(57)【要約】【課題】装置自体を小型化することができるとともに、大量かつ安定して金属微粒子を生成することができる金属微粒子発生装置を提供する。【解決手段】金属微粒子発生装置１０には、一次側電極１３，１４への電圧印加に基づく電気−機械−電気変換により二次側電極１５にて高電圧を発生させる圧電振動子１１が設けられている。そして、二次側電極１５にて発生した高電圧を金属材料からなる放電電極１８に印加して放電させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側電極への電圧印加に基づく電気−機械−電気変換により二次側電極にて高電圧を発生させる圧電振動子と、
金属材料からなるとともに前記圧電振動子にて発生した高電圧が印加されることで放電を行う放電電極と、を備えたことを特徴とする金属微粒子発生装置。
【請求項２】
前記放電電極は、その先端が尖状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属微粒子発生装置。
【請求項３】
前記放電電極が複数設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属微粒子発生装置。
【請求項４】
接地された電極をさらに設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の金属微粒子発生装置。
【請求項５】
前記放電電極の主成分が白金又は亜鉛であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の金属微粒子発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電によって金属微粒子を発生させる金属微粒子発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電極の間に放電を形成することで、金属微粒子を発生させる金属微粒子発生装置が知られている。例えば、特許文献１には、毛髪の乾燥や髪型をセットするヘアードライヤに金属微粒子発生装置を設けた技術が開示されている。この金属微粒子発生装置によって、例えば毛髪の乾燥と同時に毛髪に対して金属（白金）微粒子を供給することで、紫外線により生じた活性酸素にてダメージを受けた（例えばキューティクルの剥がれ）毛髪が白金微粒子の持つ抗酸化作用により回復されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３０６３号公報
【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、このような金属微粒子発生装置では、放電を形成するためには電極の間に高電圧を印加する必要があるため昇圧トランスが必要となり、装置自体が大型化してしまっていた。一方、装置の大型化を抑制しようとすると、昇圧トランスにおける形状等の制約が生じ、数ｋＶ程度の電圧しか発生させることができず、大量かつ安定して金属微粒子を生成することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、装置自体を小型化することができるとともに、大量かつ安定して金属微粒子を生成することができる金属微粒子発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、一次側電極への電圧印加に基づく電気−機械−電気変換により二次側電極にて高電圧を発生させる圧電振動子と、金属材料からなるとともに前記圧電振動子にて発生した高電圧が印加されることで放電を行う放電電極と、を備えたことを要旨とする。
【０００７】
この発明によれば、放電電極により放電させるために放電電極には高電圧が印加されるが、この高電圧を発生させるために圧電振動子が用いられる。このため、高電圧を発生させるために、従来のような体格の大きい昇圧トランスが必要ないため、装置自体を小型化することができる。また、圧電振動子により高電圧を得ることができるため、装置自体を小型化しつつも、従来のような昇圧トランスにおける形状等の制約が生じて数ｋＶ程度の電圧しか発生させることができなくなるといったことがなく、高電圧を放電電極に印加することができ、放電電極により放電させることで金属微粒子を大量かつ安定して生成することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記放電電極は、その先端が尖状に形成されていることを要旨とする。
この発明によれば、高電圧が印加された放電電極の先端に電界が集中しやすくなるため、空気中の電荷を帯びた粒子が放電電極の先端に集中していき衝突しやすくなり、金属微粒子をより効率良く生成することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記放電電極が複数設けられていることを要旨とする。
この発明によれば、放電電極が一つ設けられた金属微粒子発生装置に比べて、金属微粒子の生成量を増加させることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、接地された電極をさらに設けたことを要旨とする。
この発明によれば、放電電極と、接地された電極との間に電圧を印加することで、より確実に放電を行うことができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記放電電極の主成分が白金又は亜鉛であることを要旨とする。
この発明によれば、放電電極の主成分が白金の場合、例えば、発生した白金微粒子を毛髪に付着させると、毛髪の劣化を促す活性酸素を除去する抗酸化作用が働く。よって、白金微粒子を毛髪等に供給することで紫外線より生じた活性酸素によるダメージ（キューティクルの剥がれ）を回復させることができる。また、放電電極の主成分が亜鉛の場合であっても、例えば、発生した亜鉛微粒子を毛髪に付着させることで、毛髪のダメージ（キューティクルの剥がれ）を回復させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、装置自体を小型化することができるとともに、大量かつ安定して金属微粒子を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における金属微粒子発生装置を模式的に示す断面図。
【図２】（ａ）は圧電振動子の断面図、（ｂ）は接触部材を介して放電電極が設けられた圧電振動子を示す斜視図。
【図３】対向電極の正面図。
【図４】（ａ）は別の実施形態における接触部材を介して放電電極が設けられた圧電振動子を示す斜視図、（ｂ）は別の実施形態における圧電振動子に放電電極が設けられた状態を示す斜視図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は別の実施形態における接触部材を介して放電電極が設けられた圧電振動子を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。なお、以下に示す各図は、金属微粒子（本実施形態では白金微粒子）を生成するためのメカニズムを説明する上で必要な構成のみを図示した金属微粒子発生装置１０の模式図となっており、金属微粒子発生装置１０におけるその他の構成については図示及び説明を省略している。
【００１５】
図１に示すように、金属微粒子発生装置１０には、その外郭を形成する図示しないハウジングに、圧電振動子１１（圧電トランス）及び接地された電極としての対向電極２１が所定の位置に固定されている。また、金属微粒子発生装置１０はファン１２を備えている。
【００１６】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、チタン酸ジルコン亜鉛（ＰＺＴ）系材料からなる矩形板状の圧電振動子１１は、その長手方向（図２に示す矢印Ｘの方向）と厚み方向（図２に示す矢印Ｙの方向）の二方向に分極されて構成されている。圧電振動子１１の長手方向における一方側であって、圧電振動子１１の厚み方向における両面には、電力供給面を構成する一次側電極１３，１４がそれぞれ設けられている。また、圧電振動子１１の長手方向における他方の端面側には、高電圧出力面１５ａを有する二次側電極１５が設けられている。なお、圧電振動子１１の厚み方向及び長さ方向の寸法比は、入力電圧及び出力電圧の略増幅比に相当し、本実施形態では１０〜２０倍程度に設定されている。
【００１７】
図１に示すように、一次側電極１３，１４は電力（交流電圧）を供給する電力供給部１６と電気的に接続されるとともに、電力供給部１６により圧電振動子１１の長手方向における長さに対応した共振周波数の交流電圧が一次側電極１３，１４に印加されるようになっている。
【００１８】
電力供給部１６により一次側電極１３，１４に交流電圧が印加されると、圧電振動子１１の長手方向に強い機械振動が生じるとともに、図１に二点鎖線で示す波長１／２λを形成する定在波Ｗモードで振動する。なお、本来、定在波Ｗは縦波の振動であるが、図１においては説明の都合上、横波で図示している。
【００１９】
この機械振動により二次側電極１５では、圧電効果による電荷が発生するとともに、電力供給部１６から一次側電極１３，１４に印加された電圧よりも昇圧された高電圧が発生する。昇圧された二次側電極１５の高電圧出力面１５ａにおいても同様に昇圧された高電圧が発生している。
【００２０】
また、高電圧出力面１５ａの中央部には接触部材１７の一端が点接触されるとともに、接触部材１７の他端には放電電極１８の基端が点接触されている。よって、二次側電極１５に生じる高電圧は、接触部材１７を介して放電電極１８に印加されるようになっている。接触部材１７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、銅及びアルミ等の金属材料にて弾性を有するように形成され、圧電振動子１１で生じる機械振動が放電電極１８に伝達されることを抑制する振動抑制手段として機能する。
【００２１】
また、圧電振動子１１における定在波Ｗの節Ｆとなる位置には、圧電振動子１１を保持する保持部材１９が、圧電振動子１１を厚み方向に挟むように設けられている。保持部材１９は弾性体からなる。この保持部材１９により、圧電振動子１１において長手方向に機械振動が生じても、節Ｆに引張・圧縮応力が集中することが抑制される。
【００２２】
放電電極１８は、金属材料からなるとともにその主成分が白金にて構成され、略円柱状をなしている。放電電極１８の先端は平坦面となるように形成されるとともに、この平坦面は、放電電極１８の軸方向と直交するように形成されている。
【００２３】
さらに、金属微粒子発生装置１０には、放電電極１８と対向するように対向電極２１が設けられている。対向電極２１は、放電電極１８近傍であるとともに白金微粒子雰囲気に位置するように設けられている。図３に示すように、対向電極２１は、正面視するとリング状になっている。そして、放電電極１８と対向電極２１との間に高電圧を印加することで放電が行われるようになっており、この放電により生成される白金微粒子の大部分が対向電極２１の孔２１ａを介して対向電極２１を通過できるようになっている。
【００２４】
上記構成の金属微粒子発生装置１０において、白金微粒子を生成させるメカニズムとしては、まず、放電電極１８が負極、対向電極２１が正極となるように高電圧を印加し、放電電極１８の先端から放電を生じさせる。この放電により、空気中の電荷を帯びた粒子が放電電極１８の先端に衝突し、プラスイオンによってスパッタリング現象が生じ、微細な白金微粒子が大量かつ安定して生成され、生成された白金微粒子は対向電極２１側に向けて放出される。そして、放電電極１８の先端から放出された白金微粒子は、対向電極２１の孔２１ａを通過して外部へ放出される。
【００２５】
この白金微粒子は、活性酸素を除去する抗酸化作用として機能するため、例えば、白金微粒子を毛髪等に供給することで紫外線による活性酸素によるダメージ（キューティクルの剥がれ）を回復することができる。
【００２６】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）金属微粒子発生装置１０には、高電圧を発生させるために圧電振動子１１が設けられている。よって、従来のような体格の大きい昇圧トランスを必要としないため、装置自体を小型化することができる。また、圧電振動子１１により高電圧を発生させることができるため、装置自体を小型化しつつも、従来のような昇圧トランスにおける形状等の制約が生じて数ｋＶ程度の電圧しか発生させることができなくなるといったことがなく、高電圧を放電電極１８に印加することができる。そして、放電電極１８により放電させることで白金微粒子を大量かつ安定して生成することができる。
【００２７】
（２）金属微粒子発生装置１０には、接地された対向電極２１が設けられている。よって、放電電極１８と対向電極２１との間に電圧を印加することで、より確実に放電を行うことができる。
【００２８】
（３）放電電極１８の主成分が白金にて構成されている。放電電極１８により白金微粒子が生成されるとともに、この白金微粒子を毛髪に付着させると、毛髪の劣化を促す活性酸素を除去する抗酸化作用が働く。よって、白金微粒子を毛髪等に供給することで紫外線より生じた活性酸素によるダメージ（キューティクルの剥がれ）を回復させることができる。
【００２９】
（４）放電電極１８と圧電振動子１１の二次側電極１５とは、接触部材１７を介して電気的に接続されている。よって、接触部材１７により圧電振動子１１で生じる機械振動が放電電極１８に伝達されることを抑制することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、放電電極１８の先端は平坦面となるように形成されるとともに、この平坦面は、放電電極１８の軸方向と直交するように形成されていたが、これに限らず、例えば、図４（ａ）に示すように、放電電極１８の先端が尖状に形成されていてもよい。これによれば、高電圧が印加された放電電極１８の先端に電界が集中しやすくなるため、空気中の電荷を帯びた粒子が放電電極１８の先端に集中していき衝突しやすくなり、白金微粒子をより効率良く生成することができる。
【００３１】
また、図４（ｂ）に示すように、放電電極１８は、二次側電極１５における高電圧出力面１５ａと同じサイズの端面１８ａを有するとともに、端面１８ａと連続して設けられる両側面１８ｂ，１８ｃが端面１８ａから先端に向かうにつれて曲線状に縮幅するように構成されていてもよい。なお、放電電極１８は、端面１８ａが高電圧出力面１５ａに接触するように設けられている。
【００３２】
○  実施形態において、放電電極１８を複数設けてもよい。例えば、図５（ａ）に示すように、一端が高電圧出力面１５ａに接触する接触部材１７を複数設けるとともに、各接触部材１７の他端に放電電極１８を一つずつ設けてもよい。これによれば、放電電極１８が一つ設けられた金属微粒子発生装置１０に比べて、白金微粒子の生成量を増加させることができる。
【００３３】
また、図５（ｂ）に示すように、接触部材１７を介して複数の放電電極１８の基端を高電圧出力面１５ａに接触させてもよく、さらに、図５（ｃ）に示すように、高電圧出力面１５ａから外方に延在する複数の接触部材１７それぞれに放電電極１８を一つずつ設けてもよい。
【００３４】
○  実施形態において、放電電極１８の主成分は白金であったが、これに限らず、例えば、亜鉛であってもよい。これによれば、放電電極１８の主成分が白金の場合と同様に、放電電極１８から生成された亜鉛微粒子を毛髪に付着させることで、毛髪のダメージ（キューティクルの剥がれ）を回復させることができる。
【００３５】
○  実施形態において、対向電極２１は放電電極１８と対向するように設けられたが、これに限らず、放電電極１８が放電可能であれば、対向電極２１の配置位置は特に限定されない。また、対向電極２１に相当する部分を帯電除去板や金属微粒子発生装置１０のハウジングで構成してもよい。
【００３６】
○  実施形態において、金属微粒子発生装置１０に対向電極２１を設けなくてもよい。
○  実施形態において、放電電極１８と圧電振動子１１の二次側電極１５との間に接触部材１７を設けなくてもよい。
【００３７】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記二次側電極と前記放電電極とは、前記圧電振動子の機械振動が前記放電電極に伝達されることを抑制するための振動抑制手段を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の金属微粒子発生装置。
【符号の説明】
【００３８】
１０…金属微粒子発生装置、１１…圧電振動子、１３，１４…一次側電極、１５…二次側電極、１７…振動抑制手段としての接触部材、１８…放電電極、２１…接地された電極としての対向電極。
【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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