JP2007123166A - 直流式イオナイザ - Google Patents

Abstract

【課題】イオン発生量を長期にわたってほぼ一定に維持した直流式イオナイザを提供する。
【解決手段】正負イオンを含むイオン化エアをファンにより被除電物に向けて送風する直流式イオナイザにおいて、正負イオンのイオンバランスを検出するイオンバランスセンサ１４と、負イオン量を検出するイオン量センサ１５と、イオン量センサ１５の出力信号に基づいて負側電極１２Ｎに印加する負電圧を制御して負イオン量がほぼ一定になるように制御し、かつ、イオンバランスセンサ１４の出力信号に基づいて正側電極１２Ｐに印加する電圧を制御して正負イオンのイオンバランスを保つように制御する制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、正負の電極に正負の直流電圧をそれぞれ印加して正負イオンを発生させ、これらの正負イオンを含むイオン化エアを被除電物に向けて送風する直流式イオナイザに関し、詳しくは、正負イオンのイオンバランスを高精度に保つと共に、発生イオン量を長期にわたってほぼ一定に維持するようにした直流式イオナイザに関するものである。

この種の直流式イオナイザでは、被除電物に供給される正負イオンのイオンバランスが保たれていないと被除電物を正または負に帯電させてしまうため、イオンバランスを保つために種々の方法が提供されている。
同時に、長期の使用によって正負の放電電極に塵や汚れが付着し、発生イオン量が次第に減少して除電性能が低下していくことから、この除電性能の低下を抑制するための改良がなされている。

例えば、後述する特許文献１には、正負何れか一方の放電電極側については、放電電流を検出して一方の極の高電圧発生回路を放電電流が一定になるようにフィードバック制御する放電電流／電圧制御手段を設け、他方の放電電極側については、イオン検出子によりイオン電流を検出して、他方の極の高電圧発生回路を正負のイオン電流がバランスするようにフィードバック制御するイオン電流／電圧制御手段を設けた直流除電器の制御装置、及びこの制御装置を用いた制御方法が記載されている。

また、特許文献２には、正負の放電電極に対応させて正負のイオン検出電極をそれぞれ配置し、初期設定として、各検出電極により検出したイオン電流が等しくなり、かつ、帯電板の電位が０になるように感度調整を行った後、イオンバランス可変用ボリュームの設定電圧に応じて正または負もしくは両極性の印加電圧を制御することによりイオンバランスを保つと共に、放電電極の汚れ等によって正または負のイオン量が減少した場合には、その減少分を補うように印加電圧を制御するようにした直流除電器の制御方法が記載されている。

特開２００３−６８４９７号公報（［００２７］〜［００３９］、図６〜図８等） 特許第３５７２５４１号公報（［０００８］〜［００３８］、図１等）

しかしながら、上述した従来技術には、それぞれ次のような問題がある。
特許文献１に記載された従来技術では、放電電極の汚れによって同一の印加電圧に対する放電電流が減少することに着目し、例えば正の電極側の放電電流を放電電流検出用抵抗により検出して定電流制御回路にフィードバックし、放電電流が一定になるように正の電極への印加電圧を制御して発生イオン量を一定に保っている。
しかるに、放電電流検出用抵抗によって検出される放電電流は微小であって誤差も大きいため、フィードバック制御によって発生イオン量を一定に保つのは困難であった。

また、特許文献２に記載された従来技術では、正負の放電電極に対応させて正負のイオン検出電極をそれぞれ配置する必要があるので多くの部品が必要であると共に、イオンバランス制御は実際に発生している正負イオンのバランスをフィードバックするのではなく、各電極への印加電圧とイオンバランス可変用ボリュームによる設定電圧に基づいて行っているので、各電極への印加電圧とイオン発生量とが正確に比例しない限り、高精度なイオンバランス制御を行うことは難しいという問題があった。

そこで本発明の解決課題は、イオン発生量を長期にわたってほぼ一定に維持し、しかも高精度なイオンバランス制御を可能にした直流式イオナイザを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、正側電極に正の直流電圧を印加して正イオンを発生させ、かつ、負側電極に負の直流電圧を印加して負イオンを発生させると共に、これらの正負イオンを含むイオン化エアをファンにより被除電物に向けて送風する直流式イオナイザにおいて、
正負イオンのイオンバランスを検出するイオンバランスセンサと、
正イオン量または負イオン量を検出するイオン量センサと、
このイオン量センサの出力信号に基づいて、このイオン量センサにより検出した極性の電極に印加する電圧を制御して当該極性のイオン量がほぼ一定になるように制御し、かつ、前記イオンバランスセンサの出力信号に基づいて、前記極性とは逆の極性の電極に印加する電圧を制御して正負イオンのイオンバランスを保つように制御する制御手段と、を備えたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１において、正負イオンのイオンバランスを保つために正側電極に印加する正の直流電圧を制御し、イオン量をほぼ一定に保つために負側電極に印加する負の直流電圧を制御するものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２において、
前記イオンバランスセンサとして、前記ファンの前方に配置された導電性の保護部材を用い、この保護部材に流れる電流からイオンバランスを検出するものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項において、
前記イオン量センサに流れる電流からイオン量を検出するものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項において、
前記イオン量センサの出力に基づいて、前記電極のクリーニングを促すためのクリーニング表示を行うものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項において、
前記電極への印加電圧に基づいて、前記電極のクリーニングを促すためのクリーニング表示を行うものである。

請求項７に係る発明は、請求項５または６において、前記クリーニング表示が一定時間以上継続した場合に、アラーム表示を行うものである。

本発明によれば、電極の汚れ等によって発生イオン量が減少した場合でも、イオン量センサの出力信号に応じて正負何れか一方の電圧を制御し、同時にイオンバランスセンサの出力信号に応じて他方の電圧を制御することにより、イオン発生量をほぼ一定に維持しながら正負イオンのイオンバランスを維持することができる。
特に、特許文献１のように放電電流を検出して発生イオン量を制御したり、特許文献２のように各電極への印加電圧及びボリュームによる設定電圧に基づいてイオンバランスを制御する方法に比べて、イオン量センサにより直接検出したイオン量、及び、イオンバランスセンサにより直接検出したイオンバランスを用いてフィードバック制御することにより、一層高精度なイオン量制御並びにイオンバランス制御を行うことができる。
また、電極のクリーニングを促すクリーニング表示に加えて、一定時間経過してもクリーニングが実行されない場合にはアラーム表示を行うことにより、使用者に対してクリーニングの必要性を強く喚起することができる。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図１は本発明の実施形態を示す構成図である。図１において、１０は直流式のイオナイザ本体であり、ケーシング１１の内部後方には針状の正側電極１２Ｐ及び負側電極１２Ｎが配置されていると共に、ケーシング１１の内部前方には送風用のファン１３が配置されている。なお、正側及び負側の電極はそれぞれ複数であってもよい。

ファン１３の前方にはイオンバランスセンサ１４が配置され、また、ファン１３の前方の負側電極１２Ｎに対応する位置にはイオン量センサ１５がそれぞれ配置されている。
ここで、イオンバランスセンサ１４は正イオン量及び負イオン量の多少に応じたイオン電流を測定してイオンバランスを検出するセンサであり、例えばファン１３の前方に配置された導電性の保護部材（ガード電極）を利用することができる。また、イオン量センサ１５は、負側電極１２Ｎの周囲からファン１３を介して送出される負イオンによるイオン電流を検出するセンサであり、イオン電流を電圧に変換して出力する半導体センサ等により構成されている。

イオンバランスセンサ１４の出力信号は、正側電極１２Ｐへの印加電圧を制御するためにアンプ２１Ｐに入力されており、イオン量センサ１５の出力信号は負側電極１２Ｎへの印加電圧を制御するためにアンプ２１Ｎに入力されている。
これらの両アンプ２１Ｐ，２１Ｎの出力信号はＣＰＵ２２に入力され、その出力信号は電圧調整回路２３を介して正側電極１２Ｐ側の高電圧発生回路２４Ｐと負側電極１２Ｎ側の高電圧発生回路２４Ｎとにそれぞれ入力されている。高電圧発生回路２４Ｐから出力される正の高電圧は正側電極１２Ｐに印加され、高電圧発生回路２４Ｎから出力される負の高電圧は負側電極１２Ｎに印加されている。

また、前記ＣＰＵ２２には表示制御回路２５が接続され、この表示制御回路２５には各電極１２Ｐ，１２Ｎのクリーニングを促すために点灯表示する表示ランプ２６ａと、クリーニングが未了である場合（前記表示ランプ２６ａが一定期間以上、表示されたままの状態である場合）にアラームを点灯表示する表示ランプ２６ｂとが接続されている。

なお、上記構成において、イオナイザ本体１０以外の部品はコントローラを構成しており、このコントローラの構成要素はケーシング１１に内蔵されている。また、アンプ２１Ｐ，２１Ｎ、ＣＰＵ２２、電圧調整回路２３、高電圧発生回路２４Ｐ，２４Ｎは請求項における制御手段を構成する。

次に、この実施形態の動作を説明する。
本実施形態では、イオンバランスセンサ１４の出力信号からＣＰＵ２２が正負のイオンバランスを検出し、正側電極１２Ｐに印加する正電圧を演算して電圧調整回路２３に出力する。電圧調整回路２３では、ＣＰＵ２２により演算された出力電圧を発生させるための制御信号を生成し、高電圧発生回路２４Ｐに出力する。

一方、イオン量センサ１５の出力信号からＣＰＵ２２が負イオン量を検出し、負側電極１２Ｎに印加する負電圧を演算して電圧調整回路２３に出力する。電圧調整回路２３では、ＣＰＵ２２により演算された出力電圧を発生させるための制御信号を生成し、高電圧発生回路２４Ｎに出力する。

いま、正負イオン量がアンバランスであると、イオンバランスセンサ１４は正イオン量の過剰または不足を検出し、その検出信号はアンプ２１Ｐを介してＣＰＵ２２に入力される。ＣＰＵ２２は、過剰な正イオンを減少させ、あるいは不足する正イオンを補うために正側電極１２Ｐに印加する所要の正電圧を演算し、電圧調整回路２３及び高電圧発生回路２４Ｐを介して正側電極１２Ｐへの印加電圧を制御する。
上記の動作により、正イオン量と負イオン量とをほぼ等しくしてイオンバランスを保った状態で除電動作を行うことができる。

また、長期の使用により電極１２Ｐ，１２Ｎが汚れ、その結果、発生イオン量が減少してくると、イオン量センサ１５により検出される負イオン量も減少する。このイオン量センサ１５の出力信号はアンプ２１Ｎを介してＣＰＵ２２に入力される。
ＣＰＵ２２では、減少した負イオンを増加させるために負側電極１２Ｎに印加する所要の負電圧を演算し、電圧調整回路２３及び高電圧発生回路２４Ｎを介して負側電極１２Ｎへの印加電圧を増加させる。そして、この結果、イオンバランスが崩れた場合には、前述したイオンバランスセンサ１４を用いた制御系により正側電極１２Ｐへの印加電圧が制御されてイオンバランスが維持されることになる。

上記の説明では、イオンバランスセンサ１４の出力信号に基づいて正側電極１２Ｐへの印加電圧を制御し、イオン量センサ１５の出力信号に基づいて負側電極１２Ｎへの印加電圧を制御しているが、イオンバランスセンサ１４の出力信号に基づいて負側電極１２Ｎへの印加電圧を制御し、イオン量センサ１５の出力信号に基づいて正側電極１２Ｐへの印加電圧を制御するように構成しても良い。

なお、イオン量センサ１５により負イオン量の減少が検出された場合、ＣＰＵ２２は、検出したイオン量が予め設定された値を下回った場合に電極のクリーニングが必要であると判断し、表示制御回路２５を介して一方の表示ランプ２６ａを点灯表示させる。
このクリーニング用の表示ランプ２６ａは、ＣＰＵ２２により制御される負側電極２４Ｎまたは正側電極２４への印加電圧が設定値を上回った場合に表示させても良い。

クリーニング用の表示ランプ２６ａが一定期間以上、点灯し続けている場合、すなわち電極のクリーニングが実施されずに発生イオン量が依然として少ない場合には、表示制御回路２５を介して他方の表示ランプ２６ｂを点灯表示させ、アラームとして作用させる。この場合、クリーニング用の表示ランプ２６ａを黄色、アラーム用の表示ランプ２６ｂを赤色にて点灯表示させても良い。
上記のように二段階の点灯表示を行えば、使用者に対して電極のクリーニングの必要性を強く喚起することができる。

本発明の実施形態を示す構成図である。

符号の説明

１０：直流イオナイザ本体
１１：ケーシング
１２Ｐ：正側電極
１２Ｎ：負側電極
１３：ファン
１４：イオンバランスセンサ
１５：イオン量センサ
２１Ｐ，２１Ｎ：アンプ
２２：ＣＰＵ
２３：電圧調整回路
２４Ｐ，２４Ｎ：高電圧発生回路
２５：表示制御回路
２６ａ，２６ｂ：表示ランプ

Claims (7)

1. 正側電極に正の直流電圧を印加して正イオンを発生させ、かつ、負側電極に負の直流電圧を印加して負イオンを発生させると共に、これらの正負イオンを含むイオン化エアをファンにより被除電物に向けて送風する直流式イオナイザにおいて、
   正負イオンのイオンバランスを検出するイオンバランスセンサと、
   正イオン量または負イオン量を検出するイオン量センサと、
   このイオン量センサの出力信号に基づいて、このイオン量センサにより検出した極性の電極に印加する電圧を制御して当該極性のイオン量がほぼ一定になるように制御し、かつ、前記イオンバランスセンサの出力信号に基づいて、前記極性とは逆の極性の電極に印加する電圧を制御して正負イオンのイオンバランスを保つように制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする直流式イオナイザ。
2. 請求項１に記載した直流式イオナイザにおいて、
   正負イオンのイオンバランスを保つために正側電極に印加する正の直流電圧を制御し、イオン量をほぼ一定に保つために負側電極に印加する負の直流電圧を制御することを特徴とする直流式イオナイザ。
3. 請求項１または２に記載した直流式イオナイザにおいて、
   前記イオンバランスセンサとして、前記ファンの前方に配置された導電性の保護部材を用い、この保護部材に流れる電流からイオンバランスを検出することを特徴とする直流式イオナイザ。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載した直流式イオナイザにおいて、
   前記イオン量センサに流れる電流からイオン量を検出することを特徴とする直流式イオナイザ。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載した直流式イオナイザにおいて、
   前記イオン量センサの出力に基づいて、前記電極のクリーニングを促すためのクリーニング表示を行うことを特徴とする直流式イオナイザ。
6. 請求項１〜４の何れか１項に記載した直流式イオナイザにおいて、
   前記電極への印加電圧に基づいて、前記電極のクリーニングを促すためのクリーニング表示を行うことを特徴とする直流式イオナイザ。
7. 請求項５または６に記載した直流式イオナイザにおいて、
   前記クリーニング表示が一定時間以上継続した場合に、アラーム表示を行うことを特徴とする直流式イオナイザ。

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