JP6950898B2

JP6950898B2 - 脱毛器

Info

Publication number: JP6950898B2
Application number: JP2019035135A
Authority: JP
Inventors: 雅彦茂藤; 智雄川田
Original assignee: 株式会社クールプロジェクト; 智雄川田
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2039-02-28
Also published as: JP2020137736A

Description

本発明は、発光ダイオードを光源とする特定の波長の光を肌面に照射して体毛の生成を防止する脱毛器に関する。

体毛の生えた皮膚に光を照射するタイプの脱毛器においては、皮膚に光を照射して毛乳頭を加熱することにより、毛母細胞に栄養分が届きにくくして体毛の生成を抑制するようにしている。特許文献１には、皮膚に光を照射するタイプであって、光照射口から外部に光漏れが発生しないようにした光脱毛機器が記載されており、この光脱毛機器の光源としては、レーザダイオードやフラッシュランプが使用されている。

特許文献２の図５には、体毛の位置を検出する体毛検出装置を備えた体毛除去装置が記載されており、この体毛除去装置においては、体毛検出装置により検出された体毛の位置に、６５０ｎｍ〜１２００ｎｍの波長のレーザビームを照射するようにしている。

特開２００８−２８９８１９号公報特開２００７−５３３３９１号公報

特許文献１および特許文献２に記載されるように、フラッシュランプやレーザビームを光源とした従来の光脱毛器においては、体毛の生えた皮膚に向けて光源からは５００〜１２００ｎｍの波長の光を照射するようにしている。このような範囲の波長の光を皮膚に照射すると、光の強度を高めることができなかった。その理由は、このような広い範囲の波長を含む光を照射すると、体毛およびその周囲の皮膚の温度が過度に高められてしまうからである。

体毛の生えた皮膚の温度を高めることなく、効率的に体毛を除去することができるようにするために、種々の研究を行った。

毛根に含まれるメラニンの光の吸収係数は、中心波長が７００ｎｍ未満の光が照射されると、１０を超えてしまい、吸収係数が１０を超えると、メラニン色素の発熱温度が高くなる。また、中心波長が１２００ｎｍ以上となると、皮膚等に含まれる水分の光吸収係数が１を超えてしまう。水分は吸収係数が１を超えると、過度に温度が高められてしまう。一方、酸化ヘモグロビンの吸収係数は、波長が６００ｎｍを超えると、急激に０．１まで減少し、７００ｎｍを超えても０．５以下の吸収係数となっている。

上述のように、これまでの脱毛器や体毛除去装置においては、毛根を加熱して毛乳頭細胞や毛母細胞を破壊することにより脱毛を行うようにしているが、脱毛してもまた体毛が生えてくることが避けられなかった。その理由は、毛乳頭細胞や毛母細胞を破壊しても、バルジ領域が破壊されないと、脱毛を完全に行うことができないからであると考えられる。バルジ領域は、毛根を包む毛包の上部に位置しており、毛包幹細胞と色素幹細胞が存在する部分である。これらの幹細胞が破壊されなければ、毛根が再生されて、脱毛効果を得ることができないと考えられる。

本発明の目的は、脱毛効果を高めることができる脱毛装置を提供することにある。

本発明の脱毛器は、透明部材からなる光照射窓が設けられた本体ケースと、前記本体ケース内に組み込まれ、前記光照射窓を介して外部から目視されるＬＥＤ基板と、を有し、７００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の範囲の中心波長の第１の複数のＬＥＤ素子と、９００ｎｍ以上で１０００ｎｍ未満の範囲の中心波長の第２の複数のＬＥＤ素子と、８００ｎｍ以上で９００ｎｍ未満の範囲の中心波長の第３の複数のＬＥＤ素子との３種類のＬＥＤ素子のうち少なくとも２種類のＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子が光を照射していることを可視光線で点灯するインジケータ素子とを、前記ＬＥＤ基板に設け、前記ＬＥＤ素子を点灯する点灯回路は、前記少なくとも２種類のＬＥＤ素子と前記インジケータ素子とが混在された複数の直列回路を有し、前記複数の直列回路は相互に並列に接続され、それぞれの前記直列回路に設けられた前記インジケータ素子は、並列に接続された他の前記直列回路における前記インジケータ素子と隣り合って直線上に配置され、２種類の前記ＬＥＤ素子を同時に発光させて皮膚に照射し、前記インジケータ素子が点灯していないときには当該インジケータ素子が設けられた直列回路における何れかの前記ＬＥＤ素子の折損を示す。

中心波長が７００ｎｍ以上であって１０００ｎｍ未満の光を皮膚に照射するので、メラニン色素の発熱温度が高められず、水分の温度が高められないので、皮膚を過度に加熱することなく、体毛処理を行うことができる。中心波長が相違する少なくとも２種類の光を皮膚に照射するので、毛根を加熱して毛乳頭細胞や毛母細胞を破壊することができ、さらにバジル領域を破壊することができるので、毛根の再生が抑制されて脱毛効果が高められる。また、インジケータ素子が点灯していないときにはインジケータ素子が設けられた直列回路における何れかのＬＥＤ素子が折損したことを示すので、ＬＥＤの故障状態を検知することができる。

一実施の形態である脱毛器の先端部を示す正面図である。図１の平面図である。脱毛器における制御回路を示すブロック図である。（Ａ）は一実施の形態であるＬＥＤの点灯回路図であり、（Ｂ）は他の実施の形態であるＬＥＤの点灯回路図であり、（Ｃ）は他の実施の形態であるＬＥＤの点灯回路図であり、(Ｄ)はさらに他の実施の形態であるＬＥＤの点灯回路図である。（Ａ）は一実施の形態であるインジケータとＬＥＤの点灯回路図であり、（Ｂ）は他の実施の形態であるインジケータとＬＥＤの点灯回路図である。（Ａ）は他の実施の形態であるインジケータとＬＥＤの点灯回路図であり、（Ｂ）はさらに他の実施の形態であるインジケータとＬＥＤの点灯回路図である。光の波長と波長に応じたメラニン等の吸収係数との関係を示す吸収特性線図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２に示されるように、脱毛器１０は本体ケース１１を有し、本体ケース１１の左右両側には操作ハンドル１２が設けられている。本体ケース１１の前面には前蓋部材１３が取り付けられ、本体ケース１１の後面には後蓋部材１４が取り付けられている。

本体ケース１１内には放熱フィン１５が組み込まれ、放熱フィン１５には長方形のＬＥＤ基板１６が取り付けられている。前蓋部材１３には透明部材からなる光照射窓１７が取り付けられており、ＬＥＤ基板１６は光照射窓１７を介して外部から目視される。前蓋部材１３の図１における上下両側部、つまり光照射窓１７の両側には、ローラ１８が図示しない支持部材により取り付けられている。ローラ１８は回転自在に支持部材に支持されており、脱毛処理時に皮膚に接触し、本体ケース１１の移動により回転される。

脱毛器１０を使用して皮膚に生えた体毛を除去するときには、操作者が操作ハンドル１２の部分を手に持って、ローラ１８を皮膚に押し当てる。これにより、ＬＥＤ基板１６は透明な光照射窓１７を介して皮膚に対向され、この状態のもとで、皮膚に沿って脱毛器１０を移動させる。

図７は、光の波長と波長に応じたメラニン等の物質の吸収係数との関係を示す吸収特性線図である。図７に示されるように、毛根に含まれるメラニンは、中心波長が７００ｎｍ未満の光が照射されると、吸収係数が１０を超える。吸収係数が１０を超えると、メラニン色素の発熱温度が高くなり、中心波長が７００ｎｍよりも増加すると、メラニンの吸収係数は１０よりも減少する。中心波長が７５０ｎｍの光を発光する素子を使用すると、比較的長い時間にわたって皮膚に光を照射しても、皮膚の温度を過度に高めることなく、毛乳頭細胞や毛母細胞を破壊することができる。この破壊効果は、波長が７５０ｎｍの光が最も良好であり、７００ｎｍ台つまり７００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の範囲の中心波長を発光する素子であれば、破壊効果を得ることができる。

また、中心波長が１２００ｎｍ以上の光が皮膚に照射されると、皮膚等に含まれる水分の光吸収係数が１を超えてしまう。水分は吸収係数が１を超えると、皮膚等の温度は過度に高められてしまう。一方、酸化ヘモグロビンの吸収係数は、波長が６００ｎｍを超えると、急激に０．１まで減少し、７００ｎｍを超えても０．５以下の吸収係数となっている。したがって、中心波長が７００ｎｍ未満の光、および中心波長が１２００ｎｍ以上の光を皮膚に照射しないようにすると、皮膚の温度を過度に高めることが防止される。

実験によると、中心波長が９５０ｎｍの光を毛根に照射すると、バルジ領域が破壊されることが判明している。バルジ領域は、毛根を包む毛包の上部に位置しており、毛包幹細胞と色素幹細胞が存在する部分であり、バルジ領域を破壊すると、毛根の再生が抑制されて脱毛効果を高めることが判明した。このバルジ破壊効果は、中心波長が９５０ｎｍの光が最も良好であり、９００ｎｍ台つまり９００ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の範囲の中心波長を発光する素子であれば、破壊効果を得ることができる。

さらに、中心波長が８００ｎｍ以上で９００ｎｍ未満の範囲の波長の光は、毛乳頭の破壊機能とバルジ領域の破壊機能とを半分ずつ併せ持っており、この範囲の光を照射しても、皮膚の温度を過度に高めることなく、両方の破壊効果を得ることができる。

このような知見に基づいてなされた本発明の脱毛器１０は、複数種類の中心波長の光を毛根に照射するようにしている。

図１に示されるように、ＬＥＤ基板１６には複数のＬＥＤ素子が設けられている。ＬＥＤ素子は、第１のＬＥＤ素子２１と第２のＬＥＤ素子２２とを有している。第１のＬＥＤ素子２１は中心波長が７５０ｎｍの光を発光し、第２のＬＥＤ素子２２は中心波長が９５０ｎｍの光を発光する。したがって、ＬＥＤ素子２１から発光される光を毛根に照射すると、皮膚の温度を高めることなく、毛乳頭細胞と毛母細胞を破壊し、体毛の生成を防止することができる。

一方、ＬＥＤ素子２２から発光される中心波長が９５０ｎｍの光を毛根に照射すると、バルジ領域を破壊することができる。バルジ領域は、毛包幹細胞と色素幹細胞が存在する部分であり、バルジ領域を破壊すると、毛根の再生が抑制されて脱毛効果を高めることができる。

それぞれのＬＥＤ素子２１、２２は、図示する場合には、１３個の素子がＬＥＤ基板１６の長辺に沿って一定間隔を置いて一直線上に配置され、１組の素子群が形成されている。第１のＬＥＤ素子２１からなる素子群２１ａがＬＥＤ基板１６に２組設けられ、第２のＬＥＤ素子２２からなる素子群２２ａがＬＥＤ基板１６に４組設けられている。ＬＥＤ基板１６に設けられるＬＥＤ素子２１、２２の数は、図１に示される数に限定されることなく、任意の数とすることができる。

図１に示されるように、ＬＥＤ基板１６には全ての素子が格子状に配置されているが、隣り合う素子群をＬＥＤ基板１６の長辺に沿ってずらすことにより、千鳥状にＬＥＤ素子を配置するようにしても良く、ＬＥＤ素子の配置形態は任意に設定することができる。さらに、ＬＥＤ基板１６の形状も四辺形に限られることなく、円形や長円形にしても良い。

図１および図２に示されるように、操作スイッチ２３が一方の操作ハンドル１２に設けられており、操作スイッチ２３が操作されると、全てのＬＥＤ素子２１、２２が点灯される。ＬＥＤ素子２１、２２が点灯されたことを、操作者が識別できるように、図１に示されるように本体ケース１１の上面にインジケータ２４が取り付けられている。インジケータ２４は透明性を有する材料により形成された投光部を有し、内部には可視光線を照射するＬＥＤ素子からなるインジケータ素子が組み込まれている。さらに、ＬＥＤ基板１６を冷却するために、本体ケース１１内には冷却ファン２５が設けられている。

波長が６２０〜７５０ｎｍの赤色は可視光であり、人は目視観察することができるが、それ以上の波長の光は、不可視光線であり目視観察することができない。脱毛用のＬＥＤ素子には、不可視光線を発光する素子が含まれているので、操作スイッチ２３の操作により、ＬＥＤ素子２１、２２が点灯していることを、インジケータ２４により表示するようにしている。これにより、不可視光線を含むＬＥＤ素子が点灯して光を照射していることを、可視光線を点灯させるインジケータ２４を観察することにより、操作者は認識することができる。

図３は脱毛器１０における制御回路を示すブロック図である。制御回路は、ＬＥＤ点灯回路２６とインジケータ点灯回路２７とを有している。これらの回路は、操作スイッチ２３とバッテリ２８とが給電回路２９により接続されており、操作スイッチ２３を操作すると、バッテリ２８からの電力がそれぞれの点灯回路に供給される。さらに、冷却ファン２５にも電力が供給される。図３に示されるように、バッテリ２８が電源として使用されているが、商用電源を電源としても良く、その形態の脱毛器１０においては、商用電源を降圧し整流する電源ユニットに通電ケーブルで接続される。ただし、本体ケース内部にトランスと整流器とを組み込むようにしても良い。

図４（Ａ）は一実施の形態であるＬＥＤ点灯回路２６を示す回路図であり、図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）はそれぞれ他の実施の形態であるＬＥＤ点灯回路２６を示す回路図である。図４（Ａ）に示されるＬＥＤ点灯回路２６は、中心波長７５０ｎｍの光を発光する複数のＬＥＤ素子２１が並列に接続された並列回路３１と、中心波長９５０ｎｍの光を発光する複数のＬＥＤ素子２２が直列に接続された直列回路３２とを有している。このように、２種類のＬＥＤ素子は別々の回路構成となっている。並列回路３１の接続端子３３ａ、３４ａと、直列回路３２の接続端子３３ｂ、３４ｂは、それぞれ図３に示された給電回路２９に接続される。

図４（Ｂ）に示されるＬＥＤ点灯回路２６は、複数のＬＥＤ素子２１と複数のＬＥＤ素子２２が混在されて直列に接続された直列回路３５を有している。このように、混在型の直列回路３５とすることにより、２種類のＬＥＤ素子を１つの回路で動作させることができる。直列回路３５の接続端子３３、３４はそれぞれ給電回路２９に接続される。

図４（Ｃ）に示されるＬＥＤ点灯回路２６は、図４（Ｂ）に示した混在型の直列回路３５を複数個有している。それぞれの直列回路３５は、共通の接続端子３３、３４に接続されており、相互に並列に接続される。

図４（Ｄ）に示されるＬＥＤ点灯回路２６は、図４（Ｃ）に示した直列回路３５を構成する各ＬＥＤ素子が他の直列回路３５のＬＥＤ素子にバイパス線３６により接続されている。それぞれの直列回路３５は、共通の接続端子３３、３４に接続されており、相互に並列に接続される。図４（Ｃ）に示したＬＥＤ点灯回路２６においては、直列回路３５を構成する何れかのＬＥＤ素子が折損すると、その直列回路３５の他のＬＥＤ素子も点灯されなくなる。これに対し、図４（Ｄ）に示したＬＥＤ点灯回路２６においては、いずれかのＬＥＤ素子が折損しても、バイパス線３６により他のＬＥＤ素子を点灯させることができる。

図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に示されるＬＥＤ点灯回路２６が、図１に示したＬＥＤ基板１６に設けられる場合には、２６個のＬＥＤ素子２１と、５２個のＬＥＤ素子２２とがそれぞれＬＥＤ基板１６に設けられる。例えば、図１において、ＬＥＤ基板１６の短辺に沿う方向に配列された６つのＬＥＤ素子が、６つの素子からなる直列回路３５である場合には、１３個の直列回路３５がＬＥＤ基板１６の長辺に沿って設けられる。長辺に沿う方向に隣り合うＬＥＤ素子は同種の素子となっているが、長辺に沿う方向に隣り合うＬＥＤ素子を異種の素子としても良い。

上述したＬＥＤ点灯回路２６は、中心波長が７５０ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子２１と、中心波長が９５０ｎｍの光を発光するＬＥＤ素子２２とを有しており、両方の中心波長の光が同時に皮膚に照射される。ＬＥＤ素子２１から中心波長が７５０ｎｍの光を皮膚から毛根に向けて照射すると、皮膚の温度を高めることなく、毛乳頭細胞と毛母細胞を破壊することができる。一方、ＬＥＤ素子２２から中心波長が９５０ｎｍの光を毛根に照射すると、バルジ領域を破壊することができる。バルジ領域を破壊すると、毛根の再生が抑制されて脱毛効果を高めることができる。

上述のように、皮膚の温度を高めることなく、毛乳頭細胞と毛母細胞を破壊することができる波長としては、中心波長７５０ｎｍに限られることなく、７００ｎｍ台つまり７００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の範囲の中心波長のＬＥＤ素子を、第１のＬＥＤ素子とすることもできる。上述した部位の破壊効果は、中心波長が７５０ｎｍの光が最も好ましいが、７００ｎｍ台の光であれば、必要な破壊効果を得ることができた。

一方、バルジ領域を破壊することができる波長としては、中心波長が９５０ｎｍに限られることなく、９００ｎｍ台つまり９００ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の範囲の中心波長のＬＥＤ素子を、第２のＬＥＤ素子とすることもできる。上述したバルジ領域の破壊効果は、中心波長が９５０ｎｍの光が最も好ましいが、９００ｎｍ台の光であれば、必要な破壊効果を得ることができた。

さらに、上述した２種類の波長を照射するＬＥＤ素子２１、２２に加えて、中心波長が８５０ｎｍの第３のＬＥＤ素子をＬＥＤ基板１６に設けるようにしても良い。この波長の光を照射する第３のＬＥＤ素子は、上述のように、毛乳頭の破壊機能とバルジ領域の破壊機能とを半分ずつ併せ持っており、この範囲の光を照射しても、皮膚の温度を過度に高めることなく、両方の破壊効果を得ることができる。両方の部位の破壊機能を有する第３のＬＥＤ素子としては、中心波長が８００台つまり８００ｎｍ以上で９００ｎｍ未満の範囲の波長の光であれば、両方の部位の破壊機能をある程度備えている。ただし、第３のＬＥＤ素子のみを使用することなく、第３のＬＥＤ素子は、第１のＬＥＤ素子２１または第２のＬＥＤ素子とともに使用することが好ましい。

したがって、第１のＬＥＤ素子２１と、第２のＬＥＤ素子２２と、第３のＬＥＤ素子との３種類の波長の素子のうち、少なくとも２種類のＬＥＤ素子をＬＥＤ基板１６に設け、少なくとも２種類の波長の光を同時に皮膚に照射することにより、必要な脱毛効果が得られた。

図５（Ａ）は一実施の形態であるインジケータとＬＥＤの点灯回路図であり、図５（Ｂ）は他の実施の形態であるインジケータとＬＥＤの点灯回路図である。

図５（Ａ）に示されるＬＥＤ点灯回路２６は、図４（Ｃ）に示したものと同一であり、インジケータ点灯回路２７は、可視光線を発光するＬＥＤ素子からなるインジケータ素子３７を有し、接続端子３８、３９はそれぞれ給電回路２９に接続される。

図５（Ｂ）に示されるＬＥＤ点灯回路２６は、図４（Ｄ）に示したものと同一であり、インジケータ点灯回路２７は、図５（Ａ）に示したものと同一である。図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるインジケータ点灯回路２７には、操作スイッチ２３を操作すると、ＬＥＤ点灯回路２６とともに、電力が供給され、インジケータ素子３７が点灯されて可視光線が発光される。これにより、操作者は、ＬＥＤ素子２１、２２が発光していることを、インジケータ素子３７の点灯表示により検出することができる。

図６（Ａ）は他の実施の形態であるインジケータとＬＥＤの点灯回路図であり、（Ｂ）はさらに他の実施の形態であるインジケータとＬＥＤの点灯回路図である。

図６に示されるＬＥＤ点灯回路２６には、インジケータ素子３７が設けられている。それぞれのインジケータ素子３７は、ＬＥＤ素子２１、２２とともにＬＥＤ基板１６に設けられている。図６（Ａ）に示したＬＥＤ点灯回路２６は、図５（Ａ）に示したものと同一であり、図６（Ｂ）に示したＬＥＤ点灯回路２６は、図５（Ｂ）に示したものと同一である。それぞれの直列回路３５にインジケータ素子３７が設けられているので、例えば、全てのインジケータ素子３７を、図１に示したＬＥＤ基板１６の長辺に沿って配置すると、インジケータ素子３７は直線上に配置される。したがって、透明性の光照射窓１７を介してＬＥＤ基板１６を脱毛器１０の先端面側から観察すると、可視光線を点灯するインジケータ素子３７により、ＬＥＤ素子２１、２２が発光していることを確認できる。

図６（Ａ）に示されるように、それぞれの直列回路３５にインジケータ素子３７を設けると、何れかのインジケータ素子３７が点灯していないときには、そのインジケータ素子３７が設けられた直列回路３５の何れかのＬＥＤ素子が折損していることを示す。したがって、この形態においては、インジケータ素子３７はＬＥＤ素子２１、２２の点灯を表示するとともに、万一、ＬＥＤ素子が折損した場合には、故障を表示することになる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１０脱毛器
１１本体ケース
１２操作ハンドル
１３前蓋部材
１４後蓋部材
１５放熱フィン
１６ＬＥＤ基板
１７光照射窓
１８ローラ
２１第１のＬＥＤ素子
２２第２のＬＥＤ素子
２３操作スイッチ
２４インジケータ
２５冷却ファン
２６ＬＥＤ点灯回路
２７インジケータ点灯回路
２８バッテリ
２９給電回路
３１並列回路
３２、３５直列回路
３６バイパス線
３７インジケータ素子

Claims

透明部材からなる光照射窓が設けられた本体ケースと、
前記本体ケース内に組み込まれ、前記光照射窓を介して外部から目視されるＬＥＤ基板と、を有し、
７００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の範囲の中心波長の第１の複数のＬＥＤ素子と、９００ｎｍ以上で１０００ｎｍ未満の範囲の中心波長の第２の複数のＬＥＤ素子と、８００ｎｍ以上で９００ｎｍ未満の範囲の中心波長の第３の複数のＬＥＤ素子との３種類のＬＥＤ素子のうち少なくとも２種類のＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子が光を照射していることを可視光線で点灯するインジケータ素子とを、前記ＬＥＤ基板に設け、
前記ＬＥＤ素子を点灯する点灯回路は、前記少なくとも２種類のＬＥＤ素子と前記インジケータ素子とが混在された複数の直列回路を有し、前記複数の直列回路は相互に並列に接続され、
それぞれの前記直列回路に設けられた前記インジケータ素子は、並列に接続された他の前記直列回路における前記インジケータ素子と隣り合って直線上に配置され、
２種類の前記ＬＥＤ素子を同時に発光させて皮膚に照射し、前記インジケータ素子が点灯していないときには当該インジケータ素子が設けられた直列回路における何れかの前記ＬＥＤ素子の折損を示す、脱毛器。
請求項１記載の脱毛器において、前記第１のＬＥＤ素子と前記第２のＬＥＤ素子と前記第３のＬＥＤ素子とを前記ＬＥＤ基板に設け、３種類の前記ＬＥＤ素子を同時に発光させて皮膚に照射する、脱毛器。
請求項１または２記載の脱毛器において、前記第１のＬＥＤ素子の中心波長は７５０ｎｍであり、前記第２のＬＥＤ素子の中心波長は９５０ｎｍであり、前記第３のＬＥＤ素子の中心波長は８５０ｎｍである、脱毛器。