JPH10506838A - 高電圧発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高電圧発生器は、電流需要が低く、しかも高電圧が要求される種々の応用において使用するようにされる。この高電圧発生器は、太陽電池に普通に使用される材料のウエハをレーザー描写またはエッチングして得られた太陽電池要素のアレイような電圧発生要素の大きなアレイから成り、使用する要素の数及び相互接続は、少なくとも１kVの高電圧出力が得られるようにされる。

Description

【発明の詳細な説明】 高電圧発生装置 本発明は、電流需要の小さな適用において用いられる高電圧の発生に関するも のである。その様な適用例の一つとして、電圧が１kw以上要求されかつ電流に関 してはμAまたはnA程度のものが要求され得る、物質の静電噴霧がある。 物質の静電噴霧に関する本出願人の先の出願に係わる欧州特許出願（例えばEP -A-120633、441501、468735、468736、482814、486198、503766、607182及びPCT -A-WO94/13063）には、バッテリー電源から給電される高電圧発生器を使用した 種々の装置が開示されている。このような装置に使用するのに適した電圧発生器 の一形式はEP-A-163390に開示されている。この形式の電圧発生器は、製造費が 高くつき、特にコンパクトなサイズの要求される静電噴霧装置例えば化粧品や香 水の噴霧器で使用するのには相対的にかさ張る。さらに、電力供給に必要なバッ テリーパックは噴霧器のハウジング内に収納されなければならず、またバッテリ ーをしばしば交換したり再充電する必要がある。 本発明は、別の形式の高電圧発生器を提供することを目的としている。 本発明の一つの特徴によれば、帯電した粒子の噴霧または流れを発生する位置 を画定する手段と、上記位置と周辺領域との間に高電圧を発生する高電圧発生器 とを有し、高電圧発生器が高電圧を発生するように相互に接続された別個の電圧 発生要素の大きなアレイから成っている、帯電した粒子の噴霧または流れを発生 する装置が提供される。 好ましくは、高電圧発生器は、集束的に高電圧出力を発生するように順次接続 され得る数百個または数千個の個々の電圧発生要素を備えた固体装置である。 本発明の一つの形態は、静電噴霧すべき物質を放出できる放出口を備え、この 放出口が上記位置と組み合わされ、アレイの要素が相互に接続されて装置から物 質の静電噴霧を行うの十分な高電圧を発生するようにした静電噴霧装置から成る 。 典型的には、発生器の電流出力は、発生器の電力定格が100mWまたはそれ以下 、より一般的には50mWまたはそれ以下であるようにされる。例えば、塗料噴霧装 置の場合、電圧は25kV以上となり、電流は１μAのオーダー（30mWの電力定格） であり、一方、室内芳香剤噴霧器の場合には電圧は0.5〜2.0mWのオーダー、代表 的には1.2mW（例えば電流100nA、電圧12kV）であり得る。 高電圧発生器は有利には、照射時に少なくとも１kVの電圧出力を発生するよう に配置された光感応素子のアレイを有している。 好ましくは、光感応素子のアレイは、少なくとも４kV、代表的には少なくとも ５kV、より好ましくは８kV以上の電圧出力を発生するように配列される。 発生器は、有利には、光感応要素の大きなアレイを備えた電子固体装置の形態 である。例えば、固体装置は、例えば半導体装置の製造において普通に用いられ るエッチング及び（または）レーザー描写技術によって複数の別個の部分に適当 に分割されて太陽電池素子の大きなアレイを形成する太陽電池材料（例えば太陽 電池及び太陽電池パネルの製造に使用されるものような適当にドーピング処理し た多結晶シリコン）から成り得、これらの太陽電池素子は照射時に上記で述べた 程度の高電圧出力を集束的に発生するようにして相互に接続される。 本発明の別の特徴によれば、照射時に少なくとも一kVの電圧出力を発生するよ うに作動できる太陽電池素子のような相互に接続された放射線応動素子の大きな アレイから成る集積固体装置の形態の高電圧発生器が提供される。 ｐ型材料の純粋な格子を形成するようにボロンでドーピングしたシリコンのよ うな太陽電池材料の電池は、光の強さや負荷には関連するが表面積には無関係に 照射された際に比較的低い電圧出力（代表的には0.45Vのオーダー）を発生する ことができる。他方、電流出力は光の強さと電池の表面積との両方に関係する。 本発明が主として関係する種類の静電噴霧適用例の場合、電流需要は非常に低く （μm及びnm）、その結果、保証されるべき高電圧（例えば数kV及びそれ以上） に合わせて低電圧出力太陽電池素子の十分に大きなアレイを連続させて接続する ことにより、通常太陽電池パネルと組合さった大きな表面積を必要とせずに、静 電噴霧に適用できる十分に高い電圧を得ることができる。 代表的には、噴霧装置は、静電噴霧に適した性質例えば抵抗率をもつ噴霧すべ き物質を貯蔵できる又はその物質を収容する容器を収納できる仕切室を備えたハ ウジングを有している。 噴霧装置は、手持ちで使用したり携帯して使用するのに適しており、すなわち 自蔵ユニットとして片手で持ち運びするため適当に寸法決めされ得る。 本発明の発生器はEP-A-120633、441501、468735、468736、482814、486198、5 01725、503766、607182及びPCT-A-WO94/13063並びに国際特許出願PCT/GB94/0182 9のいずれかに開示及び（または）請求された種々の形式の噴霧装置のいずれか において実施され得、これらの出願の記載事項は本願明細書に合体される。また 発生器は本出願人の出願に係わる英国特許出願9419988.2に開示されているよう な特殊な物質噴霧装置においても実施され得、その出願の記載事項は本願明細書 に合体される。 上述の特許明細書に開示されたような装置の発生器は本発明の発生器に置き換 えられ、またそのような噴霧装置は、塗料及び付随した化学薬品の噴霧、化粧品 、香水、制汗剤、個人の手入れ及び衛生薬品の噴霧、農薬及び 殺虫剤の噴霧、ならびに目薬、経口剤、鼻薬及び肌の手入れ剤のような医薬及び 偽医薬の分配のような広範囲の種々の噴霧応用に使用するために設計され得る。 本発明の一つの実施例では、電圧発生要素は、周囲の光線で照射されるように 配置されるアレイに接続された太陽電池要素のような光感応素子で構成される。 そのような実施例においては、アレイは、周囲に晒されるように、発生器または 発生器を実施している噴霧装置のハウジングの外部部分に配置され得る。この実 施例は例えば、発生器が日中時間中（へやのライトが点灯している夜間）にアレ イの照射される時には活性化され、室のライトが消されている暗闇時間中には活 性化されないので、室内芳香剤の噴霧に利用できる。 高電圧出力が必要であるかどうかに従って周囲の放射線、光線に対して選択的 に晒したり遮蔽したりする手段が設けられ得る。例えば、発生器または噴霧装置 のハウジングには、周囲に対してアレイを遮蔽するまたは晒す位置間で動くこと のできるシースまたは他の放射線遮蔽装置が設けられ得る。遮蔽装置は代わりに 取り外し可能なカバーの形態でもよく、このカバーは発生器または噴霧装置に装 着または取付けられた時に、アレイの照射を防止し、取り外された時にはアレイ は照射され、それによりカバーの取り外し及び変位によってスイッチング作用が 行われる。 遮蔽及びカバーは、アレイの露出の程度を変えることができ、それにより例え ば噴霧速度を変えることができる。 噴霧装置を手持ち使用、例えば塗料噴霧銃または個人の手入れや衛生薬品等用 のアプリケーター用に設計される場合には、装置は、手で持つようにされた部分 例えばハンド握り及び装置の使用において通常手で覆われない部位を備え、光感 応素子のアレイは周囲の光線や放射線に晒されるように上記部 位に配置される。アレイが使用中に露出するように装置の部分に配列される場合 に、アレイは少なくとも放射線や光線を一部通す材料の重畳した層またはカバー によって損傷から保護され得る。 別の実施例においては、電圧発生要素は発生器及び（または）（場合によって は）噴霧装置の放射線源形成部から照射されるように配列したアレイに接続した 放射線感応素子で構成される。放射線源はアレイに対する唯一のすなわち主放射 線源を構成でき、或いはそれは周囲の放射線や光線を補足するように作用するこ ともできる。例えば放射線源は、発光固体素子（例えば発光ダイオード）、電流 がフィラメントや蛍光ランプに流れる時に光を発生するフィラメント（例えば電 灯）のような放射線放出要素であってもよい。この場合、発生器のオン、オフは 放射線放出要素をオン、オフさせることにより制御でき、その場合、スイッチン グ装置は高電圧出力を制御する低電圧スイッチであることだけが必要である。代 わりに、発生器のオン、オフは、放射線放出要素に対して選択的に晒したり遮蔽 したりするように動作できる手段によって行われ得、そのような手段は、使用者 がアレイに対する露出位置と遮蔽位置との間で動かすことができる。 発生器及び（または）噴霧装置がそのような放射線源を備えている場合には、 放射線源は端子手段に接続され得、これらの端子手段には電源（低電圧バッテリ ーのような）が接続できる。この場合、噴霧装置のハウジングは好ましくは、電 源を挿置する仕切室を備え、また必要ならば、放射線源及び高電圧発生器はハウ ジングの内部に収納され得る。発生器の付勢及び消勢は端子手段及び電源（使用 中）を含む電気回路の使用者の調節可能なスイッチ形成部によって行われ得る。 アレイの露出（例えば発生器のオン、オフを制御するため）は使用者の調節可 能なアクチュエータによって制御され得る。噴霧装置の場合には、アク チュエータは装置の出口への物質の供給を調節するように機能し、また可動のマ スキング要素と結合されて、噴霧出口への物質の供給に応じてアレイは露出され 高電圧を発生し物質に印加し、それにより帯電物質の噴霧を形成する。代表的な 実施例では、噴霧装置は、使用者が操作できるトリガーを備え、このトリガーは 貯蔵器または容器（ピストン・シリンダ型装置の形態または圧搾可能な容器の形 態）に収容された静電的に噴霧できる物質に圧力を加えて、噴霧出口へ物質を供 給し、またトリガーはマスキング要素に結合され、このマスキング要素はアレイ に対して（平行移動または回転移動的に）動かされ、周囲放射線または組合さっ た放射線源からの放射線にアレイを晒させまたは強く晒させる。代わりに、マス キング要素は取り外してもよく、そして放射線源はトリガーの同に応じて付勢さ れ、それによりアレイはトリガーの操作中に照射され、噴霧出口へ物質を供給す る。 使用時に、放射線源は二つの目的すなわち光感応アレイを照射する光線を発生 するため及び噴霧すべき物体やターゲットを照射する光線を発生するために使用 され得る。さらに、また放射線源は、装置が作動状態にあるか否かに関して表示 を行い得る。 EP-A-468735、468736及びPCT-A-WO94/13063に開示されているように、ある応 用では、例えば衝撃を抑制する目的で及び（または）プラスチック、人毛等のよ うな噴霧するのが難しい電気的に絶縁性の物質の噴霧を可能にするため二極高電 圧出力を設けるのが望ましい。本発明による装置の発生器は、そのような応用の 場合、例えばEP-A-468735、468736に開示されているような出力周波数をもつ二 極出力を設けるように配列され得る。例えば、発生器の高電圧出力は、二極出力 を発生する発生器と組合った電気回路によって例えばPCT-A-WO94/13063に開示さ れているような高電圧切換装置を用いて所望の周波数（使用者が調整できる）で 電子的に切換えられ得る。代わりに、本 発明による発生器は、光感応素子の二つのアレイを備えることもでき、これらの アレイはそれぞれ正負の電圧出力を発生するように構成され、またアレイを交互 に照射（周囲の放射線や光線によってかまたは組合さった一つまたは複数の放射 線源から発生された放射線や光線によって）させる制御手段が設けられ、それに より、複合出力は制御手段で決まる周波数で正の値と負の値とに交互になるよう にされる。 特殊な実施例においては、噴霧または電離装置は、PCT-A-WO94/13063に開示さ れている形式の放射線応動スイッチング手段を備えた上記の固体型の二つの高電 圧発生器を備えることができ、スイッチング手段は、二極電圧をイオンの噴霧ま たは流れを発生させることになる位置または場所に印加するように発生器を交互 に切換えるようにされ、正の電圧は一方の発生器から発生され、負の電圧は他方 の発生器から発生される。例えば、各発生器はそれぞれの放射線応動スイッチン グ手段を介して上記位置に結合され得、そして各スイッチング手段と組合さった 放射線源を制御することにより予定の周期で交互にスイッチング手段を作動する 制御回路が設けられ得る。 本発明の範囲は噴霧及び電離装置に使用する高電圧発生器に限定されない。本 発明は高電圧出力でしかも低電流需要の他の装置にも適用され得る。室内イオナ イザーのようなイオン流発生装置の場合には、発生器は、帯電イオンの一つまた はそれ以上の流れを発生するように一つまたはそれ以上の端子例えば鋭い電極に 高電圧を印加するように配列され得る。例えば、電圧発生要素のアレイはシェル フ、テーブルなどのような水平面上に配置するようにされたハウジングに設けら れ得、またアレイは、ハウジングの底部を介してアースとイオン流を発生する端 子との間に接続され得る。端子はハウジングの頂点またはその他の鋭くなった位 置に配置され得、そして直径の小さな電極の形態であり得る。イオナイザーの別 の実施例では、アレイは二つの端子 に接続されかつ逆極性に帯電したイオンの流れを発生するように配列され、また は二つのアレイをはそれぞれの端子に接続してもよく、これらのアレイは、一方 の端子が正に帯電したイオンを発生し、他方の端子が負に帯電したイオンを発生 するように配列される。 以下添付図面を参照して本発明に付いて説明する。 第１図は静電フレッシャーすなわち清浄装置の概略図である。 第２図は例えば芳香剤や制汗剤等のような個人の手入れ及び衛生製品を噴霧す るのに使用する自蔵型手持ち噴霧装置の概略図である。 第３図は直列に接続された電圧発生装置のアレイから成る電圧発生器を示す概 略図である。 第４図は異なったスイッチング装置を示す第３図と同様な図である。 第５図は一つの製造方法を例示する電圧発声要素のアレイの一部の概略図であ る。 第６図はアレイの電圧出力が最大となる一つのアレイ形態を示す第５図と同様 な図である。 第７図は第６図の形態に比べて低い電圧出力でしかも高い電流出力を発生する 別のアレイ形態を示す第５図と同様な図である。 第８図は二極型の電圧発生器を示す概略図である。 第１図を参照すると、空気フレッシャーすなわち清浄装置は一般的には公表さ れた国際特許出願WO95/06521に開示されている形式のものあり、上記公表公報の 記載事項は本明細書に合体される。本装置はハウジング10を有し、その底部12は 使用中にはテーブルトップやシェルフなどのようなほぼ水平な面上に支持される ようにされる。ハウジング10には仕切室14が設けられ、この仕切室14はカバー15 をはずすことにより開けることができ、噴霧すべき液体を入れたカートリッジ16 を仕切室内に挿置することができる。液体は静電 噴霧に適したものであり、装置の意図した使用に適した特性をもつように選択さ れ、すなわちこの場合、液体はアロマテイク及び（または）清浄特性をもつ。カ ートリッジ16は側壁17と底壁19で確定された仕切室内に収容される。毛管構造体 22は管（代わりに国際特許出願WO93/06937に開示されたような気泡材料のような 吸上材料かまたはEP-A-120633に開示されたような繊維性またはプラスチック材 料でもよい）の形態であることができ、通常垂直（すなわちカートリッジの水平 底壁18に対して通常垂直）となるようにカートリッジ内に装着され、そしてその 下端は底壁18に近接して位置し、液体面が底壁18に近付くので、管22への液体の 供給を維持できるようにしている。毛管22上端はカートリッジのキャツプ24及び カバー15における開口25を通って突出している。 カートリッジ16は高電圧発生器28の高電圧出力に液体を接続するようにされて いる。この接続はEP-A-486198に開示されているように種々の仕方で行うことが でき、図示実施例ではカートリッジはナイロンのような電気絶縁性材料で構成さ れ、電気接点30が設けられている。この電気接点30は、カートリッジが壁17で仕 切られた仕切室内に正しく挿置された時に、発生器28の高電圧出力に接続された 端子32と整列するように配置されている。 電圧発生器28は多数の別個の電圧発生要素、例えば太陽電池素子の大きなアレ イから成る固体装置であり、電圧発生要素は順次接続されて光線または赤外線の ような他の電磁放射線による照射に応じて高電圧出力を発生する。照射は発光ダ イオード（LED）40のような放射線発生装置によって行われ、放射線発生装置は 使用者が操作できるスイッチ44及び低電圧源41例えば一つまたはそれ以上の低電 圧バッテリー（充電可能なものでもよい）を備えた低電圧回路の一部を構成して いる。低電圧回路及び電圧発生器28はハウジングの底壁12を介してアースに接続 されている。スイッチ44を開閉することによ り、LED 40を付勢、消勢し、それにより電圧発生器28の太陽電池素子の照射を制 御する。従って、スイッチ44を閉じると、発生記を照射し、代表的には４〜15kV のオーダーの低電流、高電圧出力を発生し、そして使用時にこの電圧はカートリ ッジ16内の液体に印加され、管22から液体を静電噴霧させる。必要ならば、LED 40にレンズのような光学装置を組合せて、放出される放射線が電圧発生要素のア レイ上に確実に一様に分配されるようにしてもよい。 毛管22は、カートリッジ16内の液面位置に関係なくカートリッジからそれの頂 部先端へ液体を垂直に運ぶように垂直に配置された場合に十分な毛管上昇が得ら れるようにされる。これは、毛管を適当に寸法決めしまたそれを構成する材料を 選択することにより達成できる。適当な材料としてはナイロン、ポリオレフィン 、ポリアセタル、ポリエーテルエーテルケトンまたはPTFEのような高分子材料で あり、この材料は噴霧すべき薬品で適切に濡らされ、すなわち接触度は実質的に ゼロであるべきである。管22は一般に断面が丸いまたはその他の形状の狭い孔及 び比較的薄い壁を有している。使用において、液体は単に管の毛管作用だけで管 の最上部先端に運ばれ、液体は液体に印加した高電圧により液糸となり、管の先 端から放出され、そして帯電した液滴に分裂され、液滴は管の先端からアース電 位にある周囲の物体及び構造体に向かって引かれて行く。代表的には、装置は室 内で使用され、従って壁、天井及び床は粒子の引かれる比較的離れたターゲット を構成する。 第１図では高電圧は液体を介して管22の上方開端部に導かれるが、代わりの構 成では、高電圧は、カートリッジ16内の液体自体を介してよりむしろ管22までの びる別個の導線または導電性トラックを介して管22の上方端でまたはそれに隣接 して液体に印加してもよい。 第２図を参照すると、図示装置は手持ち用に適当に設計した主ユニット70を有 している。このユニット70はノズル72を備え、このノズル72に噴霧すべ き物質は、例えばノズル72が例えばEP-A-120633またはEP-A-607182に開示されて いるような吸上材料の形態である供給部材によって主ユニット内のえきたい供給 源から供給される。ユニット70は取外し可能なキャップ73を備えている。例えば ８kVまたはそれ以上の高電圧は、押しポタン74の押し下げに応じて動作している 液体に印加され、それによりEP-A-120633またはEP-A-607182に開示されている仕 方で液体を噴霧として放出させる。高電圧は、太陽電池要素のような別個の電圧 発生要素のアレイ78から成る固体高電圧発生器で発生され、アレイは、キャップ 73が外されるまで、周囲の光から遮蔽されるユニット70の表面に装着されている 。キャップ73を外すことにより、アレイ78は周囲の光に晒され、それにより電源 を必要とせずに高電圧を発生し、この高電圧は、液体がノズルの先端に出てきた 時または出てくる前に液体に印加される。噴霧動作は、押しボタンを押して回路 を完成させ高電圧を液体に印加することにより開始できる。代わりに、有利には 、押しボタンスイッチを設けずに、キャップを外してアレイ78を露出させること により直接噴霧を開始するようにできる。そして噴霧動作はキャップ７３を被せ てアレイ78を周囲の光線から遮断することにより終了できる。 変形例では、アレイ78を照射するのにキャップ73を外すことを要求する代わり に、キャップはユニット70に回転可能に装着することもでき、そして開口または 窓を設け、キャップを適当に回動させてこの窓をアレイ78に一致させ、それによ りアレイを光線に当てるようにしてもよい。そのような変形例では、スイッチ74 は（必要ならば）アクセスできるように異なった位置に設けてもよい。 第３図を参照すると、第１図及び第２図に示す実施例に使用するのに適した電 圧発生器の一つの形態は基板（図示してない）上の電圧発生要素100、例えば太 陽電池要素の大きなアレイから成っている。要素100は電子マイク ロチップの製造に使用される普通の技術を用いて非常に大きな集積アレイとして 製造され得る。それらの要素は行列に配列され、そして図示したように直列に接 続され、端子102、104を介して高電圧出力を発生するようにされている。この実 施例においてスイッチング素子106は高電圧出力を制御する。スイッチング素子 は例えば国際特許出願WO94/13063に開示されているような高電圧光感応ダイオー ドから成り得る。この場合、スイッチング素子106は、国際特許出願WO94/13063 に開示されているような仕方で高電圧ダイオード106と共に収納された発光ダイ オード108のような放射線源の付勢、消勢によって制御され得る。放射線源はバ ッテリー110及び使用者が操作できるスイッチ112を含む低電圧回路の一部を構成 している。 従って、例えば、電圧発生要素100が周囲の光に晒されるように配列した太陽 電池から成る場合には、必要ならばスイッチングダイオード106は周囲の光（ま たはアレイを照射するのに使用した他の光源）から遮蔽して、発光ダイオード10 8から発生される放射線によってのみ影響を受けるようにできる。アレイは周囲 の光に連続して晒されるようにするか、またはカバーまたはその他の遮蔽装置を 設けて、カバーまたはシールドを外した時またはずらした時にのアレイが露出す るようにしてもよい。いずれの場合も高電圧は、使用者が操作できるスイッチ11 2を操作してスイッチング素子106を導通させた際に端子に印加されるだけである 。変形例では、高電圧スイッチング素子106は電界効果型トランジスタのような 別の形式の電子スイッチング装置で構成することもできる。スイッチング素子10 6は図示したようにアレイと高電圧出力端子102との間に接続されているが、代わ りにアレイと低電圧端子104との間に接続することもできる。また一つのスイッ チング素子が示めされているが、一つ以上のスイッチング素子を直列に設けて例 えば共通の光源からの放射線により実質的に同時に導通するようにしてもよい。 第４図は変形例を示し、アレイは電圧発生要素100を複数の副セット118に分け て構成され、各副セットにはスイッチング素子120が組合され、実質的に同時に 導通するようにされている。各副セット118はスイッチング素子120を介して次の 副セット118に直列に接続される。従って各スイッチング素子120は総電圧の一部 を出し入れするように作用する。例えば、各副セット118は、例えば総電圧出力 に対して100Vを提供するのに十分な電圧発生要素100をを有し得る。 スイッチング素子120は電圧発生要素100と同じ基板上に形成され得、そして例 えばそれぞれの光源（例えばLED）または共通の光源からの放射線によって導通 される太陽電池スイッチの形式の放射線応動性のものである。同じ基板上に形成 する時には、例えば電圧発生要素が周囲の光に晒される太陽電池で構成される場 合、電圧発生要素が晒される光からスイッチング素子120を遮蔽するため適当な 遮蔽手段が必要である。代わりに、スイッチング素子120は電界効果型トランジ スタ（例えばMOSFET）のような他の形式を採ることもでき、その場合ゲート電圧 は光学電子的に制御されるか及び（または）アレイからの適当な大きさの電圧を 引き出すことにより得られ得る。 第４図において、スイッチング素子120は、導通すると、全ての副セットを直 列に接続して端子102に高電圧出力を発生させる。しかしながら、一つ以上の出 力端子を設け、スイッチング素子を選択的に作動させ、実施すべき噴霧動作に合 わせて、全ての副セットまたは副セットの幾つかを組合せて作動させるようにす る可能性も存在する。選択は（例えば装置に適当に配置した制御器によって）使 用者の制御により行うことができ、例えば使用者は噴霧を開始できる前に、装置 とターゲットの距離を制御する必要がある。代わりに、選択は予め決めておき、 種々の出力電圧を必要とする種々の応用に用いられるいろいろな装置に共通設計 の電圧発生器を使用できるようにしても よい。例えば、第４図に示すように、他のスイッチング素子120はアレイと102A 等のような出力端子との間に接続することができ、このようにして、例えば端子 102と組合さった素子120が照射されないかまたは導通状態にされないと、端子10 2A等を介してアレイから低電圧がトラップされ得る。 上述のように、種々の応用例では出力電圧の異なる電圧発生器を必要とする傾 向がある。容易にかつ経済的に製造するために、電圧発生要素または電池のアレ イは最初は共通の設計に従って製造され、そして要求された出力電圧及び電流特 性に従って特製され得る。従って、例えば第５図に示すように、アレイは最初に 基板上に電圧発生要素100をｍ列、ｎ行にしてまた導電性トラック150R、150Cで 各要素を隣接した列及び行とリンク結合させて製造され得る。第５図において、 右手側及び左手側の要素はアレイの端の行を形成している。第５図のアレイが使 用される前に、導電性トラック150R、150Cの幾つかを除去することにより適当に 構成される必要がある。この除去工程はエッチングのような任意の適当な技術を 用いて実施でき、またそのまま残すべき導電性トラックを保護するマスクを用い て一工程で実施できる。またアレイには最初の製造中かまたはその後に第３図に 示す端子102、104のような出力端子を設けることもできる。 第５図は、第３図と第４図に対応した配置である。この場合、エッチングまた はその他の除去技術は、ほとんどだが全てではない行状導通接続部150Cを除去す ることによって、要素100の全てを直列に配置するために使用されていた。連続 列を直列に互いに接続することに必要な、通路150Cだけがそのままの状態にされ ている。従って、各々が0.45Vの出力電圧特性を有するｍ×ｎ要素から成るアレ イにおいて、この構成のアレイから得ることが可能な合計電圧は0.45mnVである 。 第７図には、少なくとも要素が作り出す電圧の幾らかが互いに並列の群と して構成されている、代わりの構成が示されている。従って、示されているよう に、列の連続対は、行状導電性接続路150Cの適当な一組をそのままの状態にする ことによって、リンク結合させ得て、列152K、152L、152M...の各対は直列に接 続される。各々の出力電圧特性が0.45Vであるｍ×ｎ要素から成るアレイにおい て、第７図の構成を有するアレイから得られる合計電圧が0.45mn/2 V、すなわち 、第６図のそれより少ないがより高い出力電流を有する。 第６図と第７図が適応し得る様々な構成の単なる一例であることは明らかであ る。別の場合、導電性通路の除去によってアレイの残りから幾つかの要素100が 分離され得、そのことがアレイから得られる出力電圧を加えないようにする。ま た第５図に示されたように近傍物と電気的に接続された全ての要素100による、 アレイの最初の製造に代わって、別の組立手段で、アレイは全ての要素100が互 いに分離することによって、最初に作られ、そして望ましい直列構成または直列 ／並列接続は、直列および／または並列に接続される複数の要素100の間に位置 する基板に複数の導電性リンクを加えまたは堆積することによって、与えられ得 る。 前記の実施例において、電圧発生装置は単極性出力を発生させる。前記したよ うに、例えばEP-A-468735と468736に開示されているように、衝撃抑制のため及 び／または絶縁材料のターゲットの噴霧のために、二極性出力を備える幾つかの 状況に対して望ましくなり得る。 第８図には、本発明に関する二極性高圧発生装置の形式が示されている。発生 装置は、太陽電池のような、電圧発生要素の二つのアレイ300Aと300Bから成り、 アレイ300Bはライン302に正の高電圧を発生させ、その間アレイ300Bはライン304 に負の高電圧を発生させるように配置される。それら電圧源は、各高電圧スイッ チ308A、308Bによって、これらの発生装置の出力端子 306に接続される。これらのスイッチは、前記したような適当な形式であり得る が、図面の目的のため、光照射ダイオードのように放射線源310Aと310Bに関連す る各スイッチに反応する放射線として示されている。各源310A、310Bは、制御装 置312によって操作され、切替手段でスイッチ308Aを閉じたり開放したり操作さ れて、アレイ300A、300Bの正および負の電圧出力を出力端子306に交互に接続す る。端子306で発生される交互の電圧の周波数は、制御装置によって決められ、E P-A-468735及び468736の記載に対応して選択され得る。 アレイ300Aと300Bが別々に示されているが、それらは通常の基板に指示され、 一般的に第５図〜第７図に関して記載された手段で適当に構成された、より大き なアレイの副セットであり得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 グリーン，マイケル，レスリー イギリス国 クルウイド シイエツチ７ ５アールイー，ナンナーチ，ヴイレージ ロード，タイ−コーチオン（番地なし) (72)発明者 ジエフエリーズ，アンドリユー イギリス国 クルウイド シイエツチ７ ５ジエイエフ，ニヤー モールド，パンテ イムウイン，リン−ワイ−パンデイ レー ン，ザ ホリーズ（番地なし) (72)発明者 プレンダーガスト，モーリス，ジヨセフ イギリス国 チエシヤー ダブリユエイ７ ４エツクスエヌ，ランコーン，ベリンガ ム ドライブ 11

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．帯電した粒子の噴霧または流れを発生する位置を画定する手段と、上記位置 と周辺領域との間に高電圧を発生する高電圧発生器とを有し、高電圧発生器が高 電圧を発生するように相互に接続された別個の電圧発生要素の大きなアレイから 成っていることを特徴とする、帯電した粒子の噴霧または流れを発生する装置。 ２．高電圧発生器が固体装置である請求の範囲１に記載の装置。 ３．静電噴霧すべき物質を放出できる放出口を備え、この放出口が上記位置と組 み合わされ、アレイの要素が相互に接続されて装置から物質の静電噴霧を行うの 十分な高電圧を発生するようにした請求の範囲１または２に記載の装置。 ４．電圧発生要素が少なくとも１kVの電圧出力を発生するように相互に接続され る請求の範囲１〜３のいずれか一項に記載の装置。 ５．片手で自蔵型ユニットとして運ぶのに適した寸法にされた手持ち使用に適し た請求の範囲１〜４のいずれか一項に記載の装置。 ６．電圧発生要素が放射線感応性である請求の範囲１〜５のいずれか一項に記載 の装置。 ７．照射時に少なくとも１kVの電圧出力を発生するように作動できる相互に接続 された放射線感応要素の大きなアレイから成る集積型固体装置の形態の高電圧発 生器。 ８．アレイが周囲の放射線によって照射されるように配置された請求の範囲６ま たは７に記載の高電圧発生器。 ９．周囲の放射線に対してアレイを選択的に露出及び遮蔽させる手段を備えた請 求の範囲８に記載の高電圧発生器。 10．上記手段が、周囲に対してアレイを露出させるまたは遮蔽する位置の間 で可動である放射線遮蔽装置の形式である請求の範囲９に記載の高電圧発生器。 11．遮蔽装置が取外し可能なカバーを備え、このカバーが、装置に装着した時、 アレイの照射を防止し、取り外した時にはアレイの照射を可能し、それによりカ バーの着脱によってスィチング機能が得られる請求の範囲10に記載の高電圧発生 器。 12．シールドすなわちカバーが、周囲の放射線に対してアレイの露出程度を変え るように調節できる請求の範囲10または11に記載の高電圧発生器。 13．アレイが装置の放射線源形成部分によって照射されるように配列される請求 の範囲６または７に記載の装置。 14．アレイの露出が使用者の制御できるアクチュエータによって制御される請求 の範囲８〜13のいずれか一項に記載の高電圧発生器。 15．アクチュエータが装置の出口への物質の供給を制御するように作動できる請 求の範囲14に記載の高電圧発生器。 16．発生器が二極出力を発生するように構成される請求の範囲１〜15のいずれか 一項に記載の装置。 17．二つの電圧発生器及び電圧出力を交互に用いて二極出力を発生させる手段を 備えた請求の範囲１〜６、８〜15のいずれか一項に記載の装置。 18．アレイが、電圧発生要素の多数の副セットに分割され、各副セットがそれと 組合さったそれぞれのスイッチング素子を備えている請求の範囲１〜17のいずれ か一項に記載の装置。 19．スイッチング素子が放射線感応性であり、またスイッチを照射してそれらを 作動させ副セットを相互に接続させる手段が設けられる請求の範囲18項に記載の 装置。 20．電圧発生要素の固体アレイをｍ列、ｎ行から成るマトリックスで製造し 、導電性通路で各要素を隣接した各列及び行にリンク結合し、その後選択した導 電性通路を除去することから成ることを特徴とする高電圧発生器の製造法。 21．電圧発生要素の固体アレイを製造し、それらを互いにリンク結合して使用時 にアレイが少なくとも１kVの電圧出力を発生する形態にした高電圧発生器の製造 法。 22．上記形態が、アレイの最初の製造に続いて、電圧発生要素間の既存の電気的 リンクを除去するか及び（または）電気的リンクを加えることによって得られる 請求の範囲21に記載の製造法。 23．正の高電圧を発生するように相互に接続された電圧発生要素の第１の大きな アレイと、負の高電圧を発生するように相互に接続された電圧発生要素の第２の 大きなアレイと、第１、第２のアレイからの電圧を組合わせて二極高電圧出力を 発生させる手段とを有することを特徴とする固体電圧発生器。 24．第１、第２のアレイが基板上に支持された電圧発生要素の単一の大きなアレ イの副セットである請求の範囲23に記載の固体電圧発生器。