(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面から、前記第１面と対向する第２面へと延伸する複数の穿孔を備えるプレートと、
前記プレートの前記第１面と物理的に接触する液体と、
前記プレートと並置され、それぞれがベース端部から先端部まで長手方向に延伸し、前記複数の穿孔の１つと合致するようにされた複数のマイクロプラグと、
前記プレートと前記複数のマイクロプラグのうち一方と接続され、前記複数のマイクロプラグのそれぞれが前記複数の穿孔のそれぞれ１つに位置する第１位置から、前記複数のマイクロプラグのそれぞれが前記複数の穿孔の一の穿孔の壁から少なくとも部分的に取り外される第２位置まで前記プレートに関係する前記複数のマイクロプラグを移動させるようにされる移動機構と、
前記プレートと前記複数のマイクロプラグのうち少なくとも一方と接続される振動体と、
を含む超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項２】
前記液体は、揮発性芳香液体であり、前記超音波マイクロプラグベースの噴霧機が芳香生成する、請求項１に記載の超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項３】
前記第１位置に位置する前記複数のマイクロプラグは、前記複数の穿孔内にそれぞれ当接することで、前記プレートの前記第１面から前記プレートの前記第２面への前記液体の流れを阻止する請求項１に記載の超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項４】
前記複数のマイクロプラグのそれぞれは、前記先端部に向かう略円錐形のテーパ状であり、
前記複数の穿孔のそれぞれは略円錐形状であり、前記略円錐形状の複数の穿孔のベースは前記複数のマイクロプラグの前記ベース端部に面する請求項１に記載の超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項５】
前記プレートに関係する前記複数のマイクロプラグが前記第２位置にあるとき、前記複数のマイクロプラグは、前記マイクロプラグと前記穿孔の間に前記先端部に向かって環状の小滴を形成するようにされた形状である請求項１に記載の超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項６】
前記移動機構及び前記振動体は単一の圧電素子で構成される請求項１に記載の超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項７】
前記振動体は前記複数のマイクロプラグとのみ接続されている請求項１〜６のいずれかに記載の超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項８】
前記移動機構及び前記振動体と接続されるドライバをさらに含み、前記ドライバは、前記移動機構を介して前記複数のマイクロプラグを前記第１位置に移動させ、前記複数のマイクロプラグが前記第１位置にあるときに前記振動体を振動させるようにされており、これにより前記プレートの前記第２面及び前記複数のマイクロプラグの前記先端部を超音波クリーニングする請求項７に記載の超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項９】
前記移動機構及び前記振動体と接続されるドライバをさらに含み、前記ドライバは、前記移動機構を介して前記複数のマイクロプラグを前記第２位置に移動させ、前記複数のマイクロプラグが前記第２位置にあるときに前記振動体を振動させるようにされており、これにより前記液体を霧化する請求項１〜６のいずれかに記載の超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項１０】
前記ドライバはさらに、前記振動体の電気特性を検出するようにされており、前記電気特性が所定値に達した場合に、前記液体の欠如を表示する信号を出力する請求項９に記載の超音波マイクロプラグベースの噴霧機。
【請求項１１】
電子制御式芳香生成の方法であって、
第１面から、前記第１面と対向する第２面へと延伸する複数の穿孔を備えるプレートを設け、
前記設けられたプレートの前記第１面と物理的に接触する揮発性芳香液体を設け、
前記設けられたプレートと並置され、それぞれがベース端部から先端部まで長手方向に延伸し、前記複数の穿孔の１つと合致するように設けられた複数のマイクロプラグを設け、
前記設けられた複数のマイクロプラグのそれぞれが前記複数の前記穿孔のそれぞれ１つに位置する第１位置から、前記設けられた複数のマイクロプラグのそれぞれが前記複数の穿孔の一の穿孔の壁から少なくとも部分的に取り外される第２位置まで前記設けられたプレートに関係するように前記設けられた複数のマイクロプラグを移動させ、
前記設けられたプレートと前記設けられた複数のマイクロプラグのうち少なくとも一方を超音波エネルギーで振動させて芳香を生成する、
ことを含む方法。
【請求項１２】
前記第１位置に位置する前記設けられた複数のマイクロプラグは、前記複数の穿孔内にそれぞれ当接することで、前記設けられたプレートの前記第１面から前記設けられたプレートの前記第２面への前記設けられた揮発性芳香液体の流れを阻止する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記設けられた複数のマイクロプラグのそれぞれは、前記先端部に向かう略円錐形のテーパ状であり、
前記複数の穿孔のそれぞれは略円錐形状であり、前記略円錐形状の複数の穿孔のベースは前記設けられた複数のマイクロプラグの前記ベース端部に面する請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記移動及び前記振動は、単一の圧電素子によって行われる請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記振動は、前記設けられた複数のマイクロプラグによるもののみの方法であり、
前記設けられた複数のマイクロプラグを前記第１位置に移動させ、前記第１位置において前記設けられた複数のマイクロプラグを振動させることによって、前記プレートの前記第２面及び前記設けられた複数のマイクロプラグの前記先端部を超音波クリーニングすることをさらに含む、請求項１１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記振動は振動体によって行われ、
前記振動体の電気特性を自動的に検出することと、
前記電気特性が所定値に合致する場合に、前記設けられた揮発性芳香液体の欠如を表示する信号を出力すること
とをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記振動は振動体によって行われ、
前記振動は、前記振動体、及び前記設けられたプレートと前記設けられた複数のマイクロプラグのうち前記振動した少なくとも一方の自然共鳴周波数である請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、前記設けられたプレートに関係する前記設けられた複数のマイクロプラグは、前記第２位置に移動されるとき、前記マイクロプラグと前記穿孔の間に環状の小滴を前記先端部に向かって形成される請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年１月８日に「コンピュータ制御された芳香送出のための方法及び装置」という名称で出願された米国仮特許出願第６１／１４３２８３号に対する優先権を主張し、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は一般に、電子制御式芳香生成の分野、特に、超音波マイクロプラグユニットを備える装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ビデオゲーム、特にコンピュータによるゲーム及びゲームステーションは、かなり普及している。視覚と聴覚を組み合わせた刺激は、人々の余暇時間のかなりの部分を捕えるのに成功してきた。入力機器の変更を考慮に入れることによって、さらに触感を伴う種々のゲームが、関連したハードウェアとともに開発されてきた。一例では、モックギターのような楽器が、ゲームの入力として利用され、このようにして触感を伴う。
【０００４】
再びユーザの種々の感覚を刺激することに基づき、バーチャル・リアリティの世界を提供するゲームが開発されてきた。しかしながら、今日まで、残りの感覚、即ち、嗅覚と味覚は、刺激されてこなかった。
【０００５】
２００３年１２月２日にカミンコウ（Ｋａｍｉｎｋｏｗ）等に発行された米国特許６６５６０４１号（その内容の全体を参照により本明細書に組み込まれる）は、ゲーム用装置の一部として、好ましくは、気流を生成する送風機と、稲妻をエミュレートする光源と、雷鳴を伝えるように構成されたサウンドカードとを備えたトッパーユニットとして、嵐をエミュレートするための方法及び装置を提供する。このようにして、聴覚と視覚に加えて、触覚が刺激される。
【０００６】
２００８年２月２１日にグオ（Ｇｕｏ）に発行された米国特許出願第２００８／００４３２０４号は、サウンドチャネルを備えたデジタル芳香映画のプロジェクタを対象とするものである。芳香製造装置は、芳香をシネマに放出し、これにより視覚、聴覚及び嗅覚を映画の一部として提供するフィルム技術を提供する。
【０００７】
映画は所定の台本に沿って進行し、台本は、ユーザとの対話を許容しない。このようにして、グオによって提供されようとする芳香は、所定のものであり、ユーザの行動による変化を受けない。さらに、グオによって提供される芳香は、大きな空間内に芳香を放出するように構成されており、コンピュータゲームを行う個人には適当ではない。
【０００８】
多くの従来技術の解決策に関する更なる課題は、残存芳香であり、特に、芳香は、所望の放出の後、比較的長時間持続してなかなか消えない。残存芳香は、芳香が容易に消えない、邪魔の入らない空間で行われることが多い個人のコンピュータゲームの場合に特に問題となる。特に、芳香分子の濃縮によって接触された任意の物理的要素は、芳香を発し続ける。残存芳香はさらに、ゲームの進行に従って迅速に放出される必要があるかもしれない付加的な芳香に悪影響を及ぼす。
【０００９】
２００２年４月２５日にセナイト（ＳＥＮＥＩＴ，  Ｉｎｃ．）社に発行された世界知的所有権機関の刊行物の国際公開第０２／３２４７０Ａ１号は、香りを放つための装置を対象とするものである。あいにく、香りが付いた空気が移動する包囲空間に沿って芳香分子がただようので、上記装置は、上述の残存芳香から多大な影響を受ける。
【００１０】
振動する細かなメッシュを噴霧しようとする液体と接触させることを含む、種々の噴霧機の方式が、従来技術において知られている。メッシュは典型的には、液体の任意の流れを遮るのに十分な程に細かく構成され、典型的には超音波振動数で振動され、これにより当該液体を霧化する。あいにく、このような方式は、メッシュの開口を介した揮発性蒸気の自然発生的な放出を阻止する手段がないので、自然発生的な芳香の漏洩のような一定の欠点を受ける。さらに、メッシュ壁に付着する任意の分子が、振動無しに放出されるかもしれず、残存芳香がさらに生ずることとなる。また、メッシュの開口に付着する芳香性の分子によって細かなメッシュが塞がれた状態になりがちである。さらに、寸法が固定されているメッシュ孔は、特定の分子の大きさ及び粘度に合うように設計されており、特定の固定されたメッシュによる噴霧機は、一定範囲の粘度の複数の液体に対して、固定されたメッシュを変えずに使用されることはできない。
【００１１】
２００７年８月１７日にプリンス（Ｐｒｉｎｃｅ）等に発行された米国特許出願第２００７／０１８９９１９号（その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる）は、噴霧機の一部分からの薬剤をクリーニングするための方法を対象とするものである。特に、上述の出願は、従来技術のメッシュベースの噴霧機が塞がれた状態になるという課題に取り組んでいる。
【００１２】
このようにして、残存芳香の問題を対象とし、閉塞を回避するように構成された電子制御式噴霧機に対する要請がある。
【発明の概要】
【００１３】
従って、本発明の主たる目的は、上記先行技術の不都合のうち数なくともいくつかを改善することである。かかる目的は、以下の実施形態において電子制御式芳香生成素子を提供することによって達成される。すなわち、電子制御式芳香生成素子は、第１面から、第１面と対向する第２面へと延伸する複数の穿孔を備えるプレートと、プレートの第１面と物理的に接触する揮発性芳香液体と、プレートと並置され、それぞれがベース端部から先端部まで長手方向に延伸し、複数の穿孔の１つと合致するようにされた複数のマイクロプラグと、プレートと複数のマイクロプラグのうち一方と接続され、複数のマイクロプラグのそれぞれが複数の穿孔のそれぞれ１つに当接して位置する第１位置から、複数のマイクロプラグの各々が複数の穿孔の一の穿孔の壁から少なくとも部分的に取り外される第２位置までプレートに関係する複数のマイクロプラグを移動させるようにされる移動機構と、プレートと複数のマイクロプラグのうち少なくとも一方と接続される振動体と、を含む。
【００１４】
一の更なる実施形態では、第１位置に位置する複数のマイクロプラグは、プレートの第１面からプレートの第２面への揮発性芳香液体の流れを阻止する。他の更なる実施形態では、複数のマイクロプラグのそれぞれは、先端部に向かう略円錐形のテーパ状である。一の追加の実施形態では、複数の穿孔のそれぞれは略円錐形状であり、略円錐形状の複数の穿孔のベースは複数のマイクロプラグのベース端部に面する。別の追加の実施形態では、複数の穿孔のそれぞれは、第２面のところで約３０ミクロンの直径である。
【００１５】
一の更なる実施形態では、プレートに関係する複数のマイクロプラグが第２位置にあるとき、複数のマイクロプラグは先端部に向かって環状の小滴を形成するようにされた形状である。他の更なる実施形態では、移動機構及び振動体は単一の圧電素子で構成される。
【００１６】
一の更なる実施形態では、振動体は複数のマイクロプラグとのみ接続されている。一の追加の実施形態では、移動機構及び振動体と接続されるドライバをさらに含み、ドライバは、移動機構を介して複数のマイクロプラグを第１位置に移動させ、複数のマイクロプラグが第１位置にあるときに振動体を振動させるようにされており、これによりプレートの第２面及び複数のマイクロプラグの先端部を超音波クリーニングする。
【００１７】
一の更なる実施形態では、移動機構及び振動体と接続されるドライバをさらに含み、ドライバは、移動機構を介して複数のマイクロプラグを第２位置に移動させ、複数のマイクロプラグが第２位置にあるときに振動体を振動させるようにされており、これにより揮発性芳香液体を霧化する。一の追加の実施形態では、ドライバはさらに、振動体の電気特性を検出するようにされており、電気特性が所定値に達した場合に、揮発性芳香液体の欠如を表示する信号を出力する。
【００１８】
また、実施の形態は、制御式芳香を生成する方法を提供する。この方法によると、第１面から、第１面と対向する第２面へと延伸する複数の穿孔を備えるプレートを設け、設けられたプレートの第１面と物理的に接触する揮発性芳香液体を設け、設けられたプレートと並置され、それぞれがベース端部から先端部まで長手方向に延伸し、複数の穿孔の１つと合致するように設けられた複数のマイクロプラグを設け、設けられた複数のマイクロプラグのそれぞれが複数の穿孔のそれぞれ１つに当接して位置する第１位置から、設けられた複数のマイクロプラグのそれぞれが複数の穿孔の一の穿孔の壁から少なくとも部分的に取り外される第２位置まで設けられたプレートに関係するように設けられた複数のマイクロプラグを移動させ、設けられたプレートと設けられた複数のマイクロプラグのうち少なくとも一方を超音波エネルギーで振動させて芳香を生成する。
【００１９】
一の更なる実施形態では、第１位置に位置する設けられた複数のマイクロプラグは、設けられたプレートの第１面から設けられたプレートの第２面への設けられた揮発性芳香液体の流れを阻止する。他の更なる実施形態では、設けられた複数のマイクロプラグのそれぞれは、先端部に向かう略円錐形のテーパ状である。一の追加の実施形態では、複数の穿孔のそれぞれは略円錐形状であり、略円錐形状の複数の穿孔のベースは設けられた複数のマイクロプラグのベース端部に面する。他の更なる実施形態では、複数の穿孔のそれぞれは、第２面のところで約３０ミクロンの直径である。
【００２０】
一の更なる実施形態では、移動及び振動は、単一の圧電素子によって行われる。他の更なる実施形態では、振動は、設けられた複数のマイクロプラグによるもののみである。一の追加の実施形態では、設けられた複数のマイクロプラグを第１位置に移動させ、第１位置において設けられた複数のマイクロプラグを振動させることによって、プレートの第２面及び設けられた複数のマイクロプラグの先端部を超音波クリーニングする。
【００２１】
一の更なる実施形態では、振動は振動体によって行われ、振動体の電気特性を自動的に検出することと、電気特性が所定値に合致する場合に、設けられた揮発性芳香液体の欠如を表示する信号を出力する。一の追加の実施形態では、振動は、振動体、及び設けられたプレートと設けられた複数のマイクロプラグのうち振動した少なくとも一方の自然共鳴周波数と関連した周波数である。一の更なる実施形態では、さらに、設けられたプレートに関係する設けられた複数のマイクロプラグは、第２位置に移動されるとき、環状の小滴を先端部に向かって形成される。
【００２２】
また、実施の形態は、超音波マイクロプラグベースの噴霧機を提供する。超音波マイクロプラグベースの噴霧機は、第１面から、第１面と対向する第２面へと延伸する複数の穿孔を備えるプレートと、プレートの第１面と物理的に接触する揮発性芳香液体と、プレートと並置され、それぞれがベース端部から先端部まで長手方向に延伸し、複数の穿孔の１つと合致するようにされた複数のマイクロプラグと、プレートと複数のマイクロプラグのうち一方と接続され、複数のマイクロプラグのそれぞれが複数の穿孔のそれぞれ１つに当接して位置する第１位置から複数のマイクロプラグのそれぞれが複数の穿孔の一の穿孔の壁から少なくとも部分的に取り外される第２位置までプレートに関係する複数のマイクロプラグを移動させるようにされる移動機構と、プレートと複数のマイクロプラグのうち少なくとも一方と接続される振動体とを含む。好ましくは、ある液体が、プレートの第１面と物理的に接触して配置される。
【００２３】
本発明の付加的な特徴及び利点は、以下の図面及び説明から明らかになるであろう。
【００２４】
本発明の種々の実施形態をより良く理解し、同じやり方で実施される方法を示すため、ここで単なる例示として、添付図面を参照するが、添付図面では、同じ参照符号が全体にわたって対応する要素又は部分を表す。
【００２５】
いま図面を特に詳細に参照すると、下記の事項は一例であって、本発明のみの好ましい実施形態の例示的な考察の目的のためのものであり、最も有用であると思われ、かつ、本発明の原理及び概念的な態様を容易に理解することを提供するために提示されることを強調する。この点に関して、本発明の基本的な理解にとって必要であるもの以上には本発明の構造的な細部をより詳細に示されることはなく、図面に関連する説明は、本発明の幾つかの形態がどのようにして実際に具体化されるかもしれないかを、当業者に対して明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図１Ｂ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図１Ｃ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図１Ｄ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図１Ｅ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図１Ｆ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図１Ｇ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図１Ｈ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図１Ｉ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図１Ｊ】典型的な実施形態による複数のマイクロプラグと、複数のマイクロプラグと並置された有孔プレートとを含む電子制御式芳香生成素子の典型的な実施形態の種々の図である。
【図２Ａ】典型的な実施形態による別個の移動機構と振動体が積み重ねられた状態で供給される図１Ａの芳香生成素子の第１の他の実施形態の図である。
【図２Ｂ】典型的な実施形態による別個の移動機構と振動体が積み重ねられた状態で供給される図１Ａの芳香生成素子の第１の他の実施形態の図である。
【図３Ａ】典型的な実施形態による別個の移動機構と振動体が異なる個所に供給される図１Ａの芳香生成素子に対する第２の他の実施形態の図である。
【図３Ｂ】典型的な実施形態による別個の移動機構と振動体が異なる個所に供給される図１Ａの芳香生成素子に対する第２の他の実施形態の図である。
【図３Ｃ】典型的な実施形態による別個の移動機構と振動体が異なる個所に供給される図１Ａの芳香生成素子に対する第２の他の実施形態の図である。
【図４Ａ】典型的な実施形態による別個の移動機構と振動体が供給され振動体が有孔プレートのみを振動させるように配列される図１Ａの芳香生成素子に対する第３の他の実施形態の図である。
【図４Ｂ】典型的な実施形態による別個の移動機構と振動体が供給され振動体が有孔プレートのみを振動させるように配列される図１Ａの芳香生成素子に対する第３の他の実施形態の図である。
【図４Ｃ】典型的な実施形態による別個の移動機構と振動体が供給され振動体が有孔プレートのみを振動させるように配列される図１Ａの芳香生成素子に対する第３の他の実施形態の図である。
【図５】図１Ａ〜図４Ｃのいずれかの芳香生成素子８００とともに使用できる駆動回路の高レベルの概略図である。
【図６】典型的な実施形態による図５の制御回路の動作の高レベルフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
少なくとも一の実施形態を詳細に説明する前に、本発明が、以下の説明に記載され又は図面に例示された構成要素の構造及び配列の詳細に対する応用に関して限定されないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態に適用でき或いは種々の方法で実施され又は実行される。また、本明細書で使用される用語又は術語は、説明の目的のためのものであり、限定するものとみなすべきではないことを理解すべきである。
【００３３】
図１Ａ〜図１Ｊは、電子制御式芳香生成素子８００の典型的な実施形態の種々の分解図を例示しており、これらの図はともに説明される。電子制御式芳香生成素子８００は、範囲を超えずに、電子制御式芳香生成素子１３０の代わりに使用されてもよく、独立して使用されてもよい。電子制御式芳香生成素子８００はさらに、範囲を超えずに、薬剤のような任意の液体を霧状にし又は霧化するのに使用されてもよい。特に、図１Ａは、電子制御式芳香生成素子８００の等角図を例示する。図１Ｂは、図１Ａの電子制御式芳香生成素子８００の頂部の詳細図を例示する。図１Ｃは、電子制御式芳香生成素子８００の切り取り等角図を例示する。図１Ｄは、図１Ｂの頂部の詳細図を例示する。図１Ｅは、電子制御式芳香生成素子８００の第１の分解図を例示する。図１Ｆは、電子制御式芳香生成素子８００の第２の分解図を例示する。図１Ｇは、電子制御式芳香生成素子８００のある部分に対する第１位置を例示する。図１Ｈは、電子制御式芳香生成素子８００のある部分に対する第２位置を例示する。図１Ｉは、電子制御式芳香生成素子８００の穿孔とプラグの非常に詳細な図を例示する。図１Ｊは、典型的な実施形態に従って、結果として得られる芳香生成液滴の形状を例示する。
【００３４】
電子制御式芳香生成素子８００は、容器８０５と、下部リザーバ８１０と、一方向流動膜８１５と、上部リザーバ８１６と、封止リング８１８と、プラグベース８２０と、第１電極８３０と、圧電素子８４０と、第２電極８５０と、プレート８６０とを含む。プレート８６０は、第１面８８２から第２面８８４まで延びた複数の穿孔８８０を備える。プラグベース８２０は、複数の貫通溝８９０と、プラグベース８２０に取り付けられたベース部分から先端部８７５まで長さ方向に延びた複数のマイクロプラグ８７０とを備え、各プラグは、穿孔８８０のそれぞれ１つに合致するように配列されている。好ましくは、各プラグ８７０の一部、特に穿孔８８０を通って延びる部分は、頂点がプラグベース８２０から遠ざかる方に延びた円錐形に形作られている。穿孔８８０は好ましくは、プラグベース８２０が第１面８８２に関してその最も近接した位置に動かされるときマイクロプラグ８７０がそれぞれの穿孔８８０の内壁に当接して位置するように、同様に円錐形に形作られている。好ましくは、穿孔８８０は、第１面８８２のところで約３０ミクロンの直径を備え、穿孔８８０内に完全に位置するときのマイクロプラグ８７０の直径に合致する。各マイクロプラグ８７０がそれぞれの穿孔８８０から離れているときに第２面８８４に向かって生成される空隙は、空隙８９５で示され、揮発性芳香液体の環状の小滴８９７は、第２面８８４の近傍におけるプラグ８７０の形状によって形成される。
【００３５】
封止リング８１８は、液体、特に揮発性芳香液体を封止するように、柔軟な材料で作られる。一方向流動膜８１５は、容器８０５とともに、下部リザーバ８１０を形成する。一方向流動膜８１５は、プラグベース８２０とともに、上部リザーバ８１６を形成する。特に、一方向流動膜８１５は、下部リザーバ８１０の頂部と上部リザーバ８１６の底部を規定する。上部リザーバ８１６の頂部は、プラグベース８２０の一端、特にマイクロプラグ８７０を備えない側によって規定される。第１電極８３０は、圧電素子８４０の一方の側に、圧電素子８４０と電気的に接触し、かつ、プラグベース８２０、特にマイクロプラグ８７０を備えるプラグベース８２０の側と物理的に接触して配置される。圧電素子８４０は好ましくは、環状の素子であり、第２電極８５０は、圧電素子８４０の第２の側に圧電素子８４０と電気的に接触して配置される。プレート８６０は、第２電極８５０と物理的に接触して配置され、一の実施形態では、プレート８６０の脱落を防止するため、接着剤で第２電極８５０に固定される。プレート８６０の面８８２は、各マイクロプラグ８７０が合致する穿孔８８０内に延びるように、プラグベース８２０と並置される。マイクロプラグ８７０と穿孔８８０の結合体は、超音波マイクロプラグユニットを形成する。
【００３６】
図１Ｇ及び図１Ｈに例示されるような第１の動作態様では、低周波数電力が圧電素子８４０に加えられ、これに応答して、圧電素子８４０は膨張し、最接近位置である図１Ｇに示されるプレート８６０から図１Ｈ〜図１Ｊに例示されるような分離位置にプラグベース８２０を分離させる。膨張の後、付加的な高周波数電力がさらに供給され、低周波数電力に重ね合わされ、圧電素子８４０を振動させる。典型的な実施形態では、高周波数電力とは１５０〜２００ｋＨｚの周波数範囲であるが、いずれにしても、これは、限定的であることを意味しない。マイクロプラグ８７０の好ましい円錐形状は、圧電素子８４０によって供給される音響エネルギーを先端部８７５に向かって集中させるように機能し、これにより遠位の第２面８８４が香るように、穿孔８８０内でマイクロプラグ８７０と接触する任意の揮発性芳香液体を霧化する。好都合なことに、マイクロプラグ８７０の円錐形状は環状の小滴８９７を形成し、小滴８９７は、揮発性芳香液体の標準的な小滴と比較すると、霧化し又は霧状にするのに必要なエネルギーは少量ですむ。好都合なことに、プラグベース８２０とプレート８６０との間の距離は、霧化され又は霧状にされる液体の粘度に応じて変えてもよく、これにより穿孔８８０とともにマイクロプラグ８７０によって生成される環状開口の寸法を変え、このようにして単一の超音波マイクロプラグユニットは、遮られることなく、広範囲に粘性を有する液体に対して利用されてもよい。
【００３７】
第２の動作態様では、電力が圧電素子８４０から遮断され、これに応答して、圧電素子８４０は収縮して、マイクロプラグ８７０が穿孔８８０内で当接して、即ち閉鎖位置に位置するまで、プラグベース８２０をプレート８６０と近接させ、このようにして揮発性芳香液体を第２面８８４から封止し、遠位の第２面８８４が任意の更なる芳香を受けないようにする。上述の特定の円錐形状の結果、完全な封止が得られる。完全な封止は、揮発性芳香液体に使用するのに好ましいが、いずれにしても、これは、限定的であることを意味しない。他の実施形態では、完全な封止は、第２の態様では必要とされず、閉塞しないように残存液体が穿孔８８０内に残らないことを確保するため、複数のマイクロプラグが穿孔８８０を通って十分に進行することのみが必要とされる。
【００３８】
第３の動作態様では、マイクロプラグ８７０が穿孔８８０内に当接して位置すると、４０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの非限定的な実施形態では、高周波数電力についての媒体が圧電素子８４０に供給され、このようにしてプレート８６０とマイクロプラグ８７０の結合体を振動させる。先端部８７５及び第２面８８４上の任意の残存揮発性芳香は、迅速に霧化され又は霧状にされて取り除かれ、このようにして芳香の生成を完全に停止する。
【００３９】
図２Ａ及び図２Ｂは、電子制御式芳香生成素子８００の第１の他の実施形態を例示しており、この形態では、複数の素子８４０が積み重ねられた状態で供給され、第１素子が移動機構８４０Ａであり、第２素子が振動体８４０Ｂである。特に、一対の電極がそれぞれ設けられ、物理的に積み重ねられた一対の圧電素子が提供される。移動機構８４０Ａは、プレート８６０に関係するプラグベース８２０を、図２Ａに示されるような、プラグベース８２０がプレート８６０の近傍にある第１閉鎖位置と、図２Ｂに示されるような、プラグベース８２０がプレート８６０から取り外される第２開放位置との間で移動させる。振動体８４０Ｂは、上述のように、プラグベース８２０及びプレート８６０を振動させるように動作し、これにより芳香を制御可能に生成する。マイクロプラグ８７０と穿孔８８０の結合体は、超音波マイクロプラグユニットを形成する。
【００４０】
図３Ａ〜図３Ｃは、電子制御式芳香生成素子８００の第２の他の実施形態を例示しており、この形態では、複数の素子８４０が供給され、第１素子が移動機構８４０Ａであり、第２素子が振動体８４０Ｂであり、素子８４０にプレート８６０が固定され、振動エネルギーがプラグベース８２０にのみ供給される。図３Ａは、第２の他の実施形態の切り取り図を例示し、図３Ｂは、プラグベース８２０がプレート８６０の近傍にある閉鎖位置における第２の他の実施形態を例示し、図３Ｃは、プラグベース８２０がプレート８６０から取り外される開放位置における第２の他の実施形態を例示している。
【００４１】
特に、複数の素子８４０は、一対の電極がそれぞれ設けられた一対の圧電素子である。移動機構８４０Ａは、プレート８６０と接続され、容器のリムに位置している。振動体８４０Ｂは、プラグベース８２０と接続され、プレート８６０から機械的に切り離されている。マイクロプラグ８７０と穿孔８８０の結合体は、超音波マイクロプラグユニットを形成する。
【００４２】
第１の動作態様では、低周波数電力が移動機構８４０Ａに加えられ、これに応答して、移動機構８４０Ａは膨張し、特にプレート８６０を容器８０５のリムから分離させることによって、プレート８６０をベースプレート８２０から分離させる。高周波数電力が振動体８４０Ｂにさらに加えられ、このようにしてマイクロプラグ８７０を振動させる。好ましい円錐形状を備えるマイクロプラグ８７０は、微小音響レンズとして作用し、貫通溝８９０を介して受け入れる揮発性芳香液体を砕いて微小滴にし、このようにして遠位の第２面８８４が香るように、マイクロプラグ８７０と穿孔８８０内で接触する任意の揮発性芳香液体を霧化する。好都合なことに、図１Ｉ及び図１Ｊに関連して上述したように、マイクロプラグ８７０の形状は、環状の小滴８９７を形成するように構成され、環状の小滴８９７は、揮発性芳香液体の標準的な滴と比較すると、霧化し又は霧状にするのに少量のエネルギーを必要とする。典型的な実施形態では、高周波数電力は１５０〜２００ｋＨｚの周波数範囲であるが、いずれにしても、これは、限定的であることを意味しない。好都合なことに、プラグベース８２０とプレート８６０との間の距離は、霧化され又は霧状にされる液体の粘度に応じて変えてもよく、このようにして穿孔８８０とともにマイクロプラグ８７０によって生成される環状開口の寸法を変え、このようにして単一の超音波マイクロプラグユニットは、広範囲の粘度の液体に対して遮られずに利用されてもよい。
【００４３】
第２の動作態様では、電力が移動機構８４０Ａから遮断され、これに応答して、移動機構８４０Ａは収縮して、マイクロプラグ８７０が穿孔８８０内で当接して、即ち閉鎖位置に位置するまで、プレート８６０をプラグベース８２０と近接させ、このようにして揮発性芳香液体を第２面８８４から封止し、遠位の第２面８８４が任意の更なる芳香を受けないようにする。上述の特定の円錐形状の結果、完全に封止されることとなり、完全な封止は、揮発性芳香液体に使用するのに好ましいが、いずれにしても、これは限定的であることを意味しない。他の実施形態では、完全な封止は、第２の態様では必要とされず、閉塞しないように残存液体が穿孔８８０内に残らないことを確保するため、複数のマイクロプラグが穿孔８８０を通って十分に移動することのみが必要とされる。
【００４４】
図４Ａ〜図４Ｃは、電子制御式芳香生成素子８００の第３の他の実施形態を例示しており、この形態では、複数の素子８４０が供給され、第１素子が移動機構８４０Ａであり、第２素子が振動体８４０Ｂであり、振動エネルギーが、一方向流動膜８１５を貫通する部材９１０を介してプレート８２０にのみ供給される。図４Ａは、第３の他の実施形態の切り取り図を例示し、図４Ｂは、プラグベース８２０がプレート８６０の近傍にある閉鎖位置における第３の他の実施形態を例示し、図４Ｃは、プレート８６０がプラグベース８２０から移される開放位置における第３の他の実施形態を例示している。プレート８６０と電子制御式芳香生成素子８００の壁に連結されたフランジ９１５との間の封止を提供する封止リング８１８が、さらに供給される。
【００４５】
特に、複数の素子８４０、とりわけ移動機構８４０Ａと振動体８４０Ｂは、一対の電極がそれぞれ設けられた一対の圧電素子である。移動機構８４０Ａと振動体８４０Ｂはそれぞれ、部材９１０を介してプレート８６０と接触している。振動体８４０Ｂは、プラグベース８２０から機械的に切り離されている。
【００４６】
第１の動作態様では、低周波数電力は移動機構８４０Ａに加えられ、これに応答して、移動機構８４０Ａは膨張し、プレート８６０をマイクロプラグ８７０のベースプレート８２０から芳香生成位置まで離す。高周波数電力が振動体８４０Ｂにさらに供給され、このようにしてプレート８６０を振動させ、第１面８８２と接触する液体を霧化する。典型的な実施形態では、高周波数電力は１５０〜２００ｋＨｚの周波数範囲であるが、いずれにしても、これは、限定的であることを意味しない。好都合なことに、プラグベース８２０とプレート８６０との間の距離は、霧化され又は霧状にされる液体の粘度に応じて変えてもよく、このようにして穿孔８８０とともにマイクロプラグ８７０によって生成される環状開口の寸法を変え、このようにして単一の超音波マイクロプラグユニットは、広範囲の粘度の液体に対して遮られずに利用されてもよい。
【００４７】
第２の動作態様では、電力が移動機構８４０Ａから遮断され又は移動機構８４０Ａに反転して供給され、これに応答して、移動機構８４０Ａは収縮して、マイクロプラグ８７０が穿孔８８０内で当接して、即ち閉鎖位置に位置するまで、プレート８６０をプラグベース８２０と近接させ、このようにして揮発性芳香液体を第２面８８４から封止し、遠位の第２面８８４が任意の更なる芳香を受けないようにする。上述の特定の円錐形状の結果、完全に封止されることとなり、完全な封止は、揮発性芳香液体に使用するのに好ましいが、いずれにしても、これは、限定的であることを意味しない。他の実施形態では、完全な封止は、第２の態様では必要とされず、閉塞しないように残存液体が穿孔８８０内に残らないことを確保するため、複数のマイクロプラグが穿孔８８０を通って十分に移動することのみが必要とされる。
【００４８】
第３の動作態様では、マイクロプラグ８７０が穿孔８８０内に当接して位置すると、４０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの非限定的な一実施形態では、高周波数電力についての媒体が、圧電素子８４０に供給され、このようにしてプレート８６０とマイクロプラグ８７０の結合体を振動させる。先端部８７５及び第２面８８４上の任意の残存揮発性芳香は、迅速に霧化され又は霧状にされて取り除かれ、このようにして芳香の生成を完全に停止する。
【００４９】
図５は、図１Ａ〜図４Ｃの電子制御式芳香生成素子８００とともに使用でき、パルスジェネレータ９５０と、ドライバ９６０と、第１圧電素子８４０Ａと、第２圧電素子８４０Ｂと、電気特性センサ回路９７０と、制御回路９８０とを含む駆動回路の高レベル概略図を例示する。パルスジェネレータ９５０は、好ましくは低周波数機能部９５２と、高周波数機能部９５４と、超音波クリーニング機能部９５６とを含む。制御回路９８０は、パルスジェネレータ９５０、ドライバ９６０、及び電気特性センサ回路９７０のそれぞれと接続されている。例示されるように、複数の出力を含んでもよいパルスジェネレータ９５０の出力は、ドライバ９６０を介して、第１圧電素子８４０Ａ及び第２圧電素子８４０Ｂのそれぞれの第１接点にそれぞれ接続される。第１圧電素子８４０Ａ及び第２圧電素子８４０Ｂのそれぞれの第２接点は、電気特性センサ回路９７０にそれぞれ接続される。電気特性センサ回路９７０は、センサレジスタと、センサレジスタの電圧降下を制御回路９８０によって供給される値と比較するように構成されたコンパレータとを含んでもよい。単一の圧電素子８４０が設けられている場合には、パルスジェネレータ９５０とドライバ９６０のうち一方は、結合信号を圧電素子８４０に提供するように構成されている。或いは、上述のように、一対の電極が単一の圧電素子８４０の各端に供給され、一対の電極のうち第１のものが低周波数機能部９５２に応答し、一対の電極のうち第２のものが高周波数機能部９５４に応答する。
【００５０】
動作時に、上述のように、制御回路９８０は、低周波数機能部９５２に低周波数電力を生成させ、低周波数電力は、ドライバ９６０によって圧電素子８４０へと駆動され、例えばプレート８６０をベースプレート８２０から離すように動作する。高周波数機能部９５４は、１又はそれ以上のプレート８６０及びベースプレート８２０を振動させるように構成されている。特定の態様では、制御回路９８０に応答して、超音波クリーニング機能部９５６は、低周波数機能部９５２からの低周波数電力と高周波数機能部９５４からの高周波数電力の両方がない場合に動作し、当接して位置しているときにベースプレート８２０及びプレート８６０に振動エネルギーを提供することによって、超音波クリーニングを行う。
【００５１】
制御回路９８０は、電気特性センサ回路９７０を介して、振動素子と結合した圧電素子８４０の少なくとも１つの電気特性をモニタするようにさらに動作する。第１の動作態様では、振動素子と組み合わされた圧電素子８４０の自然共鳴周波数は、周波数の範囲にわたってスウィーピング又はステッピングすることによって捜し出される。固有周波数は、電流に対する最小抵抗であり、このようにして高周波数機能部９５４に応答する圧電素子８４０を通る電流を監視することによって、振動素子と組み合わされた圧電素子８４０の自然共鳴周波数は、見つかる。自然共鳴周波数が高周波数機能部９５４によって供給される周波数の整数関数に合致しない場合には、一の実施形態では、周波数は、自然共鳴周波数の平均を得るため、自然共鳴周波数のすぐ上とすぐ下との間で切り換えられる。
【００５２】
自然共鳴周波数は、圧電素子８４０と接続される液体の容積、振動素子、圧電素子８４０の温度及び年数の関数である。このようにして、パラメータが所定範囲外にあるために、見つかった自然共鳴周波数が、不十分な量の揮発性芳香液体が圧電素子８４０と接続されていることを示す場合には、制御回路９８０は、低液体アラーム信号をアサートするように動作する。
【００５３】
図６は、典型的な実施形態による、図１２の制御回路９８０の動作の高レベルフローチャートを例示する。段階３０００では、好ましくは、低周波数機能部９５２に対するターゲット周波数と、高周波数機能部９５４に対するターゲット周波数と、ドライバ９６０に対する駆動振幅と、動作時間と、動作態様と、低流体アラーム状態とを含むプロトコルが、制御回路９８０によってロードされる。一の非限定的な例では、芳香生成プロトコルは、５０Ｈｚの低周波数ターゲット値と、２０Ｖの低周波数振幅と、１５９ｋＨｚの高周波数ターゲット値と、３０Ｖの高周波数振幅と、２秒の時間と、動作のパルスモードとを含む。一の非限定的な例では、クリーニングプロトコルは、０Ｈｚの低周波数ターゲット値と、０Ｖの低周波数振幅と、５０ｋＨｚの高周波数ターゲット値と、２５Ｖの高周波数振幅と、６秒の時間と、動作の連続モードとを含む。上述のように、ドライバ９６０の振幅は、低周波数機能部９５２に応答する電力に対して設定されてもよく、このようにしてプラグベース８２０とプレート８６０との間隔は、霧化され又は霧状にされる液体の粘度に応答して変化させてもよく、このようにして単一超音波マイクロプラグユニットが、広範囲の粘度の液体に対して遮られずに利用されてもよい。
【００５４】
段階３０１０では、制御回路９８０は、移動機構を動作させることによって、プレート８６０をプラグベース８２０から分離するように動作する。典型的な実施形態では、移動機構は、低周波数機能部９５２に応答する信号を備える圧電素子８４０Ａである。低周波数信号の振幅は、段階３０００のロードされたプロトコルに応答して、ドライバ９６０によって制御される。
【００５５】
段階３０２０では、振動の固有周波数が見つけられ、パルスジェネレータ９５０、特に高周波数機能部９５４によって駆動される振動の周波数は、段階３０００のロードされた高周波数のターゲット周波数を上方及び下方にスウィーピングし又はステッピングすることによって、振動の固有周波数に合致するように修正される。自然共鳴周波数が高周波数機能部９５４によって供給される周波数の整数関数に合致しない場合には、一の実施形態では、周波数は、自然共鳴周波数の平均を得るため、自然共鳴周波数のすぐ上とすぐ下との間で切り換えられる。
【００５６】
段階３０３０では、振動の捜し出された固有周波数における電気特性が、段階３０００のプロトコルの一部としてロードされた所定範囲と比較される。振動の見つかった固有周波数又は振動の見つかった固有周波数における電気特性が所定範囲にないが、その代わりに揮発性芳香液体の欠如を表示する場合には、流体のアラーム信号の出力がアサートされる。
【００５７】
段階３０４０では、段階３０００のプロトコルの一部としてロードされた動作態様及び動作時間に従って、プラグベース８２０とプレート８６０のうち少なくとも一方が、段階３０２０のっ見つかった固有周波数の場所で振動される。
【００５８】
明瞭にするため別々の実施形態に関連して記載される本発明の一定の特徴が、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが認識される。逆に、簡潔にするため単一の実施形態に関連して記載される本発明の種々の特徴が、別々に又は任意の適当な副次的な組み合わせで提供されてもよい。
【００５９】
特に規定されていない場合には、本明細書で用いられるすべての技術及び科学用語は、本発明が属する分野における当業者によって普通に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものと類似の又は同等な方法が、本発明の実施又は試験において使用されることができるが、適当な方法は、ここに記載される。
【００６０】
本明細書で言及されたすべての刊行物、特許出願明細書、特許、及び他の参考文献は、その全体が参照により組み込まれる。競合する場合には、定義を含む特許出願明細書は、優先する。さらに、材料、方法、及び例は、例示であるにすぎず、限定することを意図していない。
【００６１】
本発明が、上記に特別に示され記載されたものに限定されないことは、当業者によって認識されるであろう。更には、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定され、上述の種々の特徴の組み合わせと下位の組み合わせの両方、並びに、以上の説明を読むことによって当業者に想起されるそれらの変形及び改良を含む。
【図１Ａ】
0005635536.tif 000002
【図１Ｂ】
0005635536.tif 000003
【図１Ｃ】
0005635536.tif 000004
【図１Ｄ】
0005635536.tif 000005
【図１Ｅ】
0005635536.tif 000006
【図１Ｆ】
0005635536.tif 000007
【図１Ｇ】
0005635536.tif 000008
【図１Ｈ】
0005635536.tif 000009
【図１Ｉ】
0005635536.tif 000010
【図１Ｊ】
0005635536.tif 000011
【図２Ａ】
0005635536.tif 000012
【図２Ｂ】
0005635536.tif 000013
【図３Ａ】
0005635536.tif 000014
【図３Ｂ】
0005635536.tif 000015
【図３Ｃ】
0005635536.tif 000016
【図４Ａ】
0005635536.tif 000017
【図４Ｂ】
0005635536.tif 000018
【図４Ｃ】
0005635536.tif 000019
【図５】
0005635536.tif 000020
【図６】
0005635536.tif 000021