JP2008123763A - イオン発生素子、イオン発生装置及び電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】放電電極を覆う保護層の厚さ方向における放電電極の寸法より、保護層の厚さが厚い場合に起こる放電の弱化及び放電の不安定を抑制し、放電の弱化及び放電の不安定によるイオンの発生量のバラツキを抑制できるイオン発生素子並びに、該イオン発生素子を備えたイオン発生装置及び電気機器を提供することにある。
【解決手段】製造上のコーティング層５の厚さ（Ｌ１）のバラツキに備え、コーティング層５の厚さ方向における放電電極２の寸法（Ｌ２）が前記コーティング層５の厚さ（Ｌ１）より大きく、Ｌ１及びＬ２の差たるＬ３が１０μｍ以上であるように構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、正負イオンを発生させるイオン発生素子、イオン発生装置及びこれを備えた電気機器に関する。

近年、清潔で快適な居住空間に対する希望は、様々な技術、特に、居住空間内の空気を清浄化する技術の開発を促していた。このような空気の清浄化には、従来から、対象となる空間内の空気を吸い込み、フィルタを通して吐き出す循環気流を生ぜしめ、この循環気流中に存在する浮遊物を前記フィルタに逐次捕捉する構成とした空気清浄機が広く用いられていた。

しかしながら、このような空気清浄機においては、浮遊物の除去が、本体内に吸い込まれた空気に含まれた塵埃を濾過するに留まり、居住空間の全体に清浄化効果を及ぼすことが難しく、例えば、室内に配置された家具の裏側、居室の隅部等、空気の澱みが生じ易く、清浄化が必要な部位において十分な効果を期待し得ないという問題があった。また、本来の性能を維持するために、フィルタの清掃及び交換が不可欠であり、これらを含む煩雑なメンテナンス作業を必要とするという問題があった。

更に、居住空間内の浮遊物には、塵埃、煙粒子等の微粒子と共に、カビ菌、大腸菌等の細菌類が含まれており、前述のようなフィルタを用いた空気清浄機は、前者（微粒子）については有効であるが、人体に有害な後者（細菌類）については、これらが前記フィルタへの捕捉下にて繁殖し、循環気流と共に居住空間内に戻されることから、十分な除去効果が得られないという問題もあった。

このような問題点を解消すべく、空間内に正負イオンを放出し、該空間内の空気を清浄化する方法が提案されている。該方法は正負イオンを対象となる空間内に放出し、これらの正負両イオンが空気中の浮遊細菌や有害物質表面に付着して化学反応を起こして過酸化水素、水酸基ラジカルなどの活性種を発生させ、この活性種の分解作用により、空気中の浮遊細菌などが除去されるものである。

一方、上述の清浄化を実現するための装置としてイオン発生装置が開発され、実用化されている。イオンを発生させる方式は、レナード式、コロナ放電式、電子放電式、放電線物質利用式に大別される。しかし、一般的なイオン発生素子には、誘電体を挟む放電電極と誘導電極との間に高圧の交流の駆動電圧を印加することにより、コロナ放電を起こし、正負イオンを発生させるコロナ放電式が採用されている。

また、前記コロナ放電が起こる場合は、ＮＯｘが発生し、該ＮＯｘは硝酸（ＮＨＯ₃ ）を生成させるので、該硝酸から放電電極を保護するため、前記放電電極はセラミックスのようなコーティング層で覆われている。

しかし、従来のイオン発生素子は、前記コーティング層が前記放電電極より厚いので、放電が弱くなって放電が不安定となり、プラスイオン及びマイナスイオン間の発生量に大きいバラツキが生じるといった問題があった。

このような問題を解決するため、特許文献１では、前記コーティング層の厚さを制御することにより、放電電極付近での電界集中度を高め、プラスイオン及びマイナスイオン間の発生量のバラツキを抑制するイオン発生素子を提案している。
特開２００４―１０５５１７号公報

しかしながら、特許文献１のイオン発生素子においては、正負イオン間の発生量のバラツキを抑制できたものの、プラスイオン同士又はマイナスイオン同士間の発生量のバラツキは安定化されていなかった。また、前記コーティング層の厚さの制御は製造上の限界があり、製造工程で厚さにバラツキが発生した場合は、正負イオン間の発生量のバラツキを抑制できなくなるといった問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は放電電極を覆う保護層の厚さ方向における放電電極の寸法を、前記保護層の厚さより大きくすることにより、保護層が前記放電電極より厚くなることに伴う放電の弱化及び放電の不安定が引き起こすイオンの発生量のバラツキを抑制できるイオン発生素子、イオン発生装置及び電気機器を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記放電電極の前記寸法と、前記保護層の前記厚さとの差が１０μｍ以上であるように構成し、通常、±５μｍの範囲である保護層の厚さの製造上のバラツキに対応し、イオン発生量のバラツキを抑制できるイオン発生素子、イオン発生装置及び電気機器を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、本発明のイオン発生装置と、該イオン発生装置から発生されたイオンを、前記イオン発生装置の外部に放出させる放出装置とを備えることにより、前記イオン発生装置の外部の殺菌、消臭などを行う電気機器を提供することにある。

本発明に係るイオン発生素子は、誘電体の表面に形成された放電電極と、該放電電極を覆う保護層とを備えたイオン発生素子において、前記保護層の厚さ方向における前記放電電極の寸法は、前記保護層の厚さより大きいことを特徴とする。

本発明にあっては、前記放電電極の前記寸法が前記保護層の前記厚さより大きいように前記放電電極を備え、前記保護層が前記放電電極より厚い場合に生じる放電の弱化及び放電の不安定を抑制して安定した放電を実現し、イオン発生量のバラツキを抑制する。

本発明に係るイオン発生素子は、前記放電電極の前記寸法と、前記保護層の前記厚さとの差が１０μｍ以上であることを特徴とする。

本発明にあっては、通常、±５μｍの範囲である保護層の厚さの製造上のバラツキに備え、前記放電電極の前記寸法を前記保護層の前記厚さより１０μｍ以上大きくし、製造上のバラツキによって保護層の厚さが厚くなった場合であっても、保護層が前記放電電極より厚くなることなく、放電によってプラスイオン又はマイナスイオンを発生させる。

本発明に係るイオン発生装置は、本発明のイオン発生素子と、該イオン発生素子に電圧を印加する電圧印加部とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、前記電圧印加部が前記イオン発生素子に電圧を印加することにより、前記イオン発生装置はイオンを発生させる。

本発明に係る電気機器は、本発明のイオン発生装置と、該イオン発生装置から発生されたイオンを前記イオン発生装置の外部に放出させる放出装置とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、前記イオン発生装置から発生されたイオンが、前記放出装置によりイオン発生装置の外部に放出され、前記イオン発生装置の外部の殺菌、消臭などを行う。

本発明によれば、放電電極を覆う保護層の厚さ方向における放電電極の寸法を、前記保護層の厚さより大きくしているので、保護層が前記放電電極より厚くなることによる放電の弱化及び放電の不安定が引き起こすイオンの発生量のバラツキを抑制できる。

また、本発明によれば、前記放電電極の前記寸法と、前記保護層の前記厚さとの差が１０μｍ以上であるように構成しているので、通常、±５μｍの範囲である保護層の厚さの製造上のバラツキに対応し、イオン発生量のバラツキを抑制できる。

また、本発明によれば、本発明のイオン発生装置から発生されたイオンを、前記イオン発生装置の外部に放出させ、前記イオン発生装置の外部の殺菌、消臭などを行うことが出来る。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明の実施の形態に係るイオン発生素子１の平面図、図２は図１のＩ‐Ｉ線による断面図、図３は図１のII‐II線による断面図である。図１では説明の便宜上、後述のコーティング層５の表示を省略している。

イオン発生素子１は、誘電体４と、放電電極２と、誘導電極３と、放電電極接点６と、誘導電極接点７と、コーティング層（保護層）５とを有し、放電電極２及び誘導電極３の間の電位差に基づいて発生する放電（コロナ放電）により、正負イオンを発生させる。

誘電体４は、等しい寸法の直方体形の板状である第１誘電体４１及び第２誘電体４２の夫々の一面を貼り合わせて構成されている。誘電体４は、例えば、耐酸化性に優れたポリイミド、ガラスエポキシなどの有機物又は、高純度アルミナ、結晶化ガラス等の無機物などからなる。

放電電極２は、第１誘電体４１の他面に、例えばスクリーン印刷などにより、第１誘電体４１と一体であってシート状に形成されており、例えばタングステンのような導電性及び高融点を有する材料からなる。

放電電極２は、第１誘電体４１の前記他面の中央部にて、第１誘電体４１の長手方向に沿って形成された線状の基部２１を有する。基部２１の長さは後述の誘導電極３の長辺の長さと略等しく、基部２１の一端部は第１誘電体４１の何れか１つの長辺側に向けて直角に屈曲している。また、前記一端部の先端には、円形の放電電極２の電極端子２４が設けられている。また、放電電極２は、基部２１から第１誘電体４１の両長辺側に向けて突出した５つの先鋭部２２，２２，２２，２２，２２を設けている。５つの先鋭部２２，２２，２２，２２，２２のうち３つは第１誘電体４１の両長辺側のうち一側に、他の２つは他側に向けて突出しており、２つの先鋭部２２，２２は、前記３つの先鋭部２２，２２，２２の間に１つずつ位置している。前記３つの先鋭部２２，２２，２２間の間隔は、前記２つの先鋭部２２，２２間の間隔より広い。

電極端子２４は放電電極２と一体的に形成されており、第１誘電体４１及び第２誘電体４２を貫通する銅線などからなるリード線を介して放電電極接点６と接続されている。

放電電極接点６は第２誘電体４２の他面に設けられているが、安定した放電状態を確保するために、放電電極接点６及び誘導電極３間の距離が放電電極２及び誘導電極３間の距離より遠くなるように設けられている。

一方、誘導電極３は第１誘電体４１及び第２誘電体４２の間にてシート状で形成されており、第１誘電体４１を挟んで放電電極２と平行になるように、第２誘電体４２の一面に例えばスクリーン印刷などにより形成されている。誘導電極３は例えばタングステンのような導電性及び高融点を有する材料からなり、放電電極２との距離が一定になるように設けられている。

また、誘導電極３は、放電電極２の電極端子２４に向けて開口する平面視コ字状であり、何れかの屈曲部には接続端子３１が形成されている。誘導電極３は相互平行である２つの長辺と、１つの短辺を有している。２つの長辺は第２誘電体４２の長手方向に沿って形成されており、長さが相違する。誘導電極３の２つの長辺は、夫々放電電極２の先鋭部２２，２２，２２，２２，２２の先端部と対向しており、２の長辺のうち長い方は、３つの先鋭部２２，２２，２２と対向し、短い方は２つの先鋭部２２，２２と対向している。

接続端子３１は誘導電極３と一体的に形成されており、第２誘電体４２を貫通する銅線などからなるリード線を介して誘導電極接点７と接続されている。

誘導電極接点７は第２誘電体４２の他面に設けられているが、安定した放電状態を確保するために、誘導電極接点７及び放電電極２間の距離が放電電極２及び誘導電極３間の距離より遠くなるように設けられている。

また、放電の際に発生するＮＯｘが生成する硝酸（ＮＨＯ₃ ）から放電電極２を保護するために、コーティング層５が放電電極２及び第１誘電体４１を覆うように均一な厚さで形成されている。従って、放電電極２を覆う部分では、放電電極２の厚さだけ突出している。以下、このような突出部つまり、コーティング層５の放電電極２を覆う部分、詳しくは放電電極２の上面及び側面と対向する部分を電極形成領域と言い、第１誘電体４１を覆う部分については電極非形成領域と言う。コーティング層５は例えば、絶縁性に優れたアルミナなどからなる。

例えば、放電電極２と誘導電極３との間に、ピーク値が４．５ｋＶで、周波数が４５ｋＨｚであるインパルス状の極短時間の正負振動減衰波形を有する電圧を印加した場合、放電電極２の先鋭部２２，２２，２２，２２，２２に電界が集中して局部的にコロナ放電が生じる。また、コロナ放電の作用によりプラスイオン及びマイナスイオンが発生する。

詳しくは、放電電極２と誘導電極３との間に高電圧を印加すると、放電電極２の先鋭部２２，２２，２２，２２，２２と誘導電極３との間の電位差に基づいて、放電電極２の先鋭部２２，２２，２２，２２，２２近傍でコロナ放電が起こる。これにより、放電電極２の先鋭部２２，２２，２２，２２，２２周辺の空気がイオン化され、例えばＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_m （ｍは任意の自然数）からなるプラスイオンと、例えばＯ₂ ^-（Ｈ₂ Ｏ）_n （ｎは任意の自然数）からなるマイナスイオンとが発生し、放出される。

これら両イオンが空気中の浮遊細菌または有害物質の表面に付着すると、化学反応を起こして、活性種である過酸化水素（Ｈ₂ Ｏ₂ ）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）がそれぞれ生成される。これら活性種の分解作用により、空気中の浮遊細菌または有害物質が破壊されることとなる。

図４は放電電極２及びコーティング層５の関係を示す模式図である。図４中、Ｌ２は第１誘電体４１の他面に形成された放電電極２の厚さを表し、Ｌ１は放電電極２及び第１誘電体４１を覆うコーティング層５の厚さを表している。Ｌ３は放電電極２の厚さ及びコーティング層５の厚さの差つまり、Ｌ３＝Ｌ２−Ｌ１である。コーティング層５の厚さＬ１は、放電電極２と誘電電極３に印加する線間電圧により決められる。

図５は電圧印加による分極を説明するための説明図である。放電電極２の厚さＬ２及びコーティング層５の厚さＬ１は等しい寸法である。図５中には、放電電極２に正の電圧が印加され、誘導電極３に負の電圧が印加された場合における、放電電極２から誘導電極３に向かう電気力線の一部を実線で示している。電気力線の密度を２次元で表現するために、説明の便宜上、電気力線がコーティング層５の表面を現す実線と交わる位置に、電荷を示す＋記号（又は−記号）を付し、帯電を示している。一方、電気力線の密度は電界の強度（又は電界集中度）を示すものである。

放電電極２及び誘導電極３の間に線間電圧（電位差）が印加された場合、前記電位差に基づき、放電電極２の先鋭部２２，２２，２２，２２，２２近傍にコロナ放電が起こってコーティング層５の表面にて誘電分極が生じる。この際、放電電極２に近い位置の電極形成領域に係るコーティング層５の表面電位は、放電電極２の極性と同極性に分極して正となる。一方、放電電極２と離れた位置の非電極形成領域に係るコーティング層５の表面電位は、放電電極２の極性と反対に分極して負になる。

一方、コーティング層５の厚さＬ１及び放電電極２の厚さＬ２は製造上の限界があり、特にコーティング層５の厚さＬ１の場合は、通常、±５μｍ範囲のバラツキが存在する。図６はコーティング層５の厚さＬ１のバラツキと、発生する正負イオン量のバラツキとの関係についての実験結果を示す図表である。実験は７回行っており、放電電極２の厚さＬ２及びコーティング層５の厚さＬ１は夫々１０μｍである。また、線間電圧は５．０ｋＶであり、放電電極２に正の電圧が印加され、誘導電極３に負の電圧が印加された。放電電極２の厚さＬ２及びコーティング層５の厚さＬ１は夫々１０から８μｍ、１４から１０μｍまで変化しており、その差Ｌ３は−４から０μｍまで変化している。

この際、発生したプラスイオンの最大値は、Ｌ３が−２である場合の３１０，０００個／ｃｍ³ であり、マイナスイオンの最大値は、Ｌ３が−１である場合の３６０，０００個／ｃｍ³ である。一方、プラスイオンの最小値は、Ｌ３が−４である場合の１８０，０００個／ｃｍ³ であり、マイナスイオンの最小値は、Ｌ３が−４である場合の２２０，０００個／ｃｍ³ である。

図７は図６の実験結果に基づき、イオンの発生量のバラツキを示すグラフである。説明の便宜上、以下、プラスイオンのみを対象として説明する。横軸はプラスイオンの発生量（個／ｃｍ³ ）、縦軸は頻度(回)を示す。また、横軸は１００，０００個／ｃｍ³ から４５０，０００個／ｃｍ³ までの範囲を、５０，０００個／ｃｍ³ 間隔で区切っている。

プラスイオンの発生量は２５０，０００個／ｃｍ³ から３００，０００個／ｃｍ³ までの範囲にて最多頻度の３回であるものの、１５０，０００個／ｃｍ³ から３５０，０００個／ｃｍ³ までの範囲に広く分布しており、バラツキの幅が広いことが図７から明らかである。

一方、図６のプラスイオンの発生量における平均値及び標準偏差は２５７，１４２．９±５３４５２．２５個／ｃｍ³ である。一方、平均値から比較的離れた１８０，０００個／ｃｍ³ 及び１９０，０００個／ｃｍ³ を除く場合は平均値及び標準偏差が２８６，０００±２５０９９．８個／ｃｍ³ であり、前記の標準偏差に比べて標準偏差が半分以下に減少している。また、標準偏差の大きさはバラツキの大きさであるので、１８０，０００個／ｃｍ³ 及び１９０，０００の個／ｃｍ³ により、プラスイオン全体の発生量のバラツキが大きくなっていると言える。

プラスイオンの発生量の１８０，０００個／ｃｍ³ 及び１９０，０００の個／ｃｍ³ は他の発生量に比べ、非常に少ない量である。特に、最小値１８０，０００個／ｃｍ³ は、放電電極２及びコーティング層５の厚さの差Ｌ３が最小である−４の場合におけるプラスイオンの発生量である。このような結果から、製造上のバラツキによって厚くなったコーティング層５が、イオン発生量のバラツキの原因であると言える。

図８はコーティング層５の厚さＬ１とイオン発生量との関係を説明するための説明図である。図８中では、コーティング層５の厚さが変化しており、図６に係る実験と同様、コーティング層５の厚さが放電電極２の暑さと等しい場合を実線で、製造上のバラツキによってコーティング層５の厚さが放電電極２の厚さより厚くなった場合を２点鎖線で、放電電極２の厚さより薄くなった場合を１点鎖線で夫々示している。また、放電電極２に正の電圧が、誘導電極３に負の電圧が印加され、コーティング層５の表面であって、電極形成領域はプラス電位に帯電されている。この際における放電電極２から誘導電極３に向かう電気力線の一部を同一間隔の実線で示している。

また、図５の場合と同様、説明の便宜上、電気力線が夫々実線、１点鎖線及び２点鎖線と交わる位置に＋記号を付し、コーティング層５の表面の電極形成領域での電気力線の密度を＋記号の数で表している。また、コーティング層５の厚さが放電電極２の厚さと等しい場合と、放電電極２の厚さより厚くなった場合と、放電電極２の厚さより薄くなった場合は、放電電極２からの距離が異なることから夫々電位が相違するが、同一電位であるものとして説明する。

イオンの発生量と比例するコーティング層５の表面における電気力線の密度（電界の強度）は放電電極２に近いほどつまり、コーティング層５が薄いほど高くなることが分かる。コーティング層５の厚さが放電電極２の厚さより厚くなった場合は＋記号の数は６であり、放電電極２の厚さと等しい場合は８、放電電極２の厚さより薄くなった場合は１０である。つまり、コーティング層５の厚さが厚くなるほど電気力線の密度は低くなり、従ってイオン発生量も減少する。また、コーティング層５の厚さが厚すぎた場合は、放電が弱くなり、放電が不安定となることが知られている。従って、図６の実験におけるプラスイオンの発生量の最小値は、放電電極２及びコーティング層５の厚さの差Ｌ３が最小であること、つまりコーティング層５の厚さが厚いことが原因である。

図８において、バラツキによってコーティング層５の厚さが放電電極２の厚さより厚くなった場合の＋信号の数は６として最小値であり、放電電極の厚さより薄くなった場合の＋記号の数は１０として最大値である。また、最大値と最小値の差は４であり、最大値に対する最小値の比は約２である。

一方、コーティング層５の厚さが放電電極２の厚さより厚くなった場合の＋記号の数６は、放電電極２の上面からの電気力線にのみよるものである。一方、放電電極２の厚さより薄くなった場合の＋信号の数１０は、放電電極２の上面からの電気力線によるものが６、側面からの電気力線によるものが４であり、前記２つの場合における＋記号の数の差は側面からの電気力線によることが分かる。つまり、放電電極２の側面からの電気力線と、バラツキを有するコーティング層５の厚さとの関係により、イオン発生量のバラツキが大きく変わることが明らかである。

従って、放電電極２の側面からの電気力線による影響及び、コーティング層５の厚さのバラツキによる影響を少なくすることにより、イオン発生量のバラツキを抑制することが出来る。本発明に係るイオン発生素子１は、コーティング層５の厚さを制御することによるのでなく、放電電極２の厚さを制御することにより、詳しくは放電電極２及びコーティング層５の厚さの差Ｌ３を、コーティング層５の厚さのバラツキに対応して大きくすることにより、イオン発生量のバラツキの発生の抑制を行った。

図９は放電電極２の厚さの制御によるイオン発生量のバラツキの抑制を説明するための説明図である。製造上のバラツキによるコーティング層５の厚さの変化を、図８と同様の３つの場合について、図８と同一の間隔の実線、１点鎖線及び２点鎖線を用いて表示している。また、放電電極２に正の電圧が印加され、誘導電極３に負の電圧が印加された場合における放電電極２から誘導電極３に向かう電気力線の一部を同一間隔の実線で示している。また、図８と同様に、前記３つの場合におけるコーティング層５の表面の電極形成領域での電気力線の密度を＋記号の数を用いて表している。

図９においては放電電極２の幅は、図８の放電電極２と等しいが、放電電極２の厚さは図８の放電電極２の２倍である。

図９においても図８の場合と同様、コーティング層５の厚さが厚くなるほど、＋記号の数（電気力線の密度）が少なく（低く）なって行く。製造上のバラツキによりコーティング層５の厚さが厚くなった場合（２点鎖線）は、＋記号の数が１０であり、バラツキが発生していない場合（実線）は１２であり、バラツキによりコーティング層５の厚さが薄くなった場合（１点鎖線）は１４である。

しかし、図９においては、バラツキによりコーティング層５の厚さが厚くなった場合、＋記号の数が１０として最小値であり、コーティング層５の厚さが薄くなった場合、＋記号の数が１４として最大値である。最大値は最小値の約１．５倍であり、最大値と最小値の差は図８の場合と同一の４である。つまり、図８と同一の差であるが、最大値に対する最小値の比は減少している。これは、放電電極２の側面からの電気力線の影響を直接に受ける、コーティング層５の電極形成領域つまり、放電電極２及びコーティング層５の厚さの差Ｌ３を大きくすることにより、電気力線による帯電面積を全体的に増加させると共に、放電電極２の側面からの電気力線の密度変化の影響を受ける部分の割合を相対的に減少させたからである。

図１０は放電電極２の厚さを２０μｍに増加させ、図６と同様の条件で行った実験の結果を示す図表である。放電電極２の厚さの２０μｍは、コーティング層５の厚さの製造上のバラツキの範囲が±５μｍであることに対応し、厚さを図６の実験の場合より１０μｍ大きくしたものである。実験は８回行っており、放電電極２の厚さＬ２及びコーティング層５の厚さＬ１は夫々２０μｍ及び１０μｍである。また、線間電圧は５．０ｋＶであり、放電電極２に正の電圧が印加され、誘導電極３に負の電圧が印加された。放電電極２の厚さＬ２及びコーティング層５の厚さＬ１は、バラツキによって夫々１８から２３μｍ、９から１１μｍまで変化しており、その差Ｌ３は８から１３μｍまで変化している。

この際、例えばプラスイオンの最大値は、Ｌ３が９である場合の３４０，０００個／ｃｍ³ であり、プラスイオンの最小値は、Ｌ３が１１である場合の２６０，０００個／ｃｍ³ である。

図１１は図１０の実験結果に基づき、イオンの発生量のバラツキを示すグラフである。説明の便宜上、プラスイオンのみを対象としており、横軸はプラスイオンの発生量（個／ｃｍ³ ）、縦軸は頻度(回)を示す。また、横軸は１００，０００個／ｃｍ³ から４５０，０００個／ｃｍ³ までの範囲を、５０，０００個／ｃｍ³ 間隔で区切っている。

プラスイオンの発生量は３００，０００個／ｃｍ³ から３５０，０００個／ｃｍ³ までの範囲にて最多頻度の６回であり、その分布範囲が２５０，０００個／ｃｍ³ から３５０，０００個／ｃｍ³ までであり、図７（又は図６）に係る実験の場合に比べ、狭くなっていることが分かる。

図１２は図６及び図１０に係る実験の結果を同一の軸を用いて表し、比較したグラフである。横軸は放電電極２及びコーティング層５の厚さの差Ｌ３（μｍ）を示しており、縦軸はプラスイオンの発生量（個／ｃｍ³ ）を示している。図６に係る実験条件は、放電電極２の厚さがコーティング層５の厚さと等しい１０μｍであって、Ｌ３が０付近であり、その結果は黒丸（●）を用いて表している。一方、図１０に係る実験条件は、コーティング層５の厚さは図６に係る実験条件と同一であるが、放電電極２の厚さが２０μｍであって、Ｌ３が１０μｍ付近であり、その結果は黒四角（■）を用いて表している。

図１２の縦軸はプラスイオンの発生量を示しているので、縦軸の最上の●及び最下の●間の幅並びに、最上の■及び最下の■間の幅が、両実験の結果におけるプラスイオンの発生量のバラツキを表す。図１２で明らかであるように、Ｌ３が０付近である場合に比べてＬ３を大きくした場合（１０μｍ付近）が、前記幅が狭く、プラスイオンの発生量のバラツキが小さいことが分かる。ちなみに、Ｌ３が０付近である場合のプラスイオンの発生量の平均値及び標準偏差は２５７，１４２．９±５３４５２．２５個／ｃｍ³ であり、Ｌ３が１０μｍ付近である場合のプラスイオンの発生量の平均値及び標準偏差は３０８，７５０±２４７４８．７４個／ｃｍ³ である。つまり、Ｌ３が１０μｍ付近である場合、プラスイオンの発生量が増加したうえに、プラスイオン発生量の標準偏差がＬ３が０付近である場合の標準偏差の半分以下であり、プラスイオンの発生量のバラツキ減少が再確認できる。

以下、イオン発生素子１を備えたイオン発生装置５０及び、イオン発生装置５０を備えた電気機器について、冷蔵庫６０を例として説明する。

図１３は本発明に係る冷蔵庫６０内の要部を示す模式図である。イオン発生素子１の放電電極接点６及び誘導電極接点７には電圧印加部５１が接続されており、放電電極接点６及び誘導電極接点７を介して放電電極２と誘導電極３との間に高圧交流の駆動電圧を印加することによりコロナ放電を生じさせ、正負イオンを発生させる。発生された正負イオンは送風機７０により、冷蔵庫６０の庫内スリット６１を介して冷蔵庫６０の庫内へ放出される。

送風機７０は、イオン発生素子１に向けて送風するファン７１と、ファン７１が回転軸に連結されているモータ７２と、モータ７２を駆動させるモータ駆動部７３とからなる。

例えば電圧印加部５１により放電電極２と誘導電極３との間に電圧が印加された場合、イオン発生素子１はＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n 及びＯ₂ ^-（Ｈ₂ Ｏ）_m を多量に発生する。一方、送風機７０は発生したプラスイオン及びマイナスイオンを、ファン７１の送風により庫内スリット６１を介して、冷蔵庫６０の庫内へ放出する。庫内へ放出されたプラスイオン及びマイナスイオンは、冷蔵庫６０内の殺菌及び消臭を行う。

上述の実施の形態においては、プラスイオンを例にした場合について説明したが、これに限るものでなく、マイナスイオンを例にした場合であっても、上述の同様の結果が得られることは言うまでもない。

上述の実施の形態においては、本発明に係る電気機器として冷蔵庫６０を例として説明したが、これに限るものでない。例えば、掃除機、空気調和器、配膳車などにも適用できる。

本発明の実施の形態に係るイオン発生素子の平面図である。 図１のＩ‐Ｉ線による断面図である。 図１のII‐II線による断面図である。 放電電極及びコーティング層の関係を示す模式図である。 電圧印加による分極を説明するための説明図である。 コーティング層の厚さＬ１のバラツキと、発生する正負イオン量のバラツキとの関係についての実験結果を示す図表である。 図６の実験結果に基づき、イオンの発生量のバラツキを示すグラフである。 コーティング層の厚さＬ１とイオン発生量との関係を説明するための説明図である。 放電電極の厚さの制御によるイオン発生量のバラツキの抑制を説明するための説明図である。 放電電極の厚さを２０μｍに増加させ、図６と同様の条件で行った実験の結果を示す図表である。 図１０の実験結果に基づき、イオンの発生量のバラツキを示すグラフである。 図６及び図１０に係る実験の結果を同一の軸を用いてに表し、比較したグラフである。 本発明に係る冷蔵庫内の要部を示す模式図である。

符号の説明

１ イオン発生素子
２ 放電電極
４ 誘電体
５ コーティング層
５０ イオン発生装置
５１ 電圧印加部
６０ 冷蔵庫
７０ 送風機（放出装置）

Claims (4)

1. 誘電体の表面に形成された放電電極と、該放電電極を覆う保護層とを備えたイオン発生素子において、
   前記保護層の厚さ方向における前記放電電極の寸法は、前記保護層の厚さより大きいことを特徴とするイオン発生素子。
2. 前記放電電極の前記寸法と、前記保護層の前記厚さとの差が１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のイオン発生素子。
3. 請求項１又は請求項２記載のイオン発生素子と、
   該イオン発生素子に電圧を印加する電圧印加部と
   を備えることを特徴とするイオン発生装置。
4. 請求項３記載のイオン発生装置と、
   該イオン発生装置から発生されたイオンを前記イオン発生装置の外部に放出させる放出装置と
   を備えることを特徴とする電気機器。

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