放電素子、この放電素子を用いた放電モジュール、並びに、この放電モジュールを用いたオゾン発生装置及びイオン発生装置
【課題】硝酸塩やＮＯｘの保護層表面への付着を抑制する一方で、放電効率を高めて、イオンやオゾンの発生量を増大させることが困難であった。
【解決手段】保護層が、絶縁性基板から上面までの高さが互いに異なる第１の領域と第２の領域とを有し、平面視した場合に第２の領域は第１の領域を挟むように配置され、第１の領域が第２の領域よりも放電電極上の厚みが小さいことにより、硝酸塩やＮＯｘの保護層表面への付着を抑制する一方で、放電効率を高め、多くのイオンやオゾンを発生させることが可能な放電素子を提供することができる。
【解決手段】保護層が、絶縁性基板から上面までの高さが互いに異なる第１の領域と第２の領域とを有し、平面視した場合に第２の領域は第１の領域を挟むように配置され、第１の領域が第２の領域よりも放電電極上の厚みが小さいことにより、硝酸塩やＮＯｘの保護層表面への付着を抑制する一方で、放電効率を高め、多くのイオンやオゾンを発生させることが可能な放電素子を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン発生装置、イオン発生装置などに用いられる放電素子、この放電素子を用いた放電モジュール、及び、この放電モジュールを用いたオゾン発生装置、イオン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
沿面コロナ放電を利用した放電素子は、放電電極と誘電電極との間で通電することによりコロナ放電を発生させ、イオンやオゾンを発生させることができるため、オゾン発生装置やイオン発生装置などに用いられている。
【０００３】
また、より効率良くイオン、或いはオゾンを発生させられるようにするため、このような放電素子を構成する放電電極直上で通風路の高さを変えたものが提案されている（特許文献１）。このように通風路の高さを変えて、放電素子上を流れる空気の流速を制御することにより、イオン又はオゾンの発生量を制御することができる。
【特許文献１】特開平８−２１７４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような放電素子を用いてイオン又はオゾンを発生させた場合、同時に硝酸塩が発生して放電効率が低下してしまうという問題があった。しかしながら、特許文献１に開示されている放電素子は、イオン又はオゾンの発生量を増大させることはできるが、一方で、イオン又はオゾンの発生量を維持しつつ、放電効率を低下させる硝酸塩の発生量を小さくすることは困難であった。これは、特許文献１に開示されている放電素子は、放電素子上を流れる空気全体の流速を速くする、或いは遅くするというものであるからである。
【０００５】
また、保護層の厚みを小さくすることにより、イオン又はオゾンの発生量を増大させることができる。しかしながら、このように保護層の厚みを小さくすると、保護層の効果が小さくなり、硝酸塩による放電効率の低下が大きくなってしまう。
【０００６】
或いは、放電電圧を大きくすることにより、イオン又はオゾンの発生量を増大させることができる。しかしながら、放電電圧を大きくした場合、消費電力が増加してしまうとともに、放電による放電電極や誘電体層（絶縁性基板）への影響が大きくなり、耐久性を向上させることが困難となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、イオン又はオゾンの発生量を維持しつつ、放電効率を低下させる硝酸塩の発生量が抑制された放電素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の放電素子は、絶縁性基板と、該絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成された放電電極と、前記絶縁性基板に埋設された誘電電極と、前記絶縁性基板及び前記放電電極上に形成された保護層と、を備え、前記保護層が、前記放電電極上の厚みの互いに異なる第１の領域と、第２の領域と、を有し、平面視した場合に前記第２の領域が前記第１の領域を挟むように配置され、前記第１の領域における前記放電電極上の厚みが、前記第２の領域における前記放電電極上の厚みよりも小さいことを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１の領域を含む部分の放電素子の厚みが、前記第２の領域を含む部分の放電素子の厚みと略等しいことが好ましい。或いは、前記第１の領域を含む部分の放電素子の厚みが、前記第２の領域を含む部分の放電素子の厚みよりも小さいことが好ましい。
【００１０】
また、前記保護層が、前記第１の領域と前記第２の領域とからなることが好ましい。また、前記第１の領域が、前記絶縁性基板の中央部上に形成されていることが好ましい。ここで、絶縁性基板の中央部上に形成されているとは、第１の領域が、風向に垂直な方向での絶縁性基板の幅の中心を含んでいる、ということを意味している。また、前記第１の領域と前記第２の領域との厚みの差が３０〜９０μｍであることが好ましい。
【００１１】
また、前記絶縁性基板の少なくとも一方の面には複数の放電電極が互いに離隔して形成されており、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの個数が、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの個数より多いことが好ましい。ここで、放電電極の単位面積当たりの個数とは、放電素子を平面図で見たときの保護層の第１の領域又は第２の領域の面積に対する放電電極の単位面積あたりの数を意味する。また、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの周長さが、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの周長さより長いことが好ましい。ここで、放電電極の単位面積当たりの周長さとは、放電素子を平面図で見たときの保護層の第１の領域又は第２の領域の面積に対する放電電極と絶縁性基板との境界線の単位面積あたりの周長さの合計を意味する。
【００１２】
また、前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの前記尖状部の個数が、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの前記尖状部の個数より多いことが好ましい。また、前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記複数の尖状部の先端の間隔が０．１〜２ｍｍであることが好ましい。また、前記放電電極の少なくとも一部が、短い尖状部と長い尖状部とが交互に形成されていることが好ましい。また、前記放電電極が、前記絶縁性基板の一方の面及び他方の面の両面に配設されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の第２の放電素子は、絶縁性基板と、該絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成された放電電極と、前記絶縁性基板に埋設された誘電電極と、前記絶縁性基板及び前記放電電極上に形成された保護層と、を備え、前記保護層のうちの前記放電電極上に形成された領域が、前記保護層上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有していることを特徴とする。
【００１４】
また、前記厚みが、前記保護層上を流れる流体の流速が遅い領域よりも前記保護層上を流れる流速が速い領域の方が小さいことが好ましい。また、前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記複数の尖状部の先端の間隔が０．１〜２ｍｍであることが好ましい。また、前記放電電極の少なくとも一部には、短い尖状部と長い尖状部とが交互に形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記放電電極が、前記絶縁性基板の一方の面及び他方の面の両面に配設されていることが好ましい。
【００１６】
本発明の放電モジュールは、上記のいずれかに記載の放電素子と、該放電素子が配設されている通風路と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の放電モジュールは前記通風路内に流体を流したときに、前記第１の領域上を流れる流体の速度は、前記第２の領域上を流れる流体の流速よりも大きいことが好ましい。また、前記放電電極上の前記保護層上を流れる流体の流速が最も速い箇所が前記第１の領域上にあることが好ましい。また、前記放電電極上の前記保護層上を流れる流体の流速が最も遅い箇所が前記第２の領域上にあることが好ましい。
【００１８】
本発明のオゾン発生装置は、上記のいずれかに記載の放電モジュールを備えていることを特徴とする。また、本発明のイオン発生装置は、上記のいずれかに記載の放電モジュールを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の放電素子によれば、保護層は、放電電極上の厚みの互いに異なる第１の領域と、第２の領域と、を有し、平面視した場合に第２の領域が第１の領域を挟むように配置され、第１の領域における放電電極上の厚みが、第２の領域における放電電極上の厚みよりも小さい。
【００２０】
このように、本発明の第１の放電素子では、硝酸塩やＮＯｘが発生しやすい端部である第２の領域における放電電極上の厚みが大きくされ、反対に、第１の領域における放電電極上の厚みが小さくされている。そのため、硝酸塩の発生しやすい第２の領域上での放電が硝酸塩の発生しにくい第１の領域上での放電と比較して抑制される。結果として、硝酸塩やＮＯｘの発生量が抑制され、保護層表面への付着量が抑制される。また一方で、放電効率が高められ、多くのオゾンを発生させることが可能となる。
【００２１】
本発明の第２の放電素子によれば、保護層のうちの放電電極上に形成された領域は、保護層上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有している。そのため、不要な放電を抑制し、所定の領域で効果的に放電をすることができる。
【００２２】
放電素子上を通過する空気などの流体の流速分布は一般的に一定ではない。しかしながら、保護層が、保護層上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有していることから、硝酸塩の発生しやすい領域での放電が抑制される。結果として、硝酸塩やＮＯｘの発生量が抑制され、保護層表面への付着量が抑制される。また一方で、放電効率が高められ、多くのオゾンを発生させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の第１の放電素子について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の一例を示す展開斜視図である。図２（ａ）は図１に示す実施形態の放電素子にかかる放電電極の配設状態を示す断面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）における領域Ａの拡大断面図である。また、図３は図１に示す放電素子の断面図である。
【００２４】
図１〜３に示すように、本実施形態の放電素子１は、絶縁性基板３と、絶縁性基板３の少なくとも一方の面に形成された放電電極５と、絶縁性基板３に埋設された誘電電極７と、絶縁性基板３及び放電電極５上に形成された保護層９と、を備えている。そして、保護層９は、放電電極５上の厚みの互いに異なる第１の領域９ａと、第２の領域９ｂと、を有し、放電素子１を平面視した場合に、第２の領域９ｂが第１の領域９ａを挟むように配置されている。さらに、第１の領域９ａにおける放電電極５上の厚みが、第２の領域９ｂにおける放電電極５上の厚みよりも小さい。
【００２５】
従来の放電素子は、放電電極上の保護層の厚みが一定であったため、イオンやオゾンの発生量を増加させながらも、放電素子の耐久性を高めることが困難であった。しかしながら、本実施形態にかかる放電素子１は、第１の領域９ａにおける放電電極５上の保護層９の厚みが、第２の領域９ｂにおける放電電極５上の保護層９の厚みよりも小さいことにより、硝酸塩（ＮＯｘ）の発生量を抑制しつつも、多くのイオンやオゾンを発生させることを可能としている。また、同時に、第１の領域９ａよりも第２の領域９ｂの厚みが大きいので、放電電極５への硝酸塩による影響を小さくすることができる。
【００２６】
また、これらのことから、保護層９の第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの厚みの差Ｌ１は、３０μｍ以上であることが好ましい。厚みの差を３０μｍ以上とすることで、硝酸塩の発生量をより低減させ、より多くのイオンやオゾンを発生させることが可能となるからである。
【００２７】
また、保護層９の第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの厚みの差は、９０μｍ以下であることが好ましい。厚みの差を９０μｍ以下とすることで、焼成時に保護層９の第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの境界に集中しやすい応力を低減することができる。結果、この境界にクラックが発生する可能性を抑制することができるので、放電素子１の生産性を向上させることができる。また、絶縁性基板３に達して絶縁破壊が生じてしまうことを抑制することができるので、放電電極５の耐久性を向上させることができる。
【００２８】
保護層９は硝酸塩による放電電極５の劣化を防止するために形成されるものである。そのため、放電素子１上の保護層９の厚みは、最も厚みの小さい場所でも１０μｍ以上となるように形成されることが好ましい。厚みを１０μｍ以上とすることで高電圧が印加された場合でも、絶縁性を保つことができる。また、最も厚みの大きい場所でも１００μｍ以下となるように形成されることが好ましい。厚みを１００μｍ以下とすることで放電効率の低下を抑えることができるので、より多くのイオンやオゾンを発生させることができる。
【００２９】
保護層９の材料としては、絶縁性のよいものであれば良く、例えば、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックス等を用いることができる。保護層９として、上記に代表される絶縁性のよいものを用いることにより、この領域での不要な放電が抑制されることから、硝酸塩の発生や放電自体による放電電極５の耐久性の低下をより効果的に抑制することができる。また、不要な放電を抑えることにより、消費電力を抑制することもできる。
【００３０】
図４は本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。図４に示すように、第１の領域９ａを含む部分の放電素子１の厚みＬ２が、第２の領域９ｂを含む部分の放電素子１の厚みＬ３と略等しいことが好ましい。第１の領域９ａに位置する放電電極５の放電素子１の下面からの高さを、第２の領域９ｂに位置する放電電極５の放電素子１の下面からの高さよりも高くすることにより、図４に示すような形状とすることができる。
【００３１】
このような場合には、保護層９の上面が平らになり、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの間に段差が形成されないので、この段差への応力の集中を低減することができるまた、ここで、「略等しい」とは、製造上不可避である保護層９上面の凹凸の大きさよりも、第１の領域９ａと第２の領域９ｂのそれぞれの平均厚みの差が小さいことを意味している。
【００３２】
図５は本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。図５に示すように、第１の領域９ａを含む部分の放電素子１の厚みＬ２が、第２の領域９ｂを含む部分の放電素子１の厚みＬ３よりも小さいことも好ましい。このように、保護層９の上面の高さに関して、第２の領域９ｂの上面の高さが第１の領域９ａの上面の高さよりも高いときには、放電素子１上の空気の流れを滑らかにすることができるからである。
【００３３】
第２の領域９ｂ直上の空気の流れは、第１の領域９ａ直上の空気の流れと比較して滞りやすく、硝酸塩が発生しやすい。しかし、図３に示すように、第２の領域９ｂを含む部分の放電素子１の厚みを大きくすることで、この硝酸塩が発生しやすい空間を小さくすることができる。このようにして、硝酸塩の発生量を抑制することができる。
【００３４】
また、図５に示すように、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの間には傾斜面が設けられることが好ましい。このように傾斜面が設けられることにより、焼成時に保護層９の第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの間で生じる応力を小さくすることができるからである。
【００３５】
また、保護層９が、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとのみからなることが好ましい。例えば、図３に示すように、保護層９が第１の領域９ａと第２の領域９ｂからなることで、単純な構造でありながらも、複雑な工程やコストをかけることなく放電効率を高めることができるからである。
【００３６】
図６は、本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。保護層９は、図３に示すように、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとのみからなる形状であっても良いが、一方で、図６に示すように、第３の領域９ｃのような絶縁性基板３から上面までの高さが第１の領域９ａおよび第２の領域９ｂと異なる別の領域を設けることも好ましい。第１の領域９ａ、第２の領域９ｂだけでなく、更に、第３の領域９ｃなどを設けて、保護層９の厚みを段階的に変化させることで、より効果的に硝酸塩の発生量を減少させ、かつ、より効率良くイオンやオゾンを発生させることが可能となるからである。
【００３７】
また、第１の領域９ａが、絶縁性基板３の中央部上に形成されていることが好ましい。第１の領域９ａが、このように形成されていることにより、より確実に、保護層９上を流れる空気の流速の相対的に速い部分に第１の領域９ａを位置させることができ、保護層９上を流れる空気の流速の相対的に遅い部分に第２の領域９ｂを位置させることが出来るからである。これにより、硝酸塩の保護層９表面への付着が効果的に抑制され、効率よくイオンやオゾンを発生させることができる。
【００３８】
また、第１の領域９ａ及び第２の領域９ｂのそれぞれの領域は、例えば、風向に直交する方向に保護層９を４分割し、概ね中心の２／４の領域を第１の領域９ａとし、第１の領域９ａの両側端の領域を第２の領域９ｂとすることがより好ましい。このようにすることで、放電効率をより向上させることができるため、硝酸塩の発生がより抑制され、また、より多くのイオンやオゾンを発生させることができるからである。
【００３９】
また、図１〜３に示すように、絶縁性基板３の少なくとも一方の面には複数の放電電極５が互いに離隔して形成されていることが好ましい。複数の放電電極５が互いに離隔して形成されていることによって、放電電極５の表面積をより大きくすることができるからである。放電電極５の表面に放電が集中しやすいことから、上記のように放電電極５が形成されている場合には、放電効率をより向上させることができる。この場合には、図１、３に示すように、各々の放電電極５は、充填材１１及び配線回路１３を介して互いに電気的に導通している。
【００４０】
また、線状の放電電極５を用いた放電素子１において、保護層９が第１の領域９ａ及び第２の領域９ｂを有している場合、焼成時において、連続的に保護層９の広い範囲で収縮差が発生する。一方で、複数の放電電極５が互いに離隔して形成されている場合には、上記の収縮差を低減することができる。これにより、放電電極５や保護層９にかかる応力を低減させ、放電素子１の耐久性を向上させることができる。
【００４１】
さらに、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの個数が、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの個数より多いことが好ましい。このように放電電極５が形成されることにより、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の密度を相対的に大きくすることができるので、より多くのイオンやオゾンを発生させることができるからである。直上を流れる空気の流速が相対的に速い領域ではイオンやオゾンを効率良く発生させることができる。そして、第１の領域９ａの下に配設された放電電極５の個数を増やすことにより、第１の領域９ａ上での放電量を増加させることができる。結果として、不要な放電を抑制しつつ、イオンやオゾンを効率良く発生させることができる。
【００４２】
また、互いに離隔して形成された放電電極５同士の間隔は０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。これらの間隔を０．５ｍｍ以上とすることで、放電による絶縁性基板３や保護層９の劣化が抑制され、放電素子１の耐久性が向上する。
【００４３】
また、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さが、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さより長いことが好ましい。既に示したように、放電電極５の表面に放電が集中しやすいことから、放電電極５の周長さを大きくすることにより、放電電極５の表面積を大きくすることが出来る。そのため、上記のように放電電極５が形成されている場合には、放電効率を向上させることが出来るので、不要な放電を抑制しつつ、イオンやオゾンを効率良く発生させることができる。
【００４４】
また、図２に示すように、放電電極５は、複数の尖状部１５を有していることが好ましい。これは、尖状部１５の先端において、放電が起きやすいからである。放電電極５は複数の尖状部１５が放射状に形成されていることが好ましい。具体的には、各尖状部１５は、頂点を放電電極５の外側に向けた三角形状やカスプ形状であることがよい。このような形状とすることで、放電が先端に集中して発生するようになるからである。このような尖状部１５が複数形成されることで、より放電効率を高めることができる。
【００４５】
また、尖状部１５の角度、すなわち、前記三角形状の頂点から延びる２辺のなす角度は、３０°以上が好ましい。尖状部１５の角度を３０°以上とすることで印刷時のインクにじみによる影響を抑制し、鋭角に形成することができる。これにより、イオンやオゾンの発生量を確実に増加させることが出来る。また、尖状部１５の角度は、９０°以下が好ましい。尖状部１５の角度を９０°以下とすることで、尖状部１５で強い電流集中を起こすことが出来るので、放電量を増加させることができる。
【００４６】
それぞれの放電電極５での尖状部１５同士の先端の間隔は１００μｍ以上であることが好ましい。これらの間隔を１００μｍ以上とすることで、尖状部１５の間での放電が防止されるので、放電効率が低下することがなく、また絶縁性基板３や保護層９の劣化が抑制されるので、放電素子１の耐久性を向上させることができるからである。また、尖状部１５同士の先端の間隔は２ｍｍ以下であることが好ましい。これらの間隔を２ｍｍ以下とすることで、放電素子１を小型化することができる。
【００４７】
さらに、放電電極５は複数の尖状部１５を有し、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの尖状部１５の個数が、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの尖状部１５の個数より多いことが好ましい。放電電極５の鋭角になっている箇所に放電が強く集中することから、上記のように放電電極５が形成される場合には、より効率良くイオンやオゾンを発生させることができる。
【００４８】
また、放電電極５の少なくとも一部に短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂとが交互に形成される場合には、各々の尖状部１５間の距離を十分に保つことができるので、尖状部１５間でのコロナ放電による干渉が抑制される。その結果、放電による絶縁性基板３や保護層９の劣化が抑制され、放電素子１の耐久性が向上する。
【００４９】
また、放電電極５が上記のように形成されているときには、より確実に各尖状部１５の先端の間隔を１００μｍ以上にすることができ、尖状部１５間の放電をより確実に防止することができる。また、短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂとが交互に形成されることで、より確実に互いに離隔する放電電極５同士の間隔を前述の０．５ｍｍ以上にできることから、尖状部１５の数を増加させることも可能となる。
【００５０】
具体的には、図２に示すように、絶縁性基板３上で互いに離隔して形成され、充填材１１及び配線回路１３を介して互いに電気的に導通された各々の放電電極５が、短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂとが交互に形成された形状であることにより、尖状部１５同士の先端の間隔を保つことが可能となる。また、図２（ｂ）に示すように、放電電極５の尖状部１５間の間隔、及び、各々の放電電極５の短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂとの間隔を前述した１００μｍ以上にすることで、十分な量のイオンやオゾンを発生させるために必要な放電量を保ちつつ、尖状部１５間の放電を抑制することが可能となる。
【００５１】
また、図３に示すように、放電電極５が、絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に配設されているときには、放電面積をより大きくすることができるため、イオンやオゾンの発生量を大幅に増加させることができる。
【００５２】
次に、本発明の第２の放電素子について説明する。図７は本発明の第２の放電素子にかかる実施形態の一例を示す断面図である。
【００５３】
図７に示すように、本実施形態の放電素子１は、絶縁性基板３と、絶縁性基板３の少なくとも一方の面に形成された放電電極５と、絶縁性基板３に埋設された誘電電極７と、絶縁性基板３及び放電電極５上に形成された保護層９と、を備えている。そして、保護層９のうちの放電電極５上に形成された領域は、保護層９上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有している。このように、本実施形態の放電素子１における保護層９は、保護層９上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有しているため、不要な放電が抑制されるので、所定の領域で効果的に放電をすることが可能となる。
【００５４】
放電素子１上を通過する空気などの流体の流速分布は一般的に一定ではない。そのため、保護層９の厚みが一定であると、上記流体の流速の遅い領域において放電のロスが生じてしまう。しかしながら、本実施形態の放電素子１では、この保護層９のうちの放電電極５上に形成された領域が、保護層９上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有していることから、放電ロスを抑えて、放電効率を向上させることができる。また、硝酸塩が発生しやすく、保護層９に付着しやすい空気などの流体の流速の遅い領域において、保護層９の厚みが大きいので、放電素子１の耐久性を向上させることもできる。
【００５５】
放電素子１上の流速は、小径ピトー管を用い、放電素子１直上にピトー管を配置することで、発生する圧力差から速度を計測することができる。また、この測定値を放電素子１上の流速として、流速分布を求めることができる。
【００５６】
保護層９は、この保護層９の上を流れる空気の流速分布に応じて、滑らかに形成されていることが好ましい。保護層９が滑らかに形成されていることで、段差がないので放電素子１の劣化につながるクラックが生じにくいからである。
【００５７】
保護層９の材料としては、本発明の第１の放電素子と同様に、絶縁性のよいものであれば良く、例えば、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックス等を用いることが出来る。
【００５８】
保護層９は硝酸塩による放電電極５の劣化を防止するために形成されるものであるが、保護層９の厚みは、最も厚みの小さい場所でも１０μｍ以上となるように形成されることが好ましい。厚みを１０μｍ以上とすることで高電圧が印加された場合でも、絶縁性を保つことができる。また、最も厚みの大きい場所でも１００μｍ以下となるように形成されることが好ましい。厚みを１００μｍ以下とすることで、放電効率が向上するので、より確実に所望の量のイオンやオゾンが得られる。
【００５９】
また、放電電極５の表面に放電が集中しやすいことから、複数の放電電極５が互いに離隔して形成されていることが好ましい。互いに離隔して形成されていることで、放電電極５の表面積をより大きくすることができる。この場合には、第１の放電素子の場合と同様に、各々の放電電極５は、充填材１１及び配線回路１３を介して互いに電気的に導通している。そして、上部を流れる流体の流速が速い領域の方が単位面積あたりの放電電極５の密度が大きいことで放電電極５の表面積がより大きくなり、より多くのイオンやオゾンを発生させることができる。
【００６０】
さらに、流体の流速が速い領域の下に位置する放電電極５の単位面積当たりの個数が、流速が遅い領域の下に位置する放電電極５の単位面積当たりの個数より多いことが好ましい。このように放電電極５が形成される場合には、放電効率をより向上させることができる。これは、放電電極５から放電が起こるため、流速が速く、酸素の供給量の多い領域の下に位置する放電電極５の密度を大きくすることで、結果として、より多くのイオンやオゾンを発生させることができるからである。さらに、線状の放電電極５で保護層９の厚みを変えると、焼成時に連続的に広い範囲で収縮差が発生するため、放電電極５にクラックが発生する恐れがあるが、複数の放電電極５を互いに離隔して形成することで、上記の理由によるクラックの発生を防止することができる。
【００６１】
また、流速が速い領域の下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さが、流速が遅い領域の下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さより長いことが好ましい。このように放電電極５が形成されることにより、放電電極５の表面積を大きくすることができる。放電電極５の表面で放電が集中しやすいことから、放電電極５の表面積が大きくなることで、放電効率を高めることができる。これにより、より多くのイオンやオゾンを発生させることができる。さらに、流速が速く酸素の供給量の多い領域の下に位置する放電電極５の周長さが長いので、結果として、より多くのイオンやオゾンを発生させることができ、放電効率を更に向上させることができる。
【００６２】
また、放電電極５が複数の尖状部１５を有し、単位面積当たりの尖状部１５の個数が、流体の流速が遅い領域よりも流速が速い領域の方が多いときには、放電電極５の鋭角になっている箇所に放電が強く集中することから、より効率良くイオンやオゾンを発生させることが出来る。
【００６３】
また、放電電極５の少なくとも一部は、短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂが交互に形成されるときには、各々の尖状部１５間の距離を十分に保つことができるので、尖状部１５間でのコロナ放電が抑制され、その結果、放電による絶縁性基板３や保護層９の劣化が抑制され、放電素子１の耐久性が向上する。
【００６４】
また、放電電極５が、絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に配設されているときには、放電電極５が配設されているそれぞれの面上を空気が通過するので、放電面積が倍になるため、イオンやオゾンの発生量が大幅に増加する。その結果として、効率よく多くのイオンやオゾンを発生させることが可能となる。
【００６５】
放電電極５は絶縁性基板３の少なくとも一方の面上に形成されるが、この放電電極５の厚みは、焼成後に５〜５０μｍとなることが好ましい。厚みを５μｍ以上とすることで、放電電極５の形状のばらつきが小さくなり、また、放電に対する放電電極５の耐久性を向上させることができるので、放電素子１の寿命を長くすることができるからである。また、５０μｍ以下とすることで放電電極５の外周部での絶縁性基板３との段差が小さくなり、保護層９を形成する際に起き得るクラックの発生を抑制できるからである。
【００６６】
放電電極５の材料としては、導電性がよいものであれば良い。絶縁性基板３と同時焼成により形成する場合には、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、レニウム（Ｒｅ）等の高融点金属を主成分とするものが好ましい。
【００６７】
絶縁性基板３の厚みは、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。絶縁性基板３の厚みを０．５ｍｍ以上とすることで、放電素子１自体の変形や反りを防止することが出来るので、放電素子１の耐久性が向上する。
【００６８】
また、絶縁性基板３としては、絶縁性のよいものであれば良く、保護層９と同様に、例えば、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックス等を用いることが出来る。また、絶縁性基板３は保護層９と同じ材料を用いることが好ましい。同一の材料を用いることにより、焼成時に、熱膨張差に起因するクラックが絶縁性基板３と保護層９の境界付近に発生することを防止することができる。
【００６９】
誘電電極７は絶縁性基板３の内部に埋設される。誘電電極７の厚みは焼成後に５〜５０μｍとなることが好ましい。厚みを５μｍ以上とすることで、誘電電極７の形状のばらつきが小さくなり、また、放電に対する電極の耐久性が向上するので、放電素子１の寿命を長くすることができる。また、５０μｍ以下とすることで、焼成時にメタライズインクの脱媒が可能となり、セラミック積層内に気泡が生じてしまうことを防止することができる。
【００７０】
誘電電極７の材料としては、放電電極５と同様に、導電性がよいものであれば良いが、好ましくはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、レニウム（Ｒｅ）等の高融点金属を主成分とするものが用いられる。
【００７１】
また、放電電極５及び誘電電極７に給電するための給電部１７は、絶縁性基板３の側面部３ａ、または、絶縁性基板３の放電電極５が配設されていない他方の面に形成されることが好ましい。これにより、給電部１７と放電電極５との沿面距離を確保することができる。なお、図３に示すように、放電電極５が一方の面及び他方の面の両面に配設されている場合には、絶縁性基板３の側面部３ａ、または、絶縁性基板３の放電電極５が配設されている面で放電電極５が形成されていない周縁部３ｂ等に形成されることが好ましい。
【００７２】
以下、本実施形態の放電素子１の製造方法について説明する。
【００７３】
まず、放電電極５や誘電電極７となるメタライズインクを作製する。具体的には、タングステン、モリブデン、レニウム等の高融点金属の粉末と、バインダーと、溶剤と、を混合し、練り合わせてスラリーを作製する。そして、このスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法などのテープ成型法用いて、メタライズインクを作製する。
【００７４】
次に、絶縁性基板３となるセラミックグリーンシートを作製する。具体的には、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等を含有するスラリーを作製することでセラミックシートが作製される。このようにして作製されたセラミックグリーンシートに、スルーホールを形成し、このスルーホールに充填材１１としてタングステン、モリブデン、レニウム等の高融点金属を主成分とするインクを充填する。さらに、このセラミックグリーンシートの表面に上記のメタライズインクを用いて、スクリーン印刷法により複数の放電電極５パターンを印刷する。
【００７５】
同様にして、上記高融点金属を主成分とするインクがスルーホールに充填されたセラミックグリーンシートを形成し、前記セラミックグリーンシートの表面にスクリーン印刷法により、面状の誘電電極７のパターンを、メタライズインクを用いて印刷する。誘電電極７には複数の孔パターン１９が形成され、孔パターン１９の中央にスルーホールが形成される。
【００７６】
更に、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックグリーンシートの表面に、スルーホールに充填された充填材１１を介して上記の複数の放電電極５を電気的に導通する配線回路１３を、スクリーン印刷法により印刷する。また、配線回路１３は絶縁性基板３となるセラミックグリーンシートの側面部３ａや周縁部３ｂ等に形成される給電部１７に電気的に接続される。
【００７７】
これらのセラミックグリーンシートを接合する。絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に放電電極５を配設するときには、配線回路１３が印刷されたセラミックグリーンシートの両面に、それぞれ誘電電極７のパターンが印刷されたセラミックグリーンシートを接合する。ついで、それぞれの誘電電極７のパターンが印刷されたセラミックグリーンシートに、それぞれ放電電極５パターンが印刷されたセラミックグリーンシートを接合する。
【００７８】
このとき、放電電極５と誘電電極７との間の絶縁性基板３（誘電層）の厚みが、２０μｍ以上となるよう形成することが好ましい。この絶縁性基板３の厚みを２０μｍ以上とすることで、放電電極５と誘電電極７の間で絶縁破壊が生じることを防止することができる。
【００７９】
また、誘電電極７と配線回路１３との間の絶縁性基板３の厚みが、３００μｍ以上となるよう形成することが好ましい。この絶縁性基板３の厚みを３００μｍ以上とすることで、誘電電極７と配線回路１３の間で絶縁破壊が生じることを防止することができる。
【００８０】
また、誘電電極７とスルーホールとの間の間隔は３００μｍ以上であることが好ましい。誘電電極７とスルーホールとの間の間隔を３００μｍ以上とすることで、放電素子１に高電圧を印加した場合でも絶縁破壊が生じることを防止することができる。また、誘電電極７とスルーホールとの間の間隔は２ｍｍ以下であることが好ましい。誘電電極７とスルーホールとの間の間隔は２ｍｍ以下とすることで、放電素子１を小型化することができる。
【００８１】
さらに、放電電極５上に絶縁性基板３と同じ成分のアルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックスの粉末と、バインダーと、溶剤と、を混合し、スラリー状にしたセラミックグリーンシートを作製し、それを放電電極５パターンの表面にスクリーン印刷法により印刷することで保護層９が形成される。ここで、放電電極５パターンの表面に部分的にスクリーン印刷をするなどして、スクリーン印刷の回数を変えることで第１の領域９ａと第２の領域９ｂの保護層９の厚みに違いをもたせ、第１の領域９ａや第２の領域９ｂ等を形成することが出来る。
【００８２】
また、絶縁性基板３と保護層９とが同じ成分である場合には、図４に示す実施形態の放電素子１は、以下のようにしても作製することができる。
【００８３】
まず、上記の実施形態と同様にして、放電電極５及び誘電電極７となるメタライズインク、絶縁性基板３及び保護層９となるとなるセラミックグリーンシートを作製する。そして、セラミックグリーンシート上にメタライズインクを印刷する。このとき、第１の領域の下に位置する放電電極５となるメタライズインクと第２の領域の下に位置する放電電極５となるメタライズインクとを、異なるセラミックグリーンシートにそれぞれ印刷する。
【００８４】
そして、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５となるメタライズインクが印刷されたセラミックグリーンシートの上に、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５となるメタライズインクが印刷されたセラミックグリーンシートを積層する。さらに、この上に保護層９となるセラミックグリーンシートを積層する。
【００８５】
その後、所定の寸法に裁断し、１５００〜１６５０℃の還元雰囲気中で焼成することで、放電素子１が形成される。
【００８６】
焼成後、給電部１７にメッキを施し、ロウ付けや半田等により放電素子１の給電線（不図示）と接続する。さらに、配線した給電部１７上にシリコンなどによりコーティングして、酸化防止の措置をとることが好ましい。
【００８７】
なお、本発明の第１の放電素子及び第２の放電素子は、印加する電圧の大きさや周波数を変えることにより、イオンやオゾンの発生量を変化させることができる。例えば、高電圧を印加することにより、主に空気中の酸素をオゾンにすることが可能となるので、脱臭器等に利用されるオゾン発生用の放電素子１として用いることができる。また一方、低電圧を印かすることにより、空気中の様々な分子をイオン化することが可能となるので、空気清浄機等に用いられるイオン発生用の放電素子１として用いることができる。
【００８８】
また、放電電極５が絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に形成されているときには、それぞれの面に印加する電圧値を変えることで、一方の面をオゾン発生用として、他方の面をイオン発生用として用いるなどして用途を使い分けることもできる。
【００８９】
次に本実施形態にかかる放電モジュールについて説明する。図８（ａ）は本発明の第１の放電素子を用いた放電モジュールの実施形態の一例における放電素子と放電素子上を流れる流体の流速との関係を示した断面図である。また、図８（ｂ）は本発明の第２の放電素子を用いた放電モジュールにおける放電素子と放電素子上を流れる流体の流速との関係を示した断面図である。
【００９０】
また、図９は、本発明の放電モジュールにかかる実施形態の一例を示す斜視図である。図９に示すように、本実施形態にかかる放電モジュール２１は上記の実施形態に代表される放電素子１と、放電素子１が配設されている通風路２３と、を備えている。
【００９１】
このように、上記の実施形態における放電モジュールは、通風路２３を備えていることにより、風向を安定させることができるので、高い放電効率が得られ、より多くのオゾン或いはイオンが発生され、硝酸塩の発生をより抑制することが可能となる。
【００９２】
通風路２３は、放電素子１上を流れる空気の通り道であり、この空気が流れる方向を所望の方向に安定させるものであればどのようなものを用いてもよい。例えば、図９に示すように筒形状のものを用いることで内部の空洞を通風路２３として、空気の流れる方向を一定にすることができる。また、ファンなどの送風機を用いることで、空気の流れの方向を一定にしても良い。
【００９３】
このとき、通風路２３内を流れる流体の流速分布に応じて、放電素子１を配設することが好ましい。例えば、図８（ａ）に示すように、通風路２３の中央は流速（風速）が比較的速く、端の方は比較的流速が遅い場合には、第１の領域９ａ上にこの比較的流速の速い領域２５があり、第２の領域９ｂ上にこの比較的流速の遅い領域２７があることで、より効果的に、硝酸塩の保護層９表面への付着を抑制し、また、放電効率を高めてより多くのイオンやオゾンを発生させることができる。
【００９４】
更に、放電素子１は、保護層９の厚みの小さい第１の領域９ａ上に最も流速の速い領域２５が位置するように配設されることで、放電効率をより向上させることができ、イオンやオゾンの発生量をより増加させることができる。また、厚みの大きい第２の領域９ｂ上に最も流速の遅い領域２７が位置するように配設されることで、不要な放電をさらに抑制し、硝酸塩の保護層９表面への付着を、より確実に抑制することが可能となる。
【００９５】
絶縁性基板３の一方の面のみに放電電極５が形成されている場合には、通風路２３中を流れる空気に放電電極５が面するように放電素子１が配設され、絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に放電電極５が形成されている場合には、通風路２３を二分するように放電素子１が配設されることが好ましい。この場合には、例えば、絶縁性基板３の側面部３ａ又は周縁部３ｂに固定部（不図示）を設け、通風路２３に側壁等があればそれらに固定し、側壁等がない場合は支持板（不図示）を別途設けて浮かせることで、放電素子１が固定される。
【００９６】
次に本実施形態にかかるオゾン発生装置、イオン発生装置について説明する。図１０は本発明のオゾン発生装置又はイオン発生装置にかかる実施形態の一例を示す概略図である。図１０に示すように、本実施形態にかかるオゾン発生装置２９又はイオン発生装置３１は上記の実施形態に代表される放電モジュール２１を備え、放電モジュール２１の放電素子１上の空気の流れの上流側に空気の流れをつくるブロアー３３を備え、下流側にオゾンが滞留する事を防止するオゾン吸着ハニカム３５を備えている。
【実施例】
【００９７】
実施例を以下に示す。
【００９８】
（実施例 １）
純度９６％のアルミナグリーンシートとタングステンインクにより、幅１５ｍｍ長さ４０ｍｍの形状の絶縁性基板３に、放電電極５を最大片面４２個設けた放電素子１を作製した。そして、放電電極５の形状、数量、密度、周長さ、または保護層９の厚みの異なるサンプルを１３個作成した。また、長さ方向に中心基準で２０ｍｍ幅を保護層９の第１の領域９ａとし、その両端１０ｍｍをそれぞれ保護層９の第２の領域９ｂとした
放電評価として、以下の方法で行った。
【００９９】
放電評価：３ｋＶ（Ｐ−Ｐ）、１０ｋＨｚの高周波高電圧電源を用い、２５℃−６０％ＲＨの環境条件にて発生するオゾンの量を測定した。測定方法は、恒温恒湿槽内にて、空気流量２０Ｌ／ｍｉｎ、内径５２ｍｍの円筒内で放電素子１に高電圧を印加して放電させ、下流に、オゾン濃度測定器（ダイレックス（株）社製ＤＹ−１５００型）のサンプリングチューブ３７を設置し、測定を行った。サンプリングチューブ３７の下流にはオゾン吸着ハニカム３５を置き、恒温恒湿槽内にオゾンが滞留することを防止した。
【０１００】
測定は、放電素子１に電圧を印加した後、１分後の濃度を測定した。なお、測定の精度は０．０１ＰＰＭである。比較用としては、試料番号９に従来の線状の放電電極構造である放電素子１を用いた。
【０１０１】
結果は表１に示すとおりである。ただし、表１において放電電極５の形状の「島状」とは、図１に示しているように、スルーホール、配線回路１３を介して、複数の放電電極５が互いに離隔して形成されていることを意味している。
【表１】
【０１０２】
試料番号１〜８の放電素子１と試料番号９〜１３の放電素子１とを比較すると、試料番号１〜８の放電素子１は、放電効率が良く、多量のオゾンを発生させることができることが分かる。
【０１０３】
また、表１に示しているように、試料番号１〜８の放電素子１の保護層９は第１の領域９ａと第２の領域９ｂのみから形成されているが、試料番号９〜１３の放電素子１と比較して、放電効率が向上していることが分かる。
【０１０４】
このように、保護層９が第１の領域９ａと第２の領域９ｂのみから形成され、高いコストを要しない単純な構造であっても、高い放電効率が得られる。なお、保護層９は第１の領域９ａ、第２の領域９ｂだけでなく、更に、保護層９の厚みの異なる別の領域を設けていれば、保護層９の厚みが段階的に変化されているので、効率良くオゾンを発生させることが期待できる。
【０１０５】
また、試料番号１と９を比較すると、放電素子１上の空気の流速分布を考慮し、上方を流れる空気の流速の速い、第１の領域９ａの保護層９の厚みを薄くして、上方を流れる空気の流速の遅い、第２の領域９ｂの保護層９の厚みを厚くした方が、放電効率が良く、より多くのオゾンを発生するためには有効であることが分かる。これは第１の領域９ａ上では風速が速く、より多くの酸素が供給されるので、コロナ放電による酸素からオゾンへの化学反応が効率良く行われていることによるものである。
【０１０６】
さらに、試料番号１及び２の測定結果から、放電電極５が線状電極の形状で形成されているものより、複数の放電電極５が互いに離隔して形成されている方が、コロナ放電によるオゾン発生において、より有効であることが分かる。これは、複数の放電電極５を互いに離隔して形成した方が、放電電極５の周長さをより長く取ることができるためである。
【０１０７】
また、試料番号２及び１０、または試料番号５及び１３の測定結果より、互いに離隔して形成された複数の放電電極５を用いた場合でも、放電素子１上の空気の流速分布を考慮し、上方を流れる空気の流速の速い、第１の領域９ａの保護層９の厚みを薄くして、上方を流れる空気の流速の遅い、第２の領域９ｂの保護層９の厚みを厚くした方が、放電効率が良く、より多くのオゾンを発生するためには有効であることが分かる。
【０１０８】
また、試料番号３及び１１の測定結果より、第２の領域９ｂよりも、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の密度が、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の密度を大きくした方が、オゾンの発生量が多く、コロナ放電によるオゾン発生に有効であることが分かる。これは、第１の領域９ａ上の空気の流速が速く酸素の供給量が多いため、この第１の領域９ａの単位面積当たりの放電電極５の密度を大きくして強い放電を集中させたことにより、放電による酸素からオゾンへの反応が効率良く行われているからである。
【０１０９】
さらに、試料番号４及び１２の測定結果から、上方の空気の流速が遅く、保護層９の厚みの大きい第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５よりも、上方の空気の流速が速く、保護層９の厚みの小さい第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さが長い方が、オゾンの発生量がより多くなっていることが分かる。このことから、第２の領域９ｂよりも、第１の領域９ａの単位面積あたりの放電電極５の周長さが長い方が、放電効率を高めるために、より有効であることが分かる。
【０１１０】
さらに、試料番号５、６、１３の測定結果より、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの数が、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの数よりも多いことにより、オゾンの発生量が多いことが分かる。このことから、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５よりも、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積あたりの数を増やした方が、より放電効率が高められることが分かる。
【０１１１】
また、試料番号４及び５の測定結果を比較すると、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５よりも第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積あたりの尖状部１５の数を増やした方が、より多くのオゾンを発生させることができることが分かる。これは、放電電極５に設けた尖状部１５の単位面積当たりの数を増やすことにより、放電効率を向上させることができるからである。
【０１１２】
さらに、試料番号６及び７の測定結果を比較すると、異なる長さの尖状部１５を交互に配置した複数の放電電極５に設けることで、より多くのオゾンを発生出来ることが分かる。同一長さの尖状部１５を交互に配設した複数の放電電極５を設けた試料番号６よりも、異なる長さの尖状部１５を交互に配設した複数の放電電極５を設けた試料番号７の方が、放電効率がより良くなり、多くのオゾンを発生させることが出来ている。
【０１１３】
これは、異なる長さの尖状部１５を設けることで、放電電極５の単位面積あたりの周長さを大きくすることが出来るとともに、隣り合う放電電極５同士の放電領域が重なることによる、放電領域の減少を防止することが出来る。
【０１１４】
そして、試料番号８、９を比較することにより、放電電極５を絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に設けた場合の方が、放電面積を増やすことができ、より多くのオゾンを発生できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の一例を示す展開斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示す実施形態の放電素子の平面図であり、（ｂ）は（ａ）における領域Ａの拡大平面図である。
【図３】図１に示す放電素子の断面図である。
【図４】本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の放電素子にかかる実施形態の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の放電素子を用いた放電モジュールと通風路内の流体の流速との関係を示した図である。（ａ）は第１の放電素子を用いた放電モジュールに関するものであり、（ｂ）は第２の放電素子を用いた放電モジュールに関するものである。
【図９】本発明の放電モジュールにかかる実施形態の一例を示す斜視図である。
【図１０】本発明のオゾン発生装置又はイオン発生装置にかかる実施形態の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１・・・放電素子
３・・・絶縁性基板
３ａ・・・側面部
３ｂ・・・周縁部
５・・・放電電極
７・・・誘電電極
９・・・保護層
９ａ・・・第１の領域
９ｂ・・・第２の領域
９ｃ・・・第３の領域
１１・・・充填材
１３・・・配線回路
１５・・・尖状部
１５ａ・・・短い尖状部
１５ｂ・・・長い尖状部
１７・・・給電部
１９・・・孔パターン
２１・・・放電モジュール
２３・・・通風路
２５・・・速い領域
２７・・・遅い領域
２９・・・オゾン発生装置
３１・・・イオン発生装置
３３・・・ブロアー
３５・・・オゾン吸着ハニカム
３７・・・サンプリングチューブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン発生装置、イオン発生装置などに用いられる放電素子、この放電素子を用いた放電モジュール、及び、この放電モジュールを用いたオゾン発生装置、イオン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
沿面コロナ放電を利用した放電素子は、放電電極と誘電電極との間で通電することによりコロナ放電を発生させ、イオンやオゾンを発生させることができるため、オゾン発生装置やイオン発生装置などに用いられている。
【０００３】
また、より効率良くイオン、或いはオゾンを発生させられるようにするため、このような放電素子を構成する放電電極直上で通風路の高さを変えたものが提案されている（特許文献１）。このように通風路の高さを変えて、放電素子上を流れる空気の流速を制御することにより、イオン又はオゾンの発生量を制御することができる。
【特許文献１】特開平８−２１７４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような放電素子を用いてイオン又はオゾンを発生させた場合、同時に硝酸塩が発生して放電効率が低下してしまうという問題があった。しかしながら、特許文献１に開示されている放電素子は、イオン又はオゾンの発生量を増大させることはできるが、一方で、イオン又はオゾンの発生量を維持しつつ、放電効率を低下させる硝酸塩の発生量を小さくすることは困難であった。これは、特許文献１に開示されている放電素子は、放電素子上を流れる空気全体の流速を速くする、或いは遅くするというものであるからである。
【０００５】
また、保護層の厚みを小さくすることにより、イオン又はオゾンの発生量を増大させることができる。しかしながら、このように保護層の厚みを小さくすると、保護層の効果が小さくなり、硝酸塩による放電効率の低下が大きくなってしまう。
【０００６】
或いは、放電電圧を大きくすることにより、イオン又はオゾンの発生量を増大させることができる。しかしながら、放電電圧を大きくした場合、消費電力が増加してしまうとともに、放電による放電電極や誘電体層（絶縁性基板）への影響が大きくなり、耐久性を向上させることが困難となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、イオン又はオゾンの発生量を維持しつつ、放電効率を低下させる硝酸塩の発生量が抑制された放電素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の放電素子は、絶縁性基板と、該絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成された放電電極と、前記絶縁性基板に埋設された誘電電極と、前記絶縁性基板及び前記放電電極上に形成された保護層と、を備え、前記保護層が、前記放電電極上の厚みの互いに異なる第１の領域と、第２の領域と、を有し、平面視した場合に前記第２の領域が前記第１の領域を挟むように配置され、前記第１の領域における前記放電電極上の厚みが、前記第２の領域における前記放電電極上の厚みよりも小さいことを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１の領域を含む部分の放電素子の厚みが、前記第２の領域を含む部分の放電素子の厚みと略等しいことが好ましい。或いは、前記第１の領域を含む部分の放電素子の厚みが、前記第２の領域を含む部分の放電素子の厚みよりも小さいことが好ましい。
【００１０】
また、前記保護層が、前記第１の領域と前記第２の領域とからなることが好ましい。また、前記第１の領域が、前記絶縁性基板の中央部上に形成されていることが好ましい。ここで、絶縁性基板の中央部上に形成されているとは、第１の領域が、風向に垂直な方向での絶縁性基板の幅の中心を含んでいる、ということを意味している。また、前記第１の領域と前記第２の領域との厚みの差が３０〜９０μｍであることが好ましい。
【００１１】
また、前記絶縁性基板の少なくとも一方の面には複数の放電電極が互いに離隔して形成されており、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの個数が、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの個数より多いことが好ましい。ここで、放電電極の単位面積当たりの個数とは、放電素子を平面図で見たときの保護層の第１の領域又は第２の領域の面積に対する放電電極の単位面積あたりの数を意味する。また、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの周長さが、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの周長さより長いことが好ましい。ここで、放電電極の単位面積当たりの周長さとは、放電素子を平面図で見たときの保護層の第１の領域又は第２の領域の面積に対する放電電極と絶縁性基板との境界線の単位面積あたりの周長さの合計を意味する。
【００１２】
また、前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの前記尖状部の個数が、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの前記尖状部の個数より多いことが好ましい。また、前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記複数の尖状部の先端の間隔が０．１〜２ｍｍであることが好ましい。また、前記放電電極の少なくとも一部が、短い尖状部と長い尖状部とが交互に形成されていることが好ましい。また、前記放電電極が、前記絶縁性基板の一方の面及び他方の面の両面に配設されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の第２の放電素子は、絶縁性基板と、該絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成された放電電極と、前記絶縁性基板に埋設された誘電電極と、前記絶縁性基板及び前記放電電極上に形成された保護層と、を備え、前記保護層のうちの前記放電電極上に形成された領域が、前記保護層上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有していることを特徴とする。
【００１４】
また、前記厚みが、前記保護層上を流れる流体の流速が遅い領域よりも前記保護層上を流れる流速が速い領域の方が小さいことが好ましい。また、前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記複数の尖状部の先端の間隔が０．１〜２ｍｍであることが好ましい。また、前記放電電極の少なくとも一部には、短い尖状部と長い尖状部とが交互に形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記放電電極が、前記絶縁性基板の一方の面及び他方の面の両面に配設されていることが好ましい。
【００１６】
本発明の放電モジュールは、上記のいずれかに記載の放電素子と、該放電素子が配設されている通風路と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の放電モジュールは前記通風路内に流体を流したときに、前記第１の領域上を流れる流体の速度は、前記第２の領域上を流れる流体の流速よりも大きいことが好ましい。また、前記放電電極上の前記保護層上を流れる流体の流速が最も速い箇所が前記第１の領域上にあることが好ましい。また、前記放電電極上の前記保護層上を流れる流体の流速が最も遅い箇所が前記第２の領域上にあることが好ましい。
【００１８】
本発明のオゾン発生装置は、上記のいずれかに記載の放電モジュールを備えていることを特徴とする。また、本発明のイオン発生装置は、上記のいずれかに記載の放電モジュールを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の放電素子によれば、保護層は、放電電極上の厚みの互いに異なる第１の領域と、第２の領域と、を有し、平面視した場合に第２の領域が第１の領域を挟むように配置され、第１の領域における放電電極上の厚みが、第２の領域における放電電極上の厚みよりも小さい。
【００２０】
このように、本発明の第１の放電素子では、硝酸塩やＮＯｘが発生しやすい端部である第２の領域における放電電極上の厚みが大きくされ、反対に、第１の領域における放電電極上の厚みが小さくされている。そのため、硝酸塩の発生しやすい第２の領域上での放電が硝酸塩の発生しにくい第１の領域上での放電と比較して抑制される。結果として、硝酸塩やＮＯｘの発生量が抑制され、保護層表面への付着量が抑制される。また一方で、放電効率が高められ、多くのオゾンを発生させることが可能となる。
【００２１】
本発明の第２の放電素子によれば、保護層のうちの放電電極上に形成された領域は、保護層上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有している。そのため、不要な放電を抑制し、所定の領域で効果的に放電をすることができる。
【００２２】
放電素子上を通過する空気などの流体の流速分布は一般的に一定ではない。しかしながら、保護層が、保護層上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有していることから、硝酸塩の発生しやすい領域での放電が抑制される。結果として、硝酸塩やＮＯｘの発生量が抑制され、保護層表面への付着量が抑制される。また一方で、放電効率が高められ、多くのオゾンを発生させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の第１の放電素子について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の一例を示す展開斜視図である。図２（ａ）は図１に示す実施形態の放電素子にかかる放電電極の配設状態を示す断面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）における領域Ａの拡大断面図である。また、図３は図１に示す放電素子の断面図である。
【００２４】
図１〜３に示すように、本実施形態の放電素子１は、絶縁性基板３と、絶縁性基板３の少なくとも一方の面に形成された放電電極５と、絶縁性基板３に埋設された誘電電極７と、絶縁性基板３及び放電電極５上に形成された保護層９と、を備えている。そして、保護層９は、放電電極５上の厚みの互いに異なる第１の領域９ａと、第２の領域９ｂと、を有し、放電素子１を平面視した場合に、第２の領域９ｂが第１の領域９ａを挟むように配置されている。さらに、第１の領域９ａにおける放電電極５上の厚みが、第２の領域９ｂにおける放電電極５上の厚みよりも小さい。
【００２５】
従来の放電素子は、放電電極上の保護層の厚みが一定であったため、イオンやオゾンの発生量を増加させながらも、放電素子の耐久性を高めることが困難であった。しかしながら、本実施形態にかかる放電素子１は、第１の領域９ａにおける放電電極５上の保護層９の厚みが、第２の領域９ｂにおける放電電極５上の保護層９の厚みよりも小さいことにより、硝酸塩（ＮＯｘ）の発生量を抑制しつつも、多くのイオンやオゾンを発生させることを可能としている。また、同時に、第１の領域９ａよりも第２の領域９ｂの厚みが大きいので、放電電極５への硝酸塩による影響を小さくすることができる。
【００２６】
また、これらのことから、保護層９の第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの厚みの差Ｌ１は、３０μｍ以上であることが好ましい。厚みの差を３０μｍ以上とすることで、硝酸塩の発生量をより低減させ、より多くのイオンやオゾンを発生させることが可能となるからである。
【００２７】
また、保護層９の第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの厚みの差は、９０μｍ以下であることが好ましい。厚みの差を９０μｍ以下とすることで、焼成時に保護層９の第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの境界に集中しやすい応力を低減することができる。結果、この境界にクラックが発生する可能性を抑制することができるので、放電素子１の生産性を向上させることができる。また、絶縁性基板３に達して絶縁破壊が生じてしまうことを抑制することができるので、放電電極５の耐久性を向上させることができる。
【００２８】
保護層９は硝酸塩による放電電極５の劣化を防止するために形成されるものである。そのため、放電素子１上の保護層９の厚みは、最も厚みの小さい場所でも１０μｍ以上となるように形成されることが好ましい。厚みを１０μｍ以上とすることで高電圧が印加された場合でも、絶縁性を保つことができる。また、最も厚みの大きい場所でも１００μｍ以下となるように形成されることが好ましい。厚みを１００μｍ以下とすることで放電効率の低下を抑えることができるので、より多くのイオンやオゾンを発生させることができる。
【００２９】
保護層９の材料としては、絶縁性のよいものであれば良く、例えば、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックス等を用いることができる。保護層９として、上記に代表される絶縁性のよいものを用いることにより、この領域での不要な放電が抑制されることから、硝酸塩の発生や放電自体による放電電極５の耐久性の低下をより効果的に抑制することができる。また、不要な放電を抑えることにより、消費電力を抑制することもできる。
【００３０】
図４は本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。図４に示すように、第１の領域９ａを含む部分の放電素子１の厚みＬ２が、第２の領域９ｂを含む部分の放電素子１の厚みＬ３と略等しいことが好ましい。第１の領域９ａに位置する放電電極５の放電素子１の下面からの高さを、第２の領域９ｂに位置する放電電極５の放電素子１の下面からの高さよりも高くすることにより、図４に示すような形状とすることができる。
【００３１】
このような場合には、保護層９の上面が平らになり、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの間に段差が形成されないので、この段差への応力の集中を低減することができるまた、ここで、「略等しい」とは、製造上不可避である保護層９上面の凹凸の大きさよりも、第１の領域９ａと第２の領域９ｂのそれぞれの平均厚みの差が小さいことを意味している。
【００３２】
図５は本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。図５に示すように、第１の領域９ａを含む部分の放電素子１の厚みＬ２が、第２の領域９ｂを含む部分の放電素子１の厚みＬ３よりも小さいことも好ましい。このように、保護層９の上面の高さに関して、第２の領域９ｂの上面の高さが第１の領域９ａの上面の高さよりも高いときには、放電素子１上の空気の流れを滑らかにすることができるからである。
【００３３】
第２の領域９ｂ直上の空気の流れは、第１の領域９ａ直上の空気の流れと比較して滞りやすく、硝酸塩が発生しやすい。しかし、図３に示すように、第２の領域９ｂを含む部分の放電素子１の厚みを大きくすることで、この硝酸塩が発生しやすい空間を小さくすることができる。このようにして、硝酸塩の発生量を抑制することができる。
【００３４】
また、図５に示すように、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの間には傾斜面が設けられることが好ましい。このように傾斜面が設けられることにより、焼成時に保護層９の第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの間で生じる応力を小さくすることができるからである。
【００３５】
また、保護層９が、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとのみからなることが好ましい。例えば、図３に示すように、保護層９が第１の領域９ａと第２の領域９ｂからなることで、単純な構造でありながらも、複雑な工程やコストをかけることなく放電効率を高めることができるからである。
【００３６】
図６は、本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。保護層９は、図３に示すように、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとのみからなる形状であっても良いが、一方で、図６に示すように、第３の領域９ｃのような絶縁性基板３から上面までの高さが第１の領域９ａおよび第２の領域９ｂと異なる別の領域を設けることも好ましい。第１の領域９ａ、第２の領域９ｂだけでなく、更に、第３の領域９ｃなどを設けて、保護層９の厚みを段階的に変化させることで、より効果的に硝酸塩の発生量を減少させ、かつ、より効率良くイオンやオゾンを発生させることが可能となるからである。
【００３７】
また、第１の領域９ａが、絶縁性基板３の中央部上に形成されていることが好ましい。第１の領域９ａが、このように形成されていることにより、より確実に、保護層９上を流れる空気の流速の相対的に速い部分に第１の領域９ａを位置させることができ、保護層９上を流れる空気の流速の相対的に遅い部分に第２の領域９ｂを位置させることが出来るからである。これにより、硝酸塩の保護層９表面への付着が効果的に抑制され、効率よくイオンやオゾンを発生させることができる。
【００３８】
また、第１の領域９ａ及び第２の領域９ｂのそれぞれの領域は、例えば、風向に直交する方向に保護層９を４分割し、概ね中心の２／４の領域を第１の領域９ａとし、第１の領域９ａの両側端の領域を第２の領域９ｂとすることがより好ましい。このようにすることで、放電効率をより向上させることができるため、硝酸塩の発生がより抑制され、また、より多くのイオンやオゾンを発生させることができるからである。
【００３９】
また、図１〜３に示すように、絶縁性基板３の少なくとも一方の面には複数の放電電極５が互いに離隔して形成されていることが好ましい。複数の放電電極５が互いに離隔して形成されていることによって、放電電極５の表面積をより大きくすることができるからである。放電電極５の表面に放電が集中しやすいことから、上記のように放電電極５が形成されている場合には、放電効率をより向上させることができる。この場合には、図１、３に示すように、各々の放電電極５は、充填材１１及び配線回路１３を介して互いに電気的に導通している。
【００４０】
また、線状の放電電極５を用いた放電素子１において、保護層９が第１の領域９ａ及び第２の領域９ｂを有している場合、焼成時において、連続的に保護層９の広い範囲で収縮差が発生する。一方で、複数の放電電極５が互いに離隔して形成されている場合には、上記の収縮差を低減することができる。これにより、放電電極５や保護層９にかかる応力を低減させ、放電素子１の耐久性を向上させることができる。
【００４１】
さらに、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの個数が、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの個数より多いことが好ましい。このように放電電極５が形成されることにより、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の密度を相対的に大きくすることができるので、より多くのイオンやオゾンを発生させることができるからである。直上を流れる空気の流速が相対的に速い領域ではイオンやオゾンを効率良く発生させることができる。そして、第１の領域９ａの下に配設された放電電極５の個数を増やすことにより、第１の領域９ａ上での放電量を増加させることができる。結果として、不要な放電を抑制しつつ、イオンやオゾンを効率良く発生させることができる。
【００４２】
また、互いに離隔して形成された放電電極５同士の間隔は０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。これらの間隔を０．５ｍｍ以上とすることで、放電による絶縁性基板３や保護層９の劣化が抑制され、放電素子１の耐久性が向上する。
【００４３】
また、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さが、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さより長いことが好ましい。既に示したように、放電電極５の表面に放電が集中しやすいことから、放電電極５の周長さを大きくすることにより、放電電極５の表面積を大きくすることが出来る。そのため、上記のように放電電極５が形成されている場合には、放電効率を向上させることが出来るので、不要な放電を抑制しつつ、イオンやオゾンを効率良く発生させることができる。
【００４４】
また、図２に示すように、放電電極５は、複数の尖状部１５を有していることが好ましい。これは、尖状部１５の先端において、放電が起きやすいからである。放電電極５は複数の尖状部１５が放射状に形成されていることが好ましい。具体的には、各尖状部１５は、頂点を放電電極５の外側に向けた三角形状やカスプ形状であることがよい。このような形状とすることで、放電が先端に集中して発生するようになるからである。このような尖状部１５が複数形成されることで、より放電効率を高めることができる。
【００４５】
また、尖状部１５の角度、すなわち、前記三角形状の頂点から延びる２辺のなす角度は、３０°以上が好ましい。尖状部１５の角度を３０°以上とすることで印刷時のインクにじみによる影響を抑制し、鋭角に形成することができる。これにより、イオンやオゾンの発生量を確実に増加させることが出来る。また、尖状部１５の角度は、９０°以下が好ましい。尖状部１５の角度を９０°以下とすることで、尖状部１５で強い電流集中を起こすことが出来るので、放電量を増加させることができる。
【００４６】
それぞれの放電電極５での尖状部１５同士の先端の間隔は１００μｍ以上であることが好ましい。これらの間隔を１００μｍ以上とすることで、尖状部１５の間での放電が防止されるので、放電効率が低下することがなく、また絶縁性基板３や保護層９の劣化が抑制されるので、放電素子１の耐久性を向上させることができるからである。また、尖状部１５同士の先端の間隔は２ｍｍ以下であることが好ましい。これらの間隔を２ｍｍ以下とすることで、放電素子１を小型化することができる。
【００４７】
さらに、放電電極５は複数の尖状部１５を有し、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの尖状部１５の個数が、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの尖状部１５の個数より多いことが好ましい。放電電極５の鋭角になっている箇所に放電が強く集中することから、上記のように放電電極５が形成される場合には、より効率良くイオンやオゾンを発生させることができる。
【００４８】
また、放電電極５の少なくとも一部に短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂとが交互に形成される場合には、各々の尖状部１５間の距離を十分に保つことができるので、尖状部１５間でのコロナ放電による干渉が抑制される。その結果、放電による絶縁性基板３や保護層９の劣化が抑制され、放電素子１の耐久性が向上する。
【００４９】
また、放電電極５が上記のように形成されているときには、より確実に各尖状部１５の先端の間隔を１００μｍ以上にすることができ、尖状部１５間の放電をより確実に防止することができる。また、短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂとが交互に形成されることで、より確実に互いに離隔する放電電極５同士の間隔を前述の０．５ｍｍ以上にできることから、尖状部１５の数を増加させることも可能となる。
【００５０】
具体的には、図２に示すように、絶縁性基板３上で互いに離隔して形成され、充填材１１及び配線回路１３を介して互いに電気的に導通された各々の放電電極５が、短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂとが交互に形成された形状であることにより、尖状部１５同士の先端の間隔を保つことが可能となる。また、図２（ｂ）に示すように、放電電極５の尖状部１５間の間隔、及び、各々の放電電極５の短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂとの間隔を前述した１００μｍ以上にすることで、十分な量のイオンやオゾンを発生させるために必要な放電量を保ちつつ、尖状部１５間の放電を抑制することが可能となる。
【００５１】
また、図３に示すように、放電電極５が、絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に配設されているときには、放電面積をより大きくすることができるため、イオンやオゾンの発生量を大幅に増加させることができる。
【００５２】
次に、本発明の第２の放電素子について説明する。図７は本発明の第２の放電素子にかかる実施形態の一例を示す断面図である。
【００５３】
図７に示すように、本実施形態の放電素子１は、絶縁性基板３と、絶縁性基板３の少なくとも一方の面に形成された放電電極５と、絶縁性基板３に埋設された誘電電極７と、絶縁性基板３及び放電電極５上に形成された保護層９と、を備えている。そして、保護層９のうちの放電電極５上に形成された領域は、保護層９上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有している。このように、本実施形態の放電素子１における保護層９は、保護層９上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有しているため、不要な放電が抑制されるので、所定の領域で効果的に放電をすることが可能となる。
【００５４】
放電素子１上を通過する空気などの流体の流速分布は一般的に一定ではない。そのため、保護層９の厚みが一定であると、上記流体の流速の遅い領域において放電のロスが生じてしまう。しかしながら、本実施形態の放電素子１では、この保護層９のうちの放電電極５上に形成された領域が、保護層９上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有していることから、放電ロスを抑えて、放電効率を向上させることができる。また、硝酸塩が発生しやすく、保護層９に付着しやすい空気などの流体の流速の遅い領域において、保護層９の厚みが大きいので、放電素子１の耐久性を向上させることもできる。
【００５５】
放電素子１上の流速は、小径ピトー管を用い、放電素子１直上にピトー管を配置することで、発生する圧力差から速度を計測することができる。また、この測定値を放電素子１上の流速として、流速分布を求めることができる。
【００５６】
保護層９は、この保護層９の上を流れる空気の流速分布に応じて、滑らかに形成されていることが好ましい。保護層９が滑らかに形成されていることで、段差がないので放電素子１の劣化につながるクラックが生じにくいからである。
【００５７】
保護層９の材料としては、本発明の第１の放電素子と同様に、絶縁性のよいものであれば良く、例えば、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックス等を用いることが出来る。
【００５８】
保護層９は硝酸塩による放電電極５の劣化を防止するために形成されるものであるが、保護層９の厚みは、最も厚みの小さい場所でも１０μｍ以上となるように形成されることが好ましい。厚みを１０μｍ以上とすることで高電圧が印加された場合でも、絶縁性を保つことができる。また、最も厚みの大きい場所でも１００μｍ以下となるように形成されることが好ましい。厚みを１００μｍ以下とすることで、放電効率が向上するので、より確実に所望の量のイオンやオゾンが得られる。
【００５９】
また、放電電極５の表面に放電が集中しやすいことから、複数の放電電極５が互いに離隔して形成されていることが好ましい。互いに離隔して形成されていることで、放電電極５の表面積をより大きくすることができる。この場合には、第１の放電素子の場合と同様に、各々の放電電極５は、充填材１１及び配線回路１３を介して互いに電気的に導通している。そして、上部を流れる流体の流速が速い領域の方が単位面積あたりの放電電極５の密度が大きいことで放電電極５の表面積がより大きくなり、より多くのイオンやオゾンを発生させることができる。
【００６０】
さらに、流体の流速が速い領域の下に位置する放電電極５の単位面積当たりの個数が、流速が遅い領域の下に位置する放電電極５の単位面積当たりの個数より多いことが好ましい。このように放電電極５が形成される場合には、放電効率をより向上させることができる。これは、放電電極５から放電が起こるため、流速が速く、酸素の供給量の多い領域の下に位置する放電電極５の密度を大きくすることで、結果として、より多くのイオンやオゾンを発生させることができるからである。さらに、線状の放電電極５で保護層９の厚みを変えると、焼成時に連続的に広い範囲で収縮差が発生するため、放電電極５にクラックが発生する恐れがあるが、複数の放電電極５を互いに離隔して形成することで、上記の理由によるクラックの発生を防止することができる。
【００６１】
また、流速が速い領域の下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さが、流速が遅い領域の下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さより長いことが好ましい。このように放電電極５が形成されることにより、放電電極５の表面積を大きくすることができる。放電電極５の表面で放電が集中しやすいことから、放電電極５の表面積が大きくなることで、放電効率を高めることができる。これにより、より多くのイオンやオゾンを発生させることができる。さらに、流速が速く酸素の供給量の多い領域の下に位置する放電電極５の周長さが長いので、結果として、より多くのイオンやオゾンを発生させることができ、放電効率を更に向上させることができる。
【００６２】
また、放電電極５が複数の尖状部１５を有し、単位面積当たりの尖状部１５の個数が、流体の流速が遅い領域よりも流速が速い領域の方が多いときには、放電電極５の鋭角になっている箇所に放電が強く集中することから、より効率良くイオンやオゾンを発生させることが出来る。
【００６３】
また、放電電極５の少なくとも一部は、短い尖状部１５ａと長い尖状部１５ｂが交互に形成されるときには、各々の尖状部１５間の距離を十分に保つことができるので、尖状部１５間でのコロナ放電が抑制され、その結果、放電による絶縁性基板３や保護層９の劣化が抑制され、放電素子１の耐久性が向上する。
【００６４】
また、放電電極５が、絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に配設されているときには、放電電極５が配設されているそれぞれの面上を空気が通過するので、放電面積が倍になるため、イオンやオゾンの発生量が大幅に増加する。その結果として、効率よく多くのイオンやオゾンを発生させることが可能となる。
【００６５】
放電電極５は絶縁性基板３の少なくとも一方の面上に形成されるが、この放電電極５の厚みは、焼成後に５〜５０μｍとなることが好ましい。厚みを５μｍ以上とすることで、放電電極５の形状のばらつきが小さくなり、また、放電に対する放電電極５の耐久性を向上させることができるので、放電素子１の寿命を長くすることができるからである。また、５０μｍ以下とすることで放電電極５の外周部での絶縁性基板３との段差が小さくなり、保護層９を形成する際に起き得るクラックの発生を抑制できるからである。
【００６６】
放電電極５の材料としては、導電性がよいものであれば良い。絶縁性基板３と同時焼成により形成する場合には、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、レニウム（Ｒｅ）等の高融点金属を主成分とするものが好ましい。
【００６７】
絶縁性基板３の厚みは、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。絶縁性基板３の厚みを０．５ｍｍ以上とすることで、放電素子１自体の変形や反りを防止することが出来るので、放電素子１の耐久性が向上する。
【００６８】
また、絶縁性基板３としては、絶縁性のよいものであれば良く、保護層９と同様に、例えば、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックス等を用いることが出来る。また、絶縁性基板３は保護層９と同じ材料を用いることが好ましい。同一の材料を用いることにより、焼成時に、熱膨張差に起因するクラックが絶縁性基板３と保護層９の境界付近に発生することを防止することができる。
【００６９】
誘電電極７は絶縁性基板３の内部に埋設される。誘電電極７の厚みは焼成後に５〜５０μｍとなることが好ましい。厚みを５μｍ以上とすることで、誘電電極７の形状のばらつきが小さくなり、また、放電に対する電極の耐久性が向上するので、放電素子１の寿命を長くすることができる。また、５０μｍ以下とすることで、焼成時にメタライズインクの脱媒が可能となり、セラミック積層内に気泡が生じてしまうことを防止することができる。
【００７０】
誘電電極７の材料としては、放電電極５と同様に、導電性がよいものであれば良いが、好ましくはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、レニウム（Ｒｅ）等の高融点金属を主成分とするものが用いられる。
【００７１】
また、放電電極５及び誘電電極７に給電するための給電部１７は、絶縁性基板３の側面部３ａ、または、絶縁性基板３の放電電極５が配設されていない他方の面に形成されることが好ましい。これにより、給電部１７と放電電極５との沿面距離を確保することができる。なお、図３に示すように、放電電極５が一方の面及び他方の面の両面に配設されている場合には、絶縁性基板３の側面部３ａ、または、絶縁性基板３の放電電極５が配設されている面で放電電極５が形成されていない周縁部３ｂ等に形成されることが好ましい。
【００７２】
以下、本実施形態の放電素子１の製造方法について説明する。
【００７３】
まず、放電電極５や誘電電極７となるメタライズインクを作製する。具体的には、タングステン、モリブデン、レニウム等の高融点金属の粉末と、バインダーと、溶剤と、を混合し、練り合わせてスラリーを作製する。そして、このスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法などのテープ成型法用いて、メタライズインクを作製する。
【００７４】
次に、絶縁性基板３となるセラミックグリーンシートを作製する。具体的には、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等を含有するスラリーを作製することでセラミックシートが作製される。このようにして作製されたセラミックグリーンシートに、スルーホールを形成し、このスルーホールに充填材１１としてタングステン、モリブデン、レニウム等の高融点金属を主成分とするインクを充填する。さらに、このセラミックグリーンシートの表面に上記のメタライズインクを用いて、スクリーン印刷法により複数の放電電極５パターンを印刷する。
【００７５】
同様にして、上記高融点金属を主成分とするインクがスルーホールに充填されたセラミックグリーンシートを形成し、前記セラミックグリーンシートの表面にスクリーン印刷法により、面状の誘電電極７のパターンを、メタライズインクを用いて印刷する。誘電電極７には複数の孔パターン１９が形成され、孔パターン１９の中央にスルーホールが形成される。
【００７６】
更に、アルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックグリーンシートの表面に、スルーホールに充填された充填材１１を介して上記の複数の放電電極５を電気的に導通する配線回路１３を、スクリーン印刷法により印刷する。また、配線回路１３は絶縁性基板３となるセラミックグリーンシートの側面部３ａや周縁部３ｂ等に形成される給電部１７に電気的に接続される。
【００７７】
これらのセラミックグリーンシートを接合する。絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に放電電極５を配設するときには、配線回路１３が印刷されたセラミックグリーンシートの両面に、それぞれ誘電電極７のパターンが印刷されたセラミックグリーンシートを接合する。ついで、それぞれの誘電電極７のパターンが印刷されたセラミックグリーンシートに、それぞれ放電電極５パターンが印刷されたセラミックグリーンシートを接合する。
【００７８】
このとき、放電電極５と誘電電極７との間の絶縁性基板３（誘電層）の厚みが、２０μｍ以上となるよう形成することが好ましい。この絶縁性基板３の厚みを２０μｍ以上とすることで、放電電極５と誘電電極７の間で絶縁破壊が生じることを防止することができる。
【００７９】
また、誘電電極７と配線回路１３との間の絶縁性基板３の厚みが、３００μｍ以上となるよう形成することが好ましい。この絶縁性基板３の厚みを３００μｍ以上とすることで、誘電電極７と配線回路１３の間で絶縁破壊が生じることを防止することができる。
【００８０】
また、誘電電極７とスルーホールとの間の間隔は３００μｍ以上であることが好ましい。誘電電極７とスルーホールとの間の間隔を３００μｍ以上とすることで、放電素子１に高電圧を印加した場合でも絶縁破壊が生じることを防止することができる。また、誘電電極７とスルーホールとの間の間隔は２ｍｍ以下であることが好ましい。誘電電極７とスルーホールとの間の間隔は２ｍｍ以下とすることで、放電素子１を小型化することができる。
【００８１】
さらに、放電電極５上に絶縁性基板３と同じ成分のアルミナ、ムライト、コージライト、ジルコニア等からなるセラミックスの粉末と、バインダーと、溶剤と、を混合し、スラリー状にしたセラミックグリーンシートを作製し、それを放電電極５パターンの表面にスクリーン印刷法により印刷することで保護層９が形成される。ここで、放電電極５パターンの表面に部分的にスクリーン印刷をするなどして、スクリーン印刷の回数を変えることで第１の領域９ａと第２の領域９ｂの保護層９の厚みに違いをもたせ、第１の領域９ａや第２の領域９ｂ等を形成することが出来る。
【００８２】
また、絶縁性基板３と保護層９とが同じ成分である場合には、図４に示す実施形態の放電素子１は、以下のようにしても作製することができる。
【００８３】
まず、上記の実施形態と同様にして、放電電極５及び誘電電極７となるメタライズインク、絶縁性基板３及び保護層９となるとなるセラミックグリーンシートを作製する。そして、セラミックグリーンシート上にメタライズインクを印刷する。このとき、第１の領域の下に位置する放電電極５となるメタライズインクと第２の領域の下に位置する放電電極５となるメタライズインクとを、異なるセラミックグリーンシートにそれぞれ印刷する。
【００８４】
そして、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５となるメタライズインクが印刷されたセラミックグリーンシートの上に、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５となるメタライズインクが印刷されたセラミックグリーンシートを積層する。さらに、この上に保護層９となるセラミックグリーンシートを積層する。
【００８５】
その後、所定の寸法に裁断し、１５００〜１６５０℃の還元雰囲気中で焼成することで、放電素子１が形成される。
【００８６】
焼成後、給電部１７にメッキを施し、ロウ付けや半田等により放電素子１の給電線（不図示）と接続する。さらに、配線した給電部１７上にシリコンなどによりコーティングして、酸化防止の措置をとることが好ましい。
【００８７】
なお、本発明の第１の放電素子及び第２の放電素子は、印加する電圧の大きさや周波数を変えることにより、イオンやオゾンの発生量を変化させることができる。例えば、高電圧を印加することにより、主に空気中の酸素をオゾンにすることが可能となるので、脱臭器等に利用されるオゾン発生用の放電素子１として用いることができる。また一方、低電圧を印かすることにより、空気中の様々な分子をイオン化することが可能となるので、空気清浄機等に用いられるイオン発生用の放電素子１として用いることができる。
【００８８】
また、放電電極５が絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に形成されているときには、それぞれの面に印加する電圧値を変えることで、一方の面をオゾン発生用として、他方の面をイオン発生用として用いるなどして用途を使い分けることもできる。
【００８９】
次に本実施形態にかかる放電モジュールについて説明する。図８（ａ）は本発明の第１の放電素子を用いた放電モジュールの実施形態の一例における放電素子と放電素子上を流れる流体の流速との関係を示した断面図である。また、図８（ｂ）は本発明の第２の放電素子を用いた放電モジュールにおける放電素子と放電素子上を流れる流体の流速との関係を示した断面図である。
【００９０】
また、図９は、本発明の放電モジュールにかかる実施形態の一例を示す斜視図である。図９に示すように、本実施形態にかかる放電モジュール２１は上記の実施形態に代表される放電素子１と、放電素子１が配設されている通風路２３と、を備えている。
【００９１】
このように、上記の実施形態における放電モジュールは、通風路２３を備えていることにより、風向を安定させることができるので、高い放電効率が得られ、より多くのオゾン或いはイオンが発生され、硝酸塩の発生をより抑制することが可能となる。
【００９２】
通風路２３は、放電素子１上を流れる空気の通り道であり、この空気が流れる方向を所望の方向に安定させるものであればどのようなものを用いてもよい。例えば、図９に示すように筒形状のものを用いることで内部の空洞を通風路２３として、空気の流れる方向を一定にすることができる。また、ファンなどの送風機を用いることで、空気の流れの方向を一定にしても良い。
【００９３】
このとき、通風路２３内を流れる流体の流速分布に応じて、放電素子１を配設することが好ましい。例えば、図８（ａ）に示すように、通風路２３の中央は流速（風速）が比較的速く、端の方は比較的流速が遅い場合には、第１の領域９ａ上にこの比較的流速の速い領域２５があり、第２の領域９ｂ上にこの比較的流速の遅い領域２７があることで、より効果的に、硝酸塩の保護層９表面への付着を抑制し、また、放電効率を高めてより多くのイオンやオゾンを発生させることができる。
【００９４】
更に、放電素子１は、保護層９の厚みの小さい第１の領域９ａ上に最も流速の速い領域２５が位置するように配設されることで、放電効率をより向上させることができ、イオンやオゾンの発生量をより増加させることができる。また、厚みの大きい第２の領域９ｂ上に最も流速の遅い領域２７が位置するように配設されることで、不要な放電をさらに抑制し、硝酸塩の保護層９表面への付着を、より確実に抑制することが可能となる。
【００９５】
絶縁性基板３の一方の面のみに放電電極５が形成されている場合には、通風路２３中を流れる空気に放電電極５が面するように放電素子１が配設され、絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に放電電極５が形成されている場合には、通風路２３を二分するように放電素子１が配設されることが好ましい。この場合には、例えば、絶縁性基板３の側面部３ａ又は周縁部３ｂに固定部（不図示）を設け、通風路２３に側壁等があればそれらに固定し、側壁等がない場合は支持板（不図示）を別途設けて浮かせることで、放電素子１が固定される。
【００９６】
次に本実施形態にかかるオゾン発生装置、イオン発生装置について説明する。図１０は本発明のオゾン発生装置又はイオン発生装置にかかる実施形態の一例を示す概略図である。図１０に示すように、本実施形態にかかるオゾン発生装置２９又はイオン発生装置３１は上記の実施形態に代表される放電モジュール２１を備え、放電モジュール２１の放電素子１上の空気の流れの上流側に空気の流れをつくるブロアー３３を備え、下流側にオゾンが滞留する事を防止するオゾン吸着ハニカム３５を備えている。
【実施例】
【００９７】
実施例を以下に示す。
【００９８】
（実施例 １）
純度９６％のアルミナグリーンシートとタングステンインクにより、幅１５ｍｍ長さ４０ｍｍの形状の絶縁性基板３に、放電電極５を最大片面４２個設けた放電素子１を作製した。そして、放電電極５の形状、数量、密度、周長さ、または保護層９の厚みの異なるサンプルを１３個作成した。また、長さ方向に中心基準で２０ｍｍ幅を保護層９の第１の領域９ａとし、その両端１０ｍｍをそれぞれ保護層９の第２の領域９ｂとした
放電評価として、以下の方法で行った。
【００９９】
放電評価：３ｋＶ（Ｐ−Ｐ）、１０ｋＨｚの高周波高電圧電源を用い、２５℃−６０％ＲＨの環境条件にて発生するオゾンの量を測定した。測定方法は、恒温恒湿槽内にて、空気流量２０Ｌ／ｍｉｎ、内径５２ｍｍの円筒内で放電素子１に高電圧を印加して放電させ、下流に、オゾン濃度測定器（ダイレックス（株）社製ＤＹ−１５００型）のサンプリングチューブ３７を設置し、測定を行った。サンプリングチューブ３７の下流にはオゾン吸着ハニカム３５を置き、恒温恒湿槽内にオゾンが滞留することを防止した。
【０１００】
測定は、放電素子１に電圧を印加した後、１分後の濃度を測定した。なお、測定の精度は０．０１ＰＰＭである。比較用としては、試料番号９に従来の線状の放電電極構造である放電素子１を用いた。
【０１０１】
結果は表１に示すとおりである。ただし、表１において放電電極５の形状の「島状」とは、図１に示しているように、スルーホール、配線回路１３を介して、複数の放電電極５が互いに離隔して形成されていることを意味している。
【表１】
【０１０２】
試料番号１〜８の放電素子１と試料番号９〜１３の放電素子１とを比較すると、試料番号１〜８の放電素子１は、放電効率が良く、多量のオゾンを発生させることができることが分かる。
【０１０３】
また、表１に示しているように、試料番号１〜８の放電素子１の保護層９は第１の領域９ａと第２の領域９ｂのみから形成されているが、試料番号９〜１３の放電素子１と比較して、放電効率が向上していることが分かる。
【０１０４】
このように、保護層９が第１の領域９ａと第２の領域９ｂのみから形成され、高いコストを要しない単純な構造であっても、高い放電効率が得られる。なお、保護層９は第１の領域９ａ、第２の領域９ｂだけでなく、更に、保護層９の厚みの異なる別の領域を設けていれば、保護層９の厚みが段階的に変化されているので、効率良くオゾンを発生させることが期待できる。
【０１０５】
また、試料番号１と９を比較すると、放電素子１上の空気の流速分布を考慮し、上方を流れる空気の流速の速い、第１の領域９ａの保護層９の厚みを薄くして、上方を流れる空気の流速の遅い、第２の領域９ｂの保護層９の厚みを厚くした方が、放電効率が良く、より多くのオゾンを発生するためには有効であることが分かる。これは第１の領域９ａ上では風速が速く、より多くの酸素が供給されるので、コロナ放電による酸素からオゾンへの化学反応が効率良く行われていることによるものである。
【０１０６】
さらに、試料番号１及び２の測定結果から、放電電極５が線状電極の形状で形成されているものより、複数の放電電極５が互いに離隔して形成されている方が、コロナ放電によるオゾン発生において、より有効であることが分かる。これは、複数の放電電極５を互いに離隔して形成した方が、放電電極５の周長さをより長く取ることができるためである。
【０１０７】
また、試料番号２及び１０、または試料番号５及び１３の測定結果より、互いに離隔して形成された複数の放電電極５を用いた場合でも、放電素子１上の空気の流速分布を考慮し、上方を流れる空気の流速の速い、第１の領域９ａの保護層９の厚みを薄くして、上方を流れる空気の流速の遅い、第２の領域９ｂの保護層９の厚みを厚くした方が、放電効率が良く、より多くのオゾンを発生するためには有効であることが分かる。
【０１０８】
また、試料番号３及び１１の測定結果より、第２の領域９ｂよりも、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の密度が、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の密度を大きくした方が、オゾンの発生量が多く、コロナ放電によるオゾン発生に有効であることが分かる。これは、第１の領域９ａ上の空気の流速が速く酸素の供給量が多いため、この第１の領域９ａの単位面積当たりの放電電極５の密度を大きくして強い放電を集中させたことにより、放電による酸素からオゾンへの反応が効率良く行われているからである。
【０１０９】
さらに、試料番号４及び１２の測定結果から、上方の空気の流速が遅く、保護層９の厚みの大きい第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５よりも、上方の空気の流速が速く、保護層９の厚みの小さい第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの周長さが長い方が、オゾンの発生量がより多くなっていることが分かる。このことから、第２の領域９ｂよりも、第１の領域９ａの単位面積あたりの放電電極５の周長さが長い方が、放電効率を高めるために、より有効であることが分かる。
【０１１０】
さらに、試料番号５、６、１３の測定結果より、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの数が、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５の単位面積当たりの数よりも多いことにより、オゾンの発生量が多いことが分かる。このことから、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５よりも、第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積あたりの数を増やした方が、より放電効率が高められることが分かる。
【０１１１】
また、試料番号４及び５の測定結果を比較すると、第２の領域９ｂの下に位置する放電電極５よりも第１の領域９ａの下に位置する放電電極５の単位面積あたりの尖状部１５の数を増やした方が、より多くのオゾンを発生させることができることが分かる。これは、放電電極５に設けた尖状部１５の単位面積当たりの数を増やすことにより、放電効率を向上させることができるからである。
【０１１２】
さらに、試料番号６及び７の測定結果を比較すると、異なる長さの尖状部１５を交互に配置した複数の放電電極５に設けることで、より多くのオゾンを発生出来ることが分かる。同一長さの尖状部１５を交互に配設した複数の放電電極５を設けた試料番号６よりも、異なる長さの尖状部１５を交互に配設した複数の放電電極５を設けた試料番号７の方が、放電効率がより良くなり、多くのオゾンを発生させることが出来ている。
【０１１３】
これは、異なる長さの尖状部１５を設けることで、放電電極５の単位面積あたりの周長さを大きくすることが出来るとともに、隣り合う放電電極５同士の放電領域が重なることによる、放電領域の減少を防止することが出来る。
【０１１４】
そして、試料番号８、９を比較することにより、放電電極５を絶縁性基板３の一方の面及び他方の面の両面に設けた場合の方が、放電面積を増やすことができ、より多くのオゾンを発生できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の一例を示す展開斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示す実施形態の放電素子の平面図であり、（ｂ）は（ａ）における領域Ａの拡大平面図である。
【図３】図１に示す放電素子の断面図である。
【図４】本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の放電素子にかかる実施形態の他の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の放電素子にかかる実施形態の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の放電素子を用いた放電モジュールと通風路内の流体の流速との関係を示した図である。（ａ）は第１の放電素子を用いた放電モジュールに関するものであり、（ｂ）は第２の放電素子を用いた放電モジュールに関するものである。
【図９】本発明の放電モジュールにかかる実施形態の一例を示す斜視図である。
【図１０】本発明のオゾン発生装置又はイオン発生装置にかかる実施形態の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１・・・放電素子
３・・・絶縁性基板
３ａ・・・側面部
３ｂ・・・周縁部
５・・・放電電極
７・・・誘電電極
９・・・保護層
９ａ・・・第１の領域
９ｂ・・・第２の領域
９ｃ・・・第３の領域
１１・・・充填材
１３・・・配線回路
１５・・・尖状部
１５ａ・・・短い尖状部
１５ｂ・・・長い尖状部
１７・・・給電部
１９・・・孔パターン
２１・・・放電モジュール
２３・・・通風路
２５・・・速い領域
２７・・・遅い領域
２９・・・オゾン発生装置
３１・・・イオン発生装置
３３・・・ブロアー
３５・・・オゾン吸着ハニカム
３７・・・サンプリングチューブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、該絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成された放電電極と、前記絶縁性基板に埋設された誘電電極と、前記絶縁性基板及び前記放電電極上に形成された保護層と、を備えた放電素子であって、
前記保護層は、前記放電電極上の厚みの互いに異なる第１の領域と、第２の領域と、を有し、平面視した場合に前記第２の領域が前記第１の領域を挟むように配置され、前記第１の領域における前記放電電極上の厚みが、前記第２の領域における前記放電電極上の厚みよりも小さいことを特徴とする放電素子。
【請求項２】
前記第１の領域を含む部分の放電素子の厚みが、前記第２の領域を含む部分の放電素子の厚みと略等しいことを特徴とする請求項１に記載の放電素子。
【請求項３】
前記第１の領域を含む部分の放電素子の厚みが、前記第２の領域を含む部分の放電素子の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の放電素子。
【請求項４】
前記保護層は、前記第１の領域と前記第２の領域とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電素子。
【請求項５】
前記第１の領域は、前記絶縁性基板の中央部上に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放電素子。
【請求項６】
前記第１の領域と前記第２の領域との厚みの差が３０〜９０μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放電素子。
【請求項７】
前記絶縁性基板の少なくとも一方の面には複数の放電電極が互いに離隔して形成されており、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの個数が、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの個数より多いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の放電素子。
【請求項８】
前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの周長さが、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの周長さより長いことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の放電素子。
【請求項９】
前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの前記尖状部の個数が、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの前記尖状部の個数より多いことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の放電素子。
【請求項１０】
前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記複数の尖状部の先端の間隔が０．１〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の放電素子。
【請求項１１】
前記放電電極の少なくとも一部は、短い尖状部と長い尖状部とが交互に形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の放電素子。
【請求項１２】
前記放電電極が、前記絶縁性基板の一方の面及び他方の面の両面に配設されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の放電素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の放電素子と、該放電素子が配設されている通風路と、を備えた放電モジュール。
【請求項１４】
前記通風路内に流体を流したときに、前記第１の領域上を流れる流体の流速は、前記第２の領域上を流れる流体の流速よりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載の放電モジュール。
【請求項１５】
前記放電電極上の前記保護層上を流れる流体の流速が最も速い箇所が前記第１の領域上にあることを特徴とする請求項１４に記載の放電モジュール。
【請求項１６】
前記放電電極上の前記保護層上を流れる流体の流速が最も遅い箇所が前記第２の領域上にあることを特徴とする請求項１４に記載の放電モジュール。
【請求項１７】
絶縁性基板と、該絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成された放電電極と、前記絶縁性基板に埋設された誘電電極と、前記絶縁性基板及び前記放電電極上に形成された保護層と、を備えた放電素子であって、
前記保護層のうちの前記放電電極上に形成された領域は、前記保護層上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有していることを特徴とする放電素子。
【請求項１８】
前記厚みは、前記保護層上を流れる流体の流速が遅い領域よりも前記保護層上を流れる流速が速い領域の方が小さい請求項１７に記載の放電素子。
【請求項１９】
前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記複数の尖状部の先端の間隔が０．１〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の放電素子。
【請求項２０】
前記放電電極の少なくとも一部には、短い尖状部と長い尖状部とが交互に形成されていることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載の放電素子。
【請求項２１】
前記放電電極が、前記絶縁性基板の一方の面及び他方の面の両面に配設されていることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかに記載の放電素子。
【請求項２２】
請求項１７〜２１のいずれかに記載の放電素子と、該放電素子が配設されている通風路と、を備えた放電モジュール。
【請求項２３】
請求項１３〜１６、２２のいずれかに記載の放電モジュールを備えたオゾン発生装置。
【請求項２４】
請求項１３〜１６、２２のいずれかに記載の放電モジュールを備えたイオン発生装置。
【請求項１】
絶縁性基板と、該絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成された放電電極と、前記絶縁性基板に埋設された誘電電極と、前記絶縁性基板及び前記放電電極上に形成された保護層と、を備えた放電素子であって、
前記保護層は、前記放電電極上の厚みの互いに異なる第１の領域と、第２の領域と、を有し、平面視した場合に前記第２の領域が前記第１の領域を挟むように配置され、前記第１の領域における前記放電電極上の厚みが、前記第２の領域における前記放電電極上の厚みよりも小さいことを特徴とする放電素子。
【請求項２】
前記第１の領域を含む部分の放電素子の厚みが、前記第２の領域を含む部分の放電素子の厚みと略等しいことを特徴とする請求項１に記載の放電素子。
【請求項３】
前記第１の領域を含む部分の放電素子の厚みが、前記第２の領域を含む部分の放電素子の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の放電素子。
【請求項４】
前記保護層は、前記第１の領域と前記第２の領域とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電素子。
【請求項５】
前記第１の領域は、前記絶縁性基板の中央部上に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放電素子。
【請求項６】
前記第１の領域と前記第２の領域との厚みの差が３０〜９０μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放電素子。
【請求項７】
前記絶縁性基板の少なくとも一方の面には複数の放電電極が互いに離隔して形成されており、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの個数が、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの個数より多いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の放電素子。
【請求項８】
前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの周長さが、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの周長さより長いことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の放電素子。
【請求項９】
前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記第１の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの前記尖状部の個数が、前記第２の領域の下に位置する前記放電電極の単位面積当たりの前記尖状部の個数より多いことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の放電素子。
【請求項１０】
前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記複数の尖状部の先端の間隔が０．１〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の放電素子。
【請求項１１】
前記放電電極の少なくとも一部は、短い尖状部と長い尖状部とが交互に形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の放電素子。
【請求項１２】
前記放電電極が、前記絶縁性基板の一方の面及び他方の面の両面に配設されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の放電素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の放電素子と、該放電素子が配設されている通風路と、を備えた放電モジュール。
【請求項１４】
前記通風路内に流体を流したときに、前記第１の領域上を流れる流体の流速は、前記第２の領域上を流れる流体の流速よりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載の放電モジュール。
【請求項１５】
前記放電電極上の前記保護層上を流れる流体の流速が最も速い箇所が前記第１の領域上にあることを特徴とする請求項１４に記載の放電モジュール。
【請求項１６】
前記放電電極上の前記保護層上を流れる流体の流速が最も遅い箇所が前記第２の領域上にあることを特徴とする請求項１４に記載の放電モジュール。
【請求項１７】
絶縁性基板と、該絶縁性基板の少なくとも一方の面に形成された放電電極と、前記絶縁性基板に埋設された誘電電極と、前記絶縁性基板及び前記放電電極上に形成された保護層と、を備えた放電素子であって、
前記保護層のうちの前記放電電極上に形成された領域は、前記保護層上を流れる流体の流速の分布に応じた厚みを有していることを特徴とする放電素子。
【請求項１８】
前記厚みは、前記保護層上を流れる流体の流速が遅い領域よりも前記保護層上を流れる流速が速い領域の方が小さい請求項１７に記載の放電素子。
【請求項１９】
前記放電電極は複数の尖状部を有し、前記複数の尖状部の先端の間隔が０．１〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の放電素子。
【請求項２０】
前記放電電極の少なくとも一部には、短い尖状部と長い尖状部とが交互に形成されていることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載の放電素子。
【請求項２１】
前記放電電極が、前記絶縁性基板の一方の面及び他方の面の両面に配設されていることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかに記載の放電素子。
【請求項２２】
請求項１７〜２１のいずれかに記載の放電素子と、該放電素子が配設されている通風路と、を備えた放電モジュール。
【請求項２３】
請求項１３〜１６、２２のいずれかに記載の放電モジュールを備えたオゾン発生装置。
【請求項２４】
請求項１３〜１６、２２のいずれかに記載の放電モジュールを備えたイオン発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１０８７２０（Ｐ２００８−１０８７２０Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４８９４２（Ｐ２００７−２４８９４２）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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