JP4498191B2

JP4498191B2 - 液滴吐出装置

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Publication number: JP4498191B2
Application number: JP2005096591A
Authority: JP
Inventors: 宗二浜野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: JP2006271742A

Description

本発明は、薬剤、アロマ、ニコチンなどの嗜好品、その他の液剤ないし液体を微小滴として吐出するための液滴吐出装置に関する。特に、液タンクから液体を液滴として吐出する吐出ヘッド（吐出部）への吐出用液体の流路形成及び吐出ヘッドフェース面（吐出口を有する面）の保護部材の除去について特徴を有する液滴吐出装置、それ用のヘッドタンクカートリッジユニットに関するものである。

従来、一般に、液滴吐出装置の液滴吐出前の準備作業として、液体タンクから液体吐出部への吐出用液体の流路形成操作には、液体タンクのカートリッジと吐出部を合体させる人為的行為が必要とされていた。また、同様の準備作業として、液滴吐出ヘッドフェース面に貼り付けられていた保護部材を剥がす行為が必要とされていた（特許文献１参照）。さらには、液滴吐出前の準備作業として、液滴吐出ヘッドフェース面の吸引や拭き取りを行うものもあり、従来、こうした液滴吐出装置には、本体内に吸引動作や拭き取り動作を行う機能手段が内蔵されていた（特許文献２参照）。
特開平5−84925号公報特開2004−283245号公報

そのため、従来の液滴吐出装置では、保護部材を剥がす行為などのほかに、液体タンクから液体吐出部への液体の流路形成において、操作者の事前の操作（液体タンクと吐出部を合体させる人為的行為）が一つ多くなって事前の作業が面倒になりがちであった。

また、従来、液滴吐出ヘッドフェース面の吸引やふき取りについては、液滴吐出装置本体内に吸引動作やふき取り動作を行う機能手段が内蔵されていたため、装置が比較的大型化し、かつ比較的高価になりやすかった。

上記課題に鑑み、本発明のヘッドタンクカートリッジユニットは、液体を液滴として吐出する液体吐出部と、液体を収納するための液体タンクと、液体吐出部の液滴吐出口部分を覆っている保護部材と、液体吐出部と液体タンクとの間を非連通状態から連通状態にするための連通手段と、連通手段と保護部材に係わり合って伸びて少なくとも一部で他部に剥離可能に接着されている剥離手段とを少なくとも有し、
剥離手段は、これが剥離される際に生じる力を利用して作用が連通手段と保護部材に及んで液体吐出部と液体タンクとの間を連通状態にすると共に保護部材を液滴吐出口部分から除去する様に、構成されていることを特徴とする。

また、上記課題に鑑み、本発明の液滴吐出装置は、上記ヘッドタンクカートリッジユニットを着脱可能に取り付けるための取り付け部と、液滴吐出口部分からの液滴の吐出を制御する制御手段を少なくとも有することを特徴とする。

さらに、上記課題に鑑み、本発明の液滴吐出装置は、液体を液滴として吐出する液体吐出部と、液体を収納するための液体タンクと、液体吐出部の液滴吐出口部分を覆っている保護部材と、液体吐出部と液体タンクとの間を非連通状態から連通状態にするための連通手段と、連通手段と保護部材に係わり合って伸びて少なくとも一部で他部に剥離可能に接着されている剥離手段と、液滴吐出口部分からの液滴の吐出を制御する制御手段とを少なくとも有し、
剥離手段は、これが剥離される際に生じる力を利用して作用が連通手段と保護部材に及んで液体吐出部と液体タンクとの間を連通状態にすると共に保護部材を液滴吐出口部分から除去する様に、構成されていることを特徴とする。
この構成は、後述の実施例の吸入装置の如く、液体吐出部、液体を収納するための液体タンク、液滴吐出口部分からの液滴の吐出を制御する制御手段などを一体に有する装置に係る。

上記液滴吐出装置ないしヘッドタンクカートリッジユニットにおいて、さらに、液体吐出部と液体タンクとの間が連通状態になる際に液体吐出部に液体を充填するための充填手段を有し、剥離手段を、充填手段にも係わり合って伸びて、剥離される際に生じる力を利用して作用が充填手段に及んで液体吐出部に液体を充填する様にも、構成できる。また、連通手段は、前記液体吐出部と前記液体タンクとを連通するための開放可能な流路を閉じた状態にしておく手段である形態にもできる。さらに、充填手段は、保護部材に設けられた液滴吐出口部分から液体を吸引するための吸引手段（後述の液体吸収部材など）を含む形態にも、液体タンクの液体を液体吐出部方向に加圧するための加圧手段（（後述の棒など））を含む形態にもできる。

本発明によれば、上記の如き剥離手段を備えるので、液滴吐出装置ないしヘッドタンクカートリッジユニットを使用するに際し、比較的単純な構成の剥離手段の一連の剥離操作の過程の中で液体タンクから液体吐出部への液体の流路形成と共に保護部材の液滴吐出口部分からの除去を遂行することができる。また、必要に応じて、上記充填手段（上記吸引手段や加圧手段）や吐出ヘッドフェース面の拭き取り手段（上記清掃手段）も容易に設けることができて、その機能の完遂も上記一連の剥離操作の過程の中で容易に行わせるようにできる。

以下、本発明の実施の形態を明らかにすべく、図１〜図８を参照して具体的な実施例について詳細に説明する。

図１は、本発明の液滴吐出装置（本実施例では吸入装置に係る）の一実施例の内部のブロック図である。本実施例の吸入装置11は、大きく分けて、タンクからの薬剤を吐出するための吐出部12と、吐出部12の薬剤吐出を制御する吐出コントローラ13と、吐出コントローラ13の制御下での薬剤吐出を開始ないし実行させるための吐出起動スイッチ14を有する。

図２の断面図は、本実施例の吸入装置の詳細な内部構成を示す。ここでは、装置の外殻20の中に、薬液21を収めた薬液タンク（袋）27と吐出部12と吐出コントローラ13が図示の如く配置されている。外殻20には、薬液タンク（袋）27が収まる空間と外部を通じさせる大気連通口23が形成され、その近くに吐出起動スイッチ14が配されている。吐出コントローラ13は、吐出起動スイッチ14と吐出起動信号用配線26で繋がり、吐出部12と吐出制御信号用配線28で繋がっている。

また、吐出部12の吐出ヘッドフェース面上には、この吐出ヘッドフェース面の保護部材も兼ねる薬液吸収部材22が置かれている。薬液吸収部材22を所定の場所に保持する機能の他に幾つかの機能を担う剥離手段である保護シート24は、次の様に伸びて配されている。すなわち、指などでつままれるための端部から伸びたシート24は、大気連通口23のところで二股に分かれて、一方は、大気連通口23から装置外殻20中に入って外殻20の内面と薬液タンク（袋）27の間の隙間に沿って伸び外殻20の両壁間に渡された棒25の周面に接して方向を変え、薬液タンク（袋）27と吐出部12を繋ぐ連通部（流路）の外面に接着点E（33）で剥離可能に接着される。連通部（流路）では、薬液タンク（袋）27の両内壁が接着点D（32）で接着されているので、吸入装置使用準備操作前では、薬液タンク（袋）27と吐出部12は連通されていなくて、薬液は薬液タンク（袋）27内に止まっている。

シート24の他方は、外殻20の外面及び角部に沿って伸び、さらに薬液吸収部材22上に沿って伸びて剥離可能な接着点F（34）、折りたたみA（36）の部分を経て、接着点C（31）で外殻20に剥離可能に接着される。ここで、シート24は、内側に折り返して薬液吸収部材22と外側のシート24の間を伸びて、折りたたみB（37）の部分、上記接着点F（34）、折りたたみC（38）の部分を経て、薬液吸収部材22を間に挟んで接着点C（31）とは反対側の接着点B（30）で外殻20に剥離可能に接着される。そして、再び内側に折り返して、シート24は、接着点B（30）近くの接着点A（29）で薬液吸収部材22に半ば固定的に接着される。

上記シート24の這い回しにおいて、接着点B（30）と接着点C（31）では、吐出部12の吐出ヘッドフェース面に対して薬液吸収部材22を或る程度の力で押し付けておくように、保護シート24は装置外殻20に接着されている。

薬液吸収部材22は、非常に吸収力の強い脱脂綿のような材料で形成されていれば、薬液21が吐出部12に或る程度の勢いをもって流れ込んで来たときに、膨張しながら薬液を吸収して吐出部12内に薬液を充填させることができる。この場合、接着点F（34）をなくして、薬液吸収部材22が折りたたみの部分（この場合、容易に伸長可能なように軽く折りたたんでおくとよい）を伸ばしながら膨張し易くなるようにしておくとよい。接着点F（34）を設けておく場合は、薬液吸収部材22は、薬液21が吐出部12に流れ込んで来たときに、一定程度薬液を吸収するが、利用者の剥離操作で折りたたみの部分が伸ばされて接着点F（34）が剥がされるときに、自由に膨張して薬液を充分吸収することになる（後述の剥離操作の説明及び図４参照）。

薬液吸収部材22を覆う部分は、次の様にもできる。すなわち、保護シート24が、吐出部12を覆うところで、薬液吸収部材22を余裕をもって収められる大きさのキャップ状になっている。そして、このキャップ状部分が内側の適当な箇所で薬液吸収部材22に接着されていると共に、薬液吸収部材22の周りの縁部で接着剤によって装置外殻20に接着されている。この場合、利用者は、剥離操作の最終段階でシート24を引っ張り、薬液吸収部材22の周りの保護シート24の接着部を剥がして薬液吸収部材22と共にシート24を装置外殻20から除くことになる。

薬液吸収部材22による薬液の吸収をより確実にするために、接着点D（32）と接着点E（33）が剥がされる程度の力が作用するときに棒25を可動になるようにしておいてもよい。そうすれば、保護シート24の剥離過程で棒25が図２の矢印の方向に動いて薬液タンク（袋）27を凹ませ、薬液タンク（袋）27と吐出部12が連通状態になると共に、薬液21が吐出部12及び薬液吸収部材22へと押し流されることになる。

上記程度の力で棒25が初期位置からスライドして薬液タンク（袋）27を押すようにするには、例えば、外殻20の両内面に形成した案内溝の一端の初期位置に棒25の両端を若干の引っ掛かりをもって入れておけばよい。或いは、棒25は省いて、保護シート24を単に薬液タンク（袋）27の周りに這わせる形態も可能である。この形態では、剥離操作により接着点E（33）が剥がされるときに、シート24が大気連通口23に向かって直線状になろうとして薬液タンク（袋）27を押し込み、薬液21を加圧して吐出部12へと流し込むことになる。

薬液吸収部材22が、脱脂綿のような材料で形成される場合、衛生上の観点などから、吐出部12に接していない薬液吸収部材22の部分は薄い保護膜で覆われるようにする必要がある。特に、テープ状の保護シート24で覆われない薬液吸収部材22の両脇の部分（図２の紙面で手前側と向こう側の部分）は薄い保護膜で覆われるようにする必要がある。

薬液吸収部材22は、ガーゼのような比較的薄い吸収性のシートでもよい。さらには、薬液吸収の機能はあまり持たない厚さの薄い保護部材としてもよい。その場合は、吐出部12を覆うところで、保護シート24が保護部材を覆って、内側の適当な箇所で保護部材に接着されると共に、保護部材の周りの縁部で接着剤によって装置外殻20に接着されるようにすればよい。

上記の如き保護シート24の這い回しと接着により、下記のような剥離操作が可能となる。
まず、保護シート24の大気連通口23近くにある端を指でつまんで、図３に示す如く、シート24を吐出部12側に上方に引っ張ると、薬液タンク（袋）27の内壁同士の接着点D（32）が剥がれて薬液タンク（袋）27と吐出部12が連通状態になる。そして、接着点E（33）も剥がれる。このとき、棒25が固定されていれば、薬液21はあまり勢いをもって押し出されないが、薬液吸収部材22が強い吸収力を持てば、薬液21が吸い出されることもある。この３A状態が図３に示されている。

さらに保護シート24を引っ張って折りたたみの部分を伸ばすと、図４の41状態になる。ここで、それまで若干押し付けられていた薬液吸収部材22が自由に膨張できるようになり、薬液吸収部材22が強い吸収力を持てば薬液21を吸収して薬液が吐出部12に充填される。

さらに、保護シート24を吐出部１２から離れる方向に引っ張って伸ばすと、接着点F（34）、接着点C（31）、接着点B（30）の順に剥がされて薬液吸収部材22が吐出部12上から除去され、図５の51状態になる。この際、接着点A（29）方向に薬液吸収部材22を引きずるように除去すれば、薬液吸収部材22は吐出ヘッドフェース面を拭き取って清掃手段の役目も果たすことができる。図５は、吐出装置の保護シート24を51状態まで剥がし、吐出装置本体と分離した時の様子を示す。

こうして吐出準備が完了する。図６は、吐出薬液が口内部の喉方向に向かうようにユーザーが吐出装置の吐出部12の周りの部分を口に咥え、薬剤吸入のために、吐出起動スイッチ14を指62で押そうとしている時の図である。そして、薬剤吸入のために、吐出起動スイッチ14をユーザーが指62で押すと、薬剤液滴63が吐出部12から吐出され口の中に放出される。図７はこの模様を示す。

この際、吐出起動スイッチ14をユーザーが指62で押す間中、薬剤液滴が吐出されるようにしてもよい。吐出起動スイッチ14をユーザーが指62で押すと、所定量だけ薬剤が吐出されるようにしてもよい。或いは、吐出部12の周りに口で咥える部分が設けられていて、利用者が吸入動作をすると、それによる負圧をセンサが検知して、それに基づいて制御手段である吐出コントローラ13の制御により吐出部12から薬液が吐出されるようにしてもよい。

図８は、本実施例の動作のフローチャートである。図８に沿って本実施例の吐出装置の動作例について順次説明する。

まず、ユーザーが吐出装置を手に持つ（S901）。ユーザーは、吐出装置を使える状態にするために、保護シート24を図３に示す３Aの状態まで剥がす（S902）。すると、吐出装置の外殻20にあいた穴（大気連通口23）から入っている保護シート24の一部が、接着点E(33)を介して薬液タンク（袋）27を引っ張る。薬液タンク27では、こうして引っ張られたことで接着点D（32）が剥がれ、接着点Dによって閉じていた薬液タンク27と吐出部12を繋ぐ流路が形成される。その後、接着点E(33)は剥がれ、吐出装置内部から大気連通口23を通って保護シート24が完全に出て行く。

ステップ（S903）では、保護シート24を図４の４１状態まで剥がす。ここで、保護シート24で、接着点F（34）を介して、吐出部12の吐出面の上部の略中央部を略垂直方向に引っ張ることになり、折りたたみA（36）と折りたたみB(37)と折りたたみC(38)が伸びて余裕のある空間が形成される。この空間によって薬液吸収部材22が自由に膨張可能となって、その吸収力で、薬液タンク27中の薬液21の吐出部12への供給が助長され、吐出面に少し噴き出す薬液21を薬液吸収部材22が吸収する。これによって、吐出部12に、薬液が確実に充填される。このとき、上記加圧手段（棒25など）により、薬液21が吐出部12に既に充分に供給されていれば、この充填はさらに確実に行われることになる。

ステップ（S904）では、保護シート24を吐出装置本体から引き離す（図５の51状態）。これによって、保護シート24と薬液吸収部材22を本体から分離させることができ、本体が吐出ないし吸入可能な状態となる。

さらに、ステップ（S905）で、ユーザーが、吐出薬液が口内部の喉方向に向かうように吐出装置本体を口に咥え、薬剤吸入のために、吐出起動スイッチ14を指62で押す（図６）。そして、ステップ（S906）で、吐出起動スイッチ14を指62で押したことで、薬液吐出の起動信号26が吐出コントローラ13に伝わり、吐出コントローラ13が、吐出制御信号28によって吐出部12から所定量の薬液を液滴吐出させる（図７）。これにより、薬液21は、ユーザーの体内に所定量投薬される。その後、ユーザーは吐出装置を口からはずし（S907）、本吐出装置による投薬が終了する（S908）。

上記実施例によれば、前記充填で吐出部から溢れた薬液は、薬液吸収部材により吸収され、外部に垂れたり、こぼれたりしない効果がある。また、吐出直前に充填することで、吐出部内に充填した薬液が乾きにくく固着しにくいという効果がある。勿論、比較的単純な剥離手段の一連の剥離操作の過程の中で液体タンクから液体吐出部への液体の流路形成と共に保護部材である薬液吸収部材の液滴吐出口部分からの除去を遂行することができる。

上記実施例では、吐出部12と薬液タンク（袋）27と吐出コントローラ13などが全て一体となった吸入装置ないし吐出装置になっているが、吐出部12と薬液タンク（袋）27と保護シート24と薬液吸収部材22の側、及び吐出コントローラ13と吐出起動スイッチ14の側に分離した構造にもできる。すなわち、一方は、吐出部12と薬液タンク（袋）27などの側に吐出コントローラ13に繋がるためのコンタクトを出してヘッドタンクカートリッジユニットとして構成することができる。他方は、吐出コントローラ13と吐出起動スイッチ14を含んで、ヘッドタンクカートリッジユニットのコンタクトと接続されるコンタクトを備えるヘッドタンクカートリッジユニット用取り付け部を設けた吸入装置ないし吐出装置本体と構成することができる。この場合、ヘッドタンクカートリッジユニットに対して上記で説明したような剥離操作を施した後に、これを吸入装置ないし吐出装置本体に装着することになる。これにより、ヘッドタンクカートリッジユニットのコンタクトと吸入装置ないし吐出装置本体のコンタクトが電気的に繋がり、吐出準備が完了する。その後の吐出動作は上で説明した通りである。こうして分離した場合は、ヘッドタンクカートリッジユニットは使い切りとなるが、吸入装置ないし吐出装置本体は継続的に使うものとなる。

本発明の液滴吐出装置やヘッドタンクカートリッジユニットは、薬剤吸入用の他に種々の用途に用いられ得る。例えば、一般的な液体塗布装置、芳香剤などの噴霧状吐出装置、ニコチンなどの嗜好品の吸入装置、インクジェット記録装置などにも使用することができる。

図１は、本発明の吐出装置の一実施例の内部ブロック図である。図２は、本発明の吐出装置の一実施例の内部構造を示す断面図である。図３は、図２の実施例の保護シートを３A状態まで剥がしたときの図である。図４は、図２の実施例の保護シートを41状態まで剥がしたときの図である。図５は、図２の実施例の保護シートを51状態まで剥がし、吐出装置本体と分離したときの図である。図６は、図２の実施例を、吐出薬液が口内部の喉方向に向かうようにユーザーが口に咥え、薬剤吸入のために吐出起動スイッチを指で押そうとしている時の図である。図７は、薬剤吸入のために、図１の実施例の吐出起動スイッチをユーザーが指で押し、薬剤液滴が吐出され口の中に放出されたときの図である。図８は、図２の実施例の動作例のフローチャートである。

符号の説明

11 吐出装置（吸入装置）
12 吐出部（薬液を液滴として吐出する吐出部）
13 制御手段（薬液の液滴吐出を制御する吐出コントローラ）
14 薬液の液滴吐出の起動をかける吐出起動スイッチ
21 液体（薬液）
22 保護部材（薬液吸収部材）
22 吸収手段（薬液吸収部材）
22 清掃手段（薬液吸収部材）
22、25 充填手段（棒、薬液吸収部材）
24 剥離手段（保護シート）
25 加圧手段（棒）
27 タンク（薬液タンクないし袋）
32、33 連通手段（接着点）

Claims

液体を液滴として吐出する液体吐出部と、
液体を収納するための液体タンクと、
液体吐出部の液滴吐出口部分を覆っている保護部材と、
液体吐出部と液体タンクとの間を非連通状態から連通状態にするための連通手段と、
液体吐出口の表面を覆う保護部材が該表面から引き離されるときに、連通状態になった液体タンクから液体吐出部に液体を充填するための吸引力を生ぜしめるための充填手段と、
連通手段、保護部材および充填手段に係わり合って伸びて少なくとも一部で他部に剥離可能に接着され、液滴吐出口部分の表面に非膨張または膨張した空間を構成可能である剥離手段と、
を少なくとも有し、
前記剥離手段は、これが剥離される際に生じる力を利用して作用が連通手段と保護部材に及んで前記液体吐出部と前記液体タンクとの間を連通状態にすると共に前記保護部材を液滴吐出口部分から除去する様に、且つ充填手段にも係わり合って伸びて、剥離される際に生じる力を利用して作用が充填手段に及んで、前記非膨張の空間から前記膨張した空間を構成しながら前記充填手段に前記吸引力を生じさせて前記液体吐出部に液体を充填する様にも構成されていることを特徴とするヘッドタンクカートリッジユニット。
前記連通手段は、前記液体吐出部と前記液体タンクとを連通するための開放可能な流路を閉じた状態にしておく手段である請求項１に記載のヘッドタンクカートリッジユニット。
前記剥離手段は、これが剥離される際に生じる力を利用して作用が連通手段と保護部材にこの順に及んで前記液体吐出部と前記液体タンクとの間を連通状態にした後に前記保護部材を液滴吐出口部分から除去する様に、構成されている請求項１に記載のヘッドタンクカートリッジユニット。
前記剥離手段は、これが剥離される際に生じる力を利用して作用が連通手段と充填手段と保護部材にこの順に及んで前記液体吐出部と前記液体タンクとの間を連通状態にして液体吐出部に液体を充填した後に前記保護部材を液滴吐出口部分から除去する様に、構成されている請求項１に記載のヘッドタンクカートリッジユニット。
前記充填手段は、吐出口を有する面と前記保護部材との間に設けられた液体吸収部材であり、前記面を清掃する清掃手段を兼ねる請求項１に記載のヘッドタンクカートリッジユニット。
前記充填手段は、前記液体タンクの液体を前記液体吐出部方向に加圧するための加圧手段を含む請求項１に記載のヘッドタンクカートリッジユニット。
請求項１乃至６のいずれかに記載のヘッドタンクカートリッジユニットを着脱可能に取り付けるための取り付け部と、前記液滴吐出口部分からの液滴の吐出を制御する制御手段を少なくとも有することを特徴とする液滴吐出装置。
液体を液滴として吐出する液体吐出部と、
液体を収納するための液体タンクと、
液体吐出部の液滴吐出口部分を覆っている保護部材と、
液体吐出部と液体タンクとの間を非連通状態から連通状態にするための連通手段と、
液体吐出口の表面を覆う保護部材が該表面から引き離されるときに、連通状態になった液体タンクから液体吐出部に液体を充填するための吸引力を生ぜしめるための充填手段と、
連通手段、保護部材および充填手段に係わり合って伸びて少なくとも一部で他部に剥離可能に接着され、液滴吐出口部分の表面に非膨張または膨張した空間を構成可能である剥離手段と、
液滴吐出口部分からの液滴の吐出を制御する制御手段と、
を少なくとも有し、
前記剥離手段は、これが剥離される際に生じる力を利用して作用が連通手段と保護部材に及んで前記液体吐出部と前記液体タンクとの間を連通状態にすると共に前記保護部材を液滴吐出口部分から除去する様に、且つ充填手段にも係わり合って伸びて、剥離される際に生じる力を利用して作用が充填手段に及んで、前記非膨張の空間から前記膨張した空間を構成しながら前記充填手段に前記吸引力を生じさせて前記液体吐出部に液体を充填する様にも構成されていることを特徴とする液滴吐出装置。