(57)【要約】【課題】用いられるＬＥＤ光源の数量を少なく抑制して効率的な重合を可能とする歯科技工用重合装置を提供する。【解決手段】歯科補綴物１に用いられる光硬化性材料を硬化させる歯科技工用重合装置１０であって、筐体１１と、筐体内に、重合が行われる重合空間Ａを形成するように配置される仕切り壁１３と、重合空間の下部に設けられ、歯科補綴物を直接又は他の部材を介して配置する回転可能な回転台１４と、回転台の上方に形成される歯科補綴物を配置可能な領域である重合領域Ｂに対して硬化のための光を照射する複数のＬＥＤ光源１５ｂ、１５ｃと、を備え、複数のＬＥＤ光源のうち少なくとも１つ１５ｃは、その光軸が斜め上方に傾斜するように重合領域に向けられて配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科補綴物に用いられる光硬化性材料を硬化させる歯科技工用重合装置であって、
筐体と、
前記筐体内に、重合が行われる重合空間を形成するように配置される仕切り壁と、
前記重合空間の下部に設けられ、前記歯科補綴物を直接又は他の部材を介して配置する回転可能な回転台と、
前記回転台の上方に形成される前記歯科補綴物を配置可能な領域である重合領域に対して前記硬化のための光を照射する複数のＬＥＤ光源と、を備え、
前記複数のＬＥＤ光源のうち少なくとも１つは、その光軸が斜め上方に傾斜するように前記重合領域に向けられて配置されている、
歯科技工用重合装置。
【請求項２】
前記光軸が斜め上方に傾斜するように前記重合領域に向けられて配置されたＬＥＤ光源が複数設けられており、該複数のＬＥＤ光源のうち少なくとも１つは紫色又は近紫外線のＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の歯科技工用重合装置。
【請求項３】
前記歯科補綴物の前記重合領域内における高さ位置を調整するために、前記回転台の上に高さ調整部材を配置する、又は前記回転台自体を上下動可能とする機構を具備する請求項１又は２に記載の歯科技工用重合装置。
【請求項４】
さらに、前記複数のＬＥＤ光源の少なくとも１つは、その光軸が斜め下方に傾斜するように前記重合領域に向けられて配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯科技工用重合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科の分野、特に歯科技工の分野において歯科補綴物等を製作する際に用いられ、光硬化性材料を硬化させる歯科技工用重合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科の分野、特に歯科技工の分野において、歯牙の修復物や義歯床等の歯科補綴物を製作するに際し、硬化させる前の光硬化性材料を用いて歯科補綴物の形状を造り込み、これに光を照射して光硬化性材料を硬化させることにより形状を確定させる手法が広く行われている。ここで、光硬化性材料を硬化（重合）させるために光を照射する機器が歯科技工用重合装置である。
【０００３】
従来、歯科技工用重合装置の光源としては、蛍光灯、ハロゲンランプ、又はキセノンランプ等が用いられてきた。しかしながらこのような光源は寿命が必ずしも長いとは言えず、光源の交換を比較的頻繁におこなう必要があった。また、市販されている歯科用光硬化性材料の多くは、波長の短い青色や紫色の光で硬化（重合）させることができるが、上記の光源は広い波長域の光を出射するので、光硬化性材料を硬化させるために必要な波長域以外の波長をも含んでいた。従って、これらの光源では不要な波長域において無駄なエネルギーを使用してしまうことから効率のよい光の照射であるとは言えなかった。
【０００４】
これに対して、特許文献１、２には、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた歯科技工用重合装置が開示され、特定の波長域の光を出射する発光ダイオードを複数配置することにより従来よりも効率的な光の照射を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４０３３１５号公報
【特許文献２】特許第４１３０３７２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、重合対象となる歯科補綴物は、歯牙、歯列を模しているので非常に複雑な表面形状を有しており、このような複雑な形状に対しても効率よくムラの無い重合を可能とする要望があった。ムラの無い重合を可能とするために、例えば特許文献１のように多くの発光ダイオードを配置することもできる（特許文献１の第００２５段落の記載）。しかし、光源の交換や消費電力等の観点から、使用する光源の数量をできるだけ少なくすることが好ましい。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、用いられるＬＥＤ光源の数量を少なく抑制して効率的な重合を可能とする歯科技工用重合装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、本発明について説明する。なお、ここでは分かり易さのため括弧書きで図面の参照符号を併せて示すが、本発明はこれに限定されることはない。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、歯科補綴物（１）に用いられる光硬化性材料を硬化させる歯科技工用重合装置（１０、２０）であって、筐体（１１）と、筐体内に、重合が行われる重合空間（Ａ）を形成するように配置される仕切り壁（１３、２３）と、重合空間の下部に設けられ、歯科補綴物を直接又は他の部材を介して配置する回転可能な回転台（１４）と、回転台の上方に形成される歯科補綴物を配置可能な領域である重合領域（Ｂ）に対して硬化のための光を照射する複数のＬＥＤ光源（１５ｂ、１５ｃ）と、を備え、複数のＬＥＤ光源のうち少なくとも１つ（１５ｃ）は、その光軸が斜め上方に傾斜するように重合領域に向けられて配置されている、歯科技工用重合装置である。
ここで、「光軸」は、１つのＬＥＤ光源から出射される光の輝度分布のうち最も輝度が高い方向を意味する。以下同様である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の歯科技工用重合装置（１０、２０）において、光軸が斜め上方に傾斜するように重合領域（Ｂ）に向けられて配置されたＬＥＤ光源（１５ｃ）が複数設けられており、該複数のＬＥＤ光源のうち少なくとも１つは紫色又は近紫外線のＬＥＤであることを特徴とする。
ここで、紫色の光を出射するＬＥＤ光源は３８０ｎｍ以上４４０ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有することを意味し、近紫外線を出射するＬＥＤは、３１５ｎｍ以上３８０ｎｍ未満の範囲内にピーク波長を有することを意味する。
特に好ましくは、近紫外線を出射するＬＥＤ又は紫色の光を出射するＬＥＤにより、３７０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲にピーク波長を有する光である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の歯科技工用重合装置（１０、２０）において、歯科補綴物（１）の重合領域（Ｂ）内における高さ位置を調整するために、回転台の上に高さ調整部材が配置される、又は回転台自体を上下動可能とする機構を具備する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯科技工用重合装置（１０、２０）において、さらに、複数のＬＥＤ光源の少なくとも１つ（１５ｂ）は、その光軸が斜め下方に傾斜するように重合領域（Ｂ）に向けられて配置されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の歯科技工用重合装置によれば、用いられるＬＥＤ光源の数量を少なく抑制して効率的な重合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】１つの実施形態に係る歯科技工用重合装置の構成を概念的に示した正面図である。
【図２】１つの実施形態に係る歯科技工用重合装置の構成を概念的に示した側面図である。
【図３】歯科補綴物のアンダーカット部を説明するための図である。
【図４】他の実施形態に係る歯科技工用重合装置の構成を概念的に示した正面図である。
【図５】他の実施形態に係る歯科技工用重合装置の構成を概念的に示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１、図２は、１つの実施形態に係る歯科技工用重合装置１０の構成を概念的に示した図で、図１は正面から見た図、図２は側面から見た図である。
歯科技工用重合装置１０は、筐体１１、フタ１２、仕切り壁１３、回転台１４、及びＬＥＤ光源群１５を備えている。以下、各構成について説明する。また、歯科技工用重合装置１０には、これ以外にも該装置として機能するための公知の機器（例えば電源装置、電気回路、電気配線等）が備えられる。また、ＬＥＤ光源群１５から発生する熱を放熱するための手段が設けられていてもよい。
【００１７】
筐体１１は、図１、図２からわかるように歯科技工用重合装置１０の外殻を構成する部材であり、歯科技工用重合装置１０を構成する各部材の大部分がこの内側に配置される。
【００１８】
フタ１２は、後述する仕切り壁１３と併せて重合空間Ａを形成する壁の一部として機能し、筐体１１に設けられた開口に覆いかぶさるように配置されるフタ部材である。フタ１２は開閉可能とされ、その開時には外から重合空間Ａに連通可能とされ、閉時には重合空間Ａを閉鎖する。すなわち、フタ１２を開けて重合空間Ａ内に歯科補綴物１等を出し入れでき、フタ１２を閉じた姿勢で歯科補綴物１に光を照射する。
【００１９】
仕切り壁１３は、筐体１１内に重合するための空間である重合空間Ａを形成する部材であり、図１、図２に示したように複数の板状の部材が立体的に組み合わされている。図１からわかるように本実施形態では複数の板状の部材が、正面視で六角形が形成されるように組み合わされている。このように、仕切り壁により重合空間を正面視（図１の視点）、又は側面視（図２の視点）で多角形で形成し、その内の少なくとも２つの面から、該面の法線方向に光軸を有するＬＥＤ１５ｂ、１５ｃにより光が出射されることが好ましい。これにより、歯科補綴物１の上面（咬合面）はＬＥＤ１５ｂにより、表面積の多い側面はＬＥＤ１５ｂ、１５ｃにより、及びアンダーカット部にはＬＥＤ１５ｃにより確実に光を照射できるので、少ない数のＬＥＤで歯科補綴物１の形状に見合った光の照射が可能となる。アンダーカット部については後で説明する。すなわち、後述するように、ＬＥＤ１５ｂ、ＬＥＤ１５ｃのような、光軸が水平又は斜めに傾いている光を歯科補綴物１に照射することにより、回転台１４による歯科補綴物１の回転と相まって光が照射される面積を大きくすることができる。
ただし、重合空間Ａを形成することができれば、仕切り壁の形態は特に限定されることはなく、例えば曲面を有するドーム状や、中空の球体の一部であってもよい。
【００２０】
回転台１４は、仕切り壁１３により形成される重合空間Ａの底部に設けられ、モータ１４ａにより回転可能なテーブル状の部材である。回転台１４には直接、又は高さ位置を調整するための、例えば、所定の厚さのブロック状又は板状の高さ調整部材（不図示）を介して歯科補綴物１が置かれる。回転台１４は、モータ１４ａにより回転する軸１４ｂに取り付けられることにより、回転台１４自体が回転可能となっている。従ってここに配置される歯科補綴物１等も回転させることができ、さらに均一な硬化（重合）を可能としている。
回転台１４にはこのように歯科補綴物１が載せられることからもわかるように、該回転台１４の上方には重合領域Ｂが形成される。重合領域Ｂは重合空間Ａのうち、実際に歯科補綴物１が配置されて重合を行い得る領域である。
歯科補綴物１の重合領域Ｂ内における高さ位置を調整するために、上記のように高さ調整部材を用いてもよいし、回転台１４自体を上下動可能とする機構を設けてもよい。回転台１４を上下動させるための機構は特に限定されるものではないが、回転台１４を回転させる軸１４ｂを上下動可能とする形態を挙げることができる。
【００２１】
ＬＥＤ光源群１５は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１５ａ、１５ｂ、１５ｃから構成されており、各ＬＥＤ１５ａ、１５ｂ、１５ｃは仕切り壁１３のうち、重合空間Ａ側となる側の面に配置されている。ＬＥＤ１５ａ、ＬＥＤ１５ｂ、及びＬＥＤ１５ｃは、その光軸が重合領域Ｂに向けられているが、当該光軸の向きはＬＥＤ１５ａとＬＥＤ１５ｂとＬＥＤ１５ｃとでは異なるように配置されている。ここで、「光軸」とは、ＬＥＤから出射される光の輝度分布のうち最も輝度が高い方向を意味する。より詳しくは次の通りである。
【００２２】
ＬＥＤ１５ａは上部の仕切り壁１３に設置され、重合空間Ａの上部から下方に存する重合領域Ｂに向けて光を出射するＬＥＤ光源である。具体的には、歯科技工用重合装置１０が歯科補綴物１を硬化（重合）させる姿勢で、ＬＥＤ１５ａの光軸が水平面となす角をθａとしたとき、θａが９０°である。
ＬＥＤ１５ｂは、ＬＥＤ１５ａより下方の仕切り壁１３に配置され、重合空間Ａの側方から水平又は斜め下方に重合領域Ｂに向けて光を出射するＬＥＤ光源である。具体的には、歯科技工用重合装置１０が歯科補綴物１を硬化（重合）させる姿勢で、ＬＥＤ１５ｂの光軸が重合領域Ｂに向かうとともに、該光軸が水平面となす角をθｂとしたとき、０≦θｂ＜９０°である。ＬＥＤ１５ａが設けられない場合には、より好ましくは３０°≦θｂ＜９０°である。
ＬＥＤ１５ｃは、ＬＥＤ１５ｂより下方の仕切り壁１３に配置され、重合空間Ａの側方から斜め上方に重合領域Ｂに向けて光を出射するＬＥＤ光源である。具体的には、歯科技工用重合装置１０が歯科補綴物１を硬化（重合）させる姿勢で、ＬＥＤ１５ｃの光軸が重合領域Ｂに向かうとともに、該光軸が水平面となす角をθｃとしたとき、θｃ＜０°である。
ここで、成す角の正負は、光軸が下方を向いているときを正、光軸が上方を向いているときを負とする。
【００２３】
ＬＥＤ１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、歯科補綴物１に用いられる光硬化性材料を硬化させるために必要な波長を含む光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）である。通常、このような光硬化性材料が硬化する波長域は３６０ｎｍ〜５００ｎｍであることから、近紫外線、紫色、青色、又は白色のＬＥＤが好ましい。光硬化性材料の典型的な例として光重合触媒にカンファーキノンを用いた樹脂材料を挙げることができる。この材料の硬化（重合）開始の波長は４７０ｎｍ程度である。
ここで、近紫外線を出射するＬＥＤは、３１５ｎｍ以上３８０ｎｍ未満の範囲内にピーク波長を有し、同様に紫色の光を出射するＬＥＤは３８０ｎｍ以上４４０ｎｍ未満、青色の光を出射する光は４４０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を意味する。好ましくは近紫外線を出射するＬＥＤは、３７０ｎｍ以上３８０ｎｍ未満の範囲内にピーク波長を有し、同様に紫色の光を出射するＬＥＤは３８０ｎｍ〜４１０ｎｍ、青色の光を出射する光は４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲にピーク波長を有する光である。
【００２４】
近紫外線、紫色、青色、及び白色のＬＥＤの配置の態様は特に限定されることなく、いずれか一種類であってもよいし、二種類、又は三種類のＬＥＤを含めるように配置してもよい。さらに、１つのパッケージに複数のＬＥＤ素子を搭載したマルチチップ型ＬＥＤを使用してもよい。
ＬＥＤの配置数量について特に限定されることはないが、ＬＥＤ１５ｂ、ＬＥＤ１５ｃが配置され、それぞれにつき複数のＬＥＤが配設されていることが好ましい。また、市販されている光硬化性材料の硬化特性の観点から、複数のＬＥＤ１５ｂのうち少なくとも１つは近紫外線、紫色又は青色のＬＥＤであることがさらに好ましい。同様に、複数のＬＥＤ１５ｃのうち少なくとも１つは近紫外線、紫色又青色のＬＥＤであることが好ましい。特にＬＥＤ１５ｃについては、後述するように歯科補綴物１のアンダーカット部Ｃ、Ｄ（図３参照）を効率良く重合する観点から少なくとも１つは近紫外線又は紫色ＬＥＤが含まれることが好ましい。
本実施形態では、ＬＥＤ１５ａを３つ青色ＬＥＤで構成し、ＬＥＤ１５ｂを８個の青色ＬＥＤ及び１つの紫色ＬＥＤで構成し、並びに、ＬＥＤ１５ｃを５個の青色ＬＥＤ及び１つの紫色ＬＥＤで構成した。
【００２５】
以上のような構成部材を備える歯科技工用重合装置１０により例えば次のようにして歯科補綴物１を形成することができる。
硬化前の光硬化性材料により形造った歯科補綴物１を筐体１１内の回転台１４上の重合領域Ｂ内に配置する。この際には歯科補綴物１を直接回転台１４上に載せてもよいし、歯科補綴物１の高さ位置を調整するための高さ調整部材を介して回転台１４上に載せてもよい。また、回転台１４を直接上下動させる機構が設けられていればこれを用いて歯科補綴物の高さ位置を調整できる。
次にフタ１２を閉鎖してＬＥＤ１５ａ、ＬＥＤ１５ｂ、ＬＥＤ１５ｃを点灯するとともに、回転台１４を回転させる。これにより、ＬＥＤ１５ａ、ＬＥＤ１５ｂ、ＬＥＤ１５ｃからの光により歯科補綴物１の光硬化性材料が硬化（重合）を開始する。そして所定の時間、光を照射し続けることにより光硬化材料が硬化して形状が確定する。
【００２６】
ここで、歯科技工用重合装置１０では、ＬＥＤ１５ａ、ＬＥＤ１５ｂのように、上方、又は側方から重合領域Ｂに向けて光を照射するＬＥＤ光源が備えられることに加え、斜め下方から重合領域Ｂに向けて光を照射するＬＥＤ１５ｃが備えられている。これにより、複雑な形状である歯科補綴物１に対しても硬化（重合）むらを防止することができる。より詳しくは次の通りである。図３には歯科補綴物１の一部を拡大した図を示した。硬化（重合）させる歯科補綴物１は人間の歯牙、歯列が模擬して形成されているので、その表面形状は複雑であり、図３にＣ、Ｄで示したようなアンダーカット部が存在する。アンダーカット部Ｃ、Ｄにおける光硬化材料を硬化（重合）させることを考えると、上方からの光が届かず、水平からの光では光量が不十分となり、硬化（重合）ができなかったり、他の部位に比べて硬化（重合）が遅くなってしまう。従来の歯科技工用重合装置では、アンダーカット部を硬化（重合）するために歯科補綴物の向きを変えて再度硬化（重合）することが必要なことがよくあった。これに対して、歯科技工用重合装置１０ではＬＥＤ１５ｃにより下方からも歯科補綴物１に対して光を照射することができるので、アンダーカット部Ｃ、Ｄも他の部位と同様に硬化（重合）が可能となる。
【００２７】
また、歯科技工用重合装置１０における上記のような効率のよいＬＥＤ１５ａ、１５ｂ、１５ｃの配置によれば、使用されるＬＥＤの数量を抑えることができる。例えば本実施形態では、上記したように、ＬＥＤ１５ａを３個、ＬＥＤ１５ｂを９個、ＬＥＤ１５ｃを６個とし、合計１８個で構成している。当該ＬＥＤの数量はこれに限定されるものではないが、ＬＥＤの数量の最小値としてＬＥＤ１５ｂを１個、ＬＥＤ１５ｃを１個で構成することも可能である。ただし、ＬＥＤ１５ｂ、ＬＥＤ１５ｃをそれぞれ複数配置して重合時間を短くするという観点から、ＬＥＤ１５ｂを２個（例えば青色１個、紫色１個）、ＬＥＤ１５ｃを２個（例えば青色１個、紫色１個）を最小値とすることが好ましい。
なお、この場合には上記したように、図１で示したＬＥＤ１５ａが設けられない場合なので、図１に示したθｂは３０°≦θｂ＜９０°であることが好ましい。
【００２８】
さらに、歯科補綴物１を載置する台を回転台１４のように回転することができるものとすれば当該回転により、さらに効率のよい光の照射が可能となる。
【００２９】
次に他の実施形態の歯科技工用重合装置２０について説明する。図４、図５は、他の実施形態に係る歯科技工用重合装置２０の構成を概念的に示した図で、図４は正面から見た図、図５は側面から見た図である。
歯科技工用重合装置２０は、筐体１１、フタ１２、仕切り壁２３、回転台１４、及びＬＥＤ光源群１５を備えている。歯科技工用重合装置２０には、これ以外にも該装置として機能するための公知の機器（例えば電源装置、電気回路、電気配線等）が備えられる。また、ＬＥＤ光源群１５から発生する熱を放熱するための手段が設けられていてもよい。
歯科技工用重合装置２０に備えられる構成は歯科技工用重合装置１０で説明したものと共通する部位があるので、当該共通する部位については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本実施形態の歯科技工用重合装置２０では、仕切り壁２３のうち、少なくともＬＥＤの光軸が交わる部位の周辺が透光性を有する部材により形成され、その外側にＬＥＤ光源群１５が備えられている点で、歯科技工用重合装置１０と異なる。透光性のある部材は特に限定されることはないが、ＬＥＤ光源群１５からの光を拡散又は集光させる目的で、ここにレンズを備えても良い。また、透光性のある部材は、重合空間Ａ側と外側とで材料が異なる２層以上の部材としてもよい。例えば、重合空間Ａ側に透明樹脂のフィルムや薄板を備え、これより外側に樹脂レンズ又はガラスレンズを備えることが挙げられる。これによれば、当該透光性を有する部材のうち、重合空間Ａに晒される側が、硬化（重合）される材料により汚れても重合空間Ａ側の層のみを貼りかえることができ、透光性を有する部材の汚れや傷による光量の減衰を防止することが可能となる。
【００３１】
すなわち、歯科技工用重合装置２０では、重合空間Ａを、光を透過する仕切り壁２３により形成し、その外側から光を照射する態様である。これによれば、歯科技工用重合装置１０と同様の効果を奏するものとしつつ、ＬＥＤ１５ａ、１５ｂ、１５ｃを汚れ等から保護することができる。また、重合空間ＡとＬＥＤ１５ａ、１５ｂ、１５ｃとを離隔することで、ＬＥＤ１５ａ、１５ｂ、１５ｃから発生する熱を、重合空間Ａ内に影響を与えることなく効率良く外に逃がすことが可能となる。
【符号の説明】
【００３２】
１０、２０  歯科技工用重合装置
１１        筐体
１２        フタ
１３、２３  仕切り壁
１４        回転台
１５        ＬＥＤ光源群
【図１】
2013017616.tif 000003
【図２】
2013017616.tif 000004
【図３】
2013017616.tif 000005
【図４】
2013017616.tif 000006
【図５】
2013017616.tif 000007