(57)【要約】  【課題】  装置規模の拡大を招くことなく、放電面の汚染を防止することが可能なイオン発生装置及びこれを備えた電気機器を提供することを目的とする。  【解決手段】  イオン発生装置１は、空気の一部をイオン化するために高電圧発生回路１８が発生する高電圧を誘導電極１５及び放電電極１６の両電極間に印加することで空気の一部をイオン化する。このとき、高電圧発生回路１８が、通常運転時よりも高い電圧を発生するように制御部１７によって制御されることで、通常運転時よりも強いコロナ放電を発生させることができ、これによって放電面に付着した汚染物質を除去するクリーニング運転を行うことができる。【選択図】      図１
2006092866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入される空気に対して高電圧を印加してイオン化を行うとともに、該生成したイオンを放出するイオン発生装置において、
１次側に印加される電圧を変圧して２次側に出力する変圧器と、
前記変圧器の１次側巻線の両端に直流電圧を印加する直流電源と、
オン・オフの切り換えを行うことで前記変圧器の１次側巻線の両端に前記直流電圧が印加されるか印加されないかの切り換えが行われるスイッチング素子と、
前記変圧器の２次側から出力される電気信号を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力される整流された電気信号が印加される１対の電極と、
前記１対の電極に印加される前記整流された電気信号の電圧値の大きさを変化させる制御部と、を備え、
前記制御部が、
前記スイッチング素子のオン・オフの切り換え制御を行うことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
２値の電圧信号からなるパルス信号を生成するとともに、該生成したパルス信号を前記スイッチング素子に与えることで前記スイッチング素子のオン・オフ切り換えを行うパルス発生器を備え、
前記制御部が、
前記パルス発生器が発生するパルス信号のパルス幅と、パルス発生のタイミングとを変化させることで前記スイッチング素子のオン・オフの切り換え制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記制御部が前記スイッチング素子に対して行う制御動作内容が、
前記スイッチング素子を所定の時間Ｔ１の間オン状態に保ち、その後、前記スイッチング素子を所定の時間Ｔ２の間オフ状態に保つという制御を周期的に繰り返す第１の制御動作と、
前記スイッチング素子を前記Ｔ１とは異なる所定の時間Ｔ３の間オン状態に保ち、その後、前記スイッチング素子を前記Ｔ２とは異なる所定の時間Ｔ４の間オフ状態に保つという制御を周期的に繰り返す第２の制御動作と、のいずれか一方の制御動作を選択する内容であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記制御部が行う制御内容を使用者が指示する操作部を備え、
使用者が、前記操作部を操作することで、前記第１の制御動作と前記第２の制御動作との一方を前記制御部に指示することを特徴とする請求項３に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記制御部が前記スイッチング素子に対して行う制御動作内容が、
前記第１の制御動作と、前記第２の制御動作との間で、所定の時間が経過した場合に自動的に切り換えられることを特徴とする請求項３に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記パルス発生器が前記スイッチング素子に与えるパルス信号と同一のパルス信号が与えられる演算部を備え、
前記演算部が、前記パルス発生器から与えられるパルス信号のパルス数をカウントすることで前記所定の時間が経過したことを認識するとともに、前記制御部に対して制御動作内容の切り換え指示を与えることを特徴とする請求項５に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
前記Ｔ３の値が前記Ｔ１の値より大きい値であることを特徴とする請求項３〜請求項６に記載のイオン発生装置。
【請求項８】
前記Ｔ４の値が前記Ｔ２の値より小さい値であることを特徴とする請求項７に記載のイオン発生装置。
【請求項９】
前記制御部が行う制御動作内容が、
該イオン発生装置の駆動直後から所定の時間が経過するまでは前記第２の制御動作が選択され、
前記所定の時間経過後に、自動的に前記第１の制御動作に切り換えられることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のイオン発生装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載のイオン発生装置を備えることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生装置に関し、更にこのイオン発生装置を搭載した電気機器に関する。尚、上記の電気機器に該当する例としては、主に閉空間（家屋内、ビル内の一室、病院の病室や手術室、社内、飛行機内、船内、倉庫内、冷蔵庫の庫内）で使用される空気調和器、除湿器、加湿器、空気清浄機、冷蔵庫、ファンヒータ、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機、殺菌装置など、を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内あるいは自動車内の空気の浄化、殺菌あるいは消臭等を行うために、イオン発生装置が使用されている。これらの多くが、筐体内に吸気された空気が、筐体内に設けられたファンが回転することにより、放電によってイオンが発生するイオン発生部を通過し、これによりイオン発生部で発生したイオンが混入されて筐体外に吐出される構成である（特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来のイオン発生装置の問題点として、空気の汚れた環境で長時間使用されると、放電面に汚染物質が付着し、放電が弱まってイオン放出量が低下するという課題を有していた。
【０００４】
この問題を解決するため、従来より清掃部材などの機械的手段によって放電面の清掃を行う放電器や帯電装置等が開示・提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１６２９６４号公報
【特許文献２】特開平７−４３９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２のような構成のイオン発生装置は、部品点数が増加し、装置自体が大型化するという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑み、装置規模の拡大を招くことなく、放電面の汚染を防止することが可能なイオン発生装置及びこれを備えた電気機器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】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明のイオン発生装置は、吸入される空気に対して高電圧を印加してイオン化を行うとともに、該生成したイオンを放出するイオン発生装置において、１次側に印加される電圧を変圧して２次側に出力する変圧器と、前記変圧器の１次側巻線の両端に直流電圧を印加する直流電源と、オン・オフの切り換えを行うことで前記変圧器の１次側巻線の両端に前記直流電圧が印加されるか印加されないかの切り換えが行われるスイッチング素子と、前記変圧器の２次側から出力される電気信号を整流する整流回路と、前記整流回路から出力される整流された電気信号が印加される１対の電極と、前記１対の電極に印加される前記整流された電気信号の電圧値の大きさを変化させる制御部と、を備え、前記制御部が、前記スイッチング素子のオン・オフの切り換え制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
このように構成されることで、イオン発生装置が備える前記電極間に印加される電圧の値及び電圧が印加されるタイミングが、前記スイッチング素子のオン・オフの切り換えによって制御される。
【０００９】
このとき、前記イオン発生装置が、該イオン発生装置内に吸入される空気を拡散するためのファンを備えるとともに、該ファンの回転速度が前記制御部によって制御されるものとしても構わない。
【００１０】
又、前記イオン発生装置が、２値の電圧信号からなるパルス信号を生成するとともに、該生成したパルス信号を前記スイッチング素子に与えることで前記スイッチング素子のオン・オフ切り換えを行うパルス発生器を備え、前記制御部が、前記パルス発生器が発生するパルス信号のパルス幅と、パルス発生のタイミングとを変化させることで前記スイッチング素子のオン・オフの切り換え制御を行うものとしても構わない。
【００１１】
又、前記制御部が前記スイッチング素子に対して行う制御動作内容が、前記スイッチング素子を所定の時間Ｔ１の間オン状態に保ち、その後、前記スイッチング素子を所定の時間Ｔ２の間オフ状態に保ち、その後、再び前記スイッチング素子を前記Ｔ１の間オン状態に保つという制御を繰り返す第１の制御動作と、前記スイッチング素子を前記Ｔ１とは異なる所定の時間Ｔ３の間オン状態に保ち、その後、前記スイッチング素子を前記Ｔ２とは異なる所定の時間Ｔ４の間オフ状態に保ち、その後、再び前記スイッチング素子を前記Ｔ３の間オン状態に保つという制御を繰り返す第２の制御動作と、のいずれか一方の制御動作を選択する内容であるものとしても構わない。
【００１２】
このように構成されるとき、制御部は予め設定された２つの制御動作のいずれか一方を選択して動作すればよく、制御内容が簡素化される。
【００１３】
又、前記イオン発生装置が、前記制御部が行う制御内容を使用者が指示する操作部を備え、使用者が、前記操作部を操作することで、前記第１の制御動作と前記第２の制御動作との一方を前記制御部に指示する構成としても構わない。
【００１４】
又、前記制御部が前記スイッチング素子に対して行う制御動作内容が、前記第１の制御動作と、前記第２の制御動作との間で、所定の時間が経過した場合に自動的に切り換えられる構成としても構わない。
【００１５】
即ち、前記制御部が前記第２の制御動作を行っている時間が所定時間経過すると、制御部の制御内容が自動的に前記第１の制御動作に切り換えられるものとしても構わないし、逆に、前記制御部が前記第１の制御動作を行っている時間が所定時間経過すると、制御部の制御内容が自動的に前記第２の制御動作に切り換えられるものとしても構わない。
【００１６】
又、前記パルス発生器が前記スイッチング素子に与えるパルス信号と同一のパルス信号が与えられる演算部を備え、前記演算部が、前記パルス発生器から与えられるパルス信号のパルス数をカウントすることで前記所定の時間が経過したことを認識するとともに、前記制御部に対して制御動作内容の切り換え指示を与える構成としても構わない。このとき、前記制御部と、前記パルス発生器と、前記演算部とが同一のマイコン上に構成されるものとしても構わない。このように構成されることで、イオン発生装置の装置サイズを縮小化することができる。
【００１７】
又、このとき、前記演算部が、パルス発生器からのパルス信号のうち、電圧値の高い状態の回数をカウントするものとしても構わないし、電圧値の低い状態の回数をカウントするものとしても構わない。
【００１８】
更に、前記演算部が、予め内部にイオン発生装置の運転時間を検知することができるタイマーを備えており、当該タイマーが所定の時間を計測した時に制御部に対して制御動作を切り換えるための制御信号を与える構成としても構わない。
【００１９】
又、前記Ｔ３の値が前記Ｔ１の値より大きい値であるものとしても構わない。このように設定することで、制御部が前記第２の制御動作を行っている間に前記高電圧発生回路で発生する電圧値が、制御部が前記第１の制御動作を行っている間に前記高電圧発生回路で発生する電圧値よりも大きくすることができる。従って、制御部が前記第１の制御動作を行っている状態を通常の運転状態とすれば、制御部が前記第２の制御動作を行っている間は、通常の運転状態よりも高い電圧が電極間に引加されて、これによって通常の運転状態よりも強いコロナ放電を発生させることができ、この強いコロナ放電によって放電面に付着した汚染物質を除去することができる。
【００２０】
更にこのとき、前記Ｔ４の値が前記Ｔ２の値より小さい値であるものとしても構わない。このように設定することで、制御部が前記第２の制御動作を行っている間に前記高電圧発生回路が高電圧を発生する頻度を、制御部が前記第１の制御動作を行っている間に前記高電圧発生回路が高電圧を発生する頻度よりも大きくすることができる。従って、制御部が前記第２の制御動作を行っている間は、通常の運転状態よりも一定時間内の放電回数を増加させることができ、これによって放電面に付着した汚染物質を除去する効果を更に高めることができる。
【００２１】
又、このとき、制御部が前記第１の制御動作を行う時間と、前記第２の制御動作を行う時間とを予め設定しておき、制御部が自動的に前記第１の制御動作と前記第２の制御動作との切り換えを行う構成としても構わない。このようにすることで、イオンを発生させる通常の運転を一定時間行うと、自動的に放電面に付着した汚染物質を除去するクリーニング運転に切り替わるとともに、所定の時間クリーニング運転を行うと再び自動的に通常の運転に切り換えられるため、使用者がクリーニング運転の指示を行わなくても放電効率の高い状態を保つことができる。又、制御部の制御動作を切り換えるタイミングを予め使用者が設定できる構成にしておくことで、イオン発生装置の使用状況に合わせた柔軟な制御が可能となる。
【００２２】
又、前記制御部が行う制御動作内容が、該イオン発生装置の駆動直後から所定の時間が経過するまでは前記第２の制御動作が選択され、前記所定の時間経過後に、自動的に前記第１の制御動作に切り換えられるものとしても構わない。
【００２３】
このように構成されることで、イオン発生装置の駆動直後、即ち通電初期において、電極間に印加する電圧が通常運転時よりも高く設定され、これによって初期時の放電が起こりやすくなる。更に、通電初期の電極間に印加する電圧の頻度を通常運転時よりも高く設定して初期時の放電を起こしやすくしておくとともに、通常運転時に電圧を印加する頻度を初期時よりも低くすることで、通常運転時の放電音を抑制することができる。
【００２４】
又、前記制御部が、前記第１の制御動作を行う間は、前記ファンに対して該ファンの回転速度を所定の回転速度Ｒ１に制御するとともに、前記第２の制御動作を行う間は、前記ファンに対して該ファンの回転速度を前記Ｒ１より大きい値である所定の回転速度Ｒ２に制御するものとしても構わない。
【００２５】
このように構成されることで、制御部が前記第２の制御動作を行っている間に、放電面に付着した汚染物質を除去する効果を更に高めることができる。
【００２６】
尚、本発明のイオン発生装置が、通常運転を行っている間においても、使用者がイオン発生量を調整可能とするために、操作部において使用者が通常運転時におけるファンの回転速度を調節できる構成としても構わない。このとき、例えばファンの回転速度を予め異なる数種類の回転速度として登録しておき、回転速度の高い順に「イオン発生量大」、「イオン発生量中」、「イオン発生量小」なるボタンを操作部に設け、使用者が当該ボタンを選択して押下することで、通常運転時のファンの回転速度を変化させることができる。
【００２７】
又、上述の各実施形態において、スイッチング素子として、例えばＮチャネルＭＯＳトランジスタを採用することができるが、これに限られず、特性が逆であるＰチャネルＭＯＳトランジスタとしても構わないし、バイポーラトランジスタやサイリスタ等の他のスイッチング素子としても構わない。
【００２８】
又、上述の各実施形態においては、イオン発生装置について述べているが、イオン発生装置に限らず電極の両端に高電圧を発生させてコロナ放電を起こすことで所望の効果を得る、空気清浄機、静電プリンタ、除電装置等に対しても同様に応用することが可能である。
【００２９】
更に、上述の各実施形態においては、誘導電極と放電電極に挟まれた領域に存在する空気が絶縁体の役割を果たす構成であるが、これに限られず、誘導電極と放電電極の間に固体誘電体を挟んだ構成をとるイオン発生装置としても構わない。このように構成することで、絶縁抵抗の高い、高誘電率を持つ絶縁体を電極間に挟んでいるため、電極間距離を狭くすることができ、又、電極間の印加電圧を低く設定することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の構成によれば、放電面の清掃を行うための放電器や帯電装置等のような機械的手段を備えることなく、イオン発生装置が備える高電圧発生回路内における所定の値を変化させることによって放電面に付着した汚染物質を除去することができ、イオン発生装置の装置規模の縮小化を図ることができる。又、制御部と高電圧発生回路とを同一のコントローラーユニットの基板上に配置することで、イオン発生装置の装置規模を更に縮小化することができる。
【００３１】
又、イオン発生装置が演算器を備えるとともに、当該演算器が所定の時間を計測した後に制御信号を制御部に与える構成とすることにより、イオンを発生する通常運転と、放電面に付着した汚染物質を除去するクリーニング運転とを自動的に切り換えることが可能となる。
【００３２】
更に、制御部において、イオン発生装置の通電初期における電極間に印加する電圧を通常運転時よりも高く設定して初期時の放電を起こしやすくしておくことで、通常運転時には初期時よりも低い電圧値でも安定した放電状態が可能となる。更にこのとき、通電初期における電極間に印加する電圧の頻度を通常運転時よりも高く設定して初期時の放電を起こしやすくしておくとともに、通常運転時に電圧を印加する頻度を初期時よりも低くすることで、通常運転時の放電音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態におけるイオン発生装置の構成を示すブロック図である。尚、図１において、矢印の向きに制御信号が送出されることを矢印が付加された実線で表し、電気的に接続されていることを点線で表している。
【００３４】
図１のイオン発生装置１は、イオンを発生させる筐体１１と、筐体１１に空気を取り込む空気吸入部１２と、空気吸入部１２から取り込まれた空気を拡散するためのファン１４と、ファン１４で拡散された空気の一部をイオン化するために高電圧を与えるための誘導電極１５及び放電電極１６と、イオン化された空気を吐出するための空気吐出部１３とを備える。又、誘導電極１５及び放電電極１６に印加する高電圧を発生する高電圧発生回路１８（回路構成については後述）が、誘導電極１５及び放電電極１６と電気的に接続されるとともに、この高電圧発生回路が発生する電圧の電圧値等の運転条件を制御する制御部１７からの制御信号に基づいて制御される。この制御部１７は、ファン１４とも電気的に接続されており、ファン１４に対して制御信号を与えることでファン１４の回転速度を制御する。
【００３５】
イオン発生装置１は、装置外の空気を空気吸入部１２から筐体１１内に取り込み、この取り込まれた空気がファン１４によって拡散される。拡散された空気の一部は、誘導電極１５と放電電極１６とで挟まれた領域を通過する。誘導電極１５及び放電電極１６には、高電圧発生回路１８が発生する高電圧が与えられており、この両電極間でコロナ放電が発生することで、誘導電極１５と放電電極１６とで挟まれた領域を通過する空気がイオン化される。イオン化された空気は、空気吐出部１３から筐体１１の外部に吐出される。尚、高電圧発生回路１８が発生する高電圧は、後述するように制御部１７によって電圧値及び発生タイミングが制御される。
【００３６】
図２に、イオン発生装置１に含まれる高電圧発生回路１８の回路構成を示す。高電圧発生回路１８は、直流電源２１と、この直流電源２１又は別の直流電源によって駆動し、パルス電圧を発生するパルス発生器２２と、パルス発生器２２から送られる電気信号によって駆動するスイッチング素子２３と、スイッチング素子２３を介して入力される電圧を変圧して２次側に高電圧を発生させる変圧器２４と、変圧器２４の２次側に出力される高電圧を整流する整流回路２５とで構成される。そして、この整流回路２５で整流された電圧が誘導電極１５及び放電電極１６に印加されて、当該両電極間でコロナ放電が発生する。スイッチング素子２３には、例えばＮチャネルＭＯＳトランジスタを用いることができる。
【００３７】
パルス発生器２２は、図３（ａ）に示すようなパルス波形を生成し、これをスイッチング素子２３に与える。パルス波は、電圧値が２値の波形であり、高い電圧値（High）を示す状態と、低い電圧値（Low）を示す状態とで構成され、これらの２状態が周期的に繰り返される。このとき、高い電圧値を示している時間Ｔ１及び低い電圧値を示している時間Ｔ２が制御部１７で設定され、これによって周期Ｔ０が、高い電圧値を示している時間Ｔ１と低い電圧値を示している時間Ｔ２との和で決定される。
【００３８】
スイッチング素子２３は、パルス発生器２２からのパルス波によってスイッチング動作を行う。パルス波が高い電圧値（High）を示す場合、スイッチング素子２３が通電状態となり、変圧器２４の１次側に直流電圧が印加されて、変圧器２４の１次巻線には電流が流れる。この状態が時間Ｔ１維持された後、パルス波が低い電圧値（Low）を示すと、スイッチング素子２３が遮断状態となり、変圧器２４の１次側には電圧が印加されなくなる。このとき、変圧器２４の１次巻線はスイッチング素子２３が通電状態のときに流れていた電流値を維持しようとするため、変圧器２４の１次巻線両端の電圧が変化する。
【００３９】
そして、変圧器２４の１次巻線両端の電圧値が変化するため、相互誘導が発生して、変圧器２４の２次側に変圧器２４の巻線比に応じて変圧された高電圧が発生する（図３（ｂ）参照）。この変圧器２４の２次側に発生した高電圧が、整流回路２５によって整流されて、誘導電極１５及び放電電極１６に印加される。
【００４０】
このとき、スイッチング素子２３が通電状態を維持している時間Ｔ１の間に変圧器２４の１次巻線にエネルギーが蓄えられ、スイッチング素子２３が通電状態から遮断状態に移行すると、この蓄えられたエネルギーが変圧器２４の２次側に与えられる。即ち、図３（ｂ）に示す変圧器２４の２次側に発生する電圧Ｖ２は、通電状態を維持している時間Ｔ１に依存する。このため、時間Ｔ１を長く設定することによって、変圧器２４の２次側に発生する電圧値を大きくすることができる。
【００４１】
一方、スイッチング素子２３が遮断状態を維持している時間Ｔ２の間、スイッチング素子２３が通電状態に変圧器２４の１次巻線に蓄えられたエネルギーを変圧器２４の２次側に放出した後は、変圧器２４の１次側には電圧が発生していないため変圧器２４は待機状態となる。再び、スイッチング素子２３が通電状態となると、変圧器２４の１次巻線にエネルギーが蓄積され始める。即ち、時間Ｔ２は、次の高電圧を変圧器２４の２次側に発生させるためのタイミングに影響を与える。時間Ｔ１と時間Ｔ２の和で周期Ｔ０が決定されるため、時間Ｔ２を短く設定することで周期Ｔ０が短くなり、この結果、高電圧が変圧器２４の２次側に発生する時間間隔が短くなる。
【００４２】
以上より、制御部１７において、時間Ｔ１を短く設定することにより高電圧発生回路１８で発生する電圧値を小さくすることができ、逆に時間Ｔ１を長く設定することにより高電圧発生回路１８で発生する電圧値を大きくすることができる。又、制御部１７において、時間Ｔ２を短く設定することにより、高電圧を発生する時間間隔を短くすることができ、逆に時間Ｔ２を長く設定することにより、高電圧を発生する時間間隔を長くすることができる。
【００４３】
従って、イオン発生装置１をこのように構成するとき、放電面に汚染物質が付着して放電が弱まった場合に、制御部１７において、イオン発生装置１がイオンを空気中に放出する通常の運転（以下「通常運転」と称する）を行っている状態の時よりも時間Ｔ１を長く設定して、通常運転時よりも高い電圧を誘導電極１５と放電電極１６との間に引加することで、通常運転時よりも強いコロナ放電を発生させることができ、これによって放電面に付着した汚染物質を除去することができる（以下「クリーニング運転」と称する）。このとき、更に制御部１７において、イオン発生装置１を通常の運転をさせている状況よりも時間Ｔ２を短く設定して、通常運転時よりも一定時間内の放電回数を増加させることで、放電面に付着した汚染物質を除去する効果を更に高めることができる。
【００４４】
又、イオン発生装置１がこのように構成されるとき、制御部１７において、予め通常運転が行われる通常運転モードでの時間Ｔ１、Ｔ２と、クリーニング運転が行われるクリーニング運転モードでの時間Ｔ１、Ｔ２とを登録しておくとともに、使用者が通常運転モード及びクリーニング運転モードを選択することができる構成にしておくことで、通常運転とクリーニング運転との間における運転の切り換えが容易になる。
【００４５】
このとき、図４に示すイオン発生装置１ａのように、図１のイオン発生装置１に、新たに使用者が操作可能な操作部３１が備えられており、使用者が操作部３１を操作すると、当該操作内容が電気信号として制御部１７に与えられる構成とすることで、上記の通常運転とクリーニング運転との間における運転の切り換え操作を使用者が指示することが可能となる。
【００４６】
この操作部３１にイオン発生装置１に通常運転を指定する「通常運転ボタン」と、クリーニング運転を指定する「クリーニング運転ボタン」とを設けて、使用者がこれらの一方のボタンを押下することでイオン発生装置１の運転モードが選択されるものとしても構わない。このとき、操作部３１は制御部１７と電気的に接続されており、ボタンが押下されることで制御部１７から設定すべき時間Ｔ１及びＴ２が高電圧発生回路１８に与えられる。
【００４７】
更にこのとき、放電面に付着した汚染物質を除去する効果を更に高めるために、通常運転時と比較してクリーニング運転時にファン１４の回転速度を上昇させるものとしても構わない。このとき、モードを選択することで、制御部１７から高電圧発生回路１８に対して時間Ｔ１及びＴ２が設定されるのに加えて、制御部１７からファン１４に対してファン１４の回転速度を設定するための信号が与えられる。
【００４８】
又、通常運転モードにおいても、使用者がイオン発生量を調整可能とするために、操作部３１において使用者が通常運転時におけるファン１４の回転速度を調節できる構成としても構わない。このとき、例えばファン１４の回転速度を予め異なる数種類の回転速度として登録しておき、回転速度の高い順に「イオン発生量大」、「イオン発生量中」、「イオン発生量小」なるボタンを操作部３１に設け、使用者が当該ボタンを選択して押下することで、通常運転時のファン１４の回転速度を変化させることができる。
【００４９】
以上のように、本発明の構成によれば、放電面の清掃を行うための放電器や帯電装置等のような機械的手段を備えることなく、高電圧発生回路１８内における所定の値を変化させることによって放電面に付着した汚染物質を除去することができ、イオン発生装置の装置規模の縮小化を図ることができる。又、本実施形態においては、図１に示すように制御部１７と高電圧発生回路１８とが個別に配置されているものとしているが、これらを同一のコントローラーユニットの基板上に配置するものとしても構わない。このようにすることで、イオン発生装置１の装置規模を更に縮小化することができる。
【００５０】
尚、本実施形態においては、スイッチング素子２３のオン・オフ制御のための制御信号としてパルス発生器２２からのパルス信号を利用し、制御部１７がこのパルス信号のパルス幅及びタイミングの制御を行うとしたが、スイッチング素子２３のオン・オフ制御を行う手段としてはこの方法に限られず、イオン発生装置１がスイッチング素子２３を所定の時間ごとにオン・オフ制御を行う制御手段を備えていれば同様の効果を得ることができる。
【００５１】
即ち、例えば図５に示す高電圧発生回路１８ａのように、変圧器２４の一次側には、スイッチング素子２３ａが接続されており、このスイッチング素子２３ａが通電状態になると、直流電源２１によって直流電圧が印加され、スイッチング素子２３ａが遮断状態になると、直流電圧が印加されなくなる構成とし、このスイッチング素子２３ａのオン・オフ制御を制御部１７ａが行う構成であれば、上述と同様の効果を得ることができる。このとき制御部１７ａは、スイッチング素子２３ａのオン・オフ切換を所定の時間間隔で行うものとし、クリーニング運転を行う際には、この時間間隔を変更することで所望の効果を得ることができる。
【００５２】
具体的には、通常運転時にスイッチング素子２３ａを通電状態に維持する時間Ｔ１ａと、通常運転時にスイッチング素子２３ａを遮断状態に維持する時間Ｔ２ａと、クリーニング運転時にスイッチング素子２３ａを通電状態に維持する時間Ｔ１ｂと、クリーニング運転時にスイッチング素子２３ａを遮断状態に維持する時間Ｔ２ｂとを予め与えておくとともに、通常運転からクリーニング運転に切換が行われると、スイッチング素子２３ａのオン・オフ切り換えのタイミングが切り換えられるものとしても構わない。このとき、時間Ｔ１ａよりも時間Ｔ２ａを長く設定しておくことで、クリーニング運転時に誘導電極１５と放電電極１６との間に発生する電圧の電圧値が大きくなり、通常運転時よりも強いコロナ放電を発生させることができ、これによって放電面に付着した汚染物質を除去することができる。更に時間Ｔ１ｂよりも時間Ｔ２ｂを短く設定しておくことで、クリーニング運転時に発生する高電圧の発生頻度が高まり、これによって放電面に付着した汚染物質を除去する効果を更に高めることができる。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図６は、本実施形態におけるイオン発生装置の構成を示すブロック図である。尚、図６において、図１及び図４と同一部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
図６に示すイオン発生装置１ｂは、図１に示すイオン発生装置１に加えて、高電圧発生回路１８からの電気信号に基づいて演算を行うとともに、その演算結果を制御部１７に出力する演算部３２を備える。又、図７には、演算部３２と高電圧発生回路１８及び制御部１７との電気的な接続関係を示す。以下に、図７に基づいて演算部３２の動作内容について説明する。
【００５５】
演算部３２は、パルス発生器２２からスイッチング素子２３に出力されるパルス信号と同一のパルス信号が与えられるとともに、当該パルス信号のパルス波数のカウントを行う。具体的には、パルス発生器２２から出力される図３（ａ）に示す形状のパルス波形における、高い電圧値（High）を示す状態の出現数のカウントを行う。演算部３２は、予め所定のカウント数が与えられており、当該所定のカウント数をカウントすると、制御部１７に対して時間Ｔ１及びＴ２の設定値を変更する旨の制御信号を与える。このとき、変更前の時間Ｔ１に対して大きな値として変更後の時間Ｔ１を与えるとともに、変更後の時間Ｔ２を、変更前の周期Ｔ０に等しくなるように変更後の時間Ｔ１から算出した値を与えることで、高電圧発生回路１８で発生する電圧値を大きくすることができる。
【００５６】
このようにイオン発生装置１ｂが構成されるとき、イオン発生装置１ｂが通常運転されている状態から所定の時間経過後に、自動的に、高電圧発生回路１８で発生する電圧値が大きく設定されたクリーニング運転モードへの切り換えが行われる。
【００５７】
例えば、イオン発生装置１ｂの通常運転モードが、時間Ｔ１を10μｓ、時間Ｔ２を10ｍｓと設定されているとき、演算部３２がパルス発生器２２からのパルス波を360000回カウントしたときに、時間Ｔ１を20μｓ、時間Ｔ２を10ｍｓと設定する制御信号を演算部３２が制御部１７に与えるような設定がされている場合、通常運転開始後１時間経過するとイオン発生装置１ｂが自動的に通常運転モードからクリーニング運転モードに切り換えられる。
【００５８】
更に、演算部３２が、時間Ｔ１及びＴ２を変更後（クリーニング運転開始後）におけるパルス発生器２２から与えられるパルス信号のパルス波数が、所定のカウント数をカウントしたとき、通常運転モードでの設定時間Ｔ１及びＴ２を再び制御部１７に与える構成とすることができる。
【００５９】
このようにイオン発生装置１ｂが構成されるとき、イオン発生装置１ｂがクリーニング運転がされている状態から所定の時間経過後に、自動的に、高電圧発生回路１８で発生する電圧値がクリーニング運転時より小さく設定された通常運転モードへの切り換えが行われる。
【００６０】
以上のように構成されることにより、イオン発生装置１ｂが通常運転開始後、予め設定された所定の時間が経過すると自動的にクリーニング運転モードに切り換えることで放電面に付着した汚染物質の除去を行って放電効率を高めるとともに、このクリーニング運転を所定の時間行った後、再び通常運転モードに自動的に切り換えることで、使用者が切り換え操作をすることなく高い放電効率を維持した状態で通常運転を行うことができる。
【００６１】
尚、クリーニング運転として、時間Ｔ１を長く設定することで高電圧発生回路１８での電圧値を高くするものとして上記で説明したが、第１の実施形態の場合と同様に、更に時間Ｔ２を短く設定することで放電頻度を増加させてクリーニング効果を向上させる設定としても構わない。
【００６２】
又、イオン発生装置１ｂの駆動直後に、誘導電極１５及び放電電極１６の間で放電を起こしやすくするために、駆動直後所定の時間までは、時間Ｔ１を長く設定して高電圧発生回路１８での電圧値を高く設定するものとしても構わないし、更に時間Ｔ２を短く設定して高電圧の印加頻度を高く設定するものとしても構わない。そして、この所定時間の経過後、時間Ｔ１及び時間Ｔ２を変更することで通常運転モードに切り換えるものとしても構わない。
【００６３】
このように、通電初期の誘導電極１５及び放電電極１６に印加する電圧を通常運転時よりも高く設定して初期時の放電を起こしやすくしておくことで、通常運転時には初期時よりも低い電圧値でも安定した放電状態が可能となる。更にこのとき、通電初期の誘導電極１５及び放電電極１６に印加する電圧の頻度を通常運転時よりも高く設定して初期時の放電を起こしやすくしておくとともに、通常運転時に電圧を印加する頻度を初期時よりも低くすることで、通常運転時の放電音を抑制することができる。
【００６４】
又、上述の演算部３２は、パルス発生器２２からのパルス信号のうち、電圧値の高い状態（high）の回数をカウントするものとしたが、電圧値の低い状態（low）の回数をカウントするものとしても構わない。
【００６５】
又、演算部３２は、パルス発生器２２からのパルス信号に基づいて所定の時間を算出する構成としたが、演算部３２が、予め内部にイオン発生装置１ｂの運転時間を検知することができるタイマーを備えており、当該タイマーが所定の時間を計測した時に制御部１７へ運転モードを切り換えるための制御信号を与える構成としても構わない。
【００６６】
又、本実施形態において、図６に示すように制御部１７と高電圧発生回路１８と演算部３２とがそれぞれ個別に配置されているものとしているが、これらを同一のコントローラーユニットの基板上に配置するものとしても構わない。このようにすることで、イオン発生装置１ｂの装置サイズを縮小化することができる。
【００６７】
尚、上述の各実施形態において、制御部が前記第１の制御動作を行う時間と、前記第２の制御動作を行う時間とを予め設定しておき、制御部が自動的に前記第１の制御動作と前記第２の制御動作との切り換えを行う構成としても構わない。このようにすることで、イオンを発生させる通常の運転を一定時間行うと、自動的に放電面に付着した汚染物質を除去するクリーニング運転に切り替わるとともに、所定の時間クリーニング運転を行うと再び自動的に通常の運転に切り換えられるため、使用者がクリーニング運転の指示を行わなくても放電効率の高い状態を保つことができる。又、制御部の制御動作を切り換えるタイミングを予め使用者が設定できる構成にしておくことで、イオン発生装置の使用状況に合わせた柔軟な制御が可能となる。
【００６８】
又、上述の各実施形態において、スイッチング素子２３はＮチャネルＭＯＳトランジスタに限らず、例えば特性が逆であるＰチャネルＭＯＳトランジスタとしても構わないし、バイポーラトランジスタやサイリスタ等の他のスイッチング素子としても構わない。スイッチング素子２３をＰチャネルＭＯＳトランジスタとするときは、逆特性となるため、時間Ｔ１及びＴ２をＮチャネルＭＯＳトランジスタを採用したときと逆の値に設定することで同様の効果を得ることができる。
【００６９】
更に、上述の各実施形態においては、イオン発生装置について述べているが、イオン発生装置に限らず電極の両端に高電圧を発生させてコロナ放電を起こすことで所望の効果を得る、空気清浄機、静電プリンタ、除電装置等に対しても同様に応用することが可能である。
【００７０】
又、上述の各実施形態においては、誘導電極と放電電極に挟まれた領域に存在する空気が絶縁体の役割を果たす構成であるが、これに限られず、誘導電極と放電電極の間に固体誘電体を挟んだ構成をとるイオン発生装置としても構わない。このように構成することで、絶縁抵抗の高い、高誘電率を持つ絶縁体を電極間に挟んでいるため、電極間距離を狭くすることができ、又、電極間の印加電圧を低く設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のイオン発生装置を搭載する電気機器に該当する例としては、主に閉空間（家屋内、ビル内の一室、病院の病室や手術室、社内、飛行機内、船内、倉庫内、冷蔵庫の庫内）で使用される空気調和器、除湿器、加湿器、空気清浄機、冷蔵庫、ファンヒータ、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機、殺菌装置など、を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】は、本発明の第１の実施形態のイオン発生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】は、本発明の第１の実施形態のイオン発生装置が備える高電圧発生回路と制御部との関係を示すブロック図である。
【図３】は、本発明のイオン発生装置が備えるパルス発生回路が発生するパルス波形の一例と、変圧器の２次側に発生する高電圧の波形の一例である。
【図４】は、本発明の第１の実施形態のイオン発生装置の構成を示す別のブロック図である。
【図５】は、本発明の第１の実施形態のイオン発生装置が備える高電圧発生回路と制御部との関係を示す別のブロック図である。
【図６】は、本発明の第２の実施形態のイオン発生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】は、本発明の第２の実施形態のイオン発生装置が備える高電圧発生回路と制御部と演算部の関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１、１ａ、１ｂ  イオン発生装置
１１  筐体
１２  空気吸入部
１３  空気吐出部
１４  ファン
１５  誘導電極
１６  放電電極
１７、１７ａ  制御部
１８、１８ａ  高電圧発生回路
２１  直流電源
２２  パルス発生器
２３、２３ａ  スイッチング素子
２４  変圧器
２５  整流回路
３１  操作部
３２  演算部
【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５】
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【図６】
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【図７】
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