JP2008140591A - イオン化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連結部分の剛性を高めたイオン化装置を提供する。
【解決手段】高電圧を各々の電極針９０に印加するケーシング部材４０と、複数のケーシング部材４０を長手方向に機械的に連結すると共に、各ケーシング部材４０の高電圧配板５０同士を電気的に接続するための連結部材６０と、連結部材６０で複数のケーシング部材４０を連結させたケーシング体４１及び電気回路ユニットを内部に収納する細長形状の本体ケース１０であって、電極針９０を長手方向に離間させて外部に突出させる本体ケース１０とを備える。本体ケース１０は、内部にケーシング体４１を配置するための空間を一体に区画し、電気回路ユニットを配置する空間と隔離されている。これにより、高電圧が印加されるケーシング体４１を、低電圧の部分を含む電気回路ユニットと隔離して不要な放電を回避できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、正又は負に帯電している帯電体の電荷を除電するためのイオン化装置に関する。

クリーンルームでの清浄化や浮遊粒子の帯電防止など、空気中の静電気制御のために静電気除去（除電）が行われているが、この非接触の除電に、コロナ放電式のイオン化装置が多用されている。

コロナ放電式の除電装置は、放電用の電極針に高電圧電源からの直流高電圧又は交流高電圧を印加してコロナ放電を生じさせる。図２３に除電装置の概略図を示す。この図に示す除電装置は、コロナ放電を生じさせる放電電極１と、交流電源に接続された高圧電源部２と、放電電極１と高圧電源部２とを接続するカップリングコンデンサ３とを備える。除電装置は、交流電源で高圧電源部２である高圧トランス２Ａを駆動し、放電電極１に高電圧を印加してコロナ放電を生じさせる。コロナ放電によって放電電極１の周辺に存在する空気は電離され、プラス又はマイナスのイオンを発生させる。電離した空気のイオンは除電装置に設けられたファン等で送風されて対象物まで搬送される。プラスイオンやマイナスイオンで対象物の帯電電位が中和されることにより、対象物に蓄積されている帯電電荷はゼロに近づき、除電される。

除電装置で発生されて空気中を流れるプラス、又はマイナスのイオン流は、高電圧電源とアース間の電流として考えることができる。すなわち、高電圧電源からアースに向かって流れる電流はマイナスのイオン流に相当し、アースから高電圧発生部に向かって流れる電流はプラスのイオン流に相当している。このようなイオン流と電流との相互関係により、除電装置から発生しているプラス、マイナスのイオン量が同数であれば中和されて電流はゼロとなる。したがって、除電装置は発生されるプラス、マイナスのイオン量のバランス（イオンバランス）を維持することで正しく除電を実行できる。

例えば、従来のイオン化装置として図２４〜図２７に示すような所謂バータイプの除電器が知られている。これらの図において図２４はイオン化装置の外観を示す斜視図、図２５は分解斜視図、図２６は断面図、図２７はブロック図を、それぞれ示している。これらの図に示すイオン化装置は、放電電極バーで構成され、本体ケース１０内の上方領域に、高電圧ユニット２１３等が配置され、下方領域にイオンを搬送する空気を供給するエア供給ユニット２１１が配置されている。電極組立体２３６をエア供給ユニット２１１に装着すると、高電圧配板２５８の切り起こし接触片２５９と電極針２１２の上端面とが接触する。電極針２１２と切り起こし接触片２５９との接触部分を含む領域は、支持プレートの第１スリーブ２２９の中に電極組立体２３６の小径内筒部分２４０の先端部分が嵌入することにより、エア供給ユニット２１１の密閉空間つまり主エア通路Ｓ１及び円筒状分岐エア通路２４５から隔絶された独立した密閉空間Ｓ２となる。
特開２００２−２１６９９６号公報

除電装置が求められる環境に応じて、要求される除電能力は異なる。具体的には、必要な除電エリアに応じて放電電極の数が決定される。しかしながら、要求される放電電極の数毎に個別に放電電極バーを用意するのでは、各々新たな設計が必要となりコストが高くなるという問題がある。そこで、数個の放電電極を持つ放電電極バーを複数本連結して、所望の数の放電電極を備える除電装置を実現することが行われている。

しかしながら、従来の放電電極バーは金属部品を多用しており比較的重いため、連結部分での強度を維持するためにある程度の機械的補強が必要となる。強度を維持するためには、金属部品等で連結用部材を構成する必要があるため、さらに装置全体が重く大型化するという問題があった。

これに対処するため、連結構造を補強することも考えられるが、本体ケース自体の剛性が不足すると、この方法では足りず、本体ケース自体を金属などで強化する必要があり、ケースの長大化、重量増を招く。特に最近では、大型の装置にも対応できる除電能力の高い、より多くの放電電極を備えるイオン化装置が求められている。またイオン化装置が長くなると、帯電したイオンを搬送する空気の供給経路が長くなるため、長さ方向に沿って各放電電極に対して十分な空気を均一に供給することも困難となる。さらに、安全性の確保も問題となる。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、連結部分の剛性を高めたイオン化装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

以上の目的を達成するために本発明の第１のイオン化装置は、高電圧を印加されて先端から正負いずれかに帯電したイオンを放出するための複数の電極針と、電極針に高電圧を印加するための電気回路ユニットと、細長形状のユニット状に構成され、電気回路ユニットから電力供給を受けるための高電圧配板を備えると共に、複数の電極針を離間させて装着可能で、高電圧配板を介して電気回路ユニットから供給された高電圧を各々の電極針に印加するケーシング部材と、複数のケーシング部材を長手方向に機械的に連結すると共に、各ケーシング部材の高電圧配板同士を電気的に接続するための連結部材と、連結部材で複数のケーシング部材を連結させたケーシング体及び電気回路ユニットを内部に収納する細長形状の本体ケースであって、電極針を長手方向に離間させて外部に突出させる本体ケースとを備えるイオン化装置であって、本体ケースは、内部にケーシング体を配置するための空間を一体に区画し、電気回路ユニットを配置する空間と隔離されている。これにより、高電圧が印加されるケーシング体を、低電圧の部分を含む電気回路ユニットと隔離して不要な放電を回避できる。

第２のイオン化装置は、本体ケースは、第１ケースと、第２ケースとに分割され、第１ケースは、一体に形成された断面コ字状部分と、断面コ字状部分の背面の一端から一体的に延長された第１の壁面とを備え、第２ケースは、コ字状部分の背面と当接し、かつ第１の壁面の先端と当接する第２の壁面を備え、第１ケースと第２ケースを嵌合させた状態で、断面コ字状部分で形成される第１の空間にケーシング体を配置し、断面コ字状部分の背面と、第１の壁面と、第２の壁面の内側で形成される第２の空間に、電気回路ユニットを配置するよう構成できる。これにより、一体に形成された断面コ字状によって長手方向に延長されたイオン化装置の長さ方向における十分な剛性を発揮することができる。さらに、断面コ字状部分でケーシング体を区画することにより、高電圧が印加されるケーシング体と、低電圧の部分を含む電気回路ユニットとの電位差による沿面放電経路を長くして、沿面放電の発生を回避できる。

第３のイオン化装置は、電極針から放出されるイオンを搬送するための搬送ガスを電極針の周囲から送出するために、ケーシング部材は、搬送ガスを供給するための搬送ガス経路を備えており、本体ケースは、本体ケース内部の中間に位置する一以上のケーシング部材に対して、搬送ガスを供給する中間搬送ガス配管を備えており、本体ケース内部の端部に位置するケーシング部材に対しては、本体ケースの端部から搬送ガス経路に搬送ガスが供給され、本体ケース内部の中間に位置するケーシング部材に対しては、中間搬送ガス配管を介して搬送ガスが供給されるよう構成できる。これにより、複数のケーシング部材を連結して長手方向に延長されたイオン化装置において、中間に位置するケーシング部材への搬送ガス供給が不十分となる事態を回避し、各ケーシング部材に安定して搬送ガスを供給できる。

第４のイオン化装置は、中間搬送ガス配管を、硬質製のパイプで構成できる。これにより、剛性の高い硬質製のパイプを本体ケース内部で長手方向に延長することにより、ゴム製のパイプに比べ長手方向の剛性補強に寄与できる。

第５のイオン化装置は、連結部材が、本体ケースの長手方向に沿ってケーシング部材を挿抜して連結する継ぎ手とできる。これにより、ケーシング部材の長手方向の寸法誤差を、継ぎ手への挿入量により調整することが可能となる。

第６のイオン化装置は、継ぎ手が、本体ケース内部の中間に位置するケーシング部材同士の接続に使用され、中間搬送ガス配管を接続するための搬送ガス供給用継ぎ手を含むことができる。これにより、ケーシング部材同士の連結と、中間搬送ガス配管の接続とを一の継ぎ手で行うことができ、構成の簡素化及び組み立て工程の省力化が図られる。

第７のイオン化装置は、継ぎ手が、電気回路ユニットで生成される高電圧をケーシング部材に含まれる高電圧配板と接続するための電力供給用継ぎ手を含むことができる。これにより、ケーシング部材同士の連結と、高電圧の供給とを一の継ぎ手で行うことができ、構成の簡素化及び組み立て工程の省力化が図られる。

第８のイオン化装置はさらに、本体ケースの外周を被覆する金属製のカバー部を備え、カバー部は断面コ字状で本体ケースの長手方向に沿って一体に延長して形成され、コ字状の開口部の間に本体ケースを挿入して本体ケースを弾性的に押圧して狭持することができる。これにより、断面コ字状の金属板で本体ケースを長さ方向に被覆して、長手方向に延長された本体ケースを補強できる。

第９のイオン化装置は、電気回路ユニットを本体ケース内部の長手方向において端部に位置させることができる。これにより、バランス良く配置しデッドスペースを排することができる。

第１０のイオン化装置は、電気回路ユニットが、外部電源と接続されて電力を受ける電源回路を備える電源ユニットと、制御回路を備える制御ユニットと、電圧を昇圧するための昇圧回路を備える昇圧ユニットとを、各々ユニット状に構成できる。これにより、ユニット状の電源ユニット、制御ユニット、昇圧ユニットとして、限られた本体ケース内部のスペースに効率よく配置できる。

第１１のイオン化装置は、電気回路ユニットが、本体ケース内部の一端側に配置され、他端側に中間搬送ガス配管を配置するよう構成できる。これにより、本体ケースの内部空間に電気回路ユニットと中間搬送ガス配管をバランス良く配置でき、本体ケースを大型化することなく限られたスペースを効率的に利用できる。

第１２のイオン化装置は、本体ケースの長さを１．０ｍ〜４．０ｍとできる。これにより、従来よりも長いバー状のイオン化装置を構成できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのイオン化装置を例示するものであって、本発明はイオン化装置を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（実施の形態１）

図１〜図４に、本発明の実施の形態１に係るイオン化装置１００を示す。図１はイオン化装置１００の外観を斜めから見た斜視図、図２は図１から第２ケースを排除した斜視図、図３は図２から第１ケース及びカバー部、補強部材７２を排除した斜視図、図４は本体ケースの横断面図を、それぞれ示している。なおこれらの図においては、説明のため本来の使用状態とは逆に電極針９０が上となる姿勢で表示している。

図１に示すイオン化装置１００は、コントローラを内蔵したバータイプの除電器、いわゆる放電電極バーを構成している。このイオン化装置１００は、細長い形状に延長された本体ケース１０と、本体ケース１０の両端面を閉塞するサイドカバー２０とを備える。本体ケース１０の下面（図１において上面）には、開口部３１が形成され、イオンを放出する電極針９０が突出される。また本体ケース１０の下面はカバー部３０で被覆、補強されている。
（本体ケース１０）

本体ケース１０は図３に示すように、内部にケーシング部材４０を１０本連結したケーシング体４１を収納している。長さ方向の剛性を確保するため、図１に示す本体ケース１０は押し出し材で長さ方向に継ぎ目のない一体に形成される。この例では、サイドカバー２０を含めた本体ケース１０の長さは、１．０ｍ〜４．０ｍとできる。本実施の形態では、イオン化装置１００の全長を３ｍとしている。

本体ケース１０は絶縁性を持たせるため、金属等の導電性部材よりも樹脂などの絶縁材で構成する。本実施の形態では、樹脂押し出し材で形成される。これにより、絶縁性と軽量化が図られる。一方で、本体ケース１０を細長い形状に延長しているため、金属を使用しないでも十分な強度が得られるよう、本体ケース１０は継ぎ目無く長さ方向に一体に形成すると共に、後述するコ字状断面を設けたり、断面コ字状の金属製カバー部３０を被覆している（詳細は後述）。なお本体ケース１０の外形は、断面形状が断面逆Ｕ字形状となるように形成するのが好ましい。これにより、イオン化装置周囲の雰囲気の下方に流れる気流の乱れの発生を抑えることができる。
（カバー部３０）

本体ケース１０の下面に金属製のカバー部３０を被覆することで、長手方向の強度を補強する。カバー部３０は図２及び後述する図２１に示すように金属板からなり、断面コ字状で本体ケース１０の長手方向に沿って一体に延長して形成され、コ字状の開口部の間に本体ケース１０を挿入して本体ケース１０を弾性的に押圧して狭持する。またコ字状開口部の端縁に折り返し片３２を形成し、本体ケース１０の側面に形成されたスリットに折り返し片３２を挿入して嵌合する。カバー部３０は、好ましくはステンレスやアルミニウム、チタンなどの金属板とする。またカバー部３０は、電極針９０を外部に突出させるために電極針９０を設けた位置と対応する部位を開口した開口部３１を形成している。カバー部３０をアースしてグランド板とすることで、開口部３１から突出される電極針９０の対向電極プレートを構成する。
（上方空間、下方空間）

図４に本体ケース１０の横断面図を示す。本体ケース１０の内部は、縦方向に上下に仕切るベースプレート１１を設けている。ベースプレート１１により本体ケース１０内部が第１の空間ＳＰ１と第２の空間ＳＰ２に仕切られ、第１の空間ＳＰ１、すなわち上方空間にはケーシング部材４０が収納され、一方第２の空間ＳＰ２、すなわち下方空間には、熱を発生する電気回路ユニット８０が収容される。これにより本体ケース１０内の例えば保護材や充填材がガス化しても、下方空間に流出することが抑えられる。好ましくは、電気回路ユニット８０は密閉空間内に封入する。
（右分割ケース、左分割ケース）

イオン化装置を構成する本体ケースは、全体として細長い断面逆Ｕ字形の形状を有し、上端（図面では下端）は、その断面が比較的滑らかな湾曲形状を有し、この上端からほぼ垂直方向に延びる側壁を有している。また図４に示すように、本体ケース１０は長さ方向に沿って第１ケースである右分割ケース１０Ｒと、第２ケースである左分割ケース１０Ｌに２分割されている。右分割ケース１０Ｒは、ベースプレート１１の両端から下方（図４において上方）に折曲した垂直壁面１２で断面をコ字状に形成して開口すると共に、ベースプレート１１の背面の一端から直線状に延長され、先端を折曲させた第１の壁面として第１折曲壁面１４を一体に形成している。断面コ字状部分で区画された第１の空間ＳＰ１には、後述する高電圧配板５０を保持する保持板５５をインサート成形したケーシング部材４０を収納する。このように高電圧の部材を一体に形成した隔壁で３方から囲むことで、高電圧部材を隔離、絶縁する。

一方、左分割ケース１０Ｌは、図４に示すようにベースプレート１１の背面で第１折曲壁面１４を設けた側と反対側に当接し、かつ第１折曲壁面１４の先端と当接する第２の壁面として第２折曲壁面に形成される。左分割ケース１０Ｌの形状は、垂直壁面１２を形成した右分割ケース１０Ｒに応じて、図４に示すように右分割ケース１０Ｒのベースプレート１１背面から延長されるように、垂直壁面１２の長さ分だけ短く形成する。この左分割ケース１０Ｌと、第１折曲壁面１４と、ベースプレート１１の背面とにより第２の空間ＳＰ２が形成される。第２の空間ＳＰ２には、後述する電気回路ユニット８０を配置する。電気回路ユニット８０は、低電圧の部材を含むため、高電圧配板５０との間で高い電位差が生じる。このため、ベースプレート１１で空間的に隔離して絶縁を図る。さらに、ベースプレート１１で第１の空間ＳＰ１を区画することにより、高電圧配板５０と電気回路ユニット８０との沿面距離を長くすることができ、沿面放電を回避できる。

ここで、従来の除電装置の分解斜視図を図２８〜図３１に示す。これらの図において、図２８は除電装置を斜め下方から見た分解斜視図、図２９は図２８の内、右分割ケース部１０１Ｒを示す分解斜視図、図３０は右分割ケース部１０１Ｒを斜め上方から見た分解斜視図、図３１はケースの断面図を、それぞれ示している。右分割ケース部１０１Ｒと左分割ケース部１０１Ｌは断面形状が異なり、図３１の断面図に示すように右分割ケース部１０１Ｒは断面ヒ字状に形成され、逆し字状の左分割ケース部１０１Ｌと係合される。このため右分割ケース部１０１Ｒは、図２９に示すように、その側壁部分に、横方向つまり水平方向に延びるベースプレート１０９が、右分割ケース部１０１Ｒの全長にわたって一体に形成さている。ベースプレート１０９の幅方向の自由端つまり側縁には、９０度に上方（図２９、図３０では下方）向けて屈曲した屈曲部１１０が形成されている。他方、左分割ケース部１０１Ｌは、その側壁部分にＬ字状部分１１１が形成され、このＬ字状部分１１１は、左分割ケース部１０１Ｌの全長にわたって延びている。また左右の分割ケース部１０１Ｌ、１０１Ｒの上端（図面では下端）はスライド嵌合可能になっている。すなわち、図示のケースでは、右分割ケース部１０１Ｒの上端（図面では下端）に、横方向に突出した拡大ヘッド１０７が形成され、この拡大ヘッド１０７は、右分割ケース部１０１Ｒの上端縁に沿って右分割ケース部１０１Ｒの全長にわたって延びている。左分割ケース部１０１Ｌの上端（図面では下端）は、その上端（図面では下端）に、拡大ヘッド１０７の輪郭と相補的な形状を有する溝１０８が形成され、この溝１０８は、左分割ケース部１０１Ｌの上端縁に沿って長手方向に延びており、溝１０８の両端は共に開放されている。溝１０８はそのいずれの端からも拡大ヘッド１０７を受け入れることができ、例えば溝１０８の一端側から拡大ヘッド１０７を挿入して、左右の分割ケース部１０１Ｌ、１０１Ｒを、相対的に、その長手方向にスライドさせることにより、左右の分割ケース部１０１Ｌ、１０１Ｒは、離脱不能な状態になり、下端（図面では上端）に向けて開放した逆Ｕ字状の断面形状を作る。

この構造では、右分割ケース部１０１Ｒの断面ヒ字状の、Ｔ字状部分で強度が補強されるが、一方左分割ケース部１０１Ｌとの接合部分が弱くなるという問題があった。そこで本実施の形態では、図４に示すように、右分割ケース１０ＲのＴ字状を構成するベースプレート１１の先端を、さらに屈曲させて上方に突出させた垂直壁面１２でコ字状に形成している。右分割ケース１０Ｒの全長にわたって垂直壁面１２を形成したベースプレート１１を構成することで、ケースの長さ方向全体に渡って更に剛性を増し、ケースの全長を長くしても十分な強度を維持できる。特に本実施の形態では、断面コ字状の背面の一端を延長して逆ｈ状としているため、断面Ｔ字状の構造以上の強度を発揮できる。

更に、この構成によって沿面放電の虞も低減できる。すなわち、ベースプレート１１によって本体ケース１０内部が区画され、図４において上側の第１の空間ＳＰ１に高電圧経路ＶＰが配置され、下側の第２の空間ＳＰ２には電子回路等が配置される。従来の構成では図３１に示すように、ベースプレート１０９の端縁が左分割ケース部１０１Ｌに当接する部分で隙間が生じるため、この隙間から上側の第１の空間ＳＰ１に配置された放電回路の高電圧と、下側の第２の空間ＳＰ２の低電圧部分との間の放電経路となりうる。特に上側に配置された放電回路の高電圧と、下側部分の低電圧部分との間で大きな電位差が生じるため、沿面距離を十分大きくとならないと沿面放電が生じる虞があった。これに対し本実施の形態では、図４に示すように上側の第１の空間ＳＰ１が完全に断面コ字状に区画されて隙間が無くなる結果、沿面放電を生じるには、垂直壁面１２を乗り越えて下側部分に侵入する必要があり、沿面放電経路を極めて長くすることで安全性が高められる。

このように、一体に形成された断面コ字状によって長手方向に延長されたイオン化装置の長さ方向における十分な剛性を発揮することができる。さらに、ベースプレートでケーシング体を区画することにより、高電圧が印加されるケーシング体と、低電圧の部分を含む電気回路ユニット８０との電位差による沿面放電経路を長くして、沿面放電の発生を回避できる。

加えて、図３１に示す従来の除電器では、Ｌ字状部分１１１と屈曲部１１０が完全に密着していないため、隙間から高電圧配板が放電してしまい、内部の電源回路や制御回路等を破損する可能性があった。これを回避するため、従来は接合部分をテープ等で覆う必要があった。

また除電器が長大化すると、長手方向に撓みが生じ、さらにＬ字状部分１１１と屈曲部１１０との密着性が低下して、放電の発生する可能性が更に高まる。さらに撓みが発生すると、電極針と高電圧配板との接点が確保できないといった問題も生じる。さらには、除電対象物との距離が、除電器の支持部分とその中間部分とで異なることになり、最悪の場合には電極針から直接放電が生じる可能性が生じる。

これらを防止するためには、除電器の両端部に加えて、中間部分を別途支持する構造を設ける必要が生じる。設置場所に制約がある場合、例えば天井に２カ所しか支持部材を固定する場所が無い場合には、新たに支持部材の固定箇所を設ける必要が生じるといった問題もあった。

このような問題を解決するためにも、図４に示すようにベースプレート１１の端縁から垂直壁面１２を延長して断面コ字状部分を一体に形成することにより、ベースプレート１１の上下を完全に区画し、沿面距離を長くすると共に剛性を高め、この結果除電装置を長大化させても中間支持部材等の新たな支持部材を必要とせず、安定して使用できるようになった。
（ケーシング部材４０）

本体ケース１０内部のベースプレート１１で区画された第１の空間ＳＰ１には、ケーシング部材４０が配置される。ケーシング部材４０は、図３に示すように、１０本のケーシング部材４０を連結部材６０で連結して一のケーシング体４１を構成している。ケーシング部材４０の斜視図を図５に示す。この図に示すように、各ケーシング部材４０は４つの電極針９０を備えている。従って図３のイオン化装置１００は、計４０本の電極針９０を有する。このようにイオン化装置１００の本体ケース１０内部では複数のケーシング部材４０を継ぎ足し式で連結し、外側の本体ケース１０はケーシング部材４０の数に応じた長さに一体物で形成することで、ケーシング部材４０同士の連結部分の強度を維持しつつ、本体ケース１０内部に配置するケーシング部材４０を共通化して電極針数や長さの異なるイオン化装置を容易に構成できる。

ケーシング部材４０は、耐圧性や耐トラッキング性、誘電率等の電気特性の優れた樹脂で構成する。またケーシング部材４０の端縁からは、搬送ガス経路ＧＰと連通された内部ガスポート４３、及び高電圧ポート４４として高電圧配板５０が設けられた挿入部５７が突出されている。

図６〜図８に、イオン化装置１００の端部近傍の断面図を示す。これらの図において、図６は端部ガスポート２２を設けた側、図７は端部ガスポート２２と中間ガスポート２１を設けた側、図８は、搬送ガス供給用継ぎ手６４でケーシング部材４０を連結する部分の断面図を、それぞれ示している。一方図９に、電力供給用継ぎ手６５でケーシング部材４０を連結する部分の断面図を示す。
（内部接続ポート４２）

各ケーシング部材４０は、長さ方向に他のケーシング部材４０を連結するために、両端面に内部接続ポート４２を形成する。内部接続ポート４２は、図５〜図７に示すように搬送ガスとして空気を使用した搬送エア用の内部ガスポート４３と高電圧経路ＶＰ用の高電圧ポート４４とを備え、これらを物理的に分離された状態で連結する。これによって、搬送ガス経路ＧＰと高電圧経路ＶＰとが物理的に隔離されるので、両者間の絶縁が確実に保たれる。内部ガスポート４３と高電圧ポート４４とは、連結部材６０の連結ガスポート６１と連結高電圧ポート６２に各々連結される（後述する図１６参照）。特に内部ガスポート４３と連結ガスポート６１は、Ｏリング８７Ａを介して継ぎ手と連結される。Ｏリングを用いることで気密接続状態が容易に実現でき、連結部分からの絶縁やエア漏れ、これらの干渉等が防止される。
（保持板５５）

保持板５５は、高電圧配板５０を保持する。保持板５５の外観を図１０に示す。図１０（ａ）は斜め上方から見た斜視図を、図１０（ｂ）は斜め下方から見た斜視図を、図１０（ｃ）は下ケースにセットして充填樹脂ＪＪで被覆した状態での保持板５５を斜め下方から見た斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、保持板５５は上面で高電圧配板５０を表出させ、側面のエッジ部分及び下面（接触片５９を設けた部分を除く）を被覆樹脂で被覆している。また保持板５５は、挿入先のケーシング部材４０の下ケース４５と同軸に電極針９０をセットするための第１スリーブ５６を設けている。図１０の例では、保持板５５に４つの電極針９０を装着可能に構成している。なお、３つ以下、あるいは５つ以下の電極針を装着可能なケーシング部材を構成することも可能である。また、異なる電極数のケーシング部材を混在させてケーシング体を構成することも可能である。また保持板５５の端縁では、高電圧配板５０の周囲を被覆した挿入部５７が形成され、高電圧配板５０の端縁に形成された接続端子５１は挿入部５７から更に突出されている。

保持板５５は、高電圧配板５０を保持するに際して、エア経路側、すなわち下面側において、電極組立体９２の電極針９０が挿入される部分を除き、高電圧配板５０がエア経路に表出しないようにするために、高電圧配板５０を覆う構造としている。逆にいえば、高電圧配板５０はエア経路側で表出しないように被覆すれば足り、上面側、すなわち高電圧経路ＶＰ側では表出していても構わない。高電圧配板５０のエア経路側では、電極針９０が接触する部分のみ、接触片５９を設けてエア経路側の表面で露出しており、その露出部分を取り囲むように第１スリーブ５６が形成されている。
（下ケース４５）

ケーシング部材４０を構成する下ケース４５の外観を図１１に示す。図１１（ａ）は斜め上方から見た斜視図、図１１（ｂ）は斜め下方から見た斜視図を、それぞれ示している。この下ケース４５は、略平行に離間した２つの側壁と、これに連続する２つの端壁と、底壁とを有する上方を開口した矩形形状の箱形に形成される。下ケース開口部４６側には、保持板５５が挿入される。保持板５５は、上下にリブを設けており、また下ケース開口部４６に挿入できる大きさ及び形状に形成される。図１２に、下ケース開口部４６にセットされた保持板５５を樹脂で被覆したケーシング部材４０の断面図を示す。この例では、下ケース開口部４６は、下方の内径を保持板５５の幅よりも狭く形成し、開口部の端縁に段差部４７を設けて、保持板５５を段差部４７で支持して閉塞できるよう設計されている。

下ケース開口部４６を保持板５５で閉塞することで、直線状の搬送ガス経路ＧＰを構成する密閉空間が形成される。これにより、図４、図１５（電力供給用継ぎ手６５の断面図）等に示すように、保持板５５の下面と電極組立体９２（後述）の間で、ガス経路の一部を構成する搬送ガス経路ＧＰが構成される。

下ケース４５は、その底壁に、保持板５５に設けられた比較的短い第１スリーブ５６と同軸の比較的長い円筒状の第２スリーブ４８を備えている。この第２スリーブ４８は、下ケース４５の底壁から下方に延び、その両端を開放している。すなわち、第２スリーブ４８は上下に延びる貫通孔を構成しており、この第２スリーブ４８は第１スリーブ５６よりも大きな径を有しているのが好ましい。第２スリーブ４８の外周面には、第２スリーブ４８の基端部分に、沿面距離を拡大するための２つの円周フランジ４９が形成されている。
（高電圧配板５０）

高電圧配板５０はケーシング部材４０と同様に長手方向に延長された板状に形成され、導電性に優れた物質で構成される。例えばステンレス鋼等で高電圧配板５０を形成することで、導電性を維持しつつイオン化装置の長さ方向について補強板の役目を果たし、剛性を向上させることができる。この高電圧配板５０は、電力供給用継ぎ手６５を介して電気回路ユニット８０を構成する正側昇圧回路８３Ａと、負側昇圧回路８３Ｂに接続されている。この高電圧配板５０は、保持板５５の一端から他端まで直線状に延長された形状を有している。また、高電圧配板５０の一端は、電気回路ユニット８０からの高電圧エネルギを受け入れる接続端子５１を構成しており、接続端子５１を保持板５５の端面で突出させて電力供給用継ぎ手６５に電気接続される。
（接続端子５１）

接続端子５１は、ケーシング部材４０の両端から突出される挿入部５７から更に突出されている。図１３に、電力供給用継ぎ手６５でケーシング部材４０同士を接続する部分の拡大図を示す。この図に示すように、接続端子５１は湾曲されて略Ｕ字状に折り返されてＵ字片を形成している。またＵ字片は、図１４（標準継ぎ手６３の縦断面図）に示すように二股に分岐させている。これにより、後述する電極連結パイプ６７内部の曲面に応じて、二股の各Ｕ字片が各々弾性変形して当接し易くできる。

高電圧配板５０は、インサート成型によって保持板５５に一体的に介装される。これにより高電圧配板５０は保持板５５に確実に固定され、不要な部分を本体ケース１０内部に露出させず、沿面経路を排除できる。保持板５５は、樹脂成形材料等で構成され、図１０（ａ）に示すように上方を開口した有底の枠状に形成し、この枠状の上面に高電圧配板５０が表出するようにインサート成型している。また枠状の開口は、高電圧配板５０の形状にほぼ沿うように細長い矩形状に形成される。さらに枠状の開口面積は高電圧配板５０よりも多少小さくすることで、高電圧配板５０の周囲を保持板５５で覆い、エッジ部分を確実に被覆して無用な放電を回避する。上面に表出された高電圧配板５０は、後述するように固定プレート５４で被覆される。この高電圧配板５０は、端部の接続端子５１を表出させつつ、図６、図１５等に示すように端部近傍を折曲しており、折曲部分から先端に向かって被覆樹脂で被覆して保持板５５端部の挿入部５７を形成している。このように折曲部分を形成し、折曲部分の周囲を被覆被覆で被覆することにより、この部分で高電圧配板５０と被覆樹脂との接合性を高めることができる。

さらに図１０（ｂ）に示すように、保持板５５の下面も枠状に形成し、枠状の中間に第１スリーブ５６を設けると共に、第１スリーブ５６の無い部分にはリブ５８を渡して補強している。保持板５５の下面では、第１スリーブ５６の部分を除いて高電圧配板５０が表出しないよう完全に覆い、沿面経路の形成を阻止している。一方、第１スリーブ５６の部分では、円筒形の第１スリーブ５６の底面に高電圧配板５０を表出させ、電極針９０との接触片５９を構成している。
（接触片５９）

高電圧配板５０には、保持板５５の第１スリーブ５６に対応する部分に、電極針９０と電気接続するための接触片５９が設けられている。接触片５９は図１０（ｂ）に示すように一対の接触面を対向させており、この間に電極針９０の上端面を挿入して狭持する。接触片５９の先端は、湾曲させて接触面同士の間隔を狭くするようにし、この間で弾性的に電極針９０を保持して確実に電気接続を得る。接触片５９は好ましくは高電圧配板５０と同じ部材で構成し、例えばステンレス板をコ字状に接触して高電圧配板５０と固定する。あるいは、高電圧配板を切り起こして接触片を設けてもよい。
（樹脂２段階充填）

図１２に示すケーシング部材４０の横断面図から明らかなように、高電圧配板５０は被覆樹脂ＨＪと充填樹脂ＪＪで被覆されている。従来、高電圧配板のエッジ部分が表出して放電を生じさせないよう、樹脂などで被覆することが行われていた。図３２に、従来の高電圧配板を被覆する構成を示す。図３２（ａ）においては、主エア通路Ｓ１と高電圧経路Ｓ３とを分離するために、固定プレート２５７と支持プレート２２５とで高電圧配板２５８を狭持した状態で、図３２（ａ）に示すＡの部分で超音波溶着で接着した後、さらにこの支持プレート２２５とボックス状部材とをＢの部分で超音波溶着等で気密に連結していた。この構成では、４つの部材を組み立てる必要があり、特に超音波溶着等の工程に手間がかかり、組み立てコストがかかるという問題があった。

一方、図３２（ｂ）に示す構成では、予め高電圧配板２５８を保持板５５にインサート成型すると共に、保持板５５とケーシング部材４０とをＯリング２８６で気密に連結することによって、主エア通路Ｓ１と高電圧経路Ｓ３とを隔離している。この構成によれば、超音波溶着作業を不要にできる上、リブや溝等の超音波溶着代も不要にできる。しかしながらこの方法では、Ｏリング２８６を使用して主エア通路Ｓ１を気密に封止していたため、Ｏリング２８６の面積分だけ通路が狭くなるという問題があった。

これに対し本実施の形態では、図１２に示すように先ず高電圧配板５０の上面（図１２において下面）を表出させ、側面のエッジ部分及び下面（接触片５９を設けた部分を除く）を被覆樹脂ＨＪで被覆した保持板５５を形成する。保持板５５の樹脂形成は、インサート成形により行われる。またトランスファー成形や射出成形を利用することもできる。

次いで、この保持板５５を図１１に示す下ケース４５に挿入する。下ケース４５は断面をほぼコ字状として上方を開口しており、この下ケース開口部４６がケーシング部材４０内の搬送ガス経路ＧＰを構成する。下ケース開口部４６に保持板５５を挿入し、段差部４７で保持板５５を支持して下ケース開口部４６を閉塞し、内部空間を搬送ガス経路ＧＰとする。この際、保持板５５は高電圧配板５０の表出面が上方を向く姿勢で下ケース開口部４６に挿入される。この状態で下ケース開口部４６にさらに充填樹脂ＪＪを充填して固定プレート５４を形成し、高電圧配板５０の表出面を含め、保持板５５を固定プレート５４で完全に下ケース４５に埋設する。被覆樹脂ＨＪを充填樹脂ＪＪと同じ材質とすることで、２段階の樹脂成形によっても界面で強固に固定され、保持板５５と下ケース４５を一体としたケーシング部材４０を形成できる。

下ケース４５の側面には、図１２に示すように保持板５５を下ケース開口部４６にセットした状態で外部に連通したスリット５３を形成している。これにより、２回目の樹脂成型の際に充填樹脂ＪＪがスリット５３に充填された状態で固化して突起５７ｂを形成し、固定プレート５４は下ケース開口部４６で確実に固定される。

この方法であれば、高電圧配板５０の周囲を完全に被覆することができ、空気の介在による放電が効果的に阻止され、また樹脂中に埋没させたことで沿面放電経路も形成されない。加えて、高電圧配板５０の下ケース４５への固定も同時に行えるので、超音波溶着などの接着工程が不要で組み立ての作業性を改善できる。また超音波溶着代を設ける必要もないので、一層の小型化が実現できる。また超音波溶着によるダスト発生からもフリーで、さらにＯリングなどによる気密封止も不要である。加えて、２回目の樹脂成型の際には図１２に示すように、保持板５５が下ケース開口部４６の段差部４７で保持されて閉塞されるため、充填樹脂ＪＪが搬送ガス経路ＧＰに流入することもなく、また樹脂成型時の圧力で搬送ガス経路ＧＰが狭められることもない。

なお、これらの樹脂による被覆は、高電圧配板５０の端縁を除く部分で行う。すなわち、ケーシング部材４０の完成体において、電気接続のための高電圧配板５０の接続端子５１は図５に示すように突出させている。
（連結部材６０）

ケーシング部材４０同士の連結には、連結部材６０が使用される。図６〜図９、図１３及び図１６に示すように、連結部材６０はケーシング部材４０のガスポート４３を連結する連結ガスポート６１及び高電圧ポート４４を連結する連結高電圧ポート６２を備える。２つのケーシング部材４０の間に連結部材６０を配置して、連結部材６０の両側からケーシング部材４０を挿入し、これらケーシング部材４０のガスポート４３及び高電圧ポート４４同士が連通される。本実施の形態では、連結部材６０として本体ケース１０の長手方向に沿ってケーシング部材４０を挿抜して連結する継ぎ手を使用している。これにより、ケーシング部材４０の長手方向の寸法誤差を、継ぎ手への挿入量により調整することが可能となる。

従来のイオン化装置では、図３３に示すように、ケーシング部材４０Ｂ同士を直接連結していたため、ケーシング部材４０Ｂを連結したケーシング体の全長が固定される。このため、ケーシング体を収納する本体ケースとの寸法誤差によって、がたつきが生じたり収納できない事態が生じる虞があった。特に多数のケーシング部材４０Ｂを連結する構造では、寸法誤差が累積されて大きさの不一致が生じやすくなる。これに対し、本実施の形態では連結部材６０を介在させ、連結部材６０へのケーシング部材４０の挿入量を調整可能とすることで、このような寸法誤差の調整を可能としている。

連結高電圧ポート６２及び連結ガスポート６１は、図１３、図１６等に示すように電極針からイオンの放出される方向に対して、連結高電圧ポート６２、連結ガスポート６１の順で形成される。この配置によって、ケーシング部材４０の高電圧経路ＶＰ、搬送ガス経路ＧＰの配置と一致させ、ケーシング体４１内部でほぼ直線状に各経路を挿通させることができる。また、連結高電圧ポート６２及び連結ガスポート６１は、一体に形成することが好ましい。これにより、各ポートを容易かつ安価に形成すると共に、連結部材の強度を高めてイオン化装置の剛性向上に寄与できる。
（継ぎ手）

本実施の形態では、連結部材６０を構成する継ぎ手として、標準継ぎ手６３の他、中間搬送ガス配管７１を接続するための搬送ガス供給用継ぎ手６４、電気回路ユニット８０で生成される高電圧をケーシング部材４０の高電圧配板５０と接続するための電力供給用継ぎ手６５の３種類を使用している。図１６に標準継ぎ手６３、図１７に電力供給用継ぎ手６５、図１８に搬送ガス供給用継ぎ手６４を、それぞれ示す。また図１４は標準継ぎ手６３、図１５は電力供給用継ぎ手６５の接続部分の断面図を示している。

各継ぎ手は、図６〜図９、図１６に示すように搬送ガスを通す連結ガスポート６１と、高電圧配板５０同士を連結するための連結高電圧ポート６２とを個別に設けている。図１６に示す例では、下方（図１６において上方）に中空円筒状の連結ガスポート６１、上方にこれよりも小さい、連結高電圧ポート６２を開口している。これらは貫通口であって、いずれの開口面からもケーシング部材４０を挿入可能としている。

連結ガスポート６１は、搬送ガスを各電極針９０に搬送するために内面を面取りして曲面状としており、ガス流がスムーズに流れるようにしている。この例では十分な搬送ガスを搬送できるよう、連結高電圧ポート６２よりも開口面積を大きくしている。連結ガスポート６１同士の接続には、従来は図２８、図２９に示すようにゴム管などの可撓性チューブ１３５が利用されていたが、本実施の形態においては剛性の高い継ぎ手で構成することで、連結部分においても剛性向上に寄与できる。また連結高電圧ポート６２にケーシング部材４０の内部ガスポート４３を接続する接続部分でガス漏れを生じないよう、気密に接続する。図１５の例では、内部ガスポート４３の外周にＯリング６６を配置し、シーリングしている。
（電極連結パイプ６７）

連結高電圧ポート６２は、開口端をほぼ矩形状にしてケーシング部材４０の挿入部５７を挿入可能な大きさ及び形状に形成される。また連結高電圧ポート６２の内部には、図１３〜図１５に示すように、矩形状開口端よりも小径の、中空円筒状の電極連結パイプ６７を設けている。電極連結パイプ６７は導電性に優れた物質で構成され、円筒内面で高電圧配板５０の端縁に形成された接続端子５１であるＵ字片（後述）を当接させて電気的に接続する。また継ぎ手は、電極連結パイプ６７をインサート成型等により連結高電圧ポート６２内部に開口部分を一致させて埋設している。なお電極連結パイプ６７は、中空状の開口を有すればよく、内面及び外観を円筒状にする必要はなく、例えば矩形状とすることもできる。例えば外形をブロック状とすることで電極連結パイプ６７の設置を容易にできるので、ブロック状の金属に貫通孔を設けた電極連結パイプ６７を使用できる。一方、電極連結パイプ６７の内面を円筒状とすることで、エッジを低減して放電の虞を一層低減できる。

電極連結パイプ６７には、ケーシング部材４０の端縁から突出した接続端子５１が挿入される。上述の通り、接続端子５１は略Ｕ字状に折り返されてＵ字片を形成しており、図１３、図１５に示すように接続端子５１の底面及びＵ字片の折り返し部分の２カ所で、電極連結パイプ６７内面に当接して電気的に接続している。このように接続端子５１同士をエッジ面で直接対向させず、Ｒ状に折曲させた状態で対向させることでエッジ部分を低減して無用な放電を防止できる。またこの例では、対向するＵ字片の背面同士は意図的に離間させることで、この部分の接触不良を回避し、より確実な接触が得られる電極連結パイプ６７内面との導通を利用している。特に接続端子５１のＵ字片は、図１４に示すように二股に分岐させているため、電極連結パイプ６７内部の曲面に応じて、二股の各Ｕ字片が各々弾性変形して確実に当接し、接触不良を解消できる。
（搬送ガス供給用継ぎ手６４）

標準継ぎ手６３は、上述の通り隣接するケーシング部材４０同士を接続し、搬送ガス経路ＧＰと高電圧経路ＶＰとを接続する。一方、搬送ガス供給用継ぎ手６４は、図３、図８に示すように本体ケース１０の中間で、ケーシング部材４０同士を接続すると共に、この位置から両端に接続されたケーシング部材４０に対し搬送ガスを供給する。これにより、搬送ガスは搬送ガス供給用継ぎ手６４を介してケーシング体４１の両端及び中間から供給される。

従来のバータイプのイオン化装置では、長手方向に延長すると、両端から供給される搬送ガスが中央の電極針まで搬送され難くなり、ガス圧が低下して十分なイオンの飛翔が得られない、あるいは電極針の位置毎にイオンの飛翔距離が異なり除電効果が不均一になるといった問題があった。これに対し本実施の形態では、中央近傍のケーシング部材４０に対して、継ぎ手を介して搬送ガスを直接供給できるので、バータイプのイオン化装置を長手方向に延長しても搬送ガス不足、不均一の問題を解消できる。特に、搬送ガスを供給するための専用の部材を設けることなく、継ぎ手に搬送ガス供給機構を付加することで、継ぎ手を変更するのみで所望の位置に搬送ガスを供給できるようになり、構成の簡素化や組み立て作業の向上面にも寄与する。図３に示す例では、１０本のケーシング部材４０を連結したケーシング体４１を収納する全長３ｍのイオン化装置１００の中心である端面から１．５ｍの位置、すなわち端部から数えて５本目のケーシング部材４０と６本目のケーシング部材４０とを接続する継ぎ手に、搬送ガス供給用継ぎ手６４を用いている。なお本明細書において中間に位置するケーシング部材４０とは、ケーシング体４１を構成する複数のケーシング部材４０の内、端部に位置するケーシング部材４０を除くという意味である。

図１９に、図１８の搬送ガス供給用継ぎ手６４のＡ−Ａ線における断面図を示す。搬送ガス供給用継ぎ手６４は、図１８の斜視図及び図１９の断面図に示すように、搬送ガス経路ＧＰ及び高電圧経路ＶＰを隔離して形成すると共に、図において下方に搬送ガス供給口６８を開口している。搬送ガス供給口６８は、図１９の断面図に示すように搬送ガス経路ＧＰと連通している。この際、搬送ガス供給口６８と搬送ガス経路ＧＰの間に位置する高電圧経路ＶＰで搬送ガス流を阻害されないように、搬送ガス供給口６８の内部で高電圧経路ＶＰの下面から下方に向かって搬送ガス案内片６９が延長されている。搬送ガス案内片６９は、搬送ガス供給口６８から突出し、先端に向かって先細りとなるようテーパ状に形成される。これによって、図１９の断面図において下方から供給される搬送ガス流が、テーパ状の搬送ガス案内片６９で二分されて搬送ガス経路ＧＰに導入される。これにより、高電圧経路ＶＰが障害となって乱流が生じることを解消し、圧力損失を低減してスムーズに搬送ガスを搬送ガス経路ＧＰに導入して、搬送ガス経路ＧＰに連通された各電極針９０の周囲から放出される。

搬送ガス供給口６８には、中間搬送ガス配管７１を接続するための搬送ガス供給用接続部材として、搬送ガスバルブ７０が接続される。搬送ガスバルブ７０は、連結ガスポート６１と挿通されており、図３に示すように中間搬送ガス配管７１と接続することで、連結ガスポート６１を介して搬送ガス経路ＧＰと挿通される。中間搬送ガス配管７１は、本体ケース１０内部の第２の空間ＳＰ２に配置され、図７に示すサイドカバー２０に設けられた中間ガスポート２１に接続される。図２０に、搬送ガスの配管と搬送ガスが搬送される経路を示す。このように、一方のサイドカバー２０には端部ガスポート２２が、他方のサイドカバー２０には端部ガスポート２２に加えて中間ガスポート２１が設けられる。搬送ガスは、外部接続されるエア供給ユニットからケーブルを介して搬送される。ケーブルと連結ポートの接合部分、すなわち端部ガスポート２２及び中間ガスポート２１は、Ｏリング等を用いて気密に連結される。端部ガスポート２２及び中間ガスポート２１を介して、外部から空気等の搬送ガスが供給され、イオン化装置の両端及び中間から、搬送ガスが搬送ガス経路ＧＰに導入される。これにより、中間のケーシング部材４０にも安定して搬送ガスが供給される。

また、搬送ガスの圧力を端部ガスポート２２と中間ガスポート２１で調整することもできる。例えば、中間ガスポート２１から導入される搬送ガスは、配管経路が長く圧力損失が生じることを考慮して、圧力を若干高く設定してもよい。あるいはパイプ径を変更して流速を速めることもできる。

中間搬送ガス配管７１は、硬質の樹脂製パイプなどが利用できる。本体ケース１０の長手方向に沿って中央付近まで硬質製の中間搬送ガス配管７１で配管することでも、長さ方向の剛性の向上に寄与できる。さらに中間搬送ガス配管７１の周囲を、図２に示すように補強部材７２で保護する。補強部材７２は断面をコ字状として、コ字状の開口部分に中間搬送ガス配管７１を挿入してこれを保護すると共に、長さ方向に一体の樹脂等押し出し材で成型した硬質材とすることで、本体ケース１０の更なる剛性の向上に資する。図２の例では、補強部材７２は図において本体ケース１０の右端面から中間搬送ガス配管７１を設けた中央部分のみならず、さらに延長して昇圧ユニット８３付近まで配置される。このように、本体ケース１０内のデッドスペースに補強部材７２を挿入して、剛性の向上を図ることができる。
（電力供給用継ぎ手６５）

電力供給用継ぎ手６５は、図９、図１７に示すように本体ケース１０の中間で、ケーシング部材４０同士を接続すると共に、電気回路ユニット８０で生成される高電圧を高電圧配板５０に供給するための電圧入力部となる。このため電力供給用継ぎ手６５は、電気回路ユニット８０の出力端子と、ケーシング部材に含まれる高電圧配板とを連結高電圧ポートを介して接続するための電力供給用接続部材６５ｂを備える。これにより、電気回路ユニット８０で生成された高電圧をケーシング部材４０の高電圧配板５０に供給するための配線や別部材を別途用意することなく、一の継ぎ手でケーシング部材４０同士の連結と、高電圧の供給とを実現でき、構成の簡素化及び組み立て工程の省力化が図られる。
（電気回路ユニット８０）

電気回路ユニット８０は電極針９０に印加する高電圧を生成するための回路である。なお本明細書において高電圧とは、±２ｋＶ〜７ｋＶの電位差を備えることを指す。この電位差は、高すぎると除電器内部で絶縁破壊を起こしたり、ワークに放電してしまうことがあり、一方低すぎると除電できなくなることがあるので、適宜適切な範囲に設定される。電気回路ユニット８０は、電源ユニット８１と、制御ユニット８２と、昇圧ユニット８３を含む。電源ユニット８１は、外部電源と接続されて電力を受ける電源回路を備える。制御ユニット８２は電源ユニット８１で受けた電力で駆動され、各電極針９０の動作を制御する制御回路を備える。昇圧ユニット８３は、電源回路で受けた電圧を昇圧して、高電圧を生成する昇圧回路を備える。図２の例では、正の高電圧を生成する正側昇圧回路８３Ａと、負の高電圧を生成する負側昇圧回路８３Ｂを有する。またこれらの正側昇圧回路８３Ａ、負側昇圧回路８３Ｂの間に電力供給用継ぎ手６５が位置するよう配置され、これによって図１７に示すように電力供給用継ぎ手６５の両側から正負の高電圧が切り替えて供給され、ケーシング部材４０の高電圧配板５０に供給される。このため電力供給用継ぎ手６５は正負の高電圧を切り替え可能な電子リレーを内蔵することもできる。

これらの基板は、図２に示すように各々ユニット状に構成される。このように基板を機能、用途別に纏めて、複数の基板に分割することで各基板を小型化でき、省スペースでの配置が容易となる。図２の例では、本体ケース１０の第２の空間ＳＰ２内に、ユニット状の電源ユニット８１、制御ユニット８２、昇圧ユニット８３を配置しており、本体ケース１０内部の限られたスペースに効率よく収納できる。電源ユニット８１を含めた電気回路ユニット８０は本体ケース１０内部の長手方向において端部に位置させることが好ましい。これによりモーメントを多少向上させてバランス良く配置でき、さらにデッドスペースを排することができる。また、一方の端部に電気回路ユニット８０を配置し、他方の端部、すなわち中間ガスポート２１を備えたサイドカバー２０からは中間搬送ガス配管７１を配置することで、本体ケース１０内のスペースを効率よく利用できる。加えて、中間ガスポート２１を備えたサイドカバー２０側から補強部材７２を延長して、電気回路ユニット８０の配置されていないデッドスペースを補強部材７２で埋めて、可能な限りの剛性向上を図ることができる。

本体ケース１０内部で保持板５５の上方の空間の空間を利用し、ここにユニット状として配置しやすくした電気回路部材を配置することで、必要な部材を本体ケース１０内に効率よく組み込むことができる。また漏電対策のため、高圧電源回路等を組み込んだ制御ユニット８２を構成後、シリコーン樹脂等の充填材で充填することもできる。
（電極針９０）

図２１に、イオン化装置の電極針９０を設けた部分の断面図を示す。電極針９０は、これを保護するための保護部材９１と一体化されて電極組立体９２を構成し、この電極組立体９２は、ケーシング部材４０の第２スリーブ４８及び保持板５５の第１スリーブ５６によって着脱自在に保持される。そして、ケーシング部材４０に取り付けられた電極組立体９２は、ケーシング部材４０から下方に向けて垂下し、電極組立体９２の下端部分が対向電極プレートであるカバー部３０から外部に露出した状態になる。
（電極組立体９２）

電極組立体９２の電極針９０は、例えばタングステン等から作られており、電極針９０は、その先端部及び後端部つまり上端部とを除いた本体部分が、保護部材９１によって被覆されている。保護部材９１は、電極針９０に沿って延びる小径内筒部分９３と、小径内筒部分９３の下端つまり電極針９０の先端部分から径方向外方に広がる円形部分９４と、円形部分９４の外周縁から上方向に延びる大径外筒部分９５とを有する。大径外筒部分９５は、円形部分９４から上方に延びて、第２スリーブ４８の外周面に沿ってこの第２スリーブ４８の基端部分まで延び、上端には沿面距離を拡大するためにフランジ９６が形成されている。

電極組立体９２をケーシング部材４０に装着すると、各電極針９０が位置決めされると共に、ケーシング部材４０の第２スリーブ４８の内周面と、保護部材９１の小径内筒部分９３の外周面とで、ケーシング部材４０の搬送ガス経路ＧＰに連なり且つ搬送ガス経路ＧＰに直交して下方に延びる各電極針９０毎の円筒状分岐エア通路９７が形成され、この円筒状分岐エア通路９７は、電極針９０の周囲面に沿って形成された貫通孔９８を通じて外部と連通している。すなわち、ケーシング部材４０内の搬送ガス経路ＧＰを通るエアは、本体ケース１０の長手方向に沿って横方向に延びる搬送ガス経路ＧＰに直交して分岐した各円筒状分岐エア通路９７及び貫通孔９８を通って、各々の電極針９０の先端の回りから外部に吐出される。

電極組立体９２をケーシング部材４０に装着するに際し、ケーシング部材４０の第２スリーブ４８の外周面には図５に示すように突起５２を設け、一方電極組立体９２の大径外筒部分９５には、図２１に示すように突起５２を受け入れる斜行スリット９９を設けることが好ましい。突起５２を斜行スリット９９の中に入れた状態で電極組立体９２を押し込むことで、電極組立体９２及び電極針９０を位置決めしつつ、ケーシング部材４０に組み付けることができる。

以上の構成により、電極組立体９２をケーシング部材４０に装着すると、高電圧配板５０の接触片５９は、電極針９０の上端面と圧接して導通状態になる。この電極針９０と接触片５９との接触部分を含む領域は、保持板５５の第１スリーブ５６の中に電極組立体９２の小径内筒部分９３の先端部分が嵌入することにより、ケーシング部材４０の搬送ガス経路ＧＰ及び円筒状分岐エア通路９７と連通された空間を形成する。

電極組立体９２は電極針９０を保持しており、電極針９０の後端部は電極組立体９２の後端部より突出して高電圧配板５０と接触している。一方で搬送ガスは、搬送ガス経路ＧＰから円筒状分岐エア通路９７、貫通孔９８を通じて、電極針９０先端が配置されている電極組立体９２の先端部に送出され、ここから外部へ放出される。

なお、搬送ガスを放出するエア放出口は、電極針９０を小径内筒部分で密閉して、その周囲に開口した貫通孔からエアを放出することもできる。この場合、電極針９０の先端部が外気に触れる部分とは個別に貫通孔を形成し、電極針９０の先端部を中心とする直径状に離間した位置に貫通孔を設ける。ただ、この例に限られず、電極針の周囲を密閉せず、電極針に沿って搬送ガスを送出する構成とすることもできる。

電極針９０はタングステンで構成される。電極針９０は使用と共に摩耗し、摩耗した微細な粉末が空中に飛散される。しかしながら、イオン化装置をシリコンウェハなどを製造するクリーンルームで使用する際、シリコンウェハ上にタングステン等の異質の微細粒子が付着することは、ウェハの特性上好ましくない。そこで、電極針をシリコン製とすることで、摩耗して飛散したとしても、シリコンウェハに対してシリコン粒子という同質の物質とすることで、このような問題を解消できる。ただ、シリコン製の電極針は、堅い反面、脆いという問題がある。このため電極針を電極組立体に固定する際に破損するおそれがある。これを回避するために、電極針の先端をシリコン製とし、後端の電極組立体と固定する部分をステンレス製として、これらを電気的に接続することで、コロナ放電にはシリコン製の電極針を使用しつつ、固定にはステンレス製の電極針を利用することができる。
（ブロック図）

制御回路を含む制御ユニット８２は、イオン化装置本体に内蔵されている。イオン化装置の制御回路を図２２のブロック図に示す。図２２は、イオン化装置の制御回路の概要を示すものである。イオン化装置は、同一の電極針９０からプラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するパルスＡＣ式イオン発生方式を採用している。イオン化装置は、プラス側高電圧発生回路１６０とマイナス側高電圧発生回路１６１とを有し、これらの高電圧発生回路１６０、１６１で電源ユニット８１が構成されており、この電源ユニット８１は密閉ボックスの中に収容されている。プラス側高電圧発生回路１６０とマイナス側高電圧発生回路１６１は、共に、トランス１６２、１６３の一次側コイルに接続された自励発振回路１６４、１６５と、二次側コイルに接続された、例えば倍整流回路からなる昇圧回路１６６、１６７とを含む。高電圧発生回路１６０、１６１と電極針９０との間には保護抵抗つまり第１抵抗Ｒ１が設けられている。トランス１６２、１６３の二次コイルの接地端ＧＮＤと、フィールドグランドＦＧとの間には、第２抵抗Ｒ２と第３抵抗Ｒ３とが直列に接続され、また、対向電極プレートを構成するカバー部３０とフィールドグランドＦＧとの間には、第４抵抗Ｒ４と上述した第３抵抗Ｒ３とが直列に接続されている。

第４抵抗Ｒ４を流れる電流をイオン電流検知回路１６８で検出することにより、電極針９０の近傍のイオンバランスを知ることができる。また第３抵抗Ｒ３を流れる電流をイオン電流検知回路１６８で検出することにより、ワークの近傍のイオンバランスを知ることができる。さらに第２抵抗Ｒ２を流れる電流を異常放電電流検知回路１６９で検出することで、電極針９０と対向電極プレートを構成するカバー部３０又はフィールドグランドＦＧとの間の異常放電を検出することができ、ＣＰＵ１１４で異常放電と判別したときには、アラーム手段である表示ＬＥＤ１７０を点灯する等して操作者に異常を知らせることができる。またこの例では、プラス側高電圧発生回路１６０とマイナス側高電圧発生回路１６１の一方の電圧値を固定し、他方を可変としているが、両方を可変にしてもよい。

以上、パルスＡＣ式イオン化装置の回路を説明したが、イオン化装置の給電は、ＡＣであってもＤＣであってもよい。例えば、プラスイオンとマイナスイオンが同時に発生するＳＳＤＣ式であってもよく、プラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するパルスＤＣ式であってもよい。

さらにイオン化装置同士を、ケーブルなどを介して複数本を連結して使用することもできる。サイドカバー２０には、他のイオン化装置と連結するための連結ポートが設けられており、連結ポートにケーブルなどを介して他のイオン化装置を接続し、複数のイオン化装置を同期させて使用することもできる。この場合、制御ユニット８２は、複数のイオン化装置が接続されたことを検出して、これらを連動して制御できる。また連結されるイオン化装置は、同じタイプのものとする他、長さの異なるもの、電極針の数が異なるもの等、異なるタイプのイオン化装置を連結することもできる。

以上のイオン化装置は、コントローラとして制御ユニット８２を内蔵する構成を採用したが、制御ユニットを外付けとする構成としてもよい。すなわち、制御ユニットを内蔵するコントローラをイオン化装置とは別部材の外部ユニットとして構成し、ケーブルによって接続する形態としてもよい。

このイオン化装置１００は、電源ユニット８１で発生された高電圧を高電圧配板５０を介してイオン化装置１００の各電極針９０に供給し、コロナ放電によって空気をイオン化して針先端から放出する。またこのイオン化装置１００は、電極針９０で発生されるイオンを遠方まで運ぶため搬送ガスを電極針９０の周囲から放出する。搬送ガスを各電極針９０の周囲から外部に放出することで、電極針９０の先端回りでイオン化したエアが除電対象物（ワーク）に向けて下方に強制的に送り込まれ、ワークを除電する。このようにイオン化装置は、エアを利用したダウンフロー機構によって、イオンを確実に送出して除電性能を発揮できる。

本発明のイオン化装置は、空気中の静電気制御又は帯電したワークの除電を行うイオナイザ等の除電器として好適に適用できる。

本発明の実施の形態１に係るイオン化装置を斜め下方から見た斜視図である。 図１から第２ケースを排除した状態を示す斜視図である。 図２から第１ケース及びカバー部、補強部材を排除した状態を示す斜視図である。 本体ケースの横断面図を示す。 ケーシング部材を示す斜視図である。 イオン化装置の一方の端部近傍を示す断面図である。 イオン化装置の他方の端部近傍を示す断面図である。 イオン化装置の中間で搬送ガス供給用継ぎ手の近傍を示す断面図である。 イオン化装置の中間で電力供給用継ぎ手の近傍を示す断面図である。 保持板の斜視図であり、図１０（ａ）は斜め上方から見た斜視図、図１０（ｂ）は斜め下方から見た斜視図、図１０（ｃ）は下ケースにセットして充填樹脂で被覆した状態での斜め下方から見た斜視図である。 下ケースの斜視図であり、図１１（ａ）は斜め上方から見た斜視図、図１１（ｂ）は斜め下方から見た斜視図である。 ケーシング部材の横断面図である。 電力供給用継ぎ手でケーシング部材同士を接続する接続部分を示す一部を断面とした斜視図である。 標準継ぎ手を示す縦断面図である。 電力供給用継ぎ手の接続部分を示す横断面図である。 標準継ぎ手を示す斜視図である。 電力供給用継ぎ手を示す斜視図である。 搬送ガス供給用継ぎ手を示す斜視図である。 図１８の搬送ガス供給用継ぎ手のＡ−Ａ線における断面図である。 搬送ガスの配管と搬送ガスが搬送される経路を示す模式図である。 イオン化装置の電極針を設けた部分の横断面図である。 イオン化装置の制御回路を示すブロック図である。 除電装置の構成を示す回路図である。 従来のイオン化装置の外観を示す斜視図である。 図２のイオン化装置の分解斜視図である。 図２のイオン化装置の断面図である。 図２のイオン化装置の内部構成を示すブロック図である。 従来の除電器を斜め下方から見た分解斜視図である。 図２８の右分割ケース部を斜め下方から見た解斜視図である。 図２８の右分割ケース部を斜め上方から見た分解斜視図である。 図２８のケースの断面図である。 従来の高電圧配板を被覆する構成を示す模式断面図である。 従来の除電器のケーシング部材同士の連結部分を示す斜視図である。

符号の説明

１００…イオン化装置
１…放電電極；２…高圧電源部；２Ａ…高圧トランス；３…カップリングコンデンサ
１０…本体ケース；１０Ｒ…右分割ケース；１０Ｌ…左分割ケース
１１…ベースプレート；１２…垂直壁面；１４…第１折曲壁面
２０…サイドカバー；２１…中間ガスポート；２２…端部ガスポート
３０…カバー部；３１…開口部；３２…折り返し片
４０、４０Ｂ…ケーシング部材；４１…ケーシング体；４２…内部接続ポート
４３…内部ガスポート；４４…高電圧ポート；４５…下ケース；４６…下ケース開口部
４７…段差部；４８…第２スリーブ；４９…円周フランジ
５０…高電圧配板；５１…接続端子；５２…突起；５３…スリット；５４…固定プレート
５５…保持板；５６…第１スリーブ；５７…挿入部；５７ｂ…突起；５８…リブ
５９…接触片
６０…連結部材；６１…連結ガスポート；６２…連結高電圧ポート
６３…標準継ぎ手；６４…搬送ガス供給用継ぎ手
６５…電力供給用継ぎ手；６５ｂ…電力供給用接続部材；６６…Ｏリング
６７…電極連結パイプ；６８…搬送ガス供給口；６９…搬送ガス案内片
７０…搬送ガスバルブ；７１…中間搬送ガス配管；７２…補強部材
８０…電気回路ユニット；８１…電源ユニット；８２…制御ユニット
８３…昇圧ユニット；８３Ａ…正側昇圧回路；８３Ｂ…負側昇圧回路；８７Ａ…Ｏリング
９０…電極針；９１…保護部材；９２…電極組立体；９３…小径内筒部分
９４…円形部分；９５…大径外筒部分；９６…フランジ
９７…円筒状分岐エア通路；９８…貫通孔；９９…斜行スリット
１０１Ｌ…左分割ケース部；１０１Ｒ…右分割ケース部
１０７…拡大ヘッド；１０８…溝；１０９…ベースプレート
１１０…屈曲部；１１１…Ｌ字状部分；１１４…ＣＰＵ；１３５…可撓性チューブ
１６０…プラス側高電圧発生回路；１６１…マイナス側高電圧発生回路
１６２、１６３…トランス；１６４、１６５…自励発振回路；１６６、１６７…昇圧回路
１６８…イオン電流検知回路；１６９…異常放電電流検知回路；１７０…表示ＬＥＤ
２００…放電電極バー
２１０…本体ケース；２１１…エア供給ユニット；２１２…電極針
２１３…高電圧ユニット；２２５…支持プレート；２２９…第１スリーブ
２３６…電極組立体；２４０…小径内筒部分；２４５…円筒状分岐エア通路
２５８…高電圧配板；２５７…固定プレート；２５９…切り起こし接触片
２８６…Ｏリング
ＳＰ１…第１の空間；ＳＰ２…第２の空間
ＧＰ…搬送ガス経路；ＶＰ…高電圧経路；ＨＪ…被覆樹脂；ＪＪ…充填樹脂
Ｓ１…主エア通路；Ｓ２…密閉空間；Ｓ３…高電圧経路

Claims (12)

1. 高電圧を印加されて先端から正負いずれかに帯電したイオンを放出するための複数の電極針と、
   前記電極針に高電圧を印加するための電気回路ユニットと、
   細長形状のユニット状に構成され、前記電気回路ユニットから電力供給を受けるための高電圧配板を備えると共に、前記複数の電極針を離間させて装着可能で、前記高電圧配板を介して前記電気回路ユニットから供給された高電圧を各々の電極針に印加するケーシング部材と、
   複数のケーシング部材を長手方向に機械的に連結すると共に、各ケーシング部材の高電圧配板同士を電気的に接続するための連結部材と、
   前記連結部材で複数のケーシング部材を連結させたケーシング体及び前記電気回路ユニットを内部に収納する細長形状の本体ケースであって、前記電極針を長手方向に離間させて外部に突出させる本体ケースと、
   を備えるイオン化装置であって、
   前記本体ケースは、内部に前記ケーシング体を配置するための空間を一体に区画し、前記電気回路ユニットを配置する空間と隔離されてなることを特徴とするイオン化装置。
2. 請求項１に記載のイオン化装置であって、
   前記本体ケースは、第１ケースと、第２ケースとに分割され、
   前記第１ケースは、一体に形成された断面コ字状部分と、前記断面コ字状部分の背面の一端から一体的に延長された第１の壁面とを備え、
   前記第２ケースは、前記コ字状部分の背面と当接し、かつ前記第１の壁面の先端と当接する第２の壁面を備え、
   前記第１ケースと第２ケースを嵌合させた状態で、前記断面コ字状部分で形成される第１の空間に前記ケーシング体を配置し、前記断面コ字状部分の背面と、前記第１の壁面と、第２の壁面の内側で形成される第２の空間に、前記電気回路ユニットを配置するよう構成してなることを特徴とするイオン化装置。
3. 請求項１又は２に記載のイオン化装置であって、
   前記電極針から放出されるイオンを搬送するための搬送ガスを前記電極針の周囲から送出するために、前記ケーシング部材は、搬送ガスを供給するための搬送ガス経路を備えており、
   前記本体ケースは、本体ケース内部の中間に位置する一以上のケーシング部材に対して、搬送ガスを供給する中間搬送ガス配管を備えており、
   前記本体ケース内部の端部に位置するケーシング部材に対しては、前記本体ケースの端部から搬送ガス経路に搬送ガスが供給され、
   前記本体ケース内部の中間に位置するケーシング部材に対しては、中間搬送ガス配管を介して搬送ガスが供給されるよう構成してなることを特徴とするイオン化装置。
4. 請求項３に記載のイオン化装置であって、
   前記中間搬送ガス配管が、硬質製のパイプで構成されてなることを特徴とするイオン化装置。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
   前記連結部材が、前記本体ケースの長手方向に沿って前記ケーシング部材を挿抜して連結する継ぎ手であることを特徴とするイオン化装置。
6. 請求項５に記載のイオン化装置であって、
   前記継ぎ手は、前記本体ケース内部の中間に位置するケーシング部材同士の接続に使用され、前記中間搬送ガス配管を接続するための搬送ガス供給用継ぎ手を含むことを特徴とするイオン化装置。
7. 請求項５に記載のイオン化装置であって、
   前記継ぎ手は、前記電気回路ユニットで生成される高電圧を前記ケーシング部材に含まれる高電圧配板と接続するための電力供給用継ぎ手を含むことを特徴とするイオン化装置。
8. 請求項１から７のいずれか一に記載のイオン化装置であって、さらに、
   前記本体ケースの外周を被覆する金属製のカバー部を備え、
   前記カバー部は断面コ字状で前記本体ケースの長手方向に沿って一体に延長して形成され、コ字状の開口部の間に前記本体ケースを挿入して本体ケースを弾性的に押圧して狭持することを特徴とするイオン化装置。
9. 請求項１から８のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
   前記電気回路ユニットを前記本体ケース内部の長手方向において端部に位置させてなることを特徴とするイオン化装置。
10. 請求項１から９のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
    前記電気回路ユニットが、外部電源と接続されて電力を受ける電源回路を備える電源ユニットと、制御回路を備える制御ユニットと、電圧を昇圧するための昇圧回路を備える昇圧ユニットとを、各々ユニット状に構成してなることを特徴とするイオン化装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
    前記電気回路ユニットが、前記本体ケース内部の一端側に配置され、他端側に前記中間搬送ガス配管を配置してなることを特徴とするイオン化装置。
12. 請求項１から１１のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
    前記本体ケースの長さが１．０ｍ〜４．０ｍであることを特徴とするイオン化装置。

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