JP4917781B2 - 微細電極イオン発生体並びにこれを用いたイオン発生器及び除電器 - Google Patents

Description

本発明は微細電極体並びにこれを用いたイオン発生器及び除電器に関し、詳しくは、効率的なイオン生成が可能であり、交換・清掃等のメンテナンス性及び取扱性の良好な微細電極体並びにこれを用いたイオン発生器及び除電器に関する。

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になり、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。

そして、例えば、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互に発生させる構成では、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。

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ので、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。

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、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。

更に本発明者は、イオン発生素子をプラグ＋ソケット状として脱着可能な構成とすることで交換時や清掃時等のメンテナンス性を向上させたイオン発生素子、イオン発生器及び除電器を次に提案した（特願２００５−０４３４８８）。

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

本発明者は、これらの先提案技術について更に研究を続けた結果、イオン生成がより効率的となり、交換・清掃等のメンテナンス性及び取扱性をより向上させる必要が生じた。

そこで本発明の課題は、イオン発生効率、メンテナンス性及び取扱性が良好で、しかも低コスト化及び省スペース化が可能な微細電極体並びにこれを用いたイオン発生器及び除電器を提供することにある。

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．微細な突起を複数有する線状の導電材を用いて構成される放電電極と、該放電電極に対向する線状の導電材とを用いて構成される誘導電極と、を誘電体に配設して成る微細電極体であって、シート状ないしフィルム状の支持体に、前記微細電極体の１つ以上が配設されている微細電極イオン発生体において、
前記微細電極イオン発生体は、前記微細電極体が、シート状ないしフィルム状の可撓性支持体に２つ以上並設されており、且つロール状に巻き回しされた長尺状体であり、前記微細電極体が、互いに隣接する微細電極体とは独立しており、前記長尺状体の幅手方向と平行に配設されており、該微細電極体の電極接点が、該微細電極体毎に前記長尺状体の幅手方向の端部ないし端部近傍に設けられており、
前記シート状ないしフィルム状の可撓性支持体の微細電極体と微細電極体との間の全ての位置に支持体を幅手方向に横切る分離切断線が形成されていることを特徴とする微細電極イオン発生体。

２．放電電極、誘導電極、電極接点の少なくとも１つが印刷法又はインクジェット法により形成されていることを特徴とする前記１に記載の微細電極イオン発生体。

３．微細電極イオン発生体を用いたイオン発生器において、該微細電極イオン発生体として前記１又は２に記載の微細電極イオン発生体を配設し、微細電極体の放電電極と誘導電極の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、前記誘電体からイオンを発生させる構成であることを特徴とするイオン発生器。

４．前記微細電極イオン発生体が、着脱可能に取り付けられる構成であることを特徴とする前記３に記載のイオン発生器。

５．２つ以上並設されている前記微細電極体の中の一部分ずつ印加してイオンを発生させ、該印加してイオンを発生させる微細電極を所定時間毎又はイオン発生効率低下時毎に交換する構成であることを特徴とする請求項３に記載のイオン発生器。

６．発生したイオンを気流によって送出する気流送出手段が設けられており、該気流送出手段の気流環境下に、前記微細電極イオン発生体が配設される構成であることを特徴とする前記３〜５のいずれかに記載のイオン発生器。

７．前記３〜６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。
尚、上記本発明の参考発明として、以下の発明を挙げることができる。
（参考発明１）前記シート状ないしフィルム状の支持体が、任意の折畳幅を有する蛇腹状に折畳可能に形成されており、各折畳部分に前記微細電極体が少なくとも１つ配設されていることを特徴とする前記１に記載の微細電極イオン発生体。
（参考発明２）前記シート状ないしフィルム状の支持体が、長尺状体の両端同士を接続した環状に形成されていることを特徴とする前記１に記載の微細電極イオン発生体。
（参考発明３）前記シート状ないしフィルム状の支持体が、ロール状に巻き回し可能に形成されていることを特徴とする前記１に記載の微細電極体。

請求項１に示す発明によれば、イオン発生効率、メンテナンス性及び取扱性が良好で、しかも低コスト化及び省スペース化が可能な微細電極体が得られる。

特に、線状材の放電電極と誘導電極とを有してなる微細電極体をシート状ないしフィルム状の支持体に形成する構成により、物理的な先鋭構造を持たないフラットな形状となるので、被イオン化物を接触させた場合でも引掛かったり傷付けることがなく、微細電極体の配設位置・取付手段等の設計自由度が高い。

また、微細電極が微細な突起を複数有する線状材の放電電極と線状材の誘導電極とを用いる構成により、イオンの発生が効率的であり、低電力化・低コスト化に寄与し、さらに、シート状ないしフィルム状の支持体に微細電極体を配設する構成により、省スペース化に寄与するだけでなく、イオン発生効率低下時や寿命時の清掃作業時や交換時のメンテナンス性及び取扱性が極めて容易である。

更に、微細電極体の２つ以上が並設されているので、例えば、両極性のイオンを必要とする場合であって、少なくとも２つの微細電極体を要する場合にも、これに対応が可能となる。

更に、シート状ないしフィルム状の支持体が、前記誘電体を兼ねている構成により、低コスト化及び省スペース化がより図れる。

更に、シート状ないしフィルム状の支持体が可撓性を有する構成としたことにより、取扱性が良好であり、イオン発生器や除電器等に組み込む際にもフレキシブルに対応できるため、適応性・汎用性が高いと共に省スペース化に寄与できる。

更に、シート状ないしフィルム状の支持体が、長尺状体である構成により、多数個の微細電極体の並設が可能となると共に、不使用時及び不使用部分は巻き回した状態で収納することが可能となる。

更に、微細電極体の各々の電極接点が、前記長尺状の幅手方向の端部ないし端部近傍に設けられている構成により、各電極接点と接続することで該電極接点と連絡した微細電極体への印加が可能となる。
更にまた、シート状ないしフィルム状の支持体の微細電極体と微細電極体との間の任意の位置に分離切断線が形成されている構成により、必要な分量（数）の微細電極体を切り離して使用できる。

参考発明１によれば、シート状ないしフィルム状の支持体が、任意の折畳幅を有する蛇腹状に折畳可能に形成されており、各折畳部分に前記微細電極体が少なくとも１つ配設されている構成により、多数個の微細電極体の並設が可能となると共に、不使用時及び不使用部分は折り畳んだ状態で収納することが可能となる。

参考発明２によれば、シート状ないしフィルム状の支持体が長尺状体の両端同士を接続した環状に形成されている構成により、複数の電極体を取付部材等の他部材を介して円形に配置して取り付ける等の手間を要することなく、環状に配設した微細電極体を得ることが可能となる。

参考発明３によれば、シート状ないしフィルム状の支持体が、ロール状に巻き回し可能に形成されている構成により、不使用時及び不使用部分は巻き回した状態で収納することが可能となる。

請求項２に示す発明によれば、放電電極、誘導電極、電極接点の少なくとも１つ、好ましくは全部が印刷法又はインクジェット法により形成されている構成により、従来の針状電極の設置による形成に比して著しく容易に形成が可能となるだけでなく、障害となる表面からの突出を無くし、物理的な先鋭構造を持たないフラットな形状とすることが可能となる。

請求項３に示す発明によれば、 請求項１〜２のいずれかに記載の微細電極イオン発生体を配設し、該微細電極体の放電電極と誘導電極の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、前記誘電体からイオンを発生させる構成により、効率的なイオンの発生が可能となる。

請求項４に示す発明によれば、微細電極イオン発生体が、着脱可能に取り付けられる構成により、交換・清掃等のメンテナンス時の取外し・取付けが極めて容易となる。

請求項５に示す発明によれば、２つ以上並設されている前記微細電極体の中の一部分ずつ印加してイオンを発生させ、印加してイオンを発生させる微細電極を所定時間毎又はイオン発生効率低下時毎に交換する構成により、イオン発生効率の良好な新規の微細電極体を常に用いてイオンを効率良く発生させることが可能となる。

請求項６に示す発明によれば、発生したイオンを気流によって送出する気流送出手段が設けられており、該気流送出手段の気流環境下に微細電極イオン発生体を配設する構成により、効率的に発生したイオンを更に効率よく送出することが可能となる。

請求項７に示す発明によれば、請求項３〜６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により、イオン発生効率、メンテナンス性及び取扱性が良好で、しかも低コスト化及び省スペース化が可能となる。

以下、本発明の微細電極イオン発生体の詳細について添付図面に基づき説明する。

図１は本発明の微細電極イオン発生体の参考例を示す部分斜視図、図２、図３、図４、図６、図７及び図１１は本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す部分斜視図、図５は本発明の微細電極イオン発生体の実施例を示す斜視図、図８及び図９（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す斜視図、図１０は本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す説明斜視図、図１２は本発明の微細電極イオン発生体の更に他の参考例を示す部分斜視図、図１３〜図１６は本発明の微細電極イオン発生体の更に他の実施例を示す部分斜視図である。

図５に示すように、本発明に係る微細電極体１は、微細な突起を複数有する線状の導電材を用いて構成される放電電極２と、該放電電極２に対向する線状の導電材を用いて構成される誘導電極３とを誘電体に配設してなり、かかる構成の微細電極体１がシート状ないしフィルム状の支持体４に１つ以上配設されて、本発明の微細電極イオン発生体を構成している。尚、図５の実施例、図１、図２、図３、図４、図６、図７、図８〜図１１の参考
例に示す態様では、シート状ないしフィルム状支持体４が誘電体を兼ねた構成となっている。

図１〜図１１の各態様について以下に説明する。

図１は、長尺状の微細電極体１が長尺状のシート状ないしフィルム状の支持体４に該長尺状体の長手方向に平行に１つ配設した態様を示し、図２は、蛇行する長尺状の微細電極体１が長尺状のシート状ないしフィルム状の支持体４に配設した態様を示し、図３は、長尺状の微細電極体１が２つ以上並設状態で配設した態様を示し、図４は長尺状のシート状ないしフィルム状の支持体４に該長尺状体の幅手方向に平行に２つ以上の微細電極体１を並設状態で配設した態様を示し、図５は、長尺状で且つ巻き回し可能なロール状のシート状ないしフィルム状の支持体４に該長尺状体の幅手方向に平行に２つ以上の微細電極体１を並設状態に配設した態様を示し、図６は、長尺状のシート状ないしフィルム状の支持体４に該長尺状体の長手方向に平行に２つ以上の微細電極体１を直線的に並べて配設した態様を示し、図７は、任意の折畳幅で折畳可能な長尺且つ蛇腹状のシート状ないしフィルム状の支持体４に該蛇腹状の各折畳部分に微細電極体１を少なくとも１つ配設した態様を示し、図８は、長尺状のシート状ないしフィルム状の支持体４の両端同士を接続して円形の環状に形成し、該環状の内側面と外側面の両面に微細電極体１を夫々２つ以上配設した態様を示す。

尚、シート状ないしフィルム状の支持体４を長尺状とした場合、その長さとしては、例えば、３ｃｍ〜３０ｃｍ程度が挙げられる。３０ｃｍ程度の長尺状とした場合、Ａ４サイズの長辺（又はＡ３サイズの短辺）より長いので、コピーマシンの帯電器や除電器等として用いることが可能となる。尚また、図５や図７に示す態様のように、シート状ないしフィルム状の支持体４をロール状や蛇腹状とすれば、不使用時及び不使用部分は折り畳んだ状態で収納することが可能となる。

また、図９は、前記の図８と同様に長尺状のシート状ないしフィルム状の支持体４の両端同士を接続した環状等の形状の実施例の他の実施例を示すものであり、（Ａ）は図８の円形の環状の内側面と外側面の両面に長尺状の微細電極体１を１つずつ配設した態様を示し、（Ｂ）は図８の円形の環状の円形端面部に長尺状の微細電極体１を円形に配設した態様を示し、（Ｃ）はシート状ないしフィルム状の支持体４を三角形の環状に形成し、該三角形の各辺の内側面と外側面に微細電極体１を配設した態様を示し、（Ｄ）はシート状ないしフィルム状の支持体４を四角形の環状に形成し、該四角形の各辺の内側面と外側面に微細電極体１を配設した態様を示し、（Ｅ）はシート状ないしフィルム状の支持体４を五角形の環状に形成し、該五角形の各辺の内側面と外側面に微細電極体１を配設した態様を示し、（Ｆ）はシート状ないしフィルム状の支持体４を六角形の環状に形成し、該六角形の各辺の内側面と外側面に微細電極体１を配設した態様を示す。

更に、図１０は、シート状ないしフィルム状の支持体４を複数（本態様では４つ）に分割した状態で形成し、分割片を接合することで支持体４を成す態様を示す。この態様では、微細電極体１の配設は、接合前の各分割片に配設してもよいし、接合後の支持体４に配設してもよい。尚、図１０に示す態様では、シート状ないしフィルム状の支持体４は円形の環状であるが、前記図９（Ｃ）〜（Ｆ）に示したような他の形状を採ることもできるし、分割数、分割形態等も他の構成を採ることができる。

更にまた、図１１は、シート状ないしフィルム状の支持体４の断面形状を流線形とした態様を示す。断面が流線形を有するシート状ないしフィルム状の支持体４とすれば、後述する気流送出手段を有する除電器に用いられた場合に効果をより発揮することとなる。

尚、シート状ないしフィルム状の支持体４は長尺状体に限定されず、短冊状、正方形等の多角形・円形の如き平面単体形状やその他の形状、適用される装置や部位に合わせた形状（例えば、クランク形状やカーブ形状等）等を採ることができる。

前記シート状ないしフィルム状の支持体４は、ガラスや樹脂製シートないしフィルム 等の薄板状体で構成され、好ましくは可撓性を有する合成樹脂製等のシートないしフィルムである。シートないしフィルムとして用いられる合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等が挙げられる。尚、可撓性を有さない材料を用いた場合、構造的に可撓性を有する支持体とすればよい（例えば、請求項１に示される発明）。

シート状ないしフィルム状の支持体４に、１つ又は２つ以上並設する微細電極体１の配置例としては、図５及び図７に示すように長尺状体の幅手方向と平行に微細電極体１・１・・・を配設する。尚、本発明の参考例では、図１、図３、図６、図８、図９、図１０及び図１１に示すように長尺状体の長手方向と平行に微細電極体１・１・・・を配設してもよいし、或いは斜めに配設してもよいし、図２に示すように蛇行状態に配設してもよい。また、シート状ないしフィルム状の支持体４の配設面としては、一方の面に限らず、両方の面に２つ以上並設する微細電極体１・１・・・を配設してもよいし、端面部に配設してもよい。特に、ＤＣ電源の場合には両面、ＡＣ電源の場合は片面であることが好ましい。

シート状ないしフィルム状の支持体４には、前記図５に示すように微細電極体１と微細電極体１との間に分離切断線５が形成されている。分離切断線５としては、ミシン目や薄肉部等のように手指等で容易に切断分離できる構成が好ましいが、切断可能位置を線描で表す等のように単に切断可能位置を示すだけでもよい。また、分離切断線５の位置としては、隣接する微細電極体１・１の各間に設けることで該微細電極イオン発生体を一つ一つ分離できるようにしてもよい。そして、分離切断線５を設けることにより、必要な分量（数）の微細電極イオン発生体を切り離して使用できる。

次に、上記シート状ないしフィルム状の支持体４に配設される微細電極体１を構成する放電電極２、誘導電極３、誘電体について説明する。

本発明の微細電極体１に用いられる放電電極２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、チタン、ステンレス、タングステン、導電性セラミックスなどがある。放電電極２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２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２を覆うようにして形成し保護すれば、放電電極２の耐久寿命を延ばすことも可能なり、同時に放電電極２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２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、先提案技術（特願２００５−０４３４５６、特願２００５−０４３４８８）に示した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２の形状依存に比べ、対極する誘導電極３と放電電極２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い。

本発明の微細電極体１に用いられる誘導電極３は、放電電極２を囲むように形成した構成となっている。放電電極２と、囲むように形成されている誘導電極３との距離は、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、その形状に特に制限はない。誘導電極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。

本発明の微細電極体１に用いられる誘電体は、アルミナ、ガラス、マイカなどの誘電材料によって形成されるが、前述したように図５の実施例、図１〜図４、図６、図７、図８〜図１１の参考例に示す態様では、シート状ないしフィルム状の支持体４が誘電体を兼ねた構成となっている。尚、後述する図１３〜図１６に示すように、誘電体とシート状ないしフィルム状の支持体４とを別体で構成した態様も本発明に包含される。

放電電極２及び誘導電極３は、シート状ないしフィルム状の支持体４の端部ないし端部近傍に設けられている電極接点６・６を介して駆動電圧を印加することでイオンを発生する。駆動電圧の電源としては、公知公用のイオン発生器及び除電器に用いられるものを特別の制限なく用いることができる。

電極接点６は、図５及び図７に示すように各微細電極体１一つ毎に設けられる。

放電電極２及び誘導電極３の電極接点６の材質としては、電極接点として用いられる公知公用のものであれば特別の制限なく用いられる。

放電電極２、誘導電極３、電極接点４の形成は、エッチング、放電加工、切削加工、レーザー加工等の公知公用の手段を採ることもできるが、本発明では印刷法又はインクジェット法によって形成することが好ましい。

印刷法としては、オフセット印刷、シルク印刷、凸版印刷 、スクリーン印刷 、平版印刷 、凹版印刷 、孔版印刷等が挙げられる。

また、インクジェット法の場合は、ピエゾ方式、バブルジェット（登録商標）方式等のオンデマンド型や静電吸引方式などの連続噴射型のインクジェット法等公知の方法が挙げられる。

印刷法又はインクジェット法を適用する場合、放電電極２、誘導電極３、電極接点４は、金属微粒子と導電性ポリマーとを含有する流動性材料から形成することが好ましく、このように可撓性支持体上に形成された放電電極２、誘導電極３、電極接点４は、その耐久性が向上し、優れた性能の微細電極体が得られることとなる。

以上の構成を有する本発明の微細電極体１によれば、放電電極２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、正イオン及び／又は負イオンが発生する。シート状ないしフィルム状の支持体４の両方の面に微細電極体１・１・・・を配設する態様では、シート状ないしフィルム状の支持体４の両面においてイオンを発生させることができ、この場合、一方の面で正イオンを発生させ、他方の面で負イオンを発生させれば、シート状ないしフィルム状の支持体４自体によって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り高くなる。しかもこの場合、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となり、微細電極体１・１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。

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。本発明の微細電極体１においてもそれは例外ではないものの、放電電極２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）ことで防止できることが分かっている。

以上説明した図５及び７に示す態様では、シート状ないしフィルム状の支持体４が誘電体を兼ねた構成となっている。

図１２は、誘電体４’の幅手方向の両端部を抱え込む形状でシート状ないしフィルム状の支持体４を配設した構成を示す。支持体４の材質としては、ポリイミド等のフレキシブル基板やシリコン樹脂、ポリプロピレン樹脂等で形成されることが好ましい。

図１３は、誘電体４’の下層にシート状ないしフィルム状の支持体４を接着等の積層手段により積層した構成を示す。支持体４の材質としては、前記図１２と同様の材質のものが挙げられるが、その他として、両面テープ、ラバー磁石、面状ファスナー等を支持体４とすることで、被イオン化物、除電器、イオン発生器等に容易に取り付けられるようにすることもできる。

図１４は、誘電体４’の下層に該誘電体４’と同種材料から成るシート状ないしフィルム状の支持体４を接着等の積層手段により積層した構成を示す。

図１５は、誘電体４’の両面から複数枚のシート状ないしフィルム状の支持体４により挟着する構成を示す。支持体４の材質としては、前記図１２と同様のものを用いることができる。

図１６は、シート状ないしフィルム状の支持体４を円筒のチューブ状に形成し、該円筒のチューブ状の内部に誘電体４’を有する微細電極体１を配設する構成を示す。支持体４の材質としては、前記図１２と同様のものを用いることができる。また、本態様によれば、ファンや圧縮エア等の気流送出手段により、円筒のチューブ状の内部に気流を通すことで、微細電極体１により発生したイオンを送出することが可能となる。

次に、本発明に係るイオン発生器について説明する。
本発明のイオン発生器は、上記説明した微細電極体１の放電電極２と誘導電極３の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イオンを発生させる構成である。本発明のイオン発生器を、例えば、コピーマシンの帯電器・除電器として用いれば、従来の針状の放電電極を用いたものに比して簡易な構成で適用することができ、イオン発生効率、メンテナンス性、安全性等の様々な点での向上を図ることができる。特に針状の放電電極を用いたものでは、被イオン化物を傷付けないように非接触状態でイオン化する必要があったが、本発明のイオン発生器によれば、針状突起を有していないため接触させても何ら問題がなく、より効率的なイオン化が可能となる。

被イオン化物まで距離がある場合に用いるイオン発生器では、発生したイオンを気流によって送出する気流送出手段（例えば、ファンの如き送風手段）が設けられることが好ましい。気流送出手段を有するイオン発生器では、気流送出手段の気流環境下に微細電極イオン発生体を配設することが好ましい。シート状ないしフィルム状の支持体４の両方の面に２つ以上並設する微細電極体１・１・・・を配設する態様の場合、該両方の面が、等量の気流環境下となるように、気流方向に直行する両側に両方の面が振り分けられるように微細電極体１を気流方向に沿って配設することが好ましい。かかる構成によって、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され、中和（相殺）が低減された良好な発生効率を維持した状態で、振り分けられた気流によって、正イオンと負イオンとが運ばれることになる。従って、イオン送出効率が高い。

また、イオン発生器には、発生する正イオン及び負イオンの少なくとも一方のイオン量を変化させるイオン濃度調整手段が設けられていることが好ましい。

次に、上記イオン発生器の内、気流送出手段を有するイオン発生器によって除電する本発明の除電器について図２１に示す実施例、図１７〜図２０、図２２に示す参考例に基づき説明する。上記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１７は本発明の除電器の参考例を示す斜視図、図１８は図１７の断面図、図１９は本発明の除電器の他の参考例を示す断面図、図２０は図１９に示す除電器に用いられる微細電極イオン発生体の一例を示す斜視図、図２１は本発明の除電器の実施例を示す斜視図、図２２は本発明の除電器の他の参考例を示す説明断面図である。

図１７及び図１８に示す除電器７は、微細電極イオン発生体によりイオンを発生する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装置の参考例である。

除電器７には、微細電極体１、該微細電極体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８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７にはイオンバランスや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７のサイズ・形態・配設する微細電極体１の数・プロペラファン８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１７及び図１８に示す除電器７は、イオンの送出手段にプロペラファン８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。

本参考例では、図８に示した環状の微細電極イオン発生体と同様の環状に形成されたシート状ないしフィルム状の支持体４の両面に微細電極体１を配設したものを、プロペラファン１１の気流環境下に取付けた構成を有している。該微細電極イオン発生体は、除電器７に脱着可能に取付けられており、交換や清掃等のメンテナンス時に取り外すことができる。

また、図１９に示す除電器７は、前記図１７及び図１８に示す除電器７の環状の微細電極体１に代えて、図２０に示す二重の環状の微細電極体１・１を用いて除電を行う装置である。微細電極体１・１の構成以外は、図１７及び図１８に示す除電器７と同様である。

図２０に示す微細電極体１・１は、大小異なる直径を有する環状のシートないしフィルム状の支持体４・４を用いると共に、該環状の端面部に微細電極体１・１を配設したものであり、除電器７の全面側に微細電極体１・１が配設された構成となっている。

本参考例によれば、メンテナンスの際に微細電極体１・１が前面に配設されているために塵埃等の拭取りが極めて容易となる。また、各微細電極体１・１の絶縁を大きくとることが可能となるので、より効率的なイオン発生が可能となる。尚、除電器７にバックライト等を配設することで、前面に配設された微細電極体１・１の存在をアピールさせるようにすることもできる。

さらに、図２１に示す本発明の除電器７は、図５に示した本発明のロール状の微細電極イオン発生体を用いたものであり、繰出手段９に巻装された微細電極イオン発生体が繰出され、シート状ないしフィルム状の支持体４に並設されている複数の微細電極体１の中の一部分（本実施例では１つ）が通電接点１０を介して印加してイオンを発生させ、所定時間毎又はイオン発生効率低下時毎に、巻取手段１１に巻き取られることで、イオンを発生させる微細電極体１の交換が行われる構成を有している。即ち、常に新しい（或いは清掃済みの）微細電極体１に印加してイオンを効率的に発生させ、メンテナンス（清掃又は交換）時期が来たら、次の新しい（或いは清掃済みの）微細電極体１と交換し、順繰りに次なる微細電極体１と交換していくことで、良好なイオンの発生をロール状の微細電極イオン発生体の全てを使い切るまで維持することができる。

更に、図２２に示す除電器７は、図８に示した環状の微細電極イオン発生体と同様の環状に形成されたシート状ないしフィルム状の支持体４の片面である外周面に微細電極体１を配設し、内周面に電極接点６を設けたものを、環状の電極ドラム体１２に巻装し、該電極ドラム１２の内周面に設けられた通電接点１３を介して印加してイオンを発生させる構成を有し、電極ドラム１２を所定時間毎に任意の角度で回転させることで、複数（本参考例では８つ）の微細電極体１を順繰りにローテーションさせるものである。即ち、イオンを発生させる微細電極体１を所定時間毎にローテーションさせることで、順繰りに新しい（或いは清掃済みの）微細電極体１に印加してイオンを常に効率的に発生させることができる。電極ドラム１２の回転時ないしは回転後に、これまでイオンを所定時間発生させていた微細電極１の表面をブラシの如き清掃手段１４で清掃する構成を付加することで、メンテナンス期間を延長させることが可能となる。

本発明の除電器７において、用いられる微細電極体１をカセット式やユニット式とすることで、容易に着脱交換可能とすることが好ましい。

以上説明した本発明の除電器７において、イオンバランス（イオン濃度）を調整する手段としては、出力電圧のＯＮとＯＦＦを制御するような制御方式を使用することが好ましいが、出力電流制御、電源のバイアス制御、誘導電極のバイアス制御などの他の制御方式によりイオンバランスの調整を行ってもよい。また、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を採ることが好ましい。

本発明の除電器７に用いられる微細電極体１は、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７の前面や表面側に微細電極体１を露出させた構造を採ることも可能である。微細電極体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。

本発明の微細電極イオン発生体の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の実施例を示す斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す説明斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の他の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の更に他の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の更に他の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の更に他の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の更に他の参考例を示す部分斜視図 本発明の微細電極イオン発生体の更に他の参考例を示す部分斜視図 本発明の除電器の参考例を示す斜視図 図１７の断面図 本発明の除電器の他の参考例を示す断面図 図１９に示す除電器に用いられる微細電極イオン発生体の一例を示す斜視図 本発明の除電器の実施例を示す斜視図 本発明の除電器の参考例を示す説明断面図

Claims (7)

1. 微細な突起を複数有する線状の導電材を用いて構成される放電電極と、該放電電極に対向する線状の導電材とを用いて構成される誘導電極と、を誘電体に配設して成る微細電極体であって、シート状ないしフィルム状の支持体に、前記微細電極体の１つ以上が配設されている微細電極イオン発生体において、
   前記微細電極イオン発生体は、前記微細電極体が、シート状ないしフィルム状の可撓性支持体に２つ以上並設されており、且つロール状に巻き回しされた長尺状体であり、前記微細電極体が、互いに隣接する微細電極体とは独立しており、前記長尺状体の幅手方向と平行に配設されており、該微細電極体の電極接点が、該微細電極体毎に前記長尺状体の幅手方向の端部ないし端部近傍に設けられており、
   前記シート状ないしフィルム状の可撓性支持体の微細電極体と微細電極体との間の全ての位置に支持体を幅手方向に横切る分離切断線が形成されていることを特徴とする微細電極イオン発生体。
2. 放電電極、誘導電極、電極接点の少なくとも１つが印刷法又はインクジェット法により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微細電極イオン発生体。
3. 微細電極イオン発生体を用いたイオン発生器において、該微細電極イオン発生体として請求項１又は２に記載の微細電極イオン発生体を配設し、微細電極体の放電電極と誘導電極の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、前記誘電体からイオンを発生させる構成であることを特徴とするイオン発生器。
4. 前記微細電極イオン発生体が、着脱可能に取り付けられる構成であることを特徴とする請求項３に記載のイオン発生器。
5. ２つ以上並設されている前記微細電極体の中の一部分ずつ印加してイオンを発生させ、該印加してイオンを発生させる微細電極を所定時間毎又はイオン発生効率低下時毎に交換する構成であることを特徴とする請求項３に記載のイオン発生器。
6. 発生したイオンを気流によって送出する気流送出手段が設けられており、該気流送出手段の気流環境下に、前記微細電極イオン発生体が配設される構成であることを特徴とする請
   求項３〜５のいずれかに記載のイオン発生器。
7. 請求項３〜６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。

Images