(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で回復操作を行い、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液滴吐出装置を提供することである。【解決手段】液滴吐出装置は、液剤を液滴として吐出して利用者に吸入口を介して吸入させる液滴吐出装置であって、液滴を噴出させる吐出ヘッド１０１と液剤を収容する収容部２０２を有する液剤収容器１００を取り付ける為の取付け部３０を備え、取付け部３０に取り付けられる液剤収容器１００の収容部２０２の少なくとも一部を圧迫して吐出ヘッド１０１内部に液剤を充填させる回復操作を行なう為の突起部材４０などの回復手段を備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液剤を液滴として吐出して利用者に吸入口を介して吸入させる液滴吐出装置であって、液滴を噴出させる吐出ヘッドと液剤を収容する収容部を有する液剤収容器を取り付ける為の取付け部を備え、該取付け部に取り付けられる液剤収容器の収容部の少なくとも一部を圧迫して吐出ヘッド内部に液剤を充填させる回復操作を行なう為の回復手段を取付け部に備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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液滴吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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）。
【０００３】
【特許文献１】
特表平８−５１１９６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
通常、インクジェット記録装置の場合には、新しい吐出インクカートリッジを装着する場合や、使用段階で吐出不良の現象が見られたとき、ヘッド吐出口面からインクを吸引するなどして、ヘッド内のインク流路をインクで満たす回復操作がおこなわれる。しかし、このような吸引回復手段は装置全体を大型化かつ重量化するという弊害があった。
【０００５】
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、比較的簡単な構成で回復操作を行い、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液滴吐出装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の液滴吐出装置は、液剤を液滴として吐出して利用者に吸入口を介して吸入させる液滴吐出装置であって、液滴を噴出させる吐出ヘッドと液剤を収容する収容部（これには後記の実施形態で示す袋式のもの、シリンダー・ピストン式のものなどがあり、後者のものでは突起部材で摺動可能なピストンの部分を圧迫する様にすればよい）を有する液剤収容器（カートリッジ）を取り付ける為の取付け部を備え、該取付け部に取り付けられる液剤収容器の収容部の少なくとも一部を圧迫して吐出ヘッド内部に液剤を充填させる回復操作を行なう為の回復手段を取付け部に備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態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、空気を通過させるための通気口部４、および薬剤吐出カートリッジ（液剤収容器）１００を交換するための蓋３が設けられている。本体ケース１内には、吐出カートリッジ１００を収納・固定するための固定部材（取付け部）３０、および固定部材３０と本体ケース１とを貫通する可動な突起部材４０が具備されている。
【０００９】
本実施形態では、薬剤吐出カートリッジ１００は、ゴムなどの可撓性部材からなる薬液袋２０２を内包する薬液タンク２０１、およびタンク２０１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１０１を有する。薬液タンク２０１は、側面の一部に突起部材４０の突起部位と嵌合する開口部２０３を備えている。本実施形態の場合、吐出ヘッド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。
【００１０】
吐出ヘッド１０１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１０１、制御部１４ならびに他の電気的に作動される部分は、本体側壁を通して延びている電気配線を介して繋がっており、利用者により操作可能であるオン／オフスイッチ１６の操作でバッテリ１５から通電される。
【００１１】
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、吸入時でのみ制御部１４により選択的に吐出ヘッド１０１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る。
【００１２】
以上の構成の本実施形態の操作および動作を説明する。
利用者はまず、図２に示すように本体側壁に設けられた蓋３を開け、薬剤吐出カートリッジ１００を本体に装入する。吐出ヘッド１０１を本体側の固定部材３０に嵌合させ、薬液タンク２０１を押し込む。突起部材４０は、タンク２０１側面に設けられた開口部２０３に嵌合してタンク２０１内部の薬液袋２０２を押し込み、薬液袋２０２の内部圧力の増大によって、薬液は吐出ヘッド１０１内の流路１０７および共通液室１０８、さらに吐出ノズル内部（不図示）に充填される。
【００１３】
更に薬液タンク２０１を押し込むと、薬液袋２０２はこれ以上押し込まれないで、図３に示すように突起部材４０が押し込まれ、突起部材４０が本体外部に突出した状態で、薬剤吐出カートリッジ１００が本体側固定部材３０に固定される。ここで、利用者がオン／オフスイッチ１６の操作した後にマウスピース１０を銜えて吸気すると、これをセンサ１３が検知し、制御部１４により吐出ヘッド１０１（これは確実に回復措置が取られている）から薬液滴が吐出させられ、通気口部４からの気流に乗って利用者の体内に吸収される。所定の薬液吸引を終了した段階で、本体外部に突出した突起部材４０を押し込むことにより、簡単に薬剤吐出カートリッジ１００を取り出すことができる。
【００１４】
本実施形態において、吐出カートリッジ１００と本体の電気コンタクトとの電気的接続の位置精度を確保するために、突起部材４０は吐出カートリッジ１００の固定位置決めのための部材として用いることもできる。
【００１５】
ここで本実施形態のカートリッジ１００について説明する。カートリッジ１００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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
しかしながら本実施形態では、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、本実施形態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。
【００１９】
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。
【００２０】
従って、本実施形態では、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。
【００２１】
以上に述べた様に、本実施形態では、利用者の吸気状態を感知する圧力センサ１３の感知に応じて、微小液滴の吐出が、確実に回復措置が取られている吐出ヘッド１０１で行われ、動作信頼性の高い薬剤吐出装置が実現される。
【００２２】
（第２の実施形態）
図４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、突起部材４０は吐出ヘッド１０１内に配置されており、筒状部の凸形状部４０ａにより略固定されている。また、本体側壁に設けられた吐出カートリッジ固定部（取付け部）１８には、上記突起部材４０に作用するガイド突起１９が具備されている。
【００２３】
図５は、本実施形態のカートリッジ１００の装着完了状態を説明する断面図である。吐出カートリッジ固定部１８に具備されたガイド突起１９に突起部材４０を嵌合させるように吐出カートリッジ１００を押し込むと、突起部材４０の他端が開口部２０３を通って吐出ヘッド１０１から突き出し、薬液タンク２０１の中の薬液袋２０２を押し込み、吐出ヘッド１０１内を薬液で満たすことが可能になる。こうして回復操作が行なわれる。吐出カートリッジ１００を更に押し込むと、吐出ヘッド１０１と本体側の吐出カートリッジ固定部１８とが完全に嵌合させられ、吐出カートリッジ１００が本体に固定される。吐出カートリッジ１００を本体から取り外すときには、カートリッジ１００をこじる様に傾けて固定部１８との嵌合を外せばよい。以上に説明したように、本実施形態においては、第１の本実施形態における突起部材４０を、カートリッジ１００側のガイド突起１９と本体側の突起部材４０に分けた構成になっている（ただし、本実施形態のガイド突起１９と突起部材４０は、本体からカートリッジ１００を取り外すときには第１の本実施形態の突起部材４０の様には働かない）。本実施形態の操作および動作は、基本的に第１の実施形態と同じである。
【００２４】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態を説明する断面図である。本実施形態は第２の実施形態と概略は同様であるが、吐出ヘッド１０１と薬液タンク２０１とが別体に形成され、第一の嵌合部１１１で略固定されている。吐出ヘッド１０１には、吐出ヘッド内流路に連通した針状突起１０９が形成され、薬液タンク栓部材２０５と相対している。
【００２５】
図７は、カートリッジ１００が本体に装着完了された状態を説明する断面図である。装着のときの操作は次の様になる。先ず、薬液タンク２０１を第二の嵌合部１１２まで押し込むことによって、針状突起１０９が薬液タンク栓部材２０５を突き破り、吐出ヘッド１０１と薬液タンク２０１とが連通する。そして、吐出カートリッジ固定部（取付け部）１８に具備されたガイド突起１９に突起部材４０を嵌合させるように、吐出カートリッジ１００を押し込む。これにより、突起部材４０の他端が開口部２０３を通って吐出ヘッド１０１から突き出し、薬液タンク２０１の中の薬液袋２０２を押し込み、吐出ヘッド１０１内を薬液で満たすことが可能になる。吐出カートリッジ１００を更に押し込み、吐出ヘッド１０１と本体側の吐出カートリッジ固定部１８とを嵌合させれば、吐出カートリッジ１００は本体に固定される。この実施形態の場合、吐出ヘッド１０１と薬液タンク２０１とを別体に形成できるので、吐出ヘッド１０１からの液漏れの心配が無く、物流時のヘッドキャッピングなどを簡素化できる利点がある。
【００２６】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態を説明する断面図である。本実施形態の場合、突起部材４０は本体内に配置されている。図９は本体の吐出カートリッジ取付け部の側面図であり、図９（ａ）は蓋３が空いている状態を、図９（ｂ）は蓋３が閉じている状態を、それぞれ示している。突起部材４０は蓋３の開閉動作に連動しており、蓋３の開閉操作によって蓋部材に斜めに開けられたガイド孔５が動き、ガイド孔５に嵌合する部位４０ｂを構成の一部とする突起部材４０が前後に動く。前方に動くとき、突起部材４０は薬液タンク開口部２０３に嵌合して薬液袋２０２を押し込み、吐出ヘッド１０１内を薬液で満たす。また、同時に吐出カートリッジ１００を固定部材３０に固定する。
【００２７】
本実施形態では、蓋３の開閉方向が本体側面を横断する方向になるように、蓋材を形成しているが、開閉方向が本体側面を縦断する方向になるように形成してもよい。この場合、蓋３の開閉方向と突起部材４０の移動方向が一致するので、構成（特に、ガイド孔５の開け方）をより簡単にすることができる。また、第３の実施形態と同様、吐出ヘッド１０１と薬液タンク２０１とを別体に形成した吐出カートリッジ１００を用いても良い。
【００２８】
（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態を説明する断面図である。本実施形態の場合、突起部材４０が本体内に配置されており、本体はマウスピース側本体１ａと、制御部側本体１ｂとにわかれている。突起部材４０は、制御部側本体１ｂに固定されているか、または一体に形成されており、マウスピース側本体１ａと円筒状側面に沿って回転可能に嵌合している。また、突起部位４０ｃは雄ネジになっている。そして、薬液タンク２０１底面に設けられた開口部２０３内側面には、突起部位４０ｃの雄ネジに嵌合する雌ネジが形成されている。
【００２９】
使用時において、利用者は、先ず、マウスピース１０を外した本体開口部から吐出カートリッジ１００を挿入する。吐出カートリッジ１００は、固定部材３０によって、本体内縦方向にのみ移動可能に設定されている。ここで突起部材４０を回転させると、図１１のように突起部材４０の突起部位４０ｃと薬液タンク開口部２０３とが嵌合して、突起部位４０ｃが薬液袋２０２を押し込み、吐出ヘッド１０１内を薬液で満たす。また、所定の位置まで回転させることにより、吐出カートリッジ１００を固定し、本体１ａと本体１ｂとを電気的に接続させる。本実施形態の場合も、第３の実施形態と同様、吐出ヘッド１０１と薬液タンク２０１とを別体に形成した吐出カートリッジ１００を用いても良い。本実施形態において、適当な回転停止解除手段を用いて突起部材４０の回転を多段階で行なえる様にして、初期回復操作のみでなく、使用途中段階においてもカートリッジ１００のリフレッシングなどの回復操作を行なえる様にしても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、装置の取付け部に取り付けられる液剤収容器（吐出カートリッジ）の液剤収容部の少なくとも一部を圧迫して吐出ヘッド内部に液剤を充填させる回復操作を行なう為の突起部材の如き回復手段を取付け部に備えるので、比較的安価かつ簡単な構成で、動作信頼性の高い液剤吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】図１の薬剤吐出装置の吐出カートリッジ装着過程を説明する断面図である。
【図３】図１の薬剤吐出装置の吐出カートリッジ装着完了状態を説明する断面図である。
【図４】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および吐出カートリッジ装着過程を説明する断面図である。
【図５】図４の薬剤吐出装置の吐出カートリッジ装着完了状態を説明する断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態としての薬剤吐出装置の全体構成および吐出カートリッジ装着過程を説明する断面図である。
【図７】図６の薬剤吐出装置の吐出カートリッジ装着完了状態を説明する断面図である。
【図８】本発明の第４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。
【図９】図８の薬剤吐出装置の蓋の開閉動作を説明する側面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態としての薬剤吐出装置の全体構成および吐出カートリッジ装着過程を説明する断面図である。
【図１１】図１０の薬剤吐出装置の吐出カートリッジ装着完了状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
１    本体外装ケース
２    バッテリー交換用蓋
３    吐出カートリッジ交換用蓋
４    本体通気口部
５    吐出カートリッジ交換用蓋のガイド孔
１０    マウスピース
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
１８    吐出カートリッジ固定部
１９    ガイド突起
３０    吐出カートリッジ固定部材
４０    突起部材
４０ａ    突起部材の凸形状部
４０ｂ    ガイド孔に嵌合する突起部材の突起部位
４０ｃ    突起部材の雄ネジの切られた突起部位
１００    吐出カートリッジ
１０１    吐出ヘッド
１０７    薬液流路
１０８    共通液室
１０９    針状突起
１１１    第一の嵌合位置
１１２    第二の嵌合位置
２０１    薬液タンク
２０２    薬液袋
２０３    薬液タンク開口部
２０５    薬液タンク栓部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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