(57)【要約】  人の頭部の形状に応じて人の頭部を効率良く確実にケアすることができる自動ヘッドケア装置および自動頭部洗浄装置を提供する。上記課題を解決するために、本発明の自動頭部洗浄装置は、人の頭部を支持する頭部支持部を有するボウル（１０１）と、複数の接触子（１０９）を先端に備えるとともに複数の接触子（１０９）を回動させる中心軸を有する回動歯車を備えた第四アーム（３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌ）と、第四アーム（３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌ）を回動自在に保持する第三アーム（１０７Ｌ，１０８Ｌ）と、第三アーム（１０７Ｌ，１０８Ｌ）を回動自在に保持する支持軸と、支持軸を移動させる押し付け機構と、第四アーム（３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌ）の回動歯車を回動させて複数の接触子（１０９）を揺動させるモータ（３０１Ｌ）と、から構成される洗浄ユニット（１２Ｌ）と、少なくとも前記押し付け機構の動きを制御する制御装置（７００）とを備える。
2012039111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の頭部を支持する頭部支持部を有する基台部と、
複数の接触子を先端に備えるとともに複数の前記接触子を回動させる中心軸を有する回動歯車を備えた接触ユニットと、前記接触ユニットを回動自在に保持するチルトステージと、前記チルトステージを回動自在に保持するチルトステージ回動軸と、前記チルトステージ回動軸を移動させる押し付け機構と、前記接触ユニットの回動歯車を回動させて複数の前記接触子を揺動させる揺動アクチュエータと、から構成されるアームユニットと、
少なくとも前記押し付け機構の動きを制御する制御部と、を備え、
前記制御部により、前記押し付け機構によって前記チルトステージ回動軸を前記頭部支持部へ移動させるとともに、前記揺動アクチュエータによって複数の前記接触子を揺動させて前記頭部支持部に支持された人の頭部をケアする、
自動ヘッドケア装置。
【請求項２】
前記頭部支持部を挟んで一対２個の前記アームユニットが配置された、
請求項１に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項３】
前記チルトステージ回動軸に平行な方向に移動可能に保持されるとともに該方向に移動することにより前記接触ユニットの回動歯車を回動させる円筒ラックを備え、
前記円筒ラックは、全体形状が略円筒状に形成されるとともにその側面に軸対称のラック機構を備えた、
請求項１または２に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項４】
前記接触ユニットは、２個の前記接触子がそれぞれ先端に配置されるとともにＶ字状に配置される分岐部を有し、
前記チルトステージに、少なくとも２つの前記接触ユニットが回動自在に保持されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項５】
前記押し付け機構の押し付け力を変化させる押し付けアクチュエータを備え、
前記制御部により、前記接触ユニットの前記接触子が人の頭部に接触した状態で、前記押し付けアクチュエータによって前記押し付け力を変化させることにより、前記接触ユニットのＶ字状に配置される２つの分岐部の頂点と人の頭部との離間を変更し、前記２個の接触子の相互の間隔を変更する、
請求項４に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項６】
前記接触ユニットは、Ｖ字状に配置される２つの前記分岐部の頂点から前記接触子に至る領域の少なくとも一部に弾性体を含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項７】
前記接触ユニットは、Ｖ字状に配置される２つの分岐部の間の開き角度を変化させる開き角度調整機構を備え、
前記開き角度調整機構により、２つの分岐部の間の開き角度が所定の角度範囲に弾性的に維持される、
請求項６に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項８】
前記チルトステージに保持された２つの前記接触ユニットの回動歯車は、互いに逆方向に回動する、
請求項３に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項９】
前記チルトステージを複数有する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項１０】
隣接する前記チルトステージに保持された隣接する前記接触ユニットの回動歯車は、互いに逆方向に回動する、
請求項９に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項１１】
前記揺動アクチュエータからの出力を伝達するドライブシャフトと、
前記ドライブシャフトの両端に配置された歯車とそれぞれ係合する２つの前記円筒ラックと、
前記２つの円筒ラックの中心軸とそれぞれ一致する前記チルトステージ回動軸にそれぞれ保持される２つの前記チルトステージと、を備え、
前記制御部により、前記ドライブシャフトの両端に配置された前記歯車及び前記円筒ラックを介して前記揺動アクチュエータからの出力を前記チルトステージに保持された前記接触ユニットの前記回動歯車に伝達し、前記揺動アクチュエータによって前記回動歯車を回動させる、
請求項８に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項１２】
前記一対のアームユニットは、前記頭部支持部を挟んで配置される第１アームユニットおよび第２アームユニットから構成され、
前記制御部は、前記第１アームユニットおよび前記第２アームユニットをそれぞれ独立に駆動させる、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項１３】
前記アームユニットは、その長手方向に複数の分割ユニット部を備えた、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア装置において、
前記アームユニットが、洗浄ユニットであり、
前記制御部により前記頭部支持部に支持された人の頭部をケアすることが、前記制御部により前記頭部支持部に支持された人の頭部を洗浄することである、
自動頭部洗浄装置。
【請求項１５】
前記洗浄ユニットに水又は湯を供給する給水部と、
前記洗浄ユニットに洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
前記洗浄ユニットにコンディショナーを供給するコンディショナー供給部と、を備えた、
請求項１４に記載の自動頭部洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療や美容などの分野において、人の頭部を自動でケアする自動ヘッドケア装置および自動頭部洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の頭部のケアの一例として、人の頭部の洗浄がある。整髪や散髪などを行う美容の分野において、頭髪を含む人の頭部の洗浄は、人手が必要であり、自動化が望まれている。また、同様に、医療の分野においても、病院などに入院している患者などの頭髪を含む頭部の洗浄は、人手が必要であり、自動化が望まれている。【０００３】
従来、人の頭部を自動で洗浄するものとして、例えば特許文献１に記載される自動頭部洗浄装置が知られている。図４４は、従来の自動頭部洗浄装置の要部の概略構成図である。図４４に示すように、従来の自動頭部洗浄装置は、円弧状のノズル洗浄ユニット１の内周側に一定間隔でくし歯２が形成されている。くし歯２の先には頭皮洗浄用ノズル２ａが設けられ、各くし歯２の間には頭髪洗浄用ノズル１ａが設けられている。これらのノズル１ａ、２ａは、ノズル洗浄ユニット１内に区分して設けられる給液路（図示せず）を介して噴射液切替部３に接続されている。そして、洗浄剤や洗浄液を、これらのノズル１ａ、２ａから頭皮及び頭髪に噴射して、頭部の洗浄を行う。【０００４】
ノズル洗浄ユニット１は、ラック４ａとピニオン４ｂとを介して洗浄ユニット往復駆動部４により駆動され、矢印４ｃの方向に移動可能に構成されている。この構成により、ノズル洗浄ユニット１は、頭皮及び頭髪の洗浄範囲を拡大している。ノズル洗浄ユニット１、噴射液切替部３及び洗浄ユニット往復駆動部４は、洗浄ユニット支持部５に支持されている。洗浄ユニット支持部５は、人の頭部全体の頭皮及び頭髪を洗浄するために、歯車８などを介して洗浄ユニット回転駆動部６により駆動され、支軸７を中心として回動可能に構成されている。このようにして構成される自動頭部洗浄装置では、噴射液切替部３、洗浄ユニット往復駆動部４、洗浄ユニット回転駆動部６が連動制御され、頭部洗浄動作が実行される。これにより、自動で人の頭部全体の頭皮及び頭髪を洗浄でき、人手を省くことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４９１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記で説明した従来の自動頭部洗浄装置においては、１本の洗浄ユニットに実質的に固定されたノズルによって人の頭部全体を洗浄する。そのため、洗浄ユニットの形状と人の頭部の形状が異なる場合には、人の頭部の頭皮や頭髪を十分に洗浄することができず、十分な洗浄効果を得られないという課題があった。【０００７】
本発明は、これらの課題を解決するものであり、人の頭部の形状が異なる場合においても、人の頭部の形状に応じて人の頭部を効率良く確実にケアすることができる自動ヘッドケア装置および自動頭部洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の自動ヘッドケア装置は、人の頭部を支持する頭部支持部を有する基台部と、複数の接触子を先端に備えるとともに複数の前記接触子を回動させる中心軸を有する回動歯車を備えた接触ユニットと、前記接触ユニットを回動自在に保持するチルトステージと、前記チルトステージを回動自在に保持するチルトステージ回動軸と、前記チルトステージ回動軸を移動させる押し付け機構と、前記接触ユニットの回動歯車を回動させて複数の前記接触子を揺動させる揺動アクチュエータと、から構成されるアームユニットと、少なくとも前記押し付け機構の動きを制御する制御部と、を備え、前記制御部により、前記押し付け機構によって前記チルトステージ回動軸を前記頭部支持部へ移動させるとともに、前記揺動アクチュエータによって複数の前記接触子を揺動させて前記頭部支持部に支持された人の頭部をケアすることを特徴とする。【０００９】
また、本発明の自動頭部洗浄装置は、本発明の自動ヘッドケア装置において、前記アームユニットが、洗浄ユニットであり、前記制御部により前記頭部支持部に支持された人の頭部をケアすることが、前記制御部により前記頭部支持部に支持された人の頭部を洗浄することであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の自動ヘッドケア装置および自動頭部洗浄装置によれば、人の頭部の形状が異なる場合においても、人の頭部の形状に応じて人の頭部を効率良く確実にケアすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第１要部を示す構成図である。
【図４】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第２要部を示す構成図である。
【図５Ａ】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第３要部の動作を説明するための説明図である。
【図５Ｂ】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第３要部の動作を説明するための説明図である。
【図６】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第２要部の具体例を示す側面図である。
【図７】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第２要部の具体例を示す斜視図である。
【図８Ａ】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の接触ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図８Ｂ】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の接触ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図９Ａ】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第４要部の動作を説明するための説明図である。
【図９Ｂ】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第４要部の動作を説明するための説明図である。
【図１０Ａ】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置において使用するウォーターシールドを人の頭部に装着した状態を示す側面図である。
【図１０Ｂ】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置において使用するウォーターシールドを人の頭部に装着した状態を示す側面図である。
【図１１】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の第１動作方向を説明するための説明図である。
【図１２】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の第２動作方向を説明するための説明図である。
【図１３】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の第３動作方向を説明するための説明図である。
【図１４】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置の構成を示す構成図である。
【図１５】本実施の形態１にかかるアームスイング角度制御部の構成を示すブロック図である。
【図１６】本実施の形態１にかかる圧力制御演算部の構成を示すブロック図である。
【図１７】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において、圧力制御演算部が有する第１テーブルの１例を示すテーブル模式図である。
【図１８】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において、圧力制御演算部が有する第２テーブルの１例を示すテーブル模式図である。
【図１９】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第１波形図である。
【図２０】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第２波形図である。
【図２１】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第３波形図である。
【図２２】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第４波形図である。
【図２３】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第５波形図である。
【図２４】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第６波形図である。
【図２５】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第７波形図である。
【図２６】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第８波形図である。
【図２７】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第９波形図である。
【図２８】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置において生成される制御指令値の第１０波形図である。
【図２９】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置のシステム動作フローをあらわすフローチャートである。
【図３０】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置の洗髪動作モードステップの詳細をあらわすフローチャートである。
【図３１】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置のマッサージ動作モードステップの詳細をあらわすフローチャートである。
【図３２】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の左右のアーム部のスイング角度θＳＬ、θＳＲが１３０°である状態を示す図である。
【図３３】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の左右のアーム部のスイング角度θＳＬ、θＳＲが９０°である状態を示す図である。
【図３４】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の左右のアーム部のスイング角度θＳＬ、θＳＲが異なる状態を示す図である。
【図３５】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の左右のアーム部先端の第四アームの揉み回動動作を同相とした状態を示す図である。
【図３６】本発明の実施の形態２にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す側面図である。
【図３７】本発明の実施の形態３にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す平面図である。
【図３８Ａ】本発明の実施の形態４にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す図である。
【図３８Ｂ】本発明の実施の形態４にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す図である。
【図３９】本発明の実施の形態５にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す側面図である。
【図４０】本発明の実施の形態６にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す側面図である。
【図４１】本発明の実施の形態７にかかる自動頭部洗浄装置の洗浄ユニットを説明するための説明図である。
【図４２】本発明の実施の形態８にかかる自動頭部洗浄装置の洗浄ユニットを説明するための説明図である。
【図４３Ａ】本実施の形態８にかかる自動頭部洗浄装置の洗浄ユニットの動作を説明するための説明図である。
【図４３Ｂ】本実施の形態８にかかる自動頭部洗浄装置の洗浄ユニットの動作を説明するための説明図である。
【図４４】従来の自動頭部洗浄装置の要部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体に模式的に示している。
【００１３】
（実施の形態１）
本発明では、人の頭部を自動でケアする自動ヘッドケア装置の一例として、人の頭部を自動で洗浄する自動頭部洗浄装置について説明する。なお、本発明において、「人の頭部をケアする」とは、人の頭皮の洗浄、人の頭髪の洗浄、人の頭部のマッサージ、の少なくとも１つを行うことを意味する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の概略構成を示す構成図であり、図２は、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の概略構成を示す平面図である。また、図３は、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動機構の第１要部を示す構成図であり、図４は、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動機構の第２要部を示す構成図である。なお、図３および図４では、鉛直方向に沿った方向をＺ軸とし、これに垂直な方向をＸ軸及びＹ軸として表示している。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１００は、人の頭部１０を支持する頭部支持部１１を有する基台部として、人の頭部１０の後頭部側の略半面を包み込むように構成されたボウル１０１を有する。ボウル１０１を構成するハウジング１０１ａの内部には、支柱１０２Ｌ、１０２Ｒが設置され、この支柱１０２Ｌ、１０２Ｒは、ボウル１０１内の頭部支持部１１の左右に位置するように配置されている。
【００１５】
自動頭部洗浄装置１００は、ボウル１０１内に人の頭部１０を洗浄するための一対２個の洗浄ユニット１２を有している。一対の洗浄ユニット１２は、ボウル１０１内の頭部支持部１１を挟んで配置される左洗浄ユニット（第１洗浄ユニット）１２Ｌおよび右洗浄ユニット（第２洗浄ユニット）１２Ｒから構成される。なお、自動ヘッドケア装置の一例として自動頭部洗浄装置を用いて説明しているため、アーム状のユニットを洗浄ユニットとしているが、洗浄ユニットは自動ヘッドケア装置のアームユニットの一例である。
【００１６】
左洗浄ユニット１２Ｌは、その支持軸１０４Ｌが支柱１０２Ｌに連結され、支持軸１０４Ｌ周りに回動可能に構成されている。同様に、右洗浄ユニット１２Ｒは、その支持軸１０４Ｒが支柱１０２Ｒに連結され、支持軸１０４Ｒ周りに回動可能に構成されている。
【００１７】
図３に示すように、左洗浄ユニット１２Ｌは、略円弧状や略直線状など所定形状にそれぞれ形成されたアーム１０５Ｌ、１０６Ｌ、１０７Ｌ、１０８Ｌと、略円弧状など所定形状に形成されたパイプ１１１Ｌ（配管）とを備えている。アーム１０５Ｌ、１０６Ｌ、１０７Ｌ及び１０８Ｌとパイプ１１１Ｌとは、頭部支持部１１に対向するように配置されている。
【００１８】
左洗浄ユニット１２Ｌのパイプ１１１Ｌは、水、湯、洗浄液及びコンディショナーのうちの少なくともいずれかを噴出するための複数のノズル１１０を有する。ノズル１１０は、パイプ１１１Ｌの頭部支持部１１に対向する対向面に設けられている。また、パイプ１１１Ｌは、支持軸１０４Ｌに固定されたアーム基台１０３Ｌに取り付けられ、アーム基台１０３Ｌとともに、支持軸１０４Ｌを中心に回動可能に設置されている。
【００１９】
アーム１０５Ｌ、１０６Ｌ、１０７Ｌ、１０８Ｌは、支持軸１０４Ｌに固定されたアーム基台１０３Ｌに取り付けられている。第一アーム１０５Ｌは、アーム基台１０３Ｌに取り付けられ、アーム基台１０３Ｌとともに支持軸１０４Ｌを中心に回動可能に設置されている。
【００２０】
第一アーム１０５Ｌには、第二アーム１０６Ｌが回動自在に支持されている。第二アーム１０６Ｌには、２つの第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌが回動自在に支持されている。第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌには、人の頭部１０に接触する複数の接触子１０９が取り付けられている。接触子１０９は、柔軟なゴム質素材で形成されている。
【００２１】
第一アーム１０５Ｌ、第二アーム１０６Ｌ、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌは、アームハウジング１１５Ｌに収容されている。接触子１０９は、アームハウジング１１５Ｌの外部に配置されている。なお、第二アーム１０６Ｌ、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌを、それぞれ、第一アーム１０５Ｌ、第二アーム１０６Ｌに自動調芯可能に支持してもよい。
【００２２】
図３に示すように、支柱１０２Ｌ内には、モータ２０１Ｌが配置されている。モータ２０１Ｌの回転出力は、モータ回転出力軸２０２Ｌに取り付けられた歯車２０３Ｌと、支持軸１０４Ｌに取り付けられた歯車２０４Ｌとを介して支持軸１０４Ｌに伝達される。そして、伝達されたモータ２０１Ｌの回転出力により、支持軸１０４Ｌに取り付けられたアーム基台１０３Ｌは、矢印２０５Ｌの方向に回動自在に駆動する。
【００２３】
アーム基台１０３Ｌ内には、モータ２０６Ｌが配置されている。モータ２０６Ｌの回転出力は、モータ回転出力軸２０７Ｌａに取り付けられた歯車２０７Ｌと、第一アーム１０５Ｌのアーム回動軸２０９Ｌに取り付けられた歯車２０８Ｌとを介して第一アーム１０５Ｌに伝達される。そして、伝達されたモータ２０６Ｌの回転出力により、第一アーム１０５Ｌは、アーム回動軸２０９Ｌ周りに矢印２１０Ｌの方向に回動自在に駆動する。
【００２４】
第一アーム１０５Ｌは、人の頭部１０を押さえつける力を検出するための圧力センサ２１１Ｌを備えるとともに、支持軸２１２Ｌによって第二アーム１０６Ｌを回動自在に支持している。第二アーム１０６Ｌは、支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌによって各々第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌを回動自在に支持している。
【００２５】
ここで、図４に、第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌを、頭部１０の表皮面から法線方向２１５Ｌに向けて見た図を示す。図４では、駆動伝達系を説明するために、アーム基台１０３Ｌ、第一アーム１０５Ｌ、第二アーム１０６Ｌなどの各配置については、模式的に表現している。
【００２６】
図４に示すように、第二アーム１０６Ｌ内には、モータ３０１Ｌが配置されている。モータ３０１Ｌの回転出力は、モータ回転出力軸に取り付けられた歯車３０２Ｌと、ドライブシャフト３０４Ｌに取り付けられた歯車３０３Ｌとを介して、ドライブシャフト３０４Ｌに伝達される。伝達されたモータ３０１Ｌの回転出力により、ドライブシャフト３０４Ｌが回動自在に駆動される
【００２７】
ドライブシャフト３０４Ｌの一端に取り付けられた歯車３０５Ｌの回転出力は、円筒ラック３０６Ｌを介して第三アーム１０７Ｌに取り付けられた歯車３０７Ｌ及び歯車３１１Ｌに伝達される。そして、伝達された歯車３０５Ｌの回転出力は、円筒ラック３０６Ｌが支持軸２１３Ｌに平行な方向に移動することにより歯車３０７Ｌを回動軸３０８Ｌ周りに回動させるとともに、歯車３１１Ｌを回動軸３１２Ｌ周りに回動させる。ここで、円筒ラック３０６Ｌは、第二アーム１０６Ｌに支持軸２１３Ｌによって回動自在に支持されるとともに、支持軸２１３Ｌに平行な方向に移動可能に保持されている。
【００２８】
円筒ラック３０６Ｌは、全体形状が略円筒状に形成されるとともに、その側面に軸対称のラック機構３０６Ｌａを備えている。ラック機構３０６Ｌａは、ドライブシャフト３０４Ｌに取り付けられた歯車３０５Ｌに係合するとともに、歯車３０７Ｌ及び歯車３１１Ｌに係合するように設けられている。
【００２９】
歯車３０７Ｌには、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３０９Ｌが結合されている。２個の接触子１０９は、歯車３０７Ｌと一体的に回動駆動される。同様に、歯車３１１Ｌには、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３１０Ｌが結合されている。２個の接触子１０９は、歯車３１１Ｌと一体的に回動駆動される。
【００３０】
一方、ドライブシャフト３０４Ｌの他端に取り付けられた歯車３１３Ｌの回転出力は、
円筒ラック３１４Ｌを介して、第三アーム１０８Ｌに取り付けられた歯車３１５Ｌ及び歯車３１８Ｌに伝達される。そして、伝達された歯車３１３Ｌの回転出力は、円筒ラック３１４Ｌが支持軸２１４Ｌに平行な方向に移動することにより歯車３１５Ｌを回動軸３１６Ｌ周りに回動させるとともに、歯車３１８Ｌを回動軸３１９Ｌ周りに回動させる。ここで、円筒ラック３１４Ｌは、全体形状が略円筒状に形成されるとともにその側面に軸対称のラック機構３１４Ｌａを備え、且つ第二アーム１０６Ｌに支持軸２１４Ｌによって回動自在に支持されるとともに、支持軸２１４Ｌに平行な方向に移動可能に保持されている。
【００３１】
歯車３１５Ｌには、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３１７Ｌが結合されている。２個の接触子１０９は、歯車３１５Ｌと一体的に回転駆動される。同様に、歯車３１８Ｌには、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３２０Ｌが結合されている。２個の接触子１０９は、歯車３１８Ｌと一体的に回転駆動される。
【００３２】
図５Ａ、図５Ｂは、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第３要部の動作を説明するための説明図である。図５Ａ、図５Ｂでは、第二アーム１０６Ｌに支持された円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌと、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌに取り付けられた歯車３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌと、第四アーム３０９Ｌ、３１０Ｌ、３１７Ｌ、３２０Ｌと、接触子１０９とを示している。ここで、第二アーム１０６Ｌ、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌは、一体として、模式的にバー２７として表示している。
【００３３】
図５Ａに示すように、左洗浄ユニット１２Ｌでは、円筒ラック３０６Ｌが矢印２７ａの方向に移動すると、円筒ラック３０６Ｌの両側に隣接する歯車３０７Ｌ、３１１Ｌが、それぞれ矢印２７ｂ、２７ｃの方向に回転する。これに伴って、歯車３０７Ｌ、３１１Ｌに第四アーム３０９Ｌ、３１０Ｌを介して取り付けられた接触子１０９が、矢印２７ｄ、２７ｅの方向に互いに逆方向に移動する。
【００３４】
同様に、円筒ラック３０６Ｌが矢印２７ａの方向に移動すると、円筒ラック３１４Ｌは、円筒ラック３１４Ｌの両側に隣接する歯車３１５Ｌ、３１８Ｌが、それぞれ矢印２７ｂ、２７ｃの方向に回転する。これに伴って、歯車３１５Ｌ、３１８Ｌに第四アーム３１７Ｌ、３２０Ｌを介して取り付けられた接触子１０９が、矢印２７ｄ、２７ｅの方向に互いに逆方向に移動する。
【００３５】
このように、円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌが矢印２７ａの方向に移動すると、円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌの軸方向と直交する方向に隣接する２個の接触子１０９は、矢印２７ｄ、２７ｅの方向に近接又は離反するように移動する。
【００３６】
接触子１０９が人の頭部１０の頭皮に接触した後に、円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌを矢印２７ａの方向に移動させると、接触子１０９に接触した頭皮の領域を互いに接近又は引き離すことができる。これにより、人の頭部１０の頭皮が縮められ又は伸ばされ、人の頭部１０の頭皮が揉まれて、マッサージされる。
【００３７】
また、接触子１０９が人の頭部１０の頭髪に接触した状態で、円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌを矢印２７ａの方向に移動させると、接触子１０９の間に位置する頭髪を挟む又は引っ張ることができる。これにより、人の頭部１０の頭髪を構成する髪の束が様々な方向に変位され、髪の束を揉んで洗浄することができる。
【００３８】
一方、図５Ｂに示すように、円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌを矢印２７ａと反対の方向に移動させると、歯車３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌ及び接触子１０９が、それぞれ、図５Ａに示す動作方向と反対方向に移動する。左洗浄ユニット１２Ｌでは、円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌを矢印２７ａの方向と矢印２７ａと反対の方向に往復運動させることで、図５Ａに示す状態Ａと図５Ｂに示す状態Ｂとを交互に繰り返し、接触子１０９を揺動させることができる。その結果、接触子１０９によって、人の頭部１０に揉み動作を行い、頭部１０の洗浄とともにマッサージすることができる。
【００３９】
右洗浄ユニット１２Ｒは、左洗浄ユニット１２Ｌと同様に構成されている。右洗浄ユニット１２Ｒは、アーム１０５Ｒ、１０６Ｒ、１０７Ｒ、１０８Ｒと、パイプ１１１Ｒとを備えている。アーム１０５Ｒ、１０６Ｒ、１０７Ｒ、１０８Ｒとパイプ１１１Ｒとは、頭部支持部１１に対向するように配置されている。パイプ１１１Ｒは、パイプ１１１Ｌと同様に構成され、支持軸１０４Ｒに固定されたアーム基台１０３Ｒに取り付けられている。
【００４０】
アーム１０５Ｒ、１０６Ｒ、１０７Ｒ、１０８Ｒは、支持軸１０４Ｒに固定されたアーム基台１０３Ｒに取り付けられている。第一アーム１０５Ｒは、アーム基台１０３Ｒに取り付けられ、アーム基台１０３Ｒとともに支持軸１０４Ｒを中心に回動可能に構成されている。
【００４１】
第一アーム１０５Ｒには、第二アーム１０６Ｒが回動自在に支持されている。第二アーム１０６Ｒには、２つの第三アーム１０７Ｒ、１０８Ｒが回動自在に支持されている。第三アーム１０７Ｒ、１０８Ｒには、人の頭部１０に接触する複数の接触子１０９が取り付けられている。第一アーム１０５Ｒ、第二アーム１０６Ｒ及び第三アーム１０７Ｒ、１０８Ｒは、アームハウジング１１５Ｒに収容されている。接触子１０９は、アームハウジング１１５Ｒの外部に配置されている。
【００４２】
図３に示すように、支柱１０２Ｒ内にはモータ２０１Ｒが配置されている。モータ２０１Ｒの回転出力は、モータ回転出力軸２０２Ｒに取り付けられた歯車２０３Ｒと、支持軸１０４Ｒに取り付けられた歯車２０４Ｒとを介して支持軸１０４Ｒに伝達される。そして、伝達されたモータ２０６Ｌの回転出力により、支持軸１０４Ｒに取り付けられたアーム基台１０３Ｒは、矢印２０５Ｒの方向に回動自在に駆動する。
【００４３】
アーム基台１０３Ｒ内には、モータ２０６Ｒが配置されている。モータ２０６Ｒの回転出力は、モータ回転出力軸２０７Ｒａに取り付けられた歯車２０７Ｒと、第一アーム１０５Ｒのアーム回動軸２０９Ｒに取り付けられた歯車２０８Ｒとを介して、第一アーム１０５Ｒに伝達される。そして、伝達されたモータ２０６Ｌの回転出力により、第一アーム１０５Ｒは、アーム回動軸２０９Ｒ周りに矢印２１０Ｒの方向に回動自在に駆動する。
【００４４】
第一アーム１０５Ｒは、人の頭部１０を押さえつける力を検出するための圧力センサ２１１Ｒを備えるとともに、支持軸２１２Ｒによって第二アーム１０６Ｒを回動自在に支持している。第二アーム１０６Ｒは、支持軸２１３Ｒ、２１４Ｒによって各々第三アーム１０７Ｒ、１０８Ｒを回動自在に支持している。
【００４５】
また、第三アーム１０７Ｒ、１０８Ｒには、それぞれ、円筒ラックと係合する歯車が取り付けられている。該歯車には、２個の接触子１０９を連結する第四アームが結合されている。２個の接触子１０９は、第二アーム１０６Ｒ内に配置されたモータ３０１Ｒ（図１４参照）によって前記歯車と一体的に回動駆動する。ここで、円筒ラックは、第二アーム１０６Ｒに支持軸２１３Ｒ、２１４Ｒによって回動自在に支持されるとともに、支持軸２１３Ｒ、２１４Ｒに平行な方向に移動可能に保持されている。
【００４６】
ここで、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第２要部の具体例について説明する。
図６は、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第２要部の具体例を示す側面図である。図７は、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第２要部の具体例を示す斜視図である。なお、図６及び図７では、第二アーム及び第三アームによって構成されるヘッドケアユニットの具体例を示している。図６及び図７では、第二アーム及び第三アームは、略直線状に形成したものを示し、第三アームに取り付けられる歯車は、扇状に形成したものを示している。
【００４７】
図６及び図７に示すように、ここでは、第二アーム１０６Ｌと、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌと、第四アーム３０９Ｌ、３１０Ｌ、３１７Ｌ、３２０Ｌによって構成されるユニットを、自動頭部洗浄装置１００のヘッドケアユニット４０としている。ヘッドケアユニット４０は、第二アーム１０６Ｌに配置されたモータ３０１Ｌからの出力を伝達するドライブシャフト３０４Ｌと、ドライブシャフト３０４Ｌの両端に配置された歯車３０５Ｌ、３１３Ｌにそれぞれ係合する２つの円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌと、２つの円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌの中心軸３０６Ｌｂ、３１４Ｌｂにそれぞれ一致する支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌで回動自在に保持する第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌとを備えている。
【００４８】
ヘッドケアユニット４０では、モータ３０１Ｌの回転出力がドライブシャフト３０４Ｌの両端に配置された歯車３０５Ｌ、３１３Ｌ及び円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌを介して、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌに取り付けられた歯車３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌに伝達される。そして、モータ３０１Ｌの回転出力によって歯車３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌが回動し、歯車３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌにそれぞれ取り付けられた２個の接触子１０９が回動する。
【００４９】
２個の円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌは、それぞれ、支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌによって第二アーム１０６Ｌに回動自在に支持されている。また、円筒ラック３０６Ｌに係合する歯車３０７Ｌは、第三アーム１０７Ｌに回動自在に保持された回動軸３０８Ｌに結合されている。回動軸３０８Ｌは、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３０９Ｌに結合されている。これにより、歯車３０７Ｌと接触子１０９とは、回動軸３０８Ｌ周りに一体的に回動できる。なお、回動軸３０８Ｌは、例えば第三アーム１０７Ｌを挟む上下方向にフランジ部を備えるなど、円筒ラック３０６Ｌと歯車３０７Ｌとの係合状態を維持するように構成されている。
【００５０】
歯車３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌは、それぞれ、歯車３０７Ｌと同様に構成されている。歯車３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌは、それぞれの回動軸３１２Ｌ、３１６Ｌ、３１９Ｌ回りに接触子１０９と一体的に回動可能に構成されている。そして、第三アーム１０７Ｌに取り付けられる歯車３０７Ｌ、回動軸３０８Ｌ、第四アーム３０９Ｌ及び接触子１０９によって、人の頭部１０に接触する接触ユニット１３を構成している。
【００５１】
図８Ａは、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の接触ユニットの概略構成を示す斜視図である。図８Ｂは、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の接触ユニットの概略構成を示す斜視図である。なお、図８Ａ、図８Ｂでは、第三アーム１０７Ｌに取り付けられる歯車３０７Ｌを円形状に形成して示している。図８Ａに示すように、接触ユニット１３では、人の頭部１０に接触する２個の接触子１０９が、略Ｖ字状に形成された第四アーム３０９Ｌの先端に配置されている。そして、接触ユニット１３では、歯車３０７Ｌに結合した回動軸３０８Ｌと第四アーム３０９Ｌの対称軸３０９Ｌａとが、互いに一致するように配置されている。
【００５２】
前述したように、接触ユニット１３では、歯車３０７Ｌと接触子１０９とは、回動軸３０８Ｌ周りに一体的に回動される。なお、ここでの接触ユニット１３では、２個の接触子１０９は、回動軸３０８Ｌ周りに回動される。だが、２個の接触子１０９を、これら２個の接触子１０９を結ぶ直線に沿った方向に移動させることも可能であり、また、これら２個の接触子１０９を結ぶ直線と直交する方向に移動させることも可能である。
【００５３】
第四アーム３０９Ｌは、先端に接触子１０９が配置されるとともに対称軸３０９Ｌａに対して対称に配置される一対の分岐部３０９Ｌｂと、Ｖ字状に配置される２つの分岐部３０９Ｌｂの頂点において２つの分岐部３０９Ｌｂを連結する連結部３０９Ｌｃとを有している。連結部３０９Ｌｃは、回動軸３０８Ｌに結合されている。
【００５４】
第四アーム３０９Ｌは、Ｖ字状に配置される分岐部３０９Ｌｂの頂点から接触子１０９に至る領域の少なくとも一部において、弾性体を含むように構成されている。図８Ａに示す接触ユニット１３の第四アーム３０９Ｌでは、分岐部３０９Ｌｂが板バネとして構成されている。
【００５５】
接触ユニット１３では、２個の接触子１０９が人の頭部１０に接触している状態で、接触ユニット１３の人の頭部１０への押し付け力が大きくなると、接触ユニット１３のＶ字状に配置される２つの分岐部３０９Ｌｂの頂点と人の頭部１０との離間距離が小さくなって、２個の接触子１０９の相互の間隔が大きくなる。逆に、２個の接触子１０９が人の頭部１０に接触している状態で、接触ユニット１３の人の頭部１０への押し付け力が小さくなると、接触ユニット１３のＶ字状に配置される２つの分岐部３０９Ｌｂの頂点と人の頭部１０との離間距離が大きくなって、２個の接触子１０９の相互の間隔が小さくなる。
【００５６】
このように、接触ユニット１３の２個の接触子１０９が人の頭部１０に接触している状態で、接触ユニット１３の人の頭部１０への押し付け力が変化すると、Ｖ字状に配置された２つの分岐部３０９Ｌｂの頂点と人の頭部１０との離間距離が変わり、２個の接触子１０９の相互の間隔が変わる。すなわち、接触ユニット１３の人の頭部１０への押し付け力を変化させることによって接触ユニット１３の２個の接触子１０９の相互の間隔を調整することができるので、自動頭部洗浄装置１００では、人の頭部１０の形状に応じて効率良く確実に洗浄することが可能である。
【００５７】
また、接触ユニット１３が人の頭部１０に沿って移動すると、接触ユニット１３の接触子１０９は、人の頭部１０の頭皮１０ａの表面形状に倣って滑らかに効率良く移動する。接触子１０９は、頭皮１０ａに沿って移動することにより頭皮１０ａに対して剪断応力を発生させるとともに、頭皮１０ａに押し付けられることにより頭皮１０ａに対して垂直応力を発生させる。このようにして、自動頭部洗浄装置１００では、人の頭部１０の形状に倣って接触子１０９の位置が微妙に変わりながら洗浄が行われ、人の頭部１０を洗い残し部分を減少させることができる。よって、自動頭部洗浄装置１００では、人の頭部１０を、全体にムラなく効率よく洗浄できる。
【００５８】
接触ユニット１３では、接触子１０９が人の頭部１０に押し付けられているとき、接触子１０９が取り付けられた第四アーム３０９Ｌの対称軸３０９Ｌａは、人の頭部１０の中心に向くように位置付けられる。すなわち、接触子１０９は、人の頭部１０に接触する接線に垂直な法線と略同一の方向に位置付けられる。
【００５９】
このようにして、接触子１０９は、板バネとして構成される分岐部３０９Ｌｂの弾性力によって人の頭部１０の中心に向かって押し当てられるので、人の頭部１０の表面形状に倣って精度良く位置決めされる。これにより、人の頭部１０を、滑らかに効率良く洗浄することができる。
【００６０】
なお、接触ユニット１３は、Ｖ字状に配置される一対の分岐部３０９Ｌｂの間の開き角度を変化可能な開き角度調整機構を備えている。接触ユニット１３は、この開き角度調整機構によって、一対の分岐部３０９Ｌｂの間の開き角度が所定の角度範囲に弾性的に維持されるようにすることも可能である。開き角度調整機構は、好ましくは一対の分岐部３０９Ｌｂの間の開き角度が６０°から１５０°の範囲となるように調整する。
【００６１】
図８Ａに示す接触ユニット１３では、第四アーム３０９Ｌの一対の分岐部３０９Ｌｂが板バネとして構成されている。だが、これに代えて、図８Ｂに示すように、一対の分岐部３０９Ｌｂの頂点に配置される連結部３０９Ｌｃに対して２つの分岐部３０９Ｌｂを回動可能に構成するとともに、２つの分岐部３０９Ｌｂをコイルバネ３０によって連結するようにしてもよい。
【００６２】
このようにして構成された接触ユニット１３を備えたヘッドケアユニット４０では、２つの接触ユニット１３が、それぞれ、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌに回動自在に保持されている。また、ヘッドケアユニット４０では、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌが、それぞれ、第二アーム１０６Ｌに支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌによって回動自在に保持されている。
【００６３】
第二アーム１０６Ｌは、第一アーム１０５Ｌに支持軸２１２Ｌによって回動自在に保持されている。第二アーム１０６Ｌは、第一アーム１０５Ｌが人の頭部１０に向かう方向に回動することにより人の頭部１０に向かう方向に移動し、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌに取り付けられた接触子１０９を人の頭部１０に接触させる。
【００６４】
図９Ａ、図９Ｂは、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の駆動構成の第４要部の動作を説明するための説明図である。図９Ａ、図９Ｂでは、２つの接触ユニット１３の接触子１０９が人の頭部１０の頭皮１０ａに接触する状態を示している。なお、図９Ａ、図９Ｂに示すように、２つの接触ユニット１３と、２つの接触ユニット１３が取り付けられる第三アーム１０７Ｌと、第三アーム１０７Ｌに支持されるとともに第二アーム１０６Ｌに支持される円筒ラック３０６Ｌとによって、１つの分割ユニット部１４を構成している。図９Ａ、図９Ｂには、円筒ラック３０６Ｌと係合する歯車３０５も示している。
【００６５】
図９Ａに示すように、第二アーム１０６Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動すると、第三アーム１０７Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動し、第三アーム１０７Ｌに取り付けられた一方の接触ユニット１３が人の頭部１０の頭皮１０ａに押し付けられる。第二アーム１０６Ｌの人の頭部１０に向かう方向への移動は、第一アーム１０５Ｌの人の頭部１０に向かう方向への移動に伴って引き起こされ、第一アーム１０５Ｌの移動は、モータ２０６Ｌの作動を制御することで行われる。
【００６６】
第三アーム１０７Ｌに取り付けられた一方の接触ユニット１３が人の頭部１０の頭皮１０ａに押し付けられると、２個の接触子１０９が押し付けられる方向と直交する方向において互いに離れる方向に移動する。なお、図９では、２個の接触子１０９が重なった状態で示されている。
【００６７】
さらに、第二アーム１０６Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動し、接触ユニット１３の人の頭部１０への押し付け力が増大すると、一方の接触ユニット１３が人の頭部１０に接触した後に、図９Ｂに示すように、第三アーム１０７Ｌが傾き、第三アーム１０７Ｌに取り付けられた他方の接触ユニット１３が人の頭部１０に押し付けられる。なお、第三アーム１０７Ｌが傾いても、円筒ラック３０６Ｌと歯車３０７Ｌ及び３１１Ｌとの係合状態は維持されるように構成されている。
【００６８】
図３に戻り、自動頭部洗浄装置１００では、接触ユニット１３を人の頭部１０に押し付ける押し付け力は、モータ２０６Ｌの作動を制御することで変化する。すなわち、モータ２０６Ｌは、押し付け力を変化可能な押し付けアクチュエータとして機能する。モータ２０６Ｌの作動は、圧力センサ２１１Ｌ、２１１Ｒによって検出される人の頭部１０を押さえつける力に基づいて調整することができ、人の頭部１０に所定の圧力を印加するように制御される。これにより、人の頭部１０の各部形状に対して、複数の接触子１０９が頭部１０を押し付ける最適な位置を保ち、最適な接触圧力を印加して人の頭部１０の洗浄を行うことができる。
【００６９】
なお、人の頭部１０との接触を検出するための圧力センサを複数の接触子１０９に設けることで、接触子１０９に備えられた前記圧力センサの検出信号に基づいてモータ２０６Ｌの作動を制御することも可能である。また、分割ユニット部１４（例えば分割ユニット部１４の第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌ）に、人の頭部１０との距離を検出するための距離センサを設けることで、前記距離センサの検出信号に基づいてモータ２０６Ｌの作動を制御することも可能である。
【００７０】
ヘッドケアユニット４０では、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌは、それぞれ、第二アーム１０６Ｌに支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌによって回動自在に支持されている。左洗浄ユニット１２Ｌの長手方向に設けられる２つの分割ユニット部１４は、第二アーム１０６Ｌに回動自在に支持されている。前述したように、第二アーム１０６Ｌは、第一アーム１０５Ｌに支持軸２１２Ｌによって回動自在に支持されている。
【００７１】
ヘッドケアユニット４０では、第二アーム１０６Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動すると、第三アーム１０７Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動し、第二アーム１０６Ｌに取り付けられた一方の分割ユニット部１４が人の頭部１０の頭皮１０ａに押し付けられる。第二アーム１０６Ｌが人の頭部１０に向かう方向にさらに移動すると、第二アーム１０６Ｌに取り付けられた他方の分割ユニット部１４が人の頭部１０の頭皮１０ａに押し付けられ、２つの分割ユニット部１４の頭部支持部１１に対向する側に設けられた各接触子１０９が、人の頭部１０の頭皮１０ａに接触する。
【００７２】
このように、本実施の形態にかかる自動頭部洗浄装置１００を含むヘッドケアシステムは、複数の接触子１０９を先端に備える接触ユニット１３と、円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌと、複数の接触子１０９を揺動させるモータ３０１Ｌ（揺動アクチュエータ）とを備えている。接触ユニット１３は、複数の接触子１０９を回動させる中心軸を有する歯車（回動歯車）３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌを備える。円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌは、接触ユニット１３を回動自在に保持する第三アーム（チルトステージ）１０７Ｌ、１０８Ｌと、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌを回動自在に保持する支持軸（チルトステージ回動軸）２１３Ｌ、２１４Ｌと、支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌに平行な方向に移動可能に保持されるとともに、該方向に移動することにより接触ユニット１３の歯車３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌを回動させる。モータ３０１Ｌは、円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌを支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌに平行な方向に移動させ、歯車３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌを回動させて複数の接触子１０９を揺動させる。
【００７３】
また、このヘッドケアシステムは、支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌを人の頭部１０へ移動させる押し付け機構を備えている。この押し付け機構によって支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌを人の頭部１０へ移動させるとともに、モータ３０１Ｌによって複数の接触子１０９を揺動させることにより、複数の接触子１０９によって人の頭部１０に応力を作用させる。なお、この押し付け機構は、モータ２０６Ｌ、歯車２０７Ｌ、２０８Ｌ、第一アーム１０５Ｌ及び第二アーム１０６Ｌによって構成されている。
【００７４】
この構成により、人の頭部１０の形状が異なる場合においても、人の頭部１０の形状に応じて人の頭部１０の頭皮及び頭髪を効率良く確実に洗浄することができる。この構成により、確実に洗浄することに加えて、水やシャンプーなどの使用量を低減できるとともに汚れた水などの量を低減することができる。
【００７５】
また、ヘッドケアユニット４０では、接触ユニット１３を回動自在に保持する第三アームを２つ有しているが、これに限定されるものでなく、３つ以上の第三アームを有するようにしてもよい。このように、ヘッドケアユニット４０において、複数の第三アームを有することにより、人の頭部１０の広い範囲に亘って洗浄することができ、効率良く洗浄することができる。
【００７６】
なお、ヘッドケアユニット４０では、円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌの両側に配置される接触ユニット１３がそれぞれ水平方向に配置されているので、ヘッドケアユニット４０の厚み方向を薄くすることができ、小型形状にすることができる。
【００７７】
自動頭部洗浄装置１００は、図３に示すように、水系バルブ２１６と、洗浄液系バルブ２１７と、コンディショナー系バルブ２１８とを有している。水系バルブ２１６と洗浄液系バルブ２１７とコンディショナー系バルブ２１８との出力口は並列接続され、配管２１９を介してパイプ１１１Ｌ、１１１Ｒに接続されている。
【００７８】
水系バルブ２１６は、その入力口が図示しない水系供給部に接続され、外部から水又は湯が供給されるようになっている。洗浄液系バルブ２１７は、その入力口に洗浄液と圧縮空気とを混合する混合部２２０が接続され、シャンプーなどの洗浄液を供給する洗浄液供給部２２２からの洗浄液と圧縮空気とを混合部２２０において混合したムース状の洗浄液が供給されるようになっている。コンディショナー系バルブ２１８は、その入力口にコンディショナー供給部２２１が接続され、コンディショナー供給部２２１からのコンディショナー（例えば、リンス液）が供給される。
【００７９】
自動頭部洗浄装置１００では、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７、コンディショナー系バルブ２１８を適宜制御することで、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒに設けられた複数のノズル１１０から、水または湯、ムース状の洗浄液、コンディショナーを噴出することができる。
【００８０】
なお、水系供給部及び水系バルブ２１６によって、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒに水又は湯を供給する給水部が構成されている。洗浄液供給部２２２、混合部２２０及び洗浄液系バルブ２１７によって、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒに洗浄液を供給する洗浄液供給部が構成されている。コンディショナー供給部２２１及びコンディショナー系バルブ２１８によって、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒにコンディショナーを供給するコンディショナー供給部が構成されている。
【００８１】
自動頭部洗浄装置１００では、ボウル１０１のハウジング１０１ａの底部に、２つの排水口１０１ｂが設けられている。洗浄に使用した水などは、排水口１０１ｂから排出される。なお、排水口１０１ｂには、図示しない排水管が接続され、外部に排水処理される。
【００８２】
ボウル１０１には、首を支えるための切欠部１０１ｃが設けられている。また、ボウル１０１には、人の頭部１０の後頭部を支えるための支持体１１２が備えられている。支持体１１２は上下左右に位置調整可能に構成され、例えば人の頭部１０の位置を検出するカメラなどの位置検出手段によって検出された人の頭部１０の位置に基づいて、支持体１１２の位置調整を行うことができる。
【００８３】
支持体１１２は、好ましくは洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒの支持軸１０４Ｌ、１０４Ｒが人の耳近傍の位置になるように位置調整される。人の耳近傍の位置を基点に洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒを駆動させることで、人の首にかかる負担を抑制することができる。なお、支持体１１２は、支持体１１２に支持された人の頭部１０の後頭部を洗浄するように構成することも可能である。
【００８４】
また、ボウル１０１に設置された支柱１０２Ｌ、１０２Ｒは、支柱１０２Ｌ、１０２Ｒに取り付けられる支持軸１０４Ｌ、１０４Ｒの軸方向に移動可能に構成されている。これにより、支持体１１２に支持された人の頭部１０の大きさに応じて、人の頭部１０とアーム基台１０３Ｌ、１０３Ｒとの距離を調整することができる。
【００８５】
ボウル１０１には、洗浄時に水やシャンプーなどが外部に飛散することを防止するために、開閉可能に構成されるフード１１３が着脱可能に取り付けられている。なお、フード１１３は、洗浄時に人に圧迫感や不安感をできるだけ与えないように、透明な材料によって形成されることが好ましい。
【００８６】
また、自動頭部洗浄装置１００において、図１に示すように、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒの接触子１０９を覆うカバー１１５を着脱自在に設けることも可能である。カバー１１５は、１つの接触子１０９を覆うように形成してもよく、複数の接触子１０９を覆うように形成してもよい。
【００８７】
このように、接触子１０９にカバー１１５を装着することにより、接触子１０９に水やシャンプーなどが付着したり汚れが付着したりすることを防止することができる。カバー１１５に汚れなどが付着した場合には、カバー１１５を交換することで、人の頭部に接触する部分を清潔に保つことが可能である。また、洗浄する人ごとにカバー１１５を交換することで、常に清潔な状態で人の頭部１０を洗浄することができる。
【００８８】
自動頭部洗浄装置１００では、人の頭部１０にウォーターシールド５１０が装着された状態で人の頭部１０が洗髪される。
図１０Ａ、図１０Ｂは、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置において使用するウォーターシールドを人の頭部に装着した状態を示す側面図である。
【００８９】
図１０Ａに示すように、ウォーターシールド５１０は、顔面１０ｂに水などが付着することを防止するためのガード部５１０ａと、耳に水などが付着することを防止するための耳カバー部５１０ｂと、後頭部に水などが付着することを防止するための後頭部カバー部５１０ｃとから構成されている。
【００９０】
ウォーターシールド５１０のガード部５１０ａは、洗浄される頭皮及び頭髪１０ｃの領域から顔面１０ｂの領域に水などが侵入することを防止するように配置され、頭部１０と接する曲線５１０ｄを境界線として洗髪に使用した水などが顔面１０ｂの領域に侵入することを防止している。このガード部５１０ａは、耳カバー部５１０ｂに固定された固定部５１０ｅに対して回動可能に取り付けられている。
【００９１】
ウォーターシールド５１０を人の頭部１０に装着する場合、図１０Ｂに示すように、ウォーターシールド５１０を人の頭部１０に取り付けた後に、矢印５１０ｆの方向にガード部５１０ａを移動させて、図１０Ａに示すように、人の頭部１０にウォーターシールド５１０を装着する。
【００９２】
図１０Ｂに示す状態から図１０Ａに示す状態にウォーターシールド５１０を人の頭部１０に装着したときには、ガード部５１０ａによって人の頭部１０の前髪が後頭部側に移動する。その結果、頭髪１０ｃ全体の洗髪を容易に行うことができるように、ガード部５１０ａの曲線５１０ｄの上側に前髪が移動して、人の頭髪１０ｃがまとめられる。また、ウォーターシールド５１０の後頭部カバー部５１０ｃは、頭髪１０ｃのある領域と重ならずに隣接して、人の後頭部を覆うように配置される。
【００９３】
なお、ウォーターシールド５１０は、人の頭部１０に装着した際に頭髪１０ｃのある領域の洗浄を妨げないように、頭髪１０ｃのある領域が開放されるように形成されている。頭髪１０ｃのある領域を開放することで、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒが移動して人の頭部１０を洗浄する際に洗浄しやすい空間を形成している。
【００９４】
このようにして構成されたウォーターシールド５１０を人の頭部１０に装着することにより、頭部１０を洗浄する際に、人の顔面１０ｂに水などが浸入することを防止することができ、快適に人の頭部１０の洗浄を行うことができる。
【００９５】
ウォーターシールド５１０を人の頭部１０から取り外す際には、図１０Ａに示す状態から図１０Ｂに示す状態になるようにガード部５１０ａを移動させ、ガード部５１０ａが顔面１０ｂの下側に位置するようにガード部５１０ａを操作する。その後、ウォーターシールド５１０全体を人の頭部１０から頭頂部１０ｄの方向へ移動させ、ウォーターシールド５１０全体を人の頭部１０から取り外す。
【００９６】
自動頭部洗浄装置１００は、後述するように、自動頭部洗浄装置１００の全体の動作を総合的に制御する制御装置７００を備えている。制御装置７００は、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒをそれぞれ独立に駆動させることができる。制御装置７００は、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒをそれぞれ支持軸１０４Ｌ、１０４Ｒ中心として回動自在に駆動させるモータ２０１Ｌ、２０１Ｒ、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒをそれぞれアーム回動軸２０９Ｌ、２０９Ｒ中心として回動自在に駆動させるモータ２０６Ｌ、２０６Ｒと、接触子１０９を回動駆動させるモータ３０１Ｌなどの各種作動を制御する。制御装置７００は、制御部の一例である。
【００９７】
なお、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１００は、人の頭部１０を自動で洗浄する装置であることに加えて、ノズル１１０から水やシャンプーなどを噴出しない状態では、接触子１０９によって人の頭部１０を自動でマッサージする装置として使用することも可能である。
【００９８】
このように、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１００は、人の頭部１０を支持する頭部支持部１１を有するボウル１０１と、左洗浄ユニット１２Ｌおよび右洗浄ユニット１２Ｒと、モータ２０１Ｌ、２０３Ｌ、２０４Ｌ、２０１Ｒ、２０３Ｒ、２０４Ｒと、モータ２０１Ｌ、２０３Ｌ、２０４Ｌ、２０１Ｒ、２０３Ｒ、２０４Ｒの駆動を制御する制御装置７００と、を備えている。洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒは、それぞれ、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒの長手方向に複数の分割ユニット部１４を備え、分割ユニット部１４は、頭部支持部１１に対向する側に複数の接触子１０９を有している。洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒは、頭部支持部１１を挟んで配置されるとともにボウル１０１にそれぞれの支持軸１０４Ｌ、１０４Ｒが取り付けられる。モータ２０１Ｌ、２０３Ｌ、２０４Ｌ、２０１Ｒ、２０３Ｒ、２０４Ｒは、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒを、それぞれ支持軸１０４Ｌ、１０４Ｒを中心として回動自在に駆動させる。ここで、ボウル１０１は基台部の一例であり、左洗浄ユニット１２Ｌは第１洗浄ユニットの一例であり、右洗浄ユニット１２Ｒは第２洗浄ユニットの一例であり、各モータは駆動部の一例である。
【００９９】
ここで、以下の説明をより分かりやすくするために、図１１から図１３を用いて、自動頭部洗浄装置１００における座標極性などの定義についての説明を行う。
【０１００】
図１１は、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の第１動作方向を説明するための説明図である。図１１に示すように、自動頭部洗浄装置１００の左洗浄ユニット１２Ｌにおいて、アーム基台１０３Ｌ、第一アーム１０５Ｌ、第二アーム１０６Ｌ、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌ、複数の接触子１０９などを総称して、「左アーム１１４Ｌ」と称する。また、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌに取り付けられる複数の接触子１０９を、「接触子群Ｌ」と称する。
【０１０１】
図１１に示すように、アーム回動軸２０９Ｌ周りに左アーム１１４Ｌが人の頭部１０の表面に対して接近したり離反したりするように回動することを、「押圧回動する」と称する。また、左アーム１１４Ｌが頭部１０に接近する方向を、「押圧方向（矢印４０１の方向）」と称する。左アーム１１４Ｌが頭部１０から離反する方向を、「リリース（開放）方向（矢印４０２の方向）」と称する。また、左アーム１１４Ｌが頭部１０から一番離れた角度位置を０°とし、押圧方向を正方向とする。
【０１０２】
図１２は、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の第２動作方向を説明するための説明図である。図１２に示すように、自動頭部洗浄装置１００では、支持軸１０４Ｌ周りに左アーム１１４Ｌが頭部１０の前後に回動することを、「スイング回動する」と称する。また、頭部１０の後側の角度位置を０°とし、頭部１０の前側に向かった方向（矢印４０３の方向）を正方向とする。本実施の形態１では、左アーム１１４Ｌが１３０°までスイング回動することができるように構成されている。
【０１０３】
図１３は、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の第３動作方向を説明するための説明図である。図１３に示すように、自動頭部洗浄装置１００では、左アーム１１４Ｌの一部を構成する第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌには、複数の接触子１０９が取り付けられている。第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌから見て、矢印４０４の向きは、左アーム１１４Ｌが頭部１０の前側にスイング回動する方向である。
【０１０４】
図１３において、破線で示した接触子群Ｌの位置角度を０°とし、矢印４０５の方向を正方向とする。接触子群Ｌは、実線で示した状態まで回動可能であり、本実施の形態１では、６０°まで回動可能に構成されている。接触子１０９が２個一対で取り付けられた第四アーム３０９Ｌ、３１０Ｌ、３１７Ｌ、３２０Ｌが、回動軸３０８Ｌ、３１２Ｌ、３１６Ｌ、３１９Ｌ周りにそれぞれ回動することを、「揉み回動する」と称する。
【０１０５】
同様に、自動頭部洗浄装置１００の右洗浄ユニット１２Ｒについても、支持軸１０４Ｒから見て、アーム基台１０３Ｒ、第一アーム１０５Ｒ、第二アーム１０６Ｒ、第三アーム１０７Ｒ、１０８Ｒ、複数の接触子１０９などを総称して、「右アーム１１４Ｒ」と称する。また、第三アーム１０７Ｒ、１０８Ｒに取り付けられる複数の接触子１０９を「接触子群Ｒ」と称し、回動方向を同様に定義する。
【０１０６】
図１４は、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の制御装置の構成を示す構成図である。
【０１０７】
自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００は、アームスイング角度制御部７０１Ｌ、７０１Ｒと、アーム押圧角度制御部７０２Ｌ、７０２Ｒと、接触子群角度制御部７０３Ｌ、７０３Ｒとを有する。アームスイング角度制御部７０１Ｌ、７０１Ｒと、アーム押圧角度制御部７０２Ｌ、７０２Ｒと、接触子群角度制御部７０３Ｌ、７０３Ｒとは、いずれも左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒ毎に設けられている。左アームスイング角度制御部７０１Ｌは、左アーム１１４Ｌのスイング回動の角度を制御する。右アームスイング角度制御部７０１Ｒは、右アーム１１４Ｒのスイング回動の角度を制御する。左アーム押圧角度制御部７０２Ｌは、左アーム１１４Ｌの押圧回動の角度を制御する。右アーム押圧角度制御部７０２Ｒは、右アーム１１４Ｒの押圧回動の角度を制御する。左接触子群角度制御部７０３Ｌは、左アーム１１４Ｌの接触子群Ｌの揉み回動の角度を制御する。右接触子群角度制御部７０３Ｒは、右アーム１１４Ｒの接触子群Ｒの揉み回動の角度を制御する。
【０１０８】
また、自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００は、水系バルブ２１６の開閉を制御する水系バルブ制御部７０４と、洗浄液系バルブ２１７の開閉を制御する洗浄液系バルブ制御部７０５と、コンディショナー系バルブ２１８の開閉を制御するコンディショナー系バルブ制御部７０６とを有する。さらに、自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００は、人の操作入力を受け付ける操作部７０７を有する。操作部７０７は、例えばタッチパネル式の操作部であり、自動頭部洗浄装置１００の各種動作状態を表示する機能をさらに有する。ただし、自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００は、操作部７０７とは別に、自動頭部洗浄装置１００の各種動作状態を表示する表示部を有してもよい。
【０１０９】
さらに、自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００は、システム制御部７０８を備える。システム制御部７０８は、各部（アームスイング角度制御部７０１Ｌ、７０１Ｒ、アーム押圧角度制御部７０２Ｌ、７０２Ｒ、接触子群角度制御部７０３Ｌ、７０３Ｒ、水系バルブ制御部７０４、洗浄液系バルブ制御部７０５、コンディショナー系バルブ制御部７０６、及び操作部７０７）を総合的に管理制御する。
【０１１０】
システム制御部７０８は、操作部７０７から入力された操作の情報を処理する操作受付部７０８Ｅと、操作部７０７における各種動作状態の表示を制御する表示制御部７０８Ｆと、システム制御部７０８に入力された各種情報を記憶する記憶部７０８Ｉとを有する。また、システム制御部７０８は、水系バルブ２１６及び洗浄液系バルブ２１７及びコンディショナー系バルブ２１８の開閉を指令するバルブ開閉指令発生部７０８Ｇと、様々な安全等を確認および管理する安全等管理部７０８Ｈとを備える。
【０１１１】
上述のアームスイング角度制御部７０１Ｌ、７０１Ｒは、システム制御部７０８内の角度指令発生部７０８Ａが発生する角度指令値に従って、対応するモータ２０１Ｌ、２０１Ｒの駆動を制御する。また、上述のアーム押圧角度制御部７０２Ｌ、７０２Ｒは、システム制御部７０８内の角度指令発生部７０８Ａが発生する角度指令値に従って、対応するモータ２０６Ｌ、２０６Ｒの駆動を制御する。また、上述の接触子群角度制御部７０３Ｌ、７０３Ｒは、システム制御部７０８内の角度指令発生部７０８Ａが発生する角度指令値に従って、対応するモータ３０１Ｌ、３０１Ｒの駆動を制御する。
【０１１２】
具体的には、アームスイング角度制御部７０１Ｌ、７０１Ｒは、角度指令発生部７０８Ａに指令された角度指令と、対応するモータ２０１Ｌ、２０１Ｒの回転角度とを比較し、比較された両者の誤差に応じた電流をモータに供給するように構成されている。また、アーム押圧角度制御部７０２Ｌ、７０２Ｒは、角度指令発生部７０８Ａに指令された角度指令と、対応するモータ２０６Ｌ、２０６Ｒの回転角度とを比較し、比較された両者の誤差に応じた電流をモータに供給するように構成されている。接触子群角度制御部７０３Ｌ、７０３Ｒは、角度指令発生部７０８Ａに指令された角度指令と、対応するモータ３０１Ｌ、３０１Ｒの回転角度とを比較し、比較された両者の誤差に応じた電流をモータに供給するように構成されている。
【０１１３】
なお、左右のアームスイング角度制御部７０１Ｌ、７０１Ｒの構成は、互いに同様である。左右のアーム押圧角度制御部７０２Ｌ、７０２Ｒの構成は、互いに同様である。左右の接触子群角度制御部７０３Ｌ、７０３Ｒの構成は、互いに同様である。
【０１１４】
図１５は、左アームスイング角度制御部７０１Ｌの構成を示すブロック図である。なお、右アームスイング角度制御部７０１Ｒについては、左アームスイング角度制御部７０１Ｌと同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
【０１１５】
図１５において、モータ２０１Ｌには、モータ２０１Ｌの回転角度に同期してパルス発生するエンコーダ８０１Ｌが内蔵されている。エンコーダ８０１Ｌは、９０°の位相差のパルスが発生されるように構成され、モータ２０１Ｌの回転方向検出が可能になっている。角度検出器８０２Ｌは、エンコーダ８０１Ｌから発生されるパルスＥＮＣＬを計測して、モータ２０１Ｌの回転角度θＳＬを検出する。アームスイング角度制御部７０１Ｌは、角度指令発生部７０８Ａに指令された左アーム１１４Ｌのスイング回動角度指令値θＳＬｒｅｆとモータ２０１Ｌのモータ回転角度θＳＬとを比較器８０３Ｌで比較して誤差を算出し、制御演算部８０４Ｌで該誤差に応じたＰＩＤ演算を行う。該ＰＩＤ演算の結果に応じた電流は、リミッタ８０５Ｌを介してモータ２０１Ｌに供給される。このようにして、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬがスイング回動角度指令値θＳＬｒｅｆに一致するようにフィードバック制御系が構成されている。また、角度検出器８０２Ｌで計測した左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬは、システム制御部７０８内の状態変数管理部７０８Ｂに提供される。
【０１１６】
続いて、左アーム１１４Ｌの押圧回動角度の制御について説明する。なお、右アーム１１４Ｒの押圧回動角度の制御については、左アーム１１４Ｌと同様に行われるため、詳細な説明を省略する。
【０１１７】
左アーム１１４Ｌの押圧回動角度の制御に関しては、２系統の制御系が構成されている。第１の制御系は、圧力センサ２１１Ｌの値に依存しない一般的な角度指令系統である。この系統は、角度指令発生部７０８Ａで生成された指令値θ１ＰＬｒｅｆを、指令値θＰＬｒｅｆとして、アーム押圧角度制御部７０２Ｌに出力する系統である。第２の系統は、圧力センサ２１１Ｌに基づく演算により生成された指令値θ２ＰＬｒｅｆを、指令値θＰＬｒｅｆとして、アーム押圧角度制御部７０２Ｌに出力する系統である。
【０１１８】
図１４において、第一アーム１０５Ｌの先端側に設置された圧力センサ２１１Ｌは、接触子群Ｌが頭部１０に加える応力を検出する。圧力センサ２１１Ｌの検出値が適切な所定値になるようにモータ２０６Ｌの押圧回動角度を制御することで、頭部１０に対して適切な応力で接触子群Ｌを押し当てることができる。この押圧制御のための指令値θ２ＰＬｒｅｆは、システム制御部７０８内の圧力制御演算部７０８Ｃにより演算される。
【０１１９】
図１６は圧力制御演算部７０８Ｃの構成を示すブロック図である。
【０１２０】
まず、圧力制御演算部７０８Ｃは、左アーム１１４Ｌの接触子群Ｌが頭部１０に所定の押圧力で押し当てられる時について、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬに対する左アーム１１４Ｌの押圧回動角度θＰＬの値を保持するテーブル９０１Ｌを有している。図１７に、テーブル９０１Ｌの一例を示す。このテーブル９０１Ｌは、左アーム１１４Ｌを頭部１０に略一定の圧力で押さえ付けた状態で、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬを０°からゆっくり増大させながら押圧回動角度θＰＬをスキャニングし、スイング回動角度θＳＬの各値に対する押圧回動角度θＰＬの値を取得することで得られる。
【０１２１】
また、圧力制御演算部７０８Ｃは、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと押圧回動角度θＰＬとの所定の複数の組合せについて、接触子群Ｌが頭部１０から離れた状態での圧力センサ２１１Ｌの示す値を保持するテーブル９０２Ｌを有している。これは、圧力センサ２１１Ｌの出力値に及ぶ重力の影響が左アーム１１４Ｌの姿勢によって変化することに対応させるためである。具体的に説明すると、圧力センサ２１１Ｌは、第二アーム１０６Ｌ、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌ及び他の部材を介して、頭部１０に加わる応力を検出する構成であるため、圧力センサ２１１Ｌから頭部１０までの部材の重量の影響を受ける。また、この影響の度合いは、左アーム１１４Ｌの姿勢（スイング回動角度θＳＬと押圧回動角度θＰＬ）によって変化する。よって、スイング回動角度θＳＬと押圧回動角度θＰＬとの組み合わせに応じて、圧力センサ２１１Ｌと頭部１０との間に介在する部材にかかる重力が圧力センサ２１１Ｌの出力値に及ぼす影響が排除されるように補正する必要がある。そのために、テーブル９０２Ｌを用いる。図１８に、テーブル９０２Ｌの一例を示す。このテーブル９０２Ｌにおける圧力センサ２１１Ｌの値の測定は、ボウル１０１に頭部１０を挿入しない状態で、スイング回動角度θＳＬと押圧回動角度θＰＬとを変化させながら行う。具体的には、押圧回動角度θＰＬを所定の固定値に保持した状態で、スイング回動角度θＳＬを変化させながら、スイング回動角度θＳＬが所定値となる度に圧力センサ２１１Ｌの値を取得する。この検出動作を、押圧回動角度θＰＬの固定値を順次変更しながら繰り返すことでテーブル９０２Ｌが得られる。このテーブル９０２Ｌは、左アーム１１４Ｌの様々な姿勢に対応するオフセット値を提供するために用いられる。
【０１２２】
図１６において、制御系統切替部９０３Ｌは、システム制御部７０８内のシステムフロー制御部７０８Ｄでの制御モード切替によって切り替え制御される。制御系統切替部９０３Ｌが図１６の符号Ａ側に切り替え制御された場合、システムフロー制御部７０８Ｄは、角度指令発生部７０８Ａで生成された指令値θ１ＰＬｒｅｆを指令値θＰＬｒｅｆとして、アーム押圧角度制御部７０２Ｌに出力する。
【０１２３】
次に、制御系統切替部９０３Ｌが、システムフロー制御部７０８Ｄによって図１６の符号Ｂ側に切り替え制御された場合の制御系統について説明する。
【０１２４】
まず、比較器９０５Ｌは、押圧力指令ＰＬｒｅｆと、圧力センサ２１１Ｌで検出され重力補正部９０４Ｌによって補正された「左アーム１１４Ｌの頭部１０への応力ＰＬ」とを比較して押圧力誤差を得る。第１の制御演算部９０６Ｌは、比較器９０５Ｌで得られた誤差信号を所定の利得で増幅する。制御系の安定化のために設けられた安定化補償器９０７Ｌは、第１の制御演算部９０６Ｌの出力に基づいて、角度指令値θ２ＰＬｒｅｆのベースとなる指令値θＰＦＢＬｒｅｆを生成する。ここで、安定化補償器９０７Ｌは、積分器によって構成され、一連の押圧制御系の安定化を図っている。
【０１２５】
なお、重力補正部９０４Ｌは、圧力センサ２１１Ｌの値をテーブル９０１Ｌに基づいて校正して出力する。すなわち、重力補正部９０４Ｌは、状態変数管理部７０８Ｂから送られる左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと左アーム１１４Ｌの押圧回動角度θＰＬとの組合せと、該組み合わせに対応するテーブル９０１Ｌの値とに基づいて、左アーム１１４Ｌの現在姿勢に対応する圧力センサ２１１Ｌのオフセット値を算出する。そして、圧力センサ２１１Ｌの現在値からこのオフセット値を除算して出力する。
【０１２６】
また、第２の制御演算部９０８Ｌは、状態変数管理部７０８Ｂからレポートされる左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと、スイング回動角度θＳＬに対応するテーブル９０２Ｌの押圧回動角度θＰＬの値とに基づいて、左アーム１１４Ｌが頭部１０に接触する時の左アーム１１４Ｌの押圧回動角度θＰＬの目標値である指令値θＰＦＦＬｒｅｆを算出する。システムフロー制御部７０８Ｄは、加算器９０９Ｌで、指令値θＰＦＢＬｒｅｆと指令値θＰＦＦＬｒｅｆとを加算して、該加算により得られた値を左アーム１１４Ｌの押圧回動角度の指令値θ２ＰＬｒｅｆとして、アーム押圧角度制御部７０２Ｌに出力する。
【０１２７】
これによって、接触子群Ｌの頭部１０への押圧力は、指令された押圧力指令ＰＬｒｅｆに一致するように制御される。指令値θＰＦＢＬｒｅｆは、フィードバック系による回動角度制御操作量であり、制御系全体のロバスト性を向上させている。指令値θＰＦＦＬｒｅｆは、オープンなフィードフォワード系による回動角度制御操作量であり、フィードバック系による応答性を改善している。
【０１２８】
なお、右アーム１１４Ｒの押圧回動角度の制御に関しても、上記した左アーム１１４Ｌの押圧回動角度の制御と同様に２系統の制御系が構成されている。右アーム１１４Ｒの各制御系は、上記した左アーム１１４Ｌの各制御系と同様に構成されている。よって、右アーム１１４Ｒの押圧回動角度の制御については、詳細な説明を省略する。
【０１２９】
以上のように構成された自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００は、操作受付部７０８Ｅにて受け付けられた人の操作入力に基づき、システムフロー制御部７０８Ｄにより、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒのスイング回動角度及び押圧回動角度、接触子群Ｌと接触子群Ｒの揉み回動角度、並びに、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７及びコンディショナー系バルブ２１８の開閉を統合的に連携制御する。そして、この連携制御により、自動頭部洗浄装置１００での頭部１０の自動洗浄動作を実現する。
【０１３０】
以下、自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００による左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒのスイング回動及び押圧回動、並びに、接触子群Ｌと接触子群Ｒの揉み回動の制御動作について説明する。
【０１３１】
図１９〜図２１は、システムフロー制御部７０８Ｄで生成される左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒのスイング回動角度の指令値の変化の態様の具体例を示すタイミングチャートである。
【０１３２】
先ず、図１９に示す例について説明する。図１９において、波形１９００Ｌは、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度の指令値θＳＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形１９００Ｒは、右アーム１１４Ｒのスイング回動角度の指令値θＳＲｒｅｆの変化の態様を示す。
【０１３３】
先に説明した通り、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと右アーム１１４Ｒのスイング回動角度θＳＲとは、それぞれ各指令値θＳＬｒｅｆ、θＳＲｒｅｆに略一致するように動作する。この動作について、図１９のタイミングチャートを用いて説明する。
【０１３４】
図１９において、時刻０からｔ１９（１）までは、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒは、共に０°の角度位置（頭部１０の後側の位置）に待機し、時刻ｔ１９（１）から時刻ｔ１９（２）にかけて、頭部１０の前側に向かって１３０°の角度位置までスイング回動する。続いて、時刻ｔ１９（２）から時刻ｔ１９（３）までの短い待機を経て、時刻ｔ１９（３）から時刻ｔ１９（４）にかけて、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒは、頭部１０の後側に向かって０°の角度位置までスイング回動する。以降、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒは、時刻ｔ１９（４）から時刻ｔ１９（５）までの短い待機を経て、以上の一連の同相の動作を繰り返す。
【０１３５】
図１９に示す動作例において、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒは、終始同相で動作する。そのため、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒの各押圧回動角度を頭部１０に押圧させる方向に制御して、接触子群Ｌと接触子群Ｒを頭部１０に同時に押圧させれば、左右から頭部１０に応力が加わる。よって、従来のような一方向から応力を加える技術に比べて、首への負担が軽減される。また、この場合、頭部１０において応力が加わる部分は、左右のバランスを保ちながら人の首の前後方向に順次移動する。そのため、局所的な応力によって人が不快に感じることを回避できる。
【０１３６】
また、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒは、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒとともにスイング回動する。そのため、図１９に示す動作が行われる場合、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒと同様に、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒも左右同相でスイング回動する。そのため、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７及びコンディショナー系バルブ２１８の開閉を適宜制御することで、水あるいは湯、洗浄液またはコンディショナーを、頭部１０に対して左右にバランスよく噴射することができる。
【０１３７】
次に、図２０に示す例について説明する。図２０において、波形２０００Ｌは左アーム１１４Ｌのスイング回動角度の指令値θＳＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２０００Ｒは右アーム１１４Ｒのスイング回動角度の指令値θＳＲｒｅｆの変化の態様を示す。上述の通り、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと右アーム１１４Ｒのスイング回動角度θＳＲとは、それぞれ各指令値θＳＬｒｅｆ、θＳＲｒｅｆに略一致するように動作する。この動作について、図２０のタイミングチャートを用いて説明する。
【０１３８】
図２０において、時刻０からｔ２０（１）までは、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒは、どちらも０°の角度位置（頭部１０の後側の位置）に待機している。時刻ｔ２０（１）から時刻ｔ２０（２）にかけて、左アーム１１４Ｌのみが頭部１０の前側に向かって１３０°の角度位置までスイング回動する。次に、時刻ｔ２０（２）から時刻ｔ２０（３）までの短い待機を経て、時刻ｔ２０（３）から時刻ｔ２０（４）にかけて、左アーム１１４Ｌは頭部１０の後側に向かって０°の角度位置までスイング回動し、右アーム１１４Ｒは頭部１０の前側に向かって１３０°の角度位置までスイング回動する。続いて、時刻ｔ２０（４）から時刻ｔ２０（５）までの短い待機を経て、時刻ｔ２０（５）から時刻ｔ２０（６）にかけて、左アーム１１４Ｌは頭部１０の前側に向かって１３０°の角度位置までスイング回動し、右アーム１１４Ｒは頭部１０の後側に向かって０°の角度位置までスイング回動する。以降、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒは、時刻ｔ２０（６）から時刻ｔ２０（７）までの短い待機を経て、以上の一連の逆相の動作を繰り返す。
【０１３９】
図２０に示す動作例において、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒとは、時刻ｔ２０（３）以降は終始逆相で動作する。そのため、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒの各押圧回動角度を頭部１０に押圧させる方向に制御して、接触子群Ｌと接触子群Ｒを頭部１０に同時に押圧させれば、左右から頭部１０に応力が加わる。よって、従来のような一方向から応力を加える技術に比べて、人の首への負担が軽減される。また、この場合、頭部１０の左右両側において応力が加えられる部分は、人の首のねじれ方向に順次移動する。そのため、局所的な応力によって人が不快に感じることを回避できる。
【０１４０】
また、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒは、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒとともにスイング回動する。そのため、図２０に示す動作が行われる場合、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒと同様に、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒは、左右逆相でスイング回動することになる。そのため、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７及びコンディショナー系バルブ２１８の開閉を適宜制御することで、水あるいは湯または洗浄液またはコンディショナーを、頭部１０の前後からバランスよく噴射することができる。
【０１４１】
続いて、図２１に示す例について説明する。図２１において、波形２１００Ｌは左アーム１１４Ｌのスイング回動角度の指令値θＳＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２１００Ｒは右アーム１１４Ｒのスイング回動角度の指令値θＳＲｒｅｆの変化の態様を示す。上述の通り、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと右アーム１１４Ｒのスイング回動角度θＳＲは、それぞれ各指令値θＳＬｒｅｆ、θＳＲｒｅｆに略一致するように動作する。
【０１４２】
図２１において、時刻０からｔ２１（１）までは、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒは、どちらも０°の角度位置（頭部１０の後側の位置）に待機している。時刻ｔ２１（１）から時刻ｔ２１（２）にかけて、左アーム１１４Ｌのみが頭部１０の前側に向かって１３０°の角度位置までスイング回動する。続いて、時刻ｔ２１（２）から時刻ｔ２１（３）までの短い待機を経て、時刻ｔ２１（３）から時刻ｔ２１（４）にかけて、左アーム１１４Ｌは頭部１０の後側に向かって０°の角度位置までスイング回動する。この間、右アーム１１４Ｒは頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）に待機したままである。続いて、右アーム１１４Ｒが、時刻ｔ２１（４）から時刻ｔ２１（５）にかけて頭部１０の前側に向かって１３０°の角度位置までスイング回動し、時刻ｔ２１（５）から時刻ｔ２１（６）までの短い待機を経て、時刻ｔ２１（６）から時刻ｔ２１（７）にかけて頭部１０の後側に向かって０°の角度位置までスイング回動する。右アーム１１４Ｒがスイング回動している時刻ｔ２１（４）から時刻ｔ２１（７）の間、左アーム１１４Ｌは頭部１０の後側の０°の角度位置で待機している。時刻ｔ２１（７）以降、この一連の左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒとの交互の動作が繰り返される。
【０１４３】
このように、図２１に示す動作例では、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒとが交互に動作し、左アーム１１４Ｌがスイング回動している時は右アーム１１４Ｒが頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）に待機し、右アーム１１４Ｒがスイング回動している時は左アーム１１４Ｌが頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）に待機する。したがって、待機中の左アーム１１４Ｌまたは右アーム１１４Ｒは、頭部１０を下から支えることができ、これにより人の首への負担が軽減される。
【０１４４】
図１９〜図２１では、左アーム１１４Ｌ及び右アーム１１４Ｒのスイング回動の角度をリニアに増大または減少させる場合を例示したが、スイング回動を増大または減少させるための構成はこれに限定されるものではない。本発明においては、例えば、図２２及び図２３に示すように、左アーム１１４Ｌまたは右アーム１１４Ｒのスイング回動を制御しても良い。図２２の波形２２００Ｌと図２３の波形２３００Ｌは、左アーム１１４Ｌのスイング回動の指令値θＳＬｒｅｆの変化の態様を示すものである。ただし、右アーム１１４Ｒにも同様に指令することができる。
【０１４５】
図２２に示す例において、左アーム１１４Ｌは、頭部１０の前側に向かって１３０°の角度位置までリニアに角度を増大させながらスイング回動して、短い待機時間を経た後、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）から頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）に向かって移動する。この後側に向かう移動の際、左アーム１１４Ｌは、符号Ｔ１で示されるリニアに角度を減少させる短時間のスイング回動と、符号Ｔ２で示される短時間の待機とを繰り返す。符号Ｔ１で示される短時間のスイング回動時には、左アーム１１４Ｌの圧力制御において押圧力を比較的低く設定するか、または、左アーム１１４Ｌが頭部１０から離間するように押圧回動角度を例えば０°に設定する。一方、符号Ｔ２で示される短時間の待機時には、左アーム１１４Ｌの圧力制御において押圧力を比較的高く設定する。これにより、頭部１０の前側から後側に向かって、順次、指圧するような動作を実現できる。
【０１４６】
また、図２３に示す例では、左アーム１１４Ｌは、頭部１０の前側に向かって１３０°の角度位置までリニアに角度を増大させながらスイング回動して、短い待機時間を経た後、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）から頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）に向かって移動する。この後側に向かう移動の際、左アーム１１４Ｌは、符号Ｔ３で示されるリニアに角度を減少させる後方へのスイング回動と、符号Ｔ４で示される短時間の待機と、符号Ｔ５で示される逆方向の（前方への）比較的小さなスイング回動と、符号Ｔ６で示される短時間の待機とを繰り返す。符号Ｔ５の逆方向のスイング回動の角度は、符号Ｔ３のスイング回動の角度よりも小さく設定される。符号Ｔ３〜Ｔ６のいずれの動作時においても、頭部１０に対する左アーム１１４Ｌの押圧状態は維持される。これによって、人の手でよく行われるような頭部１０をゴシゴシと揉み洗いする動作を実現できる。人の手による揉み洗いを行う場合、人にとっては、一般的に、左右の手を同相で又は交互に動かすことは容易であるとしても、左右の手を同時に逆相で動かすことは難しい。だが、本発明によれば、図２０で示したように左アーム１１４Ｌに対して右アーム１１４Ｒの動作位相を逆相にすることで、逆相で動作する左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒによる同時揉み洗いを容易に実現でき、これにより、新しい感覚の頭部洗浄動作を提供することができる。
【０１４７】
次に、左アーム１１４Ｌについて、スイング回動と押圧回動と揉み回動との連動制御の一例について説明する。
【０１４８】
図２４〜図２６は、自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００によってシステムフロー制御部７０８Ｄで生成される左アーム１１４Ｌに関するスイング回動角度の指令値と、押圧回動角度の指令値と、揉み回動角度の指令値との変化の態様を示すタイミングチャートの一例である。
【０１４９】
先ず、図２４に示す例について説明する。図２４において、波形２４００Ｌは左アーム１１４Ｌのスイング回動角度の指令値θＳＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２４０１Ｌは左アーム１１４Ｌの押圧回動角度の指令値θＰＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２４０２Ｌは左アーム１１４Ｌに搭載される接触子群Ｌの揉み回動角度の指令値θＥＬｒｅｆの変化の態様を示す。
【０１５０】
先に説明した通り、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと押圧回動角度θＰＬと接触子群Ｌの揉み回動角度θＥＬはそれぞれ各指令値θＳＬｒｅｆ、θＰＬｒｅｆ、θＥＬｒｅｆに略一致するように動作する。
【０１５１】
それぞれ、時刻０から時刻ｔ２４（１）までの間、左アーム１１４Ｌはスイング回動角度０°、押圧回動角度０°の位置に待機する。すなわち、左アーム１１４Ｌは頭部１０の後側に位置し、かつ、頭部１０からリリース（開放）された状態で待機する。これによって、人が安心して頭部１０を自動頭部洗浄装置１００に委ねられるようになっている。また、この間、接触子群Ｌは初期位置０°に位置する。
【０１５２】
時刻ｔ２４（１）から時刻ｔ２４（２）までの間、左アーム１１４Ｌは、アーム押圧回動角度を０°、接触子群Ｌの揉み角度を０°に維持しながら、頭部１０の前側に向かって１３０°の角度位置までスイング回動する。このとき、押圧回動角度は０°に維持されているため、接触子群Ｌが頭部１０から離れた状態を維持できる。そのため、接触子群Ｌが頭部１０の髪を逆撫ですることなく、安全に左アーム１１４Ｌを頭部１０の前側にスイング回動させることができる。
【０１５３】
時刻ｔ２４（２）から時刻ｔ２４（３）まではスイング回動の待機時間となっている。この待機期間中に、制御モード切替部９０３Ｌは、制御ループを図１６の符号Ｂ側に切り替え、押圧制御系をＯＮにする。この時刻ｔ２４（２）から時刻ｔ２４（３）までの待機時間は、左アーム１１４Ｌの押圧方向への押圧回動が開始されてから指示された押圧力で接触子群Ｌが頭部１０に接触し整定するまでにかかる時間と、同程度の時間に設定される。
【０１５４】
時刻ｔ２４（３）までの待機時間が終了すると、左アーム１１４Ｌは、制御ループの働きによって押圧回動角度が調整されることで、指示された押圧力で接触子群Ｌを頭部１０に押し付けながら、頭部１０の後側に向かってスイング回動する。この間、接触子群Ｌは揉み回動角度０°から６０°までの間を略一定の周期で往復するように動作する。
【０１５５】
以降、左アーム１１４Ｌは、略一定周期で揉み回動する接触子群Ｌを、指示された押圧力で頭部１０に押圧しながら、スイング回動により頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）から前側の位置（１３０°の角度位置）までの間を往復する。
【０１５６】
これによって、接触子群Ｌによる揉み動作を頭部１０に作用させながら、頭部１０全体を揉み洗いすることができる。このとき、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７、コンディショナー系バルブ２１８の開閉を適宜指示することで、水洗い、シャンプー洗い、及びすすぎ洗いを実現することができる。
【０１５７】
次に、図２５に示す例について説明する。図２５において、波形２５００Ｌは、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度の指令値θＳＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２５０１Ｌは、左アーム１１４Ｌの押圧回動角度の指令値θＰＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２５０２Ｌは、左アーム１１４Ｌに搭載される接触子群Ｌの揉み回動角度の指令値θＥＬｒｅｆの変化の態様を示す。
【０１５８】
先に説明した通り、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと押圧回動角度θＰＬと接触子群Ｌの揉み回動角度θＥＬは、それぞれ各指令値θＳＬｒｅｆ、θＰＬｒｅｆ、θＥＬｒｅｆに略一致するように動作する。
【０１５９】
時刻０から時刻ｔ２５（３）までの動作は、図２４における時刻０から時刻ｔ２４（３）までの動作と同様であるため、説明を省略する。
【０１６０】
時刻ｔ２５（３）から時刻ｔ２５（４）にわたって、左アーム１１４Ｌは、制御ループの働きによって押圧回動角度が調整されることで、指示された押圧力で接触子群Ｌを頭部１０に押し付けながら、頭部１０の後側に向かってスイング回動する。この間、接触子群Ｌは揉み回動角度０°から６０°までの間を略一定の周期で往復するように動作される。
【０１６１】
時刻ｔ２５（４）において、左アーム１１４Ｌが頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）までスイング回動すると、左アーム１１４Ｌのスイング回動は時刻ｔ２５（５）まで一旦待機する。この間に、制御モード切替部９０３Ｌは、制御ループを図１６の符号Ａ側に切り替えて、押圧制御系をＯＦＦにし、これにより、左アーム１１４Ｌはリリース方向（開放方向）へ押圧回動する。また、時刻ｔ２５（４）において、接触子群Ｌの往復動作も停止し、接触子群Ｌは、揉み角度が０°の状態で待機する。
【０１６２】
時刻ｔ２５（５）から時刻ｔ２５（６）までの間は、時刻ｔ２５（１）から時刻ｔ２５（２）までの動作と同様、アーム押圧回動角度が０°、接触子群Ｌの揉み角度が０°に維持された状態で、左アーム１１４Ｌが頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）までスイング回動する。このとき、押圧回動角度は０°に維持されているため、接触子群Ｌが頭部１０から離れた状態を維持できる。そのため、接触子群Ｌが頭部１０の髪を逆撫ですることなく、安全に左アーム１１４Ｌを頭部１０の前側にスイング回動させることができる。
【０１６３】
図２５に示す動作例では、左アーム１１４Ｌが頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）から後側の位置（０°の角度位置）までスイング回動するとき、押圧制御系がＯＮになり、左アーム１１４Ｌは、接触子群Ｌを頭部１０に押さえつけながらスイング回動動作する。逆に、左アーム１１４Ｌが頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）から前側の位置（１３０°の角度位置）までスイング回動するとき、押圧制御系がＯＦＦになり、左アーム１１４Ｌは、接触子群Ｌを頭部１０からリリース（開放）されてスイング回動する。一般に、人の髪の生え方に関して、頭部１０の前から後へ向かう方向が順目であり、後から前へ向かう方向は逆目となる。そのため、頭部１０を後から前に向かって撫でると、逆撫でとなるため、撫でられた人は、髪が絡まったり不快感を覚えたりする場合がある。この不具合を回避するために、図２５に示す動作例では、左アーム１１４Ｌが前方へスイング回動する際、接触子群Ｌが頭部１０から離れた状態に維持される。このように逆撫でを禁止する動作は、特に、洗髪動作の初期など髪が乾いている状態などにおいて非常に有用である。
【０１６４】
続いて、図２６に示す例について説明する。図２６に示す動作例は、スイング回動（波形２５００Ｌ）と押圧回動（波形２５０１Ｌ）とが図２５で示した動作と同様に行われるが、接触子群Ｌの揉み角度は波形２６０２Ｌで示されるように所定値に固定される。この揉み角度の固定値は、例えば、可動範囲の中心である３０°に設定される。このように揉み角度が固定された接触子群Ｌを頭部１０に押し付けながら左アーム１１４Ｌをスイング回動することで、頭部１０の前から後ろに向かって梳いている（ブラッシングをしている）ような動作を実現することができる。この動作によれば、洗髪で乱れた髪を整えることができる。
【０１６５】
次に、図２７に示す例について説明する。図２７において、波形２７００Ｌは、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度の指令値θＳＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２７０１Ｌは、左アーム１１４Ｌの押圧回動角度の指令値θＰＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２７０２Ｌは、左アーム１１４Ｌに搭載される接触子群Ｌの揉み回動角度の指令値θＥＬｒｅｆの変化の態様を示す。
【０１６６】
先に説明した通り、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと押圧回動角度θＰＬと接触子群Ｌの揉み回動角度θＥＬは、それぞれ各指令値θＳＬｒｅｆ、θＰＬｒｅｆ、θＥＬｒｅｆに略一致するように動作する。
【０１６７】
図２７に示す動作例において、時刻０から時刻ｔ２７（１）までの間は、スイング回動、押圧回動、及び揉み回動のいずれについても０°の角度位置に固定される。時刻ｔ２７（１）から時刻ｔ２７（４）までの間は、上記の図２４〜図２６に示す動作例と同様、左アーム１１４Ｌは、押圧方向に関して頭部１０から最大限に離れた状態を維持しながら、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）までスイング回動する。この前方へのスイング回動の途中、時刻ｔ２７（２）から時刻ｔ２７（３）までの間、接触子群Ｌの揉み角度は０°から３０°に変化し、時刻ｔ２７（３）以降、揉み角度は３０°に固定される。
【０１６８】
続いて、時刻ｔ２７（４）から時刻ｔ２７（５）までの短い待機時間を経た後、時刻ｔ２７（５）から時刻ｔ２７（６）までの間、左アーム１１４Ｌは、スイング角度を所定角度（例えば約２０°）だけリニアに減少させながらスイング回動する。この比較的小さなスイング回動の後、左アーム１１４Ｌは、時刻ｔ２７（６）から時刻ｔ２７（７）までの間、スイング回動を一旦停止して待機する。時刻ｔ２７（７）以降、左アーム１１４Ｌは、スイング回動の角度位置が０°の位置に到達するまで、所定角度のスイング回動と、スイング回動の一旦停止（待機状態）とを繰り返す。
【０１６９】
また、時刻ｔ２７（５）において、左アーム１１４Ｌの押圧制御系はＯＮになる。時刻ｔ２７（５）以降、左アーム１１４Ｌが所定角度だけスイング回動する時刻ｔ２７（５）から時刻ｔ２７（６）までの間、左アーム１１４Ｌの押圧制御系において所定の押圧力Ｐａ（例えば５Ｎの圧力）が指示される。そして、左アーム１１４Ｌのスイング回動が待機状態となる時刻ｔ２７（６）から時刻ｔ２７（７）までの間、左アーム１１４Ｌの押圧制御系において押圧力Ｐａよりも大きい押圧力Ｐｂ（例えば１０Ｎの圧力）が指示される。
【０１７０】
この図２７に示す動作例によれば、頭部１０を前側から後側に向かってゆっくりと撫で下ろしながら、指圧している様な動作を実現することができる。したがって、洗髪中の動作に、図２７に示す動作を織り交ぜることで、さらに快適な洗髪を提供することができる。
【０１７１】
続いて、図２８に示す例について説明する。図２８において、波形２８００Ｌは、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度の指令値θＳＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２８０１Ｌは、左アーム１１４Ｌの押圧回動角度の指令値θＰＬｒｅｆの変化の態様を示し、波形２８０２Ｌは、左アーム１１４Ｌに搭載される接触子群Ｌの揉み回動角度の指令値θＥＬｒｅｆの変化の態様を示す。
【０１７２】
先に説明した通り、左アーム１１４Ｌのスイング回動角度θＳＬと押圧回動角度θＰＬと接触子群Ｌの揉み回動角度θＥＬは、それぞれ各指令値θＳＬｒｅｆ、θＰＬｒｅｆ、θＥＬｒｅｆに略一致するように動作する。
【０１７３】
図２８に示す動作例において、時刻０から時刻ｔ２８（１）までの間、スイング回動、押圧回動、及び揉み回動はいずれも０°の角度位置に固定される。時刻ｔ２８（１）から時刻ｔ２８（２）までの間は、上記の図２４〜図２７に示す動作例と同様、左アーム１１４Ｌは、押圧方向に関して頭部１０から最大限に離れた状態を維持しながら、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）までスイング回動する。
【０１７４】
続いて、時刻ｔ２８（２）から時刻ｔ２８（３）までの短い待機時間を経た後、時刻ｔ２８（３）から時刻ｔ２８（４）にかけて、左アーム１１４Ｌは、スイング角度を所定角度（例えば約２０°）だけリニアに減少させながら後側に向かってスイング回動して、時刻ｔ２８（４）から時刻ｔ２８（５）までの間は、スイング回動が一旦停止される短い待機期間となる。続いて、時刻ｔ２８（５）から時刻ｔ２８（６）にかけて、左アーム１１４Ｌは、スイング角度を所定角度（例えば約１０°）だけリニアに増大させながら逆方向（前側に戻る方向）にスイング回動して、時刻ｔ２８（６）から時刻ｔ２８（７）の間は、スイング回動が一旦停止される短い待機期間となる。時刻ｔ２８（７）以降、左アーム１１４Ｌは、スイング回動の角度位置が０°の位置に到達するまで、後側に向かうスイング回動と、該スイング回動の一旦停止（待機状態）と、前側に戻る方向のスイング回動と、該スイング回動の一旦停止（待機状態）とを順次行う一連の動作を繰り返す。
【０１７５】
また、時刻ｔ２８（３）において、左アーム１１４Ｌの押圧制御系はＯＮにされる。時刻ｔ２８（３）以降、左アーム１１４Ｌが後側に向かってスイング回動する時刻ｔ２８（３）から時刻ｔ２８（４）にかけては、左アーム１１４Ｌの押圧制御系は所定の押圧力Ｐｃ（例えば５Ｎの圧力）が指示される。次に、左アーム１１４Ｌのスイング回動が一旦停止される時刻ｔ２８（４）から時刻ｔ２８（５）にかけて左アーム１１４Ｌの押圧制御系における押圧力の指示値が、押圧力Ｐｃよりも大きな押圧力Ｐｄ（例えば１０Ｎの圧力）に切り替えられる。続いて、左アーム１１４Ｌが前側に戻るようにスイング回動する時刻ｔ２８（５）から時刻ｔ２８（６）にかけて、左アーム１１４Ｌの押圧制御系における押圧力の指示値は押圧力Ｐｄ（例えば１０Ｎの圧力）に維持される。さらに、左アーム１１４Ｌのスイング回動が一旦停止される時刻ｔ２８（６）から時刻ｔ２８（７）にかけて、左アーム１１４Ｌの押圧制御系における押圧力の指示値は、再び押圧力Ｐｃ（例えば５Ｎの圧力）に切り替えられる。この押圧力の指示値の切り替えは、時刻ｔ２８（７）以降も、上述したスイング回動に関する動作の切り替えのタイミングに合わせて同様に行われる。
【０１７６】
さらに、押圧制御系において比較的小さな押圧力Ｐｃ（例えば５Ｎ）が指示されている時刻ｔ２８（３）から時刻ｔ２８（４）までの間、接触子群Ｌの揉み角度は０°から６０°に変化するように制御される。一方、押圧制御系において比較的大きな押圧力Ｐｃ（例えば１０Ｎ）が指示されている時刻ｔ２８（５）から時刻ｔ２８（６）までの間、接触子群Ｌの揉み角度は６０°から０°に変化するように制御される。
【０１７７】
この図２８に示す動作例によれば、頭部１０の前側から後側に向かって、全体としてはゆっくりと撫で下ろしながら、所定時間おきに、左アーム１１４Ｌのスイング回動を反転させるとともに、スイング回動の反転中に左アーム１１４Ｌの押圧力を強めるように制御される。また、押圧力の切り替えと同期して、接触子群Ｌの揉み回動の方向を切り替えるように制御する。これによって、指圧しながら揉み動作をさせる様な動作を実現することができる。したがって、洗髪中の動作に、図２７に示す動作を織り交ぜることで、さらに快適な洗髪を提供することができる。
【０１７８】
以上、左アーム１１４Ｌについて、スイング回動、押圧回動及び揉み回動の連動制御の一例について説明したが、右アーム１１４Ｒも同様の連動制御が可能である。また、上述した左アーム１１４Ｌの動作に、同様の右アーム１１４Ｒの動作を任意に組み合わせることで、様々な頭部洗浄動作を提供することができる。さらに、この場合、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒの動作位相を同期させたり、ずらしたりすることで、多様な組み合わせを実現することができる。
【０１７９】
次に、システム制御部７０８によって管理されるシステム動作フローについて説明する。
【０１８０】
図２９は本発明の実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００のシステム動作フローである。図２９に示すシステム動作は、自動頭部洗浄装置１００の制御装置７００が起動されることにより開始される。
【０１８１】
制御装置７００が起動されると、まず、キャリブレーションステップＳ２０１が実行される。キャリブレーションステップＳ２０１では、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度と押圧回動角度との所定の複数の組合せについて、接触子群Ｌ、Ｒが頭部１０から離れた状態での圧力センサ２１１Ｌ、２１１Ｒの示す値を保持するテーブル９０２Ｌ（図１８参照）、９０２Ｒが取得され、記憶部７０８Ｉに記憶される。
【０１８２】
このキャリブレーションステップＳ２０１では、ボウル１０１に頭部１０が挿入されていない状態で、スイング回動角度と押圧回動角度との組合せ毎に、圧力センサ２１１Ｌ、２１１Ｒの値が測定され、この測定値に基づいて前記テーブル９０２Ｌ、９０２Ｒが作成される。なお、具体的な測定動作は上述した通りである。これにより得られたテーブル９０２Ｌ、９０２Ｒは、以降のステップにおいて、圧力センサ２１１Ｌ、２１１Ｒと頭部１０との間に介在する部材にかかる重力が圧力センサ２１１Ｌ、２１１Ｒの出力値に及ぼす影響が排除されるように補正するために用いられる。すなわち、テーブル９０２Ｌ、９０２Ｒの値に基づいて、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒの種々の姿勢に対応するオフセット値を算出できる。
【０１８３】
次に、モード選択操作確認ステップＳ２０２において、洗髪モード、マッサージモード又は終了モードのいずれが、人による操作で選択されているか否かが判定される。ここで、洗髪モードとは、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７、コンディショナー系バルブ２１８の開閉を制御して洗髪を行うモードである。マッサージモードとは、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒおよび接触子群Ｌ、Ｒによって頭部１０をマッサージするモードである。終了モードとは、制御装置７００のシステム動作を終了するモードである。
【０１８４】
モード選択操作確認ステップＳ２０２において、いずれかのモードの選択操作がなされたこと（Ｓ２０２の「ＹＥＳ」）が確認されると、次のステップに進む。
【０１８５】
次の洗髪モード選択確認ステップＳ２０２では、人により選択されたモードが洗髪モードであるか否かが判定される。この判定により、洗髪モードの選択（Ｓ２０３の「ＹＥＳ」）が確認されると、後述の洗髪モードが実行される。一方、洗髪モード選択確認ステップＳ２０２において、人により選択されたモードが洗髪モード以外のモードであること（Ｓ２０３の「ＮＯ」）が確認されると、マッサージモード選択確認ステップＳ２０４に進む。
【０１８６】
マッサージモード選択確認ステップＳ２０４では、人により選択されたモードがマッサージモード又は終了モードのいずれであるかが判定される。この判定により、マッサージモードの選択（Ｓ２０４の「ＹＥＳ」）が確認されると、後述のマッサージモードが実行される。また、終了モードの選択（Ｓ２０４の「ＮＯ」）が確認されると、システム動作が終了する。
【０１８７】
次に、洗髪モードについて説明する。
【０１８８】
洗髪モードでは、先ず、第１の安全等確認ステップＳ２０５において、人の頭部１０がボウル１０１に挿入される前に必要な確認動作が実行される。具体的には、例えば、人の頭部１０の髪における頭部アクセサリ（例えば、ヘアーピン又はヘアーバンドなど）等の装着物の有無を確認し、何らかの装着物が有れば該装着物を外すように人に注意を促す。また、人の頭部１０に図１０に示すウォーターシールドバイザー５１０が装着されているか否かを確認し、装着されていなければ、人にウォーターシールドバイザー５１０の装着を促す。
【０１８９】
第１の安全等確認ステップＳ２０５において、頭部アクセサリ等の装着物の有無の確認およびウォーターシールドバイザー５１０の装着確認は、例えば、カメラによる装着物またはウォーターシールドバイザー５１０の検知により行われる。また、ウォーターシールドバイザー５１０にＩＣタグ等の発信機を搭載しておけば、該発信機との無線通信によってウォーターシールドバイザー５１０の装着を確認することもできる。さらに、人に装着物を外すように注意を促したり、ウォーターシールドバイザー５１０を装着するように促すための情報は、例えば、視覚情報としてタッチパネル式の操作部７０７又は別途設けた表示部に表示したり、音声情報として音声機器により出力したりすることによって、人に報知される。
【０１９０】
次に、頭部迎え入れステップＳ２０６において、人の頭部１０をボウル１０１に挿入するための準備動作が実行される。具体的には、左アーム１１４Ｌを支持する支柱１０２Ｌと、右アーム１１４Ｒを支持する支柱１０２Ｒとの間隔が最大まで広げられるように、左右の支柱１０２Ｌ、１０２Ｒがスライド移動する。また、頭部迎え入れステップＳ２０６において、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒは、押圧回動角度が０°となるように動作する。これにより、接触子群Ｌ、Ｒは、頭部１０から最大限に離れて配置される。さらに、頭部迎え入れステップＳ２０６において、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒは、スイング回動位置が頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）となるように動作する。
【０１９１】
このように動作した左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒとは、両者の間隔が最大限に開いた状態となるとともに、ボウル１０１の底側に位置することになる。そのため、人の頭部１０が、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒに邪魔されることなく安心してボウル１０１に挿入できるように（迎え入れられるように）なっている。
【０１９２】
また、頭部迎え入れステップＳ２０６において、ボウル１０１に頭部１０が挿入されたことが確認されると、頭部１０の形状および大きさに応じた左右の支柱１０２Ｌ、１０２Ｒ間の幅調整および支持体１１２の位置調整が実行される。なお、頭部１０の挿入確認は、種々のセンサによる検知に基づいて行われる。頭部１０の形状等に応じた調整動作が完了すると、次のスキャニングステップＳ２０７に進む。
【０１９３】
スキャニングステップＳ２０７において、上述したテーブル９０１Ｌ、９０１Ｒが取得され、記憶部７０８Ｉに記憶される。上述した通り、テーブル９０１Ｌ、９０１Ｒは、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒの接触子群Ｌ、Ｒが頭部１０に所定の押圧力で押し当てられる時における、各アーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度に対する押圧回動角度の値を、保持するものである。
【０１９４】
このスキャニングステップＳ２０７では、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒを頭部１０に略一定の圧力で押さえ付けた状態で、各アーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度θＳＬ、θＳＲを０°からゆっくり増大させながら押圧回動角度θＰＬをスキャニングする。このようにスキャニングすることでスイング回動角度θＳＬの各値に対する押圧回動角度θＰＬの値を取得し、取得した値に基づいて、テーブル９０１Ｌ、９０１Ｒを作成する。
【０１９５】
次に、洗髪動作ステップＳ２０８が実行される。この洗髪動作ステップＳ２０８では、図３０に示すように、ウォームアップステップＳ３０１、水洗いステップＳ３０２、シャンプーステップＳ３０３、揉み洗いステップＳ３０４、すすぎステップＳ３０５、水切りステップＳ３０６、コンディショナーステップＳ３０７、すすぎステップＳ３０８、及び水切りステップＳ３０９が、順次実行される。
【０１９６】
ウォームアップステップＳ３０１では、適温の湯を供給可能な状態にするための準備動作が実行される。具体的には、水系バルブ２１６を若干量だけ開くことで、自動頭部洗浄装置１００に接続された給湯器（図示を省略）から供給される湯を少量流し続けた状態で、該湯が適温になるまで待機する。これにより、前回の洗浄動作などでパイプ１１１Ｌ、１１１Ｒ内に残っている水を押し出すことができる。よって、人の頭部１０に冷たい水が突然噴出され、人が不快に感じることを回避することができる。
【０１９７】
なお、ウォームアップステップＳ３０１では、適所に設けられた温度センサにより給湯器から供給される湯の温度を検知することで、湯が適温になったことを検出できるようにすることが好ましい。また、洗髪動作ステップＳ２０８では、ウォームアップステップＳ３０１の前、又は洗髪動作ステップＳ２０８の最後に、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒに残った水や洗浄液などを強制的に排出するステップを設けても良い。これにより、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒに残った水や洗浄液を、より確実に排出することができる。なお、この場合、自動頭部洗浄装置１００の適所にドレンバルブを設けておけばよい。
【０１９８】
ウォームアップステップＳ３０１が終了すると、水洗いステップＳ３０２が実行される。
【０１９９】
水洗いステップＳ３０２では、最初に、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒを、押圧回動角度を０°の角度位置（リリース状態）に維持しながら、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）までスイング回動させる。続いて、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度を頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）に維持した状態で水系バルブ２１６を開き、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒの複数のノズル１１０から頭部１０の髪に湯を噴出する。この時、突然多くの湯が頭部１０に噴出しないように、水系バルブ２１６の開度は徐々に広がるように設定されている。次に、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒは、０°から１３０°までの角度範囲で数回にわたって往復してスイング回動する。これにより、頭部１０全体に湯がかけられ、髪に湯がなじむようになっている。
【０２００】
さらに、水洗いステップＳ３０２では、先に述べたように、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度及び押圧回動角度と、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動角度とを複合的に動作させながら、頭部１０に向けて湯を噴出することで、髪を揉み洗いする。最初は、図２６に示したように、接触子群Ｌ、Ｒを３０°の位置に固定し、また、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）から後側の位置（０°の角度位置）に向かうスイング回動時のみ押圧力制御をＯＮにする動作を多用することが望ましい。これにより、頭部１０の前から後ろに向かってブラッシングするような動作を実現できる。
【０２０１】
水洗いステップＳ３０２が終了すると、シャンプーステップＳ３０３が実行される。
【０２０２】
シャンプーステップＳ３０３では、最初に、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒを、押圧回動角度を０°に維持した状態で、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）までスイング回動させる。続いて、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度が頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）に維持された状態で洗浄液系バルブ２１７を開き、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒの複数のノズル１１０から頭部１０の髪にシャンプーなどの洗浄液を噴出する。なお、先に述べたように、この自動頭部洗浄装置１００では、混合部２２０によって、市販シャンプーなどを水で希釈した希釈洗浄液と圧縮空気とを混合してムース状とした後、該ムース状の洗浄液をノズル１１０から噴出する。
【０２０３】
この時、突然多くの洗浄液を頭部１０に噴出しないように、洗浄液系バルブ２１７の開度は徐々に広がるように設定されている。次に、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒが０°から１３０°の角度範囲で数回にわたって往復してスイング回動しながら、頭部１０全体に洗浄液がかけられる。このシャンプーステップ３０３において、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒは、図１９で示したように同相で動作させることが望ましい。これにより、頭部１０全体に均一に洗浄液をかけることができる。
【０２０４】
次に、揉み洗いステップＳ３０４が実行される。揉み洗いステップＳ３０４では、図１９〜図２８で示したように左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度及び押圧回動角度と、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動とを複合的に動作させ、接触子群Ｌ、Ｒによって頭部１０全体にわたって揉み洗いする。揉み洗いステップＳ３０４において、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒの押圧力制御の押圧力指令値は、最初は低めに設定し、徐々にあるいは段階的に強めていくことが望ましい。これにより、人に優しい揉み動作を導入し、人にとって不快感のない洗髪動作を実行することができる。
【０２０５】
揉み洗いステップＳ３０４が終了すると、すすぎステップＳ３０５が実行される。
【０２０６】
すすぎステップＳ３０５では、水洗いステップＳ３０２と同様、水系バルブ２１６を開き、ノズル１１０から湯を噴出しながら、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度及び押圧回動角度と、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動とを複合的に動作させる。すすぎステップＳ３０５においては、最初に左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒの押圧制御系をＯＦＦにして、リリース状態（開放状態）で湯をかけて、ラフに洗浄液を洗い流す。その後、押圧制御系をＯＮにして、接触子群Ｌ、Ｒを往復させて揉み回動することで、効率よく頭部１０のすすぎを行うことができる。
【０２０７】
また、すすぎステップＳ３０５の終盤においては、図２６に示したように、接触子群Ｌ、Ｒを３０°の位置に固定し、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）から後側の位置（０°の角度位置）に向かうスイング回動時のみ押圧力制御をＯＮにする動作を多用することが望ましい。これにより、揉み洗いステップＳ３０４などによって乱れた髪をブラッシングするような効果を得ることができる。
【０２０８】
すすぎステップＳ３０５が終了すると、水切りステップＳ３０６が実行される。
【０２０９】
水切りステップＳ３０６では、水系バルブ２１６を閉じ、ノズル１１０からの湯の噴出を停止する。また、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動角度が固定された状態で、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒを往復させてスイング回動させる。具体的には、例えば、図２５及び図２６に示したように、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）から後側の位置（０°の角度位置）に向かうスイング回動時のみ押圧力制御をＯＮにし、後側の位置（０°の角度位置）から前側の位置（１３０°の角度位置）に向かうスイング回動時には押圧力制御をＯＦＦにしてリリース状態（開放状態）にすることが好ましい。この動作により、髪の逆撫でを回避しながら、髪に含んだ湯水を搾り出すような効果を得ることができる。
【０２１０】
水切りステップＳ３０６が終了すると、コンディショナーステップＳ３０７が実行される。
【０２１１】
コンディショナーステップＳ３０７では、最初に、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒを、押圧回動角度をリリース状態（開放状態）に維持しながら、頭部１０の前側の位置（１３０°の位置）までスイング回動させる。続いて、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒが頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）に停止した状態でコンディショナー系バルブ２１８を開き、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒの複数のノズル１１０から頭部１０の髪にリンスなどのコンディショナーを噴出する。
【０２１２】
この時、突然多くのコンディショナーを頭部１０に噴出しないように、コンディショナー系バルブ２１８の開度は徐々に広がれるように設定されている。次に、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒは、０°から１３０°の角度範囲で数回にわたって往復してスイング回動し、頭部１０全体にコンディショナーがかけられる。このコンディショナーステップＳ３０７において、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒは、図１９で示したように同相で動作させるようにすることが望ましい。これにより、頭部１０全体に均一にコンディショナーをかけることができる。
【０２１３】
さらに、コンディショナーステップＳ３０７の最後にはコンディショナー系バルブ２１８を閉じ、ノズル１１０からのコンディショナーの噴出を停止する。また、図２５及び図２６に示したように、頭部１０の前側の位置（１３０°の角度位置）から後側の位置（０°の角度位置）に向かうスイング回動時のみ押圧力制御をＯＮにし、後側の位置（０°の角度位置）から前側の位置（１３０°の角度位置）に向かうスイング回動時には押圧力制御をＯＦＦにして、リリース状態（開放状態）にすることが好ましい。これにより、コンディショナーを髪に馴染ませ、ブラッシングする様な効果を得ることができる。
【０２１４】
コンディショナーステップＳ３０７が終了すると、すすぎステップＳ３０５と同様のすすぎステップＳ３０８と、水切りステップＳ３０６と同様の水切りステップＳ３０８とが、順に実行される。なお、過剰なすすぎによりコンディショナー効果が低減することを回避するため、コンディショナーステップＳ３０７に続くすすぎステップＳ３０８におけるすすぎ時間は、シャンプーステップＳ３０３に続くすすぎステップＳ３０５に比べて短く設定することが好ましい。また、すすぎを必要としないコンディショナーを用いる場合、コンディショナーステップＳ３０７後のすすぎステップＳ３０８及び水切りステップＳ３０９を省略することができる。
【０２１５】
洗髪動作ステップＳ２０８における、以上のウォームアップステップＳ３０１、水洗いステップＳ３０２、シャンプーステップＳ３０３、揉み洗いステップＳ３０４、すすぎステップＳ３０５、水切りステップＳ３０６、コンディショナーステップＳ３０７、すすぎステップＳ３０８、水切りステップＳ３０９の実行中には、図２９に示す第２の安全等確認ステップＳ２０９が逐次実行される。
【０２１６】
図２９に戻って説明すると、第２の安全等確認ステップＳ２０９では、洗髪動作ステップＳ２０８の実行中における自動頭部洗浄装置１００の状態が監視される。具体的には、例えば、自動頭部洗浄装置１００の各モータの電流値または動作角度などが監視され、異常があれば人に報知されると共に、洗髪動作を強制的に中断させるように指示する。
【０２１７】
また、中断確認ステップＳ２１０では、洗髪動作ステップＳ２０８の実行中にユーザの操作による洗髪動作の中断指示、または第２の安全等確認ステップＳ２０９による強制的な中断指示がされているか否かが確認される。これによりいずれかの中断指示が確認された場合（Ｓ２１０の「ＹＥＳ」）、後述の中断処理ステップＳ２１１が実行されて、後述の頭部リリースステップＳ２１５と、後述のパイプ洗浄ステップＳ２１６とを経て、全体動作が終了する。一方、中断指示が確認されない場合（Ｓ２１０の「ＮＯ」）、洗髪動作完了確認ステップＳ２１２に進む。
【０２１８】
洗髪動作完了確認ステップＳ２１２は、図３０に示される洗髪動作におけるウォームアップステップＳ３０１、水洗いステップＳ３０２、シャンプーステップＳ３０３、揉み洗いステップＳ３０４、すすぎステップＳ３０５、水切りステップＳ３０６、コンディショナーステップＳ３０７、すすぎステップＳ３０８、水切りステップＳ３０９の各ステップが完了したか否かが確認される。この確認の結果、各ステップが完了していない場合（Ｓ２１２の「ＮＯ」）、当該ステップの実行が継続される。一方、各ステップの完了が確認された場合（Ｓ２１２の「ＹＥＳ」）、次の最終洗髪動作確認ステップＳ２１３に進む。最終洗髪動作確認ステップＳ２１３での判定により、洗髪動作における最終ステップ（図３０に示す水切りステップＳ３０９）が完了していない場合（Ｓ２１３の「ＮＯ」）、洗髪動作切替ステップＳ２１４において、図３０に示される洗髪動作における次のステップに切り替えられる。
【０２１９】
また、最終洗髪動作確認ステップＳ２１３において、洗髪動作ステップＳ２０８の最終ステップ（図３０に示される水切りステップＳ３０９）の完了が確認された場合（Ｓ２１３の「ＹＥＳ」）、頭部リリースステップＳ２１５に進む。
【０２２０】
中断処理ステップＳ２１１について説明する。この中断処理ステップＳ２１１では、まず、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動動作及び押圧回動動作と、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動動作とを停止させ、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７、及びコンディショナー系バルブ２１８を全て閉じる。押圧回動動作の停止にあたっては、制御モード切替部９０３Ｌ、９０３Ｒが強制的に図１６の符号Ａ側に切替えられ、押圧力制御がＯＦＦとなり、このときの角度位置を保持する位置制御モードに切り替えられる。その後、接触子群Ｌ、Ｒが頭部１０から最大限に離れるように左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒがリリース方向（開放方向）に限界まで押圧回動する。
【０２２１】
頭部リリースステップＳ２１５について説明する。このステップＳ２１５では、まず、中断処理ステップＳ２１１と同様、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動動作及び押圧回動動作と、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動動作とを停止させ、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７、及びコンディショナー系バルブ２１８を全て閉じる。押圧回動動作の停止にあたっては、制御モード切替部９０３Ｌ、９０３Ｒが強制的に図１６の符号Ａ側に切替えられ、押圧力制御がＯＦＦとなり、このときの角度位置を保持する位置制御モードに切り替えられる。その後、接触子群Ｌ、Ｒが頭部１０から最大限に離れるように左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒがリリース方向（開放方向）に限界まで押圧回動する。さらに、頭部リリースステップＳ２１５では、リリース方向（開放方向）への押圧回動が完了した左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒが、頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）までスイング回動する。
【０２２２】
これによって、頭部迎え入れステップＳ２０６と同様、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒとが、互いに間隔を開けた状態でボウル１０１の底側に位置することとなる。そのため、人が頭部１０をボウル１０１の外へ出す動作を安心して行うことができる。
【０２２３】
頭部リリースステップＳ２１５において、頭部１０がボウル１０１の外へ出されたことが確認されると、次のパイプ洗浄ステップＳ２１６が実行される。なお、頭部１０がボウル１０１の外へ出されたことの確認は種々のセンサの検知により可能である。
【０２２４】
パイプ洗浄ステップＳ２１６では、水系バルブ２１６が開かれ、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒ内に残ったコンディショナー等が洗い出される。
【０２２５】
このことによって、次回、頭部洗浄動作を実施するときに、パイプ１１１Ｌ、１１１Ｒ内に残ったコンディショナーなどが、最初に人の頭部１０に噴出されることを防ぐことができる。また、配管２１９内に残ったコンディショナーなどが硬化して配管２１９が詰まることを防止できる。
【０２２６】
パイプ洗浄ステップＳ２１６が終了すると、洗髪モードの全動作が終了する。
【０２２７】
続いて、マッサージモードについて説明する。
【０２２８】
マッサージモードでは、先ず、第３の安全等確認ステップＳ２１７において、人の頭部１０の髪におけるヘアーピン又はヘアーバンドなどの装着物の有無が確認され、何らかの装着物が有れば該装着物を外すように人に注意を促す。具体的な動作は、ウォーターシールドバイザー５１０の装着確認が不要である点を除けば、洗髪モードにおける第１の安全等確認ステップＳ２０５と同様である。
【０２２９】
次の頭部迎え入れステップＳ２１８では、洗髪モードにおける頭部迎え入れステップＳ２０６と同様の動作が実行される。
【０２３０】
続くスキャニングステップＳ２１９では、洗髪モードにおけるスキャニングステップＳ２０７と同様の動作が実行される。
【０２３１】
スキャニングステップＳ２１９が完了すると、マッサージ動作ステップＳ２２０が実行される。
【０２３２】
このマッサージ動作ステップＳ２２０では、図３１に示すように、スローインステップＳ４０１、マッサージステップＳ４０２、及びスローアウトステップＳ４０３が順次実行される。スローインステップＳ４０１、マッサージステップＳ４０２、及びスローアウトステップＳ４０３では、図１９〜図２８で示したように左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度及び押圧回動角度と、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動角度とを複合的に制御し、接触子群Ｌ、Ｒによって、頭部１０全体をマッサージする。左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒの押圧力制御の押圧力指令値の設定については、スローインステップＳ４０１では押圧力が比較的弱く設定され、マッサージステップＳ４０２では押圧力が比較的強く設定され、スローアウトステップＳ４０３では押圧力が再び比較的弱く設定される。こうすることで、導入時および終了時のマッサージ動作を人に優しいマッサージ動作とすることができ、人に快適なマッサージ動作を実行することができる。
【０２３３】
なお、マッサージモードにおいては、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７、及びコンディショナー系バルブ２１８は、全て閉じられている。
【０２３４】
図２９に戻って説明すると、第４の安全等確認ステップＳ２２１によって、マッサージ動作ステップＳ２２０（図３１に示される各ステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０３）の実行中における自動頭部洗浄装置１００の状態が監視される。具体的には、例えば、自動頭部洗浄装置１００の各モータの電流値または動作角度などが監視され、異常があれば人に報知されるとともに、マッサージ動作を強制的に中断させるように指示する。
【０２３５】
また、中断確認ステップＳ２２２では、マッサージ動作ステップＳ２２０の実行中に人の操作によるマッサージ動作の中断指示、または第４の安全等確認ステップＳ２２１による強制的な中断指示がされているか否かが確認される。これによりいずれかの中断指示が確認された場合（Ｓ２２２の「ＹＥＳ」）、後述の中断処理ステップＳ２２３が実行されて、後述の頭部リリースステップＳ２２７を経て、全体動作が終了する。一方、中断指示が確認されない場合（Ｓ２２２の「ＮＯ」）、マッサージ動作完了確認ステップＳ２２４に進む。
【０２３６】
マッサージ動作完了確認ステップＳ２２４では、図３１に示されるマッサージ動作におけるスローインステップＳ４０１、マッサージステップＳ４０２、スローアウトステップＳ４０３の各ステップが完了したか否かが確認される。この確認の結果、各ステップが完了していない場合（Ｓ２２４の「ＮＯ」）、当該ステップの実行が継続される。一方、各ステップの完了が確認された場合（Ｓ２２４の「ＹＥＳ」）、次の最終マッサージ動作確認ステップＳ２２５に進む。最終マッサージ動作確認ステップＳ２２５の判定により、マッサージ動作における最終ステップ（図３１に示すスローアウトステップＳ４０３）が完了していない場合（Ｓ２２５の「ＮＯ」）、マッサージ動作切替ステップＳ２２６において、図３１に示されるマッサージ動作における次のステップに切り替えられる。
【０２３７】
また、最終マッサージ動作確認ステップＳ２２５において、マッサージ動作ステップＳ２２０の最終ステップ（図３１に示されるスローアウトステップＳ４０３）の完了が確認された場合（Ｓ２２５の「ＹＥＳ」）、頭部リリースステップＳ２２７に進む。
【０２３８】
中断処理ステップＳ２２３について説明する。この中断処理ステップＳ２２３では、まず、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動動作及び押圧回動動作と、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動動作とを停止する。押圧回動動作の停止にあたっては、制御モード切替部９０３Ｌ、９０３Ｒが強制的に図１６の符号Ａ側に切替えられ、押圧力制御がＯＦＦとなり、このときの角度位置を保持する位置制御モードに切り替えられる。その後、接触子群Ｌ、Ｒが頭部１０から最大限に離れるように左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒがリリース方向（開放方向）に限界まで押圧回動する。
【０２３９】
頭部リリースステップＳ２２７について説明する。この頭部リリースステップＳ２２７では、まず、中断処理ステップＳ２２３と同様、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動動作及び押圧回動動作と、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動動作とを停止する。押圧回動動作の停止にあたっては、制御モード切替部９０３Ｌ、９０３Ｒが強制的に図１６の符号Ａ側に切替えられ、押圧力制御がＯＦＦとなり、このときの角度位置を保持する位置制御モードに切り替えられる。その後、接触子群Ｌ、Ｒが頭部１０から最大限離れるように左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒがリリース方向（開放方向）に限界まで押圧回動する。さらに、頭部リリースステップＳ２１５では、リリース方向への押圧回動が完了した左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒが、頭部１０の後側の位置（０°の角度位置）までスイング回動する。
【０２４０】
これによって、頭部迎え入れステップＳ２１８と同様、左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒとが、互いに間隔を開けた状態でボウル１０１の底側に位置することとなる。そのため、人が頭部１０をボウル１０１の外へ出す動作を、安心して行うことができる。
【０２４１】
頭部リリースステップＳ２２７が完了すると、マッサージモードの全動作が終了する。
【０２４２】
以上説明したように、本発明の自動頭部洗浄装置１００によれば、頭部の左右に位置する接触子群Ｌ、Ｒを備えた左アーム１１４Ｌと右アーム１１４Ｒとを備え、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度及び押圧回動角度と、接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動角度と、水系バルブ、洗浄液系バルブ及びコンディショナー系バルブとを複合的に制御することができる。そして、人の首に負担をかけることなく安全に洗髪動作を実行することができる。また、洗髪のみならず、頭部マッサージも実行できる。
【０２４３】
図３２〜図３５を参照しながら、左右の接触子群Ｌ、Ｒの揉み回動角度θＥＬ、θＥＲの制御動作について更に説明する。
【０２４４】
上述の通り、揉み回動動作中において、接触子群Ｌ、Ｒは、基本的には、揉み回動角度θＥＬ、θＥＲの全角度範囲（０°から６０°までの角度範囲）に亘って往復回動するように制御される。しかしながら、アーム１１４Ｌ、１１４Ｒの押圧回動角度θＰＬ、θＰＲが大きい場合、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒの先端同士が極めて接近することがある。そのため、揉み回動角度θＥＬ、θＥＲに関して常に基本制御を行うと、頭部１０の中央部において左右の接触子群Ｌ、Ｒの接触子１０９同士が干渉し合う可能性がある。そこで、このような接触子１０９同士の干渉を避けるため、揉み回動角度θＥＬ、θＥＲは、必要に応じて次のように制御される。
【０２４５】
図３２は、左右のアーム１１４Ｌ、１１４Ｒのスイング回動角度θＳＬ、θＳＲがいずれも１３０°であるときにおいて、接触子１０９の配置状態を示す図である。なお、図３２〜図３５において、左アーム１１４Ｌの第一アーム１０５Ｌと第二アーム１０６Ｌと第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌとを合わせた部分は、１つにまとめられて、左アーム部６０１Ｌとして模式的に示されている。同様に、右アーム１１４Ｒの第一アーム１０５Ｒと第二アーム１０６Ｒと第三アーム１０７Ｒ、１０８Ｒとを合わせた部分は、１つにまとめられて、右アーム部６０１Ｒとして模式的に示されている。
【０２４６】
図３２に示す状態は、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒが頭部１０の前側にスイング回動した状態であり、各接触子１０９は、人の顔の額付近に接触するように配置される。一般的に、アーム部６０１Ｌ、６０１Ｒの支持軸１０４Ｌ、１０４Ｒから人の額までの距離は、支持軸１０４Ｌ、１０４Ｒから頭部１０の頂部までの距離に比べて大きくなるため、このときの押圧回動角度θＰＬ、θＰＲは比較的小さくなる。そのため、図３２に示す状態において、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒの先端部間の隙間６０２の幅（以下、「中央隙間幅６０２ｗ」という。）は比較的大きくなる。したがって、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒの先端に位置する接触子１０９同士が干渉する可能性は低く、揉み回動角度θＥＬ、θＥＲを基本制御により制御することができる。
【０２４７】
一方、図３３は、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒのスイング回動角度θＳＬ、θＳＲがいずれも９０°であるときにおいて、接触子１０９の配置状態を示す図である。このとき、各接触子１０９は頭部１０の頂部付近に接触するように配置される。アーム部６０１Ｌ、６０１Ｒの支持軸１０４Ｌ、１０４Ｒから頭部１０の頂部までの距離は比較的小さいため、このときの押圧回動角度θＳＬ、θＳＲは比較的大きくなる。そのため、中央隙間幅６０２ｗは比較的狭くなり、基本制御により揉み回動角度θＥＬ、θＥＲを制御すると、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒの先端に位置する接触子１０９同士が干渉する可能性がある。
【０２４８】
このような問題を解消するために、揉み回動角度θＥＬ、θＥＲの可動範囲は、押圧回動角度θＰＬ、θＰＲが所定角度以上であるとき、押圧回動角度θＰＬ、θＰＲの大きさに応じて、アーム先端の接触子１０９同士の干渉を回避し得る範囲に制限される。
【０２４９】
図３４は、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒが位相をずらしてスイング回動する場合において、左アーム部６０１Ｌのスイング回動角度θＳＬが５０°であり、右アーム部６０１Ｒのスイング回動角度θＳＲが１３０°であるときの状態を示す図である。このように、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒのスイング回動の位相が異なるとき、揉み回動角度θＥＬ、θＥＲが最大角度（６０°）であっても、頭部１０の中央部において接触子１０９同士が干渉することはない。
【０２５０】
しかしながら、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒが位相をずらしてスイング回動する場合であっても、両アーム部６０１Ｌ、６０１Ｒがすれ違うタイミングでは、スイング回動が同相となる。そのため、このタイミングにおいて、押圧回動角度θＰＬ、θＰＲの大きさによっては、頭部１０の中央部において接触子１０９同士が干渉する可能性がある。
【０２５１】
したがって、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒが位相をずらしてスイング回動する場合であっても、左右のアーム部６０１Ｌ、６０１Ｒのスイング回動角度θＳＬ、θＳＲの差が所定角度以下であるとき、上記と同様、押圧回動角度θＰＬ、θＰＲの大きさに応じて、揉み回動角度θＥＬ、θＥＲの可動範囲が制限される。
【０２５２】
また、揉み回動角度θＥＬ、θＥＲの可動範囲を制限する制御に代えて、図３５に示すように、左アーム部６０１Ｌの先端に位置する第四アーム３１０Ｌと、右アーム部６０１Ｒの先端に位置する第四アーム３１０Ｒとを同相で揉み回動動作させる制御を行ってもよい。かかる制御によっても、頭部１０の中央部において、隣接する接触子１０９同士の干渉を回避することができる。
【０２５３】
次に、本発明の別の実施の形態にかかる自動頭部洗浄装置について説明する。なお、本発明の別の実施の形態にかかる自動頭部洗浄装置では、本発明の実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１００と異なる部分についてのみ説明し、自動頭部洗浄装置１００と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。
【０２５４】
（実施の形態２）
図３６は、本実施の形態２にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す側面図である。図３６に示すように、本実施の形態２にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニット４０では、実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニット（図９Ａ、図９Ｂ参照）の一部を構成する円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌに代えて、円筒ラック３２６Ｌを用いている。円筒ラック３２６Ｌは、その外周に形成されたラック機構３２６Ｌａが、ドライブシャフト３０４Ｌに取り付けられた歯車３０５Ｌ及び接触ユニット１３の歯車３０７Ｌ、３１１Ｌと係合する部分についてのみ形成されたものである。この円筒ラック３２６Ｌを用いることにより、ヘッドケアユニット４０を軽量化することができ、低コスト化を図ることができる。
【０２５５】
（実施の形態３）
図３７は、本実施の形態３にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す平面図である。図３７に示すように、本実施の形態３にかかる自動頭部洗浄装置では、実施の形態２にかかるヘッドケアユニット４０において、ラック機構３３６Ｌａが短く形成された円筒ラック３３６Ｌが用いられるとともに、モータ３０１Ｌが接触ユニット１３の歯車３０７Ｌの上部に配置されている。円筒ラック３３６Ｌと係合する歯車３０５Ｌは、モータ３０１Ｌによって直接的に駆動される。これにより、ヘッドケアユニット４０の幅を小さくすることができ、ヘッドケアユニット４０を小型化することができる。なお、円筒ラック３３６Ｌと係合する歯車３０５Ｌがドライブシャフト３０４Ｌを介してモータ３０１Ｌによって駆動される場合においても、モータ３０１Ｌは接触ユニット１３の歯車３０７Ｌ、３１８Ｌの上部に配置される。
【０２５６】
（実施の形態４）
図３８Ａ、図３８Ｂは、本実施の形態４にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す図である。図３８Ａは、ヘッドケアユニットの要部を示す側面図であり、図３８Ｂは、ヘッドケアユニットの要部を示す平面図である。図３８Ａ及び図３８Ｂに示すように、本実施の形態４にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニット４１では、実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１００のヘッドケアユニット４０の一部を構成する２つの円筒ラック３０６Ｌ、３１４Ｌに代えて、１つの円筒ラック３４６Ｌを用いている。
【０２５７】
円筒ラック３４６Ｌは、その側面に軸対称のラック機構３４６Ｌａが形成されるととともに、円筒ラック３４６Ｌの中心軸３４６Ｌｂと一致する支持軸２１５Ｌによって第二アーム１０６Ｌに回動可能に支持されている。第二アーム１０６Ｌは、第一アーム１０５Ｌに支持軸２１２Ｌによって回動可能に支持されている。第二アーム１０６Ｌには、２つの接触ユニット１３が回動可能に取り付けられた第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌが、支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌによって回動可能に支持されている。
【０２５８】
モータ３０１Ｌの回転出力は、モータ回転出力軸に取り付けられた歯車３０２Ｌ及び円筒ラック３４６Ｌを介して第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌに回動可能に取り付けられた接触ユニット１３の歯車３０７Ｌ、３１８Ｌに伝達される。伝達されたモータ３０１Ｌの回転出力は、歯車３０７Ｌを回動軸３０８Ｌ周りに回動させるとともに、歯車３１８Ｌを回動軸３１９Ｌ周りに回動させる。
【０２５９】
円筒ラック３４６Ｌに係合する歯車３０７Ｌ、３１８Ｌは、それぞれ、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌに回動可能に取り付けられた接触ユニット１３の歯車３１１Ｌ、３１５Ｌに係合されている。そして、歯車３１１Ｌが回動軸３１２Ｌ周りに回動可能に構成されるとともに、歯車３１５Ｌが回動軸３１６Ｌ周りに回動可能に構成されている。このようにして構成されるヘッドケアユニットにおいても、モータ３０１Ｌを回転させることで、隣接する歯車３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌ及び接触子１０９がそれぞれ互いに逆方向に回転する。
【０２６０】
また、図３８に示すヘッドケアユニット４０においても、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌがそれぞれ第二アーム１０６Ｌに支持軸２１３Ｌ、２１４Ｌによって回動可能に支持され、２つの分割ユニット部１４が第二アーム１０６Ｌに回動可能に支持されている。第二アーム１０６Ｌは、第一アーム１０５Ｌによって人の頭部１０へ向かう方向に移動する。
【０２６１】
第二アーム１０６Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動すると、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動し、第二アーム１０６Ｌに取り付けられた２つの分割ユニット部１４が人の頭部１０の頭皮１０ａに押し付けられる。そして、２つの接触ユニット１３の接触子１０９が、それぞれ人の頭部１０の頭皮１０ａに接触する。
【０２６２】
このように、図３８に示すヘッドケアユニット４０においても、接触ユニット１３を人の頭部１０の頭皮１０ａに沿った方向に４個配置することで、接触ユニット１３を２個配置した場合に比べて、一度に広い領域を洗浄することができ、効率良く洗髪作業を行うことができる。
【０２６３】
（実施の形態５）
図３９は、本実施の形態５にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す図である。図３９に示すように、本実施の形態５にかかる自動頭部洗浄装置では、本実施の形態４にかかる自動頭部洗浄装置において、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌの一端がともに円筒ラック３４６Ｌの中心軸３４６Ｌｂと一致する支持軸２１５Ｌに結合されるとともに、円筒ラック３４６Ｌが第二アーム１０６Ｌに支持軸２１５Ｌによって回動可能に支持されるように構成されている。
【０２６４】
図３９に示すヘッドケアユニットでは、２つの分割ユニット部１４が第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌに回動可能に支持され、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌがそれぞれ第二アーム１０６Ｌに結合されている。第二アーム１０６Ｌは、第一アーム１０５Ｌによって人の頭部１０へ向かう方向に移動する。
【０２６５】
第二アーム１０６Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動すると、矢印１７に示すように、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動し、接触ユニット１３が人の頭部１０に押し付けられ、接触ユニット１３の接触子１０９がそれぞれ人の頭部１０の頭皮１０ａに接触する。
【０２６６】
このようにして構成されるヘッドケアユニットにおいても、モータ３０１Ｌを回転させることで、隣接する歯車３０７Ｌ、３１１Ｌ、３１５Ｌ、３１８Ｌ及び接触子１０９がそれぞれ互いに逆方向に回転し、人の頭部１０を効率よく洗浄することができる。本実施の形態５にかかる自動頭部洗浄装置では、本実施の形態４にかかる自動頭部洗浄装置に比べて、第二アーム１０６Ｌ及び第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌに関連する構成を簡略化することができる。
【０２６７】
（実施の形態６）
図４０は、本実施の形態６にかかる自動頭部洗浄装置のヘッドケアユニットの要部を示す図である。図４０に示すように、本実施の形態５にかかる自動頭部洗浄装置では、本実施の形態４にかかる自動頭部洗浄装置において、第一アーム１０５Ｌと第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌとがコイルバネ１８によって結合されている。
【０２６８】
図４０に示すヘッドケアユニットにおいても、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌの一端がともに円筒ラック３４６Ｌの中心軸３４６Ｌｂと一致する支持軸２１５Ｌに結合されるとともに、円筒ラック３４６Ｌが第二アーム１０６Ｌに支持軸２１５Ｌによって回動可能に支持されている。だが、図４０に示すヘッドケアユニットでは、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌが、それぞれ第一アーム１０５Ｌとコイルバネ１８によって結合されている。
【０２６９】
このようにして構成されるヘッドケアユニットにおいても、第一アーム１０５Ｌが人の頭部１０へ向かう方向に移動すると、矢印１７に示すように、第三アーム１０７Ｌ、１０８Ｌが人の頭部１０に向かう方向に移動し、接触ユニット１３が人の頭部１０に押し付けられ、接触ユニット１３の接触子１０９がそれぞれ人の頭部１０の頭皮１０ａに接触する。
【０２７０】
本実施の形態６にかかる自動頭部洗浄装置では、接触ユニット１３の接触子１０９がそれぞれ人の頭部１０の頭皮１０ａに接触する際に、コイルバネ１８の弾性を利用して接触子１０９が人の頭部１０に接触するので、人の頭部１０に与える衝撃を抑制することができ、人の頭部１０にかかる負担を少なくことができる。
【０２７１】
（実施の形態７）
図４１は、本実施の形態７にかかる自動頭部洗浄装置の洗浄ユニットを説明するための説明図である。図４１に示すように、本実施の形態７にかかる自動頭部洗浄装置は、自動頭部洗浄装置１００において、左洗浄ユニット１２Ｌの支持軸１０４Ｌが、支持軸１０４Ｌと直交する方向（矢印１９に示す方向）において移動可能に構成され、支柱１０２Ｌに対して支持軸１０４Ｌが支持軸１０４Ｌと直交する方向に移動可能に取り付けられている。
【０２７２】
これにより、人の頭部１０の額１０ｅに近い部分や後部１０ｆを洗髪する際に、人の頭部１０の形状に応じて支持軸１０４Ｌを移動させて、人の頭部１０の形状に応じて洗浄ユニット１２Ｌを移動させることができるので、人の頭部１０の形状に応じてさらに効率よく洗髪することができる。
【０２７３】
（実施の形態８）
図４２は、本実施の形態８にかかる自動頭部洗浄装置の洗浄ユニットを説明するための説明図である。図４２に示すように、本実施の形態８にかかる自動頭部洗浄装置は、自動頭部洗浄装置１００において、一対の洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒでは洗髪しにくい頭部１０の領域１０ｇを効率よく洗髪するために、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒの先端にそれぞれ補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒが取り付けられている。なお、補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒは、それぞれ、人の頭部１０を洗浄できるように構成されている。
【０２７４】
補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒは、それぞれ、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒとの接続軸２５Ｌ、２５Ｒに対して回動自在に駆動される。例えば、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒに図示しないモータを配置するとともに該モータのモータ回転出力軸に補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒを取り付けることにより、補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒを洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒに対して回動自在に駆動させることができる。
【０２７５】
図４３Ａ、図４３Ｂは、本実施の形態８にかかる自動頭部洗浄装置の洗浄ユニットの動作を説明するための説明図である。図４３Ａは、２つの補助洗浄ユニットを用いて人の頭部を洗浄する場合を示し、図４３Ｂは、１つの補助洗浄ユニットを用いて人の頭部を洗浄する場合を示している。
【０２７６】
本実施の形態８にかかる自動頭部洗浄装置では、２つの補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒを用いて人の頭部１０を洗浄する場合、まず、補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒが略対称になるように補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒを回動させた状態とする。そして、図４３Ａに示すように、洗浄ユニット１２Ｌ、１２Ｒ及び補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒをスイング回動させ、人の頭部１０を洗髪する。
【０２７７】
本実施の形態８にかかる自動頭部洗浄装置では、１つの補助洗浄ユニットを用いて人の頭部１０を洗浄する場合、まず、一方の補助洗浄ユニット２２Ｌを洗浄ユニット１２Ｌに対して略重なるように回動させるとともに、他方の補助洗浄ユニット２２Ｒを洗浄ユニット１２Ｒに対して人の頭部１０の中央側に突出するように回動させた状態とする。そして、図４３Ｂに示すように、洗浄ユニット１２Ｒ及び補助洗浄ユニット２２Ｒのみをスイング回動させ、人の頭部１０の所定の領域１０ｈを洗浄する。
【０２７８】
また、洗浄ユニット１２Ｒ及び補助洗浄ユニット２２Ｒのみをスイング回動させる際に、洗浄ユニット１２Ｌ及び補助洗浄ユニット２２Ｌが人の頭部１０を所定の荷重で押さえるようにすることも可能である。また、洗浄ユニット１２Ｌ及び補助洗浄ユニット２２Ｌのみがスイング回動する際に、洗浄ユニット１２Ｒ及び補助洗浄ユニット２２Ｒが人の頭部１０を所定の荷重で押さえるようにすることも可能である。
【０２７９】
なお、補助洗浄ユニット２２Ｌ、２２Ｒを備えていない自動頭部洗浄装置１００においても、このように、一方の洗浄ユニットによって人の頭部１０を所定の荷重により押さえつつ、他方の洗浄ユニットを回動方向に変位させるようにしてもよい。これにより、人の頭部１０の所定の部分を集中して洗浄することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２８０】
本発明の自動ヘッドケア装置および自動頭部洗浄装置は、美容、理容などの分野及び介護、看護などの医療分野で広く利用することができ、有用である。
【符号の説明】
【０２８１】
１１  頭部支持部
１２，１２Ｌ，１２Ｒ  洗浄ユニット
１３  接触ユニット
１４  分割ユニット部
４０  ヘッドケアユニット
１００  自動頭部洗浄装置
１０１  ボウル
１０４Ｌ，１０４Ｒ，２１２Ｌ，２１２Ｒ，２１３Ｌ，２１３Ｒ，２１４Ｌ  支持軸
１０５Ｌ，１０５Ｒ  第一アーム
１０６Ｌ，１０６Ｒ  第二アーム
１０７Ｌ，１０７Ｒ，１０８Ｌ，１０８Ｒ  第三アーム
１０９  接触子
１１０  ノズル
１１１Ｌ，１１１Ｒ  パイプ
１１２  支持体
１１５  カバー
２０１Ｌ，２０１Ｒ，２０６Ｌ，２０６Ｒ，３０１Ｌ，３０１Ｒ    モータ
２１１Ｌ，２１１Ｒ  圧力センサ
２１６  水系バルブ
２１７  洗浄液系バルブ
２１８  コンディショナー系バルブ
２１９  配管
２２０  混合部
２２１  コンディショナー供給部
２２２  洗浄液供給部
３０４Ｌ  ドライブシャフト
３０６Ｌ，３１４Ｌ，３２６Ｌ，３３６Ｌ，３４６Ｌ  円筒ラック
３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌ  第四アーム
３０９Ｌａ  対称軸
３０９Ｌｂ  分岐部
３０９Ｌｃ  連結部
７００  制御装置
７０１Ｌ，７０１Ｒ  アームスイング角度制御部
７０２Ｌ，７０２Ｒ  アーム押圧角度制御部
７０３Ｌ，７０３Ｒ  接触子群角度制御部
７０４  水系バルブ制御部
７０５  洗浄液系バルブ制御部
７０６  コンディショナー系バルブ制御部
７０７  操作部
７０８  システム制御部
７０８Ａ  角度指令発生部
７０８Ｂ  状態変数管理部
７０８Ｃ  圧力制御演算部
７０８Ｄ  システムフロー制御部
７０８Ｅ  操作受付部
７０８Ｆ  表示制御部
７０８Ｇ  バルブ開閉指令発生部
７０８Ｈ  安全等管理部
７０８Ｉ  記憶部
【図１】
2012039111.tif 000003
【図２】
2012039111.tif 000004
【図３】
2012039111.tif 000005
【図４】
2012039111.tif 000006
【図５Ａ】
2012039111.tif 000007
【図５Ｂ】
2012039111.tif 000008
【図６】
2012039111.tif 000009
【図７】
2012039111.tif 000010
【図８Ａ】
2012039111.tif 000011
【図８Ｂ】
2012039111.tif 000012
【図９Ａ】
2012039111.tif 000013
【図９Ｂ】
2012039111.tif 000014
【図１０Ａ】
2012039111.tif 000015
【図１０Ｂ】
2012039111.tif 000016
【図１１】
2012039111.tif 000017
【図１２】
2012039111.tif 000018
【図１３】
2012039111.tif 000019
【図１４】
2012039111.tif 000020
【図１５】
2012039111.tif 000021
【図１６】
2012039111.tif 000022
【図１７】
2012039111.tif 000023
【図１８】
2012039111.tif 000024
【図１９】
2012039111.tif 000025
【図２０】
2012039111.tif 000026
【図２１】
2012039111.tif 000027
【図２２】
2012039111.tif 000028
【図２３】
2012039111.tif 000029
【図２４】
2012039111.tif 000030
【図２５】
2012039111.tif 000031
【図２６】
2012039111.tif 000032
【図２７】
2012039111.tif 000033
【図２８】
2012039111.tif 000034
【図２９】
2012039111.tif 000035
【図３０】
2012039111.tif 000036
【図３１】
2012039111.tif 000037
【図３２】
2012039111.tif 000038
【図３３】
2012039111.tif 000039
【図３４】
2012039111.tif 000040
【図３５】
2012039111.tif 000041
【図３６】
2012039111.tif 000042
【図３７】
2012039111.tif 000043
【図３８Ａ】
2012039111.tif 000044
【図３８Ｂ】
2012039111.tif 000045
【図３９】
2012039111.tif 000046
【図４０】
2012039111.tif 000047
【図４１】
2012039111.tif 000048
【図４２】
2012039111.tif 000049
【図４３Ａ】
2012039111.tif 000050
【図４３Ｂ】
2012039111.tif 000051
【図４４】
2012039111.tif 000052
【国際調査報告】
2012039111.tif 000053
2012039111.tif 000054