(57)【要約】【課題】  簡易な構成でイオン発生量の調整および運転モードの切換が可能な小型かつ消費電力の小さいイオン発生装置を提供する。【解決手段】  生成するパルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１のパルス生成期間を調整する信号生成回路１００を設ける。信号生成回路１００は、分周比を設定する分周比設定係数ＰおよびＱに基づいて所定周期のパルス制御信号を生成する。この分周比設定係数ＰおよびＱを調整することにより、パルス生成の期間を調整し、イオン発生量の調整を行なう。【選択図】        図３
2005116357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘起電圧に基づいてイオンを発生するイオン発生素子を含むトランス部と、
パルス制御情報の入力に応答して、前記トランス部に前記誘起電圧を生成するための駆動部と、
クロック信号の入力に基づいて所定周期の前記パルス制御情報を生成する制御部とを備え、
前記制御部は、前記パルス制御情報のパルス出力期間を調整する信号調整回路を含む、イオン発生装置。
【請求項２】
前記信号調整回路は、前記パルス制御情報のパルス出力期間を調整する第１の調整回路と、前記パルス制御情報の出力周期を調整する第２の調整回路とを含む、請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記トランス部の前記イオン発生素子は、正の前記誘起電圧に基づいてプラスイオンを発生し、負の前記誘起電圧に基づいてマイナスイオンを発生する、請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記パルス制御情報は、第１のパルス制御信号と、第２のパルス制御信号とを有し、
前記駆動部は、前記第１のパルス制御信号のパルス出力期間に応答して正の前記誘起電圧を生成し、前記第２のパルス制御信号のパルス出力期間に応答して負の前記誘起電圧を生成する、請求項３記載のイオン発生装置。
【請求項５】
周辺状況のイオン量を測定するイオン測定回路をさらに備え、
前記制御部は、前記イオン測定回路からの測定結果に基づいて前記イオンの発生量を調整するために前記パルス制御情報のパルス出力期間を調整する、請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記トランス部に前記誘起電圧を生成するために前記駆動部の駆動電圧を供給するための電圧供給部をさらに備え、
前記電圧供給部は、コンデンサを含み、
前記コンデンサの充電に伴い、内部ノードに前記駆動電圧が生成される、請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項７】
前記コンデンサの充電完了後に、前記制御部は活性化される、請求項６記載のイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はイオン発生装置に関し、特に、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生するイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、事務所や会議室などの換気の少ない密閉化された部屋では、部屋内に人が多いと、呼吸により排出される二酸化炭素やタバコの煙、ホコリなどの空気汚染物質が増加するため、人間をリラックスさせる効能を有するマイナスイオンが空気中から減少していく。特に、タバコの煙によって、マイナスイオンは多量に失われて通常の１／２〜１／５程度にまで減少することがある。そこで、空気中のマイナスイオンを補給するために、種々のイオン発生装置が提案されている。
【０００３】
一方、空気中の浮遊細菌を除去するためにはマイナスイオンおよびプラスイオンの両方を生成すればよいことがわかってきている。マイナスイオンとしてのＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ただし、ｍは任意の自然数）と、プラスイオンとしてのＨ+（Ｈ2Ｏ）n（ただし、ｎは任意の自然数）とを生成すると、これらが化学反応して活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）および／または水酸基ラジカル・ＯＨを生成し、空気中の浮遊細菌が除去される。
【０００４】
そこで、リラクゼーション効果を得たいときにはマイナスイオンを発生する運転モードに、また除菌・殺菌効果を得たいときにはマイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードに、ユーザーによってまたは周辺状況に応じて運転モードを切換えることのできるイオン発生装置が望まれている。
【０００５】
特許文献１においては、メカニカルリレーを設けることによって、マイナスイオンを発生する運転モードと、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードとを切換えるイオン発生装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２１６９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載されている従来のイオン発生装置では、マイナスイオンを発生する運転モードと、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードとを切換えるために、巻線トランスに接続されたメカニカルリレーを開閉制御しなければならなかった。この場合、メカニカルリレーの開閉制御が複雑であるためイオン発生量の調整が難しかった。また、形状が大きい、消費電力が大きい、基板上の配線によりノイズ性能が劣るなどの問題点もあった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、簡易な構成でイオン発生量の調整および運転モードの切換が可能な小型かつ消費電力の小さいイオン発生装置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】
本発明のイオン発生装置は、トランス部と、駆動部と、制御手段とを含む。トランス部は、誘起電圧に基づいてイオンを発生するイオン発生素子を含む。駆動部は、パルス制御情報の入力に応答して、トランス部に誘起電圧を生成する。制御手段は、クロック信号の入力に基づいて所定周期のパルス制御情報を生成する。制御手段は、パルス制御情報のパルス出力期間を調整する信号調整回路を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のイオン発生装置は、パルス制御情報のパルス出力期間を調整する信号調整回路を含む。これにより、パルス出力期間を調整して、イオン発生素子に与える誘起電圧の生成期間を調整することができ、イオンの発生量を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下において、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。なお図中における同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるイオン発生装置の構成を示す概略構成図である。
【００１２】
図１を参照して、このイオン発生装置は、制御手段１と、リセット回路２と、クロック発生器３と、インタフェース手段４と、イオンセンシング手段６と、駆動手段７と、巻線トランス部８と、入力端子１０と、電圧調整手段３０とを備える。
【００１３】
制御手段１は、クロック発生器３から発振されるクロック信号ＣＬＫに基づいてパルス状のパルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１を出力する。
【００１４】
電源電圧ＶＣＣが投入されると、各回路が動作する。
【００１５】
リセット回路２は、電源電圧ＶＣＣが投入されると制御手段１をリセット後、動作状態に設定する。これにより、イオン発生装置のイオン発生動作が開始される。
【００１６】
クロック発生器３は、制御手段１を制御するクロック信号ＣＬＫを発生する。
【００１７】
電圧調整手段３０は、駆動手段７の動作に基づく電源電圧ＶＣＣの電圧変動を抑制する。具体的には、電圧調整手段３０に含まれるダイオードＤ５とコンデンサＣ１は、駆動手段７における駆動に伴うトランジスタのスイッチング動作により生じる電源電圧の変動を抑制して安定した電源電圧を制御手段１に供給するために設けられている。
【００１８】
インタフェース手段４は、入力端子１０から入力される外部からの指示信号に応答して制御手段１の動作モードを規定する制御信号ＰＥＮおよびＭＥＮを出力する。具体的には、制御信号ＰＥＮおよびＭＥＮに基づいてマイナスイオンの生成を指示するマイナスイオン発生モードや、プラスイオンの生成を指示するプラスイオン発生モードや、マイナスイオンおよびプラスイオンの生成を指示するプラズマクラスターイオン発生モードを規定することができる。本例においては、マイナスイオンおよびプラスイオンの生成を実行する場合すなわちプラズマクラスターイオン発生モードの場合について説明する。
【００１９】
イオンセンシング手段６は、周囲のイオン量を計測し、この計測結果を制御手段１に入力する。これに基づいて制御手段１は、イオンの発生量を調整するための制御を実行する。具体的には、制御手段１は、周囲のイオン量と所定の予め設定された閾値量とを比較して、その比較に基づいてパルス制御信号の生成期間を調整する。たとえば、後述する分周比設定係数ＰおよびＱの値を調整する。
【００２０】
駆動手段７は、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、トランジスタＱ１〜Ｑ６と、ダイオードＤ１〜Ｄ４とを含む。なお、トランジスタＱ１，Ｑ３は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタとする。トランジスタＱ２，Ｑ４〜Ｑ６は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタとする。
【００２１】
抵抗Ｒ１は、電源電圧ＶＣＣと電気的に結合されたノードＮｄ０と、ノードＰ００との間に配置される。トランジスタＱ５は、ノードＰ００と接地電圧ＧＮＤとの間に配置され、そのゲートはパルス制御信号ＩＰ００の入力を受ける。トランジスタＱ１は、電源電圧ＶＣＣと電気的に結合されたノードＮｄ０と、ノードＰＴ１との間に配置され、そのゲートはノードＰ００と電気的に結合される。トランジスタＱ２は、ノードＰＴ１と接地電圧ＧＮＤとの間に配置され、そのゲートはノードＰ００と電気的に結合される。ダイオードＤ１は、トランジスタＱ１と並列に配置され、カソード側が、電源電圧ＶＣＣと電気的に結合されたノードＮｄ０と結合され、アノード側がノードＰＴ１と電気的に結合される。ダイオードＤ２は、トランジスタＱ２と並列に配置され、カソード側がノードＰＴ１と電気的に結合され、アノード側が接地電圧ＧＮＤと電気的に結合される。
【００２２】
抵抗Ｒ２は、電源電圧ＶＣＣと電気的に結合されたノードＮｄ０と、ノードＰ０１との間に配置される。トランジスタＱ６は、ノードＰ０１と接地電圧ＧＮＤとの間に配置され、そのゲートはパルス制御信号ＩＰ０１の入力を受ける。トランジスタＱ３は、電源電圧ＶＣＣと電気的に結合されたノードＮｄ０と、ノードＰＴ２との間に配置され、そのゲートはノードＰ０１と電気的に結合される。トランジスタＱ４は、ノードＰＴ２と接地電圧ＧＮＤとの間に配置され、そのゲートはノードＰ０１と電気的に結合される。ダイオードＤ３は、トランジスタＱ３と並列に配置され、カソード側が、電源電圧ＶＣＣと電気的に結合されたノードＮｄ０と結合され、アノード側がノードＰＴ２と電気的に結合される。ダイオードＤ４は、トランジスタＱ４と並列に配置され、カソード側がノードＰＴ２と電気的に結合され、アノード側が接地電圧ＧＮＤと電気的に結合される。ここで、トランジスタＱ１〜Ｑ４はいわゆるフルブリッジ回路を構成する。なお、駆動手段７のダイオードＤ１〜Ｄ４は、いわゆる励磁電流による無効電流を電源に帰還させる効果がある。
【００２３】
巻線トランス部８は、ノードＰＴ１とノードＰＴ２との間に設けられた１次側巻線Ｔｒ１と、ノードＰＴ４と電気的に結合された接地電圧ＧＮＤとノードＰＴ３との間に設けられた２次側巻線Ｔｒ２と、イオン発生素子ＰＣＩとを含む。イオン発生素子ＰＣＩの一方側はノードＰＴ３と電気的に結合され、他方側は接地電圧ＧＮＤと電気的に結合される。
【００２４】
パルス制御信号ＩＰ００が「Ｈ」レベルの場合は、トランジスタＱ５がオンしてノードＰ００の電圧レベルが下がる。これにより、トランジスタＱ１がオンして、ノードＰＴ１の電圧レベルは電源電圧ＶＣＣレベルに設定される。一方、パルス制御信号ＩＰ００が「Ｌ」レベルの場合は、トランジスタＱ５はオフしてノードＰ００の電圧レベルが上がる。これにより、トランジスタＱ２がオンして、ノードＰＴ１の電圧レベルは接地電圧ＧＮＤレベルに設定される。パルス制御信号ＩＰ０１についても、同様に「Ｈ」レベルの場合には、トランジスタＱ３がオンしてノードＰＴ２の電圧レベルは電源電圧ＶＣＣレベルに設定される。「Ｌ」レベルの場合には、ノードＰＴ２の電圧レベルは接地電圧ＧＮＤレベルに設定される。
【００２５】
ここで、ノードＰＴ１が電源電圧ＶＣＣの電圧レベルに設定され、ノードＰＴ２が接地電圧ＧＮＤの電圧レベルに設定されると１次側巻線Ｔｒ１を介してノードＰＴ１側からノードＰＴ２側に対して電流（Ｉ）が流入するため、２次側巻線Ｔｒ２に電圧（Ｅ）が誘起される。一方、ノードＰＴ２が電源電圧ＶＣＣの電圧レベルに設定され、ノードＰＴ１が接地電圧ＧＮＤの電圧レベルに設定されると１次側巻線Ｔｒ１を介してノードＰＴ２側からノードＰＴ１側に対して電流（−Ｉ）が流入するため、２次側巻線Ｔｒ２に電圧（−Ｅ）が誘起される。
【００２６】
なお、１次側巻線と２次側巻線の巻数がそれぞれｎ１，ｎ２であり、１次側巻線に与えられる電位差がＶＡの場合に、誘起電圧Ｅ＝ｎ２／ｎ１×ＶＡに設定される。
【００２７】
次に、このイオン発生装置の動作について説明する。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態１に従う制御手段１からのパルス制御信号と、駆動手段７および巻線トランス部８における電圧関係を説明する図である。
【００２９】
図２において、制御手段１からのパルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１がともに「Ｌ」レベルに固定されている場合（Ａ）について考える。トランジスタＱ２，Ｑ４がオン（ＯＮ）し、トランジスタＱ１，Ｑ３はオフ（ＯＦＦ）である。これに伴い、トランス１次側のノードＰＴ１およびＰＴ２はともに０Ｖに設定される。したがって、トランス２次側のノードＰＴ３およびＰＴ４については誘起電圧は発生しない。
【００３０】
次に、パルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１が「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルに固定されている場合（Ｂ）について考える。トランジスタＱ２，Ｑ３がオンし、トランジスタＱ１，Ｑ４はオフである。これに伴い、トランス１次側のノードＰＴ１は０Ｖに設定される。また、ノードＰＴ２は５Ｖに設定される。したがって、ノードＰＴ２側からノードＰＴ１側に電流が流れ続けるためトランス２次側のノードＰＴ３およびＰＴ４については誘起電圧は発生しない。また、電流量を消費するのみなのでこの状態のパルス制御信号の出力は禁止される。
【００３１】
次に、パルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１が「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルに固定されている場合（Ｃ）について考える。トランジスタＱ１，Ｑ４がオンし、トランジスタＱ２，Ｑ３はオフである。これに伴い、トランス１次側のノードＰＴ１は５Ｖに設定される。また、ノードＰＴ２は０Ｖに設定される。したがって、ノードＰＴ１側からノードＰＴ２側に電流が流れ続けるためトランス２次側のノードＰＴ３およびＰＴ４については誘起電圧は発生しない。また、電流量を消費するのみなのでこの状態のパルス制御信号の出力は禁止される。
【００３２】
次に、パルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１がともに「Ｈ」レベルに固定されている場合（Ｄ）について考える。トランジスタＱ１，Ｑ３がオンし、トランジスタＱ２，Ｑ４はオフである。これに伴い、トランス１次側のノードＰＴ１およびＰＴ２はともに５Ｖに設定される。したがって、トランス２次側のノードＰＴ３およびＰＴ４については誘起電圧は発生しない。
【００３３】
次に、パルス制御信号ＩＰ００がワンショットのパルス信号として生成され、パルス制御信号ＩＰ０１が「Ｈ」レベルに固定されている場合（Ｅ）について考える。パルス制御信号ＩＰ００が「Ｌ」レベルの状態の時、トランジスタＱ１はオフであり、「Ｈ」レベルに立ちあがるとオンし、また、「Ｌ」レベルに立ち下がるとオフする。一方、トランジスタＱ２は、パルス制御信号ＩＰ００が「Ｌ」レベルの状態の時、オンしており、「Ｈ」レベルに立ちあがるとオフし、「Ｌ」レベルに立ち下がるとオンする。パルス制御信号ＩＰ０１は「Ｈ」レベルであるため、上述したようにトランジスタＱ３がオンしている。この一連の動作に伴い、トランス１次側のノードＰＴ１は、０Ｖの状態から５Ｖに設定され、再び０Ｖに遷移する。一方、トランス１次側のノードＰＴ２は５Ｖに設定される。したがって、パルス制御信号ＩＰ００が「Ｈ」レベルの期間以外の時、すなわち「Ｌ」レベルの状態の時にノードＰＴ２側からノードＰＴ１側に電流が流れ続けることになりトランス２次側のノードＰＴ３およびＰＴ４については誘起電圧は発生しない。また、電流量を消費するのみなのでこの状態のパルス制御信号の出力は禁止される。
【００３４】
次に、パルス制御信号ＩＰ０１が「Ｈ」レベルに固定されており、パルス制御信号ＩＰ０２がワンショットのパルス信号として生成される場合（Ｆ）について考える。パルス制御信号ＩＰ０１が「Ｌ」レベルの状態の時、トランジスタＱ３はオフであり、「Ｈ」レベルに立ちあがるとオンし、また、「Ｌ」レベルに立ち下がるとオフする。一方、トランジスタＱ４は、パルス制御信号ＩＰ０１が「Ｌ」レベルの状態の時、オンしており、「Ｈ」レベルに立ちあがるとオフし、「Ｌ」レベルに立ち下がるとオンする。パルス制御信号ＩＰ００は「Ｈ」レベルであるため、上述したようにトランジスタＱ３がオンしている。この一連の動作に伴い、トランス１次側のノードＰＴ２は、０Ｖの状態から５Ｖに設定され、再び０Ｖに遷移する。一方、トランス１次側のノードＰＴ２は５Ｖに設定される。したがって、パルス制御信号ＩＰ００が「Ｈ」レベルの期間以外の時、すなわち「Ｌ」レベルの状態の時にノードＰＴ２側からノードＰＴ１側に電流が流れ続けることになりトランス２次側のノードＰＴ３およびＰＴ４については誘起電圧は発生しない。また、電流量を消費するのみなのでこの状態のパルス制御信号の出力は禁止される。
【００３５】
次に、パルス制御信号ＩＰ００がワンショットのパルス信号として生成され、パルス制御信号ＩＰ０１が「Ｌ」レベルに固定されている場合（Ｇ）について考える。上述したのと同様にパルス制御信号ＩＰ００の状態の変化に応答してトランジスタＱ１およびＱ２が相補的にオン／オフする。パルス制御信号ＩＰ０１が「Ｌ」レベルであるためトランジスタＱ４がオンする。この場合、パルス制御信号ＩＰ００の入力に応答して、「Ｈ」レベルの期間のみノードＰＴ１からノードＰＴ２に電流Ｉが流れる。したがって、これにより、トランス２次側に誘起電圧Ｅが発生する。
【００３６】
次に、パルス制御信号ＩＰ０１がワンショットのパルス信号として生成され、パルス制御信号ＩＰ００が「Ｌ」レベルに固定されている場合（Ｈ）について考える。上述したのと同様にパルス制御信号ＩＰ０１の状態の変化に応答してトランジスタＱ３およびＱ４が相補的にオン／オフする。パルス制御信号ＩＰ００が「Ｌ」レベルであるためトランジスタＱ４がオンする。この場合、パルス制御信号ＩＰ０１の入力に応答して、「Ｈ」レベルの期間のみノードＰＴ２からノードＰＴ１に電流−Ｉが流れる。したがって、これにより、トランス２次側に誘起電圧−Ｅが発生する。
【００３７】
以下においては、この誘起電圧Ｅおよび−Ｅを発生する期間、すなわち、イオン発生期間を調整する方式について説明する。
【００３８】
図３は、クロック発生器３から出力されるクロック信号ＣＬＫに基づいてパルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１を出力する本実施の形態１に従う信号生成回路１００の構成図である。
【００３９】
図３を参照して、信号生成回路１００は、分周回路１１と、分周回路１２と、フリップフロップ回路１３〜１５（以下、ＦＦ回路とも称する）と、排他的論理ＯＲ回路１６，１７と、ＡＮＤ回路１９，２０と、インバータ２１と、遅延回路１８とを含む。
【００４０】
クロック発生器３から発振されたクロック信号ＣＬＫは、分周回路１１に入力され、分周比設定係数Ｐに応じて信号ｒ１を出力する。分周回路１２は、分周回路１１から出力された信号ｒ１の入力を受けて分周比設定係数Ｑに応じて信号ｒ２を出力する。フリップフロップ回路１３は、インバータ２１を介する信号ｒ１の反転信号／ｒ１に同期して分周回路１２からの信号ｒ２の入力をラッチして信号ｒ３を出力する。フリップフロップ回路１４は、反転信号／ｒ１に同期してフリップフロップ回路１３から出力された信号ｒ３の入力をラッチして信号ｒ４を出力する。フリップフロップ回路１５は、反転信号／ｒ１に同期してフリップフロップ回路１４から出力された信号ｒ４の入力をラッチして信号ｒ５を出力する。排他的論理ＯＲ回路１６は、信号ｒ３およびｒ４の入力を受けてその排他的論理ＯＲ演算結果を信号Ｐ０として出力する。排他的論理ＯＲ回路１７は、信号ｒ４およびｒ５の入力を受けてその排他的論理ＯＲ演算結果を信号Ｐ１として遅延回路１８に出力する。遅延回路１８は、排他的論理ＯＲ回路１７から出力された信号Ｐ１を遅延してＡＮＤ回路２０に出力する。ＡＮＤ回路１９は、信号Ｐ０および制御信号ＰＥＮの入力に基づいてそのＡＮＤ論理演算結果をパルス制御信号ＩＰ００として出力する。ＡＮＤ回路２０は、遅延回路１８を介する信号Ｐ１および制御信号ＭＥＮの入力に基づいてそのＡＮＤ論理演算結果をパルス制御信号ＩＰ０１として出力する。
【００４１】
図４のタイミングチャート図を用いて、本実施の形態１に従うパルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１の生成について説明する。
【００４２】
図４を参照して、分周回路１１は、クロック信号ＣＬＫを所定周期の信号に分周し、本例においてはたとえば時刻ｔ１ａにおいて、「Ｈ」レベルに立ち上がり、時刻ｔ１において「Ｌ」レベルに立ち下がる信号ｒ１を生成する。本例においては、信号ｒ１は、分周比設定係数Ｐの入力に基づいてクロック信号ＣＬＫの１／８倍の周波数に設定されている。分周回路１２は、信号ｒ１を所定周期の信号に分周し、本例においてはたとえば時刻ｔ１ａにおいて、「Ｈ」レベルに立ち上がり、時刻ｔ４において「Ｌ」レベルに立ち下がる信号ｒ２を生成する。本例においては、信号ｒ２は、分周比設定係数Ｑの入力に基づいて信号ｒ１の１／４倍の周波数に設定されている。次に、ＦＦ回路１３の出力信号ｒ３は、信号ｒ２の入力を受けて、時刻ｔ１ａから信号ｒ１の半周期ずれた時刻ｔ１において、「Ｈ」レベルに立ち上がる。信号ｒ３は、信号ｒ２よりも信号ｒ１の半周期分ずれた信号である。
【００４３】
ＦＦ回路１４の出力信号ｒ４は、信号ｒ３の入力を受けて、時刻ｔ１から信号ｒ１の一周期ずれた時刻ｔ２において、「Ｈ」レベルに立ち上がる。信号ｒ４は、信号ｒ３よりも信号ｒ１の一周期分ずれた信号である。ＦＦ回路１５の出力信号ｒ５は、信号ｒ４の入力を受けて、時刻ｔ２から信号ｒ１の一周期ずれた時刻ｔ３において、「Ｈ」レベルに立ち上がる。信号ｒ５は、信号ｒ４よりも信号ｒ１の一周期分ずれた信号である。
【００４４】
この信号ｒ１〜ｒ５の生成に基づき、排他的論理ＯＲ回路１６の出力信号Ｐ０は、時刻ｔ１に「Ｈ」レベルに立ちあがり、時刻ｔ２に「Ｌ」レベルに立ち下がる。また、再び、時刻ｔ５に「Ｈ」レベルに立ちあがり、時刻ｔ６に「Ｌ」レベルに立ち下がる。排他的論理ＯＲ回路１７の出力信号Ｐ１は、時刻ｔ２に「Ｈ」レベルに立ちあがり、時刻ｔ３に「Ｌ」レベルに立ち下がる。また、再び、時刻ｔ６に「Ｈ」レベルに立ちあがり、時刻ｔ７に「Ｌ」レベルに立ち下がる。本例においては、制御信号ＰＥＮおよびＭＥＮはともに「Ｈ」レベルに設定されているものとする。
【００４５】
この信号Ｐ０およびＰ１の「Ｈ」レベルの立ちあがりに基づき時刻ｔ１にパルス制御信号ＩＰ００が「Ｈ」レベルに立ち上がり、時刻ｔ２に「Ｌ」レベルに立ち下がるパルス信号が発生される。パルス制御信号ＩＰ０１については、信号Ｐ１が遅延回路１８を介して所定期間遅延するため時刻ｔ２ａに「Ｈ」レベルに立ちあがり、時刻ｔ３ａに「Ｌ」レベルに立ち下がるパルス信号が発生される。なお、制御信号ＰＥＮおよびＭＥＮはともに「Ｈ」レベルに設定されているものとする。以降、同様のパルス制御信号が所定周期で生成される。
【００４６】
図５は、上記のパルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１に基づいて駆動手段７および巻線トランス部８で生成される電圧を説明する図である。
【００４７】
図５を参照して、パルス制御信号ＩＰ００の入力に伴い、ノードＰＴ１は、上述した駆動手段７におけるトランジスタの動作に伴い、時刻Ｔ１に５Ｖに設定される。時刻Ｔ１から信号ｒ１の一周期後の時刻Ｔ２にノードＰＴ１は０Ｖに設定される。次に、時刻Ｔ２から所定期間すなわち遅延回路１８の遅延時間経過後の時刻Ｔ３にパルス制御信号ＩＰ０１の入力に伴い、ノードＰＴ２は、上述した駆動手段７におけるトランジスタの動作に伴い、５Ｖに設定される。次に、信号ｒ１の一周期後の時刻Ｔ４にノードＰＴ２は０Ｖに設定される。なお、次のパルス制御信号ＩＰ００の立ちあがり時は、時刻Ｔ１から信号ｒ１の４周期後の時刻Ｔ５に立ち上がる。
【００４８】
このノードＰＴ１が５Ｖに設定されるに伴い、上述したようにノードＰＴ３に誘起電圧Ｅが生成される。これに伴い、イオン発生素子ＰＣＩにプラスイオンが発生される。一方、ノードＰＴ２が５Ｖに設定されるに伴い、上述したようにノードＰＴ３に誘起電圧−Ｅが生成される。これに伴い、イオン発生素子ＰＣＩにマイナスイオンが発生される。
【００４９】
図６は、制御信号ＰＥＮおよびＭＥＮと、イオン発生の関係を説明する図である。
【００５０】
図６に示される様に制御信号ＰＥＮおよびＭＥＮが「Ｈ」レベルの場合には上記したようにプラスイオンおよびマイナスイオンが発生される。一方、制御信号ＰＥＮが「Ｈ」レベル、制御信号ＭＥＮが「Ｌ」レベルの場合には、プラスイオンが発生される。また、制御信号ＰＥＮが「Ｌ」レベル、制御信号ＭＥＮが「Ｈ」レベルの場合には、マイナスイオンが発生される。また、制御信号ＰＥＮおよびＭＥＮがともに「Ｌ」レベルの場合にはイオンは発生しない。
【００５１】
したがって、この実施の形態１では、メカニカルリレーを必要とせず、パルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１を制御してイオンを生成することができるとともに、マイナスイオンを発生する運転モードと、プラスイオンを発生する運転モード、両方のイオンを発生するモードとを切換えることができる。このため、簡易な構成で運転モードの切換えができ、小型かつ消費電力の小さなイオン発生装置が実現できる。
【００５２】
本実施の形態１においては、クロック発生器３から発生されたクロック信号ＣＬＫが分周比設定係数ＰおよびＱに基づいて所定周期のパルス制御信号を生成することができる。具体的には、パルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１の５Ｖの期間は信号ｒ１の一周期分に相当する。したがって、制御手段１において、分周比設定係数Ｐを調整することにより信号ｒ１の一周期の期間を調整することができる。すなわち、パルス制御信号のパルス生成期間の調整が可能である。パルス生成のタイミングには、上述したようにイオンセンシング手段６におけるイオン量の測定に基づいて調整され、イオン量が少ない時には、パルスを出力する間隔を多くし、イオン発生を多くする。これにより、電流Ｉが流れる期間を調整することが可能であり、これに基づいてイオン発生素子ＰＣＩに電圧が印加される期間も調整可能である。これにより、イオン発生素子ＰＣＩにおけるイオン発生期間を調整することができる。
【００５３】
また、パルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１の周期は分周比設定係数Ｑを調整することにより調整することができる。これにより、イオン発生の周期を調整することができ、プラスイオンおよびマイナスイオンの比率の調整や、その量の微調整が可能である。
【００５４】
（実施の形態１の変形例）
図１に示される上記の実施の形態１に従うイオン発生装置は、電源電圧ＶＣＣと電気的に結合されたノードＮｄ０を介して供給される電圧を駆動電圧として巻線トランス部８に電流Ｉを供給する構成について説明した。
【００５５】
本発明の実施の形態１の変形例に従うイオン発生装置は、直接電源電圧ＶＣＣから駆動電圧の供給を受ける構成ではなく、電圧供給手段３５から与えられる駆動電圧に基づいて巻線トランス部８に流れる電流Ｉもしくは電流−Ｉを供給する構成について説明する。
【００５６】
図７は、本発明の実施の形態１の変形例に従うイオン発生装置の構成を示す概略構成図である。
【００５７】
図７を参照して、この本発明の実施の形態１の変形例に従うイオン発生装置は、図１で説明したイオン発生装置と比較して、駆動手段７を駆動手段７＃に置換するとともに、新たに電圧供給手段３５を設けた点が異なる。その他の点は同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【００５８】
駆動手段７＃は、駆動手段７と比較して、トランジスタＱ１およびダイオードＤ１のカソード側が、電源電圧ＶＣＣと電気的に結合されていたノードＮｄ０の代わりに、ノードＮｄ１と電気的に結合される点が異なる。また、トランジスタＱ３およびダイオードＤ３のカソード側が、電源電圧ＶＣＣと電気的に結合されていたノードＮｄ０の代わりに、ノードＮｄ２と電気的に結合される点が異なる。その他の点は同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【００５９】
電圧供給手段３５は、巻線トランス部８に電流Ｉもしくは−Ｉを流すための駆動電圧をノードＮｄ１およびノードＮｄ２に生成する。
【００６０】
電圧供給手段３５は、コンデンサＣ２，Ｃ３と、抵抗Ｒ３，Ｒ４と、比較器ＣＭＰ１，ＣＭＰ２とを含む。コンデンサＣ２は、ノードＮｄ１と接地電圧ＧＮＤとの間に配置される。コンデンサＣ３は、ノードＮｄ２と接地電圧ＧＮＤとの間に配置される。抵抗Ｒ３は、ノードＮｄ０とノードＮｄ１との間に配置される。抵抗Ｒ４は、ノードＮｄ０とノードＮｄ２との間に配置される。ここで、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ３とはいわゆる積分回路を形成する。同様にコンデンサＣ３と抵抗Ｒ４とはいわゆる積分回路を形成する。抵抗Ｒ３およびＲ４は、ノードＮｄ０と電気的に結合されているためこの積分回路のコンデンサＣ２およびＣ３に対して電源電圧ＶＣＣから電荷が充電される。したがって、ノードＮｄ１は、抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ２に基づいてある所定電圧レベルに設定される。同様に、ノードＮｄ２についても、抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ３に基づいてある所定電圧レベルに設定される。
【００６１】
本発明の実施の形態１の変形例は、コンデンサＣ２およびＣ３の充放電に基づいて駆動手段７＃のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦに基づいて流れる電流Ｉもしくは−Ｉを制御する。
【００６２】
比較器ＣＭＰ１は、ノードＮｄ１の電圧レベルと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して比較結果を制御手段１に出力する。比較器ＣＭＰ２は、ノードＮｄ２の電圧レベルと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して比較結果を制御手段１に出力する。制御手段１は、この比較器ＣＭＰ１およびＣＭＰ２からの信号に応じて駆動手段７を制御する。具体的には、基準電圧ＶｒｅｆよりもノードＮｄ１およびＮｄ２の電圧レベルが低い場合には、十分な電荷がコンデンサＣ２およびＣ３に充電されていないために駆動手段７を駆動させない。一方、基準電圧ＶｒｅｆよりもノードＮｄ１およびノードＮｄ２の電圧レベルが高い場合には、十分な電荷がコンデンサＣ２およびＣ３に充電されているため駆動手段７を駆動する。いいかえるならば、駆動電圧が生成されるノードＮｄ１およびノードＮｄ２の電圧レベルを検知して安定的な電圧供給が可能となるまですなわちコンデンサＣ２およびＣ３の充電が完了するまで制御手段１から後述するパルス制御信号は生成されない。イオン発生の方式具体的には、パルス制御信号の生成等については、上記の実施の形態１で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【００６３】
本構成により、巻線トランス部８の電流Ｉもしくは−Ｉの駆動電圧として直接電源電圧ＶＣＣを用いず、コンデンサＣ２およびＣ３に充電された充放電電荷に基づいて電流Ｉもしくは−Ｉを供給する構成であるため電源電圧ＶＣＣの揺らぎ等の影響を受けることがなく、安定した電源（電圧）供給を実行することができる。また、これにより、イオン発生装置の動作安定性を向上させることができる。
【００６４】
なお、上記実施の形態１および変形例に従うイオン発生装置では、イオン発生素子ＰＣＩに電圧を印加することにより、空気中の酸素ないし水分が電離によりエネルギーを受けてイオン化し、Ｈ+（Ｈ2Ｏ）nおよびＯ2-（Ｈ2Ｏ）mを主体としたイオンを形成し、これらをファンなどにより空間に放出させる。これらＨ+（Ｈ2Ｏ）nおよびＯ2-（Ｈ2Ｏ）mは、浮遊菌の表面に付着し、化学反応して活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）および／または水酸基ラジカル・ＯＨを生成する。過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）および水酸基ラジカル・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不活化することができる。
【００６５】
イオン発生素子ＰＣＩで生成されたイオンは、数式（１）〜（３）に示すように化学反応する。
Ｈ+（Ｈ2Ｏ）n＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）m
→・ＯＨ＋Ｏ2／２＋（ｎ＋ｍ）Ｈ2Ｏ  …（１）
Ｈ+（Ｈ2Ｏ）n＋Ｈ+（Ｈ2Ｏ）n'＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）m＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）m'
→２・ＯＨ＋Ｏ2＋（ｎ＋ｎ’＋ｍ＋ｍ’）Ｈ2Ｏ  …（２）
Ｈ+（Ｈ2Ｏ）n＋Ｈ+（Ｈ2Ｏ）n'＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）m＋Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）m'
→Ｈ2Ｏ2＋Ｏ2＋（ｎ＋ｎ’＋ｍ＋ｍ’）Ｈ2Ｏ  …（３）
ここで、ｎ，ｎ’，ｍ，ｍ’は任意の自然数である。これにより、活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル・ＯＨの分解作用によって浮遊細菌が破壊される。したがって、効率的に空気中の浮遊細菌を不活化、除去することができる。
【００６６】
また、上記数式（１）〜（３）で示す化学反応は、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、有害物質を酸化若しくは分解して、ホルムアルデヒドやアンモニアなどの化学物質を、二酸化炭素や、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も可能である。
【００６７】
したがって、これらのイオンの作用により空気中のカビや菌を不活化し、その増殖を抑制することができる。その他、これらのイオンには、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、これらのウィルスの混入による汚染を防止することができる。また、臭いの元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。
【００６８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１によるイオン発生装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に従う制御手段１からのパルス制御信号と、駆動手段７および巻線トランス部８における電圧関係を説明する図である。
【図３】本実施の形態１に従う信号生成回路１００の構成図である。
【図４】本実施の形態１に従うパルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１の生成について説明するタイミングチャート図である。
【図５】パルス制御信号ＩＰ００およびＩＰ０１に基づいて駆動手段７および巻線トランス部８で生成される電圧を説明する図である。
【図６】制御信号ＰＥＮおよびＭＥＮと、イオン発生の関係を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１の変形例に従うイオン発生装置の構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  制御手段、２  リセット回路、３  クロック発生器、４  インタフェース手段、６  イオンセンシング手段、７，７＃  駆動手段、８  巻線トランス部、１０  入力端子、３０  電圧調整手段、３５  電圧供給手段。
【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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