JP2012235979A - 歯石除去・消毒装置およびこれに用いるライトガイド - Google Patents

Abstract

【課題】オートクレーブ等による高温の殺菌処理に対して考慮され、なおかつ、作業性に優れた歯石除去・消毒装置を実現する。
【解決手段】超音波振動子１２により発生する超音波振動をプローブ２０の先端部に伝えて歯石の粉砕を行い、液供給手段により供給される消毒用液をプローブ先端部から歯部へ供給し、供給された消毒溶液に対して光源装置１１からの光をライトガイド２０により導光して照射することによりヒドロキシラジカルを発生させて消毒を行なう歯石除去・消毒装置であって、光源装置１１は、所定波長領域の光を発光する半導体光源１１１と、この半導体光源から放射された光を集光する集光レンズ１１２と、筒状部材を有し、筒状部材は、集光レンズと半導体光源とを所定の位置関係に保持する大径部１１３と小径部１１４とを有し、大径部１１３が、プローブを保持するホルダ１０外に位置する。
【選択図】図１

Description

この発明は歯石除去・消毒装置およびこれに用いるライトガイドに関する。

歯石の除去は、歯科医療の一環として重要である。
従来、超音波を利用して歯石を除去する技術が特許文献１により提案されている。同文献１は、超音波振動を伝達して超音波振動する先細のテーパ状中空管（プローブ）内に光ファイバを配設し、この光ファイバにより歯石除去部（スケーリング部）にレーザ光を照射して、スケーリング部を殺菌し、上記プローブの超音波振動により歯石を粉砕除去する歯周病用プローブを開示している。

プローブは、一般に、歯石除去作業を行う施術者が手に持つハンドピース部の先端部に設けられる。

特許文献２は、過酸化水素水もしくは次亜鉛素酸に４００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲における単一又は複数の波長を有する光を含む光線を照射し、発生する「ヒドロキシラジカル」により口腔内の殺菌・滅菌を行なう方法を開示している。

特許文献３は、波長４００〜４２０ｎｍの範囲の青色光を用いて、歯周病菌の増殖を抑制するとともに、青色光照射箇所を水で冷却して、火傷などを防止する歯周病用光治療器を開示している。

人の歯や義歯に対して、超音波振動を利用して歯石の除去を行なう場合、歯石には一般に多くの細菌が付着しているから、歯石を除去される部分や除去された部分を消毒することが好ましく、この消毒は「人体の健康に影響せず、耐性菌を生じさせない消毒方法」であることが好ましい。

従って、このような歯石の除去と消毒とを行なう歯石除去・消毒装置は、特許文献１記載のように「プローブの超音波振動により歯石の粉砕を行う」と共に、特許文献３記載のように「プローブ内を通して液体を歯石除去部に供給しつつ、光の照射による殺菌・滅菌を行なう」ようにし、特許文献３記載のように「歯石除去部に供給する液体として、過酸化水素水もしくは次亜鉛素酸水を用い、４００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲における単一又は複数の波長を有する光を含む光線を照射してヒドロキシラジカルを発生させて、歯石除去部の消毒を行なう」のが良い。

ところで、歯石除去・消毒装置を使用する場合、人の歯や義歯に対して歯石除去・消毒を行なう場合、歯石除去の過程で、細かく粉砕された歯石等が飛散して、装置に付着するが、これら付着物は多くの細菌を含む。
従って、歯石除去・消毒装置は殺菌処理が欠かせない。このような殺菌処理に適した殺菌装置として周知のオートクレーブ装置があるが、この装置では、２気圧程度の圧力を印加した１２０℃程度の液体内に被殺菌物を数分〜数１０分間、浸漬して殺菌処理を行う。従って、高温・高圧の影響、特に高温の影響に対する対策が必要である。

また、歯石除去・消毒装置を連続して複数の人に使用する場合、上記の如く、人が代わるごとに装置の殺菌処理を行うのでは作業能率が悪い。このような状況に際して、作業能率の良い歯石除去・消毒装置が望まれる。

また、プローブを先端部に有するハンドピースは、施術者が持ちやすく、扱いやすいように、ある程度細いことが好ましい。

この発明は、上述した事情に鑑みて成されたものであって、オートクレーブ等による高温の殺菌処理に対して考慮され、なおかつ、ハンドピース部が細くて施術者が持ちやすく、作業性に優れた歯石除去・消毒装置の提供を課題とする。

この発明の歯石除去・消毒装置は「歯石の除去と、歯の消毒を行なう装置」である。
歯石除去・消毒を行なう対象は「人や動物（ペットや飼育動物等）の歯」や「義歯（インプラント義歯を含む）」である。所謂「義歯」に対して施術するときこの装置は「義歯クリーニング装置」として機能できる。
なお、「歯石」は、カルシウム成分が固化した「歯石」のみならず「歯垢」も含む。

歯石除去・消毒装置は、プローブと、ハンドピース部と、液供給手段と、超音波発生手段と、ライトガイドと、光源装置と、電力供給手段と、制御手段とを有する。

「プローブ」は、硬質の金属材料による中空管状であって、歯石除去を行なう部分である。
「ハンドピース部」は、プローブを先端部に有し、使用者（歯石除去・消毒を行なう作業者であり、上述の施術者である。）により保持される部分である。

「液供給手段」は、ハンドピース部の内部を通してプローブ側へ消毒用液を供給する手段である。
「超音波発生手段」は、ハンドピース部に設けられ「ハンドピース部を介してプローブを振動させる」ための超音波を発生する手段である。
「ライトガイド」は、プローブ内に遊嵌（遊びをもつ嵌め合い）し、プローブ先端部へ光を案内する。

「光源装置」は、消毒用液に「ヒドロキシラジカルを発生させる所定波長領域の光」を発光し、発光した光をライドガイドの入力端部に集光照射する装置である。
「電力供給手段」は、液供給手段と超音波発生手段と光源装置に電力供給を行なう手段である。
「制御手段」は、液供給手段と超音波発生手段および光源装置を制御する手段である。

歯石除去と消毒は、以下のように行なわれる。
即ち、超音波発生手段により発生する超音波振動をプローブの先端部に伝え、プローブ先端を高速で微小振動させて歯石の粉砕を行い、液供給手段により供給される消毒用液をプローブ先端部から歯部へ供給し、供給された消毒溶液に対して、光源装置からの光をライトガイドにより導光して照射することによりヒドロキシラジカルを発生させて消毒を行なう。

請求項１記載の「歯石除去・消毒装置」は、以下の特徴を有する。

即ち、ハンドピース部は、ホルダと光源装置を有する。
「ホルダ」は、耐熱性であり、プローブを水密的かつ交換可能に保持する。

「ライトガイド」は「消毒用液よりも屈折率の高い樹脂製」で、交換可能である。

「光源装置」は、半導体光源と、集光レンズと、筒状部材とを有する。

「半導体光源」は、所定波長領域（消毒用液にヒドロキシラジカルを発生させる波長領域）の光を発光する。
「集光レンズ」は、半導体光源から放射された光を集光するレンズである。

「筒状部材」は、大径部と小径部とを有する。
「大径部」は、集光レンズと半導体光源とを所定の位置関係に保持する部分である。

「小径部」は、ホルダ内に嵌めこまれて、水密手段により「水密的」にホルダに保持される。液供給手段により供給される消毒液は、小径部を介して、ホルダ内に供給される。

そして、光源装置の筒状部材の大径部が「ホルダ外に位置」する。

上記「プローブ」は、硬質の金属材料による中空管状で、ホルダに対して水密的かつ交換可能である。プローブが「ホルダに対して水密的に交換可能」であるとは、プローブとホルダとの着脱部が「ぴったりと嵌合」し、プローブ交換のための両者の着脱は容易であるが、着脱時以外には着脱部から「消毒用液が漏れ出ない」ことを意味する。

プローブの形態は「ホルダへの着脱部から先端部に向かって内径・外径ともに細くなり、先端部における外径が１．２ｍｍ以下」であることが好ましい。超音波発生手段により発生した超音波はホルダを振動させ、この振動が「ホルダに装着されたプローブ」に伝えられてプローブを超音波により高速で微小振動させる。

この状態で、プローブの先端部を歯石に接触させ、プローブの微小振動による衝撃で、歯石を粉砕する。このとき、プローブの振動振幅は極めて微小であり、且つ振動数が高いので、歯石を除去されている人に苦痛を与えることが無い。

「歯石を除去される側（施術対象）」からすると、プローブの先端部はなるべく細いほうが、物理的刺激が少なくて良く、この観点からして、先端部の径は１．２ｍｍ以下であるのが好ましい。

プローブ先端径は、上記観点からすると細いほど良いように考えられるが、あまり細すぎると、ライトガイドを配置する内部空間を形成するのが困難になるし、プローブの肉厚が薄くなりすぎると、歯石を粉砕するのに必要な物理強度を確保できなくなる。この観点からすると、プローブ先端の径の下限は０．３ｍｍ程度が適当である。

勿論、プローブ尖端部の径は、上記上限値：１．２ｍｍ、下限値：０．３ｍｍに限定されるものではない。

プローブを構成する硬質の金属材料としては、ステンレス鋼、ニッケル、チタン等が好適である。

プローブは上記の如く「ホルダに対して交換可能」である。即ち、同一のホルダに対して「同一仕様のプローブ」を複数個用意し、これら複数のプローブを同一ホルダに対して順次に交換装着して使用するようにすれば、新たなプローブを用いている間に「使用後のプローブを殺菌処理」できるので、異なる人に対して同一のプローブが用いずにすみ、衛生面での問題を回避できる。
このようにできるので、同一のプローブに対して「使用と殺菌処理」を行って、繰り返し使用する場合に比して、はるかに作業効率が良い。
「ライトガイド」は交換可能で「消毒用液よりも屈折率の高い樹脂」で形成される。

ライトガイドは形状的には「光源装置からの光の入射側（入力端部）から射出側」へ向かって、断面の径が細くなり、「プローブ内周面に対して間隙を隔してプローブに遊嵌」するように配備される。

ライトガイドの入力端部には、光源装置からの光が集光されるので、集光する光を確実に受光して射出側へ導光できるように、入力端部はある程度の面積を有する必要がある。

入力端部の直径は１例として「０．７ｍｍ以上で３ｍｍ以下」が好適であるが、特にこの範囲に限定されるものではない。

ライトガイドの入力端を例えば、円形状とし、その直径を、例えば０．７ｍｍ〜３ｍｍとすると「光源装置の光軸とライトガイドの入力端の中心」とがずれても、光源装置からの光を有効に入力端で受けて射出側へ導光できる。

ライトガイドは、プローブの内部に遊嵌されるものであるから、プローブ内に位置する部分が「プローブの内空間よりも細い」ことは当然であるが、ライトガイドの射出端の径は１例として「０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度」が適当であるが、この範囲に限定されるものではない。

ライトガイドは樹脂製であるから材料コストが安価ですみ、また製造も容易である。

従って、ライトガイドを、１回の使用毎に「使い捨て」とすることができる。
即ち、歯石除去・消毒の作業を１回行うごとに、プローブを交換して使用後のプローブは殺菌処理に回し、使用後のライトガイドは廃棄するのである。
そして、殺菌処理の済んでいるプローブに「新たなライトガイド」を装着して使用に供する。

ライトガイドを、このように使い捨てにすることにより、ライトガイド自体を殺菌処理する必要が無い。

光源装置に用いられる「半導体光源」としては、端面発光型もしくは面発光型の半導体レーザ（以下「ＬＤ」と略記する。）やＬＥＤを用いることができる。

なお、上記の如く、ホルダは「耐熱性」であるが、この耐熱性は、前述のオートクレーブ等による殺菌処理の際の温度に対して耐性があればよく、ホルダの材料としては各種金属や合金、耐熱プラスチック等を用いることができる。

請求項１記載の歯石除去・消毒装置における「ライトガイド」は、その入力端部が、プローブの入り口部に配置されることができる（請求項２）。
請求項１または２記載の歯石除去・消毒装置は、光源装置の筒状部材の大径部と小径部とが、相互に着脱可能であることができ（請求項３）、この場合には、ライトガイドの入力端部を「光源装置の筒状部材の大径部と小径部の段差部」に配置し、大径部を小径部から外した状態で、ライトガイドの交換を可能とすることができる（請求項４）。

請求項５記載のライトガイドは、請求項２または４記載の歯石除去・消毒装置に用いられるライトガイドであって「交換可能」なものである。

「液供給手段により供給される消毒用液」は、光源装置の筒状部材の肉厚部分に穿設された導液路によりプローブ側へ導液されることができる。消毒用液のプローブ側への導液はこれに限らず、ホルダの外側からホルダ内に導液して行なうこともできるし、光源装置の筒状部材の外周面とホルダの内周面との間を通して行なうこともできる。

ホルダは「超音波発生手段よりもプローブへの着脱部側」を、着脱部側へ向かって外径が減少するホーン形状とするのが良い。このようにすると、超音波振動の振幅を拡大して、プローブ側へ伝達することができる。

液供給手段により供給される消毒用液は「過酸化水素水もしくは次亜鉛素酸水」とし、「消毒用液にヒドロキシラジカルを発生させる光の所定波長領域」は３５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲、もしくは、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域であることが好ましい。

特許文献２に記載されているように、この波長領域の光は「過酸化水素水もしくは次亜鉛素酸水」に照射されると、効率よく「ヒドロキシラジカルを発生」させるからである。

また、上記波長領域のうち「４００〜４２０ｎｍの範囲の光」を用いると、この光は特許文献３に示すように「人体に対して安全でありながら歯周病菌の増殖の抑制に有効」であるので、ヒドロキシラジカルによる消毒の効果を更に助長することができる。

なお「消毒用液」なる用語は、この消毒用液自体の消毒効果よりも「光照射により発生するヒドロキシラジカル」による消毒効果を主とするものであることに鑑みて用いられている。

消毒用液として過酸化水素水を用いる場合、過酸化水素の濃度は「３重量％以下」が好適である。高濃度の過酸化水素水を用いた場合、消毒用液自体の持つ殺菌力が「人体に対して強く作用しすぎる」ことが考えられるからである。

請求項５記載のライトガイドは「ライトガイドの長さ」が、使用前もしくは使用後のプローブの長さより大きく、プローブに装着する際に「プローブの長さに合わせて余分な長さを切断して用いられる」ものであることができる。

プローブの先端部は、超音波振動により歯石と衝突するので、使用状態が長くなるに従い、先端部が磨耗して次第に短くなる。このように短くなってもプローブとしての使用は可能であるが、新たなライトガイドを装着する場合に、ライトガイドがプローブの先端から伸びだした状態になる。この場合、伸びだした部分を切断除去して使用すれば良い。

ライトガイドの長さをプローブの正規長よりも長くしておいて、プローブに装着するたびに、プローブ先端から延びだした部分を切断除去するようにしてもよい。

上記の如く、この発明の歯石除去・消毒装置では、プローブが金属製で、ホルダに対して着脱自在であり、ホルダが耐熱性で、光源装置がホルダから容易に取り外し可能であるから、ライトガイドと光源装置をはずした状態でプローブとホルダのみを同時または別個に殺菌処理することができ、殺菌に伴う高温の影響を受けない。

また、光源装置は、筒状部材の小径部がホルダ内にはめ込まれ、集光レンズと半導体光源とを所定の位置関係に保持する大径部は、ホルダ外に設けられるので、ホルダの外径を小さく、即ち、細くでき、歯石除去・消毒装置は扱いやすい。

集光レンズは大径部に設けられるので、ホルダの径にとらわれることなく、口径を大きくでき、光源からの光エネルギを有効にライトガイドの入射部へ集光でき、光エネルギの利用効率を有効に高めることができる。

また、プローブが交換可能であり、ライトガイドを「使い捨て」にできるので、常に、殺菌されたプローブと「新しいライトガイド」とを用いて衛生的に歯石除去・消毒の作業を効率的に行うことができる。
さらに、ライトガイドの入力端部の面積が大きいので「プローブとライトガイド」を新たにホルダに装着したときに、光源装置との位置関係を特に調整しなおさなくても、光源装置からの光を良好にライトガイドに取り込むことができる。

また、ライトガイドは樹脂製であるから安価に大量生産が可能であり、これを使い捨てにすることにより、歯石除去・消毒の作業を衛生的、且つ、効率的に行うことができる。

歯石除去・消毒装置の実施の１形態を説明するための図である。 図１の装置におけるライトガイドの着脱・交換を説明するための図である。 歯石除去・消毒装置の実施の別形態を説明するための図である。

以下、実施の形態を説明する。
図１は、歯石除去・消毒装置の実施の１形態を説明するための図であり、（ａ）は「概念図」である。
図１（ａ）において、符号１で示す部分は、歯石除去・消毒作業を行うときに、作業者が手に持つ部分、即ち「ハンドピース部」である。
同図において、ハンドピース部１の左側の符号２で示す部分は「プローブ部」である。

また、符号３は「液供給手段」における消毒用液供給部を示す。
符号４で示す「電源制御」は、電源部と制御部を有し「電力供給手段と制御手段」を構成する。符号１０は「ホルダ」、符号１１は「光源装置」、符号１２は「超音波振動子」を示す。

電源制御４の「電源部」は、商用電源を用いる場合には「商用電源部への接続手段」で構成されるが、電源部を「電池」により構成することもできる。
電源制御４の「制御部」は、電源部から給電を受けて、消毒用液供給部３のポンプの駆動を制御したり、超音波振動子１２の駆動を行なったり、光源装置１１の半導体光源の発光のオン・オフの制御を行なったりする。即ち、制御部は、液供給手段と超音波発生手段および光源装置を制御する「制御手段」を構成する。

消毒用液供給部３は、消毒用液を貯留するタンクや、タンク内から消毒用液を組み上げてプローブ２の側に向けて送液するポンプ等を有し、後述する導液手段等と共に「液供給手段」を構成する。

ハンドピース１は、ホルダ１０と、光源装置１１と、超音波振動子１２とを有する。
ホルダ１０は、長手方向（図の左右方向）に平行な軸を対称軸とする回転対称形状であり、外形形状と略同様の内周面を有する「中空体」である。
ホルダ１０は、オートクレーブ装置等の熱による殺菌処理に耐えうるように耐熱性であり、各種金属、例えば、「ステンレス」で形成することができる。このステンレスによる中空体の外周を「樹脂層（耐熱プラスチック）により被覆」することができる。

超音波振動子１２は、圧電素子を組み合わせたものであり、電源制御４の制御部から供給される超音波周波数領域（２０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚ）の駆動電圧により駆動されて、上記周波数領域で振動（超音波振動）する。振動の振幅方向は、ホルダ１０の長手方向であり、ホルダ１０はこの超音波振動を受けて振動する。

ホルダ１０の振動は超音波で振動数が高く、振幅も小さいので、作業者がハンドピース１を持った状態でも、作業者は振動を殆ど感じない。

プローブ部２は、プローブ２０と、このプローブ２０内に配設されるライトガイド２２により構成される。

上述の如く、図１（ａ）は概念図であり、プローブ２０は、実際には、図１（ｃ）に示すように、ホルダ１０への着脱が行なわれる着脱部２０ａ側から先端部２０ｂ側ヘ向かって、外径が次第に細くなる形状を有する。
即ち、プローブ２０は「硬質の金属材料（説明中の例ではステンレスを用いている。）」による中空管状で、ホルダ１０への着脱部２０ａ側から先端部２０ｂに向かって内径・外径ともに細くなる形状である。

プローブ２０の「長手方向に直交する断面による断面形状」は、外周・内周とも円形状で、図１（ｃ）に示す例では、内周側は、先端部２０ｂ側に向かって長手方向に段階的に小さくしているが、これに限らず、内周側を滑らかなテーパ面として加工してもよい。

試作のプローブ２０では先端部２０ｂの外径を０．7ｍｍ、内径を０．４ｍｍとした。

図１（ｂ）は、「ホルダ１０とプローブ２０との係脱部」の様子を示している。
ホルダ１０の実際の形状は、図１（ｂ）に示すように、プローブ２０との着脱部側へ向かって外径が減少する「ホーン形状」となっており、着脱部側の端部は、プローブ２０の着脱部２０ａに嵌り込む円筒状の嵌合部１０ｄに形成され、この嵌合部１０ｄが、プローブ２０の着脱部２０ａ内に「ぴったりと嵌り込む」ことにより、両者の嵌合部は「水密」状態となる。

ホルダとプローブの嵌め合わせは、このような形態に限らず「ワッシャとねじ結合による水密的な結合形態」でもよい。

図１（ｄ）は、ライトガイド２２を示している。
ライトガイド２２は交換可能であり「用いられる消毒用液よりも屈折率の高い樹脂製」であるが、説明中の例ではアクリル樹脂（商品名：アクリペット）が用いられた。

ライトガイド２２は、長手方向に直交する断面による断面形状が「円形状」であり、図１（ｄ）に示すように、光源装置からの光が入射する入射側２２ａから射出側２２ｂへ向かって円形状断面の径が細くなる。

ライトガイド２２の入射側２２ａには、図１（ｅ）（この図は、図１（ｄ）の右側から見た図である。）に示すように、係止用突起２２１〜２２４が形成されている。
ライトガイド２２は、プローブ２０の内空間に差し込まれ、その先端部２２ｂは、プローブ２０の先端部２０ｂの部分に露呈する。

ライトガイド２２の入力端部は、ライトガイド２２の入力端部側に形成された係止用突起２２１〜２２４が、ホルダ１０の着脱側の係止部２０ａ１に内側から圧接することにより、ホルダ１０に固定される。
この固定の固定状況は「係止用突起２２１〜２２４とホルダ１０の係止部２０ａ１との圧接による摩擦結合」であるから、固定状態を解除するにはホルダ内からライトガイドを引き出すのみでよく、ライトガイド２２のホルダ１０への着脱は容易である。
即ち、ライトガイド２２はプローブ２０に対して「着脱自在」である。また、係合用突起２２１〜２２４の間に部分は、ホルダ１０内とプローブ２０内の空間を連結する空間となっており、消毒用液は、ホルダ１０内から、この空間を通ってプローブ２０内に流れ込む。

ライトガイドとホルダの固定のために、上記例ではライトガイドに形成された４個の係止用突起が用いられているが、係止用突起の数や配置は、これに限るものではない。係止用突起を１個とすることも、２個とすることも、あるいは３個、さらには５個以上とすることも可能である。

ライトガイド２２の太さは、長手方向に渡って「プローブ２０の内径」よりも小さく、ライトガイド２２がプローブ２０に装着された状態は「遊嵌状態」であり。ライトガイド２２とプローブ２０の内周面との間には「隙間」が存在する。

後述のように、消毒用液は、この隙間を通ってプローブ２０の先端側へ導液される。
ライトガイド２２の先端部（射出部）２２ｂの径は、勿論、プローブ２０の先端の内径よりも小さいが、説明中の「アクリル樹脂によるライトガイド」では先端部２２ｂの径を０．３ｍｍとした。また、ライトガイド２２の入力端部２２ａの（係止用突起を除く部分）の形状は図１（ｅ）に示すように「円形状」である。

入力端部２２ａの直径は、前述した事情から１ｍｍ以上で３ｍｍ以下であることが好ましいが、説明中の「アクリル樹脂により試作したライトガイド」では上記直径を２ｍｍとした。

図１（ａ）を参照して光源装置１１を説明する。
光源装置１１は、集光レンズ１１０と、半導体光源１１１と、筒状部材とを有する。筒状部材は、大径部１１３と小径部１１４とを有し、大径部１１３の内周部は厚肉部１１３ａとなっている。

厚肉部１１３ａは、集光レンズ１１０と半導体光源１１１と、半導体光源１１１に電源制御４からの給電・制御を行う接続部１１６を保持している。

大径部１１３の外径は、ホルダ１０の超音波振動子１２側端部の径と略同径である。

小径部１１４は、ホルダ１０の内部に嵌め入れられ、Ｏリング１００によりホルダ１０に「水密的」に保持されている。
Ｏリング１００は、超音波振動子１２の部分で、筒状部材の小径部１１４を保持している。Ｏリング１００を「超音波振動子１２配置部分」に位置させるのは、超音波振動子１２による「振動の節」にあたるのが超音波振動子１２の長手方向（図の左右方向）の中心部となるので、この部分の近傍で小径部１１４を保持することにより「超音波振動が減衰しない」ようにできる。

勿論、Ｏリングの位置は、このように限定されるべきものではない。装置各部のレイアウトによっては、超音波振動の減衰防止効果を若干犠牲にしても別の位置に配置できることは勿論である。例えば、図の位置よりも、若干プローブ側に位置させることも勿論可能である。

Ｏリング１００は「化学的に安定（消毒用液による化学作用を受けない）な材質」で振動を良く吸収する低反発の弾性素材で形成されている。

Ｏリング１００は「水密手段」の１例である。また、肉厚部１１３ａの内部の小径部側には、シールガラス１１２が設けられ、集光レンズ１１０と半導体光源１１１とを密閉状態にしている。

筒状部材は小径部１１４の部分をＯリング１００で押さえられるのみである。従って、筒状部材をホルダ１０に対して容易に着脱させることができる。

肉厚部１１３にはまた、導液手段として導液路１１５が穿設されている。
消毒用液供給部３から供給される消毒用液は、導液路１１５をとおってシールドガラス１１２と小径部１１４の入り口部との間に供給され、小径部１１４内を流れてホルダ１０内を満たし、プローブ２０内に流入し、プローブ２０の開口部へ供給される。

ホルダ１０とライトガイド２２の間は遊びがあり、ライトガイド２２の入力端部側におけるホルダ１０への取り付けは「係止用突起２２１〜２２４」により行なわれ、係止用突起相互の間に隙間があるので、消毒用液は支障なくプローブ内に流れ込む。

半導体光源１１１としては、説明中の例では波長：４００〜４２０ｎｍのレーザ光を放射するＬＤが用いられている。

半導体光源１１１と集光レンズ１１０との位置関係は、「所定の位置関係」、即ち、図１（ａ）の如く、光源装置１１がホルダに保持され、ホルダ１０内が消毒液で満たされた状態において、半導体光源１１１からの上記波長範囲のレーザ光が、集光レンズ１１０によりプローブ２０に保持されたライトガイド２２の入力端部２２ａの中央部に集光するように設定されている。

なお、消毒用液として用いられる過酸化水素水もしくは次亜鉛素酸水の屈折率は１．３３であり、ライトガイド２２の材質であるアクリル樹脂の屈折率は１．４９である。

「歯石除去・消毒作業」を行うときには、電源制御４の制御部の操作により、超音波振動子１２を超音波振動させる。この超音波振動はホルダ１０の長手方向へ伝達され、ホルダ１０の先端部に装着されたプローブ２０に伝わる。
この状態で、プローブ先端部を歯石に当てることにより、プローブ尖端部の超音波振動による衝撃により歯石を粉砕して歯から除去することができる。

このとき、制御部の操作により消毒用液供給部３を動作させれば消毒用液が、上記の如くして、プローブ２０の先端部２０ｂから「歯石除去を行なっている部分」へ供給され、除去された「粉砕状態の歯石」を流しだす。

さらに、制御部の操作により、半導体光源１１１を点灯させると、放射されたレーザ光は、集光レンズ１１０によりライトガイド２０の入力端部に集光され、ライトガイド２２内を伝送される。ライトガイド２０の屈折率は「消毒用液の屈折率より高い」ので、光はライトガイド２０の壁面で全反射されつつ射出端側へ導光される。

導光されたレーザ光はライトガイド２２の射出端から放射されて消毒液中に「ヒドロキシラジカル」を発生させ、発生したヒドロキシラジカルにより歯石除去部の消毒（殺菌・滅菌）が行なわれる。

なお、必要に応じて、もしくは所望により、超音波振動子１２を駆動することなくヒドロキシラジカルによる消毒のみを行なうことができる。

歯石除去・消毒の作業を、複数の人に次々に行うときは、一人に対する処置が終了するごとにプローブ１０を交換し、交換されたプローブはオートクレーブ等による殺菌処理にまわし、このプローブに用いられていたライトガイドは廃棄する。

必要な作業が終了したら、プローブと光源装置をホルダからはずし、プローブとホルダを殺菌処理する。

なお、好ましくは、ホルダも予備を１以上用意しておき、一人に対する処置が終わった段階で、プローブと共に交換して殺菌処理にまわすのがよい。

ライトガイド２２を交換するには、図２に示すように、プローブ２０をホルダ１０から取り外し、ライトガイド２２をプローブ２０から取り外せば良い。

また、図１、図２には図示されていないが、ホルダ１０は、筒状部材と「螺子構造で結合」するようになっており、両者を螺子合わせで締め付けることにより「超音波振動子１２を締め付けて固定する構成」となっている。

従って、ホルダ１０の部分は、筒状部材から取り外すことが出来、筒状部材側から取り外して、オートクレーブ装置等により殺菌・クリーニングを行なうことにより、再使用可能な状態となる。

また、詳細を述べなかったが、超音波振動子１２への配線は、筒状部材の外周面側で行なうこともできる。

プローブ２０の長さは１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度で適宜に設定でき、ライトガイド２２の長さもこれに準じて適宜に設定できる。その際、請求項６のように「ライトガイド２２の長さ」を、使用前もしくは使用後のプローブの長さより大きくし、プローブ２０に装着する際に、プローブ２０の長さに合わせて余分な長さを切断して用いることができる。

なお、上の図において、プローブは「直線的な形状」として図示したが直線状であることは必ずしも必要ではなく「作業し易い曲線形状」にすることができる。このような曲線形状は例えば、前述の特許文献の図面に記載されたような形状であることができる。

プローブ内に差し込まれるライトガイドは、樹脂製であって可撓性であるから、プローブが曲線状態でも簡単に挿入や取り外しができる。

上記の如く、この発明ではライトガイドを内部に設けられるプローブが「光源装置を含むハンドピース部１に対して着脱自在」であり、プローブ交換の際に、交換された新たなプローブに配置された「新たなライトガイド」と、半導体光源からの光の集光位置との間の調整は行なわれない。

実際的な問題として、上記交換の際にライトガイド２２の入射面２２ａの位置と、半導体光源からの光の集光位置とが、集光レンズ１１０の「レンズ光軸に直交する方向」へ微小距離（加工の精度を考えると通常は、０．３ｍｍ程度を見込めば十分であるが、最大でも０．５ｍｍ程度である。）ずれることがあり得る。

しかし、上記の如く、この発明の装置ではライトガイドの入射面の直径を０．７ｍｍ〜３ｍｍ（上の例では２ｍｍ）と大きくしたことにより、上記０．３ｍｍ程度、最大でも０．５ｍｍ程度のずれが発生しても、光源からの光をライトガイドに有効に取り込むことができる。

図３は、歯石除去・消毒装置の実施の別形態を説明するための図である。繁雑を避けるため、混同の恐れがないと思われるものについては、図１におけると同一の符号を用い、これらについての説明は、図１に関する説明部分を援用する。

図３の実施の形態では、筒状部材を構成する大径部１１３Ａと小径部１１４Ａとが、両者の接合部において互いに分離できるようになっており、ライトガイド２２Ａは、その入力端部が、大径部１１３Ａと小径部１１４Ａの段差部に配置されている。

ライトガイド２２Ａは、図１に示した実施の形態において用いられているライトガイド２２よりも長く、先端部は、小径部１１４Ａを貫通し、さらに、プローブ２０内を通って、プローブ２０の先端部に到達する。
消毒用液供給部３から供給される消毒用液の供給は、図１の実施の形態の場合と同様に、大径部１１３Ａの内周部をなす厚肉部１１３Ａに穿設された導液路１１５を通して、シールドガラス１１２と小径部１１４Ａの入り口部との間に供給する。

供給された消毒用液は、小径部１１４Ａ内を通してホルダ１０内を満たし、プローブ２０内を流れてプローブ２０の開口部へ供給される。

半導体光源１１１と集光レンズ１１０とは、図３（ａ）の如く、光源装置１１がホルダに保持され、ホルダ１０内が消毒液で満たされた状態において、半導体光源１１１からのレーザ光が、集光レンズ１１０により、ライトガイド２２Ａの「入力端部の中央部」に集光するように設定されている。

この実施の形態では、図３（ｂ）に示すように、筒状部材の大径部１１３Ａと小径部１１４Ａとを分離すると、分離した部分にライトガイド２２ａの入力端部が現れるので、この部分を引き出すことにより、ライトガイド２２ａを容易に取り出すことができ、また新たなライトガイドを装着することができる。

即ち、大径部１１３Ａを小径部１１４Ａから外した状態で、ライトガイド２２ａの交換が可能である。

図１、図２に即して説明した実施の形態と、図３に即して上に説明した実施の形態とを比較すると、図１の実施の形態では、ライトガイド２２の入力端部２２ａが「プローブ２０の入り口部に位置し、集光レンズ１１０による収束光は、小径部１１４の内部を通って入力端部２２ａに照射されるので、小径部１１４は、上記収束光を遮光しないように、収束光束に応じた内径を有する必要がある。

図３の実施の形態では、収束光が集光すべきライトガイド２２Ａの入力端部は、小径部１１４Ａの入り口部にあるので、小径部１１４はライトガイド２２Ａを「遊びをもって保持できる」だけの内径を有すればよく、従って、小径部１１４Ａの太さは、小径部１１４の太さよりもさらに小さくでき、これによりハンドピースをさらに細くすることが可能である。

一方、図１の実施の形態では、用いるライトガイド２２の長さが、図３におけるライトガイド２２Ａよりも短く、従って、ライトガイド２２は、ライトガイド２２Ａよりも低コストで製造できる。

なお、図１、図３の実施の形態とも、プローブ先端部の外径を小さくすることが加工上困難である場合には、プローブの先端部を「斜めに削いだ形状」として小径化することもできる。

また、ライトガイド２２、２２Ａは、その入射端部の入射面の面形状を「凸レンズ面形状」とし、光源からの光を「より効率的」にライトガイド内に取り込むようにすることができる。

プローブの内周面やライトガイド、小径部の断面形状は、上記の円形状に限られるものではなく、楕円形状でもよいし多角形形状でもよい。

また、ハンドピース部の外周はプラスチックにより適宜に被覆することができる。

１ ハンドピース部
１１ 光源装置
１０ ホルダ
１２ 超音波振動子
２０ プローブ
２２ ライトガイド
１１３ 大径部
１１４ 小径部

実開平 ５−７８２０９号公報 特開２００８−２８４３１２号公報 特願２００７−１３４８３１号公報

Claims (5)

1. 歯石の除去と、歯の消毒を行なう装置であって、
   硬質の金属材料による中空管状のプローブと、該プローブを先端部に有し、使用者により保持されるハンドピース部と、該ハンドピース部の内部を通して上記プローブ側へ消毒用液を供給する液供給手段と、上記ハンドピース部に設けられ、該ハンドピース部を介して上記プローブを振動させるための超音波を発生する超音波発生手段と、上記プローブ内に遊嵌するライトガイドと、上記消毒用液にヒドロキシラジカルを発生させる所定波長領域の光を発光し、発光した光を上記ライドガイドの入力端部に集光照射する光源装置と、上記液供給手段と超音波発生手段と光源装置に電力供給を行なう電力供給手段と、上記液供給手段と超音波発生手段および光源装置を制御する制御手段とを、有し、
   上記超音波発生手段により発生する超音波振動を上記プローブの先端部に伝えて歯石の粉砕を行い、上記液供給手段により供給される消毒用液を上記プローブ先端部から歯部へ供給し、供給された消毒溶液に対して上記光源装置からの光を上記ライトガイドにより導光して照射することによりヒドロキシラジカルを発生させて消毒を行なう歯石除去・消毒装置において、
   上記ハンドピース部は、ホルダと光源装置を有し、
   上記ホルダは、耐熱性で、プローブを水密的かつ交換可能に保持し、
   上記ライトガイドは、上記消毒用液よりも屈折率の高い樹脂製で、交換可能であり、
   上記光源装置は、上記所定波長領域の光を発光する半導体光源と、この半導体光源から放射された光を集光する集光レンズと、筒状部材を有し、該筒状部材は、上記集光レンズと上記半導体光源とを所定の位置関係に保持する大径部と、上記ホルダ内に嵌めこまれて、水密手段により水密的に上記ホルダに保持される小径部とを有し、上記液供給手段により供給される消毒液を、上記小径部を介して、上記ホルダ内に供給するように構成され、
   上記光源装置の筒状部材の大径部が上記ホルダ外に位置することを特徴とする歯石除去・消毒装置。
2. 請求項１記載の歯石除去・消毒装置において、
   ライトガイドの入力端部が、プローブの入り口部に配置されることを特徴とする歯石除去・消毒装置。
3. 請求項１または２記載の歯石除去・消毒装置において、
   光源装置の筒状部材の大径部と小径部とが、相互に着脱可能であることを特徴とする歯石除去・消毒装置。
4. 請求項３記載の歯石除去・消毒装置において、
   ライトガイドの入力端部が、光源装置の筒状部材の大径部と小径部の段差部に配置され、上記大径部を小径部から外した状態で、上記ライトガイドの交換が可能であることを特徴とする歯石除去・消毒装置。
5. 請求項２または４記載の歯石除去・消毒装置に用いられる交換可能なライトガイド。

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