电容器供电的个人护理装置制造方法
【专利摘要】一种手持式电子个人护理装置(具有或不具有涂抹器头部)包括快速充电电容器以及一个或一个以上电负载元件。所述装置可或可不经设计以与一种或一种以上个人护理组合物一起使用。负载元件的实例包含加热和冷却元件、电马达、声音和光元件、数据存储和处理元件。
【专利说明】电容器供电的个人护理装置
[0001]以下是2010年3月26日申请的US12/732，835的部分接续申请案(且主张其权益)。
【技术领域】
[0002]本发明涉及对例如加热器、冷却器、马达、光源或声源等(仅举几例)电负载供电的电子个人护理装置。更特定来说，本发明涉及可快速再充电且不需要电池的手持式个人
护理装置。
【背景技术】
[0003]US7, 465，114和US12/732，835例示手持式电子个人护理装置的新近进步。印刷电路板技术的修改已克服了以常规电子设备实施的个人护理装置的问题。常规电子个人护理装置利用柔性金属布线和接触件将电力从电源传导到开关，接着传导到负载元件(即，马达或加热器)，以及可能传导到一个或一个以上光指示器和负载控制，之后返回到电源。如果需要一个以上独立电路，那么电线和电连接的数目成比例增加。相比之下，US7, 465, 114和US12/732，835描述电子涂抹器，其不使用金属线导体或使用实质上较少金属线导体，不具有与使用线电路相关联的空间约束，实质上减少组装涂抹器所需的劳力，具有更多可靠电连接和精细电选项以及减小的电路长度。然而，与迄今大多数电子个人护理装置一样，US7, 465, 114和US12/732，835使用电池对其相应电负载供电。主要关注点一直是通过改进电路效率而延长电池寿命，希望在必须更换电池或对电池再充电之前可以使用数小时。据我们所知，现有技术似乎不能考虑到在仅几分钟使用时间之后必须再充电的个人护理涂抹器的益处。特定来说，据我们所知，现有技术不能考虑到许多个人护理装置可以用快速充电电容器作为主要电源来实施，而不需要电池。
[0004]目标
[0005]术语“目标”本身不使某一特征为必要的。
[0006]本发明的主要目标是提供用于实施各种电子手持式个人护理装置的新颖的平台。此实施方案不需要电池，而是利用快速充电电容器。此类装置可实施为振动睫毛膏涂抹器、旋转睫毛膏涂抹器、经加热睫毛膏涂抹器、经加热润唇膏涂抹器、经加热粉刺棒、加热或冷却治疗涂抹器、产生光和/或声音的装置(仅举几例)。
【发明内容】
[0007]提供此概述仅作为引言，且其本身不限制所附权利要求书。
[0008]一般来说，本发明为包括快速充电电容器和一个或一个以上电负载元件的手持式电子个人护理装置(具有或不具有涂抹器头部)。所述装置可或可不经设计以与一种或一种以上个人护理组合物一起使用。
[0009]根据一个方面，本发明为手持式电子涂抹器，其包括涂抹器头部、可快速再充电的电流的源，以及一个或一个以上电负载元件。负载元件的实例包含加热和冷却元件、电马达、声音和光元件、数据存储和处理元件。
[0010]根据另一方面，本发明为包括电子个人护理装置的套件，所述电子个人护理装置包括快速充电电容器，其中所述装置具有良好界定或既定的使用。电容器能量足以完成不超过有限数目的既定使用，例如不超过10次使用，或不超过5次使用，或不超过2次使用，或不超过正好I次使用。
[0011]根据另一方面，本发明为刚才界定的套件，其进一步包括保持产品的不超过有限数目的剂量的一组低剂量容器。优选地，可由完全充电电容器完成的既定使用的数目与每一容器中的剂量数目协调。举例来说，所述装置为振动唇膏涂抹器，既定使用为将唇膏涂抹到双唇(一组唇)，每一容器保持足够的产品以完成到一组唇的正好2次涂抹，且随后将丢弃；电容器以足够能量完全充电以完成至多4次唇膏涂抹。在此实例中，在用户已用完唇膏的2个容器(即，涂抹唇膏4次)之后，她将必须对装置再充电。或者，举例来说，装置为加热睫毛膏涂抹器，既定使用为将睫毛膏涂抹到双眼的睫毛；每一容器保持足够的产品以完成到双眼的正好2次涂抹，且随后将丢弃；电容器以足够能量完全充电以完成至多I次经加热睫毛膏涂抹。在此实例中，用完睫毛膏的I个容器需要电容器的两次完全充电。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1展示根据本发明的经加热睫毛膏涂抹器的一个实施例，其中容器(I)以横截
面展示。
[0013]图2a是把手的透视图，展示其远端。
[0014]图2b是把手的透视图，展示其近端。
[0015]图3a和3b描绘根据本发明的芯杆。
[0016]图4描绘经模制涂抹器头部。
[0017]图5a和5b展示印刷电路板及其与芯杆和涂抹器头部的关系。
[0018]图6是本发明中使用的一个可能电子电路的示意图。
[0019]图7展示布局在印刷电路板上的一个可能电子电路。
[0020]图8展示可通常容纳在把手内部的若干组件。
[0021]图9展示以母型电连接器安装的电容器的顶部。
[0022]图1Oa和IOb展示正在插接站再充电的电容器供电的美容装置。
[0023]图11展示正在再充电底座/插接站再充电的电容器供电的雌鹿脚状唇产品涂抹器。
[0024]图12展示可用于对电容器供电的个人护理装置再充电的AC-DC适配器。
【具体实施方式】[0025]定义
[0026]“手持式装置”表示既定固持在一只或一只以上手中且升到空中的装置，此时所述装置正执行一个或一个以上主要活动。举例来说，主要活动可为将产品加载到装置上且将产品递送到涂抹表面。因此，“手持式”表示不仅仅能够抓握物体。举例来说，“空间加热器”不满足手持式的此定义。“装置”还可涵盖不止产品涂抹器；例如产生光或声音或热量或凉爽的装置。[0027]贯穿本说明书中，“个人护理”可表示美容、关于皮肤或药物的。
[0028]贯穿本说明书中，“装置”可在其含义内包含“涂抹器”。
[0029]贯穿本说明书中，“包括”意味着元件或元件群组不自动限于特定叙述的元件,且可或可不包含额外元件。
[0030]贯穿本说明书中，“电接触件”意味着(a.)电流能够在电子元件之间流动，不论元件之间是否存在直接物理接触，或不论一个或一个以上其它电子元件是否介入，或(b.)在第一电子兀件中由于第二电子兀件的电场和/或磁场的缘故引发电流。
[0031 ] 现将描述一些实施例的各个特征。某些所描述的特征可单独或与其它所描述或暗示的特征组合使用。一些实施例可使用仅一个或一个以上所描述的特征。本发明的一些实施例包含经加热睫毛膏涂抹器。尽管本文描述的原理可更广泛应用，但将关于经加热睫毛膏涂抹器、睫毛膏和睫毛膏涂抹来描述所述原理。
[0032]经加热涂抹器概观
[0033]根据本发明的加热涂抹器的一个实施例在图1中与产品容器一起展示。涂抹器
(3)包括包含近端和远端的伸长结构。朝向近端为供用户抓握的把手(4)，其还充当电流源
(5)和一些相关联电路的外壳。附接到把手且朝向涂抹器的远端移动的是中空芯杆(6)。进一步朝向远端的是涂抹器头部(7)，其在图中展示为经模制刷子。涂抹器头部能够插入到含有产品的容器(I)中。电子电路的主体承载在印刷电路板(PCB) (8)上，特定来说包含发热元件。PCB为从电流源(较接近涂抹器的近端)向涂抹器头部(较靠近涂抹器的远端)通过芯杆的伸长结构。
[0034]Ml`
[0035]容器(I)能够保持可由消费者取出的一定量的个人护理产品。容器的范围可从通常既定用于个别零售的完全大小容器到单一剂量大小，单一剂量大小可用于免费样品或在一组若干容器中销售。容器能够将加热涂抹器接纳到其中，所述加热涂抹器用于从容器取出产品。容器可包括擦拭器(la，见图1Ob)和能够以密封啮合接纳封闭物的颈部修饰。举例来说，颈部可具有螺纹(Ib)。虽然此加热睫毛膏实施例描述为包括容器，但本发明的其它实施例可不包括容器。
[0036]把丰
[0037]在图l、2a和2b中，把手(4)展示为中空圆柱体结构，但形状可变化。把手具有较接近涂抹器头部(7)的远端(4b)和较远离涂抹器头部的近端(4a)。把手足够大以由睫毛膏产品的用户抓握，如所属领域中通常所进行的。举例来说，把手的长度可从25_到150_且直径从12mm到50mm。把手的近端(4a)具有端口开口(4i)。端口开口提供对把手内部的电连接器(5d)的接达。把手的远端通常打开，且涂抹器的芯杆(6)延伸超出远端。把手的近端可为可移除的。举例来说，远端可包括或形成为帽(4c)。可移除帽提供对把手内部的接达。把手可为经设计以充当容器⑴的封闭物(特别是经由协作的螺纹)的类型。把手可具有窗口(4d)，发光二级管(LED)元件可经由所述窗口(4d)发光。在把手的外表面处，一个或一个以上电开关可由用户接达。举例来说，开关(5c)可断开和/或闭合一个或一个以上电路，例如包含电流源的加热电路或包含电力储集器的再充电电路。
[0038]把手⑷的内部足够大以容纳电流源，例如一个或一个以上电容器(5) ,PCB(S)的一部分和中空芯杆(6)的一部分，以及产生到PCB的传入和/或传出路径的一个或一个以上金属导线。图8展示可通常容纳在把手中的一些组件。
[0039]安装到把手且朝向涂抹器的远端延伸的是芯杆(6)。芯杆和把手可通过以下中的一者或一者以上安装:干涉配合、捕捉机构、粘合剂，或任何适宜的手段，这取决于连接的性质(下文待论述)。
[0040]芯杆
[0041]芯杆(6)的一个实施例展示于图3a和3b中。芯杆为中空伸长部件。芯杆的近端(6a)装配到把手(4)。芯杆和把手可通过以下中的一者或一者以上装配:干涉配合、捕捉机构、粘合剂，或任何适宜的手段。举例来说，当组装时，迫使芯杆上的一个或一个以上凸起垫片(图3a中的6c)进入把手中直到芯杆的凸起垫片遇到把手的内表面(4f)上的凹陷(图2a中的4h)为止。芯杆的凸起垫片扩展到把手的凹陷中，使得芯杆无法常规地经由涂抹器
(3)的既定使用从把手移除。在优选实施例中，把手和芯杆永久或半永久地附接，这意味着消费者不能轻易地将芯杆与把手分离。此布置在电流源不希望被替换时是便利的。在此情况下，在把手与芯杆的组装操作之前，可将电容器组装到把手中。
[0042]芯杆为中空的，且在其近端和远端处打开以允许印刷电路板(8)穿过其而安置，印刷电路板的部分从芯杆的两端露出。芯杆可为经设计以充当容器(I)的封闭物的类型，尤其是经由与容器螺纹(Ib)相互作用的协作螺纹(6d)。芯杆的远端(6b)可附接到涂抹器头部(7)的一部分。
[0043]印刷电路板
[0044]参看图5a和5b，印刷电路板(PCB)⑶是从电容器(5)经由芯杆(6)穿过到达涂抹器头部(7)的伸长结构。印刷电路板包括不导电的衬底(8a)。适宜的衬底材料包含(但不限于)环氧树脂、玻璃环氧树脂、电木(热固性酚醛树脂)和玻璃纤维。衬底可为约0.25到5.0mm厚,优选0.5到3mm,更优选0.75到1.5mm厚。衬底的一侧或两侧的部分可用铜层覆盖，例如约35 μ m厚。
[0045]衬底支撑发热部分(Sb)、电子组件和导电元件。在PCB支撑的导电元件之间是有效地将PCB连接到电流源(例如，电容器(5))的电引线和/或端子。
[0046]涂抹器包括包含发热部分(Sb)的可开关电路。此可开关电路由PCB上的物件(即，导电元件、电子组件和发热部分)与电容器以及开关机构组合而形成。此电路也可包含其它元件。当此开关闭合时，电流流动到发热部分，且此将发热部分界定为“开”。当此开关断开时，电流不流动到发热部分，且此将发热部分界定为“关”。涂抹器也可包括其它电路，其可从电容器(5)或从某一其它电源(即，电池或另一电容器)汲取电力。
[0047]印刷电路板可具有各种电子元件。作为一实例，将描述在优选(但不排除其它)布置中支撑各个元件的印刷电路板。图6展示布局在印刷电路板(8)上的一个可能可开关电子电路。图7展示PCB上的电子元件的一个可能布局。来自电容器(5)的电流在PCB端子(Sd)处进入印刷电路板。此端子可占据PCB的增大部分(Sc)的边缘。电阻器R7以及并联电容器Cl和C2与功率逆变器Ul交互以在电容器Cl和C2为满时自动关断到发热部分的电流。电容器可为例如瓷片电容器，其紧固到PCB或以其它方式与PCB相关联。选择额定电容以控制从可开关电路首次闭合时到可开关电路(和发热部分)将自动切断时的时间长度。举例来说，发热部分可在约2到2.5分钟之后或在约2到3分钟使用之后(视需要)自动切断。此额外开销计时器自动关断特征是任选的，且防止电容器在用户未能切断电路的情况下耗尽。依据所采用的精密度，额外开销计时器(例如，图6所示的基于电容器的额外开销计时器)可在自动关断之后需要复位周期，其中发热部分(8b)不能被激活(即，不能“接通”)。复位时间(其可为几秒)允许电容器Cl和C2放电。
[0048]任选地，NTC热敏电阻可放置在接近发热部分(8b)处。举例来说，在图6的电路图中，展示加热元件RH9与RHlO之间的空间。NTC热敏电阻可位于所述空间中，或在其可检测加热元件周围的空间的环境温度的轻微变化的任何空间中。NTC热敏电阻和固定值电阻器R3配置为分压器电路，其产生与发热部分的温度成比例和/或随其变化的电压电平。所述电压电平由运算放大器监视且在反相输入(U2的引脚3)处传递到运算放大器。阈值参考电压由另一分压器电路在R4和R5处产生，且此电压连接到运算放大器的非反相输入(U2的引脚7)。以此方式，运算放大器用作电压比较器。当包含负温度热敏电阻的分压器电路的输出电压跨越参考电压(上升到以上或下降到以下)时，运算放大器的输出(U2上的引脚2)则改变状态。运算放大器的输出传递到N沟道MOSFET开关(U2的引脚6处)，且用于控制MOSFET开关的状态。当MOSFET开关闭合时，电流从开关(U2的引脚4处)流动到发热部分(Sb)。当开关断开时，电流无法流动到发热部分。PCB(S)的伸长部分(Sc)的边缘具备第二端子(Se)，其导向穿通导体(5b)，向电容器(5)返回。
[0049]可开关电路可进一步包含噪声减小组件(例如，电容器C3)、开/关指示器(例如，LEDD1)，以及多个熔断部分(例如，Fl处)。并且，可使用I个以上热敏电阻来增加温度监视能力。
[0050]如所描述的可开关电路包含有效测量输出温度且自我调整以满足所要温度的系统。包含此电路的加热涂抹器可保持所要温度持续较长周期(例如，电源的寿命)，极少关注过热。并且，经由使用自动关断且经由监视发热部分的温度，电力利用显著减小。在此方面，本发明可提供具有本文描述的精度和可靠性的市售可行经加热睫毛膏涂抹器。
[0051]所述电路可进一步包含用于监视和维持电容器的输出电压的系统。优选地，所述电路包含监视和调整(视需要)输出电容器电压以维持窄范围的系统。此系统的一个益处是涂抹器性能的改进的一致性以及电容器再充电之间的改进的可预测性。
[0052]除电阻加热元件(Sb)以外的所有电子元件或组件可位于印刷电路板⑶的增大部分(8c)上，靠近板的近端。PCB本身可具有便利地制造和组装到芯杆(6)和涂抹器中的任何形状或尺寸。举例来说，PCB可具有从电容器(5)延伸到涂抹器头部(7)的总长度。此长度取决于涂抹器的总长度和设计，但可通常为30mm到150mm,更优选为50到120mm,更优选为75到100mm。增大部分(Sc)的最大横向尺寸必须小于涂抹器的其所驻留于的部分的内部尺寸。举例来说，在图中，PCB的增大部分驻留在把手中。因此，增大部分的横向尺寸不应超过把手的内径。举例来说，对于许多应用，把手的直径可约12mm到50mm。
[0053]上文描述的电路利用印刷电路板来形成电子电路子组合件，其可插入到中空芯杆
(6)中且连接到电流源。此电子电路子组合件的结构完整性或其电操作均不依赖于中空芯杆。印刷电路子组合件的使用可导致成本节省以及制造过程中的误差减少。因此，本文描述的电路可提供真实有效、市售可行、美学上可接受、电容器供电的经加热睫毛膏涂抹器，其具有本文描述的性能、可靠性和便利度，且可较好地实现成本节省以及制造过程中的误差减少。
[0054]涂抹器头部[0055]涂抹器头部(7)是装置的用于从容器(I)取得产品且将其递送到涂抹表面(例如，睫毛)的部分。涂抹器头部可具有外表面(7e)，产品在沉积在涂抹表面上之前位于所述外表面(7e)上。涂抹器头部还可执行例如修饰睫毛等一个或一个以上其它功能。当装置为睫毛膏涂抹器时，在优选实施例中，涂抹器头部包含经模制刷子。经模制刷子的实例在图4中展示。刷子塑造为弹性体部件，其包括中空套管(7d)，所述中空套管(7d)具有开放近端(7a)、开放或关闭远端(7b)以及从中空套管的外表面(7e)突起的多个刷毛(7c)。更特定来说，刷毛从外表面的部分(7f)突起。刷毛可布置在大体整个外表面上(刷毛之间的空间除外)，或可存在外表面的无任何刷毛的另一部分(7g)。
[0056]中空套管(7d)的近端可附接到芯杆(6)的远端(6b)，通过将芯杆的一部分接纳到中空套管中，或通过将涂抹器头部的近端接纳到中空芯杆中。然而，此附接可能并非必要的，因为经模制中空套管能够接纳印刷电路板(8)的从芯杆的远端露出的远端。涂抹器头部与发热部分紧密相关联。举例来说，优选地，中空套管贴合地配合在印刷电路板的远端的包括发热部分的部分上。最优选地，此配合充分贴合以防止套管在正常处置和使用期间脱离PCB。此外，中空套管在PCB上的贴合配合改进经过套管从内部向外的热传递的效率，而印刷电路板上的发热部分(8b)与中空套管之间的空隙减小热传递效率。因此，如果发热部分与中空套管的内表面(7h)之间存在尽可能少的空隙则是优选的。如果不存在此类空隙则是最优选的。
[0057]在本发明的一个实施例中，印刷电路板(8)上的发热部分(8b)与经模制涂抹器头部(7)的中空套管(7d)的内表面(7h)直接接触。此布置是有效的，但仍可能例如在发热部分内在中空套管下方留下空气填充的空隙。热经过中空套管到涂抹器头部的外表面上的产品中的传递可由于这些空气填充的空隙而减弱。本发明的另一实施例包含在一大块连续的热传递材料中嵌入发热部分。所述材料可通过在处于变软状态的热传递材料中浸入PCB的远端来施加。当材料变硬时，发热部分内可几乎无气隙。在至少一些实施例中，只要热传递材料改进从发热部分经由中空套管的热传递的速率，那么此实施例针对许多应用则是优选的。热传递材料可在PCB的远端上方形成半硬化或硬化的圆柱体壳。所述圆柱体壳贴合地配合到圆柱体中空套管中。以此方式，中空套管的大体整个内表面可与包围发热部分的热传递材料直接接触，且经由中空套管到产品中的热传递得以改进。圆柱体壳的另一优点是，其可使得较容易将套管滑动到PCB上，因为壳与无热传递材料的PCB相比提供平滑、均一的表面。热传递材料的圆柱体壳的有用材料的实例包含一种或一种以上热传导粘合剂、一种或一种以上热传导囊封环氧树脂或这些的组合。热传导粘合剂的实例为Dow Corning;?1-4173(经处理氧化铝和二甲基、甲基氢硅氧烷；导热率=1.9W/m.K ;肖氏硬度92A)。热传导囊封环氧树脂的实例为832-TC (氧化铝与表氯醇和联苯F的反应产物的组合；可从安大略伯灵顿的MG Chemicals公司购得；导热率=0.682ff/m.K ;肖氏硬度82D)。针对许多应用，较高导热率相对于较低导热率是优选的。
[0058]涂抹器头部(7)的各个参数将影响升高安置在刷毛上的产品的温度所需的热量，和/或进行此过程所需的时间量。举例来说，一般来说，存在的刷毛(7c)越多或刷毛越大，则在给定时间量内升高刷毛上的产品的温度将需要更多热量。这是确实的，因为存在更多刷毛质量正在加热，且因为与存在较少或较小刷毛的情况相比存在更多产品。并且，举例来说，给定热产生的特定速率，较厚套管(7d)意味着升高刷毛上的产品的温度将需要较多时间。这是因为与使用较薄套管相比有较多套管质量被加热。为增加经过经模制涂抹器套管的热传递的速率，且为减少损失的热量，考虑到所使用的特定材料中的模制的局限性，使经模制套管尽可能薄可能是优选的。优选地，套管厚度小于1.0_，更优选小于0.8_，更优选小于0.6mm,且最优选小于0.4mm。
[0059]当然，由于热会经过套管和刷毛，所以升高安置在涂抹器头部上的产品的温度所需的热量和/或时间长度还取决于材料的导热率。因此，一般来说，为减少升高产品的温度所需的时间量，可能增加热产生的速率，减少正加热的质量(涂抹器头部和/或产品)，且/或增加涂抹器头部的导热率。可能考虑减小刷毛的大小和质量，但所述决策应相对于涂抹器修饰眼睫毛的性能而作出。
[0060]用于经模制涂抹器头部(7)的有用材料的实例包含塑料、弹性体，或由偶极键交联或氢键交联表征的材料(例如，热塑性弹性体)。热塑性弹性体或一个以上热塑性弹性体的组合是优选的。一般来说，热塑性弹性体的性质使得可通过挤压模制、注射模制、吹塑模制、热成形、热焊接、压光、旋转模制和熔铸以批次间相对小的变化一致地制造物件。热塑性弹性体的一个定义包含以下必要特性:拉伸到适度伸长度且在移除应力后即刻恢复到接近其原始形状的形状的能力；可在高温下处理为熔融物；以及不存在明显蠕变。适宜的热塑性弹性体的实例包含以下各者:苯乙烯类嵌段共聚物、聚烯烃共混物、弹性体合金(ΤΡΕ-ν或TPV)、热塑性聚亚安酯、热塑性共聚多酯，和热塑性聚酰胺。嵌段共聚物TPE的实例包含:Styrof lex (BASF) >Kraton (Shell 化工)、Pellethane (Dow 化工)、Pebax、Arnitel (DSM)和 Hytrel (Du Pont)。弹性体合金包含:Dryflex(VTC TPE 集团)、Santoprene (Monsanto公司)、Geolast(Monsanto)、Sarlink (DSM)、Forprene (S0.F.Ter.股份公司)、Alcryn (DuPont)和Evoprene (AlphaGary)。一些热塑性弹性体具有结晶域,其中一种嵌段与一个或一个以上邻近链中的另一嵌段共结晶。所得晶体结构的相对高的熔融温度趋向于使所述域比其原本要稳定。特定晶体熔融温度决定使材料成形所需的处理温度，以及产品的最终服务使用温度。此类材料的实例包含Hytrel (聚酯-聚醚共聚物)和Pebax ? (尼龙或聚酰胺-聚醚嵌段共聚物)。对于图1的涂抹器的经模制涂抹器头部，Hytrel⑧和Pebax⑧在特定实施例中是有用的。
[0061]涂抹器头部的材料(例如，热塑性弹性体)可在一硬度范围内有用。举例来说，对于许多应用，约25到约82的肖氏D硬度是优选的。更优选的是具有30到72的肖氏D硬度的材料。更加优选的是具有47到55的肖氏D硬度的材料。
[0062]任选地，涂抹器头部的一部分可包括一种或一种以上热致变色材料。热致变色材料在加热时以可预测方式改变颜色。热致变色材料的目的是向用户提供视觉通知，即涂抹器已达到某一温度。优选地，涂抹器的包括热致变色材料的部分容易在睫毛膏涂抹器的正常使用期间为用户所见。举例来说，优选地，热致变色材料的至少某一部分将不被睫毛膏覆盖，从而不掩盖颜色改变。
[0063]我们已描述经模制刷毛涂抹器头部。然而，在不脱离本发明的精神的情况下，涂抹器头部可为适于从储集器取得产品且将其转移到涂抹表面并且将热从发热部分(8b)传导到产品的任何装置。举例来说，涂抹器头部可为针对润唇膏或用于向角质表面涂抹的其它产品的雌鹿脚状涂抹器(见图11)。
[0064]加热元件[0065]发热部分(8b)的优选实施例包括多个个别离散电阻加热元件，其位于印刷电路板的远端附近，在涂抹器头部(7)下方。优选地，加热元件仅位于涂抹器头部的具有刷毛的部分(7f)下方，而非不具有刷毛的部分(7g)下方，以使被浪费的热能最小化。离散电阻加热元件的优选实施例为以电子方式串联、并联或以其任何组合布置并物理上位于两行中(PCB的任一侧上各一行)的一系列固定值电阻器。电阻器的数目及其额定电阻部分由电路的热产生要求支配。在一个实施例中，41个5欧姆的离散电阻器均匀地间隔，20个在PCB的一侧上，且21个在另一侧上，在经模制涂抹器头部的具有刷毛的所述部分(7f)的整个长度下方。在另一实施例中，使用23个6欧姆电阻器，11个在PCB的一侧上，且12个在另一侧上。在又一工作模式中，使用41个3欧姆电阻器，20个在一侧上，21个在另一侧上。少一个电阻器的那侧为热敏电阻留下空间。通常，图1的涂抹器可能使用具有I到10欧姆的额定电阻的个别电阻元件。然而，此范围可视情况需要而超过。通常，所有加热元件的总电阻的范围可能从I到10欧姆。然而，此范围可视情况需要而超过。
[0066]一种优选类型的电阻加热元件是金属氧化物厚膜电阻器。这些电阻器以一种以上形式可用。一个优选形式是片式电阻器，其为安置在固体陶瓷衬底上且具备电接触件和保护涂层的厚膜电阻器。几何学上来说，每一片可近似为实心矩形。此类加热元件可按各种大小市售。举例来说，KOA Speer Electronics公司(Bradford, PA)提供通用厚膜片式电阻器，其最大尺寸约为0.5_或更小。通过使用最大尺寸约为2.0mm或更小(更好)的电阻器(在一个实施例中，1.0mm或更小(更好)，在另一实施例中，0.5m或更小)，电阻器可容易地相对于刷毛的行/匝的数目而布置。一般来说，所使用的大小电阻器可能与刷毛匝的间距(或刷毛的行之间的间隔)相关。在一个实施例中，这可能为约2mm，但如果间距较大或较小，那么使用较大或较小电阻器可能是有利的。
[0067]通常，片式电阻器可通过已知方法附接到PCB。金属氧化物厚膜电阻器的更优选形式可用作丝网印刷沉积物。在无外壳的情况下(例如，片式电阻器)，金属氧化物膜使用印刷技术直接沉积到印刷电路板上。这从制造视点来看比焊接片式电阻器更有效和灵活。金属氧化物膜可沉积在PCB上，作为一个连续加热元件，或其可印刷为个别点。出于上文论述的原因，离散点相较于连续沉积可为优选的。可在厚膜电阻器制造中使用各种金属氧化物。一种优选材料为氧化钌(RuO2)。个别点可印刷为小至约2.0mm或更小,更优选1.0mm或更小，最优选0.5mm或更小，且其厚度可变化。实际上，通过控制点的大小，可更改每一点的电阻。并且，厚膜电阻器的电阻(不论是片式电阻器还是丝网印刷形式)也可由金属氧化膜中的添加剂控制。通常，本文描述的类型的片式电阻器和丝网印刷金属氧化物点可具有I到10欧姆的额定电阻。
[0068]承载丝网印刷厚膜电阻器或片式电阻器的印刷电路板不如承载例如线圈等现有技术加热元件的印刷电路板体积大。这使得涂抹器套管的直径小于其它装置。较小直径意味着到产品中的热通量增加，且浪费较少热量加热套管。
[0069]此外，使用相对于刷毛的线性分布布置的多个离散加热元件的益处在US12/732, 835中详细论述。
[0070]电流源
[0071]图1的涂抹器进一步包括快速充电的电流的源(5)，优选为DC电源。“快速充电”是指电流源能够在5分钟或更短时间内(优选3分钟或更短时间内，更优选2分钟或更短时间内，且更优选I分钟或更短时间内)完全再充电。“完全再充电”是指电流源将不存储任何额外电力。再充电的速率取决于用于再充电的电力储集器。这些充电时间指代典型个人护理消费者将能够接达的外部电力储集器，例如普通家用电流和市售电池。优选地，快速充电电流源容纳在把手(4)的内部，把手(4)足够大而能够容纳所述快速充电电流源。
[0072]电流源具有至少一个正端子和至少一个负端子，所述端子分别形成传入路径(离开电流源)和传出路径(朝向电流源)的部分。电源端子中的一者或一者以上可直接接触印刷电路板⑶上的导电元件，或一个或一个以上电引线可介入，比如导体(5a)和(5b)。
[0073]在优选实施例中，电流源包含一个或一个以上快速充电电容器，其具有可在电容器的表面附近接达的正和负接触件。例如金属导线(5a)等电导体能够将电流从电容器载运到印刷电路板(8)。例如金属导线(5b)等电导体能够载运电流离开印刷电路板(例如，返回到电容器)。
[0074]本发明中优选的电容器适于快速充电和放电且在至少0°C到40°C (优选_20°C到50 °C )的环境温度范围内是有效的。对于本发明优选的是电双层电容器(EDLC),也称为超电容器或超级电容器。超电容器具有相对高的能量密度，通常大约是常规电解电容器的数千倍。EDLC还具有比可比大小的常规电池或燃料电池高得多的功率密度。市售EDLC电容器的实例是Maxwell技术公司销售的电容器:例如，PClO系列(2.5V DC，10F)、HC系列(2.7VDC，5F-150F)和 D Cell? 手列(2.7V，310F 或 350F)。Nichicon (JP)销售 EVer CAP 牌的EDLC，其额定电压为2.5V DC和2.7V DC，且电容约0.47F到4000F。当选择用于本发明中的电容器时，最重要的因素是额定电容、额定电压和电容器的大小。
[0075]关于大小，优选地，电容器将不大于或约为典型圆柱体太阳能电池的大小，例如电子美容装置中当前使用的。更优选地，电容器将为约纽扣电池的大小，例如助听器中通常使用的。
[0076]关于电容，适于用于将与如本文描述的插接站盒一起使用的电子个人护理装置中的电容器的电容从约I到约200法拉(F);更优选从约IOF到约100F ;更优选从约20F到约50F ;且最优选从约30F到约40F。
[0077]关于电压，优选地，电容器的额定电压为约1.5V DC到约9V DC，更优选约2V DC到约6V DC,更优选约2.5V DC到约3.5V DC。
[0078]我们已发现此类电容器能够提供足够的电力用于根据本发明的装置的至少一个既定使用，而不管电力是用于加热涂抹器、加热产品、使涂抹器振动、旋转涂抹器、照射光，还是与个人护理治疗相关的各种其它目的，尤其当经负载电路包含电压调节器时。满足上文界定的规格的电容器可在上文描述的时间范围内充电或再充电。不同于电池，电容器将比个人护理装置长久，从而减少浪费。
[0079]两种类型的电路
[0080]根据本发明的快速充电电容器供电的个人护理装置具有两种类型的电路，每一类型至少一个。第一电路包含当电流正流经负载时从电容器汲取电力的电负载。举例来说，这可为加热电路或包含用于产生振动的马达的电路，或照明电路，或具有热提取部分的冷却电路等。第一电路(我们称之为经加载电路)还包含能够中断电容器与PCB之间的电流流动的开关(5c)。当所述开关处于闭合状态时，从电容器(5)汲取电力且电流流经经加载电路。当开关处于断开状态时，不从电容器汲取电力，且电流不流经经加载电路。优选地，开关可由用户接达。优选地，开关位于装置的外表面上。电子领域中已知的各种开关可用于本发明的各个实施例中。一些非限制性实例包含:拨动开关、摇臂开关、滑块、按钮、旋钮、触摸激活表面、磁性开关和光激活开关。并且，在电负载能够具有多个输出电平的情况下，多位置开关或滑块开关可为有用的。手动开关可位于把手上，在侧壁上或在把手的末端上，在其处其可直接接达。任选地，当例如按钮等开关位于把手上时，可提供配合在按钮上方的帽。所述帽可用以出于美学原因隐藏按钮，或其可保护按钮使其不会例如在携带在钱包中时无意中接通。
[0081]经加载电路的一个实施例的一般描述如下。闭合开关(5c)完成所述经加载电路。电力从电容器(5)的负端子经由开关(5c)沿着导体(5a)流动，直到其到达PCB端子(8d)为止。上文已描述穿过印刷电路板的电路。最终，电流沿着导体(5b)流出PCB端子(Se)，且最终到达电容器的正端子。上文中，我们已将经加载电路描述为包括印刷电路板和精细电路的各个元件。这是优选的，但并不需要如此。根据本发明的快速充电电容器供电的个人护理装置可具有非常简单的负载电路，例如向以及从电容器和负载(即，线圈加热元件、马达、LED等)载运电流的线导体。此类装置(在无印刷电路板的情况下)仍将得益于快速充电电容器的使用。
[0082]第二电路为再充电电路。电容器能够建立到用于对电容器再充电的电力储集器的电接触，且再充电电路仅在装置正接达电力储集器时完成。一般来说，电力储集器将在装置外部，且完成再充电电路将可能必须进行连接。所述连接可为物理接触或感应类型。一般来说，物理接触电力连接形成为两个配对连接器，公(或插塞)和母(插孔或端口)。任一类型的连接器均可提供在装置的方便接达的任何表面上。电子领域中已知的各种类型的DC电力连接器，例如banana、TRS、RCA和EIAJ。连接器类型的此叙述不是详尽的，且现在已知或待开发的其它类型的连接器也可用于本发明中。
[0083]再充电电路的一个实施例的一般描述如下。当公型电连接器(9a)插入到端口开口(4i)中时，公连接器被导引到互补电端口(5e)中，这在外部电力储集器与电容器(5)之间建立电接触，使得电容器的负极板可接收和存储电荷。同时，电容器的正极板放电到导回电力储集器的导体中。当电容器为满时，电流的流动停止。当充电完成时，公型连接器可从端口开口(4i)移除。利用本文预期的快速再充电电容器，再充电可花费5分钟或更短时间，优选3分钟或更短时间，更优选2分钟或更短时间，且更优选I分钟或更短时间。再充电电路可任选地包含开关，使得仅当开关闭合时发生实际充电。任选地，再充电电路可包含用信号通知再充电的一个或一个以上状态的一个或一个以上指示灯。举例来说，可存在指示何时正发生充电或指示电容器上电荷的程度或指示充电已停止的灯。
[0084]我们已描述使用可再充电电容器的个人护理装置。如所描述，提供用于建立到外部电力储集器的电接触的电连接器。涂抹器上的连接器与配对电连接器介接。配对连接器可为导向电力储集器的或可连接到电力储集器的导体电缆的一部分。在图12中，举例来说，电缆(112)的常规插塞(105)连接到普通住宅电力；AC到DC转换器(125)将电压变换为适于电容器的DC电压和电流，其可经由配对连接器(120)连接。或者，配对连接器可为充电底座或插接站的一部分。任选地(但优选地)，根据本发明的电容器供电的个人护理装置经由能够紧紧固持装置且促进再充电电路的完成的插接站来再充电。在此情况下，插接站包括完成的再充电电路的一部分，且可充当变压器。底座接收来自便利源(例如，住宅壁式插座或电池)的电力。底座可将电压变换为适于制造商针对电容器(5)的规格的电平，且将经转换电力发送到电容器。
[0085]安置在插接站中的电容器供电的个人护理装置的一个实施例展示于图1Oa和IOb中。图1Oa是正在插接站(9)中再充电的加热睫毛膏涂抹器的透视图，所述插接站(9)实施为美容盒。图1Ob是以横截面展示的类似图。插接站盒具有电池(％)。电池具有对电容器(5)再充电的足够的容量。当加热睫毛膏涂抹器的把手(4)插入到设置在插接站盒中的凹口中时，涂抹器稳固地立于适当位置。同时，公型电力连接器(9a)经由端口开口(4i)插入到互补电端口(5e)中。此时，再充电电路完成，且电容器再充电。在几秒或几分钟内，当再充电完成时，底座上的指示灯(9c)可发亮以指示再充电完成。涂抹器可从再充电器盒移除且由消费者使用。再充电底座实施为美容盒是便利的，但并不需要如此。再充电底座可采取各种形状和大小，且提供一系列辅助功能。图11展示正在底座中再充电的雌鹿脚状涂抹器。
[0086]不同于一些现有技术电子美容装置，在不进行再充电的情况下，电容器(5)不能持续到典型完全大小(即，非促销大小)市售产品容器的整个寿命。容器的“寿命”指代用户用来在正常既定使用期间从容器提取和涂抹尽可能多的产品所花费的时间。举例来说，可在本发明中使用的典型完全大小睫毛膏容器可在填充设备中填充以至少4g产品、优选至少6g产品，更优选至少Sg产品，且最优选至少IOg产品。本发明的电容器(如果在经加热装置中使用)将不持续到此容器的整个寿命。然而，每当根据本发明的电容器供电的个人护理装置被激活(或“接通”)时，电容器(5)能够自身提供足够的能量来以令人满意的结果(如每一情形可指示)完成至少一个治疗或产品涂抹是优选的。举例来说，电容器
(5)能够自身提供足够的能量在2分钟或更短时间内将个人护理产品的温度从环境温度增加到产品涂抹温度且保持在所述温度下足够长的时间以完成治疗或化妆是优选的。温度的增加可约为10°C或更多，优选约20°C或更多，更优选约30°C或更多。举例来说，环境温度可为20°C到25 °C，且产品涂抹温度可为30°C或更高，优选40°C或更高，更优选55°C或更高。电容器可进行此操作至少一次，也许一次以上，但不能更多次。虽然与电池相比放电循环较短，但本发明的优点有若干，如我们现在所论述的。
[0087]虽然各种电子个人护理装置是已知的，但那些物件由电池供电是常见的。当电池耗尽时，其必须更换或再充电。如果耗尽的电池可再充电，那么可能花费数小时对电池充电，如再充电操作典型的情况。并且，电池可再充电的次数存在限制。并且，电池给装置增加太多重量，其占据很多空间，这可能不合乎需要。相比之下，使用快速充电电容器的电子个人护理装置能够克服电池的若干限制。首先，电容器可在几秒或几分钟内充电和再充电。完全充电的电容器可给予仅一次或几次涂抹，或仅几分钟使用时间，随后其必须再充电，但许多电子个人护理装置不使用较长时间周期。涂抹或使用可仅花费几秒到2-3分钟。并且，再充电相对较快，大约是可再充电电池的10到50倍那样快，且足够快而对于许多消费者是便利的。如果再充电底座是基于电池的且便于携带，比如上文描述的美容盒底座，那么电容器可在路上进行再充电，远离固定的电力储集器。由于其可在几分钟或更短时间内再充电，所以电池的优点大大减弱。此外，与电池相比，电容器可无限期再充电。并且，与可比大小的电池相比，电容器相对较轻。并且，对于给定功率电平，电容器明显小于电池。因此，利用电容器作为其电流源的个人护理装置的设计可比使用电池的个人护理装置具有更大灵活性。此外，不同于许多电池，电容器可弃置在普通家用废物流中。此外，因为其可在几秒或几分钟内充电，所以与电容器一起销售的个人护理装置不必提前充电。如果消费者必须在首次使用之前对电容器充电，那么其不会感知到任何不便。如果使用电池，那么消费者在必须在首次使用之前等待六个或八个或十二个小时的情况下可能不会太乐意。
[0088]在一些方面中，本发明是一种套件，其包括:包括快速充电电容器的电子个人护理装置，其中所述装置具有良好界定或既定的使用；以及保持不超过有限数目的产品剂量的一组低剂量容器。低剂量容器中剂量的数目可少于20、优选少于10，更优选少于5，最优选正好为I或2个剂量。依据个人护理产品的类型和低剂量容器的撤离剖面，可由根据本发明的或与根据本发明的装置一起使用的装置从低剂量容器提取的产品的量可从约0.5g到约20g ;优选约0.5g到约IOg ;更优选约0.5g到约5g ;更优选约0.5g到约Ig ;类似地约
0.25g到约0.75g。优选地，可由完全充电电容器完成的既定使用的数目与每一容器中的剂量的数目协调。举例来说，装置为振动唇膏涂抹器，既定使用为将唇膏涂抹到双唇(一组唇)，每一容器保持足够的产品用于完成向一组唇的正好2次涂抹，且随后将丢弃；电容器以足够的能量完全充电以完成4次唇膏涂抹，但不能更多次。在此实例中，平均来说，在用户已用完唇膏的2个容器(即，涂抹唇膏4次)之后，其将必须对装置再充电。或者，举例来说，装置为加热睫毛膏涂抹器，既定使用为将睫毛膏涂抹到双眼的眼睫毛；每一容器保持足够产品用于完成双眼的正好I次涂抹，且随后将丢弃；电容器以足够的能量完全充电以完成I次经加热睦毛骨涂抹，但不能更多次。在此实例中，在每次睦毛骨涂抹之后，电各器必须再充电。或者，换句话说，每当用户打开新的容器时，涂抹器应再充电。
[0089]其它实例涉及由于正被加热而遭遇一些不合需要的更改的产品。举例来说，基于水的产品(比如一些睫毛膏)可能会在加热时经历变干。包括除水以外的溶剂的产品可能在或多或少程度上经历变干。包括蜡或一些类型的塑料的产品在加热时可形成晶体，或其流变剖面以其它方式受到不利影响。至今，这些问题的全部或一些已阻碍或阻止这些产品的经加热型式投入市场。为解决此问题，在包括一组保持不超过某一剂量数目的睫毛膏的低剂量容器以及涂抹器的套件中供应睫毛膏将是便利的，所述涂抹器包括把手、能够浸入在睫毛膏中的发热部分，以及容纳在把手内的快速充电电力电容器。在一个实施例中，当完全充电时，电容器能够将足够电流提供到发热部分以允许用户用完不超过正好一个容器。这不是缺点，因为这已经是用户想要使用的全部。睫毛膏的剩余部分保持密封在其它容器中且不经历由加热涂抹器所致的变干。虽然这可以用电池供电的装置进行，但电池的缺点通常将使电容器供电的装置更有吸引力。实际上，无论什么时候提供低剂量封装，根据本发明的个人护理装置都可用于避免电池和其它类型的电源的缺点。
[0090]在一些方面中，本发明是包括快速充电电容器的电子个人护理装置，其中所述装置具有良好界定或既定使用，其不与个人护理组合物特别地相关。电容器能量足以完成不超过有限数目的既定使用，例如不超过10次使用，或不超过5次使用，或不超过2次使用，或不超过正好I次使用。举例来说，装置可为对于皮肤痤疮的光照治疗，从而提供以特定波长为中心的一个或一个以上光照剂量。当例如想要避免电池的缺点时，此装置将仍从使用快速充电电容器受益。
[0091]尽管我们已主要论述经加热睫毛膏涂抹器，但本文描述的原理可实施在所有种类的个人护理装置中，无论是与还是不与关联产品一起使用。电容器电力可用于产生热、冷、振动、声音和光。其还可用于对显示装置充电，或处理数字信息。需要仅几分钟电力的任何功能可实施在具有如本文描述的快速充电电容器的个人护理装置中。
[0092]冷却个人护理装置的一个实例基于称为珀尔帖效应的热电效应。为实现此效应，电流跨越结从第一金属流动到第二不同金属。结处的不连续性致使从第二金属移除热(因此使其冷却)，且对抗温度梯度转移到第一金属(因此对其加热)。如果电流方向颠倒，那么所述效应也颠倒。基于珀尔帖效应的热电热泵是已知的，且呈将热从装置的一侧传递到另一侧从而加热一侧且使另一侧冷却的固态装置的形式。举例来说，从USB端口供电且用于对饮料冷却或加热的珀尔帖装置为市售的。根据本发明的电容器供电的装置可包括一个或一个以上珀尔帖固态装置。电力可由电容器供应，且电路可具有开-关式开关。任选地，电路可具有温度传感器，即当产品已达到某一温度时向用户发出警告的构件，以及自动关断能力。
【权利要求】
1.一种手持式个人护理装置，其包括: 快速充电电容器； 至少一个经加载电路，其包括开关和电负载，所述电负载能够在所述开关处于闭合状态时从所述电容器汲取电力，但在所述开关处于断开状态时不从所述电容器汲取电力； 再充电电路，其能够建立到外部电力储集器的电接触，使得当电流正在所述再充电电路中流动时所述电容器由所述外部电力储集器再充电。
2.根据权利要求1所述的装置，其中当电流正在所述再充电电路中流动时，所述电容器在5分钟或更短时间内完全再充电。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述电容器的电容从约IF到约200F。
4.根据权利要求3所述的装置，其中当完全充电时所述电容器的电压从约1.5伏DC到约9伏DC。
5.根据权利要求4所述的装置，其进一步包括用于监视和维持所述电容器的输出电压的系统。
6.根据权利要求3所述的装置，其中所述电负载为发热部分、热提取部分、马达、光源、振动源和显示装置中的一者或一者以上。
7.根据权利要求5所述的装置，其进一步包括发热部分。
8.根据权利要求7所述的 装置，其进一步包括可将产品固持在其外表面上的涂抹器头部，且其中所述电容器可将足够的能量提供到所述发热部分以在2分钟或更短时间内将安置在所述涂抹器头部的所述外表面上的睫毛膏产品的温度从环境温度增加到产品涂抹温度。
9.根据权利要求8所述的手持式装置，其中温度增加为10°C或更多。
10.根据权利要求8所述的手持式装置，其进一步包括容器，所述容器能够保持可通过所述涂抹器头部取出的一定量的个人护理产品。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述个人护理产品是水基睫毛膏。
12.根据权利要求8所述的装置，其中所述涂抹器头部是经模制刷子，所述经模制刷子包括装配在所述发热部分上方的中空弹性体套管。
13.根据权利要求18所述的装置，其中所述套管包括一种或一种以上热塑性弹性体。
14.根据权利要求7所述的装置，其中所述发热部分包括以电子方式串联、并联或以其任何组合布置的一系列固定值电阻器。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述固定值电阻器具有I欧姆到10欧姆的额定电阻。
16.根据权利要求15所述的装置，其中电阻加热元件为金属氧化物厚膜、片式电阻器，其最大尺寸为2.0mm或更小。
17.根据权利要求15所述的装置，其中所述电阻加热元件为金属氧化物厚膜的离散点，其提供作为印刷电路板上的丝网印刷沉积物。
18.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括容纳所述电容器的把手。
19.根据权利要求1所述的装置，其中所述经加载电路包含分压器电路和热敏电阻。
20.根据权利要求19所述的装置，其进一步包括运算放大器和N沟道MOSFET开关。
21.一种套件，其包括根据权利要求1所述的装置以及保持小于20个剂量的产品和少于约20g产品的一组低剂量容器，其中当所述电容器完全充电时，所述电容器能够提供足够的电流以允许用户用完`不超过正好I个容器。
【文档编号】A46B11/08GK103561608SQ201280026693
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年5月2日 优先权日:2011年5月4日
【发明者】赫维·F·布依, 克里斯托弗·雅各布 申请人:Elc管理公司