JP3857136B2 - 手持ち式静電スプレー装置 - Google Patents

Description

【０００１】
［発明の技術分野］
本発明は、静電スプレー装置、詳しくは美容商品をスプレーするための静電スプレー装置に関する。
【０００２】
［発明の背景］
従来、例えばローション、香水、化粧品など、大部分のスキンケア又は美容商品を塗布する方法の数は限られている。例えば、指を使って、又は塗布パッドを利用して商品を皮膚に伸ばす、又はこすりつけるユーザーの手で単に塗布されていることがほとんどである。このような商品はまた、商品が高圧ガスを利用して噴霧及びスプレーされるように、ポンプスプレーや加圧エアゾール容器に入れられて販売されることが多い。
【０００３】
最近になって、スキンケアや美容商品などのパーソナルケア商品を噴霧するための静電スプレー装置が開発された。しかしこのような最近の装置の多くは、依然として嵩張り、及び／又は台上の装置との外部電気配線を必要とするため、扱いにくく、使いづらいものである。
【０００４】
一般的に周知の噴霧方法と装置には、幾つかの欠点が見られる。例えば、これらの方法と装置では、商品の所望する目標流量を高い正確度と精密度で達成することが出来ず、噴霧範囲が不均一となって商品が浪費される結果となる。この欠点は、例えばファンデーションなどの化粧品を噴霧する際には、特に厄介である。過剰なファンデーションを不均一に噴霧すると、ファンデーションが噴霧された皮膚の最終的外観が満足できる魅力的なものではなくなるだけでなく、高価であろう化粧品を過剰に浪費する結果となる。例えば、皮膚が全て被覆されると、素肌の色合いが透けて見えずに、ユーザーはマスクを着けているように感じる。その結果、周知の噴霧方法と商品では、肌の欠点を適切に隠しながら見栄えが自然であるとともに長持ちする、完成された「外観」を作り上げるのが困難なことが多い。
【０００５】
［発明の目的］
本発明の目的は、使用しやすい手持ち式自蔵型静電スプレー装置を製作することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、商品の流量が正確でほぼ一定であり、噴霧が均一かつ容易であるとともに、商品の使用量を節約する静電スプレー装置を製作することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、静電スプレー装置に使用される使い捨てカートリッジを提供することであり、使い捨てカートリッジは、静電スプレーに適した商品の供給源を保持する構造を持ち、使用が簡単かつ便利である。
【０００８】
本発明の別の目的は、ファンデーションが肌の欠点を隠しつつ自然に見えるといった望ましい見栄え、つまり「外観」をファンデーションのユーザーに与えるように、ほぼ均一に離間した液滴での化粧用ファンデーション商品の噴霧を可能にする静電スプレー装置を製作することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、台上の装置との外部電気配線の必要性を無くし使用が容易な手持ち式の自蔵型静電スプレー装置を製作することである。
【００１０】
［発明の概要］
これらの目的は、使い捨てカートリッジを備える、手持ち式で自蔵型のバッテリ作動式静電スプレー装置として設計された静電スプレー装置により達成される。
【００１１】
静電スプレー装置は、ユーザーの手で保持される構造のハウジングと、化粧品などの商品の供給源を含む構造の使い捨てカートリッジと、受容者の肌に商品をスプレーするためのノズルとを有する。商品を静電気的に帯電させるための電極は、分散する前に商品を帯電させるように配置される。装置はまた、商品の供給源から電極を越えて分散点まで商品を移動させるための構造を持つ。ハウジング内には、装置の電源となる自蔵型電源装置も配置される。
【００１２】
静電スプレー装置は、ユーザーの手による保持と操作が容易であるような寸法と重量で設計されることが望ましい。さらに装置は、商品の供給源や電源など本質的に全ての必要部品が装置のハウジング内に収容されるように、自蔵型であることが望ましい。そのため、かさばって扱いにくいことのある外部の商品供給源と電源が必要ないことが望ましい。このようにすれば、いかなる場所でも使用でき、一つの場所から別の場所へユーザーによる持ち運びが容易となり、携帯式の静電スプレー装置となる。
【００１３】
装置のハウジングは、概ねユーザーの手の形状をした輪郭を持つ把持部分を含む。この把持部分は、商品を自分自身に噴霧する人や、例えば美容室という状況など別の人に商品を噴霧する人によって装置が容易に使用されるような輪郭を持つ。
【００１４】
少なくとも一つの好適な実施例において、使い捨てカートリッジは、静電気によりスプレーされる商品の供給源を含む構造を持つタンクを含む。使い捨てカートリッジは、中の商品が空になるとユーザーが静電スプレー装置から取り外して廃棄するように設計される。次に、商品供給源を詰め替えるため、新しいカートリッジが装置に挿入される。
【００１５】
一実施例において、商品が分散されるノズルは、使い捨てカートリッジの一部である。ノズルを使い捨てカートリッジの一部とすることにより、カートリッジが交換されるたびに新しい清潔なノズルが設けられるため、ノズルの詰まりが少なくなってユーザーがノズルをクリーニングする必要が少なくなるか、全く無くなる。商品を帯電させる電極も、使い捨てカートリッジの一部である。
【００１６】
使い捨てカートリッジはまた、商品供給源を静電気による電荷から絶縁するための絶縁体を含む。一実施例において、ノズルと電極と絶縁体とが一体となって単一の一体部品を形成する。この単一部品は例えば２回のショット成形によって形成される。
【００１７】
静電スプレー装置は、毎分１．１〜６．６回転の範囲の速度を持つモータ装置を備える。静電スプレー装置は、一実施例において、２種類の速度設定を持ち、例えば毎分約０．０５ミリリットル〜毎分約０．５ミリリットルの商品供給速度が得られる。
【００１８】
一実施例において、商品供給源から分散点まで商品を移動させるための装置は、モータとギヤボックスとを含み、使い捨てカートリッジの作動装置に係合する駆動体を有する。カートリッジは、ケーシング内に摺動自在に取り付けられて作動装置に接続されたピストン装置を備え、ピストンは、モータが作動するとケーシング内の商品を加圧するように構成されているため、ケーシングから電極を越えてノズルへ、そして静電スプレー装置の外へと商品を移動させる。一実施例においてピストンは、ピストンロッドに接続され、ピストンロッドは約０．０１６インチ〜約０．０２５インチのねじピッチを持つねじ部を有する。
【００１９】
［好適な実施形態の詳細な説明］
図１と１Ａは、静電スプレー装置の好適な実施例を示す。この実施例において同装置は、使い捨てカートリッジを備える手持ち式の自蔵型スプレー装置として設計される。
【００２０】
簡単に述べると、図１は、左側ハウジング１７あるいは第１ハウジングに固定されるモータ／ギヤボックス部品１４を示す。同部品は、ギヤボックス１４ｂに接続された精密モータ１４ａを有することが望ましい。モータ／ギヤボックス部品１４は、機械式手段と接着手段のいずれかにより所定位置に装着される。モータ／ギヤボックス部品１４の下方には、電源が配置され、例としてバッテリ１５が図示されている。左側ハウジング１７には、高圧接点２を介して電極３を充電するのに使用される高圧電源１と、高圧電源制御回路１８も装着されている。図１にはまた、装置の概ね上部に配置された「オン・オフ」又は作動スイッチ８が図示され、これに隣接してモータ速度選択スイッチ９が設けられている。使い捨てカートリッジ３１は、カートリッジ３１の作動装置１１が、モータ／ギヤボックス部品１４に取り付けられた駆動体１３と係合するように、装置に挿入されている。図示された部品に関するより詳細な説明を以下に記す。図１には、左側ハウジング１７に取り付けられた内部部品が図示されているが、内部部品を右側ハウジング２０あるいは第２ハウジングに取り付けることも可能である。
【００２１】
図２Ａと２Ｂは、本願の装置のハウジングとして考えられる一実施例を示す。図に示されるように、装置は、それぞれ射出成形される上述の右側ハウジング２０と左側ハウジング１７と、更にキャップ部５とを含む三部品構成のハウジングを備えている。ハウジングは、内部部品を左側ハウジング１７にほぼ垂直に組み付けらることが容易であるように設計されている。次に、プラスチックで製作されることが望ましい３本のねじ４１により、右側ハウジング２０が左側ハウジング１７に固定される。いったん組み立てられると、二つのハウジング１７、２０が一体となって、ユーザーによる使い捨てカートリッジ３１の挿入を容易にするための挿入溝２２を形成する。カートリッジ３１が配置されると、キャップ５が残りのハウジングにスナップ嵌めされる。二つのハウジング１７、２０には、ノズル４の先端と「オン・オフ」又は作動スイッチ８及び速度選択スイッチ９（図１参照）のための各開口部４０が形成されている。作動スイッチ８又はボタンは、この作動スイッチ８又はボタンが作動している時を示すＬＥＤインジケータを含む。例えば、スイッチ８は押し下げにより作動する。更に作動スイッチ８に又はその付近にアース回路を取り付けることができ、このようにすれば、作動させるためにハウジングが把持されるとユーザーがアースされる。
【００２２】
キャップ５を残りのハウジングに装嵌するには、最初にキャップ５の円形又は曲線状のフック２３を左側ハウジング１７の溝２４に約１０〜２０度の角度で嵌合させる。次に、弾性スナップ２５が内方に撓曲してハウジングの対応する係合ポスト２６を通過するまでキャップ５を下方に回転させてから、最初の位置に戻す。このスナップとポストの仕組みによって、キャップ５は残りのハウジングにしっかりと固定される。キャップ５はまた、キャップ５がハウジングに取り付けられると安全スイッチ７を押圧して装置の作動に必要な電気回路を完成させるように配置された、垂直リブ上の前面２７を備える。安全スイッチ７は、キャップ５が取り外された時に、電気回路を遮断することにより、ユーザーの感電事故を防止する。キャップ５が加圧により移動又は摺動するのを本質的に防止するため、キャップ５が所定位置にスナップ嵌めされると同時にハウジング上の突起２９を押圧するように、この同じ垂直リブ上には後面２８が設けられている。更にキャップ５は、装置作動中に使い捨てカートリッジ３１を押さえ付ける水平リブ３０も備えている。
【００２３】
ハウジングは、いったん組み立てられると、ユーザーの手で容易に把持できるように人間工学的に設計されている。図２Ａと２Ｂに図示された実施例は、手で把持されるための輪郭を持つ幅狭の中央の把持部分８０を備えるほぼ「靴形状」を呈している。この把持部分は本質的に、装置が中央付近で把持されて親指か人差し指が作動スイッチ８に好都合かつ快適に位置するように、装置の周囲に延在している。ハウジングは、装置のユーザーが様々な方法で装置を快適に把持できるように設計されていることから、ユーザーは、自分自身、並びに商品の受容者である別の人のいずれにも商品を塗布できる。そのため本願の静電スプレー装置は、家庭でも美容院という状況でも容易に使用できる。例を挙げると、装置を把持する方法の一つは、親指以外の指を下向きにして底部を包み込むように中央部を把持して、親指で作動スイッチ８を押さえるというものである。この位置であればユーザーは、ユーザー自身や他の人に商品を容易にスプレーできる。自分自身に塗布するには、ノズル４をユーザーに向け、ユーザーの親指で把持部分８０の底部を包み込むように装置を把持して、親指以外の手を装置の上部に置き、１本の指で作動ボタン８を押すことができる。装置は軽量でバランスが取れているため、このように多様な把持方法が可能である。そのうえ把持部分８０は、ユーザーの手をノズル４からかなり離れた距離に置く役割を有するため、帯電した商品が所望部分、つまりアースされた受容者の皮膚でなくユーザーの手に引き寄せられることをかなり減少させるか、おそらくは防止する。これを達成するため、把持部分８０がノズル４からかなりの距離に配置されているだけでなく、手でノズル４を塞ぐことを装置の前部によって防止するために装置の底部もくぼんでいる。
【００２４】
図３Ａと３Ｂは、モータ／ギヤボックス部品１４（つまりモータ１４ａとギヤボックス１４ｂ）の一実施例と、使い捨てカートリッジ３１の一実施例を示す。図３Ａは、図３Ｂの分解図である。モータ／ギヤボックス部品１４は、そのモータ１４ａ側端部に、正と負の端子を含む電気接点６７を備える。反対側の端部には、例えば止めねじ１２（図１参照）によりギヤボックス１４ｂのシャフト３４に駆動体１３が固定されている。駆動体１３は、交換可能な使い捨てカートリッジ３１の一部である作動装置１１の後部３３に設けられた係合リセスに挿嵌可能な、複数、例えば３本の突出フィンガ３２を備える。作動装置１１は、ねじ付シャフト２１の一端を通過させるための内ねじ３７と、カートリッジ３１のケーシング又は胴部１０の開口端にスナップ嵌めされるスナップビード１６とを備える。ねじ付シャフト２１の他端には、ピストン６が装着されている。こうしてねじ付シャフト２１はピストン６を作動装置１１に接続できるため、モータ／ギヤボックス部品１４による作動装置１１の回転を受けて、ピストン６はカートリッジ３１のノズル４に向かってケーシング１０の内面を摺動することができる。ピストン６のこの動作により、商品がカートリッジ３１から排出される。少なくとも一実施例では、約０．０１６インチ〜約０．０２５インチのねじピッチを持つねじ付シャフト２１により、商品の排出が確実に行なわれる。精密モータ１４ａとギヤボックス１４ｂは、約１０２４：１の減速比と、毎分約１．１〜６．６回転の範囲の速度を持つ。少なくとも一実施例において、ねじ付シャフト２１は、射出成形により形成される。
【００２５】
モータ１４ａの好適な一実施例は、９４０１０ カリフォルニア州バーリンゲーム（Burlingame）、ミトゥン・ロード（Mitten Road）８３８のマクソン精密モータ株式会社（Maxon Precision Motors,Inc.）から市販されている〔マクソン直流モータ（Maxon DC motor）ＲＥφ１０ｍｍ、貴金属ブラシ、１．５ワット、型番１１８３９９；（４１６）６９７−９６１４〕。同様に、ギヤヘッドつまりギヤボックス１４ｂの好適な実施例も、マクソン精密モータ株式会社から入手できる〔φ１０ｍｍ、最大トルク０．１Ｎｍ、減速比１０２４：１、型番１１０３１２〕。
【００２６】
この確実な排出の仕組みの結果、装置から受容者へと非常に精密で均一な流量で商品が排出されるため、商品をほぼ均一に塗布することができる。これは、所望の結果を達成するのに必要な商品の量を低減させる結果ももたらす。例えば少なくとも一つの実施例では、１回の噴霧で使用される商品は０．５グラム未満でよい。更に、速度選択スイッチ９（以下詳述する）により、少なくとも２種類の一定流量が可能となる。これら流量は、毎分約０．０５ミリリットル〜毎分約０．５ミリリットルであることが望ましい。更に少なくとも一つの実施例では、モータ１４ａとギヤボックス１４ｂとにより作動装置１１に伝達されるトルクは、カートリッジ３１から商品を供給するのに必要な実トルクの約５倍である。この余分なトルクのため、発生する可能性のある許容できない変化にも関わらず、カートリッジ３１から商品が噴霧される間ずっと、又は噴霧される毎に、ほぼ一定の安定した流量が保証される。
【００２７】
説明を続けると、図３Ａに見られるように、ケーシング１０は、スプレーされる商品を収容するための内部商品室つまりタンク３８を提供する。少なくとも一つの実施例では、各使い捨てカートリッジタンク３８は、約２又は３ミリリットルの商品を収容できる。ピストン６の動作によりタンク３８が加圧されるため、使い捨てカートリッジ３１の、作動装置１１とは反対側の端部に設けられたノズル４に商品が送出される。本願のカートリッジ３１は本質的に、直接駆動モータと係合してこれに駆動される新規の注射器の形状であり、開示される容積形排出機構は、高い正確度と精密度で目標流量を吐出することができる。
【００２８】
図３Ａのように、電極３はノズル４の付近に設けられる。少なくとも一つの実施例において、この電極３は、射出成形された炭素繊維４０％添加のアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）からなる。この炭素繊維４０％添加アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）は、５５９８７ ミネソタ州、ウィノーナ（Winona）、イースト・フロント・ストリート（East Front Street）５８０のアール・ティー・ピー・カンパニー（RTP Company）から市販されている〔ＲＴＰ ６８７ アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、炭素繊維４０％ＰＡＮ補強；（８００）４３３−４７８７〕。少なくとも一つの実施例では、炭素繊維は電極を流れる電流の流れ方向に対してほぼ縦方向に配置される。
【００２９】
電極３は二つのプラグシール３５を含む、又は形成し、一方はケーシング１０を密封して他方はノズル４を密封する（これらシール３５については以下に詳述する）。電極３はまた、スプレー装置の左側ハウジング１７のリセス又はソケットに挿嵌されるように設計された単数又は複数の延出脚部３６を備える。延出脚部３６は、使い捨てカートリッジ３１が使用中に回転するのを防止する。また、電極３の延出脚部３６は、高圧電源１による電極３の帯電を可能にするため、左側ハウジング１７に配置された高圧接点２と接触している。本発明の少なくとも一つの実施例では、延出脚部３６は（図のように）タブの形状であるが、他の実施例で延出脚部３６は、ケーシング１０の外側周囲の環状リム３６ａの形状とすることもできる（図１７Ａ〜１７Ｄ参照）。
【００３０】
高圧接点２は、多様な材料、例えば導電性プラスチックや銅などの金属で製作される。少なくとも一つの実施例において、この高圧接点２は、射出成形による、炭素繊維４０％添加のアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）からなる。炭素繊維は、接点における電流の流れ方向に対してほぼ縦方向に配置される。この炭素繊維４０％添加アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）は、５５９８７ ミネソタ州、ウィノーナ（Winona）、イースト・フロント・ストリート（East Front Street）５８０のアール・ティー・ピー・カンパニー（RTP Company）から市販されている〔ＲＴＰ ６８７ アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、炭素繊維４０％ＰＡＮ補強；（８００）４３３−４７８７〕。
【００３１】
ノズル４には商品用のオリフィス３９が設けられ、これにより商品の流れ方向が定められる。電極３は、タンク３８からオリフィス３９に移動してきた商品を帯電させるように配置されている。帯電した商品がオリフィス３９から放出されると、帯電流体が分散される際に静電反発により液滴が形成される。
【００３２】
図４は、電極３を帯電させるのに使用される高圧電源１の制御回路１８（図１参照）として考えられる一実施例の概略を示す。高圧電源１は、変圧器と高圧アセンブリと制御回路１８とを含む。この制御回路１８は、電源１の残り部分から本質的に独立するように構成されている。この制御装置１８は、ピーク間で約２００ボルトとなるように制御されるＡＣパルス信号を発生させる。この信号は、変圧器によって約８，０００ボルトまで上昇された後、高圧アセンブリでほぼ２倍となる。回路トポロジーは、フライバック変圧器のものである。この種の回路を利用して低コストの高圧電源が製作されるが、その基礎となる原理は、インダクタで電流方向が切り換えられて高圧パルスが発生した結果生じる誘導スパイクを利用することである。
【００３３】
制御回路１８の第２部分は、フライバック変圧器と高圧の整流器／倍電圧器とを含む。変圧器は、約２００ボルトの入力を約８，０００ボルトまで上昇させる。変圧器は例えば、一次コイルとして４０回、二次コイルとして２，５００回巻かれたものである。高圧構造は、ダイオードＤ２、Ｄ３を備え、コンデンサＣ４は、ＡＣ入力電圧をほぼ２倍にして約１４ＫＶの出力を発生させる充電ポンプとして構成されている。
【００３４】
少なくとも一つの実施例では、漏電とコロナ放電とを最小にするため、変圧器と高圧構造とがエポキシで包囲されている。更に少なくとも一つの実施例では、最終的な電圧出力を調整するため及び準公称バッテリを補うために、抵抗器Ｒ３の代わりに電位差計が使用される。電流出力を制限するために別の抵抗器を追加することもでき、例えば、電流出力を約１０マイクロアンペアに制限するには１ギガオーム（１０億オーム）の抵抗器が使用される。
【００３５】
図５及び９は、本願の静電スプレー装置の少なくとも一つの実施例に使用される回路の互いに異なった構成を示す回路図である。図の電源１５はバッテリである。少なくとも一つの好適な実施例でこの電源は、ユーザーによる交換が可能な単数又は複数のバッテリ、例えば規格の「９Ｖ」バッテリである。この電源の変形は本発明の範囲に包含され、例えば電源は、ユーザーによる再充電が可能な電池や、ユーザー以外の業者による再充電が可能なパワーパックや、外部電源（つまりライン電源）でもよい。
【００３６】
少なくとも一つの実施例において、電源１５は、「オン」スイッチ４７により回路の残り部分から分離される。このスイッチ４７は、ライン電圧電源に安全性を付加する可能性があるだけでなく、バッテリなどの自蔵型電源１５の使用寿命を延長させるという利点を提供でき、「オン」スイッチ４７が閉じた時のみ、回路の残り部分に電圧が供給される。スイッチ４７の好適な一実施例は、次に作動するまでその設定を維持するトグル設計である。
【００３７】
上述したように、キャップ５がハウジングに載置された時に作動する安全スイッチ７が含まれている（図５と２Ａ参照）。このスイッチ７は、高圧接点２と接触することにより装置ユーザーの感電事故を防止するように設計されている。このスイッチは、作動しない時には通常の開位置を保ち、作動すると閉回路を形成する「瞬間」タイプのものであることが望ましい。
【００３８】
図５において、使用されるスイッチの種類に応じて、ユーザーにより「オン」位置に押し下げ又は回転される「オン・オフ」又は作動スイッチ８は、電源回路を完成させて、駆動モータ１４ａの枝路と高圧電源１の枝路とパワーオンインジケータ４８の枝路とに電力を送る。各枝路は互いに並列である。パワーオンインジケータ４８は、可視ＥＭ（電磁）スペクトルの緑色範囲の光を発するＬＥＤを用いることができる。図５に示されるように、このインジケータ４８は、商品が電極３により帯電している及び／又はモータ１４ａにより供給されていることを示す役割を果たす。
【００３９】
図９には別の回路構成が見られ、インジケータ４８は、「オン」スイッチ４７が作動中であることを表示して、作動スイッチ８が作動して回路が完成されると電力が他の枝路に送られることを示す。図示されたパワーオンインジケータ４８はＬＥＤからなるので、約５６０オームの電流値が好適であるインピーダンス４９が電流制限装置として機能する。このインピーダンス４９は、独立した部品であっても、ＬＥＤランプアセンブリに組み込まれていてもよく、また、インピーダンスを必要としない別の種類のパワーオンインジケータ４８が使用される場合には、省略してもよい。
【００４０】
速度選択スイッチ９により、ユーザーはモータ１４ａにより商品を供給する際に「高速」と「低速」から選択することができる。例えば高速では、モータ速度は約６．６ＲＰＭ、商品流量は毎分約０．５ｍｌである。例えば低速では、モータ速度は約１．１ＲＰＭ、商品流量は毎分約０．０５ｍｌである。
【００４１】
電圧調整器１９は、モータ１４ａへの入力電圧を制御する。電圧調整器からの公称電圧出力は、約３．３ボルトであることが望ましい。高速を達成するため、速度選択スイッチ９はこの全電圧をモータに直接伝送する。低速を達成するため、速度選択スイッチは、モータに供給される電圧を望ましくは約２．６ボルトまで低下させる電圧低下装置５０、例えばツェナーダイオードを介して、この電圧を送る。この速度選択スイッチ９は、多様な形状を持ち、例えばトグル型のスイッチとすることができる。
【００４２】
図５に図示された構成では、電流を一方向のみに流すため、整流器ダイオード５１が含まれる。この整流器ダイオード５１は、高圧電源へのダメージにより電圧が間違った方向に流れるのを防止し、更に高圧電源１が間違った方向で駆動モータ１４ａへ電流を送るのを防止できる。これは電荷を蓄積してから再び回路に放出して駆動モータ１４を逆方向に回転させるコンデンサを高圧電源１が備える場合に発生する。このような種類の不都合な状況が他の方法で回避されるならば、整流器ダイオード５１は必要ない。
【００４３】
高圧電源１からの出力電流は、種々の機構により制限される。例えば、高圧電源が自身の出力を制限するか、図５及び９のように、電源１の出力と直列に抵抗器５２を配置することも可能である。抵抗器５２は１，０００，０００，０００オーム（１ギガオーム）の値を持つことが望ましい。
【００４４】
ユーザーへの静電気ショックを回避し、商品の分散を助長するため、アース接点５３により装置回路とユーザーとの間のアースが設けられる。このアースは、装置ユーザーに静電ショックを与える結果をもたらすユーザーと装置との間の電位の上昇を防止することができる。更にこのアースは、ユーザーの顔に帯電粒子が蓄積した際にユーザーの皮膚上で電荷が増大するのを防止するが、この皮膚上の帯電粒子は同じ部分に後から塗布される商品をはじく可能性がある。そのため美容室という状況など、装置のユーザーが商品の受容者ではない時には、受容者が装置のユーザーと常時、又は時折接触していると好都合である。このアース接点５３は作動スイッチ８に組み込まれる及び／又はかなり近接していることが望ましく、ユーザーは、同時に自分自身を装置にアースしないと高圧電源を起動させることができない。作動スイッチ８は金属で製作され、及び／又は導電性の接点又はアース電極は、例えば作動スイッチ８に隣接して配置される。
【００４５】
図６は、本願の使い捨てカートリッジ３１の一実施例を示す。これらのカートリッジ３１は、複数回スプレーするだけの商品を含み、装置から容易に取り外され、カートリッジによる商品の供給がほぼ尽くされるか、あるいはもはや必要なくなった場合にユーザーにより廃棄される。次に、同じ又は別の商品を収容する新しいカートリッジ３１が、ユーザーによって容易に装置へ挿入される。更に本願のこの種の使い捨てカートリッジ３１は、スプレーノズル４を、スプレー装置の一部ではなくカートリッジ３１自体の一部品として備えるという付加的な利点を持つ。これによりユーザーは、新しいカートリッジ３１を装置に取り付けるたびに清潔で詰まりのない新しいノズル４が得られるため、ユーザーの側で必要な装置のメンテナンスが少なくなる。しかし、ノズルがカートリッジ３１の一部ではなく装置から独立するか装置の一部であるようにカートリッジ３１を設計することも、本発明の少なくとも一つの実施例の範囲に包含される。同様に電極３も、カートリッジ３１の一部でなく装置の一部であるか装置から独立したものとして設計できる。更に、カートリッジ３１を使い捨てでなく詰め替えできるように設計することも可能である。
【００４６】
図６及び７のように、少なくとも一つの実施例では、ノズル４内に絶縁体６０が設けられる。ノズル４は先端４ａ（図７参照）を備える。絶縁体６０は略円筒形の形状で、ノズル先端の最も近くに位置する一端は、円錐形先端部６１を備える。この絶縁体の他端は略円筒部６２を備え、二つの端部の間には、より細い円筒部６６が設けられているため、二つの略円筒部６２、６６の間には環状棚部６３が形成される。この棚部６３において、ほぼ環状の本体部３ａを備える電極３が絶縁体６０の外面周囲に位置し、ここから電極の延出脚部３６が延出している。図７のように、若干テーパ状となった絶縁体６０の幅広端部６２と電極本体部３ａの一部が、使い捨てカートリッジ３１のケーシング１０のつば部１０ａに挿入される。幅広端部６２の外面はプラグとして機能し、つば部１０ａとともにプラグシール６２ａを形成する。電極３の環状リムは、このリムから延出する二つの略環状部とともに二つのプラグシール３５として機能し、片側がケーシングつば部１０ａの一部を密封するプラグシール３５を形成し、反対側がノズル４の一部を密封する第２プラグシール３５を形成する。
【００４７】
絶縁体６０の中央には、非常に細い商品の流経路つまり流路６４が延在する。流路６４は、タンク３８に最も近い端部に幅広流路部６４ａを備える。この幅広流路部６４ａは、幅広流路部を流路６４に接続することにより、商品が幅広流路部６４ａから流路６４へと通過する際にこの箇所で乱流を発生させることが望ましい「縮径」区分６４ｂを備える。流路６４は更に、商品の流れを制限する役割を果たす。絶縁体６０には、流路６４に対して概ね横向きに、別の流路又は孔６５が設けられている。孔６５は、商品がノズル４から分散される前に孔６５を通過する際に、電極３からの電荷を孔６５を介して商品に集中させて、商品を静電気により帯電させる役割を果たす。孔６５は、タンク３８の商品供給源よりもノズル４の先端４ａにかなり近い距離で、絶縁体６０に配置されている。こうして、つまり流路６４内における商品の流れを制限して孔６５をノズル先端４ａ近くに配置することにより、タンク３８の商品供給源へ戻る電極３からの電荷が、最小となる。
【００４８】
少なくとも一つの実施例において、絶縁体６０とノズル４とは、１９８９８ デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）、マーケット・ストリート（Market Street）１００７のイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（E.I.du Pont de Nemours and Company:Dupont）から市販されているデルリン（Delrin）から製作される〔デルリン ５００Ｐ（ＮＣ０１０、中粘度汗タール）；（８００）４４１−７５１５〕。ピストン６は、ミシガン州ミッドランド（Midland）のダウ・ケミカル・カンパニー（Dow Chemical Company）〔高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、３０４６０Ｍ、フッ素処理済み；８００−２３２−２４３６〕から市販されている高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、又はフッ素処理された低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）など、多様な材料から製作できる。作動装置１１は例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、又は４４１１４ オハイオ州クリーブランド（Cleveland）、レイクサイド・アベニュー（Lakeside Avenue）１０００のフェロ・コーポレーション（Ferro Corporation）から市販されているカルシウムが２０％添加されたポリプロピレン（ＰＰ）〔カルシウム２０％添加ポリプロピレン（ＰＰ）、高光沢度、ＧＰＰ２０ＹＪ３３９５ＤＫ；（２１６）６４１−８５８０〕から製作される。ケーシング１０は、４４２１０ オハイオ州クリーブランド、ウォレンズヴィル・センター・ロード（Warrensville Center Road）４４０のビー・ピー・ケミカルズ株式会社（BP Chemicals,Inc.）から市販されているバレックス（Barex）２１０〔Ｂａｒｅｘ ２１０、射出グレ_ード、衝撃変形アクリロニトリル・メチル・アクリレート共重合体；（２１６）５８６−５８４７〕により製作される。ハウジング１７、２０とキャップ５は、マグナム（Magnum）５４５ アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）から製作されることが望ましく、これは、ミシガン州ミッドランドのダウ・ケミカル・カンパニー（Dow Chemical Company）〔８００−２３２−２４３６〕から購入できる。
【００４９】
一実施例において、ノズルと電極と絶縁体とは、例えば２回のショット成形で形成される一つの一体部品として製作される。成形される第１プラスチック材料は白色デルリンで、第２プラスチック材料は導電性ＡＢＳであることが望ましい。周知のマルチショット射出成形技術により、１回の連続プロセスで複数の色及び／又は材料を連続して成形できるという長所が得られるため、処理量が多くなり、生産及び組立の作業が少なくなる。またマルチショット射出技術の結果、多様な利点が得られ、例えば機械類、労働力、利益設備などのコストが削減できる。
【００５０】
使い捨てカートリッジ３１の一実施例では、商品供給源と孔６５の中心との間の距離が約０．５インチで、孔６５の中心からノズル４の最先端４ａまでが約０．２５インチであるため、距離の比は約２：１となる。孔６５の中心と絶縁体６０の円錐部６１の最先端との間には、約０．１７０インチの距離が存在する。
【００５１】
図８は、静電スプレー装置の別の実施例の断面図を示し、図１に図示された実施例と同じ又は類似した部品には、同じ参照番号が付けられている。
【００５２】
図１０は、図８に示された静電スプレー装置の実施例の外側を示す斜視図である。このハウジングは、前述した実施例よりも滑らかな設計を持つ。この実施例は、単数又は複数のバッテリ１５へのアクセスを容易にする着脱式カバーである追加ハウジング部品５ａを備える。この実施例でカートリッジを挿入するためのキャップ５は、ハウジングの前部に取り付けられ、取外しを助けるための緩めボタン７７を備える。更に装置の後部には独立したパワーオンインジケータ４８が配置されている。速度選択スイッチ９は３種類の位置、例えば高速、低速、パワーオフ位置を持つ。
【００５３】
図１１は、モータ電源と高圧電源用の回路構成を含む、静電スプレー装置の少なくとも一実施例として考えられる別の回路を示す概略図である。
【００５４】
図１２Ａは、絶縁体６０として考えられる一実施例の上面図である。図１２Ｂと１２Ｃは、図１２Ａに図示された実施例の断面図である。この実施例で流路６４は、約０．０３インチの直径を持つ。流路６４は約０．０２０から０．０３０インチの直径を持つことが望ましい。ノズル先端４ａへ分散される前に電極３からの電荷をこの溝７８を介して商品に集中させるため、絶縁体６０の先端には溝又は通路７８が形成されている。更にこの実施例では、幅広の流路部６４ａが、これより広い作動装置６０の略円筒形端部６２のかなり大部分を占める。図１２Ｄは、同じ実施例の斜視図である。
【００５５】
図１３Ａは、絶縁体６０として考えられる別の実施例を示す上面図、図１３Ｂは断面図である。この実施例で絶縁体６０は、孔６５を通過する際に電極３からの電荷を商品に集中させるのに役立つ、前述の孔６５を含む。孔６５は、好ましくは直径約０．０２０〜０．０３０インチであることができる。
【００５６】
図１４Ａは、上述のように電極３に電荷を与える高圧接点２として考えられるものの上面図である。端接触部７２は電極３と電気接触して、電気接続部７１が接点２を高圧電源１に接続する。この電気接続部７１は例えば、洋鋤（スペード）接続部の形である。図１４Ｂと１４Ｃは同じ実施例の断面図、図１４Ｄはこの接点２の実施例の斜視図である。
【００５７】
図１５は、静電スプレー装置の一実施例の配線を示す概略図である。
【００５８】
図１６Ａと１６Ｂのように、スタンド７０を設けることができる。このスタンド７０は、プラスチック製であることが望ましく、装置のノズル端部が、スタンド７０の金属インサート（図示せず）を備える受入れ又はネック部７３を越えて基部７４に挿入されるように設計されている。この基部７４は、表面に載置されるように設計される。ネック部７３は装置の底部エッジ又は表面７５の支持体となるような構造である。このスタンドは、装置の便利な載置又は保管場所となるだけでなく、装置及び／又は中の商品に蓄積された残余電荷をスタンドに散逸させることができる。
【００５９】
図１７Ａは、電極３として考えられる別の実施例を示す側面図である。この電極実施例では、接点又は延出脚部は環状リム又は突起３６ａの形状である。この環状接点３６ａは、ケーシング１０の外面を囲繞する構造を持つ。この電極３の残り部分は、延出脚部３６の形状の接点を備える前述した電極実施例とほぼ同じ又は同様に設計されている。図１７Ｂ〜１７Ｄは、この電極３の実施例を示す別の図であり、図１７Ｂは電極３の正面図、図１７Ｃは電極３の上面図、図１７Ｄは電極３の斜視図である。
【００６０】
図１８Ａと１８Ｂは、図８に図示されたのと本質的に同じである本発明の実施例を示し、図１８Ｂは高圧接点２の端接触部７２と電極３の延出脚部３６との接触部分の拡大図である。
【００６１】
同様に図１９Ａは、電極３と高圧接点２との接触部分を示す別の斜視図である。図１９Ｂは、カートリッジ３１から延出して高圧接点２の接触部７２と接触する延出脚部３６を備えるカートリッジ３１を示す、この同じ部分の単純化された図である。
【００６２】
本願の装置は、化粧品、香水、医薬品、消臭剤といった多数のパーソナルケア商品を含む、様々な商品をスプレーするのに使用できる。すなわち本願の装置は、局所用の商品、特に受容者の皮膚へ化粧用ファンデーション商品を噴霧するのに適している。
【００６３】
好適な化粧品は、液状ファンデーション、より好適なのはここに開示された静電スプレー装置で受容者の皮膚にスプレーされる多相（乳状）合成物である。この静電スプレーにより、商品の使用量が減って微小な粒子が噴霧され、分離した点状のファンデーションが表面に付着するという効果が得られる。すなわち、商品を静電気によって帯電させることにより、各々が本質的に同じ電荷を持つファンデーションの微小な液滴が形成されるのである。これらの液滴は同様の電荷を持つため、相互に反発して分散し、平均寸法で、望ましくは約１５０ミクロン未満、より望ましくは約１００ミクロン未満、最も望ましくは約８０ミクロン未満（例えば約３０ミクロン未満）の個別の点として、皮膚にスプレーされるのが望ましい。これらの点は皮膚に付着する際には不連続であることが望ましいため、皮膚の欠点をごまかして素肌の色合いを表面に出すことができる。更にファンデーション商品は多相の成分を持つファンデーションであるため、商品の相の一つが、この相が皮膚に付着する部分では受容者の素肌の色合いが現れるような成分を有することが可能である。同時に、商品が不連続な点の形状で分散されることから、皮膚の上で膜状に合体するか膜状に塗布される、非帯電スプレーや手で塗布される商品など、従来技術と比較して、消費される商品が少量となる。
【００６４】
好適である静電スプレー可能な多相の局所的合成物は、本願と共に譲渡され、同時に提出され、トーマス・Ｅ・レーブその他（Thomas E Rabe, et al.）の名で１９９９年８月１８日に出願された、「絶縁性外部相と導電性内部相とを備える静電スプレー可能な局所用合成物（Electrostatically Sprayable Topical Compositions Having Insulating External Phase and Conductive Internal Phase）」という名称の米国特許出願第６０／１４９，５６６号（代理人整理番号第７７３０Ｐ号）と、「スキンケア用合成物からの不連続膜（Discontinuous Films From Skin Care Compositions）」という名称の米国出願番号第６０／１４９，５８６号（代理人整理番号第７７２９Ｐ号）と、「肌触りが改善された耐磨耗性局所用合成物（Wear Resistant Topical Compositions Having Improved Feel）」という名称の米国特許出願第６０／１４９，５８５号（代理人整理番号第７７３２Ｐ号）とに記載されている。他の好適な静電スプレー可能な局所用合成物は、一緒に譲渡され同時に提出され、上述した７７２９Ｐと７７３２Ｐ出願と同様にトーマス・Ｅ・レーブその他の名前で１９９９年８月１８日に出願された、「安定した静電スプレーが可能な局所用合成物（Stable, Electrostatically Sprayable Topical Compositions）」という名称の米国特許出願第６０／１４９，５６５号に記載されている。これら各出願の開示内容は、参考としてここに取り入れられている。
【００６５】
商品の静電スプレーに関する他の適当な方法、例、関連の詳細は、全て参考としてここに取り入れられた以下の米国特許に記載されている。
米国特許第４，５４９，２４３号−発行日：１９８５年１０月２２日；名称：「スプレーノズルへ液体を毛管供給する静電スプレー装置（Electrostatic Spray Apparatus with Capillary Feed of Liquid to the Spray Nozzle）」
米国特許第４，５６１，０３７号−発行日：１９８５年１２月２４日；名称：「静電スプレー（Electrostatic Spraying）」
米国特許第４，６６３，６３９号−発行日：１９８７年１２月５日；名称「プリンタ（Printer）」
米国特許第５，１２１，８８４号−発行日：１９９９年１２月１６日；名称「通常はエアゾールスプレーで分散される物質の分散を使用目的とする静電スプレー装置（Electrostatic Spraying Device, Intended for use in Dispersing Materials Normally Dispersed by Aerosol Sprays）」
米国特許第５，９３２，０１１号−発行日：１９９９年８月３日；名称「危険状況警告システムを備える静電スプレー装置（Electrostatic Spraying Devices with Hazardous Condition Warning System）」
【００６６】
ここに引用された特許、特許出願、出版物は全て、その全体が記載されたのものとして、参考としてここに取り入れられている。
【００６７】
発明の趣旨と範囲から逸脱することなくなされた変形や変更が可能であるので、好適な実施例に関連して上述された発明は、ここに記載された詳細全てに限定されるものとは解釈されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 静電スプレー装置の一実施例を示す断面図である。
【図１Ａ】 図１に図示されたのと同じ実施例を示す分割正面図である。
【図２Ａ】 キャップが取り外された、図１に図示された実施例の外側を示す斜視図である。
【図２Ｂ】 キャップがハウジングに装着された、図２Ａと同じ実施例を示す図である。
【図３Ａ】 カートリッジとモータ／ギヤボックス部品の一実施例を示す分解図である。
【図３Ｂ】 図３Ａに図示されたのと同じ実施例を示す斜視図である。
【図４】 高圧電源の制御回路として考えられる構成を示す概略図である。
【図５】 スプレー装置回路として考えられる構成を示す概略図である。
【図６】 カートリッジの一実施例を示す断面図である。
【図７】 カートリッジの一実施例のノズル端部を示す断面図である。
【図８】 静電スプレー装置の別の実施例を示す断面図である。
【図９】 スプレー装置回路として考えられる別の構成を示す概略図である。
【図１０】 図８に図示された実施例の外側を示す概略図である。
【図１１】 静電スプレー装置の少なくとも一実施例として考えられる回路構成を示す概略図である。
【図１２Ａ】 絶縁体の一実施例を示す上面図である。
【図１２Ｂ】 図１２Ａに図示された絶縁体の実施例を示す断面図である。
【図１２Ｃ】 図１２Ａに図示された絶縁体の実施例を示す断面図である。
【図１２Ｄ】 図１２Ａに図示された絶縁体の実施例を示す斜視図である。
【図１３Ａ】 絶縁体の別の実施例を示す上面図である。
【図１３Ｂ】 図１３Ａに図示された絶縁体の実施例を示す断面図である。
【図１４Ａ】 高圧接点の一実施例を示す上面図である。
【図１４Ｂ】 図１４Ａに図示されたのと同じ高圧接点の実施例を示す断面図である。
【図１４Ｃ】 図１４Ａに図示されたのと同じ高圧接点の実施例を示す断面図である。
【図１４Ｄ】 図１４Ａに図示された高圧接点を示す斜視図である。
【図１５】 静電スプレー装置の一実施例の配線を示す概略図である。
【図１６Ａ】 静電スプレー装置が収容される装置スタンドとして考えられる実施例を示す側面図である。
【図１６Ｂ】 図１６Ａに図示されたのと同じスタンドと装置を示す斜視図である。
【図１７Ａ】 環状接点を備える電極の別の実施例を示す側面図である。
【図１７Ｂ】 図１７Ａに図示された電極の正面図である。
【図１７Ｃ】 図１７Ａに図示された電極の上面図である。
【図１７Ｄ】 図１７Ａに図示された電極の斜視図である。
【図１８Ａ】 図８に図示されたのと本質的に同じ本発明の実施例を示す。
【図１８Ｂ】 図８に図示されたのと本質的に同じ本発明の実施例を示し、接点部分の拡大図である。
【図１９Ａ】 図１８Ｂに図示されたのと同じ又は同様の接点部分を示す別の斜視図である。
【図１９Ｂ】 図１９Ａに図示されたのと同じ部分を示す簡略図である。

Claims (8)

1. 静電気によりスプレーされる商品の供給源を収容する構造を持つ使い捨てカートリッジと、
   電力を供給するための電源と、
   商品を前記供給源から分散点まで移動させるための容積形排出機構と、
   前記電源から電力を受け取って商品に電力を送るための電極と
   を備えると共に商品を静電気により帯電させて前記供給源から前記分散点まで供給する構造及び配置を有する静電スプレー装置であって、
   前記使い捨てカートリッジが、
   ケーシングに形成され商品の前記供給源を収容するタンクと、
   前記分散点に配置され且つ商品を分散するためのノズルと、
   前記タンクと前記ノズルとの間に配置された流路と、を備え、
   前記流路は、商品が前記流路内を移動する際に静電気により帯電することを可能とし、且つ前記容積形排出機構は、前記ケーシングの端部に回転可能に配置され、静電スプレー装置のモータにより回転駆動される駆動体に接続可能に形成された作動装置により軸方向に駆動されるピストンであって、均一な流量の商品を排出すべく前記ケーシングの内面に沿って摺動可能なピストンを備えることを特徴とする静電スプレー装置。
2. 絶縁体をさらに備え、前記流路が前記絶縁体内に配置された請求項１に記載の静電スプレー装置。
3. 商品を静電気により帯電させるための孔が前記絶縁体内に形成された請求項２に記載の静電スプレー装置。
4. 前記電極の一部が前記タンクよりも前記ノズルに近接して配置された請求項１に記載の静電スプレー装置。
5. 前記電極の一部が前記タンクよりも前記ノズルに近接して配置された請求項４に記載の静電スプレー装置。
6. 前記電極が前記装置への接続点から外方に延出する請求項１に記載の静電スプレー装置。
7. 前記ノズルと前記電極と前記絶縁体とが一体となって単一の一体部品を形成する請求項１に記載の静電スプレー装置。
8. 前記電極が前記静電スプレー装置内で前記使い捨てカートリッジの位置合わせをする請求項１に記載の静電スプレー装置。

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