JP2014010946A - 除電器 - Google Patents

Abstract

【課題】 除電器の除電速度やイオンバランスを低下させることなく、除電器の筺体への帯電を防止する。
【解決手段】
本発明の除電器１１は、空気中でイオンを発生する電極１と、電極１に空気を送風する送風機３と、電極１および送風機３を内包する筐体４を備え、筐体４内でイオンを含む空気流を生成して外部に放出するものであって、筐体４は、空気流が接触しない壁面４ｂのみに導電体６を有することを特徴する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、正イオンと負イオンを放出することにより、帯電した被除電部材を除電する除電器に関する。

従来から、帯電した除電対象物を除電する除電器の一つとして、正負イオンを放出する除電器が使用されている。この除電器は、電極に高電圧を印加して空気中の分子を分離させることにより、正イオンと負イオンを発生させている。一般的に除電器の性能は、除電対象物を除電するために要する除電時間と、除電対象物の除電完了後の壁面電位を０に近づけるためのイオンバランスという二つの指標によって評価されている。そして、除電器の除電時間とイオンバランスを満足させるためには、多くの正負イオンをバランス良く放出することが要求される。

多くのイオンを発生させる方法として、（１）電極により高い電圧を印加する、（２）放電回数を増加させる、（３）電極の本数を増加する、等があるが何れの方法も電極の周囲に強電界が形成されて、除電器の筺体が帯電され易くなる。除電器の筺体が帯電されると、除電器に近づいた機器類を静電破壊させたり、近づいた人体に影響を与えたり、除電器自体に埃を付着させる等の問題を引き起こす。そこで、一般に、イオン発生装置には、帯電を防ぐ各種対策がとられている。

特許文献１のイオン発生器４０は、図６に示すように、放電電極４１からの放電によりイオンを発生するイオン発生素子４２を収納したケース４３に、イオン放出用の開口部４４を形成した導電性材料のカバー４５を設けている。そして、導電性材料のカバー４５が制限抵抗４６を介して接地されることで、カバー４５の帯電と開口部４４におけるイオンの滞留が抑制され、発生したイオンが効率よく放出される。

特許文献２のイオン発生装置は、図７に示すように、ＡＢＳ製の本体ケース５１内に、針電極５２からなる放電電極と、高圧電源５３からなるマイナスイオン発生器を設置し、交流電源５８に接続している。そして、マイナスイオンの吹出し口５４のみを半導体とし、該半導体をアース５７に接地することで除電され、帯電が生じることが無く、人体が吹出し口５４に触れた場合でも人体への影響を与えない。

特許文献３の空気調和機は、図８に示すように、マイナスイオン発生器６１の近傍に導電体６２を設置し、マイナスイオン発生器６１の近傍に配置された左右ハネ６７、上下ハネ６８を導電体にすることにより、導電体からの放電によって帯電を抑制し、台枠６６や空気調和機が設置される壁面に埃等が付着することを防止できる。

特開２００９−１３５０２７ 特開平１１−１９１４７８ 特開２００７−１０７８２６

しかしながら、特許文献１のイオン発生器は、放出される正イオンと負イオンのバランスが乱れるという問題があった。これは、負イオンの方が正イオンよりも移動度が大きいために、負イオンが接地された箇所に回収されやすくなり、結果的に正イオンの方が多く放出されてイオンバランスが崩れるものと考えられている。

特許文献２のイオン発生装置や、特許文献３の空気調和機も、特許文献１と同じ理由により、イオンの吹出し口４やイオン発生器１の近傍に配置された半導体や導電体に負イオンが優先的に回収され、結果的に正イオンの方が多く放出されるようになるため、イオンバランスが崩れるという問題がある。

すなわち、特許文献１から３の技術は、イオン発生器から放出されるイオンを筐体に滞留させないことだけに着目して帯電を防止しているので、正負のイオンをバランスよく放出することが求められる除電器等には適用することができなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、除電器の除電速度やイオンバランスを低下させることなく、筺体が帯電されることを抑制した除電器を実現するものである。

上記の課題を解決するため、本発明の除電器は、空気中でイオンを発生する電極と、電極に空気を送風する送風機と、電極および送風機を内包する筐体を備え、筐体内でイオンを含む空気流を生成して外部に放出する除電器であって、筐体は、空気流が接触しない壁面のみに導電体を有することを特徴する。

また、筐体は、絶縁性樹脂を基材とし、絶縁性樹脂上に導電性塗料を塗布して導電体を形成したことを特徴とする。

また、筐体は、絶縁性樹脂を基材とし、絶縁性樹脂上に金属箔を配置して導電体を形成したことを特徴とする。

また、筺体は、導電性樹脂を基材として導電体を形成し、導電性樹脂の空気流が接触する壁面に絶縁性樹脂を配置したことを特徴とする。

また、筐体は、導電体が電気的に接地されていることを特徴とする。

本発明の除電器によれば、除電器の除電速度やイオンバランスを低下させることなく、除電器の筺体が帯電されることを抑制することができる。

本発明の除電器の基本構成を示す断面図である。 実施例１の除電器を示す断面図である。 実施例１の除電器の変形例を示す断面図である。 実施例１の除電器の変形例を示す断面図である。 実施例２の除電器を示す断面図である。 特許文献１のイオン発生器を示す断面図である。 特許文献２のイオン発生装置を示す断面図である。 特許文献３の空気調和機を示す斜視図である。

本発明の一実施形態について図１から図５に基づいて説明すると以下の通りである。なお、以下に記載の構成は、本発明の具体的な一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の除電器１０の基本構成を示す断面図である。本発明の除電器１０は、空気中でイオンを発生する放電電極１と、放電電極１に放電電圧を印加する電圧印加手段２と、放電電極１に空気を送風する送風機３と、放電電極１および送風機３を内包する筐体４を備え、放電電極１で生成したイオンを含む空気流８を吹出口５から放出して、帯電した除電対象物を除電するものである。

そして、除電器１０は、筐体４において、イオンを含む空気流８が接触する壁面４ａを除き、イオンを含む空気流８が接触しない壁面４ｂのみに導電体を配置することを特徴とする。なお、本発明で記述するイオンを含む空気流８とは、送風機３から送風された空気が、放電電極１で生成されたイオンと混合されてから吹出口５の外部に放出されるまでの空気の流れのことである。また、図１では、一例として、イオンを含む空気流８が接触する壁面４ａ領域を破線で示し、イオンを含む空気流８が接触しない壁面４ｂ領域を一点鎖線で示すが、それぞれの領域の範囲は除電器１０の筐体４の形状や送風機３の位置等による空気流の流れ方により変わることがある。

本発明の除電器１０は、筐体４が上記特徴を備えることにより、イオンを含む空気流８が接触する壁面４ａには導電体が配置されていないので、放電電極１から発生したイオンが回収されることがなく、除電速度やイオンバランスの低下が防止されるとともに、外部に浮遊したイオンによる筐体４の帯電は、イオンを含む空気流８が接触しない壁面４ｂに配置された導電体から除電されるため抑制することができる。

図２は、実施例１の除電器１１の構成を示す断面図である。実施例１の除電器１１において、図１に示した基本構成と共通する部分については同じ符号を付記し、詳細な説明は省略する。実施例１の除電器１１は、吹出し口５を含む筺体４全体の基材が、樹脂等の絶縁性を有する部材で構成されており、イオンを含む空気流８が接触しない壁面４ｂのみに、導電体となる導電性塗料６が塗布されたものである。

なお、図２では壁面４ｂの全面に導電性塗料６が塗布されたものを示しているが、電性塗料６を塗布する部分はイオンを含む空気流８が接触しない部分であれば壁面４ｂの一部であってもよい。例えば、図３に示すように、壁面４ｂの面積の大きい部分のみでもよく、図４に示すように、吹出し口５の外側近辺にように帯電しやすい部分のみでもよい。

これにより、筐体４のイオンを含む空気流８が接触する壁面４ａには、樹脂等の絶縁性を有する部材が露出して導電体を有しないので、放電電極１から発生したイオンが回収されることがなく、除電速度やイオンバランスの低下が防止されるとともに、筐体４の壁面４ｂに形成された導電体によって筐体４の帯電を抑制することができる。

導電性塗料６は、例えば、Ｎｉ系合金の金属粉体が含まれた塗料が用いられ、筺体４のイオンを含む空気流が接触しない壁面４ｂのみに２０μｍ程度の膜厚で塗装され、表面抵抗率が５．０Ω程度の導電体が形成されている。また、筺体４の帯電をより抑制するために、導電性塗料６で形成された導電体を接地することが望ましい。

（除電性能の評価）
次に、実施例１の除電器１１の除電性能の評価結果について説明する。除電性能は、除電速度、イオンバランス、筺体の帯電量の３項目によって評価を行った。除電速度とイオンバランスは、レックジャパン製のチャージドプレートモニタ（MODEL 159HH）を用いて測定した。また、筺体帯電量は、トレックジャパン製の壁面電位計（Electrostatic Voltmeter MODEL 347）を用いて測定した。

除電速度は、寸法が１５０×１５０ｍｍで静電容量が２０ｐＦの金属プレートを除電対象物とし、除電対象物の帯電電位が＋１０００Ｖから＋１００Ｖまで除電される所要時間と、−１０００Ｖから−１００Ｖまで除電される所要時間を測定し、両方の平均時間から除電速度を評価した。上記の除電に要する平均時間が短いほど除電速度が速く、除電器の除電能力が高いということになる。

イオンバランスは、除電対象物である上記金属プレートの表面電位を１０秒間測定してその平均電位により評価した。除電された金属プレート表面の平均電位が０Ｖに近いほどイオンバランスが良好となり、除電器の除電性能が高いことになる。なお、除電速度及びイオンバランスは、除電器正面の代表点１箇所で除電器からの距離が３００ｍｍとなる位置で測定した。

除電器１１の帯電量は、筺体４の壁面４ｂにおける代表点１箇所で、表面電位計で表面電位を測定した。帯電量の値は、数十Ｖ以下程度であれば一般的に支障が無いと判断できる。

（実施例１の評価結果）
実施例１の除電器１１は、筺体４のイオンを含む空気流が接触しない壁面４ｂのみに、導電性塗料６からなる導電体が形成されたものであるが、除電性能を測定したところ、除電時間が２．０秒、イオンバランスが＋２Ｖ、筺体帯電量が−５Ｖ〜＋７Ｖであった。

（比較例１の評価結果）
比較例１として、実施例１の除電器１１から導電体を除いたもの（導電性塗料６を塗布しないもの）で、同様の除電性能を評価したところ、除電時間が２．０秒、イオンバランスが−３Ｖ、筺体帯電量が−１５０Ｖ〜＋８０Ｖであった。

（比較例２の評価結果）
比較例２として、筺体４の全体（壁面４ａ＋壁面４ｂ）に導電性塗料６を塗布したもので、同様の除電性能を評価したところ、除電時間が２．０秒、イオンバランスが＋１５Ｖ、筺体帯電量が−５Ｖ〜＋３Ｖとなった。

比較例１では、除電時間およびイオンバランスには問題ないが、筐体帯電量が大きくなっており、除電器１１から放出されたイオンによって筺体４が帯電されていることが確認された。比較例１では、除電時間および筐体帯電量に問題ないが、イオンバランスが正極側に大きく偏ることが確認された。

即ち、上記評価結果から判るように、筺体４に導電性を付与することで筺体４の帯電を抑制することは可能であるが、イオンの空気流が接触する壁面４ａに導電性が付与されていると、イオンバランスが正極側に大きく偏る結果となる。これはイオンが発生する電極１の近傍に導電体が有ると、移動度の高い負イオンが導電体に回収されて減少することで説明ができる。

したがって、実施例１の除電器１１は、空気中でイオンを発生する電極１と、電極１に空気を送風する送風機３と、電極１および送風機３を内包する筐体４を備え、筐体４内でイオンを含む空気流を生成して外部に放出するものであり、イオンを含む空気流が接触しない壁面４ｂのみに導電体を有することにより、良好なイオンバランスと除電時間を維持したまま、筺体４の帯電を解消することができた。

なお、実施例１の除電器１１では、導電体として導電性塗料６を用いて形成したが、導電体はこれに限らず導電性を有する部材であれば良く、金属箔、金属メッキ等により導電体を形成してもよい。

図５は、実施例２の除電器１２の構成を示す断面図である。図１に示した基本構成と共通する部分については同じ符号を付記し、詳細な説明は省略する。実施例２の除電器１２は、筺体４を構成する全体の基材が導電性を有する導電性ＡＢＳ等の部材で構成されており、筺体４のイオンを含む空気流が接触する壁面４ａには、絶縁性を有する樹脂板７を貼り付けたものである。なお、通常、放電電極１のケース、送風機３、吹出し口５を構成する部材は絶縁性部材が用いられており、図５の実施例２では、筺体４の導電性ＡＢＳの基材が露出し、イオンを含む空気流８が接触する部分に樹脂板７を貼り付けたものを示している。

これにより、筐体４のイオンを含む空気流８が接触する壁面４ａは、絶縁性を有する樹脂板７により導電性を失い、放電電極１から発生したイオンが回収されることがなく、除電速度やイオンバランスの低下が防止されるとともに、外部の浮遊するイオンに晒される壁面４ｂが筐体４の基材となる導電性ＡＢＳ等により導電性を有しているため、筐体４の帯電を抑制することができる。

（除電性能の評価）
次に、除電器１１の除電性能の評価結果について説明する。除電性能は、除電速度、イオンバランス、筺体の帯電量の３項目によって評価を行った。それぞれの評価方法は実施例１と同じであるため、詳細な説明は省略する。

（実施例２の評価結果）
実施例２の除電器１１は、筺体４を構成する基材として導電性ＡＢＳ製が用いられ、イオンを含む空気流８が接触する壁面４ａに、絶縁性樹脂が設けられたものであるが、除電性能を測定したところ、除電時間が２．０秒、イオンバランスが＋２Ｖ、筺体帯電量が−５Ｖ〜＋５Ｖであった。

（比較例３の評価結果）
比較例３として、実施例２の除電器１１からイオンを含む空気流８が接触する壁面４ａから絶縁体を除いた（絶縁性樹脂を貼り付けない）もので、同様の除電性能を評価したところ、除電時間が２．０秒、イオンバランスが＋１２Ｖ、筺体帯電量が−１Ｖ〜＋５Ｖとなった。

比較例３では、筺体４を構成する基材として導電性ＡＢＳを用いることにより、筐体４の帯電を抑制することは可能であるが、イオンを含む空気流８が接触する壁面４ａが導電性を有するようになり、イオンバランスを崩す結果となった。これはイオンが発生する電極１付近に導電体が有ると、移動度の高い負イオンが導電体に回収されて減少することで説明ができる。

したがって、実施例２の除電器１１は、空気中でイオンを発生する電極１と、電極１に空気を送風する送風機３と、電極１および送風機３を内包する筐体４を備え、筐体４内でイオンを含む空気流８を生成して外部に放出するものであり、筺体４を導電性樹脂の基材にして導電体を形成し、イオンを含む空気流が接触する導電性樹脂上の壁面４ａに絶縁性樹脂を配置したことにより、良好なイオンバランスと除電時間を維持したまま、筺体４の帯電を解消することができた。

本発明は、電極に高電圧を印加することによって空気を電離させて正イオンと負イオンとを発生させ、そのイオンによって帯電している対象物の帯電を除去する除電器において、
筺体の帯電を抑制する手段に関する発明である。

本発明を用いることによって、除電速度やイオンバランスといった除電器の除電性能を低下させることなく、筺体帯電の問題を解消することができる。これによって、微細化が進む電子機器類への除電器の使用範囲の拡大に貢献できる。

１ 電極
２ 電圧印加手段
３ 送風機（クロスフローファン）
４ 筺体
５ 吹出口
６ 導電体（導電性塗装）
７ 絶縁体（絶縁性樹脂）
８ イオンを含む空気流

Claims (5)

1. 空気中でイオンを発生する電極と、
   前記電極に空気を送風する送風機と、
   前記電極および送風機を内包する筐体を備え、
   前記筐体内で前記イオンを含む空気流を生成して外部に放出する除電器であって、
   前記筐体は、前記空気流が接触しない壁面のみに導電体を有することを特徴とした除電器。
2. 前記筐体は、絶縁性樹脂を基材とし、前記絶縁性樹脂上に導電性塗料を塗布して前記導電体を形成したことを特徴とする請求項１に記載の除電器。
3. 前記筐体は、絶縁性樹脂を基材とし、前記絶縁性樹脂上に金属箔を配置して前記導電体を形成したことを特徴とする請求項１に記載の除電器。
4. 前記筺体は、導電性樹脂を基材として前記導電体を形成し、
   前記導電性樹脂上の前記空気流が接触する壁面に絶縁性樹脂を配置したことを特徴とする請求項１に記載の除電器。
5. 前記筐体は、前記導電体が電気的に接地されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の除電器。