JP5014872B2 - 液体吐出装置用カートリッジおよびそれを備えた液体吐出装置 - Google Patents

Description

この発明は、一般的には液体吐出装置用のカートリッジおよびそれを備えた液体吐出装置に関し、特定的には、複数の種類の液体について、それぞれ所定量の液体を吐出するための液体吐出装置に用いられるカートリッジおよびそれを備えた液体吐出装置に関する。

従来、液体を吐出する装置においては、液体を収容する容器内の液体を替えることによって、吐出される液体を変更することができる。液体の種類の変更は、本体に接続されている、液体を収容する容器ごと変更することによって行なわれる。一回当たりの吐出量や、一定時間当たりに必要とされる吐出量は、液体の種類によって異なるため、容器の内部に収容されている液体の種類を判別して、液体吐出用装置の本体が吐出量を調整する。

例えば、特開２００５−２２４５０３号公報（特許文献１）に記載されている香料等噴射装置は、カートリッジの内部に充填されている香料または有効成分の種別を香料等噴射装置が検知するための被検知部をカートリッジに設けている。香料等噴射装置の検知部が被検知部を読み取ってカートリッジに格納されている香料または有効成分を識別し、所定量の香料または有効成分を噴射するために駆動信号を制御する。
特開２００５―２２４５０３号公報

しかしながら、特開２００５−２２４５０３号公報（特許文献１）に記載されている香料等噴射装置のように、香料等噴射装置の本体が、カートリッジから、カートリッジに充填されている香料または有効成分の情報を読み取るためには、カートリッジにＩＤタグなどを備える必要があり、製作費用が高くなる。また、本体の出荷時に想定された吐出量の管理しかできないので、新たな香料等に対応することができない。使用者がカートリッジの表示を読み取って本体に内容液の情報を入力する方法は、煩雑であるし、誤入力のおそれがある。

新しいカートリッジを装着するときには、ポンプの内部は空であるため液体の頭出しが必要になるが、頭出しのために捨て吐出するまで液体の吐出を行なうと、吐出する液体が香料の場合は余計なにおいや不必要に強いにおいが発生してしまう。また、液体が無駄に消費され、高価な香料や薬品の場合は、無駄な費用が発生する。

カートリッジを交換して新しいカートリッジを装着する場合、新しいカートリッジの内部に収容されている香料が、カートリッジの交換前に収容されていた香料と別の種類の香料であると、ポンプの内部にカートリッジ交換前の香料が少しでも残っていると香料のにおいが混ざって、カートリッジ交換後の香料の本来の香りを発生させることができない。カートリッジに収容されている液体が薬品の場合は、新しいカートリッジに収容されている薬品と、ポンプ内に残っている薬品とが化学反応を起こす可能性がある。そのため、カートリッジの交換時にポンプや配管の洗浄が必要である。

また、現在装着されているカートリッジを収容されている液体が異なるカートリッジと交換することによって、異なる液体をポンプから吐出することができるが、ポンプの材料をカートリッジに収容される全ての液体に耐える材料で構成する必要がある。

カートリッジの内部に残っている液体が古くなるなどしてそのカートリッジを続けて使用することができなくなった場合は、ポンプや配管内に残っている液体を排出して、配管やポンプの内部を洗浄してから新たなカートリッジを装着しなければならない。このとき、ポンプや配管内から排出する香料等の液体をそのまま放置することはできないので、排出された液体を回収する必要がある。

また、ポンプや配管内で、液体の変質による詰まりなどが発生した場合には、洗浄用の液等で洗う必要がある。このように、作業が繁雑である。

カートリッジの装着時には、カートリッジから配管、ポンプまでの経路に空気が混入する場合があるが、ポンプ内に空気が混入していると、所定量の液体が吐出されないことがある。

そこで、この発明の目的は、液体吐出装置が液体の種類を判別する必要なく所定量の液体を吐出することが可能であり、吐出させる液体を簡単に交換することができる液体吐出装置用カートリッジおよびそれを備えた液体吐出装置を提供することである。

この発明に従った液体吐出装置用カートリッジは、液体を収容するための容器と、外部から与えられる駆動信号によって駆動されて、容器内の液体を外部に吐出するためのポンプとを備えている。ポンプは、ポンプ室と、外部から与えられる一定の駆動信号に応じて外部に吐出する液体の量を決定する吐出量決定要素とを有する。外部から与えられる一定の駆動信号は、ポンプを駆動するための一定の交流駆動電圧を有する駆動信号である。吐出量決定要素は、外部から与えられた一定の駆動信号の交流駆動電圧をポンプに供給するための電圧に変更する電圧決定要素と、ポンプ室の容積を変化させるための振動板と、振動板を振動させるための圧電素子とを含む。さらに、この発明に従った液体吐出装置用カートリッジは、駆動信号において所要のサイクル数を選択することによって、圧電素子に供給される電力を調整する選択手段をさらに備えている。

このように、液体吐出装置用カートリッジがポンプを備え、そのポンプが吐出量決定要素を有するので、液体の種類に応じて吐出量を決定するために、液体吐出装置は容器内部に収容されている液体の種類を読み取る手段を備える必要がない。容器の内部に収容される液体が新しい液体であっても、液体吐出装置を、新しい液体に対応することができるように変更する必要がない。また、液体吐出装置は、容器の内部に収容されている液体の種類によって個別に吐出量の制御をする必要がないので、制御が簡単になる。

さらに、液体を収容するための容器とポンプとが液体吐出装置用カートリッジとして一体であるので、従来のように、ポンプから吐出する液体の種類を変更する場合や、古くなって使用を続けることができなくなった液体吐出装置用カートリッジを別のカートリッジに交換する場合に、ポンプの内部を洗浄する必要がない。また、従来のように、液体が収容される容器を交換した場合に、容器とポンプとの間に空気が残り、ポンプ内に空気が入った状態からポンプ内に液体を吸い込む自給をする必要がない。ポンプ内に空気等が混入することがないので、ポンプの内部を清潔に保つことができ、吐出量が不安定になることがない。容器とポンプの内部の液体が変質して、液体吐出装置用カートリッジの内部において詰まりが発生した場合にも、容器とポンプとが一体に構成されているので、ポンプの内部を洗浄する必要がない。

また、容器の内部に収容する液体に最適な材料で、それぞれの液体吐出装置用カートリッジのポンプを構成することができる。

また、液体吐出装置用カートリッジを液体吐出装置に接続して直ちに液体を吐出することができる状態や、一定の駆動信号によって液体の頭出しができるようにした状態で出荷することができるので、液体を無駄にする必要がなく、不必要なにおいが発生することもない。

このようにすることにより、液体吐出装置が液体の種類を判別する必要なく所定量の液体を吐出することが可能であり、吐出させる液体を簡単に交換することができる液体吐出装置用カートリッジを提供することができる。

この発明に従った液体吐出装置用カートリッジにおいては、ポンプは、ポンプ室と、外部から与えられる一定の駆動信号に応じて外部に吐出する液体の量を決定する吐出量決定要素とを有する。また、ポンプに含まれる吐出量決定要素は、ポンプ室の容積を変化させるための振動板と、振動板を振動させるための圧電素子とを含む。

このようにすることにより、ポンプを簡単に駆動することができる。また、ポンプ製作の費用を抑えることができる。

この発明に従った液体吐出装置用カートリッジにおいては、外部から与えられる一定の駆動信号は、ポンプを駆動するための一定の交流駆動電圧を有する駆動信号であり、吐出量決定要素は、外部から与えられた一定の駆動信号の交流駆動電圧をポンプに供給するための電圧に変更する電圧決定要素と、振動板と、圧電素子とを含む。

このようにすることにより、吐出量を容易に決定することができる。

さらに、この発明に従った液体吐出装置用カートリッジは、選択手段をさらに備えている。選択手段は、駆動信号において所要のサイクル数を選択することによって、圧電素子に供給される電力を調整する。

この発明に従った液体吐出装置用カートリッジにおいては、吐出量決定要素は、振動板の材料または形状を含むことが好ましい。

この発明に従った液体吐出装置用カートリッジにおいては、吐出量決定要素は、ポンプ室の容積を変更するための容積変更部材を含むことが好ましい。

この発明に従った液体吐出装置用カートリッジは、容器からポンプ室に液体を吸入するための吸入口と、吸入口において液体の流れを調節するための吸入側逆止弁と、ポンプ室の内部からポンプ室の外部に液体を吐出する吐出口と、吐出口において液体の流れを調節するための吐出側逆止弁と備え、吐出量決定要素は、吸入側逆止弁および／または吐出側逆止弁の硬さを含むことが好ましい。吸入側逆止弁および／または吐出側逆止弁の硬さは、好ましくは、ジュロメータ硬さで表した硬度である。

この発明に従った液体吐出装置用カートリッジは、容器からポンプ室に液体を吸入するための吸入口と、吸入口において液体の流れを調節するための吸入側逆止弁と、ポンプ室の内部からポンプ室の外部に液体を吐出する吐出口と、吐出口において液体の流れを調節するための吐出側逆止弁と、吸入口および／または吐出口が形成される壁部とを備え、吸入側逆止弁および／または吐出側逆止弁は、壁部に押圧されて、それぞれ、吸入口および／または吐出口を閉塞することが可能であるように構成され、吐出量決定要素は、吸入側逆止弁および／または吐出側逆止弁が壁部に押圧されるときの押圧の大きさを含むことが好ましい。

このようにすることにより、簡単に吐出量を決定することができる。

この発明に従った液体吐出装置は、本体と、本体に接続される、上記のいずれかの液体吐出装置用カートリッジを備えることが好ましい。

このようにすることにより、本体側では液体吐出装置用カートリッジ内に収容されている液体の種類について判断する必要なく、簡単に、その液体に応じた量を吐出することができる。

以上のように、この発明によれば、液体吐出装置が液体の種類を判別する必要なく所定量の液体を吐出することが可能であり、吐出させる液体を簡単に交換することができる液体吐出装置用カートリッジおよびそれを備えた液体吐出装置を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態として、カートリッジの全体を示す断面図である。

図１に示すように、液体吐出装置用詰替容器としてカートリッジ１００は、タンク部１００ａとポンプ部１００ｂとを備える。ポンプ部１００ｂは、流路としてのポンプ室１１０と、外部からポンプ室１１０に液体を吸入するための吸入口３１０と、吸入口３１０において液体の流れを調節するための吸入側逆止弁５００と、ポンプ室１１０の内部からポンプ室１１０の外部の流路としての吐出管２０２に液体を吐出する吐出口３２０と、吐出口３２０において液体の流れを調節するための吐出側逆止弁６００と、壁部として、ポンプ室１１０の容積を変化させるための振動板２１０と、吐出量決定要素として、振動板２１０と、振動板２１０を振動させるための圧電素子２１１と、電圧決定要素として電気抵抗７１０と電気抵抗７２０を備え、吸入側逆止弁５００は、頭部５０１に形成された突起として頂部５０３が振動板２１０に接触するようにポンプ室１１０に組み込まれている。

吸入側逆止弁５００を介して液体が吸入され、吐出側逆止弁６００を介して液体が吐出されるまでの空間がポンプ室１１０であり、吸入側逆止弁５００と吐出側逆止弁６００は、それぞれ、壁部としてのハウジング３００に形成された吸入側弁座３３０と吐出側弁座４００に取り付けられている。ポンプ室１１０の底面は振動板２１０によって形成されている。振動板２１０の端部は、ハウジング３００と振動板側ケース２１２との間に挿入されて固定されている。振動板２１０の下面には、圧電素子２１１が接着されている。圧電素子２１１の下部には、空間が設けられ、圧電素子２１１は上下に振動することができる。ハウジング３００の上部には、吸入吐出側ケース２００が取り付けられており、吸入吐出側ケース２００の内部に吐出管２０２が形成されている。ハウジング３００と吸入吐出側ケース２００との間には８の字Ｏリング１０３が配置されて密閉され、ハウジング３００と振動板側ケース２１２との間にはＯリング１０４が配置されて密閉されている。

吸入側逆止弁５００と吐出側逆止弁６００は、弁の軸を含む縦断面が、相対的に断面積が大きい頭部と相対的に断面積が小さい脚部を有し、開いた傘のような形状をしている。

吸入側逆止弁５００は、扁平な頭部５０１を下に向け、棒状の脚部５０２を上に向けて、脚部５０２がハウジング３００に取り付けられていることによってポンプ室１１０に組み込まれている。脚部５０２は、先端がほぼ平らであり、ハウジング３００に形成された吸入側弁座３３０の凹部３３２に受容されて保持されている。吸入側逆止弁５００の頭部５０１の頂部５０３は、頭部５０１から突出して形成された突起であり、振動板２１０に接している。

吐出側逆止弁６００は、扁平な頭部６０１を上に向け、棒状の脚部６０２を下に向けて、脚部６０２がハウジング３００に取り付けられていることによって、ポンプ室１１０に組み込まれている。脚部６０２は、先端がほぼ平らであり、ハウジング３００に形成された吐出側弁座４００の凹部４０２に受容されて保持されている。吐出側逆止弁６００の頭部６０１は、頂部６０３が、吐出管２０２の壁部を形成する壁部としての吸入吐出側ケース２００の内壁に形成された突起２０１に接している。この実施の形態では、例えば、吸入側逆止弁５００の直径は５ｍｍ、圧電素子２１１の直径は１７ｍｍとする。

ポンプ室１１０の上部には、タンク部１００ａが配置されており、タンク部１００ａの内部には液体１０２が貯留されている。タンク部１００ａの下部と吸入吐出側ケース２００の上部は開口部１０５によって連結されており、液体１０２は開口部１０５を通って吸入口３１０に入る。

圧電素子２１１に交流電圧を印加することによって、交流電圧の周波数に対応する周波数で圧電素子２１１が振動する。

カートリッジ１００の外部から供給される交流電圧は、駆動用電極７０１と駆動用電極７０２を通して、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０によって電圧が変更されて、圧電素子２１１に印加される。電圧決定要素としては、昇圧回路としてトランスを用いてもよい。トランスは、減圧回路として用いることもできる。

この圧電素子２１１の振動と連動して、圧電素子２１１に接着されている振動板２１０が振動し、ポンプ室１１０の容積を変化させる。振動板２１０が上下どちらにも変位していないときには、吸入側逆止弁５００の頭部５０１が吸入口３１０を閉じ、吐出側逆止弁６００の頭部６０１が吐出口３２０を閉じている。

図２は、この発明の第１実施形態のカートリッジに用いられる吐出側逆止弁（Ａ）と、突起（Ｂ）と、吐出側弁座の上面（Ｃ）を示す図である。

図２の（Ａ）に示すように、吐出側逆止弁６００は、扁平な頭部６０１と棒状の脚部６０２を有する。頭部６０１の上面は平らで、頭部６０１の中央部には、吸入吐出側ケース２００の内壁に形成される突起２０１に接触するための突出した頂部６０３を有する。

図２の（Ｂ）に示すように、吐出管２０２（図１）の壁部を形成する吸入吐出側ケース２００（図１）の内壁に形成された突起２０１は、円柱形状である。吐出側逆止弁６００がカートリッジ１００のポンプ部１００ｂに組み込まれると、突起２０１の下面が吐出側逆止弁６００の頂部６０３を押圧する。

図２の（Ｃ）に示すように、吐出側弁座４００には、吐出側逆止弁６００の脚部６０２を受容するための凹部４０２と、凹部４０２を取り囲むようにして複数の吐出口３２０が形成されている。

図３は、この発明の第１実施形態のカートリッジに用いられる吐出側逆止弁と吐出側逆止弁の周辺の断面を示す図である。図３の（Ａ）は、吐出側逆止弁が吐出側弁座に挿入される前の状態を示し、図３の（Ｂ）は、吐出側逆止弁が吐出側弁座に挿入されてハウジングに組み込まれた状態を示す。

図３の（Ａ）に示すように、吐出側逆止弁６００は、扁平な頭部６０１と棒状の脚部６０２を有する。頭部６０１の上面は平らで、頭部６０１の中央部には、吸入吐出側ケース２００の内壁に形成される突起２０１（図１）に接触するための突出した頂部６０３を有する。吐出側弁座４００は、ハウジング３００内に形成されており、吐出側逆止弁６００の脚部６０２を受容するための凹部４０２を有する。吐出側弁座４００の上面には、吐出側逆止弁６００の頭部６０１の下面が接するための凹面４０１が形成されている。凹面４０１は、吐出側逆止弁６００の脚部６０２を受容するための凹部４０２側で凹んだ球の内面のような傾斜に形成されている。

図３の（Ｂ）に示すように、吐出側逆止弁６００の脚部６０２が吐出側弁座４００の凹部４０２に上方から挿入されて、吐出側逆止弁６００が吐出側弁座４００に組み込まれる。また、吐出管２０２（図１）の内壁に形成された突起２０１が、吐出側逆止弁６００の頂部６０３を上方から押圧するようにして、吐出側逆止弁６００を固定している。このようにすることにより、吐出側逆止弁６００の頭部６０１が弾性変形し、頭部６０１においては、吐出管２０２の突起２０１側に凹面が形成され、吐出側弁座４００側に脚部６０２を中心にして凸面が形成されて、頭部６０１の周辺部は、吐出側弁座４００に密着する。

この実施形態のカートリッジ１００においては、吸入側弁座３３０も吐出側弁座４００と同様に、ハウジング３００内に形成されており、吸入側逆止弁５００の脚部５０２を受容するための凹部３３２を有する（図１）。吸入側弁座３３０の下面には、吸入側逆止弁５００の頭部５０１の上面が接するための凹面３３１が形成されている。凹面３３１は、吸入側逆止弁５００の脚部５０２を受容するための凹部３３２側で凹んだ球の内面のような傾斜に形成されている。吸入側弁座３３０には、吸入側逆止弁５００の脚部５０２を受容するための凹部３３２を取り囲むようにして複数の吸入口３１０が形成されている。また、吸入側逆止弁５００は、扁平な頭部５０１と棒状の脚部５０２を有し、頭部５０１の上面の頂部５０３は突出した突起状に形成されている。吸入側逆止弁５００の脚部５０２が吸入側弁座３３０の凹部３３２に下方から挿入されて、吸入側逆止弁５００が吸入側弁座３３０に組み込まれる。また、振動板２１０が、吸入側逆止弁５００の頂部５０３を下方から押圧するようにして、吸入側逆止弁５００を固定している。このようにすることにより、吸入側逆止弁５００の頭部５０１が弾性変形し、頭部５０１においては、吸入側弁座３３０の下面に形成された凹面３３１に沿って、振動板２１０側に頂部５０３を中心にして凹面が形成され、吸入側弁座３３０側に脚部５０２を中心にして凸面が形成されて、頭部５０１の周辺部は、吸入側弁座３３０に密着する。

図４は、この発明の一つの実施の形態として、振動板を振動させてポンプ室の容積を変化させたときのカートリッジの動作を順に示す図である。

まず、図４（Ａ）は、ポンプ室内に液体を吸入するときのカートリッジのポンプ室周辺を示す断面図である。

図４（Ａ）に示すように、振動板２１０が下方向に変位すると、ポンプ室１１０の容積が大きくなる。ポンプ室１１０の容積が大きくなると、吸入側逆止弁５００の頭部５０１と吸入口３１０との間に隙間ができて、タンク部１００ａに溜められている液体１０２（図１）がポンプ室１１０内に流入する。このとき、吐出側逆止弁６００の頭部６０１によって吐出口３２０はふさがれており、ポンプ室１１０内に流入した液体が吐出口３２０から流出することはない。

次に、図４（Ｂ）は、ポンプ室内に吸入した液体を外部に吐出するときのカートリッジのポンプ室周辺を示す断面図である。

図４（Ｂ）に示すように、振動板２１０が上方向に変位すると、ポンプ室１１０の容積が小さくなる。ポンプ室１１０の容積が小さくなると、吸入側逆止弁５００の頭部５０１と吸入口３１０との間の隙間がふさがれて、タンク部１００ａ（図１）からポンプ室１１０には液体が流入しない。一方、吐出側逆止弁６００の頭部６０１と吐出口３２０との間に隙間ができて、ポンプ室１１０内の液体が吐出口３２０から吐出管２０２に流出し、吐出端２０３を通って外部に吐出される。

カートリッジ１００のポンプ部１００ｂは、図１に示すように振動板２１０の変位がない状態と、図４（Ａ）に示すようにポンプ室１１０の容積を大きくする方向に振動板２１０が変位している状態と、図４（Ｂ）に示すようにポンプ室１１０の容積を小さくする方向に振動板２１０が変位している状態と、を繰り返すことによって、タンク部１００ａ内の液体１０２をポンプ室１１０内に吸入し、外部に吐出する。

ここまでの例では、振動板２１０の変位が０の状態（図１）から、振動板２１０がポンプ室１１０の容積を大きくする方向に変位した状態（図４の（Ａ））に変化し、振動板２１０の変位が０の状態（図１）に戻り、続いて振動板２１０がポンプ室１１０の容積を小さくする方向に変位した状態（図４の（Ｂ））に変化し、振動板２１０の変位が０の状態（図１）に戻るまでの一連の動作の場合、すなわち１サイクル動作の場合を示したが、振動板２１０の変位が０の状態（図１）から、振動板２１０がポンプ室１１０の容積を大きくする方向に変位した状態（図４の（Ａ））に変化し、振動板２１０の変位が０の状態（図１）に戻る動作、すなわち半サイクル動作でも、ポンプ部１００ｂによる液体１０２の吸入と吐出が可能である。この場合は、１サイクルの半分程度の吐出量となる。同様に振動板２１０の変位が０の状態（図１）から、振動板２１０がポンプ室１１０の容積を小さくする方向に変位した状態（図４の（Ｂ））に変化し、振動板２１０の変位が０の状態（図１）に戻る動作、すなわち半サイクル動作でも、ポンプ部１００ｂによる吸入と吐出が可能であり、この場合も１サイクル動作の半分程度の吐出量となる。

なお、この実施の形態においての弁の径や圧電素子のサイズは本発明を限定するものでなく、微小流量を得るのに必要な同程度のサイズのすべてで有効である。

このように、振動板２１０によって吸入側逆止弁５００を固定する構造にすることによって、漏れのない動作が確実になる。

また、ポンプ室１１０の容積を非常に小さくすることができるため、１μＬ以下という微少な単位での吐出を行うことができるポンプを実現できる。さらに、ポンプ室１１０内に空気が入った状態であっても、ポンプ室１１０の容積が小さいため、１サイクル動作でポンプ室１１０内に十分な気圧差を作り出すことができる。このようにして、はじめの液の吸い込みから安定したポンプ動作を実現することができる。

さらに、吐出側逆止弁６００も吐出管２０２の壁に接する構造にすることで、吐出口３２０の付近の空間も小さくすることができる。したがって、ポンプ室１１０を含むポンプ部１００ｂの全体、または、吐出管２０２内に収容する液体１０２の体積が少なくなり、吸入から吐出までに必要な時間を短くすることができる。

図５は、この発明の第１実施形態として、図１に示すカートリッジを接続した液体吐出装置の制御関連の構成を示すブロック図である。

図５に示すように、本発明の液体吐出装置は、カートリッジ１００と、カートリッジ１００が接続される本体８００とを備える。本体８００は、商用電源９００に接続されている。本体８００の制御装置８１０は、駆動回数設定手段８３０から制御信号を受信する。また、制御装置８１０は、表示手段８４０と、選択手段８２０に制御信号を送る。

図６は、選択手段によって調整された電圧を模式的に示す図である。

カートリッジ１００のポンプ部１００ｂの圧電素子２１１は、商用電源９００から選択手段８２０を通して、選択手段８２０によって調整された電力を供給される。商用電源９００から供給される電圧を、図６（Ａ）に模式的に示す。図６（Ａ）の電圧は、選択手段８２０によって、図６（Ｂ）に示すように、任意の周期を選択される。図６（Ｂ）では、２周期が選択されているが、０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５（周期）など、任意の周期を選択することができる。

カートリッジ１００のタンク部１００ａには、この実施の形態においては、香料を貯留する。カートリッジ１００は、本体８００から外して別のカートリッジ１００と付け替えられることができる。カートリッジ１００としては、タンク部１００ａの内部に収容されている液体の種類が異なるカートリッジ（カートリッジ１、カートリッジ２、カートリッジ３・・・）のいずれかが用いられる。それぞれのカートリッジ（カートリッジ１、カートリッジ２、カートリッジ３・・・）が備える振動板２１０と圧電素子２１１と電気抵抗７１０と電気抵抗７２０は、それぞれ、材質、厚み、直径、電気抵抗の大きさなどが異なる。

圧電素子２１１の変位の周期は電圧の周期に一致し、圧電素子２１１の変位の大きさは電圧の大きさに比例し、圧電素子２１１の直径の２乗に比例し、圧電素子２１１の厚みの２乗に反比例する。そのため、圧電素子２１１に印加される電圧の大きさによってカートリッジ１００の吐出量が変化する。

図７は、圧電素子に印加する電圧と、交流の１サイクル（周期）当たりの吐出量との関係の一例を示す図である。

図７に示すような特性を持つ圧電素子２１１を用いると、例えば、交流の１サイクル（周期）あたり２．５μＬの液体を吐出する場合には、圧電素子２１１には６０Ｖの電圧を印加する必要がある。そのため、カートリッジ１００は、１００ｋΩの電気抵抗７１０と約２７ｋΩの電気抵抗７２０とを備える必要がある。また、例えば、交流の１サイクル（周期）あたり１．５μＬの液体を吐出する場合には、圧電素子２１１には４０Ｖの電圧を印加する必要がある。そのため、カートリッジ１００は、１００ｋΩの電気抵抗７１０と約７５ｋΩの電気抵抗７２０とを備える必要がある。また例えば、交流の１サイクル（周期）あたり４．５μＬの液体を吐出する場合には、圧電素子２１１には１００Ｖの電圧を印加する必要がある。そのため、カートリッジ１００は、０ｋΩの電気抵抗７１０と電気抵抗７２０とを備える必要がある。

例えば、直径が１７ｍｍの圧電素子は、６０Ｈｚに対する抵抗値が１００ｋΩであり、１００Ｖの電圧を印加すると１ｍＡの電流が流れる。このように、圧電素子の電気抵抗値が大きいので、駆動電極（７０１、７０２）（図１）の間に１００Ｖの交流電圧を印加する場合でも、駆動電極（７０１、７０２）の間には電流がわずかしか流れない。したがって、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０の抵抗値も、比較的大きくすることができる。駆動電極（７０１、７０２）の間に印加する電圧の大きさが一定であれば、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０の抵抗値が大きければ電気抵抗７１０と電気抵抗７２０に流れる電流が小さくなる。電気抵抗７１０と電気抵抗７２０に流れる電流が小さければ、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０において消費される電力が少なくなる。そのため、例えば１／４Ｗ規格の電気抵抗等、小型の電気抵抗を電気抵抗７１０と電気抵抗７２０として用いることができる。このようにすることにより、カートリッジ１００の製作費用を抑えることができる。また、吐出量をより少なくする場合には、圧電素子を小型にする。圧電素子を小型にすると、圧電素子の抵抗値が大きくなる。圧電素子の抵抗値が大きくなれば、分圧抵抗である電気抵抗７１０と電気抵抗７２０の抵抗値を大きくすることができる。電気抵抗７１０と電気抵抗７２０の抵抗値を大きくすることによって、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０を流れる電流が小さくなるので、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０において消費される電力が少なくなる。したがって、吐出量をより少なくする場合にも、小型の電気抵抗を用いることができるので、カートリッジ１００の製作費用を抑えることができる。

このように、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０の抵抗値が異なるカートリッジは、同じ交流１００Ｖの電圧を駆動電極（７０１、７０２）間に印加しても、異なる量の液体を吐出する。したがって、本体８００は、それぞれのカートリッジ（カートリッジ１、カートリッジ２、カートリッジ３・・・）のタンク部１００ａに収容されている液体を判別して、それぞれの液体に最適な吐出量を判断する必要がなく、一定の電圧を印加するだけで、それぞれのカートリッジに固有の量の液体が吐出される。

使用者は、駆動回数設定手段８３０を通して、芳香の強さを「弱」「標準」「強」のいずれかから選択して制御装置８１０に入力する。使用者によって入力された情報に基づいて、制御装置８１０は、１回の吐出当たりに圧電素子２１１に印加する交流電圧のサイクル数（周期数）を求めて、そのサイクル数（周期数）だけ交流電圧を圧電素子２１１に印加するように、選択手段８２０に制御信号を送信する。使用者によって入力された芳香の強さが「弱」「標準」「強」のとき、圧電素子２１１に印加される交流電圧は、それぞれ２周期、４周期、８周期である。交流電圧の周期は、圧電素子２１１と振動板２１０の振動の周期に一致する。

図８は、印加する電圧が２周期の場合（Ａ）と、４周期の場合（Ｂ）と、８周期の場合（Ｃ）の電圧を模式的に示す図である。

図８に示すように、使用者が選択した芳香の強さに応じて、異なる周期の電圧が圧電素子２１１に印加される。

表１に、複数のカートリッジ（カートリッジ１、カートリッジ２、カートリッジ３・・・）のそれぞれについて、タンク部１００ａの内部に収容されている液体の種類と、振動板２１０と圧電素子２１１と電気抵抗７１０と電気抵抗７２０によって決定されている１周期当たりの吐出量と、使用者が選択した芳香の強さに応じて１回の吐出で吐出される液体の量を示す。

表１に示すように、カートリッジ１には、１回あたり１０μＬの吐出量が標準である液体が収容されており、１周期の交流電圧を印加した場合には、２．５μＬの液体を吐出するように、吐出量が決定されている。カートリッジ２には、１回あたり１６μＬの吐出量が標準である液体が収容されており、１周期の交流電圧を印加した場合には、４μＬの液体を吐出するように、吐出量が決定されている。カートリッジ３には、１回あたり６μＬの吐出量が標準である液体が収容されており、１周期の交流電圧を印加した場合には、１．５μＬの液体を吐出するように、吐出量が決定されている。カートリッジ４には、１回あたり４μＬの吐出量が標準である液体が収容されており、１周期の交流電圧を印加した場合には、１μＬの液体を吐出するように、吐出量が決定されている。カートリッジ５には、１回あたり１２μＬの吐出量が標準である液体が収容されており、１周期の交流電圧を印加した場合には、３μＬの液体を吐出するように、吐出量が決定されている。カートリッジ６には、１回あたり２μＬの吐出量が標準である液体が収容されており、１周期の交流電圧を印加した場合には、０．５μＬの液体を吐出するように、吐出量が決定されている。

例えば、カートリッジ１を本体８００に接続した場合に、使用者が「標準」の芳香の強さを入力すると、圧電素子２１１には４周期の交流電圧が印加され、１周期あたり２．５μＬの液体が吐出されるので４周期で１０μＬの液体が吐出される。一方、カートリッジ２を本体８００に接続した場合に、使用者が「標準」の芳香の強さを入力すると、圧電素子２１１には４周期の交流電圧が印加され、１周期あたり４μＬの液体が吐出されるので４周期で１６μＬの液体が吐出される。

このように、液体吐出装置の本体８００は、使用者が入力した芳香の「弱」「標準」「強」の程度に応じて、２周期、４周期、８周期の１００Ｖの交流電圧を印加するだけでよく、それぞれのカートリッジに収容されている液体が何であるかは一切関知しなくてよい。カートリッジ１００側において、その内部に収容する液体に適した量を吐出するように吐出量が決定されているので、本体８００の製品化の後に、必要な吐出量が異なる液を吐出する必要が生じても、その液体を収容するカートリッジ１００側を変更することによって対応することができる。また、カートリッジ１００ごとに自由に吐出量を調整することができるので、どのカートリッジでも一律に一定量の液体を吐出させる液体吐出装置のようにカートリッジの内部に収容する液体を薄めたりする必要なく、それぞれの液体に適した濃度の液体をカートリッジ１００の内部に収容することができる。

このように、カートリッジ１００は、液体１０２を収容するためのタンク部１００ａと、外部から与えられる駆動信号によって駆動されて、タンク部１００ａ内の液体を外部に吐出するためのポンプ部１００ｂとを備え、ポンプ部１００ｂは、外部から与えられる一定の駆動信号に応じて外部に吐出する液体の量を決定する振動板２１０と圧電素子２１１と電気抵抗７１０と電気抵抗７２０を有する。

このようにすることにより、液体吐出装置の本体８００にはタンク部１００ａ内部に収容されている液体の種類を読み取る手段が不要となる。タンク部１００ａの内部に収容される液体が新しい液体であっても、液体吐出装置の本体８００を、新しい液体に対応することができるように変更する必要がない。また、液体吐出装置の本体８００は、タンク部１００ａの内部に収容されている液体の種類によって個別に吐出量の制御をする必要がないので、制御が簡単になる。

さらに、液体を収容するためのタンク部１００ａとポンプ部１００ｂとがカートリッジ１００として一体であるので、従来のように、ポンプ部１００ｂから吐出する液体の種類を変更する場合や、古くなって使用を続けることができなくなったカートリッジ１００を別の詰替タンク部１００ａに交換する場合に、ポンプ部１００ｂの内部を洗浄する必要がない。また、従来のように、液体が収容されるタンク部１００ａを交換した場合に、タンク部１００ａとポンプ部１００ｂとの間に空気が残り、ポンプ部１００ｂ内に空気が入った状態からポンプ部１００ｂ内に液体を吸い込む自給をする必要がない。ポンプ部１００ｂ内に空気等が混入することがないので、ポンプ部１００ｂの内部を清潔に保つことができ、吐出量が不安定になることがない。タンク部１００ａとポンプ部１００ｂの内部の液体が変質して、カートリッジ１００の内部において詰まりが発生した場合にも、タンク部１００ａとポンプ部１００ｂとが一体に構成されているので、ポンプ部１００ｂの内部を洗浄する必要がない。

また、タンク部１００ａの内部に収容する液体に最適な材料で、それぞれのカートリッジ１００のポンプ部１００ｂを構成することができる。

また、カートリッジ１００を液体吐出装置の本体８００に接続して直ちに液体を吐出することができる状態や、一定の駆動信号によって液体の頭出しができるようにした状態で出荷することができるので、液体を無駄にする必要がなく、不必要なにおいが発生することもない。

このようにすることにより、液体吐出装置の本体８００が液体の種類を判別する必要なく所定量の液体を吐出することが可能であり、吐出させる液体を簡単に交換することができるカートリッジ１００を提供することができる。

カートリッジ１００においては、ポンプ部１００ｂは、ポンプ室１１０と、ポンプ室１１０の容積を変化させるための振動板２１０と、振動板２１０を振動させるための圧電素子２１１とを備える。

このようにすることにより、ポンプ部１００ｂを簡単に駆動することができる。また、ポンプ部１００ｂの製作費用を抑えることができる。

カートリッジ１００においては、外部から与えられる一定の駆動信号は、ポンプ部１００ｂを駆動するための一定の駆動電圧であり、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０は、外部から与えられた一定の駆動電圧をポンプ部１００ｂに供給するための電圧に変更する電圧決定要素である。

このようにすることにより、吐出量を容易に決定することができる。

カートリッジ１００においては、電圧決定要素は、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０を含む。このようにすることにより、電圧決定要素の製作の費用を抑えることができる。

カートリッジ１００においては、電圧決定要素は、昇圧回路を含んでもよい。このようにすることにより、例えば、トランスなど、簡単な回路で吐出量を決定することができる。

カートリッジ１００においては、吐出量決定要素は、圧電素子２１１と振動板２１０を含む。このようにすることにより、簡単に吐出量を決定することができる。

また、液体吐出装置は、本体８００と、本体８００に接続されるカートリッジ１００を備える。

このようにすることにより、本体８００側ではカートリッジ１００内に収容されている液体の種類について判断する必要なく、簡単に、その液体に応じた量を吐出することができる。

（第２実施形態）
図９は、この発明の第２実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面図である。電気抵抗と回路は図示を省略している。

図９の（Ａ）と（Ｂ）に示すように、ポンプ部１００ｂは、吐出量決定要素として圧電素子２１１ａまたは圧電素子２１１ｂを備える。図９の（Ａ）に示されるポンプ部１００ｂが備える圧電素子２１１ａは、図９の（Ｂ）に示されるポンプ部１００ｂが備える圧電素子２１１ｂよりも厚みが大きい。

圧電素子（２１１ａ，２１１ｂ）の変位量は、原理的には圧電素子（２１１ａ，２１１ｂ）の直径の２乗に比例し、厚みの２乗に反比例する。したがって、圧電素子（２１１ａ，２１１ｂ）の厚みを薄くして吐出量を増加させ、圧電素子（２１１ａ，２１１ｂ）の厚みを厚くして吐出量を減少させることができる。また、圧電素子（２１１ａ，２１１ｂ）の直径を大きくして吐出量を増加することができ、圧電素子（２１１ａ，２１１ｂ）の直径を小さくして吐出量を減少することができる。

このように、第２実施形態のカートリッジにおいては、吐出量決定要素は、圧電素子２１１の材料または形状を含む。

また、カートリッジにおいては、吐出量決定要素は、振動板２１０の材料または形状を含んでもよい。

このようにすることにより、簡単に吐出量を決定することができる。

第２実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジのその他の構成と効果は、第１実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジ１００と同様である。

（第３実施形態）
図１０は、この発明の第３実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す図（Ａ）と、吐出側逆止弁と吐出側弁座の上面とを示す図（（Ｂ）と（Ｃ））である。電気抵抗と回路は図示を省略している。

図１０の（Ａ）に示すように、第３実施形態の液体吐出装置用詰替容器としてのカートリッジにおいては、吐出量決定要素は、吸入口３１０と吐出口３２０の径の大きさである。図１に示す第１実施形態のポンプ部１００ｂと第３実施形態のポンプ部１００ｂとを比較すると、第３実施形態のポンプ部１００ｂにおいては、吸入口３１０と吐出口３２０の径が、それぞれ、第１実施形態のポンプ部１００ｂの吸入口３１０と吐出口３２０の径よりも小さい。

図１０の（Ｂ）と（Ｃ）に示すように、吐出口３２０ａと吐出口３２０ｂは径の大きさが異なる。このように、吐出口３２０および吸入口３１０の径の大きさが異なることによって、ポンプ部１００ｂの吐出端２０３から吐出される液体の量が異なる。それぞれのカートリッジにおいては、内部に収容される液体に応じて最適な量が吐出されるように、吐出口３２０および吸入口３１０の径の大きさを決定することができる。

このように、第３実施形態のカートリッジは、タンク部１００ａからポンプ室１１０に液体を吸入するための吸入口３１０と、吸入口３１０において液体の流れを調節するための吸入側逆止弁５００と、ポンプ室１１０の内部からポンプ室１１０の外部に液体を吐出する吐出口３２０と、吐出口３２０において液体の流れを調節するための吐出側逆止弁６００と備え、吐出量決定要素は、吸入口３１０および／または吐出口３２０の径の大きさである。

このようにすることにより、簡単に吐出量を決定することができる。

第３実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジのその他の構成と効果は、第１実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジ１００と同様である。

（第４実施形態）
図１１は、この発明の第４実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面図である。電気抵抗と回路は図示を省略している。

図１１の（Ａ）と（Ｂ）に示すように、ポンプ部１００ｂにおいては、吐出量決定要素は、吸入側逆止弁５００と吐出側逆止弁６００の硬さを含む。図１１の（Ａ）に示されるポンプ部１００ｂが備える吸入側逆止弁５００の頭部５０１ａと吐出側逆止弁６００の頭部６０１ａは、それぞれ、図１１の（Ｂ）に示されるポンプ部１００ｂが備える吸入側逆止弁５００の頭部５０１ｂと吐出側逆止弁６００の頭部６０１ｂよりも厚みが厚く、硬く形成されている。

厚く、硬い逆止弁を備えることによって、圧電素子２１１に一定の駆動電圧を印加されても、逆止弁の頭部（５０１ａ、６０１ａ）が動きにくくなり、カートリッジから吐出される液体の量が小さくなる。一方、薄く、柔らかい逆止弁を備えることによって、圧電素子２１１に一定の駆動電圧を印加されても、逆止弁の頭部（５０１ｂ、６０１ｂ）が動きやすくなり、カートリッジから吐出される液体の量が大きくなる。

このように、第４実施形態のカートリッジは、タンク部１００ａからポンプ室１１０に液体を吸入するための吸入口３１０と、吸入口３１０において液体の流れを調節するための吸入側逆止弁５０１と、ポンプ室１１０の内部からポンプ室１１０の外部に液体を吐出する吐出口３２０と、吐出口３２０において液体の流れを調節するための吐出側逆止弁６００と備え、吐出量決定要素は、吸入側逆止弁５００および吐出側逆止弁６００の硬さである。

このようにすることにより、簡単に吐出量を決定することができる。

第４実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジのその他の構成と効果は、第１実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジ１００と同様である。

（第５実施形態）
図１２は、この発明の第５実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面図である。電気抵抗と回路は図示を省略している。

図１２の（Ａ）と（Ｂ）に示すように、ポンプ部１００ｂにおいては、吐出量決定要素は、吐出管２０２の内壁に形成された突起（２０１ａ、２０１ｂ）によって吐出側逆止弁６００が吐出側弁座（４００ａ、４００ｂ）に押圧されるときの押圧の大きさを含む。

突起２０１ａは、突起２０１ｂよりも厚みが大きく、吐出側逆止弁６００を強く押圧する。また、吐出側弁座４００ａの上面の形状は、球の内面状の傾斜を有するが、吐出側弁座４００ｂの上面の形状は、吐出側弁座４００ａの上面の傾斜とは異なる傾斜を有する。このように、突起（２０１ａ、２０１ｂ）と吐出側弁座（４００ａ、４００ｂ）の形状がポンプ部１００ｂによって異なることによって、図１２の（Ａ）に示すポンプ部１００ｂと図１２の（Ｂ）に示すポンプ部１００ｂとでは、吐出側逆止弁６００が押圧されるときの押圧の量が異なる。

このように、第５実施形態のカートリッジは、吐出口３２０が形成される吐出側弁座４００を備え、吐出側逆止弁６００は、吐出側弁座４００に押圧されて、吐出口３２０を閉塞することが可能であるように構成され、吐出量決定要素は、吐出側逆止弁６００が突起２０１と吐出側弁座４００に押圧されるときの押圧の大きさを含む。

このようにすることにより、簡単に吐出量を決定することができる。

また、このように、第５実施形態のカートリッジにおいては、吐出量決定要素は、吐出側弁座４００の形状を含む。

このようにすることにより、簡単に吐出量を決定することができる。

第５実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジのその他の構成と効果は、第１実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジ１００と同様である。

（第６実施形態）
図１３は、この発明の第６実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面図（Ａ）と、吐出端に取り付けられる蓋の断面を示す図（（Ｂ）〜（Ｅ））である。電気抵抗と回路は図示を省略している。

図１３の（Ａ）に示すように、第６実施形態のポンプ部１００ｂの吐出端２０３には、吐出量決定要素として蓋７４０が取り付けられている。吐出端２０３は、蓋７４０によって覆われている。蓋７４０には蓋７４０を貫通する流路として孔７４１が形成されており、吐出端２０３と外部は孔７４１によって連通されている。ポンプ室１１０から吐出口３２０を通って吐出管２０２に吐出される液体は、吐出端２０３から蓋７４０に形成された孔７４１を通って、外部に吐出される。

図１３の（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、それぞれ孔（７４１ａ、７４１ｂ、７４１ｃ、７４１ｄ）の径が異なる蓋（７４０ａ、７４０ｂ、７４０ｃ、７４０ｄ）を吐出端２０３に取り付けることによって、孔（７４１ａ、７４１ｂ、７４１ｃ、７４１ｄ）から吐出される液体の量を決定することができる。

このように、第６実施形態のカートリッジは、液体を流通するための蓋（７４０ａ、７４０ｂ、７４０ｃ、７４０ｄ）の孔（７４１ａ、７４１ｂ、７４１ｃ、７４１ｄ）を備え、吐出量決定要素は、孔（７４１ａ、７４１ｂ、７４１ｃ、７４１ｄ）の径を含む。

このようにすることにより、簡単に吐出量を決定することができる。

第６実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジのその他の構成と効果は、第１実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジ１００と同様である。

（第７実施形態）
図１４は、この発明の第７実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面である。電気抵抗と回路は図示を省略している。

図１４の（Ａ）と（Ｂ）に示すように、第７実施形態のカートリッジのポンプ部１００ｂにおいては、吐出量決定要素はポンプ室１１０の容積を含む。

図１４の（Ａ）に示されるポンプ部１００ｂと図１４の（Ｂ）に示されるポンプ部１００ｂとを比較すると、図１４の（Ｂ）に示されるポンプ部１００ｂは、容積変更部材７３０がポンプ室１１０内に配置されてポンプ室１１０の容積が小さくなっている。

ポンプ室１１０の容積が変化すると、吐出端２０３から吐出される液体の量が変化する。例えば、ポンプ室１１０の容積が６６μＬのポンプ部１００ｂよりも、容積変更部材７３０を配置してポンプ室１１０の容積を４７μＬと小さくしたポンプ部１００ｂの方が、吐出量は大きくなる。このように、ポンプ室１１０の容積を変更することで、流量調整を行なって吐出量に調整することが可能である。但し、液体の吐出量の変化は単純にポンプ室１１０の容積によって変化するだけでなく、ポンプ室１１０の構造によっても変化する。

このように、第７実施形態のカートリッジにおいては、吐出量決定要素は、ポンプ室１１０の容積を含む。

また、第７実施形態のカートリッジにおいては、吐出量決定要素は、ポンプ室１１０の容積を変更するための容積変更部材７３０を含む。

このようにすることにより、簡単に吐出量を決定することができる。

第７実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジのその他の構成と効果は、第１実施形態のポンプ部１００ｂとカートリッジ１００と同様である。

以上の第１から第７実施形態においては、タンク部１００ａの詳細な構成については記載していないが、タンク部１００ａの内部には、液体のみがそのまま充填されていても、スポンジが配置されていてもよい。

また、ポンプ部１００ｂは、圧電素子２１１で駆動するものでなくても、電気抵抗の分圧や、ポンプ室１１０や流路の形状等で流量を変更できるものであればよい。

本発明の液体吐出装置用詰替容器において、吐出量決定要素による吐出量の決定について説明する。

まず、液体吐出装置用詰替容器としては、図１に示す第１実施形態のカートリッジ１００の構成のカートリッジについて、圧電素子２１１の直径と、圧電素子２１１の厚みと、圧電素子２１１に印加する電圧と、吸入口３１０の径と、吐出口３２０の径を変化させた３種類のカートリッジを用いて、圧電素子２１１に印加する交流電圧の１サイクル当たりの吐出量の変化を調べた。

カートリッジ１００は、吸入口３１０と吐出口３２０をそれぞれ６個ずつ有する。吐出側逆止弁６００が取り付けられる吐出側弁座４００の上面４０１は平坦であった。吐出側逆止弁６００は、硬度４０、頭部６０１の周辺厚みを０．５ｍｍとした。吸入側逆止弁５００は、硬度４０、頭部５０１の周辺厚みを０．３ｍｍとした。吸入側逆止弁５００と吐出側逆止弁６００の硬度は、ジュロメータ硬さで表した硬度である。

図１５は、吐出量決定要素として圧電素子の直径と、厚みと、印加する電圧と、吸入口と吐出口の径を変化させた場合の吐出量の変化を示す図である。

図１５に示すように、吸入口３１０と吐出口３２０の径が１．２ｍｍ（Φ１．２ｍｍ））であるとき、圧電素子の直径が１７ｍｍ、厚みが０．３ｍｍ、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０とによって変更されて圧電素子２１１に印加される電圧が８０Ｖのカートリッジでは、交流電圧１サイクル当たりの吐出量は３．５μＬであった。また、圧電素子の直径が１７ｍｍ、厚みが０．５５ｍｍ、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０とによって変更されて圧電素子２１１に印加される電圧が１００Ｖのカートリッジでは、交流電圧１サイクル当たりの吐出量は１．５μＬであった。圧電素子の直径が９ｍｍ、厚みが０．４５ｍｍ、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０とによって変更されて圧電素子２１１に印加される電圧が６０Ｖのカートリッジでは、交流電圧１サイクル当たりの吐出量は０．６μＬであった。なお、電圧は、それぞれの圧電素子の特性や厚みから推奨される代表値を印加した。

また、例えば、圧電素子の直径が１７ｍｍ、厚みが０．３ｍｍ、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０とによって変更されて圧電素子２１１に印加される電圧が８０Ｖのカートリッジでは、吸入口３１０と吐出口３２０の径を１．２ｍｍとした場合には、印加する交流電圧の１サイクル当たり３．５μＬの吐出量となり、吸入口３１０と吐出口３２０の径を０．８ｍｍとした場合には、印加する交流電圧の１サイクル当たり１．６μＬの吐出量となった。

また、例えば、圧電素子の直径が１７ｍｍ、厚みが０．５５ｍｍ、電気抵抗７１０と電気抵抗７２０とによって変更されて圧電素子２１１に印加される電圧が１００Ｖのカートリッジでは、吸入口３１０と吐出口３２０の径を１．２ｍｍとした場合には、印加する交流電圧の１サイクル当たり１．５μＬの吐出量となり、吸入口３１０と吐出口３２０の径を０．８ｍｍとした場合には、印加する交流電圧の１サイクル当たり１．０μＬの吐出量となった。

また、吐出側逆止弁６００が取り付けられる吐出側弁座４００の上面をすり鉢状にして、吐出側逆止弁６００と吐出側弁座４００との密着度を上げて押さえを強くして、硬度３０で柔らかく、周辺厚み０．５ｍｍの吐出側逆止弁６００を用い、硬度４０、周辺厚み０．３ｍｍの吸入側逆止弁５００を用いた場合の吐出量は、印加した交流電圧の１サイクル当たり３μＬであった。吸入側逆止弁５００と吐出側逆止弁６００の硬度は、ジュロメータ硬さで表した硬度である。

また、このとき、ポンプ部１００ｂの吐出端２０３に直径０．６ｍｍの穴７４１を開けた蓋７４０（図１３）を使用した場合、印加した交流電圧の１サイクルあたりの吐出量は１μLであった。

以上の実施例に示したグラフやデータは一例であり、各ポンプの構造、材質、大きさによって、吐出量の変化の度合いは異なる。

以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。

本発明の第一の実施の形態として、カートリッジの全体を示す断面図である。 この発明の第１実施形態のカートリッジに用いられる吐出側逆止弁（Ａ）と、突起（Ｂ）と、吐出側弁座の上面（Ｃ）を示す図である。 この発明の第１実施形態のカートリッジに用いられる吐出側逆止弁と吐出側逆止弁の周辺の断面を示す図である。 ポンプ室内に液体を吸入するときのカートリッジのポンプ室周辺を示す断面図（Ａ）と、ポンプ室内に吸入した液体を外部に吐出するときのカートリッジのポンプ室周辺を示す断面図（Ｂ）である。 この発明の第１実施形態として、図１に示すカートリッジを接続した液体吐出装置の制御関連の構成を示すブロック図である。 選択手段によって調整された電圧を模式的に示す図である。 圧電素子に印加する電圧と、交流の１サイクル（周期）当たりの吐出量との関係の一例を示す図である。 印加する電圧が２周期の場合（Ａ）と、４周期の場合（Ｂ）と、８周期の場合（Ｃ）の電圧を模式的に示す図である。 この発明の第２実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面図である。 この発明の第３実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す図（Ａ）と、吐出側逆止弁と吐出側弁座の上面とを示す図（（Ｂ）と（Ｃ））である。 この発明の第４実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面図である。 この発明の第５実施形態にとして、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面図である。 この発明の第６実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面図（Ａ）と、吐出端に取り付けられる蓋の断面を示す図（（Ｂ）〜（Ｅ））である。 この発明の第７実施形態として、カートリッジのポンプ部の全体を示す断面である。 吐出量決定要素として圧電素子の直径と、厚みと、印加する電圧と、吸入口と吐出口の径を変化させた場合の吐出量の変化を示す図である。

符号の説明

１００：カートリッジ、１００ａ：タンク部、１００ｂ：ポンプ部、１１０：ポンプ室、２００：吸入吐出側ケース、２０１，２０１ａ，２０１ｂ：突起、２０２：吐出管、２１０：振動板、２１１，２１１ａ，２１１ｂ：圧電素子、３００：ハウジング、３１０：吸入口、３２０，３２０ａ，３２０ｂ：吐出口、３３０：吸入側弁座、４００：吐出側弁座、４０１：凹面、５００：吸入側逆止弁、５０１，５０１ａ，５０１ｂ：頭部、６００：吐出側逆止弁、６０１，６０１ａ，６０１ｂ：頭部、７１０，７２０：電気抵抗、７３０：容積変更部材、７４０，７４０ａ，７４０ｂ，７４０ｃ，７４０ｄ：蓋、７４１，７４１ａ，７４１ｂ，７４１ｂ，７４１ｃ，７４１ｄ：孔。

Claims (6)

1. 液体を収容するための容器と、
   外部から与えられる駆動信号によって駆動されて、前記容器内の液体を外部に吐出するためのポンプとを備え、
   前記ポンプは、ポンプ室と、外部から与えられる一定の駆動信号に応じて外部に吐出する量を決定する吐出量決定要素とを有し、
   外部から与えられる一定の前記駆動信号は、前記ポンプを駆動するための一定の交流駆動電圧を有する駆動信号であり、
   前記吐出量決定要素は、外部から与えられた一定の前記駆動信号の交流駆動電圧を前記ポンプに供給するための電圧に変更する電圧決定要素と、前記ポンプ室の容積を変化させるための振動板と、前記振動板を振動させるための圧電素子とを含み、
   前記駆動信号において所要のサイクル数を選択することによって、前記圧電素子に供給される電力を調整する選択手段をさらに備えた、液体吐出装置用カートリッジ。
2. 前記吐出量決定要素は、前記圧電素子の材料または形状を含む、
   請求項１に記載の液体吐出装置用カートリッジ。
3. 前記吐出量決定要素は、前記ポンプ室の容積を変更するための容積変更部材を含む、
   請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置用カートリッジ。
4. 前記容器から前記ポンプ室に液体を吸入するための吸入口と、
   前記吸入口において液体の流れを調節するための吸入側逆止弁と、
   前記ポンプ室の内部から前記ポンプ室の外部に液体を吐出する吐出口と、
   前記吐出口において液体の流れを調節するための吐出側逆止弁とをさらに備え、
   前記吐出量決定要素は、ジュロメータ硬さで表した硬度である前記吸入側逆止弁および／または前記吐出側逆止弁の硬さを含む、
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の液体吐出装置用カートリッジ。
5. 前記容器から前記ポンプ室に液体を吸入するための吸入口と、
   前記吸入口において液体の流れを調節するための吸入側逆止弁と、
   前記ポンプ室の内部から前記ポンプ室の外部に液体を吐出する吐出口と、
   前記吐出口において液体の流れを調節するための吐出側逆止弁と、
   前記吸入口および／または前記吐出口が形成される壁部とをさらに備え、
   前記吸入側逆止弁および／または前記吐出側逆止弁は、前記壁部に押圧されて、それぞれ、前記吸入口および／または前記吐出口を閉塞することが可能であるように構成され、
   前記吐出量決定要素は、前記吸入側逆止弁および／または前記吐出側逆止弁が前記壁部に押圧されるときの押圧の大きさを含む、
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の液体吐出装置用カートリッジ。
6. 本体と、
   前記本体に接続される、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の液体吐出装置用カートリッジとを備えた、液体吐出装置。

Images