JP2002537985A

JP2002537985A - 圧電振動器を用いて液体を噴霧化する制御システム

Info

Publication number: JP2002537985A
Application number: JP2000602406A
Authority: JP
Inventors: デニス、ジェイ．デネン、; ゲイリー、イー．マイヤーズ、; レオン、エム．ヘディングス、; ジョージ、エー．クラーク、; エリック、アール．ネイヴィン、; トッド、エル．ジェイムズ、
Original assignee: エス．シー．ジョンソンアンドサン、インコーポレイテッド
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2002-11-12
Anticipated expiration: 2020-03-06
Also published as: HK1043752A1; BR0008730B1; EP1159079A1; NZ514272A; DE60008074T2; DE60008074D1; MXPA01008926A; KR100477423B1; AU767322B2; CA2371873A1; CN1153630C; US20010050317A1; TW510827B; ATE258827T1; EP1159079B1; ZA200107249B; PL351479A1; CN1349438A; JP4666769B2; US6296196B1

Abstract

(57)【要約】交流電圧を圧電作動素子（１０）に印加して、その圧電作動素子を膨及び収縮させて、噴霧化オリフィス板を振動させる電池式噴霧器が記述される。噴霧化を開始するために、この交流電圧を制御し、駆動期の第１の部分の間、大きい振幅の振動を発生させ、その後、この駆動期の残りの部分の間、噴霧化を持続させるために、さらに小さい振幅の振動を発生させる。この交流電圧の周波数は、各駆動期の間繰り返して掃引される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（関連出願の相互参照）これは、１９９９年３月５日に出願された米国仮出願第６０／１２４，１５５
号の一部継続出願である。（発明の属する技術分野）本発明は、圧電振動器を用いる液体の噴霧化に関し、さらに具体的に言えば、
このような噴霧化を効率的に、かつ効果的に制御する新規な方法および装置に関
する。

【０００２】本発明はまた、圧電装置を用いて、香水、芳香剤、殺虫剤などの液体作用物質
、または他の物質を、細かい吹付けの場合のように、細かい粒子または飛沫の形
式で散布する手段にも関する。特に、本発明は、電気機械式または電気音響式の
アクチュエータを用いて、液体または懸濁液の飛沫を発生させる圧電液体吐出し
システムを対象としている。さらに具体的に言えば、本発明は、このような装置
に用いられる改良された制御回路に関する。

【０００３】（従来の技術）圧電振動器を使用して液体を噴霧化することはよく知られていて、このような
装置の例は、米国特許第５，１６４，７４０号、米国特許第４，６３２，３１１
号、米国特許第４，５３３，７３４号に記述される。一般に、これらの装置は、
交流電圧を圧電素子に印加して、その圧電素子を膨張、収縮させる。圧電素子は
、多孔オリフィス板に結合され、さらに、このオリフィス板が、液体供給源と接
触している。圧電素子を膨張、収縮させると、オリフィス板が上下に振動し、そ
こで、液体が、オリフィス板の穴に通され、次に、エアロゾル化した細かい粒子
の形式で上向きに噴射される。

【０００４】性能を低下させることなく長期間にわたって動作する電池、及び、電池の動作
寿命を超えると電圧出力が低下することが既知で高価ではないアルカリ電池、を
使用可能とした電池式圧電噴霧器を提供することが望ましい。

【０００５】圧電噴霧器を経済的に駆動できるようにする一方法は、圧電噴霧器を制御して
、休止期により隔てられた駆動期の間に動作させて、駆動期中の連続する短い吹
出しで液体を噴霧化させることである。しかしながら、吹出しと吹出しの間の休
止期中に、オリフィス板上に液体が溜まり、次の駆動期において、連続する吹出
しを開始させるためには、オリフィス板を、大きい振幅で駆動しなければならな
い。

【０００６】電池式圧電噴霧器を経済的に動作できるようにする他の方法は、その噴霧器を
、その振動システムの共振振動数で駆動することである。この振動システムは、
オリフィス板、圧電素子、および、オリフィス板と圧電素子間の任意の機械的結
合部を含む。しかしながら、この共振振動数は、装置ごとにいくらか異なる場合
があって、ユニットごとに異なる駆動振動数を設定しなければならないので、問
題が起こる。

【０００７】細かい吹付けまたは噴霧化の形成による液体の散布が、よく知られている。こ
のような散布のための一方法は、超音波圧電バイブレータで発生した音響振動を
用いて液体を噴霧化することである。このような方法の一例は、供給される流体
を入れるためのノズル室と、このノズル室の少なくとも一部を成す仕切り板とを
含むエアロゾル・ディスペンサを開示している米国特許第４，７０２，４１８号
に示される。エアロゾル供給ノズルは、タンクからノズルへ液体を導く限定通路
とともに、このエアロゾル・ディスペンサ内に設けられている。パルス発生器を
低電圧電源と組み合わせて使用して、圧電ベンダーを駆動して、これにより、タ
ンクからの流体がノズルに通されて、エアロゾル吹付けが発生する。

【０００８】別の噴霧器吹付け装置は、米国特許第５，５１８，１７９号に示されていて、
その特許では、複合薄肉構造物を有するアクチュエータにより振動され、かつ曲
げモードで動作するようになっているオリフィス板を備えた液体飛沫発生装置が
教えられる。液体は、オリフィス板の表面に直接に供給され、オリフィス板が振
動すると、細かい飛沫で、その表面から吹き付けられる。

【０００９】米国特許第５，２９７，７３４号と米国特許第５，６５７，９２６号では、振
動板が連結されている圧電振動器を備えた超音波噴霧化装置が教えられる。

【００１０】米国特許第５，２９７，７３４号では、振動板は、液体を通すために、多数の
微小穴を有するものとして述べられている。

【００１１】多くの追加特許は、超音波噴霧化により液体を散布するか、あるいは、散布間
隔を決める手段を開示しているが、それらの手段は、香水などの物質の効率的な
噴霧化では、ほどほどの成功しか得られなかった。例えば、米国特許第３，５４
３，１２２号、米国特許第３，６１５，０４１号、米国特許第４，４７９，６０
９号、米国特許第４，５３３，０８２号、米国特許第４，７９０，４７９号を参
照のこと。これらの特許の開示、およびここで参照される他のすべての刊行物の
開示は、ここに全部記述されているかのように、参照によって組み込まれる。

【００１２】このような噴霧器では、オリフィス板を圧電素子と機械的に連結して使用し、
かつ吐出し率の変動が非常に小さいかまったくない長期間使用可能な、容易に持
ち運びできる電池式ディスペンサは提供できない。さらに、これらの噴霧器の効
率は、噴霧器の圧電ポンプ構成要素の製作上の違いのために、異なる場合がある
。したがって、非常に効率的であって、液体を広範に散布しながら、最小限の電
力を消費する、香水や殺虫剤などの作用流体の散布に用いられる改良された噴霧
器またはディスペンサが必要である。

【００１３】（発明の要約）本発明は、種々の面において、上記の問題を克服する。

【００１４】一面において、本発明は、噴霧化される液体が供給されるオリフィス板が振動
して、その表面から液体を、エアロゾル化した細かい液体粒子の形式で押しやる
タイプの振動性液体噴霧器を動作させる新規な方法を含む。この新規な方法には
、液体の噴霧化を起こすために、最初に、比較的に大きい振幅でオリフィス板を
振動させ、その後、噴霧化を持続させる程度の比較的に小さい振幅でオリフィス
板を振動させる段階が含まれる。

【００１５】別の面において、本発明は、圧電作動素子が、交流電圧により付勢されて、膨
張、収縮し、それにより、噴霧化される液体が供給されるオリフィス板を振動さ
せて、オリフィス板の振動が、前記液体を噴霧化して、オリフィス板から前記液
体を、エアロゾル化した細かい液体粒子の形式で吐き出すようにするタイプの圧
電振動性液体噴霧器を動作させる新規な方法を含む。この新規な方法には、液体
の噴霧化を起こすために、最初に、比較的に高い交流電圧を前記圧電作動素子に
印加して、前記圧電作動素子に、大きい振幅でオリフィス板を振動させ、その後
、噴霧化を持続させるために、比較的に低い交流電圧を前記圧電作動素子に印加
する段階が含まれる。

【００１６】さらに他の面では、本発明は、オリフィス板、噴霧化される液体をオリフィス
板に供給するようになっている液体導管、および、液体の噴霧化を起こすために
、最初に、駆動期の間、比較的に大きい振幅でオリフィス板を振動させ、その後
、同一駆動期の間、噴霧化を持続させる程度の比較的に小さい振幅でオリフィス
板を振動させる目的で連結された振動アクチュエータを備える新規な振動性液体
噴霧器を含む。

【００１７】さらに他の面では、本発明は、振動するように装架されたオリフィス板、オリ
フィス板が振動しているときにオリフィス板に液体を供給するようになっている
液体供給導管、圧電素子が膨張し、収縮するときにオリフィス板を振動させる目
的で、このオリフィス板に結合された圧電作動素子、および、駆動期の間、圧電
作動素子に交流電圧を供給して、圧電作動素子を膨張させ、収縮させ、それによ
りオリフィス板を振動させて、前記液体を噴霧化し、前記液体を、エアロゾル化
した細かい液体粒子の形式で吐き出すようにする目的で、接続された電力供給シ
ステムを備える新規な振動性液体噴霧器を含む。この電力供給システムは、液体
の噴霧化を起こすために、最初に前記圧電作動素子に高い交流電圧を印加して、
前記圧電作動素子に、比較的に大きい振幅でオリフィス板を振動させ、その後、
噴霧化を持続させるために、比較的に低い交流電圧を前記圧電作動素子に印加す
る目的で接続された回路を含む。

【００１８】本発明の主目的は、香水、芳香剤などの液体、あるいは他の液体を供給する非
常に効率的な方法を提供することである。このような他の液体には、家庭用の清
掃物質、殺菌剤、消毒剤、防虫剤、殺虫剤、アロマテラピー製剤、薬物、治療液
、あるいは、使用にあたって噴霧化から得るところがある他の液体または懸濁液
がある。これらの配合物は、水からなるか、あるいは、様々の溶剤を含む場合が
ある。

【００１９】本発明の目的は、半球形のオリフィス板を圧電素子と機械的に連結して使用す
る容易に持ち運びできる電池式ディスペンサ用の改良された制御回路を提供する
ことである。この圧電ポンプは、何ヶ月もの間ずっと、一貫した吐出しを保ちな
がら、低電圧の電池で、この期間の間、効率的に動作することができる。圧電噴
霧器は、９ボルト電池、Ａ型、単３（ＡＡ）型、単４（ＡＡＡ）型、単２（Ｃ）
型、単１（Ｄ）型の電池などの従来の乾電池、ボタン電池、腕時計用電池、太陽
電池のような電源に使用できる。本発明と組み合わせて利用する好ましいエネル
ギー源は、単３（ＡＡ）型、単４（ＡＡＡ）型の電池である。

【００２０】この圧電ポンプは、ポンプ構成要素の製作上の違いを補償する回路を備えてい
る。このような回路の電子部品はプログラム可能であり、これらの部品を使用し
て、正確な吐出し率（ミリグラム／時間、以後、ｍｇ／ｈｒで表わす）を設定す
る場合がある。別の方法として、この電子回路により、消費者は、個人的な好み
、奏効性のために、または、部屋の大きさによって、強さまたは有効度を調整し
てもよい。

【００２１】本発明の好ましい実施例では、本発明の上記および他の目的は、前に記述した
ような香水、殺虫剤、および他の液体用の噴霧器で達成されるが、そこでは、噴
霧化システムが、供給される液体用の室、液体の散布のために液体を前記室から
オリフィス板に供給する手段、圧電素子、エネルギー源、および、圧電素子を駆
動し制御する改良された回路を含む。圧電素子を駆動する信号の振幅と周波数を
制御することで、優れた結果が得られることがわかった。したがって、本発明は
、全散布期間を通じて、供給される液体をさらに一様に噴霧する手段を提供して
、散布開始時の単位時間当たり散布される量が、散布終了間近に、または散布終
了時に散布される量とは大して違わないようにしている。本発明の上記およびさ
らに他の目的と利点は、以下の説明から明らかになるが、ただし、このような説
明は、単に好ましい実施例の説明にすぎない。したがって、本発明の全範囲を理
解するためには、クレームに頼るべきである。

【００２２】本発明はまた、上述の特徴との組合せで追加的な利点を提供する、後述される
他の具体的な特徴も含む。

【００２３】（好適な実施態様の詳細説明）図１に示すのはこの発明に従って操作される振動性噴霧装置である。この装置
は、中心孔１２と円形オリフィス板１４を有する環状の圧電アクチュエータ１０
から成り、この円形オリフィス板１４はアクチュエータ下面の孔１２を横切って
伸び、アクチュエータの内側領域１５と若干重なり合っている。このオリフィス
板１４は重なり合い領域１５においてアクチュエータの下面に固定される。部材
１４を圧電エレメント１０に固定するために何らかの適当な接合手段が用いられ
る。しかし、オリフィス板を圧電アクチュエータに結合する材料を溶解したり、
軟化させたりする傾向のある腐食性の、すなわち浸食性の液体を噴霧化するため
に、この装置を採用する場合には、このオリフィス板は、錫−鉛系または銀系の
はんだを用いて圧電素子にはんだ付けすることが好ましい。

【００２４】かくして、図示の実施態様では、電場がその上方ならびに下方表面を横切って
適用されると、圧電アクチュエータ１０は半径方向に膨張または収縮するように
なる。例えば、圧電アクチュエータ１０は、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）ま
たはメタニオブ酸鉛（ＰＮ）から造られたセラミック材料である。この明細書で
図示する実施態様では、圧電アクチュエータはその外径が約０．３８２インチで
、厚さが約０．０２５インチである。中心孔１２の直径は約０．１７７インチで
ある。これらの寸法は重要ではなく、単に実施例によっている。

【００２５】図示の実施態様のオリフィス板１４は、直径が約０．２５０インチであって、
厚さが約０．００２インチである。オリフィス板１４には若干ドーム形をした中
心部分１６があり、これを包囲する可撓性フランジ部分１８があり、このフラン
ジ部分１８は、ドーム形中心部分と、オリフィス板のアクチュエータ１０への取
付け部分との間に伸びている。ドーム形中心部分１６は直径が約０．１０３イン
チであって、オリフィス板の平面の外側に約０．００６５インチだけ伸びだして
いる。このドーム形中心部分１６には幾つかの（例えば８５個）小孔２０があり
、それらの直径は約０．０００２３６インチであり、孔間の間隔は相互に約０．
００５インチである。フランジ部分１８には直径方向に相対する一対の孔２２が
ある。これらの孔は直径が約０．０２９インチである。

【００２６】やはり、これらの寸法は重要ではなく、単に特定の実施態様の図解用のもので
ある。

【００２７】注意すべきことは、小孔２０を含む中心部分１６をドーム形にすることにより
この部分が堅固になり、作動中に湾曲することがなく、これに対して孔２２を有
するフランジ部分１８は可撓性を維持するので作動中に湾曲する、ということで
ある。ドーム形中心部分は形が球状を呈するが、この部分の堅固性を維持するな
らばどんな形でも採用できる。例えば、この中心部分１６は放物線形または弓形
とすることができる。

【００２８】オリフィス板１４は小孔２０のある電鋳により製作するのが好ましく、孔２２
はこの電鋳工程中に形成される。しかし、オリフィス板は他の工程、例えば圧延
などにより製造可能であり、また小孔加工及び孔加工は別途に実施される。製造
の容易化のために、中心部分１６は、オリフィス板に小孔１８の加工が施された
後にドーム状に成形される。

【００２９】オリフィス板１４は、ニッケル以外の材料を用いてもよいが、ニッケル製が好
ましく、ニッケルを用いることにより、オリフィス板の形状を維持すると同時に
撓みの力への露呈に対しても充分な強度と可撓性が得られる。使用できる合金の
実施例の幾つかに、ニッケル−コバルト系合金とニッケル−パラジウム系合金が
ある。

【００３０】圧電アクチュエータ１０は、このものを所定位置に保持し、しかもこのものの
振動と干渉しないような適当な方法であれば、どのようなやり方で支持されても
よい。このように、このアクチュエータはグロメット式装着方法（図示せず）で
支持可能である。またその他の導電性材料、例えば銀とニッケルを含む材料によ
り形成されるコーティングも用いてよい。

【００３１】圧電素子１０は、その上方及び下方の表面に、アルミニウムのような導電性コ
ーティングが施される。図示のように、アクチュエータ１０の上方及び下方の表
面の導電性コーティングに対して電気的リード線２６，２８がはんだ付けされる
。これらのリード線は交流電圧発生源（図示せず）から伸びている。

【００３２】噴霧化される液体３１が入っている液体タンク３０は、アクチュエータ１０と
オリフィス板１４の下方に装着される。芯３２がタンク内部から立ち上がってオ
リフィス板１４の下面に達し、中心部分１６にあるオリフィス板１４に軽く接触
し、その結果この芯は小孔２０に接触する。しかし、この芯は孔２２には決して
接触せずこれらの孔は芯から側方に変位している。芯３２は多孔質の可撓性材料
で製造されていて、この材料は、オリフィス板１４の下面に液体を引き上げるよ
うに、タンク３０の中の液体に優れた毛細管作用を提供する。これと同時に、こ
の芯は可撓性が充分であるから、芯の振動と干渉するオリフィス板に対して圧力
を印加することはない。これらの諸条件を前提として、芯３２は幾つかの種類の
材料、例えば、紙、ナイロン、木綿、ポリプロピレン、ガラス繊維などのいずれ
の材料で製造してもよい。芯３０の好ましい形態はナイロンシェニール糸であり
、この糸はオリフィス板に接触する箇所で折り曲げられる。このことがオリフィ
ス板にまで伸び上がるための非常に細い繊維から成るひもとすることができる。
これらの非常に細い繊維は、液体をオリフィス板にまで上昇させるような毛細管
作用を生じさせる能力があり、しかし、これらの細い繊維は、これらの繊維の振
動と干渉するオリフィス板に対して何らかの大きさの力を印加することはない。

【００３３】噴霧器の操作において、外部電源からの交流電圧が、アクチュエータ１０の上
方及び下方の表面に施された導電性コーティングに対して、リード線２６，２８
を経て印加される。これによりアクチュエータ材料に圧電効果が生じ、その結果
このアクチュエータは半径方向に膨張、収縮する。結果として、中心孔１２の直
径は、これらの交流電圧に従って増減する。直径のこのような変化は半径方向の
力としてオリフィス板１４に適用され、そしてその結果として、フランジ部分１
８が撓曲し、ドームの中心部分１６を押して上下させる。この作動が、芯３２に
よって中心部分１６の下面にもたらされた液体に対するポンプ作用を引き起こす
。芯の毛細管作用により、オリフィス板１４の下面に接する液体の圧力を、オリ
フィス板上方の大気圧力よりも僅かに高く設定させる。その結果として、液体３
１は強いて小孔２０を通って上方に持ち上げられ、そして微細化したエアロゾル
液体粒子として、オリフィス板の上方表面から噴出させる。

【００３４】図２に示すのは本発明に従う圧電可動素子１０の一連の作動状態である。図２
に示すように、この一連の作動は継続時間が５．５ミリセカンドの交流駆動期と
、継続時間が９ないし１８秒の休止期に分けられる。

【００３５】５．５ミリセカンドの駆動期中は、圧電可動素子１０の駆動に使用する電圧は
３．３ボルトから下がって約１ボルトにまで指数関数的に減少する。このように
、圧電可動素子１０は立ち上がり時は高振幅で駆動され、この高振幅により液体
をその表面から処理し、噴霧化を開始する。その後圧電作動素子はかなり小さい
振幅で駆動されるのであり、この小さい振幅は作動を維持するには充分だが、最
小量の駆動力を消費するだけである。ここで理解すべきことは、本発明は、特定
期間中の高振幅及び低振幅における１サイクルに限定するものではなく、しかし
実際には、高振幅及び低振幅の反復は噴霧化を持続する上で必要な回数を何回で
も繰り返される、ということである。

【００３６】各駆動期の経過した後、このシステムは９ないし１８秒間の休止期に入る。各
休止期の最初の４秒間中にこのシステムは再充電されて３．３ボルトに戻り、こ
の電圧は次の駆動期中に使用するように維持される。ある種の用途に対しては、
高振幅駆動及び低振幅駆動の連続は何らの休止期も介在することなく連続して繰
り返されるということがやはり理解されるべきである。

【００３７】特筆すべきは、可動素子１０は、素子１０がわずか１．５ボルトの供給電圧源
により駆動される場合に、液体３１を噴霧化するのに充分な振幅でオリフィス板
１４を駆動する能力がある。しかし、噴霧化を開始するためには、以前の休止期
中に素子の外側表面に溜まった液体の膜を処理するように充分な振幅でオリフィ
ス板１４を振動させるため、素子１０はもっと高い供給源電圧、例えば３．３ボ
ルトを使って駆動されなければならない、ということである。このように、オリ
フィス板１４は、噴霧化を開始するための高振幅の振動を生ずるために、立ち上
がり時は高パワーで駆動される。しかし一旦噴霧化が始まると、かなり低い振幅
の振動を用いて噴霧化を継続することができる。駆動電圧を指数関数的割合で３
．３ボルトから１ボルトに減らすことにより、全消費エネルギーは減らされ、そ
の結果としてバッテリー寿命をかなり延ばすことができる。

【００３８】各５．５ミリセカンドの駆動期の終了時において、このシステムは９ないし１
８秒間の「休止期」に入る。この休止期の長さは、この後説明するセレクタース
イッチにより９秒、１３．５秒、または１８秒に設定できる。

【００３９】各休止期の当初の４秒間は、システムを１ボルトから３．３ボルトに戻すよう
に駆動する供給電力を再充電するために使用される。よって、次に続く駆動期が
始まると、オリフィス板１４は、当初は３．３ボルト駆動電圧供給源からの高振
幅で駆動される。

【００４０】オリフィス板１４の振動の振幅は、振動を発生するために使われる電圧に依存
するだけでなく、オリフィス板を駆動する周波数にも依存する。その理由は、オ
リフィス板１４と、圧電駆動アクチュエータ１０と、そしてこれらの何れかの部
材間の相互連結を含む振動システムが自然共振周波数を持っているからである。
この振動がその共振周波数で駆動されると、オリフィス板の振動の振幅は最大化
され、それと同時に駆動パワーが最小化される。しかし、製造上の許容誤差があ
るので、オリフィス板とアクチュエータシステムの共振周波数は装置毎に異なる
。

【００４１】この問題を解決するために、オリフィス板とアクチュエータシステムの共振周
波数の高調波を含む範囲にわたって、駆動周波数が変化し、あるいは掃引される
。よって、駆動周波数は、基本の自然共振周波数（最初の高調波）を含む範囲に
及んで、あるいはオリフィス板とアクチュエータシステムの自然共振周波数の幾
つかを含む高い高調波範囲以上に及んで掃引すべきである。このように、特殊な
システムの規定の共振周波数は公知ではなくても、このシステムを周波数のある
範囲を介して駆動することにより、この周波数範囲内のある点において共振させ
ることができる筈である。図２に示すように、駆動周波数は１２０から１６０キ
ロヘルツの間の事前設定した周波数範囲に及んで掃引される。周波数範囲は、そ
れぞれの５．５ミリセカンド駆動期中に、少なくとも１１回前後に掃引される。
駆動振幅に関連して以前に説明したように、周波数掃引はやはり休止期を介在さ
せずに連続して実施される。

【００４２】図３は、本発明に従って圧電可動素子１０を駆動するために使用する回路構成
を説明する概略ブロック図である。説明目的から、この回路構成は、点線で示し
た機能的ユニットのグループごとに説明してある。これらの機能的ユニットとは
次の通りである。

【００４３】（ａ）操作パワー供給ユニット４０、（ｂ）駆動電圧パターン制御ユニット４２、（ｃ）駆動信号増幅ユニット４４、（ｄ）圧電可動素子１０、（ｅ）掃引周期制御ユニット４６、（ｆ）周波数パターン制御ユニット４８、（ｇ）低電圧電池検出及び制御ユニット５０。

【００４４】これらのユニットのそれぞれの配置は共通の一体構成回路５２（輪郭点線で示
す）の中に形成され、その一方で、その他の配置は印刷回路盤（図示せず）に対
して、以後もっと充分に説明する一体構成回路５２と共に装着される。

【００４５】図３の回路構成の操作については、機能的ユニット４０，４２，４４，４６，
４８及び５０の全体的操作に関して先ず説明する。そしてその後、個々の機能的
ユニットの個別の操作について説明する。

【００４６】「機能的ユニットの全体的説明」操作パワー供給ユニット４０は、１．５ボルト単３（ＡＡ）アルカリ電池５４
の出力電圧を、３．３ボルト操作電圧に変換する。３．３ボルト操作電圧は、駆
動電圧パワー制御ユニット４２を含むシステム内の他の回路にパワーを与えるた
めに使われる。

【００４７】駆動電圧パワー制御ユニット４２は、操作電圧を、図２に示す連続性の５．５
ミリセカンド駆動期中における３．３ボルトから１ボルトへの概ね指数関数的減
少に従わせる。ここで注意すべきことは、指数関数的減少は本発明にとって重要
ではないということである。それぞれの駆動期の開始に当たって一旦噴霧化が立
ち上げられると、噴霧化の機能が維持される限り、電池出力を保持するために電
圧はできるだけ速やかに下げられる。

【００４８】駆動電圧パワー制御ユニット４２からの電圧は駆動信号増幅制御ユニット４４
に供給され、ここでこの電圧は増幅され、そして圧電可動素子１０にエネルギー
を付与するために使われる掃引周波数電圧出力に変換される。

【００４９】掃引周期制御ユニット４６は、図２に示す掃引周期の長さを制御する。図示の
実施態様では、これらの掃引周期は、９，１３．５あるいは１８秒の継続時間に
対して設定できる。掃引周期は他の継続時間に対して設定できるが、この場合こ
れらの継続時間は、駆動電圧パワー制御ユニット４２を次の駆動期に対するその
３．３ボルトレベルに戻させるように、操作パワー供給ユニット４０をもってく
るのに充分な長さとなっている。この実施態様においては、３．３ボルトへの再
充電には約４．５秒を要する。

【００５０】周波数パワー制御ユニット４８は、１２０と１６０キロヘルツ間を掃引される
周波数をもつ交流電圧信号を生ずる。この信号は駆動信号増幅及び周波数制御ユ
ニット４４に適用され、このユニット４４は順番にこれらの周波数において、そ
して駆動電圧パワー制御装置４２により設定された駆動期電圧パターンに対応す
る減少振幅において、圧電アクチュエータ１０を駆動する。

【００５１】低電圧電池検出及び制御ユニット５０は電池５４の出力電圧を感知し、そして
この出力電圧が事前設定したレベル、すなわち電池がもはや信頼できるように操
作されないレベルにまで低下した場合は、この検出及び制御ユニット５０は出力
の更なる操作を拒否する。これと同時に、ユニット５０は電池５４を消耗させて
、この電池が噴霧化装置に対して不慮の突発的な作動をさせるのに充分な出力電
圧を回復できないレベルとする。

【００５２】「操作パワー供給ユニット」操作パワー供給ユニット４０は、電池５４に加えて、ポンプ作動コイル５６、
ツェナーダイオード５８及び記憶キャパシタ６０を含む。電池５４はその陰極に
おける接地線とポンプ作動コイル５６の間に連結される。コイル５６の他方の端
末はツェナーダイオード５８の陽極に連結されると共に、ダイオードの陰極は記
憶キャパシタ６０の一方の側面に連結される。キャパシタ６０の他方の側面は接
地線に連結される。電圧制御スイッチ６２の一方の側面はコイル５６とダイオー
ド５８の間に連結されると共に、スイッチ６２の他方の側面は接地される。スイ
ッチ６２は、２００キロヘルツポンプ作動発振器６４の出力によって、２００キ
ロヘルツの割合で交番的に開閉される。電圧検出器６６はツェナーダイオード５
８と記憶キャパシタ６０間にある点における電圧を感知するように連結される。
電圧検出器６６は高感度電圧出力端子６６ａと低感度電圧出力端子６６ｂとを有
する。これらの出力端子はポンプ作動発振器６４の停止入力端子６４ａと起動入
力端子６４ｂにそれぞれ連結される。

【００５３】ポンプ作動発振器６４の起動入力端子６４ｂは、やはり電池５４の１．５ボル
ト出力を直接受入れるように連結される。このように電圧検出器の低感度電圧端
子６６ｂと電池５４の出力端子は、オアゲート６８を経てポンプ作動発振器６４
の起動端子に連結される。

【００５４】電池５４が先ず装着されると、その１．５ボルト出力はオアゲート６８を経て
、ポンプ作動発振器６４の起動入力端子に供給されて発振器の操作を開始させる
。発振器の出力は、スイッチ６２を２００キロヘルツの割合で開閉させる。スイ
ッチが閉じられると、電池５４からの電流はポンプ作動コイル５６を経て接地に
流れる。次いで、スイッチ６２が閉じると、電流は突然遮断され、ポンプ作動コ
イルのインダクタンスがポンプ作動コイルに突発的な電圧上昇を引き起こさせ、
これが電流のツェナーダイオード５８の通過を許し、記憶キャパシタ６０への流
入をさせる。スイッチ６２が再び開かれると、ポンプ作動コイルの電圧は下がり
、しかしダイオード効果によって電流はコイル５６を通って逆流しない。発振器
６４が操作を続けるので記憶キャパシタ６０の電圧は３．３ボルトに達するまで
増大する。

【００５５】記憶キャパシタ６０の電圧は電圧検出器６６により検出され、この検出器は電
圧がちょうど３．３ボルト以上に来た時点で、その高感度電圧出力端子６６ａに
おいて信号を発する。この信号は発振を停止させながら、スイッチ６２を開放位
置として、発振器６４の停止端子６４ａに供給される。結果として、電流が記憶
キャパシタから取除かれると、その電圧は、電圧検出器６６がその低感度電圧端
子６６ｂにおける信号を発する電圧に達するまで低減する。

【００５６】低感度電圧は発振器６４の起動端子６４ａに適用され、この発振器６４はスイ
ッチ６２のスイッチ作用を再開させ、そして電流の記憶キャパシタ６０への更な
るポンプ作動を開始させる。

【００５７】ここで分かることは、キャパシタ６０における電圧は、電圧検出器６６の設定
電圧の高低によって、３．３ボルトを挟んでこれより若干上下する電圧の間にふ
らつくことになる、ということである。キャパシタ６０の電圧３．３ボルトは、
出力パワー供給端子７０によって表されるように、残余の構成要素を操作するの
に供給される。

【００５８】「駆動電圧パターン制御ユニット」駆動電圧パターン制御ユニット４２は、その一端で操作パワー供給ユニット４
０の中の記憶キャパシタ６０に連結される抵抗器７２から成る。抵抗器７２の他
方の端末は電圧パターン制御キャパシタ７４の一方の側面に連結される。このキ
ャパシタの他方の端末は接地される。抵抗器７２とキャパシタ７４は標準的ＲＣ
タイミング回路を形成し、そして抵抗器とキャパシタ間の接合部７６の電圧は指
数関数的割合で減少し、この場合接合部は有限インピーダンスに連結される。本
発明の実施態様においては、接合部７６における電圧は、約５．５ミリセカンド
中に３．３から１ボルトに低減する。

【００５９】「駆動信号増幅ユニット」駆動信号増幅ユニット４４は、駆動電圧パターン制御ユニット４２の中の接合
部７６と、圧電作動素子１０の一方の側面との間に、直列に連結された単巻変圧
器７８と平滑化コイル８０を有する。また電界効果トランジスター８２が設けて
あってこのものは単巻変圧器７８に沿う点７８ａと地面との間に連結される。電
界効果トランジスター８２はスイッチとして作用し、そしてこのトランジスター
８２が周波数パターン制御ユニット４８からプラス電圧を受けた時、このトラン
ジスター８２は導電性をもつようになり点７８ａを地面に連結する。

【００６０】点７８ａは駆動電圧パターン制御ユニット４２に最も近い単巻変圧器７８の上
方端末近傍に配置され、単巻変圧器のコイルの低位部分だけが、点７８ａと駆動
電圧パターン制御ユニット４２間に存在する。点７８ａが地面からの連結を断た
れると、単巻変圧器の影響により加動素子１０に最も近いその端末において極め
て高い電圧を生じ、この素子を膨張、収縮させる。単巻変圧器のからの電圧信号
は先ず平滑化コイル８０を経て通過し、この信号を、加動素子１０の発振器パタ
ーンに一層接近して対応するパターンに変換する。

【００６１】「休止期制御ユニット」休止期制御ユニット４６は、３位置選択スイッチ８４を有し、このスイッチ８
４の共通端子は接地され、このスイッチの３位置端子の内の２つの端子は、時間
制御抵抗器８６，８８を介してサンプリングスイッチ９０に連結される。スイッ
チ９０は次に３．３ボルト供給電圧に連結される。第３のスイッチ端子は連結さ
れない。

【００６２】抵抗器８６，８８はやはり異なる電圧を供給するために、接地してある特別な
スイッチ端子を用いて、休止期論理回路９２に連結される。論理回路９２は抵抗
器８６，８８から受入れる電圧を比較し、そして３つの異なる電圧の１つを出力
端子９２ａから出力する。この電圧は休止デューティサイクル回路９４に適用さ
れるのであり、この回路９４は論理回路９２からの信号を受信した後、９，１３
．５または１８秒のどれかにおいて、出力端子９４ａから出力するタイマーとし
て作用する。ユニット４６にはシステムタイミング時計９６が設けてあり、この時計は２キ
ロサイクルの割合で時計信号を提供する。これらの時計信号は、デューティサイ
クル回路９４を含むこの装置のタイミング回路とテーブル読取り回路の全てに対
して使用される。

【００６３】デューティサイクル回路９４が、既に設定してある９，１３．５または１８秒
間隔のどれかに到達すると、この回路９４は、圧電作動素子１０の駆動を開始す
るために、周波数パターン制御ユニット４８に供給される出力端子９４ａで信号
を生ずる。これが実施される方法は周波数パターン制御ユニット４８の説明との
関連において以後に説明される。

【００６４】休止デューティサイクル回路の出力端子９４ａにおける信号はやはり駆動タイ
マー９８に供給され、このタイマー９８は圧電作動素子１０に対する駆動時間周
期を設定する。図示の実施例では、この駆動時間周期は５．５ミリセカンドであ
る。この周期の終点において、駆動タイマー９８は出力端子９８ａから信号を発
する。この信号は周波数パターン制御ユニット４８に伝達され、圧電作動素子１
０の駆動状態を不連続とする。

【００６５】駆動タイマー９８ａからの信号はまたサンプリングスイッチ９０に送信されこ
のスイッチ９０を直ちに閉じる。このことが選択スイッチ８４の設定によって選
択されている抵抗器８６または８８を横切って電圧降下を引き起こす。もしもこ
の選択的スイッチがその連結されていない端子に設定されると、電圧降下は生じ
ない。かくして、圧電電圧、第１電圧または第２電圧が生ずると、それぞれの場
合にサンプルスイッチ９０が閉ざされる。この電圧は、休止選択スイッチ８４の
位置に対応する休止時間継続を立ち上げるために、休止時間選択論理ユニット９
２に適用される。よって、圧電作動素子１０のそれぞれの駆動期の終点において
、新規の休止期が立ち上げられ、そしてこの休止期の長さは、この休止期が始ま
る時の選択スイッチの存在位置によって決まる。

【００６６】「周波数パターン制御ユニット」周波数パターン制御ユニット４８は掃引ずみ周波数発振器１００を含み、この
発振器１００は本発明の実施例では、１３０キロヘルツと１６０キロヘルツの間
を掃引する周波数をもつ三角形の波形の出力を生ずる。この出力は駆動期オン及
びオフスイッチ１０２に適用される。このスイッチ１０２は、休止デューティサ
イクル回路９４の出力端子９４ａからの信号によって閉じられ、そして駆動タイ
マー９８の出力端子９８ａからの信号によって開かれるように連結されている。
かくして、発振器１００からの可変周波数出力は、圧電作動素子１０に対する５
．５ミリセカンド駆動期中だけ、駆動期オン及びオフスイッチ１０２を経て通る
。

【００６７】スイッチ１０２を通る可変周波数出力は、波形電圧しきい値検出器１０４に適
用される。このデバイスは個々の出力サイクル内の特定点、すなわち発振器から
の信号電圧が事前設定したしきい値に達した時点のそれぞれのサイクル内の点に
ある出力端子１０４ａにおける出力信号を掃引ずみ周波数発振器１００から発す
る。

【００６８】この波形電圧しきい値検出器１０４からの出力信号は、駆動スイッチを閉じさ
せるために駆動スイッチ１０６に適用される。この駆動スイッチ１０６は閉じら
れると、３．３ボルトパターン供給源のような正電圧を電界効果トランジスタ８
２のゲート端子に連結し、このトランジスタ８２に導電性を与える。

【００６９】電圧しきい値検出器１０４の出力からの信号はまた波弓形制御タイマー１０８
に供給される。このタイマーは、掃引ずみ周波数発振器１００の１サイクルの継
続時間よりも小さい固定継続時間の後出力信号を発する。

【００７０】タイマー１０８からの出力信号は駆動スイッチ１０６に適用されこのスイッチ
１０６を開かせ、この駆動スイッチ１０６を開くことにより電界効果トランジス
タ８２を非導電性となし、その結果電流はもはや、単巻変圧器７８の上方部分か
ら地面まで流れなくなる。この時間中に、この単巻変圧器は、極めて大きい電圧
を圧電作動素子１０に印加する。

【００７１】これまでの説明から分かることは、掃引ずみ周波数発振器１００の１サイクル
のそれぞれの出力サイクル進行中は、駆動制御スイッチ１０６は固定継続時間だ
け閉じられていて、固定量のエネルギーを発生して圧電作動素子１０を駆動させ
る、ということである。これと同時に、これらの固定継続時間の連続性をもつ固
定継続時間の間の時間的間隔は可変周波数発振器１００の周波数によって変化す
る。個々の駆動サイクルのこの固定した駆動継続時間は、圧電作動素子１０を可
変周波数で駆動させ、それと共にこの駆動エネルギーを周波数から独立して保持
する。このように、圧電作動素子１０の駆動エネルギーまたは振幅は、駆動電圧
パターン制御ユニット４２内にある、キャパシタ７４と抵抗器７２間の接合部７
６における特定時間の電圧に単独に依存させられる。結果的に、個々の駆動期中
に、圧電作動素子１０は低減しつつある振幅における変動周波数において駆動さ
れる。この周波数はそれぞれの駆動期中、１３０キロヘルツと１６０キロヘルツ
の間を約１１回掃引され、それと同時に駆動振幅は一旦低減する、ということが
理解されよう。

【００７２】「低電圧電池検出及び制御ユニット」低電圧電池検出及び制御ユニット５０が操作してこのシステムを操作状態に保
持し、その操作時間は、電池５４がその電圧レベルを事前設定継続周期、すなわ
ち個々の休止期の最初の４秒間の内の３．３ボルトレベルにまでポンプにより設
定する能力をもつ限り継続される。ユニット５０は、低電圧電池タイマー１１０
から成り、このタイマー１１０は操作パワー供給ユニット４０の中の電圧検出回
路６６の低電圧出力端子６６ｂからの起動タイミング入力信号を受信するために
、そして電圧検出回路６６の高電圧出力端子６６ａからの停止タイミング信号を
受信するために連結されている。このように、操作が供給電圧を３．３ボルトま
でポンプ作動を開始する時は何時でも、低電圧電池タイマー１１０のタイミング
操作が開始される。

【００７３】例えば４秒間というタイマーに設定された継続時間の中でポンプ作用が完了す
ると、電圧検出器６６の高電圧端子からの信号がタイミング作用を停止する筈で
ある。しかし、電池の劣化時に発生するように、もしもポンプ作用がより長時間
継続するならば、低電圧電池タイマー１１０は、出力端子１１０ａで信号を発信
する。

【００７４】低電圧電池タイマー１１０ａからの信号は、スイッチを閉じた状態に保つため
に駆動スイッチ１０６の閉じる端子１０６ａに適用される。これによりトランジ
スタを導電性状態に保持するために、３．３ボルト供給源に対して電界効果トラ
ンジスタ８２のゲートを固定する。結果として、キャパシタ６０と７４の電圧は
取除かれ、電流は電界効果トランジスタ８２を経て電池５４から地面に引かれる
。この作用により電池の残余の寿命を強制的に取り除くのであり、その結果、電
池は、電池が劣化した場合にしばしば起こるような、電圧の僅かな量でも回復さ
せたいような事態における圧電作動素子１０の突発的な操作ができなくなる。

【００７５】本発明の駆動システムによれば、圧電アクチュエータを駆動するために安価な
低電圧アルカリ性電池を使用可能であること、及びこのアクチュエータの操作は
、もしも電池自身が消耗したとしても均一に維持されることが理解されよう。電
池が事前設定したレベルにまで劣化した場合、その操作を縮小して続けることを
せず、積極的に停止する。

【００７６】これらの図面ならびにその関連の論議は、本発明の好適な実施態様を指向して
いるが、本発明自体は図示の内容よりもずっと広範である。特に本発明は、電池
のパワーを用いるよりもむしろ従来の電力、すなわち壁面プラグを使用して駆動
される噴霧器と同様に、例えば片持ち梁及び／または増幅板のような圧電噴霧器
の別な形態に、等しく適用可能である。

【００７７】この明細書に示す特定の回路構成は、本発明にとって重要ではないこと、そし
て改変の可能性は当業者に容易になされるであろうことが理解されよう。この明
細書に示す回路構成は、最も明確に図解してあり、しかも本発明の重要概念につ
いて説明してある。

【００７８】図４はプリント配線盤２０１と、その中に配置される圧電素子２０２の間の一
般的関係の図である。この回路盤は使用上、噴霧器の台座に取付けられ、この台
座は次に装飾的殻体状のハウジング、または容器（図示せず）の中に置かれ使用
される。台座盤２１１は図８に平面図で示すと共に、ハウジングは図示せず。装
飾的容器すなわちハウジングは、噴霧器の構成要素を保持し保護し、同時に消費
者に快適な外観を提供するのであれば、そして液体を噴霧状態で噴霧器カラ大気
中に通すことができるならば、適当などんな形態すなわち形状であってもよいと
いうことが理解される。このような事情から、噴霧器のハウジングは散布する液
体を使用する上で、そしてこの液体と接触する上で、何らかの種類の適当な材料
を高速成形することによって具合よく製造できる。

【００７９】圧電素子２０２は、回路盤２０１に図示するように装着され、グロメット２０
４によるか、または素子の振動を妨げない何らかの同様な適当な手段によって、
適当な位置に保持される。リング形状をした圧電素子２０２は、オリフィス板２
０３を環状に囲む状態に配置され、しかも一緒に振動が伝わる状態にオリフィス
板のフランジに取付けられる。圧電素子は大体、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ
）またはメタニオブ酸鉛（ＰＮ）のような圧電セラミック材料から成るが、圧電
特性をもつ材料であれば何でもよい。

【００８０】オリフィス板はこの目的に適うものであればどんな従来材料であってもよいが
、好ましくは電気めっきしたニッケルとコバルト組成の材料がよく、この組成の
材料はフォトレジスト基板上に形成されていて、このフォトレジスト基板は次工
程において、従来技法によって取除かれるのであり、その後に均一な多孔質組織
をもつニッケルとコバルトの組成が残され、この組成の厚さは約１０ミクロンな
いし約１００ミクロン、好ましくは約２０ミクロンないし約８０ミクロン、さら
に好ましくは約５０ミクロンである。オリフィス板にとって、他の適当な材料に
は、例えばニッケルとか、マグネシウム−ジルコニウム系合金、その他各種金属
、合金、複合材料あるいはプラスチックが、ここれらの適当な組合せ材料と同様
に利用可能である。電気めっきによってニッケルとコバルトの組成層を形成する
ことにより、フォトレジスト基板の外形をもつ多孔質組織が得られ、この組織に
おいては、出口側で約６ミクロン、入口側でもっと大きい直径の円錐形の孔を形
成することにより、透過性が得られる。オリフィス板はドーム型、すなわち中心
部分が若干持ち上っているが平坦から放物線形に変化する形状、あるいは半球形
、もしくはその他の性能を強化できる適当な形状であることが好ましい。このオ
リフィス板は、その中にある開口が実質的に同一の振動の振幅にこれからも露呈
され、それと同時に開口の直径方向に均一に分布している液体粒子を取除くこと
を保証するために、比較的高度な湾曲剛直性をもたねばならない。

【００８１】オリフィス板または開口を包囲する環状のセラミック圧電素子の形態で図示し
てあるが、本発明はやはり、隔膜と接触する発振器と片持ち梁、ノズル、あるい
は液体粒子すなわち霧の散布に好適なオリフィス板から成る従来の圧電素子を用
いるのに適している。

【００８２】また図４に示すのは、芳香剤、空気清浄剤、殺虫剤、あるいはその他の散布剤
の貯蔵と準備用の液体容器２０５である。図示のように、この容器は蓋２０８で
閉じてある。また図示にはバヨネットクリップ２０６があり、このものは図示せ
ず脱着自在な頂部蓋、すなわちキャップを保持するためにあって、容器の輸送と
貯蔵の場合に使用され、しかも容器を散布装置の中に置いて、その内容物を使用
したくなった場合には、容易に取除くことができる。蓋２０８から出ている瓶開
口２０９は液体供給手段２０７、芯すなわちドーム形液体供給媒体を突出させる
。便宜上、液体供給手段を芯として扱うが、この液体供給手段は、硬質毛細管シ
ステムから軟質多孔質芯に到るまで多数の形状の変わった材料から造ることがで
きる。芯の機能は、液体を容器２０５からオリフィス板に接触する位置までゆそ
うすることである。従って、芯は輸送される液体の影響を受けず、多孔質で、オ
リフィス板に順応させなければならない。芯の多孔質は芯の可撓性の全範囲に及
んで、しかも芯形状の如何を問わず、均一な液体流を充分提供しなければならな
い。オリフィス板表面に対して液体を最良な状態で輸送するには、液体をオリフ
ィス板に輸送するように芯自身がオリフィス板に物理的に接触する必要があるこ
とが分かっている。液体がオリフィス板に送給されるには、送給される液体の実
質的に全量が、表面張力によってオリフィス板表面に粘着しそして移動する、そ
のようなやり方によるのが好ましい。適切な芯用の材料の中で、我々が利用する
上で好ましいと思うような材料としては、紙、またはナイロン、木綿、ポリプロ
ピレン、ガラス繊維などがある。芯はその形状が、芯が併置されるオリフィス板
の表面に合致し、液体容器２０５の蓋２０８の瓶開口２０９の中にある芯ホルダ
ーすなわち芯位置決め装置２１０によって正しい位置に保持されることが好まし
い。液体は液体の粘度と表面張力の結果として芯からオリフィス板まで容易に流
れる。注意すべきことは、芯は液体の再供給ユニットの一体構成部分として含ま
れることを意図していて、この再供給ユニットは容器と、液体と、瓶の蓋と、芯
と、そして芯ホルダーすなわち芯の位置決め装置を、貯蔵ならびに輸送用のユニ
ットを封止する頂部蓋と同様に含んで成る、ということである。そのようなユニ
ットはかくして、消費者の都合により散布装置の中に好適に配置された散布装置
用の再充填瓶から成っている。この目的に対して、液体容器２０５は、頂部蓋す
なわちキャップを取除いた後、操作位置に固定するために台座２１１内の適当な
受入れ手段の中に挿入する取付け手段２０１と瓶の蓋２０８を有する。

【００８３】図６には、断面図により、本発明の液体容器２０５と、芯２０７と、圧電素子
２０２と、そしてオリフィス板２０３の間の組立て関係を示す。圧電素子２０２
は、例えばプリント配線盤２０１においては、グロメット２０４または圧電素子
の振動を拘束しない何らか適当な手段によって位置決めされる。本発明の好適な
実施態様においては、環状の圧電素子が、これと機械的連結をするオリフィス板
２０３を包囲する。オリフィス板は順番に芯２０７と接触し、そして容器２０５
からオリフィス板に向けて液体を散布させ、ここで表面張力の接触により液体の
移動が起こる。図示しないが、散布装置の台座ボールは、回路盤と液体容器とを
適当な位置に保持して、芯２０７をオリフィス板２０３と併置される位置に置く
ようにする。芯２０７は芯ホルダー２１０により蓋２０８の開口内に保持され、
この芯ホルダー２１０は可撓性芯２０７に自由度を与えて芯２０７の調節範囲を
設けるようにし、同時に芯尾部２１５が、容器２０５内の液体全量の完全活用を
保証する。この自由度により、芯のオリフィス板表面に対する自己調節が可能と
なり、製造上の条件変化に伴う位置の変動に対して補償をなし、そして容器から
オリフィス板表面に到る液体の移動に対する従順な送給手段を提供する。同業技
術の熟練者にとって明らかなように、図６，７に示すように、芯の高さは、図７
に示すように液体間隙２１４を変えるように調節可能であり、芯とオリフィス板
間の適切な接触程度を保証する。芯とオリフィス板間の関係を更に詳しく見るた
めに、図６の断面を拡大した詳細図である図７に注意を向けると、ループ形芯２
０７があり、この芯はオリフィス板２０３と併置関係にあり、その結果液体間隙
２１４が生じていて、この間隙２１４内では移送される液体がオリフィス板と表
面張力接触をしている。図７には芯とオリフィス板とが実際に接触していない状
態が示してあるが、この間隙は単に図解用のものであり、オリフィス板２０３は
、液体の移送のためには実際には芯２０７に接触する。図示のように、蓋２０８
内の開口２０９を通る芯２０７の通路は、芯ホルダーまたは位置決め部品２１０
により制御される。図７はやはり、瓶の蓋２０８に対する脱着自在なキャップ（
図示せず）を保持するクリップ２０６と同様に、圧電素子２０２、オリフィス板
２０３及びオリフィス板フランジ２１２に対する装着用グロメット２０４を示す
。

【００８４】図８は、回路盤２０１と、圧電素子２０２と、オリフィス板２０３と、装着グ
ロメット２０４と、そして台座盤２１１との関係を示す平面図である。前に示し
たように、オリフィス板２０３と環状関係にある圧電素子２０２は、グロメット
２０４を用いて回路盤２０１の中の適当な位置に保持される。回路盤は、クリッ
プ２１７と位置決めブラケット２１８などの通常のやり方で台座盤２１１に装着
される。

【００８５】図９では、本発明の簡略化された断面図を用いて各種構成要素の全体的関係を
示す。オリフィス板２０３はオリフィス板フランジ２１２を含む状態が示してあ
り、このフランジ２１２は次に、例えばエポキシ樹脂接着剤のような適当な取付
け手段２１３を用いて圧電素子２０２に取付けられている。芯２０７は、液体間
隙２１４を創出しながらオリフィス板２０３との部分的接触状態が示してあり、
この構成により散布される液体はオリフィス板に移送される。芯がやはり示して
あるが織物尾部２１５をもち、この尾部２１５は図示しない液体容器２０５の中
に伸びている。

【００８６】圧電素子２０２は、延長周期全体に及んで確実な性能を提供するために、回路
盤２０１上の回路構成によって制御される。図１０を参照すると、制御回路は特
定の一体構成回路（ＡＳＩＣ）３００によって実施され、この回路３００は電池
１０２からの電力を受ける。電池３０２は電荷ポンプ３０４に連結され、このポ
ンプ３０４は外部構成部品３０５と共に直流から直流への逓昇変換器として作用
する。電荷ポンプの操作はステート機械３０６によって制御され、このステート
機械３０６は、発振器３０８からタイミング信号を受取り、この発振器３０８は
、例えば電荷ポンプ３０４に適用される２０ＭＨｚのクロック信号を発生する。
状態機械はまた、低電圧電池指示器回路３１０からの指示を受け取る。

【００８７】制御回路の官能性及び明らかにステート機械３０６は、ステート機械３０６に
対する入力信号Ａ，Ｂ，Ｃを生ずる１組の３選択スイッチ３１２によって決めら
れる。選択スイッチ３１２からの状態機械入力端子は、個々のプルアップ抵抗３
１３に連結され、これらのプルアップ抵抗３１３は、ステート機械３０６からの
イネーブル信号によって正の供給電圧Ｖｃｃに選択的に接合される。このことが
、制御回路の不活動貴課間中に電池パワーを保存するために、電圧をプルアップ
抵抗３１３から断続させる。説明されると思うが、状態機械の操作は、圧電素子
２０２を駆動するための振幅と３０１周波数をもつライン３１４に出力信号を生
ずる。ライン３１４上の出力信号は出力駆動機構２１６を介して接合されて、Ａ
ＳＩＣ３００の出力を生ずる。出力駆動機構２１６は、金属酸化物電界トランジ
スタ（ＭＯＳＦＥＴ）３１６の導電性状態を制御し、このＭＯＳＦＥＴ３１６は
次いで電荷ポンプ３０４から圧電素子２０２への電流の流れを制御する。

【００８８】ステート機械３０６の詳細が図１１に示してある。ステート機械３０６の好適
な実施態様では応用特定集積回路におけるハードウェア回路構成を利用するが、
二者択一的に言って、マイクロプロセッサー及びその関連の回路構成のような、
プログラミング可能なデバイスによって実施が可能である。ステート機械３０６
は決定論理回路３２０をもっていて、この回路には選択機構入力Ａ，Ｂ及びＣが
適用される。決定論理回路３０６はやはり、圧電素子２０２を駆動する出力信号
に対する周期とデューティサイクルに関するデーターを選択的に含む記憶装置３
２２，３２４に接触している。決定論理回路は適当な周期とデューティサイクル
値とをそれぞれ記憶装置３２２，３２４にから選択し、これらをそれぞれ周波数
計数器３２６と振幅計数器３２８の予荷重入力に移送する。これらの計数器３２
６，３２８は発振器３０８からクロック信号を受け取り、そして決定論理回路３
２０からの信号により使用可能にされる。この後説明すると思うが、周波数計数
器３２６がカウントダウンして零になると、ＰＥＲＩＯＤと指示した出力パルス
を生じ、このＰＥＲＩＯＤはフリップフロップ回路３３０のセットに適用される
。同様に、振幅計数器３２８が零に達すると、フリップフロップ回路３３０のリ
セット入力であるＤＵＴＹ信号を生ずる。このフリップフロップ回路は決定論理
回路３２０からの信号により作動可能となり、ライン３１４に出力信号を生ずる
。

【００８９】圧電素子２０２用の駆動機構回路は、圧電素子２０２にパワーを付与するため
に振幅と周波数の変調を利用し、このようにして可搬式の電池操作による散布装
置を提供して、エヤートレフナーまたは殺虫剤の用途に連続使用される。この回
路構成は比較的低電圧の電池３０２を用いる操作時間の延長を可能とし、構成要
素の送給速さの１範囲を提供する。この回路は間欠的デューティサイクルを利用
する振幅と周波数の変調により圧電素子２０２を駆動する。電気回路はプログラ
ミングが可能であり、そして１時間当たりミリグラム単位の精密な噴霧化送給速
さを設定するのに用いられる。これは選択スイッチ３１２によって達成されるの
であり、この選択スイッチはサイクル間の空き時間の調節を使用者にさせること
になり、このようにして、強度と有効性の比率の値は、個人の好みと個々に異な
る室の大きさによって所望のレベルに変更する。噴霧器の性能は圧電素子１０２
の励起電圧に直接関係する。しかし、電圧を上げると、噴霧器は電池エネルギー
が限定されて効率が劣化するということがやはり発見されている。従って、高い
レベルから低いレベルに励起電圧の振幅を変えることにより、低減した効率には
まり込むことなしに、送給性能が強化された。この結果は、「高性能」方式で噴
霧化を立ち上げる瞬間的な高レベルの励起によって得られるものである。その後
は、性能のこのレベルを維持するには、低レベルの励起が単に必要となるだけで
ある。

【００９０】本発明の発明者はまた圧電素子２０２用の最適操作周波数は、圧電素子２０２
のような、回路構成及び噴霧器構成要素の中の製造上の相違によると信じられて
いるところにより、ユニットからユニットに変動するということを見いだしてい
る。この現象は事前設定範囲を通して励起周波数を掃引して、ユニットからユニ
ットへの変動を補償することにより解決できる。

【００９１】本発明の駆動回路構成のもつ別の特徴は、電池の充電状態に関係なく、活性あ
る構成要素の定常的な送給を提供することである。この回路構成は、圧電素子２
０２を脈動させるために充分な電荷を蓄積する部分３１８を含む。電池電圧が劣
化すると、この回路は、適正量のエネルギーが確実なポンプ作動に活用できるよ
うに保証をする。回路がもはや適正なエネルギーを提供できなくなる点まで、電
池電圧が下がると、この回路構成はこのユニットを停止する。このように、この
回路構成は電池３０２の電荷の状態には関係なく、一定の出力送給を提供する。
電池電圧が下がって一定の送給出力が出来なくなる点に達すると、噴霧器は停止
する。

【００９２】噴霧器の操作中は、制御回路は、一般的には休止期に相当する低パワー方式で
その操作時間の大部分を費やす。休止状態においては、発振器３０８からの信号
は、ステート機械３０６の決定論理回路３２０の中のタイマーを駆動している。
この休止期中は、状態機械のライン３１４にある出力信号は低い論理レベルであ
り、そのために圧電素子１０２を不活性にする。休止状態の周期は比率選択スイ
ッチ３１２及びステート機械３０６に対する特別な入力Ａ，Ｂ及びＣを設定する
ことにより決められる。スイッチの設定方法と得られる信号Ａ，Ｂ及びＣとの関
係を表Ａに示す。

【００９３】

【表１】

【００９４】もしも比率選択スイッチ３１２が、噴霧器が停止するように設定されるか、あ
るいは低電圧電池回路２４０が、電池３０２の電荷が正常操作が不可能な点まで
下がったことを検出する場合には、変調シーケンスが実施できず、噴霧器は不作
動状態になる。

【００９５】噴霧器が作動状態にあってステート機械（state machine）３０６が起動して
いると、短い出力信号を発信し、あるいは圧電素子１０２を駆動する。ステート
機械３０６は、周波数範囲及び振幅範囲を掃引する圧電素子を駆動する信号を発
する。好適な実施態様においては、１９個の振幅値がデューティサイクル表３２
２に記憶され、４０個の周波数値が周期表に記憶される。決定論理回路３２０に
は内蔵タイマーがありこのタイマーは２６．２マイクロセカンド毎に振幅値と周
波数値とを表の回収される次のセットに入れ、そして２つの計数器３２６，３２
８に負荷される。分離している振幅値と周波数値の数は異なるので、所定の周波
数が圧電素子１０２を駆動するために周期的に使用されるのでその振幅がやはり
変動するように、振幅は変化する。この概念は図１２に示してあり、この図では
、周波数は周期表３２２の４０個の値（１３５ＫＨｚ〜１５５ＫＨｚ）について
掃引するので、振幅はデューティサイクル表３２４からの１９個の値を経て掃引
される。注意すべきことは、４０は１９によって割り切れないので、周波数掃引
を繰り返す場合は、第１周波数（１３５ＫＨｚ）は振幅値を３個もつということ
である。

【００９６】この工程は図１１の決定論理回路３０６を用い、周波数計数器及び振幅計数器
を作動させて実施される。計数器３２６と３２８は出力ライン３１４の交代信号
の周期ならびにデューティサイクルを制御する。根本的に、２基の８ビット予荷
重可能計数器３２６と３２８は、発振器３０８によって発せられた２０ＭＨｚク
ロック信号を、２つの表３２２と３２４からの値によって分割し、出力信号の周
期とデューティサイクルを制御する。周波数計数器は２０ＭＨｚクロック信号を
、１３５ＫＨｚと１５５ＫＨｚ間の値に下げて分割する。２６．２マイクロセカ
ンド毎に決定論理回路は、周期表３２２からの次の周波数値を得て計数器をリセ
ットし、そしてこの値を予荷重計数ラインを経て周波数計数器３２６に負荷する
。この負荷は適当なカウントダウン値により計数器３２６に再負荷する。

【００９７】これと同時に、表３２４から新しいデューティサイクル値が得られ、振幅計数
器３２８に負荷される。デューティサイクル値はライン３１４の出力信号のパル
ス幅を１．４マイクロセカンドと５．０マイクロセカンドの間の値に変える。こ
のデューティサイクルは出力信号の振幅を制御し、周期が長引けば一層大きい振
幅が得られる。

【００９８】ライン３１４の出力信号はディジタル信号であり、この信号は出力駆動装置２
１６を経て適用されパワーＭＯＳＦＥＴ３１６の導電状態を制御する。計数器３
２６と３２８はフリップ／フロップ３１４の操作を制御し、このフリップ／フロ
ップ３１４は矩形波形出力信号を生じ、この矩形波形出力信号は、２基の計数器
３２６と３２８によって決められるように、また図１２の３４０と３４４に示す
ように、周波数とデューティサイクルを変える。

【００９９】本発明について、現在好適な実施態様であると考えられる態様について説明し
てきたが、本発明は開示した実施態様に限定するものではないことを理解すべき
である。その反対に、本発明は添付の特許請求の範囲のもつ思想と範囲に収まっ
ている各種改変ならびに等価の構成を覆うことを意図するものである。以下の特
許請求の範囲は、あらゆるこのような改変ならびに等価の形態や機能を包括する
ように最も広範な解釈に適うものである。

【０１００】（産業利用性）この出願書で述べられている本発明の噴霧化システムは、例えば空気清浄器、
香水もしくは殺虫剤などを、所定の如何なる環境に対しても、長周期にわたって
自動散布するために使用可能であり、この散布作業は、噴霧器（ディスペンサ）
を駆動する電池の使用寿命を超えて、散布する雰囲気に対して等量の液体を均一
に散布するという利点ををもっている。更に、噴霧器は電池の再充電と交換によ
って思いのままに再使用可能であり、そのため、使用者は散布液体を所望の通り
変更することができるのであり、付加的な利点として、使用者個人の好み、有効
性もしくは室の広さに対して所望のレベルに散布液体の量を変えて噴霧化の強度
すなわち効果を所望のレベルに調節可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が使用される噴霧化装置の切断立面図である。

【図２】本発明による図１の装置の動作を示すタイミング図である。

【図３】本発明による制御システムの要素の配置構成を示す概略ブロック図で
ある。

【図４】好ましい実施例による圧電噴霧器に適した回路基板の一部の斜視図で
ある。

【図５】オリフィス板の表面に導くのに適した液体容器と液体運搬手段の斜視
図である。

【図６】一体組付の際における液体容器、送り手段及び圧電素子の関係を示し
た断面図である。

【図７】図６において、この円内に納められた範囲の細部拡大図である。

【図８】圧電素子と、好ましい実施例のシャーシに実装されたプリント基板の
上面図である。

【図９】本発明の好ましい実施例に適した圧電ポンプ・アセンブリを非常に簡
略化した断面図である。

【図１０】圧電素子を駆動する好ましい制御回路のブロック図である。

【図１１】図１０のステート機械の詳細図である。

【図１２】制御回路の出力信号の変調をグラフで描いた図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年３月１３日（２００１．３．１３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヘディングス、レオン、エム．アメリカ合衆国 44691 オハイオ州ウースターミルブルックロード 3956 (72)発明者クラーク、ジョージ、エー．アメリカ合衆国 43035 オハイオ州ルイスセンターウェイヴァリープレイスドライヴ 3799 (72)発明者ネイヴィン、エリック、アール．アメリカ合衆国 43015 オハイオ州デラウェアキャンベルストリート 104 (72)発明者ジェイムズ、トッド、エル．アメリカ合衆国 43229 オハイオ州コロンバスグウィネヴィアドライヴ 6679 Ｆターム(参考） 4D074 AA02 BB03 DD09 DD23 DD32 4D075 AA00 AA87 EA06 EA60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】噴霧化される液体が供給されるオリフィス板が振動して、そ
の表面から前記液体を、細かい液体粒子の形式で運ぶタイプの振動性液体噴霧器
を動作させる方法であって、前記液体の噴霧化を起こすために、最初に、比較的に大きい振幅で前記オリフ
ィス板を振動させる工程と、その後、前記噴霧化を持続させる程度の比較的に小さい振幅で前記オリフィス
板を振動させる工程と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】比較的に小さい振幅で前記オリフィス板を振動させた後で、
所定の期間の間、前記オリフィス板の振動を終了させ、その後、さらに大きい振
幅で、次にさらに小さい振幅で前記オリフィス板を振動させる工程を繰り返すこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記オリフィス板を振動させる前記工程が、時間とともに概
ね指数関数的に減少する振幅で前記オリフィス板を振動させることで実行される
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】前記オリフィス板を振動させる前記工程の間、振動数が、前
記オリフィス板を含む振動システムの固有共振振動数の倍振動を含む振動数範囲
にわたって変えられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】前記工程を実行している間、前記振動数範囲にわたって、振
動数が数回、掃引されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】圧電作動素子が、交流電圧により付勢されて、膨張、収縮し
、それにより、噴霧化される液体が供給されるオリフィス板を振動させて、前記
オリフィス板の振動が、前記液体を噴霧化して、前記オリフィス板から前記液体
を、エアロゾル化した細かい液体粒子の形式で噴出させるようにするタイプの圧
電振動性液体噴霧器を動作させる方法であって、前記液体の噴霧化を起こすために、最初に、高い交流電圧を前記圧電作動素子
に印加して、前記圧電作動素子に、大きい振幅でオリフィス板を振動させる工程
と、その後、前記噴霧化を持続させるために、さらに低い交流電圧を前記圧電作動
素子に印加する工程と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】高い交流電圧を印加し、その後、さらに低い交流電圧を印加
する前記工程が、後に休止期が続く駆動期の間に一回実行されることと、前記工
程が、前記休止期の後に続く駆動期の間、繰り返されることを特徴とする請求項
６記載の方法。
【請求項８】最初に高い交流電圧を印加し、その後、さらに低い交流電圧
を印加する前記工程が、前記圧電作動素子に、最初は高いが、概ね指数関数的に
低下する交流電圧を印加することで実行されることを特徴とする請求項６記載の
方法。
【請求項９】前記オリフィス板を含む振動システムの固有共振振動数の倍
振動を含む振動数範囲にわたって前記交流電圧の周波数を変える工程を、駆動期
の間に、さらに含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】前記交流電圧の周波数を変える工程が、前記駆動期の間に
、数回、前記振動数範囲にわたって前記交流電圧の周波数を前後に掃引すること
で実行されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】最初に高い交流電圧を印加し、その後、さらに低い交流電
圧を印加する工程が、連続する駆動期の合間の期間中にコンデンサを充電し、前
記駆動期の間に前記コンデンサを放電させ、前記駆動期の間に前記コンデンサの
両端の電圧に相当する交流電圧を発生させ、前記交流電圧を前記圧電素子に印加
することにより、実行されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１２】最初に高い交流電圧を印加し、その後、さらに低い交流電
圧を前記圧電作動素子に印加する工程が、他端が前記圧電作動素子に接続されて
いるコイルの一端に減少直流電圧を印加し、同時に、前記コイルのうち、前記一
端にもっとも近い小さい方の部分を、各駆動期の間に、高いレートにて高速でア
ースに接続し、アースから切り離すことにより、実行されることを特徴とする請
求項７記載の方法。
【請求項１３】前記高速の接続と切離しが、前記オリフィス板と前記圧電
アクチュエータを含むシステムの固有共振振動数の倍振動を含む可変レートにて
実行されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】前記コイルの前記部分をアースに接続する期間が、互いに
等しいことと、前記コイルの前記部分をアースから切り離す期間が様々であるこ
とを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１５】最初に高い交流電圧を印加する工程には、電池を、コイル
とダイオードを通じてコンデンサに接続して、前記コイルと前記ダイオードの間
の一点を次々にアースに接続し、アースから切り離して、前記電池の電圧よりも
高い調整電圧まで前記コンデンサを充電する工程が含まれることを特徴とする請
求項７記載の方法。
【請求項１６】前記コンデンサを充電するのに必要な期間が、駆動期を大
幅に超えることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】接続し、切り離す前記工程が、各休止期の後で開始されて
、所定の駆動期の間、続くことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１８】前記コイルと前記ダイオードの間の前記一点をアースに接
続し、アースから切り離す期間の長さを決め、また所定の期間を超える前記期間
に応じて、前記電池をアースに接続して、その電池を完全に放電させる工程をさ
らに含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１９】所定の期間を超える前記接続および切離しに応じて、前記
圧電作動素子に交流電圧をさらに印加するのを防止する工程をさらに含むことを
特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】オリフィス板と、噴霧化される液体を前記オリフィス板に供給するようになっている液体導管と
、液体の噴霧化を起こすために、最初に、駆動期の間、大きい振幅で前記オリフ
ィス板を振動させ、その後、同一駆動期の間、前記噴霧化を持続させる程度の比
較的に小さい振幅で前記オリフィス板を振動させる目的で連結された振動アクチ
ュエータと、を備えることを特徴とする振動性液体噴霧器。
【請求項２１】前記振動アクチュエータには、前記駆動期後に、所定の期
間の間、前記オリフィス板の振動を終了させ、その後、大きい振幅で、次にさら
に小さい振幅で前記オリフィス板を振動させる工程を繰り返すコントローラが含
まれることを特徴とする請求項２０記載の振動性液体噴霧器。
【請求項２２】前記コントローラが、前記駆動期の間、時間とともに概ね
指数関数的に減少する振幅で前記オリフィス板を振動させるように構成されてい
ることを特徴とする請求項２１記載の振動性液体噴霧器。
【請求項２３】前記オリフィス板を含む振動システムの固有共振振動数の
倍振動を含む振動数範囲にわたって振動数が変わるようなやり方で前記オリフィ
ス板を振動させる目的で連結された振動数掃引要素が前記コントローラに含まれ
ることを特徴とする請求項２１記載の振動性液体噴霧器。
【請求項２４】前記振動数掃引要素が、前記駆動期の間、前記振動数範囲
にわたって、振動数を数回、掃引させるように構成されていることを特徴とする
請求項２３記載の振動性液体噴霧器。
【請求項２５】振動するように装架されたオリフィス板と、オリフィス板が振動しているときに前記オリフィス板に液体を供給するように
なっている液体供給導管と、圧電作動素子が膨張し、収縮するときに前記オリフィス板を振動させる目的で
、前記オリフィス板に結合された前記圧電作動素子と、駆動期の間、前記圧電作動素子に交流電圧を供給して、前記圧電作動素子を膨
張させ、収縮させ、それにより前記オリフィス板を振動させて、前記液体を噴霧
化し、前記液体を、エアロゾル化した細かい液体粒子の形式で吐き出すようにす
る目的で接続された電力供給システムであって、前記液体の噴霧化を起こすため
に、最初に前記圧電作動素子に高い交流電圧を印加して、前記圧電作動素子に、
大きい振幅で前記オリフィス板を振動させ、その後、前記噴霧化を持続させるた
めに、さらに低い交流電圧を前記圧電作動素子に印加する目的で接続された回路
を含む電力供給システムと、を備えることを特徴とする振動性液体噴霧器。
【請求項２６】前記駆動期後の休止期の間に前記アクチュエータへの交流
電圧の印加を終了し、その後、引き続く駆動期の間に、前記アクチュエータへの
交流電圧の印加を再開するように接続され、かつ仕組まれたタイマおよびスイッ
チが、前記電力供給システムに含まれることを特徴とする請求項２５記載の振動
性液体噴霧器。
【請求項２７】最初は駆動期の始まりに高いが、前記駆動期中は概ね指数
関数的に低下する電圧を供給できる電圧供給回路が前記電力供給システムに含ま
れることを特徴とする請求項２６記載の振動性液体噴霧器。
【請求項２８】前記オリフィス板を含む振動システムの固有共振振動数の
倍振動を含む振動数掃引範囲を有する可変周波数発振回路が前記電力供給システ
ムに含まれることと、前記発振回路が、可変周波数信号を前記加動素子に印加す
る目的で接続されることを特徴とする請求項２５記載の振動性液体噴霧器。
【請求項２９】前記可変周波数発振器の振動数掃引レートが、前記駆動期
の間に、数回、前記振動数範囲にわたって前記交流電圧の周波数を前後に掃引す
るようなものであることを特徴とする請求項２８記載の振動性液体噴霧器。
【請求項３０】前記電力供給システムが、電荷供給コンデンサと、連続す
る駆動期の合間の期間中に前記電荷供給コンデンサを再充電する目的で接続され
た充電回路およびタイミング回路とを含み、また前記電荷供給コンデンサが、前
記駆動期の間に前記圧電アクチュエータに駆動電圧を供給しながら放電する目的
で接続され、さらに交流電圧発生回路を含んで、前記駆動期の間に前記コンデン
サの両端の放電電圧に相当する交流電圧を発生させ、また前記交流電圧を前記圧
電素子に印加することを特徴とする請求項２５記載の振動性液体噴霧器。
【請求項３１】一端が減少電圧源に接続され、また他端が前記圧電アクチ
ュエータに接続されているコイルと、前記コイルのうち、前記一端にもっとも近
い小さい方の部分を、各駆動期の間に、高いレートにて高速でアースに接続し、
アースから切り離す目的で接続されたスイッチング回路とが前記電力供給システ
ムに含まれることを特徴とする請求項２５記載の振動性液体噴霧器。
【請求項３２】周波数が、前記オリフィス板と前記圧電アクチュエータを
含むシステムの固有共振振動数を含む可変レートにて前記高速の接続と切離しを
実行するものである発振器により動作させる目的で、前記スイッチング回路が接
続されていることを特徴とする請求項３１記載の振動性液体噴霧器。
【請求項３３】前記スイッチング回路が、前記の接続と切離しを適正なパ
ターンに従わせて、前記コイルの前記部分をアースに接続する期間が互いに等し
くなるようにしていることと、前記コイルの前記部分をアースから切り離す期間
が様々であることを特徴とする請求項３１記載の振動性液体噴霧器。
【請求項３４】前記電力供給システムが、電池、コイル、電荷供給コンデ
ンサに電流を供給する目的で接続された互いに直列接続のダイオードとコンデン
サ、前記コイルと前記ダイオードの間の一点から接続されたスイッチ、および、
前記電荷供給コンデンサの電圧が、第１のさらに低い電圧よりも降下すると、次
々と前記スイッチを開閉し、また前記電荷供給コンデンサの電圧が、第２のさら
に高い電圧を超えると、前記スイッチを開放しておく目的で接続されたスイッチ
動作回路を含むことを特徴とする請求項２５記載の振動性液体噴霧器。
【請求項３５】前記コイルと前記電荷供給コンデンサの大きさを適正に選
んで、振動性液体噴霧器の駆動期を大幅に超える期間にわたって前記電荷供給コ
ンデンサの充電が続くようにしていることを特徴とする請求項３４記載の振動性
液体噴霧器。
【請求項３６】前記コイルの小さい方の部分を高速で接続し、切り離す目
的で接続された前記スイッチング回路が、各休止期の後で始動し、また所定の駆
動期の間続くようになっていることを特徴とする請求項３１記載の振動性液体噴
霧器。
【請求項３７】前記スイッチの前記連続する開閉の期間を測定し、また所
定の期間を超える前記期間に応じて、前記電池をアースに接続して前記電池を完
全に放電させる目的で接続されたタイマが、前記電力供給システムにさらに含ま
れることを特徴とする請求項３４記載の振動性液体噴霧器。
【請求項３８】前記スイッチの、所定の期間を超える前記開閉の期間に応
じて動作させるようになっていて、動作すると前記加動素子への交流電圧の供給
を終了させるように接続されている別のスイッチをさらに含むことを特徴とする
請求項３７記載の振動性液体噴霧器。
【請求項３９】液体を供給するのに適した噴霧器であって、供給される液体を入れるための室と、前記液体と振動連通している圧電素子と、前記圧電素子を駆動する被変調信号を提供するのに適した回路と、を備えることを特徴とする噴霧器。
【請求項４０】前記信号が振幅変調できることを特徴とする請求項３９記
載の噴霧器。
【請求項４１】前記信号振幅が、大きいレベルから小さいレベルまで様々
であることを特徴とする請求項４０記載の噴霧器。
【請求項４２】前記信号振幅が、所定の値に基づいて変調できることを特
徴とする請求項４０記載の噴霧器。
【請求項４３】前記信号が周波数変調できることを特徴とする請求項３９
記載の噴霧器。
【請求項４４】前記信号周波数が、所定の値に基づいて変調できることを
特徴とする請求項４３記載の噴霧器。
【請求項４５】液体を噴霧化する方法であって、噴霧化される液体、前記
液体用の容器、前記液体を振動させる圧電素子、前記圧電素子が被変調信号によ
り駆動される改良を提供する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項４６】前記信号が振幅変調されることを特徴とする請求項４５記
載の方法。
【請求項４７】前記信号が周波数変調されることを特徴とする請求項４５
記載の方法。