■ アプリケーシ ン
ョ
チップ部品製造工程での除電 基板のゴミ除去 組立て工程での徐塵 検査工程時の徐塵
■ 仕様
■ 除電ヘッド部 / コントローラ部
コントローラ部 SJ-M400
型式
ヘッド部 SJ-M040
電圧印加方式 パルスAC方式
印加電圧 ±5.5kV
定格出力電圧 ±6kV
イオンバランス制御方式 I.C.C.方式
±30Ｖ※1
イオンバランス
最大エア圧 0.7MPa
接続チューブ 外径φ6、 内径φ4
トリガ入力
制御入力 無電圧入力
アラーム NPNオープンコレクタ
制御出力
イオンレベル／コンディション警報 100mA （40V以下）
コンディション警報出力、 イオンレベル警報出力、
主な機能
アラーム出力、 イオンバランス調整機能、 電磁弁制御機能
電源電圧 DC24V ±10％
定格
消費電流 450mA以下
使用周囲温度 0∼＋40℃
耐環境
使用周囲湿度 35∼65％Rh （結露しないこと）
除電ヘッド部 約650g
質量
コントローラ部 約300g
※1 設置距離150mm。エアパージなし時
■ 外 形寸法図
■本体 コントローラ部SJ-M400
50 76
除電ヘッド部SJ-M040
（ヘッド部） 20
37 46
17
27
23 φ20 φ12
120
36
56 M3ネジ
24
33
4.4
5 32
12
70
32 13
66
ガンアタッチメント部SJ-MG01
173
（高圧ユニット部）
ヘッド部へ 34 40
R18 30 取付穴内接円Φ16
18 φ10
191
181 コード長 1.8m
：
R30
φ15
3
51 2.5
24
φ6
コード長 : 300mm
2-φ4.4
172
35
11.5 8.5
5 5
131
■ 電 源ケーブル オプシ ン
・ ョ
ACアダプタ SJ-U1 SJ-M040用電極針 Ｏ -84383
Ｐ
■
■
SJ-M040用延長ケーブル（3m） SJ-C3 SJ-MG01用保護チューブ Ｏ -84373
Ｐ
■
■
■ 電 磁弁制御機能システム図
圧力計
コンプレッサより SJ-M040へ
エアフィルタ
電磁弁
レギュレータ
0018-1 135-073
チップ部品製造工程での除電 No.5
チップ部品製造工程での除電
除電の概要
基板や組み立て装置が帯電していると、組み立て時の
接触が原因で静電破壊が発生します。基板および装置
部品を除電することで、基板を静電破壊から防ぎます。
従来までの問題点と対策方法
従来の問題点
長期間使用することで針先にゴミが付着してイオンバランスが崩れてしまい、数十∼数百 V のずれが出て
しまう問題がありました。電子基板のなかには数十 V の帯電でも静電破壊を起こしてしまうものがあり、
これらの除電では数百 V もずれてしまう除電器は使用することができませんでした。
対策方法
キーエンス独自の I.C.C.機能により長時間使用してもイオンバランスがずれることなく除電することが
できます。
キーエンスのノウハウ
秘 I.C.C.機能で長期間の精密除電！
テ ク ニッ ク
従 来 の除 電器 はイ オン 量の 制御 など は行 っ
ていません。 期間使用すると＋と−のイオ
長
ンのバランスが崩れ、 らぬ間にワークを帯
知
電させてしまう問題がありました。
I.C.C.機能では＋と−のイオン量を検知・フ
ィードバックすることで、 と−のイオン量
＋
を常に一定に保持することができます。 れ こ
に よ り長 期間 使用 して 針先 が汚 れた 場合 で
も、 精度にイオンバランスを保持した状態
高
で除電ができます。
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「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
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技 術相談、 お問合 せ 株式会社キーエンス
3 運用方法で選定
コロナ放電式の除電器は残念ながら使用してい と除電能力が劣化します。
く 具体的には除電速度が遅く り、 オ
な イ ンバランスが0Vからずれていきます。
原因は、
①電極針の磨耗 ②電極針の汚れの2つにな ます。
り これらの症状は除電器を選定する と
こ で軽減で ますので、
き その選定方法をご紹介します。
3-1 除電能力の劣化の様子
除 電 器を使 用していく 下 図のように一 般 的にはイオンバランスが0Vからずれていきます。
と、
イ オ ン バ ラ ン ス の 経 時 変 化（ 代 表 例 ）
イ 500
オ 450
ン
バ 400
ラ
ン 350
ス
［
V 300
］ 250
200 パルスAC
パルスDC
150
100
※測定条件
50
150mm×150mmのプレートモニタ
（20pf）使用
0 エア供給な し
-50
0 5 10 15 20 25
経過時間［day］
このように数日で数 1 0 0 Vとイオンバランスがずれ、 除電対象物を±100V 以内に除電することができなくなりますので、
必 然 的に除 電 速 度も遅くなります。 このように除 電 能力が劣化する要因と しては2つあります。
除電能力の
①電極針の磨耗 ②電極針の汚れ
劣化要因
3-2 電極針の摩耗
電 極 針の磨 耗についてご説 明します。
3 - 2 - 1 電 極 針の磨耗の様子
＋の電極針 −の 電 極 針
摩耗 左図は1年間24時間連続で通電し続けた電極針の拡大写真です。
このよ に除電器の電極針はいずれ磨耗し
う ます。
ま 左図のよ に±の電圧の印加極性で磨耗量が変わ ます。
た、 う り
ポイ ト
ン
針磨耗によるイオンバランスの劣 化を防 止するためには、
電極針に＋と−の電 圧を交 互に印 加するパルスAC方式を選定する
6
事例12 静電気対策における課題と改善1
従来の問題点
ゴミ付着防止で、
ライン上にイオナイザを使用しているが、
帯電が完全にはとれていないようだ。
静電気が除去できていないと、ゴミ付着やこの小物部品の詰まり・
貼り付きなどが防止できず、不良やライン停止の要因となります。
改善ポイント
パルスAC＋I.C.C.タイプの
除電器に交換することで
帯電しなくなった。
パルスAC＋I.C.C.タイプのセンシング除電により常に安定
チップ搬送時のスポット除電
した高精度・高速除電を実現でき、 異物付着や貼りつき、
詰まりなどのトラブルを防止できました。 装置の隙間から吸着したチップをスポットで狙い撃ちできます。
後付時でもスペースをとらず、簡単に取り付け、高速除電を実現できます。
イ
ン
インライン測定シリーズ
おすすめ機種
ラ
イ
ン
測
小物部品の局所 スポッ
・ ト高速除電に 広範囲 長距離に複数同時除電
・ 定
SJ-Mシリーズ SJ-Fシリーズ シ
■ ピンポイント除電に最適
■ さまざまな装置に合わせて リ
仕様が選べるブロアータイプ ー
■ 高圧エアパージ除電
ズ
（除塵用途）に対応
■ クラス最高 従来比2倍の
除電エリアを実現
■ 取り付け場所を選ばない、
超小型除電ヘッド
■ クラス最高 従来比2倍の
除電スピード
■ 最 高の除電能力を追求するキ ーエンス独自の除電システム
パルスAC I.C.C方式［Ion Current Control］
パルスAC方式
従 来のAC方式
対象物の帯電状況を除電バー本体でセンシ 帯電状況に応じて発生させるイオンのバランス
イオン発生量が少ない イオン発生量が多い
ング ます。
し を トロールするこ
コン とで、急速で効果的な除電
イオン発生周期が固定 イオン発生周期を可変できる
を行ないます。
イオンバランスが固定 最適なイオンバランスに自動調整
高精度なイオンバランスと高速除電を両立するためそれぞれの電極から「＋」 帯電状態をセンシングし、最適なイオンバランスをオー コン
ト トロール
「−」のイオンを交互に供給するパルスAC方式を採用。
実例アプリケーション
パーツフィーダーの 携帯電話セル組立工程
詰まり防止 セルごとにICC除電ブロアを設置し、
パーツフィーダー上に小型ワイドタ 1 台 のコントロ ー ラで 複 数 同 時
イプを設置。幅を持った範囲で帯 除電を行ないます。 セル１ つの
つ１
電による貼り付き 詰まりを防止で
・ 帯電状態をセンシングしながら最
き、部品の供給トラブルによるラ 適な除電を行ないます。
イン停止を防止します。
17
『アースの接地』 ［図5-1-4］アースの設置
IV 除電器を設置する際は、必ずアースへの接地が必要です。
除電器の基礎
アースへの接地を行わないと、除電器自体の内部で帯電
が起こり、除電器から放電が起こったり、除電器自体の
1 除電器（イオナイザ）
破損につながる恐れがあります。
の種類
図(5-1-4)のように、除電器はイオンの発生時にアースを 高圧電源 高圧電源
通して電荷の移動が起こります。
2 除電能力
このとき、アースが接地されていないと、電荷の移動が
できず除電器内部に蓄積されてしまいます。
この蓄積された電荷が除電器内の回路に放電し回路を破
3 印加電圧と除電能力
損したり、除電器から放電したりする恐れがありますの
で、除電器を設置する際は必ずアースを接地してください。 −イオンを発生しているときは、発生している−イオンの量に応じてアースから電圧電
源に対し電子が流れる。(電荷が移動します)
4 除電器の評価方法
V 除電器の活用方法
1 除電器の設置場所
設置距離とイオン発生周波数
V-2
2 ＋、−のイオンを発生する除電器を設置する場合、設置距離に応じてイオン
設置距離と
イオン発生周波数
の発生周期を設定する必要があります。
3 ［図5-2-1］近距離の場合
ダウンフローと
『近距離設置の場合』
エアパージ
設置距離が100mm以下程度の場合、イオンの発生周期を
●イオンの発生周期が早い場合
●イオンの発生周期が遅い場合
早くしておかないと、イオンバランスが悪くなります。 電極針 電極針
4 除電器のメンテナンス
(図5-2-1)
『距離を離して設置する場合』
付録/
設置距離が100mm以上の場合は、イオンの発生周期を遅
キーエンス除電器の紹介 進行方向
進行方向
く設定しておかないと、イオンの再結合が起こり、遠く
までイオンが到達しません。(図5-2-2)
1 SJシリーズの特徴 ＋、−のイオンが均一に供給されるため、 ＋イオンが集中する部分、−イオンが集
イオンバランスが良くなる。 中する部分ができるため、イオンバラン
I.C.C.制御
スが悪くなる。
以上のように、除電器は設置する距離に応じてイオンの
発生周波数を設定する必要がありますが、例えば距離を
2 SJシリーズの特徴 ［図5-2-2］距離を離して設置する場合
離して設置していて、「多少のイオンバランスの悪さは
C.A.B.構造
●イオンの発生周期が早い場合
●イオンの発生周期が遅い場合
気にせず、除電速度を優先したい」といったケースがあ
電極針 電極針
るかと思います。
3 センシング・
イオナイザラインナップ
このような場合、イオン発生周波数を変更することで実
現できる場合があります。
4 具体的には、除電速度を優先したい場合は、本来設定す
キーエンス除電器
（バータイプ）
べき周波数よりも、遅めの周波数に設定します。また、
イオンバランスを優先したい場合は、本来設定すべき周
5 キーエンス除電器
波数よりも、早めの周波数に設定することで、効果が得 帯電物 帯電物
（ブロアタイプ）
られることになります。
＋、−のイオンが再結合し、離れた位置 ＋、−イオンの再結合が少なく、遠くま
6 までイオンが到着しない。 でイオンが到着する。
キーエンス除電器
【具体例】
（スポットタイプ）
設置距離600mmの場合
通常の設置周波数→10Hz
除電速度を優先する場合→10Hz以下(8/5/3Hz等：SJ-G、SJ-Rシリーズの場合)
イオンバランスを優先する場合→10Hz以上(22/33Hz：SJ-G、SJ-Rシリーズの
場合)
12 除電気ハンドブック
Ionizing technology コンタミネーション防止編 No.5
（ⅱ）イオナイザの種類
コロナ放電式のイオナイザは、主に DC、AC、高周波 AC、パルス DC、パルス AC の 5 タイプに
分類することができます。
①DC 方式：直流の高電圧を印加する方式で、高電圧を印加している時間だけイオンが発生します。
電極針
イオン発生領域
+7kV
+3kV
直流の 0
高圧電源
アース
メリット ：イオンの発生量が多く、除電速度が速い。
デメリット：片側のイオンしか発生しないため、イオンバランス※１が悪くなる。
②AC 方式：交流の高電圧を電極針に印加する方式です。通常は商業用電源を昇圧しているため、
＋、−のイオンの発生周期は 50Hz もしくは 60Hz となります。
電極針
イオン発生領域
+7kV
+3kV
交流の
高圧電源
0
アース
メリット ：＋、−のイオンが交互に発生するため、イオンバランスが良い。
デメリット：±3kV 以下のところではイオンが発生していないため、DC 方式と比較するとイオンの
発生量が少なくなるため、除電速度が遅くなる。
イオンの発生周期が速く、発生したイオンの再結合により設置距離が離せない。
③高周波 AC 方式：圧電素子を用いて、±2kV の高電圧を高周波で電極針に印加する方式です。
電極針
+2kV
0
交流の
高圧電源 -2kV
アース
メリット ：＋、−のイオンが高周波で発生するため、イオンバランスが良くなる。
デメリット：印加電圧値が小さく、イオンの発生量が少ないため、除電速度は遅くなる。
電極針の汚れや磨耗によって、イオンが発生しなくなる。
また、電極針の汚れや磨耗によって、イオンが発生しなくなる。
イオンの発生周期が早く、発生したイオンの再結合により、設置距離が離せない。
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Ionizing technology コンタミネーション防止編 No.5
（ⅱ）イオナイザの種類
コロナ放電式のイオナイザは、主に DC、AC、高周波 AC、パルス DC、パルス AC の 5 タイプに
分類することができます。
①DC 方式：直流の高電圧を印加する方式で、高電圧を印加している時間だけイオンが発生します。
電極針
イオン発生領域
+7kV
+3kV
直流の 0
高圧電源
アース
メリット ：イオンの発生量が多く、除電速度が速い。
デメリット：片側のイオンしか発生しないため、イオンバランス※１が悪くなる。
②AC 方式：交流の高電圧を電極針に印加する方式です。通常は商業用電源を昇圧しているため、
＋、−のイオンの発生周期は 50Hz もしくは 60Hz となります。
電極針
イオ ン発生領域
+7kV
+3kV
交流の
高圧電源
0
アース
メリット ：＋、−のイオンが交互に発生するため、イオンバランスが良い。
デメリット：±3kV 以下のところではイオンが発生していないため、DC 方式と比較するとイオンの
発生量が少なくなるため、除電速度が遅くなる。
イオンの発生周期が速く、発生したイオンの再結合により設置距離が離せない。
③高周波 AC 方式：圧電素子を用いて、±2kV の高電圧を高周波で電極針に印加する方式です。
電極針
+2kV
0
交流の
高圧電源 -2kV
アース
メリット ：＋、−のイオンが高周波で発生するため、イオンバランスが良くなる。
デメリット：印加電圧値が小さく、イオンの発生量が少ないため、除電速度は遅くなる。
電極針の汚れや磨耗によって、イオンが発生しなくなる。
また、電極針の汚れや磨耗によって、イオンが発生しなくなる。
イオンの発生周期が早く、発生したイオンの再結合により、設置距離が離せない。
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5 設置距離を考えた場合、どのような除電器を選定すべきでしょうか。
Q
近距離での使用の場合、除電速度とイオンバランスの観点で考えると
DC方式とパルスDC方式が不向きで、AC方式あるいはパルスAC方式が向いています。
AC方式は発生イオン量が少ない方式ですので除電速度に難点が残ります。
長距離での使用の場合は、同じ観点から考えるとAC方式が一番不向きで続いてDC方式、
パルスDC方式、除電速度とイオンバランスの両方で良いのがパルスAC方式になります。
設置距離と除電器の電圧印加方式の適合性についてまとめると上記の表のようになります。
除電器を選定される際に参考にしてください。
除電器は「周波数」と呼ばれるものを設定できるようですが、
6
Q これは何を設定しているのでしょうか。
除電器の周波数はそのままイオンの発生周期に該当します。
従って周波数の概念は＋イオンと−イオンの発生周期を可変できる
パルスDC方式とパルスＡＣ方式にしかありません。
Q3で紹介しましたように、イオンが到達できる距離はイオンの発生周期で決まりますので、
設置距離に応じて最適な周波数に設定しないといけません。
近 距離設置の場 合
図1 図2
イオン発生周期が速いと均一 イオン発生周期が遅いと＋イオン、
に両方のイオンが供給されます −イオンが集中してしまいます
近 距離設置の場合、周波数（イオンの発生周期）は速く設定するのが通常です。
周波数を遅く設定すると図2のように＋イオンと−イオンが集中し、イオンバランスが悪くなります。
長距離設置の場 合
長距離設置の場合、Q3の通り、周波数（イオンの発生周期）は遅く設定するのが通常です。
周波数を速く設定すると＋イオンと−イオンが再結合して消滅し、 除電対象物にイオンが届きません。
3
Ionizing technology 除電能力の維持編 No.7
最新テクノロジー紹介
■Ｄｕａｌ Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御
キーエンス製の除電器ＳＪ－Ｈシリーズは全ての型式に好評の「Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御」をさらに改良した、
「Ｄｕａｌ Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御」を搭載しています。
テクノロジー
従来のパルス幅の可変によるイオン生成量のコントロールに加えて新たに、印加電圧の変化も可能にしています。
単位時間当たりのイオン生成量のコントロールがより広く可能になりました。
メリット
「Ｄｕａｌ Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御」を搭載することによるメリットは次の３点です。
①イオンバランスの自動調整
②帯電物の帯電量を感知、帯電量に応じたイオンを発生
③経時変化に対する除電能力の維持
一般的な除電器の場合、使用していくと除電能力が低下します。
それにたいして「Ｄｕａｌ Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御」を搭載したＳＪ－Ｈシリーズは常にイオンの発生状態をセンシングし、イオン
の放出量をフィードバック制御しているため、経時的な能力劣化、特にイオンバランスの悪化を低減しています。
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Ionizing technology 放電による静電気障害編 No.7
除電器の最新テクノロジー紹介
■Ｄｕａｌ Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御
キーエンス製の除電器ＳＪ−Ｈシリーズは全ての型式に好評の「Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御」をさらに改良した、
「Ｄｕａｌ Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御」を搭載しています。
テクノロジー
従来のパルス幅の可変によるイオン生成量のコントロールに加えて新たに、印加電圧の変化も可能にしています。
単位時間当たりのイオン生成量のコントロールがより広く可能になりました。
メリット
「Ｄｕａｌ Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御」を搭載することによるメリットは次の３点です。
①イオンバランスの自動調整
②帯電物の帯電量を感知、帯電量に応じたイオンを発生
③経時変化に対する除電能力の維持
一般的な除電器の場合、使用していくと除電能力が低下します。
それにたいして「Ｄｕａｌ Ｉ．Ｃ．Ｃ．制御」を搭載したＳＪ−Ｈシリーズは常にイオンの発生状態をセンシングし、
イオンの放出量をフィードバック制御しているため、経時的な能力劣化、
特にイオンバランスの悪化を低減しています。
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