イオン発生装置および電気機器
【課題】周囲帯電物が針先に付着するのを抑制し、従来の放電電極針と誘導電極間に一定の電圧を印加するイオン発生装置に比べ、イオン性能を継続的に確保できるイオン発生装置を提供する。
【解決手段】使用時間の経過に伴いイオンの発生のための印加電圧が増加する電圧印加部と、印加電圧によりイオンを発生させるイオン発生部とを含む。電圧印加部は、印加電圧を生成するための基礎電圧を駆動する昇圧トランス駆動回路と、基礎電圧を印加電圧まで昇圧する昇圧トランス回路とを含み、昇圧トランス駆動回路は、使用時間の経過に伴い基礎電圧を増加させる。
【解決手段】使用時間の経過に伴いイオンの発生のための印加電圧が増加する電圧印加部と、印加電圧によりイオンを発生させるイオン発生部とを含む。電圧印加部は、印加電圧を生成するための基礎電圧を駆動する昇圧トランス駆動回路と、基礎電圧を印加電圧まで昇圧する昇圧トランス回路とを含み、昇圧トランス駆動回路は、使用時間の経過に伴い基礎電圧を増加させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生装置および電気機器に関するものであり、特に、イオンを空気中に発生させるイオン発生装置および電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電現象を利用した多くのイオン発生装置が実用化されている。標準的なイオン発生装置は、針電極と対向電極との間、又は放電電極と誘電電極との間に高電圧交流の駆動電圧を印加することにより、コロナ放電を発生させて正及び負のイオンを発生させる。
【０００３】
この方式のイオン発生装置の１つの例として、たとえば特開２０１０−０１５９４３号公報（特許文献１）に開示された装置がある。この特開２０１０−０１５９４３号公報（特許文献１）に開示された装置は、正イオンおよび負イオンの双方を効率よく装置外部へ放出でき、かつ容易に小型化・薄型化を図ることを目的としている。このため、正イオン発生部と、負イオン発生部とを本体内に備え、さらに第１基板と、第２基板と、回路部とを備えている。正イオン発生部は、正極放電電極と、その正極放電電極との間で正イオンを発生させるための第１誘導電極とを含んでいる。負イオン発生部は、負極放電電極と、その負極放電電極との間で負イオンを発生させるための第２誘導電極とを含んでいる。第１基板は、正極放電電極と第１誘導電極との双方を保持している。第２基板は、負極放電電極と第２誘導電極との双方を保持している。第１基板と第２基板とが互いに分離するように、第１誘導電極と第２誘導電極とを離間させて、正イオン発生部と負イオン発生部とが互いに夫々発生する正イオンおよび負イオンで互いに中和しあうことを抑制するためのスペースを挟んで配置されている。回路部は、スペースに配置された部分を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０１５９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２０１０−０１５９４３号公報（特許文献１）に開示されたイオン発生装置では、使用する環境によって、放電電極の針先に、帯電した塵埃などが付着することがある。針先に塵埃が付着して堆積した場合、コロナ放電が発生しにくくなり、イオンの発生量が減少することが避けられない。また、一定の電圧を印加しているイオン発生装置では経年劣化によるイオン発生量の減少を防止できない。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するため、周囲帯電物が針先に付着するのを抑制し、従来の放電電極針と誘導電極間に一定の電圧を印加するイオン発生装置に比べ、イオン性能を継続的に確保できるイオン発生装置およびイオン発生装置を含む電気機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従うと、使用時間の経過に伴いイオンの発生のための印加電圧が増加する電圧印加部と、印加電圧によりイオンを発生させるイオン発生部とを含む。
【０００８】
好ましくは、電圧印加部は、印加電圧を生成するための基礎電圧を駆動する昇圧トランス駆動回路と、基礎電圧を印加電圧まで昇圧する昇圧トランス回路とを含み、昇圧トランス駆動回路は、使用時間の経過に伴い基礎電圧を増加させる。
【０００９】
また好ましくは、使用時間の経過に伴い、基礎電圧が増加するように昇圧トランス駆動回路を制御する制御部をさらに含む。
【００１０】
さらに好ましくは、使用時間と基礎電圧との関係を示すデータを記憶する記憶部をさらに含む、制御部は、記憶部を参照して昇圧トランス駆動回路を制御する。
【００１１】
また好ましくは、イオン発生部は、イオンの発生量を検出するイオン発生量検出部を含み、制御部は、検出されたイオンの発生量が所望量になるように基礎電圧を制御する。
【００１２】
好ましくは、検出されたイオンの発生量を判断するための基準データが記憶される記憶部をさらに含む、制御部は検出されたイオンの発生量が基準データに対応するイオン発生量以下となった場合に、基礎電圧を増加させる。
【００１３】
この発明は、他の局面では、上記いずれかに記載のイオン発生装置と、イオンを空気中に送出する送出手段とを含む電気機器である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、放電電極針と誘導電極間との印加電圧を時間の経過に合わせ印加電圧を上げることにより、コロナ放電により放電電極針に付着する塵埃を抑制することができ、イオン性能を継続的に確保できるイオン発生装置およびイオン発生装置を含む電気機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１のイオン発生装置１００の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１のイオン発生装置１００に含まれるコンデンサ１０３への充電電圧と使用時間との関係を示す図である。
【図３】実施の形態２のイオン発生装置２００の構成を示す図である。
【図４】実施の形態２のイオン発生装置２００のコンデンサ２０３への充電電圧およびイオン発生量検知回路２０７によって検知されたイオン発生量と使用時間との関係を説明するための図である。
【図５】実施の形態２のイオン発生装置２００のコンデンサ２０３への充電電圧およびイオン発生量検知回路２０７のイオン発生量と使用時間との関係を説明するための別の一例の図である。
【図６】図１で示したイオン発生装置１００を含む電気機器５００を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１のイオン発生装置１００の構成を示す図である。図１を参照して、イオン発生装置１００は、電源入力部１と、電源入力部１に接続される昇圧トランス駆動回路２と、昇圧トランス回路３と、昇圧トランス回路３によって発生した高電圧を制御する高電圧制御回路４と、コロナ放電現象を利用してイオンを発生するイオン発生部５と、昇圧トランス駆動回路２を制御する制御部６と、記憶部８とを含む。制御部６として、たとえばマイクロコンピュータが好ましい。
【００１８】
昇圧トランス駆動回路２は、整流ダイオード１０１と、入力抵抗素子１０２と、昇圧トランス回路３に印加する電荷を充電する充電回路１１３と、昇圧トランス回路３との接続を切り替える切替部１１４とを含む。この充電回路１１３および切替部１１４は、制御部６によって制御される。
【００１９】
充電回路１１３はコンデンサ１０３を含み、切替部１１４はトランス駆動用スイッチング素子１０４を含む。トランス駆動用スイッチング素子１０４は、たとえば双方向導通可能となるトライアックや２端子サイリスタなどで実現できる。
【００２０】
電源入力部１は、端子１ａと端子１ｂを含み、端子１ａ、１ｂは、昇圧トランス駆動回路２のノードＮ１、Ｎ２にそれぞれ電気的に接続される。
【００２１】
整流ダイオード１０１および入力抵抗素子１０２は、端子１ａとノードＮ１との間に直列に接続される。また、コンデンサ１０３は、ノードＮ１とノードＮ２との間に接続される。
【００２２】
コンデンサ１０３と並列に昇圧トランス回路３の１次巻線１０５ａおよびトランス駆動用スイッチング素子１０４が接続される。
【００２３】
昇圧トランス回路３は、１次巻線１０５ａと、２次巻線１０５ｂとを含む。電源入力部１から印加された電圧は、２次巻線１０５ｂを介して、高電圧に昇圧される。この昇圧された電圧は高電圧制御回路４によって制御される。
【００２４】
イオン発生部５は、高電圧制御回路４からの昇圧電圧を受ける放電電極針１０６と、放電電極針１０６との間に高電圧が印加される誘電電極１０７ａ、１０７ｂとを含む。
【００２５】
記憶部８は、たとえば、単位時間当たりの充電電圧の増加量を予め格納する。これらの値が制御部６に読み込まれ、制御部６は、充電回路１１３や切替部１１４を制御し、イオン発生部５においてイオンの発生量を制御できる。
【００２６】
次に、実施の形態１のイオン発生装置１００の動作について説明する。
最初に、高電圧が生じる前までの段階について説明する。具体的には、電源入力部１から昇圧トランス回路３の１次巻線１０５ａまでの動作について説明する。電源入力部１の端子１ａは印加電圧を出力し、端子１ｂは接地電位に接続されている。電源入力部１から昇圧トランス駆動回路２の整流ダイオード１０１および入力抵抗素子１０２を介して、充電回路１１３のコンデンサ１０３に電荷が充電される。
【００２７】
なお、このとき切替部１１４のトランス駆動用スイッチング素子１０４は、図１のように開状態とし、充電回路１１３のコンデンサ１０３に充電された電荷は保持されたままである。
【００２８】
その後、トランス駆動用スイッチング素子１０４が制御部６によって開状態から閉状態に切り替わり、昇圧トランス回路３のトランス１０５の１次巻線１０５ａにおいてもコンデンサ１０３の電位差と同じ電位が印加される。
【００２９】
この電圧印加直後、コンデンサ１０３に蓄えられていた電荷は、トランス１０５の１次巻線１０５ａを通じて放電される（放電動作）。放電された結果、コンデンサ１０３の電荷がなくなり、電位差が０（Ｖ）となる。
【００３０】
制御部６は、コンデンサ１０３の電位差レベルを制御し、電位差が０（Ｖ）と判定すると、トランス駆動用スイッチング素子１０４を制御され閉状態から開状態へ切り替える。
【００３１】
再び、電源入力部１から入力電圧が印加され、コンデンサ１０３へ電荷が蓄えられる充電動作が開始される。この充電動作と放電動作とが規定周期で繰り返される。
【００３２】
続いて、高電圧の発生後イオン発生までの段階について説明する。具体的には、昇圧トランス回路３のトランス１０５の２次巻線１０５ｂ側以降の回路について説明する。
【００３３】
まず制御部６によって、昇圧トランス駆動回路２のトランス駆動用スイッチング素子１０４は開状態から閉状態へ切り替わる。
【００３４】
コンデンサ１０３に充電されたエネルギーがトランス１０５の２次巻線１０５ｂに伝達され、２次巻線１０５ｂの両端に高電圧の電位差が生じる。
【００３５】
この高電圧が高電圧制御回路４を介し、誘電電極１０７ａ、１０７ｂとの間に高電圧が印加される。放電電極針１０６と誘電電極１０７ａ、１０７ｂとの間において、電界の強い領域だけが局所的に絶縁破壊され、放電電極針１０６の尖った先端部で電離現象が起こり、イオンが発生する。
【００３６】
制御部６は、コンデンサ１０３の電位差を制御し、トランス駆動用スイッチング素子１０４の開閉状態を制御することで、昇圧トランス回路３の２次巻線１０５ｂの両端に発生する高電圧のレベルを制御でき、放電電極針１０６と誘電電極１０７ａ、１０７ｂとの間の印加電圧を制御できる。
【００３７】
図２は、実施の形態１のイオン発生装置１００のコンデンサ１０３への充電電圧と使用時間との関係を示す図である。図２を参照して、縦軸に充電電圧（Ｖ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。
【００３８】
図２で示されている充電電圧が使用時間ｔの関数（たとえば、一次関数）として、充電電圧Ｖ（ｔ）＝（放電開始電圧）＋（単位時間当たりの充電電圧の増加量を示す係数Ｋ）×（使用時間ｔ）と表される。
【００３９】
そうすると、図２に示される充電電圧Ｖ（ｔ）は、放電開始電圧を５（Ｖ）とすると、Ｖ（ｔ）＝５＋Ｋ×ｔ（式１）と表される。
【００４０】
使用時間に応じて、経年劣化防止のため、充電電圧は（式１）に従い一定の割合で増加する。なお、放電開始電圧および係数Ｋは、予め記憶部８に格納される。制御部６によって放電開始電圧および係数Ｋが記憶部８から読み込まれる。
【００４１】
時刻０において、充電回路１１３のコンデンサ１０３は、放電開始電圧（５Ｖ）を印加され、イオン発生部５の放電電極針１０６の先端においてコロナ放電によりイオンが発生し始める。
【００４２】
これにより、周囲帯電物の放電電極の針先への付着を抑制し、使用開始当初の放電電極の針先に付着物のないあるいは少量の状態を維持することができる。
【００４３】
その後使用時間が増加するにつれて、充電電圧は一定の割合（Ｋ）で増加し続け、経年劣化によるイオン量の減少を防止できる。
【００４４】
なお、上記の説明では、使用時間とともに増加し続けるが、これに限らず、充電電圧の最大値を９Ｖと設定し、充電電圧が９Ｖに達した場合には、その後は一定値（９Ｖ）が維持されるということもできる。
【００４５】
また、実施の形態１では、記憶部８を用いて、使用時間に応じて充電電圧を増加させたが、記憶部８を用いず、イオン発生部５の経年劣化の状態を制御部６が検出し、その状態に応じて充電電圧を増加させることもできる。
【００４６】
以上図２を用いて説明したように、使用開始当初から放電電極の針先に付着物のないあるいは少量の状態を維持させ、予め記憶部８に格納された放電開始電圧や充電電圧の増加量を示す係数を用いて、充電電圧を使用時間に応じて増加させることにより、経年劣化のイオン量の減少の防止し、一定のイオン量を発生させることができる。
【００４７】
なお、上記の説明では、充電電圧と使用時間との関係を一次関数として規定したが、これに限られるものではない。
【００４８】
［実施の形態２］
実施の形態１のイオン発生装置１００との比較のために、実施の形態２のイオン発生装置２００について説明する。図３は、実施の形態２のイオン発生装置２００の構成を示す図である。
【００４９】
図３を参照して、このイオン発生装置２００は、図１のイオン発生装置１００の構成に加えて、イオン発生装置１００の制御部６と、制御部６に制御される充電回路１１３および切替部１１４と、充電回路１１３に含まれるコンデンサ１０３と、切替部１１４に含まれるトランス駆動用スイッチング素子１０４と、記憶部８とに代えて、制御部６Ａと制御部６Ａに制御される充電回路２１３および切替部２１４と、充電回路２１３に含まれるコンデンサ２０３と、切替部２１４に含まれるトランス駆動用スイッチング素子２０４と、イオン発生部５において発生したイオン発生量を検知するイオン発生量検知回路２０７と、記憶部８Ａとをさらに含む。
【００５０】
実施の形態１では、コンデンサ１０３に印加される充電電圧について実際にイオン発生量とは関係なく、制御部６によって充電電圧が使用時間に応じて増加される。
【００５１】
一方、実施の形態２では、イオン発生量検知回路２０７が発生したイオン発生量を検知し、そのイオン発生量を制御部６Ａに送信する。制御部６Ａは、記憶部８Ａに予め格納されている基準イオン発生量（基準値）とイオン発生量検知回路２０７によって検知されたイオン発生量とを比較し、基準イオン発生量を満たしていない場合には、制御部６Ａは、充電回路２１４のトランス駆動用スイッチング素子２０４を制御し、適正イオン量Ｐｃ（適正値）以上を発生させる充電電圧をコンデンサ２０３に印加させる。
【００５２】
これにより、周囲帯電物の放電電極の針先への付着を抑制し、使用開始当初の放電電極の針先に付着物のないあるいは少量の状態を維持することができる。また、経年劣化によるイオン発生量の減少を防止のために、実際のイオン発生量検知回路２０７のイオン発生量に基づき、適正イオン量Ｐｃ以上を維持することができる。
【００５３】
図４は、実施の形態２のイオン発生装置２００のコンデンサ２０３への充電電圧およびイオン発生量検知回路２０７によって検知されたイオン発生量と使用時間との関係を説明するための図である。
【００５４】
図４を参照して、図４（Ａ）には、コンデンサ２０３の充電電圧と使用時間との関係が示される。縦軸に充電電圧（Ｖ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。図４（Ｂ）には、図４（Ａ）の充電電圧に対応したイオン発生量検知回路２０７によって検知されたイオン発生量と使用時間（ｔ）との関係が示される。縦軸にイオン発生量（Ｐ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。
【００５５】
時間ＴＡ１（時刻０〜ｔａ１）において、充電電圧Ｖ（ｔ）は、図２で説明したのと同様に単位時間当たりの充電電圧の増加量Ｋで増加する。一方、イオン発生量は、一定の割合で減少し続け時刻ｔａ１で基準イオン発生量Ｐｒｅｆに至る。しかしながら、時刻ｔａ１に至るまでは、イオン発生量は、記憶部８Ａに格納されている基準イオン発生量Ｐｒｅｆより多いため、充電電圧を増加することはない。
【００５６】
時刻ｔａ１において、制御部６Ａは、イオン発生量が記憶部８Ａに格納されている基準イオン発生量Ｐｒｅｆと等しいと判断し、トランス駆動用スイッチング素子２０４を制御し、適正イオン量Ｐｃを発生させる電圧Ｖｐｒｅｆをコンデンサ２０３に印加させる。これにより、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、適正イオン量Ｐｃまで増加する。
【００５７】
なお、発生させるイオン量は、適正イオン量Ｐｃである必要はなく、適正イオン量Ｐｃ以上であればよい。
【００５８】
その後、制御部６Ａは、充電電圧Ｖ（ｔ）と電圧Ｖｐｒｅｆとが等しい時刻（時刻ｔａ２）まで、コンデンサ２０３に電圧Ｖｐｒｅｆ（一定値）が印加される。時刻ｔａ２以降は、制御部６Ａは、コンデンサ２０３に充電電圧Ｖ（ｔ）の電圧を印加させる。
【００５９】
時刻ｔａ１以後は、イオン発生量の減少と経年劣化によるイオン量発生の減少を防止し、イオン発生量は、適正イオン量Ｐｃ以上を維持できる。
【００６０】
以上図４を用いて説明したように、イオン発生量検知回路２０７によって検知される実際のイオン発生量と記憶部８Ａに格納されている基準イオン発生量とに基づき、制御部６Ａは、印加する充電電圧を制御することで、イオン発生量は適正イオン量Ｐｃ以上となるように維持される。また、効果的に充電電圧を制御することにより、消費電力の減少も見込める。
【００６１】
図５は、実施の形態２のイオン発生装置２００のコンデンサ２０３への充電電圧およびイオン発生量検知回路２０７のイオン発生量と使用時間との関係を説明するための別の一例の図である。
【００６２】
図５を参照して、図５（Ａ）には、コンデンサ２０３の充電電圧と使用時間との関係が示される。縦軸に充電電圧（Ｖ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。図５（Ｂ）には、図５（Ａ）の充電電圧に対応したイオン発生量と使用時間（ｔ）との関係が示される。縦軸にイオン発生量（Ｐ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。
【００６３】
上記図４で説明した例では、基準イオン発生量と実際のイオン発生量とを比較し、基準イオン発生量を満たしていない場合には、適正イオン量Ｐｃ以上を発生させる充電電圧をコンデンサ２０３に印加させる。
【００６４】
一方、上記に加えイオン発生装置２００は、イオン発生量を上限基準イオン発生量（以下、上限基準値ＰＡという）と下限基準イオン発生量（以下、下限基準値ＰＢという）との間（許容範囲）に制御できる。
【００６５】
ここで、上限基準値ＰＡと、下限基準値ＰＢと、経年劣化のイオン発生の減少を防止するため単位時間あたりの電圧の増加量を示す係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３（Ｋ１＜Ｋ２＜Ｋ３）とは図３の記憶部８Ａに予め格納されている。
【００６６】
図２で説明したのと同様に、充電電圧は使用時間ｔの一次関数として表すことができ、時間ＴＢ１〜ＴＢ３について充電電圧はそれぞれＶ１（ｔ）〜Ｖ３（ｔ）と表される。
【００６７】
時間ＴＢ１（時刻０〜時刻ｔｂ１）において、充電電圧Ｖ１（ｔ）は、Ｖ１（ｔ）＝５＋Ｋ１×ｔ（式２）と表される。ここで、Ｋ１は単位時間あたりの電圧の増加量を示す係数である。また、放電開始電圧は５Ｖとする。使用時間に応じて、経年劣化防止のため、充電電圧は（式２）に従い一定の割合で増加する。
【００６８】
一方、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、一定の割合で減少し続け時刻ｔｂ１で下限基準値ＰＢに至る。しかしながら、時刻ｔｂ１に至るまでは、イオン発生量は記憶部８Ａに格納されている下限基準値ＰＢより多いため、充電電圧は増加されない。
【００６９】
時刻ｔｂ１において、制御部６Ａは、イオン発生量が記憶部８Ａに格納されている下限基準値ＰＢと等しいと判断し、イオン発生量を増加させるために、トランス駆動用スイッチング素子２０４を制御し、記憶部８Ａに予め格納された適正イオン量Ｐｃを発生させるための充電電圧の電圧値（Ｖｐｒｅｆ１）をコンデンサ２０３に印加させる。これにより、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、適正イオン量Ｐｃまで増加する。
【００７０】
なお、発生させるイオン量は、適正イオン量Ｐｃである必要はなく、適正イオン量Ｐｃ以上であればよい。
【００７１】
さらに、時間ＴＢ１では、経年劣化を防止するために充電電圧は使用時間に応じて増加させているにも関わらず、時刻ｔｂ１においてイオン発生量が下限基準値ＰＢまで減少している。
【００７２】
これは、放電電極針１０６に付着した塵埃の量が想定していた経年劣化による塵埃の量に比べて多く、イオン発生量が減少し、また、イオン発生装置の使用環境についても、想定している環境と比較すると、塵埃が付着しやすい環境での使用であることが考えられる。
【００７３】
したがって、制御部６Ａは、単位時間あたりの電圧の増加量Ｋ１より増加量が大きいＫ３を時刻ｔｂ１以後使用することで、イオン発生量の減少を防止することができる。すなわち、当初の想定から外れた環境で使用されている場合でも、制御部６Ａによって充電電圧が適正に制御され、イオン発生量を減少させるように制御できる。
【００７４】
次に、時間ＴＢ２（時刻ｔｂ１〜ｔｂ２）において、充電電圧Ｖ２（ｔ）は、上記のＫ３を用いてＶ２（ｔ）＝Ｖｐｒｅｆ１＋Ｋ３×（ｔ−ｔｂ１）（式３）と表される。使用時間に応じて、経年劣化防止のため、充電電圧は（式３）に従い一定の割合で増加する。
【００７５】
一方、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、時刻ｔｂ１での適正イオン量Ｐｃは、一定の割合で増加し続け、時刻ｔｂ２で上限基準値ＰＡに至る。しかしながら、時刻ｔｂ２に至るまでは、イオン発生量は記憶部８Ａに格納されている上限基準値ＰＡより少ないため、充電電圧は減少されない。
【００７６】
時刻ｔｂ２において、制御部６Ａは、イオン発生量が記憶部８Ａに格納されている上限基準値ＰＡと等しいと判断し、イオン発生量を減少させるために、トランス駆動用スイッチング素子２０４を制御し、記憶部８Ａに予め格納された適正イオン量Ｐｃを発生させるための充電電圧の電圧値（Ｖｐｒｅｆ２）がコンデンサ２０３に印加される。これにより、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、適正イオン量Ｐｃまで減少する。
【００７７】
さらに、時間ＴＢ２では、経年劣化を防止するために充電電圧は使用時間に応じて増加させているにも関わらず、時刻ｔｂ２においてイオン発生量が上限基準値ＰＡまで増加している。
【００７８】
なお、発生させるイオン量は、適正イオン量Ｐｃである必要はなく、適正イオン量Ｐｃ以上であればよい。
【００７９】
これは、放電電極針１０６に付着した塵埃の量が想定していた経年劣化による塵埃の量に比べて少なく、イオン発生量が増加し、また、イオン発生装置の使用環境についても、想定している環境と比較すると、塵埃が付着しにくい環境での使用であることが考えられる。
【００８０】
したがって、制御部６Ａは、単位時間あたりの電圧の増加量Ｋ３より増加量が少ないＫ２を時刻ｔｂ２以後使用することで、イオン発生量の増加を防止することができる。すなわち、当初の想定から外れた環境で使用されている場合でも、制御部６Ａによって充電電圧が適正に制御され、イオン発生量を増加させないように制御できる。
【００８１】
なお、充電電圧が必要以上に上昇してしまうと、人体に有害であるオゾンが大量に発生してしまうことがあるため、塵埃が想定量より少ない場合に、放電電圧を下げて適正値にすることは有益な効果をもたらすものである。
【００８２】
時刻ｔｂ２以後は、同様な制御をすることでイオン発生量を許容範囲内に収めることができる。また、コロナ放電により放電電極針に付着する塵埃を抑制することができ、イオン性能を継続的に確保できる。
【００８３】
また、増加量としてＫ１〜Ｋ３を用いて説明したが、複数の増加量Ｋ１、Ｋ２，Ｋ３、…（Ｋ１＜Ｋ２＜Ｋ３＜…）を予め記憶部８Ａに格納することにより、さらに適切な許容範囲にイオン発生量を制御することができる。
【００８４】
以上図１〜図５を用いて説明したように、放電電極針と誘電電極間の印加電圧を時間の経過に合わせ印加電圧を上げることにより、コロナ放電により放電電極針に付着する塵埃を抑制することができ、イオン性能を継続的に確保できる。
【００８５】
［実施の形態３］
図６は、図１で示したイオン発生装置１００を含む電気機器５００を説明するための図である。図６を参照して、電気機器５００は、図１のイオン発生装置１００と、送風ファン５０１とを含む。
【００８６】
電気機器５００が送風ファン５０１を駆動することにより、イオン発生部５で発生したイオンを本体外に送り出すことができる。そして、イオンの作用により空気中のカビや菌を不活性化させ、それらの増殖を抑制することができる。電気機器としては、たとえば、空気調和機、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、扇風機がある。
【００８７】
ここでは、イオン発生装置１００について説明したが、これに限らず、電気機器は、イオン発生装置１００に代えて、イオン発生装置２００を含むこともできる。
【００８８】
以上図１〜図６を用いて実施の形態１〜３を説明する際に放電電極針を用いたイオン発生装置を用いたがこれに限定されない。たとえば沿面放電によるイオン発生装置についても同様に適用できる。さらに、誘電電極を含まず、放電電極針から大気中にイオンが放電されるイオン発生装置についても同様に適用できる。
【００８９】
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】
【００９０】
１ 電源入力部、１ａ，１ｂ 端子、２ 昇圧トランス駆動回路、３ 昇圧トランス回路、４ 高電圧制御回路、５ イオン発生部、６，６Ａ 制御部、８，８Ａ 記憶部、１００，２００ イオン発生装置、１０１ 整流ダイオード、１０２ 入力抵抗素子、１０３，２０３ コンデンサ、１０４，２０４ トランス駆動用スイッチング素子、１０５ トランス、１０６ 放電電極針、１０７ａ，１０７ｂ 誘電電極、１１３，２１３ 充電回路、１１４，２１４ 切替部、２０７ イオン発生量検知回路、５００ 電気機器、５０１ 送風ファン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生装置および電気機器に関するものであり、特に、イオンを空気中に発生させるイオン発生装置および電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電現象を利用した多くのイオン発生装置が実用化されている。標準的なイオン発生装置は、針電極と対向電極との間、又は放電電極と誘電電極との間に高電圧交流の駆動電圧を印加することにより、コロナ放電を発生させて正及び負のイオンを発生させる。
【０００３】
この方式のイオン発生装置の１つの例として、たとえば特開２０１０−０１５９４３号公報（特許文献１）に開示された装置がある。この特開２０１０−０１５９４３号公報（特許文献１）に開示された装置は、正イオンおよび負イオンの双方を効率よく装置外部へ放出でき、かつ容易に小型化・薄型化を図ることを目的としている。このため、正イオン発生部と、負イオン発生部とを本体内に備え、さらに第１基板と、第２基板と、回路部とを備えている。正イオン発生部は、正極放電電極と、その正極放電電極との間で正イオンを発生させるための第１誘導電極とを含んでいる。負イオン発生部は、負極放電電極と、その負極放電電極との間で負イオンを発生させるための第２誘導電極とを含んでいる。第１基板は、正極放電電極と第１誘導電極との双方を保持している。第２基板は、負極放電電極と第２誘導電極との双方を保持している。第１基板と第２基板とが互いに分離するように、第１誘導電極と第２誘導電極とを離間させて、正イオン発生部と負イオン発生部とが互いに夫々発生する正イオンおよび負イオンで互いに中和しあうことを抑制するためのスペースを挟んで配置されている。回路部は、スペースに配置された部分を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０１５９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２０１０−０１５９４３号公報（特許文献１）に開示されたイオン発生装置では、使用する環境によって、放電電極の針先に、帯電した塵埃などが付着することがある。針先に塵埃が付着して堆積した場合、コロナ放電が発生しにくくなり、イオンの発生量が減少することが避けられない。また、一定の電圧を印加しているイオン発生装置では経年劣化によるイオン発生量の減少を防止できない。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するため、周囲帯電物が針先に付着するのを抑制し、従来の放電電極針と誘導電極間に一定の電圧を印加するイオン発生装置に比べ、イオン性能を継続的に確保できるイオン発生装置およびイオン発生装置を含む電気機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従うと、使用時間の経過に伴いイオンの発生のための印加電圧が増加する電圧印加部と、印加電圧によりイオンを発生させるイオン発生部とを含む。
【０００８】
好ましくは、電圧印加部は、印加電圧を生成するための基礎電圧を駆動する昇圧トランス駆動回路と、基礎電圧を印加電圧まで昇圧する昇圧トランス回路とを含み、昇圧トランス駆動回路は、使用時間の経過に伴い基礎電圧を増加させる。
【０００９】
また好ましくは、使用時間の経過に伴い、基礎電圧が増加するように昇圧トランス駆動回路を制御する制御部をさらに含む。
【００１０】
さらに好ましくは、使用時間と基礎電圧との関係を示すデータを記憶する記憶部をさらに含む、制御部は、記憶部を参照して昇圧トランス駆動回路を制御する。
【００１１】
また好ましくは、イオン発生部は、イオンの発生量を検出するイオン発生量検出部を含み、制御部は、検出されたイオンの発生量が所望量になるように基礎電圧を制御する。
【００１２】
好ましくは、検出されたイオンの発生量を判断するための基準データが記憶される記憶部をさらに含む、制御部は検出されたイオンの発生量が基準データに対応するイオン発生量以下となった場合に、基礎電圧を増加させる。
【００１３】
この発明は、他の局面では、上記いずれかに記載のイオン発生装置と、イオンを空気中に送出する送出手段とを含む電気機器である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、放電電極針と誘導電極間との印加電圧を時間の経過に合わせ印加電圧を上げることにより、コロナ放電により放電電極針に付着する塵埃を抑制することができ、イオン性能を継続的に確保できるイオン発生装置およびイオン発生装置を含む電気機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１のイオン発生装置１００の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１のイオン発生装置１００に含まれるコンデンサ１０３への充電電圧と使用時間との関係を示す図である。
【図３】実施の形態２のイオン発生装置２００の構成を示す図である。
【図４】実施の形態２のイオン発生装置２００のコンデンサ２０３への充電電圧およびイオン発生量検知回路２０７によって検知されたイオン発生量と使用時間との関係を説明するための図である。
【図５】実施の形態２のイオン発生装置２００のコンデンサ２０３への充電電圧およびイオン発生量検知回路２０７のイオン発生量と使用時間との関係を説明するための別の一例の図である。
【図６】図１で示したイオン発生装置１００を含む電気機器５００を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１のイオン発生装置１００の構成を示す図である。図１を参照して、イオン発生装置１００は、電源入力部１と、電源入力部１に接続される昇圧トランス駆動回路２と、昇圧トランス回路３と、昇圧トランス回路３によって発生した高電圧を制御する高電圧制御回路４と、コロナ放電現象を利用してイオンを発生するイオン発生部５と、昇圧トランス駆動回路２を制御する制御部６と、記憶部８とを含む。制御部６として、たとえばマイクロコンピュータが好ましい。
【００１８】
昇圧トランス駆動回路２は、整流ダイオード１０１と、入力抵抗素子１０２と、昇圧トランス回路３に印加する電荷を充電する充電回路１１３と、昇圧トランス回路３との接続を切り替える切替部１１４とを含む。この充電回路１１３および切替部１１４は、制御部６によって制御される。
【００１９】
充電回路１１３はコンデンサ１０３を含み、切替部１１４はトランス駆動用スイッチング素子１０４を含む。トランス駆動用スイッチング素子１０４は、たとえば双方向導通可能となるトライアックや２端子サイリスタなどで実現できる。
【００２０】
電源入力部１は、端子１ａと端子１ｂを含み、端子１ａ、１ｂは、昇圧トランス駆動回路２のノードＮ１、Ｎ２にそれぞれ電気的に接続される。
【００２１】
整流ダイオード１０１および入力抵抗素子１０２は、端子１ａとノードＮ１との間に直列に接続される。また、コンデンサ１０３は、ノードＮ１とノードＮ２との間に接続される。
【００２２】
コンデンサ１０３と並列に昇圧トランス回路３の１次巻線１０５ａおよびトランス駆動用スイッチング素子１０４が接続される。
【００２３】
昇圧トランス回路３は、１次巻線１０５ａと、２次巻線１０５ｂとを含む。電源入力部１から印加された電圧は、２次巻線１０５ｂを介して、高電圧に昇圧される。この昇圧された電圧は高電圧制御回路４によって制御される。
【００２４】
イオン発生部５は、高電圧制御回路４からの昇圧電圧を受ける放電電極針１０６と、放電電極針１０６との間に高電圧が印加される誘電電極１０７ａ、１０７ｂとを含む。
【００２５】
記憶部８は、たとえば、単位時間当たりの充電電圧の増加量を予め格納する。これらの値が制御部６に読み込まれ、制御部６は、充電回路１１３や切替部１１４を制御し、イオン発生部５においてイオンの発生量を制御できる。
【００２６】
次に、実施の形態１のイオン発生装置１００の動作について説明する。
最初に、高電圧が生じる前までの段階について説明する。具体的には、電源入力部１から昇圧トランス回路３の１次巻線１０５ａまでの動作について説明する。電源入力部１の端子１ａは印加電圧を出力し、端子１ｂは接地電位に接続されている。電源入力部１から昇圧トランス駆動回路２の整流ダイオード１０１および入力抵抗素子１０２を介して、充電回路１１３のコンデンサ１０３に電荷が充電される。
【００２７】
なお、このとき切替部１１４のトランス駆動用スイッチング素子１０４は、図１のように開状態とし、充電回路１１３のコンデンサ１０３に充電された電荷は保持されたままである。
【００２８】
その後、トランス駆動用スイッチング素子１０４が制御部６によって開状態から閉状態に切り替わり、昇圧トランス回路３のトランス１０５の１次巻線１０５ａにおいてもコンデンサ１０３の電位差と同じ電位が印加される。
【００２９】
この電圧印加直後、コンデンサ１０３に蓄えられていた電荷は、トランス１０５の１次巻線１０５ａを通じて放電される（放電動作）。放電された結果、コンデンサ１０３の電荷がなくなり、電位差が０（Ｖ）となる。
【００３０】
制御部６は、コンデンサ１０３の電位差レベルを制御し、電位差が０（Ｖ）と判定すると、トランス駆動用スイッチング素子１０４を制御され閉状態から開状態へ切り替える。
【００３１】
再び、電源入力部１から入力電圧が印加され、コンデンサ１０３へ電荷が蓄えられる充電動作が開始される。この充電動作と放電動作とが規定周期で繰り返される。
【００３２】
続いて、高電圧の発生後イオン発生までの段階について説明する。具体的には、昇圧トランス回路３のトランス１０５の２次巻線１０５ｂ側以降の回路について説明する。
【００３３】
まず制御部６によって、昇圧トランス駆動回路２のトランス駆動用スイッチング素子１０４は開状態から閉状態へ切り替わる。
【００３４】
コンデンサ１０３に充電されたエネルギーがトランス１０５の２次巻線１０５ｂに伝達され、２次巻線１０５ｂの両端に高電圧の電位差が生じる。
【００３５】
この高電圧が高電圧制御回路４を介し、誘電電極１０７ａ、１０７ｂとの間に高電圧が印加される。放電電極針１０６と誘電電極１０７ａ、１０７ｂとの間において、電界の強い領域だけが局所的に絶縁破壊され、放電電極針１０６の尖った先端部で電離現象が起こり、イオンが発生する。
【００３６】
制御部６は、コンデンサ１０３の電位差を制御し、トランス駆動用スイッチング素子１０４の開閉状態を制御することで、昇圧トランス回路３の２次巻線１０５ｂの両端に発生する高電圧のレベルを制御でき、放電電極針１０６と誘電電極１０７ａ、１０７ｂとの間の印加電圧を制御できる。
【００３７】
図２は、実施の形態１のイオン発生装置１００のコンデンサ１０３への充電電圧と使用時間との関係を示す図である。図２を参照して、縦軸に充電電圧（Ｖ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。
【００３８】
図２で示されている充電電圧が使用時間ｔの関数（たとえば、一次関数）として、充電電圧Ｖ（ｔ）＝（放電開始電圧）＋（単位時間当たりの充電電圧の増加量を示す係数Ｋ）×（使用時間ｔ）と表される。
【００３９】
そうすると、図２に示される充電電圧Ｖ（ｔ）は、放電開始電圧を５（Ｖ）とすると、Ｖ（ｔ）＝５＋Ｋ×ｔ（式１）と表される。
【００４０】
使用時間に応じて、経年劣化防止のため、充電電圧は（式１）に従い一定の割合で増加する。なお、放電開始電圧および係数Ｋは、予め記憶部８に格納される。制御部６によって放電開始電圧および係数Ｋが記憶部８から読み込まれる。
【００４１】
時刻０において、充電回路１１３のコンデンサ１０３は、放電開始電圧（５Ｖ）を印加され、イオン発生部５の放電電極針１０６の先端においてコロナ放電によりイオンが発生し始める。
【００４２】
これにより、周囲帯電物の放電電極の針先への付着を抑制し、使用開始当初の放電電極の針先に付着物のないあるいは少量の状態を維持することができる。
【００４３】
その後使用時間が増加するにつれて、充電電圧は一定の割合（Ｋ）で増加し続け、経年劣化によるイオン量の減少を防止できる。
【００４４】
なお、上記の説明では、使用時間とともに増加し続けるが、これに限らず、充電電圧の最大値を９Ｖと設定し、充電電圧が９Ｖに達した場合には、その後は一定値（９Ｖ）が維持されるということもできる。
【００４５】
また、実施の形態１では、記憶部８を用いて、使用時間に応じて充電電圧を増加させたが、記憶部８を用いず、イオン発生部５の経年劣化の状態を制御部６が検出し、その状態に応じて充電電圧を増加させることもできる。
【００４６】
以上図２を用いて説明したように、使用開始当初から放電電極の針先に付着物のないあるいは少量の状態を維持させ、予め記憶部８に格納された放電開始電圧や充電電圧の増加量を示す係数を用いて、充電電圧を使用時間に応じて増加させることにより、経年劣化のイオン量の減少の防止し、一定のイオン量を発生させることができる。
【００４７】
なお、上記の説明では、充電電圧と使用時間との関係を一次関数として規定したが、これに限られるものではない。
【００４８】
［実施の形態２］
実施の形態１のイオン発生装置１００との比較のために、実施の形態２のイオン発生装置２００について説明する。図３は、実施の形態２のイオン発生装置２００の構成を示す図である。
【００４９】
図３を参照して、このイオン発生装置２００は、図１のイオン発生装置１００の構成に加えて、イオン発生装置１００の制御部６と、制御部６に制御される充電回路１１３および切替部１１４と、充電回路１１３に含まれるコンデンサ１０３と、切替部１１４に含まれるトランス駆動用スイッチング素子１０４と、記憶部８とに代えて、制御部６Ａと制御部６Ａに制御される充電回路２１３および切替部２１４と、充電回路２１３に含まれるコンデンサ２０３と、切替部２１４に含まれるトランス駆動用スイッチング素子２０４と、イオン発生部５において発生したイオン発生量を検知するイオン発生量検知回路２０７と、記憶部８Ａとをさらに含む。
【００５０】
実施の形態１では、コンデンサ１０３に印加される充電電圧について実際にイオン発生量とは関係なく、制御部６によって充電電圧が使用時間に応じて増加される。
【００５１】
一方、実施の形態２では、イオン発生量検知回路２０７が発生したイオン発生量を検知し、そのイオン発生量を制御部６Ａに送信する。制御部６Ａは、記憶部８Ａに予め格納されている基準イオン発生量（基準値）とイオン発生量検知回路２０７によって検知されたイオン発生量とを比較し、基準イオン発生量を満たしていない場合には、制御部６Ａは、充電回路２１４のトランス駆動用スイッチング素子２０４を制御し、適正イオン量Ｐｃ（適正値）以上を発生させる充電電圧をコンデンサ２０３に印加させる。
【００５２】
これにより、周囲帯電物の放電電極の針先への付着を抑制し、使用開始当初の放電電極の針先に付着物のないあるいは少量の状態を維持することができる。また、経年劣化によるイオン発生量の減少を防止のために、実際のイオン発生量検知回路２０７のイオン発生量に基づき、適正イオン量Ｐｃ以上を維持することができる。
【００５３】
図４は、実施の形態２のイオン発生装置２００のコンデンサ２０３への充電電圧およびイオン発生量検知回路２０７によって検知されたイオン発生量と使用時間との関係を説明するための図である。
【００５４】
図４を参照して、図４（Ａ）には、コンデンサ２０３の充電電圧と使用時間との関係が示される。縦軸に充電電圧（Ｖ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。図４（Ｂ）には、図４（Ａ）の充電電圧に対応したイオン発生量検知回路２０７によって検知されたイオン発生量と使用時間（ｔ）との関係が示される。縦軸にイオン発生量（Ｐ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。
【００５５】
時間ＴＡ１（時刻０〜ｔａ１）において、充電電圧Ｖ（ｔ）は、図２で説明したのと同様に単位時間当たりの充電電圧の増加量Ｋで増加する。一方、イオン発生量は、一定の割合で減少し続け時刻ｔａ１で基準イオン発生量Ｐｒｅｆに至る。しかしながら、時刻ｔａ１に至るまでは、イオン発生量は、記憶部８Ａに格納されている基準イオン発生量Ｐｒｅｆより多いため、充電電圧を増加することはない。
【００５６】
時刻ｔａ１において、制御部６Ａは、イオン発生量が記憶部８Ａに格納されている基準イオン発生量Ｐｒｅｆと等しいと判断し、トランス駆動用スイッチング素子２０４を制御し、適正イオン量Ｐｃを発生させる電圧Ｖｐｒｅｆをコンデンサ２０３に印加させる。これにより、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、適正イオン量Ｐｃまで増加する。
【００５７】
なお、発生させるイオン量は、適正イオン量Ｐｃである必要はなく、適正イオン量Ｐｃ以上であればよい。
【００５８】
その後、制御部６Ａは、充電電圧Ｖ（ｔ）と電圧Ｖｐｒｅｆとが等しい時刻（時刻ｔａ２）まで、コンデンサ２０３に電圧Ｖｐｒｅｆ（一定値）が印加される。時刻ｔａ２以降は、制御部６Ａは、コンデンサ２０３に充電電圧Ｖ（ｔ）の電圧を印加させる。
【００５９】
時刻ｔａ１以後は、イオン発生量の減少と経年劣化によるイオン量発生の減少を防止し、イオン発生量は、適正イオン量Ｐｃ以上を維持できる。
【００６０】
以上図４を用いて説明したように、イオン発生量検知回路２０７によって検知される実際のイオン発生量と記憶部８Ａに格納されている基準イオン発生量とに基づき、制御部６Ａは、印加する充電電圧を制御することで、イオン発生量は適正イオン量Ｐｃ以上となるように維持される。また、効果的に充電電圧を制御することにより、消費電力の減少も見込める。
【００６１】
図５は、実施の形態２のイオン発生装置２００のコンデンサ２０３への充電電圧およびイオン発生量検知回路２０７のイオン発生量と使用時間との関係を説明するための別の一例の図である。
【００６２】
図５を参照して、図５（Ａ）には、コンデンサ２０３の充電電圧と使用時間との関係が示される。縦軸に充電電圧（Ｖ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。図５（Ｂ）には、図５（Ａ）の充電電圧に対応したイオン発生量と使用時間（ｔ）との関係が示される。縦軸にイオン発生量（Ｐ）が示され、横軸に使用時間（ｔ）が示される。
【００６３】
上記図４で説明した例では、基準イオン発生量と実際のイオン発生量とを比較し、基準イオン発生量を満たしていない場合には、適正イオン量Ｐｃ以上を発生させる充電電圧をコンデンサ２０３に印加させる。
【００６４】
一方、上記に加えイオン発生装置２００は、イオン発生量を上限基準イオン発生量（以下、上限基準値ＰＡという）と下限基準イオン発生量（以下、下限基準値ＰＢという）との間（許容範囲）に制御できる。
【００６５】
ここで、上限基準値ＰＡと、下限基準値ＰＢと、経年劣化のイオン発生の減少を防止するため単位時間あたりの電圧の増加量を示す係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３（Ｋ１＜Ｋ２＜Ｋ３）とは図３の記憶部８Ａに予め格納されている。
【００６６】
図２で説明したのと同様に、充電電圧は使用時間ｔの一次関数として表すことができ、時間ＴＢ１〜ＴＢ３について充電電圧はそれぞれＶ１（ｔ）〜Ｖ３（ｔ）と表される。
【００６７】
時間ＴＢ１（時刻０〜時刻ｔｂ１）において、充電電圧Ｖ１（ｔ）は、Ｖ１（ｔ）＝５＋Ｋ１×ｔ（式２）と表される。ここで、Ｋ１は単位時間あたりの電圧の増加量を示す係数である。また、放電開始電圧は５Ｖとする。使用時間に応じて、経年劣化防止のため、充電電圧は（式２）に従い一定の割合で増加する。
【００６８】
一方、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、一定の割合で減少し続け時刻ｔｂ１で下限基準値ＰＢに至る。しかしながら、時刻ｔｂ１に至るまでは、イオン発生量は記憶部８Ａに格納されている下限基準値ＰＢより多いため、充電電圧は増加されない。
【００６９】
時刻ｔｂ１において、制御部６Ａは、イオン発生量が記憶部８Ａに格納されている下限基準値ＰＢと等しいと判断し、イオン発生量を増加させるために、トランス駆動用スイッチング素子２０４を制御し、記憶部８Ａに予め格納された適正イオン量Ｐｃを発生させるための充電電圧の電圧値（Ｖｐｒｅｆ１）をコンデンサ２０３に印加させる。これにより、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、適正イオン量Ｐｃまで増加する。
【００７０】
なお、発生させるイオン量は、適正イオン量Ｐｃである必要はなく、適正イオン量Ｐｃ以上であればよい。
【００７１】
さらに、時間ＴＢ１では、経年劣化を防止するために充電電圧は使用時間に応じて増加させているにも関わらず、時刻ｔｂ１においてイオン発生量が下限基準値ＰＢまで減少している。
【００７２】
これは、放電電極針１０６に付着した塵埃の量が想定していた経年劣化による塵埃の量に比べて多く、イオン発生量が減少し、また、イオン発生装置の使用環境についても、想定している環境と比較すると、塵埃が付着しやすい環境での使用であることが考えられる。
【００７３】
したがって、制御部６Ａは、単位時間あたりの電圧の増加量Ｋ１より増加量が大きいＫ３を時刻ｔｂ１以後使用することで、イオン発生量の減少を防止することができる。すなわち、当初の想定から外れた環境で使用されている場合でも、制御部６Ａによって充電電圧が適正に制御され、イオン発生量を減少させるように制御できる。
【００７４】
次に、時間ＴＢ２（時刻ｔｂ１〜ｔｂ２）において、充電電圧Ｖ２（ｔ）は、上記のＫ３を用いてＶ２（ｔ）＝Ｖｐｒｅｆ１＋Ｋ３×（ｔ−ｔｂ１）（式３）と表される。使用時間に応じて、経年劣化防止のため、充電電圧は（式３）に従い一定の割合で増加する。
【００７５】
一方、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、時刻ｔｂ１での適正イオン量Ｐｃは、一定の割合で増加し続け、時刻ｔｂ２で上限基準値ＰＡに至る。しかしながら、時刻ｔｂ２に至るまでは、イオン発生量は記憶部８Ａに格納されている上限基準値ＰＡより少ないため、充電電圧は減少されない。
【００７６】
時刻ｔｂ２において、制御部６Ａは、イオン発生量が記憶部８Ａに格納されている上限基準値ＰＡと等しいと判断し、イオン発生量を減少させるために、トランス駆動用スイッチング素子２０４を制御し、記憶部８Ａに予め格納された適正イオン量Ｐｃを発生させるための充電電圧の電圧値（Ｖｐｒｅｆ２）がコンデンサ２０３に印加される。これにより、イオン発生量検知回路２０７によって検知されるイオン発生量は、適正イオン量Ｐｃまで減少する。
【００７７】
さらに、時間ＴＢ２では、経年劣化を防止するために充電電圧は使用時間に応じて増加させているにも関わらず、時刻ｔｂ２においてイオン発生量が上限基準値ＰＡまで増加している。
【００７８】
なお、発生させるイオン量は、適正イオン量Ｐｃである必要はなく、適正イオン量Ｐｃ以上であればよい。
【００７９】
これは、放電電極針１０６に付着した塵埃の量が想定していた経年劣化による塵埃の量に比べて少なく、イオン発生量が増加し、また、イオン発生装置の使用環境についても、想定している環境と比較すると、塵埃が付着しにくい環境での使用であることが考えられる。
【００８０】
したがって、制御部６Ａは、単位時間あたりの電圧の増加量Ｋ３より増加量が少ないＫ２を時刻ｔｂ２以後使用することで、イオン発生量の増加を防止することができる。すなわち、当初の想定から外れた環境で使用されている場合でも、制御部６Ａによって充電電圧が適正に制御され、イオン発生量を増加させないように制御できる。
【００８１】
なお、充電電圧が必要以上に上昇してしまうと、人体に有害であるオゾンが大量に発生してしまうことがあるため、塵埃が想定量より少ない場合に、放電電圧を下げて適正値にすることは有益な効果をもたらすものである。
【００８２】
時刻ｔｂ２以後は、同様な制御をすることでイオン発生量を許容範囲内に収めることができる。また、コロナ放電により放電電極針に付着する塵埃を抑制することができ、イオン性能を継続的に確保できる。
【００８３】
また、増加量としてＫ１〜Ｋ３を用いて説明したが、複数の増加量Ｋ１、Ｋ２，Ｋ３、…（Ｋ１＜Ｋ２＜Ｋ３＜…）を予め記憶部８Ａに格納することにより、さらに適切な許容範囲にイオン発生量を制御することができる。
【００８４】
以上図１〜図５を用いて説明したように、放電電極針と誘電電極間の印加電圧を時間の経過に合わせ印加電圧を上げることにより、コロナ放電により放電電極針に付着する塵埃を抑制することができ、イオン性能を継続的に確保できる。
【００８５】
［実施の形態３］
図６は、図１で示したイオン発生装置１００を含む電気機器５００を説明するための図である。図６を参照して、電気機器５００は、図１のイオン発生装置１００と、送風ファン５０１とを含む。
【００８６】
電気機器５００が送風ファン５０１を駆動することにより、イオン発生部５で発生したイオンを本体外に送り出すことができる。そして、イオンの作用により空気中のカビや菌を不活性化させ、それらの増殖を抑制することができる。電気機器としては、たとえば、空気調和機、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、扇風機がある。
【００８７】
ここでは、イオン発生装置１００について説明したが、これに限らず、電気機器は、イオン発生装置１００に代えて、イオン発生装置２００を含むこともできる。
【００８８】
以上図１〜図６を用いて実施の形態１〜３を説明する際に放電電極針を用いたイオン発生装置を用いたがこれに限定されない。たとえば沿面放電によるイオン発生装置についても同様に適用できる。さらに、誘電電極を含まず、放電電極針から大気中にイオンが放電されるイオン発生装置についても同様に適用できる。
【００８９】
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】
【００９０】
１ 電源入力部、１ａ，１ｂ 端子、２ 昇圧トランス駆動回路、３ 昇圧トランス回路、４ 高電圧制御回路、５ イオン発生部、６，６Ａ 制御部、８，８Ａ 記憶部、１００，２００ イオン発生装置、１０１ 整流ダイオード、１０２ 入力抵抗素子、１０３，２０３ コンデンサ、１０４，２０４ トランス駆動用スイッチング素子、１０５ トランス、１０６ 放電電極針、１０７ａ，１０７ｂ 誘電電極、１１３，２１３ 充電回路、１１４，２１４ 切替部、２０７ イオン発生量検知回路、５００ 電気機器、５０１ 送風ファン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時間の経過に伴いイオンの発生のための印加電圧が増加する電圧印加部と、
前記印加電圧により前記イオンを発生させるイオン発生部とを備えるイオン発生装置。
【請求項２】
前記電圧印加部は、
前記印加電圧を生成するための基礎電圧を駆動する昇圧トランス駆動回路と、
前記基礎電圧を前記印加電圧まで昇圧する昇圧トランス回路とを含み、
前記昇圧トランス駆動回路は、前記使用時間の経過に伴い前記基礎電圧を増加させる、請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記使用時間の経過に伴い、前記基礎電圧が増加するように前記昇圧トランス駆動回路を制御する制御部をさらに備える、請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記使用時間と前記基礎電圧との関係を示すデータを記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部を参照して前記昇圧トランス駆動回路を制御する、請求項３に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記イオン発生部は、前記イオンの発生量を検出するイオン発生量検出部を含み、
前記制御部は、前記検出された前記イオンの発生量が所望量になるように前記基礎電圧を制御する、請求項３に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記検出された前記イオンの発生量を判断するための基準データが記憶される記憶部をさらに備え、
前記制御部は前記検出された前記イオンの発生量が前記基準データに対応するイオン発生量以下となった場合に、前記基礎電圧を増加させる、請求項５に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のイオン発生装置と、前記イオンを空気中に送出する送出手段とを備える、電気機器。
【請求項１】
使用時間の経過に伴いイオンの発生のための印加電圧が増加する電圧印加部と、
前記印加電圧により前記イオンを発生させるイオン発生部とを備えるイオン発生装置。
【請求項２】
前記電圧印加部は、
前記印加電圧を生成するための基礎電圧を駆動する昇圧トランス駆動回路と、
前記基礎電圧を前記印加電圧まで昇圧する昇圧トランス回路とを含み、
前記昇圧トランス駆動回路は、前記使用時間の経過に伴い前記基礎電圧を増加させる、請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記使用時間の経過に伴い、前記基礎電圧が増加するように前記昇圧トランス駆動回路を制御する制御部をさらに備える、請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記使用時間と前記基礎電圧との関係を示すデータを記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部を参照して前記昇圧トランス駆動回路を制御する、請求項３に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記イオン発生部は、前記イオンの発生量を検出するイオン発生量検出部を含み、
前記制御部は、前記検出された前記イオンの発生量が所望量になるように前記基礎電圧を制御する、請求項３に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記検出された前記イオンの発生量を判断するための基準データが記憶される記憶部をさらに備え、
前記制御部は前記検出された前記イオンの発生量が前記基準データに対応するイオン発生量以下となった場合に、前記基礎電圧を増加させる、請求項５に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のイオン発生装置と、前記イオンを空気中に送出する送出手段とを備える、電気機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４８３９８（Ｐ２０１２−２４８３９８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９０７０（Ｐ２０１１−１１９０７０）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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