JPH05259A - 液滴発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空調機器等に組み込まれ居住空間等の香り環
境を制御する香り発生装置等に適用される液滴発生装置
に関し、小型であって気泡の侵入を防止し、又気泡が侵
入したとしても除去が速やかに行える液滴発生装置を実
現することを目的とする。 【構成】 液体収納容器３と、圧力室１１と、収納容器
と圧力室を連通する気泡除去通路２０と、圧力室まで達
するロッド２２と、気泡除去通路を開閉する閉止部材２
３と、ロッド付勢手段２１と、閉止部材で気泡除去通路
を閉じることにより形成される液体供給通路１０と、撥
液性物質で被膜された吐出ノズル４と、圧力発生手段１
２、１３とを有することにより、小型な構成で気泡の侵
入を防止し、たとえ侵入したとしても容易に除去できる
液滴発生装置を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、空調機器、所謂エアコ
ン等に組み込まれ、居住空間やオフィス空間の香り環境
をコントロールできるようにした香り発生装置等に適用
される液滴発生装置に関するものである。

【従来の技術】エアコン等に香り発生装置を組み込み、
香り環境をコントロールするようにした従来の空気調和
装置としては、例えば特開平−１１２７８２８号公報に
開示された装置がある。また、微量液体の吐出方法とし
てはドロップ・オン・デマンド型インクジェットヘッド
等に使用されているピエゾ駆動のインク液滴吐出装置が
ある。以下、図１０及び図１１について香り発生装置に
適用される従来の液滴発生装置について簡単に説明す
る。図１０は従来の香りの発生装置の全体を示し、この
香り発生装置は複数の香りを充填したボンベ２００を有
し、制御回路５００によってボンベ２００の配管３００
途中に設けた電気的に作動する噴霧量制御弁４００を開
閉し、所望の香りの種類と噴霧量を制御する。次に図１
１はピエゾ駆動型の従来のインク液滴吐出ヘッドであ
り、振動板１２に接着されたピエゾ板１３の両側に電気
信号９を印加するとピエゾ板１３が変位し、これと協動
する振動板１２の変位によって供給通路１０を介して供
給される圧力室１１内のインクに急激な圧力上昇を生
じ、圧力室１１の壁面の一部に設けられたノズル４より
微小インク液滴を吐出させる。

【発生が解決しようとする課題】前述した従来の液滴発
生装置は、例えば香り発生装置に適用した場合には、そ
の対象空間をオフィスビルとしており、装置としてかな
り大掛かりで、一般には香りの集中管理を目的とするも
のである。このため装置も大型で高価であり、また各個
人の好みについても対応できないという課題を有してい
る。また、ピエゾ振動子を用いた従来のインク液滴吐出
ヘッドは例えば前述香りの吐出装置として利用できる
が、気泡を吸入すると吐出不能となるため、気泡を除去
するための機構や手段を別途装置に備えることが必要と
なり、コストアップの要因となっていた。更に、気泡を
除去する際に圧力室内の液体を気泡と一緒に外部に排出
しなければならないが、液体として芳香液を用いたとき
には排出された芳香液からの香りの漏出が意図する所望
の香りの環境を阻害するという課題がある。そこで本発
明の目的は、手軽な価格で小型化を図ると共に、液滴発
生部分に気泡が吸収されないようにした液滴発生装置を
提供するものである。

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、所定の液体を収納する液体収納容器と、
同収納容器内の液体の液面よりも低位置におかれる圧力
室と、前記収納容器と前記圧力室を連通する気泡除去通
路と、前記収納容器の項部外側から液体と前記気泡除去
通路を通って前記圧力室まで達するロッドと、前記収納
容器内の液体の液面よりも低位置におかれかつ前記ロッ
ドの先端に設けられ前記気泡除去通路を開閉する閉止部
材と、前記ロッドを常に上方に付勢させるコイルバネ
と、前記収納容器内の液体の液面よりも低位置におかれ
かつ前記気泡除去通路を前記閉止部材によって閉止する
ことにより形成され前記収納容器内の液体を前記圧力室
へ供給する供給通路と、前記収納容器内の液体の液面よ
りも低位置におかれかつ前記圧力室の壁面の一部に形成
されかつ表面に撥油性物質被膜を施した吐出ノズルと、
前記圧力室内の液体に急激な圧力上昇を生じさせる圧力
発生手段とを備える液滴発生装置を提案するものであ
る。

【作用】前述した本発明の構成によると、収納容器内の
液体は供給通路を通って圧力室に供給される。このとき
吐出ノズルの位置は収納容器内の液体の流面より低位置
にあるため、吐出ノズルに正の静圧が作用するが、その
表面には撥油性被膜が施されているので、前記ノズルか
らの液垂れはない。この状態において圧力発生手段を作
用させると、圧力室内の液体は急激な圧力上昇を生じ、
前記吐出ノズルより液体の液滴が吐出する。また、圧力
室内に気泡が吸入したときには、この気泡は気泡除去通
路付近に溜るので、コイルバネに坑してロッドを下方に
異動することにより、閉止状態にあった気泡除去通路が
開放する。これにより、前記気泡除去通路を通して圧力
室内の気泡が収納容器内に移動し、圧力室内の気泡が除
去される。

【実施例】

（実施例１）以下、図１〜図６を用いて本発明の一実施
例について詳細に説明する。なお、以下に詳述する実施
例は、本発明の液滴発生装置を香り発生装置に適用した
例を示す。図１〜図４は本発明の第１の実施例による香
り発生装置であり、図１において、各々が着脱自在のカ
セット型香り発生装置１は内部に芳香液が収納される収
納容器３と、前記芳香液の微小液滴を吐出するノズル４
を有する本体部５とから構成される。そして、この香り
発生装置１は、図示していないエアコンの一部に取り付
けられた、リード電極取り出し用接点を兼ねたカセット
用のホルダー２と、図示していないピエゾ電極からのリ
ード取り出し用接点と底板を兼ねたＰＣ板６とによって
挾持され、ホルダー２のバネ圧によってエアコンに固定
される。図２に示された金属製の収納容器３には芳香液
８、例えば果物や花の香りを有する各種エステルやそれ
らの混合液等が収納されており、収納容器３の底部には
芳香液８の微小液滴を電気信号９に応じて吐出させるた
めの駆動部として、金属性の本体部５が接合されてい
る。前記本体部５には上部が円錐状になった圧力室１１
が形成されており、前記圧力室１１と前記収納容器３と
は、前記圧力室１１の項部に形成された気泡除去通路２
０の壁面の一部に形成された少なくとも１本以上の溝
と、閉止部材２３で前記気泡除去通路２０が閉止される
ことによって形成される供給通路１０によって連通して
いる。そして、この供給通路１０を通して収納容器３内
の芳香液８が圧力室１１に供給される。また、前記収納
容器３の項部に設けた通気孔７から前記芳香液８、及び
前記気泡除去通路２０を通して圧力室１１まで達するロ
ッド２２が設けられ、その先端には２重円錐形状の閉止
部材２３が形成されている。そして、前記項部にはコイ
ルバネ２１が取付けられており、ロッド２２を常時上方
に付勢している。これにより、前記閉止部材２３が前記
気泡除去通路２２で係止され、通常状態において気泡除
去通路２２を閉止する。そして、前述のように、閉止部
材２３が気泡除去通路２２を閉止することによって、供
給通路１０が形成される。前記圧力室１１の底部には、
金属製の振動板１２が接合され、その反対側の面にはピ
エゾ板１３が接合される。また、前記圧力室１１の壁面
の一部に前記芳香液８の微小液滴を吐出するためのノズ
ル４が設けられており、このノズル４の空気に接する側
の面には撥油性物質、特にテトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体（通称ＦＥＰ）、テト
ラフルオロエチレン重合体（通称ＰＴＦＥ）等のフッ素
樹脂系コーティング被膜、また示性式がＣＦ₃（ＣＦ₂）
₇（ＣＨ₂）₂（ＣＨ₃）Ｓｉ（ＣＨ₂）₉ＳｉＣｌ₃，ＣＦ₃
（ＣＦ₂）₃（ＣＨ₂）₂（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₉ＳｉＣ
ｌ₃やＣＦ₃（ＣＨ₂）₂（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₁₅Ｓｉ
Ｃｌ₃等から形成される化学吸着単分子膜による撥油性
被膜１４が施されている。このノズル４面は前記本体部
５に形成された凹部１５の底となるように配され、ノズ
ル４面を外力から保護するようになている。さらに、前
記本体部５の底部にはピエゾ板１３からの電極を取り出
すため、例えば片面銅張り積層板で形成したリード電極
板１６の絶縁側を本体部５に接着し、ピエゾ板１３の電
極面からボンディング等によって引き出されたリード線
１７の他端を前記リード電極板１６の銅箔側に接続して
ある。次に、以上のように構成された香り発生装置１の
動作について説明する。香り発生装置１が図示していな
いエアコン側に取付けられているホルダー２とＰＣ板６
の間にセットされると、ノズル４の位置が芳香液８の液
面より低いためノズル４開口部には正の静圧が作用する
が、ノズル４表面には前記撥油性被膜１４を施している
ため、表面張力が２５dyne/cm前後の芳香液であっても
ノズル４からの液垂れは発生せず、ノズル４開口部に凸
状のメニスカスを形成した安定な状態が保持される。こ
のような状態において、図示していないリモコン等を介
した駆動制御回路によって電気信号９がホルダー２とＰ
Ｃ板６を介してピエゾ板１３の両電極面に印加される
と、ピエゾ板１３及びこれと協同する振動板１２の変位
によって圧力室１１内に急激な圧力上昇を生じる。これ
によってノズル４からは電気信号９に応じた微少な芳香
液液滴が空中に吐出され、そのまま空気中で蒸発する
か、図示していない液受けや加熱板等に付着後蒸発して
香りを発生させる。芳香液８の圧力室への供給は芳香液
８の静圧と振動板１２とピエゾ板１３が元の位置に復帰
する作用によって供給通路１０よりなされるが、振動板
１２の復帰時に生じる負圧と芳香液８の正の静圧が相殺
するため、ノズル４部のメカニカスに作用する圧力は極
めて小さい。このため、メカニスカスの復帰が速く、気
泡の吸入や不要な吐出は起こらない。なお、前記収納容
器３の項部に開けられ、前記ロッド２２が挿入されてい
る孔の径は、前記ロッド２２の径よりも僅かに大きく、
前記ロッド２２が滑る程度の隙間となっている。この小
さな隙間は、香り発生装置１の休止時における香りの漏
出を最小限におさえ、かつ、芳香液８の消費に伴う容積
変化、温度や気圧による収納容器３の圧力変化を芳香液
８の静圧のみにするための通気孔７として機能する。つ
ぎに、図３に示すように、なんらかの原因で圧力室１１
に気泡２４が吸入した場合、気泡２４は芳香液８より軽
いため圧力室１１内を上昇し閉止部材２３で閉止された
気泡除去通路２０近傍に溜るので、ロッド２２の頭部を
指等で静かに下に押すと、ロッド２２はコイルバネ２１
に坑して下降し、図４のようにその先端に設けられた閉
止部材２３は圧力室１１内に下降する。すると、圧力室
１１の項部に形成された気泡除去通路２０が大きく開放
され、気泡２４は浮力により容易に気泡除去通路２０を
通過して収容器３側に移動し、圧力室１１から除去され
る。その後、ロッド２２を押さえていた指をゆっくりと
はなすとロッド２２はコイルバネ２１の付勢作用でゆっ
くりと元の位置に戻り、同時にロッド２２の先端に設け
られた閉止部材２３が気泡除去通路２０を閉止し、図２
に示した元の正常な状態に復帰するようになる。 （実施例２〜６）図５は閉止部材２３を球状の形状とし
た本発明の第２実施例による香り発生装置の部分断面を
示し、図６及び図７には球状と２重円錐状の閉止部材２
３の表面に供給通路１０用の溝を形成した本発明の第
３、第４実施例による香り発生装置の部分断面図を示
す。また図８には２重円錐状の閉止部材２３の表面に供
給通路１０用の隙間を形成する突起２５を設けた本発明
の第５実施例による香り発生装置の部分断面を示し、更
に図９にはロッド２２に上向きの付勢力を与えるコイル
バネ２１を収納容器３内に設けた本発明の第６実施例に
よる香り発生装置の断面を示す。これらの第２〜第６実
施例の香り発生装置の構成、動作および作用等は、基本
的に前記図２〜図４にて説明したものと同様であるの
で、重複を避けるため、ここでの説明は省略する。な
お、前記香り発生装置の構成材料、特に収納容器３は金
属の他、プラスチックス、ガラス、セラミック等の透明
材料を使用することによって芳香液の残量を目で確認す
ることができる。また、型成型によりコストダウンも可
能となる。更に、本香り発生装置は、カセット式なの
で、芳香液の種類を数多く揃えることにより各人の好み
にあった香りを選択することもできる。なお、本発明
は、前記香り発生装置のみに限定利用されるものではな
く、高速応答性を要求されるインクジェット記録装置等
の液滴発生装置としても使用できることは勿論である。

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、小型化
を図ることができ、また安価に構成することができる。
また、液的発生部分における気泡の吸入を防止すること
ができ、仮に気泡が吸入されても、これを容易に除去す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】香り発生装置に適用した本発明の第１の実施例
による液滴発生装置の全体斜視図

【図２】同香り発生装置の断面図

【図３】圧力室に気泡が入った状態を示す同香り発生装
置の部分断面図

【図４】圧力室から気泡を除去する際の動作状態を示す
同香り発生装置の断面図

【図５】本発明の第２の実施例による香り発生装置の部
分断面図

【図６】本発明の第３の実施例による香り発生装置の部
分断面図

【図７】本発明の第４の実施例による香り発生装置の部
分断面図

【図８】本発明の第５の実施例による香り発生装置の部
分断面図

【図９】本発明の第６の実施例による香り発生装置の断
面図

【図１０】従来の香り発生装置の概念図

【図１１】従来のインクジェットヘッドの断面図

【符号の説明】

１ 香り発生装置 ３ 収納容器 ４ ノズル ７ 通気孔 １０ 供給通路 １１ 圧力室 １２ 振動板 １３ ピエゾ板 １４ 撥油性被膜 １６ リード電極板 ２０ 気泡除去通路 ２１ コイルバネ ２２ ロッド ２３ 閉止部材 ２４ 気泡 ２５ 突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 一文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 曽我 眞守 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 美濃 規央 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 赤嶺 育雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 久保 次雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の液体を収納する液体収納容器と、
   同収納容器内の液体の液面よりも低位置におかれる圧力
   室と、前記収納容器と前記圧力室を連通する気泡除去通
   路と、前記収納容器の項部外側から液体と前記気泡除去
   通路を通って前記圧力室まで達するロッドと、前記収納
   容器内の液体の液面よりも低位置におかれかつ前記ロッ
   ドの先端に設けられ前記気泡除去通路を開閉する閉止部
   材と、前記ロッドを常に上方に付勢させるコイルバネ
   と、前記収納容器内の液体の液面よりも低位置におかれ
   かつ前記気泡除去通路を前記閉止部材によって閉止する
   ことにより形成され前記収納容器内の液体を前記圧力室
   へ供給する供給通路と、前記収納容器内の液体の液面よ
   りも低位置におかれかつ前記圧力室の壁面の一部に形成
   されかつ表面に撥油性物質被膜を施した吐出ノズルと、
   前記圧力室内の液体に急激な圧力上昇を生じさせる圧力
   発生手段とを備える液滴発生装置。
2. 【請求項２】 撥油性物質被膜がテトラフルオロエチレ
   ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体で形成されてな
   る請求項１記載の液滴発生装置。
3. 【請求項３】 撥油性物質被膜がテトラフルオロエチレ
   ン重合体で形成されてなる請求項１記載の液滴発生装
   置。
4. 【請求項４】 撥油性物質被膜が示性式ＣＦ₃（ＣＦ₂）
   ₇（ＣＨ₂）₂（ＣＨ₃） ₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₉ＳｉＣｌ₃から形
   成される化学吸着単分子膜である請求項１記載の液滴発
   生装置。
5. 【請求項５】 撥油性物質被膜が示性式ＣＦ₃（ＣＦ₂）
   ₃（ＣＨ₂）₂（ＣＨ₃） ₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₉ＳｉＣｌ₃から形
   成される化学吸着単分子膜である請求項１記載の液滴発
   生装置。
6. 【請求項６】 撥油性物質被膜が示性式ＣＦ₃（ＣＨ₂）
   ₂（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₁₅ＳｉＣｌ₃から形成される
   化学吸着単分子膜である請求項１記載の液滴発生装置。
7. 【請求項７】 圧力発生手段がピエゾ型電気機械変換器
   である請求項１記載の液滴発生装置。
8. 【請求項８】 気泡除去通路はコイルバネの付勢力によ
   って気泡除去操作時以外は常に閉止部材で閉止されてい
   る請求項１記載の液滴発生装置。
9. 【請求項９】 ロッドの頭部を押して、戻すことによっ
   て圧力室内の気泡を気泡除去通路から収納容器側に除去
   する請求項１記載の液滴発生装置。
10. 【請求項１０】 閉止部材が球状である請求項１記載の
    液滴発生装置。
11. 【請求項１１】 閉止部材が円錐を重ね合わせた形状で
    ある請求項１記載の液滴発生装置。
12. 【請求項１２】 供給通路が気泡除去通路壁に形成さ
    れ、且つ、圧力室から収容器側まで通じた、少なくとも
    １つ以上の溝である請求項１記載の液滴発生装置。
13. 【請求項１３】 供給通路が閉止部材の表面に形成さ
    れ、且つ、圧力室から収容器側まで通じた、少なくとも
    １つ以上の溝である請求項１記載の液滴発生装置。
14. 【請求項１４】 供給通路が閉止部材の表面に設けられ
    た少なくとも１つ以上の突起によって形成される隙間で
    ある請求項１記載の液滴発生装置。
15. 【請求項１５】 コイルバネが収納容器の外項部に備え
    られている請求項１記載の液滴発生装置。
16. 【請求項１６】 コイルバネが収納容器内に備えられて
    いる請求項１記載の液滴発生装置。