JP4757134B2 - 高電圧出力装置およびこれを用いたイオン発生器 - Google Patents

Description

本発明は、トランスを用いて高電圧を取り出す高電圧出力装置、およびこれを用いたイオン発生器に関する。またかかるイオン発生器を用いた電子機器等に関する。

従来、健康改善や大気中の雑菌を排除するために、大気中にマイナスイオン、或いはプラスイオンを発生させるイオン発生器が開発されており、それらのイオン発生器は、空気清浄器や、空気調和器（エアーコンディショナー）、掃除機等に搭載されている。

マイナスイオンとは、大気中の電流の媒体として存在する大気イオンの内、マイナスの電荷を持った物質を指す。マイナスイオンは、滝の近くや森林などに多く存在しており、心身のリフレッシュ効果をもたらすことが知られている（非特許文献１参照）。プラスイオンは、大気中の微細な浮遊物と接触すると、その物質をプラスに帯電させることから、集塵用途に用いられることがある。また、イオンを発生させる際に、印加電圧を高くすることによりオゾンが生成されるが、オゾンは殺菌作用を有していることが知られている。

例えば、下記特許文献１には、マイナスイオン発生器が開示されている。図１５に、特許文献１に記載のマイナスイオン発生器における高電圧発生回路の回路図を示す。

図１５に示す回路では、直流電源を動作源とした発振回路ＭＶの出力により、トランジスタＱ１、Ｑ２がスイッチングされ、パルストランスＰＴの１次側電流が断続される。また２次側コイルＮ２に発生した高電圧が倍電圧整流回路により電圧増幅される。そして電圧増幅によって得られた負の高電圧を印加した負放電電極先端にコロナ放電が発生して、マイナスイオンが生成される。倍電圧整流回路を経た電圧波形は、マイナスパルスに続いて減衰する負の脈流出力となる。

図１５に示す構成では、１次側コイルＮ１に直列に順方向ダイオードを挿入することにより、２次側コイル出力から発振回路ＭＶへ向かう高電圧ノイズを抑えようとしている。そして、ノイズによりパルス休止期間中に流れる無駄な消費電流を抑えて低消費電力化を図り、電池駆動における電源長寿命化を図ろうとしている。
特開平２００４−３１１１５８号公報 「低電圧駆動イオン発生子の開発」（URL:http://www.murata.co.jp/ninfo/articles/nr04a2.html 平成17年11月22日検索）

マイナスイオンを発生させるためには、高電圧を電極等のイオン発生素子に印加する必要がある。図１５に代表されるような従来回路においては、巻き線トランスを使用し、直流電源を動作源とした発振回路ＭＶの出力によりトランジスタＱ１、Ｑ２をスイッチングしてパルストランスＰＴの１次側電流を断続し、パルストランスＰＴ内部に磁界の変化を発生するようになっている。そして、パルストランスＰＴの２次側には、１次側コイルＮ１と２次側コイルＮ２の巻き数比に比例した高電圧の交流が発生する。

巻き線トランスを用いるとコイルの巻き数比に比例した出力電圧が得られるために、例えば１：１００程度に巻き数比を大きくすることによって、イオン発生に必要な高電圧を得ることが可能である。しかしながら、例えば１．５Ｖの乾電池でイオンを発生させようとすると、巻き数比は１：１０００程度に大きくする必要があり、トランス２次側の巻き数が非常に多くなる。その結果、トランス自体が大きくなってしまい、製品の小型化が難しくなるという問題がある。

また更に、巻き数が多過ぎると、巻き線が長くなるために巻き線の抵抗成分が増加し、トランス２次側の電圧降下や発熱が問題となる。例えば具体的には、円柱形をしたトランスにおいて、巻き数比が１：５００のトランスと１：１０００のトランスでは、後者の方がトランス本体の長さが２倍長く、さらに２次側直列抵抗が２倍に増加しているため、抵抗の発熱によるエネルギー損失が４倍に増加する。

そして更に、トランスの２次側に例えばイオン発生素子などの様な容量性の負荷がある場合は、負荷の容量をＣ、トランスの２次側からみたインダクタンスをＬ、共振周波数をｆ、とすると、
と表される共振周波数がトランスの２次側に存在し、このパルストランスの２次側の共振周波数と、パルストランスＰＴに入力される交流電圧の周波数、すなわち、発振回路ＭＶの出力周波数が異なった場合、パルストランスＰＴの２次側の出力電圧が低下し、回路の効率が低下してしまうという問題があった。

発振回路ＭＶの出力周波数とパルストランスＰＴの２次側の共振周波数は、製造時の部品定数ばらつきや、部品定数の経時変化、また、環境の変化として周辺温度や湿度の変化、周辺に導体が接近した場合に変化するイオン発生素子の容量変化によって、設計値からずれる。以下、発振回路ＭＶの出力周波数とパルストランスＰＴの２次側の共振周波数のずれと出力電圧（イオン発生素子に印加される電圧）の関係について述べる。

出力電圧が低下する問題はＬが大きくＣが小さいほど顕著になる。
出力電圧が最大値の１／√２に低下する帯域幅をＢＷ、負荷の容量をＣ、トランスの２次側からみたインダクタンスをＬ、負荷の抵抗成分をＲ、共振周波数をｆ、共振回路のクオリティーファクターをＱ、とすると、
と表わされることが一般に知られている。

Ｑが大きいほどＢＷが小さくなる。つまり、Ｌが大きくＣが小さいほど高い電圧が出る帯域幅が狭くなり、トランスの２次側共振周波数から一次側の発振回路ＭＶの出力周波数が少しずれただけでも出力電圧が低下してしまう、つまり効率が悪くなるという問題があった。

特に、トランスで高電圧を得ようとするとトランスの２次側のコイルの巻き数が増加するために前記Ｌが大きくなり、周波数ずれによる出力電圧の低下の問題が顕著になった。例えば出力電圧が１／√２倍に低下すると、電力は１／２に減ることになり、効率が５０％低下することになる。

トランスの２次側をモデル化した回路図を図５に示す。図５において、Ｖａｃは１２Ｖの交流信号源、Ｔはトランス、Ｃｚは負荷容量、Ｒｓは負荷の抵抗成分、ＴＰは出力電圧測定ポイントである。

図５のＴＰにおける周波数−出力電圧特性を図３に示す。図３は、実例として、図５におけるトランスの２次側の自己インダクタンスが２３０ｍＨ（ミリヘンリー）、負荷の容量が１０ｐＦ（ピコファラッド）、負荷の抵抗成分が１２８０Ω（オーム）、の場合の出力電圧特性である。また横軸は、図５における１２Ｖの交流信号源Ｖａｃの交流の周波数、縦軸は、図５における出力電圧測定ポイントＴＰの電圧である。

このグラフより、図５の回路における共振周波数は９５ｋＨｚである。１２Ｖで９５ｋＨｚの交流信号をトランス１次側に入力すると、出力電圧測定ポイントＴＰにはおよそ４．７ｋＶの出力が得られるが、周波数が２ｋＨｚずれると、前記ＴＰの電圧はおよそ３．３ｋＶになり、電力換算では５０％低下したことになり、イオン発生量が半分以下に減ってしまうという問題がある。

以上に説明した事情により、トランスの２次側の巻き数を極力抑えるため、トランスの１次側への入力段階で、電圧を効率よく増幅しておくことが望まれる。そこで本発明は上記の問題点に鑑み、トランスの１次側に入力される電圧を、効率よく増幅させることが可能な高電圧出力装置およびこれを用いたイオン発生器の提供を目的とする。また本発明は、このようなイオン発生器を用いた電子機器等の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る高電圧出力装置は、１次側コイルに入力された電圧を増幅して２次側コイルから出力するトランスを備え、該１次側コイルに交流の入力電圧が入力されるとともに、該２次側コイルから出力電圧が取り出される、高電圧出力装置において、前記１次側コイルと第１共振回路を形成する共振用コンデンサを備え、前記入力電圧は、該第１共振回路により、所定周波数帯において増幅される構成（第１の構成）とする。

本構成によれば、トランスを用いて電圧を増幅させる高電圧出力装置において、トランスへの入力電圧を、第１共振回路によって所定周波数帯において増幅することが可能となる。そのためこの所定周波数帯を、トランスの出力電圧として適切な周波数が含まれるようにしておけば、実質的にトランスの１次側に入力される電圧を増幅させることが可能となる。また第１共振回路は、トランスの１次側コイル（インダクタ）を利用し、共振用コンデンサを新たに加えるだけで実現できるために効率がよい。

また上記第１の構成において、前記出力電圧をフィードバックさせるフィードバック回路と、該フィードバックされた電圧を増幅させて、前記１次側コイルに出力する電圧増幅回路と、を備えた構成（第２の構成）としてもよい。

またより具体的には、前記２次側コイルに直列に接続された容量性負荷が備えられ、該２次側コイルと該容量性負荷により第２共振回路が形成されている、上記の第２の構成に係る高電圧出力装置であって、前記トランス、フィードバック回路、および電圧増幅回路からなる閉回路により、発振回路が形成されており、前記第２共振回路における共振周波数は、前記の所定周波数帯に属している構成（第３の構成）としてもよい。

本構成によれば、トランスの２次側に形成されている第２共振回路について、その共振周波数が変動（例えば、トランスの２次側に接続された容量性負荷が変動することによるもの）しても、これに追従し得る、効率の高い高電圧出力装置を実現することが容易となる。すなわち第２共振回路で増幅される（減衰されない）周波数の電圧を、フィードバックを通じてトランスへ入力させることにより、トランスの１次側に入力される電圧を第２共振回路の共振周波数に対応させることが容易となる。

第２共振回路の共振周波数は、第１共振回路により電圧が増幅される周波数帯に属しているため、トランスの１次側に入力される電圧は第１共振回路により増幅される。その結果、トランスの２次側の巻き数を低減させることが可能となる。

また上記第２または第３の構成において、前記フィードバック回路は、前記出力電圧を降圧させる降圧回路を有し、該降圧回路により降圧された電圧をフィードバックするものであり、該降圧回路は、前記電圧増幅回路の入力許容電圧の範囲内に収まるように、前記出力電圧を降圧させる構成（第４の構成）としてもよい。

本構成によれば、電圧増幅回路が、フィードバックされた高電圧によって損傷するといった不具合を回避することが可能となる。なお入力許容電圧とは、電圧増幅回路への入力が許容される電圧（例えば定格電圧や、過電圧による損傷が生じないと予め確認された電圧など）のことである。

また上記第４の構成において、前記降圧回路は、第１抵抗素子と第２抵抗素子を備え、前記２次側コイルの両端子間の電圧を、該第１抵抗素子と第２抵抗素子を用いて分圧することにより、前記出力電圧を降圧させる構成（第５の構成）としてもよい。このように抵抗素子が用いられることにより、２次側コイル両端子間の電圧を分圧するための回路を、比較的小型なものとすることが可能となる。

また上記第４の構成において、前記降圧回路は、第１容量素子と第２容量素子を備え、前記２次側コイルの両端子間の電圧を、該第１容量素子と第２容量素子を用いて分圧することにより、前記出力電圧を降圧させる構成（第６の構成）としてもよい。このように容量素子が用いられることにより、２次側コイル両端子間の電圧を分圧するための回路を、比較的高耐圧なものとすることが可能となる。

また上記第３の構成において、前記発振回路は、前記電圧増幅回路への電力供給開始により生ずる、ノイズ電圧を起点として始動する自励式発振回路であり、該ノイズ電圧を増幅するノイズ電圧増幅手段を備えた構成（第７の構成）としてもよい。

一般に演算増幅器などの電圧増幅回路に電力供給を開始すると、そのときの変化の影響により、一時的にノイズ電圧（過渡的な電圧）が生じることが知られている。そこで本構成によれば、このノイズ電圧が起点となって、発振回路に発振を始動させること（自励式発振回路とすること）が可能となる。そのため、当該電力供給と別個に発振を始動させるためのプロセスを設ける必要がなくなり、高電圧出力装置の構成を簡略化できる。また、ノイズ電圧増幅手段を備えているため、ノイズ電圧が微小であるために発振が始動しないという不具合を極力回避することができる。

また、交流電圧を発生させる発振手段を備え、該交流電圧を前記入力電圧とするものであり、前記２次側コイルに直列に接続された容量性負荷が備えられ、該２次側コイルと該容量性負荷により第２共振回路が形成されている、上記第２の構成に係る高電圧出力装置であって、該第２共振回路における共振周波数および前記発振手段が発生させる交流電圧の周波数は、前記の所定周波数帯に属している構成（第８の構成）としてもよい。

本構成によれば、第２共振回路における共振周波数および発振手段が発生させる交流電圧の周波数は、第１共振回路により電圧が増幅される周波数帯に属している。そのため、発振手段により発生した交流電圧は、第１共振回路により増幅されてからトランスの１次側に入力され、トランスの２次側から取り出されることとなる。このように第１共振回路により、トランスの１次側に入力される電圧は増幅されるため、トランスの２次側の巻き数を低減させることができる。

また上記第３、第７、または第８の何れかの構成に係る高電圧出力装置からなるイオン発生器であって、前記容量性負荷として、電極間の放電により、空気からイオン及び／またはオゾンを発生させるイオン発生素子を備えた構成（第９の構成）のイオン発生器としてもよい。

本構成によれば、空気からイオン及び／またはオゾンを発生させるために、上記第３から第８の何れかの構成に係る高電圧出力装置によって、効率よく得られた出力電圧を用いることができる。そのためイオン及び／またはオゾンを、比較的容易に発生させることが可能となる。

また上記第９の構成において、前記電圧増幅回路での電圧増幅率を切替える切替部と、該電圧増幅率の切替を通じて、前記出力電圧を切替えることにより、前記イオン発生素子におけるイオン及び／またはオゾンの発生量を制御する制御手段と、を備えた構成（第１０の構成）としてもよい。

本構成によれば、電圧増幅回路での電圧増幅率を切替えることにより、高電圧出力装置の出力電圧が切替わり、また、イオン及びオゾンの発生量は、空気を介して配置された両電極間の電圧に依存する。そのため、イオン及び／またはオゾンの発生量を容易に制御することが可能となるとともに、かかる制御をその時々の状況に応じて実行させることにより、汎用性の高いイオン発生器が実現できる。

また上記第１０の構成において、イオン及びオゾンを発生させるイオン発生器であるとともに、前記制御手段における制御状況を、少なくとも４個の動作モードから択一的に設定するための制御状況設定手段を備え、該４個の動作モードは、オゾンを発生させずにイオンを発生させる第１動作モード、オゾンを、所定量未満だけ発生させる第２動作モード、オゾンを、該所定量以上発生させる第３動作モード、および、イオンとオゾンの、何れをも発生させない第４動作モード、からなる構成（第１１の構成）としてもよい。

本構成によれば、制御状況設定手段によって、少なくとも４個の動作モードから択一的に制御状況を設定できるため、その時々の状況に応じたイオン及び／またはオゾンの生成をより容易なものとすることが可能となる。

また上記第９から第１１の何れかの構成に係るイオン発生器を備えた電子機器であって、該イオン発生器により発生されたイオン及び／またはオゾンを、該電子機器の一部または全部と接触するように誘導する、イオン誘導手段を備えた構成（第１２の構成）の電子機器としてもよい。

本構成によれば、埃除去作用あるいは殺菌・除菌作用を有するイオン及び／またはオゾンを発生させ得るとともに、これらを電子機器の一部又または全部と接触するように誘導することができる。そのため、電子機器の殺菌・除菌を行うことができ、ひいては電子機器を衛生的に保つことが可能となる。

また上記第１２の構成において、人が直接接触して情報を入力するための接触型情報入力部を備え、前記イオン誘導手段は、該接触型情報入力部に、前記イオン及び／またはオゾンを誘導する構成（第１３の構成）としてもよい。

本構成によれば、接触型情報入力部を通じ、人が直接接触して情報を入力することができる電子機器とすることができるとともに、イオン及び／またはオゾンを接触型情報入力部に誘導し、埃の除去あるいは殺菌・除菌を行わせることができる。そのため、ユーザにとって利便性の高いものでありながら、衛生面においても優れた電子機器とすることが可能となる。

また上記第１３の構成として、より具体的に、前記接触型情報入力部は、少なくとも、バイオメトリクス情報が入力される装置；およびキー操作を行うためのキー；の何れかを含む構成（第１４の構成）とする構成などが考えられる。

また上記第１３または第１４の構成において、前記接触型情報入力部を有する筐体を備え、該筐体は、前記接触型情報入力部に接する空間を密閉及び開放自在とするように構成され、前記イオン誘導手段は、該空間の密閉時に、前記イオン及び／またはオゾンを該空間へ誘導する構成（第１５の構成）としてもよい。

本構成によれば、接触型情報入力部に接する空間を密閉しているときは、イオン及び／またはオゾンを当該空間に誘導することで効率よく殺菌などを行い、開放しているときは、接触型情報入力部を通じて、ユーザが情報を容易に入力することが可能となる。

また上記第１３または第１４の構成において、第１外面を有する第１筐体と、第２外面を有する第２筐体と、該第１筐体と第２筐体を回動可能に接続するヒンジ部と、から構成され、該回動を通じて、前記第１外面と第２外面が略向き合った状態に折り畳み可能である、折り畳み型の電子機器であって、前記第１外面または第２外面上であって、前記折り畳まれた状態で前記の両筐体に挟み込まれる部分に、前記接触型情報入力部が設けられ、前記イオン誘導手段は、前記折り畳まれた状態で前記の両筐体に挟み込まれる空間に、前記イオン及び／またはオゾンを誘導する構成（第１６の構成）としてもよい。

本構成によれば、折り畳まれた状態で接触型情報入力部が両筐体に挟み込まれる、折り畳み型の電子機器となるため、例えば携帯電話などとして、非常に使い勝手がよい。そしてさらに、折り畳まれた状態で両筐体に挟み込まれる空間（少なくとも両筐体により仕切られているため、完全に開放された空間に比べ密閉性が高い）に、イオン及び／またはオゾンが誘導されるから、接触型情報入力部に対し、効率よく埃の除去あるいは殺菌・除菌を行うことが可能となる。

また上記第１６の構成において、前記折り畳まれた状態において、前記の両筐体に挟み込まれる部分に略密閉空間が形成されるものであり、前記接触型情報入力部は、該略密閉空間に接する位置に設けられており、前記イオン誘導手段は、該略密閉空間にイオン及び／またはオゾンを誘導する構成（第１７の構成）としてもよい。

本構成によれば、折り畳まれた状態において、接触型情報入力部が略密閉空間に接するとともに、該空間にイオン及び／またはオゾンが誘導されるから、より一層効率よく、接触型情報入力部の埃除去あるいは殺菌・除菌を行うことができる。

なおここでの「略密閉空間」とは、必ずしも完全に密閉されている空間には限られず、小さな漏れ穴等が存在していたとしても、イオンあるいはオゾンを当該空間内にほぼ充満させることができる程度のものであれば良い。

なお上記第１７の構成においてより具体的には、例えば、前記第１外面または第２外面には、ゴム材質の突出部が備えられており、前記略密閉空間は、前記第１外面と第２外面を両底面とし、該突出部及び／または前記ヒンジ部を側面として形成されるものである構成（第１８の構成）としてもよい。

ゴム材質の突出部が設けられていることにより、略密閉空間の密閉度合をより向上させることが可能になるとともに、折り畳み時に両筐体が接触して傷がつくのを防止する、緩衝材として利用することも可能となる。

また上記第１６から第１８の何れかの構成において、前記イオン誘導手段は、前記第１外面に、前記イオン及び／またはオゾンを噴出させるためのイオン噴出口を備え、前記接触型入力部は、前記第２外面上であって、前記折り畳まれた状態において該イオン噴出口に相対する位置に備えられた構成（第１９の構成）としてもよい。

本構成では、イオン噴出口を通じて、イオン及び／またはオゾンを噴出方向へ容易に誘導することができる。そしてさらに接触型情報入力部は、折り畳まれた状態で、イオン噴出口に相対する位置に備えられている。そのため噴出の勢いを利用して、イオン及び／またはオゾンを接触型情報入力部へ効率よく接触させることが可能となり、ひいては、接触型情報入力部の埃除去ならびに殺菌・除菌を、より一層効率よく行うことができる。

また、上記第９から第１１の何れかに係る構成のイオン発生器を備え、内部に、略密閉状態に物体を収納する収納器であって、該イオン発生器により発生されたイオン及び／またはオゾンを、該内部に放出する構成（第２０の構成）の収納器としてもよい。

本構成の収納器によれば、内部に収納された物体に効率よくイオン及び／またはオゾンを接触させることができ、ひいては、かかる物体の埃除去ならびに殺菌・除菌を効率よく行うことができる。

また体温計と、内部に該体温計を収納するための、上記第２０の構成に係る収納器と、からなる構成（第２１の構成）の体温計装置であれば、医療機器の一つである体温計を衛生的に保つことが容易となる。

上記したように、本発明に係る高電圧出力装置によれば、トランスを用いて電圧を増幅させる高電圧出力装置において、トランスへの入力電圧を、第１共振回路によって所定周波数帯において増幅することが可能となる。そのためこの所定周波数帯を、トランスの出力電圧として適切な周波数が含まれるようにしておけば、実質的にトランスの１次側に入力される電圧を増幅させることが可能となる。また第１共振回路は、トランスの１次側コイル（インダクタ）を利用し、共振用コンデンサを新たに加えるだけで実現できるために効率がよい。

以上の結果、トランスの２次側コイルの巻き数を減らしても（トランスでの電圧増幅率を下げても）、減らす前と同等の電圧を当該２次側コイルから取り出すことが可能となる。そのため、コイルの巻き数低減によるトランスの小型化が達成される。また更に、巻き線の抵抗成分を減らすことによる効率改善、発熱軽減が達成される。

以下、本発明の実施形態について、第１から第５までの各実施形態に分けて説明する。

［第１実施形態］
本発明に係るイオン発生器の第１実施形態につき、図面を参照して具体的に説明する。図１は、本実施形態に係るイオン発生器の全体ブロック図である。

図１のイオン発生器は、交流信号増幅手段１、巻き線トランス（昇圧手段）２、降圧手段（分圧回路）３、フィードバック回路４、共振用コンデンサ５、およびイオン発生素子７等を備えて構成される。イオン発生器から、イオン発生素子７を除いたものは、巻き線トランス２の２次側に高電圧を出力する高電圧出力装置と見ることもできる。ここで「高電圧」とは、イオン発生素子７に電圧を印加した際、イオン発生素子７からのイオンの発生が認められる程度に高い電圧を意味し、その電圧の大きさ（絶対値）は、例えば、数１００Ｖ（ボルト）以上である。

図２に、図１のイオン発生器の具体的な回路構成例を示す。本図に示すように、本実施形態に係る交流信号増幅手段１は、たとえば演算増幅器やＭＯＳＦＥＴなどのような電圧増幅器である。交流信号増幅手段１の入力端子に交流電圧が入力されると、これとほぼ同じ位相の交流電圧であって、電圧値（振幅）が増幅されたものが、出力端子から出力される。

また巻き線トランス（以下、単に「トランス」と称す）２は、２次側コイルの巻き数が、１次側コイルの巻き数よりも十分大きくされている。これにより、１次側コイルに交流電圧が入力されると、これと同じ位相の交流電圧であって、電圧値（振幅）が増幅されたものが、２次側コイルから出力される。

また降圧手段３は、第１抵抗素子Ｒ１（抵抗値は、ｒ１とする）と第２抵抗素子Ｒ２（抵抗値は、ｒ２とする）を直列に接続したものを、トランス２の２次側コイルの両端子間に接続したものである。つまり当該両端子間の電圧を第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２で分圧することにより、当該電圧を降圧させるものである。これにより、トランス２の２次側コイルが出力する交流電圧と同じ位相であって分圧された交流電圧が、第１抵抗素子と第２抵抗素子の間から取り出され、フィードバック回路４を通じて、交流信号増幅手段１に入力される。

共振用コンデンサ５は、トランス２の１次側コイル（インダクタ）に直列に接続されることで、これら両者により共振回路を形成させるものである。この共振回路の作用については、改めて詳述する。また共振用コンデンサ５の前段には、交流信号増幅手段１への電力供給開始に伴い過渡的に出力される電圧（ノイズ電圧）を増幅するノイズ電圧増幅部６が備えられている。

また図２に示すＬ１は交流信号増幅手段１に電力を供給する電源ライン、Ｌ２は０Ｖのグランドライン（基準電位ライン）である。１１はトランスの２次側の出力につながっている第１端子であり、イオン発生素子における一方の電極を接続する端子である。１２は０Ｖのグランドライン（基準電位ライン）につながっている第２端子であり、イオン発生素子における他方の電極を接続する端子である。

またイオン発生素子７は、第１端子１１と第２端子１２にそれぞれ接続された２つの電極を備えている。これらの電極間は開放されており、空気が自在に出入りできる構造となっている。これにより電極間に高電圧を発生させて放電状態とし、空気からイオン或いはオゾンを発生させることが可能となっている。なお電気回路の観点からは、これらの電極はコンデンサ（容量性負荷）と同等に扱うことができる。

なおここでのイオンとは、具体的には、空気中の酸素から生成されるＯ₂ ^-や、水蒸気等から生成されるＨ⁺などを指す。これらは空気中に一定以上の電圧を加えると生成されることが分かっている。また後述する通り、これらのイオンは、物体に付着した埃などを落とし易くする作用（埃除去作用）や、殺菌・除菌作用を有しており、一部のイオンについては人体に作用して、その者の気分を落ち着かせるといった効果があることも知られている。

次に当該イオン発生器の動作について説明する。まず、電源ラインＬ１が電力供給を開始すると、その電力状態の変動の影響（ノイズの発生）により、交流信号増幅手段１の出力端子に一時的な電圧の変動が発生する。なおかかる電力供給直後における電圧変動の周波数分布は、広い帯域に渡って存在する。

この幅広い周波数分布を持った交流信号（ノイズ電圧）は、まずノイズ電圧増幅部６に入力される。そしてこのノイズ電圧は、ノイズ電圧増幅部６によって発振を始動させ得る程度に増幅される。その後、共振用コンデンサ５を通ってトランス２の１次側コイルに入力され、電圧が増幅されて２次側コイルから出力される。なおノイズ電圧増幅部６における増幅処理は、発振が始動する前にだけ実行され、発振が始動された後は実行されないようになっている。

ここで、トランス２における２次側コイルのインピーダンスは、ほぼコイルと等価である。またイオン発生素子７のインピーダンスは、ほぼコンデンサと等価である。そのためトランスの２次側には、トランスの２次側コイルとイオン発生素子７のコンデンサとで共振回路が形成される。その結果、第１端子１１と第２端子１２との間には、この共振回路の共振周波数にほぼ等しい周波数の交流信号のみが現れ（増幅され）、それ以外の周波数の交流信号は減衰する。

一方、降圧手段３では、このような共振回路によって生じた交流電圧（交流信号）を降圧させるとともに、交流信号増幅手段１の入力側にフィードバックする。なお降圧手段３における第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子の抵抗（ｒ１およびｒ２）は、フィードバックする電圧値が交流信号増幅手段１の入力許容電圧（例えば定格電圧等）の範囲内に収まるように設定されている。

これにより、交流信号増幅手段１が過剰な電圧負荷により破損することを防止している。またこのように分圧回路として抵抗素子を用いているため、分圧回路を比較的（例えばコンデンサを用いたものに比べて）小型とすることが可能となっている。

なお図６に示すように、上述した分圧回路における各抵抗素子の代わりに、容量素子（コンデンサ）を用いても構わない。このようにすることで、分圧回路を、より高耐圧なものとすることが可能となる。

またフィードバックされた交流信号は、交流信号増幅手段１により電圧値が増幅されて出力されることになる。このように本イオン発生器では、交流信号増幅手段１、トランス２、降圧回路３、フィードバック回路４からなる閉回路により、自励式発振回路を構成している。またその発振周波数は、トランス２の２次側コイルとイオン発生素子７のコンデンサとで形成される共振回路の共振周波数と略等しくなっている。

つまりフィードバック回路４により帰還された電圧は、殆どその周波数のまま、交流信号増幅手段１により増幅されて、トランス２の１次側コイルに入力されることになる。また、フィードバック回路４により帰還された電圧は、殆どその位相のままトランス２の１次側コイルに入力されることになる（トランスにおける入力と出力が、同相である場合）。

なおトランスの巻き方向によっては、トランスによって位相が反転してしまうことも考えられるが、例えばフィードバック回路４に位相変換器を設けておき、位相をさらに反転させることにより、発振を行わせることが可能となる。また何らかの原因で位相がずれてしまう場合であっても、適宜、位相変換器を設けることで、位相のずれを解消すればよい。

以上の動作を繰り返すことにより、電力が供給された直後の電圧変動は交流信号増幅手段１の出力端子が出力可能な最大電圧振幅まで徐々に成長し、発振が持続する。また、この発振の周波数は、ほぼイオン発生素子７とトランスの２次側コイルで形成される共振回路における共振周波数（最大電圧が得られる周波数）になっている。

前記動作により、イオン発生素子７の両端では、効率良く高電圧を得ることができる。また、大気の湿度の変化や導電物の接近などによりイオン発生素子７の容量が変化した場合でも、前述の一連の動作により、常にイオン発生素子７の両端電圧が最大になる周波数の交流電圧が得られ、高い効率が保たれることとなる。

なお先述した通り、トランス２の１次側では、トランスの１次側コイルと共振用コンデンサ５により共振回路（以下、適宜「第１共振回路」と称す）が形成されているから、結局トランスの１次側コイルに印加される電圧は、交流信号増幅手段１の出力電圧に当該共振回路による影響を受けたものとなる。

なお、このクオリティーファクターをＱとすると、交流信号増幅手段１の出力端の抵抗成分をＲ、トランス２の１次側インダクタンスをＬ、共振用コンデンサ５の容量をＣとして、
と表わされる。

また、第１共振回路の共振周波数をｆとすると、トランスの１次側コイルのインダクタンスをＬ、共振用コンデンサ５の容量をＣとして、
と表される。

第１共振回路は、共振周波数ｆを中心とした所定の周波数帯において、交流信号増幅手段１の出力電圧を増幅させるようにクオリティーファクターＱが設定されている。また第１共振回路のＬ（インダクタンス）とＣ（キャパシタンス）は、トランス２の２次側コイルとイオン発生素子７で形成される共振回路（以下、適宜「第２共振回路」と称す）の共振周波数が、第１共振回路の共振周波数と略等しくなるように調整されている。

そのため、第２共振回路により増幅された（減衰されなかった）電圧、すなわち第２共振回路の共振周波数付近を周波数とする電圧がフィードバックされるところ、この電圧は交流信号増幅手段１によって増幅された後、第１共振回路によって更に増幅されてトランス２に入力されることとなる。その結果、第１共振回路を設けない場合（共振用コンデンサ５を設けない場合）に比べて、トランス２に入力される電圧は実質的に増幅されるため、トランス２の２次側コイルの巻き数を減らすことが可能となる。

なお上述のように、第１共振回路と第２共振回路の共振周波数は、互いに略等しいことが望ましい。しかし少なくとも、第２共振回路の共振周波数が、第１共振回路により電圧が増幅される周波数帯（上記の「所定の周波数帯」）に属していれば、トランス２に入力する電圧をある程度増幅することが可能となる。そのため、例えばイオン発生素子７の容量変動等により、第２共振回路の共振周波数が変動したとしても、上記の「所定の周波数帯」の範囲内であれば、第１共振回路による電圧増幅の効果を得ることができる。

また双方の共振回路の共振周波数を合わせるためには、例えば予め第２共振回路の共振周波数を計測あるいは算出しておき、この共振周波数と等しくなるように、すなわち、本高圧発生回路の発振周波数とほぼ等しくなるように、第１共振回路のＬやＣを調整すればよい。また共振用コンデンサ５として可変容量コンデンサを採用する等により、第２共振回路の共振周波数の変動に応じて、適宜、第１共振回路の共振周波数を調整できるようにしてもよい。

次に、本実施形態における効果の検証結果を以下に述べる。図２において、回路シミュレータ（ＯｒＣＡＤ）を用いて、第１共振回路を形成するための共振用コンデンサ５がある場合と、前記コンデンサ５が無い場合とでイオン発生素子７の両端電圧を比較したところ、前記コンデンサ５がある場合は前記コンデンサ５が無い場合に比較し、およそ２倍の高電圧が得られることを確認した。

更に、評価ボードを作成し、イオン発生素子両端に印加される交流信号を高圧プローブ（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社 Ｐ６０１５Ａ）とストレージオシロスコープ（ＨＰ社 ５４８２５Ａ）を用いて測定し、前記コンデンサ５がある場合と、前記コンデンサ５が無い場合とでイオン発生素子の両端電圧を比較したところ、前記コンデンサ５がある場合は前記コンデンサ５が無い場合に比較し、およそ２倍の高電圧が得られることを確認した。上記より、第１共振回路を設けることによって、イオン発生効率が２倍になるという効果が確認できている。

［第２実施形態］
第１実施形態におけるイオン発生器では、トランス２の出力電圧を入力側へフィードバックさせることにより発振回路を形成させていたが、フィードバック回路を設けずに、発振手段（発振器など）を用いたものとすることも可能である。以下、このように構成されたイオン発生器を、第２実施形態として説明する。

本実施形態のイオン発生器の構成概略を、図１３に示す。図のように本実施形態では、第１実施形態における降圧回路およびフィードバック回路の代わりに、発振手段８が備えられた構成となっている。なおその他の部分は基本的に第１実施形態と同等の構成であるため、重複した説明は省略する。

本実施形態のイオン発生器における具体的な回路構成例を図１４に示す。なお本実施形態は、第１実施形態のように自励式発振回路を構成するものではないため、ノイズ電圧増幅部６に相当するものは備えられていない。

発振手段８は、例えば水晶発振器などが採用されており、交流信号増幅手段１に継続して交流信号（電圧）を供給するものである。なお発振手段８が出力する電圧の周波数については、改めて説明する。次に、本実施形態のイオン発生器の動作について説明する。

発振手段８から出力された電圧は、交流信号増幅手段１によって増幅され、共振用コンデンサ５を介してトランス２の１次側コイルに入力される。そしてこの入力された電圧はトランス２により増幅されて、２次側コイルから出力される。２次側コイルから出力された電圧は、イオン発生素子７の両電極間を放電状態とするために用いられる。

このとき、第１実施形態の場合と同じく、共振用コンデンサ５とトランス２の１次側コイルとで共振回路（第１共振回路）が形成されているとともに、イオン発生素子７（容量性負荷）とトランス２の２次側コイルとで共振回路（第２共振回路）が形成されている。そして第１共振回路におけるＬ（インダクタンス）とＣ（キャパシタンス）は、第１共振回路と第２共振回路の共振周波数が略等しくなるように、調整されている。また発振手段８は、第２共振回路の共振周波数と略等しい周波数の電圧を出力するものが採用されている。

これにより、発振手段８から交流電圧増幅手段１を介して出力された電圧（周波数は、発振手段８の出力電圧に等しい）は、第１共振回路により増幅されてトランス２に入力され、さらにトランス２で増幅されて出力されることとなる。その結果、第１共振回路を設けない（共振用コンデンサ５を設けない）場合に比べて、トランス２の１次側への入力電圧を大きくすることができ、ひいてはトランス２の２次側コイルの巻き数低減による小型化、および抵抗成分を減らすことによる効率改善や発熱軽減を達成することができる。

また、上記の発振手段８として周波数可変の発振器を用いるとともに、共振用コンデンサ５として容量可変のものを適用すること等によって、第１共振回路の共振周波数を可変としてもよい。このようにすれば、例えばイオン発生素子７での容量の変動等により第２共振回路の共振周波数が変動しても、これに応じて、発振手段８の周波数や第１共振回路の共振周波数を、第２共振回路の共振周波数に合うように調整することが可能となる。

［第３実施形態］
第１実施形態および第２実施形態のイオン発生器では、交流信号増幅手段１への供給電圧Ｖ１を調整することにより、イオンだけでなくオゾンをも発生させることが可能であり、イオン／オゾン発生器になりうる。そこで本発明に係る第３実施形態として、イオン／オゾン発生器を挙げて以下に説明する。まずイオン発生素子間の電圧（あるいは、交流信号増幅手段１での電圧増幅率や供給電圧Ｖ１と考えることもできる）と、イオンおよびオゾンの発生量の関係を表した図について、その一例を図４に示す。

イオンやオゾンの発生特性は、イオン発生素子の構造、イオン発生素子へ印加する高電圧の波形、空中に存在する水蒸気などの分子の量、などにも依存するが、傾向としては概ね図４のようになる。イオンの発生量は空中に存在する水蒸気などの分子の量で制限されるので、ある電圧で発生量が飽和する。そのため図４に示すように、イオン発生素子へ印加する電圧が低い領域ではイオンの発生量の方がオゾン発生量よりも多く、前記印加電圧が高い領域ではイオン発生量よりもオゾン発生量が多くなる傾向にある。

そこで本実施形態のイオン／オゾン発生器では、この傾向を利用し、イオン及びオゾンの発生量を切替えることができるものとする。この切替は、図７に示すように、電圧可変電源４２と、イオン出力制御部４３を設けることにより実現される。

電圧可変電源４２は、電圧調整手段により、交流信号増幅手段１への供給電圧Ｖ１を可変とするものである。この電圧調整手段としては、例えばトランジスタ等の素子により実現される。なお供給電圧Ｖ１を変動させることにより、これに応じて、交流信号増幅手段１における電圧増幅率が変動する（切替わる）。

またイオン出力制御部４３は、上述した電圧調整手段における調整を通じて、イオン或いはオゾンの出力量を制御する。この制御方法としては種々のものを採用することができるが、その一例を以下に示す。

イオン出力制御部４３は、イオン／オゾン発生器における各動作モードを、択一的に選択するようにする。この動作モードは、例えば具体的に、オゾンを発生させずにイオンを発生させるモード（第１動作モード）、オゾンを所定量未満だけ発生させるモード（第２動作モード）、オゾンを該所定量以上発生させるモード（第３動作モード）、および、イオンとオゾンの何れをも発生させないモード（第４動作モード）とする。

なおオゾンの発生量に係るこの「所定量」としては、例えば多量のオゾンは人体へ悪影響があることから、人体への影響の有無の閾値となる量を用いることなどが考えられる。これにより、人体への影響を最小限に抑えつつ、殺菌・除菌等を行う場合には、第１動作モードを、ある程度強力な殺菌・除菌作用が望まれるものの、オゾンが人体に接触する可能性のある場合には、第２動作モードを、オゾンが人体に接触する可能性が無く、より強力な殺菌・除菌作用が望まれる場合には第３動作モードを、各々対応させることができる。

例えば図４に示すように、イオンが発生し始めるときの電圧（イオン発生素子の電極間電圧）をＶＡ、オゾンが発生し始めるときの電圧をＶＢ、オゾンが所定量発生するときの電圧をＶＣとすると、第１動作モードでは、イオン発生素子の電極間電圧がＶＡからＶＢまでの何れかの値となるように、同じく第２動作モードでは、ＶＢからＶＣまでの何れかの値となるように、同じく第３動作モードでは、ＶＣより大きい何れかの値となるように、同じく第４動作モードでは、ＶＡより小さい何れかの値となるように、それぞれ予め定めておく。

なお先述のように、イオンやオゾンの発生特性は、イオン発生素子の構造やイオン発生素子へ印加する高電圧の波形による影響を受けるため、これらの要素を考慮して、各動作モードにおける供給電圧を決定する必要がある。また同じく、イオンやオゾンの発生特性は、空中に存在する水蒸気などの分子の量にも依存するため、この量の変動にも追従できるものとすれば更に好ましい。例えば、当該イオン／オゾン発生器に水蒸気の分子の量を計測する装置を備えておき、この計測結果に応じて、各動作モードに対応する供給電圧を修正するものなどが考えられる。

また各動作モードの何れを選択するかについては、例えばユーザによるボタン操作に応じてなされるもの等とすることができる。つまり、ユーザインターフェースとして各動作モードに対応した４個のボタンスイッチを備えておくとともに、予め各動作モードを実現するために必要な交流信号増幅手段１の電圧増幅率を算定しておく。

そして何れかのスイッチが押下されたら、交流信号増幅手段１を当該スイッチに対応した電圧増幅率に切り替えるようにすればよい。例えば第２動作モードに対応するボタンスイッチが押下されたときは、イオン発生素子の電極間電圧がＶＢからＶＣまでの何れかの値となるように予め算定された電圧増幅率となるよう、交流信号発生手段１への供給電圧Ｖ１を切替える。

交流信号増幅回路１での電圧増幅率を切替えることにより、トランスの２次側（高電圧出力装置）から出力される電圧が切替わり、また、イオン及びオゾンの発生量は、空気を介して配置されたイオン発生素子の両電極間の電圧に依存する。そのためこのように、交流信号増幅回路１での電圧増幅率を調整することにより、イオン及びオゾンの発生量を容易に制御することが可能となるとともに、かかる制御をその時々の状況に応じて実行させることにより、汎用性の高いイオン発生器が実現されている。

またさらに、切替手段によって４個の動作モードから択一的に制御状況を設定できるようにしているため、その時々の状況に応じたイオン及びオゾンを生成させることが容易となっている。

［第４実施形態］
次に、携帯電話装置にイオン発生器を備えた実施形態を、第４実施形態として説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る携帯電話装置６０の斜視図である。携帯電話装置６０は、折り畳み型の携帯電話装置であり、ヒンジ等から構成される周知の回転機構７１を介して携帯電話装置６０は折り畳むことができるようになっている。携帯電話装置６０の状態は、開いた状態（折り畳んでいない状態）と閉じた状態（折り畳んでいる状態）との間を、操作者が付加する外力によって自由に移行可能となっている。

図８（ａ）は、主表示部６２の表示内容等が確認できるように携帯電話装置６０を開いた状態における、携帯電話装置６０の表面の斜視図を表し、図８（ｂ）は、同状態における携帯電話装置６０の裏面の斜視図を表している。図９（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、携帯電話装置６０を閉じた状態における携帯電話装置６０の側面図及び上面図を表している。尚、図９（ｂ）において、図面の煩雑化防止のため、サブ表示部６３等の図示は省略している。

携帯電話装置６０は、操作キー６１、主表示部６２、サブ表示部６３、指紋センサ６４、位置選択キー６５、イオン発生動作モード設定キー６６、イオン発生電圧アップキー６７、イオン発生電圧ダウンキー６８、イオン噴出部６９、イオン発生器７０、ヒンジ（回転）機構７１、衝撃緩和部材７２、上部筐体７３、下部筐体７４及び撮像部７５を有して構成される。回転機構７１、上部筐体７３と下部筐体７４とによって、携帯電話装置６０の筐体が構成されており、上部筐体７３と下部筐体７４は回転機構７１を境に分離されている（但し、電気的には接続されている）。

上部筐体７３の上部筐体表面７６には、主表示部６２、イオン発生電圧アップキー６７、イオン発生電圧ダウンキー６８、イオン噴出部６９及び衝撃緩和部材７２が設けられている。また、上部筐体７３内部にイオン発生器７０が設けられている。

下部筐体７４の下部筐体表面７７には、操作キー６１、指紋センサ６４、位置選択キー６５及びイオン発生動作モード設定キー６６が設けられている。上部筐体７３の裏面７８には、サブ表示部６３及び撮像部７５が設けられている。

操作キー６１、指紋センサ６４、位置選択キー６５、イオン発生動作モード設定キー６６、イオン発生電圧アップキー６７及びイオン発生電圧ダウンキー６８は、操作者である人が直接接触して情報を入力する接触型情報入力部である。それらの接触型情報入力部の内、指紋センサ６４は、バイオメトリクス認証を行うためのバイオメトリクス情報の入力を受け付けるバイオメトリクス情報入力手段であり、それ以外は、キーに割付けられた情報を指先等によるキー操作によって受け付けるキー入力手段となっている。主表示部６２及びサブ表示部６３は、人が認識できる形体の情報を出力する構成要素と言うこともできる。

イオン発生器７０として、第１または第２実施形態にて示したイオン発生器、または第３実施形態である後述するイオンとオゾンの両方を発生させるイオン／オゾン発生システム４４（図７）を採用可能である。以下、イオン発生器７０がイオン／オゾン発生システム４４（図７）であるとして説明を行う。イオン発生器７０が発生させたイオンは、上部筐体表面７６に設けられた開口部であるイオン噴出部６９から、上部筐体７３の上部筐体表面７６側に送出される。

衝撃緩和部材７２は、ゴム部材により構成され、主表示部６２、イオン発生電圧アップキー６７、イオン発生電圧ダウンキー６８及びイオン噴出部６９が配置された領域を囲むように、略四角上の上部筐体表面７６の周辺部上に固定されている。例えば、上記領域は四角形の領域と考えることができる。衝撃緩和部材７２は、コの字状になっており、上記領域の三辺は衝撃緩和部材７２にて、残りの一辺は回転機構７１の部材（ヒンジ機構）によって囲まれている。なお衝撃緩和部材７２の材質はゴム部材に限らず、他の材質を適用しても構わない。

そして、携帯電話装置６０を閉じた状態にすると（折り畳むと）、図９（ａ）及び（ｂ）に示す如く、下部筐体表面７７の周辺部に衝撃緩和部材７２が密着する。これにより、上部筐体表面７６と、下部筐体表面７７と、衝撃緩和部材７２と、回転機構７１の部材とによって囲まれた略直方体の空間が密閉状態となる。

この空間には、上部筐体表面７６側の主表示部６２、イオン発生電圧アップキー６７、イオン発生電圧ダウンキー６８及びイオン噴出部６９と、下部筐体表面７７側の操作キー６１、指紋センサ６４、位置選択キー６５及びイオン発生動作モード設定キー６６が含まれる。勿論、携帯電話装置６０を開いた状態にすると、上記空間は開放状態となる。

なおここでの「密閉状態」とは、必ずしも完全に密閉されているものには限られず、多少の隙間などが存在していたとしても、イオンあるいはオゾンを当該空間内にほぼ充満させることができる程度のものであれば良い。例えば、衝撃緩和部材７２と下部筐体表面７７或いはヒンジ機構７１との間などには多少の隙間ができやすいが、イオンあるいはオゾンを当該空間内にほぼ充満させ得るものである限り、十分な効果が期待できる。

また、衝撃緩和部材７２を、コの字状とせずにロの字状（不図示）としてもよい。即ち、携帯電話装置６０を閉じた時に、ロの字状の衝撃緩和部材７２を下部筐体表面７７の周辺部に密着させることにより、ロの字状の衝撃緩和部材７２と、上部筐体表面７６と、下部筐体表面７７とによって、（回転機構７１の部材に頼ることなく）上記空間を密閉状態にしてもよい。

図１０は、携帯電話装置６０の機能ブロック図を示している。図８（ａ）及び（ｂ）、図９（ａ）及び（ｂ）並びに図１０において、同一の部分には同一の符号を付してある。携帯電話装置６０は、図８を参照して説明した部位のほか、制御部８０、アンテナ８１、無線通信部８２、記憶部８３および音声入出力部８４を更に備えている。制御部８０は、携帯電話装置６０の開閉動作に応じてオン／オフするスイッチ（不図示）などを用いて、携帯電話装置６０が閉じているかまたは開いているかを認知可能となっている。

以下、携帯電話装置６０の動作の説明を行う。携帯電話装置６０が待機状態から通話や撮像を可能な動作状態に移行すると（即ち、携帯電話装置６０が閉じた状態から開いた状態に移行すると）、制御部８０からイオン発生器７０のイオン出力制御部４３（図７）に、イオンを発生させるための制御信号が送られる。この結果、イオン／オゾン発生器４１（図７）の電源がオンになり（即ち、図２の電源ラインＬ１に直流電圧Ｖ１が供給されてイオン発生モードとなり）、イオンがイオン噴出部６９から送出される。

尚、携帯電話装置６０の動作状態では、携帯電話装置６０は図８（ａ）及び（ｂ）のように開いた状態となっている。また、携帯電話装置６０の待機状態では、携帯電話装置６０は図９（ａ）及び（ｂ）のように閉じた状態となっている。

そして、所定の時間、イオンが送出されると、制御部８０からイオン発生器７０のイオン出力制御部４３（図７）に、イオンの発生を停止させるための制御信号が送られる。この結果、イオン／オゾン発生器４１の電源はオフとなって（即ち、図２の電源ラインＬ１への直流電圧Ｖ１の供給が遮断され）、イオンの発生は停止する。イオンにより、携帯電話装置６０周辺に浮遊する細菌を殺菌することができる。また、多くの人がいる中で携帯電話装置６０を使用する場合でも、イオンにより殺菌された状態で使用できる。

尚、待機状態から動作状態に移行後、所定の時間が経過した時点でイオン／オゾン発生器４１の電源をオフにすると上述したが、待機状態から動作状態に移行後、イオンの送出を継続するようにしても構わない。この場合、例えば、携帯電話装置６０が再び待機状態（待ち受け状態）になって折り畳まれた時点でイオン／オゾン発生器４１の電源をオンからオフへ移行させるようにする。

また、殺菌効果を増強するために、イオンと共にオゾンも発生させ、該オゾンもイオン噴出部６９から送出させるようにしても構わない。但し、オゾンの臭気及び多量のオゾンの人体への悪影響を考慮して、オゾンの発生量は適切に制御される。オゾンの発生量は、イオン発生素子に印加する電圧の増減で制御可能である。

携帯電話装置６０が動作状態から待機状態に移行すると、（即ち、携帯電話装置６０が開いた状態から閉じた状態に移行すると）、制御部８０からイオン発生器７０のイオン出力制御部４３（図７）に、オゾンを発生させるための制御信号が送られる。この結果、イオン／オゾン発生器４１（図７）への供給電圧が上昇し（即ち、図２の電源ラインＬ１にオゾンが発生する直流電圧にまで上昇したＶ１が供給されてオゾン発生モードとなり）、オゾンがイオン噴出部６９から送出される。この際、オゾンと共にイオンも発生させ、双方をイオン噴出部６９から送出させても良い。

イオン／オゾン発生器４１の電源は所定時間経過するとオンからオフに移行し、イオン／オゾン発生システム４４の動作が停止するイオン発生停止モードに移行する。尚、携帯電話装置６０が再度開いた状態に移行するまで、オゾン、またはオゾンとイオンのイオン噴出部６９からの送出を継続するようにしても構わない。

携帯電話装置６０を閉じた状態（折り畳んだ状態）で、操作キー６１等を含む上記の密閉された空間にオゾンが供給されるため、密閉しない場合よりも長時間オゾンが上記空間内に閉じ込められる。この結果、オゾンによる殺菌効果が長く続き、効果的な殺菌作用が得られる。従って、複数の操作者で携帯電話装置６０を持ち回って使用する場合や、医療機関など特に衛生上の配慮が必要な場所にて携帯電話装置６０を使用する場合等において、利便性を高めることができる。

イオンは、帯電して操作キー６１等に付着した埃や汚れなどを電気的に中和して、その埃などを落としやすくするという効果がある。このため、携帯電話装置６０を閉じた状態（折り畳んだ状態）で、上記の密閉された空間にイオンを供給することにより、埃などが落としやすくなる。

また、オゾンの発生時には、その発生状況をサブ表示部６３に表示し、イオンの発生時には、その発生状況を主表示部６２に表示するようにしてもよい。これにより、操作者はイオンやオゾンの発生状況を確認することができる。

尚、携帯電話装置６０が動作状態（開いた状態）から待機状態（閉じた状態）に移行する際において、イオン／オゾン発生システム４４の電源がオンとなっている場合は、イオン／オゾン発生器４１への供給電圧Ｖ１を徐々に上昇させ、イオン発生モードから徐々にオゾン発生モードへ移行する。

以上に説明した折り畳み型形状の携帯電話装置は、接触型情報入力部を有する筐体を備えるとともに、折り畳まれた状態と広げられた状態とによって、接触型情報入力部に接する空間を密閉及び開放自在とするように構成されている。また折り畳まれた状態において、この密閉空間に、イオンもしくはオゾンを放出する（誘導する）ことが可能となっている。

そのため、接触型情報入力部に接する空間を密閉しているときは、イオンもしくはオゾンを当該空間に誘導することで効率よく殺菌などを行い、開放しているときは、接触型情報入力部を通じて、ユーザが情報を容易に入力することが可能となっている。

また上記の折り畳み型形状の携帯電話装置は、上部筐体表面７６を有する上部筐体７３と、下部筐体表面７７を有する下部筐体７４と、上部筐体７３と下部筐体７４を回動可能に接続するヒンジ部と、から構成され、この回動を通じて、上部筐体表面７６と下部筐体表面７７が、ほぼ向き合った状態に折り畳み可能であるともいえる。

そしてさらに、上部筐体表面７６または下部筐体表面７７上であって、折り畳まれた状態で両筐体（７３、７４）に挟み込まれる部分に、接触型情報入力部が設けられているとともに、この折り畳まれた状態で両筐体に挟み込まれる空間に、イオンあるいはオゾンが放出（誘導）されるようになっている。

そのため、折り畳まれた状態で両筐体に挟み込まれる空間（少なくとも両筐体により仕切られているため、完全に開放された空間に比べ密閉性が高い）に、イオンあるいはオゾンが誘導されるから、接触型情報入力部に対し、効率よく埃の除去あるいは殺菌・除菌を行うことが可能となっている。

またその上、この折り畳まれた状態においては、両筐体に挟み込まれる部分に密閉空間が形成されるものであるとともに、接触型情報入力部は密閉空間に接する位置に設けられており、イオンあるいはオゾンはこの密閉空間に放出される。

そのため折り畳まれた状態において、接触型情報入力部がこの密閉空間に接するとともに、この空間にイオンあるいはオゾンが誘導されるから、より一層効率よく、接触型情報入力部の埃除去あるいは殺菌・除菌を行うことができものとなっている。

またこの密閉空間は、上部筐体表面７６と下部筐体表面７７を両底面とし、ゴム材質で構成された衝撃緩和部材７２とヒンジ機構７１（衝撃緩和部材７２がロの字状である場合は、衝撃緩和部材のみ）を側面として形成されている。このように衝撃緩和部材をゴム材質で構成しているため、密閉空間の密閉度合が良好となっており、また折り畳み時に両筐体が接触し傷がつくのを防止することが可能となっている。

なお図８に示すように、指紋センサ６４は、折り畳まれた状態においてイオン噴出部６９に相対する位置に備えられている。そのため噴出の勢いを利用して、イオンあるいはオゾンをより一層効率よく指紋センサに６４に接触させることが可能となる。指紋センサ６４のように、埃の除去や殺菌・除菌が特に望まれる箇所については、このようにイオン噴出口に相対させるよう配置することも良い方法である。

次に、携帯電話装置６０の各部の構成及び機能について説明する。ただし既に説明した事項について、重複した説明は省略する。

操作キー６１は、数字やアルファベットを表す複数のボタン型入力キーから成る。位置選択キー６５は、上下左右の四方向を表す、ボタン型の所謂十字キーから成る。操作者は、携帯電話装置６０を操作するための必要な情報（電話番号など）を、位置選択キー６５を用いつつ操作キー６１を介して入力する。

主表示部６２は、携帯電話装置６０が有する画像情報を表示するための表示装置である。上記画像情報は、例えば、外部から送信され携帯電話装置６０にて受信した画像情報、撮像部７５の撮像によって得られた画像情報、または、携帯電話装置６０の機能メニューなどの画像情報である。

サブ表示部６３は、主表示部６２の表示機能を補足するためのものである。サブ表示部６３には、例えば、携帯電話装置６０が折り畳まれた着信の待ち受け状態などに時刻やカレンダーが表示され、着信時に相手の電話番号やメールアドレスが表示される。消費電力を低減するため、通常、サブ表示部６３の表示は主表示部６２よりも暗くなっており、サブ表示部６３の表示開始から所定の時間が経過した時点で表示動作が停止される等の制御がなされる。

尚、主表示部６２及びサブ表示部６３として、液晶表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示装置等、各種の表示装置を採用可能であるが、低消費電力化及び小型化の観点から液晶表示装置を採用することが望ましい。

指紋センサ６４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）イメージャ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージャなどの固体撮像素子や、静電容量の変化を読み取る素子などから構成され、指紋センサ６４に触れた操作者の指紋を読み取る。指紋センサ６４は、所謂バイオメトリクス認証によって本人確認を行い、操作上のセキュリティを保つためのものである。つまり、指紋センサ６４にて読み取った指紋が、登録された指紋（登録者の指紋）と合致する場合にのみ、携帯電話装置６０の特定機能が使用可能となる。

尚、指紋センサ６４によって指紋を読み取る際、該指紋を有する指が触れている部分の温度（例えば、指紋センサ６４の表面温度）を測定するようにしてもよい。そして、その温度が一定範囲外にあるときは、指紋の照合結果に拘らず、認証結果を不可とする（即ち、上記特定機能の使用を許可しない）。これにより、登録者の指紋の型を取って偽造することによる「なりすまし」や、切り取った登録者の指を用いることによる「なりすまし」を防ぐことが可能となる。

イオン発生動作モード設定キー６６は、携帯電話装置６０をイオン発生装置として機能させるための一連の動作を行わせるためのキーである。最初にイオン発生動作モード設定キー６６を押下することで携帯電話装置６０はイオン発生装置として機能する動作モードに設定される。具体的には、イオン発生器７０が動作して、イオンまたはオゾンがイオン噴出部６９から放出される。次にイオン発生動作モード設定キー６６を押下すると、イオン発生器７０の動作は停止して、イオン噴出部６９からのイオンまたはオゾンの放出は停止する。

イオン発生電圧アップキー６７及びイオン発生電圧ダウンキー６８は、イオン発生素子７（図３等参照）に印加する高電圧の絶対値における最大電圧を、イオン発生器７０の構成部品の耐圧範囲内で調整するためのキーである。具体的には、イオン発生電圧アップキー６７を押下すると押下数に比例して上述のＶ１がオゾンの発生しない範囲で増大することにより上記最大電圧は上昇し、イオン発生電圧ダウンキー６８を押下すると押下数に比例して上述のＶ１が減少することにより上記最大電圧は低下する。上記最大電圧を低く設定すると、イオンの発生量が少なくなるが、消費電力が抑制される。

撮像部７５は、被写体を表す光学画像をレンズ（不図示）を介して受け、該光学画像を電気信号に変換して内部回路に出力するものであり、所謂デジタルカメラとして機能する。撮像部７５の撮像によって得られた画像情報（画像データ）は、必要に応じて記憶部８３に記録されて再利用される。

無線通信部８２（図１０参照）は、外部の基地局等にて電波を経由して他の携帯電話装置等と無線通信するためのものである。無線通信部８２は、アンテナ８１を介して電波の送受信を行う。記録部８３は、無線通信によって得られた情報、予め携帯電話装置６０に内蔵されている制御プログラム、及び操作キー６１等の接触型情報入力部から入力された情報などを記憶する。音声入出力部８４は、通話を行うための音声の入出力部である。

第４実施形態では電子機器の一例として携帯電話装置を示したが、第１から第３の実施形態に係るイオン発生器（イオン／オゾン発生器）は様々な電子機器（特に、携帯型電子機器）に適用可能である。特に、安価、軽量、高信頼性（耐衝撃性）の特徴を有するが故に、小型の携帯型電子機器に、本発明に係るイオン発生器は好適である。第４実施形態にて示した内容は、電子体温計装置や過熱調理器（電子レンジ等）などの様々な電子機器に適用可能であり、この適用によって、衛生面維持に寄与する効果的な殺菌効果を得ることができる。

［第５実施形態］
第５実施形態では、体温計装置に本発明に係るイオン発生器を適用した例を示す。図１１及び図１２は、本実施形態に係る体温計装置９０の斜視図である。図１１は、体温計収納器の蓋９３が開いた状態を表しており、図１２は、その蓋９３が閉じた状態を表している。

体温計装置９０は、体温を測定するための体温計本体９１と、体温計収納器本体９２と、体温計収納器の蓋９３と、収納検知センサ９４と、高電圧出力装置９５と、イオン発生素子９６と、を有して構成される。体温計収納器本体９２と蓋９３は、体温計本体９１を収納するための体温計収納器を構成している。体温計収納器本体９２の内部には、収納検知センサ９４と、高電圧出力装置９５と、イオン発生素子９６が備えられている。

体温計収納器本体９２は、内部に体温計本体９１を収納するための空間が確保された箱状体となっており、一面は開放となっている。蓋９３も、内部に体温計本体９１を収納するための空間が確保された箱状体となっており、一面は開放となっている。体温計収納器本体９２と蓋９３の開放となっている面同士を図１２に示すように勘合させることにより（即ち、蓋９３を閉じることにより）、体温計収納器本体９２と蓋９３とによって形成された空間内に体温計本体９１が、外気と略遮断された状態で収納可能となる。

蓋９３を閉じることにより体温計収納器本体９２と蓋９３とによって形成される上記空間を、以下、体温計収納空間と呼ぶ。体温計収納空間は、蓋９３を閉じることにより密閉状態となり、蓋９３を開けることにより（即ち、体温計収納器本体９２と蓋９３との嵌合を外すことにより）、外気に対して開放状態となる。

体温計本体９１を体温計収納器本体９２に挿入した状態で蓋９３を閉じると、体温計本体９１の一面が蓋９３に押され、体温計本体９１の他の面が収納検知センサ９４に圧力を加える。収納検知センサ９４は、該圧力によって押し込こまれ、体温計収納器本体９２に内蔵された電池（不図示）と高電圧出力装置９５との間のスイッチ（不図示）をオンする。つまり、上記電池の出力電圧を電源電圧として高電圧出力装置９５に与える。

高電圧出力装置９５及びイオン発生素子９６は、第１〜第２実施形態の何れかに記載のイオン発生器を構成しており、高電圧出力装置９５は、そのイオン発生器からイオン発生素子７を除いたものに相当する。イオン発生素子９６は、第１〜第２実施形態にて示したイオン発生素子７と同じものである。上記電池の出力電圧が高電圧出力装置９５に与えられると、高電圧出力装置９５及びイオン発生素子９６から構成されるイオン発生器はオンとなり、高電圧出力装置９５から交流の高電圧が発生する。該交流の高電圧は、イオン発生素子９６に印加され、イオン発生素子９６からイオン及び／又はオゾンが発生する。

例えば、高電圧出力装置９５及びイオン発生素子９６から構成されるイオン発生器が第１実施形態にて示したイオン発生器の場合は、イオンがイオン発生素子９６から発生する。高電圧出力装置９５及びイオン発生素子９６から構成されるイオン発生器が第２実施形態にて示したイオン発生器の場合は、イオン、及び／又は、オゾンがイオン発生素子９６から発生する。

イオン発生素子９６から発生した生成物（イオン及び／又はオゾン）は、体温計収納空間内に放出される。体温計収納空間は密閉状態となっているため、上記生成物は、体温計本体９１が収納された体温計収納空間内に充満する。このため、効率良く殺菌等が行われる。

蓋９３を開けると、上記電池からの電圧の供給が遮断されて高電圧出力装置９５の動作がオフとなり、上記生成物の発生が停止する。

以上の通り、本発明の実施の形態について第１から第５の各実施形態をあげて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また上述した第１から第５の実施形態は、矛盾なき限り、自由に組み合わせることが可能である。

特に、第４および第５実施形態において、公知の様々な回路構成を有するイオン発生器を採用することも可能である。つまり、例えば、圧電トランスやチャージポンプなどを用いてイオン発生に必要な高電圧を得る公知の高電圧出力装置を備えたイオン発生器を、イオン発生器７０として採用することも可能である。但し、コスト面、軽量性及び信頼性等を考慮すると、イオン発生器として第１〜第３実施形態に示したイオン（イオン／オゾン）発生器を採用することが望ましい。

本発明の第１実施形態に係るイオン発生器の全体ブロック図。 図１の構成例を説明する説明図（分圧回路に抵抗素子を適用したもの）。 図５のＴＰにおける周波数−出力電圧特性を示すグラフ。 イオンおよびオゾンの発生量を示すグラフ。 トランス２次側をモデル化した回路図。 図１の構成例を説明する説明図（分圧回路に容量素子を適用したもの）。 本発明の第２実施形態に係るイオン発生器のブロック図。 本発明の第３実施形態に係る携帯電話装置の斜視図であり、携帯電話装置を開いた状態における表面および裏面の斜視図。 本発明の第３実施形態に係る携帯電話装置の斜視図であり、携帯電話装置を閉じた状態における携帯電話装置の側面図および上面図。 図８及び図９に示す携帯電話装置の機能ブロック図。 本発明の第４実施形態に係る体温計装置の斜視図（蓋が開いた状態）。 本発明の第４実施形態に係る体温計装置の斜視図（蓋が閉じた状態）。 本発明の第２実施形態に係るイオン発生器の全体ブロック図。 図１３の構成例を説明する説明図。 従来のマイナスイオン発生器における高電圧発生回路の回路図。

符号の説明

１ 交流信号増幅手段（電圧増幅手段）
２ 昇圧手段（トランス）
３ 降圧手段（分圧回路）
４ フィードバック回路
５ 共振用コンデンサ
６ ノイズ電圧増幅部
７ イオン発生素子
８ 発振手段
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗（降圧用の抵抗）
Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ（降圧用のコンデンサ）
Ｌ１ 電源ライン
Ｌ２ グランドライン
４１ イオン／オゾン発生器（イオン発生器）
４２ 電圧可変電源
４３ イオン出力制御部
４４ イオン／オゾン発生システム
６０ 携帯電話装置
６１ 操作キー
６２ 主表示部
６３ サブ表示部
６４ 指紋センサ
６５ 位置選択キー
６６ イオン発生動作モード設定キー
６７ イオン発生電圧アップキー
６８ イオン発生電圧ダウンキー
６９ イオン噴出部
７０ イオン発生器
７１ 回転機構（ヒンジ機構）
７２ 衝撃緩和部材（突出部）
７３ 上部筐体（第１筐体）
７４ 下部筐体（第２筐体）
７５ 撮像部
７６ 上部筐体表面（第１外面）
７７ 下部筐体表面（第２外面）
８０ 制御部
８１ アンテナ
８２ 無線通信部
８３ 記憶部
８４ 音声入出力部
９０ 体温計装置
９１ 体温計本体
９２ 体温計収納器本体
９３ 蓋
９４ 収納検知センサ
９５ 高電圧出力装置
９６ イオン発生素子
Ｖａｃ １２Ｖの交流信号源
Ｔ トランス
Ｃｚ 負荷容量
Ｒｓ 負荷の抵抗成分
ＴＰ 出力電圧測定ポイント

Claims (16)

1. １次側コイルに入力された電圧を増幅して２次側コイルから出力するトランスを備え、該１次側コイルに交流の入力電圧が入力されるとともに、該２次側コイルから出力電圧が取り出される高電圧出力装置を有したイオン発生器であって、
   前記１次側コイルと第１共振回路を形成する共振用コンデンサと、
   前記出力電圧をフィードバックさせるフィードバック回路と、
   該フィードバックされた電圧を増幅させて、前記１次側コイルに出力する電圧増幅回路と、
   前記２次側コイルに直列に接続されており、該２次側コイルと第２共振回路を形成する容量性負荷と、を備え、
   前記入力電圧は、第１共振回路により所定周波数帯において増幅されるようになっており、
   第２共振回路の共振周波数は、前記所定周波数帯に属しており、
   前記トランス、フィードバック回路、および電圧増幅回路からなる閉回路により、発振回路が形成されており、
   前記容量性負荷は、電極間の放電により、空気からイオン及び／またはオゾンを発生させるイオン発生素子であり、
   更に、
   前記電圧増幅回路での電圧増幅率を切替える切替部と、
   該電圧増幅率の切替を通じて、前記出力電圧を切替えることにより、前記イオン発生素子におけるイオン及び／またはオゾンの発生状況を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするイオン発生器。
2. イオン及びオゾンを発生させるイオン発生器であるとともに、
   前記制御手段における制御状況を、少なくとも４個の動作モードから択一的に設定するための制御状況設定手段を備え、
   該４個の動作モードは、
   オゾンを発生させずにイオンを発生させる第１動作モード、
   オゾンを、所定量未満だけ発生させる第２動作モード、
   オゾンを、該所定量以上発生させる第３動作モード、および、
   イオンとオゾンの、何れをも発生させない第４動作モード、
   からなることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生器。
3. 請求項２に記載のイオン発生器を備えた電子機器であって、
   該イオン発生器により発生されたイオン及び／またはオゾンを、該電子機器の一部または全部と接触するように誘導する、イオン誘導手段を備えたことを特徴とする電子機器。
4. 人が直接接触して情報を入力するための接触型情報入力部を備え、
   前記イオン誘導手段は、該接触型情報入力部に、前記イオン及び／またはオゾンを誘導することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 前記接触型情報入力部は、
   少なくとも、バイオメトリクス情報が入力される装置；およびキー操作を行うためのキー；の何れかを含むことを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
6. 前記接触型情報入力部を有する筐体を備え、
   該筐体は、前記接触型情報入力部に接する空間が密閉及び開放自在となるように構成され、
   前記イオン誘導手段は、該空間の密閉時に、前記イオン及び／またはオゾンを該空間へ誘導することを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 請求項１に記載のイオン発生器を備えた電子機器であって、
   該イオン発生器により発生されたイオン及び／またはオゾンを、該電子機器の一部または全部と接触するように誘導する、イオン誘導手段を備えたことを特徴とする電子機器。
8. 人が直接接触して情報を入力するための接触型情報入力部を備え、
   前記イオン誘導手段は、該接触型情報入力部に、前記イオン及び／またはオゾンを誘導することを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
9. 前記接触型情報入力部は、
   少なくとも、バイオメトリクス情報が入力される装置；およびキー操作を行うためのキー；の何れかを含むことを特徴とする請求項８に記載の電子機器。
10. 前記接触型情報入力部を有する筐体を備え、
    該筐体は、前記接触型情報入力部に接する空間が密閉及び開放自在となるように構成され、
    前記イオン誘導手段は、該空間の密閉時に、前記イオン及び／またはオゾンを該空間へ誘導することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電子機器。
11. 第１外面を有する第１筐体と、
    第２外面を有する第２筐体と、
    該第１筐体と第２筐体を回動可能に接続するヒンジ部と、から構成され、
    該回動を通じて、前記第１外面と第２外面が略向き合った状態に折り畳み可能である、折り畳み型の電子機器であって、
    前記第１外面または第２外面上であって、前記折り畳まれた状態で前記の両筐体に挟み込まれる部分に、前記接触型情報入力部が設けられ、
    前記イオン誘導手段は、前記折り畳まれた状態で前記の両筐体に挟み込まれる空間に、前記イオン及び／またはオゾンを誘導することを特徴とする請求項４、請求項５、請求項８、または請求項９に記載の電子機器。
12. 前記折り畳まれた状態において、前記の両筐体に挟み込まれる部分に略密閉空間が形成されるものであり、
    前記接触型情報入力部は、該略密閉空間に接する位置に設けられており、
    前記イオン誘導手段は、該略密閉空間にイオン及び／またはオゾンを誘導することを特徴とする請求項１１に記載の電子機器。
13. 前記第１外面または第２外面には、ゴム材質の突出部が備えられており、
    前記略密閉空間は、前記第１外面と第２外面を両底面とし、該突出部及び／または前記ヒンジ部を側面として形成されるものであることを特徴とする請求項１２に記載の電子機器。
14. 前記イオン誘導手段は、前記第１外面に、前記イオン及び／またはオゾンを噴出させるためのイオン噴出口を備え、
    前記接触型情報入力部は、
    前記第２外面上であって、前記折り畳まれた状態において該イオン噴出口に相対する位置に備えられたことを特徴とする請求項１１から請求項１３の何れかに記載の電子機器。
15. 請求項１または請求項２に記載のイオン発生器を備え、内部に、略密閉状態に物体を収納する収納器であって、
    該イオン発生器により発生されたイオン及び／またはオゾンを、該内部に放出することを特徴とする収納器。
16. 体温計と、
    内部に該体温計を収納するための、請求項１５に記載の収納器と、
    からなることを特徴とする体温計装置。