(57)【要約】【課題】効率よく気体搬送を行う気体搬送装置を提供する。【解決手段】気体搬送装置は、並び順に一定相数４を周期として、当該周期毎に共通に接続された複数の線状電極と、時間経過にともない、周期的に変化する４相のパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４を線状電極に印加する周期パルス電源とを備えている。周期パルス電源は、４相分の駆動回路４３１，４３２，４３３，４３４を有している。駆動回路４３１，４３２，４３３，４３４それぞれは、一端が定電圧直流電源回路４２の＋Ｖ側に接続され、他端が線状電極に接続されたスイッチング素子Ｓ１Ｈと、一端が定電圧直流電源回路４２のＧＮＤ側に接続され、他端が抵抗Ｒ１を介して線状電極に接続されたスイッチング素子Ｓ１Ｌ１と、一端が定電圧直流電源回路４２のＧＮＤ側に接続され、他端が線状電極に接続されたスイッチング素子Ｓ１Ｌ２とを有している。各スイッチング素子は、スイッチ制御部４１により、制御される。【選択図】図３
2013038888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基体に対して順列的に配列されるとともに絶縁性膜で被覆され、並び順に一定相数ｎを周期として、当該周期毎に共通に接続された複数の線状電極と、
時間経過にともない、周期的に変化するｎ相のパルス電圧を前記線状電極に印加する周期パルス電源と、
を備えた気体搬送装置であって、
前記周期パルス電源は、前記ｎ相分の駆動回路を有し、
前記駆動回路は、
一端が定電圧源の一方の電極側に接続され、他端が線状電極に接続された第１スイッチング素子と、
一端が前記定電圧源の他方の電極側に接続され、他端がインピーダンス素子を介して前記線状電極に接続された第２スイッチング素子と、
一端が前記定電圧源の前記他方の電極側に接続され、他端が前記線状電極に接続された第３スイッチング素子と、
を有し、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子の各々を制御するスイッチ制御手段と、
を備えた気体搬送装置。
【請求項２】
誘電体基体に対して順列的に配列されるとともに絶縁性膜で被覆され、並び順に一定相数ｎを周期として、当該周期毎に共通に接続された複数の線状電極と、
時間経過にともない、周期的に変化するｎ相のパルス電圧を前記線状電極に印加する周期パルス電源と、
を備えた気体搬送装置であって、
前記周期パルス電源は、前記ｎ相分の駆動回路を有し、
前記駆動回路は、
一端が定電圧源の一方の電極側に接続され、他端がインピーダンス素子を介して線状電極に接続された第１スイッチング素子と、
一端が前記定電圧源の他方の電極側に接続され、他端が前記線状電極に接続された第２スイッチング素子と、
を有し、
前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子の各々を制御するスイッチ制御部と、
を備えた気体搬送装置。
【請求項３】
前記インピーダンス素子は直列接続された抵抗素子およびインダクタである、請求項２に記載の気体搬送装置。
【請求項４】
前記インピーダンス素子は抵抗素子である、請求項１または２に記載の気体搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を電気的に搬送する気体搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、気体を搬送する気体搬送装置が開示されている。特許文献１に記載の気体搬送装置は、誘電体基板の上面に複数の線状電極を平行且つ一定間隔に配列形成していて、線状電極をさらに絶縁性膜で被覆している。そして、複数の線状電極の並び順に位相をずらしながらパルス電圧を印加する。各パルス電圧の立ち上がりでは、電極間の電界が急峻に増大するため、気体中で放電が生じ、この放電を利用して気体の搬送を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０９９５６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の気体搬送装置において、搬送量（風量）を増大させるには、周期パルス電源が出力するパルス電圧を高めることが有効である。しかしながら、線状電極にパルス電圧を印加した場合、パルス電圧の立ち上がりおよび立下りの両方で放電現象が起こることが判明し、その結果、パルス電圧の立ち上がりおよび立下りにおいて、気体の搬送方向が互いに逆方向となり、その結果、一方向に対する風量が減少し、効率の良い気体搬送が行えないといった問題が生じることを本発明者は見出した。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、効率よく気体搬送を行う気体搬送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】
本発明に係る気体搬送装置は、誘電体基体に対して順列的に配列されるとともに絶縁性膜で被覆され、並び順に一定相数ｎを周期として、当該周期毎に共通に接続された複数の線状電極と、時間経過にともない、周期的に変化するｎ相のパルス電圧を前記線状電極に印加する周期パルス電源と、を備えた気体搬送装置であって、前記周期パルス電源は、前記ｎ相分の駆動回路を有し、前記駆動回路は、一端が定電圧源の一方の電極側に接続され、他端が線状電極に接続された第１スイッチング素子と、一端が前記定電圧源の他方の電極側に接続され、他端がインピーダンス素子を介して前記線状電極に接続された第２スイッチング素子と、一端が前記定電圧源の前記他方の電極側に接続され、他端が前記線状電極に接続された第３スイッチング素子と、を有し、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子の各々を制御するスイッチ制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成では、第１、第２および第３スイッチング素子の切り替え制御を行い、インピーダンス素子による減衰を利用することで、線状電極に印加するパルス電圧の立下りを鈍らせることができる。これにより、パルス電圧の立下り時の放電をなくす、又は抑制することができ、パルス電圧の立ち上がりおよび立下り時に生じる放電により、気体の搬送方向が互いに逆となり、その結果、一方向に対する気体の搬送量の低下を防止できる。
【０００８】
本発明に係る気体搬送装置は、誘電体基体に対して順列的に配列されるとともに絶縁性膜で被覆され、並び順に一定相数ｎを周期として、当該周期毎に共通に接続された複数の線状電極と、時間経過にともない、周期的に変化するｎ相のパルス電圧を前記線状電極に印加する周期パルス電源と、を備えた気体搬送装置であって、前記周期パルス電源は、前記ｎ相分の駆動回路を有し、前記駆動回路は、一端が定電圧源の一方の電極側に接続され、他端がインピーダンス素子を介して線状電極に接続された第１スイッチング素子と、一端が前記定電圧源の他方の電極側に接続され、他端が前記線状電極に接続された第２スイッチング素子と、を有し、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子の各々を制御するスイッチ制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成では、第１および第２スイッチング素子の切り替え制御を行い、インピーダンス素子による減衰を利用することで、線状電極に印加するパルス電圧の立ち上がりを鈍らせることができる。これにより、パルス電圧の立ち上がり時の放電をなくす、又は抑制することができ、パルス電圧の立ち上がりおよび立下り時に生じる放電により、気体の搬送方向が互いに逆となり、その結果、一方向に対する気体の搬送量の低下を防止できる。
【００１０】
本発明に係る気体搬送装置において、前記インピーダンス素子は直列接続された抵抗素子およびインダクタである構成が好ましい。
【００１１】
この構成では、インダクタを直列接続して共振を利用することで、共振電圧のピーク値近傍では放電するが、共振が終わった後の電圧では放電しないようにして、電圧の立下り時に放電を生じさせないようにする。これにより、パルス電圧の立ち上がりおよび立下り時に生じる放電により気体の搬送方向が互いに逆となり、その結果、一方向に対する気体の搬送量が低下する現象を防止できる。
【００１２】
本発明に係る気体搬送装置において、前記インピーダンス素子は抵抗素子である構成でもよい。
【００１３】
この構成では、パルス電圧の立下り時に抵抗を通過させることで、立下りを鈍らせることができ、立下り時に放電が生じないようにできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、パルス電圧の立ち上がりおよび立下り時に生じる放電により気体の搬送方向が互いに逆となり、その結果、一方向に対する気体の搬送量が低下するといった現象を防止でき、気体搬送量を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】複数の線状電極とそれらに対して電圧を印加する電源の構成を示す図であり、（Ａ）は線状電極を形成した誘電体基板の平面図、（Ｂ）はその断面図。
【図２】（Ａ）気体搬送装置全体を示すブロック図、（Ｂ）周期パルス電源の構成を示すブロック図。
【図３】ゲートドライバ回路の構成を模式的に示す回路図。
【図４】ゲートドライバ回路が出力する電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，４）のパルス波形を示す図。
【図５】各スイッチング素子を切り替えるタイミングを示すタイミングチャート。
【図６】図１（Ｂ）に示した誘電体基板の断面図に対して、隣接する二つの電極間の作用領域を表した図。
【図７】線状電極Ｅ１（ｊ）と線状電極Ｅ２（ｊ）との間の作用領域Ｓ１２について、荷電粒子と気体分子の動きを示す図。
【図８】ゲートドライバ回路の構成の他の例を模式的に示す回路図。
【図９】各スイッチング素子を切り替えるタイミングを示すタイミングチャート。
【図１０】ゲートドライバ回路が出力する電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，４）のパルス波形を示す図。
【図１１】ゲートドライバ回路の構成を模式的に示す回路図。
【図１２】各スイッチング素子を切り替えるタイミングを示すタイミングチャート。
【図１３】ゲートドライバ回路が出力する電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，４）のパルス波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下に、実施形態１に係る気体搬送装置について各図を参照して説明する。図１は複数の線状電極とそれらに対して電圧を印加する電源の構成を示す図であり、図１（Ａ）は線状電極を形成した誘電体基板の平面図、図１（Ｂ）はその断面図である。図１では、線状電極５２の配列の向きとして＋ｘの向きを図示している。
【００１７】
誘電体基板５１の上面には複数の線状電極５２が平行且つ一定間隔に配列形成されている。周期パルス電源４０は４相のパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４を出力する。線状電極５２はその並び順に４本ごとに共通接続されるとともに周期パルス電源４０の出力端子にそれぞれ接続されている。また、線状電極５２の奇数本目と偶数本目とで、周期パルス電源４０に対する接続端の引き出し方向を交互に切り替えている。
【００１８】
誘電体基板５１の上面の全面には、線状電極５２を覆うように、樹脂被膜や珪酸ガラス被膜などの絶縁性膜５４が形成されている。この構成により、電極の酸化や硫化が抑制されて長期に亘って安定した特性が維持できる。
【００１９】
なお、図１に示した線状電極５２は４周期＝１６本分であるが、実際の応用では、周期数（以下、Ｎとおく）はもっと多く、例えばＮ＝１００である。
【００２０】
図２は周期パルス電源の構成を示すブロック図である。図２（Ａ）は気体搬送装置全体のブロック図であり、図２（Ｂ）は周期パルス電源４０の構成を示すブロック図である。図２（Ａ）において配列電極基板５０は、図１に示した誘電体基板５１、それに形成された線状電極５２、及びそれらを所定間隔で並列接続する接続部で構成されている。
【００２１】
図２（Ｂ）に示すように、周期パルス電源４０は定電圧直流電源回路４２、ゲートドライバ回路４３及びスイッチ制御部４１で構成されている。スイッチ制御部４１は、後述するゲートドライバ回路４３の各スイッチング素子を切り替える。ゲートドライバ回路４３は、スイッチ制御部４１による切り替えタイミングに応じて、定電圧直流電源回路４２から入力されるグランド電位又は＋Ｖボルトの電圧を切り替えてパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４をそれぞれ端子電極Ｐ１〜Ｐ４に出力する。
【００２２】
図３は、ゲートドライバ回路４３の構成を模式的に示す回路図である。ゲートドライバ回路４３は、端子電極Ｐ１〜Ｐ４に接続されている駆動回路４３１，４３２，４３３，４３４を備えている。以下では、駆動回路４３１，４３２，４３３，４３４はそれぞれ同様の構成を有しているため、駆動回路４３１に関して説明する。
【００２３】
駆動回路４３１は、スイッチング素子Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ１、Ｓ１Ｌ２と、抵抗Ｒ１とから構成されている。スイッチング素子Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ１、Ｓ１Ｌ２は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴであって、スイッチ制御部４１によりオンオフが切り替えられる。スイッチング素子Ｓ１Ｈは、一端が定電圧直流電源回路４２の＋Ｖ電位に接続され、他端が端子電極Ｐ１に接続されている。スイッチング素子Ｓ１Ｌ１は、一端が定電圧直流電源回路４２のグランド電位に接続され、他端が端子電極Ｐ１に接続されている。スイッチング素子Ｓ１Ｌ２は、一端が定電圧直流電源回路４２のグランド電位に接続され、他端が抵抗Ｒ１を介して端子電極Ｐ１に接続されている。
【００２４】
後に詳述するが、周期パルス電源４０から出力されるパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４は、１／４周期ずつずれて出力されるため、いずれか１つの電圧のみが出力され、同時に２つ以上の電圧が出力されることはない。
【００２５】
また、図３において破線で示すキャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、配列電極基板５０に構成された線状電極５２間のキャパシタの合成容量、浮遊容量だけでなく、後述する荷電粒子の移動および壁電荷の生成に起因する容量である。具体的には、キャパシタＣ１は、パルス電圧Ｖ１が印加される線状電極と、パルス電圧Ｖ２が印加される線状電極との間のキャパシタの合成容量である。キャパシタＣ２は、パルス電圧Ｖ２が印加される線状電極と、パルス電圧Ｖ３が印加される線状電極との間のキャパシタの合成容量である。キャパシタＣ３は、パルス電圧Ｖ３が印加される線状電極と、パルス電圧Ｖ４が印加される線状電極との間のキャパシタの合成容量である。キャパシタＣ４は、パルス電圧Ｖ４が印加される線状電極と、パルス電圧Ｖ１が印加される線状電極との間のキャパシタの合成容量である。
【００２６】
図４は、ゲートドライバ回路４３が出力する電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，４）のパルス波形を示す図である。ゲートドライバ回路４３が出力する電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，４）は周期Ｔの周期関数であり、時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔの間においては、｛（Ｔ／４）×（ｉ−１）＜ｔ＜（Ｔ／４）×（ｉ−１／２）｝のときに正の値の電圧をとる。
【００２７】
また、正の電圧を出力する期間Ｈにおいて、初めのＨ／２は、＋Ｖボルトの電圧が出力され、残りのＨ／２は、徐々に０［Ｖ］に下がっていく。すなわち、パルス電圧は、急峻な立ち上がりと、緩やかな立下りとからなっている。
【００２８】
図４に示すように、周期パルス電源４０から出力される各相の駆動電圧は、０［Ｖ］の区間を挟んで正電圧の区間が繰り返し発生する。隣接する相は１／４周期ずつずれている。また、この例ではパルス電圧Ｖ１〜Ｖ４のうちいずれか１つのみ電圧が出力され、同時に２つ以上の端子から出力されることはない。
【００２９】
以下に、図４のような急峻な立ち上がりおよび緩やかな立下りとなる電圧パルスの生成について説明する。図５は、各スイッチング素子を切り替えるタイミングを示すタイミングチャートである。
【００３０】
端子電極Ｐ１から出力される電圧Ｖ１を例に挙げて説明すると、スイッチ制御部４１は、時刻ｔ＝０からｔ＝（Ｔ／１６）の間、駆動回路４３１のスイッチング素子Ｓ１Ｈをオン、スイッチング素子Ｓ１Ｌ１、Ｓ１Ｌ２をオフにし、駆動回路４３２のスイッチング素子Ｓ２Ｌ２をオンにする。このとき、図３に示す、スイッチング素子Ｓ１Ｈ、キャパシタＣ１およびスイッチング素子Ｓ２Ｌ２の経路が形成される。そして、端子電極Ｐ１からは、＋Ｖボルトの電圧Ｖ１が出力され、端子電極Ｐ１からキャパシタＣ１に蓄電される。これにより、パルス電圧Ｖ１の立ち上がりは、図４に示すように急峻となる。
【００３１】
次に、スイッチ制御部４１は、時刻ｔ＝（Ｔ／１６）からｔ＝（２Ｔ／１６）の間、スイッチング素子Ｓ１Ｈをオフにし、駆動回路４３１のスイッチング素子Ｓ１Ｌ１をオンにする。このとき、図３に示す、スイッチング素子Ｓ１Ｌ１、抵抗Ｒ１、キャパシタＣ１およびスイッチング素子Ｓ２Ｌ２の閉経路が形成され、キャパシタＣ１に蓄電された電圧は放電されるが、そして、抵抗Ｒ１およびキャパシタＣ１を含む回路の過渡現象により減衰されるため徐々に０［Ｖ］まで下がっていく。これにより、パルス電圧Ｖ１の立下りは、図４に示すように緩やかとなる。なお、過渡現象の時定数は抵抗Ｒ１およびキャパシタＣ１により定まる。
【００３２】
その後、スイッチ制御部４１は、時刻ｔ＝（Ｔ／１６×２）からｔ＝Ｔの間、駆動回路４３１のスイッチング素子Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ１をオフ、スイッチング素子Ｓ１Ｌ２をオンにする。これは、端子電極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４から同様のパルス電圧Ｖ２，Ｐ３，Ｖ４を出力させるためである。
【００３３】
次に、本実施形態に係る気体搬送装置の作用について説明する。
【００３４】
気体に流れが発生する機構については次の（ａ）から（ｄ）の過程（作用）が関与しているものと考えられる。
【００３５】
（ａ）各パルス電圧の立ち上がりにおいて、電極間の電界が急峻に増大することにより、気体中で放電が生じる。この放電により、電極間の気体分子が電離し、荷電粒子が発生する。
（ｂ）（ａ）及び（ｄ）に由来する荷電粒子は電界により力を受け、電界の方向に沿って加速される。
（ｃ）加速された荷電粒子は、電離していない他の気体分子と衝突し、その気体分子に運動量を与える。
（ｄ）荷電粒子は電極近傍の絶縁性被膜上に付着する。
【００３６】
図６は、図１（Ｂ）に示した誘電体基板５１の断面図に対して、隣接する二つの電極間の作用領域を表した図である。４本を１組として互いに平行に配列される線状電極のうち、任意の組をｊとし、１相目〜４相目までの線状電極をそれぞれＥ１（ｊ）〜Ｅ４（ｊ）のように添え付き符号で表記する。線状電極Ｅ４（ｊ−１）と線状電極Ｅ１（ｊ）との間の絶縁性膜上の領域を作用領域Ｓ４１とする。また、線状電極Ｅ１（ｊ）と線状電極Ｅ２（ｊ）との間の絶縁性膜上の領域を作用領域Ｓ１２とする。
【００３７】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、線状電極Ｅ１（ｊ）と線状電極Ｅ２（ｊ）との間の作用領域Ｓ１２について、荷電粒子と気体分子の動きを示す図である。
【００３８】
前記過程（ａ）において、図４に示した電圧Ｖ１の立ち上がりの時刻ｔ＝０においては、図６中の作用領域Ｓ４１及びＳ１２で電界が急速に増大して誘電体バリア放電が生じると考えられる。誘電体バリア放電は、電極が誘電体（この実施形態では絶縁性膜５４）により被覆されている場合に生じる放電である。この誘電体バリア放電においては、放電により生じた荷電粒子は、電界によって受けるクーロン力で線状電極へ向かうが、線状電極が絶縁性膜により被覆されているため、線状電極に到達できず、電荷を保持したまま絶縁性膜の表面へ付着し留まる。
【００３９】
この絶縁性膜の表面に付着した荷電粒子は、電極が作り出す電界とは逆向きの電界を生じる。一定量の荷電粒子が発生し付着した時点で電極間の電界は十分小さくなり、放電（誘電体バリア放電）は停止する。したがって放電は極短時間で停止する。このため、通常は放電がアーク放電などの破壊的な放電に至らず、また、発生する電荷量が一定量に制限される。
【００４０】
また、前記過程（ｂ）及び（ｃ）において、図７（Ａ）に模式的に示すように、荷電粒子が生じ、その荷電粒子が電界により加速され、電離していない気体分子に衝突すると考えられる。この衝突によって荷電粒子から気体分子へ運動エネルギーが移ることにより気体が搬送される。ここで、搬送すべき気体が空気である場合、前記荷電粒子は、主に空気中の窒素分子が電離した一価の正イオンと電子であると考えられる。
【００４１】
気体の搬送方向は、線状電極Ｅ１（ｊ）〜Ｅ４（ｊ）に位相をずらしたパルス電圧（図４参照）を印加した場合、＋ｘ方向となる。しかしながら、放電は、パルス電圧の立下り時にも生じる。この立下り時に生じる放電が、気体の＋ｘ方向への搬送の妨げとなる方向へ作用していると考えられる。前記過程（ｄ）において、図７（Ｂ）に模式的に示すように、線状電極のほうへ引き寄せられた荷電粒子は線状電極付近の絶縁性膜上に付着し留まると考えられる。この付着した荷電粒子（壁電荷）は電界を作るが、電圧の立下り時に生じる放電によって電極が作る電界を打ち消す方向に働く。
【００４２】
本発明者は、放電開始電圧はｄＶ／ｄｔの値によって変動し、誘電体バリア放電の場合、ｄＶ／ｄｔが大きいほど、放電開始電圧が低下する傾向にあることの知見を得た。そこで、本実施形態では、放電は立ち上がり時間又は立下り時間が早いほど起こりやすいことから、図４で説明したように、パルス電圧の立下りを鈍らせることで、放電を起こさないようにして、気体の＋ｘ方向への搬送を妨げないようにしている。このため、気体の搬送量が低減されることがない。
【００４３】
（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。実施形態１では、パルス電圧の立下りを鈍らせ、立下り時に放電を起こさないようにしているが、実施形態２では、立ち上がりを鈍らせて、立ち上がり時に放電を起こさないようにして、気体の搬送量を低減させないようにしてもよい。
【００４４】
図８は、ゲートドライバ回路の構成の他の例を模式的に示す回路図である。ゲートドライバ回路４４は、端子電極Ｐ１〜Ｐ４に接続されている駆動回路４４１，４４２，４４３，４４４を備えている。以下では、駆動回路４４１，４４２，４４３，４４４はそれぞれ同様の構成を有しているため、駆動回路４４１に関して説明する。
【００４５】
駆動回路４４１は、スイッチング素子Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌと、抵抗Ｒ１とから構成されている。スイッチング素子Ｓ１Ｈは、一端が定電圧直流電源回路４２の＋Ｖ電位に接続され、他端が抵抗Ｒ１を介して端子電極Ｐ１に接続されている。スイッチング素子Ｓ１Ｌは、一端が定電圧直流電源回路４２のグランド電位に接続され、他端が端子電極Ｐ１に接続されている。
【００４６】
図９は、各スイッチング素子を切り替えるタイミングを示すタイミングチャートである。図８に示すゲートドライバ回路４４の場合、スイッチング素子Ｓ１Ｈ（Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ、Ｓ４Ｈ）と、スイッチング素子Ｓ１Ｌ（Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ、Ｓ４Ｌ）とは、オンオフが常に反対となるようスイッチ制御部４１によりスイッチング制御される。
【００４７】
例えば、端子電極Ｐ１から出力される電圧Ｖ１を例に挙げて説明すると、スイッチ制御部４１は、時刻ｔ＝０からｔ＝（Ｔ／８）の間、駆動回路４４１のスイッチング素子Ｓ１Ｈをオン、スイッチング素子Ｓ１Ｌをオフにし、駆動回路４４２のスイッチング素子Ｓ２Ｌをオンにする。このとき、図８に示す、スイッチング素子Ｓ１Ｈ、抵抗Ｒ１、キャパシタＣ１およびスイッチング素子Ｓ２Ｌの経路が形成される。このとき、抵抗Ｒ１およびキャパシタＣ１を含む回路に入力されたパルス電圧Ｖ１の立ち上がりは緩やかとなる。なお、立ち上がりは、抵抗Ｒ１およびキャパシタＣ１により定まる。
【００４８】
次に、スイッチ制御部４１は、時刻ｔ＝（Ｔ／８）からｔ＝（２Ｔ／８）の間、スイッチング素子Ｓ１Ｈをオフにし、駆動回路４４１のスイッチング素子Ｓ１Ｌをオンにする。このとき、図３に示す、スイッチング素子Ｓ１Ｌ、キャパシタＣ１およびスイッチング素子Ｓ２Ｌの閉経路が形成され、キャパシタＣ１に蓄電された電圧は放電されるが、このとき、抵抗Ｒ１が介在しないため、パルス電圧Ｖ１の立下りは急峻となる。
【００４９】
図１０は、ゲートドライバ回路４４が出力する電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，４）のパルス波形を示す図である。図９で説明したようにスイッチング制御を行うことで、図１０に示すように、穏やかな立ち上がりおよび急峻な立下りとなるパルス電圧が出力されるようになる。
【００５０】
このように、パルス電圧の立ち上がりを鈍らせることで、立ち上がり時の放電を抑制することで、立ち上がり時と立下り時とにおいて、気体の搬送方向が逆方向となり、その結果、一方向に対する気体の搬送量が軽減されることを防止できる。また、図８に示す変形例の場合、駆動回路４４１，４４２，４４３，４４４それぞれを構成するスイッチング素子の数を減らすことができる。
【００５１】
（実施形態３）
以下に、実施形態３に係る気体搬送装置について各図を参照して説明する。図１１は、ゲートドライバ回路４５の構成を模式的に示す回路図である。ゲートドライバ回路４５は、端子電極Ｐ１〜Ｐ４に接続されている駆動回路４５１，４５２，４５３，４５４を備えている。以下では、駆動回路４５１，４５２，４５３，４５４はそれぞれ同様の構成を有しているため、駆動回路４５１に関して説明する。
【００５２】
駆動回路４５１は、スイッチング素子（第１スイッチング素子）Ｓ１Ｈ、スイッチング素子（第２スイッチング素子）Ｓ１Ｌと、抵抗Ｒ１と、インダクタＬ１とから構成されている。スイッチング素子Ｓ１Ｈは、一端が定電圧直流電源回路４２の＋Ｖ電位に接続され、他端が抵抗Ｒ１およびインダクタＬ１を介して端子電極Ｐ１に接続されている。スイッチング素子Ｓ１Ｌは、一端が定電圧直流電源回路４２のグランド電位に接続され、他端が端子電極Ｐ１に接続されている。
【００５３】
図１２は、各スイッチング素子を切り替えるタイミングを示すタイミングチャートである。図１１に示すゲートドライバ回路４５の場合、スイッチング素子Ｓ１Ｈ（Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ、Ｓ４Ｈ）と、スイッチング素子Ｓ１Ｌ（Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ、Ｓ４Ｌ）とは、オンオフが常に反対となるようスイッチ制御部４１によりスイッチング制御される。
【００５４】
例えば、端子電極Ｐ１から出力される電圧Ｖ１を例に挙げて説明すると、スイッチ制御部４１は、時刻ｔ＝０からｔ＝（Ｔ／８）の間、駆動回路４５１のスイッチング素子Ｓ１Ｈをオン、スイッチング素子Ｓ１Ｌをオフにし、駆動回路４５２のスイッチング素子Ｓ２Ｌをオンにする。このとき、図８に示す、スイッチング素子Ｓ１Ｈ、抵抗Ｒ１、キャパシタＣ１およびスイッチング素子Ｓ２Ｌの経路が形成される。このとき、抵抗Ｒ１およびインダクタＬ１は、キャパシタＣ１と共に直列ＲＬＣ回路を構成している。この直列ＲＬＣ回路は、ステップ入力において減衰振動が生じる。
【００５５】
抵抗Ｒ１およびインダクタＬ１は、キャパシタＣ１は、共振電圧のピーク値近傍では放電するが、共振が終わった（減衰した）後の電圧では放電しないような電圧値になるよう定数設定されている。図１３は、ゲートドライバ回路４５が出力する電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，４）のパルス波形を示す図である。図１２で説明したようにスイッチング制御を行うことで、図１３に示すように、共振電圧のピーク値近傍では放電するが、共振が終わった後の電圧では放電しないような電圧値になるよう定数設定することで、実施形態1との対比において、スイッチング素子を減らせ、スイッチング制御を容易にすることができる。
【００５６】
なお、配列電極基板の具体的構成などは、適宜設計変更可能であり、上述の実施形態に記載された作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、上述の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
４０−周期パルス電源
４１−スイッチ制御部
４２−定電圧直流電源回路
４３−ゲートドライバ回路
４３１，４３２，４３３，４３４−駆動回路
４４１，４４２，４４３，４４４−駆動回路
４５１，４５２，４５３，４５４−駆動回路
５０−配列電極基板
５１−誘電体基板
５２−線状電極
５４−絶縁性膜
Ｅ１（ｊ）〜Ｅ４（ｊ）−線状電極（ｊ＝１，２，３，・・・）
Ｖ１〜Ｖ４−出力電圧
Ｐ１〜Ｐ−４−端子電極
Ｓ１Ｈ，Ｓ２Ｈ，Ｓ３Ｈ，Ｓ４Ｈ−スイッチング素子（第１スイッチング素子）
Ｓ１Ｌ１，Ｓ２Ｌ１，Ｓ３Ｌ１，Ｓ４Ｌ１−スイッチング素子（第２スイッチング素子）
Ｓ１Ｌ２，Ｓ２Ｌ２，Ｓ３Ｌ２，Ｓ４Ｌ２−スイッチング素子（第３スイッチング素子）
Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｓ３Ｌ，Ｓ４Ｌ−スイッチング素子（第２スイッチング素子）
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４−抵抗（インピーダンス素子）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４−インダクタ（インピーダンス素子）
【図１】
2013038888.tif 000003
【図２】
2013038888.tif 000004
【図３】
2013038888.tif 000005
【図４】
2013038888.tif 000006
【図５】
2013038888.tif 000007
【図６】
2013038888.tif 000008
【図７】
2013038888.tif 000009
【図８】
2013038888.tif 000010
【図９】
2013038888.tif 000011
【図１０】
2013038888.tif 000012
【図１１】
2013038888.tif 000013
【図１２】
2013038888.tif 000014
【図１３】
2013038888.tif 000015