JP6526393B2 - 電動ディスペンサー - Google Patents

Description

本発明は、電動ディスペンサーに関し、特に、ディスペンサー本体から供給されるエアーによって、吐出容器に収容された内容液を吐出させる電動ディスペンサーに関する。

例えば病院や介護用の施設等においては、施設内の衛生的な環境を保持すると共に、内容液の吐出操作を容易に行うことができるように、例えばハンドソープ等の洗浄剤や消毒液等の内容液を、エアーポンプから供給されるエアーによる圧気によって、吐出ノズルから吐出させる電動式の電動ディスペンサーが用いられている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の電動ディスペンサーは、エアーポンプ、エアー供給配管、制御部等を備えるディスペンサー本体のホルダー部に、吐出ノズル部を有する吐出容器を、カートリッジ式に着脱交換可能に装着して使用される。また、この電動ディスペンサーは、ディスペンサー本体からはエアーを送り込むだけで、ディスペンサー本体の内部には、吐出容器の容器本体から内容液を取り込まない機構となっているので、吐出容器を適宜交換することによって、残留する内容液を長期間滞留させることなく、衛生的に使用することが可能である。

また、従来の電動ディスペンサーでは、吐出容器を交換した直後の、容器本体に内容液が十分に残っている状態と、相当期間使用されて内容液の残量が少なくなった状態とでは、内容液の上方のヘッドスペースの大きさが異なるので、一定量のエアーを送り込んでも、一定量の内容液を吐出させることができなくなる。このため、特許文献１の電動ディスペンサーでは、例えば吐出容器の内部の内容液の残量を間接的に類推して、類推した残量に応じて、エアーを送り込むエアーポンプの駆動終了のタイミングを調整することで、一定量の内容液を吐出できるようにしている。

特開平８−２３８３１７号公報

しかしながら、特許文献１の電動ディスペンサーでは、吐出パイプの中にフロートを設け、エアーポンプの駆動を開始してからフロートが吐出口手前の所定位置に達するまでの時間を計測し、この計測された時間に基づいて、マイクロコンピュータのメモリに予め記憶させたデータテーブルを参照することにより、相応する液体の残量を間接的に類推し、かつ、この残量に応じて、一定量の内容液を吐出させるためにエアーポンプを駆動すべき残り時間を決定することによって、エアーポンプの駆動終了時を調整するようになっている。

したがって、特許文献１の電動ディスペンサーでは、エアーポンプの駆動を開始した後、引き続き駆動すべき残り時間は、細長い吐出パイプによる流路を経て、フロートが吐出口手前の所定位置に達するまでの時間を計測して、相応する液体の残量を間接的に類推することで決定するようになっているため、例えば内容液の粘度や、吐出パイプの内壁面とフロートとの接触や引っ掛かり等の影響によって、エアーポンプの駆動終了時を、安定した状態で調整することが難しくなると共に、フロートが邪魔になって、内容液をスムーズに吐出させることができなくなるおそれがある。

本発明は、容器本体に収容された内容液の残量が少なくなっても、内容液の残量を精度良く検出して、所定量の内容液を、安定した吐出量および吐出状態でスムーズに吐出させることのできる電動ディスペンサーを提供することを目的とする。

本発明は、ディスペンサー本体と、該ディスペンサー本体に装着される吐出容器とを含み、前記ディスペンサー本体から供給されるエアーによって、前記吐出容器に収容された内容液を吐出させる電動ディスペンサーであって、前記吐出容器は、内容液が収容された容器本体と、内容液の吐出機構とを備えており、前記ディスペンサー本体は、エアーポンプと、装着された前記吐出容器の容器本体に収容された内容液の残量を検出するセンサー部と、前記エアーポンプを制御する制御部とを備えており、前記センサー部は、前記容器本体に収容された内容液の液位又は重量を検出することによって、内容液の残量を検出するようになっており、前記制御部は、前記センサー部によって検出された内容液の液位又は重量に応じて、前記エアーポンプを制御する電動ディスペンサーを提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の電動ディスペンサーによれば、容器本体に収容された内容液の残量が少なくなっても、内容液の残量を精度良く検出して、所定量の内容液を安定した吐出量および吐出状態でスムーズに吐出させることができる。

本発明の好ましい第１実施形態に係る電動ディスペンサーの構成図である。 本発明の好ましい第２実施形態に係る電動ディスペンサーの構成図である。 吐出容器のフォーマー機能を有する吐出機構を説明する要部略示断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、センサー部によって検出された内容液の液位に応じて、所定量の内容液を吐出させる際の、制御部による制御を説明するフローチャートである。

図１に示す本発明の好ましい第１実施形態に係る電動ディスペンサー１０は、例えば病院や介護用の施設等に設置して用いられる。本第１実施形態の電動ディスペンサー１０は、電動式であり、内容液として例えばハンドソープ等の洗浄剤や消毒剤等を、好ましくは検知センサー１９に手をかざすだけで、当該電動ディスペンサー１０に手を直接触れさせることなく、所定量、自動的に吐出させる装置として使用される。本第１実施形態の電動ディスペンサー１０は、ディスペンサー本体１１に、吐出容器２１をカートリッジ式に着脱交換可能に装着して用いられる。本第１実施形態の電動ディスペンサー１０は、吐出容器２１の容器本体２２に収容された内容液の残量が少なくなっても、内容液の残量を精度良く直接的に検出することを可能にして、所定量の内容液を安定した吐出状態でスムーズに吐出できるようにする機能を備える。

そして、本第１実施形態の電動ディスペンサー１０は、図１に示すように、ディスペンサー本体１１と、このディスペンサー本体１１に好ましくは着脱交換可能に装着される吐出容器２１とを含み、ディスペンサー本体１１から供給されるエアーによって、吐出容器２１に収容された内容液を吐出させる電動式のディスペンサーである。吐出容器２１は、内容液が収容された容器本体２２と、内容液の吐出機構２４とを備えている。ディスペンサー本体１１は、エアーポンプ１２と、装着された吐出容器２１の容器本体２２に収容された内容液の残量を検出するセンサー部１４と、エアーポンプ１２を制御する制御部１５とを備えている。センサー部１４は、容器本体２２に収容された内容液の液位又は重量を検出することによって、内容液の残量を検出するようになっている。制御部１５は、センサー部１４によって検出された内容液の液位又は重量に応じて、エアーポンプ１２を制御する。

また、本第１実施形態では、センサー部１４は、容器本体２２に収容された内容液の液位を検出することによって、内容液の残量を検出するようになっており、制御部１５は、センサー部１４によって検出された内容液の液位に応じてエアーポンプ１２を制御するようになっている。

さらに、本第１実施形態では、センサー部１４は、内容液の使用に伴って内容液の液位が所定の高さ位置まで下がったことを検出する１又は２以上の光電センサー１４ａ，１４ｂ又は静電容量センサーとして、容器本体２２の高さ方向に離間して設けられた２以上（本第１実施形態では、２体）の光電センサー又は静電容量センサーを含んで構成されており、各々の光電センサー１４ａ，１４ｂによって検出された内容液の液位に応じてエアーポンプ１２を制御するようになっている。

本第１実施形態では、ディスペンサー本体１１は、電動ディスペンサー１０の主要部分を構成する部分である。ディスペンサー本体１１は、中空箱状の本体ケース１６の内部に、エアーポンプ１２や、電池類が装着されたバッテリー部１７、制御部１５、エアー供給配管１８、配線類２０等を組み込んで形成されている。本体ケース１６における、吐出容器２１の装着部１１ａに面した壁面１６ａには、当該装着部１１ａに臨んで、センサー部１４を構成する光電センサー１４ａ，１４ｂを備えるセンサー本体１４ｃ，１４ｄが、所定の高さ位置に２箇所に設けられていると共に、上方の光電センサー１４ａの直上部分に、エアー供給配管１８の先端部が突出している。このエアー供給配管１８の先端部には、本体側ジョイント１８ａが取り付けられており、この本体側ジョイント１８ａには、吐出容器２１の吐出機構２４を構成するエアー供給パイプ２８の容器側ジョイント２８ａが接続される。

ディスペンサー本体１１には、本体ケース１６の上端部分から、吐出容器２１が隣接配置される装着部１１ａ側に張り出して、検知センサー取付け部２９が延設して設けられていると共に、本体ケース１６の下端部分から装着部１１ａ側に張り出して、張出し基台部３０が設けられている。これらによって、ディスペンサー本体１１は、略コの字の側面形状を備えている。また張出し基台部３０の上方の、検知センサー取付け部２９との間の部分によって、ディスペンサー本体１１の装着部１１ａが形成され、この装着部１１ａに、吐出容器２１が着脱交換可能に装着される。検知センサー取付け部２９は、張出し基台部３０を超えて装着部１１ａ側に張り出して設けられており、検知センサー取付け部２９の先端部分の下面から下方に臨んで、検知センサー１９を備えるセンサー本体１９ａが配設されている。検知センサー取付け部２９の中空内部は、本体ケース１６の中空内部と連通しており、検知センサー１９は、配線類２０を介して制御部１５と接続している。検知センサー１９は、検知センサー１９の下方等にかざされた人体や物を検知するものであり、内容液の吐出のきっかけを電動ディスペンサー１０に与える。

張出し基台部３０は、例えば略円形や略矩形の平面形状を有しており、これの底面部３０ｂが本体ケース１６の底面部１６ｂと面一に連続していて、これらが一体となった大きな載置面を形成していることにより、設置箇所にディスペンサー本体１１を安定した状態で設置できるようになっている。

ここで、センサー部１４を構成するセンサーとして、例えば、光電センサーや静電容量センサーの他、渦電流センサー、超音波センサー等の、液面を感知できるセンサーとして一般に用いられる種々のセンサーを使用することができる。

本第１実施形態では、容器本体２２に収容された内容液の液位を検出するセンサー部１４は、光電センサー１４ａ，１４ｂを含んで構成されている。光電センサー１４ａ，１４ｂは、例えば、容器本体２２が透明な容器であり、内容液が有色のものである場合に、好ましく用いることができる。また光電センサー１４ａ，１４ｂは、安価で入手が容易であると共に、設置や調整が容易なセンサーである。

本第１実施形態では、センサー部１４を構成するセンサーとして、各々の光電センサー１４ａ，１４ｂに代えて、静電容量センサーを用いることもできる。各々の静電容量センサーは、２枚の電極を内容液の液面と平行となるように僅かな隙間を保持して配置し、中周波電圧（100-300KHz）を負荷することで、電流値の変化から液面を感知できるようになっている。静電容量センサーは、例えば、容器本体２２が透明な容器であり、内容液が有色のものである場合だけでなく、容器本体２２が不透明な容器である場合や、内容液が透明のものである場合にも用いることができる。また、静電容量センサーは、外乱光に強く、また省電力化を図ることも容易である。

また、エアーポンプ１２やセンサー部１４等を制御する制御部１５は、例えば制御回路や信号処理回路等が組み込まれた制御基板からなるものを用いることができる。制御基板は、基板上に設けられた、集積回路、抵抗等の電子部品や配線等を具備しており、バッテリー部１７、エアーポンプ１２、センサー部１４、検知センサー１９等と電気的に接続されている。検知センサー１９は、焦電センサーや、赤外発光ダイオードと赤外受光ダイオードとからなるセンサー等、例えば人感センサーとして知られる公知の各種のセンサーからなるものを使用することができる。

そして、本実施形態では、吐出容器２１の容器本体２２に収容された内容液の液位を検出する、センサー部１４を構成する光電センサー１４ａ，１４ｂは、ディスペンサー本体１１の本体ケース１６の装着部１１ａに面した壁面１６ａに、高さ方向に離間して２箇所に取り付けられている。これらの光電センサー１４ａ，１４ｂは、ディスペンサー本体１１における所定の高さ位置として、例えば張出し基台部３０から、装着部１１ａに装着される吐出容器２１の容器本体２２の高さの１／３の高さ位置と、１／２の高さ位置に、センサー本体１４ｃ，１４ｄの中心が配設されるように取り付けられている。

なお、センサー部１４を構成する光電センサー１４ａ，１４ｂは、装着部１１ａに装着される吐出容器２１の容器本体２２の内容量や、内容液の物性等に応じて、１又は３箇所以上に取り付けて用いることもできる。光電センサーを１箇所に設けた場合でも、例えば内容液の残量が半分に減少した段階で、エアーポンプ１２の駆動時間を切り替えることで、内容液の吐出量や吐出状態を安定させることが可能になる。光電センサーは、ディスペンサー本体１１の高さ方向に間隔をおいて多数設けることで、内容液の吐出量や吐出状態をさらに精度良く安定させることが可能になるが、光電センサーの数が多すぎると、構成が複雑になると共に、誤作動を生じやすくなる。このため、光電センサーは、ディスペンサー本体１１の高さ方向に間隔をおいて２〜４箇所に取り付けることが好ましい。また、例えば本体ケース１６の装着部１１ａに面した壁面１６ａに、上下方向に延設させてスライドガイド部を設けておき、このスライドガイド部に沿って、液面センサーを上下にスライド移動可能に取り付けることもできる。これによって、装着部１１ａに装着される吐出容器２１の容器本体２２の内容量や、内容液の物性等に応じて、エアーポンプ１２の駆動時間を切り替えるべき所定の高さ位置を、適宜調整できるようにすることが可能になる。

本第１実施形態では、ディスペンサー本体１１と共に電動ディスペンサー１０を構成する吐出容器２１は、上述のように、容器本体２２と、内容液の吐出機構２４とを含んで形成されている。容器本体２２は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、エラストマー等の合成樹脂をボトル形状に成形したプラスチック成形品となっており、好ましくは手で強く把持してもその形状を容易に保持できる程度の保形剛性を備えている。容器本体２２は、円筒形状の胴部２５の下端部に連続して底面部２２ａが設けられ、円筒形状の胴部２５の上端部に連続して口首部２２ｂを有する肩部２２ｃが設けられた、略有底円筒状のボトル形状を有するように形成されている。容器本体２２の口首部２２ｂには、内容液の吐出機構２４を備える吐出キャップ３１が着脱可能に取り付けられる。

本第１実施形態では、内容液の吐出機構２４を備える吐出キャップ３１は、例えば容器本体２２の口首部２２ｂに設けられた雄ネジ部（（図示せず）に締着される、雌ネジ部（（図示せず）を有するキャップ本体３２に、吐出機構２４を構成するエアー供給パイプ２８、延長吐出ノズル部３３、ディップチューブ３４等を設けたものとなっている。すなわち、吐出キャップ３１は、キャップ本体３２と、延長吐出ノズル部３３と、ディップチューブ３４と、エアー供給パイプ２８とを含んで形成されている。延長吐出ノズル部３３は、キャップ本体３２から一体として側方に張り出して設けられ、先端に吐出口３３ａを有する。ディップチューブ３４は、延長吐出ノズル部３３の中空内部の吐出流路３３ｂと連通して、キャップ本体３２から下方に延設するように取り付けられていて、その下端部分が、容器本体２２の底面部２２ａに近接して配置されている。エアー供給パイプ２８は、キャップ本体３２を貫通して、一端部を延長吐出ノズル部３３の張出し方向とは径方向反対側に突出させて取り付けられている。キャップ本体３２から外側に突出するエアー供給パイプ２８の一端部には、容器側ジョイント２８ａが取り付けられており、この容器側ジョイント２８ａは、ディスペンサー本体１１のエアー供給配管１８の先端部に設けられた本体側ジョイント１８ａと接続される。容器側ジョイント２８ａと本体側ジョイント１８ａとの接続は、円筒形内壁面とＯリングによるＯリング嵌合や、容器側ジョイント２８ａを、本体壁に設けた弾性体などにネジ嵌合等を利用して突き当てて接合させることによってなされている。キャップ本体３２から下方に突出するエアー供給パイプ２８の他端部は、容器本体２２に収容された内容液の液面よりも上方に配置されている。

また、本第１実施形態では、吐出キャップ３１のキャップ本体３２を上下方向に貫通して、排気路３５が形成されていると共に、排気路３５の上端部に、排気弁３５ａが設けられている。ディスペンサー本体１１のエアーポンプ１２からエアーを供給することで、延長吐出ノズル部３３を介して内容液が吐出されている状態から、エアーの供給が停止された際に、容器本体２２のヘッドスペース部３６に残った圧気を、排気路３５や排気弁３５ａを介して排気することで、内容液の吐出をスムーズに停止させることが可能になる。このような圧気を排気するための機構は、例えばディスペンサー本体１１のエアー供給配管１８に、制御部１５と接続する電磁弁を取り付けることによって設けることもできる。

上述の構成を備える吐出容器２１は、ディスペンサー本体１１の装着部１１ａに着脱交換可能に装着されて、本第１実施形態の電動ディスペンサー１０が形成される。すなわち、吐出容器２１の容器本体２２の底面部２２ａを、張出し基台部３０の上面に載置すると共に、吐出容器２１の吐出キャップ３１の容器側ジョイント２８ａを、ディスペンサー本体１１の装着部１１ａに面した壁面１６ａから突出する本体側ジョイント１８ａに接続する。これによって、吐出容器２１は、張出し基台部３０ｂや本体側ジョイント１８ａに支持させた状態で、ディスペンサー本体１１の装着部１１ａに取り付けられる。また、吐出容器２１は、装着時における容器本体２２の液収容部２３に収容された内容液の液面（液位）３７ａが、装着部１１ａに面した壁面１６ａに設けられた上方の光電センサー１４ａのセンサー本体１４ｃよりも、高い位置にくるようにディスペンサー本体１１に取り付けられる。

そして、本第１実施形態の電動ディスペンサー１０では、上述のように、吐出容器２１がディスペンサー本体１１に装着されている状態で、ディスペンサー本体１１の検知センサー取付け部２９の先端部分に取り付けられた検知センサー１９を備えるセンサー本体１９ａの下方に、例えば手をかざすだけで、好ましくは電動ディスペンサー１０に直接手を触れることなく、自動的に所定量の内容液を吐出させて、手のひら等に受け取って使用することができる。すなわち、使用者がセンサー本体１９ａの下方に人体や物をかざすと、検知センサー１９がそれを検知して、制御部１５に検知信号を送る。検知センサー１９からの信号を受けた制御部１５は、制御回路等に予め設定された所定量の内容液を延長吐出ノズル部３３から吐出させるように、所定時間、エアーポンプ１２を駆動させて、生成したエアーを、エアー供給配管１８やエアー供給パイプ２８を介して、内容液が収容された容器本体２２の上部のヘッドスペース部３６に圧気として供給する。

ディスペンサー本体１１のエアーポンプ１２から、エアーが圧気として容器本体２２のヘッドスペース部３６に送り込まれることで、ヘッドスペース部３６の圧力が上昇すると共に、上昇した圧力による圧気によって、容器本体２２に収容された内容液の液面３７ａが押圧される。これによって、内容液が、容器本体２２から、ディップチューブ３４を介して延長吐出ノズル部３３の吐出流路３３ｂに送り出されて、所定量、先端の吐出口３３ａから吐出される。なお、制御部１５によって制御された所定時間、エアーポンプ１２から加圧チャンバー３０にエアーが供給され続ける間、吐出キャップ３１に設けられた排気路３５や排気弁３５ａからは、僅かな空気が排気され続けることになる。

予め設定された所定時間、エアーポンプ１２から容器本体２２のヘッドスペース部３６にエアーが供給されたら、制御部１５による制御によって、エアーポンプ１２の駆動が停止されることでエアーの供給がストップする。エアーの供給がストップすると、上昇したヘッドスペース部３６の圧力は、排気路３５や排気弁３５ａから圧気（エアー）が排気されることで速やかに低下して、内容液の吐出が停止すると共に、ヘッドスペース部３６の圧力が大気圧になるまで低下する。これらによって、本第１実施形態の電動式のディスペンサー１０は、制御部１５によって制御された所定時間、所定の吐出量で内容液を吐出させることが可能になる。

また、本第１実施形態では、上述のようにして所定量の内容液を吐出させる操作が繰り返し行なわれることにより内容液が使用されて、内容液が減少すると共に液面３７ａによる液位が下がってゆく。そして液位が下がることで容器本体２２の上部のヘッドスペース３６の容量が増大すると、ヘッドスペース部３６の圧力を上昇させるまでの時間がかかることになるため、一定量のエアーを送り込んでも、一定量の内容液を吐出させることができなくなる。本第１実施形態の電動ディスペンサー１０では、容器本体２２に収容された内容液の液面３７ａによる液位が、内容液の使用に伴って所定の高さ位置まで下がったことを、センサー部１４によって直接的に精度良く検出し、検出された内容液の液位の高さ位置に応じて、エアーポンプ１２の駆動時間や、駆動速度、駆動圧力、駆動電圧等が変化するように制御部１５によって制御することで、容器本体２２に収容された内容液の残量が少なくなっても、所定量の内容液を安定した吐出状態でスムーズに吐出させることができるようになっている。

すなわち、本第１実施形態の電動ディスペンサー１０によれば、ディスペンサー本体１１は、装着された吐出容器２１の容器本体２２に収容された内容液の液位が、内容液の使用に伴って所定の高さ位置まで下がったことを検出する光電センサー１４ａ，１４ｂを含むセンサー部１４と、エアーポンプ１２の駆動を制御する制御部１５とを備えている。制御部１５は、センサー部１４によって直接的に検出された内容液の液位の高さ位置を介して検出された内容液の残量に応じて、エアーポンプ１２を制御して、駆動時間や、駆動速度、駆動圧力、駆動電圧等を変化させることができるようになっている。また、制御部１５は、好ましくはＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路を備えていることで、電圧が一定でも、使用するマイコンからパルス状に電気を供給することで、パルス幅によってモーターの回転数を制御することができるようになっている。ＰＷＭ回路は、一定の周期で、入力信号（ＤＣレベル）の大きさに応じて、パルス幅のデューティ・サイクル（パルス幅のＨとＬの比）を変えることによって、モーターを制御する回路である。

したがって、本第１実施形態によれば、容器本体２２に収容された内容液の液面による液位が、吐出容器２１をディスペンサー本体１１に装着した際の装着時における液面３７ａから、内容液の使用に伴って、例えば容器本体２２の高さの１／２程度の高さ位置の液面３７ｂまで下がった際に、液位が液面３７ｂまで下がったことを上方の光電センサー１４ａが直接的に検出して、検知信号を制御部１５に送ることが可能になる。光電センサー１４ａからの検知信号を受けた制御部１５は、エアーポンプ１２の駆動を制御して、例えばポンプ電圧を上昇させたり、パルス幅を広くすることによって、例えばヘッドスペース３６の容量が増大したことで、ヘッドスペース部３６の圧力を上昇させるまでに余分な時間がかかる分、エアーポンプ１２の駆動時間が延長されるように切り替えることができる。また、エアーポンプ１２の駆動速度を上昇させたり、エアーポンプ１２の駆動圧力を上昇させたり、エアーポンプ１２の駆動電圧を上昇させたりすることによって、内容液が吐出されるまでの時間が遅延するのを抑制することが可能になる。これらによって、例えばエアーポンプ１２の駆動時間が延長されることで、以後の内容液の使用時には、吐出容器２１をディスペンサー本体１１に装着して内容液を使用し始めた時と同様の吐出量及び吐出状態で、内容液を吐出させることが可能になる。

また同様にして、内容液の使用に伴って、例えば容器本体２２の高さの１／３程度の高さ位置まで液面による液位が下がった際に、液位が下がったことを下方の光電センサー１４ｂが直接的に検出して、検知信号を制御部１５に送ることが可能になる。光電センサー１４ｂからの検知信号を受けた制御部１５は、エアーポンプ１２の駆動を制御して、上述と同様に、例えばヘッドスペース部３６の圧力を上昇させるまでに余分な時間がかかる分、エアーポンプ１２の駆動時間が延長されるように切り替えたり、駆動速度、駆動圧力、駆動電圧等を変化させることが可能になり、以後の内容液の使用時には、吐出容器２１をディスペンサー本体１１に装着して内容液を使用し始めた時と同様の吐出量及び吐出状態で、内容液を吐出させることが可能になる。

これらによって、本第１実施形態の電動ディスペンサー１０によれば、容器本体２２に収容された内容液の残量が少なくなっても、センサー部１４によって内容液の液位を検出することで、内容液の残量を精度良く直接的に検出することを可能にして、所定量の内容液を安定した吐出状態でスムーズに吐出させることが可能になる。

なお、容器本体２２に収容された内容液の残量は、例えば容器本体２２が、横断面形状に変化の無い筒状の容器である場合には、断面積に水位（液高さ）を乗じることで、容易に算出することができる。容器本体２２の横断面形状が変化する場合には、例えば高さ毎に異なる断面積を制御部１５に組み込まれたテーブルに格納しておき、高さ毎の断面積に応じて所定の水位（液高さ）まで積算することによって、内容液の残量を算出することができる。ヘッドスペース部３６の容量は、例えば容器本体２２の全容積から、算出された内容液の残量を差し引くことで、容易に算出することができる。

図４（ａ）は、例えば図１に示すような、容器本体２２の高さ方向に離間して設けられた２以上の光電センサー１４ａ，１４ｂを含むセンサー部１４によって検出された内容液の液位に応じて、エアーポンプ１２を制御して所定量の内容液を吐出させる際のフローチャートを例示するものである。図４（ａ）に示すフローチャートでは、電動ディスペンサー１０の電源をＯＮにすると、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされるのに先立って、制御部１５が、センサー部１４の光電センサー１４ａ，１４ｂによって直接検知される液位に応じて、所定量の内容液が吐出されるように、制御すべきエアーポンプ１２の駆動時間や、駆動速度、駆動圧力、駆動電圧等を設定する。

すなわち、電動ディスペンサー１０の電源がＯＮにされた後、誤って内容液が吐出しないように、検知センサー１９や光電センサー１４ａ，１４ｂを反応させない時間として設定された、例えば３秒間程度のマスクタイマを経て、制御部１５は、例えばエアーポンプ１２の駆動時間Ｔを、吐出容器２１がディスペンサー本体１１に装着された際の容器本体２２に内容液が満たされた状態における標準の駆動時間Ｔ＝ｔ0に設定する。しかる後に、制御部１５は、複数の光電センサー１４ａ，１４ｂによって直接検知される液位に応じて、駆動時間Ｔを変化させる。例えば、制御部１５は、上方の光電センサー１４ａが内容液を検出している状態では、内容液の液位は、上方の光電センサー１４ａが設けられた高さよりも上方に位置していると判断して、エアーポンプ１２の駆動時間Ｔを標準の駆動時間Ｔ＝ｔ0と等しいＴ＝ｔ1に設定する。また、制御部１５は、上方の光電センサー１４ａが内容液を検出せず、下方の光電センサー１４ｂが内容液を検出している状態では、内容液の液位は、上方の光電センサー１４ａと下方の光電センサー１４ｂとの間の高さ領域に位置していると判断して、制御部１５に組み込まれたテーブルを参照して、エアーポンプ１２の駆動時間Ｔを、標準の駆動時間Ｔ＝ｔ0よりも長いＴ＝ｔ2に設定する。さらに、制御部１５は、上方の光電センサー１４ａも下方の光電センサー１４ｂも内容液を検出していない状態では、内容液の液位は、下方の光電センサー１４ｂが設けられた高さよりも下方に位置していると判断して、制御部１５に組み込まれたテーブルを参照して、エアーポンプ１２の駆動時間Ｔを、Ｔ＝ｔ2よりもさらに長いＴ＝ｔｎに設定する。

なお、容器本体２２の高さ方向に離間して、３体以上の光電センサーが設けられている場合も、上述と同様に、これらの光電センサーによって検出された内容液の液位に応じて、制御部１５に組み込まれたテーブルを参照して、エアーポンプ１２の標準の駆動時間Ｔ＝ｔ0よりも段階的に長い駆動時間Ｔ＝ｔnが、制御部１５によって順次設定されることになる。また、センサー部１４により直接検知される液位に応じて、制御部１５によって例えばテーブルを参照して行われるエアーポンプ１２の制御は、駆動時間の制御の他、駆動速度、駆動圧力、駆動電圧等の制御であっても良い。

電動ディスペンサー１０は、制御部１５によって、上述のようにエアーポンプ１２の駆動時間Ｔが設定されると、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされて内容液が吐出されるまでの間、待機状態となる。制御部１５は、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされると、エアーポンプ１２の駆動を、好ましくはさらに以下のように制御して、内容液を吐出させることができるようになっている。

すなわち、制御部１５は、吐出容器の吐出機構が、後述する図３に示すように、内容液を空気と混合して、発泡させた状態で吐出させるフォーマー機能を有しているものである場合に、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされた際に、電動ディスペンサー１０に電源が投入された直後の、吐出機構のフォーマージョイント４３や混合室４４や吐出通路部４５やノズル部４６に、内容液や泡が無い状態にあるか否かを判定する。また、制御部１５は、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされた際に、一旦内容液が吐出されてから相当の時間が経過して、吐出機構の吐出通路部４５やノズル部４６に残っていた泡が消泡した状態にあるか否かを判定する。さらに、制御部１５は、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされた際に、内容液が一旦吐出された直後の、吐出機構の吐出通路部４５やノズル部４６に泡が残っている状態にあるか否かを判定する。

そして、制御部１５は、電動ディスペンサー１０に電源が投入された直後の状態と判断した際には、テーブルを参照して、駆動時間Ｔに追加時間ｔaを加えた、修正駆動時間Ｔ’＝Ｔ+ｔaでエアーポンプ１２を駆動させる。吐出通路部４５やノズル部４６に残っていた泡が消泡した状態と判断した際には、制御部１５は、テーブルを参照して、駆動時間Ｔに追加時間ｔbを加えた、修正駆動時間Ｔ”＝Ｔ+ｔbでエアーポンプ１２を駆動させる。内容液が一旦吐出された直後の泡が残っている状態と判断した際には、制御部１５は、駆動時間Ｔでエアーポンプ１２を駆動させる。これらによって、所定量の泡状の内容液を、さらに安定した吐出状態で吐出させることが可能になる。

また、制御部１５は、内容液の液面が容器本体４１の上部にあるときには、急な泡の吐出を避けるために、エアーポンプ１２が低回転から回転し始めるように制御することができる。制御部１５は、さらに、内容液の液面が容器本体４１の下部にあるときには、液面が加圧されるまでの時間ができるだけ短くなるように、エアーポンプ１２が高回転で回転し始めるように制御することができる。

図２は、本発明の好ましい第２実施形態に係る電動ディスペンサー５０の構成を説明するものである。本第２実施形態の電動ディスペンサー５０は、液位を検出することによって内容液の残量を検出するセンサー部５４の構成が、上記第１実施形態のものと相違している以外は、上記第１実施形態の電動ディスペンサー１０と略同様の構成を備えている。なお、本第２実施形態の電動ディスペンサー５０では、上記第１実施形態の電動ディスペンサー１０と同様の構成部分については、同様の符号を付すことで、その詳細な説明については適宜省略する。上記第１実施形態の電動ディスペンサー１０と同様の符号を付した構成部分については、上記第１実施形態の電動ディスペンサー１０における説明が適宜適用される。

そして、本第２実施形態の電動ディスペンサー５０では、センサー部５４は、容器本体２２に収容された内容液の液位を検出することによって、内容液の残量を検出するようになっており、制御部１５は、センサー部５４によって検出された内容液の液位に応じてエアーポンプ１２を制御するようになっている。また、本第２実施形態では、センサー部５４は、内容液の使用に伴って内容液の液位が所定の高さ位置まで下がったことを検出する、容器本体２２の高さ方向に連続して設けられた静電容量センサー５５を含んで構成されている。静電容量センサー５５によって検出された内容液の液位に応じて、制御部１５がエアーポンプを制御するようになっている。

本第２実施形態では、センサー部５４を構成する静電容量センサー５５は、上下方向に延設して間隔をおいて平行に配置された、例えば帯板形状の一対の電極板５５ａを備える。これらの一対の電極板５５ａは、本体ケース１６における吐出容器２１の装着部１１ａに面した壁面１６ａに、当該装着部１１ａに臨んで設けられている。また、これらの一対の電極板５５ａは、装着部１１ａに吐出容器２１が装着された際に、容器本体２２の肩部２２ｃの近傍部分から底面部２２ａの近傍部分に亘る高さ領域に隣接して配置されるように、高さ方向に連続して取り付けられている。これらの一対の電極板５５ａからなる静電容量センサー５５は、２枚の電極板５５ａの間に好ましくは200-300KHzの中周波電圧を負荷することによって、その電流値から、内容液の液面による液位を容易に検知できるようになっている。また２枚の電極板５５ａが、容器本体２２の高さ方向に連続して設けられていることで、これらの電極板５５ａが設けられた高さ領域内の任意の高さ位置において、液面による液位を検知できるようになっている。

本第２実施形態の電動ディスペンサー５０によっても、上記第１実施形態の電動ディスペンサー１０と同様に、センサー部１４によって内容液の液位を検出することで、内容液の残量を精度良く直接的に検出することを可能にして、容器本体２２に収容された内容液の残量が少なくなっても、所定量の内容液を安定した吐出状態でスムーズに吐出させることが可能になる。また、センサー部５４を構成する一対の電極板５５ａからなる静電容量センサー５５は、装着部１１ａに装着された吐出容器２１の容器本体２２の、高さ方向に連続して設けられているので、内容液の液位を任意の高さ位置で検出することを可能にして、制御部１５によってエアーポンプを制御させることにより、内容液の吐出量や吐出状態をさらに精度良く安定させることが可能になる。

図４（ｂ）は、例えば図２に示すような、容器本体２２の高さ方向に連続して設けられた静電容量センサー５５を含むセンサー部５４によって検出された内容液の液位に応じて、エアーポンプ１２を制御して所定量の内容液を吐出させる際のフローチャートを例示するものである。図４（ｂ）に示すフローチャートでは、図４（ａ）のフローチャートと同様に、電動ディスペンサー１０の電源をＯＮにすると、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされるのに先立って、制御部１５が、センサー部５４の静電容量センサー５５によって直接検知される液位に応じて、所定量の内容液が吐出されるように、制御すべきエアーポンプ１２の駆動時間や、駆動速度、駆動圧力、駆動電圧等を設定する。

すなわち、図４（ｂ）に示すフローチャートでは、電動ディスペンサー１０の電源がＯＮにされた後、図４（ａ）のフローチャートと同様に、例えば３秒間程度のマスクタイマを経て、制御部１５は、例えばエアーポンプ１２の駆動時間Ｔを、吐出容器２１がディスペンサー本体１１に装着された際の容器本体２２に内容液が満たされた状態における標準の駆動時間Ｔ＝ｔ0に設定する。しかる後に、制御部１５は、容器本体２２の高さ方向に連続して設けられた静電容量センサー５５によって直接検知される、内容液の使用に伴って連続的に下がってゆく液位の読取り値に応じて、制御部１５に組み込まれたテーブルを参照して、エアーポンプ１２の駆動時間Ｔを、標準の駆動時間Ｔ＝ｔ0よりも長いＴ＝ｔrに、順次連続的に設定してゆく。

なお、センサー部５４により直接検知される液位に応じて、制御部１５によって例えばテーブルを参照して行われるエアーポンプ１２の制御は、駆動時間の制御の他、駆動速度、駆動圧力、駆動電圧等の制御であっても良い。

電動ディスペンサー１０は、制御部１５によって、上述のようにエアーポンプ１２の駆動時間Ｔが設定されると、図４（ａ）のフローチャートと同様に、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされて内容液が吐出されるまでの間、待機状態となる。制御部１５は、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされると、エアーポンプ１２の駆動を、図４（ａ）のフローチャートと同様に、好ましくはさらに以下のように制御して、内容液を吐出させることができるようになっている。

すなわち、制御部１５は、吐出容器の吐出機構が、後述する図３に示すように、内容液を空気と混合して、発泡させた状態で吐出させるフォーマー機能を有しているものである場合に、図４（ａ）のフローチャートと同様に、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされた際に、電動ディスペンサー１０の電源がＯＮにされた直後の、吐出機構のフォーマージョイント４３や混合室４４や吐出通路部４５やノズル部４６に、内容液や泡が無い状態にあるか否かを判定する。また、制御部１５は、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされた際に、一旦内容液が吐出されてから相当の時間が経過して、吐出機構の吐出通路部４５やノズル部４６に残っていた泡が消泡した状態にあるか否かを判定する。さらに、制御部１５は、検知センサー１９の下方に人体や物がかざされた際に、内容液が一旦吐出された直後の、吐出機構の吐出通路部４５やノズル部４６に泡が残っている状態にあるか否かを判定する。

そして、制御部１５は、電動ディスペンサー１０の電源が投入された直後の状態と判断した際には、図４（ａ）のフローチャートと同様に、テーブルを参照して、駆動時間Ｔに追加時間ｔaを加えた、修正駆動時間Ｔ’＝Ｔ+ｔaでエアーポンプ１２を駆動させる。吐出通路部４５やノズル部４６に残っていた泡が消泡した状態と判断した際には、制御部１５は、テーブルを参照して、駆動時間Ｔに追加時間ｔbを加えた、修正駆動時間Ｔ”＝Ｔ+ｔbでエアーポンプ１２を駆動させる。内容液が一旦吐出された直後の泡が残っている状態と判断した際には、制御部１５は、駆動時間Ｔでエアーポンプ１２を駆動させる。これらによって、所定量の泡状の内容液を、さらに安定した吐出状態で吐出させることが可能になる。

また、制御部１５は、図４（ａ）のフローチャートと同様に、内容液の液面が容器本体４１の上部にあるときには、急な泡の吐出を避けるために、エアーポンプ１２が低回転から回転し始めるように制御することができる。制御部１５は、さらに、内容液の液面が容器本体４１の下部にあるときには、液面が加圧されるまでの時間ができるだけ短くなるように、エアーポンプ１２が高回転で回転し始めるように制御することができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、吐出容器の吐出機構は、例えば図３に示すように、容器本体から送り出された内容液を、容器本体から送り出された空気と混合して、発泡させた状態で吐出させるフォーマー機能を有しているものであっても良い。

図３に示す吐出機構では、ディスペンサー本体１１のエアーポンプ１２から供給されるエアーが容器本体４１に送り込まれることで、ヘッドスペース４０の圧力が上昇すると共に、上昇した圧力による圧気によって、容器本体４１の内部の内容液の液面が押圧される。これによって、内容液が、ディップチューブ４２及びフォーマージョイント４３を介して混合室４４に送り込まれる。また、フォーマージョイント４３に形成された空気流通溝を介して、ヘッドスペース４０の内部の圧気が、混合用の空気として混合室４４に送り込まれる。混合室４４に送り込まれた内容液と空気は、混合室４４において混合されると共に、吐出通路部４５を経てノズル部４６に送り出される際に、入口側発泡部材４７ａや出口側発泡部材４７ｂを通過することで発泡して、泡状の内容液としてノズル部４６から吐出されるようになっている。吐出容器の吐出機構がフォーマー機能を有している場合でも、内容液の残量に応じて、所定量の泡状の内容液を安定した吐出状態でスムーズに吐出させることが可能になると共に、より均質な泡として吐出させることが可能になる。

また、検知センサー１９は、吐出口から吐出される内容液を受け止める領域に手や物が出てきたときに、反応できる位置に設けられていれば良く、吐出口に向けて、ディスペンサー本体の側面に設けたり、ディスペンサー本体の上部に設けたりすることもできる。内容液を受け止める手や物を吐出口の下方に置いた状態で、反対の手でセンサーを反応させるものであっても良い。吐出容器に収容されて電動ディスペンサーによって吐出される内容液は、ハンドソープ等の洗浄剤の他、活性剤を付加する事で泡状にすることが可能な手指消毒液や、整髪剤、固定剤、育毛剤等の頭髪用化粧料や、化粧水、乳液、美容液等の肌用化粧料や、シェービングフォーム、食器用洗剤等であっても良い。

また、内容液の残量を検出するセンサー部は、吐出容器の容器本体に収容された内容液の重量を検出することによって、内容液の残量を検出するものであっても良く、制御部は、内容液の重量を検出するセンサー部によって検出された内容液の重量に応じて、エアーポンプを制御するようになっていても良い。すなわち、センサー部は、吐出容器の重量を、容器本体の下部で直接計測する重量センサーや、エアー供給配管の一端部の本体側ジョイントと、エアー供給パイプの一端部の容器側ジョイントとのジョイント部に配置されたひずみセンサーによって、間接的に計測する重量センサー等を含んで構成されていても良い。制御部は、これらの重量センサーによって検知された液残量に応じて、ポンプの駆動時間や、ポンプの駆動電圧を計算したり、或いは予め設定してあったテーブルから選択するように制御するものであっても良い。

また、吐出容器は、ディスペンサー本体に着脱交換可能に装着されていなくてもよい。この場合、吐出容器はディスペンサー本体に固定されている。固定された吐出容器には、吐出によって内容液が無くなった後、ディスペンサー本体に固定された状態のまま、吐出キャップ等を外して、液収容部に内容液の補充を行うことができる。

１０，５０ 電動ディスペンサー
１１ スペンサー本体
１１ａ 装着部
１２ エアーポンプ
１４，５４ センサー部
１４ａ，１４ｂ 光電センサー
１５ 制御部
１６ 本体ケース
１７ バッテリー部
１８ エアー供給配管
１８ａ 本体側ジョイント
１９ 検知センサー
２０ 配線類
２１ 吐出容器
２２ 容器本体
２２ａ 底面部
２４ 吐出機構
２８ エアー供給パイプ
２８ａ 容器側ジョイント
２９ 張出しロッド部
３０ 基台部
３１ 吐出キャップ
３２ キャップ本体
３３ 延長吐出ノズル部
３３ａ 吐出口
３３ｂ 吐出流路
３４ ディップチューブ
３５ 排気路
３５ａ 排気弁
３６ ヘッドスペース部
５５ 静電容量センサー
５５ａ 電極板

Claims (3)

1. ディスペンサー本体と、該ディスペンサー本体に装着される吐出容器とを含み、前記ディスペンサー本体から供給されるエアーによって、前記吐出容器に収容された内容液を吐出させる電動ディスペンサーであって、
   前記吐出容器は、内容液が収容された容器本体と、内容液の吐出機構とを備えており、
   前記ディスペンサー本体は、エアーポンプと、装着された前記吐出容器の容器本体に収容された内容液の残量を検出するセンサー部と、前記エアーポンプを制御する制御部とを備えており、
   前記センサー部は、前記容器本体に収容された内容液の液位を検出することによって、内容液の残量を検出するようになっており、
   前記センサー部は、内容液の使用に伴って内容液の液位が所定の高さ位置まで下がったことを検出する、前記容器本体の高さ方向に離間して設けられた２以上の光電センサー又は静電容量センサーを含んで構成され、これらの光電センサー又は静電容量センサーは、前記ディスペンサー本体における、前記吐出容器の装着部に面した壁面に設けられており、
   前記制御部は、各々の光電センサー又は静電容量センサーによって検出された内容液の液位に応じて、所定量の内容液が吐出されるように前記エアーポンプを制御するようになっており、
   前記制御部は、前記電動ディスペンサーの電源がＯＮにされた後、マスクタイマを経て、前記吐出容器の前記容器本体に内容液が満たされた状態における標準の駆動時間、駆動速度、駆動圧力、又は駆動電圧を設定し、しかる後に、センサー部によって直接検知される液位に応じて、標準の駆動時間に対する駆動時間、標準の駆動速度に対する駆動速度、標準の駆動圧力に対する駆動圧力、又は標準の駆動電圧に対する駆動電圧を変化させる電動ディスペンサー。
2. 前記吐出容器の前記吐出機構は、前記容器本体から送り出された内容液を、前記容器本体から送り出された空気と混合して、発泡させた状態で吐出させるフォーマー機能を有している請求項１記載の電動ディスペンサー。
3. 請求項１記載の電動ディスペンサーの制御方法であって、
   前記センサー部を構成する光電センサー又は静電容量センサーは、前記容器本体に収容された内容液の液位を検出することによって、内容液の残量を検出し、
   前記制御部は、前記光電センサー又は静電容量センサーによって検出された内容液の液位に応じて、所定量の内容液が吐出されるように前記エアーポンプを制御する電動ディスペンサーの制御方法。
   

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