(57)【要約】【課題】放出管が長くても放出孔の形成精度を維持しつつ所望の放出量のイオンを放出可能な除電装置を提供する。【解決手段】各放出孔７１は、その流路断面の形状が、円形を放出管７０の延長方向に延ばしたような形状の長孔になっている。これは、例えば、レーザ加工時において、放出管７０に対して、その延長方向に直交する方向における比較的に平坦な中央部分にだけレーザ光源からのレーザ光を照射させつつ、その照射スポットを放出管７０の延長方向に沿って移動させることで形成することができる。従って、照射スポットの移動距離を調整することで放出孔７１の流路断面積を所望の大きさにすることができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流供給手段からの空気流を放出管に設けられた空気流入口に吹き込み、前記放出管の延長方向に沿って形成された複数の放出孔を通して前記空気流を噴射することにより、イオン生成手段で生成されたイオンを被除電対象物上に吹き付ける除電装置において、
前記放出管に形成された前記放出孔は、その流路断面の形状が前記放出管の延長方向に沿った方向に長く延びた長孔であることを特徴とする除電装置。
【請求項２】
前記放出孔の流路の軸方向における長さは、当該放出孔から噴射される空気流が、前記放出管内の空気流の流れに乗じて前記軸方向に対して斜めに噴射されないような長さになっていることを特徴とする請求項１記載の除電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除電装置に関し、特に、延長方向に沿って形成された複数の放出孔を有する放出管を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の除電装置としては次のようなものがある。即ち、空気供給手段からの空気流を、円筒形の放出管の一端側の空気流入口内に吹き込んで、その放出管の延長方向（軸方向）に沿って形成された流路断面が円形状の複数の放出孔（以下、「円形放出孔」）から外部に噴射させることにより、イオン生成手段によって生成されたイオンを被除電装置に吹き付けるように構成されたものである（下記、特許文献１参照）。
【０００３】
このような構成の除電装置は、例えば、ローラで巻き取るようにして順次送られるシートのように、除電を要する範囲が比較的に広い被除電対象物を除電する場合に利用される。具体的には、まず、除電装置の放出管を、上記シートの上方においてその巻き取り方向と直交するように配置する。そして、除電装置を駆動させると、放出管の各円形放出孔からイオンを含んだ空気流がシートの横方向全体に渡って順次吹き付けられ、これにより順次送られてくるシート全体を除電することが可能になるのである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５５８９４公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように広い範囲を除電したい場合には、その分だけ長い放出管が必要となる。放出管が長くなればそれだけ各円形放出孔からの空気流の噴射力が低減するため、単位時間当たりのイオン放出量が低下してしまう。従って、この問題を解決するためには、例えば、空気供給手段からの空気流の供給圧力（供給量）を上げる方法や、放出管の各円形放出孔の流路断面積を広げる方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、空気供給手段の供給圧力を上げる方法については、次のような問題がある。つまり、除電装置には、イオンが生成される放電針が放出管の空気流入口手前のイオン生成室内に設けられたタイプのものがあり、このタイプのものでは、上記イオン生成室内に空気供給手段からの空気流を送り込んで、そのイオン生成室内で生成されたイオンとともに放出管の空気流入口に吹き込む構成となっている。また、その放電針の周囲気圧（イオン生成室内の気圧）が上昇すると、コロナ放電によってイオンを発生させるために必要な放電針への印加電圧（以下、「放電開始電圧」）も上昇する。従って、空気供給手段の供給圧力を上げると、イオン生成室内の気圧が上昇してしまい、放電針から安定してイオンを発生させることができないという問題が生じる。
【０００７】
勿論、空気供給手段の供給気圧を上げるとともに、放電針への印加電圧を上げる方法も考えられるが、印加電圧を上げるためにそれに応じて大きなサイズの昇圧トランスが必要となり除電装置の小型化の障害になる。また、コロナ放電によるイオン発生に伴って生じる有害なオゾンの発生量は、放電針への印加電圧の上昇に伴って急激に増大するため妥当な方法とはいえない。
【０００８】
一方、円形放出孔の流路断面積を広げるために、その径を大きくする方法についても次のような問題がある。一般的に、放出管は金属製のものが使用されており、これに円形放出孔を形成するためにはレーザ加工が用いられる。ここで、図８（Ａ）に示すように、ある程度小さい径Ｄの円形放出孔を形成する場合、放出管１外周面上における周方向については、レーザ光Ｌを出射するレーザ光源（図示せず）の位置を放出管１の延長方向に直交する方向（同図で矢印方向）に略Ｄだけ平行移動させて、放出管１の外周面上のレーザ光Ｌの照射スポットを幅Ｄの範囲で移動させることになる。このとき、上記幅Ｄは狭いため、レーザ光Ｌの照射スポットは、放出管１の曲面状の外周面のうち比較的平坦な中央部分２を移動する。つまり、放出管１に対して同等レベルの光強度のレーザ光Ｌを照射させることができるので、高い形成精度で円形放出孔を形成することができる。
【０００９】
これに対して、図８（Ｂ）に示すように、より径が大きい円形放出孔（径Ｄ’）を形成しようとすれば、放出管１の外周面上においてレーザ光Ｌの照射スポットをそれだけ広い幅Ｄ’（＞Ｄ）の範囲で移動させる必要がある。そうすると、レーザ光Ｌは、比較的平坦な上記中央部分２だけでなく、その両端部分３，３にも照射されることになる。このとき、例えば中央部分２上においてレーザ光の焦点が結ばれているとする（同図では符号Ｌ２のレーザ光）と、その中央部分２よりもレーザ光源から遠い位置にある両端部分３，３上には、焦点位置から外れたレーザ光Ｌ２が照射される。このことは、放出管１表面のうち中央部分２と、その両端部分３，３とでは照射されるレーザの光強度が異なることを意味し、その結果、形成された円形放出孔のエッジ部分に凸凹が生じるなど、円形放出孔の流路断面積の形成精度が低下するという問題が生じ得る。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、放出管が長くても放出孔の形成精度を維持しつつ所望の放出量のイオンを放出可能な除電装置を提供するところにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係る除電装置は、空気流供給手段からの空気流を放出管に設けられた空気流入口に吹き込み、放出管の延長方向に沿って形成された複数の放出孔を通して空気流を噴射することにより、イオン生成手段で生成されたイオンを被除電対象物上に吹き付ける除電装置において、放出管に形成された放出孔は、その流路断面の形状が放出管の延長方向に沿った方向に長く延びた長孔であるところに特徴を有する。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の除電装置において、放出孔の流路の軸方向における長さは、当該放出孔から噴射される空気流が、放出管内の空気流の流れに乗じて軸方向に対して斜めに噴射されないような長さになっているところに特徴を有する。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
本構成によれば、放出管に形成された放出孔（全ての放出孔であっても、またその一部の放出孔であってもよい）は、その流路断面の形状が放出管の延長方向（放出管の軸方向）に沿った方向に長く延びた長孔となっている。つまり、放出孔の流路断面の形状を、円形にするのではなく長孔にすることにより、放出孔の流路の断面積が広げられている。従って、レーザ加工によって放出孔を形成するに際し、より径の大きい円形放出孔を形成することで流路の断面積を広げる方法に比べて、放出管の表面のうちその延長方向に直交する方向における両端表面へのレーザ光の照射を極力抑えて、放出管表面に照射される全レーザ光の光強度を略均一にさせることが可能になる。これにより、放出管表面が曲面であっても高い形成精度で流路の断面積が大きい放出孔を形成してイオン放出量の向上を図ることが可能になる。
【００１４】
＜請求項２の発明＞
本構成によれば、放出孔の流路の軸方向における長さは、当該放出孔から噴射される空気流が、放出管内の空気流の流れに乗じて軸方向に対して斜めに噴射されないような長さになっている。より具体的には、放出孔の流路の軸方向における長さは、例えば、当該放出孔の長孔形状の長径（放出管の延長方向に沿った方向の直径）に対して５０％以上の長さに形成されている。このように放出孔の軸方向の長さを長くすることにより、放出孔の軸方向に沿った方向に向けて空気流を噴射させることができ、これによりイオンを所望の方向に吹き付けることが容易になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１ないし図７によって説明する。
本実施形態に係る除電装置１０は、例えばローラで巻き取るようにして順次送られるシートのように、除電を要する範囲が比較的に広い被除電対象物を除電するために長い放出管を備えたものとなっている。本実施形態では、図１に示すように、その放出管７０を、図示しない被除電対象物の下方に配置して、除電装置１０を駆動させることによって、放出管７０に形成された複数の放出孔７１から空気流が噴射されて、これに含まれたイオンが被除電対象物に吹き付けられる。これにより、当該被除電対象物の除電を行うことができるのである。なお、同図では、放出孔７１を上に向けた状態で放出管７０を配して、その上方に位置する被除電対象物を除電する構成が図示されているが、これに限らず、勿論、例えば放出孔７１が下を向くように放出管７０を配して、その下方の被除電対象物を除電する構成でもよい。
以下、本発明に係る除電装置１０の構成について、装置本体１１と、それに装着される放電針ユニット４０と、放出管７０とに分けて説明する。
【００１６】
（１）装置本体の構成
図２に示すように、装置本体１１の筐体をなす樹脂製の本体ケース１２は、底面が開口した箱状の基板収容部１３の一端側上面に、ブロック状のヘッド部１４を一体形成してなる。なお、以下、ヘッド部１４が設けられた側（図２で紙面左側）を前方として説明する。
【００１７】
基板収容部１３は、プリント配線基板１５が収容された状態で蓋部１６により閉鎖されており、プリント配線基板１５には、高電圧発生回路部１７が搭載されるとともに、ケーブル１８が接続され、そのケーブル１８が本体ケース１２の後端に設けられたケーブルホルダ１９により固定状態で外部に導出されている。なお、プリント配線基板１５には、除電装置１０の動作状態を示す複数のＬＥＤ（図示せず）が実装されており、そのＬＥＤが本体ケース１２の後端上面に形成された窓部２０から外部を臨むように配されている（図３参照）。また、基板収容部１３の対角位置には、取付孔を有する一対の取付部２１，２１が設けられ、それら１対の取付部２１，２１の各取付孔に取付ねじを通して所定の取付箇所に螺着することで装置本体１１が固定配置されるようになっている。
【００１８】
ヘッド部１４は、図３に示すように、後端側のみが開口し、次述するエアーチューブホルダ２４が装着される空気供給部２２と、前端から後端にかけて前後方向に貫通形成された空洞部を有する筒状のイオン生成部３０とが左右方向に並列されてなる。空気供給部２２の開口端側は、図示しない空気供給手段に連なるエアーチューブ２３の先端に接続されるエアーチューブホルダ２４が装着される装着孔２５になっている。
【００１９】
一方、イオン生成部３０の空洞部のうち前端側は、接地電極として機能する金属製のノズル５０を装着するためのノズル装着孔３１となっており、その内周面には、ねじ溝が切られている。空洞部の前後方向における中央部分には、上記ノズル装着孔３１と略同径で連通し、通気部材６０を収容する収容部３２と、その後方に、それより径小であって上記空気供給部２２の装着孔２５と連なる空気取込部３３とが連続形成されている。上記通気部材６０は、その中央部分に放電針挿入孔６１が貫通形成されるとともに、その放電針挿入孔６１を囲むように複数の通気孔６２が貫通形成されている。
【００２０】
そして、イオン生成部３０の空洞部の後端側は、空気取込部３３より径小であって、次述する放電針ユニット４０が挿入されるユニット挿入孔３４となっている。なお、このユニット挿入孔３４の前端側下面には、基板収容部１３の裏側まで達するナット挿入孔３４Ａが貫通形成されており、ここから後述するナット部材３５が挿入できるようになっている。
【００２１】
（２）放電針ユニットの構成
次いで、放電針ユニット４０は、放電針４１と、先端が軸方向に割れ、その割れ目間に挟むように上記放電針４１の基端部分を保持する金属製の放電針保持部４２と、その放電針保持部４２の基端部分を覆うように一体的に成形され、その後端側の外周面には前後方向に延びる滑り止め用のリブ部４３Ａが複数本形成されたノブ部４３とからなる。放電針保持部４２の軸方向における中央部分にはＯリング４４が環着できるよう他の部分より径小になっているくびれ部４２Ａが形成されており、その後方には外周面に沿ってねじ溝４２Ｂが形成されている。
【００２２】
基板収容部１３の裏側から上記ナット挿入孔３４Ａを通じて挿入されたナット部材３５は、導電性の板状部材であって、その略中心部分に貫通形成された孔３５Ａの内面に上記放電針ユニット４０の放電針保持部４２に形成されたねじ溝４２Ｂと螺合するようねじ溝が切られている。そして、図２及び図３に示すように、ナット部材３５は、その孔３５Ａがユニット挿入孔３４と同軸になる位置までナット挿入孔３４Ａ内に挿入される。そして、上記くびれ部４２ＡにＯリング４４が環着された放電針ユニット４０は、そのノブ部４３を回転させつつユニット挿入孔３４に対して後方から挿入してナット部材３５に螺合させる。
【００２３】
このような構成によって、放電針ユニット４０は、ヘッド部１４に対して着脱可能とされるとともに、かつ上記Ｏリング４４がくびれ部４２Ａとユニット挿入孔３４の内周面に押圧されることで密閉状態で保持されるのである。
【００２４】
次いで、ノズル５０は、全体として円筒状をなし、その軸方向における中央部分が他の部分より径大となっている。ノズル５０の後端側の外周面には、Ｏリング５１を環着させるくびれ部５２が形成されるとともにねじ溝が切られており、一方、ヘッド部１４のノズル装着孔３１の内周面にも、やはりねじ溝が切られており、これにより、ノズル５０がヘッド部１４に対して着脱可能、かつ密閉状態で保持される。ノズル５０の中空部５３は、その軸方向における略中央位置から後方が径大となっており、ここに絶縁チューブ５４がその後端部分を後方に突出させた状態で装着されるようになっている。なお、上記中空部５３内に装着された絶縁チューブ５４の内面は、中空部５３の上記中央位置から前方部分の内壁面と面一になっている。
【００２５】
また、ノズル５０には、その中空部５３の周りを囲むように６つの微小孔５５が軸方向に沿って貫通形成されている。そして、ノズル５０の先端部分には、中空部５３からのイオンを含んだ第１空気流及び微小孔５５からの第２空気流を放出管７０内に導く環状部材１００がスポット溶接によって嵌着されている。
具体的には、この環状部材１００は、上記中空部５３及び微小孔５５に連通するとともに内径が先端に向うに連れて径小となり先端の内径が放出管７０の内径と同じになるよう形成されたテーパ部１００Ａと、そのテーパ部分に放出管７０の基端部分が嵌入される放出管嵌入部１００Ｂとからなる。このような構成により、各微小孔５５からも第２空気流を噴射させることで、ノズル５０の上記中空部５３を通過するイオンを含んだ第１空気流が第２空気流に引き込まれるようになり、それに乗じて放出管７０の各放出孔７１からの空気流の噴射力を高めてイオンを遠方に放出させて、被除電対象物に対して広範囲の除電を行うためである。
【００２６】
上述したノズル５０及びナット部材３５は、上記プリント配線基板１５に電気的に接続され、それに搭載された高電圧発生回路部１７によってノズル５０及びナット部材３５間に高電圧が印加される。これにより、ナット部材３５と電気的に接続される放電針４１の針先でコロナ放電が発生してイオンが生成されるのである。そして、生成されたイオンは、空気供給手段から空気供給部２２と通気部材６０の通気孔６２とを通過した空気流に乗って次述する放出管７０内に吹き込まれることになる。
【００２７】
（３）放出管の構成
放出管７０は、図４に示すように、全体として、一端面のみ開口した円筒状をなし、その延長方向に沿って複数の放出孔７１が例えば等間隔で形成されている。また、放出管７０は、上記環状部材１００に嵌入される側の開口端の外周面にねじ溝が形成されている。また、環状部材１００の先端側外周面にもねじ溝が形成されている。そして、図２及び図３に示すように、放出管７０は、ナット部材８０を介して環状部材１００の先端部分に連結されている。従って、本実施形態では、放出管７０の上記一端面の開口部分７２が、本発明の「空気流入口」に相当する。なお、ナット部材８０は、放出管７０が螺合される挿通孔８０Ａに連通し後方に突出する筒部８０Ｂが形成されており、この筒部８０Ｂの内径が放出管７０の外径よりやや小さくなっており、ここに放出管７０の外皮を食い込ませるように圧入して挿通させて放出管７０をより強固に保持するようになっている。
【００２８】
各放出孔７１は、その流路断面の形状が、円形を放出管７０の延長方向に延ばしたような形状の長孔になっている（同図（Ａ）参照）。これは、例えば、レーザ加工時において、放出管７０に対して、その延長方向に直交する方向における比較的に平坦な中央部分にだけレーザ光源からのレーザ光を照射させつつ、その照射スポットを放出管７０の延長方向に沿って移動させることで形成することができる。従って、放出管７０の延長方向における照射スポットの移動距離を調整することで放出孔７１の流路断面積を所望の大きさにすることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、放出管７０の肉厚ｄも従来より厚くしてある。具体的には、上記放出孔７１としての長孔の長径ｃ（放出管７０の延長方向に沿った方向における直径）に対して５０〜１００％に相当する厚さに形成されている。つまり、放出孔７１の軸方向の長さが、上記長孔の長径ｃに対して５０〜１００％の長さに形成されている。
【００３０】
（４）実施例
図５〜図７は、そのうちの一例についての実験結果を示したものである。本実験では、次の実験例１〜３について、空気供給手段からの供給圧力を上昇させつつ、放出管７０から１００ｍｍ離れた被除電対象物を除電するまでの除電時間を計測した。
【００３１】
＜各実験例について＞
（実験例１）
放出管７０ａ：内径６ｍｍ、外径７ｍｍ（肉厚０．５ｍｍ）  放出孔７１ａ：流路断面円形孔、内径１．６ｍｍ
（実験例２）
放出管７０ｂ：内径６ｍｍ、外径８ｍｍ（肉厚１．０ｍｍ）  放出孔７１ｂ：流路断面円形孔、内径１．６ｍｍ
（実験例３）
放出管７０ｃ：内径６ｍｍ、外径８ｍｍ（肉厚１．０ｍｍ）  放出孔７１ｃ：流路断面長孔、長径２．０ｍｍ、短径１．６ｍｍ
【００３２】
＜実験結果の考察＞
まず、放出管７０の肉厚が０．５ｍｍの実験例１の場合には、肉厚ｄが薄い（放出孔７１ａの軸方向の長さが短い）分だけ、各放出孔７１ａからのイオンを含んだ空気流の噴射方向が、各放出孔７１ａの軸方向（放出管７０ａの延長方向と直交する方向）から反れた方向になってしまう（図７（Ｂ）の左図参照）。これでは、除電可能範囲が定めにくく除電装置１０と被除電対象物との位置設定が困難になるという問題が生じる。
【００３３】
そこで、実験例２では、上記実験例１に対して、放出管７０の内径をそのままにして外形を８ｍｍにし、肉厚を０．５ｍｍから１．０ｍｍに変更した。つまり、放出孔７１の軸方向の長さを０．５ｍｍ長くしてある。そうすると、図７（Ｂ）右図）に示すように各放出孔７１ｂからのイオンを含んだ空気流の噴射方向は、放出管７０ｂに対して略直交する方向になった。しかしながら、放出孔７１ｂの軸方向の長さが長くなった分だけ、そこを通過する空気流の通過抵抗が大きくなる。従って、各放出孔７１ｂからのイオン放出量が低下して、同図（Ａ）に示すように除電時間が上記実験例１に比べて長くかかってしまう。
【００３４】
そこで、本発明の構成に対応する実施例３では、放出管７０の肉厚ｄはそのままにして、各放出孔７１の流路断面の形状を、放出管７０の延長方向に沿った方向に径が延びた形状として、流路断面積（略２．７ｍｍ２。実施例１，２は略２．０ｍｍ２）を大きくした。そうすると、実験例２と同様に各放出孔７１ｃからのイオンを含んだ空気流の噴射方向を放出管７０ｃに対して略直交する方向に維持しつつ、各放出孔７１ｃからのイオン放出量を多くすることができ、もって実験例１と同程度の除電時間で被除電対象物を除電することができることがわかる（図７（Ａ）及び（Ｂ）右図参照）。
【００３５】
以上のように、本実施形態では、放出管７０に形成される放出孔７１は、放出管７０の延長方向に沿った方向に延びる長孔としている。従って、その形成時において、放出管７０の延長方向と直交する方向における中央部分とともに両端部分にまでレーザ光が照射されることで形成精度が低下するという問題を回避することが可能になる。つまり、放出管７０の長さに応じて放出孔７１の流路断面積を所望の大きさに形成することが可能となり、より広い範囲に対しても安定した除電を行うことができる。
【００３６】
また、放出管７０の肉厚を厚くすることで、放出孔７１の軸方向の長さを所定の長さ以上に調整することで、放出孔７１からのイオンを所望の方向に放出させることができるようになっている。これにより、予め除電可能範囲が特定できるために、除電装置１０の配置位置調整が容易になる。
【００３７】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、空気流入口は、放出管７０の一端に設けた構成としたが、これに限らず、例えば放出管の延長方向における中央付近に形成された構成であってもよい。
【００３８】
（２）上記実施形態では、放出管７０の空気流入口に連通するイオン生成部内に放電針を配した構成としたが、これに限らず、上記特許文献１と同様、放出管の各放出孔に対応して、それらを通過する空気流の流路内に放電針をそれぞれ配置する構成であっても、本発明を適用することにより第１実施形態同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（３）上記実施形態では、放出管７０に形成された全ての放出孔７１を長孔としたが、これに限らず、一部の放出孔７１、例えば、空気流の噴射力がより低減する放出管７０先端側の放出孔７１だけを長孔として流路断面積を大きくする構成であってもよい。
（４）上記実施形態では、放出管７０自体の肉厚ｄを厚くすることで放出孔７１の軸方向の長さを長くする構成としたが、これに限らず、次のような構成であってもよい。即ち、放出管全体としての肉厚を厚くするのではなく、各放出孔７１の空気流噴射方向の前方を囲むように突出形成された筒状部を設けることで、結果として放出孔の軸方向の長さを長くする構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る除電装置の斜視図
【図２】その部分的断面図
【図３】その部分的平断面図
【図４】放出管の斜視図及び断面図
【図５】各実験例の説明図
【図６】各実験例における実験データ表
【図７】（Ａ）各実験例における空気流の供給圧力と除電時間の関係を示したグラフ
（Ｂ）放出孔からのイオンを含んだ空気流の放出方向を示した模式図
【図８】レーザ光と、放出管の照射領域との関係を示した模試図
【符号の説明】
１０…除電装置
２３…エアーチューブ
３０…イオン生成部
４１…放電針
７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）…放出管
７１（７１ａ，７１ｂ，７１ｃ）…放出孔
ｃ…長径
ｄ…肉厚
【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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【図７】
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【図８】
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