(57)【要約】【課題】本発明は、沿面放電式プラスイオン発生装置において、電源仕様により、従来品に比べて、低電圧駆動を可能とし、かつプラスイオン発生素子の劣化を少なくし、その耐久寿命を長くすることを目的とする。【解決手段】負極性のパルス波１により沿面放電を起こし、正のＤＣバイアス２によりプラスイオンを放出させる、この２種の電圧を重畳した電源仕様とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体とその表裏に形成された放電電極と誘導電極とから構成される沿面放電式プラスイオン発生装置において、負極性放電電圧と正極性のＤＣバイアス電圧を重畳させたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記負極性放電電圧は、負のパルス波であり、波高値が１０００〜３０００Ｖｐｐであることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記ＤＣバイアス電圧は、放電電圧の３０〜４０％であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記負極性放電電圧のパルス波の幅が、０．５〜１０μｓｅｃであることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、除電機能、帯電機能または環境改善機能を有する沿面放電式イオン発生装置の高圧電源波形に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  一般的に、沿面放電式イオン発生装置は、イオン発生素子からイオンを放出させ、除電機能、帯電機能または環境改善機能を有している。イオン発生素子は、誘電体を間に介して放電電極と誘導電極が表と裏に配設されており、両電極間に高周波の高電圧を印加することにより、放電電極において沿面放電を起こし、マイナスイオンやプラスイオンを放出させる。【０００３】  イオン発生素子の誘電体には、集成マイカ、ガラス、セラミックなどの絶縁物が使用され、放電電極および誘導電極には、金属箔や導電性塗料が使用される。また、誘電体の放電電極が形成された表面および放電電極には、誘電体および放電電極の放電劣化による損傷や酸化防止および誘電体の吸湿防止のために、保護層となる絶縁性の樹脂材料がコーティングされている。保護層には、放電やオゾンによる劣化に強いガラス系やシリコン系のハードコート材を材料としたハードコート層が使用され、これにより長期に安定した放電が行われる。【０００４】  沿面放電式イオン発生装置の高周波高電圧電源には、一般にパルス波が使用され、そのパルス幅は０．５〜１０μｓｅｃ、パルス数は１００〜１０００ｐｐｓ、波高値は１０００〜３０００Ｖｐｐである。プラスイオン発生器の場合正極性のパルス波、マイナスイオン発生器の場合負極性のパルス波が使用され、それぞれに正負のＤＣバイアスが重畳される。その大きさはパルス波高値の３０〜４０％に調整される。また、その極性が負の場合マイナスイオンが放出され、正の場合プラスイオンが放出される。【０００５】  ここで、マイナスイオン発生器の場合には負の高圧パルス波が放電電極に印加されると、放電電極の金属箔や導電性塗料には自由電子が多く存在し電子が飛び出しやすいので、印加電圧が低くても、放電電極周辺に多量のプラズマ空間を形成することができ、その中の一部のマイナスイオンが負のＤＣバイアスにより放出される。また残りのマイナスイオンは誘電体層の保護膜に衝突吸収される。【０００６】  逆に、プラスイオン発生器の場合には正の高圧パルス波が放電電極に印加されると、放電開始の初期電子は誘電体層から飛び出し、放電電極に向かいながらプラズマ空間を形成することになるが、誘電体や保護膜は絶縁物で電子が少なく、さらに電子が飛び出す仕事関数が大きいので大きなエネルギーを必要とすることになり、高電圧を印加する必要がある。プラズマ空間中の一部のプラスイオンは正のＤＣバイアスにより放出される。また残りのプラスイオンは誘電体層の保護膜に衝突吸収される。プラスイオンはマイナスイオンに比べ約２倍の質量があるので、誘電体層のダメージが大きく、耐久寿命はマイナスイオン発生器に比べ著しく低下する。【０００７】  これら電子の飛び出しやイオンの衝突により、イオン発生素子の誘電体は次第に放電劣化をしていく。絶縁物は酸化され、ボイドが発生したり形状が異形になったり、その有機結合が破壊され導電性を持つようになる。また放電電極は金属系であるが、酸化や窒素酸化物の付着により、導電性が低下したり形状が凹凸になると、本来の放電が阻害されるので、沿面放電がが起りにくくなるため、電圧を上げなければならなくなる。そして最終的に電圧を上げても放電が発生しなくな���耐久寿命となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  沿面放電式イオン発生装置はイオン発生素子を頻繁に清掃し生成劣化物を取り除いたり、交換パーツとして定期的に交換している。特にプラスイオン発生器の劣化はマイナスイオン発生器に比べて著しく、その保守回数の頻度も多くなっている。【０００９】  特に、沿面放電式イオン発生装置を除電器として使用する場合、プラスイオン発生器とマイナスイオン発生器を同時に稼働する必要があり、プラスイオン発生素子は、マイナスイオン発生素子より早く交換しなければならなくなり、その交換タイミングの管理が必要となって、生産性を著しく阻害している。【００１０】  本発明の目的は、耐久寿命が長いプラスイオン発生装置の高圧電源仕様を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明のプラスイオン発生装置の高圧電源仕様は、負極性のパルス波に正のＤＣバイアスを重畳させ、プラスイオンを放出させるものである。【００１２】  これによると、放電電極には負の高圧パルス波が印加され、ここから電子が放出される、放電電極は金属系なので自由電子が多く低電圧で電子が飛び出して沿面放電が起こり、密度の高いプラズマ空間を放電電極周辺の空間に形成する。そしてこの放電電極に印加された正のＤＣバイアスでプラスイオンが外に放出される。この正のＤＣバイアスは直流なので沿面放電の発生には寄与しない。誘電体の保護膜に衝突するのは、誘導電極は放電電極に比べ相対的に正なので、マイナスイオンであり、プラスイオンに比べダメージが少ない。従って耐久寿命の長いプラスイオン発生素子を提供することができる。【００１３】  前記高圧電源仕様は、パルス幅が０．５〜１０μｓｅｃ、パルス波高値が負極性の１０００〜３０００Ｖｐｐ、ＤＣバイアスは＋３００〜１２００Ｖであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】  本発明のプラスイオン発生素子用高圧電源仕様によれば、自由電子の多い金属系放電電極から電子が容易に飛び出し、密度の高いプラズマ空間を形成するとともに、放電電極の損傷、酸化劣化を防止できる。また放電電極近傍の誘電体の劣化を防止することができる。これらより、印加電圧が低く、耐久寿命の長いプラスイオン発生素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るプラスイオン発生器用電源仕様である。
【図２】従来のイオン発生器用電源仕様であり、（ａ）はプラスイオン発生器用、（ｂ）はマイナスイオン発生器用電源仕様である。
【図３】印加電圧と除電時間の関係を示すグラフである。
【図４】耐久試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  以下、本発明の実施形態について、図を参照しつつ説明する。図１は、本発明によるプラスイオン発生器用高電圧電源の仕様であり、パルス波１とＤＣバイアス２を畳畳した波形である。
【００１７】  パルス波１は、負極性でその波高値は−１８００Ｖｐｐである。これは−１０００〜−３０００Ｖｐｐであることが望ましい。このピーク付近で負の放電が多数発生する。
【００１８】  また、パルス幅は１μｓｅｃで、周波数は３００ｐｐｓある。このパルス幅は０．５〜１０μｓｅｃ、周波数は１００〜１０００ｐｐｓであることが望ましい。この周期で放電が発生する、パルス幅は短いほど効率が良い。
【００１９】  ＤＣバイアス２は、正極性で＋６３０Ｖである。これはパルス波高値の３０〜４０％であることが望ましい。このＤＣバイアスによりプラスイオンが外に放出される。
【００２０】  図２は、従来仕様のプラスイオン発生器とマイナスイオン発生器の電源仕様であり、比較例として示す。プラスイオン発生器の電源は、プラスのパルス波とプラスのＤＣバイアスの合成であり、マイナスイオン発生器の電源はマイナスのパルス波とマイナスのＤＣバイアスの合成で構成される。
【００２１】  次に、具体的な実施例を比較例と合わせて図３および図４に示す。図３は印加電圧と除電時間の関係を示すグラフであり、縦軸に除電時間を示し、横軸に印加電圧を示している。図４は耐久試験の結果を示すグラフであり、縦軸に印加電圧を示し、横軸に耐久時間を示している。なお、除電時間とは、イオン発生素子から５ｃｍ離れた位置に１０００Ｖに帯電させた１５ｃｍ角のプレートを置いた後、イオン発生素子から放出されたイオンがこのプレートの電位を１００Ｖに除電する時間である。
【００２２】  図３にしめすように、従来のマイナスイオン発生器は、放電電極が金属なので電子が容易に飛び出し、またマイナスイオンは軽いので外に放出されやすく、除電時間は最も短い。従来のプラスイオン発生器は、絶縁物の誘電体から電子が飛び出るが障害が大きく飛び出し難い、またプラスイオンは重く外に放出されにくい、このため除電時間は長くなる。本発明によるプラスイオン発生器は、マイナスのパルス波により、マイナスイオン発生器と同じ放電形態でプラズマ空間を形成する、そして正のＤＣバイアスでプラスイオンを放出する、その結果従来のプラスイオン発生器とマイナスイオン発生器の中間の徐電時間となる。
【００２３】  次に、耐久試験について図４を参照しつつ説明する。これは、除電時間が１秒となるようにフィードバック制御した場合の印加電圧の推移を示しており、この印加電圧が３ｋＶｐｐ以上になるとイオン発生素子の耐久寿命に到達したと判断する。
【００２４】  図４に示すように、プラスイオン発生器の寿命が短く、２０００時間程度である、これに対しマイナスイオン発生器は、初期の電圧も低く、５０００時間以上の寿命である。本発明によるプラスイオン発生器の寿命はその中間位で、４０００時間以上である。
【００２５】  このように、本発明の電源仕様では、従来品に比べ低い電圧でプラスイオンの発生が可能となり、且つ誘電体の損傷劣化も少なく、耐久寿命も長くなる
【００２６】  図３と図４の結果を表１にまとめる。表１中の除電電圧とは、イオン発生素子から５ｃｍ離れた位置に１０００Ｖに帯電させた１５ｃｍ角のプレートを置いた後、素子から放出されたイオンがこのプレートの電位を１００Ｖにする除電時間が１秒を示すイオン発生素子の駆動電圧である。耐久時間とは、除電時間が１秒となるようにフィードバック制御した場合の印加電圧が３ｋＶｐｐ以上となるまでの時間である。
【００２７】
【表１】
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【００２８】  従来のプラスイオン発生器は、電子が飛び出し難いのでプラズマ空間発生のための電圧を高くせねばならず、またプラスイオンは重いためそれを外に放出させるには駆動電圧を上げねばならなかった、そのため初期の徐電電圧は１．９ｋＶｐｐと高い。
【００２９】  これに対し、従来のマイナスイオン発生器は、電子が飛び出し易いのでプラズマ空間密度が高くなり電圧は低くてよい、またマイナスイオンは軽いので駆動電圧は低くてよく、初期の徐電電圧は１．５ｋＶｐｐと低い。
【００３０】  本発明によるプラスイオン発生器は、電子が飛び出し易いマイナスイオン発生器の放電駆動電圧であるが、正のＤＣバイアス駆動でプラスイオンを放出しているので、初期の徐電電圧は上記の中間で１．８ｋＶｐｐであった。
【００３１】  また、従来のプラスイオン発生器は、重いプラスイオンが誘電体に衝突するため誘電体の劣化損傷が大きく早期に放電が起こり難くなる、耐久時間は３０００時間程程度であった。
【００３２】  従来のマイナスイオン発生器は、軽いマイナスイオンが誘電体に衝突するので誘電体の劣化損傷は小さく放電は長期継続して起こり、耐久時間は５０００時間以上である。
【００３４】  放電により生成する空気のイオン種とその相対質量の１例を表２に示す。幾種類ものイオンが発生する、相対質量の平均値を見ると、プラスイオンの方がマイナスイオンより約２倍の質量である。このためプラスイオンはＤＣバイアスの電界でも放出されにくく、また誘電体に衝突すると大きな損傷ダメージを与える。
【００３５】
【表２】
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【００３６】  本発明によるプラスイオン発生器用高圧電源を使用したプラスイオン発生器においても、プラスイオンを放出させるためには、マイナスイオン放出に比べて電圧を高くする必要があるが、軽いマイナスイオンが誘電体に与える劣化損傷は小さく、そのため放電面の劣化損傷が従来品に比べて小さく耐久時間は４０００時間以上となっている。
【符号の説明】
【００３７】１  パルス波
２  ＤＣバイアス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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