JP2002522102A - 歯ブラシ - Google Patents
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Abstract
Description
け、その結果歯から放射される蛍光輻射線を検出することにより歯の表面上の歯
垢および他の生物的沈着物を検出するための手段を有する歯ブラシに関する。
ましくないと一般に考えられる生物起源の物質の沈着物、例えば歯垢、バクテリ
ア、歯石、結石などを意味する。歯垢は、一つには歯または汚染物質、例えば歯
上の食物沈着物などの汚れに対するバクテリアの活動により生じる複雑な有機沈
着物であり、齲歯および虫歯発生の望ましくない前駆体である。 歯上のこのような沈着物を例えば歯のブラッシングにより除去する前に検出す
ることは、検出により歯の洗浄を集中して行うべき領域がわかるので望ましい。
このような沈着物をインビボの歯上その場で検出することは困難と言える。歯垢
を検出することが特に重要である。歯垢の検出に関しては、蛍光測定法を使用す
ることが知られており、該方法においては、入射輻射線を歯の表面に向け、生物
的沈着物の存在と関連づけられる特性を有する蛍輻射線を歯の表面から放射させ
、それを検出するものである。
ーする一次蛍光法と、歯垢が付着していると思われる歯を歯垢と優先的に結合す
る蛍光標識物質で処理し、標識物質が結合した歯の部分でその蛍光発光を検出し
て歯垢の存在を表示する二次蛍光法を用いる2種類の一般的歯垢検出法がある。
特許公開WO92/06671、WO97/01298、US5382163、
DE29704185、DE29705934、EP0774235、およびW
O97/01298(Phillips)は、このタイプの方法およびこれらの
方法を実施するための装置を開示する。GB9810471.4(1998年5
月16日出願、国際出願PCT/EP99/03273)(その内容は出典明示
により本発明の一部とする)は、蛍光を用いた歯表面上の生物的沈着物を検出す
るさらなる方法および装置を開示する。PCT/EP99/03273に開示さ
れている装置の一形態は、入射輻射線を試験歯表面に向け、試験歯表面からの放
射輻射線を集めるために光ファイバーの束が突き出している歯ブラシヘッドを含
む。
光を集めることがこのような方法の要件である。WO98/10711は、光を
歯の表面に向けるための光学的に透明な一体型基体からできているヘッドを備え
た歯ブラシを開示している。WO98/10711において、この輻射線は生物
的沈着物の検出のためではなく、治療のためのものである。 歯ブラシである前記装置は一般に、入射輻射線をヘッドに向け、かつヘッドか
ら放射輻射線を集めるために、歯ブラシのヘッドと基体を貫通する光ファイバー
の束を用いる。本発明の目的は、歯の表面上に入射輻射線を向け、入射輻射線に
応答して歯の表面から放出される輻射線を集めるための改良された手段を有する
前記タイプの歯ブラシを提供することである。
射輻射線を歯の表面に向け、歯の表面から放射される輻射線を集めるのに適する
歯ブラシヘッドであって、 入射輻射線を歯の表面に向ける手段、および/または歯の表面から放出される
輻射線を集める手段の少なくとも一部が、入射および/または放射輻射線に対し
て透過性である物質でできているヘッド を含むことを特徴とする。
0〜520nm、典型的には470±40nmの波長における入射輻射線、およ
び約520nmを越える波長、典型的には530〜600nmの範囲における放
射輻射線に対して透過性でなければならない。これらの2つの範囲をあわせて、
物質は400〜630nmの範囲にわたって透明であるのが好ましい。適当な透
過性物質としては、透明なプラスチック物質、例えばポリメチルメタクリレート
(PMMA)、ポリアクリレート(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエ
チレンテレフタレート(PET)、ポリエステル、スチレンアクリロニトリルコ
ポリマー(SAN)、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリルブタジエンスチ
レン(ABS)、ポリアミドポリマー(PA)、例えばナイロン(Nylon)
型材料など、他の公知の透明プラスチックが挙げられる。適当なプラスチックは
理想的には入射輻射線の影響下で蛍光または他の発光現象を示さないものでなけ
ればならない。
植毛方向に略平行な方向で歯の表面に向け、反対方向で集める。一般に、入射輻
射線は植毛面の一部から歯の表面に向けられる。これにより、通常の歯ブラシを
把持し、使用するのと同様に該歯ブラシを把持し、歯のブラッシングに使用する
ことが可能になる。一般に、入射輻射線を発生させる手段および/またはこの放
出された輻射線を歯上の生物学的沈積物の存在と関連づける手段を歯ブラシのハ
ンドル内に設置するのが好ましい。これらの手段は一般に電気的システム、例え
ば発光装置および検出器および関連する電子装置を含む。このようなハンドル内
の配置は、歯ブラシが電動歯ブラシである場合、すなわち、歯の洗浄操作におい
て洗浄用植毛を動かすための電気駆動手段を有する場合にも好都合である。一般
に、入射輻射線を発生させる手段が歯ブラシのハンドル内に設置されているなら
ば、この入射輻射線はまずヘッドを通して実質的に縦軸に平行な方向に向けられ
る。歯ブラシにおいて一般的であるように、植毛方向が実質的に縦軸に対して垂
直であるならば、縦軸に実質的に平行な方向から縦軸に対して実質的に垂直な方
向、すなわち植毛方向に輻射線をそらせ、放射輻射線についてはその反対にする
ことが必要である。
線に対して透過性である材料の一体型基体からできており、その内部を通過する
輻射線を導くことができる。 このような構造において、入射輻射線を、本体の高い屈折率と環境の周囲空気
の低い屈折率間の屈折率(「N」)の差により生じる内部全反射により物質の基
体内に封じ込めることができる。 このような一体型基体を構築する適当な物質としては、前記の透明なプラスチ
ック材料があげられる。
に曲げるような形状にすることができる。例えば、ヘッドに沿って縦軸方向に通
過する入射輻射線が植毛方向に反射するか、屈折するかないしは別の方法で曲が
るように、ハンドルから離れたヘッド末端表面、またはこの末端表面とハンドル
間に位置する中間面を縦軸方向および植毛方向に対して湾曲させるかまたは曲げ
ることができる。 またはそれ以外では曲げる。加えて、あるいは別法として、物質は全体的または
部分的のいずれかで反射性コーティング、例えば薄い反射性金属コーティングで
コートして、ヘッドに沿って縦軸方向に通過する入射輻射線を反射させて植毛方
向にすることができる。このような表面および/または反射性コーティングの形
および大きさは、入射輻射線が向けられ、そこからの放射輻射線が集められる領
域を決定するために用いることができる。加えてまたは別法として、物質それ自
身または前記反射性コーティングは、例えば入射または放射輻射線の損失、また
は外部からの輻射線の侵入を防ぐために、不透明層で被覆することができる。こ
のような歯ブラシヘッドを通常の射出成形法により製造する場合は、ヘッド物質
を通した輻射線の透過を妨げる白濁、縞または泡が形成されないように注意しな
ければならない。
植毛固定技術を用いて一体型基体中に固定することができる。 この第一の態様において、特に歯ブラシヘッドの構造が入射および/放射輻射線
に対して透過性の材料からなる場合は、ヘッドは1またはそれ以上の別の輻射線
誘導手段、例えば1またはそれ以上の光ファイバー(例えば公知タイプのもの)
を組み入れて、入射輻射線および/または放射輻射線の各々を歯表面へのまた歯
表面からの方向付けに用いることができる。例えば1またはそれ以上のこのよう
な手段、例えば光ファイバーは植毛面を通って伸び、入射輻射線を歯表面に向け
ることができ、かつその透明物質は植毛面を通して放射される輻射線を集めるこ
とができる。別法として、例えば透明物質は入射輻射線を歯表面に向け、1また
はそれ以上のこのような手段、例えば植毛面を通って伸びる光ファイバーは放出
される輻射線を集めることができる。別法として、例えば透明物質は入射輻射線
を歯の表面に向けることができ、1またはそれ以上のこのような手段、例えば植
毛面から突き出ている光ファイバーは放射輻射線を集めることができる。別法と
して、例えばこのような光ファイバーはヘッドの表面下の透明物質中に終端があ
ってもよく、例えばこのようなファイバーは末端が植毛面下で、植毛方向に面し
ている。入射輻射線はしたがってファイバーの末端を離れた後、透明層またはヘ
ッドの窓を通過して、歯表面に達する。加えて、あるいは別法として、歯表面か
らの放射輻射線は透明層またはヘッド材料の窓を通過してそのファイバーの終端
に達する。
する輻射線を誘導し、屈折率がN1の、入射輻射線および/または放射輻射線に
対して透過性である、物質の1またはそれ以上のコアを含み、そのコアはこれも
また入射および/または放射輻射線に対して透過性である物質のシースにより囲
まれていて、シースは屈折率がN2であり、N1はN2よりも大きく、N1とN
2の間に屈折率の差がある結果、内部反射が起こり、輻射線をコア内に向けるこ
ととなる。
コア内で内部反射が起こり、その結果コア内で輻射線が望ましく導かれる。コア
およびシースが構築される適当な物質としては前記の透明なプラスチックが挙げ
られ、これらはコアおよびシースについてその既知の屈折率の差に基づいて選択
することができる。例えば、シースとコア物質の適当な組み合わせは;シースポ
リアミド−コアポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポ
リエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレート;シースポリメチ
ルメタクリレート−コアポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネ
ート、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレート;シース
ポリカーボネート−コアポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネ
ート、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレート;シース
ポリエチレンテレフタレート−コアポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポ
リカーボネート、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレー
ト;シースポリブチレンテレフタレート−コアポリアミド、ポリメチルメタクリ
レート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテ
レフタレートである。この一覧から、化学的に類似しているが、例えば等級が異
なっているので異なる屈折率N2(N1はN2よりも大)を有するポリマーを用
いることができることがわかる。
1.7であるコア物質を、PETであり、典型的には屈折率N2が約1.54で
あるシースとの組み合わせである。 好ましい構造において、シースは歯ブラシヘッドの主な構造、例えば植毛が固
定される構造を形成する透明な物質の一体型基体を構成することができる。別法
として、コアおよびシースはそれ自体歯ブラシヘッド内に包まれて、例えば歯ブ
ラシヘッドの構造を構成する物質内に包まれていてもよい。
で反射性コーティング、例えば薄い反射性金属層でコートして、ヘッドに沿って
縦方向に通過する入射輻射線を植毛方向に反射させることができる。 このような反射層は内部反射をコア内に封じ込める主原因を含む。したがって
、本発明の第三の態様において、歯ブラシのヘッドは、入射輻射線および/また
は放射輻射線に対して透過性である物質の1またはそれ以上のコアを含んでおり
、これはその内部を通過する輻射線を誘導し、コアは入射および/放射輻射線を
反射する物質でできているシースにより囲まれ、したがってコア内で内部反射が
起こり、ヘッドに沿って縦軸方向に通過する入射輻射線が植毛方向に向けられる
。
含する。適当な反射性物質としては、コアの外部表面に施用された層または箔の
形態のアルミニウムまたは銀などの薄い光沢のある金属箔などが挙げられる。 前記態様において記載されたコアは入射輻射線、または放射輻射線のどちらか
、あるいは入射輻射線と放射輻射線のいずれも誘導することができる。コアは前
記のように入射輻射線および放射輻射線を曲げるような形態にすることができる
。例えば、ヘッドに沿って縦方向に通過する入射輻射線が植毛方向に反射される
か、屈折されるか、ないしは別の方法で曲がるようにハンドルから遠く離れたコ
ア表面、またはハンドルから遠く離れたコアの末端表面とハンドル間に位置する
中間面を、縦軸方向と植毛方向に対して湾曲させるかまたは一定の角度を付すこ
とができる。
十分であることが実験的に確認される横断面を有する。例えば、コアは任意の都
合のよい横断面形状、例えば円、楕円、端または角が丸みをおびた短形などであ
ってもよい。コアの横断面の大きさは実験的に決定することができるが、便宜上
、典型的にはヘッドの横断面の幅および/または厚さの5〜95%、例えば10
〜50%である。 コアは植毛方向に対して実質的に垂直である表面を有していてもよく、その結
果、コアに沿って通過する入射輻射線はこの表面を通ってコアから出て、そこか
ら歯表面に向かうこととなる。逆に、歯表面からの放射輻射線はこの表面を通っ
てコア中に進入し、コアを通過することができる。例えば、コアはヘッドの略縦
方向、すなわち植毛方向に対して垂直に向いたリム、および植毛方向に向いた、
末端面が植毛方向に対して実質的に垂直なリムを有する略「L」字型構造であっ
てよい。リム間の「L」の屈曲部は、例えば球形に湾曲していてもよいし、ある
いはリムに対して表面が45°になるように曲げられていてもよい。
歯の表面に渡り、その逆についても同様であるように、コアはシース物質を通し
て伸びていてもよい。別法として、コア中に入り、またはコアから出る輻射線は
シース物質中を通過するか、あるいは歯の表面に届く途中および歯表面から戻る
途中に歯ブラシヘッドの他の部分を通過しる必要がある。 歯ブラシヘッド、例えば基体、シースおよびコアを形成する前記の透明なプラ
スチック材料は、歯ブラシ業界で周知の射出成形の公知技術を用いて形成するこ
とができる。これらの物質の透明性を維持し、コアおよびシースが射出成形によ
り形成される場合、コアまたはシースを通る輻射線の通過を妨げる白濁、縞また
は気泡などが形成されないように注意することが重要である。
射出成形により製造することができる。形成されたコアを次に、歯ブラシヘッド
の一体型基体であるシースの形状を決める第二の射出成形用型キャビティに入れ
、次にシースをこの第二のキャビティ中にて第二の射出成形プロセスによりコア
の周りに成形することができる。この最後に記載した方法において、シースとコ
ア材料が射出成形プロセス後に冷却される際の差別的収縮のために亀裂ができな
いように、同一または類似した収縮値を有するように注意しなければならない。
うに製造される射出成形プロセスも提供する。 したがって、本発明はこのような射出成形プロセスにおける使用に適した射出
成型用金型も提供する。 反射性金属層は製造プロセス中に予備形成されたヘッドまたはコア成分に付着
させることができる箔の形態であってもよい。例えば、このような反射性金属層
を、その後の射出成形工程によりその周りにヘッドまたはシースが形成される、
予備形成されたコアに付着させる場合、ヘッド材料の成型中に金属層がたるんだ
り、はがれたり、またはゆがんだりしないように注意しなければならない。別法
として、他の公知の蒸着技術をこのような金属層の蒸着に用いることができる。
は放射輻射線に対して透過性の材料でできている1またはそれ以上の薄い輻射線
誘導フィラメント、例えば、光ファイバーを、歯ブラシヘッドから歯表面へおよ
びその逆の方向に輻射線を誘導するために用いることができる。このようなフィ
ラメントは典型的には約0.25mmの横断面を有する。この態様の一形態にお
いて、1またはそれ以上の歯ブラシの植毛はこのような輻射線誘導フィラメント
、典型的には0.12−0.25mmの横断面を有する歯ブラシの植毛を含んで
いてもよい。このようなフィラメントを形成する適当な材料は公知であり、前記
のようなプラスチック材料が含まれる。このようなフィラメントは典型的には歯
ブラシの植毛に用いられるような単一の材料から形成することができるが、輻射
線誘導の機能のためには、フィラメントはシース、すなわち封入層内に封入され
た入射および/または放射輻射線に対して透過性材料の内部コアを含み、コアと
シースの特性はシースに沿って輻射線を導くコア内で内部反射が起こるようなも
のであることが好ましい。例えば、フィラメントのコアおよびシースは輻射線に
対していずれも透過性の材料であり、前記のようにコアはシースよりも低い屈折
率を有し、コアとシースの屈折率の差の結果として内部反射が起こり、輻射線が
コア内に向けられる。フィラメントのコアとシースの透明な材料の適当な組み合
わせは前記の通りである。コアとシースの形態のフィラメントを製造する方法は
公知であり、例えば、WO97/14830およびPCT/EP98/0071
8に記載され、該特許においては、内部コアは軟質エラストマーであり、シース
はより硬質のプラスチック材料である。別法として、フィラメントコアは透明で
あり、シースは光沢のある金属層などの反射性材料であり、公知蒸着技術により
用いることができる。
とフィラメントを良好に光学的に連結させる必要がある。このような連結は、フ
ィラメントと、例えばヘッドのシース材料など、例えば一体構造の材料、または
ヘッド内のコアとの間に形成することができる。これは多くの方法により達成す
ることができる。
ヘッド中に固定された植毛の末端は、輻射線が歯ブラシヘッドまたは歯ブラシヘ
ッド内のコアから植毛中へ通過するように、またその逆方向を通るように歯ブラ
シヘッド中に固定される。例えば、植毛は溶接プロセスにより、または液体硬化
性物質床中に固定することによりヘッド中に固定して、ヘッドと植毛が光学的に
良好に連結されるようにすることができる。これを達成するための適当な方法は
技術文献において公知であり、例えばWO95/31917およびWO97/3
9649に記載されている。このような溶接プロセスにおいて、歯ブラシヘッド
中に固定させるべき個々の植毛または植毛束の末端を熱溶融させて歯ブラシヘッ
ドにおいて「マッシュルームヘッド(mushroom head)」を形成さ
せる。さらに、マッシュルームヘッドがこのように形成される場合、マッシュル
ームヘッドおよび/または隣接する植毛の末端が不透明または半透明にならない
で、励起光および/または放射された蛍光輻射線に対しては透過性であるように
注意しなければならない。このような公知プロセス、例えばWO97/3964
9のプロセスは、植毛の長さ方向に略垂直な末端面を有する固定された末端を有
するヘッド中に植毛を固定することができ、ヘッド材料から植毛への光の伝搬を
促進する。
きる。該方法においては、多くの植毛を縦方向に2つに折り畳み、このように形
成された束の周りに小さな金属クリップまたは「アンカー」を固定し、クリップ
を歯ブラシヘッド中の固定孔中にはめ込む。この場合、折り畳まれた領域を切断
、研磨または磨砕して、ヘッドと植毛間に良好な光学的連結が形成されるように
する必要がある。 しかしながら、輻射線誘導に用いられず、単に通常の歯を洗浄する機能を行う
ために用いられる植毛が本発明の歯ブラシヘッド上に存在する場合、これらはヘ
ッドに対して光学的に連結する必要がなく公知技術によりヘッドに固定すること
ができる。
光学的に連結され、例えばコア上またはコア中に固定される。例えば、コアは前
記の植毛方向に面した表面を有する前記の透明なプラスチック材料で作られ、フ
ィラメントの末端はこの表面上または表面中に固定することができる。例えば、
コアの表面はフィラメントの末端と緊密にかみ合った構造にすることができ、こ
れらの末端はコアの表面と光学的に、例えば物理的に接触するように結合させる
ことができる。しかしながら、好ましくは末端を軟質流動状態においてコア材料
中に埋め込み、コア材料を次に硬化させることにより植毛の末端をコア中に固定
する。これは例えば熱可塑性プラスチックなどの流動形態において成形できるプ
ラスチック材料でできたコアについて達成することができ、コアの流動プラスチ
ック材料を植毛の末端の周りに流し(植毛を適当な配置に保持しながら)、その
後硬化させる。これを熱流動状態におけるコアのプラスチック材料について行う
場合、植毛材料をコア材料と融合させて、植毛とコアの非常に緊密な結合を形成
することができる。歯ブラシの植毛に適したフィラメントを熱可塑性材料中に融
合させる射出成形などの技術は当業界で周知である。例えば、コア(複数でも可
)が前記のような略「L」字型である場合、例えば植毛方向に突き出た「L」字
型コアのリムの末端の植毛方向に対して実質的に垂直な表面に対してまたは表面
中にフィラメントを固定することができる。
トを含むタフトに束ねることができる。1またはそれ以上のタフトを各コアに連
結させることができる。このようなタフトは横断面が円形であり、例えば通常の
歯ブラシの植毛タフトの横断面とほぼ一致するか、または別法としてタフトの横
断面が円形の断面でないコアのものに対応しうるものである。 加えてまたは別法として、歯ブラシヘッドは輻射線を歯表面へ、および歯表面
から歯ブラシヘッドへ誘導する他の輻射線誘導手段を備えている。例えば、植毛
面は、歯表面へおよび歯表面から歯ブラシヘッドへ通過する輻射線の窓として機
能する1またはそれ以上の植毛のない領域を有する。例えば、加えてまたは別法
として、歯ブラシヘッドは歯表面へおよび歯表面から歯ブラシヘッドに通過する
輻射線用のレンズであって、歯ブラシヘッドから放射輻射線を歯表面上に収束さ
せる、および/または歯表面からの放射輻射線を前記輻射線誘導手段または前記
コアに向かって収束させるかまたは集めるレンズを有する。
たは放射輻射線に対して透過性の透明材料であり、公知の透明なプラスチック材
料、例えば前記のようなものを包含する。歯ブラシの植毛が輻射線誘導として用
いられる場合、これらは目的とする入射および/または放射輻射線に対して十分
透過性である繊維材料で製造されなければならない。 適当には、本発明のヘッドが意図される歯ブラシにおいて、入射輻射線は前記
技術文献から公知の波長のものであり、歯表面上の生物的沈着物、および/また
は沈着物のない歯表面からの蛍光を励起するものであり、放射輻射線はこのよう
な表面からの蛍光発光に対応する当業界で公知の波長を有する輻射線である。適
当には、入射輻射線は430と500nmの間の波長を有し、放射輻射線は52
0nmを越える波長を有していてもよい。430nm未満の波長の入射輻射線は
生物的沈着物または歯表面からの蛍光発光を励起させるのに高い波長の輻射線よ
り有効である可能性があるが、この低い波長の輻射線は口腔組織に対して有害で
ある可能性がある。
輻射線を歯の表面に向ける手段を備えている。これは適当な輻射線源、例えば公
知のタイプの発光ダイオードを含むことができる。放射輻射線を歯上の生物的沈
着物の存在と関連づける手段は公知の検出器、例えば半導体光ダイオードを含む
ことができる。二色鏡などの光フィルターを検出器と試験歯表面間の光路中に組
み入れて、適当な波長の放射された輻射線が優先的に検出器により確実に受容さ
れるようにするのが適当である。これらの手段、および適当な電源、電子処理装
置、および歯表面上の生物的沈着物の存在および/または不在をシグナル化する
手段を歯ブラシハンドル中に都合良く設けることができる。この目的に適した手
段は当業者には明らかであり、技術文献に開示されている。
分離可能に製造することができる。これは前記のようにハンドルが輻射線源など
を含み、例えば植毛が摩耗した場合に、これらの比較的高価な電気部品も交換す
る必要なくヘッドを交換できるので、特に好都合である。歯ブラシのヘッドがハ
ンドルから分離可能である場合、ヘッドとハンドル間のジョイントは光学的コネ
クターを含まなければならない。
も提供する。 このような歯ブラシは、これにより把持されるハンドルを含み、その植毛面か
ら植毛の房が植毛方向に伸びているヘッドを有しており、そのヘッドとハンドル
は縦軸に沿って配置され、歯ブラシは、入射輻射線を発生させ、入射輻射線を歯
の表面に向ける手段を備え、歯の表面から放射輻射線を集め、この放射輻射線を
歯表面上の生物的沈着物の存在と関連づける手段を備えており、 入射輻射線を歯の表面に向ける手段、および/または歯の表面から放射される
輻射線を集める手段が前記のようなヘッドを構成することを特徴とする。
GB9810471.4(国際特許出願PCT/GB99/03273)(その
内容は出典明示により本発明の一部とする)に開示された装置および方法として
またはこれらを用いた使用に特に適している。その中で開示された装置は歯の表
面上の生物的沈着物を検出するためのものであり、 励起光を試験歯表面上に向ける照明手段、 実質的に生物的沈着物のない歯表面からの自己蛍光発光の波長と関連した波長
で試験歯表面からの蛍光発光を検出する検出手段、 試験歯表面からの前記蛍光発光の強度を、実質的に生物的沈着物のない歯表面
、試験歯表面に存在するよりも生物的沈着物が少ないことがわかっている歯表面
からの自己蛍光発光の強度と比較する手段、 このようにして得られた比較結果を試験歯表面上の生物的沈着物の存在と関連
づける手段、および このような生物的沈着物の存在を装置の使用者に表示する表示手段 を含む。
して単に例示のために説明する。 図1〜9は本発明の歯ブラシのヘッドの縦断面図を示す。 図10A、10B、10C、10Dおよび10Eは輻射線誘導装置として用い
られる本発明の歯ブラシの植毛束の横断面図を示す。 図11および12は本発明のさらなる歯ブラシのヘッドを示す。 図13〜16は本発明の歯ブラシヘッドが製造されるプロセスを模式的に示す
。 図16は本発明の歯ブラシのハンドルの縦断面図を示す。 図1を参照して、歯ブラシヘッド1を示す。ヘッドは当業界で一般的な接続手
段2によりハンドル(図示せず)と分離可能に連結できる。ヘッド1および歯ブ
ラシハンドルは縦軸A−Aに沿って配置されている。ヘッド1の植毛面3から植
毛のクラスター4が、植毛方向B−Bに伸びている。ヘッド1は少なくとも40
0〜600nmの領域の波長において輻射線に対して透過性であるプラスチック
材料でできている。ヘッド1中に固定された植毛4の末端4Aは、各フィラメン
トとして現状のプロセスによりヘッド1物質中に溶接されている。
ッド1の方向に、すなわち、矢印5で示される方向に、ヘッド1を製造する透明
な材料の平面である光学的連結面6により方向付ける。ヘッド物質の高い屈折率
N1と周囲の空気の低い屈折率N2との差のために生じる透明ヘッド内の内部反
射のために、この輻射線はヘッド1を通るように方向付けられ、植毛面3を経由
してヘッド1から、すなわち実質的に植毛方向B−Bに放出される。植毛面3か
ら放出される輻射線は歯(図示せず)の表面上に突き当たり、歯の表面上の生物
的沈着物および/または沈着物のない歯表面からの蛍光発光を励起する。この矢
印7により示された方向に進む放射された輻射線は植毛面3を通り、透明ヘッド
1により集められる。前記のように、透明なヘッド内の内部反射により、放射輻
射線はハンドルに向かう方向、すなわち方向7に向けられる。
態様において、ハンドルから離れたヘッド1の末端面8は、縦方向A−Aにヘッ
ド1に沿って進む入射輻射線を植毛方向B−Bに反射させるように縦方向A−A
および植毛方向B−Bに対して一定の角度尾有している。この末端面8は、薄い
反射性金属層である反射性コーティングでコートされ、ヘッドに沿って縦方向に
進む入射輻射線を反射して植毛方向にする。コーティング9は箔押によりヘッド
材料1に施用された薄い反射性金属箔である。図1の態様において示されるよう
に、植毛面3から放出される輻射線は歯(図示せず)の表面に当たり、歯表面上
の生物的沈着物および/または沈着物のない歯表面からの蛍光発光を励起する。
この矢印7により示される方向に進む放射された輻射線は植毛面3を通って、透
明なヘッド1により集められ、表面8で縦方向A−Aに沿ってハンドルに向かっ
て反射される。前記のように、透明ヘッド内の内部反射により、放射された輻射
線はハンドルに向かう方向、すなわち方向7Aに向けられる。
付ける。ヘッド1の透過性材料内に、通常のタイプの光ファイバー10、11、
12、13を設置する。 これらのファイバー10、11、12、13は入射輻射線および/または放射
輻射線をそれぞれ歯表面への、および歯表面からの方向に向ける。図3に示すよ
うに、光ファイバーまたは光ファイバー束10は透明物質1を通って植毛方向B
−Bに伸び、入射輻射線を矢印5により示される方向において歯表面(図示せず
)に向ける。透明物質1は放射輻射線を集め、図1および2に記載したようにこ
の放射輻射線をハンドル方向、すなわち矢印7により示される方向に戻す。別法
として、透明物質1は入射輻射線を歯表面に向け、その物質の表面を通ってのび
る光ファイバー10は放射輻射線を集め、これをハンドルに向かって戻す。
13は透明物質内で植毛表面下に末端があり、植毛方向B−Bを向いている。ハ
ンドルの方向に通過する入射輻射線は、その結果、ファイバーの末端を離れた後
、その物質の透明層または窓14を通過し、歯表面に達する。同様に、歯表面か
らの放射輻射線はこの透明層14を通過した後にファイバーの末端に到達する。
図4において、1本のファイバーまたは束11は、輻射線をハンドルの方向から
歯表面に向けるのに用いられ、ヘッド物質1の透明物質は放射輻射線を集め、あ
るいはその逆も同様である。図5においては、2本のファイバーまたは束が用い
られ、一方は入射輻射線を歯表面に向け、もう一方は放射輻射線を集め、これを
ハンドルに向ける。
光連結表面を末端とする。 図6に関して、図1と構造において共通の部材は対応して番号を付ける。歯ブ
ラシのヘッド1は、入射および/または放射輻射線に対して透過性の材料でつく
られていて、内部を通る輻射線を誘導し、屈折率N1を有するコア15を含む。
コア15は第一の成形操作において射出成形により形成され、次にヘッド16を
コア15の周りに射出成形し、第二の成形操作中に、このように形成されたコア
15が光伝搬に対してひび割れたり、軟化したり、ゆがんだり、あるいはねじれ
ないように注意する。
入射および/または放射輻射線に対して透過性材料でできているシース16によ
り囲まれ、シースは屈折率N2を有し、N1はN2よりも大きい。屈折率がN1 とN2の間で異なる結果として内部反射が起こり、コア内で輻射線は方向付けら
れ、入射輻射線は方向5に進み、収束した放射輻射線はコア15内に入り、ハン
ドル方向に向けられる。シースは歯ブラシヘッドの構造を形成する材料を含み、
これから植毛4がのびている。
入射輻射線を植毛方向に反射するように縦方向A−Aおよび植毛方向B−Bに対
して一定の角度が付されている。加えて、表面17は薄い反射性金属層、例えば
前記のような箔押により施用された箔などの反射性コーティングでヘッドに沿っ
て縦方向に通過する入射輻射線を植毛方向に反射するようにコートされていても
よい。ハンドルから離れた末端18で、コア15は、方向5においてコアに沿っ
て通過する入射輻射線が以下に示す表面を通ってコアから放出され、歯表面に向
けられるように、植毛方向B−Bに対して実質的に垂直な表面を末端とする。同
様に、歯表面から放射される輻射線は、コア15により集められ、方向7のハン
ドルに向けられる。入射輻射線および放射輻射線はしたがってヘッド1の透過性
材料の層14を通過する。表面6で、コアは適当な光学的連結表面を末端とする
。
ラシヘッドは屈折率が異なるシース16により取り囲まれたコア15を有し、シ
ース16は屈折率N2を有し、コア15はN2よりも大きな屈折率N1を有し、
構造および操作が図6と類似している。図7に示すように、ヘッドに沿って縦方
向に進む入射輻射線が植毛方向に反射するように縦方向A−Aおよび植毛方向B
−Bに対して一定の角度が付されている複数の中間面19がある。これらの中間
面19は反射性コーティングでコートすることができる。 コア15の表面18は植毛面に対して平行であり、植毛方向B−Bに対して垂
直であり、入射輻射線および放射輻射線はそれぞれ表面18および透明窓層14
を通って歯表面に向けられ、歯表面から集められる。表面6で、コアは適当な光
学連結表面を末端とする。
および機能が図6に示すものと類似したコア15を有する歯ブラシヘッド1を示
す。図8において、輻射線がコアを通って直接歯表面に進み、逆も同様であるよ
うに、コア15はシース物質16を通って伸び、コアは表面20で歯ブラシヘッ
ド1の外側に露出している。加えて、歯ブラシヘッド1は歯表面に向かう輻射線
と歯表面から歯ブラシヘッド1方向へコア15内に向かう輻射線の窓として機能
する植毛のない領域21を備えている。表面6でコアは適当な光学的連結表面を
末端とする。
および機能が図6に示すものと類似したコア15を有する歯ブラシヘッドを説明
する。図9において、歯ブラシヘッド1には歯の表面へおよび歯の表面から歯ブ
ラシヘッド1へとコア15中を進む輻射線の窓として機能する植毛のない領域2
1が設けられている。加えて、透明物質のレンズ22がコア15の末端18と歯
表面の間の光路に設けられている。このレンズ22は面18から放出されて歯表
面に向かう入射輻射線を収束させ、また歯表面からの放射輻射線を集め、この放
射輻射線をコア15に沿って歯ブラシのハンドルに向かうようにする。表面6で
、コアは適当な光連結面を末端とする。
ラシヘッドの植毛束の構造をさらに詳細に示す。 図10Aにおいて、入射輻射線に対して透過性のファイバー材でできている植
毛ファイバー束4は、植毛束4の末端を、それ自身ヘッド1の材料と融合される
物質101中に溶融させる現状の溶接プロセスによりそのファイバー束が植毛面
3から伸びているように歯ブラシヘッド1中に固定される。溶融した物質101
は入射輻射線をヘッド1から方向5において植毛4中を通過させ、放射された輻
射線を反対方向に集めることができる。溶融した物質101は、輻射線を植毛4
の内外に誘導する助けをするレンズ型に成形することができる。図10Bにおい
ては、1本の植毛または「モノフィラメント」植毛が、例えばWO97/396
49に記載されているプロセスを用いて歯ブラシヘッドに固定されており、この
ような単一の植毛の末端101を溶融させてレンズ型にしている同様の状況を示
す。
り目の近くの折り畳まれた植毛の周りに小さな金属クリップまたは「アンカー」
102を固定することにより公知方法により歯ブラシヘッド1中に固定される。
アンカーを植毛面中の固定孔103中にはめ込む。図10Cおよび10Dにおい
て、植毛束中に含まれる植毛を1本だけ図示する。図10Cにおいて示すように
、入射輻射線および放射輻射線がそれぞれヘッド1材料と植毛4の間をそれぞれ
方向5および7において通過することは困難である。図10Dにおいて、折り畳
みの外側の屈曲部104を研磨または磨砕して平坦な表面にし、これによりヘッ
ド1と植毛4間の入射輻射線および放射輻射線輻射線の透過を容易にする。
低い屈折率を有する透明なプラスチック材料でできているシース106により取
り囲まれているコア105含むフィラメント4を示す。別法として、シース38
は光沢のある金属の薄いコーティング、例えば厚さ2〜3ミクロンのコーティン
グとすることができる。そのようなフィラメントにおいては内部反射が輻射線を
フィラメントの長さの内部でその長さに沿って誘導する。図10Eのフィラメン
ト4は図10Aまたは10Bのフィラメント4の1つを形成し、洗浄用植毛とし
て用いることができる。
を示す。前出の図において示された本発明の他の歯ブラシヘッドと共通の部材は
対応して番号を付ける。図12および13において、歯ブラシヘッド1は透明な
プラスチック材料の一体型基体でできていて、それは屈折率1.54のポリエチ
レンテレフタレートである。このヘッド内に、図11においては1つのコア11
1があり、図13においては2つのコア112があり、それぞれ図11Aおよび
12Aにおいて示すように末端が丸みをおびた矩形の断面(大きさ約1.7×3
.4mm)、および円形断面を有する。コア111、112は屈折率1.71の
ポリメチルメタクリレートである透明なプラスチック材料でできている。図11
および12の各歯ブラシヘッドにおいて、コア111および112は、ヘッドの
略縦方向A−A、すなわち植毛方向に対して垂直な方向に向いたリムと、植毛方
向に向き、末端が実質的に植毛方向に対して垂直な表面111A、112Aであ
るリムを有する略「L」字型の構造である。表面111A、112A中にフィラ
メント113が固定される。フィラメント113は図10Eを参照して記載し、
図示したタイプのフィラメントであり、コアとシースを含む。表面111A、1
12Aはヘッド1の植毛面3の直下に末端がある。
その末端をヘッド材料と融合させる周知方法により固定される。図12において
は、ヘッド1には植毛面3中に小さな孔114が設けられ、この中に植毛4(図
示せず)が挿入され、公知タイプの小さな金属アンカーを用いて固定される。
11の歯ブラシヘッド1の植毛面3の平面図である。図11Cは図11のヘッド
1のさらなる構造の植毛面3の平面図を示し、図中、2つの略円形断面の光誘導
フィラメント113のタフトを略矩形断面のコア111中に固定する。図12B
は図12において示す歯ブラシヘッドの植毛面3の平面図を示し、光誘導フィラ
メント113の1つのタフトが2つのコア112のそれぞれに固定されている。
図12Cは図12のヘッド1のさらなる構造を示し、図中、「L」字型コアの2
つのリム間の角112Bは、2つのリムの列に対して約45°になるように面取
りされている。
ドが製造される射出成型法および金型を示す。図13に関して、図11または1
2の歯ブラシヘッドにおいて用いられるようなフィラメント113はタフト11
3に相当する束に束ねられ、二つ割り射出成型用金型の部材132中のキャビテ
ィ131中に挿入される。その金型を第二の部材133でふたをする。流状ポリ
メチルメタクリレート樹脂を射出孔(図示せず)から金型キャビティ中に注入す
る。射出条件下で、フィラメント113の末端は樹脂と融合する。金型を冷却し
、開けると、フィラメント113が埋め込まれた「L」字型コア111または1
12である14において示す構造になる。
134中に挿入する。さらなる孔136がカセット135を貫通する。植毛4の
末端を熱表面(図示せず)加熱して融解させ、冷却させて凝固させて、孔から突
き出た融合した物体137にする。図16に示すように、金型カセット135は
、歯ブラシヘッド1の形状を決めるキャビティ140を含むさらなる金型の部材
138、139と組み合わされる。組み立て中に、コア111、112がキャビ
ティ149中にあるように図14に示すようにコア111、112およびフィラ
メント113もカセット135中の孔136中に挿入する。流状ポリエチレンテ
レフタレートを射出孔(図示せず)を通してキャビティ140中に注入し、コア
111、112および植毛4はこのように形成された歯ブラシヘッド1中に埋め
込まれるようにする。前記成形操作は主要点を記載したが、このような成形操作
を最適化する技術の方策は公知である。
の歯ブラシのハンドルの模式図を示す。歯ブラシハンドル171は図1〜12の
ヘッドのコネクター2との連結を可能にするコネクター172が設けられている
。ハンドル171は、例えば適当な波長の輻射線を放射できる公知タイプの発光
ダイオードである入射輻射線源173を含む。ハンドル171はさらに半導体光
ダイオードである光検出器174を含む。ハンドル171がさらに光源175、
調節器176、電子処理装置177および歯表面上の生物的沈着物の存在および
/または不在を信号化する、例えば灯またはブザーなどの信号化手段178を含
む。歯ブラシハンドル171はさらに一組の二色鏡179、180を含み、これ
は光源173からの入射輻射線を反射するが、放射された輻射線を通過させるの
で、拡散された経路を通る。これにより放射された輻射線は検出器174により
集められる。コア15、112を有する態様について図17において示すが、図
1〜5に示すような態様に関する使用に適した対応する、一体型ヘッドおよび/
または光ファイバーを有する構造は当業者には明らかになるであろう。例えば図
1〜12に示すようなハンドル171とヘッドのそれぞれの末端表面は、ヘッド
1とハンドル171間を通過する輻射線の損失をできるだけ少なくするように緊
密にかみあわなければならない。
られ、したがって植毛面3が整列し、歯の表面と都合の良い距離をおいて対面す
るようにする。調節器176を作動させ、入射輻射線を光源173から方向5に
向け、二色鏡179、180で本発明の歯ブラシヘッド1を用いて例えばフィラ
メント113を経由して歯ブラシヘッド上に反射させる。蛍光は歯表面から、歯
垢などの生物的沈着物からまたは沈着物のない歯表面からのいずれか、または両
方から放射される。この放射された輻射線をヘッド1、例えばフィラメント11
3により集め、前記のように検出器174に戻し、二色鏡180を透過させる。
電気信号が検出器174により発生し、処理装置177により処理される。処理
装置177はシグナル化手段178が生物的沈着物の存在または不在を使用者に
表示するように作動する。
て用いられる本発明の歯ブラシの植毛束の横断面図である。
。
である。
、5および7は輻射線の進む方向であり、6は光学的連結面であり、8はヘッド
の末端面であり、9は反射性コーティングであり、10、11、12、13は光
ファイバーであり、14は窓であり、15はコアであり、16はシースである。
Claims (22)
- 【請求項1】 植毛のクラスターが植毛方向に伸びている植毛面を有する歯
ブラシヘッドであって、入射輻射線を歯の表面に向け、歯の表面からの放射輻射
線を集めるのに適しており、ヘッドを形成する入射輻射線を歯の表面に向ける手
段および/または放射輻射線を歯の表面から集める手段が、少なくともその一部
が入射および/または放射輻射線に対して透過性である材料で構成されているこ
とを特徴とする歯ブラシヘッド。 - 【請求項2】 入射および/放射輻射線に対して透過性である材料が400
〜630nmの範囲の波長にわたって透過性であることを特徴とする請求項1記
載の歯ブラシヘッド。 - 【請求項3】 透過性材料が透明なプラスチック材料であることを特徴とす
る請求項1または2記載の歯ブラシ。 - 【請求項4】 歯ブラシのヘッドが入射および/または放射輻射線に対して
透過性である一体型基体でできており、その内部を通過する輻射線を誘導するこ
とができることを特徴とする前記した請求項のいずれか1つに記載の歯ブラシヘ
ッド。 - 【請求項5】 材料が全体的または部分的に反射性コーティングでコートさ
れていることを特徴とする請求項4記載の歯ブラシヘッド。 - 【請求項6】 ヘッドに1またはそれ以上の光ファイバーが組み込まれてお
り、入射および/または放射輻射線を、各々、歯の表面に、および歯の表面から
の方向に向けることを特徴とする請求項4または5記載の歯ブラシヘッド。 - 【請求項7】 歯ブラシのヘッドが1またはそれ以上の、入射および/また
は放射輻射線に対して透過性であり、その内部を通過する輻射線を誘導し、屈折
率がN1である材料のコアを含み、そのコアがさらに入射および/または放射輻
射線に対して透過性である材料からできているシースにより取り囲まれ、そのシ
ースの屈折率がN2であり、N1はN2よりも大きく、その結果、N2とN1の
屈折率が異なるために、内部反射が起こり、輻射線がコア内を進むことを特徴と
する前記した請求項いずれか1つに記載の歯ブラシ。 - 【請求項8】 コア材料がポリメチルメタクリレートであり、シース材料が
ポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項7記載の歯ブラシヘ
ッド。 - 【請求項9】 歯ブラシのヘッドが、その内部を通過する輻射線を誘導する
、入射および/または放射輻射線に対して透過性のある材料でできている1また
はそれ以上のコアを含み、そのコアが入射および/または放射輻射線を反射する
材料でできているシースにより囲まれ、その結果、コア内で内部反射が起こり、
入射輻射線をヘッドに沿って縦方向に通し、植毛方向に向けることを特徴とする
請求項1ないし3いずれか1つに記載の歯ブラシヘッド。 - 【請求項10】 反射性材料が金属であることを特徴とする請求項9記載の
歯ブラシヘッド。 - 【請求項11】 コアがヘッドの略縦方向に向いているリムと、略植毛方向
に向き、実質的に植毛方向に垂直な表面が終端であるリムを有する略「L」字型
構造であることを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1つに記載の歯ブラシ
ヘッド。 - 【請求項12】 リム間の「L」の屈曲が、表面がリムに対して45°にな
るように曲げられ、または斜角が付されていることを特徴とする請求項11記載
の歯ブラシヘッド。 - 【請求項13】 入射および/または放射輻射線に対して透過性のある材料
でできている1またはそれ以上の薄い輻射線誘導フィラメントが歯ブラシヘッド
から歯の表面へ、およびその逆の方向に輻射線を誘導するのに用いることを特徴
とする前記した請求項のいずれか1つに記載の歯ブラシヘッド。 - 【請求項14】 フィラメント(複数でも可)がシース内に封入された入射
および/または放射輻射線に対して透過性のある材料の内部コアを含み、コアと
シースがコア内で輻射線をシースに沿って誘導するように内部反射を起こすよう
な性質を有することを特徴とする請求項13記載の歯ブラシヘッド。 - 【請求項15】 フィラメント(複数でも可)が歯ブラシヘッド内にあるコ
アに光学的に接続していることを特徴とする請求項13または14記載の歯ブラ
シヘッド。 - 【請求項16】 コアが略「L」字型であり、フィラメント(複数でも可)
が実質的に植毛方向に対して垂直なコアの表面または表面中に固定されているこ
とを特徴とする請求項15記載の歯ブラシヘッド。 - 【請求項17】 植毛表面に、輻射線が歯表面へ、および歯表面から歯ブラ
シヘッドへ通過するための窓として機能する1またはそれ以上の植毛のない領域
が設けられていること特徴とする前記した請求項いずれか1つに記載の歯ブラシ
ヘッド。 - 【請求項18】 輻射線が歯の表面へ、および歯表面から歯ブラシヘッドを
通り、歯ブラシヘッドからの放射輻射線を歯表面上に収束させる、および/また
は歯表面からの放射輻射線を収束または集める1またはそれ以上のレンズを有す
ることを特徴とする前記した請求項のいずれか1つに記載の歯ブラシヘッド。 - 【請求項19】 前記した請求項のいずれか1つに記載のヘッドを有する歯
ブラシ。 - 【請求項20】 前記した請求項のいずれか1つに記載の歯ブラシヘッドを
製造する射出成型法。 - 【請求項21】 請求項7ないし12のいずれか1つに記載の歯ブラシヘッ
ドに関するコアを製造する射出成型法。 - 【請求項22】 請求項21記載の射出成型法における使用に適した射出成
型用金型。
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