JP2023059257A - 歯科対象物を加熱する窯 - Google Patents

Abstract

【課題】適用信頼性が高くかつ簡便な歯科対象物の着色を可能にする窯ならびに歯科対象物の加熱方法を提供する。【解決手段】この発明は、歯科対象物１０１を収容するための洞室１０３と；３５０ｎｍ未満である波長を有する放射線を前記洞室１０３内で放射するための放射源１０５と；前記洞室１０３内で歯科対象物１０１を加熱するための加熱手段１１３とを備えてなる、歯科対象物１０１を加熱する窯１００、及び加熱方法に関する。【選択図】図１

Description

この発明は、歯科対象物を加熱するための窯ならびに歯科対象物の加熱方法に関する。

例えば石英ガラス、石英ガラスセラミック、アルミノケイ酸リチウムガラス、アルミノケイ酸リチウムガラスセラミック、ケイ酸リチウムガラス、またはケイ酸リチウムガラスセラミック等の多色彩ガラスおよびガラスセラミックは、熱処理を伴った照射によって着色することができる。この場合照射は、通常ＵＶ照射によって実施される。照射完了後の多様な色効果は、主に熱処理によって達成される。

ここで、多色彩ガラスおよびガラスセラミックは、例えば酸化可能な成分および還元可能な色成分を含む。酸化可能な成分は、照射によって酸化させることができる、あるいは電子を放出するように励起することができる成分である。酸化可能な成分は、例えばセリウムイオン、ユウロピウムイオン、および銅イオン、ならびにそれらの混合物である。還元可能な色成分は、例えば色変化を発生させながら還元させることができる成分である。好適な還元可能な色成分は、例えば銀、金、銅等の金属陽子、あるいはそれらを組み合わせたものである。

従って本発明の目的は、適用信頼性が高くかつ簡便な歯科対象物の着色を可能にすることである。

前記の技術的な課題は、独立請求項の対象によって解決される。技術的に好適な実施形態が、従属請求項、発明の詳細な説明、ならびに添付図面の対象である。

第１の態様によれば、歯科対象物を収容するための洞室と；３５０ｎｍ未満である波長を有する放射線を前記洞室内で放射するための放射源と；前記洞室内で歯科対象物を加熱するための加熱手段とを備えてなる、歯科対象物を加熱する窯によって前記の技術的な課題が解決される。それによって、歯科対象物を着色するための照射と熱処理を１つの装置内で実行し得るという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な実施形態によれば、歯科対象物を１２００℃までの温度に加熱するように加熱手段が構成される。加熱手段は、歯科対象物を２５℃ないし１２００℃、２５℃ないし１１００℃、または２５℃ないし１０００℃の温度領域に加熱するように構成することができる。それによって例えば、歯科対象物が着色のために適した温度に加熱され得るという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な別の実施形態によれば、放射源および／または加熱手段を制御するための制御装置を窯が含む。それによって例えば、使用者が直接介入することなく放射源および加熱手段を自動的に付勢し得るという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な別の実施形態によれば、電子制御装置が放射源および／または加熱手段を制御するための学習アルゴリズムを含む。そのアルゴリズムは、機械学習アルゴリズムとし得る。それによって例えば、歯科対象物の着色をトレーニングデータに従って自動化し得るという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な別の実施形態によれば、放射源の強度および／または加熱手段の温度を時間的に制御するように制御装置が構成される。制御装置は、例えば所与の強度および温度曲線を具現化することができる。それによって例えば、所要の歯科対象物の着色を実現するために微細に調節された照射ならびに熱処理を実行し得るという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な別の実施形態によれば、放射源および加熱手段を同時にあるいは時間差をもって付勢するように制御装置が構成される。それによって例えば、照射を熱処理の前あるいは最中に実行し得るという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な別の実施形態によれば、歯科対象物の色値を検出するための電子カメラを窯が備える。それによって例えば、加熱中に歯科対象物の色値を監視し得るという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な別の実施形態によれば、歯科対象物が所与の色値に到達した際に歯科対象物の加熱を終了するように窯が構成される。それによって例えば、正確に所与の色値に到達し得るという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な別の実施形態によれば、加熱された歯科対象物を冷却するための冷却手段を窯が含む。それによって例えば、到達した色値を安定させることができ、歯科対象物の追加着色が防止されるという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な別の実施形態によれば、加熱手段が赤外線放射源、レーザ放射源、マイクロ波放射源、または誘導放射源等によって構成される。それによって例えば、歯科対象物を加熱するために特に適した加熱手段を使用し得るという技術的な利点が達成される。

この窯の技術的に好適な別の実施形態によれば、窯が加熱手段および／または放射源の前方で歯科対象物を動かすための動作手段を含む。それによって例えば、歯科対象物の異なった領域に熱処理および放射線を照準合わせすることができるという技術的な利点が達成される。

第２の態様によれば、洞室内に歯科対象物を収容し；３５０ｎｍ未満である波長を有する放射線を放射源によって前記洞室内で放射し；前記洞室内で加熱手段によって歯科対象物を加熱する、ステップを有してなる歯科対象物を加熱する方法によって前記の技術的な課題が解決される。この方法によれば、前述した第1の態様に係る窯と同様な技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な実施形態によれば、放射源の強度および加熱手段の温度が時間的に制御される。それによっても例えば、所要の歯科対象物の着色を実現するために微細に調節された照射ならびに熱処理を実行し得るという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、放射源および加熱手段が同時にあるいは時間差をもって付勢される。それによっても例えば、照射を熱処理の前あるいは最中に実行し得るという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、歯科対象物の色値が電子カメラによって検出される。それによっても例えば、加熱中に歯科対象物の色値を監視し得るという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、歯科対象物が所与の色値に到達した際に歯科対象物の加熱を終了する。それによっても例えば、正確に所与の色値に到達し得るという技術的な利点が達成される。

歯科対象物を加熱する窯を示した概略構成図である。 歯科対象物を加熱する方法のブロック線図である。

次に、本発明の実施例につき、添付図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

図１には、洞室１０３内で歯科対象物１０１を加熱するための窯１００が概略的に示されている。窯１００は、洞室１０３内で歯科対象物１０１を加熱するための、例えば加熱コイル等の加熱手段１１３を備える。窯１００は、減圧下（調節可能な酸素部分圧力）、または異なった気体（空気、不活性ガス）によって、または混合物によって稼働することができる。

歯科対象物１０１は、熱処理を伴った照射によって着色することができる、多色彩ガラスおよび／または多色彩ガラスセラミックから製造される。照射完了後の歯科対象物１０１の多様な色効果は、主に熱処理によって達成される。歯科対象物１０１は、例えばクラウン、ブリッジ、ベニア、アバットメント、インレイ、またはオンレイ等の歯科補綴物である。

加熱手段１１３は、例えば赤外線放射源、レーザ放射源、マイクロ波放射源、または誘導放射源等によって形成することができる。レーザ放射源は、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、ＣＯあるいはＣＯ２レーザ等のサーマルレーザあるいは赤外線レーザによって形成することができる。加熱手段１１３は、例えば電気駆動される赤外線ランプ、赤色灯、またはヒートランプ等によって形成することもできる。

加熱のためには単に歯科対象物１０１内への熱付加のみが有用であるため、ガラスセラミックによって充分なエネルギーが吸収されれば、例えば可視領域あるいはＵＶ領域等の他の任意の波長を使用することができる。他方、マイクロ波放射線を使用して熱処理を実行することもできる。

加熱手段１１３は、成形された歯科対象物１０１を１２００℃までの温度、特に２５℃ないし１２００℃、２５℃ないし１１００℃、または２５℃ないし１０００℃の温度領域に加熱することが可能である。

加熱手段１１３は、洞室１０３の内部あるいは外部に配置することができる。洞室１０３への放射線の誘導は、光ファイバを使用して実行することができる。例えばＩＲレーザ等の加熱手段１１３は、洞室の外部に配置することもできる。放出された放射線は、スキャナ（例えばＤＭＤ：デジタルミラーデバイス）を使用し適宜な目視窓を介して洞室１０３内に配置された歯科対象物１０１上に投射することができる。それによって例えば、歯科対象物１０１を加熱してその歯科対象物の着色を完了し得るという技術的な利点が達成される。

加熱手段１１３に加えて、窯１００が放射源１０５を備える。放射源１０５は、窯１００内における熱処理の前あるいは最中に歯科対象物１０１に照射するように作用する。放射源１０５は、３５０ｎｍ未満である波長を有する放射線を洞室１０３内に放射するように機能する。放出された放射線が歯科対象物に照射するために使用される。放射源１０５から放出された放射線が歯科対象物１０１に入射する。放射線によって歯科対象物１０１内で電子的な遷移が励起され、そのことが後続のあるいは同時の歯科対象物１０１の加熱に際して色変化をもたらす。

放射源１０５は電気的に駆動され、例えば水銀灯、石英灯、黒色灯、ＵＶレーザ、またはＵＶ発光ダイオード等によって形成される。放射源１０５は、Ｘ線を生成するＸ線管を備えることもできる。その場合、放射源１０５は、５ｐｍないし１０ｎｍの波長を有する放射線を放射することができる。

放射源１０５は、３５０ｎｍないし５ｐｍ、より好適には３５０ｎｍないし１０ｎｍ、または最も好適には３５０ｎｍないし１００ｎｍの波長を有する放射線を放射するために適する。しかしながら、ＵＶ放射線の使用と並んで、歯科対象物１０１に高エネルギーの放射線を照射することもできる。例えば、５ｐｍないし１０ｎｍの波長を有するＸ線照射である。しかしながら、多色彩の材料中の電子遷移を励起するために、１００ｎｍないし３５０ｎｍの領域の放射線が極めて好適である。

窯１００はＵＶ透過性のホルダを備えることができ、そのホルダ上に中空部を有する歯科対象物１０１を取り付けることができ、歯科対象物１０１の内側に照射することが可能になる。洞室１０３は扉１１５を備えることができ、歯科対象物１０１を内部に装填するためにその扉を開放する。歯科対象物に照射する際は扉１１５が閉鎖され、従って光が洞室１０３から外に漏出し得ないようにする。

放射源１０５は、扉１１５を開放する際に付勢されてそれによって放射源１０５を停止させる電気スイッチを備えることができる。それによって、洞室１０３からの危険な放射線の漏出が防止されるという技術的な利点が達成される。放射源１０５は例えば洞室１０３の一壁面上に配置され、従って内部空間に向かって放射することができる。放射源１０５の前方に、放射線の側方領域を遮断する、例えばピンホール等のブラインド１２１を配置することができる。それによって、放出された放射線を歯科対象物１０１の特定の領域に照準合わせすることができる。窯１００は、放射源１０５から製造すべき歯科対象物１０１へ放射線を誘導する、例えば石英グラスファイバ等の光導体を備えることもできる。放射源１０５は、例えば所与の波長領域のみを透過させるフィルタ板等の特殊ガラスの後側に配置することができる。

放射源１０５の強度または加熱手段１１３の加熱出力を調節するために、窯１００が調節手段１０７を備える。調節手段１０７は、放射源１０５または加熱手段１１３の出力を調節することができる適宜なコントローラによって構成することができる。この調節手段１０７によって、例えば放射源１０５または加熱手段１１３を駆動する電流あるいは電圧を調節することができる。

調節手段１０７は、勿論デジタル方式で構成することもできる。その場合、窯１００が、例えばＷＬＡＮインタフェースまたはブルートゥース（登録商標）インタフェース等のデータインタフェース１１７を備え、そのデータインタフェースを介して放射源１０５の強度あるいは加熱手段１１３の出力を制御するためのデータを外部の機器から伝送することができる。

例えば携帯電話機あるいはタブレットが、放射源１０５の強度あるいは加熱手段１１３の出力を制御可能な適宜なアプリケーションを装備することができる。そのため、窯１００が、前記のアプリケーションと通信して放出される放射源１０５の強度あるいは加熱手段１１３の出力を増加あるいは減少させることができる制御装置１１９を備える。制御装置１１９はマイクロプロセッサおよびデジタルメモリを備えることができ、その中に窯１００の機能を制御するためのデータおよびプログラムが記憶される。

さらに、制御装置１１９が、放射源１０５あるいは加熱手段１１３を所与の時間間隔で点入しその所与の時間間隔の経過後に自動的に停止するタイマー手段１０９を備えることができる。制御装置１１９は、放射源１０５あるいは加熱手段１１３を同時にあるいは時間差をもって付勢することができる。それによって、自動的に特定の照射時間で歯科対象物１０１に照射することができ、また歯科対象物１０１の定義された照射をその後の熱処理と共に実行し得るという技術的な利点が達成される。制御装置１１９は、放射源１０５の強度および加熱手段１１３の温度を、例えば所与の強度および温度曲線に従って時間的に制御するように構成することができる。

さらに、電子制御装置１１９が、放射源１０５および／または加熱手段１１３を制御するための学習アルゴリズムを備えることができる。そのアルゴリズムは、機械学習アルゴリズムあるいは人工ニューラルネットワークを含むことができる。アルゴリズムは、トレーニングデータに基づいて学習する。

それによって例えば、経験的なデータに基づいて固有の照射および／または温度プログラムを自動的に生成し所要の色調を達成するための効果的な技術を使用することができるという技術的な利点が達成される。経験的なデータが、色調を判定するためのトレーニングデータとして機能する。機械学習アルゴリズムに目標色調が入力として伝達されると、放射源１０５および／または加熱手段１１３を制御するための適宜な照射－温度プログラムを機械学習アルゴリズムが決定することができる。この方式により、機械学習アルゴリズムを使用して照射－温度
プログラムを自動的に生成することができる。照射－温度プログラムは、機械学習技術によってバックグラウンドで生成し、制御装置１１９に伝送することができる。

制御装置１１９が電子的なルックアップテーブルを含むこともでき、その中に歯科対象物１０１の所与の色調と対応する放射源１０５および加熱手段１１３の制御データが記憶される。この方式によって、所要の色調を有する歯科対象物１０１を自動的に作成することができる。

窯１００は、３５０ｎｍ未満の波長を有する放射線を放射するために、単一あるいは複数の放射源１０５を備えることができる。単一の放射源１０５とすることによって窯１００を製造するための技術コストが削減される。単一の放射源１０５を使用する場合、歯科対象物１０１を多様な空間方向に動かすことが好適であり、それによって製造すべき歯科対象物１０１の全ての領域に放射線が入射し得るようにする。

そのため、窯１００が、放射源１０５あるいは加熱手段１１３の前方で歯科対象物１０１を動かすための動作手段１１１を備える。動作手段１１１は、歯科対象物１０１を所定の高さまで移動し、および／または放射源１０５あるいは加熱手段１１３に対して回転させるように構成される。回転軸は例えば垂直軸（Ｚ軸）である。回転軸に沿って歯科対象物１０１が追加的に直線方向に移動することができる。

動作手段１１１は例えば回転テーブルによって構成し、その上に歯科対象物１０１を配置することができる。回転テーブルは、放射源１０５あるいは加熱手段１１３の前方で回転可能かつ所定の高さに調節可能である。そのため、回転テーブルを、適宜な機構を介して例えば電気モータによって駆動する。

しかしながら、動作手段１１１は、洞室１０３の内部で全ての方向に歯科対象物１０１を動かすことができる、機械アームによって構成することもできる。前記のアームによって歯科対象物１０１を制御して放射源１０５の前方で動かすことができる。歯科対象物１０１、ならびに放射源１０５あるいは加熱手段１１３のいずれもが、Ｘ、ＹおよびＺ方向において位置決め可能である。

歯科対象物１０１は、例えば３つの空間方向に可動である移動テーブル上に配置することができる。放射源１０５は、３つの空間方向に可動である光ファイバを備えることができる。放射源１０５あるいは加熱手段１１３、さらに歯科対象物１０１の動作は、ロボットアームを介して実施することができる。

動作手段１１１も、電子制御装置１１９によって制御することができる。電子制御装置１１９内に、動作手段１１１を制御するとともに歯科対象物１０１を所与の時間変化で放射源１０５あるいは加熱手段１１３に対して動作させる、動作プログラムを記憶することもできる。動作プログラムによって、放射源１０５あるいは加熱手段１１３に対して歯科対象物１０１を位置決めすることができる。その際、前後して異なった位置に移動させることができる。

加えて、別の動作手段を介して放射源１０５あるいは加熱手段を所定の高さに移動させるか、および／または歯科対象物１０１周りで移動させることもできる。この目的のためにも、適宜な機構を介して電気モータによって駆動することができる。一般的に、歯科対象物１０１および／または放射源が自由に動作可能である。

複数の放射源１０５を使用する場合、それらを歯科対象物１０１の周りに配置することができる。それによって、歯科対象物１０１に複数の方向から照射することができる。その場合、動作手段１１１を省略することができる。

加熱手段１１３も可動式に設置することができ、従って高さを変更し、かつ歯科対象物１０１周りで移動することができる。加熱手段１１３の前方にもブラインド１２１を配置することができ、それも例えばピンホールからなり、放射線の側方領域を遮断することができる。

洞室１０３内における歯科対象物１０１の温度は、放射高温計あるいは適宜な熱電対によって判定することができる。そのため、熱電対を歯科対象物１０１に対して指向させることができる。歯科対象物１０１の温度に関する信号は制御装置１１９に伝送される。この方式によって、制御装置１１９が温度を正確に所与の値に調節することができる。

窯１００は、歯科対象物１０１の色値を検出するための電子カメラ１２５を備えることができる。電子カメラ１２５は、歯科対象物１０１の画像を撮影することができる。電子カメラ１２５によって、例えば歯科対象物１０１のＲＧＢ色値またはＬ＊ａ＊ｂ＊色値を検出して制御装置１１９に伝送することができる。制御装置１１９によって、ＲＧＢ色値が所与のＲＧＢ色値に一致した場合に加熱手段１１３を停止することができる。

歯科対象物１０１の熱処理が完了すると直ぐに、歯科対象物１０１を室温まで冷却することができる。そのことは、加熱された歯科対象物１０１を冷却するための冷却手段１２３によって実施される。例えば、冷却手段１２３としての冷却ファンによって形成された気流によって歯科対象物１０１が冷却される。冷却手段１２３も、制御装置１１９によって付勢および停止することができる。

図２には、歯科対象物１０１を加熱する方法のブロック線図が示されている。この方法は、洞室１０３内に歯科対象物１０１を収容するステップＳ１０１を含む。ステップＳ１０２において、３５０ｎｍ未満である波長を有する放射線を放射源１０５によって前記洞室１０３内で放射し、従って放射線が歯科対象物１０１に入射する。ステップＳ１０３において、前記洞室１０３内で加熱手段１１３によって歯科対象物１０１を所与の温度に加熱する。放射線が照射された歯科対象物１０１の領域は、歯科対象物１０１を加熱した後に先の照射に依存した色になる。この方法によって、歯科対象物１０１を着色のために同一の装置内で確実に照射および加熱し得るという技術的な利点が達成される。

本発明の個々の実施形態に関連して説明および図示した全ての特徴を、多様な組み合わせで本発明の対象とすることができ、それによって同時に有効な利点が達成される。

全ての方法ステップは、各方法ステップを実行するために適した装置を使用して実行することができる。対象である特徴によって実行される全ての機能は、この方法における方法ステップとすることができる。

本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によって定義され、説明中に記述されたあるいは図示された特徴によって限定されるものではない。

１００ 窯
１０１ 歯科対象物
１０３ 洞室
１０５ 放射源
１０７ 調節手段
１０９ タイマー手段
１１１ 動作手段
１１３ 加熱手段
１１５ 扉
１１７ データインタフェース
１１９ 制御装置
１２１ ブラインド
１２３ 冷却手段
１２５ 電子カメラ

Claims (15)

1. 歯科対象物（１０１）を収容するための洞室（１０３）と；
   ３５０ｎｍ未満である波長を有する放射線を前記洞室（１０３）内で放射するための放射源（１０５）と；
   前記洞室（１０３）内で歯科対象物（１０１）を加熱するための加熱手段（１１３）とを備えてなる、歯科対象物（１０１）を加熱する窯（１００）。
2. 歯科対象物（１０１）を１２００℃までの温度に加熱するように加熱手段（１１３）が構成される、請求項１に記載の窯（１００）。
3. 放射源（１０５）および／または加熱手段（１１３）を制御するための制御装置（１１９）を窯（１００）が含んでなる、請求項１または２に記載の窯（１００）。
4. 制御装置（１１９）が放射源（１０５）および／または加熱手段（１１３）を制御するための学習アルゴリズムを含んでなる、請求項３に記載の窯（１００）。
5. 放射源（１０５）および加熱手段（１１３）を同時にあるいは時間差をもって付勢するように制御装置（１１９）が構成される、請求項３または４に記載の窯（１００）。
6. 歯科対象物（１０１）の色値を検出するための電子カメラ（１２５）を窯（１００）が備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の窯（１００）。
7. 歯科対象物（１０１）が所与の色値に到達した際に歯科対象物（１０１）の加熱を終了するように窯（１００）が構成される、請求項６に記載の窯（１００）。
8. 加熱された歯科対象物（１０１）を冷却するための冷却手段（１２３）を窯（１００）が含んでなる、請求項１ないし７のいずれかに記載の窯（１００）。
9. 加熱手段（１１３）が赤外線放射源、レーザ放射源、マイクロ波放射源、または誘導放射源によって構成される、請求項１ないし８のいずれかに記載の窯（１００）。
10. 窯（１００）が加熱手段および／または放射源（１０５）の前方で歯科対象物（１０１）を動かすための動作手段（１１１）を含んでなる、請求項１ないし９のいずれかに記載の窯（１００）。
11. 洞室（１０３）内に歯科対象物（１０１）を収容し（Ｓ１０１）；
    ３５０ｎｍ未満である波長を有する放射線を放射源（１０５）によって前記洞室（１０３）内で放射し（Ｓ１０２）；
    前記洞室（１０３）内で加熱手段（１１３）によって歯科対象物（１０１）を加熱する（Ｓ１０３）、
    ステップを有してなる歯科対象物（１０１）を加熱する方法。
12. 放射源（１０５）の強度および加熱手段（１１３）の温度が時間的に制御される、請求項１１に記載の方法。
13. 放射源（１０５）および加熱手段（１１３）が同時にあるいは時間差をもって付勢される、請求項１１または１２に記載の方法。
14. 歯科対象物（１０１）の色値が電子カメラ（１２５）によって検出される請求項１１ないし１３のいずれかに記載の方法。
15. 歯科対象物（１０１）が所与の色値に到達した際に歯科対象物（１０１）の加熱を終了する、請求項１４に記載の方法。

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