JP6872531B2 - 毛抜き方法、毛抜き装置、歯ブラシ製造方法および歯ブラシ製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、毛抜き方法、毛抜き装置、歯ブラシ製造方法および歯ブラシ製造装置に関し、テーパー毛を平線により植毛した歯ブラシの不良毛（長毛）を抜く際に用いて好適な毛抜き方法、毛抜き装置、歯ブラシ製造方法および歯ブラシ製造装置に関する。
本願は、２０１６年４月５日に、日本に出願された特願２０１６−０７６１６５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

平線により毛束を植毛して得られる歯ブラシは従来、射出成形などによりヘッド部を含むブラシ本体を製作する工程と、製作されたブラシ本体のヘッド部に形成された複数の植毛穴に平線により毛束を植毛する植毛工程と、毛先をカットして植え込まれた毛の高さを調整する毛切り工程と、毛先の角部を研磨する先丸工程とを経て製作され、製作された歯ブラシは植毛不良などがないか否かを検査した後、包装されて出荷される（特許文献１）。したがって植毛工程で植毛された毛の高さが不揃いであっても毛切り工程にて毛の高さを所定高さに揃えるなどの調整が可能である。

近年、歯間に入りやすいテーパー毛が植設された歯ブラシが多く用いられるようになってきた（例えば、特許文献２参照）。テーパー毛は、毛先部分が縮径されて細いことを特徴とするため、従来のように植え込まれた毛の高さを調整する毛切り工程を採ることは、テーパー毛の毛先が切断された分だけ太くなるため好ましくない。そのため、テーパー毛を用いる場合、植毛工程で植毛された毛の高さが揃うように植毛条件を調整することが行われ、植毛不良により所定高さから植毛方向に飛び出した不良毛（長毛）が発生した場合、人手によって不良毛を抜き取って除去することなどが行われる。人手による不良毛の抜き取りは、例えば、ペンチのような工具で不良毛を挟んで抜き取るが、長毛の先端を挟んで引っ張ると千切れて抜けないことがある。そのため、長毛先端を工具でつかんだ後、つかんだ状態で植毛面の外周の外に引き出し、その後に、つかむ位置を長毛の根元にスライドさせ、根元を挟んだ状態で引き抜く作業が行われる。このような作業を不良毛のそれぞれで行う必要があるため、コスト増を招くという問題があった。

特許文献３には、歯ブラシの最外周輪郭からはみ出した倒毛を歯ブラシの最外周輪郭全周に亙って抜き取り可能な歯ブラシの倒毛抜き装置が開示されているがテーパー毛を植毛したときの前記長毛の除去には対応できないという問題があった。

特開２００２−１９９９３９号公報 特許３１４５２１３号公報 特開平７−１５５２２３号公報

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、品質不良およびコスト増を抑制できる毛抜き方法、毛抜き装置、歯ブラシ製造方法および歯ブラシ製造装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、ヘッド部の植毛面に所定高さでテーパー毛の毛束が平線を用いて植毛された歯ブラシにおける前記所定高さよりも飛び出した不良毛の毛抜き方法であって、前記所定高さから飛び出した前記不良毛における毛先の前記高さ方向の位置及び前記ヘッド部の長さ方向の位置を検出する検出工程と、前記検出工程で検出した毛先の位置に基づいて、前記ヘッド部の幅方向に前記植毛面と平行に延在し、前記ヘッド部の幅よりも長く設けられ、離間した複数の挟持片と前記ヘッド部とを相対移動させ、離間した複数の挟持片の間に前記毛先を配置する第１移動工程と、前記複数の挟持片の少なくとも一つを移動させて前記複数の挟持片により前記毛先を前記高さ方向の第１位置で挟持させる挟持工程と、前記毛先を挟持した前記複数の挟持片と前記ヘッド部とを相対移動させ、前記第１位置よりも前記植毛面に近い第２位置に前記毛先を挟持した前記複数の挟持片を配置する第２移動工程と、前記毛先を挟持した前記複数の挟持片を前記第１位置よりも前記植毛面に近い位置で前記高さ方向と交差する軸線周りに回転させて、前記挟持片の外周面に前記不良毛を巻き付ける巻き付け工程と、前記不良毛を巻き付けた前記複数の挟持片と前記ヘッド部とを相対移動させ、前記不良毛を巻き付けた前記複数の挟持片を前記第１位置よりも前記植毛面から離れた第３位置に配置する工程と、を含むことを特徴とする毛抜き方法が提供される。

また、上記本発明の一態様に係る毛抜き方法において、前記挟持片は、前記毛先を挟持する方向の最大幅Ｗ１と、前記高さ方向の最大幅Ｗ２との比であるＷ１／Ｗ２が０．５以上であることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る毛抜き方法において、前記巻き付け工程においては、前記複数の挟持片を前記軸線周りに１／２回転以上回転させることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る毛抜き方法において、前記第２移動工程で前記複数の挟持片と前記ヘッド部との相対移動速度に応じた回転速度で前記複数の挟持片を前記軸線周りに回転させることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る毛抜き方法において、前記抜き取り工程の後に、少なくとも前記所定高さから飛び出した前記不良毛の有無を再検出する工程を含むことを特徴とする。

本発明の第２の態様に従えば、ヘッド部の植毛面に所定高さでテーパー毛の毛束を平線を用いて植毛する植毛工程と、前記植毛工程で植毛された前記テーパー毛を検査する検査工程と、前記所定高さから飛び出した不良毛を、本発明の第１の態様の毛抜き方法で抜き取る工程とを含むことを特徴とする歯ブラシ製造方法が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、ヘッド部の植毛面に所定高さでテーパー毛の毛束が平線を用いて植毛された歯ブラシにおける前記所定高さよりも飛び出した不良毛の毛抜き装置であって、前記所定高さから飛び出した前記不良毛における毛先の位置を検出する検出部と、前記毛先を挟持可能な複数の挟持片と、前記毛先を挟持する位置と、前記毛先の挟持を解放した位置との間で前記複数の挟持片の少なくとも一つを駆動する第１駆動部と、前記複数の挟持片と前記ヘッド部とを前記植毛面と平行な方向および前記高さ方向に相対駆動する第２駆動部と、前記複数の挟持片を前記高さ方向と交差する軸線周りに回転駆動して前記挟持片の外周面に前記不良毛を巻き付けさせる第３駆動部と、前記検出部の検出結果に応じて前記第１駆動部、前記第２駆動部および前記第３駆動部を制御して、離間した複数の挟持片と前記ヘッド部とを相対移動させ、離間した複数の挟持片の間に前記毛先を配置した後に、前記複数の挟持片により前記毛先を前記高さ方向の第１位置で挟持させ、前記毛先を挟持した前記複数の挟持片をその後に前記第１位置よりも前記植毛面に近い第２位置に配置し、前記第１位置よりも前記植毛面に近い位置で前記高さ方向と交差する軸線周りに回転させて前記挟持片の外周面に前記不良毛を巻き付けさせ、前記不良毛を巻き付けた前記複数の挟持片を前記第１位置よりも前記植毛面から離れた第３位置に配置する駆動制御部と、を備えることを特徴とする毛抜き装置が提供される。

また、上記本発明の一態様に係る毛抜き装置において、前記挟持片は、前記毛先を挟持する方向の最大幅Ｗ１と、前記高さ方向の最大幅Ｗ２との比であるＷ１／Ｗ２が０．５以上であることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る毛抜き装置において、前記駆動制御部は、前記挟持片の外周面に前記不良毛を巻き付けさせる際に、記複数の挟持片を前記軸線周りに１／２回転以上回転させることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る毛抜き装置において、前記毛先を挟持した前記複数の挟持片を前記第１位置から前記第２位置に配置する間に、前記複数の挟持片と前記ヘッド部との相対移動速度に応じた回転速度で前記複数の挟持片を前記軸線周りに回転させることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る毛抜き装置において、前記複数の挟持片は、前記ヘッド部の幅方向に前記植毛面と平行に延在し、前記ヘッド部の幅よりも長く設けられ、前記検出部は、前記毛先の前記高さ方向の位置および前記ヘッド部の長さ方向の位置を検出することを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る毛抜き装置において、前記複数の挟持片は、接合したときに互いに噛み合う凹凸形状をそれぞれ有することを特徴とする。

本発明の第４の態様に従えば、ヘッド部の植毛面に所定高さでテーパー毛の毛束を平線を用いて植毛する植毛装置と、前記植毛装置で植毛された前記テーパー毛を検査する検査装置と、前記所定高さから飛び出した不良毛を抜き取る本発明の第３の態様の毛抜き装置とを備えることを特徴とする歯ブラシ製造装置が提供される。

本発明では、品質不良およびコスト増を抑制することが可能になる。

本発明の実施の形態を示す図であって、（ａ）は、歯ブラシ１の上方に毛抜き装置１０の挟持片１１が配置された正面図であり（ｂ）は、右側面図である。 歯ブラシ１のヘッド部１８における１つの毛束近傍を拡大した断面図である。 挟持片３１の駆動に係るブロック図である。 毛抜き装置の動作を示す図である。 毛抜き装置の動作を示す図である。 毛抜き装置の動作を示す図である。 毛抜き装置の動作を示す図である。 毛抜き装置の動作を示す図である。 歯ブラシ製造装置５０の概略的な構成図である。 挟持片の別形態を示す正面図である。 挟持片の別形態を示す正面図である。 挟持片の別形態を示す正面図である。 挟持片の別形態を示す正面図である。

以下、本発明の毛抜き方法、毛抜き装置、歯ブラシ製造方法および歯ブラシ製造装置の実施の形態を、図１ないし図１０を参照して説明する。以下においては、ヘッド部にテーパー毛が植毛された歯ブラシに対して本発明を適用する場合について説明する。

なお、以下の実施の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。

［毛抜き方法および毛抜き装置］
毛抜き装置について、図１乃至図３を参照して説明する。図１（ａ）は、歯ブラシ１の上方に毛抜き装置３０の挟持片３１が配置された正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の右側面図である。
なお、図１においては、一例として、歯ブラシ１の上方に毛抜き装置３０の挟持片３１が配置された構成を例示しているが、歯ブラシ１の下方に挟持片３１が配置された構成であってもよい。

以下の説明においては、歯ブラシ１の長さ方向をＸ方向とし、歯ブラシ１の幅方向をＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向（歯ブラシ１の厚さ方向）をＺ方向として適宜用いる。

まず、毛抜き装置３０による毛抜き対象となる歯ブラシ（ブラシ）１について簡単に説明する。歯ブラシ１は、ハンドル体１０と、ハンドル体１０に植設された複数の毛束１２で形成されるブラシ部２２とを備えている。ハンドル体１０は、棒状のハンドル部（図１では図示せず）と、ハンドル部の先端に延設され、ハンドル部よりも細いネック部１７と、ネック部１７の先端に設けられ、複数の毛束１２が植設されるヘッド部１８と、を備えている。複数の毛束１２は、ヘッド部１８の植毛面１８ａに植設されている。

ハンドル体１０の材質は、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレートなどの硬質樹脂が用いられる。ハンドル体１０の全長は、１００〜２００ｍｍ程度である。ヘッド部１８は、４つの頂部が曲線で隅切りされた略四角形の平板状に形成されている。ヘッド部１８の寸法は、幅が５〜１６ｍｍ程度、長さが１０〜３３ｍｍ程度、厚さが３〜５ｍｍ程度である。

植毛穴１８ａの数は、一例として１０〜６０個である。植毛穴１８ａの直径は、一例として、１〜３ｍｍである。植毛穴１８ａの平面形状は、円形、四角形など多角形でもよく、配列パターンは格子状、千鳥状などがある。

図２は、歯ブラシ１のヘッド部１８における１つの毛束近傍を拡大した断面図である。毛束１２は、複数のテーパー毛２０が束ねられて形成されている。毛束１２は、平線式植毛法により植毛面１８ａに植設されている。具体的には、図２に示すように、両端部にテーパー部２１が設けられた複数のテーパー毛２０が束ねられて金属片である平線２４で二つ折りにされ、ヘッド部１８の植毛面１８ａに形成された植毛穴２３に打ち込まれることで、植毛面１８ａから高さ（所定高さ）Ｈで毛束１２が植設されている。

テーパー毛２０は、ストレート部１９よりも先端側の部分に、先端に向かうにつれて縮径するテーパー部２１が設けられている。テーパー毛２０の材質は、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどの合成樹脂があるが、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が多く用いられている。テーパー部２１の加工方法としては、ＰＢＴ製のモノフィラメントの毛先を強アルカリで化学的に処理する方法が一般に用いられている。モノフィラメントの一例としては、円柱状であり全長が３１ｍｍ、中央部の太さが６〜８ｍｉｌ（１ｍｉｌ＝０．０２５ｍｍ）程度である。

植毛穴２３に二つ折りに打ち込まれ固定されたときのテーパー毛２０の毛丈（植毛面１８ａから毛先までの長さ）Ｈは、例えば、１０〜１２ｍｍ程度である。歯ブラシ１に使用される代表的なテーパー毛２０は、毛先径が０．０２ｍｍ、テーパー長（毛先からテーパー形状の開始位置までの長さ）Ｌは８ｍｍ程度で、毛先から１ｍｍの位置の直径は０．０５〜０．０７ｍｍ、３ｍｍの位置での直径は０．１１〜０．１４ｍｍと先鋭である。そのため、植毛不良で生じた長さ１〜３ｍｍの長毛を引き抜く際に掴む位置は非常に細く、掴んで引き抜く際に千切れてしまうことになる。

なお、歯ブラシ１における毛束１２の植毛強度（毛止め強度）はJIS S3016で定められており、引っ張り試験機によって引っ張り得た最大引張力を測定し、８［Ｎ］以上と規定されている。歯ブラシ１においては、一定以上の毛止め強度が必要であり、より高い強度を持つ方が好ましい。そのため、上述したテーパー毛２０の長毛を抜くのはさらに困難となる。

図１に戻り、毛抜き装置３０は、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、挟持片３１、検出部３２、駆動部群３３、歯ブラシ１のヘッド部１８を植毛面１８ａとは逆側の面から保持するヘッド保持部（図示略）および駆動制御部ＣＯＮＴを備えている。挟持片３１は、ブラシ部２２の＋Ｚ側に配置されている。挟持片３１は、ヘッド部１８の幅方向であり植毛面１８ａと平行なＹ方向に延在しておりＸ方向に対向して対で設けられている。各挟持片３１は、平面部を互いに対向させた半円柱形状に形成されている。挟持片３１は、平面部で接合されたときに、一例として、直径３．０ｍｍの円柱形状となる。挟持片３１は、ヘッド部１８の幅よりも長く、且つ、幅方向においてヘッド部１８が設けられる範囲をカバーするように配置されている。例えば、ヘッド部１８の最大幅を１５ｍｍとすると、挟持片３１の長さは約３０ｍｍに設定されている。挟持片３１は、例えば、高硬度のクロムモリブデン鋼で形成されている。

挟持片３１は、少なくとも一方が接近する方向に移動して上記平面部が接合可能な挟持位置（図５（ａ）参照）および少なくとも一方が離間する方向に移動した解放位置（図１（ａ）、図４（ａ）参照）との間を同期して移動可能である。本実施形態では、各挟持片３１は、互いに接近する方向および互いに離間する方向に移動可能である構成として説明するが、いずれか一方が他方に対して接近する方向および離間する方向に移動する構成であってもよい。一対の挟持片３１は、平面部にて当接したとき、すなわち挟持位置に移動したときに円柱形状に形成されている。挟持片３１としては、片持ち支持または両端支持のいずれでも構わないが、より強固に挟持するためには、両端支持の構成を採ることが好ましい。

図３は、挟持片３１の駆動に係るブロック図である。駆動部群３３は、挟持駆動部（第１駆動部）４１、水平駆動部（第２駆動部）４２、回転駆動部（第３駆動部）４３および高さ駆動部（第２駆動部）４４を含む。駆動部群３３は、駆動制御部ＣＯＮＴによって統括的に制御される。

挟持駆動部４１は、一対の挟持片３１を上記の挟持位置と解放位置との間でＸ方向に沿って同期して移動させる。水平駆動部４２は、一対の挟持片３１とヘッド部１８（歯ブラシ１）とをＸ方向に相対移動させる。

回転駆動部４３は、一対の挟持片３１を挟持位置の状態または解放位置の状態で、円柱形状の中心軸線を中心として回転させる。高さ駆動部４４は、一対の挟持片３１とヘッド部１８（歯ブラシ１）とをＺ方向（毛束１２の高さ方向）に相対移動させる。

本実施形態では、水平駆動部４２の駆動により一対の挟持片３１がＸ方向に移動し、高さ駆動部４４の駆動により一対の挟持片３１がＺ方向に移動する構成について説明するが、水平駆動部４２の駆動によりヘッド部１８（歯ブラシ１）がＸ方向に移動し、高さ駆動部４４の駆動によりヘッド部１８（歯ブラシ１）がＺ方向に移動する構成や、水平駆動部４２の駆動により一対の挟持片３１とヘッド部１８（歯ブラシ１）の双方がＸ方向に移動し、高さ駆動部４４の駆動により一対の挟持片３１とヘッド部１８（歯ブラシ１）の双方がＺ方向に移動する構成であってもよい。

検出部３２は、テーパー毛２０のうち、所定高さから所定長さを超えて飛び出したテーパー毛２０（以下、不良毛２０Ａと称する）における毛先の飛び出し量と、毛先の位置とを検出する。不良毛２０Ａとなる飛び出し長さ基準は、一例として、１ｍｍ以上である。検出部３２は、図１（ｂ）に示されるように、一例として、＋Ｙ側から不良毛２０Ａの検出を行い、飛び出し長さ基準を超えた不良毛２０Ａの毛先のＸ方向の位置およびＺ方向の位置を検出する。検出部３２による位置検出方法としては、例えば、ブラシ部２２を撮像した像を画像処理した結果に応じて検出する方法や、ブラシ部２２に向けて検知光による走査を行った結果（反射光の有無や所定位置での受光の有無等）に応じて不良毛２０ＡのＸ方向の位置およびＺ方向の位置を検出する。検出部３２の検出結果は、駆動制御部ＣＯＮＴに出力される。

次に、上記の毛抜き装置３０による不良毛２０Ａの毛抜き方法について、図４乃至図８を参照して説明する。なお、図４乃至図８においては、検出部３２、駆動部群３３および駆動制御部ＣＯＮＴの図示を省略している。

まず、ヘッド保持部によって歯ブラシ１（ヘッド部１８）を保持させた後に、保持されたブラシ部２２に対して検出部３２が撮像処理や検知光走査処理を行って高さＨから飛び出し長さ基準を超えて飛び出した不良毛２０Ａの検知処理を実施する。不良毛２０Ａが検出された場合、検出部３２は、不良毛２０Ａの毛先のＸ方向の位置を駆動制御部ＣＯＮＴに出力する。

駆動制御部ＣＯＮＴは、不良毛２０Ａの毛先のＸ方向の位置およびＺ方向の位置が入力されると、挟持駆動部４１を制御して一対の挟持片３１を解放位置に移動させるとともに、不良毛２０Ａの毛先よりも高いＺ方向の位置（以下、Ｚ位置と称する）で、一対の挟持片３１の中心位置が不良毛２０Ａの毛先のＸ方向の位置（以下、Ｘ位置と称する）と一致するように挟持片３１を移動させた後に、図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、高さ駆動部４４を制御して、飛び出した毛先が一対の挟持片３１の間に位置するように挟持片３１を植毛面１８ａに接近する方向に移動させる（第１移動工程）。このときの挟持片３１の中心のＺ位置は、飛び出した不良毛２０Ａとは別のテーパー毛２０と接触しないように高さＨよりも高く設定されている。

次いで、駆動制御部ＣＯＮＴは、挟持駆動部４１を制御して、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、一対の挟持片３１を挟持位置に移動させる。これにより、不良毛２０Ａの毛先は、高さＨよりも高い第１位置において一対の挟持片３１の間で挟持される（挟持工程）。

次に、駆動制御部ＣＯＮＴは、高さ駆動部４４を制御して、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、不良毛２０Ａの毛先を挟持した一対の挟持片３１を、上記第１位置よりも植毛面１８に近い第２位置に移動させる（第２移動工程）。一対の挟持片３１が挟持する毛先は、上述したように細い箇所であるため、後述するように、一対の挟持片３１が回転して外周面に不良毛２０Ａを巻き付ける際に、回転初期の１／４回転（９０度）までに毛先に過度な張力が加わらないように、外周面の周長の９０度を超えた角度、例えば、１／２回転（１８０度）に対応する長さの撓みが不良毛２０Ａに生じる位置を第２位置に設定する。

次に、駆動制御部ＣＯＮＴは、回転駆動部４３を制御して、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第２位置において毛先を挟持する一対の挟持片３１を円柱形状の中心軸線を中心として回転させ、一対の挟持片３１の外周面に不良毛２０Ａを巻き付ける（巻き付け工程）。一対の挟持片３１の回転量としては、１／２回転以上が好ましく、３／４回転以上がさらに好ましい。一対の挟持片３１の回転量が上記の下限値を下回ると、外周面に巻き付けられていない不良毛２０Ａの最小径が細く、一対の挟持片３１の回転に伴って生じる張力で不良毛２０Ａが千切れる可能性がある。

例えば、テーパー長Ｌが８ｍｍ、不良毛２０Ａの飛び出し長さが１ｍｍで、一対の挟持片３１の周長が３×πの場合、一対の挟持片３１の回転量が１／２回転であると、テーパー長の約７０％が外周面に巻き付けられる。また、一対の挟持片３１の回転量が３／４回転であると、テーパー長のほぼ１００％が外周面に巻き付けられる。そのため、外周面に巻き付けられていない不良毛２０Ａの最小径は、毛先径と比較して不良毛２０Ａの中央部の直径に近い値となる。

なお、回転量が多すぎると、第２移動工程における一対の挟持片３１の移動距離が長くなるため生産性に悪影響を与える可能性がある。また、一対の挟持片３１の直径が大きくなると、第２移動工程における一対の挟持片３１の移動距離が長くなることで第２位置が植毛面１８ａに近くなるため、不良毛以外の毛束１２を押しつぶしたり、挟持片３１が植毛面１８ａに接触する可能性がある。

そのため、一対の挟持片３１は、不良毛２０Ａの毛先を挟持した際の強度、不良毛２０Ａを外周面に巻き付ける際の強度が確保できる範囲で細いことが好ましい。また、一対の挟持片３１の回転量は、不良毛２０Ａのテーパー長Ｌを考慮して設定することが好ましい。

一対の挟持片３１の外周面に所定角度で不良毛２０Ａを巻き付けると、駆動制御部ＣＯＮＴは、高さ駆動部４４を制御して、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、挟持片３１をヘッド部１８に対して上記第１位置よりも植毛面１８ａから離れ高さＨよりも高い第３位置まで移動させる（第３移動工程）。挟持片３１の上昇により、挟持片３１の外周面に巻き取られていた不良毛２０Ａは、二つ折りにされて平線２４を挟んで逆側に配置された箇所も含めてヘッド部１８から抜き取られる。

第３移動工程における一対の挟持片３１の移動速度が遅い場合は生産性が低下し、移動速度が速い場合は、不良毛２０Ａが千切れる可能性があるため、不良毛２０Ａが千切れない範囲で最速の移動速度に設定することが好ましい。

以上のように、本実施形態の毛抜き装置３０では、植毛後に所定の高さＨから飛び出した不良毛２０Ａが生じた場合でも、人手に頼ることなく、また、毛先部分で千切れてしまうことなく、植毛不良となる不良毛２０Ａを抜き取ることができる。そのため、本実施形態の毛抜き装置３０では、コスト増および品質不良を生じさせることなく不良毛２０Ａを抜き取ることが可能になる。

また、本実施形態の毛抜き装置３０では、一対の挟持片３１が挟持位置に移動したときに外周面にエッジがない円柱状に形成されているため、外周面に巻き取られた不良毛２０Ａに応力が集中して破断する（千切れる）ことを抑制できる。また、本実施形態の毛抜き装置３０では、挟持片３１がヘッド部１８の幅方向に植毛面１８ａと平行に延在し、ヘッド部１８の幅よりも長く設けられているため、ヘッド部１８の幅方向については、不良毛２０Ａの位置に応じて挟持片３１の位置を調整する必要がなくなり、毛抜き処理の効率を高めることができる。

なお、上記実施形態では、第２移動工程が完了した後に巻き付け工程を実施する手順を例示したが、第２移動工程の一部で巻き付け工程を実施する手順としてもよい。例えば、第１位置で一対の挟持片３１により不良毛２０Ａの毛先を挟持した後に、毛先に過度の張力が加わらないように、一対の挟持片３１を第２位置に向けて所定距離移動させて不良毛２０Ａに撓みを形成した後に、一対の挟持片３１の第２位置への移動と、一対の挟持片３１の回転による外周面への不良毛２０Ａの巻き付けとを並行して実施してもよい。

この場合、一対の挟持片３１が第２位置へ移動することにより生じる不良毛２０Ａの撓み長さに対して、一対の挟持片３１の回転による外周面への不良毛２０Ａの巻き付け長さが短くなるように一対の挟持片３１の回転速度を設定することにより、不良毛２０Ａに過度の張力が加わることを回避できる。

具体的には、円柱状の挟持片３１の直径をＤ（ｍｍ）、回転駆動部４３の作動による挟持片３１の回転速度（すなわち、不良毛２０Ａの巻き取り速度）をＲ（回転／sec）、円周率をπ、高さ駆動部４４の作動による挟持片３１の下降速度Ｖ（ｍｍ／sec）とすると、単位時間あたりに生じる不良毛２０Ａの撓み長さと、単位時間あたりに外周面へ巻き付けられる不良毛２０Ａの長さとの関係は下記の式（１）を満足することが好ましい。
Ｖ≧π・Ｒ・Ｄ …（１）
式（１）から挟持片３１の回転速度は下記の式（２）で示される値に設定することが好ましい。
Ｒ≦Ｖ／（π・Ｄ） …（２）

また、生産性を考慮した場合には、挟持片３１が第２位置に達したときに、挟持片３１の外周面への不良毛２０Ａの巻き付けが完了することが好ましい。そのため、挟持片３１の回転を開始する高さ方向の位置と第２位置との間の距離をＬ１（ｍｍ）とし、不良毛２０Ａを外周面に巻き付ける一対の挟持片３１の回転量をＮ回転とすると、挟持片３１の第２位置への移動時間と、不良毛２０Ａを挟持片３１の外周面に巻き付ける時間との関係は下記の式（３）で表される。
Ｒ・（Ｌ１／Ｖ）＝Ｎ …（３）

従って、下記の式（４）で表される回転速度Ｒで挟持片３１を回転させることにより、挟持片３１の外周面に不良毛２０Ａを巻き付ける時間を別途設ける必要がなくなる。
Ｒ＝Ｎ・（Ｖ／Ｌ１） …（４）
例えば、上述したように、外周面に不良毛２０Ａを巻き付ける一対の挟持片３１の回転量が１／２回転である場合には、式（４）から回転速度ＲをＶ／（２×Ｌ１）に設定すればよい。

このように、第２移動工程で挟持片３１の外周面に不良毛２０Ａを巻き付ける工程を並行して実施することにより生産性を向上させることが可能になる。特に、式（４）を満足する回転速度Ｒで挟持片３１を回転させることにより、挟持片３１の外周面に不良毛２０Ａを巻き付ける時間を別途設ける必要がなくなり、生産性を一層向上させることができる。

［歯ブラシ製造方法および歯ブラシ製造装置］
続いて、歯ブラシ製造方法および歯ブラシ製造装置について、図９を参照して説明する。図９は、歯ブラシ製造装置５０の概略的な構成図である。

歯ブラシ製造装置５０は、植毛装置６０、搬送装置７０および上記の毛抜き装置３０を備えている。植毛装置６０は、ヘッド保持部に保持されたヘッド部１８の植毛穴２３に、所定本数のテーパー毛２０の毛束と平線２４とを植毛針によって打ち込むことにより、テーパー毛２０を平線２４で二つ折りにして植毛穴２３に植設する。また、植毛装置６０は、ヘッド部１８を複数の植毛穴２３の配列に適応して移動させることにより、各植毛穴２３にテーパー毛２０の毛束を順次植設する。

植毛装置６０によってテーパー毛２０の毛束が植設された歯ブラシ１は、搬送装置７０によって毛抜き装置３０に搬送される。毛抜き装置３０に搬送された歯ブラシ１は、上述したように、ヘッド部１８から飛び出した不良毛２０Ａの検出および抜取りが行われる。このように、本実施形態の歯ブラシ製造装置５０においては、植毛装置６０によって植設されたテーパー毛２０に、所定高さＨよりも飛び出した不良毛２０Ａが生じた場合でも、人手に頼ることなく検査および毛抜きを実施することが可能となり、品質不良の抑制およびコスト低減を実現できる。

なお、植毛装置６０から毛抜き装置３０への歯ブラシ１の搬送には、植毛装置６０においてヘッド部１８を保持した状態のヘッド保持部を搬送し、毛抜き装置３０におけるヘッド保持部として用い検査・毛抜きを実施してもよいし、植毛装置６０におけるヘッド保持部から外した歯ブラシ１を毛抜き装置３０に搬送し、搬送された歯ブラシ１を毛抜き装置３０におけるヘッド保持部に保持させて検査・毛抜きを実施してもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、挟持片３１の対向面（挟持面）が平面である構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０に示すように、挟持位置において互いに噛み合う凹凸形状をそれぞれ有する構成であってもよい。挟持片３１がこの構成を有する場合には、挟持片３１同士の挟持方向と、各挟持片３１における挟持面同士の挟持方向とが異なる箇所が存在するため、不良毛２０Ａをより強固に挟持することが可能になる。

また、上記実施形態では、外周面で不良毛２０Ａを巻き取った挟持片３１を、不良毛２０Ａの基端部近辺の第２位置から上昇させることにより、ヘッド部１８から不良毛２０Ａを抜き取る手順を例示したが、これに限定されない。例えば、駆動制御部ＣＯＮＴが高さ駆動部４４を制御して挟持片３１を第２位置で停止させた状態で、回転駆動部４３を制御して、不良毛２０Ａの巻取り方向に挟持片３１を回転させてヘッド部１８に対して不良毛２０Ａを抜き取る手順としてもよい。

この手順を採ることにより、平線２４が打ち込まれたＺ方向に対して、不良毛２０Ａの抜き取り方向が傾斜するため、抜き取り時における平線２４による抵抗を低減することができる。

また、上記実施形態では、挟持片３１が第２位置に移動しながら不良毛２０Ａを巻き取る構成を例示したが、この構成に限定されず、例えば、挟持片３１が不良毛２０Ａを挟持した後にそのまま第２位置に移動し、その後に回転して外周面で不良毛２０Ａを巻き取る構成であってもよい。

また、上記実施形態では、複数の挟持片３１として一対（二つ）の挟持片３１によって不良毛２０Ａを挟持して抜き取る構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、三つ以上の挟持片を用いる構成であってもよい。例えば、図１１に示すように、挟持位置において円柱を１２０°間隔で分割した三つの挟持片３１を用いて不良毛２０Ａを挟持して抜き取る構成であってもよい。また、三つ以上の挟持片３１を用いる場合についても、上述したように、挟持位置において互いに噛み合う凹凸形状をそれぞれ有する構成としてもよい。上記複数の挟持片３１のいずれの構成についても、挟持性を高めるために挟持合わせ面をブラスト加工等の粗面化処理を行って表面積を増大させ滑りにくくする構成としてもよい。

また、上記実施形態では、挟持位置において挟持片３１が円柱形状に形成される構成を例示したが、この構成の他に、例えば角柱形状に形成される構成としてもよい。図１２には、挟持位置において四角柱形状に形成される挟持片３１の例を示す。挟持片３１を角柱形状とする場合には、巻き取り時における不良毛２０Ａの破断を防止するために挟持片３１のコーナー部に円弧形状等の曲面を形成することが好ましい。

また、一対の挟持片３１は、毛先を挟持したときに、挟持した位置が互いに離間する方向に反りが生じる場合がある。この反りは、高硬度のクロムモリブデン鋼により挟持片３１が形成されている場合にも生じる。そのため、一対の挟持片３１の断面形状としては、図１３に示すように、毛先の挟持方向の最大幅Ｗ１が、高さ方向の最大幅Ｗ２よりも大きいことが好ましい。最大幅Ｗ２よりも最大幅Ｗ１を大きくすることにより、外周面の周長を大幅に長くすることなく、毛先を挟持したときに生じる反り（撓み）を小さくすることが可能となる。

挟持片３１の高さ方向の最大幅Ｗ２は、１〜３ｍｍが好ましい。挟持片３１の挟持方向の最大幅Ｗ１と高さ方向の最大幅Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）は、０．５以上が好ましく、より好ましくは１．０以上、さらに好ましくは１．２以上である。接合された一対の挟持片３１の外周面の周長は、１４ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１２ｍｍ以下、さらには、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
上述したように、毛丈Ｈが１０〜１２ｍｍ程度、テーパー長Ｌが８ｍｍ程度であるときに、挟持片３１の挟持方向の最大幅Ｗ１および高さ方向の最大幅Ｗ２を上記の範囲に設定することにより、外周面に不良毛２０Ａを巻き付ける際の挟持片３１の回転数を１／２回転以上、好ましくは３／４回転以上とすることができる。

一対の挟持片３１の外周面は、エッジが形成されないように、例えば、挟持方向を長径とする楕円形状や長円形状等のオーバル形状であることが好ましい。

また、上記実施形態では、挟持片３１が歯ブラシ１に対して水平方向および高さ方向に移動する構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、ヘッド保持部を介して歯ブラシ１が挟持片３１に対して水平方向および高さ方向に移動する構成であってもよい。

また、上記実施形態では、本発明に係る毛抜き装置３０により歯ブラシ１に植設された不良毛２０Ａを抜き取る構成を例示したが、適用対象は歯ブラシ１に限られず、テーパー毛、あるいはテーパー毛のように毛先が縮径した細い刷毛を用いるブラシ、例えば、刷子や筆、あるいは化粧ブラシ等の検査・製造に広く用いることが可能である。

本発明は、毛抜き方法、毛抜き装置、歯ブラシ製造方法および歯ブラシ製造装置に適用できる。

１…歯ブラシ（ブラシ）、 １８…ヘッド部、 １８ａ…植毛面、 ２０…テーパー毛、 ２０Ａ…不良毛、 ３０…毛抜き装置、 ３１…挟持片、 ４１…挟持駆動部（第１駆動部）、 ４２…水平駆動部（第２駆動部）、 ４３…回転駆動部（第３駆動部）、 ４４…高さ駆動部（第２駆動部）、 ５０…歯ブラシ製造装置、 ＣＯＮＴ…駆動制御部、 Ｈ…高さ（所定高さ）

Claims (13)

1. ヘッド部の植毛面に所定高さでテーパー毛の毛束が平線を用いて植毛された歯ブラシにおける前記所定高さよりも飛び出した不良毛の毛抜き方法であって、
   前記所定高さから飛び出した前記不良毛における毛先の前記高さ方向の位置及び前記ヘッド部の長さ方向の位置を検出する検出工程と、
   前記検出工程で検出した毛先の位置に基づいて、前記ヘッド部の幅方向に前記植毛面と平行に延在し、前記ヘッド部の幅よりも長く設けられ、離間した複数の挟持片と前記ヘッド部とを相対移動させ、離間した複数の挟持片の間に前記毛先を配置する第１移動工程と、
   前記複数の挟持片の少なくとも一つを移動させて前記複数の挟持片により前記毛先を前記高さ方向の第１位置で挟持させる挟持工程と、
   前記毛先を挟持した前記複数の挟持片と前記ヘッド部とを相対移動させ、前記第１位置よりも前記植毛面に近い第２位置に前記毛先を挟持した前記複数の挟持片を配置する第２移動工程と、
   前記毛先を挟持した前記複数の挟持片を前記第１位置よりも前記植毛面に近い位置で前記高さ方向と交差する軸線周りに回転させて、前記挟持片の外周面に前記不良毛を巻き付ける巻き付け工程と、
   前記不良毛を巻き付けた前記複数の挟持片と前記ヘッド部とを相対移動させ、前記不良毛を巻き付けた前記複数の挟持片を前記第１位置よりも前記植毛面から離れた第３位置に配置する工程と、
   を含むことを特徴とする毛抜き方法。
2. 前記挟持片は、前記毛先を挟持する方向の最大幅Ｗ１と、前記高さ方向の最大幅Ｗ２との比であるＷ１／Ｗ２が０．５以上であることを特徴とする請求項１記載の毛抜き方法。
3. 前記巻き付け工程においては、前記複数の挟持片を前記軸線周りに１／２回転以上回転させることを特徴とする請求項１または２記載の毛抜き方法。
4. 前記第２移動工程で前記複数の挟持片と前記ヘッド部との相対移動速度に応じた回転速度で前記複数の挟持片を前記軸線周りに回転させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の毛抜き方法。
5. 前記抜き取り工程の後に、少なくとも前記所定高さから飛び出した前記不良毛の有無を再検出する工程を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の毛抜き方法。
6. ヘッド部の植毛面に所定高さでテーパー毛の毛束を平線を用いて植毛する植毛工程と、
   前記植毛工程で植毛された前記テーパー毛を検査する検査工程と、
   前記所定高さから飛び出した不良毛を、請求項１から５のいずれか一項に記載の毛抜き方法で抜き取る工程とを含むことを特徴とする歯ブラシ製造方法。
7. ヘッド部の植毛面に所定高さでテーパー毛の毛束が平線を用いて植毛された歯ブラシにおける前記所定高さよりも飛び出した不良毛の毛抜き装置であって、
   前記所定高さから飛び出した前記不良毛における毛先の位置を検出する検出部と、
   前記毛先を挟持可能な複数の挟持片と、
   前記毛先を挟持する位置と、前記毛先の挟持を解放した位置との間で前記複数の挟持片の少なくとも一つを駆動する第１駆動部と、
   前記複数の挟持片と前記ヘッド部とを前記植毛面と平行な方向および前記高さ方向に相対駆動する第２駆動部と、
   前記複数の挟持片を前記高さ方向と交差する軸線周りに回転駆動して前記挟持片の外周面に前記不良毛を巻き付けさせる第３駆動部と、
   前記検出部の検出結果に応じて前記第１駆動部、前記第２駆動部および前記第３駆動部を制御して、離間した複数の挟持片と前記ヘッド部とを相対移動させ、離間した複数の挟持片の間に前記毛先を配置した後に、前記複数の挟持片により前記毛先を前記高さ方向の第１位置で挟持させ、前記毛先を挟持した前記複数の挟持片をその後に前記第１位置よりも前記植毛面に近い第２位置に配置し、前記第１位置よりも前記植毛面に近い位置で前記高さ方向と交差する軸線周りに回転させて前記挟持片の外周面に前記不良毛を巻き付けさせ、前記不良毛を巻き付けた前記複数の挟持片を前記第１位置よりも前記植毛面から離れた第３位置に配置する駆動制御部と、
   を備えることを特徴とする毛抜き装置。
8. 前記挟持片は、前記毛先を挟持する方向の最大幅Ｗ１と、前記高さ方向の最大幅Ｗ２との比であるＷ１／Ｗ２が０．５以上であることを特徴とする請求項７記載の毛抜き装置。
9. 前記駆動制御部は、前記挟持片の外周面に前記不良毛を巻き付けさせる際に、記複数の挟持片を前記軸線周りに１／２回転以上回転させることを特徴とする請求項７または８記載の毛抜き装置。
10. 前記駆動制御部は、前記毛先を挟持した前記複数の挟持片を前記第１位置から前記第２位置に配置する間に、前記複数の挟持片と前記ヘッド部との相対移動速度に応じた回転速度で前記複数の挟持片を前記軸線周りに回転させることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の毛抜き装置。
11. 前記複数の挟持片は、前記ヘッド部の幅方向に前記植毛面と平行に延在し、前記ヘッド部の幅よりも長く設けられ、
    前記検出部は、前記毛先の前記高さ方向の位置および前記ヘッド部の長さ方向の位置を検出することを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の毛抜き装置。
12. 前記複数の挟持片は、接合したときに互いに噛み合う凹凸形状をそれぞれ有することを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の毛抜き装置。
13. ヘッド部の植毛面に所定高さでテーパー毛の毛束を平線を用いて植毛する植毛装置と、
    前記植毛装置で植毛された前記テーパー毛を検査する検査装置と、
    前記所定高さから飛び出した不良毛を抜き取る請求項７から１２のいずれか一項に記載の毛抜き装置とを備えることを特徴とする歯ブラシ製造装置。

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