JP4393518B2 - 薬液カートリッジおよび該カートリッジを用いた吸入装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸入装置などの薬剤を液滴として吐出する装置に使用する薬液カートリッジに関する。特に、薬液、アロマ、ニコチンなどの嗜好品などの薬剤を微小滴として吐出して利用者に吸入させる吸入装置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、液体吐出ヘッドにインクを充填するための機構をプリンタ本体側に設けた製品が多数提案されている。例えば、特許３３１１０３９号公報には、吸引手段と吸引キャップ、保護キャップを有していて非記録時にはキャップで吐出口を覆うインクジェット記録装置が開示されている。

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、特表平８−５１１９６６号公報参照）。
また、特許３３７５６３７号公報には、多孔膜と容器を含む使い捨てパッケージの構成が開示されている。
さらに、特開２００４−２９０５９３号公報には、液滴吐出装置として回復（充填）手段を備えたパッケージの構成も公開されている。この回復（充填）操作はパッケージを吸入装置にセットする際に行われている。

［発明の開示］
従来のインクジェット記録装置では液体吐出部にインクを充填するのに記録装置本体側にインク吸引機構を設けていた。このインク吸引機構はポンプによる負圧を利用して液体吐出部にインクを充填していた。その際ポンプの負圧ではインクの充填量のコントロールが困難であるため、余裕を見てインクを吸引していた。そして吸引したインクは記録装置本体に設置された吸収体に吸収させていた。

その一方で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、使用直前に薬剤が入った容器を大気に開放して吸入作業をしている。インクジェット技術を利用する液体吐出部を有する薬液カートリッジを考えると従来の形態では次の課題がある。

１．吸入装置内にスポンジなどの吸引手段を設け、薬液を吸引して吸入装置内に保持する場合、保持された薬液が酸化してしまう。このことは、衛生の点で、また臭いの点で問題がある。
２．吸入装置は1日に3回以上使う場合が多いため持ち運べることが必須となり、携帯型では、インク吸引機構が装置の重量化、複雑化、高コスト化につながるという問題がある。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、持ち運びに便利であり、且つ簡便な構成の薬液カートリッジおよび吸入装置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、本発明に係る薬液カートリッジ（ＣＲＧ）は、薬液を収容する収容部と、薬液をインクジェットで吐出するための吐出口を有する液体吐出部と、前記収容部と前記液体吐出部を連通させる連通手段と、前記液体吐出部へ薬液を充填する充填手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、薬液をカートリッジに設けられた充填手段によって液体吐出部に充填することで、簡便に充填動作が完了し、吐出可能な状態とすることができる。これにより、使用する装置側に複雑な充填手段を必要とせず、軽量化ができるので装置の携帯性の向上に寄与することができる。また、構造が簡単で容易に製造することも可能である。しかも薬液を市販の薬品容器と同様に密閉状態で保持できるので、薬液の保管寿命を同様に確保することも可能である。

以下、本発明について詳細に述べる。
本発明は、インクジェット方式の液体吐出部を有する薬液カートリッジにおいて、該液体吐出部に該薬液を充填する手段を設けたところに特徴がある。
特に手動で充填できるようにしたので、利用者が使用直前に充填作業を行なうことができる。また密閉された収容部と液体吐出部を連通させた後で、液体吐出部に薬液を充填することができる。本発明の構成により、インクジェット方式を用いる薬液カートリッジにおいて薬液の充填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）薬液を収容する収容部と
２）インクジェット技術で液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出部と
３）前記収容部と前記液体吐出部を連通させる連通手段と
４）前記液体吐出部に前記薬液を充填する充填手段
を有する。

１）薬液を収容する収容部
収容部（容器）には薬液を収容して高い滅菌状態を保持するため、できるだけ収容部内には異物を入れないようにして薬液と異物との接触面積を下げることが好ましい。そのためインクジェット記録装置でタンク内部のインク保持のために使用される吸収体等は収容せず、薬液のみを収容することが好ましい。薬液の中でもたんぱく質等は変性しやすいため、この点、特に注意を要する。
収容部は、薬液への不純物の溶出がなく生体への影響のない樹脂材料からなることが好ましく、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（ＥＶＡＬ、エチレンビニルアルコール共重合体、クラレの登録商標）、ポリプロピレン／エバール等の樹脂が使用できる。収容部以外の薬液と接触する部分、例えば連通手段、等も容器と同じ材料からなることが望ましい。

２）インクジェット技術で液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出部
本発明の液体吐出部は、インクジェット技術を用いて液体を液滴として吐出できるインクジェットヘッドである。特に、吐出口の背部にヒーター素子を設け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（登録商標）ジェット方式を採用した構成であることが好ましい。この構成は、吐出ノズルを多数形成することが容易である。
他の構成としては、吐出孔の背部にピエゾ振動素子を設けて、振動のエネルギーを利用することで多数の液滴を吐出する構成が挙げられる。
また、特開２００３−１５４６５５号公報に開示されている構成の液体吐出ヘッドであることも好ましい。

３）収容部と液体吐出部を連通させる連通手段
収容部と液体吐出部とを連通させる連通手段は、使用前には遮断されている両者を使用時に連通させる。この連通手段としては2つの形態が取れる。
第1の形態は、収容部（容器）の一部を貫通しやすいフィルムで構成し、使用時にこれを鋭利な形状の部材で貫通するものである。この鋭利な形状の部材は、容器側に設置することも可能であるし、液体吐出部側に設置することも可能である。
第2の形態は、収容部と液体吐出部の間の連通路を変形可能な材料で構成し、これに遮蔽物を圧力で押し付けて連通路を遮断しておき、使用時に圧力を下げて該遮蔽物を取り除くことにより連通を確保するものである。

４）液体吐出部に薬液を充填する充填手段
薬液を液体吐出部に充填する充填手段は、 たとえば収容部（容器）の少なくとも一部を変形可能な構造とし、該変形可能な部分を圧迫して収容部の内容積を縮小するようにしたものとすることができる。変形可能な部分の圧迫は、特定の部材が当該部分を圧迫するように構成してもよいし、直接人の指を用いて当該部分を圧迫するようにしてもよい。
あるいは、収容部（容器）は変形可能な部分を持たず、連通手段が収容部内に侵入して中の薬液を排除するように構成してもよい。

充填する際に液体吐出部内の気泡を吐出に影響を与えない程度に除去する必要があるため、液体吐出部の表面に薬液を多少あふれさせる必要がある。本発明の薬液カートリッジは液体吐出部において液体に吐出力を作用させることにより液体を吐出する構造であるため、該液体吐出部に薬液を充填するのに必要な体積分だけ収容部を変形させてやれば十分である。一度液体吐出部内の気泡が十分に除去された後は、液体吐出部のヒータ素子やピエゾ素子に電気を通電することにより液体吐出部に充填されている薬液を吐出することが可能である。

本発明の薬液カートリッジは使い捨てを考慮して低価格で簡便な構造から成り、かつ人の手を使って充填することを念頭においていることから、液体吐出部の表面からあふれる薬液の量をどの程度にするかということは、精度と薬液コストとのバランスを考慮して決定する必要がある。

本発明者が、１．液体吐出部の吐出孔の数、２．収容部のサイズ、３．連通手段、４．充填手段を種々変化させて検討した結果、液体吐出部の表面よりあふれる薬液の体積が薬液を収容する容器容積の１５％以上あれば実用上問題なく、２０％あれば一般に全ての吐出孔より薬液を吐出することができるということがわかった。もちろん、良好な吐出状態が得られる限り、あふれさせる体積が少なければ少ないほど好ましいのは言うまでもない。

容器の一部が変形可能な部分を有する形態である収容部の場合、収容部内の薬液を液体吐出部に充填したときにあふれる薬液体積と連通部から液体吐出部までの内容積との和が、収容部（容器）の変形体積にほぼ等しくなる。
また連通部から液体吐出部までの内容積は、収容部内容積の１０〜２０％とすればよいことがわかった。

したがって収容部の変形体積が収容部内容積の４０％あれば、薬液を連通部から液体吐出部に充填したときに液体吐出部表面から収容部内容積の２０パーセントの薬液をあふれさせて液体吐出可能な状態とすることができる。実用上は、収容部の変形体積が収容部内容積の２５％以上あればよい。

本発明に係る薬液カートリッジを備えた吸入装置は、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本発明の薬液カートリッジ、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。また携帯して所持可能にする際はバッテリーも内蔵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。

実施例
以下に、本発明に係る薬液カートリッジの実施例を具体的に説明する。
以下の実施例における薬液カートリッジは、いずれも次の4つの構成要素からなる。
１）薬液を収容する収容部と、
２）インクジェットで液体を吐出するための吐出口を有する液体吐出部と、
３）前記収容部と前記液体吐出部を連通する連通手段と、
４）前記液体吐出部に薬液を充填する充填手段
また、以下の実施例は、次の2つの動作を順次行うことにより液体吐出部を吐出可能な状態にする。
第1の動作は、遮断されている収容部と液体吐出部とを連通手段を用いて連通させる動作である。
第２の動作は、液体吐出部に薬液を充填して吐出可能な状態にする動作である。
以下の実施例においては、薬液カートリッジの連通および充填について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。

（実施例１）
図１Ａは、ヒンジ３９を利用して連通動作と充填動作を順次行うことが可能である本発明の薬液カートリッジの連通前かつ充填前の断面図である。図１Ｂは、本発明の薬液カートリッジの連通後かつ充填後の断面図である。ベースプレート３１と容器３３はヒンジ３９を介して一体化されている。これらは成型で一つの部品として作ると部品点数が減り、コストダウンが可能である。ベースプレート３１には液体吐出部３２と充填手段を構成する突起３６が設けられている。液体吐出部３２と連通手段３５は内部で連通している。薬液は容器３３に収容され、フィルム３７と変形可能なダイヤフラム３８が、取り付けられている。

フィルム３７は連通手段３５により貫通され得る薄さで、かつ薬液の保管から酸素ガスバリア性と水蒸気ガスバリア性の高いことが要求される。 フィルムの材質としては アルミ蒸着膜、シリカ蒸着膜、エバールをポリエチレンやポリプロピレンではさんだフィルムが望ましい。またダイヤフラムの材質としては容器の材質に合わせてポリエチレンやポリプロピレン等が好ましい。酸素ガスバリア性と水蒸気ガスバリア性を確保できない場合は、薬液カートリッジを外包装することでバリア性を確保する形態も取り得る
第1の動作は、ヒンジ３９を中心にベースプレート３１を容器３３に向けて円弧運動を描いて近づける。連通手段３５がフィルム３７を突き破り、液体吐出部３２と容器３３が連通する。

第２の動作は、ベースプレート３１をさらに容器３３に近づけると充填手段３６がダイヤフラム３８を圧迫する。これにより変形するダイヤフラム３８の体積分の薬液３４が連通手段３５を介して液体吐出部３２に充填される。液体吐出部３２内のヒーター素子部近傍に気泡が残っていると吐出できないため液体吐出部３２の表面より薬液をあふれさせる必要がある（薬液４０）。薬液があふれたままでは液滴を吐出できないので液体吐出部３２の表面を拭いて余分の薬液を除去する必要がある。
また場合によっては大気連通口を設けることで薬液の吐出を円滑に行える場合もある（不図示）。

連通後、薬液を充填したときに液体吐出部の表からあふれる薬液の体積の比率と容器の変形比率を、１．液体吐出部の吐出孔の数、２．液体吐出部と連通個所間の体積、３．容器容積、を変化させて鋭意検討した。その結果を表1にまとめた。充填後の吐出確認については、全てのノズルから吐出できたものを◎（問題なし）、吐出できなかったノズルの割合が全体の１０％以下のものを○（実用上問題なし）、１０％を超えたものを△（問題あり）とした。

表1より、全てのノズルから吐出させるには、充填時に液体吐出部よりあふれる薬液の体積をノズル数比（吐出孔数比）に応じて増やす必要があることがわかる。あふれ体積（ａ）が一定の場合、容器容積（ｃ）すなわち収容部の内容積を大きくするとあふれ比率（ａ／ｃ）が小さくなることはいうまでもない。ノズル数比にもよるが、あふれ比率は１５％で実用上問題なく、２０％であれば全ノズルより吐出することが可能である。また、変形比率は２５％で実用上問題なく、３０％であれば通常は全ノズルより吐出することが可能である。容器容積が小さい場合を考慮しても、変形比率が４０％であれば確実に全ノズルから吐出させることができると思われる。他の実施例の場合もこの比率は変わらなかった。

なお、ノズル数と容器容積に応じ、所望の吐出状態が実現できる範囲内で、あふれ体積ができるだけ少なくなるようにカートリッジの設計を行なうことが、薬液のコストを抑える上で好ましい。

（実施例２）
図２Ａは連通手段を容器側に具備する本発明の薬液カートリッジの連通前かつ充填前の断面図である。図２Ｂは本発明の薬液カートリッジの連通後かつ充填後の断面図である。容器４３内の薬液と液体吐出部３２とはフィルム４２を介して隔離されている。連通手段４１には鋭利な形状の部品たとえば針状の部品が具備されている。連通手段４１とダイヤフラム４４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。保形性を保つとは、指の押圧で変形後に押圧をゼロとしてもその形状を維持することである。
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、および充填を行なっていたが、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ヤ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。
第1の動作は、連通手段４１を指で押すことによりフィルム４２を突き破り、液体吐出部３２と容器３４を連通させる。
第２の動作は、ダイヤフラム４４を指で押すことにより変形するダイヤフラム４４の体積分の薬液３４を連通手段４１を介して液体吐出部３２に充填させる。実施例１と同様に液体吐出部３２の表面を拭いてあふれた薬液４０を除去する。

（実施例３）
図３Ａは、元々連通している収容部（容器）と液体吐出部とが、遮断手段（ピンチ）４７により遮断された状態にある、本発明の薬液カートリッジの連通前かつ充填前の断面図である。図３Ｂは、その連通後かつ充填後の断面図である。ベースプレート４５には容器４６と液体吐出部３２が具備され、スライダ４９がスライドするようベースプレート４５に取り付けられている。スライダ４９には遮断手段４７を押さえる手段と薬液を充填する充填手段４８が具備されている。スライダ４９により遮断手段（ピンチ）４７が押さえつけられたる状態で薬液３４が容器４６に収容されている。
遮断手段（ピンチ）４７の形状と材質は連通を遮断できる形状と材質であれば限定は無い。図３Ａのように球状とすることもできるし、楔状とすることも可能である。容器４６は中の薬液３４が減少するにつれて、変形するような薄い可とう性材料であることが望ましい。
第1の動作は、スライダ４９をスライドすることにより遮断手段（ピンチ）４７が開放され、液体吐出部３２と容器４６は連通する。
第２の動作は、スライダ４９をさらにスライドすることにより充填手段４８で容器４６を圧迫して変形させ、中の薬液３４は液体吐出部３２に充填される。あふれた薬液４０は、先と同様に液体吐出部３２の表面を拭いて余分の薬液を除去する。

（実施例４）
図４Ａは連通手段５２が充填手段を兼ねている本発明の薬液カートリッジの連通前かつ充填前の断面図である。図４Ｂは本発明の薬液カートリッジの連通前かつ充填後の断面図である。ベースプレート５０には連通手段５２と液体吐出部３２が具備されている。容器５１には薬液３４が収容され、フィルム５３とフィルム５４により大気と遮断されている。フィルム５３とフィルム５４の要求性能はフィルム３７と同じである。
連通手段５２は その体積を十分大きくすることで、連通時に容器５１内の薬液３４が押し出され、液体吐出部３２に充填される。
第1の動作は、連通手段５２をフィルム５３に押し付けて破ることにより、液体吐出部３２と容器５１を連通させる。
第２の動作は、連通手段５２をさらに押し込むことにより容器５１内の薬液３４が押し出され、中の薬液３４は液体吐出部３２に充填される。連通手段５２でフィルム５４を破ることにより、大気連通口を得る。あふれた薬液４０は、先と同様に液体吐出部３２の表面を拭いて余分の薬液を除去する。
本実施例ではフィルム５３，５４で説明したが、連通手段５２を押し込んで破ることができればフィルムに限定されない。即ち、射出成型により容器５１とフィルム５３を一体で成型することも可能である。フィルム５４は薄板として、連通手段５２を押し付けることにより外れる構造にすることも可能である。

（本発明を利用する吸入装置の例）
本発明に係るカートリッジを使用する吸入装置について、詳細に説明する。
本発明の吸入装置ないし吸入器の一実施形態では、利用者が携帯して所持するように構成されており、利用者のカルテ及び処方箋の情報を含む利用者個人に関する情報を格納する記憶手段を備え、粒子サイズの均一性が高い微小液滴として液剤を定量吐出することを可能として、利用者に吸入させる。そして、処方箋の情報に従って、利用者が液剤を効率的にかつ衛生的に吸入できるように、使用時に利用者が、吸入を行う吸い口部を有するマウスピースと、液剤を収納するタンク（収容部）を備えタンクから供給された液剤を微小液滴として吐出する吐出ヘッドカートリッジ（ＣＲＧ）ユニットを吸入器本体に装着可能としている。

また、吸入器全体のエアーフローを形成する流路をマウスピースのみにて形成して、マウスピースの途中に圧力緩和手段である絞り部を設け、絞り部より利用者側（すなわち吸い口部側）に圧力検知部を配置し、絞り部より外気取り入れ口側にＣＲＧユニットの吐出部を配置している。吐出ヘッド部には、或る一定以上（例えば、−０．３ＫＰａ以上（絶対値として０．３以上））の負圧がかかると吐出口から液剤が流れ出てしまい、吐出口を塞ぎ、それ以降の液剤の吐出が良好に行われなくなる。そこで絞り部を設けることにより、利用者の吸入により発生する負圧を吐出口が直接受けなくなり、吐出ヘッド部の吐出口からの微小液滴の吐出が連続的に良好に行える様になる。こうして、吐出部の吐出口が、吸入時に発生する大気圧との圧力差である負圧によって吐出口から液剤が自然に吐出しない程度の圧力差を生じる位置に配置されるように構成されて、液滴の吐出が良好に行える様になる。吐出部における吐出方式としては、熱エネルギー、圧電エネルギーのいずれを利用するものでもよい。いずれの方式でも、大気開放しているタンクからノズルの毛管力により液供給されるので、タンクによる（負）圧と吐出口メニスカスのバランスがとれる範囲での気圧環境が必要であるからである。

図１２に示すように、圧力検知部が一定の負圧を検知して吐出口からの吐出が開始されるが、圧力検知部が検知する最低負圧としては、吸入量によって圧力検知部に発生する負圧には個人差があり、一般的には、肺活量と関係してくるので、適切に設定する必要がある。したがって、肺活量の少ない子供や老人の使用を考慮すると、この負圧が−０.５ＫＰａ以上（絶対値として０．５以上）になるように前記絞り部断面積を１０ｍｍ^２程度に設定するのが良く、これによって吸入により発生する負圧変化（図１２に示す吸入カーブ）も圧力検知部で精度良く測定することが可能となる。

ここでは吸入器全体のエアーフローをマウスピースのみにて形成していることで、液剤によるエアーフロー部の汚れは、マウスピース中の流路のみとなり、マウスピースだけを洗浄すれば、吸入器内部は安全に衛生的に保たれる。

また、吸入器において液剤を吐出させる際に、液剤の吐出に関するパラメータ（吐出速度、吐出時間など）を、例えば吸入量等に応じて変化させることにより（すなわち、圧力検知部で検知される図１２に示す吸入カーブの変化具合に応じて変化させることにより）、より多くの液剤を利用者の肺まで送り込んで吸入効率を向上させることができる。このように、利用者が吸入を行う所定時間内に、負圧センサから得た吸入の流速変化（負圧変化）に応じて、液剤の吐出に関するパラメータを変化させる吐出制御手段を有する場合、利用者が前記吸入を行う所定時間内に所定の吸入が行えなかったときに再吸入の告知を行う手段を有することもできる。こうした実施形態は、使いやすさを重要視して煩わしい操作を極力なくし、どこでも誰でも簡単に使用できる。

以下のような構成を採ることもできる。
圧力緩和手段としては、エアーフローを形成する流路を常時ほぼ塞ぐが吸入時に開く弁を用いることもでき、この弁より吸い口部側に圧力検知部が配置され、その反対側に吐出部の吐出口が配置される。それまで閉じていた弁が吸入によって開き始めるので、弁を挟んで吸い口部とは反対側にある吐出部の吐出口にはややタイミングが遅れて且つ緩和されて負圧が届くことになるので圧力緩和手段として機能することになる。

圧力検知部と吐出部の吐出口が、吸い口部からの別々の流路に面するように配置されてもよい。この場合、流路は吸い口部のところで流路出口を形成し、吸い口部は、流路出口の周りに人の口形状に合わせて形成されると共に別の流路を形成する部分を有し、そして圧力検知部が配置される部分（負圧センサとの連通穴）は前記別の流路に面している。

また、負圧センサを使用して吸入量のモニタを行い（すなわち、図１２に示す吸入カーブのモニタを行い）、吸入量が適正値であったかどうかを利用者にLEDの点滅、振動モータの振動態様の変化などで知らせる手段を備えてもよい。また、吸入を開始していつまで吸入すればよいかという吸入時間を利用者に知らせる手段を備えてもよい。この吸入時間を知らせる手段としては、振動モータの振動を利用した手段を用いることができる。

こうした構成の吸入装置においては、患者（利用者）の精神的、肉体的負担を軽減し、患者の簡単な操作にて薬剤（液剤）の吸入が可能となり、薬剤を処方箋に従って正確に吐出管理するとともに、患者の吸入量に応じて吐出の駆動パラメータを変化させることにより、より多くの薬剤を肺まで送り込んで吸入効率を向上させ、効率良く薬剤を投与する効果がある。

以下、図を参照して吸入器の態様について詳細に説明する。

[応用例１]
図５は、吸入器の外観を示す斜視図である。１は吸入器本体、２はアクセスカバー、３はフロントカバーで、これらによりハウジングを形成している。５はロックレバーで、アクセスカバー２が使用時に開かないように、アクセスカバー２の先端に設けた突起部２ａに、バネによって付勢されたロックレバー５の先端に設けた爪形状部がひっかかりを持つように形成されている。ロックレバー５を下方にスライドさせると、アクセスカバー２を付勢している不図示のアクセスカバー戻しバネの力によりアクセスカバー２が不図示のヒンジ軸を回転中心として開く。また、１０１は電源スイッチ、１０２は表示用ＬＥＤで、後述の吐出ヘッドカートリッジ（ＣＲＧ）ユニットあるいはマウスピースが装着されていないとか、ＣＲＧユニットのタンク内の液剤が空であるとか等を表示するためのものである。

図６は、アクセスカバー２が開いた状態を図示したものである。アクセスカバー２が開くと、ＣＲＧガイド２０に沿ってハウジング内に装着されたＣＲＧユニット６とマウスピース４が見えてくる。マウスピース４はＣＲＧユニット６の下にあり、これらは交差して装着されている。ＣＲＧユニット６の全体を図７に示す。ＣＲＧユニット６は、液剤を包含するタンク７、液剤を吐出するヘッド部（吐出部）８、ヘッド部８に設けたヒーターに熱エネルギーを発生させるための電力をバッテリ１０（図１１参照）から供給するための電気接続面を有する部分（電気接続部）９等から構成されている。バッテリ１０は、このヒーターに熱エネルギーを発生させるための電力を吸入器内部に保持している２次電池として充電可能なものである。ＣＲＧユニット６の前面部はヒンジ部２４を中心に開けられる様になっていて、タンク７にアクセスできる。この前面部の裏面には、例えば突起が形成されていて、前面部を閉じると同時にこの突起がタンク７内に入ってタンク７内の液剤に若干圧力をかけ、ヘッド部８の吐出口のリフレッシュを行う様になっている。

マウスピース４の断面図を図８および図９に示す。マウスピース４は、マウスピース４のみで空気流路を形成しており、空気取り入れ口１１の近くの部分に、ＣＲＧユニット６のヘッド部８に設けられた吐出口から液剤をマウスピース４内に取り入れる窓（液剤取り入れ口）１２が開けられている。マウスピース４の途中には、断面積が小さくなる方向になだらかに変化した形状の絞り部４aが形成されている。図１０に詳しく示すように、断面積が小さくなった絞り部４aからまた断面積が広がった部分には、負圧を検知して吸入速度ないしその積分値としての流量を検出するための負圧センサ１９の測定穴と連通する穴１３が設けてある。負圧センサ１９はコントロール基板２１（図１０、図１１参照）上に配置されている。空気穴１３から負圧センサ１９に連通する流路の途中には、広がった拡大空間２２が設けられている。これは、ゴミ、汚れ、水滴、液剤等の溜まり場として設けられ、これらが空気穴１３より侵入して負圧センサ１９の表面に付着して誤動作を起こすことを防いでいる。

空気取り入れ口１１の反対端部には、人が咥える形状をなしているマウスピース出口（吸い口部）１５が形成されている。マウスピース出口１５は、人の口形状に合わせて断面が楕円形状とされていて、二重構造とした内部に液剤の通り道となる流路出口１４が設けられている。空気と液剤との混合流体が出口のところで急に広がってマウスピース出口１５を咥えている人の口の歯などに混合流体が付着しない様に、流路出口１４は断面積が徐々に広がった形状をなしている。したがって、利用者はマウスピース出口１５を咥える際、流路出口１４の端は若干歯の中に入るようにするとよい。そのことを行い易くするために、流路出口１４の端はマウスピース出口１５の端より若干外に出ているように形成してもよい。また、図１および図６で示すように、マウスピース４の空気流路の断面は四角形状をしていて、マウスピース４をハウジング内に装着するときに、空気取り入れ口１１が上に向いた状態で確実に装着できる様になっている。

図１１には、本応用例の吸入装置の全体縦断面図を示す。バッテリ１０の下には吸入器の制御を行うコントロール基板２１を配置している。また、コントロール基板２１からケーブルまたはコネクタ（図１１ではコネクタ２５を用いている）で繋げられたプローブ基板１６が、ＣＲＧユニット６の下に配置され、プローブ基板１６からＣＲＧユニット６の電気接続部９に繋げるために、ＣＲＧユニット６のヘッド部８に発熱用の通電を行うコンタクトプローブ１７が設けられている。バッテリ１０とマウスピース４の間の空間には、コントロール基板２１に接するよう振動モータ１８が配置されている。

以上の構成の本応用例の吸入動作を図１２を参照して説明する。
患者（利用者）の吸入が開始され、負圧センサ１９で検知される負圧（吸入速度あるいは流量に関係する）が吐出可能な領域に達したなら、コントロール基板２１による制御によってＣＲＧユニット６のヘッド部８から液剤吐出が開始され、同時に振動モータ１８の振動も開始されて、患者（利用者）に液剤吐出が開始したことを知らせる。ヘッド部８から予定量の液剤吐出が終了した後、最後の吐出液剤が肺に到達するように、負圧センサ１９の負圧測定値より演算された吸入速度及び吸入持続時間をもとに、予備吸入分を吸入させるべく振動モータ１８は吐出終了後予備吸入時間分振動し、吐出された液剤が完全に肺に到達するように利用者に吸入を促す。振動モータ１８の振動が終了すると、患者（利用者）は吸入を停止する。これによると液剤吐出と吸入が連動し、確実に液剤を肺に送り込むことが可能となり、吸入不足などの失敗がなくなる。

この様にして患者（利用者）の吸入動作によって、空気取り入れ口１１から空気がマウスピース４内に入り込み、ＣＲＧユニット６のヘッド部８に設けた吐出口から吐出された液剤と混合流体となり、人が咥える形状をなしているマウスピース出口１５へと向かう。マウスピース出口１３では、口の横脇からの混合流体の漏れを防いで吸入のムダを少なくし、かつ、口内での歯等の障害物に混合流体が衝突しにくくして、液剤が効率良く利用者の体内に吸入される。

本応用例では、患者（利用者）は周りの人に知られるのを嫌うことと周囲の人への迷惑を配慮して、音による告知より振動モータ１８を利用した振動の方が好まれるために、振動モータを設けている。これにより、どこでも簡単に吸入が可能となる。

図１３のフロー図を参照して吸入装置の全体的な動作の一例を説明する。電源スイッチ１０１を入れると、アクセスカバー２の開閉が検知され（S801）、開放している場合は表示用LED１０２などで警告を発する。閉じていれば、次にＣＲＧユニット６が装着されているか否かが検知される（S802）。この例では、装着されていない場合、ブルーツース通信を開始して（S803）患者（利用者）に関する処方量などのデータを送受信する（S804）。通信が終了すれば（S805）、これで動作を終了する。このモードは主として医者が処方箋情報を書き込む、あるいはそれまでの吸入結果を見るときに利用するものである。

ＣＲＧユニット６が装着されている場合には次の様になる。このモードは、通常、患者（利用者）が利用するものである。患者（利用者）が吸入を開始し（S806）、この吸入が検知されて負圧センサ１９で一定の負圧が検知されると（S807）、吐出ヘッド部８が液滴吐出を開始する（S808）。一定の負圧が検知されないときは、さらに強い吸入を促す警告を発してもよい。

液剤吐出は開始時間から所定時間続いて、所定量の液剤が吐出されるようになっている。この量は、読み込まれたデータから決定されている。その後、負圧センサ１９が吸入による負圧の時間的変化をモニタしていて、その積分量（どの時点からの積分量を見るかは適当に設定すればよい）から所定量吸入されたか否かを検知し（この積分量は利用者のエアと液剤の混合気体の吸入量と関係するので、液剤の所定量吸入を検知することに相当する）（S809）、所定量吸入されれば動作を終了する。この間、振動モータ１８の振動が行われることになる。もし、所定時間経ても液剤の所定量吸入を検知できない場合は、振動モータ１８の振動態様の変化などで利用者に警告を発して再吸入を促す（S806）。このとき不足吸入量分を演算して（S810）、それに応じて、吐出ヘッド部８による液滴吐出の量、吸入時間（すなわち、振動モータ１８の振動時間）などが設定されることになる。

以上の本応用例によれば、液剤吐出部の吐出口が、吸入時に圧力検知部で検知される大気圧との圧力差より小さい圧力差を生じる位置に確実に配置されるので、吐出部から液漏れを起こす可能性が少なくなり、吐出部の寿命への悪影響も小さくなる。そして、簡単な操作で所定量の液剤を確実に効率良く利用者に投与できる。

[応用例２]
図１４に、応用例１とは、圧力検知部（負圧センサ１９との連通穴１３）への流路の構成のみが異なる応用例２を示す。応用例２では、マウスピース４の先端部にあるマウスピース出口１５の流路出口１４の外側に連通穴１３が設けられ、これにより、負圧センサ１９への負圧検知流路が、マウスピース４の空気流路と完全に分離され、並行に配置されている。マウスピース４を吸入装置の上方かつ前面から挿入する装着方式を取る場合に、装着方向が、連通穴１３が負圧センサ１９への負圧検知流路と密着する方向なので、空気漏れを防ぐのに有利となる。したがって、負圧検知が確実に行われることになる。また、負圧センサ１９への負圧検知流路と液剤の流路とは、完全に分離されているので、負圧検知流路の液剤による汚れ等も少なくなり、精度の良い検知が確保される。その他の点は応用例１と同じである。

[応用例３]
図１５Ａおよび１５Ｂに、応用例１の流路絞り方式とは異なる圧力緩和手段を備える応用例３を示す。応用例３では、マウスピース４の流路において、負圧センサ１９への連通穴１３と吐出ヘッド部８の来る液剤取り入れ口１２との間の部分に、流路の断面積とほぼ同じ大きさの弁３０を回動可能に設ける。弁３０は、吸入時以外は、常時、弁ストッパ３１に当たって流路をほぼ塞ぐ図１５Ａの状態にある。利用者が吸入することにより弁３０は図１５Ｂに示す如く開くが、この際、負圧センサ１９側の流路空間には比較的強い負圧が生じるが、吐出ヘッド部８側の流路空間にはそれ程の負圧が生じない。よって、応用例１と同様な効果が奏される。その他の点は応用例１と同じである。

この出願は２００４年８月２日に出願された日本国特許出願番号第２００４−２２５５１０からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

図１Ａは、ヒンジのついた薬液カートリッジの連通前かつ充填前の断面図である。 図１Ｂは、ヒンジのついた薬液カートリッジの連通後かつ充填後の断面図である。 図２Ａは、連通手段を収容部側に具備する薬液カートリッジの連通前かつ充填前の断面図である。 図２Ｂは、連通手段を収容部側に具備する薬液カートリッジの連通後かつ充填後の断面図である。 図３Ａは、元々連通している収容部と液体吐出部とが連通手段により遮断された状態にある、連通前かつ充填前の薬液カートリッジの断面図である。 図３Ｂは、元々連通している収容部と液体吐出部とが連通手段により遮断されていたのが解除された状態にある、連通後かつ充填後の薬液カートリッジの断面図である。 図４Ａは、連通手段が充填手段を兼ねている薬液カートリッジの連通前かつ充填前の断面図である。 図４Ｂは、連通手段が充填手段を兼ねている薬液カートリッジの連通後かつ充填後の断面図である。 図５は、本発明の吸入器ないし吸入装置の一例の斜視図である。 図６は、図５でアクセスカバーが開いた状態の斜視図である。 図７は、ＣＲＧユニットの一例の斜視図である。 図８は、マウスピースの一例の側面方向断面図である。 図９は、図８のマウスピースの正面方向断面図である。 図１０は、図８のマウスピースと負圧センサとＣＲＧユニットの吐出ヘッド部の配置関係を示す側面断面図である。 図１１は、図５の吸入器ないし吸入装置の全体断面図である。 図１２は、図５の吸入器ないし吸入装置の吸入動作例を説明するグラフ図である。 図１３は、図５の吸入器ないし吸入装置の全体的な動作を説明するフローチャートである。 図１４は、流路並列タイプの応用例２のマウスピース付近の構成の断面図である。 図１５Ａおよび１５Ｂは、弁を用いる応用例３の動作を説明する図である。

Claims (3)

1. 薬液を収容するための収容部と、インクジェット技術を用いて薬液を吐出するための吐出口を有する液体吐出部を備えた連通手段とからなり、
   前記収容部は、対向して設けられた第一のフィルム及び第二のフィルムの間に大気と遮断された領域を有し、該領域には薬液が収容され、
   前記連通手段は、前記第一及び第二のフィルムを貫通するための形状を有する端部と、該端部に設けられた開口と、該開口と前記液体吐出部の前記吐出口とを内部で連通する液体流路を有し、かつ、
   前記連通手段が、前記第一のフィルムを貫通して前記領域内に侵入することで前記液体吐出部に前記薬液が充填されるのに十分な量の前記薬液を排除する体積と、さらに続いて前記第二のフィルムを貫通することで大気連通が得られるのに十分な長さを有することを特徴とする薬液カートリッジ。
2. 薬液を収容するための収容部と、インクジェット技術を用いて薬液を吐出するための吐出口を有する液体吐出部を備えた連通手段とからなり、
   前記収容部は、対向して設けられたフィルム及び薄板の間に大気と遮断された領域を有し、該領域には薬液が収容され、
   前記連通手段は、前記フィルムを貫通し前記薄板を押し外すための形状を有する端部と、該端部に設けられた開口と、該開口と前記液体吐出部の前記吐出口とを内部で連通する液体流路を有し、かつ、
   前記連通手段が、前記フィルムを貫通して前記領域内に侵入することで前記液体吐出部に前記薬液が充填されるのに十分な量の前記薬液を排除する体積と、さらに続いて前記薄板を押し外すことで大気連通が得られるのに十分な長さを有することを特徴とする薬液カートリッジ。
3. 前記連通手段が、前記収容部に侵入したときに前記領域の容積の１５％以上に相当する体積の薬液が前記液体吐出部の前記吐出口からあふれるような体積を有する請求項１又は２記載の薬液カートリッジ。

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