(57)【要約】【課題】イオン発生装置１の機械的強度を向上させる。放電時のオゾン発生量を低減して、人体や環境にやさしい空気調節装置および荷電装置を提供する。【解決手段】誘導電極２と放電電極４とで誘電体層３を挟持してイオン発生装置１を構成する。このとき、誘導電極２を、例えばアルミニウムの金属基板で構成する。これにより、装置が大型化しても、脆性材料であるセラミック基板で誘電体層を構成していた従来に比べて、装置の機械的強度が向上する。また、誘電体層３を、絶縁破壊耐圧が３０Ｖ／μｍ以上で、かつ、厚さが３０μｍ以下の薄膜で構成し、放電電極４を、各線状電極の電極部の面積が、非電極部の面積よりも小さくなるように誘電体層３上に形成する。これにより、放電電圧を低電圧化でき、放電時に発生するオゾン量を低減することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層を挟持する誘導電極と放電電極との間に交互電圧を印加して放電させることにより、正負両イオンを発生するイオン発生装置であって、
上記誘導電極は、金属基板で構成されていることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
上記金属基板は、アルミニウムからなり、
上記誘電体層は、上記アルミニウムの陽極酸化皮膜からなっていることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
上記誘電体層は、絶縁破壊耐圧が３０Ｖ／μｍ以上、かつ、厚さが３０μｍ以下の薄膜で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
上記誘電体層は、チタン、タンタル、ストロンチウムのうちの少なくとも１つを含む絶縁膜で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項５】
上記放電電極は、ニッケル、コバルト、銅のうちの少なくとも１つを含む金属電極で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項６】
上記放電電極は、上記誘電体層上でストライプ状に敷設される複数の線状電極で構成されており、線状電極の敷設方向の１ピッチにおいて、当該線状電極の電極部の面積が、非電極部の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項７】
上記放電電極を覆うように上記誘電体層上に形成される表面コート層をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項８】
上記表面コート層は、膜厚１５μｍ以下の薄膜誘電体で構成されていることを特徴とする請求項７に記載のイオン発生装置。
【請求項９】
上記表面コート層は、酸化膜または窒化膜で構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載のイオン発生装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のイオン発生装置と、
上記イオン発生装置にて発生した正負両イオンを装置外部に送出するための送風手段とを備えていることを特徴とする空気調節装置。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかに記載のイオン発生装置における放電により、静電潜像担持体上に電荷を供給することを特徴とする荷電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電極と放電電極との間に交互電圧を印加して、コロナ放電により正負両イオンを発生するイオン発生装置と、それを備えた空気調節装置および荷電装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、誘導電極と放電電極とで誘電体層を挟む構造のコロナ放電素子が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に記載のコロナ放電素子は、厚さ０．５ｍｍのアルミナ磁器の片面に、タングステンの線状放電電極を形成し、他方の面に、面状誘導電極を形成した沿面コロナ放電素子である。このようなコロナ放電素子は、例えばオゾナイザとして利用することが可能となっている。
【０００３】
このコロナ放電素子の製造過程では、アルミナ基板上にタングステン放電電極を形成するときに、１５００℃という高温焼成の製造工程が必要である。また、コロナ放電素子にて放電を発生させるためには、誘導電極と放電電極との間に１０ｋＨｚ、１０ｋＶｐｐ（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ）という高電圧を印加する必要がある。このため、人体の接触や誤動作などに対する信頼性・安全性の配慮が特に必要であり、また、高圧電源自体のコストが高価となり、消費電力も大きくなる。
【０００４】
また、このコロナ放電素子は、オゾン発生効率が良いために、オゾナイザとしての利用には適しているが、空気清浄機や荷電装置への利用を考えると、人体に有害なオゾン発生量が多いがゆえに、困難である。
【０００５】
一方、上記と同様の構造を有する放電素子を、荷電装置に応用した例もある（例えば特許文献２参照）。この特許文献２には、放電素子の一例として、ガラスの両側において、それぞれが交差するようにマトリックス状に線状電極を配置したものが開示されている。この構成では、各面の線状電極が互いに交差する複数の交点で選択的に放電させ、イオンを発生させることで、放電素子と対向する円筒状誘電体上に静電潜像を直接形成することができる。この静電潜像を電子写真の原理で可視化すれば、プリンタ、複写機、ファクシミリなどを実現することができる。
【０００６】
また、放電素子を、上記のような荷電装置として使用する以外にも、素子の軸方向に一様に放電させて電子写真の感光体を帯電させる帯電器として使用する応用例も数多く提案されている。しかし、このような荷電装置や帯電器としての応用においても、上記と同様に、高温焼成の製造工程が必要であるとともに、高圧電源が必要であり、さらには、オゾン発生量が多いためにオゾン除去フィルタが必要である。
【０００７】
また、上記とは別のタイプの放電素子も従来から提案されている（例えば特許文献３参照）。この特許文献３では、円筒形のガラス管を誘電体層として用いて放電素子を構成しており、放電により発生するＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは自然数）の正イオンと、Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは自然数）の負イオンとにより、大気中の浮遊細菌を殺菌する空気調節装置に、上記放電素子を応用できることが開示されている。
【０００８】
この種の放電素子においても、放電をイオン発生の原理とする以上、オゾンの発生は避けられない。人体に有害なオゾン濃度に関し、安全基準値として０．１ｐｐｍという値が産業衛生協会により定められている。そこで、この空気調節装置では、オゾン発生量を上記の安全基準値以下とするために、オゾン濃度検知センサを設け、検知したオゾン濃度に基づいて、放電素子に印加する電圧などを制御手段にて制御している。この場合、オゾン濃度検知センサと制御手段とが装置に付加されるため、装置としてはコストアップするとともに大型化する。
【０００９】
なお、例えば非特許文献１では、ワイヤ電極に高電圧を印加してコロナ放電を発生させたときのワイヤ径とオゾン発生量との関係が研究されている。この非特許文献１では、ワイヤ径が数十μｍから１５０μｍでの実験において、ワイヤ径が小さいほどオゾン発生量が少ないという線形関係が開示されている。この傾向は、正コロナでも負コロナでも同様であるが、正コロナは負コロナより約１桁オゾン発生量が少ない特性が示されている。これらの放電特性は、複写機の帯電器としての特性を検討したものであるから、帯電のためのイオン発生量は同じという条件で、人体に有害なオゾンが低減するものと考えられる。
【００１０】
【特許文献１】
特公平２−２２９９８号公報
【特許文献２】
米国特許第４１５５０９３号明細書
【特許文献３】
特開２００２−９５７３１号公報
【非特許文献１】
“Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ”Ｖｏｌ．３２，  Ｎｏ．５，  ｐ．２０５−２１０，  Ｓｅｐ．／Ｏｃｔ．          １９８８
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した特許文献１の構成では、放電電極と誘導電極とで挟持される誘電体層が、アルミナ磁器のようなセラミック基板であるので、セラミックが脆性材料であるがゆえに、素子サイズが大型になるほど、機械的破壊強度が弱くなるという問題が生ずる。
【００１２】
また、従来の放電素子（イオン発生装置）は、放電電極と誘導電極との間に高圧を印加して正負両イオンを発生させる構成であるので、高圧印加による人体に有害なオゾンの発生量が多く、空気調節装置や荷電装置への応用が懸念されている。
【００１３】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その主な目的は、誘導電極と放電電極とで誘電体層を挟む構造のイオン発生装置において、サイズが大型になっても、機械的破壊強度を損なわないイオン発生装置と、それを用いた空気調節装置および荷電装置とを提供することにある。また、本発明の他の目的は、低電圧駆動を容易に実現できるイオン発生装置を提供するとともに、これによって、放電時のオゾン発生量を低減して、人体や環境にやさしい空気調節装置および荷電装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、誘電体層を挟持する誘導電極と放電電極とのうち、誘導電極を金属基板で構成している。この金属基板は、例えば、誘電体層よりも厚い金属基板（アルミニウム基板など）で構成することができる。このような誘導電極と放電電極との間に交互電圧を印加することにより、放電電極近傍にてコロナ放電が発生し、正負両イオンが発生する。
【００１５】
このように、誘導電極が金属基板で構成されているので、イオン発生装置自体が大型化しても、脆性材料であるセラミック基板で誘電体層を構成していた従来に比べて、機械的強度の高いイオン発生装置を実現することができる。つまり、振動や外部からの衝撃に対して強く、高寿命のイオン発生装置を実現することができる。
【００１６】
また、誘導電極自体を金属基板で構成しているので、誘導電極は、イオン発生装置の機械的強度を向上もしくは維持する機能と、放電電極との間で放電を行うための電極としての機能とを併せ持つことになる。つまり、誘導電極を金属基板で構成しても、誘導電極本来の機能（上記後者の機能）が損なわれることがない。これにより、素子を補強するための基板を別途用いることなく、機械的強度の高いイオン発生装置を安価に実現することができる。
【００１７】
また、誘電体層が、絶縁破壊耐圧が３０Ｖ／μｍ以上で、かつ、厚さが３０μｍ以下の薄膜であれば、誘電体層の絶縁破壊を防止しながら、誘電体層を例えばアルマイト層で形成する場合よりもさらに薄膜化することができる。誘電体層の薄膜化により、放電時におけるイオン発生装置表面の外部空間の電界強度が増加するので、放電電極に印加する電圧を低くすることができる。その結果、放電時のオゾン発生量を低減することができる。
【００１８】
また、放電電極が、誘電体層上でストライプ状に敷設される複数の線状電極で構成され、線状電極の敷設方向の１ピッチにおいて、当該線状電極の電極部の面積が、非電極部の面積よりも小さいと、例えば線状電極の１ピッチにおける電極部幅と非電極部幅とを等しくした場合に比べて、各線状電極に電界がより集中しやすくなり、しかも、より強い電界が得られる。したがって、放電電極に印加する電圧を低くしても放電を容易に実現することが可能となる。その結果、放電電圧の低電圧化により、放電時に発生するオゾン量を低減することができる。
【００１９】
また、本発明のイオン発生装置を用いて空気調節装置や荷電装置を構成すれば、衝撃等に対して強く、高寿命の空気調節装置や荷電装置を実現することができるとともに、放電時のオゾン発生量の低減により、人体や環境にやさしい空気調節装置および荷電装置を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図１ないし図１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２１】
（１．イオン発生装置の基本的構成）
図１は、本実施形態に係る放電素子としてのイオン発生装置１の基本的構成の概略を示す説明図である。同図に示すように、本発明のイオン発生装置１は、誘導電極２と、誘電体層３と、放電電極４と、表面コート層５と、電源６とを有している。
【００２２】
誘導電極２は、アルミニウムなどの金属基板で構成されている。従来は、誘導電極２は、セラミックやガラスなどの機械的強度の弱いもので構成されていたが、本発明は、セラミック等に比べて機械的強度の強い金属基板で誘導電極２を構成し、この誘導電極２に、素子の補強と放電との両方の役割を持たせており、この点に本発明の大きな特徴がある。誘導電極２の厚さは、例えば誘電体層３の厚さよりも厚く形成されており、誘導電極２の機械的強度が確保されている。
【００２３】
ここで、誘導電極２の具体的な厚さは、必要な機械的強度に応じて決定される。この機械的強度は、イオン発生装置１にかかる荷重によって決定される。例えば、イオン発生装置１が片持ち梁構造で支持される場合、誘導電極２の厚さの３乗に比例してその機械的強度が増加することがわかっている。したがって、誘導電極２の厚さが例えば１ｍｍ以上あれば、十分な機械的強度を得ることができると考えられる。
【００２４】
なお、誘導電極２の材料は、上記のアルミニウムには限定されず、鉄やステンレスなど、金属材料であればどのようなものでも適用することができる。鉄やステンレスは、アルミニウムよりも機械的強度が高いので、これらの金属材料で誘導電極２を構成した場合には、誘導電極２をアルミニウムで構成する場合に比べて、誘導電極２の厚さを薄くすることが可能である。なお、同図に示すように、誘導電極２は接地されているが、接地されていなくても構わない。
【００２５】
誘電体層３は、誘導電極２上に形成されており、誘導電極２と放電電極４とで挟持されている。本実施形態では、誘導電極２をアルミニウム基板で構成しているため、誘電体層３としては、アルミニウムの陽極酸化皮膜（アルマイト層）で構成されている。この誘電体層３の厚さは、例えば２０〜３０μｍとなっている。
【００２６】
放電電極４は、銅などの金属電極で構成されており、誘電体層３上にパターニング形成されている。本実施形態では、放電電極４は、例えば、誘電体層３上でストライプ状に敷設される複数の線状電極で構成されている。なお、放電電極４は、誘電体層３上で格子状に形成されてもよい。
【００２７】
表面コート層５は、放電電極４を覆うように誘電体層３上に形成されている。表面コート層５は、例えば膜厚１５μｍ以下の酸化膜（例えば酸化シリコン膜）や窒化膜（例えば窒化シリコン膜や窒化アルミニウム膜）などの薄膜誘電体で構成されており、放電電極４を保護している。
【００２８】
電源６は、誘導電極２と放電電極４との間に交互電圧（交流電圧）を印加するものである。電源６によって、誘導電極２と放電電極４との間に交互電圧が印加されることにより、放電電極４近傍にてコロナ放電が起こり、放電電極４近傍から、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは自然数）の正イオンと、Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは自然数）の負イオンとが発生するようになる。
【００２９】
ここで、本実施形態のイオン発生装置１は、以下の方法により製造することが可能である。すなわち、まず、誘導電極２となるアルミニウム基板を用意し、この金属基板を陽極とした電気化学酸化により、その表面に膜厚２０〜３０μｍの陽極酸化皮膜を形成し、誘電体層３を形成する。続いて、誘電体層３の上に、無電解メッキにより、銅をストライプ状にパターニングし、放電電極４を形成する。なお、電極材料は、上記の銅に限定されるものではなく、無電解メッキに適したニッケルやコバルトであってもよい。その後、スパッタ法により、放電電極４を覆うようにＳｉＯ２薄膜を誘電体層３上に形成し、表面コート層５を形成する。そして、最後に、誘導電極２および放電電極４と電源６とを電気的に接続すれば、イオン発生装置１が完成する。
【００３０】
以上のように、本発明のイオン発生装置１は、誘電体層３を挟持する誘導電極２と放電電極４との間に電源５により交互電圧を印加して放電させることにより、正負両イオンを発生するイオン発生装置１であって、誘導電極２は、金属基板で構成されている。これにより、イオン発生装置１自体が大型化しても、セラミック等の脆性材料で誘電体層を構成していた従来に比べて、イオン発生装置１全体としての機械的強度を向上させることができる。
【００３１】
また、本発明では、誘導電極２自体を金属基板で構成しているので、誘導電極２は、イオン発生装置１の機械的強度を高める機能と、放電電極４との間で放電を行うための電極としての機能とを両方兼ね備えることになる。したがって、イオン発生装置１を補強するための基板を別途用いることなく、イオン発生装置１の機械的強度を高めることができ、機械的強度の高いイオン発生装置１を安価に得ることができる。
【００３２】
また、本発明では、イオン発生装置１の誘導電極２を構成する金属基板は、アルミニウムからなっており、誘電体層３は、上記アルミニウムの陽極酸化皮膜からなっている。上記金属基板がアルミニウムであれば、陽極酸化という簡便な手法により、誘導電極２の表面に、薄膜の誘電体層３を容易に形成することができる。
【００３３】
また、本発明では、誘導電極２としてアルミニウムのような金属基板を用いているために、放電電極４の高温焼成ができない。しかし、本発明では、放電電極４を、ニッケル・銅・コバルトの少なくとも１つを含む金属電極で構成しているので、無電界メッキによる放電電極４の形成が可能となる。言い換えれば、本発明では、高温焼成によらずに、放電電極４の形成が可能となる。
【００３４】
また、本発明のイオン発生装置１は、放電電極４を覆うように誘電体層３上に形成される表面コート層５を備えている。放電電極４の表面近傍は、強電界が形成され、コロナ放電が発生しているため、気体分子の電離で生じた正イオン、負イオン、電子が存在している。これらの荷電粒子は、強電界により大きな運動エネルギーを獲得するが、これらのうち、イオン発生装置１方向に加速されたものが、放電電極４などの素子表面に衝突すると、イオン衝撃（スパッタリング）による素子破壊が生じることになる。しかし、上記のような表面コート層５を設けることにより、上記のスパッタリングによる放電電極４などの素子表面の破壊、ひいてはイオン発生装置１の破壊を防止することができる。
【００３５】
また、放電電極４の材料であるニッケル、銅、コバルトは、タングステンなどの従来の放電電極材料と比べると耐スパッタ性が弱いが、放電電極４を覆うように表面コート層５を設けることで、これを克服することもできる。
【００３６】
また、表面コート層５は、膜厚１５μｍ以下の薄膜誘電体で構成されているので、後述する外部空間空気層における電界劣化を最小限に止めることができる。また、表面コート層５は、酸化膜または窒化膜で構成されているので、１５μｍ以下の薄膜でも、良好な耐スパッタ性能を発揮することができる。
【００３７】
（２．オゾン低減分析）
次に、イオン発生装置１での放電と同時に発生するオゾンの発生量を低減するための分析について説明する。
【００３８】
前述した非特許文献１において研究されているワイヤ電極の放電電場を分析すると、ワイヤ径を小さくするほど、放電に必要な強電界領域がワイヤ周辺に集中することがわかる。すなわち、電界集中により強電界空間の体積が小さくなっているほど、オゾン発生量が小さいと言える。これは、空気を電離してイオンを発生させるエネルギーの方が、オゾン生成エネルギーより大きく、また、イオン発生が活発な強電界領域においては、生成したオゾンが再分解されるためと考えられる。
【００３９】
したがって、イオン発生量を一定としたまま、オゾン発生量を低減するためには、電界集中による強電界空間の体積を小さくするように、イオン発生装置１を設計すればよいと言える。また、放電電圧や放電電流の低減は、オゾン発生量の低減につながる。
【００４０】
そこで、上述した構造のイオン発生装置１において、放電電極４の形状の適正化や、誘電体層３の薄膜化により、放電部にて電界集中を起こし、オゾン発生量を低減することができる点について、以下の理論解析や実験結果に基づいて、具体的に説明する。
【００４１】
（２−１．イオン発生装置の電場解析理論）
図２は、イオン発生装置１の内部および外部空間の電場解析モデルを示す説明図である。１層目は、誘導電極２の表面に形成された誘電体層３を示している。この誘電体層３において、層厚はｌ〔μｍ〕、比誘電率はεａ、ポテンシャル関数はφ１である。２層目は、イオン発生装置１の最表面に形成された表面コート層５を示している。この表面コート層５において、層厚はｍ〔μｍ〕、比誘電率はεｂ、ポテンシャル関数はφ２である。３層目は、外部空間の空気層を示している。この空気層において、層厚はｎ〔μｍ〕、比誘電率はεｃ、ポテンシャル関数はφ３である。なお、ε０を真空の誘電率（８．８５×１０−１２〔Ｆ／ｍ〕）とし、誘電体層３、表面コート層５および空気層の誘電率をそれぞれε１、ε２、ε３とすると、ε１＝ε０×εａ、ε２＝ε０×εｂ、ε３＝ε０×εｃである。
【００４２】
誘電体層３の下部は、誘導電極２の役割を果たす導電性基板で、電位は０［Ｖ］とし、空気層の最上部の電位はＶ０［Ｖ］とする。また、誘電体層３表面と表面コート層５との境界面には、実際にはパターニングされた放電電極４が存在し、これに電圧が印加されているが、この放電電極４の電荷密度分布を、数１式で表される正弦波状電荷密度分布σと仮定する。
【数１】
2004273315.tif 000003
【００４３】
この正弦波状電荷密度分布σは、ｘ軸方向には電荷密度が０からσ０まで周期的に変化し、紙面に垂直なｙ軸方向には均一な周期ライン状のパターンである。なお、各層の積層方向をｚ軸方向とすると、上記のｘ軸方向とは、ｚ軸方向に対して垂直な平面内において、線状電極の敷設方向（隣接方向）を指しており、上記のｙ軸方向とは、上記平面内においてｘ軸方向と垂直な方向を指している。また、ωは、数１式に示すように、電極周期（隣接する線状電極間のピッチ）λ［ｍｍ］の逆数で定義される空間周波数である。
【００４４】
図２に示したように、解析モデルがｘ軸、ｚ軸方向の２次元モデルであることから、誘電体層３、表面コート層５および外部空間の空気層の電場は、それぞれ数２式に示すような２次元ラプラス方程式で記述することができる。なお、数式を簡略化するために、ｚ軸方向は、ここでは、各層の境界を原点とするローカル座標（ｚ１，ｚ２，ｚ３）を考える。
【数２】
2004273315.tif 000004
【００４５】
各層のポテンシャル関数φ１、φ２、φ３は、数３式のようなＡＣ成分とＤＣ成分の線形結合として定義することができる。
【数３】
2004273315.tif 000005
【００４６】
このようなポテンシャル関数φ１、φ２、φ３の解析解は、数４式および数５式のような一般解で表される。
【数４】
2004273315.tif 000006
【数５】
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【００４７】
電位の連続性と電束密度の連続性とを境界条件として導入することにより、上記一般解の係数を求めることができ、各層のポテンシャル関数φ１、φ２、φ３を導出することができる。
【００４８】
ここで、ＡＣ成分の電位連続境界条件を、数６式に示す。
【数６】
2004273315.tif 000008
【００４９】
また、ＡＣ成分の電束密度連続の境界条件を、数７式に示す。
【数７】
2004273315.tif 000009
【００５０】
数６式および数７式の境界条件を、数４式に代入することにより、各層のポテンシャル関数φ１、φ２、φ３を導出することができる。例えば、３層目の外部空間空気層のポテンシャル関数φ３のＡＣ成分は、数８式のように導出される。
【数８】
2004273315.tif 000010
【００５１】
同様に、３層目の外部空間空気層のポテンシャル関数φ３のＤＣ成分は、数９式のように導出される。
【数９】
2004273315.tif 000011
【００５２】
（２−２．電場解析結果の例）
次に、上記の解析解を基にして、素子表面の外部空間空気層の電界特性を分析する。電場解析を行う際の各変数の標準値を表１に示す。
【表１】
2004273315.tif 000012
【００５３】
ここで、放電電極４の電位に相当する正弦波状電荷密度分布σの振幅σ０の標準値を求める。まず、上述のポテンシャル関数φ３の導出と同様の方法で、表面コート層５のポテンシャル関数φ２を導出する。表１の値をポテンシャル関数φ２に代入することにより、ポテンシャル関数φ２は、ｘとｚ２とσ０との関数になる。数１式より、ｘ＝０、ｚ２＝０の原点がσの最大値となるから、数１０式を解くことにより、放電電極４の電荷密度の振幅σ０を算出することができる。算出の結果、振幅σ０は、６５４〔μＣ／ｍ２〕となる。
【数１０】
2004273315.tif 000013
【００５４】
上記のように導出した解析解に対して、表１の標準値および振幅σ０の値を代入することにより、様々な条件下での放電デバイス内外の電場を簡易的に計算することができる。
【００５５】
一例として、放電電極４の境界面（誘電体層３と表面コート層５との境界面）のｘ軸方向電位分布を計算した結果を図３に示す。同図は、１ｍｍ周期で形成された線状電極に２３００Ｖが印加されている状態を示している。表面コート層５の層厚が、表１に示した１５μｍの場合、表面コート層５表面における電位分布は、ほとんどこれと同一の結果であった。
【００５６】
ここで、誘導電極２と放電電極４との距離が、表１に示したように４５０μｍあるため、電荷密度が周期的に変化する線状電極間の電荷密度０の位置においても、１２００Ｖ強の比較的大きな電位が存在している。また、放電電極４の電荷密度分布を正弦波状電荷密度分布σと仮定したため、電位も正弦波状の分布であり、そのデューティ（電極周期に対する電極部幅の割合）は５０％となっている。実際の放電電極４では、電位分布は矩形状であったり、そのデューティも様々であるが、定性的傾向は、上述の正弦波状電荷密度分布σによる計算によって把握することができる。また、任意のデューティの矩形状電位分布の場合でも、後述するフーリエ級数を用いた計算方法で解析可能である。
【００５７】
次に、この解析条件で外部空間空気層の電位分布を３次元的に表示した結果を図４に示す。イオン発生装置１の表面近傍（ｚ３が０に近づく方向）においては、電位が大きく変化しているが、装置表面から離れるほど、電位変動が小さくなっている。電位の変化の大きさは、電界強度の大きさであるから、装置表面近傍の電界強度が大きく、そこで放電が発生することがわかる。
【００５８】
ところで、電界強度関数Ｅは、ポテンシャル関数φの勾配をとることで求められる。例えば、外部空間空気層の電界強度関数Ｅ３は、数１１式により求めることができる。ここで、解析モデルが２次元であることから、勾配をとる微分演算子（ｇｒａｄ）は２次元で、電界強度関数Ｅ３は２次元ベクトルである。
【数１１】
2004273315.tif 000014
【００５９】
さらに、この電界強度関数（ベクトル）Ｅの内積ノルムをとることにより、任意の位置での電界強度の大きさ（スカラー）Ｅｎｒｍを計算できる。例えば、外部空間空気層の電界強度の大きさＥｎｒｍは、数１２式により求めることができる。
【数１２】
2004273315.tif 000015
【００６０】
以上の解析手法でイオン発生装置１の表面近傍の外部空間空気層の電界の様子を計算した結果を図５に示す。図５では、数１１式による計算結果である電界ベクトルを矢印で、数１２式の計算結果である電界強度の大きさを電界強度等高線として示している。装置表面（表面コート層５表面）に近づくほど、電界強度は強くなり、放電空気の絶縁破壊強度（放電開始電界）として一般的に知られている値（３〔ＭＶ／ｍ〕）の電界強度が、装置表面近傍に形成されていることがわかる。
【００６１】
以上では、放電電極４の電荷密度分布を正弦波状電荷密度分布σと仮定したため、電界強度はｘ軸方向にほぼ均一となる。すなわち、電界強度等高線は、装置表面とほぼ平行な線状の分布となる。しかし、実際の放電電極４の電位分布は、任意のデューティの矩形状電位分布となるため、電極エッジ部に電界集中が発生し、ｘ軸方向には不均一な電界強度分布となる。このような任意デューティの矩形状電位分布の電場解析方法を次に説明する。
【００６２】
（２−３．フーリエ級数による任意電極解析理論）
任意のデューティで線状電極が形成された放電電極４の電界を計算するために、次の関数を導入する。周期２π、幅２α、高さ１の矩形波の周期関数Ｇ（θ）は、フーリエ級数を用いて数１３式で表される。
【数１３】
2004273315.tif 000016
【００６３】
ここで、放電電極４の線状電極の電極周期λを、線状電極の電極部幅Ｘｗと非電極部幅Ｘｂとの和とすると、数１３式のαおよびθは、数１４式のように表される。
【数１４】
2004273315.tif 000017
【００６４】
数１４式を数１３式に代入すると、任意デューティ矩形波周期関数Ｇは、ｘの関数として数１５式のように書き直される。
【数１５】
2004273315.tif 000018
【００６５】
次に、電極周期ωに対する電位振幅の周波数特性は、ＭＴＦ関数（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いて表される。例えば、外部空間空気層のＭＴＦ関数は、ｘ＝０の位置の値を代表値とすると、数１６式のようになる。
【数１６】
2004273315.tif 000019
【００６６】
数１５式で示したフーリエ級数による任意デューティ矩形波周期関数Ｇ（ｘ）の高次成分に対して、空間周波数に対応したＭＴＦ関数（数１６式）を乗じることにより、数１７式に示すようなレスポンス関数ＲＦが得られる。このレスポンス関数ＲＦは、矩形波周期関数ＧおよびＭＴＦ関数が規格化（振幅１）されていることから、規格化された関数となっている。
【数１７】
2004273315.tif 000020
【００６７】
したがって、実際の電位プロファイルＶｐｒｆは、数１８式に示すように、レスポンス関数ＲＦに、電位振幅として表１の放電電極電位最大値Ｖｃｈを乗ずることによって求められる。
【数１８】
2004273315.tif 000021
【００６８】
以上の解析方法を用いて、放電電極４のデューティが２０％（電極周期１ｍｍ、電極部幅２００μｍ、非電極部幅８００μｍ）の条件で、外部空間空気層の電位分布を３次元的に表示した結果を図６に示す。また、ｚ＝０の位置であるイオン発生装置１の表面の電位分布を２次元的に表示した結果を図７に示す。同図より、イオン発生装置１の表面近傍において、電位がより大きく変化していることがわかる。
【００６９】
また、図３と図７とを比較すると、電極周期に対して電極部幅を狭くしたことで、電極部間の電位が低下することがわかる。これにより、電位勾配が大きくなり、同一の印加電圧でより大きな電界強度が得られるものである。この電界強度の大きさをより定量的に把握するために、次に、外部空間空気層の電界強度関数Ｅｍを導出する。
【００７０】
放電電極パターンが上述のように任意デューティの場合、外部空間空気層の電界強度関数Ｅｍは、上記電位プロファイル関数Ｖｐｒｆの勾配をとることで、数１９式により求めることができる。ここで、外部空間空気層の厚さがｚ＝１００ｍｍと十分長いことから、電界強度のＤＣ成分は微少であり、これを無視することができる。また、解析モデルが２次元であることから、勾配をとる微分演算子（ｇｒａｄ）は２次元で、電界強度関数Ｅｍは２次元ベクトルである。
【数１９】
2004273315.tif 000022
【００７１】
さらに、この電界強度関数（ベクトル）Ｅｍの内積ノルムをとることにより、任意の位置での電界強度の大きさ（スカラー）Ｅｍｎｒｍを計算できる。したがって、外部空間空気層の電界強度の大きさＥｎｒｍは、数２０式により求めることができる。
【数２０】
2004273315.tif 000023
【００７２】
以上の解析方法を用いてイオン発生装置１の表面近傍の外部空間空気層の電界の様子を計算した結果を図８に示す。数１９式による計算結果である電界ベクトルを矢印で示し、数２０式の計算結果である電界強度の大きさを電界強度等高線として示す。放電電極４の電極部であるｘ＝±０．１ｍｍ（幅２００μｍ）の領域が、強電界となっている様子がわかる。
【００７３】
また、図５と図８とを比較すれば、電極周期に対して電極部幅を狭くしたことにより、放電電極４の線状電極近傍で電界集中が起こり、同一の印加電圧でより大きな電界強度が得られるという様子を、より定量的に把握することができる。図５の解析条件では、デューティが５０％で弱い電界強度であったのに対し、図８の解析条件では、デューティが２０％で電界集中を起こし、より強い電界強度となっている。すなわち、放電電極４の非電極部の面積より電極部の面積が小さいと、より電界集中を起こし、強い電界強度が得られると言える。電界集中を起こし、強い電界強度が得られると、電界集中によるオゾン発生量の低減および放電電圧の低電圧化によるオゾン発生量の低減の２重の効果が得られる。
【００７４】
また、図８の解析結果において、放電空気の絶縁破壊強度（放電開始電界）として一般的に知られている値（３〔ＭＶ／ｍ〕）を越える電界強度が、放電電極４近傍に形成されていることがわかる。実際に、表１の条件で、かつ、放電電極４の各線状電極の電極幅２００μｍ、非電極部幅８００μｍの条件で作製したイオン発生装置１において、放電電極４近傍で放電を観察すると、本解析方法による計算結果は、実験と整合していた。また、放電電極４のデューティを小さくすることによって、オゾン発生量が低減できることも実験的に確認された。
【００７５】
（２−４．内部誘電体層厚の影響）
次に、誘電体層３の層厚と、イオン発生装置１の表面近傍の外部空間空気層の電界強度との相関について解析する。上述の数１１式に示した外部空間空気層の電界強度関数Ｅ３を用いて解析を行う。
【００７６】
外部空間空気層の電界強度関数Ｅ３は、ｘおよびｚ３の関数であるが、ここでは、誘電体層３の層厚ｌを変数とし、ｘ＝０の位置での電界強度特性を代表値として分析する。したがって、電界強度関数Ｅ３は、ｌおよびｚ３の関数となる。誘電体層３の層厚をｌとして、これを０．４５ｍｍ（表１の標準値）、０．２ｍｍおよび０．１ｍｍとした場合のそれぞれの電界強度の計算結果を図９に示す。
【００７７】
同図より、イオン発生装置１の誘電体層３の層厚を薄くするほど、イオン発生装置１表面の外部空間の電界強度が増加することがわかる。すなわち、誘電体層３を薄膜化するほど、放電電極４に印加する電圧をより低くでき、このような放電電圧の低電圧化により、オゾン発生量の低減という効果を得ることができるものと考えられる。
【００７８】
（３．イオン発生装置の放電電極の構成）
以上の解析結果および実験結果に基づき、本実施形態では、イオン発生装置１の放電電極４は、以下の構成となっている。
【００７９】
すなわち、放電電極４を構成する複数の線状電極は、誘電体層３上でほぼ等間隔で敷設されており、各線状電極の敷設方向（隣接方向）のピッチ（周期）は、ほぼ一定（例えば１ｍｍ）となっている。この場合、放電電極４の電荷密度は、各線状電極の敷設方向において周期的に変化する。このことから、放電電極４は、電荷密度が各線状電極の敷設方向において周期的に変化するような周期性を有するものであると言える。
【００８０】
また、各線状電極の１ピッチにおいて、線状電極の電極部幅は、非電極部幅よりも小さくなるように、放電電極４が形成されている。なお、上記の電極部幅とは、線状電極の敷設方向の幅のことであり、上記の非電極部幅とは、線状電極の上記１ピッチにおいて、線状電極が形成されていない部位の上記敷設方向の幅を指している。例えば、本実施形態では、放電電極４の各線状電極の電極部幅は２００μｍであり、非電極部幅は８００μｍである。したがって、各線状電極の１ピッチにおいて、線状電極の電極部の面積は、非電極部の面積よりも小さいものとなっている。
【００８１】
このようなパターンで放電電極４を誘電体層３上に形成することにより、例えば、線状電極の１ピッチにおいて、電極部の面積と非電極部の面積とが等しくなるように放電電極４を形成した場合に比べて、放電電極４の各線状電極に電界がさらに集中し、より強い電界強度を得ることができる。したがって、電界を線状電極にさらに集中させることにより、放電時のオゾン発生量を低減することができる。
【００８２】
また、放電電極４の上記パターンによって、より強い電界強度を得ることができることから、放電電圧を小さくしても、放電を容易に発生させることができると言える。したがって、放電電圧の低減が可能であり、これによっても、放電時のオゾン発生量を低減することができる。
【００８３】
つまり、放電電極４を上記パターンで形成することにより、電界集中によるオゾン発生量の低減効果と、放電電圧の低電圧化によるオゾン発生量の低減効果とを２重に得ることができる。
【００８４】
（４．イオン発生装置の誘電体層の薄膜化）
上述の解析結果および実験結果から、誘電体層３を薄膜化すると、放電電圧の低電圧化によるオゾン発生量の低減という効果が得られることがわかった。ところが、誘電体層３の薄膜化には、誘電体層３の絶縁破壊が発生するため、薄膜化の限界がある。
【００８５】
例えば、上述のアルマイト層（多孔質被膜）で誘電体層３を形成した場合、誘電体層３の厚さは、数μｍ〜数十μｍが一般的である。ポーラス被膜を作製するときの電解液の種類、多孔質被膜の封孔処理方法、アルミニウムの種類、被膜の膜厚等によっても異なるが、３０μｍの膜厚では、通常、絶縁破壊耐圧として３０Ｖ／μｍが必要であることが実験的に得られている。したがって、アルマイト層で形成する場合よりも、さらに誘電体層３を薄膜化するためには、より絶縁破壊耐圧の高い材料を用いる必要がある。このような絶縁破壊耐圧の高い材料としては、例えばＴａ２０３膜、Ｔａ２Ｏ５−Ａｌ２Ｏ３複合膜、ＳｒＴｉＯ３薄膜などを挙げることができる。
【００８６】
ちなみに、Ｔａ２０３膜や、反応性スパッタ法で作製したＴａ２Ｏ５−Ａｌ２Ｏ３複合膜の場合、これらの絶縁破壊耐圧は１００Ｖ／μｍである。また、マグネトロンスパッタ法により作製したＳｒＴｉＯ３薄膜の場合、この薄膜の絶縁破壊耐圧は２００Ｖ／μｍである。
【００８７】
このように、誘電体層３を、絶縁破壊耐圧の高いチタン、タンタル、ストロンチウムのうちの少なくとも１つを含む絶縁膜で構成することにより、３０Ｖ／μｍ以上の絶縁破壊耐圧を比較的容易に実現することができ、誘電体層３の絶縁破壊を防止しながら、誘電体層３を、アルマイト層で構成する場合よりもさらに薄膜化することができる。このような誘電体層３の薄膜化により、上述したように、イオン発生装置１表面の外部空間の電界強度が増加するため、放電電極４に印加する電圧をより低くして、オゾン発生量をより低減することができる。
【００８８】
つまり、誘電体層３を、絶縁破壊耐圧の高いチタン、タンタル、ストロンチウムのうちの少なくとも１つを含む絶縁膜で構成すれば、絶縁破壊耐圧が３０Ｖ／μｍ以上で、かつ、厚さが３０μｍ以下の薄膜を容易に、かつ、確実に実現することができる。そして、誘電体層３の薄膜化により、誘電体層３の絶縁破壊を確実に防止しながら、放電時のオゾン発生量を低減することができる。
【００８９】
また、放電電圧の低電圧化により、電源６として大型のものを用いる必要がなくなるので、イオン発生装置１を小型化することもできる。
【００９０】
（５．応用例）
本実施形態で説明したイオン発生装置１は、例えば空気清浄機や空気調和機（エアコンディショナー）などの空気調節装置に適用することが可能である。図１０は、本発明のイオン発生装置１を適用した空気調節装置の概略の構成を示す説明図である。この空気調節装置は、上述したイオン発生装置１と、送風手段７と、空気流入口８と、空気排出口９とを本体１０に備えている。送風手段７は、装置外部からイオン発生装置１に空気を供給するとともに、イオン発生装置１にて発生した正負両イオンを装置外部に送出するためのものであり、例えばモータやファンなどで構成されている。
【００９１】
送風手段７が駆動されると、空気流入口８から装置外部の空気が本体１０内に吸引され、イオン発生装置１に供給される。イオン発生装置１では、コロナ放電により正負両イオンが発生し、これらの正負両イオンが空気排出口９を介して装置外部の大気中に放出される。これにより、大気中の浮遊細菌が正負両イオンにより殺菌および滅菌されて空気が清浄化される。
【００９２】
また、本実施形態で説明したイオン発生装置１は、画像形成装置の荷電装置として用いることも可能である。図１１は、本発明のイオン発生装置１を荷電装置として適用した画像形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【００９３】
この画像形成装置は、感光体２１と、各種の装置からなる画像形成プロセス手段（装置）とを備えている。感光体２１は、静電潜像を担持する静電潜像担持体として機能するものである。感光体２１は、画像形成動作時に図中矢印方向に一定速度で回転駆動されるドラム形状に形成されており、画像形成装置本体のほぼ中央部に配置されている。
【００９４】
上記画像形成プロセス手段は、帯電器２２と、光学系２３と、現像装置２４と、転写器２５と、クリーニング装置２６と、除電器２７等の各種装置を備えている。これらの装置は、感光体２１の周囲にこれと対向するように、感光体２１の回転方向にこの順で配置されている。
【００９５】
帯電器２２は、感光体２１表面を均一に帯電するものである。光学系２３は、画像データに応じた光を感光体２１表面に照射し、感光体２１を露光することで、感光体２１表面に、上記画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００９６】
より具体的には、光学系２３は、画像形成装置がデジタル複写機やプリンタである場合には、画像データに応じて半導体レーザをＯＮ・ＯＦＦ駆動した光像を感光体２１に照射する。特に、デジタル複写機においては、コピー原稿からの反射光を画像読取センサ（ＣＣＤ素子等）にて読取った画像データを、上記半導体レーザを含む光学系２３へと入力し、光学系２３から画像データに応じた光像を出力するようにしている。また、プリンタにおいては、他の処理装置（例えばワードプロセッサやパーソナルコンピュータ）から出力される画像データを、当該画像データに応じた光像に変換し、これを光学系２３から感光体２１に照射するようにしている。上記光像を感光体２１に照射する手段としては、半導体レーザだけでなく、ＬＥＤ素子、液晶シャッタ等が利用される。
【００９７】
現像装置２４は、光学系２３の露光によって感光体２１表面に形成された静電潜像を、顕像化粒子であるトナー２８により可視像化する。トナー２８は、本実施形態では、例えば一成分現像剤であり、トナー２８が感光体２１表面に形成された静電潜像に、例えば静電気力により選択的に吸引されることで、現像が行われる。
【００９８】
転写器２５は、現像装置２４によって現像されたトナー像を、適宜搬送されてくるシート状の用紙Ｐに転写させる。クリーニング装置２６は、用紙Ｐへのトナー像の転写後に、用紙Ｐに転写されずに感光体２１表面に残留する現像剤（トナー２８）を除去する。除電器２７は、感光体２１表面に残る帯電電荷を除去する。
【００９９】
また、上記画像形成プロセス手段は、画像形成装置本体における用紙排出側に、定着装置２９をさらに備えている。定着装置２９は、転写器２５によって用紙Ｐ上に転写された未定着のトナー像を永久像として用紙Ｐに定着させるものである。
【０１００】
この定着装置２９は、ヒートローラと、加圧ローラとを有している。ヒートローラにおける用紙Ｐ（トナー像）と対向する面は、トナー２８を溶融して用紙Ｐ上に定着させる温度に加熱されている。加圧ローラは、用紙Ｐをヒートローラ側へ加圧し、ヒートローラと密着させる。定着装置２９を通過した用紙Ｐは、排出ローラ（図示せず）を介して画像形成装置外へと搬送され、排出トレイ（図示せず）上に排出処理される。
【０１０１】
このような画像形成装置において、画像形成動作を開始すると、感光体２１が図中矢印方向に回転駆動され、帯電器２２によって感光体２１表面が特定極性の電位に均一帯電される。この帯電後に、光学系２３により画像データに応じた光像が照射されると、その光像に応じた静電潜像が感光体２１表面に形成される。この静電潜像は、現像装置２４と対向する領域で、トナー２８によって現像される。その後、トナー像は、感光体２１の回転によって、転写器２５との対向領域に向かう。
【０１０２】
一方、用紙Ｐは、例えばトレイまたはカセットに多量に収容されており、給送手段（図示せず）により、１枚ずつ、所定のタイミングで転写器２５と感光体２１との間の領域（転写領域）に送り込まれる。ここで、上記所定のタイミングとは、感光体２１表面に形成されたトナー像の先端と、用紙Ｐの先端とが一致するようなタイミングを指している。
【０１０３】
感光体２１表面のトナー像は、このように感光体２１の回転に同期して搬送されてくる用紙Ｐ上に、転写器５によって静電転写される。このとき、トナー２８の帯電極性とは逆の極性となるように、転写器２５が用紙Ｐ背面を帯電させることで、トナー像が用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された後の用紙Ｐは、剥離爪（図示せず）により、感光体２１から剥離され、定着装置２９へと送り込まれる。
【０１０４】
定着装置２９では、用紙Ｐ上のトナー像は、ヒートローラにより溶融され、ヒートローラと加圧ローラとの間の加圧力により用紙Ｐに圧着され、融着される。そして、定着装置２９を通過する用紙Ｐは、画像形成済み用紙Ｐとして、画像形成装置の外部に設けられている排出トレイ等に排出処理される。
【０１０５】
一方、用紙Ｐへのトナー像の転写後、感光体２１表面には、用紙Ｐに転写されなかったトナー像の一部が残留している。この残留トナーは、クリーニング装置２６にて、感光体２１表面から除去される。そして、除電器２７により、感光体２１表面が均一電位（例えばほぼ０電位）に除電され、感光体２１表面が次の画像形成に再利用される。
【０１０６】
このような電子写真方式の画像形成装置の帯電器２２または除電器２７に、本発明のイオン発生装置１を荷電装置として用いることが可能である。ここで、荷電装置とは、帯電器２２や除電器２７のように感光体２１上に電荷を供給（除電の場合は、逆極性の電荷を供給）する装置を指している。本発明のイオン発生装置１を荷電装置として画像形成装置に適用すれば、イオン発生装置１における放電により、感光体２１上に電荷が供給されるので、帯電器２２や除電器２７を容易に実現することができる。しかも、この場合、例えば、φ６０μｍ程度のタングステンワイヤーに高圧を印加するワイヤーチャージャー方式のような従来の帯電器と比較すると、オゾンの発生を大幅に低減できる画像形成装置を実現することができる。
【０１０７】
以上、本発明のイオン発生装置１では、上述した放電電圧の低電圧化および誘電体層３の薄膜化により、オゾン発生量を低減できるので、このようなイオン発生装置１を空気調節装置や荷電装置に適用すれば、人体や環境にやさしい空気調節装置や荷電装置を提供することができる。
【０１０８】
また、本発明の空気調節装置では、従来必要であったオゾン濃度検知センサや放電電極への印加電圧を制御する制御手段が不要となり、本発明の荷電装置では、従来必要であったオゾン除去フィルタが不要となるので、装置の小型化、電源の小型化、低コスト化を実現することもできる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、誘導電極を金属基板で構成しているので、イオン発生装置自体が大型化しても、脆性材料であるセラミック基板で誘電体層を構成していた従来に比べて、機械的強度の高いイオン発生装置を実現することができる。
【０１１０】
また、誘導電極自体を金属基板で構成しているので、誘導電極は、イオン発生装置の機械的強度を向上もしくは維持する機能と、放電電極との間で放電を行うための電極としての機能とを併せ持つことになる。つまり、誘導電極を金属基板で構成しても、誘導電極本来の機能（上記後者の機能）が損なわれることがない。これにより、素子を補強するための基板を別途用いることなく、機械的強度の高いイオン発生装置を安価に実現することができる。
【０１１１】
また、誘電体層が、絶縁破壊耐圧が３０Ｖ／μｍ以上で、かつ、厚さが３０μｍ以下の薄膜であれば、誘電体層の絶縁破壊を防止しながら、誘電体層を例えばアルマイト層で形成する場合よりもさらに薄膜化することができる。誘電体層の薄膜化により、放電時におけるイオン発生装置表面の外部空間の電界強度が増加するので、放電電極に印加する電圧を低くすることができる。その結果、放電時のオゾン発生量を低減することができる。
【０１１２】
また、放電電極を構成する線状電極の電極部の面積が、非電極部の面積よりも小さいので、各線状電極に電界がより集中しやすくなり、しかも、より強い電界が得られる。したがって、放電電極に印加する電圧を低くしても放電を容易に実現することが可能となる。その結果、放電電圧の低電圧化により、放電時に発生するオゾン量を低減することができる。
【０１１３】
また、本発明のイオン発生装置を用いて空気調節装置や荷電装置を構成すれば、衝撃等に対して強く、高寿命の空気調節装置や荷電装置を実現することができるとともに、放電時のオゾン発生量の低減により、人体や環境にやさしい空気調節装置および荷電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るイオン発生装置の概略の構成を示す説明図である。
【図２】上記イオン発生装置の内部および外部空間の電場解析モデルを示す説明図である。
【図３】上記イオン発生装置の放電電極の境界面のｘ軸方向の電位分布を示す説明図である。
【図４】上記放電電極のデューティが５０％のときの、上記イオン発生装置の外部空間の空気層の電位分布を３次元的に表示した結果を示す説明図である。
【図５】上記外部空間空気層の電界の様子を示す説明図である。
【図６】上記放電電極のデューティが２０％のときの、上記外部空間空気層の電位分布を３次元的に表示した結果を示す説明図である。
【図７】上記条件での上記イオン発生装置の表面のｘ軸方向の電位分布を示す説明図である。
【図８】上記条件での上記外部空間空気層の電界の様子を示す説明図である。
【図９】上記イオン発生装置の誘電体層の層厚を変化させたときの、ｚ軸方向（厚さ方向）の位置と電界強度との関係を示す説明図である。
【図１０】上記イオン発生装置を適用した空気調節装置の概略の構成を示す説明図である。
【図１１】上記イオン発生装置を荷電装置として適用した画像形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１    イオン発生装置
２    誘導電極
３    誘電体層
４    放電電極
５    表面コート層
【図１】
2004273315.tif 000024
【図２】
2004273315.tif 000025
【図３】
2004273315.tif 000026
【図４】
2004273315.tif 000027
【図５】
2004273315.tif 000028
【図６】
2004273315.tif 000029
【図７】
2004273315.tif 000030
【図８】
2004273315.tif 000031
【図９】
2004273315.tif 000032
【図１０】
2004273315.tif 000033
【図１１】
2004273315.tif 000034