(57)【要約】製品を静電的に帯電させ、供給部から散布点へ分配するように構成され配置されている静電噴霧装置。この装置は、製品の供給部を含んで構成される貯蔵器と、製品を散布するためのノズルとを有する。貯蔵器とノズルとの間にチャネルが配置され、製品がチャネル内を移動する時にチャネルは製品の静電的帯電を可能にする。容積流量機構が使用され、製品を貯蔵器からノズルへ移動させる。貯蔵器とノズルとの間に配置された高圧電極の一部が、チャネル内の製品を帯電場所において静電的に帯電させることに使用される。分離した場合もあり得る製品を再構成するために、貯蔵器とノズルとの間に混合機構が配置されてもよい。高電圧接点は、高圧電極に向かう方向にばね偏向してもよい。高圧電極は、高電圧接点との接触を改善するために環状であってもよい。高電圧接点と高圧電極との間の接続を固定するために係止機構が加えられてもよい。使い捨てカートリッジを装置内で固定するために係止機能が加えられてもよい。装置から使い捨てカートリッジを取り外すために取出し機能が加えられてもよい。
2004517713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電噴霧装置と共に使用するための、製品を収容し送出するように構成されたカートリッジであって、
該製品を収容するように構成される貯蔵器と、
出口オリフィスを有し、該製品を散布するためのノズルと、
前記貯蔵器と前記ノズルとの間に配置されたチャネルであって、前記製品が前記チャネル内を移動する時に該製品の静電的帯電を可能にするチャネルと、
該静電装置から電力を受けるための高電圧接点と、
前記高電圧接点に電気的に接続されている高圧電極であって、前記ノズルから散布するために該製品を帯電させるように構成されている高圧電極と、
前記貯蔵器を実質的に包囲する導電性の高電圧遮蔽体と、
前記貯蔵器と前記ノズルとの間に配置され、該製品と流体連通して該製品を再構成する混合機構とを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
前記混合機構が、少なくとも一つの混合ボールである、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記混合機構が、少なくとも一つの静的ミキサである、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記混合機構が、少なくとも一つの穴を有する少なくとも一つのディスクである、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項５】
乱流混合を増大させるために、各々の穴が軸線方向に一直線にならないように前記ディスクが複数配列されている、請求項４に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記穴が、約０．７６ｍｍ（０．０３０インチ）の直径を持つ、請求項４に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記混合機構が、少なくとも一つの開口部を有する少なくとも一つのバッフルである、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項８】
乱流混合を増大させるために、各々の開口部が軸線方向に一直線にならないように前記バッフルが複数配列されている、請求項７に記載のカートリッジ。
【請求項９】
製品を静電的に帯電させ、供給部から散布点へ分配するように構成され配置されている静電噴霧装置であって、前記装置が、
製品の該供給部を含んで構成される貯蔵器と、
出口オリフィスを有し、該散布点に配置され且つ該製品を散布するためのノズルと、
前記貯蔵器と前記ノズルとの間に配置されたチャネルであって、前記製品が前記チャネル内を移動する時に該製品の静電的帯電を可能にするチャネルと、
該製品を前記貯蔵器から前記ノズルへ移動させるための機構と、
電荷を供給する電源と、
前記電源に電気的に接続されている高電圧供給源と、
前記高電圧供給源に電気的に接続されている高電圧接点と、
前記高電圧供給源に電気的に接続された高圧電極であって、前記高圧電極の一部が前記貯蔵器と前記ノズルとの間に配置されており、前記チャネル内の該製品を帯電場所において静電的に帯電させる高圧電極とを特徴とし、
前記高電圧接点が、前記高圧電極に向かう方向にばね偏向した静電噴霧装置。
【請求項１０】
静電噴霧装置と共に使用するための、製品を収容し送出するように構成されたカートリッジであって、
該製品を収容するように構成された貯蔵器と、
出口オリフィスを有し、該製品を散布するためのノズルと、
前記貯蔵器と前記ノズルとの間に配置されたチャネルであって、前記製品が前記チャネル内を移動する時に該製品の静電的帯電を可能にするチャネルと、
該静電装置から電力を受け取るための高電圧接点と、
前記高電圧接点に電気的に接続されている高圧電極であって、前記ノズルから散布するために該製品を帯電させるように構成されている高圧電極と、
前記貯蔵器を実質的に包囲する導電性の高電圧遮蔽体とを特徴とし、
前記高圧電極が環状であるカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、出願人らによりこれに先立って１９９９年８月１８日に出願された米国特許出願Ｎｏ．０９／３７７，３３２、及び１９９９年８月１８日に出願された米国特許出願Ｎｏ．０９／３７７，３３３の一部継続出願である。
【０００２】
（本発明の技術分野）
本発明は、個人使用向けに設計された可搬静電噴霧装置用使い捨てカートリッジに関する。特に、本発明は、製品の混合及び優れた高電圧接続体の維持のための改良を中心とする。
【０００３】
（発明の背景）
米国特許第４３８０７８６号において、ケリー（Ｋｅｌｌｙ）は再充填可能な貯蔵器システムを提示している。しかし、ケリー（Ｋｅｌｌｙ）により説明されたシステムは、送出システムを有するノズルを一体化して含んでいない。ケリー（Ｋｅｌｌｙ）の送出システムは、単に、製品貯蔵器内に伸びるディップ管を有するピストン作動ポンプであるので、説明されるシステムは、多数の液体を使用することが望まれる時、液体送出システムを相互汚染する。相互汚染を回避するために、このシステムは特別な洗浄溶液による追加洗浄工程を必要とする。更に、ケリー（Ｋｅｌｌｙ）は容積流量システムを含んでいない。むしろ、ケリー（Ｋｅｌｌｙ）は、使用者によるレバーアーム２６６の作動に反応して流体が送出される非連続的送出システムを有する。従って、使用者からの一定でない作動力のために、レバーが押し下げられる速度が変化することがあるので、ケリー（Ｋｅｌｌｙ）の流量は可変である。ケリー（Ｋｅｌｌｙ）のシステムはまた、その必要性を認識していないので、製品貯蔵器を通過する電流を制限する解決法を提示していない。最後に、ケリー（Ｋｅｌｌｙ）は貯蔵器内で製品を混合するための手段を提示していない。
【０００４】
米国特許第６０７９６３４号において、ノークス（Ｎｏａｋｅｓ）は使い捨て貯蔵器システムを提示している。電極は、装置と接続したままであると共にその装置と連通する全ての貯蔵器に共通の要素であるので、ノークス（Ｎｏａｋｅｓ）のシステムは「クリーン」な設計ではない。ノークス（Ｎｏａｋｅｓ）の電極は、異なる貯蔵器からの製品間の相互汚染の原因である。更に、ノークス（Ｎｏａｋｅｓ）の電極の設計は、破断の可能性の高い細い金属ワイヤである。更に、ノークス（Ｎｏａｋｅｓ）により説明されたシステムは、非連続的送出システムである。更に、ノークス（Ｎｏａｋｅｓ）は製品貯蔵器を通過する電流を制限する問題のための解決法を認識又は提示していない。更に、ノークス（Ｎｏａｋｅｓ）は製品を混合するための混合機能を貯蔵器に組み込む方法を提示していない。最後に、ノークス（Ｎｏａｋｅｓ）は部分的に充填された貯蔵器を除去又は再利用する問題を扱っていない。電極により穴の開いた貯蔵器では、部分的に充填された貯蔵器を取り除くのはやっかいであり得る。更に、部分的に充填された貯蔵器を再度使用することが望まれる時、電極を先の穴の位置と一直線にし、又は異なる穴を作って先の穴の位置からの製品の漏れを防ぐ方法を考案する必要がある。
【０００５】
（発明の概要）
製品を静電的に帯電させ、供給部から散布点へ分配するように構成され配置されている静電噴霧装置用使い捨てカートリッジ。静電噴霧装置は、製品の供給部を含んで構成される貯蔵器と、製品を散布するためのノズルとを有する。ノズルは散布点に配置される。ノズルは出口オリフィスを有する。貯蔵器とノズルとの間にチャネルが配置され、製品がチャネル内を移動する時にチャネルは製品の静電的帯電を可能にする。容積流量機構が使用され、製品を貯蔵器からノズルへ移動させる。電源が電荷を供給する。高電圧供給源、高電圧接点、及び高圧電極が使用される。貯蔵器とノズルとの間に配置された高圧電極の一部が、チャネル内の製品を帯電場所において静電的に帯電させることに使用される。分離した場合もあり得る製品を再構成するために、貯蔵器とノズルとの間に混合機構が配置されてもよい。混合機構は、混合ボール、静的ミキサ、少なくとも一つの穴を有するディスク、少なくとも一つの開口部を有するバッフル、プロップミキサであってもよい。
【０００６】
高電圧接点は、高圧電極に向かう方向にばね偏向してもよい。高圧電極は、高電圧接点との接触を改善するために環状であってもよい。高電圧接点と高圧電極との間の接続を固定するために係止機構が加えられてもよい。使い捨てカートリッジを装置内で固定するために係止機能が加えられてもよい。装置から使い捨てカートリッジを取り外すために取出し機能が加えられてもよい。
【０００７】
（好ましい実施態様の詳細な説明）
本明細書は、本発明を特定して指摘し明確に請求する請求項をもってまとめるが、本発明は、添付図面と連係してなされる以下の説明からより良く理解されるであろう。
【０００８】
図１と図２を参照すると、使い捨てカートリッジ２００を有する手持ち式自蔵型静電噴霧装置５が示されている。使い捨てカートリッジ２００は、化粧品、皮膚クリーム、及び皮膚ローションを含むが、これに限定されない様々な製品を含有することができる。使い捨てカートリッジ２００内の製品は、積極的に移動することができ（以下で検討）、歯車箱／電動機構成要素１０より動力を供給されてもよい。歯車箱／電動機構成要素１０は、左又は第一のハウジング３０上に固定することができる。歯車箱／電動機構成要素１０は、機械的に、接着剤で、又はいかなる他の適切な技法でも、所定の場所に取り付けることができる。歯車箱／電動機構成要素１０は、歯車箱１０ｂに連結された精密電動機１０ａを具備するのが好ましい。電源２０が、装置に電力を提供する。適切な電源２０の例は、２つの「ＡＡＡ」型電池を含むが、これに限定されない。電源２０は、制御回路６０から高電圧供給源４０へ、次いで使い捨てカートリッジ２００に接触する高電圧接点５０を通して、装置に電力を提供する。高電圧供給源４０は、制御回路６０（以下で検討）により動力供給され制御される。入力スイッチ８０により、使用者は、電源２０と制御回路６０の間を中断することができる。入力スイッチ８０はスイッチ８０が「オン」又は閉位置にある時にだけ、電圧が回路の残部へ供給されるように設計される。塗布スイッチ７０により、使用者は、電動機１０ａを選択的に作動させることができ、これにより製品の送出及び噴霧を作動させる。歯車箱／電動機構成要素１０は、歯車箱１０ｂの軸（図１及び図２には示さず、図３参照）に例えば止めねじ（図示されず）で固定された駆動体９０を有する。駆動体９０は、突き出した幾つかの例えば３つの指部を有し、指部はアクチュエータ２４０の後側の一致する窪みへ嵌入することができる。
【０００９】
あるいは、製品貯蔵器２２０は導電性材料で形成して、貯蔵器２２０の周囲に別個の導電性遮蔽体を有する代わりに、製品貯蔵器を高電位に維持するために使用してもよい。カートリッジ絶縁体２６０は、導電性製品貯蔵器２２０から製品貯蔵器２２０の近くに隣接する、より低電位を有する点への放電を防ぐことができる。製品貯蔵器２２０は、炭素繊維を１０％充填したアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）のような電気的に導電性材料の塑性体で成型することができる。カートリッジ絶縁体２６０は、導電性製品貯蔵器２２０から、より低電位を有する装置内対象物への放電を防ぐ絶縁カバーを提供する。この実施形態では、導電性遮蔽体２１０は必要とされない。
【００１０】
本発明の第一態様は、製品貯蔵器２２０内又はその後の製品送出経路内のどちらかにおいて、分離した物質を機械的に混合及び再懸濁する手段に関する。第一実施形態では、図２に例示されるように、一つ以上の混合ボール２９０が製品貯蔵器２２０内に配置される。次に、使い捨てカートリッジ２００が操作者により振り動かされると、混合ボール２９０は製品貯蔵器２２０内で動く。製品貯蔵器２２０内で混合ボール２９０が動くと、製品貯蔵器２２０内で製品の乱流混合が達成されて、いかなる分離した製品も再構成することができる。使い捨てカートリッジ２００は、それが意図する静電噴霧装置の内側又は外側のいずれかにある間に振り動かされてもよいことが理解できる。
【００１１】
図３に例示されるように、製品混合をもたらす更に他の実施形態では、静的ミキサ４００が製品貯蔵器２２０とノズル出口オリフィス２８０との間で流体連通して配置される。静的ミキサ４００は、直線の流体流路と比較して、流体流路内で高い程度の乱流混合を作リ出すように設計される。流体流路内で達成された乱流混合は、いかなる分離した製品も再構成するはずである。静的ミキサ４００は次のものを含むが、これに限定されない。
【００１２】
１．他の形状でも価値を認めることができるが、図３に例示されるような螺旋形構造体。
２．図４に例示されるような、少なくとも一つの穴５１０を有する少なくとも一つのディスク５００。ディスク５００は製品流路内に挿入される。複数のディスク５００が挿入されてもよく、より好ましくは、乱流混合を増大させるためにそれらの穴５１０は軸方向に一直線でない。乱流混合の程度を変えるために、当業者が、穴５１０の直径、穴５１０の位置、及び／又は穴５１０の数を変更してもよいことが理解されるであろう。図４の実施例における穴５１０の直径は、約０．７６ｍｍ（０．０３０インチ）である。
３．図５に例示されるような、少なくとも一つの開口部６１０を有する少なくとも一つのバッフル６００。バッフル６００は製品流路内に挿入される。複数のバッフル６００が挿入されてもよく、より好ましくは、乱流混合を増大するためにそれらの開口部６１０は軸方向に一直線でない。乱流混合の程度を変えるために、当業者が、バッフル６１０の寸法、バッフル６１０の位置、及び／又はバッフル６１０の数を変更してもよいことが理解されるであろう。
【００１３】
図６に例示されるような更に他の実施形態では、製品混合をもたらすために、プロップミキサ７００が製品貯蔵器２２０内に加えられる。プロップミキサ７００は、ピストン２３０に接続されるパドルの形態をとってもよい。ピストン２３０が上又は下に回転すると、プロップミキサ７００も同様に動き、製品貯蔵器内２２０に乱流混合を作り出す。そのようなプロップミキサ７００は、必ずしもピストン２３０に取り付けられる必要のないことも、当業者に理解されるであろう。そのような代替構成は次のものを含むが、これに限定されない。
１．製品貯蔵器２２０内又はそれに続く製品送出経路内のいずれかの他の回転部材（例：ねじ付き軸２５０）に取り付けられるプロップミキサ７００、又は
２．プロップミキサ７００は、プロップミキサ７００が製品の流れに応じて使い捨てカートリッジの長手方向軸の周囲を回転するように、使い捨てカートリッジ内に取り付けられないが収容される。
【００１４】
図７と図８を参照すると、使い捨てカートリッジ２００を有する手持ち式自蔵型静電噴霧装置５が示されている。使い捨てカートリッジ２００は、化粧品、皮膚クリーム、及び皮膚ローションを含むが、これに限定されない様々な製品を含有することができる。使い捨てカートリッジ２００内の製品は、積極的に放出され（上で検討）、歯車箱／電動機構成要素１０により動力を供給されてもよい。歯車箱／電動機構成要素１０は、左又は第一のハウジング３０上に固定することができる。歯車箱／電動機構成要素１０は、機械的に、接着剤で、又はいかなる他の適切な技法でも、所定の場所に取り付けることができる。歯車箱／電動機構成要素１０は、歯車箱１０ｂに連結された精密電動機１０ａを具備するのが好ましい。電源２０は、最終的に精密電動機１０ｂを作動させる電力を提供する。適切な電源２０の例は、２つの「ＡＡＡ」型電池を含むが、これに限定されない。電源２０からの電力は、制御回路６０及び高電圧供給源４０を介して、使い捨てカートリッジ２００と接触する高電圧接点５０まで運ばれる。高電圧供給源４０は、制御回路６０（以下で検討）により動力を供給されると共に制御される。入力スイッチ８０により、使用者は電源２０と制御回路６０との間を中断することができる。入力スイッチ８０は入力スイッチ８０が「オン」又は閉位置にある時にだけ、電圧が回路の残部に供給されるように設計される。塗布スイッチ７０により、使用者は、電動機１０ａを選択的に作動させることができ、これにより製品の送出及び噴霧を作動させる。歯車箱／電動機構成要素１０は、歯車箱１０ｂの軸（図１と図２には示されず、図３参照）に例えば止めねじ（図示されず）で固定された駆動体９０を有する。駆動体９０は、突き出した幾つかの例えば３つの指部を有し、指部はアクチュエータ２４０の後側の一致する窪みへ嵌入することができる。
【００１５】
本発明の更に他の態様は、高電圧接点８５０と使い捨てカートリッジ２００上の導電性遮蔽体２１０との間の接触を維持することに関する。取り外し可能／交換可能な製品貯蔵器を有する静電噴霧装置の種類については、装置自体と使い捨てカートリッジ２００との間の高電圧接続を維持する能力は、一貫した定常状態の噴霧を維持するために重要である。高電圧接点８５０と導電性遮蔽体２１０（又は類似した電極）との間の接続に中断が存在する場合、噴霧が中断され且つ／又は望ましくない噴霧が生じる。図１に例示されるような一実施形態では、導電性遮蔽体２１０は実質的に円形の外形であり、環状の電極接触部分３００を有する。環状の電極接触部分３００は、製品貯蔵器２２０が装置５内で回転又は移動する時に特に重要である、高電圧接点８５０と導電性遮蔽体２１０との間の緊密な接触を改善する。そのような回転及び／又は動きにより、高電圧電力の供給が一定期間中断され、もって噴霧遂行が中断される。環状電極接触部分３００の追加は、この問題を最小化するのに役立つ。代替の設計では（図示されず）、同様の結果を達成するために、実質的に円形の外形で高電圧接点８５０を構成することも当業者に認められてもよい。図７に例示されるように、高電圧接点８５０と導電性遮蔽体２１０との間の接触を改善するために、ばね偏向を使用することを当業者ならば認めるであろう。図７では、高電圧接点８５０は「板ばね」として構成され、この板ばねは、使い捨てカートリッジ２００が装置５内に装填される時、導電性遮蔽体２１０との接触を維持するように偏向する。高電圧接点８５０と導電性遮蔽体２１０との間の緊密な接触を改善する更に他の実施形態が図９と図１０に示され、以下で更に説明される。
【００１６】
図９と図１０に例示されるような本発明の更に他の態様は、係止機能及び取出し機能の両方を使い捨てカートリッジ２００及び噴霧装置８０５内に組み込んでいる。この実施形態では、使い捨てカートリッジ２００を挿入スリーブ９１０内の留め位置１０１０で固定するために歯止め機構１０２０が使用されている。歯止め機構１０２０はまた、使い捨てカートリッジ２００が装置５内で適切に設置されているという明確な触知及び可聴信号を使用者に与える。係止機構１０００は、アクチュエータボタン１０５０、係止スライド１０３０、及び係止ばね１０４０からなる。係止機構１０００は、使い捨てカートリッジ２００の下側又は他のいかなる適切な位置に接続されてもよい。係止スライド１０３０は、係止ばね１０４０により「上」位置で偏向している。使い捨てカートリッジ２００が取り付けられる時、係止スライド１０３０は下方に動き、使い捨てカートリッジ２００は挿入スリーブ９１０内に配置される。使い捨てカートリッジ２００が完全に挿入スリーブ９１０内にある時、係止スライド１０３０は係止ラグ３１０（図１に示される）内に滑り込んで、カチッという可聴音を発生すると共に、挿入スリーブ９１０の内側で使い捨てカートリッジ２００をしっかりと係止する。アクチュエータ２４０は、電極カバー１０７０を使い捨てカートリッジ２００の挿入方向と同じ方向に移動させ、装置５の内側の高電圧接点８５０（図１０に示されず）を露出させる。電極カバー１０７０は、スライドチャネル１０８０内に取り付けられ、そのスライドチャネルにより後方に誘導されることができる。電極カバー１０７０は、後方に動く時、偏向ばね１０６０を圧縮する。使用者が使い捨てカートリッジ２００を挿入スリーブ２００から取り除くことを所望する時、使用者はアクチュエータボタン１０５０を作動させ、係止スライド１０３０を下方に動かして、それを係止ラグ３１０から外す。その後、使い捨てカートリッジ２００は、偏向ばね１０６０の減圧により挿入スリーブ９１０内で前方に動かされる。その後、使用者は装置５から使い捨てカートリッジ２００の取り除きを完了できる。係止機構１０００は、適所に一旦設置及び固定されると、使用及び保管中に装置５の振動及び操作により使い捨てカートリッジ２００が不用意に取り除かれるのを防止する。
【００１７】
以上、本発明の好ましい実施形態を示し説明したが、本明細書で説明した本発明の更なる改変は、当業者が適切な変更を加えることにより、本発明の範囲を逸脱することなく達成することができる。これらの可能な変更及び代替案について既に説明したものもあるが、その他は当業者に明白であろう。例えば、本発明の代表的な実施形態を説明の目的で検討したが、説明した要素は、技術的な進歩により絶えず更新され改良されることを理解する必要がある。従って、本発明の範囲は以下の請求項に関して考察されるべきであり、明細書及び図面に示して説明した構成、操作又は工程の詳細事項に限定されないことが理解される。
【００１８】
参考としての組み入れ
関連する静電噴霧装置及びカートリッジは、同時に出願し共に譲渡された次の米国特許出願に説明されており、参考として本明細書に組み入れる。
代理人整理番号８３９４に指定された「静電噴霧装置」。
代理人整理番号８３９５に指定された「静電噴霧装置」。
代理人整理番号８３９６に指定された「静電噴霧装置」。
【図面の簡単な説明】
【図１】手持ち式自蔵型静電噴霧装置用使い捨てカートリッジの組立分解等角図である。
【図２】図１の使い捨てカートリッジの横断面図である。
【図３】静的ミキサを有する使い捨てカートリッジの横断面図である。
【図４】乱流混合を増大するために少なくとも一つのディスクを有する使い捨てカートリッジの等角図である。
【図５】乱流混合を増大するために少なくとも一つのバッフルを有する使い捨てカートリッジの等角図である。
【図６】プロップミキサを有する使い捨てカートリッジの横断面図である。
【図７】使い捨てカートリッジを有する手持ち式自蔵型静電噴霧装置の組立分解等角図である。
【図８】図７の装置の組立等角図である。
【図９】図１の装置の出口部分の横断面図である。
【図１０】図１の挿入スリーブ及び付帯部品の組立分解等角図である。
【図１１】取り付けられていないプロップミキサを有する使い捨てカートリッジの等角図である。
【国際公開パンフレット】
2004517713.tif 000003
2004517713.tif 000004
2004517713.tif 000005
2004517713.tif 000006
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2004517713.tif 000024
2004517713.tif 000025
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004517713.tif 000026
2004517713.tif 000027
【国際調査報告】
2004517713.tif 000028
2004517713.tif 000029
2004517713.tif 000030
2004517713.tif 000031