自清洁线性电离棒及其方法技术

公开了一种自清洁线性(300)电离器，该自清洁线性电离器具有至少一个电离电极(301)、至少一个电极清洁器(315)以及至少两个线轴组件(302、303)。电极具有相对两端并以表面限定了轴向工作长度，该表面产生离子云并在使用过程中产生降解产物。尽管电极的工作长度是固定的，但电极却是可移动的。电极清洁器也是固定的，并选择性地沿电极的工作长度接合电极。电极的相对两端固定至相对的线轴组件，该线轴组件选择性地移动电离电极，从而使得电极清洁器在移动期间从电极移除至少一些表面降解产物。还公开了使用所公开的电离器的方法，这些方法具有可以循环地、交替地或者同时发生的自清洁操作模式及电离操作模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自清洁线性电离棒及其方法专利技术背景1.
本专利技术涉及自清洁线性电离器以及用于电晕电离器的相关处理。本专利技术在电离棒中(但不受限于电离棒)特别有用，在该电离棒中，线性离子发射器是导线。因此，本专利技术的总目的是提供具有这样特性的新颖系统、方法及设备。2.相关技术的描述传统的线性电离棒通常由以下构成：(1)棒形电离单元，该棒形电离单元具有至少一个线性发射器以及一个或多个非电离参考电极；(2)干净空气(或其他气体)供应系统，该干净空气供应系统具有一组喷射型喷嘴，该喷射型喷嘴围绕着每个离子发射器，并连接到供应歧管；以及(3)控制系统，其控制被连接到电离单元的AC或脉冲DC高压电源。此类线性电离棒已经在各种制造产业中加以应用，包括平板显示器、通用电器、半导体等。尽管某些设计/应用可以针对电离/充电进行优化，但其他设计/应用却可以针对电荷中和进行优化。电荷中和应用可能需要在相对近距离处以极快的吞吐速率对大型带电物体进行中和。例如，长度及宽度超过3000mm的玻璃面板的前侧及背侧可能需要被电荷中和，其中电离棒及显示面板之间的距离范围通常为50-100mm到高达1000mm或更大，并且其中显示面板利用机器人系统来高速输送。具有线性电离器(包括作为发射器/电极的细长导线的电离单元)的电荷中和棒在以下文献中提出：(1)美国专利第7,339,778号，标题为“电晕放电中和设备(CoronaDischargeNeutralizingApparatus)”；(2)美国专利第8,048,200号，标题为“用于静电中和的洁净电晕气体电离(CleanCoronaGasIonizationForStaticChargeNeutralization)”；以及(3)美国专利第8,492,733号，标题为“多段线性电离棒和电离单元(Multi-SectionalLinearIonizingBarAndIonizationCell)”，所有这些专利在此通过引用的方式而整体并入本文中。此外，具有导线发射器的电离棒目前由瑞典马尔默的ABLirosElectronic公司和/或德国汉堡的LirosElectronic公司以及美国加利福尼亚州阿拉米达市的Simco-IonTechnologyGroup公司生产。联合参考图1和图2，传统的多区段线性电离棒100包括四个主要元件：壳体/外壳103；两个电离单元101和102，其具有固定式线性离子发射器201，用于沿其长度建立离子电浆区域；歧管(在视图中被壳体103遮挡)，用于从来源接收气体并且用于将该气体输送过线性离子发射器201；以及装置，用于将(来自传统/合适的电源的)电离信号/电压施加202至线性离子发射器201以建立离子电浆区域。电离单元101、102还具有共同的参考(非电离)电极104和105，这些参考电极定位在离子发射器201的两侧上。电极104、105传统上与离子发射器201平行且等距离地定位在该离子发射器的相对两侧上。这种具体的线性电离棒在标题为“多段线性电离棒和电离单元(Multi-SectionalLinearIonizingBarAndIonizationCell)”的美国专利第8,492,733号(上方通过引用的方式并入)中详细示出和描述。如图1和图2所显示，壳体103从一侧支撑可拆卸电离单元模块101和102，使得多个单元的菊链串在一起是容易实现的。外壳103在内侧可以容纳高压电源及控制系统(视线被外壳103阻挡)。每个传统的电离单元101及102可以包括线性(例如导线类型的)电晕放电离子发射器/电极201、一对搁板205a及205b以及气体孔口阵列(多个/复数个)206以及连通板203，该气体孔口阵列位于线性离子发射器201的后方，而连通板如图所示地将气体蒸气传递过线性离子发射器201。将会认识到的是，接触/张力弹簧202优选地定位并固定到导线电极201的每一端以及固定式单元103。弹簧202还接收高电压电离信号，并将这些高电压电离信号施加到电极201。当此类AC电离信号(通常，高电压AC，但在特定应用中为DC)施加到线性电极201时，会发生电晕放电(在电极201与104、105之间)，从而产出大量的两个极性的离子。因此，发射器201由密集的、高浓度的正离子和负离子的双极离子云所包围。尽管以上论述的类型的传统线性电离棒具有优点，但是，它们仍遭受电晕放电电离器所共有的至少一个缺陷：发射器腐蚀/污染/降解，这种腐蚀/污染/降解可能会造成不理想的离子平衡偏移、更长的放电时间以及污染散播到周围环境和目标工件，从而显著地减少电离棒的性能。因此，手动及定期的发射器清洁是以上论述的类型的线性电离棒的强制性维护要求。在此设计中，导线发射器被弹簧装置升高到基板203上方，便于手动地移除导线电极201上累积的腐蚀物、碎屑、灰尘等。手动清洁因为许多原因是不理想的。例如，手动清洁过程需要关闭空气/气体的流动及高电压电离信号，并在两个搁板/轨道205a及205b之间插入某种导线清洁工具。此清洁工具可以为在沿着发射器201来回擦拭时物理地接触发射器导线201的刷子、湿式/干式抹布或泡棉块。清洁工具可以连接到杆，以从相对长的距离够到发射器导线201，这是因为通常很难够到离子发射器导线以进行手动清洁，特别是对于安装在大型半导体工具中的电离棒而言。因为此原因，手动清洁可能会破坏导线、弹簧触点，并缩短可拆卸电离单元的寿命。最后但同样重要的是，清洁周期必须发生的频率取决于电离棒被使用的房间/生产楼层的环境空气条件/洁净度(例如空载微粒浓度或空载分子污染(AMC))。这样的清洁周期可能比较耗费时间，并且在某些关键性现场应用中可能需要每天或每周进行。
技术实现思路
当前公开的专利技术提出了用于线性电离器设计的新方法，这些新方法能够解决上述问题且因此自然而然地对FPD产业、半导体及其他应用来说是有益的。在一种设备形式中，本专利技术通过提供一种自清洁线性电离器来满足上述的需求并克服相关领域的上述缺陷及其他缺陷，该自清洁线性电离器具有带相对两端的至少一个电离电极、至少一个电极清洁器及至少两个线轴组件。电极限定了轴向工作长度及表面，当该轴向工作长度在被施加电离电压时会建立线性离子云，该表面在使用过程中产生降解产物。这种降解产物可能(或者可能不)是来自于污染副产物的累积，而污染副产物是电极表面与周围环境之间在电晕放电期间的相互作用的结果。例如，降解产物可以是因为导线侵蚀/腐蚀导致的，而不是不理想颗粒的任何吸引导致的。如本文所用，电极的工作长度是电极的线性部分，该电极的线性部分响应于电离电压的施加而释放电荷载体，无论电极是否发生了移动。尽管电极的工作长度是固定的，但电极可以沿着固定且线性的工作长度而轴向移动。电极清洁器可以选择性地沿着其工作长度接合电极，并且可选地可以为静止的或振动的。电极的相对两端可以固定至相对的线轴组件，该线轴组件选择性地移动电离电极，从而使得电极清洁器在移动期间从电极移除至少一些表面降解产物。恒力弹簧马达将电极拉紧，从而使得在电极上保持几乎恒定的张力。本专利技术的一种方法形式可以包括使用电离器的方法，该类型的电离器具有可移动电离电极、固定式或可移动的电极清洁器、相对的线轴组件以及恒力弹簧组件，该可移动电离电极具有相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自清洁线性电离器，包括：至少一个柔性且可移动的电离电极，所述电离电极沿其固定式线性工作长度限定轴线，所述电极响应于将电离信号施加至所述电极而沿其所述工作长度来建立线性离子云；至少一个固定式电极清洁器，所述固定式电极清洁器可以选择性地沿着所述电极的所述线性工作长度而接合所述可移动电极；用于将电离信号施加至所述电极以建立所述线性离子云的装置，其中所述工作长度的所述电极具有响应于所述电离信号的所述施加而产生降解产物的表面；用于沿所述电极的所述轴向工作长度移动所述电极的装置，使得所述电极清洁器在所述电极的移动期间从所述电极移除至少一些所述表面降解产物；以及用于在用于移动的所述装置上拉紧所述电极的装置，使得在所述电极上保持基本上恒定的张力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.10 US 14/965,3741.一种自清洁线性电离器，包括：至少一个柔性且可移动的电离电极，所述电离电极沿其固定式线性工作长度限定轴线，所述电极响应于将电离信号施加至所述电极而沿其所述工作长度来建立线性离子云；至少一个固定式电极清洁器，所述固定式电极清洁器可以选择性地沿着所述电极的所述线性工作长度而接合所述可移动电极；用于将电离信号施加至所述电极以建立所述线性离子云的装置，其中所述工作长度的所述电极具有响应于所述电离信号的所述施加而产生降解产物的表面；用于沿所述电极的所述轴向工作长度移动所述电极的装置，使得所述电极清洁器在所述电极的移动期间从所述电极移除至少一些所述表面降解产物；以及用于在用于移动的所述装置上拉紧所述电极的装置，使得在所述电极上保持基本上恒定的张力。2.根据权利要求1所述的自清洁线性电离器，还包括用于支撑所述电极的复数个导引元件，使得所述电极可沿其所述工作长度而轴向移动，并被推压以与所述电极清洁器接触。3.根据权利要求1所述的自清洁线性电离器，其中用于移动所述电极的所述装置包括第一线轴组件和第二线轴组件，所述第一线轴组件和所述第二线轴组件设置在所述线性工作长度的相对两侧上，并且其中所述电极的第一端和第二端分别固定至所述第一线轴组件和所述第二线轴组件，使得所述柔性导线电极的所述工作长度设置在所述第一线轴组件和所述第二线轴组件之间，并且其中所述用于拉紧的装置包括与所述第一线轴组件和所述第二线轴组件中的至少一个可操作地相关联的恒力弹簧马达组件。4.根据权利要求1所述的自清洁线性电离器，还包括复数个辫子状导件，其中每个导件具有螺旋端，所述螺旋端允许所述电离电极在其内轴向移动，并且其中所述用于施加的装置是与高电压电源电连通并且包括导电线轴，所述电极缠绕在所述导电线轴上。5.根据权利要求1所述的自清洁线性电离器，其中所述柔性电极是导线，所述导线具有相对的第一端和第二端并且比所述电极的所述工作长度更长，其中所述用于移动所述电极的装置包括第一线轴组件和第二线轴组件，所述第一线轴组件和所述第二线轴组件设置在所述线性工作长度的相对两侧上，并且其中所述电极的所述第一端和第二端分别固定至所述第一线轴组件和所述第二线轴组件，使得所述柔性导线电极的所述工作长度设置在所述第一线轴组件和所述第二线轴组件之间。6.根据权利要求5所述的自清洁线性电离器，其中所述表面降解产物包括污染副产物，并且其中所述第一线轴组件和所述第二线轴组件的旋转使得所述导线电极沿其所述工作长度轴向地移动，籍此所述电极清洁器从所述电极的所述表面研磨掉至少一些所述污染副产物。7.根据权利要求6所述的自清洁线性电离器，其中所述第一线轴组件包括伺服齿轮马达和第一电极线轴；所述第二线轴组件包括第二电极线轴；随着所述伺服齿轮马达在第一轴向方向上沿所述电极的所述工作长度拉动所述电极，所述电极卷绕在所述第一电极线轴周围，籍此所述电极清洁器从所述导线电极的所述表面研磨掉至少一些所述污染副产物；并且所述用于拉紧所述电极的装置包括恒力弹簧马达组件，所述恒力弹簧马达组件与所述第二线轴组件可操作地相关联，从而平衡由所述伺服齿轮马达施加至所述电极的所述张力。8.根据权利要求7所述的自清洁线性电离器，其中随着所述恒力弹簧马达组件在所述相反的轴向方向上沿所述电极的所述工作长度拉动所述电极，所述电极卷绕在所述第二线轴周围，籍此所述电极清洁器从所述导线电极的所述表面研磨掉至少一些所述污染副产物。9.根据权利要求1所述的自清洁线性电离器，其中所述电离器还包括用于支撑所述电极的复数个支撑元件；所述用于移动所述电极的装置包括第一线轴组件和第二线轴组件，所述第一线轴组件和所述第二线轴组件设置在所述电极的所述线性工作长度的相对两侧上；所述电极比所述电极的所述工作长度更长，并且具有相对的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端固定至所述第一线轴组件和所述第二线轴组件，所述电极的所述工作长度被紧绷地设置在所述第一线轴组件和所述第二线轴组件之间；并且所述第一线轴组件和所述第二线轴组件的旋转使得所述导线电极轴向地移动通过所述支撑元件。10.根据权利要求6所述的自清洁线性电离器，还包括用于在所述污染副产物从所述电极的所述表面被研磨掉时从所述电极清洁器抽空所述污染副产物的装置。11.根据权利要求1所述的自清洁线性电离器，其中所述用于施加的装置包括所述至少一个固定式电...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·格夫特，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US