JPH076860A - イオンガス発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、塵等を含まないクリーンなイオン
化したガスを対象物に吹付け、効率的に静電気を除去す
るイオンガス発生装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明に係るイオンガス発生装置は、ガスの
流入口とガスの吹出し口とを含む本体１と、本体１内
に、流入口１３からガスを流入させるガス供給手段５
と、筒体の吹出し口に設けられ、複数の微細貫通孔を有
するキャピラリープレート２１及び２２と、ガスが流入
した本体１内の所望の領域にＸ線を放射し該ガスをイオ
ン化させるＸ線発生管３１とを備えることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電気が帯電した物体
にイオン化したガスを吹き付けることにより静電気を除
去するイオンガス発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、静電気の発生は様々な分野に
おいて問題となっていた。例えば、一般的な製造工程に
おいて、静電気によって素材が張り付いたり、ローラに
巻き付いたりして製造機械の故障の原因になったり、或
いは製品の表面にホコリを吸い寄せて汚れの原因となっ
たりしていた。また、産業界に限らず、例えば、車のド
アの取手等に静電気が発生し、これによって人間に不快
感を与えるなどの問題もあった。このような静電気を除
去する手段として、静電気が蓄積した領域にイオン化し
た窒素等のガスを吹き付けて除去する装置が従来からあ
った。この装置の特徴は、ガスをイオン化するのにコロ
ナ放電を用いているものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、コロナ放電を
用いてガスをイオン化した場合には、コロナ放電によっ
て電極自体が消耗してしまった。この消耗した電極は、
細かな金属片となってガスとともに対象物（静電気を除
去しようとする製品や材料等、以下、単に「対象物」と
いう。）に吹き付けられて、対象物に付着し、汚れの原
因となっていた。

【０００４】また、従来の装置ではイオン化したガスを
含んだエアは層流化されていないため、装置の吹出し口
を対象物に近付けなければならず、このため対象物が装
置から離れている場合にはうまく静電気を除去すること
ができなかった。また、エアが層流化されていないため
対象物のエアが吹き付けられた部分の周囲の空気の流れ
が乱れ、ゴミの巻き込みなどがおこることもあった。

【０００５】さらに、従来の装置ではイオン化したガス
の電荷を制御することができなかったので、静電気が再
帯電してしまう場合があり、静電気の除去が効率的では
なかった。そこで、本発明は上記の問題点を解決したイ
オンガス発生装置を提供することを特徴とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明に係るイオンガス発生装置は、ガスの流入
口とガスの吹出し口とを含む筒体と、筒体内に、流入口
からガスを流入させるガス供給手段と、筒体の吹出し口
に設けられ、複数の微細貫通孔を有する有孔プレート
と、ガスが流入した筒体内の所望の領域にＸ線を放射し
該ガスをイオン化させるＸ線発生管とを備えることを特
徴とする。

【０００７】また、有孔プレートに設けられた複数の微
細貫通孔は、筒体内部から外部に向かって、微細貫通孔
の軸の延長線上で１点に収束するように傾斜しているも
のであってもよく、これとは逆に、筒体外部から内部に
向かって、微細貫通孔の軸の延長線上で１点に収束する
ように傾斜しているものであってもよい。

【０００８】さらに、既述したイオンガス発生装置の有
孔プレートに設けられた複数の微細貫通孔の軸方向は筒
体の軸方向に対して平行であり、さらに、有孔プレート
の筒体内側には、軸方向が筒体の軸方向に対して一定の
角度で傾斜している複数の微細貫通孔を含む他の有孔プ
レートを有することが望ましい。

【０００９】また、有孔プレートにプラス又はマイナス
のいずれか一方の直流電圧を印加する電圧印加手段をさ
らに有するか、有孔プレート近傍であって、筒体内部に
は該有孔プレート表面と略平行に金属メッシュ電極が設
けられているか、有孔プレート近傍であって、筒体内部
には、前記筒体の軸方向と略平行名方向に軸を有する金
属円筒電極が設けられていることが望ましい。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、本発明に係るイオンガス
発生装置は、Ｘ線発生管を備え、このＸ線発生管によっ
て発生させたＸ線が、筒体内を流れるガスに連続的に照
射されるので、電離したガスを連続的に供給することが
できる。このとき、電極等と接触せずにイオン化できる
ため金属片などの塵が発生することがない。

【００１１】また、本発明に係るイオンガス発生装置の
吹出し口には、複数の微細貫通孔を有する有孔プレート
が設けられているので、イオン化したガスを連続的に層
流して放出することができる。

【００１２】また、有孔プレートに設けられた複数の微
細貫通孔は、筒体内部から外部に向かって、微細貫通孔
の軸の延長線上で１点に収束するように傾斜しているも
のであれば、イオン化したガスを狭い領域に集中させて
吹き付けることができる。これとは逆に、筒体外部から
内部に向かって、微細貫通孔の軸の延長線上で１点に収
束するように傾斜しているものであれば、イオン化した
ガスを広い領域に拡散させて吹き付けることができる。

【００１３】有孔プレートに設けられた複数の微細貫通
孔の軸方向は筒体の軸方向に対して平行であり、さら
に、有孔プレートの筒体内側には、軸方向が筒体の軸方
向に対して一定の角度で傾斜している複数の微細貫通孔
を含む他の有孔プレートを有していれば、Ｘ線が有効プ
レートの微細貫通孔の傾斜部に衝突し、有効プレート上
でエネルギーに変換してしまうので、外部にＸ線が漏れ
ることがない。

【００１４】さらに、有孔プレートにプラス又はマイナ
スのいずれか一方の直流電圧を印加する電圧印加手段を
さらに有するか、有孔プレート近傍であって、筒体内部
には該有孔プレート表面と略平行に金属メッシュ電極が
設けられているか、有孔プレート近傍であって、筒体内
部には、前記筒体の軸方向と略平行名方向に軸を有する
金属円筒電極が設けられていれば、対象物に吹き付ける
イオンの電荷のプラス・マイナスを制御できる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面を基にして本発明に係るいく
つかの実施例について説明する。なお、添付図面におい
て同一要素には同一符号を付し、重複した説明は省略す
る。図１に基づいて本発明の第１実施例に係るイオンガ
ス発生装置について説明する。図１に示すように、この
イオンガス発生装置の本体１は、筒状部１１と、グリッ
プ１２とを有し、筒状部の先端がガスの吹出し口になっ
ており、本体１の筒上部１１と対向する面にはガスの流
入口１３が設けられている。本体１の流入口１３が穿設
されている面にはガスバルブ５が設けられている。ガス
バルブ５にはガスパイプ５１が接続されている。筒状部
１１の先端には、吹出されるガスの流れを層流化する２
枚のキャピラリープレート２１及び２２が設けられてい
る。グリップ１２の内部には、Ｘ線発生管３１が設けら
れ、さらに、Ｘ線発生管３１の下方には高電圧電源回路
３２が設けられている。この高電圧電源回路３２は、図
示しない電源に接続されている。また、グリップ１２の
外周面には、Ｘ線発生管３１への電圧の供給をＯＮ・Ｏ
ＦＦすると共に、ガスバルブ５の開閉を行う図示しない
バルブ開閉機構に加える電流をＯＮ・ＯＦＦするスイッ
チ４が設けられている。

【００１６】図２に基づいて、筒状部１１に設けられて
いる２枚のキャピラリープレート２１及び２２について
説明する。第１実施例で用いられているキャピラリープ
レート２１及び２２はいずれも鉛ガラスからできてい
る。キャピラリープレート２１及び２２の他に、ステン
レス等の金属パイプを束ねたものや金属板に微細孔を多
数穿設した有孔プレートを用いてもよい。図面左側に示
されるキャピラリープレート２１は、微細貫通孔の軸方
向がすべて筒体の軸方向に対して平行となるように設け
られている。一方、図面右側に示されりキャピラリープ
レート２２は、微細貫通孔の軸方向がすべて筒体の軸方
向に対して一定の角度で傾斜するように設けられてい
る。これらのキャピラリープレート２１及び２２は接着
剤２３によって結合されている。このキャピラリープレ
ート２１及び２２のうち、キャピラリープレート２１が
外側になるように筒状部１１に設けられている。

【００１７】次に、第１実施例に係るイオンガス発生装
置の動作について説明する。スイッチ４を操作して、ガ
スバルブ５を開いて流入口１３から本体１内部にガスを
供給するとともに、高電圧電源回路３２をＯＮにし、Ｘ
線発生管３１に電圧を印加して本体１内部にＸ線を発
し、Ｘ線をガスに照射させる。なお、本実施例では供給
されるガスとして高圧空気を用いることとした。この結
果、この高圧空気は本体１内部でＸ線によって電離させ
られてイオン化し、イオン化した高圧空気は後から供給
されるガスによって吹出し口である筒状部１１の先端か
ら押し出されて外部に吹き出される。このとき、筒状部
１１には、微細貫通孔の軸方向がすべて筒体の軸方向に
対して平行となるように設けられているキャピラリープ
レート２１が設けられているので、吹出されるガスの流
れは層流化されている。このため、イオン化したガスを
遠くまで吹き出させることができるので、静電気を除去
しようとする本装置との間隔が開いていても静電気を除
去することができる。さらに、対象物のエアが吹き付け
られた部分の周囲の空気の流れが乱れず、ゴミの巻き込
みなどもおこることがない。

【００１８】また、内側に設けられたキャピラリープレ
ート２２は、微細貫通孔の軸方向が筒体の軸方向に対し
て一定の角度で傾斜しているので、図３に示すように、
内部でエネルギーに変換されずキャピラリープレートに
まで到達したＸ線があっても、微細貫通孔の傾斜部に衝
突して、キャピラリープレート２２上でエネルギーに変
換してしまい、外部に漏れることがない。従って、Ｘ線
の漏れを防ぎ、イオン化したガスのみを吹き出させるこ
とができるので、人体に対する安全性が確保できる。

【００１９】さらに、図４（ａ）に示すように、キャピ
ラリープレート２２の表面に金属薄膜２２ａを蒸着し、
図４（ｂ）に示すように、プラス又はマイナスのいずれ
か一方の直流電圧を印加することができるようにスイッ
チ１０１及び直流電源１０２ａ及び１０２ｂを設けれ
ば、スイッチ１０１の操作によって、金属薄膜２２ａを
プラス及びマイナスに帯電させることができる。これに
よって、対象物に吹き付けるイオンの電荷のプラス・マ
イナスを制御できる。この直流電圧は、イオン化したガ
スの流量スピード（空気圧）により異なるが、数十ボル
トから１キロボルト程度の範囲で印加される。即ち、金
属薄膜２２ａをプラスに帯電させれば、プラスのイオン
化したガスは反発し、マイナスのイオン化したガスのみ
が金属薄膜に引き付けられて吸い取られるので対象物に
はプラスのイオン化したガスのみが吹き付けられること
になる。また、金属薄膜２２ａをマイナスに帯電させれ
ばこれとは逆の結果を得ることができる。この結果、本
装置を用いることで、対象物の静電気を取り除くだけで
なく、対象物を所望の電荷（プラス又はマイナス）に帯
電させることもできる。

【００２０】なお、金属薄膜２２ａに帯電させる電荷の
プラス・マイナスの制御は、上記に限らず、図５（ａ）
に示すように、メッシュ電極２４を、筒状部１１であっ
てキャピラリープレート２２の近傍に設けたり、図５
（ｂ）に示すように、筒状部１１内に金属筒２５を設
け、上記と同様にして、メッシュ電極２４または金属筒
２５に電流を印加するものであってもよい。また、本実
施例において供給されるガスとしては高圧空気を用いた
が、これ以外のガスであってもよく、例えば、窒素ガス
などを用いてもよい。

【００２１】次に、本発明の第２実施例に係るイオンガ
ス発生装置について説明する。図６に示すように、この
イオンガス発生装置の本体２０１は、筒状部２１１とを
有し、筒状部２１１の先端がガスの吹出し口になってお
り、本体１の筒上部１１と対向する面にはガスの流入口
が設けられている。本体１の流入口が穿設されている面
にはガスバルブ５が設けられている。ガスバルブ５には
ガスパイプ５１が接続されている。筒状部１１の先端に
は、吹出されるガスの流れを層流化する２枚のキャピラ
リープレート２１及び２２が設けられている。本体２０
１内部には、Ｘ線発生管２３１が設けられ、さらに、Ｘ
線発生管２３１は外部に設けられた高電圧電源回路２３
２に接続されている。

【００２２】この第２実施例に用いられるＸ線発生管
は、従来のＸ線発生管のように前面からのみＸ線を放射
するものと異なり、前面のみならず、周面からもＸ線を
発生させるものである。従って、ガスはＸ線発生管の周
囲を流れるだけで効率よくイオン化したガスに変換され
る。なお、ガスバルブ５から本体２０１内にガスを供給
し、筒状部１１に設けられたキャピラリープレート２１
によって層流化されたイオン化したガスが吹出されるこ
とは上記第１実施例の場合と同じである。また、キャピ
ラリープレート２２によってＸ線が外部に漏れることも
ない点も第１実施例の場合と同じである。

【００２３】また、第２実施例においても、第１実施例
と同様にキャピラリープレート２２にプラス又はマイナ
スのいずれか一方の直流電圧を印加する電圧印加手段を
さらに有するか、キャピラリープレート２２の近傍にこ
のキャピラリープレート２２と略平行に金属メッシュ電
極を設けるか、あるいはキャピラリープレート２２近傍
であって本体内部に、筒体の軸方向と略平行な方向に軸
を有する金属円筒電極を設けることで、吹き出されるイ
オン化したガスの電荷のプラス・マイナスを制御しても
よい。

【００２４】次に、本発明の第３実施例に係るイオンガ
ス発生装置ついて説明する。これは、図７（ａ）に示す
ように、送風管３０１にＸ線発生管３３１、キャピラリ
ープレート２１及び２２を設けたものである。Ｘ線発生
管３３１は、送風管３０１の中間に設けられた凸部内部
に設ける。なお、Ｘ線発生管３３１の下方には高電圧電
源回路３３２が設けられている。このように、送風管３
０１にＸ線発生管３３１及びキャピラリープレート２１
及び２２を設ければ、上記第１実施例及び第２実施例と
同様に、送風管の吹出し口からイオン化したガスを供給
することができる。この結果、例えば、送風管３０１が
クリーンルーム等に接続されていれば、クリーンルーム
内にイオン化したガスを供給することでクリーンルーム
全体の静電気を除去することができる。

【００２５】また、上記の第２実施例に用いたような全
面及び周面にＸ線を発生さることができるＸ線発生管２
３１を用いれば、図７（ｂ）に示すように、凸部を設け
なくても送風管３０３の内部にＸ線発生管２３１を設け
ることができる。このようにしても、送風管３０３の吹
出し口からイオン化したガスを供給することができる。

【００２６】なお、第３実施例においても、図４（ａ）
に示すように、キャピラリープレート２２の表面に金属
薄膜２２ａを蒸着し、図４（ｂ）に示すように、プラス
又はマイナスのいずれか一方の直流電圧を印加すること
ができるようにスイッチ１０１及び直流電源１０２ａ及
び１０２ｂを設けてもよい。このようにすれば、上記の
実施例で示したように、スイッチ１０１の操作によっ
て、金属薄膜２２ａをプラス及びマイナスに帯電させる
ことができ、吹出し口から吹出されるイオン化したガス
の電荷のプラス・マイナスを制御することができる。な
お、その他の点においては上記第１実施例及び第２実施
例と同様の動作をし、同様の効果を得ることができる。

【００２７】次に、本発明の第４実施例に係るイオンガ
ス発生装置について説明する。これは静電式複写機の感
光ドラムの残留帯電を取り除くために用いるものであ
る。図８に示すように、本発明の第４実施例に係るイオ
ンガス発生装置は、送風ノズル４０１と、この送風ノズ
ルの端面に設けられら送風ファン４０２と、送風ノズル
４０１の内部に設けられたキャピラリープレート２１及
び２２と、送風ノズル４０１に設けられたイオンガス発
生器４０３とを備えている。このイオンガス発生機４０
３にはＸ線発生管収容器４０３ａが設けられ、Ｘ線発生
管収容器４０３ａの内部にＸ線発生管及び高電圧電源回
路が設けられている。送風ノズル４０１は、そのノズル
吹出し口４０１ａは、感光ドラム６１の表面に吹出され
るガスが当たるように設けられている。

【００２８】送風ファン４０２によって送風ノズル４０
１内に送り込まれた空気は、イオンガス発生器４０３を
通過する際にイオン化し、キャピラリープレート２１に
よって層流化して、送風ノズル４０１のノズル吹き出し
口４０１ａから感光ドラムに吹き付けられる。このよう
にして感光ドラムに帯電した静電気を除去することがで
きる。また、このようにすれば、コンパクトで、感光ド
ラムを傷めることのない感光ドラムの残留帯電除去装置
を提供することができる。なお、その他の点においては
上記第１実施例及び第２実施例と同様であり、同様の効
果を得ることができる。

【００２９】なお、上記の実施例において、図９に示す
ような複数の微細貫通孔が本体内部から外部に向かっ
て、微細貫通孔の軸の延長線上で１点に収束するように
傾斜しているキャピラリープレート２３（テーパー状の
キャピラリープレート）を吹出し口に設ければ、イオン
化したガスを狭い領域に集中させて吹き付けることがで
きる。従って、イオン化したガスを狭い領域に集中させ
て吹き付けることができるので、吹き付けられた部分の
静電気をより速く除去できる。これとは逆に、本体外部
から内部に向かって、微細貫通孔の軸の延長線上で１点
に収束するように傾斜しているキャピラリープレートを
吹出し口に設ければ、イオン化したガスを広い領域に拡
散させて吹き付けることもできる。

【００３０】また、上記の実施例においてキャピラリー
プレートにクリーンフィルターを取り付ければ、さらに
細かな塵の混入のないクリーンなイオン化したガスを吹
き付けることができる。さらに、ガスバルブは、キャピ
ラリープレートと、ガスをイオン化する領域との間に設
けてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかるイオンガス発生装置によれば、イオン化したガス
中に金属片等の塵等を含まないエアを連続的に対象物に
吹き付けることができるので、静電気を除去しながら塵
などの再付着を防ぐことができる。

【００３２】また、イオン化したガスは層流されて対象
物に吹き付けられるので、対象物と装置との間隔が開い
ていても静電気を除去することができ、さらに、対象物
のエアが吹き付けられた部分の周囲の空気の流れが乱れ
ず、ゴミの巻き込みなどもおこることがない。

【００３３】有孔プレートに設けられた複数の微細貫通
孔は、筒体内部から外部に向かって、イオン化したガス
を狭い領域に集中させて吹き付けることができるので、
吹き付けられた部分の静電気をより速く除去できる。ま
た、これとは逆に、筒体外部から内部に向かって、微細
貫通孔の軸の延長線上で１点に収束するように傾斜して
いるものであれば、イオン化したガスを広い領域に拡散
させて吹き付けることができる。

【００３４】ガスをイオン化するために用いたＸ線は外
部に漏れることがないので、人体に対する安全性が確保
できる。

【００３５】さらに、対象物に吹き付けるイオンの電荷
のプラス・マイナスを制御できるので、静電気の再帯電
を防ぐこともできる。また、電荷のプラス・マイナスの
制御の仕方によっては、対象物を所望の電荷（プラス又
はマイナス）に帯電させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るイオンガス発生装置
の斜視断面図である。

【図２】本発明の第１実施例に用いられるキャピラリー
プレートの部分拡大斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例に係るイオンガス発生装置
の筒状部におけるイオン化したガス及びＸ線の流れを示
した説明図である。

【図４】本発明の第１実施例に用いられるキャピラリー
プレートに直流電圧を印加する一実施例を示した説明図
である。

【図５】本発明の第１実施例に係るイオンガス発生装置
の筒状部に設けられた直流電圧印加手段の一実施例を示
した説明図である。

【図６】本発明の第２実施例に係るイオンガス発生装置
の断面説明図である。

【図７】本発明の第３実施例に係るイオンガス発生装置
の断面説明図である。

【図８】本発明の第４実施例に係るイオンガス発生装置
の斜視断面図である。

【図９】本発明の第１実施例から第４実施例までの各実
施例に、さらに設けることができるテーパー状のキャピ
ラリープレートを示す斜視図である。

【符号の説明】

１、２０１…イオンガス発生装置本体、１２…グリッ
プ、２１、２２、２３…キャピラリープレート、３１、
２３１、３３１…Ｘ線発生管、３２、２３２、３３２…
高電圧電源回路、３０１、３０３…送風管、５…ガスバ
ルブ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスの流入口とガスの吹出し口とを含む
   筒体と、 前記筒体内に、前記流入口からガスを流入させるガス供
   給手段と、 前記筒体の吹出し口に設けられ、複数の微細貫通孔を有
   する有孔プレートと、 前記ガスが流入した前記筒体内の所望の領域にＸ線を放
   射し該ガスをイオン化させるＸ線発生管とを備えること
   を特徴とするイオンガス発生装置。
2. 【請求項２】 前記有孔プレートに設けられた複数の微
   細貫通孔は、前記筒体内部から外部に向かって、前記微
   細貫通孔の軸の延長線上で１点に収束するように傾斜し
   ていることを特徴とする請求項１に記載のイオンガス発
   生装置。
3. 【請求項３】 前記有孔プレートに設けられた複数の微
   細貫通孔は、前記筒体外部から内部に向かって、前記微
   細貫通孔の軸の延長線上で１点に収束するように傾斜し
   ていることを特徴とする請求項１に記載のイオンガス発
   生装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のイオンガス発生装置の
   有孔プレートに設けられた複数の微細貫通孔の軸方向は
   筒体の軸方向に対して平行であり、 さらに、前記筒体内部であって、前記有孔プレート内側
   には、軸方向が筒体の軸方向に対して一定の角度で傾斜
   している複数の微細貫通孔を含む他の有孔プレートを有
   することを特徴とするイオンガス発生装置。
5. 【請求項５】 前記有孔プレートにプラス又はマイナス
   のいずれか一方の直流電圧を印加する電圧印加手段をさ
   らに有することを特徴とする請求項１、請求項２、請求
   項３又は請求項４のいずれか一項に記載のイオンガス発
   生装置。
6. 【請求項６】 前記有孔プレート近傍であって、前記筒
   体内部には該有孔プレート表面と略平行に金属メッシュ
   電極が設けられていることを特徴とする請求項１、請求
   項２、請求項３又は請求項４のいずれか一項に記載のイ
   オンガス発生装置。
7. 【請求項７】 前記有孔プレート近傍であって、前記筒
   体内部には、前記筒体の軸方向と略平行な方向に軸を有
   する金属円筒電極が設けられていることを特徴とする請
   求項１、請求項２、請求項３又は請求項４のいずれか一
   項に記載のイオンガス発生装置。