JP2013178902A

JP2013178902A - 除電装置

Info

Publication number: JP2013178902A
Application number: JP2012041286A
Authority: JP
Inventors: Itaru Murui; 格無類井; Masaji Nakatani; 政次中谷; Toshinori Okada; 俊範岡田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-09-09
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: JP5869914B2; WO2013128779A1; CN104067697A; CN104067697B

Abstract

【課題】イオンバランス分布が均一であって、且つ、高い除電性能を有する除電装置を提供すること。
【解決手段】電圧が印加されることによって正イオンを発生する第１の電極と、電圧が印加されることによって負イオンを発生する第２の電極と、を有するイオン発生ユニットと、前記第１の電極及び前記第２の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記イオン発生ユニットを少なくとも２以上有し、前記電圧印加手段は各イオン発生ユニットに対して予め定められた周期で間欠的に電圧を印加することとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、除電対象物の表面に帯びている電荷を除去する（除電対象物を除電する）除電装置に関する。

従来より除電対象物を除電する除電装置の一つとして、正負イオンを放出する除電装置が使用されている。この除電装置は、電極に高電圧が印加されることによって空気中の分子が分離し、正イオンと負イオンが発生する。

このような除電装置は交流式（ＡＣパルス方式）の除電装置と直流式（ＤＣパルス方式）の除電装置とに大別することができる。ＡＣパルス方式の除電装置は、一般的に１本の電極を有する単電極方式であり、高圧電源により当該電極に電圧が印加されると１本の電極から正イオンと負イオンが交互に周期的に発生する。一方、ＤＣパルス方式の除電装置は、一般的に２本１組の電極を有する２電極方式であり、高圧電源により各電極に電圧が印加されると正イオン用電極（正電極）からは正イオンが、負イオン用電極（負電極）が発生する。

単電極方式のメリットは、正負両イオンを場所依存性無く均一に発生させやすいこと、これにより、これによって電極の周囲もイオンの総和がゼロになり、イオンバランスが均一になりやすいこと、両イオンの発生周期を変えることでイオンの到達可能距離を制御できることである。一方、単電極方式のデメリットは、単一の電極から正負イオンを等量発生させる制御、回路構成等が２電極方式に比べて複雑になることである。

２電極方式のメリットは、正負イオンを等量発生させる制御、回路構成等が単電極方式に比べて容易であることである。一方、２電極方式のデメリットは、通常の構成では正電極の周囲では正イオンが過剰に存在し、負電極の周囲では負イオンが過剰に存在することである。すなわちこの場合、正負イオンの発生量が等しかったとしても局所的には正イオン過多の領域と負イオン過多の領域とが存在することになる。

また、電極に高電圧を印加するため、電極を中心とした周囲雰囲気に電界が発生する。よって除電装置近傍に除電対象物が存在する場合には、その電界により除電対象物が帯電してしまうことになり、このような除電性能の低下は単電極方式に比べて顕著である。なぜなら単電極方式は瞬間的には一方の向き（正又は負）の電界が発生し、電極の近傍に存在する除電対象物が正又は負に帯電するが、総合的には一方の向きの電界とそれとは他方の向きの電界が交互に発生して除電対象物に作用するので中和されるのに対して、正電極の近傍に存在する除電対象物はプラスに帯電し、負電極の近傍に存在する除電対象物はマイナスに帯電することになるからである。

このような状況に鑑みて、単電極方式の利点と２電極方式の利点の双方を兼ね備えた電極方式を実現することが望ましいが、例えば構成の簡易な２電極方式では主に次の２点において性能上の問題が残る。第１の問題は、除電後のイオンバランスに空間的な不均一が発生しやすいことであり、第２の問題は、近距離での除電性能が低くなることである。これらの問題は２電極方式において正イオンを生成する正電極と負イオンを生成する負電極が空間的に離れて設置されていることに起因するものである。従って、２電極方式の除電装置においては正電極と負電極の空間的距離を近い位置とするか或いはほぼ同一の位置とすることによって上記問題は解消されうる。

特許文献１の除電装置は正電極と負電極が交互に並んだ配置されており、また、対向する２本の電極は逆極性となるように配置されている。これによって正電極と負電極を空間的に近くに設置している。

特開２００４−３９４１９号公報

しかしながら特許文献１に記載されているように２電極方式の除電器において、単に正電極と負電極の空間的距離を近づけて設置すると、イオンバランス分布は向上するが、正イオンと負イオンとが相殺し合うことによってイオンの到達量が低下し、これに伴って除電性能が低下してしまうという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑み、イオンバランス分布が均一であって、且つ、高い除電性能を有する除電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の除電装置は、電圧が印加されることによって正イオンを発生する第１の電極と、電圧が印加されることによって負イオンを発生する第２の電極と、を有するイオン発生ユニットと、前記第１の電極及び前記第２の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記イオン発生ユニットを少なくとも２以上有し、前記電圧印加手段は各イオン発生ユニットに対して予め定められた周期で間欠的に電圧を印加することを特徴とする。

また本発明は、上記構成の除電装置において、発生した正イオン及び負イオンを搬送するイオン搬送手段を備え、２以上の前記イオン発生ユニットは第１のユニット群と第２のユニット群とからなり、前記第１のユニット群と前記第２のユニット群とが正イオン及び負イオンの搬送方向において対向配置されるとともに、一方のユニット群における前記イオン発生ユニットが有する第１の電極と他方のユニット群における前記イオン発生ユニットが有する第２の電極とが正イオン及び負イオンの搬送方向において対向配置され、前記電圧印加手段は前記第１のユニット群と前記第２のユニット群に対して前記周期で交互に電圧を印加することが望ましい。

また本発明は、上記構成の除電装置において、吹出口を有し、発生した正イオン及び負イオンを搬送するイオン搬送手段を備え、
２以上の前記イオン発生ユニットは第１のユニット群と第２のユニット群とからなり、前記第１のユニット群と前記第２のユニット群とが前記吹出口を挟んで対向配置されるとともに、一方のユニット群における前記イオン発生ユニットが有する第１の電極と他方のユニット群における前記イオン発生ユニットが有する第２の電極とが前記吹出口を挟んで対向配置され、前記電圧印加手段は前記第１のユニット群と前記第２のユニット群に対して前記周期で交互に電圧を印加することが望ましい。

また本発明は、上記構成の除電装置において、前記イオン発生ユニットの数が偶数のときは前記第１のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数と前記第２のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数が同数であり、前記イオン発生ユニットの数が奇数であるときは一方のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数が、他方のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数よりも１つ多いことが望ましい。

また本発明は、上記構成の除電装置において、２以上の前記イオン発生ユニットは、正イオン及び負イオンの搬送方向に対して前記イオン搬送手段に向かって傾斜して配置されることが望ましい。

また本発明は、上記構成の除電装置において、前記電圧印加手段は、前記第１のユニット群への電圧印加と前記第２のユニット群への電圧印加を切り替える際に、前記第１のユニット群及び前記第２のユニット群の双方に所定時間電圧を印加することことが望ましい。

また本発明は、上記構成の除電装置において、前記所定時間は、１周期あたりの各ユニット群に対する電圧印加時間の１０％以下であることが望ましい。

また本発明は、上記構成の除電装置において、前記第１ユニット群及び前記第２のユニット群に印加される電圧の周波数が０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚであることが望ましい。

本発明によれば、１のイオン発生ユニット（一方のユニット群）と他のイオン発生ユニット（他方のユニット群）とに常時電圧が印加されないので、例えば１のイオン発生ユニット（一方のユニット群）で発生する正イオンと他のイオン発生ユニット（他方のユニット群）で発生する負イオンとが相殺し合うことが抑えられ、イオン濃度の低下、除電対象物に対するイオン到達量の低下を防ぐことができる。また、除電対象物の各部に対して正電界と負電界の双方が作用するので除電対象物の表面の一部が一方の極性（正又は負）に帯電し、それが長時間維持されることがなく、表面電位（イオンバランス）の均一化を実現することができる。

は、本発明の第１実施形態に係る除電装置を示す概略斜視図である。は、本発明の第１実施形態に係る除電装置を示す上面図である。は、本発明の第１実施形態に係る除電装置が備えるイオン発生ユニットを示す概略斜視図である。は、本発明の第１実施形態に係る除電装置が備える第１のユニット群及び第２のユニット群の電圧波形を示すタイミングチャートである。は、本発明の第１実施形態に除電装置によるイオンバランスの分布を示す図である。は、本発明の第１実施形態に係る除電装置の第１の別の例を示す上面図である。は、本発明の第１実施形態に係る除電装置の第２の別の例を示す上面図である。は、本発明の第２実施形態に係る除電装置を示す概略斜視図である。は、本発明の第２実施形態に係る除電装置を示す正面図である。は、本発明の第２実施形態の除電装置によるイオンバランスの分布を示す図である。は、本発明の第２実施形態に係る除電装置の別の例を示す正面図である。は、本発明の第１実施形態に係る除電装置が備える第１のユニット群及び第２のユニット群の別の電圧波形を示すタイミングチャートである。

[第１実施形態]
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するために本発明の除電装置を示すものであって、本発明をこの除電装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の除電装置にも等しく適応し得るものである。

図１は本実施形態に係る除電装置を示す概略斜視図である。また、図２は本実施形態に係る除電装置を示す上面図である。本実施形態による除電装置１は、クロスローラーファン２、イオン発生ユニット３、電圧印加回路（不図示）を備えている。

クロスローラーファン２内には図示しない羽根が設けられており、吸引した空気を吹き出す吹出口２ａが形成されている。なお、吹出口２ａの幅方向の長さは特に限られるものではないが、後述する除電性能の評価において、吹出口２ａの幅方向の長さは２００ｍｍである。

イオン発生ユニット３は図２に示すようにクロスローラーファン２の吹出口２ａから吹き出される空気の吹き出し方向Ｄ（なお、「空気の吹き出し方向Ｄ」は「正負イオンの搬送方向Ｄ」と言い換えることもできる。）の前方に配置される。図２においてイオン発生ユニット３は上記吹き出し方向Ｄに沿って２つ、また、吹出口２ａの幅方向に沿って２つの計４つ設置されている。本実施形態において４つのイオン発生ユニット３は２つのユニット群に分けられる。

なお、以下の説明において４つのイオン発生ユニット３を夫々イオン発生ユニット３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂということがある。また、これに伴って図２においてイオン発生ユニット３１ａが有する負電極を負電極３１１、イオン発生装置３２ａが有する正電極を正電極３２１としているが、夫々は図３に示すイオン発生装置３が備える負電極３ｂ、正電極３ａと同一の電極である。

具体的には、吹出口２ａから吹き出される空気の吹き出し方向Ｄの手前側（吹出口２ａに近い位置）に設置されている２つのイオン発生ユニット（図２に示すイオン発生ユニット３１ａと３１ｂ）を第１のユニット群３１とし、吹出口２ａから吹き出される空気の吹き出し方向Ｄの奥側（吹出口２ａから遠い位置）に設置されている２つのイオン発生ユニット（図２に示すイオン発生ユニット３２ａと３２ｂ）を第２のユニット群３２とする。すなわち第１のユニット群３１と第２のユニット群３２は空気の吹き出し方向Ｄ（正負イオンの搬送方向Ｄ）において対向して配置される。

そして吹き出し方向Ｄにおいて対向する２つイオン発生ユニット３において正電極と負電極は吹き出し方向Ｄに向かって逆極性の電極が対向するように配置される。イオン発生ユニット３１ａとイオン発生ユニット３２ａを例に説明すると、イオン発生ユニット３１ａの負電極（図２に示す電極３１１）とイオン発生ユニット３２ａの正電極（図２に示す電極３２１）は吹き出し方向Ｄにおいて対向配置される。

なお、本実施形態においてはイオン発生ユニット３の数が偶数（４つ）であるため、第１のユニット群３１及び第２のユニット群３２に２つずつ同数のイオン発生ユニット３が含まれるが、イオン発生ユニット３の数が奇数であるときは、一方のユニット群に含まれるイオン発生ユニット３の数が他方のユニット群に含まれるイオン発生ユニット３の数よりも１つ多くなることが望ましい。

図３は図１及び図２に示すイオン発生ユニット３の拡大図である。図３に示すようにイオン発生ユニット３は正イオンを発生させる正電極（第１の電極）３ａと負イオンを発生させる負電極（第２の電極）３ｂを有する。両電極３ａ、３ｂは針電極であり、イオン発生ユニット３内においてその底部に対して鉛直に設置されており、その先端は上方を向いている。

不図示の電圧印加回路（電圧印加手段）は、ユニット群３１、３２に対して予め定められた周期で間欠的に電圧を印加する電圧印加回路である。なお、本実施形態においては後述する除電性能の評価実験のために、各イオン発生ユニット３に対して常時電圧を印加する常時電圧印加モードと、ユニット群毎に交互に電圧を印加する交互電圧印加モードとが切り替え可能であることとする。また、本実施形態においては特にユニット群３１、３２に対して交互に印加する場合について説明を行う。

図４はユニット群３１、３２の電圧波形を表すタイミングチャートである。図４（ａ）はユニット群３１の電圧波形を示すタイミングチャートであり、図４（ｂ）はユニット群３２の電圧波形を示すタイミングチャートである。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すようにユニット群３１とユニット群３２は電圧印加回路によって交互に印加される。

ユニット群３１とユニット群３２は夫々が交互に電圧が印加されるとともに、ユニット群３１に電圧が印加されているときにおいて、ユニット群３２には電圧が印加されず、また、ユニット群３２に電圧が印加されているときにおいて、ユニット群３１には電圧が印加されない。また、ユニット群３１への電圧印加時間Ｔ１とユニット群３２への電圧印加時間Ｔ２とは略同一の時間となるように制御される。すなわち、ユニット群３１及びユニット群３２に電圧が印加されている時間とユニット群３１及びユニット群３２に電圧が印加されていない時間とが略同一の時間であると言い換えることができる。

次に除電装置１の除電性能を評価する評価方式について説明する。本実施形態においては除電性能の評価方式としてチャージプレートを用いる。これは、チャージプレートの電荷の緩和時間を測定する評価方式である。本実施形態では静電容量が２ｐＦのトレック・ジャパン株式会社製のチャージプレートを使用し、その表面電位が＋１０００Ｖから＋１００Ｖに到達するまでのプラス側除電時間（秒）と、−１０００Ｖから−１００Ｖに到達するまでのマイナス側除電時間（秒）との平均である平均除電時間（秒）によって除電性能を評価する。イオンバランスはクロスローラーファン２の吹出口２ａの幅方向の中央を０ｍｍとし、−１００ｍｍ〜＋１００ｍｍの範囲を２０ｍｍピッチで測定した分布によって評価した。なお、図１において吹出口２ａの紙面に対して左端を−１００ｍｍ、右端＋１００ｍｍとしている。

以下、本実施形態の除電装置１の除電性能について説明する。図５は本実施形態の除電装置１によるイオンバランスの分布を示す図である。図５において実線グラフは全てのイオン発生ユニット３に常時電圧を印加した状態のイオンバランスの分布を示すグラフであり、破線グラフは第１のユニット群３１と第２のユニット群３２に交互に電圧を印加した状態のイオンバランスの分布を示すグラフである。なお、図５は吹出口２ａから空気の吹き出し方向Ｄ（図１において紙面に向かって手前側、図２において紙面に向かって下側）に向かって５０ｍｍ離れた地点にチャージプレートを設置した場合おけるイオンバランスの分布を示す図である。

まず最初に全てのイオン発生ユニット３に常時電圧を印加した場合について説明する。常時電圧印加モードの除電装置１において、吹出口２ａから５０ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．２秒、３００ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．７秒であった。また図５に示すように５０ｍｍ離れた地点におけるイオンバランスの分布は−３１１Ｖ〜１７３Ｖであった。このように、全てのイオン発生ユニット３に常時電圧を印加する方式では、除電装置１（吹出口２ａ）から５０ｍｍ離れた地点（近距離領域）におけるイオンバランスが悪く、区間的なばらつきが大きいことが分かる。

これは、電極を中心に発生する電界の影響によってチャージプレートの表面電位が変化することが原因であり、チャージプレートに近い第２のユニット群の正電極の正面におけるイオンバランスはプラス側に、第２のユニット群の負電極の正面におけるイオンバランスはマイナス側に偏ることによるものである。

次に第１のユニット群３１と第２のユニット群３２に交互に電圧を印加した場合について説明する。本実施例では０．５秒毎に電圧を印加するユニット群を切り替えることとする。なお、各ユニット群３１、３２には１Ｈｚの周波数で電圧が印加されており、時間印加率は５０％である。吹出口２ａから５０ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．３秒、３００ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．５秒であった。また図５に示すように５０ｍｍ離れた地点におけるイオンバランスの分布は−１５Ｖ〜２８Ｖであった。

このように、第１のユニット群３１と第２のユニット群３２に交互に電圧を印加する方式では、各ユニット群３１、３２の駆動時間は上述した常時電圧印加モードの半分であり、これに伴って正負イオンの総発生量は半分になっているにもかかわらず、５０ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．１秒長くなる程度であり、一方、３００ｍｍ離れた地点においては０．２秒早くなっている。また、除電装置１（吹出口２ａ）から５０ｍｍ離れた地点（近距離領域）におけるイオンバランスがよい（交互電圧印加モードのイオンバランスの分布の幅が、常時電圧印加モードのイオンバランスの分布の幅に比べて約１／１０程度になっている）。

除電平均時間にほぼ差異がない理由（３００ｍｍ離れた地点にあっては交互電圧印加モードのほうが除電平均時間が短い理由）は、常時電圧印加モードのときは交互電圧印加モードのときに比べて２倍の量の正負イオンが発生しているが、常時電圧印加モードにおいては正負イオンが近距離領域において同時に発生することで正イオンと負イオンとが相殺して（中和して）、正負イオンがチャージプレートまで到達していないからである。つまり、交互電圧印加モードにおいては正負イオンの発生量は常時電圧印加モードの半分にすぎないが、正負イオンが時間的に分かれて交互に発生しているため、正イオンと負イオンとが相殺せず（中和せず）、高い割合でチャージプレートまで到達している。

また、常時電圧印加モードにおいてイオンバランスの分布の幅が大きいのは、除電装置１（吹出口２ａ）から５０ｍｍ離れた地点という近距離領域では、チャージプレートに近いユニット群３２の電極によって発生する電界の影響を受けて、正電極に近い部分はプラスに帯電し、負電極に近い部分はマイナスに帯電し、これが維持されるからである。これに対して交互電圧印加モードにおいては、両極性の電極の電界の影響を交互に受けることになるため、一時的に一方の極性に帯電することはあっても、その極性が維持されることがないためイオンバランスの分布の幅が常時電圧印加モードに比べて小さくなる。

以上のことから、交互電圧印加モードとすることにより、常時電圧印加モードと同等の除電速度（除電性能）を維持したまま、イオンバランスの分布を改善（均一化）できることが分かる。さらに、交互電圧印加モードにおいて各イオン発生ユニット３は、常時電圧印加モードに比べて半分の時間しか駆動を行っていないため、交互に電圧の印加を行う除電装置１は常時電圧の印加を行う除電装置１に比べて電極の寿命が２倍になる。

本実施形態によれば、第１のユニット群と第２のユニット群とが対向配置され、また、一方のユニット群におけるイオン発生ユニットが有する正電極と他方のユニット群におけるイオン発生ユニットが有する負電極とが対向配置される。そして、第１のユニット群と第２のユニット群に対して交互に電圧を印加することにより、正負イオンが相殺し合うことが抑えられるため、イオン濃度の低下（相殺する正負イオン量の低下）、除電対象物に対するイオン到達量の低下を防ぐことができる。また、除電対象物の各部に対して正電界と負電界の双方が作用するので除電対象物の表面の一部が一方の極性（正又は負）に帯電し、それが長時間維持されることがなく、表面電位（イオンバランス）の均一化を実現することができる。

また、一方のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数と他方のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数が同数又は一方のイオン発生ユニット数が１つ多いだけなので、第１のユニット群により発生されるイオンの総和を略同数とすることができ、よりイオンバランスの均一化を図ることができる。

なお、本実施形態において各イオン発生ユニット３（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）において各電極の配置を図６に示すようにしてもよい。すなわち、第１のユニット群３１においてはイオン発生ユニット３１ａの正電極とイオン発生ユニット３１ｂの正電極を近い位置に配置（共に吹出口２ａの中央部に配置）し、第２のユニット群３２においてはイオン発生ユニット３２ａの負電極とイオン発生ユニット３１ｂの負電極を近い位置に配置（共に吹出口２ａの中央部に配置）することとしてもよい。

また、第１のユニット群３１においてはイオン発生ユニット３１ａの負電極とイオン発生ユニット３１ｂの負電極を近い位置に配置（共に吹出口２ａの中央部に配置）し、第２のユニット群３２においてはイオン発生ユニット３２ａの正電極とイオン発生ユニット３１ｂの正電極を近い位置に配置（共に吹出口２ａの中央部に配置）することとしてもよい。

さらに本実施形態においては図７に示すように各イオン発生ユニット３（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）を、吹出口２ａから吹き出される空気の吹き出し方向Ｄに対してクロスローラーファン２に向かって所定角度傾斜して設けることとしてもよい。これに除電装置１（吹出口２ａ）に対する各電極の間隔を自由に設定することができる。

すなわち、傾斜角度を所望の角度とすることによって同一のイオン発生ユニット３を使用して除電装置１（吹出口２ａ）に対する各電極の配置間隔を変更することができるため、電極の配置密度を自由に設定することができる。つまり、同一幅の吹出口２ａにおいて、イオン発生ユニット３を傾斜させる（各電極の配置間隔を狭くする）ことでイオン発生ユニット３を傾斜させないときに比べてより多くのイオン発生ユニット３を設置することができるので、イオンの総和を増大させることができ、除電性能を向上させることができる。なお、傾斜角度は配置間隔（配置密度）に応じて適宜設定することとすればよい。

[第２実施形態]
図８は本実施形態に係る除電装置を示す概略斜視図である。また、図９は本実施形態に係る除電装置を示す正面図である。本実施形態による除電装置１は、第１実施形態と同様にクロスローラーファン２、イオン発生ユニット３を備えている。以下、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付与し、説明を省略する。

本実施形態の除電装置１は第１実施形態と同様にイオン発生ユニット３を４つ有し、これを第１のユニット群と第２のユニット群に分けているが、各イオン発生ユニット３の配置関係が異なる。従って以下、本実施形態における４つのイオン発生ユニット３の配置について説明する。

本実施形態においてイオン発生ユニット３は図８及び図９に示すように、各電極の先端を下方に向けた２つのイオン発生ユニット３（３３ａ、３３ｂ）と、各電極の先端を上方に向けた２つのイオン発生ユニット３（３４ａ、３４ｂ）を有し、それぞれを第１のユニット群３３、第２のユニット群３４としている。第１のユニット群３３と第２ユニット群３４は吹出口２ａを挟んで（上下２段に）対向配置される。

そして吹出口２ａを挟んで対向する２つイオン発生ユニット３において正電極と負電極は吹出口２ａの高さ方向において逆極性の電極が対向するように配置される。イオン発生ユニット３３ａとイオン発生ユニット３４ａを例に説明すると、イオン発生ユニット３３ａの負電極（図９に示す負電極３３１）とイオン発生ユニット３４ａの正電極（図９に示す正電極３４１）は吹出口２ａの高さ方向において対向配置される。なお、負電極３３１、正電極３４１は夫々上述した負電極３１１及び負電極３ｂ、正電極３２１及び正電極３ａと同一の電極である。

以下、本実施形態の除電装置１の除電性能について説明する。図１０は本実施形態の除電装置１によるイオンバランスの分布を示す図である。図１０に示すように実線グラフは全てのイオン発生ユニット３に常時電圧を印加した状態のイオンバランスの分布を示すグラフであり、破線グラフは第１のユニット群３３と第２のユニット群３４に交互に電圧を印加した状態のイオンバランスの分布を示すグラフである。なお、図１０は吹出口２ａから空気の吹き出し方向Ｄ（図１及び図２において紙面に向かって手前側）に向かって５０ｍｍ離れた地点にチャージプレートを設置した場合おけるイオンバランスの分布を示す図である。

まず最初に全てのイオン発生ユニット３に常時電圧を印加した場合について説明する。常時電圧印加モードの除電装置１において、吹出口２ａから５０ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．２５秒、３００ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．８５秒であった。また図１０に示すように５０ｍｍ離れた地点におけるイオンバランスの分布は−１９Ｖ〜１０Ｖであった。

次に第１のユニット群３３と第２のユニット群３４に交互に電圧を印加した場合について説明する。本実施例では０．５秒毎に電圧を印加するユニット群を切り替えることとする。なお、各ユニット群３１、３２には１Ｈｚの周波数で電圧が印加されており、時間印加率は５０％である。吹出口２ａから５０ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．２秒、３００ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．９５秒であった。また図１０に示すように５０ｍｍ離れた地点におけるイオンバランスの分布は−１０Ｖ〜９Ｖであった。

このように、第１のユニット群３３と第２のユニット群３４に交互に電圧を印加する方式では、各ユニット群３３、３４の駆動時間は上述した常時電圧印加モードの半分であり、これに伴って正負イオンの総発生量は半分になっているにもかかわらず、３００ｍｍ離れた地点における平均除電時間は０．１秒長くなる程度であり、一方、５０ｍｍ離れた地点（近距離領域）においては０．０５秒早くなっている。また、除電装置１（吹出口２ａ）から５０ｍｍ離れた地点（近距離領域）におけるイオンバランスがよい（交互電圧印加モードのイオンバランスの分布の幅が、常時電圧印加モードのイオンバランスの分布の幅に比べて約２／３以下になっている）。

除電平均時間にほぼ差異がない理由（近距離領域にあっては交互電圧印加モードのほうが除電平均時間が短い理由）及び交互電圧印加モードのイオンバランス分布の幅が常時電圧印加モードのイオンバランスの分布の幅に比べて小さくなる理由は第１実施形態と同様である。

従って、交互電圧印加モードとすることにより、常時電圧印加モードと同等の除電速度を維持したまま、イオンバランスの分布を改善できることが分かる。さらに、交互電圧印加モードにおいて各イオン発生ユニット３は、常時電圧印加モードに比べて半分の時間しか駆動を行っていないため、交互に電圧の印加を行う除電装置１は常時電圧の印加を行う除電装置１に比べて電極の寿命が２倍になる。

本実施形態によれば第１実施形態と同様の効果を奏する。

なお、本実施形態において各イオン発生ユニット３（３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ）において各電極の配置を図１１に示すようにしてもよい。すなわち、第１のユニット群３３においてはイオン発生ユニット３３ａの負電極とイオン発生ユニット３３ｂの負電極を近い位置に配置（共に吹出口２ａの中央部に配置）し、第２のユニット群３４においてはイオン発生ユニット３４ａの正電極とイオン発生ユニット３４ｂの正電極を近い位置に配置（共に吹出口２ａの中央部に配置）することとしてもよい。

また、第１のユニット群３３においてはイオン発生ユニット３３ａの正電極とイオン発生ユニット３３ｂの正電極を近い位置に配置（共に吹出口２ａの中央部に配置）し、第２のユニット群３４においてはイオン発生ユニット３４ａの負電極とイオン発生ユニット３４ｂの負電極を近い位置に配置（共に吹出口２ａの中央部に配置）することとしてもよい。

また、本実施形態においても第１実施形態（図６）と同様に、各イオン発生ユニット３（３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ）を、吹出口２ａから吹き出される空気の吹き出し方向Ｄに対してクロスローラーファン２に向かって所定角度傾斜して設ることとしてもよい。

[その他]
なお、上記各実施形態において、イオン発生ユニット３を２つのユニット群に分け、電圧印加回路はユニット群毎に交互に電圧を印加することとしたが、これに限られるものではない。例えば１のイオン発生ユニット３と他のイオン発生ユニット３とに交互に電圧を印加する電圧印加回路を複数備えることとしてもよい。

また、上記各実施形態において、第１のユニット群（３１又は３３）への電圧印加と第２のユニット群（３２又は３４）への電圧印加を切り替える際に、第１のユニット群及び第２のユニット群の双方に所定時間電圧を印加することとしてもよい。図２を参照しながら、現在第１のユニット群３１に電圧が印加されており、次に第２のユニット群３２に電圧が印加されるという場合を例に説明をする。第１のユニット群３１に電圧が印加されている場合において負電極３１１からは負イオンが発生しており、負電極３１１及び第２ユニット群３２に正電極３２１周辺には負イオンが多く存在している。

このような状態において第１のユニット群３１から第２のユニット群３２に電圧の印加を切り替えると、正電極３２１からは正イオンが発生するものの、上述したように正電極３２１周辺に存在する負イオンと相殺し失活（中和）することになり、正イオンの発生量の立ち上がりが鈍る（言い換えれば正イオンが除電対象物に到達するまでに時間を要する）ことになる。

そこで電圧の印加を切り替える際に、第１のユニット群３１と第２のユニット群３２の双方に電圧を印加することで、負電極３１１から発生する負イオンと正電極３２１から発生する正イオンとが相殺し失活させることで、負電極３１１及び正電極３２１周辺に一方の極性のイオン（本例では負イオン）が存在しない状態とし、その後の正イオンの発生量の立ち上がりを急峻なものとすることができる。

以下、図１２を参照して説明する。図１２はユニット群３１、３２の別の電圧波形を表すタイミングチャートである。図１２（ａ）はユニット群３１の別の電圧波形を示すタイミングチャートであり、図１２（ｂ）はユニット群３２の別の電圧波形を示すタイミングチャートである。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すようにユニット群３１とユニット群３２は電圧印加回路によって交互に（間欠的に）印加される。

また、図１２においては電圧の印加を切り替える際に、ユニット群３１とユニット群３２の双方に電圧を印加する電圧印加時間（上述した所定時間）Ｔ５が設けられる。本例においても図４と同様に、ユニット群３１への電圧印加時間Ｔ３とユニット群３２への電圧印加時間Ｔ４とは略同一の時間であるが、両ユニット群３１、３２への電圧印加時間Ｔ５を設けるために、電圧印加時間Ｔ３及びＴ４を図４に示す電圧印加時間Ｔ１及びＴ２よりも長時間（言い換えれば、ユニット群３１及びユニット群３２に電圧が印加されている時間がユニット群３１及びユニット群３２に電圧が印加されていない時間よりも長時間）となるように制御される。

また、第１のユニット群３１と第２のユニット群３２の双方に電圧を印加する場合においてその電圧印加時間は、１周期あたりの各ユニット群に対して電圧を印加する時間の１０％以下であるとよい。上述したように当該所定時間において発生する正イオン及び負イオンは相殺させるためのものであるため、除電対象物に対して除電効果をもたらすものではない。従って当該所定時間が長時間となると除電性能が低下してしまうことになる。

そこで両ユニット群に対して電圧を印加する時間を１周期あたりの各ユニット群に対して電圧を印加する時間の１０％以下とすれば、上述した中和効果によるイオン発生量の立ち上がりの急峻性、除電性能の低下の防止を図ることができる。

なお、重複電圧印加時間を設ける場合において除電装置１の電圧印加回路はユニット群毎に交互に電圧を印加する交互電圧印加モードと両ユニット群（全てのイオン発生ユニット３）に常時電圧を印加する常時電圧印加モードとが切り替え可能に構成される。

また、上記各実施形態において、各ユニット群に印加される電圧の周波数が０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚであるとよい。これにより、低周波数（０．５Ｈｚ未満）で電圧印加の切替の周期が長時間であることに起因するイオン発生に対する時間的偏りや、高周波数（２０Ｈｚ超）であることに起因する電圧印加の切替時におけるイオン失活の割合の増加を防ぐことができる。

本発明は、除電対象物の表面に帯びている電荷を除去する除電装置に利用できる。

１除電装置
２クロスローラーファン
２ａ吹出口
３イオン発生ユニット
３ａ正電極
３ｂ負電極
３１、３３第１のユニット群
３２、３４第２のユニット群
３１１正電極
３２１負電極
３３１負電極
３４１正電極

Claims

電圧が印加されることによって正イオンを発生する第１の電極と、電圧が印加されることによって負イオンを発生する第２の電極と、を有するイオン発生ユニットと、
前記第１の電極及び前記第２の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
を備え、
前記イオン発生ユニットを少なくとも２以上有し、
前記電圧印加手段は各イオン発生ユニットに対して予め定められた周期で間欠的に電圧を印加することを特徴とする除電装置。
発生した正イオン及び負イオンを搬送するイオン搬送手段を備え、
２以上の前記イオン発生ユニットは第１のユニット群と第２のユニット群とからなり、前記第１のユニット群と前記第２のユニット群とが正イオン及び負イオンの搬送方向において対向配置されるとともに、一方のユニット群における前記イオン発生ユニットが有する第１の電極と他方のユニット群における前記イオン発生ユニットが有する第２の電極とが正イオン及び負イオンの搬送方向において対向配置され、
前記電圧印加手段は前記第１のユニット群と前記第２のユニット群に対して前記周期で交互に電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
吹出口を有し、発生した正イオン及び負イオンを搬送するイオン搬送手段を備え、
２以上の前記イオン発生ユニットは第１のユニット群と第２のユニット群とからなり、前記第１のユニット群と前記第２のユニット群とが前記吹出口を挟んで対向配置されるとともに、一方のユニット群における前記イオン発生ユニットが有する第１の電極と他方のユニット群における前記イオン発生ユニットが有する第２の電極とが前記吹出口を挟んで対向配置され、
前記電圧印加手段は前記第１のユニット群と前記第２のユニット群に対して前記周期で交互に電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
前記イオン発生ユニットの数が偶数のときは前記第１のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数と前記第２のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数が同数であり、前記イオン発生ユニットの数が奇数であるときは一方のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数が、他方のユニット群に含まれるイオン発生ユニットの数よりも１つ多いことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の除電装置。
２以上の前記イオン発生ユニットは、正イオン及び負イオンの搬送方向に対して前記イオン搬送手段に向かって傾斜して配置されることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の除電装置。
前記電圧印加手段は、前記第１のユニット群への電圧印加と前記第２のユニット群への電圧印加を切り替える際に、前記第１のユニット群及び前記第２のユニット群の双方に所定時間電圧を印加することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の除電装置。
前記所定時間は、１周期あたりの各ユニット群に対する電圧印加時間の１０％以下であることを特徴とする請求項６に記載の除電装置。
前記第１ユニット群及び前記第２のユニット群に印加される電圧の周波数が０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚであることを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれか１項に記載の除電装置。