除電器の種類としてはどのようなものがありますか？
Q
除電器の種類は空気分子の電離方法で「コロナ放電方式」 「光照射方式」
と に分かれます。
コロナ放電方式はコロナ放電という放電現象を発生させて、
発生した放電エネルギーによって空気分子を電離する方法です。
光照射方式は紫外線や軟X線などを照射して空気分子を電離させる方式です。
コロナ放電式の除電器とはどのような除電器ですか？
Q
コロナ放電式の除電器とは図のように電極針、
電極針
高圧電源部、アースの３点から成り立ち、
コロナ放電と呼ばれる放電現象を利用して
イオンを生成する除電器です。
コロナ放電とは針のように尖ったものに 高圧電源 高圧電源
高電圧（一般的に3kV以上）を印加した場合に
起こる現象で、この時発生した放電エネルギーによって
周囲の空気分子をイオン化させています。 アース
電極針に＋の電圧を印加すると大気中の水分子が電離されて＋イオン化し、
−の電圧を印加すると大気中の二酸化炭素や酸素が−イオン化します。
電極針への印加電圧と同極性のイオンが生成されるため、
生成と同時に反発力（クーロン力）により、イオンは前方に押し出されます。
＋イオン発 生の様 子
左図のように電極針に＋の高電圧を印加すると、
電極針周辺の空気分子から電子を剥ぎ取ります。
このことで、電子を剥ぎ取られた分子は＋に帯電
し、これが＋イオンとなります。電極針に＋の電圧
を印加していますので、電極針に反発して＋イオン
が対象物へ向かいます。
左図のように電極針に−の高電圧を印加すると、
ーイオン発 生の様 子
電極針から電子が放出されます。 この時、飛び出し
た電子が電極針周辺にある空気分子に衝突して−
に帯電し、これが−イオンとなります。
電極針に−の電圧を印加していますので、 電極針
に反発して−イオンが対象物へ向かいます。
2
除電器の種類としてはどのようなものがありますか？
Q
除電器の種類は空気分子の電離方法で「コロナ放電方式」 「光照射方式」
と に分かれます。
コロナ放電方式はコロナ放電という放電現象を発生させて、
発生した放電エネルギーによって空気分子を電離する方法です。
光照射方式は紫外線や軟X線などを照射して空気分子を電離させる方式です。
コロナ放電式の除電器とはどのような除電器ですか？
Q
コロナ放電式の除電器とは図のように電極針、
電極針
高圧電源部、アースの３点から成り立ち、
コロナ放電と呼ばれる放電現象を利用して
イオンを生成する除電器です。
コロナ放電とは針のように尖ったものに 高圧電源 高圧電源
高電圧（一般的に3kV以上）を印加した場合に
起こる現象で、この時発生した放電エネルギーによって
周囲の空気分子をイオン化させています。 アース
電極針に＋の電圧を印加すると大気中の水分子が電離されて＋イオン化し、
−の電圧を印加すると大気中の二酸化炭素や酸素が−イオン化します。
電極針への印加電圧と同極性のイオンが生成されるため、
生成と同時に反発力（クーロン力）により、イオンは前方に押し出されます。
＋イオン発 生の様 子
左図のように電極針に＋の高電圧を印加すると、
電極針周辺の空気分子から電子を剥ぎ取ります。
このことで、電子を剥ぎ取られた分子は＋に帯電
し、これが＋イオンとなります。電極針に＋の電圧
を印加していますので、電極針に反発して＋イオン
が対象物へ向かいます。
左図のように電極針に−の高電圧を印加すると、
ーイオン発 生の様 子
電極針から電子が放出されます。 この時、飛び出し
た電子が電極針周辺にある空気分子に衝突して−
に帯電し、これが−イオンとなります。
電極針に−の電圧を印加していますので、 電極針
に反発して−イオンが対象物へ向かいます。
2
lV 除電器の基礎 IV
除電器の基礎
1
除電器（イオナイザ）
の種類
2
除電能力
3
印加電圧と除電能力
除電器(イオナイザ)の種類
IV-1
除電器(イオナイザ)の種類は、空気分子の電離方法によって「コロナ放電式」 4
除電器の評価方法
と「光照射式」に分けられます。
コロナ放電式の除電器は、針状の放電電極へ電界を集中させることによりコ
V
ロナ放電を発生させ、イオン化した空気で除電する仕組みで、さらに「自己 除電器の活用方法
放電式」と「電圧印加式」に分かれます。
光照射式の除電器は、微弱な軟X線を使用することから、「軟Ｘ線式」と呼ば
1
除電器の設置場所
れます。
その中でも、「コロナ放電式(電圧印加式)除電器」は、安全で安定した高い除
電能力と、精度の高い除電を必要とする製造現場などで、多く利用されてい
2
設置距離と
ます。
イオン発生周波数
コロナ放電除電器は、高電圧を印加する針状の電極と、高圧電源、アース電
極で構成されており、電極針に高電圧(3kV以上)を印加することで電極針の先
3
ダウンフローと
端部分でコロナ放電を発生させています。 エアパージ
［図4-1-1］
コロナ放電が発生すると、電極針周辺に存在している空気が電気的に分解さ
れ、イオンが発生し、このイオンを帯電物に与えることで除電を行います。 4
除電器のメンテナンス
一般的に、「コロナ放電式除電器」と呼ばれるものには、次の3タイプがあり
ます。
付録/
ブロアタイプ キーエンス除電器の紹介
図(4-1-1)は、代表的なブロアタイプイオナイザです。
机上での作業時に簡単に設置して使用できる除電器で、内蔵されたファンか 1
SJシリーズの特徴
I.C.C.制御
らイオン化エアーが供給されるタイプです。
コロナ放電で発生したイオンをブロワーの風で搬送し、正負のイオンを含ん
2
だ風で帯電物を除電するので、凹凸を持つような形状の物体を除電するのに SJシリーズの特徴
C.A.B.構造
適しています。
【SJ-F フリーレイアウト・ハイパワー除電ブロア】 また、人体の除電にも使用可能で、人体は導体に近いため、イオン風を人体
3
センシング・
全体ではなく、一部に当てるだけで除電効果が得られます。
イオナイザラインナップ
【アプリケーション】
4
キーエンス除電器
（バータイプ）
5
キーエンス除電器
（ブロアタイプ）
6
キーエンス除電器
（スポットタイプ）
携帯電話セル生産工程 バッテリー検査工程 HDD製造ライン
除電気ハンドブック 05
Q1 Q4
除電器を使ってどのように静電気を除去するのですか？ コロナ放電方式とは？
A1 A4
空気は、 ８％の窒素分子と残りほとんどの酸素とわずかな二酸化炭素と水蒸気で構成さ
約７ コロナ放電とは、針のように尖ったものに高電圧がかかった場合に起こる放電現象です。
れています。 コロナ放電が起こると、放電した電子は空気の分子と勢いよくぶつかって、空気イオンを生
除電器
除電器はこれらの空気中の分子を強制的に＋極ま 成します。
たは−極に電離させて、空気イオンを生成し、これ この現象を利用しているのがコロナ放電式除電器です。
らの空気イオンを帯電物に供給することで強制的 コロナ放電式除電器には、電極針に高電圧をかけてコロナ放電を起こす電圧印加方式と、
−イオン に帯電電荷を中和させます。 除電したい対象物の静電気のエネルギーを利用してコロナ放電を起こす自己放電方式のも
を供給
のがあります。
強制的に中和 どちらの方式も光照射方式のような届出義務や、遮蔽設備が必要ないので、安全かつ精度
の高い除電を必要とする製造現場などで、多く利用されています。
＋の帯電物 ＋の帯電物 帯電「０」
■ 自己放電方式
自己放電方式の除電器は、金属フレームとカーボン等の導電性の繊維を束ねたブラシ状の
図1：除電器による静電気の除去
ものを組み合わせて接地するという、シンプルかつ非常に電気を流しやすい構造になってい
ます。
帯電物が接近すると静電誘導が起こり、アースを通
Q2 除電器と呼ばれるものにはどのような種類のものがありますか？ じて導電性の繊維の先端に帯電物とは反対の極性
の電荷が集中します。
A2 これが一定量を超えると、コロナ放電を起こし、発
除電器の種類は、空気分子の電離方法によって｢コロナ放電方式｣と「光照射方式」に分けら
生した空気イオンは帯電物に引き寄せられ、帯電物
れます。 図3：針電極に集中する誘導電荷
の電荷と結びつき、中和状態になります。
コロナ放電方式の除電器は、針先の放電電極へ電界を集中させることによりコロナ放電を
自己放電方式除電器は高圧電源を必要とせず、安
発生させ、イオン化した空気で除電する仕組みで、さらに「自己放電方式」 「電圧印加方
と
価で取り付けも簡単ですので、ファクシミリやコピー
式」に分かれます。
機の紙の除電などに幅広く利用されています。
光照射方式の除電器は、微弱な軟Ｘ線使用することから「軟Ｘ線方式」と呼ばれます。
ところが、自己放電方式除電器の場合、除電能力は
帯電物の帯電量と帯電物までの距離に依存します
Q3 光照射方式とは？ ので、距離が遠すぎたり、帯電量が少なすぎたりす
るとコロナ放電は起こりません。
精度の高い除電を求める場合には電圧印加方式除
A3 光照射方式除電器は、レントゲンよりももっと微弱な波長１． （オングストローム）
３Å 以下の 図4：自己放電方式除電器の構造
電器が必要になります。
軟Ｘ線と呼ばれるＸ線の一種を利用して空気中の分子を直接イオン化し、静電気の帯電を
■ 電圧印加方式
防止する除電器です。
電圧印加方式除電器は、電極針という尖った針の
軟Ｘ線が当たったところの空気は全てイオンに分解され、
先に強制的に高電圧をかけてコロナ放電を起こし、
除電します。
イオンを生成します。
このため広範囲での除電が可能です。
電源を入れるだけで安定したイオンを生成できる
しかも除電したい対象物のすぐ側でイオンが生成される
のがこの方式のメリットです。
ので、無風状態でも除電できます。
取り付けの手間がかからず、しかも高い除電能力を
光を照射するだけで除電効果が得られますので、気流を
発揮します。
高圧電源部
乱さず除電したい場合などに非常に有効な手段になりま
また、エアーを利用することによって長距離の除電
すが、あくまでもＸ線の一種ですので、使用に際しては十
が可能になること、自己放電方式除電器と違って
分な管理と特別な遮蔽設備が必要になります。
帯電物の形状に関係なく高精度に除電ができるこ
また、法的な届出の義務もあります。
とも電圧印加方式除電器のメリットになります。
図5：電圧印加方式除電器の構造
図2：光照射方式除電器
2 3
Q1 Q4
除電器を使ってどのように静電気を除去するのですか？ コロナ放電方式とは？
A1 A4
空気は、 ８％の窒素分子と残りほとんどの酸素とわずかな二酸化炭素と水蒸気で構成さ
約７ コロナ放電とは、針のように尖ったものに高電圧がかかった場合に起こる放電現象です。
れています。 コロナ放電が起こると、放電した電子は空気の分子と勢いよくぶつかって、空気イオンを生
除電器
除電器はこれらの空気中の分子を強制的に＋極ま 成します。
たは−極に電離させて、空気イオンを生成し、これ この現象を利用しているのがコロナ放電式除電器です。
らの空気イオンを帯電物に供給することで強制的 コロナ放電式除電器には、電極針に高電圧をかけてコロナ放電を起こす電圧印加方式と、
−イオン に帯電電荷を中和させます。 除電したい対象物の静電気のエネルギーを利用してコロナ放電を起こす自己放電方式のも
を供給
のがあります。
強制的に中和 どちらの方式も光照射方式のような届出義務や、遮蔽設備が必要ないので、安全かつ精度
の高い除電を必要とする製造現場などで、多く利用されています。
＋の帯電物 ＋の帯電物 帯電「０」
■ 自己放電方式
自己放電方式の除電器は、金属フレームとカーボン等の導電性の繊維を束ねたブラシ状の
図1：除電器による静電気の除去
ものを組み合わせて接地するという、シンプルかつ非常に電気を流しやすい構造になってい
ます。
帯電物が接近すると静電誘導が起こり、アースを通
Q2 除電器と呼ばれるものにはどのような種類のものがありますか？ じて導電性の繊維の先端に帯電物とは反対の極性
の電荷が集中します。
A2 これが一定量を超えると、コロナ放電を起こし、発
除電器の種類は、空気分子の電離方法によって｢コロナ放電方式｣と「光照射方式」に分けら
生した空気イオンは帯電物に引き寄せられ、帯電物
れます。 図3：針電極に集中する誘導電荷
の電荷と結びつき、中和状態になります。
コロナ放電方式の除電器は、針先の放電電極へ電界を集中させることによりコロナ放電を
自己放電方式除電器は高圧電源を必要とせず、安
発生させ、イオン化した空気で除電する仕組みで、さらに「自己放電方式」 「電圧印加方
と
価で取り付けも簡単ですので、ファクシミリやコピー
式」に分かれます。
機の紙の除電などに幅広く利用されています。
光照射方式の除電器は、微弱な軟Ｘ線使用することから「軟Ｘ線方式」と呼ばれます。
ところが、自己放電方式除電器の場合、除電能力は
帯電物の帯電量と帯電物までの距離に依存します
Q3 光照射方式とは？ ので、距離が遠すぎたり、帯電量が少なすぎたりす
るとコロナ放電は起こりません。
精度の高い除電を求める場合には電圧印加方式除
A3 光照射方式除電器は、レントゲンよりももっと微弱な波長１． （オングストローム）
３Å 以下の 図4：自己放電方式除電器の構造
電器が必要になります。
軟Ｘ線と呼ばれるＸ線の一種を利用して空気中の分子を直接イオン化し、静電気の帯電を
■ 電圧印加方式
防止する除電器です。
電圧印加方式除電器は、電極針という尖った針の
軟Ｘ線が当たったところの空気は全てイオンに分解され、
先に強制的に高電圧をかけてコロナ放電を起こし、
除電します。
イオンを生成します。
このため広範囲での除電が可能です。
電源を入れるだけで安定したイオンを生成できる
しかも除電したい対象物のすぐ側でイオンが生成される
のがこの方式のメリットです。
ので、無風状態でも除電できます。
取り付けの手間がかからず、しかも高い除電能力を
光を照射するだけで除電効果が得られますので、気流を
発揮します。
高圧電源部
乱さず除電したい場合などに非常に有効な手段になりま
また、エアーを利用することによって長距離の除電
すが、あくまでもＸ線の一種ですので、使用に際しては十
が可能になること、自己放電方式除電器と違って
分な管理と特別な遮蔽設備が必要になります。
帯電物の形状に関係なく高精度に除電ができるこ
また、法的な届出の義務もあります。
とも電圧印加方式除電器のメリットになります。
図5：電圧印加方式除電器の構造
図2：光照射方式除電器
2 3
Ionizing technology 除電能力の維持編 No.6
物理的要因
空気中に浮遊しているパーティクルが帯電することによって電極針に引き寄せられて付着。
Ex）髪の毛、繊維、ホコリ
化学的要因
大気中に浮遊しているシリコン系のガスがコロナ放電によって電極針の先端で酸化され二酸化ケイ素として析出し
て付着。
■一般的な対策方法
電極針の汚れはコロナ放電が原因で発生しますので、対策方法としては電極針先端の定期的な清掃しかありませ
ん。清掃の目安は一般的なオフィス環境で２４時間稼動させた場合で、約２週間に１回です。
http://www.keyence.co.jp/seidenki
「静電気・除電器 に関 する最 新情報 はこちら」 静 電気対 策・クリーン機 器オンライン
0120-66-3000
技 術相談、 お問い 合せ 株式会社キーエンス
Ionizing technology コンタミネーション防止編 No.4
（ⅲ）作業台・いすなどの静電気対策
作業台周辺における静電気の発生には以下の要因があります。
・作業者の衣服のこすれ
・作業者の衣服といすとの摩擦、剥離による帯電
・作業台上の容器類（ウエハ、カセットなど）
、装置（製造、検査装置など） 、そのほかの備品類と作業台
との摩擦による帯電
・作業台および作業台周辺に存在する物、作業者の帯電による静電誘導帯電
作業台周辺の表面に使用する材料は、帯電電位の減衰時間が 0.2 秒以下であることが推奨されています。
また、導電性材料を使用する場合は、抵抗率が 105∼108Ω・m 程度のものが望ましいとされています。
（ⅳ)容器類の静電気対策
容器類の静電気対策は、一般的にカーボンや金属などの導電性物質を混ぜたものを使用する方法がとられ
ます。ただし、原子レベルの清浄度が要求されるシリコンウエハなどに直接接触する容器にはこの方法は
適用できず、樹脂や石英ガラスの素材からなる容器が使用されることが多いです。
イオナイザによる帯電電荷の中和
導電性の物質を使用しアースを接続することで、帯電を外部に逃がすことができます。しかし、絶縁性
物質の帯電については、アースを接続しただけでは除電することができません。この場合、除電器を
使用することで効果的に除電することができます。以下では、コロナ放電式の除電器について説明します。
（ⅰ）空気イオンの形態
コロナ放電式のイオナイザは、コロナ放電で発生した正と負の空気イオンを混入し、帯電表面を静電気的
に中和することで除電する方式です。コロナ放電によって発生する正と負のイオンの科学的形態を測定し
た結果が以下のグラフです。
100
80
H+(H2O)4
H+(H2O)3
60
CO3-
O2-
40
H+(H2O)4
H (H2O)2
32
NO2・NO3-
60 73
H+(H2O)6
相対イオン強度[％]
55
NO2-
+
20
HCO3-
91
37 46
H+(H2O)7
NO3-
108 109
H+(H2O)8
61
10
8 62
H3O+
O3-
6 127
4 19 145
48
O-
16
2
1
0 50 100 150
質量電荷比(m/z)
コロナ放電によって発生する空気イオンのAPIMSによる検出
http://www.keyence.co.jp/seidenki
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コロナ放電式除電バータイプにおいて。当社調べ 。
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ダウンフロー下での除電に威力を発揮します。 メンテナンス工数を削減できます。
2
Ionizing technology コンタミネーション防止編 No.4
（ⅲ）作業台・いすなどの静電気対策
作業台周辺における静電気の発生には以下の要因があります。
・作業者の衣服のこすれ
・作業者の衣服といすとの摩擦、剥離による帯電
・作業台上の容器類（ウエハ、カセットなど） 装置（製造、検査装置など） そのほかの備品類と作業台
、 、
との摩擦による帯電
・作業台および作業台周辺に存在する物、作業者の帯電による静電誘導帯電
作業台周辺の表面に使用する材料は、帯電電位の減衰時間が 0.2 秒以下であることが推奨されています。
また、導電性材料を使用する場合は、抵抗率が 105∼108Ω・m 程度のものが望ましいとされています。
（ⅳ)容器類の静電気対策
容器類の静電気対策は、一般的にカーボンや金属などの導電性物質を混ぜたものを使用する方法がとられ
ます。ただし、原子レベルの清浄度が要求されるシリコンウエハなどに直接接触する容器にはこの方法は
適用できず、樹脂や石英ガラスの素材からなる容器が使用されることが多いです。
イオナイザによる帯電電荷の中和
導電性の物質を使用しアースを接続することで、帯電を外部に逃がすことができます。しかし、絶縁性
物質の帯電については、アースを接続しただけでは除電することができません。この場合、除電器を
使用することで効果的に除電することができます。 下では、 ロナ放電式の除電器について説明します。
以 コ
（ⅰ）空気イオンの形態
コロナ放電式のイオナイザは、コロナ放電で発生した正と負の空気イオンを混入し、帯電表面を静電気的
に中和することで除電する方式です。コロナ放電によって発生する正と負のイオンの科学的形態を測定し
た結果が以下のグラフです。
100
80
H+(H2O)4
H+(H2O)3
60
CO3-
O2-
40
H+(H2O)4
H (H2O)2
32
NO2・NO3-
60 73
H+(H2O)6
相対イオン強度[％]
55
NO2-
+
20
HCO3-
91
37 46
H+(H2O)7
NO3-
108 109
H+(H2O)8
61
10
8 62
H3O+
O 3-
6 127
4 19 145
48
O-
16
2
1
0 50 100 150
質量電荷比(m/z)
コロナ放電によって発生する空気イオンのAPIMSによる検出
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技 術相談、 お問合 せ 株式会社キーエンス
1 除 電器を運用する上で、注意することはありますか？
Q
除電器を運用する上で重要なのが、
「除電器のメンテナンス」になります。
A 除電器は使用するにつれて、除電速度が遅くなったりイオンバランスが悪化するなど、徐々
に除電能力が悪化します。除電能力を維持するためには適切なメンテナンスが必要になり
ます。
除電器の能力が劣化する原因として、
2
Q どのようなことが考えられるでしょうか？
除電器の能力が劣化する原因としては以下の2つが考えられます。
A
（1）電極針の磨耗
電極針が磨耗することで、電極針先端の電界強度が弱く なります。
それに伴い、コロナ放電が発生しにくくなります。コロナ放電が発生しにくいということは、 イオンの生
成量が落ちるということになりますので、除電速度が遅くなります。 また、＋と−の電極針で磨耗量が
異なりますので、イオンの減少量も異なり、それによってイオンバランスが悪化します。
−側の電極針 ＋側の電極針
上記写真のように、 ＋と−の電極針では磨耗量が異なり、それに伴ってイオンの発生量に差が発生しま
す。このことから、DC方式やパルスDC方式のように＋と−の電極針が別々になっているタイプの除電
器のほうが、AC方式やパルスAC方式の除電器よりも磨耗による能力劣化の影響が大きくなります。
針先磨耗による除電能力への影響
DC パルスDC AC パルスAC
（2）電極針の汚れ
電極針が汚れることによっ 電極針先端の電界強度が弱く
て、 なります。
それに伴って、 コロナ放電が発生しにくくなり、生成されるイオン量が減少し、 除電速度が遅くなりま
す。また、2ページの写真のように＋と−で汚れ方が異なりますので、イオンバランスも悪化します。
1
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