(57)【要約】  口腔洗浄装置が、突出部のセットを保有する本体を含む。アクチュエータデバイスが、電気活性ポリマーの構造体の形で、突出部のうち１つ又は複数の突出部に関連付けられ、電気活性ポリマーの構造体の形のアクチュエータデバイスは、関連する１つ又は複数の突出部の位置を調整するためのものである。これは、洗浄機能の動力学的制御を可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
突出部のセットを保有する本体と、
前記突出部のうち１つ又は複数の突出部のサブセットに関連付けられ、さらに、前記１つ又は複数の突出部の底部にて提供されるアクチュエータデバイスと、
を含む口腔洗浄装置であって、
前記アクチュエータデバイスは、駆動信号が前記アクチュエータデバイスに与えられた場合に前記駆動信号に応答して変形し、その結果、関連する前記１つ又は複数の突出部の位置を調整する能力を有する電気活性ポリマーを含む、洗浄装置。
【請求項２】
アクチュエータのセットを含み、該アクチュエータのそれぞれが、それぞれの突出部又は突出部のセットに関連付けられる、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記突出部は、第１の長さの第１サブセットと、より短い第２の長さの第２サブセットとを含み、前記突出部の第１サブセットの少なくとも一部は、関連するアクチュエータデバイスを有する、請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記アクチュエータデバイスは、１つの作動モードで力の検出を行うように、さらに、別の作動モードで力の印加を行うように構成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記突出部のうち１つ又は複数の突出部に関連付けられ、さらに、前記１つ又は複数の突出部の底部にて提供される力センサ装置をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記力センサ装置は、加えられた力に応答してセンサ信号を生成する電気活性ポリマーの構造体を含む、請求項５に記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記力センサ装置及び前記アクチュエータデバイスが上下に積み重ねられている、請求項６に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記電気活性ポリマーの構造体又はそれぞれの電気活性ポリマーの構造体を保護するための封止装置を含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項９】
ベースと、前記突出部に対する開口部を有する、前記ベースにわたるカバーの部分とを含み、前記電気活性ポリマーの構造体又はそれぞれの電気活性ポリマーの構造体は、前記ベースと前記カバーの間にある、請求項８に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記封止装置は、前記関連する突出部が結合された前記電気活性ポリマーの構造体又はそれぞれの電気活性ポリマーの構造体の周りに可撓性の封止層を含む、請求項９に記載の洗浄装置。
【請求項１１】
前記封止装置は、前記カバーの部分の開口部を通過する前記突出部の周りに封止層を含む、請求項９に記載の洗浄装置。
【請求項１２】
歯ブラシヘッドを含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１３】
口腔洗浄装置の１つ又は複数の突出部の位置を、前記１つ又は複数の突出部のサブセットの底部にて提供されたアクチュエータデバイスを使用して調整するステップを含む口腔洗浄方法であって、前記アクチュエータデバイスは、該アクチュエータデバイスに与えられる駆動信号に応答して変形する電気活性ポリマーを含む、方法。
【請求項１４】
前記１つ又は複数の突出部に加えられる力を検出し、さらに、前記検出に応答して前記位置の調整を制御するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
歯磨き方法を含み、さらに、前記口腔洗浄装置は歯ブラシヘッドを含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯ブラシ等の口腔洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
全ての（手動又は電動の）歯ブラシが、タフト（ふさ）のセットを備えるヘッドを有し、それぞれのタフトは、典型的には、ブラシの毛の束を含む。
【０００３】
典型的な長方形のふさの付いたブラシは、その長手方向に沿って５又は６のタフトを有し、さらに、その幅を横切って２又は３のタフトを有する。長さにおいて１０から１２のタフト、さらに、幅において３から４のタフト等、タフトの密度が高い設計がある。タフトを互いにより近接して配置することによって、ブラシの毛が互いにより接近するため、ブラシの毛は歯肉の間及びその周囲により良好に到達することができ得る。
【０００４】
異なる長さのタフトを有する歯ブラシの設計もある。一部のやたらに長い高密度のブラシの毛は、歯間の深いところに捕らえられた隠れた歯垢を標的にする、及び、他の洗浄しにくい領域に到達するために使用されるタフトを形成する。
【０００５】
歯垢は、それらの到達しにくい領域から完全に除去されることはないため、改善された歯垢除去性能に向けて歯ブラシの設計を調整する必要がある。
【０００６】
歯、歯肉又は舌を洗浄するためにブラシの毛又はタフトを使用する他の口腔洗浄装置が存在する。口腔洗浄装置全般において洗浄性能の改善が必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の必要性を少なくとも部分的に満たすことが本発明の目的である。この目的は、独立請求項によって定められる本発明を用いて達成される。従属請求項は、有利な実施形態を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に従った例によると、口腔洗浄装置が提供され、当該口腔洗浄装置は：
突出部のセットを保有する本体；
突出部のうち１つ又は複数の突出部のサブセットに関連付けられ、さらに、１つ又は複数の突出部の底部にて提供されるアクチュエータデバイス；
を含み、アクチュエータデバイスは、アクチュエータデバイスに与えられた駆動信号に応答して変形し、その結果、関連する１つ又は複数の突出部の位置を調整する電気活性ポリマーの構造体を含む。
【０００９】
この装置は、特に、到達しにくい領域の洗浄に寄与するために突出部を前進させるように、使用中にその形状（特に、突出部の端部によって画定される輪郭）を適応させることができる。調整は、例えば、フィードバック制御に基づき制御されてもよい。外形調整は、突出部の端部及び／又は輪郭によって加えられる圧力を制御するために使用されてもよい。
【００１０】
突出部のサブセットのみがアクチュエータに関連づけられる。この方法で、突出部の表面の覆いの形状は、個々の突出部のレベルにて変えられる。この方法で、輪郭は積極的に変えられて、動力学的な洗浄効果を提供する。限界でも、１つの突出部又は突出部の１つのセットを駆動するための１つのアクチュエータが存在し得る。各突出部は、単一の比較的厚い要素であってもよく、又は、比較的薄いブラシの毛の群であってもよい。
【００１１】
突出部を保有する本体は、例えば、概して平面であり、従って、その本体からの突出部は、本質的に同じ平行な方向に（すなわち、歯ブラシのように）延び得る。それぞれの突出部のサブセットは、本体の全領域のうち一部分の上にある。
【００１２】
当該装置は、アクチュエータのセットを有してもよく、それぞれのアクチュエータがそれぞれの突出部又は突出部のセットに関連付けられる。これは、突出部のセットの覆い全体の形状がより正確に制御されるのを可能にする。
【００１３】
１から５のアクチュエータがあってもよく、さらに、それぞれのアクチュエータは、例えば、（上記のように）１から５の突出部に関連付けられてもよい。
【００１４】
突出部は、第１の長さの第１サブセットと、より短い第２の長さの第２サブセットとを含んでもよく、突出部の第１サブセットの少なくとも一部は、関連するアクチュエータデバイスを有する。従って、アクチュエータは、最も深い突出部を前進させるために使用されるので、他の突出部が歯の表面にありながら、最も深い突出部が歯肉まで又は歯間をさらに前進することができる。
【００１５】
アクチュエータデバイスは、１つの作動モードで力の検出を行うように、さらに、別の作動モードで力の印加を行うように構成されてもよい。この方法で、当該装置は、例えば、外部の力が加えられていない場合等、突出部が前進すべき時を検出することができる。力の検出及び作動は、時系列で行われてもよい。
【００１６】
或いは、別の力センサ装置が、突出部のうち１つ又は複数の突出部に関連付けられ、さらに、１つ又は複数の突出部の底部にて提供されてもよい。この方法で、力の検出及び作動が同時に適用されてもよい。
【００１７】
力センサ装置は、加えられた力に応答してセンサ信号を生成する電気活性ポリマーの構造体も含んでよい。従って、当該装置は、別のセンサ及びアクチュエータの構成を有する。
【００１８】
力センサ装置及びアクチュエータデバイスは、例えば、上下に積み重ねられてもよい。
【００１９】
封止装置が、上記の電気活性ポリマーの構造体又はそれぞれの電気活性ポリマーの構造体を保護するために提供されてもよい。これは、特に、口腔洗浄製品に対して望ましい。
【００２０】
第１の構成において、当該装置は、ベースと、突出部に対する開口部を有する、ベースにわたるカバー部分とを含み、上記の電気活性ポリマーの構造体又はそれぞれの電気活性ポリマーの構造体は、ベースとカバーの間にある。
【００２１】
次に、第１のあり得る封止装置は、関連する突出部が結合されている上記の電気活性ポリマーの構造体又はそれぞれの電気活性ポリマーの構造体の周りに可撓性の封止層を含む。
【００２２】
第２のあり得る封止装置は、カバー部分の開口部を通過する突出部の周りに封止層を含む。
【００２３】
本発明は、歯ブラシヘッドに対して特に関心があるものである。歯ブラシヘッドは、（ユーザによってのみ動かされるヘッドを有する）機械的歯ブラシの一部、又は、（環状の動きが電気的に加えられるヘッドを有する）電動歯ブラシの一部であってもよい。
【００２４】
システムは、上記の多数の装置から形成することができ、それぞれの装置は、それぞれの本体及び突出部のセットを有し、例えば、歯又は歯肉の異なる表面に面するように異なる方向に向けられた本体を有する。
【００２５】
本発明は、口腔洗浄方法も提供し、当該方法は：
１つ又は複数の突出部のサブセットの底部にて提供されたアクチュエータデバイスを使用して口腔洗浄装置の１つ又は複数の突出部の位置を調整するステップを含み、アクチュエータデバイスは、該アクチュエータデバイスに与えられる駆動信号に応答して変形する電気活性ポリマーの構造体を含む。
【００２６】
この方法は、洗浄動作が実行されながら、突出部の位置を調整することによって洗浄装置の輪郭を能動的に制御する。
【００２７】
当該方法は、好ましくは、１つ又は複数の突出部に加えられた力を検出すること、及び、検出に応答して位置調整を制御することをさらに含む。これは、フィードバックを使用して、要求された位置調整を制御する動力学的制御のアプローチを提供する。
【００２８】
それぞれの突出部は、単一の突出している部分を含んでもよく、又は、ブラシの毛のセットを含んでもよい。
【００２９】
次に、本発明の例が、付随の図面を参照して詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】固定されていない既知の電気活性ポリマーの装置を示した図である。
【図２】バッキング層によって抑圧された既知の電気活性ポリマーの装置を示した図である。
【図３】歯ブラシヘッドに対する２つのあり得るタフトの外形を示した図である。
【図４】ＥＡＰ制御歯ブラシヘッドの第１の例を示した図である。
【図５】ＥＡＰ制御歯ブラシヘッドの第２の例を示した図である。
【図６】ＥＡＰ制御歯ブラシヘッドの第３の例を示した図である。
【図７】ＥＡＰ制御歯ブラシヘッドの第４の例を示した図である。
【図８】ＥＡＰ制御歯ブラシヘッドの第５の例を示した図である。
【図９】ＥＡＰ制御歯ブラシヘッドの第６の例を示した図である。
【図１０】ＥＡＰ制御歯ブラシヘッドの第７の例を示した図である。
【図１１】ＥＡＰ制御歯ブラシヘッドの第８の例を示した図である。
【図１２】凸面及び凹面の外形を生成するために二方向駆動を可能にするように積み重ねられた２つのＥＡＰアクチュエータを示した図である。
【図１３】圧力センサの上に積み重ねられたＥＡＰアクチュエータを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、突出部のセットを保有する本体を含む口腔洗浄装置を提供する。アクチュエータデバイスは、電気活性ポリマーの構造体の形で突出部のうち１つ又は複数の突出部に関連付けられ、電気活性ポリマーの構造体の形のアクチュエータデバイスは、関連する１つ又は複数の突出部の位置を調整するためのものである。これにより、洗浄機能の動力学的制御が可能になる。
【００３２】
本発明は、電気活性ポリマー（ＥＡＰ）のアクチュエータを使用した突出部位置の制御が存在する口腔洗浄装置を提供する。利用することができるＥＡＰ技術が第一に説明される。
【００３３】
電気活性ポリマー（Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＥＡＰ）は、電気的応答材料の分野における新興階級の材料である。ＥＡＰはセンサ又はアクチュエータとして機能することができ、さらに、様々な形状に容易に製造することができ、多種多様なシステムに容易に統合することを可能にする。
【００３４】
過去１０年間に著しく改善された作動応力及び歪み等の特徴を有する材料が開発されてきた。技術リスクは製品開発に対する許容レベルまで減らされてきたため、ＥＡＰは、商業的且つ技術的にますます関心のあるものになっている。ＥＡＰの利点には、低電力、スモールフォームファクタ、可撓性、ノイズの少ない動作、正確性、高分解能の可能性、高速応答時間及び周期的作動が含まれる。
【００３５】
ＥＡＰ材料の改善された性能及び特定の利点は、新しい用途への適用性を生じさせる。
【００３６】
ＥＡＰ装置は、電気作動に基づいて、構成要素又は特徴の少量の動きが望まれるあらゆる用途において使用することができる。同様に、この技術は小さな動きを検出するために使用することができる。
【００３７】
ＥＡＰの使用は、一般的なアクチュエータと比較して、小容量又は薄いフォームファクタにおける比較的大きな変形量と力との組み合わせのため、以前には可能でなかった機能を可能にするか、又は、一般的なセンサ／アクチュエータの解決策より大きな利点を提供する。ＥＡＰは、ノイズの少ない動作、正確な電子制御、高速応答、及び、０〜２０ｋＨｚ等の広い範囲のあり得る作動周波数も与える。
【００３８】
電気活性ポリマーを使用した装置は、電場駆動（ｆｉｅｌｄ−ｄｒｉｖｅｎ）材料及びイオン駆動（ｉｏｎｉｃ−ｄｒｉｖｅｎ）材料に細分することができる。
【００３９】
電場駆動ＥＡＰの例は、誘電エラストマー、電歪ポリマー（ＰＶＤＦベースのリラクサポリマー又はポリウレタン等）及び液晶エラストマー（ＬＣＥ）である。
【００４０】
イオン駆動ＥＡＰの例は、共役ポリマー、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）高分子複合体及びイオン導電性高分子貴金属複合体（ＩＰＭＣ）である。
【００４１】
電場駆動ＥＡＰは、直接的な電気機械結合を介した電場によって作動され、イオンＥＡＰに対する作動機構は、イオンの拡散を伴う。どちらのクラスも多数のファミリーメンバーを有し、それぞれがその独自の利点及び欠点を有している。
【００４２】
図１及び２は、ＥＡＰ装置に対する２つのあり得る作動モードを示している。
【００４３】
装置は電気活性ポリマーの層１４を含み、電気活性ポリマーの層１４は、その両側の電極１０、１２の間に挟まれている。
【００４４】
図１は固定されていない装置を示している。電気活性ポリマーの層を、図示のようにあらゆる方向において広げさせるために電圧が使用される。
【００４５】
図２は、広がりが一方向においてのみ生じるように設計された装置を示している。この装置は、キャリア層１６によって支持されている。電圧が、電気活性ポリマーの層をカーブさせる又は曲げさせるために使用される。
【００４６】
共に、電極、電気活性ポリマーの層及びキャリアは、「電気活性ポリマーの構造体」と呼ばれることになる。
【００４７】
この動きの性質は、例えば、作動されると膨張する能動的な層と受動的なキャリア層との相互作用から生じる。示されているように軸を中心にして非対称の曲線を得るために、例えば分子の配向（フィルムの延伸）を適用して、一方向における動きを強制することができる。
【００４８】
一方向における膨張は、ＥＡＰポリマーの非対称性から生じ得るか、又は、キャリア層の特性の非対称性から生じ得るか、又は、両方の組み合わせから生じ得る。
【００４９】
以下の例は、歯ブラシヘッドに基づいており、突出部はタフトの形であり、それぞれのタフトはブラシの毛のセットを含む。
【００５０】
図３の左側部分は、歯の形状に一致する輪郭を画定するために異なる長さのタフトを有する歯ブラシヘッド３０を示している。右側部分は、いくつかの特別に長いタフト３４を有する歯ブラシヘッド３２を示しており、タフト３４は、他のタフトが歯の表面にあるときに歯肉線に向かって、又は、歯間を延びることを意図している。
【００５１】
これらの静的なアプローチは洗浄効率を改善するけれども、異なるユーザ間の違いを考慮に入れていない。
【００５２】
図４は、どのようにＥＡＰアクチュエータを使用してタフト位置の調整を提供することができるかを示している。これは、洗浄性能に寄与するように周期的な調整を提供することであってもよく、又は、特定のユーザを考慮に入れた調整を提供することであってもよい。
【００５３】
図４は、歯ブラシヘッドの長さ方向におけるタフトの列を示している。
【００５４】
３つのタフトのうち第１サブセット４０及び３つのタフトのうち第２サブセット４２は比較的短く、さらに、第３サブセット４４は比較的長く、歯４６の間の隙間に到達することを意図している。
【００５５】
サブセット４４は、ＥＡＰ装置の形のアクチュエータデバイス４８の上に乗せられている。左の画像は非作動位置を示し、右の画像は作動位置を示している。アクチュエータは外側に曲がってタフトの位置を変えている。中心のタフトは外側に上げられ、さらに、わきのタフトは、示されているように外側に上げられ且つそらされる。
【００５６】
周期的な駆動信号を使用してアクチュエータ４８を作動させることによって、タフトを歯に向かって、さらに、歯から遠ざかるように振動させることができる。この動きの方向は、ユーザが手動で達成するのはより困難である。歯間の隙間への侵入深さは、ｄとして示されている量だけ増加する。
【００５７】
ＥＡＰアクチュエータは、装置が使用されている間、常に周期的に作動させることができる。この方法で、振動動作が、洗浄機能に寄与するように使用される。しかし、作動は、センシングフィードバックを使用して制御されてもよい。例えば、圧力センサが、制御されることになるタフトに結合されてもよい。タフト上の法線方向の圧力が減らされる場合、ＥＡＰアクチュエータは、洗浄ヘッドからさらに離れて、隣接歯間の隙間にタフトを前進させるように使用される。この方法で、ブラシの毛は歯の輪郭に追従することになり、さらに、隣接歯間の隙間をより深く且つ歯肉線に沿ってより洗浄する。
【００５８】
次の歯に向かって隣接歯間の隙間からさらに移動する場合、ＥＡＰアクチュエータを開始位置に戻すことによってタフトを引っ込めることができる。
【００５９】
フィードバック制御に対する検出は、タフトの底部にて別の圧力センサを使用してもよい。
【００６０】
そのようなセンサは、ピエゾ抵抗性又は容量性の圧力センサを含み得る。センサは、ピエゾ抵抗性ゴム又は変形可能なエラストマーキャパシタ等の感圧性材料を含み得る。或いは、センサは、金属電極を有する変形可能なポリマー膜又は微細加工されたシリコンセンサ等の膜技術に基づき得る。
【００６１】
ＥＡＰ装置は、圧力センサとして使用されてもよい。ＥＡＰ装置に加えられる外力は、電磁場を変化させ、次に、その電磁場は検出することができる。
【００６２】
例えば、ＥＡＰセンサとＥＡＰアクチュエータの（いずれかの順序での）積み重ねがあってもよい。アクチュエータが上であると、センサはアクチュエータを介して加えられている力を検出することになる。アクチュエータが下にあると、センサは加えられる力をより直接的に検出することになる。
【００６３】
異なる組み合わせのタフトに、ＥＡＰアクチュエータが適用されてもよい。アクチュエータは、個々のタフトに又はタフトの群に関連付けられてもよい。様々な例が図５乃至８において示されている。さらなる例として、ＥＡＰアクチュエータは、ブラシ領域全体（すなわち、全てのタフト）を覆ってもよい。これは、異なるタフト又はタフトの群のいかなる独立した制御も可能にしないが、最もシンプルな実行である。
【００６４】
図５は、個々のタフトのセットがそれぞれ独自の組み合わされた圧力センサと力アクチュエータ５０とを有する例を示している。この例では、作動されるタフトは歯ブラシヘッドを横切って延びる列を画定している。これらの列は、典型的には、ブラッシング中に隣接する歯間の隙間とともに整列する。図５において示されているように、アクチュエータは、歯間の隙間に到達するように意図されたより長いタフトに適用される。歯の線に対して垂直にブラッシングする場合、これらのより長いタフトは代わりに歯肉線に到達することができる。
【００６５】
図６は、タフトの２つの横の列が再び作動される例を示しているが、今回は、各列に対して共有のＥＡＰアクチュエータ及びセンサ装置６０を使用している。
【００６６】
図７は、共有のＥＡＰアクチュエータ及びセンサ装置７０を用いてタフトの２つの縦の列がそれぞれ作動される例を示している。それぞれの列は、歯ブラシヘッドのタフトの完全な列の単なる一部である。これらの縦の列は、ブラッシング中の歯の表面に沿った歯ブラシの典型的な動きに対応する方向に延びている。
【００６７】
図８は、タフトの４つの縦の列が、共有のＥＡＰアクチュエータ及びセンサ装置を用いてそれぞれ作動される例を示している。別のアクチュエータは異なる設計を有する。特に、アクチュエータ８０及び８２は一端で固定されるため、アクチュエータの変形は非対称である。アクチュエータ８４及び８６は他端で固定されるため、アクチュエータの変形は反対方向において非対称である。これは、互いに対するタフトの一種のねじり運動を誘発し、さらに、洗浄効率を改善するためのこすり落とし機能の形を提供し得る。
【００６８】
口は非常に湿気の多い作業環境であるため、ＥＡＰの積み重ねは、液体及び水分へのその曝露を回避するために、好ましくは封止される。これは、例えば、変形を実質的に抑えず、封止を介した動きの伝達を実質的に妨げない耐水性のコンプライアンスをもった材料にアクチュエータ（及び使用される場合にはセンサ）を埋め込むことによって達成することができる。
【００６９】
次に、様々な封止装置が、図９乃至１１を参照して記載される。これらは、歯ブラシヘッドの幅を横切る断面を示している。説明目的のために、（図６のように）共有のアクチュエータを有するタフトの横方向の列が示されている。しかし、一般的な封止のアプローチは、当然ながら、他の構成にも適用することができる。当然ながら、同じシーリング構成を、ブラシの毛のセットとして形成されたタフトの代わりに個々の突出部に適用することもできる。
【００７０】
図９において示されているように、歯ブラシヘッドは、ベース９０とカバー部分９２とを有する。カバー部分がベースに対して封止されるため、アクチュエータ（及び使用される場合はセンサ）を含有する空洞９４が形成される。同じ基本的なヘッド構造が図１０及び図１１においても使用されている。
【００７１】
図９の例では、（アクチュエータを形成し、任意選択でセンサも形成する）電気活性ポリマーの構造体９６は、可撓性の封止層９８によって取り囲まれている。関連するタフト９９は、接着剤１００によってその封止層に結合している。
【００７２】
図１０の例では、封止装置は、タフトのうち、カバー部分９２の開口部を通過している箇所の周りに封止層１０２を含んでいる。封止層は、タフトの底部まで延び、さらに、ＥＡＰアクチュエータ９６へのタフトの結合を提供している。図１０は、非作動状態及び作動状態の設計を示している。
【００７３】
図１１の例では、封止装置はここでも、タフトのうち、カバー部分９２の開口部を通過している箇所の周りに封止層１０２を含んでいる。ＥＡＰアクチュエータ９６へのタフトの別の結合１０４がある。
【００７４】
ＥＡＰアクチュエータ及びＥＡＰセンサ（センサが使用される場合）に対して、様々な設計があり得る。電極の構成が、例えば、電場駆動装置のために、先に示された電気活性ポリマーの層の対面の上に電極を含んでもよい。これらは、ＥＡＰ層の厚さを制御するための横方向の電場を提供する。これは、次に、層の平面におけるＥＡＰ層の膨張又は収縮を引き起こす。
【００７５】
電極の構成は、代わりに、電気活性ポリマーの層の１つの面上に一対の櫛歯電極を含んでもよい。これは、平面内の層の寸法を直接制御するために、平面内電場を提供する。
【００７６】
先に示されたアクチュエータは、単一の方向に変形する。逆方向に変形することができる両面ＥＡＰアクチュエータも知られている。両面アクチュエータは、外形が凹面の状態から凸面の状態にされるのを可能にするために使用されてもよく、その間に平らな静止状態が得られる。図１２は、点線の湾曲したアウトラインによって示されているように、作動された場合に逆方向に変形する２つのＥＡＰ装置１２０、１２２の積み重ねを含むアクチュエータを示している。
【００７７】
完全性のために、図１３は、圧力センサ１３２の下に積み重ねられたＥＡＰアクチュエータ１３０を示している。圧力センサは、ＥＡＰセンサ装置であってもよく、又は、別のタイプの圧力センサであってもよく、アクチュエータ１３０の制御に使用されるフィードバック信号を提供するために使用される。
【００７８】
ＥＡＰ層に適した材料は既知である。電気活性ポリマーには、サブクラス：圧電ポリマー、電気機械ポリマー、リラクサ強誘電性ポリマー、電歪ポリマー、誘電エラストマー、液晶エラストマー、共役ポリマー、イオン導電性高分子貴金属複合体、イオン性ゲル及びポリマーゲルが含まれるがこれらに限定されない。
【００７９】
サブクラスの電歪ポリマーには：
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン（ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロフルオロエチレン（ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレン（ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、ポリウレタン、又は、その混合物が含まれるがこれらに限定されない。
【００８０】
サブクラスの誘電エラストマーには：
アクリレート、ポリウレタン、シリコーンが含まれるがこれらに限定されない。
【００８１】
サブクラスの共役ポリマーには：
ポリピロール、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンスルファイド）、ポリアニリンが含まれるがこれらに限定されない。
【００８２】
追加の受動的な層が、加えられた電場に応答したＥＡＰ層の挙動に影響を及ぼすために、提供されてもよい。
【００８３】
ＥＡＰ層は、上述のように電極間に挟まれていてもよい。電極は、ＥＡＰ材料層の変形に追従するように伸張可能であってもよい。電極に適した材料も既知であり、例えば、金、銅若しくはアルミニウム等の金属薄膜、又は、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、例えばポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）等のポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）等、有機導体を含む群から選択されてもよい。例えばアルミニウムコーティングを使用して、金属化ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の金属化ポリエステルフィルムも使用することができる。
【００８４】
種々の層に対する材料は、例えば、種々の層の弾性係数（ヤング率）を考慮に入れて選択されることになる。
【００８５】
追加のポリマー層等、上記の層に対する追加の層が、装置の電気的又は機械的挙動を適応させるために使用されてもよい。
【００８６】
ＥＡＰ装置は、電場駆動装置又はイオン装置であってもよい。イオン装置は、イオン導電性高分子貴金属複合体（ＩＰＭＣ）又は共役ポリマーに基づき得る。イオン導電性高分子貴金属複合体（ＩＰＭＣ）は、印加された電圧又は電場の下で人工的な筋肉の挙動を示す合成複合体ナノ材料である。
【００８７】
ＩＰＭＣは、表面が化学的にめっきされているか、或いは、白金若しくは金等の導電体又は炭素系電極で物理的に被覆されているＮａｆｉｏｎ又はＦｌｅｍｉｏｎのようなイオン性ポリマーで構成されている。印加された電圧の下で、ＩＰＭＣのストリップにわたって課された電圧によるイオンの移動及び再分配は、曲げ変形を生じる。ポリマーは溶媒膨潤したイオン交換ポリマー膜である。この電場は、水と共に陽イオンを陰極側に移動させる。これは、親水性クラスターの再構築及びポリマーの膨張をもたらす。陰極領域の歪みはポリマーマトリックスの残りの部分において応力をもたらし、陽極に向かって曲げることになる。印加された電圧を逆にすると、曲がりが逆転する。
【００８８】
めっきされた電極が非対称の構成で配置されている場合、課された電圧は、ねじれ、回転、よじれ、転回及び非対称の曲げ変形等、あらゆる種類の変形を誘発し得る。
【００８９】
本発明は、上記のような歯ブラシヘッドだけでなく、口腔洗浄装置全般における微小な毛の作動に対して関心のあるものである。他の口腔洗浄装置は、舌クリーナー及びマウスピースである。
【００９０】
舌クリーナーは、口臭の細菌を除去するための、ブレスケアシステムの一部として使用されるブラシの毛又はブラシの毛のセットを有する装置であり、舌のコーティングを分解するために使用され、ブラシの毛が舌乳頭の周りに侵入して有機堆積物を除去する。単一のブラシの毛又はブラシの毛の群が、関連するＥＡＰ装置によって制御される突出部を構成してもよい。
【００９１】
マウスピースはガムシールドのようなものであり、歯に面する内側に振動突出部を有する装置として知られている。そのような装置は、乳児用の歯ブラシ及び歯がためとして機能することができ、或いは、成人用の歯ブラシに対する代替物を提供することができる。
【００９２】
システムは、多数の装置から形成されてもよく、それぞれが、それぞれの本体及び突出部のセットを有し、例えば、本体が歯又は歯肉の異なる表面に面するように異なる方向に向けられてもよい。例えば、ガムシールドは、異なる本体を有してもよく、それぞれの本体内には、突出部のサブセットに対して作動するアクチュエータがある。
【００９３】
微小な毛又は個々の突出部のタフトの形の突出部は、上述のようにドライバとしてＥＡＰを使用して直接作動させることができる。ＥＡＰのアレイは、洗浄装置ヘッドの異なる部分及びセグメントに対する異なる設定間での切り替えのために使用されてもよい。例えば、これは、歯に対して強く押し付けることと、軽くブラッシングすることの切り替えを可能にする。
【００９４】
開示された実施形態に対する他の変化は、請求された発明を実行する際に、図面、明細書、及び付随の特許請求の範囲の調査から当業者により理解する及びもたらすことができる。特許請求の範囲において、「含む」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞はその複数形を除外しない。特定の手段が互いに異なる従属項において記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを役立つよう使用することができないと示しているわけではない。特許請求の範囲におけるいかなる参照番号も、その範囲を限定するとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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