JP4328817B2 - 薬剤吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、利用者が薬剤などの液剤の液滴を吸入する為に用いられる肺吸引式薬剤吐出装置などの薬剤吐出装置に関する。

従来、インクジェット記録装置に用いられる液体噴射手段を利用した肺吸引式薬剤吐出装置などの液滴吐出装置（ディスペンサー）は知られている（例えば、特許文献１参照）。
特表平８−５１１９６６号公報

通常、インクジェット記録装置の場合には、吐出インクの大部分は被記録媒体に吸収される。しかし、薬剤吐出装置の場合には吐出薬液が利用者の口腔内に霧状に留まる割合が多く、呼気の気流に乗って霧状薬液などが吐出ヘッド側に逆流して吐出口面に付着し、一部の液滴等が吐出口を閉塞させ、吐出不良を生じさせるという弊害があった。

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、吐出ヘッドの吐出口面を適宜ワイピングし、適切な液剤吐出を可能にする動作信頼性の高い薬剤吐出装置などの薬剤吐出装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成する本発明の薬剤吐出装置は、利用者に吸入させるための薬剤を吐出ヘッドの吐出口から吐出する薬剤吐出装置であって、該吐出口の吐出口面を摺擦しながら移動することにより前記吐出口面を清拭するためのワイピング手段と、利用者の呼吸により生じる空気流によって回転するファンと、を有し、該ファンの回転エネルギーにより前記ワイピング手段の移動を行うことを特徴とする。この様に、ファンの回転エネルギーにより移動し吐出口面を摺動して清拭するワイピングブレードなどのワイピング手段を設けているので、浮遊または利用者の呼気に乗って逆流する薬液滴等が吐出口面に付着しても、適宜に吐出口面をリフレッシュさせられて、付着液滴等が吐出口を閉塞させ不吐出を誘発させることが少なくなり、安定して液剤を吐出する動作信頼性の高い薬剤吐出装置を実現できる。

本発明によれば、ファンの回転エネルギーにより移動し薬剤吐出装置の吐出口面上を摺動して清拭するワイピング手段を設けたので、浮遊または利用者の呼気に乗って逆流する薬液滴等が吐出口面に付着しても、適宜吐出口面をリフレッシュさせることができるので、付着液滴等が吐出口を閉塞させ不吐出を誘発させることが少なくなり、安定して薬液等を吐出する動作信頼性の高い薬剤吐出装置を提供できる。また、ワイピングブレードを兼ねるキャップを設ける場合、ヘッド保護構成を簡素で安価に実現できる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。始めに、薬剤吐出装置の参考例を説明して、その後に、本発明の実施形態を説明する。

（第一の参考例）図１は、第１の参考例を説明する断面図である。本体外装ケース１の一端はマウスピース１０に嵌合し、他端にはバッテリー１５を交換するための蓋２が設けられている。また、本体側壁には、利用者の呼吸時に空気を通過させるための開口部４、および薬剤吐出カートリッジ（液剤収容器）１２を交換するための蓋３が設けられている。

本参考例では、薬剤吐出カートリッジ１２は薬液タンク１２ｂ、およびタンクから供給された薬剤を微小液滴として吐出する吐出ヘッド１２ａを有する。本参考例の場合、吐出ヘッド１２ａはサーマルインクジェットプリンタに使用される種類のものであり、１または２以上の吐出オリフィス（不図示）を備えている。

吐出ヘッド１２ａは、制御部１４に電気的に接続されて、駆動制御される。吐出ヘッド１２ａ、制御部１４ならびに他の電気的に作動される部分は、本体側壁を貫通して延び且つ利用者により操作可能であるオン／オフスイッチ１６を経たバッテリー１５により通電される。

また装置には、利用者の吸入状態（負圧）を検出するためのセンサ１３が設けられており、吸入時にのみ制御部１４により選択的に吐出ヘッド１２ａに吐出を行わせることにより、効果的に吐出薬液滴を体内に吸収させられる。

本参考例では、本体外装ケース１内に収納された吐出カートリッジ１２の吐出ヘッド１２ａの吐出口面には、本体横断面内で回転可能な支持体２４に固定されたワイピング手段を兼ねるキャップ２５が当接している。駆動ギヤ２２および回転伝達器２３を介して駆動用モータ３０に接続された支持体２４の回転に伴ってキャップ２５が回転し、吐出口面を清拭する。

図２は、本参考例の主要部であるキャップ２５付近の構成を説明するための分解斜視図である。支持体２４は環状に形成され、本体に固定される枠体２４ｂ、および枠体２４ｂに嵌合する回転体２４ａで構成される。枠体２４ｂの環状部を橋渡しする梁部６１の中央部に回転可能な回転軸６２があり、この回転軸６２は、回転体２４ａの環状部を橋渡しする梁部５１の中央部の貫通口５２に嵌合している。回転体２４ａの梁部５１には、さらにゴム部材からなるキャップ２５が固定されている。回転体２４ａの環状部内壁にはギヤ５３が形成されており、ギヤ５３は回転伝達器２３に接続されている。したがって、モータ３０の駆動による回転体２４ａの回転動作に伴ってキャップ２５が吐出ヘッド１２ａの吐出口面上を摺擦しながら移動し、吐出口面を清拭する。また、回転体２４ａの環状部にはエンコーダ５４が形成されており、本体側に設けられた回転位置検出器２６によってキャップ２５の位置を制御することができる。

以上の構成の本参考例の操作および動作を説明する。利用者がスイッチ１６を押すと、制御部１４が通電され、支持体２４の回転体２４ａが所定量回転してキャップ２５（それまでは吐出口面を覆っていた）が吐出口面を摺擦しながら移動する。こうして吐出口が現れ、吐出待機状態となる。ここで、利用者がマウスピース１０を銜えて吸気すると、圧力センサ１３が吸気に伴う負圧状態を感知し、制御部１４の制御下で吐出ヘッド１２ａが薬液滴吐出を開始する。

吸気が終了に向かい負圧状態が弱まると、吐出ヘッド１２ａは吐出を中断し、呼気を経て再び吸気状態になると、吐出を再開する。以上の動作を所定量の薬液滴の吸入が終わるまで繰り返す。吸入が終了すると、キャップ２５は再び吐出口面を摺擦して吐出口面に付着した薬液滴や水滴等をワイピングしながら移動し、吐出口を覆う所定の位置で停止する。これらの動作も、圧力センサ１３による圧力状態の感知および回転位置検出器２６によるキャップ位置検出に基づいて制御部１４の制御下で行われる。

呼気に含まれる薬液滴のミストや水蒸気などが吐出ヘッド１２ａの吐出口面上に付着し、吐出口を閉塞させ、吐出不良を引き起こすことがあるため、キャップ２５は呼気と吸気に同期して移動させ、呼気時には吐出口を覆うようにしてもよい。

本参考例において、キャップ２５は回転して吐出口面上を摺動しているが、往復動作など、吐出口面上を摺動する動作を行わせる構成ならどのような構成でも構わない。

ここで本参考例のカートリッジ１２について説明する。カートリッジ１２は、熱或いは圧電効果を利用したインクジェット方式に基づいて液状の薬剤を微小液滴として吐出する。これはプリンタなどの記録装置で実用化されている方式と基本的に同じであるが、医療用として使用するために、吐出ヘッドやタンクについて記録装置とは異なる特徴をいくつか有している。

例えば、吐出ヘッドの構成材料としては、薬剤などと反応しない金メッキされたもの、セラミック、ガラスなどを用いる。また、吐出する薬剤の種類や投与の方法（肺まで到達させる必要があるか否か等）に応じて、吐出口（ノズル）の配列や形状を異なったものとする。

吐出の駆動制御について、熱を利用したインクジェット方式に基づいて液状の薬剤を微小液滴として吐出する場合について説明する。この方式は、駆動波形をパルス状とすることにより、吐出される液滴の数をパルスの数によって制御することが可能であるため、吐出量を正確に管理する用途に適している。

しかしながら本参考例では、医療用として使用するために記録装置とは異なる吐出制御を行っている。すなわち、記録装置は紙などの記録媒体に上方からインクを吐出して記録を行うが、本参考例の吸入器ではミストあるいはエアロゾル状となるように薬剤を吐出して利用者の吸入空気と共に薬剤を肺まで到達させる必要がある。

このため、通常の記録装置よりも液滴のサイズをはるかに小さくし、かつこのような小さなサイズの液滴を適量だけ確実に吐出させるように制御する必要がある。その反面、液滴のサイズが小さくなると、吐出された液滴の運動エネルギーが小さいため、吐出方向については記録装置のようにほぼ一方向とする必要はなく、様々な方向に吐出した液滴が飛翔したり液滴同士が衝突したりしてもよい。

従って、本参考例では、空気吸入のプロファイル（パターン）に応じて駆動パラメータを変化させる。例えば、空気吸入の際、単位時間当たりの吸入量は開始時点が多く、終了直前には少なくなる。従って、吸入時間（１秒から２秒）内に複数回の吐出を行う場合、最初の吐出と最後の吐出とでは吐出速度や駆動周波数などを変化させる。また、吐出方式を変えたり主滴／副滴の割合を変えてもよい。

以上説明した様に、本参考例では、携帯性を考慮した小型で簡素な吐出ヘッドのワイピング且つ保護構成を持つ薬剤吐出装置が提供される。

（第２の参考例）
図３は、第２の参考例を説明する断面図である。本参考例においては、支持体２４の回転体２４ｂは手動レバー５７に接続され、手動レバー５７を手で押し回すことによりキャップ２５が回転し、吐出ヘッド１２ａの吐出口面が清拭される。この場合、第１の参考例の駆動用モータ３０などが必要なく安価に構成できる。ただし、利用者の呼吸に同期して吐出口面のキャッピングおよびワイピングを制御することができないので、数回の呼吸で吸入が終了し、吐出口面上に付着する液滴などの量の少ない少量吸入処方に本参考例は向いている。

図４は、第２の参考例の主要部であるキャップ２５付近の構成を説明する分解斜視図である。回転体２４ａには手動レバー５７が固定されており、本体側壁に開けられたガイド孔６に沿って手動レバー５７を押し回すことにより、吐出口面のキャッピングおよびワイピングを行うことができる。手動レバー５７の両端には突起部５８ａ、５８ｂが形成され、本体カイド孔６の両端部に設けられた溝部７ａ、７ｂに嵌合して、それぞれの位置で手動レバー５７が保持される。

本参考例の操作および動作は次の様になる。先ず、利用者は手動レバー５７を押し回して溝部７ｂ側の保持位置までもたらし、それまで吐出口面を覆っていたキャップ２５を吐出口面上から移動させて吐出口を全て露出させる。そして、スイッチ１６を押して、制御部１４が通電された吐出待機状態とする。この２つの操作は逆にしてもよい。ここで、利用者がマウスピース１０を銜えて吸気すると、圧力センサ１３が吸気に伴う負圧状態を感知し、制御部１４の制御下で吐出ヘッド１２ａが薬液滴吐出を開始する。ここから所定量の薬液滴の吸入が終わるまでの動作は基本的に第１の参考例とおなじである。この後、利用者は手動レバー５７を反対方向に押し回して溝部７ａ側の保持位置までもたらしてキャップ２５に吐出口面を覆わせ、スイッチ１６を切る。この２つの操作も逆にしてもよい。

手動レバー５７は吐出スイッチを兼ねても良い。例えば、手動レバー５７を回し、吐出口が全て露出する溝部７ｂ側の保持位置で吐出を開始または開始準備完了状態にし、所定量の吐出が完了するか、または溝部７ｂ側保持位置を手動レバー５７が外れたら吐出を終了させるような構成が可能である。

（第３の参考例）図５は、第３の参考例を説明する断面図である。本参考例の場合、キャップ２５、および支持体２４はマウスピース１０内に一体的に形成されており、マウスピース１０を本体に嵌合させることにより、支持体２４が回転伝達器２３と接続され、駆動可能となる。このような構成では、キャップ２５および支持体２４がマウスピース１０と一体的に洗浄可能であり、衛生的にも好ましい。本参考例では、マウスピース１０を所定の嵌合位置で停止させるためのストッパー２７が具備されている。その他の点は第１の参考例と同じである。

（第１の実施形態）
図６は、本発明の第１の実施形態を説明する断面図である。図６において、上記の参考例で説明した要素と同じ機能を有する要素には同じ数字が付してある。本実施形態の特徴点は、キャップを兼ねないワイピングブレード１２５が吐出口面を拭いてリフレッシングさせる為に用いられていること、および支持体２４が回転伝達器２３を介してファン１２２と接続されていることである。すなわち、本実施形態では、ワイパーブレード１２５は、利用者の呼吸に伴う空気流を受けて回転するファン１２２の回転エネルギーによって駆動される。支持体２４と回転伝達器２３との間およびファン１２２と回転伝達器２３との間にはギヤを設け、適宜回転数およびトルクを調整することが好ましい。

図８は、本実施形態の主要部であるワイピングブレード１２５の構成を説明するための分解斜視図である。支持体２４は環状に形成され、本体に固定される枠体２４ｂ、および枠体２４ｂに嵌合する回転体２４ａで構成される。枠体２４ｂの環状部を橋渡しする梁部６１の中央部に回転可能な回転軸６２があり、回転軸６２は、回転体２４ａの環状部を橋渡しする梁部５１の中央部の貫通口５２に嵌合している。回転体２４ａの梁部５１にはゴム部材からなる板状のワイピングブレード１２５が固定されている。回転体２４ａの環状部一端面には回転体２４ａの回転位置を検出するためのエンコーダ５４が設けられ、回転位置検出器２６により現在位置を検出する。ファン１２２については図示しないが、支持体２４と同じように枠体と回転体とで構成され、回転体に羽根が形成されファンをなしている。

本実施形態の動作を説明する。利用者がスイッチ１６を押すと制御部１４が通電され、吐出待機状態となる。次に、利用者がマウスピース１０を銜えると圧力センサ１３が吸気に伴う負圧状態を感知し、吐出が開始される。利用者の吸気に伴って本体側壁の開口部４から流入した空気流Ａは、ファン１２２および本体内部を通り、マウスピース１０より口内に入る。このときの空気流によってファン１２２が回転し、回転伝達器２３によってワイピングブレード１２５も回転し、吐出口面が清拭される。吸気負圧が弱まると吐出が停止され、待機状態に戻る。

逆に呼気によって生じる気流Ｂは本体内部を通過し、開口部４より本体外部へ排出される。この際、ファン１２２は逆回転し、ワイピングブレード１２５も逆回転するが、吐出口面の清拭に方向性は関係ない。

ワイピングブレード１２５が吐出口を閉塞しているタイミングで吐出が行われると、不吐出を誘発するなどの弊害があるので、ワイピングブレード位置の検出器２６の情報により、ワイピングブレード１２５が吐出口を閉塞している期間は吐出を停止させる。吐出停止時、または吐出終了時には、吐出口を退避した所定の位置においてストッパー１２７が作動し、ワイピングブレード１２５を停止させる。前記微小液滴の吐出は、ワイパーブレード１２５の位置（この位置は位置検出器２６で検出される）に掛らない吐出口を選択して行われる様にしてもよい。また、ファン１２２、または回転伝達器２３、または支持体２４のいずれかに逆回転防止機構を設け、吸気時すなわち吐出時にワイピングブレード１２５を停止させておくのもよい。

本実施形態においては、圧力センサ１３を用いて呼吸状態を検知しているが、ファン１２２の回転状態（回転方向、回転速度等）から呼吸状態を検知してもよい。

（第２の実施形態）図７は、本発明の第２の実施形態を説明する断面図である。本実施形態の場合、ファン１２２にファン駆動用のモータ１３０が接続されている。電気的に駆動可能なので回転速度などの制御が容易である他、呼吸の弱い利用者でも確実にワイピングが可能となる。また、常時Ａ方向への送風が可能なので、吐出薬液滴が吐出ヘッド側に逆流しにくくなり、吐出口面に付着する液滴を減少させることができる。本体のマウスピース１０側端部と吐出口面位置との間の任意の本体側壁には、第２の開口部５が設けられており、呼気を外部に逃がしている。

第１の実施形態と第２の実施形態でも、第３の参考例の如く、ワイピングブレード１２５および支持体２４をマウスピース１０内に一体的に形成して、ワイピングブレード１２５および支持体２４がマウスピース１０と一体的に洗浄可能としてもよい。

第１の参考例としての薬剤吐出装置の全体構成を示す断面図である。 第１の参考例としての薬剤吐出装置の主要構成を示す分解斜視図である。 第２の参考例としての薬剤吐出装置の主要構成を示す断面図である。 第２の参考例としての薬剤吐出装置の主要構成を示す分解斜視図である。 第３の参考例としての薬剤吐出装置の主要構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態としての薬剤吐出装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態としての薬剤吐出装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の第１および第２の実施形態としての薬剤吐出装置の主要構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 本体外装ケース２ バッテリー交換用蓋３ 薬剤吐出カートリッジ交換用蓋４、５ 開口部６ ガイド孔７ａ、７ｂ 溝１０ マウスピース１２ 薬剤吐出カートリッジ１２ａ 吐出ヘッド１２ｂ 薬液タンク１３ 圧力センサ１４ 制御部１５ バッテリー１６ オン／オフスイッチ２２ 駆動ギヤ２３ 回転伝達器２４ 支持体２４ａ 回転体２４ｂ 枠体２５ ワイピングブレードを兼ねるキャップ２６ 回転位置検出器２６ マウスピースのストッパー３０ モータ５１ 回転体の梁部５２ 貫通口５３ ギヤ５４ エンコーダ５７ 手動レバー５８ａ、５８ｂ 突起部６１ 枠体の梁部６２ 回転軸１２２ ファン１２５ ワイピングブレード１２６ ワイピングブレードのストッパー１３０ ファン用モータ

Claims (3)

1. 利用者に吸入させるための薬剤を吐出ヘッドの吐出口から吐出する薬剤吐出装置であって、
   該吐出口の吐出口面を摺擦しながら移動することにより前記吐出口面を清拭するためのワイピング手段と、
   利用者の呼吸により生じる空気流によって回転するファンと、
   を有し、
   該ファンの回転エネルギーにより前記ワイピング手段の移動を行うことを特徴とする薬剤吐出装置。
2. 前記ワイピング手段の位置を検出する検出器をさらに有し、
   前記ワイピング手段が前記吐出口を閉塞している期間は薬剤の吐出を停止させることを特徴とする請求項１に記載の薬剤吐出装置。
3. 前記ファンを回転させるためのモータを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の薬剤吐出装置。

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