(57)【要約】【課題】噴霧の安定性を高めることが可能な静電噴霧装置を提供する。【解決手段】静電噴霧装置１００は、開口１１と開口１２との間に、スプレー電極１および基準電極２とは異なるガード電極４を備え、スプレー電極１または基準電極２と、第３電極との間の電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間の電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御する。【選択図】図１
2014176834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から物質を噴霧する第１電極と、
上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極と、を備え、
上記第１電極および上記第２電極はそれぞれ、装置表面に形成された第１開口部および第２開口部の内部に配置されており、
さらに、上記第１開口部と上記第２開口部との間に、上記第１電極および上記第２電極とは異なる第３電極を備え、
上記第１電極または上記第２電極と、上記第３電極との間の電圧の大きさを、上記第１電極と上記第２電極との間の電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御することを特徴とする静電噴霧装置。
【請求項２】
上記第１電極と上記第２電極との間に上記第３電極を備えることを特徴とする請求項１に記載の静電噴霧装置。
【請求項３】
上記第３電極における電流値を所定の範囲内に制御する電流制御手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の静電噴霧装置。
【請求項４】
上記第１電極と上記第２電極との間に６ｋＶの電圧が印加されるとき、上記第２電極と上記第３電極との間の電圧は、２ｋｖ以上、かつ、２．４ｋｖ以下に制御されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の静電噴霧装置。
【請求項５】
上記第１電極と上記第２電極との間に５．５ｋＶの電圧が印加されるとき、上記第２電極と上記第３電極との間の電圧は、１．９ｋｖ以上、かつ、２．３ｋｖ以下に制御されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の静電噴霧装置。
【請求項６】
上記第１電極と上記第２電極との間に５ｋＶの電圧が印加されるとき、上記第２電極と上記第３電極との間の電圧は、１．８ｋｖ以上、かつ、２．２ｋｖ以下に制御されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の静電噴霧装置。
【請求項７】
上記第１電極と上記第２電極との間に電圧を印加する電源を備えるとともに、
上記第３電極は、零電流に制御されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の静電噴霧装置。
【請求項８】
物質を噴霧する静電噴霧装置の制御方法であって、
上記静電噴霧装置は、先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極と、上記第１電極と上記第２電極との間に、上記第１電極および上記第２電極とは異なる第３電極と、を備えており、
上記第１電極と上記第２電極との間に第１電圧を印加する電圧印加工程と、
上記第１電極または上記第２電極と、上記第３電極との間の電圧の大きさを、上記第１電極と上記第２電極との間の電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御する電圧制御工程と、を含むことを特徴とする静電噴霧装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴霧安定性に優れた静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、容器内の液体をノズル（以下、スプレー電極と称する）から噴射する噴霧装置が幅広い分野に適用されている。この種の噴霧装置として、電気流体力学（ＥＨＤ：Electro Hydrodynamics）により液体を霧化して噴霧する静電噴霧装置が知られている。この静電噴霧装置は、スプレー電極の先端部に電場を形成し、その電場を利用してスプレー電極の先端部から液体を霧化噴射するものである。そのような静電噴霧装置を開示する文献として、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際特許公開公報ＷＯ２００４／０８９５５２Ａ２（２００４年１０月２１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１等の従来の技術には次のような点で改善の余地がある。
【０００５】
一般に、静電噴霧装置は、基準電極とスプレー電極との間に電場を形成し、その電場を利用してスプレー電極の先端部から液体を霧化噴射するところ、従来の静電噴霧装置は、特に運転開始直後の期間であって、所望の噴霧量が得られるまでに時間を要しうる（以下、「スタートアップ期間」と称する場合もある）。そして、従来の静電噴霧装置は、電場が不安定になる、噴霧量の変動が大きくなる、液体の噴霧角度が大きくなるといった問題、さらに、噴霧された液体が静電噴霧装置側に戻り、装置表面が濡れてしまうという問題（Face-wet）も発生しうる。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、噴霧の安定性を高めることが可能な静電噴霧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、上記の課題を解決するために、先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極と、を備え、上記第１電極および上記第２電極はそれぞれ、装置表面に形成された第１開口部および第２開口部の内部に配置されており、さらに、上記第１開口部と上記第２開口部との間に、上記第１電極および上記第２電極とは異なる第３電極を備え、上記第１電極または上記第２電極と、上記第３電極との間の電圧の大きさを、上記第１電極と上記第２電極との間の電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御することを特徴としている。
【０００８】
本発明の一態様に係る静電噴霧装置の制御方法は、上記の課題を解決するために、上記静電噴霧装置は、先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極と、上記第１電極と上記第２電極との間に、上記第１電極および上記第２電極とは異なる第３電極と、を備えており、上記第１電極と上記第２電極との間に第１電圧を印加する電圧印加工程と、上記第１電極または上記第２電極と、上記第３電極との間の電圧の大きさを、上記第１電極と上記第２電極との間の電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御する電圧制御工程と、を含むことを特徴としている。
【０００９】
静電噴霧装置では、第１電極と第２電極との間に電圧が印加されることで、第１電極と第２電極との間に電場が形成される。このとき、第１電極は正に帯電し、第２電極は負に帯電する（その逆でもよい）。これにより、第１電極は正帯電した物質を噴霧する。また、第２電極は電極近傍の空気をイオン化して負帯電させる。負帯電した空気は、電極間に形成された電場と負帯電された空気粒子間の反発力とによって第２電極から遠ざかる動きをする。この動きが空気の流れ（以下、イオン流と称する場合もある）を生み、このイオン流によって正帯電した物質が静電噴霧装置から離れる方向へと噴霧される。
【００１０】
このとき、本願発明者らは、従来の静電噴霧装置では、特に運転開始直後の期間であって、所望の噴霧量が得られるまでのスタートアップ期間に所望の噴霧量を得られないという課題が潜在することを見出した。さらに、本願発明者らは、この課題に対して、上記第１開口部と上記第２開口部との間に、上記第１電極および上記第２電極とは異なる第３電極を設け、かつ、第１電極または第２電極と、第３電極との間に印加する電圧の大きさが上記第１電極と上記第２電極との間の電圧の大きさよりも小さい所定の範囲内にある場合、スタートアップ期間における噴霧の安定性が高まることを見出した。
【００１１】
そこで、噴霧の安定性が高まる電圧の大きさであって、第１電極または第２電極と、第３電極との間に印加する電圧の大きさを所定の範囲とすることにより、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、スタートアップ期間を含め、運転期間を通して噴霧の安定性を高めることができる。
【００１２】
なお、「所定の範囲」は、上記第１開口部と上記第２開口部との間に印加される電圧の大きさ等によって異なるものであり、一意に決まるものではない。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、上記第１電極と上記第２電極との間に上記第３電極を備える構成であってもよい。
【００１４】
本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、上記の構成を備えることにより、第１電極の先端部に形成される電場を、さらに物質噴霧に好適な電場とすることができ、噴霧の安定性をさらに高めることができる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、上記第３電極における電流値を所定の範囲内に制御する電流制御手段を備える構成であってもよい。
【００１６】
第１電極または第２電極と、第３電極との間に印加する電圧の大きさに応じてスタートアップ期間における噴霧の安定性が変化する。
【００１７】
そこで、スタートアップ期間における噴霧の安定性をもたらす上記第３電極の電流値の範囲を予め把握し、その範囲を「所望の範囲」とする。そして、上記電流制御手段が上記第３電極における電流値を当該所定の範囲内に制御することにより、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、スタートアップ期間を含め、運転期間を通して噴霧の安定性を高めることができる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、上記第１電極と上記第２電極との間に６ｋＶの電圧が印加されるとき、上記第２電極と上記第３電極との間の電圧は、２ｋｖ以上、かつ、２．４ｋｖ以下に制御される構成であってもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、上記第１電極と上記第２電極との間に５．５ｋＶの電圧が印加されるとき、上記第２電極と上記第３電極との間の電圧は、１．９ｋｖ以上、かつ、２．３ｋｖ以下に制御される構成であってもよい。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、上記第１電極と上記第２電極との間に５ｋＶの電圧が印加されるとき、上記第２電極と上記第３電極との間の電圧は、１．８ｋｖ以上、かつ、２．２ｋｖ以下に制御される構成であってもよい。
【００２１】
上記各構成によれば、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、スタートアップ期間を含め、運転期間を通して噴霧の安定性を高めることができる。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、上記第１電極と上記第２電極との間に電圧を印加する電源を備えるとともに、上記第３電極は、零電流に制御される構成であってもよい。
【００２３】
上記の構成によれば、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、第３電極へ通電する必要がなく、上記第１電極および上記第２電極と上記第３電極とを電気的に非接続の状態で装置の運転を行うことができる。これにより、本発明の一態様に係る静電噴霧装置は、第３電極へ通電するための電源を設ける必要がないため、低コストで製造でき、かつ、回路設計等を簡略化することもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る静電噴霧装置は、先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極と、を備え、上記第１電極および上記第２電極はそれぞれ、装置表面に形成された第１開口部および第２開口部の内部に配置されており、さらに、上記第１開口部と上記第２開口部との間に、上記第１電極および上記第２電極とは異なる第３電極を備え、上記第１電極または上記第２電極と、上記第３電極との間の電圧の大きさを、上記第１電極と上記第２電極との間の電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御することが可能な構成である。
【００２５】
また、本発明に係る静電噴霧装置の制御方法は、上記静電噴霧装置は、先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極と、上記第１電極と上記第２電極との間に、上記第１電極および上記第２電極とは異なる第３電極と、を備えており、上記第１電極と上記第２電極との間に第１電圧を印加する電圧印加工程と、上記第１電極または上記第２電極と、上記第３電極との間の電圧の大きさを、上記第１電極と上記第２電極との間の電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御する電圧制御工程と、を含む構成である。
【００２６】
それゆえ、発明に係る静電噴霧装置、および静電噴霧装置の制御方法は、噴霧の安定性を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態に係る静電噴霧装置の概略図である。
【図２】本実施の形態に係る静電噴霧装置の外観を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に係る、スプレー電極、基準電極、ガード電極を説明するための図である。
【図４】本実施の形態に係る電源装置の構成図の一例を示す。
【図５】本実施の形態に係る電源を説明するための図である。
【図６】従来の静電噴霧装置を用いたときの、時間日数と噴霧量との関係を説明するためのグラフである。
【図７】従来の静電噴霧装置を用いた場合の、運転開始３日経過後の先端部の写真を示す図である。
【図８】従来の静電噴霧装置を用いた場合の、２５日経過後のスプレー電極１の先端部の写真を示す図である。
【図９】スプレー電極とガード電極との間に印加する電圧の大きさを、スプレー電極と基準電極との間に印加される電圧の大きさの中ほどに設定したときの電場の様子を説明するための図である。
【図１０】スプレー電極とガード電極との間に印加する電圧の大きさを、スプレー電極と基準電極との間に印加される電圧の大きさより僅かに低くしたときの電場の様子を説明するための図である。
【図１１】スプレー電極とガード電極との間に印加する電圧の大きさを、スプレー電極と基準電極との間に印加される電圧の大きさよりも極めて低くしたときの電場の様子を説明するための図である。
【図１２】スプレー電極と基準電極との間に６ｋＶの電圧を印加したときの、基準電極とガード電極との間に印加される電圧と、ガード電極における電流値との関係を示すグラフである。
【図１３】スプレー電極と基準電極との間に５．５ｋＶの電圧を印加したときの、基準電極とガード電極との間に印加される電圧と、ガード電極における電流値との関係を示すグラフである。
【図１４】スプレー電極と基準電極との間に５ｋＶの電圧を印加したときの、基準電極とガード電極との間に印加される電圧と、ガード電極における電流値との関係を示すグラフである。
【図１５】本実施の形態に係る静電噴霧装置に用いうる電圧調整方法の一例を示す上面図である。
【図１６】本実施の形態に係る静電噴霧装置に用いうる電圧調整方法の一例を示す上面図である。
【図１７】本実施の形態に係る静電噴霧装置に用いうる電圧調整方法の一例を示す上面図である。
【図１８】本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極の一配置例を示す上面図である。
【図１９】本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極の一配置例を示す上面図である。
【図２０】本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極の一配置例を示す上面図である。
【図２１】本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極の一配置例を示す正面図である。
【図２２】本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極の一配置例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る静電噴霧装置１００について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２９】
〔静電噴霧装置１００について〕
静電噴霧装置１００は、芳香油、農産物用化学物質、医薬品、農薬、殺虫剤、空気清浄化薬剤等の噴霧等に用いられる装置であり、スプレー電極（第１電極）１と、基準電極（第２電極）２と、電源装置３と、ガード電極（第３電極）４と、を備える。
【００３０】
まず、静電噴霧装置１００の外観を図２により説明する。図２は、静電噴霧装置１００の外観を説明するための図である。
【００３１】
図示するように、静電噴霧装置１００は、直方形状である。その装置の一面に、スプレー電極１および基準電極２が配設されている。スプレー電極１は、基準電極２の近傍に位置する。また、スプレー電極１を取り囲むように環状の開口１１が、基準電極２を取り囲むように環状の開口１２が、それぞれ形成されている。スプレー電極１と基準電極２との間には電圧が印加され、それによりスプレー電極１と基準電極２との間に電場が形成される。スプレー電極１からは正帯電した液滴が噴霧される。基準電極２は、電極近傍の空気をイオン化して負帯電させる。そして、負帯電した空気は、電極間に形成された電場と負帯電された空気粒子間の反発力とによって基準電極２から遠ざかる動きをする。この動きが空気の流れ（以下、イオン流と称する場合もある）を生み、このイオン流によって正帯電した液滴が静電噴霧装置１００から離れる方向へと噴霧される。
【００３２】
ガード電極４は、開口１１と開口１２との間に設けられている。ガード電極４は、図２のような矩形に限られず、線状、点状等により形成されていてよい。ガード電極４は、開口１１と開口１２との間に設けられ、より好ましくは、スプレー電極１の先端部に形成される電場を物質噴霧に好適な電場とするために、スプレー電極１と基準電極２とを結ぶ線上に重なるように配置される。
【００３３】
静電噴霧装置１００は、直方形状ではなく、他の形状であってもよい。また、開口１１、開口１２は、環状とは異なる形状であってよく、その開口寸法も適宜調整されてよい。
【００３４】
〔スプレー電極１、基準電極２、ガード電極４について〕
スプレー電極１、基準電極２、およびガード電極４を図３により説明する。図３は、スプレー電極１、基準電極２、ガード電極４を説明するための図である。
【００３５】
スプレー電極１は、金属性キャピラリ（例えば、３０４型ステンレス鋼など）等の導電性導管と、先端部である先端部５とを有する。スプレー電極１は、電源装置３を介して基準電極２と電気的に接続される。先端部５からは噴霧物質（以下、単に「物質」と称する）が噴霧される。スプレー電極１は、スプレー電極１の軸心に対して傾斜する傾斜面９を有し、先端部５に向かうほど先端が細く、尖った形状である。
【００３６】
基準電極２は、金属ピン（例えば、３０４型スチールピンなど）等の導電性ロッドからなる。スプレー電極１および基準電極２は、一定の間隔をあけて離間し、互いに平行に配置されている。また、スプレー電極１および基準電極２は、例えば、互いに８ｍｍの間隔をあけて配置される。
【００３７】
電源装置３は、スプレー電極１と基準電極２との間に高電圧を印加する。例えば、電源装置３は、スプレー電極１と基準電極２との間に１−３０ｋＶの間の高電圧（例えば、３−７ｋＶ）を印加する。高電圧が印加されると電極間に電場が形成され、誘電体１０の内部に電気双極子が生じる。このとき、スプレー電極１は正に帯電し、基準電極２は負に帯電する（その逆でもよい）。そして、負の双極子が正のスプレー電極１に最も近い誘電体１０の表面に生じ、正の双極子が負の基準電極２に最も近い誘電体１０の表面に生じ、帯電したガスおよび物質種が、スプレー電極１および基準電極２によって放出される。ここで、上述したように、基準電極２において生成される電荷は、液体の極性とは逆の極性の電荷である。したがって、液体の電荷は、基準電極２において生成される電荷によって平衡化される。それゆえ、静電噴霧装置１００は、電荷平衡の原理に基づき、電流フィードバック制御によって、噴霧の安定性を図ることができる。
【００３８】
さらに、電源装置３は、スプレー電極１とガード電極４との間、および／または、基準電極２とガード電極４との間にも電圧を印加する。その詳細は、図５により説明する。
【００３９】
ガード電極４は、導電性材料からなる電極であり、例えば導電性プラスチックなどの導電体が一例として挙げられる。ガード電極４は、誘電体１０の上に配置されてもよいし、誘電体１０に形成された窪みや開口部の内部に配置されてもよい。
【００４０】
なお、ガード電極４は、静電噴霧装置１００の内部に組み込まれ、外部に露出しない構成で実現されてもよい。一例として、ガード電極４が薄い誘電体のフィルムにより覆われる構成が挙げられる。これにより、ガード電極４に接触することにより生じうる感電を未然に防止することもできる。このように、スプレー電極１の先端部に形成される電場が物質噴霧に好適な電場となる上記の機能を果たすのであれば、ガード電極４は、様々な形態、配置により実現されてよい。
【００４１】
なお、本実施の形態に係る電圧調整方法、ガード電極４の配置例については、様々な実施例を図１５〜図２２により後述する。
【００４２】
静電噴霧装置１００は、スプレー電極１または基準電極２と、ガード電極４との間の電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御する。ここで、所定の範囲とは、スタートアップ期間における噴霧の安定性が高まる電圧の大きさであって、スプレー電極１または基準電極２と、ガード電極４との間に印加される電圧の大きさの範囲をいう。また、スプレー電極１から噴霧される液体がテイラーコーン状であるときに噴霧が安定していると言うことができる。
【００４３】
誘電体１０は、例えばナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリプロピレン、ナイロン６６またはポリアセチル−ポリテトラフルオロエチレン混合物などの誘電体材料からなる。誘電体１０は、スプレー電極１をスプレー電極取付部６において支持し、基準電極２を基準電極取付部７において支持する。
【００４４】
〔電源装置３について〕
図４は、電源装置３の構成図の一例を示す。電源装置３は、電源２１と、高電圧発生装置２２と、スプレー電極１および基準電極２における出力電圧を監視する監視回路２３と、基準電極２の電流値を所定の値（所定の範囲）に制御した状態で高電圧発生装置２２の出力電圧が所望の値となるように高電圧発生装置２２を制御する制御回路（電流制御手段、電圧制御手段）２４とを備える。様々な用途に対応するために、制御回路２４はマイクロプロセッサ２４１を備え、マイクロプロセッサ２４１は、他のフィードバック情報２５に基づいて、出力電圧およびスプレー時間をさらに調整できるように設計されていてもよい。フィードバック情報２５には、環境条件（気温、湿度、および／または、大気圧）、液体量、ユーザによる任意の設定などが含まれる。また、制御回路２４は、スプレー電極１または基準電極２とガード電極との間の電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間の電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御することが可能である。
【００４５】
電源２１は周知の電源を用いることができ、主電源または１つ以上のバッテリーを含む。この電源２１は、低電圧電源、直流（ＤＣ）電源が好ましく、例えば、１つ以上のボルタ電池を組み合わせて１つの電池を構成する。好適な電池には単３電池、単１電池が含まれる。電池の個数は、必要な電圧レベルと電源の消費電力とによって決まる。
【００４６】
さらに、電源２１について図５を用いて説明する。図５は、電源２１を説明するための図である。
【００４７】
電源２１は、電源２１ａと電源２１ｂとを備える。電源２１ａは、スプレー電極１と基準電極２との間に電圧を印加する。電源２１ｂは、基準電極２とガード電極４との間に電圧を印加する。あるいは、電源２１ｂは、スプレー電極１とガード電極４との間に電圧を印加してもよい。そして、静電噴霧装置１００は、電源２１ｂによって、スプレー電極１または基準電極２と、ガード電極４との間の電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の範囲内に含まれる所定の範囲に制御することが可能である。
【００４８】
なお、ガード電極４は、スプレー電極１または基準電極２との間で、上記の方法に限られず種々の方法によって電圧が印加されうる。一例として、ガード電極４における電流値をある一定の範囲（値）に制御する電流フィードバック制御、スプレー電極１とガード電極４との間、あるいは、基準電極２とガード電極４との間の電圧をある一定の範囲（値）に制御する電圧フィードバック制御、それらの組み合わせなどが挙げられる。なかでも電流フィードバック制御は、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧が大きい場合にもスプレー電極１からの物質噴霧量を安定させることができ、好適に適用される。その詳細は後述する。
【００４９】
なお、電流フィードバック制御、および電圧フィードバック制御はそれぞれ、マイクロプロセッサ２４１に内蔵されたソフトウエアにより行われればよい。
【００５０】
さらに、本実施の形態は次のような構成で実現されてもよい。具体的には、電源２１は、電源２１ａのみを備え、電源２１ｂを備えていない。このとき、ガード電極４は零電流（フローティング）である。一方で、スプレー電極１と基準電極２との間には電源２１ａにより電圧が印加される。この構成によれば、電源２１ｂは不要となり、静電噴霧装置の製造コストを下げ、また、装置のコンパクト化にも寄与する。
【００５１】
高電圧発生装置２２は、発振器２２１と、変圧器２２２と、コンバータ回路２２３とを備える。発振器２２１は直流を交流に変換し、変圧器２２２は交流で駆動する。この変圧器２２２にコンバータ回路２２３が接続される。通常、コンバータ回路２２３は、チャージポンプと整流回路とを備える。コンバータ回路２２３は、所望の電圧を生成し、交流を直流に変換する。典型的なコンバータ回路は、コックロフト・ウォルトン回路である。
【００５２】
監視回路２３は、電流フィードバック回路２３１を備え、用途によっては、電圧フィードバック回路２３２を備えてもよい。電流フィードバック回路２３１は、基準電極２の電流値を測定する。静電噴霧装置１００は電荷平衡されるため、基準電極２の電流値を測定し、参照することにより、スプレー電極１の先端部５での電流を正確に監視することができる。この方法によれば、高価で、複雑で、混乱を生じさせる測定手段をスプレー電極１の先端部５に設ける必要はなく、また、測定電流に対する放電（コロナ）電流の寄与を推定する必要もない。電流フィードバック回路２３１は、例えば変流器などの従来のいかなる電流測定装置を含んでもよい。
【００５３】
好ましい実施形態において、基準電極２における電流は、基準電極２と直列に接続されたセットレジスタ（フィードバック抵抗器）における電圧を測定することにより測定される。ある実施形態において、セットレジスタにおける測定電圧は、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を用いて読み取られる。なお、一般的に、アナログ・デジタル変換器は、マイクロプロセッサの一部である。アナログ・デジタル変換器を備えた好適なマイクロプロセッサは、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社製のＰＩＣ１６Ｆ１８＊＊ファミリー製品のマイクロプロセッサである。デジタル情報は、制御回路２４に出力を供給するためにマイクロプロセッサにより処理される。
【００５４】
好ましい実施形態において、セットレジスタで測定された電圧は、比較器を用いて、所定の一定基準電圧値と比較される。比較器は、極めて低い電流（一般に、ナノアンペアかそれ以下）しか必要とせず、かつ、応答速度が速い。多くの場合、マイクロプロセッサ２４１には、その目的のために比較器が組み込まれている。例えば、上述したマイクロチップファミリーのＰＩＣ１６Ｆ１８２４は、入力電流値が極めて低く、かつ一定の基準電圧を有する好適な比較器を提供する。比較器に入力される基準電圧値は、このマイクロプロセッサ２４１に含まれるＤ／Ａ変換器を用いて設定され、選択可能な基準電圧値が用意されている。通常動作では、この回路は、基準電圧の大きさおよびフィードバック抵抗器によって決定される要求値よりも測定電流が高いか低いかを検出することができ、その情報を制御回路２４に供給する。
【００５５】
正確な電圧値が要求される用途において、監視回路２３はまた、電圧フィードバック回路２３２を備え、スプレー電極１に印加される電圧を測定する。一般に、印加電圧は、２つの電極を接続する分圧器を形成する２つの抵抗器の接合部における電圧を測定することによって直接監視される。あるいは、印加電圧は、同様の分圧器の原理を用いて、コックロフト・ウォルトン回路内のノードで生成される電圧を測定することによって監視される。同様に、電流フィードバックに関して、フィードバック情報は、Ａ／Ｄ交換器を介して、あるいは、比較器を用いてフィードバック信号を基準電圧値と比較することによって、処理される。
【００５６】
制御回路２４は、監視回路２３から基準電極２の電流値を示す情報を取得し、基準電極２の電流値と所定の電流値（例えば、０．８６７μＡ）とを比較する。そして、制御回路２４は、基準電極２の電流値が所定の電流値でなければ、所定の電流値となるように基準電極２の電流値を制御する。そして、制御回路２４は、基準電極２の電流値を所定の電流値に制御したうえで、発振器２２１の振幅の大きさ、周波数、またはデューティーサイクル、電圧のオンーオフ時間（あるいは、これらの組み合わせ）を制御することによって、高電圧発生装置２２の出力電圧を制御する。なお、電源装置３のユニットごとの製造誤差、もしくは電流値の測定誤差などを考慮して、制御回路２４は、基準電極２の電流値を、「所定の電流値」ではなく、一定の幅を有する所定の範囲（±５％）内に収まるように制御してもよい。
【００５７】
大気温度、湿度、大気圧、液体の液体量などに基づいて電圧またはデューティーサイクル／スプレー間隔を補償する必要から、マイクロプロセッサ２４１に他の入力（フィードバック情報２５）が入力されてもよい。その情報は、アナログ情報またはデジタル情報として与えられ、マイクロプロセッサ２４１により処理される。マイクロプロセッサ２４１は、入力情報に基づいて、スプレー間隔、スプレーをオンにする時間、または印加電圧の何れかを変更することよってスプレーの品質および安定性を高めるための補償を行うことができる。
【００５８】
一例として、電源装置３は、温度補償のために使用されるサーミスタなどの温度検知素子を備える。ある実施形態において、電源装置３は、温度検知素子により検知された温度の変化に従ってスプレー間隔を変化させる。スプレー間隔は、電源のオン、オフ時間の総計である。例えば、電源がスプレーを３５秒間オンとし（その間、電源は第１電極と第２電極との間に高電圧を印加する）、１４５秒間オフとする（その間、電源は第１電極と第２電極との間に高電圧を印加しない）周期的なスプレー間隔の場合、そのスプレー間隔は３５＋１４５＝１８０秒である。スプレー間隔は、電源のマイクロプロセッサ２４１に内蔵されたソフトウエアにより変更することができ、温度が上昇すると設定点から増加し、温度が低下すると設定点から減少する。スプレー間隔の増加および短縮は、噴霧される物質の特性によって定まる所定の指標に従うことが好ましい。便宜上、スプレー間隔の補償変化量は、スプレー間隔が０−６０℃（例えば、１０−４５℃）の間でのみ変化するよう制限されていてもよい。そのため、温度検知素子によって記録された極端な温度は誤りとみなされ、考慮されず、高温および低温に対しては、最適ではないものの容認しうるスプレー間隔が設定される。あるいは、スプレー間隔のオン、オフ間隔は、スプレー間隔を一定にするように調整され、気温が上下したときにスプレー間隔内でスプレー時間を増減させてもよい。
【００５９】
なお、電源装置３は、噴霧される物質の特性を検出し、当該物質の特性を示す特性情報を生成する検査回路をさらに備えてもよい。検査回路が生成した特性情報は、制御回路２４に供給される。制御回路２４は、この特性情報を用いて、少なくとも１つの電圧制御信号を補償する。上記電圧制御信号とは、周囲の環境条件（例えば、温度、湿度および／または大気圧、および／または噴霧量）の検出結果に基づいて生成された信号であり、出力電圧またはスプレー時間を調整するための信号である。電源装置３は、周囲の圧力（大気圧）を監視するために、圧力センサを備えていてもよい。
【００６０】
以上、電源装置３の内部構成について説明した。しかしながら、上記説明は電源装置３の一例であって、電源装置３は、上記の機能を有するのであれば、他の構成により実現されてもよい。
【００６１】
〔従来の静電噴霧装置における噴霧の安定性について〕
静電噴霧装置１００では、運転が開始すると、スプレー電極１と基準電極２との間に電圧が印加され、スプレー電極１の先端部５に電場が形成される。電場が形成され、静電気力がある一定の強さを超えると、スプレー電極１の先端部５から液滴が噴霧される。良好な噴霧状態では、スプレー電極１の先端部５から噴霧される液体は円錐状であるテイラーコーンとなる。スプレー電極１の先端部５に形成される円錐形の液体は一般的にテイラーコーンと呼ばれ、スプレー電極１の先端部５側への液体の表面張力と電場による静電気力とが釣り合うことにより形成される。スプレー電極１から噴霧される液体がテイラーコーン状のときは、噴霧が安定していると言える。つまり、噴霧の安定性を実現するには、ある程度の電場強度が必要となる。
【００６２】
ここで、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電場の強度に影響を与える要因として誘電体１０が考えられる。誘電体１０は、スプレー電極１と基準電極２との間に電圧が印加されると、スプレー電極１および基準電極２において生成される正負の電荷によりチャージされる。この誘電体１０にチャージされた電荷がスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電場に影響を与え、その結果、静電噴霧装置１００の噴霧安定性に影響を及ぼす場合があることを、本願発明者らは見出した。静電噴霧装置１００では、特に運転開始直後の期間に所望の噴霧量が得られない場合がありうる（以下、「スタートアップ期間」と称する場合もある）。そして、スタートアップ期間中に所望量の噴霧が行われなければ、その静電噴霧装置は、噴霧安定性に改善の余地があるとも言える。
【００６３】
誘電体１０と噴霧の安定性との関係を図６により説明する。図６は、従来の静電噴霧装置を用いたときの、時間日数と噴霧量との関係を説明するためのグラフである。同図において、横軸は経過日数（日）を、縦軸は、左側が噴霧量（ｇ／日）を、右側が標準偏差（σ）の２倍値（２σ）を示す。なお、本データは、１０回の噴霧試験を通じて得たものである。また、噴霧物質は、２５°、相対湿度５５％において伝導率２８０μＳ／ｍの液体が用いられている。また、従来の静電噴霧装置とは、静電噴霧装置１００のガード電極４に対応する電極を備えていない静電噴霧装置をいう。
【００６４】
図６に示すケースでは、噴霧量は、運転開始直後では低く、時間の経過とともに徐々に増加する。また、２σは高いときで７０％を超えており、噴霧量の変動が大きいことが分かる。
【００６５】
図７は、従来の静電噴霧装置を用いた場合の、運転開始３日経過後の先端部の写真を示す。図８は、従来の静電噴霧装置を用いた場合の、２５日経過後のスプレー電極１の先端部の写真を示す。図７に示すように、運転開始３日経過後においては、スプレー電極１の先端部にテイラーコーン状の噴霧は認められない。一方、運転開始２５日経過後においては、図８に示すように、スプレー電極１の先端部にテイラーコーン状の噴霧が認められる。図７、および図８の視認確認においても、従来の静電噴霧装置では、運転開始直後の噴霧量が十分ではない場合があることが分かる。
【００６６】
図６〜図８に示す結果から、従来の静電噴霧装置では、特に運転開始直後において噴霧の安定性を高める余地があると言える。
【００６７】
〔静電噴霧装置１００の噴霧の安定性について〕
スタートアップ期間における噴霧の安定性を改善するために、静電噴霧装置１００は、スプレー電極１を取り囲むように形成された開口１１と基準電極２を取り囲むように形成された開口１２との間、より好ましくは、スプレー電極１と基準電極２との間にガード電極４を備える。そして、静電噴霧装置１００は、スプレー電極１または基準電極２と、ガード電極４との間に電圧を印加し、スプレー電極１の周辺に強度の強い電場を形成することにより噴霧の安定性を高める。その概念を図９等により説明する。
【００６８】
図９は、スプレー電極１とガード電極４との間に印加する電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさの中ほどに設定したときの電場の様子を説明するための図である。
【００６９】
図９では、スプレー電極１とガード電極４との間に印加する電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさの中ほどに設定している。これにより、スプレー電極１回りの電場が強くなり、物質の噴霧に好適な電場が形成される。図中のＤ１は物質の噴霧方向を示し、Ｄ２はイオン流の方向を示す。Ｄ１が示すように、スプレー電極１とガード電極４との間に印加する電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさの中ほどに設定したとき、物質は、静電噴霧装置１００から遠ざかる方向へ噴霧される。
【００７０】
図１０は、スプレー電極１とガード電極４との間に印加する電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさより僅かに低くしたときの電場の様子を説明するための図である。このとき、スプレー電極１回りの電場強度が低下し、スプレー電極１から物質は噴霧されなくなる。
【００７１】
図１１は、スプレー電極１とガード電極４との間に印加する電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさよりも極めて低くしたときの電場の様子を説明するための図である。このとき、スプレー電極１回りには極めて強い電場が形成される。ただし、良好な噴霧状態を得るために強い電場は必要であるものの、図１１のケースでは、スプレー電極１から噴霧される物質は誘電体１０の方向に向かってしまい、静電噴霧装置１００から遠ざかる方向（図９のＤ１に相当）への噴霧は行われない。
【００７２】
このように、図９のケースでは良好な噴霧状態を実現できるが、図１０、図１１のケースでは良好な噴霧状態を得ることはできない。つまり、スプレー電極１または基準電極２と、ガード電極４との間に印加される電圧の大きさは、良好な噴霧状態を実現するうえで重要な要素となる。
【００７３】
〔実施例〕
以下、３つの実施例を図１、図１２〜図１４により説明する。
【００７４】
図１は、本実施の形態に係る静電噴霧装置１００の概略図であって、図１２〜図１４の測定に用いた静電噴霧装置１００の概略図である。図示するように、静電噴霧装置１００は、開口１１と開口１２との間、より具体的には、スプレー電極１と基準電極２との間にガード電極４を備える。ガード電極４は、矩形状であり、長手方向の長さが２ｍｍ、短手方向の長さが０．５ｍｍであり、誘電体１０上に設けられている。スプレー電極１と基準電極２との距離は８ｍｍあり、ガード電極４は、短手方向における中心が、スプレー電極１から５ｍｍ、基準電極２から３ｍｍの位置に位置決めされている。また、ガード電極４は、長手方向の中心が、スプレー電極１と基準電極２とを結ぶ線上または略線上に位置決めされている。
【００７５】
なお、上記のガード電極４のサイズ等の各諸元は、図１２〜図１４の測定におけるものであって、静電噴霧装置１００は、上記諸元にかかわらず、種々の構成により実現されることは言うまでもない。
【００７６】
図１２は、スプレー電極１と基準電極２との間に６ｋＶの電圧を印加したときの、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧と、ガード電極４における電流値との関係を示すグラフである。本グラフでは、横軸は、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧の大きさを示し、縦軸は、ガード電極４における電流値を示す。基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧は１．３ｋＶ〜２．８ｋＶの範囲で変化させ、かつ、スプレー電極１と基準電極２との間の電圧を一定に保っている。
【００７７】
この条件において、次の４つの状態が確認された。具体的には、第１の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が２ｋＶよりも低いとき、スプレー電極１から噴霧された物質は誘電体１０の方向へと向かう（以下、この現象を「スプレーバック」と称する）。このとき、正帯電した液滴によって通電する電流値を下げる必要があるため、ガード電極４での電流値は負の値として測定される。
【００７８】
第２の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が２ｋＶ以上かつ２．４ｋＶ以下のとき、スプレー電極１から噴霧される物質の噴霧状態は良好になり、スプレー電極１の先端ではテイラーコーンが確認される。また、噴霧目標とする０．７ｇ／日を達成することができる。この電圧領域では、正帯電した液滴は装置本体から遠く離れる方向へと噴霧される。なお、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧の大きさが２ｋＶから２．４ｋＶへ増加するときのガード電極４における電流値の伸びは抑えられる。
【００７９】
第３の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が２．４ｋＶよりも高く２．５ｋＶ以下のとき、物質が噴霧される勢いは低下し、スプレー電極１から噴霧される液体のテイラーコーン形状が不安定になる。この電圧領域では、ガード電極４における電流値は正の値となる。これは、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が高くなると、基準電極２により生成される負電荷がガード電極４の方へ引き寄せられることに起因する。
【００８０】
そして、第４の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が２．５ｋＶよりも高くなると、スプレー電極１から物質は噴霧されなくなる。図１２の結果から、言い換えると、第２の状態を実現するためにはガード電極４における電流値を−０．５〜０．５μＡの範囲内に設定すればよく、これにより良好な噴霧状態を実現することができる。
【００８１】
図１３は、スプレー電極１と基準電極２との間に５．５ｋＶの電圧を印加したときの、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧と、ガード電極４における電流値との関係を示すグラフである。本グラフでは、横軸は、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧を示し、縦軸は、ガード電極４における電流値を示す。基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧は１．３ｋＶ〜２．８ｋＶの範囲で変化させ、かつ、スプレー電極１と基準電極２との間の電圧を一定に保っている。
【００８２】
この条件において、次の４つの状態が確認された。具体的には、第１の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が１．９ｋＶよりも低いとき、スプレー電極１から噴霧された物質はスプレーバックする。このとき、正帯電した液滴によって通電する電流値を低下させる必要があるため、ガード電極４での電流値は負の値として測定される。
【００８３】
第２の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が１．９ｋＶ以上かつ２．３ｋＶ以下のとき、スプレー電極１から噴霧される物質の噴霧状態は良好になり、スプレー電極１の先端ではテイラーコーンが確認される。また、噴霧目標とする０．７ｇ／日を達成することができる。この電圧領域では、正帯電した液滴は装置本体から遠く離れる方向へと噴霧される。
【００８４】
第３の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が２．３ｋＶよりも高く２．４ｋＶ以下のとき、物質が噴霧される勢いは低下し、スプレー電極１から噴霧される液体のテイラーコーン形状が不安定になる。この電圧領域では、ガード電極４における電流値は正の値となる。これは、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が高くなると、基準電極２により生成される負電荷がガード電極４の方へ引き寄せられることによる。
【００８５】
そして、第４の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が２．４ｋＶよりも高くなると、スプレー電極１から物質は噴霧されなくなる。図１３の結果から、言い換えると、第２の状態を得るためにはガード電極４における電流値を−１．０〜１．０μＡの範囲内に設定すればよく、これにより良好な噴霧状態を実現することができる。
【００８６】
図１４は、スプレー電極１と基準電極２との間に５ｋＶの電圧を印加したときの、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧と、ガード電極４における電流値との関係を示すグラフである。本グラフでは、横軸は、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧を示し、縦軸は、ガード電極４における電流値を示す。基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧は１．３ｋＶ〜２．８ｋＶの範囲で変化させ、かつ、スプレー電極１と基準電極２との間の電圧を一定に保っている。
【００８７】
この条件において、次の４つの状態が確認された。具体的には、第１の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が１．８ｋＶよりも低いとき、スプレー電極１から噴霧された物質はスプレーバックする。このとき、正帯電した液滴によって通電する電流値を低下させる必要があるため、ガード電極４での電流値は負の値として測定される。
【００８８】
第２の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が１．８ｋＶ以上かつ２．２ｋＶ以下のとき、スプレー電極１から噴霧される物質の噴霧状態は良好になり、スプレー電極１の先端ではテイラーコーンが確認される。この電圧領域では、正帯電した液滴は装置本体から遠く離れる方向へと噴霧される。
【００８９】
第３の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が２．２ｋＶよりも高く２．３ｋＶ以下のとき、物質が噴霧される勢いは低下し、スプレー電極１から噴霧される液体のテイラーコーン形状が不安定になる。この電圧領域では、ガード電極４における電流値は正の値となる。これは、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が高くなると、基準電極２により生成される負電荷がガード電極４の方へ引き寄せられることによる。
【００９０】
そして、第４の状態として、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧が２．３ｋＶよりも高くなると、スプレー電極１から物質は噴霧されなくなる。図１３の結果から、言い換えると、第２の状態を得るためにはガード電極４における電流値を−１．０〜０．５μＡの範囲内に設定すればよく、これにより良好な噴霧状態を実現することができる。
【００９１】
この図１２〜図１４が示すように、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧を所定の範囲内に制御することにより、静電噴霧装置１００は、第２の状態における好適な噴霧状態を維持することができる。このとき、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧を所定の範囲内に制御するために電圧制御が用いられてもよい。
【００９２】
あるいは、図１２〜図１４が示すように、ガード電極４の電流を所定の範囲内に制御することにより、静電噴霧装置１００は、第２の状態における好適な噴霧状態を維持することができる。このとき、基準電極２とガード電極４との間に印加される電圧を所定の範囲内に制御するために電流制御が用いられてもよい。
【００９３】
図１２〜図１４においては、スプレー電極１と基準電極２との間に５〜６ｋＶの電圧を印加する場合、ガード電極４における電流値を−０．５〜０．５μＡの範囲内に設定することで、静電噴霧装置１００は良好な噴霧状態を実現することができる。
【００９４】
ただし、図１２〜図１４の実施例はあくまで一例であって、スプレー電極１と基準電極２との間に設定される電圧値は上記実施例に限られるものではない。そして、スプレー電極１と基準電極２との間に設定される電圧値にかかわらず、上記の機能を有するガード電極４を備えることにより、静電噴霧装置１００は、噴霧の安定性を高めることができる。
【００９５】
ここで、電圧の方が電流よりも安定性が高いことを考慮すると、電流フィードバック制御の方が電圧フィードバック制御よりも正確な噴霧量の制御を可能とする。つまり、ガード電極４における電流値を、所定の範囲（例えば、−０．５〜０．５μＡ）、および／または、所定の値（例えば、０．１μＡ）に制御することにより、静電噴霧装置１００は、好ましい噴霧強さを維持することができる。このことは、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさに依るものではない。
【００９６】
このように、静電噴霧装置１００は、ガード電極４を用いることで噴霧の安定性を改善することができるという効果を奏する。この効果は、ガード電極を用いることなくスプレー電極１と基準電極２との間に印加する電圧を上下させるよりも、噴霧の安定性の観点からは効果的といえる。
【００９７】
〔電圧調整方法例〕
次に、本実施の形態に係る静電噴霧装置に用いうる電圧調整方法例を図１５から図１７により説明する。なお、図１５から図１７に示す電圧調整方法例は一例であって、これに限られるものではない。また、電源２１は、静電噴霧装置内に含まれる構成で実現されてもよく、図１５から図１７の記載は一例を示すに過ぎない。
【００９８】
図１５は、本実施の形態に係る静電噴霧装置に用いうる電圧調整方法の一例を示す上面図である。図１５の静電噴霧装置は、１つの電源２１を備える。電源２１には、スプレー電極１、基準電極２、およびガード電極４が接続されている。そして、図１５の静電噴霧装置は、１つの電源２１によって、スプレー電極１または基準電極２と、ガード電極４との間の電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御する。
【００９９】
図１５の電圧調整方法は、使用する電源が１つであることから、静電噴霧装置の製造コストを抑制し、かつ、回路設計等を簡素化することができる。
【０１００】
図１６は、本実施の形態に係る静電噴霧装置に用いうる電圧調整方法の一例を示す上面図である。図１６の静電噴霧装置は、電源２１ａおよび電源２１ｂを備える。電源２１ａは、負極８を介してスプレー電極１、および、基準電極２に接続されている。電源２１ｂは、ガード電極４における２点と接続されており、そのうちの１点は負極８を介してガード電極４と接続している。そして、図１６の静電噴霧装置は、電源２１ａおよび電源２１ｂによって、スプレー電極１または基準電極２と、ガード電極４との間の電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御する。
【０１０１】
図１６の電圧調整方法は、使用する電源が２つであることから、より精密な電圧制御が可能となる。
【０１０２】
図１７は、本実施の形態に係る静電噴霧装置に用いうる電圧調整方法の一例を示す上面図である。図１７の静電噴霧装置は、電源２１ａおよび電源２１ｂを備える。電源２１ａは、基準電極２と接続している。電源２１ｂは、ガード電極４、スプレー電極１、およびアースと接続している。また、スプレー電極１もアースと接続している。これにより、図１７の静電噴霧装置は、電源２１ａおよび電源２１ｂによって、スプレー電極１または基準電極２と、ガード電極４との間の電圧の大きさを、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧の大きさよりも小さい所定の範囲に制御する。
【０１０３】
図１７の電圧調整方法は、使用する電源が２つであることから、より精密な電圧制御が可能となる。
【０１０４】
このように、本実施の形態に係る静電噴霧装置は、様々な方法によって電圧調整をすることができるため、使用する電源の個数、電源と各電極との接続方法を適宜変更することが可能である。
【０１０５】
〔ガード電極４の配置例〕
次に、本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極４の配置例を図１８から図２２により説明する。なお、図１８から図２２では、簡略化のため、スプレー電極１および基準電極２と電源との電気的接続は記載していない。また、電源２１は、静電噴霧装置内に含まれる構成で実現されてもよく、図１８から図２２の記載に限られるものではない。
【０１０６】
図１８は、本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極４の一配置例を示す上面図である。図１８の静電噴霧装置では、スプレー電極１と基準電極２との間に位置するガード電極４は針状であり、先端部のみ装置表面に露出し、他の部分は装置内部に含まれている。そして、針状に形成されたガード電極４の一端であって、装置内部に含まれている側の端部が電源２１の負極と接続し、ガード電極４における電圧を安定させている。
【０１０７】
図１９は、本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極４の一配置例を示す上面図である。図１９の静電噴霧装置では、スプレー電極１と基準電極２との間に位置するガード電極４は直方状であり、その一面が装置表面に露出している。そして、直方状に形成されたガード電極４の角部（１か所）が電源２１の負極と接続している。なお、ガード電極４が導電性材料により形成されている場合には、ガード電極４が電源２１と接続される箇所は適宜決められてよい。
【０１０８】
図２０は、本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極４の一配置例を示す上面図である。図２０の静電噴霧装置では、スプレー電極１と基準電極２との間に位置するガード電極４は直方状であり、全体が装置内部に含まれ、装置表面には露出していない。そして、直方状に形成されたガード電極４が電源２１の負極と接続している。ガード電極４が導電性材料で形成されている場合には、ガード電極４が電源２１と接続される箇所は適宜決められてよい。
【０１０９】
図２１は、本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極４の一配置例を示す正面図である。図２１の静電噴霧装置では、スプレー電極１と基準電極２との間に位置するガード電極４は直方状であり、その一面が装置表面に露出している。ガード電極４は、例えば、装置表面に形成された溝に埋め込まれてもよいし、装置表面に接着剤等で接着されていてもよい。そして、直方状に形成されたガード電極４が電源２１の負極と接続している。ガード電極４が導電性材料で形成されている場合には、ガード電極４が電源２１と接続される箇所は適宜決められてよい。
【０１１０】
図２２は、本実施の形態に係る静電噴霧装置におけるガード電極４の一配置例を示す正面図である。図２２の静電噴霧装置では、スプレー電極１と基準電極２との間に位置するガード電極４は針状である。ガード電極４は、例えば、装置表面に形成された溝に埋め込まれてもよいし、装置表面に接着剤等で接着されていてもよい。そして、ガード電極４の一端は、電源２１の負極と電気的に接続する。
【０１１１】
以上、図１８から図２２を用いてガード電極４の種々の配置例を説明した。ここで説明した配置例は、あくまで一例であって、これらに限られるものではない。従って、例えば、ガード電極４は針状、直方体状ではなく、球状、多角形状の形状で形成されていてもよい。また、ガード電極４と電源２１との電気的な接続方法も、種々の方法でなされてよい。
【０１１２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、芳香油、農産物用化学物質、医薬品、農薬、殺虫剤、空気清浄化薬剤等を噴霧する静電噴霧装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  スプレー電極（第１電極）
２  基準電極（第２電極）
３  電源装置
４  ガード電極（第３電極）
５  先端部
６  スプレー電極取付部
７  基準電極取付部
８  負極
９  傾斜面
１０  誘電体
１１  開口（第１開口部）
１２  開口（第２開口部）
２１、２１ａ、２１ｂ  電源
２２  高電圧発生装置
２３  監視回路
２４  制御回路
２５  フィードバック情報
１００  静電噴霧装置
２２１  発振器
２２２  変圧器
２２３  コンバータ回路
２３１  電流フィードバック回路
２３２  電圧フィードバック回路
２４１  マイクロプロセッサ
【図１】
2014176834.tif 000003
【図２】
2014176834.tif 000004
【図３】
2014176834.tif 000005
【図４】
2014176834.tif 000006
【図５】
2014176834.tif 000007
【図６】
2014176834.tif 000008
【図９】
2014176834.tif 000009
【図１０】
2014176834.tif 000010
【図１１】
2014176834.tif 000011
【図１２】
2014176834.tif 000012
【図１３】
2014176834.tif 000013
【図１４】
2014176834.tif 000014
【図１５】
2014176834.tif 000015
【図１６】
2014176834.tif 000016
【図１７】
2014176834.tif 000017
【図１８】
2014176834.tif 000018
【図１９】
2014176834.tif 000019
【図２０】
2014176834.tif 000020
【図２１】
2014176834.tif 000021
【図２２】
2014176834.tif 000022
【図７】
2014176834.tif 000023
【図８】
2014176834.tif 000024