(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物を外部から確認可能な袋状体に収容された粉体中の異物を光学的に検出する異物検出装置であって、
該袋状体を吸着により保持する水平動自在の保持手段と、該袋状体を吸着により保持する該保持手段を水平に振動させる振動手段と、該振動手段の振幅をｄ、振動周波数をｆ及び振動時間をｔとしたとき、式ｘ＝２ｄｆｔにより定められる総変位量ｘを調整する総変位量調整手段と、該総変位量調整手段により調整された総変位量を該振動手段により該袋状体に付与したときに、該袋状体に収容された粉体中の異物を光学的に検出する検出手段とを備えることを特徴とする粉体中の異物検出装置。
【請求項２】
粉体を収容すると共に該粉体を外部から確認可能な袋状体を搬送する第１の搬送手段と、第１の搬送手段の途中に設けられ該袋状体を吸着し所定時間保持したのち吸着を解除する水平動自在の保持手段と、該袋状体が該保持手段に吸着保持されている間、該保持手段を所定の振幅で水平に振動する振動手段と、該振動手段の振動周波数を調整する振動周波数調整手段と、該振動手段により振動が付与された該袋状体に収容された粉体中の異物を光学的に検出する検出手段とを備えることを特徴とする粉体中の異物検出装置。
【請求項３】
前記保持手段は、前記袋状体を保持して第１の搬送手段と同一方向に搬送する第２の搬送手段を備え、第２の搬送手段の上流端で前記袋状体を吸着すると共に、第２の搬送手段の下流端で前記袋状体の吸着を解除することを特徴とする請求項２記載の粉体中の異物検出装置。
【請求項４】
前記第２の搬送手段は、前記第１の搬送手段の搬送方向に沿って前記保持手段の上流側及び下流側の両端に設けられた回転軸に巻き回された第１の無端状ベルトと、前記保持手段の外部に固定され第２の無端状ベルトを介して該回転軸の一方を回転駆動する第１の回転駆動手段と、前記保持手段の振動に対応して第２の無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段とからなることを特徴とする請求項３記載の粉体中の異物検出装置。
【請求項５】
前記振動手段は、前記保持手段の外部に軸支された偏心カムと、該偏心カムを回転駆動する第２の回転駆動手段と、該偏心カムに取着されて前記保持手段を前後動させるクランク軸とを備えることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかの項記載の粉体中の異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、袋状体に収容された医薬品等の粉体中の異物を光学的に検出する異物検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医薬品等は、通常はクリーンルームで製造され、その製造工程の最後に所定の形態で包装される。前記医薬品等が、散剤、細粒剤、顆粒剤等の粉体である場合、前記包装の一形態として、内容物を外部から確認可能な袋状体に収容したものがある。前記医薬品等はクリーンルームで製造されるので異物が混入することは殆ど無いが、極く稀に作業員の毛髪、製造装置等の金属片、黒色異物等の異物が混入することがある。
【０００３】
従来、前記袋状体に収容された医薬品等の粉体中の異物の検出は、前記包装後の段階で作業員の目視により行われている。前記目視によるときには前記異物が前記袋状体に収容された粉体の表面付近にある場合には比較的容易に発見できるが、前記異物が前記粉体中に埋没している場合には発見が困難である。そこで、前記従来の方法で、一見して前記異物が発見されない場合には、作業員が前記袋状体をさらに手で振ることにより、前記粉体中に埋没している前記異物の発見に努めている。
【０００４】
しかしながら、作業員の手作業で前記袋状体を振るだけでは、前記粉体中に埋没している前記異物を該粉体の表面付近に移動させることは難しく、前記異物を発見することが非常に難しいとの不都合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、前記袋状体に収容された医薬品等の粉体中の異物を容易に検出することができる異物検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の粉体中の異物検出装置は、内容物を外部から確認可能な袋状体に収容された粉体中の異物を光学的に検出する異物検出装置であって、該袋状体を吸着により保持する水平動自在の保持手段と、該袋状体を吸着により保持する該保持手段を水平に振動させる振動手段と、該振動手段の振幅をｄ、振動周波数をｆ及び振動時間をｔとしたとき、式ｘ＝２ｄｆｔにより定められる総変位量ｘを調整する総変位量調整手段と、該総変位量調整手段により調整された総変位量を該振動手段により該袋状体に付与したときに、該袋状体に収容された粉体中の異物を光学的に検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の異物検出装置によれば、前記振動手段が前記保持手段を水平に振動させることにより、該保持手段により保持されている前記袋状体が水平に振動される。前記粉体が収容されている袋状体を前記のように保持手段に保持された状態で水平に振動させると、該振動による前記粉体の総変位量がある量を超えたときに、表面の粉体が内部に入り、内部の粉体が外部に出るような対流が起きると考えられる。
【０００８】
前記対流は、前記粉体の総変位量が大きくなるほど起き易い。ここで、前記総変位量ｘ（ｍ）は、振動手段の振幅をｄ（ｍ）、振動周波数をｆ（Ｈｚ）、振動時間をｔ（秒）とすると、次式（１）で示される。
【０００９】
ｘ＝２ｄｆｔ        ・・・（１）
そこで、本発明の異物検出装置では、前記総変位量調整手段により前記振動手段の振幅、振動周波数及び振動時間を調整して、前記対流が起き易い量になるようにした前記総変位量を、前記振動手段による振動として前記保持手段に保持された前記袋状体に付与するものである。前記総変位量の調整は、前記振幅、振動周波数及び振動時間の３つの要素をそれぞれ調整することによって行ってもよいが、他の要素を固定してどれか１つの要素を調整することにより容易に行うことができる。
【００１０】
前記のように調整された総変位量が前記袋状体に付与される結果として、前記粉体中に前記異物が含まれるときには、前記異物が前記粉体の表面付近に移動せしめられ、前記検出手段により容易に検出することができる。
【００１１】
本発明の異物検出装置として、粉体を収容すると共に該粉体を外部から確認可能な袋状体を搬送する第１の搬送手段と、第１の搬送手段の途中に設けられ該袋状体を吸着し所定時間保持したのち吸着を解除する水平動自在の保持手段と、該袋状体が該保持手段に吸着保持されている間、該保持手段を所定の振幅で水平に振動する振動手段と、該振動手段の振動周波数を調整する振動周波数調整手段と、該振動手段により振動が付与された該袋状体に収容された粉体中の異物を光学的に検出する検出手段とを備えることを特徴とする異物検出装置を用いることができる。
【００１２】
前記異物検出装置によれば、前工程の最後で得られた前記袋状体は前記第１の搬送手段により搬送される途中で前記保持手段により吸着保持され、所定時間後に吸着が解除される。そして、前記袋状体が前記保持手段により吸着保持されている間、前記保持手段を前記振動手段により所定の振幅で水平に振動することにより、前記袋状体に収容された前記粉体に前記式（１）で示される総変位量ｘが付与される。
【００１３】
このとき、前記総変位量ｘを定める要素のうち、振動時間ｔ（秒）は前記保持手段が前記袋状体を吸着した後、該吸着を解除するまでの時間として定まる。そこで、本発明の異物検出装置では、前記振動手段により振幅ｄ（ｍ）を調整することにより、あるいは前記振動周波数調整手段により振動周波数ｆを調整することにより、容易に総変位量ｘを調整することができる。
【００１４】
前記振動手段により前記保持手段を振動させることにより前記総変位量ｘが付与された該袋状体は、次いで前記検出手段により、前記粉体中の異物が光学的に検出される。
【００１５】
本発明の異物検出装置は、前記保持手段が、前記袋状体を保持して第１の搬送手段と同一方向に搬送する第２の搬送手段を備え、第２の搬送手段の上流端で前記袋状体を吸着すると共に、第２の搬送手段の下流端で前記袋状体の吸着を解除することを特徴とする。前記保持手段が第２の搬送手段を備えるときには、前記袋状体は前記振動手段により振動されつつ第１の搬送手段と同一方向に搬送されるので、前記袋状体に振動を付与する処理を、両搬送手段により搬送される複数の袋状体に対して順次連続的に行うことができる。また、前記第２の搬送手段によれば、上流端で前記袋状体を吸着してから、下流端で前記袋状体の吸着を解除するまでの時間が前記振動時間ｔ（秒）となる。
【００１６】
本発明の異物検出装置において、前記第２の搬送手段は、前記第１の搬送手段の搬送方向に沿って前記保持手段の上流側及び下流側の両端に設けられた回転軸に巻き回された第１の無端状ベルトと、前記保持手段の外部に固定され第２の無端状ベルトを介して該回転軸の一方を回転駆動する第１の回転駆動手段と、前記保持手段の振動に対応して第２の無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段とからなることを特徴とする。
【００１７】
前記第２の搬送手段は、前記保持手段に駆動手段を備えず、前記保持手段の外部に固定された第１の回転駆動手段により前記回転軸が回転駆動されるようになっている。従って、前記保持手段が軽量化され、前記振動手段の負荷が軽減される。
【００１８】
前記第１の回転駆動手段は、前記第２の無端状ベルトを介して前記回転軸を回転駆動するが、前記振動手段により前記保持手段が振動されると、第２の無端状ベルトの張力が変動し、前記回転軸を円滑に回転駆動することが難しくなる。そこで、本発明の異物検出装置において、前記第２の搬送手段は、前記張力調整手段により前記保持手段の振動に対応して前記第２の無端状ベルトの張力を調整することにより、前記回転軸を円滑に回転駆動することができる。
【００１９】
また、前記振動手段は、例えば、前記保持手段の外部に軸支された偏心カムと、該偏心カムを回転駆動する第２の回転駆動手段と、該偏心カムに取着されて前記保持手段を前後動させるクランク軸とを備えることにより、前記保持手段を振動させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の粉体中の異物検出装置の構成を示す説明図であり、図２は図１示の搬送路の構成を示す斜視図であり、図３は図１の要部拡大図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、図５は図１のＶ−Ｖ線断面図である。また、図６及び図７は本実施形態の粉体中の異物検出装置による総変位量ｘ（ｍ）に対する異物の検出率を示すグラフである。
【００２１】
本実施態様の粉体中の異物検出装置は、図１示のように、医薬品等の粉体が収容された袋状体１が矢示方向に搬送される搬送路２を備える。搬送路２の途中には袋状体１を吸着保持する吸着箱３が設けられ、吸着箱３の下流には検出装置４が設けられている。
【００２２】
袋状体１は、透明な合成樹脂シート１１等がヒートシールされて図２示のように粉体を密封して収容する収容部１２が形成されることにより、内容物を外部から確認可能な構成とされている。収容部１２はその四方がヒートシールされており、１つの袋状体１は例えば６個の収容部１２を備えている。袋状体１は、医薬品等の製造工程の最後に粉体を収容して密封されることにより形成され、搬送路２に供給される。
【００２３】
搬送路２は、図２示のように袋状体１が載置されて搬送される搬送面１３と、搬送面１３に搬送方向に沿って設けられた２条の溝部１４，１４に案内されて、搬送面１３上の袋状体１を押動する１対のフィンガー１５，１５とからなる。フィンガー１５は搬送路２の両側に設けられた１対の無端状チェーン１６，１６に所定間隔で取着されたバー１７の先端に接続されており、無端状チェーン１６はスプロケット１８を介して図示しないサーボモータ等により駆動される。
【００２４】
吸着箱３は、図３及び図４に示すように、搬送路２の両側に搬送方向に沿って設けられた架台１９上に取着された１対のリニアベアリング装置２０，２０により水平動自在に支持されている。
【００２５】
リニアベアリング装置２０は、リニアロール２１と、リニアロール２１に跨設されたリニアベアリングユニット２２とからなり、リニアロール２１とリニアベアリングユニット２２との間にベアリング列（図示せず）が配設されている。リニアベアリング装置２０によれば、リニアベアリングユニット２２の側面に取着された吸着箱３を水平に支持して、リニアロール２１に沿って円滑に前後動させることができる。前記リニアベアリング装置２０としては、例えば、特許第２５１９７９５号公報記載の直線摺動用テーブル等を用いることができる。
【００２６】
吸着箱３はその搬送路２の下流側に軸支されたクランク軸２３を介して、吸着箱３の上流側で架台１９上に軸支された偏心カム２４に接続されている。クランク軸２３及び偏心カム２４は搬送路２に沿って吸着箱３の両側に各１対設けられており、プーリ２５ａ，２５ｂに巻き回された無端状ベルト２６ａを介してモータ２６ｂにより回転駆動される。偏心カム２４は、モータ２６ｂの回転運動を直線運動に変換し、クランク軸２３により吸着箱３を水平に振動する。このとき、本実施形態の異物検出装置は、クランク軸２３及び偏心カム２４が吸着箱３の両側に各１対設けられていることにより、吸着箱３を安定して振動させることができる。
【００２７】
吸着箱３は、図４示のように中空体であり、図示しない真空ポンプ等に接続された吸引管２７を介して、その内部を吸引する。吸着箱３は、その底面に搬送路２の搬送方向に沿ってスリット２８が設けられており、その内部が吸引されたときに、スリット２８から外気を吸引することにより搬送路２を搬送される袋状体１を吸着保持する。吸着箱３は、袋状体１を収容部１２の中央部で吸着保持するように、収容部１２に相当する間隔を存して６条のスリット２８を備えている。
【００２８】
吸着箱３は、搬送路２の搬送方向に沿って、その上流端及び下流端に回転軸２９ａ，２９ｂを備え、回転軸２９ａ，２９ｂに無端状ベルト３０が巻き回されている。吸着箱３には６本の無端状ベルト３０が備えられ、各無端状ベルト３０はスリット２８，２８の間に配設されている。
【００２９】
各無端状ベルト３０は吸着箱３側に突起部３１を備えている。該突起部３１は吸着箱３の底面に搬送路２の搬送方向に沿って設けられた蛇行防止溝部３２に係合されることにより、無端状ベルト３０の蛇行を防止するようになっている。
【００３０】
各無端状ベルト３０は、図３示のように回転軸２９ｂを駆動軸として、架台１９上に設けられたモータ３３によりスプロケット３４ａ，３４ｂに巻き回された無端状タイミングベルト３５を介して、搬送路２と同一の搬送方向となるように回転駆動される。タイミングベルト３５の長さは、吸着箱３が振動されてモータ３３から最も遠ざかる位置にあるときに緊張状態となるように設定されており、吸着箱３がそれ以外の位置にある場合には弛みが生じる。そこで、本実施形態の異物検出装置は、図１示のようにテンション調整ローラ３６を設けて、前記弛みを解消する方向にタイミングベルト３５を押圧することにより、吸着箱３の振動に対応して、常にタイミングベルト３５が緊張状態となるように、その張力を調整するようになっている。
【００３１】
図１示の検出装置４は、搬送路２の上下に設けられた照明装置３７とカメラ３８とからなる。検出装置４が設けられている領域では、搬送面１３は強化ガラスにより構成され、搬送路２の上下に設けられた照明装置３７とカメラ３８とにより、表裏両面から袋状体１に収容された粉体中の異物を検出できるようになっている。
【００３２】
次に、本実施形態の異物検出装置の作動について説明する。
【００３３】
まず、袋状体１は、医薬品等の粉体の製造工程の最後で収容部１２に該粉体を密封収容した後、搬送路２の搬送面１３上に供給される。搬送面１３上に供給された袋状体１は、溝部１４に案内されて移動するフィンガー１５により押動されて、搬送される。
【００３４】
次に、袋状体１は吸着箱３の上流側端部に差しかかると、吸着箱３により吸引され、その底面のスリット２８に吸着保持される。一方、吸着箱３には前記のように無端状ベルト３０が備えられているので、前記袋状体１はスリット２８に吸着保持された状態で、無端状ベルト３０により搬送路２と同一方向に搬送される。袋状体１は、吸着箱３の下流側端部まで搬送されると、無端状ベルト３０によりスリット２８の吸着範囲外に案内され吸着が解除され、搬送路２の搬送面１３上に移載される。
【００３５】
このとき吸着箱３は、モータ２６ｂにより駆動されて水平に振動しているので、袋状体１は前記スリット２８に吸着保持されている間中、前記振動が付与される。本実施形態では、前記振動の振動時間ｔ（秒）は袋状体１が吸着箱３の上流側端部でスリット２８に吸着保持されてから、無端状ベルト３０により搬送され、吸着箱３の下流側端部で吸着が解除されるまでの時間となる。また、振幅ｄ（ｍ）は前記偏心カム２４の偏心半径となる。そこで、モータ２６ｂが振動周波数調整手段として作用し、その回転数を変えることにより、振動周波数ｆ（Ｈｚ）を調整する。
【００３６】
この結果、袋状体１に次式（１）で示される総変位量ｘ（ｍ）の振動が付与される。
【００３７】
ｘ＝２ｄｆｔ        ・・・（１）
総変位量ｘ（ｍ）が付与されると、袋状体１の収容部１２内では、図５示に矢示するように粉体３９に対流が起き、表面の粉体が内部に入り、内部の粉体が外部に出る。従って、粉体３９に異物が含まれている場合には、該異物が収容部１２の上方または下方で粉体３９の表面付近に位置するようになる。
【００３８】
前記異物は、例えば装置の機械部品に由来する金属の微粉や、作業員の毛髪、衣服の繊維等であり、一般に医薬品等の粉体３９とは比重が著しく相違する。従って、一旦、粉体３９の表面付近に位置するようになった前記異物が再度粉体３９に埋没する虞は殆どなく、その検出が容易になる。尚、前記対流によれば、医薬品等の粉体３９に比較して比重が大きい金属の微粉等の異物は収容部１２の下方に、粉体３９に比較して比重が小さい毛髪、繊維等は収容部１２の上方に移動することが多い。
【００３９】
前記総変位量ｘは、前記対流を起こして異物を検出するために、装置の強度等の条件が許す限り、大きいことが好ましい。ここで、前記振動における振動加速度αは、次式（２）で示されるように、振動周波数ｆ（Ｈｚ）の２乗に大きく依存するが、本実施形態では、前記のように吸着箱３の振動の調整を振動周波数ｆ（Ｈｚ）により行っているので、前記異物の検出を有利に行うことができる。
【００４０】
α＝４π2 ｆ2 ｄ    ・・・（２）
次に、吸着箱３の下流側端部で搬送面１３上に移載された袋状体１は、再びフィンガー１５により押動され、検出装置４が設けられている領域に搬送される。そして、袋状体１は、強化ガラスの表裏両面から照明装置３７による照明を受けながら、カメラ３８により撮像される。カメラ３８の画像は図示しない画像処理装置などにより解析され、異物が検出された場合には該当する袋状体１が搬送路２から除去される。
【００４１】
次に、本実施形態の異物検出装置による異物の検出例を示す。
【００４２】
まず、６個の収容部１２を備える袋状体１の各収容部に粉体として０．５ｇのノイエル細粒と、１つの収容部１２当り１つの異物を混入した袋状体１のサンプルを作成した。前記異物としては毛髪及びステンレス球を用い、前記毛髪は長さ１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの３種、前記ステンレス球は直径０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍの３種とした。
【００４３】
次に、本実施形態の異物検出装置において、総変位量ｘ（ｍ）を変えて、それぞれの異物を混入した袋状体１のサンプルを用いて異物の検出を行い、総変位量ｘ（ｍ）に対する検出率を求めた。前記袋状体１のサンプルは、前記異物が前記ノイエル細粒中に完全に埋没していることを確認した上で使用し、吸着箱３による振動後、前記異物の検出は目視により行った。各長さの毛髪に関する総変位量ｘ（ｍ）に対する検出率を図６に、各直径のステンレス球に関する総変位量ｘ（ｍ）に対する検出率を図７にそれぞれ示す。
【００４４】
図６から毛髪の長さが長い場合には総変位量ｘ（ｍ）に関わらず高い検出率が得られるが、毛髪の長さが短くなるに従って、総変位量ｘ（ｍ）が大きいほど検出率が高くなることが明らかである。また、図７からステンレス球の直径が大きい場合には総変位量ｘ（ｍ）に関わらず高い検出率が得られるが、ステンレス球の直径が小さくなるに従って、総変位量ｘ（ｍ）が大きいほど検出率が高くなることが明らかである。
【００４５】
前記のように、異物が小さい場合に検出率を高くするには、総変位量ｘ（ｍ）を大きくすることが有効であることが明らかであるが、作業員が袋状体１を振るような手作業では前記総変位量ｘ（ｍ）を大きくするには限界がある。しかし、本実施形態の異物検出装置によれば、前記総変位量ｘ（ｍ）を調整することにより、前記手作業によっては検出困難な大きさの異物であっても検出することができ、異物の検出率を前記手作業に比較して４倍程度向上させることができる。
【００４６】
本実施形態では、前記袋状体１として収容部１２を６個備えるものを例に説明しているが、１つの袋状体１に１個またはそれ以上の収容部１２が備えられていればよく、６個に限られるものではない。また、吸着箱３に備えられるスリット２８及び無端状ベルト３０の数は、収容部１２の数に合わせて適宜変更することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、収容部１２はその四方がヒートシールされることにより形成されているが、袋状の合成樹脂シート１１ではその一方（開口部）をヒートシールして１個の収容部１２を備える袋状体１としてもよく、筒状の合成樹脂シート１１では収容部１２の両端をヒートシールして複数の収容部１２を備える袋状体１としてもよい。また、１枚の合成樹脂シート１１を２つ折りにし、収容部１２の三方をヒートシールして複数の収容部１２を備える袋状体１としてもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、搬送路２に吸着箱３を１つだけ備える構成を示しているが、吸着箱３は直列に複数設けるようにしてもよい。このようにするときには、吸着箱３の数により前記式（１）における振動時間ｔ（秒）を調整することができる。吸着箱３を複数設けるときには、袋状体１は１つの吸着箱３の下流端で吸着を解除されると、一旦搬送路２に移載され、次の吸着箱３の上流端で該吸着箱３に吸着保持されるというようにして搬送される。
【００４９】
また、本実施形態では、吸着箱３の振動をクランク軸２３及びカム２４により行っているが、吸着箱３を水平に前後動させることができるものであれば、他の機構であってもよい。前記他の機構として、例えばリニアスライダーを直接駆動する機構、シリンダにより吸着箱３を水平に前後動させる機構等を挙げることができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、吸着箱３の下流の搬送路２に検出装置４を設けているが、検出装置４は搬送路２とは別の場所に備えられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉体中の異物検出装置の構成例を示す説明図。
【図２】図１示の搬送路の構成を示す斜視図。
【図３】図１の要部拡大図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】図１示の粉体中の異物検出装置による総変位量ｘ（ｍ）に対する異物の検出率を示すグラフ。
【図７】図１示の粉体中の異物検出装置による総変位量ｘ（ｍ）に対する異物の検出率を示すグラフ。
【符号の説明】
１…袋状体、  ２…第１の搬送手段、  ３…保持手段、  ４…検出手段、  ２３…クランク軸、  ２４…偏心カム、  ２６ｂ…第２の回転駆動手段（振動周波数調整手段）、  ３０…第１の無端状ベルト、  ３３…第１の回転駆動手段、  ３５…第２の無端状ベルト、  ３６…張力調整手段、  ３９…粉体。
【図１】
0004279945.tif 000002
【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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