JP2004303449A

JP2004303449A - イオン発生装置

Info

Publication number: JP2004303449A
Application number: JP2003091625A
Authority: JP
Inventors: Takaiwa Nakaya; 崇厳中家
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】簡易な構成で運転モードの切換えができ、小型かつ消費電力の小さなイオン発生装置を提供する。
【解決手段】このイオン発生装置において、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードでは、スイッチング回路３がタイミング信号Ｐ１を受けて２次側巻線２３に正負の成分を持つ交流電圧Ｅを誘起させる。マイナスイオンを発生する運転モードでは、スイッチング回路３，４がタイミング信号Ｐ１，Ｐ２を受けて２次側巻線２３に負の成分を主体とする交流電圧Ｅを誘起させる。イオン発生素子６は、誘起された交流電圧Ｅが負のときにマイナスイオンを生成し、交流電圧Ｅが正のときにプラスイオンを生成する。したがって、メカニカルリレーを必要とせず、簡易な構成で運転モードの切換えができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はイオン発生装置に関し、特に、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生するイオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、事務所や会議室などの換気の少ない密閉化された部屋では、部屋内に人が多いと、呼吸により排出される二酸化炭素やタバコの煙、ホコリなどの空気汚染物質が増加するため、人間をリラックスさせる効能を有するマイナスイオンが空気中から減少していく。特に、タバコの煙によって、マイナスイオンは多量に失われて通常の１／２〜１／５程度にまで減少することがある。そこで、空気中のマイナスイオンを補給するために、種々のイオン発生装置が提案されている。一方、近年殺菌・除菌に対するニーズが高まっているが、マイナスイオンを発生するイオン発生装置では空気中の浮遊細菌を積極的に除去することはできない。
【０００３】
最近、空気中の浮遊細菌を除去するためにはマイナスイオンおよびプラスイオンの両方を生成すればよいことがわかってきている。マイナスイオンとしてのＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ただし、ｍは任意の自然数）と、プラスイオンとしてのＨ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ただし、ｎは任意の自然数）とを生成すると、これらが化学反応して活性種である過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）および／または水酸基ラジカル・ＯＨを生成し、空気中の浮遊細菌が除去される。
【０００４】
そこで、リラクゼーション効果を得たいときにはマイナスイオンを発生する運転モードに、また除菌・殺菌効果を得たいときにはマイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードに、ユーザーによってまたは周辺状況に応じて運転モードを切換えることのできるイオン発生装置が望まれている。
【０００５】
これに伴い、メカニカルリレーを設けることによって、マイナスイオンを発生する運転モードと、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードとを切換えるイオン発生装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１６９３３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に記載されている従来のイオン発生装置では、マイナスイオンを発生する運転モードと、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードとを切換えるために、巻線トランスに接続されたメカニカルリレーを開閉制御しなければならなかった。この場合、メカニカルリレーの開閉制御が複雑である、形状が大きい、消費電力が大きい、基板上の配線によりノイズ性能が劣るなどの問題点があった。
【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、簡易な構成で運転モードの切換えができ、小型かつ消費電力の小さなイオン発生装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るイオン発生装置は、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する第１の運転モードと、マイナスイオンを発生する第２の運転モードとを有するイオン発生装置であって、誘電体と、誘電体を挟んで対向する一対の電極とを含み、一対の電極間に負電圧が印加された場合はマイナスイオンを発生し、一対の電極間に正電圧が印加された場合はプラスイオンを発生するイオン発生素子と、１次側巻線と、イオン発生素子の一対の電極に接続された２次側巻線とを含む変圧器と、第１の運転モード時は、変圧器の１次側巻線に第１のパルス電流を流して２次側巻線に所定周期の正負の成分を持つ交流電圧を誘起させ、第２の運転モード時は、変圧器の１次側巻線に第１のパルス電流と、交流電圧の２分の１周期分だけ位相を遅らせた第２のパルス電流とを流して２次側巻線に所定周期の負の成分を主体とする交流電圧を誘起させる駆動手段とを備えたものである。
【００１０】
好ましくは、第１および第２のパルス電流の大きさが可変である。
また、好ましくは、第１および第２の運転モードは、それぞれ予め定められた第１および第２の実行時間ずつ行なわれ、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量は第１および第２の運転モードを時系列的に任意に組合わせることによって調整される。
【００１１】
また、好ましくは、第１および第２の運転モードの実行時間はそれぞれ可変であり、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量は第１および第２の運転モードの実行時間をそれぞれ任意に変更することによって調節される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるイオン発生装置の構成を示すブロック図である。図１において、このイオン発生装置は、制御部１、駆動部２、巻線トランス５およびイオン発生素子６を備える。駆動部２は、スイッチング回路３，４を含む。
【００１３】
制御部１は、外部から入力されたクロック信号ＣＬＫに基づいてパルス状のタイミング信号Ｐ１，Ｐ２を出力する。マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードではタイミング信号Ｐ１をスイッチング回路３に出力し、マイナスイオンを発生する運転モードではタイミング信号Ｐ１，Ｐ２をスイッチング回路３，４に出力する。
【００１４】
スイッチング回路３，４は、それぞれ直流の電源電圧ＶＣＣで駆動され、制御部１からのタイミング信号Ｐ１，Ｐ２に応じて巻線トランス５に入力電流Ｉをを流す。巻線トランス５は、入力電流Ｉに応じて高電圧の電圧Ｅを誘起し、イオン発生素子６に電圧Ｅを印加する。イオン発生素子６は、印加された電圧Ｅに応じてイオンを生成する。
【００１５】
図２は、図１に示したイオン発生装置の要部を示す回路図である。図２において、スイッチング回路３は、コンデンサ１１、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１２および抵抗素子１３〜１５を含む。コンデンサ１１は、その一方電極が抵抗素子１３を介して電源電圧ＶＣＣを受け、その他方電極がノードＮ１に接続される。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１２は、ノードＮ２と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続され、そのゲートは抵抗素子１４を介してタイミング信号Ｐ１を受ける。抵抗素子１５は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１２のゲートと接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続される。
【００１６】
タイミング信号Ｐ１が「Ｌ」レベルの場合は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１２が非導通になってノードＮ２が電源電位ＶＣＣにされ、コンデンサ１１が充電される。タイミング信号Ｐ１が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられると、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１２が導通してノードＮ２が接地電位ＧＮＤに引下げられ、コンデンサ１１が放電する。すなわち、ノードＮ２に接続されたコンデンサ１１の電極に蓄えられた正の電荷がＮチャネルＭＯＳトランジスタ１２を介して接地電位ＧＮＤのラインに流出するとともに、ノードＮ１に接続されたコンデンサ１１の電極に蓄えられた負の電荷が巻線トランス５の１次側巻線２２を介して接地電位ＧＮＤのラインに流出する。このとき、接地電位ＧＮＤのラインから１次側巻線２２を介してコンデンサ１１に電流Ｉが流入するため、２次側巻線２３に電圧Ｅが誘起される。なお、ダイオード２１は逆バイアスされるため、ダイオード２１に電流は流れない。次いで、タイミング信号Ｐ１が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに立下げられると、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１２が非導通になってノードＮ２が電源電位ＶＣＣに引上げられ、コンデンサ１１が充電される。すなわち、ノードＮ２に接続されたコンデンサ１１の電極に正の電荷が蓄えられ、ノードＮ１に接続されたコンデンサ１１の電極に負の電荷が蓄えられる。このとき、ダイオード２１は順バイアスされるため、コンデンサ１１からダイオード２１を介して接地電位ＧＮＤのラインに電流が流出し、１次側巻線２２には電流が流れないため、２次側巻線２３に電圧Ｅは誘起されない。
【００１７】
スイッチング回路４は、コンデンサ１６、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１７および抵抗素子１８〜２０を含む。コンデンサ１６は、その一方電極が抵抗素子１８を介して電源電圧ＶＣＣを受け、その他方電極がノードＮ１に接続される。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１７は、ノードＮ３と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続され、そのゲートは抵抗素子１９を介してタイミング信号Ｐ２を受ける。抵抗素子２０は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１７のゲートと接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続される。
【００１８】
タイミング信号Ｐ２が「Ｌ」レベルの場合は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１７が非導通になってノードＮ３が電源電位ＶＣＣにされ、コンデンサ１１が充電される。タイミング信号Ｐ２が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立上げられると、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１７が導通してノードＮ３が接地電位ＧＮＤに引下げられ、コンデンサ１６が放電する。すなわち、ノードＮ３に接続されたコンデンサ１６の電極に蓄えられた正の電荷がＮチャネルＭＯＳトランジスタ１７を介して接地電位ＧＮＤのラインに流出するとともに、ノードＮ１に接続されたコンデンサ１６の電極に蓄えられた負の電荷が巻線トランス５の１次側巻線２２を介して接地電位ＧＮＤのラインに流出する。このとき、接地電位ＧＮＤのラインから１次側巻線２２を介してコンデンサ１６に電流Ｉが流入するため、２次側巻線２３に電圧Ｅが誘起される。なお、ダイオード２１は逆バイアスされるため、ダイオード２１に電流は流れない。次いで、タイミング信号Ｐ２が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに立下げられると、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１７が非導通になってノードＮ３が電源電位ＶＣＣに引上げられ、コンデンサ１６が充電される。すなわち、ノードＮ３に接続されたコンデンサ１６の電極に正の電荷が蓄えられ、ノードＮ１に接続されたコンデンサ１６の電極に負の電荷が蓄えられる。このとき、ダイオード２１は順バイアスされるため、コンデンサ１６からダイオード２１を介して接地電位ＧＮＤのラインに電流が流出し、１次側巻線２２には電流が流れないため、２次側巻線２３に電圧Ｅは誘起されない。
【００１９】
巻線トランス５は、１次側巻線２２および２次側巻線２３を含む。１次側巻線２２はノードＮ１と接地電位ＧＮＤのラインとの間に接続される。巻線トランス５は、１次側巻線２２の電流Ｉに応じて２次側巻線２３に高電圧の電圧Ｅを誘起する。この誘起電圧Ｅの大きさは、電流Ｉの大きさ、すなわちコンデンサ１１，１６の静電容量Ｃおよび電源電圧ＶＣＣに応じた値となる。
【００２０】
イオン発生素子６は、電極２４，２５および誘電体２６を含み、２次側巻線２３に接続される。誘電体２６は、一対の電極２４，２５の間に挟まれ、２次側巻線２３からの正弦波状の誘起電圧Ｅに応じてイオンを生成する。
【００２１】
図３は、イオン発生素子６および２次側巻線２３で構成される回路の等価回路図である。図３において、この等価回路は、イオン発生素子６の容量成分Ｃ、２次側巻線２３の抵抗成分ＲおよびインダクタンスＬを含むＬＣＲ直列回路である。この場合、共振周波数ｆ（＝発振時定数）は次式で表わされる。
【００２２】
【数１】

【００２３】
次に、このイオン発生装置の動作について説明する。図４は、イオン発生装置がマイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードにおける制御部１の出力タイミング信号Ｐ１，Ｐ２を示す波形図である。図４において、タイミング信号Ｐ１は、パルス幅ＴＡ、繰返し周期ＴＢのパルス信号列である。すなわち、時刻ｔ１に「Ｈ」レベルに立上げられ、時間ＴＡ経過後に「Ｌ」レベルに立下げられ、時刻ｔｐに再び「Ｈ」レベルに立上げられる。時刻ｔ１と時刻ｔｐとの間隔はＴＢである。タイミング信号Ｐ２は、常時「Ｌ」レベルにされる。
【００２４】
図５は、図４に示したタイミング信号Ｐ１，Ｐ２と、１次側巻線２２の電流Ｉおよび２次側巻線２３の誘起電圧Ｅとの関係を示す波形図である。図５において、時刻ｔ１にタイミング信号Ｐ１が「Ｈ」レベルに立上げられたことに応じて、１次側巻線２２に瞬間的なワンショットパルスの電流Ｉが流れる。この電流Ｉに応じて、２次側巻線２３に誘起電圧Ｅが生成される。この誘起電圧Ｅは、正および負の成分を持つ正弦波状電圧である。時刻ｔ１と時刻ｔ２の間隔は１／（２ｆ）である（ただし、ｆは数式（１）で示した共振周波数）。パルス幅ＴＡは１／（２ｆ）よりも小さな値とし、繰返し周期ＴＢは１／（２ｆ）よりも十分大きな値（たとえば、２／ｆ以上）とする。誘起電圧Ｅは、抵抗成分Ｒによって振動が減衰する減衰振動曲線で表わされる。この場合、イオン発生素子６は、誘起電圧Ｅが負のときにマイナスイオンを生成し、誘起電圧Ｅが正のときにプラスイオンを生成する。
【００２５】
図６は、イオン発生装置がマイナスイオンを発生する運転モードにおける制御部１の出力タイミング信号Ｐ１，Ｐ２を示す波形図である。図６おいて、タイミング信号Ｐ１は、図４に示したタイミング信号Ｐ１と同じ信号である。タイミング信号Ｐ２は、タイミング信号Ｐ１を所定時間（ｔ２−ｔ１）だけ位相を遅らせた信号である。すなわち、時刻ｔ２に「Ｈ」レベルに立上げられ、時間ＴＡ経過後に「Ｌ」レベルに立下げられ、時刻ｔ（ｐ＋１）に再び「Ｈ」レベルに立上げられる。時刻ｔ２と時刻ｔ（ｐ＋１）との間隔はＴＢである。タイミング信号Ｐ１，Ｐ２の位相差、すなわち時刻ｔ１と時刻ｔ２との間隔（＝時刻ｔｐと時刻ｔ（ｐ＋１）との間隔）は１／（２ｆ）である。
【００２６】
図７は、図６に示したタイミング信号Ｐ１，Ｐ２と、１次側巻線２２の電流Ｉおよび２次側巻線２３の誘起電圧Ｅとの関係を示す波形図である。図７において、時刻ｔ１にタイミング信号Ｐ１が「Ｈ」レベルに立上げられたことに応じて、１次側巻線２２に瞬間的なワンショットパルスの電流Ｉが流れる。この電流Ｉに応じて、２次側巻線２３に誘起電圧Ｅが生成される。ここで、タイミング信号Ｐ１によって誘起される電圧をＶＰ１とする。この電圧ＶＰ１は、正および負の成分を持つ正弦波状の減衰振動曲線で表わされる。時刻ｔ１と時刻ｔ２（＞ｔ１＋ＴＡ）との間隔は１／（２ｆ）である。次いで、時刻ｔ２にタイミング信号Ｐ２が「Ｈ」レベルに立上げられたことに応じて、１次側巻線２２に瞬間的なワンショットパルスの電流Ｉが流れ、この電流Ｉはワンショットパルスが連続した波形となる。ここで、タイミング信号Ｐ２によって誘起される電圧をＶＰ２とする。この電圧ＶＰ２は、正および負の成分を持つ正弦波状の減衰振動曲線で表わされる。時刻ｔ２と時刻ｔ３の間隔は１／（２ｆ）である。この場合、時刻ｔ２以降においてタイミング信号Ｐ１，Ｐ２によって誘起された電圧ＶＰ１，ＶＰ２が互いに打ち消し合う。この結果、時刻ｔ１，ｔ２間において２次側巻線２３に負の成分の正弦波状誘起電圧Ｅ（＝ＶＰ１＋ＶＰ２）が生成され、時刻ｔ２以降においては誘起電圧Ｅ（＝ＶＰ１＋ＶＰ２）はほぼ０Ｖとなる。この場合、イオン発生素子６は、負の成分を主体とする誘起電圧Ｅによって、マイナスイオンを生成する。
【００２７】
したがって、この実施の形態１では、メカニカルリレーを必要とせず、タイミング信号Ｐ１，Ｐ２を制御して１次側巻線２２に流れる電流Ｉのパルスタイミングを調節することによって、マイナスイオンを発生する運転モードと、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードとを切換えることができる。このため、簡易な構成で運転モードの切換えができ、小型かつ消費電力の小さなイオン発生装置が実現できる。
【００２８】
なお、このイオン発生装置では、イオン発生素子６の電極２４，２５間に交流電圧を印加することにより、空気中の酸素ないし水分が電離によりエネルギーを受けてイオン化し、Ｈ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎおよびＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍを主体としたイオンを形成し、これらをファンなどにより空間に放出させる。これらＨ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎおよびＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍは、浮遊菌の表面に付着し、化学反応して活性種である過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）および／または水酸基ラジカル・ＯＨを生成する。過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）および水酸基ラジカル・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、これらにより、空気中の浮遊細菌を取り囲んで不活化することができる。
【００２９】
イオン発生素子６で生成されたイオンは、数式（２）〜（４）に示すように化学反応する。
【００３０】

ここで、ｎ，ｎ’，ｍ，ｍ’は任意の自然数である。これにより、活性種である過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）または水酸基ラジカル・ＯＨの分解作用によって浮遊細菌が破壊される。したがって、効率的に空気中の浮遊細菌を不活化、除去することができる。
【００３１】
また、上記数式（２）〜（４）で示す化学反応は、空気中の有害物質表面でも同様の作用を生じさせることができるため、活性種である過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）または水酸基ラジカル・ＯＨが、有害物質を酸化若しくは分解して、ホルムアルデヒドやアンモニアなどの化学物質を、二酸化炭素や、水、窒素などの無害な物質に変換することにより、実質的に無害化することも可能である。
【００３２】
したがって、これらのイオンの作用により空気中のカビや菌を不活化し、その増殖を抑制することができる。その他、これらのイオンには、コクサッキーウィルス、ポリオウィルスなどのウィルス類も不活化する働きがあり、これらのウィルスの混入による汚染を防止することができる。また、臭いの元となる分子を分解する働きがあることも確かめられており、空間の脱臭にも利用できる。
【００３３】
［実施の形態２］
図８は、この発明の実施の形態２によるイオン発生装置の構成を示すブロック図であって、図１と対比される図である。図８を参照して、このイオン発生装置が図１のイオン発生装置と異なる点は、電源電圧ＶＣＣが可変電源部３１に置換されている点である。
【００３４】
制御部１は、外部から入力された電圧設定信号Ａに基づいて、可変電源部３１に制御信号Ｃを出力する。可変電源部３１は、制御部１からの制御信号Ｃに応じた電圧を駆動部２に含まれるスイッチング回路３，４に与える。すなわち、図２を参照して、可変電源部３１の出力電圧は、抵抗素子１３，１８を介してコンデンサ１１，１６に与えられる。
【００３５】
スイッチング回路３，４は、制御部１の出力タイミング信号Ｐ１，Ｐ２に応じてコンデンサ１１，１６を充電または放電させる。１次側巻線２２に流れる電流Ｉの大きさは、コンデンサ１１，１６に与えられる電源電圧の大きさ、すなわち可変電源部３１の出力電圧によって調整される。巻線トランス５は、１次側巻線２２の電流Ｉに応じて２次側巻線２３に高電圧の電圧Ｅを誘起する。１次側巻線２２にかかる電圧をＶ、１次側巻線２２の巻数をＮ２２、２次側巻線２３の巻数をＮ２３とすると次式が成り立つ。
【００３６】
Ｅ＝Ｖ×（Ｎ２３／Ｎ２２） …（５）
ここで、電圧Ｖは電流Ｉの値に応じた大きさになる。また、電流Ｉは可変電源部３１の出力電圧に応じた大きさになる。このため、誘導電圧Ｅの大きさは可変電源部３１の出力電圧によって調整される。
【００３７】
したがって、この実施の形態２では、可変電源部３１の出力電圧を制御して１次側巻線の電流Ｉの大きさを変えることによって、イオン発生量を簡単に調節することができる。
【００３８】
［実施の形態３］
図９は、この発明の実施の形態３によるタイミング信号Ｐ１，Ｐ２の波形およびイオン発生装置の運転モードを示すタイムチャートである。図９において、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードをＭＰモード、マイナスイオンを発生する運転モードをＭモードとする。
【００３９】
タイミング信号Ｐ１は、パルス幅ＴＡ、繰返し周期ＴＢのパルス信号列である。すなわち、時刻ｔ１に「Ｈ」レベルに立上げられ、時間ＴＡ経過後に「Ｌ」レベルに立下げられ、時刻ｔｐに再び「Ｈ」レベルに立上げられる。時刻ｔ１と時刻ｔｐとの間隔はＴＢである。タイミング信号Ｐ２は、パルス幅ＴＡ、繰返し周期３ＴＢのパルス信号列であり、時刻ｔ２に「Ｈ」レベルに立上げられ、時間ＴＡ経過後に「Ｌ」レベルに立下げられ、時刻ｔ（ｑ＋１）に再び「Ｈ」レベルに立上げられる。なお、タイミング信号Ｐ１，Ｐ２の位相差、すなわち時刻ｔ１と時刻ｔ２との間隔（＝時刻ｔｑと時刻ｔ（ｑ＋１）との間隔）は１／（２ｆ）とする。また、パルス幅ＴＡは１／（２ｆ）よりも小さな値とし、繰返し周期ＴＢは１／（２ｆ）よりも十分大きな値（たとえば、２／ｆ以上）とする。この場合、ＭモードおよびＭＰモードの実行時間はそれぞれＴＢとなり、１つのＭモードと２つの連続したＭＰモードとが時系列的に組み合わせられる。
【００４０】
なお、ここでは、タイミング信号Ｐ２の繰り返し周期が３ＴＢの場合について説明したが、タイミング信号Ｐ２の繰り返し周期をＴＢの任意の整数倍とした場合も同様にＭモードおよびＭＰモードが時系列的に組み合わせられる。
【００４１】
したがって、この実施の形態３では、タイミング信号Ｐ１，Ｐ２の繰返し周期を調節することによって、マイナスイオンを発生する運転モードと、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードとを時系列的に任意に組み合わせることができる。すなわち、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量を任意に調節することができる。
【００４２】
［実施の形態３の変更例］
図１０は、実施の形態３の変更例によるタイミング信号Ｐ１，Ｐ２の波形およびイオン発生装置の運転モードを示すタイムチャートである。図１０において、タイミング信号Ｐ１は、パルス幅ＴＡ、繰返し周期がＴＭとＴＭＰとを交互に繰り返すように変化するパルス信号列である。すなわち、時刻ｔ１に「Ｈ」レベルに立上げられ、時間ＴＡ経過後に「Ｌ」レベルに立下げられ、時刻ｔｐに再び「Ｈ」レベルに立上げられる。時刻ｔ１と時刻ｔｐとの間隔はＴＭである。続いて、時刻ｔｐから時間ＴＡ経過後に「Ｌ」レベルに立下げられ、時刻ｔｑに「Ｈ」レベルに立上げられる。時刻ｔｐと時刻ｔｑとの間隔はＴＭＰである。
【００４３】
タイミング信号Ｐ２は、パルス幅ＴＡ、繰返し周期（ＴＭ＋ＴＭＰ）のパルス信号列であり、時刻ｔ２に「Ｈ」レベルに立上げられ、時間ＴＡ経過後に「Ｌ」レベルに立下げられ、時刻ｔ（ｑ＋１）に再び「Ｈ」レベルに立上げられる。時刻ｔ２と時刻ｔ（ｑ＋１）との間隔は（ＴＭ＋ＴＭＰ）である。なお、タイミング信号Ｐ１，Ｐ２の位相差、すなわち時刻ｔ１と時刻ｔ２との間隔（＝時刻ｔｑと時刻ｔ（ｑ＋１）との間隔）は１／（２ｆ）とする。また、パルス幅ＴＡは１／（２ｆ）よりも小さな値とし、繰返し周期ＴＭ，ＴＭＰは１／（２ｆ）よりも十分大きな値（たとえば、２／ｆ以上）とする。この場合、Ｍモード，ＭＰモードの実行時間はそれぞれＴＭ，ＴＭＰとなり、ＭモードとＭＰモードとが交互に繰り返される。
【００４４】
なお、繰り返し周期ＴＭ，ＴＭＰは、制御部１において外部から入力されるクロック信号ＣＬＫの波形の立上がりエッジをカウントすることによって、それぞれ任意に調節することができる。
【００４５】
したがって、この実施の形態３の変更例では、タイミング信号Ｐ１，Ｐ２の繰返し周期を調節することによって、マイナスイオンを発生する運転モードと、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する運転モードの実行時間をそれぞれ任意に調節することができる。すなわち、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量を任意に調節することができる。
【００４６】
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。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係るイオン発生装置では、誘電体と、誘電体を挟んで対向する一対の電極とを含み、一対の電極間に負電圧が印加された場合はマイナスイオンを発生し、一対の電極間に正電圧が印加された場合はプラスイオンを発生するイオン発生素子と、１次側巻線と、イオン発生素子の一対の電極に接続された２次側巻線とを含む変圧器と、第１の運転モード時は、変圧器の１次側巻線に第１のパルス電流を流して２次側巻線に所定周期の正負の成分を持つ交流電圧を誘起し、第２の運転モード時は、変圧器の１次側巻線に第１のパルス電流と、交流電圧の２分の１周期分だけ位相を遅らせた第２のパルス電流とを流して２次側巻線に所定周期の負の成分を主体とする交流電圧を誘起する駆動手段とが設けられる。したがって、メカニカルリレーを必要とせず、簡易な構成で運転モードの切換えができ、小型かつ消費電力の小さなイオン発生装置が実現できる。
【００４８】
好ましくは、第１および第２のパルス電流の大きさが可変である。この場合は、変圧器の１次側巻線に流すパルス電流の大きさを変えることによって、イオン発生量を簡単に調節することができる。
【００４９】
また、好ましくは、第１および第２の運転モードは、それぞれ予め定められた第１および第２の実行時間ずつ行なわれ、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量は第１および第２の運転モードを時系列的に任意に組合わせることによって調整される。この場合は、第１および第２の運転モードを時系列的に任意に組み合わせることによって、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量を任意に調節することができる。
【００５０】
また、好ましくは、第１および第２の運転モードの実行時間はそれぞれ可変であり、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量は第１および第２の運転モードの実行時間をそれぞれ任意に変更することによって調節される。この場合は、第１および第２の運転モードの実行時間をそれぞれ任意に変更することによって、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量を任意に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるイオン発生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したイオン発生装置の要部を示す回路図である。
【図３】図２に示したイオン発生素子および２次側巻線で構成される回路の等価回路図である。
【図４】図１に示した制御部の出力タイミング信号を示す波形図である。
【図５】図４に示したタイミング信号と２次側巻線の誘起電圧Ｅとの関係を示す波形図である。
【図６】図１に示した制御部の出力タイミング信号を示す他の波形図である。
【図７】図６に示したタイミング信号と２次側巻線の誘起電圧Ｅとの関係を示す波形図である。
【図８】この発明の実施の形態２によるイオン発生装置の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態３によるタイミング信号の波形およびイオン発生装置の運転モードを示すタイムチャートである。
【図１０】実施の形態３の変更例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１制御部、２駆動部、３，４スイッチング回路、５巻線トランス、６イオン発生素子、１１，１６コンデンサ、１２，１７ＮチャネルＭＯＳトランジスタ、１３〜１５，１８〜２０抵抗素子、２１ダイオード、２２１次側巻線、２３２次側巻線、２４，２５電極、２６誘電体、３１可変電源部。

Claims

マイナスイオンおよびプラスイオンを発生する第１の運転モードと、マイナスイオンを発生する第２の運転モードとを有するイオン発生装置であって、
誘電体と、前記誘電体を挟んで対向する一対の電極とを含み、前記一対の電極間に負電圧が印加された場合はマイナスイオンを発生し、前記一対の電極間に正電圧が印加された場合はプラスイオンを発生するイオン発生素子、
１次側巻線と、前記イオン発生素子の一対の電極に接続された２次側巻線とを含む変圧器、および
前記第１の運転モード時は、前記変圧器の１次側巻線に第１のパルス電流を流して前記２次側巻線に正負の成分を持つ所定周期の交流電圧を誘起させ、前記第２の運転モード時は、前記変圧器の１次側巻線に第１のパルス電流と、前記交流電圧の２分の１周期分だけ位相を遅らせた第２のパルス電流とを流して前記２次側巻線に負の成分を主体とする交流電圧を誘起させる駆動手段を備える、イオン発生装置。
前記第１および第２のパルス電流の大きさが可変である、請求項１に記載のイオン発生装置。
前記第１および第２の運転モードは、それぞれ予め定められた第１および第２の実行時間ずつ行なわれ、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量は前記第１および第２の運転モードを時系列的に任意に組合わせることによって調整される、請求項１または請求項２に記載のイオン発生装置。
前記第１および第２の運転モードの実行時間はそれぞれ可変であり、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生量は前記第１および第２の運転モードの実行時間をそれぞれ任意に変更することによって調節される、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のイオン発生装置。