JPH0268899A - 空気電離調整方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気電離方法および装置に関するもので、特に
、特定領域における大気内のイオン含有量を所定値に保
持して静電荷を抑圧するため、あるいは他の目的のため
の空気電離装置の制御に関するものである。

〔従来の技術〕

静電荷の蓄積は種々の有害な作用を惹起する可能性があ
る。すなわち、静電荷の放電は人々に不快感を与えるだ
けでなく、コンピュータのような電子装置の作動を破壊
させる可能性がある。静電荷造成の問題は、顕著な例と
して小形半導体電子素子の製造のようなある種の産業上
の操作において特にその解決を迫られている。

静電気の放電は、マイクロチンプ　ウェハ内の微小導電
通路等を破壊する可能性があり、また、このようなウェ
ハ等への電荷の蓄積は、微細なごみを吸引し、製品を不
良品にする可能性を有する。

保護しようとする対象物の近傍において高レベルの空気
電離を保持することは、電子素子を製作するクリーン　
ルームまたは他の場所における静電荷の造成を抑圧する
ためのきわめて有効な技術であるが、対象物上への電荷
の蓄積は反対極性の空気イオンを引きつけ、か（して電
荷を中和させる。

大部分の空気電離システムは高電圧を供給するようにし
た１つまたはそれ以上の鋭くとがった電極を有する。こ
の場合、電極の尖端の近くに生ずる強力な電界は空気の
構成ガスの分子を正および負の帯電イオン内に分離させ
る。かくして、電極のそれと反対の極性または電荷を有
するイオンは電極に引きつけられ、中和され、同一極性
のイオンは電極により、また相互に反発され、外に向か
って周囲の大気内に分散される。また、電極から保護し
ようとする対象物の領域へのイオンの動きは、通常、電
極から対象物領域へ空気の流れを与えることにより加速
される。

静電荷抑圧を意図する空気電離システムの場合は、抑圧
しようとする電荷はいずれの極性でもよいため、通常正
および負イオンの双方を生成するよう設計されており、
これは反対の電圧を有する２つの電極を用いるか、１つ
の電極上の電圧を周期的に逆転させることにより達成す
ることができる。双方の形式のイオンを同時に生成する
ことは混合される正および負のイオンが電荷交換により
相互に急速に中和されるため、装置の有効範囲を狭（す
る傾向がある。

１９８５年９月１７日イ寸、スコツト・ジエー・ニス・
ゲールケ（Ｓｃｏｔｔ　Ｊ、Ｓ、Ｇｅｈｌｋｅ）ほかの
出側に係る米国特許第４，５４２，４３４号“′ジーケ
ンスト　バイポーラ空気電離方法および装置（Ｍｅｔｈ
ｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　５ｅｑｕ
ｅｎｃｅｄ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ａｉｒ　Ｉｏｎｉｚａｔ
ｉｏｎ）　”には、バイポーラ空気型１ｉｉＩＶ置の有
効範囲を拡張し、かつ他の利点をも与える方法および装
置につき記載されている。前記特許に記載されているシ
ステムにおいては、タイミング信号により、イオンを生
成しないオフ　インターバルで分離された交番する時間
周期の間に離れた電極において正および負イオンの生成
を開始させるようにしており、これは２つの形式のイオ
ンの有意義な混合や相互の中和が始まる前に、空気の流
れで各イオンのパルスを電極から相当離れた距離の所へ
運ぶことを可能にしている。

上述の種類の装置においては、イオン出力レートの的確
な制限が望まれる。また、特定の場所における有効な静
電荷抑圧には、正イオン対負イオンの比が狭い値の範囲
内にあり、かつ大気中のイオンの全濃度が最適値に近い
か、それに等しいことが必要である。１つの極性のイオ
ンが多すぎることは対象物に電荷を与えるという非生産
的作用を有する。また、イオンの濃度が低いことは、静
電荷を中和させるのに適当といえず、高すぎる濃度は有
害な効果を呈する。必要とする正イオン対負イオン比の
最適値および最適の全イオン濃度は、場所ごとに変化す
る。また、最適比および最適濃度はその場所における活
動性（ａｃｔｉｖｉ　ｔｙ）の変化、装置、空気の流れ
のパターンまたは他の条件のため特定の場所においても
ある時間周期にわたって変化する可能性がある。また、
その場所における空気イオン含有量は、例えば腐蝕によ
る電極の劣化、事業用電源電圧の変動または他の原因の
ような電離装置自体の変化のため所望のレベルから外れ
ることもありうる。

したがって、空気電離装置は正および負の双方のイオン
の生成レートの個別調整を可能にする必要があり、また
条件の変化がそれを得策とするとき再調整が可能なよう
その場所における大気のイオン含有量をモニタすること
が好ましい。

前述の米国特許第４，５４２，４３４号に記載のシステ
ムにおいては、正および負の電極電圧、正および負のイ
オン生成周期のタイミングならびにイオン生成周期間の
オフ周期の持続時間を各々個別に調整しうるようにして
いる。これはシステムを設置する特定場所の要求に適合
する正イオン対負イオン比および全イオン濃度を与える
ようなシステムの同１１　（ｊｕｎｉｎｇ）を可能にす
る。かくして、その場所におけるイオン　レベルはセン
サ装置によりモニタすることができ、また条件の変化が
それを必要とするとき相互に再調整を行うことができる
。

モニタ　プロセスおよび再調整プロセスが自動的かつ連
続ベースで行われることは好都合であり、この場合、シ
ステムは特定の極性あるいは双方の極性のイオンの出力
レートの変化を呼び起こすような急激な状態の変化に対
しより急速に応答することができる。

これまでは、空気電離装置のイオン出力レートを自動的
に調整して状態変化のもとて所望の大気イオン含有量を
保持する目的のため帰還システムが提案されている。こ
の場合は、１またはそれ以上のイオン検出装置により大
気のイオン含有量の変化を示す信号を生成させ、帰還回
路により、信号の変化に応じて電離電極上の高電圧を変
化させ、イオン含有量を所望レベルに保持させるように
する。

このような帰還システムが大気のイオン含有量の変化を
補償しうる限度は、使用可能な電極電圧の調整範囲に従
属する。また、電極電圧の使用可能範囲は大気中のイオ
ン含有量の突然の低下に対する応答速度をも制限し、所
望の電離レベルの復旧に不所望の長い時間を必要とする
。

実際問題として、イオン出力の調整範囲はより高い電圧
を発生しうる高電圧源を与えることにより簡単に拡張さ
せることはできない。すなわち、約２０，０ＯＯＶを超
える電極電圧は不所望のオゾンの発生を生じ、アークに
関する諸問題が厄介な問題となる。したがって、空気電
離システムは前記レベル以下の最大作動電圧を有する。

制限された電圧調整の範囲は、連続的にイオンを発生す
るのでなく、律動的（パルス）ベースで作動し、オフ周
期がイオン生成のインターバルと交番する上述のような
周期的形式の空気電離装置の場合にはさらに顕著となる
。すなわち、特定の極性のイオンの発生は断続的にしか
起こらないため、電離装置を最大電圧で作動させる際、
その極性のイオンの急、激な低下を補正するのにより長
い時間周期を必要とする。

したがって、最大使用可能電圧により課せられる上述の
制約により制限されないような方法で、律動的または周
期的に作動する空気電離装置の帰速制御を可能にするこ
とが望まれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は上述の諸問題の１つまたはそれ以上を解
決した改良形空気電離方法および装置を堤供しようとす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は所定の場所における大気中のイオン濃度を所定
値に保持する方法を与えている。すなわち、本発明方法
は、第１および第２信号状態の間を交番する周期的第１
タイミング信号を生成するステップと、該第１タイミン
グ信号が該第１信号状態にある間に起こる周期の間大気
内に所定極性のイオンを生成させ、該タイミング信号が
該第２信号状態にある間に起こるインターバルの間少な
くともイオン生成のレートを減少させるステップとを含
む。さらに、前記方法は所定の場所におけるイオン濃度
の変化を示す帰還信号を生成するステップと、該場所に
おけるイオン濃度を該所定値に保持するため該帰還信号
の変化に応じて該イオン生成周期の持続時間を変化させ
るステップとを含む。

また、本発明によるときは、所定のレートで再び起こる
正イオン生成周期の連続を限定し、かつ所定のレートで
再び起こる負イオン生成周期の連続を限定するタイミン
グ信号を生成するステップで、正イオン生成周期を負イ
オン生成周期と交番させるようにしたものを含む所定場
所の対象物による静電荷の蓄積を抑圧する方法を与えて
いる。

この場合、正イオン生成周期は負イオン生成周期と交番
させるようにする。さらに、上記方法は該場所における
空気のイオン含有量の変化を感知することにより帰還信
号を生成するステップと、該正イオン生成周期の持続時
間を変化させ、かつ該負イオン生成周期の持続時間を逆
に変化させて、該帰還信号を所定範囲内の値に保持する
ようにするステップとを含む。

さらに、本発明は所定場所における大気のイオン含有量
を所定範囲内に保持するための装置を与えている。本発
明装置は、少なくとも１つの電離電極と、第１および第
２信号状態の間を交番する周期的第１タイミング信号を
生成するタイミング手段と、該タイミング信号・が該第
１信号状態にある間に起こる周期的イオン生成周期の間
該電極に所定極性の高電圧を供給し、該第１タイミング
信号が該第２信号状態にある間に起こるインターバルの
間、該電極上の電圧を少なくとも減少させる手段とを含
む。また、上記装置の他の構成素子としては、該場所に
おけるイオン濃度の変化を示す帰還信号を生成するため
のセンサ手段と、該帰還信号の変化に応じて該イオン生
成周期の持続時間を変化させることにより、該場所にお
ける該イオン含有量を該所定範囲内に保持させるように
した帰還手段とを含む。

さらにまた、本発明によるときは、所定レートで再び起
こる正イオン生成周期の連続を限定し、所定レートで再
び起こる負イオン生成周期の連続を限定するタイミング
信号を生成する電気的パルス発生器で、該正イオン生成
周期を該負イオン生成周期と交番させるようにしたもの
を含む。さらに、上記装置は該タイミング信号に応じて
該場所の近傍において、交互に正および負の大気イオン
の生成を開始させるよう形成した空気電離手段を含む。

また、上記装置のイオン　センサは、該場所における大
気のイオン含有量の正味の極性の変化を示す帰還信号を
生成する手段を有する。さらに、上記装置の帰還回路は
、該帰還信号を所定の値の範囲内に保持させるため、該
正イオン生成周期の持続時間を変化させ、該負イオン生
成周期の持続時間を逆に変化させる手段を有する。

本発明はイオン生成が律動的または周期的であるような
形式の空気電離装置用のフィードバック方法および装置
を与えている。本発明によれば、イオン濃度の所定値か
らのずれを感知し、周期的イオン生成期間の持続時間を
所定値に復旧させるに必要なだけ変化させることにより
、変化する条件のもと取りまく大気中でイオン濃度を所
定値に保持させることができる。また、本発明は交番す
る時間間隔の間に正および負イオンを生成するバイポー
ラ　システムの場合にも、双方の形式のイオン濃度の自
動的制御により、はぼ一定の正イオン対負イオン比を保
持することを可能にする。反復するイオン生成期間の持
続時間を変化させることは大気中のイオン含有量の変化
が感知されたとき、所定イオン含有量への急速な復旧を
可能にし、律動的電離システムによりさらに適正なイオ
ン含有量の制御を与えることができる。また、電源電圧
を変化させて空気のイオン含有量を安定化させるような
形式の帰還システムとともに本発明を使用する場合は、
イオン出力レートの使用可能調整範囲を高電圧源の上限
の電圧により課せられるレンジ以上に拡大させることが
できる。

〔実施例〕

以下図面により本発明を説明する。

第１図は、例示目的のため有害な静電荷の蓄積を抑圧し
て製品への損傷を防止するようにした電子素子製造用ク
リーン　ルーム１２内の設備としての本発明実施例によ
る空気電離装置（空気イオン化装置）１１を示すもので
ある。この種電離装置１１は、静電荷の抑圧を必要とす
るか、あるいは他の目的のため大気のイオン含有量の制
御を要するような他の場所においても使用することがで
きる。

第１図に示す空気電離装置１１の主要構成素子は、標準
的にクリーン　ルーム１２の天井に固着させた１または
それ以上のイオン放出ユニット（エミッタ　ユニット）
１３、例えば、アクセス可能な場所においてルームの壁
部に取付けた制御コンソール１４、本実施例の場合は天
井から懸吊する方法で室内の空気に曝らされるよう配置
した１またはそれ以上のイオン　センサ１６、および前
記イオン放出ユニット１３の近傍に配置するを可とする
１またはそれ以上の帰還モジュール１７を含む。また、
以下に詳述するように、４導体ケーブル１８により制御
コンソール１４をイオン放出ユニット１３の各々と接続
し、ｌまたはそれ以上の付加的４導体ケーブル１９によ
り各センサ１６を１またはそれ以上の帰還モジュール■
７に接続する。

イオン放出ユニット１３は前述の米国特許第４，５４２
、４３４号に記載されているような構造とすることがで
きる。すなわち、第２図に示すように、各ユニット１３
は外匣部（ハウジング）２１を含み、前記ハウジングか
ら下方に２つの離隔した絶縁管２２および２３を伸長さ
せる。また、管２２および２３の下端部には、それぞれ
針状の電離電極２４および２６を配置して円筒状ガード
２７内で軸方向に伸長させ、前記電極の尖端が周辺の大
気に曝らされるようにする。

ハウジング２１は管２２を通して電極２４に接続した負
高圧電源２８および管２３を通して電極２６に接続した
正高圧電源２９を含む。前記高圧電源２８および２９は
、低電圧の交流入力を整流し、平滑化し、増幅して、入
力電圧を変えることにより変化させうるり、Ｃ，高圧出
力を与えるよう構成した既知の形状の電圧増幅器により
形成することができる。

高圧電源２８および２９は以下に詳述するように、制御
コンソール１４により交互に作動させるようにし、多く
の作動状態のもとでは、電極２６および２４における正
および負のイオン生成の交番周期がイオンを発生しない
周期で隔離されるようにしている。かくして、２つの形
式のイオンの混合が起こる前に、電極２４または２６か
ら相当な距離にねたって各掻性のイオンのパルスを分散
させることができる。これは電荷交換による相互中和の
プロセスを遅らせるほか、装置１１により、イオン　エ
ミッタ　ユニッ目３から相当離れた場所においても高レ
ベルの空気電離が保持されることを可能にする。

再び第１図に戻って、装置は通常、イオン放出ユニッ目
３から静電荷蓄積を抑圧すべき領域、この場合には、作
業台（ワーク　テーブル）３２へのイオンの走行を速め
るためエア　フロー（通風手段）３１を具える。標準的
クリーン　ルーム１３の場合は、ファン３３を用いてエ
ア　フロー３１を通気性天井メンバー３４を通して下方
に強制通風させ、床に設けた格子（グレーティング）３
６を通して室外に排気させるようにしている。エア　フ
ロー３１はそれがイオンの作業台３２への走行時間を減
少させる際、作業台における高レベルの空気電離を保持
するのに役立ち、正イオンと負イオン間の電荷交換から
のイオン損失を減少させる。

第１図には２つの放出ユニッ［３のみを示しているが、
標準形クリーン　ルーム１２では、通常さらに多数のユ
ニット１３を設けるようにしており、また、標準的にユ
ニットを数フィード離したアレイ状に配置している。イ
オン放出ユニット１３は静電荷に関する問題が特に著し
いような特定の場所に配置することが好ましいので、ユ
ニッ目３の間隔は必ずしも均一とするを要しない。

各イオン放出ユニット１３はきわめて精細な空気イオン
含有量の調整を必要とするような（これは多くの場合、
必ずしも必要としない）それ自体のセンサ１６および帰
還モジュール１７を具えるを可とするが、ある場合には
、単一のセンサ１６および帰還モジュール１７をすべて
のイオン放出ユニット１３に接続するか、単一センサお
よび帰還モジュールを近接イオン放出ユニット　グルー
プに接続することもできる。理想としては、静電荷抑圧
が最も臨界的な場所に、センサ１６を配置することが好
ましいが、それはしばしば、センサ信号を変える可能性
のある損傷または妨害のリスクのため実用的ではない。

センサ１６はこのようなリスクのない場所に配置しなけ
ればならず、本実施例の場合は、ルーム１２の天井から
懸吊しほぼイオン生成の起こる高さの所に位置させるよ
うにしている。センサ１６はイオン放出ユニット１３の
直近位置から離して配置する必要がある。それは、ユニ
ット１３の直ぐ近くの場所においては正イオンと負イオ
ンの混合が最も小さ（、その領域の空気イオン含有量が
作業台３２における種々の状態を厳密に表わすものでは
ないことによる。以下、センサ１６の構造および作動に
つき説明することにする。

再び、第２図に戻って、制御コンソール１４は、双方の
高圧電源２８および２９がオフ状態であるような時間周
期により分離された交番時間周期の間前記高圧電源２８
および２９を作動させるタイミング信号を生成する。さ
らに、コンソール１４０回路は高圧電源２８の周期的作
動の期間、高圧電源２９の交互的作動の期間およびこれ
らの作動の間のオフ周期の期間を別個に選定しうるよう
形成し装置１１のイオン出力を調整して装置を設置する
特定場所の要求に合致させうるようにする。

特に、制御コンソール１４は一次巻線２８を有する電圧
逓降変圧器３７を含み、前記−次巻線３８をオン・オフ
　スイッチ４１および保護ヒユーズ４２を介して自家用
電源入力端子３９に接続する。また、電力線サージおよ
び過渡電圧（トランジエント）から回路を保護するため
、−次巻線３８と並列にバリスタ４３を接続する。

変圧器３７は、本実施例の場合、自家用ＡＣｉｌｆｉ電
圧を４８Ｖの値に低下させる機能を有する。このような
電圧逓降は、軽量で安価な電気ケーブル１８を用いて、
コンソール１４とエミッタ　ユニット１３の接続を可能
にするという点で絶対的には必要ではないまでも好都合
である。

変圧器３７の二次巻線４４は、それぞれケーブル１８を
介してイオン放出ユニット１３まで伸長する第１および
第２低電圧源導線４５および４６間に接続する。

導線４５および４６は、以下に詳述するように、イオン
放出ユニット１３および帰還モジュール１７のある構成
素子に作動電流を供給する。

また、低電圧導線４５および４６間には、負の高電圧発
生器２８に供給するＡ、Ｃ，電圧の選択を可能にするた
め、第１バリアツク（Ｖａｒｉａｃ）または可調整単巻
変圧器（オートトランス）４７を接続する。このように
するときは、負イオンの発生周期の間に起こる負イオン
の最大出力レートの調整が可能となる。また、単巻変圧
器４７の可調整出力タップ４８は通常用いている第１半
導体継電器４９およびケーブル１８の他の導線５１を介
してイオン放出ユニット１３と接続する。

さらに、低電圧導線４５と４６の間には、正イオン発生
周期の間における正イオンの最大出力レートの選択を与
えるため同じような第２単巻変圧器（オートトランス）
５２を接続し、前記単巻変圧器５２の出力における可調
整タップ５３を通常オープン状態の半導体継電器５４お
よびケーブル１８の他の導線５６を介してイオン放出ユ
ニット１３と接続する。

リレー４９および５４は、それぞれ、選択可能波形のパ
ルス信号を発生する既知の形状のパルス発生器５９から
導出されるタイミング信号５７および５８により、負お
よび正の高電圧発生器２８および２９を交互に作動させ
るため、周期的に交互に閉じるようにする。この形式の
可調整パルス発生器５９の適当な詳細回路については、
例えば、前述の米国特許第４，５４２，４３４号の９欄
６４行ないし１２欄１１行に記載されている。

タイミング信号５７は負の高圧電源２８を作動させる第
１信号状態と前記高圧電源２８をオフにする第２信号状
態の間を交番し、同様に、タイミング信号５８は負の高
圧電源がオフのインターバルの間、正の高圧電源２９を
周期的に作動させる第１および第２の信号状態を交番す
る。この場合、２つのタイミング信号の一方または他方
が第１信号状態にあるインターバルは双方の信号が第２
信号状態にあり、高圧電源２８および２９のすべてがオ
フである時間間隔により隔離されるようにする。

パルス発生器５９の対の信号導線６１および６２はそれ
ぞれ、リレー４９および５４の駆動回路を介してり。

Ｃ０電源６３と接続する。パルス発生器５９は各信号導
線６１および６２を周期的に交互に接地することにより
、上述のタイミング信号５７および５８を発生する。

かくして、継電器４９および５４が交互に閉じて、負お
よび正の高圧電源２８および２９を交互に作動させる。

上述形式のパルス発生器の手動可調整制御６４は、負イ
オン発生の循環周期ｄ持続時間、負イオン発生に続くオ
フ　タイムの持続時間、正イオン発生の循環周期の持続
時間および正イオン発生に続くオフ　タイムの持続時間
の個別調整を可能にする。後述のフィード　バック　プ
ロセスに関する記述から明らかなように、フィード　バ
ック動作はイオン発生周期を調整して変化する状態のも
とての空気イオン含有量を調節するよう機能するので、
これらの予め選定される持続時間は実際上最大の持続時
間となる。

パルス発生器５９ならびに継電器４９および５４用のり
、Ｃ，作動電圧は、入力変圧器３７の一次巻線３８に並
列に接続したり、Ｃ，電源６３により供給する。また、
入力変圧器３７の一次巻線３８と二次巻線４４との間に
は図示のように高抵抗６６を接続し、ケーブル導線４６
をして、イオン放出ユニット１３、センサ１６および帰
還モジュール１７用の共通または筐体接地導体として機
能させるようにする。

次に、第３図において、イオン放出ユニット１３の負の
高圧電源２８用の作動電流を周期的に供給する前述のケ
ーブル導線５１を、帰還モジュール１７の通常オーブン
状態の第１リレー６７を介して前記高圧電源２８に結合
し、正の高圧電源２９用の作動電流を供給するケーブル
導線５６を通常オープン状態の第２リレー６８を介して
前記電源２９に結合する。また、帰還モジュール１７、
電離ユニット１３およびセンサ１６用の筐体接地を限定
するケーブル導線４６を高圧電源２８および２９に直接
接続する。第３図における接地記号はケーブル導線４６
への導電接続を示す。

また、低圧Ａ、Ｃ，導線４５と共通または筐体接地導線
４６を横切って帰還モジュール１７内のり、Ｃ，電源７
０を接続し、後述する帰還モジュールの構成素子および
り、Ｃ，作動電流を必要とするセンサ１６を作動させる
ため、本実施例の場合は、各々１５Ｖの大きさの正およ
び負のり、Ｃ，電圧を供給しうるようにする。

後述するような本実施例の任意選択作動モードであるが
、リレー６７および６８を常に閉じた状態にした場合は
、システムはフィードバック制御を受けることなく、本
質的に前述の米国特許第４，５４２゜４３４号に記載さ
れているような作動をする。正および負のイオン発生周
期の持続時間ならびにイオン発生間のオフ周期の持続時
間は、第２図のタイミング信号パルス発生器５９におけ
る前述の調整により固定されるため一定である。再び第
３図に戻って、継電器６７および６８は、センサ１６か
らの空気イオン含有量信号に応じて、帰還回路１７によ
りこれらの周期の持続時間を変えることを可能にする。

本実施例のセンサ１６は円形絶縁印刷回路基板７１の一
方の面に固着された円形導電ディスク６９を有する。基
板７１は、ディスク６９の周囲をディスクから離隔した
関係で包囲するようにした導電シールド７２内に配置す
る。第３図においては、回路の理解を容易にするため、
例えば、増幅器７３および７４のようなセンサ１６の回
路素子は記号により示しているが、実際にはシールド７
２内の回路基板７１上に実装している。また、センサ１
６としては、他の構造のものを使用することもでき、例
えば、ディスり６９の代わりに■形プレートまたは円筒
を使用することもできる。

ディスク６９は直列接続した高抵抗７６および比較的低
い抵抗７７を介して筐体接地に接続し、また、コンデン
サ７８をディスク６９と大地電位との間に接続する。こ
のようにした場合は、ディスク６９の面における正また
は負の空気イオンの不平衡により抵抗７６および７７を
介して電流が流れ、抵抗７６の両端に不平衡の大きさお
よび極性を示す電圧降下が生ずる。増幅器７３の正また
は非反転入力はこれをディスク６９に接続し、増幅器の
負または反転入力を増幅器の出力に接続するほか、抵抗
８１を介して抵抗７６および７７間の接続点に接続する
。かくすれば、抵抗７６の両端の電圧降下の変化に応じ
て変化する帰還信号電圧が生成される。

抵抗８１は直接大地電位でなく接続点７９に接続してい
るので、増幅器７３はいわゆるブートストラップ形状を
呈し、その結果、抵抗７７の値対抵抗８１の値の比によ
る抵抗７６の実効抵抗の増幅を招来する。

コンデンサ７８と抵抗７６の増倍された抵抗は、ある限
定された信号積分を与える積分回路を限定し、かくして
、イオン比を変化させることに対するセンサ１６の応答
が後述のように電離装置の調整を開始するのに使用する
電離検出器のそれと整合するようにする。この特定実施
例の場合は、抵抗７６゜７７、８１およびコンデンサ７
８の値は２００秒の実効時定数を与えるよう選定してい
る。この時定数は大気中のイオン含有量の変化に対する
迅速な応答を可能にする。

増幅器７３は、有意義な抵抗を含まない導電通路８２を
介してその出力を負入力に帰還させるようにしているた
め、その利得は１である。また、増幅器７３の出力は、
センサ　シールド７２を常にディスク６９と同じ電圧に
保持するため、前記シールド７２にも接続する。かくし
て、ディスク６９とシールド７２間の帰還信号にひずみ
を与える可能性のある任意の漏洩電流を回避することが
できる。

帰還信号はバッファ増幅器７４を介してセンサ１６から
帰還モジュール１７に′供給する。すなわち、積分増幅
器７３よりの出力信号は抵抗８３を介してバッファ増幅
器７４の正人力に供給し、前記バッファ増幅器の出力を
その負入力に帰還させる。このように、バッファ増幅器
７４の利得は本実施例の場合１であるが、他の利得値を
有する増幅器を使用することも可能である。

バッファ増幅器７４の出力よりの帰還信号電圧は、抵抗
８６を介して帰還モジュール１７のり、　Ｃ，レベル偏
移増幅器８４の正入力に供給する。センサ１６よりの帰
還信号電圧のり、Ｃ，レベルはゼロ　レベルに関して対
称でなくてもよく、正または負の平均電圧レベルにバイ
アスさせることもできる。これは、接地された対象物に
近いことのため、センサ１６が正および負の電離電極２
４および２６に関して対象に配置されない場合、あるい
は故意に１つの極性のイオンの優位性を選定した場合ま
たは他の理由により起こる可能性がある。増幅器８４は
手動調整可能ボテンシゴメータと協動して帰還信号電圧
をゼロレベルのあたりに平衡させることを可能にする。

特に、増幅器８４の正入力と筐体接地との間には信号積
分抵抗８８およびコンデンサ８９を接続する。

また、増幅器８４の出力をツェナー　ダイオード９１、
回路接続点９２および抵抗９３を介して負のり、Ｃ，電
源端子に接続するほか、他のツェナー　ダイオード９４
、回路接続点９６および抵抗９７を介して正のり、Ｃ。

電源端子にも接続する。ツェナー　ダイオード９１は増
幅器８４の出力電圧が接続点９２の電圧に関し所定の正
の値に達したとき、増幅器８４の出力から正電流を抽出
し、ツェナー　ダイオード９４は増幅器の出力電圧が回
路接続点９６の電圧に関して所定の負レベルに達したと
き、増幅器８４の出力に向がって正電流を供給する。ま
た、接続点９２と９６との間にはポテンショメータ８７
の抵抗素子９８を接続するとともに、ボテンシロメータ
の可動タップ９９を増幅器８４の負入力に接続し、さら
に増幅器の出力と負入力との間にコンデンサ１０１を結
合する。

増幅器８４の出力は、モード制御スイッチ１０２を介し
て帰還モジュール１７の他の回路構成素子にも結合しう
るようにする。システムの初期調整の間は、スイッチ１
０２は、増幅器８４がこのような他の回路構成素子と結
合されず、帰還プロセスが不活性となるような位置にあ
るものとする。この場合には、増幅器８４の出力と大地
電位間に一時的に電圧計１０３または他の電圧モニタを
接続し、帰還信号レベルがゼロ電圧レベルのまわりで対
称にシフトされたごとが電圧計１０３によりＩ旨示され
るまで、ポテンショメータ８７を調整して、増幅器８４
の負入力に供給される基準電圧を変化させることが好ま
しい。

大部分の状態のもとでは、増幅器８４よりの帰還信号は
交番する正および負のイオン発生周期に応じて正電圧レ
ベルと負電圧レベルの間で振動する。

帰還回路１７は１つの極性のイオン生成周期の持続時間
を短縮させ、反対の極性のイオン生成周期の持続時間を
延長させることにより、予め選定した値を超える正また
は負の電圧レベルに応答する。

これは、作業位置における正イオン対負イオンの比を保
持し、かつ作業位置における各形式のイオンの濃度を狭
い値の範囲に保持する。

この目的のため、増幅器８４の出力よりの帰還信号電圧
をモード　セレクタ　スイッチ１０２および人力抵抗１
０６を介して非反転増幅器１０４の正入力に供給するほ
か、前記スイッチおよび他の入力抵抗１０８を介して反
転増幅器１０７の負入力にも供給する。また、増幅器１
０４の正入力および負入力ならびに増幅器１０７の正入
力の各々はそれぞれ個別の抵抗１０９．１１１および１
１２を介して大地電位に接続する。

増幅器１０４および１０７の各々は、関連極性のイオン
発生周期の短縮をトリガする正および負の帰還電圧レベ
ルの選択を可能にするため、利得を変えるうるようにす
る。これがため、増幅器１０４および１０７の出力と負
入力間にそれぞれ手動調整可能な可変帰還抵抗１１３お
よび１１４を接続し、さらに、反転増幅器１０７の抵抗
１１４と直列に付加抵抗１１４Ａを接続する。前記抵抗
１１４Ａは可変抵抗１１３および１１４の最小設定にお
いて反転増幅器１０７の利得を非反転増幅器１０４の利
得と整合させるためのものである。

帰還抵抗１１３および１１４はそれぞれコンデンサ１１
６および１１７により橋絡し、回路のり、Ｃ，構成素子
によりピックアップされる可能性のある任意のΔ、Ｃ１
変動を濾波するようにする。また、増幅器１０４の出力
には、後述するような警報および停止回路の任意選択接
続を与えるため端子１１８を結合する。

継電器６７および６８は負および正のイオン生成周期を
変えるため、それぞれ対の比較増幅器１１９および１２
１により制御するようにする。増幅器１１９および１２
１の負入力はそれぞれ個別の入力抵抗１２２および１２
３を介して増幅器１０７および１０４の出力に結合する
。前記増幅器１１９および１２１の各々はそれぞれ出力
と正入力間に接続した帰還抵抗１２４および１２６を有
する。双方の比較増幅器１１９および１２１の正入力に
は回路接続点１２８に接続した単一抵抗１２７を介して
正の定電圧を供給する。また、前記接続点１２８は抵抗
１２９を介してり、Ｃ，電源７０の十端子に接続すると
ともに、他の抵抗１３１を介して大地電位に接続し、か
くして、増幅器１１９および１２１の正人力に供給され
る定電圧が最大使用可能電圧より小さくなるようにする
。

比較増幅器１１９の出力は、増幅器１０４よりの調整さ
れた帰還信号電圧が比較増幅器の正入力における定電圧
に等しいかそれ以上に上昇したとき比較的高い電圧レベ
ルから低いレベルにスイッチする。比較増幅器１１９の
出力は出力抵抗１３２、光放射ダイオード１３３および
継電器６７の駆動回路を介して大地電位に接続する。

比較増幅器１１９よりの高い電圧レベル出力は継電器６
７を閉じて制御コンソール１４から負の高圧電源２８へ
のＡ、Ｃ，の供給を可能にする。増幅器１１９よりの低
レベル出力は継電器６７を作動させるに充分な程高くな
いので、上昇正帰還信号により比較増幅器１１９の出力
が低くなるとき、継電器が開き、かくして、負の高圧電
源２８からの交流が阻止される。

このように、作動時には、制御コンソール１４により始
められる負イオン生成の各周期は、大気中の負イオンの
濃度が予め選定した限度まで上昇したことをセンサ１６
が検出したとき、継電器６７が開くことにより終了する
。連続する負イオン生成周期の持続時間は、このように
帰還システムにより増加または減少させ、はぼ一定の負
イオン濃度を保持させることができる。

他の比較増幅器１２１は他の出力抵抗１３４、他の光放
射ダイオード１３６および継電器６８の駆動回路を介し
て大地電位に接続する。この場合、作業位置の雰囲気内
における正イオン濃度は負イオン制御に関して前述した
と同じようにほぼ一定値に保持される。

光放射ダイオード１３３は比較増幅器１１９の出力が高
レベルになったとき周期的に付勢され、光放射ダイオー
ド１３６は増幅器１２１の出力が高レベルになったとき
交番周期で付勢されるようにし、かくして、帰還モジュ
ール１７の外面上に見える場所に配置したダイオード１
３３および１３６から交互に放射される光を見ることに
より観測者にシステムの作動をモニタさせうるようにす
る。１つの極性のイオンに対する要求が、このようなイ
オンを生成する装置の能力を超えるような極端な状態に
おいては、帰還システムは反対極性のイオンの生成を実
質的に停止することで反応する。この状態は、ダイオー
ド１３３．１３６のうち１つは一時的に明滅するのみで
あるが、他の異常に長い期間光りつづけるということで
観測者が監視することができる。

本実施例のモード　セレクタ　スイッチ１０２は、増幅
器８４よりの帰還信号を増幅器１０４および１０７に伝
送して上述の帰還システムの作動を可能にする第１位置
を有する。また、スイッチ１０２は、それぞれ増幅器１
０４および１０７の正および負入力を増幅器８４および
大地電位から切離す第２位置を有する。これは帰還シス
テムを不活性とし、電離装置は前述の米国特許第４，５
４２，４３４号に記載されている作動モードに戻る。ま
た、継電器６７および６８は常に閉じた状態にあり、し
たがって正および負イオンの発生周期は制御コンソール
１４における設定により決められた固定持続時間となる
。

特定の場所における電離装置１１の起動の間には、モー
ド　セレクタ　スイッチ１０２は一時的にフィード　バ
ック　オフ位置にセットされ、その場所における大気の
イオン含有量は帯電プレート　モニタあるいは他のイオ
ン検出器で検出される。再び第２図に戻って、この場合
には、所望の空気イオン含有量が存在し、かつ正および
負イオン生成の交番周期に起因する作業位置における正
イオン対負イオン比の任意の周期的変化が許容可能限度
内にあることが、モニタで観測されるまで、制御コンソ
ール１４の複数の制御部４８．５３および６４を調整す
る。約＋１００■ないし約−１００■の範囲に限定され
る作業位置における非接地導体上の電圧振動は通常静電
放電から任意の有害な効果を生ずることはなく、多くの
場合、より大きい電圧スイングが許容可能である。

特定設備の要求に適合させるための上述のシステム　チ
ューニングを行った後、パルス発生器５９のタイミング
信号側？ｉ［Ｉ６４を再調整して、イオンの発生を呼び
起こす周期的なタイミング信号５７および５８の部分の
持続時間を伸長させるようにする。

これは、状態が変化して、より長いイオン発生周期が必
要になった場合、前述のようにフィードバック　プロセ
スがイオン発生周期を変えうるような作動範囲を与える
。また、この再調整は正イオン対負イオン比の周期的変
化を一時的に大きくするという作用を有する、ただし、
この作用は後述のようにして中和される。

次に、第３図に戻って、前述のように帰還信号電圧レベ
ルがゼロ　レベルに集中するようポテンショメータ８７
を調整し、モード　セレクタ　スイッチ１０２をフィー
ドバック　オン位置に変化させる。次に、可変帰還抵抗
１１３および１１４により増幅器１０４および１０７の
利得を調整して、正イオン対負イオン比の変化の一時的
拡大を緩和させるようにする。増幅器１０４またせ１０
７のいずれかの利得の上昇は帰還信号のより小さい上昇
に応じて関連の比較器１２１または１１９がトリガされ
ることを可能にする。

かくして、電離袋ｆｉｔは前述のように作動し、その目
的を達成するのに１つまたは双方の形式のイオンの出力
レートを変えることを必要とするような状態変化のもと
での作業位置における正および負の双方のイオン濃度を
選定値に保持する。

上述の本発明実施例のフィードバック　プロセスでは、
単にイオン発生周期の持続時間を変えることによりイオ
ン出力レートを変化させるようにし、電極の電圧は予め
選定した一定値に保持している。この方法は、その目的
のため必要なように電離電極の電圧を変化させることに
よりイオン出力レートを変える他の既知のフィードバッ
ク法と組合せることもできる。この場合には、いずれか
の方法を単独で作用させたときの能力を超えた使用可能
なイオン出力レート範囲を与えることができる。

第４図は２つのフィードバック技術を組合せたｔＭ装置
１１ａを示す。図示装置は制御コンソール１４、センサ
１６および帰還モジュール１７に関する限り前述の装置
とほぼ同じように構成することができるが、イオン放出
ユニッ目３ａについては、負および正の高圧電源２８ａ
および２９ａを、高電圧増幅器の制御端子１３７に供給
される制御信号電圧の変化に応じて出力電圧を調整する
既知の形状の可変利得高電圧増幅器とした点が異なって
いる。

帰還モジュールＩ７は、ａ・要に応じて前述のような方
法で、イオン発生周期の持続時間を変化させ、さらに、
調整された負および正の帰還信号電圧を帰還モジュール
１７から負および正の高圧電源２８ａおよび２９ａの制
御端子１３７に供給する。調整された正および負の帰還
信号電圧は第３図示増幅器１０４および１０７の出力か
ら得ることができる。再び、第４図において、帰還信号
電圧は、高圧電源２８ａおよび２９ａの要求にマツチし
た信号レベルの調整を可能にする可調整利得増幅器１３
８を介して帰還モジュール１７から制御端子１３７に伝
送するようにするを可とする。

第４図示実施例では、高圧電源２８ａ、　２９ａの２つ
の制御モードを制御するため同じセンサ１６および帰還
モジュール１７を使用しているが、別個のセンサおよび
帰還システムを使用して端子１３７に制御信号を与える
ようにすることもできる。

本発明方法および装置は多くの異なる任意の構造のイオ
ン　センサ１６を使用することもでき、また、装置のイ
オン出力レートの変化を示す帰還信号により作動させる
こともできる。例えば、第５図において、高圧電源２４
または２６における所定極性の大気イオンの生成には、
必然的に、高電圧源２８または２９に接続した接地導線
４６に戻る反対極性の電荷の帰電流が随伴し、この帰電
流はイオン発生レートに比例し、イオン出力レートが変
わる場合は変化する。１９８７年１１月、アーノルド　
ジェー・シュタインマン（Ａｒｎｏｌｄ　Ｊ、Ｓｔｅｉ
ｎｍａｎ　）ほかによる米国特許出願第０８５，０８２
号″′セルフレギュレーティング　イオン　エミッタ′
°には、帰電流の変化を感知して、電離電極２４および
２６の電圧を変化させ、一定の所定イオン出力レートを
保持するよう構成したシステムにつき記載されている。

本発明は、電極電圧でなくイオン発生周期を変えるか、
双方を変えることにより同じ結果を得るのに使用するこ
とができる。

特に、イオン放出ユニッｌ−１３、制？１１コンソール
１４および帰還モジュール１７の各々は第１図ないし第
３図に関し前述した装置の対応する構成素子と同様のも
のとすることができる。また、この場合は、高圧電源２
４および２６から接地導線４６に戻る帰電流通路内にセ
ンシング抵抗１３９を配置し、前記抵抗１．３９と並列
にコンデンサ１４１を接続する。かくすれば、電極２４
または２６におけるイオン出力レートの任意の変化によ
り、抵抗１３９の両端の帰電流電圧降下に変化を生じ、
また各イオン発生周期の間に、コンデンサ１４１が充電
されるレートに変化を生ずる。

端子１４２が抵抗１３９と高圧電源２８および２９の間
に位置するときは、コンデンサ１４１の電圧は端子１４
２と接地導線４６との間で感知することができる。

端子１４２の電圧は前述の実施例のイオンセンサ信号の
代わりに帰還モジュール１７に供給されるようにする。

特に、端子１４２は第３図のり、Ｃ，レベル偏移増幅器
８４の正入力に接続する。再び第５図において、システ
ムは作業装置における大気中のイオン含有量の変化より
むしろ電極におけるイオン生成の変化に応じて前述のよ
うな方法で正および負イオンの生成周期を変化させる。

このようなシステムは、さもないと電極の劣化、ライン
電圧の変動などのような原因により、ある時間周期にゎ
たって変わる可能性のあるイオン放出ユニット１３の出
力を安定化させるよう設計する。２ 次に、第６図に示すように、大気中の正または負のイオ
ン濃度が所定の選定可能範囲から外れたことを帰還信号
が表示したとき、警報信号を与えるようにするため、第
３図示回路に警報および停止回路１４３を結合すること
ができる。回路１４３は、イオン濃度が所定の限度をは
ずれた場合に警報信号を与えるほか、装置を自動的に停
止させる他の任意選択作動モードを有する。

帰還モジュール１７ｂは、４つの位置を有する２極スイ
ツチで形成したモード　セレクタ　スイッチ１０２ｂを
使用し、継電器６７および６８の駆動回路の恒久的接地
導線の代わりに、後述するような方法で警報回路と接続
するようした導線１４４を使用することにより警報回路
１４３と両立できるようにする。他の点では、帰還モジ
ュールは第３図に関し前述したような構成とすることが
できる。

再び、第６図に戻り、モード　セレクタ　スイッチ１０
２ｂの第１位置またはフィードバック　オフ位置および
第２位置またはフィードバック　オン位置は前述したと
同様である。オン位置においては、前述のようにり、Ｃ
，レベル　シフティング増幅器８４よりの帰還信号は増
幅器１０４に供給される。

スイッチ１０２ｂは、それぞれフィードバック　プラス
警報位置ならびに警報および停止位置の双方を有するフ
ィードバック位置である第３および第４スイッチ位置の
各々においても増幅器１０４に帰還信号が供給され続け
るようにする。

端子１１８において増幅器１０４の出力から導出される
信号は、抵抗１４７、回路接続点１４８および他の抵抗
１４９を介して積分増幅器１４６の負人力または反転入
力に供給するようにする。また、増幅器１４６の正入力
と大地電位の間には抵抗１５１を接続し、積分増幅器１
４６の負入力と出力との間には、本実施例の場合、５０
０秒のようなかなり大きい時定数を設定するため、抵抗
１５２およびコンデンサ１５３を並列に接続する。かく
すれば、警報および停止回路１４３はごく短い持続時間
の異常な信号変動に応答することはない。

積分増幅器１４６よりの出力信号電圧はその出力と正入
力との間に接続した帰還抵抗′１５５を有し、各々比較
器として作動する対の増幅器１５４および１５６により
モニタされるようにする。増幅器１５４および１５６は
、所定の比の範囲を超える大気中の正イオン対負イオン
の比の変化を検出し、装置が大気イオン含有量を規定限
度内に保持していないことを検出する。この場合、比較
増幅器１５４は正イオンの超過量を検出し、増幅器１５
６は負イオンの超過量を検出する。

積分増幅器１４６の出力は抵抗１５７を介して比較器１
５４の正入力に接続するほか、他の抵抗１５８を介して
比較器１５６の負または反転入力にも接続する。比較器
１５４の負人力には、警報回路をトリガする積分コンデ
ンサ１５３上の正電圧レベルの選択を可能にするため選
択可能な正の基準電圧を供給し、また、比較器１５６の
正入力には警報回路をトリガするコンデンサ１５３上の
負電圧レベルを決定するため選択可能な負の基準電圧を
供給する。

特に、比較器１５４の負入力は回路接続点１５９および
抵抗１６１を介して正のり、Ｃ，電源端子に接続し、他
の比較器１５６の正入力を他の回路接続点１６２および
他の抵抗１６３を介して負の電源端子に接続する。４位
置スイッチ１６４は回路接続点１５９および１６２の間
における４つの異なる値の抵抗１６６のうち選定された
任意の１つの接続を可能にする。

かくして、抵抗１６１．１６３および１６６は共同して
可調整分圧器を形成する。この場合、回路接続点１５９
と１６２間の抵抗が増加する方向へのスイッチ１６４の
リセッティングは比較器１５４および１５６の基準電圧
をそれぞれさらに正および負の方向に増加させるものと
し、抵抗を減少させることは、２つの基準電圧間の差を
減少させるものとする。かくすれば、比較器１５４およ
び１５６をターン　オンさせるコンデンサ１５３上の正
または負の電圧レベルを共同＋、て増加または減少させ
ることにより、４つの異なる作動電圧範囲のうち任意の
ものを限定することができる。

比較器１５４および１５６の双方の出力は、比較器１５
４の場合は抵抗１６９およびダイオード１７１を介して
、比較器１５６の場合は抵抗１７２およびダイオード１
７３を介してＮＰＮ形トランジスタ１６８のベースに結
合する。トランジスタ１６８はそのベースを抵抗１７７
を介して大地電位に接続し、エミッタを直接大地電位に
接続しているので、比較器１５４または１５６のいずれ
かの出力が高レベル状態にスイッチされる周期の間導電
状態となる。

また、トランジスタ１６８のコレクタはリレー駆動器１
７４および電流制限抵抗１７８を介して正のり。

Ｃ０電源端子に接続しているため、前記トランジスタ１
６８が導電状態になると、リレー駆動器１７４が付勢さ
れる。リレー駆動器１７４と並列に接続したダイオード
１７５はトランジスタ１６８を電圧トランジェントから
保護する機能を有する。リレー駆動器１７４が作動する
と、通常オープン状態の第１の組のリレー接点１７９は
閉じ、警報信号装置１７６の一方の側が接地される。か
くすれば、装置１７６の他の側は電流制限抵抗１８１を
介してＡ、Ｃ，導線４５に接続されているため、警報信
号が活性化される。

信号装置１７６は、本実施例の場合、警報により形成し
ているが、例えばベルまたはブザーのような他の形式の
ものでもよい。

第２の組のリレー接点１８２は通常開じた位置を有し、
帰還モジュールリレー６７および６８の駆動回路よりの
導線１４４を接地することにより、前述のようなリレー
６７および６８の作動を可能にしているが、警報リレー
駆動器１７４が付勢された場合、接点１８２はもはやリ
レー６７および６８に対する接地接続を与えない他の位
置にスイッチされる。かくして、モード　セレクタ　ス
イッチ１０２ｂがその第４位置にある場合、通常オープ
ン状態のリレー６７および６８はもはや閉じることはで
きないので、イオン発生プロセスは停止される。モード
　セレクタスイッチ１０２ｂが任意の他の位置にある場
合は、停止は起こらない。第２位置またはフィードバッ
ク　オン位置においては、回路接続点１４８は大地電位
に接続され、帰還信号が増幅器１４６から外されるため
警報および停止回路１４３は不活性となる。

また、スイッチ１０２ｂの第３またはフィードバックプ
ラス　アラーム位置においては導線１４４が接地される
ため、リレー６７および６８はリレー接点１８２のセツ
ティングに関係なく閉可能状態に保持される。

作動位置においては、リレー接点１８２は、通常開じた
状態のリセット　スイッチ接点１８３を介してトランジ
スタ１６８のコレクタを接地する。したがって、トラン
ジスタ１６８の導電は停止され、−方リレー駆動器１７
４は付勢状態にラッチされる。

かくして、警報信号装置１７６は、リセット　スイッチ
接点を手動でオープン状態にするような時点まで作動し
続ける。

リセット　スイッチ接点１８３は、積分増幅器１４６の
積分コンデンサ１５３と並列に接続し、かつ通常オープ
ン状態の他の組のリセット　スイッチ接点１８４と連帯
で作動させるようにする。かくして、リセット　スイッ
チ接点１８３および１８４の作動は警報リレー駆動器１
７４を不活性にし、信号積分コンデ７４月５３を放電さ
せ、システムの新しい作動周期を開始させることを可能
にする。

第３図に関して前述した帰還モジュールの特定実施例の
場合は、制御コンソールにおけるタイミング信号により
このような周期が終わりとなる時間より前に周期を終わ
らせる方法で、イオン発生周期の持続時間を変化させて
いる。また、帰還信号に応じて、イオン発生周期の持続
時間を変えることは、タイミング信号により限定される
固定イオン発生周期の始めの部分の間の実際のイオン生
成を遅延させることにより、あるいは、このような各周
期の中間部分の間のインターバルに対しイオン生成を抑
制することによっても可能である。

このような作動モードを可能にする変形帰還モジュール
１７ｃを第７図に示す。

第７図示帰還モジュール１７ｃは、リレー６７および６
８を交互に作動させる目的のためり、Ｃ，レベルシフテ
ィング増幅器８４とリレー６７、６８間に接続した構成
素子以外は前述したものと同様である。リレー６７およ
び６８は本実施例の場合、通常開じた形式のもので構成
し、各リレーの駆動回路には、それぞれ抵抗１８６ａお
よび１８６ｂを介してり、Ｃ，電圧を供給する。リレー
６７は、出力端子１８８ａを有し、制御端子１９１ａに
供給される電圧に従属する時間周期の間にトリガ端子１
８９ａにトリガ電圧を受信した際、前記出力端子１８８
ａにおける電圧が低レベルとなるよう形成した既知の形
式の電圧制御タイミング回路１８７ａにより作動させる
ようにする。出力端子１８８ａは抵抗１８６ａとリレー
６７間の回路接続点１９２ａに接続し、かくして端子１
８８ａにおける低レベル状態によりリレー６７の駆動回
路を流れる電流を減少させて、リレーを開かせるように
する。トリガ端子１８９ａはケーブル導線５１に接続し
、かくして、制御コンソールから負の高電圧発生器を活
性にする電流が供給される時間ごとにタイミング回路を
トリガするようにする。電流に応じての実際の負イオン
の生成は、タイミング回路の端子１８８ａが高レベル状
態に戻り、リレー６７の閉止を可能にするまで遅らせる
ようにする。

Ｄ、Ｃ，レベル偏移増幅器８４よりの帰還信号は、モー
ド制御スイッチ１０２ならびにそれぞれ端子１９１ａと
シャーシ接地間に接続したコンデンサ１９２および抵抗
１９３により形成した積分器を介してタイミング回路１
８７ａの電圧制御端子１９１ａに供給する。かくして、
ケーブル導線５１上の各電流パルスに応じて始まる負イ
オン生成前の遅延時間はその時点における帰還信号電圧
の大きさに従属する。すなわち、帰還信号が大気中の負
イオン含有量の増加を示すときは遅延を大きくして負イ
オン出力を減少させ、帰還信号が負イオン含有量の減少
を示すときは、遅延を少なくして負イオン出力を増加さ
せるようにする。

正の高電圧発生器に周期的作動電流を供給するリレー６
８は同じような方法でタイミング回路１８７ｂにより制
御するようにする。タイミング回路１８７ｂは、正の高
電圧発生器用の周期的作動電流を供給する他のケーブル
導線５６に接続したトリガ端子１８９ｂを有する。また
、タイミング回路１８７ｂの出力端子１８８ｂを抵抗１
８６ｂとリレー６８間の接続点１９２ｂに結合し、その
制御端子１９１ｂに増幅器８４よりの積分帰還信号を供
給する。かくすれば、タイミング回路１８７ｂは、回路
の負の側面に関して上述したような方法で、正イオンの
生成周期に可変遅延を導入するよう作動し、空気中の正
イオン含有量を調整するため同じように機能する。

タイミング回路１８７ａおよび１８７ｂをトリガ信号に
対して遅延応答を示すような形式とした場合も、所望の
結果を与えることができる。この場合には、タイミング
回１８７ａおよび１８７ｂは、イオン生成周期の始めの
部分の間、イオンの生成を抑止する代わりに、制御コン
ソールにより指示される一定のイオン生成周期を一時的
に中断させるようにする。

以上、静電荷抑圧用として設計した装置１１に関して記
述してきたが、本発明方法および装置は例えば空気浄化
のような他の目的のための空気電離操作に使用すること
もできる。この場合は、空気イオンが塵埃、花粉、煙な
どの粒子に電荷を与え、静電引力によりこれらの粒子を
近くの面上に付着させるようにする。また、本発明は１
つの極性のイオンのみを生成するような電離操作にも適
応可能である。室内の空気を清浄化するための電離装置
の場合は、負の極性のイオンが生理的に有利な効果を与
えることから、標準的に負のイオンのみを発生させてい
る。

本発明は本明細書記載の実施例に限定されるものでなく
、本発明は他の変形をも包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子回路素子の処理を行うような形式のクリー
ン　ルーム内に設置した本発明装置の実施例の正面図、 第２図は第１図示装置の個々のイオン放出ユニットの斜
視図ならびに装置の低電圧源およびタイミング信号回路
の概要回路図、 第３図は前記装置のイオン　センサおよび帰還回路の回
路図、 第４図は２つの形式のイオン出力レート調整の相互作用
により利用可能な出力レートの範囲を拡大させうるよう
な本発明装置の変形を示す回路概要図、 第５図は空気電離装置のイオン出力レートを安定化させ
た本発明装置の他の実施例の概要回路図、第６図は前記
装置に結合可能な警報および停止回路の回路図、 第７図は電離装置用帰還回路の変形例を示す回路図であ
る。 １１、　Ｉｌａ・・・空気電離装置 １２・・・クリーン　ルーム １３、１３ａ・・・イオン放出ユニット１４・・・制御
コンソール １６・・・イオン　センサ １７・・・帰還モジュール １８、１９・・・導電ケーブル ２１・・・外匣部 ２２、２３・・・絶縁管 ２４、２６・・・電離電極 ２７・・・円筒状ガード ２８、２８ａ、　２９．２９ａ−高圧電源３３・・・フ
ァン ３４・・・通気性天井部 ３６・・・格子 ３７・・・逓降変圧器 ３８・・・−次巻線 ４１・・・オン　オフ　スイッチ ４２・・・保護ヒユーズ ４３・・・バリスタ ４４・・・二次巻線 ４７、５２・・・単巻変圧器 ４７、５３・・・可調整出力タップ ４９、５４．６７、６８・・・リレー ５９・・・可調整パルス発生器 ６３、７０・・・Ｄ、Ｃ，電源 ６４・・・手動可調整制御 ６６、７６．７７、８１．８３，８６．８８．９３，９
７．９８．１０６．１０８．１０９．１１２゜１１３、
１１４．１＋４４．１２２．１２３．１２４．１２６．
１２７．１２９．１３１　、１３２゜１３４、１３９．
１４７．１４９．１５１．１５２．１５５．１５７．１
５８．１６１　、１６３゜１６６、１６９．１７２．１
７７、１７８．１８１．１８６ａ、　１８６ｂ、　１９
３　・・・抵抗６９・・・導電ディスク ７１・・・プリント基板 ７２・・・導電シールド ７３．７４，１０４，１０７，１１９，１２１．１３８
・・・増幅器７８、８９．１０１．１１６．１１７．１
４１．１５３．１９２・・・コンデンサ８４・・・Ｏ，
Ｃ，レベル偏移増幅器 ８７・・・ポテンショメータ ９１、９２・・・ツェナー　ダイオード１０２、１６４
・・・スイッチ １０３・・・電圧計 １３６・・・光放射ダイオード ・・・警報および停止回路 ・・・積分増幅器 ・・・ＮＰＮ形トランジスタ １７３、１７５・・・ダイオード ・・・警報信号装置 １８２・・・リレー接点 １８４・・・リセット　スイッチ接点 １８７ｂ・・・タイミング回路 １３３゜ １７１゜ １７９゜ １８３゜ １８７ａ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１および第２信号状態の間を交番する周期的第１
   タイミング信号を生成するステップと、該第１タイミン
   グ信号が該第１信号状態にある間に起こる周期の間大気
   内に所定極性のイオンを生成させ、該タイミング信号が
   該第２信号状態にある間に起こるインターバルの間、少
   なくともイオン生成のレートを減少させるステップと、
   所定の場所におけるイオン濃度の変化を示す帰還信号を
   生成するステップとを含む所定の場所における大気内の
   イオン濃度を所定値に保持させる方法において、該場所
   におけるイオン濃度を該所定値に保持するため該帰還信
   号の変化に応じて該イオン生成周期の持続時間を変化さ
   せるステップを含むことを特徴とする空気電離調整方法
   。 ２、該第１タイミング信号の該第２信号状態から該第１
   信号状態へのスイッチングに応じて連続する該イオン生
   成の周期の１つを開始させるステップと、該帰還信号が
   該場所に所定のイオン濃度が存在することを示すとき連
   続する該イオン生成周期の１つを終わらせるステップと
   を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、該第１タイミング信号の該第２信号状態から該第１
   信号状態へのスイッチングに続いて、連続する該イオン
   生成の周期の１つを開始させ、イオン生成の各周期の開
   始を第１タイミング信号の前のスイッチングに続くイン
   ターバルの間遅延させるステップと、該帰還信号の変化
   にしたがって該遅延インターバルの持続時間を変化させ
   るステップとを含むことを特徴とする請求項１記載の方
   法。 ４、該第１タイミング信号の該第２信号状態から該第１
   信号状態へのスイッチングに応じて、連続する該イオン
   生成の周期の１つを開始させるステップと、該イオン生
   成の周期をあるインターバルの間一時的に中断させるス
   テップと、該帰還信号の変化に応じて中断インターバル
   の持続時間を変化させるステップとを含むことを特徴と
   する請求項１記載の方法。 ５、該第１タイミング信号が該第２信号状態にある間に
   起こるインターバルの間反対の極性を有するイオンを生
   成させるステップを含むことを特徴とする請求項１記載
   の方法。 ６、該帰還信号に応じて該反対極性のイオン生成のイン
   ターバルの持続時間を変化させて該場所に於ける正イオ
   ン対負イオン比を所定値に保持させるステップを含むこ
   とを特徴とする該帰還信号により該場所における該イオ
   ン濃度の極性を示すようにした請求項５記載の方法。 ７、該場所の近傍の第１領域に該所定極性のイオンを生
   成するようにしたもので、該タイミング信号が該第２信
   号状態にある間に起こる該インターバルの間、該第１領
   域から離隔した第２領域に反対極性のイオンを生成させ
   るステップと、該反対極性のイオンが生成されている間
   該所定極性のイオンの生成を抑止するステップと、該所
   定極性のイオンが生成されている間該反対極性のイオン
   の生成を抑止するステップとを含むことを特徴とする請
   求項１記載の方法。 ８、該所定極性のイオン生成の各周期および該反対極性
   のイオン生成の各インターバルに続くすべてのイオン生
   成を一時的に抑止するステップを含むことを特徴とする
   請求項７記載の方法。 ９、該所定極性のイオン生成周期の間に少なくとも１つ
   の電離電極に高電圧を供給することにより該イオンを生
   成するようにしたもので、該イオン濃度の減少を示す帰
   還信号に応じて該高電圧を増加させるステップと、該イ
   オン濃度の増加を示す帰還信号に応じて該高電圧を減少
   させるステップとを含むことを特徴とする請求項１記載
   の方法。 １０、該所定極性のイオン生成周期の間に少なくとも１
   つの電離電極に高電圧を供給することにより該イオンを
   生成し、該電極から大地への帰路電流を該電極における
   イオン生成レートの関数として変化させるようにしたも
   ので、該帰路電流の大きさを検出することにより該帰還
   信号を生成するステップと、該帰路電流の減少に応じて
   該イオン生成周期の持続時間を増加させるステップと、
   該帰路電流の増加に応じて該イオン生成周期の持続時間
   を減少させるステップとを含むことを特徴とする請求項
   １記載の方法。 １１、所定のレートで再び起こる正イオン生成周期の連
   続を限定し、かつ所定のレートで再び起こる負イオン生
   成周期の連続を限定するタイミング信号を生成するステ
   ップで、正イオン生成周期を負イオン生成周期と交番さ
   せるようにしたものと、該タイミング信号に応じて該場
   所の近傍において交互に正および負の大気イオンの生成
   を開始させるステップと、該場所における大気のイオン
   含有量の変化を感知することにより帰還信号を生成する
   ステップと、該正イオン生成周期の持続時間を変化させ
   、かつ該負イオン生成周期の持続時間を逆変化させて、
   該帰還信号を所定範囲内の値に保持するようにするステ
   ップとを含むことを特徴とする所定場所の対象物による
   静電荷の蓄積を抑圧する方法。 １２、該帰還信号により該場所における該大気のイオン
   含有量の正味の極性を示すようにしたもので、該帰還信
   号により該極性が所定の正の値に達したことが示された
   とき、正イオン生成の各周期を終わらせるステップと、
   該帰還信号により該極性が所定の負の値に達したことが
   示されたとき、負イオン生成の各周期を終わらせるステ
   ップとを含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。 １３、離隔した別々のポイントにおいて該正および負の
   イオンを生成するステップと、連続するイオン生成周期
   の間にイオンを生成しない周期を与えるステップと、前
   のイオン生成周期が短縮されたとき、イオンを生成しな
   い周期を延長させ、前のイオン生成周期が延長されたと
   き、イオンを生成しない周期を短縮させるような手法で
   、イオンを生成しない周期の持続時間を変化させるステ
   ップとを含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。 １４、少なくとも１つの電離電極と、第１および第２信
   号状態の間を交番する周期的第１タイミング信号を生成
   するタイミング手段と、該タイミング信号が該第１信号
   状態にある間に起こる周期的イオン生成周期の間該電極
   に所定極性の高電圧を供給し、該第１タイミング信号が
   該第２信号状態にある間に起こるインターバルの間該電
   極上の電圧を少なくとも減少させる手段と、該場所にお
   けるイオン濃度の変化を示す帰還信号を生成するための
   センサ手段とを含み、所定場所における大気のイオン含
   有量を所定範囲内に保持するよう形成した装置において
   、該帰還信号の変化に応じて該イオン生成周期の持続時
   間を変化させることにより該場所における該イオン含有
   量を該所定範囲内に保持させるようにした帰還手段を具
   えたことを特徴とする空気電離調整装置。 １５、該電極に高電圧を供給する該手段は、その第２状
   態から第１状態への該タイミング信号の転移に応じて、
   それに該高電圧を供給するようにしたこと、該帰還手段
   は該帰還信号が該場所に所定のイオン濃度が存在するこ
   とを示すとき、該電極への各高電圧の供給を終わらせる
   ようにしたことを特徴とする請求項１４記載の装置。 １６、該電極に高電圧を供給する該手段はその第２状態
   から第１状態への該タイミング信号の転移後のインター
   バルに、それに該高電圧を供給するようにしたこと、該
   帰還手段は該帰還信号の変化にしたがって、連続する該
   インターバルの１つの持続時間を変えるようにしたこと
   を特徴とする請求項１４記載の装置。 １７、該電極に高電圧を供給する該手段は、その第２状
   態から第１状態へのタイミング信号の転移に応じてそれ
   に該高電圧を供給するようにしたこと、該帰還手段は該
   タイミング信号の転移により開始されるイオン生成周期
   を一時的に中断し、該帰還信号の変化にしたがって中断
   インターバルの持続時間を変えるようにしたことを特徴
   とする請求項１４記載の装置。 １８、該第１タイミング信号が該第２状態にある間に起
   こるインターバルの間に反対極性のイオンを生成するた
   めの手段を具えたことを特徴とする請求項１４記載の装
   置。 １９、該センサ手段は該場所における大気イオン含有量
   の正味の極性を示す帰還信号を生成するようにしたこと
   、該帰還手段は該帰還信号に応じて、該所定極性のイオ
   ン生成周期および反対極性の該イオン生成のインターバ
   ルの持続時間を変化させ、該場所における正イオンと負
   イオンの相対比を保持するようにしたことを特徴とする
   請求項１８記載の装置。 ２０、反対極性のイオンを生成する該手段は該１つの電
   離電極から離隔した第２電離電極と、該第１タイミング
   信号が該第２状態にある間に起こる該インターバルの間
   該第２電極に該反対極性の高電圧を供給する手段とを具
   えたこと、該帰還手段は該帰還信号に応じて該インター
   バルの持続時間を変化させ、該場所における反対極性の
   該イオンの濃度を所定範囲内に保持するようにしたこと
   を特徴とする請求項１８記載の装置。 ２１、該１つの電極に高電圧を供給する該手段は、それ
   に結合した第１高電圧発生器と、該第１タイミング信号
   の該第２信号状態から該第１信号状態への転移に応じて
   該第１高電圧発生器を作動させるための制御手段とを具
   えたこと、該帰還手段は、該帰還信号が該場所における
   該所定極性のイオンの濃度が所定値にあることを示すと
   き、該第１高電圧発生器の各作動を終わらせるようにし
   たことを特徴とする請求項１４記載の装置。 ２２、該１つの電極から離隔した第２電離電極と、該所
   定極性と反対の極性を有する高電圧を生成するため該第
   ２電極に結合した第２高電圧発生器と、第１および第２
   信号状態の間を交番する周期的第２タイミング信号を生
   成する手段とを具え、該第１および第２タイミング信号
   は交番する時間周期の間該第１信号状態を保持し、他の
   交番する時間周期の間該第２信号状態を保持するように
   するほか、該第１信号状態から該第２信号状態への該第
   ２タイミング信号の転移に応じて、該第２高電圧発生器
   を作動させる第２制御手段を具えたこと、該帰還手段は
   、該帰還信号が該場所における該反対極性のイオンの濃
   度が所定値にあることを示すとき、該第２高電圧発生器
   の各作動を終わらせるようにしたことを特徴とする請求
   項２１記載の装置。 ２３、該帰還信号が該イオン濃度の減少を示すとき該高
   電圧発生器により生成される高電圧の大きさを増加させ
   、該帰還信号が該イオン濃度の増加を示すとき該高電圧
   の大きさを減少させるための手段を具えたことを特徴と
   する請求項２１記載の装置。 ２４、該電極に高電圧を供給する該手段と大地電位との
   間に接続した帰路電流抵抗を具えたこと、該センサ手段
   は、該帰路電流抵抗の両端の電圧降下の変化を検出する
   ことにより該帰還信号を生成するようにしたことを特徴
   とする請求項１４記載の装置。 ２５、該センサ手段から該帰還信号を受信するため、該
   センサ手段に結合した信号積分器を具え、該信号積分器
   に連続する該イオン生成周期の１つの間に経過する時間
   より大きい時定数をもたせるようにするほか、さらに警
   報信号装置と、該信号積分器よりの出力信号が所定の値
   の範囲から外れたとき該警報信号装置を作動させる手段
   とを具えたことを特徴とする請求項１４記載の装置。 ２６、該信号積分器出力信号が所定の値の範囲から外れ
   たとき該装置によるイオン生成を停止させる手段を具え
   たことを特徴とする請求項２５記載の装置。 ２７、該警報信号装置および該信号積分器に結合したリ
   セットスイッチを含み、該リセット スイッチの作動に応じて該積分器出力信号を該所定の値
   の範囲内の値に復旧させ、該警報信号装置を不活性とす
   るための手段を具えたことを特徴とする請求項２６記載
   の装置。 ２８、該値の範囲の大きさを選択的に調整する手段を含
   むことを特徴とする請求項２５記載の装置。 ２９、所定レートで再び起こる正イオン生成周期の連続
   を限定し、所定レートで再び起こる負イオン生成周期の
   連続を限定するタイミング信号を生成する電気的パルス
   発生器で、該正イオン生成周期を該負イオン生成周期と
   交番させるようにしたものと、該タイミング信号に応じ
   て該場所の近傍において、交互に正および負の大気イオ
   ンの生成を開始させるよう形成した空気電離手段と、該
   場所における大気のイオン含有量の正味の極性の変化を
   示す帰還信号を生成する手段を有するイオンセ ンサと、該帰還信号を所定の値の範囲内に保持させるた
   め、該正イオン生成周期の持続時間を変化させ、該負イ
   オン生成周期の持続時間を逆に変化させる手段を有する
   帰還回路とを具えたことを特徴とする所定場所の対象物
   による静電荷の蓄積を抑止する装置。 ３０、該帰還回路手段は、該帰還信号により該イオン含
   有量が所定の正の値に達したことが示されたとき各正イ
   オン生成周期を終わらせるようにし、該帰還信号により
   該イオン含有量が所定の負の値に達したことが示された
   とき各負イオン生成周期を終わらせるようにしたことを
   特徴とする請求項２９記載の装置。 ３１、該空気電離手段は離隔した第１および第２電極と
   、該第１電極に結合した正の高圧電源および該第２電極
   に結合した負の高圧電源と、該各正イオン生成周期の始
   めに該タイミング信号に応じて該正の高圧電源を作動さ
   せる手段と、該各負イオン生成周期の始めに該タイミン
   グ信号に応じて該負の高圧電源を作動させる手段とを含
   むこと、該帰還回路手段は、該正味の極性が所定の正の
   値に達したことを該帰還信号が示したとき、該正の高圧
   電源を負活性にし、該正味の極性が所定の負の値に達し
   たことを該帰還信号が示したとき、該負の高圧電源を負
   活性にするよう形成したことを特徴とする請求項２９記
   載の装置。