JP4639311B2 - イオン発生器及び除電器 - Google Patents

Description

本発明はイオン発生器及び除電器に関し、詳しくは、電気的な制御手段を要することなく正イオンと負イオンの発生量比（イオンバランス）の調整を容易に行うことができるイオン発生器・除電器に関する。

一般的な従来のイオン発生器・除電器は、例えば、従来型除電器の場合では、先鋭な針形状のイオン発生電極に高電圧電源より高電圧を印加して、コロナ放電を生じさせ、空気をイオン化する。針形状のイオン発生電極は、対極する接地電極との間で、コロナ放電を効率的に発生する必要があるため、ある一定の絶縁距離を確保することが必要となり、イオン発生を構成するためのスペースに制約があり、効率的なイオン発生器及び除電器の小型化に限界が生じるという課題を有していた。

また、長期間の使用により、針形状のイオン発生電極は、チリなどの堆積や物理スパッタリングによる摩耗などの影響により、コロナ放電が生じ難くなり、イオン発生効率が低下する傾向にあった。また、針形状のイオン発生電極と対向し、放電を安定させるために設けられた接地電極についても、高電圧による静電吸着及びイオン発生電極の物理スパッタリングなどにより、チリなどの堆積が生じ表面の汚れが進行し、イオン発生効率を低下させる要因ともなっていた。

したがって使用者は定期的に、針形状のイオン発生電極先鋭部の清掃または交換、さらに接地電極及びその周辺の清掃を行ない、イオン発生効率を改善するためのメンテナンス作業を強いられることになる。かかるメンテナンス作業は、先鋭部を有する構造体内部の清掃であり、さらに高電圧が印加されている部分でもあるため、作業は危険かつ煩わしいものとなっている。

そこで、イオン発生電極を針形状ではなく板状の誘電体に放電電極と誘導電極を配設した板状のイオン発生素子が開発された（特許文献１〜３参照）。

特開２００３−３２３９６４ 特開２００３−２４９３２７ 特開２００４−１０５５１７

特許文献１〜３に示す技術では、誘電体を介し放電電極と誘導電極との間で高電圧電源を印加して局所的に放電させイオンを発生させるため、物理的な先鋭構造を持たないフラットな形状となっている。また局所部分での放電を利用している為、針形状のイオン発生電極に比べ、低電圧、低消費電力で同等のイオン量を発生させることが可能なり、さらに、放電電極にコーティング層なる絶縁保護層を形成することで、電極の劣化や沿面への電流リーク、更にはメンテナンス性向上が可能になるため、針形状のイオン発生電極が抱えていた問題が低減されている。

しかし、上記のような誘電体を介して形成された電極構造によるイオン発生は、比較的高周波な電力を供給しなければ電極間のインピーダンスが大きくなるため、効率が極端に低下しイオンを発生することができなくなる。

ＡＣ型電源を印加することで１つのイオン発生素子から正イオンと負イオンを周期的に交代で発生させるものでは、高周波高電圧電源を印加した場合、正イオン及び負イオンの生成時間間隔が非常に短いため、生成されたイオンが次の周期で生成される逆極性のイオンと中和し、電気的に安定となり、非常にイオンが飛び出しにくく、結果的に全体としての発生効率が減少してしまうという欠点を有している（図２３参照）。

また、イオン濃度の調整が容易な高周波成分を含む直流成分を有する高電圧電源（パルス波など）を印加した場合では、正極性の直流成分を有する高電圧電源を印加することで生成された正イオンがクーロン力による反発作用で、上述の高周波高電圧電源を印加した場合に比べて、広域にイオンが飛び出し中和を防止することが可能となる。しかし、どちらか一極性のみのイオン発生となるため、両極性のイオンを必要とするイオン発生器や除電器の場合、少なくとももう一組の計２組の装置を必要とするので、コスト及び省スペースの点でのメリットが見込めない。

また、両極性のイオンを必要とする場合は、例えば、少なくとも２つのイオン発生素子を使用して、正イオン及び負イオンを発生させるが、それぞれのイオン発生素子の取り付け位置関係によってイオン発生能力にバラツキが生じ易い。即ち、夫々のイオン発生素子の距離が比較的近い場合は、生成されたイオン同士の中和により、全体としてのイオン発生効率が低下し、またイオン発生素子の距離が遠い場合は、空間的にイオンのアンバランスした箇所が生じる。そのため、用途・サイズの違うアプリケーションを製品化する際に、イオン発生素子の取り付け位置による能力差を考慮して最適条件を導き出さなくてはならないため、製品展開を考えた上でのコストへの影響は大きい。

また、省スペース化させるために２つのイオン発生素子をワンパッケージ化し、各極性の直流高電圧電源を印加することも可能であるが、正イオン発生の放電電極と負イオン発生の放電電極とで、空間的に近接しているため正イオンと負イオンの混ざり合いによる中和が増大し、全体としての発生効率が減少してしまう。また、イオン発生素子の構造をとっても、２つの素子を製造した場合と等価なため、コストメリットも見込めない（図２４参照）。

本発明者は、上記した従来の課題を解決するために、少なくとも２つの面を有する誘電体と、該誘電体の少なくとも２つの面に配設される少なくとも２つの放電電極と、前記誘電体の内部に配設されて前記少なくとも２つの放電電極の作用を受ける誘導電極とを有してなるイオン発生素子であって、正イオンと負イオンとを誘電体の異なる面で発生させる構成のイオン発生素子、イオン発生器及び除電器を先に提案した（特願２００５−０４３４５６）。

この先提案技術は、１つのイオン発生素子で正イオンと負イオンの両イオンを発生させることができ、しかも発生効率が高いと共に発生能力のバラツキが少なく安定しており、更に低コスト及び省スペース化が可能なものである。さらにイオン発生素子を配設したイオン発生器では、イオン発生素子を気流環境下に配設することにより、発生したイオンを容易に送出することが可能である。

本発明者は、かかる先提案技術について更に研究を続けた結果、イオン発生素子を気流環境下に配設した際に、気流方向に対して誘電体の角度を変化させることによって正イオンと負イオンの発生量比（イオンバランス）が変化することを見出した。

そこで本発明の目的は、正イオンと負イオンの発生量比（イオンバランス）の調整が容易なイオン発生器及び除電器を提供することである。

上記課題を解決するための本発明は、下記構成を有する。

１．正イオンと負イオンを発生する少なくとも１つのイオン発生素子を、気流送出手段の気流環境下に配設して発生するイオンを送出するイオン発生器であって、前記イオン発生素子が、正イオンを発生する面と負イオンを発生する面を気流方向に対して角度可変に配設される構成であることを特徴とするイオン発生器。

２．前記イオン発生素子が、少なくとも２つの面を有する誘電体と、該誘電体の少なくとも２つの面に配設される少なくとも２つの放電電極と、前記誘電体の内部に配設されて前記少なくとも２つの放電電極の作用を受ける誘導電極とを有してなり、正イオンと負イオンとを誘電体の異なる面で発生させる構成であることを特徴とする上記１に記載のイオン発生器。

３．前記誘電体が表面と裏面とを有する板状材であり、正イオンがいずれか一方の面から発生し、負イオンが他方の面から発生する構成であることを特徴とする上記２に記載のイオン発生器。

４．前記誘導電極が１つであることを特徴とする上記２又は３に記載のイオン発生器。

５．前記イオン発生素子が、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とを有する構成であることを特徴とする上記１に記載のイオン発生器。

６．上記１〜５のいずれかに記載のイオン発生器によって除電する構成であることを特徴とする除電器。

請求項１に示す発明によれば、気流環境下に配設され、正イオンと負イオンを発生するイオン発生素子を気流方向に対して角度可変とした構成により、出力電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御等のような電気的な制御手段を要することなく、正イオンと負イオンの発生量比（イオンバランス）の調整を容易に行うことができる。従って、より簡易な構成・手段で低コストにイオンバランスの調整が可能である。

請求項２及び３に示す発明によれば、正イオンと負イオンとを誘電体の異なる面で発生させる構成のイオン発生素子により、正イオンと負イオンとが空間的に分離された状態で発生するため、中和（相殺）が低減されるためイオン発生効率がよく、正イオンと負イオンの発生量比（イオンバランス）の調整がより正確且つ効率的となる。

請求項４に示す発明によれば、イオン発生素子の誘導電極を１つとしたことにより、低コスト化、量産化、省スペース化などが可能となる。

請求項５に示す発明によれば、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とが別体のものであっても適用可能である。

請求項６に示す発明によれば、請求項１〜５に示すイオン発生器によって除電するので、正イオンと負イオンの発生量比（イオンバランス）の調整がより正確且つ効率的な除電器となる。

以下、本発明の詳細について説明する。

先ず、本発明のイオン発生器に好ましく用いられるイオン発生素子について図２〜図１２に基づき説明する。
図２は本発明に用いられるイオン発生素子の一例を示す構成図、図３は図２の回路図、図４は本発明に用いられるイオン発生素子の他の例を示す構成図、図５は本発明に用いられるイオン発生素子の構造例を示す斜視図及び断面図、図６は本発明に用いられるイオン発生素子の他の構造例を示す斜視図及び断面図、図７〜図９は放電電極と誘導電極の誘電体への配設例を示す平面図及び断面図、図１０は放電電極の突起形状の複数例を示す説明図、図１１は誘導電極の形状の複数例を示す説明図、図１２はワンパッケージのイオン発生素子と一つの誘電体の両面で両イオンを発生するイオン発生素子のイオン濃度の比較図である。

本発明に好ましく用いられるイオン発生素子は、少なくとも２つの面を有する誘電体と、該誘電体の少なくとも２つの面に配設される少なくとも２つの放電電極と、前記誘電体の内部に配設されて前記少なくとも２つの放電電極の作用を受ける誘導電極とを有してなるイオン発生素子であって、正イオンと負イオンとを誘電体の異なる面で発生させる構成を有するものである。

即ち、図２に示すように、イオン発生素子１は、表面Ａ及び裏面Ｂの２つの面を有する誘電体２の、表面Ａには放電電極１ａを、裏面Ｂには放電電極１ｂを微細加工により形成し、誘電体２の内部には、放電電極１ａ・１ｂに対向して誘導電極３を配設する。誘導電極３は、放電電極１ａ・１ｂの両方の作用を共通に受けるものであり誘電体２に囲まれるように、即ち、誘電体２内部に埋設・埋込されている。該誘導電極３は、一つのイオン発生素子１に対して１つであってもよいし、複数であってもよいし、更には、１つの誘導電極３が複数のイオン発生素子１に対して配設される構成であってもよい。

イオン発生素子１は、誘電体２自体を境界として空間を表面Ａ側と裏面Ｂ側との少なくとも２つに分けることができる。従って、表面Ａから正イオンを、裏面Ｂから負イオンを発生させる、即ち、正イオンと負イオンとを誘電体２の異なる面（表面Ａと裏面Ｂとで）で発生させると、それぞれ生成されたイオンは、誘電体２自体によって空間的に分離されるため、正イオンと負イオンとの混ざり合いによる中和（相殺）を抑制することができる。

表面Ａ・裏面Ｂで正イオン・負イオンを発生させることにより、従来の高周波高電圧電源を印加して正イオンと負イオンを周期的に発生させていたものや、２つのイオン発生素子をワンパッケージ化して正イオン・負イオンを発生させていたもの、即ち、２つのイオン発生素子を同一平面上に一対として配置したイオン発生素子（図２４参照）とは異なり、イオン発生効率がよい。また、正イオンと負イオンの両極性を必要とする場合に、それぞれのイオン発生素子を用意したものに比して、実装に必要なスペースが約１／２程度と省スペース化が可能となり、イオン発生素子のメンテナンス工数においても、素子の交換作業や清掃の工数が約１／２程度簡略化され、結果として低コスト化が可能である。

また、イオン発生素子１は、放電電極１ａ・１ｂと誘導電極３とが一体構造により構成されているため、正イオンと負イオンを生成する位置関係を常に一定とすることができるため、イオン発生能力が一定であり、イオン発生素子のそれぞれの極性による干渉影響による能力差が及び難い。従って、用途・サイズの違うアプリケーションを製品化する際にも、最適条件の導き出しが簡略化され、製品展開が容易で低コストできるばかりでなく、スピーディーな製品提供が可能である。

図２のイオン発生素子１は電源４を、高周波成分を含む直流成分を有する高電圧電源（以下、ＤＣ型電源という。）としており、回路の具体的一例として図３に示す構成を有する。図３に示す回路例では、４は電源、４Ａは正極高電圧回路、４Ｂは負極高電圧回路、４Ｃ・４Ｄは発信回路、４Ｅは出力制御回路、４Ｆは電源回路を各々示す。イオンバランスの精度が要求される用途においては、イオン発生状態をセンシングするなどしてその精度を確保する方法も採ることが可能である。

また、本発明のイオン発生素子１は、ＤＣ型電源に限らず図４に示すようにＡＣ型電源を用いてもよく、ＡＣ型電源であってもＤＣ型電源と同様、正イオン及び負イオンの発生効率が高いと共に発生能力のバラツキが少なく安定しており、しかも低コスト及び省スペース化が可能である。イオンバランス調整手段についても、ＤＣ型電源の場合と同様に公知公用の制御方式を用いることで容易に調整することが可能である。尚、図４中の符号は、前記図２で説明した符号の部材・構成を示す。

本発明に好ましく用いられるイオン発生素子１の構造例としては図５｛（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図を表す。｝に示す構造例が挙げられる。
図５の例では、板状の誘電体２の表面Ａ及び裏面Ｂのそれぞれ２箇所に放電電極１ａ・１ｂを形成し、誘電体２で囲むように誘導電極３を形成している。

尚、図２、図４及び図５に示す例では、板状の誘電体３の二つの面（表面Ａと裏面Ｂ）に放電電極１ａ・１ｂを配設しているが、２つの面と２つの放電電極に限らず、３以上の面に３以上の放電電極を配設してもよい。但し、正イオンと負イオンのバランスをとるために、面の数は２で割ることのできる偶数であることが好ましく、放電電極の数も正イオンを発生させる放電電極１ａと負イオンを発生させる放電電極１ｂとは同数であることが好ましい。例えば図６｛（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図を表す。｝は、支柱状の誘電体２の４つの面（Ａ・Ａ’・Ｂ・Ｂ’）に４つの放電電極（１ａ・１ａ・１ｂ・１ｂ）を配設した態様を示す。図６に示す態様でも、一つの誘導電極３によって４つの放電電極（１ａ・１ａ・１ｂ・１ｂ）の作用を共通に受けることができる。

放電電極１ａ・１ｂと誘導電極３の誘電体２への配設例としては、例えば、前述の図２や図５に示した板状のイオン発生素子１では、図７〜図９に示すような態様も採ることができる。図７｛（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を表す。｝は誘導電極３をＵ字形に配設した態様であり、図８｛（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を表す。｝は放電電極１ａ・１ｂを誘導電極３を中心に対角線状に斜めにずらして配設した態様であり、図９｛（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を表す。｝は誘導電極３を山字形に配設し、該誘導電極３の山字の谷部分の表面Ａと裏面ｂに放電電極１ａ・１ａ・１ｂ・１ｂを配設した態様である。

本発明に好ましく用いられるイオン発生素子１の放電電極１ａ・１ｂの材質としては、導電性を有するものであれば特に制限するものではなく、例えば、ステンレスやタングステン、導電性セラミックスなどがある。放電電極１ａ・１ｂは放電により劣化、溶融などし難い材料が望ましい。放電電極１ａ・１ｂの材質や使用用途などに応じて、表面コーティングなどの絶縁保護層で放電電極１ａ・１ｂを覆うようにして形成し保護すれば、放電電極１ａ・１ｂの耐久寿命を延ばすことも可能なり、同時に放電電極１ａ・１ｂからの発塵の低減及びメンテナンスの簡略化も可能となる。表面コーティングの材料としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）薄膜コーティングやエポキシ系の絶縁材などがある。

放電電極１ａ・１ｂの形状としては、微細な突起を複数有する線状のものが望ましく、微細な突起は０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。突起の形状は、イオン発生可能な形状であれば特に制限されるものでなく、例えば、図１０の（ａ）に示すような形状でもよいし、その他の波状、円状、格子状等の形状でもよい。イオン発生効率は、放電電極１ａ・１ｂの形状依存に比べ、対極する誘導電極３と放電電極１ａ・１ｂの微細な突起物との距離及びその突起形状による関係において、最も影響することがわかっている。なお、その形状は電界集中が有効に生じ易い形状であれば、特に制限するものではなく、例えば、図１０（ｂ）〜（ｇ）に示す形状が挙げられる。尚、図１０の（ｂ）〜（ｇ）は部分拡大図である。

本発明に好ましく用いられるイオン発生素子１の誘電体２は、放電電極１ａ・１ｂをそれぞれ各面（表面Ａ・裏面Ｂ等）に形成し、誘導電極３を囲むように形成した構成となっている。各面に形成されている放電電極１ａ・１ｂと、囲むように形成されている誘導電極３との距離は、誘電体２の厚みによって制御され、誘電体２の誘電率によってその厚みを決定するが、０．０１〜５ｍｍの範囲が好ましい。また、その形状は、板状、円状、支柱状、円柱状など上記構造を有するものであれば、その形状に特に制限はない。誘電体２の材質としては、アルミナ、ガラス、マイカなどの誘電材料が挙げられる。成形に際しては、誘電材料を積層することで材料のピンホール等による絶縁破壊を抑制することができ、絶縁耐圧等を向上させることができる。

誘電体２への放電電極１ａ・１ｂの形成は、公知公用の手段を採ることもできるが、インクジェット印刷やシルク印刷、スクリーン印刷によって形成することが好ましい。

放電電極１ａ・１ｂは、従来の針形状のイオン発生電極とは異なり物理的尖鋭部を持たない構造であり、またイオン発生効率がよいことで、低電圧での駆動が可能となったため、メンテナンスの際等にイオン発生素子１に触れてしまった際の危険性が低減された。

また、放電電極１ａ・１ｂと誘導電極３の距離を、誘電体２の厚みで制御することで、例えば、放電電極１ａと誘導電極３の距離に対し、放電電極１ｂと誘導電極３の距離を長くすることで、両者から発生するイオン量を調整することも可能となる。正イオンと負イオンの発生に必要なエネルギーに相違があることは知られており、従来までは印加電圧源の調整を施す必要があったが、誘電体２の厚みの制御によるイオン発生のレベルの調整も可能となる。

誘導電極３は、誘電体２に囲まれたように形成されており、それぞれの放電電極１ａ・１ｂに対向し形成されている共通な電極として作用している。誘導電極３の材料としては、導電性を有するものであれば特に制限するものではなく、例えば、ステンレスやタングステン、導電性セラミックス等が挙げられる。

誘導電極３の形状としては、放電電極１ａ・１ｂに対向した電極構造であれば、その形状については特に制限されるものでなく、例えば、図１１（ａ）〜（ｄ）に示す種々の形状を採ることができる。

以上の構成を有するイオン発生素子１によれば、放電電極１ａ・１ｂと誘導電極３の電極間に駆動用電圧を印加し、その電位差に基づいて発生した放電により、正イオンがいずれか一方の面から発生、負イオンが他方の面から発生することにより、正イオンと負イオンとが空間的に分離された状態で発生するため、中和（相殺）が低減され、イオン発生効率がよい。しかも、正イオンと負イオンを生成する位置関係が常に一定しているため、イオン発生の能力についても一定であり、イオン発生素子のそれぞれの極性による干渉影響による能力差が及び難い。したがって、用途・サイズの違うアプリケーションを製品化する際にも、最適条件の導き出しが簡略化され、製品展開が容易で低コスト化できるばかりでなく、スピーディーな製品提供が可能となる。

図１２は、上記説明した一つの誘電体３の両面（表面Ａ及び裏面Ｂ）で両イオンを発生するイオン発生素子１と、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とをワンパッケージにしたイオン発生素子とのイオン濃度の比較図である。図１２から明らかなように、上記説明したのイオン発生素子１の方がワンパッケージのイオン発生素子、即ち、２つのイオン発生素子を同一平面上に一対として配置したイオン発生素子（図２４参照）よりもイオン発生効率が良好であることがわかる。

尚、電圧印加式のコロナ放電を利用したイオン発生システムにおいては、イオン濃度を高めると同時に、オゾン濃度が高まり問題となる場合がある。上記説明したイオン発生素子においてもそれは例外ではないものの、放電電極１ａ・１ｂと誘導電極３との作用において、面と面の電界集中を防止し、電極間の電流値を抑える（電極間の容量結合を小さくするなど）ことで防止することが分かっている。

次に、本発明の除電器について図１３〜図１９に基づき説明する。本発明のイオン発生器の具体的な構成については、下記する除電器の説明を参照できる。

図１３は本発明の除電器の一実施例を示す斜視図、図１４は脱着構成を有するイオン発生素子の一例を示す斜視図、図１５は図１４のイオン発生素子の一例を示す構成図、図１６は本発明の除電器の他の実施例を示す斜視図、図１７は本発明の除電器の他の実施例を示す斜視図、図１８は脱着構成を有するイオン発生素子の他の例を示す斜視図、図１９は図１８のイオン発生素子の一例を示す構成図、図２０は本発明に係る除電器の除電特性を示すグラフである。

図１３は、上記のイオン発生素子１によりイオンを発生する本発明のイオン発生器を備え、発生したイオンによって除電を行う除電器１０である。

除電器１０には、イオン発生素子１、該イオン発生素子１により発生したイオンを送出する送出手段であるプロペラファン１１が設けられている。尚、電源部については図示を省略する。尚また、除電器１０にはイオン濃度を調整する調整手段が設けられていることが好ましい。

除電器１０のサイズ・形態・配設するイオン発生素子１の数・プロペラファン１１の送出能力等、各種構成等は使用目的や設置場所等、用途に応じて適宜設定される。図１３に示す除電器１０は、イオンの送出手段にプロペラファン１１を使用したファンタイプ除電器に分類されるものである。

本実施例では、イオン発生素子１はプロペラファン１１の中心を基点に、回転角９０°間隔にプロペラファン１１の外周付近に４つ設け、生成されたイオンが効率よく送出するためにプロペラファン１１の前面に配置した構成を有している。イオン発生素子１の除電器１０への取付手段は、発生するイオンを効率よく送出できるようにプロペラファン１１の気流中にイオン発生素子１を配設し、取付部分は気流外に設けることが好ましい。尚、脱着手段としては、下記の図１４に示すような電極ソケット１２への装着による取付が一例として挙げられる。この場合、電極ソケット１２をプロペラファン１１の気流下の外周縁部に設ければ、取付部分が気流を妨げることがなくなる。

除電器１０における、イオン発生素子１を複数個配置する場合の配置方法は、正イオン発生面と負イオン発生面が同一空間内にならないよう設置する（同極面が互いに向き合うように配置する）場合において、最も良好な除電性能が得られる。除電時間の距離特性は図２０に示すように、正イオンと負イオンが同一の空間に存在する例（１）の場合には、イオン発生部からの距離が離れるに従って次第にイオンバランスが崩れるために負電圧の減衰が正電圧の減衰を大きく上回った。一方、同極面が互いに向き合うようにイオン発生素子１を配設した例（２）の場合、６０ｃｍ離れた地点においても良好なイオンバランスであり、正負ほぼ同じ除電時間が得られた。

尚、上記正イオン発生面と負イオン発生面が同一空間内にならないよう設置する具体例としては、例えば、図１３において、上側２個のイオン発生素子１の上面側を各々正イオン発生面（放電電極１ａを有する面）とすると共に、下側２個のイオン発生素子１の下面側を各々正イオン発生面（放電電極１ａを有する面）とすればよい。また、図１６においては、上側イオン発生素子１の右面側と右側イオン発生素子１の上面側とを各々正イオン発生面（放電電極１ａを有する面）とすると共に、下側イオン発生素子１の左面側と左側イオン発生素子１の下面側とを各々正イオン発生面（放電電極１ａを有する面）とすればよい。

イオン発生素子１は、図１４に示すように電極ソケット１２への装着による脱着可能な構成とすることにより、交換・取り外しての清掃が容易となるメンテナンス性が向上する。脱着可能なイオン発生素子１としては、例えば図１５｛（ａ）は表面Ａ側、（ｂ）は断面、（ｃ）は裏面Ｂ側を表す。｝に示すような構成を採ることができる。図１４及び図１５において、１３は放電電極接点、１４は誘導電極接点である。

イオン発生素子１の配設位置は、図１３に示す構成に限らず、例えば、図１６に示すような他の構成を採ることもできる。図１６に示す除電器１０は、イオン発生素子１がプロペラファン１１の中心軸に近い位置から放射状に４つフィンガーガード１５に正面側をカバーされた状態で設けられている。

本発明の除電器は、図１３及び図１６に示すファンタイプ除電器に限らず、例えば、図１７に示すような構成を採ることもできる。図１７に示す除電器１０は、イオンの送出手段に圧縮エアーを使用したバータイプ除電器に分類されるものである。

即ち、少なくとも１つのイオン発生素子１・・・を直線上に配置し、該イオン発生素子１・・・を境にして、両側には圧縮エアーの吹き出し口１６・・・が等間隔に設けられており、イオン発生素子１・・・で生成されたイオンが、エアー流速により遠方に送出される構成を有する。

図１６及び図１７に示す除電器１０に用いられるイオン発生素子１は、除電器１０への取付方向が図１３に示す除電器１０とは異なるため、図１８に示す脱着方向を有し、図１９に示す構成を有する。

図１３、図１６及び図１７に示すような本発明の除電器は、気流の内部に効率的にイオン発生素子１を配置することができるため、気流による送出が非常に効率よく行なわれる。なお、プロペラファン１１等の送出手段は本発明の除電器とは別体に構成されていてもよく、この種の除電器に用いられる公知公用の送風機等の送出手段を別体構成にて配設してもよい。

本発明の除電器において、メンテナンス性の簡略化についても、図１４及び図１８の例のようにイオン発生素子１を電極ソケット１２をによる脱着式の構成とすれば、交換、清掃作業が容易となりメンテナンス性が向上する。

本発明の除電器１０に用いられるイオン発生素子１は、前述したように低電圧での駆動が可能であることから危険性が低減されているため、除電器１０の前面や表面側にイオン発生素子１が露出させた構造を採ることも可能である。イオン発生素子１を露出させた構造を採ることにより、メンテナンス時の交換や清掃が容易であるだけでなく、発生するイオンを遮る構造材が減るため、イオン発生効率がより向上する。

次に、本発明のイオン発生器における気流方向とイオン発生素子の配設角度によるイオンの発生量比（イオンバランス）について説明する。

本発明のイオン発生器は、正イオンと負イオンを発生する少なくとも１つのイオン発生素子を、気流送出手段の気流環境下に配設して発生するイオンを送出するイオン発生器であって、前記イオン発生素子が、正イオンを発生する面と負イオンを発生する面の一方又は両方を気流方向に対して角度可変に配設される構成を有する。

図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明のイオン発生器の気流方向（矢符ａ・ｂ）とイオン発生素子１の配設角度を説明する説明側面図である。

図１に示す本実施例で用いられるイオン発生素子１は、表面Ａ及び裏面Ｂの２つの面を有する板状の誘電体２の、表面Ａには正イオンを発生する放電電極１ａを有し、裏面Ｂには負イオンを発生する放電電極１ｂを有し、誘電体２の内部には、放電電極１ａ・１ｂに対向して誘導電極３を１つ配設する。誘導電極３は、放電電極１ａ・１ｂの両方の作用を１つで共通に受けるものであり誘電体２に囲まれるように、即ち、誘電体２内部に埋設・埋込されている。気流（矢符ａ・ｂ）は図示しない送出手段によって送出される。

図１の（ａ）は、正イオンを発生する放電電極１ａを有する表面Ａと負イオンを発生する放電電極１ｂを有する裏面Ｂの両面が、等量の気流環境下となるように、気流ａ・ｂの方向に直交する両側に前記両面（表面Ａと裏面Ｂ）が振り分けられるように気流方向に沿った角度に配設された状態、即ち、板状の誘電体２を気流方向に沿った向きに配設した態様を示す。この態様の場合、表面Ａと裏面Ｂとが等量の気流環境下となるので、正イオン＝負イオンとなり、両イオンをバランスよく送出することになる。尚、前述したように、正イオンと負イオンの発生に必要なエネルギーに相違があることは知られているため、等量とするためには予め補正することが好ましい。

図１の（ｂ）は、正イオンを発生する放電電極１ａを有する表面Ａを、裏面Ｂよりも多くの気流環境下となるように、イオン発生素子１の配設角度を変えた態様を示す。この態様の場合、表面Ａが裏面Ｂよりも多くの気流環境下となるので、正イオン＞負イオンとなり、正イオンが負イオンより多く送出されることになる。

図１の（ｃ）は、負イオンを発生する放電電極１ｂを有する裏面Ｂを、表面Ａよりも多くの気流環境下となるように、イオン発生素子１の配設角度を変えた態様を示す。この態様の場合、裏面Ｂが表面Ａよりも多くの気流環境下となるので、正イオン＜負イオンとなり、負イオンが正イオンより多く送出されることになる。

図１の（ｄ）は、正イオンを発生する放電電極１ａを有する表面Ａを、気流方向に向けて該表面Ａの全面が気流環境下となるように、イオン発生素子１の配設角度を気流方向に板状の誘電体２が直行する方向に変えた態様を示す。この態様の場合、表面Ａの全面が気流に晒された気流環境下となるので、正イオンの多くが送出される。これに対し、気流の影となる誘電体２の裏側で発生する負イオンは、その多くは気流によって送出されずに誘電体２の裏側で滞留したままとなり、気流下に流れ出た一部の負イオンも気流によって送出される正イオンの一部と中和し易いので、送出される負イオンは僅かとなる。

図１の（ｅ）は、負イオンを発生する放電電極１ｂを有する裏面Ｂを、気流方向に向けて該裏面Ｂの全面が気流環境下となるように、イオン発生素子１の配設角度を気流方向に板状の誘電体２が直行する方向に変えた態様を示す。この態様の場合、裏面Ｂの全面が気流に晒された気流環境下となるので、負イオンの多くが送出される。これに対し、気流の影となる誘電体２の裏側で発生する正イオンは、その多くは気流によって送出されずに誘電体２の裏側で滞留したままとなり、気流下に流れ出た一部の正イオンも気流によって送出される負イオンの一部と中和し易いので、送出される正イオンは僅かとなる。

イオン発生素子１をイオン発生器の気流環境下に角度可変に配設する構成としては、種々の構成が挙げられる。例えば、（１）イオン発生素子１を軸体等の取付部材に回動可能に取り付けたり、（２）角度の異なる複数の取付部を設け、所望の角度の取付部にイオン発生素子１を取り付けたり、（３）イオン発生素子１を取り付ける取付部材が回動可能な構成を有し、イオン発生素子１を取り付けた取付部材を所望の角度に回動させたり、等の構成を挙げることができる。可変する角度については、多段階であっても無段階であってもよいが、無段階に調整できる構成が好ましい。

イオン発生素子を気流に対して角度可変とする本発明は、一つの誘電体３の両面（表面Ａ及び裏面Ｂ）で両イオンを発生するイオン発生素子１に限らず、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とをワンパッケージにしたイオン発生素子、即ち、２つのイオン発生素子を同一平面上に一対として配置したイオン発生素子（図２４参照）や、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とが別体であるものについても適用可能である。

イオン発生素子１を回動可能に取り付けた場合に、その角度に対するイオン濃度変化を測定したところ、図２１に示すように角度に応じてイオン濃度の変化が見られ、イオンバランスの制御が可能であった。また、同様にイオン発生素子から１０ｃｍの地点における除電特性を計測したところ、図２２に示すように角度に応じてその除電特性を制御することが可能であった。

イオン発生素子１の角度調整に際しては、イオンバランスの精度が要求される用途においてはイオン発生状態をセンシングする等してその精度を確保しながら調整する方法を採ることが好ましい。

本発明のイオン発生器の気流方向とイオン発生素子の配設角度を説明する説明側面図 本発明に用いられるイオン発生素子の一実施例を示す構成図 同上の回路図 本発明に用いられるイオン発生素子の他の実施例を示す構成図 本発明に用いられるイオン発生素子の構造例を示す斜視図及び断面図 本発明に用いられるイオン発生素子の他の構造例を示す斜視図及び断面図 放電電極と誘導電極の誘電体への配設例を示す平面図及び断面図 放電電極と誘導電極の誘電体への配設例を示す平面図及び断面図 放電電極と誘導電極の誘電体への配設例を示す平面図及び断面図 放電電極の突起形状の例を示す説明図 誘導電極の形状の例を示す説明図 ワンパッケージのイオン発生素子と一つの誘電体の両面で両イオンを発生するイオン発生素子のイオン濃度の比較図 本発明の除電器の一実施例を示す斜視図 脱着構成を有するイオン発生素子の一例を示す斜視図 図１４のイオン発生素子の一例を示す構成図 本発明の除電器の他の実施例を示す斜視図 本発明の除電器の他の実施例を示す斜視図 脱着構成を有するイオン発生素子の他の例を示す斜視図 図１８のイオン発生素子の一例を示す構成図 本発明に係る除電器の除電特性を示すグラフ イオン発生素子の角度によるイオン濃度変化を示すグラフ イオン発生素子の角度による除電時間変化を示すグラフ １つのイオン発生素子で正イオンと負イオンを周期的に交代で発生させる従来のイオン発生素子の一例を示す説明図 ２つのイオン発生素子をワンパッケージ化して正イオンと負イオンを同時に発生させる従来のイオン発生素子の一例を示す説明図

Claims (6)

1. 正イオンと負イオンを発生する少なくとも１つのイオン発生素子を、気流送出手段の気流環境下に配設して発生するイオンを送出するイオン発生器であって、前記イオン発生素子が、正イオンを発生する面と負イオンを発生する面を気流方向に対して角度可変に配設される構成であることを特徴とするイオン発生器。
2. 前記イオン発生素子が、少なくとも２つの面を有する誘電体と、該誘電体の少なくとも２つの面に配設される少なくとも２つの放電電極と、前記誘電体の内部に配設されて前記少なくとも２つの放電電極の作用を受ける誘導電極とを有してなり、正イオンと負イオンとを誘電体の異なる面で発生させる構成であることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生器。
3. 前記誘電体が表面と裏面とを有する板状材であり、正イオンがいずれか一方の面から発生し、負イオンが他方の面から発生する構成であることを特徴とする請求項２に記載のイオン発生器。
4. 前記誘導電極が１つであることを特徴とする請求項２又は３に記載のイオン発生器。
5. 前記イオン発生素子が、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とを有する構成であることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生器。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のイオン発生器によって除電する構成であることを特徴とする除電器。

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