イオン発生装置
【課題】イオン発生電極の形状を損なわずに、イオン発生電極の付着物を除去することが可能なイオン発生装置を提供する。
【解決手段】イオン発生装置１００は、針状に形成された尖端部を有し、高電圧を印加されることによって尖端部においてイオンを発生させるためのイオン発生電極１２ａ，１２ｂと、高電圧が印加されて火花放電を発生させるための第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとを備え、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部は、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間の火花の放電経路上に位置づけられ、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂの間に高電圧が印加されているときには、電気的に絶縁されている。
【解決手段】イオン発生装置１００は、針状に形成された尖端部を有し、高電圧を印加されることによって尖端部においてイオンを発生させるためのイオン発生電極１２ａ，１２ｂと、高電圧が印加されて火花放電を発生させるための第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとを備え、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部は、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間の火花の放電経路上に位置づけられ、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂの間に高電圧が印加されているときには、電気的に絶縁されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはイオン発生装置に関し、特定的には、電極に高電圧を印加してイオンを発生させるイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放電によってイオンを発生させるイオン発生装置には、放電電極として針状電極が用いられるものがある。針状電極に高電圧を印加すると、針状電極の尖端部に電界集中が起こり、空気中に存在する塵埃等が針状電極の尖端部に吸い寄せられて付着する。
【０００３】
従来は、針状電極の尖端部に付着した塵埃等は、次のようにして除去されている。すなわち、イオンを発生させるために針状電極に高電圧を印加するイオン発生回路をそのまま使用して、イオンを発生させるために必要な通常の放電電流よりも大きな電流をイオン発生回路に流すことによって放電電極の尖端部を発熱させ、付着した物質を焼切ることで放電電極のクリーニングを行っている。
【０００４】
例えば、特開２００２−１５８３４号公報（特許文献１）には、イオン発生電極の先端部に対向する形で配置される火花放電対向電極を備えるイオン発生装置が記載されている。イオン発生電極の先端部をクリーニングするときには、イオン発生用高電圧発生部が火花放電用高電圧発生部に兼用され、イオン発生電極と火花放電対向電極との間に形成されるギャップに火花放電用の高電圧が印加される。
【０００５】
図１０は、従来のイオン発生装置のクリーニング機構を模式的に示す図である。
【０００６】
図１０に示すように、特開２００２−１５８３４号公報（特許文献１）に記載されているイオン発生装置のような、従来のイオン発生装置９００では、イオンを発生させるための針状電極９１２をクリーニングするときには、イオンを発生させるために必要な放電電流よりも大きな電流を針状電極９１２と火花放電対向電極９１３との間に流す。針状電極９１２と火花放電対向電極９１３との間には、火花放電が発生し、図中に一点鎖線の矢印で示すように、針状電極９１２に放電電流が流れる。
【特許文献１】特開２００２−１５８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２００２−１５８３４号公報（特許文献１）に記載のイオン発生装置のように、針状電極のクリーニングを行うために、イオンを発生させるための回路にイオンを発生させるのに必要な電圧よりも大きな電圧を印加して、針状電極で火花放電を発生させると、針状電極の尖端が高温になり、形状が損なわれる。針状電極の尖端は、イオンを発生させるために放電を発生させるときに最も重要な部分である。そのため、針状電極の尖端の形状が損なわれることは、致命的な問題である。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、イオン発生電極の形状を損なわずに、イオン発生電極の付着物を除去することが可能なイオン発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従ったイオン発生装置は、針状に形成された尖端部を有し、高電圧を印加されることによって尖端部においてイオンを発生させるためのイオン発生電極と、高電圧が印加されて火花放電を発生させるための第１の清掃用電極と第２の清掃用電極とを備え、イオン発生電極の尖端部は、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間の火花の放電経路上に位置づけられ、イオン発生電極は、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極の間に高電圧が印加されているときには、電気的に絶縁されている。
【００１０】
イオン発生電極に高電圧が印加されると、イオン発生電極の尖端部においてイオンが発生する。一方、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されると、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に火花放電が発生する。
【００１１】
第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間で発生する火花放電は、イオン発生電極の尖端部を通る。火花がイオン発生電極の尖端部を通るときに、火花放電によって発生したイオンや電子がイオン発生電極に高速で衝突するので、イオン発生電極に付着している塵埃などの物質が除去される。このようにして、イオン発生電極のクリーニングが行なわれる。
【００１２】
また、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されるときには、イオン発生電極は、電気的に絶縁されている。そのため、火花がイオン発生電極の先端部を通るときには、イオン発生電極には放電電流が流れない。クリーニングが行われるときには、イオン発生電極には放電電流が流れないので、イオン発生電極の尖端部は高温になりにくく、尖端部の形状が損なわれにくくなる。
【００１３】
このようにすることにより、イオン発生電極の形状を損なわずに、イオン発生電極の付着物を除去することが可能なイオン発生装置を提供することができる。
【００１４】
この発明に従ったイオン発生装置においては、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、イオン発生電極を挟むように配置されていることが好ましい。
【００１５】
このようにすることにより、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極の数を少なくしても、確実に、イオン発生電極を火花の放電経路上に位置づけることができる。
【００１６】
この発明に従ったイオン発生装置は、イオン発生電極に高電圧を印加してイオンを発生させるためのイオン発生用電圧印加回路と、イオン発生用電圧印加回路と別個に形成されて、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧を印加して第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間で火花放電を発生させるための清掃用電圧印加回路とを備えることが好ましい。
【００１７】
イオンを発生させるためにイオン発生電極に印加される高電圧は、火花放電を発生させるために第１の清掃用電極と第２の清掃用電極に印加される高電圧と比較して相対的に小さい。
【００１８】
そこで、イオン発生用電圧印加回路と、清掃用電圧印加回路とを別個に備えることにより、イオン発生用電圧印加回路にはイオンを発生させるために必要な電圧よりも大きな電圧を印加することがなくなるので、イオン発生装置の寿命を長くすることができる。
【００１９】
この発明に従ったイオン発生装置においては、イオン発生電極に高電圧が印加される第１の時間と、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される第２の時間とは、それぞれ別個に設定されることが好ましい。
【００２０】
このようにすることにより、空気の汚染度などに合わせて、イオンの発生がされていない時間帯を効果的に利用してイオン発生電極のクリーニングを行なうことができる。
【００２１】
この発明に従ったイオン発生装置においては、イオン発生電極への高電圧の印加が停止されているときには、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されることが好ましい。
【００２２】
このようにすることにより、イオンの発生が停止されているときには、必ずイオン発生電極のクリーニングが行われるので、イオン発生電極を常に清浄な状態に保つことができる。
【００２３】
この発明に従ったイオン発生装置においては、イオン発生電極に高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めてイオン発生電極への高電圧の印加が停止されるときに、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されることが好ましい。
【００２４】
例えば、空気中に塵埃等が少ないなど、イオン発生装置が配置される環境の汚染度が低い場合には、イオンの発生が停止されているときに必ずイオン発生電極のクリーニングを行う必要はない。
【００２５】
そこで、イオン発生電極に高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めてイオン発生電極への高電圧の印加が停止されるときに、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されることにより、無駄なく効果的にイオン発生電極のクリーニングを行なうことができる。
【００２６】
この発明に従ったイオン発生装置は、イオン発生電極において発生するイオンの量を検知するためのイオン検知手段を備え、イオン検知手段によって検知されるイオンの量が所定の量よりも少ない場合には、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されることが好ましい。
【００２７】
このようにすることにより、イオン発生装置が置かれる環境の汚染度や用途がどのようなものであっても、イオン発生電極が一定以上、汚染されたときには、イオン発生電極のクリーニングが行われる。
【００２８】
この発明に従ったイオン発生装置においては、イオン発生電極は、正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）とを発生させることが好ましい。
【００２９】
正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）は、正イオンと負イオンとの間で化学反応し、活性物質としての過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）となる。過酸化水素または水酸基ラジカルは、浮遊粒子または浮遊細菌から水素を抜き取る酸化反応を行うことで、浮遊粒子を不活性化することができ、または浮遊細菌を殺菌することができる。
【００３０】
そこで、イオン発生電極がこれらの正イオンと負イオンとを発生させることによって、イオンが放出される空間の空気を清浄にすることができる。
【００３１】
この発明に従ったイオン発生装置においては、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、イオン発生電極と比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されていることが好ましい。
【００３２】
第１の清掃用電極と第２の清掃用電極に高電圧が印加される時間は、イオン発生電極に高電圧が印加される時間と比較して、非常に短い。そのため、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、イオン発生電極と比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されても問題ない。耐熱性の低い材料は、耐熱性が高い材料と比較して、安価であることが多い。
【００３３】
そこで、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、イオン発生電極と比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されていることにより、イオン発生装置の作製に必要なコストを低減することができる。
【００３４】
この発明に従ったイオン発生装置においては、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間には、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれかが印加されることが好ましい。
【００３５】
第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に印加される電圧は、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれであっても、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に火花放電を発生させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、この発明によれば、イオン発生電極の形状を損なわずに、イオン発生電極の付着物を除去することが可能なイオン発生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図（Ａ）と、クリーニング機構を拡大して示す図（Ｂ）である。
【００３９】
図１の（Ａ）と（Ｂ）に示すように、イオン発生装置１００は、整流用高耐圧ダイオード１０，１１と針状に形成された尖端部を有するイオン発生電極１２ａとイオン発生電極１２ｂとから構成されているイオン発生部と、イオン発生部に電圧を印加するイオン発生用電圧印加回路と、イオン発生電極１２ａをクリーニングするクリーニング機構１３と、イオン発生電極１２ｂをクリーニングするクリーニング機構１４と、クリーニング機構１３，１４に電圧を印加する清掃用電圧印加回路と、制御部としてマイコン５から構成されている。イオン発生装置１００は、イオンを気流とともに送出するためのファンを備えていてもよい。
【００４０】
クリーニング機構１３は、第１の清掃用電極１３ａと、第２の清掃用電極１３ｂとから構成されている。第１の清掃用電極１３ａと第２の清掃用電極１３ｂは、尖端部を有する針状に形成されており、イオン発生電極１２ａを挟むようにして、尖端部が互いに対向するようにして配置されている。クリーニング機構１４は、第１の清掃用電極１４ａと、第２の清掃用電極１４ｂとから構成されている。第１の清掃用電極１４ａと第２の清掃用電極１４ｂは、尖端部を有する針状に形成されており、イオン発生電極１２ｂを挟むようにして、尖端部が互いに対向するようにして配置されている。
【００４１】
イオン発生用電圧印加回路は、イオン発生部のイオン発生電極１２ａ，１２ｂに対して所定の高電圧を印加する。イオン発生用電圧印加回路は、イオン発生部に所定の高電圧を印加する昇圧トランス９と、入力電源１から電力を受け取るトランスの１次側回路として、入力抵抗２、整流ダイオード３、コンデンサ４ａ、マイコン５、スイッチ６ａ、トランス駆動用スイッチング素子７（無ゲート２端子サイリスタとして新電元工業株式会社製のサイダック（登録商標））、フライホイールダイオード８を有する。
【００４２】
清掃用電圧印加回路は、クリーニング機構１３，１４の第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂに対して所定の高電圧を印加する。第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂに印加される電圧は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに印加される電圧よりも高い。清掃用電圧印加回路は、クリーニング機構１３に所定の高電圧を印加する昇圧トランス１９と、クリーニング機構１４に所定の高電圧を印加する昇圧トランス２０と、入力電源１から電力を受け取るトランスの１次側回路として、コンデンサ４ｂとスイッチ６ｂを有する。
【００４３】
スイッチ６ａ，６ｂはマイコン５によって同期的に制御されており、イオン発生運転時（通常運転時）はスイッチ６ａが短絡、スイッチ６ｂが開放状態にされる。
【００４４】
まず、イオン発生装置１００の通常運転時、すなわち、イオン発生運転時の動作について説明する。
【００４５】
入力電源１が交流商用電源である場合、入力電源１の電圧により、入力抵抗２、整流ダイオード３を介してコンデンサ４ａが充電される。コンデンサ４ａの両端電圧が規定電圧以上になればトランス駆動用スイッチング素子７がオンして、昇圧トランス９の１次側巻線９ａに電圧が印加される。その直後、コンデンサ４ａに充電されたエネルギーは、１次側巻線９ａと、トランス駆動用スイッチング素子７とを通じて放電され、コンデンサ４ａの両端電圧はゼロに戻り、再び充電がされ、規定周期で充放電を繰り返す。
【００４６】
続いてトランスの２次側回路について説明する。１次側回路のトランス駆動用スイッチング素子７がオンすることにより、１次側のエネルギーが昇圧トランス９の２次側巻線９ｂに伝達され、昇圧トランス９の２次側巻線９ｂの両端に交番電圧のインパルス波形が印加される。このインパルス波形は整流用高耐圧ダイオード１０，１１を通じてイオン発生電極１２ａ，１２ｂに印加される。
【００４７】
このようにして整流された高電圧をイオン発生電極１２ａ，１２ｂに印加することにより、空気中の酸素分子ないしは水分子は、放電によって生成された電子からエネルギーを受けてイオン化する。このとき、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）とＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を主としたイオンが生成される。イオン発生装置１００は、これらのイオンをファン等により空間に放出させる。
【００４８】
次に、イオン発生装置１００のクリーニング運転時の動作について説明する。
【００４９】
スイッチ６ａ，６ｂはマイコン５によって同期的に制御されており、通常運転時はスイッチ６ａが短絡、スイッチ６ｂが開放状態にされている。ここで、スイッチの状態を切り替えることにより、スイッチ６ａが開放、スイッチ６ｂが短絡状態となり、入力電源１の電圧により、入力抵抗２、整流ダイオード３を介してコンデンサ４ｂが充電される。コンデンサ４ｂには昇圧トランス１９，２０が接続されており、コンデンサ４ｂの両端電圧が規定電圧以上になればトランス駆動用スイッチング素子７がオンして、昇圧トランス１９の１次側巻線１９ａおよび昇圧トランス２０の１次側巻線２０ａに電圧が印加される。その直後、コンデンサ４ｂに充電されたエネルギーは、１次側巻線１９ａ，２０ａと、トランス駆動用スイッチング素子７とを通じて放電され、コンデンサ４ｂの両端電圧はゼロに戻り、再び充電がされ、規定周期で充放電を繰り返す。
【００５０】
続いてトランスの２次側回路について説明する。１次側回路のトランス駆動用スイッチング素子７がオンすることにより、１次側のエネルギーが昇圧トランス１９の２次側巻線１９ｂおよび昇圧トランス２０の２次側巻線２０ｂに伝達され、昇圧トランス１９の２次側巻線１９ｂ，２０ｂの両端に交番電圧のインパルス波形が印加される。昇圧トランス１９の２次側巻線１９ｂはクリーニング機構１３に、昇圧トランス２０の２次側巻線２０ｂはクリーニング機構１４に接続されており、このインパルス波形は第１の清掃用電極１３ａと第２の清掃用電極１３ｂとの間、および、第１の清掃用電極１４ａと第２の清掃用電極１４ｂとの間に印加される。このようにすることにより、図１の（Ｂ）に二点鎖線で示すように、第１の清掃用電極１３ａと第２の清掃用電極１３ｂとの間において火花放電が生じる。第１の清掃用電極１４ａと第２の清掃用電極１４ｂとの間にも、火花放電が生じる。
【００５１】
このように、火花放電が発生するように、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されるときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、電気的に絶縁されている。
【００５２】
図１の（Ｂ）に二点鎖線で示すように、火花は第１の清掃用電極１３ａから、イオン発生電極１２ａの尖端部を通って、第２の清掃用電極１３ｂに到達する。このように、イオン発生電極１２ａの尖端部は、火花の放電経路上に位置づけられている。クリーニング機構１４においても同様に、イオン発生電極１２ｂの尖端部は第１の清掃用電極１４ａと第２の清掃用電極１４ｂとの間に発生する火花の放電経路上に位置づけられている。
【００５３】
このようにして、火花放電によって生成したイオンおよび／または電子を高速でイオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部に衝突させることによって、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに付着した物質を除去することができる。
【００５４】
イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、イオン発生運転時には電気的に絶縁されているので、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部が火花の放電経路上に位置づけられていても、放電電流はイオン発生電極１２ａ，１２ｂを流れない。そのため、クリーニング運転時にはイオン発生電極１２ａ，１２ｂ自体は高温になりにくい。
【００５５】
この実施の形態においては、それぞれのクリーニング機構１３，１４において、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ、１４ｂは、それぞれ１本ずつ配置されている。しかし、イオン発生電極１２ａ，１２ｂが火花の放電経路上に位置付けられるのであれば、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、複数本ずつ配置されていてもよい。また、イオン発生電極１２ａ，１２ｂが火花の放電経路上に位置付けられるのであれば、例えば、第１の清掃用電極が１本、第２の清掃用電極が複数本、配置されるような構成であってもよい。
【００５６】
図２は、第１実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。ｔｉｏｎはイオン発生運転（通常運転）が行われる時間帯を表し、ｔｃｌはクリーニング運転が行われる時間帯を表す。
【００５７】
図２に示すように、イオン発生装置１００においては、イオン発生運転を行っていない時間帯には、必ずクリーニング運転が行われる。
【００５８】
上述の通り、スイッチ６ａ，６ｂはマイコン５によって同期的に制御されており、スイッチ６ａがＯＮのときは通常運転、スイッチ６ｂがＯＮのときはクリーニング運転を行う。ここで、ｔｉｏｎおよびｔｃｌはあらかじめ設定することが可能であり、環境（汚染度）、用途に合わせて調整を行うことが可能である。
【００５９】
クリーニング運転時間は通常運転時間に比べて非常に短時間であるため、清掃用電極はその寿命を特に必要とするものではない。そのため、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂの材質は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに比べて耐熱性の低い材料であってもかまわない。
【００６０】
以上のように、イオン発生装置１００は、針状に形成された尖端部を有し、高電圧を印加されることによって尖端部においてイオンを発生させるためのイオン発生電極１２ａ，１２ｂと、高電圧が印加されて火花放電を発生させるための第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとを備え、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部は、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間の火花の放電経路上に位置づけられ、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂの間に高電圧が印加されているときには、電気的に絶縁されている。
【００６１】
イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧が印加されると、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部においてイオンが発生する。一方、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されると、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に火花放電が発生する。
【００６２】
第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間で発生する火花放電は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部を通る。火花がイオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部を通るときに、火花放電によって発生したイオンや電子がイオン発生電極１２ａ，１２ｂに高速で衝突するので、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに付着している塵埃などの物質が除去される。このようにして、イオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングが行なわれる。
【００６３】
また、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されるときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、電気的に絶縁されている。そのため、火花がイオン発生電極１２ａ，１２ｂの先端部を通るときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂには放電電流が流れない。クリーニングが行われるときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂには放電電流が流れないので、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部は高温になりにくく、尖端部の形状が損なわれにくくなる。
【００６４】
このようにすることにより、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの形状を損なわずに、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの付着物を除去することが可能なイオン発生装置１００を提供することができる。
【００６５】
また、イオン発生装置１００においては、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂを挟むように配置されている。
【００６６】
このようにすることにより、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂの数を少なくしても、確実に、イオン発生電極１２ａ，１２ｂを火花の放電経路上に位置づけることができる。
【００６７】
また、イオン発生装置１００は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧を印加してイオンを発生させるためのイオン発生用電圧印加回路と、イオン発生用電圧印加回路と別個に形成されて、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧を印加して第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間で火花放電を発生させるための清掃用電圧印加回路とを備える。
【００６８】
イオンを発生させるためにイオン発生電極１２ａ，１２ｂに印加される高電圧は、火花放電を発生させるために第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂに印加される高電圧と比較して相対的に小さい。
【００６９】
そこで、イオン発生用電圧印加回路と、清掃用電圧印加回路とを別個に備えることにより、イオン発生用電圧印加回路にはイオンを発生させるために必要な電圧よりも大きな電圧を印加することがなくなるので、イオン発生装置１００の寿命を長くすることができる。
【００７０】
また、イオン発生装置１００においては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂへの高電圧の印加が停止されているときには、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加される。
【００７１】
このようにすることにより、イオンの発生が停止されているときには、必ずイオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングが行われるので、イオン発生電極１２ａ，１２ｂを常に清浄な状態に保つことができる。
【００７２】
また、イオン発生装置１００においては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）とを発生させる。
【００７３】
正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）は、正イオンと負イオンとの間で化学反応し、活性物質としての過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）となる。過酸化水素または水酸基ラジカルは、浮遊粒子または浮遊細菌から水素を抜き取る酸化反応を行うことで、浮遊粒子を不活性化することができ、または浮遊細菌を殺菌することができる。
【００７４】
そこで、イオン発生電極１２ａ，１２ｂがこれらの正イオンと負イオンとを発生させることによって、イオンが放出される空間の空気を清浄にすることができる。
【００７５】
また、イオン発生装置１００においては、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂと比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されている。
【００７６】
第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂに高電圧が印加される時間は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧が印加される時間と比較して、非常に短い。そのため、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂと比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されても問題ない。耐熱性の低い材料は、耐熱性が高い材料と比較して、安価であることが多い。
【００７７】
そこで、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂと比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されていることにより、イオン発生装置１００の作製に必要なコストを低減することができる。
【００７８】
また、イオン発生装置１００においては、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間には、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれかが印加される。
【００７９】
第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に印加される電圧は、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれであっても、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に火花放電を発生させることができる。
【００８０】
（第２実施形態）
図３は、この発明の第２実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【００８１】
図３に示すように、第２実施形態のイオン発生装置２００は、第１実施形態のイオン発生装置１００と異なる点としては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに対向するように配置される対向電極２２を備える。
【００８２】
イオン発生運転時には、１次側回路のトランス駆動用スイッチング素子７がオンすることにより、１次側のエネルギーが昇圧トランス９の２次側巻線９ｂに伝達され、昇圧トランス９の２次側巻線９ｂの両端に交番電圧のインパルス波形が印加される。このインパルス波形は、整流用高耐圧ダイオード１０，１１を通じてイオン発生電極１２ａ，１２ｂと対向電極２２との間に印加される。
【００８３】
イオン発生電極１２ａ，１２ｂで発生した正イオンと負イオンは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂと対向電極２２との間に形成される電界によって、対向電極２２に向かって加速される。このようにして、イオン発生電極１２ａ，１２ｂで発生した正負のイオンをイオン発生装置２００の外部に送出することができる。
【００８４】
図４は、第２実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。ｔｉｏｎはイオン発生運転（通常運転）が行われる時間帯を表し、ｔｃｌはクリーニング運転が行われる時間帯を表す。
【００８５】
図４に示すように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、スイッチ６ａとスイッチ６ｂが同期的に制御されるので、イオン発生装置２００においては、イオン発生運転を行っていない時間帯には、必ずクリーニング運転が行われる。
【００８６】
第２実施形態のイオン発生装置２００のその他の構成と効果は、第１実施形態のイオン発生装置１００と同様である。
【００８７】
（第３実施形態）
図５は、この発明の第３実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【００８８】
図５に示すように、第３実施形態のイオン発生装置３００は、第１実施形態のイオン発生装置１００と異なる点としては、第１実施形態のイオン発生装置１００のスイッチ６ａの代わりにスイッチ６を備え、スイッチ６ｂの代わりにスイッチ１６とを備える。スイッチ６とスイッチ１６は、マイコン５によって非同期的に制御される。イオン発生装置３００のイオン発生用電圧印加回路と清掃用電圧印加回路は、スイッチ６とスイッチ１６とが非同期的に制御される他は、第１実施形態のイオン発生装置１００と同様である。
【００８９】
スイッチ６，１６はマイコン５によって制御されており、通常運転時はスイッチ６が短絡、スイッチ１６が開放状態となっている。スイッチの状態を切り替えることにより、スイッチ６が開放、スイッチ１６が短絡状態となる。クリーニング運転時には、スイッチ６が開放状態、スイッチ１６が短絡状態にされる。
【００９０】
なお、イオン発生装置３００においても、第２実施形態のイオン発生装置２００（図３）のように、対向電極を配置した構成にしてもよい。
【００９１】
図６は、第３実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。ｔｉｏｎはイオン発生運転（通常運転）が行われる時間帯を表し、ｔｃｌはクリーニング運転が行われる時間帯を表す。
【００９２】
図６に示すように、第３実施形態のイオン発生装置３００においては、イオン発生運転を行っていない時間帯のうち、あらかじめ設定された時間ｔｃｌだけクリーニング運転が行われる。
【００９３】
上述の通り、スイッチ６，１６はマイコン５によって制御されており、スイッチ６がＯＮのときは通常運転、スイッチ１６がＯＮのときはクリーニング運転を行う。ここで、ｔｉｏｎとｔｃｌの長さは、それぞれ、あらかじめ設定することが可能であり、環境（汚染度）、用途に合わせて調整を行うことが可能である。
【００９４】
また、イオン発生装置３００では、イオン発生運転時間ｔｉｏｎの合計時間が所定の時間を超えるまでは、イオン発生運転が停止されていても、クリーニング運転を行わず、イオン発生運転時間ｔｉｏｎの合計時間が所定の時間を超えた後において、初めてイオン発生運転が停止されたときに、クリーニング運転を行うように、スイッチ６とスイッチ１６が制御されてもよい。
【００９５】
以上のように、イオン発生装置３００においては、イオン発生電極１２ａに高電圧が印加される第１の時間と、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加される第２の時間とは、それぞれ別個に設定される。
【００９６】
このようにすることにより、空気の汚染度などに合わせて、イオンの発生がされていない時間帯を効果的に利用してイオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングを行なうことができる。
【００９７】
また、イオン発生装置３００においては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めてイオン発生電極１２ａ，１２ｂへの高電圧の印加が停止されるときに、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されることが好ましい。
【００９８】
例えば、空気中に塵埃等が少ないなど、イオン発生装置３００が配置される環境の汚染度が低い場合には、イオンの発生が停止されているときに必ずイオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングを行う必要はない。
【００９９】
そこで、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めてイオン発生電極１２ａ，１２ｂへの高電圧の印加が停止されるときに、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されることにより、無駄なく効果的にイオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングを行なうことができる。
【０１００】
第３実施形態のイオン発生装置３００のその他の構成と効果は、第１実施形態のイオン発生装置１００と同様である。
【０１０１】
（第４実施形態）
図７は、この発明の第４実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【０１０２】
図７に示すように、第４実施形態のイオン発生装置４００は、第１実施形態のイオン発生装置１００と異なる点としては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂにおいて発生するイオンの量を検知するためのイオン検知手段としてイオンセンサー１７を備える。イオンセンサー１７は、マイコン１５と、イオン捕集部１８ａ，１８ｂから構成されている。イオン捕集部１８ａは、イオン発生電極１２ａにおいて発生するイオンの量を検知する。イオン捕集部１８ｂは、イオン発生電極１２ｂにおいて発生するイオンの量を検知する。
【０１０３】
イオン捕集部１８ａ，１８ｂは、正イオンまたは負イオンを検知すると、マイコン１５に信号を送信する。マイコン１５は、マイコン５に信号を送信する。マイコン５は、マイコン１５から送信された信号に基づいて、イオン発生用電圧印加回路のスイッチ６ａと、清掃用電圧印加回路のスイッチ６ｂに制御信号を送信し、開放状態と短絡状態を切り替えるように制御する。
【０１０４】
なお、イオン発生装置４００は、第２実施形態のイオン発生装置２００（図３）のように対向電極２２を備えていてもよい。
【０１０５】
図８は、第４実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。ｔｉｏｎはイオン発生運転（通常運転）が行われる時間帯を表し、ｔｃｌはクリーニング運転が行われる時間帯を表す。
【０１０６】
図８に示すように、イオン発生装置４００においては、イオン発生運転を行っていない時間帯には、必ずクリーニング運転が行われる。
【０１０７】
上述の通り、スイッチ６ａ，６ｂはマイコン５によって同期的に制御されており、スイッチ６ａがＯＮのときは通常運転、スイッチ６ｂがＯＮのときはクリーニング運転を行う。ここで、ｔｉｏｎおよびｔｃｌはあらかじめ設定することが可能であり、環境（汚染度）、用途に合わせて調整を行うことが可能である。
【０１０８】
なお、イオン発生装置４００では、第３実施形態のイオン発生装置３００（図５）のように、スイッチを非同期的に動作させるように制御されてもよい。
【０１０９】
続いてイオンセンサーの動作について説明する。
【０１１０】
図９は、第４実施形態のイオン発生装置がイオンセンサーの検知結果に基づいて自動的にクリーニングを行なうときの制御処理を順に示すフローチャートである。
【０１１１】
図９に示すように、ステップＳ００１では、イオンセンサー運転を開始する。イオンセンサー１７は、正イオン数レベルと負イオン数レベルを検知して、イオンセンサー１７のマイコン１５は、マイコン５に制御信号を送信する。
【０１１２】
ステップＳ００２では、マイコン５は、イオンセンサー１７によって検知された正イオン数レベルと負イオン数レベルがクリーニング駆動レベル以下であるかどうかを判断する。正イオン数レベルと負イオン数レベルがクリーニング駆動レベル以下であれば、ステップＳ００３に進む。正イオン数レベルと負イオン数レベルがクリーニング駆動レベル以下でなければ、ステップＳ００２に戻る。
【０１１３】
ステップＳ００３では、マイコン５は、クリーニング運転を行なうように、スイッチ６ａ，６ｂを切り替えるように制御する。
【０１１４】
ステップＳ００４では、マイコン５は、クリーニング運転時間（ｔｃｌ）が経過したかどうかを判断する。クリーニング運転時間（ｔｃｌ）が経過していれば、ステップＳ００５に進む。クリーニング運転時間（ｔｃｌ）が経過していなければ、ステップＳ００４に戻る。
【０１１５】
ステップＳ００５では、マイコン５は、イオンセンサーリセット時間（ｔｒｓ）が経過したかどうかを判断する。イオンセンサーリセット時間（ｔｒｓ）が経過していれば、ステップＳ００２に戻る。イオンセンサーリセット時間（ｔｒｓ）が経過していなければ、ステップＳ００５に戻る。
【０１１６】
このように、クリーニング運転を動作させるクリーニング駆動レベル（例えば、初期の９０％）およびクリーニング運転時間ｔｃｌ（例えば、１分）をあらかじめ設定しておくことにより、イオンセンサーが検知したイオン数レベルがクリーニング駆動レベルを下回った際に自動的にクリーニング運転を行うことが可能となり、環境（汚染度）、用途に関係なく、デバイス（イオン発生装置４００）の性能を維持することができる。さらに、クリーニング運転中はイオンセンサー１７の動作を停止させ、クリーニング運転終了後に十分なイオンセンサー再駆動時間ｔｒｓ（例えば、１分間）を設定しておくことにより、クリーニング運転終了直後または通常運転開始直後に放電の状態が安定せずにイオンセンサー１７の検知レベルがクリーニング駆動レベルを下回った場合にクリーニング運転が連続して動作し続けるという問題を防ぐことが可能となる。
【０１１７】
以上のように、イオン発生装置４００は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂにおいて発生するイオンの量を検知するためのイオンセンサー１７を備え、イオンセンサー１７によって検知されるイオンの量が所定の量よりも少ない場合には、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加される。
【０１１８】
このようにすることにより、イオン発生装置４００が置かれる環境の汚染度や用途がどのようなものであっても、イオン発生電極１２ａ，１２ｂが一定以上、汚染されたときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングが行われる。
【０１１９】
第４実施形態のイオン発生装置４００のその他の構成と効果は、第１実施形態のイオン発生装置１００と同様である。
【０１２０】
なお、第１実施形態から第４実施形態に示すイオン発生装置においては、トランス駆動用スイッチング素子７は、上述の説明では無ゲート２端子サイリスタ（新電元工業株式会社製のサイダック（登録商標））を用いて説明しているが、若干異なる回路を用いてサイリスタ（ＳＣＲ）を用いてもよい。また、入力電源１は直流電源の場合であっても、上記と同様の動作が得られる回路とすればよい。すなわち、当回路の１次側駆動回路としては、特に限定するものではなく、同様の動作が得られる回路であればよい。
【０１２１】
以上に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慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、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修正と変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】この発明の第１実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図（Ａ）と、クリーニング機構を拡大して示す図（Ｂ）である。
【図２】第１実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。
【図３】この発明の第２実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【図４】第２実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。
【図５】この発明の第３実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【図６】第３実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。
【図７】この発明の第４実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【図８】第４実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。
【図９】第４実施形態のイオン発生装置がイオンセンサーの検知結果に基づいて自動的にクリーニングを行なうときの制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１０】従来のイオン発生装置のクリーニング機構を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１２ａ，１２ｂ：イオン発生電極、１３ａ，１４ａ：第１の清掃用電極、１３ｂ，１４ｂ：第２の清掃用電極、１７：イオンセンサー、１００，２００，３００，４００：イオン発生装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはイオン発生装置に関し、特定的には、電極に高電圧を印加してイオンを発生させるイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放電によってイオンを発生させるイオン発生装置には、放電電極として針状電極が用いられるものがある。針状電極に高電圧を印加すると、針状電極の尖端部に電界集中が起こり、空気中に存在する塵埃等が針状電極の尖端部に吸い寄せられて付着する。
【０００３】
従来は、針状電極の尖端部に付着した塵埃等は、次のようにして除去されている。すなわち、イオンを発生させるために針状電極に高電圧を印加するイオン発生回路をそのまま使用して、イオンを発生させるために必要な通常の放電電流よりも大きな電流をイオン発生回路に流すことによって放電電極の尖端部を発熱させ、付着した物質を焼切ることで放電電極のクリーニングを行っている。
【０００４】
例えば、特開２００２−１５８３４号公報（特許文献１）には、イオン発生電極の先端部に対向する形で配置される火花放電対向電極を備えるイオン発生装置が記載されている。イオン発生電極の先端部をクリーニングするときには、イオン発生用高電圧発生部が火花放電用高電圧発生部に兼用され、イオン発生電極と火花放電対向電極との間に形成されるギャップに火花放電用の高電圧が印加される。
【０００５】
図１０は、従来のイオン発生装置のクリーニング機構を模式的に示す図である。
【０００６】
図１０に示すように、特開２００２−１５８３４号公報（特許文献１）に記載されているイオン発生装置のような、従来のイオン発生装置９００では、イオンを発生させるための針状電極９１２をクリーニングするときには、イオンを発生させるために必要な放電電流よりも大きな電流を針状電極９１２と火花放電対向電極９１３との間に流す。針状電極９１２と火花放電対向電極９１３との間には、火花放電が発生し、図中に一点鎖線の矢印で示すように、針状電極９１２に放電電流が流れる。
【特許文献１】特開２００２−１５８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２００２−１５８３４号公報（特許文献１）に記載のイオン発生装置のように、針状電極のクリーニングを行うために、イオンを発生させるための回路にイオンを発生させるのに必要な電圧よりも大きな電圧を印加して、針状電極で火花放電を発生させると、針状電極の尖端が高温になり、形状が損なわれる。針状電極の尖端は、イオンを発生させるために放電を発生させるときに最も重要な部分である。そのため、針状電極の尖端の形状が損なわれることは、致命的な問題である。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、イオン発生電極の形状を損なわずに、イオン発生電極の付着物を除去することが可能なイオン発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従ったイオン発生装置は、針状に形成された尖端部を有し、高電圧を印加されることによって尖端部においてイオンを発生させるためのイオン発生電極と、高電圧が印加されて火花放電を発生させるための第１の清掃用電極と第２の清掃用電極とを備え、イオン発生電極の尖端部は、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間の火花の放電経路上に位置づけられ、イオン発生電極は、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極の間に高電圧が印加されているときには、電気的に絶縁されている。
【００１０】
イオン発生電極に高電圧が印加されると、イオン発生電極の尖端部においてイオンが発生する。一方、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されると、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に火花放電が発生する。
【００１１】
第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間で発生する火花放電は、イオン発生電極の尖端部を通る。火花がイオン発生電極の尖端部を通るときに、火花放電によって発生したイオンや電子がイオン発生電極に高速で衝突するので、イオン発生電極に付着している塵埃などの物質が除去される。このようにして、イオン発生電極のクリーニングが行なわれる。
【００１２】
また、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されるときには、イオン発生電極は、電気的に絶縁されている。そのため、火花がイオン発生電極の先端部を通るときには、イオン発生電極には放電電流が流れない。クリーニングが行われるときには、イオン発生電極には放電電流が流れないので、イオン発生電極の尖端部は高温になりにくく、尖端部の形状が損なわれにくくなる。
【００１３】
このようにすることにより、イオン発生電極の形状を損なわずに、イオン発生電極の付着物を除去することが可能なイオン発生装置を提供することができる。
【００１４】
この発明に従ったイオン発生装置においては、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、イオン発生電極を挟むように配置されていることが好ましい。
【００１５】
このようにすることにより、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極の数を少なくしても、確実に、イオン発生電極を火花の放電経路上に位置づけることができる。
【００１６】
この発明に従ったイオン発生装置は、イオン発生電極に高電圧を印加してイオンを発生させるためのイオン発生用電圧印加回路と、イオン発生用電圧印加回路と別個に形成されて、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧を印加して第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間で火花放電を発生させるための清掃用電圧印加回路とを備えることが好ましい。
【００１７】
イオンを発生させるためにイオン発生電極に印加される高電圧は、火花放電を発生させるために第１の清掃用電極と第２の清掃用電極に印加される高電圧と比較して相対的に小さい。
【００１８】
そこで、イオン発生用電圧印加回路と、清掃用電圧印加回路とを別個に備えることにより、イオン発生用電圧印加回路にはイオンを発生させるために必要な電圧よりも大きな電圧を印加することがなくなるので、イオン発生装置の寿命を長くすることができる。
【００１９】
この発明に従ったイオン発生装置においては、イオン発生電極に高電圧が印加される第１の時間と、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される第２の時間とは、それぞれ別個に設定されることが好ましい。
【００２０】
このようにすることにより、空気の汚染度などに合わせて、イオンの発生がされていない時間帯を効果的に利用してイオン発生電極のクリーニングを行なうことができる。
【００２１】
この発明に従ったイオン発生装置においては、イオン発生電極への高電圧の印加が停止されているときには、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されることが好ましい。
【００２２】
このようにすることにより、イオンの発生が停止されているときには、必ずイオン発生電極のクリーニングが行われるので、イオン発生電極を常に清浄な状態に保つことができる。
【００２３】
この発明に従ったイオン発生装置においては、イオン発生電極に高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めてイオン発生電極への高電圧の印加が停止されるときに、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されることが好ましい。
【００２４】
例えば、空気中に塵埃等が少ないなど、イオン発生装置が配置される環境の汚染度が低い場合には、イオンの発生が停止されているときに必ずイオン発生電極のクリーニングを行う必要はない。
【００２５】
そこで、イオン発生電極に高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めてイオン発生電極への高電圧の印加が停止されるときに、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されることにより、無駄なく効果的にイオン発生電極のクリーニングを行なうことができる。
【００２６】
この発明に従ったイオン発生装置は、イオン発生電極において発生するイオンの量を検知するためのイオン検知手段を備え、イオン検知手段によって検知されるイオンの量が所定の量よりも少ない場合には、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に高電圧が印加されることが好ましい。
【００２７】
このようにすることにより、イオン発生装置が置かれる環境の汚染度や用途がどのようなものであっても、イオン発生電極が一定以上、汚染されたときには、イオン発生電極のクリーニングが行われる。
【００２８】
この発明に従ったイオン発生装置においては、イオン発生電極は、正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）とを発生させることが好ましい。
【００２９】
正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）は、正イオンと負イオンとの間で化学反応し、活性物質としての過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）となる。過酸化水素または水酸基ラジカルは、浮遊粒子または浮遊細菌から水素を抜き取る酸化反応を行うことで、浮遊粒子を不活性化することができ、または浮遊細菌を殺菌することができる。
【００３０】
そこで、イオン発生電極がこれらの正イオンと負イオンとを発生させることによって、イオンが放出される空間の空気を清浄にすることができる。
【００３１】
この発明に従ったイオン発生装置においては、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、イオン発生電極と比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されていることが好ましい。
【００３２】
第１の清掃用電極と第２の清掃用電極に高電圧が印加される時間は、イオン発生電極に高電圧が印加される時間と比較して、非常に短い。そのため、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、イオン発生電極と比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されても問題ない。耐熱性の低い材料は、耐熱性が高い材料と比較して、安価であることが多い。
【００３３】
そこで、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、イオン発生電極と比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されていることにより、イオン発生装置の作製に必要なコストを低減することができる。
【００３４】
この発明に従ったイオン発生装置においては、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間には、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれかが印加されることが好ましい。
【００３５】
第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に印加される電圧は、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれであっても、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極との間に火花放電を発生させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、この発明によれば、イオン発生電極の形状を損なわずに、イオン発生電極の付着物を除去することが可能なイオン発生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図（Ａ）と、クリーニング機構を拡大して示す図（Ｂ）である。
【００３９】
図１の（Ａ）と（Ｂ）に示すように、イオン発生装置１００は、整流用高耐圧ダイオード１０，１１と針状に形成された尖端部を有するイオン発生電極１２ａとイオン発生電極１２ｂとから構成されているイオン発生部と、イオン発生部に電圧を印加するイオン発生用電圧印加回路と、イオン発生電極１２ａをクリーニングするクリーニング機構１３と、イオン発生電極１２ｂをクリーニングするクリーニング機構１４と、クリーニング機構１３，１４に電圧を印加する清掃用電圧印加回路と、制御部としてマイコン５から構成されている。イオン発生装置１００は、イオンを気流とともに送出するためのファンを備えていてもよい。
【００４０】
クリーニング機構１３は、第１の清掃用電極１３ａと、第２の清掃用電極１３ｂとから構成されている。第１の清掃用電極１３ａと第２の清掃用電極１３ｂは、尖端部を有する針状に形成されており、イオン発生電極１２ａを挟むようにして、尖端部が互いに対向するようにして配置されている。クリーニング機構１４は、第１の清掃用電極１４ａと、第２の清掃用電極１４ｂとから構成されている。第１の清掃用電極１４ａと第２の清掃用電極１４ｂは、尖端部を有する針状に形成されており、イオン発生電極１２ｂを挟むようにして、尖端部が互いに対向するようにして配置されている。
【００４１】
イオン発生用電圧印加回路は、イオン発生部のイオン発生電極１２ａ，１２ｂに対して所定の高電圧を印加する。イオン発生用電圧印加回路は、イオン発生部に所定の高電圧を印加する昇圧トランス９と、入力電源１から電力を受け取るトランスの１次側回路として、入力抵抗２、整流ダイオード３、コンデンサ４ａ、マイコン５、スイッチ６ａ、トランス駆動用スイッチング素子７（無ゲート２端子サイリスタとして新電元工業株式会社製のサイダック（登録商標））、フライホイールダイオード８を有する。
【００４２】
清掃用電圧印加回路は、クリーニング機構１３，１４の第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂに対して所定の高電圧を印加する。第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂに印加される電圧は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに印加される電圧よりも高い。清掃用電圧印加回路は、クリーニング機構１３に所定の高電圧を印加する昇圧トランス１９と、クリーニング機構１４に所定の高電圧を印加する昇圧トランス２０と、入力電源１から電力を受け取るトランスの１次側回路として、コンデンサ４ｂとスイッチ６ｂを有する。
【００４３】
スイッチ６ａ，６ｂはマイコン５によって同期的に制御されており、イオン発生運転時（通常運転時）はスイッチ６ａが短絡、スイッチ６ｂが開放状態にされる。
【００４４】
まず、イオン発生装置１００の通常運転時、すなわち、イオン発生運転時の動作について説明する。
【００４５】
入力電源１が交流商用電源である場合、入力電源１の電圧により、入力抵抗２、整流ダイオード３を介してコンデンサ４ａが充電される。コンデンサ４ａの両端電圧が規定電圧以上になればトランス駆動用スイッチング素子７がオンして、昇圧トランス９の１次側巻線９ａに電圧が印加される。その直後、コンデンサ４ａに充電されたエネルギーは、１次側巻線９ａと、トランス駆動用スイッチング素子７とを通じて放電され、コンデンサ４ａの両端電圧はゼロに戻り、再び充電がされ、規定周期で充放電を繰り返す。
【００４６】
続いてトランスの２次側回路について説明する。１次側回路のトランス駆動用スイッチング素子７がオンすることにより、１次側のエネルギーが昇圧トランス９の２次側巻線９ｂに伝達され、昇圧トランス９の２次側巻線９ｂの両端に交番電圧のインパルス波形が印加される。このインパルス波形は整流用高耐圧ダイオード１０，１１を通じてイオン発生電極１２ａ，１２ｂに印加される。
【００４７】
このようにして整流された高電圧をイオン発生電極１２ａ，１２ｂに印加することにより、空気中の酸素分子ないしは水分子は、放電によって生成された電子からエネルギーを受けてイオン化する。このとき、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）とＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を主としたイオンが生成される。イオン発生装置１００は、これらのイオンをファン等により空間に放出させる。
【００４８】
次に、イオン発生装置１００のクリーニング運転時の動作について説明する。
【００４９】
スイッチ６ａ，６ｂはマイコン５によって同期的に制御されており、通常運転時はスイッチ６ａが短絡、スイッチ６ｂが開放状態にされている。ここで、スイッチの状態を切り替えることにより、スイッチ６ａが開放、スイッチ６ｂが短絡状態となり、入力電源１の電圧により、入力抵抗２、整流ダイオード３を介してコンデンサ４ｂが充電される。コンデンサ４ｂには昇圧トランス１９，２０が接続されており、コンデンサ４ｂの両端電圧が規定電圧以上になればトランス駆動用スイッチング素子７がオンして、昇圧トランス１９の１次側巻線１９ａおよび昇圧トランス２０の１次側巻線２０ａに電圧が印加される。その直後、コンデンサ４ｂに充電されたエネルギーは、１次側巻線１９ａ，２０ａと、トランス駆動用スイッチング素子７とを通じて放電され、コンデンサ４ｂの両端電圧はゼロに戻り、再び充電がされ、規定周期で充放電を繰り返す。
【００５０】
続いてトランスの２次側回路について説明する。１次側回路のトランス駆動用スイッチング素子７がオンすることにより、１次側のエネルギーが昇圧トランス１９の２次側巻線１９ｂおよび昇圧トランス２０の２次側巻線２０ｂに伝達され、昇圧トランス１９の２次側巻線１９ｂ，２０ｂの両端に交番電圧のインパルス波形が印加される。昇圧トランス１９の２次側巻線１９ｂはクリーニング機構１３に、昇圧トランス２０の２次側巻線２０ｂはクリーニング機構１４に接続されており、このインパルス波形は第１の清掃用電極１３ａと第２の清掃用電極１３ｂとの間、および、第１の清掃用電極１４ａと第２の清掃用電極１４ｂとの間に印加される。このようにすることにより、図１の（Ｂ）に二点鎖線で示すように、第１の清掃用電極１３ａと第２の清掃用電極１３ｂとの間において火花放電が生じる。第１の清掃用電極１４ａと第２の清掃用電極１４ｂとの間にも、火花放電が生じる。
【００５１】
このように、火花放電が発生するように、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されるときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、電気的に絶縁されている。
【００５２】
図１の（Ｂ）に二点鎖線で示すように、火花は第１の清掃用電極１３ａから、イオン発生電極１２ａの尖端部を通って、第２の清掃用電極１３ｂに到達する。このように、イオン発生電極１２ａの尖端部は、火花の放電経路上に位置づけられている。クリーニング機構１４においても同様に、イオン発生電極１２ｂの尖端部は第１の清掃用電極１４ａと第２の清掃用電極１４ｂとの間に発生する火花の放電経路上に位置づけられている。
【００５３】
このようにして、火花放電によって生成したイオンおよび／または電子を高速でイオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部に衝突させることによって、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに付着した物質を除去することができる。
【００５４】
イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、イオン発生運転時には電気的に絶縁されているので、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部が火花の放電経路上に位置づけられていても、放電電流はイオン発生電極１２ａ，１２ｂを流れない。そのため、クリーニング運転時にはイオン発生電極１２ａ，１２ｂ自体は高温になりにくい。
【００５５】
この実施の形態においては、それぞれのクリーニング機構１３，１４において、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ、１４ｂは、それぞれ１本ずつ配置されている。しかし、イオン発生電極１２ａ，１２ｂが火花の放電経路上に位置付けられるのであれば、第１の清掃用電極と第２の清掃用電極は、複数本ずつ配置されていてもよい。また、イオン発生電極１２ａ，１２ｂが火花の放電経路上に位置付けられるのであれば、例えば、第１の清掃用電極が１本、第２の清掃用電極が複数本、配置されるような構成であってもよい。
【００５６】
図２は、第１実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。ｔｉｏｎはイオン発生運転（通常運転）が行われる時間帯を表し、ｔｃｌはクリーニング運転が行われる時間帯を表す。
【００５７】
図２に示すように、イオン発生装置１００においては、イオン発生運転を行っていない時間帯には、必ずクリーニング運転が行われる。
【００５８】
上述の通り、スイッチ６ａ，６ｂはマイコン５によって同期的に制御されており、スイッチ６ａがＯＮのときは通常運転、スイッチ６ｂがＯＮのときはクリーニング運転を行う。ここで、ｔｉｏｎおよびｔｃｌはあらかじめ設定することが可能であり、環境（汚染度）、用途に合わせて調整を行うことが可能である。
【００５９】
クリーニング運転時間は通常運転時間に比べて非常に短時間であるため、清掃用電極はその寿命を特に必要とするものではない。そのため、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂの材質は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに比べて耐熱性の低い材料であってもかまわない。
【００６０】
以上のように、イオン発生装置１００は、針状に形成された尖端部を有し、高電圧を印加されることによって尖端部においてイオンを発生させるためのイオン発生電極１２ａ，１２ｂと、高電圧が印加されて火花放電を発生させるための第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとを備え、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部は、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間の火花の放電経路上に位置づけられ、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂの間に高電圧が印加されているときには、電気的に絶縁されている。
【００６１】
イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧が印加されると、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部においてイオンが発生する。一方、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されると、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に火花放電が発生する。
【００６２】
第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間で発生する火花放電は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部を通る。火花がイオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部を通るときに、火花放電によって発生したイオンや電子がイオン発生電極１２ａ，１２ｂに高速で衝突するので、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに付着している塵埃などの物質が除去される。このようにして、イオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングが行なわれる。
【００６３】
また、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されるときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、電気的に絶縁されている。そのため、火花がイオン発生電極１２ａ，１２ｂの先端部を通るときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂには放電電流が流れない。クリーニングが行われるときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂには放電電流が流れないので、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの尖端部は高温になりにくく、尖端部の形状が損なわれにくくなる。
【００６４】
このようにすることにより、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの形状を損なわずに、イオン発生電極１２ａ，１２ｂの付着物を除去することが可能なイオン発生装置１００を提供することができる。
【００６５】
また、イオン発生装置１００においては、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂを挟むように配置されている。
【００６６】
このようにすることにより、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂの数を少なくしても、確実に、イオン発生電極１２ａ，１２ｂを火花の放電経路上に位置づけることができる。
【００６７】
また、イオン発生装置１００は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧を印加してイオンを発生させるためのイオン発生用電圧印加回路と、イオン発生用電圧印加回路と別個に形成されて、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧を印加して第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間で火花放電を発生させるための清掃用電圧印加回路とを備える。
【００６８】
イオンを発生させるためにイオン発生電極１２ａ，１２ｂに印加される高電圧は、火花放電を発生させるために第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂに印加される高電圧と比較して相対的に小さい。
【００６９】
そこで、イオン発生用電圧印加回路と、清掃用電圧印加回路とを別個に備えることにより、イオン発生用電圧印加回路にはイオンを発生させるために必要な電圧よりも大きな電圧を印加することがなくなるので、イオン発生装置１００の寿命を長くすることができる。
【００７０】
また、イオン発生装置１００においては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂへの高電圧の印加が停止されているときには、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加される。
【００７１】
このようにすることにより、イオンの発生が停止されているときには、必ずイオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングが行われるので、イオン発生電極１２ａ，１２ｂを常に清浄な状態に保つことができる。
【００７２】
また、イオン発生装置１００においては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂは、正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）とを発生させる。
【００７３】
正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）は、正イオンと負イオンとの間で化学反応し、活性物質としての過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）となる。過酸化水素または水酸基ラジカルは、浮遊粒子または浮遊細菌から水素を抜き取る酸化反応を行うことで、浮遊粒子を不活性化することができ、または浮遊細菌を殺菌することができる。
【００７４】
そこで、イオン発生電極１２ａ，１２ｂがこれらの正イオンと負イオンとを発生させることによって、イオンが放出される空間の空気を清浄にすることができる。
【００７５】
また、イオン発生装置１００においては、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂと比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されている。
【００７６】
第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂに高電圧が印加される時間は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧が印加される時間と比較して、非常に短い。そのため、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂと比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されても問題ない。耐熱性の低い材料は、耐熱性が高い材料と比較して、安価であることが多い。
【００７７】
そこで、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂと比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されていることにより、イオン発生装置１００の作製に必要なコストを低減することができる。
【００７８】
また、イオン発生装置１００においては、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間には、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれかが印加される。
【００７９】
第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に印加される電圧は、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれであっても、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に火花放電を発生させることができる。
【００８０】
（第２実施形態）
図３は、この発明の第２実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【００８１】
図３に示すように、第２実施形態のイオン発生装置２００は、第１実施形態のイオン発生装置１００と異なる点としては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに対向するように配置される対向電極２２を備える。
【００８２】
イオン発生運転時には、１次側回路のトランス駆動用スイッチング素子７がオンすることにより、１次側のエネルギーが昇圧トランス９の２次側巻線９ｂに伝達され、昇圧トランス９の２次側巻線９ｂの両端に交番電圧のインパルス波形が印加される。このインパルス波形は、整流用高耐圧ダイオード１０，１１を通じてイオン発生電極１２ａ，１２ｂと対向電極２２との間に印加される。
【００８３】
イオン発生電極１２ａ，１２ｂで発生した正イオンと負イオンは、イオン発生電極１２ａ，１２ｂと対向電極２２との間に形成される電界によって、対向電極２２に向かって加速される。このようにして、イオン発生電極１２ａ，１２ｂで発生した正負のイオンをイオン発生装置２００の外部に送出することができる。
【００８４】
図４は、第２実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。ｔｉｏｎはイオン発生運転（通常運転）が行われる時間帯を表し、ｔｃｌはクリーニング運転が行われる時間帯を表す。
【００８５】
図４に示すように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、スイッチ６ａとスイッチ６ｂが同期的に制御されるので、イオン発生装置２００においては、イオン発生運転を行っていない時間帯には、必ずクリーニング運転が行われる。
【００８６】
第２実施形態のイオン発生装置２００のその他の構成と効果は、第１実施形態のイオン発生装置１００と同様である。
【００８７】
（第３実施形態）
図５は、この発明の第３実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【００８８】
図５に示すように、第３実施形態のイオン発生装置３００は、第１実施形態のイオン発生装置１００と異なる点としては、第１実施形態のイオン発生装置１００のスイッチ６ａの代わりにスイッチ６を備え、スイッチ６ｂの代わりにスイッチ１６とを備える。スイッチ６とスイッチ１６は、マイコン５によって非同期的に制御される。イオン発生装置３００のイオン発生用電圧印加回路と清掃用電圧印加回路は、スイッチ６とスイッチ１６とが非同期的に制御される他は、第１実施形態のイオン発生装置１００と同様である。
【００８９】
スイッチ６，１６はマイコン５によって制御されており、通常運転時はスイッチ６が短絡、スイッチ１６が開放状態となっている。スイッチの状態を切り替えることにより、スイッチ６が開放、スイッチ１６が短絡状態となる。クリーニング運転時には、スイッチ６が開放状態、スイッチ１６が短絡状態にされる。
【００９０】
なお、イオン発生装置３００においても、第２実施形態のイオン発生装置２００（図３）のように、対向電極を配置した構成にしてもよい。
【００９１】
図６は、第３実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。ｔｉｏｎはイオン発生運転（通常運転）が行われる時間帯を表し、ｔｃｌはクリーニング運転が行われる時間帯を表す。
【００９２】
図６に示すように、第３実施形態のイオン発生装置３００においては、イオン発生運転を行っていない時間帯のうち、あらかじめ設定された時間ｔｃｌだけクリーニング運転が行われる。
【００９３】
上述の通り、スイッチ６，１６はマイコン５によって制御されており、スイッチ６がＯＮのときは通常運転、スイッチ１６がＯＮのときはクリーニング運転を行う。ここで、ｔｉｏｎとｔｃｌの長さは、それぞれ、あらかじめ設定することが可能であり、環境（汚染度）、用途に合わせて調整を行うことが可能である。
【００９４】
また、イオン発生装置３００では、イオン発生運転時間ｔｉｏｎの合計時間が所定の時間を超えるまでは、イオン発生運転が停止されていても、クリーニング運転を行わず、イオン発生運転時間ｔｉｏｎの合計時間が所定の時間を超えた後において、初めてイオン発生運転が停止されたときに、クリーニング運転を行うように、スイッチ６とスイッチ１６が制御されてもよい。
【００９５】
以上のように、イオン発生装置３００においては、イオン発生電極１２ａに高電圧が印加される第１の時間と、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加される第２の時間とは、それぞれ別個に設定される。
【００９６】
このようにすることにより、空気の汚染度などに合わせて、イオンの発生がされていない時間帯を効果的に利用してイオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングを行なうことができる。
【００９７】
また、イオン発生装置３００においては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めてイオン発生電極１２ａ，１２ｂへの高電圧の印加が停止されるときに、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されることが好ましい。
【００９８】
例えば、空気中に塵埃等が少ないなど、イオン発生装置３００が配置される環境の汚染度が低い場合には、イオンの発生が停止されているときに必ずイオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングを行う必要はない。
【００９９】
そこで、イオン発生電極１２ａ，１２ｂに高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めてイオン発生電極１２ａ，１２ｂへの高電圧の印加が停止されるときに、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加されることにより、無駄なく効果的にイオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングを行なうことができる。
【０１００】
第３実施形態のイオン発生装置３００のその他の構成と効果は、第１実施形態のイオン発生装置１００と同様である。
【０１０１】
（第４実施形態）
図７は、この発明の第４実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【０１０２】
図７に示すように、第４実施形態のイオン発生装置４００は、第１実施形態のイオン発生装置１００と異なる点としては、イオン発生電極１２ａ，１２ｂにおいて発生するイオンの量を検知するためのイオン検知手段としてイオンセンサー１７を備える。イオンセンサー１７は、マイコン１５と、イオン捕集部１８ａ，１８ｂから構成されている。イオン捕集部１８ａは、イオン発生電極１２ａにおいて発生するイオンの量を検知する。イオン捕集部１８ｂは、イオン発生電極１２ｂにおいて発生するイオンの量を検知する。
【０１０３】
イオン捕集部１８ａ，１８ｂは、正イオンまたは負イオンを検知すると、マイコン１５に信号を送信する。マイコン１５は、マイコン５に信号を送信する。マイコン５は、マイコン１５から送信された信号に基づいて、イオン発生用電圧印加回路のスイッチ６ａと、清掃用電圧印加回路のスイッチ６ｂに制御信号を送信し、開放状態と短絡状態を切り替えるように制御する。
【０１０４】
なお、イオン発生装置４００は、第２実施形態のイオン発生装置２００（図３）のように対向電極２２を備えていてもよい。
【０１０５】
図８は、第４実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。ｔｉｏｎはイオン発生運転（通常運転）が行われる時間帯を表し、ｔｃｌはクリーニング運転が行われる時間帯を表す。
【０１０６】
図８に示すように、イオン発生装置４００においては、イオン発生運転を行っていない時間帯には、必ずクリーニング運転が行われる。
【０１０７】
上述の通り、スイッチ６ａ，６ｂはマイコン５によって同期的に制御されており、スイッチ６ａがＯＮのときは通常運転、スイッチ６ｂがＯＮのときはクリーニング運転を行う。ここで、ｔｉｏｎおよびｔｃｌはあらかじめ設定することが可能であり、環境（汚染度）、用途に合わせて調整を行うことが可能である。
【０１０８】
なお、イオン発生装置４００では、第３実施形態のイオン発生装置３００（図５）のように、スイッチを非同期的に動作させるように制御されてもよい。
【０１０９】
続いてイオンセンサーの動作について説明する。
【０１１０】
図９は、第４実施形態のイオン発生装置がイオンセンサーの検知結果に基づいて自動的にクリーニングを行なうときの制御処理を順に示すフローチャートである。
【０１１１】
図９に示すように、ステップＳ００１では、イオンセンサー運転を開始する。イオンセンサー１７は、正イオン数レベルと負イオン数レベルを検知して、イオンセンサー１７のマイコン１５は、マイコン５に制御信号を送信する。
【０１１２】
ステップＳ００２では、マイコン５は、イオンセンサー１７によって検知された正イオン数レベルと負イオン数レベルがクリーニング駆動レベル以下であるかどうかを判断する。正イオン数レベルと負イオン数レベルがクリーニング駆動レベル以下であれば、ステップＳ００３に進む。正イオン数レベルと負イオン数レベルがクリーニング駆動レベル以下でなければ、ステップＳ００２に戻る。
【０１１３】
ステップＳ００３では、マイコン５は、クリーニング運転を行なうように、スイッチ６ａ，６ｂを切り替えるように制御する。
【０１１４】
ステップＳ００４では、マイコン５は、クリーニング運転時間（ｔｃｌ）が経過したかどうかを判断する。クリーニング運転時間（ｔｃｌ）が経過していれば、ステップＳ００５に進む。クリーニング運転時間（ｔｃｌ）が経過していなければ、ステップＳ００４に戻る。
【０１１５】
ステップＳ００５では、マイコン５は、イオンセンサーリセット時間（ｔｒｓ）が経過したかどうかを判断する。イオンセンサーリセット時間（ｔｒｓ）が経過していれば、ステップＳ００２に戻る。イオンセンサーリセット時間（ｔｒｓ）が経過していなければ、ステップＳ００５に戻る。
【０１１６】
このように、クリーニング運転を動作させるクリーニング駆動レベル（例えば、初期の９０％）およびクリーニング運転時間ｔｃｌ（例えば、１分）をあらかじめ設定しておくことにより、イオンセンサーが検知したイオン数レベルがクリーニング駆動レベルを下回った際に自動的にクリーニング運転を行うことが可能となり、環境（汚染度）、用途に関係なく、デバイス（イオン発生装置４００）の性能を維持することができる。さらに、クリーニング運転中はイオンセンサー１７の動作を停止させ、クリーニング運転終了後に十分なイオンセンサー再駆動時間ｔｒｓ（例えば、１分間）を設定しておくことにより、クリーニング運転終了直後または通常運転開始直後に放電の状態が安定せずにイオンセンサー１７の検知レベルがクリーニング駆動レベルを下回った場合にクリーニング運転が連続して動作し続けるという問題を防ぐことが可能となる。
【０１１７】
以上のように、イオン発生装置４００は、イオン発生電極１２ａ，１２ｂにおいて発生するイオンの量を検知するためのイオンセンサー１７を備え、イオンセンサー１７によって検知されるイオンの量が所定の量よりも少ない場合には、第１の清掃用電極１３ａ，１４ａと第２の清掃用電極１３ｂ，１４ｂとの間に高電圧が印加される。
【０１１８】
このようにすることにより、イオン発生装置４００が置かれる環境の汚染度や用途がどのようなものであっても、イオン発生電極１２ａ，１２ｂが一定以上、汚染されたときには、イオン発生電極１２ａ，１２ｂのクリーニングが行われる。
【０１１９】
第４実施形態のイオン発生装置４００のその他の構成と効果は、第１実施形態のイオン発生装置１００と同様である。
【０１２０】
なお、第１実施形態から第４実施形態に示すイオン発生装置においては、トランス駆動用スイッチング素子７は、上述の説明では無ゲート２端子サイリスタ（新電元工業株式会社製のサイダック（登録商標））を用いて説明しているが、若干異なる回路を用いてサイリスタ（ＳＣＲ）を用いてもよい。また、入力電源１は直流電源の場合であっても、上記と同様の動作が得られる回路とすればよい。すなわち、当回路の１次側駆動回路としては、特に限定するものではなく、同様の動作が得られる回路であればよい。
【０１２１】
以上に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慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、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修正と変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】この発明の第１実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図（Ａ）と、クリーニング機構を拡大して示す図（Ｂ）である。
【図２】第１実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。
【図３】この発明の第２実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【図４】第２実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。
【図５】この発明の第３実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【図６】第３実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。
【図７】この発明の第４実施形態として、イオン発生装置の構成を示す電気回路図である。
【図８】第４実施形態のイオン発生装置における電圧印加制御のタイムチャートを示す図である。
【図９】第４実施形態のイオン発生装置がイオンセンサーの検知結果に基づいて自動的にクリーニングを行なうときの制御処理を順に示すフローチャートである。
【図１０】従来のイオン発生装置のクリーニング機構を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１２ａ，１２ｂ：イオン発生電極、１３ａ，１４ａ：第１の清掃用電極、１３ｂ，１４ｂ：第２の清掃用電極、１７：イオンセンサー、１００，２００，３００，４００：イオン発生装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
針状に形成された尖端部を有し、高電圧を印加されることによって前記尖端部においてイオンを発生させるためのイオン発生電極と、
高電圧が印加されて火花放電を発生させるための第１の清掃用電極と第２の清掃用電極とを備え、
前記イオン発生電極の前記尖端部は、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間の火花の放電経路上に位置づけられ、
前記イオン発生電極は、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極の間に高電圧が印加されているときには、電気的に絶縁されている、イオン発生装置。
【請求項２】
前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極は、前記イオン発生電極を挟むように配置されている、請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記イオン発生電極に高電圧を印加してイオンを発生させるためのイオン発生用電圧印加回路と、
前記イオン発生用電圧印加回路と別個に形成されて、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧を印加して前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間で火花放電を発生させるための清掃用電圧印加回路とを備える、請求項１または請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記イオン発生電極に高電圧が印加される第１の時間と、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される第２の時間とは、それぞれ別個に設定される、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記イオン発生電極への高電圧の印加が停止されているときには、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記イオン発生電極に高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めて前記イオン発生電極への高電圧の印加が停止されるときに、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
前記イオン発生電極において発生するイオンの量を検知するためのイオン検知手段を備え、
前記イオン検知手段によって検知されるイオンの量が所定の量よりも少ない場合には、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される、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。
【請求項８】
前記イオン発生電極は、正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）とを発生させる、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項９】
前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極は、前記イオン発生電極と比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されている、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項１０】
前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間には、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれかが印加される、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項１】
針状に形成された尖端部を有し、高電圧を印加されることによって前記尖端部においてイオンを発生させるためのイオン発生電極と、
高電圧が印加されて火花放電を発生させるための第１の清掃用電極と第２の清掃用電極とを備え、
前記イオン発生電極の前記尖端部は、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間の火花の放電経路上に位置づけられ、
前記イオン発生電極は、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極の間に高電圧が印加されているときには、電気的に絶縁されている、イオン発生装置。
【請求項２】
前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極は、前記イオン発生電極を挟むように配置されている、請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記イオン発生電極に高電圧を印加してイオンを発生させるためのイオン発生用電圧印加回路と、
前記イオン発生用電圧印加回路と別個に形成されて、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧を印加して前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間で火花放電を発生させるための清掃用電圧印加回路とを備える、請求項１または請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記イオン発生電極に高電圧が印加される第１の時間と、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される第２の時間とは、それぞれ別個に設定される、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記イオン発生電極への高電圧の印加が停止されているときには、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記イオン発生電極に高電圧が印加された時間の合計が所定の値になった後において、初めて前記イオン発生電極への高電圧の印加が停止されるときに、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
前記イオン発生電極において発生するイオンの量を検知するためのイオン検知手段を備え、
前記イオン検知手段によって検知されるイオンの量が所定の量よりも少ない場合には、前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間に高電圧が印加される、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。
【請求項８】
前記イオン発生電極は、正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンとしてＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）とを発生させる、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項９】
前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極は、前記イオン発生電極と比較して相対的に耐熱性の低い材料によって形成されている、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項１０】
前記第１の清掃用電極と前記第２の清掃用電極との間には、直流高電圧、交流パルス高電圧、または、交流高電圧のいずれかが印加される、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−３３８７３（Ｐ２０１０−３３８７３Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９４５１９（Ｐ２００８−１９４５１９）
【出願日】平成２０年７月２９日（２００８．７．２９）
【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２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２９日（２００８．７．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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