JP5633373B2 - 気体搬送装置 - Google Patents

Description

この発明は、気体を電気的に搬送する気体搬送装置に関するものである。

平行に配列された複数の線状電極に対して交番電圧を印加することにより、電極近傍に生じる不平等電界が起こす気体の密度変化を利用して気体を搬送する装置が特許文献１に開示されている。

図１は、特許文献１の気体搬送装置の複数の線状電極とそれらに対して電圧を印加する電源の構成を示す図である。

誘電体基板５１の上面には複数の線状電極５２が平行且つ一定間隔に配列形成されている。さらに線状電極５２は、その上から絶縁性膜５４によって被覆されている。周期パルス電源４０は４相のパルス電圧Ｖ_１〜Ｖ_４を出力する。線状電極５２はその並び順に４本毎に共通接続されるとともに周期パルス電源４０の出力端子にそれぞれ接続されている。

国際公開第２００８／０９９５６９号

特許文献１の気体搬送装置において、搬送量（風量）を増大させるには、周期パルス電源が出力するパルス電圧を高めることが有効である。ところが、特許文献１の気体搬送装置は、基板の表面に形成された互いに平行な線状電極に周期パルス電源が直接接続される。この構造では、パルス電圧を高めすぎると、線状電極間において火花放電を生じやすく、一旦、火花放電が発生すると、電極や電極近傍の絶縁性膜が破壊されるおそれがある。特に、絶縁性膜表面の汚損や異物の付着があると、このことが助長されるという問題があった。

本発明の目的は、線状電極間での火花放電を防止し、電極や電極近傍の絶縁性膜の破壊を防止した気体搬送装置を提供することにある。

前述の火花放電は、周期パルス電圧を発生する電源と線状電極とが直流的に直接接続されているため、線状電極間における放電が火花放電に至るに要する量の電荷が供給されるためであると考えられる。

本発明の気体搬送装置は、誘電体基体に互いに平行または略平行に配列されるとともに絶縁性膜で被覆され、並び順に一定相数ｎを周期として、当該周期毎に共通に接続された複数の線状電極と、
時間経過にともない、周期的に変化するｎ相のパルス電圧を前記線状電極に印加する周期パルス電源と、
前記周期パルス電源と前記線状電極との間に挿入されたキャパシタと、を備える。

例えば、前記キャパシタは、前記誘電体基体の異なる面に形成された電極パターン同士の間に生じる静電容量で構成される。

例えば、前記キャパシタは、前記線状電極と、前記周期パルス電源からの電圧を供給するための端子電極との間に誘電体を設けることにより生じる静電容量で構成される。

例えば、前記誘電体は、有機フィルムから構成される。

例えば、前記線状電極は、互いに隣接する線状電極同士の間隔が１．７μｍ乃至９０μｍの範囲であり、前記周期パルス電源は、パルスの立ち上がり時間が１μｓ以下のパルス電圧を発生する。

例えば、前記パルス電圧は、３３０Ｖ乃至９５０Ｖの範囲内の値である。

本発明によれば、線状電極間における放電が火花放電に至ることがなく、火花放電による、電極や電極近傍の絶縁性膜の破壊が防止される。

特許文献１の気体搬送装置の複数の線状電極と、それらに対して電圧を印加する電源の構成を示す図である。 複数の線状電極と、それらに対して電圧を印加する電源の構成を示す図であり、図２（Ａ）は線状電極を形成した誘電体基板の平面図、図２（Ｂ）はその断面図である。 図３（Ａ）気体搬送装置全体のブロック図であり、図３（Ｂ）は周期パルス電源４０の構成を示すブロック図である。 図２（Ａ）に示した周期パルス電源４０から出力される４相のパルス電圧波形を表す図である。 パルス電圧のパルス立ち上がり時間を示す図である。 図２（Ｂ）に示した誘電体基板５１の断面図に対して、隣接する二つの電極間の作用領域Ｓ４１及びＳ１２を表す図である。 線状電極Ｅ_１ ^（ｊ）と線状電極Ｅ_２ ^（ｊ）との間の作用領域Ｓ１２について、荷電粒子と気体分子の動きを示す図である。 図８は図２に示される配列電極基板部を周期構造と見なした場合の等価回路である。 図８の同電位の点を接続した等価回路図である。 図９を変形した等価回路図である。 時間領域Ｄのうち、Ｖ１が＋Ｖボルトの時刻において、図１０の等価回路の各素子に印加される電圧を示す図である。 図１２（Ａ）は、火花放電発生に至る初期段階において、Ｃ_ＥＥのいずれかの両端間の実効的な抵抗値が小さくなることを示す図である。図１２（Ｂ）は比較例である。 図１３（Ａ）は、図１２（Ａ）に示した線状電極Ｅ_１ ^（２）とＥ_２ ^（２）間に流れる電流について示す波形図である。図１３（Ｂ）は比較例であり、図１２（Ｂ）に示した線状電極Ｅ_１ ^（２）とＥ_２ ^（２）間に流れる電流について示す波形図である。 第２の実施形態に係る気体搬送装置に用いられる配列電極基板６０の平面図である。 図１５（Ａ）は、第３の実施形態に係る気体搬送装置に用いられる配列電極基板７０の上面図、図１５（Ｂ）は、その下面図である。 図１５に示した配列電極基板７０の断面図である。 第４の実施形態に係る気体搬送装置に用いられる配列電極基板８０の上面図である。 図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、第５の実施形態に係る気体搬送装置に用いられる配列電極基板９０の上面図、図１８（Ｃ）はその断面図である。 第６の実施形態に係る気体搬送装置の回路図である。

《第１の実施形態》
第１の実施形態に係る気体搬送装置について各図を参照して説明する。
図２は複数の線状電極とそれらに対して電圧を印加する電源の構成を示す図であり、図２（Ａ）は線状電極を形成した誘電体基板の平面図、図２（Ｂ）はその断面図である。

誘電体基板５１の上面には複数の線状電極５２が平行且つ一定間隔に配列形成されている。周期パルス電源４０は４相のパルス電圧Ｖ_１〜Ｖ_４を出力する。線状電極５２はその並び順に４本ごとに共通接続されるとともに周期パルス電源４０の出力端子にそれぞれ接続されている。また、線状電極５２の奇数本目と偶数本目とで、周期パルス電源４０に対する接続端の引き出し方向を交互に切り替えている。

周期パルス電源４０の出力電圧が付加キャパシタＣ_ＰＱを介して線状電極５２に印加されるように、各線状電極５２に対して付加キャパシタＣ_ＰＱが直列に接続されている。

誘電体基板５１の上面の全面には、線状電極５２を覆うように、樹脂被膜や珪酸ガラス被膜などの絶縁性膜５４が形成されている。この構成により、電極の酸化や硫化が抑制されて長期に亘って安定した特性が維持できる。
なお、図２には、線状電極５２の配列の向きとして＋ｘの向きを図示している。

図３は周期パルス電源の構成を示すブロック図である。図３（Ａ）は気体搬送装置全体のブロック図であり、図３（Ｂ）は周期パルス電源４０の構成を示すブロック図である。図３（Ａ）において配列電極基板５０は、図２に示した誘電体基板５１、それに形成された線状電極５２、それらを所定間隔で並列接続する接続部、及び付加キャパシタＣ_ＰＱで構成されている。

図３（Ｂ）に示すように、周期パルス電源４０は定電圧直流電源回路４２、ゲートドライバ回路４３及びタイミング信号発生回路４１で構成されている。タイミング信号発生回路４１は正電圧を発生するタイミング信号を与え、ゲートドライバ回路４３はそのタイミング信号に応じて、定電圧直流電源回路４２から入力されるグランド電位又は＋Ｖボルトの電圧を切り替えてパルス電圧Ｖ_１〜Ｖ_４をそれぞれ端子電極Ｐ_１〜Ｐ_４に出力する。このゲートドライバ回路は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴを主たる素子として構成することができる。

ゲートドライバ回路４３が出力する電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，または４）は周期Ｔの周期関数であり、時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔの間においては、
＋Ｖ ｛ （Ｔ／４）×（ｉ−１） ＜ ｔ ＜ （Ｔ／４）×（ｉ−１／２） ｝
０ ｛ それら以外のｔのとき ｝
のそれぞれの値をとる。但し、Ｖは正の電圧である。このような電圧を出力することによって、図４に示す電圧波形を繰り返し出力する。

図４は、図２（Ａ）に示した周期パルス電源４０から出力される４相のパルス電圧波形を表す図である。各相の駆動電圧は、０［Ｖ］の区間を挟んで＋Ｖボルトの区間が繰り返し発生する。隣接する相は１／４周期ずつずれている。また、この例ではパルス電圧Ｖ_１〜Ｖ_４のうちいずれか１つのみ＋Ｖボルトが出力され、同時に２つ以上の端子から＋Ｖボルトが出力されることはない。

各電圧パルスの立ち上がりについて図５を用いて説明する。図５において、パルス立ち上がり時間τを、ピーク電圧Ｖの２０％から８０％へ至るまでの時間として定義する。このパルス立ち上がり時間τが１μｓ以下となるように設定する。

このようにｎ相のパルス電圧の時間波形を、各々が一定時間持続するステップパルスとして順次循環的に出力されるものとすることにより、電源回路を安価に構成することができる。

次に、第１の実施形態に係る気体搬送装置の作用について説明する。

気体に流れが発生する機構については次の（ａ）から（ｄ）の過程（作用）が関与しているものと考えられる。

（ａ）各パルス電圧の立ち上がりにおいて、電極間の電界が急峻に増大することにより、気体中で放電が生じる。この放電により、電極間の気体分子が電離し、荷電粒子が発生する。
（ｂ）（ａ）及び（ｄ）に由来する荷電粒子は電界により力を受け、電界の方向に沿って加速される。
（ｃ）加速された荷電粒子は、電離していない他の気体分子と衝突し、その気体分子に運動量を与える。
（ｄ）荷電粒子は電極近傍の絶縁性被膜上に付着する。

ここで図を用いて補足説明を行う。
図６は、図２（Ｂ）に示した誘電体基板５１の断面図に対して、隣接する二つの電極間の作用領域Ｓ４１及びＳ１２を表した図である。４本を１組として互いに平行に配列される線状電極のうち、任意の組をｊとし、１相目〜４相目までの線状電極をそれぞれＥ_１ ^（ｊ）〜Ｅ_４ ^（ｊ）のように添え付き符号で表記すると、作用領域Ｓ４１は線状電極Ｅ_４ ^{（ｊ−１）} と線状電極Ｅ_１ ^（ｊ）との間の絶縁性膜上の領域である。また、作用領域Ｓ１２は線状電極Ｅ_１ ^（ｊ）と線状電極Ｅ_２ ^（ｊ）との間の絶縁性膜上の領域である。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、線状電極Ｅ_１ ^（ｊ）と線状電極Ｅ_２ ^（ｊ）との間の作用領域Ｓ１２について、荷電粒子と気体分子の動きを示す図である。

前記過程（ａ）において、図４に示した電圧Ｖ１の立ち上がりの時刻ｔ１においては、図６中の作用領域Ｓ４１及びＳ１２で電界が急速に増大して誘電体バリア放電が生じると考えられる。誘電体バリア放電は、電極が誘電体（この実施形態では絶縁性膜５４）により被覆されている場合に生じる放電である。この誘電体バリア放電においては、放電により生じた荷電粒子は、電界によって受けるクーロン力で線状電極へ向かうが、線状電極が絶縁性膜により被覆されているため、線状電極に到達できず、電荷を保持したまま誘電体表面へ付着し留まる。

この誘電体表面に付着した荷電粒子は、電極が作り出す電界とは逆向きの電界を生じる。一定量の荷電粒子が発生し付着した時点で電極間の電界は十分小さくなり、放電（誘電体バリア放電）は停止する。したがって放電は極短時間で停止する。このため、通常は放電がアーク放電などの破壊的な放電に至らず、また、発生する電荷量が一定量に制限される。

また、前記過程（ｂ）及び（ｃ）において、図７（Ａ）に模式的に示すように、荷電粒子が生じ、その荷電粒子が電界により加速され、電離していない気体分子に衝突すると考えられる。この衝突によって荷電粒子から気体分子へ運動エネルギーが移ることにより気体が搬送される。ここで、搬送すべき気体が空気である場合、前記荷電粒子は、主に空気中の窒素分子が電離した一価の正イオンと電子であると考えられる。

また、前記過程（ｄ）において、図７（Ｂ）に模式的に示すように、線状電極のほうへ引き寄せられた荷電粒子は線状電極付近の絶縁性膜上に付着し留まると考えられる。この付着した荷電粒子（壁電荷）は電界を作るが、時刻によって電極が作る電界を打ち消す方向に働くこともあれば、増大する方向に足し合わされる方向に働くこともある。後者の場合、放電がより高効率に生じるという利点を持つ。

なお、以上の説明においては、気体が搬送される方向が＋ｘ方向と−ｘ方向のいずれであるのかが定まらない。しかし、実際には、上記（ａ）から（ｄ）の少なくとも一つの過程において、＋ｘ方向と−ｘ方向とに関する非対称性が生じることにより、一方向の流れが生じるものと考えられる。実験によると、多くの場合において、この流れの方向は＋ｘ方向であった。

次に、本発明の実施形態に係る気体搬送装置の各部の具体的な寸法及び印加電圧及び印加電圧の波形について示す。

まず、線状電極の間隔と印加電圧について述べる。
パッシェンの法則において、放電開始電圧Ｖｓは、気圧ｐと電極間距離ｄとの積ｐｄの関数となることが知られている。空気中において、放電開始電圧Ｖｓの最小値はｐｄ＝０．５７ｍｍＨｇ・ｃｍ付近である。このとき、放電開始電圧＝３３０Ｖである。一般的に入手しやすい半導体パワーデバイスの耐圧が１０００Ｖ程度であることから、５％のマージンを取って、９５０Ｖを印加電圧の上限とすることが望ましい。したがって、線状電極に印加されるパルス電圧は、３３０Ｖ乃至９５０Ｖの範囲内の値であると、気体搬送装置として好適である。

パッシェンの法則より、空気の場合において放電開始電圧Ｖｓが９５０Ｖ以下となる条件は、ｐｄが０．１３乃至６．８ｍｍＨｇ・ｃｍであることに対応する。この条件は、１気圧（ｐ＝７６０ｍｍＨｇ）の下では、電極間距離ｄが１．７μｍ乃至９０μｍであることに対応する。すなわち、電極間距離ｄを１．７μｍ乃至９０μｍに定めることにより、利用が比較的容易な電圧（９５０Ｖ以下）により放電が生じるため、装置を容易に構成できる。

前記電極間距離ｄは、［線状電極の配列ピッチ６０μｍ］−［線状電極の幅２５μｍ］＝３５μｍである。

次に、前記付加キャパシタＣ_ＰＱの作用を説明する準備のため、線状電極間における放電が火花放電に至らない正常時（放電を引き起こすような異常がない場合）について説明する。

図２に示される配列電極基板部の等価回路を図８に示す。図８において、Ｃ_ＥＥは、隣接する線状電極間の静電容量に対応し、また、Ｃ_ＰＱは線状電極に直列接続された付加キャパシタの静電容量に対応する。図８においては、隣接する線状電極以外の互いに離れた線状電極同士に生じる静電容量は無視した。

ここで、考察の簡単化のため、次のように考える。図２に示した線状電極は、４周期＝１６本分であるが、実際の応用では、周期数（以下、Ｎとおく）はもっと多く、例えばＮ＝１００である。この場合、図８において破線で囲った容量Ｃ_ＥＥを追加しても、回路の動作にはほとんど影響を与えない。図８に示した回路において、各キャパシタの蓄積電荷量の初期値がゼロであるとすると、各部の電位は線状電極の周期構造と同じ周期性を持つ。従って、図８に示した回路図は、図９に示したように同電位の点を導線で接続しても同じことである。図９に示されたキャパシタ間の合成容量から、図９の回路図は図１０のように変形することができる。Ｎ個の容量Ｃ_ＥＥの合成容量を４つ備えて、合成容量が端子Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４で互いに接続されている。容量Ｃ_ＰＱの合成容量を介して端子Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４にそれぞれ端子電極Ｐ_１〜Ｐ_４から電圧Ｖ_１〜Ｖ_４が印加されている。

図１０に示した等価回路に、図４に示した電圧パルスを印加した時の動作を考察する。ここで、各キャパシタの蓄積電荷量の初期値はゼロであるとする。

電圧Ｖ_１〜Ｖ_４のすべてが０ボルトであるとき、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４の端子電圧は何れも０ボルトである。

次に、端子電極Ｐ_１から印加される電圧Ｖ_１が＋Ｖボルトの時刻においては、図１０の等価回路の各素子に印加される電圧は、図１１のように表すことができる。このとき、回路図の対称性から点Ｗ２と点Ｗ４の電位が等しいことに注意して計算すると、Ｗ１とＷ２との間の電位差Ｖ_{Ｗ１−Ｗ２}は、
Ｖ_{Ｗ１−Ｗ２}= (1+3α)Ｖ / (1+6α+8α²) …（１）
但し、α＝Ｃ_ＥＥ／Ｃ_ＰＱ
と表すことができる。

すなわち、Ｐ１に与えた電圧の値Ｖに比例する電圧が線状電極Ｅ_１ ^（ｊ）とＥ_２ ^（ｊ）との間、及び線状電極Ｅ_４ ^{（ｊ−１）}とＥ_１ ^（ｊ）との間に印加される。特に、
Ｃ_ＰＱ＞＞Ｃ_ＥＥとなるようにＣ_ＰＱを決めると、α＜＜１であるので、式（１）とから、
Ｖ_{Ｗ１−Ｗ２}≒ Ｖ …（２）
が得られる。すなわち、Ｐ_１に与えた電圧の値の大部分が線状電極Ｅ_１ ^（ｊ）とＥ_２ ^（ｊ）との間、及び線状電極Ｅ_４ ^{（ｊ−１）}とＥ_１ ^（ｊ）との間に印加されるため、Ｃ_ＰＱの挿入による線状電極間の電圧の変化は無視できる。

次に、Ｃ_ＰＱを設けたことによる火花放電の抑止作用について説明する。
端子電極Ｐ_１に印加される電圧Ｖ１が＋Ｖボルトの時刻について考える。
火花放電発生に至るまでの初期段階では、例えば図１２（Ａ）の破線内に示すように、着目するＣ_ＥＥの両端間の実効的な抵抗値が小さくなると考えられる。

ここで、比較のため従来例の場合を図１２（Ｂ）に示す。図１２（Ｂ）の例においては、破線で囲んだ放電部を経由してＥ_１ ^（１）からＥ_２ ^（２）へと大電流が流れる。これにより、放電が全路破壊にいたり、ジュール熱や放電そのものによって電極や周囲の基板材料を破壊したり劣化させたりすることがある。この大電流は、電圧パルスが終了するまで継続すると考えられる。

一方、本発明の実施形態においては、図１２（Ａ）に示したＣ１とＣ２の静電容量に電荷が蓄積される。Ｃ１とＣ２の合成容量はＣ_ＰＱ／２であることから、破線内に示す経路に流れる電荷量はせいぜいＣ_ＰＱ・Ｖ／２程度に制限される。そのため、放電が全路破壊に至らず、放電の初期段階で停止する可能性が高くなる。

ここで、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示した線状電極Ｅ_１ ^（２）とＥ_２ ^（２）間に流れる電流について、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に波形図を示す。上述したとおり、従来例である図１３（Ｂ）においては、線状電極Ｅ_１ ^（２）とＥ_２ ^（２）間に火花放電が生じた場合、図中破線で囲んだ波形のように、Ｅ_１ ^（２）に電圧Ｖ_１が印加されている全ての期間において大電流が流れ、これが全路破壊に至る原因となる。これに対して本発明の実施形態である図１３（Ａ）においては、Ｃ１及びＣ２が存在することにより、Ｃ１及びＣ２が満充電された時点で、図中破線で囲んだ波形のように電流は流れなくなる。したがって、Ｅ_１ ^（２）に電圧Ｖ_１が印加されている期間であっても、その途中で電流が流れなくなるようにＣ１及びＣ２の定数を予め設定することにより、放電による全路破壊を防ぐことができる。

このようにして、第１の実施形態によれば、隣接する線状電極間での火花放電が防止され、火花放電による電極や絶縁性膜の破壊が防止できる。

《第２の実施形態》
図１４は、第２の実施形態に係る気体搬送装置に用いられる配列電極基板６０の平面図である。図１４に示すように、誘電体基板５１の上面に、線状電極５２と引き出し電極５３が形成されている。また、線状電極５２と引き出し電極５３との間に付加キャパシタＣ_ＰＱがそれぞれ挿入されている。これらの付加キャパシタＣ_ＰＱは誘電体基板５１の上面に電極パターンで形成されている。また、誘電体基板５１の下面に、周期パルス電源へ接続するための端子電極５７及び下面配線５６が形成されている。下面配線５６と引き出し電極５３とはビア電極５５を介して接続されている。

このように、誘電体基板５１に付加キャパシタＣ_ＰＱとともに引き出し電極５３、下面配線５６、及び端子電極５７を設けて、これらを配列電極基板６０として一体化することにより、周期パルス電源との接続が容易となる。

《第３の実施形態》
図１５（Ａ）は、第３の実施形態に係る気体搬送装置に用いられる配列電極基板７０の上面図、図１５（Ｂ）は、その下面図である。配列電極基板７０は誘電体基板５１の両面に電極パターンが形成された基板であり、例えばいわゆる両面プリント基板である。誘電体基板５１上に複数の線状電極５２が平行に配列されている。各々の線状電極５２はパッド電極５８に接続されている。

図１５（Ｂ）に示すように、誘電体基板５１の下面には対向電極５９が形成されている。各々の対向電極５９は引き出し電極を経て、周期パルス電源の端子Ｐ_１〜Ｐ_４に接続される。

誘電体基板５１の上面の全面には、線状電極５２及びパッド電極５８を覆う絶縁性膜が形成されている。また、誘電体基板５１の下面には、端子部を除く全面に、対向電極５９を覆う絶縁性膜が形成されている。

図１６は図１５に示した誘電体基板５１の断面図である。誘電体基板５１を挟んでパッド電極５８と対向電極５９との間に生じる静電容量が付加キャパシタＣ_ＰＱを構成する。そのため、図２や図１４に示した配列電極基板と同様の回路が構成される。

図１６に示した配列電極基板７０によれば、誘電体基板５１を挟んでパッド電極５８と対向電極５９との間に静電容量が生じるようにしたので、誘電体基板５１の両面に電極パターンを形成しているにもかかわらず、ビア電極の加工が不要となる。

《第４の実施形態》
図１７は、第４の実施形態に係る気体搬送装置に用いられる配列電極基板８０の上面図である。図１７に示すように、誘電体基板５１の上面に、線状電極５２と引き出し電極５３が形成されている。また、線状電極５２と引き出し電極５３との間に付加キャパシタＣ_ＰＱが挿入されている。但し、図１４に示した例とは異なり、２本の線状電極毎に一つの付加キャパシタＣ_ＰＱを接続している。図１４の付加キャパシタＣ_ＰＱが誘電体基板５１の上面に設けられたのと異なり、これらの付加キャパシタＣ_ＰＱは、誘電体基板５１の下面に電極パターンで形成されている。また、誘電体基板５１の下面に、周期パルス電源へ接続するための端子電極５７及び下面配線５６が形成されている。下面配線５６と引き出し電極５３とはビア電極５５を介して接続されている。

図１７の例では、２本の線状電極毎に一つの付加キャパシタＣ_ＰＱを接続したが、３本以上の複数の線状電極毎に付加キャパシタを接続してもよい。例えば１０本や数十本毎に一つの付加キャパシタを接続するようにしてもよい。

このように、複数の線状電極毎に付加キャパシタを接続することによって、付加キャパシタの全体の個数を削減でき、付加キャパシタの形成が容易となる。但し、それぞれの付加キャパシタが複数本の線状電極を受け持つことになるので、必要な付加キャパシタの容量が大きくなり、その分、放電発生時に流れる電流（電荷）量が大きくなる。したがって、線状電極間での放電が全路破壊に至らない範囲で、共用する付加キャパシタの数と容量を定めるのが望ましい。

《第５の実施形態》
図１８（Ａ）は、第５の実施形態に係る気体搬送装置に用いられる配列電極基板９０の組み立て説明図、図１８（Ｂ）は、その完成図である。また、図１８（Ｃ）は図１８（Ｂ）の断面図である。配列電極基板９０は誘電体基板５１の上面に電極パターンが形成された基板である。誘電体基板５１上に複数の線状電極５２が平行に配列されている。各々の線状電極５２はパッド電極５８に接続されている。また、複数の線状電極５２は、絶縁性膜５４にて被覆されている。パッド電極５８上には、ポリイミド等の有機シート材からなる誘電体薄膜６１を介して対向電極５９が配置され、対向電極５９はそれぞれ端子電極Ｐ_１〜Ｐ_４に接続されている。誘電体薄膜６１を介してパッド電極５８と対向電極５９が対向する関係となることで静電容量が生じ、これが付加キャパシタの機能を有している。

《第６の実施形態》
図１９は、第５の実施形態に係る気体搬送装置の回路図である。図１９に示すように、周期パルス電源４０と配列電極基板５０との間を接続する周期パルス電源ラインに対して直列に付加キャパシタＣ_ＰＱを挿入している。

このように、配列電極基板５０に対する電源電圧供給ラインに付加キャパシタを挿入することによって、線状電極間での放電が開始した際、放電電流（電荷）量が制限されて、放電が全路破壊に至るのを防止できる。

《他の実施形態》
以上に示した例では、誘電体基板に電極パターンを形成することによって配線電極基板を構成したが、配線電極を形成する基材は基板でなくてもよく、誘電体基体に設ければよい。

以上に示した例では、４本の周期毎に共通接続された線状電極に４相のパルス電圧を印加したが、４相に限らず一般にｎ相であればよい。すなわち、ｎ本の周期毎に共通接続された線状電極にｎ相のパルス電圧を印加すればよい。

ｎ相のパルス電圧は＋Ｖボルトの区間の幅Ｔ／４の波形が周期Ｔで繰り返し発生する例を示したが、＋Ｖボルトの区間の幅は任意でよい。

また、第１〜第４の実施形態では、配列電極基板上の電極パターンによって付加キャパシタを形成したが、チップ内に複数のキャパシタを構成したコンデンサアレイチップを配列電極基板に搭載してもよい。

Ｃ_ＥＥ…線状電極間容量
Ｃ_ＰＱ…付加キャパシタ
Ｅ_１〜Ｅ_４…線状電極
Ｓ１２，Ｓ４１…作用領域
４０…周期パルス電源
４１…タイミング信号発生回路
４２…定電圧直流電源回路
４３…ゲートドライバ回路
５０，６０，７０，８０，９０…配列電極基板
５１…誘電体基板
５２…線状電極
５３…引き出し電極
５４…絶縁性膜
５５…ビア電極
５６…下面配線
５７…端子電極
５８…パッド電極
５９…対向電極
６１…誘電体薄膜

Claims (5)

1. 誘電体基体に対して順列的に配列されるとともに絶縁性膜で被覆され、並び順に一定相数ｎを周期として、当該周期毎に共通に接続された複数の線状電極と、
   時間経過にともない、周期的に変化するｎ相のパルス電圧を前記線状電極に印加する周期パルス電源と、
   前記周期パルス電源と前記線状電極との間に挿入されたキャパシタと、を備え、
   前記キャパシタは、前記誘電体基体の異なる面に形成された電極パターン同士の間に生じる静電容量である、気体搬送装置。
2. 誘電体基体に対して順列的に配列されるとともに絶縁性膜で被覆され、並び順に一定相数ｎを周期として、当該周期毎に共通に接続された複数の線状電極と、
   時間経過にともない、周期的に変化するｎ相のパルス電圧を前記線状電極に印加する周期パルス電源と、
   前記周期パルス電源と前記線状電極との間に挿入されたキャパシタと、を備え、
   前記キャパシタは、前記線状電極と、前記周期パルス電源からの電圧を供給するための端子電極との間に誘電体を設けることにより生じる静電容量である、気体搬送装置。
3. 前記誘電体は有機フィルムである、請求項２に記載の気体搬送装置。
4. 前記線状電極は、互いに隣接する線状電極同士の間隔が１．７μｍ乃至９０μｍの範囲であり、前記周期パルス電源は、パルスの立ち上がり時間が１μｓ以下のパルス電圧を発生する、請求項１乃至３の何れかに記載の気体搬送装置。
5. 前記パルス電圧は、３３０Ｖ乃至９５０Ｖの範囲内の値である、請求項１乃至４の何れかに記載の気体搬送装置。

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