JP2009158413A - 放電電極の清掃装置及び放電電極の清掃方法 - Google Patents

Abstract

【課題】清掃能力を向上させることができる放電電極の清掃装置を提供する。
【解決手段】清掃装置２０は、各放電電極１５の配設方向に沿って延びる自身の軸線に対して偏心して連結されるモータ２１の出力軸２１ａを中心として回転する螺子棒２２、及び当該螺子棒２２の回転に伴いその軸線方向へ相対変位する清掃部材２３を備えて構成した。そして、当該清掃部材２３には、自身の螺子棒２２の軸線方向への変位に伴い各放電電極１５に対しそれらの配設方向（矢印Ｘ１，Ｘ２方向）及び当該配設方向に交わる方向（矢印Ｙ１，Ｙ２方向及び矢印Ｚ１，Ｚ２方向）において摺接するブラシ２７を備えた。このように、ブラシ２７は、各放電電極１５の配設方向のみならず、当該配設方向に交わる多方向においても各放電電極１５に摺接する。各放電電極１５はブラシ２７の多方向からの摺接に基づき掃除される。
【選択図】図２

Description

本発明は、放電電極の清掃装置及び放電電極の清掃方法に関するものである。

例えば半導体集積回路の製造ラインにおいては、静電気帯電によるウエハへの塵埃の付着及びウエハ上の集積回路の静電破壊等の問題が懸念されている。また、こうした静電気帯電は、製造ライン上のウエハあるいは半導体集積回路等に限らず、各種の電子機器の誤動作等の問題の原因にもなる。そこでこうした各種の問題の原因となる静電気を取り除くために、従来、例えば次のような除電装置が使用されている。すなわち、この除電装置では、針状の放電電極への高電圧の印加を通じてコロナ放電を発生させることにより当該電極の先端周囲の空気をイオン化する。そして、当該イオンを前述したウエハ及び電子機器等の帯電体へ供給することにより当該帯電体の電荷を中和して静電気を取り除く。

ここで、除電装置の使用を通じて前述したコロナ放電が繰り返されることにより、前記放電電極には塵及び汚れが付着してこれが徐々に蓄積される。これに伴いコロナ放電の放電特性が低下し、ひいては当該放電により発生するイオンの量が次第に減少する。すなわち、放電電極の汚れ等は除電装置の除電性能に大きく影響するため、放電電極に付着した塵や汚れ等を定期的に清掃する必要がある。この放電電極の清掃は、例えばブラシ等を使用して手作業で行うことが考えられるものの、この場合には非常に手間を要することも想定される。

そこで、例えば特許文献１に示されるように、放電電極の清掃を自動的に行う清掃装置が従来提案されている。この清掃装置は、直線上に所定間隔ごとに配設された複数の放電電極を備えてなる除電装置に適用されるものであって、前述した複数の放電電極の配列方向に沿って延びるレールにスライダが摺動可能に装着されるとともに、当該スライダには各放電電極に摺接するブラシが設けられてなる。そして、前記スライダに作動連結された駆動機構の作動を通じて当該スライダがレールに沿って摺動することにより前記ブラシは複数の放電電極に摺接し、これにより各放電電極の清掃が自動的に行われる。
特開閉７−２９６６８号公報

ところが、前記従来の放電電極の清掃装置には、次のような問題があった。すなわち、当該清掃装置による清掃は、前記ブラシを複数の放電電極の配設方向に沿う１つの軸方向において往復させることにより行っていることから、当該ブラシの各放電電極に対する摺接方向は常に同じとなる。換言すると、各放電電極はブラシにより常に同じ１つの軸方向に掃かれることになる。このため、放電電極にあってはブラシの摺動方向に起因する掃き残しが発生することが懸念されていた。そしてこのような掃き残された塵や汚れが、前述したように除電装置の使用に伴い徐々に蓄積することも想定される。このような実状から、放電電極の放電特性、ひいては除電装置の除電性能を長きに渡り確保するために、当該清掃装置の清掃能力のさらなる向上が望まれていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、清掃能力を向上させることができる放電電極の清掃装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、所定間隔をおいて直線状に配設されてなる複数の針状の放電電極の清掃装置において、駆動源の作動を通じて前記複数の放電電極の配設方向に沿って延びる自身の軸線に対して偏心した位置にある回転中心軸を中心として回転する螺子棒と、前記螺子棒に対して供回りが規制された状態で進退移動可能に螺合されて当該螺子棒の前記回転中心軸を中心とする回転に伴い当該螺子棒に対してその軸線方向へ相対変位するとともに当該相対変位に伴い前記複数の放電電極に対しそれらの配設方向及び当該配設方向に交わる方向において摺接するブラシを有する清掃部材と、を備えてなることを要旨とする。

本発明によれば、駆動源の作動を通じて螺子棒は自身の中心軸に対して偏心した位置にある回転中心軸を中心として回転する。そしてこの螺子棒に螺合された清掃部材は、螺子棒の軸方向へ移動しながら当該螺子棒と一体的に偏心回転する。これにより、清掃部材のブラシは各放電電極に対してこれらの配設方向のみならず当該配設方向に交わる複数方向においても摺接することとなる。すなわち、各放電電極は、ブラシの多方向からの摺接に基づき多方向から掃除される。したがって、放電電極に対してブラシを例えば螺子棒の軸線方向に沿う一方向においてのみ摺接させるようにした場合に比べて、放電電極の清掃能力を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放電電極の清掃装置において、前記螺子棒には、複数の清掃部材が螺合されてなることを要旨とする。
本発明によれば、複数の清掃部材を使用して各放電電極が清掃されることから、清掃効率の向上が図られる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の放電電極の清掃装置において、前記複数の清掃部材は、各放電電極の配置間隔と等しい間隔で前記螺子棒に螺合されてなることを要旨とする。

本発明によれば、螺子棒の回転に伴い複数の放電電極が同時に清掃されることから、清掃時間の短縮化が図られる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、前記螺子棒及び前記清掃部材を単一のユニットとした複数のユニットの螺子棒が互いに同軸状に連結されてなることを要旨とする。

放電電極の多寡により必要とされる螺子棒の長さは異なる。この点、本発明によれば、連結するユニット数を調節することにより清掃装置全体としての螺子棒の長さを調節することができる。例えば単一の螺子棒では長さが足りないときには、螺子棒及び清掃部材を単一のユニットとする複数のユニットを連結するだけで簡単に対応することができる。また、同じ構成のユニットを連結するだけでよいので、必要とされる螺子棒の長さに応じて個別に機構設計をする必要がなく設計コスト、ひいては製品コストの低減化が図られる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、前記螺子棒及び前記清掃部材を単一のユニットとした複数のユニットの螺子棒がこれらの軸線方向において連結されるとともに、当該軸線方向において互いに隣り合う２つの螺子棒がこれらの軸線に対してそれぞれ偏心した位置にある共通の回転中心軸を有して連結されてなることを要旨とする。

本発明によれば、互いに連結された各螺子棒が共通の回転中心軸を中心として回転した際、これらの軸線方向において互いに隣り合う２つの螺子棒には互いに反対方向の遠心力が発生する。すなわち、これら螺子棒に発生する遠心力は互いに打ち消し合うことから、各螺子棒を単一の螺子棒としてみたときの全体に作用する遠心力の低減化が図られる。このように螺子棒全体に作用する遠心力が小さくなることから、特に、本発明を請求項２に記載されるモータを駆動源とするものに適用した場合には、モータの出力軸にかかる負荷の低減化が図られ、ひいてはモータの小型化が可能となるといった格別な効果を奏する。さらに、請求項４に記載するように、螺子棒が全体として長くなるような場合には、本発明は特に有効である。これは、螺子棒が長くなる程に当該螺子棒に発生する遠心力は大きくなるからである。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、前記ブラシを構成する多数のブラシ毛は、前記放電電極の軸線と同方向へ延びるように設けられてなることを要旨とする。

本発明によれば、螺子棒の回転に伴い当該ブラシが複数の放電電極に対しそれらの配設方向及び当該配設方向に交わる方向において摺接する際に、ブラシは各放電電極を確実に横切るように摺接する。したがって、放電電極の清掃能力が向上する。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、前記螺子棒の軸線に対する当該螺子棒の回転中心軸の偏心量は、前記ブラシを構成する多数のブラシ毛の配置間隔よりも大きく設定されてなることを要旨とする。

本発明によれば、放電電極は複数のブラシ毛に対し必ず摺接することになるので、清掃能力が向上する。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、電圧が印加される各放電電極の使用時には、前記清掃部材はその変位方向において各放電電極のいずれにも対応しない位置である退避位置に保持されることをその要旨とする。

本発明によれば、放電電極の使用時においては、清掃部材はその変位方向における各放電電極のいずれにも対応しない退避位置に保持されることから、放電電極にはブラシが接触しない状態で電圧が印加されることとなる。このため、放電電極の放電特性が確保される。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、前記駆動源は、前記各放電電極への電圧の印加が停止されている状態で作動が開始されることをその要旨とする。

このように、各放電電極の清掃は、これらへの電圧の印加が停止された状態で行うことが好ましい。

本発明によれば、清掃部材のブラシが放電電極に対して多方向から摺接することから、放電電極の清掃能力を向上させることができる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明を、除電装置に具体化した第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、除電装置１１の直方体状のケーシング１２の内部には、コロナ放電を発生させる放電ユニット１３が配設されている。この放電ユニット１３の直方体状の電極保持ケース１４はケーシング１２と同方向へ延びるように設けられるととともに、その下面には複数の針状の放電電極１５が保持されている。これら放電電極１５は、電極保持ケース１４の延びる方向へ所定間隔をおいて直線状に配設されるとともに、それらの先端部が電極保持ケース１４の下面から突出するように当該電極保持ケース１４の内外を貫通した状態で保持されている。また、各放電電極１５の基端部は配線１６を介して高圧電源１７に接続されている。この高圧電源１７は除電装置１１に組み込んでもよいし、当該装置の外部に設けるようにしてもよい。

高圧電源１７を通じて各放電電極１５に高電圧が印加されると、これらの先端付近にコロナ放電が発生して各放電電極１５の周囲の空気がイオン化される。ここで、除電装置１１には、イオンを発生させる方式により直流方式と交流方式との２つの方式がある。直流方式は、放電電極に直流電圧を印加してコロナ放電を行い、プラス又はマイナスのいずれかのイオンのみを発生させる方式である。交流方式は、放電電極に交流電圧を印加してコロナ放電を行い、プラス及びマイナスのイオンを交互に発生させる方式である。これら方式のうち、本実施の形態では、交流方式が採用されている。

コロナ放電により各放電電極１５の周囲に生成されたイオンは、外部の空気供給源１８からケーシング１２の内部に供給される空気と共に当該ケーシング１２の下部に設けられた複数の放出口１２ａを介して外部に放出される。この放出されたイオンが除電対象に供給されることにより当該対象の電荷が中和されて静電気が除去される。なお、空気供給源１８としては、コンプレッサ及びファン等が採用可能である。また、空気供給源１８は、除電装置１１にその構成要素として組み込んでもよいし、また除電装置１１の設置場所等の設備としてこれを利用するようにしてもよい。

前述のように、各放電電極１５には高電圧が印加されることから集塵作用がある。そして各放電電極１５に塵や埃が付着するとイオンの発生量が減少し、ひいては除電装置１１の除電性能の低下にもつながる。このため、除電装置１１の除電性能を好適に維持するためには、各放電電極１５に付着した塵や埃を定期的に清掃する必要がある。こうした各放電電極１５に付着した塵や埃を自動的に除去するために、除電装置１１のケーシング１２の内部には、次のような清掃装置２０が設けられている。

＜清掃装置＞
すなわち、図１（ａ）に示されるように、清掃装置２０の駆動源となるモータ２１は、ケーシング１２の内部において、その一端側に配設されるとともに、その出力軸２１ａが各放電電極１５の配設方向（図１（ａ）の左右方向）と平行をなすように固定されている。また、図１（ｂ）に二点鎖線で示されるように、モータ２１は、ケーシング１２の内部において、各放電電極１５の背面側（図１（ｂ）の左側）へずれた位置に固定されている。

図１（ａ）に示されるように、モータ２１の出力軸２１ａは、外周面にねじ山が形成された螺子棒２２の一端に偏心して連結されるとともに、当該螺子棒２２の他端はケーシング１２の内部におけるモータ２１と反対側の部位に固定される軸受け２２ａに偏心回転可能に支持されている。螺子棒２２の長さは、直線状に配設された各放電電極１５からなる列の長さよりも大きく設定されている。

図２に示されるように、螺子棒２２には各放電電極１５を清掃するための清掃部材２３が設けられている。この清掃部材２３は、螺子棒２２に対して供回りが規制された状態で進退移動可能に螺合された直方体状のナット部材２４を備えている。図１（ｂ）に併せ示されるように、ナット部材２４の側面には、帯板状の支持部材２５が固定されるとともに、当該支持部材２５はその先端側の部位が各放電電極１５に対して上下方向において対応する位置まで延出されている。支持部材２５の上面において、その先端側の所定領域には、多数の可撓性を有するブラシ毛２６が縦横に所定の配置間隔で設けられることにより全体として四角柱状をなすブラシ２７が設けられている。ブラシ２７を構成するブラシ毛２６は、各放電電極１５の軸線と同方向へ延びるとともに、当該ブラシ毛２６の支持部材２５の上面からの突出長さは当該支持部材２５の上面と各放電電極１５の先端との間の距離よりも大きく設定されている。

したがって、図示しない制御装置を通じてモータ２１が正逆回転した場合には、図３（ａ）に示されるように、螺子棒２２はその軸線から所定の偏心量δだけ半径方向へずれた位置にある当該モータ２１の出力軸２１ａ、正確にはその軸線を回転中心軸として正逆回転する。すなわち、螺子棒２２はモータ２１の出力軸２１ａを中心として偏心回転する。このとき、図３（ａ）に黒丸で示されるように、螺子棒２２をその軸方向から見た状態において、螺子棒２２の外周面上、正確には螺子山上に設定した１つの仮想点Ｐは、前述した偏心量δを半径とする円を描くように変位する。

例えば出力軸２１ａの軸線との距離が最も短くなる螺子棒２２の外周面上の一点を前述した仮想点Ｐとする。そして、仮想点Ｐが螺子棒２２の最も上側にある初期位置Ｐ０（０度）にある状態で、螺子棒２２が９０度だけ右回転（正回転）したときには、仮想点Ｐは出力軸２１ａの右側であって且つ当該出力軸２１ａの水平軸線上である右側位置Ｐ１へ変位する。さらに螺子棒２２が９０度だけ右回転したときには、仮想点Ｐは出力軸２１ａの下側であって且つ当該出力軸２１ａの垂直軸線上である下側位置Ｐ２へ変位する。さらに螺子棒２２が９０度だけ右回転したときには、仮想点Ｐは出力軸２１ａの左側であって且つ当該出力軸２１ａの水平軸線上である左側位置Ｐ３へ変位する。そしてさらに螺子棒２２が９０度だけ右回転したときには、仮想点Ｐは前述の初期位置Ｐ０に戻る。

このようにモータ２１の回転に連動して螺子棒２２が回転することにより、螺子棒２２のねじ山はナット部材２４に対して相対的に回転変位する。このため、ナット部材２４、ひいては清掃部材２３は螺子棒２２に対してその軸線方向において進退移動する。ここでは、モータ２１が正回転された場合に螺子棒２２は右回転し、清掃部材２３はモータ２１から離間する方向（図１（ａ）の右方向）へ変位する。また、モータ２１が逆回転された場合に螺子棒２２は左回転し、清掃部材２３はモータ２１に近接する方向（図１（ａ）の右方向）へ変位する。

本実施の形態では、清掃部材２３は、図１（ａ）に実線で示される退避位置と、同図に二点鎖線で示される戻し位置との間を変位する。退避位置は、除電装置１１の通常使用時において清掃部材２３が保持される位置であって、最もモータ２１側にある放電電極１５よりも更にモータ２１側の位置である。なお、退避位置は、清掃部材２３の変位方向において各放電電極１５のいずれにも対応しない位置であって、且つ各放電電極１５とブラシ２７とが非接触状態となる位置であれば、前述した図１（ａ）に実線で示される位置以外にも次のような位置に設定することも可能である。すなわち、清掃部材２３の変位方向において、各放電電極１５の間の位置を前記退避位置として設定してもよい。戻し位置は、各放電電極１５の清掃を行うべく清掃装置２０が作動された場合に、清掃部材２３が各放電電極１５をすべて通り過ぎて当該清掃部材２３をモータ２１側へ戻すときの基準となる位置である。

また、清掃部材２３は、螺子棒２２に対して供回りが規制された状態で螺合されていることから、当該螺子棒２２の回転に伴いその軸線方向において往復移動しつつも、その姿勢を保持した状態、すなわちブラシ２７を常に上側へ向けた状態で、出力軸２１ａを中心として螺子棒２２と一体に振れ回る。なお、前述した螺子棒２２の偏心量δは、図３（ｂ）に示されるように、ブラシ２７において縦横に隣り合う２本のブラシ毛２６の配置間隔ｄ１，ｄ２より大きく設定されている。

＜清掃装置の清掃動作＞
次に、前述のように構成した清掃装置２０による各放電電極１５の清掃動作を説明する。各放電電極１５の清掃は、例えば図示しないタイマにより除電装置１１の累積使用時間を計測して当該累積使用時間が所定時間に達したときに前記制御装置を通じて自動的に開始されるようにしてもよいし、除電装置１１に設けられる図示しない掃除開始スイッチがユーザにより操作された際に開始されるようにしてもよい。なお、前述したように、除電装置１１の使用時には、清掃部材２３は図１（ａ）に実線で示される退避位置に保持されている。また、各放電電極１５の清掃は、これらへの高電圧の印加が停止された状態で行われる。

＜往路＞
さて、各放電電極１５の清掃を行うべくモータ２１が正回転された場合には、清掃部材２３は、螺子棒２２に対してその軸線に沿って図２（ａ）に矢印Ｘ１で示される右方向へ相対的に変位する。すなわち、各放電電極１５はケーシング１２内において螺子棒２２の延びる方向へ直線状に配設固定されていることから、清掃部材２３は各放電電極１５に対してこれらの配設方向に沿って図２（ａ）に矢印Ｘ１で示される右方向へ相対的に変位する。そして清掃部材２３が各放電電極１５を矢印Ｘ１で示される右方向へ通過する際には、ブラシ２７を構成するブラシ毛２６は、放電電極１５に対して図２（ａ）に矢印Ｘ１で示される右方向において摺接する。このとき、放電電極１５に接触したブラシ毛２６は、図２（ｂ）に示されるように、清掃部材２３の変位方向と同じ方向（右側）へ撓むとともに、放電電極１５が通過した際には支持部材２５の上面に対して直交する元の状態に弾性復帰する。このように、ブラシ２７が各放電電極１５に対して図２（ａ）に矢印Ｘ１で示される右方向において摺接することにより各放電電極１５に付着した塵及び汚れ等が除去される。

ここで、清掃部材２３は、前述した螺子棒２２の正回転に伴う図２（ａ）に矢印Ｘ１で示される右方向への変位と同時に、モータが一回転する毎に次のように変位する。例えば、前述した仮想点Ｐが初期位置Ｐ０にあるときに、ブラシ２７は図４（ａ）に示される基準位置にあるものとする。当該基準位置は、放電電極１５がブラシ２７の矢印Ｙ１，Ｙ２方向における中央部に対応するとともに、放電電極１５の先端部と支持部材２５の先端面とが矢印Ｙ１，Ｙ２方向において距離Ｌ１だけ離間する位置である。また、当該基準位置は、支持部材２５の上面が出力軸２１ａの水平軸線と一致する位置でもある。

そして、清掃部材２３が放電電極１５に対応する位置にある状態で、螺子棒２２が出力軸２１ａを中心として９０度だけ右回転すると、前述したように仮想点Ｐは出力軸２１ａの右側であって且つ当該出力軸２１ａの水平軸線上である右側位置Ｐ１へ変位する。そして当該螺子棒２２の回転変位に伴い支持部材２５、ひいてはブラシ２７は、放電電極１５に対して矢印Ｙ１で示される後方及び矢印Ｚ１で示される上方へ相対的に変位して図４（ｂ）に示される後退位置に至る。この後退位置において、放電電極１５の先端部と支持部材２５の先端面とは、矢印Ｙ１，Ｙ２方向において距離Ｌ２だけ離間している。この距離Ｌ２は前述した距離Ｌ１よりも短い距離である。またこのとき、支持部材２５の上面は出力軸２１ａの水平軸線よりも上方に位置する。

このように、ブラシ２７が前述した図４（ａ）に示される基準位置にある状態で螺子棒２２が９０度だけ右回転したときには、当該ブラシ２７は、放電電極１５に対して矢印Ｙ１方向及び矢印Ｚ１方向へ相対的に変位するとともに、これら矢印Ｙ１方向及び矢印Ｚ１方向において放電電極１５に摺接する。

さらに、螺子棒２２が出力軸２１ａを中心として９０度だけ右回転すると、前述したように仮想点Ｐは出力軸２１ａの下側であって且つ当該出力軸２１ａの垂直軸線上である下側位置Ｐ２へ変位する。そして当該螺子棒２２の回転変位に伴い支持部材２５、ひいてはブラシ２７は、放電電極１５に対して矢印Ｙ２で示される前方及び矢印Ｚ１で示される上方へ相対的に変位して図４（ｃ）に示される上昇位置に至る。この上昇位置において、放電電極１５の先端部と支持部材２５の先端面とは、矢印Ｙ１，Ｙ２方向において距離Ｌ３だけ離間している。この距離Ｌ３は前述した距離Ｌ１と同じ距離である。またこのとき、支持部材２５の上面は前述した後退位置にあるときよりもさらに上方に位置する。ここでは、支持部材２５の下面が出力軸２１ａの水平軸線と一致している。さらに、当該上昇位置にあっては、ブラシ毛２６の上部が電極保持ケース１４の下面に対し下側から若干押圧された状態で接触している。

このように、ブラシ２７が前述した図４（ｂ）に示される後退位置にある状態で螺子棒２２が９０度だけ右回転したときには、当該ブラシ２７は、放電電極１５に対して矢印Ｙ２方向及び矢印Ｚ１方向へ相対的に変位するとともに、これら矢印Ｙ２方向及び矢印Ｚ１方向において放電電極１５に摺接する。またこのとき、当該ブラシ２７は、電極保持ケース１４の下面における放電電極１５の周辺部位に対して、矢印Ｙ２で示される前方へ摺接する。

さらに、螺子棒２２が出力軸２１ａを中心として９０度だけ右回転すると、前述したように仮想点Ｐは出力軸２１ａの左側であって且つ当該出力軸２１ａの水平軸線上である左側位置Ｐ３へ変位する。そして当該螺子棒２２の回転変位に伴い支持部材２５、ひいてはブラシ２７は、放電電極１５に対して矢印Ｙ２で示される前方及び矢印Ｚ２で示される下方へ相対的に変位して図４（ｄ）に示される前進位置に至る。この前進位置において、放電電極１５の先端部と支持部材２５の先端面とは、矢印Ｙ１，Ｙ２方向において距離Ｌ４だけ離間している。この距離Ｌ４は前述した距離Ｌ１よりも大きな距離である。またこのとき、支持部材２５の上面は前述した図４（ｂ）に示される後退位置にあるときと同じ位置にある。

このように、ブラシ２７が前述した図４（ｃ）に示される上昇位置にある状態で螺子棒２２が９０度だけ右回転したときには、当該ブラシ２７は、放電電極１５に対して矢印Ｙ２方向及び矢印Ｚ２方向へ相対的に変位するとともに、これら矢印Ｙ２方向及び矢印Ｚ２方向において放電電極１５に摺接する。

さらに、螺子棒２２が出力軸２１ａを中心として９０度だけ右回転すると、前述したように仮想点Ｐは元の初期位置Ｐ０に戻る。そして当該螺子棒２２の回転変位に伴い支持部材２５、ひいてはブラシ２７は、放電電極１５に対して矢印Ｙ１で示される後方及び矢印Ｚ２で示される下方へ相対的に変位して図４（ａ）に示される基準位置に至る。すなわち、この基準位置は螺子棒２２が一回転する間においてブラシ２７、ひいては支持部材２５が最も下方に位置する下降位置ともいえる。

このように、ブラシ２７が前述した図４（ｄ）に示される前進位置にある状態で螺子棒２２が９０度だけ右回転したときには、当該ブラシ２７は、放電電極１５に対して矢印Ｙ１方向及び矢印Ｚ２方向へ相対的に変位するとともに、これら矢印Ｙ１方向及び矢印Ｚ２方向において放電電極１５に摺接する。

以上のように、モータ２１が正回転された場合には、ブラシ２７は図２（ａ）に矢印Ｘ１で示される右方向、矢印Ｙ１，Ｙ２で示される前後方向、及び矢印Ｚ１，Ｚ２で示される上下方向において、各放電電極１５に摺動する。これにより、各放電電極１５に付着した塵及び汚れ等が除去される。また、当該ブラシ２７は、図４（ｂ）に示される後退位置→図４（ｃ）に示される上昇位置→図４（ｄ）に示される前進位置といった変位過程において、電極保持ケース１４の下面における放電電極１５の周辺部位に対して矢印Ｙ２で示される前方へ摺接する。このため、当該電極保持ケース１４の下面における放電電極１５の周辺部位に付着した塵及び汚れ等も除去される。

なお、図２（ａ）に矢印Ｙ１，Ｙ２で示される前後方向及び矢印Ｚ１，Ｚ２で示される上下方向における清掃部材２３の変位量は、螺子棒２２の偏心量δにより決定される。
＜復路＞
次に、清掃部材２３が前述した図２（ａ）に矢印Ｙ１，Ｙ２で示される前後方向及び矢印Ｚ１，Ｚ２で示される上下方向への変位を繰り返しながら、同図に矢印Ｘ１で示される右方向への変位が継続されると、当該清掃部材２３はやがてすべての放電電極１５を通過して図１（ａ）に二点鎖線で示される戻り位置に至る。清掃部材２３が当該戻り位置に至ると、これが図示しない位置センサにより検出されるとともに、当該検出結果に基づいて前記制御装置はモータ２１を逆回転させる。これに伴い螺子棒２２も逆回転して清掃部材２３は螺子棒２２に対してその軸線に沿って図２（ａ）に矢印Ｘ２で示される左方向へ変位する。そして前述と同様にして、ブラシ２７を構成するブラシ毛２６は、各放電電極１５に対して図２（ａ）に矢印Ｘ２で示される左方向において摺接する。このとき、放電電極１５に接触したブラシ毛２６は、図２（ｃ）に示されるように、清掃部材２３の変位方向と同じ方向（左側）へ撓むとともに、放電電極１５が通過した際には支持部材２５の上面に対して直交する元の状態に弾性復帰する。このように、ブラシ２７が各放電電極１５に対して図２（ａ）に矢印Ｘ２で示される左方向において摺接することにより各放電電極１５に付着した塵及び汚れ等が除去される。

ここで、清掃部材２３は、前述した螺子棒２２の逆回転に伴う図２（ａ）に矢印Ｘ２で示される左方向への変位と同時に、モータ２１が一回転する毎に次のように変位する。すなわち、ブラシ２７が図４（ａ）に示される基準位置（下降位置）にある状態で螺子棒２２が左回転すると、当該ブラシ２７は、図４（ｄ）に示される基準位置（下降位置）、図４（ｃ）に示される上昇位置、図４（ｂ）に示される後退位置を経て図４（ａ）に示される基準位置に戻る。このように、モータ２１が逆回転された場合には、ブラシ２７は図２（ａ）に矢印Ｘ２で示される左方向、矢印Ｙ１，Ｙ２で示される前後方向、及び矢印Ｚ１，Ｚ２で示される上下方向において、各放電電極１５に摺動する。これにより、各放電電極１５に付着した塵及び汚れ等が除去される。

清掃部材２３がすべての放電電極１５を通過して図１（ａ）に実線で示される退避位置に至った場合には、これが図示しない位置センサにより検出されるとともに、当該検出結果に基づいて前記制御装置はモータ２１を停止して各放電電極１５の清掃を終了する。

なお、各放電電極１５の清掃に際しては、清掃部材２３を前述したように退避位置と戻り位置との間で一往復させるだけでもよいし、複数回だけ往復させるようにしてもよい。清掃部材２３を前記退避位置と前記戻り位置との間で複数回だけ往復させる場合に、清掃部材２３が前記退避位置に至ったときには、モータ２１は再び正回転される。

以上のように、モータ２１の駆動を通じて螺子棒２２は自身の中心軸に対して偏心した位置にある回転中心軸、すなわち出力軸２１ａを中心として回転する。そしてこの螺子棒２２に螺合された清掃部材２３は、螺子棒２２に対してその軸方向へ移動しながら当該螺子棒２２と一体的に偏心回転する。これにより、清掃部材２３が螺子棒２２の軸線方向において各放電電極１５を通過する際には、ブラシ２７のブラシ毛２６は、各放電電極１５に対してこれらの配設方向である図２（ａ）に矢印Ｘ１，Ｘ２で示される左右方向のみならず、当該配設方向に交わる方向である図２（ａ）に矢印Ｙ１，Ｙ２で示される前後方向及び矢印Ｚ１，Ｚ２で示される上下方向においても摺接する。すなわち、各放電電極１５は、ブラシ毛２６の多方向からの摺接に基づき多方向から掃除される。したがって、放電電極１５に対してブラシ毛２６を例えば螺子棒２２の軸線方向に沿う一方向においてのみ摺接させるようにした場合に比べて、放電電極１５の清掃能力が向上する。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）清掃装置２０は、各放電電極１５の配設方向に沿って延びる自身の軸線に対して偏心して連結されるモータ２１の出力軸２１ａを中心として回転する螺子棒２２、及び当該螺子棒２２の回転に伴いその軸線方向へ相対変位する清掃部材２３を備えてなる。そして、当該清掃部材２３には、自身の螺子棒２２の軸線方向への変位に伴い各放電電極１５に対しそれらの配設方向及び当該配設方向に交わる方向において摺接するブラシ２７を備えてなる。

このため、ブラシ２７は、各放電電極１５の配設方向のみならず、当該配設方向に交わる多方向においても各放電電極１５に摺接する。各放電電極１５はブラシ２７の多方向からの摺接に基づき掃除されることになるので、放電電極１５に対してブラシ２７を例えば螺子棒２２の軸線方向に沿う一方向においてのみ摺接させるようにした場合に比べて、放電電極１５の清掃能力を向上させることができる。

（２）また、モータ２１の出力軸２１ａを、螺子棒２２の軸線に対し偏心して連結することにより、螺子棒２２に螺合される清掃部材２３も当該螺子棒２２と共に偏心回転する。この清掃部材２３の偏心回転に伴い、ブラシ２７は各放電電極１５の配設方向及び当該配設方向に交わる方向へ変位するようにした。このように、簡単な構成で、各放電電極の多方向からの清掃が実現される。

（３）清掃部材２３のブラシ毛２６は、各放電電極１５と同方向へ延びるように設けた。
螺子棒２２の回転に伴いブラシ２７が各放電電極１５に対しそれらの配設方向及び当該配設方向に交わる方向において摺接する際に、ブラシ２７は各放電電極１５を確実に横切るように摺接する。したがって、放電電極１５の清掃能力を向上させることができる。

（４）螺子棒２２の軸線に対する出力軸２１ａの偏心量δは、ブラシ２７を構成するブラシ毛２６の配置間隔ｄ１，ｄ２よりも大きな値に設定した。このため、多数のブラシ毛２６は各放電電極１５に対し必ず摺接する。したがって、放電電極１５の清掃能力を向上させることができる。

（５）ブラシ２７は、図４（ｂ）に示される後退位置→図４（ｃ）に示される上昇位置→図４（ｄ）に示される前進位置といった変位過程において、電極保持ケース１４の下面における放電電極１５の周辺部位に対して矢印Ｙ２で示される前方へ摺接する。また、当該摺接と同時に、ブラシ２７は螺子棒２２の軸線に沿った方向においても電極保持ケース１４の下面に摺接する。このように、ブラシ２７は、放電電極１５のみならず、当該電極保持ケース１４の下面における放電電極１５の周辺部位についても多方向において摺接することから、当該電極保持ケース１４の下面における放電電極１５の周辺部位に付着した塵及び汚れ等も好適に除去される。

（６）電圧が印加される各放電電極１５の使用時には、清掃部材２３はその変位方向において各放電電極１５のいずれにも対応しない位置である退避位置に保持される。このため、放電電極１５にはブラシ２７が接触しない状態で電圧が印加されることとなる。したがって、放電電極１５の放電特性が確保される。

（７）モータ２１は、各放電電極１５への電圧の印加が停止されている状態で作動が開始されるようにした。このように、各放電電極１５の清掃は、これらへの電圧の印加が停止された状態で行うことが好ましい。これは、前述したように、高電圧が印加された放電電極１５には集塵作用が生じることから、これら放電電極１５に付着した塵及び汚れ等が除去しにくくなるからである。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、複数の螺子棒がそれらの軸方向において連結されている点で前記第１の実施の形態と異なる。したがって、前記第１の実施の形態と同様の部材構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示すように、清掃装置２０において、螺子棒２２及び清掃部材２３は単一のユニットとして構成されるとともに、こうした複数のユニットの螺子棒２２がこれらの軸線方向において円板状の連結部材３１を介して相互に連結されている。連結部材３１を介して連結される２つの螺子棒２２は、連結部材３１の互いに反対側に位置する２つの側面において、図６（ａ）に示されるように、連結部材３１の中心軸Ｏに対して互いに反対側に、且つ当該中心軸Ｏに対して連結部材３１の半径方向外側へ同じ偏心量だけ偏心して連結されている。また、連結部材３１の中心軸Ｏは、モータ２１の出力軸２１ａの軸線と一致している。すなわち、互いに連結される２つの螺子棒２２は、これらの軸線に対して偏心した位置にある共通の回転中心軸、すなわちモータ２１の出力軸２１ａ（正確にはその軸線）を中心として同じ方向へ偏心回転する。なお、互いに連結される２つの螺子棒２２に螺合される２つの清掃部材２３の配置間隔は、隣り合う２つの放電電極１５の配置間隔と同じとされている。

このような複数のユニットを連結した構成を前提として、モータ２１が例えば正回転されると、当該モータ２１の出力軸２１ａに直結された螺子棒２２は、当該出力軸２１ａを中心として右方向へ偏心回転する。これに伴い連結部材３１は出力軸２１ａを中心として右回転するとともに、当該連結部材３１のモータ２１と反対側の側面に連結された螺子棒２２は当該連結部材３１の中心軸Ｏ、すなわち出力軸２１ａを中心として右方向へ偏心回転する。図６（ａ）〜（ｄ）に示されるように、モータ２１が１回転する間において、連結部材３１を介して連結される２つの螺子棒２２は、これらの軸線方向から見たとき、当該連結部材３１の中心軸Ｏを中心とする点対称となる位置に常に存在している。このため、２つの螺子棒２２が回転した場合において、各螺子棒２２に発生する遠心力は常に反対方向となる。すなわち、２つの螺子棒２２に発生する遠心力は互いに打ち消し合う。

例えば、長さｌの螺子棒を得る場合において、図７（ａ）に示されるように、長さｌに満たない２つの螺子棒３２ａ，３２ｂを共通の回転中心軸に対して互いに反対側にずらして連結することにより単一の螺子棒３２とした場合には、前述したように２つの螺子棒３２ａ，３２ｂに発生する遠心力Ｆ１は互いに打ち消し合う。一方、図７（ｂ）に示されるように、長さｌの単一の螺子棒３２とした場合には、当該螺子棒３２には常に遠心力Ｆ２が発生する。そしてこの遠心力Ｆ２は、前述した長さｌに満たない２つの螺子棒３２ａ，３２ｂの各々に発生する遠心力Ｆ１よりも大きな値となる。これは、螺子棒が長くなるほど、その偏心回転時に発生する遠心力は大きくなるからである。なお、モータ２１が逆回転されたときも、前述と同様の作用を奏する。

したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）互いに連結される複数の螺子棒２２に発生する遠心力が互いに打ち消されることにより、モータ２１の出力軸２１ａにかかる負荷の低減化が図られる。ひいては、モータ２１の大型化が抑制される。

（２）また、互いに連結される２つの螺子棒２２において、これらに設けられる清掃部材２３の配置間隔が互いに隣り合う放電電極１５の配置間隔と同じとされていることから、連結される螺子棒２２と同数、すなわちこれら螺子棒２２に設けられる清掃部材２３と同数の放電電極１５を同時に清掃することができる。したがって、放電電極１５の清掃時間の短縮かが図られる。

（３）さらに、放電電極１５の多寡により、必要とされる螺子棒２２の長さは異なるところ、本実施の形態によれば、連結するユニット数を調節することにより清掃装置２０全体での螺子棒の長さを調節することができる。例えば単一の螺子棒２２では長さが足りない場合であれ、螺子棒２２及び清掃部材２３を単一のユニットとする複数のユニットを連結するだけで簡単に対応することができる。しかも、同じ構成のユニットを連結するだけでよいので、必要とされる螺子棒の長さに応じて個別に機構設計等をする必要がなく設計コスト、ひいては製品コストの低減化が図られる。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態は、複数の螺子棒の連結の態様及び単一の清掃部材に設けられるブラシの個数の点で前記第２の実施の形態と主に異なる。

すなわち、図８に示すように、螺子棒２２及び清掃部材２３を単一のユニットとする複数のユニットの螺子棒２２は、円板状の連結部材３１を介して互いに同軸状に連結されている。このため、各螺子棒２２は、モータ２１の出力軸２１ａを中心として偏心回転する。また各螺子棒２２に設けられる清掃部材２３において、その構成要素である支持部材２５の先端部には複数の腕部２５ａが螺子棒２２の軸線方向において所定の間隔をおいて形成されている。各腕部２５ａの上面には多数のブラシ毛２６からなるブラシ２７が設けられている。各ブラシ２７は各放電電極１５のいずれかに対応している。また、複数のユニット間において、各支持部材２５は相互に連結されてなる。このため、各ブラシ２７はすべて同期して変位する。

このため、本実施の形態によれば、単一の清掃部材２３に複数のブラシ２７を設けることにより、同時に清掃することのできる放電電極１５の個数を、いっそう増大させることができる。すなわち、放電電極１５の清掃時間のいっそうの短縮化が図られる。

なお、本実施の形態において、各放電電極１５に一対一で対応するように、放電電極１５と同数のブラシ２７を設けるようにしてもよい。すなわち、互いに隣り合う２つのブラシ２７の配置間隔は、互いに隣り合う２つの放電電極１５の配置間隔と同じとする。このようにすれば、各清掃部材２３を往復させる距離も僅かでよいことから、放電電極１５の清掃時間をさらに短縮することができる。なお、各ユニットを構成する腕部２５ａの個数は、放電電極１５の個数に応じて適宜変更する。

＜他の実施の形態＞
なお、前記各実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、複数の清掃部材２３を設けるようにしてもよい。このようにすれば、複数の清掃部材２３を使用して各放電電極１５が清掃されることから、清掃効率の向上が図られる。またこの場合、互いに隣り合う清掃部材２３のブラシ２７間の距離を、互いに隣り合う２つの放電電極１５の配置間隔と同じに設定するようにしてもよい。このようにすれば、複数の放電電極１５が対応するブラシ２７との摺接に基づき同時に清掃されることから、放電電極１５の清掃時間の短縮化が図られる。なお、これは、互いに隣り合う清掃部材２３のブラシ２７間の距離を、互いに隣り合う２つの放電電極１５の配置間隔と異ならせた構成を除外するものではない。

・第１〜第３の実施の形態においては、螺子棒２２を偏心回転させることにより、各放電電極１５に対してブラシ２７を多方向に摺接させるようにしたが、次のような構成を採用してもよい。すなわち、図９に示されるように、支持部材２５の下面には突部４１が設けられている。また、当該支持部材２５よりも下方であって、且つ各放電電極１５に対応する位置には、複数の案内部材４２が配設されている。案内部材４２は四角板状に形成されるとともに、その上面は、複数の波状の凹凸が形成されてなる摺動面４３とされている。この摺動面４３を構成する凹部４３ａ及び凸部４３ｂは、対応する放電電極１５の軸線に直交する方向（矢印Ｙ１，Ｙ２方向）へ延びている。さらにこの場合、図示はしないが、モータ２１の出力軸２１ａは、螺子棒２２に対して同軸状に連結されている。また、支持部材２５は例えば合成樹脂材料等で形成することにより可撓性を持たせるとともに、ナット部材２４との連結部位を支点として上下（矢印Ｚ１，Ｚ２方向）に揺動可能とする。

このようにすれば、清掃部材２３の矢印Ｘ１，Ｘ２で示される左右方向への変位による、突部４１と摺動面４３を構成する凹凸との摺接を通じて、支持部材２５は各放電電極１５の配設方向に交わる方向における弾性変形と原位置への弾性復帰とを繰り返す。これにより、支持部材２５の上面に設けられたブラシ２７は各放電電極１５の配設方向（矢印Ｘ１，Ｘ２方向）、及び当該配設方向に交わる方向（矢印Ｚ１，Ｚ２方向）において揺動する。すなわち、ブラシ２７は、各放電電極１５に対してこれらの配設方向のみならず、当該配設方向に交わる方向にも摺接する。したがって、このように構成した場合であれ、各放電電極１５は、ブラシ２７の多方向からの摺接に基づき多方向から掃除されることとなり、放電電極１５の清掃能力は好適に確保される。

・第１〜第３の実施の形態においては、除電装置１１に適用される放電電極１５の清掃装置２０について説明したが、当該清掃装置２０を他の装置に適用することも可能である。

＜他の技術的思想＞
次に、前記実施の形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・請求項１に記載の放電電極の清掃装置において、前記駆動源としてモータを採用し、当該モータの出力軸は前記回転中心軸として前記螺子棒にその軸線に対し偏心して連結されてなる放電電極の清掃装置。

この構成によれば、モータの出力軸の軸線が螺子棒の回転中心軸となる。モータの出力軸を螺子棒に偏心して連結するだけで清掃部材を偏心回転させることができる。このように簡単な構成で、放電電極の多方向からの清掃が実現される。

・所定間隔をおいて直線状に配設されてなる複数の針状の放電電極の清掃方法において、駆動源の作動を通じて、前記複数の放電電極に対して清掃部材のブラシをこれら放電電極の配設方向へ摺接させながら当該配設方向に交わる方向へ往復動させることにより当該交わる方向においても摺接させる放電電極の清掃方法。

当該清掃方法によれば、請求項１に記載の発明と同様に、各放電電極は、ブラシ毛の多方向からの摺接に基づき多方向から掃除されることから、放電電極の清掃能力を向上させることができる。

（ａ）は、第１の実施の形態の除電装置の概略構成図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 （ａ）は、同じく清掃装置の概略構成を示す斜視図、（ｂ），（ｃ）は、螺子棒の軸線方向におけるブラシの放電電極に対する摺接状態を示す要部正面図。 （ａ）は、螺子棒の偏心回転の状態を示す図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は、ブラシ毛の配置間隔を示す概略斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は、ブラシの放電電極に対する変位の状態を示す要部正面図。 第２の実施の形態における清掃装置の概略斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は、モータが一回転した際の２つの螺子棒の相対位置関係を示す図５のＣ−Ｃ線断面図。 （ａ）は互いに反対側に偏心する２つの螺子棒に発生する遠心力の方向を示す平面図、（ｂ）は偏心回転する単一の螺子棒に発生する遠心力の方向を示す平面図。 第３の実施の形態における清掃装置の概略斜視図。 他の実施の形態における案内部材の配設態様を示す要部斜視図。

符号の説明

１１…除電装置、１５…放電電極、２０…清掃装置、２１…モータ（駆動源）、２１ａ…出力軸、２２，３２，３２ａ，３２ｂ…螺子棒、２３…清掃部材、２６…ブラシ毛、２７…ブラシ、ｄ１，ｄ２…配置間隔、δ…偏心量。

Claims (9)

1. 所定間隔をおいて直線状に配設されてなる複数の針状の放電電極の清掃装置において、
   駆動源の作動を通じて前記複数の放電電極の配設方向に沿って延びる自身の軸線に対して偏心した位置にある回転中心軸を中心として回転する螺子棒と、
   前記螺子棒に対して供回りが規制された状態で進退移動可能に螺合されて当該螺子棒の前記回転中心軸を中心とする回転に伴い当該螺子棒に対してその軸線方向へ相対変位するとともに当該相対変位に伴い前記複数の放電電極に対しそれらの配設方向及び当該配設方向に交わる方向において摺接するブラシを有する清掃部材と、を備えてなる放電電極の清掃装置。
2. 請求項１に記載の放電電極の清掃装置において、前記螺子棒には、複数の清掃部材が螺合されてなる放電電極の清掃装置。
3. 請求項２に記載の放電電極の清掃装置において、
   前記複数の清掃部材は、各放電電極の配置間隔と等しい間隔で前記螺子棒に螺合されてなる放電電極の清掃装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、
   前記螺子棒及び前記清掃部材を単一のユニットとした複数のユニットの螺子棒が互いに同軸状に連結されてなる放電電極の清掃装置。
5. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、
   前記螺子棒及び前記清掃部材を単一のユニットとした複数のユニットの螺子棒がこれらの軸線方向において連結されるとともに、当該軸線方向において互いに隣り合う２つの螺子棒がこれらの軸線に対してそれぞれ偏心した位置にある共通の回転中心軸を有して連結されてなる放電電極の清掃装置。
6. 請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、
   前記ブラシを構成する多数のブラシ毛は、前記放電電極の軸線と同方向へ延びるように設けられてなる放電電極の清掃装置。
7. 請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、
   前記螺子棒の軸線に対する当該螺子棒の回転中心軸の偏心量は、前記ブラシを構成する多数のブラシ毛の配置間隔よりも大きく設定されてなる放電電極の清掃装置。
8. 請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、
   電圧が印加される各放電電極の使用時には、前記清掃部材はその変位方向において各放電電極のいずれにも対応しない位置である退避位置に保持される放電電極の清掃装置。
9. 請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載の放電電極の清掃装置において、
   前記駆動源は、前記各放電電極への電圧の印加が停止されている状態で作動が開始される放電電極の清掃装置。

Images