JP2002189017A

JP2002189017A - イオン測定装置及びイオン発生装置

Info

Publication number: JP2002189017A
Application number: JP2000387889A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kato; 雄二加藤; Giichi Adachi; 義一足立
Original assignee: Nippon Pachinko Parts Co Ltd
Current assignee: Nippon Pachinko Parts Co Ltd
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電等の問題を克服して十分な信頼度を維持
しつつこれを携行可能かつ安価に構成されたイオン測定
装置を提供することを目的とする。【解決手段】携帯用イオン測定装置１は、その筐体に
把持部２と測定部３を備え、把持部２の側面には測定ス
イッチ６と接地電極７が備えられ、接地電極７には主回
路部内にて生ずる接地端子の全てが接続されて、使用者
が把持した際、それに触れることで主回路の電流が使用
者の身体にアースされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、イオン測定装置
及びイオン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今においては、健康への関心の高さや
環境への配慮への意識向上は目覚しいものがあり、空気
の浄化や殺菌、あるいは消臭などを目的として、イオン
発生装置が使用されている。また、それに関連して、人
体への影響等を慮って、大気中の正負のイオンの状態を
測定するイオン測定器などが使用されている。従来よ
り、大気中のイオンを測定する技術として、検知用電極
に高電圧を印加し、その電極に吸引されたイオンの電荷
からイオンを測定するイオンカウンタなどが知られてい
るが、装置が大掛かりになってしまうため、一般の生活
環境下等での使用を想定した小型のイオン測定器に対す
る需要も高まりつつある。その一例として、特開平６−
１９４３４０号公報に開示されたものがある。このイオ
ン測定器においては電源からの供給電圧を正または負に
切り替えることにより正・負のイオンをそれぞれ判別し
つつ測定できるように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示されたものも含め、従来のイオン測定装置において
は、所望の場所で大気中のイオンの状態を計測するため
の配慮、具体的には測定器を携行可能とするための配慮
が充分になされていない問題があった。例えば、イオン
の微弱な電荷を取得することでその状態を計測するため
には、回路の安定動作のため機器の帯電を防止する対策
を施さなければならない。一般的には回路を接地するこ
とが有効であり、固定設置型の機器においては、電源に
接続された接地線を介して行なえば、帯電防止効果も充
分である。他方、携行型の機器においては、接地線は使
えないので、電池負極を用いる方法が採用されるが、イ
オン測定装置は、特に微小な電荷を検知しなければなら
ないので効果が不充分である問題がある。また、電気的
に孤立した機器筐体への強い帯電を、電池負極への接地
のみで解消することは、根本的に無理がある。

【０００４】また、上記イオン測定装置は、イオン吸着
に伴う検知電極の電位変化に基づいてイオン測定を行な
うのものなので、携行型か固定設置型かによらず、測定
時に電荷吸着が生じていると誤差を生じやすい問題があ
る。

【０００５】また、上記の特開平６−１９４３４０号公
報に開示されたイオン測定器は、正負両方のイオンを測
定することが可能であるものの、極性の異なる電源を切
り替えて使用する構成となっているので装置のコストア
ップが避けがたい。また電源切替を誤ると即、誤測定に
つながってしまう問題がある。さらに余分なスイッチ部
を設けることは、浮遊容量増大や故障要因の増加にもつ
ながるので望ましくない。

【０００６】本発明の課題は、帯電等の問題を克服して
十分な信頼度を維持しつつこれを携行可能かつ安価に構
成されたイオン測定装置、あるいは簡便な構成により正
負のイオンを確実に測定できるイオン測定装置と、該イ
オン測定装置を備え、その検出値に基づいてイオンの発
生量制御可能としたイオン発生装置とを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のイオン測定装置の第一の構成は、大気中の
イオンが吸着することにより、該大気中のイオン濃度に
応じた電位を生ずるイオン検知電極と、該イオン検知電
極に生じた電位を増幅してイオン測定信号として出力す
る信号増幅回路と、該信号増幅回路からのイオン測定信
号出力に基づいて、大気中のイオン測定結果の報知を行
なう報知回路とを含む主回路部と、主回路部に電力を供
給する電池式の電源部と、イオン検知電極と主回路部と
電源部とが一体的かつ携行可能に組み付けられるととも
に、イオン測定時に使用者によって把持される把持部を
備えた筐体とを有し、筐体内に収められた主回路部内に
て生ずる接地端子の一部又は全てを、筐体の表面に露出
する形態にて設けられた接地電極に接続し、接地電極か
ら使用者の身体を介して接地端子部を接地可能としたこ
とを特徴とする。

【０００８】イオン測定装置は、各部屋等に固定的に設
置しても意味のあるものであるが、携行可能ならば、所
望の場所にてイオン状態を調べることができる。そこで
上記のように構成すれば、金属板などで構成されたイオ
ン検出手段を大気に触れるように配設して、金属板に吸
着された大気中のイオンの電荷を集め、それを電気的に
接続した増幅回路によって増幅するので、微小な電荷量
であっても検知することができる。それと同時に、イオ
ン検知器を構成する回路各部を、筐体表面に設けた接地
電極から使用者を介して接地するようにしたから、使用
者がその接地電極に触れることで、筐体ひいてはこれに
内蔵される回路の帯電防止を効果的に図ることができ、
安定的かつ高精度のイオン測定が可能となる。また接地
機構が簡略であるため、イオン測定装置を安価に構成す
ることができる。なお、筐体表面の接地電極を介した上
記接地機構に、電池負極への接地機構を併用するように
してもよい。

【０００９】接地電極を、接地端子部を把持部に、また
は該把持部を把持した際に指の届く範囲内に設ければ、
使用者が無理なく接地電極に触れるため、筐体及びこれ
に内蔵される回路の帯電防止を効果的に図ることができ
る。また、筐体表面に配設された電源スイッチの表層部
を接地端子部とすることもできる。こうすれば、使用者
が測定のため電源スイッチを操作するのに伴い、接地電
極から使用者の身体を介して接地端子部を接地可能とで
き、稼動に先だって筐体及び内部回路の帯電を解消でき
る。また、これらを併せて、把持部を把持した際に指の
届く範囲に電源スイッチを設け、そのスイッチの表層部
を接地電極とすれば、さらに一層好便に筐体及び内蔵さ
れる回路の帯電防止を図ることができる。

【００１０】次に、本発明のイオン測定装置の第二の構
成は、大気中のイオンが吸着することにより、該大気中
のイオン濃度に応じた電位を生ずるイオン検知電極と、
該イオン検知電極に生じた電位を増幅してイオン測定信
号として出力する信号増幅回路とを含む主回路部を有
し、信号増幅回路は、イオン検知電極からの入力電圧
と、予め定められた参照電圧との差分を増幅してこれを
イオン測定信号として出力する差動増幅回路を含んで構
成され、差動増幅回路の出力電圧において、基準出力レ
ベルよりも高電圧側の第一出力域と同じく低電圧側の第
二出力域とが識別可能とされるとともに、それら第一出
力域と第二出力域との一方が正イオンの検出状態に、同
じく他方が負イオンの検出状態にそれぞれ対応するよう
に前記参照電圧のレベルが定められていることを特徴と
する。

【００１１】上記の構成によると、イオン検知電極の電
位と参照電圧との差分を差動増幅回路により増幅出力す
るとともに、差動増幅回路からの出力域が正イオンと負
イオンとの各々の検出状態に対応する２つの出力域に分
かれるように、参照電圧を設定するようにしたから、一
つの差動増幅回路を用いた簡便な回路構成により、正負
のイオンを区別して検出出力することができるようにな
る。

【００１２】次に、本発明のイオン測定装置の第三の構
成は、大気中のイオンが吸着することにより、該大気中
のイオン濃度に応じた電位を生ずるイオン検知電極と、
該イオン検知電極に生じた電位を増幅してイオン測定信
号として出力する信号増幅回路とを含む主回路部と、主
回路部に電力を供給する電源部と、電源部による主回路
部への電源投入時に、イオン検知電極に蓄積されている
電荷を放電させる放電回路とを備えたことを特徴とす
る。

【００１３】イオン検知電極に対しては、本来測定した
いイオン以外にも、吸着水分やこれに溶解した炭酸ガス
あるいはナトリウム成分などが吸着して、測定すべきイ
オンとは無関係な誤差電位が不可避的に発生することが
ある（以下誤差吸着という）。従ってイオン測定信号が
イオン検知電極が吸着した電荷に基づくものである以
上、こうした誤差吸着が生じることは、イオン測定の精
度低下に直結するため、望ましくない。そこで上記構成
のように電源投入時に誤差吸着により電極に蓄積されて
いる電荷を放電させるようにすれば、測定前の誤差吸着
等の影響が放電により必ずクリアされてから測定に移る
ことができるので、常に正確なイオン検知を行なうこと
ができる。

【００１４】なお、誤差吸着は測定中にも多かれ少なか
れ生じているので、例えば断続的に測定を繰り返す場合
には、電源投入時のみならず、その測定インターバルを
利用して放電処理を行なうようにすることもできる。ま
た、タイマを用いて周期的に放電回路が作動するように
構成してもよい。

【００１５】上記本発明のイオン測定装置の第一〜第三
の構成は任意の２以上のものを互いに組み合わせること
ができる。

【００１６】上記本発明のイオン測定装置において、報
知回路は、測定結果としてイオン濃度値を報知するもの
とできる。具体的にイオン濃度値を表示する表示部とし
ては、液晶表示装置や７セグメント表示器などを用いる
ことができる。その場合、増幅回路の出力をＡ／Ｄ変換
し、ＣＰＵを用いて濃度を数値表示することができる
が、表示態様はこれに限られるものではない。

【００１７】また、より簡便な構成として、報知回路
を、測定結果として得られたイオン濃度値の予め定めら
れた基準値に対する大小関係のみを報知するものとして
構成することもできる。具体的には基準値よりも大であ
るか小であるかの２状態をＬＥＤ等の点灯／消灯によっ
て報知することができる。

【００１８】次に、本発明のイオン発生装置は、イオン
発生電極と、そのイオン発生電極にイオン発生のために
高電圧を印加するイオン発生用高電圧発生部とを有する
イオン発生ユニットと、イオン発生ユニットの配置され
る雰囲気の環境情報を検出する環境情報検出部と、環境
情報検出部による検出結果に基づいて、イオン発生ユニ
ットによるイオンの発生動作を制御する制御部と、を備
えたことを特徴とする。

【００１９】上記の構成によると、イオン発生装置の配
置される雰囲気の環境情報を環境情報検出部により検出
し、その検出結果に基づいて、イオン発生ユニットによ
るイオンの発生動作を制御するようにしたから、雰囲気
中の環境状態に応じて発生イオン量を最適化することが
でき、ひいては常に必要十分なイオン発生効果を享受す
ることができる。イオンの発生動作は、例えばイオン発
生電極への平均印加電圧レベルを変化させることにより
制御することができる。

【００２０】環境情報検出部は、雰囲気中のイオン量を
測定するイオン測定装置を含むものとすることができ
る。この場合、制御部は、イオン測定装置によるイオン
の検出濃度レベルが予め定められた目標値に近づくよう
にイオン発生ユニットの動作を制御するものとされる。
このように構成すると、雰囲気中のイオン量をモニタし
つつ、イオン発生ユニットの動作を制御することで、雰
囲気中のイオン量を目標値近辺の常に最適の値に維持す
ることができる。

【００２１】イオン測定装置は、例えば上述した本発明
のイオン測定装置の第二あるいは第三の構成を採用する
ことができる。例えば第二の構成を用いた場合は、雰囲
気中の正負のイオンを簡便に測定しつつその測定結果に
基づいて正負のイオンを区別したイオン発生制御を合理
的に行なうことが可能となる。他方、第三の構成を用い
た場合は前述の誤差吸着の影響を効果的に回避しつつ正
確なイオン測定結果が得られ、その測定結果に基づいて
イオン発生動作を的確に制御することが可能となる。

【００２２】他方、環境情報検出部は、雰囲気中の臭い
成分及び／又は汚れ成分（以下、両者を総称して清浄阻
害成分という）を検出する清浄阻害成分検出部を含むも
のとして構成することができる。この場合、制御部は、
清浄阻害成分検出部の検出結果に基づいてイオン発生ユ
ニットの動作を制御するものとすることができる。この
構成によると、雰囲気中の臭い成分（例えばタバコの臭
いや体臭など）、あるいは汚れ成分（炭酸ガスや有機汚
染成分など）の濃度が高くなったとき、負イオン等の発
生によりその分解を促進して清浄化を図ったり、あるい
は負イオン量を相対的に増加させて臭い成分等の嗅覚等
への影響を軽減させることができる。当然、臭い成分及
び／又は汚れ成分の濃度が高くなれば、発生させるイオ
ン量を増加させるようにイオン発生動作を制御すること
が望ましいといえる。清浄阻害成分検出部としては、予
め定められた臭い成分あるいは汚れ成分の吸着により抵
抗値を変化させる酸化物等の薄膜を用いた、吸着型抵抗
センサなど、公知のものを使用することができる。

【００２３】イオン発生ユニットのイオン発生用高電圧
発生部は、圧電セラミック素子板に入力側端子と出力側
端子とが形成され、その入力側端子からの一次側交流入
力電圧を、圧電セラミック素子板の機械振動を介して一
次側交流電圧よりも高圧の二次側交流電圧に変換し、出
力側端子からイオン放出電極に向けて出力する圧電トラ
ンスを含むものとして構成することができる。圧電トラ
ンスの採用により、イオン発生用高電圧発生部の大幅な
軽量化及び小型化を図ることができる。負イオン発生を
行なう場合、イオン発生電極への電圧印加極性が負の側
に優位となるように、圧電トランスの二次側交流出力を
変換する変換手段を設ける。

【００２４】また、イオン発生電極から発生するイオン
発生量を制御する制御部を設けることができる。該制御
部は、一次側入力波形生成回路の動作制御によりイオン
発生量制御を行なうものとして構成すれば、高圧となる
２次側出力を直接制御するよりも構成が簡略で済む。

【００２５】上記の制御部は、具体的には、イオン発生
ユニットの出力電圧を断続的にスイッチングすることに
よりイオンの発生動作を制御するものとして構成するこ
とができる。圧電トランスは、使用する圧電セラミック
スの特性上、駆動電圧や駆動周波数の範囲に相当の制限
があるため、電圧或いは周波数により発生イオン量を広
範囲に制御することは難しい。しかし、断続通電方式を
採用する構成とすれば、圧電トランスでは面倒な電圧或
いは周波数制御を強いて行なわなくとも、広範囲できめ
細かいイオン発生量の制御を行なうことが可能となる。
スイッチング制御は、例えば、トランジスタ等のスイッ
チング素子により、一次側入力波形生成回路への電圧印
加をオン・オフすることによってデューティ比制御する
ことができる。

【００２６】本発明のイオン発生装置は、イオン発生電
極がイオン放出口を有する筐体内に配置される一方、イ
オン発生電極を経てイオン放出口へ向かう気流を発生さ
せる送風機と、気流を、冷凍サイクル機構を用いて冷却
又は加熱することにより空調済み気流となす空調機構と
を備えたものとして構成できる。イオン放出口はその空
調済み気流の吹き出し口に兼用される。また、環境情報
検出部は、気流源となる外気の吸入経路上に配置するこ
とができる。このように構成すれば、吸い込み外気を環
境情報検出部と接触させることにより、イオン吹き出し
対象であり、かつ気流源ともなる雰囲気中の環境情報を
的確に検知でき、ひいては雰囲気の空調状態に合わせた
最適のイオン浄化効果を達成することができる。なお、
ルームエアコンの屋外空気による換気モード、あるいは
自動車用エアコンなどにおける車外空気の取り込みモー
ドを採用する場合は、吸入する外気とは無関係に、室内
空気と接する形で適当な場所に配置された環境情報検出
部により、当該室内空気の環境情報を検出し、イオン発
生ユニットの動作を制御するように構成することもでき
る。

【００２７】例えば、本発明のイオン発生装置は、部屋
などに設置可能なほか、自動車その他の乗り物に備える
のにも好適である。特に乗用車などはその空間の大きさ
に比して長時間乗車するために、空気の浄化、殺菌、消
臭などの目的でイオン発生装置が搭載されるケースも増
えてきている。しかし機器を搭載するスペースも限られ
るため小規模に構成できるイオン発生装置が有用であ
る。またその搭載するイオン発生装置は、居住空間の狭
さや電源が限られていること、運転者が一人で乗車する
場合は余計な操作を増やすのは望ましくないことなどか
ら、イオン測定装置を備え、かつその検出した値に基づ
いて例えばイオン発生量が自動的に制御されるものであ
ることが望ましいといえる。

【００２８】イオン発生装置を例えば、乗用車に搭載す
る場合、乗用車の前部パネル部やエアコンダクトに装備
してエアコンの送風口から発生させたイオンを送出する
形態を採用することもできる。この場合、イオン検知電
極の配置箇所は、イオン発生電極の近傍とする必要性は
必ずしもなく、例えば、室内の平均的なイオン量を検出
するのに好適な別位置、例えば車内後方に配置するよう
にしてもよい。また、バスや鉄道車両等のより大型の乗
り物に搭載する場合には、車両空間の複数箇所にイオン
検知電極を配置し、例えばそれらを総合して発生量を制
御することや、あるいはイオン発生装置自体を複数配置
することも可能である。

【００２９】さらに、本発明のイオン発生ユニットは、
イオン発生電極に付着する付着物を電気的発熱により焼
失させるための電気的クリーニング機構を備えるものと
して構成できる。上記構成によれば、イオン発生電極に
付着した汚れを電気的発熱により焼失させる電気的クリ
ーニング機構を設けたので、汚れを確実かつ簡単に除去
することができ、ひいては汚れ付着によるイオン発生効
率の低下を効果的に防止ないし抑制することができる。
特に、イオン発生電極は先端が尖鋭に形成されている場
合、イオン発生電界が集中する先端部に汚れ等が付着す
ると、イオン発生効率が極めて著しく妨げられる。そこ
で、電気的クリーニング機構により、該イオン発生電極
の先端部に付着した付着物を焼失させるようにすれば、
そのような不具合防止を図る上で極めて効果的である。
この場合、イオン発生に寄与する電極の先鋭な先端部に
付着した汚れを選択的に除去するようにすれば、クリー
ニングの目的は十分に果たすことができ、かつ電気的ク
リーニング機構による電気的発熱能力をそれほど高くし
なくともよいから、装置の簡略化にも寄与する。

【００３０】なお、イオン発生電極は、対向電極を設け
てコロナ放電形態によりイオン発生を行わせることも可
能である。この場合は対向電極は集塵電極として活用す
ることもできる。他方、この構成では、発生した負イオ
ンが対向電極側に引き寄せられ、吸着や分解等によりイ
オン放出効率が必ずしも良好でない場合がある。従っ
て、集塵電極が特に必要でない場合等においては、イオ
ン発生電極を放電用対向電極を伴わない孤立電極として
構成することが、イオン発生効率を高める上で有効であ
る。この場合、イオン発生させるための放電形態は、コ
ロナ放電に近いものであると考えられるが、明確な対向
電極が存在しない点で一般に言うコロナ放電とは相違す
る。ただし、多くの場合、意図的に電極として機能させ
ることを想定はしていないが、結果的に対向電極として
機能してしまうような装置外の導電物が対向電極として
機能する結果、事実上、コロナ放電と同一の形態になる
こともありうる。

【００３１】電気的クリーニング機構は、イオン発生電
極と対向する火花放電用の火花放電対向電極と、イオン
発生電極と火花放電対向電極との間に、火花放電用の高
電圧を印加する火花放電用高電圧発生部とを備え、その
高電圧印加にてイオン発生電極と火花放電対向電極との
間に発生する放電火花により、イオン発生電極に付着し
た付着物を焼失させるように構成することができる。火
花放電を使用すれば、火花の発熱を電極表面に効果的に
集中することができ、付着した汚れ等を一層確実に除去
することができる。さらに、イオン発生電極は先端が尖
鋭に形成されている場合、火花放電対向電極を、電界集
中しやすいイオン発生電極の先端部と対向させることに
より、クリーニングのための火花放電を確実に生じさせ
ることができる。

【００３２】火花放電させる際のイオン発生電極と火花
放電対向電極との対向間隔（以下、ギャップ間隔とい
う）は、印加電圧の大きさにもよるが、例えば７０００
Ｖ程度までの電圧であれば、２ｍｍ以下、望ましくは１
ｍｍ以下とすることが、火花発生をより確実なものとす
る上で望ましい。また、放電火花の発生は連続的に行っ
てもよいし、電極温度の過度の上昇を避けるために間欠
的に行うこともできる。

【００３３】この場合、火花放電対向電極をイオン発生
電極に対して、イオン発生電極からイオン発生させるた
めの離間位置と、火花放電対向電極とイオン発生電極と
の間で放電火花を発生させるための接近位置との間で少
なくとも、相対的に接近・離間させる火花放電対向電極
移動機構を設けることができる。イオン発生時には火花
放電対向電極をイオン発生電極から離間させることで、
本来イオンを発生させるべき時期に望まざる火花放電が
生ずることを効果的に防止できる。ただし、火花放電対
向電極とイオン発生電極との対向距離を固定として、イ
オン発生時よりも高電圧を電極間に印加することによ
り、火花放電を生じさせるようにしてもよい。

【００３４】一方、電気的クリーニング機構は、イオン
発生電極を抵抗発熱させることにより、イオン発生電極
に付着した付着物を焼失させる抵抗加熱機構を含むもの
として構成することもできる。イオン発生電極を、少な
くともクリーニングしたい部位において抵抗発熱させる
ことにより、汚れ等の付着物を効果的に除去することが
できる。通電加熱機構は、例えば、イオン発生電極に当
接する当接位置と、該イオン発生電極から離間した離間
位置との間で移動可能に設けられた通電部材と、イオン
発生電極に当接させた状態にて該通電部材を介してイオ
ン発生電極に抵抗発熱用の電流を通電する通電加熱電源
部とを備えるものとして構成できる。特に、先端が先鋭
に構成されたイオン発生電極の場合、通電断面積が縮小
する該先端部に通電部材を当接させて通電を行うことに
より、イオン発生させる上で重要な電極先端部を選択的
に昇温させることができ、ひいては電極先端部の付着物
除去（クリーニング）を小電力で確実に行うことが可能
となる。

【００３５】本発明のイオン発生装置では、イオン発生
電極のクリーニングのために、予め定められたタイミン
グにて電気的クリーニング機構を自動作動させるクリー
ニング機構自動制御部を設けることができる。このよう
にすると、イオン発生電極のクリーニングを自動的に行
うことができ、イオン発生電極を常時清浄な状態に保ち
やすくなる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
基いて説明する。図１は、本発明の携帯用イオン測定装
置１の外観を示す図である。携帯用イオン測定装置１
は、その筐体に把持部２と測定部３を備え、把持部２の
側面には測定スイッチ６と接地電極７が設けられてい
る。測定部３にはイオン検知電極である測定金属板４と
報知回路を構成する報知ＬＥＤ５が備えられている。

【００３７】把持部２は測定部３より小さい軸断面積を
有するものとされ、使用者に把持しやすい形状が選ばれ
ている。また、測定スイッチ６は把持部２を持ったとき
指が楽に届く位置に配置されている。また、接地電極７
は使用者が把持部２を普通に把持した際に、指または掌
が自然に触れる位置に配置されている。接地電極７には
主回路部内にて生ずる接地端子の全てが接続され、使用
者が把持部２を把持するのに伴い、使用者の身体を介し
てそれら接地端子を接地するものとして機能する。他
方、報知ＬＥＤ５は使用しながら容易に視認できるよう
に測定部３の側面に設けられている。

【００３８】なお、イオン濃度の計測に際しての誤差の
幅は、単位時間当りに測定金属板４に衝突するイオン個
数のバラツキに関係するため、測定誤差を抑制するため
には測定金属板４がなるべく大きい方が望ましい。そこ
で、定格の量のイオンを発生させて、それをさまざまな
大きさの金属板を用いて測定したところ、金属板の表面
積が１２ｃｍ^２以上であれば、測定した場合における誤
差が、有用な誤差範囲といえるプラスマイナス１０％以
内とできることが判った。本実施例において測定金属板
４は、例えば、それよりもやや大きい２３ｍｍ×５０ｍ
ｍの広さを有する平板状のものとしてある。

【００３９】また、把持部２の接地電極７は、使用者が
これに確実に触れるように、しかるべき形態を考慮する
ことが望ましい。例えば図６（ａ）は把持部を円筒形に
することで把持部と掌の密着性を高くしている。また同
図（ｂ）では使用者がどういう方向から握っても接地電
極７と触れるように接地電極７を把持部２の全周にわた
って設けた例である。また、同図（ｃ）のように、把持
部２自体を導電性の材料を含有した（例えば金属粒子等
を分散させた）樹脂製として、把持部全体が接地電極７
として機能するようにし、特に意識せずとも使用者が接
地電極７に触れるようにしてもよい。

【００４０】また、測定部３及びその表面に備えられる
測定金属板４を、球形、半球形などに構成することもで
きる。こうすれば、立方体の一面に同一表面積の測定金
属板４を配する場合に比べて測定部３を小さく構成する
ことができ、携行の利便性を増すことができる。但し、
本実施例は、イオン発生装置などからの方向性のあるイ
オン流の検出を適確に行なうことも考慮して、図１のよ
うな形態の構成としてある。

【００４１】図２はイオン測定装置１の測定・表示回路
の構成例を示すものであり、図３に示すような測定・表
示回路が収められている。測定・表示回路は、イオン検
知電極である測定金属板４、信号増幅部１００、参照電
圧設定部１０１、比較回路部１０２、参照電圧安定化部
１０３、ＬＥＤ表示部１０４及び放電回路１０５とを備
えている。また、それら回路に電圧を供給する電源部１
０６（図３参照）も備えている。電源部１０６は電池式
であり、電池Ｂが着脱される。

【００４２】図３は測定・表示回路の詳細を示す回路図
である。参照電圧設定部１０１は、９Ｖの電源電圧を、
抵抗Ｒ１及びＲ２によって分圧設定される参照電圧（こ
こでは＋４．５Ｖ）を発生させるものであり（Ｃ１，Ｃ
２はノイズ除去用のコンデンサである）、その出力はオ
ペアンプＩＣ１Ａの＋端子に接続されている。オペアン
プＩＣ１Ａはいわゆるボルテージホロワとして機能して
いる。該参照電圧は、信号増幅部をなす単極性オペアン
プＩＣ１Ｂの＋端子に可変抵抗ＶＲ１によって微調整さ
れつつ入力されている。また、参照電圧安定化部１０３
は、参照電圧設定部１０１のオペアンプＩＣ１Ａからの
出力端子に接続され、参照電圧設定部１０１の出力に対
し、適当な負荷インピーダンスを与えることによりこれ
を安定させる役割を果たしている。

【００４３】次に、信号増幅部１００は、単極性のオペ
アンプＩＣ１Ｂと抵抗Ｒ６、Ｒ７及びコンデンサＣ４を
含んで構成され、＋端子に入力された参照電圧と、イオ
ン検知電極４がイオン吸着するのにともなって生ずる電
圧（電位）との差電圧を反転増幅する差動増幅回路を形
成している。オペアンプＩＣ１Ｂには単極性アンプを用
いているが、オペアンプＩＣ１Ｂの＋端子には参照電圧
設定部１０１からオペアンプＩＣ１Ｂの出力電圧範囲の
中間（ここでは０Ｖと９Ｖとの間の４．５Ｖ）の参照電
圧が入力されているため、−端子に入力される電圧の極
性が正負のいずれであっても検出することが可能となっ
ている。すなわち、オペアンプＩＣ１Ｂからはイオン検
知電極４の電位がゼロ（つまり正負いずれのイオンも検
出していない状態）の場合を基準として、イオン検知電
極４に生じた電位が正（つまり正イオンが吸着した状
態）であれば、参照電圧に対応して定まる基準出力レベ
ル（ここでは４．５Ｖ）より低電圧の出力（低電圧側の
第二出力域）がなされ、イオン検知電極４に生じた電位
が負（つまり負イオンが吸着した状態）であれば該基準
出力レベルより高電圧の出力（高電圧側の第一出力域）
がなされる。本実施形態では、基準出力レベルが差動増
幅回路の出力域（０〜９Ｖ）の中間に定められている。
ここでは、基準出力レベルよりも高電圧側を負イオン検
出状態、低電圧側を正イオン検出状態としているが、も
ちろん、これと逆にしてもよい。

【００４４】また、差動増幅回路の出力は、基準出力レ
ベルからの差分が負イオンないし正イオンの検出量に応
じ、差動増幅回路の出力域内で増加することとなる。な
お、差動増幅回路の増幅率は、上記差分１Ｖあたりの検
出イオン個数が２０万〜６０万個／ｃｍ^２（例えば４０
万個／ｃｍ^２）となるように定めてある。ここでは増幅
率を決める抵抗Ｒ６、Ｒ７は、それぞれ１０ｋΩ、１０
０ＭΩのものを使用しており、増幅率はおおよそ１×１
０⁵である。また、コンデンサＣ４は、ノイズやイオン
検知電極４に吸着されるイオン数のばらつき等による微
細な電圧の上下動を吸収する役割を果たす。

【００４５】次に、比較回路部１０２は、オペアンプＩ
Ｃ２Ｂに正帰還抵抗Ｒ１３を付加したヒステリシス付き
コンパレータとして構成され、可変抵抗ＶＲ２にて所定
の負イオン検出イオン量に対応した表示閾電圧の設定及
び微調整がなされている。なお、ヒステリシス付きコン
パレータとしてあるのは、測定金属板４に吸着するイオ
ン量の変化に過敏に反応しないための不感帯を設けるた
めである。一方、ＬＥＤ表示部１０４は、イオン濃度の
状態を報知ＬＥＤ５により報知するもので、オペアンプ
ＩＣ２Ｂからの出力があるとトランジスタＴＲ１が通電
し報知ＬＥＤ５が点灯する。

【００４６】大気中のイオンがイオン検知電極４に吸着
するとイオン検知電位が発生し、信号増幅部１００のオ
ペアンプＩＣ１Ｂの＋端子に入力されている参照電圧と
の差電圧が反転増幅されオペアンプＩＣ１Ｂから出力さ
れる。オペアンプＩＣ２Ｂはその出力を表示閾電圧Ｖｓ
と比較し、Ｖｓより大であれば所定レベル以上の負イオ
ン検出を報知するためにＬＥＤ表示部１０４のトランジ
スタＴＲ１をＯＮして報知ＬＥＤ５を点灯させ、Ｖｓよ
り小であればトランジスタＴＲ１はＯＦＦのままで報知
ＬＥＤ５は点灯しない。

【００４７】なお、上記のようなＬＥＤ表示部１０４に
代え、液晶表示板や７セグメント表示器などを用いて、
計測した具体的なイオン濃度値を表示するようにしても
良い。その場合、比較回路部１０２の代りに濃度値演算
部（例えばＣＰＵ）を用い、入力値のイオン濃度値への
変換と出力の表示制御とを行なう。また信号増幅部１０
０とはＡ−Ｄコンバータを介して接続する。

【００４８】次に、図３において、放電回路１０５は、
前記した誤差吸着等により測定金属板４に蓄積された電
荷を放電する回路である。ここでは、放電回路１０５は
測定金属板４に直結されており、電源投入時に上記放電
のための動作を行なう。具体的には、放電回路１０５
は、測定金属板４の放電用接地経路１０５ｂ上に設けら
れた放電スイッチング素子としてのフォトＭＯＳリレー
Ｒｙ１と、電源投入を検出して一定時間だけ放電スイッ
チング素子（フォトＭＯＳリレーＲｙ１）を放電可能状
態に維持した後、放電不能状態に切り替えるための制御
信号発生部１０５ａとを含む。

【００４９】本実施例では、制御信号発生部１０５ａ
は、電源受電後に一定時間だけ放電可能状態に対応した
第一電圧レベル状態を形成するための遅延回路部１０５
ｃ（ここでは、コンデンサＣ５と抵抗器Ｒ１７とを含
む）と、波形成形部としてのシュミットトリガインバー
タＩＳＴ１と、さらに、電源遮断時にコンデンサＣ５の
還流放電路を形成するダイオードＩＳＳと抵抗器Ｒ１６
とを含んでいる。

【００５０】図４（ａ）に示すように、放電回路１０５
は、電源が投入されると、図内のａ〜ｃ点の電位が図５
に示すタイミングチャートに従って変化する。まず、電
源が投入されるとシュミットトリガインバータＩＳＴ１
も作動を開始するが、入力側はコンデンサＣ５に電荷が
蓄積されるまではＬＯＷ入力されるため、出力側のｂ点
においてはＨの出力がなされる。これによりフォトＭＯ
ＳリレーＲｙ１がターンオンし、測定金属板４はＲｙ１
を経て設置経路１０５ｂにより接地され、蓄積されてい
た電荷が放電する。その後、コンデンサＣ５が充電され
ると、ａ点の電位は充分高くなりシュミットトリガイン
バータＩＳＴ１の入力がＨレベルになり出力であるｂ点
の電位はＬレベルとなり、フォトＭＯＳリレーＲｙ１は
オフになって測定金属板４は接地状態を解除される。な
お、コンデンサＣ５が充電されるまでの時間は測定金属
板４に蓄積された電荷を放電するために要する時間より
も十分に長いものとしてある。また、電源遮断時には、
コンデンサＣ５に蓄積された電荷はダイオードＩＳＳ１
３３と抵抗Ｒ１６からなる還流放電路を循環して放電さ
れる。

【００５１】なお、放電回路１０５は、電源投入時に動
作させる態様に限らず、例えば、信号増幅部１００の出
力（すなわちイオン測定値出力）をモニタして、その値
が一定以上（Ｖｑ）の大きさであることを検知すると、
電極板に何らかの異常が発生したと判断して放電動作を
行なうようにすることもできる。さらに、イオン発生装
置の動作中に、一定時間毎に測定金属板４の放電動作を
行なわせるようにすることも可能である。

【００５２】さらに、図４(ｂ)に示すように、放電スイ
ッチング素子(フォトＭＯＳリレーＲｙ１）の動作をＣ
ＰＵ１０７により、プログラム制御するようにしてもよ
い。図１４のフローチャートは、その制御パターンの一
例を示すものである。まず、Ｓ１においてＣＰＵに内蔵
されたタイマを参照してそれが予め定められた値であれ
ば、放電回路への出力（つまり、フォトＭＯＳリレーＲ
ｙ１の動作信号の出力）を行なうＳ５へと進む。そうで
ない場合は前回（Ｎ回目）取得のイオン濃度値を参照
し、今回（Ｎ＋１回目）取得の値と比較してその差が規
定値Ｑより大きいか否かを判定する（Ｓ２〜Ｓ４）。こ
の値がＱより大きい場合、電極板に何らかの異常が発生
した可能性を考慮してＳ５へ進み放電回路への出力を指
示する。放電回路への出力はＳ５で開始したカウンタ
が、Ｓ７で所定値に達するまで出力を維持する（Ｓ
６）。

【００５３】イオン測定装置の別の実施の形態として、
図１６に示すようなイオン測定装置１２０を考えること
もできる。イオン測定装置１２０においては、把持しや
すく幅狭に形成された把持部２から幅広に形成される測
定部３へと拡幅される形状を有している。上面には、測
定スイッチ６とスリット状の開口部を有し、該開口部に
は、筐体内部に納められた報知ＬＥＤ５を透過視認可能
な（例えば透明又は半透明の）樹脂カバーが設けられて
いる。測定金属板４は筐体前面に露出して設けられてい
る。測定スイッチ６は、図１７に示すように、測定金属
板４を測定方向に向け、把持部２を把持した場合、筐体
上面の親指の届く位置に設けられている。また、測定ス
イッチ６は、把持部２の内部に収納された乾電池Ｂから
測定部３の内部に収納された制御基板１０（主回路を搭
載している）への電力の供給をＯＮ／ＯＦＦするための
ものである。そして、同時に制御基板１０の接地端子に
接続し、使用者が触れることで人体に対し接地する接地
電極７を構成している。

【００５４】なお、イオン測定装置１２０の、内部の回
路については図２、図３と同一のものが収められている
ので、これに対する詳細な説明は省略する。

【００５５】次に、イオン測定装置８０を有するイオン
発生ユニットの実施例について説明する。図７に示すよ
うに、イオン発生ユニットとしてのイオン発生装置３０
は、プラスチック成形体にて構成された筐体としての中
空のケース３１を有する。該ケース３１の形状は特に限
定されるものではないが、ここでは前後に長いやや偏平
な形状を有し、その側面のひとつにイオン放出口３２が
形成されている。また、ケース３１の側面には、電源ス
イッチ３３が設けられている。また、イオン測定装置８
０はイオン発生装置３０とは別体構成され、これに外付
け接続されるようになっている。

【００５６】ケース３１にはイオン発生装置３０の全体
回路３４が収められている。図８は、イオン発生装置３
０の全体回路３４の構成を示すもので、電源ユニット２
８に送風機２９とイオン発生用主回路ユニット３５と
が、それぞれコネクタ１８，２０及び接続ケーブル１
９，２１を介して接続された構成を有する。一方、電源
ユニット２８には、電源プラグ２６及び電源コード２５
がコネクタ２４を介して接続されており、これらを介し
て図示しない外部交流電源（例えばＡＣ１００Ｖ）から
受電するようになっている。電源ユニット２８において
は、電源スイッチ３３及びヒューズ２３を介して受電し
た交流入力が、トランス１６にて所定電圧（例えば、pe
ak to peakにて３２Ｖ）に降圧され、さらにダイオード
ブリッジ１７により全波整流された後、コンデンサ１１
〜１３と三端子レギュレータ１４とを含んで構成された
安定化部１５により電圧が安定化されて、送風機２９と
イオン発生用主回路ユニット３５とにそれぞれ分配され
る。イオン発生用主回路ユニット３５は、図１１に示す
ような絶縁性基板１０上に実装され、イオン発生電極２
７に高電圧を印加する高電圧発生部として機能するもの
である。

【００５７】次に、図９に示すように、イオン測定装置
８０は、測定金属板９４と表示部（例えばＬＥＤ表示部
であるがこれに限定されない）９５を備える。イオン測
定装置８０の、電気的構成及びその動作は図２に示すも
のと全く同じであるので、詳細な説明は省略する。図９
の構成によると、イオン測定装置８０がイオン発生装置
３０とは別体に設けられているので、イオン発生装置３
０の設置位置に拘束されることなく、イオン測定装置８
０の設置位置を自由に選べるので便利である（例えば、
車両後部など）。本実施形態ではイオン測定装置８０か
らのイオン測定信号が信号線８０ａ（図７参照）により
有線にてイオン発生装置３０に送信されるようになって
いるが、無線送信するようにしてもよい。他方、イオン
測定装置８０をイオン発生装置３０に内蔵することもも
ちろん可能である。この場合、図７に破線で示すよう
に、測定金属板９４と表示部９５とをケース３１の前面
部に設けることができる。

【００５８】次に、図９に示すようにイオン発生装置３
０は、入力部３６、発振部３７、スイッチング部３８、
昇圧部３９及び変換部（変換手段）４０を含む。図１０
は、イオン発生装置３０の具体的な回路構成の一例を示
すものである。昇圧部３９は、圧電トランス７０を含ん
で構成される。これは、圧電セラミック素子板７１に入
力側端子７２ａ，７３ａと出力側端子７４ａとを形成
し、その入力側端子７２ａ，７３ａからの一次側交流入
力電圧を、圧電セラミック素子板７１の機械振動を介し
て一次側交流電圧よりも高圧の二次側交流電圧に変換
し、出力側端子７４ａからイオン発生電極２７に向けて
出力するものである。一方、変換部４０は、イオン発生
電極２７への電圧印加極性が負の側に優位となるよう
に、圧電トランス７０の二次側交流出力を変換するもの
である。これにより、イオン発生電極２７は主に負イオ
ン発生源として機能することとなる。

【００５９】入力部３６は、電源ユニット２８からの直
流定電圧入力をコネクタ２２（図８も参照）と調整用の
抵抗器（図示せず）を介して、回路各所に分配する役割
を果たす。一方、発振部（発振回路）３７は、直流定電
圧入力を受けて、圧電トランス７０（図１０参照）への
一次側交流入力に対応した周波数にて発振波形を生成す
る。この発振部３７は、本実施形態では、図１０に示す
ようにオペアンプ６２と、負帰還側の抵抗器５２とコン
デンサ５３にて構成される方形波発振回路を中心として
構成されている。なお、抵抗器５４，５５及び５６は、
発振入力の基準電圧、つまり、発振の電圧振幅の中心値を
規定するためのものであり、可変抵抗器５６により、そ
の設定値を変更できるようになっている。

【００６０】また、スイッチング部（スイッチング回
路）３８は、発振部３７からの波形信号を受けて、電源
ユニット２８からの直流定電圧入力を高速スイッチング
することにより、圧電トランス７０の一次側への入力交
流波形を生成する。具体的には、スイッチング部３８
は、１対のトランジスタ６５，６６を含むプッシュプル
スイッチング回路として構成されている。これらトラン
ジスタ６５，６６は、オペアンプ６２の出力（４３はプ
ルアップ抵抗である）によりオン・オフし、発振部（発
振回路）３７の発振周波数にて発振する方形波交流波形
を生じさせる。この波形が圧電トランス７０の一次側に
入力される。

【００６１】次に、昇圧部３９には圧電トランス７０が
用いられている。圧電トランス７０の圧電セラミック素
子板７１は横長板状に形成され、その板面長手方向中間
位置にて、板厚方向に分極処理された第一板状領域７１
ａと、板面長手方向に分極処理された第二板状領域７１
ｂとに区切られている。そして、第一板状領域７１ａの
両面を覆う形で、入力側端子７２ａ，７３ａが接続され
る入力側電極対７２，７３が形成される一方、第二板状
領域７１ｂの板面長手方向の端面に、出力側端子７４ａ
が接続される出力側電極７４が形成されている。

【００６２】上記の構成の圧電トランス７０では、入力
側電極対７２，７３を介して第一板状領域７１ａに対し
交流入力を行うと、第一板状領域７１ａではその分極方
向が厚さ方向であるから、長手方向に伝播する板波が板
厚方向の電界と強く結合する形となり、電気エネルギー
の大半が、長手方向に伝播する板波のエネルギーに変換
される。他方、この長手方向の板波は第一板状領域７１
ｂに伝わるが、ここでは分極方向が長手方向であるか
ら、該板波は長手方向の電界と強く結合する。そして、
入力側の交流周波数を圧電セラミック素子板７１の機械
振動の共鳴周波数に対応（望ましくは一致）させると
き、圧電セラミック素子板７１のインピーダンスは、入
力側ではほぼ最小（共振）となるのに対し出力側ではほ
ぼ最大（反共振）となり、このインピーダンス変換比に
応じた昇圧比により一次側入力が昇圧されて二次側出力
となる。

【００６３】このような作動原理を有する圧電トランス
７０は構造が簡単であり、また、鉄芯を有する巻線型ト
ランスと比較すると非常に軽量・コンパクトに構成でき
る利点がある。そして、負荷の大きい条件ではインピー
ダンス変換効率が高く、安定で高い昇圧比を得ることが
できる。また、イオン放出に伴う放電電流の発生を除け
ば負荷開放に近い条件で駆動されるイオン発生装置で
は、イオン発生に適した高圧を安定的に発生することが
でき、前記の圧電トランス特有の利点も有効に活用する
ことができる。

【００６４】圧電セラミック素子板７１の材質は、例え
ば本実施例ではジルコン酸チタン酸鉛系ペロブスカイト
型圧電セラミック（いわゆるＰＺＴ）にて構成してい
る。これは、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛との固溶体を主
体に構成されるものであり、インピーダンス変換効率に
優れていることから本発明に好適に使用できる。なお、
ジルコン酸鉛とチタン酸鉛との配合比は、ジルコン酸鉛
／チタン酸鉛のモル比にて０．８〜１．３程度とするこ
とが、良好なインピーダンス変換効率を実現する上で望
ましい。また、必要に応じてジルコニウムあるいはチタ
ンの一部を、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｍｎ等で置換す
ることもできる。

【００６５】なお、ＰＺＴ系の圧電セラミック素子板
は、駆動周波数が極端に高くなると共振尖鋭度が急速に
鈍くなり、変換効率の低下を招くことから、一次側交流
入力の周波数は、４０〜３００ｋＨｚ程度の比較的低い
周波数範囲にて、圧電セラミック素子板７１の機械的共
鳴周波数に対応した値に設定することが望ましい。逆に
言えば、圧電セラミック素子板７１の機械的共鳴周波数
が上記の周波数範囲に収まるように、圧電セラミック素
子板７１の寸法を決定することが望ましい。

【００６６】また、ＰＺＴ系の圧電セラミック素子板を
使用する場合、その一次側交流入力の電圧レベルは、負
イオンの発生効率を確保し、かつ素子の耐久性確保の観
点から、１５〜４０Ｖ程度に設定することが望ましい。
これにより、イオン発生電極２７への印加電圧レベル
は、前記の一次側交流入力の周波数範囲（４０〜３００
ｋＨｚ程度）を考慮すれば、５００〜７０００Ｖ程度
（例えば２０００Ｖ）を確保できる。

【００６７】次に、変換部４０は、この実施例では、圧
電トランス７０の出力側端子７４ａからの末端が接地さ
れ、その中間からイオン発生電極２７が分岐して接続さ
れるとともに、ダイオード７６はイオン発生電極２７の
分岐点よりも下流側に接続されている。本実施形態で
は、耐電圧を確保するために複数個（ここでは４個）の
ダイオード７６を直列接続している。

【００６８】具体的にはイオン発生電極２７を負極性に
チャージアップさせる向きの電荷移動は許容し、これと
逆向きの電荷移動を阻止してイオン発生電極２７への電
圧印加極性が負の側に優位となるように、圧電トランス
７０の二次側交流出力を変換するものである。これによ
り、イオン発生電極２７は常時負極性に帯電されてその
周囲には負イオン発生に好都合な電解勾配が生じ、負イ
オンを安定的に発生することができる。正の半波が出力
されたときはダイオード７６によって接地側への放電を
阻止し、負の半波が出力されたときはイオン発生電極２
７に入力している。

【００６９】一方、圧電トランス７０の二次側交流出力
を発振部（発振回路）３７に帰還させるための経路７５
ａ上に、帰還キャパシタンスが設けられている。圧電ト
ランス７０は、作動の安定化を図るために、圧電セラミ
ック素子板７１の共鳴周波数を中心とした比較的狭い範
囲に駆動周波数を維持することが必要である。上記のよ
うな帰還キャパシタンスを設けることは、圧電トランス
７０の駆動周波数を安定化させる上で有効である。

【００７０】本実施形態では、圧電トランス７０の圧電
セラミック素子板７１と絶縁性基板１０の基板面とが互
いに略平行となるようにしている。絶縁性基板１０は、
例えばガラス繊維強化プラスチック板等で構成される。
そして、絶縁性基板１０の裏面側において圧電セラミッ
ク素子板７１に対応する領域が金属膜電極７５にて覆わ
れており、該金属膜電極７５と圧電セラミック素子板７
１とが、絶縁性基板１０の両者の間に位置する部分とと
もに帰還キャパシタンスを構成している。なお、図１１
（ａ）は絶縁性基板１０の表面側の平面図、（ｂ）は裏
面側のレイアウトを示す表面側からの透視図、（ｃ）は
横断面図である。帰還キャパシタンスは単体のコンデン
サ部品として構成してもよいが、圧電セラミック素子板
７１を帰還キャパシタンスの構成要素の一つとして流用
することにより、コンデンサ部品を省略することが可能
となり、基板のコンパクト化に寄与する。また、圧電セ
ラミック素子板７１を絶縁性基板１０と略平行に取り付
ける構造となるので、デッドスペースが生じにくく、コ
ンパクト化に一層寄与する。なお、１０ａは実装部品の
配線パターンである。

【００７１】イオン発生電極２７は、先端をイオン放出
口３２に臨ませる形でケース３１内に配置されており、
発生したイオンが効率的にイオン放出口３２から放出さ
れる。一方、イオン発生用主回路ユニット３５は、イオ
ン放出口３２へ向かうイオン流を妨げないように、イオ
ン放出口３２から外れた位置に配置されている。そし
て、送風機２９は、そのイオン放出口３２に対応する位
置においてイオン発生電極２７の後方側に配置されてい
る。これにより、イオンを発生させるイオン発生電極２
７に対し、イオン放出口３２に向かう風を直接送ること
ができるので、イオン流を効率的にイオン放出口３２か
ら放出させることができる。送風機２９は、イオン発生
電極２７を経てイオン放出口３２へ向かう風を発生でき
る形であれば、他の位置、例えばイオン発生電極２７の
前方側に配置されていてもよい。しかしながら、オキソ
ニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）と比較して大気中の安定性が
幾分小さいヒドロキシルイオン（Ｈ_３Ｏ_２ ⁻）が負イオ
ンとして発生する場合、送風機２９を後方側に配置する
方が、前方側に配置する場合よりも、発生した負イオン
がより安定に放出できる場合がある。

【００７２】図８において、電源プラグ２６を外部交流
電源たるコンセントに接続し、電源スイッチ３３をオン
にすると直流定電圧が供給され、送風機２９及びイオン
発生用主回路ユニット３５が作動する。イオン発生用主
回路ユニット３５では、図８、図９の入力部３６にて直
流定電圧の供給を受け、発振部３７及びスイッチング部
３８の作動により方形波交流を発生させるとともに、こ
れが圧電トランス７０の入力側端子７２ａに調整用抵抗
６７（波形調整用の可変抵抗６７ａを含む）を介して一
次側交流入力として入力される。圧電トランス７０は、
前述の作動原理に従いこれを昇圧し、出力側端子７４ａ
から二次側交流出力として出力する。

【００７３】圧電トランス７０の二次側が負の半波を出
力するとき、イオン発生電極２７は負にチャージアップ
する。これにより、イオン発生電極２７の周囲には負イ
オン発生に好都合な電界勾配が生じ、周囲の空気中の分
子、例えば水分子を、ヒドロキシルイオン（Ｈ
_３Ｏ_２ ⁻）等の形でイオン化する。すなわち、負イオン
を発生させる。次いで、正の半波が出力されるときは、
イオン発生電極２７はチャージした負電荷を接地側に放
電しようとするが、この電荷の流れはダイオード７６に
より阻止される。かくして、イオン発生電極２７の負極
性帯電状態が常時維持され、負イオンを安定的に発生さ
せることができる。

【００７４】ところで、一般生活用の負イオン発生装置
として、空気清浄効果、殺菌効果あるいは消臭効果等を
有効に引き出すためには、イオン発生電極２７の電極先
端から前方側に、１ｍ離間した位置において測定される
１ｃｍ^３当りの負イオン発生量が１０万個以上のイオン
発生量を確保することが望ましい。この場合、イオン発
生電極２７への印加電圧は１０００〜３０００Ｖとする
のがよい。また、圧電トランス７０の二次側出力電圧
は、前述の通り変換部４０にて整流された負極性脈流の
形でイオン発生電極２７に印加される。イオン発生放電
がいわゆる無声放電に近い形態となる場合、空気中では
オゾンを発生しやすい問題がある。オゾンは酸化力が強
く、殺菌力や有機物等への酸化分解力にも優れている
が、発生量が多くなると不快な刺激臭が強くなってしま
う欠点がある。例えば、上記の脈流の周波数（整流前の
交流周波数で代用する）が大きすぎると、オゾン発生量
が増大してオゾン臭が強まる場合がある。この観点にお
いて、イオン発生電極２７に印加される脈流周波数は１
５０ｋＨｚ以下とするのがよく、これによってオゾン発
生量を０．１ｐｐｍ以下に留めることができ、かつ過度
のオゾン臭の発生を抑制することができる。

【００７５】他方、少量のオゾンの発生は、負イオンと
の相乗効果により殺菌効果等をより高めることができ
る。この観点において、オゾン発生量は０．０１ｐｐｍ
以上０．０４ｐｐｍ以下とするのがよい。この場合、イ
オン発生電極２７への印加電圧を１５００〜５０００Ｖ
とし、脈流周波数を５０〜１５０ＫＨｚとするのがよ
い。また、本実施形態のように、本質的に対向電極を有
さない、先鋭先端を有する接地されたイオン発生電極２
７を用いることも、オゾン発生を抑制する観点において
有効である。

【００７６】次に、本実施形態のイオン発生装置３０
は、イオン測定装置８０の測定結果に基づいて、制御部
１１０によりイオン発生動作が制御されるようになって
いる。図９には、その制御系のブロック図を簡略化して
示している。具体的には、イオン測定装置８０が測定す
るイオン濃度が予め定められた目標値（あるいは範囲）
に維持されるよう、ＣＰＵを主体とする制御部１１０が
イオン発生装置３０のイオン発生動作を制御する。

【００７７】本実施形態においては、図１０において、
１次側交流入力を作るための発振部３７の発振動作の継
続／停止により、圧電トランス７０の動作をデューティ
比制御し、イオン発生量の平均値を変化させるようにし
ている。具体的には、オペアンプ６２の＋端子に、電源
電圧（＋３２Ｖ）と抵抗器５４及び５５（５６は微調整
用である）とにより分圧調整されたｊ点の電圧が、方形
波発振の基準電圧（ゼロでない正の一定値である）とし
て入力されるようになっているが、ｊ点を接地レベルに
落とすための接地線５７ａが設けられ、ここにスイッチ
ング素子としてのトランジスタ５７が設けられている。

【００７８】オペアンプ６２の−端子には、コンデンサ
５３と抵抗器５２との時定数により周期的に変動するｋ
点の電圧（単極性オペアンプ６２の出力フィードバック
を受けるので、常に負でない値となる）が入力される。
そして、トランジスタ５７がＯＮであれば、ｊ点の電圧
は基準電圧となるから、ｋ点の電圧との大小関係により
一定周期の方形波発振がなされる。他方、トランジスタ
５７がＯＦＦのときは、ｊ点の電圧は接地レベルとな
り、ｋ点の電圧は常にこれよりも大きくなるので、オペ
アンプ６２の発振ひいては圧電トランス７０の動作は停
止する。

【００７９】そして、制御部１１０は、イオン測定装置
８０からのイオン測定信号（信号増幅部１００の出力で
ある）を受け、例えばそのイオン測定信号の目標値から
の隔たりに応じたデューティ比のスイッチング信号をト
ランジスタ５７に向けて出力する。これにより、トラン
ジスタ５７は、該デューティ比によりオン／オフされ、
圧電トランス７０も該デューティ比により動作／停止を
繰り返してイオン発生量が調整されることとなる。

【００８０】図１２においては、制御部１１０は、信号
増幅部１００からのイオン検出電圧と、公知の三角波
（あるいはのこぎり波）発生回路１１３の波形とをコン
パレータ１１２に入力することにより、該コンパレータ
１１２にトランジスタ５７へデューティ比スイッチング
出力させる形としている。また、図１３のように、信号
増幅部１００からの出力電圧をＡ／Ｄ変換部１０８にて
Ａ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１０７におけるプログラム処理に
より、トランジスタ５７へデューティ比スイッチング出
力を行なわせるようにしてもよい。

【００８１】なお、上記実施形態では、イオン発生量測
定装置８０によるイオン検出量に基づいて、イオン発生
装置３０の動作を制御するようにしていたが、例えば図
２９に示すように、臭いセンサ２１３あるいは汚れセン
サ２１２の検出状態に基づいてイオン発生装置３０の動
作を制御するようにしてもよい。例えば、臭い成分や汚
れ成分の検出量が多いほど、イオン発生装置３０による
負イオン発生量が多くなるように制御を行なうことがで
きる。

【００８２】なお、本発明の効果を確認するために、以
下の実験を行った。すなわち、図７に示すイオン発生装
置３０を、図１０の回路構成の負イオン発生装置３０を
有するものとして構成した。圧電セラミック素子板７１
の組成として、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛と配合比はモ
ル比でほぼ１：１、添加元素としてＮｂを約２重量％含
有するものを選定し、例えば長さ５２ｍｍ、厚さ１．８
５ｍｍ、幅１３ｍｍの寸法に形成した。また、イオン発
生電極２７は厚さ約０．２ｍｍのＮｉ板にて構成し、そ
の放電部は、長さ約５ｍｍにて尖鋭に形成した。絶縁性
回路基板１０はガラス繊維強化プラスチック板にて構成
した。

【００８３】そして、圧電トランス７０への一次側交流
入力の周波数を約７０ｋＨｚとして圧電トランスへの入
力側電圧を様々に変動させて作動させた。そして、その
状態にて、イオン発生電極２７の電極先端から前方側に
１ｍ離間した位置において、１ｃｍ^３当りの負イオン発
生量を市販のイオンカウンタ（供給元：日本ＭＪＰ株式
会社、製品名：エアーイオンカウンタ、Ｎｏ．ＩＣ−１
０００）を用いて測定した。その結果、入力電圧（peak
to peak）にて７Ｖ前後で出力側電圧は１０００Ｖ（pe
ak to peak）に近づき、４００個／ｃｍ^３程度のイオン
発生が認められた。また、入力電圧を増加させるに伴
い、出力側電圧及びイオン発生量は単調に増大し、入力
１０Ｖにて出力約１６００Ｖ、イオン発生量は測定装置
フルスケールの略２００万個／ｃｍ^３に到達した。ま
た、オゾン発生量を市販のオゾン濃度計（荏原実業
（株）製、ＡＥＴ−０３０Ｐ）にて測定したところ、オ
ゾン発生量は０．０１〜０．２１ｐｐｍであり、オゾン
臭も感じられなかった。その後、入力を３３Ｖまで増加
させたところ、出力は約５８００Ｖまで増加した。な
お、イオン発生量はさらに増加していると推測された
が、スケール飽和のため確認できなかった。

【００８４】図７のイオン発生装置３０は、イオン発生
電極２７に向けて気流を送る送風機（シロッコファン）
２９をケース３１内に組み込んだ構成であったが、イオ
ン発生機構を冷暖房等の空調装置内に組み込んで、その
空調された気流に発生したイオンを混入させる構成も可
能である。具体的には、気流を、冷凍サイクル機構を用
いて冷却又は加熱することにより空調済み気流となす空
調機構を備え、イオン放出口をその空調済み気流の吹き
出し口に兼用する構成とすることができる。

【００８５】図１５（ａ）は、そのような空調機構（エ
アコンユニット）２００を概念的に示すものである。冷
凍サイクル機構は、閉回路を構成する冷媒ガスの主配管
１９９、その配管経路上に設けられて冷媒ガスを圧縮す
るコンプレッサー２０５、その圧縮された冷媒ガスをラ
ジエター（放熱部）２０８により冷却して液化させる凝
縮器２０６、減圧絞り機構等により構成され、液化した
冷媒ガスを減圧する減圧器２０７、減圧した冷媒ガスを
冷却対象物である気流と管壁間接的に接触させて蒸発さ
せ、該冷媒ガスの蒸発時の気化熱を気流から奪ってこれ
を冷却する蒸発器２０４とを含む。このような冷凍サイ
クル機構自体は公知のものであるので詳細な説明は省略
する。

【００８６】蒸発器２０４は空調機ケース３１０１に収
納されるとともに、図１５（ｃ）に示すように、ファン
２０９により、該空調機ケース３１０１に形成された気
流取り込み口２０１ｃからフィルタＦを介して外気が吸
入され、蒸発器２０４と接触することにより冷却された
後、吹き出しダクト２０１ａを通って吹き出し口２０１
ｄから空調済み気流となって吹き出される。以上は、冷
房として使用する場合の動作であるが、コンプレッサー
２０５による圧縮冷媒ガスの送り方向を反転可能に構成
し、反転駆動時において凝縮器２０６と蒸発器２０４と
の機能を入れ替えることにより、凝縮器として機能反転
させられた蒸発器２０４により外気を加熱して吹き出す
こと、すなわち暖房として使用することも可能である。

【００８７】そして、空調済みの気流は、筐体としての
吹き出しダクト２０１ａ内の取付け部２０３上に配置さ
れたイオン発生電極２７と接触し、負イオンを含んだ空
調済み気流となって放出される。なお、図１５（ｂ）に
示すように、含有させる負イオン量を増加させる目的
で、複数のイオン発生電極２７を吹き出しダクト２０１
ａ内に設けることもできる。この場合、個々のイオン発
生電極２７に対応してイオン発生用主回路ユニット３５
も複数設けることができる。また、ファン回転数により
吹き出す気流量が調整可能となっている場合には、作動
させるイオン発生電極２７及びイオン発生用主回路ユニ
ット３５の組の数を増減させること、具体的には吹き出
す気流量が多い場合に、より多くのイオン発生電極２７
及びイオン発生用主回路ユニット３５の組を作動させる
ように構成することもできる。

【００８８】また、上記のようにエアコンユニット２０
０にイオン発生装置を組み合わせる場合においても、図
２９に示すように、イオン発生量測定装置８０、臭いセ
ンサ２１３及び汚れセンサ２１２の、１ないし２以上の
もの（以下、環境情報検出部３０４と総称する）の検出
状態に基づいて、イオン発生装置３０の動作を同様に制
御することが可能である。この場合、図１５（ｃ）に示
すように、環境情報検出部３０４は、気流源となる外気
の吸入経路上、例えば気流取り込み口２０１ｃに臨む位
置、あるいは吸い込んだ気流の通路となるダクト内に配
置することができる。

【００８９】以下、電気的クリーニング機構を備えたイ
オン発生装置の実施形態について説明する。図１８はそ
の一例を示す平面断面図である。ケース３１内には、イ
オン発生電極２７と、前記した全体回路３４を構成する
イオン発生用主回路ユニット３５とが設けられている。
イオン発生電極２７は金属、例えばＮｉ又はＮｉ合金に
より、先端が尖鋭に形成される。ここでは、本体部先端
に尖鋭な放電部２７ａ（以下先端部２７ａ）が一体化さ
れた板状形態をなしており、本体部７ｂにおいてねじ等
によりによりケース３１内に取り付けられている。な
お、図７に示すイオン発生装置３０のケース内レイアウ
トも、後述する電気的クリーニング機構７９の部分を除
いて、基本的に該図１８と同様に構成できる。

【００９０】次に、図１８のイオン発生装置１０００
（あるいは同様のイオン発生ユニットを組み込んだ、図
１５等と同様のエアコンユニット２００）には、イオン
発生電極２７に付着する付着物、具体的にはイオン発生
電極２７の先端部２７ａに付着した、埃や油分その他の
汚れ物質からなる付着物を電気的発熱により焼失させる
電気的クリーニング機構７９を備えている。電気的クリ
ーニング機構７９は、具体的には、イオン発生電極２７
と対向する火花放電用の火花放電対向電極８３を有す
る。そして、圧電トランス７０を含む昇圧部３９と変換
部４０とからなる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２７と火花
放電対向電極８３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。そして、その高電圧印加
にてイオン発生電極２７と火花放電対向電極８３との間
に発生する放電火花により、イオン発生電極に付着した
付着物が焼失・除去される。なお、火花放電対向電極８
３は接地しておくこともできるが、火花放電時間が短け
れば装置キャパシタンスにて放電電流を吸収することが
できるので、特に接地しない構成としてもよい。

【００９１】火花放電対向電極８３はイオン発生電極２
７の先端部２７ａと対向する形で配置される。具体的に
は火花放電対向電極８３は棒状に形成され、その棒状の
火花放電対向電極８３の先端面又は側面（本実施形態で
は側面）がイオン発生電極２７の先端部２７ａと対向す
る。

【００９２】また、図２０に示すように、火花放電対向
電極８３をイオン発生電極２７に対して、イオン発生電
極２７からイオン発生させるための離間位置（（ｂ））
と、火花放電対向電極８３とイオン発生電極２７との間
で放電火花を発生させるための接近位置（（ａ））との
間で少なくとも、相対的に接近・離間させる火花放電対
向電極移動機構７８が設けられている。ここでは、イオ
ン発生電極２７の位置が固定とされ、火花放電対向電極
移動機構７８は火花放電対向電極８３を移動させるもの
として構成されている。

【００９３】図１８に示すように、電気的クリーニング
機構７９は、イオン発生電極２７のイオン放出方向に対
して側方に位置し、火花放電対向電極移動機構７８は、
イオン発生電極２７の先端を正面から臨む向き（つまり
イオン放出方向）に対して略直角に交差する方向におい
て、棒状の火花放電対向電極８３を軸線方向に接近・離
間させるようになっている。このようにすると、退避位
置に移動した火花放電対向電極８３が、イオン発生電極
２７の先端から放出されるイオン流をさえぎりにくいの
で都合がよい。

【００９４】具体的には、火花放電対向電極移動機構７
８は、ケース３１の底部３１ａに取り付けられたソレノ
イド８８を含み、その進退ロッド８１の先端部に結合部
材８２を介して棒状の火花放電対向電極８３の後端部が
結合されており、進退ロッド８１がソレノイド８８によ
って進退駆動されることにより、火花放電対向電極８３
の先端部８３ａがイオン発生電極２７の先端部２７ａに
向けて接近・離間する。なお、８４ａはソレノイド８８
を固定するための位置決めプレートである。また、８４
は火花放電対向電極８３が挿通されるガイド穴を有した
ガイドプレートであり、火花放電対向電極８３がイオン
発生電極２７に向けて略水平に接近・離間するから、火
花放電のギャップ形成精度を高めることができる。

【００９５】図１９は、火花放電対向電極移動機構７８
の電気的構成の一例を示す回路図である。ソレノイド８
８は、コネクタ８７より直流電源に接続されている。本
実施形態では、イオン発生用主回路ユニット３５と電源
（ここでは直流３２Ｖ）共有されている。他方、ソレノ
イド８８の付勢信号は、スイッチ機構８５（本実施形態
ではフォトＭＯＳにて構成している）を介してクリーニ
ング機構制御部８６より供給される。クリーニング機構
制御部８６は、出入力ポート８６ａと、これに接続され
たＣＰＵ８６ｂ、ＲＡＭ８６ｃ及びＲＯＭ８６ｄとが組
み込まれたマイクロプロセッサにて構成され、ＲＯＭ８
６ｄには火花放電対向電極移動機構７８の動作制御プロ
グラムが書き込まれている。ＣＰＵ８６ｂは、ＲＡＭ８
６ｃをワークエリアとして動作制御プログラムを実行す
ることにより、放電対向電極移動機構７８の動作制御主
体として機能する。クリーニング機構制御部８６が火花
放電対向電極移動機構７８の駆動指令信号を発すると、
フォトＭＯＳ８５がターンオンし、ソレノイド８８が直
流駆動電圧を受電して付勢されるようになっている。

【００９６】図２５（ａ）に示すように、火花放電対向
電極８３はソレノイド８８の付勢によりイオン発生電極
２７に向けて接近する。その前進限界位置において、火
花放電対向電極８３の先端部８３ａはイオン発生電極２
７の先端部２７ａに対し、電極板厚方向におけるいずれ
か一方の側に所定量のギャップｇが形成されるように位
置決めされる。例えば、この状態でイオン発生電極２７
に放電用の電圧、ここでは１０００〜３０００Ｖのイオ
ン発生用電圧を印加しておくことで、ギャップには放電
火花ＳＰが発生し、火花による熱集中によりイオン発生
電極２７の先端部２７ａに付着した埃や汚れなどの付着
物が焼き飛ばされる。他方、火花放電対向電極８３が後
退すればギャップｇが拡大し、これが火花放電可能限界
距離ｇmaxを超えると放電火花の発生は停止する。しか
しながら、イオン発生電極２７には引き続きイオン発生
電極２７にイオン発生用電圧が印加されているから、火
花放電が終了するとともに直ちにイオン発生モードに移
行することができる。

【００９７】なお、火花放電のためのギャップ形成形態
及び火花放電対向電極８３のイオン発生電極２７に対す
る接近・離間形態は上記の態様に限られるものではな
く、種々の形態が可能である。例えば、図２５（ｂ）
は、イオン発生電極２７の先端に火花放電対向電極８３
の先端部８３ａ側面が対向してギャップ形成するように
するとともに、火花放電対向電極８３をイオン発生電極
２７の先端に対して前方側から接近・離間させる方式
（あるいは、イオン発生電極２７の板厚方向において接
近・離間させるようにしてもよい）の例を示している。
図２５（ｃ）は、イオン発生電極２７の先端に火花放電
対向電極８３の中間部側面が対向してギャップ形成する
ようにするとともに、イオン発生電極２７の板厚方向に
おいて接近・離間させる方式を示している。図２５
（ｄ）は、火花放電対向電極８３の曲げて形成された先
端部８３ａを、イオン発生電極２７の先端に前方側から
接近・離間させる方式を示すものである。

【００９８】以上、火花放電対向電極８３を、火花放電
不能となるように遠方に設定された離間位置から、火花
放電可能な所定量のギャップが形成される接近位置へ移
動させることにより火花放電させる例を示したが、例え
ば図２１に示すように、火花放電対向電極８３をイオン
発生電極２７に一旦当接させ、その状態から火花放電対
向電極８３を後退させることによりギャップ形成して火
花放電させる方式を採用してもよい。この場合、火花放
電対向電極８３の接近時の前進限界位置を、自由状態で
は電極先端部２７ａの位置を横切って反対側に多少突出
する形となるように調整しておき、イオン発生電極２７
との当接によりソレノイド８８の付勢解除時の復帰用ス
プリング８１ａを押し戻すようにすれば、スプリング８
１ａの弾性変形により、イオン発生電極２７に過度の押
し付け力が作用することを防止することができる。

【００９９】図２３（ａ）に示す離間状態（ギャップ量
は火花放電不能なｇ0になっている）から（ｂ）に示す
接触状態へ移行し、次いでソレノイド８８の付勢解除等
により火花放電対向電極８３が後退を開始すると、同図
（ｃ）に示すように、イオン発生電極２７との間にギャ
ップが形成されて直ちに放電火花ＳＰが発生し、付着物
Ｄが焼ききられる。放電火花ＳＰは、（ｄ）に示すよう
に、ギャップ量が火花放電可能限界距離ｇmaxに到達す
るまでは持続するが、ｇmaxを超えた時点で停止する
（図２３（ｅ））。ｇmaxは、例えば印加電圧が１００
０〜２０００Ｖの場合、おおむね１ｍｍ以下である。

【０１００】なお、火花放電対向電極移動機構７８はソ
レノイドを使用する態様に限らず、図２２（ａ）に示す
ように、モータ９３を用いた前進・後退機構を用いても
よい。ここでは、火花放電対向電極８３（ここでは針状
に形成している）の基端側にベース９０を介してラック
９１を取り付け、これとかみ合うピニオン９２を正逆両
方向に回転可能かつ任意の位置を保持可能なモータ９３
にて駆動するようにしている。例えば、図２３に示すよ
うに、火花放電対向電極８３の後退時のギャップ形成に
より火花放電させる態様では、モータ９３の速度制御に
より、火花放電可能限界距離ｇmaxに到達するまでの時
間、すなわち火花放電の持続時間を自由に調整すること
が可能になるほか、任意のギャップ量にて火花放電対向
電極８３を停止保持させることもできる。例えば、汚れ
付着が大きかったり、温度・湿度等が高く汚れ除去が行
いにくい場合等に、ギャップ間隔を短くして火花放電の
エネルギーを集中させ、汚れ除去のパワーを増大させた
りするといった方式も可能となる。

【０１０１】図２４は、種々の動作パターンの例を示す
ものであり、縦軸は形成されるギャップ量ｇを、横軸は
時間を表している。（ａ）は、まず離間位置（ｇ＝ｇ
0）から当接位置（ｇ＝０）へ火花放電対向電極８３が
移動し、次いで離間しながらギャップ量ｇが次第に大き
くなる様子を示す。ｇ＝０からギャップ量が増加し始め
てｇmaxに到達するまでの時間ｔａが火花放電の持続時
間である。（ｂ）は、初期段階にて火花放電対向電極８
３の移動速度を小さくすることにより、火花放電の持続
時間ｔｂを大きくした例を示す（この方式は、ソレノイ
ド８８を用いる場合においても、オイルダンパー等によ
る減速後退機構を設ければ実現可能である）。また、
（ｃ）は、ｇmaxに到達するまでの間に、所定のギャッ
プ値ｇsにて火花放電対向電極８３を停止保持する期間
を設けることにより、火花放電の持続時間ｔｃを大きく
した例を示す。

【０１０２】また、図２４（ｄ）は、火花放電対向電極
８３をイオン発生電極２７に当接させず、初期ギャップ
量ｇ0から、ｇmax以下の放電ギャップ値ｇsに一定時間
ｔｄだけ保持させる制御パターンを示すものである。例
えば図中破線で示すように、付着物の除去が行いにくい
場合には、放電ギャップ値ｇsをより小さいｇs’とする
こともできる。

【０１０３】また、図２２（ｂ）に示すように、火花放
電対向電極８３を位置固定とし、イオン発生電極２７を
火花放電対向電極８３に向けて接近・離間させる方式も
採用可能である。この例では、火花放電対向電極８３が
固定ベース９６に保持されるとともに、ソレノイド８８
により進退駆動される可動ベース９７にイオン発生電極
２７が取り付けられており、ソレノイド８８の付勢によ
り可動ベース９７とともにイオン発生電極２７が火花放
電対向電極８３に向けて接近することとなる。

【０１０４】次に、前述のマイクロプロセッサからなる
クリーニング機構制御部８６は、制御プログラムによ
り、電気的クリーニング機構７９を、イオン発生電極２
７のクリーニングのために、予め定められたタイミング
にて自動作動させるクリーニング機構自動制御部として
機能させることができる。このクリーニング機構自動制
御部は、例えば、イオン発生装置１０００の電源投入時
に電気的クリーニング機構を作動させるものとして構成
することができる。本実施形態では、イオン発生装置の
電源スイッチを入れると、クリーニング機構制御部８６
は電源投入信号を受け、これをトリガとしてクリーニン
グ機構７９の動作プログラムをスタートさせる。図２６
（ａ）は、この場合のタイミングチャートの一例を示す
もので、イオン発生電圧の供給が開始されるとともに、
クリーニング機構の作動回路（以下、クリーニング回路
ともいう）が作動して（作動状態をＨレベルにて表して
いる）、イオン発生電極２７のクリーニングがなされ
る。これにより、イオン発生装置１を使用する際には、
イオン発生モードに入る前に、まずイオン発生電極２７
のクリーニングが行われるので、汚れ付着によりイオン
発生が妨げられる不具合を確実に防止することができ
る。

【０１０５】なお、図２６（ｂ）に示すように、クリー
ニング機構制御部８６は、イオン発生装置の電源投入
後、予め定められた時間（Ｔ）が経過したときに電気的
クリーニング機構７９を作動させるものとして構成する
こともできる。このようにすれば、イオン発生装置１０
００の作動中において定期的にイオン発生電極２７のク
リーニングがなされる形となるので、イオン発生電極２
７はより恒常的に清浄な状態に維持することが可能とな
る。

【０１０６】この場合、図２６（ｃ）に示すように、ク
リーニング機構制御部８６は、イオン発生装置の積算作
動時間が所定値（Ｔ）に達した場合に電気的クリーニン
グ機構７９を作動させるものとして構成することもでき
る。このような構成は、例えば図１９に示すように、ク
リーニング機構制御部８６を構成するマイクロプロセッ
サのＲＡＭ８６ｃ内に、積算作動時間計測手段として機
能する積算タイマーメモリを形成することにより、公知
のタイマープログラムにて容易に実現できる。なお、イ
オン発生装置１０００の主電源がオフになっている場合
でも、積算タイマーがクリアされないように、マイクロ
プロセッサの電源端子には、バックアップ用の電源部
（本実施形態では、コンデンサ８６ｅにて構成してお
く）を接続しておく。また、電気的クリーニング機構の
作動により一旦クリーニングがなされた後には、これに
対応して積算作動時間の計測値、つまり積算タイマーメ
モリの内容をリセットするように、制御プログラムを組
んでおくことが望ましい。

【０１０７】また、環境情報の検出やタイマによる自動
制御によってクリーニング動作を行なうのでなく、手動
で動作する構成も考えることができる。例えば、筐体３
１の外部に、クリーニング機構を作動させるスイッチ等
を設け、そのスイッチをトリガとしてソレノイド８８が
動作しクリーニングを行なう構成とすることができる。
火花放電対向電極８３の接近離間動作を、手動操作によ
り、直接機械的に行なうより単純な構成の採用も可能で
ある。もちろん、手動操作の機構と自動制御によるクリ
ーニングとを並存させていてもよい。

【０１０８】次に、本発明のイオン発生装置には、イオ
ン発生装置の配置される環境状態を反映した環境情報検
出部と、その環境情報検出部の出力情報に基づいて電気
的クリーニング機構の作動を制御するクリーニング機構
制御部８６を設けることができる。イオン発生電極２７
への付着物の付着状況や、その付着の強さ（あるいは除
去の難易度）は、気流源となる周囲の空気環境によって
変化する場合がある。上記の構成によると、環境情報検
出部により空気環境の状態を検出し、その検出結果に応
じてイオン発生電極２７のクリーニングが十分になされ
るように、最適条件にて電気的クリーニング機構の作動
を制御することができるようになる。その結果、周囲の
空気環境がどのような状態であっても、常にイオン発生
電極２７を清浄な状態に保つことができ、ひいては良好
なイオン発生状態を確保することができる。

【０１０９】図２９を援用して説明すれば、イオン発生
機構の制御部１１０は、マイクロプロセッサを主体に構
成されたクリーニング機構制御部８６を包含したものと
して構成でき、環境情報検出部として公知の温度センサ
２１０、湿度センサ２１１、汚れセンサ２１２及び臭い
センサ２１３（これらの一部のみが接続されていてもよ
い）が接続されている。さらに、制御対象としてのイオ
ン発生装置３０（イオン発生用主回路ユニット３５とイ
オン発生電極２７とからなる）、前記したものと同様の
構成の電気的クリーニング機構２１６及びエアコンユニ
ット２００が接続されている。

【０１１０】制御回路１１０は、例えば温度センサ２１
０の検出する温度が高くなるほど、湿度センサ２１１の
検出する湿度が高くなるほど、イオン発生電極２７のク
リーニングのための電気的発熱の出力（例えば火花放電
のための電圧）や、発熱時間（火花放電の持続時間）の
少なくともいずれかを増加させることにより、汚れが除
去しにくくなる温度あるいは湿度の高い状況下において
も、イオン発生電極２７のクリーニングを必要十分なレ
ベルにて行うことができるようになる。なお、温度ある
いは湿度の増加に対して、電気的発熱の出力や発熱時間
は連続的に（つまり無段階に）増加させてもよいし、基
準温度値あるいは湿度値を境に段階的に増加させるよう
にしてもよい。

【０１１１】また、臭いセンサ２１３や汚れセンサ２１
２の検出する臭いあるいは汚れのレベルが高いほど、イ
オン発生電極２７のクリーニングのための電気的発熱の
出力（例えば火花放電のための電圧）や、発熱時間（火
花放電の持続時間）の少なくともいずれかを増加させる
ように構成することもできる。例えば上記のような機能
をエアコンユニット２００に組み込む場合、図１５
（ｃ）に示すように、汚れセンサ２１２は、フィルタＦ
の汚れを光反射等により検出する光センサにより構成す
ることができる。

【０１１２】さらに、図２９に示すように、イオン発生
電極２７からの発生イオン量を測定するイオン発生量測
定装置３０を設け、クリーニング機構自動制御部として
の機能も兼ねる制御回路１１０は、発生イオン量が予め
定められたレベル以下となった場合に、イオン発生電極
のクリーニングのために電気的クリーニング機構２１６
を作動させるものとすることができる。すなわち、イオ
ン発生電極２７への汚れの付着状況は、イオン発生量に
最も直接的な情報として現われるので、これを検出する
とともに、その発生イオン量が所定値以下となった場合
にイオン発生電極２７のクリーニングを行うようにすれ
ば、電極７を常に清浄な状態に保つことができるように
なり、ひいては安定的なイオン発生状態を常に確保する
ことができる。

【０１１３】なお、電気的クリーニング機構は、図２７
に示すように、イオン発生電極２７を抵抗発熱させるこ
とにより、イオン発生電極２７に付着した付着物を焼失
させる抵抗加熱機構を含むものとして構成することもで
きる。図２７の例では、イオン発生電極２７に当接する
当接位置と、該イオン発生電極２７から離間した離間位
置との間で移動可能に設けられた通電部材１８３と、イ
オン発生電極２７に当接させた状態にて該通電部材１８
３を介してイオン発生電極２７に抵抗発熱用の電流を通
電する通電加熱電源部９８とを備えるものとして構成さ
れている。具体的には、棒状の通電部材１８３がソレノ
イド８８により、イオン発生電極２７の先端部２７ａに
対して接近・離間駆動されるようになっている。また、
通電部材１８３の基端部に通電端子８２が一体化され、
ここに直流の通電加熱電源部９８が接続される。そし
て、通電加熱時には通電部材１８３をイオン発生電極２
７に当接させ、これを直接通電することにより、先鋭に
断面縮小された先端部２７ａを選択的に発熱させて付着
した汚れ等を焼き飛ばすようにする。

【０１１４】また、昇圧部３９に使用するトランスは、
図２８に示すような巻線式のトランス２２１を用いても
よい（２２０は交流電源であり、２２２は負極性印加整
流用のダイオードである）。この構成によると、圧電ト
ランスの共鳴周波数に合わせた高周波交流が不要とな
り、商用交流（例えば５０ないし６０ＨｚのＡＣ１００
Ｖ）により直接駆動することも不可能ではなくなる。ま
た、発振部も当然省略できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイオン測定装置の外観図。

【図２】イオン測定装置の主回路部の回路構成を示すブ
ロック図。

【図３】図１のイオン測定装置の具体的な回路の一例を
示す回路図。

【図４】放電回路の作用説明図と、変形例を示す図。

【図５】図４に示す放電回路の、電源投入時及び電源遮
断時の各点における電位の変化を示すタイミングチャー
ト。

【図６】イオン測定装置の筐体の変形例。

【図７】イオン発生装置と、外付け接続されたイオン測
定装置を示す図。

【図８】図７のイオン発生装置の、電気系統の全体構成
の一例を示す回路図。

【図９】イオン発生用主回路ユニットの構成を示すブロ
ック図。

【図１０】負イオンを発生するように構成された、イオ
ン発生用主回路ユニットの具体的な回路構成を示す回路
図。

【図１１】イオン発生用主回路ユニットのセラミック基
板部分の正面図、裏面図及び下面図。

【図１２】図１１の内部回路を構成する制御部の一例を
示す回路図。

【図１３】図１１の内部回路を構成する制御部の別の一
例を示す回路図。

【図１４】放電回路をＣＰＵによって制御する場合の、
制御の過程をしめすフローチャート。

【図１５】イオン発生装置を組み込んだ空調装置を概念
的に示す模式図。

【図１６】本発明のイオン測定装置の別の実施例を示す
三面図。

【図１７】図１６に示すイオン測定装置の作用を示す斜
視図。

【図１８】電気的クリーニング機構を組み込んだイオン
発生装置の実施形態の一例を示す平面断面図。

【図１９】電気的クリーニング機構の一例を示す回路
図。

【図２０】火花放電対向電極移動機構の一例を作用とと
もに示す側面図。

【図２１】火花放電対向電極をイオン発生電極に当接さ
せる場合の説明図。

【図２２】火花放電対向電極移動機構のいくつかの変形
例を示す模式図。

【図２３】火花放電対向電極をイオン発生電極に当接さ
せ後、後退させるときに火花放電させる過程を説明する
図。

【図２４】火花放電対向電極の移動に伴う火花放電用の
ギャップ量の制御パターンをいくつか例示して示す図。

【図２５】火花放電対向電極のイオン発生電極に対する
種々の駆動パターンを模式的に示す説明図。

【図２６】電気的クリーニング機構の種々の作動制御例
を示すタイミングチャート。

【図２７】通電加熱方式を用いた電気的クリーニング機
構の例を示す模式図。

【図２８】昇圧部を巻線式トランスにて構成する例を示
す図。

【図２９】種々の環境情報検出部の検出結果に基づい
て、イオン発生装置の動作及び電気的クリーニング機構
の作動制御を行う場合の電気的構成例を示すブロック
図。

【符号の説明】

１、８０、１２０イオン測定装置２把持部３測定部４、９４測定金属板５、９７報知ＬＥＤ７接地端子２８電源ユニット２９送風機３０、１０００イオン発生装置３２イオン放出口３７発振部３８スイッチング部４０変換部５７トランジスタ７０圧電トランス７１圧電セラミック素子板７５金属膜電極７６ダイオード７９電気的クリーニング機構１００信号増幅部１０２比較回路部１０４ＬＥＤ表示部１０５放電回路１０６電源部１０７ＣＰＵ１１０制御部１１２コンパレータ２００空調機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２４Ｆ 1/00 Ｆ２４Ｆ 1/00 ３７１Ｂ３７１ＺＦターム(参考） 3L051 BC02 BC10 4C080 AA09 BB02 CC01 HH02 KK02 MM01 QQ11 4D054 AA11 CA18 CA19 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大気中のイオンが吸着することにより、
該大気中のイオン濃度に応じた電位を生ずるイオン検知
電極と、該イオン検知電極に生じた電位を増幅してイオ
ン測定信号として出力する信号増幅回路と、該信号増幅
回路からのイオン測定信号出力に基づいて、前記大気中
のイオン測定結果の報知を行なう報知回路とを含む主回
路部と、前記主回路部に電力を供給する電池式の電源部と、前記イオン検知電極と前記主回路部と前記電源部とが一
体的かつ携行可能に組み付けられるとともに、イオン測
定時に使用者によって把持される把持部を備えた筐体と
を有し、前記筐体内に収められた前記主回路部内にて生ずる接地
端子の一部又は全てを、前記筐体表面に露出する形態に
て設けられた接地電極に接続し、前記接地電極から使用
者の身体を介して前記接地端子部を接地可能としたこと
を特徴とするイオン測定装置。
【請求項２】前記接地端子部が、前記把持部または該
把持部を把持した状態で手指の届く範囲内に設けられて
いることを特徴とする請求項１に記載のイオン測定装
置。
【請求項３】前記筐体表面には装置の動作に係る電源
スイッチが配設され、該電源スイッチの操作時に接触す
る表層部が前記接地電極とされている請求項１または２
に記載のイオン測定装置。
【請求項４】前記信号増幅回路は、前記イオン検知電
極からの入力電圧と、予め定められた参照電圧との差分
を増幅してこれを前記イオン測定信号として出力する差
動増幅回路を含んで構成され、前記差動増幅回路の出力
電圧において、基準出力レベルよりも高電圧側の第一出
力域と同じく低電圧側の第二出力域とが識別可能とされ
るとともに、それら第一出力域と第二出力域との一方が
正イオンの検出状態に、同じく他方が負イオンの検出状
態にそれぞれ対応するように前記参照電圧のレベルが定
められ、前記報知回路は、前記差動増幅回路からの出力信号に基
づいて、正負のイオンの測定情報を区別して報知するも
のである請求項１ないし３のいずれかに記載のイオン測
定装置。
【請求項５】大気中のイオンが吸着することにより、
該大気中のイオン濃度に応じた電位を生ずるイオン検知
電極と、該イオン検知電極に生じた電位を増幅してイオ
ン測定信号として出力する信号増幅回路とを含む主回路
部を有し、前記信号増幅回路は、前記イオン検知電極からの入力電
圧と、予め定められた参照電圧との差分を増幅してこれ
を前記イオン測定信号として出力する差動増幅回路を含
んで構成され、前記差動増幅回路の出力電圧において、
基準出力レベルよりも高電圧側の第一出力域と同じく低
電圧側の第二出力域とが識別可能とされるとともに、そ
れら第一出力域と第二出力域との一方が正イオンの検出
状態に、同じく他方が負イオンの検出状態にそれぞれ対
応するように前記参照電圧のレベルが定められているこ
とを特徴とするイオン測定装置。
【請求項６】前記電源部による前記主回路部への電源
投入時に、前記イオン検知電極に蓄積されている電荷を
放電させる放電回路を備える請求項１ないし５のいずれ
かに記載のイオン測定装置。
【請求項７】大気中のイオンが吸着することにより、
該大気中のイオン濃度に応じた電位を生ずるイオン検知
電極と、該イオン検知電極に生じた電位を増幅してイオ
ン測定信号として出力する信号増幅回路とを含む主回路
部と、前記主回路部に電力を供給する電源部と、前記電源部による前記主回路部への電源投入時に、前記
イオン検知電極に蓄積されている電荷を放電させる放電
回路と、を備えたことを特徴とするイオン測定装置。
【請求項８】前記主回路部には、前記信号増幅回路か
らのイオン測定信号出力に基づいて、前記大気中のイオ
ン測定結果の報知を行なう報知回路が設けられている請
求項５ないし７のいずれかに記載のイオン測定装置。
【請求項９】前記報知回路は、前記測定結果として、
大気中のイオン濃度値を報知するものである請求項１な
いし４及び８のいずれかに記載のイオン測定装置。
【請求項１０】前記報知手段は、前記測定結果とし
て、大気中のイオン濃度が予め定められた基準イオン濃
度よりも高くなっているか否かを報知するものである請
求項１ないし４及び８のいずれかに記載のイオン測定装
置。
【請求項１１】イオン発生電極と、そのイオン発生電
極にイオン発生のために高電圧を印加するイオン発生用
高電圧発生部とを有するイオン発生ユニットと、前記イオン発生ユニットの配置される雰囲気の環境情報
を検出する環境情報検出部と、前記環境情報検出部による検出結果に基づいて、前記イ
オン発生ユニットによる前記イオンの発生動作を制御す
る制御部と、を備えたことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項１２】前記環境情報検出部は、前記雰囲気中
のイオン量を測定するイオン測定装置を含み、前記制御
部は、前記イオン測定装置によるイオンの検出濃度レベ
ルが予め定められた目標値に近づくように前記イオン発
生ユニットの動作を制御する請求項１１記載のイオン発
生装置。
【請求項１３】前記環境情報検出部は、前記雰囲気中
の臭い成分及び／又は汚れ成分（以下、両者を総称して
清浄阻害成分という）を検出する清浄阻害成分検出部を
含み、前記制御部は、前記清浄阻害成分検出部の検出結
果に基づいて前記イオン発生ユニットの動作を制御する
請求項１１記載のイオン発生装置。
【請求項１４】前記環境情報検出部として、請求項５
ないし１０のいずれかに記載のイオン測定装置が使用さ
れる請求項１１ないし１３のいずれかに記載のイオン発
生装置。
【請求項１５】前記イオン発生ユニットにおいて、前
記イオン発生用高電圧発生部が、圧電セラミック素子板
に入力側端子と出力側端子とが形成され、その入力側端
子からの一次側交流入力電圧を、前記圧電セラミック素
子板の機械振動を介して前記一次側交流電圧よりも高圧
の二次側交流電圧に変換し、前記出力側端子から前記イ
オン放出電極に向けて出力する圧電トランスを含んで構
成される一方、前記イオン発生電極への電圧印加極性が負の側に優位と
なるように、前記圧電トランスの二次側交流出力を変換
する変換手段が設けられてなり、さらに、前記制御部は、前記イオン発生ユニットの動作
を断続的にスイッチングすることにより前記イオンの発
生動作を制御するものである請求項１１ないし１４のい
ずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項１６】前記一次側交流入力に対応した周波数
にて発振する発振回路と、その発振回路からの波形信号
を受けて、所定レベルの直流入力を該発振の周波数にて
高速スイッチングするスイッチング回路とを含む一次側
交流入力波形生成回路が設けられており、前記制御部は、断続スイッチングによって前記一次側入
力波形生成回路を断続通電させ、前記イオン発生電極の
発生するイオン発生量を制御することを特徴とする請求
項１５に記載のイオン発生装置。
【請求項１７】前記イオン発生電極がイオン放出口を
有する筐体内に配置され、また、前記イオン発生電極を経て前記イオン放出口へ向
かう気流を発生させる送風機と、前記気流を、冷凍サイ
クル機構を用いて冷却又は加熱することにより空調済み
気流となす空調機構とを備え、前記イオン放出口はその空調済み気流の吹き出し口に兼
用される一方、前記環境情報検出部は、前記気流源とな
る外気の吸入経路上に配置されている請求項１１ないし
１６のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項１８】前記筐体内に前記イオン発生電極が複
数個配置されている請求項１７記載のイオン発生装置。
【請求項１９】前記イオン発生電極に付着する付着物
を電気的発熱により焼失させるための電気的クリーニン
グ機構を備える請求項１１ないし１８のいずれかに記載
のイオン発生装置。