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(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】
(24)【登録日】2022-12-05
(45)【発行日】2022-12-13
(54)【発明の名称】荷電装置
(51)【国際特許分類】
B03C 3/74 20060101AFI20221206BHJP
A61L 9/00 20060101ALI20221206BHJP
B03C 3/40 20060101ALI20221206BHJP
F24F 7/003 20210101ALI20221206BHJP
H01T 15/00 20060101ALI20221206BHJP
【ＦＩ】
B03C3/74 E
A61L9/00 Z
B03C3/40 A
F24F7/003 100
H01T15/00 A
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2018069229
(22)【出願日】2018-03-30
(65)【公開番号】P2019177366
(43)【公開日】2019-10-17
【審査請求日】2021-03-30
(73)【特許権者】
【識別番号】000006611
【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】永吉 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】栗田 加奈絵
【審査官】河野 隆一朗
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－２２２６７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１９８８９０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０７－１０８１９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１５１４５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０３Ｃ ３／００ － ３／８８
Ａ６１Ｌ ９／００ － ９／２２
Ｆ２４Ｆ ７／００ － ７／００７
Ｆ２４Ｆ １１／００ － １１／８９
Ｈ０１Ｔ １５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
放電電極と、前記放電電極に対向して配置される対向電極と、
前記放電電極に電圧を印加する電圧印加部と、
前記放電電極と前記対向電極間の放電電圧値を計測する放電電圧計測部、および、前記放電電極と前記対向電極間の放電電流値を計測する放電電流計測部、および、前記放電電極と前記対向電極間の放電抵抗値を計測する放電抵抗計測部のうちの少なくとも一つを含む計測部と、
前記計測部で分単位の時間間隔で計測された複数の計測値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記複数の計測値において、計測値が複数回連続して増加する単調増加から計測値が複数回連続して減少する単調減少へ変化、または、計測値が複数回連続して減少する単調減少から計測値が複数回連続して増加する単調増加へ変化する、変化点の有無を判定するとともに、前記変化点を有すると判定された場合に、前記放電電極に付着した付着物の量が多いと判定する判定部と、
を備えることを特徴とする荷電装置。
【請求項2】
前記電圧印加部への通電開始から前記変化点が生じるまでの経過時間を計時する計時部を備え、前記判定部は、前記計時部で計時された前記経過時間に基づいて、前記放電電極に付着した付着物の量の程度を判定することを特徴とする請求項１に記載の荷電装置。
【請求項3】
前記放電電極に付着した付着物を除去する第１の除去部を備え、前記第１の除去部は、前記放電電極への高電圧印加によりスパッタリングを発生させる第１の除去運転を行うことを特徴とする請求項２に記載の荷電装置。
【請求項4】
前記経過時間が所定の閾値の範囲内である場合には、前記第１の除去部による前記第１の除去運転を行い、前記経過時間が所定の閾値の範囲外である場合には、前記放電電極の清浄化を要することを報知部により報知する、もしくは、前記放電電極に付着した付着物を除去する第２の除去部による第２の除去運転を行う、ことを特徴とする請求項３に記載の荷電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、荷電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、放電電極と対向電極との間でコロナ放電を発生させ、空気中の微粒子を帯電させる荷電装置が知られている。このような荷電装置は、荷電された微粒子を集塵する電気集塵装置や、放電によって発生するオゾンを用いた空気清浄機などに用いられている。このような荷電装置の放電電極に、タバコの煙などの油煙といった付着物が付着すると、放電が発生しにくくなって荷電効率が低下し、集塵性能や脱臭性能が低下する。そこで、放電電極に付着した付着物を除去するためのクリーニング運転を行うことで、荷電効率を維持させる技術が開示されている（例えば特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－０６９４５０号公報
【文献】特開平１１－１５１４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、放電電極に付着している付着物が少ないときには、荷電効率の低下はほとんどないため、クリーニング運転を行う必要はほとんどない。そこで、上述の特許文献１および２では、クリーニング運転を開始する判断基準として、放電電流や放電電圧を計測し、計測値が予め設定された閾値を超えた場合に付着物が多いと判定してクリーニング運転を行う。しかしながら、放電電流や放電電圧は湿度の高さなどの運転環境の違いにより変動しやすく、上述の特許文献１および２では、予め設定された閾値とすべき値が運転環境に応じて変動するため、判定する際に誤判定しやすいという問題がある。また、放電電流や放電電圧は、運転開始直後の変動量が大きいため、判定に用いる計測値が安定するまでに時間を要するという問題がある。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放電電極に付着した付着物を除去する必要があるか否かの判定を適切に行いつつ、判定にかかる時間を短くすることができる荷電装置、荷電装置を備える電気集塵装置、および空気清浄機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述の課題を解決するため、本発明の実施形態の荷電装置の一例は、放電電極と、放電電極に対向して配置される対向電極と、放電電極に電圧を印加する電圧印加部と、放電電極と対向電極間の放電電圧値を計測する放電電圧計測部、および、放電電極と対向電極間の放電電流値を計測する放電電流計測部、および、放電電極と対向電極間の放電抵抗値を計測する放電抵抗計測部のうちの少なくとも一つを含む計測部と、計測部で計測された計測値の時間による変化を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された計測値が、単調増加から単調減少へ変化、または、単調減少から単調増加へ変化する、変化点の有無を判定するとともに、変化点を有すると判定された場合に、放電電極に付着した付着物の量が多いと判定する判定部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明の実施形態の一例によれば、放電電極に付着した付着物を除去する必要があるか否かの判定を適切かつ速やかに行うことができる荷電装置、荷電装置を備える電気集塵装置、および空気清浄機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明に係る好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。以下の実施形態では、開示の技術にかかる荷電装置を、空気清浄機が備える電気集塵装置に適用した場合を示す。しかし、これに限られず、開示の技術にかかる荷電装置を、例えば、放電によりオゾンを発生させる空気清浄機に適用してもよい。
【0010】
図１は、実施形態の空気清浄機の概略構成図であり、図２は、実施形態の電気集塵装置の概略構成図である。図１および図２に示すように、空気清浄機１は、室内の空気を吸引する吸込口２と、吸引された空気から大きな塵埃を除去するプレフィルタ３と、プレフィルタ３を通過した空気中の塵埃を集塵する複数の電気集塵装置４と、電気集塵装置４を通過した空気を脱臭処理する脱臭フィルタ５と、脱臭フィルタ５の下流側に配置されるファン６（送風機）と、ファン６を回転させるファンモータ７と、プレフィルタ３と電気集塵装置４と脱臭フィルタ５により清浄された空気を室内に吹き出す吹出口８と、電気集塵装置４やファンモータ７を制御する制御部９３を有する制御基板９と、電気集塵装置４の荷電部４１に電力を供給する荷電部用高圧電源１０（荷電用電源部）と、電気集塵装置４の集塵部４２に電力を供給する集塵部用高圧電源１１（集塵用電源部）と、運転開始操作、運転停止操作、風量設定などを行う操作表示基板１２と、吸込口２から吸引された空気の塵埃濃度を検出する埃センサ１３（塵埃検出手段）と、を備える。荷電部用高圧電源１０は複数の電気集塵装置４の各々が備える荷電部４１、つまり複数の荷電部４１に対し個別に電力を供給するもので、この荷電部用高圧電源１０に電力を供給するものが本発明の電源部９４である。
【0011】
そして、空気清浄機１は、ファンモータ７により駆動されるファン６の回転により、吸込口２から室内空気を吸引し、プレフィルタ３、電気集塵装置４、脱臭フィルタ５を通過しながら空気を清浄し、清浄された空気を吹出口８より室内に吹き出す。
【0012】
なお、本実施形態の空気清浄機１には、電気集塵装置４が３個内蔵されているが、電気集塵装置４の個数は３個に限定されるものではなく、１個や２個でもよいし、４個以上であってもよい。また、空気清浄機１の風量設定には、操作表示基板１２の操作に基づいて手動で風量を切換える手動風量設定と、埃センサ１３の検出信号と、予め記憶されている埃閾値１と埃閾値２（埃閾値１＜埃閾値２）を比較して、適切な風量に自動で切換える自動風量設定とがあり、いずれか一方を選択することができる。
【0013】
図２に示すように、電気集塵装置４は、荷電部４１と集塵部４２とを備える。荷電部４１は、ワイヤやニードルなど、細くまたは鋭利な形状をした荷電部放電電極４１ａと、荷電部放電電極４１ａと異なる極性をもった平板状の荷電部対向電極４１ｂとを所定の間隔をあけて交互に配置されている。集塵部４２は、平板電極を多数枚平行に配列し、交互に異なる極性の高電圧が印加されるよう電気的に接続した構造であり、本実施例においては、荷電部放電電極４１ａと同極性のものを集塵部高圧電極４２ｂ、荷電部対向電極４１ｂと同極性のものを集塵部捕集電極４２ａと呼ぶ。
【0014】
荷電部４１の荷電部放電電極４１ａと荷電部対向電極４１ｂは、電源１４から電源部９４を介して荷電部用高圧電源１０により高電圧が印加される。荷電部用高圧電源１０は、制御基板９に搭載された制御部９３により荷電部スイッチ９１ａ、９１ｂ、９１ｃを介して駆動、制御される。
【0015】
集塵部４２の集塵部捕集電極４２ａと集塵部高圧電極４２ｂは、電源１４から電源部９４を介して集塵部用高圧電源１１により高電圧が印加される。集塵部用高圧電源１１は、制御基板９に搭載された制御部９３により集塵部スイッチ９２を介して駆動、制御される。
【0016】
荷電部用高圧電源１０は、電気集塵装置４の内蔵個数と同数が設けられており、各電気集塵装置４の荷電部４１と１対１に対応して接続される。集塵部用高圧電源１１は、電気集塵装置４の内蔵個数に拘らず１つであり、すべての集塵部４２が並列に接続される。
【0017】
次に、電気集塵装置４内における塵埃の捕集作用について説明する。
【0018】
荷電部４１の荷電部放電電極４１ａに正極の高電圧を印加し、荷電部対向電極４１ｂを荷電部用高圧電源１０の接地極に接続すると、コロナ放電が起こり、この電極間には、電子と空気分子が正に帯電したイオンが満たされる。このうち電子は、荷電部放電電極４１ａに到達し、荷電部用高圧電源１０に向かって流れる。このときの荷電部４１全体での電流を０．０２５ｍＡとすると、電極間にはこの電流値に対応してイオンが発生する。また、電流が０．０２５ｍＡとなるようにコロナ放電を安定に起こす電圧が５ｋＶを下回るように、荷電部放電電極４１ａの形状、例えばワイヤ形状の場合に、線径を０．１ｍｍにするなど、設定することが可能である。
【0019】
この正イオンで満たされた空間を塵埃が通過する際、その通過時間と荷電部放電電極４１ａと荷電部対向電極４１ｂとで作られる電界の強さに応じて、イオンと塵埃の衝突による電荷の移動が起こり、塵埃に正の電荷が帯電する。
【0020】
一方、集塵部４２の集塵部高圧電極４２ｂに例えば５ｋＶを印加し、集塵部捕集電極４２ａを集塵部用高圧電源１１の接地極に接続すると、両電極の間隔が２ｍｍであれば、２５ｋＶ／ｃｍの静電界が形成される。荷電部４１で正に帯電した塵埃は、集塵部４２に移動すると、静電界により塵埃と反対極性の集塵部捕集電極４２ａに吸引される方向に力を受ける。
【0021】
空気中を浮遊する塵埃は、空気抵抗により直ちに終端速度に到達し、流れ方向と集塵部捕集電極４２ａ方向の速度成分を持った等速運動となる。集塵部捕集電極４２ａ方向の速度成分は、塵埃の電荷量と電界強度に比例し、流れ方向の速度と集塵部４２の奥行で定まる集塵部４２の通過時間内に、集塵部捕集電極４２ａに到達した塵埃が捕集される。空気中を浮遊する塵埃は十分に小さく、拡散の影響を受けるので、集塵部捕集電極４２ａから遠ざかる方向に動くものもあり、集塵部４２を通過している間にすべての塵埃が捕集されるわけではないが、空気清浄機１の運転中、捕集されなかった塵埃は繰り返し空気清浄機１内に取り込まれて電気集塵装置４を通過することになるので、捕集されずに集塵部４２を通過する塵埃の量は、空気清浄機１の運転開始からの時間の経過にともない指数関数的に減少していく。
【0022】
ここで、捕集率を高める方法のひとつは、塵埃の電荷量を高めることであり、荷電部４１内のイオンの数を増やすことである。安定した集塵能力を得るため、荷電部用高圧電源１０には、荷電部放電電極４１ａに印加する正極の高電圧を一定に保つ特性が求められる。
【0023】
捕集率を高める別の方法は、集塵部４２の電界の強度を上げることであり、異常放電を起こさない範囲で極力高く、集塵部高圧電極４２ｂと集塵部捕集電極４２ａとの間の電位差を保つため、集塵部用高圧電源１１には、出力電圧を一定に保つ特性が求められる。また、家庭用空気清浄機で処理する空気の塵埃濃度は、例えば０．１ｍｇ／ｍ３と低いので、集塵部４２で捕集される塵埃の電荷量により流れる電流は小さく、集塵部用高圧電源１１の電流容量は例えば０．０１ｍＡのように小さくてよい。
【0024】
家庭用空気清浄機において必要とされる処理風量、例えば３～８ｍ３／分は、上記出力の荷電部用高圧電源１０に対応する電気集塵装置４を１～３個内蔵することで対応可能であるが、本発明はこれに限定したものではなく、４個以上など空気清浄機が必要とされる能力に応じて電気集塵装置４の個数を適宜変更してもよい。または、荷電部４１を２以上複数個設けて、集塵部４２を１個だけにして、集塵部４２の風上側に複数の荷電部４１を配置するようにしてもよい。
【0025】
次に、図３を用いて、本発明の空気清浄機１の荷電部用高圧電源１０および制御基板９について説明する。図３は、実施形態の空気清浄機の荷電部用高圧電源および制御基板の構成を示すブロック図である。なお、制御基板９には、荷電部用高圧電源１０、集塵部用高圧電源１１、およびファンモータ７へ電力を供給するファンモータ電源（不図示）を制御する制御部が含まれるが、図３では、荷電部用高圧電源１０を制御する制御部９３以外の図示を省略している。
【0026】
荷電部用高圧電源１０は、入力部１０ａ、昇圧部１０ｂ、出力部１０ｃ、電圧検出部１０ｄ、電流検出部１０ｅを有する。入力部１０ａには、電源１４から例えば１２Ｖの直流電源電圧が入力される。昇圧部１０ｂは、入力部１０ａを介して入力された直流電源電圧を、スイッチング制御により第１の電圧に昇圧する。昇圧部１０ｂで昇圧された直流電圧は、出力部１０ｃを介して荷電部４１の荷電部放電電極４１ａと荷電部対向電極４１ｂに印加される。
【0027】
また、昇圧部１０ｂは、入力部１０ａが制御部９３から出力された後述の「クリーニングモード運転信号」の入力を受け付けている間は、空気清浄機１の電源が自動または手動でオフにされたとしても、入力部１０ａを介して入力された直流電源電圧を、スイッチング制御により第１の電圧よりも高い第２の電圧に昇圧し、出力部１０ｃを介して荷電部４１の荷電部放電電極４１ａと荷電部対向電極４１ｂに印加し続ける。このようにして、空気清浄機１において、荷電部放電電極４１ａに付着した付着物の除去を、荷電粒子によるスパッタリング（放電電極に高電圧を印加することにより、荷電粒子が放電電極の表面を覆う付着物に穴を開け、さらに継続的に高電圧を印加することで、付着物にできた穴が徐々に広がり、付着物が除去される現象）により行うクリーニング（清浄化）モード運転が実行される。
【0028】
ここで、実施形態の空気清浄機１は、油分が少なくサラサラした性状の塵埃のみならず、タバコの煙のような油煙も捕集対象としている。このため、荷電部放電電極４１ａに付着する付着物は、タバコの煙などのような油煙を含んだ塵埃となる。
【0029】
次に、制御基板９について説明する。制御基板９は、制御部９３、記憶部９３ｄを有する。記憶部９３ｄは、揮発性半導体記憶装置を一例とする内部記憶装置または半導体を記憶媒体とする不揮発性の外部記憶装置である。記憶部９３ｄは、湿度換算表（不図示）を格納する。湿度換算表は、放電抵抗が湿度に応じて変化するため、湿度センサ９３ｅにより取得された現在の湿度における放電抵抗値を、所定の基準湿度における放電抵抗値へ補正するための補正値を、各々の湿度に対応付けて格納しているテーブルである。また、記憶部９３ｄは、後述するように、各種の計測値、取得値、算出値（放電抵抗初期値、電圧値／電流値、放電抵抗値Ｒｔなど）、変化点フラグ、閾値超過フラグ、カウンタ、各種閾値などを記憶する記憶領域（不図示）を有する。各種の計測値、取得値、算出値は、計測タイミング、取得タイミング、算出タイミング毎に、時系列で記憶部９３ｄに記憶される。
【0030】
湿度センサ９３ｅは、空気清浄機１の外部周辺の相対湿度を取得するためのセンサである。報知部９３ｆは、空気清浄機１の使用者に対して、空気清浄機１の運転状態や荷電部４１への通電が継続していることを示す情報やお手入れ報知を含む後述の各種報知を行う。あるいは、報知部９３ｆは、後述の変化点を有する場合には荷電部放電電極４１ａに付着物が付着していると報知し、後述の変化点を有さない場合には荷電部放電電極４１ａに付着物が付着していないと報知する。例えば、報知部９３ｆは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ディスプレイ、音声出力部などを含む。湿度センサ９３ｅおよび報知部９３ｆは、空気清浄機１に設けられ、制御部９３に接続されている。
【0031】
制御部９３は、マイクロプロセッサなどの処理装置である。制御部９３は、放電抵抗計算部９３ａ、変化点判定部９３ｂ、運転制御部９３ｃを有する。放電抵抗計算部９３ａは、後述の放電抵抗初期値記憶処理（図５参照）、放電抵抗計算処理（図６参照）を実行する。変化点判定部９３ｂは、後述の変化点判定処理（図７参照）を実行する。運転制御部９３ｃは、後述のクリーニングモード運転処理（図８参照）、お手入れ報知処理（図９参照）や、空気清浄機１の空気清浄処理の運転制御を行う。
【0032】
［空気清浄機の制御手順］
図４は、実施形態の空気清浄機の制御手順を示すフローチャートである。実施形態の空気清浄機１の制御手順は、制御部９３により、空気清浄機１の運転開始を契機として実行される。なお、以下の図４～図９のフローチャートでは、一例として、放電抵抗が単調増加から単調減少へ転じる点を後述の変化点としている。変化点の有無を確認する対象の測定値が荷電部用高圧電源１０の電圧（モニタ電圧）である場合には、変化点の態様は放電抵抗と同様になる（後述の図１５および図１６参照）。その一方、変化点の有無を確認する対象の測定値が荷電部４１の放電電流である場合には、変化点の態様は、放電抵抗の特性とは反転した、単調減少から単調増加へ転じる点となる（後述の図１７参照）。
図４は、実施形態の空気清浄機の制御手順を示すフローチャートである。実施形態の空気清浄機１の制御手順は、制御部９３により、空気清浄機１の運転開始を契機として実行される。なお、以下の図４～図９のフローチャートでは、一例として、放電抵抗が単調増加から単調減少へ転じる点を後述の変化点としている。変化点の有無を確認する対象の測定値が荷電部用高圧電源１０の電圧（モニタ電圧）である場合には、変化点の態様は放電抵抗と同様になる（後述の図１５および図１６参照）。その一方、変化点の有無を確認する対象の測定値が荷電部４１の放電電流である場合には、変化点の態様は、放電抵抗の特性とは反転した、単調減少から単調増加へ転じる点となる（後述の図１７参照）。
【0033】
先ず、制御部９３の運転制御部９３ｃは、空気清浄機１の運転開始に応じて、電気集塵装置４の運転を開始する（ステップＳ１０）。次に、制御部９３の放電抵抗計算部９３ａは、放電抵抗初期値記憶処理を実行する（ステップＳ２０）。放電抵抗初期値記憶処理の詳細は、後述する。
【0034】
次に、制御部９３の変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝０および閾値超過フラグ＝０のように、これらのフラグをリセットする（ステップＳ３０）。次に、放電抵抗計算部９３ａは、放電抵抗計算処理を実行する（ステップＳ４０）。放電抵抗計算処理の詳細は、後述する。
【0035】
次に、変化点判定部９３ｂは、後述する変化点判定処理を実行する（ステップＳ５０）。次に、運転制御部９３ｃは、空気清浄機１の運転停止指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ６０）。運転制御部９３ｃは、空気清浄機１の運転停止指示が入力された場合には（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）、ステップＳ７０へ処理を移す。一方、運転制御部９３ｃは、空気清浄機１の運転停止指示が入力されていない場合には（ステップＳ６０：Ｎｏ）、ステップＳ４０へ処理を移す。
【0036】
次に、変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝１または変化点フラグ＝２であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝１または変化点フラグ＝２である場合には（ステップＳ７０：Ｙｅｓ）、ステップＳ８０へ処理を移す。一方、変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝１および変化点フラグ＝２のいずれでもない場合には（ステップＳ７０：Ｎｏ）、ステップＳ９０へ処理を移す。
【0037】
ステップＳ８０では、運転制御部９３ｃは、クリーニングモード運転信号を荷電部用高圧電源１０へ出力する。次に、運転制御部９３ｃは、空気清浄機１の運転停止に応じて、電気集塵装置４の運転を停止する（ステップＳ９０）。
【0038】
［空気清浄機の放電抵抗初期値記憶処理］
図５は、実施形態の空気清浄機の放電抵抗初期値記憶処理を示すサブルーチンである。放電抵抗計算部９３ａは、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１は、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されていないと判定した場合には空気清浄機１の初回の使用時であり、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されていると判定した場合には空気清浄機１の２回目以降の使用時であると判断する処理である。放電抵抗計算部９３ａは、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されている場合には（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、放電抵抗初期値記憶処理を終了し、図４のステップＳ３０へ処理を移す。一方、放電抵抗計算部９３ａは、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されていない場合には（ステップＳ２１：Ｎｏ）、ステップＳ２２へ処理を移す。
図５は、実施形態の空気清浄機の放電抵抗初期値記憶処理を示すサブルーチンである。放電抵抗計算部９３ａは、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１は、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されていないと判定した場合には空気清浄機１の初回の使用時であり、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されていると判定した場合には空気清浄機１の２回目以降の使用時であると判断する処理である。放電抵抗計算部９３ａは、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されている場合には（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、放電抵抗初期値記憶処理を終了し、図４のステップＳ３０へ処理を移す。一方、放電抵抗計算部９３ａは、放電抵抗初期値が記憶部９３ｄに記憶されていない場合には（ステップＳ２１：Ｎｏ）、ステップＳ２２へ処理を移す。
【0039】
ステップＳ２２では、放電抵抗計算部９３ａは、空気清浄機１の通電の累積時間が所定時間（例えば２４時間）経過したか否かを判定する。ステップＳ２２は、空気清浄機１の初回運転時には、荷電部放電電極４１ａと荷電部対向電極４１ｂに各々の製作時にできたバリの影響で荷電部４１の放電特性が安定せず、放電抵抗を精度よく測定できないため、空気清浄機１の通電の累積時間が所定時間を経過して放電特性が安定するのを待つ処理である。放電抵抗計算部９３ａは、空気清浄機１の通電の累積時間が所定時間（例えば２４時間）経過した場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３へ処理を移す。一方、放電抵抗計算部９３ａは、空気清浄機１の通電の累積時間が所定時間（例えば２４時間）経過していない場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ステップＳ２２を繰り返す。
【0040】
ステップＳ２３では、放電抵抗計算部９３ａは、今回の通電の継続時間が所定時間（例えば１時間）経過したか否かを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３は、空気清浄機１の初回の使用時であり、通電累積時間が所定時間経過していたとしても、運転の開始直後は荷電部４１の放電特性が安定しないため、空気清浄機１の今回の通電の継続時間が所定時間を経過して放電特性が安定するのを待つ処理である。放電抵抗計算部９３ａは、今回の通電の継続時間が所定時間（例えば１時間）経過した場合には（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２４へ処理を移す。一方、放電抵抗計算部９３ａは、今回の通電の継続時間が所定時間（例えば１時間）経過していない場合には（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２３を繰り返す。なお、ステップＳ２３では、今回の通電の継続時間が１時間である場合に限られず、３～５分もしくは１～１０分であってもよい。
【0041】
次に、放電抵抗計算部９３ａは、放電抵抗計算処理を実行する（ステップＳ２４）。放電抵抗計算処理の詳細は、後述する。次に、放電抵抗計算部９３ａは、ステップＳ２４で計算した放電抵抗を記憶部９３ｄに記憶させる放電抵抗初期値記憶処理を実行する（ステップＳ２５）。
【0042】
［空気清浄機の放電抵抗計算処理］
図６は、実施形態の空気清浄機の放電抵抗計算処理を示すサブルーチンである。図６に示す放電抵抗計算処理は、図４のステップＳ４０、図５のステップＳ２４、図８のステップＳ８１で実行される処理である。
図６は、実施形態の空気清浄機の放電抵抗計算処理を示すサブルーチンである。図６に示す放電抵抗計算処理は、図４のステップＳ４０、図５のステップＳ２４、図８のステップＳ８１で実行される処理である。
【0043】
先ず、放電抵抗計算部９３ａは、電圧検出部１０ｄにより出力部１０ｃを介して検出された荷電部４１に印加されている電圧値、および、電流検出部１０ｅにより出力部１０ｃを介して検出された荷電部４１を流れている電流値から電圧値／電流値を計算することにより、放電抵抗値を算出する（ステップＳ４１）。次に、放電抵抗計算部９３ａは、湿度センサ９３ｅを介して相対湿度を取得する。
【0044】
次に、放電抵抗計算部９３ａは、ステップＳ４２で取得した相対湿度をもとに、記憶部９３ｄに格納されている図示しない湿度換算表から放電抵抗値の補正値を取得し、取得した補正値でステップＳ４１で計算した放電抵抗値を補正する（ステップＳ４３）。次に、放電抵抗計算部９３ａは、ステップＳ４１～Ｓ４３で取得されるデータを、例えば１分間に１０データ取得する（ステップＳ４４）。次に、放電抵抗計算部９３ａは、ステップＳ４４で取得した１０データの平均を算出し、算出した平均を放電抵抗値Ｒｔとする（ステップＳ４５）。ただし、放電抵抗値Ｒｔの添え字ｔは、空気清浄機１の運転開始後の経過時間ｔ［分］を表し、ｔ＝１、２、３・・・である。例えばＲ１は、空気清浄機１の運転開始直後の１分間において平均した放電抵抗値である。ステップＳ４５が終了すると、放電抵抗計算部９３ａは、呼び出し元の図４のステップＳ４０、図５のステップＳ２４、図８のステップＳ８１のいずれかへ処理を戻す。
【0045】
［空気清浄機の変化点判定処理］
図７は、実施形態の空気清浄機の変化点判定処理を示すサブルーチンである。先ず、変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝０か否かを判定する（ステップＳ５１）。変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝０である場合には（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、ステップＳ５２へ処理を移す。一方、変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝０でない場合には（ステップＳ５１：Ｎｏ）、ステップＳ５７へ処理を移す。
図７は、実施形態の空気清浄機の変化点判定処理を示すサブルーチンである。先ず、変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝０か否かを判定する（ステップＳ５１）。変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝０である場合には（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、ステップＳ５２へ処理を移す。一方、変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝０でない場合には（ステップＳ５１：Ｎｏ）、ステップＳ５７へ処理を移す。
【0046】
ステップＳ５２では、変化点判定部９３ｂは、Ｒ２＞Ｒ１かつＲ３＞Ｒ２であるか否かを判定する。つまり、ステップＳ５２では、変化点判定部９３ｂは、空気清浄機１の運転開始後の時刻ｔ＝１の放電抵抗値Ｒ１、時刻ｔ＝２の放電抵抗値Ｒ２、時刻ｔ＝３の放電抵抗値Ｒ３について、時間経過とともに放電抵抗値が大きくなっているか否かを判定する。変化点判定部９３ｂは、Ｒ２＞Ｒ１かつＲ３＞Ｒ２である場合には（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、ステップＳ５３へ処理を移す。一方、変化点判定部９３ｂは、Ｒ２＞Ｒ１かつＲ３＞Ｒ２でない場合には（ステップＳ５２：Ｎｏ）、ステップＳ５７へ処理を移す。
【0047】
ステップＳ５３では、変化点判定部９３ｂは、空気清浄機１の運転開始後の最新の連続する３つの時刻ｔ＝ｍ－２、時刻ｔ＝ｍ－１、時刻ｔ＝ｍ［分］それぞれにおける放電抵抗値Ｒｍ－２、Ｒｍ－１、Ｒｍについて、Ｒｍ－１＜Ｒｍ－２かつＲｍ＜Ｒｍ－１であるか否かを判定する。つまり、ステップＳ５３では、変化点判定部９３ｂは、空気清浄機１の運転開始後の最新の３つの放電抵抗値Ｒｍ、放電抵抗値Ｒｍ－１、放電抵抗値Ｒｍ－２について、時間経過とともに放電抵抗値が小さくなっているか否かを判定する。ステップＳ５３では、ステップＳ５２で単調増加していた放電抵抗が極大値を取った後に単調減少に転じたか否かを判定する。ステップＳ５３での変化点判定部９３ｂは、Ｒｍ－１＜Ｒｍ－２かつＲｍ＜Ｒｍ－１である場合には（ステップＳ５３：Ｙｅｓ）、ステップＳ５４へ処理を移す。一方、変化点判定部９３ｂは、Ｒｍ－１＜Ｒｍ－２かつＲｍ＜Ｒｍ－１でない場合には（ステップＳ５３：Ｎｏ）、ステップＳ５７へ処理を移す。
【0048】
ステップＳ５４では、変化点判定部９３ｂは、ステップＳ５３での経過時間ｔが所定の閾値Ｔ未満であるか否かを判定する。本実施例での閾値Ｔは、クリーニングモード運転処理で汚れを除去可能な汚れ量に応じた時間である。すなわち、ステップＳ５４では、ステップＳ５３で放電抵抗が単調減少に転じるまでの時間が、クリーニングモード運転処理で汚れを除去可能な汚れ量に応じた時間よりも長いか否かを判定する。変化点判定部９３ｂは、ステップＳ５３での経過時間ｔが所定の閾値Ｔ未満である場合には（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５５へ処理を移す。変化点判定部９３ｂは、ステップＳ５３での経過時間ｔが所定の閾値Ｔ以上である場合には（ステップＳ５４：Ｎｏ）、ステップＳ５６へ処理を移す。
【0049】
ステップＳ５５では、変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝１とセットする。また、ステップＳ５６では、変化点判定部９３ｂは、変化点フラグ＝２とセットする。例えば、放電抵抗が運転開始後の最初の３分間（ｔ＝１、２、３）で増加し、その後停止までの間に３分間（ｔ＝ｎ－２、ｎ－１、ｎ（ｎは、停止以前のある時刻））で連続して減少すると、最初に変化点が判定された時刻ｔ（運転開始時点をゼロとした経過時間）に応じて、荷電部４１に付着している付着物の量の程度を判定できる。ステップＳ５４において、最初に変化点が判定された時刻ｔ＜閾値Ｔ（すなわち、変化点が生じるまでの経過時間が所定の閾値の範囲内）であれば、荷電部４１に付着している付着物の量はクリーニングモード運転処理で荷電部４１の付着物を除去して荷電効率を回復させることができる程度の量である（つまり、付着物の量は中程度に多い）として、変化点フラグ＝１とセットする。一方、ステップＳ５４において、最初に変化点が判定された時刻ｔ≧閾値Ｔ（すなわち、変化点が生じるまでの経過時間ｔが所定の閾値の範囲外）であれば、荷電部４１に付着している付着物の量はクリーニングモード運転処理では荷電部４１の付着物を除去して荷電効率を回復させることができない程度の量である（つまり、付着物の量は非常に多い）として、変化点フラグ＝２とセットする。ステップＳ５５またはステップＳ５６が終了すると、変化点判定部９３ｂは、変化点判定処理を終了し、図４のステップＳ６０へ処理を移す。
【0050】
［実施形態の空気清浄機のクリーニングモード運転処理］
図８は、実施形態の空気清浄機のクリーニングモード運転処理を示すサブルーチンである。実施形態の空気清浄機のクリーニングモード運転処理では、運転制御部９３ｃは、一例として、空気清浄機１の風量を最小にし、荷電部放電電極４１ａで付着物を除去するスパッタリングが発生するように、クリーニング運転制御信号を荷電部用高圧電源１０へ入力し、空気清浄機１の通常の運転時よりもさらに高い電圧印加を荷電部４１に対して継続的に行う。なお、クリーニングモード運転の態様はこれに限られるものではなく、荷電部放電電極４１ａから付着物を除去するいずれの手段であってもよい。また、荷電部用高圧電源１０は、空気清浄機１の電源が自動または手動でオフにされたとしても、クリーニング運転制御信号が入力される限りは、高電圧印加を荷電部４１へ行う。
図８は、実施形態の空気清浄機のクリーニングモード運転処理を示すサブルーチンである。実施形態の空気清浄機のクリーニングモード運転処理では、運転制御部９３ｃは、一例として、空気清浄機１の風量を最小にし、荷電部放電電極４１ａで付着物を除去するスパッタリングが発生するように、クリーニング運転制御信号を荷電部用高圧電源１０へ入力し、空気清浄機１の通常の運転時よりもさらに高い電圧印加を荷電部４１に対して継続的に行う。なお、クリーニングモード運転の態様はこれに限られるものではなく、荷電部放電電極４１ａから付着物を除去するいずれの手段であってもよい。また、荷電部用高圧電源１０は、空気清浄機１の電源が自動または手動でオフにされたとしても、クリーニング運転制御信号が入力される限りは、高電圧印加を荷電部４１へ行う。
【0051】
先ず、運転制御部９３ｃは、放電抵抗計算部９３ａを制御して放電抵抗計算処理を実行する（ステップＳ８１）。次に、運転制御部９３ｃは、記憶部９３ｄに記憶されている、図４のステップＳ２０で算出した放電抵抗初期値に対するステップＳ８１で算出した放電抵抗の比である放電抵抗初期比が閾値２より大であるか否かを判定する（ステップＳ８２）。運転制御部９３ｃは、放電抵抗初期比が閾値２より大である場合には（ステップＳ８２：Ｙｅｓ）、ステップＳ８３へ処理を移す。一方、運転制御部９３ｃは、放電抵抗初期比が閾値２以下である場合には（ステップＳ８２：Ｎｏ）、クリーニングモード運転処理を終了し、図４のステップＳ８０へ処理を移す。この閾値２は、例えば汚れが付着していない状態での放電抵抗初期比とすればよく、本実施例においては１．００～１．０１もしくは１．０２～１．０４である。
【0052】
ステップＳ８３では、運転制御部９３ｃは、クリーニングモード運転処理を開始してから所定時間（例えば６時間）経過したか否かを判定する。運転制御部９３ｃは、所定時間の計時を、タイマを用いて行う。運転制御部９３ｃは、クリーニングモード運転処理を開始してから所定時間経過した場合には（ステップＳ８３：Ｙｅｓ）、ステップＳ８４へ処理を移す。一方、運転制御部９３ｃは、クリーニングモード運転処理を開始してから所定時間経過していない場合には（ステップＳ８３：Ｎｏ）、ステップＳ８１へ処理を移す。
【0053】
ステップＳ８４では、運転制御部９３ｃは、変化点フラグ＝１であるか否かを判定する。運転制御部９３ｃは、変化点フラグ＝１である場合には（ステップＳ８４：Ｙｅｓ）、ステップＳ８５へ処理を移す。一方、運転制御部９３ｃは、変化点フラグ≠１である場合には（ステップＳ８４：Ｎｏ）、ステップＳ８４へ処理を移す。
【0054】
ステップＳ８５では、運転制御部９３ｃは、クリーニングモード運転で放電特性が十分に回復できなかった回数をカウントするカウンタを、＋１だけインクリメントする。次に、運転制御部９３ｃは、ステップＳ８５で＋１だけインクリメントしたカウンタが例えば１０より大の値となったか否かを判定する（ステップＳ８６）。運転制御部９３ｃは、ステップＳ８５で＋１だけインクリメントしたカウンタが１０より大の値となった場合には（ステップＳ８６：Ｙｅｓ）、ステップＳ８４へ処理を移す。一方、運転制御部９３ｃは、ステップＳ８５で＋１だけインクリメントしたカウンタが１０以下の値である場合には（ステップＳ８６：Ｎｏ）、クリーニングモード運転処理を終了し、図４のステップＳ８０へ処理を移す。
【0055】
ステップＳ８７では、運転制御部９３ｃは、お手入れ報知処理を実行する。お手入れ報知処理は、荷電部４１への電圧印加により荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の除去が見込めず、荷電部放電電極４１ａの放電特性が回復しない場合に、空気清浄機１の使用者に人手による荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の除去を行うように報知する処理である。お手入れ報知処理の詳細は、後述する。ステップＳ８７が終了すると、運転制御部９３ｃは、荷電部用高圧電源１０へのクリーニングモード運転信号の出力を停止するとともに、クリーニングモード運転処理を終了し、図４のステップＳ８０へ処理を移す。
【0056】
なお、ステップＳ８２およびステップＳ８３は、放電抵抗初期比＞閾値２である（ステップＳ８２：Ｙｅｓ）場合に、所定時間（例えば６時間）にわたり、クリーニングモード運転処理を継続することを示す。そして、所定時間（例えば６時間）にわたってクリーニングモード運転処理を実行しても、ステップＳ８２のクリーニングモード運転処理の終了判定で終了条件が充足されなかったとき、強制的にクリーニングモード運転処理を終了する。ただし、ステップＳ８４で変化点フラグ＝１（荷電部４１に付着した付着物をクリーニングモード運転処理で除去することができる程度の汚れ）である場合には、所定時間（例えば６時間）のクリーニングモード運転処理を所定回数（例えば１０回）継続してもなお、ステップＳ８２のクリーニングモード運転処理の終了判定で終了条件が充足されなかったときに、ステップＳ８７の人手によるクリーニングの報知へと移る。なお、ステップＳ８４で変化点フラグ＝２（荷電部４１に付着した付着物をクリーニングモード運転処理で除去することができない程度の汚れ）である場合には、所定時間（例えば６時間）のクリーニングモード運転処理を所定回数（例えば１回）継続し、ステップＳ８２のクリーニングモード運転処理の終了判定で終了条件が充足されなかったときに、直ちにステップＳ８７の人手によるクリーニングの報知へと移る。
【0057】
［実施形態の空気清浄機のお手入れ報知処理］
図９は、実施形態の空気清浄機のお手入れ報知処理を示すサブルーチンである。変化点フラグ＝２（荷電部４１に付着した付着物をクリーニングモード運転処理で除去することができない程度の汚れ）である場合には、荷電部４１でのスパッタリングを発生させることができないので、お手入れ報知処理によりお手入れが報知される。変化点フラグ＝２とセットされるのは、図７のステップＳ５４で“ｔ≧閾値Ｔ”（すなわち、変化点が生じるまでの時刻ｔが所定の閾値の範囲外）の場合である。
図９は、実施形態の空気清浄機のお手入れ報知処理を示すサブルーチンである。変化点フラグ＝２（荷電部４１に付着した付着物をクリーニングモード運転処理で除去することができない程度の汚れ）である場合には、荷電部４１でのスパッタリングを発生させることができないので、お手入れ報知処理によりお手入れが報知される。変化点フラグ＝２とセットされるのは、図７のステップＳ５４で“ｔ≧閾値Ｔ”（すなわち、変化点が生じるまでの時刻ｔが所定の閾値の範囲外）の場合である。
【0058】
運転制御部９３ｃは、操作表示基板１２の表示部（不図示）または音声出力部（不図示）などを介して、空気清浄機１の使用者に対して、人手による電気集塵装置４のお手入れ（クリーニング）を行うように報知する（ステップＳ８７－１）。次に、運転制御部９３ｃは、図８のステップＳ８５およびステップＳ８６で用いたカウンタをカウンタ＝０として初期化する（ステップＳ８７－２）。ステップＳ８７－２が終了すると、運転制御部９３ｃは、図８へ処理を戻すとともに、図４のステップＳ８０へ処理を移す。
【0059】
なお、空気清浄機１は、ブラシなどを含む洗浄装置を有してもよい。そして、運転制御部９３ｃは、ステップＳ８７－１に代えて、電気集塵装置４の荷電部放電電極４１ａを洗浄装置で強制的にクリーニングを行ってもよい。
【0060】
［放電電極の汚れ量と荷電部電圧との関係］
図１０は、荷電部放電電極の汚れ量と電圧との関係を示す図である。図１０は、荷電部４１の入力電流を一定となるよう制御した場合における荷電部放電電極４１ａの汚れ量と荷電部４１の電圧との関係を示した図である。図１０において、横軸は、正方向で荷電部放電電極４１ａの汚れ量の多さを示し、縦軸は、正方向で荷電部４１の電圧の大きさを示す。図１０に示すように、荷電部放電電極４１ａの汚れ量が多いほど、荷電部４１の電圧が上昇していることが分かる。荷電部４１の入力電流を一定となるよう制御すると、荷電部４１の電圧と荷電部４１の放電抵抗とは比例関係にあることから、荷電部放電電極４１ａの汚れ量が多いほど、荷電部４１の放電抵抗が上昇することになる。つまり、荷電部放電電極４１ａの汚れ量と荷電部４１の放電抵抗とは、正の相関関係がある。
図１０は、荷電部放電電極の汚れ量と電圧との関係を示す図である。図１０は、荷電部４１の入力電流を一定となるよう制御した場合における荷電部放電電極４１ａの汚れ量と荷電部４１の電圧との関係を示した図である。図１０において、横軸は、正方向で荷電部放電電極４１ａの汚れ量の多さを示し、縦軸は、正方向で荷電部４１の電圧の大きさを示す。図１０に示すように、荷電部放電電極４１ａの汚れ量が多いほど、荷電部４１の電圧が上昇していることが分かる。荷電部４１の入力電流を一定となるよう制御すると、荷電部４１の電圧と荷電部４１の放電抵抗とは比例関係にあることから、荷電部放電電極４１ａの汚れ量が多いほど、荷電部４１の放電抵抗が上昇することになる。つまり、荷電部放電電極４１ａの汚れ量と荷電部４１の放電抵抗とは、正の相関関係がある。
【0061】
［汚れが付着した放電電極の通電後の放電特性の変化］
図１１は、汚れが付着した放電電極の通電後の放電特性の変化を示す図である。図１１は、荷電部４１の入力電流を一定となるよう制御した場合における荷電部用高圧電源１０の電圧（モニタ電圧）の時間（通電時間）的変化を示した図である。図１１において、横軸は、正方向で時間の経過を示し、縦軸は、正方向でモニタ電圧の大きさを示す。図１１に示すように、通電時間とともにいったん単調増加していたモニタ電圧は、例えば経過時間＝３０分で極大値（第１の変化点）を取り、その後、単調減少に転じる。荷電部４１の入力電流を一定となるよう制御すると、荷電部４１の電圧と荷電部４１の放電抵抗とは比例関係にあることから、通電時間の経過に応じて、モニタ電圧が最初に単調増加して第１の変化点で極大値を取った後、単調減少に転じるということは、荷電部放電電極４１ａの放電抵抗が最初に単調増加して第１の変化点で極大値を取った後、単調減少に転じることと同値である。
図１１は、汚れが付着した放電電極の通電後の放電特性の変化を示す図である。図１１は、荷電部４１の入力電流を一定となるよう制御した場合における荷電部用高圧電源１０の電圧（モニタ電圧）の時間（通電時間）的変化を示した図である。図１１において、横軸は、正方向で時間の経過を示し、縦軸は、正方向でモニタ電圧の大きさを示す。図１１に示すように、通電時間とともにいったん単調増加していたモニタ電圧は、例えば経過時間＝３０分で極大値（第１の変化点）を取り、その後、単調減少に転じる。荷電部４１の入力電流を一定となるよう制御すると、荷電部４１の電圧と荷電部４１の放電抵抗とは比例関係にあることから、通電時間の経過に応じて、モニタ電圧が最初に単調増加して第１の変化点で極大値を取った後、単調減少に転じるということは、荷電部放電電極４１ａの放電抵抗が最初に単調増加して第１の変化点で極大値を取った後、単調減少に転じることと同値である。
【0062】
［付着した汚れが少ない場合の放電電流の通電後の放電特性の変化］
図１２は、付着した汚れが少ない場合の放電電流の通電後の放電特性の変化を示す図である。図１２は、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量未満の少ないとき、荷電部４１の入力電圧を一定となるよう制御した場合における荷電部４１の放電電流の時間（通電時間）的変化を示した図である。図１２において、横軸は、正方向で時間の経過を示し、縦軸は、正方向で放電電流の大きさを示す。図１２に示すように、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量未満の少ないときは、通電時間とともに放電電流は単調増加するが、例えば経過時間＝３０分以降で、概ね一定値となる。すなわち、荷電部４１の入力電圧を一定となるよう制御すると、荷電部４１の電圧と荷電部４１の放電電流とは反比例の関係にあることから、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量未満の少ない場合と推定されるときには、通電開始後の所定時間経過後に放電抵抗が安定し、その結果、放電電流も安定することになる。
図１２は、付着した汚れが少ない場合の放電電流の通電後の放電特性の変化を示す図である。図１２は、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量未満の少ないとき、荷電部４１の入力電圧を一定となるよう制御した場合における荷電部４１の放電電流の時間（通電時間）的変化を示した図である。図１２において、横軸は、正方向で時間の経過を示し、縦軸は、正方向で放電電流の大きさを示す。図１２に示すように、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量未満の少ないときは、通電時間とともに放電電流は単調増加するが、例えば経過時間＝３０分以降で、概ね一定値となる。すなわち、荷電部４１の入力電圧を一定となるよう制御すると、荷電部４１の電圧と荷電部４１の放電電流とは反比例の関係にあることから、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量未満の少ない場合と推定されるときには、通電開始後の所定時間経過後に放電抵抗が安定し、その結果、放電電流も安定することになる。
【0063】
荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量未満の少ない場合には、図１２に示すように、放電が継続するにつれて、水分と油分の混合である付着物の汚れ層が剥がれて穴が開き、荷電部放電電極４１ａの金属部分が露出、または汚れ層に突起が形成され、放電抵抗が低下し、放電電流が増加する。
【0064】
［付着した汚れが多い場合の放電電極の通電後の放電特性の変化］
図１３は、付着した汚れが多い場合の放電電流の通電後の放電特性の変化を示す図である。図１３は、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量以上の多いとき、荷電部４１の入力電圧を一定となるよう制御した場合における荷電部４１の放電電流の時間（通電時間）的変化を示した図である。図１３において、横軸は、正方向で時間の経過を示し、縦軸は、正方向で放電電流の大きさを示す。図１３に示すように、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量以上の多いときは、通電時間とともにいったん放電電流は単調減少するが、経過時間が例えば８分以降で、単調増加に転じる。すなわち、荷電部４１の入力電圧を一定となるよう制御すると、荷電部４１の電圧と荷電部４１の放電電流とは反比例の関係にあるが、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量以上の多いときには、通電開始後の所定時間経過後に放電抵抗が単調増加するものの、その後、放電抵抗が単調減少することから、それに応じて放電電流もいったん単調減少し、その後、単調増加することになる。
図１３は、付着した汚れが多い場合の放電電流の通電後の放電特性の変化を示す図である。図１３は、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量以上の多いとき、荷電部４１の入力電圧を一定となるよう制御した場合における荷電部４１の放電電流の時間（通電時間）的変化を示した図である。図１３において、横軸は、正方向で時間の経過を示し、縦軸は、正方向で放電電流の大きさを示す。図１３に示すように、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量以上の多いときは、通電時間とともにいったん放電電流は単調減少するが、経過時間が例えば８分以降で、単調増加に転じる。すなわち、荷電部４１の入力電圧を一定となるよう制御すると、荷電部４１の電圧と荷電部４１の放電電流とは反比例の関係にあるが、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量以上の多いときには、通電開始後の所定時間経過後に放電抵抗が単調増加するものの、その後、放電抵抗が単調減少することから、それに応じて放電電流もいったん単調減少し、その後、単調増加することになる。
【0065】
荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量以上の多い場合には、図１３に示すように、放電が継続しても、水分と油分の混合である付着物の汚れ層が厚く穴が開くのに時間がかかり、また、汚れ層から水分が蒸発して導電率が低下し放電抵抗が上昇するため、経過時間の初期において放電電流がいったん低下する。その後、汚れ層から水分が蒸発して油分だけになった状態になると、印加電圧によりスパッタリングが発生しやすくなるため、油分のみの汚れ層が剥がれていくことから放電抵抗が低下し、放電電流が増加する。
【0066】
［汚れが付着した放電電極の荷電量の経過時間に応じた変化］
図１４は、汚れが付着した放電電極の荷電量の経過時間に応じた変化を示す図である。図１４は、荷電部放電電極４１ａに付着物が付着していないときの荷電部４１の荷電量を１として、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量以上の多い場合と推定される場合の荷電量の比（荷電量のロス）の時間的変化を示す。図１４に示すように、荷電量は、通電開始直後に低下するが、通電時間の経過とともに回復していくことが分かる。つまり、荷電部４１の荷電量と荷電部４１の集塵性能とは、正の相関があることが分かる。
図１４は、汚れが付着した放電電極の荷電量の経過時間に応じた変化を示す図である。図１４は、荷電部放電電極４１ａに付着物が付着していないときの荷電部４１の荷電量を１として、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物の量が所定量以上の多い場合と推定される場合の荷電量の比（荷電量のロス）の時間的変化を示す。図１４に示すように、荷電量は、通電開始直後に低下するが、通電時間の経過とともに回復していくことが分かる。つまり、荷電部４１の荷電量と荷電部４１の集塵性能とは、正の相関があることが分かる。
【0067】
【0068】
［放電電極の放電抵抗の経過時間に応じた変化］
図１５は、放電電極の放電抵抗の経過時間に応じた変化を示す図である。図１５は、経過時間を横軸とした放電抵抗の時間的変化を、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物（汚れ）の量が、それぞれ、“汚れ（多）”、“汚れ（中）”、“汚れ（少）”である場合について示したものである。図１５に示すように、“汚れ（多）”の場合には、放電抵抗が経過時間の初期に単調増加するものの、時刻ｔ１１における変化点において単調減少に転じる。また、図１５に示すように、“汚れ（中）”の場合には、“汚れ（多）”の場合と比較して放電抵抗の値は全般的に低いものの、“汚れ（多）”の場合と同様に放電抵抗が経過時間の初期に単調増加し、時刻ｔ１２における変化点において単調減少に転じる。“汚れ（多）”および“汚れ（中）”の場合は、変化点が現れているため、荷電部放電電極４１ａに付着した付着物の除去（クリーニング）が必要な状態であると判定できる。
図１５は、放電電極の放電抵抗の経過時間に応じた変化を示す図である。図１５は、経過時間を横軸とした放電抵抗の時間的変化を、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物（汚れ）の量が、それぞれ、“汚れ（多）”、“汚れ（中）”、“汚れ（少）”である場合について示したものである。図１５に示すように、“汚れ（多）”の場合には、放電抵抗が経過時間の初期に単調増加するものの、時刻ｔ１１における変化点において単調減少に転じる。また、図１５に示すように、“汚れ（中）”の場合には、“汚れ（多）”の場合と比較して放電抵抗の値は全般的に低いものの、“汚れ（多）”の場合と同様に放電抵抗が経過時間の初期に単調増加し、時刻ｔ１２における変化点において単調減少に転じる。“汚れ（多）”および“汚れ（中）”の場合は、変化点が現れているため、荷電部放電電極４１ａに付着した付着物の除去（クリーニング）が必要な状態であると判定できる。
【0069】
一方、図１５に示すように、“汚れ（少）”の場合には、放電抵抗は、経過時間の初期から一貫して単調減少し、変化点が現れないため、荷電部放電電極４１ａに付着した付着物の除去（クリーニング）は必要ない状態であると判定できる。
【0070】
［モニタ電圧の経過時間に応じた変化］
図１６は、モニタ電圧の経過時間に応じた変化を示す図である。荷電部用高圧電源１０の電圧（モニタ電圧）の時間（通電時間）的変化は、荷電部放電電極４１ａの放電電流Ｉ＝一定とした場合に、モニタ電圧が荷電部放電電極４１ａの放電抵抗に比例するため、図１５に示す放電抵抗の時間（通電時間）的変化と同様になる。
図１６は、モニタ電圧の経過時間に応じた変化を示す図である。荷電部用高圧電源１０の電圧（モニタ電圧）の時間（通電時間）的変化は、荷電部放電電極４１ａの放電電流Ｉ＝一定とした場合に、モニタ電圧が荷電部放電電極４１ａの放電抵抗に比例するため、図１５に示す放電抵抗の時間（通電時間）的変化と同様になる。
【0071】
すなわち、図１６に示すように、“汚れ（多）”の場合には、モニタ電圧が経過時間の初期に単調増加するものの、時刻ｔ２１における変化点において単調減少に転じる。また、図１６に示すように、“汚れ（中）”の場合には、“汚れ（多）”の場合と比較してモニタ電圧の値は全般的に低いものの、“汚れ（多）”の場合と同様にモニタ電圧が経過時間の初期に単調増加し、時刻ｔ２２における変化点において単調減少に転じる。“汚れ（多）”および“汚れ（中）”の場合は、変化点が現れているため、荷電部放電電極４１ａに付着した付着物の除去（クリーニング）が必要な状態であると判定できる。
【0072】
一方、図１６に示すように、“汚れ（少）”の場合には、モニタ電圧は、経過時間の初期から一貫して単調減少し、変化点が現れないため、荷電部放電電極４１ａに付着した付着物の除去（クリーニング）は必要ない状態であると判定できる。
【0073】
［放電電極の放電電流の経過時間に応じた変化］
図１７は、放電電極の放電電流の経過時間に応じた変化を示す図である。荷電部放電電極４１ａの放電電流の時間（通電時間）的変化は、荷電部用高圧電源１０の電圧（モニタ電圧）Ｖ＝一定とした場合に、荷電部放電電極４１ａの放電電流が荷電部放電電極４１ａの放電に反比例するため、図１７に示すようになる。図１７は、経過時間を横軸とした放電電流の時間的変化を、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物（汚れ）の量が、それぞれ、“汚れ（多）”、“汚れ（中）”、“汚れ（少）”である場合について示したものである。図１７に示すように、“汚れ（多）”の場合には、放電電流が経過時間の初期に単調減少するものの、時刻ｔ３１における変化点において単調増加に転じる。また、図１７に示すように、“汚れ（中）”の場合には、“汚れ（多）”の場合と比較して放電電流の値は全般的に高いものの、“汚れ（多）”の場合と同様に放電抵抗が経過時間の初期に単調減少し、時刻ｔ３２における変化点において単調増加に転じる。“汚れ（多）”および“汚れ（中）”の場合は、変化点が現れているため、荷電部放電電極４１ａに付着した付着物の除去（クリーニング）が必要な状態であると判定できる。
図１７は、放電電極の放電電流の経過時間に応じた変化を示す図である。荷電部放電電極４１ａの放電電流の時間（通電時間）的変化は、荷電部用高圧電源１０の電圧（モニタ電圧）Ｖ＝一定とした場合に、荷電部放電電極４１ａの放電電流が荷電部放電電極４１ａの放電に反比例するため、図１７に示すようになる。図１７は、経過時間を横軸とした放電電流の時間的変化を、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物（汚れ）の量が、それぞれ、“汚れ（多）”、“汚れ（中）”、“汚れ（少）”である場合について示したものである。図１７に示すように、“汚れ（多）”の場合には、放電電流が経過時間の初期に単調減少するものの、時刻ｔ３１における変化点において単調増加に転じる。また、図１７に示すように、“汚れ（中）”の場合には、“汚れ（多）”の場合と比較して放電電流の値は全般的に高いものの、“汚れ（多）”の場合と同様に放電抵抗が経過時間の初期に単調減少し、時刻ｔ３２における変化点において単調増加に転じる。“汚れ（多）”および“汚れ（中）”の場合は、変化点が現れているため、荷電部放電電極４１ａに付着した付着物の除去（クリーニング）が必要な状態であると判定できる。
【0074】
一方、図１７に示すように、“汚れ（少）”の場合には、放電抵抗は、経過時間の初期から一貫して単調増加し、変化点が現れないため、荷電部放電電極４１ａに付着した付着物の除去（クリーニング）は必要ない状態であると判定できる。
【0075】
すなわち、図１５～図１７に示すように、荷電部放電電極４１ａの放電抵抗もしくは荷電部用高圧電源１０のモニタ電圧が単調増加から単調減少へ変化する変化点、または、荷電部放電電極４１ａの放電電流が単調減少から単調増加へ変化する変化点のうちの少なくとも一つの変化点が存在する場合に、荷電部放電電極４１ａに付着している付着物（汚れ）の除去（クリーニング）の必要があると判定できる。
【0076】
以上の実施形態によれば、放電電極と放電電極に対向して配置される対向電極との間で発生する放電の放電電圧値、および、放電電流値、および、放電抵抗値のうちのいずれかの計測値に基づいて、計測値が単調増加から単調減少へ変化、または、単調減少から単調増加へ変化する変化点の有無から、放電電極に付着している付着物の量が多いか否か、すなわち、放電電極に付着している付着物の除去の要否を判定する。放電抵抗は、湿度の影響を受けるが、実施形態は、このような運転環境の影響を排除するので、放電電極に付着している付着物の除去の要否の誤判定を防止できる。
【0077】
また、変化点は、クリーニングモード運転処理の要否を数時間単位で判定していた従来技術と比較して、計測値が安定する以前のより短い時間で現れる。このため、放電電極に付着している付着物の量が多いか否かを従来技術よりもより短い時間で判定できる。よって、空気清浄機１を短時間で運転停止したり、断続的に運転したりする場合であっても、放電電極に付着している付着物の除去の要否の判定を行うことができる。
【0078】
上述の実施形態および図示の具体的名称、処理、制御、各種のデータやパラメータを含む情報については、一例を示すに過ぎず、特記する場合を除いて適宜変更することができる。また、上述の実施形態における各部もしくは各装置の構成は、処理負荷や実装効率等から適宜分散または統合されてもよい。また、上述の実施形態における各処理は、処理負荷や実装効率等から、処理順序を適宜入れ替えて実行されてもよい。
【0079】
上述の実施形態のより広範な態様は、上述のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0080】
１ 空気清浄機
２ 吸込口
３ プレフィルタ
４ 電気集塵装置
５ 脱臭フィルタ
６ ファン
７ ファンモータ
８ 吹出口
９ 制御基板
１０ 荷電部用高圧電源
１０ａ 入力部
１０ｂ 昇圧部
１０ｃ 出力部
１０ｄ 電圧検出部
１０ｅ 電流検出部
１１ 集塵部用高圧電源
１２ 操作表示基板
１３ 埃センサ
１４ 電源
４１ 荷電部
４１ａ 荷電部放電電極
４１ｂ 荷電部対向電極
４２ 集塵部
４２ａ 集塵部捕集電極
４２ｂ 集塵部高圧電極
９１ａ 荷電部スイッチ
９２ 集塵部スイッチ
９３ 制御部
９３ａ 放電抵抗計算部
９３ｂ 変化点判定部
９３ｃ 運転制御部
９３ｄ 記憶部
９３ｅ 湿度センサ
９３ｆ 報知部
９４ 電源部
２ 吸込口
３ プレフィルタ
４ 電気集塵装置
５ 脱臭フィルタ
６ ファン
７ ファンモータ
８ 吹出口
９ 制御基板
１０ 荷電部用高圧電源
１０ａ 入力部
１０ｂ 昇圧部
１０ｃ 出力部
１０ｄ 電圧検出部
１０ｅ 電流検出部
１１ 集塵部用高圧電源
１２ 操作表示基板
１３ 埃センサ
１４ 電源
４１ 荷電部
４１ａ 荷電部放電電極
４１ｂ 荷電部対向電極
４２ 集塵部
４２ａ 集塵部捕集電極
４２ｂ 集塵部高圧電極
９１ａ 荷電部スイッチ
９２ 集塵部スイッチ
９３ 制御部
９３ａ 放電抵抗計算部
９３ｂ 変化点判定部
９３ｃ 運転制御部
９３ｄ 記憶部
９３ｅ 湿度センサ
９３ｆ 報知部
９４ 電源部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】