特許 6018088 コロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザー及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6018088

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】コロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザー及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01T 23/00 20060101AFI20161020BHJP

   H01T 19/00 20060101ALI20161020BHJP

   H05F 3/04 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   H01T23/00

   H01T19/00

   H05F3/04 D

【請求項の数】18

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-553488(P2013-553488)

(86)(22)【出願日】2012年2月7日

(65)【公表番号】特表2014-507777(P2014-507777A)

(43)【公表日】2014年3月27日

(86)【国際出願番号】US2012024095

(87)【国際公開番号】WO2012109206

(87)【国際公開日】20120816

【審査請求日】2015年2月3日

(31)【優先権主張番号】13/023,397

(32)【優先日】2011年2月8日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591203428

【氏名又は名称】イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100135976

【弁理士】

【氏名又は名称】宮本 哲夫

(72)【発明者】

【氏名】レスリー ウェイン パートリッジ

【審査官】 段 吉享

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−００４１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５３４３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１３１１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｔ ２３／００

Ｈ０１Ｔ １９／００

Ｈ０５Ｆ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エミッターと基準電極とを分離する空間内でイオンを発生させるための装置であって、
エミッターと、
基準電極と、
前記エミッターに少なくとも１つのパルス列対を提供するように配設された電源であって、前記パルス列対は、順次に交互に起こる正パルス列及び負パルス列を含み、前記正パルス列は、少なくとも１つのイオン化正極性電圧波形パルスを有するイオン化正電圧波形を含み、前記負パルス列は、少なくとも１つのイオン化負極性電圧波形パルスを有するイオン化負電圧波形を含む、電源と、
を備え、
前記イオン化正電圧波形及び前記イオン化負電圧波形は、前記エミッターと前記基準電極との間で電圧勾配を交互に生成し、コロナ放電によって、正イオン及び負イオンを含むイオン雲を生成し、
それぞれの前記イオン化正極性電圧波形パルスは、非イオン化負極性電圧波形パルスの後に続いており、
それぞれの前記イオン化負極性電圧波形パルスは、非イオン化正極性電圧波形パルスの後に続く装置。

【請求項2】

前記電源は、１次コイル及び２次コイルを有する変圧器を含み、前記電源は、前記１次コイル上にエネルギーを貯蔵することによって、前記２次コイル上に前記非イオン化負極性電圧波形パルスを生成するとともに、前記エネルギーが放出されると、前記１次コイルの両端に電圧を生成して、前記２次コイルの両端に前記イオン化正極性電圧波形パルスの生成をもたらすように配設される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記正パルス列は、第２の非イオン化負極性電圧波形パルスを更に含み、前記第２の非イオン化負極性電圧波形パルスは、前記電圧を生成する前記電源の回路共振によって生成される、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記変圧器に結合されるとともに、前記第２の非イオン化負極性電圧波形パルスが前記回路共振によって生成された後に前記回路共振によって生成される複数の非イオン化電圧波形を低減するように配設されたダンピング回路を更に備える、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記変圧器に結合されるとともに、前記イオン化正電圧波形が生成された後に前記電圧を生成する前記電源の回路共振によって生成される複数の非イオン化電圧波形を低減するように配設されたダンピング回路を更に備える、請求項２に記載の装置。

【請求項6】

前記電源は、１次コイル及び２次コイルを含み、前記電源は、第１の継続時間の間、前記１次コイルの或る部分を通して或る電流が流れるようにさせることによって、また、前記第１の継続時間が終了した後、第２の継続時間の間、前記１次コイルの別の部分を通して別の電流が流れるようにさせることによって、前記２次コイル上に前記正パルス列及び前記負パルス列を交互に生成するように配設される、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記第１の継続時間及び前記第２の継続時間は等しい、請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記電源は、第１の１次コイル端部、第２の１次コイル端部、及び中心タップを有する１次コイルと、前記エミッター及び前記基準電極に電気結合される第２のコイルとを含み、
前記電源は、前記第１の１次コイル端部及び前記中心タップを通して第１の電流が、また、前記第２の１次コイル端部及び前記中心タップを通して第２の電流が、交互に流れるようにさせることによって、前記２次コイル上に前記正パルス列及び前記負パルス列を交互に生成するように配設される、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記１次コイル及び前記２次コイルは、高電圧増幅変圧器の一部であり、前記２次コイルは、前記エミッターに電気結合される第１の２次コイル端部及び前記基準電極に電気結合される第２の２次コイル端部を含み、
前記正パルス列は、前記非イオン化負極性電圧波形パルスを含み、
前記装置は、或る継続時間の間、前記第１の電流及び前記第２の電流を生成するように配設されたパルスドライブ回路を更に備え、
前記非イオン化負極性電圧波形パルスは、前記継続時間の間、前記２次コイル上で生成され、前記イオン化正極性電圧波形パルスは、前記継続時間が終了したときに、前記２次コイル上で生成される、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記非イオン化負極性電圧波形パルスは、前記イオン化正極性電圧波形パルスの立上りスルーレート及び立下りスルーレートよりそれぞれ小さい、立上りスルーレート及び立下りスルーレートを有するように配設される、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記電源は、１回／秒〜４０００回／秒の範囲の繰返しレートで前記パルス列対を生成し、前記パルス列対について０．１％〜１％のデューティファクターを使用する、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

ガス源であって、前記電源は、前記ガス源によって移動されるガスの速度の関数である前記繰返しレートを有するように配設される、ガス源と、
イオンバランス回路であって、前記電源は、前記イオン化負電圧波形の振幅を変えることによることを含んで、前記イオンバランス回路に応答する、イオンバランス回路と、
前記基準電極と、前記基準電極を前記電源に電気的に結合する共通基準バスとの間に電気結合されたスパークサージ抑制器及びコロナ活動回路と、
の任意の組合せを更に備え、
前記イオンバランス回路は、前記電源によって受信され使用される信号を生成して、前記少なくとも１つのパルス列対によって生成される正イオン及び負イオンのバランスを調整し、
前記スパークサージ抑制器及びコロナ活動回路は、スパークサージの抑制と、コロナ活動のインジケータの機能を提供する、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

エミッターと基準電極とを分離する空間内でイオンを発生させるための方法であって、
前記エミッターに少なくとも１つのパルス列対を提供することを含み、前記パルス列対は、順次に交互に起こる正パルス列及び負パルス列を含み、前記正パルス列は、少なくとも１つのイオン化正極性電圧波形パルスを有するイオン化正電圧波形を含み、前記負パルス列は、少なくとも１つのイオン化負極性電圧波形パルスを有するイオン化負電圧波形を含み、
前記イオン化正電圧波形及び前記イオン化負電圧波形は、前記エミッター及び前記基準電極にわたって電圧勾配を交互に生成し、コロナ放電によって、正イオン及び負イオンを含むイオン雲を生成し、
それぞれの前記イオン化正極性電圧波形パルスは、非イオン化負極性電圧波形パルスの後に続いており、
それぞれの前記イオン化負極性電圧波形パルスは、非イオン化正極性電圧波形パルスの後に続く方法。

【請求項14】

高電圧変圧器の１次コイル上にエネルギーを貯蔵することによって、前記高電圧変圧器の２次コイル上に前記非イオン化負極性電圧波形パルスを生成することと、前記エネルギーが放出されると、前記１次コイルの両端に電圧を生成することとを更に含み、前記電圧を前記生成することは、前記２次コイルの両端に前記イオン化正極性電圧波形パルスの生成をもたらす、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記１次コイルの両端に前記電圧を前記生成することは、前記１次コイル及び前記２次コイルを含む電源の回路共振を更にもたらし、前記回路共振は、第２の非イオン化負極性電圧波形パルスの生成をもたらし、前記正パルス列は、前記第２の非イオン化負極性電圧波形パルスを更に含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記第２の非イオン化負極性電圧波形パルスが生成された後に前記回路共振によって生成される複数の非イオン化電圧波形を低減することを更に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記イオン化正電圧波形が生成された後に前記回路共振によって生成される複数の非イオン化電圧波形を低減することを更に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

第１の継続時間の間、変圧器の１次コイルの或る部分を通して或る電流が流れるようにさせることによって、また、前記第１の継続時間が終了した後、第２の継続時間の間、前記１次コイルの別の部分を通して別の電流が流れるようにさせることによって、前記高電圧変圧器の２次コイル上に前記正パルス列及び前記負パルス列を交互に生成することを更に含む、請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、帯電した物体上の正及び負の静電荷を低減又は中和するためのコロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザーに関する。より詳細には、本発明は、イオンバランス制御回路、スパークサージ抑制器、及びコロナ活動回路、比較的低いエミッター汚染率、オゾン、窒素酸化物等のような比較的低いコロナ副生成物排出量、又は、それらの特徴の任意の組合せを有するコロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザーに関する。

【背景技術】

【0002】

ＡＣコロナイオナイザーは、帯電した物体の静電荷中和のために一般に使用される。しかし、これらのイオナイザーは、空気中へのオゾン及び窒素酸化物排出量等の比較的高いコロナ副生成物排出量及び周囲環境からの高いエミッター汚染率を生じ易い。エミッター汚染は、イオン化効率を減少させ、また、イオンバランスに影響を及ぼす場合があり、一方、オゾンは、知られている健康への有害要素である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

その結果、比較的低いエミッター汚染率、比較的低いオゾン排出量、イオンバランス制御、又は前述のものの任意の組合せを有する静電荷中和のための解決策に対する必要性が存在する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一実施形態によれば、イオナイザーのエミッターに少なくとも１つのパルス列対を提供することを含む、静電荷中和のための解決策が開示される。パルス列対は、シーケンスで交互に起こる正パルス列（positive pulse train）及び負パルス列（negative pulse train）を含むように配列される。正パルス列はイオン化正電圧波形（ionizing positive voltage waveform）を含み、一方、負パルス列はイオン化負電圧波形を含む。これらのイオン化正電圧波形及びイオン化負電圧波形は、イオナイザーのエミッター及び基準電極にわたって電圧勾配を交互に生成し、コロナ放電によって、正イオン及び負イオンを含むイオン曇を生成する。

【0005】

イオンバランス制御回路、スパークサージ抑制器及びコロナ活動回路、又はこれらの回路の任意の組合せを含む、本発明の種々の代替の実施形態もまた開示される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の一実施形態によるコロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザーの略分解斜視図である。

【図2】本発明の更に別の実施形態による、一連のパルス列対であって、各パルス列対が正パルス列及び負パルス列を含む、一連のパルス列対の振動子によるスクリーンショットである。

【図3A】本発明の実施形態による、時間（Ｔ）にわたるパルス列対を構成する正パルス列及び負パルス列のシーケンスをブロック図形態で示す図である。

【図3B】本発明の代替の実施形態による、時間（Ｔ）にわたるパルス列対を構成する負パルス列及び正パルス列のシーケンスをブロック図形態で示す図である。

【図4A】本発明の別の実施形態による、パルス列対の一部分を形成する正パルス列の振動子によるスクリーンショットである。

【図4B】本発明の更に別の実施形態による、パルス列対の一部分を形成する負パルス列の振動子によるスクリーンショットである。

【図5A】本発明の更に別の実施形態によるコロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザーの回路図である。

【図5B】図５Ａに示すパルスの例示的な拡大図である。

【図6A】本発明の更に別の実施形態による、エミッターに少なくとも１つのパルス列対を提供することによるコロナ放電によってバイポーライオンを生成するための方法を示す図である。

【図6B】本発明の代替の実施形態による、上記図６Ａに開示する方法に対するオプションの更なるステップを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下の詳細な説明では、説明のために、本発明の種々の実施形態の完全な理解を提供するように幾つかの特定の詳細が述べられる。本発明のこれらの種々の実施形態は、単に例証的であり、いずれの点においても限定的であることを意図されないことを当業者は認識するであろう。本発明の他の実施形態を、本開示の利益を受ける当業者は容易に思いつくであろう。

【0008】

さらに、明確にするために、本明細書で述べる実施形態の通常有する特徴の全てが示されるか又は述べられるわけではない。任意のこうした実際の実施態様の開発時に、特定の設計目的を達成するために、いくつかの実施態様固有の選択が必要とされる場合があることを当業者は容易に理解するであろう。これらの設計目的は、実施態様ごとに及び開発者ごとに変わるであろう。さらに、こうした開発努力は、複雑でかつ時間がかかる場合があるが、それでも、本発明の利益を受ける当業者にとって日常的な技術的仕事であることが理解されるであろう。

【0009】

図１は、エミッター１２と称されたイオン化電極と、基準電極１４として使用される導電性要素又は構造体と、エミッター１２に少なくとも１つの電圧交番パルス列対１８を提供するように配設される電源１６と、ガスの流れ２２を提供するように配設されるガス源２０と、イオンバランス電極と称された別の電極２６に及びグラウンド等の共通基準バス２９に電気結合されるイオンバランス回路２４と、基準電極１４及びまた、共通基準バス２９に結合されるスパークサージ抑制器及びコロナ活動回路２８とを使用するコロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザー１０を開示する。電源１６は、共通基準バス２９に、共通基準バス２９を通して基準電極１４に、またエミッター１２に電気結合される。パルス列対１８は、エミッター１２によって、また、共通基準バス２９を通して基準電極１４によって受信される。

【0010】

図２を見てわかるように、パルス列対１８は、直列シーケンスで交互に起こる正パルス列３０及び負パルス列３２を含む。上側の破線４４は、４．５ｋＶ等の正のコロナ閾値電圧を示し、下側の破線４６は、（−）４．２５ｋＶ等の負のコロナ閾値電圧を示す。各正パルス列３０は、コロナ放電によって正イオンを生成するための電圧閾値を超える最大正電圧振幅を有するイオン化正電圧波形を含むように配列される。同様に、負パルス列３２は、コロナ放電によって負イオンを生成するための電圧閾値を超える最大負電圧振幅を有するイオン化負電圧波形を含むように配列される。そのため、これらのそれぞれの正及び負のイオン化電圧波形は、エミッター１２と基準電極１４との間の空間３８にわたって電圧勾配を交互に生成し、コロナ放電によって、正イオン３４及び負イオン３６を含むイオン雲を生成する。

【0011】

パルス列対であって、それぞれが正パルス列及び負パルス列を使用する、パルス列対の直列シーケンスを使用することは、少なくとも１つのエミッター電極について効率的なバイポーライオン化をもたらす。パルス列対の数は、図１のガス流２２等のエミッターにわたって吹き付けられるか又は提供されるガスの流量及びエミッター１２に応じて、ターゲット物体の静電荷中和又は放電を最大にするように調整することができる。各パルス列１８についての繰返しレートは、いずれの点でも限定的であることを意図されない。繰返しレートは、相応して、図２に開示する実施形態について所望される電力レベルに調整され、０．１％〜１％のデューティファクターで、１回／秒〜数千回／秒に設定され得る。デューティファクターという用語はまた、パルス列周期４８等のパルス列周期についての、パルス列電力オン対パルス列電力オフの有効比としても本明細書で呼ぶことができる。０．１％〜１％のデューティファクターを使用することは、非常に短いコロナ放電を生成し、オゾン排出量及びエミッター汚染率を低減する。本明細書で開示される本発明の種々の実施形態は、コロナ放電によってイオンを生成するために高周波高電圧交番電流を使用する他のタイプの既知のイオナイザーに比べて３倍〜５倍少ない、約１０十億分率（ｐｐｂ）〜１５十億分率（ｐｐｂ）の濃度のオゾン排出量を生成する。本明細書で開示される種々の実施形態はまた、イオナイザーエミッター（複数の場合もある）に対する粒子誘引率を大幅に低減し、そのことは、ひいては、エミッター（複数の場合もある）の汚染率を低減する。

【0012】

パルス列対１８における正パルス列３０及び負パルス列３２の交番直列順序は、いずれの点においても限定的であることを意図されない。例えば、図３Ａでは、パルス列１８は、交番直列シーケンスで、正パルス列３０、それに続いて負パルス列３２を含むように配設される。代替的に、図３Ｂに示すように、パルス列１８は、交番直列シーケンスで、負パルス列３２、それに続いて正パルス列３０を含むように配設することができる。正イオン３４及び負イオン３６はまた、本明細書で一括してバイポーライオン雲４０と呼ぶことができる。パルス列対を使用してバイポーライオン雲を生成するコロナイオナイザーは、本明細書で、コロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザー１０と呼ぶことができる。

【0013】

エミッター１２は、導電性ワイヤのループから形成することができるが、エミッターワイヤのループの使用は、いずれの点においても限定的であることを意図されない。尖った電極又は他の等価物（図示せず）等の任意のエミッター形状を、代替物として使用することができる。エミッター１２を、コロナ放電によるイオンの生成を含めて、本明細書で述べる特徴をサポートするのに必要とされる方法で電気を伝導させ得る任意のタイプの電極材料から作ることができる。そのため、エミッター１２を、種々の材料の組合せから作ることができ、種々の材料のうちの幾つかは、半導体、絶縁体、又はこれらの材料の任意の組合せ等、完全に導電性でない場合がある。

【0014】

基準電極１４は、導電性ファンガードの形態で実装されるが、この構造体の使用は、限定的であることを意図されない。例えば、別個の非導電性又は導電性ファンガードを、別個に形成された基準電極と組合せて使用することができる。同様に、イオンバランス電極２６は、導電性ファンガードを使用することによって実装されるが、こうした構造体の使用は、限定的であることを意図されない。代替の実施形態（図示せず）として、別個のファンガードを、イオンバランス電極２６と組合せて使用することができる。イオンバランス電極２６は、導電性又は半導電性表面を有する任意の電極を使用することによって実装することができ、また、ターゲット場所４２と、コロナ放電によってバイポーライオン雲４０が生成される場所との間の場所等のバイポーライオン雲４０が通過する場所に設置することができる。バイポーライオン雲４０は、図１に示す特定の実施形態に関して概して空間３８内でコロナ放電によって生成される。正パルス列３０及び負パルス列３２は、代替法において、それぞれ正のマイクロパルス及び負のマイクロパルスと呼ぶことができる。

【0015】

ガス源２０を使用して、正及び負のイオン３４及び３６の混合を増大させること、ターゲット場所４２においてバイポーライオン雲密度を増加させるために、ターゲット場所４２に位置する選択されたターゲット物体（図示せず）に対する正及び負のイオン３４及び３６の送出範囲を増大させること、又は、その両方を行うことができる。図示する実施形態のガス源２０は、ブロワタイプのものであり、エミッター１２、基準電極１４、及びイオンバランス電極２６を通して、ガス流２２等の空気又はガスを移動させるために回転ファンを使用する。さらに、ガス源２０の使用、タイプ、及び設置場所は、本開示の範囲及び趣旨をいずれの点においても限定することを意図されない。例えば、図１に示さないが、代替の実施形態として、ガス源２０は、省略することができるか、又は、使用される場合にはエミッター１２の前に設置することができるため、ガス又は空気は、最初にエミッター１２を通り、次に基準電極１４を通って吹きつけられるか又は進められ、ターゲット場所４２に向かうことができる。

【0016】

さらに、ファンタイプガス源を、図示するように使用することができるか、又は、代替の実施形態では、圧縮されたガス又は空気を、パイプ、ダクト、プレナム、若しくはノズル、イオン化バー上に配列されたノズルの群、エミッターの少なくとも一部分を囲むノズル等（図示せず）を通して提供することができる。さらに、ガス流２２の構成は、ターゲットエリア４２へのバイポーライオン雲送出に適する、空気、窒素、他のガス、又はこれらのガスの任意の組合せとすることができる。イオンバランス回路２４及びイオンバランス電極２６は、コロナ放電によるバイポーライオン雲４０の生成中に生成されるイオン電流をバランスさせるために使用することができる。イオンバランス回路２４は、イオンバランス電極２６、共通基準バス２９、及び電源１６に結合される。イオンバランス回路２４は、パルス列対１８によって生成される正の電極及び負の電極のバランスを調整するための、電源１６によって受信され使用される信号３１を生成する。イオンバランス回路２４は、動作中にイオンバランス電極２６を通って流れる正イオン及び負イオンに起因する電圧３３を測定することによって信号３１を生成する。電圧３３が正である場合、イオンバランス回路２４は、信号３１が電源１６に正イオンよりも多くの負イオンを生成するパルス列対１８等の少なくとも１つのパルス列対を生成させるよう、信号３１を調整する。同様に、電圧３３が負である場合、電源１６は、負イオンよりも多くの正イオンを生成する少なくとも１つのパルス列対を生成する。スパークサージ抑制器及びコロナ活動回路２８は、基準電極１４及び共通基準バス２９に結合され、基準電極２６と共通基準バス２９との間で電圧のスパークが起こるときに生じ得る電流（図示せず）を分流させる。スパークサージ抑制器及びコロナ活動回路２８はまた、コロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザー１０によって生成されるイオンの量に比例して明滅する視覚インジケーターを提供する。

【0017】

本開示を過剰に複雑にすることを回避するために、図１に示さない更に別の代替の実施形態では、スパークサージ抑制器及びコロナ活動回路２８、イオンバランス回路２４及びイオンバランス電極２６、又は両方を、図１に示す実施形態から削除することができる。別の代替の実施形態（図示せず）では、基準電極１４を、共通基準バス２９に直接結合することができる。

【0018】

図４Ａは、本発明の別の実施形態による、パルス列対の一部分を形成する正パルス列６０の振動子によるスクリーンショットである。図２及び図３Ａ、図３Ｂを参照して上記で前に開示したパルス列対１８は、周期６８にわたって直列に起こる、非イオン化電圧波形６２及びイオン化電圧波形６４等の２つの非対称電圧波形（asymmetrical voltage waveform）を含むパルス列６０を含むように配列される。非イオン化電圧波形６２及びイオン化電圧波形６４の後に、小さな負の振動及び正の振動６９が続く。負の振動及び正の振動６９は、パルス列６０を生成するために使用される電源の回路共振によるものであり、本発明をいずれの点においても限定することを意図されない。振動６９は、図５Ａにおいて以下で更に開示されるダンピング回路の使用によって完全に低減又は除去することができる。

【0019】

イオン化電圧波形６４等の非対称電圧波形のうちの少なくとも１つは、コロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザーのエミッターと基準電極との間の空間内でイオンを生成するために必要なコロナ放電電圧閾値を超える最大電圧振幅７０を有する。これらはそれぞれ図１に関して上記で開示された、空間３８、エミッター１２及び基準電極１４、並びにイオナイザー１０等である。イオン化電圧波形６４によって生成されるイオンは、イオン化電圧波形６４によって使用される電圧と同じ極性を有し、図示の例では正極性である。正イオンを生成するイオン化電圧波形６４等のイオン化電圧波形を、本明細書で、「イオン化正電圧波形」とも呼ぶことができる。「非対称電圧波形」という用語は、連続波形の振幅変調プロファイルを表し、その振幅変調プロファイルは、極性が交互になり、かつ、異なる最大電圧振幅を有し、最大電圧振幅のうちの１つは、コロナ放電によってイオンを生成するために必要なコロナ閾値を超える。例えば、非イオン化電圧波形６２の最大振幅７２は、イオン化波形６４の最大振幅７０の極性（正）と反対である極性（負）を有する。図示する実施形態の非イオン化電圧波形６２は、イオン化電圧波形６４の前に起こり、コロナ放電によってイオンを生成するのに十分でない最大振幅７２を有する。コロナ放電によって負イオンを生成するのに不十分な負の最大電圧振幅を有する非イオン化電圧波形６２等の非イオン化電圧波形を、本明細書で、「非イオン化負電圧波形（non-ionizing negative voltage waveform）」とも呼ぶことができる。

【0020】

イオン化波形６４等の、正イオンを生成するために必要なコロナ放電電圧閾値を超える正の最大電圧振幅を有する波形であるイオン化正電圧波形を含む、図４Ａのパルス列６０等のパルス列は、本明細書で「正パルス列（positive pulse train）」と称される。同様に、図３Ｂのイオン化波形８４等の、負イオンを生成するために必要なコロナ放電電圧閾値を超える負の最大電圧振幅を有する波形であるイオン化負電圧波形を含む、図３Ｂのパルス列８０等のパルス列は、本明細書で「負パルス列」と称される。図３Ａ又は図３Ｂのパルス列１８等の電圧交番パルス列対内の正パルス列６０及び負パルス列８０のシーケンス順序は、いずれの点においても限定的であることを意図されない。例えば、図３Ｂでは、パルス列対１８は、負パルス列３２で始まり、それに続いて正パルス列３０が起こるパルス列シーケンスを有する。

【0021】

非対称電圧波形を使用することは、イオンを生成するための効率的な方法を提供する。バイポーライオン雲は、ガス流等の印加される力又は重ね合わされる電界によって容易に移動され得るエミッター１２の近くのエリアで振動する。イオン生成周期が極端に短いため、オゾン及び窒素酸化物等のコロナ副産物排出量は、最小限に抑えられ、エミッター１２に関する汚染率が低減される。

【0022】

図４Ａのパルス列６０のように、図４Ｂのパルス列８０は、周期８８にわたって順次に起こる、非イオン化電圧波形８２及びイオン化電圧波形８４等の２つの非対称電圧波形を含むように配列される。イオン化電圧波形８４等の非対称電圧波形のうちの少なくとも１つは、コロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザーのエミッターと基準電極との間の空間内でイオンを生成するために必要なコロナ放電電圧閾値を超える最大電圧振幅９０を有する。これらはそれぞれ図１に関して上記で開示された、空間３８、エミッター１４及び基準電極、並びにコロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザー１０等である。

【0023】

非イオン化電圧波形８２及びイオン化電圧波形８４の後に、小さな負の振動及び正の振動８９が続く。負の振動及び正の振動８９は、パルス列８０を生成するために使用される電源の回路共振によって生成され、本発明をいずれの点においても限定することを意図されず、また、低減又は除去することができる。イオン化電圧波形８４によって生成されるイオンは、イオン化電圧波形８４によって使用される電圧と同じ極性を有し、図示の例では負極性である。非イオン化電圧波形８２の最大振幅９２は、イオン化電圧波形８４の最大振幅９０の極性（負）と反対である極性（正）を有する。非イオン化電圧波形８２の最大振幅９２は、コロナ放電によってイオンを生成するのに十分でない。イオン化電圧波形８４は、コロナ放電によって負イオンを生成し得るため、本明細書で「イオン化負電圧波形（ionizing negative voltage waveform）」と呼ぶこともできる。しかし、非イオン化波形８２は、コロナ放電によって正イオンを生成するのに不十分な正の最大電圧振幅を有するため、本明細書で「非イオン化正電圧波形（non-ionizing positive voltage waveform）」と呼ぶことができる。

【0024】

使用される電源の構成に応じて、非イオン化電圧波形６２又は８２等の非イオン化電圧波形は、同じパルス列対に対応するイオン化波形６４又は８４等の続くイオン化波形の立上りスルーレート及び立下りスルーレートより小さい、立上りスルーレート及び立下りスルーレートを有する。本発明の一実施形態によれば、非イオン化電圧波形は、１ミリ秒と２４ミリ秒との間の周期、並びに、それぞれが１００ボルト／ミリ秒〜１０００ボルト／ミリ秒の範囲にある立上りスルーレート及び立下りスルーレートを有するように配列することができる。イオン化電圧波形６４又は８４等のイオン化電圧波形は、それぞれが約１０００キロボルト／マイクロ秒〜５０００キロボルト／マイクロ秒である立上りスルーレート及び立下りスルーレート並びに１マイクロ秒〜１２マイクロ秒の電圧波形幅を有する。さらに、図２並びに図３Ａ及び図３Ｂに関して上記で論じた正パルス列３０のように、図４Ａのそれぞれの正パルス列６０が、正イオンを生成する。同様に、図２並びに図３Ａ及び図３Ｂに関して上記で論じた負パルス列３２のように、図４Ｂのそれぞれの負パルス列８０が、負イオンを生成する。

【0025】

図５Ａは、ワイヤエミッター１２２、基準電極１２４、少なくとも１つの電圧交番パルス列対１２８を提供するように配設された電源１２６、ガスの流れ（図示せず）を提供するように配設されたガス源１３０、イオンバランス回路１３２、イオンバランス電極１３４、スパークサージ抑制器回路及びコロナ活動回路１３６を使用するマイクロパルスイオナイザー１２０を開示する。電源１２６は、ワイヤエミッター１２２、及びグラウンド１３９等の共通基準バスに電気結合され、動作中にワイヤエミッター１２２にパルス列対１２８を出力するように配設される。パルス列対１２８は、パルス列の直列シーケンスを含む。各パルス列は、電圧交番パルス列対１２８内で他のパルス列の極性と反対の極性を有する。一例では、パルス列対１２８及びパルス列のその対は、パルス列対１８、パルス列６０及びパルス列８０について上記で前に述べた同じ機能及び特性を有するようにそれぞれ配設することができる。

【0026】

エミッター１２２、基準電極１２４、及びガス源１３０は、エミッター１２、基準電極１４、及びガス源２０に関して上述した同じ構造及び機能を有するように実装することができる。電源１２６、イオンバランス回路１３２、イオンバランス電極１３４、及びスパークサージ抑制器１３６は、電源１６、イオンバランス回路２４、イオンバランス電極２６、並びにスパークサージ抑制器及び上記で前に論じたが図５Ａにおいて特定の回路構成を有するように示されたコロナ活動回路２８と同じそれぞれの機能を有するように実装することができる。

【0027】

図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、電源１２６は、それぞれが比較的短いパルス継続時間１４４を有する低電圧パルスのセット１４０を生成するタイマー回路１３８、パルスのセット１４０を受信するように配設されるドライブ回路１４２、及び主ダンピング回路１４６を含む。ドライブ回路１４２は、２重反転出力を有する「２重遅延回路（dual delay circuit）」と称されたＤ型フリップフロップ回路１４８、スイッチング回路１５０、並びにトランジスタ１５２及び１５４を含む。パルスのセット１４０は、図５Ｂに更に示される。タイマー回路１３８及びドライブ回路１４２は、本開示においてパルスドライブ回路１４１と一括して呼ばれる。タイマー回路１３８は、タイマーＩＣ１５５、ダイオード１５６、抵抗器１５８、コンデンサ１６０、及び抵抗器１６２を含む。タイマーＩＣ１５５は、カルフォルニア州サンタクララ所在のNational Semiconductor社から入手可能な型番ＬＭＣ５５５等の任意の構成可能な汎用タイマーを使用することによって実装することができる。

【0028】

タイマーＩＣ１５５は、クロック出力１６３を通して構成可能なクロック信号を提供するように配設された集積回路である。この実施形態では、これらのクロック信号は、パルス１４０として使用される。ダイオード１５６、抵抗器１５８、及びコンデンサ１６０は、パルス１４０についてのパルス継続時間１４４を確立する（図４及び図５Ｂを参照）。抵抗器１６２及びコンデンサ１６０は、各パルス１４０について繰返しレートを設定する。繰返しレートは、パルス周期１４３の逆数に等しい。図示する実施形態では、ダイオード１５６は、１Ｎ４２４８のマーキングコードを有するダイオードを使用して実装することができ、一方、抵抗器１５８及び１６２並びにコンデンサ１６０は、以下のそれぞれの値、１５００オーム、２４０Ｋオーム、及び０．０１μＦ（マイクロファラド）を有する。ＬＭＣ５５５の使用、タイマー回路１３８の構成、及び本明細書で開示する受動素子の値は、いずれの点においても限定的であることを意図されない。任意のタイマー回路１３８は、本明細書で述べるパルス１４０等のパルスのタイプを提供できる限り、使用することができる。トランジスタ１５２及び１５４は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタを使用して実装されるが、ＭＯＳＦＥＴ型トランジスタの使用は、いずれの点においても本発明を限定することを意図されない。低電圧という用語は、本明細書で述べるタイプの半導体コンポーネントとともに使用するのに適した任意の電圧である。こうした半導体コンポーネント電圧は、一般に、正であっても負であっても、大きさが５又は１２の範囲にあるが、本明細書で開示される実施形態では、５ボルト及び１２ボルトの正の低電圧が使用される。

【0029】

２重遅延回路１４８は、互いに対して反転される２つの出力を有するＤ型フリップフロップの形態である。２重遅延回路１４８は、カルフォルニア州サンホセ所在のFairchild Semiconductor社からの型番ＭＭ７４Ｃ７４を使用することによって実装することができる。２重遅延回路１４８は、スイッチング回路１５０に２つのクロック信号を提供するように構成される。スイッチング回路１５０は、アリゾナ州フェニックス所在のOn Semiconductor Corporation社から入手可能な型番ＭＣ１４０８１Ｂ等の、図示する方法で配列された４つの２重入力ＡＮＤゲートを提供する一般に知られている集積回路を使用することによって実装することができる。

【0030】

２重遅延回路１４８及びスイッチング回路１５０は、トランジスタ１５２と１５４との間で各パルス１４０を交互に切換える。ドライブ回路１４２は、各パルス１４０を受信し、各パルス１４０を、２重遅延回路１４８からのクロック入力１６１及び各ＡＮＤゲートからの入力にルーティングする。２重遅延回路１４８からの第１の出力Ｑは、ＡＮＤゲートのうちの２つのＡＮＤゲートからの入力１６５に結合され、２重遅延回路１４８からの第２の出力（反転Ｑ）は、ＡＮＤゲートのうちの他の２つのＡＮＤゲートからの入力１６７に結合され、また、スイッチング回路１４８のデータピンにルーティングされる。プリセット及びクリアピンは、１２ボルト源に結合される。

【0031】

電源１２６の動作中、また、生成される各パルス列の間、パルスドライブ回路１４１は、選択された継続時間の間、高電圧変圧器１６６の１次コイル１６４の半分を通して電流が流れるようにさせることによって充電ステージに入る。電流が１次コイル１６４の半分を通過するこの継続時間は、パルス１４０のパルス継続時間１４４によって設定され、パルス１４０のパルス継続時間１４４とほぼ同等である。２重遅延回路１４８及びスイッチング回路１５０は、トランジスタ１５２と１５４との間で各パルス１４０を交互に切換える。電源１２６は、トランジスタ１５２のゲートが充電ステージ中にパルス１４０を受信すると、それぞれ図２又は図４Ａの正パルス列３０又は６０等の正パルス列の非対称波形を生成し、１次コイル１６４の中央タップ１６５から、１次コイル端部１６９を通して電流が流れるようにさせ、それが、１次コイル１６４の半分の両端に比較的小さい負電圧波形を生成し、エネルギーを、１次コイル１６４内にまた高電圧変圧器１６６の空気空間及び（もし備えているならば）フェライト内に貯蔵する。その巻数比によって、変圧器１６６は、この小さな負電圧波形を増幅し（magnifies）、２次コイル１７０の両端に、増幅した負電圧波形を生成する。この増幅された負電圧波形は、それぞれ図４Ａの非イオン化負電圧波形６２及び正パルス列６０等、正パルス列の一部分を形成する非イオン化負電圧波形としてワイヤエミッター１２２によって最終的に受信される。

【0032】

貯蔵されたエネルギーは、短いパルス１４０の継続時間１４４が終了すると、大きな正の電圧パルスを生成する、例えば、パルス１４０の立下りエッジ１４５に達すると、トランジスタ１５２を急速にターンオフし、１次コイル１６４の両端に大きな正の電圧パルス（図示せず）を生成する。変圧器１６６は、この大きな正の電圧パルスを増幅し、２次コイル１７０の両端に、正極性を有するより大きな増幅されたイオン化波形を生成する。この大きな増幅された電圧波形は、それぞれ図４Ａのイオン化正電圧波形６４及び正パルス列６０等、正パルス列の一部分を形成するイオン化正電圧波形としてワイヤエミッター１２２によって最終的に受信される。イオン化正電圧波形６４の後に、異なる極性間で振動し、かつ、電圧振幅が経時的に減少するより小さな波形が続く。これらの後続の波形からの電圧振幅は、イオン化電圧に達せず、したがって、非イオン化電圧波形である。これらの後続の波形は、回路共振によってもたらされ、１次ダンピング回路１４６を使用することによって、制御、除去又は低減され得る。

【0033】

電源１２６は、直前に述べた正パルス列の生成と同様な方法で、図２又は図４Ｂのパルス列３２又は８０等の負パルス列について非対称電圧波形を生成する。しかし、電源１２６は、２重遅延回路及びスイッチング回路１５０がパルス１４０をトランジスタ１５４のゲートにルーティングするとき、負パルス列についてこれらの非対称波形を生成し、それが、パルスドライブ回路１４１を充電ステージに入らせる。この充電ステージ中、トランジスタ１５４は、所与の継続時間の間、中央タップ１６５及び１次コイル端部１７１を通して電流が流れるようにさせる。図５Ａに示す実施形態では、電流が１次コイル１６４を通過するこの所与の継続時間は、パルス継続時間１４４によって設定され、パルス継続時間１４４とほぼ同等である。

【0034】

中央タップ１６５及び１次コイル端部１７１を通して流れる電流は、１次コイル１６４の半分の両端に比較的小さい負電圧パルスを生成し、エネルギーを、１次コイル１６５内にまた高電圧変圧器１６６の空気空間及び（もし備えているならば）フェライト内に貯蔵する。この充電ステージ中に中央タップ１６５及び１次コイル端部１７１によって境界付けられる半分部分の１次コイル１６４を流れる電流の方向は、正パルス列を生成するために使用される、中央タップ１６５及び１次コイル端部１６９によって境界付けられるもう一方の半分部分の１次コイル１６４を流れる電流の方向と反対である。さらに、１次コイル１６４のこれらの半分部分の両方は、同じ方向に巻かれる。その巻数比によって、変圧器１６６は、この小さな負電圧波形を増幅し、２次コイル１７０の両端に増幅された正電圧波形を生成する。この増幅された正電圧波形は、それぞれ図４Ｂの非イオン化正電圧波形８２及び負パルス列８０等、負パルス列の一部分を形成する非対称電圧波形の非イオン化波形としてワイヤエミッター１２２によって最終的に受信される。

【0035】

貯蔵されたエネルギーは、短いパルス１４０の継続時間１４４が終了すると、大きな負の電圧パルスを生成する、例えば、パルス１４０の立下りエッジ１４５に達すると、トランジスタ１５２を急速にターンオフし、１次コイル１６４の両端に大きな負の電圧パルス（図示せず）を生成する。変圧器１６６は、この大きな負の電圧パルスを増幅し、２次コイル１７０の両端に、負極性を有するより大きな増幅されたイオン化波形を生成する。この大きな増幅された電圧波形は、それぞれ図４Ｂのイオン化負電圧波形８４及び負パルス列８０等、負パルス列の一部分を形成する非対称電圧波形のイオン化負電圧波形としてワイヤエミッター１２２によって最終的に受信される。イオン化負電圧波形８４の後に、異なる極性間で振動し、かつ、電圧振幅が経時的に減少するより小さな波形が続く。これらの後続の波形からの電圧振幅は、イオン化電圧に達せず、したがって、非イオン化電圧波形である。これらの後続の波形は、回路共振によってもたらされ、１次ダンピング回路１４６を使用することによって、制御、削除又は低減され得る。

【0036】

高電圧変圧器１６６は、２次コイル１７０及び１次コイル１６４に関して５０：１と５０００：１との間の巻数比を有するように配設される。電源出力１６８から測定されると、また、電源１２６が本開示の範囲及び趣旨内で教示されるように構成されると、トランジスタ１５４は、負パルス列の生成をもたらし、一方、トランジスタ１５２は、正パルス列の生成をもたらし、それらは、グラウンド１３７を通してエミッター１２２及び基準電極１２４によって最終的に受信される電圧交番パルス列対を全体として形成し、コロナ放電によって、図１のバイポーライオン雲４０等のバイポーライオン雲を生成する。これらの正及び負のパルス列は、非イオン化電圧波形６２及びイオン化電圧波形６４並びに非イオン化電圧波形８２及びイオン化電圧波形８４等の非対称波形のセットをそれぞれ含む、図４Ａ及び図４Ｂで、上記で論じた正及び負のパルス列６０及び８０と同じ構造及び機能を有する。

【0037】

電源出力１６８で生成される各パルス列について、イオン化波形６４又は８４等のイオン化波形の最大電圧振幅は、以下の変数、すなわち、
高電圧変圧器１６６の巻数比と、
高電圧変圧器１６４の１次コイルインダクタンスと、
パルス継続時間１４４と、
抵抗器１７６とコンデンサ１７８との間のノード１７４における入力ＤＣ電圧１７２と、
抵抗器１８０及びコンデンサ１８２を含む１次ダンピング回路１４６と、
イオンバランス回路１３２を備える場合、トランジスタ１５４とグラウンド１３７との間のインピーダンスであって、図５Ａに示す例では、トランジスタ１７７のドレイン及びソースにわたる抵抗である、インピーダンスと、
に応じて設定される。

【0038】

図５Ａに示す本発明の実施形態によれば、
高電圧変圧器１６６の巻数比は、２次コイル及び１次コイルについて、５０：１と５０００：１との間の範囲にあることができ、
高電圧変圧器１６４の１次コイルインダクタンスは、約４８μＨ（マイクロヘンリー）であり、それぞれの半分部分は約１４μＨであり、
パルス１４０のパルス継続時間１４４は、１マイクロ秒〜２４マイクロ秒の範囲にあることができ、
抵抗器１７６及びコンデンサ１７８は、それぞれ１オーム〜１００オーム及び０．１ｐＦ（ピコファラド）であり、
トランジスタ１７７のドレイン及びソースにわたる抵抗は、約００５オーム〜１０オームの範囲であることができる。

【0039】

１次コイル１６４のインダクタンス、抵抗器１８０及びコンデンサ１８２によって決定される１次ダンピング回路１４６の容量性負荷、並びに、示す例ではワイヤエミッター１２２及び基準電極１２４の容量性負荷を含む、電源出力１６８によって見られる容量性負荷は、図４Ａ及び図４Ｂに関して上記で論じた、非イオン化波形６２及びイオン化波形６４又は非イオン化波形８２及びイオン化波形８４等の直列非対称波形の波形状を決定する。これらの連続的非対称波形は、パルス列６０又は８０等のパルス列を含み、電源出力１６８において電源１２６によって提供される。図５Ａでは、１次コイル１６４のインダクタンスは、１０μＨ〜１００μＨの範囲にあるように選択することができ、負荷コンデンサンスは、３ｐＦ〜６０ｐＦの範囲にあるよう選択することができる。本明細書で開示される回路要素の全ての値及び型番は、本明細書で開示される種々の実施形態を限定することを意図されない。使用される実際の値は、設計されるイオナイザーの寸法及びタイプに応じて変わるであろう。

【0040】

電源１２６によって生成されるパルス列は、比較的高いスルーレートを有するように配設され、また、逓倍器、整流器、加算ブロック、又はこれらのコンポーネントの任意の組合せの使用を含まない比較的小さなフットプリントの高電圧変圧器を使用することにより電源１２６によって、正及び負のパルス列を、繰返し連続方式で生成することができる。各パルス列対のパルス繰返しレートは、中和のために選択されるデバイスを含むターゲット場所の距離において使用されるガス流、ターゲット場所で所望されるイオン濃度、又はこれらの因子の任意の組合せに応じて調整することができる。

【0041】

図５Ａのイオンバランス制御回路１３２は、トランジスタ１７７、イオンバランス電極１３４、抵抗器１８４、抵抗器１８６、及びポテンショメーターと呼ばれることがある可変抵抗器１８８、並びにコンデンサ１９０を含む。トランジスタ１７７、コンデンサ１９０、及びポテンショメーター１９２を通して、イオンバランス制御回路１３２はまた、図示するようにグラウンド１３７に結合される。抵抗器１８４及び１８６は、イオンが電極１３４を通って流れるときにノード１９２に電圧を生成する。この電圧は、トランジスタ１７７のゲートから見られ、トランジスタ１７７が、トランジスタ１７７のソース及びドレインにわたる抵抗を変えるようにさせる。少量のバイアス電流が、抵抗器１９２によってトランジスタ１７７のゲートに付加されて、トランジシスタ１７７のターンオンバイアスを補償する。コンデンサ１９０は、ノード１９２で生成されるイオンバランス信号に影響を及ぼす場合があるパルスからのノイズをフィルタリングし、一方、抵抗器１８８は、イオンバランス電極で、又は、おそらくは図１のターゲット場所４２等のターゲット物体若しくはターゲット場所で、ゼロ等のイオン流れバランスを提供するように設定され得る。

【0042】

例として、任意の理由（周囲条件の変化、エミッターの汚染又は腐食、及び同様なもの）で、コロナ放電式マイクロパルスバイポーライオナイザー１２０からのイオン流が、負イオンより多くの正イオンを生成し始める場合、イオンバランス電極１３４は、正電荷を取得することになる。この正電荷は、抵抗器１８４、１８６、及び１８８にわたる電流を生成し、その電流が、ノード１９２及びトランジスタ１７７のゲートの電圧を増加させ、トランジスタ１７７のソース及びドレインにわたる抵抗を減少させる。トランジスタ１７７のソース及びドレインにわたる抵抗を減少させることは、電源１２６によって生成されるパルス列対について、図４Ｂのイオン化波形８４等の負パルス列のイオン化波形の最大電圧振幅及び負パルス列８０を増加させる。負パルス列のイオン化波形の最大電圧振幅を増加させることは、負イオンに向かってイオンバランスを増加させる。このイオンバランスが負イオンに向かって傾くにつれて、電極１３４によって取得される正電圧が減少し始めることになり、それが、次に、トランジスタ１７７のゲートによって見られるノード１９２の電圧を減少させることになり、ついには、イオンバランス電極１３４で生成される正電荷が十分に減少するため、以前に選択されたターゲット場所のイオンバランスは、ほぼゼロに又は別の事前選択された値に回復する。

【0043】

同様に、電極１３４にわたるイオン流が負電圧を生成する場合、ノード１９２は、減少した電圧又は負電圧さえも取得し、トランジスタ１７７のゲートによって見られる電圧が減少し、トランジスタ１７７のドレイン及びソースにわたるトランジスタ１７７の抵抗が増加する。これは、負パルス列からのイオン化波形の最大電圧振幅を減少させ、それは、次に、負イオンの生成を減少させ、ついには、電極１３４の電圧又は電荷が十分に増加するため、以前に選択されたターゲット場所のイオンバランスは、ほぼゼロに又は別の事前選択された値に回復する。

【0044】

スパークサージ抑制器及びコロナ活動回路１３６は、スパークサージ抑制及びコロナ活動インジケーター機能を提供する。ダイオード１９４及び１９６並びにコンデンサ１９８は、スパークサージ抑制機能を提供する。電圧スパークが基準電極１２４を通して起こる場合、ダイオード１９４は、結果として得られるどんな負電流もグラウンド１３７を通して分流させ、したがって、トランジスタ２００のベースを保護する。どんな正スパークサージ電流も、ダイオード１９６及びコンデンサ１９８を通してグラウンド１３７に分流される。

【0045】

スパークサージ抑制器及びコロナ活動回路１３６は、ワイヤエミッター１２２からのイオン電流、及び、基準電極１２４から、基準電極をワイヤエミッター１２２から分離する空間にわたって流れる誘起電気コロナノイズ信号からの任意の電流を受取る、基準電極１２４等の電極を使用することによってコロナ活動インジケーター機能を提供する。これらの電流は、インダクタ２０２によって電圧に変換され、ダイオード１９６によって整流され、コンデンサ１９８によってフィルタリングされ、それが、全体として、ノード２０４の電圧及びトランジスタ２００のベースの電圧をもたらす。ノード２０４における電圧の変動によって、トランジスタ２００のコレクタの電圧がノード２０４の電圧にほぼ比例して変動する。抵抗器２０６は、コレクタ及び１２ボルトＤＣ正電圧に結合され、プルダウン抵抗器として機能する。ＬＥＤ２０８のアノード端は、トランジスタのコレクタに結合され、一方、発光ダイオード（ＬＥＤ）２０８のカソード端はグラウンドに結合される。トランジスタ２００のコレクタの電圧の変動は、マイクロパルスバイポーライオナイザー１２０によって生成されるイオン電流の関数として、ＬＥＤ２０８をフラッシュ又は変動させる。連携して又は代替として、トランジスタ２００のコレクタの電圧を、マイクロプロセッサ又は等価物（図示せず）によって割り込み信号２１０としてサンプリング又は使用して、イオン生成の状態をマイクロプロセッサが判定することを可能にする。

【0046】

図６Ａは、本発明の更なる別の実施形態による、エミッターに少なくとも１つのパルス列対を提供することによるコロナ放電によってバイポーライオンを生成するための方法を示す。２２０にて、図１のパルス列対１８、エミッター１２、及びイオナイザー１０等、少なくとも１つのパルス列対が、イオナイザーのエミッターに提供される。パルス列対は、図２の正及び負のパルス列３０及び３２等の、順次に交互に起こる正パルス列及び負パルス列を含むように配設される。正パルス列は、イオン化正電圧波形を含み、負パルス列は、イオン化負電圧波形を含む。これらのイオン化正電圧波形及びイオン化負電圧波形は、エミッター及び基準電極にわたって電圧勾配を交互に生成し、コロナ放電によって、正イオン及び負イオンを含むイオン雲を生成する。

【0047】

図６Ｂは、本発明の代替の実施形態による、上記図６Ａに開示される方法に対するオプションの更なるステップを示す。

【0048】

２２２にて、非イオン化電圧波形は、イオン化波形がパルス列について生成される前に生成される。例えば（図示せず）、非イオン化負電圧波形は、図４Ａの正パルス列６０等の正パルス列についてイオン化正波形を生成する前に生成することができる。同様に、非イオン化電圧波形は、図４Ｂの負パルス列８０等の負パルス列についてイオン化負波形を生成する前に生成することができる。

【0049】

図６Ｂに開示される本発明のなお更なる代替の実施形態によれば、２２４にて、非イオン化電圧波形は、それぞれ図５Ａの２次コイル１７０、高電圧変圧器１６６、及び１次コイル１６４等、変圧器の１次コイル上にエネルギーを貯蔵することによって高電圧変圧器の２次コイル上に生成される。２２６にて、この１次コイルの両端の電圧は、エネルギー電荷が放出されると生成され、２次コイルの両端にイオン化電圧波形を生成する。

【0050】

本発明は特定の実施形態で述べられたが、本発明は、こうした実施形態によって限定されるものとして解釈されるべきでないことが理解されるべきである。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲に従って解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】