特許 7432922 粉体混合度測定装置、粉体圧縮成形システム

(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】

(24)【登録日】2024-02-08

(45)【発行日】2024-02-19

(54)【発明の名称】粉体混合度測定装置、粉体圧縮成形システム

(51)【国際特許分類】

   B30B 11/08 20060101AFI20240209BHJP

【ＦＩ】

B30B11/08 C

B30B11/08 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020099072

(22)【出願日】2020-06-08

(65)【公開番号】P2021192913

(43)【公開日】2021-12-23

【審査請求日】2023-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000141543

【氏名又は名称】株式会社菊水製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100085338

【弁理士】

【氏名又は名称】赤澤 一博

(74)【代理人】

【識別番号】100148910

【弁理士】

【氏名又は名称】宮澤 岳志

(72)【発明者】

【氏名】伏見 伸介

(72)【発明者】

【氏名】西村 英之

(72)【発明者】

【氏名】河合 祐也

【審査官】石田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１３０７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－３９８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－３０００１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３０Ｂ １１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも二種類の粉体が混合された混合粉体の混合度を測定した後、その混合粉体を圧縮成形する粉体圧縮成形機に向けて送出するためのものであって、
混合粉体が供給される供給部と、
粉体圧縮成形機の臼孔に粉体を充填する充填装置に対して混合粉体を供給するべく排出する排出部と、
前記供給部を通じて供給される混合粉体を捕捉し前記排出部まで移送する複数の移動部を有した回転体と、
前記回転体の移動部に捕捉された混合粉体の混合度を測定するセンサと、
前記供給部の内部における混合粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まっているか否かを検出するセンサと、
前記供給部の内部における粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まるように前記回転体の回転速度を調節する制御装置と
を具備する粉体混合度測定装置。

【請求項2】

前記供給部の内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の上限以上である場合に、そうでない場合と比較して前記回転体の回転速度を増速し、
前記供給部の内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の下限以下である場合に、そうでない場合と比較して前記回転体の回転速度を減速する請求項１記載の粉体混合度測定装置。

【請求項3】

前記回転体の移動部に捕捉された混合粉体の混合度を測定するセンサは、混合粉体を透過した透過光又は混合粉体に当たって反射した反射光を受光するものである請求項１又は２記載の粉体混合度測定装置。

【請求項4】

前記回転体の移動部に捕捉された混合粉体の混合度が所定範囲外である場合、当該移動部内にある混合粉体を前記排出部に至る前に排除する粉体排除部を具備する請求項１、２又は３記載の粉体混合度測定装置。

【請求項5】

請求項１、２、３又は４記載の粉体混合度測定装置と粉体圧縮成形機とを組み合わせてなる粉体圧縮成形システムであって、
粉体圧縮成形機は、臼孔を設けたテーブル、及び臼孔の上下に配置される杵を上下摺動可能に保持する杵保持部を備えた回転盤を杵とともに回転させ、かつテーブルの直上に配置した充填装置から臼孔に粉体を充填することで、臼孔内に充填された粉体を杵により圧縮し成形品を成形する回転式のものであり、
かつ、前記充填装置に直結し粉体混合度測定装置の排出部から排出された粉体が供給される供給管の内部又は充填装置の内部における粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まるように、回転盤及び杵の回転速度を調節する制御装置を具備している粉体圧縮成形システム。

【請求項6】

前記供給管の内部又は前記充填装置の内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の上限以上である場合に、そうでない場合と比較して前記回転盤及び前記杵の回転速度を増速し、
前記供給管の内部又は前記充填装置の内部における粉体の上面高さが目標範囲の下限以下である場合に、そうでない場合と比較して前記回転盤及び前記杵の回転速度を減速する請求項５記載の粉体圧縮成形システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、医薬品の錠剤、食品、電子部品等を成形する粉体圧縮成形機に混合粉体を供給する粉体混合度測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

回転盤のテーブルに臼孔を設けるとともに、各臼孔の上下に上杵及び下杵をそれぞれ摺動可能に保持させておき、臼孔及び杵をともに水平回転させて、上杵及び下杵の対が上ロール及び下ロールの間を通過する際に臼孔内の粉体を圧縮成形する回転式の粉体圧縮成形機が公知である。

【0003】

回転式粉体圧縮成形機において、粉体は、テーブルの直上に配置した充填装置であるフィードシューから臼孔に充填される。フィードシューには、単純に粉体を臼孔内に落とし入れるオープンフィードシューと、内蔵した攪拌羽根を回転させて粉体を攪拌しながら臼孔内に落とし込む攪拌フィードシューとが存在するが、重力により粉体を臼孔内に落下させる点では同じである。成形機のフィードシューに対しては、粉体供給装置から粉体を供給する。粉体供給装置は、複数の粉体を混合した上でフィードシューに向けて送出する。

【0004】

粉体供給装置がフィードシューに供給する混合粉体の単位時間あたりの供給流量は、常に一定であるとは限らない。偏析を起こしているような不良の粉体は、粉体供給装置において排除される。その帰結として、粉体供給装置からフィードシューに向かう粉体の供給流量は一時的に減少する。

【0005】

回転式粉体圧縮成形機における粉体の単位時間あたりの消費量もまた、常に一定であるとは限らない。成形機においては、臼孔内に充填された粉体を杵が圧縮する圧力を計測し、その圧縮圧力が所要の値に収束するよう、臼孔に充填する粉体の量を調整するフィードバック制御を実施する。圧縮圧力が高ければ、フィードシューから臼孔に粉体が充填されるときの下杵の位置を上げて粉体の充填量を減らし、圧縮圧力が低ければ、逆に下杵の位置を下げて粉体の充填量を増す。故に、成形機における粉体の消費量は増減し得る。

【0006】

そして、粉体供給装置から成形機への粉体の供給量と、成形機による粉体の消費量との均衡が崩れると、フィードシュー内において粉体が欠乏したり、あるいは逆にフィードシュー又は粉体供給装置の何れかの箇所で粉体がオーバーフローしたりするおそれが生じる。さすれば、所望の成形品を正常に製造できなくなるので、成形機及び粉体供給装置の稼働を停止させ、点検や清掃を行い、しかる後両機を再起動する作業が必要となる。当然、そのような作業は手間であり、かつ時間を浪費する。

【0007】

のみならず、一旦成形機の回転盤の回転を止めてしまうと、その再起動の際に、一時的に上下の圧縮ロール（これらの間を上杵及び下杵の対が通過することで粉体の圧縮、打錠が行われる）の間隔を拡げて上下の杵による圧縮圧力を低下させ、回転盤及び杵の回転の再加速に対する抵抗を小さくしなければならない。しかして、回転速度が十分に加速したならば、圧縮ロールを元の位置に復帰させるのであるが、臼孔内で圧縮される成形品の厚みや硬度、密度、重量が所望の大きさに安定（回復）するまでの間は、不良の成形品が製造され続ける。それらは廃棄せざるを得ず、ロスが生じる。

【0008】

そこで、粉体供給装置から供給される粉体の流量に応じて、回転式粉体圧縮成形機の回転盤及び杵の回転速度を調節することが行われる（下記特許文献を参照）。回転盤及び杵の回転速度を速めると、成形機において消費される粉体の単位時間あたりの消費量が増加する。逆に、回転盤及び杵の回転速度を遅くすると、粉体の単位時間あたりの消費量が減少する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１８－０９４６２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

成形機のフィードシューに対して混合粉体を供給する粉体供給装置には、近赤外分光分析（ＮＩＲ、又は近赤外吸収スペクトル法）等を用いて粉体の混合度を測定する測定装置が内在する。この測定装置は、混合粉体に向けて移送する過程でその粉体に近赤外分光等の光波又は電磁波を照射し、粉体による光波又は電磁波の吸収及び／又は反射（散乱）を計測し、そのスペクトルに基づき混合粉体の均一性その他の定性分析や定量分析を行う。均一性等の性状が正常範囲から逸脱している不良の粉体は、粉体供給装置において排除し、成形機のフィードシューに供給しない。

【0011】

測定装置が測定の対象とする混合粉体の密度が一定でないと、測定装置による粉体の性状の分析の精度が低下する。粉体の性状の分析精度が低下すれば、成形機において粉体を圧縮成形してなる成形品の品質に悪影響が及ぶことは避けられない。このような成形品の品質の劣化は、成形機の回転盤及び杵の回転速度の調節によって解消することはできない。

【0012】

本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、混合粉体の混合度を測定する測定装置による分析の精度を高く維持することを所期の目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明では、少なくとも二種類の粉体が混合された混合粉体の混合度を測定した後、その混合粉体を圧縮成形する粉体圧縮成形機に向けて送出するためのものであって、混合粉体が供給される供給部と、粉体圧縮成形機の臼孔に粉体を充填する充填装置に対して混合粉体を供給するべく排出する排出部と、前記供給部を通じて供給される混合粉体を捕捉し前記排出部まで移送する複数の移動部を有した回転体と、前記回転体の移動部に捕捉された混合粉体の混合度を測定するセンサと、前記供給部の内部における混合粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まっているか否かを検出するセンサと、前記供給部の内部における粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まるように前記回転体の回転速度を調節する制御装置とを具備する粉体混合度測定装置を構成した。

【0014】

回転体の回転速度を速めれば、供給部から回転体の移動部に供給される粉体の単位時間あたりの流量、即ち移動部が捕捉して移送する粉体の密度が低減する。逆に、回転体の回転速度を遅くすれば、回転体の移動部が捕捉して移送する粉体の密度が増大する。回転体が移送する粉体の密度が増大すると、その移動部の直上にある供給部の内部における粉体の上面高さが低下し、回転体が移送する粉体の密度が低減すると、供給部の内部における粉体の上面高さが上昇する。

【0015】

このようなものであれば、測定装置の回転体の回転速度の操作を通じて、供給部の内部における粉体の上面高さを恒常的に一定の目標範囲内に収束させることができる。その帰結として、供給部から回転体の移動部に供給される混合粉体の密度、即ち測定装置が測定対象とする混合粉体の密度が一定化することから、測定装置による粉体の性状の分析の精度を高く維持できる。

【0016】

より具体的には、前記供給部の内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の上限以上である場合に、そうでない場合と比較して前記回転体の回転速度を増速し、前記供給部の内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の下限以下である場合に、そうでない場合と比較して前記回転体の回転速度を減速する。

【0017】

前記回転体の移動部に捕捉された混合粉体の混合度を測定するセンサは、特に、混合粉体を透過した透過光及び／又は混合粉体に当たって反射した反射（若しくは、散乱）光を受光するものである。この種のセンサによる粉体の性状の分析では、粉体の密度をできる限り一定に保つことが、分析精度を高く保つために重要となる。

【0018】

粉体混合度測定装置が、前記回転体の移動部に捕捉された混合粉体の混合度が所定範囲外である場合に当該移動部内にある混合粉体を前記排出部に至る前に排除する粉体排除部を具備しているならば、性状が不良である混合粉体を成形機に供給せずに済み、成形機が圧縮成形する成形品の品質の維持に資する。

【0019】

本実施形態の粉体混合度測定装置Ｍは、粉体圧縮成形機と組み合わせることで粉体圧縮成形システムを構成する。粉体圧縮成形機は、臼孔４を設けたテーブル３１、及び臼孔４の上下に配置される杵５、６を上下摺動可能に保持する杵保持部を備えた回転盤を杵とともに回転させ、かつテーブルの直上に配置した充填装置から臼孔に粉体を充填することで、臼孔内に充填された粉体を杵により圧縮し成形品を成形する回転式のものであり、かつ、前記充填装置に直結し粉体混合度測定装置の排出部から排出された粉体が供給される供給管の内部又は充填装置の内部における粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まるように、回転盤及び杵の回転速度を調節する制御装置を具備する。

【0020】

回転式粉体圧縮成形機の回転盤及び杵の回転速度を速めると、当該成形機において消費される粉体の単位時間あたりの消費量が増加する。逆に、回転盤及び杵の回転速度を遅くすると、粉体の単位時間あたりの消費量が減少する。粉体の単位時間あたりの消費量を増加させれば、充填装置に直結した供給管の内部又は充填装置の内部における粉体の上面高さが低下し、粉体の単位時間あたりの消費量を減少させれば、供給管の内部又は充填装置の内部における粉体の上面高さが上昇する。

【0021】

このシステムでは、成形機の回転盤及び杵の回転速度の操作を通じて、供給管の内部又は充填装置の内部における粉体の上面高さを恒常的に一定の目標範囲内に収束させる。即ち、充填装置内で粉体が欠乏する前に回転盤の回転速度を低下させて粉体の消費量を低減し、また粉体のオーバーフローが起こる前に回転盤の回転速度を上昇させて粉体の消費量を増加させる。これにより、回転式粉体圧縮成形機の稼働を停止せざるを得なくなる事態を未然に防ぐことができる。

【0022】

より具体的には、前記供給管の内部又は前記充填装置の内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の上限以上である場合に、そうでない場合と比較して前記回転盤及び前記杵の回転速度を増速し、前記供給管の内部又は前記充填装置の内部における粉体の上面高さが目標範囲の下限以下である場合に、そうでない場合と比較して前記回転盤及び前記杵の回転速度を減速する。

【0023】

成形機の充填装置に直結する供給管の内部又は充填装置の内部における粉体の上面高さが大きく低下する要因として、供給管に向けて粉体を送出する粉体混合度測定装置が具備する排除部が不良の粉体を供給管に供給せずに排除するケースが挙げられる。そのような場合に、そうでない場合と比較して前記回転盤及び前記杵の回転速度を減速することも好ましい。

【0024】

なお、粉体とは、微小個体の集合体であり、いわゆる顆粒などの粒体の集合体と、粒体より小なる形状の粉末の集合体とを包含する概念である。粉体の例としては、主薬を含む粉体の他、賦形剤、結合剤、崩壊剤、安定剤、保存剤等を挙げることができる。二種類以上の粉体を混合した粉体も本発明にいう粉体の一種であり、主薬を含む粉体にステアリン酸マグネシウム等の滑沢剤を混交したものもまた粉体に該当する。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、混合粉体の混合度を測定する測定装置による分析の精度を高く維持することができ、得られる成形品の品質の劣化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態の回転式粉体圧縮成形機の側断面図。

【図2】同実施形態の回転式粉体圧縮成形機の要部平面図。

【図3】同実施形態の回転式粉体圧縮成形機の円筒図。

【図4】同実施形態の粉体混合供給装置の要部の側面図。

【図5】同実施形態の粉体混合供給装置の要素である垂直混合装置の側断面図。

【図6】同実施形態の垂直混合装置の要部を拡大した側断面図。

【図7】垂直混合装置の別の例を示す側断面図。

【図8】同実施形態の粉体混合供給装置の要素である水平混合装置の攪拌軸及び攪拌羽根（第二混合部材）の斜視図。

【図9】同実施形態の粉体混合度測定装置の要部の斜視図。

【図10】同実施形態の粉体混合度測定装置の要部の平面図。

【図11】同実施形態の粉体混合度測定装置のケースの斜視図。

【図12】同実施形態の粉体混合度測定装置の駆動体の斜視図。

【図13】同実施形態の粉体圧縮成形システムの制御系のブロック図。

【図14】同実施形態の回転式粉体圧縮成形機のロータリエンコーダの取付位置を示す要部の平面図。

【図15】同実施形態の回転式粉体圧縮成形機のロール及びロードセルの構成を示す図。

【図16】同実施形態の粉体混合度測定装置の供給部の側断面図。

【図17】同実施形態の粉体混合供給装置の供給管の側断面図。

【図18】同実施形態の粉体圧縮成形システムの制御系が実施する制御の模様を示すタイミング図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。はじめに、本実施形態における回転式粉体圧縮成形機（以下「成形機」という）の全体概要を述べる。図１に示すように、成形機のフレーム１内には、回転軸となる立シャフト２が設立され、その立シャフト２の上部に接続部２１を介して回転盤３が取り付けられる。立シャフト２の下端側には、ウォームホイール７が取り付けられる。ウォームホイール７には、ウォームギア１０が噛合する。ウォームギア１０は、モータ８により駆動されるギア軸９に固定している。モータ８が出力する駆動力は、ベルト１１によってギア軸９に伝わり、ウォームギア１０、ウォームホイール７を介して立シャフト２を回転させる。そして、立シャフト２が回転することにより、回転盤３及び杵５、６が回転する。

【0028】

回転盤３は、立シャフト２の軸回りに水平回転、即ち自転する。回転盤３は、テーブル（臼ディスク）３１と、上杵保持部３２と、下杵保持部３３とからなる。図２に示すように、テーブル３１は略円板状をなしており、その外周部に回転方向に沿って所定間隔で複数の臼孔４を有する。臼孔４は、テーブル３１を上下方向に貫通している。なお、テーブル３１は、複数のプレートに分割するものでもよい。また、テーブル３１自体に直接臼孔４を有するものでなく、臼孔４を備える臼をテーブル３１に装着するものであってもよい。

【0029】

各臼孔４の上下には、上杵５及び下杵６を、それぞれが個別に臼孔４に対して上下方向に摺動可能であり、上杵胴部５２を上杵保持部３２で、下杵胴部６２を下杵保持部３３で保持する。上杵５の杵先５３は、臼孔４に対して出入りする。下杵６の杵先６３は、常時臼孔４に挿入してある。上杵５及び下杵６は、回転盤３とともに立シャフト２の軸回りに水平回転、即ち公転する。

【0030】

図１４に示すように、ギア軸９の端部には、ギア軸９ひいては回転盤３（のテーブル３１、臼孔４及び杵５、６）の回転角度及び回転速度を検出するロータリエンコーダ１２３を、減速装置１２４を介して接続してある。ロータリエンコーダ１２３は、ギア軸９が所定角度回転する都度パルス信号を出力する。そのパルス列を受信することで、本粉体圧縮成形システムの制御装置Ｃが、回転盤３の回転角度及び回転速度を検出することができる、つまりはテーブル３１上のどの臼孔４が現在どの位置にあるのかを知得することができる。減速装置１２４は、ギア軸９の回転速度をロータリエンコーダ１２３の入力速度に適するように減速してロータリエンコーダ１２３に伝達する。

【0031】

回転盤３の臼孔４に対して粉体を充填するためには、充填装置であるフィードシューＸを用いる。フィードシューＸは、単純に粉体を臼孔４内に落とし入れるオープンフィードシューであってもよく、内蔵した攪拌羽根を回転させて粉体を攪拌しながら臼孔４内に落とし込む攪拌フィードシューであってもよいが、本実施形態では攪拌フィードシューを想定している。フィードシューＸは、回転するテーブル３１の外周部、特に臼孔４の回転軌道の直上に位置している。フィードシューＸへの粉体の供給は、粉体混合度測定装置Ｍの排出部Ｍ６及び粉体供給管１９１（図４に示す）から行われる。粉体混合度測定装置Ｍの導入口Ｍ５への粉体の供給には、バッファタンク１９を用いる。

【0032】

図３に示すように、上杵５、下杵６の立シャフト２の軸回りの公転軌道上には、上杵５、下杵６を挟むようにして上下に対をなす予圧上ロール１２及び予圧下ロール１３、本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５がある。予圧上ロール１２及び本圧上ロール１４は、上杵５の頭部５１を押圧し、予圧下ロール１３及び本圧下ロール１５は、下杵６の頭部６１を押圧する。そして、予圧上ロール１２及び予圧下ロール１３並びに本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５は、臼孔４内に充填された粉体を杵先５３、６３の先端面で上下から圧縮するべく、上杵５及び下杵６を互いに接近させる方向に付勢する。

【0033】

上杵５、下杵６はそれぞれ、ロール１２、１３、１４、１５によって押圧される頭部５１、６１と、この頭部５１、６１よりも細径な胴部５２、６２とを有する。回転盤３の上杵保持部３２は、上杵５の胴部５２を上下に摺動可能に保持し、下杵保持部３３は、下杵６の胴部６２を上下に摺動可能に保持する。胴部５２、６２の先端部位５３、６３は、臼孔４内に挿入可能であるように、それ以外の部位と比べて一層細く、臼孔４の内径に略等しい直径である。杵５、６の公転により、ロール１２、１３、１４、１５は杵５、６の頭部５１、６１に接近し、頭部５１、６１に乗り上げるようにして接触する。さらに、ロール１２、１３、１４、１５は上杵５を下方に押し下げ、下杵６を上方に押し上げる。ロール１２、１３、１４、１５が杵５、６上の平坦面に接している期間は、杵５、６が臼孔４内の粉体に対して所要の圧力を加え続ける。

【0034】

図１５に示すように、成形機の上ロール１２、１４には、ロール１２、１３、１４、１５が杵５、６を介して臼孔４内の粉体を圧縮する際の圧力を検出するためのロードセル１２０を付設してある。本実施形態の制御装置Ｃは、ロール１２、１３、１４、１５に付帯するロードセル１２０が出力する信号を受信することで、予圧ロール１２、１３が粉体を圧縮する圧力（予圧圧力）の大きさや、本圧ロール１４、１５が粉体を圧縮する圧力（本圧圧力）の大きさを知得することができる。また、ロードセル１２０からもたらされる信号は、一組の杵５、６が一つの臼孔４の粉体を圧縮する圧力が最大となる時点でピークを迎えるようなパルス信号列の形をとる。故に、制御装置Ｃは、そのパルス列の数を計数することを通じて、成形機における単位時間あたりの成形品の製造数量を知得することが可能である。

【0035】

本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５による加圧位置から、回転盤３、上杵５及び下杵６の回転方向に沿って先に進んだ下流位置には、成形品回収部を構成する。この成形品回収部は、臼孔４から押し出された成形品を案内するダンパ１７を備える。ダンパ１７は、成形品回収位置１８を基端とし、その先端が臼４の回転の軌跡よりもテーブル３１の中心側にあるように延びている。下杵６により臼孔４から押し出された成形品は、このダンパ１７に接触して、成形品回収位置１８に向かって移動することとなる。

【0036】

成形品の製造工程を概説すると、まず、図３に示すように、下杵６が降下し、下杵６の杵先６３が挿入されている臼孔４内にフィードシューＸから粉体（混合粉体）が充填される（充填工程）。次に、臼孔４内に充填された粉体（混合粉体）が必要量となるように下杵６が上昇し、臼孔４から溢れた粉体が擦り切られる。

【0037】

そして、上杵５が下降し、予圧上ロール１２及び予圧下ロール１３が上杵５の頭部５１及び下杵６の頭部６１を押圧し、それら杵５、６の杵先５３、６３で臼孔４内の粉体を圧縮する予圧縮が行われる。続いて、本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５が上杵５の頭部５１及び下杵６の頭部６１を押圧し、杵５、６の杵先５３、６３で臼孔４内の粉体を圧縮する本圧縮を行う（圧縮成形工程）。

【0038】

その後、下杵６の杵先６３の上端面が臼孔４の上端つまりはテーブル３１の上面と略同じ高さとなるまで下杵６が上昇して、臼孔４内にある成形品を臼孔４から盤面上に押し出す。臼孔４を出た成形品は、回転盤３の回転によりダンパ１７に接触し、ダンパ１７に沿って成形品回収位置１８まで移動する。

【0039】

なお、本粉体圧縮成形機の成形品回収部には、特定の成形品、例えばサンプリング品や不良品を、成形品回収位置１８に回収する成形品群から選り分けるための成形品排除機構Ｗを設けている。具体的には、ダンパ１７の内部に、加圧空気を流通させる空気通路１６を形成し、その空気通路１６の先端を回転盤３の径方向に沿って外側方に向けて開口させた空気噴射ノズル１６ａとしている。加圧空気を供給するポンプ等の空気供給源（図示せず）と空気通路１６とを接続する流路１２１上には、当該流路１２１を開閉する制御バルブ１２２を設置してある。制御バルブ１２２は、例えば、制御装置Ｃから与えられる制御信号により開弁する電磁ソレノイドである。

【0040】

臼孔４から押し出された特定の成形品がダンパ１７に接触する前、空気噴射ノズル１６ａの近傍を通過するときに、制御バルブ１２２を開弁すると、空気供給源から供給される加圧空気が、流路１２１及びダンパ１７内の空気通路１６を経由して空気噴射ノズル１６ａから噴出する。この噴出した空気は、特定の成形品をテーブル３１の外側方に吹き飛ばす。吹き飛ばされた当該成形品は、ダンパ１７に沿った先にある成形品回収位置１８に到着することはない。このように、本粉体圧縮成形機にあっては、空気供給源から供給される空気の流通路１６、１２１、噴射ノズル１６ａ及び制御バルブ１２２が、成形品排除機構Ｗを構成する。

【0041】

因みに、上記の成形品排除機構Ｗは、打錠した成形品のサンプリングに利用することもできる。

【0042】

以降、バッファタンク１９に混合粉体を供給する装置、換言すればフィードシューＸに直結する供給管１９１に向けて混合粉体を送出する装置である粉体混合供給装置Ｚについて述べる。図４に示すように、本実施形態では、粉体混合供給装置Ｚにおける計量フィーダＺ１を三台（Ｚ１ａ、Ｚ１ｂ、Ｚ１ｃ）使用する。計量フィーダＺ１の数は、混合する粉体の種類数によって変化するため、二台又は四台以上であってもよく、特に数を限定するものではない。

【0043】

また、本実施形態では、第一計量フィーダＺ１ａ、第二計量フィーダＺ１ｂ、第三計量フィーダＺ１ｃではそれぞれ別種の粉体を計量供給するが、同種の粉体を計量供給するものであってもよい。本実施形態においては、第一計量フィーダＺ１ａは主薬、第二計量フィーダＺ１ｂは乳糖等の賦形剤等の粉体、第三計量フィーダＺ１ｃは滑沢剤をそれぞれ計量供給する。

【0044】

図４に示しているように、粉体混合供給装置Ｚは、第一計量フィーダＺ１ａと、第二計量フィーダＺ１ｂと、垂直混合装置Ｚ３（第一混合装置）と、計量フィーダＺ１（Ｚ１ａ、Ｚ１ｂ）と垂直混合装置Ｚ３とを接続する第一接続管Ｚ２ａと、水平混合装置Ｚ４（第二混合装置）と、垂直混合装置Ｚ３と水平混合装置Ｚ４とを接続する第二接続管Ｚ２ｂと、第三計量フィーダＺ１ｃと水平混合装置Ｚ４とを接続する第三接続管Ｚ２ｃと、垂直混合装置Ｚ５（第三混合装置）と、水平混合装置Ｚ４と垂直混合装置Ｚ５とを接続する第四接続管Ｚ２ｄと、垂直混合装置Ｚ５とバッファタンク１９とを接続する第五接続管Ｚ２ｅとから構成される。なお、計量フィーダ（Ｚ１ａ、Ｚ１ｂ、Ｚ１ｃ）の配置や形状等は変更でき、図４に示した態様には限定されない。

【0045】

第一計量フィーダＺ１ａ及び第二計量フィーダＺ１ｂの各々では、粉体即ち主薬及び賦形剤等を計量しながら第一接続管Ｚ２ａに供給する。第三計量フィーダＺ１ｃでは、粉体即ち滑沢剤を計量しながら第三接続管Ｚ２ｃに供給する（計量供給工程）。これら計量フィーダＺ１は、例えばロスインウェイト方式（減量積算値方式）の既知のもので、フィーダＺ１から吐出された粉体の重量が重量センサを介して常時計測され、その重量の推移が設定された目標吐出流量と合致しているかどうかが比較され、両者の偏差が縮小する方向にフィーダＺ１の吐出速度が増減されるという、フィードバック制御が行われる装置である。このように、供給するべき各粉体を計量しながら接続管Ｚ２ａ、Ｚ２ｃに供給することで、成形品における主薬等の含有量が安定する。

【0046】

既に述べた通り、第一接続管Ｚ２ａは、第一計量フィーダＺ１ａ及び第二計量フィーダＺ１ｂと垂直混合装置Ｚ３とを接続する管であり、第一計量フィーダＺ１ａから排出される主薬及び第二計量フィーダＺ１ｂから排出される賦形剤等を垂直混合装置Ｚ３に供給する。第二接続管Ｚ２ｂは、垂直混合装置Ｚ３と水平混合装置Ｚ４とを接続する管であり、垂直混合装置Ｚ３から排出される主薬と賦形剤との混合粉体を水平混合装置Ｚ４に供給する。第三接続管Ｚ２ｃは、第三計量フィーダＺ１ｃと水平混合装置Ｚ４とを接続する管であり、第三計量フィーダＺ１ｃから排出される滑沢剤を水平混合装置Ｚ４に供給する。第四接続管Ｚ２ｄは、水平混合装置Ｚ４と垂直混合装置Ｚ５とを接続する管であり、水平混合装置Ｚ４から排出される主薬、賦形剤及び滑沢剤の混合粉体を垂直混合装置Ｚ５に供給する。並びに、第五接続管Ｚ２ｅは、垂直混合装置Ｚ５とバッファタンク１９とを接続する管であり、垂直混合装置Ｚ５から排出される主薬、賦形剤及び滑沢剤の混合粉体をバッファタンク１９に供給する。

【0047】

より詳しく記すと、第一接続管Ｚ２ａは、第一計量フィーダＺ１ａと接続する第一枝管Ｚ２ａ１と、第二計量フィーダＺ１ｂと接続する第二枝管Ｚ２ａ２と、第一枝管Ｚ２ａ１及び第二枝管Ｚ２ａ２とそれぞれ接続する主管Ｚ２ａ３とから構成される。主管Ｚ２ａ３の下部は、垂直混合装置Ｚ３と接続される。これにより、第一計量フィーダＺ１ａ及び第二計量フィーダＺ１ｂから計量供給された粉体は垂直混合装置Ｚ３で混合される（第一混合工程）。

【0048】

図５、図６及び図７に示すように、第一混合装置である垂直混合装置Ｚ３は、粉体が供給される供給口Ｚ３６１を備える蓋部Ｚ３６と、蓋部Ｚ３６の下方に位置する漏斗状の第一ケースＺ３１と、第一ケースＺ３１の略中央部に配置され自転する攪拌軸Ｚ３３と、攪拌軸Ｚ３３に取り付けられた攪拌羽根Ｚ３４（第一混合部材）と、攪拌軸Ｚ３３を回転（自転）させるモータＺ３７と、第一ケースＺ３１の下部に配置され、複数の孔Ｚ３２１を備える粉体通過部材Ｚ３２と、粉体が粉体通過部材Ｚ３２の孔Ｚ３２１を通過するように促す補助羽根Ｚ３５（第一混合部材）と、粉体通過部材Ｚ３２を覆う第二ケースＺ３８とから構成される。ここで、攪拌羽根Ｚ３４及び補助羽根Ｚ３５は、いずれも第一混合部材である。本実施形態では、攪拌羽根Ｚ３４及び補助羽根Ｚ３５の両方を備える構成としているが、いずれか一方だけを備えるようにしてもよい。

【0049】

垂直混合装置Ｚ３では、必ずしも攪拌軸Ｚ３３が垂直に配置されている必要はなく、斜めに傾いていてもよい。垂直混合装置Ｚ３は、供給口Ｚ３６１から供給された粉体が下方に流れ、その間に粉体を攪拌混合できるものであればよい。

【0050】

垂直混合装置Ｚ３の供給口Ｚ３６１に供給された粉体は、攪拌羽根Ｚ３４の回転により混合される（第一混合工程）。無論、補助羽根Ｚ３５の回転により混合されるものであってもよい。

【0051】

蓋部Ｚ３６は、供給口Ｚ３６１と、攪拌軸Ｚ３３を通すための軸口Ｚ３６２とを備え、第一ケースＺ３１の上部開口部を覆う形状である。蓋部Ｚ３６は、粉体が第一ケースＺ３１からこぼれたり飛散したりしないように第一ケースＺ３１に取り付けられている。蓋部Ｚ３６の供給口Ｚ３６１は、第一接続管Ｚ２ａと接続されている。供給口Ｚ３６１から第一ケースＺ３１内に供給された粉体は、攪拌羽根Ｚ３４及び／又は補助羽根Ｚ３５の回転によって攪拌混合される。貯留部Ｚ３０の粉体通過部材Ｚ３２は複数の孔Ｚ３２１を有し、混合された粉体が粉体通過部材Ｚ３２の孔Ｚ３２１を通過する。

【0052】

なお、供給口Ｚ３６１からの粉体の供給量を調節したり、補助羽根Ｚ３５の回転数を増加したりすることにより、孔Ｚ３２１を通過する粉体量より供給口Ｚ３６１から供給される粉体量を多くなるようにすることができる。そのため、粉体はある程度貯留部Ｚ３０内に留まる。つまり、垂直混合装置Ｚ３内で、第一計量フィーダＺ１ａ及び第二計量フィーダＺ１ｂから計量供給された粉体の少なくとも一部が貯留部Ｚ３０に留まり（貯留工程）、補助羽根Ｚ３５によって攪拌されることにより粉体の混合度が向上する。供給口Ｚ３６１は、複数設けられていてもよい。

【0053】

第一ケースＺ３１は、その上部が開口しており、その下部には粉体通過部材Ｚ３２が設けられている。本実施形態における第一ケースＺ３１の形状は略漏斗状のものであるが、このような形状に限定されず、粉体通過部材Ｚ３２に粉体を供給できるような構成であればどのような形状であってもよい。

【0054】

攪拌軸Ｚ３３は、第一ケースＺ３１の平面視中央部に設けられ、モータＺ３７の駆動によって回転（自転）する。攪拌軸Ｚ３３の軸方向の上部及び中央部には攪拌羽根Ｚ３４が取付けられており、下部には補助羽根Ｚ３５が取付けられている。攪拌軸Ｚ３３が回転することにより攪拌羽根Ｚ３４及び補助羽根Ｚ３５が回転する。

【0055】

攪拌羽根Ｚ３４（第一混合部材）は、第一ケースＺ３１内に供給口Ｚ３６１から供給された粉体を攪拌混合する。攪拌羽根Ｚ３４の形状はどのようなものであってもよい。図５では、攪拌羽根Ｚ３４はその先端が矩形した形状であり、攪拌軸Ｚ３３上の二ヶ所配置されている。一方、図７に示した垂直混合装置Ｚ３は、図５に示している垂直混合装置Ｚ３とは構造が一部異なる。図７に示す垂直混合装置Ｚ３では、攪拌羽根Ｚ３４が攪拌軸Ｚ３３上に一ヶ所配置され、図５の攪拌羽根Ｚ３４とは異なる形状である。なお、図５及び図７は、攪拌羽根Ｚ３４の形状や配置位置を限定するものではない。

【0056】

図６に示すように、貯留部Ｚ３０における粉体通過部材Ｚ３２は、第一ケースＺ３１の下部に設けられており、複数の孔Ｚ３２１を備えている。また、粉体通過部材Ｚ３２は、第二ケースＺ３８に覆われている。粉体通過部材Ｚ３２の孔Ｚ３２１を通過した粉体は、第二ケースＺ３８の下部に設けられている排出口Ｚ３８１から排出される。孔Ｚ３２１の数、径の大きさは任意である。このような構成により、粉体通過部材Ｚ３２に粉体が留まり、粉体の混合度が向上する。第一垂直混合装置Ｚ３ａにおいて、粉体通過部材Ｚ３２の孔Ｚ３２１を通過した粉体は、第二接続管Ｚ２ｂを経由して水平混合装置Ｚ４に供給される。

【0057】

なお、補助羽根Ｚ３５は、貯留部Ｚ３０内の粉体を攪拌する。補助羽根Ｚ３５は、貯留部Ｚ３０の平面視中央部に設けられており、攪拌軸Ｚ３３の下部に設けられている。本実施形態においては、補助羽根Ｚ３５の形状は、粉体通過部材Ｚ３２の内部形状に合わせた構造となっており、粉体が孔Ｚ３２１を通過するのを促す。なお、補助羽根Ｚ３５も攪拌羽根の一種である。

【0058】

また、本実施形態の垂直混合装置Ｚ３は攪拌羽根Ｚ３４を備えるものであるが、垂直混合装置Ｚ３が、第二ケースＺ３８と、粉体通過部材Ｚ３２と、補助羽根Ｚ３５とから構成されていてもよい。第二ケースＺ３８は、粉体通過部材Ｚ３２を覆い、略漏斗状の形状であり、下部に排出口Ｚ３８１を備える。第二ケースＺ３８は、粉体通過部材Ｚ３２の孔Ｚ３２１を通過した粉体を排出口Ｚ３８１に導く。

【0059】

第二接続管Ｚ２ｂは、垂直混合装置Ｚ３と水平混合装置Ｚ４とを接続する管である。第二接続管Ｚ２ｂは、垂直混合装置Ｚ３の下部及び水平混合装置Ｚ４の上部にそれぞれ接続され、垂直混合装置Ｚ３における排出口Ｚ３８１を通過した粉体を水平混合装置Ｚ４に供給する。

【0060】

第二混合装置である水平混合装置Ｚ４は、図４及び図１８に示すように、筒状のケースＺ４１と、ケースＺ４１の略中央部に配置された自転する攪拌軸Ｚ４２と、攪拌軸Ｚ４２を回転（自転）させるモータＺ４３と、その攪拌軸Ｚ４２に取り付けられ、回転により略水平方向に粉体を移動させる攪拌羽根Ｚ４４とから構成される。この水平混合装置Ｚ４により、供給された粉体、即ち主薬及び賦形剤等と滑沢剤とを混合する（第二混合工程）。本実施形態では、ケースＺ４１は回転（自転）しないが、ケースＺ４１が回転するような構成でもよい。さすれば、粉体の混合度はさらに向上する。

【0061】

ケースＺ４１は、上部にケースＺ４１内に粉体を供給するための複数の供給口と、ケースＺ４１から混合粉体を排出する排出口Ｚ４１３とを備える。本実施形態では、二ヶ所の供給口（第一供給口Ｚ４１１、第二供給口Ｚ４１２）を使用し、第二接続管Ｚ２ｂは水平混合装置Ｚ４のケースＺ４１における第一供給口Ｚ４１１に接続されている。第一供給口Ｚ４１１は、ケースＺ４１内に主薬と賦形剤等とを混合した粉体を供給する供給口である。ケースＺ４１内に供給された混合粉体は、攪拌羽根Ｚ４４の回転により、ケースＺ４１の排出口Ｚ４１３に向かって移動する。第二供給口Ｚ４１２は、第三接続管Ｚ２ｃからもたらされる滑沢剤を供給する供給口である。ケースＺ４１内に供給された滑沢剤は、攪拌軸Ｚ４２及び攪拌羽根Ｚ４４の回転により、ケースＺ４１の排出口Ｚ４１３に向かって移動する。なお、使用しない供給口は蓋で閉塞する。

【0062】

排出口Ｚ４１３は、ケースＺ４１の下部に配置されている。排出口Ｚ４１３には、第四接続管Ｚ２ｄが接続されている。そして、ケースＺ４１内の混合粉体は、攪拌羽根Ｚ４４の回転により、排出口Ｚ４１３から排出され、第四接続管Ｚ２ｄに移動する。

【0063】

攪拌軸Ｚ４２は、ケースＺ４１の長手方向に延び、断面視略中央部に配置されている。攪拌軸Ｚ４２はモータＺ４３の駆動により回転（自転）する。図８に示すように、攪拌軸Ｚ４２には攪拌羽根Ｚ４４が取付けられている。攪拌軸Ｚ４２が回転することにより攪拌羽根Ｚ４４が回転し、粉体が混合されながら排出口Ｚ４１３側に移動する。

【0064】

攪拌羽根Ｚ４４は、ケースＺ４１内に供給口（Ｚ４１１、Ｚ４１２）から供給された粉体を攪拌混合するためのものである。攪拌羽根Ｚ４４の形状はどのようなものであってもよいが、粉体を混合しながら排出口Ｚ４１３側に流すような構成が好ましい。図８に示すように、本実施形態では攪拌羽根Ｚ３４の両端が広がった形状となっており、攪拌軸Ｚ４２に対する攪拌羽根Ｚ４４の角度は自由に調節できる。

【0065】

第三計量フィーダＺ１ｃは、滑沢剤を水平混合装置Ｚ４に計量供給するためのものである。第三計量フィーダＺ１ｃの下部には、第三接続管Ｚ２ｃが接続されている。第三計量フィーダＺ１ｃ内の滑沢剤は、第三接続管Ｚ２ｃを通じて水平混合装置Ｚ４に供給される（滑沢剤供給工程）。なお、μＲフィーダ（日清エンジニアリング株式会社製）によって滑沢剤を水平混合装置Ｚ４に供給してもよい。また、滑沢剤を水平混合装置Ｚ４に供給するために、噴霧装置（噴射装置）を用いてもよい。

【0066】

第三接続管Ｚ２ｃは、枝管Ｚ２ｃ１と主管Ｚ２ｃ２とを備える。枝管Ｚ２ｃ１の一端は第三計量フィーダＺ１ｃの下部に接続されており、他端は主管Ｚ２ｃ２に接続されている。主管Ｚ２ｃ２の下部は、水平混合装置Ｚ４の第二供給口Ｚ４１２に接続されている。

【0067】

第四接続管Ｚ２ｄは、水平混合装置Ｚ４と垂直混合装置Ｚ５とを接続する管である。第四接続管Ｚ２ｄは、水平混合装置Ｚ４の下部及び垂直混合装置Ｚ５の上部にそれぞれ接続され、水平混合装置Ｚ４における排出口Ｚ４１３を通過した粉体を垂直混合装置Ｚ５に供給する。

【0068】

第三混合装置である垂直混合装置Ｚ５は、図５ないし図７に示した垂直混合装置Ｚ３と同様の構成をとることができる。よって、ここでは説明を割愛する。第四接続管Ｚ２ｄの上端は水平混合装置Ｚ４の排出口Ｚ４１３と接続され、下端は垂直混合装置Ｚ５の供給口と接続されている。垂直混合装置Ｚ５は、垂直又は垂直から斜めに傾いた攪拌軸に取り付けられた攪拌羽根及び補助羽根を有する。これら攪拌羽根及び補助羽根は、いずれも第三混合部材である。第四接続管Ｚ２ｄを通じて垂直混合装置Ｚ５の供給口に供給された粉体は、攪拌軸とともに回転する攪拌羽根及び補助羽根により混合される（第三混合工程）。

【0069】

第五接続管Ｚ２ｅは、その上端が垂直混合装置Ｚ５の排出口と接続され、その下端がバッファタンク１９の供給口Ｚ３６１と接続されている。そして、垂直混合装置Ｚ５により混合された粉体が、当該垂直混合装置Ｚ５の排出口から第五接続管Ｚ２ｅを通過してバッファタンク１９に供給される。

【0070】

バッファタンク１９の下部は、粉体圧縮成形機に接続されている。バッファタンク１９を通過した混合粉体は、粉体圧縮成形機内のフィードシューＸに供給され、最終的に臼孔４内で圧縮成形される。

【0071】

しかして、粉体混合供給装置Ｚのバッファタンク１９から粉体圧縮成形機に向けて排出される混合粉体は、当該粉体混合供給装置Ｚに内在する粉体混合度測定装置Ｍ及びそれ以外の各所で、その混合度が測定される。混合度が所定範囲外であれば、その混合粉体の排出、警告音の鳴動、装置の停止等を行う。つまり、粉体混合供給装置Ｚにより、混合された粉体の混合度をリアルタイムで測定し対応している。

【0072】

混合粉体の混合度を測定する方法としては、ラマン分光分析、赤外分光、Ｘ線回折、Ｘ線透過測定、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）等、様々なものが挙げられるが、混合粉体の混合度をリアルタイムで測定できるものであればどのような方法であってもかまわない。本実施形態では、主に近赤外分光分析（ＮＩＲ、又は近赤外吸収スペクトル法）を用いている。即ち、粉体混合供給装置Ｚから成形機のフィードシューＸに向けて移動する混合粉体における主薬の占める量又は割合（比率）、換言すれば混合粉体の均一性（偏析が生じていないかどうか）を評価するべく、移動する混合粉体に対して近赤外分光を照射し、光の吸収及び反射（散乱）を計測し、そのスペクトルを基に主薬の濃度その他の定性・定量分析を行うことを、所定周期で繰り返す。測定波長としては、賦形剤や滑沢剤のピークがなく主薬の特異的な吸収ピークである波長帯を利用する。また、近赤外分光分析によれば、混合粉体の粒径を測定することもできる。

【0073】

本実施形態では、粉体の混合度等を測定するＰＡＴ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）センサとして、近赤外線センサを用いる。図４に示すように、本実施形態ではまず、バッファタンク１９に混合粉体が貯留される前に、近赤外線センサである第一センサＳ１を用いて混合粉体の混合度を測定する。

【0074】

粉体混合供給装置Ｚによって混合された粉体は、第一センサＳ１によりその混合度を測定した後、貯留装置であるバッファタンク１９によって一時的に貯留される。バッファタンク１９に貯留された粉体は、再度近赤外線センサＳ２を用いてその混合度を測定した後に、粉体混合度測定装置Ｍに供給される。なお、バッファタンク１９内で混合粉体をさらに攪拌混合するような構成であってもよい。

【0075】

図９及び図１０に示すように、粉体混合度測定装置Ｍは、ケースＭ１と、ケースＭ１内の移動部材である回転体Ｍ２と、回転体Ｍ２を駆動させる駆動装置であるモータＭ３と、粉体の混合度を測定するセンサである近赤外線センサＳ２、Ｓ３と、不良の混合粉体を排除するための粉体排除部Ｍ４と、バッファタンク１９からもたらされる混合粉体をケースＭ１内に導入するための導入口Ｍ５と、粉体圧縮成形機の充填装置である攪拌フィードシューＸに混合粉体を排出する排出部Ｍ６とからなる。

【0076】

図１１に示すように、ケースＭ１の底面には、近赤外線センサＳ３を設置するための取付孔Ｍ１１と、粉体を排除する排除孔Ｍ１２（粉体排除部Ｍ４）と、粉体を粉体供給管１９１に排出するための排出孔Ｍ１３とが設けられている。排出孔Ｍ１３は、排出部Ｍ６に位置する。ケースＭ１の上面には、ケースＭ１内に粉体を供給する導入口Ｍ５が設けられている。混合粉体は、バッファタンク１９及び導入口Ｍ５を経由してケースＭ１内に至る。導入口Ｍ５には、当該導入口Ｍ５を通過する混合粉体の混合度を測定するための近赤外線センサである第二センサＳ２が設置される。

【0077】

回転体Ｍ２は、複数のポケット様の移動部Ｍ２１を備える。移動部Ｍ２１には、導入口Ｍ５から混合粉体が供給される。回転体Ｍ２は、回転体Ｍ２の上方に位置するモータＭ３によって回転駆動する。回転体Ｍ２の回転に伴い、各移動部Ｍ２１に捕捉された混合粉体が移送される。

【0078】

近赤外線センサである第三センサＳ３は、ケースＭ１の取付孔Ｍ１１に取付けられており、移動部Ｍ２１に供給され当該移動部Ｍ２１に捕捉された粉体の混合度を測定するのに用いる。なお、移動部Ｍ２１に捕捉されている粉体の混合度等を第三センサＳ３を介して測定する際に、回転体Ｍ２の回転を一時停止させてもよい。換言すれば、回転体Ｍ２は、間欠的に回転運動することがある。管内を現に流動している粉体の混合度等をセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ４により測定する場合、その測定値が不安定となることがある。回転体Ｍ２及びその移動部Ｍ２１に捕捉した粉体の運動を停止した状態でセンサＳ３により測定すれば、移動部Ｍ２１内の粉体の密度を一定化することと相まって、その粉体の混合度等を極めて精確に測定できるようになる。

【0079】

粉体排除部Ｍ４は、ケースと、駆動体Ｍ４１と、駆動体Ｍ４１を駆動させる駆動装置Ｍ４２とからなる。粉体排除部Ｍ４のケースは、ケースＭ１と一体となっている。駆動体Ｍ４１は、本実施形態では円盤状であり、中央に駆動装置Ｍ４２と係合する突起Ｍ４１１と、一部に切り欠き部Ｍ４１２とを備える。駆動装置Ｍ４２は、図１０に示すＹ軸方向に対して前後駆動する先端部Ｍ４２１を備え、その先端側には駆動体Ｍ４１の突起Ｍ４１１と係合する係合孔Ｍ４２２を備える。

【0080】

駆動装置Ｍ４２の先端部Ｍ４２１が、図１０に示すようにＹ軸の正方向に移動した状態のとき、駆動体Ｍ４１の切り欠き部Ｍ４１２がケースＭ１の排除孔Ｍ１２の中央位置に位置する。逆に、先端部Ｍ４２１がＹ軸の負の方向に移動した状態のとき、切り欠き部Ｍ４１２はケースＭ１の排除孔Ｍ１２から外れる。

【0081】

つまり、駆動装置Ｍ４２の駆動により、先端部Ｍ４２１がＹ軸方向に対して負の方向に移動すると、連動して駆動体Ｍ４１が時計周りに駆動し、切り欠き部Ｍ４１２が排除孔Ｍ１２に重なり合わない。この場合は回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１の粉体は排除されない。翻って、駆動装置Ｍ４２の駆動により、先端部Ｍ４２１がＹ軸方向に対して正方向に移動すると、連動して駆動体Ｍ４１が反時計周りに駆動し、切り欠き部Ｍ４１２が排除孔Ｍ１２に重なり合う。この場合は回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１の粉体が排除される。

【0082】

なお、本実施形態では、駆動体Ｍ４１は時計周り及び反時計周りに駆動して回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１の粉体を排除しているが、駆動体Ｍ４１が一方向にだけ回転して移動部Ｍ２１の粉体を排除するようにしてもよい。

【0083】

第一センサＳ１、第二センサＳ２及び／又は第三センサＳ３を介して測定した粉体の混合度、即ち混合粉体における主薬の占める量又は割合（比率）が所定範囲外であることが分かると、移動部Ｍ２１内にあるその混合粉体が粉体排除部Ｍ４によって排除される。なお、第一センサＳ１、第二センサＳ２、第三センサＳ３によるすべての混合度の測定値が所定範囲外の場合に移動部Ｍ２１内の混合粉体を排除することとしてもよく、いずれかのセンサＳによる測定値が所定範囲外の場合に移動部Ｍ２１内の混合粉体を排除することとしてもよい。

【0084】

因みに、粉体排除部Ｍ４は、混合粉体のサンプリングに利用することもできる。

【0085】

粉体排除部Ｍ４で排除されなかった混合粉体は、排出部Ｍ６へと至り、排出孔Ｍ１３を通過して粉体供給管１９１に移動する。

【0086】

粉体供給管１９１に移動した混合粉体は、粉体圧縮成形機の充填装置である攪拌フィードシューＸ内に導かれる前に、近赤外線センサである第四センサＳ４によりその混合度を測定する。さらに、本実施形態では、粉体圧縮成形機の攪拌フィードシューＸ内でも、近赤外線センサである第五センサＳ５を用いて混合粉体の混合度を測定する。

【0087】

第四センサＳ４及び／又は第五センサＳ５を介して測定した粉体の混合度が所定範囲外である場合には、その混合粉体を一旦フィードシューＸから成形機のテーブル３１の臼孔４に充填し、これを上杵５及び下杵６により圧縮成形して成形品の形にする。その上で、当該成形品を、成形品回収位置１８に到達する前に、成形品排除機構Ｗにより排除する。即ち、粉体圧縮成形機において、不良の混合粉体が充填され成形品が打錠された臼孔４が空気噴射ノズル１６ａの近傍を通過するときに制御バルブ１２２を開弁し、空気噴射ノズル１６ａから空気を噴射して当該成形品をテーブル３１外に吹き飛ばす。

【0088】

総じて言えば、第一センサＳ１、第二センサＳ２及び／又は第三センサＳ３により混合粉体の混合度が所定範囲外であることが判明したならば、その混合粉体は粉体排除部Ｍ４で排除され、第四センサＳ４及び／又は第五センサＳ５により混合粉体の混合度が所定範囲外であることが判明したならば、当該混合粉体が圧縮成形された後に成形品排除機構Ｗにより排除される。

【0089】

なお、ロードセル１２０により、臼孔４内で粉体を圧縮する際の圧縮圧力が所定範囲外であることが判明した場合にも、当該臼孔４内で圧縮成形された成形品が成形品排除機構Ｗにより排除される。

【0090】

本実施形態の粉体圧縮成形システムにより実施される、連続式の圧縮成形品の製造の流れをおさらいする。まず、第一計量フィーダＺ１ａにより主薬を計量しながら供給し、第二計量フィーダＺ１ｂにより賦形剤等を計量しながら供給する（計量供給工程）。次に、第一混合装置である垂直混合装置Ｚ３にそれら主薬及び賦形剤等の粉体が供給されて混合される（第一混合工程）。垂直混合装置Ｚ３は、略上下方向の軸である攪拌軸Ｚ３３を中心として攪拌羽根Ｚ３４が回転し、主薬及び賦形剤等の粉体を混合する。

【0091】

第一混合工程を経た主薬及び賦形剤等の混合粉体は、第二混合装置である水平混合装置Ｚ４に供給されて再度混合される（第二混合工程）。水平混合装置Ｚ４は、略水平方向の軸である攪拌軸Ｚ４２を中心として攪拌羽根Ｚ４４が回転し、主薬及び賦形剤等の粉体を混合する。このような工程を経ることにより、少なくとも二種類の粉体（主薬及び賦形剤等）の混合度が向上し、主薬の偏析も生じにくくなる。

【0092】

前記第一混合工程においては、前記粉体の少なくとも一部を貯留する貯留工程を備えるものが好ましい。つまり、複数の孔Ｚ３２１を備える粉体通過部材Ｚ３２において、粉体は孔Ｚ３２１を通過するが、孔Ｚ３２１を通過する粉体の量より第一垂直混合装置Ｚ３ａに供給される粉体の量のほうが多くしたり、補助羽根Ｚ３５の回転数を増加したりすることにより、粉体は貯留部Ｚ３０に貯留する。そして補助羽根Ｚ３５による攪拌により粉体は混合されつつ孔Ｚ３２１を通過する。

【0093】

以上に加えて、第三計量フィーダＺ１ｃにより滑沢剤を計量しながら供給する（滑沢剤供給工程）。本実施形態では、滑沢剤を水平混合装置Ｚ４に供給しているが、滑沢剤の供給場所は水平混合装置Ｚ４に限定されず、例えば第二垂直混合装置Ｚ３ｂ又はフィードシューＸに滑沢剤を供給してもよい。また、滑沢剤は、μＲフィーダ（日清エンジニアリング株式会社製）を用いて供給してもよく、噴霧装置（噴射装置）を用いて供給してもよい。

【0094】

さらに、水平混合装置Ｚ４による第二混合工程の後、垂直混合装置Ｚ５に粉体が供給されてこれが混合され（第三混合工程）、より一層粉体の混合度が向上する。

【0095】

主薬、賦形剤等及び滑沢剤を混合して製造した混合粉体は、粉体圧縮成形機のバッファタンク１９に供給される。バッファタンク１９に供給された混合粉体は、その後に粉体混合度測定装置Ｍにおいて混合度をセンサＳ２、Ｓ３により測定する（測定工程）。無論、混合粉体がバッファタンク１９に供給される前に、センサＳ１により混合粉体の混合度を測定してもよい。

【0096】

測定した混合粉体の混合度が所定範囲外の場合には、粉体混合度測定装置Ｍにおいてその混合粉体を排除する（排除工程）。続いて、混合粉体は、充填装置であるフィードシューＸに供給される。なお、フィードシューＸ内でセンサＳ５により混合粉体の混合度を測定してもよいし、混合粉体がフィードシューＸに供給される直前にセンサＳ４により混合粉体の混合度を測定してもよい。

【0097】

フィードシューＸに供給された混合粉体は、粉体圧縮成形機の回転盤３のテーブル３１に設けている臼孔４内に充填される（充填工程）。臼孔４内に充填された混合粉体は、上杵５及び下杵６により圧縮成形される（圧縮成形工程）。圧縮成形された混合粉体は、成形品としてダンパ１７によって成形品回収位置１８に回収される。但し、本実施形態の回転式粉体圧縮成形機の制御装置Ｃは、粉体混合供給装置ＺによりフィードシューＸに供給され臼孔４に充填される混合粉体の混合度を、第四センサＳ４及び／又は第五センサＳ５を介して反復的に測定しており、その測定した混合粉体の混合度が所定範囲外である場合には、当該混合粉体が充填された臼孔４において圧縮成形された不良の成形品を、粉体圧縮成形機が備える成形品排除機構Ｗによって排除する（成形品排除工程）。

【0098】

さらに、制御装置Ｃは、各臼孔４内で杵５、６により粉体を圧縮して成形品を成形する際の圧縮圧力をロードセル１２０を介して測定し、圧縮圧力が所定範囲外の大きさとなった場合には、圧縮圧力が所定範囲外であった臼孔４において圧縮成形された不良の成形品を成形品排除機構Ｗによって排除する（成形品排除工程）。臼孔４に適正量よりも多量の粉体が充填されると、ロードセル１２０により計測される圧縮圧力が所定範囲を超えて大きくなり、臼孔４に適正量よりも少量の粉体が充填されると、ロードセル１２０により計測される圧縮圧力が所定範囲よりも小さくなる。何れにせよ、当該臼孔４内で圧縮成形される成形品の重量、密度及び硬度が所望の値から逸脱することとなり、不良の成形品となる。

【0099】

混合度が所定範囲外の不良の混合粉体が充填されたと推測される臼孔４や圧縮圧力が所定範囲外であった臼孔４、換言すれば不良の可能性がある成形品が、空気噴射ノズル１６ａの近傍を通過するタイミングは、ロータリエンコーダ１２３の出力信号を参照して知得することができる。

【0100】

なお、粉体圧縮成形機における臼孔４に粉体を充填する充填工程に先んじて、上杵５の下端面、下杵６の上端面及び臼孔４の内周面に滑沢剤（外部滑沢剤）を噴射してもよい（滑沢剤供給工程）。

【0101】

元来、主薬の単位時間あたりの供給重量（流量）は第一計量フィーダＺ１ａによりフィードバック制御され、賦形剤等の単位時間あたりの供給重量は第二計量フィーダＺ１ｂによりフィードバック制御され、かつ滑沢剤の単位時間あたりの供給重量は第三計量フィーダＺ１ｃによりフィードバック制御されており、それらの混合比率は所望の比率となっているはずである。にもかかわらず、何らかの理由により、計量フィーダＺ１から吐出され混合装置Ｚ３、Ｚ４に供給される粉体の量が、その本来の目標量から乖離することがあり得る。現に、計量フィーダＺ１から混合装置Ｚ３、Ｚ４に供給される粉体の量が目標量よりも少ないことは間々あり、その結果として、混合粉体における主薬の占める量が所望の比率に満たず、あるいは逆に過剰となる場合がある。そのような混合粉体を圧縮成形して得た成形品は、期待される薬効を発揮できない不良品となる。

【0102】

そうでなくとも、混合装置Ｚ３、Ｚ４における粉体の混合が不十分で、粉体圧縮成形機のフィードシューＸに供給される混合粉体に含まれる主薬又は賦形剤等に偏析が生じると、個々の成形品毎に含有成分の量がばらつき、やはり不良品が発生してしまう。

【0103】

そこで、本実施形態の粉体圧縮成形システムの制御装置Ｃは、第一センサＳ１、第二センサＳ２、第三センサＳ３、第四センサＳ４及び／又は第五センサＳ５による混合粉体の混合度の測定値に基づいて、各計量フィーダＺ１ａ、Ｚ１ｂ、Ｚ１ｃによるそれぞれの粉体の供給量、垂直混合装置Ｚ３の攪拌軸Ｚ３３、攪拌羽根Ｚ３４及び補助羽根Ｚ３５の回転速度、水平混合装置Ｚ４の攪拌軸Ｚ４２及び攪拌羽根Ｚ４４の回転速度、垂直混合装置Ｚ５の攪拌軸及び攪拌羽根の回転速度を調節する。制御装置Ｃは、プロセッサ、メモリ、補助記憶デバイスや入出力インタフェースを備えたマイクロコンピュータシステムであったり、プログラマブルコントローラであったり、汎用のパーソナルコンピュータ又はワークステーションであったりする。

【0104】

第一センサＳ１、第二センサＳ２、第三センサＳ３、第四センサＳ４及び／又は第五センサＳ５により反復的に測定している、混合粉体中に含まれる主薬の量又は割合と、その目標値との偏差の絶対値が所定の閾値を上回っている（つまり、主薬の占める割合が不当に小さいか不当に大きい）状態が一定時間以上続いている場合には、第一計量フィーダＺ１ａ、第二計量フィーダＺ１ｂ及び第三計量フィーダＺ１ｃのうちのいずれか少なくとも一つによる粉体の供給量が適正でないと考えられる。この場合、制御装置Ｃは、計量フィーダＺ１自身による重量フィードバック制御を一時中断させる割り込みを行い、第一センサＳ１、第二センサＳ２、第三センサＳ３、第四センサＳ４及び／又は第五センサＳ５で測定される混合粉体中の主薬の量又は割合が目標値近傍に収束するよう、各計量フィーダＺ１の駆動モータの回転速度を調節する。例えば、測定された混合粉体中の主薬の量又は割合が目標値を下回っているのであれば、第一計量フィーダＺ１ａによる主薬の吐出量を増加させ、及び／又は、第二計量フィーダＺ１ｂによる賦形剤等の吐出量や第三計量フィーダＺ１ｃによる滑沢剤の吐出量を減少させる。逆に、測定された混合粉体中の主薬の量又は割合が目標値を上回っているのであれば、第一計量フィーダＺ１ａによる主薬の吐出量を減少させ、及び／又は、第二計量フィーダＺ１ｂによる賦形剤等の吐出量や第三計量フィーダＺ１ｃによる滑沢剤の吐出量を増加させる。

【0105】

あるいは、混合粉体中に含まれる主薬の量又は割合とその目標値との偏差の絶対値が閾値を上回っている状態が一定時間以上続いている場合において、その供給量を適正化するべく、制御装置Ｃから各Ｚ１ａ、Ｚ１ｂ、Ｚ１ｃに指令している粉体の吐出量の目標値を変更するようにしても構わない。例えば、測定された混合粉体中の主薬の量又は割合が目標値を下回っているのであれば、第一計量フィーダＺ１ａに与える主薬の吐出量の目標値をそれ以前の値よりも引き上げ、及び／又は、第二計量フィーダＺ１ｂに与える賦形剤等の吐出量の目標値や第三計量フィーダＺ１ｃに与える滑沢剤の吐出量の目標値をそれ以前の値よりも引き下げる。逆に、測定された混合粉体中の主薬の量又は割合が目標値を上回っているのであれば、第一計量フィーダＺ１ａに与える主薬の吐出量の目標値をそれ以前の値よりも引き下げ、及び／又は、第二計量フィーダＺ１ｂに与える滑沢剤等の吐出量の目標値や第三計量フィーダＺ１ｃに与える滑沢剤の吐出量の目標値をそれ以前の値よりも引き上げる。

【0106】

第一センサＳ１、第二センサＳ２、第三センサＳ３、第四センサＳ４及び／又は第五センサＳ５により反復的に測定している、混合粉体中に含まれる主薬の量又は割合と、その目標値との偏差の絶対値が閾値を上回っている状態が一定時間以上続いているわけではないものの、瞬時的に又は短時間だけ偏差の絶対値が閾値を上回る場合には、粉体圧縮成形機のフィードシューＸに向けて移動する混合粉体（の主薬、賦形剤等又は滑沢剤）に偏析が生じている、即ち局所的に主薬の濃度の高い部分と低い部分とができていると考えられる。この場合、制御装置Ｃは、垂直混合装置Ｚ３の攪拌軸Ｚ３３ひいては攪拌羽根Ｚ３４、Ｚ３５の回転速度をそれまでの速度から変化させ（加減し）、水平混合装置Ｚ４の攪拌軸Ｚ４２ひいては攪拌羽根Ｚ４４の回転速度をそれまでの速度から変化させ（加減し）、及び／又は、垂直混合装置Ｚ５の攪拌軸ひいては攪拌羽根の回転速度をそれまでの速度から変化させる（加減する）ことで、粉体の混合度をより一層高める。

【0107】

なお、混合粉体中に含まれる主薬の量又は割合とその目標値との偏差の絶対値が閾値を上回っている状態が一定時間以上続いている場合においても、垂直混合装置Ｚ３の攪拌羽根Ｚ３４、Ｚ３５の回転速度をそれまでの速度から変化させ、水平混合装置Ｚ４の攪拌羽根Ｚ４４の回転速度をそれまでの速度から変化させ、及び／又は、垂直混合装置Ｚ５の攪拌羽根の回転速度をそれまでの速度から変化させる制御を実施してかまわない。

【0108】

上述したように、各計量フィーダＺ１ａ、Ｚ１ｂ、Ｚ１ｃによる粉体の吐出量を増減させたり、各混合装置Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５の攪拌軸Ｚ３３、Ｚ４２の回転速度を変化させたりすると、粉体混合度測定装置Ｍに対して混合粉体を供給する供給部であるバッファタンク１９又は導入口Ｍ５を流通する粉体の単位時間あたりの流量が変動する可能性がある。

【0109】

バッファタンク１９ないし導入口Ｍ５における混合粉体の流量が変化したにもかかわらず、粉体混合度測定装置Ｍの回転体Ｍ２を恒常的に一定の回転速度で回転させ続けていると、回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１に捕捉され移送されることで粉体混合度測定装置Ｍ内を通過する混合粉体の単位時間あたりの量が変化しないことから、バッファタンク１９ないし導入口Ｍ５の内部において蓄積されている混合粉体の上面Ｌ１の高さが変動する。即ち、回転体Ｍ２の各移動部Ｍ２１への粉体の単位時間あたりの供給流量が、粉体混合度測定装置Ｍによる粉体の単位時間あたりの移送流量よりも増大すると、バッファタンク１９ないし導入口Ｍ５の内部での粉体の上面Ｌ１の高さが上昇する。逆に、回転体Ｍ２の各移動部Ｍ２１への粉体の単位時間あたりの供給流量が、粉体混合度測定装置Ｍによる粉体の単位時間あたりの移送流量よりも減少すると、バッファタンク１９ないし導入口Ｍ５の内部での粉体の上面Ｌ１の高さが低下する。

【0110】

そして、粉体混合度測定装置Ｍの上方にあって粉体混合度測定装置Ｍに直結しているバッファタンク１９ないし導入口Ｍ５の内部で、粉体の上面Ｌ１の高さが大きく上下すると、回転体Ｍ２の各移動部Ｍ２１に供給される粉体の量が適正量よりも増加又は減少し、各移動部Ｍ２１内に捕捉している粉体の密度、換言すればセンサＳ３による測定の対象となる粉体の密度が変動する。さすれば、センサＳ３による粉体の性状の測定の精度の低下を招くおそれが生じる。

【0111】

このような粉体の供給量又は密度の増減変動を抑制するべく、本実施形態の制御装置Ｃは、バッファタンク１９又は導入口Ｍ５の内部における混合粉体の上面Ｌ１の高さをセンサＳ６を介して知得するとともに、その上面高さの高低に応じて、粉体混合度測定装置ＭのモータＭ３のひいては回転体Ｍ２の回転速度を調節する。

【0112】

図１６に示すように、バッファタンク１９又は導入口Ｍ５には、センサＳ６として、二個の静電容量式のレベルスイッチＳ６１、Ｓ６２を付設している。各レベルスイッチＳ６１、Ｓ６２はそれぞれ、バッファタンク１９又は導入口Ｍ５の内部に蓄積されている粉体の上面Ｌ１の高さが当該レベルスイッチＳ６１、Ｓ６２よりも高いか低いかを検出するものである。制御装置Ｃは、それらレベルスイッチＳ６１、Ｓ６２を介して、バッファタンク１９又は導入口Ｍ５の内部における粉体の上面Ｌ１の高さが、上方のレベルスイッチＳ６１よりも高いか、上方のレベルスイッチＳ６１よりも低く下方のレベルスイッチＳ６２よりも高いか、下方のレベルスイッチＳ６２よりも低いかを判定することが可能である。バッファタンク１９又は導入口Ｍ５の内部の粉体の上面Ｌ１の高さが上方のレベルスイッチＳ６１よりも低く下方のレベルスイッチＳ６２よりも高いとき、その粉体の上面高さが所望の目標範囲内に収まっていると言うことができる。

【0113】

本実施形態の制御装置Ｃは、バッファタンク１９又は導入口Ｍ５の内部における粉体の上面高さが目標範囲の上限以上となった場合、即ち上面高さが上方のレベルスイッチＳ６１以上に高くなった場合に、上面高さが目標範囲内に収まっている場合と比較して粉体混合度測定装置Ｍの回転体Ｍ２の回転速度を増速する。これにより、粉体混合度測定装置Ｍによる粉体の単位時間あたりの移送流量が増加し、バッファタンク１９又は導入口Ｍ５の内部における粉体の上面高さを目標範囲内に引き下げることができる。

【0114】

翻って、バッファタンク１９又は導入口Ｍ５の内部における粉体の上面高さが目標範囲の下限以下となった場合、即ち上面高さが下方のレベルスイッチＳ６２以下に低くなった場合に、上面高さが目標範囲内に収まっている場合と比較して回転体Ｍ２の回転速度を減速する。これにより、粉体混合度測定装置Ｍによる粉体の単位時間あたりの移送流量が減少して、バッファタンク１９又は導入口Ｍ５の内部における粉体の上面高さを目標範囲内に引き上げることができる。

【0115】

回転体Ｍ２の回転速度の制御においては、回転速度を増速する期間、即ちバッファタンク１９又は導入口Ｍ５における粉体の上面高さが目標範囲の上限から下限に向かって低下する期間と、回転速度を減速する期間、即ちバッファタンク１９又は導入口Ｍ５の内部における粉体の上面高さが目標範囲の下限から上限に向かって上昇する期間とが交互に繰り返されることがある。

【0116】

そのような状況下において、本実施形態の制御装置Ｃは、図１８に示すように、ある増速期間とその次に迎える増速期間とについて、後者が前者よりも長くなるように回転体Ｍ２の回転速度を制御することがある。例えば、ある増速期間における回転体Ｍ２の回転速度と比較して、その次の増速期間の回転体Ｍ２の回転速度をより遅くする。

【0117】

並びに、制御装置Ｃは、ある減速期間とその次に迎える減速期間とについて、後者が前者よりも長くなるように回転体Ｍ２の回転速度を制御する。例えば、ある増速期間における回転体Ｍ２の回転速度と比較して、その次の増速期間の回転体Ｍ２の回転速度をより速くする。このような制御の結果、究極的に、バッファタンク１９又は導入口Ｍ５における粉体の上面高さが安定して目標範囲の上限にも下限にも到達しない状態に収束させることができる。

【0118】

加えて、上述したように、各計量フィーダＺ１ａ、Ｚ１ｂ、Ｚ１ｃによる粉体の吐出量を増減させたり、各混合装置Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５の攪拌軸Ｚ３３、Ｚ４２の回転速度を変化させたり、粉体混合度測定装置Ｍの回転体Ｍ２の回転速度を変化させたりすると、成形機のフィードシューＸに対して混合粉体を供給する粉体供給管１９１を流通する粉体の単位時間あたりの流量が変動する可能性がある。

【0119】

粉体供給管１９１に向かう混合粉体の流量が変化したにもかかわらず、成形機の回転盤３及び杵５、６を恒常的に一定の回転速度で回転させ続けていると、成形機における混合粉体の単位時間あたりの消費量が変化しないことから、粉体供給管１９１の内部において蓄積されている混合粉体の上面Ｌ２の高さが変動する。即ち、粉体供給管１９１への粉体の単位時間あたりの供給流量が、成形機による粉体の単位時間あたりの消費量よりも増大すると、粉体供給管１９１の内部での粉体の上面Ｌ２の高さが上昇する。逆に、粉体供給管１９１への粉体の単位時間あたりの供給流量が、成形機による粉体の単位時間あたりの消費量よりも減少すると、粉体供給管１９１の内部での粉体の上面Ｌ２の高さが低下する。

【0120】

そして、フィードシューＸの上方にあってフィードシューＸに直結している粉体供給管１９１の内部で、粉体の上面Ｌ２の高さが大きく上下すると、フィードシューＸから臼孔４に充填される粉体の量が適正量よりも増加又は減少して、臼孔４内で成形される成形品が不良品化してしまうおそれが生じる。

【0121】

このような粉体の充填量の増減変動を抑制するべく、本実施形態の制御装置Ｃは、粉体供給管１９１の内部における混合粉体の上面Ｌ２の高さをセンサＳ７を介して知得するとともに、その上面高さの高低に応じて、成形機のモータ８ひいては回転盤３及び杵５、６の回転速度を調節する。

【0122】

図１７に示すように、粉体供給管１９１には、センサＳ７として、二個の静電容量式のレベルスイッチＳ７１、Ｓ７２を付設している。各レベルスイッチＳ７１、Ｓ７２はそれぞれ、粉体供給管１９１の内部に蓄積されている粉体の上面Ｌ２の高さが当該レベルスイッチＳ７１、Ｓ７２よりも高いか低いかを検出するものである。制御装置Ｃは、それらレベルスイッチＳ７１、Ｓ７２を介して、供給管１９１の内部における粉体の上面Ｌ２の高さが、上方のレベルスイッチＳ７１よりも高いか、上方のレベルスイッチＳ７１よりも低く下方のレベルスイッチＳ７２よりも高いか、下方のレベルスイッチＳ７２よりも低いかを判定することが可能である。供給管１９１の内部の粉体の上面Ｌ２の高さが上方のレベルスイッチＳ７１よりも低く下方のレベルスイッチＳ７２よりも高いとき、その粉体の上面高さが所望の目標範囲内に収まっていると言うことができる。

【0123】

本実施形態の制御装置Ｃは、粉体供給管１９１の内部における粉体の上面高さが目標範囲の上限以上となった場合、即ち上面高さが上方のレベルスイッチＳ７１以上に高くなった場合に、上面高さが目標範囲内に収まっている場合と比較して成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度を増速する。これにより、成形機による粉体の単位時間あたりの消費量が増加し、粉体供給管１９１の内部における粉体の上面高さを目標範囲内に引き下げることができる。

【0124】

翻って、粉体供給管１９１の内部における粉体の上面高さが目標範囲の下限以下となった場合、即ち上面高さが下方のレベルスイッチＳ７１以下に低くなった場合に、上面高さが目標範囲内に収まっている場合と比較して成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度を減速する。これにより、成形機による粉体の単位時間あたりの消費量が減少して、粉体供給管１９１の内部における粉体の上面高さを目標範囲内に引き上げることができる。

【0125】

成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度の制御においては、回転速度を増速する期間、即ち粉体供給管１９１における粉体の上面高さが目標範囲の上限から下限に向かって低下する期間と、回転速度を減速する期間、即ち供給管１９１の内部における粉体の上面高さが目標範囲の下限から上限に向かって上昇する期間とが交互に繰り返されることがある。

【0126】

そのような状況下において、本実施形態の制御装置Ｃは、図１８に示すように、ある増速期間とその次に迎える増速期間とについて、後者が前者よりも長くなるように回転盤３及び杵５、６の回転速度を制御する。例えば、ある増速期間における回転盤３及び杵５、６の回転速度と比較して、その次の増速期間の回転盤３及び杵５、６の回転速度をより遅くする。

【0127】

並びに、制御装置Ｃは、ある減速期間とその次に迎える減速期間とについて、後者が前者よりも長くなるように回転盤３及び杵５、６の回転速度を制御する。例えば、ある増速期間における回転盤３及び杵５、６の回転速度と比較して、その次の増速期間の回転盤３及び杵５、６の回転速度をより速くする。このようなの制御の結果、究極的に、粉体供給管１９１における粉体の上面高さが安定して目標範囲の上限にも下限にも到達しない状態に収束させることができる。

【0128】

また、既に述べた通り、粉体供給管１９１に向けて粉体を送出する粉体混合供給装置Ｚの粉体排除部Ｍ４は、不良の粉体を粉体供給管１９１に供給せずに排除することがある。粉体排除部Ｍ４において粉体を排除すると、粉体供給管１９１に向けて送出する単位時間あたりの粉体の量が減少することから、粉体供給管１９１の内部における粉体の上面高さが低下する懸念が生じる。

【0129】

そこで、本実施形態の制御装置Ｃは、粉体の上面高さが上方のレベルスイッチＳ７１よりも低く、かつ下方のレベルスイッチＳ７２よりも高かったとしても、粉体排除部Ｍ４が粉体の排除を実行する場合には、そうでない場合と比較して成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度を減速するフィードフォワード制御を実施する。具体的には、粉体排除部Ｍ４において駆動装置Ｍ４２が作動して回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１に捕捉していた粉体が排除孔Ｍ１２に落とされた旨を示す信号を制御装置Ｃが受信したときに、それ以前と比較して回転盤３及び杵５、６の回転速度をより遅くする。このときの回転盤３及び杵５、６の回転速度は、減速直前の回転速度に（０よりも大きく）１よりも小さい係数を乗算した値とする。

【0130】

なお、粉体排除部Ｍ４による粉体の排除に呼応して成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度を減速する制御を実行する際には、その減速の直前の回転速度に応じて減速の割合を変えることが好ましい。

【0131】

減速直前の回転盤３及び杵５、６の回転速度が比較的速い状況では、粉体混合供給装置Ｚから粉体供給管１９１ひいてはフィードシューＸに供給されている単位時間あたりの粉体の流量が元々多い。一方で、粉体排除部Ｍ４が一度の機会で排除する粉体の量は、回転体Ｍ２の一つの移動部Ｍ２１に捕捉される粉体の量に等しく、これは基本的に一定量である。従って、回転盤３及び杵５、６の回転速度が比較的速い状況下で粉体の排除が起こった場合、粉体混合供給装置Ｚから粉体供給管１９１に供給される単位時間あたりの粉体の量の減少の割合は小さく、その影響は比較的軽微となる。故に、粉体の排除が起こったときの成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度の減速の割合は小さくてよく、減速直前の回転速度に乗算する係数をより大きく設定する。

【0132】

翻って、減速直前の回転盤３及び杵５、６の回転速度が比較的遅い状況では、粉体混合供給装置Ｚから粉体供給管１９１に供給されている単位時間あたりの粉体の流量が元々少ない。一方で、粉体排除部Ｍ４が一度の機会で排除する粉体の量は基本的に一定量であり、回転盤３及び杵５、６の回転速度が比較的遅い状況下で粉体の排除が起こった場合には、粉体混合供給装置Ｚから粉体供給管１９１に供給される単位時間あたりの粉体の量の減少の割合が大きく、その影響が比較的重大となる。故に、粉体の排除が起こったときの成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度の減速の割合を大きくとる必要があり、減速直前の回転速度に乗算する係数をより小さく設定する。

【0133】

本実施形態では、少なくとも二種類の粉体が混合された混合粉体の混合度を測定した後、その混合粉体を圧縮成形する粉体圧縮成形機に向けて送出するためのものであって、混合粉体が供給される供給部（バッファタンク１９又は導入口Ｍ５）と、粉体圧縮成形機の臼孔４に粉体を充填する充填装置Ｘに対して混合粉体を供給するべく排出する排出部Ｍ６と、前記供給部１９、Ｍ５を通じて供給される混合粉体を捕捉し前記排出部Ｍ６まで移送する複数の移動部Ｍ２１を有した回転体Ｍ２と、前記回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１に捕捉された混合粉体の混合度を測定するセンサＳ３と、前記供給部１９、Ｍ５の内部における混合粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まっているか否かを検出するセンサＳ６と、前記供給部１９、Ｍ５の内部における粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まるように前記回転体Ｍ２の回転速度を調節する制御装置Ｃとを具備する粉体混合度測定装置Ｍを構成した。

【0134】

具体的には、前記供給部１９、Ｍ５の内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の上限以上である場合に、そうでない場合と比較して前記回転体Ｍ２の回転速度を増速し、前記供給部１９、Ｍ５の内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の下限以下である場合に、そうでない場合と比較して前記回転体Ｍ２の回転速度を減速する。

【0135】

回転体Ｍ２の回転速度を速めれば、供給部１９、Ｍ５から回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１内に落下する粉体の単位時間あたりの流量、即ち移動部Ｍ２１が捕捉して移送する粉体の密度が低減する。逆に、回転体Ｍ２の回転速度を遅くすれば、回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１が捕捉して移送する粉体の密度が増大する。回転体Ｍ２が移送する粉体の密度が増大すると、その移動部Ｍ２１の直上にある供給部１９、Ｍ５の内部における粉体の上面高さが低下し、回転体Ｍ２が移送する粉体の密度が低減すると、供給部１９、Ｍ５の内部における粉体の上面高さが上昇する。

【0136】

本実施形態によれば、測定装置Ｍの回転体Ｍ２の回転速度の操作を通じて、供給部１９、Ｍ５の内部における粉体の上面高さを恒常的に一定の目標範囲内に収束させることができる。結果、供給部１９、Ｍ５から回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１に供給される混合粉体の密度、即ち測定装置Ｍが測定対象とする混合粉体の密度が一定化することから、測定装置Ｍによる粉体の性状の分析の精度を高く維持できる。

【0137】

前記回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１に捕捉された混合粉体の混合度を測定するセンサＳ３は、特に、混合粉体を透過した透過光及び／又は混合粉体に当たって反射した反射（若しくは、散乱）光を受光するものである。この種のセンサＳ３による粉体の性状の分析では、粉体の密度をできる限り一定に保つことが、分析精度を高く保つために重要となる。

【0138】

粉体混合度測定装置Ｍが、前記回転体Ｍ２の移動部Ｍ２１に捕捉された混合粉体の混合度が所定範囲外である場合に当該移動部Ｍ２１内にある混合粉体を前記排出部Ｍ６に至る前に排除する粉体排除部Ｍ４を具備しているため、性状が不良である混合粉体を成形機の充填装置Ｘに供給せずに済み、成形機が圧縮成形する成形品の品質の維持に資する。

【0139】

本実施形態の粉体混合度測定装置Ｍは、粉体圧縮成形機と組み合わせることで粉体圧縮成形システムを構成する。粉体圧縮成形機は、例えば、臼孔４を設けたテーブル３１、及び臼孔４の上下に配置される杵５、６を上下摺動可能に保持する杵保持部３２、３３を備えた回転盤３を杵５、６とともに回転させ、かつテーブル３１の直上に配置した充填装置Ｘから臼孔４に粉体を充填することで、臼孔４内に充填された粉体を杵５、６により圧縮し成形品を成形する回転式のものであり、かつ、前記充填装置Ｘに直結し粉体混合度測定装置Ｍの排出部Ｍ６から排出された粉体が供給される供給管１９１の内部における粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まるように、回転盤３及び杵５、６の回転速度を調節する制御装置Ｃを具備する。

【0140】

具体的には、前記供給管１９１の内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の上限以上である場合に、そうでない場合と比較して前記回転盤３及び前記杵５、６の回転速度を増速し、前記供給管１９１の内部における粉体の上面高さが目標範囲の下限以下である場合に、そうでない場合と比較して前記回転盤３及び前記杵５、６の回転速度を減速する。

【0141】

回転式粉体圧縮成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度を速めると、当該成形機において消費される粉体の単位時間あたりの消費量が増加する。逆に、回転盤３及び杵５、６の回転速度を遅くすると、粉体の単位時間あたりの消費量が減少する。粉体の単位時間あたりの消費量を増加させれば、充填装置Ｘに直結した供給管１９１の内部における粉体の上面高さが低下し、粉体の単位時間あたりの消費量を減少させれば、供給管１９１の内部における粉体の上面高さが上昇する。

【0142】

本実施形態によれば、回転式粉体圧縮成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度の操作を通じて、供給管１９１の内部における粉体の上面高さを恒常的に一定の目標範囲内に収束させることができる。即ち、充填装置Ｘ内で粉体が欠乏する前に回転盤３の回転速度を低下させて粉体の消費量を低減し、また粉体のオーバーフローが起こる前に回転盤３の回転速度を上昇させて粉体の消費量を増加させる。これにより、回転式粉体圧縮成形機の稼働を停止せざるを得なくなる事態を未然に防ぐことができる。

【0143】

供給管１９１の内部（又は、充填装置Ｘの内部）における粉体の上面高さを一定に保つ、つまりは充填装置Ｘ内にある粉体の圧力を一定に保つことは、恒常的に一定の量の粉体を充填装置Ｘから臼孔４へと充填するためにも有効である。臼孔４に充填される粉体の量が適正量よりも多かったり少なかったりすると、出来上がる製品の硬度、密度及び重量が所望の値から逸脱することとなる。故に、臼孔４に充填する粉体の量のばらつきをできる限り小さくする必要がある。臼孔４に充填する粉体の量を精密に制御できれば、得られる成形品の品質を高く保つことができる。

【0144】

成形機の充填装置Ｘに直結する供給管１９１の内部（又は、充填装置Ｘの内部）における粉体の上面高さが大きく低下する要因として、供給管１９１に向けて粉体を送出する粉体混合度測定装置Ｍが具備する排除部Ｍ４が不良の粉体を供給管１９１に供給せずに排除するケースが挙げられる。そのような場合に、そうでない場合と比較して前記回転盤３及び前記杵５、６の回転速度を減速することも好ましい。

【0145】

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、供給部１９、Ｍ５の内部における粉体の上面Ｌ１の高さを二個のレベルスイッチＳ６１、Ｓ６２を用いて検出し、また供給管１９１の内部における粉体の上面Ｌ２の高さを二個のレベルスイッチＳ７１、Ｓ７２を用いて検出していたが、粉体の上面Ｌ１、Ｌ２の高さを検出するためのセンサＳ６、Ｓ７はそのようなレベルスイッチＳ６１、Ｓ６２、Ｓ７１、Ｓ７２には限定されない。例えば、供給部１９、Ｍ５や供給管１９１の内部に蓄積された粉体に直接接触してその上面Ｌ１、Ｌ２の高さを計測する接触式のレベル計や、粉体の上面Ｌ１、Ｌ２に向けて超音波や電磁波を放射しその反射波を受信することを通じて粉体の上面Ｌ１、Ｌ２の高さを計測する非接触式のレベル計を、センサＳ６、Ｓ７として採用することができる。あるいは、供給部１９、Ｍ５や供給管１９１の内部をカメラセンサにより撮影し、得られた画像を制御装置Ｃにおいて解析して、粉体の上面Ｌ１、Ｌ２の高さを知得することも考えられる。

【0146】

上記実施形態では、充填装置Ｘに直結する供給管１９１の内部における粉体の上面Ｌ２の高さが一定の目標範囲内に収まるように、成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度を調節していた。これに対し、（特に、充填装置Ｘがオープンフィードシューであるような場合に）充填装置Ｘの内部における粉体の上面の高さを知得するためのレベルスイッチ又はレベル計を充填装置Ｘに付設し、当該充填装置Ｘの内部における粉体の上面高さが一定の目標範囲内に収まるように、成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度を調節することもできる。

【0147】

その際には、充填装置Ｘの内部における粉体の上面高さが目標範囲の上限以上である場合に、そうでない場合と比較して回転盤３及び杵５、６の回転速度を増速する一方、充填装置Ｘの内部における粉体の上面高さが目標範囲の下限以下である場合に、そうでない場合と比較して回転盤３及び杵５、６の回転速度を減速する。

【0148】

制御装置Ｃが、充填装置Ｘの内部における粉体の上面高さが前記目標範囲の上限以上である状態から目標範囲の下限に向かうように回転盤３及び杵５、６の回転速度を増速する期間と、充填装置Ｘの内部における粉体の上面高さが目標範囲の下限以下である状態から目標範囲の上限に向かうように回転盤３及び杵５、６の回転速度を減速する期間とを設けるにあたっては、ある増速期間とその次に迎える増速期間とについて、後者が前者よりも長くなるように回転盤３及び杵５、６の回転速度を制御し、また、ある減速期間とその次に迎える減速期間とについて、後者が前者よりも長くなるように回転盤３及び杵５、６の回転速度を制御することが好ましい。

【0149】

制御装置Ｃが、供給部１９、Ｍ５の内部における、又は供給管１９１若しくは充填装置Ｘの内部における蓄積された粉体の上面Ｌ１、Ｌ２の高さを目標範囲内に収めるべく、センサＳ６、Ｓ７を介して検出される粉体の上面Ｌ１、Ｌ２の高さとその目標値（目標範囲の中央値又は目標範囲の上限若しくは下限であることがある）との偏差の多寡に応じて、粉体混合度測定装置Ｍの回転体Ｍ２又は成形機の回転盤３及び杵５、６の回転速度を細かく調節するフィードバック制御を実施しても構わない。粉体の上面高さが目標値よりも高い場合には、その上面高さと目標値との偏差の絶対値が大きいほど回転速度を減速する。翻って、粉体の上面高さが目標値よりも低い場合には、その上面高さと目標値との偏差の絶対値が大きいほど回転速度を増速する。その際に、制御装置Ｃが具現する制御系のコントローラをどのように設計するかは、任意である。制御コントローラの設計手法としては、ＰＩＤ制御、モデル予測制御、学習制御その他種々の手法を採用することができる。

【0150】

供給部１９、Ｍ５の内部における、又は供給管１９１若しくは充填装置Ｘの内部における蓄積された粉体の上面Ｌ１、Ｌ２の高さを目標範囲内に収める目的で、制御装置Ｃが、供給部１９、Ｍ５又は供給管１９１に供給される粉体の流量を流量計を介して計測し、その流量が多い場合に、流量が少ない場合と比較して回転体Ｍ２又は回転盤３及び杵５、６の回転速度を増速する制御を実施することも考えられる。

【0151】

さらには、供給部１９、Ｍ５の内部における、又は供給管１９１若しくは充填装置Ｘの内部における蓄積された粉体の上面Ｌ１、Ｌ２の高さを目標範囲内に収める目的で、制御装置Ｃが、供給部１９、Ｍ５の内部又は供給管１９１若しくは充填装置Ｘの内部の（蓄積された粉体から受ける）圧力を圧力計を介して計測し、その内部圧力が大きい場合に、内部圧力が少ない場合と比較して回転体Ｍ２又は回転盤３及び杵５、６の回転速度を増速する制御を実施することも考えられる。

【0152】

その他、各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形が可能である。

【符号の説明】

【0153】

３…回転盤
３１…テーブル
４…臼孔
５…上杵
６…下杵
１９…バッファタンク（供給部）
１９１…供給管
Ｃ…制御装置
Ｌ１、Ｌ２…粉体の上面
Ｍ…粉体混合度測定装置
Ｍ２…回転体
Ｍ２１…移動部
Ｍ４…粉体排除部
Ｍ５…導入口（供給部）
Ｍ６…排出部
Ｓ３…センサ
Ｓ６、Ｓ７…センサ
Ｓ６１、Ｓ６２、Ｓ７１、Ｓ７２…レベルスイッチ
Ｘ…攪拌フィードシュー（充填装置）
Ｚ…粉体混合供給装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】