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Dokumentenidentifikation DE102006055121A1 31.05.2007
Titel Ionenbalance-Einstellverfahren und Verfahren zur Entfernung von Ladungen von einem Werkstück
Anmelder SMC Corp., Tokyo, JP
Erfinder Sato, Toshio, Ibaraki, JP;
Suzuki, Satoshi, Ibaraki, JP
Vertreter Keil & Schaafhausen Patentanwälte, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 21.11.2006
DE-Aktenzeichen 102006055121
Offenlegungstag 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse H05F 3/04(2006.01)A, F, I, 20061121, B, H, DE
Zusammenfassung Wenn Ladungen von einem geladenen Werkstück entfernt werden, indem positive und negative pulsartige Hochspannungen auf positive und negative Elektrodennadeln aufgebracht werden, um positive und negative Ionen in einem Ladungsentfernungsbereich zu generieren und das geladene Werkstück in den Ladungsentfernungsbereich gefördert wird, wird eine Ionenbalance innerhalb des Ladungsentfernungsbereiches durch einen Oberflächenpotentialsensor gemessen, bevor das Werkstück in den Ladungsentfernungsbereich gefördert wird. Eine Pulsweite und/oder ein Spannungswert der pulsartigen Hochspannung, die auf die Elektrodennadel aufgebracht wird, wird in Abhängigkeit von einem Messergebnis geändert. Dadurch wird eine Menge von Ionen, die von der Elektrodennadel generiert werden, eingestellt, um eine Balance zwischen den positiven und negativen Ionen zu erreichen.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ionenbalance-Einstellverfahren zur Herstellung einer Balance zwischen positiven und negativen Ionen, die von einem Ionisator freigegeben werden, wenn Ladungen von einem aufgeladenen Werkstück entfernt werden, und außerdem auf ein Verfahren zur Entfernung von Ladungen von dem Werkstück mit Hilfe des Einstellverfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren zur Entfernung von Ladungen von einem elektrostatisch aufgeladenen Werkstück werden die Ladungen entfernt, indem positive und negative Ionen von einem Ionisator zu einem Werkstück freigesetzt werden, das in einen Ladungsentfernungsbereich gebracht wurde, und indem die positiven und negativen Ladungen, die das Werkstück trägt, durch die Ionen, die eine den Ladungen des Werkstücks entgegengesetzte Polarität aufweisen, neutralisiert werden.

Der Ionisator hat im Allgemeinen eine positive Elektrodennadel und eine negative Elektrodennadel. Durch Aufbringen einer positiven pulsartigen Hochspannung auf die positive Elektrode und Aufbringen einer negativen pulsartigen Hochspannung auf die negative Elektrode wird eine Koronaentladung erzeugt, um von beiden Elektroden positive und negative Ionen zu generieren.

Wenn von einem Werkstück durch Verwendung eines solchen Ionisators Ladungen entfernt werden, kann die Effizienz des Ladungsentfernungsprozesses verbessert werden, indem, entsprechend der Polarität der Ladungen des Werkstücks, eine größere Menge der Ionen, die die entgegengesetzte Polarität aufweisen, freigesetzt wird. Abhängig von der Bedingung des Ladungsentfernungsprozesses ist es jedoch unmöglich, zu überprüfen, ob das Werkstück mit positiven oder negativen Polaritäten geladen ist. Angesichts dieser Situation ist es daher wünschenswert, dass der Ladungsentfernungsprozess unabhängig davon, ob das zugeführte Werkstück positiv oder negativ aufgeladen ist, für jeden Fall anpassbar ist. Ein in Betracht zu ziehendes Mittel zur Erfüllung dieser Forderung ist eine Voreinstellung von positiven und negativen Ionen, die von dem Ionisator freigesetzt werden, so dass ein ionenausgeglichener Zustand, d.h. ein Zustand, in dem die Zahl der positiven und negativen Ionen einander im Wesentlichen entspricht, im Voraus erhalten wird. In diesem Fall muss die Voreinstellung mit einfachen Mitteln zuverlässig durchführbar sein.

Andererseits beschreibt die JP 11-135293 A als ein Beispiel eines Verfahrens zum Einstellen einer Ionenbalance eine Technik zur Einstellung der Ionenbalance durch Erfassen eines Stromes, der durch eine Erdungsleitung fließt, in Abhängigkeit von der Menge der positiven und negativen Ionen, die verbraucht werden, wenn Ladungen von einem Werkstück entfernt werden, mit Hilfe eines Stromsensors und die Steuerung von positiven und negativen Hochspannungserzeugungsschaltkreisen, so dass die Ionen mit der geforderten Polarität in großer Menge generiert werden.

Außerdem beschreibt die JP 3-266398 A ein Verfahren zur Herstellung einer Ionenbalance durch Anordnung einer Stromerfassungselektrode zwischen positiven und negativen Elektrodennadeln, Erfassen eines Ionenstromes, der zwischen den beiden Elektrodennadeln fließt, wenn Ladungen von einem Werkstück entfernt werden, durch die Stromerfassungselektrode und Einstellen einer Spannung oder Pulsweite, die auf die Elektrodennadeln aufgebracht wird, in Abhängigkeit von der Polarität des Ionenstromes und des Unterschiedes der Ionenmenge.

Da diese vorbekannten Verfahren aber jeweils dazu gedacht sind, eine Ionenbalance zu erreichen, indem der Strom erfasst wird, der durch die Erdungsleitung oder zwischen den beiden Elektrodennadeln fließt, können alle diese Verfahren nicht direkt überprüften, ob die positiven und negativen Ionen tatsächlich gut ausgeglichen sind. Wird der Strom aufgrund anderer Faktoren als der Ionen geändert, besteht außerdem das Risiko, dass ein Fehlverhalten auftritt und die Ionenbalance wieder verloren geht. Daher haben diese Verfahren das Problem einer mangelnden Zuverlässigkeit.

Schließlich beschreibt die JP 2003-217892 A ein Verfahren zum Einsetzen eines elektrostatischen Potentialsensors zum Messen eines elektrostatischen Potentials eines Ladungsentfernungsziels (Werkstücks) und eines elektrostatischen Potentialsensors zum Messen einer Ionenbalance um einen Ionisator und zum Einstellen der Menge von Ionen, die von dem Ionisator freigesetzt werden, indem die beiden oben genannten elektrostatischen Potentialsensoren auf der Basis von Messwerten der beiden Sensoren während eines Verfahrens zum Entfernen der Ladungen von dem Werkstück eingesetzt werden. Im Einzelnen werden während eines ersten Zeitraums des Ladungsentfernungsprozesses in dem das Ladungspotential des Werkstücks ausreichend hoch ist, Ionen, deren Polarität der der Ladungen entgegengesetzt ist, ausgestrahlt, um die Ladungen schnell von dem Werkstück zu entfernen. Während des abschließenden Zeitraums des Ladungsentfernungsprozesses, in dem das elektrostatische Potential des Werkstückes niedrig ist, werden Ionen in dem ionenausgeglichenen Zustand ausgestrahlt, um die Ladungen von dem Werkstück zu entfernen.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren sind aber der Aufbau und die Steuerung einer Vorrichtung kompliziert, da die Polarität der Ladungen an dem Werkstück und die Ionenbalance um den Ionisator mit Hilfe der beiden elektrostatischen Sensoren gemessen werden und die Menge der ausgestrahlten Ionen in Abhängigkeit von der Polarität der Ladungen des Werkstücks gesteuert wird. Da die Ionenbalance während des Prozesses der Entfernung der Ladungen von dem Werkstück gemessen wird, d.h. in Gegenwart des geladenen Werkstücks, und die Menge der ausgestrahlten Ionen auf der Basis des Messresultates gesteuert wird, wird außerdem ein störender Einfluss des geladenen Werkstückes bewirkt, was zu einer Erschwerung der tatsächlichen Erreichung der geeigneten Ionenbalance führt. Insbesondere dann, wenn geladene Werkstücke in kurzen Abständen nacheinander zugeführt werden, ist die Anpassung der Ionenbalance nicht rechtzeitig beendet, und der Ladungsentfernungsprozess kann nur schwer mit der geforderten Zuverlässigkeit durchgeführt werden.

Beschreibung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auf einfache und zuverlässige Weise die Einstellung positiver und negativer Ionen, die von einem Ionisator freigesetzt werden, in einen ionenausgeglichenen Zustand zu erreichen, d.h. in einen Zustand, in dem die Zahl der positiven und negativen Ionen im Wesentlichen gleich ist. Die Einstellung soll vor Beginn der Ladungsentfernung von einem Werkstück mit hoher Genauigkeit erfolgen.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist Ionenausgleichseinstellverfahren vorgesehen, das einen Ionisator zur Aufbringung positiver und negativer pulsartiger Hochspannungen auf positive und negative Elektrodennadeln einsetzt, wodurch eine Koronaeentladung erzeugt wird, um positive und negative Ionen von den beiden Elektrodennadeln zu generieren und Ladungen von einem Werkstück zu entfernen, und einen Oberflächenpotentialsensor zur Messung einer Ionenbalance zwischen den positiven und negativen Ionen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: das Messen der Ionenbalance zwischen den positiven und negativen Ionen, die durch den Ionisator freigesetzt werden, durch den Oberflächenpotentialsensor in Abwesenheit des Werkstücks bevor die Entfernung der Ladungen von dem Werkstück begonnen wird, und die Änderung einer Pulsweite und/oder eines Spannungswertes der pulsartigen Hochspannung, die auf die Elektrodennadel aufgebracht wird, in Abhängigkeit von einem Messresultat, wodurch eine Menge der von der Elektrodennadel generierten Ionen eingestellt wird und ein Ausgleich zwischen den positiven und negativen Ionen erreicht wird.

In Weiterbildung der Erfindung umfasst der Oberflächenpotentialsensor eine Detektionsplatte in integraler Form, die beim Kontakt mit den von dem Ionisator freigesetzten Ionen geladen wird, und die Ionenbalance wird auf der Basis einer Polarität der geladenen Detektionsplatte gemessen.

Außerdem ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Entfernung von Ladungen von einem Werkstück durch Aufbringen positiver und negativer pulsartiger Hochspannungen auf positive und negative Elektrodennadeln eines Ionisators vorgesehen, wodurch eine Koronaentladung erzeugt wird, um positive und negative Ionen in einem Ladungsentfernungsbereich zu generieren, und Zufuhr des geladenen Werkstücks in den Ladungsentfernungsbereich durch eine Fördervorrichtung, um die Ladungen von dem Werkstück zu entfernen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: das Messen einer Ionenbalance innerhalb des Ladungsentfernungsbereiches durch einen Oberflächenpotentialsensor bevor das Werkstück in den Ladungsentfernungsbereich eingeführt wird, und die Änderung einer Pulsweite und/oder eines Spannungswertes der pulsartigen Hochspannung, die auf die Elektrodennadel aufgebracht wird, in Abhängigkeit von einem Messresultat, wodurch eine Menge von Ionen, die von der Elektrodennadel erzeugt wird, eingestellt wird, um die Ionenbalance zwischen den positiven und negativen Ionen einzustellen, und dann die Förderung des Werkstücks in den Ladungsentfernungsbereich, um die Ladungen von dem Werkstück zu entfernen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Einstellung des Ionenausgleichs vorzugsweise in Verbindung mit dem Betrieb der Fördervorrichtung vorgenommen.

Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Einstellung des Ionenausgleichs vorzugsweise durchgeführt, wann immer das Werkstück in einer Zahl, die einer Prozesseinheit entspricht, einem Ladungsentfernungsprozess unterworfen wurde.

Außerdem ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der Oberflächenpotentialsensor eine Detektionsplatte in integraler Form aufweist, die beim Kontakt mit den von dem Ionisator freigesetzten Ionen geladen wird, wobei der Ionenausgleich auf der Basis einer Polarität der geladenen Detektionsplatte gemessen wird.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, der Ionenausgleich in Abwesenheit des Werkstücks gemessen und in geeigneter Weise eingestellt wird, können die positiven und negativen Ionen, die von dem Ionisator freigesetzt werden, zuverlässig auf einen ionenausgeglichenen Zustand eingestellt werden, bevor die Entfernung der Ladungen von dem Werkstück beginnt, ohne dass ein Einfluss durch das geladene Werkstück erfolgt, d.h. ohne Beeinträchtigung durch Störungen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer Ladungsentfernungsvorrichtung zeigt, die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.

2 ist ein vergrößerter Schnitt durch ein wesentliches Element von 1.

3 ist ein Schnitt durch einen Oberflächenpotentialsensor.

4 ist eine schematische Darstellung eines Zustands, in dem ein Ionenausgleich eingestellt wird.

5 ist ein Diagramm, das die Wellenform einer pulsartigen Hochspannung zeigt, die auf die Elektrodennadeln aufgebracht wird.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

1 zeigt eine Ladungsentfernungsvorrichtung, die zum Durchführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Ionisator zur Freisetzung positiver und negativer Ionen und das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Oberflächenpotentialsensor zum Messen einer Ionenbalance zwischen den positiven und negativen Ionen, die von dem Ionisator 1 freigesetzt werden.

Wie in 4 dargestellt ist, ist der Ionisator 1 so angeordnet, dass er einer Fördervorrichtung C, d.h. einem Förderer zum Fördern eines geladenen Werkstücks W zugewandt ist. Der Ionisator setzt die positiven und negativen Ionen in einen Ladungsentfernungsbereich 14 frei, um dadurch Ladungen von dem Werkstück W zu entfernen. In 4 bezeichnet das Bezugszeichen 18 eine Fördersteuerung zur Betätigung und Steuerung der Fördervorrichtung C.

Der Ionisator 1 weist eine Vielzahl von Ionenfreisetzungsöffnungen 5 auf, die in einem Gehäuse 4 ausgebildet sind. Wie aus den 2 und 4 ersichtlich ist, sind eine positive Elektrodennadel 6 und eine negative Elektrodennadel 7 in jeder der Ionenfreisetzungsöffnungen angeordnet. Außerdem sind in dem Gehäuse 4 ein positive Hochspannung-Erzeugungsschaltkreis 8 zur Erzeugung einer positiven, pulsartigen Hochspannung, ein negative Hochspannung-Erzeugungsschaltkreis 9 zur Erzeugung einer negativen, pulsartigen Hochspannung und eine Steuerung 10 zur Steuerung dieser Hochspannung-Erzeugungsschaltkreise 8 und 9 aufgenommen. Der positive Hochspannung-Erzeugungsschaltkreis 8 ist mit der positiven Elektrodennadel 6 verbunden. Der negative Hochspannung-Erzeugungsschaltkreis 9 ist mit der negativen Elektrodennadel 7 verbunden.

Die Steuerung 10 betätigt abwechselnd die Hochspannungserzeugungsschaltkreise 8 und 9 in einem Zyklus von bspw. einigen 10 Hz, so dass die Hochspannungserzeugungsschaltkreise 8 und 9 abwechselnd eine positive, pulsartige Hochspannung V1 mit einer Pulsweite T1 und eine negative pulsartige Hochspannung V2 mit einer Pulsweite T2 erzeugen, wie es in 5 gezeigt ist. Die positive pulsartige Hochspannung V1 wird auf die positive Elektrodennadel 6 aufgebracht, während die negative pulsartige Hochspannung V2 auf die negative Elektrodennadel 7 aufgebracht wird. Als Folge hiervon wird eine Koronaentladung an jeder der Elektrodennadeln 6 und 7 erzeugt, wodurch positive Ionen von der positiven Elektrodennadel 6 freigesetzt werden und negative Ionen von der negativen Elektrodennadel 7 freigesetzt werden. Die Pulsweiten T1 und T2 sind in manchen Fällen gleich und in anderen Fällen nicht gleich. Dies hängt von dem Zustand ab, der gesteuert wird.

Die Spannungswerte der positiven und negativen pulsartigen Hochspannungen V1 und V2 werden in dem gezeigten Beispiel jeweils +8000 V und –8000 V eingestellt. Es ist jedoch auch möglich, die Spannungen auf andere geeignete Werte einzustellen.

Damit die positiven und negativen Ionen, die von den Elektrodennadeln 6 und 7 erzeugt werden, gleichförmig und zufriedenstellend in dem Ladungsentfernungsbereich 14 verteilt werden, ist ein Blasanschluss 15 in jeder der Ionenfreisetzungsöffnungen 5 vorgesehen und ein Gebläse 16 (vgl. 4) ist innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet. Die Ionen werden mit der von dem Gebläse 16 geförderten Luft von den Ionenfreisetzungsöffnungen 5 in den Ladungsentfernungsbereich 14 transportiert.

Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Oberflächenpotentialsensor 2 ein Sensorgehäuse 20 in Form eines Behälters, einen in dem Sensorgehäuse 20 angebrachten Sensorkörper 21 und eine aus Metall bestehende Detektionsplatte 22, die so angebracht ist, dass sie eine Öffnung an einer Oberseite des Sensorgehäuses 20 abdeckt. Die Detektionsplatte 22 wird bei Kontakt mit den Ionen, die von dem Ionisator 1 freigesetzt werden, geladen und erzeugt elektrische Feldlinien in Abhängigkeit von der Polarität und der Menge der sich ergebenden Ladungen. Insbesondere dann, wenn die Menge der positiven Ionen relativ groß ist, wird die Detektionsplatte 22 so aufgeladen, dass sie positiv ist. Ist die Menge der negativen Ionen relativ groß, so wird die Detektionsplatte 22 so aufgeladen, dass sie negativ ist. Außerdem wird dann, wenn die positiven und negativen Ionen ausgeglichen sind, die Detektionsplatte 22 nicht mit einer Polarität aufgeladen. Eine Abtrennung 20a, die den Sensorkörper 21 abdeckt, ist zwischen der Detektionsplatte 22 und dem Sensorkörper 21 angeordnet. In einem Teil der Abtrennung 20a ist eine Fensteröffnung 20b ausgebildet. Die Feldlinien, die von der Detektionsplatte 22 erzeugt werden, werden von dem Sensorkörper 21 durch die Fensteröffnung 20b erfasst.

Der Oberflächenpotentialsensor 2 kann an jeder Position und mit jeder Orientierung innerhalb des Ladungsentfernungsbereiches 14 angeordnet werden. Vorzugsweise wird die Detektionsplatte 22 jedoch mit einer solchen Orientierung angeordnet, dass sie dem Ionisator 1 zugewandt ist, wie es in 4 gezeigt ist, so dass die positiven und negativen Ionen, die von dem Ionisator 1 freigesetzt werden, genau gemessen werden können.

Wenn die Ladungen von dem aufgeladenen Werkstück W mit Hilfe der oben beschriebenen Ladungsentfernungsvorrichtung entfernt werden, wird ein Ionenausgleich zwischen den positiven und negativen Ionen, die von dem Ionisator 1 freigesetzt werden, durch den Oberflächenpotentialsensor 2 in einem Zustand gemessen, in dem das Werkstück W in 4 entfernt und damit nicht anwesend ist, d.h. in einer Verfahrensstufe, bevor das Werkstück W durch die Fördervorrichtung C in den Ladungsentfernungsbereich 14 gefördert wird.

Die Messdaten von dem Sensorkörper 21 werden zu der Steuerung 10 zurückgeführt und die Steuerung 10 steuert die Hochspannungserzeugungsschaltkreise 8 und 9 so, dass sie die Operation zur Reduzierung der Menge der freigesetzten Ionen mit der gleichen Polarität wie der der geladenen Detektionsplatte 22 durchführen, indem die Pulsweite der pulsartigen Hochspannung, die auf die Elektrodennadel aufgebracht wird, entsprechend der erfassten Polarität verkürzt wird. Insbesondere wird dann, wenn die Polarität der geladenen Detektionsplatte 22 positiv ist, die Pulsweite T1 der pulsartigen Hochspannung V1, die auf die positive Elektrodennadel 6 aufgebracht wird, verkürzt, um die Menge der freigesetzten positiven Ionen zu verringern. Wenn dagegen die Polarität der geladenen Detektionsplatte 22 negativ ist, so wird die Pulsweite T2 der pulsartigen Hochspannung V2, die auf die negative Elektrodennadel 7 aufgebracht wird, verkürzt, um die Menge der freigesetzten negativen Ionen zu verringern. Dieser Vorgang wird wiederholt bis die positiven und negativen Ionen ausgeglichen sind. Bei dieser Gelegenheit kann der Grad, mit dem die Pulsweite T1 oder T2 verkürzt wird, entsprechend der Menge der durch die Detektionsplatte 22 erfassten Ladungen eingestellt werden.

Als Folge hiervon wird ein geeigneter Ionenausgleich zwischen den positiven und negativen Ionen innerhalb des Ladungsentfernungsbereiches 14 erreicht. Nachdem der geeignete Ionenausgleich erreicht wurde, kann die Steuerung 10 die Pulsweiten T1 und T2 der positiven und negativen pulsartigen Hochspannungen V1 und V2 in dem zu dieser Zeit vorliegenden Zustand halten. Alternativ kann die Steuerung 10 kontinuierlich in dem Zustand gehalten werden, in dem sie in der Lage ist, die Pulsweiten einzustellen.

Durch Messen der Ionenbalance in Abwesenheit des Werkstücks W und geeignetes Einstellen der Ionenbalance können somit die positiven und negativen Ionen, die von dem Ionisator 1 freigesetzt werden, zuverlässig in den ionenausgeglichenen Zustand eingestellt werden, bevor damit begonnen wird, die Ladung von dem Werkstück zu entfernen, ohne unter dem Einfluss des geladenen Werkstücks W zu leiden, d.h. ohne durch eine Störung beeinflusst zu werden.

Wenn die Einstellung der Ionenbalance innerhalb des Ladungsentfernungsbereiches 14 abgeschlossen ist, wird das Werkstück W durch die Fördervorrichtung C in den Ladungsentfernungsbereich 14 gefördert, in dem die Ladungen von dem Werkstück W entfernt werden. Wenn zu dieser Zeit das Werkstück W positiv geladen ist, werden die Ladungen entfernt, indem die negativen Ionen absorbiert werden. Ist das Werkstück W negativ geladen, so werden die Ladungen entfernt, indem die positiven Ionen absorbiert werden. Das Werkstück W, von dem die Ladung entfernt worden sind, wird aus dem Ladungsentfernungsbereich 14 heraus gefördert.

Nach Entfernung der Ladungen von dem Werkstück W tritt die Ionenbalance innerhalb des Ladungsentfernungsbereiches 14 wieder in den nicht ausgeglichenen Zustand. Bevor das nächste Werkstück W durch die Fördervorrichtung C in den Ladungsentfernungsbereich 14 gefördert wird, wird daher der Vorgang zur Erreichung der geeigneten Ionenbalance wieder durch Änderung der Pulsweiten T1 und T2 der positiven und negativen pulsartigen Hochspannungen V1 und V2 durchgeführt, um dadurch die Ionenmengen einzustellen. Dieser Vorgang wird jedes mal wiederholt, wenn der Prozess der Entfernung der Ladungen von dem Werkstück durchgeführt wird.

Die Zahl der Werkstücke W, die dem Ladungsentfernungsprozess gleichzeitig unterworfen werden, ist nicht auf eins beschränkt. Vielmehr können auch mehrere Werkstücke W behandelt werden. Mit anderen Worten wird der Ladungsentfernungsprozess durchgeführt, wobei eines oder eine Vielzahl von Werkstücken als eine Prozesseinheit (eine Charge) eingesetzt wird.

Um zu gewährleisten, dass die Ionenbalance zuverlässig eingestellt ist, bevor das Werkstück W in den Ladungsentfernungsbereich 14 gefördert wird, werden die Einstellung der Ionenbalance und die Förderung des Werkstücks durch die Fördervorrichtung C vorzugsweise in korrelierter Weise durchgeführt. Zu diesem Zweck sind die Steuerung 10 und die Förderungssteuerung 18 elektrisch miteinander über einen Signalanschluss 19 verbunden, so dass Signale in beiden Steuerungen gegenseitig genutzt werden können, um die Ionenbalance und die Betriebssteuerung der Fördervorrichtung C einzustellen.

Die korrelierte Steuerung kann bspw. wie folgt eingestellt werden. Wenn die Fördervorrichtung C eingeschaltet wird (Start), um die Ladungen von dem Werkstück W zu entfernen, oder wenn die Fördervorrichtung C abgeschaltet wird (Stopp), nachdem die Ladungen von dem Werkstück in einer Prozesseinheit entfernt wurden, oder wenn eine Geschwindigkeitssteuerung (bspw. eine Abbremssteuerung) der Fördervorrichtung C durchgeführt wird, um das Timing der Zufuhr des Werkstücks W in den Ladungsentfernungsbereich 14 einzustellen, kann ein Signal, das die entsprechende Situation anzeigt, in die Steuerung 10 eingegeben werden, so dass die Steuerung der Ionenbalance automatisch durchgeführt werden kann.

Auch dann, wenn seit dem Zeitpunkt, an dem die Fördervorrichtung C in einen Betriebszustand gebracht wurde, der der Einstellung der Ionenbalance zugeordnet ist, eine bestimmte Zeit vergangen ist, oder wenn ein Ende der Einstellung-Signal, das das Ende der Einstellung der Ionenbalance anzeigt, von der Steuerung 10 in die Förderungssteuerung 18 eingegeben wird, kann der Betriebszustand der Fördervorrichtung C in den normalen Förderzustand umgeschaltet werden, so dass das Werkstück W in den Ladungsentfernungsbereich 14 gefördert wird. Während eines Zeitraums, in dem die Einstellung der Ionenbalance durchgeführt wird, kann ein Signal, das den Zustand während der Einstellung anzeigt, von der Steuerung 10 ausgegeben werden. In Reaktion auf dieses Signal kann die Fördervorrichtung C in dem Aus-Zustand oder dem verlangsamten Zustand gehalten werden. Durch Nutzung dieses Signals zum gleichzeitigen Betätigen einer Anzeige, bspw. einer Lampe oder eines Summers, kann ein Arbeiter über den Zustand während der Einstellung der Ionenbalance informiert werden.

Anstatt es zu ermöglichen, dass die Ionenbalance in Verbindung mit dem Betriebszustand der Fördervorrichtung C eingestellt wird, wie es oben beschrieben wurde, kann der Betriebszustand der Fördervorrichtung C auch in Verbindung mit der Einstellung der Ionenbalance auf eine solche Weise gesteuert werden, dass dann, wenn der Arbeiter den Ionisator 1 in Betrieb nimmt und die Einstellung der Ionenbalance durch manuelle Betätigung eines Schalters, der an der Steuerung 10 vorgesehen ist, oder durch Betätigung einer Fernsteuereinheit beginnt, ein Startsignal von der Steuerung 10 an die Fördersteuerung 18 gesandt wird, um die Fördervorrichtung C abzuschalten oder abzubremsen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Einstellung der Ionenbalance durchgeführt, um die Menge der freigesetzten Ionen mit der gleichen Polarität wie bei der geladenen Detektionsplatte 22 des Oberflächenpotentialsensors 2 zu verringern, indem die Pulsweite T1 oder T2 der pulsartigen Hochspannung V1 oder V2, die auf die Elektrodennadel 6 oder 7 aufgebracht wird, entsprechend der erfassten Polarität verkürzt wird. Die Pulsweite T1 oder T2 der pulsartigen Hochspannung V1 oder V2, die auf die entsprechende Elektrodennadel 6 oder 7 aufgebracht wird, kann aber auch vergrößert werden, um die Menge der freigesetzten Ionen mit einer umgekehrten Polarität als der der geladenen Detektionsplatte 22 zu erhöhen.

Außerdem kann ein Spannungswert der pulsartigen Hochspannung V1 oder V2 anstelle der Änderung der Pulsweite T1 oder T2 geändert werden, oder auch zusätzlich zu der Änderung der Pulsweite T1 oder T2. In dem Fall kann die Menge, um die der Spannungswert geändert wird, in Abhängigkeit von der Menge der durch die Detektionsplatte 22 erfassten Ladungen eingestellt werden.


Anspruch[de]
Ionenbalance-Einstellverfahren, das einen Ionisator (1) zum Aufbringen positiver und negativer, pulsartiger Hochspannungen (V1, V2) auf positive und negative Elektrodennadeln (6, 7) verwendet, um dadurch eine Koronaentladung zu erzeugen, positive und negative Ionen an den beiden Elektrodennadeln (6, 7) zu generieren und Ladungen von einem Werkstück (W) zu entfernen, und einen Oberflächenpotentialsensor (2) zum Messen einer Ionenbalance zwischen den positiven und negativen Ionen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Messen der Ionenbalance zwischen den positiven und negativen Ionen, die von dem Ionisator (1) freigesetzt werden, durch den Oberflächenpotentialsensor (2) in Abwesenheit des Werkstücks (W), bevor das Entfernen der Ladungen von dem Werkstück (W) begonnen wird, und

Ändern der Pulsweite (T1, T2) der pulsartigen Hochspannung (V1, V2), die auf die Elektrodennadeln (6, 7) aufgebracht wird, in Abhängigkeit von einem Messergebnis, wodurch eine Menge von Ionen eingestellt wird, die von der Elektrodennadel (6, 7) erzeugt werden, um eine Balance zwischen den positiven und negativen Ionen zu erreichen.
Ionenbalance-Einstellverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenpotentialsensor (2) eine Detektionsplatte (22) aufweist, die bei Kontakt mit den von dem Ionisator (1) freigesetzten Ionen geladen wird, und dass die Ionenbalance auf der Basis einer Polarität der geladenen Detektionsplatte (22) gemessen wird. Verfahren zum Entfernen von Ladungen von einem Werkstück (W) durch Aufbringen positiver und negativer, pulsartiger Hochspannungen (V1, V2) auf positive und negative Elektrodennadeln (6, 7) eines Ionisators (1), wodurch eine Koronaentladung erzeugt wird, um positive und negative Ionen in einem Ladungsentfernungsbereich (14) zu generieren, und Fördern des geladenen Werkstücks (W) in den Ladungsentfernungsbereich (14) durch eine Fördervorrichtung (C), um die Ladung von dem Werkstück (W) zu entfernen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Messen einer Ionenbalance innerhalb eines Ladungsentfernungsbereichs (14) durch einen Oberflächenpotentialsensor (2) bevor das Werkstück (W) in den Ladungsentfernungsbereich (14) gefördert wird,

Änderung einer Pulsweite (T1, T2) der pulsartigen Hochspannung (V1, V2), die auf die Elektrodennadel (6, 7) aufgebracht wird, in Abhängigkeit von einem Messergebnis, wodurch eine Menge von Ionen, die von der Elektrodennadel (6, 7) generiert wird, eingestellt wird, um eine Balance zwischen den positiven und negativen Ionen herzustellen, und

anschließendes Fördern des Werkstücks (W) in den Ladungsentfernungsbereich (14), um die Ladungen von dem Werkstück (W) zu entfernen.
Ladungsentfernungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Ionenbalance in Verbindung mit dem Betrieb der Fördervorrichtung (C) durchgeführt wird. Ladungsentfernungsverfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Ionenbalance immer dann durchgeführt wird, wenn die Zahl der Werkstücke (W), die einer Prozesseinheit entspricht, einem Ladungsentfernungsprozess unterworfen wurde. Ladungsentfernungsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenpotentialsensor (2) eine Detektionsplatte (22) aufweist, die bei Kontakt mit den von dem Ionisator (1) freigesetzten Ionen geladen wird, und dass die Ionenbalance auf der Basis einer Polarität der geladenen Detektionsplatte (22) gemessen wird.






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