(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正イオンとしてＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または任意の自然数）を、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または任意の自然数）を発生させるイオン発生装置と、
イオンを放出する送風機と、
前記イオン発生装置を制御する制御部と、
空気中に浮遊する粒子の径を検出する粒子検出部と、
空気中の臭い成分を検出する臭い検出部とを備えて、
前記制御部は、前記イオン発生装置より発生する正負イオン量が異なる複数種類の運転モードを選択的に切換える切換え手段を有し、
前記切換手段は、前記粒子検出部により検出された粒子径が第１所定値未満であるときは、前記臭い検出部により臭いが検出されるか否かに基づいて、前記イオン発生装置により発生させる正負イオン量を切換えることを特徴とする、空気調節装置。
【請求項２】
前記切換手段は、前記臭い検出部により臭いが検出されないときは、第１量の正負イオンが発生し、また、前記臭い検出部により臭いが検出されるときは、前記粒子検出部により検出される粒子径に基づいて、発生する正負イオンを前記第１量以下の範囲で切換えるように前記イオン発生装置を駆動する、請求項１に記載の空気調節装置。
【請求項３】
前記切換手段は、
前記粒子検出部により検出される粒子径がタバコの煙の粒子径に該当するときは、前記第１量の正負イオンを発生し、前記粒子検出部により検出される粒子径がタバコの煙の粒子径に該当しないときは、前記第１量未満の第２量の正負イオンが発生するように前記イオン発生装置を駆動する、請求項２に記載の空気調節装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記粒子検出部により粒子が検出されないときは、負イオンのみが発生するように前記イオン発生装置を制御する、請求項１に記載の空気調節装置。
【請求項５】
前記第１量は、放射された正負イオン濃度をそれぞれ３万個／ｃｃとなるような量であることを特徴とする、請求項２に記載の空気調節装置。
【請求項６】
前記第２量は、放出された正負イオン濃度がそれぞれ１万個／ｃｃとなるような量であることを特徴とする、請求項３に記載の空気調節装置。
【請求項７】
前記第１量は第３量未満であって、
前記第３量は、空気中の花粉を失活可能な量であることを特徴とする、請求項２に記載の空気調節装置。
【請求項８】
前記第３量は、放射された正負イオン濃度がそれぞれ５万個／ｃｃ〜１０万個／ｃｃとなるような量であることを特徴とする、請求項７に記載の空気調節装置。
【請求項９】
花粉の活性度を抑制することが所望されるときは、前記送風機は、最大送風量での運転と、前記最大送風量よりも少ない送風量での運転とを交互に行なうことを特徴とする、請求項１に記載の空気調節装置。
【請求項１０】
前記粒子検出部は、
前記空気中の前記浮遊粒子を検出してパルス列を出力するパルス列出力部と、
前記浮遊粒子の種類毎に対応付けされた、当該種類の前記浮遊粒子の前記パルス列の推移パターンと粒子の径のデータとを予め有し、
前記パルス列出力部から出力される前記パルス列の推移パターンと前記予め有するパルス列の推移パターンのそれぞれとを照合し、照合結果に基づき前記浮遊粒子の種類を決定して、決定した種類に対応する前記粒子の径を前記切換手段に出力することを特徴とする、請求項１に記載の空気調節装置。
【請求項１１】
発生して放出される正負イオンは、空気中の浮遊粒子に付着して化学反応による粒子の分解作用をもたらすことを特徴とする、請求項１に記載の空気調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオンを発生させることのできる空気調節装置に関し、特に、正（プラス）イオン及び負（マイナス）イオンの双方を空間に放出して空気中に浮遊する細菌を殺菌したり、ウイルスなどの不活化を可能ならしめるイオンの発生機能を備える空気調節装置に関する。ここで不活化とは、ウィルスの活動を低下させることを意味する。
【０００２】
本発明に係る空気調節装置に該当するものの例としては、空気調和機、除湿機、加湿器、空気清浄機、冷蔵庫、ファンヒーター、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機、殺菌装置などがあり、主に、家屋の室内、ビル内の一室、病院の病室若しくは手術室、車内、飛行機内、船内、倉庫内などに用いられる。
【０００３】
【従来の技術】
従来より、負イオン発生機単独または空気清浄機に負イオン発生機能を備えたものがあるが、最近は一般家庭用の正イオンと負イオンを発生するイオン発生装置を備えた空気調和機が提供されつつある（例えば、特許文献１〜６を参照）。
【０００４】
なお、特許文献２では正イオンと負イオンとを略等量発生させる第１運転モードと、比較的少量の正イオンと比較的多量の負イオンとを同時に発生させる第２運転モードとを有して、これら両運転モードを選択的に切換える構成が示されるが、略等量ずつの正イオンと負イオンとの量が異なる運転モードが複数種類設けられるとの記載はない。
【０００５】
ここで空気中に漂う汚れ粒子としては粒子径とともに示すと次のようなものがある。例えば、花粉症の原因になる花粉は１０〜１００μｍ、喘息の原因の一つとなるカビは２．５〜２０μｍであり、これらは比較的に大きい粒子である。一方、タバコの煙粒子が０．０１〜１μｍと小さい。フィルタの一種であるＨＥＰＡフィルタでは０．３μｍ以上の粒子であれば９９．９７％の除去性能を有していたので、花粉およびカビなどの大きい粒子は、空気清浄機に装着されているＨＥＰＡフィルタでほとんど除去可能であった。しかし、この性能ではインフルエンザウイルス、夏風邪の要因となる０．２５〜１．０μｍの小さなコクサッキーウイルスまでは十分には除去できなかった。
【０００６】
そこで、出願人において、イオン発生装置から略同時に発生される負イオンと正イオンとがインフルエンザウイルス、コクサッキーウイルスを不活化することに着目したイオン発生装置を備えた空気調和機が実用化された。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−７８７８８号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−３１９４７２号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２００２−２１６９３３号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平１１−１６６７５４号公報
【００１１】
【特許文献５】
特開平１０−２４９１３５号公報
【００１２】
【特許文献６】
特開２００３−４７６５１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、換気が少なく密閉化された部屋や、事務所、会議室、家庭内などで人が多いと、呼吸と共に排出される二酸化炭素や、タバコの煙、埃など汚染微粒子が増加し、負イオンが減少する。特にタバコを喫煙すると大きく低下し室外空気イオンの１／２〜１／５程度の負イオン量となる傾向がみられる。そのため、空気清浄機の運転は、部屋の空気を吸引してフィルタにより汚染物質を吸着もしくは分解する方式に従うものである。この場合には長期にわたる使用によりフィルタの交換などのメンテナンスが不可欠であり、しかも、フィルタの特性が不充分なために満足いく結果が得られなかった。
【００１４】
つまり、花粉症の原因となるスギ花粉の粒子は、ほとんど空気清浄機内に装着されているＨＥＰＡフィルタに吸着されるので、フィルタ交換等のメンテナンスが比較的に頻繁に必要であった。
【００１５】
本発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、フィルタ機能に拠ることなく空気調節できる空気調節装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明のある局面に従う空気調節装置は、正イオンと負イオンを発生させるイオン発生装置と、イオンを放出する送風機と、イオン発生装置を制御する制御部とを備えて、制御部は、イオン発生装置より発生する正負イオン量が異なる複数種類の運転モードを選択的に切換える切換え手段を有する。そして発生して放出される正負イオンは空気中の浮遊粒子に付着して化学反応による粒子の分解作用をもたらす。
【００１７】
したがって、複数種類の運転モードのいずれかに選択切換えして発生する正負イオン量を選択的に設定できるから、フィルタ機能によることなく発生して放出される正負イオンにより空気中に浮遊する粒子を分解して空気調節することが可能となる。
【００１８】
また、発生する正負イオン量を選択的に切換えることができるから、正負イオンの発生に伴うコスト（電力）の切換え、イオン発生に伴う放電音の切換え、イオン発生に伴い発生するオゾン量の選択的な切換えを行なうことができる。その結果、運転モード切換えすることなく一律の正負イオン量を発生させるのに比べて、コスト削減、放電音の低減、オゾン量の抑制を実現できる。
【００１９】
好ましくは、さらに、空気中に浮遊する粒子の径を検出する粒子検出部を備え、切換え手段は、粒子検出部により検出された粒子の径に応じて、運転モードの種類を切換える。
【００２０】
したがって、発生して放出される正負イオン量を空気中に浮遊する粒子の径に応じて調整することができる。
【００２１】
好ましくは、粒子は空気の汚染要因となる粒子である。したがって、発生して放出される正負イオン量を空気の汚染要因に応じて調整できる。
【００２２】
好ましくは、切換え手段は、粒子検出部により検出された粒子径が、花粉の粒子径に該当する第１所定値以上を示すときは、第１量の正負イオンが発生するようにイオン発生装置を駆動する。
【００２３】
したがって、花粉の粒子が検出されるときは、第１量の正負イオンを発生させて放出して比較的大きな花粉粒子を分解して、そのアレルゲンを不活化しながら空気調節できる。
【００２４】
好ましくは、切換え手段は、粒子検出部により検出された粒子径が第１所定値未満であるときは、第１量より少ない量の正負イオンが発生するようにイオン発生装置を駆動する。
【００２５】
したがって、空気中に浮遊する粒子径が花粉の粒子径に該当する第１所定値未満であり比較的に大きくないときは、発生させる正負イオン量を、それに合わせて第１量よりも少なくすることができる。
【００２６】
好ましくは、空気中の臭い成分を検出する臭い検出部をさらに備えて、切換え手段は、粒子検出部により検出された粒子径が第１所定値未満であるときは、臭い検出部により臭いが検出されるか否かに基づいて、イオン発生装置により発生させる正負イオン量を切換える。
【００２７】
したがって、空気中に浮遊する粒子径が花粉の粒子径に該当する第１所定値未満であるときは、臭いが検出されるか否かに基づいて、イオン発生装置により発生させる正負イオン量を第１量より少なくない範囲で切換えることができる。
【００２８】
好ましくは、切換え手段は、臭い検出部により臭いが検出されないときは、第１量未満の第２量の正負イオンが発生するようにイオン発生装置を駆動する。
【００２９】
したがって、臭い成分を伴わない粒子であって、その粒子径が花粉の粒子径に該当する第１所定値未満であるときは、第１量未満の第２量の正負イオンが発生する。
【００３０】
好ましくは切換え手段は、臭い検出部により臭いが検出されるときは、粒子検出部により検出される粒子径に基づいて、発生する正負イオンを第１略等量未満の第２略等量以下の範囲で切換えるように前記イオン発生装置を駆動する。
【００３１】
したがって、臭い成分を伴う粒子であって、その粒子径が花粉の粒子径に該当する第１所定値未満であるときは、粒子検出部により検出される粒子径に基づいて、発生する正負イオン量を第１量未満の第２量以下の範囲で切換える。
【００３２】
好ましくは、切換え手段は、粒子検出部により検出される粒子径がタバコの煙の粒子径に該当するときは、第２量の正負イオン量が発生するようにイオン発生装置を駆動する。
【００３３】
したがって、臭い成分を伴うタバコの煙の粒子は、第２量の正負イオン量が発生して放出されることにより、分解・除去される。また、発生する第２量の正負イオン量による脱臭効果も得られる。
【００３４】
好ましくは、粒子検出部により検出される粒子径がタバコの煙の粒子径に該当しないときは、第２量未満の第３量の正負イオンが発生するようにイオン発生装置を駆動する。
【００３５】
したがって、臭いが検出された場合であっても、検出される粒子径がタバコの煙のそれに該当しないときは、生活一般において生じる生活臭と想定されるから、タバコの煙ほどの脱臭力は必要とされないと考えられる。それゆえに、第２量未満の第３量の正負イオンを発生させることにより浮遊する粒子を分解・除去（カビ菌の殺菌、カビ増殖防止）することができる。またこれにより、生活臭も取り除かれる。
【００３６】
好ましくは、制御部は、粒子検出部により粒子が検出されないときは、負イオンのみが発生するようにイオン発生装置を制御する。
【００３７】
したがって、空気中に浮遊する粒子が検出されないときは粒子の分解・除去は必要とされていないから、正負イオンを発生させるのではなくて負イオンのみを発生して放出する。これにより脱臭効果およびリラクゼーション効果をもたらすことができる。また、正負イオンを発生させるのではないから、その分、上述したようなコスト削減、放電音の低減、オゾン量の抑制を実現できる。
【００３８】
好ましくは、第２量は、放出された正負イオン濃度がそれぞれ３万個／ｃｃとなるような量である。したがって、比較的に多い３万個／ｃｃとなるような量の正負イオンを放出することにより、粒子径が比較的に大きくても、また臭い成分が浮遊する場合でも粒子の分解・除去または脱臭を効果的に行なうことができる。
【００３９】
好ましくは、第３量は、放出された正負イオン濃度がそれぞれ１万個／ｃｃとなるような量である。したがって、比較的に少ない１万個／ｃｃとなるような量の正負イオン量を放出することにより、臭い成分を伴う粒子の分解・除去または脱臭を効果的に行なうことができる。
【００４０】
好ましくは、第１量は、空気中の花粉を失活化可能な量である。したがって、空気中に花粉が浮遊する場合には、第１量の正負イオンを発生させて、放出することにより、花粉を分解し、アレルゲンを失活させ、除去できる。
【００４１】
好ましくは、第１量は、放出された正負イオン濃度がそれぞれ５万個／ｃｃ〜１０万個／ｃｃとなるような量である。したがって、空気中に比較的に大きな粒子径の花粉が浮遊する場合には、５万個／ｃｃ〜１０万個／ｃｃとなるような量の正負イオンをそれぞれ発生させて、放出することにより、花粉を分解し、アレルゲンを失活させ、除去できる。
【００４２】
好ましくは、花粉の活性度を抑制することが所望されるときは、送風機は、最大送風量での運転と、最大送風量よりも少ない送風量での運転とを交互に行なう。
【００４３】
したがって、空気中に浮遊する花粉粒子が多い時には、発生した量の正負イオンは送風機により空気中にまんべんなく放出される。
【００４４】
この発明の他の局面に従う空気調節装置は、正イオンと負イオンを発生させるイオン発生装置と、イオンを放出する送風機と、イオン発生装置を制御する制御部とを備えて、制御部は、空気中に放出する正負イオン量が異なる複数の運転モードを選択的に切換える切換手段を有する。
【００４５】
この発明の更に他の局面に従う空気調節装置は、正イオンと負イオンを発生させるイオン発生装置と、イオンを放出する送風機と、イオン発生装置を制御する制御部と、空気中の粒子を検出する粒子検出手段を備えて、制御部は、粒子検出手段の出力に応じて、空気中に放出する正負イオン量が異なる複数の運転モードを選択的に切換える切換手段を有する。
【００４６】
【発明の実施の形態】
（アレルゲン）
本発明において「アレルゲン」とは、スギ、ヒノキ、ブタクサ、オオアワガエリ、ヨモギ等の花粉や、ダニ等の生物に含まれる物質であって、生体に作用することにより抗原抗体反応の一種であるアレルギー反応を生ぜしめる物質をいうものとする。なお一般には、アレルゲンは、タンパク質もしくは糖タンパク質からなるものであるが、本明細書においてはその形状または大きさは特に限定されず、それらのタンパク質や糖タンパク質自体の分子状のもの、あるいはそれらが集合して粒子状になったもの、またあるいはその分子状のものの一部である抗原決定基等が含まれるものとする。
【００４７】
（アレルゲンの失活）
また、本発明において「失活」とは、アレルゲンを変成ないし分解することにより、活性なアレルゲンを消滅させることのみならず、活性なアレルゲンの数を減少させること、および個々のアレルゲンの活性度を低下させることをも含むものとする。
【００４８】
（参考とした試験）
出願人は、アレルギー疾患の発生を効果的に防止することが可能な空気調節装置を開発するに際して、以下に示す試験の結果を参考とした。
【００４９】
試験は、花粉から抽出したアレルゲンを高濃度の正負両方のイオンを含む雰囲気中にさらすことにより、アレルゲンが失活するかどうか、またアレルゲンが失活した場合にどの程度失活するかを検証したものである。以下においては、この試験の試験方法および試験結果について説明する。
【００５０】
（Ａ．試験方法）
まず、ニホンスギ（学名：Cryptomeria Japonica）から採取したスギ花粉を化学処理し、スギ抗原性物質（略称：ＣＪＰ）を得た。このアレルゲンであるスギ抗原性物質には、主要なアレルゲン蛋白質としてのＣｒｙ ｊ１およびＣｒｙ ｊ２が含まれている。
【００５１】
つづいて、フォーリン−ローリー（Folin-Lowry）法により、ＣＪＰの蛋白量を定量した。
【００５２】
次に、ＣＪＰを含んだ溶液を密閉空間内にて噴霧器を用いて噴霧し、回収した。このとき、密閉空間内に正負両方のイオンを放出するイオン発生装置を取付けた。そして、イオン発生装置を動作させて密閉空間内の正負両方のイオン濃度を平均１×１０5個／ｃｍ3に維持した雰囲気中で噴霧されたサンプルと、イオン発生装置を動作させることなく通常の雰囲気中で噴霧されたサンプルとを得た。
【００５３】
この２つのサンプルを比較することにより、イオン処理によってアレルゲンが失活したかどうか、またアレルゲンの失活がどの程度生じたかを評価した。評価方法としては、以下の４つの評価方法が実施された。
【００５４】
第１の評価方法は、イライザ（ＥＬＩＳＡ：Enzyme-linked Immunosorbent Assay）法による評価である。イライザ法は、サンプルを花粉症患者から抽出した血清ＩｇＥ（免疫グロブリンＥ）抗体と反応させ、その蛍光強度を測定することによりアレルゲンの活性度を評価するものである。また、サンプルのＣＪＰをＣｒｙ ｊ１とＣｒｙ ｊ２とに遠心分離し、モノクローナル抗体と反応させることによってアレルゲン蛋白質ごとにどの程度反応性が低下しているかを評価する。
【００５５】
第２の評価方法は、イライザ・インヒビション（ＥＬＩＳＡ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ：Enzyme-linked Immunosorbent Assay inhibition）法による評価である。イライザ・インヒビション法は、上述のイライザ法を用いて血清ＩｇＥ抗体とアレルゲンの反応性を定量的に比較評価するものである。
【００５６】
第３の評価方法は、皮内反応試験と呼ばれる評価方法である。皮内反応試験は、花粉症患者の前腕屈側皮内にＣＪＰを含む溶液を注射し、その後に現れる炎症の大きさによりアレルゲンの失活状況を評価するものである。
【００５７】
第４の評価方法は、結膜反応試験と呼ばれる評価方法である。結膜反応試験は、花粉症患者の眼にＣＪＰを含む溶液を滴下し、その後に現れる充血の程度によりアレルゲンの失活状況を評価するものである。
【００５８】
（Ｂ．試験結果）
図１から図４は、上述の第１の評価方法による試験結果を示す図である。図１から図４に示すように、ＣＪＰにイオン処理を施すことにより、患者１９から６０までの合計４２人の花粉症患者のうち、患者４０、患者４９、患者５４および患者５７を除く３８人の花粉症患者の血清ＩｇＥ抗体との間で、ＣＪＰの抗原抗体反応の反応性が低下していることが確認された（蛍光強度が小さいほど、反応性が低下していることを示している）。また、抗原抗体反応の反応性の低下が確認された３８人の花粉症患者のうち、３３人の花粉症患者においては、著しい抗原抗体反応の反応性の低下が確認された。
【００５９】
図５は、上述の第１の評価方法による他の試験結果を示す図である。図５に示すように、イオン発生装置を作動させない場合に得られるサンプル（すなわち、未処理Ｃｒｙ  ｊ１および未処理Ｃｒｙ  ｊ２）と、イオン発生装置を作動させ、正負両イオン濃度がそれぞれ平均１×１０5個／ｃｍ3となる雰囲気で作用させた場合に得られるサンプル（すなわち、イオン処理Ｃｒｙ  ｊ１およびイオン処理Ｃｒｙ  ｊ２）とを比較した場合に、イオン処理を施した場合のサンプルに含まれる抗原性物質であるＣｒｙ  ｊ１およびＣｒｙ  ｊ２とそのモノクローナル抗体との反応性（結合性）が有意に低下していることが確認された。すなわち、Ｃｒｙ  ｊ１とモノクローナル抗体との反応性は、未処理のものとイオン処理のものとの間で約５分の１に低下しており、Ｃｒｙ ｊ２においても２分の１以下に低下していることが分かった。
【００６０】
図６は、上述の第２の評価方法による試験結果を示す図である。図６に示すように、イオン処理を施していないＣＪＰにおいては、５０％阻害（ＣＪＰの血清ＩｇＥ抗体に対する反応率を５０％に低下させること）に必要なスギ抗原性物質量は約２．５３×１０3ｐｇ／ｗｅｌｌであるのに対し、イオン処理を施したＣＪＰでは、５０％阻害に必要なスギ抗原性物質量が１．３４×１０4ｐｇ／ｗｅｌｌにまで低下していることが分かった。すなわち、５０％阻害に必要なイオン処理ＣＪＰの量は、５０％阻害に必要な未処理ＣＪＰに対して、約５．３倍もの量が必要であることが確認された。すなわち、これはイオン濃度が平均１×１０5個／ｃｍ3の場合に約８１％のＣＪＰが失活していることを示している。
【００６１】
表１に、上述の第３の評価方法による試験結果を示す。
【００６２】
【表１】
0003693663.tif 000002
【００６３】
ここで、表１においては、注射によって生じる炎症のうち、紅斑が１０ｍｍ未満の場合を「−」、紅斑が１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満の場合を「±」、紅斑が２０ｍｍ以上３０ｍｍ未満であるか、または膨疹が１０ｍｍ未満の場合を「＋」、紅斑が３０ｍｍ以上４０ｍｍ未満であるか、または膨疹が１０ｍｍ以上１５ｍｍ未満の場合を「＋＋」、紅斑が４０ｍｍ以上か、または膨疹が１５ｍｍ以上の場合を「＋＋＋」とした。
【００６４】
表１に示すように、花粉症患者ＡからＦの６人全員に対して皮内反応性の低下が確認された。
【００６５】
表２に、上述の第４の評価方法による試験結果を示す。なお、患者ＡからＦは、上述の皮内反応試験における患者と同一人である。
【００６６】
【表２】
0003693663.tif 000003
【００６７】
ここで、表２においては、滴下によって生じる結膜反応のうち、充血が認められない場合を「−」、僅かに充血が認められ痒み感のある場合を「±」、球結膜上部または下部のいずれかに充血の認められる場合を「＋」、球結膜上部または下部のいずれにも充血が認められる場合を「＋＋」、球結膜全体に充血が認められる場合を「＋＋＋」、眼瞼の浮腫等が認められる場合を「＋＋＋＋」とした。
【００６８】
表２に示すように、花粉症患者ＡからＦの６人のうち、患者Ａを除く５人に対して、結膜反応性の低下が確認された。
【００６９】
以上の試験結果より、アレルゲンを失活させる方法として、アレルゲンを高濃度の正負両イオンを含む雰囲気中にさらすことが非常に効果的であることがわかる。これは、以下のメカニズムによって生ずるものと解される。
【００７０】
まず、空間に正負イオン、すなわち、正イオンは、Ｈ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または任意の自然数）、負イオンは、Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または任意の自然数）が放出され、放出された正負両イオンが空気中に浮遊しているアレルゲンを取り囲み、アレルゲンの表面で正負両イオンが以下のような化学反応（１）および（２）を起こす。そして、この反応によって生じる活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨが、アレルゲンの抗体反応部位を変成または分解する。これにより、アレルゲンの失活が生じるものと考えられる。
【００７１】
【化１】
0003693663.tif 000004
【００７２】
なお、上記の説明においては、正イオンとしてＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または任意の自然数）を、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または任意の自然数）をそれぞれ中心に述べてきたが、本発明における正負イオンはこれらのみに限定されるものではない。上記２種の正負イオンを主体としつつ、たとえば、正イオンとしてはＮ2+、Ｏ2+等を、負イオンとしてはＮＯ2-、ＣＯ2-等をそれぞれ例示することができ、これらを含んでいたとしても同様の効果が期待できる。
【００７３】
また、ここで、正イオンとして記載したＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または任意の自然数）は表記方法を変更するとＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と記述することが可能であり、同等のイオンを示すものである。
【００７４】
以下、空気清浄機を一例として図面を用いて説明する。
図７はイオン発生装置を搭載した空気清浄機の分解斜視図、図８は図７の本体背面斜視図、図９は図７の本体の断面図、図１０は図７の操作部を説明する図、図１１は図７のリモコンの操作部分を説明する図である。図１２は図１１の空気清浄機の送風経路の概略図である。
【００７５】
イオン発生装置を搭載した空気清浄機は、図７から図１１に示すように、空気清浄機の本体１、本体の前板２、複数種類のフィルタからなるフィルタ部３、ファン用のモータ４、ターボファン５、吹出口６、イオン発生装置７、イオン吹出口８、本体のベース９、運転状態の表示機能を有する操作部１０、前板２の吸込口１１、および空気清浄機の運転を遠隔制御するための信号を操作部１０に対して指示するために操作されるリモコン（リモートコントローラの略）１２を備える。
【００７６】
空気清浄機の本体１は、前面側と背面側の本体前２１と本体後２２とに二分割され、本体前２１を被うように、前板２を設けた構造になっている。
【００７７】
本体前２１は、前面側から見て、フィルタ３を収納する凹部からなる収納部２３であって長方形をした開口部を有しており、底面部にはフィルタ３を通過した室内空気を通す穴２４を放射状に形成している。放射状の穴２４の中央部にはモータを取り付ける凹状の収納部が背面側に設けられ、その周辺部にはファン用ケーシングの立壁を配設し上方が開口され、空気を室内に吹出す吹出口６となる。イオン発生装置７は、ファン用ケーシングの送風経路５９の途中に配設されて、吹出口６から上方に正負イオンを含んだ空気が吹き出される。
【００７８】
前板２は、本体前２１から一定空間をもって本体前２１に係止する形態で、左右に僅かな湾曲を持たせ、中央部には室内の空気を吸込む吸込口１１が上下に形成されている。前板２と本体前２１との四方面の空間の側面吸込口３０からも室内の空気を吸い込むようになっている。
【００７９】
操作部１０は、図１０に示すように、外部から操作される『運転切換』ボタン５１、種々の運転状態を表示するための『切タイマ表示』ランプ５３、『自動運転』ランプ５４、『花粉運転』ランプ５５、『風量』ランプ５６および『静音』ランプ５７ならびにリモコン１２からの赤外線変調された信号を受光して電気信号に変換する受光部５８を有する。
【００８０】
『運転切換』ボタン５１は、本体１の運転動作を入／切するために操作されるもので、ボタン５１が押されると運転は開始されて自動運転モードでの運転になり、『自動運転』ランプ５４が点灯する。
【００８１】
『運転切換』ボタン５１は、押すごとに、『自動運転』⇒『静音運転』⇒『中〜強〜急速運転』⇒『花粉運転』⇒『自動運転』⇒・・・と順々に運転モードが切換り、併せて『自動運転』ランプ５４⇒『静音』ランプ５７⇒『風量』ランプ５６⇒『花粉運転』ランプ５５⇒『自動運転』ランプ５４⇒・・・と切換わった運転モードに対応のランプが消灯→点灯に切換る。
【００８２】
『自動運転』では、図示されないが本体１に設けられて空気中の汚れを検出する汚れセンサが検知した空気の汚れの程度に応じて、風量（強（最大風量）、中、静音（最小風量））を自動的に切換えながら運転する。『静音運転』ではターボファン５により微風で静かな運転をする。『中〜強〜急速運転』ではターボファン５による風量が中、強、急速で運転される。『花粉運転』では、例えば１０分間、ターボファン５が風量「強」で運転後に風量「中」、「強」で繰返し運転をする。
【００８３】
リモコン１２の操作パネルには図１１に示すように、運転に関する指示信号を送信するための送信部６９、自動運転を開始または運転を停止するために操作される『運転入／切』ボタン７０、『切タイマ』ボタン７１、『自動運転』モードに切換えるために操作される『自動運転』ボタン７２、花粉が気になるときに効果的な運転をする『花粉運転』モードに切換えるために操作される『花粉運転』ボタン７４、風量を静音・中・強・急速に切換えるために操作される『手動運転』ボタン７５、『静音』運転ボタン７６および『クラスタイオン切換』ボタン７８を含む。
【００８４】
『切タイマ』ボタン７１は、切タイマ時間を設定し、押す毎に設定時間が変わり、設定内容を受信音の数で知らせる。
【００８５】
『クラスタイオン切換』ボタン７８は、イオン発生装置７の駆動を『クラスタイオン自動』、『クリーン』、『イオンコントロール』および『クラスタイオン切』の各種運転モードに切換えるために操作される。『クラスタイオン自動』モードは、『クリーン』モードと『イオンコントロール』モードを汚れセンサの検出レベルに応じて切換える。『クリーン』モードは正イオンおよび負イオンを等量発生させて空気中に浮遊するウイルスやカビを殺菌する殺菌モードである。殺菌モードは後述する『花粉運転』モードとは発生するイオン量が異なる。『イオンコントロール』モードは発生する負イオンの割合を上げて空気中のイオンバランスを調えるリフレッシュモードである。『クラスタイオン切』モードではクラスタイオンの発生は停止する。
【００８６】
『切タイマ』ボタン７１は、運転中に停止するまでの時間設定をするために操作されて、『切タイマ』ボタン７１を押す毎に、『１時間』⇒『４時間』⇒『８時間』⇒『取消し』⇒『１時間』・・・と設定時間が切換り、この切換指示に併せて、『切タイマ表示』ランプ５３も『１』⇒『４』⇒『８』⇒『消灯』⇒『１』・・・と切換り点灯する。設定時間が計時終了すると、運転は停止する。
【００８７】
フィルタ部３は、図７に示すように、プレフィルタ３１、脱臭フィルタ３２および集塵フィルタ３３の３種類から構成され、吸込口１１側から順に、塵や埃の大きい粒子を捕集するプレフィルタ３１、アセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などの臭い成分を吸着する脱臭フィルタ３２、ＨＥＰＡシートにより空気中の塵や埃を捕集する集塵フィルタ３３が、本体前２１の収納部２３に納められている。
【００８８】
フィルタ部３をこのようなフィルタ構成にすることにより、プレフィルタ３１で、室内より吸込んだ空気中の塵や埃を捕集し、脱臭フィルタ３２では、空気中の臭いの成分であるアセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などを吸着させ、最後に集塵フィルタ３３でプレフィルタ３１を通過した微細な塵や埃を捕集されるので、フィルタ３を出た空気は臭いや塵・埃のない空気となる。
【００８９】
室内の空気を吸込むターボファン５とターボファン５を回転させるファンモータ４は、フィルタ部３の下流側に配設し、ターボファン５の形態は後ろ曲がりの半径方向に長い羽をし、最も静圧が高く、静音効果を発揮する。モータ４には制御性を重視した直流モータを使用としている。
【００９０】
イオン発生装置７は、図７と図１２に示すように、本体１内部の送風機のケーシングの通路の途中に配設される。イオン発生装置７は図１３のイオン発生素子１０１を有する。図１３のイオン発生素子１０１の矢線ＸＩＶ−ＸＩＶ方向の断面が図１４に示されて、矢線ＸＶ−ＸＶ方向の断面が図１５に示される。イオン発生素子１０１は、平板状の誘電体１０４の表面に設けられた放電電極１０５と、該放電電極１０５に電力を供給するため誘電体１０４の表面に設けられる放電電極接点１０８と、誘電体１０４の内部に埋設され且つ前記放電電極１０５と平行に設けられた誘導電極１０６と、該誘導電極１０６に電力を供給するため誘電体１０４の表面に設けられる誘導電極接点１０７と、抵抗を溶着する抵抗接点を有している。
【００９１】
なお、放電電極１０５の形状は、面状、格子状、線状等の何れの形状であってもよいが、電界の集中が起こりやすい形状にすれば、放電電極１０５と誘導電極１０６との間に印加する電圧が低くても放電させることができるため、格子状や線状のように、電界集中が起こりやすい形状とすることが望ましい。
【００９２】
イオン発生素子１０１が一つの場合に正イオンと負イオンの両方を発生させるためには、電圧印加手段である電圧印加回路Ｖによる放電電極１０５と誘導電極１０６との間の印加電圧は、交番電圧であることが必要であるが、この交番電圧は一般的に商用電源に用いられているような正弦波状の交番電圧（以下、正弦波状の交番電圧を交流電圧と称す）に限られず、矩形波状の交番電圧であっても良く、他の波形を用いて交番電圧を印加しても良い。
【００９３】
次に、本実施の形態の更に具体的な実施態様を図を参照して説明する。
本具体例のイオン発生素子１０１の誘電体１０４は、幅１５ｍｍ×長さ３７ｍｍ×厚み０．９ｍｍの直方体状とし、また、誘電体１０４の上面と平行に約３．５ｍｍ×２３．７５ｍｍのＵ形状で、幅を１ｍｍの誘導電極１０６を形成し、そして、誘電体１０４の上面の両短辺（幅１５ｍｍの辺）のそれぞれの中心を結ぶ中央線が線対称の対称軸になるように、幅約７．０ｍｍ×長さ約２３．７５ｍｍの格子状の放電電極１０５を設けた構成である。
【００９４】
また、放電電極接点１０８は誘電体１０４の下面に設けている。そして、前記放電電極接点１０８は、一端が放電電極１０５に導通され他端が誘電体１０４の上面の前記放電電極の外側に形成された格子部の接点と対向する位置に放電電極１０５と導通している。
【００９５】
さらに、誘導電極接点１０７は、誘電体１０４の下面であって誘導電極１０６と対向する放電電極が形成されていない任意の個所に設けている。そして、放電電極接点１０８と誘導電極接点１０７の距離は電極間距離より遠く形成する。
【００９６】
誘電体１０４は、上部誘電体１０２と下部誘電体１０３とを張り合わせた平板状で構成されている。放電電極１０５は、上部誘電体１０２の表面に上部誘電体１０２と一体的に形成されている。誘導電極１０６は、上部誘電体１０２と下部誘電体１０３との間に形成され、放電電極１０５と対向して配置される。放電電極１０５と誘導電極１０６との間の絶縁抵抗は、均一であることが望ましく、放電電極１０５と誘導電極１０６とは平行であることが望ましい。
【００９７】
イオン発生装置７において、放電電極１０５と誘導電極１０６とを上部誘電体１０２の表裏面に対向して配置することにより、放電電極１０５と誘導電極１０６との間の距離を一定とすることができる。このため、放電電極１０５と誘導電極１０６との間の放電状態が安定し、正負両イオンまたは負イオンを好適に発生することが可能となる。
【００９８】
放電電極接点１０８は、放電電極１０５と導通する接点である。導通可能なリード線の一端を放電電極接点１０８に接続し、他端を電圧印加回路Ｖと接続することにより、放電電極１０５と電圧印加回路Ｖとを導通させることができる。誘導電極接点１０７は誘導電極１０６と導通する接点である。銅線からなるリード線の一端を誘導電極接点１０７に接続し、他端を電圧印加回路Ｖと接続することにより、誘導電極１０６と電圧印加回路Ｖとを導通させることができる。
【００９９】
次に上記のイオン発生素子１０１の製造方法について説明すると、まず、厚さ０．４５ｍｍの純度の高いアルミナのシートを所定の大きさ（上記の例でいうと、幅１５ｍｍ×長さ３７ｍｍ）に切断し、二つの略同一の大きさを有するアルミナの基材を形成する。なお、アルミナの純度は９０％以上であれば良いが、ここでは９２％の純度のアルミナを用いている。
【０１００】
次に、二つのアルミナの基材のうちの一方の上面に、格子状にタングステンをスクリーン印刷して放電電極１０５及び格子接点１１０をアルミナの基材の表面に一体に形成して上部誘電体１０２を作成する。そして、他のアルミナの基材の上面にＵ状にタングステンをスクリーン印刷して誘導電極１０６をアルミナの基材の表面に一体に形成し、アルミナ基材の下面に放電電極接点１０８及び誘導電極接点１０７をスクリーン印刷して形成し下部誘電体１０３を作成する。
【０１０１】
さらに、上部誘電体１０２の表面に、アルミナのコーティング層１０９を形成して、放電電極１０５を絶縁コートする。そして、上部誘電体２の下面と下部誘電体１０３の上面を重ね合わせた後、圧着、真空引きをし、さらにこれらを炉に入れて１４００〜１６００℃の非酸化性雰囲気で焼成する。この様にして製造することにより、本発明に示すようなイオン発生素子１０１を容易に製造することが可能である。
【０１０２】
図１６は、本実施の形態における電圧印加回路Ｖの回路図である。図１６を参照して、電圧印加回路Ｖは、交流電源２０１と、スイッチングトランス２０２と、切換リレー２０３と、抵抗２０４と、ダイオード２０５ａ〜２０５ｄと、コンデンサ２０６と、サイダック（Ｒ）２０７とを含む。サイダック（Ｒ)２０７は、シリコン制御整流素子ＳＣＲ（Silicon Control Rectifier）の一種であり、新電元工業株式会社の製品である。
【０１０３】
交流電源２０１の一端は、ダイオード２０５ａのアノードとダイオード２０５ｃのカソードに各々接続されており、他端は切換リレー２０３の共通端子２０３ａに接続されている。ダイオード２０５ａのカソードは、抵抗２０４の一端とダイオード２０５ｄのカソードに各々接続されている。抵抗２０４の他端は、トランス２０２の１次コイルＬ１の一端とコンデンサ２０６の一端にそれぞれ接続されている。１次コイルＬ１の他端は、サイダック（Ｒ）２０７のアノードに接続されている。コンデンサ２０６の他端とサイダック（Ｒ）２０７のカソードは互いに接続されており、その接続ノードは、切換リレー２０３の一選択端子２０３ｂと、ダイオード２０５ｂ、２０５ｃの各アノードとにそれぞれ接続されている。ダイオード２０５ｂのカソードとダイオード２０５ｄのアノードは互いに接続されており、その接続ノードは切換リレー２０３の他選択端子２０３ｃに接続されている。トランス２０２の２次コイルＬ２の一端は、イオン発生装置７の誘導電極１０６に接続されている。２次コイルＬ２の他端は、リレー２０８の共通端子２０８ａに接続されている。リレー２０８の一方の選択端子２０８ｃはダイオード２０９のアノードに接続されており、ダイオード２０９のカソードは放電電極１０５に接続されている。イオン発生装置７の放電電極１０５は、リレー２０８の他方の選択端子２０８ｂと、ダイオード２０９のカソードとに接続されている。
【０１０４】
このように構成してなる電圧印加回路Ｖは、動作して、切換リレー２０３は選択端子２０３ｂが選択され、切換リレー２０８は選択端子２０８ｂが選択されると、交流電源２０１の出力電圧は、ダイオード２０５ａで半波整流された後、抵抗２０４で電圧降下され、コンデンサ２０６に印加される。コンデンサ２０６の充電が進んで両端電圧が所定しきい値に達すると、サイダック（Ｒ）２０７がオン状態となり、コンデンサ２０６の充電電圧が放電される。したがって、トランス２０２の１次コイルＬ１に電流が流れて２次コイルＬ２にエネルギが伝達され、イオン発生装置７にパルス電圧が印加される。その直後、サイダック（Ｒ）２０７はオフ状態となり、再びコンデンサ２０６の充電が開始される。
【０１０５】
上記の充放電を繰返すことによって、イオン発生装置７の放電電極１０５と誘導電極１０６との間には、図１７（Ａ）の交流インパルス電圧（たとえばｐｐ（Peak-to-Peak）値：３．５［ｋＶ］、放電回数：１２０［回／秒］）が印加される。このとき、イオン発生装置７の近傍ではコロナ放電が生じて周辺の空気がイオン化され、正電圧印加時はプラスイオンであるＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）が発生し、負電圧印加時はマイナスイオンであるＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または任意の自然数）が発生する。より具体的に説明すると、イオン発生装置７の放電電極１０５と誘導電極１０６との間に交流電圧を印加することにより、空気中の酸素ないしは水分が電離によりエネルギを受けてイオン化し、Ｈ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）とＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または任意の自然数）を主体としたイオンを生成する。これらＨ+（Ｈ2Ｏ）mおよびＯ2-（Ｈ2Ｏ）nは、ターボファン５により空間に放出され、浮遊菌などの粒子の表面に付着し、化学反応して活性種であるＨ2Ｏ2または・ＯＨを生成する。Ｈ2Ｏ2または・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、これらにより、空気中の浮遊細菌を取り囲んで殺菌することができる。ここで、・ＯＨは活性種の一種であり、ラジカルのＯＨを示している。
【０１０６】
正負のイオンは浮遊細菌の細胞表面で式（Ａ１）〜式（Ａ３）に示すように化学反応して、活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）を生成する。ここで、式（Ａ１）〜式（Ａ３）において、ｍ、ｍ′、ｎ、ｎ′は０または任意の自然数である。
【０１０７】
これにより、活性種の分解作用によって浮遊細菌が殺菌される。したがって、効率的に空気中の浮遊細菌を除去することができる。
【０１０８】
Ｈ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）m＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）n→・ＯＨ＋１／２Ｏ2＋（ｍ＋ｎ＋１）Ｈ2Ｏ  ・・・（Ａ１）
Ｈ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）m＋Ｈ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）m'＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）n＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）n'→２・ＯＨ＋Ｏ2＋（ｍ＋ｍ´＋ｎ＋ｎ´＋２）Ｈ2Ｏ  ・・・（Ａ２）
Ｈ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）m＋Ｈ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）m'＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）n＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）n'→Ｈ2Ｏ2＋Ｏ2＋（ｍ＋ｍ´＋ｎ＋ｎ´＋２）Ｈ2Ｏ  ・・・（Ａ３）
以上のメカニズムによる上記正負イオンの放出により、浮遊細菌等の殺菌効果を得ることができる。
【０１０９】
また、上記式（Ａ１）〜式（Ａ３）は、空気中の有害物質表面でも同様の作用を生じさせることができるため、活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）が、有害物質を酸化もしくは分解してホルムアルデヒドやアンモニアなどの化学物質を二酸化炭素、水、窒素などの無害な物質に変換することにより、実質的に無害化することが可能である。
【０１１０】
また、イオン発生装置７によって発生させた正イオンと負イオンを本体１外に送出して、これらの正イオンと負イオンの作用により空気中のカビや菌の増殖を抑制することができる。
【０１１１】
その他、正イオンと負イオンには、コクサッキーウィルス、ポリオウィルス、などのウィルス類も不活化する働きがあり、これらウィルスの混入による汚染が防止できる。また正イオンと負イオンには、臭いの素となる分子を分解する働きがあることも確かめられており、空間の脱臭にも利用できる。
【０１１２】
上述の電圧印加回路Ｖの制御により発生した正負イオンはファンの送風により、イオン発生素子１０１から約２５ｃｍ離れたところに到着したとき、イオンカウンタにて到着した正イオンおよび負イオンの量をそれぞれ計測した結果、イオンカウンタでは、正イオンと負イオンが約３０万個／ｃｃずつの濃度で計測された。ここではイオンカウンタは、たとえばダン科学製空気イオンカウンタ（品番８３−１００１Ｂ）を用いる。
【０１１３】
一方、イオン発生装置７が起動されて、切換リレー２０３は選択端子２０３ｃが選択され、切換リレー２０８は選択端子２０８ｂが選択されると、交流電源２０１の出力交流電圧は、ダイオード２０５ａ〜２０５ｄからなるダイオードブリッジで全波整流された後、抵抗２０４で電圧降下され、コンデンサ２０６に印加される。したがって、イオン発生装置７の放電電極１０５と誘導電極１０６との間には、図１７（Ｂ）に示すように、放電頻度の高い交流インパルス電圧（たとえばｐｐ値：３．５［ｋＶ］、放電回数：２４０［回／秒］）が印加される。
【０１１４】
このとき、前述の条件でイオン量を計測した結果、イオンカウンタでは、正イオンと負イオンが約５０万個／ｃｃずつ計測された。
【０１１５】
なお、切換リレー２０３に代えて、ダイオード２０５ｂのカソードとダイオード２０５ｄのアノードとの接続ノードを交流電源２０１の他端に接続するとともに、ダイオード２０５ｃまたはダイオード２０５ｄのアノードまたはカソードに開閉スイッチを直列接続し、該開閉スイッチを駆動モードに応じて制御する構成としても、上記と同様の動作を実現することが可能である。
【０１１６】
さらに、イオン発生装置７が起動されて、切換リレー２０３は選択端子２０３ｂが選択され、切換リレー２０８は選択端子２０８ｃが選択されると、ダイオード２０９により半波整流されることにより、イオン発生装置７には、図１７（Ａ）に示した電圧印加パルスのうち、負電圧のパルスのみが印加されることになる。その結果、イオン発生装置７の近傍ではコロナ放電が生じて周辺の空気がイオン化されるが、負電圧のみが印加されるため、マイナスイオンであるＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または任意の自然数）が発生する。
【０１１７】
このようにイオン発生装置７では電圧印加回路Ｖへの印加電圧を調整することにより負イオンのみを発生させることが可能である。また、交番の印加電圧として単位時間当たりの放電回数をコントロールする、すなわちサイダック（Ｒ）２０７のオン回数を調整することにより発生する略等量の正イオンおよび負イオンの量を可変に調整できる。
【０１１８】
このようなイオン発生装置７を、空気の物性を変化させて所望の雰囲気状態を作り出す装置である空気調節装置（例えば空気調和機、除湿機、加湿器、空気清浄機、冷蔵庫、ファンヒーター、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機等）に取り付け、殺菌したい空間に正イオンとしてのＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンとしてのＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または任意の自然数を示す）を送出することにより、上記のイオンを空気中の浮遊細菌に付着させて化学反応させ、そのとき発生する活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）及び／又は水酸基ラジカル（・ＯＨ）の分解作用をもって、前記空間中の浮遊細菌を殺菌することが可能である。
【０１１９】
図１８には空気清浄機を制御するための操作部１０の背面に設けてある制御基板９０のブロック構成が周辺回路部とともに示される。図１８を参照して制御基板９０にはマイクロコンピュータからなる制御部８９、『運転切換』ボタン５１を接続してこれらからの入力信号を判定し判定結果を制御部８９に出力するスイッチ判定部８３、送風駆動回路８４、イオン発生駆動回路８５、本体１に関連して設けられて空気中の埃を検出するための埃センサ８７と臭いセンサ８８との検出信号を入力し検出レベルを判定し、判定結果を制御部８９に出力するセンサ判定部８６を備える。制御部８９はこれら入力信号を所定手順に従い処理して、処理結果に基づく制御信号を送風駆動回路８４およびイオン発生駆動回路８５に与える。したがって、これら制御信号に基づいて送風駆動回路８４とイオン発生駆動回路８５を制御する。埃センサ８７は空気中に浮遊する粒子を検出する粒子センサである。
【０１２０】
図示のない電源回路は、図示のない商用電源からの電流を電流ヒューズおよび温度ヒューズを経てダイオードブリッジで整流・平滑して、ファンモータ電源およびスイッチング電源の入力として供給する。
【０１２１】
図示のない電源クロック回路は、電源回路の一次側電圧波形を方波形信号に変換する。また、出力が一定時間以上『Ｈｉｇｈ』または『Ｌｏｗ』信号を継続すると、制御部８９は停電と判定し、臭いセンサ８８、埃センサ８７の駆動および操作部１０に対する表示出力を停止する。
【０１２２】
イオン発生駆動回路８５は、イオン発生装置７を駆動させるもので、制御部８９からの指令により、運転を切り換える。
【０１２３】
送風駆動回路８４は、ファンモータ４とターボファン５とからなる送風機９１が運転中は、制御部８９の出力で制御電源とＰＷＭ（パルス幅変調）によるパルスが供給されてファンモータ４の回転制御を行う速度指令直流電圧を作り、電圧の大きさに応じてファンモータ４の回転数を制御する。
【０１２４】
リモコン受信部５８は、リモコン１２から送信された赤外線変調された指令信号を、内蔵する受光ユニットにより受光（受信）して光電変換により『Ｈｉｇｈ』または『Ｌｏｗ』の電気信号に変換し、変換された指令信号をスイッチ判定部８３に出力するので、スイッチ判定部８３は与えられた指令信号に基づいてどのような運転指令が与えられたかを判定する。その判定結果は制御部８９に出力される。
【０１２５】
埃センサ８７の検出態様の一例を図１９（Ａ）と（Ｂ）に示す。埃センサ８７は、周知のものであって発光素子と受光素子の組合わせにより、空気中の浮遊粒子を検出して図１９（Ａ）に示す検知結果であるセンサ出力（パルス列）をセンサ判定部８６に出力する。センサ判定部８６は入力するパルス列の時間的推移に基づいて検出状態（空気中に浮遊する粒子の大きさ（すなわち粒子径）により特定される粒子の種別と濃度）のレベルと予め設定した値（レベル）との比較結果に応じて、汚れ度（粒子の種別と濃度）を判定し、判定された種類の粒子の粒子径のデータを示す判定結果を制御部８９に与える。図１９（Ａ）に示す浮遊する粒子の種別に応じたパルス列の時間的推移に基づいて、粒子の種別を図１９（Ｂ）に示すように判定できる。
【０１２６】
図１９（Ａ）ではタバコの煙は最初は高い濃度（高電圧レベル）としてパルス出力されるが、その後、煙濃度が薄まるとレベルの低いパルス列に移行する。このような推移であればセンサ判定部８６はタバコの煙の粒子径を示す判定結果を制御部８９に出力する。また、ハウスダスト、埃などの粒子はタバコの煙の粒子とは異なり検出エリアに単発的に飛び込んでくるので図１９（Ａ）に示すように高レベルのパルスが単発的に生じて他は低レベルであるパルス列として推移する。このような推移であればセンサ判定部８６はチリ・ホコリの粒子径を示す判定結果を制御部８９に出力する。このように、予めタバコの煙の粒子、カビ、浮遊細菌、花粉、コクサッキーウィルス、ユービッシュ体などのそれぞれに特有のパルス列の推移パターンとその粒子径のデータとを対応付けてセンサ判定部８６が準備しておき、埃センサ８７から入力するパルス列の時間推移パターンと予め準備された各粒子ごとのパルス列の推移パターンとを比較することによりセンシングされている粒子の種別を判定して、対応の粒子径のデータを判定結果として制御部８９に出力する。
【０１２７】
図１９（Ｂ）では臭いセンサ８８で検知可能な臭い粒子の種別も示される。埃センサ８７は、運転中のみ検出動作し、停止中は検出動作を停止する。
【０１２８】
臭いセンサ８８は、金属酸化物半導体からなるセンサ表面にガス成分が吸着すると抵抗値が変化することを利用した周知のものであって、たばこ臭などの臭い成分を検出して電圧信号である臭い検出信号をセンサ判定部８６に出力する。センサ判定部８６は臭い検出信号を入力すると、臭い検出信号の検出レベル（電圧レベル）と予め設定したレベル（値）との差に基づいて臭い成分レベルを判定し、判定結果を制御部８９に与える。臭いセンサ８８は、空気清浄機が運転中は常時検出動作し、停止中も一定時間毎に一定短時間のみ検出動作している。制御部８９はセンサ判定部８６から与えられた判定結果に基づく運転モードに従い運転制御する。
【０１２９】
以上の構成において、空気清浄機の運転動作が図２０と図２１のフローチャートに示される。このフローチャートに従う手順はプログラムを実行することにより実現されて、該プログラムは制御部８９の図示されない内部メモリに格納されて制御部８９の図示のないＣＰＵ（Central Processing Unit）により読出されながら実行される。
【０１３０】
図２２では空気中に浮遊する汚染要因の粒子の種別とその粒子径（μｍ）と臭いの有無の関係が模式的に示される。また図２２ではＨＥＰＡフィルタ（ＨＥＰＡシートを用いた集塵フィルタ３３に対応）の性能の限界は粒子径にして０．３μｍであり、埃センサ８７の検出の限界は粒子径にして０．１μｍであることが示されている。図２２中では、浮遊する粒子の種別として‘タバコ（の煙）’、‘ウィルス’、‘カビ’、‘花粉’、‘細菌’などともにユービッシュ体（図中‘Ｕ’で示す）が呈示されている。ユービッシュ体は花粉自体を周囲から包み込むようにして形成されているうろこ状のものであり、花粉アレルゲンと同様にアレルギ作用の要因であると言われている。これら花粉のアレルゲンは花粉粒子がフィルタに吸着して除去される時に、フィルタとの衝突により花粉自体から花粉アレルゲンまたはユービッシュ体が遊離して空中を漂うことにより検出されるであろう。
【０１３１】
図２２を参照してわかるように、ユービッシュ体はその粒子径がかなり小さいのでＨＥＰＡフィルタの限界を超えてしまうが、放出される略等量の正負イオンによる失活が可能であるから、人体における花粉アレルギの発症を抑制できる。
【０１３２】
『自動運転』での動作を図２０のフローチャートに従い説明する。まず、ユーザは本体１の操作部１０の『運転切換』ボタン５１を操作するので制御部８９は、該操作の指令信号をスイッチ判定部８３を介して入力して、該指令信号に基づいて『自動運転』で運転を開始する（ステップＳ（以下、単にＳと略す）１）。このとき埃センサ８７の検知信号はセンサ判定部８６に与えられるので、センサ判定部８６は入力した検知信号に基づいた判定をして判定結果を制御部８９に出力する（Ｓ２）。
【０１３３】
制御部８９は与えられた判定結果に基づき、例えば、粒子が検出されたか否かを判定する（Ｓ３）。図２２を参照すると、埃センサ８７の検出の限界は０．１μｍであるから、判定結果が検出の限界に該当する値Ａを示した場合には粒子は検出されなかったと判定して（Ｓ３でＹＥＳ）、イオン発生装置７を前述したように負イオンのみを発生するように低消費電力にて制御する（Ｓ４）。その後、制御部８９はステップＳ３の処理に移行する。ステップＳ４では埃センサ８７では粒子が検出されなかった場合であり、発生する負イオンによりリラクゼーション効果を高めることができる。また、臭いセンサ８８での検出レベルに拘らず、空気中の臭い成分を除去できる。
【０１３４】
判定結果が値Ａを示さなければ（Ｓ３でＮＯ）、判定結果は値Ｃ以上を示すか否か判定する（Ｓ５）。例えば値Ｃは花粉の粒子径に該当する図２２に示す１０μｍとする。値Ｃ以上を示すと判定されると（Ｓ５でＹＥＳ）、制御部８９はイオン発生装置７を前述したように略等量の正イオンおよび負イオンを同時に発生するように制御される（Ｓ６）。その後、制御部８９はステップＳ３の処理に移行する。ステップＳ６は例えば１０万個／ｃｃの濃度となるようにイオン発生装置７が制御されて正イオンおよび負イオンが同時に発生する運転モードである。
【０１３５】
これらの正イオンと負イオンを同時に略等量生成すると、化学反応によって活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル・ＯＨが生成する。この過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル・ＯＨは、極めて強力な活性を示す。ここでは１０万個／ｃｃの高濃度で発生しているから、粒子径が１０μｍ以上のカビ、浮遊細菌、花粉などの比較的大きな粒子に対しても十分な分解作用を及ぼすことができる。なお、このときの平均イオン濃度は５万個／ｃｃ〜１０万個／ｃｃであればカビ、浮遊細菌、花粉などの粒子に対して分解作用を及ぼしてカビの増殖防止、殺菌を図り、そして花粉のアレルゲンに対しては失活させることができる。
【０１３６】
判定結果が値Ｃ以上を示さなければ（Ｓ５でＮＯ）、制御部８９はセンサ判定部８６から入力した判定結果が臭い有りを示すか否か判定する（Ｓ８）。臭いが無ければ（Ｓ７、Ｓ８でＮＯ）、制御部８９はイオン発生装置７を前述したように略等量の正イオンおよび負イオンを同時に発生するように制御する（ステップＳ９）。その後、制御部８９はステップＳ３の処理に移行する。ステップＳ９は例えば３万個／ｃｃの正イオンおよび負イオンが同時に発生する運転モードである。
【０１３７】
ステップＳ９の運転モードは、図２２に従えば、臭いの有無の別を示す境界線ＬＴより下領域で（臭いがなく）、かつ粒子径１０μｍ未満の領域に属する種類の粒子、たとえばウィルス、コサッキーウィルス、ユービッシュ体（Ｕ）および浮遊細菌の一部を対象にして略等量の正負イオンによる作用が及ぶようにしている。
【０１３８】
ステップＳ９において正イオンと負イオンを同時に略等量ずつ生成すると、化学反応によって活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル・ＯＨが生成する。この過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル・ＯＨは、極めて強力な活性を示す。ここでは、それぞれが３万個／ｃｃの濃度となるように正負イオンを発生させているから、粒子径が１０μｍ未満のウィルス、コサッキーウィルス、ユービッシュ体（Ｕ）および浮遊細菌の一部に対して効率的に分解作用を及ぼしてウィルスの不活化、ユービッシュ体（Ｕ）の失活、細菌の殺菌ができる。
【０１３９】
一方、臭いが有れば（Ｓ８でＹＥＳ）、ステップＳ１０に移行して、制御部８９はセンサ判定部８６の判定結果を入力して埃センサ８７の検知結果が値Ｂ以上値Ｃ以下を示すか否か判定する（Ｓ１０）。ここで値Ｂは図２２に示すようにタバコの煙の粒子径の上限値に該当する１μｍとする。
【０１４０】
判定結果が値Ｂ以上値Ｃ以下を示さなければ（Ｓ１０でＮＯ）、制御部８９はイオン発生装置７を前述したように略等量の正イオンおよび負イオンを同時に発生するように制御する（Ｓ１１）。その後、制御部８９はステップＳ３の処理に移行する。ステップＳ１１は例えば３万個／ｃｃの濃度となるように略等量の正負イオンが同時に発生する運転モードである。ステップＳ１１の運転モードは、図２２に従えば、境界線ＬＴより上領域で（臭いを伴う粒子で）、かつ粒子径が１μｍ〜１０μｍの領域に属さない種類の粒子、たとえばタバコの煙粒子を対象にして略等量の正負イオンによる作用が及ぶようにしている。
【０１４１】
ステップＳ１１において正イオンと負イオンを同時に略等量を生成すると、化学反応によって活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル・ＯＨが生成する。この過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル・ＯＨは、極めて強力な活性を示す。ここでは３万個／ｃｃの濃度となるように発生させているから、タバコの煙粒子に対して分解作用を効果的に及ぼして除去するとともに、タバコ独特の臭いも除去することができる。
【０１４２】
一方、判定結果が値Ｂ以上値Ｃ以下を示した場合には（Ｓ１０でＹＥＳ）、制御部８９はイオン発生装置７を前述したように略等量の正イオンおよび負イオンを同時に発生するように制御する（Ｓ１２）。その後、制御部８９はステップＳ３の処理に移行する。ステップＳ１２は、例えば１万個／ｃｃの濃度となるように正イオンおよび負イオンが同時に発生する運転モードである。ステップＳ１２の運転モードは、図２２に従えば、境界線ＬＴより上領域で、かつ粒子径が１μｍ〜１０μｍの領域に属する種類の粒子、たとえば生活一般で浮遊しているカビの粒子を対象にしてイオンによる作用が及ぶようにしている。
【０１４３】
ステップＳ１２において正イオンと負イオンを同時に略等量を生成すると、化学反応によって活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル・ＯＨが生成する。この過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル・ＯＨは、極めて強力な活性を示す。ここでは１万個／ｃｃの濃度となるように発生させているから、空中に浮遊するカビの粒子に対して分解作用を効果的に及ぼして除去し、増殖防止するとともに、生活臭も脱臭することができる。
【０１４４】
また、上述した粒子径に基づいたイオン発生量の制御に並行して次のような制御がなされている。
【０１４５】
つまり、制御部８９はセンサ判定部８６から入力した判定結果で示される、臭いセンサ８８や埃センサ８７の検知結果に応じて、送風駆動回路８４を介してファンモータ４の回転数を制御してターボファン５の風量を（強〜弱・静音）に制御する。ターボファン５で室内の空気を、前板２の吸込口１１や前板２と本体前２１との空間の側面吸込口３０より吸込むと、フィルタ部３のプレフィルタ３１は、吸込んだ空気中の塵や埃の粒子の大きいものを捕集し、さらに脱臭フィルタ３２は、プレフィルタ３１を通過した空気中の臭いの成分であるアセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などを吸着し、集塵フィルタ３３は脱臭フィルタ３２を出た空気中のプレフィルタ３１をも通過した微細な塵や埃を捕集する。これにより、フィルタ部３を通過した空気は臭いや塵・埃のない空気となって、ターボファン５を介して、本体後２２の吹出口６より室内に放出される。
【０１４６】
またステップＳ６では、発生するイオンにより空気中の花粉は減少するので、送風機９１は最初は最大送風量で一定時間回転させるが、その後は埃センサ８８の検出結果に応じた最大以下の送風量で回転させればよい。また、集塵フィルタ３３に付着する花粉の粒子も大幅に少なくなりフィルタのメンテナンス間隔も長くすることができる。
【０１４７】
上述の手順に従えば、埃センサ８７の検知結果が示す浮遊粒子の径に応じた略等量の正負イオン量を空気中に放出することにより、浮遊する細菌の殺菌、タバコまたはカビなどの臭い分子の除去、ウイルスの不活化、ユービッシュ体などの花粉アレルゲンの失活に対して対象に応じた正負イオン量を放出し効率良い効果が得られる。
【０１４８】
次に『花粉運転』ボタン７４が操作された場合の『花粉運転』モードでの運転を説明する。具体的には、制御部８９の制御により、ターボファン５の風量を強運転を一定時間行なう。その後、ターボファン５の風量を強（最大送風量）⇔弱（最小の送風量）に制御する。このように最大の送風量で一定時間回転させ、その後、最小の送風量にての回転を交互に繰り返しを行なうことにより、室内の空気をターボファン５で、前板２の吸込口１１や前板２と本体前２１との空間の側面吸込口３０より吸込み、フィルタ３のプレフィルタ３１で、室内より吸込んだ空気中の塵や埃の大きいものを捕集し、さらに脱臭フィルタ３２では、プレフィルタ３１を通過した空気の臭いの成分であるアセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などを脱臭フィルタ３２で吸着させ、最後に脱臭フィルタをでた空気を集塵フィルタ３３でプレフィルタをも通過した微細な塵や埃を捕集されるので、プレフィルタ３１、脱臭フィルタ３２、集塵フィルタ３３の３種類のフィルタを出た空気は臭いや塵・埃のない空気となって、ターボファン５を介して、本体後２２の吹出口６より室内に放出される。そのとき埃センサ８７の検出結果に拘らず、制御部８９はイオン発生装置７を正負イオン量を平均イオン濃度が１０万個／ｃｃとなるように制御する。このように高濃度の正負イオンが発生することにより花粉アレルゲン、ユービッシュ体の十分な失活化が可能となる。なお、このときの平均イオン濃度は５万個／ｃｃ〜１０万個／ｃｃであれば花粉アレルゲンの失活化は可能である。
【０１４９】
図２１のフローチャートを参照して『運転切換』ボタン５１が操作されて『花粉運転』モードの自動運転に切換えられてその運転開始が指示されたときの動作について説明する。
【０１５０】
ユーザが『運転切換』ボタン５１を押して、『花粉運転』モードの開始が指令されると（Ｓ１５）、制御部８９により、送風駆動回路８４を介してターボファン５の風量を強とする運転を一定時間して（Ｓ１６）、その後、ターボファン５の風量を強⇔弱に繰返し制御する（Ｓ１７）。このような送風量の制御により、並行してイオン発生装置７から発生する正負イオンは空気中にまんべんなく存在するように放出される。その後、室内の空気の汚れを示す臭いセンサ８８や埃センサ８７が検知結果に応じて、イオン発生装置７の運転モードを図２０に示した『自動運転』と同様な手順に従い制御する（Ｓ１８）。その後は『花粉運転』の終了指令がされるまでは（Ｓ１９でＹＥＳ）、すなわち他の種類の運転への切換え、または運転自体の停止が指令されるまでは、図２０のフローチャートに従い『自動運転』による駆動制御が繰返される（Ｓ１８とＳ１９のループ処理）。
【０１５１】
このように『花粉運転』モードにより空気中の花粉が減少し、集塵フィルタ３３に付着する花粉の粒子も大幅に少なくなるので、フィルタのメンテナンスの間隔を長くすることができる。
【０１５２】
上述のイオン発生装置７は１つのイオン発生素子１０１を有していたが、イオン発生素子１０１単体のイオン発生能力に応じて複数のイオン発生素子１０１を組合せて用いるようにしてもよい。
【０１５３】
また、ここではアレルゲンとして花粉に由来するものを挙げているが、ダニ（または、これらの死骸）、その糞などに関するアレルゲンに対しても略等量の正負イオンを発生させることにより、これらアレルゲンを失活させることができる。
【０１５４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１５５】
【発明の効果】
発明によれば、複数種類の運転モードのいずれかに選択切換えして発生する正負イオン量を選択的に設定できるから、フィルタ機能によることなく発生して放出される正負イオン量により空気中に浮遊する粒子を分解して空気調節することが可能となる。
【０１５６】
また、発生する正負イオン量を選択的に切換えることができるから、正負イオンの発生に伴うコスト（電力）の切換え、イオン発生に伴う放電音量の切替え、イオン発生に伴い発生するオゾン量の選択的な切換えを行なうことができる。その結果、運転モード切換えすることなく一律の正負イオン量を発生させるのに比べて、コスト削減、放電音の低減、オゾン量の抑制を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を完成させるに際して出願人が参考とした試験のうち、第１の評価方法による試験結果を示す図である。
【図２】  本発明を完成させるに際して出願人が参考とした試験のうち、第１の評価方法による試験結果を示す図である。
【図３】  本発明を完成させるに際して出願人が参考とした試験のうち、第１の評価方法による試験結果を示す図である。
【図４】  本発明を完成させるに際して出願人が参考とした試験のうち、第１の評価方法による試験結果を示す図である。
【図５】  本発明を完成させるに際して出願人が参考とした試験のうち、第１の評価方法による他の試験結果を示す図である。
【図６】  本発明を完成させるに際して出願人が参考とした試験のうち、第２の評価方法による試験結果を示す図である。
【図７】  本発明の実施の形態に係るイオン発生装置を搭載した空気清浄機の分解斜視図である。
【図８】  図７の本体背面斜視図である。
【図９】  図７の本体の断面図である。
【図１０】  図７の操作部を説明する図である。
【図１１】  図７のリモコンの操作部分を説明する図である。
【図１２】  図１１の空気清浄機の送風経路の概略図である。
【図１３】  本実施の形態に係るイオン発生素子を説明する図である。
【図１４】  図１３のイオン発生素子１０１の矢線ＸＩＶ−ＸＩＶ方向の断面図である。
【図１５】  図１３のイオン発生素子１０１の矢線ＸＶ−ＸＶ方向の断面図である。
【図１６】  本実施の形態における電圧印加回路の回路図である。
【図１７】  （Ａ）と（Ｂ）は本実施の形態における電圧印加回路から出力される電圧パルスを示す図である。
【図１８】  本実施の形態に係る空気清浄機の制御基板のブロック構成図である。
【図１９】  （Ａ）と（Ｂ）は本実施の形態に係る埃センサの検出態様の一例を示す図である。
【図２０】  本実施の形態に係る空気清浄機の運転動作を示すフローチャートである。
【図２１】  本実施の形態に係る空気清浄機の運転動作を示すフローチャートである。
【図２２】  空気中に浮遊する粒子の種別とその粒子径（μｍ）と臭いの有無の関係を模式的に示す図である。
【符号の説明】
７  イオン発生装置、１０  操作部、８３  スイッチ判定部、８４  送風駆動回路、８５  イオン発生駆動回路、８６  センサ判定部、８７  埃センサ、８８臭いセンサ、８９  制御部、９０  制御基板、９１  送風機、１０１  イオン発生素子。
【図１】
0003693663.tif 000005
【図２】
0003693663.tif 000006
【図３】
0003693663.tif 000007
【図４】
0003693663.tif 000008
【図５】
0003693663.tif 000009
【図６】
0003693663.tif 000010
【図７】
0003693663.tif 000011
【図８】
0003693663.tif 000012
【図９】
0003693663.tif 000013
【図１０】
0003693663.tif 000014
【図１１】
0003693663.tif 000015
【図１２】
0003693663.tif 000016
【図１３】
0003693663.tif 000017
【図１４】
0003693663.tif 000018
【図１５】
0003693663.tif 000019
【図１６】
0003693663.tif 000020
【図１７】
0003693663.tif 000021
【図１８】
0003693663.tif 000022
【図１９】
0003693663.tif 000023
【図２０】
0003693663.tif 000024
【図２１】
0003693663.tif 000025
【図２２】
0003693663.tif 000026