(57)【要約】【課題】空気調和機に適した微生物センサユニット、および、そのような微生物センサユニットを搭載した空気調和機を提供すること。【解決手段】空気中に含まれる微生物の量を検出するための微生物センサユニットは、少なくとも一つの微生物センサ１６０を備え、各微生物センサ１６０は、基板２０２上に形成された複数のナノワイヤ部２１０を含む。各ナノワイヤ部２１０は、ＺｎＯナノワイヤと、各ナノワイヤの表面に配置された、微生物と反応する物質層とを含む。微生物センサユニットは、微生物が物質層に付着することで起こる電気的特性の変化を検出するための検出部をさらに備える。【選択図】図８
2011021931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中に含まれる微生物の量を検出するための微生物センサユニットであって、
少なくとも一つの微生物センサを備え、
各前記微生物センサは、
基板上に形成された複数のナノワイヤと、
各前記ナノワイヤの表面に配置された、微生物と反応する物質層とを含み、
微生物が前記物質層に付着することで起こる電気的特性の変化を検出するための検出部をさらに備えた、微生物センサユニット。
【請求項２】
複数の前記微生物センサのうちの第１のセンサは、微生物量と測定妨害物質の量とを一体で検出し、
前記複数の微生物センサのうちの第２のセンサは、前記測定妨害物質の量のみを検出し、
前記検出部は、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサにより得られた測定値の差を検出する、請求項１に記載の微生物センサユニット。
【請求項３】
微生物を殺菌するための殺菌装置をさらに備え、
前記第２のセンサは、前記殺菌装置に通した後の気体を測定対象とすることを特徴とする、請求項２に記載の微生物センサユニット。
【請求項４】
空気中に含まれる微生物の量を検出するための微生物センサユニットを備え、
前記微生物センサユニットは、少なくとも一つの微生物センサを含み、
各前記微生物センサは、
基板上に形成された複数のナノワイヤと、
各前記ナノワイヤの表面に配置された、微生物と反応する物質層とを有し、
前記微生物センサユニットは、微生物が前記物質層に付着することで起こる電気的特性の変化を検出するための検出部をさらに含む、空気調和機。
【請求項５】
前記検出部からの出力結果に基づき検出される微生物の量に応じて、風量、イオン発生量、および加湿量のうちの少なくともいずれか一つを変化させる制御を行なうための制御手段をさらに備えた、請求項４に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記検出部からの出力結果に基づき検出される微生物の量を、ユーザに報知するための報知手段をさらに備えた、請求項４または５に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物センサユニットおよび空気調和機に関し、特に、空気中の微生物量を検出する微生物センサユニット、および、微生物センサユニットにより検出された微生物量に応じた制御を行なう空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気を浄化するための様々な提案がなされている。
たとえば、特許文献１には、ホコリセンサにより空気中のホコリの量を検出し、その量に応じて空気浄化効果のあるイオンの放出量を調節する静電式空気清浄機が開示されている。また、特許文献２には、ホコリセンサおよびニオイセンサにより汚れが検出され、かつ、温度と湿度が特定状態にあるときは特定状態にないときよりも多く空気浄化効果のあるイオンが放出されるよう調節し、浮遊細菌を効率的に殺菌する空気調節装置が開示されている。
【０００３】
また、空気中の微生物を検出する技術も存在する。
特許文献３には、被測定物質量と測定妨害物質量を検知するための生理活性物質が固定された作用極と、測定妨害物質量のみを検知するための作用極とが共通の対極を持つバイオセンサが開示されている。このバイオセンサは、二つの作用極と対極間で検出された電流値の差から微生物により生じた電流値を求め、微生物量を見積もる方法を採用している。
【０００４】
さらに非特許文献には、ナノワイヤの表面の抗体が、特定のタンパク質と反応することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２２５３３８号公報
【特許文献２】特開２００６−５７９４１号公報
【特許文献３】特開昭６１−３０４７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Jin Liu他著、Microsystems Packaging Research Center、Georgia Institute of Technology、「Label-Free Protein Detection by ZnO Nanowire Based Bio-Sensors」、Electronic Components and Technology Conference、２００７年、p.1971-1976
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
空気調和機には、空気中のホコリ、ニオイや微生物（細菌、ウィルス、カビなど）を除去する効果がある。これまでの空気調和機ではホコリ、ニオイを検出することができ、汚れ度合いによって、運転モードを調節し、効果的な空気清浄を行うことができる。
【０００８】
また、特許文献３のようなバイオセンサにより微生物量を見積もる方法は、液体中の微生物量の測定に限定されている。したがって、空気調和機にこのようなセンサを搭載したとしても、空気中の微生物を一旦液体に溶かし込みその溶液を検査するという方式であるため再利用性がない上、リアルタイムに微生物量を検出し、それに応じた運転制御を行うことができない。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、空気調和機に適した微生物センサユニット、および、そのような微生物センサユニットを搭載した空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のある局面に従う微生物センサユニットは、空気中に含まれる微生物の量を検出するための微生物センサユニットであって、少なくとも一つの微生物センサを備え、各微生物センサは、基板上に形成された複数のナノワイヤと、各ナノワイヤの表面に配置された、微生物と反応する物質層とを含み、微生物が物質層に付着することで起こる電気的特性の変化を検出するための検出部をさらに備える。
【００１１】
好ましくは、複数の微生物センサのうちの第１のセンサは、微生物量と測定妨害物質の量とを一体で検出し、複数の微生物センサのうちの第２のセンサは、測定妨害物質の量のみを検出し、検出部は、第１のセンサおよび第２のセンサにより得られた測定値の差を検出する。
【００１２】
好ましくは、微生物を殺菌するための殺菌装置をさらに備え、第２のセンサは、殺菌装置に通した後の気体を測定対象とすることを特徴とする。
【００１３】
この発明の他の局面に従う空気調和機は、空気中に含まれる微生物の量を検出するための微生物センサユニットを備え、微生物センサユニットは、少なくとも一つの微生物センサを含み、各微生物センサは、基板上に形成された複数のナノワイヤと、各ナノワイヤの表面に配置された、微生物と反応する物質層とを有し、微生物センサユニットは、微生物が物質層に付着することで起こる電気的特性の変化を検出するための検出部をさらに含む。
【００１４】
好ましくは、検出部からの出力結果に基づき検出される微生物の量に応じて、風量、イオン発生量、および加湿量のうちの少なくともいずれか一つを変化させる制御を行なうための制御手段をさらに備えた。
【００１５】
好ましくは、検出部からの出力結果に基づき検出される微生物の量を、ユーザに報知するための報知手段をさらに備えた。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、複数のナノワイヤの表面に、微生物と反応する物質層が形成されているため、センサの表面積を大きくすることができる。その結果、空気調和機に適した微生物センサユニット、および、そのような微生物センサユニットを搭載した空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における空気調和機の分解斜視図である。
【図２】図１の本体正面図である。
【図３】図１の本体の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における空気調和機の回路ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態における電圧印加回路の構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における電圧印加回路の基本の駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施の形態における微生物センサユニットの概念図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施の形態における微生物センサの概念図である。
【図９】図８（Ｂ）に示したナノワイヤ部のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における微生物センサユニットの回路構成例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態の変形例における微生物センサユニットの概念図である。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、紫外光源により微生物を殺菌する殺菌装置の一例を示す図である。
【図１３】（Ａ），（Ｂ）は、紫外光源により微生物を殺菌する殺菌装置の他の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態の変形例における微生物センサユニットの回路構成例を示す概念図である。
【図１５】本発明の実施の形態において、微生物センサユニットが出力する電位差に基づいて、イオン発生量を調整する処理を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態において、微生物センサユニットが出力する電位差に基づいて、風量を調整する処理を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態において、微生物センサユニットが出力する電位差に基づいて、加湿量を調整する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１９】
＜空気調和機の構成＞
本実施の形態において、微生物センサは、空気調和機に搭載される。空気調和機とは、少なくとも、温調、加湿、除湿機能、イオン付加、酸素富化などの機能が搭載された装置を表わし、脱臭フィルタや除菌フィルタを備えた空気清浄機を含む。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態における空気調和機１００の分解斜視図である。図２は、図１の本体正面図、図３は図１の本体の断面図である。
【００２１】
空気調和機１００は、図１から図３に示すように、本体１、本体１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、タンク４４、加湿フィルタ４１、第１吹出口６ａ、第２吹出口６ｂ、イオン発生装置１０、運転状態の表示機能を有する操作部１０３、前板２の吸込口２ａ、および空気調和機１００の運転を遠隔制御するための信号を操作部１０３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）１３０を備える。
【００２２】
空気調和機１００の本体１は、本体１の前面の一部を被うように、前板２を設けた構造になっている。
【００２３】
本体１は、前面側から見て、フィルタ部３を収納する凹部からなる収納部であって長方形をした開口部を有している。開口部の底面部にはフィルタ部３を通過した室内空気を通す穴２４が放射状に形成されている。放射状の穴２４の背面にはターボファン５およびそれを回転させるファンモータ４が配置される。ターボファン５の上側に空気を室内に吹出す第１吹出口６ａおよび第２吹出口６ｂが設けられている。イオン発生装置１０は、ターボファン５の上方に送風経路２５の途中に配設される。
【００２４】
前板２は、本体１から一定空間をもって本体１に係止する形態で取付けられ、その中央部には室内の空気を吸込む吸込口２ａが上下に形成されている。前板２と本体１との隙間からも室内の空気を吸い込むように、前板２を本体１に取付けるようにしてもよい。
【００２５】
フィルタ部３は、図１に示すように、プレフィルタ３ａ、脱臭フィルタ３ｂおよび集塵フィルタ３ｃの３種類から構成され、それらが吸込口２ａ側から順にフィルタ枠３４に収納されて本体１の前面凹部に収納される。プレフィルタ３ａは塵や埃の大きい粒子を捕集し、脱臭フィルタ３ｂはアセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などの臭い成分を吸着し、集塵フィルタ３ｃはＨＥＰＡシートにより空気中の塵や埃を捕集する。
【００２６】
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３ａ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３ｂ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３ｃでプレフィルタ３ａを通過した微細な塵や埃を捕集されるので、フィルタ部３を出た空気は臭いや塵・埃の除去された空気となる。このように、空気調和機１００は脱臭フィルタ３ｂや集塵フィルタ３ｃを備えているので、空気清浄機の機能を果たす。
【００２７】
室内の空気を吸込むターボファン５を回転させるファンモータ４は、フィルタ部３の下流側に配設され、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。ファンモータ４には制御性を重視した直流モータを使用している。本実施の形態におけるファンモータ４は、風量を６段階に切換え可能としている。
【００２８】
本体１の一方の側部には、水を貯めておくための着脱可能なタンク４４が収納される。タンク４４の下方の給水口が、受皿４３と結合される。タンク４４に貯留された水は、給水口から受皿４３に流れ出て、受皿４３に供給される。受皿４３に貯留される水は、水面が所定の高さに維持される構造となっている。
【００２９】
加湿フィルタ４１は、受皿４３の上面を被う上蓋４２により支持され、その下方の一部が受皿４３に貯留された水に浸される。加湿フィルタ４１は、フィルタ部３の下流側、ターボファン５の上流側に配設される。加湿フィルタ４１は、イオン発生装置１０よりも吸込口２ａ側に配置される。
【００３０】
加湿フィルタ４１は、受皿４３に貯留された水を吸い上げて水分を含んだ状態となる。この状態で加湿フィルタ４１に風が送られると、加湿フィルタ４１に含まれる水が気化する。ターボファン５が回転することにより、空気が流動し、吸込口２ａから吸込まれてフィルタ部３を透過した空気は、その一部が加湿フィルタ４１を通過してイオン発生装置１０に向けられて搬送される。その後、第１吹出口６ａまたは第２吹出口６ｂから室内に放出される。
【００３１】
空気調和機１００の本体１は、フィルタ部３を収納する収納部の上部に、温度センサ１５１と、湿度センサ１５２と、ホコリセンサ１５３と、ニオイセンサ１５４と、微生物センサユニット２００とを備える。また、微生物センサユニット２００の近傍に、微生物量をユーザに報知するためのランプ３０１，３０２，３０３が設けられている。
【００３２】
ホコリセンサ１５３は空気中に浮遊する粒子を検出する粒子センサである。ニオイセンサ１５４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る。
【００３３】
微生物センサユニット２００は、空気中に浮遊する微生物（たとえば、一般の浮遊細菌、ウイルス、カビ菌など）を検出する。
【００３４】
なお、微生物センサユニット２００が設けられる位置は、図１，２に示したような位置に限定されない。ただし、本実施の形態における空気調和機１００はＨＥＰＡシートの集塵フィルタ３ｃを搭載しているので、フィルタ部３を通らない位置、または、通る前の位置に備えられるものとする。これにより実際に空気中に存在する微生物量を検出することができる。
【００３５】
図４は、本発明の実施の形態における空気調和機１００の回路ブロック図である。
図４を参照して、空気調和機１００の全体を制御するための制御部１５０は、微生物センサユニット２００と、温度センサ１５１と、湿度センサ１５２と、ホコリセンサ１５３と、ニオイセンサ１５４と、各種プログラムやデータを記憶するメモリ１５５と、イオン発生装置１０に電圧を印加するための電圧印加回路２０と、ファンモータ４の駆動を制御するためのモータ駆動回路３１と、ランプ３０１，３０２，３０３と接続される。イオン発生装置１０は、電圧印加回路２０に接続され、ファンモータ４はモータ駆動回路３１に接続されている。
【００３６】
制御部１５０は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。メモリ１５５は、たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。
【００３７】
モータ駆動回路３１は、制御部１５０からの指示に従って、ファンモータ４の回転数を６段階に切換える。また、電圧印加回路２０は、制御部１５０からの指示に従って、イオン発生装置１０を駆動する。
【００３８】
図５は、本発明の実施の形態における電圧印加回路２０の構成例を示す図である。
図５を参照して、電圧印加回路２０は、交流電源５０１と、スイッチングトランス５０２と、抵抗Ｒ０，Ｒ１と、ダイオード５０５と、コンデンサＣ０，Ｃ１と、サイダック（登録商標）５０７と、スイッチ（ＳＷ）素子５１１と、フォトトライアック５２１とを含む。サイダック（登録商標)５０７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。
【００３９】
フォトトライアック５２１は、トライアックのゲートの部分にＬＥＤが組み込まれている。トランジスタのベースの部分にＬＥＤで光を当てるとＰ型半導体とＮ型半導体の電子とホールの動きが活性化され、ベースに電流を流したのと同じ効果が生じる。したがって、ＬＥＤを点灯するとフォトトライアックを導通状態にすることができる。フォトトライアック５２１が導通状態になりメインのトライアックにゲート電流が流れると、メインのトライアックが導通状態になる。すると、フォトトライアック５２１のトライアック部にかかる電圧がほぼ０Ｖになるので導通状態が解除される。
【００４０】
制御部１５０よりＰＣ１駆動信号が出力されると、スイッチ素子５１１がオンされトライアックのゲート部分に電流が流れる。そうすると、ＬＥＤの点灯によりフォトトライアック５２１は導通状態となる。フォトトライアック５２１が導通状態になりメインのトライアックにゲート電流が流れるとメインのトライアックが導通状態になる。
【００４１】
メインのトライアックが導通状態となると、交流電源５０１の出力電圧は、ダイオード５０５で整流された後、抵抗Ｒ０で電圧降下され、コンデンサＣ０に印加される。コンデンサＣ０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（登録商標）５０７がオン状態となり、コンデンサＣ０の充電電圧が放電される。したがって、トランス５０２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１０の放電電極１１，１２にパルス電圧が印加される。その直後、サイダック（登録商標）５０７はオフ状態となり、再びコンデンサＣ０の充電が開始される。
【００４２】
放電電極１１，１２に印加されたパルス電圧が、放電開始電圧以上の高い電圧であれば、コロナ放電により放電電極１１，１２からイオンが発生される。
【００４３】
本実施の形態の電圧印加回路２０の構成では、スイッチ素子５１１をオンする（導通状態にする）駆動信号の出力タイミングを調整することにより、イオン発生装置１０の放電電極１１，１２より放電されるイオン量が調整される。
【００４４】
図６は、本発明の実施の形態における電圧印加回路２０の基本の駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【００４５】
図６を参照して、制御部１５０は、基本タイミングの場合、たとえば、所定の単位時間（たとえば４０秒）中１回、ＰＣ１駆動信号をオンとする。オンの期間は、予め定められた時間（たとえば１０秒）である。ＰＣ１駆動信号がオンされると、放電電極１１，１２よりコロナ放電が生じる。その結果、イオンが発生する。
【００４６】
なお、電圧印加回路２０の構成は、図５に示したようなものに限定されず、たとえば、特開２００６−５７９４１号公報（特許文献２）に開示された構成であってよい。
【００４７】
＜微生物センサユニットについて＞
ここで、本実施の形態における微生物センサユニット２００について詳細に説明する。
【００４８】
図７は、本発明の実施の形態における微生物センサユニット２００の概念図である。
図７を参照して、本実施の形態における微生物センサユニット２００は、微生物センサ１６０を含み、微生物センサ１６０に直接流体を通過させる。微生物センサユニット２００は、微生物センサ１６０よる測定値を、微生物量を示す値として出力する。
【００４９】
微生物センサ１６０は、微生物の分光特性、電気的特性など微生物固有の値を持つ特性を測定するものが好ましい。
【００５０】
図８（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施の形態における微生物センサ１６０の概念図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示した領域ＶＩＩＩ（Ｂ）の部分拡大図である。
【００５１】
図８（Ａ），（Ｂ）を参照して、微生物センサ１６０は、基板２０２と、複数のナノワイヤ部２１０とを備えている。複数のナノワイヤ部２１０は、基板２０２上に形成されている。
【００５２】
ナノワイヤ部２１０のＩＸ−ＩＸ断面図を図９に示す。
図９を参照して、ナノワイヤ部２１０は、ＺｎＯ(酸化亜鉛)ナノワイヤ２１２と、物質層２１４とを含んでいる。物質層２１４は、ＺｎＯナノワイヤ２１２の周囲を覆うように形成されている。つまり、ＺｎＯナノワイヤ２１２の表面が、生物化学的に表面修飾されており、微生物の物質層２１４への付着によって電気的な特性変化を呈す。
【００５３】
物質層２１４は、抗体を担持する膜に、抗体を付着させたものである。抗体は、たとえば抗ＩｇＧ抗体である。担持膜としては、たとえば高分子多孔質膜などが利用可能である。高分子多孔質膜としては、たとえばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などであってよい。
【００５４】
物質層２１４に、特定のタンパク質を有する微生物が付着すると、その量の応じた電気抵抗が測定される。なお、抗体が特定のタンパク質と反応して電気特性が変化する原理については非特許文献１に公開されている。
【００５５】
本実施の形態では、ＺｎＯナノワイヤ２１２の全表面が完全に物質層２１４で覆われていることとするが、このような形態に限定されず、ＺｎＯナノワイヤ２１２の一部のみが表面修飾されているものであってもよい。ただし、物質層２１４は、微生物が付着しやすい位置すなわち、ＺｎＯナノワイヤ２１２の上部側（基板２０２と反対側）の外表面を覆うように形成されることが望ましい。
【００５６】
本実施の形態では、図９に示されるように、多数のＺｎＯナノワイヤ２１２を植毛し、それらを物質層２１４で覆うことにより、微生物と反応できる表面積を大きくすることができる。そのため、微生物センサ１６０は、空気調和機１００に実用化することができる。
【００５７】
なお、ナノワイヤの植毛自体は公知の技術によるものであり、他にループ状、ループとワイヤを重畳させた形状など生成条件によって様々な形状のものが得られる。
【００５８】
このような微生物センサ１６０で得られた観測値から微生物量が見積まれる。
微生物センサ１６０は、図８（Ａ）に示されるように、リード線２０４，２０６と接続される。
【００５９】
図１０は、本発明の実施の形態における微生物センサユニット２００の回路構成例を示す図である。
【００６０】
図１０を参照して、微生物センサユニット２００は、たとえばブリッジ回路で構成され、微生物センサ１６０と、基準抵抗１８１，１８２，１８３と、電位差検出部１７０と、電源回路１８０とを含む。
【００６１】
微生物センサ１６０は、上記リード線２０４，２０６によって電源回路１８０と電気的に接続される。
【００６２】
電位差検出部１７０は、微生物センサ１６０の電位−電流特性すなわち抵抗の変化を検出する。微生物が微生物センサ１６０に付着すると、微生物センサ１６０の抵抗が増加する。抵抗が増加すると、微生物センサ１６０の抵抗と基準抵抗１８３との接続点の電圧が低下する。その場合、図１０の例では、比較用の基準抵抗１８３のある方の回路から微生物センサ１６０の方へ電流が流れる。電位差検出部１７０は、検出した電位差を制御部１５０に出力する。制御部１５０は、入力した電位差に基づいて、微生物の有無、および／または、微生物量を検出する。
【００６３】
微生物の有無は、たとえば、予め定められた閾値以上の電位差が検出されたか否かにより判断可能である。つまり、予め定められた閾値以上の電位差が検出された場合に、空気中に微生物が存在すると判断することができる。
【００６４】
微生物量の検出は、たとえば、メモリ１５５のＲＯＭ内に、実験結果に基づいて予め定めた電位差−微生物量を対応付けたデータテーブルを記憶させておくことで可能である。
【００６５】
なお、本実施の形態では、微生物センサ１６０に付着した微生物の量を検出するために、電位差を検出する回路構成としたが、限定的ではなく、電流を検出する回路構成であってもよい。
【００６６】
（微生物センサユニットの変形例）
上述の例では、微生物センサユニット２００は、１つの微生物センサ１６０により微生物量を見積もる構成としたが、２つの微生物センサを用いてもよい。
【００６７】
２つの微生物センサを備えた微生物センサユニットを、以下「微生物センサユニット２００＃」と示す。
【００６８】
図１１は、本発明の実施の形態の変形例における微生物センサユニット２００＃の概念図である。
【００６９】
図１１を参照して、微生物センサユニット２００＃は、２つの微生物センサ１６０Ａ，１６０Ｂと、殺菌装置１９０とを含む。殺菌装置１９０は、たとえば紫外光源装置であり、微生物を分解・除去することができる。
【００７０】
微生物センサ１６０Ａは、流体をそのまま流し込むことで、微生物量と測定妨害物量とを一体で検出する。微生物センサ１６０Ｂは、流体を殺菌装置１９０に通過させることで、測定妨害物量のみを検出する。微生物センサ１６０Ａ，１６０Ｂ双方の出力を比較することで、外乱要因（測定妨害物質）を除去できる。
【００７１】
図１２（Ａ），（Ｂ）は、紫外光源により微生物を殺菌する殺菌装置１９０の一例を示す図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した殺菌装置１９０のＸＩＩ（Ｂ）−ＸＩＩ（Ｂ）断面図である。
【００７２】
図１２（Ａ），（Ｂ）を参照して、殺菌装置１９０は、遮光部１９２と、紫外光源であるＬＥＤ１９４とを含んでいる。遮光部１９２は、筒状になっており、遮光性材質で形成されている。ＬＥＤ１９４は、遮光部１９２の内表面に均一に設置されている。ＬＥＤ１９４に囲まれた穴部１９６に、空気が通過する。ＬＥＤ１９４が均一に設置されることで、ＬＥＤ１９４は筒内を均一に照射する。
【００７３】
紫外光源は微生物を分解・除去する能力が高い２５０〜２７０ｎｍの紫外光を発するものを用いればよい。
【００７４】
図１３（Ａ），（Ｂ）は、紫外光源により微生物を殺菌する殺菌装置１９０の他の例を示す図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示した殺菌装置１９０＃のＸＩＩＩ（Ｂ）−ＸＩＩＩ（Ｂ）断面図である。
【００７５】
図１３（Ａ），（Ｂ）を参照して、殺菌装置１９０＃は、図１２（Ｂ）に示したＬＥＤ１９４に代えて、紫外線ランプ１９５を含む。
【００７６】
紫外線ランプ１９５は、筒状の遮光部１９２の中心部分に配置されている。遮光部１９２と紫外線ランプ１９５との間の穴部１９７に、空気が通過する。
【００７７】
穴部１９６あるいは穴部１９７を微生物を含んだ空気が通過すると、ＬＥＤ１９４または紫外線ランプ１９５により微生物が分解・除去される。その結果、上述の微生物センサ１６０Ｂは、空気中の微生物以外の浮遊物の量を検出することができる。
【００７８】
なお、紫外光の微生物を分解・除去する能力は距離が近いほど高くなるため、紫外光による殺菌装置１９０，１９０＃はできるだけ狭い範囲で処理作用する小型のものが好ましい。つまり、空気の通り道が狭くなるように、穴部１９６，１９７の幅は狭いことが好ましい。
【００７９】
また、本実施の形態では、紫外光により微生物を殺菌することとしたが、限定的ではなく、たとえば、Ａｇ＋イオンなどを添付したフィルタやＨＥＰＡフィルタによって微生物を殺菌するようにしてもよい。
【００８０】
図１４は、本発明の実施の形態の変形例における微生物センサユニット２００＃の回路構成例を示す図である。
【００８１】
図１４を参照して、微生物センサユニット２００＃も、たとえばブリッジ回路で構成される。微生物センサユニット２００＃は、微生物センサ１６０Ａ，１６０Ｂと、基準抵抗１８１，１８２と、電位差検出部１７０と、電源回路１８０とを含む。
【００８２】
微生物センサ１６０Ａは、微生物および測定妨害物質の量に応じて抵抗が増加する。微生物センサ１６０Ｂは、測定妨害物質の量に応じて抵抗が増加する。微生物センサ１６０Ｂへは、殺菌装置１９０による微生物殺菌後の空気が流入されるからである。
【００８３】
したがって、空気中に微生物が存在すると、微生物センサ１６０Ａの抵抗と微生物センサ１６０Ｂの抵抗との接続点の電圧が低下する。その場合、微生物センサ１６０Ｂのある方の回路から微生物センサ１６０Ａの方へ電流が流れる。電位差検出部１７０は、検出した電位差を制御部１５０に出力する。制御部１５０は、入力した電位差に基づいて、より正確に微生物の有無、および／または、微生物量を検出することができる。
【００８４】
＜空気調和機の動作について＞
次に、微生物センサユニット２００を利用した空気調和機の動作について説明する。
【００８５】
（イオン発生量の調整）
本実施の形態において、空気調和機１００は、微生物センサユニット２００の電位差検出部１７０からの出力電圧に応じて、イオン発生量を調整する。
【００８６】
図１５は、本発明の実施の形態において、微生物センサユニット２００が出力する電位差に基づいて、イオン発生量を調整する処理を示すフローチャートである。図１５のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ１５５に格納されており、制御部１５０がこのプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００８７】
図１５を参照して、制御部１５０は、微生物センサユニット２００より得られる電位差に基づいて、微生物量の多さの程度を判断する（ステップＳ２）。具体的には、得られた電位差が第１の閾値以上であるか、第１の閾値未満第２の閾値以上であるか、または、第２の閾値未満であるかを判断する。
【００８８】
得られた電位差が第１の閾値以上であると判断された場合すなわち、微生物量が多いと判断された場合（ステップＳ２にて「多」）、電圧印加回路２０の印加電圧デューティを「高」に設定する（ステップＳ４）。つまり、単位時間でのＰＣ１駆動信号をオンにする回数を基本タイミング（図６）のたとえば３倍に増加する。これにより、イオン発生装置１０より多量の正負イオンが発生される。
【００８９】
得られた電位差が第１の閾値未満第２の閾値以上であると判断された場合すなわち、微生物量が中位と判断された場合（ステップＳ２にて「中」）、電圧印加回路２０の印加電圧デューティを「中」に設定する（ステップＳ６）。つまり、たとえば、単位時間でのＰＣ１駆動信号をオンにする回数を基本タイミング（図６）のたとえば２倍に増加する。これにより、イオン発生装置１０より中量の正負イオンが発生される。
【００９０】
得られた電位差が第２の閾値未満であると判断された場合すなわち、微生物量が少ないと判断された場合（ステップＳ２にて「少」）、電圧印加回路２０の印加電圧デューティを「低」に設定する（ステップＳ８）。つまり、たとえば、単位時間でのＰＣ１駆動信号をオンにする回数を基本タイミング（図６）とする。これにより、イオン発生装置１０より少量の正負イオンが発生される。
【００９１】
上記処理は、ユーザより電源ＯＦＦの指示が入力されるまで繰返される（ステップＳ１０）。
【００９２】
このように、本実施の形態によると、検出された微生物量の多さに応じて、イオン発生量を調整することができる。これにより、空気中に浮遊する微生物を適切に除去することができる。
【００９３】
（風量の調整）
空気調和機１００は、微生物量に応じて風量（気流の速さ）を調整してもよい。
【００９４】
図１６は、本発明の実施の形態において、微生物センサユニット２００が出力する電位差に基づいて、風量を調整する処理を示すフローチャートである。図１６のフローチャートに示す処理もまた、予めプログラムとしてメモリ１５５に格納されており、制御部１５０がこのプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００９５】
図１６を参照して、制御部１５０は、図１５のステップＳ４，Ｓ６，Ｓ８それぞれに代えて、ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０８を実行する。これら以外の処理は図１５に示した処理と同じであるので、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００９６】
制御部１５０は、得られた電位差が第１の閾値以上であると判断した場合すなわち、微生物量が多いと判断した場合（ステップＳ２にて「多」）、風量を「強」に設定する（ステップＳ１０４）。つまり、ファンモータ４の回転数を多くするようモータ駆動回路３１に制御信号を送信する。これにより、電圧印加回路２０の印加電圧デューティを変更しなくても、気流が速くなるためより多くのイオンを空気中へ送ることができる。これにより、ユーザが実際に享受できるイオン量が増加する。
【００９７】
十分な量の正負イオンが発生されている場合、風量が少ないと、一部の正負イオンは放出されず、空気調和機１００の筐体内で＋イオンと−イオンが結合して消滅してしまう。したがって、十分な量の正負イオンが発生している場合には、風量を調整することで、空気中に放出される正負イオン量を調整することも有効である。
【００９８】
または、フィルタ部３を備えた空気調和機の場合、フィルタ部３を通過する空気量を増加させられるため、効果的に空気を浄化することができる。
【００９９】
制御部１５０は、得られた電位差が第１の閾値未満第２の閾値以上であると判断した場合すなわち、微生物量が中位と判断した場合（ステップＳ２にて「中」）、風量を「中」に設定する（ステップＳ１０６）。つまり、ファンモータ４の回転数を通常数にするようモータ駆動回路３１に制御信号を送信する。
【０１００】
制御部１５０は、得られた電位差が第２の閾値未満であると判断した場合すなわち、微生物量が少ないと判断した場合（ステップＳ２にて「少」）、風量を「弱」に設定する（ステップＳ１０８）。つまり、ファンモータ４の回転数を少なくするようモータ駆動回路３１に制御信号を送信する。このように微生物量が少ないときに風量を減少することによって、より騒音を低下することができる。延いては、省エネルギーを実現することもできる。
【０１０１】
なお、発生させるイオン量を調整する処理と、風量を調整する処理とを組合わせてもよい。
【０１０２】
（加湿量の調整）
または、空気調和機１００は、加湿量を調整することで、微生物を除去・除菌できるようにしてもよい。
【０１０３】
図１７は、本発明の実施の形態において、微生物センサユニット２００が出力する電位差に基づいて、加湿量を調整する処理を示すフローチャートである。図１７のフローチャートに示す処理もまた、予めプログラムとしてメモリ１５５に格納されており、制御部１５０がこのプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【０１０４】
図１７を参照して、制御部１５０は、図１５のステップＳ４，Ｓ６，Ｓ８それぞれに代えて、ステップＳ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０８を実行する。これら以外の処理は図１５に示した処理と同じであるので、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【０１０５】
制御部１５０は、得られた電位差が第１の閾値以上であると判断した場合すなわち、微生物量が多いと判断した場合（ステップＳ２にて「多」）、加湿量を「高」に設定する（ステップＳ２０４）。つまり、ファンモータ４の回転数を多くするようモータ駆動回路３１に制御信号を送信する。イオンは、水分子に取り囲まれることにより残存期間が長くなるため、イオン発生装置１０に多くの水分を供給することにより、効率的に微生物を除去することができる。
【０１０６】
制御部１５０は、得られた電位差が第１の閾値未満第２の閾値以上であると判断した場合すなわち、微生物量が中位と判断した場合（ステップＳ２にて「中」）、加湿量を「中」に設定する（ステップＳ１０６）。つまり、ファンモータ４の回転数を通常数にするようモータ駆動回路３１に制御信号を送信する。
【０１０７】
制御部１５０は、得られた電位差が第２の閾値未満であると判断した場合すなわち、微生物量が少ないと判断した場合（ステップＳ２にて「少」）、加湿量を「低」に設定する（ステップＳ１０８）。つまり、ファンモータ４の回転数を少なくするようモータ駆動回路３１に制御信号を送信する。
【０１０８】
本実施の形態の空気調和機１００では、上述のように加湿フィルタ４１の一部が受皿４３に貯留された水に浸される構成である。したがって、風量を増やすと、加湿フィルタ４１を通過する空気の量が増えるので気化する水が多くなる。このため、上述のように風量を増加させる簡単な構成で、イオン発生装置１０に供給する水分の量を制御することができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態では風量の制御により加湿量を調整したが、このような形態に限定されない。
【０１１０】
（他の制御）
また、上記のような制御に加え／代えて、空気調和機１００は、微生物量の検出結果をランプ３０１，３０２，３０３によってユーザに報知してもよい。たとえば、微生物量が多いと判断された場合、ランプ３０１を点灯し、微生物量が少ないと判断された場合、ランプ３０３を点灯し、それ以外の場合にランプ３０２を点灯してもよい。このようにすることで、空気調和機１００の運転音がうるさい時や逆に静かで動作しているのかどうか認識できない時に、ユーザに視覚による認識を可能にする。
【０１１１】
なお、ランプ３０１，３０２，３０３によらず、表示部や発光部の色を変えることで、微生物量の検出結果を報知することとしてもよい。
【０１１２】
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。
【符号の説明】
【０１１３】
１  本体、２  前板、２ａ  吸込口、３  フィルタ部、３ａ  プレフィルタ、３ｂ  脱臭フィルタ、３ｃ  集塵フィルタ、４  ファンモータ、５  ターボファン、６ａ，６ｂ  吹出口、１０  イオン発生装置、１１，１２  放電電極、２０  電圧印加回路、２４  穴、２５  送風経路、３１  モータ駆動回路、３４  フィルタ枠、４１  加湿フィルタ、４２  上蓋、４３  受皿、４４  タンク、１００  空気調和機、１０３  操作部、１５０  制御部、１５１  温度センサ、１５２  湿度センサ、１５３  ホコリセンサ、１５４  ニオイセンサ、１５５  メモリ、１６０，１６０Ａ，１６０Ｂ  微生物センサ、１７０  電位差検出部、１８０  電源回路、１８１，１８２，１８３  基準抵抗、１９０，１９０＃  殺菌装置、１９２  遮光部、１９５  紫外線ランプ、１９６，１９７  穴部、２００，２００＃  微生物センサユニット、２０２  基板、２０４，２０６  リード線、２１０  ナノワイヤ部、２１２  ナノワイヤ、２１４  物質層、３０１，３０２，３０３  ランプ、５０１  交流電源、５０２  スイッチングトランス、５０５  ダイオード、５０７  サイダック（登録商標）、５１１，５１２  スイッチ素子、５２１，５２２  フォトトライアック、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｌ１  １次コイル、Ｌ２  ２次コイル、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２  抵抗。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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