(57)【要約】【課題】コロナ放電により生成された正負の空気イオンを供給対象物に供給しつつ、該供給対象物に誘起される誘導電圧を極力小さい電圧に抑制することができるイオン生成装置を提供する。【解決手段】イオン生成装置１Ａは、列状に並ぶ複数の放電針６と、その側方に配置されて接地された対向電極７，７と、高圧電源２０と、送風装置（８，５０）と、接地された板状導体部材１１とを備える。板状導体部材１１は、正負の空気イオンを供給対象物Ｗに向かって通過させる複数の孔が形成されていると共に、供給対象物Ｗに誘導電圧が誘起されるのを抑制するように配置されている。板状導体部材１１は、メッシュ状に形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列状に配列された複数の放電針と、
複数の放電針との間に高電圧を印加したときに、各放電針との間でコロナ放電が発生するように該複数の放電針の側方に配置されると共に、接地された対向電極と、
前記複数の放電針と前記対向電極との間に正負の高電圧を交互に印加する高圧電源と、
前記複数の放電針と前記対向電極との間で生じるコロナ放電により生成される正負の空気イオンを供給対象物に向かって送風する送風装置と、
前記複数の放電針と前記供給対象物との間の位置で該複数の放電針に対向する部分である放電針対向部分を有して、該複数の放電針及び前記対向電極と間隔を存して配置されると共に接地された板状導体部材とを備えており、
前記板状導体部材は、少なくとも前記放電針対向部分に、前記正負の空気イオンを前記供給対象物に向かって通過させる複数の孔が形成されていると共に、前記複数の放電針と前記対向電極との間に高電圧が印加された状態で、前記供給対象物に誘導電圧が誘起されるのを抑制するように配置されていることを特徴とするイオン生成装置。
【請求項２】
請求項１記載のイオン生成装置において、
前記高圧電源は、前記複数の放電針と前記対向電極との間に、正負のパルス状の高電圧を間欠的に交互に印加するように構成されていることを特徴とするイオン生成装置。
【請求項３】
請求項２記載のイオン生成装置において、
前記複数の放電針から所定の距離を存する位置に、所定の帯電電圧で帯電させた前記供給対象物を配置した状態で、前記高圧電源を作動させた場合に、前記供給対象物の帯電電圧が所定値の低電圧まで減衰するのに要する時間である減衰時間を減衰時間Ａと定義し、前記複数の放電針から前記所定の距離を存する位置に、前記所定の帯電電圧で帯電させた前記供給対象物を配置し、且つ、前記板状導体部材を除去した状態で、前記高圧電源を作動させた場合に、前記供給対象物の帯電電圧が前記所定値の低電圧まで減衰するのに要する時間である減衰時間を減衰時間Ｂと定義したとき、前記高圧電源から出力する前記正負のパルス状の高電圧のそれぞれのパルス幅と、前記板状導体部材の放電針対向部分と前記複数の放電針のそれぞれとの間の距離と、前記板状導体部材の放電針対向部分に形成された孔のサイズと、前記送風装置の風量とは、前記減衰時間Ａが前記減衰時間Ｂ以下の時間になるように設定されていることを特徴とするイオン生成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のイオン生成装置において、
前記板状導体部材は、少なくとも前記放電針対向部分がメッシュ状に形成された部材であることを特徴とするイオン生成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のイオン生成装置において、
前記板状導体部材は、前記複数の放電針と前記対向電極と前記高圧電源とを囲むように配置されていることを特徴とするイオン生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除電等の用途で使用するイオン生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
除電等の用途で使用されるイオン生成装置は、放電針と接地された対向電極との間に正負の高電圧を交互に印加することで、放電針からコロナ放電を発生させ、該コロナ放電により正負の空気イオンを生成する。この種のイオン生成装置では、列状に並べた複数の放電針を備えるものが一般に知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記イオン生成装置は、放電針と対向電極との間に高電圧を印加するため、該高電圧の印加時には、一般に、除電対象物等の正負の空気イオンの供給対象物に比較的大きな誘導電圧（例えば数百Ｖの誘導電圧）が誘起される。
【０００５】
そして、正負の空気イオンの供給対象物が、例えば電圧耐性の低い半導体部品等の電子部品である場合には、該電子部品の搬送途中で一時的に除電を行う場合のように、上記誘導電圧の誘起が短時間で済む場合であっても、該電子部品の損傷もしくは異常動作等を生じる虞がある。
【０００６】
従って、空気イオンの供給対象物に、誘起される誘導電圧を極力小さい電圧に抑制することが望まれる。
【０００７】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、コロナ放電により生成された正負の空気イオンを供給対象物に供給しつつ、該供給対象物に誘起される誘導電圧を極力小さい電圧に抑制することができるイオン生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のイオン生成装置は、上記の目的を達成するために、
列状に配列された複数の放電針と、
該複数の放電針との間に高電圧を印加したときに、各放電針との間でコロナ放電が発生するように該複数の放電針の側方に配置されると共に、接地された対向電極と、
前記複数の放電針と前記対向電極との間に正負の高電圧を交互に印加する高圧電源と、
前記複数の放電針と前記対向電極との間で生じるコロナ放電により生成される正負の空気イオンを供給対象物に向かって送風する送風装置と、
前記複数の放電針と前記供給対象物との間の位置で該複数の放電針に対向する部分である放電針対向部分を有して、該複数の放電針及び前記対向電極と間隔を存して配置されると共に接地された板状導体部材とを備えており、
前記板状導体部材は、少なくとも前記放電針対向部分に、前記正負の空気イオンを前記供給対象物に向かって通過させる複数の孔が形成されていると共に、前記複数の放電針と前記対向電極との間に高電圧が印加された状態で、前記供給対象物に誘導電圧が誘起されるのを抑制するように配置されていることを特徴とする（第１発明）。
【０００９】
かかる第１発明によれば、接地された前記板状導体部材が前記放電針対向部分を有するため、前記高圧電源の作動時（複数の放電針と前記対向電極との間に正負の高電圧を交互に印加する作動時）に、前記供給対象物に誘導電圧が誘起されるのが抑制される。また、前記板状導体部材の放電針対向部分に複数の孔が形成されているので、前記コロナ放電により生成される正負の空気イオン（正の空気イオン及び負の空気イオン）が、前記送風装置の送風によって、前記板状導体部材の放電針対向部分の複数の孔を通過して、前記供給対象物に到達することができる。
【００１０】
よって、第１発明によれば、コロナ放電により生成された正負の空気イオンを供給対象物に供給しつつ、該供給対象物に誘起される誘導電圧を極力小さい電圧に抑制することができる。
【００１１】
上記第１発明では、前記高圧電源は、前記複数の放電針と前記対向電極との間に、正負のパルス状の高電圧を間欠的に交互に印加するように構成されていることが好ましい（第２発明）。
【００１２】
なお、当該第２発明において、「正負のパルス状の高電圧を間欠的に交互に印加する」というのは、より詳しくは、正極性のパルス状の高電圧を印加する期間と、負極性のパルス状の高電圧を印加する期間との間に、電圧がゼロもしくはほぼゼロに維持される期間（電圧印加の休止期間）を有するようにして、正極性のパルス状の高電圧と負極性のパルス状の高電圧とを交互に、前記複数の放電針と前記対向電極との間に印加することを意味する。
【００１３】
かかる第２発明によれば、コロナ放電により生成された正負の空気イオンが、前記供給対象物に向かって移動する過程で、前記板状導体部材に吸収されるのを極力抑制することができる。
【００１４】
上記第２発明では、前記複数の放電針から所定の距離を存する位置に、所定の帯電電圧で帯電させた前記供給対象物を配置した状態で、前記高圧電源を作動させた場合に、前記供給対象物の帯電電圧が所定値の低電圧まで減衰するのに要する時間である減衰時間を減衰時間Ａと定義し、前記複数の放電針から前記所定の距離を存する位置に、前記所定の帯電電圧で帯電させた前記供給対象物を配置し、且つ、前記板状導体部材を除去した状態で、前記高圧電源を作動させた場合に、前記供給対象物の帯電電圧が前記所定値の低電圧まで減衰するのに要する時間である減衰時間を減衰時間Ｂと定義したとき、前記高圧電源から出力する前記正負のパルス状の高電圧のそれぞれのパルス幅と、前記板状導体部材の放電針対向部分と前記複数の放電針のそれぞれとの間の距離と、前記板状導体部材の放電針対向部分に形成された孔のサイズと、前記送風装置の風量とは、前記減衰時間Ａが前記減衰時間Ｂ以下の時間になるように設定され得る（第３発明）。
【００１５】
これによれば、帯電した前記供給対象物の除電を行う場合に、当該除電に要する時間を、前記板状導体部材を除去した場合と同程度の時間、もしくはそれよりも短い時間にすることができる。従って、前記供給対象物での誘導電圧の誘起を抑制することと、前記供給対象物の除電を短時間で効率よく行うこととの両方を好適に実現することができる。
【００１６】
上記第１〜第３発明では、前記板状導体部材は、少なくとも前記放電針対向部分がメッシュ状に形成された部材であることが好ましい（第４発明）。
【００１７】
これによれば、前記供給対象物での誘導電圧の誘起を抑制することと、生成された正負の空気イオンが板状導体部材に吸収されるのを抑制することとを適切に実現し得るように板状導体部材を構成できる。
【００１８】
上記第１〜第４発明では、前記板状導体部材は、前記複数の放電針と前記対向電極と前記高圧電源とを囲むように配置されていることが好ましい（第５発明）。
【００１９】
これによれば、前記供給対象物に誘導電圧が誘起されるのを、効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１Ａは、本発明の一実施形態のイオン生成装置の一部を断面で示した側面図、図１Ｂは、該イオン生成装置を図１ＡのＩ−Ｉ線断面で示す図。
【図２】実施形態のイオン生成装置の回路構成及び板状導体部材の配置構成を概略的に示す図。
【図３】実施形態のイオン生成装置に備えた高圧電源の回路構成を示す図。
【図４】図３に示す高圧電源の出力波形を例示するグラフ。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、他の実施形態のイオン生成装置の回路構成及び板状導体部材の配置構成を概略的に示す図。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、実施形態のイオン生成装置を使用した検証試験による計測データを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態を図１Ａ〜図４を参照して以下に説明する。図１Ａ及び図１Ｂを参照して、本実施形態のイオン生成装置１Ａは、半導体製造ライン等で除電装置として使用し得る装置である。このイオン生成装置１Ａは、放電電極５を構成する複数の放電針６及び対向電極７が搭載された細長の第１筐体２と、高圧電源２０及び制御部３０が搭載された細長の第２筐体３とを備える。
【００２２】
これらの第１筐体２及び第２筐体３は、絶縁体により構成され、互いに固定されている。図１Ａ及び図１Ｂでは、第１筐体２及び第２筐体３は、第２筐体３の下側に第１筐体２が位置する状態で横方向（図１Ａでは左右方向、図１Ｂでは紙面に垂直な方向）に延在するように配置されている。
【００２３】
第１筐体２の下面部には、絶縁体により構成された複数の（放電針６と同数の）送風ノズル部８が、第１筐体２の長手方向に一定間隔で一列に並ぶように装着されている。各送風ノズル部８は、有底筒形状に形成されており、その開口端を下方に向けた状態で第１筐体２の下面部から突設されている。
【００２４】
各送風ノズル部８の軸線上に、各放電針６が各々配置されている。各放電針６は、その基端部（尖鋭な先端部と反対側の端部）が各送風ノズル部８の底部（図１Ａ及び図１Ｂでは上端部）の中心部に固定され、該中心部から該送風ノズル部８の開口端（図１Ａ及び図１Ｂでは下端）側に向かって突設されている。従って、複数の放電針６は、第１筐体２の長手方向に一定間隔で一列に並ぶように配列されている。
【００２５】
また、各放電針６は、第１筐体２の長手方向に延在するように該第１筐体２の内部に配置された導体ロッド９に、通電線を介して電気的に接続されている。該導体ロッド９は、高圧電源２０に通電線を介して接続されており、該高圧電源２０から電圧が付与される。
【００２６】
また、第１筐体２の下面部には、該第１筐体２の長手方向に延在する２つの対向電極７，７が装着されている。これらの対向電極７，７は、前記複数の送風ノズル部８の列の両側（第１筐体２の幅方向（図１Ａでは紙面に垂直な方向、図１Ｂでは左右方向）での両側）で、ひいては、前記複数の放電針６の列の両側で、互いに平行に延在するように配置されている。そして、対向電極７，７は、図２に示す如く、高圧電源２０から出力される高電圧の基準電位部としての接地電位部Ｇに接地されている。
【００２７】
第１筐体２の内部空間は、外部から空気を導入する空間となっており、該内部空間には、第１筐体２の端部に取り付けられた配管接続部２ａに、エアコンプレッサ５０を配管２ｂを介して接続することで、該エアコンプレッサ５０から所定の圧力に加圧された空気が導入される。そして、第１筐体２の内部空間は、各送風ノズル部８の底部に穿設された複数の孔８ａを介して各送風ノズル部８の内部に連通されている。
【００２８】
従って、第１筐体２の内部空間にエアコンプレッサ５０から供給される空気は、該内部空間から各送風ノズル部８の孔８ａを通って該送風ノズル部８の内部に進入し、さらに該送風ノズル部８から下方に（該送風ノズル部８の内側の放電針６の前方）に送風されるようになっている。
【００２９】
なお、本実施形態では、前記エアコンプレッサ５０及び送風ノズル部８は、本発明における送風装置の構成要素である。
【００３０】
高圧電源２０及び制御部３０は、第２筐体３に収容されている。高圧電源２０は、本実施形態では、正極性のパルス状の高電圧と負極性のパルス状の高電圧とを一定の周期で交互に間欠的に出力し得るように構成されている。かかる高圧電源２０は、例えば、図３に示す如く構成されている。
【００３１】
具体的には、高圧電源２０は、４つのスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４を各辺に有するブリッジ回路２１と、定電圧を出力する直流電源２２と、トランス２３と、トランス２３の二次側コイル２３ｂに並列に接続された容量素子２４（例えばコンデンサ）とを含む。なお、容量素子２４は、省略されていてもよい。
【００３２】
スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のそれぞれは、例えばトランジスタ、ＦＥＴ等の半導体スイッチ素子（図示例では、ＦＥＴ）により構成される。そして、ブリッジ回路２１は、２つのスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を直列に接続したものと、２つのスイッチ素子Ｑ３，Ｑ４を直列に接続したものとを、直流電源２２の一対の出力端子２２ａ，２２ｂの間に並列に接続することで構成されている。
【００３３】
直流電源２２は、本実施形態では、正極性の定電圧（＋Ｖｄ）を出力する電源であり、その出力端子２２ａ，２２ｂのうちの一方の出力端子２２ａが正極側端子、他方の出力端子２２ｂが、接地電位部Ｇに接続された接地極側端子である。なお、直流電源２２は、負極性の定電圧を出力する電源であってもよい。
【００３４】
トランス２３の一次側コイル２３ａの両端が、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の間の中点と、スイッチ素子Ｑ３，Ｑ４の間の中点とに各々接続されている。
【００３５】
そして、トランス２３の二次側コイル２３ｂの一端が各放電針６に接続され、他端が接地電位部Ｇに接続されている。この場合、二次側コイル２３ｂの一端と各放電針６との接続は前記導体ロッド９を介して行われる。
【００３６】
かかる構成の高圧電源２０は、直流電源２２から定電圧（＋Ｖｄ）をブリッジ回路２１に印加した状態で、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３の両方をオフ状態に維持しつつ、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４のオン・オフ制御を行うことと、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４の両方をオフ状態に維持しつつ、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のオン・オフ制御を行うこととを一定の周期で交互に繰り返すことで、図４に例示する如き波形パターンで、正極性のパルス状の高電圧と、負極性のパルス状の高電圧とを、トランス２３の二次側コイル２３ｂの両端（容量素子２４の両端）から出力する。そして、該高電圧が、各放電針６と接地電位部Ｇに接地された対向電極７，７との間に印加される。
【００３７】
制御部３０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を含む１つ以上の電子回路ユニットにより構成される。そして、制御部３０は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）により実現される機能として、直流電源２２の起動・停止を制御する機能と、前記スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン・オフを制御する機能（ひいては、高圧電源２０の出力を制御する機能）とを有する。
【００３８】
これらの機能に係る制御部３０の制御処理は、オペレータから与えられる運転指令、あるいは、あらかじめ設定されたスケジュール等に従って実行される。
【００３９】
なお、本実施形態では、制御部３０を第２筐体３に収容したが、該制御部３０は、第２筐体３の外部（第２筐体３から離れた箇所を含む）に配置されていてもよい。
【００４０】
図１Ａ及び図１Ｂ、並びに図２を参照して、イオン生成装置１Ａは、さらに、板状導体部材１１を備える。該板状導体部材１１は、全ての放電針６の前方（図１Ａ及び図１Ｂでは下方）で各放電針６に対向するよう配置される部分（放電針対向部分）を有し、且つ、少なくとも当該部分に、後述する如く生成される空気イオンを通過させ得る多数の孔（貫通穴）を有するものである。
【００４１】
本実施形態では、この板状導体部材１１は、その大部分が、金属等の導体から成る複数の線状導体１１ａによりメッシュ状（網状）に形成された部材である。そして、本実施形態では、板状導体部材１１は、全ての放電針６及び対向電極７，７を含めて、第１筐体２及び第２筐体３の周囲の大部分を囲むように配置されている。
【００４２】
具体的には、板状導体部材１１は、図１Ｂに示すように、各送風ノズル部８の下端と間隔を存する状態（ひいては各放電針６の先端と間隔を存する状態）で各放電針６の前方（下方）に位置する平坦部分１１Ａ（以降、下側平坦部分１１Ａという）と、第１筐体２及び第２筐体３のそれぞれの側面と間隔を存する状態（ひいては、各放電針６及び対向電極７，７と間隔を存する状態）で下側平坦部分１１Ａの両側（第１筐体２及び第２筐体３の幅方向での両側）からそれぞれ起立した平坦部分１１Ｂ，１１Ｂ（以降、側方平坦部分１１Ｂという）と、該側方平坦部分１１Ｂ，１１Ｂのそれぞれの上端から第２筐体３の上面側に延設された上側部分１１Ｃ，１１Ｃとを有し、該上側部分１１Ｃ，１１Ｃが第２筐体３の上面部に固定されている。下側平坦部分１１Ａ及び側方平坦部分１１Ｂ，１１Ｂがメッシュ状に形成された部分である。なお、上側部分１１Ｃ，１１Ｃもメッシュ状に形成されていてもよい。また、板状導体部材１１は、下側平坦部分１１Ａ、側方平坦部分１１Ｂ，１１Ｂ及び上側部分１１Ｃ，１１Ｃに加えて、第１筐体２及び第２筐体３の長手方向の両端を覆う部分をさらに備えていてもよい。
【００４３】
上記の如く、板状導体部材１１は、全ての放電針６及び対向電極７，７を含めて、第１筐体２及び第２筐体３の下方及び両側方を、メッシュ状に形成された下側平坦部分１１Ａ及び側方平坦部分１１Ｂ，１１Ｂにより囲むようにして配置されている。そして、板状導体部材１１は、図２に示す如く、接地電位部Ｇに接地されている。
【００４４】
従って、本実施形態では、図２に概念的に示す如く、放電針６及び対向電極７，７と、高圧電源２０との全体が、接地された板状導体部材１１により囲まれている。
【００４５】
そして、板状導体部材１１と各放電針６の先端との位置関係（板状導体部材１１のうちの上記下側平坦部分１１Ａと各放電針６の先端との間の距離ｄ）や、板状導体部材１１の各網目（縦方向で隣り合う２つの線状導体１１ａ，１１ａと横方向で隣り合う２つの線状導体１１ａ，１１ａとにより囲まれた方形状の空隙部分）のサイズ等は、後述するように、空気イオンの生成時に、除電対象物Ｗに誘起される誘導電圧が十分に小さい電圧に抑制され、且つ、除電対象物Ｗの除電を極力短時間で効率よく行い得るように、あらかじめ設定されている。
【００４６】
なお、本実施形態では、板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａが本発明における放電針対向部分に相当する。また、板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａ及び側方平坦部分１１Ｂ，１１Ｂの各網目が板状導体部材１１の孔に相当する。
【００４７】
補足すると、図１Ａ及び図１Ｂに示したイオン生成装置１Ａは、前記した如く、放電針６及び対向電極７，７、並びに、高圧電源２０の全体をメッシュ状の板状導体部材１１により囲むように構成されている。
【００４８】
ただし、本発明の実施形態に係るイオン生成装置は、例えば図５Ａに示す如く、放電針６の前方（下方）にだけ、メッシュ状に形成された板状導体部材１２を配置した構成のイオン生成装置１Ｂであってもよい。該イオン生成装置１Ｂは、換言すれば、前記イオン生成装置１Ａの板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａ以外の部分を除去した構成のものである。
【００４９】
あるいは、本発明の実施形態に係るイオン生成装置は、例えば図５Ｂに示す如く、放電針６の前方（下方）と、放電針６及び対向電極７，７の側方とにメッシュ状に形成された板状導体部材１３を配置した構成のイオン生成装置１Ｃであってもよい。該イオン生成装置１Ｂは、換言すれば、前記イオン生成装置１Ａの板状導体部材１１の側方平坦部分１１Ｂ，１１Ｂのうちの第１筐体２よりも上側の部分と、上側部分１１Ｃ，１１Ｃとを除去した構成のものである。
【００５０】
なお、イオン生成装置１Ｂ，１Ｃの板状導体部材１２，１３以外の構成は、前記イオン生成装置１Ａと同じでよい。
【００５１】
次に、前記イオン生成装置１Ａの作動を説明する。イオン生成装置１Ａは、例えば除電装置として使用される。この場合、図２に示す如く、空気イオンの供給対象物としての除電対象物Ｗが、各放電針６との間に板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａが位置する状態で、放電針６の前方（下方）に配置される。
【００５２】
この状態で、エアコンプレッサ５０から第１筐体２の内部空間に加圧された空気を供給することによって各送風ノズル部８から各放電針６の前方に送風することと、高圧電源２０を起動することによって、該高圧電源２０から正負のパルス状の高電圧を一定の周期で交互に間欠的に出力することとが行われる。
【００５３】
この時、各放電針６と対向電極７，７との間に高圧電源２０から正極性の高電圧が印加される期間と、負極性の高電圧が印加される期間とで、各放電針６と対向電極７，７との間でコロナ放電が発生し、このコロナ放電によって各放電針６の周辺に空気イオンが生成される。この場合、各放電針６と対向電極７，７との間に正極性の高電圧が印加される期間（以降、正極高電圧印加期間という）では、正の空気イオンが生成され、負極性の高電圧が印加される期間（以降、負極高電圧印加期間という）では、負の空気イオンが生成される。
【００５４】
従って、高圧電源２０から正負のパルス状の高電圧を一定の周期で交互に間欠的に出力することで、正の空気イオンと負の空気イオンとが一定の周期で交互に生成される。なお、正極高電圧印加期間で生成される正の空気イオンの量（電荷量）と、負極高電圧印加期間で生成される負の空気イオンの量（電荷量）とは概ね同量である。また、板状導体部材１１は、対向電極７，７よりも各放電針６から離れているため、各放電針６と板状導体部材１１との間でコロナ放電が発生することはない。
【００５５】
また、本実施形態では、全ての放電針６、対向電極７，７及び高圧電源２０が、接地された板状導体部材１１により囲われているため、該板状導体部材１１は、所謂、ファラデーケージとして機能する。このため、正極高電圧印加期間及び負極高電圧印加期間において、各放電針６と対向電極７，７との間に高圧電源２０から印加される高電圧に起因して、除電対象物Ｗに誘導電圧が誘起されるのが抑制される。詳細は後述するが、当該誘導電圧を、例えば１０Ｖ以下の大きさ（peak to peakでの大きさ）に抑制することができる。
【００５６】
上記のように正極高電圧印加期間及び負極高電圧印加期間でそれぞれコロナ放電により生成される正の空気イオン及び負の空気イオンは、各送風ノズル部８からの送風によって、各放電針６の前方の除電対象物Ｗに向かって移動する。そして、除電対象物Ｗまで到達した正負の空気イオンによって、該除電対象物Ｗの帯電電荷が中和され、該除電対象物Ｗが除電される。
【００５７】
この場合、各放電針６と対向電極７，７との間のコロナ放電により生成された正負の各極性の空気イオンの一部は、除電対象物Ｗに向かって移動する過程で、該除電対象物Ｗと放電針６との間に存在する板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａに吸収され得る。
【００５８】
ただし、本実施形態のイオン生成装置１Ａでは、各放電針６の先端から板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａまでの距離、板状導体部材１１の網目のサイズ、送風空気の圧力（エアコンプレッサ５０から第１筐体２の内部空間に供給する空気の圧力）等を適切に設定しておくことによって、板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａに吸収される空気イオンの量を極力少なくして、生成された各極性の空気イオンの多くを除電対象物Ｗに到達させることができる。ひいては、除電対象物Ｗの除電を短時間で効率よく行うことができる。例えば、除電対象物Ｗの除電（帯電電位の減衰）を、板状導体部材１１を除去した場合と同程度の時間で達成することができる。
【００５９】
このように、イオン生成装置１Ａによれば、除電対象物Ｗに誘起され得る誘導電圧を、十分に小さい電圧に抑制しつつ、除電対象物Ｗの除電を短時間で効率よく行うことが可能である。かかる効果は、図１Ａ及び図１Ｂに示した構造のイオン生成装置１Ａに限らず、図５Ａあるいは図５Ｂに示した構成のイオン生成装置１Ｂ，１Ｃでも同様に奏し得る効果である。
【００６０】
ただし、誘導電圧を極力小さくする上では、イオン生成装置１Ａの如く、全ての放電針６、対向電極７，７及び高圧電源２０を囲むように板状導体部材１１を配置することが好ましい。すなわち、イオン生成装置１Ａは、イオン生成装置１Ｂ，１Ｃよりも誘導電圧を小さくすることができる。なお、イオン生成装置１Ｂ，１Ｃを比較した場合、イオン生成装置１Ｃは、イオン生成装置１Ｂよりも誘導電圧を小さくすることができる。
【００６１】
次に、本発明のイオン生成装置によって、除電対象物に誘起される誘導電圧を小さな電圧に抑制しつつ、除電を効率よく行い得ることの効果に関する検証試験について説明する。
【００６２】
本願発明者等は、前記したイオン生成装置１Ａ〜１Ｃのうち、例えば、前記イオン生成装置１Ａを使用して、除電対象物Ｗの位置で誘起され得る誘導電圧と、除電に要する時間とを計測する検証試験を実施した。
【００６３】
この検証試験では、メッシュ状の板状導体部材１１として、網目のサイズを異ならせた２種類の板状導体部材１１を使用し、また、エアコンプレッサ５０から第１筐体２の内部空間に供給する空気の圧力（以降、空気投入圧という）を複数種類の値に設定した。該空気投入圧は、各送風ノズル部８から送風される空気の風量を規定するものであり、該空気投入圧が高いほど、風量が増加する。
【００６４】
また、検証試験に使用したイオン生成装置１Ａでは、高圧電源２０から出力する正極性及び負極性の高電圧のパルス幅（前記正極高電圧印加期間及び負極高電圧印加期間のそれぞれの時間幅）は１ｍｓ、放電針６のピッチは５０ｍｍ、各放電針６の先端からその前方の板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａまでの距離ｄは２０ｍｍである。また、正極性及び負極性の高電圧の波高値（ピーク値）は、１０ｋＶ、各極性の高電圧の出力の周期は４ｍｓ（２５０Ｈｚ相当）である。
【００６５】
当該検証試験の結果を図６Ａ及び図６Ｂに示す。これらの図６Ａ及び図６Ｂにおいて、実施例１の計測データは、各網目のサイズ（詳しくは縦方向及び横方向でそれぞれ隣り合う線状導体の間の内寸）を１１．５ｍｍ×１１．５ｍｍとして、０．７φ（０．７ｍｍ）の線経の線状導体によりメッシュ状に作成した板状導体部材１１を使用した場合の計測データ、実施例２の計測データは、各網目のサイズを５．６５ｍｍ×５．６５ｍｍとして、１．２φ（１．２ｍｍ）の線経の線状導体によりメッシュ状に作成した板状導体部材１１を使用した場合の計測データ、比較例の計測データは、イオン生成装置１Ａから板状導体部材１１を除去した状態での計測データである。
【００６６】
そして、実施例１、２及び比較例のそれぞれにおいて、空気投入圧を、０Mpa、０．０５Mpa、０．１Mpa、０．２Mpa、０．３Mpaの５種類に設定して計測を行った。なお、空気投入圧を０Mpaとする状態は、エアコンプレッサ５０から第１筐体２の内部空間への空気供給を行わない状態である。
【００６７】
図６Ａは、疑似的な除電対象物としての所定サイズ（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の正方形状の金属板を、イオン生成装置１Ａの板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａから所定距離（１００ｍｍの距離）だけ下方に離れた位置に配置した状態で、高圧電源２０から正極性及び負極性のパルス状の高電圧を一定の周期で交互に出力させた場合に、上記金属板の表面に誘起される誘導電圧（peak to peakの電圧値）を計測して得られた計測データを示している。
【００６８】
図示の如く、板状導体部材１１を除去した比較例では、３００Ｖ以上の誘導電圧が発生するものの、板状導体部材１１を備えた実施例１，２では、発生する誘導電圧は大幅に小さいで電圧（高々１０Ｖ程度）に抑制されることが判る。
【００６９】
特に、送風ノズル部８からの送風を行う場合（空気投入圧が０Mpaでない場合）には、網目のサイズが実施例１のものよりも小さい実施例２では、誘導電圧を１０Ｖよりも小さい電圧に抑制することができることが判る。
【００７０】
このように、放電針６の前方（下方）に板状導体部材１１を備えるイオン生成装置１Ｂでは、板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａの下方に配置される除電対象物等の物体に誘起される誘導電圧を、該板状導体部材１１を備えない場合に比して大幅に小さくすることができる。このことは、イオン生成装置１Ａに限らず、前記イオン生成装置１Ｂ，１Ｃにおいても同様である。
【００７１】
補足すると、本願発明者等の実験によれば、例えば、正極性の高電圧と負極性の高電圧とを交互に半周期の期間づつ高圧電源から出力するように構成されたイオン生成装置でも、板状導体部材１１を備えた場合、板状導体部材１１が無い場合よりも誘導電圧は小さくなるものの、板状導体部材１１を備えた場合でも、数十Ｖ以上の誘導電圧が誘起されることが確認された。
【００７２】
この理由としては、例えば次のような理由が考えられる。すなわち、当該イオン生成装置では、正極高電圧印加期間及び負極高電圧印加期間が前記実施形態のイオン生成装置１Ａ〜１Ｃよりも長いため、正極高電圧印加期間及び負極高電圧印加期間でそれぞれ生成される正の空気イオン及び負の空気イオンの量が多くなり、それにより、より高い誘導電圧が誘起されやすくなる。その結果、板状導体部材１１を備える場合でも、数十Ｖ以上の誘導電圧が誘起されてしまうと考えられる。
【００７３】
図６Ｂは、イオン生成装置１Ａの板状導体部材１１の下側平坦部分１１Ａから１００ｍｍの距離だけ下方に離れた位置に配置した所定サイズ（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の正方形状の金属板を所定の帯電電圧（±１０００Ｖ）に帯電させた後に、高圧電源２０から正極性及び負極性のパルス状の高電圧を一定の周期で交互に出力させた場合に、上記金属板の帯電電圧が初期値から所定値（±１００Ｖ）まで減衰するのに要した時間（以降、減衰時間という）を計測して得られた計測データを示している。
【００７４】
この場合、図６Ｂに示す当該減衰時間の計測値は、より詳しくは、＋１０００Ｖから＋１００Ｖまでの減衰時間の計測値と、−１０００Ｖから−１００Ｖまでの減衰時間の計測値との平均値である。
【００７５】
なお、実施例１，２に係る減衰時間は、本発明における減衰時間Ａに相当し、比較例に係る減衰時間は、本発明における減衰時間Ｂに相当する。
【００７６】
図示の如く、板状導体部材１１を備える実施例１，２では、板状導体部材１１を備えない比較例と同程度の減衰時間を達成することができることが判る。特に、空気投入圧を０．２Mpa以上にすると、実施例１，２では、板状導体部材１１を備えない比較例よりも減衰時間が短くなることが確認された。
【００７７】
このことから、実施形態のイオン生成装置１Ａでは、コロナ放電により各放電針６の周辺で生成される正負の空気イオンの多くが、板状導体部材１１にさほど吸収されずに、疑似的な除電対象物Ｗとしての上記金属板に到達できることが判ると共に、当該効果は、特に送風ノズル部８からの送風によって、より一層顕著になることが判る。
【００７８】
この理由としては、例えば、次のような理由が考えられる。すなわち、生成された各極性の空気イオンと板状導体部材１１との間に発生する電気力線によって各極性の空気イオンが、板状導体部材１１に引き付けられるような力は発生するものの、実施形態のイオン生成装置１Ａでは、高圧電源２０の出力の１周期の期間における正極高電圧印加期間及び負極高電圧印加期間が比較的短いため、正の空気イオンの生成と、負の空気イオンの生成とが間欠的に行われると共に、生成される正の空気イオン及び負の空気イオンの量が比較的少なめなものとなる（より詳しくは、正極高電圧印加期間及び負極高電圧印加期間をそれぞれ半周期の期間とした場合に比して少なめなものとなる）。
【００７９】
このため、各極性の空気イオンと板状導体部材１１との間に発生する電気力線が比較的弱めのものとなり、ひいては、ある程度以上の空気投入圧での送風を行うことによって、各極性の空気イオンが板状導体部材１１に吸収されることが効果的に抑制される。この結果、生成された各極性の空気イオンの多くが、板状導体部材１１の網目（孔）を通過して、金属板（疑似的な除電対象物Ｗ）に到達し得るようになる。
【００８０】
このように、板状導体部材１２を備えるイオン生成装置１Ａでは、板状導体部材１１に空気イオンが吸収されてしまうのを極力抑制して、該板状導体部材１１の網目（孔）を通過させ得る各極性の空気イオンの量を十分に確保することができる。このことは、イオン生成装置１Ａに限らず、前記イオン生成装置１Ｂ，１Ｃにおいても同様である。
【００８１】
補足すると、本願発明者等の実験によれば、例えば、正極性の高電圧と負極性の高電圧とを交互に半周期の期間づつ高圧電源から出力するように構成されたイオン生成装置では、放電針の前方に板状導体部材１２を配置した場合、上記減衰時間が、板状導体部材１１が無い場合よりも長くなってしまうことが確認された。
【００８２】
この理由としては、例えば次のような理由が考えられる。すなわち、当該イオン生成装置では、前記した如く、正極高電圧印加期間及び負極高電圧印加期間でそれぞれ生成される正の空気イオン及び負の空気イオンの量が多くなるため、板状導体部材１１を備えた場合、各極性の空気イオンと板状導体部材１１との間に発生する電気力線が比較的強いものとなりやすい。その結果、生成された各極性の空気イオンが、板状導体部材１１に吸収されやすくなって、板状導体部材１１の網目（孔）を通過し得る空気イオン（疑似的な除電対象物Ｗとしての金属板に到達し得る空気イオン）が少なくなるためと考えられる。
【００８３】
以上説明した検証試験から、実施形態のイオン生成装置１Ａ〜１Ｃによれば、除電対象物Ｗに誘起され得る誘導電圧を、十分に小さい電圧に抑制しつつ、除電対象物Ｗの除電を短時間で効率よく行うことができることが判る。
【００８４】
なお、各放電針６と板状導体部材１１（あるいは、前記板状導体部材１２又は１３のうち、放電針６の前方に位置する平坦部分）との間の距離ｄに関しては、除電対象物Ｗの除電を短時間で効率よく行う上では、当該距離ｄは１０〜３０ｍｍの範囲で設定することが好ましいことが、本願発明者等の実験により確認された。
【００８５】
補足すると、以上説明した実施形態では、高圧電源２０から正極性及び負極性のパルス状の高電圧を一定の周期で交互に間欠的に出力させるものを例示した。ただし、誘導電圧を抑制する上では、高圧電源２０は、正極性の高電圧と負極性の高電圧とを交互に半周期の期間づつ出力するように構成されたものであってもよい。
【００８６】
また、板状導体部材１１〜１３は、メッシュ状に形成されたものに限られない。例えば、板状導体部材は、金属板等の薄い導体板に複数の孔を穴明け加工した構造のものであってもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…イオン生成装置、６…放電針、７…対向電極、１１，１２，１３…板状導体部材、８…送風ノズル部（送風装置）、５０…エアコンプレッサ（送風装置）、Ｗ…除電対象物（供給対象物）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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