离子发生器,静电荷消除系统,离子平衡调节方法,和工件静电荷消除方法.pdf

本发明涉及一种离子发生器，静电荷消除系统，离子平衡调节方法和工件静电荷消除方法。在离子发生器(10、10A-10D)中，当正电压和负电压被施加到电极(46)时，将负电压的振幅Vm设定为小于正电压的振幅Vp(Vp＞Vm)，并且此外，将对电极(46)施加负电压的时间Tm设定为长于对电极(46)施加正电压的时间Tp(Tp＜Tm)。

1.  一种离子发生器，其特征在于，包括至少一个电极(46)，
其中将施加到所述电极(46)的负电压的绝对值设定为小于施加到所述电极(46)的正电压的绝对值，并且将对所述电极(46)施加负电压的时间周期设定为长于对所述电极(46)施加正电压的时间周期，并且
其中通过对所述电极(46)施加正电压而在静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中产生正离子(38)与通过对所述电极(46)施加负电压而在所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中产生负离子(40)交替地进行。

2.  一种离子发生器，其特征在于，包括至少两个电极(46，58)，
其中将施加到一个所述电极(58)的负电压的绝对值设定为小于施加到另一个所述电极(46)的正电压的绝对值，并且将对所述一个电极(58)施加负电压的时间周期设定为长于对所述另一个电极(46)施加正电压的时间周期，并且
其中通过对所述另一个电极(46)施加正电压而在所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中产生正离子(38)与通过对所述一个电极(58)施加负电压而在所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)产生负离子(40)交替地进行。

3.  根据权利要求1所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于，进一步包括：
用于检测所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中正离子(38)和负离子(40)的离子平衡的离子平衡检测单元(20、83)；和
用于控制所述正电压和/或所述负电压的控制单元(79)，
其中所述控制单元(79)基于所述离子平衡检测单元(20、83)的离子平衡的检测结果调节所述正电压和/或所述负电压的绝对值。

4.  根据权利要求3所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于，在所述检测结果表明在所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中正离子(38)的量大于负离子(40)的量的情况下，所述控制单元(79)对应于正离子(38)的量和负离子(40)的量之间的差，增加所述负电压的绝对值。

5.  根据权利要求4所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于，进一步包括报警单元(32)，
其中，当所述负电压的绝对值增加时，如果所述控制单元(79)判定所述负电压的绝对值在增加后超过预定阈值，则所述控制单元(79)输出判定结果到所述报警单元(32)，并且
其中所述报警单元(32)向外报告所述判定结果。

6.  根据权利要求3所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于，其中，在所述检测结果表明在所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中负离子(40)的量大于正离子(38)的量的情况下，所述控制单元(79)对应于负离子(40)的量和正离子(38)的量之间的差，减小所述负电压的绝对值。

7.  根据权利要求3所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于，其中：
所述离子平衡检测单元(83)包括连接到地的电流检测单元；
所述电极(46)通过所述控制单元(79)连接到所述电流检测单元(83)；
所述电流检测单元(83)检测电流，所述电流对应于通过所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)和所述地在所述电极(46)和所述电流检测单元(83)之间流动的正离子(38)的量和负离子(40)的量；和
所述控制单元(79)基于由所述电流检测单元(83)检测到的电流的大小和方向来调节所述正电压和/或所述负电压的绝对值。

8.  根据权利要求3所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于，其中：
所述离子平衡检测单元(20)包括设置在所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)内的电位检测单元(20)，所述电位检测单元(20)用于检测与所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中的正离子(38)的量和负离子(40)的量相对应的电位；和
所述控制单元(79)基于由所述电位检测单元(20)检测到的电位的大小和极性来调节正电压和/或负电压的绝对值。

9.  根据权利要求3所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于，其中：
假设对所述电极(46)施加一次所述正电压的时间周期和对所述电极(46)施加一次所述负电压的时间周期之和等于一个周期，则
所述控制单元(79)计算正离子(38)和负离子(40)的离子平衡经过至少一个周期的时间平均值，并且基于其计算结果调节所述正电压和/或所述负电压的绝对值。

10.  根据权利要求3所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于，
所述控制单元(79)包括产生控制信号的控制器(74)，连接到所述电极(46)的电压发生器(76、78)，所述电压发生器(76、78)基于所述控制信号产生所述正电压和所述负电压并且对所述电极(46)施加所述正电压和所述负电压，
其中，当所述离子平衡检测单元(20、83)检测离子平衡时，所述控制器(74)产生与检测结果相对应的检测信号，并且所述电压发生器(76、78)基于所述控制信号调节所述正电压和/或所述负电压的绝对值。

11.  根据权利要求1所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于，其中所述电极(46)包括针状电极。

12.  根据权利要求11所述的离子发生器(10、10A-10D)，其特征在于；
在所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)内，在所述针状电极(46)的末端侧产生正离子(38)和负离子(40)；和
在远离所述针状电极(46)的所述针状电极(46)的基端侧设置板状接地电极(66)。

13.  根据权利要求1所述的离子发生器(10A-10D)，其特征在于，所述离子发生器(10A-10D)在由外部信号确定的时刻，切换施加到所述电极(46)的电压的极性。

14.  根据权利要求13所述的离子发生器(10A-10D)，其特征在于，在设置多个所述离子发生器(10A-10D)的情况下，在由信号确定的时刻，同步改变施加到所有每个所述离子发生器(10A-10D)的所述电极(46)的电压的极性。

15.  根据权利要求1所述的离子发生器(10A-10D)，其特征在于；
在设置多个所述离子发生器(10A-10D)的情况下，在这些离子发生器(10A-10D)之中，一个离子发生器(10A)输出同步信号到其它离子发生器(10B-10D)；并且
在由信号确定的时刻，同步改变施加到所有每个所述离子发生器(10A-10D)的所述电极(46)的电压的极性。

16.  一种静电荷消除系统，其特征在于，包括根据权利要求1所述的离子发生器(10、10A-10D)，和用于传送工件(16)的工件传送单元(14)，
其中，当所述工件(16)被所述工件传送单元(14)传送到所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中时，对所述工件(16)充电的电荷被正离子(38)和负离子(40)中和，从而从所述工件(16)消除静电荷。

17.  根据权利要求16所述的静电荷消除系统，其特征在于，进一步包括：
通过流道(28、72)连接到所述离子发生器(10、10A-10D)的空气供给源(70)，
其中，当所述正电压或所述负电压被施加到所述电极(46)时，所述空气供给源(70)通过所述流道(28、72)向所述离子发生器(10、10A-10D)供给空气，并且，
其中所述离子发生器(10、10A-10D)在从所述电极(46)朝向所述工件(16)的方向上喷射空气。

18.  一种离子平衡调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
将施加到至少一个电极(46)的负电压的绝对值设定为小于施加到所述电极(46)的正电压的绝对值，并且将对所述电极(46)施加负电压的时间设定为长于对所述电极(46)施加正电压的时间；和
交替地进行通过对所述电极(46)施加正电压而在静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中产生正离子(38)和通过对所述电极(46)施加负电压而在静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中产生负离子(40)。

19.  一种离子平衡调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
在设置至少两个电极(46、58)的情况下，将施加到一个电极(58)的负电压的绝对值设定为小于施加到另一个电极(46)的正电压的绝对值，并且将对所述一个电极(58)施加负电压的时间设定为长于对所述另一电极(46)施加正电压的时间；和
交替地进行通过对所述另一个电极(46)施加正电压而在静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中产生正离子(38)和通过对所述一个电极(58)施加负电压而在静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中产生负离子(40)。

20.  一种工件静电荷消除方法，其特征在于，当根据权利要求18所述的方法，在所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中，交替地进行正离子(38)的产生和负离子(40)的产生时，所述工件静电荷消除方法包括以下步骤：
所述工件(16)被所述工件传送单元(14)传送到所述静电荷消除空间(42、42a-42c、42A-42D)中；和
正离子(38)和负离子(40)中和对所述工件(16)充电的电荷，从而从所述工件(16)消除静电荷。

离子发生器，静电荷消除系统，离子平衡调节方法，和工件静电荷消除方法
技术领域
本发明涉及一种用于交替地产生正负离子的离子发生器，具有该离子发生器的静电荷消除系统，用于调节正离子和负离子的离子平衡的离子平衡调节方法，和应用该离子平衡调节方法的工件静电荷消除方法。
背景技术
迄今为止，众所周知通过从离子发生器向工件释放正离子和负离子来中和对工件充电的正电荷或负电荷，从而从工件消除静电荷。在第4630167号美国专利、第4809127号美国专利、日本专利第06-047006号公报和日本公开专利第2007-149419号公报中，已经提出了利用交替地产生正离子和负离子的离子发生器，对在工件上执行静电荷去除的空间(静电荷消除空间)内的正离子量和负离子量之间的平衡(离子平衡)进行调节。
利用上述离子发生器，因为由对电极施加正电压或负电压而引起的发生在电极末端侧的电晕放电，所以在静电消除空间内产生正离子或负离子。在这种情况下，正如本申请人所证实的，在对电极施加负电压时由电晕放电引起的在静电消除空间内产生的臭氧的密度(臭氧密度)大于在对电极施加正电压时的臭氧密度(见图10A和10B)。因此，由于通过施加负电压而产生臭氧，所以在离子发生器中应用的金属(例如电极等)被氧化或被腐蚀。另外，离子发生器的用户易于将臭氧感觉为一种异常气味。
考虑到这些问题，通过减小施加到电极的负电压的绝对值，能够降低臭氧密度(见图10A)。但是，如果减小负电压的绝对值，则电极的末端侧的电场强度降低并且负离子的产生量减少，以致正离子和负离子的离子平衡被破坏。因此，从工件中消除静电荷所需的时间(下文称为“电荷去除时间”)变得相当长(见图11A)。因此，仅通过减少负电压的绝对值无法克服和解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于实现一举减少臭氧的产生量，从而保持离子平衡并且缩短从工件消除静电所需的时间。
为了达到这些目的，根据本发明的离子发生器包括至少一个电极，
其中将施加到电极的负电压的绝对值设定为小于施加到电极的正电压的绝对值，而将用于对电极施加负电压的时间周期设定为长于用于对电极施加正电压的时间周期，和
其中通过对电极施加正电压而在静电荷消除空间中产生正离子与通过对电极施加负电压而在静电荷消除空间中产生负离子交替地进行。
此外，为了达到上述目的，根据本发明的离子发生器包括至少两个电极，
其中将施加到两电极中的一个电极的负电压的绝对值设定为小于施加到另一个电极的正电压的绝对值，并且将对一个电极施加负电压的时间周期设定为长于对另一电极施加正电压的时间周期，和
其中通过对另一个电极施加正电压而在静电荷消除空间中产生正离子与通过对一个电极施加负电压而在静电荷消除空间中产生负离子交替地进行。
根据本发明，当对于电极施加正电压和负电压时，将负电压的绝对值设定为小于正电压的绝对值，而将对电极施加负电压的时间周期(也称作“施加时间”)设定为长于对电极施加正电压的时间周期(施加时间)。换句话说，正电压的绝对值被设定为大于负电压的绝对值，施加正电压的时间周期被设定为短于施加负电压的时间周期。
换句话说，由于将负电压的绝对值设定得相对较小，所以即使对电极交替地施加正电压和负电压并在静电荷消除空间中产生正离子和负离子，也可以可靠地抑制由于施加负电压而引起的臭氧的产生。结果，减少了臭氧的产生量，并且能够安全地防止离子发生器所应用的金属的氧化，从而提高了离子发生器的商业价值。
此外，由于对应于负电压的绝对值的减少将施加负电压的时间设定得较长，所以不可避免地将正电压的施加时间设定得较短。因此，将正电压的绝对值设定得较大。更具体地，通过加长负电压的施加时间，补偿了由于减少负电压的绝对值而引起的负离子的产生量的减少，而另一方面，通过增加正电压的绝对值，补偿了由于缩短正电压的施加时间而引起的正离子的产生量的减少。从而，可以容易地调节(保持)正离子和负离子之间的离子平衡，并且可以快速地消除对工件充电的静电荷。
因此，根据本发明，通过在上述设定情况下交替地对电极施加正电压和负电压并交替地产生正离子和负离子，可以减少臭氧的产生量，同时保持离子平衡，并且缩短从工件消除静电荷所需的时间。
此处，上述离子发生器进一步包括用于检测静电荷消除空间中的正离子和负离子的离子平衡的离子平衡检测单元，用于控制正电压和/或负电压的控制单元，其中控制单元基于离子平衡检测单元的离子平衡的检测结果调节正电压和/或负电压的绝对值。
因此，即使在灰尘粘附于电极并且污染了电极的情况下，或者如果因长时期使用离子发生器而使得电极磨损从而减少正离子和/或负离子的产生量，通过基于这种检测结果来调节正电压和/或负电压的绝对值，能够抑制离子平衡和消除静电荷所需的时间随时间的变化。
更具体地，在检测结果表明静电消除空间中正离子的量大于负离子的量的情况下，假设控制单元对应于正离子的量和负离子的量之间的差，增大负电压的绝对值，即使通过减少负离子产生的量使离子平衡向正离子侧偏移，也能够可靠地检测并快速地调节离子平衡的偏移。
在这种情况下，离子发生器包括报警单元，因此，当负电压的绝对值增大时，如果控制单元判定增加后的负电压的绝对值超过预定阈值，则控制单元将检测结果输出到报警单元，报警单元向外报告该判定结果。
因此，离子发生器的用户能够确定电极由于粘附了灰尘而被污染，或确定电极已经磨损，结果，存在去除静电荷的时间将延长的忧虑。在这种情况下，用户能够快速地执行替换电极等措施，从而便于离子发生器的维护。
更具体地，因为负电压的绝对值小于正电压的绝对值，所以当电极被污染时，负离子的产生量在短时间间隔内减少到小于正离子的产生量。此外，因为正电压的绝对值大于负电压的绝对值，所以即使电极被污染，正离子的产生量也不会降低到与负离子的产生量相同的程度。因此，与正离子的产生量相比，负离子的产生量对于电极的污染敏感地变化。因此如上所述，在本发明中，由于能够通过判断负电压的绝对值是否超过预定阈值来确定电极是否被污染，所以能够迅速且准确地检测出电极的污染。
此外，如果检测结果表明在静电荷消除空间中负离子的量大于正离子的量，则控制单元会对应于正离子的量和负离子的量之间的差，减小负电压的绝对值。因此，即使离子平衡向负离子侧偏移，也能够可靠地检测和快速地调节离子平衡的偏移。具体而言，如上所述，在本发明中，由于容易改变负离子的产生量，因此能够通过改变负电压的绝对值来可靠地调节离子平衡。
此处，离子平衡检测单元可以包括接地的电流检测单元，其中电极通过控制单元被连接到该电流检测单元。电流检测单元检测电流，该电流对应于通过静电荷消除空间和地面在电极和电流检测单元之间流动的正离子的量和负离子的量，并且控制单元可以基于电流检测单元检测到的电流的大小和方向来调节正电压和/或负电压的绝对值。
此外，离子平衡检测单元可以包括设置在静电消除空间内的电位检测单元，该电位检测单元用于检测与静电荷消除空间中的正离子的量和负离子的量相对应的电位。控制单元可以基于电位检测单元检测到的电位的大小和极性来调节正电压和/或负电压的绝对值。
因此，在检测电流的情况下，或检测电位的情况下，基于该检测结果能够容易地调节离子平衡的偏移。
另外，假设对电极施加一次正电压的时间周期和对电极施加一次负电压的时间周期的和等于一个周期，则控制单元可以计算出正离子和负离子的离子平衡经过至少一个周期的时间平均值，并且可以基于其计算结果调节正电压和/或负电压的绝对值。因此，能够精确地调节离子平衡的偏移。
在这种情况下，控制单元包括产生控制信号的控制器，和连接到电极的电压发生器，该电压发生器基于控制信号产生正电压和负电压，并且将该正电压和负电压施加到电极，其中，当离子平衡检测单元检测离子平衡时，控制器产生对应于检测结果的控制信号，并且电压发生器基于控制信号调节正电压和/或负电压的绝对值。
因此，能够可靠地实现用于调节与离子平衡的偏移相对应的正电压和/或负电压的绝对值的反馈控制。
此外，假设电极是针状电极，因为在对针状电极施加正电压或负电压时其末端侧的场强变大，所以能够容易地增加正离子或负离子的产生量。
在这种情况下，在静电荷消除空间内，在针状电极的末端侧产生正离子和负离子，并且可以在远离针状电极的针状电极的基端侧设置板状接地电极。因此，由于针状电极末端侧的电场强度由针状电极和接地电极之间的位置关系确定，所以能够可靠地抑制由针状电极和工件之间的距离所引起的正离子和负离子的产生量的波动。
另外，优选地，在离子发生器中，在由外部信号确定的特定时刻，改变施加到电极的电压的极性。此时，如果应用多个离子发生器，优选地，在由信号确定的时刻，同时改变施加到所有电极的极性。
此外，在应用多个离子发生器的情况下，在各个离子发生器之中，优选地，一个离子发生器向其它离子发生器输出同步信号，以便在由同步信号确定的时刻，同时改变施加到所有电极的电压的极性。
因此，在驱动一个离子发生器从工件消除静电荷的情况下，或同时驱动多个离子发生器从工件消除静电荷的情况下，因为电压极性随着信号(同步信号)被同步切换，所以能够高效地实现对于工件的静电荷消除。
另外，当如上所述在静电消除空间中交替地进行正离子的产生和负离子的产生时，工件被工件传送单元传送到静电荷消除空间，并且通过利用正离子和负离子中和对工件充电的电荷，从而从工件消除静电荷，并且能够快速地消除对工件充电的静电荷。
当通过说明性的实例并结合显示本发明的优选实施例的附图理解时，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将在下文的叙述中变得更加显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的静电荷消除系统的立体图；
图2是图1所示的离子发生器的立体图；
图3A和图3B是显示从离子发生器的主体中取出电极盒时的立体图；
图4A和图4B是沿图1和图2中的线IV-IV的横截面图；
图5是静电荷消除系统的示意性结构图；
图6是静电荷消除系统的示意性结构图；
图7是用于工件的静电荷消除方法和离子平衡调节方法的流程图；
图8A是在施加开始时间施加到电极针的电压的时间图；
图8B是在负电压的振幅变化之后施加到电极针的电压的时间图；
图9是从施加开始时间到报警时间施加到电极针的电压的时间图；
图10A是显示在施加负电压时在电极针的末端侧产生的臭氧密度的曲线图；
图10B是显示在施加正电压时在电极针的末端侧产生的臭氧密度的曲线图；
图11A是显示在施加负电压期间，工件的静电荷消除时间周期的曲线图；
图11B是显示在施加正电压期间，工件的静电荷消除时间周期的曲线图；
图12是具有多个离子发生器的静电荷消除系统的示意性结构图；
图13A至图13E是显示施加到图12所示的离子发生器的电极针的电压的极性的转换的时间图；
图14是具有多个离子发生器的静电荷消除系统的示意性结构图。
具体实施方式
下文将参考附图详细介绍和说明本发明的优选实施例。
如图1和图2所示，应用根据本实施例的离子发生器10的静电荷消除系统12是用作通过从离子发生器10释放正离子38和负离子40，中和对传送器14(工件传送单元)上传送的工件16充电的正电荷或负电荷，从而从工件16中消除静电荷的系统。工件16由例如玻璃基板或膜构成，而对于在工厂等中的传送器14上传送的玻璃基板或膜，应用静电荷消除系统12来消除电荷。此外，在图1和图2中，为便于理解，在圆圈内印刷“+”符号表示正离子38，在圆圈内印刷“-”符号表示负离子40。
离子发生器10的大体上呈矩形状的主体18被配置在传送工件16的传送器14的上方，以便处于与传送工件16的方向大体垂直的状态(即沿传送器14的横向)。在主体18的前表面上(在工件16的传送方向的下游侧上)，通过电缆24和连接器26连接表面电位传感器(离子平衡检测单元、电位检测单元)20，并且在主体18的侧表面上，通过连接器30连接流道28。此外，在主体18的前表面上，配置由LED等构成的显示装置(报警单元)32和频率选择开关34，并且在面对工件16的主体18的底面，以预定间隔安装电极盒36a至36c，在每一个电极盒中都配备有电极针(针形电极)46。
当对电极盒36a至36c中的每一个电极盒中的电极针46分别施加正电压(正极性的高电压)或负电压(负极性的高电压)时，通过在电极针46的末端侧(即工件16侧)的电晕放电产生正离子38或负离子40，并且在从电极盒36a至36c朝向工件16的方向上，释放产生的正离子38或负离子40。通过用作检测表面的检测盘22，表面电位传感器20检测产生正离子38和负离子40从而消除工件16上的静电荷的空间(下文称为“静电荷消除空间”)42a至42c中与正离子38的量和负离子40的量之间的平衡(离子平衡)相对应的电位。在这种情况下，如图1、图2和图5所示，上述静电荷消除空间42a至42c从电极盒36a至36c的电极针46的末端侧朝向工件16扩大。更具体地，为了可靠地从传送器14上传送的工件16中消除静电荷，静电荷消除空间42a至42c中的每一个静电荷消除空间都被形成为沿传送器14的横向覆盖工件16的上表面(见图5)。表面电位传感器20的结构由日本公开专利第2007-149419号公报可知。因此，本说明书省略了对表面电位传感器20的详细说明。
此外，如图1、图2、图3A和图4A所示，由电绝缘材料(如具有电绝缘特性的树脂材料)形成的椭圆柱状电极盒36a至36c可安装到主体18的底面侧的凹口50中。在这种情况下，在工件16侧上的底面上电极盒36a至36c中形成凹部44，并且在主体18侧上的上表面上形成与凹部44连通的孔56。此外，可以由钨(W)或硅(Si)材料制成的电极针46的末端从凹部44朝向工件16突出，而电极针46的基端形成为圆柱状端子48。另一方面，接受口52以及与形成在主体18内的流道64相连通的孔54分别设置在主体18的凹口50中。因此，当静电荷消除系统12的用户将电极盒36a至36c附接到离子发生器10的主体18时，接受口52和端子48被安装在一起，并且使凹部44通过孔56和孔54与流道64连通(见图4A和图5)。
另外，与电极针46的端子48分离的板状接地电极66，用作与每个端子48相连的电压发生器的正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78，以及控制正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78的控制器(控制部)74，被分别设置在主体18中。控制器74、正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78共同构成与电极盒36a至36c的电极针46相连的控制单元79。此外，压缩空气供给源(空气供给源)70通过流道72、阀68和流道28与主体18的流道64相连，以致当阀68打开时，压缩空气(空气)能够从压缩空气供给源70通过流道72、阀68、流道28、64和孔54、56被供给到凹部44。
在上述说明中，已给出关于在电极盒36a至36c中的每个电极盒中安装一个电极针46的情况的描述。然而，如图3B和图4B所示，以给定距离分开的两个电极针46、58可以被安装在电极盒36a至36c中的每个电极盒中，在电极针46、58之间形成有孔56，其中接受口52、62和孔54被设置在与电极针46、58的端子48、60以及孔56的位置相对应的主体18的凹口50中。在这种情况下，电极针46的端子48通过接受口52与正极性高电压发生器76相连，而电极针58的端子60通过接受口62与负极性高电压发生器78相连。此外，图4B显示对电极针46施加正电压，以及产生并向其中存在正离子38和负离子40两种离子的静电荷消除空间42a至42c中释放正离子38的情况。
图6是静电荷消除系统12的结构图。
除了上述电极针46(和电极针58)、显示装置32、频率选择开关34、控制器74、正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78以外，离子发生器10还包括构成电流检测单元(离子平衡检测单元)83的电阻器82和电流检测器84。在这种情况下，电极针46通过正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78连接到电阻器82，并且电阻器82与地面相连接(接地)。在离子发生器配备有两个电极针46、58的情况下，电极针46通过正极性高电压发生器76连接到电阻器82，而电极针58(由图6中的虚线所示)通过负极性高电压发生器连接到电阻器82。此外，当通过传送器控制装置80来控制传送器14时，传送工件16的传送器14起到接地电极的作用。
在图6中省略了对图1至图5中所述的流道28、64、72，电极盒36a至36c中的每一个电极盒，端子48、60，接受口52、62，孔54、56，接地电极66以及压缩空气供给源70等的说明。
此处，当传送器14运转时(即当传送工件16时)，传送器控制装置80向控制器74输出表明传送器14目前正处于运转状态下的传送器控制信号Sc。
频率选择开关34通过用户的操作设定施加到电极针46(和电极针58)的电压的频率，并向控制器74输出表明所选频率的信号(频率设定信号)Sf。
一方面，控制器74以预定的时间间隔(图8A所示的周期T)向正极性高电压发生器76重复输出正电压控制信号Sp，另一方面，控制器74以预定的时间间隔(周期T)向负极性高电压发生器78重复输出负电压控制信号Sm。在这种情况下，正电压控制信号Sp是表明将从正极性高电压发生器76输出的正电压的振幅Vp(绝对值)、正电压的占空比和频率、以及输出正电压的时刻的信号，而负电压控制信号Sm是表明将从负极性高电压发生器78输出的负电压的振幅Vm(绝对值)、负电压的占空比和频率、以及输出负电压的时刻的信号。
因此，通过控制器74，正电压控制信号Sp被输出到正极性高电压发生器76，负电压控制信号Sm被输出到负极性高电压发生器78，以便在由频率确定的周期T时间内交替地产生正电压和负电压。更具体地，在一个周期T内，控制器74将初始时间周期Tp分配给其中从正极性高电压发生器76输出具有振幅Vp的正电压(正极性高电压脉冲)的时间段(见图8A)，而另一方面，控制器74将时间周期Tp之后的时间周期Tm分配给其中从负极性高电压发生器78输出具有振幅Vm的负电压(负极性高电压脉冲)的时间段。与这种分配相对应的正电压控制信号Sp和负电压控制信号Sm被分别输出到正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78。
正极性高电压发生器76基于输入的正电压控制信号Sp在周期Tp的时间段内产生正电压并将其施加到电极针46，另一方面，负极性高电压发生器78基于输入的负电压控制信号Sm在周期Tm的时间段内产生负电压并将其施加到电极针46或电极针58。因此，正电压和负电压被交替且重复地施加到形成为针状电极的电极针46、58。结果，在静电荷消除空间42(42a至42c)中交替且重复地产生正离子38和负离子40。
此时，由正离子38引起的正电流Ip从正极性高电压发生器76流向电极针46，而由负离子40引起的负电流Im从电极针46或电极针58流向负极性高电压发生器78。此外，电流Ir(下文称为回流)从电阻器82通过地面、传送器14、工件16和电荷消除空间42流向电极针46(和电极针58)，并且越过电阻器82，产生由回流Ir引起的电压降Vr。电流检测器84测量电压降Vr，基于测量的电压降Vr检测回流Ir的大小和方向，并且向控制器74输出表明检测的电流Ir的大小和方向的电流检测信号Si。
回流Ir是与基于正离子38的电流Ip与基于负离子40的电流Im之和相对应的电流。因此，在正离子38的量大于负离子40的量(|Ip|>|Im|)的情况下，回流Ir通过地面从传送器14流向电阻器82。另一方面，在负离子40的量大于正离子38的量(|Ip|<|Im|)的情况下，回流Ir通过地面从电阻器82流向传送器14。此外，当正离子38和负离子40的量大体上相等时，离子平衡处于平衡状态，因此导致|Ip|＝|Im|，结果Ir＝0。
另外，表面电位传感器20检测静电荷消除空间42内的检测板22的位置处的电位，并且向控制器74输出表明检测到的电位的大小和极性的电位信号Sv。
因此，控制器74能够基于电流检测信号Si和/或电位信号Sv掌握和感知静电荷消除空间42中的离子平衡。具体而言，控制器74计算至少一个周期T(或者大于等于两个周期)内的回流Ir和/或电位的时间平均值，并且根据计算结果判断离子平衡是否处于平衡状态。更具体地，如果回流Ir和/或电位的时间平均值大体在零电平，则控制器74判定离子平衡处于平衡状态(使正离子38的量与负离子40的量处于平衡)，并且当前设定的正电压控制信号Sp和负电压控制信号Sm分别以进行中的方式被连续输出到正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78。
另一方面，在回流Ir和/或电位的时间平均值不在零电平而是处于具有正极性或负极性的给定电平的情况下，控制器74判断离子平衡已经被破坏，并且将当前设定的正电压控制信号Sp和负电压控制信号Sm改变为能够补偿离子平衡中的偏移的信号。
更具体地，在控制器74判断回流Ir和/或电位的时间平均值是正电平，即回流Ir是具有正向(即与正电流Ip的方向相同，正电流Ip具有通过地面从传送器14朝向电阻器82的方向)的电流且/或电位为正的情况下，判定离子平衡有利于向正离子38偏移，以致在静电荷消除空间42中，正离子38的量大于负离子40的量(|Ip|>|Im|)。接下来，为了获得Ir＝0(即通过|Ip|＝|Im|使正离子38的量与负离子40的量彼此相等)，控制器74产生用于增大负电压的振幅Vm的负电压控制信号Sm，并且将该负电压控制信号Sm输出到负极性高电压发生器78。
此外，在控制器74判断回流Ir和/或电位的时间平均值是负电平，即回流Ir是具有负向(即与负电流Im的方向相同，负电流Im具有通过地面从电阻器82朝向传送器14的方向)的电流且/或电位为负的情况下，判定离子平衡有利于向负离子40偏移，以致负离子40的量大于正离子38的量(|Ip|<|Im|)。接下来，为了获得Ir＝0，控制器74产生用于减小负电压的振幅Vm的负电压控制信号Sm，并且将该负电压控制信号Sm输出到负极性高电压发生器78，或者产生用于增大正电压的振幅Vp的正电压控制信号Sp，并且将该正电压控制信号Sp输出到正极性高电压发生器76。
因此，基于回流Ir和/或电位(的时间平均值)，通过控制器74增大或减小负电压的振幅Vm或者增大正电压的振幅Vp，执行反馈控制，用以调节正离子38和负离子40的离子平衡。
而且，如下所述，因为负离子40的产生量因电极针46、58的污染而敏感地变化，所以为了增大或减小负电压的振幅Vm，控制器74主要执行反馈控制，从而将正电压的振幅Vp维持在预定电平。
因此，在下文的描述中，将给出关于增大和减小负电压的振幅Vm以调节离子平衡的情况的详细说明。如上所述，因为根据本实施例的离子发生器还能够改变正电压的振幅Vp，所以，当然地，能够通过增大和减小负电压的振幅Vm和/或正电压的振幅Vp来调节离子平衡。
而且，当控制器74增大负电压的振幅Vm，或者在增大负电压的振幅Vm之后进一步增大负电压的振幅Vm′，并且判定这样增大之后的振幅Vm″已经超出了预定的阈值Vth(见图9)(Vm″>Vth)，表示已超过阈值的报警信号Se输出到显示装置32。基于输入到显示装置32的报警信号Se，显示装置32警告静电荷消除系统12的用户。将阈值Vth定义为例如某时刻出现的电压值，以致于即使具有阈值Vth之上的电压电平的负电压被施加到电极针46，由于因长时期使用离子发生器10而引起灰尘在电极针46、58的末端侧上粘附或电极针46、58的末端侧的磨损，所以也不能期望增加负离子的产生量，结果，期望增加对于工件16消除静电荷所需的时间的长度。
另外，当传送器控制信号Sc没有从传送器控制装置80被输入到控制器74时，控制器74判定通过传送器14的工件16的传送已经停止，并且控制器74向阀68输出阀关闭信号Sa，从而阀68基于输入到其的阀关闭信号Sa从打开状态切换到关闭状态。
如上所述地构造应用根据上述实施例的离子发生器10的静电荷消除系统12。接下来，参考图7至图11B，将对关于用于在静电荷消除系统12中对于工件16消除静电荷的处理(静电荷消除方法)和用于在静电荷消除空间42(42a至42c)内调节离子平衡的处理(离子平衡调节方法)做出说明。
下文将说明在电极盒36a至36c内安装单个电极针46的情况(见图2、图3A、图4A和图5)。
首先，当通过传送器控制装置80运转传送器14并且开始传送工件16时(见图1，图5和图6)，控制器74最初停止对于阀68输出阀关闭信号Sa。同时，控制器74产生正电压控制信号Sp和负电压控制信号Sm(见图7的步骤S1和图8A)，从而使得正电压的振幅Vp(正电压绝对值)变得大于负电压的振幅Vm(负电压绝对值)(Vp>Vm)，并且更进一步地，使得正电压的占空比(Tp/T)变得小于负电压的占空比(Tm/T)(Tp/T<Tm/T)，并且分别向正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78输出正电压控制信号Sp和负电压控制信号Sm。
因此，基于正电压控制信号Sp，正极性高电压发生器76在周期T内的时间段Tp中产生具有振幅Vp的正电压，并且将该正电压施加到电极针46，反之，基于负电压控制信号Sm，负极性高电压发生器78在周期T内的时间段Tm中产生具有振幅Vm的负电压，并且将该负电压施加到电极针46(步骤S2)。在这种情况下，在周期T内，因为对于电极针46交替地施加负电压和正电压，所以在电极针46的末端侧引起电晕放电，从而在静电荷消除空间42内交替地产生正离子38和负离子40。
此外，如上所述，通过中断从控制器74对于阀68输出阀停止信号Sa，阀68从关闭状态切换到打开状态，结果，压缩空气通过流道72、阀68、流道28、64和孔54、56从压缩空气供给源70中被引出(见图5)。在这种情况下，由于在工件16的方向上经由凹部44从孔56喷射出的压缩空气的运动，因此交替产生的正离子38和负离子40在静电荷消除空间42(42a至42c)内从电极针46朝向工件16释放。因此，在静电荷消除空间42内进行对于工件16的静电荷的去除(即通过正离子38和负离子40中和对工件16充电的正电荷和负电荷)。
另外，在每个预定的时间间隔内(在每个周期T内)，控制器74进行关于从传送器控制装置80输入的传送器控制信号Sc是否已经被中断，也就是工件16的传送是否已经完成(即电荷去除操作是否已经完成)的判定(步骤S3)。在存在传送器控制信号Sc输入的情况下(步骤3中的否)，接下来，判定离子平衡是否已经被破坏(步骤S4)。
在步骤S4中，控制器74基于来自电流检测器84的电流检测信号Si和/或来自表面电位传感器20的电位信号Sv计算回流Ir和/或电位的时间平均值。接下来，控制器74判定回流Ir和/或电位的时间平均值是否为零电平。在这种情况下，如果时间平均值大体上处于零电平，则控制器74判断静电荷消除空间42的离子平衡处于平衡状态，并且返回到步骤S3的处理。结果，在离子发生器10中，正电压控制信号Sp和负电压控制信号Sm以周期T的时间间隔被重复地输出到正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78，于是，正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78以周期T的时间间隔交替地对于电极针46重复地施加正电压和负电压。
此外，在步骤S3中，在传送器控制信号Sc没有从传送器控制装置80中被输入的情况下，由于工件16的传送已经完成，因此控制器74判定有必要终止静电荷消除操作(步骤S3中的是)。接下来，控制器74中断对于正极性高电压发生器76和负极性高电压发生器78输出正电压控制信号Sp和负电压控制信号Sm，同时输出阀停止信号Sa到阀68，从而阀68从打开状态切换到关闭状态。因此，通过阀68的关闭，对于电极针46的正电压和负电压的施加停止，在静电荷消除空间42中正离子38和负离子40的产生停止，以及压缩空气从凹部44对于工件16的喷射停止，结果，离子发生器10的运转结束(步骤S5)。
附带地，在步骤S4中，当判定静电荷消除空间42中的离子平衡已经破坏时，由于回流Ir和/或电位的时间平均值不处于零电平，而是处于具有正极性或负极性的电平(步骤S4中的是)，接下来，判定离子平衡是否向正离子38侧(在正方向上)偏移(步骤S6)。
更具体地，在步骤S6中，当控制器74判定时间平均值是正电平时(步骤S6中的是)，例如，如果判定回流Ir是正方向上的电流(即从传送器14通过地面在电阻器82的方向上流动的电流)，则首先，增大负电压的振幅Vm，然后控制器74判断增大后的负电压的振幅Vm是否超过预定阈值Vth(步骤S7)。
在步骤S7中，如果判断为没有超过阈值Vth(步骤S7中的否)，则控制器74决定增大负电压的振幅Vm，并且将包括关于增大的振幅Vm′的控制内容的负电压控制信号Sm输出到负极性高电压发生器78。因此，基于输入的负电压控制信号Sm，负极性高电压发生器78施加具有振幅Vm′的负电压(见图8B和图9)(步骤S8)。之后，控制器74返回到步骤S3的处理。
接下来，将给出关于通过增大(提高)负电压来调节离子平衡的意义的说明。
当长时期使用离子发生器10时，灰尘可能粘附到电极针46的末端侧，因此污染了电极针46，或者，担心电极针可能被磨损，以致正离子38和负离子40的产生量趋于减少。
此外，在对电极针46施加正电压或负电压的情况下，考虑到电荷去除时间(消除静电荷所需的时间)，当正电压或负电压的振幅Vp、Vm相同时，由电压极性引起的差别无法感知(见图11A和图11B)。但是，另一方面，考虑到在静电荷消除空间42(42a至42c)内产生的臭氧的密度(臭氧密度)，当正电压或负电压的振幅Vp、Vm相同时，负电压的情况下的臭氧密度大体上大于正电压的情况下的臭氧密度(见图10A和图10B)。
因此，当负电压的振幅Vm较大时，离子发生器10和静电荷消除系统12中使用的金属(例如钨电极针46)被氧化并受到侵蚀。或者，存在离子发生器的用户将臭氧感觉为异常气味的担忧。在这种情况下，如果施加到电极针46的负电压的振幅Vm保持较小，则可以减少臭氧密度(见图10A)。但是，当减少振幅Vm时，由于电极针46的末端侧的电场强度减小并且负离子40的产生量减少，因此正离子38和负离子40之间的离子平衡被破坏，并且从工件16消除静电荷所需的时间变得相当长。(见图11A)。
因此，根据本实施例，通过将负电压的振幅Vm设定得相对较小，由负电压的施加所引起的臭氧密度减小，而通过延长施加负电压的时间周期(对电极46、48施加负电压的时间Tm)，补偿因减小负电压的振幅Vm而引起的负离子40的产生量的减少。在这种情况下，通过延长施加负电压的时间周期(时间Tm)，缩短正电压的时间周期(对电极46施加正电压的时间Tp)也是必要的。因此，将正电压的振幅Vp设定得较大。更具体地，通过增大正电压的振幅Vp，补偿因缩短施加正电压的时间周期而引起的正离子的产生量的减少。因此，能够调节(维持)正离子38和负离子40之间的离子平衡。
此外，根据本实施例，使正离子38的产生量(正离子振幅Vp)符合标准。在负离子的产生量减少，并且离子平衡因电极针46的末端侧上的灰尘的粘附或电极针46的磨损而朝向正离子38侧偏移的情况下，控制器74执行步骤S6至S8的处理，从而使得负电压的振幅Vm增大到Vm′。通过增加负离子40的产生量，即使当灰尘粘附时，或在电极针46磨损的情况下，也能够快速地调节离子平衡的偏移。
在图10A、图10B、图11A和图11B中，沿横轴获得正电压和负电压的振幅Vp、Vm，或基于振幅Vp和Vm的电极针46末端处的电场强度。
以上意味通过增大(提高)负电压对离子平衡的调节。
返回到图7的流程图，在步骤S7中，当控制器将负电压的振幅Vm增大到Vm′时，在判定存在已经增加后的振幅Vm″将超过阈值Vth(Vm″>Vth)的顾虑的情况下(步骤S7中的是和图9)，表示超过阈值的报警信号Se被输出到显示装置32。显示装置32基于报警信号Se警告用户(步骤S9)。此后，即使传送器14当前正在传送工件16，控制器74也执行步骤S5的终止处理。
更具体地，因为负电压的振幅Vm小于正电压的振幅Vp，所以当电极针46被污染时，负离子40的产生量在短时间内比正离子38的产生量减少得多。此外，因为正电压的绝对值Vp大于负电压的绝对值Vm，所以即使电极针46被污染，正离子38的产生量也不会减少到与负离子40的产生量相同的程度。因此，与正离子38的产生量相比，负离子40的产生量对于电极针46的污染更加敏感地变化。因而，如上所述，如果通过判定振幅Vm″是否已经超过阈值Vth来判断电极针46已经被污染，则能够可靠地检测电极针46的污染。
而且，在步骤S6中，当控制器74判定时间平均值是负电平时(步骤S6中的否)，例如，当判定回流Ir是在负方向上流动的电流(通过地面从电阻器82朝向传送器14流动的电流)时，用于减小负电压的振幅Vm的负电压控制信号Sm产生并被输出到负极性高电压发生器78。结果，在负电压的振幅Vm减小后，负极性高电压发生器基于输入的负电压控制信号Sm将该负电压施加到电极针46(步骤S10)。然后控制器74返回到步骤S3的处理。
如上所述，采用根据本实施例的离子发生器10和静电荷消除系统12，在对于电极针46、58施加正电压和负电压的期间，将负电压的振幅Vm(绝对值)设定为小于正电压的振幅Vp(绝对值)(Vp>Vm)。此外，将负电压的施加时间周期(时间Tm)设定为长于正电压的施加时间周期(时间Tp)(Tp<Tm)。换句话说，将正电压的振幅Vp设定为大于负电压的振幅Vm，同时将正电压的施加时间周期设定为短于负电压的施加时间周期。
也就是说，由于将负电压的振幅Vm设定得相对较小，所以即使当交替地施加正电压和负电压，并且在静电荷消除空间42(42a至42c)内产生正离子38和负离子40时，通过施加负电压也能够可靠地控制臭氧的产生。结果，臭氧的产生量减少，能够可靠地防止离子发生器10和静电荷消除系统12中采用的金属氧化，同时提高了离子发生器10和静电荷消除系统12的商业价值。
此外，因为对应于负电压的振幅Vm的减小将负电压的施加时间设定得较长，所以不可避免地将正电压的施加时间设定得较短。因此，将正电压的振幅Vp设定得较大。更具体地，通过延长负电压的施加时间，补偿因减少负电压的振幅Vm而引起的负离子40的产生量的减少，而另一方面，通过增大正电压的振幅Vp，补偿因缩短正电压的施加时间而引起的正离子38的产生量的减少。因此，能够容易地调节(维持)正离子38和负离子40之间的离子平衡，并且能够快速地消除对工件16充电的正电荷和负电荷。
因此，根据本实施例，通过用上述设定条件对电极针46、58交替地施加正电压和负电压，并且交替地产生正离子38和负离子40，能够一举减少臭氧的产生量，维持离子平衡，并缩短从工件去除静电荷所需的时间。
此外，即使在由于灰尘粘附从而污染电极针46、58，或因长时期使用离子发生器10而使电极针46、58磨损，造成正离子38和负离子40的产生量减少的情况下，通过基于来自用作离子平衡检测传感器的表面电位传感器20的电位信号Sv，和/或基于来自电流检测器84的电流检测信号Si(检测结果)调节负电压和/或正电压的振幅Vp、Vm，能够抑制离子平衡或从工件去除静电荷所需的时间随时间的变化。
更具体地，在检测结果表明在静电荷消除空间42中的正离子38的量大于负离子40的量的情况下，通过增大与正离子38的量和负离子40的量之间的差相对应的负电压的振幅Vm，即使因负离子40的产生量降低而引起离子平衡朝向正离子38侧偏移，也能够可靠地检测并且快速地调节离子平衡中的这种偏移。
此外，当判断负电压的振幅Vm在增大后(Vm″)超过阈值Vth时，由于显示装置32向外报告该判断结果，所以离子发生器10和静电荷消除系统12的用户能够判定电极针46、58因灰尘的粘附而被污染，或电极针46、58已经磨损，以致即使较高电压电平的负电压被施加到电极针46、58，也不能期望负离子40的产生量增加并且从工件16消除静电荷所需的时间将过长。于是，用户能够快速地更换电极36a至36c。结果，便于维护离子发生器10和静电荷消除系统12。
更具体地，因为负电压的振幅Vm小于正电压的振幅Vp，所以当电极针46、58被污染时，负离子40的产生量在短时间内减少得比正离子38的产生量多。此外，因为正电压的振幅Vp大于负电压的振幅Vm，所以即使电极针46、58被污染，正离子38的产生量也不会减少到与负离子40的产生量相同的程度。因此，与正离子38的产生量相比，负离子40的产生量对于电极针46、58的污染变化敏感。从而，根据如上所述的本实施例，通过判定负电压的振幅Vm(Vm″)是否超过阈值Vth，能够快速地判定电极针46、58是否被污染，因此，能够可靠地检测出电极针46、58的污染。
此外，在检测结果表明在静电荷消除空间42中负离子40的产生量大于正离子38的产生量的情况下，如果对应于正离子38的量和负离子40的量之间的差，减小负电压的振幅Vm，则即使离子平衡已经朝向负离子40侧偏移，也能够可靠地检测并且快速地调节离子平衡中的这种偏移。更具体地，因为负离子40的产生量容易改变，所以通过改变负电压的振幅Vm能够可靠地调节离子平衡。
而且，如上所述，电流检测器84检测流经电阻器82的回流Ir，或表面电位传感器20检测静电荷消除空间42的电位，于是，控制器74基于该检测结果调节正电压和/或负电压的振幅Vp、Vm。因此，能够容易地调节离子平衡中的偏移。
更进一步地，在对电极针46施加一次正电压的时间周期(时间Tp)与对电极针施加一次负电压的时间周期(Tm)之和等于一个周期T的情况下，控制器74计算至少一个周期T内的正离子38和负离子40之间的离子平衡的时间平均值(即回流Ir的时间平均值或电位的时间平均值)，并且基于其计算结果调节正电压和/或负电压的绝对值Vp、Vm。因此，能够以高精度调节离子平衡。
更进一步地，由于基于上述检测结果，控制器74将正电压控制信号Sp输出到正极性高电压发生器76，同时将负电压控制信号Sm输出到负极性高电压发生器78，能够可靠地执行用于调节与离子平衡偏移相对应的正电压和/或负电压的绝对值Vp、Vm的反馈控制。
更进一步地，因为使用电极针46、58，所以当对电极针46、58施加正电压或负电压时使得电极针46、58的末端侧的电场强度较大，因此能够容易地增加正离子38或负离子40的产生量。
更进一步地，通过在电极针46、58的终端48、60侧上设置接地电极66以便使其远离电极针46、58，电极针46、58末端侧的电场强度通过电极针46、58和接地电极66之间的电位关系被确定。结果，能够可靠地抑制由电极针46、58和工件16之间的距离引起的正离子38和负离子40的产生量的变化。
更进一步地，当负电压或正电压被施加到电极针46、58时，压缩空气供给源70通过流道72、阀68和流道28向离子发生器10提供压缩空气，并且离子发生器10在从电极46、58朝向工件16的方向上喷射压缩空气。因此，通过喷射的压缩空气使正离子38和负离子40可靠地到达工件16，并且能够高效地进行从工件16去除静电荷。
根据本实施例的静电荷消除系统12不局限于上述描述，可以对其各种结构进行变化。
更具体地，如图12所示，可以在传送器14的上方沿着工件16的传送方向以预定间隔设置离子发生器10A至10D，并且当从工件16去除静电荷时，发射机86(同步控制单元)对于离子发生器10A至10D中的每一个离子发生器输出同步信号Ss。
在这种情况下，离子发生器10A至10D具有与上述离子发生器10类似的结构，此外，施加到电极针46的电压的极性以同步信号Ss确定的给定时间被一起切换(见图13)。
从而，如图13A至图13E所示，在离子发生器10A至10D(第一到第四离子发生器)中的每一个离子发生器中，基于由负脉冲和正脉冲构成的同步信号Ss的输入，与正脉冲同步并且施加到电极针46的电压的极性能够一起从负电压切换到正电压，而与负脉冲同步并且施加到电极针46的电压的极性能够一起从正电压切换到负电压。
而且，在图12中，参考数字42A至42D表示由从离子发生器10A至10D中的每一个离子发生器释放的正离子38和负离子40所构成的静电荷消除空间，其中上述静电荷消除空间42a至42c是从离子发生器10A至10D的侧面被观察的。此外，静电荷消除空间42A至42D具有从离子发生器10A至10D朝向工件16扩大的形状，以致沿工件16的传送方向的上表面被静电荷消除空间42A至42D覆盖。此外，如图13A至图13E所示，当施加负电压时，彼此具有不同振幅的负电压(振幅Vm1至Vm4的负电压)被分别施加到离子发生器10A至10D中的每一个离子发生器的电极针46。
此外，如图14所示，在离子发生器10A至10D之中，离子发生器10A的控制器74可以具有与上述发射机86(见图12)类似的功能，以便同步信号Ss可以从离子发生器10A输出到其它离子发生器10B至10D。在这种情况下，离子发生器10A至10D中的每一个离子发生器也可以执行电压极性的同步切换，如图13A至13E的时间图所示。
以这种方式，利用图12和图14所示的静电荷消除系统12，如果同步运转多个离子发生器10A至10D以从工件16消除静电荷，则由于离子发生器10A至10D中的每一个离子发生器的电压极性的切换被同步，所以能够有效地进行从工件16消除静电荷。此外，采用如图12和图14的结构，假设至少一个离子发生器被驱动并运转，由于基于外部同步信号Ss的输入来执行电压极性的切换，所以能够进行从工件16去除静电荷。更具体地，即使在图12所示的离子发生器10A至10D中仅有一个离子发生器被驱动的情况下，或者在将图14的离子发生器10A用作发射机并且离子发生器10B至10D中仅有一个离子发生器被驱动的情况下，也能够对于工件16进行静电荷的消除。
本发明不局限于上述实施例，并且当然可以在其中采用各种其它或另外的结构，而不背离本发明的本质和要旨。