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公開番号2023038935
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-17
出願番号2022141423
出願日2022-09-06
発明の名称円形の細長い要素の検査のための装置
出願人ショットアクチエンゲゼルシャフト,SCHOTT AG
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 21/90 20060101AFI20230310BHJP(測定;試験)
要約【課題】円形の細長い要素の軸線方向の振れを判定するための方法。
【解決手段】-円形の細長い要素1を提供するステップであって、第1の端部11と、要素の外径と、回転軸線と、を規定する円筒部分と、第2の端部13と、を含む、ステップと、-光源A(2A)で円形の細長い要素の第1の端部を照明するステップと、-受光ユニットのカメラA(3A)で第1の端部の画像を取得するステップであって、カメラAの中心線と、理想的な円形の細長い要素の回転軸線R理想(ideal)に対して垂直な平面と、の間の角度αが0°超90°未満である、取得するステップと、-画像の各々において第1の端部の周囲長を測定して、第1の端部の周囲長の少なくとも一部を得るステップと、-測定された第1の端部の周囲長の少なくとも一部を楕円の少なくとも一部と比較して、円形の細長い要素の第1の端部の軸線方向の振れを判定するステップと、を含む方法。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
円形の細長い要素の軸線方向の振れを判定するための方法であって、前記方法は、
－提供ユニットによって円形の細長い要素（１）を提供するステップであって、前記円形の細長い要素（１）は、
第１の端部（１１）と、
円筒部分であって、
前記円形の細長い要素の外径ＯＤ（１２１）と、
前記円形の細長い要素の回転軸線Ｒ（１２２）と、
を規定する円筒部分と、
第２の端部（１３）と、
を含むステップと、
－発光ユニットの光源Ａ（２Ａ）で前記円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）を照明するステップと、
－受光ユニットのカメラＡ（３Ａ）で前記円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）の１つ以上の画像を取得するステップであって、前記カメラＡ（３Ａ）の中心線と、理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想
（１２３）に対して垂直な平面と、の間の角度αが０°超９０°未満であるステップと、
－前記１つ以上の画像の各々において前記円形の細長い要素の前記第１の端部の周囲長（１４）の少なくとも一部を測定して、測定された前記円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）の周囲長の少なくとも一部を得るステップと、
－前記測定された前記円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）の周囲長の少なくとも一部を楕円（１４１～１４４）の少なくとも一部と比較して、前記円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）の前記軸線方向の振れを判定するステップと、
を、好ましくはこの順序で含む方法。
続きを表示（約 3,300 文字）【請求項２】
前記方法は、
－前記円形の細長い要素の回転軸線Ｒ（１２２）と、前記理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想
（１２３）と、の間の角度θを求めるステップであって、前記楕円（１４３／１４４）の少なくとも一部が、比較の前に前記角度θに基づいて、好ましくは本明細書に記載されているように補正されるステップをさらに含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、
請求項１または２記載の方法によって得ることができる、得られたおよび／または測定された前記円形の細長い要素（１）から、医薬品包装、好ましくはバイアル、カートリッジ、シリンジまたはアンプルを製造するステップを含む、
好ましくは請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
円形の細長い要素の軸線方向の振れを判定するためのシステムであって、前記システムは、
提供ユニットと、
発光ユニットと、
受光ユニットと、
コンピュータユニット（８）と、
を備え、
－前記提供ユニットは、円形の細長い要素（１）を提供するように構成され、前記円形の細長い要素（１）は、
第１の端部（１１）と、
円筒部分と、
第２の端部（１３）と、
を含み、
前記円筒部分は、
前記円形の細長い要素の外径ＯＤ（１２１）と、
前記円形の細長い要素の回転軸線Ｒ（１２２）と、
を規定し、
－前記発光ユニットは、前記円形の細長い要素の第１の端部（１１）を照明するように構成された光源Ａ（２Ａ）を含み、
－前記受光ユニットは、前記円形の細長い要素（１）の第１の端部の１つ以上の画像を取得するように構成されたカメラＡ（３Ａ）を含み、前記カメラＡ（３Ａ）の中心線と、理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想
（１２３）に対して垂直な平面と、の間の角度αは、０°超９０°未満であり、
－前記コンピュータユニット（８）は、
－前記１つ以上の画像の各々において前記円形の細長い要素の第１の端部の周囲長（１４）の少なくとも一部を測定して、測定された前記円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）の周囲長の少なくとも一部を得るステップと、
－前記測定された前記円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）の周囲長の少なくとも一部を楕円（１４１～１４４）の少なくとも一部と比較して、前記円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）の前記軸線方向の振れを判定するステップと、
を、好ましくはこの順序で実行するように構成されている、
システム。
【請求項５】
前記円形の細長い要素の前記第１の端部、好ましくは前記第２の端部の周囲長（１４）の前記少なくとも一部は、前記画像を取得する際に、前記カメラＡ、好ましくはＢと別の方を向いている前記円形の細長い要素の前記第１の端部および／または前記第２の端部の周囲長（１４）の一部を含み、好ましくは一部である、
請求項１から３のいずれか１項記載の方法または請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記楕円（１４１～１４４）の少なくとも一部は、半楕円の少なくとも一部、より好ましくは理想的な半楕円（１４１／１４２）の少なくとも一部および／または補正された半楕円（１４３／１４４）の少なくとも一部、より好ましくは補正された半楕円（１４３／１４４）の少なくとも一部、より好ましくは補正された半楕円の２０～９８％、より好ましくは補正された半楕円の５０～９５％、より好ましくは補正された半楕円の７０～９３％、より好ましくは補正された半楕円の約９０％［ｍｍ／ｍｍ］であり、
好ましくは、前記半楕円、前記理想的な半楕円および／または前記補正された半楕円は、本明細書に記載されているように得られる／得ることができる、
請求項１から５のいずれか１項記載の方法またはシステム。
【請求項７】
前記受光ユニットの前記カメラＡ（３Ａ）、より好ましくは全てのカメラは、第１の平面と第２の平面との間の領域外にあり、前記第１の平面は、理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想
（１２３）に対して垂直な平面であって、前記円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）に位置し、前記第２の平面は、理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想
（１２３）に対して垂直な平面であって、前記円形の細長い要素の前記第２の端部（１３）に位置し、かつ／または
前記受光ユニットの前記カメラＡ（３Ａ）、より好ましくは全てのカメラは、前記受光ユニットのカメラＡ（３Ａ）、より好ましくは全てのカメラが、前記円形の細長い要素の第１の端部（１１）の全周から、前記円形の細長い要素（１）のどの部分も通過していない光を受光するように位置しており、かつ／または
前記受光ユニットのカメラＡ、より好ましくは全てのカメラの角度ΔＸＹＺは、９０°超であり、Ｙは、前記それぞれの端部の画像を取得する前記それぞれのカメラに面する前記円形の細長い要素の端部であり、Ｘは、前記円形の細長い要素の反対側の端部であり、Ｚは、前記画像を取得する前記それぞれのカメラである、
請求項１から６のいずれか１項記載の方法またはシステム。
【請求項８】
レンズ、好ましくはシリンドリカルレンズ、より好ましくは凸シリンドリカルレンズは、前記光源Ａ（３Ａ）と前記円形の細長い要素との間に位置し、かつ／または
前記円形の細長い要素（１）から出る光は、少なくとも部分的に平行光、発散光または収束光であり、好ましくは少なくとも平行光であり、かつ／または
前記円形の細長い要素（１）に到達する前記光は、少なくとも部分的に平行光、発散光または収束光であり、好ましくは少なくとも部分的に収束光である、
請求項１から７のいずれか１項記載の方法またはシステム。
【請求項９】
５つ以上の円形の細長い要素（１）を含む束であって、
各円形の細長い要素（１）は、
第１の端部（１１）と、
円筒部分であって、
前記円形の細長い要素の外径ＯＤ（１２１）と、
前記円形の細長い要素の回転軸線Ｒ（１２２）と、
を規定する円筒部分と、
第２の端部（１３）と、
を含み、
各円形の細長い要素の前記第１の端部（１１）および／または好ましくは前記第２の端部（１３）は、次式：
ＡＲＯ≦Ａ
を満たし、
値Ａは、１．３ｍｍであり、
ＡＲＯは、前記円形の細長い要素（１）の前記第１の端部および／または前記第２の端部の軸線方向の振れ（ｍｍ単位）である、
束。
【請求項１０】
好ましくは請求項９に記載の、５つ以上の円形の細長い要素を含む束であって、
各円形の細長い要素は、
第１の端部（１１）と、
円筒部分であって、
前記円形の細長い要素の外径ＯＤ（１２１）と、
前記円形の細長い要素の回転軸線Ｒ（１２２）と、
を規定する円筒部分と、
第２の端部（１３）と、
を含み、
各円形の細長い要素の前記第１の端部および／または好ましくは前記第２の端部は、次式：
ＡＲＯ／ＯＤ≦Ｂ
を満たし、
値Ｂ［ｍｍ／ｍｍ］は、０．１であり、
ＡＲＯは、前記円形の細長い要素（１）の前記第１の端部および／または前記第２の端部の軸線方向の振れ（ｍｍ単位）であり、
ＯＤは、前記円形の細長い要素の外径（１２１）（ｍｍ単位）である、
束。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ガラス管のような円形の細長い要素は、バイアル、シリンジおよびカートリッジのような医薬品包装を製造するために一般的に使用されている。そのため、ガラス管は、例えば独国特許発明第１０２００５０３８７６４号明細書および独国特許発明第１０２００６０３４８７８号明細書に記載されているように、機械でクランプされ、順次成形および切断される。輸送中および更なる加工中の過酷な条件によって、特にガラス管の寸法偏差が一定値を超えると、ガラス管が破損することが起こり得る。本発明者は、ガラス管の端部、特に軸線方向の振れがガラス管の安定性および加工性に強く影響し、ひいては軸線方向の振れが小さいガラス管の製造が要望されていることを認識した。ガラス管の端部は、円筒部における周面をガラス管の端部付近でバーナにより加熱し、次いで、加熱部を直ちに冷却することにより、ガラス管が加熱部で破断するように形成されている。その後、ガラス管の端部部分をアニール処理してガラス管の滑らかな端部を形成する。このプロセスは周知であっても、形成されたガラス管の端部は、多くの要因によって、依然としてばらつきがある。したがって、ガラス管の端部を確実に成形して、一貫して高い品質の端部を有するガラス管を得ることはできない。軸線方向の振れが小さいガラス管を得るためには、ガラス管の各端部の軸線方向の振れを定量化し、所定の範囲にないガラス管を選別することが可能かもしれない。軸線方向の振れを判定する方法としては、ガラス管を回しながら、回転するガラス管にダイヤルゲージを押し当てる方法が一般的である。しかしながら、この方法には、測定装置がガラス管に直接接触するため、ガラス管の端部が傷つき、回転中に摩耗によるパーティクルが発生するという欠点がある。さらに、透明な円形の細長い要素を非接触で検査する方法が知られており、この方法では、例えば、欧州特許出願公開第２０１９５７５８．６号明細書、欧州特許出願公開第２０１５３４００．５号明細書および特開２０２１０９２５０４号公報に記載されているように、画像を取得し、画像の特定の部分の明るさを基準になるものと比較して品質に関する情報が得られる。しかしながら、そこに記載された方法が、透明な要素の壁内の欠陥を確実に検出できるとしても、これらの方法は、特に、画像の特定の部分の明るさを基準になるものと直接比較するという共通点があるため、円形の細長い要素の端部の軸線方向の振れを定量化することには適しておらず、むしろ透明な要素内の欠陥または要素の強い変形を検出することができる。
続きを表示（約 3,300 文字）【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
したがって、本願の主題は、
－円形の細長い要素の端部の軸線方向の振れを判定し、定量化すること、
－透明な要素、着色された要素および不透明な円形の細長い要素の軸線方向の振れを判定し、定量化すること、
－円形の細長い要素の曲率に依存しない軸線方向の振れを判定し、定量化すること、
－軸線方向の振れをμｍ単位で定量化すること、
－非接触で測定を実行すること、
－所定の範囲内の軸線方向の振れを有する円形の細長い要素を製造すること、および
－測定中の円形の細長い要素の傾きとは無関係に、軸線方向の振れを判定し、定量化すること、
のうちの１つ以上のことが可能な方法またはシステムを提供することである。
【０００３】
さらに、本発明の主題は、
－向上した品質を有する、すなわち、軸線方向の振れが所定の範囲にあり、例えばμｍの範囲で、かつ／または円形の細長い要素の曲率に依存せずに確実に測定される、および／または
－輸送中および更なる処理中に減少した破壊感受性を有する、および／または
－向上した加工性を有する
円形の細長い要素の束を提供することである。
【０００４】
これらおよび他の主題は、円形の細長い要素の軸線方向の振れを判定するための方法であって、
－提供ユニットによって円形の細長い要素を提供するステップであって、円形の細長い要素は、
第１の端部と、
円筒部分であって、
円形の細長い要素の外径ＯＤと、
円形の細長い要素の回転軸線Ｒと、
を規定する円筒部分と、
第２の端部と、
を含む、提供するステップと、
－発光ユニットの光源Ａで円形の細長い要素の第１の端部を照明するステップと、
－受光ユニットのカメラＡで円形の細長い要素の第１の端部の１つ以上の画像を取得するステップであって、カメラＡの中心線と、理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想（ideal）
に対して垂直な平面と、の間の角度αが０°超９０°未満である、取得するステップと、
－１つ以上の画像の各々において円形の細長い要素の第１の端部の周囲長の少なくとも一部を測定して、測定された円形の細長い要素の第１の端部の周囲長の少なくとも一部を得るステップと、
－測定された円形の細長い要素の第１の端部の周囲長の少なくとも一部を楕円の少なくとも一部と比較して、円形の細長い要素の第１の端部の軸線方向の振れを判定するステップと、
を含む方法によって解決される。
【０００５】
本発明の別の態様は、円形の細長い要素の軸線方向の振れを判定するためのシステムであって、
－円形の細長い要素を提供するように構成された提供ユニットであって、円形の細長い要素は、
第１の端部と、
円筒部分であって、
円形の細長い要素の外径ＯＤと、
円形の細長い要素の回転軸線Ｒと、
を規定する円筒部分と、
第２の端部と、
を含む、提供ユニットと、
－円形の細長い要素の第１の端部を照明するように構成された光源Ａを含む発光ユニットと、
－円形の細長い要素の第１の端部の１つ以上の画像を取得するように構成されたカメラＡを含む受光ユニットであって、カメラＡの中心線と、理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想
に対して垂直な平面と、の間の角度αが０°超９０°未満である、受光ユニットと、
－コンピュータユニットであって、
－１つ以上の画像の各々において円形の細長い要素の第１の端部の周囲長の少なくとも一部を測定して、測定された円形の細長い要素の第１の端部の周囲長の少なくとも一部を得るステップと、
－測定された円形の細長い要素の第１の端部の周囲長の少なくとも一部を楕円の少なくとも一部と比較して、円形の細長い要素の第１の端部の軸線方向の振れを判定するステップと、
を、好ましくはこの順序で実行するように構成されたコンピュータユニットと、
を備える、システムである。
【０００６】
特に、１つ以上の画像の各々における円形の細長い要素の第１の端部の周囲長の少なくとも一部の測定と、その後の楕円の少なくとも一部との比較とによって、上述の主題の１つ以上が解決される。好ましい実施形態では、カメラＡの中心線は、少なくとも１つの画像において、理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想
によって規定される線と交差する。本発明者らは、取得した画像において円形の細長い要素の端部の周囲長の少なくとも一部を測定し、次いでこの周囲長の少なくとも一部を楕円の少なくとも一部と比較して、軸線方向の振れを定量化することが非常に重要であることを認識した。測定ステップがなく、画像そのものを、基準になるもの、例えば楕円と比較する場合、軸線方向の振れを定量化することはできない。
【０００７】
好ましい実施形態では、この方法はさらに、
－発光ユニットの光源Ｂで第２の端部を照明するステップと、
－受光ユニットのカメラＢで円形の細長い要素の第２の端部の１つ以上の画像を取得するステップであって、カメラＢの中心線と、理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想
に対して垂直な平面と、の間の角度βが０°超９０°未満である、取得するステップと、
－１つ以上の画像の各々において円形の細長い要素の第２の端部の周囲長の少なくとも一部を測定して、測定された円形の細長い要素の第２の端部の周囲長の少なくとも一部を得るステップと、
－測定された円形の細長い要素の第２の端部の周囲長の少なくとも一部を楕円の少なくとも一部と比較して、円形の細長い要素の第２の端部の軸線方向の振れを判定するステップと、
を、好ましくはこの順序で含む。
【０００８】
このようにして、円形の細長い要素の両端部の軸線方向の振れを判定し、定量化することができる。第１の端部および第２の端部の軸線方向の振れの判定は、同時にまたは順次に行うことができる。好ましい実施形態では、カメラＢの中心線は、少なくとも１つの画像において、理想的な円形の細長い要素の回転軸線Ｒ
理想
によって規定される線と交差する。
【０００９】
好ましい実施形態では、本方法はさらに、
－回転軸線Ｒを中心として円形の細長い要素を回転させるステップであって、
円形の細長い要素を回転軸線Ｒを中心として回転させながら、１つ以上の画像を取得する、回転させるステップを含む。このようにして、１つ以上の画像の各々において円形の細長い要素の第１の端部および／または第２の端部の周囲長の一部のみが測定および／または比較される場合、全周は１つ／２つのカメラだけで容易に測定され得る。
【００１０】
好ましい実施形態では、円形の細長い要素は、受光ユニットに対して相対的に移動させられ、円形の細長い要素が、受光ユニットに対して相対的に移動している間に円形の細長い要素は回転させられ、円形の細長い要素が、受光ユニットに対して相対的に移動している間および円形の細長い要素が回転している間に円形の細長い要素の第１の端部および／または第２の端部の１つ以上の画像が取得される。このようにして、円形の細長い要素の第１の端部および／または第２の端部の周囲長の一部のみが、１つ以上の画像の各々において測定および／または比較される場合、全周は１つ／２つのカメラだけで容易に測定され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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