特許 6763852 パーティクル制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6763852

(24)【登録日】2020年9月14日

(45)【発行日】2020年9月30日

(54)【発明の名称】パーティクル制御方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 19/10 20060101AFI20200917BHJP

   B01D 51/00 20060101ALI20200917BHJP

   F24F 7/06 20060101ALI20200917BHJP

【ＦＩ】

   B01J19/10

   B01D51/00 A

   F24F7/06 C

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-517955(P2017-517955)

(86)(22)【出願日】2016年5月10日

(86)【国際出願番号】JP2016063894

(87)【国際公開番号】WO2016181968

(87)【国際公開日】20161117

【審査請求日】2019年2月18日

(31)【優先権主張番号】特願2015-97821(P2015-97821)

(32)【優先日】2015年5月13日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】599053643

【氏名又は名称】株式会社エアレックス

(74)【代理人】

【識別番号】100121784

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 稔

(72)【発明者】

【氏名】川崎 康司

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３２５５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１４８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７７５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２３０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８２２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１７４３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第１９８７／００７１７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５２２５０８９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０１４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３８８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５２８７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−４３５９３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５０−９４５６１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５０−８２０７４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５０−７５４７４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−６３９６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ １９／１０

Ｂ０１Ｄ ５１／００

Ｆ２４Ｆ ７／０６

Ｂ６５Ｂ ３１／００

Ｇ０１Ｎ １５／００

Ｇ０６Ｍ １１／００

Ｂ０６Ｂ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業室の内部に上方から下方に向かう一方向流の空気が流れるクリーン領域において、前記一方向流の流れ方向と略平行な１つの面にのみ盤面を配置した振動盤を超音波振動させて、前記盤面から垂直方向、且つ、前記一方向流の流れ方向と交差する方向に超音波による音響流を発生させ、
前記一方向流の空気に流されて上方から下方に向けて落下するパーティクルに音響放射圧による押圧を作用させることにより、その落下位置を前記振動盤の盤面から遠ざかる方向に制御することを特徴とするパーティクル制御方法。

【請求項2】

前記振動盤の超音波振動の出力を変化させることにより、前記盤面から遠ざかる距離を変化させて、前記パーティクルの落下位置を任意の方向に制御することを特徴とする請求項１に記載のパーティクル制御方法。

【請求項3】

前記クリーン領域内を連続して走行する上方が開口した複数の容器の開口部に前記落下するパーティクルが混入しないようにする方法であって、
前記複数の容器の走行方向と略平行に前記振動盤の盤面を配置して、前記パーティクルの落下位置が前記盤面から前記容器の開口部を超えた位置になるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のパーティクル制御方法。

【請求項4】

作業室の内部に上方から下方に向かう一方向流の空気が流れるクリーン領域において、前記一方向流の流れ方向と略平行に互いの盤面を対向させた１対の振動盤と反射盤、又は、２つの振動盤を超音波振動させて、
前記各盤面から垂直方向、且つ、前記一方向流の流れ方向と交差する方向に超音波による定在波音場を発生させることにより、
前記一方向流の空気に流されて上方から下方に向けて落下するパーティクルに前記超音波を作用させ、当該パーティクルの落下位置を前記定在波音場の節の位置の下方に開口するパーティクルカウンター又は浮遊菌カウンターの捕集口に誘導するように制御することを特徴とするパーティクル制御方法。

【請求項5】

作業室の内部に上方から下方に向かう一方向流の空気が流れるクリーン領域において、前記一方向流の流れ方向と略平行に互いの盤面を対向させた２つの振動盤を水平方向に角度を変えて配置した複数対の振動盤を超音波振動させて、
前記各盤面から垂直方向、且つ、前記一方向流の流れ方向と交差する方向に超音波の焦点を発生させることにより、
前記一方向流の空気に流されて上方から下方に向けて落下するパーティクルに前記超音波を作用させ、当該パーティクルの落下位置を前記超音波の焦点の位置の下方に開口するパーティクルカウンター又は浮遊菌カウンターの捕集口に誘導するように制御することを特徴とするパーティクル制御方法。

【請求項6】

前記各振動盤の超音波振動の出力を相対的に変化させることにより、前記定在波音場の節の位置、又は、前記超音波の焦点の位置を変動させて、前記パーティクルの落下位置を任意の方向に移動するように制御することを特徴とする請求項４又は５に記載のパーティクル制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クリーンルームやアイソレーター装置などのクリーン環境において利用されるパーティクル制御方法に関するものである。更に詳しくは、これらのクリーン環境において、なお浮遊する極微量のパーティクルやこのパーティクルに含まれる浮遊菌の動きを制御するパーティクル制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

清浄な雰囲気で行われる作業、例えば、半導体や電子部品の製造段階の作業、或いは、医薬品の製造段階の作業においては、外部環境から汚染物質が入り込まないように内部を無塵・無菌状態に保った清浄な作業環境で作業が行われる。このような作業環境としては、一般にはクリーンルームが使用される。このクリーンルーム内では、無塵衣を身に付けた作業者が作業を行う。しかし、無塵性保証水準、無菌性保証水準を高めるためには、クリーンルーム内に更に高度なクリーン領域を構成して作業が行われる。

【0003】

高度なクリーン領域を構成する１つの方法として、ＲＡＢＳ（アクセス制限バリアシステム）が利用される。このＲＡＢＳは、クリーンルーム内の一部に下方部が解放された壁面で囲まれた領域を設け、その内部に上方から下方に流れる一方向流の清浄空気の層流（以下「ラミナーフロー」という）を流すと共に作業者の厳格なアクセス制限を行うようにしたものである。このＲＡＢＳにおいては、作業者は壁面に設けられたグローブやハーフスーツを介して内部での作業を行う。また、高度なクリーン領域を構成する他の方法として、アイソレーター装置が利用される。このアイソレーター装置は、外部環境から密閉されたチャンバーを使用し、作業者がこのチャンバーの外部からグローブやハーフスーツを介して作業を行う。

【0004】

これらのＲＡＢＳやアイソレーター装置の内部には、上方に設けられた清浄空気供給装置からＨＥＰＡフィルタなどを介して、下方に向かって上記ラミナーフローが流れている。また、ＲＡＢＳやアイソレーター装置は、作業者がその内部に入って作業を行うことがないので、高度な無塵・無菌状態のクリーン領域を確保することができる。しかし、このクリーン領域が、医薬品製造などで求められるグレードＡ（厚生労働省・無菌医薬品製造指針）を保証しているとしても、この空気中には粒径０．５μｍ以上の粒子（以下「パーティクル」という）が３５２０個／ｍ^３を上限として含まれている可能性がある。これらのパーティクルは、ラミナーフローの流れに乗ってクリーン領域の上方から下方に向かって落下している。また、これらのパーティクルには、空気中の浮遊菌も含まれている。

【0005】

このようなクリーン領域において、例えば、医薬品の充填作業などが行われる。医薬品の充填作業においては、通常、外表面及び内部が滅菌されたバイアルなどの容器がコンベア或いはガイダーに沿って走行しながら充填機に向かう。次に、医薬品の充填を受けた容器は、その後、密封されて無菌充填が完了する。このとき、クリーン領域を充填機に向かう充填前の容器は、その開口部（充填口）を上方に向けて走行しており、ラミナーフローの流れに乗って落下してくる極微量のパーティクル（浮遊菌も含む）が充填前の容器の内部に混入する可能性がある。

【0006】

これに対応する方法としては、クリーン領域内の無塵・無菌状態を更にグレードアップする方法が考えられる。しかし、ＲＡＢＳやアイソレーター装置の内部の無塵・無菌状態を更にグレードアップして医薬品の充填作業などを行うことは現実的に困難である。

【0007】

そこで、無菌充填装置において、これらのクリーン領域内の極微量のパーティクルをできるだけ排除するために種々の工夫がなされている。例えば、下記特許文献１に提案されている無菌充填方法においては、予め密封され内部が滅菌された容器を使用する。この容器を特定の充填装置に連結し、容器内にノズルを挿入して医薬品を充填する。次に、容器の内部の医薬品が容器の外部の空気にさらされない状態のまま封着して密封するというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００３−１０４３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、上記特許文献１に提案されている無菌充填方法は、無菌室及び無菌装置を使用しなくても生産性のよい無菌充填が可能であるとしている。また、この無菌充填方法においては、クリーン領域内の空気に触れることがないので、空気中のパーティクルが容器内部に混入することがない。しかし、この方法においては、特殊な充填装置が必要であり、また、使用できる容器に制限がある。更に、このような特殊な装置、特殊な容器に対応できる医薬品は限られるものであり、液体から紛体、粒状物を含む多種多様な医薬品及びこれらに対応した様々な形状の容器を使用することができない。

【0010】

従って、多種多様な医薬品及びこれらに対応した様々な形状の容器に使用できる汎用の充填装置をＲＡＢＳやアイソレーター装置の内部で使用する場合、これらのクリーン領域内をラミナーフローの流れに乗って落下してくる極微量のパーティクルを排除することができないという問題があった。

【0011】

一方、ＲＡＢＳやアイソレーター装置の内部の無塵・無菌状態は、パーティクルカウンターや浮遊菌カウンターなどでモニターされる。これらのカウンターは、クリーン領域内の一定量の空気をサンプルとして捕集口から吸引し、その中のパーティクルや浮遊菌を光学系計測器などで検出するものである。特に近年、光学系計測器を利用した浮遊菌カウンターは、微生物迅速検査法（ＲＭＭ）として従来の培養法に比べ大幅に作業効率を図ることができる。

【0012】

しかし、ＲＡＢＳやアイソレーター装置のクリーン領域においては、極微量のパーティクル（浮遊菌を含む）がラミナーフローの流れに乗って直線的に落下しており、カウンターの捕集口から吸引されるサンプル空気は、捕集口の真上の部分の空気が中心となり、クリーン領域全体をモニターできないという問題があった。

【0013】

そこで、本発明は、上記の諸問題に対処して、ＲＡＢＳやアイソレーター装置の内部のようなラミナーフローが流れるクリーン領域内をラミナーフローの流れに乗って落下してくる極微量のパーティクルの動きを制御することにより、特定位置に落下させない、或いは、特定位置に誘導して落下させることのできるパーティクル制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、ラミナーフローが流れるクリーン領域内に配置した振動盤を超音波振動させることによりラミナーフローの流れに乗って落下してくる極微量のパーティクルの動きを制御することができることを見出して本発明の完成に至った。

【0015】

即ち、本発明に係るパーティクル制御方法は、請求項１の記載によれば、
作業室の内部に上方から下方に向かう一方向流の空気が流れるクリーン領域（１０）において、前記一方向流の流れ方向と略平行な１つの面にのみ盤面を配置した振動盤を超音波振動させて、前記盤面から垂直方向、且つ、前記一方向流の流れ方向と交差する方向に超音波による音響流を発生させ、
前記一方向流の空気に流されて上方から下方に向けて落下するパーティクルに音響放射圧による押圧を作用させることにより、その落下位置を前記振動盤の盤面から遠ざかる方向に制御することを特徴とする。

【0017】

また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載のパーティクル制御方法であって、
前記振動盤の超音波振動の出力を変化させることにより、前記盤面から遠ざかる距離を変化させて、前記パーティクルの落下位置を任意の方向に制御することを特徴とする。

【0018】

また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１又は２に記載のパーティクル制御方法であって、
前記クリーン領域内を連続して走行する上方が開口した複数の容器の開口部に前記落下するパーティクルが混入しないようにする方法であって、
前記複数の容器の走行方向と略平行に前記振動盤の盤面を配置して、前記パーティクルの落下位置が前記盤面から前記容器の開口部を超えた位置になるように制御することを特徴とする。

【0019】

また、本発明に係るパーティクル制御方法は、請求項４の記載によれば、
作業室の内部に上方から下方に向かう一方向流の空気が流れるクリーン領域において、前記一方向流の流れ方向と略平行に互いの盤面を対向させた１対の振動盤と反射盤、又は、２つの振動盤を超音波振動させて、
前記各盤面から垂直方向、且つ、前記一方向流の流れ方向と交差する方向に超音波による定在波音場を発生させることにより、
前記一方向流の空気に流されて上方から下方に向けて落下するパーティクルに前記超音波を作用させ、当該パーティクルの落下位置を前記定在波音場の節の位置の下方に開口するパーティクルカウンター又は浮遊菌カウンターの捕集口に誘導するように制御することを特徴とする。

【0020】

また、本発明に係るパーティクル制御方法は、請求項５の記載によれば、
作業室の内部に上方から下方に向かう一方向流の空気が流れるクリーン領域において、前記一方向流の流れ方向と略平行に互いの盤面を対向させた２つの振動盤を水平方向に角度を変えて配置した複数対の振動盤を超音波振動させて、
前記各盤面から垂直方向、且つ、前記一方向流の流れ方向と交差する方向に超音波の焦点を発生させることにより、
前記一方向流の空気に流されて上方から下方に向けて落下するパーティクルに前記超音波を作用させ、当該パーティクルの落下位置を前記超音波の焦点の位置の下方に開口するパーティクルカウンター又は浮遊菌カウンターの捕集口に誘導するように制御することを特徴とする。

【0021】

また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項４又は５に記載のパーティクル制御方法であって、
前記各振動盤の超音波振動の出力を相対的に変化させることにより、前記定在波音場の節の位置、又は、前記超音波の焦点の位置を変動させて、前記パーティクルの落下位置を任意の方向に移動するように制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

上記構成によれば、本発明に係るパーティクル制御方法は、作業室の内部に上方から下方に向かう一方向流の空気の流れ方向と略平行に振動盤の盤面を配置する。次に、この振動盤を超音波振動させて、超音波による音響流を発生させる。この音響流は、振動盤の盤面から垂直方向に発生し、且つ、一方向流の流れ方向と交差する方向に発生する。このようにして発生した音響流は、一方向流の空気に流されて上方から下方に向けて落下するパーティクルに音響放射圧による押圧を及ぼす。このことにより、パーティクルの落下位置を振動盤の盤面から遠ざかる方向に制御することができる。

【0024】

また、上記構成によれば、振動盤の超音波振動の出力を変化させるようにしてもよい。このことにより、パーティクルが盤面から遠ざかる距離が変化して、その落下位置を任意の方向に制御することができる。

【0025】

また、上記構成によれば、クリーン領域内を連続して走行する複数の容器の走行方向と略平行に前記振動盤の盤面を配置する。次に、この振動盤を超音波振動させて、超音波による音響流を発生させ、パーティクルに音響放射圧による押圧を及ぼす。このことにより、走行する複数の容器の開口部が上方を向いている場合であっても、落下するパーティクルが容器内に混入しないように制御することができる。

【0026】

また、上記構成によれば、本発明に係るパーティクル制御方法は、作業室の内部に上方から下方に向かう一方向流の空気の流れ方向と略平行に１対の振動盤と反射盤を互いの盤面を対向させて配置する。次に、振動盤を超音波振動させて、超音波による定在波音場を発生させる。この定在波音場は、振動盤及び反射盤の盤面から垂直方向に発生し、且つ、一方向流の流れ方向と交差する方向に発生する。このようにして発生した定在波音場には、音圧分布による定在波音場の節が形成され、上方から下方に向けて落下するパーティクルは定在波音場の節の方向に誘導される。このことにより、パーティクルの落下位置を定在波音場の節の位置の下方に制御することができる。なお、上記１対の振動盤と反射盤の代わりに２つの振動盤を使用するようにしてもよい。

【0027】

また、上記構成によれば、本発明に係るパーティクル制御方法は、作業室の内部に上方から下方に向かう一方向流の空気の流れ方向と略平行に、例えば、２対からなる４つの振動盤を各対の盤面を互いに対向させて配置する。次に、これらの振動盤を超音波振動させて、超音波の焦点を発生させる。この超音波の焦点は、振動盤の盤面から垂直方向に発生し、且つ、一方向流の流れ方向と交差する方向に発生する。上方から下方に向けて落下するパーティクルは、この超音波の焦点の方向に誘導される。このことにより、パーティクルの落下位置を超音波の焦点の位置の下方に制御することができる。なお、上記２対からなる４つの振動盤の代わりに３対以上の振動盤を水平方向に角度を変えて複数対配置するようにしてもよい。

【0028】

また、上記構成によれば、各振動盤の超音波振動の出力を相対的に変化させるようにしてもよい。このことにより、定在波音場の節の位置、又は、超音波の焦点の位置が変化して、パーティクルの落下位置を任意の方向に制御することができる。

【0029】

また、上記構成によれば、クリーン領域内を落下するパーティクル又はこれに含まれる浮遊菌の量を計測するためのパーティクルカウンター又は浮遊菌カウンターの捕集口を定在波音場の節の位置の下方、又は、超音波の焦点の位置の下方に配置する。次に、各振動盤を超音波振動させて、定在波音場の節、又は、超音波の焦点を発生させ、パーティクル又はこれに含まれる浮遊菌を定在波音場の節、又は、超音波の焦点に誘導する。このことにより、クリーン領域内を直線的に落下するパーティクル又はこれに含まれる浮遊菌を捕集口から効率的に捕捉するように制御することができる。

【0030】

よって、上記構成によれば、ＲＡＢＳやアイソレーター装置の内部のようなラミナーフローが流れるクリーン領域内をラミナーフローの流れに乗って落下してくる極微量のパーティクルの動きを制御することにより、特定位置に落下させない、或いは、特定位置に誘導して落下させることのできるパーティクル制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】第１実施形態におけるクリーン領域内の振動盤と充填容器との位置関係を示す概要斜視図である。

【図2】図１のクリーン領域内の振動盤を上方から見た概要平面図である。

【図3】図１のクリーン領域内の振動盤を横方向から見た概要側面図である。

【図4】図１のクリーン領域内の振動盤、充填容器、及びパーティクルの位置関係を示す概要側面図である。

【図5】第２実施形態におけるクリーン領域内の振動盤と反射盤の位置関係を上方から見た概要平面図である。

【図6】図５のクリーン領域内の振動盤と反射盤を横方向から見た概要側面図である。

【図7】第３実施形態におけるクリーン領域内の４つの振動盤の位置関係を上方から見た概要平面図である。

【図8】図７のクリーン領域内の対向する２つの振動盤を横方向から見た概要側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明に係るパーティクル制御方法の各実施形態を図面に従って説明する。

【0033】

《第１実施形態》
本第１実施形態は、グレードＡに維持されたアイソレーター装置の内部（クリーン領域）に医薬品の充填装置が配設された状態におけるパーティクル制御方法について説明する。図１は、本第１実施形態におけるクリーン領域内の振動盤と充填容器との位置関係を示す概要斜視図である。なお、図１において、クリーン領域を構成するアイソレーター装置の内壁面は省略する。

【0034】

図１において、クリーン領域１０には、医薬品の充填装置１１が配設され、この充填装置１１に向かってコンベア１２が走行している。このコンベア１２の上には、医薬品を充填する前の複数の充填容器（バイアル瓶）１３が一列に整列して充填装置１１の方向に走行している。この充填前の充填容器１３の上部には、医薬品を充填するための開口部１３ａが設けられている。充填装置１１において医薬品を充填された充填容器１３は、その後、密封される。

【0035】

本第１実施形態において、クリーン領域１０に配設された充填装置１１は、汎用型の装置であって様々な形状の容器に対応できる。また、充填装置１１を別の機種に変更することにより、液体から紛体、粒状物を含む多種多様な医薬品及びこれらに対応した様々な形状の容器を使用した医薬品充填工程を設定することができる。

【0036】

図１において、クリーン領域１０の無塵・無菌状態は、医薬品製造などで求められるグレードＡに維持されている。本第１実施形態においては、アイソレーター装置を使用しており、給気用ブロワーに吸引された空気は、給気用フィルタユニットのＨＥＰＡフィルタで清浄化され、クリーン領域１０の上方から下方に向かうラミナーフローを形成する。また、クリーン領域１０の下方の空気は、排気口及び排気用フィルタを通して排気用ブロワーにより吸引排気される。

【0037】

このような環境において、上述のように、グレードＡの空気中には粒径０．５μｍ以上のパーティクルが３５２０個／ｍ^３を上限として含まれている可能性がある。また、これらのパーティクルには、空気中の浮遊菌も含まれている。従って、グレードＡが維持されているクリーン領域１０においても、清浄空気中に存在するパーティクル及びこれに含まれる浮遊菌が、ラミナーフローの流れに乗ってクリーン領域の上方から下方に向かって直線的に落下している。

【0038】

よって、図１において、上方から下方に向かって直線的に落下するパーティクル（浮遊菌も含む）が、コンベア１２の上を一列に整列して走行する充填容器１３の内部に開口部１３ａから混入する可能性がある。本第１実施形態は、このようにして充填容器１３の開口部１３ａから内部に混入するパーティクル（浮遊菌も含む）を排除することを目的とする。

【0039】

そのために、図１においては、一列に整列した充填容器１３の横に振動盤１４が設けられている。この振動盤１４の盤面（振動面）１４ａは、クリーン領域１０の上方から下方に向かうラミナーフロー（図示しない）の流れの方向と略平行に配置されている。また、この盤面１４ａは、一列に整列した複数の充填容器１３の走行方向（図示左下から右上方向）と平行に配置されている。また、この盤面１４ａは、一列に整列した複数の充填容器１３の上方向及び幅方向に一定の面積をもって設けられている。また、この盤面１４ａの下端部は、少なくとも開口部１３ａに対向する位置より下方まで設けられていることが好ましい。なお、一列に整列した複数の充填容器１３が、ある地点から方向を変えて走行する場合には、各走行方向に平行に複数の振動盤を配置するようにしてもよい。

【0040】

ここで、振動盤１４について説明する。本発明において、振動盤とは、超音波振動する盤面を有するものであれば、特に限定するものではなく、１つ又は複数の超音波振動子である圧電振動子を接続した板状の振動盤であってもよい。また、超音波振動子を格子状に２次元配列したトランスデューサー等であってもよく、或いは、超音波領域に対応したスピーカー等であってもよい。また、発生する超音波の周波数と出力は、クリーン領域中のパーティクルを動かすことのできる範囲にあればよく、また、周波数と出力が可変に操作できるものであってもよい。例えば、本第１実施形態においては、一定面積を有するステンレス板にランジュバン型振動子を固定した振動盤を使用した。

【0041】

図２は、図１のクリーン領域１０内の振動盤１４を上方から見た概要平面図である。なお、図２においては、アイソレーター装置の内壁面、充填装置１１、コンベア１２、充填容器１３を省略する。図２において、振動盤１４が超音波振動すると、盤面１４ａから垂直方向（図示右方向）に空気中を進行する音響流１５が発生する。この音響流１５を物体（図２ではパーティクル１６）で遮ると、このパーティクル１６を音響流１５の流れる方向に押す力（音響放射圧１５ａ）が生じる。このことにより、音響放射圧１５ａがパーティクル１６を振動盤１４の盤面１４ａから遠ざかる方向（図示右方向）に押しやることとなる。なお、図２においては、パーティクル１６をラミナーフローの上流側から下流側に向けて見ているので、ラミナーフローの作用は表していない。

【0042】

一方、図３は、図１のクリーン領域１０内の振動盤１４を横方向から見た概要側面図である。なお、図３においても、アイソレーター装置の内壁面、充填装置１１、コンベア１２、充填容器１３を省略する。図３において、振動盤１４が超音波振動すると、盤面１４ａから垂直方向（図示右方向）に空気中を進行する音響流１５が発生する。この音響流１５の音響放射圧１５ａがパーティクル１６に作用して、パーティクル１６を振動盤１４の盤面１４ａから遠ざかる方向（図示右方向）に押しやることとなる。

【0043】

また、図３においては、クリーン領域１０を上方から下方に向かうラミナーフロー１７が流れている。このラミナーフロー１７の流れによる押圧（以下「流動圧１７ａ」という）がパーティクル１６に作用して、パーティクル１６をラミナーフロー１７の下流方向（図示下方向）に押しやることとなる。その結果、クリーン領域１０内のパーティクル１６は、振動盤１４による音響放射圧１５ａとラミナーフロー１７による流動圧１７ａの両方の作用により、これらの合力１８の方向（図示右下方向）に押しやられることとなる。

【0044】

図４は、図１のクリーン領域内の振動盤、充填容器、及びパーティクルの位置関係を示す概要側面図である。なお、図４においては、アイソレーター装置の内壁面、充填装置１１及び音響流１５を省略する。図４において、クリーン領域１０には充填装置（図示しない）に向うコンベア１２の上に充填容器１３が載置されている。この充填容器１３は、医薬品を充填する前の状態にありその上部は開口部１３ａとなっている。

【0045】

図４において、充填容器１３の横には振動盤１４が設けられている。図４においては、振動盤１４の側面が描かれている。この振動盤１４の盤面１４ａは、クリーン領域１０の上方から下方に向かうラミナーフロー１７の流れの方向と略平行に配置されている。また、この盤面１４ａは、一列に整列した複数の充填容器１３の走行方向（図に垂直な方向）と平行に配置されている。また、この盤面１４ａは、一列に整列した複数の充填容器１３の上方向（図の上下方向）及び幅方向（図に垂直な方向）に一定の面積をもって設けられている。また、この盤面１４ａの下端部は、充填容器１３の開口部１３ａに対向する位置より下まで設けられている。

【0046】

ここで、振動盤１４に対向する位置よりも上方においては、パーティクル１６はラミナーフロー１７の流動圧１７ａの作用を受けて、直線的に落下している。一方、振動盤１４に対向する位置においては、パーティクル１６はラミナーフロー１７の流動圧１７ａの作用と共に、振動盤１４による音響放射圧１５ａ（図示しない）の作用を受けて、これらの合力１８の方向（図示右下方向）に落下している。このことにより、グレードＡの清浄空気中に存在する極微量のパーティクル（浮遊菌も含む）が、開口部１３ａから充填容器１３の内部に混入することがない。

【0047】

よって、本第１実施形態によれば、ＲＡＢＳやアイソレーター装置の内部のようなラミナーフローが流れるクリーン領域内をラミナーフローの流れに乗って落下してくる極微量のパーティクルの動きを制御することにより、充填容器の開口部という特定位置に落下させないパーティクル制御方法を提供することができる。

【0048】

《第２実施形態》
本第２実施形態は、グレードＡに維持されたアイソレーター装置の内部（クリーン領域）の無塵状態をパーティクルカウンターで計測する際のパーティクル制御方法について説明する。ここで、パーティクルカウンターとは、微粒子測定器ともいわれ、空気中にある埃や微粒子、不純物などを計数する計測器のことをいう。クリーン領域の清浄度を測定するには、通常、クリーン領域に配置した捕集口から採取したサンプル空気にレーザー光を照射してその光散乱強度から微粒子の大きさや個数を計測する。

【0049】

本第２実施形態においては、クリーン領域内にラミナーフローが流れており、ＨＥＰＡフィルタを通してクリーン領域内に供給される清浄空気には、ラミナーフローの流れに乗ってクリーン領域の上方から下方に向かって直線的に落下する極微量のパーティクルが存在する。一方、パーティクルカウンターの捕集口は、ラミナーフローの下流域の極限られた面積で開口している。従って、パーティクルが直線的に落下することにより、捕集口から採取するサンプル空気は、捕集口の真上から供給される空気が大部分を占めることとなる。その結果、クリーン領域全域の清浄度を正確に計測することが難しい。

【0050】

そこで、本第２実施形態においては、クリーン領域内を直線的に落下する極微量のパーティクルの動きを制御して、その大部分をパーティクルカウンターの捕集口に集めて採取することを目的とする。このことにより、グレードＡに維持されたクリーン領域全体の清浄度がより正確に把握できる。

【0051】

本第２実施形態においては、クリーン領域の上方から下方に向かって流れるラミナーフローの流れ方向と略平行に互いの盤面を対向させた１対の振動盤と反射盤を配置する。図５は、本第２実施形態におけるクリーン領域２０に配置された振動盤２１と反射盤２２の位置関係を上方から見た概要平面図である。なお、図５においては、アイソレーター装置の内壁面、パーティクルカウンターの捕集口を省略する。図５において、振動盤２１と反射盤２２は、互いの盤面を対向させた状態に配置されている。

【0052】

ここで、本第２実施形態で使用する振動盤は、特に限定するものではなく、上記第１実施形態と同様に１つ又は複数の超音波振動子である圧電振動子を接続した板状の振動盤であってもよい。また、超音波振動子を格子状に２次元配列したトランスデューサー等であってもよく、或いは、超音波領域に対応したスピーカー等であってもよい。また、発生する超音波の周波数と出力は、クリーン領域中のパーティクルを動かすことのできる範囲にあればよく、また、周波数と出力が可変に操作できるものであってもよい。例えば、本第２実施形態においては、一定面積を有するステンレス板にランジュバン型振動子を固定した振動盤を使用した。また、反射盤には、振動盤と同じ面積を有するステンレス板を使用した。

【0053】

図５において、振動盤２１が超音波振動すると、互いに対向する振動盤２１の盤面２１ａと反射盤２２の盤面２２ａとの間に各盤面から垂直方向、且つ、ラミナーフローの流れ方向と交差する方向に超音波による定在波音場２３が発生する。この定在波音場２３とは、振動盤２１からその盤面に２１ａに垂直に発せられた音響流が反射盤２２の盤面２２ａにぶつかると反射して入射波と反射波とが重なり波が動かない状態になることをいう。図５においては、振動盤２１の盤面２１ａと反射盤２２の盤面２２ａとの間に３／４波長の定在波音場２３が発生している。図５において、波長をλとして半波長のλ／２を示している。

【0054】

この定在波音場２３の節２４の位置では気圧が低くなり、定在波音場２３の中に存在する物体（図５ではパーティクル２５）は、定在波音場２３の節２４の方向への誘導圧２４ａを受ける。なお、図５においては、パーティクル２５をラミナーフローの上流側から下流側に向けて見ているので、ラミナーフローの作用は表していない。

【0055】

一方、図６は、図５のクリーン領域２０内の振動盤２１と反射盤２２を横方向から見た概要側面図である。なお、図６においては、アイソレーター装置の内壁面は省略する。図６において、パーティクルカウンター２６の捕集口２６ａをラミナーフロー２７の下流側に表している。図６において、振動盤２１が超音波振動すると、上述のように、振動盤２１と反射盤２２との間で定在波音場２３が発生し、パーティクル２５は定在波音場２３の節２４の方向への誘導圧２４ａを受ける。

【0056】

また、図６においては、クリーン領域２０を上方から下方に向かうラミナーフロー２７が流れている。このラミナーフロー２７の流れによる押圧（以下「流動圧２７ａ」という）がパーティクル２５に作用して、パーティクル２５をラミナーフロー２７の下流方向（図示下方向）に押しやることとなる。その結果、定在波音場２３の中に存在するパーティクル２５は、定在波音場２３の節２４の方向への誘導圧２４ａとラミナーフロー２７による流動圧２７ａの両方の作用により、これらの合力２８の方向（図示右下方向）に押しやられることとなる。

【0057】

定在波音場２３の節２４の下方に到達したパーティクル２５は、その後、定在波音場２３の影響を受けることなく、ラミナーフロー２７による流動圧２７ａの作用により節２４の下方に開口するパーティクルカウンター２６の捕集口２６ａに捕集される。なお、定在波音場２３の節２４が複数個所存在する場合には、各節２４の下方にそれぞれパーティクルカウンター２６の捕集口２６ａを設けることが好ましい。

【0058】

このように、グレードＡの清浄空気中に極微量に存在するパーティクルの動きを制御して、その大部分をパーティクルカウンター２６の捕集口２６ａに集めて採取することができる。このことにより、グレードＡに維持されたクリーン領域全体の清浄度がより正確に把握できる。

【0059】

よって、本第２実施形態によれば、ＲＡＢＳやアイソレーター装置の内部のようなラミナーフローが流れるクリーン領域内をラミナーフローの流れに乗って落下してくる極微量のパーティクルの動きを制御することにより、パーティクルカウンターの捕集口という特定位置に誘導して落下させることのできるパーティクル制御方法を提供することができる。

【0060】

《第３実施形態》
本第３実施形態は、グレードＡに維持されたアイソレーター装置の内部（クリーン領域）において、極微量に存在するパーティクルに含まれる浮遊菌を浮遊菌カウンターで計測する際のパーティクル制御方法について説明する。以下、本第３実施形態においては、単に「パーティクル」と記載した場合であっても「浮遊菌を含むパーティクル」を表すものとする。

【0061】

ここで、浮遊菌カウンターとは、上記第２実施形態のパーティクルカウンターと同様に、空気中にある埃や微粒子などに含まれる浮遊菌を計数する計測器のことをいう。本第３実施形態においては、特に、微生物迅速検査法（ＲＭＭ）に使用される浮遊菌カウンターを採用する。この浮遊菌カウンターを使用してクリーン領域の浮遊菌を測定するには、通常、クリーン領域に配置した捕集口から採取したサンプル空気にレーザー励起蛍光（ＬＩＦ）を照射して浮遊菌の構成成分による自家発光を検出して浮遊菌の大きさや個数を計測する。なお、浮遊菌の計測だけでなく、上記第２実施形態のパーティクルカウンターの機能を兼ね備え、浮遊微粒子と浮遊菌の両方を計測するようにしてもよい。

【0062】

本第３実施形態においては、クリーン領域内にラミナーフローが流れており、ＨＥＰＡフィルタを通してクリーン領域内に供給される清浄空気には、ラミナーフローの流れに乗ってクリーン領域の上方から下方に向かって直線的に落下する極微量のパーティクルが存在する。一方、浮遊菌カウンターの捕集口は、ラミナーフローの下流域の極限られた面積で開口している。従って、パーティクルが直線的に落下することにより、捕集口から採取するサンプル空気は、捕集口の真上から供給される空気が大部分を占めることとなる。その結果、クリーン領域全域の無菌状態を正確に計測することが難しい。

【0063】

そこで、本第３実施形態においては、クリーン領域内を直線的に落下する極微量のパーティクルの動きを制御して、その大部分を浮遊菌カウンターの捕集口に集めて採取することを目的とする。このことにより、グレードＡに維持されたクリーン領域全体の清浄度がより正確に把握できる。

【0064】

本第３実施形態においては、クリーン領域の上方から下方に向かって流れるラミナーフローの流れ方向と略平行に互いの盤面を対向させた２つの振動盤を１対として配置し、これに略直角に交差する他の１対の振動盤を水平方向に配置して合計４つの振動盤を配置する。図７は、本第３実施形態におけるクリーン領域３０に配置された４つの振動盤３１、３２、３３、３４の位置関係を上方から見た概要平面図である。なお、図７においては、アイソレーター装置の内壁面、浮遊菌カウンターの捕集口を省略する。

【0065】

図７において、２つの振動盤３１、３２は、互いの盤面３１ａ、３２ａを対向させた状態に配置されている。また、２つの振動盤３３、３４は、互いの盤面３３ａ、３４ａを対向させると共に、振動盤３１、３２の盤面３１ａ、３２ａと略直角をなす状態に配置されている。このことにより、クリーン領域３０は、４つの振動盤３１、３２、３３、３４の各盤面３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａによって４方を囲まれた状態にある。

【0066】

ここで、本第３実施形態で使用する振動盤は、特に限定するものではなく、上記第１実施形態と同様に１つ又は複数の超音波振動子である圧電振動子を接続した板状の振動盤であってもよい。また、超音波振動子を格子状に２次元配列したトランスデューサー等であってもよく、或いは、超音波領域に対応したスピーカー等であってもよい。また、発生する超音波の周波数と出力は、クリーン領域中のパーティクルを動かすことのできる範囲にあればよく、また、周波数と出力が可変に操作できるものであってもよい。例えば、本第３実施形態においては、一定面積を有するステンレス板にランジュバン型振動子を固定した振動盤を使用した。

【0067】

図７において、４つの振動盤３１、３２、３３、３４が超音波振動すると、各盤面の間に各盤面から垂直方向、且つ、ラミナーフローの流れ方向と交差する方向に各振動盤からの音響流３５による超音波の焦点３６を発生する。

【0068】

このように、超音波の焦点３６が発生すると、各盤面の間に存在する物体（図７ではパーティクル３７）は、超音波の焦点３６の方向への誘導圧３６ａを受ける。なお、図７においては、パーティクル３７をラミナーフローの上流側から下流側に向けて見ているので、ラミナーフローの作用は表していない。

【0069】

一方、図８は、図７のクリーン領域３０内の対向する２つの振動盤３１、３２を横方向から見た概要側面図である。なお、図８においては、振動盤３３、３４、アイソレーター装置の内壁面は省略する。図８において、浮遊菌カウンター３８の捕集口３８ａをラミナーフロー３９の下流側に表している。図８において、振動盤３１、３２、３３、３４が超音波振動すると、上述のように、各盤面の間に超音波の焦点３６が発生し、パーティクル３７は超音波の焦点３６の方向への誘導圧３６ａを受ける。

【0070】

また、図８においては、クリーン領域３０を上方から下方に向かうラミナーフロー３９が流れている。このラミナーフロー３９の流れによる押圧（以下「流動圧３９ａ」という）がパーティクル３７に作用して、パーティクル３７をラミナーフロー３９の下流方向（図示下方向）に押しやることとなる。その結果、各盤面の間に存在するパーティクル３７は、超音波の焦点３６の方向への誘導圧３６ａとラミナーフロー３９による流動圧３９ａの両方の作用により、これらの合力４０の方向（図示右下方向）に押しやられることとなる。

【0071】

超音波の焦点３６の下方に到達したパーティクル３７は、その後、超音波の焦点３６の影響を受けることなく、ラミナーフロー３９による流動圧３９ａの作用により超音波の焦点３６の下方に開口する浮遊菌カウンター３８の捕集口３８ａに捕集される。

【0072】

このように、グレードＡの清浄空気中に極微量に存在するパーティクルの動きを制御して、その大部分を浮遊菌カウンター３８の捕集口３８ａに集めて採取することができる。このことにより、グレードＡに維持されたクリーン領域全体の清浄度がより正確に把握できる。

【0073】

よって、本第２実施形態によれば、ＲＡＢＳやアイソレーター装置の内部のようなラミナーフローが流れるクリーン領域内をラミナーフローの流れに乗って落下してくる極微量のパーティクル（浮遊菌を含む）の動きを制御することにより、浮遊菌カウンターの捕集口という特定位置に誘導して落下させることのできるパーティクル制御方法を提供することができる。

【0074】

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限らず、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記各実施形態においては、高度なクリーン環境としてアイソレーター装置を使用するものである。しかし、これに限るものではなく、ＲＡＢＳ（アクセス制限バリアシステム）による高度なクリーン環境、或いは、これらに匹敵する高度なクリーン環境を使用するようにしてもよい。
（２）上記各実施形態においては、アイソレーター装置内のクリーン環境に振動盤を配置するものである。しかし、これに限るものではなく、アイソレーター装置の内壁面を振動盤として超音波振動させるようにしてもよい。
（３）上記各実施形態においては、振動盤として一定面積を有するステンレス板にランジュバン型振動子を固定して使用した。しかし、これに限るものではなく、超音波振動する盤面を有するものであればどのような振動盤を使用するようにしてもよい。
（４）上記第１実施形態においては、１つの振動盤を使用するものである。しかし、これに限るものではなく、盤面が交差する方向に複数の振動盤を使用するようにしてもよい。
（５）上記第２実施形態においては、互いに盤面が対向する１つの振動盤と１つの反射盤を使用するものである。しかし、これに限るものではなく、互いに盤面が対向する２つの振動盤を１対として使用するようにしてもよい。
（６）上記第２実施形態においては、定在波音場の節をパーティクルカウンターに利用するものである。しかし、これに限るものではなく、定在波音場の節を浮遊菌カウンターに利用するようにしてもよい。
（７）上記第２実施形態においては、定在波音場の節をパーティクルカウンターの捕集口の上方に固定するものである。しかし、これに限るものではなく、超音波振動の周波数を変調させるようにして定在波音場の節を移動させながらパーティクルカウンター又は浮遊菌カウンターの捕集口の上方に移動させるようにしてもよい。
（８）上記第３実施形態においては、互いに盤面が対向する２つの振動盤を１対として、２対の振動盤を使用するものである。しかし、これに限るものではなく、２対或いは３対以上の振動盤を使用するようにしてもよい。
（９）上記第３実施形態においては、超音波の焦点を浮遊菌カウンターに利用するものである。しかし、これに限るものではなく、超音波の焦点をパーティクルカウンターに利用するようにしてもよい。
（１０）上記第３実施形態においては、超音波の焦点を浮遊菌カウンターの捕集口の上方に固定するものである。しかし、これに限るものではなく、各振動盤の超音波振動の周波数と出力を変調させるようにして超音波の焦点を移動させながらパーティクルカウンター又は浮遊菌カウンターの捕集口の上方に移動させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１０、２０、３０…クリーン環境、
１１…充填装置、１２…コンベア、１３…充填容器、１３ａ…開口部、
１４、２１、３１、３２、３３、３４…振動盤、２２…反射盤、
１４ａ、２１ａ、２２ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ…盤面、
１５、３５…音響流、１５ａ…音響放射圧、
１６、２５、３７…パーティクル、
１７、２７、３９…ラミナーフロー、１７ａ、２７ａ、３９ａ…流動圧、
１８、２８、４０…合力、
２３…定在波音場、２４…定在波音場の節、３６…超音波の焦点、
２４ａ、３６ａ…誘導圧、
２６…パーティクルカウンター、２６ａ…パーティクルカウンターの捕集口、
３８…浮遊菌カウンター、３８ａ…浮遊菌カウンターの捕集口。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】