(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定台と、該固定台の上面に設置されかつ該固定台に対して微小距離上下動可能な秤量皿と、を具備する秤量装置を使用して帯電しやすい被測定物を秤量するに際して、前記秤量皿の周囲で該秤量皿上に載せるべき被測定物を囲むように、導電性のある枠を前記固定台上に設置した状態で、前記被測定物の秤量を行うことを特徴とする、帯電しやすい被測定物の秤量方法。
【請求項２】
秤量装置として、電子天秤を用いることを特徴とする請求項１に記載の秤量方法。
【請求項３】
帯電しやすい被測定物として、帯電性のある容器又は粉末もしくは液体が充填された帯電性のある容器を秤量することを特徴とする請求項１に記載の秤量方法。
【請求項４】
帯電しやすい被測定物として、内部に多数回投与分の粉末薬剤が充填され、且つ各操作ごとに単回投与分の所定量の粉末薬剤を吐出する手段を有する多回投与器を秤量するもので、該多回投与器の製造・検査工程で、初期の単回投与分の粉末薬剤の噴射前後の該多回投与器の重量及び重量差を求めることを特徴とする請求項３に記載の秤量方法。
【請求項５】
導電性のある枠は、被測定物を秤量皿上に載せる前に、予め秤量皿の周囲に設置されていて、被測定物の該秤量皿への移載・取出が順次連続的に行われることを特徴とする請求項１に記載の秤量方法。
【請求項６】
固定台と、該固定台の上面に設置されかつ該固定台に対して微小距離上下動可能な秤量皿と、前記秤量皿の周囲で該秤量皿上に載せるべき被測定物を囲むことの可能な、前記固定台上に設置した導電性のある枠とを具備することを特徴とする、帯電しやすい被測定物の秤量装置。
【請求項７】
導電性のある枠は、金属枠又は導電性物質を塗布した非金属枠であることを特徴とする請求項６に記載の秤量装置。
【請求項８】
固定台と、該固定台の上面に設置され且つ該固定台に対して微小距離上下動可能な秤量皿と、前記秤量皿の周囲で該秤量皿上に載せるべき被測定物を囲むことの可能な、前記固定台上に設置した導電性のある枠と、被測定物を順次連続して前記秤量皿へ移載し且つ該秤量皿から取出す手段と、を具備して成ることを特徴とする、帯電しやすい被測定物の秤量装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は帯電しやすい被測定物、例えば、帯電性のある容器又は粉末もしくは液体が充填された帯電性のある容器等の重量や質量を測定する方法に関する。
背景技術
従来、精度０．３ｍｇ程度の重量測定を行う場合は、風防箱の中に電子天秤を設置して秤量することが行われてきた。
しかしながら、薬品等の生産ラインにおいて微小量の秤量を精度良く行う場合、温度変化、風、振動、制御機器から発生する磁力線、静電気等が電子天秤の測定精度に悪影響を与える。その中でも静電気による悪影響は、それを防止、除去することがはなはだ困難であった。
静電気防止又は除去装置として、発生する静電気の極性が定まっている場合には逆極性の静電気を発生させて互いに放電消滅させ、或いは、発生した静電気をグランドに放電させるための除電棒、除電ブラシ、静電イオン発生器等が知られている。また、導電性フィルム、導電性塗料等を用いて放電回路を形成する方法も知られている。そこで本件の発明者らはこれらの手段を秤量装置に適用し、或いはこれらの手段の効果的な適用方法を工夫してみたが、０．３ｍｇ程度の精度を達成することはできなかった。
一方、秤量皿上の被測定物に導電体よりなるキャップを被せることにより、被測定物と外部との間の電界を遮断する方法も知られている。
例えば、特公平８−１３９４号公報又は特許第２６１２９０５号公報には、医薬品の製造工程において、電子天秤によりバイアル、アンプル等の薬品容器を秤量する際に、静電気による悪影響を防止するために、導電体よりなるキャップを被測定物を被せて秤量を行うことが開示されている。
本件の発明者らはこの方法についても適用してみたが、被測定物と導電体よりなるキャップとの間に電気的相互作用が発生し、他の従来方法と同様に０．３ｍｇ程度の精度を達成することはできなかった。また、秤量時に被測定物毎にキャップを被せる動作が必要であり、作業効率が悪く生産ラインを高速化する上での弊害となり、装置全体としても複雑な機構が必要となる、という問題があることも判明した。
また、他の従来技術として、特開平４−１３９３３号公報には、秤量器自体の設置状態を確認するための水準器を具備する場合に、水準器に対して静電気が影響するのを防止するために、水準器に接近して秤の機構部にシールド板を取り付けた水準器付き秤が開示されている。
上述した従来技術によると、帯電しやすい被測定物を計量する場合に静電気による影響を排除して０．３ｍｇ程度の精度を達成することはできなかった、また、薬品等の製造工程で、帯電性のある容器又は粉末薬剤や液体医薬品が充填された帯電性のある容器を作業効率良く連続的に計量することは困難であった。
発明の開示
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたもので、静電気による影響を除去して０．３ｍｇ程度の精度で、しかも作業効率良く連続的に被測定物を秤量することのできる、帯電しやすい被測定物を秤量する方法及び装置を提供することを課題とする。
上記の課題を達成するために、本発明によれば、固定台と、また、本発明によると、固定台と、該固定台の上面に設置され且つ該固定台に対して微小距離上下動可能な秤量皿と、前記秤量皿の周囲で該秤量皿上に載せるべき被測定物を囲むことの可能な、前記固定台上に設置した導電性のある枠と、被測定物を順次連続して前記秤量皿へ移載し且つ該秤量皿から取出す手段と、を具備して成ることを特徴とする、帯電しやすい被測定物の秤量装置が提供される。該固定台の上面に設置されかつ該固定台に対して微小距離上下動可能な秤量皿と、を具備する秤量装置を使用して帯電しやすい被測定物を秤量するに際して、前記秤量皿の周囲で該秤量皿上に載せるべき被測定物を囲むように、導電性のある枠を前記固定台上に設置した状態で、前記被測定物の秤量を行うことを特徴とする、帯電しやすい被測定物の秤量方法が提供される。
本発明において、導電体よりなる枠を設置することにより、被測定物と外部との間の電界がほぼ遮断される。更に、枠の形状を調整することで、残留する被測定物と外部との静電気力、及び被測定物と天秤本体との静電気力を被測定物と枠との間に働く静電気力でうまく相殺、均衡させることで、被測定物に作用する静電気力を排除し、精密秤量を達成することができる。なお、本明細書において、精密秤量とは、０．３ｍｇ程度の精度を必要とする秤量をいう。
秤量装置として、電子天秤を用いることを特徴とする。また、帯電しやすい被測定物として、帯電性のある容器又は粉末もしくは液体が充填された帯電性のある容器であることを特徴とする。
特に、本発明は、帯電しやすい被測定物として、内部に多数回投与分の粉末薬剤が充填され、且つ各操作ごとに単回投与分の所定量の粉末薬剤を吐出する手段を有する多回投与器であり、該多回投与器の製造・検査工程で、初期の単回投与分の粉末薬剤の噴射前後の該多回投与器の重量及び重量差を求める。
導電性のある枠は、被測定物を秤量皿上に載せる前に、予め秤量皿の周囲に設置されていて、被測定物の秤量皿への移載・取出が順次連続的に行われることを特徴とする。これにより、例えば、薬品等の生産ラインにおいて、微小量の秤量を連続的に行うのに適した計量方法を得ることができる。
また、本発明によると、固定台と、また、本発明によると、固定台と、該固定台の上面に設置され且つ該固定台に対して微小距離上下動可能な秤量皿と、前記秤量皿の周囲で該秤量皿上に載せるべき被測定物を囲むことの可能な、前記固定台上に設置した導電性のある枠と、被測定物を順次連続して前記秤量皿へ移載し且つ該秤量皿から取出す手段と、を具備して成ることを特徴とする、帯電しやすい被測定物の秤量装置が提供される。該固定台に対して微小距離上下動可能な秤量皿と、前記秤量皿の周囲で該秤量皿上に載せるべき被測定物を囲むことの可能な、前記固定台上に設置した導電性のある枠とを具備することを特徴とする、帯電しやすい被測定物の秤量装置が提供される。この場合において、導電性のある枠は、金属等の導電体で構成された枠の他、例えばプラスチック等の非導電体の枠に導電性物質を塗布した非金属枠であってもよい。
また、本発明によると、固定台と、該固定台の上面に設置され且つ該固定台に対して微小距離上下動可能な秤量皿と、前記秤量皿の周囲で該秤量皿上に載せるべき被測定物を囲むことの可能な、前記固定台上に設置した導電性のある枠と、被測定物を順次連続して前記秤量皿へ移載し且つ該秤量皿から取出す手段と、を具備して成ることを特徴とする、帯電しやすい被測定物の秤量装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の秤量装置の概略側面図である。
図２は図１に示した本発明の秤量装置の概略平面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の秤量装置の概略側面図及び平面図である。
本発明の実施形態では、秤量装置として、電子天秤１０を用いる。電子天秤１０は、固定台１１の上面に、この固定台１１に対して微小距離上下動可能な秤量皿１２を設置し、この上に、被測定物１４を載せ、被測定物１４の重量又は質量に応じて秤量皿１２が天秤の原理で微小距離下降することで、被測定物１４の重量を計測するものである。
本発明では、帯電しやすい被測定物１４を秤量するに際して、秤量皿１２の周囲で秤量皿上に載せた被測定物１４を囲むように、導電性のある適当な形状の枠１３を固定台１１上に設置している。枠１３は、その平面形状が円形である秤量皿１２の直径より大きく、固定台１１からはみ出さない大きさを有する。例えば、枠１３は、図示のように、平面形状が正方形の枠で、金属等の導電体で構成された枠の他、例えばプラスチック等の非導電体の枠に導電性物質を塗布した非金属枠を使用することができる。また、枠１３の高さは、被測定物１４を秤量皿１２上に載せた状態で被測定物１４をすっぽり覆い囲む程度とし、また被測定物１４の秤量皿１２への出し入れを妨げない程度とする。
帯電しやすい被測定物１４としては、帯電性のある容器又は粉末もしくは液体が充填された帯電性のある容器、例えば、内部に多数回投与分の粉末薬剤が充填され、且つ各操作ごとに単回投与分の所定量の粉末薬剤を吐出する手段を有する薬剤多回投与器（マルチドースディスペンサー）として使用される容器である。
この種の容器（被測定物）１４は、生産ラインより供給される約８ｇの樹脂製の容器であって、ロボットアーム（図示せず）を用いて電子天秤１０の秤量皿１２上に載せられる。電子天秤１０は全体として、防振台（図示せず）の上に設置し、防風カバー（図示せず）で囲い、電子天秤１０近傍には他の制御機器等を設置せず、振動や風や磁力線による秤量への悪影響を防止する。
容器１４を秤量皿１２上に載せた後、ロボットアーム（図示せず）は容器１４との相互作用を防止するために、電子天秤１０より離れる。電子天秤１０の指示値が安定したら、この指示値をシーケンサ（図示せず）に出力し、計測した重量が所定の範囲内か否かの良否判定を行い、良品は次工程の生産ラインへ、一方、不良品は、不良品排出用のラインへロボットアーム（図示せず）で移載する。なお、個々の容器の秤量値は、コンピュータ（図示せず）に出力される。
実施例
図１，２に示す装置を用い、電子天秤１０の秤量皿１２の周りに金属枠１３を設置した場合と設置しなかった場合の対比実験を行った。金属枠１３は９０ｍｍ×９０ｍｍ×９０ｍｍ（Ｈ）のものを使用した。実験は、静電気の生じやすい低湿度環境下（３０〜４０％ＲＨ）で実施し、帯電していない容器及び摩擦により強制的に帯電させた容器を用いて数百回の秤量を行った。静電気量の測定は春日電機社製ＫＳＤ−０１０３型表面電位計を用いた。電子天秤はＡ＆Ｄ社製のＡＤ−４２１２型を用いた。測定結果を表１に示す。
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実験Ｎｏ．１の結果より、容器１４が帯電していなければ、金属枠１３を設置しなくても精度良く秤量が可能であることがわかる。しかし、実験Ｎｏ．２の結果より、金属枠を設置しない場合には容器が帯電すると秤量精度が著しく低下することがわかる。一方、実験Ｎｏ．３，４，５の結果より、金属枠１３を設置することで容器１４の帯電の有無、帯電の度合いに関わらず精度よい秤量が可能であり、金属枠１３の設置により静電気による秤量精度低下が大幅に抑制されていることがわかる。なお、金属枠１３を設置した際の被測定物である容器の一本当たりの測定時間は１．６秒と非常に短時間での秤量が可能であった。
次に比較例について説明する。
（比較例１）
金属枠１３の形状を変化させ、同様の実験を実施した。金属枠は、９０ｍｍ×９０ｍｍ×７０ｍｍ（Ｈ）の前記の実施例に示す金属枠よりもやや高さの低いもの、及び容器の移載の妨げにならない範囲内で金属枠の上面を金属板でカバーしたもの（金属キャップに類似した形状）を用いた。その結果を表２に示す。
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実験Ｎｏ．６，７，８の結果より、金属枠１３の高さが変わること、即ち高さが低くなることで、帯電による秤量精度の低下を抑制する効果が著しく低減することがわかる。また、実験Ｎｏ．９の結果より、金属板で金属枠の上面をカバーし、金属キャップに類似した形状にすると、上面の金属板と容器が相互作用し（互いに引き合う）、秤量精度が著しく低下することがわかる。これらの結果より、金属枠１３の形状は秤量精度に大きく影響を及ぼすため、適切な形状の金属枠１３を設置し、帯電した容器１４と天秤本体に作用する静電気による引力をうまく相殺し、均衡化させることが重要であることがわかる。
（比較例２）
金属枠１３の材質を変化させ同様の実験を実施した。枠は材質を導電性の低い材質である紙に変えたもの、この紙に導電性物質を塗布したものを用い、枠のサイズは９０ｍｍ×９０ｍｍ×９０ｍｍ（Ｈ）とした。その結果を表３に示す。
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実験Ｎｏ．１０の結果より、静電気による秤量精度低下を抑制する効果は、紙のような導電性の低い材質では効果が弱いことがわかる。一方、実験Ｎｏ．１１の結果より、導電性の低い材質でも、導電性物質を塗布することで金属枠と同等の効果を得られることがわかる。
（比較例３）
電子天秤の固定台１１ではなくて、秤量皿１２上に金属枠を設ける方法についても検討した。容器１４を移載するための秤量皿１２の上に容器１４の移載の妨げにならない大きさで高さ９０ｍｍの金属枠を設置し、同様の実験を実施した。その結果を表４に示す。
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実験Ｎｏ．１２の結果より、静電気による秤量精度の低下を抑制する効果はあるものの、秤量皿１２を大きくしなければならないため風の影響を受けやすくなり、秤量皿１２の周囲で固定台１１上に金属枠１３を設置した場合ほどの秤量精度は得られなかった。風の影響を軽減するために、金属枠をメッシュ状等にするという改良も試みたが、秤量精度は０〜±０．５ｍｇ程度までしか向上しなかった。これにより、金属枠１３は秤量皿１２の周囲で固定台１１上に設置する必要があることがわかる。
なお、以上の実施例及び比較例における被測定物である容器の大きさに関しては、直径が２．５ｃｍ、高さが５．８ｃｍであり、また容器の風袋と薬剤の重量比に関しては、薬剤入りの容器全体で約８．８ｇ、内薬剤が１．２ｇであり、従って容器風袋は約７．６ｇである。従って、重量比は７．６：１．２である。
以上本発明の実施形態及び実施例について説明したが、本発明は上記の実施形態や実施例に限定されるものではなく本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。例えば、上記において、金属枠１３は平面形状が正方形のものとして示したが、秤量皿１２の平面形状と同様、円形のものを用いることもできる。
産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、本発明により従来困難とされていた帯電しやすい容器の秤量を０．３ｍｇ以下の高精度で、しかも１．６秒と非常に短い測定時間で行うことが可能となる。医薬品の生産ライン等で容器に微量の粉体を充填する際の充填量管理や、吸入薬等の微量な噴射重量の管理をする上で非常に有効な手段となる。しかも、非常に簡単な機構であり生産ラインへの組み込みが容易であるため、実用性は非常に高い。
【図１】
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【図２】
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