(57)【要約】【課題】  プラズマ放電における相関ある発光現象に着目して、プラズマ放電現象により発生する発光の強度に基づいて正負イオンの発生量を見積もり、効果的にイオン発生量を制御可能な空気浄化装置を提供する。【解決手段】  プラズマ放電現象に基づいて正負イオンを発生させるイオン発生電極４０３の表面での発光の強度が、発光強度検出手段としての光電子倍増管４１１で検出される。発光の強度はイオン発生量に正の相関があるので、イオン発生電極４０３からのイオン発生量をモニタリングすることができる。その発光検出情報をフィードバック回路４１４を通じて、イオン発生電極４０３を駆動制御する駆動回路にフィードバックすることにより、素子駆動後における時間経過、電極状態の急な変化、室内空間の湿度等の使用環境の変化等に起因して生じるイオン発生量の変動に対応した制御を行うことができる。【選択図】        図１
2007117254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ放電現象に基づいて正負イオンを発生させるイオン発生電極と前記イオン発生電極を駆動制御する駆動回路とを有する空気浄化装置において、前記プラズマ放電現象による前記イオン発生電極表面での発光の強度を検出する発光強度検出手段と、前記発光強度検出手段からの検出信号に基づいて前記駆動回路にフィードバック信号を与えるフィードバック回路とを備えることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記イオン発生電極の駆動条件を前記フィードバック信号に基づいて変更することを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】
前記駆動回路は、前記イオン発生電極で発生する前記正負イオンの発生量を一定に保つように、前記駆動条件を変更することを特徴とする請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項４】
前記発光強度検出手段は、フォトダイオードであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項５】
前記発光強度検出手段は、光電子増倍管であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項６】
前記イオン発生電極の前記発光を集光して前記発光強度検出手段に入力させる集光手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項７】
前記集光手段は、凸型形状を有する樹脂製もしくはガラス製もしくは鉱物製のレンズを用いてなることを特徴とする請求項６に記載の空気浄化装置。
【請求項８】
前記レンズは、前記プラズマ放電現象に伴う前記発光の波長成分を７５％以上透過する性能を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の空気浄化装置。
【請求項９】
前記発光強度検出手段は、前記イオン発生電極での前記発光を検知可能な領域に設置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項１０】
前記イオン発生電極が発生させた前記正負イオンを外部へ放出するための送風手段を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に存在するカビ、浮遊菌、ウイルス、花粉、ダニ等のアレルゲン成分である生物に由来する汚染原因を除去・分解・不活化する空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅環境の密閉度合いが高められたことにより、室内の空気が充分に換気されず同一場所に滞留しがちである。また、カビ、浮遊菌、ウイルス、花粉、ダニ等のアレルゲン成分（以下、「アレルゲン成分」と略す）、或いは匂いや汚れの各種成分が、住宅等の室内空間中で混在することにより、様々な匂いとなり、人体に有害な影響を与える原因となっている。人々の住宅環境意識の高まり等から、室内の空気を浄化することにより、匂いや汚れを除去し、上記アレルゲン成分等の生物に由来する汚染原因を除去・不活化して、健康で快適な生活を送りたいという生活者のニーズは非常に高くなっている。
【０００３】
従って、人々が健康で快適な生活を送るためには、これらの原因を効果的に取り除く、又は人体に対して無害化することが望まれるものであり、そのような機能を有する空気浄化製品としての需要も非常に高いものとなっている。
【０００４】
生物由来のアレルゲン成分の除去・不活化の方法については、空気中の正負イオンを利用する方法が非常に好ましい。特許文献１においても開示されているように、イオン発生装置を用いた空気調節装置においては、殺菌作用又は脱臭作用が得られる。空気中のイオンの効果を利用するイオン発生装置の作動原理は、イオン発生素子において、プラズマ放電領域を形成してイオンを発生するイオン発生電極間に、交流の高電圧（多くの場合はパルス電圧）を印加すると、放電によりイオン発生電極から正イオンと負イオンとが発生するというものである。
【特許文献１】特開２００２−６５８３６号公報（段落［００２８］〜［００２９］、図２）
【０００５】
発生する正イオンとしてはＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）が、負イオンとしてはＯ２―（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは０以上の整数）が最も安定して生成する。これらの正イオン及び負イオン（まとめて正負イオンと記す）が、空気中に同時に生成すると、化学反応を起こし、活性種である過酸化水素Ｈ２Ｏ２又はヒドロキシラジカル・ＯＨを生成する。これらの過酸化水素Ｈ２Ｏ２又はヒドロキシラジカル・ＯＨが、極めて強力な活性を示し、これにより、空気中のアレルゲン成分を不活化・除去することができる。
【０００６】
上記のアレルゲン成分を不活化・除去するにはイオン発生素子のイオン発生電極で発生する正負イオンをより広い範囲に拡散させることが重要になるが、そのためには、イオン発生装置から正負イオンを放出する送風手段を更に備えていることが望ましい。送風手段を用いずにイオン発生装置を単独で使用する場合は、イオン発生装置で発生した正負イオンが空間に十分に拡散する前にイオン発生電極の近傍で正イオンと負イオンとが中和反応を起こして、電荷を失い効力が無くなることがあるからである。
【０００７】
正負イオンを空間に拡散させるための送風手段の運転方法については、特に限定されない。連続運転、又は運転と停止とを繰り返す間欠運転でも構わないが、イオン発生素子で発生した正負イオンを空間に効率的に拡散・放出させる運転の仕方が効果的である。更に、送風手段の形状に関しても、特に限定されるものではない。「正負イオン」の定義として、「正イオン及び負イオンと、過酸化水素Ｈ２Ｏ２又はヒドロキシラジカル・ＯＨ」とする。「正負イオン」にオゾンをふくめても良い。上記の通り、室内空間において、イオン発生素子で発生させた正負イオンを放出することにより、正負イオンが空間に波及し、人体に悪影響を及ぼすアレルゲン成分を除去・不活化することができる。
【０００８】
また、近年、感染症に対する感染・罹患する割合が増加しており社会的な問題となっている。このような正負イオンを発生する素子を、従来からのＨＥＰＡフィルター、活性炭、吸着剤等の物理的手法を備えた空気浄化装置に導入し、正負イオンを送風手段からの気流に乗せて放出することにより、ＨＥＰＡフィルターや活性炭や吸着剤等の物理的手法により浮遊粒子を除去することに加えて、アレルゲン成分を除去・不活化することができる。その結果、アレルゲン成分の除去・不活化に合わせて、感染症やアレルギー性疾患に罹患の予防についても効果が期待できる。
【０００９】
図５は、従来の空気浄化装置の例を模式的に示す説明図である。この空気浄化装置は、アレルゲン成分等を除去・不活化することに効果的であり、イオン発生素子１０１と送風手段１０２とから構成されている。送風手段１０２は、イオン発生素子１０１で発生した正負イオンを空間に効果的に拡散させるために、多くの場合に用いられる。
【００１０】
イオン発生素子１０１の表面には誘電体１２０が設けられ、誘電体１２０の裏側には誘電電極１２１が設けられ、誘電体１２０の表面には誘電電極１２１と対極するようにイオン発生電極１０３が取付けられている。図５では、イオン発生電極１０３の形状は網状となっているが、特にこれに限定されるものではなく、公知の針型等を用いても良い。イオン発生電極１０３及び誘導電極１２１は、リード線１２２を通じて高圧パルス駆動回路１２３に接続されている。この例では、高圧パルス駆動回路１２３は、イオン発生素子１０１の内部に収納されている。
【００１１】
このように構成されているイオン発生素子１０１は、イオン発生電極１０３及び誘導電極１２１間に正負電圧からなるピーク値が例えば約２．７ｋＶであるパルス電圧を印加するとともに送風手段１０２を運転することで駆動される。汚れた空気１０４が、通風路１０５を通って更にイオン発生素子１０１を通過し、イオン発生電極１０３から発生したイオンを含み、イオンを充分に含んだ空気１０６となって空間に放出される。イオンを充分に含んだ空気１０６は、正イオンと負イオンとを両方含んでおり、空気中に放出されると、空気中に存在するアレルゲン成分を不活化・除去するという効果的な機能を奏することができる。
【００１２】
イオン発生素子１０１を用いたアレルゲン成分の除去・不活化方法は、従来の空気調整機の手法であった各種のフィルターによる手法と比べて、フィルターの交換が不要であってメンテナンスコストが小さいこと、空間の隅々に効果が波及すること等の長所を有し、安全な殺菌装置や脱臭装置を実現できるという大きな利点がある。
【００１３】
現在、実用化されている空気調節装置・空気調和装置では、正イオンは発生させずに負イオンのみを発生させる素子や装置が知られている。このような素子や装置においては、負イオンを空間に放出することにより、人間の精神状態をリラックスさせる効果が期待できると言われている。
【００１４】
しかしながら、従来の空気浄化装置では、空気中のアレルゲン成分となる生物由来の汚染原因を除去・不活化が不十分となることがある。汚染原因を除去・不活化には、上述したように、正イオンと負イオンとを同時に発生させて、空間に放出することがより効果的である。これは、負イオンだけを発生させて空間に拡散放出しても、活性種である過酸化水素Ｈ２Ｏ２又はヒドロキシラジカル・ＯＨが生成しないので、除去・不活化の効果が得られないことが大きな理由である。
【００１５】
イオン発生素子１０１から発生する正負イオンを用いてアレルゲン成分の除去・不活化の効果を発揮させるためには、ある程度イオン濃度を高めることが効果的である。イオン発生素子１０１の吹出し口から１０ｃｍ程度の場所で、正イオン濃度及び負イオン濃度がそれぞれ５万個／ｃｍ３程度あれば、カビ、浮遊菌及びウイルスに対して充分な除去効果が発揮される。このとき、正負イオンが放出された空間においては、正負イオン濃度は、少なくとも２千個／ｃｍ３以上の個数となっている。発生させる正負イオンの量（イオン濃度）に関しては、空間に正イオン、負イオンともに１０００個／ｃｍ３の割合で存在させることが望ましい。
【００１６】
また、よりイオン濃度を高める方法は、特に限定されるものではなく、例えば、イオン発生素子１０１に印加する電圧を高めること、パルス電圧印加のデューティ比を変えること、周波数を高くすること等により達成することができる。また、イオン発生電極１０３の配線パタンやイオン発生電極１０３の表面積を変える方法も有効である。
【００１７】
プラズマ放電現象に用いられる電極形状は上述の通り最適な形状に形成されるが、大きく２種類に分類することが可能である。すなわち、一つの分類は平面型の構造を有する電極であり、他の一つの分類は、立体型の構造を有する電極である。図６は、針型の電極構造を有する従来の空気浄化装置の別例を模式的に示す説明図である。図５に示すイオン発生素子１０１は平面型の電極構造を有しているが、図６に示す空気浄化装置に用いられるイオン発生素子２０１は立体型の形状を有している。したがって、イオン発生素子２０１の構成物であるイオン発生電極２０３が立体型となっている。
【００１８】
従来のプラズマ放電現象を用いる正負イオン発生素子においては、イオン発生素子から発生するイオン発生量が、時間の経過とともに増減するという現象が生じている。これは、時間の経過とともに、正負イオン発生電極の状態（水分付着、形状、汚れ、劣化等）が変化することにより、プラズマ放電状態も変化し、正負イオンの発生量が減少することによる。正負イオン発生電極の状態変化の主要理由は、平面型の電極構造を有するイオン発生素子の場合と、立体型の電極構造を有するイオン発生素子の場合とで異なっている。
【００１９】
［平面型の電極構造を有するイオン発生素子の場合］
平面型の電極構造を有するイオン発生素子は、立体型の電極構造を有するイオン発生素子と比較して、通常の室内環境においては動作が安定しているものの、空間の湿度が非常に高い環境においては、特に、電極表面に水分が付着すると、正負イオンの発生量が減少してしまうという問題が発生する。この理由としては、次のことが考えられる。即ち、電極表面に水分が付着すると、電極上で水分子による一種の膜が形成された状態となる。この付着した膜状態の水の存在により、イオン発生電極より発生する正負イオンが、電気的に中和して失活する。また、水が電気を通す性質を有しているため、イオン発生電極に電圧を印加しても、水により、放電に必要な電界強度が得られなくなるという理由もある。したがって、結果として、空間に放出されるイオンの割合が減少すると考えられる。
【００２０】
また、平面構造の電極（例えば、正負イオンを発生する電極が印刷法やメッキ法や蒸着法や圧延法などにより形成された電極の場合）においては、時間の経過とともに電極の厚さ、端面の形状、組成等が変化することにより効果的な放電が起こらず、結果として、正負イオン発生量が減少することがある。また、イオン発生電極の近傍に水分が多量に存在すると、イオン発生電極に水分が付着し、プラズマ放電現象が弱められ、かつ発生した正負イオンのうち水分により失活してしまう割合が増加することにより、正負イオン濃度が減少すると考えられる。
【００２１】
［立体型の電極構造を有するイオン発生素子の場合］
立体型の電極構造を有するイオン発生素子は、イオン発生電極の長期信頼性の問題が挙げられる。特に、針型の電極構造を有する正負イオン発生素子の場合は、長時間に渡り素子を駆動すると、時間の経過とともに針の先端について次第に鋭さが無くなり、丸くなってくる。そのため、効果的な放電が起こらず、結果として、正負イオン発生量が減少することが確認される。
【００２２】
図７は、図２に示した立体型の電極構造を有する正負イオン発生素子を長期間駆動した際に見られる現象の概略図である。図７には、イオン発生電極３０２が放電現象により形成されるプラズマにより、針型形状の電極が磨耗した様子が示されている。即ち、イオン発生電極３０２においては、長時間にわたり正負イオン発生素子を駆動すると、イオン発生電極３０２が徐々に削られて磨耗し小さくなることが認められる。即ち、放電現象によりプラズマ領域が形成される状態は、一種のスパッタリング状態である。そのため、針型のイオン発生電極３０２が徐々に磨耗して小さくなるという現象が生じる。このように針型形状を有する電極の先端部について磨耗が進行すると、各針型電極の電極間距離が変化するために、放電状態が不安定となり、放電状態も安定せず、結果として空間に放出される正負イオンも濃度も不安定となる。
【００２３】
電極の構造が上記のいずれの場合であっても、放電強度が低下すると、イオン発生電極からの正負イオン発生量が低下し室内空間に効果的に正負イオンを放出することができなくなる。イオン発生電極からの正負イオン濃度が減少すると、空間に放出される正負イオンの量も減少するため、結果として、空気中の生物由来の汚染原因等のアレルゲン成分を除去・不活化する度合いが低下し、室内空間をクリーン化できなくなるという致命的な問題が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
イオン発生電極で発生するイオンの量を直接にモニタリングするのは困難である。正負イオンを発生させるためにはプラズマ放電現象が用いられているが、プラズマ放電現象が強くなると正負イオン発生量が増加するという正の相関関係がある。ところで、イオン発生に関してプラズマ放電とプラズマ放電に伴う発光強度にも相関がある。即ち、プラズマ放電現象が生じる際には発光が生じ、しかもプラズマ放電現象が強くなるとともに発光強度も増加するという正の相関関係がある。そこで、このプラズマ放電における相関ある発光現象に着目して、プラズマ放電現象により発生する発光の強度に基づいて正負イオンの発生量を見積もり、効果的にイオン発生量を制御可能にする点で解決すべき課題がある。
【００２５】
本発明の目的は、素子駆動後における時間経過、電極状態の急な変化、或いは室内空間の湿度等の使用環境の変化に起因してイオン発生電極での正負イオンの発生量が変化することに対して臨機応変に対応し、常に量的に安定して正負イオンを発生し、空間に十分な正負イオンを供給して、空間内における正負イオンの濃度を一定に保ち、生物に由来する汚染原因を完全に除去・不活化することができる空気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
この発明による空気浄化装置は、プラズマ放電現象に基づいて正負イオンを発生させるイオン発生電極と前記イオン発生電極を駆動制御する駆動回路とを有しており、更に、前記プラズマ放電現象による前記イオン発生電極表面での発光の強度を検出する発光強度検出手段と、前記発光強度検出手段からの検出信号に基づいて前記駆動回路にフィードバック信号を与えるフィードバック回路とを備えることを特徴としている。
【００２７】
この空気浄化装置によれば、正負イオンを発生するイオン発生電極の近傍に、発光強度検知手段を設置することにより、発光強度検知手段がイオン発生電極表面でのプラズマ放電現象に伴う発光強度をモニタリングする。このモニタリングした発光強度がイオン発生電極から発生する正負イオン濃度に正の相関関係があるため、正負イオン発生量を間接的にモニタリングしていることとなる。したがって、発光強度検知手段を用いることにより、イオン発生電極からのイオン発生量を効果的にモニタリングすることができる。発光強度検知手段がモニタリングした量は、例えば、電気信号といった手法により出力することにより、駆動回路にフィードバックされ、間接的に駆動回路によるイオン発生量の制御を行うことができる。
【００２８】
この空気浄化装置においては、空気浄化装置に備わる駆動回路は、イオン発生電極の駆動条件をフィードバック信号に基づいて変更することができる。空気浄化装置の使用環境に応じてイオン発生電極により正負イオンの発生量が変化することがあるので、駆動条件の変更は、フィードバック信号の駆動回路への入力により、正負イオンの発生量を一定に保つことができるように変更される。したがって、このような発光強度検知手段とフィードバック回路を備えることにより、イオン発生電極から放出される正負イオンの発生量を一定に保つことができる。
【００２９】
正負イオン発生素子を連続で駆動した際に、何らかの事情により、徐々に正負イオン発生量が減少する場合においても、発光強度検知手段が間接的に正負イオンの発生状態をモニタリングしているために、正負イオンの発生状態を随時モニタリング可能である。プラズマ放電現象に伴う発光が低下した際は、即ち、正負イオン発生量が減少したこととなるので、この情報を正負イオン発生素子の駆動回路にフィードバックさせることにより、正負イオンの発生量を元に戻すことが可能となる。例えば、時間経過とともに、又は電極近傍への水分付着といった状態により、正負イオン濃度が低下した場合は、そうした情報のフィードバックによって、正負イオン発生電極から発生する正負イオンの濃度を高めることができるため、正負イオン濃度を回復させることができる。
【００３０】
ここで、正負イオン発生素子からの正負イオン発生量を増加させる手法については、基本的には、正負イオン発生素子の電極に印加する電圧の駆動条件を変更することで、達成可能である。駆動回路による駆動条件の変更の態様としては、以下に掲げる手法がある。例えば、イオン発生電極への印加電圧の度合いを大きくすることにより、イオン発生電極から発生する正負イオン濃度は、増加する。また、交流の電圧波形を用いる場合は、交流の周波数（Ｈｚ）を大きくすることにより、イオン発生電極から発生する正負イオン濃度は、増加する。更に、単パルスからなる電圧波形を用いる場合は、単位時間当たりの単パルス数を増加させることにより、イオン発生電極から発生する正負イオン濃度は、増加する。更にまた、電圧波形について、立ち上がり時間（単位時間当たりの電圧上昇割合に関連する）や立ち下り時間（単位時間当たりの電圧下降割合に関連する）が短くなるにつれて、イオン発生電極から発生する正負イオン濃度は、増加する。
【００３１】
発光強度をモニターする手法としての発光強度検知手段には、公知の手法を用いることができる。例えば、公知の手段の一つとして、フォトダイオードを挙げることができる。フォトダイオードは半導体で構成される全固体型の安価なデバイスである。フォトダイオードは光に反応するセンサーであり、光を受光すると出力端子から電圧が発生する。さらに、フォトダイオードは受光した光量（すなわち発光強度）に比例した電流を取り出すことが可能である。したがって、正負イオンを発生するイオン発生電極からのプラズマ放電現象に伴う発光を、発光強度検知手段としてのフォトダイオードが受光して、発光強度に比例した電流としてアウトプットし、この電流の大きさをモニタリングすることで正負イオンの発生量を間接的に測定することができる。発光強度検知手段としてのフォトダイオードの電流量を基としてフィードバック回路を通じて、正負イオンを発生するイオン発生素子への駆動条件を変更することにより、所定の正負イオン発生量にリアルタイムで修正を加えることができる。
【００３２】
発光強度検知手段としてはフォトダイオードに限定されるものではなく、他の手段を用いることも可能である。例えば、光電子増倍管を用いても良い。光電子増倍管は、微小な光を感知し、その信号を電気的信号に変換して外部に放出する機能を有する。光電子増倍管は光に対する応答速度が非常に速く、少なくともマイクロ秒以下の反応応答速度を有している。また、ごく弱い発光に対しても効果的に感知する。したがって、正負イオンを発生させる際に、イオン発生電極での発光に関しては充分に検知することが可能である。なお、光電子増倍管を駆動するためには、光電子増倍管に電圧を印加するための電源が必要である。
【００３３】
プラズマ放電に伴う発光現象をモニターする際に、発光が微小であることが多く、プラズマ放電に伴う発光現象を直接にモニタリングすることが困難の場合が多い。そこで、本発明の空気浄化装置においては、イオン発生電極でのプラズマ放電に起因した発光現象を検知しやすくするために、正負イオンを発生するイオン発生電極と発光強度検知手段の間に、凸レンズのような集光手段を設けることができる。即ち、プラズマ放電現象に伴う発光が弱い場合、発光強度検出手段が発光を効果的に検知することができない場合がある。このような場合においては、フォトダイオードや光電子増倍管のアウトプットの電流がノイズにより変動が激しくなり、効果的なモニタリングが不可能となる可能性がある。そこで、プラズマ発光現象を生じるイオン発生電極と発光強度検知手段との間に、集光手段を設けることで、プラズマ放電に伴う発光を光学的に集光して発光強度検知手段の検知部に光路となり、検知部に照射されやすくすることができる。
【００３４】
ここで集光手段とは、イオン発生電極で生じるプラズマ放電現象に伴う発光を効果的に検出させるために用いられるものであり、公知の形態が可能である。最も一般的な形態としては凸型のレンズが挙げられる。用いる材料については、公知材料を使用することが可能であり、具体的には、ガラス、樹脂、石英等の鉱物、等を用いることができる。ただし、集光手段の設置目的はプラズマ放電現象に伴う発光を効果的に発光強度検知手段の検知部に照射することであるため、プラズマ放電現象の発光を透過することが必要である。したがって集光手段としての凸レンズは、プラズマ放電現象に伴う発光の、発光波長成分を少なくとも７５％以上透過する性能を有することが効果的である。
【００３５】
また、プラズマ発光現象を生じるイオン発生電極と、発光強度検知手段との間の距離は、短いほどよい。これは即ち、距離が大きくなるにつれて、発光強度の検知が困難になるからである。そこで、発光強度検出手段については、イオン発生電極で発生するプラズマ光を検知出切る領域（例えば、イオン発生電極から１００ｃｍ以内の領域）に設置することが望ましい。このようにイオン発生電極と発光強度検知手段を近傍に設置することにより、効果的に発光強度を随時モニタリングし、フィードバック機能との連携により空間に効果的に一定量の正負イオンを放出することが可能となる。
【００３６】
上記の空気浄化装置においては、イオン発生電極が発生させた正負イオンを外部へ放出するための送風手段を備えることができる。イオン発生電極で発生した正負イオンは、送風手段によって空間に効果的に拡散されるので、イオン発生装置で発生した正負イオンが空間に十分に拡散する前にイオン発生電極の近傍で正イオンと負イオンとが中和反応を起こして、電荷を失い効力が無くなることが防止できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によう空気浄化装置によれば、イオン発生電極で発生させるイオンの量を一定に保つことが可能であり、空気中に存在するカビ、浮遊菌、ウイルス、花粉及びダニのアレルゲン成分を不活化・除去するという効果を安定して発揮することができる。また、本発明において、発光強度検出手段として用いるフォトダイオードや光電子増倍管といった発光強度検知手段は、正負イオン発生素子と比較しても充分に小型・軽量であるため、従来の空気浄化素子と比較しても大きさや重量に与える影響は小さい。光電子増倍管やフォトダイオードといった発光強度検知手段を含む空気浄化素子と、生物性の汚染原因（物質）を除去・不活化する正負イオンを空間に拡散するための送風手段とを各種の装置に組み込むことにより、生物由来の汚染原因（物質）を効果的に除去・不活化できるような空気浄化装置を得ることができる。また、本発明に係る空気浄化装置によれば、生物由来の汚染原因の除去・不活化効果を示す正負イオンの発生量を、長時間使用後や、あるいは、例えば、イオン発生電極に水分が付着した場合などにおいても、常に安定して、正負イオンを発生させることができ、除去・不活化効果を保つことができる。
【００３８】
空気浄化装置としては、様々な形態が存在するが、例としては、エアコン、空気清浄機、ファンヒーター、送風機、掃除機、ハンディクリーナー、換気扇、ドライヤー、等を挙げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に、本発明による空気浄化装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る空気浄化装置の実施形態１の構成を模式的に示す説明図である。なお、本発明は、実施の形態により何ら制限を受けるものではない。
【００４０】
［実施形態１］
本実施形態１は、生物由来の汚染原因（物質）の除去・不活化に効果的な正負イオンを発生する正負イオン発生素子を備えた空気浄化装置である。なお、本実施例においては、発光強度検知手段として、光電子増倍管を用いた場合の実施形態を示す。
【００４１】
図１に示す空気浄化装置においては、図５で示した従来のイオン発生装置に用いられているイオン発生素子１０１と同様のイオン発生素子４０１が用いられている。イオン発生素子４０１に形成されているイオン発生電極４０３は、駆動した際にプラズマ放電現象により発光を伴う。イオン発生電極４０３の近傍には、プラズマ放電現象の発光を検知するための発光強度検知手段として光電子増倍管４１１が設置されている。光電子増倍管４１１の設置位置はイオン発生電極４０３から近い距離とすれば、発光を検知する度合いが向上するので好ましい。
【００４２】
具体的には、光電子増倍管４１１とイオン発生電極４０３との距離は１００ｃｍ以下とすることが望ましい。１００ｃｍよりも距離が大きくなると、イオン発生電極４０３での発光を光電子増倍管４１１が効果的に検知できなくなる虞がある。光電子増倍管４１１を作動するために、光電子増倍管駆動装置４１３が別途設置される。光電子増倍管駆動装置４１３を作動させることにより、光電子増倍管４１１はプラズマ放電現象による発光を検知することができる。
【００４３】
更に、本発明の空気浄化装置における特徴点として、発光強度検知手段としての光電子増倍管４１１とイオン発生電極４０３の間に、集光手段としての凸レンズ４１８が導入されている。集光手段としての凸レンズ４１８を導入することにより、プラズマ放電現象に伴う発光を生じるイオン発生電極４０３からの発光を光学的に効果的に発光強度検知手段としての光電子増倍管４１１の発光検知部に誘導することができる。したがって、プラズマ放電現象にともなう発光が弱い場合においても、凸レンズ４１８により効果的に光電子増倍管４１１の検知部に発光を誘導することが可能となり、発光強度の高い検出感度を達成することができる。
【００４４】
次に、光電子増倍管４１１が検知した発光強度の情報を基として、正負イオンの発生量が見積もられる。発光強度と正負イオン発生量には正の相関がある。発光強度と正負イオン発生量との関係の一例が、図４にグラフとして示されている。一般的には、イオン発生素子４０１で発生する正負イオン濃度は吹出し近傍１０ｃｍ付近では５万個／ｃｍ３程度で安定しているが、イオン発生電極４０３への水分の付着等に起因して正負イオン発生量に関して減少傾向が現れた場合は、発光強度も減少するため、光電子増倍管４１１が検知する発光強度も減少する。光電子増倍管４１１が検知した光の信号から変換された電気的信号について、フィードバック回路４１４及びリード線４２２を通じて、正負イオン発生素子４０１の駆動回路（図示しない）に送信される。イオン発生素子４０１の駆動回路は、光電子増倍管４１１からの情報に基づき、駆動回路の駆動条件を変更することにより、結果として、正負イオン発生素子４０１のイオン発生電極４０３から放出される正負イオン濃度を一定に維持することができる。
【００４５】
ここで、駆動回路（図示しない）の駆動条件を変更する方法とは、上述でも記したが、印加電圧の大きさを変更する方法が挙げられる。印加電圧の大きさを大きくすると、イオン発生電極から発生する正負イオン濃度が増加する。また、交流の電圧波形を用いる場合は、交流の周波数（Ｈｚ）を変更する方法が挙げられる。周波数を大きくすることにより、イオン発生電極から発生する正負イオン濃度が増加する。更に、単パルスからなる電圧波形を用いる場合は、単位時間当たりの単パルス数を変更する方法が挙げられる。パルス数を増加させることにより、イオン発生電極から発生する正負イオン濃度が増加する。更にまた、電圧波形について、立ち上がり時間（単位時間当たりの電圧上昇割合に関連する）や立ち下り時間（単位時間当たりの電圧下降割合に関連する）の長さを変更する方法も挙げられる。立ち上がり（立ち下り）時間を短くするにしたがってイオン発生電極から発生する正負イオン濃度が増加する。
【００４６】
また、光電子増倍管４１１の応答速度は、正負イオンを空間に拡散させる時間と比較して充分に速いものであるため、プラズマ放電現象に伴う発光をモニタリングすることにより、効果的にフィードバック機能を発揮することができる。本発明による空気浄化装置におけるフィードバック機能の一例が、図３にフローチャートとして示されている。図３に示すフローチャートによれば、空気浄化装置駆動開始のステップ１（「Ｓ１」と略す。以下、同じ）において、イオン発生素子４０１及び光電子倍増管４１１が共にＯＮとなる。次に、イオン発生状態を光電子倍増管４１１がモニタリング（監視）する（Ｓ２）。イオン発生素子４０１が放電により充分な発光を伴っていると判定される場合（Ｓ３）には、充分なイオン濃度を達成しているとセンシングされ（Ｓ４）、イオン発生素子４０１の駆動回路にフィードバックし、引き続き同一の駆動条件にて作動を継続し（Ｓ５）、Ｓ２に戻る。一方、Ｓ２のモニタリングにおいて、イオン発生素子４０１からの放電による発光強度が弱いと判定される場合（Ｓ６）には、イオン濃度が小さいとセンシングされ（Ｓ７）、より多くのイオンが発生するように駆動条件を変更するように、イオン発生素子４０１の駆動回路にフィードバックし（Ｓ８）、Ｓ２に戻る。
【００４７】
以上のことより、本発明による空気浄化装置においては、生物に由来する空気中に存在するアレルゲン成分を不活化・除去するという効果を長期に渡って維持することができる。この空気浄化装置においては、正負イオンの発生量を確保して生物由来の汚染原因に対する除去・分解の効果が大幅に高められる。また、本発明の空気浄化装置を用いることにより、汚れた空気４０４は、生物性の汚染原因を除去・不活化する正負イオンを充分に含んだ空気４０８となり、クリーンな室内空間を提供することができる。
【００４８】
［実施形態２］
実施形態２についても、実施形態１の場合と同様に、生物由来の汚染原因（物質）の除去・不活化に効果的な正負イオンを発生する正負イオン発生素子を備えた空気浄化装置である。実施形態１との相違点は、発光強度検知手段として光電子増倍管の代わりに、フォトダイオードが用いられていることである。
【００４９】
図２は、本発明により空気浄化装置の実施形態２を示す模式的に示す説明図である。実施形態２においては、発光強度検知手段としてフォトダイオード５１１が用いられている。その他の構成要素には、４００番台の符号に代えて５００番台の符号を用いることにより、実施形態１に用いられている構成要素と同等のものが用いられているので、再度の説明を省略する。光電子増倍管を用いる場合よりも、さらに小型軽量が可能であり、フォトダイオード５１１を駆動するための電源も小さくすることができる。なお、他の発光強度検知手段があれば、それを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による空気浄化装置の実施の形態を示す模式図である。
【図２】本発明による空気浄化装置の別の実施の形態を示す模式図である。
【図３】本発明による空気浄化装置におけるフィードバック機能の一例を示すフローチャートである。
【図４】発光強度と正負イオン発生量との関係の一例を示すグラフである。
【図５】従来の空気浄化装置の一例を示す模式図である。
【図６】従来の空気浄化装置の別例を示す模式図である。
【図７】正負イオンの発生量が減少する一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５１】
４０１  イオン発生素子
４０３  イオン発生電極
４０４  汚れた空気
４０８  正負イオンを充分に含んだ空気
４１１  光電子増倍管（発光強度検知手段）
４１３  光電子増倍管駆動装置
４１４  フィードバック回路
４１８  集光手段
４２２  リード線
５０１  イオン発生素子
５０３  イオン発生電極
５０４  汚れた空気
５０８  正負イオンを充分に含んだ空気
５１１  フォトダイオード（発光強度検知手段）
５１４  フィードバック回路
５１８  集光手段
５２２  リード線
【図１】
2007117254.tif 000003
【図２】
2007117254.tif 000004
【図３】
2007117254.tif 000005
【図４】
2007117254.tif 000006
【図５】
2007117254.tif 000007
【図６】
2007117254.tif 000008
【図７】
2007117254.tif 000009