-
Diese Erfindung betrifft Zahnbürsten. Insbesondere
betrifft diese Erfindung solche Zahnbürsten, die Mittel zum Erkennen
von Plaque oder anderen biologischen Ablagerungen auf der Oberfläche eines Zahnes
aufweisen, indem einfallende Strahlung auf die Oberfläche des
Zahnes gerichtet wird, und indem die so von dem Zahn emittierte
Fluoreszenzstrahlung detektiert wird.
-
Der hierin verwendete Ausdruck "biologische Ablagerungen" bezeichnet im Allgemeinen
Ablagerungen aus einem Material biologischen Ursprungs, z. B. Plaque,
Bakterien, Tartar, Zahnstein etc., die im Allgemeinen für die Zahnhygiene
als unerwünscht angesehen
werden. Zahnplaque ist eine komplexe organische Ablagerung, die
zum Teil durch die Aktivität
von Bakterien auf dem Zahn oder auf Verunreinigungen, z. B. Lebensmittelablagerungen
auf dem Zahn, erzeugt wird, und Plaque ist ein unerwünschter Vorbote
des Zahnverfalls und der Entwicklung von Zahnkaries.
-
Es ist wünschenswert, solche Ablagerungen auf
den Zähnen
festzustellen, bevor diese z. B. durch das Zähneputzen entfernt werden,
da das Feststellen diejenigen Bereiche anzeigt, auf die bei der
Zahnreinigung besonders geachtet werden sollte. Solche Ablagerungen
sind schwer in situ und in vivo auf den Zähnen festzustellen. Es ist
besonders wichtig, Zahnplaque zu erkennen. Zum Erkennen von Plaque werden
Fluoreszenzmessungen verwendet, bei der einfallende Strahlung auf
die Oberflächen
der Zähne gerichtet
wird, und bei der Fluoreszenzstrahlung, die derartige Charakteristiken
aufweist, die im Zusammenhang mit dem Vorliegen von biologischen
Ablagerungen stehen, von den Zähnen
emittiert und so festgestellt wird.
-
Im Stand der Technik gibt es im Allgemeinen zwei
Verfahren zum Erkennen von Zahnplaque, bei denen Primärfluoreszenz,
bei der die Fluoreszenz von Zahnplaque oder anderem Zahnmaterial
selbst beobachtet wird, bzw. Sekundärfluoreszenz verwendet werden,
bei der Zähne,
die im Verdacht stehen, Plaque aufzuweisen, mit einem fluoreszenten
Etikettiermaterial behandelt werden, das vorzugsweise den Zahnplaque
bindet, und die Fluoreszenzemission des Etikettiermaterials in Bereichen
des Zahnes, in denen es gebunden worden ist, erkannt wird, um das
Vorliegen von Zahnplaque anzuzeigen. Die Patentveröffentlichungen
WO-A-92/066771, WO- A-97/01298,
US-A-5,382,163, DE-A-29704185, DE-A-29705934, EP-A-0774235 und WO-A-97/01298
(Phillips) beschreiben Verfahren dieser Art und Vorrichtungen zum
Durchführen
dieser Verfahren. Die WO-A-99/59462 offenbart ein weiteres Verfahren
und eine Vorrichtung zu m Erkennen von biologischen Ablagerungen
auf den Zahnoberflächen
unter Verwendung von Fluoreszenz. Eine Form der in der WO-A-99/59462
beschriebenen Vorrichtung umfasst einen Zahnbürstenkopf mit einem Bündel Lichtleiter,
die sich durch denselben erstrecken, um so einfallende Strahlung
auf eine Testzahnoberfläche
zu richten und um emittierte Strahlung von der Testzahnoberfläche zu detektieren.
-
Es ist gewöhnlich ein Erfordernis solcher Verfahren,
dass einfallende Strahlung auf die Oberfläche der zu untersuchenden Zähne gerichtet
wird, und dass folglich die Fluoreszenzemissionsstrahlung von der
Oberfläche
des Zahnes gesammelt bzw. detektiert wird. Die WO-A-98/10711 offenbart
eine Zahnbürste,
die mit einem Kopf versehen ist, der aus einem monolithischen Körper aus
optisch transparenten Materialien hergestellt ist, um so Licht zu
den Oberflächen
der Zähne
hin zu richten. Die EP-A-0593375 offenbart einen Zahnbürstenkopf,
der aus einem transparenten Material hergestellt ist und der innere
Spiegel aufweist, um die Laserstrahlung auf die Zähne zu richten.
In der WO-A-98/10711 und der EP-A-0593375 dient die Strahlung zum
Zwecke der Therapie und nicht zum Erkennen von biologischen Ablagerungen.
-
Diejenigen der zuvor erwähnten Vorrichtungen,
die Zahnbürsten
entsprechen, verwenden im Allgemeinen Lichtleiterbündel, die
durch den Kopf und den Körper
bzw. Griff der Zahnbürste
hindurch verlaufen, um sowohl einfallende Strahlung auf den Kopf
zu richten als auch emittierte Strahlung von dem Kopf zu sammeln.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Zahnbürste der oben beschriebenen
Art vorzusehen, welche verbesserte Mittel zum Richten einfallender
Strahlung auf die Oberfläche
der Zähne und
zum Sammeln emittierter Strahlung, als Reaktion auf die einfallende
Strahlung, von der Oberfläche der
Zähne aufweist.
-
Erfindungsgemäß ist ein Zahnbürstenkopf entsprechend
dem Anspruch 1 vorgesehen.
-
Das Material, welches bezüglich der
einfallenden und/oder emittierten Strahlung transparent ist, sollte
auf geeignete Weise transparent für einfallende Strahlung im
Wellenlängenbereich
von 400–520
nm, typischerweise 470 ± 40
nm und bezüglich
der emittierten Strahlung im Wellenlängenbereich oberhalb ca. 520
nm, typischerweise im Bereich von 530–600 nm, transparent sein.
Durch Aufaddieren dieser beiden Bereiche sollte das Material vorzugsweise
im Bereich von 400–630
nm transparent sein. Geeignete transparente Materialien umfassen transparente
Kunststoffe, wie z. B. Polymethylmethacrylate (PMMA), Polyacrylate
(PA), Polycarbonate (PC), Polyethylenterephthalate (PET), Polyester,
Styrol-Acrylonitril-Copolymere (SAN), Polystyrol (PS), Acrylonitril-Butadienstyrol
(ABS), Polyamidpolymere (PA), wie z. B. NylonTM-artige
Materialien, oder andere bekannte transparente Kunststoffe. Geeignete Kunststoffe
sollten idealeres eise keine Fluoreszenz oder eine andere Lumineszenz
unter dem Einfluss der einfallenden Strahlung zeigen.
-
Im Allgemeinen wird in der Zahnbürste, für die der
erfindungsgemäße Zahnbürstenkopf
vorgesehen ist, die einfallende Strahlung auf eine Oberfläche des
Zahnes hin in einer Richtung im Allgemeinen parallel zur Borstenrichtung
gerichtet und in einer dazu entgegengesetzten Richtung gesammelt.
Im Allgemeinen wird die einfallende Strahlung zur Oberfläche des
Zahnes von einem Teil der Borstenoberfläche Bericht et. Auf diese Weise
wird das Halten und Verwenden der Zahnbürste zum Bürsten der Zähne auf eine Weise ähnlich dem
Halten und Verwenden einer herkömmlichen
Zahnbürste
ermöglicht.
Im Allgemeinen ist es bevorzugt, die Mittel, um einfallende Strahlung
zu erzeugen, und/oder die Mittel, um die emittierte Strahlung mit
dem Vorliegen von biologischen Ablagerungen auf dem Zahn in Verbindung
zu bringen, innerhalb des Griffes der Zahnbürste anzuordnen. Diese Mittel
umfassen im Allgemeinen elektrische Systeme, wie z. B. einen Lichtemitter
und Detektor und dazugehörige
Elektronik. Eine derartige Anordnung im Griff ist ebenso deswegen
von Vorteil, wenn die Zahnbürste
eine elektrische Zahnbürste
ist, die z. B. elektrische Antriebsmittel aufweist, um die Reinigungsborsten
bei einem Zahnreinigungsvorgang zu bewegen. Falls die Mittel zum
Erzeugen der einfallenden Strahlung sich im Allgemeinen in dem Griff
der Zahnbürste
befinden, so wird die einfallende Strahlung ursprünglich durch
den Kopf in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse
gerichtet. Falls die Borstenrichtung im Allgemeinen senkrecht zur
Längsachse
ist, wie dies normalerweise bei Zahnbürsten der Fall ist, so ist
es folglich notwendig, die Strahlung von einer Richtung im Wesentlichen
parallel zur Längsachs
ein eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse,
d. h. in Borstenrichtung und umgekehrt für die emittierte Strahlung,
umzulenken.
-
Die Zahnbürste weist einen oder mehrere Kerne
aus einem Material auf, das bezüglich
der einfallenden und/oder emittierten Strahlung transparent ist,
und der im Inneren transmittierte Strahlung führt, und der einen Brechungsindex
N1 aufweist, wobei der Kern von einer Hülle umgeben ist, die ebenso
aus einem Material hergestellt ist, das bezüglich der einfallenden und/oder
emittierten Strahlung transparent ist, und wobei die Hülle einen
Brechungsindex N2 aufweist, der kleiner als N1 ist, so dass eine
innere Reflektion bzw. Totalreflexion aufgrund des Unterschieds
der Brechungsindize N1 und N2 auftritt, um die Strahlung innerhalb
des Kerns zu führen.
-
Im Allgemeinen kann der Unterschied
zwischen dem Brechungsindex des Kerns und einer umgebenden Hülle aus
transparentem Material beliebig sein, solange eine Totalreflexion
innerhalb des Kerns auftritt, und es folglich zu der erwünschten
Führung der
Strahlung innerhalb des Kerns kommt. Geeignete Materialien für den Kern
und die Hülle
umfassen die zuvor erwähnten
transparenten Kunststoffe, und diese können derart für den Kern
und die Hülle
auf der Grundlage der Unterschiede ihrer bekannten Brechungsindize
ausgewählt
werden. Zum Beispiel sind geeignete Kombinationen der Materialien
für die
Hülle und
des Kerns; Hülle:
Polyamid-Kern: Polyamid, Polymethylmethacrylat,
Polycarbonat, Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat;
Hülle:
Polymethylmethacrylat-Kern: Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat,
Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat; Hülle: Polycarbonat-Kern: Polyamid, Polymethylmethacrylat,
Polycarbonat, Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat; Hülle: Polyethylenterephthalat-Kern:
Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat
oder Polybutylenterephthalat; Hülle:
Polybutylenterephthalat-Kern: Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat,
Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat. Aus dieser
Liste ist zu sehen, dass Polymere, die ihrer chemischen Natur nach
sehr ähnlich
sind, die aber z. B. einer unterschiedlichen Klasse angehören, und
so unterschiedliche Brechungsindize N2 besitzen, wobei N1 größer als
N2 ist, verwendet werden können.
-
Ein Beispiel einer solchen Kombination
ist ein Kernmaterial aus PMMA, typischerweise mit einem Brechungsindex
N1 von ca. 1,7, kombiniert mit einem Hüllenmaterial aus PET, das typischerweise einen
Brechungsindex N2 von ca. 1,54 besitzt.
-
In einem bevorzugten Aufbau kann
die Hülle einen
monolithischen Körper
aus transparentem Material aufweisen, das den grundlegenden Aufbau
des Zahnbürstenkopfes
bildet, z. B. einen Aufbau, in dem die Borsten fixiert werden. Alternativ
können
der Kern bzw. die Kerne und die Hülle z. B. innerhalb des Zahnbürstenkopfes
eingebettet sein, z. B. innerhalb eines Materials, das den Aufbau
des Zahnbürstenkopfes
aufweist.
-
Zusätzlich kann der Kern bzw. die
Kerne und/oder der Kopf selbst teilweise mit einer reflektierenden
Beschichtung beschichtet sein, z. B. einer dünnen reflektierenden Metallschicht,
um so die einfallende Strahlung bzw. Einfallstrahlung, die in Längsrichtung
entlang dem Kopf in Borstenrichtung verläuft, zu reflektieren.
-
Solch eine reflektierende Schicht
kann die grundlegende Wirkung der Totalreflexion innerhalb des Kerns
aufweisen.
-
Geeignete Materialien, aus denen
der Kern und die Hülle
hergestellt sein können,
umfassen die zuvor erwähnten
transparenten Kunststoffe. Geeignete reflektierende Materialien
umfassen Metalle, wie z. B. eine dünne, glänzende Schicht aus Metall, wie
z. B. Aluminium oder Silber etc. in der Form einer aufgetragenen
Schicht oder einer Folie, die auf die Außenoberfläche des Kerns aufgebracht ist.
-
Die in den zuvor erwähnten Ausführungsformen
beschriebenen Kerne können
entweder einfallende Strahlung oder emittierte Strahlung, oder sowohl
einfallende als auch emittierte Strahlung führen bzw. richten. Der Kern
bzw. die Kerne können
eine derartige Form aufweisen, so dass seine/ihre Form einfallende
und emittierte Strahlung auf die zuvor beschriebene Weise umlenkt.
Zum Beispiel kann eine Oberfläche
des Kerns bzw. der Kerne, der/die von dem Griff entfernt gelegen
ist/sind, oder dazwischenliegende Oberflächen, die zwischen der Endoberfläche des
Kerns, der von dem Griff entfernt gelegen ist, und dem Griff sich
befinden, gekrümmt
oder relativ zur Längsrichtung
und Borstenrichtung abgewinkelt sein, um so einfallende Strahlung,
die in Längsrichtung
entlang dem Kopf in Borstenrichtung verläuft, zu reflektieren, zu brechen
oder auf andere Weise umzulenken.
-
Der Kern bzw. die Kerne können einen
Querschnitt aufweisen, der experimentell bestimmt ist und ausreicht,
um eine nutzvolle Intensität
einfallender und emittierter Strahlung entlang ihrer Länge zu transmittieren.
Zum Beispiel kann der Kern bzw. die Kerne eine beliebige Querschnittsform
aufweisen, z. B. kreisförmig,
oval, rechtwinklig mit abgerundeten Enden oder Ecken etc. Die Querschnittsabmessungen
des Kerns können
experimentell bestimmt werden, aber können typischerweise im Bereich
von 5–95%,
z. B. 10–50%
der Querschnittsbreite und/oder der Dicke des Kopfes sein.
-
Der Kern kann eine Oberfläche besitzen,
die im wesentlichen senkrecht zur Borstenrichtung verläuft, so
dass einfallende Strahlung, die entlang dem Kern verläuft, aus
dem Kern durch diese Oberfläche austritt
und von da zur Zahnoberfläche
verläuft.
Umgekehrt kann emittierte Strahlung von der Zahnoberfläche in den
Kern durch diese Oberfläche
eintreten und durch den Kern verlaufen. Zum Beispiel kann der Kern
bzw. die Kerne im Allgemeinen einen L-förmigen Aufbau aufweisen mit
einem Glied, das im Allgemeinen in Längsrichtung des Kopfes, d.
h. senkrecht zur Borstenrichtung, orientiert ist, und einem Glied, das
in Borstenrichtung orientiert ist und an einer Oberfläche endet,
die im Wesentlichen senkrecht zur Borstenrichtung ist. Der Knick
des "L" zwischen den Gliedern
kann gekrümmt
sein, z. B. eine kugelförmige
Geometrie besitzen, oder kann gewölbt sein, um z. B. eine Oberfläche mit
45° in Bezug
auf die Glieder darzustellen.
-
Der Kern bzw. die Kerne können sich
durch das Hülsenmaterial
erstrecken, so dass der Kern bzw. die Kerne außerhalb des Zahnbürstenkopfes freiliegend
sind, und so dass Strahlung direkt von dem Kern zur Zahnoberfläche und
umgekehrt verlaufen kann. Alternativ kann es sein, dass die Strahlung, die
in den Kern und aus dem Kern verläuft, unter Umständen durch
das Hülsenmaterial
verlaufen muss, oder durch andere Teile des Zahnbürstenkopfes
auf ihrem Weg zu und von der Zahnoberfläche verläuft.
-
Die zuvor erwähnten transparenten Kunststoffe,
aus dem der Zahnbürstenkopf
hergestellt ist, wie z. B. der Körper,
die Hülse
und der Kern, können unter
Verwendung bekannter Spritzgussverfahren hergestellt sein, die auf
dem Gebiet der Zahnbürsten wohl
bekannt sind. Es ist wichtig, die Durchsichtigkeit dieser Materialien
zu gewährleisten,
und falls der Kern und die Hülse
mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sind, so sollte sorgfältig sichergestellt werden,
dass keine Trübung,
Streifen oder Blasen etc. auftreten, die mit der Transmission der
Strahlung durch den Kern oder die Hülse interferieren könnten.
-
Bei einem geeigneten Herstellungsverfahren für eine erfindungsgemäße Zahnbürste mit
einem Kern kann der Kern zuerst z. B. durch ein Spritzguss verfahren
hergestellt werden. Der so gebildete Kern kann anschließend in
einen zweiten Spritzgusshohlraum positioniert werden, der die Form
der Hülse
bestimmt, und der dem monolithischen Körper des Zahnbürstenkopfes
entsprechen kann, und anschließend
kann die Hülse
um den Kern herum durch ein zweites Spritzgussverfahren in diesem
zweiten Hohlraum geformt werden. Bei diesem zuletzt erwähnten Verfahren
sollte sorgfältig
darauf geachtet werden, dass die Materialien für die Hülse und den Kern identische
oder ähnliche
Schrumpfwerte besitzen, während
sie nach dem Spritzgussverfahren abkühlen, um so sicherzustellen,
dass keine Risse aufgrund des unterschiedlichen Zusammenziehens
der Materialien auftreten.
-
Eine reflektierende Metallschicht
kann in der Form einer Folie vorliegen, und kann an einen vorgeformten
Kopf oder an eine Kernkomponente während des Herstellungsprozesses
angebracht werden. Falls z. B. eine solche reflektierende Metallschicht
an den vorgeformten Kern angebracht wird, um den der Kopf oder eine
Hülse in
einen anschließenden
Spritzgussschritt gebildet wird, so sollte darauf geachtet werden,
dass die Metallschicht während
der Spritzgussbildung des Kopfmaterials nicht locker, abgelöst oder verzerrt
wird. Alternativ können
andere bekannte Abscheidungsverfahren verwendet werden, um solch eine
metallische Schicht abzuscheiden.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung können
ein oder mehrere dünne,
die Strahlung führende
Fasern, die aus einem Material hergestellt sind, welches bezüglich der
einfallenden und/oder emittierten Strahlung transparent sind, z.
B. in den zuvor erwähnten
Wellenlängenbereichen,
z. B. Lichtleiter, verwendet werden, um die Strahlung von dem Zahnbürstenkopf
zur Zahnoberfläche
und in umgekehrter Richtung zu führen.
Solche Fasern können typischerweise
einen Querschnitt von ca. 0,25 mm aufweisen. Bei einer Form dieser
Ausführungsform können ein
oder mehrere Zahnbürstenborsten
solche (a) die Strahlung führende
Faser bzw. Fasern aufweisen, wobei die Zahnbürstenborsten typischerweise einen
Querschnitt von 0,12–0,25
mm aufweisen. Geeignete Materialien, aus denen solche Fasern hergestellt
sein können,
sind bekannt und umfassen die zuvor erwähnten Kunststoffe. Obwohl solche
Fasern aus einem einzigen Material hergestellt sein können, wie
z. B. solche, die typischerweise für Zahnbürstenborsten verwendet werden,
so ist es jedoch für
die Funktion der Strahlungsführung
bevorzugt, dass die Fasern einen inneren Kern aus einem bezüglich der einfallenden
und/oder emittierten Strahlung transparenten Material, der von einer
Hülse umschlossen
ist, wie z. B. einer umschlossenen Schicht, aufweisen, wobei die
Eigenschaften des Kerns und der Hülse derart sind, dass eine
Totalreflexion innerhalb des Kerns auftritt, um die Strahlung entlang
der Hülse
zu führen.
Zum Beispiel kann der Kern und die Hülse der Faser aus Materialien
hergestellt sein, die beide bezüglich
der Strahlung transparent sind, und der Kern kann einen niedrigeren
Brechungsindex als die Hülse besitzen, ähnlich wie
bereits oben beschrieben, so dass eine Totalreflexion wegen des
Unterschiedes der Brechungsindize zwischen dem Kern und der Hülse auftritt,
um die Strahlung innerhalb des Kerns zu führen. Geeignete Kombinationen
von transparenten Materialien für
den Faserkern und die Hülse
sind die zuvor beschriebenen. Die Verfahren zum Herstellen der Fasern
in der Form eines Kerns und einer Hülse sind bekannt, z. B. aus
der WO-A-97/14830 und aus der WO-A-98/34514, bei denen der innere Kern
ein weiches Elastomer und die Hülse
ein härterer
Kunststoff sein kann. Alternativ kann der Faserkern transparent
und die Hülse
ein reflektierendes Material sein, wie z. B. eine glänzende Metallschicht, die
durch bekannte Abscheidungsverfahren aufgetragen wird.
-
Werden ein oder mehrere Fasern, wie
z. B. Borsten, auf diese Weise verwendet, so ist es notwendig, eine
gute optische Verbindung zwischen dem Kopf und den Fasern bzw. der
Faser herzustellen. Solch eine Verbindung kann zwischen den Fasern
und z. B. dem Hülsenmaterial
des Kopfes, wie z. B. einem monolithischen Aufbaumaterial oder einem Kern
innerhalb des Kopfes, hergestellt werden. Dies kann auf vielfältige Weise
erzielt werden.
-
Falls strahlungsführende Fasern, wie z. B. Borsten,
auf diese Weise verwendet werden, so ist es bevorzugt, dass die
Enden der Borsten, die in dem Zahnbürstenkopf fixiert sind, auf
eine Weise in den Zahnbürstenkopf
fixiert werden, die es ermöglicht, dass
die Strahlung von dem Zahnbürstenkopf
oder dem Kern bzw. den Kernen innerhalb des Zahnbürstenkopfes
in die Borsten und umgekehrt verlaufen kann. Zum Beispiel können die
Borsten in dem Kopf mittels eines Schweißverfahrens oder durch Fixieren in
ein Bett aus einer flüssigen,
aushärtbaren
Substanz fixiert werden, so dass eine gute optische Verbindung zwischen
dem Kopf und der Borste hergestellt wird. Geeignete Verfahren, um
dies zu erzielen, sind aus dem Stand der Technik bekannt, z. B.
aus der WO-A-95/31917 und aus der WO-A-97/39649. Bei einem solchen Schweißverfahren
können
die Enden der einzelnen Borsten oder Borstenbündel, die in den Zahnbürstenkopf
zu fixieren sind, auf thermische Weise verschmolzen werden, so dass
ein Pilzkopf in dem Zahnbürstenkopf
gebildet wird. Falls der Pilzkopf auf diese Weise gebildet wird,
so sollte ferner darauf geachtet werden, dass der Pilzkopf und/oder die
benachbarten Enden der Borsten nicht opaque oder lichtdurchlässig werden,
sondern bezüglich
der anregenden Strahlung und/oder emittierten Fluoreszenzstrahlung
transparent bleiben. Einige solcher bekannter Verfahren, z. B. das
aus der WO-A-97/39649 bekannte Verfahren, können sicherstellen, dass Borsten
in dem Kopf mit fixierten Enden fixiert werden, die Endoberflächen aufweisen,
welche im Allgemeinen senkrecht zur Längsrichtung der Borsten sind,
wodurch die Transmission von Licht von dem Kopfmaterial zu den Borsten
vereinfacht wird.
-
Alternativ können die Zahnbürstenborsten
in dem Zahnbürstenkopf
auf herkömmliche
Weise fixiert werden, dadurch dass eine Anzahl von Borsten paarweise
in Längsrichtung
gefaltet werden, und anschließend
ein kleiner Metallclip oder Blanker" um das so gebildete Bündel angebracht
wird, und der Clip in ein Befestigungsloch in dem Zahnbürstenkopf eingebracht
wird. In diesem Fall kann es notwendig sein, den Bereich der Falte
zu schneiden, zu polieren oder abzuschleifen, so dass eine gute
optische Verbindung zwischen dem Kopf und der Borste zustande kommt.
-
Falls jedoch Borsten auf dem Kopf
der erfindungsgemäßen Zahnbürste vorhanden
sind, die nicht zur Strahlungsführung
verwendet werden, sondern einfach für die herkömmliche Funktion der Zahnreinigung
vorhanden sind, so können
diese durch bekannte Verfahren an dem Kopf fixiert werden, ohne
dass eine optische Verbindung mit dem Kopf von Nöten ist.
-
Bei einem bevorzugten Aufbau werden
die zuvor erwähnten
lichtführenden
Faser auf optische Weise mit den zuvor er wähnten Kernen/Kern verbunden,
indem sie z. B. auf oder in den Kern fixiert werden. Zum Beispiel
kann der Kern aus dem zuvor beschriebenen transparenten Kunststoff
hergestellt sein, der eine Oberfläche aufweist, die in Richtung der
Borstenrichtung verläuft,
und die Enden der Fasern können
auf oder in diese Oberfläche
fixiert werden. Zum Beispiel kann die Oberfläche des Kerns derart ausgebildet
sein, dass sie den Enden der Fasern entspricht, und diese Enden
können
derart verbunden werden, dass ein optischer, z. B. physikalischer,
Kontakt mit der Oberfläche
des Kerns besteht. Vorzugsweise werden jedoch die Enden der Borsten in
den Kern dadurch fixiert, indem die Enden in das Kernmaterial eingebettet
werden, während
es sich in einem weichen fluiden Zustand befindet, und das Kernmaterial
anschließend
ausgehärtet
wird. Dies kann z. B. mit einem Kern erzielt werden, der aus einem
Kunststoff hergestellt ist, der in eine Form in fluider Form gegossen
werden kann, z. B. ein thermoplastischer Kunststoff, und das fluide
Kunststoffmaterial des Kerns kann anschließend um die Enden der Borsten
fließen
(während
diese in einer geeigneten Konfiguration gehalten werden), und kann
anschließend
aushärten.
Falls dies mit dem Kunststoffmaterial des Kerns in einem heißen fluiden
Zustand durchgeführt
wird, so kann das Borstenmaterial ebenso mit dem Kernmaterial verschmelzen,
um eine sehr enge Verbindung zwischen den Borsten und dem Kern zu bilden.
Verfahren, wie z. B. das Spritzgießen zum Verschmelzen von Fasern,
die für
Zahnbürstenborsten
geeignet sind, in thermoplastische Materialien sind aus dem Stand
der Technik bekannt. Falls der Kern bzw. die Kerne z. B. im Allgemeinen
eine L-Form besitzen, so können die
Fasern auf oder in die Oberfläche
fixiert werden, die im Wesentlichen senkrecht zur Borstenrichtung
ist, z. B. das Ende eines Gliedes des L-förmigen
Kerns, das in Borstenrichtung zeigt.
-
Solche strahlungsführende Faser
können
zu Büschel
zusammengebündelt
werden, wobei jedes Büschel
eine Mehrzahl solcher Fasern umfasst. Ein oder mehrere Büschel können mit
jedem Kern verbunden werden. Solche Büschel können einen kreisförmigen Querschnitt
aufweisen, z. B. entsprechend ungefähr dem Querschnitt der herkömmlichen
Borstenbüschel
einer Zahnbürste,
oder alternativ kann der Querschnitt des Büschels dem nicht-kreisförmigen Querschnitt
eines Kerns entsprechen.
-
Zusätzlich oder alternativ kann
der Zahnbürstenkopf
mit anderen Strahlungsführungen
versehen sein, um die Strahlung zu und von der Zahnoberfläche zu dem
Zahnbürstenkopf
zu führen.
Zum Beispiel kann die Borstenoberfläche mit ein oder mehreren borstenfreien
Bereichen versehen sein, die als Fenster für die Strahlung dient, die
zu und von der Zahnoberfläche
zu dem Zahnbürstenkopf
verläuft. Zum
Beispiel kann der Zahnbürstenkopf
zusätzlich oder
alternativ mit Linsen für
die Strahlung, die zu und von der Zahnoberfläche zu dem Zahnbürstenkopf
verläuft,
versehen sein, und die die emittierte Strahlung von dem Zahnbürstenkopf
auf die Zahnoberfläche
fokussiert, und/oder die emittierte Strahlung von der Zahnoberfläche zu dem
zuvor erwähnten
strahlungsführenden
Mittel oder dem zuvor erwähnten
Kern fokussiert oder sammelt.
-
Geeignete Materialien für solche
Strahlungsführungen,
Linsen, Fenster etc. sind transparente Materialien, die bezüglich der
einfallenden und/oder emittierten Strahlung transparent sind, und
die bekannte transparente Kunststoffe umfassen, wie z. B. die zuvor
erwähnten.
Falls die Borsten der Zahnbürste
als Strahlungsführungen
verwendet werden, sollten diese aus Fasermaterialien hergestellt
sein, die ausreichend transparent bezüglich der betreffenden einfallenden
und/oder emittierten Strahlung sind.
-
In der Zahnbürste, für die der erfindungsgemäße Kopf
vorgesehen ist, kann die einfallende Strahlung eine Wellenlänge besitzen,
die aus dem Stand der Technik bekannt ist und die eine Fluoreszenzemission
von biologischen Ablagerungen auf den Zahnoberflächen anregt, und/oder von ablagerungsfeien
Zahnoberflächen,
und die emittierte Strahlung kann eine Wellenlänge besitzen, die aus dem Stand
der Technik bekannt ist, die der Fluoreszenzemission an solchen
Oberflächen
entspricht. Auf geeignete Weise kann die einfallende Strahlung eine Wellenlänge zwischen
430 und 500 nm und die emittierte Strahlung eine Wellenlänge oberhalb
520 nm aufweisen.
-
Obwohl eine einfallende Strahlung
mit eine Wellenlänge
unterhalb 430 nm bezüglich
der Anregung von Fluoreszenzemission von biologischen Ablagerungen
oder Zahnoberflächen
effektiver sein kann als höhere
Wellenlängenstrahlung,
so kann diese niedrigere Wellenlängenstrahlung
nachteilig für das
Mundgewebe sein.
-
Die Zahnbürste, für die der erfindungsgemäße Kopf
vorgesehen ist, ist ebenso mit einem Mittel versehen, um einfallende
Strahlung zu erzeugen, und um diese einfallende Strahlung zu der
Oberfläche
eines Zahnes zu richten. Dies kann eine geeignete Strahlungsquelle,
z. B. eine lichtemittierende Diode bekannter Art, aufweisen. Das
Mittel, welches die emittierte Strahlung mit dem Vorhandensein von biologischen
Ablagerungen auf dem Zahn in Zusammenhang bringt, kann einen herkömmlichen
Detektor, wie z. B. eine Halbleiterphotodiode, aufweisen. Vorteilhafterweise
können
optische Filter, z. B. dichroische Spiegel, in den Lichtweg zwischen
dem Detektor und der Testzahnoberfläche enthalten sein, um so sicherzustellen,
dass die emittierte Strahlung mit geeigneter Wellenlänge vorzugsweise
von dem Detektor empfangen wird. Diese Mittel und eine geeignete
Stromversorgung, elektronische Bearbeitungsvorrichtungen und Mittel,
um das Vorhandensein und/oder das Nichtvorhandensein von biologischen
Ablagerungen auf einer Zahnoberfläche anzuzeigen, können auf
bequeme Weise innerhalb des Griffes der Zahnbürste vorgesehen sein. Geeignete Mittel
für diese
Zwecke sind dem Fachmann bekannt und sind im Stand der Technik offenbart.
-
Vorteilhafterweise kann der erfindungsgemäße Kopf
der Zahnbürste
abnehmbar von dem Griff der Zahnbürste, für die er vorgesehen ist, sein.
Dies ist besonders dann von Vorteil, falls der Griff, wie zuvor
beschrieben, die Strahlungsquelle etc. umfasst, so dass der Kopf
ausgetauscht werden kann, wenn z. B. seine Borsten verschlissen
sind, ohne dass eine Notwendigkeit besteht, diese relativ teuren
elektrischen Komponenten auszutauschen. Falls der Kopf der Zahnbürste abnehmbar
von dem Griff ist, so sollte die Verbindung zwischen dem Kopf und
dem Griff ein optisches Verbindungselement aufweisen.
-
Solch eine Zahnbürste kann einen Griff aufweisen,
durch den sie gehalten wird und die einen Kopf aufweist, von dessen
Borstenoberfläche
sich ein Bündel
von Borsten in Borstenrichtung erstreckt, wobei der Kopf und der
Griff entlang einer Längsachse
angeordnet sind, und die Zahnbürste
mit Mittel versehen ist, um einfallende Strahlung zu erzeugen und
um diese einfallende Strahlung zur Oberfläche eines Zahnes hin zu richten,
und die mit einem Mittel versehen ist, um die emittierte Strahlung
von der Oberfläche
des Zahnes zu sammeln und um diese emittierte Strahlung mit dem
Vorhandensein von biologischen Ablagerungen auf dem Zahn in Verbindung zu
bringen, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mittel zum
Richten der einfallenden Strahlung hin zur Oberfläche eines
Zahnes und/oder die Mittel zum Sammeln der emittierten Strahlung
von der Oberfläche
des Zahnes den zuvor beschriebenen Kopf aufweist.
-
Der Zahnbürstenkopf und die Zahnbürste der
vorliegenden Erfindung sind besonders geeignet zur Verwendung mit
oder als die Vorrichtung und das Verfahren, die in der WO- A-99/59462
offenbart sind. Die darin offenbarte Vorrichtung dient zum Erkennen von
biologischen Ablagerungen auf der Oberfläche eines Zahnes, und umfasst:
Beleuchtungsmittel,
um anregende Strahlung auf eine Testzahnoberfläche zu richten,
Detektionsmittel,
um eine Fluoreszenzemission von der Testzahnoberfläche bei
einer Wellenlänge
zu detektieren, die im Zusammenhang mit einer Auto- Fluoreszenzemission
von einer im Wesentlichen biologisch ablagerungsfreien Zahnoberfläche steht,
Mittel,
die Intensität
der Fluoreszenzemission von der Testzahnoberfläche mit einer Intensität der Auto
-Fluoreszenzemission bei einer Wellenlänge, die im Zusammenhang mit
der Auto -Fluoreszenzemission von einer im Wesentlichen biologisch
ablagerungsfreien Zahnoberfläche
steht, von einer Zahnoberfläche,
von der bekannt ist, dass sie eine geringere biologische Ablagerung
als die Testzahnoberfläche
aufweist, zu vergleichen,
Mittel, um den so erhaltenen Vergleich
in Zusammenhang mit dem Vorhandensein von biologischen Ablagerungen
auf der Testzahnoberfläche
zu bringen, und
Anzeigemittel, um das Vorhandensein von solchen biologischen
Ablagerungen einem Verwender der Vorrichtung anzuzeigen.
-
Der Zahnbürstenkopf, die Zahnbürste, Verfahren
und Formen dieser Erfindung werden nun beispielhaft mit Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, von denen:
-
1 bis 4 Querschnittsansichten in
Längsrichtung
durch die Köpfe
der Zahnbürsten
dieser Erfindung sind.
-
5A, 5B, 5C, 5D und 5E Querschnittsansichten
durch Büschel
von Borsten der Zahnbürste dieser
Erfindung sind, die als Strahlungsführungen verwendet werden.
-
6 und 7 weitere Zahnbürstenköpfe dieser
Erfindung zeigen.
-
8 bis 11 schematisch ein Verfahren
zeigen, mittels dessen die Zahnbürstenköpfe dieser
Erfindung hergestellt werden können.
-
12 einen
schematischen Querschnitt in Längsrichtung
durch einen Griff einer erfindungsgemäßen Zahnbürste zeigt.
-
Mit Bezug auf 1 ist ein Zahnbürstenkopf 1 gezeigt.
Der Kopf ist abnehmbar mit dem Griff (nicht gezeigt) mittels eines
Verbindungsmittels 2 verbunden, der aus dem Stand der Technik
bekannt sein kann. Der Kopf 1 und der Zahnbürstengriff
sind entlang einer Längsachse
A-A angeordnet. Ein Büschel von
Borsten 4 erstreckt sich von einer Borstenoberfläche 3 des
Kopfes 1 in einer Borstenrichtung B-B. Der Kopf 1 ist
aus einer Masse Kunststoffmaterial 16 hergestellt, das
bezüglich
der Strahlung in dem Wellenlängenbereich
zumindest zwischen 400 und 600 nm transparent ist. Die Enden der
Borsten 4, die in dem Kopf 1 fixiert sind, sind
in das Kopfmaterial als einzelne Fasern mittels eines Verfahrens
aus dem Stand der Technik eingeschweißt.
-
Der Kopf 1 der Zahnbürste weist
einen Kern 15 aus einem Material auf, das bezüglich der
einfallenden und/oder emittierten Strahlung transparent ist, und
das eine Strahlung, die intern innerhalb diesem transmittiert ist,
führen
kann und einen Brechungsindex N1 aufweist.
Der Kern 15 kann durch ein Spritzguss verfahren während eines
ersten Spritzgussvorganges hergestellt sein, und anschließend kann
der Kopf 16 um den Kern 15 spritzgegossen werden,
wobei sorgfältig
während
dieses zweiten Spritzgussvorganges darauf geachtet werden muss, dass
der so gebildete Kern 15 nicht bricht, weich wird, verzogen
wird oder auf andere Weise bezüglich der
Lichttransmission verdreht wird.
-
Dieser Kern 15 erstreckt
sich innerhalb des Kopfes 1 der Zahnbürste in der Längsrichtung
A-A. Der Kern 15 ist von einer Hülse 16 umgeben, die ebenso
aus einem Material hergestellt ist, welches bezüglich der einfallenden und/oder
emittierten Strahlung transparent ist, wobei die Hülse einen
Brechungsindex N2 aufweist, der geringer
als N1 ist. Totalreflexion tritt als Folge
des Unterschiedes der beiden Brechungsindize N1 und
N2 auf, um die Strahlung innerhalb des Kerns
zu führen,
so dass die in Richtung 5 verlaufende einfallende Strahlung
und die in Richtung 7 verlaufende, gesammelte, emittierte Strahlung
innerhalb des Kerns 15 enthalten ist und zum Griff hin
geführt
wird. Die Hülse
weist eine Masse von Material auf, die den Aufbau des Zahnbürstenkopfes
bildet und von dem sich die Borsten 4 erstrecken.
-
Eine Endoberfläche 17 des Kerns,
die von dem Griff abgelegen ist, ist relativ zur Längsrichtung A-A
und Borstenrichtung B-B abgewinkelt, um so die in Längsrichtung
entlang dem Kopf verlaufende einfallende Strahlung in die Borstenrichtung
umzulenken bzw. zu reflektieren. Zusätzlich kann die Oberfläche 17 mit
einer reflektierenden Beschichtung beschichtet sein, die gleich
einer dünnen
reflektierenden Metallschicht ist, wie z. B. einer Folie, die durch heißes Aufstempeln
aufgetragen wird, um so die in Längsrichtung
entlang dem Kopf verlaufende einfallende Strahlung in die Borstenrichtung
zu reflektieren. Der Kern 15 endet an seinem Ende 18,
das von dem Griff abgelegen ist, in einer Oberfläche, die im Wesentlichen senkrecht
zur Borstenrichtung B-B ist, so dass einfallende Strahlung, die
entlang dem Kern 15 in Richtung 5 verläuft, aus
dem Kern 15 durch diese Oberfläche austreten kann und von
dort zur Zahnoberfläche
gerichtet ist. Der Kern 15 endet bei 18 in der
Masse des transparenten Materials unterhalb der Borstenoberfläche, die
in Borstenrichtung B-B zeigt. Einfallende Strahlung, die in Richtung
des Griffes verläuft,
verläuft
folglich durch eine transparente Schicht oder ein Fenster 14 der
Masse 16, nachdem sie das Ende der Faser bzw. der Fasern verlassen
hat, und kann anschließend
die Zahnoberfläche
erreichen. Auf ähnliche
Weise verläuft
emittierte Strahlung von der Zahnoberfläche durch diese transparente
Schicht 14, bevor sie das Ende des Kerns 15 erreicht.
Auf ähnliche
Weise wird von der Zahnoberfläche
emittierte Strahlung von dem Kern 15 gesammelt und zum
Griff in Richtung 7 hin gerichtet. Die einfallende und
emittierte Strahlung verläuft deshalb
durch die Schicht 14 des transparenten Materials des Kopfes 1.
An der Oberfläche 6 endet
der Kern in einer geeigneten optischen Verbindungsoberfläche.
-
Bezugnehmend auf die 2 sind Merkmale, die denen der 1 entsprechen, entsprechend nummeriert.
Ein Zahnbürstenkopf
weist einen von einer Hülse 16 umgebenden
Kern 15 mit unterschiedlichen Brechungsindize auf, wobei
die Hülse 16 einen Brechungsindex
N2 und der Kern 15 einen Brechungsindex
N1 besitzen, der größer als N2 ist,
und die im Aufbau und Funktionsweise ähnlich denen der 1 sind. Wie in 2 gezeigt ist, gibt es eine
Anzahl von Zwischenoberflächen 19,
die relativ zur Längsrichtung
A-A und der Borstenrichtung B-B abgewinkelt sind, um so einfallende
Strahlung, die in Längsrichtung
entlang dem Kopf verläuft,
in die Borstenrichtung zu reflektieren. Diese Zwischenoberflächen 19 können mit
einer reflektierenden Beschichtung beschichtet sein.
-
Die Oberfläche 18 des Kerns 15 verläuft parallel
zur Borstenfläche
und senkrecht zur Borstenrichtung B-B, und einfallende Strahlung
und emittierende Strahlung werden entsprechend zur Zahnoberfläche gerichtet
und von dieser durch die Oberfläche 18 und
die transparente Fensterschicht 14 gesammelt. An der Oberfläche 6 endet
der Kern in einer geeigneten optischen Verbindungsoberfläche.
-
Bezugnehmend auf die 3 sind Merkmale, die denen der 1 entsprechen, entsprechend nummeriert.
Hier ist ein Zahnbürstenkopf 1 dargestellt,
der einen Kern 15 aufweist, der bezüglich dem Aufbau und der Funktion ähnlich dem
der 1 ist. In 3 erstreckt sich der Kern 15 durch
das Hülsenmaterial 16,
so dass der Kern an der Oberfläche 20 außerhalb
des Zahnbürstenkopfes 1 freigelegt
ist, und so dass Strahlung direkt von dem Kern zur Zahnoberfläche und
umgekehrt verlaufen kann. Zusätzlich
ist der Zahnbürstenkopf 1 mit
einem borstenfreien Bereich 21 versehen, der als ein Fenster
für Strahlung
dient, die zu und von der Zahnoberfläche zu dem Zahnbürstenkopf 1 in
den Kern 15 verläuft. An
der Oberfläche 6 endet
der Kern in einer geeigneten optischen Verbindungsoberfläche.
-
Bezugnehmend auf die 4 sind Merkmale, die bezüglich ihres
Aufbaus denen der 1 entsprechen,
entsprechend nummeriert. Hier ist ein Zahnbürstenkopf 1 dargestellt,
der einen Kern 15 aufweist, der bezüglich des Aufbaus und der Funktion ähnlich dem
der 1 ist. In 9 ist der Zahnbürstenkopf 1 mit
einem borstenfreien Bereich 21 versehen, der als ein Fenster
für Strahlung
dient, die zu und von der Zahnoberfläche zu dem Zahnbürstenkopf 1 in
den Kern 15 verläuft.
Zusätzlich
ist eine Linse 22 aus transparentem Material in dem optischen Pfad
zwischen dem Ende 18 des Kerns 15 und der Zahnoberfläche vorgesehen.
Diese Linse 22 fokussiert einfallende Strahlung, die aus
der Oberfläche 18 austritt,
zur Zahnoberfläche
hin, und hilft ebenso dabei, die von der Zahnoberfläche emittierte
Strahlung zu sammeln und diese emittierte Strahlung entlang dem
Kern 15 zum Griff der Zahnbürste hin zu richten. An der
Oberfläche 6 endet
der Kern in einer geeigneten optischen Verbindungsoberfläche.
-
Bezugnehmend auf die 5A, 5B, 5C, 5D und 5E sind
Konstruktionen von Borstenbündeln
für einen
erfindungsgemäßen Zahnbürstenkopf
im Detail gezeigt.
-
In 5A ist
ein Bündel
aus Borstenfasern 4, die aus einem Fasermaterial hergestellt
sind, welches bezüglich
der einfallenden Strahlung transparent ist, in das Material eines
Zahnbürstenkopfes 1 fixiert
worden, so dass diese sich von der Borstenfläche 3 erstrecken,
mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten Schweißverfahrens,
welches die Enden der Borstenbündel 4 in
eine Masse 101 einschmilzt, das selbst mit dem Material
des Kopfes 1 verschmolzen ist. Die verschmolzene Masse 101 ermöglicht es
der einfallenden Strahlung, in Richtung 5 von dem Kopf 1 in
die Borsten 4 zu verlaufen und um emittierte Strahlung
in entgegengesetzter Richtung zu sammeln. Die verschmolzene Masse 101 kann
die Form einer Linse aufweisen, um beim Führen der Strahlung in und aus
den Borsten 4 behilflich zu sein. In 5B ist eine analoge Situation gezeigt,
in der eine einzige Borste oder "Mono-Faser"-Borste in den Zahnbürstenkopf
fixiert ist, z. B. unter Verwendung eines in der WO-A-97/39649 beschriebenen
Verfahrens, und das Ende 101 einer einzigen solchen Borste
ist in eine Linsenform geschmolzen worden.
-
In den 5C und 5D sind die Borsten 4 in den
Zahnbürstenkopf 1 auf
herkömmliche
Weise fixiert worden, indem jede Borste 4 in zwei Borsten
gefaltet ist, und ein kleiner Metallclip oder "Anker" 102 um die gefalteten Borsten
in der Nähe
der Falte angebracht ist. Der Anker wird anschließend in
ein Befestigungsloch 103 in der Borstenfläche eingebracht. In
den 5C und 5D ist nur eine der Borsten,
die in dem Borstenbündel
enthalten sind, gezeigt. Wie in der 5C gezeigt
ist, kann die einfallende Strahlung und emittierende Strahlung nur
sehr schwierig in die entsprechenden Richtungen 5 und 7 zwischen dem
Kopf 1 und der Borste 4 verlaufen. In 5D ist der Bereich 104 der äußeren Biegung
der Falte poliert oder geschliffen wurden, und dabei wurde eine flache
Oberfläche
geschaffen, die die Transmission von einfallender und emittierender
Strahlung zwischen dem Kopf 1 und den Borsten 4 vereinfacht.
-
Bezugnehmend auf die 5E ist eine Faser 4 gezeigt,
die einen Kern 105 aufweist, der aus einem transparenten
Kunststoff hergestellt ist, und der von einer Hülse 106 ebenso aus
einem transparenten Kunststoff mit einem niedrigeren Brechungsindex als
der des Kerns 105 umgeben ist. Alternativ kann die Hülse 38 eine
dünne Beschichtung
aus einem glänzenden
Metall sein, z. B. 2–3 μm dick. In
solch einer Faser tritt eine Totalreflexion auf und führt die Strahlung
innerhalb und entlang der Länge
der Faser. Die Faser 4 der 5E kann
eine der Fasern 4 der 5A oder 10B bilden, und kann als
Reinigungsborste verwendet werden.
-
Bezugnehmend auf die 6 und 7 sind zwei
weitere Formen des Zahnbürstenkopfes
der Erfindung gezeigt. Teile, die denen anderer Zahnbürstenköpfe der
Erfindung entsprechen, wie sie in den vorangegangenen Figuren gezeigt
wurden, sind entsprechend nummeriert. In den 6 und 7 ist
der Zahnbürstenkopf 1 aus
einem monolithischen Körper aus
transparentem Kunststoff hergestellt, z. B. Polyethylenterephthalat
mit einem Brechungsindex von 1,54. Innerhalb dieses Kopfes ist in
der 6 ein einziger Kern 111,
und in der 7 zwei Kerne 112 enthalten,
die jeweils, wie in den 6A und 7A gezeigt ist, einen rechtwinkligen
Querschnitt mit abgerundeten Enden (Abmessungen ungefähr 1,7 auf
3,4 mm) und einen kreisförmigen
Querschnitt besitzen. Die Kerne 111, 112 sind
aus einem transparenten Kunststoff, Polymethylmethacrylat mit einem
Brechungsindex von 1,71 hergestellt. In jedem der Zahnbürstenköpfe der 6 und 7 weisen die Kerne 111 und 112 einen
im Allgemeinen L-förmigen
Aufbau auf mit einem Glied, das im Allgemeinen in Längsrichtung
A-A des Kopfes orientiert ist, d. h. senkrecht zur Borstenrichtung,
und einem Glied, das in Borstenrichtung orientiert ist, und die
in einer Oberfläche 111A, 112A enden,
die im Wesentlichen senkrecht zur Borstenrichtung ist. In der Oberfläche 111A, 112A sind
die Fasern 113 fixiert. Die Fasern 113 sind Fasern,
wie sie mit Bezug auf die 5E beschrieben
wurden, die einen Kern und eine Hülse aufweisen. Die Oberfläche 111A, 112A endet
kurz unterhalb der Borstenoberfläche 3 des
Kopfes 1.
-
Reinigungsborsten 4 sind
ebenso in dem Kopf 1 fixiert. In 6 sind die Büschel von Borsten 4 durch
das sehr bekannte Verfahren fixiert, indem ihre Enden mit dem Kopfmaterial
verschmolzen werden. In 7 ist
der Kopf 1 mit kleinen Löchern 114 in seiner
Borstenfläche 3 versehen,
in die die Borsten 4 (nicht gezeigt) eingeführt werden
können
und unter Verwendung von bekannten kleinen Metallankern fixiert
werden können.
-
Die 6B zeigt
eine Draufsicht auf die Borstenfläche 3 des Zahnbürstenkopfes 1 der 6, wobei der im Allgemeinen
rechtwinklige Querschnitt des einzigen Büschels von lichtführenden
Fasern 113 gezeigt ist. Die 6C zeigt
eine Draufsicht auf die Borstenfläche 3 eines alternativen
Aufbaus des Kopfes 1 der 6,
in dem zwei Büschel
von lichtführenden
Fasern 113 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt in den Kern 111 mit
im Allgemeinen rechtwinkligem Querschnitt fixiert sind. Die 7B zeigt eine Draufsicht
der Borstenfläche 3 des
in 7 gezeigten Zahnbürstenkopfes,
wobei ein Büschel
von lichtführenden
Fasern 113 in jedem der beiden Kerne 112 fixiert
ist. 7C zeigt einen
alternativen Aufbau des Kopfes 1 der 7, in dem die Ecke 112B zwischen
zwei Gliedern des L-förmigen Kerns 112 verjüngt ausgebildet
ist, um so unter 45° zu
den beiden Glieder angeordnet zu sein.
-
Bezugnehmend auf die 8, 9, 10 und 11 ist ein Spritzgussverfahren und Formen
dargestellt, mit Hilfe dessen/derer die Zahnbürstenköpfe der 6 und 7 hergestellt
sein können.
Bezugnehmend auf die 8 sind
Fasern 113, wie sie in den Zahnbürstenköpfen der 6 oder 7 verwendet
werden, zu einem Bündel
entsprechend dem Büschel 113 zusammengebündelt worden,
und sind in einen Hohlraum 131 in dem Teil 132 einer
zweiteiligen Gussform eingeführt
worden. Die Form wird mit dem zweiten Teil 133 verschlossen.
Fluides Polymethylmethacrylat- Harz wird über eine Zuführöffnung (nicht gezeigt)
in den Formhohlraum eingespritzt. Unter den Zuführbedingungen verschmelzen
die Enden der Fasern 113 mit dem Harz. Wird die Form abgekühlt und
geöffnet,
so ist der in 9 gezeigte
Aufbau, der gleich dem L-förmigen
Kern 111 oder 112 mit den eingebetteten Fasern 113 ist,
erhältlich.
-
Gleichzeitig werden die in 10 gezeigten Reinigungsborsten 4 gebündelt und
in die Löcher 134 in
eine Formkassette 135 eingeführt. Ein weiteres Loch 136 verläuft durch
die Kassette 135. Die Enden der Borsten 4 werden
durch Anbringen einer heißen Oberfläche (nicht
gezeigt) zusammengeschmolzen und anschließend abgekühlt, so dass sie sich zu verschmolzenen
Massen 137 verfestigen können, die von den Löchern hervorstehen.
Wie in 11 gezeigt, wird
die Formkassette 135 mit den Teilen 138, 139 einer
weiteren Form zusammengebaut, die einen Hohlraum 140 umfasst,
der die Form des Zahnbürstenkopfes 1 bestimmt.
Während
des Zusammenbauens werden der Kern 111, 112 und
die in 9 gezeigten Fasern 113 ebenso
in das Loch 136 in der Kassette 135 eingeführt, so
dass der Kern 111, 112 innerhalb des Hohlraumes 140 liegt.
Fluides Polyethylen terephthalat wird in den Hohlraum 140 über eine
Zuführöffnung (nicht
gezeigt) eingespritzt, so dass der Kern 111, 112 und
die Borsten 4 in den so gebildeten Zahnbürstenkopf 1 eingebettet
sind. Der obige Gussvorgang wurde nur bezüglich seiner grundlegenden
Merkmale beschrieben, und zahllose Verbesserungen des Verfahrens
sind bekannt, die solche Gussvorgänge optimieren.
-
Bezugnehmend auf die 12 ist ein schematisches Diagramm des
Griffes 171 der erfindungsgemäßen Zahnbürste gezeigt, der zur Verwendung mit
den in 1 bis 7 gezeigten Zahnbürstenköpfen geeignet
ist. Der Zahnbürstengriff 171 ist
mit einem Verbindungselement 172 versehen, das die Verbindung
mit den Verbindungselementen 2 der Köpfe der 1 bis 7 ermöglicht.
Der Griff 171 umfasst eine Quelle 173 für einfallende
Strahlung, die gleich einer lichtemittierenden Diode bekannter Art
ist, die z. B. in der Lage ist, Strahlung geeigneter Wellenlänge zu emittieren.
Der Griff 171 umfasst ebenso einen Strahlungsdetektor 174,
der gleich einer Halbleiterfotodiode ist. Der Griff 171 umfasst
ebenso eine Stromversorgung 175, eine Steuerung 176,
elektronische Bearbeitungsvorrichtungen 177 und Anzeigemittel 178, um
das Vorhandensein und/oder das Nichtvorhandensein von biologischen
Ablagerungen auf einer Zahnoberfläche zu signalisieren, z. B.
Licht oder einen Signalton etc. Der Zahnbürstengriff 171 umfasst ebenso
eine Reihe von dichroischen Spiegeln 179, 180,
die einfallende Strahlung von einer Quelle 173 reflektieren,
die aber emittierte Strahlung derart transmittieren, dass diese
divergierenden Strahlungsbahnen folgt. Dies ermöglicht es, dass die emittierte
Strahlung von dem Detektor 174 gesammelt werden kann. Die
entsprechenden Endoberflächen des
Griffes 171 und eines Kopfes, wie z. B. dem in den 1 bis 7 gezeigten Kopf, sollten genauestens einander
entsprechen, so dass der Verlust der Strahlung, die zwischen dem
Kopf 1 und dem Griff 171 verläuft, so gering wie möglich ist.
-
Bei der Verwendung wird die erfindungsgemäße Zahnbürste dazu
verwendet, die Zähne
eines Verwenders zu bürsten,
wobei die Bürstenfläche 3 derart
ausgerichtet wird, dass sie zur Zahnoberfläche zeigt und zu dieser einen
geeigneten Abstand aufweist. Die Steuerung 176 wird eingeschaltet,
und einfallende Strahlung wird in Richtung 5 von der Quelle 173 gerichtet,
und von den dichroischen Spiegeln 179, 180 auf
eine Zahnoberfläche
unter Verwendung des Zahnbürstenkopfes 1 der
Erfindung, z. B. über die
Fasern 113, reflektiert. Eine Fluoreszenzstrahlung wird
von der Zahnoberfläche
emittiert, entweder von biologischen Ablagerungen, wie z. B. Plaque, oder
von einer ablagerungsfreien Zahnoberfläche oder von beiden. Diese
emittierte Strahlung wird von dem Kopf 1 gesammelt, z.
B. über
die Fasern 113, und zurück,
wie oben beschrieben, zum Detektor 174 gerichtet, und durch
den dichroischen Spiegel 180 transmittiert. Ein elektrisches
Signal wird von dem Detektor 174 erzeugt und wird von der
Bearbeitungsvorrichtung 177 bearbeitet. Die Bearbeitungsvorrichtung 177 bedient
das Signalmittel 178, um dem Verwender die Anwesenheit
oder Abwesenheit von biologischen Ablagerungen anzuzeigen.