JP2021068586A - イオン検知器およびイオン発生システム - Google Patents

Abstract

【課題】非接触型のイオン検知器における検知精度を、従来よりも向上させる。【解決手段】イオン検知器（１）は、イオン発生デバイス（８０）の放電によって生じた電界（Ｅ０）の変化に対応する検知信号（Ｖ０）を取得する変換回路（１２）と、当該検知信号（Ｖ０）に対し周波数フィルタリングを施すことにより、フィルタリング後検知信号（Ｖ１）を生成するＬＰＦ回路（１３）と、当該フィルタリング後検知信号（Ｖ１）が供給されるＥＳＤ保護回路（１４）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、イオン発生システムに設けられるイオン検知器に関する。

イオン発生システムにおけるイオンの発生状態を検知（検出）するために、様々な技術が提案されている。特許文献１には、非接触型のイオン検知器（イオン粒子の捕集を要しないイオン検知器）の一例が開示されている。具体的には、特許文献１のイオン検知器は、イオン発生装置の放電によって生じた電界の変化を検知することにより、イオンの発生状態に応じた検知信号を出力する。

特開２０１９−８２３７２号公報

本発明の一態様は、非接触型のイオン検知器における検知精度を、従来よりも向上させることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るイオン検知器は、イオン発生デバイスを有するイオン発生システムに設けられるイオン検知器であって、上記イオン発生デバイスの放電によって生じた電界の変化に対応する検知信号を生成する検知部と、上記検知信号に対し周波数フィルタリングを施すことにより、フィルタリング後検知信号を生成する周波数フィルタリング回路と、上記フィルタリング後検知信号が供給される静電気放電保護回路と、を備えている。

本発明の一態様によれば、非接触型のイオン検知器における検知精度を、従来よりも向上させることができる。

実施形態１のイオン発生システムの要部の構成を示すブロック図である。 図１のＬＰＦ回路およびその周辺の回路構成の一例を示す図である。 比較例のイオン検知器におけるＬＰＦ回路およびその周辺の回路構成の一例を示す図である。 比較例のイオン検知器における検知信号の波形の一例を示す図である。 実施形態１の一変形例に係るイオン発生システムにおけるＬＰＦ回路およびその周辺の回路構成の一例を示す図である。 実施形態１におけるＬＰＦ回路の別の構成例を示す図である。 実施形態１におけるＬＰＦ回路のさらに別の構成例を示す図である。 実施形態２のイオン発生システムの要部の構成を示す図である。 参考例のイオン発生システムの要部の構成を示す図である。 実施形態２の一変形例に係るイオン発生システムの要部の構成を示す図である。 実施形態２の別の変形例に係るイオン発生システムの要部の構成を示す図である。

〔実施形態１〕
以下、実施形態１のイオン検知器１について説明する。図１に示されるように、イオン検知器１は、イオン発生システム１００に設けられている。以下に述べるように、イオン発生システム１００は、放電によってイオン（例：正イオンおよび負イオン）を発生させる。このため、イオン発生システム１００は、放電装置の一例とも言える。イオン発生システム１００は、公知の電気機器（例：空気清浄機）に搭載されてよい。

便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、以降の各実施形態では、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。公知技術（例：特許文献１）と同様の事項についても、説明を適宜省略する。各図に示されている装置構成および回路構成は、説明の便宜上のための単なる一例である。また、各部材の位置関係も、各図の例に限定されない。また、各図面は、必ずしもスケール通りに描かれていないことに留意されたい。さらに、明細書中において以下に述べる各数値も、単なる一例である。本明細書では、２つの数ＡおよびＢについての「Ａ〜Ｂ」という記載は、特に明示されない限り、「Ａ以上かつＢ以下」を意味するものとする。

（イオン発生システム１００の概要）
図１は、イオン発生システム１００の要部の構成を示すブロック図である。イオン発生システム１００は、イオン検知器１、イオン発生デバイス８０、および制御回路９０を備えている。イオン発生デバイス８０は、第１電極８１および第２電極８２を備えている。

イオン発生システム１００は、公知の不図示の電源（例：商用電源）に接続されており、当該電源によって給電されている。一例として、電源は、所定の周波数（電源周波数）の交流（ＡＣ，Alternative Current）電圧を出力する交流電源である。電源周波数は、例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。以下の例では、電源は、正弦波の交流電圧を出力する。

制御回路９０は、イオン発生システム１００の各部（特に放電動作）を統括的に制御する。制御回路９０は、不図示の放電回路を駆動し、第１電極８１および第２電極８２に放電を生じさせる。具体的には、制御回路９０は、イオン検知器１から、当該イオン検知器１の検知結果を示す出力知検知信号を取得する。当該出力検知信号は、イオンの発生状態の指標として用いられる。

制御回路９０は、出力検知信号に基づき、イオンの発生状態を判定する。続いて、制御回路９０は、イオンの発生状態の判定結果に応じて、イオン発生システム１００の各部を制御する（例：放電回路を駆動する）。後述の通り、イオン検知器１では、入力検知信号に基づいて出力検知信号が生成される。

第１電極８１および第２電極８２はそれぞれ、放電によって異なる極性のイオンを発生させる電極（放電電極）である。一例として、第１電極８１と第２電極８２とは、１対の電極（例：ブラシ電極）として設けられている。実施形態１では、第１電極８１は、放電によってプラスイオン（正イオン）を生じさせる。これに対し、第２電極８２は、放電によってマイナスイオン（負イオン）を生じさせる。第１電極８１および第２電極８２はそれぞれ、プラス放電電極およびマイナス放電電極とも称される。

（イオン検知器１の構成）
イオン検知器１は、非接触型のイオン検知器の一例である。イオン検知器１は、検知電極１１（検知部）、変換回路１２（検知部）、ＬＰＦ（Low Pass Filter，ローパスフィルタ）回路１３、ＥＳＤ（Electro-Static Discharge，静電気放電）保護回路１４、および増幅回路１５を備えている。ＬＰＦ回路１３は、本発明の一態様に係る周波数フィルタリング回路の一例である。

検知電極１１は、イオン発生システム１００の放電（より具体的には、第１電極８１および第２電極８２のそれぞれの放電）によって生じた電界（以下、Ｅ０）を検知するための電極である。より具体的には、検知電極１１は、Ｅ０に対応する電気力線を横切る（例：当該電気力線と交差する）ように配置されている。一例として、検知電極１１は、平板状の電極である。Ｅ０の変化が生じた場合、検知電極１１には、誘導電流が発生する。

変換回路１２は、検知電極１１において発生した誘導電流を、電流信号（以下、Ｉ０）として取得する。Ｉ０は、Ｅ０の変化に伴って変化する。変換回路１２は、Ｉ０を電圧信号（以下、Ｖ０）に変換する。変換回路１２は、Ｅ０の変化に対応する信号（第１検知信号）としてのＶ０を生成する検知部（信号取得部）の一例である。第１検知信号は、入力検知信号（あるいは、単に検知信号）とも称される。

図１に示されるように、イオン発生システム１００では、第１検知信号（実施形態１ではＶ０）は、ＬＰＦ回路１３に入力される。実施形態１におけるＶ０は、より具体的には、Ｉ０の変化に対応するアナログ信号である。変換回路１２としては、公知の電流・電圧変換回路（例：分圧回路）を用いることができる。

図２は、ＬＰＦ回路１３およびその周辺の回路構成の一例を示す図である。以下、図２をさらに参照し、変換回路１２、ＬＰＦ回路１３、およびＥＳＤ保護回路１４について説明する。図２の例では、変換回路１２は、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２によって構成された分圧回路である。以下の説明では、便宜上、「抵抗Ｒ１」を、単に「Ｒ１」とも略記する。その他の素子についても、同様に略記する。

変換回路１２は、（ｉ）電源電圧（Ｖｃｃ）を給電する給電線ＰＬと、（ｉｉ）接地端子（ＧＮＤ）と、に接続されている。Ｖｃｃは、５Ｖである。具体的には、Ｒ１の一端がＰＬに接続されており、Ｒ２の一端がＧＮＤに接続されている（接地されている）。Ｒ１およびＲ２のそれぞれの抵抗値は、１０００ｋΩである。

そして、Ｒ１の他端とＲ２の他端とは、ノード（節点）Ｎ０において互いに接続されている。Ｎ０は、変換回路１２の出力であるＶ０（すなわち、分圧回路における分圧後の電圧）が印加されるノードである。すなわち、Ｎ０は、変換回路１２の出力ノードである。Ｎ０は、第０ノードと称されてもよい。Ｎ０は、ＬＰＦ回路１３の入力ノード（図２では不図示）に接続されている。従って、変換回路１２は、Ｎ０を介して、ＬＰＦ回路１３にＶ０を供給する。

ＬＰＦ回路１３は、Ｖ０に対し、周波数フィルタリングを施す。以下、Ｖ０に対し周波数フィルタリングが施された後の信号を、フィルタリング後第１検知信号（以下、Ｖ１）と称する。Ｖ１は、フィルタリング後入力検知信号（あるいは、単にフィルタリング後検知信号）と称されてもよい。

ＬＰＦ回路１３は、公知のパッシブ型のＬＰＦ回路であってよい。図２の例では、ＲＣ型のＬＰＦ回路１３が例示されている。すなわち、ＬＰＦ回路１３は、抵抗Ｒ３とキャパシタＣ２とによって構成されている。Ｒ３の抵抗値は、１０ｋΩである。Ｃ１のキャパシタンスは、１０００ｐＦである。ＬＰＦ回路１３の周波数特性は、後述するノイズ成分（図４を参照）の削除に適するように設定されている。

Ｒ３の一端は、ＬＰＦ回路１３の入力ノードに接続されている。すなわち、Ｒ３の一端は、上記入力ノードを介して、Ｎ０に接続されている。Ｃ１の一端は、接地されている。そして、Ｒ３の他端とＣ１の他端とは、ノードＮ１において互いに接続されている。Ｎ１は、ＬＰＦ回路１３の出力ノードである。Ｎ１は、第１ノードと称されてもよい。Ｎ１は、ＥＳＤ保護回路１４の入力ノード（後述のＮ２）に接続されている。従って、ＬＰＦ回路１３は、Ｎ１を介して、ＥＳＤ保護回路１４にＶ１を供給する。

ＥＳＤ保護回路１４は、イオン検知器１内の各素子をＥＳＤから保護するための回路である。図２の例では、ＥＳＤ保護回路１４は、ダイオードＤ１とダイオードＤ２とによって構成されている。Ｄ１およびＤ２は、ＥＳＤ保護回路１４におけるＥＳＤ保護素子（静電気放電保護素子）の一例である。Ｄ１およびＤ２は、ＥＳＤ保護ダイオードとも称される。Ｄ１およびＤ２は、例えば、低リークスイッチング用ダイオードである。

Ｄ１のカソードは、ＰＬに接続されている。Ｄ２のアノードは、接地されている。そして、Ｄ１のアノードとＤ２のカソードとは、ノードＮ２において互いに接続されている。Ｎ２は、ＥＳＤ保護回路１４の入力ノードである。Ｎ２は、第２ノードと称されてもよい。

図２の回路構成から理解される通り、Ｄ１およびＤ２はいずれも、イオン検知器１の通常の動作時には、ＯＦＦ状態が維持される。Ｄ１およびＤ２はいずれも、高電圧の静電気がＥＳＤ保護回路１４に入力された場合に、ＯＮするように意図されている。

図２の回路構成によれば、Ｖ１が、ＬＰＦ回路１３からＥＳＤ保護回路１４に供給される。特に、図２の例では、Ｎ１とＮ２との間には、何ら素子は存在していない。このため、Ｎ２の電位は、Ｎ１の電位（Ｖ１）と等しい。

ＥＳＤ保護回路１４は、増幅回路１５にＶ１を供給する。増幅回路１５は、例えばオペアンプである。増幅回路１５は、入力信号であるＶ１を増幅し、出力としての電圧信号Ｖ２を生成する。そして、増幅回路１５は、Ｖ２を制御回路９０に供給する。実施形態１では、Ｖ２が出力検知信号として用いられる。

（比較例）
イオン検知器１の効果の説明に先立ち、比較例としてのイオン検知器１ｒについて述べる。説明の便宜上、イオン検知器１ｒの変換回路、ＬＰＦ回路、およびＥＳＤ保護回路をそれぞれ、変換回路１２ｒ、ＬＰＦ回路１３ｒ、およびＥＳＤ保護回路１４ｒと称する。

図３は、ＬＰＦ回路１３ｒおよびその周辺の回路構成の一例を示す図である。図３に示される通り、イオン検知器１ｒでは、イオン検知器１とは異なり、ＥＳＤ保護回路１４ｒ→変換回路１２ｒ→ＬＰＦ回路１３ｒの順で、イオン検知器１ｒの入力側から各回路が接続されている。このように、イオン検知器１ｒでは、イオン検知器１とは異なり、ＥＳＤ保護回路１４ｒの後段に、ＬＰＦ回路１３ｒが接続されている。

ＥＳＤ保護回路１４ｒの第２ノード（Ｎ２ｒ）は、ＬＰＦ回路１３ｒの第０ノード（Ｎ０ｒ）に接続されている。このため、Ｎ２ｒおよびＮ０ｒの電位は、互いに等しい。イオン検知器１ｒの通常動作時には、Ｎ２ｒおよびＮ０ｒの電位は、Ｖ０である。また、Ｎ２ｒは、ＬＰＦ回路１３ｒの入力ノード（図３では不図示）に接続されている。変換回路１２ｒは、ＬＰＦ回路１３ｒの入力ノードにＶ０を供給する。ＬＰＦ回路１３ｒの入力ノードは、Ｒ３を介して、当該ＬＰＦ回路１３ｒの出力ノード（Ｎ１ｒ）に接続されている。Ｎ１ｒには、Ｖ１が印加される。

イオン検知器１ｒは、当該イオン検知器１ｒの通常動作時には、イオン検知器１と同様に動作する。しかしながら、イオン検知器１ｒでは、Ｄ１およびＤ２の誤動作が生じた場合に、イオンの検知精度が低下しうる。例えば、Ｖ０に含まれるノイズ（例：放電ノイズ）によって、Ｄ１およびＤ２の誤動作が生じることが考えられる。

図４は、イオン検知器１ｒにおけるＶ０の波形の一例を示す図である。図４において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧（信号値）を示す。図４に示される通り、Ｖ０には、信号成分とノイズ成分とが含まれる。図４の例における信号成分の波形は、ノイズ成分の波形に比べて比較的なだらかである。他方、ノイズ成分の周波数帯は、信号成分の周波数帯に比べて高い。

信号成分の最大値は、ノイズ成分の最大値に比べて十分に小さい。特に、信号成分の最大値は、ＶＦ（Ｄ１およびＤ２の順方向ＯＮ電圧）に比べて小さい。また、信号成分の最小値は、ノイズ成分の最小値に比べて十分に大きい。特に、信号成分の最小値は、−ＶＦに比べて十分に大きい。このため、ノイズ成分の影響が無視できる場合には、Ｄ１およびＤ２はいずれも、ＯＦＦ状態に維持される。

しかしながら、図４の例では、ノイズ成分の最大値は、ＶＦよりも大きい。また、ノイズ成分の最小値は、−ＶＦに比べて小さい。このため、ノイズ成分が信号成分に比べて支配的である時間帯においては、Ｄ１およびＤ２がＯＮされてしまう。すなわち、実際にはＥＳＤが生じていないにも拘らず、Ｄ１およびＤ２が誤ってＯＮされてしまう。

イオン検知器１ｒでは、ＥＳＤ保護回路１４ｒは、ＬＰＦ回路１３ｒの前段に設けられている。このため、イオン検知器１ｒでは、ＬＰＦ回路１３ｒによるノイズ低減後の信号（すなわちＶ１）が、ＥＳＤ保護回路１４ｒに供給されない。それゆえ、イオン検知器１ｒでは、ＥＳＤ保護回路１４ｒに対するノイズの影響を低減することが困難である。

Ｄ１およびＤ２がＯＮされた場合、Ｄ１およびＤ２がＯＦＦされている場合に比べ、Ｖ２の波形が有意に異なる。従って、Ｄ１およびＤ２が誤ってＯＮされた場合、Ｖ２に基づいて、実態に即したイオン発生状態を検知することができない。その結果、例えば、実際にはイオン発生デバイス８０が劣化（例：経年劣化）しているにも拘らず、当該イオン発生デバイス８０が劣化してない（例：新品である）と誤って判定されうる。

（効果）
イオン検知器１では、イオン検知器１ｒとは異なり、ＥＳＤ保護回路１４は、ＬＰＦ回路１３の後段に設けられている。すなわち、イオン検知器１では、イオン検知器１ｒとは異なり、ＬＰＦ回路１３によるノイズ低減後の信号（すなわちＶ１）を、ＥＳＤ保護回路１４に供給できる。

このように、イオン検知器１では、イオン検知器１ｒとは異なり、ＥＳＤ保護回路１４に対するノイズの影響を低減することができる。それゆえ、イオン検知器１によれば、イオン検知器１ｒに比べ、検知精度を向上させることができる。その結果、イオン発生デバイス８０の劣化状態についての誤判定が生じる可能性を低減できる。

〔変形例〕
本発明の一態様に係るイオン検知器の回路構成は、図２の例に限定されない。以下、イオン検知器１の一変形例としての、イオン検知器１ａについて述べる。イオン検知器１ａのＬＰＦ回路およびＥＳＤ保護回路をそれぞれ、ＬＰＦ回路１３ａおよびＥＳＤ保護回路１４ａと称する。

図５は、ＬＰＦ回路１３ａおよびその周辺の回路構成の一例を示す図である。図５の例では、ＬＰＦ回路１３ａのＲ３は、ＥＳＤ保護回路１４ａの第２ノード（Ｎ２ａ）よりも前段に位置している。このため、Ｎ２ａは、Ｒ３を介して、Ｎ０と接続されている。

但し、Ｎ２ａは、ＬＰＦ回路１３ａの第１ノード（Ｎ１ａ）とも接続されている。従って、Ｎ２ａの電位は、Ｎ１ａの電位（Ｖ１）と等しい。それゆえ、イオン検知器１ａにおいても、Ｖ１がＬＰＦ回路１３ａからＥＳＤ保護回路１４ａに供給されていると言える。それゆえ、イオン検知器１ａによっても、イオン検知器１と同様の効果を奏する。

〔変形例〕
本発明の一態様に係るＬＰＦ回路のタイプは、ＲＣ型に限定されない。一例として、本発明の一態様に係るＬＰＦ回路は、ＬＲ型であってよい。図６のＬＰＦ回路１３ｕは、ＬＲ型のＬＰＦ回路の一例である。図６の例における第１ノードは、インダクタＬと抵抗Ｒとの接続点（Ｎ１ｕ）である。

別の例として、本発明の一態様に係るＬＰＦ回路は、ＬＣＲ型であってもよい。図７のＬＰＦ回路１３ｖは、ＬＣＲ型のＬＰＦ回路の一例である。図７の例における第１ノードは、インダクタＬとキャパシタＣとの接続点（Ｎ１ｖ）である。

〔変形例〕
本発明の一態様に係る周波数フィルタリング回路は、ＬＰＦ回路に限定されない。当該周波数フィルタリング回路は、上述のノイズ信号を効果的に削減できればよい。

例えば、周波数フィルタリング回路として、ＨＰＦ（High Pass Filter，ハイパスフィルタ）回路を用いることもできる。ＨＰＦ回路によっても、周波数特性が適切に設定されていれば、ノイズ信号を効果的に削減できる。

このように、本発明の一態様に係る周波数フィルタリング回路は、ＢＰＦ（Band Pass Filter，バンドバスフィルタ）回路であってもよい。ＬＰＦ回路およびＨＰＦ回路はいずれも、ＢＰＦ回路の一例である。

あるいは、周波数フィルタリング回路として、ＢＥＦ（Band Elimination Filter，バンドエリミネーションフィルタ）回路を用いることもできる。ＢＥＦ回路は、ＢＳＦ（Band Stop Filter，バンドストップフィルタ）回路とも称される。ＢＥＦ回路によっても、周波数特性が適切に設定されていれば、ノイズ信号を効果的に削減できる。なお、ＢＥＦ回路は、ＮＦ（Notch Filter，ノッチフィルタ）回路であってもよい。ＮＦ回路とは、ＢＥＦ回路のうち、遮断周波数帯が特に狭いものを指す。

以上のことから、本発明の一態様に係る周波数フィルタリング回路は、（ｉ）少なくとも１つのＢＰＦ回路、および、（ｉｉ）少なくとも１つのＢＥＦ回路の、少なくとも一方を含んでいてもよい。一例として、本発明の一態様に係る周波数フィルタリング回路は、ＬＰＦ回路を含んでいることが好ましい。ＬＰＦ回路によれば、高周波ノイズ（例：放電ノイズ）を効果的に削減できるためである。

〔変形例〕
本発明の一態様に係るＥＳＤ保護素子は、低リークスイッチング用ダイオードに限定されない。ＥＳＤ保護素子の別の例としては、積層チップバリスタ（非直線性抵抗素子）、ツェナーダイオード、ＥＳＤサプレッサ、および積層チップコンデンサを挙げることができる。これらのＥＳＤ保護素子も、ＥＳＤ対策に好適である。

但し、ＥＳＤ保護素子は、低リークスイッチング用ダイオードであることがより好ましい。低リークスイッチング用ダイオードによれば、ＥＳＤ保護素子を通じた信号のリークを、より効果的に防止できるためである。

〔実施形態１における補足〕
（１）実施形態１では、第１検知信号がＶ０（電圧信号）である場合を例示した。但し、第１検知信号として、Ｉ０（電流信号）を用いることもできる。すなわち、検知電極１１を検知部として用いることもできる。この場合、変換回路１２を割愛できる。このため、ＬＰＦ回路１３は、Ｉ０に周波数フィルタリングを施し、電流信号としてのフィルタリング後第１検知信号を出力する。

但し、実施形態１の通り、第１検知信号としては、電圧信号を用いることが好ましい。多くの場合、電圧信号の信号レベルの方が、電流信号の信号レベルよりも高いと期待されるためである。このため、検出精度の向上の観点からは、第１検知信号として電圧信号を用いることが好ましいと言える。

（２）本発明の一態様に係るイオン検出器では、増幅回路１５を割愛することもできる。例えば、以下に述べる実施形態２のイオン発生システム２００によれば、検出精度をより一層向上できるためである。この場合、制御回路９０は、フィルタリング後第１検出信号（例：Ｖ１）を出力検知信号として取得する。そして、制御回路９０は、Ｖ１に基づき、イオンの発生状態を判定する。

〔実施形態２〕
図８は、実施形態２のイオン発生システム２００の要部の構成を示す図である。イオン発生システム２００は、樹脂層７０（剛性部材）をさらに備える。樹脂層７０は、イオン検知器１とイオン発生デバイス８０との間に配置されている。

樹脂層７０は、ユーザによるイオン発生デバイス８０の取付（あるいは取り外し）を補助するために設けられている。樹脂層７０は、比較的高い剛性を有している。樹脂層７０を設けることにより、ユーザによるイオン発生デバイス８０の交換作業を容易化できる。図８の例における樹脂層７０の厚さｄは、２ｍｍである。以下、樹脂層７０の厚さ方向を、高さ方向とも称する。

図８に示されるように、イオン発生システム２００では、樹脂層７０とイオン発生デバイス８０とは、高さ方向において離間されている。すなわち、樹脂層７０とイオン発生デバイス８０との間には、空気層ＡＬ１（第１空気層）が設けられている。図８の例におけるＡＬ１の厚さｔ１は、２ｍｍである。

また、イオン発生システム２００では、樹脂層７０とイオン検知器１とは、高さ方向において離間されている。すなわち、樹脂層７０とイオン検知器１との間には、空気層ＡＬ２（第２空気層）が設けられている。図８の例におけるＡＬ２の厚さｔ２は、２ｍｍである。

（参考例）
イオン発生システム２００の効果の説明に先立ち、参考例としてのイオン発生システム２００ｓについて述べる。図９は、イオン発生システム２００ｓの要部の構成を示す図である。イオン発生システム２００ｓでは、イオン発生システム２００とは異なり、ＡＬ１およびＡＬ２が設けられていない。このため、イオン発生システム２００ｓでは、イオン発生デバイス８０およびイオン検知器１はそれぞれ、樹脂層７０と直接的に接触している。

（効果）
本願の発明者（以下、発明者）による実験の結果、イオン発生システム２００によれば、イオン発生システム２００ｓに比べ、Ｖ０に含まれるノイズ成分を低減できることが確認された。すなわち、イオン発生デバイス８０とイオン検知器１との間に空気層（例：ＡＬ１およびＡＬ２）を設けることにより、ノイズ成分を低減できることが確認された。

上記空気層を設けることによりノイズ成分が低減されるメカニズムについては、現時点では判明していない。但し、発明者は、当該メカニズムについて、以下の（１）〜（４）の通り推察している。

（１）イオン発生デバイス８０では、第１電極８１および第２電極８２の放電に伴い、機械的ノイズ（例：イオン発生デバイス８０の振動に伴うノイズ）が発生する。

（２）イオン発生システム２００ｓでは、イオン検知器１は、樹脂層７０を介して、イオン発生デバイス８０と間接的に接触している。このため、機械的ノイズが、比較的高い剛性を有する樹脂層７０を介して、イオン発生デバイス８０からイオン検知器１へと伝達される。その結果、機械的ノイズがＶ０に含まれてしまう。

（３）他方、イオン発生システム２００では、樹脂層７０とイオン発生デバイス８０との間に、ＡＬ１が設けられている。このため、イオン発生デバイス８０において生じた機械的ノイズは、樹脂層７０に伝わりにくい。すなわち、イオン発生システム２００では、イオン発生システム２００ｓに比べ、樹脂層７０がイオン発生デバイス８０によって励振されにくい。

（４）さらに、イオン発生システム２００では、樹脂層７０とイオン検知器１との間に、ＡＬ２が設けられている。このため、樹脂層７０において機械的ノイズが生じたとしても、当該機械的ノイズはイオン検知器１に伝わりにくい。すなわち、イオン発生システム２００では、イオン発生システム２００ｓに比べ、イオン検知器１が樹脂層７０によって励振されにくい。

このため、イオン発生システム２００によれば、ＡＬ１およびＡＬ２が設けられることにより、イオン発生デバイス８０からイオン検知器１へと機械的ノイズが伝達されることを防止できる。それゆえ、イオン発生システム２００によれば、イオン発生システム２００ｓに比べ、検知精度を向上させることができる。

なお、ｔ１およびｔ２はそれぞれ、イオン発生システム２００の各部の構造および寸法仕様に応じて、適宜設定されてよい。一例として、図８の例では、ｔ１およびｔ２はそれぞれ、２ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。

〔変形例〕
図１０は、イオン発生システム２００の一変形例としてのイオン発生システム２００ａの要部の構成を示す図である。イオン発生システム２００ａでは、イオン発生システム２００とは異なり、イオン検知器１が樹脂層７０と直接的に接触している。つまり、イオン発生システム２００ａでは、イオン発生システム２００とは異なり、ＡＬ２が設けられていない。

但し、イオン発生システム２００ａによっても、イオン発生システム２００と同様の効果を奏する。イオン発生システム２００ａでは、ＡＬ１が設けられることにより、イオン発生デバイス８０から樹脂層７０への機械的ノイズの伝達を防止できるためである。このように、実施形態２における空気層は、必ずしも複数設けられなくともよい。実施形態２では、１つの空気層のみが設けられてもよい。

別の例として、実施形態２におけるイオン発生システムでは、空気層としてＡＬ２のみが設けられてもよい。すなわち、当該イオン発生システムでは、イオン発生デバイス８０が樹脂層７０と直接的に接触していてもよい。当該構成によっても、イオン発生システム２００と同様の効果を奏する。

〔変形例〕
図１１は、イオン発生システム２００の別の変形例としてのイオン発生システム２００ｂの要部の構成を示す図である。イオン発生システム２００ｂでは、イオン発生システム２００とは異なり、樹脂層７０が設けられていない。このように、実施形態２におけるイオン発生システムにおいて、樹脂層７０は必須の部材ではない。

イオン発生システム２００ｂでは、イオン発生デバイス８０とイオン検知器１との間に、空気層ＡＬ３（第３空気層）が設けられている。図１１の例におけるＡＬ３の厚さｔ３は、２ｍｍである。一例として、図１１の例では、ｔ３は、２ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。イオン発生システム２００ｂによっても、イオン発生システム２００と同様の効果を奏する。

なお、本発明の一態様に係るイオン発生システムは、以下のようにも表現できる。すなわち、本発明の一態様に係るイオン発生システムは、イオン発生デバイスと、上記イオン発生デバイスの放電によって生じた電界の変化に対応する検知信号を取得するイオン検知器と、を備えており、上記イオン発生システムでは、上記イオン検知器と上記イオン発生デバイスとの間に空気層が設けられている。

〔実施形態２における補足〕
（１）本発明の一態様に係るイオン発生システムにおいて、イオン検知器とイオン発生システムとの間に必ずしも空気層が設けられなくともよい。例えば、実施形態１において述べた周波数フィルタリング回路がイオン検知器に設けられている場合、当該空気層を割愛することもできる。周波数フィルタリング回路の周波数特性を適切に設定すれば、当該周波数フィルタリング回路によって上述の機械的ノイズを削減できるためである。従って、イオン発生システム２００ｓも、本発明の一態様に含まれることに留意されたい。

（２）本発明の一態様に係るイオン発生システムにおいて、空気層に替えて、機械的ノイズ伝達防止層としての有体物層が設けられてもよい。機械的ノイズ伝達防止の観点からは、当該有体物層の材料は、比較的低い剛性を有する材料であればよいと考えられる。一例として、スポンジ（比較的剛性が低く、かつ、空気を多く含む多孔質性の部材）を、当該有体物層として用いることができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るイオン検知器は、イオン発生デバイスを有するイオン発生システムに設けられるイオン検知器であって、上記イオン発生デバイスの放電によって生じた電界の変化に対応する検知信号を生成する検知部と、上記検知信号に対し周波数フィルタリングを施すことにより、フィルタリング後検知信号を生成する周波数フィルタリング回路と、上記フィルタリング後検知信号が供給される静電気放電保護回路と、を備えている。

上記の構成によれば、従来のイオン検知器に比べ、静電気放電保護回路に対するノイズの影響を低減することができる。それゆえ、従来のイオン検知器に比べ、検知精度を向上させることができる。

本発明の態様２に係るイオン検知器では、上記態様１において、上記静電気放電保護回路の入力ノードの電位は、上記周波数フィルタリング回路の出力ノードの電位と等しいことが好ましい。

上記の構成によれば、周波数フィルタリング回路から静電気放電保護回路へと、フィルタリング後検知信号をより確実に供給できる。

本発明の態様３に係るイオン検知器では、上記態様１または２において、上記周波数フィルタリング回路は、ローパスフィルタ回路を含んでいることが好ましい。

上記の構成によれば、ローパスフィルタ回路によって、高周波ノイズ（例：放電ノイズ）を効果的に削減できる。

本発明の態様４に係るイオン発生システムは、上記態様１から３のいずれか１つに係るイオン検知器と、上記イオン発生デバイスと、を備えたイオン発生システムであって、上記イオン検知器と上記イオン発生システムとの間に空気層が設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、空気層を設けることによって、イオン発生システムからイオン検知器への機械的ノイズの伝達を防止できる。それゆえ、イオン検知器の検知精度をさらに向上させることができる。

〔付記事項〕
本発明の一態様は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。

１、１ａ イオン検知器
１１ 検知電極（検知部）
１２ 変換回路（検知部）
１４、１４ａ ＥＳＤ保護回路（静電気放電保護回路）
１３、１３ｕ、１３ｖ ＬＰＦ回路（ローパスフィルタ回路、周波数フィルタリング回路）
８０ イオン発生デバイス
１００、２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｓ イオン発生システム
Ｎ１、Ｎ１ａ、Ｎ１ｕ、Ｎ１ｖ ノード（第１ノード、周波数フィルタリング回路の出力ノード）
Ｎ２、Ｎ２ａ ノード（第２ノード、静電気放電保護回路の入力ノード）
Ｅ０ 電界
Ｖ０ 電圧信号（検知信号の一例）
Ｖ１ Ｖ０に対し周波数フィルタリングが施された後の信号（フィルタリング後検知信号）
Ｉ０ 電流信号（検知信号の別の例）
ＡＬ１、ＡＬ２、ＡＬ３ 空気層

Claims (4)

1. イオン発生デバイスを有するイオン発生システムに設けられるイオン検知器であって、
   上記イオン発生デバイスの放電によって生じた電界の変化に対応する検知信号を生成する検知部と、
   上記検知信号に対し周波数フィルタリングを施すことにより、フィルタリング後検知信号を生成する周波数フィルタリング回路と、
   上記フィルタリング後検知信号が供給される静電気放電保護回路と、を備えている、イオン検知器。
2. 上記静電気放電保護回路の入力ノードの電位は、上記周波数フィルタリング回路の出力ノードの電位と等しい、請求項１に記載のイオン検知器。
3. 上記周波数フィルタリング回路は、ローパスフィルタ回路を含んでいる、請求項１または２に記載のイオン検知器。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のイオン検知器と、
   上記イオン発生デバイスと、を備えたイオン発生システムであって、
   上記イオン検知器と上記イオン発生システムとの間に空気層が設けられている、イオン発生システム。

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