるグリッド１４が電子源１２と対向するように配置されている。
【００２１】
また、電子源１２から出た電子がターゲット１３に衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓１５が真空容器１１の側面のターゲット１３に近い位置に設けられている。窓１５の材料には、透過力の弱い軟Ｘ線が透過しやすい原子量の小さい物質が使用されるが、本実施例ではアモルファスカーボンが使用されている。また、電子源（陰極）１２の材料には、効率よく電子を放射することができるようにカーボンナノチューブが使用されている。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、電子源１２とグリッド１４との間には電子発生電圧Ｖｇが印可され、グリッド１４とターゲット１３との間には加速電圧Ｖａが印可されている。電子発生電圧Ｖｇによって電子源１２から出た電子のうち、グリッド１４をすり抜けた電子は加速電圧Ｖａによって加速され、矢印線ＦＬで示すようにターゲット１３に向かう。そして、電子がターゲット１３に衝突した際に、その運動エネルギーに見合うエネルギー（波長）の軟Ｘ線が発生し、発生した軟Ｘ線は矢印線ＬＸで示すように窓１５を通過して外部に放射される。
【００２３】
図１（ｂ）に示す第２実施例の構造が図１（ａ）に示した第１実施例の構造と異なる点は、ターゲット１３が軟Ｘ線を外部に放射する窓を兼ねていることである。つまり、円筒形状の真空容器１１の端面の一部（又は全部）を構成するようにターゲット１３が設けられ、真空容器１１の側面に窓（図１における１５）は設けられていない。ターゲット１３の内側の面１３ａに電子が衝突することによって発生した軟Ｘ線は矢印線ＬＸで示すように、ターゲット１３を貫通して外側の面１３ｂから外部に放射される。窓を兼ねたターゲット１３の材料として、実施例１の窓と同様に、アモルファスカーボンが使用される。
【００２４】
上記のように本発明の実施例に係る光除電装置の軟Ｘ線発生器１０では、陰極である電子源１２と、陽極であるターゲット１３との間にグリッド１４が設けられ、電子源１２とグリッド１４との間には電子発生電圧Ｖｇが印可され、グリッド１４とターゲット１３との間には加速電圧Ｖａが印可される。そして、電子発生電圧Ｖｇと加速電圧Ｖａが個別に可変制御される。これにより、主として加速電圧Ｖａによって決まる軟Ｘ線のエネルギーと、主として電子発生電圧Ｖｇによって決まる軟Ｘ線の発生量とを個別に制御することが可能となり、以下に説明するように汎用性に優れた光除電装置が実現する。
【００２５】
図２は、本発明の実施例に係る光除電装置の基本構成を示すブロック図である。上述のような軟Ｘ線発生器１０に電子発生電圧Ｖｇ及び加速電圧Ｖａを供給する高圧電源回路２１と、その発生電圧である電子発生電圧Ｖｇ及び加速電圧Ｖａを個別に可変制御するための制御部２２とが設けられている。また、軟Ｘ線発生器１０から放射される軟Ｘ線ＬＸの照射領域内に光強度センサ２３が配置され、その検出信号が制御部２２に入力（フィードバック）されている。なお、制御部２２は、マイクロコンピュータ等を用いて構成され、プログラム記憶用のメモリー（ＲＯＭ）の他にデータ記憶用のメモリー（ＲＡＭ）２２ａを内蔵している。
【００２６】
制御部２２は、光強度センサ２３から入力された軟Ｘ線ＬＸの強度に相当する検出値を予め定めた基準値と比較し、その比較結果にしたがって電子発生電圧Ｖｇのフィードバック制御を行う。このフィードバック制御により、軟Ｘ線発生器１０の温度特性や経時変化（劣化）等に起因する軟Ｘ線ＬＸの強度の変動が補償され、常に一定の強度の軟Ｘ線ＬＸが得られる。
【００２７】
図３は、本発明の実施例に係る光除電装置における加速電圧及び電子発生電圧の個別制御の適用例を示す図である。図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較して分かるように、軟Ｘ線発生器１０から放射される軟Ｘ線ＬＸの広がり角度が一定の場合、軟Ｘ線発生器１０から遠ざかるほど広い面積に軟Ｘ線ＬＸを照射することが可能である。しかし、軟Ｘ線発生器１０から遠ざかるほど軟Ｘ線ＬＸのエネルギーが空気中の気体分子に吸収されて減衰する程度が大きくなる。そこで、除電対象物（帯電物）であるワークＷＫが軟Ｘ線発生器１０から遠い場合は近い場合よりも加速電圧Ｖａを高くして発生する軟Ｘ線ＬＸの波長を短く（透過力を大きく）し、遠くまで軟Ｘ線ＬＸが届くようにする。
【００２８】
すなわち、除電すべきワークＷＫの表面積が小さい場合はワークＷＫを軟Ｘ線発生器１０に近づけて加速電圧Ｖａを下げ、除電すべきワークＷＫの表面積が大きい場合はワークＷＫを軟Ｘ線発生器１０から遠ざけて加速電圧Ｖａを上げるような制御を制御部２２に実行させればよい。このような制御によれば、例えばワークＷＫとなる液晶基板の場合、携帯電話用の液晶のように小さな表面積のものから大型フラットディスプレイのように大きい表面積のものまで種々の大きさの液晶基板に対応することが可能になる。
【００２９】
また、軟Ｘ線発生器１０から放射される軟Ｘ線ＬＸの照射領域に入らないほどワークＷＫの表面積が大きい場合は、軟Ｘ線発生器１０（軟Ｘ線ＬＸの照射領域）とワークＷＫとを相対的に移動させる必要がある。図３（ｃ）に示す例は、ローラコンベアＲＣ上を一定速度で移動するワークＷＫの上方に軟Ｘ線発生器１０を固定した場合を示している。逆に、ワークＷＫを固定し、その上方に配置した軟Ｘ線発生器１０を一定速度で移動するようにしてもよい。
【００３０】
上記のように、軟Ｘ線発生器１０とワークＷＫとを相対的に移動させる場合、相対速度が速いほど単位時間当たりの除電処理量が多くなるので、多くの軟Ｘ線ＬＸが必要となる。そこで、相対速度に応じて電子発生電圧Ｖｇを変える制御を制御部２２に実行させればよい。すなわち、軟Ｘ線発生器１０とワークＷＫとの相対速度が速いほど電子発生電圧Ｖｇを高くして電子の発生量を増加させ、ひいては軟Ｘ線ＬＸの放射量を増加させる制御を行う。このとき、軟Ｘ線ＬＸのエネルギー（透過力）を変える必要はないので加速電圧Ｖａは一定に制御すればよい。
【００３１】
なお、上記のような制御における適切な電子発生電圧Ｖｇや加速電圧Ｖａの調整値（目標値）は、その条件（軟Ｘ線発生器１０とワークＷＫとの相対速度、ワークＷＫのサイズ等）と共に制御部２２のメモリー２２ａに記憶され、必要に応じて読み出して使用することができる。例えば複数の相対速度に対応する複数の電子発生電圧Ｖｇの目標値、あるいは複数のワークサイズに対応する複数の加速電圧Ｖａの目標値をルックアップテーブルとして記憶しておいてもよい。
【００３２】
図３（ｃ）において、ワークＷＫの移動方向（ローラコンベアＲＣの搬送方向）を横切る方向（幅方向）に軟Ｘ線発生器１０を移動させることにより、幅の広いワークＷＫに対応することが可能になる。幅方向に軟Ｘ線発生器１０を移動させる代わりに、複数の軟Ｘ線発生器１０を幅方向に一定間隔で並べることにより、幅の広いワークＷＫの幅方向にわたって一度に除電できるように構成してもよい。例えばワークＷＫの上方に幅方向に架設されたカーテンレールのような支持部材に一定間隔で複数の軟Ｘ線発生器１０をセットし、それぞれの軟Ｘ線発生器１０から下方に軟Ｘ線を照射するように構成すればよい。
【００３３】
図４は、本発明の別の実施例に係る光除電装置を示す模式図である。この実施例の光除電装置では、軟Ｘ線発生器１０の近傍（周囲）に複数の可視光光源３１が設けられ、軟Ｘ線発生器１０から放射された軟Ｘ線ＬＡの照射領域ＸＡにほぼ等しい領域（の輪郭部分）ＶＡを可視光光源３１から出た可視光ＬＶが照射するように構成されている。すなわち、目に見えない軟Ｘ線の照射領域ＸＡに可視光ＬＶの照射領域ＶＡを重ねることによって照射領域ＸＡを可視化する。こうすることにより、安全性が確保されると共に光除電装置（軟Ｘ線発生器１０）を設置する際の位置合わせが容易になる。
【００３４】
なお、図４では可視光ＬＶの照射領域ＶＡが軟Ｘ線ＬＡの照射領域ＸＡより大きくなっているが、両者がほぼ重なっておれば十分である。また、可視光ＬＶの照射領域ＶＡの内側全体を可視光ＬＶで照射する必要は必ずしも無く、その輪郭部分のみを照射してもよい。更には複数の可視光光源３１から照射された可視光ＬＶのスポットが輪郭部分に沿って一定間隔で円環状に並ぶようにしてもよい。可視光光源３１には、赤色又は他の色の発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザーを使用することができる。もちろん１個の可視光光源３１を軟Ｘ線発生器１０と同じ光軸上に設けて照射領域ＶＡの内側全体を可視光ＬＶで照射するように構成してもよい。
【００３５】
可視光光源３１のオン・オフは、軟Ｘ線発生器１０のオン・オフに連動するように制御部２２が制御する。あるいは、軟Ｘ線発生器１０のオン・オフに連動して可視光光源３１から照射される可視光ＬＶの色を変えるように制御してもよい。例えば、軟Ｘ線発生器１０がオフで軟Ｘ線ＬＸが照射されていないときは可視光光源３１から緑色の可視光ＬＶが照射され、軟Ｘ線発生器１０がオンで軟Ｘ線ＬＸが照射されているときは可視光光源３１から赤色の可視光ＬＶが照射されるようにすれば、安全性の確保にとって好ましい。
【００３６】
図５は、本発明の別の実施例に係る光除電装置の構成を示すブロック図である。この光除電装置では、図２に示した基本構成に上述の可視光光源３１、電流検出回路４２、電源回路４３、入出力回路４４及び表示器４５を加えたものが１つのケース４１に収容されている。電流検出回路４２は、高圧電源回路２１から軟Ｘ線発生器１０に供給される加速電圧Ｖａの電流を検出し、その検出信号（検出電流）を制御部２２に与える。制御部２２は、入力された検出電流が一定となるように、高圧電源回路２１を制御する。また、過電流が検出されたときは異常と判断して高圧電源回路２１の動作を停止する制御を制御部２２が実行する。なお、図５では電流検出回路４２が加速電圧Ｖａの電流のみを検出するように構成されているが、電子発生電圧Ｖｇの電流をも検出し、その検出電流に基づいて制御部２２が上記と同様の制御を行うように構成してもよい。
【００３７】
電源回路４３は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）から直流低電圧を生成し、制御部２２や高圧電源回路２１に供給するための回路である。入出力回路４４は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）やパーソナルコンピュータのような外部機器と接続して情報の授受を行うための回路である。外部機器からの入力信号として、例えば緊急停止信号がある。また、外部機器への出力信号として、例えば軟Ｘ線発生器１０がオンで軟Ｘ線ＬＸが照射されていることを示す信号、軟Ｘ線発生器１０又は高圧電源回路２１が異常であることを示す信号、軟Ｘ線発生器１０の交換時期に達したことを示す信号等がある。なお、軟Ｘ線発生器１０の交換時期は、積算稼働時間又は劣化に伴う動作電流の増加率から判断することができる。
【００３８】
表示器４５は、例えば７セグメント複数桁のＬＥＤ表示器又は蛍光表示管等で構成され、軟Ｘ線発生器１０のオン・オフ状態の区別、使用時間、消費電力等の表示に使用される。また、高圧電源回路２１の出力電圧（加速電圧Ｖａ及び電子発生電圧Ｖｇ）の表示や軟Ｘ線発生器１０の交換時期の報知に使用される。これらの表示データは制御部２２によって生成され、表示器４５に与えられる。
【００３９】
本実施例の光除電装置は、軟Ｘ線発生器１０、高圧電源回路２１及び制御部２２が１つのケース４１に収容されて一体に構成されているので、軟Ｘ線発生器１０と高圧電源回路２１とを接続する高圧ケーブル、及び、高圧電源回路２１と制御部２２とを接続する配線ケーブルが外部に露出することなく、構造が簡素になると共に装置全体のコスト低減が可能になる。
【００４０】
また、図５の構成では、図２に示した光強度センサ２３の他に、静電気センサ４８及び距離センサ４９が外部センサとして設けられ、これらの検出信号が制御部２２に入力されている。静電気センサ４８は帯電物であるワークＷＫの帯電状態（中和状態）を検出するためにワークＷＫの近傍に配置される。制御部２２は、静電気センサ４８の検出信号に基づいてワークＷＫが十分中和（除電）されていないと判断したときは基準値より多くの軟Ｘ線を放射するように制御し、ワークＷＫがほぼ中和状態であると判断したときは基準値より少ない軟Ｘ線を放射し、又は基準値の軟Ｘ線を維持するように制御する。
【００４１】
距離センサ４９は、光除電装置の所定部位に、好ましくは窓１５又は１３の近傍に設けられ、ワークＷＫまでの距離を計測するために使用される。制御部２２は、距離センサ４９の検出信号に基づいてワークＷＫまでの距離が基準距離より大きいと判断したときは基準値より多くの軟Ｘ線を放射するように制御し、ワークＷＫまでの距離が基準距離より小さいと判断したときは基準値より少ない軟Ｘ線を放射し、又は基準値の軟Ｘ線を維持するように制御する。本実施例の光除電装置は、静電気センサ４８及び距離センサ４９によって、状況に応じた最適な除電性能を発揮することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記の実施例に示した構成に限らず、種々の変更又は変形が可能である。例えば、入出力回路４４を介する外部機器との情報の授受を有線又は無線のデータ通信によって行うようにしてもよい。また、図３（ｃ）の変形例として説明したように複数の光除電装置を並べて使用する形態では、ネットワークを介してそれぞれの光除電装置を外部機器であるパーソナルコンピュータに接続し、そのパーソナルコンピュータが複数の光除電装置（軟Ｘ線発生器１０の加速電圧Ｖａ及び電子発生電圧Ｖｇ等）を集中制御するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例に係る光除電装置における軟Ｘ線発生器の概略構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る光除電装置の基本構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係る光除電装置における加速電圧及び電子発生電圧の個別制御の適用例を示す図である。
【図４】本発明の別の実施例に係る光除電装置を示す模式図である。
【図５】本発明の別の実施例に係る光除電装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の軟Ｘ線又は真空紫外線の発生装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ 軟Ｘ線発生器
１１ 真空容器
１２ 電子源（陰極）
１３ ターゲット（陽極）
１４ グリッド
１５ 窓
２１ 高圧電源回路
２２ 制御部
３１ 可視光光源
４１ ケース
Ｖｇ 電子発生電圧
Ｖａ 加速電圧
Ｗｋ ワーク（帯電物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を気体中に照射して気体をイオン化し、このイオン化した気体によって帯電物の除電を行う光除電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電したガラス板やプラスチック板のような帯電物を除電する（電荷を中和する）方法として、イオン化した空気等の気体を用いる方法がある。また、そのような方法を使用する除電装置としてコロナ放電式の除電装置が広く使用されている。この種の除電装置は、高電圧が印可された電極間に発生するコロナ放電によって空気等の気体をイオン化し、イオン化した気体を帯電物へ送ることによって帯電物の除電を行う。
【０００３】
このようなコロナ放電式の除電装置は構造が比較的簡単である利点を有する反面、コロナ放電による電極の摩耗や塵埃の吸着等の欠点がある。電極の摩耗によって生じた金属酸化物の微小粒子や塵埃がわずかでも含まれている気体は、半導体や液晶ガラス基板のような精密部品の除電に使用することができない。
【０００４】
近年、コロナ放電式と異なる方式の除電装置として、光の照射によって空気等の気体をイオン化して帯電物の除電に用いる光除電装置が実用化されている（例えば特許文献１参照）。この光除電装置は、光（軟Ｘ線又は真空紫外線）を帯電物の近くの雰囲気に照射することによって、その雰囲気中の気体分子をイオン化する。空気中の気体分子をイオン化するには数十ｅＶ以上のエネルギー（例えば数オングストローム以下の波長）を有する光（電磁波）が必要であり、このような光は軟Ｘ線又は真空紫外線と呼ばれている。
【０００５】
図６（ａ）〜（ｃ）は、従来の軟Ｘ線又は真空紫外線の発生装置の構造を示している。図６（ａ）に示す装置では、真空管の陰極である電子源１０１と陽極であるターゲット１０２との間に直流高電圧（加速電圧）１０３が印可されている。電子源１０１から出た電子がターゲット１０２に衝突し、このときに軟Ｘ線が放射される（制動放射）。発生する軟Ｘ線のエネルギー（波長）はターゲット１０２の材質（特性Ｘ線）及び衝突した電子の速度で決まり、電子の速度は加速電圧１０３を変えることによって調整することができる。したがって、加速電圧１０３を変えることによって軟Ｘ線のエネルギー（波長）をある程度調整することができる。
【０００６】
発生した軟Ｘ線（真空紫外線）は真空管の壁面に設けられた窓１０４から外部に放射される。軟Ｘ線（真空紫外線）は物質（固体）を透過する力が非常に弱いので、窓１０４には原子量の小さい材料であるベリリウム（Ｂｅ）が使用されている。
【０００７】
図６（ｂ）及び（ｃ）に示す装置では、重水素、キセノン、アルゴン等のガスが封入された放電管の電極１１１及び１１２の間に直流又は交流の高電圧が印可される。放電によってガスに電流が流れ、励起されたガス分子が発光することによって真空紫外線（軟Ｘ線）が得られる。発生した真空紫外線（軟Ｘ線）は、放電管の側面又は端面に設けられた窓１１４から外部に放射される。窓１１４の材料として、波長２００ｎｍ以下の光をよく透過する合成石英ガラス、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等が使用される。
【特許文献１】特許第２９５１４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような光除電装置は、コロナ放電式の除電装置のように電極が露出していないので、電極の摩耗や塵埃の吸着等に起因する前述のような問題が発生しない利点を有する。しかし、従来の光除電装置は、発生する軟Ｘ線のエネルギーと発生量とを個別に制御することが難しく、汎用性の面から改善が求められていた。また、コストの低廉化も求められていた。
【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑み、発生する軟Ｘ線のエネルギーと発生量とを個別に制御することが可能な汎用性に優れた光除電装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による光除電装置の第１の構成は、空気等の気体に軟Ｘ線を照射して気体をイオン化し、イオン化された気体を用いて帯電物の除電を行う光除電装置において、軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と制御部とを備え、軟Ｘ線発生器は、陰極である電子源と、陽極であるターゲットと、電子源及びターゲット間に配置されたグリッドと、電子源から出た電子がターゲットに衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓とを有し、高圧電源回路は、電子源とグリッドとの間に印可される電子発生電圧と、グリッドとターゲットとの間に印可される加速電圧とを発生し、制御部は、高圧電源回路が発生する電子発生電圧と加速電圧とを個別に可変制御することを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、主として加速電圧によって決まる軟Ｘ線のエネルギーと、主として電子発生電圧によって決まる軟Ｘ線の発生量とを個別に制御することが可能である。これによって、大きさ（面積）が異なる帯電物、例えば液晶表示器の基板（ガラス板）を１台の光除電装置で効率的に除電することが可能になる。つまり、軟Ｘ線のエネルギーを変えて軟Ｘ線発生器と除電対象の基板との距離を変えることによって、小さい基板から大きい基板まで１台の光除電装置で対応することが可能になる。あるいは、軟Ｘ線の発生量を変更することによって、コンベアで搬送される基板の移動速度、すなわち単位時間当たりの除電処理量の変化に対応することが可能になる。
【００１２】
本発明による光除電装置の第２の構成は、上記第１の構成において、軟Ｘ線発生器の窓がターゲットを兼ねていることを特徴とする。このような構成によれば、軟Ｘ線発生器ひいては光除電装置の構造を簡素化し、そのコストの低減を図ることが可能になる。
【００１３】
本発明による光除電装置の第３の構成は、上記第１又は第２の構成において、軟Ｘ線発生器の窓の材料としてアモルファスカーボンが使用されていることを特徴とする。従来は、前述のように軟Ｘ線が通過しやすい原子量の小さい材料として、高価なベリリウムを窓材料に使用していたが、比較的安価なアモルファスカーボンを使用することによって装置のコスト低減に寄与することができる。また、アモルファスカーボン以外の適切な材料として、カーボンコンポジット、カーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）、炭化ボロン等がある。これらの材料はターゲットを兼ねた窓の材料としても適している。
【００１４】
本発明による光除電装置の第４の構成は、上記いずれかの構成において、軟Ｘ線発生器の電子源の材料としてカーボンナノチューブが使用されていることを特徴とする。カーボンナノチューブを使用することによって、陰極である電子源の先端部を非常に微細な形状とすることができるので、電子を効率よく放出することができる。
【００１５】
本発明による光除電装置の第５の構成は、上記いずれかの構成において、軟Ｘ線の照射領域を可視化するための可視光を照射する１又は複数の可視光光源が軟Ｘ線発生器の近傍に配置され、軟Ｘ線発生器のオン・オフに連動して可視光光源のオン・オフ又はその発光色が制御されることを特徴とする。可視光光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）又はレーザーを用いることができる。例えば、軟Ｘ線発生器がオンになれば可視光光源もオンになるように制御する。あるいは、軟Ｘ線発生器がオンのときに可視光光源が赤色光を照射し、軟Ｘ線発生器がオフのときに可視光光源が青色光を照射するように制御する。このような構成によれば、目に見えない軟Ｘ線の照射に連動して可視光が照射されるので安全性の確保に寄与することができる。また、可視光によって軟Ｘ線の照射領域を視認できるので、光除電装置を設置する際の位置合わせが容易になる。
【００１６】
本発明による光除電装置の第６の構成は、軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と制御部とが１つのケースに収容されて一体に構成されていることを特徴とする。このような構成によれば、軟Ｘ線発生器と高圧電源回路とを接続する高圧ケーブル、及び、高圧電源回路と制御部とを接続する配線ケーブルが外部に露出することなく、構造が簡素になると共に装置全体のコスト低減が可能になる。
【００１７】
本発明による光除電装置の第７の構成は、空気等の気体に軟Ｘ線を照射して気体をイオン化し、イオン化された気体を用いて帯電物の除電を行う光除電装置において、軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と１又は複数の可視光光源と制御部とを備え、軟Ｘ線発生器は、陰極である電子源と、陽極であるターゲットと、電子源から出た電子がターゲットに衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓とを有し、高圧電源回路は、電子源とターゲットとの間に印可される電圧を発生し、１又は複数の可視光光源は、軟Ｘ線発生器の近傍に配置されて軟Ｘ線の照射領域を可視化するための可視光を照射し、制御部は、高圧電源回路が発生する電圧を可変制御すると共に、軟Ｘ線発生器のオン・オフに連動して可視光光源のオン・オフ又はその発光色を制御することを特徴とする。
【００１８】
可視光光源として、ＬＥＤ又はレーザーを用いることができる。例えば、軟Ｘ線発生器がオンになれば可視光光源もオンになるように制御する。あるいは、軟Ｘ線発生器がオンのときに可視光光源が赤色光を照射し、軟Ｘ線発生器がオフのときに可視光光源が青色光を照射するように制御する。このような構成によれば、目に見えない軟Ｘ線の照射に連動して可視光が照射されるので安全性の確保に寄与することができる。また、可視光によって軟Ｘ線の照射領域を視認できるので、光除電装置を設置する際の位置合わせが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施例に係る光除電装置における軟Ｘ線発生器の概略構造を示す図である。図１（ａ）は実施例１の構造を示し、図１（ｂ）は実施例２の構造を示している。図１（ａ）に示すように、軟Ｘ線発生器１０を構成するガラス製又は金属製の真空容器１１の中に、陰極である電子源１２と、陽極であるターゲット１３とが対向するように配置されている。つまり、円筒形状の真空容器１１の一方の端面側に電子源１２が配置され、他方の端面側にターゲット１３が配置されている。電子源１２とターゲット１３との間の電子源１２に近い位置には、格子電極であるグリッド１４が電子源１２と対向するように配置されている。
【００２１】
また、電子源１２から出た電子がターゲット１３に衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓１５が真空容器１１の側面のターゲット１３に近い位置に設けられている。窓１５の材料には、透過力の弱い軟Ｘ線が透過しやすい原子量の小さい物質が使用されるが、本実施例ではアモルファスカーボンが使用されている。また、電子源（陰極）１２の材料には、効率よく電子を放射することができるようにカーボンナノチューブが使用されている。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、電子源１２とグリッド１４との間には電子発生電圧Ｖｇが印可され、グリッド１４とターゲット１３との間には加速電圧Ｖａが印可されている。電子発生電圧Ｖｇによって電子源１２から出た電子のうち、グリッド１４をすり抜けた電子は加速電圧Ｖａによって加速され、矢印線ＦＬで示すようにターゲット１３に向かう。そして、電子がターゲット１３に衝突した際に、その運動エネルギーに見合うエネルギー（波長）の軟Ｘ線が発生し、発生した軟Ｘ線は矢印線ＬＸで示すように窓１５を通過して外部に放射される。
【００２３】
図１（ｂ）に示す第２実施例の構造が図１（ａ）に示した第１実施例の構造と異なる点は、ターゲット１３が軟Ｘ線を外部に放射する窓を兼ねていることである。つまり、円筒形状の真空容器１１の端面の一部（又は全部）を構成するようにターゲット１３が設けられ、真空容器１１の側面に窓（図１における１５）は設けられていない。ターゲット１３の内側の面１３ａに電子が衝突することによって発生した軟Ｘ線は矢印線ＬＸで示すように、ターゲット１３を貫通して外側の面１３ｂから外部に放射される。窓を兼ねたターゲット１３の材料として、実施例１の窓と同様に、アモルファスカーボンが使用される。
【００２４】
上記のように本発明の実施例に係る光除電装置の軟Ｘ線発生器１０では、陰極である電子源１２と、陽極であるターゲット１３との間にグリッド１４が設けられ、電子源１２とグリッド１４との間には電子発生電圧Ｖｇが印可され、グリッド１４とターゲット１３との間には加速電圧Ｖａが印可される。そして、電子発生電圧Ｖｇと加速電圧Ｖａが個別に可変制御される。これにより、主として加速電圧Ｖａによって決まる軟Ｘ線のエネルギーと、主として電子発生電圧Ｖｇによって決まる軟Ｘ線の発生量とを個別に制御することが可能となり、以下に説明するように汎用性に優れた光除電装置が実現する。
【００２５】
図２は、本発明の実施例に係る光除電装置の基本構成を示すブロック図である。上述のような軟Ｘ線発生器１０に電子発生電圧Ｖｇ及び加速電圧Ｖａを供給する高圧電源回路２１と、その発生電圧である電子発生電圧Ｖｇ及び加速電圧Ｖａを個別に可変制御するための制御部２２とが設けられている。また、軟Ｘ線発生器１０から放射される軟Ｘ線ＬＸの照射領域内に光強度センサ２３が配置され、その検出信号が制御部２２に入力（フィードバック）されている。なお、制御部２２は、マイクロコンピュータ等を用いて構成され、プログラム記憶用のメモリー（ＲＯＭ）の他にデータ記憶用のメモリー（ＲＡＭ）２２ａを内蔵している。
【００２６】
制御部２２は、光強度センサ２３から入力された軟Ｘ線ＬＸの強度に相当する検出値を予め定めた基準値と比較し、その比較結果にしたがって電子発生電圧Ｖｇのフィードバック制御を行う。このフィードバック制御により、軟Ｘ線発生器１０の温度特性や経時変化（劣化）等に起因する軟Ｘ線ＬＸの強度の変動が補償され、常に一定の強度の軟Ｘ線ＬＸが得られる。
【００２７】
図３は、本発明の実施例に係る光除電装置における加速電圧及び電子発生電圧の個別制御の適用例を示す図である。図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較して分かるように、軟Ｘ線発生器１０から放射される軟Ｘ線ＬＸの広がり角度が一定の場合、軟Ｘ線発生器１０から遠ざかるほど広い面積に軟Ｘ線ＬＸを照射することが可能である。しかし、軟Ｘ線発生器１０から遠ざかるほど軟Ｘ線ＬＸのエネルギーが空気中の気体分子に吸収されて減衰する程度が大きくなる。そこで、除電対象物（帯電物）であるワークＷＫが軟Ｘ線発生器１０から遠い場合は近い場合よりも加速電圧Ｖａを高くして発生する軟Ｘ線ＬＸの波長を短く（透過力を大きく）し、遠くまで軟Ｘ線ＬＸが届くようにする。
【００２８】
すなわち、除電すべきワークＷＫの表面積が小さい場合はワークＷＫを軟Ｘ線発生器１０に近づけて加速電圧Ｖａを下げ、除電すべきワークＷＫの表面積が大きい場合はワークＷＫを軟Ｘ線発生器１０から遠ざけて加速電圧Ｖａを上げるような制御を制御部２２に実行させればよい。このような制御によれば、例えばワークＷＫとなる液晶基板の場合、携帯電話用の液晶のように小さな表面積のものから大型フラットディスプレイのように大きい表面積のものまで種々の大きさの液晶基板に対応することが可能になる。
【００２９】
また、軟Ｘ線発生器１０から放射される軟Ｘ線ＬＸの照射領域に入らないほどワークＷＫの表面積が大きい場合は、軟Ｘ線発生器１０（軟Ｘ線ＬＸの照射領域）とワークＷＫとを相対的に移動させる必要がある。図３（ｃ）に示す例は、ローラコンベアＲＣ上を一定速度で移動するワークＷＫの上方に軟Ｘ線発生器１０を固定した場合を示している。逆に、ワークＷＫを固定し、その上方に配置した軟Ｘ線発生器１０を一定速度で移動するようにしてもよい。
【００３０】
上記のように、軟Ｘ線発生器１０とワークＷＫとを相対的に移動させる場合、相対速度が速いほど単位時間当たりの除電処理量が多くなるので、多くの軟Ｘ線ＬＸが必要となる。そこで、相対速度に応じて電子発生電圧Ｖｇを変える制御を制御部２２に実行させればよい。すなわち、軟Ｘ線発生器１０とワークＷＫとの相対速度が速いほど電子発生電圧Ｖｇを高くして電子の発生量を増加させ、ひいては軟Ｘ線ＬＸの放射量を増加させる制御を行う。このとき、軟Ｘ線ＬＸのエネルギー（透過力）を変える必要はないので加速電圧Ｖａは一定に制御すればよい。
【００３１】
なお、上記のような制御における適切な電子発生電圧Ｖｇや加速電圧Ｖａの調整値（目標値）は、その条件（軟Ｘ線発生器１０とワークＷＫとの相対速度、ワークＷＫのサイズ等）と共に制御部２２のメモリー２２ａに記憶され、必要に応じて読み出して使用することができる。例えば複数の相対速度に対応する複数の電子発生電圧Ｖｇの目標値、あるいは複数のワークサイズに対応する複数の加速電圧Ｖａの目標値をルックアップテーブルとして記憶しておいてもよい。
【００３２】
図３（ｃ）において、ワークＷＫの移動方向（ローラコンベアＲＣの搬送方向）を横切る方向（幅方向）に軟Ｘ線発生器１０を移動させることにより、幅の広いワークＷＫに対応することが可能になる。幅方向に軟Ｘ線発生器１０を移動させる代わりに、複数の軟Ｘ線発生器１０を幅方向に一定間隔で並べることにより、幅の広いワークＷＫの幅方向にわたって一度に除電できるように構成してもよい。例えばワークＷＫの上方に幅方向に架設されたカーテンレールのような支持部材に一定間隔で複数の軟Ｘ線発生器１０をセットし、それぞれの軟Ｘ線発生器１０から下方に軟Ｘ線を照射するように構成すればよい。
【００３３】
図４は、本発明の別の実施例に係る光除電装置を示す模式図である。この実施例の光除電装置では、軟Ｘ線発生器１０の近傍（周囲）に複数の可視光光源３１が設けられ、軟Ｘ線発生器１０から放射された軟Ｘ線ＬＡの照射領域ＸＡにほぼ等しい領域（の輪郭部分）ＶＡを可視光光源３１から出た可視光ＬＶが照射するように構成されている。すなわち、目に見えない軟Ｘ線の照射領域ＸＡに可視光ＬＶの照射領域ＶＡを重ねることによって照射領域ＸＡを可視化する。こうすることにより、安全性が確保されると共に光除電装置（軟Ｘ線発生器１０）を設置する際の位置合わせが容易になる。
【００３４】
なお、図４では可視光ＬＶの照射領域ＶＡが軟Ｘ線ＬＡの照射領域ＸＡより大きくなっているが、両者がほぼ重なっておれば十分である。また、可視光ＬＶの照射領域ＶＡの内側全体を可視光ＬＶで照射する必要は必ずしも無く、その輪郭部分のみを照射してもよい。更には複数の可視光光源３１から照射された可視光ＬＶのスポットが輪郭部分に沿って一定間隔で円環状に並ぶようにしてもよい。可視光光源３１には、赤色又は他の色の発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザーを使用することができる。もちろん１個の可視光光源３１を軟Ｘ線発生器１０と同じ光軸上に設けて照射領域ＶＡの内側全体を可視光ＬＶで照射するように構成してもよい。
【００３５】
可視光光源３１のオン・オフは、軟Ｘ線発生器１０のオン・オフに連動するように制御部２２が制御する。あるいは、軟Ｘ線発生器１０のオン・オフに連動して可視光光源３１から照射される可視光ＬＶの色を変えるように制御してもよい。例えば、軟Ｘ線発生器１０がオフで軟Ｘ線ＬＸが照射されていないときは可視光光源３１から緑色の可視光ＬＶが照射され、軟Ｘ線発生器１０がオンで軟Ｘ線ＬＸが照射されているときは可視光光源３１から赤色の可視光ＬＶが照射されるようにすれば、安全性の確保にとって好ましい。
【００３６】
図５は、本発明の別の実施例に係る光除電装置の構成を示すブロック図である。この光除電装置では、図２に示した基本構成に上述の可視光光源３１、電流検出回路４２、電源回路４３、入出力回路４４及び表示器４５を加えたものが１つのケース４１に収容されている。電流検出回路４２は、高圧電源回路２１から軟Ｘ線発生器１０に供給される加速電圧Ｖａの電流を検出し、その検出信号（検出電流）を制御部２２に与える。制御部２２は、入力された検出電流が一定となるように、高圧電源回路２１を制御する。また、過電流が検出されたときは異常と判断して高圧電源回路２１の動作を停止する制御を制御部２２が実行する。なお、図５では電流検出回路４２が加速電圧Ｖａの電流のみを検出するように構成されているが、電子発生電圧Ｖｇの電流をも検出し、その検出電流に基づいて制御部２２が上記と同様の制御を行うように構成してもよい。
【００３７】
電源回路４３は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）から直流低電圧を生成し、制御部２２や高圧電源回路２１に供給するための回路である。入出力回路４４は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）やパーソナルコンピュータのような外部機器と接続して情報の授受を行うための回路である。外部機器からの入力信号として、例えば緊急停止信号がある。また、外部機器への出力信号として、例えば軟Ｘ線発生器１０がオンで軟Ｘ線ＬＸが照射されていることを示す信号、軟Ｘ線発生器１０又は高圧電源回路２１が異常であることを示す信号、軟Ｘ線発生器１０の交換時期に達したことを示す信号等がある。なお、軟Ｘ線発生器１０の交換時期は、積算稼働時間又は劣化に伴う動作電流の増加率から判断することができる。
【００３８】
表示器４５は、例えば７セグメント複数桁のＬＥＤ表示器又は蛍光表示管等で構成され、軟Ｘ線発生器１０のオン・オフ状態の区別、使用時間、消費電力等の表示に使用される。また、高圧電源回路２１の出力電圧（加速電圧Ｖａ及び電子発生電圧Ｖｇ）の表示や軟Ｘ線発生器１０の交換時期の報知に使用される。これらの表示データは制御部２２によって生成され、表示器４５に与えられる。
【００３９】
本実施例の光除電装置は、軟Ｘ線発生器１０、高圧電源回路２１及び制御部２２が１つのケース４１に収容されて一体に構成されているので、軟Ｘ線発生器１０と高圧電源回路２１とを接続する高圧ケーブル、及び、高圧電源回路２１と制御部２２とを接続する配線ケーブルが外部に露出することなく、構造が簡素になると共に装置全体のコスト低減が可能になる。
【００４０】
また、図５の構成では、図２に示した光強度センサ２３の他に、静電気センサ４８及び距離センサ４９が外部センサとして設けられ、これらの検出信号が制御部２２に入力されている。静電気センサ４８は帯電物であるワークＷＫの帯電状態（中和状態）を検出するためにワークＷＫの近傍に配置される。制御部２２は、静電気センサ４８の検出信号に基づいてワークＷＫが十分中和（除電）されていないと判断したときは基準値より多くの軟Ｘ線を放射するように制御し、ワークＷＫがほぼ中和状態であると判断したときは基準値より少ない軟Ｘ線を放射し、又は基準値の軟Ｘ線を維持するように制御する。
【００４１】
距離センサ４９は、光除電装置の所定部位に、好ましくは窓１５又は１３の近傍に設けられ、ワークＷＫまでの距離を計測するために使用される。制御部２２は、距離センサ４９の検出信号に基づいてワークＷＫまでの距離が基準距離より大きいと判断したときは基準値より多くの軟Ｘ線を放射するように制御し、ワークＷＫまでの距離が基準距離より小さいと判断したときは基準値より少ない軟Ｘ線を放射し、又は基準値の軟Ｘ線を維持するように制御する。本実施例の光除電装置は、静電気センサ４８及び距離センサ４９によって、状況に応じた最適な除電性能を発揮することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記の実施例に示した構成に限らず、種々の変更又は変形が可能である。例えば、入出力回路４４を介する外部機器との情報の授受を有線又は無線のデータ通信によって行うようにしてもよい。また、図３（ｃ）の変形例として説明したように複数の光除電装置を並べて使用する形態では、ネットワークを介してそれぞれの光除電装置を外部機器であるパーソナルコンピュータに接続し、そのパーソナルコンピュータが複数の光除電装置（軟Ｘ線発生器１０の加速電圧Ｖａ及び電子発生電圧Ｖｇ等）を集中制御するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例に係る光除電装置における軟Ｘ線発生器の概略構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る光除電装置の基本構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係る光除電装置における加速電圧及び電子発生電圧の個別制御の適用例を示す図である。
【図４】本発明の別の実施例に係る光除電装置を示す模式図である。
【図５】本発明の別の実施例に係る光除電装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の軟Ｘ線又は真空紫外線の発生装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ 軟Ｘ線発生器
１１ 真空容器
１２ 電子源（陰極）
１３ ターゲット（陽極）
１４ グリッド
１５ 窓
２１ 高圧電源回路
２２ 制御部
３１ 可視光光源
４１ ケース
Ｖｇ 電子発生電圧
Ｖａ 加速電圧
Ｗｋ ワーク（帯電物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気等の気体に軟Ｘ線を照射して気体をイオン化し、イオン化された気体を用いて帯電物の除電を行う光除電装置であって、
前記軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と制御部とを備え、
前記軟Ｘ線発生器は、陰極である電子源と、陽極であるターゲットと、前記電子源及びターゲット間に配置されたグリッドと、前記電子源から出た電子がターゲットに衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓とを有し、
前記高圧電源回路は、前記電子源と前記グリッドとの間に印可される電子発生電圧と、前記グリッドと前記ターゲットとの間に印可される加速電圧とを発生し、
前記制御部は、前記高圧電源回路が発生する前記電子発生電圧と前記加速電圧とを個別に可変制御することを特徴とする光除電装置。
【請求項２】
前記軟Ｘ線発生器の前記窓が前記ターゲットを兼ねていることを特徴とする
請求項１記載の光除電装置。
【請求項３】
前記軟Ｘ線発生器の前記窓の材料としてアモルファスカーボンが使用されていることを特徴とする
請求項１又は２記載の光除電装置。
【請求項４】
前記軟Ｘ線発生器の前記電子源の材料としてカーボンナノチューブが使用されていることを特徴とする
請求項１、２又は３記載の光除電装置。
【請求項５】
前記軟Ｘ線の照射領域を可視化するための可視光を照射する１又は複数の可視光光源が前記軟Ｘ線発生器の近傍に配置され、前記軟Ｘ線発生器のオン・オフに連動して前記可視光光源のオン・オフ又はその発光色が制御されることを特徴とする
請求項１、２、３又は４記載の光除電装置。
【請求項６】
前記軟Ｘ線発生器と前記高圧電源回路と前記制御部とが１つのケースに収容されて一体に構成されていることを特徴とする
請求項１から５のいずれか１項記載の光除電装置。
【請求項７】
空気等の気体に軟Ｘ線を照射して気体をイオン化し、イオン化された気体を用いて帯電物の除電を行う光除電装置であって、
前記軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と１又は複数の可視光光源と制御部とを備え、
前記軟Ｘ線発生器は、陰極である電子源と、陽極であるターゲットと、前記電子源から出た電子がターゲットに衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓とを有し、
前記高圧電源回路は、前記電子源と前記ターゲットとの間に印可される電圧を発生し、
前記１又は複数の可視光光源は、前記軟Ｘ線発生器の近傍に配置されて前記軟Ｘ線の照射領域を可視化するための可視光を照射し、
前記制御部は、前記高圧電源回路が発生する電圧を可変制御すると共に、前記軟Ｘ線発生器のオン・オフに連動して前記可視光光源のオン・オフ又はその発光色を制御することを特徴とする光除電装置。
【請求項１】
空気等の気体に軟Ｘ線を照射して気体をイオン化し、イオン化された気体を用いて帯電物の除電を行う光除電装置であって、
前記軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と制御部とを備え、
前記軟Ｘ線発生器は、陰極である電子源と、陽極であるターゲットと、前記電子源及びターゲット間に配置されたグリッドと、前記電子源から出た電子がターゲットに衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓とを有し、
前記高圧電源回路は、前記電子源と前記グリッドとの間に印可される電子発生電圧と、前記グリッドと前記ターゲットとの間に印可される加速電圧とを発生し、
前記制御部は、前記高圧電源回路が発生する前記電子発生電圧と前記加速電圧とを個別に可変制御することを特徴とする光除電装置。
【請求項２】
前記軟Ｘ線発生器の前記窓が前記ターゲットを兼ねていることを特徴とする
請求項１記載の光除電装置。
【請求項３】
前記軟Ｘ線発生器の前記窓の材料としてアモルファスカーボンが使用されていることを特徴とする
請求項１又は２記載の光除電装置。
【請求項４】
前記軟Ｘ線発生器の前記電子源の材料としてカーボンナノチューブが使用されていることを特徴とする
請求項１、２又は３記載の光除電装置。
【請求項５】
前記軟Ｘ線の照射領域を可視化するための可視光を照射する１又は複数の可視光光源が前記軟Ｘ線発生器の近傍に配置され、前記軟Ｘ線発生器のオン・オフに連動して前記可視光光源のオン・オフ又はその発光色が制御されることを特徴とする
請求項１、２、３又は４記載の光除電装置。
【請求項６】
前記軟Ｘ線発生器と前記高圧電源回路と前記制御部とが１つのケースに収容されて一体に構成されていることを特徴とする
請求項１から５のいずれか１項記載の光除電装置。
【請求項７】
空気等の気体に軟Ｘ線を照射して気体をイオン化し、イオン化された気体を用いて帯電物の除電を行う光除電装置であって、
前記軟Ｘ線を発生するための真空管である軟Ｘ線発生器と高圧電源回路と１又は複数の可視光光源と制御部とを備え、
前記軟Ｘ線発生器は、陰極である電子源と、陽極であるターゲットと、前記電子源から出た電子がターゲットに衝突することによって発生する軟Ｘ線を外部に放射するための窓とを有し、
前記高圧電源回路は、前記電子源と前記ターゲットとの間に印可される電圧を発生し、
前記１又は複数の可視光光源は、前記軟Ｘ線発生器の近傍に配置されて前記軟Ｘ線の照射領域を可視化するための可視光を照射し、
前記制御部は、前記高圧電源回路が発生する電圧を可変制御すると共に、前記軟Ｘ線発生器のオン・オフに連動して前記可視光光源のオン・オフ又はその発光色を制御することを特徴とする光除電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−６６０７５（Ｐ２００６−６６０７５Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４３４９４（Ｐ２００４−２４３４９４）
【出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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