JP7338019B2 - 自動エミッター尖端清掃システム - Google Patents

Description

本開示は、包括的にはイオナイザーに関し、より具体的には自動エミッター尖端清掃機に関する。

［関連出願の相互参照］
本国際出願は、2017年3月24日出願の米国仮特許出願第62/476,144号「自動エミッター尖端清掃機(Automatic Emitter Point Cleaners)」および2018年3月22日出願の米国特許出願第15/928,261号「自動エミッター尖端清掃機（Automatic Emitter Point Cleaners）」の優先権を主張する。米国仮特許出願第62/476,144号および米国特許出願第15/489,321号を本願と一体をなすものとして全体を引用する。

静電除去装置または中和装置として機能するイオン化デバイスは、逆極性に帯電した表面に結合し、中和する双方の極性のイオンを生成することができる。そのようなデバイスは、一般に電子デバイス、特に半導体の製造に関連する静電気的な中性状態を維持することに役立つ。これらのイオナイザーは、電界を生成する放電電極を使用するので、それらのエミッター尖端またはエッジにおいて異物粒子を蓄積する傾向がある。この粒子の蓄積は、一方の極性またはもう一方の極性のイオンの過度な放出、すなわちイオン不均衡を引き起こし得る。それによって双方の極性のイオンが集中する場所は、静電気的な中性ではなく帯電する傾向にある。

実質的に図面のうちの少なくとも１つによって示されるとともに、この図面のうちの少なくとも１つに関連して説明され、特許請求の範囲においてより完全に記載されるように、自動エミッター尖端清掃機が開示される。

本開示の態様に係る一例示のＤＣコロナイオナイザーの図である。 図１の例示のＤＣコロナイオナイザーの内部の図である。 本開示の態様に係る自動エミッター尖端清掃機に取り付けられたＤＣコロナイオナイザーの例示のファンの図である。 図３の例示のファンおよび自動エミッター尖端清掃機の別の図である。 図３の例示のファンおよび自動エミッター尖端清掃機の別の図である。 図３～図５の自動エミッター尖端清掃機の例示の実施態様の図である。

図面は必ずしも一定縮尺ではない。適切である場合、同様のまたは同一の参照符号は、同様のまたは同一の構成要素を参照するのに用いられる。

イオン化送風機の従来のエミッター尖端清掃デバイスは、ファンの回転軸に接続され、ファンの速度は、エミッター清掃を可能にするために動作中の速度から減速させなければならない。結果として、従来のエミッター尖端清掃デバイスは、エミッター尖端の清掃を実行するためにイオン化送風機の性能の低下、または更に停止を必要とする。イオン化送風機の性能の低下または停止は、電荷蓄積が精密デバイスを損傷させる可能性がより高くなる窓を提供する場合がある。

開示される例示のシステムは、イオン化デバイスが清掃中、機能（例えば、空気を清掃する、電荷を中和する等）し続けることができるように、イオン化デバイスのエミッター尖端清掃を可能にする。開示される例示のシステムは、ブラシと、このブラシに結合された第１のリングと、第１のリングに係合する第２のリングと、第２のリングが第１のリングを作動させるように第２のリングを作動させるモーターとを備える。

開示される例示の自動エミッター尖端清掃システムは、空気通路を通じて空気流を送るように構成されるファンと、前記空気通路内に、または該空気通路に近接して陽イオンまたは陰イオンのうちの少なくとも一方を生み出すように構成される先鋭エミッターと、ブラシと、前記ブラシに結合され、該ブラシを前記先鋭エミッターに接触するように動かすように構成される第１のギヤと、前記第１のギヤに係合する第２のギヤと、前記第２のギヤが前記第１のギヤを作動させて、前記ブラシを、前記先鋭エミッターを通過するように動かすように、前記第２のギヤを作動させるモーターとを備える。

いくつかの例示のシステムは、複数の先鋭エミッターを更に備え、前記第１のギヤは、前記ブラシを前記複数の先鋭エミッターのうちの先鋭エミッターに接触するように動かすように構成される。いくつかの例において、前記複数の先鋭エミッターは、実質的に円形または多角形の配置で配置される。いくつかの例において、前記複数の先鋭エミッターは、前記第１のギヤの内周縁部の周上に沿って配置される。いくつかの例において、前記実質的に円形または多角形の配置は、実質的に前記ファンと同軸である。

いくつかの例示のシステムは、前記ブラシが所定の位置場合にこれを判断するように構成される位置検出器を更に備える。いくつかの例において、前記モーターは、双方向モーターである。いくつかの例示のシステムは、前記第１のギヤと、前記第２のギヤと、前記モーターと、前記ファンとを結合するように構成されるハウジングを更に備える。いくつかの例において、前記先鋭エミッターは、双極性イオンを生成するように構成される。いくつかの例において、前記モーターは、処理回路による判断または外部の信号のうちの少なくとも一方に基づき前記第２のギヤを作動させる。いくつかの例において、前記モーターは、前記複数の先鋭エミッターが前記陽イオンまたは前記陰イオンを生成している間、前記先鋭エミッターを清掃するように、前記第２のギヤを作動させる。いくつかの例示のシステムにおいて、前記第２のギヤおよび前記モーターは、前記空気通路の外側にある。

開示される例示の自動エミッター尖端清掃システムは、空気通路を通じて空気流を送るように構成されるファンと、円形または多角形の配置で配置され、前記空気通路内に、または該空気通路に近接して陽イオンまたは陰イオンのうちの少なくとも一方を生成するように構成される複数の先鋭エミッターと、前記複数の先鋭エミッターを物理的に清掃するように構成されるブラシと、前記ブラシに、１つ以上のギヤを備えるギヤシステムを介して前記複数の先鋭エミッターを清掃させるように構成されるモーターとを備える。

いくつかの例において、前記複数の先鋭エミッターは、前記ギヤシステムの第１のギヤの内周縁部の周上に配置される。いくつかの例において、前記実質的に円形または多角形の配置は、実質的に前記ファンと同軸である。いくつかの例において、前記モーターは、前記ブラシをいずれの方向にも動かすように前記ギヤシステムを駆動するように構成される。

いくつかの例示のシステムは、前記ギヤシステムと、前記複数の先鋭エミッターと、前記モーターと、前記ファンとを結合するように構成されるハウジングを更に備える。いくつかの例において、前記先鋭エミッターは、双極性イオンを生成するように構成される。いくつかの例において、前記ギヤシステムは、３つ以上のギヤを備える。いくつかの例において、前記モーターは、前記複数の先鋭エミッターが前記陽イオンまたは前記陰イオンを生成している間、前記ブラシに、前記複数の先鋭エミッターを清掃させるように構成される。

図１は、一例示のＤＣコロナイオナイザー１００の図である。イオナイザー１００は、ハウジング１０２を備え、ハウジング１０２は、空気通路を通じて空気流を送風するように構成されるファンを保持する。以下でより詳細に説明するように、イオナイザー１００は、陽イオンおよび／または陰イオンを放出するイオンエミッターを備え、このイオンエミッターを介してファンは空気流を送風し、これにより、結果として空気流に存在する場合がある電荷の中和が生じる。

以下に開示される例は、ＤＣコロナイオナイザーに関連して説明されるが、本開示の態様は、さらにまたは代替的に、ＡＣコロナイオナイザーおよび／またはＡＣ／ＤＣコロナイオナイザーの組み合わせとともに、用いることができる。

図２は、図１の例示のＤＣコロナイオナイザー１００の内部の図である。図２は、例示のファン２０２および自動エミッター尖端清掃機２０４を示す。自動エミッター尖端清掃機２０４は、一方向または双方向ＤＣモーター２０６を備える。ＤＣモーター２０６は、自動エミッター尖端清掃機２０４を作動させる駆動信号および／またはＤＣ電流を受信することができる。例示のファン２０２は、ハウジング２０８を備え、ハウジング２０８を用いて、ファン２０２をハウジング１０２に搭載しおよび／または自動エミッター尖端清掃機２０４をファン２０２に取り付けることができる。

例示のＤＣモーター２０６は、ブラシレスＤＣモーターまたは任意の他のタイプのＡＣ若しくはＤＣモーターとすることができる。

図３は、自動エミッター尖端清掃機２０４に取り付けられた、ＤＣコロナイオナイザー１００の例示のファン２０２の図である。例示のイオナイザー１００は、エミッターフレーム３０２を備え、エミッターフレーム３０２は、ファン２０２の空気通路内に、エミッターフレーム３０２の内周縁部の周上に沿って適所に複数のイオンエミッター３０４を保持する。

例示の自動エミッター尖端清掃機２０４は、ピニオンギヤ３０６および平歯車３０８を備える。平歯車３０８は、エミッター尖端ブラシを保持する。ピニオンギヤ３０６は、図２のＤＣモーター２０６によって駆動され、平歯車３０８を駆動するために平歯車３０８と噛合する。例示の平歯車３０８およびエミッターフレーム３０２は、平歯車３０８が実質的にファンと同軸であり、イオンエミッター３０４と同一面内にエミッター尖端ブラシを保持するように、ファン２０２のハウジング２０８に取り付けられる。

図４は、図３の例示のファン２０２および自動エミッター尖端清掃機２０４の別の図である。図４は、ファン２０２と、ハウジング２０８と、例示のエミッターフレーム３０２と、エミッター３０４と、ピニオンギヤ３０６と、平歯車３０８とを示す。エミッター尖端ブラシ４０２は、図４において可視である。

図５は、図３の例示のファン２０２および自動エミッター尖端清掃機２０４の別の図である。図４を見ると、エミッター尖端ブラシ４０２は、既知の初期設定位置、すなわちホーム位置に示されている。自動エミッター尖端清掃機２０４は、エミッター尖端ブラシ４０２が初期設定位置にある場合にこれを識別する（例えば、信号を生成する）位置検出器を備えることができる。例示のエミッターフレーム３０２は、検出窓５０２を備え、この検出窓５０２を通じて、視覚型の位置検出器（例えば、レーザー検出器）が、エミッター尖端ブラシ４０２が検出窓５０２に近接している場合にこれを識別することができる。他の位置検出器は、例えば、ホール効果センサー、スイッチおよび／または任意の他のタイプの近接センサーおよび／または回路を含む。

図４および図５に示すように、平歯車３０８およびブラシ４０２は、単一方向５０４、５０６または両方向で、エミッターフレーム３０２の内周縁部の周上に沿って、全回転および／または部分回転を行うことができる。例えば、図２のモーター２０６は、単一方向または両方向で、ピニオンギヤ３０６を駆動し、これにより、エミッターフレーム３０２の内周縁部の周上に沿って、平歯車３０８が回転し、ブラシ４０２が運動する。例示のイオナイザー１００は、ブラシ４０２が運動し、エミッター３０４を清掃する間、ファン２０２を稼働し、エミッター３０４を介してイオンを生成し続けることができる。

図６は、図３～図５の自動エミッター尖端清掃機２０４の例示の実施態様の図である。例示のピニオンギヤ３０６、例示の平歯車３０８および例示のエミッター尖端ブラシ４０２の構造が図６に示される。

図２～図６の例示の自動エミッター尖端清掃機２０４は、モーター駆動である（すなわち、従来のシステムのように遠心性ではない）。結果として、自動エミッター尖端清掃機２０４は、ファン２０２とは独立して清掃を実行するように作動することができる。例えば、自動エミッター尖端清掃機２０４は、（例えば、ファン２０２を制御する、および／または、エミッター３０４からのイオンの放出を制御するマイクロプロセッサ内の）内部タイマーを用いて、および／または、Ｉ／Ｏコネクタを介して外部信号から、作動することができる。

図２～図６の例は、２つのギヤの実施態様を示しているが、他の例は、３つ以上のギヤの実施態様、および／または、エミッター尖端ブラシを保持するギヤがモーターによって直接駆動される単一のギヤの実施態様を含む。

例示の自動エミッター尖端清掃機２０４は、単一方向で（例えば、時計回りまたは反時計回りで）動作することができ、および／または、両方向でエミッター３０４を清掃するために、時計回りおよび反時計回りの両方で動作することができる。

例示の自動エミッター尖端清掃機２０４は、全回転および／または部分回転の任意の組み合わせで清掃することができる。例えば、モーター２０６を制御するプロセッサは、全回転および／または部分回転を含む、特定用途向けの清掃手順を実行して、特定のタイプの清掃を実行することができる。

例示の自動エミッター尖端清掃機２０４は、エミッター尖端ブラシ４０４の位置を監視する位置検知機能（position sensing）を含むことができる。例えば、自動エミッター尖端清掃機２０４は、清掃プロセスの開始時および／または終了時にブラシ組立体が初期設定位置にある場合にこれを判断することができる。他の例では、モーター２０６を制御するプロセッサは、センサー（例えば、ジャイロスコープ、ピニオンギヤ３０６または平歯車３０８に結合されたトラベルセンサー）を用いて、および／またはモーター２０６の動作の速度および方向を追跡することによって、エミッターフレーム３０２の内周縁部に沿ったエミッター尖端ブラシ４０４の位置を追跡することができる。

本明細書において使用される場合、「および／または」は、「および／または」によって加えられる、リスト内の項目のうちの任意の１つ以上を意味する。例として、「ｘおよび／またはｙ」は、３つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｘ，ｙ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えると、「ｘおよび／またはｙ」は、「ｘおよびｙのうちの一方または両方」を意味する。別の例として、「ｘ、ｙおよび／またはｚ」は、７つの要素の組｛（ｘ），（ｙ），（ｚ），（ｘ，ｙ），（ｘ，ｚ），（ｙ，ｚ），（ｘ，ｙ，ｚ）｝のうちの任意の要素を意味する。言い換えると、「ｘ、ｙおよび／またはｚ」は、「ｘ、ｙおよびｚのうちの１つ以上」を意味する。本明細書において使用される場合、「例示の」という用語は、非限定的な例、例証または例示として役割を果たすことを意味する。本明細書において使用される場合、「例えば（"e.g.," and "for example"）」という用語は、１つ以上の非限定的な例、例証または例示のリストを強調する（set off）。

本方法および／またはシステムを、或る特定の実施態様を参照して記載してきたが、当業者であれば、本方法および／またはシステムの範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができることおよび均等物に置き換えることができることを理解するであろう。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の教示に対して特定の状況または材料を適合させるように多くの改変を行うことができる。例えば、開示されている例のブロックおよび／または構成要素は、組み合わせ、分割し、再構成し、および／または、別の方法で改変することができる。したがって、本方法および／またはシステムは、開示されている特定の実施態様に限定されない。代わりに、本方法および／またはシステムは、字義どおりにでも均等論のもとにおいても、添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施態様を含む。

１００ イオナイザー
１０２ ハウジング
２０２ ファン
２０４ 自動エミッター尖端清掃機
２０６ ＤＣモーター
２０８ ハウジング
３０２ エミッターフレーム
３０４ エミッター
３０６ ピニオンギヤ
３０８ 平歯車
４０２ エミッター尖端ブラシ
４０４ エミッター尖端ブラシ
５０２ 検出窓
５０４ 単一方向
５０６ 単一方向

Claims (20)

1. 空気通路を通じて空気流を送るファンと、
   前記空気通路内に、または該空気通路に近接して、陽イオンと陰イオンの少なくとも一方を生成する先鋭エミッターと、
   エミッターフレームであって、前記先鋭エミッターを前記空気通路内へ該エミッターフレームから半径方向内側に保持するエミッターフレームと、
   ブラシと、
   前記ブラシに結合され、該ブラシを前記先鋭エミッターと同一軸面内に保持すると共に、前記先鋭エミッターに接触するように移動させる第１のギヤと、
   前記第１のギヤに係合する第２のギヤと、
   前記第２のギヤにより前記第１のギヤを作動させて、前記先鋭エミッターを通過して前記ブラシが移動するように、前記第２のギヤを作動させるモーターとを具備する自動エミッター尖端清掃システム。
2. 前記システムは、前記先鋭エミッターおよびブラシと同一軸面に配設された複数の先鋭エミッターを更に具備し、前記エミッターフレームは、前記複数の先鋭エミッターを前記空気通路内へ該エミッターフレームから半径方向内側に保持し、前記第１のギヤは、前記ブラシを前記複数の先鋭エミッターの各１つずつに接触するように移動させる請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数の先鋭エミッターは実質的に円形配置または多角形配置で配置される請求項２に記載のシステム。
4. 前記複数の先鋭エミッターは前記第１のギヤの内周縁部の周上に沿って或いは内周縁部の近傍に配置される請求項３に記載のシステム。
5. 前記実質的に円形配置または多角形配置は前記ファンと実質的に同軸である請求項３に記載のシステム。
6. 前記ブラシが所定の位置にあるとき、これを判断する位置検出器を更に具備する請求項１に記載のシステム。
7. 前記モーターは、前記ブラシをいずれの方向にも動かすように第１のギアおよび第２のギアを駆動する双方向モーターである請求項１に記載のシステム。
8. 前記第１のギヤと、前記第２のギヤと、前記モーターと、前記エミッターフレームと、前記ファンとを結合するハウジングを更に具備する請求項１に記載のシステム。
9. 前記先鋭エミッターは双極性イオンを生成する請求項１に記載のシステム。
10. 前記モーターは、処理回路による判断または外部信号のうちの少なくとも一方に基づき前記第２のギヤを作動させる請求項１に記載のシステム。
11. 前記モーターは、前記複数の先鋭エミッターが前記陽イオンまたは前記陰イオンを生成している間、前記先鋭エミッターを清掃するように、前記第２のギヤを作動させる請求項１に記載のシステム。
12. 前記第２のギヤおよび前記モーターは前記空気通路の外側にある請求項１に記載のシステム。
13. 空気通路を通じて空気流を送るファンと、
    前記空気通路内に、或いは、該空気通路に近接して陽イオンと陰イオンの少なくとも一方を生成する複数の先鋭エミッターと、
    エミッターフレームであって、前先鋭エミッターを円形配置または多角形配置に配置して、前記空気通路内へ該エミッターフレームから半径方向内側に保持するエミッターフレームと、
    前記複数の先鋭エミッターと同一面内に配置され、前記複数の先鋭エミッターを物理的に清掃するブラシと、
    １または複数のギヤを備えたギヤシステムを介して、前記ブラシによって前記複数の先鋭エミッターを清掃させるモーターとを具備する自動エミッター尖端清掃システム。
14. 前記複数の先鋭エミッターは、前記ギヤシステムの第１のギヤの内周縁部の周上に沿って或いは内周縁部の近傍に配置される請求項１３に記載のシステム。
15. 前記円形配置または多角形配置は前記ファンと実質的に同軸である請求項１３に記載のシステム。
16. 前記モーターは、前記ブラシをいずれの方向にも移動させるように前記ギヤシステムを駆動する請求項１３に記載のシステム。
17. 前記ギヤシステムと、前記複数の先鋭エミッターと、前記モーターと、前記エミッターフレームと、前記ファンとを結合するハウジングを更に具備する請求項１３に記載のシステム。
18. 前記先鋭エミッターは双極性イオンを生成する請求項１３に記載のシステム。
19. 前記ギヤシステムは３つ以上のギヤを備える請求項１３に記載のシステム。
20. 前記モーターは、前記複数の先鋭エミッターが前記陽イオンまたは前記陰イオンを生成している間、前記複数の先鋭エミッターを前記ブラシにより清掃させる請求項１３に記載のシステム。

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