JP7430178B2 - 電界紡糸装置、電界紡糸システム及び電界紡糸方法 - Google Patents

電界紡糸装置、電界紡糸システム及び電界紡糸方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、概ね、電界紡糸装置、電界紡糸システム及び電界紡糸方法に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、携帯型手持ち式の電界紡糸装置、電界紡糸システム、電界紡糸方法、及びそれらの構成要素に関する。
従来の携帯型手持ち式の電界紡糸装置又は従来の携帯型手持ち式の電界スプレー装置として、耐久部と、電界紡糸又は電界スプレーする材料を含む消耗部を有するものがある。この消耗部は、電界紡糸装置又は電界スプレー装置の操作時には耐久部内に配されている。しかし、従来の電界紡糸装置又は電界スプレー装置は、消耗部を収容し、消耗部とともに耐久部内に配置される、いわゆる半耐久部を有さず、消耗部が直接耐久部に配されている。
特許文献1には、静電スプレー装置が開示されている。特許文献1に記載の静電スプレー装置は、携帯型手持ち式、自蔵式、電池式であり、使い捨てカートリッジを有する。特許文献1によれば、使い捨てカートリッジは電界スプレー装置に挿入される。
特許文献2には、電界スプレー装置が開示されている。特許文献2に記載の電界スプレー装置は、ユーザの肌にスプレーされる液体組成物を貯蔵する貯蔵器を有する取り付け可能なカートリッジを有する。該装置は、液体を調合するためのノズルと、ノズルで調合された直後の液体組成物を荷電するためのノズルに隣接するエミッター電極とを有する。電界電極は貯蔵器内の液体組成物に荷電するために貯蔵器を取り囲んでおり、特許文献2によれば、液体組成物に流れ込み、貯蔵器に残る組成物の品質を劣化させる電流の発生を抑制する。
特許文献3には、携帯型の電界紡糸装置が開示されている。特許文献3に記載の電界紡糸装置は手持ち式であり、電界紡糸の繊維マットを製造するためのものである。特許文献3によれば、同文献に記載の手持ち式の電界紡糸装置は、ユーザが握るハウジングと、少なくとも1種の電界紡糸中間体を収容する収容器と、収容器と流体連通する少なくとも1つのノズルと、該ノズルを介し収容器から中間体を吐出する機構と、該ノズルを取り囲む補助電極と、ノズル及び補助電極に電位を供給する電源とを有する。特許文献3にはまた、ハウジングは、操作時にユーザに握られる導電性部を有し、該導電性部が電源と接続されることが開示されている。
米国特許第6311903号明細書 米国特許第7823808号明細書 米国特許出願公開第2017/0239094号明細書
本発明の1つ以上の実施形態によれば、携帯型手持ち式の電界紡糸装置又は電界スプレー装置が提供される。前記装置は、該装置用に配合した所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする。前記手持ち式の装置は耐久部と、半耐久部と、消耗部を有する。前記消耗部は前記半耐久部に取り外し可能に取り付けられ、前記半耐久部は耐久部に取り外し可能に取り付けられる。前記耐久部は前記半耐久部に高電圧を供給するように構成され、前記耐久部は、前記消耗部の収容器中の前記溶液を少なくとも1つの電極に送り出す駆動機構と、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構及び前記少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースとを有し、前記半耐久部は、前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、前記前記半耐久部は、ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、前記ノズルの内部に配された前記少なくとも1つの電極とを有し、前記消耗部は、前記溶液を所定最大量貯蔵し、前記溶液を前記半耐久部の前記少なくとも1つの電極に送り出す前記収容器を有する。
必要に応じて、電界紡糸又は電界スプレーの態様で送り出される溶液を含んでいてもよい前記手持ち式装置の消耗部の一部又は全部は、追加の又は代替の溶液を貯蔵する消耗部と取り替えられてもよい。それに加え又は必要に応じ、半耐久部は取り外され、該半耐久部用の消耗部と異なる構成の消耗部を収容する他の半耐久部と取り替えられてもよい。ベースステーションが設けられ、高電圧及び通信信号を手持ち式装置へ出力して、手持ち式装置が電界紡糸又は電界スプレー操作をするのを可能にしてもよい。
1以上の実施形態によれば、電界紡糸装置又は電界スプレー装置は、高電圧を供給する手段と、高電圧に基づいて電界を生成する手段と、生成した電界を溶液に印加する手段と、溶液を噴射して電界の印加を受ける手段と、溶液を電界紡糸又は電界スプレー溶液として噴射する手段と、電界を生成する手段及び溶液を電界紡糸又は電界スプレー溶液として噴射する手段を制御する手段とを備える。必要に応じ、前記装置は、置換手段、半耐久部に耐久部を固定する手段、及び/又は溶液を収納する消耗部を半耐久部に固定する手段を備える。
本発明の1つ以上の実施形態によれば、配合された所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置であって、耐久部と、消耗部を取り外し可能に収容し、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられた半耐久部とを有し、前記耐久部は前記半耐久部に高電圧を供給し、前記耐久部は、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構と少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースを有し、前記半耐久部は前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、前記半耐久部は、ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、前記ノズルの内部に配置された前記少なくとも1つの電極とを有し、前記少なくとも1つの電極は、中空チューブと、導電体部とを有し、前記導電部は、前記導電体部の第1側面から前記中空チューブの一部が延出するように前記中空チューブを取り囲んでおり、前記導電体部は少なくとも1つの第2電極を形成しており、前記導電体部の前記第1側面の反対側の第2側面は、第2平面部の外向側面に対応しており、第2側面は、前記第2側面から延びる1つ以上の突起を有する、携帯型手持ち式の装置が提供される。
本発明の1つ以上の実施形態によれば、配合された所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置であって、耐久部と、消耗部を取り外し可能に収容し、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられた半耐久部とを有し、前記耐久部は前記半耐久部に高電圧を供給し、前記耐久部は、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構と少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースを有し、前記半耐久部は前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、前記半耐久部は、ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、前記ノズルの内部に配置された前記少なくとも1つの電極とを有し、前記装置の側面視において、前記消耗部の一部は前記半耐久部と重なっている、携帯型手持ち式の装置が提供される。
開示した本発明の実施形態によれば、配合された所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置であって、耐久部と、消耗部を取り外し可能に収容し、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられた半耐久部とを有し、前記耐久部は前記半耐久部に高電圧を供給し、前記耐久部は、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構と少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースを有し、前記半耐久部は前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、前記半耐久部は、ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、前記ノズルの内部に配置された前記少なくとも1つの電極とを有し、前記半耐久部と前記耐久部とを接続すると、接合ロッドが、前記耐久部の端部から前記半耐久部の内部まで延びて、電気的及び機械的に接続され、前記接合ロッドの端部が、弾性部材と連結する、携帯型手持ち式の装置が提供される。
また、実施形態には、開示した本発明の実施形態に係る装置及びシステムの提供、製造、及び/又は使用の方法、或いは実施形態に係る装置及びシステムの一部の提供、製造、及び/又は使用の方法が含まれる。例えば、本発明の実施形態に係る装置及びシステムの使用は、溶液用の処方の電界紡糸又は電界スプレーを含み、電界紡糸又は電界スプレーの処方は、アルコール及びケトンから選択される揮発性溶媒、ポリマー並びに水を含む。
添付図面は、本明細書に組み込まれ且つその一部を構成するものであり、本発明の1以上の実施形態の例示であり、説明と共に、本発明の様々な実施形態を説明する。また、添付図面は、必ずしも縮尺通りに描かれているものではなく、添付図面中のいかなる数値又は寸法も、説明だけの目的で付されており、かかる数値や寸法は、実際の数値や寸法又は好適な数値や寸法を表していても、表していなくてもよい。場合によっては、本発明の特徴のいくつか又はすべては、基本的な特徴の説明及び理解を助けるために図示されていない場合がある。
本発明の1以上の実施形態に係るシステムの図である。 本発明の1以上の実施形態に係るシステムの斜視図である。 図2Aのシステムの断面図である。 図2Aのシステムの様々な図である。 図2Aのシステムの様々な図である。 図2Aのシステムの様々な図である。 図2Aのシステムの様々な図である。 図2Aのシステムの様々な図である。 図2Aのシステムの様々な図である。 キャップが取り付けられた、図2Aのシステムの手持ち式の装置の斜視図である。 図2Aの手持ち式の装置の様々な図である。 図2Aの手持ち式の装置の様々な図である。 図2Aの手持ち式の装置の様々な図である。 図2Aの手持ち式の装置の様々な図である。 図2Aの手持ち式の装置の様々な図である。 図4Bの手持ち式の装置の端部の拡大断面斜視図である。 図4Bの手持ち式の装置の端部の拡大断面側面図である。 図4Aの手持ち式の装置の様々な図である。 図4Aの手持ち式の装置の様々な図である。 図4Aの手持ち式の装置の様々な図である。 図4Aの手持ち式の装置の様々な図である。 図5Aの手持ち式の装置の耐久部の断面斜視図である。 図5Aの手持ち式の装置の耐久部の断面側面図である。 図5Aの手持ち式の装置の拡大断面図である。 本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部及び消耗部の様々な図である。 本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部及び消耗部の様々な図である。 本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部及び消耗部の様々な図である。 図6A~6Cの半耐久部の様々な図である。 図6A~6Cの半耐久部の様々な図である。 図6A~6Cの半耐久部の様々な図である。 図7A~7Cの半耐久部の態様を示す図である。 図7A~7Cの半耐久部の態様を示す図である。 図7A~7Cの半耐久部の態様を示す図である。 本発明の1以上の実施形態に係る消耗部の断面図である。 図7A~7Cの半耐久部の、特に、異なる消耗部ハウジング又は半耐久部用の保持具の互換性を示す、分解組立図である。 本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部及び消耗部の、特に、異なる消耗部ハウジング又は半耐久部用の保持具と、各消耗部との互換性を示す、分解組立図である。 本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部及び耐久部の挿入及び固定の態様を示す図である。 本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部及び耐久部の挿入及び固定の態様を示す図である。 本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部及び耐久部の挿入及び固定の態様を示す図である。 本発明の1以上の実施形態に係るシステムの斜視図である。 図13のシステムのベースステーションの様々な図である。 図13のシステムのベースステーションの様々な図である。 図13のシステムのベースステーションの様々な図である。 図13のシステムの手持ち式の装置の様々な図である。 図13のシステムの手持ち式の装置の様々な図である。 図13のシステムの手持ち式の装置の様々な図である。 図13のシステムの手持ち式の装置の様々な図である。 図13のシステムの手持ち式の装置の様々な図である。 本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部及び消耗部の側面図である。 本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部及び消耗部の側面図である。 本発明の1以上の実施形態に係る手持ち式の装置の端部の断面側面図である。 本発明の1以上の実施形態に係る電極の様々な図である。 本発明の1以上の実施形態に係る電極の様々な図である。 本発明の1以上の実施形態に係る電極の様々な図である。 本発明の1以上の実施形態に係る方法のフローチャートである。
添付図面と関連して以下に記載される説明は、本発明の様々な実施形態の説明を意図したものであり、必ずしも本発明の唯一の実施形態を意図したものではない。特定の実施形態では、本発明を理解することを目的として具体的詳細が記載される。しかしながら、これらの具体的詳細がなくても実施形態を実施できることは当業者には明らかである。いくつかの実施形態では、構造及び構成要素をブロック図の形式で図示して、本発明の概念が不明確となるのを回避している。可能な限り、同一又は類似の構成については、添付図面を通して同じ符号を付している。
本明細書において、「一実施形態」又は「実施形態」について言及される場合、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、特徴、動作又は機能は、少なくとも1つの実施形態に含まれるものとする。したがって、本明細書において、「一実施形態において」又は「実施形態において」と記載される場合、それらが必ずしも同一の実施形態を指すものではない。さらに、1以上の実施形態において、特定の特徴、構造、特徴、動作又は機能は、任意の適切な方法で組み合わせてもよいし、開示した本発明の実施形態は、記載した実施形態の改良及び変形を含み、含むことが意図される。
本明細書、添付の特許請求の範囲及び要約書において使用されるように、単数形の「a」、「an」及び「the」は、明確に指示されない限り、複数を含むことに留意する。すなわち、本明細書において使用される「a」及び「an」などの語は、特に明記されない限り、「1以上」の意味を有する。さらに、本明細書において使用される、「左」、「右」、「頂」、「底」、「前」、「後」、「横」、「高さ」、「長さ」、「幅」、「上部」、「下部」、「内部」、「外部」、「内側」、「外側」などの用語は、単に参照点を示すものであって、必ずしも開示した本発明の実施形態を特定の方向や構成に限定するものではない。さらにまた、「第1」、「第2」、「第3」などは、多数の部分、構成要素、参照点、動作及び/又は機能のうちの1つを特定しているに過ぎず、同様に、必ずしも開示した本発明の実施形態を任意の特定の方向や構成に限定するものではない。
本発明の実施形態は、概ね、電界紡糸装置、電界紡糸システム及び電界紡糸方法に関するものである。より好適には、本発明の実施形態は、携帯型手持ち式の電界紡糸装置、電界紡糸システム、電界紡糸方法、及びそれらの構成要素に関するものである。本発明の実施形態は、携帯型手持ち式の電界紡糸又は電界スプレー装置及びシステム、方法、並びにそれらの構成要素を含み、これらの実施形態は、医療、サロン又は家庭における利用を前提とする。
一般的に、電界紡糸法は、エレクトロスピニングとも呼ばれ、例えば、ポリマー溶液等の溶液中又は周囲に電界(EF)を発生させて、溶液を引き出し、比較的細い繊維を作り出すものである。テーラーコーン(Taylor cоne)を生成するのに十分な電界を生成するには、十分な電圧を供給しなければならない。そのような複数の繊維は、例えば、皮膚などの堆積面にメッシュやウェブを形成する。繊維径は、例えば、ナノファイバと同じくらいの大きさである。
噴射溶液の流速は、約0.17ml/minであり、約0.01~約1.0ml/minが好ましく、約0.02~約0.5ml/minがより好ましく、約0.03~約0.3ml/minが最も好ましい。さらに、流速は、電界を発生させるために供給した電流及び電圧、並びに、噴射される所望の繊維又は液滴特性に基づいて、生じるか、又は設定される。流速は、また、分子量、種類、導電率といった溶液特性、周囲温度及び/又は周囲湿度等の環境条件、ノズル構成等の装置構成によって決定してもよい。
本発明の1以上の実施形態は、下地/ファンデーション、コンシーラ、保湿剤及び着色料などの化粧品の塗布も含む。勿論、本発明の1以上の実施形態は、化粧品の塗布に限定されない。例えば、本発明の1以上の実施形態は、消臭剤、芳香剤、日焼け止め、クリーム、局所薬物送達、抗菌バリア及びコーティング剤、疎水性表面処理/汚染表面処理、防汚コーティング剤、組織修復剤などの応用も含む。
本発明の1以上の実施形態は、所定溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置を含む。この装置は、耐久部と、半耐久部と、消耗部とを有する。消耗部は、半耐久部によって収容され、保持され、消耗部を収容する半耐久部は、耐久部に取り外し可能に取り付けられている。
例えば、初期の消耗部の溶液がなくなるか、異なる溶液を有する消耗部に変更したいときに、消耗部を取り外し、新しい消耗部に取り替えることができる。本発明の1以上の実施形態においては、半消耗部の一部、例えば、半耐久部の消耗部ハウジングが、半耐久部から取り外され、異なる消耗部(例えば、より大きい消耗部)を収容し、保持する、異なる消耗部ハウジング(例えば、より大きい消耗部ハウジング)と取り替えられる。
図面を参照すると、図1には、本発明の1以上の実施形態に係るシステム100が示されている。システム100は、ベースステーション200と、ハンドセット300とを備え、ハンドセット300は、手持ち式装置ともいう。必要に応じて、ベースステーション200及びハンドセット300は、伝送媒体400を介して互いに接続され、これにより、ベースステーション200からハンドセット300へと電力が供給され、ベースステーション200とハンドセット300との間での通信が可能となる。
伝送媒体400は、複数の有線伝送線であり、例えば、これらの伝送線は、1本の伝送コードの内部で別々に絶縁された複数の伝送線であっても、別々の伝送線であってもよく、有線伝送線の1つは、ベースステーション200からハンドセット300へ比較的高い電圧を送電し、別の伝送線(若しくは、別の複数の伝送線)は、ハンドセット300に比較的低い電圧、通信信号及び接地が提供される。したがって、1以上の実施形態では、低電圧伝送は、ハンドセット300(例えば、ハンドセット300のモータ及び/又はコントローラ)への電力及び通信のための低電圧ケーブル束を介して行われ、接地ケーブルは、低電圧ケーブル束と一体化しても、これとは異なり、別個のケーブルとしてもよい。あるいは、信号の一部若しくは全ては、ベースステーション200とハンドセット300との間で無線送信してもよい。すなわち、ハンドセット300は無線ハンドセットであってもよい。
一般に、電界紡糸若しくは電界スプレーを行う場合、繊維又は液滴がそれぞれ堆積される表面の電位は、接地電位か若しくは接地電位に近いものでなければならない。したがって、ユーザの皮膚等の堆積面は、電界紡糸又は電界スプレー処理中は接地されるべきである。ユーザの接地については、ユーザをベースステーション200、ハンドセット300又はその他の構造へ接地させればよい。例えば、図1に示すように、ユーザは、ユーザに取り付けられた接地ストラップ501及びベースステーション200に接続された接地線500を介して、ユーザに取り付けられた接地ストラップ(不図示)及びハンドセット300に接続された接地線502を介して、ハンドセット300のグリップにあるロッド又はプレート、場合によっては、ユーザに取り付けられた接地ストラップ501を介して、又は、椅子、座席、テーブル、金属プレート又はその他の構造物に組み込まれた接地経路等の別の接地経路を介して、接地される。また、ユーザ以外の人物(例えば、エステティシャン)が、ハンドセット300を用いて電界紡糸溶液又は電界スプレー溶液をユーザに塗布する場合、その人物も、例えば、上述したように、ハンドセット300を介して接地してもよいし、別個の接地経路を介して接地してもよい。
ベースステーション200は、コントロールパネル202及び電気回路を備え、電気回路は、1台又は複数台のコントローラ204及び/又は電源206を有する。必要に応じて、電気回路は、コントローラ204が実行可能な設定及び/又はプログラムコードを記憶するコンピュータ読み取り可能なメモリ(不図示)を備えて、電源206、コントロールパネル202及びハンドセット300を制御する。1以上の実施形態において、ベースステーション200は、ハンドセット300を受け入れ、物理的に保持又は収容するハンドセット収容部208を有してもよい。必要に応じて、ベースステーション200は、例えば、ユーザにより設定され、見ることのできるタイマーを備える。本発明の1以上の実施形態において、ベースステーション200は、上述したものと比較して機能が劣っていてもよい。例えば、ベースステーション200は、ハンドセット収容部208だけを有し、ハンドセット300の保持具若しくは収容部としての役割のみを果たすものであってもよい。
コントロールパネル202は、例えば、コントロールインプットを受信して、コントローラ204を介してハンドセット300及びベースステーション200を制御する。例えば、コントロールパネル202は、コントロールインプットを受信して、ハンドセット300へ供給される高電圧を制御し、ハンドセット300のモータ(例えば、ステッピングモータ)の回転方向を制御し及び/又はハンドセット300の流速(例えば、ハンドセット300のモータ速度)を制御する。また、コントロールパネル202は、電源オン/オフコントロールインプットを受信して、ベースステーション200のオン/オフ状態を制御し、そして、必要に応じて、電圧及び通信信号の一部又は全てがハンドセット300へ供給されるか否かを制御する。ユーザ入力インタフェースは、ノブ、スイッチ、ボタン、タッチパネル又はスクリーン、あるいは、これらのいくつか又は全ての組み合わせであってもよい。さらに、ユーザ入力インタフェースは、コントロールパネル202を介して、ユーザが制御できる様々な動作特性に関する比較的単純な所定設定を識別する。
必要に応じて、コントロールパネル202は、液晶ディスプレイ(LCD)又は発光ダイオード(LED)ディスプレイなどのディスプレイ(不図示)を備え、このディスプレイは、上述したタッチスクリーン若しくはタッチパネルであってもよい。ディスプレイには、ハンドセット300の動作特性に対応する情報、例えば、流速、ハンドセット300が受信した高電圧値又は電界紡糸又は電界スプレーを実行するために溶液に印加された高電圧値、ハンドセット300の状態、ハンドセット300のモータの回転方向、及び/又は、ユーザが適切に接地されているか否か、についての情報が表示される。追加として、又は代替として、ディスプレイには、ベースステーション200の動作特性に対応する情報、例えば、ハンドセット300に供給された高電圧値、オン/オフ状態、ハンドセット300がハンドセット収容部208へドッキングされたことがベースステーション200により検出されたか否か、及び/又は、内部電源又は外部電源により電力がベースステーション200へ供給されたか否か、についての情報が表示される。
電源206は、それ自身が、比較的電圧の低い低電圧電源であるか、又は、比較的電圧の低い低電圧電源を含んでもよく、例えば、搭載電源(例えば、1台又は複数台のバッテリ)又は(例えば、壁の差込口からの)電源などの外部電源から供給される5VDCの電源であり、この場合、電圧は、ACから比較的低い電圧のDC電圧へ変換されるか、外部バッテリユニットへ変換される。勿論、壁の差込口から電源を取る場合、電源206は、AC/DC変換器を有し、差込口からの電圧を比較的低い電圧へ変換する。一般に、コントロールパネル202及びコントローラ204などのベースステーション200の構成要素には、特に、比較的低い電圧の電源206から電力が供給される。
必要に応じて、電源206は、それ自身が、上述した5VDCのような比較的低い電圧を比較的高い電圧、特に、比較的高いDC電圧に変換する変圧器を有するか、又はこれに接続された、比較的高い電圧の高電圧電源であるか、又は、そのような比較的高い電圧の高電圧電源を含んでもよい。高電圧は、溶液のテーラーコーンを生成できる電界を発生させるのに十分に高い高電圧でなければならず、また、溶液を帯電させ、寄生損失/キャパシタンスを克服するのに十分な電流供給がなされる必要がある。したがって、本発明の1以上の実施形態では、電源206により、十分な電流出力を伴った高電圧を発生させて、所望の電界紡糸又は電界スプレー処理が行われる。高DC電圧は、約15kVDCが好適であり、約7kVDC~約30kVDCがより好適であり、約8kVDC~約20kVDCがより一層好適である。必要に応じて、高電圧は、コントロールパネル202を用いて制御され、例えば、好適には約7kVDC~約30kVDCに、一層好適には約8kVDC~約20kVDCへ制御される。
例えば、コントロールパネル202及びコントローラ204で制御して、比較的高い高電圧HVを、伝送媒体400を介してハンドセット300へ供給できる。さらに、比較的高い電圧をハンドセット300へ供給して、ハンドセット300に収容された溶液中又は溶液の周囲に電界(EF)を発生させて、電界紡糸溶液又は電界スプレー溶液を噴射する。あるいは、高電圧電源をハンドセット300に設けてもよい。
なお、伝送媒体400(又はその一部)は、ベースステーション200に取り外し可能に接続されている。したがって、複数の異なるハンドセット300を同じベースステーション200に接続できる。コントロールパネル202を用いて、ベースステーション200に接続された特定のハンドセットの設定、構成等を制御できる。必要に応じて、ベースステーション200は、ハンドセットの機種を検出して、検出した機種に応じて、自動的に設定及び構成等の一部又は全てを設定する。あるいは、ベースステーション200は、コントロールパネル202を介して、ユーザが、特定の機種のハンドセットに基づいて、設定及び構成等を設定することが可能なように選択肢を表示してもよい。同様に、接地線500をベースステーション200に着脱自在に接続してもよい。
あるいは、システム100は、ベースステーション200ではなく、ハンドセット300を備えてもよい。すなわち、1以上の実施形態では、ベースステーション200の構成要素をハンドセット300内に備え、それにより、ハンドセット300を独立した電界紡糸装置又は電界スプレー装置として完全に動作させることができる。例えば、ハンドセット300は、電界紡糸処理又は電界スプレー処理を実行するための高電圧HVを供給する電源と、ハンドセット300の電気モータなどのハンドセット300の他の構成要素に電力を供給するための比較的低い電圧(例えば、5VDC)を供給する電源と、を有してもよい。必要に応じて、伝送媒体400をハンドセット300に接続しておいて、例えば、電源(例えば、壁の差込口)から電力を供給することが可能である。勿論、後者の場合には、比較的高い電圧はハンドセット300により供給されるので、伝送媒体400は、比較的高い電圧に対応している必要はない。あるいは、ハンドセット300は、ハンドセット300に直接接続された、又はハンドセット300の内部に設けられた1台若しくは複数台のバッテリや蓄電器などを用いて、局所的に電力の供給を受けてもよい。
ハンドセット300は、本体アセンブリ310と、噴射アセンブリ330とを備え、本体アセンブリ310は耐久部ともいい、噴射アセンブリ330は半耐久部ともいう。噴射アセンブリ330は、例えば、1つ又は複数のスナップフィット式の接続を利用して着脱自在に本体アセンブリ310に接続することができる。噴射アセンブリ330は、噴射口又はノズル334を有するが、代わりに、ノズル334に接続することができる。それゆえ、1以上の実施形態では、ノズル334は噴射アセンブリ330に取り外し可能に取り付けられる。一般に、ユーザが、コントロールインプットを本体アセンブリ310へ入力して、高電圧HVを発生させ、高電圧HVに対応する電界を噴射アセンブリ330内の溶液中又は周囲に印加して、溶液が、電界紡糸溶液又は電界スプレー溶液としてノズル334から噴射される。
本体アセンブリ310は、本体アセンブリ310を何度も使用できる点で耐久部とみなせる。勿論、本体アセンブリ310自体は、1台又は複数台のバッテリなどの消耗部を有していてもよい。噴射アセンブリ330のいくつかは再利用でき、噴射アセンブリ330のいくつかは取り替えることができるので、噴射アセンブリ330は、消耗部に取り外し可能に保持される半消耗部とみなせる。例えば、消耗部は、消耗部ハウジングを有してもよく、当該消耗部ハウジングは、半耐久部から取り外し可能であり、異なる消耗部(例えば、より大きい)を収容し保持する、異なる消耗部ハウジング(例えば、より大きい)と取り替え可能な消耗部ハウジングである。消耗部は、対応する消耗部ハウジングに交換できる。
噴射アセンブリ330は、例えば、消耗部に溶液を収容する。消耗部は、溶液を収容し送り出す収容器(例えば、カープル、カートリッジ等)を有していてもよい。消耗部が空の場合、又は異なる種類の溶液が必要な場合、噴射アセンブリ330を本体アセンブリ310から取り外し、噴射アセンブリ330中に存在する消耗部を取り外し、同じ構成の他の消耗部と取り換えることができる。それに代えて、上述のとおり、消耗部ハウジング(及び消耗部ハウジング中に保持された消耗部)を噴射アセンブリ330から取り外し、異なる構成を有する他の消耗部ハウジングと取り換えてもよい。消耗部ハウジングの構造に適合する構造を有する他の消耗部を、異なる消耗部ハウジングに挿入してもよい。
図2A及び図2Bには、本発明の1以上の実施形態に係るシステムが示されている。システム1000は、ベースステーション1200及び手持ち式の装置1300を有する。伝送媒体1400が、ベースステーション1200と手持ち式の装置1300とを接続している(図示せず)。勿論、1以上の実施形態においては、伝送媒体1400は、専ら無線伝送媒体であっても、あるいは有線伝送媒体と無線伝送媒体との組合わせであってもよい。図示したように、ベースステーション1200は、手持ち式の装置1300を受け入れ、物理的に保持又は収容する手持ち式装置収容部1208を有していてもよい。
図3A~図3Fを参照すると、ベースステーション1200の操作は、ベースステーション200について上述したように行うことができる。ベースステーション1200は、ベースステーション1200に固定された、又はベースステーション1200から取り外し可能な電力ケーブル(図示せず)を介して、別個の電源(例えば、主電源)に接続される。ベースステーション1200は、本発明の1以上の実施形態に係るコントロールパネル1202の例であるが、ベースステーション1200はこの実施形態に限定されない。
コントロールパネル1202は、例えば、コントロールインプット1212を受信して、コントローラ(図示せず)を介して、手持ち式の装置1300及びベースステーション1200を制御する。例えば、コントロールパネル1202は、コントロールインプット1212として、手持ち式の装置1300へ供給される高電圧を制御するコントロールインプット、手持ち式の装置1300のモータ(例えば、ステッピングモータ)の回転方向を制御するコントロールインプット及び/又は手持ち式の装置1300の流速(例えば、手持ち式の装置1300のモータ速度)を制御するコントロールインプットを受信する。また、コントロールパネル202は、コントロールインプット1212の1つとして、ベースステーション1200のオン/オフ状態、及び、必要に応じて、電圧及び通信信号の一部又は全てが手持ち式の装置1300へ供給されるか否かを制御するための電源オン/オフコントロールインプットも受信する。コントロールインプット1212は、ノブ、スイッチ、ボタン、タッチパネル又はスクリーン、或いは、これらのいくつか又は全ての組み合わせであるユーザインプットインタフェースである。さらに、そのようなユーザインプットインタフェースは、コントロールパネル1202を介して、ユーザが制御可能な様々な動作特性に関する比較的単純な所定設定を識別する。
コントロールパネル1202は、液晶ディスプレイ(LCD)又は発光ダイオード(LED)ディスプレイなどのディスプレイ1210を備え、このディスプレイは、タッチスクリーン若しくはタッチパネルであってもよい。ディスプレイ1210には、手持ち式の装置1300の動作特性に対応する情報、例えば、流速、手持ち式の装置1300が受信した高電圧値又は電界紡糸又は電界スプレーを実行するために溶液に印加された高電圧値、手持ち式の装置1300の状態、手持ち式の装置1300のモータの回転方向、及び/又は、ユーザが適切に接地されているか否か、についての情報が表示される。追加として、又は代替として、ディスプレイ1210には、ベースステーション1200の動作特性に対応する情報、例えば、手持ち式の装置1300に供給された高電圧値、オン/オフ状態、手持ち式の装置1300が手持ち式の装置1300収容部1208へドッキングされたことがベースステーション1200により検出されたか否か、及び/又は、内部電源又は外部電源により電力がベースステーション1200へ供給されたか否か、についての情報が表示される。
ベースステーション1200は、1つ又は複数のコントローラ、及び/又は電源(図示せず)を備える電気回路を有する。必要に応じて、電気回路は、コントローラが実行可能な設定及び/又はプログラムコードを記憶するコンピュータ読み取り可能なメモリ(不図示)を備えて、電源、コントロールパネル1202及び手持ち式の装置1300を制御する。必要に応じて、ベースステーション1200は、例えば、ユーザによって設定可能であり、且つ視認可能であるタイマー(図示せず)を有していてもよい。
図4A~図4Fは、本発明の様々な実施形態に係る手持ち式の装置1300の様々な図である。
手持ち式の装置1300は、所定溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする。手持ち式の装置1300は、耐久部1310と、半耐久部1330と、消耗部1350(図4A~図4Fには図示せず)と、を有する。1以上の実施形態においては、手持ち式の装置1300は、耐久部1310、半耐久部1330、及び消耗部1350からなると解釈される。以下で、より詳細に述べるように、半耐久部1330は、耐久部1310に取り外し可能に取り付けられており、消耗部1350は半耐久部1330に取り外し可能に取り付けられている。
任意のキャップ1305を取り付けてもよく、キャップ1305は、半耐久部1330に取り外し可能に取り付けられる(例えば、スナップフィット接続又はネジ接続により)。あるいは、キャップ1305は、半耐久部1330、及び、カラー1312のような耐久部1310の端部に取り外し可能に取り付けられていてもよい。さらに他の代替案として、キャップ1305は、カラー1312のような耐久部1310の端部にのみ取り外し可能に取り付けられていてもよい。1以上の実施形態において、キャップ1305は、半耐久部1330の一部とみなしてもよい。耐久部1310は、伝送媒体1400に接続され、伝送媒体1400は次に、ベースステーション1200のようなベースステーションに接続されてもよい。
図4G及び図4Hは、手持ち式の装置1300の端部の拡大断面斜視図である。特に、これらの図は、半耐久部1330が、耐久部1310に取り外し可能に取り付けられている場合の、半耐久部1330及び耐久部1310の内側の消耗部1350を示す。半耐久部1330が、耐久部1310に取り外し可能に取り付けられている場合、半耐久部1330の外周面が外部に露出してもよい。すなわち、半耐久部1330が、耐久部1310に取り外し可能に取り付けられている場合、耐久部1310は、半耐久部1330の外周面の一部を覆わなくてもよい。
本発明の1以上の実施形態において、消耗部1350は、半耐久部1330から耐久部1310の中に延びる端部を有する。半耐久部1330の内側に位置する消耗部1350の部分は、耐久部1310の内側にのみ位置する部分よりも大きくてもよい。例えば、半耐久部1330は、消耗部1350を保持する消耗部ハウジング1332を有し、消耗部ハウジング1332によって保持される消耗部1350の端部に関する長さが、半耐久部1330から延びている消耗部1350の反対側の端部に関する長さよりも長くてもよい。あるいは、半耐久部1330の内側に位置する消耗部1350の部分は、耐久部1310の内部にのみ位置する部分よりも小さくてもよい。例えば、消耗部ハウジング1332によって保持される消耗部1350の端部に関する消耗部1350の長さが、半耐久部1330から延びる消耗部1350の反対側の端部に関する消耗部1350の長さよりも短くてもよい。消耗部ハウジング1332から延びる消耗部1350の量は、例えば、消耗部1350の所望の保持特性、及び/又は、消耗部1350を消耗部ハウジング1332から引っ張り出す手段(例えば、ユーザの指又は特別な取り外し工具)に基づく。さらに、複数の実施形態において、消耗部ハウジング1332は、半耐久部1330の先端を形成していてもよい。
図5A~図5Gは、本発明の1以上の実施形態に係る手持ち式の装置1300の耐久部1310の様々な図である。耐久部1310は、電界スプレー操作又は電界紡糸操作の間ユーザによって保持される。一般的に、図4G、4H及び図5A~図5Gを参照すると、耐久部1310、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構1318と、高電圧線1314を介して半耐久部1330の電極1340への高電圧印加とを制御して、溶液に印加する電界を生成し、半耐久部1330のノズル1334から堆積面へ向けて該溶液を電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェース1313を有する本体を備える。なお、本実施形態においては、電極1340は、1つでも、複数でもよく、あるいは、複数の電極部を含んでいてもよい。
ユーザコントロールインタフェース1313に加え、耐久部1310は、半耐久部1330の電極1340に、消耗部1350の収容器1352中の溶液を送り出す駆動機構1318を有する。駆動機構1318は、モータ1319と、アクチュエータ1320とを有する。駆動機構1318のモータ1319は、例えば、アクチュエータ1320を駆動するステッピングモータであり、アクチュエータ1320は、リニアアクチュエータである。ユーザコントロールインタフェース1313を操作することで、モータ1319及びアクチュエータ1320を制御できる。一般的に、ユーザコントロールインタフェース1313の起動に応答するアクチュエータ1320を起動すると、消耗部1350の収容器1352(より詳細は後述する)に関係するプランジャ1354に対してアクチュエータ1320のボス(bоss)が駆動され、プランジャ1354が収容器1352の内部に移動し、収容器1352内の溶液が、収容器1352からノズル1334へ送り出されて高電圧が印加され、電界紡糸溶液又は電界スプレー溶液がノズル先端1335から噴射される。
必要に応じて、例えば、耐久部1310の電気回路(不図示)によって、モータ1319をプログラムで制御できる。そのようなプログラムを組み込むことで、環境、噴射される溶液、印加高電圧などの特定の適用条件に基づいて使用される、異なった流れのプロファイルが提供される。必要に応じて、電界紡糸操作又は電界スプレー操作の前に、アクチュエータ1320を動かして、溶液流路から空気を除去し、手持ち式の装置1300を準備する。さらに、モータ1319及びアクチュエータ1320は、逆吸引を行わない場合もある。すなわち、1以上の実施形態において、溶液の逆吸引を行わなくてもよい。あるいは、モータ1319及びアクチュエータ1320は、例えば、所定時間継続して、逆吸引を行ってもよい。所定時間は、ノズル1334から溶液の噴射が止まった後、好適には約0.1秒、より好適には約0.5秒である。
耐久部1310の電気回路(不図示)は、手持ち式の装置1300の構成要素のそれぞれに低電圧及び高電圧を供給する電源を有していてもよい。例えば、電源は、高電圧線1314に高電圧を供給する。必要に応じ、電気回路の少なくとも一部は、プリント回路基板(PCB)を用いて実装される。1以上の実施形態において、高電圧線1314は、電気回路の一部としてもよい。
図4G及び図4Hに示すように、半耐久部が耐久部1310に接続された場合、高電圧線1314は、半耐久部133の電極1340に向かって延び、電気的に接続される。高電圧線1314及び半耐久部1330の電極1340の電気的接続部として、導電ロッド1315、電極ばね1316及び接触部1317を設けてもよい。1以上の実施形態において、導電ロッド1315、電極ばね1316及び接触部1317は、高電圧線1314の一部としてもよい。他の実施形態においては、図11に示すように、接触部1317を設けずに導電ロッド1315及び電極ばね1316を設けてもよく、かかる導電ロッド1315及び電極ばね1316は、高電圧線1314の一部としてもよい。もちろん、導電ロッド1315は、導電ロッド1315の遠位端において、耐久部1310の電気接触部(図11では図示せず)と接続していてもよい。
少なくとも導電ロッド1315及び電極ばね1316によって形成される電気接続部は、ばね付きポゴコネクタとみなせ、半耐久部1330が、耐久部1310に適切に取り付けられた場合のみ、半耐久部1330に高電圧が供給されるように動作する。すなわち、これらの部品によって形成される電気回路が完成し、高電圧を受信し、供給することができるので、半耐久部1330の電極1340は、半耐久部1330が耐久部1310に適切に取り付けられたときに、高電圧線1314から高電圧を受け取る。図12A~図12Cを参照して以下で詳述すると、半耐久部1330は、耐久部1310に滑り込ませることができ、したがって、電気接続部は、スライドイン電気接続部とみなせる。かかるスライドイン電気接続部は、アークが移動する距離を長くする。
高電圧線1314(又はその一部)、導電ロッド1315、電極ばね1316、及び/又は接触部1317は絶縁体で取り囲まれている。かかる絶縁体は、電力関連部品の位置に応じて、半耐久部1330の絶縁体及び/又は耐久部1310の絶縁体とすることができる。必要に応じ、絶縁体は、半耐久部1330の一部、及び/又は耐久部1310の一部とすることができる。それに加え、又はそれに代えて、絶縁体は、半耐久部1330のハウジング及び/又は耐久部1310のハウジングの内部の別個の絶縁部品又は複数の絶縁部品とすることができる。さらに、かかる絶縁体は、非導電性プラスチックとすることができる。本発明の1以上の実施形態において、高電圧線1314、導電ロッド1315、電極ばね1316、及び接触部1317の一部は、消耗部ハウジング1332の外周に、外周上に、または、外周の外側に、位置していてもよい。
例えば、図4G、図4H及び図5Gは、高電圧線1314(導電ロッド1315を含む)の一部を取り囲む耐久部1310の絶縁体部1321(又は複数の絶縁体部)を示し、図4G及び図4Hは、高電圧線1314(導電ロッド1315、電極ばね1316、及び接触部1317を含む)の一部を取り囲む半耐久部1330の絶縁体部1336(又は複数の絶縁体部)を示す。他の例として、図12A及び図12Bは、絶縁体部1336(又は複数の絶縁体部)が、導電ロッド1315を取り囲む実施形態を示す。図12A及び図12Bの絶縁体部1336は、絶縁ロッドの構成であってもよい。
ユーザコントロールインタフェース1313は、スイッチ、例えば、トリガーボタン又はトグルスイッチを含むか、または、これらの形態とすることができる。必要に応じ、トリガーボタン又はトグルスイッチは、接地されていてもよい。ユーザコントロールインタフェース1313は、ユーザ入力、例えば、ユーザの指又は親指によるユーザ入力によって起動され、手持ち式の装置1300を起動する。具体的には、ユーザコントロールインタフェース1313は、ユーザによって起動され、モータを起動し、アクチュエータ1320を制御し、収容器1352内の溶液をノズル1334に送り出し、ノズル先端1335から噴射するか、電極1340に高電圧を供給し、溶液に印加する対応する電界を生成するか、又はこれらの両方を行う。
ユーザコントロールインタフェース1313、例えば、スイッチは、高電圧線1314から所定距離又は所定空間を隔てて設置される。例えば、図5E及び図5Fに示すように、スイッチは、耐久部1310の第1側面に設置され、高電圧線1314は、第1側面の半径方向反対側の耐久部1310の第2側面に設置される。換言すれば、スイッチは、高電圧線1314から接線方向に180°オフセットされている。勿論、本発明の実施形態においては、オフセット量が異なっていてもよい。例えば、本発明の1以上の実施形態において、スイッチは、高電圧線1314から接線方向に約60°~約300°、好ましくは、180°オフセットしていてもよい。必要に応じ、耐久部1310は、付属品(図示せず)を取り外し可能に保持する少なくとも1つの取付部を有していてもよい。
必要に応じて、ユーザコントロールインタフェース1313は、半押し/全押しの触覚スイッチのような多段階ユーザインタフェースであってもよい。したがって、例えば、第1段階では、手持ち式の装置1300の設定を確認し、例えば、手持ち式の装置1300が堆積面(例えば、ユーザの皮膚)に対して適切に配置されているか、すなわち、遠すぎたり近すぎたりしていないかを確認する。すなわち、第1段階において、電界紡糸溶液又は電界スプレー溶液を噴射する前に、手持ち式の装置1300の深さ調整が行われ。第2段階において、モータ1319と、溶液及びその周囲に印加される高電圧とを制御して、電界紡糸溶液又は電界スプレー溶液を噴射させる。
必要に応じ、耐久部1310、例えば、その電気回路は、少なくとも1つの距離センサ(不図示)を有していてもよい。例えば、少なくとも1つの距離センサのそれぞれは、飛行時間(TOF)センサとすることができる。1以上の実施形態においては、距離センサは、電気回路とは別個の部品又は複数の部品とみなせる。本発明の1以上の実施形態に係る1以上の距離センサは、高電圧線1314から接線方向にオフセットされている。例えば、少なくとも1つの距離センサのそれぞれは、高電圧線1314から約60°~約300°、好ましくは、約180°オフセットされていてもよい。
一般的に距離センサは、堆積面から手持ち式の装置1300、例えば、ノズル先端1335の間の距離を測定する。距離センサからの信号は、手持ち式の装置1300の動作を制御するために用いられる。例えば、距離センサからの信号を電気回路へ送って、モータ1319及び/又はユーザコントロールインタフェース1313を制御、例えば、動作を停止させることができる。すなわち、必要に応じて、距離センサからの信号に基づいて、手持ち式の装置1300は、電極1340へ供給される高電圧を自動的に停止させる。このような制御は、距離センサからの信号が、手持ち式の装置1300が堆積面から離れ過ぎていたり、及び/又は堆積面に近づき過ぎていたりしていることを示している場合に行われる。電気回路は、距離センサからの信号を処理して、手持ち式の装置1300が、堆積面に対して適切な位置にあるか否かを決定し、それにより、手持ち式の装置1300が、堆積面に向けて電界紡糸溶液又は電界スプレー溶液を噴射するようにする。
一般に、離れ過ぎているとは、約150mm以上、好ましくは、約120mm以上離れていることと定義される。例えば、約120mm~約150mmは、離れ過ぎているとみなせ、150mmを超えると、許容できないほど、離れ過ぎているとみなされ、その場合には、例えば、基準を満たさない、欠陥のある電界スプレー又は電界紡糸となる。一般に、近過ぎるとは、約30mmよりも接近していること、好ましくは、約50mm又はそれよりも接近していることと定義される。例えば、堆積面に対する高電圧に関しては、約30mm~約50mmは、近過ぎるとみなせされ、約30mmよりも接近すると、許容できないほど、近過ぎるとみなせる。したがって、許容できる閾値は、例えば、約30mm~約50mm、約100mm、約120mmであり、好ましくは、約50mm~約100mmである。
電気回路は、消耗部1350の内部の溶液の量を検出する溶液充填レベル検出器(不図示)から構成されてもよい。また、溶液充填レベル検出器は、電気回路とは別の部品又は複数の部品とみなされる。溶液充填レベル検出器は、ホール効果センサアレイを備えるか、又は、ホール効果センサアレイを用いて実装できる。溶液充填レベル検出器は、収容器1352内の溶液の充填量又は充填レベルに関する信号を電気回路のプロセッサに送信し、プロセッサは、その信号をベースステーション1200に送信してもよい。それに代えて、信号は、溶液充填レベル検出器からベースステーション1200に直接送信されてもよい。さらに別の変形例として、プロセッサにおいて信号を処理して、ベースステーションに送信しなくてもよい(例えば、ベースステーションが実装されていない場合)。
半耐久部1330の耐久部1310への適切な接続を検出する検出器を設けてもよい。さらに、当該検出器により、消耗部の適切な接続を検出してもよい。当該検出器は、耐久部1310に設けられる。例えば、半耐久部1330が耐久部1310に適切に接続された場合、検出器は、半耐久部1330が耐久部1310に取り付けられたことを示す信号を出力する。必要に応じて、当該信号は、耐久部1310に設けられたフィードバック表示器を制御し、適切な接続を示す表示を出力してもよい。それに加え又はそれに代えて、当該信号は、ユーザコントロールインタフェース1313の起動、及び/又は、電極1340への高電圧の供給を可能にする。反対に、そのような信号がない場合、ユーザコントロールインタフェース1313は動作を停止し、及び/又は、電極1340への高電圧の供給は停止する。したがって、適切な接続により、高電圧線1314からの電力を電極1340に供給され、適切な接続により、消耗部1350のノズル先端1335から溶液の電界紡糸又は電界スプレーが行なわれるようになる。1以上の実施形態においては、検出器は、レバースイッチ形式の検出スイッチであり、半耐久部1330は、耐久部1310に適切に挿入された場合、レバースイッチを動かす。それに代えて、検出スイッチはプッシュスイッチ形式であってもよく、それによって、半耐久部1330は、耐久部1310に適切に挿入された場合、プッシュスイッチを動かす。
それに加え又はそれに代えて、耐久部1310は、消耗部1350が半耐久部1330に取り外し可能に取り付けられたこと、半耐久部1330が耐久部1310に取り外し可能に取り付けられたことを検出する検出器を有していてもよい。かかる検出器は、プッシュスイッチ形式又はレバースイッチ形式の検出器であってもよく、それによって、消耗部1350が消耗部ハウジングに挿入され、消耗部ハウジング1332がノズル1334に挿入され、且つ半耐久部1330が耐久部1310に適切に挿入された場合、消耗部1350は、当該スイッチを動かす。したがって、手持ち式の装置1300は、半耐久部1330が耐久部1310に適切に接続された場合、消耗部1350が半耐久部1330に取り付けられたか否かを判断することができる。
必要に応じ、手持ち式の装置1300は、耐久部1310の一部とみなされるカラー1312を有する。図示していないが、カラー1312の色は、例えば、黒などの暗く、相対的に反射率の低い色であり、実装時に、TOFセンサなどの距離センサへの不要なフィードバックを防止又は最小化する。カラー1312は、耐久部1310の本体の端部の周りを所定量だけ回転可能であり、半耐久部1330、特にノズル1334にカラー1312を固定し、または、その固定を解除する。半耐久部1330を耐久部1310に挿入し、耐久部1310から半耐久部1330を取り外すために、カラー1312を所定量、例えば、約10°~約60°、好ましくは、約45°回転させて、開位置又はロック解除位置にする(カラー1312がこの位置になかった場合)。半耐久部1330に耐久部1310をロックするために、カラー1312を所定量、例えば、約10°~約60°、好ましくは、約45°反対方向回転させる(カラー1312がこの位置になかった場合)。1以上の実施形態においては、カラー1312は、例えば、ばねで留められ、通常の閉位置に対し付勢されている。したがって、半耐久部1330を耐久部1310に挿入し、半耐久部1330を耐久部1310から取り外すために、カラー1312は、開位置又はロック解除位置に回転させる必要がある。さらに、カラー1312は、1以上のアンダーカット、好ましくは、少なくとも2以上のアンダーカット1322又はフィッティング1338(接続金具)を有していてもよい。そのようなアンダーカット1322により、半耐久部1330が耐久部1310の開放端に挿入されたときに、カラー1312が半耐久部1330にロックされる。さらに、そのようなアンダーカットは、ノズル1334に設けられた対応するアンダーカット又はフィッティング1338と係合する。本発明の1以上の実施形態においては、カラー1312のアンダーカット1322は、高電圧線1314と比較して異なる軸に配置できる。
図6A~図6Cは、本発明の1以上の実施形態に係る消耗部1350に取り外し可能に接続された半耐久部1330の様々な図である。換言すると、半耐久部1330は、消耗部1350を保持する。特に、消耗部ハウジング1332は、ノズル1334の内部にある。必要に応じ、図示したように、消耗部ハウジング1332の一部は、ノズル1334の端部から延びていてもよい。これらの図は、消耗部1350が、消耗部ハウジング1332(及びノズル1334)の内部にあることも示している。すなわち、消耗部ハウジング1332は、消耗部1350を保持する。必要に応じ、図示したように、消耗部1350の一部は、消耗部ハウジング1332(及びノズル1334)から延びていてもよい。本発明の1以上の実施形態においては、消耗部ハウジング1332の内部にある消耗部1350の長さは、消耗部ハウジング1332から延びている消耗部1350の長さよりも長くてもよい。それに代えて、消耗部ハウジング1332の内部にある消耗部1350の長さは、消耗部ハウジング1332から延びている消耗部1350の長さよりも短くてもよい。
図6A~図6Cは、全体的又は部分的に中空である電極1340のチューブ1341の一端が、消耗部1350が半耐久部1330に収容されたときに、消耗部1350の収容器1352の中に延びることも示している。さらに、チューブ1341の一方の端部は、収容器1352の内部容積に延びる場合、図6Bに示すように、収容器1362の閉鎖部1356を貫通するように、尖っていても、鋭くても、又は、他の方法であってもよい。かかる構成は、収容器1352からチューブ1341への溶液の供給を容易にする。チューブ1341は、導電性金属等の導線性材料から製造される。
図7A~図7Cは、消耗部1350なしの半耐久部1330の様々な図である。上述したように、キャップ1305は、任意であり、耐久部1310の一部とみなしてもよい。一般的に、半耐久部1330は、高電圧線1314から電極1340に高電圧を供給する。電極1340の高電圧は、消耗部1350からの溶液が、電極1340のチューブ1341を通って、ノズル1334のノズル先端1335に向かって移動し、ノズル先端1335から噴射される際に、溶液に印加される電界を生成するために用いられる。図示していないが、カラーのノズル1334の色は、例えば、黒などの暗く、相対的に反射率の低い色であり、実装時に、TOFセンサなどの距離センサへの望不要なフィードバックを防止又は最小化する。
半耐久部1330は、ノズル1334と、消耗部ハウジング1332と、電極1340(複数の電極)とを有する。必要に応じ、電極1340、又は導電性ベース1342等の電極の一部は、ノズル1334の一部とみなせる。勿論、図7B及び図8A~図8Cに示すように、ノズル1334、電極1340、及び消耗部ハウジング1332は、別個の部品であってもよい。図7Bに示したように、チューブ1341の端部は、ノズル先端1335の位置又はノズル先端1335に隣接して(すなわち、ノズル先端1335から引っ込んだ位置に)設けられてもよい。1以上の実施形態においては、図10及び図11に示すように、ノズル1334によって個別かつ確実に収容されるようにそれぞれが構成された、異なる設定(例えば、異なるサイズ)の複数の消耗部ハウジング1332を備えたキットが提供される。図11には、対応する消耗部ハウジング1332によって収容される、異なる設定(例えば、異なるサイズ)の消耗部1350も示されている。
ノズル1334は、いくつかの例では、例えば、消耗部ハウジング1332を収容又は保持するハウジングとみなされ、半耐久部1330が耐久部1310と適切に接続されるように誘導することにより、半耐久部1330が電極1340に高電圧を受信して、溶液に印加するための電界を生成し、ノズル先端1335から堆積面に向けて溶液を電界紡糸又は電界スプレーすることができるようにする。上述したように、ノズル1334は、電気的接続又はその一部を保持するか、又は提供して、電極1340に高電圧を供給する。また、上述したように、本発明の1以上の実施形態においては、ノズル1334は、電極1340への高電圧経路の一部を絶縁する。本発明の1以上の実施形態において、ノズル1334は、熱可塑性プラスチックであってもよい。それに加え又はそれに代えて、ノズル1334は、疎水性プラスチックであってもよい。
上述したように、消耗部ハウジング1332は、消耗部1350を収容し、保持する。消耗部ハウジング1332は、消耗部ハウジング1332が既にノズル1334に収容されているとき、又は消耗部ハウジング1332がまだノズル1334に収容されていないときに、消耗部1350を収容し、保持する。
消耗部ハウジング1332は、少なくとも1つのフィッティング1333(1)を有する。図8は、例えば、2つのフィッティング1333(1)を示す。各フィッティング1333(1)は、ノズル1334の対応するフィッティング1337と係合する。このようなフィッティングの係合により、消耗部ハウジング1332をノズル1334に適切に挿入することができる。さらに、このようなフィッティングの係合により、消耗部ハウジング1332をノズル1334に固定(ロック)するための固定(ロック)が形成される。当該固定(ロック)は、フィッティング1333(1)及び/又はサイドフィッティング1337の作用によって解除される。例えば、図8Aには、垂直突起を有するH形状のフィッティング1333(1)が示されている。図7Aに示すように、消耗部ハウジング1332がノズル1334に適切に挿入されると、フィッティング1333(1)の垂直突起が、フィッティング1337の垂直開口部に収容される。このような係合により、消耗部ハウジング1332がノズル1334に固定される。固定を解除するためには、例えば、工具を用いて、フィッティング1333(1)の垂直突起を押し下げて、フィッティング1337のそれぞれの垂直開口部から垂直突起を外す。その後、消耗部ハウジング1332は、ノズル1334から取り外される。勿論、本発明の実施形態においては、図7A、図7C、図8A及び8Bに示されたフィッティング1333(1),1337に限定されない。消耗部ハウジング1332のノズル1334への固定及び/又は消耗部ハウジング1332のノズル1334への適切な挿入を確実なものとするために、他の構成のフィッティングを採用してもよい。代替のフィッティング構成の一例として、消耗部ハウジング1332とノズル1334とのフィッティングは、それぞれ、水平突起及び水平開口部であってもよい。他の代替のサイドフィッティング構成の一例として、消耗部ハウジング1332が、ノズル1334のサイドトラック凹部のそれぞれと合致する、1以上の長手方向サイドトラックを有してもよい。
本発明の1以上の実施形態において、消耗部ハウジング1332は、1以上のフィッティング1333(2)を有していてもよい。図8A及び図8Bには、例えば、2つのフィッティング1333(2)が示されている。フィッティング1333(2)は、電極1340のフィッティング1344に収容される。したがって、電極1340、特に導電性ベース1342及びアーム1343は、消耗部ハウジング1332に保持される。換言すると、電極1340は、消耗部ハウジング1332に取り外し可能に取り付けられる。1以上の実施形態において、フィッティング1333(2)はそれぞれ、フィッティング1344に係合されたときに、導電性ベース1342の表面上に延びる半径方向内向の突起を有する。それゆえ、電極1340は、消耗部ハウジング1332に固定される。電極1340の固定を解除するために、フィッティング1333(2)が、導電性ベース1342との係合を解除し、電極1340が消耗部ハウジング1332から引き離されるようになるまで、フィッティング1333(2)を(すなわち、半径方向外側に)引き離す。
電極1440は、チューブ1341と、導電性ベース1342とからなる。必要に応じ、チューブ1341及び導電性ベース1342は、異なる材料から作製される。例えば、チューブ1341は、導電性金属から作製され、導電性ベース1342は、導電性プラスチックから作製される。1以上の実施形態において、チューブ1341は、中空ニードル、中空電極、又は細長管である。それゆえ、チューブ1341は、溶液の流体経路と、高電圧により生成された電界によって生じた電荷を溶液に注入するための導電面と、の両方の機能を果たす。より具体的には、チューブ1341は、収容器1352から溶液を受け取るように中空であってもよく、ノズル先端1335又はノズル先端1335の直前で溶液を噴射することが可能となる。一般的には、チューブ1341及びノズル先端1335で形成される流路は、任意の実質的な方法で、溶液と化学的に又は生理化学的に反応しないか、又は、実質的に反応しない材料で形成される。
上述したように、チューブ1341の第1端部は、尖っている。例えば、ノズル先端1335と隣接する、第1端部とは反対側の第2端部は、尖っていない。チューブ1341は、一般的に、導電性ベース1342の中央に配置される。導電性ベース1342は、チューブ1341と同じ極性であってもよい。導電性ベース1342の電界は、チューブ1341の電界とは別の電界であるとみなせ、電界紡糸溶液の横方向への分散を低減させ、これにより、電界紡糸の網目状の繊維を、狙いを定め易いものにする。したがって、チューブ1341は、第1の電極、例えば、第1電極であり、導電性ベース1342は、第2の電極、例えば、第2電極とみなすことができる。
導電性ベース1342は、ディスク形状、プレート形状、又はフランジ形状であってもよい。したがって、本発明の1以上の実施形態において、導電性ベース1432は、完全な対称形状でなくてもよい。例えば、図7B、図8A及び図8Cには、アーム1343を有する導電性ベース1342が示されている。図示したように、アーム1343は、チューブ1341が取り付けられている長手方向の開口部から半径方向外側に延びている。アーム1343はまた、耐久部1310に向かって、特に、高電圧線1314に向かって、後方へ延びている。さらに、図4G及び図4Hに示したように、半耐久部1330が、耐久部1310に取り外し可能に(適切に)取り付けられた場合、アーム1343は、接触部1317と物理的に接触する。したがって、アーム1343は、高電圧線1314からの高電圧のための電気的接続の一部を形成し、電極1340(チューブ1341を含む)に到達する。必要に応じ、導電性ベース1432、導電性ベース1432の反対側の表面から延びる1つ又は複数の保持スリーブを有していてもよい。1つ又は複数の保持スリーブは、必要に応じ、導電性ベース1432から取り外し可能であり、チューブ1341との摩擦係合を増大させる。1以上の実施形態において、導電性ベース1432は、全てが導電性プラスチックから作製されていなくてもよい。例えば、導電性プラスチックは、例えば、ディスク形状又はプレート形状で下地の金属部分を取り囲み、導電性プラスチックが、下地の金属部分から外側に向けて4本延びていてもよい。このように延びることにより、繊維を前方に押し出す電界を強化し、電極1340を、例えば、アーム1343を介して高電圧線と接続するようにすることができる。
消耗部1350に注目すると、図6Bには、本発明の1以上の実施形態に係る非限定的な例が示され、図9には、本発明の1以上の実施形態に係る1つ又は複数の他の非限定的な例が示されている。
一般的に、消耗部1350は、閉鎖部1356、収容器1352、及びピストン又はプランジャ1354を有する。収容器1352中の溶液は、消耗部1350の一部ともみなされる。
上述したとおり、アクチュエータ1320のボス(bоss)が収容器1352の凹部へ収容され、ボスがプランジャ1354と隣接する。アクチュエータ1320の動きによって、ボスがプランジャ1354へ作用して、プランジャ1354を収容器1352の内部へ移動させ、溶液をチューブ1341へ向けて押し込み、最終的にはノズル先端1335から溶液が噴射される。溶液は、使用されるまでの間大気暴露されないように収容器1352に貯蔵される。例えば、溶液が使用される場合、消耗部1350を半耐久部1330に挿入して、チューブ1341の後部又は端部が、収容器1352への開口部を覆う気密フィルム若しくは気密膜、又は、気密フィルム若しくは気密膜を含む閉鎖部1356を穿刺して、溶液塊とチューブ1341を経由したノズル先端1335における出力部との間に流体経路を形成する。
それに代えて、閉鎖部1356は、図9に示したように、バルブ形状であってもよい。バルブは、消耗部1350が、半耐久部へ接続するときに、開くように動作する。それに加え又はそれに代えて、バルブは、ノズル先端1355への溶液の送り出しを調整する。
図6Bの実施形態及び図9の実施形態において、シールキャップ1357が取り付けられている。必要に応じ、図9の実施形態において、収容器1352の首部に挿入され、閉鎖部1356の下に導電性プラスチック部を有していれる。さらに、図6Bの実施形態及び図9の実施形態において、半耐久部1330は、ノズル先端1335に第1シールを有し、導電性ベース1342に隣接する流体経路部分に第2シールを有する。例えば、第1シールは、キャップ1305としてもよく、キャップの一部は、ノズル先端1335の開口部内に延びており、第2シールは、導電性ベース1342に隣接するチューブ開口部内のバルブ形状の閉鎖部1356としてもよい。
ガラス製又はプラスチック製の収容器1352は、所定最大量の溶液を貯蔵し、半耐久部1330の電極1340に溶液を送り出す。例えば、収容器1352は、溶液の最大貯蔵量として、3mL、5mL、又は10mL貯蔵するようなサイズとすることができる。本発明の1以上の実施形態においては、収容器1352は、カートリッジとすることができる。
図10は、半耐久部1330の分解図であり、特に、半耐久部1330のための、異なる消耗部ハウジング1332又はホルダーの互換性を示している。特に、図10は、複数の異なる消耗部ハウジング1332が、同じノズル1334及び同じ電極1340とともに使用することができることを示している。より具体的には、ノズル1334及び電極1340に対して、第1消耗部ハウジング1332(1)を設けてもよい。かかる消耗部ハウジング1332(1)は、第1サイズ、例えば、3mLサイズの第1消耗部1350を収容するサイズとすることができる。第1消耗部1350は、空になったときや、ユーザが単に別の溶液に変更したいときに、消耗部ハウジング1332(1)に交換される。消耗部ハウジング1332(1)は、それ自体が、第2サイズ、例えば、5mLサイズの第2消耗部1350を収容するサイズの第2消耗部ハウジング1332(2)と交換される。1以上の実施形態において、複数の消耗部ハウジング1332(1),1332(2)を含む手持ち式の装置1300のキットが提供される。必要に応じ、複数の異なる消耗部1350(1),1350(2)が、キットの一部として提供されてもよいし、いずれの場合であっても、図11に示したように、対応する消耗部ハウジング1332(1),1332(2)のそれぞれとともに使用可能であってもよい。
図12A~図12Cには、本発明の1以上の実施形態に係る半耐久部1330及び耐久部1310の挿入及び固定の態様が示されている。図12A及び12Bに示した半耐久部1330は、前の図に示した半耐久部1330と同一ではないことに留意する。
図12Aに示したように、半耐久部1330は、耐久部1310の開口端部に長手方向へ(すなわち、図12Aの右側から左側へ)スライドさせることができる。カラー1312の構成や現在の設定次第では、半耐久部1330を耐久部1310に挿入するために、カラー1312を固定位置又は固定解除位置に回転させる必要がある。さらに、半耐久部1330を耐久部1310に挿入するために、少なくとも1つのアンダーカット又はフィッティング1338のそれぞれを、カラー1312に設けられた対応するアンダーカット又はフィッティング1338と合致させる必要がある。上述したとおり、一例として、カラー1312は、所定量、例えば、約10°~約60°、好ましくは、約45°回転させて、開位置又は固定解除位置にすることができる(カラー1312が、この位置にない場合)。図示した実施形態においては、導電ロッド1315は、ノズル1334から、耐久部1310の開口端部にある高電圧線の開口部の中に入り、その内部を通り延びている。
図12Bに示したように、半耐久部1330が適切及び完全に耐久部1310に収容された場合、導電ロッド1315は、耐久部1310の電気接触部と高電圧接触する。さらに、図12Bに示したように、半耐久部1330が適切に及び十分に耐久部1310に収容されたとき、カラー1312は、閉位置又は固定位置に回転される。上述したとおり、一例として、カラー1312は、所定量、例えば、約10°~約60°、好ましくは、約30°~約60°、最も好ましくは、約45°回転させて、閉位置又は固定位置にすることができる。図には、カラー1312を用いたツイストロック機構が示されているが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、半耐久部1330は、スライドインスナップロック機構を介して、耐久部1310に挿入され、解除可能に固定されてもよい。
図13は、本発明の1以上の実施形態に係るシステム3000の斜視図である。上述の説明と同じように、システム3000は、ベースステーション3200と、手持ち式の装置3300とを有する。伝送媒体3400が、ベースステーション3200と手持ち式の装置3300とを接続する。それに加え又はそれに代えて、ベースステーション3200と手持ち式の装置3300との間に、無線伝送媒体を設けてもよい。
図14A~図14Cには、ベースステーション3200の様々な図が示されている。ベースステーション3200は、上述したベースステーションと同じように構成及び/又は動作することができる。ベースステーション3200は、レセプタクル3220を有する。レセプタクル3220は、ベースステーション3200の周囲全体に延在する凹部であり、例えば、電源ケーブル3230を収納できる。図13には、例えば、電源ケーブル3230が、レセプタクル3220においてベースステーション3200に巻き付けられている様子が示されている。ベースステーション3200は、ベースステーション3200の内部の電源又は電気部品を絶縁する絶縁ボックス3225を有する。
ベースステーション3200は、コントロールパネル3202を有する。コントロールパネル3202は、入力を受信し、手持ち式の装置3300を制御する。例えば、コントロールパネル3202は、パネルボタン(例えば、図13及び図14Aに示す4つのボタン)を備え、ユーザからの入力を受信し、手持ち式の装置3300を制御する。ここで、かかる制御には、ベースステーション3200が、コントロールパネル3202で受信した1以上の入力に基づいて、手持ち式の装置3300に信号を送信することが含まれる。必要に応じ、ベースステーション3200の電力は、図14Bに示したように、ベースステーション3200の背面側に設けられたスイッチ3203を介してオン・オフされる。スイッチ3203が、ベースステーション3200の電力をオフにできる点で、スイッチ3203は、伝送媒体3400を介して手持ち式の装置3300に供給される電力の少なくとも一部をオフにすることができる。同様に、スイッチ3203をオンにすることで、ベースステーション3200から手持ち式の装置3300に供給される電力の少なくとも一部が供給される。
コントロールパネル3202は、液晶ディスプレイ(LCD)又は発光ダイオード(LED)ディスプレイなどのディスプレイ3210を備え、これは、タッチスクリーン又はタッチパネルであってもよい。ディスプレイ3210には、手持ち式の装置3300の動作特性に対応する情報、例えば、流速、手持ち式の装置3300が受信した高電圧値又は電界紡糸若しくは電界スプレーを実行するために溶液に印加される高電圧値、手持ち式の装置3300の状態、手持ち式の装置3300のモータの回転方向、及び/又は、ユーザが適切に接地されているか否か、についての情報が表示される。それに加え又はそれに代えて、ディスプレイ3210には、ベースステーション3200の動作特性に対応する情報、例えば、手持ち式の装置3300に供給される高電圧値、オン/オフ状態、手持ち式の装置3300が手持ち式装置レセプタクルへドッキングされたことがベースステーション3200により検出されたか否か、及び/又は、電源ケーブル3230を介して内部電源又は外部電源により電力がベースステーション3200へ供給されているか否か、についての情報が表示される。
図15A~図15Eには、手持ち式の装置3300の様々な図が示されている。手持ち式の装置3300は、上述した手持ち式装置と同じように構成及び/又は動作することができる。手持ち式の装置3300、特に、耐久部3310は、ユーザからの手動入力を受け、手持ち式の装置3300の噴射を制御するユーザコントロールインタフェース1313を備える本体を有する。
耐久部3310は、消耗部の収容器内の溶液を電極に送り出す駆動機構を有する。駆動機構は、モータとアクチュエータ3320とを有する。駆動機構のモータは、例えば、アクチュエータ3320を駆動するステッピングモータである。必要に応じ、アクチュエータ3320は、リニアアクチュエータである。ユーザコントロールインタフェース3313を操作することで、モータ及びアクチュエータ3320を制御できる。一般的に、ユーザコントロールインタフェース3313の起動に反応して、アクチュエータ3320が起動すると、溶液を貯蔵する収容器に対してボスをプランジャに対して駆動して、プランジャを収容器の内部に移動させ、収容器内の溶液を収容器からノズルに送り出して高電圧を印加して、電界紡糸溶液又は電界スプレー溶液がノズル先端から噴射される。図15D(破断図である)の二重矢印は、アクチュエータ3320の前後運動の一例を示している。
本発明の1以上の実施形態によれば、手持ち式の装置3300、例えば、耐久部3310は、導電性部3311を有する。導電性部3311は、耐久部3310のユーザコントロールインタフェース1313が設けられている側とは異なる側、例えば、図15Bに示した反対側に設けられている。それに加え、1以上の実施形態によれば、導電性部3311は、ユーザコントロールインタフェース1313から長手方向にオフセットすることができる。例えば、導電性部3311は、ユーザコントロールインタフェース1313よりも手持ち式の装置3300の遠位端に近く、及び/又は、ユーザコントロールインタフェース1313よりも手持ち式の装置3300の近位端から遠い。導電性部3311はまた、ユーザコントロールインタフェース1313と比較して、異なる形状である。例えば、図15A及び図15には、導電性部3311が細長い形状であり、ユーザコントロールインタフェース1313が円形形状である例が示されているが、これらに限定されない。
導電性部3311は金属、金属樹脂、又は金属めっき樹脂から作製されている。手持ち式の装置3300の操作中、ユーザの手は導電性部3311に接触する。ユーザの手はまた、ユーザコントロールインタフェース1313を操作できる。したがって、ユーザは、片手で耐久部3310を持ち、ユーザコントロールインタフェース1313及び導電性部3311の両方に接触する。一般に、導電性部3311は、ユーザが、ユーザコントロールインタフェース1313を介して手持ち式の装置3300を操作し、導電性部3311に接触するときに、ユーザの体を介して比較的弱い電気を接地に逃がす。本発明の1以上の実施形態によれば、導電性部3311は、手持ち式の装置3300のノズルに高電圧を印加する高圧電源とは接続されていない。例えば、導電性部3311及び高圧電源は「偽の接地」をしていてもよいが、電源の接地又は電源の中性点は、導電性部3311と直接接続されていなくてもよい。
耐久部3310は、光源3325を有する。光源3325は、1以上のLED等のライトを有する。1以上のライトは、個別に又は別個に制御され、色の変更及び/又は点滅を制御できる。例えば、光源3325のライトの色は、手持ち式の装置3300及び/又はベースステーション3200の状態などのシステム3000の状態を表すために、色の変更及び/又は点滅が可能である。1以上の実施形態によれば、光源3325は、図15A~図15Dに示したような、光のリングの形態であってもよい。
耐久部3310は、1以上のセンサ3326を有する。1以上のセンサ3326は、手持ち式の装置3300から、ユーザの皮膚などの適用面までの距離を測定する。必要に応じ、1以上のセンサ3326は、飛行時間(TOF)センサとすることができる。1以上のセンサ3326からの信号を使用し、手持ち式の装置3300を制御できる。例えば、1以上のセンサ3326からのフィードバックにより、光源3325の特性を変化させて(例えば、点滅、色の変更)、適切な及び/又は不適切な距離を示すことができる。1以上の実施形態において、1以上のセンサ3326からのフィードバックを用いし、手持ち式の装置3300からの溶液の噴射を制御できる。例えば、手持ち式の装置3300が適用面に近づき過ぎたこと、及び/又は適用面から遠ざかり過ぎたことが検出された場合、手持ち式の装置3300の制御電気回路は、電界紡糸溶液又は電界スプレー溶液の噴射を停止又は防止することができる。
耐久部3310は、半耐久部3330を取り付けるためのガイド3327を有する。図15Eに示したように、例えば、ガイド3327は、耐久部3310の端部から延びる突起部を有する。ガイドに関連する凹部は、ガイド3327の半径方向外側の底部に設けられている。半耐久部3330は、ガイド3327の突起を収容する側壁を有する。半耐久部3330の側壁の底部は、凹部に据え付けられる。図18には、半耐久部3330が、耐久部3310に取り外し可能に取り付けられた例が示されており、半耐久部3330は、ガイド3327及び凹部に関連して配置されている。ガイド3327は、半耐久部3330の側壁の一部と、消耗部を収容する消耗部ハウジング3332の外壁との間に設けることができる。ガイド3327及びそれに対応する半耐久部3330の部分を用いて、半耐久部3330を耐久部3310に確実に位置合わせして、接続することができる。必要に応じ、ガイド3327は、耐久部3310に対する半耐久部3330の回転を防止する回転防止突起(例えば、バー)とすることができる。特に、ガイド3327は、ガイド3327の横方向の側面が側壁に隣接して、半耐久部3330の回転を防止するように、半耐久部3330の側壁のスロットに設けることができる。
絶縁材料(例えば、プラスチック)から製造された電極接続ロッド3321が、耐久部3310から延びていてもよい。一般に、電極接続ロッド3321は、その内部の導電性部品を介して、耐久部3310から半耐久部3330、特に、その電極3340に電圧源(例えば、高電圧)を供給する。電極接続ロッド3321は、その内部に弾性部材3316(例えば、ばね)を有する。図18に示したように、弾性部材3316は、半耐久部3330の本体と同じ方向に延びる。さらに、弾性部材3316は、半耐久部3330の側壁の半径方向内側で、耐久部3310と半耐久部3330との接続を固定又は解除するために回転可能なカラー3312の内側に、設けることができる。したがって、耐久部3310から半耐久部3330への電圧の接続及び対応する経路は、手持ち式の装置3300の噴射端部の厚さを最小化するように提供される。それに加え、弾性部材3316の付勢により、電極3340のアーム3343と、電極3340に電圧を供給する弾性部材3316の反対側の電気コネクタ(例えば、導電ロッド、接点)との間の信頼性の高い機械的接続、ひいては電気的接続が確保される。
図18~図19Cを参照すると、電極3340は、上述したとおり、導電性ベース3342と、アーム3343とを有する。必要に応じ、導電性ベース3342は、消耗部ハウジング3332等の半耐久部3330の他の部分と噛み合う1以上のフィッティングを有する。図19A~図19Cには、例えば、2つのフィッティング3344が示されている。
一般的に、電極3340は、中空細長部3341と、弾性部材3316及び電極接続ロッド3321に関連する他の導電性部品を介する耐久部3310からの電圧との間を電気的に接続する。電極3340の構成は、比較的均等な電界を生成することによって、繊維を比較的真っ直ぐに紡糸又はスプレーすることを援助する。
1以上の実施形態によれば、電極3340又はその導電性ベース3342は、円盤電極と呼ばれる。さらに、1以上の実施形態によれば、導電性ベース3342は、1以上のプレート又は平面部を有する。したがって、本発明の実施形態は、1以上の円盤電極部を有する。例えば、図19A~図19Cには、第1平面部3345及び第2平面部を有する導電性ベース3342が示されている。中空細長部3341、例えば、ニードル電極又はチューブ電極が、図19A及び図19Bに示すように、導電性ベース3342の中心をとおり延びている。必要に応じ、中空細長部3341は、電極3340の一方の側のみから、例えば、第1平面部3345の外向面(すなわち、消耗部ハウジング3332に向けることを意図する面)のみから延び、一方で、中空細長部3341の他端は、例えば、第2平面部3346(すなわち、消耗部ハウジング3332から離れる方向に向けることを意図する面)と同一平面とすることができる。電極3340は、中空細長部3341を除き、一体的に形成できる(例えば、単一の成型部品)。したがって、第1平面部3345、第2平面部3346及びそれらの間に位置する本体部を有する導電性ベース3342は、互いに一体化できる。さらに、導電性ベース3342は、同じ材料から作製できる。
図19B及び19Cに示すように、第1平面部3345の外向面(すなわち、消耗部ハウジング3332に向けることを意図する面)は、平坦であるので、消耗部が、適切に消耗部ハウジング333に対して取り付けられたときに、電極3340は、消耗部からの溶液の漏れを防止することができる。すなわち、第1平面部3345の外向面の平坦面は、第1平面部3345と消耗部ハウジング3332との間の境界面において、中空細長部3341の周りにシールを作る。必要に応じて、図18に示したように、シール構造3360が、中空細長部3341の周りの、第2平面部3346の外向面に設けられる。一般に、シール構造3360は、例えば、ガスケットとして機能し、中空細長部3341の周り、及び中空細長部3341との境界面のノズル中空突起を密封する。1以上の実施形態によれば、シール構造3360は可撓性を有し、例えば、ノズル中空突起の中空細長部3341の周りに緩衝材又は詰め物(padding)を付与する。
第1平面部3345及び第2平面部3346は、電極3340の正面図又は背面図において、円柱状/略円柱状、又は円形状/略円形状である。1以上の実施形態によれば、第1平面部3345及び第2平面部3346は、異なる構成(例えば、サイズ、形状等)とすることができる。例えば、図19A~図19Cには、第1平面部3345よりもサイズ(例えば、直径、円周等)が小さい第2平面部3346が示されている。必要に応じ、第1平面部3345と第2平面部3346との間の本体部は、第1平面部3345及び/又は第2平面部3346よりもサイズ(例えば、直径、円周等)が小さくてもよい。さらに、上述したように、第1平面部3345の外向面(すなわち、消耗部ハウジング3332に向けることを意図する面)は平坦であり、一方で、第2平面部3346の外向面(すなわち、消耗部ハウジング3332から離れる方向に向けることを意図する面)は、1以上の面特徴を有する。
アーム3343は、少なくとも第1平面部3345から半径方向外側に延びる。例えば、図19A~図19Cには、第1平面部3345、及び、第1平面部3345と第2平面部3346との間の本体部から延びるアーム3343が示されている。また、アーム3343は、電極3340の長手方向に延びていてもよい。例えば、図19Cには、第1平面部3345の外向面と同じ方向に長手方向に延びているアーム3343が示されている。
例えば、第2平面部3346は、外向面から延びる突起を1つ以上有する。図19A~19Cには、例えば、2つの突起3347が示されているけれども、他の実施形態では、4つなどの異なる数の突起を有していてもよい。必要に応じ、突起3347は、第2平面部3346の外面に対称に配置さる。例えば、図9Cには、第2平面部3346の外面の反対側で、互いに180°オフセットされた突起3347が示されている。突起3347は、同じ構成でも、異なる構成でもよい。例えば、1以上の実施形態によれば、図19A~図19Cに示すように、突起3347は、円柱状でも、矩形状(略矩形状を含む)でもよい。1以上の実施形態においては、突起3347は、第2平面部3346の外面からわずかに離れて先細りになってもよい。
図20は、本発明の1以上の実施形態に係る方法3100のフローチャートである。
方法3100は、ステップ3102において、本発明の1以上の実施形態による、電界紡糸または電界スプレーの装置若しくはシステム、又はそれらの構成要素の一部又は複数の要素を提供する。提供するステップは方法3100の全体を構成していてもよい。
1以上の実施形態においては、提供される構成要素は、電界紡糸装置、電界スプレー装置、電界紡糸システム、若しくは電界スプレーシステム又はそれらの構成要素のための溶液、例えばスプレー処方である。例えば、溶液用の紡糸処方は、アルコール及びケトンから選択される揮発性溶媒、繊維形成能を有するポリマー及び水を含有し、好ましくはアルコール、水不溶性ポリマー及び水を含有し、より好ましくは、エタノール、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、及び部分鹸化ポリビニルアルコールから選択される繊維形成能を有するポリマー並びに水を含有する。繊維形成能を有する水不溶性ポリマーは、繊維形成後に不溶化できる完全鹸化ポリビニルアルコール、架橋剤と併用することで繊維形成後に架橋できる部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリ(N-プロパノイルエチレンイミン)グラフト-ジメチルシロキサン/γ-アミノプロピルメチルシロキサン共重合体等のオキサゾリン変性シリコーン、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、ゼイン(とうもろこし蛋白質の主要成分)、ポリエステル、ポリ乳酸(PLA)、ポリアクリロニトリル樹脂又はポリメタクリル酸樹脂等のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂等から選択される1種以上である。勿論、溶液用の紡糸処方は上記のものに限定されない。
繊維形成能を有するポリマーは、おおまかに水溶性ポリマー及び水不溶性ポリマーに分けられる。本発明において水溶性ポリマーとは、1気圧・23℃の環境下において、ポリマーを1g秤量したのちに、10gの脱イオン水に浸漬し、24時間経過後、浸漬したポリマーの0.5g以上が水に溶解するポリマーをいう。一方、水不溶性ポリマーとは、1気圧・23℃の環境下において、ポリマーを1g秤量したのちに、10gの脱イオン水に浸漬し、24時間経過後、浸漬したポリマーの0.5g超が水に溶解しないポリマーをいう。
繊維形成能を高める観点から、溶液用の紡糸処方のポリマーの含有量は、6質量%以上であることが好ましく、8質量%以上であることがより好ましく、また30質量%以下であることが好ましい。アルコール、ケトン及び水の合計の含有量は50質量%以上92質量%以下であることが好ましい。
それに加え又はそれに代えて、ステップ3104において、方法3100は、本発明の1以上の実施形態に係る電界紡糸装置、電界スプレー装置、電界紡糸システム、又は電界スプレーシステムを使用するステップを含んでいてもよい。電界紡糸装置、電界スプレー装置、電界紡糸システム、又は電界スプレーシステムを使用は方法3100の全部を構成していてもよい。それに代えて、電界紡糸装置、電界スプレー装置、電界紡糸システム、又は電界スプレーシステムを使用は、ステップ3102に係る電界紡糸装置、電界スプレー装置、電界紡糸システム、又は電界スプレーシステムの提供と併せて行ってもよい。
方法3100は、電界紡糸装置、電界スプレー装置、電界紡糸システム、若しくは電界スプレーシステム又はそれらの構成要素の溶液を取り換えるステップを含んでいてもよい。かかる取り替えは、消耗部ハウジング中の消耗部を、同じ構成(例えば同じサイズ及び形状)の他の消耗部に取り換えることを含み、この場合、溶液を同じ種類に取り換える必要なない。それに代えて、取り替えは、消耗部及び消耗部ハウジングを、異なる構成(例えば異なるサイズ及び形状)の消耗部及び消耗部ハウジングの他のセットに取り換えることを含み、この場合、溶液を異なる種類に取り換える必要なない。例えば、2mLの消耗部収容器を5mLの消耗部収容器に取り換える。取り替えは、ステップ3104における電界紡糸装置、電界スプレー装置、電界紡糸システム、若しくは電界スプレーシステム又はそれらの構成要素の使用の前、及び/又は使用の後に行う。
開示した本発明の実施形態では、溶液噴射装置、特に、携帯型手持ち式の溶液噴射装置の向きに機能的に依存しない電界紡糸プロセス又は電界スプレープロセスを提供し、人体の特に困難な領域等の比較的困難な領域に向けて、配置して、堆積面上に溶液を噴射する。また、開示した本発明の実施形態は、モジュール構造を実装することができ、複数の物理的構成、複数種類の溶液及び/又は溶液の複数の噴射特性を利用できる。さらに、開示した本発明の実施形態では、試料間での汚染を引き起こすことなく、容易に溶液を入れ替えられる。
開示した本発明の実施形態は、下記の段落の括弧付き番号にしたがって説明することが可能である。
(1)配合された所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置であって、耐久部と、半耐久部と、消耗部と、を備え、前記消耗部は、前記半耐久部に取り外し可能に取り付けられており、前記半耐久部は、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられており、前記耐久部は、前記半耐久部に高電圧を供給し、前記消耗部の収容器中の前記溶液を前記半耐久部の少なくとも1つの電極に送り出す駆動機構と、ユーザからの手動入力を受けて、前記駆動機構及び前記少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して、前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースと、を有し、前記半耐久部は、前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、前記ノズルの内部に配された前記少なくとも1つの電極とを有し、前記消耗部は、前記溶液の所定最大量を貯蔵し、前記溶液を前記半耐久部の前記少なくとも1つの電極に送り出す前記収容器を有する、携帯型手持ち式の装置。
(2)前記少なくとも1つの電極は中空である、(1)に記載の装置。
(3)前記少なくとも1つの電極の一部は中空である、(1)又は(2)に記載の装置。
(4)前記少なくとも1つの電極は中空細長チューブである、(1)~(3)の何れか1つに記載の装置。
(5)前記消耗部の前記収容器は、密閉されており、前記少なくとも1つの電極を介して前記半耐久部を収容する、(1)~(4)の何れか1つに記載の装置。
(6)前記消耗部の前記収容器は、密閉されており、中空チューブ形状の前記少なくとも1つの電極を介して前記半耐久部を収容する、(1)~(5)の何れか1つに記載の装置。
(7)前記消耗部は前記半耐久部の近位端において、前記半耐久部との接続時に開くバルブを介して密封されている、(1)~(6)の何れか1つに記載の装置。
(8)前記消耗部は、前記半耐久部の近位端において、前記半耐久部との接続時に穿刺される膜を介して密封されている、(1)~(7)の何れか1つに記載の装置。
(9)前記消耗部は、前記消耗部が前記半耐久部に取り外し可能に取り付けられた場合、前記半耐久部の前記電極を収納する、(1)~(8)の何れか1つに記載の装置。
(10)前記半耐久部は、前記消耗部と前記耐久部との間に嵌合部を有する、(1)~(9)の何れか1つに記載の装置。
(11)前記半耐久部は、前記消耗部が前記半耐久部に取り外し可能に取り付けられたときに、前記消耗部の第1端部を保持する保持具を有する、(1)~(10)の何れか1つに記載の装置。
(12)前記保持具は、前記消耗部の第2端部が前記半耐久部から延びるように、前記消耗部の前記第1端部を保持する、(1)~(11)の何れか1つに記載の装置。
(13)前記保持具によって保持され、前記半耐久部に近接する前記第1端部に関する長さは、前記半耐久部から延びる前記消耗部の前記第2端部に関する長さよりも長い、(1)~(12)の何れか1つに記載の装置。
(14)前記保持具によって保持され、前記半耐久部に近接する前記第1端部に関する長さは、前記半耐久部から延びる前記消耗部の前記第2端部に関する長さよりも短い、(1)~(13)の何れか1つに記載の装置。
(15)前記保持具は、前記半耐久部から取り外し可能であり、前記保持具とは異なる構成を有し、前記消耗部とは異なる構成を有する他の消耗部を保持する他の保持具と交換可能である、(1)~(14)の何れか1つに記載の装置。
(16)前記半耐久部の前記ノズルは、前記保持具、及び前記保持具とは異なる構成を有する他の保持具を収容する、(1)~(15)の何れか1つに記載の装置。
(17)前記消耗部が前記半耐久部に取り外し可能に取り付けられ、前記半耐久部が前記耐久部に取り外し可能に取り付けられた場合、前記消耗部の第1端部は前記半耐久部の内部に位置し、前記第1端部の反対側の前記消耗部の第2端部は前記耐久部の内部に位置する、(1)~(16)の何れか1つに記載の装置。
(18)前記消耗部は、キャップ、収容器及びピストンを有する、(1)~(17)の何れか1つに記載の装置。
(19)前記収容器は、ガラス製又はプラスチック製である、(1)~(18)の何れか1つに記載の装置。
(20)前記ノズルは、前記半耐久部を前記耐久部と適切に接続して、前記半耐久部が前記耐久部に取り外し可能に取り付けられ、前記電極に高電圧を印加して電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部の前記ノズル先端から堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーし、電気的接続部の一部を保持して、高電圧を前記電極に供給し、及び/又は、前記半耐久部を介して前記電極に高電圧を供給する高圧電極の一部を絶縁する、(1)~(19)の何れか1つに記載の装置。
(21)前記ノズルにおける前記少なくとも1つの電極は、中空チューブ部と、前記中空チューブ部の周方向に延びる延在部とを有する、(1)~(20)の何れか1つに記載の装置。
(22)電気的接続部は、前記半耐久部の一端からノズル側に延び、前記延在部まで続く、(1)~(21)の何れか1つに記載の装置。
(23)前記電気的接続部は、前記消耗部用の保持具の外周側に配置される、(1)~(22)の何れか1つに記載の装置。
(24)前記電気接続部は、ばねを有する、(1)~(23)の何れか1に記載の装置。
(25)前記半消耗部は、消耗部ハウジングを有し、前記消耗部ハウジングは、高圧電極を収容する絶縁ロッドを有し、前記絶縁ロッドは、前記ノズル先端の反対側の前記半耐久部の端部から延びる、(1)~(24)の何れか1つに記載の装置。
(26)前記半耐久部は、前記耐久部のレセプタクルと噛み合い、前記半耐久部を前記耐久部との動作位置に固定するロックを有する、(1)~(25)の何れか1つに記載の装置。
(27)前記ロックは、前記半耐久部が前記耐久部から取り外し可能なロック解除位置、及び前記半耐久部が前記耐久部に取り付け可能な固定位置のいずれかに付勢される、(1)~(26)の何れか1つに記載の装置。
(28)前記耐久部は、作動位置にある前記半耐久部の前記耐久部への適切な接続を検出する検出器を有する、(1)~(27)の何れか1つに記載の装置。
(29)前記ロックは、スライドインスナップロックである、(1)~(28)の何れか1つに記載の装置。
(30)前記ロックは、ツイストロックである、(1)~(29)の何れか1つに記載の装置。
(31)約10°~約60°のツイストロックであって、前記耐久部に回転可能に取り付けられ、前記半耐久部が前記耐久部に取り外し可能に取り付けられている場合、前記半耐久部と係合するため及び係合解除するために約10°~約60°回転するカラーを有するツイストロックをさらに備える、(1)~(30)の何れか1つに記載の装置。
(32)前記半耐久部及び/又は前記カラーのそれぞれは、前記装置の飛行時間(TOF)センサに対する不要なフィードバックを防止又は最小化する色である、(1)~(21)の何れか1つに記載の装置。
(33)前記色は、黒である、(1)~(32)の何れか1つに記載の装置。
(34)前記半耐久部は、前記耐久部の長手方向において前記耐久部の端部上にスライド可能である、(1)~(33)の何れか1つに記載の装置。
(35)前記消耗部は、前記半耐久部が前記耐久部に取り外し可能に取り付けられる前に、前記半耐久部に取り外し可能に取り付けられる、(1)~(34)の何れか1つに記載の装置。
(36)前記半耐久部が前記耐久部と接続された場合、前記半耐久部の外周面が外部に露出する、(1)~(35)の何れか1つに記載の装置。
(37)前記耐久部は、前記半耐久部が前記耐久部に取り外し可能に取り付けられた場合、前記消耗部が前記半耐久部に取り外し可能に取り付けられたことを検出するカートリッジ検出スイッチを有する、(1)~(25)の何れか1つに記載の装置。
(38)前記ノズルは、前記消耗部に取り外し可能に取り付けられるカートリッジハウジングと、他の消耗部の取り外し可能に取り付けられる他のカートリッジハウジングとに、取り外し可能に取り付けられており、前記カートリッジハウジング及び前記消耗部は、前記他のカートリッジハウジング及び前記他の消耗部とは、種類、サイズ及び/又は形状が異なる、(1)~(37)の何れか1つに記載の装置。
(39)前記ノズルは、熱可塑性プラスチックである、(1)~(38)の何れか1つに記載の装置。
(40)前記ノズルは、疎水性プラスチックである、(1)~(39)の何れか1つに記載の装置。
(41)前記ユーザコントロールインタフェースは、ユーザからの手動入力を受けるトリガーボタンを有し、前記トリガーボタンは接地されている、(1)~(40)の何れか1つに記載の装置。
(42)前記半耐久部は、前記ノズル先端に設けられた第1シールと、延出電極に隣接する流路部分に設けられた第2シールとを有する、(1)~(41)の何れか1つに記載の装置。
(43)前記半耐久部は、前記ノズルからの溶液の噴射を調整するバルブを前記流路内に有する、(1)~(42)の何れか1つに記載の装置。
(44)前記消耗部は、カートリッジ型の収容器、キャップ及びピストンを有する、(1)~(43)の何れか1つに記載の装置。
(45)前記半耐久部及び/又は前記耐久部はそれぞれ、付属品を着脱可能に保持する少なくとも1つのアタッチメント配列を有する、(1)~(44)の何れか1つに記載の装置。
(46)前記耐久部から前記半耐久部に高電圧を供給する高電圧(HV)線をさらに有し、前記高電圧線は、前記半耐久部の絶縁体及び/又は前記耐久部の絶縁体で取り囲まれている、(1)~(45)の何れか1つに記載の装置。
(47)前記絶縁体は、非導電性プラスチックである、(1)~(46)の何れか1つに記載の装置。
(48)前記高電圧線は、スライドイン電気接続により前記耐久部の電気接触部に接続され、前記スライドイン電気接続は、前記高電圧線をその長手方向にスライドさせて前記耐久部の電気接触部に接続させる、(1)~(47)の何れか1つに記載の装置。
(49)前記半耐久部は、前記耐久部と取り外し可能に取り付けられるように、前記耐久部の開口部にスライドされる、(1)~(48)の何れか1つに記載の装置。
(50)前記耐久部から前記半耐久部に高電圧を供給する高電圧(HV)線と、飛行時間(TOF)センサとをさらに有し、前記TOFセンサは、前記高電圧線から所定距離離れて前記装置に設置されている、(1)~(49)の何れか1つに記載の装置。
(51)前記TOFセンサは、前記装置の半径方向の第1側面に配置され、前記高電圧線は、前記装置の半径方向の第1側面とは反対側の第2側面に配置される、(1)~(50)の何れか1つに記載の装置。
(52)前記TOFセンサは、前記高電圧線から接線方向に約180°オフセットされている、(1)~(51)の何れか1つに記載の装置。
(53)前記耐久部から半耐久部に高電圧を供給する高電圧(HV)線をさらに有し、前記ユーザコントロールインタフェースは、前記ユーザからの手動入力を受けるトリガスイッチを有し、前記トリガスイッチは、前記装置の半径方向の第1側面に配置され、前記高電圧線は、前記装置の半径方向の第1側面とは反対側の第2側面に配置される、(1)~(52)の何れか1つに記載の装置。
(54)前記トリガスイッチは、前記高電圧線から接線方向に約60°~約300°オフセットされている、(1)~(53)の何れか1つに記載の装置。
(55)前記耐久部から前記半耐久部に高電圧を供給する高電圧(HV)線をさらに有し、前記耐久部は、複数の第1アンダーカットを有し、前記半耐久部は、複数の第2アンダーカットを有し、前記第1アンダーカット及び前記第2アンダーカットは、前記高電圧線の長手方向軸と異なるそれぞれの長手方向軸に位置する、(1)~(54)の何れか1つに記載の装置。
(56)前記耐久部は、前記消耗部が前記耐久部と接触したことを検出する検出スイッチを有する、(1)~(55)の何れか1つに記載の装置。
(57)(1)~(56)の何れか1つに記載の耐久部。
(58)(1)~(56)の何れか1つに記載の半耐久部。
(59)(1)~(56)の何れか1つに記載の消耗部。
(60)(1)~(56)の何れか1つに記載の携帯型手持ち式の装置を提供するステップを含む方法。
(61)提供された前記装置を使用するステップをさらに含む、(1)~(60)の何れか1つに記載の方法。
(62)前記溶液に紡糸処方を提供するステップをさらに含み、前記紡糸処方は、アルコール及びケトンから選択される揮発性溶媒、ポリマー及び水を含み、好ましくは、前記紡糸処方は、エタノール、ポリマー及び水を含む、(60)又は(61)に記載の方法。
(63)配合された所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置であって、耐久部と、消耗部を取り外し可能に収容する半耐久部とを有し、前記半耐久部は、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられ、前記耐久部は、前記半耐久部に高電圧を供給し、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構と少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して、前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースを有し、前記半耐久部は、前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、前記ノズルの内部に設けられた前記少なくとも1つの電極とを有する、携帯型手持ち式の装置。
(64)前記半耐久部と重なる前記消耗部の部分は、前記消耗部の長さの少なくとも10%である、(63)に記載の装置。
(65)前記半耐久部と重なる前記消耗部の部分は、前記消耗部の長さの10%から50%の間である、(63)又は(64)に記載の装置。
(66)前記消耗部が前記半耐久部に取り外し可能に収容され、前記半耐久部が前記耐久部に取り外し可能に取り付けられていない場合、前記消耗部の一部が、前記半耐久部の側面視において露出している、(63)~(65)の何れか1つに記載の装置。
(67)前記消耗部は、前記半耐久部が前記耐久部から取り外された場合、前記半耐久部から取り外し可能である、(63)~(66)の何れか1つに記載の装置。
(68)前記耐久部は、光源を有する、(63)~(67)の何れか1に記載の装置。
(69)前記光源は、1つ以上の発光ダイオード(LED)を有する、(63)~(68)の何れか1つに記載の装置。
(70)前記光源は、前記耐久部の本体の周囲にリング状に配置されている、(63)~(69)の何れか1に記載の装置。
(71)前記耐久部は、前記装置を接地するための導電性部を前記耐久部の外面に有する、(63)~(70)の何れか1つに記載の装置。
(72)前記導電性部は、前記耐久部の第1側面に設けられ、前記第1側面は、前記ユーザコントロールインタフェースが設けられた前記耐久部の第2側面の反対側に位置する、(63)~(71)の何れか1つに記載の装置。
(73)前記半耐久部を収容する前記耐久部の端部から延びるガイドをさらに有し、前記ガイドは、前記半耐久部が前記耐久部に適切に取り付けられるように誘導する、(63)~(72)の何れか1つに記載の装置。
(74)前記消耗部をさらに有し、前記消耗部は、前記溶液を所定最大量貯蔵し、前記溶液を前記半耐久部の前記少なくとも1つの電極に送り出す収容器を有する、(63)~(73)の何れか1つに記載の装置。
(75)前記半耐久部は、前記半耐久部の側面視において、前記半耐久部の側壁が、前記消耗部の一部と重なるように前記消耗部に取り外し可能に収容されている、(63)~(74)の何れか1つに記載の装置。
(76)配合された所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置であって、耐久部と、消耗部を取り外し可能に収容する半耐久部とを有し、前記半耐久部は、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられ、前記耐久部は、前記半耐久部に高電圧を供給し、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構と少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して、前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースを有し、前記半耐久部は、前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、前記ノズルの内部に設けられた前記少なくとも1つの電極とを有し、前記少なくとも1つの電極は、中空チューブと、導電体部を有し、前記導電体部は、前記中空チューブの一部が前記導電体部の第1側面から延びるように前記中空チューブを取り囲んでおり、前記導電体部は、少なくとも1つの第2電極を形成し、前記導電体部の前記第1側面の反対側の第2側面は、第2平面部の外向側面に対応しており、前記第2側面は、前記第2側面から延びる1つ以上の突起を有する、携帯型手持ち式の装置。
(77)前記導電体部は、前記中空チューブの軸方向に対して、前記第2平面から離間した第1平面部をさらに有する、(76)に記載の装置。
(78)前記中空チューブは、前記導電体部の前記第2側面から延びる、(76)又は(77)に記載の装置。
(79)前記1つ以上の突起は、2つの突起を有し、前記突起は、互いに間隔を置いて配置され、前記第2平面部の前記外向側面に対称的に配置されている、(76)~(78)の何れか1つに記載の装置。
(80)前記少なくとも1つの電極は、前記導電体部から半径方向外側に延びる電気接続アームを有する、(76)~(79)の何れか1つに記載の装置。
(81)前記耐久部は、光源を有する、(76)~(80)の何れか1つに記載の装置。
(82)前記光源は、1つ以上の発光ダイオード(LED)を有する、(76)~(81)の何れか1つに記載の装置。
(83)前記光源は、前記耐久部の本体の周囲にリング状に配置されている、(76)~(82)の何れか1つに記載の装置。
(84)前記耐久部は、前記装置を接地するための導電性部を前記耐久部の外面に有する、(76)~(83)の何れか1つに記載の装置。
(85)前記導電性部は、前記耐久部の第1側面に設けられ、前記第1側面は、前記ユーザコントロールインタフェースが設けられた前記耐久部の第2側面の反対側に位置する、(76)~(84)の何れか1つに記載の装置。
(86)前記半耐久部を収容する前記耐久部の端部から延びるガイドをさらに有し、前記ガイドは、前記半耐久部が前記耐久部に適切に取り付けられるように誘導する、(76)~(85)の何れか1つに記載の装置。
(87)前記消耗部をさらに有し、前記消耗部は、前記溶液を所定最大量貯蔵し、前記溶液を前記半耐久部の前記少なくとも1つの電極に送り出す収容器を有する、(76)~(86)の何れか1つに記載の装置。
(88)配合された所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置であって、耐久部と、消耗部を取り外し可能に収容する半耐久部とを有し、前記半耐久部は、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられ、前記耐久部は、前記半耐久部に高電圧を供給し、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構と少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して、前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースを有し、前記半耐久部は、前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、前記ノズルの内部に配置された前記少なくとも1つの電極とを有し、前記少なくとも1つの電極は、中空チューブと、導電体部とを有し、前記導電体部は、前記中空チューブの第1部分が前記導電体部の第1側面から延び、前記中空チューブの第2部分が前記導電体部の第1側面の反対側の第2側面から延びるように前記中空チューブを取り囲んでおり、前記半耐久部と消耗部とを接続すると、接合ロッドが、前記耐久部の端部から前記半耐久部の内部まで延びて、電気的に及び機械的に接続され、前記接合ロッドの端部が、弾性部材と連結する、携帯型手持ち式の装置。
(89)カラーをさらに有し、前記カラーは、前記装置の側面視において、前記弾性部材と完全に重なるように前記耐久部の端部に回転可能に取り付けられている、(88)に記載の装置。
(90)前記弾性部材は、前記装置の側面視において、導電性中空チューブの一部と重なっている、(88)又は(89)に記載の装置。
(91)前記弾性部材は、前記半耐久部が耐久部に取り付けられたときに、前記導電体部のアームに接触するか、又は接触させるように前記半耐久部に配置されており、前記接触により電気導電路が形成される、(88)~(90)の何れか1つに記載の装置。
(92)前記弾性部材は、半耐久部の外側側壁の半径方向の内側に位置する、(88)~(91)の何れか1つに記載の装置。(88)~(91)の何れか1つに記載の装置。
(93)前記弾性部材の長手方向軸は、前記導電性中空チューブの長手方向軸と同じ方向に延びている、(88)~(92)の何れか1つに記載の装置。
(94)前記少なくとも1つの電極は、前記導電体部から半径方向外側に延びる電気接合アームを有する、(88)~(93)の何れか1つに記載の装置。
(95)前記耐久部は、光源を有する、(88)~(94)の何れか1つに記載の装置。
(96)前記光源は、1以上の発光ダイオード(LED)を有する、(88)~(95)の何れか1つに記載の装置。
(97)前記光源は、前記耐久部の本体の周囲にリング状に配置されている、(88)~(96)の何れか1つに記載の装置。
(98)前記耐久部は、前記装置を接地するための導電性部を前記耐久部の外面に有する、(88)~(97)の何れか1つに記載の装置。
(99)前記導電性部は、前記耐久部の第1側面に設けられ、前記第1側面は、前記ユーザコントロールインタフェースが設けられた前記耐久部の第2側面の反対側に位置する、(88)~(98)の何れか1つに記載の装置。
(100)前記半耐久部を収容する前記耐久部の端部から延びるガイドをさらに有し、前記ガイドは、前記半耐久部が前記耐久部に適切に取り付けられるように誘導する、(88)~(99)の何れか1つに記載の装置。
(101)前記消耗部をさらに有し、前記消耗部は、前記溶液を所定最大量貯蔵し、前記溶液を前記半耐久部の前記少なくとも1つの電極に送り出す収容器を有する、(88)~(100)の何れか1つに記載の装置。
(102)配合された所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置であって、耐久部と、消耗部を取り外し可能に収容する半耐久部とを有し、前記半耐久部は、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられ、前記耐久部は、前記半耐久部に高電圧を供給し、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構と少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースを有し、前記半耐久部は、前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、前記ノズルの内部に設けられた前記少なくとも1つの電極とを有し、前記少なくとも1つの電極は、導電体部を有し、前記導電体部は、前記中空チューブの第1部分が、前記導電体部の第1側面から延びるように前記中空チューブを取り囲んでおり、前記導電体部は、少なくとも1つの第2電極を形成し、前記導電体部の前記第1側面の反対側の第2側面は、第2平面部の外向側面に対応しており、前記第2側面は、前記第2側面から延びる1つ以上の突起を有する、携帯型手持ち式の装置。
(103)前記少なくとも1つの電極は、中空チューブをさらに有し、前記中空チューブは、前記導電体部の前記第1側面から延びる前記少なくとも1つの電極の一部である、(102)に記載の装置。
(104)前記消耗部の収容器は、密閉されており、前記少なくとも1つの電極を介して前記半耐久部を収容する、(102)又は(103)に記載の装置。
(105)前記消耗部が、前記半耐久部に取り外し可能に取り付けられ、前記半耐久部が、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられた場合、前記消耗部の第1端部は、前記半耐久部の内部に配置されており、前記消耗部の前記第1端部の反対側の第2端部は、前記耐久部の内部に配置されている、(102)~(104)の何れか1つに記載の装置。
(106)前記ノズルの内部の前記少なくとも1つの電極は、中空チューブ部と、前記中空チューブ部の周方向に延びる延出部とを有する、(102)~(105)の何れか1つに記載の装置。
(107)前記耐久部から前記半耐久部に高電圧を供給する高電圧(HV)線をさらに有し、前記高電圧線は、前記半耐久部の絶縁体及び/又は前記耐久部の絶縁体で取り囲まれている、(102)~(106)の何れか1つに記載の装置。
(108)約10°~約60°のツイストロックであって、前記耐久部に回転可能に取り付けられ、前記半耐久部が前記耐久部に取り外し可能に取り付けられている場合、前記半耐久部と係合するため及び係合解除するために約10°~約60°回転するカラーを有するツイストロックをさらに備える、(102)~(107)の何れか1つに記載の装置。
(109)前記1つ以上の突起は、2つの突起を有し、前記突起は、前記第2平面部の前記外向側面に対称的に配置されている、(102)~(108)の何れか1つに記載の装置。
(110)導電性部は、前記耐久部の第1側面に設けられ、前記第1側面は、前記ユーザコントロールインタフェースが設けられた前記耐久部の第2側面の反対側に位置する、(102)~(109)の何れか1つに記載の装置。
(111)前記装置の側面視において、前記消耗部の一部が、前記半耐久部と重なっている、(102)~(110)の何れか1つに記載の装置。
(112)前記半耐久部が重なっている前記消耗部の部分は、前記消耗部の長さの少なくとも10%である、(102)~(111)の何れか1つに記載の装置。
(113)前記耐久部は、前記装置を接地するための導電性部を前記耐久部の外面に有する、(102)~(112)の何れか1つに記載の装置。
(114)前記半耐久部と前記耐久部とを接続すると、接合ロッドが、前記耐久部の端部から前記半耐久部の内部まで延びて、電気的に及び機械的に接続され、前記接合ロッドの端部が、弾性部材と連結する、(102)~(113)の何れか1つに記載の装置。
(115)前記弾性部材は、前記半耐久部が前記耐久部に取り付けられたときに、前記導電体部のアームに接触するか、又は接触させるように前記半耐久部に配置されており、前記接触により電気導電路が形成される、(102)~(114)の何れか1つに記載の装置。
(116)前記弾性部材は、前記半耐久部の外側側壁の半径方向内側に位置し、及び/又は、前記弾性部材の長手方向軸は、前記ノズルの導電性中空チューブの長手方向軸と同じ方向に延びている、(102)~(115)の何れか1つに記載の装置。
開示の本発明の実施形態を説明してきたが、当業者であれば、上述の説明は、単なる例示であって、本発明を限定するものではないことは明らかである。したがって、本明細書において特定の構成について説明し、図示してきたが、その他の構成も採用でき、また、採用されている。さらに、多数の変形例やその他の実施形態(例えば、組み合わせ、再配置等)が本開示によって実施可能となり、それらは、本発明及びその均等物の範囲内であるものと考えられる。開示された本発明の特徴は、開示した本発明の範囲内で、組み合わせ、再配置、省略等をして追加の実施形態を生成することができる。さらに、特定の特徴は、その他の特徴を対応して使用することなく効果的に使用することが可能である。したがって、出願人は、開示の本発明の趣旨及び範囲内にあるそのような代替例、変更例、均等例、及び、変形例の全てを含むことを意図する。

Claims (15)

  1. 配合された所定の溶液を堆積面に向けて電界紡糸又は電界スプレーする携帯型手持ち式の装置であって、
    耐久部と、
    消耗部を取り外し可能に収容する半耐久部と、
    を有し、
    前記半耐久部は、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられ、
    前記耐久部は、前記半耐久部に高電圧を供給し、ユーザからの手動入力を受けて、駆動機構と少なくとも1つの電極への高電圧の印加とを制御して、前記溶液に印加する電界を生成し、前記溶液を前記半耐久部のノズルから前記堆積面へ向けて電界紡糸又は電界スプレーするユーザコントロールインタフェースを有し、
    前記半耐久部は、前記少なくとも1つの電極に高電圧を供給し、
    ノズル先端から前記溶液を送り出す前記ノズルと、
    前記ノズルの内部に設けられた前記少なくとも1つの電極と、
    を有し、
    前記少なくとも1つの電極は、前記少なくとも1つの電極を取り囲む導電体部を有し、前記少なくとも1つの電極の一部が、前記導電体部の第1側面から延びており、
    前記導電体部は、少なくとも1つの第2電極を形成しており、
    前記導電体部の前記第1側面の反対側の面であって、前記消耗部から離れる方向に向いている第2側面は、第2平面部の外向側面に対応しており、前記第2側面は、前記第2側面から延びる1つ以上の突起を有する、
    携帯型手持ち式の装置。
  2. 前記少なくとも1つの電極は、中空チューブをさらに有し、前記中空チューブは、前記導電体部の前記第1側面から延びる前記少なくとも1つの電極の一部である、請求項1に記載の装置。
  3. 前記消耗部の収容器は、密閉されており、前記少なくとも1つの電極を介して前記半耐久部収容される、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記消耗部が、前記半耐久部に取り外し可能に取り付けられ、前記半耐久部が、前記耐久部に取り外し可能に取り付けられた場合、前記消耗部の第1端部は、前記半耐久部の内部に配置されており、前記消耗部の前記第1端部の反対側の第2端部は、前記耐久部の内部に配置されている、請求項1~3の何れか1項に記載の装置。
  5. 前記ノズルの内部の前記少なくとも1つの電極は、中空チューブ部と、前記中空チューブ部の周方向に延びる延出部とを有する、請求項1~4の何れか1項に記載の装置。
  6. 前記耐久部から前記半耐久部に高電圧を供給する高電圧線をさらに有し、前記高電圧線は、前記半耐久部の絶縁体及び/又は前記耐久部の絶縁体で取り囲まれている、請求項1~5の何れか1項に記載の装置。
  7. 10°~60°のツイストロックであって、前記耐久部に回転可能に取り付けられ、前記半耐久部が前記耐久部に取り外し可能に取り付けられている場合、前記半耐久部と係合するため及び係合解除するために10°~60°回転するカラーを有するツイストロックをさらに備える、請求項1に記載の装置。
  8. 前記1つ以上の突起は、2つの突起を有し、前記突起は、前記第2平面部の前記外向側面に対称的に配置されている、請求項1~7の何れか1項に記載の装置。
  9. 導電性部は、前記第2側面に設けられた前記ユーザコントロールインタフェースの反対側に位置する、請求項1~8の何れか1項に記載の装置。
  10. 前記装置の側面視において、前記消耗部の一部が、前記半耐久部と重なっている、請求項1~9の何れか1項に記載の装置。
  11. 前記半耐久部が重なっている前記消耗部の部分は、前記消耗部の長さの少なくとも10%である、請求項10に記載の装置。
  12. 前記耐久部は、前記装置を接地するための導電性部を前記耐久部の外面に有する、請求項1~11の何れか1項に記載の装置。
  13. 前記半耐久部と前記耐久部とを接続すると、接合ロッドが、前記耐久部の端部から前記半耐久部の内部まで延びて、電気的に及び機械的に接続され、前記接合ロッドの端部が、弾性部材と連結する、請求項1~12の何れか1項に記載の装置。
  14. 前記弾性部材は、前記半耐久部が前記耐久部に取り付けられたときに、前記導電体部のアームに接触するか、又は接触させるように前記半耐久部に配置されており、前記接触により電気導電路が形成される、請求項13に記載の装置。
  15. 前記弾性部材は、前記半耐久部の外側側壁の半径方向内側に位置し、及び/又は、前記弾性部材の長手方向軸は、前記ノズルの導電性中空チューブの長手方向軸と同じ方向に延びている、請求項13に記載の装置。
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