JPH077717B2 - 空気電離調整方法および装置 - Google Patents

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、マイクロチップ ウエハ内の微少導電
通路等を破壊する可能性があり、また、このようなウエ
ハ等への電荷の累積は、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が、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
の累積は反対極性の空気イオンを引きつけ、かくして電
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
および負の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
くする傾向がある。

1985年９月17日付、スコット・ジェー・エス・ゲールケ
（Scott J.S.Gehlke）ほかの出願に係る米国特許第4,54
2,434号“シーケンスド バイポーラ空気電離方法およ
び装置（Meteod and Apparatus for Sequenced Bipolar
Air Ionization）”には、バイポーラ空気電離装置の
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（activity）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
ステムの同調（tuning）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。

前述のような種類のバイポーラ空気電離装置は、負の高
電圧発生器に結合した少なくとも１つの負イオン生成電
極および正の高電圧発生器に結合した少なくとも１つの
正イオン生成電極を有し、制御システムにより、任意の
所定時間に１つの形式のイオンのみが生成されるよう負
および正の高電圧発生器を交互に作動させる周期的タイ
ミング信号を生成するようにする。かくすれば、反対極
性のイオン間の電荷交換により生ずる可能性のある直接
的中和を回避することができる。また、制御システムは
高電圧発生器の各作動に続くどの発生器も作動しないオ
フ インターバルを与えるよう調整することもできる。
かくすれば、各極性のイオンは反対極性のイオンが生成
される前に電極から相当離れた距離まで飛散し、反対極
性のイオンの混合を遅らせることになり、かくして相互
電荷交換による中和を遅らせることにより空気電離シス
テムの有効範囲は拡大される。

これまでは、高電圧発生器の特性のため、タイミング
システムにより要求されるような各イオン発生周期に後
続する不所望のイオン生成の延長を生じていた。すなわ
ち、各高電圧発生器は、制御システムにより発生器が活
性となるごとに高い電圧レベルに充電されるような容量
を有し、制御システムが高電圧発生器を不活性とした
後、コンデンサを放電させるのにある時間を必要とす
る。その結果、制御システムにより要求されるオフ イ
ンターバルの間、減レートで、限定周期にわたりイオン
生成が起り続ける。したがって、イオン生成レートおよ
びタイミングのコントロール精度が低下し、上述のよう
な空気電離装置の範囲を拡張させるためのオフ インタ
ーバルの効果が減少する。特に、電離電極の近傍におけ
る空気の流速が低く、残留生成イオンが電極領域から急
速に運び去られないような場合、問題は顕著になる。

このようなバイポーラ空気電離システムは或る作動条件
のもとで他の問題に遭遇する前に指摘したように、静電
チャージを抑圧すべき場所における活動性（アクティビ
ティ）、装置、空気流のパターンまたは他の条件の変化
のため、作動期間中には全イオン出力の変化もしくは負
と正のイオン出力レートの比の変化が望まれる。空気の
イオン含有量のモニタおよび負もしくは正イオン出力の
調整は手動で行うことができるが、空気イオン センサ
からの信号に応じて自動的かつ継続的にこれを行うよう
にした帰還システムを与える方が好都合なことがしばし
ばである。

イオン出力の変化に対する欲求は室内の種々の場所にお
いて変化する。種々の場所における異なるイオン出力レ
ートは、各対がそれ自体の個別イオン センサおよび帰
還回路を有するような離隔した複数の対の正および負の
空気電離装置を使用することにより、これを与えること
ができる。ある設備の場合は、この程度の極限された制
御を必要とせず、価格上の考慮、スペースの欠如がある
場合には他の因子により、単一のセンサおよび帰還回路
を用いてこのような対の空気電離装置のグループまたは
すべての制御を行うこともできる。単一空気電離装置の
個別制御用に設計された従来の帰還回路は、理想として
は、前述形式の離隔ユニット グループの共同制御に適
していない。単一のセンサおよび帰還回路は室内のある
特定の場所におけるイオン含有量の瞬時的変化に直接応
答する。これらの変動は必ずしもその室内の他の場所に
おける状態を表示するものとはいえない。したがって、
単一のセンサおよび帰還回路は、特定の場所において、
このような変化を必要としないとき、他の場所における
イオン生成レートの変化もしくは負イオン対正イオンの
比の変化を生じさせる可能性がある。

〔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なにがしかを解決した改
良形空気電離調整方法および装置を提供しようとするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるときは、正イオン生成の周期を負イオン生
成の周期と交番させ、各イオン生成周期に先立ってある
インターバルの間双方の極性のイオンの生成を抑圧する
ステップを含む所定場所における大気のイオン含有量を
所望の範囲内に保持する方法を与えることができる。ま
た、他のステップは正イオン生成の該各周期と後続のイ
オン生成抑圧インターバルの１つとの間瞬時的に負イオ
ンを生成させるステップと、負イオン生成の該各周期と
後続のイオン生成抑圧インターバルの１つとの間瞬時的
に正イオンを生成させるステップとを含む。

また、所定場所における大気のイオン含有量を制限する
ための本発明方法においては、第１の限定時間周期の
間、該大気内に第１極性のイオンを生成するステップ
と、比較的短い第２時間周期の間該大気内に反対極性の
イオンを生成するステップと、第３時間周期の間イオン
生成を抑圧するステップと、第４時間周期の間、反対極
性のイオンを生成するステップと、比較的短い第５時間
周期の間、第１極性のイオンを生成するステップと、第
６時間周期の間、イオン生成を抑圧するステップとを含
み、上記ステップの連続を反復させるようにしている。

さらに本発明によるときは、少なくとも１つの正イオン
放出器と、少なくとも１つの負イオン放出器と、正イオ
ン放出の周期を負イオン放出の周期と交番させ、イオン
放出の各周期の前に双方の極性のイオンの放出を抑圧す
るインターバルを置くような方法で、周期的に該イオン
放出器を活性および不活性にするための制御手段を具え
るような所定場所における大気のイオン含有量を制御す
る装置を与えている。この場合、前記装置は、該正イオ
ン放出周期の各々と後続の該イオン放出抑圧インターバ
ルの１つとの間に比較的短い該負イオン放出器の作動を
起こさせる第１回路手段を具えるほか、該負イオン放出
周期の各々と後続の該イオン放出抑圧インターバルの１
つとの間に比較的短い該正イオン放出器の作動を起こさ
せる第２回路手段を具えたことを特徴とする。

また、所定場所における大気のイオン含有量を所望範囲
内に保持するための本発明装置の場合は、相互に離隔し
た第１および第２空気電離電極と、第１電極に結合した
正の高電圧発生器および第２電極に結合した負の高電圧
発生器とを具えたことを特徴とする。さらに、前記装置
は正の高電圧発生器の活性の周期を負の高電圧発生器の
活性の周期と交番させ、高電圧発生器の活性の各周期の
前に双方の高電圧発生器を不活性とするインターバルを
置くような方法で周期的に正および負の高電圧発生器を
活性および不活性とするための制御装置と、大気のイオ
ン含有量を検出するイオン センサで、該イオン含有量
の大きさおよび正味の極性を示す信号を生成する手段を
含むものと、該イオン生成期間中、前記信号に応じて高
電圧発生器のイオン出力を変化させ、該イオン含有量を
所望範囲内に保持するための帰還手段とを具える。ま
た、さらに、前記装置は、正の高電圧発生器の各作動周
期の後、負の高電圧発生器を一時的に活性とし、負の高
電圧発生器の各作動周期の後、正の高電圧発生器を一時
的に活性とする手段を有する。

また、本発明によるときは、正イオン生成の周期を負イ
オン生成の周期と交番させ、イオン生成の周期の前に正
および負の双方のイオンの生成を抑圧するインターバル
を置くような方法で、大気内の離隔した点において正お
よび負のイオンを生成するステップを含む所定場所にお
ける大気イオン含有量を所望範囲内に保持する方法を与
えている。この場合、該方法はさらに、大気のイオン含
有量の変化を感知することにより、大気のイオン含有量
の大きさおよび正味の極性の変化にしたがって変化する
大きさおよび極性を有する帰還信号を生成するステップ
と、前記信号を積分して複数のイオン生成周期を通して
持続しない該イオン含有量の短時間の変動のそれに及ぼ
す影響を抑圧するステップと、該積分信号に応じて該正
および負のイオン生成の周期の間に生成されるイオンの
量を変えることによりイオン含有量を所望範囲内に保持
するステップとを含むことを特徴としている。

さらに、また、本発明によるときは、少なくとも第１電
極および第２電極を含む離隔した複数の空気電離手段
と、該第１電極に結合した正の高電圧発生器および該第
２電極に結合した負の高電圧発生器を含む複数の高電圧
発生器と、正の高電圧発生器の活性周期を負の高電圧発
生器の活性周期と交番させ、高電圧発生器の各作動周期
の前に双方の高電圧発生器を不活性にするインターバル
を置くような方法で該正および負の高電圧発生器を周期
的に活性および不活性にするための制御手段と、該大気
のイオン含有量を検出するセンサで、該大気のイオン含
有量の大きさおよび正味の極性の変化にしたがって変化
する大きさおよび極性を有する信号を生成する手段を含
むものと、該信号を積分し、主として該高電圧発生器の
複数の作動を通して持続する該イオン含有量の変化に応
じて変化し、かつ該大気のイオン含有量の比較的短時間
の変動の影響を抑圧するような積分信号を生成する手段
と、該イオン生成期間中、積分信号に応じて該高電圧発
生器および電極におけるイオン出力を変化させ、該イオ
ン含有量を所望範囲内に保持するための帰還手段とを具
えたことを特徴とする所定場所の大気イオン含有量を所
望範囲内に保持する装置を提供している。

上述の限定された観点からして、本発明は制御システム
により要求される周期的各イオン生成周期の後より急激
にイオン生成を終わらせることにより、電離装置の有効
範囲を増大させることができるほか、特定領域における
空気のイオン含有量のより有効かつ精細な制御を可能に
する。すなわち、正イオン生成周期の後には負イオン放
出器の瞬時的作動を後続させるようにしており、かくし
て得られる負イオンは正の電離電極に引きつけられて、
正の高電圧発生器の容量上の残留電荷を中和させる。か
くして、制御システムにより各イオン周期後に設定され
るオフ インターバルの間の大部分の時間継続する可能
性のある正イオン生成を急速に停止させることができ
る。また、同じように、制御システムによる要求に応じ
て、負イオン生成の周期の後には正イオン放出器の瞬時
的作動を持続させ、負の高電圧８世紀の容量を急速に放
電させるようにする。

また、他の特定形状の場合、本発明は空気イオン含有量
をモニタするセンサからの帰還信号により制御するよう
な形式の空気電離装置における帰還システムの過剰反応
を防止するようにしており、信号内の短時間の変動を抑
圧するようにしている。かくすれば、システムは必ずし
もイオン含有量が制御されている他の領域における状態
を示していないセンサの特定領域のイオン含有量の瞬時
的変動よりむしろ複数のイオン生成サイクルを通して持
続する空気イオン含有量の変化に応答することになる。

〔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累積を抑圧し
て製品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、１またそれ以上の付
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17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D.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
わたって各極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 ユニット
13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、イオン放出ユニット
13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）36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つの放出ユニット13のみを示しているが、
標準的クリーン 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
トを数フィート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、ユニット
13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く、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。（このような
各イオン発生時間周期は、後述するように、双方の高圧
電源28および29を作動させないインターバル（時間間
隔）の間一時的に中断させる。）さらに、コンソール14
の回路は高圧電源28の周期的作業の期間、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。

制御コンソール14は、オン・オフ スイッチ41および保
護ヒューズ42を介してその一次巻線38を自家用電源入力
端子39に接続するようにした逓降変圧器37を含む。ま
た、電力線サージおよびトランジェント（過渡）から回
路を保護するため一次巻線38と並列にバリスタ43を配置
する。

変圧器37は、本実施例の場合、自家用AC電源電圧を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
リアック（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の信号状態間を交番する。（この場
合、前述の米国特許第4,542,434号の同じパルス発生器
ではいずれかの極性の各イオン発生周期の後に、選択可
能な持続時間のオフ インターバルを導入することを可
能にしている。本発明の目的のため、オフ インターバ
ル時間は各イオン発生周期の直ぐ後またはほぼ直ぐ後
に、反対極性のイオン発生周期が続くようゼロまたはゼ
ロに近い値に調整する。周期的オフ インターバルは通
常本発明の作動において起こるが、タイミング信号発生
器59によってよりむしろ後述の帰還回路によって生ず
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、D.C.電源63と持続
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用の作動電
流を交互に供給する。上述形式のパルス発生器の手動可
調整制御64は負および正のイオン発生の循環周期の持続
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
ック動作は変化する状態のもとでの空気イオン含有量を
調整するため、イオン発生周期を中断してインターバル
を変え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D.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D.
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の通常オープン状態の第
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。リレー67および68は帰還回路17がセンサ16からの大
気イオン含有信号に応じてこれらの周期の有効持続時間
を変えることを可能にする。

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D.C.電源70を接続し、後述
する帰還モジュールの構成素子およびD.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D.C.電圧を供給し
うるようにする。

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隔離した関係で包
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72内の回路基板71上
に実装している。また、センサ16としては、他の構造の
ものを使用することもでき、例えば、ディスク69の代わ
りにＶ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78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・インバータ増幅器74を介してセン
サ16から帰還モンジュール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を介して増幅器74の
負入力に接続し、増幅器74の正入力を接地する。また、
増幅器74の出力を帰還抵抗85を介してその負入力に結合
する。

バッファ増幅器74の出力よりも帰還信号電圧は、抵抗86
を介して帰還モジュール17のD.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D.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24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は手動調整可能ポテンショメータ
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D.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D.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の出力に向か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、、ポテンショメータの可動
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102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または他の電圧をモニタを接続し、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
れたことが電圧計103により指示されるまで、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。

システムの作動を通してリレー67および68が閉じた状態
にある場合は、負の高圧電源28の作動周期は正の高圧電
源29の作動周期と交番し、装置は、第４図に周期的波形
104で示すように、１つの極性または他の極性のイオン
を生成し続ける。再び、第３図において、帰還モジュー
ル17は、リレー67および68を制御して、実際に制御コン
ソール14により要求される各イオン生成周期を、増幅器
84からの帰還信号により決められるインターバルの間一
時的に中断するタイマ回路106を含む。特に、前記タイ
マ回路106は、各正イオン生成周期の直ぐ後にリレー67
を一時的に閉じて負イオンの短いバーストを生じさせ、
次にその時の帰還信号の極性と大きさに従属するインタ
ーバルの間リレー67を開かせる。前記オフ インターバ
ルの後、タイマ回路106は再度リレー67を閉じ、前述の
ような方法でケーブル導線51の付勢を解き、ケーブル導
線56を付勢することにより、制御コンソール14が負イオ
ン生成周期を終わるまで、負イオンの生成を再開する。
ついで、タイマ回路106は後続する正のイオン生成周期
の間同じような方法で他のリレー68を循環させることで
応答する。タイマ回路106のこれらの作動は、制御コン
ソールにより要求される第４図のイオン生成シーケンス
104を第４図の波形107で示すような実際のイオン生成シ
ーケンスに変換する。

各イオン生成周期の中断は、他のタイミングも適当であ
るが、標準的には、例えば、イオン生成の100ミリ秒後
のような周期の始めのすぐ後に起こる。これらの一時的
イオン生成の時間は、第４図においては、その比較的長
いタイム スケールのため、標準より長く見えるよう表
示してある。

再び第２図に戻って、電極27における正イオンの生成の
各周期の直ぐ後には近傍の電極24よりの比較的短い負イ
オンのパルスが後続する。これは電極26による正イオン
の生成を急激に終わらせるという有益な効果を有する。
負のイオンは静電的に正電極26に引きつけられ、正の高
電圧発生器28の容量内の残留電荷を中和させるよう作用
する。このような電荷は、さもなければ、イオン生成抑
圧インターバルにしようと思っているところへ正イオン
の継続的生成を生じさせる可能性がある。同じ効果は、
近傍の電極24における負イオン生成の各持続周期に追随
する電極26よりの正イオンのバーストにより得られる。

再び第３図に戻って、各イオン生成周期の終わりの直ぐ
後に起こるイオン生成抑圧のオフ インターバルは、各
極性のイオンのパルスが、後続する反対極性のイオンと
の混合が起こる前に、イオン放出ユニット13から離れる
方向に移動することを許容する。これは、電荷交換によ
り２つの形式のイオンの相互中和を遅らせることによ
り、装置のレンジを拡大することを可能にする。

タイマ回路106の上述の作用はオフ インターバルの持
続時間を目的のため必要なように変化させることによ
り、増幅器84からの帰還信号に応じて、各形式のイオン
の生成レートを調整する。特に、増幅器84よりの帰還信
号をさらに負とした場合は、タイマ回路106は、第４図
の実際のイオン生成シーケンス波形107に示すように、
負のイオン生成周期の間にはより長いインターバルの間
リレー67を開き、より短いインターバルの間リレー68を
開く。これは、正イオンの出力を増加し、負イオンの生
成を減らすので、帰還信号をさらに大きな負とする大気
中イオンの不均衡を中和させる。同様に、タイマ回路10
6は、さらに正となる帰還信号に応じて負のイオン生成
周期の間、オフ インターバルを短くし、正イオン生成
周期の間オフ インターバルを長くする。これにより、
帰還信号は正のスイングを生じさせる大気中イオンの不
均衡が補正される。

タイマ回路106は多数の内部形状の任意の形状をとるこ
とができ、その一実施例を第５図に示す。この実施例の
回路106は、コンデンサ111、抵抗112、回路接続113およ
び他の抵抗114により形成した微分回路を介して大地電
位に接続した出力端子109を有する電圧レベル検出増幅
器108を含み、前記抵抗114を増幅器出力と大地電位間に
直列に接続する。かくすれば、増幅器出力109が負の状
態から正の状態に転移するごとに接続点113には瞬時的
正電圧があらわれ、増幅器出力の極性が反対方向にスイ
ッチされた場合、接続点には負電圧が短時間にあらわれ
る。

増幅器出力109における極性転移は、ケーブル導線51お
よび56上の高電圧発生器作動電流の交互伝送に応じて起
こるようにする。この目的のため、抵抗116、ダイオー
ド117、回路接続118および他の抵抗119をケーブル導線5
1と大地電位間に接続する。抵抗116および119は分圧器
を形成し、導線51上のかなり高いA.C.電圧はD.C.増幅器
108と両立するレベルに減少させる働きをする。ダイオ
ード117はA.C.電圧を整流し、増幅器108に正電圧のみが
あらわれるようにする。また、限定された信号積分を与
えるため抵抗119と並列にコンデンサ121を接続し、コン
デンサ121および抵抗119により形成される積分回路の時
定数を例えば、約３ミリ秒とする。このようにすること
により、ケーブル導線51上のA.C.電圧の各半サイクルに
応じて出力109における増幅器108の状態の変化を回避す
ることができる。

同様に、他のケーブル導線56を抵抗116a、ダイオード11
7a、回路接続点118aおよび抵抗119aを介して大地電位に
接続し、前記抵抗119aと並列にコンデンサ121aを接続す
る。前記各構成素子は対応する前記素子116ないし121に
関して前述したと同じ機能を有する。

回路接続点118および118aはそれぞれ増幅器108の非反転
入力および反転入力に接続する。かくすれば、増幅器10
8の出力109はケーブル導体51上のA.C.の各伝送周期の始
めに正となり、ケーブル導体56上のA.C.の次の伝送に応
じて、このような各周期の終わりに負の状態に切替わ
る。

各イオン生成周期に続く増幅器出力109の極性の変化は
前述のように微分回路接続点113に一時的電圧スパイク
を生ずる。かくして第１比較増幅器122の非反転入力は
接続点113に接続され、前記増幅器122の反転入力は、各
イオン生成周期後接続点113にあらわれる瞬時的正電圧
より小さい分圧器123よりの正電圧を受信する。その結
果、比較器122の出力は瞬時的に各正イオン生成周期に
続く高レベル状態にスイッチされ、ダイオード124を介
して一時的にリレー67の駆動回路を付勢する。かくし
て、リレー67は短時間閉状態となり、その時点における
所望の瞬時的負イオンの生成が行われる。

また、第２比較増幅器126の反転入力も回路接続点113に
接続する。前記第２比較器126の非反転入力は、負イオ
ン生成周期後、接続点113にあらわれる瞬時的負電圧よ
り小さい他の分圧器127よりの負電圧を受信する。ま
た、第２比較器126の出力は他のダイオード128を介して
他のリレー68の駆動回路に接続する。かくして、比較器
126は各負イオン生成周期後瞬時的にリレー68を閉じ、
所望の正イオンの短いパルスを生成させる。

上述の短時間の各イオン生成が終わった後、リレー67ま
たは68が再び開いた場合は、イオンの生成されない次の
オフ インターバルが始まり、第３比較増幅器129は他
のダイオード131を介してリレー67の駆動回路に結合さ
れ、同様に、第４比較増幅器132は他のダイオード133を
介してリレー68に結合されるので、オフ インターバル
の終わりにはこれらのリレーは再び閉じ、持続するイオ
ン生成周期が始まる。比較器129および132によるこのよ
うな作動のタイミング、したがって各オフ インターバ
ルの持続時間は増幅器84およびスイッチ102からの帰還
信号電圧により制御するようにする。

特に、帰還信号は第３比較器129の反転入力に伝送する
ほか、第４比較器132の非反転入力にも伝送するように
する。比較器129,132のトリガ リングを制御するた
め、レベル検出増幅器108の出力端子109と大地電位との
間には、抵抗134、回路接続点136、ダイオード137、回
路接続点138およびコンデンサ139を直列に接続し、また
接続点136と大地電位との間には他のダイオード141、回
路接続点142およびコンデンサ143を接続する。回路接続
点138および142は、直列関係にある固定抵抗144および
可変抵抗146を介して相互に接続する。

ダイオード137は、前述のように、増幅器108の出力109
が正の状態にある負イオン生成周期の間、前記出力109
から抵抗144および146を介してコンデンサ143の正充電
を可能にするよう配置する。これに対して、ダイオード
141は正イオン生成周期の間に、コンデンサ139の負充電
を可能にするよう反対方向に配置する。このようなコン
デンサ139の負充電の周期の始めには、前記コンデンサ
はコンデンサ143の前の正充電周期の間にダイオード137
を介して得られた正のチャージを有する。コンデンサ13
9および抵抗134,144,146の値により決められる時間間隔
はコンデンサへの充電のため、従って回路接続点138で
逆転し、負とするために必要である。前記接続点138は
これを第４比較器132の反転入力に接続する。かくすれ
ば、コンデンサ139が帰還信号電圧に等しい負のチャー
ジを得るに必要な時間間隔の後、比較器132はトリガさ
れリレー68を再び閉状態にする。かくして、オフ イン
ターバルが終わって持続する正イオン生成の周期が始ま
り、これは前述のようにケーブル導体56の付勢を解除す
ることにより、制御コンソールがイオン生成周期を終了
するまで継続する。

回路接続点142は第３比較器129の非反転入力に接続し、
かくして負イオン生成期間中、リレー67に同じサイクリ
ングを生じさせるようにする。

（増幅器74において反転された）帰還信号電圧が大気中
の正イオンの含有量の増加により、さらに負となった場
合は、接続点138における荷電をその値まで上昇させる
にはより長い時間周期を必要とする。したがって、より
長いインターバルにわたって、正イオン生成の周期を中
断させることにより、正イオンの生成を減らすようにす
る。また、負の帰還信号がより少なくなった場合は、充
電時間はより短くなり、したがって、正イオン出力を増
加させるようにする。負イオン生成周期の間の帰還の変
化は、本質的に同じような方法でリレー67を閉じるタイ
ミングを変えることにより負イオン出力に同じ効果を与
える。

所定の大きさの帰還信号により生ずるオフ インターバ
ルの時間は、前記抵抗146の値がコンデンサ139および14
3の充電に要する時間を変えるので、可変抵抗146を調整
することにより選定することができる。

再び第３図に戻って、タイマ回路106への帰還信号入力1
49と筐体接地との間には、コンデンサ147および抵抗148
を並列に接続し、ある程度の帰還信号積分を与えるよう
にしている。積分手段151の時定数、すなわち、容量と
抵抗の積は、特定の設備を作動させるべき条件に従属す
る。時定数を、例えば、約200秒以下のように比較的低
くする場合は、電離装置11は、いわゆるパルス バイ
パルス ベースで作動する。空気イオン含有量の変化に
対するセンサ16および帰還モジュール17の応答は、セン
サの近傍の空気イオン含有量の変化が現在または直ぐ後
のイオン生成周期の間のイオン出力に大幅な変化をもた
らす程充分速いものである。これは、多くの条件のも
と、特に各放出ユニット13がそれ自体のローカル セン
サ16および帰還モジュール17を具えるような場合、きわ
めて好ましい作動モードである。

ある他の条件のもとでは、帰還システムの応答を遅らせ
て、不必要なイオンの生成を回避することが好ましい。
レスポンスの速い帰還システムは例えば、単一のセンサ
16により複数のイオン放出ユニット13を制御するような
場合、あるいは放出ユニットから遠く離れた所にセンサ
を配置するような場合、過度のイオン生成をもたらす。
それらの条件のもとでは、センサ16の近傍における空気
イオン含有量の感知された変化はその近傍に限定された
瞬時的なもので、エミッタ ユニット13の場所における
イオン出力の変化に対するニーズを示すものではない。

複数のイオン生成のサイクルを通じて接続する感知され
た空気イオン含有量の変化がイオン出力の変化を要求す
る室内を通してのより一般的な変化を表示する。帰還シ
ステムは、帰還信号の積分の度合を増やすことにより瞬
時的変動よりむしろ本来感知された空気イオン含有量の
このような長期にわたる変化に反応させることができ
る。標準的クリーンルームにおいて、この作動モードを
生じさせるため、ある場合には、他の値も適当である
が、コンデンサ147および抵抗148は約300秒ないし約700
秒の範囲で時定数を設定しうるような値をもつことが望
ましい。

積分手段151がない場合にも、回路内には限られた程度
の帰還信号積分が存在する。センサ回路16内のコンデン
サ78および抵抗76,77と増幅器84への入力におけるコン
デンサ89および抵抗88はある程度の積分を与えるが、こ
れらはある作動条件のもとで所望される程度にシステム
のレスポンスを遅らせるに充分な高時定数を集中的にも
つまでには至らない。前述したように、帰還信号電圧の
大きさの大幅な変化は、付加的積分手段151がない場合
における単一のイオン生成周期の経過中に起こりうる。

特定の場所における電離装置11の起動期間中には、スイ
ッチ102が一時的に開いて、適当な電源からの正電圧が
リレー67および68の駆動回路端子152に直接供給され、
リレーを閉じた状態に保持する。これは帰還システムを
不活性とし、正イオン生成の非中断周期を負イオン生成
の非中断周期と交番させる。かくして、空気のイオン含
有量は帯電プレート モニタまたは他のイオン検出器で
検出される。次に、再び第２図に戻って、所望の空気イ
オン含有量が存在し、正および負イオン生成の交番周期
に起因するワーク サイトにおける正イオン対負イオン
比の任意の周期的変化が受容可能限度内にあることがモ
ニタにより観測されるまで、制御コンソール14の複数の
可調整制御48,53,および64を調整する。約＋100Vから約
−100Vの範囲に制限されるワーク サイトにおける非接
地導体の電圧振動は通常静電気放電による任意の有害な
影響を受けることはなく、多くの場合より広い電圧スイ
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
号制御64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。

次に、再び第３図に戻って、前述のようにポテンショメ
ータ87を調整して帰還信号電圧レベルの中心をゼロ レ
ベルのあたりに置き、スイッチ102を閉じて、フィード
バック プロセスを作動させる。ついで、可変抵抗14
6を調整して帰還信号の正および負のピークを空気イオ
ン含有量の正および負のスイングが所望限度内に保持さ
れる充分小さいレンジに制限するようにする。この場
合、抵抗146の抵抗を減らすことは比較器129および132
をより小さい帰還信号の変化に応じてトリガさせ、抵抗
を増やすことはこれと反対の効果をもたらす。

かくして、電離装置11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。

以上、特別な形状の帰還制御を含むような形式、特に周
期的なイオン生成周期を一時的に中断することによりイ
オン出力レートを変化させるような形式の空気電離装置
11について、例示目的のため説明してきたが、上述のよ
うな帰還信号積分は、条件が適当な場合は、電離電極上
の高電圧を変えることによりセンサ信号に応じてイオン
出力を調整する形式の空気電離システムにおいても使用
することができる。また、各イオン生成周期の終わり
に、突然イオン生成を終わらせるようにした前述の方法
および装置は、他の形式の帰還制御を使用するシステ
ム、あるいは前述の米国特許第4,542,434号に記載され
ているシステムのようなセンサまたはフィード バック
を含まないバイポーラ空気電離システムにも適合させる
ことができる。

例えば第３図において、イオン センサ16は、帰還モジ
ュール17、リレー67,68およびD.C.電源70のすべてを装
置から除去した場合は、システムは本質的に前述の米国
特許第4,542,434号に記載のシステムに戻り前記特許に
記載されているような作動が保持される。特に、第６図
示配置においては、パルス列58aがリレー54をオープン
にする高レベル状態にある循環周期の間にパルス列57a
が一時的に低レベル状態になってリレー49を閉じるとい
う点で前述の場合と相違するような反復的パルス列57a
および58aをそれぞれ導線61および62上に生じさせるよ
うタイミング パルス発生器59を調整することができ
る。また、同じようにして、パルス列58aはパルス列57a
が高レベル状態になってリレー49をオープンにする循環
周期の間、一時的に低レベル状態となってリレー54を閉
じる。これらのパルス列波形によるときは、前述の特許
の場合のように、正の高電圧発生器の反復的付勢周期を
負の高電圧発生器の反復的付勢周期と交番させ、各付勢
周期の前にすべての高電圧発生器を不活性にするオフ
インターバルを置くようにすることができる。この場合
は、前述の実施例と異なり、イオン生成周期およびオフ
インターバルは帰還信号により制御される可変時間で
なく、パルス発生器59のセッティングにより決められる
固定時間を有する。

このような種類の装置の場合、持続する各イオン生成周
期に続く反対極性の高電圧発生器の短時間の付勢あるい
はターンオフ スパイクは、タイミング信号導線61およ
び62を、本質的に第３図に関し前述したような形式を可
とする対のレベル検出・微分回路153および154と交差接
続することにより与えることができる。したがって、再
び第６図に戻って、回路153は、その非反転入力を抵抗1
57を介して導体62に接続するようにした電圧レベル検出
増幅器156を含み、前記増幅器156の反転入力に、タイミ
ング信号58aがその高レベル状態にあるときの導線62上
の電圧より低い値を有する分圧器158よりの正電圧を供
給するようにする。かくすれば、増幅器156の出力は、
タイミング信号58aが正イオン生成周期の終わりに高レ
ベル状態に戻るたびごとに高レベル状態となる。

増幅器156の出力は、コンデンサ159、抵抗161、回路接
続点162および抵抗163により形成した微分回路を介して
大地電位に接続する。かくすれば、正イオン生成周期の
終わりに増幅器156の出力が高レベルになるごとに接続
点162には短時間の電圧上昇が起こる。この短時間の電
圧上昇は、そのエミッタを接地し、そのコレクタを信号
導線61に接続したNPN形トランジスタ164のベースに供給
するようにする。かくすれば、トランジスタ164はこの
ような時間に瞬時的に導電状態にバイアスされ、導線61
上の電圧を短時間降下させるので、リレー49は短時間閉
状態となり、所望の瞬時的な負イオンの生成を生じさせ
る。

回路154もこれと同様で、抵抗157aを介して導線61に接
続した非反転入力と、分圧器158aからの基準電圧を受信
する反転入力とを有する増幅器156aを含む。また、増幅
器156aの出力と大地電位との間に、コンデンサ159a、抵
抗161a、接続点162aおよび抵抗163aを直列に接続するよ
うにし、信号導線62を短時間接地することにより、接続
点162aにおける短時間の電圧上昇にトランジスタ164aを
応答させる。かくすれば、回路154は回路153に関して上
述したように、波形57aが高レベル状態に戻るたびごと
に、リレー54を閉状態にし、短時間の正イオン生成を生
じさせる。

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図は第１図ないし第３図示装置内における標準的イ
オン パルス タイミング波形およびこのようなタイミ
ングを生じさせる回路のある部分における波形を示す
図、 第５図は第４図のタイマ回路を示す詳細回路図、 第６図はフィードバックを使用しない空気電離装置で使
用するに適した固定イオン生成周期を有する本発明の他
の実施例の一部を示す回路図である。 11……空気電離装置 12……クリーン ルーム 13……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……円筒状ガイド 28,29……高圧電源 32……作業台 33……ファン 34……通気性天井部 36……格子 37……逓降変圧器 38……一次巻線 41……オン オフ スイッチ 42……保護ヒューズ 43……バリスタ 44……二次巻線 47,52……単巻変圧器 48,53……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 66,76,77,81,83,85,86,88,93,97,98,112,113,114,116,1
16a,119,119a,134,144,146,148,157,157a,161,161a,16
3,163a……抵抗 69……導電ディスク 71……プリント基板 72……導電シールド 73,74,84,108,122,126,129,132,156,156a……増幅器 76,77,81,83,85,86,88,93,97,112,114,116,116a,119,11
9a,148,157,161,161a,163,163a……抵抗 78,89,101,111,121,121a,139,143,147,159……コンデン
サ 87……ポテンショメータ 91,94……フォトダイオード 102……スイッチ 103……電圧計 106……タイマ回路 117,117a,124,128,131,133,137,141……ダイオード 123,127,158,158a……分圧器 151……積分手段 153,154……微分回路 164,164a……NPN形トランジスタ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正イオン発生器による正イオン生成の周期
   を別個の負イオン発生器による負イオン生成の周期と交
   番させ、各イオン生成周期に先立つインターバルの間、
   双方の極性のイオンの生成を抑圧するステップを含む所
   定場所における大気のイオン含有量を所望の範囲内に保
   持する方法において、 正イオン生成の該各周期と後続のイオン生成抑圧インタ
   ーバル１つとの間瞬時的に比較的短い負イオンのバース
   トを生成させるステップと、負イオン生成の該各周期と
   後続のイオン生成抑圧インターバルの１つとの間、瞬時
   的に比較的に短い正イオンのバーストを生成させるステ
   ップとを含むことを特徴とする空気電離調整方法。
2. 【請求項２】第２シーケンスの反復的時間周期と交番す
   る第１シーケンスの反復的時間周期を限定するタイミン
   グ信号を生成するステップと、 該第１シーケンスの各時間周期のスタートに応じて正イ
   オン生成を開始させ、該第１シーケンスの各時間周期の
   終わりに応じて該正イオンの生成を終わらせるステップ
   と、 該第２シーケンスの各時間周期のスタートに応じて負イ
   オン生成を開始させ、該第２シーケンスの各時間周期の
   終わりに応じて該負イオンの生成を終わらせるステップ
   と、 該第１および第２シーケンスの該各時間周期間のインタ
   ーバルの間イオンの生成を一時的に抑圧し、該一時的イ
   オンの生成および後続のイオン生成抑圧のインターバル
   を設定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。
3. 【請求項３】該場所における該大気のイオン含有量の変
   化を感知して、該変化を示す帰還信号を生成するステッ
   プと、 該帰還信号に応じてイオン生成の該インターバルの持続
   時間を変化させ、該イオン含有量を所望の範囲内に保持
   させるステップとを含むことを特徴とする請求項２記載
   の方法。
4. 【請求項４】該帰還信号を積分して、複数の該時間間隔
   を通しては持続しない短時間の変動を抑圧するステップ
   を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】第１の限定時間周期の間、第１極性のイオ
   ンのみを発生する第１イオン発生器を短時間付勢して該
   大気内に第１極性のイオンを生成するステップと、 該第１時間周期に後続する比較的短い第２時間周期の間
   第１極性とは反対の極性のイオンのみを発生する第２イ
   オン発生器を短時間付勢して該大気内に反対極性のイオ
   ンを生成するステップと、 該第２時間周期に後続する第３時間周期の間イオン生成
   を抑圧するステップと、 該第３時間周期に続く第４時間周期の間前記第２イオン
   発生器を短時間臨時に付勢して該反対極性のイオンを生
   成するステップと、 該第４時間周期に続く比較的短い第５時間周期の間、第
   １イオン発生器を短時間付勢して、該第１極性のイオン
   を生成するステップと、 該第５時間周期に続く第６時間周期の間イオン生成を抑
   圧するステップとを含み該ステップの連続を反復させる
   ようにしたことを特徴とする所定場所における大気のイ
   オン含有量制御方法。
6. 【請求項６】少なくとも１つの正の高電圧発生器と、正
   イオン放出電極と、少なくとも１つの負の高電圧発生器
   と、負イオン放出電極と、これら高電圧発生器を循環的
   に活性化及び不活性化する制御手段を具え、正イオン放
   出の周期を負イオン放出の周期と交番させ、イオン放出
   の各周期の前に双方の極性のイオンの放出を抑圧するイ
   ンターバルを置くようにした、所定場所における大気の
   イオン含有量を制御する装置において、 該正イオン放出周期の各々と後続の該イオン放出抑圧イ
   ンターバルの１つとの間に比較的短い該負高電圧発生器
   の作動を起こさせる第１回路手段と、 該負イオン放出周期の各々と後続の該イオン放出抑圧イ
   ンターバルの１つとの間に比較的短い該正高電圧発生器
   の作動を起こさせる第２回路手段とを具えたことを特徴
   とする空気電離調整装置。
7. 【請求項７】該正の高電圧発生器を活性とする反復的正
   イオン生成周期ならびに該正イオン生成周期と交番し、
   該負の高電圧発生器を活性とする反復的負イオン生成周
   期を設定するタイミング手段を含み、 前記第１回路手段は、各負イオン生成周期の間負高電圧
   発生器を短時間活性化し、後続のイオン放出抑圧インタ
   ーバルにおいては、負高電圧発生器を一時的に不活性と
   し、 前記第２回路手段は、該正イオン生成周期の間、正高電
   圧発生器を短時間活性化し、後続のイオン放出抑圧イン
   ターバルには、正高電圧発生器を一時的に不活性とする
   ことを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】大気のイオン含有量の変化にしたがって変
   化する帰還信号を生じさせる手段を有する空気イオン
   センサならびに該イオン放出抑圧インターバルの時間を
   変化させて、該イオン含有量を該所望範囲内に保持する
   ための帰還回路手段を含むことを特徴とする請求項７記
   載の装置。
9. 【請求項９】前記帰還信号を積分する手段を含み、該積
   分手段は該イオン生成周期の１つのみに限定した該信号
   内の変動を抑圧するに充分な時定数をもたせるようにし
   たことを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】第１および第２リレーと、 反復的に負イオン生成周期と交番する反復的正イオン生
    成周期のシーケンスの各々の間、該第１リレーを介して
    該正の高電圧発生器に作動電流を伝送する手段と、 該負イオン生成時間周期の間、該第２リレーを介して該
    負の高電圧発生器に作動電流を伝送する手段とを含み、 第１回路手段をして、負イオン生成周期の間一時的に該
    第２リレーを開かせ、第２回路手段をして正イオン生成
    周期の間一時的に第１リレーを開かせるようにしたこと
    を特徴とする請求項６記載の装置。
11. 【請求項１１】前記第１回路手段は該各負イオン生成周
    期が始まってから所定時間経過後に該第２リレーを開く
    ようにし、この所定の時間を負高電圧発生器の短時間の
    作動を可能にするに充分な時間としたこと、第２回路手
    段は該各正イオン生成周期が始まってから所定時間経過
    後に該第１リレーを開くようにし、この所定の時間を該
    正高電圧発生器の短時間の作動を可能にするに充分な時
    間としたことを特徴とする請求項10記載の装置。
12. 【請求項１２】双方の極性のイオンの放出を抑圧する該
    インターバルを与えるに充分な周期の間、該第１回路手
    段により該第２リレーを開状態に保持し、該第２回路手
    段による該第１リレーを開状態に保持するようにしたこ
    とを特徴とする請求項11記載の装置。
13. 【請求項１３】該大気のイオン含有量の大きさおよび正
    味の極性にしたがって変化する帰還信号電圧を生成する
    手段を有する空気イオン センサと、 該帰還信号電圧が該大気の正イオン含有量の増加を示し
    たとき、正イオン生成周期の間該イオン放出抑圧インタ
    ーバルの持続時間を増加させ、該大気の正イオン含有量
    の減少を示したとき、該正イオン生成周期間のインター
    バルの持続時間を減少させる手段と、 該帰還信号電圧が該大気の負イオン含有量の増加を示し
    たとき、負イオン生成周期の間該イオン放出抑圧インタ
    ーバルの持続時間を増加させ、該信号が該大気の負イオ
    ン含有量の減少を示したとき、該負イオン生成周期の間
    該インターバルの持続時間を減少させる手段とを含むこ
    とを特徴とする請求項12記載の装置。
14. 【請求項１４】所定の場所における大気のイオン含有量
    を所望範囲内に保持する装置において、 相互に離隔した第１および第２空気電離電極と、 該第１電極に結合した正の高電圧発生器および該第２電
    極に結合した負の高電圧発生器と、 該正の高電圧発生器の活性の周期を該負の高電圧発生器
    の活性の周期と交番させ、高電圧発生器の活性の各周期
    の前に双方の高電圧発生器を不活性とするインターバル
    を置くような方法で、周期的に該正および負の高電圧発
    生器を活性および不活性とするための制御手段と、 該大気のイオン含有量を検出するイオン センサで、該
    イオン含有量の大きさおよび正味の極性を示す信号を生
    成する手段を含むものと、 該イオン生成期間中該信号に応じて該高電圧発生器のイ
    オン出力を変化させ、該イオン含有量を該所望範囲内に
    保持するための帰還手段と、 該正の高電圧発生器の各作動周期の後、該負の高電圧発
    生器を一時的に活性とし、該負の高電圧発生器の各作動
    周期の後、該正の高電圧発生器を一時的に活性とする手
    段と を含むことを特徴とする空気電離調整装置。
15. 【請求項１５】正イオン生成の周期を負イオン生成の周
    期と交番させ、イオン生成の周期の前に正および負の双
    方のイオンの生成を抑圧するインターバルを置くような
    方法で、該大気内の離隔した点において正および負のイ
    オンを生成するステップを含む所定場所における大気イ
    オン含有量を所望範囲内に保持する方法において、 該大気のイオン含有量の変化を感知することにより、該
    大気のイオン含有量の大きさおよび正味の極性の変化に
    したがって変化する大きさおよび極性を有する帰還信号
    を生成するステップと、 該帰還信号を積分して該複数のイオン生成周期を通して
    は持続しない該イオン含有量の短時間の変動の帰還信号
    に及ぼす影響を抑圧するステップと、 該積分信号に応じて該正および負のイオン生成の周期の
    間に生成されるイオンの量を変えることにより該イオン
    含有量を該所望範囲内に保持するステップと を含むことを特徴とする空気電離調整方法。
16. 【請求項１６】該各周期を一時的に中断することによ
    り、かつ該積分帰還信号の変化に応じて該中断の持続時
    間を変えることにより、該正および負のイオン生成周期
    の間に生成されるイオンの量を変化させる該ステップを
    実施するようにしたことを特徴とする請求項15記載の方
    法。
17. 【請求項１７】該積分帰還信号が該大気の所定の最大正
    イオン含有量を表示するとき該正イオン生成周期の中断
    の時間を増加させ、該積分帰還信号が該大気の所定の最
    小正イオン含有量を表示するとき、該正イオン生成周期
    の中断の時間を減少させるステップと、該積分帰還信号
    が該大気の所定の最大負イオン含有量を表示するとき、
    該負イオン生成周期の中断の時間を増加させ、該積分帰
    還信号が該大気の所定の最小負イオン含有量を表示する
    とき、該負イオン生成周期の中断の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16記載の方法。
18. 【請求項１８】少なくとも第１電極および第２電極を含
    む離隔した複数の空気電離電極と該第１電極の結合した
    正の高電圧発生器および該第２電極に結合した負の高電
    圧発生器を含む複数の高電圧発生器と、 該正の高電圧の活性周期を該負の高電圧発生器の活性周
    期と交番させ、高電圧発生器の各作動周期の前に双方の
    高電圧発生器を不活性にするインターバルを置くような
    方法で、該正および負の高電圧発生器を周期的に活性お
    よび不活性にするための制御手段と、 該大気のイオン含有量を検出するセンサで、該大気のイ
    オン含有量の大きさおよび正味の極性の変化にしたがっ
    て変化する大きさおよび極性を有する信号を生成する手
    段を含むものと、 該信号を積分し、主として該高電圧発生器の複数の作動
    を通して持続する該イオン含有量の変化に応じて変化
    し、かつ該大気のイオン含有量の比較的短時間の変動の
    影響を抑圧するような積分信号を生成する手段と、 該イオン生成期間中、積分信号に応じて該高電圧発生器
    および電極におけるイオン出力を変化させ、該イオン含
    有量を所望範囲内に保持するための帰還手段と を具えたことを特徴とする所定場所の大気のイオン含有
    量を所望範囲内に保持する装置。