JP2003036955A - イオン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイナスイオンを効率よく発生することがで
きるイオン発生装置を提供すること。 【解決手段】 イオン発生素子５は、アルミナを主成分
とする第１のセラミック基板（中間絶縁層）９と、アル
ミナを主成分とする第２のセラミック基板（外部絶縁
層）１１とを備えており、第１のセラミック基板９の表
面には、タングステンを主成分とするメッシュ状の放電
電極（放電電極）１３が形成されるとともに、第２のセ
ラミック基板１１の表面には、タングステンを主成分と
する誘電電極（誘導電極）１５が形成されている。そし
て、放電電極１３には、最初にマイナスの電圧が印加さ
れるとともに、その印加される電圧が減衰するように、
交流制御装置の回路が構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、効率よくマイナス
イオンを発生することができるイオン発生装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気清浄機やエアコンなどに
は、各種のイオン（特に各種のマイナスイオン）を発生
させる機能を有する装置が開発されており、その装置の
内部には、イオンを発生するイオン発生素子が配置され
ている。

【０００３】このイオン発生素子としては、ガラス管の
内側及び外側に一対の金属電極、即ち空気に接触してイ
オンを発生させる外側の放電電極と内側の誘電電極を設
けたものや、空間内に一対の金属電極を対向させたもの
が知られており、これら一対の電極間に高周波の高電圧
を印加することにより、イオンを発生させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、放電電極と誘電電極との間に高周波の
高電圧を印加すると、放電電極側から、健康に望ましい
とされるマイナスイオンだけでなく、プラスイオンも多
く発生してしまうという問題があった。

【０００５】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、マイナスイオンを効率よ
く発生することができるイオン発生装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】（１）請
求項１の発明は、イオン発生素子の放電電極と誘電電極
との間に、交流の電圧を印加してイオンを発生させるイ
オン発生装置であって、前記放電電極側に印加する放電
開始直後の電圧を、マイナス側に設定することを特徴と
するイオン発生装置を要旨とする。

【０００７】マイナスイオンは、放電電極にマイナスの
電圧を印加することにより、多く発生することが分かっ
ている。そこで、本発明では、図５（ａ）に示す様に、
放電電極側に印加する放電開始直後の電圧を、マイナス
側に設定する。これにより、放電開始直後から多くのマ
イナスイオンを発生させることができ、結果として、多
くのマイナスイオンを効率よく発生させることができ
る。

【０００８】尚、イオン発生装置は、イオン発生素子と
交流電圧を印加する交流制御装置とを備えている。 （２）請求項２の発明は、前記放電電極と誘電電極との
間に印加する電圧の振幅を、放電開始直後から減衰する
ように設定することを特徴とする前記請求項１に記載の
イオン発生装置を要旨とする。

【０００９】本発明では、放電電極側に印加する放電開
始直後の電圧を、マイナス側に設定するだけでなく、そ
の後に印加される電圧を減衰するように設定している。
それにより、図５（ａ）に示す様に、放電電極側にマイ
ナスの電圧が加わる面積（従ってエネルギー）がプラス
側の場合より多くなるので、結果として、マイナスイオ
ンを多く発生させることができる。

【００１０】（３）請求項３の発明は、前記イオン発生
素子は、前記放電電極をセラミック基体の表面側に配置
するとともに、前記誘電電極を前記セラミック基体の内
部に配置したことを特徴とする前記請求項１又は２に記
載のイオン発生装置を要旨とする。

【００１１】本発明では、セラミック基体上に放電電極
を配置しているので、例えばガラス基体上に放電電極を
形成した場合の様なガラス部分の劣化がない。つまり、
放電電極におけるイオンの発生に起因するガラス部分の
劣化が無くなるので、イオン発生素子の耐久性が向上す
るという効果がある。

【００１２】また、放電電極と誘電電極との間には、セ
ラミックが存在しているので、放電による電極の摩耗が
発生せず、その点からも耐久性に優れている。更に、セ
ラミック基体の内部に誘電電極を形成しているので、誘
電電極の絶縁性を確保するとともに、誘電電極の酸化に
よる劣化や外部からの損傷を防止できるという利点があ
る。

【００１３】その上、誘導電極をセラミック基体の内部
に配置する構成とすることにより、放電電極と誘電電極
との距離を（イオンの発生に好適なように）適度に設定
する際に、セラミック基体自体を適度な厚さに設定でき
るので、セラミック基体の強度を高めることができる。

【００１４】しかも、例えばセラミック基体が板状の部
材（セラミック基板）の場合には、セラミック基板の裏
面に誘導電極を設ける構成ではないので、セラミック基
板の裏面にヒータ等を自由に配置することができるとい
う利点がある。 （４）請求項４の発明は、前記イオン発生素子は、前記
放電電極をセラミック基体の一方の表面側に配置すると
ともに、前記誘電電極を前記セラミック基体の他方の表
面側に配置し、更に前記誘電電極の表面を外部絶縁層で
覆うことを特徴とする前記請求項１又は２に記載のイオ
ン発生装置を要旨とする。

【００１５】本発明では、セラミック基体上に放電電極
を配置しているので、例えばガラス基板上に放電電極を
形成した場合の様なガラス部分の劣化がない。つまり、
放電電極におけるイオンの発生に起因するガラス部分の
劣化が無くなるので、イオン発生素子の耐久性が向上す
るという効果がある。

【００１６】また、放電電極と誘電電極との間には、セ
ラミック基体が存在しているので、放電による電極の摩
耗が発生せず、その点からも耐久性に優れている。更
に、誘電電極を外部絶縁層で覆っているので、誘電電極
の絶縁性を確保するとともに、誘電電極の酸化による劣
化や外部からの損傷を防止できるという利点がある。

【００１７】その上、例えばセラミック基体を板状の部
材（セラミック基板）とする場合には、誘導電極をセラ
ミック基板の裏側に配置し、その裏側を外部絶縁層で覆
う構成とすることにより、放電電極と誘電電極との距離
を適度に設定する際に、セラミック基板と外部絶縁層か
らなる絶縁部材自体を適度な厚さに設定できるので、絶
縁部材の強度を高めることができる。

【００１８】しかも、絶縁部材の裏面には誘導電極を設
けないので、絶縁部材の裏面にヒータ等を自由に配置す
ることができる。尚、前記外部絶縁層としては、前記セ
ラミック基体とは異なる絶縁材料（例えばガラス）など
を用いることができる。

【００１９】（５）請求項５の発明は、セラミック基体
は、平板状又は曲がった形状を有する板状の部材である
ことを特徴とする前記請求項３又は４に記載のイオン発
生素子を要旨とする。本発明は、セラミック基体の形状
を例示したものであり、このセラミック基体としては、
平板状又は曲がった形状を有する板状の部材（セラミッ
ク基板）を用いることができる。

【００２０】（６）請求項６の発明は、前記セラミック
基体は、筒状の部材であることを特徴とする前記請求項
３又は４に記載のイオン発生素子を要旨とする。本発明
は、セラミック基体の形状を例示したものであり、この
セラミック基体としては、各種の筒状の部材を用いるこ
とができる。

【００２１】（７）請求項７の発明は、前記セラミック
基体は、円筒部材であることを特徴とする前記請求項６
に記載のイオン発生素子を要旨とする。本発明は、筒状
の部材の形状を例示したものであり、ここでは、円筒部
材を用いることができるので、その強度が強いという利
点がある。

【００２２】（８）請求項８の発明は、前記放電電極
を、前記筒状のセラミック基体の外側に配置したことを
特徴とする前記請求項６又は７に記載のイオン発生素子
を要旨とする。本発明では、放電電極が筒状の部材の外
側に配置されている。従って、平板状のものと比べて、
放電電極を広くとることができるので、小型のイオン発
生素子でも、イオンを多く発生させることができる。ま
た、筒状の部材の周囲を覆うように放電電極を配置でき
るので、周囲に均一にイオンを発生させることができ
る。

【００２３】（９）請求項１０の発明は、前記放電電極
を、前記筒状のセラミック基体の内側に配置したことを
特徴とする前記請求項６又は７に記載のイオン発生素子
を要旨とする。本発明では、放電電極が筒状の部材の内
側に配置されている。この場合には、放電電極が筒状の
部材の外側に配置されているものと比べて、単位空間当
たりのイオン発生量が多くなるという効果がある。つま
り、筒状の部材を貫通する貫通孔の周囲に放電電極が配
置されているので、貫通孔を通過する空気の周囲からイ
オンを供給することになり、イオンの密度が上昇すると
いう利点がある。

【００２４】（１０）請求項１０の発明は、前記セラミ
ック基体は、柱状の部材であることを特徴とする前記請
求項３又は４に記載のイオン発生素子を要旨とする。本
発明は、セラミック基体の形状を例示したものであり、
このセラミック基体としては、柱状の部材を用いること
ができる。

【００２５】（１１）請求項１１の発明は、前記放電電
極が、メッシュ状であることを特徴とする前記請求項１
〜１０のいずれかに記載のイオン発生素子を要旨とす
る。本発明では、放電電極はメッシュ状となっているの
で、イオン（特にマイナスイオン）が発生し易く、オゾ
ンが発生し難いという効果がある。

【００２６】（１２）請求項１２の発明は、前記セラミ
ック基体に代えてガラス基体を用いることを特徴とする
前記請求項３〜１１のいずれかに記載のイオン発生装置
を要旨とする。本発明は、イオン発生装置に使用するイ
オン発生素子を例示したものである。ここでは、セラミ
ック基体に代えて、ガラス質の材料からなるガラス基体
を採用することができる。従って、ガラス基体として
は、板状のガラス基板や筒状（例えば円筒形状）の部材
を採用できる。

【００２７】尚、上述した発明では、更に下記の構成を
採用できる。 ・前記メッシュ状の形状としては、例えばメッシュを構
成する各導線が９０度（又はそれ以外の角度で斜めに）
交差する形状など、各種の形状を採用できる。 ・前記放電電極のメッシュのピッチとしては、０．８ｍ
ｍ以下を採用できる。

【００２８】つまり、後述する実験例からも明らかな様
に、放電電極のメッシュのピッチが０．８ｍｍ以下であ
るので、一層、イオン（特にマイナスイオン）が発生し
易く、オゾンが発生し難いという効果がある。 ・前記誘電電極と放電電極との間の中間絶縁層の厚さと
しては、０．２ｍｍ以上を採用できる。

【００２９】つまり、後述する実験例からも明らかな様
に、中間絶縁層（例えば前記セラミック基板）の厚さ
が、０．２ｍｍ以上（好ましくは０．４ｍｍ以上）であ
るので、より一層、イオン（特にマイナスイオン）が発
生し易く、オゾンが発生し難いという効果がある。

【００３０】・前記放電電極の表面を、セラミックにて
コーティングしてもよい。つまり、放電電極の表面を、
セラミックにてコーティングしているので、放電電極の
酸化を防止でき、放電電極の劣化を防止することができ
る。前記コーティングされた層（コーティング層）の厚
さとしては、１０〜５０μｍ（例えば約２０μｍ）が好
ましく。この範囲内の厚さであれば、放電電極の機能を
損なうことなく、放電電極を保護することができる。

【００３１】・前記誘電電極及び放電電極を、セラミッ
ク基体材料上に電極材料を印刷することにより形成する
ことができる。これにより、容易にイオン発生素子を形
成することができる。 ・前記セラミック基体の内部又は裏側（放電電極と反対
側）に、ヒータを配置してもよい。

【００３２】これにより、前記ヒータによってイオン発
生素子を加熱して、イオン発生素子の機能が十分に発揮
できる温度にすることにより、外部の温度条件にかかわ
らず、効率よくイオンを発生させることができる。この
ヒータをセラミック基体の内部に配置した場合には、ヒ
ータは外部に露出していないので、絶縁性を確保できる
とともに、ヒータの劣化や破損を防止できるという利点
がある。

【００３３】また、ヒータをセラミック基体の裏側に配
置した場合には、ヒータを配置する作業が容易である。
更に、ヒータは、セラミック基体の裏側に形成できれば
よいので、ヒータの種類や大きさ（定格）にも、それほ
ど制限がない。よって、大きな定格のヒータを使用し
て、イオン発生素子を速やかに加熱することができる。
この場合には、例えばチップ抵抗を採用し、このチップ
抵抗をセラミック基体の裏側に貼り付けることにより、
容易にヒータを形成することができる。

【００３４】・前記セラミック基体及び外部絶縁層から
なる絶縁部材の内部又は裏側（放電電極と反対側）に、
ヒータを配置してもよい。前記ヒータによってイオン発
生素子を加熱して、イオン発生素子の機能が十分に発揮
できる温度にすることにより、外部の温度条件にかかわ
らず、効率よくイオンを発生させることができる。

【００３５】このヒータを絶縁部材の内部に配置した場
合には、ヒータは外部に露出していないので、絶縁性を
確保できるとともに、ヒータの劣化や破損を防止できる
という利点がある。また、ヒータを絶縁部材の裏側に配
置した場合には、ヒータを配置する作業が容易である。
更に、ヒータは、絶縁部材の裏側に形成できればよいの
で、ヒータの種類や大きさ（定格）にも、それほど制限
がない。よって、大きな定格のヒータを使用して、イオ
ン発生素子を速やかに加熱することができる。この場合
には、例えばチップ抵抗を採用して、このチップ抵抗を
絶縁部材の裏側に貼り付けることにより、容易にヒータ
を形成することができる。

【００３６】・前記放電電極を接地電極としてもよい。
放電電極を接地電極とすることにより、イオン発生素子
表面に触れても感電の恐れがなく、好適である。 ・前記セラミック基体の材料として、アルミナを９２重
量％以上含むものを採用できる。

【００３７】このセラミック基体は、アルミナを９２重
量％以上含んでいるので、強度が高く、好適である。そ
して、上述したイオン発生装置は、空気清浄機や空調機
（例えば冷暖房を行うエアコン、加湿器、除湿器など）
に用いることができる。

【００３８】尚、前記セラミック基体の材料やセラミッ
クのコーティング（セラミックコード層）の材料として
は、絶縁性を有するセラミック材料、例えばアルミナ９
２重量％以上を主成分（その他、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｉ
Ｏ₂）とする材料を使用することができる。そして、こ
れらの材料を用いて焼成して形成されたものが、セラミ
ック基体やセラミックコート層である。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のイオン発生装置
の実施の形態の例（実施例）について説明する。 （実施例１）本実施例では、イオンを発生するイオン発
生素子と、そのイオン発生素子を備えたイオン発生装置
と、そのイオン発生装置を備えた空気清浄機について説
明する。

【００４０】ａ）まず、本実施例の空気清浄機の構成に
ついて、図１及び図２に基づいて説明する。図１に示す
様に、空気清浄機１にて空気が流れる排気側の通気路に
は、イオンを発生するイオン発生装置３が配置されてい
る。

【００４１】このイオン発生装置３は、イオンを発生さ
せるイオン発生素子５と、このイオン発生素子５に高周
波（例えば１．７ｋＨｚ）の高電圧（例えば８ｋＶ）の
電圧を印加する交流制御装置７とを備えている。図２に
分解して示す様に、前記イオン発生素子５は、アルミナ
を主成分とする第１のセラミック基板９と、アルミナを
主成分とする第２のセラミック基板１１とを備えてお
り、第１のセラミック基板９の表面には、タングステン
を主成分とする放電電極（外部電極）１３が形成される
とともに、第２のセラミック基板１１の表面には、タン
グステンを主成分とする誘電電極（内部電極）１５が形
成されている。

【００４２】また、第１のセラミック基板９の表面上に
は、放電電極１３全体を覆う様に、アルミナを主成分と
するセラミックコート層１７が形成されている。従っ
て、前記イオン発生素子５は、図３に破断して示す様
に、第１のセラミック基板９に第２のセラミック基板１
１が積層されてなる絶縁部材１９の内部に、誘電電極１
５が配置され、その誘電電極１５と（第１のセラミック
基板９を介して）相対する位置に放電電極１３が配置さ
れている構造である。

【００４３】特に実施例では、放電電極１３は、図２に
示す様に、そのピッチ(メッシュ幅)Ａが０．８ｍｍ以下
（例えば０．８ｍｍ）、線幅Ｂが約０．２５ｍｍ（縦横
の導線１３ａの線幅Ｂは同一）のメッシュ状であり、こ
こでは、多数の導線１３ａが直交する格子状である。

【００４４】また、中間絶縁層である第１のセラミック
基板９の厚さＣは０．２ｍｍ以上（例えば０．４ｍ
ｍ）、外部絶縁層である第２のセラミック基板１１の厚
さＤは（例えば０．６ｍｍ）であり、セラミックコート
層の厚さＥは１０〜５０μｍの範囲内（例えば２０μ
ｍ）である。

【００４５】ｂ）次に、前記イオン発生素子５の製造方
法について説明する。 まず、Ａｌ₂Ｏ₃：９２重量％、ＭｇＯ：２重量％、Ｃ
ａＯ：２重量％、ＳｉＯ₂：４重量％の材料を混合し
て、ボールミルで５０〜８０時間湿式粉砕後、脱水乾燥
する。

【００４６】次に、この粉末に、メタクリル酸イソブ
チルエステル：３重量％、ブチルエステル：３重量％、
ニトロセルロース：１重量％、ジオクチルフタレート：
０．５重量％を加え、更に溶剤として、トリクロールエ
チレン、ｎ−ブタノールを加えて、ボールミルで混合
し、流動性のあるスラリーとする。

【００４７】次に、このスラリーを、減圧脱泡後、平
板状に流し出して、除冷し、溶剤を発散させて、高純度
アルミナグリーンシートを形成する。 また、同様の方法により、タングステン粉末をスラリ
ー状として、メタライズインクとする。

【００４８】そして、（第２のセラミック基板１１と
なる）前記アルミナグリーンシートに通常のスクリーン
印刷法を用いて、誘電電極１５となるインク層を印刷
し、それを（第１のセラミック基板９となる）他のアル
ミナグリーンシートに重ね合わせて、熱圧着する。

【００４９】更に、前記熱圧着した積層体の表面に、
放電電極１５となるインク層を同様にスクリーン印刷し
て形成する。 その後、（放電電極１５のインク層の表面を含む）積
層体の表面を、アルミナにてコーティングする。

【００５０】次に、この様に形成した積層体を、１４
００〜１６００℃の非酸化雰囲気で焼成することによ
り、イオン発生素子５を得る。 ｃ）次に、本実施例の要部である交流制御装置７につい
て説明する。図４に交流制御装置７の回路図を示すが、
この交流制御装置７は、１００Ｖの交流電圧が印加され
る端子７ａ、７ｂと、抵抗７ｃ〜７ｅと、ダイオード７
ｆ〜７ｈと、電流のスイッチングを行うサイリスタ７ｉ
と、コンデンサ７ｊと、コイル７ｌ、７ｍを有するトラ
ンス７ｋなどを備えている。

【００５１】また、トランス７ｋの出力側（図４の右
側）の高電圧側には、放電電極１３が接続され、低電圧
側は接地されている。従って、この接地側が誘電電極１
５側となる。この交流制御装置７では、端子７ａ、７ｂ
間における交流の電圧の印加に伴って、回路７ｎから、
サイリスタ７ｉを作動（オン）させるゲート電圧が印加
されると、図示する電流ｉが、サイリスタ７ｉを介し
て、コンデンサ７ｊからコイル７ｌ側に流れて、対向す
るコイル７ｍ側に高電圧を発生させる。

【００５２】特に本実施例では、最初に高電圧が発生す
る場合には、図５（ａ）に示す様に、、放電電極１３側
に５〜１５ＫＶのマイナスの電圧を印加する様に、トラ
ンス７ｋが構成されている。また、放電電極１３に印加
される電圧は、時間の経過とともに減衰するように構成
されている。例えば２回目の電圧のピークの振幅は、最
初の電圧のピークの振幅の５０〜６０％以下となるよう
に、回路構成が設定されている。

【００５３】ｄ）本実施例のイオン発生装置３の動作を
説明する。前記図３に示した様に、イオン発生素子５の
放電電極１３と誘電電極１５とに、交流制御装置７を接
続する。但し、誘電電極１５は接地する。そして、交流
制御装置７の端子７ａ、７ｂ間に、１００Ｖの交流電圧
を印加する。

【００５４】この交流電圧の印加により、端子７ａ側が
プラスになると、抵抗７ｃ、ダイオード７ｆを介して、
コンデンサ７ｊに電圧が印加され、コンデンサ７ｊにて
電荷が蓄積される。このとき、サイリスタ７ｉはオフさ
れている。次に、端子７ｂ側がプラスとなると、抵抗７
ｄを介して、その電圧がゲート電圧としてサイリスタ７
ｉに印加される。これにより、サイリスタ７ｉはオンと
なって電流の流れが許可されるので、コンデンサ７ｊに
溜まった電荷が、電流ｉとなって、サイリスタ７ｉを介
してコイル７ｌ側に流れる。

【００５５】これにより、コイル７ｌの相手側のコイル
７ｋには、誘導電流が発生し、それによる高周波の高電
圧が発生する。この高電圧は、前記図５（ａ）に示す様
に、放電電極１３に対して最初にマイナス側の電圧を印
加するものである。その後、前記電流ｉが徐々に減衰し
て行くので、それに応じて、放電電極１３に印加する電
圧も減衰してゆく。

【００５６】これが、放電電極１３による最初の一連の
放電であり、その後、同様な原理により、図５（ｂ）に
示す様に、端子７ａ、７ｂ間に印加する電圧のプラスマ
イナスが変化する毎に、放電電極１３に対して、同様な
一連の電圧が印加される。この様に、本実施例では、放
電電極１３に対して、最初にマイナス側の電圧が印加さ
れることにより、マイナスイオンが多く発生する。

【００５７】つまり、マイナスイオンは、放電電極１３
にマイナス側の電圧が印加される場合に多く発生する
が、本実施例では、図５（ａ）の印加電圧のプラスマイ
ナスの面積の割合からも明らかな様に、全体として、マ
イナス側に電圧が印加される割合（即ちマイナス側にお
いて放電電極１３に加えられるエネルギー）が多いの
で、効率よくマイナスイオンを発生させることができ
る。

【００５８】尚、接地電極としては、誘電電極１５又は
放電電極１３のどちらでも良いが、放電電極を接地電極
とすると、万一イオン発生素子５の表面（パネル表面）
に触れても、感電の恐れがなく好適である。これによ
り、放電電極１５の周囲に位置する分子がイオン（特に
マイナスイオン）となる。これらのイオンは、臭い、Ｎ
Ｏ（排気ガス）などを分解・除去するとともに、ウイル
ス、雑菌などを不活性することができる。

【００５９】ｅ）次に、本実施例の効果を説明する。本
実施例では、放電電極１３に対して、マイナス側に電圧
を印加し、その後、印加する電圧が減衰する様にしてい
るので、マイナスイオンを多く発生させることができ
る。

【００６０】また、本実施例では、放電電極１３は、ガ
ラス基板ではなく、第１のセラミック基板９上に設けら
れているので、長期間使用しても、ガラス基板の様な劣
化が発生せず、耐久性に優れている。また、両電極１
３、１５間の放電による両電極１３、１５の摩耗を防止
することができ、この点からも耐久性に優れている。

【００６１】更に、放電電極１３の形状は、ピッチＡが
０．８ｍｍ以下のメッシュ状であり、しかも、中間絶縁
層である第１のセラミック基板９の厚みＣは０．２ｍｍ
以上であるので、イオン発生素子５を駆動した場合に、
オゾンが発生し難く、効率よくマイナスイオンを発生す
ることができる。

【００６２】その上、放電電極１３は、適度な厚さのセ
ラミックコート層１７に覆われているので、十分にイオ
ンを発生させることができるとともに、放電電極１３の
酸化による劣化や外部からの損傷を防止することができ
る。同様に、前記誘電電極１５も、第２のセラミック基
板１１に覆われて外部に露出していないので、誘電電極
１５の酸化による劣化や外部からの損傷等を防止するこ
とができる。

【００６３】しかも、誘電電極１５は両セラミック基板
９、１１内に配置される構成であるので、放電電極と誘
導電極との適度な間隔を保って設定することにより、イ
オン発生素子５自体の強度を確保することができる。ま
た、第１及び第２のセラミック基板９、１１は、アルミ
ナを９２重量％以上含むので、基板強度が高く好適であ
る。

【００６４】ｅ）次に、本実施例の効果を確認するため
に行った実験例について説明する。この実験例では、下
記表１に示す様に、ピッチＡと中間絶縁層の厚さＣを変
更した各種のイオン発生素子を作成し、このイオン発生
素子によるイオンやオゾンの発生状態を調べたものであ
る。その結果を下記表１に記す。

【００６５】尚、下記表１にて、正とは、プラスイオン
がマイナスイオンより多数であることを示し、負とは、
マイナスイオンがプラスイオンより多数であることを示
し、正負とは、プラスイオンとマイナスイオンが同程度
であることを示している。ここで、マイナスイオンとし
ては、例えば、酸素分子核イオン：Ｏ^2-＋（Ｈ₂Ｏ）
_n 、炭酸核イオン：ＣＯ^3-＋（Ｈ₂Ｏ）_n 、硝酸核イオ
ン：ＮＯ^3-＋（Ｈ₂Ｏ）_n 、ヒドロキシルイオン：ＯＨ^-
＋（Ｈ₂Ｏ）_n が挙げられ、プラスイオンとしては、オ
キソニウムイオン：Ｈ^3-＋Ｏ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n が挙げられ
る。

【００６６】

【表１】

【００６７】前記表１から明らかな様に、ピッチＡが
０．８ｍｍ以下の場合には、健康に良いとされるマイナ
スイオンが多く発生し、オゾンの発生も少なく、好適で
あることが分かる。特に、中間絶縁層の厚さＣが０．２
ｍｍ以上（特に０．４ｍｍ以上）の場合には、マイナス
イオンがより多く発生し、オゾンの発生も大きく抑制さ
れるので、一層好適であることが分かる。 （実施例２）次に実施例２について説明するが、前記実
施例１と同様な箇所の説明は省略する。

【００６８】本実施例は、イオン発生素子にヒータを設
けたものである。図４に示す様に、本実施例のイオン発
生素子２１では、図４の上方より、セラミックコート層
２３、放電電極２５、第１のセラミック基板２７、誘電
電極２９、第２のセラミック基板３１の構成は、前記実
施例１と同様であるが、更に、第２のセラミック基板３
１の裏側（図４の下方）に、第３のセラミック基板３３
を設け、第２のセラミック基板３１と第３のセラミック
基板３３との間に、イオン発生素子２１を加熱するヒー
タ３５を設けたことに特徴がある。

【００６９】本実施例のイオン発生素子２１を製造する
場合には、前記実施例１と同様な積層体の裏側に、更に
ヒータ材料のペーストを印刷した（第３のセラミックス
基板３３となる）アルミナグリーンシートを積層して、
本実施例における積層体を形成し、この積層体を前記実
施例１と同様に焼成して行う。

【００７０】このヒータ３５に（例えば１２Ｖの）電圧
を印加して発熱させることにより、イオン発生素子２１
を加熱して、イオン発生素子２１の機能が十分に発揮で
きる温度にすることにより、外部の温度条件にかかわら
ず、効率よくイオンを発生させることができる。

【００７１】また、このヒータ３５は、第３のセラミッ
ク基板３３によって覆われて、外部に露出していないの
で、ヒータ３５の劣化や破損を防止できるという利点が
ある。尚、このヒータ３５の材料としては、タングステ
ンなどを用いることができる。 （実施例３）次に実施例３について説明するが、前記実
施例１と同様な箇所の説明は省略する。

【００７２】本実施例は、イオン発生素子にヒータを設
けたものである。図５に示す様に、本実施例のイオン発
生素子４１では、図５の上方より、セラミックコート層
４３、放電電極４５、第１のセラミック基板４７、誘電
電極４９、第２のセラミック基板５１の構成は、前記実
施例１と同様であるが、更に、第２のセラミック基板５
１の裏側（図５の下方）に、イオン発生素子４１を加熱
するヒータ５３を設けたことに特徴がある。

【００７３】このヒータ５３に電圧を印加して発熱させ
ることにより、イオン発生素子４１を加熱して、イオン
発生素子４１の機能が十分に発揮できる温度にすること
により、外部の温度条件にかかわらず、効率よくイオン
を発生させることができる。本実施例では、ヒータ５３
は第２のセラミック基板５１の裏側に設けるので、前記
実施例２の様な第３のセラミック基板が不要であり、構
成を簡易化でき、しかもヒータ５３の形成を容易に行う
ことができる。

【００７４】また、ヒータ５３は、第２のセラミック基
板５１の裏側に形成できればよいので、ヒータ５３の種
類や大きさ（定格）にも、それほど制限がない。よっ
て、大きな定格のヒータ５３を使用して、イオン発生素
子１１を速やかに加熱することができる。

【００７５】また、ヒータ５３として、いわゆるチップ
抵抗を採用して、このチップ抵抗を第２のセラミック基
板５１の裏側に貼り付けることにより、容易にヒータ５
３を形成することができる。 （実施例４）次に実施例４について説明するが、前記実
施例１と同様な箇所の説明は省略する。

【００７６】本実施例では、平板状のセラミック基板で
はなくて、円筒のセラミック基体を用いることに特徴が
ある。つまり、図６及び図７に示す様に、本実施例のイ
オン発生素子６１は、前記実施例１の様な構成のイオン
発生素子を、放電電極６５を外側にして円筒形状に形成
したものである。

【００７７】従って、本実施例のイオン発生素子６１
は、その外周面側より、セラミックコート層６３、放電
電極６５、第１のセラミック基板６７、誘電電極６８、
第２のセラミック基板６９を、同心円状に配置した円筒
形状の部材である。上述した円筒のイオン発生素子６１
を製造する場合は、焼成前までは、前記実施例１と同様
である。そして、焼成前のグリーンシート等からなる積
層体のシートを、例えば芯材に巻いて円筒形状とし、そ
の後焼成して芯材を除去することにより、円筒形状のイ
オン発生素子６１を得ることができる。或いは、焼成前
の積体のシートを、円筒形状の碍管に巻き付けて、その
まま焼成してもよい。

【００７８】本実施例によっても前記実施例１と同様な
効果を奏するとともに、イオン発生素子６１は円筒形状
であるので、平板状のものと比べて、放電電極６５の面
積を広くとることができ、よって、小型化した場合で
も、イオンを多く発生させることができる。また、第１
のセラミック基板６７の周囲を覆うように放電電極６５
を配置できるので、周囲に均一にイオンを発生させるこ
とができる。 （実施例５）次に実施例５について説明するが、前記実
施例４と同様な箇所の説明は省略する。

【００７９】本実施例のイオン発生素子は、基本的に前
記実施例４と同様な円筒形状であるが、更に前記実施例
２の様なヒータを備えている。つまり、図８に示す様
に、本実施例イオン発生素子７１は、前記実施例１の様
な構成のイオン発生素子を、放電電極７５を外側にして
円筒形状に形成したものである。

【００８０】従って、本実施例のイオン発生素子７１
は、その外周面側より、セラミックコート層７３、放電
電極７５、第１のセラミック基板７７、誘電電極７９、
第２のセラミック基板８１、ヒータ８３、第３のセラミ
ック基板８５を備えている。このイオン発生素子７１を
製造する場合には、前記実施例２と同様な積層体のシー
トを用いて、前記実施例４と同様な製造方法により、円
筒形状のイオン発生素子８１を得ることができる。

【００８１】本実施例も前記実施例４と同様な効果を奏
するとともに、ヒータ８３による加熱が可能であるの
で、最適な温度状態でイオンを発生することができる。 （実施例６）次に実施例６について説明するが、前記実
施例４と同様な箇所の説明は省略する。

【００８２】本実施例では、前記実施例４と同様に、平
板状のセラミック基板ではなくて、円筒のセラミック基
体を用いるが、放電電極の向きが実施例４と逆である。
つまり、図９に示す様に、本実施例のイオン発生素子９
１は、前記実施例１の様な構成のイオン発生素子を、放
電電極９９を内側にして円筒形状に形成したものであ
る。

【００８３】従って、本実施例のイオン発生素子９１
は、その外周面側より、第２のセラミック基板９３、誘
電電極９５、第１のセラミック基板９７、放電電極９
９、セラミックコート層１０１を、同心円状に配置した
円筒形状の部材である。上述した円筒のイオン発生素子
９１を製造する場合は、焼成前までは、前記実施例１と
同様である。そして、焼成前のグリーンシート等からな
る積層体のシートを、放電電極９９を内側にして、例え
ば芯材に巻いて円筒形状とし、その後焼成して芯材を除
去することにより、円筒形状のイオン発生素子９１を得
ることができる。

【００８４】本実施例によっても前記実施例４と同様な
効果を奏するとともに、放電電極９９が内側に配置され
ているので、放電電極が外側に配置されているものと比
べて、単位空間当たりのイオン発生量が多くなるという
効果がある。つまり、筒状のイオン発生素子９１を貫通
する貫通孔１０３の周囲に放電電極９９が配置されてい
るので、貫通孔１０３を通過する空気の周囲からイオン
を供給することになり、イオンの密度が上昇するという
利点がある。 （実施例７）次に実施例７について説明するが、前記実
施例６と同様な箇所の説明は省略する。

【００８５】本実施例のイオン発生素子は、基本的に前
記実施例６と同様な円筒形状であるが、更に前記実施例
２の様なヒータを備えている。つまり、図１０に示す様
に、本実施例のイオン発生素子１１１は、前記実施例２
の様な構成のイオン発生素子を、放電電極１２３を内側
にして円筒形状に形成したものである。

【００８６】従って、本実施例のイオン発生素子１１１
は、その外周面側より、第３のセラミック基板１１３、
ヒータ１１５、第２のセラミック基板１１７、誘電電極
１１９、第１のセラミック基板１２１、放電電極１２
３、セラミックコート層１２５を、同心円状に配置した
円筒形状の部材である。

【００８７】このイオン発生素子１１１を製造する場合
には、前記実施例２と同様な積層体のシートを用いて、
前記実施例６と同様な製造方法により、円筒形状のイオ
ン発生素子１１１を得ることができる。本実施例も前記
実施例６と同様な効果を奏するとともに、ヒータ１１５
による加熱が可能であるので、最適な温度状態でイオン
を発生することができる。 （実施例８）次に実施例８について説明するが、前記実
施例１と同様な箇所の説明は省略する。

【００８８】本実施例では、前記実施例１の第２のセラ
ミック基板に変えてガラスからなる外側絶縁層を採用す
る。この場合には、例えば放電電極及び誘電電極を備え
た第１のセラミック基板の焼成後に、誘電電極の（裏側
の）表面をガラスで覆うようにして形成することができ
る。

【００８９】尚、ヒータは、外側絶縁層の内部や裏側な
どに形成することもできる。この構成は、基本的には、
第１のセラミック基板上に放電電極を配置する構成であ
るので、長期間使用した場合には、ガラスに多少の劣化
があるかも知れないが、前記実施例１〜３とほぼ同様
に、効率よくマイナスイオンを発生できるという効果が
得られる。 （実施例９）次に実施例９について説明するが、前記実
施例１と同様な箇所の説明は省略する。

【００９０】本実施例は、前記実施例１〜８において、
セラミック材料を使用した部分、例えば平板状のセラミ
ック基板、円筒のセラミック製の部材、外側絶縁層など
に代えて、ガラス質の材料からなる部材を用いる。本実
施例においては、ガラス質の材料を用いるので、セラミ
ックの材料を用いた場合より耐久性に劣るかも知れない
が、上述した様に、放電電極に対して、最初にマイナス
側の電圧を印加し、その後、当該電圧を減衰するように
しているので、マイナスイオンを効率よく発生させるこ
とができるという利点がある。

【００９１】尚、本発明は前記実施例になんら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施しうることはいうまでもない。 （１）例えば前記実施例１〜４では、空気清浄機にイオ
ン発生素子を備えたイオン発生装置を取り付けた例を挙
げたが、例えばエアコンなどの空調機に、同様にイオン
発生素子を備えたイオン発生装置を取り付けてもよく、
取り付ける装置には、特に制限はない。例えば加湿器や
除湿器などの装置でもよい。

【００９２】（２）また、イオン発生素子の形状として
は、円筒以外に、多角形等の各種の筒状の形状を採用で
きる。更に、筒状以外に、板状の部材を曲げて断面Ｕ字
状に湾曲させたもの、円柱や角柱等の柱状のものなど、
各種のものを採用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の空気清浄機を示す説明図である。

【図２】 実施例１のイオン発生素子を分解して示す斜
視図である。

【図３】 実施例１のイオン発生素子を破断して示す説
明図である。

【図４】 実施例１のイオン発生装置の交流制御装置の
回路図である。

【図５】 実施例１の交流制御装置において発生する電
圧を示す説明図である。

【図６】 実施例２のイオン発生素子を分解して示す斜
視図である。

【図７】 実施例２のイオン発生素子を破断して示す説
明図である。

【図８】 実施例３のイオン発生素子の斜視図である。

【図９】 実施例４のイオン発生素子を破断して示す説
明図ある。

【図１０】 実施例５のイオン発生素子を破断して示す
説明図である。

【図１１】 実施例６のイオン発生素子を破断して示す
説明図である。

【図１２】 実施例７のイオン発生素子を破断して示す
説明図である。

【符号の説明】

１…空気清浄機 ３…イオン発生装置 ５、２１、４１、６１、７１、９１、１１１…イオン発
生素子 ９、２７、４７、６７、７７、９７、１２１…第１のセ
ラミック基板 １１、３１、５１、６９、８１、９３、１１７…第２の
セラミック基板 １３、２５、４５、６５、７５、９９、１２３…放電電
極（外部電極） １５、２９、４９、６８、７９、９５、１１９…誘電電
極（内部電極） １７、２３、４３、６３、７３、１０１、１２５…セラ
ミックコート層 ３３、８５、１１３…第３のセラミック基板 ３５、５３、８３、１１５…ヒータ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン発生素子の放電電極と誘電電極と
   の間に、交流の電圧を印加してイオンを発生させるイオ
   ン発生装置であって、 前記放電電極側に印加する放電開始直後の電圧を、マイ
   ナス側に設定することを特徴とするイオン発生装置。
2. 【請求項２】 前記放電電極と誘電電極との間に印加す
   る電圧の振幅を、放電開始直後から減衰するように設定
   することを特徴とする前記請求項１に記載のイオン発生
   装置。
3. 【請求項３】 前記イオン発生素子は、前記放電電極を
   セラミック基体の表面側に配置するとともに、前記誘電
   電極を前記セラミック基体の内部に配置したことを特徴
   とする前記請求項１又は２に記載のイオン発生装置。
4. 【請求項４】 前記イオン発生素子は、前記放電電極を
   セラミック基体の一方の表面側に配置するとともに、前
   記誘電電極を前記セラミック基体の他方の表面側に配置
   し、更に前記誘電電極の表面を外部絶縁層で覆うことを
   特徴とする前記請求項１又は２に記載のイオン発生装
   置。
5. 【請求項５】 前記セラミック基体は、平板状又は曲が
   った形状を有する板状の部材であることを特徴とする前
   記請求項３又は４に記載のイオン発生装置。
6. 【請求項６】 前記セラミック基体は、筒状の部材であ
   ることを特徴とする前記請求項３又は４に記載のイオン
   発生装置。
7. 【請求項７】 前記セラミック基体は、円筒部材である
   ことを特徴とする前記請求項６に記載のイオン発生装
   置。
8. 【請求項８】 前記放電電極を、前記筒状のセラミック
   基体の外側に配置したことを特徴とする前記請求項６又
   は７に記載のイオン発生装置。
9. 【請求項９】 前記放電電極を、前記筒状のセラミック
   基体の内側に配置したことを特徴とする前記請求項６又
   は７に記載のイオン発生装置。
10. 【請求項１０】 前記セラミック基体は、柱状の部材で
    あることを特徴とする前記請求項３又は４に記載のイオ
    ン発生装置。
11. 【請求項１１】 前記放電電極が、メッシュ状であるこ
    とを特徴とする前記請求項１〜１０のいずれかに記載の
    イオン発生装置。
12. 【請求項１２】 前記セラミック基体に代えてガラス基
    体を用いることを特徴とする前記請求項３〜１１のいず
    れかに記載のイオン発生装置。