JP2007111114A - 液体吐出装置および該吐出装置に用いる液体吐出用カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 医療分野における液状薬剤を霧状として肺吸入させる際に使用される吸入装置に好適な、異種薬剤を調合して投与する用途に適したシステムを提供する。
【解決手段】 液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出部と、少なくとも第１および第２の液体容器と、を有する液体吐出装置であって、前記液体吐出部および前記第１の液体容器を連通する第１の連通手段と、前記第１および第２の容器を連通する第２の連通手段と、を有することを特徴とする液体吐出装置。
【選択図】 図４

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。特に、医療分野において液状薬剤を霧状として体内（特に肺など）に吸入させる際に使用される吸入装置などに好適に用いられる。

従来、インクジェット記録に用いられる液体吐出ヘッド用タンクでは複数の記録ヘッドと複数のタンクを一体化しコンパクト化をした製品が多数提案されている。例えば、特許文献１には、互いに異なる色のインクを個別吐出する構造の記録ヘッド用タンクが開示されている。

近年、このようなインクジェット技術を応用して、所定量の薬剤を含む液滴を装置内で噴霧し、マウスピースを介して利用者が吸入する装置の開発が行なわれている（例えば、特許文献２参照）。

また、特開平１１−１０８５９号公報には、インクジェットプリンタ装置において、液体を吐出前に混合する装置の構成が開示されている。
特開平３−２２７６４６ 特表平８−５１１９６６公報 特開平１１−１０８５９号公報

医療分野における液状薬剤を霧状として肺吸入させる際に使用される吸入装置では、単種の薬剤を投与するシステムに加え、異種薬剤を調合して投与する用途に適したシステムが要求されていた。また、調合後に経時変化を起こさない薬剤においては、予め調合した薬剤をタンクに封入しておくことで前記異種薬剤を調合して投与するシステムの実現が可能であるが、薬剤には調合後に短期間で投与する必要のあるものも少なくない。この場合は投与直前に薬剤を調合することが必要であるが、従来の直前に混合する系では複雑な構成を必要としていた。

また、利用者の体調によっては、投与すべき薬剤の量、種類を変化させる必要がある場合もあり、簡便且つ確実に液体組成の変更を実行できる吐出液の調合方法が求められていた。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、簡便且つ確実に複数の液体を混合し、且つ混合される材料の種類、量を適宜変更可能な液体吐出装置および液体吐出ヘッド用のカートリッジを提供することを目的とする。

本発明者等は、前記した従来技術の課題を解決するために鋭意研究し、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出部と、少なくとも第１および第２の液体容器と、を有する液体吐出装置に用いるカートリッジであって、前記液体吐出部および前記第１の液体容器を連通する第１の連通手段と、前記第１および第２の容器を連通する第２の連通手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の容器を連通手段によって連通することで、複数の材料を装置内で簡便に混合することができる。また、構造が簡単で容易に製造することが可能である。しかも液安定性の保持が必要な液体及び紛体を、吐出直前まで分離しておくことができるので、薬剤を吐出する際の薬の保管寿命を伸ばすことも可能である。

以下、本発明について詳細に述べる。

本発明は、液体吐出部を有する装置において、各タンクを連通する手段を設けたところに特徴がある。液体吐出部には、連結されたタンクのうちの１つに連通していれば、混合後の液体が液体吐出部に供給されうる。本発明の構成により、種々の液体の混合を簡便な構成で実現できる。

すなわち、本発明に係る液体吐出装置は、
１）液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出部と
２）第１および第２の液体または粉体を収容する容器、
３）前記液体吐出部および前記第１の液体容器を連通する第１の連通手段
４）前記第１および第２の容器を連通する第２の連通手段と、
を有する。

液体吐出部の構成は、液体を液滴として吐出できる構成であれば良いが、インクジェット技術を用いたインクジェットヘッドであることが好ましい。特に、ヒーター素子を用いて液体を加熱し膜沸騰により泡を発生させ、この発泡のエネルギーにより液滴をノズルより吐出させるバブルジェットジェット方式に適した構成であると好ましい。この構成は、吐出ノズルを多数構成することが容易である。

他の構成としては、多孔質部材に液体を含ませて、該多孔質部材を振動させることで多数の液滴を吐出する構成が挙げられる。

液体吐出部と第１の容器とを連通させる連通手段により、液体吐出部と第１の容器とが連通し、液体の移動が生じる。連通手段は、一般的にインクジェット技術で用いられる流路であってもよく、必ずしも吐出動作の直前に連通させる構成である必要は無い。しかし、液体吐出部と第１の容器との連通を、連通手段により利用者が使用前に行うことのできる構成にすると、混合した後の液体を供給部に供給できるのでより好ましい。

また、複数の容器をユニット化させると良い。さらには、液体吐出部も容器とユニット化させた液体吐出カートリッジとし、吐出部を制御する制御手段、ハウジング部を有する本体部分に装着して使用する構成も好ましい。この場合、カートリッジ部分を使い捨てとすることで、衛生的に好ましい形態となる。

複数の容器の材質は、医療用途で用いられる場合は生体への影響の少ない材料であることが好ましく、ポリエチレン、軟質ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂等の単品の樹脂またはポリエチレン／エバール（エチレンビニルアルコール共重合体、クラレの登録商標）等の樹脂が使用できる。

複数容器に収容される液体または固体は、その用途に応じて適宜選択される。

例えば、第１の容器には、液体吐出の際に吐出性能を好適にするための粘度、表面張力を調整した吐出用の組成物を収容し、第２の容器（更に第３以降の複数の容器）には、薬液を収容する。個別に収容した状態で保存し使用直前に混合する構成とすることで、保管寿命が改善されるような混合系や、薬の量を適宜調整可能な系として、複数容器を使用できる。

また、全ての容器に含まれる組成物の組成は同じであっても良い。この場合は異なる濃度組成として、使用する条件によって組成比を変更する場合に好適に使用できる。

第１および第２の容器を連通する手段は、連通後に液体の移動が可能となりそれぞれの容器に収容されていた液体または固体（粉体）が確実に混合されるような手段であれば問題ないが、簡便な構成として、２つの容器を隔離する膜と、該膜を貫通させる貫通部材と、を容器内に配置して、使用時に貫通部材を隔離膜に貫通させて貫通口を形成する構成が挙げられる。

貫通部材に貫通後に２つの容器が連通するように溝などの凹凸構造を設けると、貫通部材が貫通した状態でも液体の移動が生じるために好ましい。溝を設けない場合は、貫通した後に貫通部材を貫通口から離す構成でもよい。

他に、第１および第２の容器を隔壁を介して形成し、該隔壁を除去（例えば破壊するなど）するような手段であってもよい。

本発明に係る液体吐出装置は、利用者が吸入する吸入装置の液体噴霧手段ととして構成することも好ましい。この場合、吸入装置の構成としては、利用者が吸入するための吸入口を有するマウスピース、該マウスピースに接続した筐体、該筐体内で液体を吐出するための液体吐出部、該液体吐出部を制御するための制御手段を有することが好ましい。さらに、利用者の吸入を検知する検知手段（負圧センサ等）を設け、吸入に応じて吐出が行なわれる構成であることがより好ましい。

また、本発明の液体吐出装置は吸入する用途に限らず、頭皮、皮膚、目などや、患部（傷口など）への薬剤投与にも好適に利用できる。

また、本発明に係る液体吐出装置を香り発生装置として用いてもよい。香り成分を含む液体を各容器に封入し、必要に応じて香り成分が調整できる構成とすることができる。

さらに、インクジェットプリンタ用のカートリッジとして、第１の容器に吐出用の透明液体を収納し、他の染料成分または顔料成分を各容器内に収納しておき、必要な成分を調合するような構成でもよい。

また、混合する順序が必要な場合もあり、複数の容器を直列に連通配置して各容器内の内容物を混合するタイミングを変更できるようにしてもよい。

（実施形態例）
以下に、本発明に係るタンクユニットの一実施形態の構成を詳細に説明する。
本実施形態は、以下の４点の構成で実現する。
１）複数の容器を持つ容器ユニット
２）複数容器を仕切るフィルム
３）ヘッド部及び流路部を仕切るフィルム
４）複数のダイヤフラムに溝付ニードルが付いた蓋ユニット
以下、本実施形態について詳細に述べる。この形態は、後述する２つの動作を順次行うことにより吐出ヘッドを吐出可能な状態にする。

第１の動作は、本体に装着された突起部を変形可能な材質からなるダイヤフラムを圧迫する。これによりダイヤフラム内部に装着された液供給用の溝が設けられたニードルが、容器部を封止しているフィルム部に刺さり貫通し、容器内で液が外部に漏れることなく複数液の混合が行われる。

第２の動作は、別の本体に装着された突起部により変形可能な材質からなるダイヤフラムを圧迫する。これによりダイヤフラム内部に装着された液供給用に溝を設けたニードルが、容器部を封止しているフィルム部に刺さり貫通し、続いてダイヤフラムを変形させヘッド部に液が供給され吐出可能な状態となる。

次に、図面を参照して説明する。

本発明による吐出ヘッド用混合タンクによる複数液混合及びヘッド部と流路に液が供給され回復する実施形態について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。

図１は液体吐出ヘッド用混合タンク分解図を示し、容器ユニット１と蓋ユニット２とフィルム９及びフィルム１０の４点で構成される。図２はその断面図である。

容器ユニット１について説明する。容器ユニット１は容器内に液体を収容するための容器ａ３及び容器ｂ４を持ち、それぞれ独立に分離した状態で保形性を持つことができる材質であることが必要である。また、容器ａ３より液吐出ヘッド１０に液を供給するための流路９を備えた構造である。

次に蓋ユニット２について説明する。蓋ユニット２は、変形可能な材質をもった２つのダイヤフラム５、６と、先端が尖っている溝付ニードル７、８を備える。

溝付ニードルは、混合液を供給するための液供給用の溝を備え、ダイヤフラム６に接着されている。動作はダイヤフラム５を圧迫することによりダイヤフラム５が変形し溝付ニードル７も圧迫と同時にスライドしフィルム９を貫通し溝を介して複数液が混合する。次にダイヤフラム６を圧迫することによりダイヤフラム６が変形し溝付ニードル８も圧迫と同時にスライドしフィルム１０を貫通しダイヤフラム６の容積分が流路１１と液吐出ヘッド１２に供給し吐出可能な状態にする。また、溝付ニードルａ及び溝付ニードル８の溝は先端が尖った円柱の側面縦方向に設けてありその溝により圧迫しフィルムを貫通し突き破った状態でも液の液供給が可能である。

次に、フィルム９、１０について説明する。フィルム９は容器４に液等を注入した後に外部に漏れないように密封するために用いられる。また、フィルム１０は保管時には流路１１側に液等が漏れないように密封するために用いられ、溝付ニードル８及び溝付ニードル９により簡単に貫通できる材質で容器ユニット１の材質と接着あるいは溶着が可能のものであれば良く、樹脂フィルムまたは金属箔、紙等からなる複合フィルムであっても良い。

（１）タンクの形成
容器ユニット１内の容器ｂ４に液等を注入しフィルムａ９を接着あるいは溶着などで封止をする。また、流路１１も同様にフィルムｂ１０で封止をする。また、フィルムａ９及びフィルムｂ１０の封止後に容器ユニット１内の容器ａ３に新たに液を注入し蓋ユニット２と容器ユニット１を接着あるいは溶着などで封止することでタンクが形成される。

（２）液の混合
図３は、吐出ヘッド用混合タンクの液混合を示す断面図である。前記ヘッドカートリッジを駆動する本体に装着された本体突起ａ１３を変形可能な材質からなるダイヤフラムａ５に圧迫する。これにより、液袋内部に装着された液供給用に溝を設けた溝付ニードルａ７が、容器ｂ４を封止しているフィルムａ９に刺さり貫通し、容器ａ３及び容器ｂ４内の液等が外部に漏れることなく容器内で混合する。図３では本体突起ａ１３を前記ヘッドカートリッジを駆動する本体に装着された状態で説明しているが、混合タンク側に具備することも可能である。

また、ダイヤフラムａ５及びダイヤフラムｂ６の材質としては指の押圧で変形し得るような軟質の材料が好適で、しかも保形性を持つことができる材質であることが必要である。これらの材質としてはポリエチレン、軟質ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂等の単品の樹脂またはポリエチレン／エバール（エチレンビニルアルコール共重合体、クラレの登録商標）等の複合化した樹脂であってもよく、充填される少なくとも１つ以上が薬効成分とする複数の液体または少なくとも１つ以上が薬効成分を持つ複数の液体と粉体の要求性能によって選択される。

また、より均一に混合させるための攪拌や、振動を与えるための手段を装置に設け、必要に応じて使用する振動を与える形態であってもよい。

（３）液体吐出ヘッドへの液の供給と吐出準備
図４は、吐出ヘッド用混合タンクの複数液の混合された液体容器とヘッド部の貫通及び液の供給を示す断面図である。複数液が混合された後で容器ａ３と流路１１及び液吐出ヘッド１２を貫通させる構造の概略図である。本体に装着された本体突起ｂ１４によりダイヤフラム６を圧迫することにより、液袋内部に装着された液供給用に溝を設けた溝付ニードルｂ８が容器ａ３と流路１１及び液吐出ヘッド１２を封止しているフィルムｂ１０に刺さり貫通する。これと同時にダイヤフラムｂ６が変形し流路１１及び液吐出ヘッド１２に液が供給され吐出可能な状態なる。

図５は、本発明の４個の容器から成る吐出ヘッド用混合タンクを示す断面図である。表１は４種類の容器別の液濃度パターンである。表２は主容器ａ３に対する他に容器ｂ４と容器ｃ１７と容器ｄ１８の適宜使い分け混合パターンである。例えば、容器ａ３だけの利用のパターンや容器ａ３とｂ４とｃ１７とｄ１８の４種混合のパターンなど本実施例では６パターンの濃度の液混合ができる。また、その成分や濃度は、液の種類、濃度または液体と粉体の組み合わせなどの必要性によって適宜選択が可能であり、これに限定されるものではない。

本形態に係るカートリッジは、容器同士の連通により混合をするため、外気に触れない機構にすることも容易であり、これにより外気より進入する塵埃を除去するためのゴミフィルター等を設ける必要も無くなる。更には、液漏れも防止でき手指を汚すこと無く容易に混合できる。

また、各容器内の材料の量を規定するのみで、混合割合を制御することができるために、安定比率で混合された吐出液を液体吐出部に供給することができる。

（その他の実施形態）
上記の実施形態では、押圧を利用者が指で押圧することで連通、および混合を行なっていたが、これに限らず、制御手段に電気的に接続した押圧手段によりダイアフラムの押圧を制御する等、連通手段の連通動作が機械的に行なわれる構成であっても良い。

液体吐出ヘッド用混合タンク分解図 吐出ヘッド用混合タンクの液混合前及び液の供給前を示す断面図 吐出ヘッド用混合タンクの液混合を示す断面図 吐出ヘッド用混合タンクの複数液が混合された液体容器とヘッド部の貫通及び液の供給を示す断面図 本発明の４個の容器から成る吐出ヘッド用混合タンクを示す断面図

符号の説明

１ 容器ユニット
２ 蓋ユニット
３ 容器ａ
４ 容器ｂ
５ ダイヤフラムａ
６ ダイヤフラムｂ
７ 溝付ニードルａ
８ 溝付ニードルｂ
９ フィルムａ
１０ フィルムｂ
１１ 流路
１２ 液吐出ヘッド
１３ 本体突起ａ
１４ 本体突起ｂ
１５ 本体突起ｃ
１６ 本体突起ｄ
１７ 容器ｃ
１８ 容器ｄ
１９ ダイヤフラムｃ
２０ ダイヤフラムｄ
２１ 溝付ニードルｃ
２２ 溝付ニードルｄ

Claims (11)

1. 液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出部と、少なくとも第１および第２の容器と、を有する液体吐出装置であって、前記液体吐出部および前記第１の容器を連通する第１の連通手段と、前記第１および第２の容器を連通する第２の連通手段と、を有することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記液体吐出装置が、第３の容器を有し、前記第１および第３の容器を連通する第３の連通手段をさらに有する請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記第１および第２の容器を連通する連通手段が、前記第１および第２の容器を隔離する膜と、前記前記第２の容器内に設けられた貫通部材と、を有し、前記貫通部材が隔離する膜を貫通することで第１および第２の容器を連通する手段である請求項１または２に記載の液体吐出装置。
4. 前記液体吐出装置は、更に複数の容器を有し、前記複数の容器それぞれと前記第１の容器とを連通させる連通手段を更に有する請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記複数の容器に収容される液体が、その組み合わせによって成分または濃度を調整可能なように収容されている請求項１または２に記載の液体吐出装置。
6. 前記複数の容器それぞれに収容される液体の組み合わせが、混合されることにより経時的にその状態が変化する材料である請求項１または２に記載の液体吐出装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記複数の容器、前記複数の連通手段、前記液体吐出部、が一体となってカートリッジの形態で保持されていることを特徴とする液体吐出カートリッジ。
8. 請求項７に記載のカートリッジを保持する保持部と、液体吐出部を制御するための制御手段と、を有する液体吐出装置。
9. 利用者が薬剤を液滴として吸入するための吸入装置であって、請求項１〜８に記載の液体吐出装置を含み構成されることを特徴とする吸入装置。
10. 前記吸入装置は、携帯して所持可能に構成されている請求項９に記載の吸入装置。
11. 液体を吐出する吸入装置を利用して、利用者に薬剤を吸入させるための吸入方法であって、複数の異なる液剤または固体を吸入装置の複数の容器内にそれぞれ収容して、該容器それぞれを連通させて液体または固体を混合し、該混合された液体を吐出させることを特徴とする吸入方法。

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