JP2013130362A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】センサを搭載した空気清浄機であって、当該センサで安定したセンシングが可能な空気清浄機を提供する。
【解決手段】空気清浄機１００は、給気孔２および排気孔３を有する筐体１と、給気孔２から空気を取り込み、排気孔３から排出させるためのファン５と、給気孔２から取り込まれた空気を清浄するためのフィルタ９と、ファン５によって取り込まれた空気のうちの少なくとも一部を取り込んで、その空気中の微粒子量をセンシングするための第２検出装置１０と、第２検出装置１０に流入する空気の単位流量を検出するための第１検出装置６と、第１検出装置６で検出された単位流量に基づいて、第２検出装置１０に空気取り込むための動作時間である取り込み時間を制御するためのセンシング時間調整機構を含む制御装置７とを有する。
【選択図】図２

Description

この発明は空気清浄機に関し、特に、センサを搭載した空気清浄機に関する。

空気雰囲気の汚染度を検知するためのセンサを搭載した空気清浄機が提案されている。たとえば特開平２−８３０１４号公報（以下、特許文献１）は、メカニカルフィルタや電気集塵方式フィルタなどの汚染空気雰囲気を清浄化するための浄化部と、ガスセンサや塵濃度計などの空気雰囲気の汚染度検知部とを本体内に含む空気清浄機であって、送風機が動作することで本体に導入された空気が浄化部され、その後の空気の一部が検知部を収納している検知室に流れ込む構成を開示している。

従って、この空気清浄機では、センサに空気を送り込むために浄化部に空気を送り込むための送風機とは別の送風機を必要とせず、これらを兼用させることができる。

特開平２−８３０１４号公報

ところで、一般的に、センサでの検出量は当該センサに導入される空気量に比例する。そのため、空気清浄機のファンが低速で動作するときと高速で動作するときとでは、センサでの検出量に大幅な差異が生じることになる。

空気清浄機のファンの動作は、たとえばユーザ操作や、他のセンサでの検出結果などによって変化するものである。そのため、空気清浄機のファンで生じる気流を利用してセンサにて空気雰囲気を検出している場合には、そのファンの動作が変化することでセンサでの検出量が変化してしまい、安定的な検出を行なうことができない、という問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、センサを搭載した空気清浄機であって、当該センサで安定したセンシングが可能な空気清浄機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、空気清浄機は、給気孔および排気孔を有する筐体と、給気孔から空気を筐体内へと取り込み、排気孔から筐体外へ排出させるための空気移動機構と、筐体内の、給気孔から取り込まれた空気を清浄するための空気清浄機構と、筐体内の、空気移動機構によって給気孔から取り込まれた空気のうちの少なくとも一部を取り込んで、その空気中の微粒子量をセンシングするためのセンサ機構と、センサ機構に流入する空気の単位流量を検出するための検出手段と、検出手段で検出された単位流量に基づいて、センサ機構へ給気孔から取り込まれた空気のうちの少なくとも一部をセンサ機構に取り込むための動作時間である取り込み時間を制御するためのセンシング時間調整機構とを備える。

好ましくは、センシング時間調整機構は、予めセンサ機構に流入する空気の単位流量を取り込み時間に換算するための換算情報を記憶しておき、検出手段で検出された単位流量を取り込み時間に換算する。

より好ましくは、換算情報は、センサ機構に流入する空気の単位流量が増加するに連れて、単位流量に対して一定の関係を有して取り込み時間が短くなるような、センサ機構に流入する空気の単位流量と取り込み時間との関係を規定する情報である。

より好ましくは、換算情報は、センサ機構に流入する空気の単位流量と取り込み時間との積が所定値となる、センサ機構に流入する空気の単位流量と取り込み時間との関係を規定する情報である。

好ましくは、換算情報は、センサ機構に流入する空気の単位流量が増加するに連れて段階的に取り込み時間が短くなるような、センサ機構に流入する空気の単位流量と取り込み時間との関係を規定する情報である。

より好ましくは、センサ機構でのセンサ結果を、取り込み時間でセンサ機構に取り込まれた空気量に基づいて標準化するための標準化手段をさらに備える。

この発明によると、センサを搭載した空気清浄機において、空気清浄機構への空気導入機構を兼用して当該センサにセンサ対象の空気を導入する機構とした場合に、その空気導入機構での動作と関わりなく当該センサで安定したセンシングが可能となる。

実施の形態にかかる空気清浄機の実施の形態にかかる空気清浄機の、外観の具体例を示す図である。 空気清浄機の断面の概略を示す図である 加熱前後における生物由来の粒子の蛍光強度の変化と、加熱前後における粉塵の蛍光強度の変化とを示すグラフである。 生物由来の粒子を検出する捕集工程を示す図である。 生物由来の粒子を検出する蛍光測定工程（加熱前）を示す図である。 生物由来の粒子を検出する加熱工程を示す図である。 生物由来の粒子を検出する蛍光測定工程（加熱後）を示す図である。 生物由来の粒子を検出するリフレッシュ工程を示す図である。 加熱前後の蛍光強度の増大量ΔＦと、生物由来の粒子濃度との関係を示すグラフである。 空気清浄機に含まれる第２検出装置の外観の具体例を示す斜視図である。 図１０中の第２検出装置の外観を示す別の斜視図である。 図１０中の第２検出装置を示す分解組み立て図である。 図１０中の第２検出装置の内部構造を示す斜視図である。 図１１中の第２検出装置からファンが取り外された状態を示す斜視図である。 移動機構部を構成する回転ベースを示す斜視図である。 図１５中の回転ベースを示す分解組み立て図である。 捕集工程および加熱工程時の粒子検出装置を示す断面図である。 蛍光測定工程（加熱前，加熱後）時の第２検出装置を示す断面図である。 リフレッシュ工程時の第２検出装置を示す断面図である。 第２検出装置の動作の流れを示すフローチャートである。 第２検出装置の内部構造を示す斜視図である。 リフレッシュ工程時の捕集基板およびブラシ清掃アームの動きを示す断面図である。 リフレッシュ工程時の捕集基板およびブラシ清掃アームの動きを示す別の断面図である。 リフレッシュ工程時の捕集基板およびブラシ清掃アームの動きを示すさらに別の断面図である。 ブラシ、ブラシ清掃アームおよび捕集基板の高さ関係を示す図である。 空気清浄機に含まれる制御装置の構成の具体例を示す図である。 空気清浄機に含まれる制御装置の構成の具体例を示す図である。 換算情報で規定されるファンの回転量Ｒとセンシング時間Ｔとの対応の、第１の例を表わした図である。 換算情報で規定されるファンの回転量Ｒとセンシング時間Ｔとの対応の、第２の例を表わした図である。 図２９に表わされたファンの回転量Ｒに対して規定されるセンシング時間Ｔで第２検出装置が駆動された場合の、ファンの回転量Ｒに対するセンシング対象の空気量Ｖの関係を表わした図である。 制御装置７での制御の流れを表わすフローチャートである。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。

＜装置構成＞
図１は、本実施の形態にかかる空気清浄機１００の実施の形態にかかる空気清浄機の、外観の具体例を示す図である。また、図２は、空気清浄機１００の断面の概略を示す図である。

図１および図２を参照して、空気清浄機１００は、給気孔２および排気孔３を有する筐体であるキャビネット１を有する。

キャビネット１は、好ましくは略直方体形状を有し、空気移動機構としてのファン５と、空気雰囲気を検出するためのセンサ機構に流入する空気の単位流量を検出するための機構としての、ファン５の単位時間当たりの回転量（回転速度、単位時間当たりの回転数、等）を検出するための第１検出装置６と、制御装置７と、空気中の微粒子量を検出することで空気雰囲気を検出するためのセンサ機構である第２検出装置１０とを収容する。キャビネット１の互いに対向して配置される２側面に、それぞれ、給気孔２および排気孔３が設けられる。給気孔２は図１の前面側に設けられ、排気孔３は図１の上面側に設けられる。図１の前面側を仮に正面と呼び、図１の上面側を仮に上面と呼ぶ。図２は、直方体形状であるキャビネット１の側面に対して平行に切って得られる矩形断面を表わしている。

給気孔２はキャビネット１の正面の下寄りに設けられ、正面上寄りには、さらに、情報表示部である表示パネル４が設けられる。その他、図示しない操作用のスイッチなどが設けられていてもよい。

空気導入機構はファンに限定されず、ポンプや熱ヒータなどであってもよい。ファン５が回転することで、給気孔２からキャビネット１内に外気が導入される。好ましくは、図１に点線で示されるように、キャビネット１内には給気孔２および排気孔３をそれぞれの端部とした流路管８が設けられる。これによって、ファン５の回転によって給気孔２からキャビネット１内に導入された外気は流路管８を通って排気孔３からキャビネット１外に排気される。

給気孔２には、空気清浄機構としてのフィルタ９が設けられる。ファン５の回転によって給気孔２からキャビネット１内に導入された外気はフィルタ９を抜けて流路管８に導入される。これにより、空気中に含まれる埃や微生物などがフィルタ９に付着し、それらが除去されて清浄化された空気が流路管８を通って排気孔３からキャビネット１外に排気される。

流路管８には、後述する第２検出装置１０の開口部１２０がその内部に含まれている。流路管８が設けられていない場合には、給気孔２から排気孔３に向かう流路上に開口部１２０があるように第２検出装置１０が配置される。これによって給気孔２からキャビネット１内に導入された外気の一部が開口部１２０から第２検出装置１０に取り込まれる。

制御装置７は、表示パネル４、第１検出装置６、および第２検出装置１０に電気的に接続され、これらの動作を制御する。また、図示しない操作スイッチが空気清浄機１００に備えられる場合、当該操作スイッチおよびファン５の図示しない駆動機構がさらに制御装置７に電気的に接続されて、制御装置７が操作スイッチによる操作（ＯＮ／ＯＦＦ、強／弱、等）に応じてファン５の駆動を制御するようにしてもよい。

第１検出装置６は、第２検出装置１０に取り込まれる空気量を検出するための機構であればよく、本例では、ファン５の回転量を検出する構成とする。この場合、第１検出装置６はたとえばファン５の回転軸と接続されて、その回転量を検出するような構成であってもよい。

第１検出装置６は、その検出値を制御装置７に入力する。制御装置７は入力された検出値に対して予め記憶している係数を用いることで、センサ機構である第２検出装置１０に流入する空気量を算出することができる。この係数は、予め実験的に決定しておくことができる。

第１検出装置６での空気量の検出原理は上のものに限定されない。他の例として、第１検出装置６が流量計であって、第２検出装置１０の後述する開口部１２０付近に設置されていることで、センサ機構である第２検出装置１０に流入する空気量を検出する構成であってもよい。

または、上述のように制御装置７がファン５の駆動を制御する場合、第１検出装置６は制御装置７に含まれて、その制御量に対して予め記憶している係数を用いることで、センサ機構である第２検出装置１０に流入する空気量を算出することができる。この係数は、予め実験的に決定しておくことができる。

制御装置７は、第１検出装置６での検出値から得られたセンサ機構である第２検出装置１０に流入する空気量に応じて、第２検出装置１０の動作を制御する。また、第１検出装置６での検出値から得られたセンサ機構である第２検出装置１０に流入する空気量に基づく表示を表示パネル４に行なわせてもよい。

第２検出装置１０は、取り込まれた空気中の微粒子量を検出することで該空気の雰囲気を検出するための機構であれば、特定の構成に限定されない。例えば、埃センサや花粉センサやガスセンサなどであってもよい。以降の説明では、第２検出装置１０は導入された空気中に浮遊する微粒子から花粉や微生物、カビといった生物由来の粒子を検出するための装置であるとする。その検出原理や具体的な構成、検出動作については後に詳しく説明する。もちろん、第２検出装置１０は生物由来の粒子を検出するための装置に限定されるものではなく、また、生物由来の粒子を検出するための原理、動作も、後述するものに限定されるものではない。

第２検出装置１０の図示しない通気孔から、ファン５の駆動によって機外から取り込まれた外気の一部がその内部に導入され、その内部を通過することで、通過する空気がセンシングされる。第２検出装置１０は、制御装置７での制御信号に従って検出動作を行ない、その検出値を制御装置７に入力する。

制御装置７は、第２検出装置１０での検出値から得られた空気雰囲気の検出結果を、表示パネル４に表示させる。また、先述のように、制御装置７がファン５の駆動を制御する場合、第２検出装置１０での検出値から得られた空気雰囲気の検出結果に応じてファン５の駆動を制御してもよい。

＜第２検出装置の具体例＞
先述のように、第２検出装置１０が花粉や微生物、カビといった生物由来の粒子を検出するための装置である場合について、具体的に説明する。最初に、第２検出装置１０を用いて生物由来の粒子を検出する原理について説明する。

［空気雰囲気の検出原理の一例］
図３は、加熱前後における生物由来の粒子の蛍光強度の変化と、加熱前後における粉塵の蛍光強度の変化とを示すグラフである。

空気中に浮遊する生物由来の粒子に紫外光または青色光を照射すると、生物由来の粒子は蛍光を発する。しかしながら、空気中には化学繊維の埃など（以下、粉塵ともいう）の、同様に蛍光を発する粒子が浮遊しており、蛍光を検出するのみでは、生物由来の粒子からのものであるのか粉塵からのものであるのかが区別されない。

一方、図３中に示すように、生物由来の粒子および粉塵に対してそれぞれ加熱処理を施し、加熱前後における蛍光強度（蛍光量）の変化を測定すると、粉塵から発せられる蛍光強度が加熱処理によって変化しないのに対して、生物由来の粒子から発せられる蛍光強度は、加熱処理によって増加する。本例における第２検出装置１０では、生物由来の粒子と粉塵とが混合する粒子に対して、加熱前後の蛍光強度を測定し、その差分を求めることにより、生物由来の粒子の量を特定する。

図４から図８は、生物由来の粒子を検出する工程を示す図である。図４を参照して、まず、粒子を捕集基板５１０に捕集する（捕集工程）。

本工程では、捕集基板５１０を静電針５３０に対向配置するとともに、捕集基板５１０および静電針５３０間に電位差を生じさせる。ファン５の駆動により、空気が捕集基板５１０に向けて導入されると、空気中に浮遊する粒子６００は、静電針５３０の周囲にて帯電される。帯電された粒子６００は、静電気力によって捕集基板５１０の表面に吸着される。捕集基板５１０に捕集された粒子６００には、生物由来の粒子６００Ａと、化学繊維の埃などの粉塵６００Ｂとが含まれる。

図５を参照して、次に、加熱前の粒子６００から発せられる蛍光の強度を測定する（蛍光測定工程（加熱前））。本工程では、半導体レーザなどの発光素子５５０から捕集基板５１０に捕集された粒子６００に向けて励起光を照射するとともに、粒子６００から発せられた蛍光をレンズ５６０を通じて受光素子５６５にて受光する。

図６を参照して、次に、ヒータ５２０を用いて、捕集基板５１０に捕集された粒子６００を加熱する。加熱後、捕集基板５１０を冷却する（加熱工程）。

図７を参照して、次に、加熱後の粒子６００から発せられる蛍光の強度を測定する（蛍光測定工程（加熱後））。既に説明したように、粉塵６００Ｂから発せられる蛍光強度が加熱処理によって変化しないのに対して、生物由来の粒子６００Ａから発せられる蛍光強度は、加熱処理によって増加する。このため、本工程では、図５中の蛍光測定工程（加熱前）で測定された蛍光強度よりも大きい値の蛍光強度が測定される。

図９は、加熱前後の蛍光強度の増大量ΔＦと、生物由来の粒子濃度との関係を示すグラフである。図９を参照して、加熱前の蛍光強度と加熱後の蛍光強度との差から、蛍光強度の増大量ΔＦ１を算出する。予め用意した蛍光強度の増大量ΔＦと生物由来の粒子濃度Ｎとの関係に基づき、算出された増大量ΔＦ１に対応する生物由来の粒子濃度Ｎ１を特定する。なお、増大量△Ｆと生物由来の粒子濃度Ｎとの対応関係は、予め実験的に決められる。

図８を参照して、次に、生物由来の粒子の検出を終えた粒子６００を捕集基板５１０から除去する（リフレッシュ工程）。

［第２検出装置の全体構造について］
図１０は、第２検出装置１０の外観の一例を示す斜視図である。図１２は、図１０中の第２検出装置１０の外観を示す別の斜視図である。図１２は、図１０中の第２検出装置１０を示す分解組み立て図である。図１３は、図１０中の第２検出装置１０の内部構造を示す斜視図である。

図１０から図１３を参照して、一例として、第２検出装置１０は、筐体としてのキャビネット１１と、ファン１６と、捕集部２０と、蛍光検出部３０と、清掃部５０とを有する。

キャビネット１１は、略直方体形状を有し、捕集部２０、蛍光検出部３０、清掃部５０を収容する。本例では、キャビネット１１が、第１筐体としての上キャビネット１２と、第２筐体としての下キャビネット１４とから構成されている。下キャビネット１４は、一方向に開口する箱形状を有する。上キャビネット１２は、下キャビネット１４の開口を塞ぐ平板形状を有する。一例として、キャビネット１１は、６０ｍｍ×５０ｍｍ（上キャビネット１２の縦、横）×３０ｍｍ（高さ）の大きさを有する。

キャビネット１１は、側面１１ｍおよび側面１１ｎを有する。側面１１ｍおよび側面１１ｎは、互いに対向して配置されている。側面１１ｍは、上キャビネット１２に形成され、側面１１ｎは、下キャビネット１４に形成されている。

キャビネット１１には、筒状部材としての捕集筒１５が一体に形成されている。捕集筒１５は、側面１１ｍに開口し、側面１１ｍから側面１１ｎに向けて円筒状に延びている。捕集筒１５は、後述する静電針２２を取り囲むように設けられている。捕集筒１５は、静電針２２と対向して位置決めされた捕集基板７１に向けて、粒子を含む空気を案内する。

図１４は、図１１中の第２検出装置１０からファンが取り外された状態を示す斜視図である。図１１および図１４を参照して、ファン１６は、正転方向および反転方向に回転駆動可能である。ファン１６が正転方向に駆動されることにより、キャビネット１１の内部の空気がファン１６を通じてキャビネット１１の外部に排出される。ファン１６が反転方向に駆動されることにより、キャビネット１１の外部の空気がファン１６を通じてキャビネット１１の内部に導入される。

ファン１６は、キャビネット１１の側面１１ｎに取り付けられている。ファン１６が取り付けられたキャビネット１１の位置には、開口部１２０が形成されている。開口部１２０は、捕集筒１５と向かい合う範囲（図１４中の２点鎖線１２２に示す範囲）と、後述するブラシ５１と向かい合う範囲（図１４中の２点鎖線１２１に示す範囲）とを含むように開口している。開口部１２０は、捕集筒１５と向かい合う範囲とブラシ５１と向かい合う範囲とで連続的に形成されている。

このような構成によって、ファン１６は、捕集工程と、加熱工程時の冷却と、リフレッシュ工程とで兼用して用いられる。これにより、第２検出装置１０の小型化や低コスト化を図ることができる。

図１０から図１３を参照して、捕集部２０は、図４を参照して説明した捕集工程を実行し、空気中に含まれる粒子を捕集基板７１に捕集する。捕集部２０は、電源部としての高圧電源２１と、放電電極としての静電針２２とを有する。

捕集基板７１は、生物由来の粒子と化学繊維の埃などの粉塵とが混合した粒子が捕集される捕集部材として設けられている。捕集基板７１は、ガラス板から形成されている。粒子を吸着するガラス板の表面には、導電性の透明被膜が形成されている。捕集基板７１は、ガラス板に限定されず、セラミックもしくは金属などから形成されてもよい。被膜は、透明被膜に限定されず、たとえば、セラミック等から形成された捕集基板７１の表面に、金属被膜が形成されてもよい。また、捕集基板７１が金属から形成される場合、その表面に被膜を形成する必要はない。

高圧電源２１は、捕集基板７１と静電針２２との間に電位差を生じさせるための電源部として設けられている。

静電針２２は、高圧電源２１から延出し、捕集筒１５を貫通して捕集筒１５の内部に達している。捕集工程時、捕集基板７１は、静電針２２と対向して配置される。本例では、静電針２２が、高圧電源２１の正極に電気的に接続されている。捕集基板７１に形成された被膜は、高圧電源２１の負極に電気的に接続されている。

なお、静電針２２が高圧電源２１の正極に電気的に接続されている場合に、捕集基板７１に形成された被膜が接地電位に接続されてもよいし、静電針２２が高圧電源２１の負極に電気的に接続され、捕集基板７１に形成された被膜が高圧電源２１の正極に電気的に接続されてもよい。

捕集工程時、ファン１６が正転方向に駆動されると、キャビネット１１内部の空気が排気されると同時に、キャビネット１１の外部の空気が捕集筒１５を通って捕集基板７１に向けて導入される。この際、高圧電源２１によって静電針２２と捕集基板７１との間に電位差を発生させると、空気中の粒子は、静電針２２の周囲で正極に帯電される。正極に帯電された粒子が、静電気力によって捕集基板７１に移動し、導電性の被膜に吸着されることによって、捕集基板７１に捕集される。

このように本例の第２検出装置１０は、静電気力を利用した静電捕集により、粒子を捕集基板７１に捕集する。この場合、粒子の検出時に粒子を確実に捕集基板７１に保持するとともに、粒子の検出後には粒子を容易に捕集基板７１から除去することができる。

また、放電電極として針状の静電針２２を用いることによって、帯電した粒子を、静電針２２に対向する捕集基板７１の表面であって、後述する発光素子の照射領域に対応した極めて狭い領域に吸着させることができる。これにより、蛍光測定工程において、吸着された微生物を効率的に検出することができる。

蛍光検出部３０は、図５および図７を参照して説明した蛍光測定工程（加熱前，加熱後）を実行する。蛍光検出部３０は、励起光源部３１および受光部４１から構成されている。励起光源部３１は、捕集基板７１に捕集された粒子に向けて励起光を照射する。受光部４１は、励起光の照射に伴って粒子から発せられる蛍光を受光する。

励起光源部３１は、光源としての発光素子３２と、励起部フレーム３３と、集光レンズ３４と、レンズ押さえ３５とを有する。受光部４１は、ノイズシールド４２と、増幅回路４３と、受光素子４４と、受光部フレーム４５と、フレネルレンズ４６と、レンズ押さえ４７とを有する。発光素子３２としては、半導体レーザまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子などが用いられる。発光素子３２から発せられる光は、生物由来の粒子を励起して蛍光を発せさせるものであれば、紫外または可視いずれの領域の波長を有してもよい。受光素子４４としては、フォトダイオードまたはイメージセンサなどが用いられる。

受光素子４４は、制御装置７と電気的に接続されて、蛍光の受光量に応じた信号を制御装置７に入力する。

清掃部５０は、図８を参照して説明したリフレッシュ工程を実行し、粒子を捕集基板７１から除去する。清掃部５０は、清掃具としてのブラシ５１と、ベース部としてのブラシ固定部５２およびブラシ押さえ５３とを有する。清掃部５０は、高圧電源２１に対して固定支持されている。リフレッシュ工程時、清掃部５０は静止している。

ブラシ５１は、繊維集合体から形成されている。ブラシ５１は、導電性を有する繊維集合体から形成されている。ブラシ５１は、たとえば、カーボンファイバから形成されている。ブラシ５１を形成する繊維集合体の線径は、φ０．０５ｍｍ以上φ０．２ｍｍ以下であることが好ましい。

ブラシ５１は、自由端５１ｐと、自由端５１ｐの反対側の端部に配置される支持端５１ｑとを有する（図１３を参照）。支持端５１ｑは、ブラシ固定部５２およびブラシ押さえ５３により支持されている。ブラシ５１は、支持端５１ｑから自由端５１ｐに向けて垂れ下がるように設けられる。ブラシ５１は、後述するリフレッシュ位置９３に固定支持されている。ブラシ５１の自由端５１ｐが捕集基板７１の表面に接触した状態で捕集基板７１が移動することにより、粒子が捕集基板７１から除去される。

なお、本例では、捕集基板７１から粒子を除去する捕集具としてブラシ５１を用いたが、捕集具はこれに限られず、たとえば、捕集基板７１の表面と接触する平板状のワイパーであってもよいし、捕集基板７１の表面に向けて空気を噴き出すノズルであってもよい。

第２検出装置１０は、加熱部としてのヒータ７６と、移動機構部６０とをさらに有する。

ヒータ７６は、図６を参照して説明した加熱工程を実行し、捕集基板７１に捕集された粒子を加熱する。

移動機構部６０は、捕集基板７１を搭載し、捕集工程、蛍光測定工程（加熱前，加熱後）、リフレッシュ工程および加熱工程間で捕集基板７１を移動させる。移動機構部６０は、モータホルダ６１と、回転駆動可能な駆動部としての回転モータ６２と、モータ押さえ６３と、アーム部としての回転ベース６４を有する。

図１５は、移動機構部を構成する回転ベースを示す斜視図である。図１６は、図１５中の回転ベースを示す分解組み立て図である。図１５中には、裏側（キャビネット１１の側面１１ｎ側）から見た回転ベース６４が示され、図１６中には、表側（キャビネット１１の側面１１ｍ側）から見た回転ベース６４が示されている。

図１３、図１５および図１６を参照して、回転ベース６４には、回転モータ６２の出力軸が接続されている。回転モータ６２の駆動に伴って、回転ベース６４は、図１３中に仮想線として描かれた回転中心軸６６を中心に回転（正転、反転）する。

回転ベース６４は、樹脂材料により形成されている。回転ベース６４は、その構成部位として、中心部６７と、基板支持部６８と、清掃具初期化部材としてのブラシ清掃アーム８１と、センシング対象部８２とを有する。

中心部６７は、回転モータ６２の出力軸に接続されている。中心部６７は、キャビネット１１により回転中心軸６６を中心に回転自在に支持されている。基板支持部６８は、中心部６７から回転中心軸６６の半径方向に延伸し、その先端で捕集基板７１を搭載している。基板支持部６８は、捕集基板７１を搭載する位置で枠形状を有する。ブラシ清掃アーム８１およびセンシング対象部８２については、後の項目で詳細に説明する。

捕集基板７１の裏面には、ヒータ７６が貼り合わされている。ヒータ７６は、回転ベース６４の回転時、捕集基板７１とともに移動する。ヒータ７６には、ヒータ７６の電力供給線や、ヒータ７６に内蔵されたセンサの信号線を含む、複数の配線１１１，１１２，１１３が接続されている。配線１１１，１１２，１１３は、フレキシブル基板９６を通じてキャビネット１１の外部に引き出されている。

図１７は、捕集工程および加熱工程時の第２検出装置１０を示す断面図である。図１８は、蛍光測定工程（加熱前，加熱後）時の第２検出装置１０を示す断面図である。図１９は、リフレッシュ工程時の第２検出装置１０を示す断面図である。図１７から図１９中には、キャビネット１１の側面１１ｎ側から見た第２検出装置１０の断面が示されている。

図１７から図１９を参照して、本例における第２検出装置１０では、捕集基板７１が、捕集工程および加熱工程時に、図１７中に示す第１位置としての捕集・加熱位置９１に移動され、蛍光測定工程（加熱前，加熱後）時に、図１８中に示す第２位置としての検出位置９２に移動され、リフレッシュ工程時に、図１９中に示す第３位置としてのリフレッシュ位置９３に移動される。捕集・加熱位置９１と、検出位置９２と、リフレッシュ位置９３とは、互いに離れて配置されている。

なお、図１９中のリフレッシュ位置９３は、代表的な例として示したものであり、実際には、リフレッシュ工程時に捕集基板７１を移動させつつ、捕集基板７１の表面をブラシ５１に接触させて捕集基板７１から粒子を除去するため、捕集基板７１とブラシ５１とが接触する間の捕集基板７１の移動範囲がリフレッシュ位置９３に相当する。

捕集基板７１は、捕集・加熱位置９１、検出位置９２およびリフレッシュ位置９３間を移動する間、同一平面内に保持される。捕集基板７１は、捕集・加熱位置９１、検出位置９２およびリフレッシュ位置９３間を移動する間、回転中心軸６６に直交する同一平面内に保持される。

すなわち、本例における第２検出装置１０は、捕集基板７１を、同一平面内に保持しながら、捕集・加熱位置９１、検出位置９２およびリフレッシュ位置９３の間で移動させる移動機構部６０を備える。本例では、捕集基板７１を同一平面内で移動させるため、捕集・加熱位置９１、検出位置９２およびリフレッシュ位置９３の各位置における捕集基板７１の位置決め精度を向上させることができる。また、回転中心軸６６の軸方向において捕集基板７１が移動しないため、第２検出装置１０の全高を低く抑えることができる。

捕集・加熱位置９１と、検出位置９２と、リフレッシュ位置９３とは、円周上に並んで配置されている。捕集・加熱位置９１と、検出位置９２と、リフレッシュ位置９３とは、回転中心軸６６を中心とする円周上に並んで配置されている。捕集基板７１の移動方向において、捕集・加熱位置９１は、検出位置９２とリフレッシュ位置９３との間に配置されている。言い換えれば、捕集基板７１の移動方向において、リフレッシュ位置９３は、捕集・加熱位置９１から見て検出位置９２の反対側に配置されている。捕集基板７１の移動方向において、検出位置９２、捕集・加熱位置９１およびリフレッシュ位置９３が挙げた順に並んで配置されている。

捕集・加熱位置９１とリフレッシュ位置９３との間の捕集基板７１の移動距離よりも、検出位置９２とリフレッシュ位置９３との間の捕集基板７１の移動距離の方が大きい。捕集・加熱位置９１、検出位置９２およびリフレッシュ位置９３の間における捕集基板７１の移動範囲は、回転中心軸６６の軸周りにおいて１８０°以下である。

続いて、本例における第２検出装置１０の動作について説明する。図２０は、第２検出装置１０での動作の流れの一例を示すフローチャートである。

なお、以下の説明では、図１７から図１９中において、回転中心軸６６を中心とする時計周りの回転を正転方向といい、回転中心軸６６を中心とする反時計周りの回転を反転方向という。

図１７および図２０を参照して、まず、捕集基板７１を捕集・加熱位置９１に位置決めして、捕集工程を実施する（Ｓ１０１）。この際、ファン１６を正転方向に駆動させることによって、キャビネット１１内部に空気を導入するとともに、高圧電源２１によって静電針２２と捕集基板７１との間に電位差を発生させ、空気中の粒子を捕集基板７１の表面に捕集する。

図１８および図２０を参照して、次に、回転モータ６２を駆動させることによって回転ベース６４を正転方向に回転させ、捕集基板７１を捕集・加熱位置９１から検出位置９２に移動させる（Ｓ１０２）。次に、励起光源部３１によって、捕集基板７１に捕集された粒子に向けて励起光を照射するとともに、受光部４１によって、励起光の照射に伴って粒子から発せられる蛍光を受光する。これにより、捕集基板７１に捕集された粒子の加熱前の蛍光強度を測定する（Ｓ１０３）。

図１７および図２０を参照して、次に、回転モータ６２を駆動させることによって回転ベース６４を反転方向に回転させ、捕集基板７１を検出位置９２から捕集・加熱位置９１に移動させる（Ｓ１０４）。次に、ヒータ７６に通電することによって、捕集基板７１に捕集された粒子を加熱する（Ｓ１０５）。次に、ヒータ７６への通電を停止して、捕集基板７１を冷却する（Ｓ１０６）。この際、ファン１６を反転方向に駆動させることによって、空気をキャビネット１１内部に導入し、捕集基板７１の冷却を促進させる。

図１８および図２０を参照して、次に、回転モータ６２を駆動させることによって回転ベース６４を正転方向に回転させ、捕集基板７１を捕集・加熱位置９１から検出位置９２に移動させる（Ｓ１０７）。次に、励起光源部３１によって、捕集基板７１に捕集された粒子に向けて励起光を照射するとともに、受光部４１によって、励起光の照射に伴って粒子から発せられる蛍光を受光する。これにより、捕集基板７１に捕集された粒子の加熱後の蛍光強度を測定する（Ｓ１０８）。

図１９および図２０を参照して、次に、回転モータ６２を駆動させることによって回転ベース６４を反転方向に回転させ、捕集基板７１を検出位置９２からリフレッシュ位置９３に移動させる。リフレッシュ位置９３において回転ベース６４を反転方向に回転させ、さらに正転方向に回転させることによって、捕集基板７１の表面をブラシ５１に接触させる。これにより、捕集基板７１から粒子を除去する（Ｓ１０９）。

リフレッシュ工程時、ファン１６を正転方向に駆動させることによって、捕集基板７１から除去されて空気中を飛散する粒子を開口部１２０を通じてキャビネット１１の外部に排出する。開口部１２０を通じてキャビネット１１の外部に排出された粒子を回収するため、開口部１２０とファン１６との間にフィルタを設けることが好ましい。

この際、捕集基板７１が、図１７中に示す捕集・加熱位置９１から図１９中に示すリフレッシュ位置９３に近づくに従って、捕集基板７１と捕集筒１５とが重なる範囲が小さくなるため、空気の導入口である捕集筒１５の開口面積が大きくなる。これにより、粒子を効率的にキャビネット１１の外部に回収することができる。一方、捕集工程時には、捕集基板７１に遮蔽されることによって捕集筒１５の開口面積が小さくなるため、空気の導入ロスを減らすことができる。

この例では、清掃部５０を静止させたまま捕集基板７１の移動によってリフレッシュ工程を実施するため、リフレッシュ工程を実施するための移動機構部を別途設ける必要がない。このため、第２検出装置１０の小型化や低コスト化を図ることができる。

図１７および図２０を参照して、回転モータ６２を駆動させることによって回転ベース６４を正転方向に回転させ、捕集基板７１をリフレッシュ位置９３から捕集・加熱位置９１に移動させる（Ｓ１１０）。以上のＳ１０１〜Ｓ１１０の工程を繰り返すことによって、生物由来の粒子の検出を連続的に実施する。

以上に説明した、第２検出装置１０の構造の具体例についてまとめて説明すると、第２検出装置１０は、導入された空気中の生物由来の粒子を検出する。第２検出装置１０は、粒子を捕集部材としての捕集基板７１に捕集する捕集部２０と、捕集基板７１に捕集された粒子に向けて励起光を照射するとともに、粒子から発せられる蛍光を受光する蛍光検出部３０と、捕集部２０により捕集基板７１に粒子を捕集する第１位置としての捕集・加熱位置９１および蛍光検出部３０により蛍光を受光する第２位置としての検出位置９２とは離れた第３位置としてのリフレッシュ位置９３で、粒子を捕集基板７１から除去する清掃部５０とを備える。

また別に、第２検出装置１０は、導入された空気中の生物由来の粒子を検出する。第２検出装置１０は、粒子を捕集部材としての捕集基板７１に捕集する捕集部２０と、捕集基板７１に捕集された粒子に向けて励起光を照射するとともに、粒子から発せられる蛍光を受光する蛍光検出部３０と、粒子を捕集基板７１から除去する清掃部５０と、捕集基板７１を、捕集部２０により捕集基板７１に粒子を捕集する第１位置としての捕集・加熱位置９１と、蛍光検出部３０により蛍光を受光する第２位置としての検出位置９２と、清掃部５０により捕集基板７１から粒子を除去する第３位置としてのリフレッシュ位置９３との間で移動させる移動機構部６０とを備える。

さらに別に、第２検出装置１０は、導入された空気中の生物由来の粒子を検出する。第２検出装置１０は、粒子を捕集部材としての捕集基板７１に捕集する捕集部２０と、捕集基板７１に捕集された粒子に向けて励起光を照射するとともに、粒子から発せられる蛍光を受光する蛍光検出部３０と、粒子を捕集基板７１から除去する清掃部５０とを備える。捕集基板７１は、正転方向および反転方向に回転移動することにより、捕集部２０により捕集基板７１に粒子を捕集する第１位置としての捕集・加熱位置９１と、蛍光検出部３０により蛍光を受光する第２位置としての検出位置９２と、清掃部５０により捕集基板７１から粒子を除去する第３位置としてのリフレッシュ位置９３との間を移動する。

上に説明した例では、粒子を捕集基板７１から除去するための清掃部５０を設けることによって、捕集基板７１を繰り返し使用して生物由来の粒子の検出を行なうことができる。このため、１回の検出ごとに捕集基板７１を交換する場合と比較して、粒子検出にかかる費用を低コストにできる。

また、上に説明した例では、粒子を捕集基板７１から除去するリフレッシュ工程が、捕集・加熱位置９１および検出位置９２から離れたリフレッシュ位置９３で実施される。このため、捕集基板７１から除去された粒子が、次工程の捕集工程時に再び捕集基板７１に捕集されたり、捕集基板７１から検出位置９２に侵入した粒子が発光素子３２や受光素子４４などの光学系に付着したりすることを防止できる。特にこの例では、リフレッシュ位置９３と検出位置９２との間を遮るように捕集・加熱位置９１が設けられているため、捕集基板７１から除去された粒子が検出位置９２に侵入することを効果的に防ぐことができる。これらの理由により、第２検出装置１０によれば、生物由来の粒子の検出を高精度に行なうことができる。

また、この例では、捕集・加熱位置９１、検出位置９２およびリフレッシュ位置９３が円周上に並んで配置されており、捕集基板７１は回転することによって、これらの各位置間を移動する。このような構成によれば、捕集部２０、蛍光検出部３０および清掃部５０をコンパクトな空間に配置して、第２検出装置１０の小型化を図ることができる。また、この例では、捕集基板７１が正転方向および反転方向に回転して捕集・加熱位置９１、検出位置９２およびリフレッシュ位置９３の各位置に移動するため、フレキシブル基板９６を通じて引き出される複数の配線や静電捕集のための配線が絡み合わないという効果も奏される。

加熱部としてのヒータ７６の構造についてまとめて説明すると、本例における第２検出装置１０は、捕集基板７１に捕集された粒子を加熱するための加熱部としてのヒータ７６を有する。蛍光検出部３０により把握される加熱前の粒子から発せられる蛍光強度と加熱後の粒子から発せられる蛍光強度との差分から、生物由来の粒子を検出する。ヒータ７６によって粒子を加熱するとき、捕集基板７１は、第１位置としての捕集・加熱位置９１に移動される。ヒータ７６は、移動機構部６０によって捕集基板７１とともに移動される。ヒータ７６によって加熱された捕集基板７１は、ファン１６によってキャビネット１１内に導入された空気により冷却される。

上に説明した例では、捕集基板７１に捕集された粒子を加熱する加熱工程を、捕集基板７１に粒子を捕集する捕集工程と同じ位置（捕集・加熱位置９１）で実施することにより、第２検出装置１０の小型化を図ることができる。また、ヒータ７６を移動機構部６０に搭載して、捕集基板７１と一緒に移動させる構成により、第２検出装置１０の構造を簡易化できる。

［第２検出装置の構成部品の配置について］
図１３、図１７から図１９を参照して、一例として、第２検出装置１０では、捕集部２０、蛍光検出部３０および清掃部５０の各構成部品が、回転中心軸６６を中心にその周方向に並んで配置されている。

捕集筒１５および静電針２２は、捕集・加熱位置９１に向かい合って配置されている。高圧電源２１および清掃部５０は、リフレッシュ位置９３に向かい合って配置されている。受光部４１は、検出位置９２に向かい合って配置されている。

捕集筒１５と受光部４１とは、回転中心軸６６を中心とする周方向において互いに隣り合って配置されている。励起光源部３１は、回転中心軸６６を中心とする周方向において、捕集筒１５とは反対側で受光部４１と隣り合って配置されている。すなわち、回転中心軸６６を中心とする周方向において、励起光源部３１と捕集筒１５との間に受光部４１が配置されている。励起光源部３１は、回転中心軸６６を挟んで捕集筒１５の反対側に配置されている。

高圧電源２１は、回転中心軸６６を中心とする周方向において、受光部４１とは反対側で捕集筒１５と隣り合って配置されている。すなわち、回転中心軸６６を中心とする周方向において、高圧電源２１と受光部４１との間に捕集筒１５が配置されている。高圧電源２１は、回転中心軸６６を挟んで受光部４１の反対側に配置されている。高圧電源２１と励起光源部３１とは、回転中心軸６６を中心とする周方向において互いに隣り合って配置されている。

回転中心軸６６の軸方向から見た場合に、捕集筒１５、受光部４１および高圧電源２１は、回転中心軸６６の軸周りにおける捕集基板７１の移動範囲と重なって配置されている。回転中心軸６６の軸方向から見た場合に、励起光源部３１は、回転中心軸６６の軸周りにおける捕集基板７１の移動範囲からずれて配置されている。

本例では、捕集基板７１の移動方向において、励起光源部３１は、受光部４１に対して捕集筒１５の反対側に配置されている。このように構成により、励起光源部３１の配置に起因して、捕集・加熱位置９１と検出位置９２との間の距離が長くなることを防止している。

回転中心軸６６の軸方向から見た場合に、清掃部５０は、高圧電源２１と重なって配置されている。より具体的には、清掃部５０を構成するブラシ固定部５２が、高圧電源２１に取り付けられている。図１３中に示すように、励起光源部３１および受光部４１は、それぞれ、高さＨ１（回転中心軸６６の軸方向の長さ）および高さＨ２を有する。高圧電源２１は、高さＨ３を有する。高さＨ３は、高さＨ１および高さＨ２よりも小さく、高さＨ１は、高さＨ２よりも大きい（Ｈ３＜Ｈ２＜Ｈ１）。

本例では、清掃部５０を、励起光源部３１、受光部４１および高圧電源２１のうち最も小さい高さを有する高圧電源２１と重ねて設けることによって、キャビネット１１内の限られた空間に捕集部２０、蛍光検出部３０および清掃部５０の各構成部品を効率よく配置している。

また、本例では、清掃部５０と捕集筒１５とが回転中心軸６６を中心とする周方向において互いに隣り合って配置されている。このような構成によって、捕集工程、加熱工程時の冷却およびリフレッシュ工程間におけるファン１６の兼用を可能としている。

図２１は、第２検出装置１０の内部構造を示す斜視図である。図２１を参照して、受光部４１および励起光源部３１と、清掃部５０との間を遮るように、捕集筒１５および移動機構部６０が設けられている。

このような構成により、リフレッシュ位置９３において捕集基板７１から除去された粒子が検出位置９２に侵入することを効果的に抑制できる。また、リフレッシュ位置９３から検出位置９２への粒子の侵入を防止することを目的にキャビネット１１内に隔壁を設ける必要がなく、捕集・加熱位置９１、検出位置９２およびリフレッシュ位置９３がキャビネット１１内の同一空間に設けられる。このため、第２検出装置１０を小型化することができる。

［ブラシのクリーニング構造について］
リフレッシュ工程時、清掃部５０により捕集基板７１から粒子が除去されるのに伴って、捕集基板７１の表面と接触するブラシ５１に粒子が付着する。本例における第２検出装置１０は、清掃具初期化部材としてのブラシ清掃アーム８１を有し、このブラシ清掃アーム８１によってブラシ５１に付着した粒子を除去する。

図１５および図１６を参照して、ブラシ清掃アーム８１は、回転ベース６４に一体に設けられている。ブラシ清掃アーム８１は、回転ベース６４の回転時、捕集基板７１とともに移動する。ブラシ清掃アーム８１は、回転ベース６４の中心部６７から回転中心軸６６の半径方向に延伸する。ブラシ清掃アーム８１がブラシ５１の自由端５１ｐに接触した状態で回転移動することにより、ブラシ５１に付着した粒子が除去される。

ブラシ清掃アーム８１は、回転中心軸６６の軸周りにおいて基板支持部６８と周方向にずれた位置に設けられている。図１８中に示すように、捕集基板７１が検出位置９２に移動された時に、ブラシ清掃アーム８１は、捕集基板７１とブラシ５１との間に配置される。

図２２から図２４は、リフレッシュ工程時の捕集基板およびブラシ清掃アームの動きを示す断面図である。図２４中には、リフレッシュ工程時の捕集基板７１の移動端が示されている。

図２２から図２４を参照して、粒子の加熱後の蛍光強度を測定した後、回転ベース６４を反転方向に回転させ、捕集基板７１を検出位置９２からリフレッシュ位置９３に向けて移動させる。

この際、まず、ブラシ清掃アーム８１がブラシ５１の自由端５１ｐに接触しながら反転方向に移動することにより、ブラシ５１に付着した粒子を除去する。同時に、ファン１６を正転方向に駆動させることによって、ブラシ５１から除去された粒子をリフレッシュ位置９３からキャビネット１１の外部に回収する。さらに回転ベース６４を反転方向に回転させ、捕集基板７１の表面をブラシ５１に接触させることにより、捕集基板７１から粒子を除去する。捕集基板７１が図２４中に示す移動端まで移動したら、回転ベース６４を正転方向に回転させ、再び捕集基板７１の表面をブラシ５１に接触させることにより、捕集基板７１から粒子を除去する。

本例では、捕集基板７１が検出位置９２に移動された時に、ブラシ清掃アーム８１が捕集基板７１とブラシ５１との間に配置されるため、捕集基板７１とブラシ５１とが接触する前に、ブラシ清掃アーム８１とブラシ５１とが接触する。これにより、ブラシ清掃アーム８１によってリフレッシュされたブラシ５１により捕集基板７１を清掃できるため、捕集基板７１から粒子を効率的に除去することができる。

また、ブラシ清掃アーム８１は、捕集基板７１を搭載する回転ベース６４に一体に設けられている。このような構成により、ブラシ清掃アーム８１を移動させるための移動機構部を別途設ける必要がなくなり、第２検出装置１０の小型化や低コスト化を図ることができる。

なお、キャビネット１１内部には、粘着性を有する粒子捕獲部が設けられてもよい。粒子捕獲部は、たとえば、粘着性シートから形成される。粒子捕獲部は、リフレッシュ位置９３や、リフレッシュ位置９３と捕集・加熱位置９１との間に設けられることが好ましい。このような構成によれば、ファン１６の駆動による粒子の回収に加えて、粒子捕獲部によって捕集基板７１もしくはブラシ５１から除去された粒子を回収することができる。

図２５は、ブラシ、ブラシ清掃アームおよび捕集基板の高さ関係を示す図である。図２５を参照して、ブラシ清掃アーム８１および捕集基板７１は、それぞれ、ブラシ５１の自由端５１ｐと接触する頂面８１ａおよび頂面７１ａを有する。任意の位置を基準とした時のブラシ５１の自由端５１ｐの高さをＨ６とし、ブラシ清掃アーム８１の頂面８１ａの高さをＨ７とし、捕集基板７１の頂面７１ａの高さをＨ８とした場合に、Ｈ６＜Ｈ８＜Ｈ７の関係を満たすことが好ましい。

［第２検出装置の細部構造について］
第２検出装置１０は、一例として、捕集基板７１の位置を検出するための位置検出部として、位置センサ７７および位置センサ７８と、センシング対象部８２とを有する。

図１３、図１７および図１８を参照して、位置センサ７７および位置センサ７８は、センシング対象部８２の近接を検知することによって捕集基板７１の位置を検出するセンサである。位置センサ７７および位置センサ７８は、キャビネット１１の内壁に取り付けられている。位置センサ７７および位置センサ７８は、回転中心軸６６に直交する同一平面内に設けられている。回転中心軸６６の軸方向から見た場合に、位置センサ７７は、捕集・加熱位置９１と検出位置９２との間に配置され、位置センサ７８は、捕集・加熱位置９１とリフレッシュ位置９３との間に配置されている。

図１５を参照して、センシング対象部８２は、回転ベース６４に一体に設けられている。センシング対象部８２は、回転ベース６４の回転時、捕集基板７１とともに移動する。センシング対象部８２は、回転ベース６４の中心部６７から回転中心軸６６の半径方向に延伸するブラシ清掃アーム８１の先端に設けられている。

図１３、図１７および図１８を参照して、図示しない制御部は、位置センサ７８がセンシング対象部８２の近接を検知した場合に、捕集基板７１が捕集・加熱位置９１に位置決めされたことを検出する。このとき、制御部は、捕集基板７１への粒子の捕集が開始されるように、捕集部２０およびファン１６に向けて指令を出す。また、制御部は、位置センサ７７がセンシング対象部８２の近接を検知した場合に、捕集基板７１が検出位置９２に位置決めされたことを検出する。このとき、制御部は、生物由来の粒子の検出が開始されるように、蛍光検出部３０に向けて指令を出す。

位置センサ７８および位置センサ７７を用いた捕集基板７１の位置検出により、捕集工程および検出工程における捕集基板７１の位置精度を向上させ、生物由来の粒子の検出の再現性を高めることができる。

図１８を参照して、本例における第２検出装置１０は、移動機構部６０の移動端に配置され、移動機構部６０の移動を規制する規制部材としての突出部１９を有する。突出部１９は、キャビネット１１の内壁から突出して設けられている。突出部１９は、検出位置９２に隣り合った位置に設けられている。捕集基板７１が検出位置９２に移動された時、回転ベース６４が突出部１９に当接することにより、回転ベース６４のそれ以上の移動が規制される。

＜制御装置の構成＞
図２６および図２７は、制御装置７の構成の具体例を示す図である。

図２６を参照して、制御装置７は、第２検出装置１０の受光素子４４からの検出信号を処理するための信号処理部７１０と、各検出信号に基づいて第２検出装置１０での動作の制御やその検出結果の処理などを行なうための測定部７２０とを含む。

図２６では、信号処理部７１０の機能が主に電気回路であるハードウェア構成で実現される例が示されている。しかしながら、これら機能のうちの少なくとも一部は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、該ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される、ソフトウェア構成であってもよい。また、図２６および図２７では、測定部７２０の構成がソフトウェア構成である例が示されている。しかしながら、これら機能のうちの少なくとも一部は、電気回路などのハードウェア構成で実現されてもよい。

さらに図２６を参照して、信号処理部７１０は、第２検出装置１０の受光素子４４に接続される電流−電圧変換回路７１１と、電流−電圧変換回路７１１に接続される増幅回路７１２とを含む。

測定部７２０は、制御部７２１と、記憶部７２２と、第２検出装置１０のヒータ７６おおよびファン１６を駆動させるための駆動部７２３と、表示パネル４に検出結果等を表示させる処理を実行するための表示部７２４と含む。

第２検出装置１０内に導入された空気に対して発光素子３２から照射されることで、照射領域にある粒子からの蛍光が、受光素子４４で受光される。受光素子４４からの受光量に応じた電流信号は電流−電圧変換回路７１１に入力される。

電流−電圧変換回路７１１は、受光素子４４から入力された電流信号より蛍光強度を表わすピーク電流値Ｈを検出し、電圧値Ｅｈに変換する。電圧値Ｅｈは増幅回路７１２で予め設定した増幅率に増幅され、測定部７２０に対して出力される。測定部７２０の制御部７２１は電圧値Ｅｈの入力を受け付けて、順次、記憶部７２２に記憶させる。

制御部７２１は第２検出装置１０の発光素子３２および受光素子４４と電気的に接続され、それらのＯＮ／ＯＦＦを制御する。

制御部７２１は駆動部７２３に対して、第２検出装置１０での検出動作を開始／停止を指示する制御信号を出力する。駆動部７２３は第２検出装置１０のヒータ７６およびファン１６を駆動させるための機構と電気的に接続されて、この制御信号に従ってヒータ７６およびファン１６を駆動させたり、駆動を停止させたりする。これによって、第２検出装置１０での検出動作が行なわれる。

なお、本例では、一例として、駆動部７２３によっては第２検出装置１０のヒータ７６およびファン１６が駆動／停止することで第２検出装置１０の検出動作、つまり、第２検出装置１０への空気の取り込みの開始／終了が制御されるものとしている。しかしながら、第２検出装置１０での検出動作の制御は、この方法に限定されるものではない。他の例として、駆動部７２３が第２検出装置１０の高圧電源２１と静電針２２との間に設けられた図示しないスイッチを開閉させるための機構に接続されて、駆動部７２３によって該スイッチが開閉されることで第２検出装置１０の検出動作が制御されてもよい。その他、第２検出装置１０の捕集筒１５の開口が開閉式である場合にその駆動機構に接続されて、駆動部７２３によって捕集筒１５の開口が開閉されることで第２検出装置１０の検出動作が制御されてもよい。

制御部７２１は、第２検出装置１０での検出結果を出力する制御を行なうための検出制御部２１１と、第２検出装置１０の駆動を制御するための駆動制御部２１２とを含む。

図２７を参照して、検出制御部２１１は、記憶部７２２から検出結果として出力する対象の電圧値Ｅｈを読み出すための読出部２０４と、電圧値Ｅｈから生物由来の粒子からの蛍光によるものか否かを判別するための判別部２０５と、その判別結果に基づいて空気中の生物由来の粒子量（粒子数）を算出するための算出部２０６とを含む。

図３を用いて説明されたように、生物由来の粒子からの蛍光強度は加熱の前後で変化（増大）するのに対して、粉塵などの蛍光を発する粒子からの蛍光強度は加熱の前後で変化がない。そこで、判別部２０５は、図９に表わされたような生物由来の粒子か否かを判別するためのしきい値を予め記憶しておき、加熱前後の蛍光強度の差分をそのしきい値と比較することで、差分がしきい値より大なる場合には生物由来の粒子、そうでない場合には粉塵等の生物由来ではない粒子と判別する。

算出部２０６は、その判別結果に基づいて、第２検出装置１０でセンシング時間Ｔの間の検出結果として、センシング時間Ｔ中に生物由来の粒子と判別された粒子量（粒子数）を算出する。たとえば、算出部２０６はカウンタを含み、センシング時間Ｔの間に生物由来の粒子と判別された粒子数をカウントしてもよい。

なお、図２７に示されたように、検出制御部２１１には標準化部２０７が含まれて、算出部２０６で算出された粒子量が補正されてもよい。

算出された粒子量または標準化部２０７で補正された粒子量は表示部７２４に入力されて、表示パネル４で表示するための処理がなされる。

さらに図２７を参照して、駆動制御部２１２は、第１検出装置６からの検出値の入力を受け付けるための入力部２０１と、後述する換算情報を予め記憶しておき、入力された検出値を当該換算情報を用いて換算することで第２検出装置１０の駆動時間を算出するための換算部２０２と、その駆動時間で第２検出装置１０を駆動させるよう駆動部７２３に対して制御信号を出力するためのセンシング時間調整部２０３とを含む。

換算部２０２に記憶される換算情報は、第２検出装置１０に単位時間当たり取り込まれる空気量（単位流量）に相当するファン５の単位時間当たりの回転量Ｒと、第２検出装置１０でのセンシング時間（検出動作を継続する時間）Ｔとの対応を規定した情報である。この情報は、予め換算部２０２に入力されている。換算部２０２は、第１検出装置６からの検出値で得られるファン５の単位時間当たりの回転量に対応した第２検出装置１０でのセンシング時間を換算情報から読み出すことで、ファン５の単位時間当たりの回転量を第２検出装置１０でのセンシング時間Ｔに換算する。

図２８は、換算情報で規定されるファン５の単位時間当たりの回転量Ｒとセンシング時間Ｔとの対応の、第１の例を表わした図である。

図２８を参照して、換算部２０２に記憶される換算情報は第１の例として、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒで表わされる第２検出装置１０に単位時間当たり導入される空気量の増加に対して、センシング時間Ｔが反比例して減少する関係を規定する。

ここで、第２検出装置１０に取り込まれてセンシング対象とされる空気量Ｖは、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒで表わされる第２検出装置１０に単位時間当たり取り込まれる空気量にセンシング時間Ｔを乗じて（Ｖ＝Ｒ×Ｔ）得られる。そのため、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒとセンシング時間Ｔとが図２８に表わされた反比例の関係である場合には、これらの積で表わされる第２検出装置１０でのセンシング対象の空気量Ｖは、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒで表わされる第２検出装置１０に単位時間当たり取り込まれる空気量が変化した場合であっても常に一定となる。

換算部２０２は図２８に表わされた換算情報に基づいてファン５の単位時間当たりの回転量Ｒを換算することでセンシング時間Ｔを算出し、センシング時間調整部２０３は当該センシング時間Ｔの間、第２検出装置１０を動作させるよう駆動部７２３に対して制御信号を出力する。

換算部２０２に記憶される換算情報は、図２８に表わされるように、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒで表わされる第２検出装置１０に導入される空気量とセンシング時間Ｔとが反比例する関係を規定するものに限定されない。他の例として、図２９は、換算部２０２に記憶される換算情報で規定されるファン５の単位時間当たりの回転量Ｒとセンシング時間Ｔとの対応の、第２の例を表わした図である。

図２９を参照して、換算情報は、第２の例として、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒで表わされる第２検出装置１０に導入される空気量の増加に対してセンシング時間Ｔが段階的に減少する関係を規定するものであってもよい。

なお、この場合、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒで表わされる第２検出装置１０に単位時間当たり取り込まれる空気量と、センシング時間Ｔとの積で表わされる第２検出装置１０でのセンシング対象の空気量Ｖは、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒで表わされる第２検出装置１０に単位時間当たり取り込まれる空気量が変化すると一定とならない。

すなわち、図２９では、ファン５の単位時間当たりの回転量のある範囲においては、回転量が増加しても、つまり第２検出装置１０に単位時間当たり取り込まれる空気量が増加しても、その回転量のときのセンシング時間が一定と規定されている。そのため、その回転量の範囲においては、回転量が大きいほどセンシング対象の空気量Ｖが大きくなることになる。図３０は、図２９に表わされたファン５の単位時間当たりの回転量Ｒに対して規定されるセンシング時間Ｔで第２検出装置１０が駆動された場合の、ファン５の単位時間当たりの回転量に対する第２検出装置１０に取り込まれてセンシング対象とされる空気量Ｖの関係を表わした図である。

従って、この場合、センシング時間が一定と規定されているファン５の単位時間当たりの回転量の範囲においては、単位時間当たりの回転量Ｒが大きいほど第２検出装置１０で生物由来の粒子が多く検出されることになる。

そこで、好ましくは標準化部２０７が、第２検出装置１０に導入される空気量を標準化するように、算出部２０６での算出結果を補正する。このとき、標準化部２０７は、図２９の換算部２０２に記憶される換算情報から図３０の関係を算出して、その結果を用いて算出部２０６での算出結果を補正する。または、予め図２９の換算情報に対応させて図３０で表わされるファン５の単位時間当たりの回転量とセンシング対象の空気量Ｖとの関係を記憶しておき、第１検出装置６で検出されたファン５の単位時間当たりの回転量から対応するセンシング対象の空気量Ｖを読み出して、それを用いて算出部２０６での算出結果を補正してもよい。

ここで標準化部２０７は、算出部２０６での算出結果である、センシング対象の空気中の生物由来の粒子量（粒子数）を、図３０の関係から得られたセンシング対象の空気量Ｖで除することで、算出部２０６での算出結果を補正する。これは、第２検出装置１０でのセンシング対象の空気量Ｖを予め定められた基準空気量となるように標準化することに相当する。

＜制御フロー＞
図３１は、制御装置７での制御の流れを表わすフローチャートである。図３１のフローチャートに表わされた制御の流れは、制御装置７に含まれる図示しないＣＰＵがメモリに記憶されるプログラムを読み出して実行し、図２６および図２７に示される各機能を発揮させることで実現される。この制御は、たとえば当該空気清浄機１００の動作を開始させるための図示しないスイッチがＯＮされるなどすることで開始される。

図３１を参照して、ステップＳ２０１で、空気清浄機構の駆動が開始する。ここでは、ファン５の駆動が開始されて、空気清浄機１００の給気孔２から外気が取り込まれ、フィルタ９を通ってその空気が清浄化されて排気孔３から排気される。

次に、ステップＳ２０３で制御部７２１は、第１検出装置６からの検出値に基づいてファン５の単位時間当たりの回転量Ｒを検出し、ステップＳ２０５で第２検出装置１０でのセンシング時間Ｔを算出する。ここでは、先述のように、予め記憶している換算情報を用いてファン５の単位時間当たりの回転量Ｒをセンシング時間Ｔに換算する。

ステップＳ２０７で制御部７２１は第２検出装置１０のファン１６等を駆動して、センシングを開始する。そして、その開始からの経過時間がセンシング時間Ｔに達するか否かを監視する。

上記ステップＳ２０７でのセンシングの開始からセンシング時間Ｔが経過すると（ステップＳ２０９でＹＥＳ）、ステップＳ２１１で制御部７２１は、第２検出装置１０のファン１６等の駆動を終了して、第２検出装置１０でのセンシングを終了する。そして、ステップＳ２１３で制御部７２１は、センシング時間Ｔの間に検出された、加熱前後の蛍光強度の差分に基づいて生物由来の粒子と判断された粒子の数をカウントして、センシング結果としての粒子量を算出する。

なお、上記ステップＳ２０５でセンシング時間Ｔを換算する際に図２９で表わされた、ファン５の回転量Ｒの増加に対して段階的に規定されたセンシング時間Ｔを適用した場合には、ステップＳ２１５で制御部７２１は第２検出装置１０に導入された空気量を標準化する処理を行なう。図２８で表わされた、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒの増加に対して反比例の関係で規定されたセンシング時間Ｔを適用した場合には、ステップＳ２１５の制御はスキップしてよい。

そして、ステップＳ２１７で制御部７２１は、上記ステップＳ２１３で得られたセンシング結果、または上記ステップＳ２１５で標準化されたセンシング結果を表示パネル４で出力する。

＜実施の形態の効果＞
本実施の形態にかかる空気清浄機１００にて上記制御がなされることで、センシング時間Ｔ内に第２検出装置１０に導入されセンシング対象とされた空気量Ｖを、ファン５の単位時間当たりの回転量Ｒが変化した場合であっても一定とすることができる。または、一定としてセンシング結果を標準化することができる。

このため、第２検出装置１０への空気導入機構を空気清浄機１００の空気清浄機構への空気導入機構と兼用とした場合に、空気清浄機１００の空気清浄機構の動作と関わりなく第２検出装置１０での安定してセンシングを行なうことが可能となる。

また、本実施の形態にかかる空気清浄機１００ではセンシング時間Ｔを第２検出装置１０への単位時間当たりの空気の導入量に応じて調整するものであるため、センシング時間Ｔを一定として実際の導入量を用いてセンシング結果を補正する方法よりも、センシング対象の空気量の変動を抑えることができ、より安定したセンシングが可能となる。

特に、第２検出装置１０が上述したような生物由来の粒子を検出するものである場合、高精度を確保するためのセンシング条件の範囲がある範囲に限定されることが多い。センシング時間Ｔを一定とすると、空気清浄機１００の空気清浄機構への導入量が大きくなると第２検出装置１０へ導入される空気量も大きくなる。このとき、たとえば、上述のように捕集治具に空気中の粒子を捕集してセンシングするものである場合、捕集治具上が粒子で飽和するとそれ以上のセンシングができなくなる。また、この場合、精度も低下する。従って、この場合、センシングの精度が低下するという問題にもつながる。

しかしながら、本実施の形態にかかる空気清浄機１００では、第２検出装置１０でのセンシング対象の空気量を一定とすることができるため、安定したセンシングが可能となる。また、センシング対象の空気量を所定範囲とすることができるため、高精度でのセンシングが可能となる。

なお、上の例では、本実施の形態にかかる空気清浄機１００が図１に表わされたように単体の空気清浄機である例が示されているが、本実施の形態にかかる空気清浄機１００は、たとえばエアーコンディショナーや電気掃除機などの空気清浄機能を有するあらゆる装置に含まれるものであってもよい。

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。

１，１１ キャビネット、２ 給気孔、３ 排気孔、４ 表示パネル、５，１６ ファン、６ 第１検出装置、７ 制御装置、８ 流路管、９ フィルタ、１０ 第２検出装置、１１ｍ，１１ｎ 側面、１２ 上キャビネット、１４ 下キャビネット、１５ 捕集筒、１９ 突出部、２０ 捕集部、２１ 高圧電源、２２，５３０ 静電針、３０ 蛍光検出部、３１ 励起光源部、３２，５５０ 発光素子、３３ 励起部フレーム、３４ 集光レンズ、３５，４７ レンズ押さえ、４１ 受光部、４２ ノイズシールド、４３，７１２ 増幅回路、４４，５６５ 受光素子、４５ 受光部フレーム、４６ フレネルレンズ、５０ 清掃部、５１ ブラシ、５１ｐ 自由端、５１ｑ 支持端、５２ ブラシ固定部、５３ ブラシ押さえ、６０ 移動機構部、６１ モータホルダ、６２ 回転モータ、６３ モータ押さえ、６４ 回転ベース、６６ 回転中心軸、６７ 中心部、６８ 基板支持部、７１，５１０ 集基板、７１ａ，８１ａ 頂面、７６，５２０ ヒータ、７７，７８ 位置センサ、８１ ブラシ清掃アーム、８２ センシング対象部、９１ 加熱位置、９２ 検出位置、９３ リフレッシュ位置、９６ フレキシブル基板、１００ 空気清浄機、１１１，１１２，１１３ 配線、１２０ 開口部、１２１，１２２ 点鎖線、２０１ 入力部、２０２ 換算部、２０３ センシング時間調整部、２０４ 読出部、２０５ 判別部、２０６ 算出部、２０７ 標準化部、２１１ 検出制御部、２１２ 駆動制御部、５６０ レンズ、６００，６００Ａ 粒子、６００Ｂ 粉塵、７１０ 信号処理部、７１１ 電流−電圧変換回路、７２０ 測定部、７２１ 制御部、７２２ 記憶部、７２３ 駆動部、７２４ 表示部。

Claims (6)

1. 給気孔および排気孔を有する筐体と、
   前記給気孔から空気を前記筐体内へと取り込み、前記排気孔から前記筐体外へ排出させるための空気移動機構と、
   前記筐体内の、前記給気孔から取り込まれた空気を清浄するための空気清浄機構と、
   前記筐体内の、前記空気移動機構によって前記給気孔から取り込まれた空気のうちの少なくとも一部を取り込んで、その空気中の微粒子量をセンシングするためのセンサ機構と、
   前記センサ機構に流入する空気の単位流量を検出するための検出手段と、
   前記検出手段で検出された前記単位流量に基づいて、前記センサ機構へ前記給気孔から取り込まれた空気のうちの少なくとも一部を前記センサ機構に取り込むための動作時間である取り込み時間を制御するためのセンシング時間調整機構とを備える、空気清浄機。
2. 前記センシング時間調整機構は、予め前記センサ機構に流入する空気の単位流量を前記取り込み時間に換算するための換算情報を記憶しておき、前記検出手段で検出された前記単位流量を前記取り込み時間に換算する、請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記換算情報は、前記センサ機構に流入する空気の単位流量が増加するに連れて、前記単位流量に対して一定の関係を有して前記取り込み時間が短くなるような、前記センサ機構に流入する空気の単位流量と前記取り込み時間との関係を規定する情報である、請求項２に記載の空気清浄機。
4. 前記換算情報は、前記センサ機構に流入する空気の単位流量と前記取り込み時間との積が所定値となる、前記センサ機構に流入する空気の単位流量と前記取り込み時間との関係を規定する情報である、請求項３に記載の空気清浄機。
5. 前記換算情報は、前記センサ機構に流入する空気の単位流量が増加するに連れて段階的に前記取り込み時間が短くなるような、前記センサ機構に流入する空気の単位流量と前記取り込み時間との関係を規定する情報である、請求項３に記載の空気清浄機。
6. 前記センサ機構でのセンサ結果を、前記取り込み時間で前記センサ機構に取り込まれた空気量に基づいて標準化するための標準化手段をさらに備える、請求項５に記載の空気清浄機。

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