WO2014024714A1 - イオン発生装置およびこれを備えた除電装置 - Google Patents

イオン発生装置およびこれを備えた除電装置 Download PDF

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ions
mesh portion
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Inventor
田中　幸一
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シャープ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00—Devices providing for corona discharge
    • H01T19/04—Devices providing for corona discharge having pointed electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere

Definitions

  • the present invention relates to an ion generator that generates positive ions and negative ions, and a static eliminator that removes the charged object from positive ions and negative ions.
  • the target technical fields using ion generators and their application fields (devices) are diverse. Mainly for industrial use, electrophotographic charging device, air disinfection, sterilization or deodorization device, electrostatic precipitator, ozone generator, electrostatic coating device, etc., for example, manufacturing process of liquid crystal display device and semiconductor device Is used as a static eliminator in order to prevent static electricity failure in a clean room.
  • the neutralization device performs neutralization by irradiating the charged object with positive and negative ions generated by ionizing surrounding air molecules by corona discharge. If the discharge amount of positive and negative ions is biased to either direction, the object may be charged instead. Therefore, the balance is adjusted so that the positive and negative ions are equal.
  • the static eliminator 90 of Patent Document 1 includes at least one discharge electrode 91 for generating ions, a fan 92 for flying ions, and a case opening opened in the fan portion.
  • a case 94 provided with a portion 93 and a guard portion 95 provided with a guard strip 95a for guarding the case opening 93 in a net-like manner, whereby the guard portion 95 is arranged so as to overlap each discharge electrode 91.
  • An electric field blocking part is formed to prevent the object from being charged by the electric field of the discharge electrode 91.
  • the grid mesh space ratio SR is set within a range of 35% to 65%. In addition to the balance, the static elimination ability is prevented from decreasing.
  • the ionizer of Patent Document 2 optimizes the grid space ratio SR in the spot-like nozzle openings, and can improve the ion balance with a relatively small object, but the object is large.
  • the space ratio SR of Patent Document 2 is not necessarily optimal, and there is a problem that the ion balance cannot be achieved due to a reduction in static eliminability. .
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ion generating apparatus including a plurality of discharge electrodes, which can ensure a static elimination speed and an ion balance when used in proximity. It is providing the ion generator provided with the static elimination performance.
  • An ion generator includes a plurality of discharge electrodes that respectively generate positive or negative ions, a fan that blows the ions generated from the discharge electrodes to the outside, and a metal net disposed at an ion blowing port.
  • the metal mesh has a first mesh portion and a second mesh portion wider than the first mesh portion, and the discharge electrode is located in the first mesh portion in the projected state. It is characterized by.
  • the present invention is also characterized in that, in the ion generator configured as described above, the discharge electrode is positioned so as to overlap the line portion of the first mesh portion in the projected state.
  • the present invention is also characterized in that, in the ion generator configured as described above, the tip of the needle electrode is positioned so as to overlap the line portion of the first mesh portion in the projected state.
  • the present invention is also characterized in that, in the ion generator configured as described above, the tip of the needle-like electrode is positioned so as to overlap the intersection of the first mesh portion in the projected state.
  • the discharge electrodes are linearly arranged, and the metal mesh has the first mesh portion and the second mesh portion arranged alternately according to the arrangement of the discharge electrodes. It is characterized by that.
  • the present invention is also characterized in that, in the ion generator configured as described above, the fan is a cross-flow fan.
  • an ion generator having a plurality of discharge electrodes can provide a balance between the charge removal speed and the amount of positive and negative ions in proximity use, and has an excellent charge removal performance. be able to.
  • FIG. 3 It is a schematic diagram for demonstrating the static elimination apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is a top view which shows the measurement condition of the structure and static elimination performance of the static elimination apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • (A) to (C) are schematic views showing types of metal nets provided in the static eliminator according to the embodiment of the present invention.
  • (A) It is a figure which shows the relationship between the distance from the static elimination apparatus using the various metal nets shown in FIG. 3, and an ion balance
  • B The distance from the static elimination apparatus using the various metal nets shown in FIG. It is a figure which shows the relationship with time.
  • (A), (A2), (D), (D2) It is a schematic diagram showing a first mesh portion N1 and a second mesh portion N2 of the metal mesh of the static eliminator according to the embodiment of the present invention.
  • (A) It is a figure which shows the relationship between the distance from the static elimination apparatus using the various metal nets shown in FIG. 5, and an ion balance
  • (B) The distance from the static elimination apparatus using the various metal nets shown in FIG. It is a figure which shows the relationship with time. It is a schematic diagram which shows the static elimination apparatus of patent document 1.
  • FIGS. As an embodiment, a static eliminator embodying the ion generator of the present invention will be shown. In addition, embodiment is shown as an example to the last and does not limit the technical scope of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a static eliminator 100 according to the present embodiment.
  • the static eliminator 100 of the present embodiment includes, as the discharge electrode 10, a discharge unit 11 having a needle electrode 10 a that generates positive ions and a needle electrode 10 b that generates negative ions, and a discharge unit 11.
  • a high voltage circuit 12 that supplies a high voltage to the discharge unit 11 and a control circuit 13 that controls the high voltage circuit 12 are provided.
  • a fan 14 for blowing positive and negative ions generated by the discharge unit 11 toward the object to be discharged and a metal net 15 provided at an ion blowing port (not shown) of the discharge unit 11 are provided.
  • FIG. 1 the structure for measuring the static elimination performance of the static elimination apparatus 100 is shown together, and the charge plate 80 as a static elimination object and the surface potential meter 81 for measuring the potential of the charge plate 80 are arranged.
  • the charge plate 80 is a product made by TRECK, and has a 150 x 150 mm rectangular metal plate and has a capacitance of 20 pF.
  • the static elimination performance of the static elimination apparatus 100 is evaluated by measuring ion balance and static elimination time.
  • the ion balance is such that the charge plate 80 is once grounded and the surface potential is set to 0 V, then the ion wind of the static eliminator 100 is applied to the charge plate 80 placed at a predetermined position, and the surface potential meter 81 uses the charge amount ( Unit: V) is measured.
  • the static elimination time (unit: second) is obtained by measuring the time for neutralizing the charge plate 80 from 1 kV to 100 V and the time for eliminating the charge from -1 kV to -100 V, and obtaining the average value of both as the static elimination time. .
  • FIG. 2 is a top view showing a method for measuring the static elimination performance of the static elimination device 100.
  • the static elimination performance is measured by disposing the charge plate 80 at a distance of 50 mm, 100 mm, and 300 mm from the static elimination device 100, and nine points (0 mm, 0 mm, The center of the charge plate 80 was moved to ⁇ 50 mm, ⁇ 100 mm, ⁇ 150 mm, ⁇ 200 mm), and the ion balance and static elimination time were measured including in-plane variations.
  • the discharge unit 11 includes a pair of acicular electrodes 10 a that generate positive ions and acicular electrodes 10 b that generate negative ions as the discharge electrodes 10. Is provided.
  • the acicular electrodes 10a and 10b use a DC system in which a high voltage pulse having the same polarity as the ions to be generated is applied. However, by switching the polarity at fixed time intervals and driving, one acicular electrode 10 It is also possible to use an AC system that alternately generates positive and negative ions.
  • the discharge amount of the whole ions can be increased and the charge removal area can be increased. In such a case, the discharge units 11 are arranged side by side in the width direction of the air outlet of the charge removal apparatus 100.
  • a fan 14 for discharging the generated positive and negative ions toward the object to be discharged is disposed behind the discharge unit 11, and in front of the discharge unit 11 from which the ions are released, is separated from the needle electrode 10.
  • a metal net 15 is arranged.
  • a cross flow fan that generates a wide air flow according to the discharge units 11 arranged in parallel is suitable as the fan 14.
  • the metal net 15 has, for example, a mesh portion formed by intersecting a plurality of conducting wires 15a and 15b (see FIGS. 3A to 3C), and the conducting wire 15a constituting the mesh portion with the tips of the needle electrodes 10a and 10b. , 15b are arranged so as to overlap in the projection direction of ions. Thereby, the electric field generated in the needle-like electrodes 10a and 10b is shielded by the conductive wires 15a and 15b of the metal mesh 15 and does not leak to the outside, and positive and negative ions emitted from the needle-like electrodes 10a and 10b The object to be neutralized can be irradiated through the portion.
  • network 15 can prevent that the discharge
  • 3A to 3C are schematic views of the metal nets 15A, 15B, and 15C having different mesh sizes, as viewed from the discharge electrode 10 side.
  • Each of the metal nets 15A to 15C has a space portion in which the mesh portions are formed by combining conductive wires 15a and 15b having conductivity such as aluminum and the horizontal conductive wires 15a and the vertical conductive wires 15b in a mesh shape. Yes.
  • a material having a low conductivity such as copper can be used in addition to the above aluminum.
  • the metal mesh 15B, 15C is different from the metal mesh 15A in that the size of the mesh portion is changed by adding / thinning the horizontal conductive wire 15a or the vertical conductive wire 15b. Yes.
  • the size of the mesh portions of the metal nets 15A, 15B, and 15C can be defined by the space ratio SR obtained from the ratio of the spatial cross-sectional areas of the mesh portions.
  • the space ratio SR is calculated by “(space sectional area excluding wire diameter) ⁇ (space sectional area including wire diameter) ⁇ 100” per square.
  • the space ratio SR of the metal mesh 15A is 82% from the above formula.
  • the metal net 15B has a space ratio SR of 67% by adding conductors 15a and 15b in the horizontal and vertical directions of the metal net 15A and reducing the distance between the conductors 15a and 15b in half. It is.
  • the metal net 15C has a space ratio SR of 89% by thinning out the conductive wires 15b of the metal net 15A and widening the horizontal interval four times.
  • 4A and 4B show the charge removal performance by disposing the charge plate 80 at a distance of 50 to 300 mm away from the charge removal device 100 for three types of metal meshes 15A to 15C having different space ratios SR indicating the sizes of the mesh portions.
  • ion balance has shown the average value of the measured value of nine points
  • the metal net 15B having a relatively small space ratio SR of 67% has an ion balance of ⁇ It was found that the charge could not be sufficiently removed by the largest deviation from 5.3 V to ⁇ 11.1 V.
  • the metal net 15C having a relatively large space ratio SR of 89% is also sufficiently neutralized because the ion balance is greatly deviated to -6.2 V at a close distance of 50 mm between the static elimination device 100 and the charge plate 80. I found it impossible.
  • the metal mesh 15A with a space ratio SR of 82% is a level where the distance between the static eliminator 100 and the charge plate 80 is a short distance of 50 to 100 mm and the ion balance is as small as ⁇ 3.2 V, but still needs improvement. Met.
  • the static elimination time of the metal mesh 15B is increased by about 0.1 to 0.2 seconds compared to the metal mesh 15A and the metal mesh 15C.
  • the ion balance becomes closer to 0V and becomes better as the distance from the static eliminator 100 increases. It is conceivable that positive and negative ions are agitated and the ion balance is stabilized as the distance from the static eliminator 100 increases. For this reason, in the metal net 15A having a relatively good ion balance, by increasing the space ratio SR of the mesh part away from the needle electrode 10, it passes through the mesh part away from the needle electrode 10. We investigated increasing the amount of ions released.
  • FIG. 5A, FIG. 5A2, FIG. 5D, and FIG. 5D2 show the metal nets 15A and 15A2 provided with the first net part N1 that is uniformly formed as a whole, the first net part N1, and the first net part N1.
  • network was provided are shown.
  • the space ratio SR of the first mesh portion N1 of the metal meshes 15A, 15A2 and 15D, 15D2 is 82%
  • the space ratio SR of the second mesh portion N2 of the metal meshes 15D, 15D2 is 88%. It is formed to become.
  • the first mesh with respect to the tip of the needle electrode 10 is arranged.
  • the charge plate 80 was placed at a distance of 50 to 300 mm away from the static eliminator 100, and the static elimination performance was examined.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are graphs of ion balance and charge removal time at a predetermined distance as charge removal performance.
  • the ion balance at a short distance of 50 mm and 100 mm between the static eliminator 100 and the charge plate 80 indicates that the entire mesh portion of the metal mesh 15 has the same space ratio SR (metal Compared with the mesh 15A and the metal mesh 15A2), the portion (the metal mesh 15D and the metal mesh 15D2) in which the second mesh portion N2 having a large space ratio SR is provided in the portion far from the needle electrode 10 has a higher ion balance. I found that it can be improved.
  • the second mesh portion N2 that is wider than the first mesh portion N1 in a portion away from the needle-like electrode 10, the amount of ions that pass through the second mesh portion N2 is reduced. Since it increases, the ion balance can be improved. Further, as the amount of ions released increases, as long as the tip of the needle electrode 10 and the line portion of the mesh portion overlap each other, even if the intersection of the tip of the needle electrode 10 and the mesh portion slightly deviates, the ion balance deteriorates. Since it can suppress, the static elimination apparatus 100 can be manufactured easily.
  • the tip of the needle electrode 10 and the intersection of the metal mesh 15 so as to overlap, the electric field from the needle electrode 10 does not leak to the outside, and the charge is not induced in the object to be discharged, and the charge removal performance is improved. Can be effectively increased.

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Abstract

　複数の放電電極を備えたイオン発生装置において、近接使用時における除電速度と正負イオン量のバランスを確保することができ、優れた除電性能を備えたイオン発生装置を提供する。正または負のイオンをそれぞれ生成する複数の放電電極（１０）と、放電電極（１０）から生成されたイオンを外部に送風するファン（１４）と、イオンの送風口に配置された金属網（１５）とを備え、金属網（１５）は、第１の網目部（Ｎ１）と、第１の網目部（Ｎ１）よりも網目が広い第２の網目部（Ｎ２）とを有し、放電電極（１０）は、投影した状態において、第１の網目部（Ｎ１）に位置する。

Description

イオン発生装置およびこれを備えた除電装置
　本発明は、正イオンと負イオンとを発生させるイオン発生装置と、帯電している対象物の帯電を正イオンと負イオンとによって除去する除電装置に関する。
　イオン発生装置を用いる対象技術分野とその応用分野（装置）は多岐にわたっている。主に産業用では、電子写真帯電装置、空気の消毒、殺菌又は脱臭装置、電気集塵装置、オゾンの発生装置、静電塗装装置などが挙げられ、例えば、液晶表示装置や半導体装置の製造工程等においては、クリーンルーム内における静電気障害を防止するために除電装置として用いられている。
　除電装置は、コロナ放電により周囲の空気分子を電離させて生成した正負のイオンを、帯電した対象物に照射することで除電を行う。正負のイオンの放出量がどちらかに偏ると、かえって対象物を帯電させてしまうことがあるため、正負のイオンが等しくなるようにバランスが調整されている。
　昨今は、除電装置が利用される使用環境の省スペース化に伴って、除電装置を対象物に近接させた状態でも使用できることが求められている。しかし、除電装置を対象物に近接させると、放電電極に生じる電界により対象物が帯電してしまう問題がある。
　そこで、特許文献１の除電装置９０は、図７に示すように、イオンを発生させるための少なくとも一の放電電極９１と、イオンを飛翔させるためのファン９２と、ファン部に開口されたケース開口部９３を設けたケース９４と、ケース開口部９３をガードするガード条９５ａを網状に設けたガード部９５とを備えており、これによりガード部９５を各放電電極９１に重なるように配置して電界遮断部を形成し、放電電極９１の電界による対象物の帯電を防止している。
　また、特許文献２は、スポット的にイオンを吹き付けるノズル開口に金属網のグリッドを設けたイオナイザにおいて、グリッドの網目の空間率ＳＲを３５％以上で６５％以下の範囲に設定することにより、イオンバランスに加え、除電能力の低下を防止している。
特許第４２９０４３７号公報 特開２００８－４１３４５号公報
　しかしながら、特許文献１の除電装置９０では、電界を遮断するガード部９５の面積をどの程度にすればよいか開示しておらず、電界遮断部を大きくし過ぎると、除電時間が長くなって除電能力が低下する問題があった。
　また、特許文献２のイオナイザは、スポット状のノズル開口におけるグリッドの空間率ＳＲを最適化したものであり、比較的小さい対象物ではイオンバランスを改善することができるが、対象物が大きいものに対して複数の放電電極からイオンを放出するような除電装置に対しては、必ずしも特許文献２の空間率ＳＲが最適とはならず、除電能力が低下してイオンバランスがとれなくなる問題があった。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の放電電極を備えたイオン発生装置において、近接使用時における除電速度とイオンバランスを確保することができ、優れた除電性能を備えたイオン発生装置を提供することである。
　本発明のイオン発生装置は、正または負のイオンをそれぞれ生成する複数の放電電極と、放電電極から生成されたイオンを外部に送風するファンと、イオンの送風口に配置された金属網とを備え、金属網は、第１の網目部と、第１の網目部よりも網目が広い第２の網目部を有し、放電電極は、投影した状態において、第１の網目部に位置することを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、放電電極は、投影した状態において、第１の網目部の線部に重なるように位置することを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、放電電極は、針状電極であることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、針状電極の先端部は、投影した状態において、第１の網目部の線部に重なるように位置することを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、針状電極の先端部は、投影した状態において、第１の網目部の交点に重なるように位置することを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、放電電極は線状に配置され、金属網は第１の網目部と第２の網目部が放電電極の配置に合わせて交互に配置されていることを特徴としている。
　また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、ファンは、クロスフローファンであることを特徴としている。
　また本発明の除電装置は、上記いずれかのイオン発生装置を備えたことを特徴としている。
　本発明によれば、複数の放電電極を備えたイオン発生装置において、近接使用時における除電速度と正負イオン量のバランスを確保することができ、優れた除電性能を備えたイオン発生装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る除電装置を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係る除電装置の構成と除電性能の測定条件を示す上面図である。 （Ａ）～（Ｃ）本発明の実施形態に係る除電装置に設けられる金属網の種類を示す模式図である。 （Ａ）図３に示す各種金属網を用いた除電装置からの距離とイオンバランスとの関係を示す図であり、（Ｂ）図３に示す各種金属網を用いた除電装置からの距離と除電時間との関係を示す図である。 （Ａ）、（Ａ２）、（Ｄ）、（Ｄ２）本発明の実施形態に係る除電装置の金属網の第１の網目部Ｎ１と第２の網目部Ｎ２を示す模式図である。 （Ａ）図５に示す各種金属網を用いた除電装置からの距離とイオンバランスとの関係を示す図であり、（Ｂ）図５に示す各種金属網を用いた除電装置からの距離と除電時間との関係を示す図である。 特許文献１の除電装置を示す模式図である。
　以下、本発明の実施形態について図１から図６を用いて詳細に説明する。実施形態として、本発明のイオン発生装置を具体化した除電装置を示す。なお、実施形態はあくまで一例として示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
　図１は、本実施形態に係る除電装置１００を説明するための模式図である。本実施形態の除電装置１００は、図１に示すように、放電電極１０として、正イオンを生成する針状電極１０ａと負イオンを生成する針状電極１０ｂを有する放電ユニット１１と、放電ユニット１１に高電圧を供給する高電圧回路１２と、放電ユニット１１と高電圧回路１２を制御する制御回路１３とを備えている。
　また、放電ユニット１１で生成した正負イオンを被除電物に向けて送風するためのファン１４と、放電ユニット１１のイオンの送風口（不図示）に設けられた金属網１５を備えている。
　図１では、除電装置１００の除電性能を測定するための構成を一緒に示しており、被除電物としてのチャージプレート８０と、チャージプレート８０の電位を測定する表面電位計８１を配置している。チャージプレート８０は、ＴＲＥＣＫ社製の製品であり、１５０×１５０ｍｍの矩形金属プレートが重ねられ、２０ｐＦの静電容量を有するものである。
　除電装置１００の除電性能は、イオンバランスと除電時間を測定して評価している。イオンバランスは、チャージプレート８０を、一旦、接地して表面電位を０Ｖにしたあと、除電装置１００のイオン風を所定位置に配置したチャージプレート８０に当てて、表面電位計８１でその帯電量（単位：Ｖ）を測定して求めている。また、除電時間（単位：秒）は、チャージプレート８０を、１ｋＶから１００Ｖに除電する時間と、－１ｋＶから－１００Ｖに除電する時間とを測定し、両者の平均値を除電時間として求めている。
　図２は、除電装置１００について、除電性能の測定方法を示した上面図である。図２に示すように、除電性能の測定は、除電装置１００から、５０ｍｍ、１００ｍｍ、３００ｍｍ離れた距離にチャージプレート８０を配置し、×印で示す送風口の幅方向である９点（０ｍｍ、±５０ｍｍ、±１００ｍｍ、±１５０ｍｍ、±２００ｍｍ）に、チャージプレート８０の中心を移動し、面内のばらつきも含めてイオンバランスと除電時間を測定した。
　図２において、除電装置１００の構造を詳細に説明すると、放電ユニット１１には、放電電極１０として、正イオンを生成する針状電極１０ａと、負イオンを生成する針状電極１０ｂが一対となって設けられている。針状電極１０ａ、１０ｂには、生成するイオンと同極性の高電圧パルスが印加されるＤＣ方式が用いられるが、極性を一定時間毎に切り替えて駆動することにより、１つの針状電極１０から正負のイオンを交互に生成するＡＣ方式を用いることも可能である。放電ユニット１１は、複数個用いることにより、イオン全体の放出量を増加させ、除電面積を大きくすることができ、そのような場合は除電装置１００の送風口の幅方向に並べて配置される。
　放電ユニット１１の後方には、生成した正負イオンを被除電物に向けて放出するためのファン１４が配置され、イオンが放出される放電ユニット１１の前方には、針状電極１０から離間して金属網１５が配置されている。ファン１４は、例えば、並置される放電ユニット１１に合わせて幅広の空気流を生成するクロスフローファンが適している。
　金属網１５は、例えば、複数の導線１５ａ、１５ｂ（図３Ａ～Ｃ参照）が互いに交差して形成された網目部を有し、針状電極１０ａ、１０ｂの先端と網目部を構成する導線１５ａ、１５ｂが、イオンの放出方向に投影して重なるように配置されている。これにより、針状電極１０ａ、１０ｂに生じる電界が金属網１５の導線１５ａ、１５ｂによって遮蔽されて外部に漏れなくなるとともに、針状電極１０ａ、１０ｂから放出された正負イオンは、金属網１５の網目部を通過して被除電物に照射させることができる。なお、金属網１５は、グランド電位に接続せずに電気的に浮かした状態で用いることにより、放出されたイオンが金属網１５に吸収されて減少することを防止できる。
　図３Ａ～図３Ｃは、網目部の大きさがそれぞれ異なる金属網１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを、放電電極１０側から見た模式図である。金属網１５Ａ～１５Ｃは、網目部をアルミニウムなどの導電性を有する導線１５ａ、１５ｂを用いて、横方向の導線１５ａと縦方向の導線１５ｂを網目状に組合せて形成した空間部を有している。金属網１５Ａ～１５Ｃの材料は、上記アルミニウム以外にも銅などの導電率が小さい材料を用いることができる。
　図３Ａ～図３Ｃに示すように、金属網１５Ａに対して、金属網１５Ｂ、１５Ｃは、横方向の導線１５ａまたは縦方向の導線１５ｂを追加・間引くことにより網目部の大きさを変更している。金属網１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの網目部の大きさは、網目部の空間断面積の比率から求める空間率ＳＲで定義することができる。
　空間率ＳＲは、一マス当たりの「（線径を除く空間断面積）÷（線径を含む空間断面積）×１００」で算出する。図３Ａの金属網１５Ａにおいて、導線１５ａ、１５ｂの線径を０．７ｍｍにして、導線１５ａ、１５ｂの間隔を７．０ｍｍにすると、上記計算式から金属網１５Ａの空間率ＳＲは８２％となる。同様に、金属網１５Ｂは、金属網１５Ａの横方向と縦方向に導線１５ａ、１５ｂを追加して、導線１５ａ、１５ｂの間隔を半分に狭くすることにより、空間率ＳＲを６７％としたものである。また、金属網１５Ｃは、金属網１５Ａの導線１５ｂを間引きして、横方向の間隔を４倍に広げることにより、空間率ＳＲを８９％としたものである。
　図４Ａ及び図４Ｂは、網目部の大きさを示す空間率ＳＲがそれぞれ異なる３種類の金属網１５Ａ～１５Ｃについて、除電装置１００から５０～３００ｍｍ離れた距離にチャージプレート８０を配置して除電性能を測定し、各距離におけるイオンバランスと除電時間をグラフ化したものである。なお、イオンバランスは上述した９点の測定値の平均値を示している。
　図４Ａに示すように、除電装置１００とチャージプレート８０との間の距離が５０～１００ｍｍの近距離で使用したとき、空間率ＳＲが６７％と比較的小さい金属網１５Ｂは、イオンバランスが－５．３Ｖ～－１１．１Ｖと最も大きくずれて充分に除電できないことがわかった。また、空間率ＳＲが８９％と比較的大きい金属網１５Ｃも、除電装置１００とチャージプレート８０との間の距離が５０ｍｍの近接した距離ではイオンバランスが－６．２Ｖと大きくずれて充分に除電できないことがわかった。空間率ＳＲが８２％である金属網１５Ａは、除電装置１００とチャージプレート８０との間の距離が５０～１００ｍｍの近距離でイオンバランスが－３．２Ｖと小さめであるが未だ改善を要するレベルであった。
　除電時間については、空間率ＳＲが小さくなるとイオンが通過し難くなるため、金属網１５Ｂが金属網１５Ａや金属網１５Ｃに比べて、除電時間が０．１～０．２秒程度増加した。
　図４Ａに示すように、イオンバランスは、除電装置１００からの距離が離れるほど０Ｖに近づいて良好となる。これは、除電装置１００からの距離が離れるほど正負のイオンが撹拌されてイオンバランスが安定することが考えられる。このため、イオンバランスが比較的に良好であった金属網１５Ａにおいて、針状電極１０から離れた網目部の空間率ＳＲを大きくすることにより、針状電極１０から離れた網目部を通過して放出されるイオン量を増やすことを検討した。
　図５Ａ、図５Ａ２、図５Ｄ、図５Ｄ２は、全体が均等に形成された第１の網目部Ｎ１が設けられた金属網１５Ａ、１５Ａ２と、第１の網目部Ｎ１および第１の網目部Ｎ１よりも網目が広い第２の網目部Ｎ２が設けられた金属網１５Ｄ、１５Ｄ２を示している。具体的には、金属網１５Ａ、１５Ａ２及び１５Ｄ、１５Ｄ２の第１の網目部Ｎ１の空間率ＳＲは８２％であり、金属網１５Ｄ、１５Ｄ２の第２の網目部Ｎ２の空間率ＳＲは８８％となるように形成されている。
　そして、針状電極１０の先端に対して第１の網目部Ｎ１の交点を一致させて配置した場合（金属網１５Ａ、金属網１５Ｄ）と、針状電極１０の先端に対して第１の網目部Ｎ１の交点をずらして配置した場合（金属網１５Ａ２、金属網１５Ｄ２）について、除電装置１００から５０～３００ｍｍ離れた距離にチャージプレート８０を配置して除電性能を調べた。
　図６Ａ及び図６Ｂは、除電性能として、所定距離におけるイオンバランスと除電時間をグラフ化したものである。図６Ａに示すように、除電装置１００とチャージプレート８０との間の距離が５０ｍｍ、１００ｍｍの近距離におけるイオンバランスは、金属網１５の網目部全体が同じ空間率ＳＲになっているもの（金属網１５Ａ、金属網１５Ａ２）よりも、針状電極１０から離れた部分に、空間率ＳＲが大きい第２の網目部Ｎ２を設けたもの（金属網１５Ｄ、金属網１５Ｄ２）の方がイオンバランスを改善できることがわかった。
　また、金属網１５の交点と針状電極１０の先端のずれに対して、第２の網目部Ｎ２の空間率ＳＲを大きくしたもの（金属網１５Ｄ２）は、網目部が均等に設けられたもの（金属網１５Ａ２）よりも、イオンバランスの劣化が少ないことがわかった。
　すなわち、針状電極１０から離れた部分に、第１の網目部Ｎ１よりも網目が広くなった第２の網目部Ｎ２を有することにより、第２の網目部Ｎ２を通過するイオンの放出量が増加するので、イオンバランスを改善することができる。また、イオンの放出量が増加することにより、針状電極１０の先端と網目部の線部が重なる限り、針状電極１０の先端と網目部の交点が多少ずれたとしてもイオンバランスの劣化を抑えることができるので、除電装置１００を容易に製造することができる。
　勿論、針状電極１０の先端と金属網１５の交点とを重なるように配置することにより、針状電極１０から電界が外部に漏れて被除電物に電荷が誘導されことがなくなり、除電性能を効果的に高めることができる。
　以上のことから、本実施形態のイオン発生装置は、正または負のイオンをそれぞれ生成する複数の放電電極１０と、放電電極１０から生成されたイオンを外部に送風するファン１４と、イオンの送風口に配置された金属網１５とを備え、金属網１５は、第１の網目部Ｎ１と、第１の網目部Ｎ１よりも網目が広い第２の網目部Ｎ２とを有し、放電電極１０は投影した状態において第１の網目部Ｎ１に位置することで、除電装置として用いたときに、近接使用時におけるイオンバランスの改善と除電時間の短縮を図り、除電能力の高い除電装置を実現することができる。
　　　１０　針状電極
　　　１１　放電ユニット
　　　１２　高電圧回路
　　　１３　制御回路
　　　１４　ファン
　　　１５　金属網
　　　８０　チャージプレート
　　　８１　表面電位計
　　　１００　除電装置
　　　Ｎ１　第１の網目部
　　　Ｎ２　第２の網目部

Claims (8)

  1. 　正または負のイオンをそれぞれ生成する複数の放電電極と、
    　前記放電電極から生成されたイオンを外部に送風するファンと、
    　前記イオンの送風口に配置された金属網とを備えたイオン発生装置であって、
    　前記金属網は、第１の網目部と、前記第１の網目部よりも網目が広い第２の網目部を有し、
    　前記放電電極は、投影した状態において、前記第１の網目部に位置することを特徴とするイオン発生装置。
  2. 　前記放電電極は、投影した状態において、前記第１の網目部の線部に重なるように位置することを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
  3. 　前記放電電極は、針状電極であることを特徴とする請求項２に記載のイオン発生装置。
  4. 　前記針状電極の先端部は、投影した状態において、前記第１の網目部の線部に重なるように位置することを特徴とする請求項３に記載のイオン発生装置。
  5. 　前記針状電極の先端部は、投影した状態において、前記第１の網目部の交点に重なるように位置することを特徴とする請求項４に記載のイオン発生装置。
  6. 　前記放電電極は線状に配置され、前記金属網は前記第１の網目部と前記第２の網目部が前記放電電極の配置に合わせて交互に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のイオン発生装置。
  7. 　前記ファンは、クロスフローファンであることを特徴とする請求項６に記載のイオン発生装置。
  8. 　請求項１から７のいずれかのイオン発生装置を備えたことを特徴とする除電装置。
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