(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極の空気イオン化部を清掃する清掃装置であって、前記電極の空気イオン化部がニードルチップ又は細線を有し、当該清掃装置は、
前記電極の前記ニードルチップ又は前記細線の部分の周辺と物理的に接するように可動ピストンアセンブリに設けられた清掃部材であって、前記電極の前記空気イオン化部と前記清掃部材とは互いにスライドするように設けられている、清掃部材と、
前記電極の前記空気イオン化部と前記清掃部材との間で相対的な運動を行わせるアクチュエータであって、前記空気イオン化部の少なくとも一部を包囲し、前記可動ピストンアセンブリとともに可動である円筒磁石と、前記円筒磁石の少なくとも一部を包囲し、前記可動ピストンアセンブリを付勢するスプリングと、前記円筒磁石に電磁力を及ぼす電線コイルとを有する、アクチュエータと
を有する清掃装置。
【請求項２】
前記電極は前記清掃装置の支持基板に固定されている、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項３】
前記スプリングが螺旋スプリングである、請求項２に記載の清掃装置。
【請求項４】
前記清掃部材が、前記スプリングの作用に起因して、前記電極の前記空気イオン化部に対して第１の位置及び第２の位置の間で可動であるように前記可動ピストンアセンブリに接続されており、前記第１の位置は第１の圧縮度の前記スプリングに対応し、前記第２の位置は第２の圧縮度の前記スプリングに対応している、請求項３に記載の清掃装置。
【請求項５】
前記電線コイルに電流を流すことで前記アクチュエータが電磁的に活性化された場合に前記第２の位置が維持され、前記電線コイルから前記電流を止めることで前記アクチュエータが電磁的に不活性化された場合に前記第１の位置が維持される、請求項４に記載の清掃装置。
【請求項６】
前記第１の位置及び前記第２の位置は、前記第１の位置から前記第２の位置へ又は逆向きに動く場合に、前記清掃部材が前記電極の空気イオン化部を所定の距離にわたってスライドするように設定されており、前記所定の距離は前記第１及び第２の位置の間の距離である、請求項４又は５に記載の清掃装置。
【請求項７】
前記清掃部材は少なくとも１つの穿孔を伴うシート又はフォイルを有し、前記電極の前記空気イオン化部は前記穿孔を通ってスライドする、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項８】
前記穿孔は、中央の穴、中央の十字形及び/又は中央の三角交差部であり、該穿孔を介して前記電極の前記空気イオン化部が出入りする、請求項７に記載の清掃装置。
【請求項９】
前記シートが切り込みのある柔軟なフォイルである、請求項７又は８に記載の清掃装置。
【請求項１０】
前記清掃部材が柔軟な多孔質繊維材料を含む、請求項１−９の何れか１項に記載の清掃装置。
【請求項１１】
前記清掃部材が支持された粒状材料を含む、請求項１−１０の何れか１項に記載の清掃装置。
【請求項１２】
請求項１−１１の何れか１項に記載の清掃装置及び空気イオン化部を有するイオン化電極。
【請求項１３】
請求項１２に記載のイオン化電極を有する微粒子センサ。
【請求項１４】
請求項１２に記載のイオン化電極を有する空気イオン化装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載のイオン化電極を有する静電空気清浄器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電極の空気イオン化部を清掃する清掃装置(cleaning  device)に関連する。本発明は、清掃装置を有するイオン化電極、イオン化電極を有する微粒子センサ、空気イオン化装置及び静電空気清浄器等に関連する。
【背景技術】
【０００２】
写真式複写機、コピー機、電極清掃器、イオン発生器、空気清浄器及び微粒子センサ等のような装置において空気イオン化電極が使用されている。これらは、薄いワイヤ電極あるいはニードルチップ(needle-tip)を有する電極としてしばしば実現され、イオン化電極直近の空気をイオン化する程度に十分高い電圧(Vcor)に設定された高電圧(HV)の電源に接続されている。正のHVが使用される場合、イオン化電極は浮遊する正のイオンを効率的に放出する。負のHVが使用される場合、負のイオンが放出される。放出されたイオンは浮遊している粒子に自ら付着し、これにより粒子を帯電させる。空気清浄器の場合、帯電している粒子は、帯電粒子セクションから下流に位置する帯電したメディアフィルタ(media  filter)で効果的に捕捉できる粒子を増やすのに有効である。イオン発生器や空気清浄器の場合、放出されるイオン(しばしば、二極性混合物[bipolar  mixture]として存在している)は、電荷の中和により、表面で静電的な電荷を形成することを妨げてしまう。微粒子(ultrafine  particle：UFP)センサの場合、放出されたイオンは、センサを通る空気中の粒子を帯電させる。UFPセンサは、その後、粒子拘束電荷(particle-bound  charge)を測定することで浮遊している粒子の濃度を判断する(例えば、非特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第2003/098650号明細書
【特許文献２】米国特許第5768087号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】J.Marra;  Journal  of  Nanoparticle  Research  (2010),  Vol.12,  pp.21-37
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
イオン化電極に関する重要な条件は、放出された総イオン化電流(total  emitted  ionization  current)が時間的に一定であることである。通常、これは電子フィードバック手段を導入することで満足させることができ、電子フィードバック手段は、イオン化電極に印加される電圧が常に、あらかじめ定めた一定の電流が放出されるようにすることを保証する。
【０００６】
イオン化電極に関する重要な別の条件は、電極周辺の空間的なイオン放出密度が、円筒(円柱)対称性を示し(その場合、ワイヤ又は針が円筒(円柱)の軸に沿っている)、かつ時間が経過しても実質的に不変のままであることである。これは、粒子帯電セクション内の全ての場所で粒子の帯電度合いが一様でありかつ予測可能であることを保証するUFPセンサにとって特に重要である。しかしながら、イオン化電極に接した空気による汚染が徐々に(不均一に)堆積するので、この条件は必ずしも保証されない。電極への堆積、付着又は汚染は、堆積した粒子の種類だけでなく、NH4NOxやSiO2の残留物も含んでいるかもしれない。NH4NOxが生じるのは、イオン化電極付近のコロナプラズマ領域(corona  plasma  region)内においてN2をNOxに酸化し、水分が存在するNH3ガス雰囲気とともにNOxが以後に反応し、固体のNH4NOx(x=2又は3)塩を形成することに起因する。SiO2は、コロナプラズマ領域でシリコン含有ガスの酸化物の残りとして形成される。これらの堆積物はその性質上絶縁性であり、イオン化電極上でのそれらの発生及び成長は、電極周辺に放出されるイオン密度の空間特性を徐々に変化させることが分かる。針先電極又はニードルチップ電極(needle-tip  electrode)が使用される場合、空気のイオン化が生じるプラズマ領域は主に電極先端に限られる。従って汚染堆積物は電極先端又はその領域内に主に見受けられる。細線電極(thin-wire  electrode)が使用される場合、空気のイオン化が生じる部分及びその結果の汚染堆積物が生じる部分は、細線の長さ方向全体に及ぶ。UFPセンサの場合、そのような堆積物/汚染物質が存在すると、時間経過に伴う粒子の帯電動作に影響を及ぼし、これらの装置の信頼性を損なってしまう。これは問題である。なぜなら、そのようなセンサは、測定した電流信号を、UFP汚染の主要な特性(特に、UFP個数濃度N及び平均粒子サイズdp,av)として正しく解釈することを当てにしているからである。更には、ローカルコロナ電流(local  corona  current)の影響の下で、少量の堆積物がナノ粒子として空気中に解放され、その結果、UFPセンサによる読み取りの信頼性を更に悪化させてしまう。この問題は、UFPの測定が屋内環境で実行される場合に特に深刻になる(そのような屋内環境はシリコン含有ガスにより常に或る程度汚染されているからである)。
【０００７】
このような汚染問題に対処するため、イオン化電極は時々手作業で掃除される。僅かに非特許文献2に開示されている特殊なブラシのような清掃装置が示唆されているが、そのような製品の応用範囲は極めて限られている。更に、清掃はコスト及び時間を費やす。イオン化電極の上流側に活性炭フィルタを導入すると、サンプルした空気からシリコンガスを吸収するかもしれないが、これはUFPセンサには受け入れられない。なぜなら、そのようなフィルタが存在すると、サンプルされる空気中のUFP汚染(意図されている測定の対象)にも影響が及ぶからである。活性炭フィルタは、イオン化電極に対する汚染粒子又はNH4NOxの付着を防止するには有効でない。従って、ニードルチップ電極又は細線電極等のような空気イオン化電極のための改善された又は代替的な清掃装置が当該技術分野で望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施の形態による清掃装置は、
電極の空気イオン化部を清掃する清掃装置であって、
前記電極の前記空気イオン化部に物理的に接して設けられた清掃部材であって、前記電極の前記空気イオン化部と前記清掃部材とは互いにスライドするように設けられている、清掃部材と、
前記電極の前記空気イオン化部と前記清掃部材との間で相対的な運動を行わせるアクチュエータと
を有する清掃装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ニードルチップイオン化電極のための本発明の実施の形態による清掃装置の断面図を示す図。
【図２】図1の清掃装置において、電線コイルにより電流を流すことを可能にするスイッチを閉じることで、システムのスプリングが図1に示す状態よりも圧縮されている様子を示す図。
【図３】細線イオン化電極のための本発明の実施の形態による清掃装置の断面図を示す図。
【図４】図3の清掃装置において、電線コイルにより電流を流すことを可能にするスイッチを閉じることで、システムのスプリングが図3に示す状態よりも圧縮されている様子を示す図。
【図５】本発明の実施の形態による清掃装置として使用されてもよい柔軟な穿孔されたフォイルに関する3種類の穿孔を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施の形態の概要＞
本発明の目的は上記の技術及び従来技術を改善することである。この目的は、電極の空気イオン化部を清掃する清掃装置を提供する本発明の第１の形態により達成され、本装置は、電極の空気イオン化部と物理的に接触して設けられた清掃部材を有し、電極の空気イオン化部及び清掃部材は互いにスライドするように設けられている。清掃装置はアクチュエータを更に有し、アクチュエータは電極の空気イオン化部と清掃部材との間で相対的な動きを行わせるために設けられている。
【００１１】
電極の清掃は、電極の空気イオン化部に吸収された又は付着した付着物又は汚染物質の全部又は一部を除去することを含む。そのような汚染は、通常、空気イオン化電極のパフォーマンス又は実効性を落とし、空気イオン化部近辺に放出されるイオン密度の空間特性に不都合に影響する。汚染は粒子による汚染だけでなく、例えばNH4HOxやSiO2残留物等を形成してしまうことにも配慮を要する。
【００１２】
電極の空気イオン化部はニードルチップ又は細線により形成されてもよい。すなわち、電極は例えばニードルチップ電極又は細線電極であってもよい。ニードルチップ電極は、微粒子センサ(UFP)、空気イオン化装置、静電空気清浄器の粒子帯電器等の用途に相応しいニードルチップ電極に関連する。ニードルチップ電極は、ニードルチップ電極の鋭利な先端付近の空気をイオン化するための容量を有する、すなわちイオン化電極であってもよい。本開示によるニードルチップ電極は、通常、高電圧(HV)供給源に接続されている。ニードルチップ電極の代わりに、細線電極が空気のイオン化に使用されてもよい。細線の表面の電界が空気を局所的にイオン化する程度に十分に高かった場合、空気のイオン化は細線の長さ全体にわたって生じる。
【００１３】
本発明の第1の形態は清掃装置に基づいており、清掃装置は、電極の空気イオン化部の外側表面に物理的に接して設けられた清掃部材を有し、電極及び清掃部材は互いにスライドするように設けられており、清掃装置はそのような動きの活性化又は不活性化を制御するためのアクチュエータを更に有し、当該清掃装置は空気イオン化電極の表面から汚染物質を除去する優れたツールである。本発明の第1の形態による清掃装置のアクチュエータは、たとえ周期的な時点でさえ電極表面の自動的な清掃を可能にし、すなわち手作業による如何なる清掃も必要としない。すなわち、本発明の第1の形態による清掃装置は、不要な付着物を除去する空気イオン化電極の自動洗浄を周期的に実行できる。更に、線上の周期は十分に清潔なイオン化電極が常に保証されるように選択されてもよい。アクチュエータの存在は、例えばUFPセンサ、イオン発生器又は空気清浄器等の装置の動作期間(保守点検ではない期間)を大幅に長期化することを保証する。
【００１４】
空気イオン化電極の表面を清掃する際に、清掃部材は電極表面に対して移動する又は表面が清掃部材に対して移動し、すなわち電極表面及び清掃部材が相対的な位置を変更する。従って、清掃部材が空気イオン化電極の表面に沿ってスライドする一方、電極は固定された位置にあってもよいし、或いは電極表面が清掃部材に沿ってスライドする一方、清掃部材が固定された位置にあってもよい。
【００１５】
従って、清掃部材は、電極に物理的に接触しながら、電極の空気イオン化部の長さ方向に沿ってスライドするように設けられる。
【００１６】
清掃の最中に、清掃部材が電極に対して動く場合に、空気イオン化電極部分の表面にずらす力(擦り合わされる力)が働き、付着した汚染物質を電極表面から物理的又は機械的に除去する(又は少なくとも減らす)。ずらす力は電極の空気イオン化部の表面に平行に又は接線方向に働く力である。
【００１７】
本発明の第1の実施形態では、清掃部材は電極の空気イオン化部の外周に接触して設けられていてもよい。これは有利なことである。なぜなら、清掃部材の1回のスライドにより、電極の空気イオン化部の表面領域全体を実質的に清掃できるからである。
【００１８】
従って、電極の空気イオン化部はニードルチップ状又は細線状であってもよく、清掃部材は電極のニードルチップ又は細線の部分の外周と接触するように配置されてもよい。
【００１９】
アクチュエータは電極の空気イオン化部又は清掃部材が動くことを可能にする。これはアクチュエータの作動により電極の空気イオン化部の表面の清掃を促す。
【００２０】
本発明の第1の実施形態によれば、アクチュエータは電磁アクチュエータであってもよい。電磁アクチュエータは磁石及び電線コイルを有する電磁アセンブリ(又は電磁手段)であってもよい。これは、有利なことに、コイルを介して流れる電流及び磁石の間に電磁力を形成することでアクチュエータを電磁的に作動させる。電磁力は、電極の空気イオン化部又は清掃部材の物理的な動きを可能にするために使用され、これは空気イオン化電極の表面の清掃を行うのに有利である。
【００２１】
例えば、アクチュエータはスプリングを更に有し、磁力を利用した物理的な動きを適切に制御できるようにする。
【００２２】
従って、アクチュエータは、スプリング、電線コイル及び磁石を有する電磁アセンブリであってもよい。
【００２３】
有利なことに、電線コイル又は磁石がピストンアセンブリと共に形成されている場合、ピストンアセンブリは、スプリングによりピストン周辺の支持アセンブリ内に設けられている。例えば、磁石がピストンアセンブリ内に形成される一方、コイルが支持アセンブリ内に形成されてもよい。
【００２４】
従って、清掃装置はスプリングにより可動なピストンアセンブリを有し、ピストンアセンブリは磁石又は電線コイルを有する。可動なピストンアセンブリは支持アセンブリ内でスプリングにより付勢される。
【００２５】
コイルを介して流れる電流と磁石との間の電磁力は、支持アセンブリに対して動くピストンアセンブリに働く正味の力となり、ピストンの動作をホルダアセンブリ内に留めるスプリングの圧力を上回るほど十分に電磁力が強かった場合、ピストンを動かすことになる。この実施形態において、アクチュエータの電磁的な活性化又は不活性化に応答して、2つの位置の間で支持アセンブリに対して相対的にピストンが動く。2つの位置は機械的又は力学的な制約によって固定される両端の位置であってもよい。アクチュエータの活性化は、所定の電流が電線コイルを通じて流れる場合に生じる。アクチュエータの不活性化は、所定の電流が電線コイルからなくなった場合に生じる。有利な実施形態では、スプリングの作用に起因して、電極の空気イオン化部に対して第1の位置及び第2の位置の間で可動であるように、清掃部材がピストンアセンブリに接続されており、第1の位置は第1の圧縮度のスプリング(の位置)に対応し、第2の位置は第2の圧縮度のスプリング(の位置)に対応している。
【００２６】
従って、清掃部材は、第1の圧縮度のスプリングに対応する第1の位置から第2の圧縮度のスプリングに対応する第2の位置へ、電極の空気イオン化部との相対的な位置関係を変えるように動く。
【００２７】
例えば、コイルに電流を流すことでアクチュエータが電磁的に活性化される場合に第2の位置に到達し、コイルに流す電流を止めることでアクチュエータアセンブリが電磁的に不活性化される場合に第1の位置に到達してもよい。
【００２８】
電流は予め設定された電流であってもよい。
【００２９】
第2の位置はアクチュエータが電磁的に活性化されている状況に対応し、第1の位置はアクチュエータが電磁的に不活性化されている状況に対応してもよい。磁石及びコイル間の電磁力が、スプリングの第1の圧縮度からスプリングの第2の圧縮度へスプリングを更に圧縮する程度に十分であった場合に、第1の位置から第2の位置に到達することができる。アクチュエータが不活性化される場合、コイル及び磁石の間の電磁力は減少し又は無くなり、第2の位置から第1の位置へ戻るようにピストンを動かすことで、スプリングの圧縮が少なくとも部分的に緩和される。
【００３０】
一例として、第1の位置から第2の位置へ又はその逆向きに動く場合に、電極の空気イオン化部の実質的に全体の長さにわたって清掃部材がスライドするように、第1の位置及び第2の位置が設定されてもよい。
【００３１】
第1の位置から第2の位置へ又はその逆向きに動く場合に、電極の空気イオン化表面全体にわたって清掃部材がスライドするように、第1及び第2の位置が選択されることは特に有利である。これは、第1の位置から第2の位置へ又はその逆向きに動く場合に、清掃部材の1回の運動で電極の空気イオン化部表面全体を清掃できる等の観点から有利である。すなわち、空気イオン化部の表面はピストンの1回のストローク(1往復)の間の2回清掃される。コイルを介した電流を短期間のパルスとして印加することで、付随するピストンのストロークも短期間になる。更に、ニードルチップを清掃する頻度は、電流がコイルに印加される頻度又は周期(すなわち、パルス周期)によって設定されてもよい。
【００３２】
本発明の第1の実施形態において、清掃部材は少なくとも1つのパーフォレーション  (perforation)が形成されたシート又はフォイルを有し、電極の空気イオン化部はそのパーフォレーションを通じてスライドする。
【００３３】
電極のイオン化部がニードルチップ又は細線として実施される場合、ニードルチップ電極又は細線電極はパーフォレーションを介して出入りして清掃部材と物理的に接触し、清掃部材の運動は、清掃部材がニードルチップ又は細線に沿ってそれぞれスライドする際に、突出した側でニードルチップ又は細線の表面に擦り合う力を作用させる。ニードルチップがパーフォレーションを通って突き出ていない場合にパーフォレーションの端同士は互いに接していることが好ましい。なぜなら、ニードルチップがパーフォレーションを突き抜けて突出してスライドする際に、パーフォレーションの端により、擦り合わさる力が効果的に発生するからである。
【００３４】
一例として、パーフォレーションは、中心に空いた穴、中心にある十字形及び/又は中心にある三角の筋であってもよく、これらを通じて電極の空気イオン化部が出入りする。
【００３５】
そのようなパーフォレーションは、ニードルチップ又は細線がパーフォレーションを介して通過し、パーフォレーションを介して突き出てスライドする場合にニードルチップ又は細線の表面に擦り合う力を印加するのに相応しい。
【００３６】
一例としてシートはパーフォレーションが形成された柔軟性のあるフォイルであってもよい。
【００３７】
これは有利である。なぜなら、ニードルチップ又は細線にはたらく擦り合う力が、フォイルの堅さ(stiffness)を変更することで、例えばフォイルの厚みを変更することで或いはフォイルを形成している材料を変更することで、適宜変更できるからである。
【００３８】
別の例として、フォイルは傷つきにくい柔らかいフォイル材料で形成されていてもよい。
【００３９】
傷つきにくい柔らかいフォイル材料は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエステル等の材料(25-100μmの範囲内の厚みを有することが好ましい)により形成される。
【００４０】
本発明の第1の実施形態によれば、清掃部材は多孔質繊維材料(porous  fibrous  material)を有する。適切な柔軟な多孔質繊維材料は機械的な又は力学的なダストフィルタ(dust  filter)により得られてもよく、ダストフィルタは通気性の(air  permeable)多孔性の膜構造に形成又は組み立てられた繊維で通常形成されている。鋭利なニードルチップ電極又は細線電極は繊維材料を通って突き出るように容易に形成でき、電極が繊維材料を通って滑る場合に、繊維は電極表面に擦り合う力を加える。繊維材料をなす清掃部材の厚み及び多孔性(porosity)は、電極表面にはたらく擦り合う力を最適化するように広い範囲内で可変である。
【００４１】
本発明の第1の実施形態において、清掃部材は、支持された粒状材料を有する。適切な粒状材料は、例えば、アルミノシリケート、SiO2、Al2O3のような無機化合物による細砂(fine  sand)である。好ましくは、粒状材料は2つの平行な多孔質ガーゼ(parallel  porous  gauzes)の間に含まれており、穴(pore)は粒子のサイズよりも小さいが、ガーゼを介するニードルチップ電極又は細線電極の突出を収容する程度に十分に大きい。電極が砂流の充填された(granule-filled)清掃部材を介してスライドする場合、解放された粒子が電極表面上で剥奪され、表面上で付着物を除去する機能を果たす。
【００４２】
電極の空気イオン化部に擦り或る力をもたらす如何なる材料も、本開示による清掃部材に使用されてよいことが、理解されるであろう。
【００４３】
本発明の第1の実施形態によれば、上記のようにして形成された清掃装置及び空気イオン化部が存在している。
【００４４】
一例として、清掃装置の清掃部材は、空気イオン化部に対して可動であるように設けられていてもよい。これは、清掃部材が清掃の最中に空気イオン化部に沿ってスライドする際に、空気イオン化部が固定されていてもよいことを意味する。
【００４５】
本発明の第1の実施形態によれば、上記の電極を有する、微粒子センサ、空気イオン化装置又は静電空気清浄器が提供される。
【００４６】
本発明に関する更なる特徴及び利点は、明細書、特許請求の範囲及び図面を参照することで更に明らかになるであろう。以下において明示的には説明されていない実施形態をもたらすように本発明の様々な特徴が組み合わせられてよいことが、当業者に認められる。
【００４７】
＜実施の形態の詳細な説明＞
以下、現時点で好ましいと思われる本発明の実施の形態を示す添付図面と共に本発明を詳細に説明する。
【００４８】
図1及び図2には、ニードルチップイオン化電極から堆積物(又は付着物又は汚染物質)を除去する本発明の実施の形態による清掃装置の概略的な設計例が示されている。ニードルチップイオン化電極4は高電圧(high  voltage：HV)電極3の先端に位置し、高電圧電極3は支持基板又は支持プレート2に固定された位置に維持されている。HV電極3は高電圧供給源Vcorにより稼働される。
【００４９】
清掃装置1は、電極のニードルチップ4の外側表面に物理的に接触して設けられた清掃部材5を有する。この実施の形態の場合、清掃部材5は固定された位置にある穿孔された柔軟なフォイル(foil)の形式をとり、固定されたニードルチップ電極の周囲と物理的に接触している。
【００５０】
清掃部材はピストンアセンブリ7に取り付けられ、ピストンアセンブリ7は中心の高電圧HV電極3を囲んでいる。電極3の周囲でピストンアセンブリ7を包囲及び支持する支持アセンブリ11も存在している。
【００５１】
ニードルチップ4及び清掃部材5は、ピストンアセンブリ7が中心電極3に対して動く場合に、互いにスライド(又は滑動)するように設けられている。この形態の場合、ニードルチップ4及び電極3は固定された位置にあり、ピストンアセンブリ7がHV電極3の外側表面に沿ってスライドする場合に清掃部材5がニードルの長さ方向に沿ってスライドする。すなわち、清掃部材5は、ピストン7のストロークにわたってニードルチップ4の表面に沿ってスライドし、ストロークの長さ(又は1工程の長さ又は1往復の範囲)は図1において「S」として示されている。
【００５２】
清掃装置は電磁アクチュエータを有し、電磁アクチュエータは電極3に対するピストンアセンブリ7の相対的な運動を促す。アクチュエータは、永久磁石(図示の例では、中空の穴が空いた円筒磁石8として実現されている永久磁石)に取り付けられたスプリング6と、電流が電線コイル9に流れた場合に電磁力を磁石8に作用させるように設けられた電線コイル9とにより特徴付けられる。Vcoilによる電流がコイル9に流れていない場合、すなわちスイッチ10が「開放又はオープン」の状態であった場合、磁石8に電磁力は働かず、部分的に圧縮された螺旋スプリング6が存在するので、図1に示されているようにピストンアセンブリ7は或る固定された位置に留まる。螺旋スプリングが部分的に圧縮されていることは、重力の影響や突発的な機械的衝撃等に起因する外乱によらず、ピストンアセンブリ7が支持アセンブリ11に対する位置関係を一定に維持することを保証する。コイル9を通じて電流が流れる場合、すなわちスイッチ10が「閉じた又はクローズ」の状態であった場合、磁石8に電磁力が働く。電流が適切な方向に印加されかつ電流密度が十分に高かった場合、磁石8は十分に強い上方への力を受け、図2に示されているように、ピストンのストロークである所定の距離Sにわたってピストンアセンブリ7を上方に動かす結果をもたらす。スプリング6は、スイッチ10が「開放」の位置にある場合と比較して、より圧縮された状態になる。電流が止められると(nullified)、すなわちスイッチ10が再び「開放」の状態にされると、ピストンはスプリング6の作用に起因して元の位置に戻る。コイル9に1つの電流パルスを印加することで行われるピストンの1往復又はストロークの間に、清掃部材5(すなわち、弾力性のある穴の空いたホイル[foil])がニードルチップイオン化電極4の長さ方向全体に沿って2回スライドし、これによりニードルチップの表面に剪断力又はずれ応力又は擦る力(shearing  force)を加え、ニードルチップ電極4から付着物質を除去する。ずれ応力又は擦る力は、フォイル5の剛性又は堅さを変えることで変更でき、例えばフォイル5の厚さを変更することで又はフォイル5をなす材料を変更することで変更できる。図1及び図2に示す実施の形態では、ニードルチップ電極4の全体が1ストロークの間に穴の空いたフォイル5を通って出し入れされる。従って、実質的な如何なる変形も行わせることなくイオン化電極4が常に支持されるように、ピストンアセンブリ7が形成される。スイッチ10を「オープン」から「クローズ」の状態に制御することで、例えば所定の時間間隔の後にそのような遷移がなされるように設定又はプログラミングすることで、図1及び図2に示す清掃装置1は、ニードルチップイオン化電極4の不要な付着物の自動清掃を周期的に実行することが可能になる。清掃の周期又は頻度は、十分に清潔なイオン化電極4が常に保証されるように設定されてよい。このアクチュエータ1が存在することで、UFPセンサ、空気イオン化装置、イオン発生器、空気清浄器等に関し、メンテナンスの手間を要しない動作期間を大幅に延長することを保証できる。図3及び図4には、細線電極から付着物を除去する本発明の別の実施形態による清掃装置の概略的な設計例が示されている。これは図1及び図2におけるニードルチップ電極を細線電極で置換したものであ��。細線電極は高電圧電極3の空気イオン化部である。一方端において、細線電極は電極3に取り付けられている。他方端において、細線電極は絶縁要素(13)によりキャップをかぶっている又は支持されており、通常、絶縁要素(13)は清掃装置1が形成されている装置の一部分である。図3及び図4に示されている清掃装置1は図1及び図2に示されている清掃装置1とほぼ同様に機能するので、細線電極を有する清掃装置1についての動作の詳細についても、ニードルチップ電極を有する清掃装置1に関する上記の説明を参照することが可能である。図1及び図2に示す装置と同様に、図3及び図3における装置の清掃部材5はピストンアセンブリ7に含まれている。図3及び図4に示されている装置のピストンアセンブリ7及び支持アセンブリ11は、ピストンのストロークの長さSが実質的に細線電極の長さ全体にわたって清掃部材5を十分に擦り、これにより細線電極の表面から汚染付着物を除去できるように形成されている。図5は、穴の空いたフォイル5が清掃部材として使用される場合に利用するのに有利なパーフォレーション(又は穿孔又は目打ち又はスリット又は切り込み)(perforation)の種類の具体例を示す。(5a)の図の場合、フォイル5には程度の差こそあれ中心に穴が形成されている。(5b)の図の場合、フォイル5には程度の差こそあれ中心に十字形の穴が形成されており、ニードルチップは十字形(のスリット又は筋)の中心を通って出入りする。(5c)の図の場合、フォイル5には程度の差こそあれ3角をなす穴(スリット又は筋)が形成されており、ニードルチップは3角の中心(3つの「線」又はスリット又は筋が出会う地点)を通って出入りする。フォイル5として、柔軟で傷つきにくいフォイル材料が使用されもよく、そのフォイル材料は、切断される位置からフォイル材料の多くの部分が欠落していないように切断され、これは穿孔の切り込みが形成された後にスリット(又は穴)の端部同士が依然として互いに接していることを意味する。その結果、ニードルチップ4が穴の中心部を通って出入りする場合に、フォイル5はニードルチップの周囲全体に沿って電極4に擦る力(ずり応力又は擦れ合う力)を加える。
【００５３】
本発明は如何なる方法によっても説明された好適な実施形態には限定されないことを当業者は認める。むしろ多くの修正例や変形例等が添付の特許請求の範囲内で可能である。例えば、アクチュエータは電磁的なアクチュエータではない他のタイプであってもよい。
【００５４】
なお、開示された実施形態に対する変形例は、明細書、特許請求の範囲及び図面を参照することで、特許請求の範囲による本願発明を実施する当業者により理解可能でありかつ実現可能である。特許請求の範囲において、「有する(comprising)」という言葉は他の要素やステップを排除してはおらず、「或る」又は「ある」という語は複数個存在することを排除していない。ある複数の要素が互いに異なる従属請求項で引用されているというだけで、それらの要素を有利に組み合わせることができないわけではない点に留意を要する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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