JP2014157122A

JP2014157122A - Ｘ線検査装置

Info

Publication number: JP2014157122A
Application number: JP2013029103A
Authority: JP
Inventors: Osamu Hirose; 修廣瀬
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2033-02-18
Also published as: JP6270319B2

Abstract

【課題】錠剤等が収納されたポケット部が矩形でも円形でも適用できる、安価で汎用性に富むＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】検出されたＸ線透過信号に基づいて包装シートと内容物とのＸ線透過画像ＩＭを生成する。そのＸ線透過画像ＩＭから包装シート領域Ｆを特定した後、その領域Ｆを分割して個々の包装エリアＦ１を特定する。次に、特定された各包装エリアＦ１の理想的基準位置Ｃ１と内容物のＸ線透過画像ｍの重心位置Ｃ２とを比較して、包装シートの良否を判定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、錠剤やカプセル剤を収納した包装シートに対する検査装置に関し、特に、包装シートのシール部への内容物の噛み込み等を検査するＸ線検査装置に関する。

錠剤やカプセル剤の多くは、ＰＴＰ包装（Press Through Pack）されるが、入れ歯用洗浄剤やカプセル剤等のように大形の固形物になると、アルミシートや樹脂シートを重ね合わせた間に内容物を一定間隔に挟み込んだ包装シートが用いられる。こうした包装シートは、図１に示すように、内容物Ｍを収納したポケット部Ｐと、その周囲が溶着されたシール部Ｑとで形成されている。

こうした包装シートＳでは、製造工程の僅かなタイミングのズレ等によって、内容物Ｍに割れや欠けが生じたり、シール部への内容物の噛み込みが発生したりすることがある。そのため、この種の製造ラインには、Ｘ線検査装置が組み込まれ、内容物Ｍの割れや欠けの検出、シール部Ｑへの噛み込み検査等が行われている。

その検査装置としては、例えば、特許文献１、２に開示されたものが知られている。特許文献１の装置では、内容物のＸ線透過画像にマスク処理を施すことによって内容物の欠品を検査するようにしている。しかし、この装置では、包装シートのＸ線透過画像には、図２に示すように、図１のポケット部Ｐとシール部Ｑとの境界Ｂが映らないため、内容物Ｍの有無は検出できても、内容物Ｍのシール部Ｑへの噛み込みは、検出できないという問題があった。

そこで、特許文献２の装置では、包装シートに光を照射してＣＣＤカメラで包装シートを撮像し、得られた画像にエッジ強調処理を施して、図８に示すように、シール部Ｑの搬送方向の前端（後端）Ａから、ポケット部Ｐとシール部Ｑとの境界Ｂまでの距離Ｌ１（Ｌ２）を求め、それに基づいてポケット部Ｐの領域よりやや大きい領域を検査領域Ｗとして設定する。次に、Ｘ線検査装置で包装シートＳのＸ線透過画像を求め、その透過画像の内容物の重心位置と前記検査領域Ｗの中心位置との位置ズレを検出し、その位置ズレの度合いに応じて包装シートＳの良／不良を判定している。

特許第３８６０１４４号公報特開２００９−４２１７２号公報

ところが、特許文献２の装置では、Ｘ線検査装置の他に、ＣＣＤカメラで包装シートＳを撮像し、得られた撮像画像にエッジ強調処理を施して、ポケット部Ｐとシール部Ｑとの境界Ｂにおける前端（後端）Ａからの距離Ｌ１（Ｌ２）を求め、それに基づいてポケット部Ｐの領域よりやや大きい領域を検査領域Ｗとして設定する装置を別個に設けなければならないので、非常に高価な装置になるという問題があった。

また、この装置では、包装シートＳに光を照射し、その反射光をＣＣＤカメラで撮像した後、その撮像画像にエッジ処理を施してポケット部Ｐとシール部Ｑとの境界Ｂを求めなければならないので、反射光ではその境界Ｂが捕らえ難い場合、例えば、ポケット部Ｐが円形で、それがなだらかに隆起するような場合には、適用できないという問題があった。

また、この装置には、包装シートＳの搬送時の姿勢を制御する搬送ガイドが設けられているので、包装シートＳの横幅が変わると、それに応じて搬送ガイドを調整しなければならないから、汎用性に欠けるという問題もあった。

本発明は、こうした問題に鑑みて開発したもので、ポケット部Ｐが矩形でも円形でも広く適用でき、しかも、これまでのものよりも安価で汎用性に富む新たなＸ線検査装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るＸ線検査装置は、複数の包装エリアが連なった包装シートにＸ線を照射するＸ線照射部と、前記包装シートを透過するＸ線を検出してＸ線透過信号を出力するＸ線検出部と、検出されたＸ線透過信号に基づいて前記包装シートとそこに収納された複数の内容物とのＸ線透過画像を生成する画像生成部と、前記Ｘ線透過画像から包装シートの領域を特定した後、その領域を分割して個々の包装エリアを特定する特定部と、特定された各包装エリアの理想的基準位置と前記内容物のＸ線透過画像の重心位置とを比較して、前記包装シートの良否を判定する判定部とを備える。

図１は、複数の包装エリアＦ１が連なった包装シートＳの一例を示したもので、各包装エリアＦ１は、内容物Ｍが収納されたポケット部Ｐと、その回りがシールされたシール部Ｑとから形成されている。図２は、包装シートＳのＸ線透過画像の一例であって、包装シートＳのＸ線透過画像ＩＭと、内容物ＭのＸ線透過画像ｍは鮮明であるが、図１のポケット部Ｐとシール部Ｑとの境界部分Ｂは、映っていない。これは、Ｘ線がポケット部Ｐとシール部Ｑとを透過するときのＸ線の減衰量がほぼ等しいことによる。

そこで、本発明では、まず、包装シートＳのＸ線透過画像ＩＭからその輪郭を抽出して包装シートＳの領域Ｆを特定する。その領域Ｆが、例えば、図３のように、Ｘ軸に対して傾斜している場合は、その傾斜角度θが零になるまで包装シートＳのＸ線透過画像ＩＭを回転させる。次に、図４に示すように、特定された領域Ｆを、予め設定された値でもって分割して各包装エリアＦ１・・Ｆ１を特定する。例えば、四隅が丸く整形された左右両端のエリア寸法割合が２、それを除く各包装エリアＦ１の寸法割合が１０であれば、その割合でもって特定された領域Ｆを分割する。また、領域Ｆが矩形であって、各包装エリアＦ１が等しければ、矩形の領域Ｆを等分割する。さらに、各包装エリアＦ１が行と列にマトリックス状に配置されている場合は、特定された領域Ｆを上下方向と左右方向に分割して各包装エリアＦ１を特定する。

こうして各包装エリアＦ１・・Ｆ１が特定されると、各包装エリアＦ１・・Ｆ１の理想的基準位置Ｃ１と内容物ＭのＸ線透過画像ｍの重心位置Ｃ２とを求めて、それらの偏差を計算する。ここで、理想的基準位置Ｃ１とは、各包装エリアＦ１・・Ｆ１の外形から決定される位置であり、一般的な包装シートであれば、ポケット部Ｐの中心位置は各包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置と一致するため、各包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置が理想的基準位置Ｃ１となる。ポケット部Ｐの中心位置が各包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置とずれている包装シートの場合には、各包装エリアＦ１・・Ｆ１の外形に対する理想的基準位置Ｃ１を事前に設定しておき、その設定値に基づいて、理想的基準位置Ｃ１は決定される。例えば、各包装エリアＦ１・・Ｆ１が矩形であれば、矩形の四隅からの設定距離だけ離れた理想的基準位置Ｃ１を事前に設定しておく。

ここでは、ポケット部Ｐの中心位置が各包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置と一致する場合について説明すると、各包装エリアＦ１・・Ｆ１の理想的基準位置Ｃ１は、図４に示すように、包装エリアＦ１・・Ｆ１については、その対角線の交点座標（ｘ１，ｙ１）から求めることができる。すなわち、各包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置を理想的基準位置Ｃ１としている。また、内容物ＭのＸ線透過画像ｍの重心位置Ｃ２は、それが対称形であることから、その画像ｍの対称中心座標（ｘ２，ｙ２）から求めることができる。

こうして求めた各座標の偏差（Δｘ，Δｙ）が所定範囲内に収まれば正常、その範囲を超えていれば、包装エリアＦ１・・Ｆ１には、内容物Ｍの噛み込みが発生しているとして、包装シート全体を不良とする。

本発明によれば、Ｘ線透過画像から包装シートＳの領域Ｆを求め、その領域Ｆを画像上で分割して個々の包装エリアＦ１を特定し、その包装エリアＦ１に対して、その理想的基準位置Ｃ１と内容物の画像上の重心位置Ｃ２とを比較して、包装シートＳの良否を判定することができるから、ＣＣＤカメラで包装シートを撮像しなくても済む。したがって、従来の装置よりも安価なＸ線検査装置を提供することができる。

また、本発明では、ポケット部Ｐが矩形や円形のどちらであっても、的確に内容物Ｍの位置ズレを検出することができるから、汎用性の高いＸ線検査装置とすることができる。加えて、本発明では、包装シートＳが搬送方向に対して傾斜しても、画像処理でそれを修正することができるから、包装シートＳの搬送方向を規制するガイド部材を設けたり、それを包装シートの横幅に応じて調整したりする必要がなくなるから、より汎用性の高い装置とすることができる。

包装シートの一例を示す平面図上記包装シートのＸ線透過画像上記包装シートがＸ軸に対して傾斜しているＸ線透過画像包装シートから各包装エリアを分割したＸ線透過画像本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の外観斜視図前記Ｘ線検査装置の主要部の構成説明図前記Ｘ線検査装置の構成ブロック図特許文献２の装置において、検査領域Ｗを求める説明図

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。

図５は、本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の外観斜視図を示す。この図５において、Ｘ線検査装置１０は、入口１１と出口１２を有する検査室１３と、入口１１から出口１２に亘って掛け渡された搬送コンベア１４と、入口１１と出口１２からのＸ線の漏洩を防止する遮蔽カーテン１５と、搬送コンベア１４の上方から検査室１３内にＸ線を照射するＸ線照射部１６と、搬送コンベア１４の上下のベルト間に設けられて、包装シートＳを透過したＸ線を検出するＸ線検出部１７と、これらを収納する筐体１８と、筐体１８の前面に設けられたタッチパネル１９と、筐体１８を支持する４本の支持脚２０とを備えている。そして、検査室１３と筐体１８とは、検査室１３の入口１１と出口１２を除いて外部にＸ線が漏洩しない構造とされている。

図６は、検査室１３内の主要部の配置構成を示したもので、搬送コンベア１４は、入口１１側のプーリ２１と、出口１２側のプーリ２２と、Ｘ線検査部１７の下方に配置された前後のプーリ２３，２４と、これらのプーリ２１〜２４間に掛け渡されたエンドレスベルト２５と、出口１２側のプーリ２２を回転させる図示しないモータとで構成されている。また、図５の遮蔽カーテン１５は、入口１１と出口１２にそれぞれ複数セット取り付けられるが、包装シートＳのような軽量物になると、この遮蔽カーテン１５に代えて、入口側が登り坂、出口側が下り坂となる傾斜コンベアが搬送コンベア１４の前後に設けられ、さらに、それらの傾斜コンベアを遮蔽フードで覆う形態も採用されることがある。

Ｘ線照射部１６は、検査室１３の上段に設けられたＸ線発生装置で構成され、図示しないＸ線管から照射されたＸ線は、図示しないコリメータによって包装シートＳの搬送方向Ｄと直行する方向の扇状ビームに絞られて搬送コンベア１４の幅方向に照射される。

Ｘ線検出部１７は、搬送コンベア１４の上下のベルト２５間に直線状に配置された複数のフォトダイオードと、その上に設けられたシンチレータとからなる画素センサで構成される。これらの画素センサは、包装シートＳの搬送方向Ｄと直行する方向に配列されて、包装シートＳとベルト２５とを透過したＸ線がシンチレータに到達すると、そこで光に変換され、その光がフォトダイオードで電気信号に変換されて、Ｘ線透過信号として出力されるようになっている。

タッチパネル１９は、フルドット表示の液晶ディスプレイで構成され、そこに表示される設定画面を操作することにより、必要な運転条件や検査条件が設定できるようになっている。例えば、運転開始前の初期画面では、搬送コンベア１４の搬送速度や照射部１６のＸ線強度等の運転条件が設定可能であり、運転開始後の予約画面では、例えば、Ｘ線透過画像を処理するときの検出感度や、欠品検査、異物検査、割れ欠け等の検査項目が設定可能となっている。さらに、本発明に特有の設定項目としては、包装シートＳの搬送方向長さや、縦方向と横方向への分割数やその分割割合、さらには、分割された包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置（理想的基準位置）Ｃ１と内容物Ｍの画像ｍ上の重心位置Ｃ２との偏差がどの程度であれば良品とするか等が設定可能となっている。

図７は、Ｘ線検査装置１０の構成ブロック図を示す。この図において、制御コンピュータ３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＨＤＤ３４、および外部から挿入される記憶メディアに読み書きするドライブ３５を搭載している。

ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＨＤＤ３４、ドライブ３５とアドレスバス、データバスを介して相互に接続され、ＲＯＭ３２やＨＤＤ３４に格納された各種プログラムを読み出して実行する。ＨＤＤ３４には、タッチパネル１９から入力された検査条件や異物検査・欠品検査等の検査結果が記憶される。また、タッチパネル１９を操作することにより、設定された検査条件を変更したり、検査結果をＨＤＤ３４からドライブ３５に挿入された記憶メディアに移したりすることもできるようになっている。

制御コンピュータ３０は、タッチパネル１９に各種の画面を表示する表示制御回路、タッチパネル１９から入力されたデータを取り込むキー入力回路、プリンタ等の外部機器やＬＡＮ等のネットワークとの接続を可能とする通信ポート等（いずれも図示せず。）も備えている。

また、制御コンピュータ３０は、Ｘ線照射部１６、Ｘ線検出部１７、ベルトコンベアモータ１４ａ、エンコーダー１４ｂ、光電センサ２６等と接続されている。ベルトコンベアモータ１４ａは、インバータ制御によって細かく速度制御され、エンコーダー１４ｂは、その速度を検出して制御コンピュータ３０にフィードバックする。光電センサ２６は、包装シートＳが扇状のＸ線照射域を通過するタイミングを検知する同期センサであって、搬送コンベア１４を挟んで対向配置される一対の投光器と受光器とで構成されるが、これが無くても、Ｘ線検出部１７から出力されるＸ線透過信号をモニタすることによって、包装シートＳのエッジ部分の通過が検出されるようになっている。

また、ＨＤＤ３４には、画像生成モジュール、輪郭抽出モジュール、回転モジュール、分割モジュール、中心位置計算モジュール、判定モジュール、異物検査モジュール、欠品検査モジュール、割れ欠け検査モジュール等を含む検査プログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ３１が、これらの検査プログラムをＨＤＤ３４から読み出して実行することにより、後述の画像生成部３６、特定部３７、判定部３８の各機能が実現されるようになっている。

画像生成部３６は、Ｘ線検出部１７から出力されたＸ線透過信号に基づいて、図２、図３に示すような二次元のＸ線透過画像ＩＭを生成する。具体的には、Ｘ線検出部１７から一定サイクルで順次出力されるＸ線透過信号が制御コンピュータ３０に入力されて内部のバッファメモリに逐次蓄積される。そして、Ｘ線透過信号に一定の変化が見られなくなくなると、包装シートＳがＸ線検出部１７を通過したと判断して、その時点から既に読み取った包装シートＳの長さ分に相当するイメージデータがバッファメモリから読み出されて図２のような二次元のＸ線透過画像ＩＭに展開される。

特定部３７は、画像生成部３６で生成されたＸ線透過画像ＩＭから包装シートＳの領域Ｆを特定した後、その領域Ｆを分割して、図４に示すような、個々の包装エリアＦ１・・Ｆ１を特定する。具体的には、輪郭抽出モジュールを実行して、二次元に展開されたＸ線透過画像ＩＭから包装シートＳの輪郭を抽出して包装シートＳの領域Ｆを特定する。その領域Ｆが、例えば、図３に示すように、Ｘ軸に対して傾斜している場合は、回転モジュールを実行して、その傾斜角度θが零になるまでＸ線透過画像ＩＭを回転させる。続いて、分割モジュールを実行して、図４に示すように、予め設定された分割割合、例えば、四隅が丸く整形された左右端部は、２０画素で、それ以外は１５０の画素で分割して、各包装エリアＦ１・・Ｆ１を特定する。

判定部３８は、こうして特定された各包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置と内容物Ｍの画像ｍの重心位置とを比較して、包装シートＳの良否を判定する。具体的には、各包装エリアＦ１・・Ｆ１に対し、中心位置計算モジュールを実行して、包装エリアＦ１毎の中心位置（理想的基準位置）Ｃ１の座標（ｘ１，ｙ１）と、内容物のＸ線透過画像ｍの重心位置Ｃ２の座標（ｘ２，ｙ２）とを求める。続いて、それらのＸ軸方向とＹ軸方向の偏差を算出し、その偏差が、予め設定された許容範囲内であれば正常、範囲外であれば異常と判定する。こうして、各包装エリアＦ１・・Ｆ１を順次判定して行き、全ての包装エリアＦ１・・Ｆ１が正常であれば、その包装シートＳは正常となり、一つでも異常が見つかれば、その包装シートＳは不良であると判定する。その場合、異常な包装エリアＦ１が見つかった時点で、その後の包装エリアＦ１に対する検査を省略して、その包装シートＳは不良であると判定してもよい。

こうして、包装シートＳが不良であると判定されると、制御コンピュータ３０は、下流側の図示しない振分装置に振分信号を出力する。振分装置は、その信号に応答して、対応する包装シートＳが振分位置に到達したタイミングでそれを製造ラインから排除する。

また、この制御コンピュータ３０には、異物検査モジュール、欠品検査モジュール、割れ欠け検査モジュールが組み込まれており、正常と判定された包装シートＳに対しては、さらに異物検査、欠品検査、割れ欠け検査が実行される。具体的には、画像生成部３６で生成されたＸ線透過画像ＩＭに２値化処理を施し、その画像ＩＭや内容物のＸ線透過画像ｍに予め設定した閾値よりも暗く現れる領域があれば、その包装シートＳに異物混入があると判定する。また、Ｘ線透過画像ＩＭ内に、一定間隔で現れるはずの画像ｍがない場合には、その包装シートＳに内容物の欠品があると判定する。さらに、画像ｍにラベリング処理を施すことにより、内容物Ｍの割れを検出する。あるいは、その画像ｍの面積を計算し、その面積が基準値より少なければ、内容物Ｍが欠けていると判断する。
こうして、異常が見つかれば、その包装シートＳは、前述のようにして、振分装置によって製造ラインから排除される。

このように、このＸ線検査装置を使用すれば、ＣＣＤカメラで包装シートの外観を撮像しなくても、内容物Ｍのシール部への噛み込み検査、内容物Ｍの欠品検査、内容物Ｍの割れ欠け検査等を併せて行うことができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その他の形態も採用可能である。例えば、以上の実施形態では、円形の内容物Ｍについて説明したが、これが長円形のカプセル剤であっても同様に適用できる。その場合の重心位置も内容物のＸ線透過画像ｍの対称中心を計算することによって求めることができる。さらには、ＰＴＰ包装された錠剤やカプセル剤だけでなく、その他の連包シートであっても、また、内容物が医薬品だけでなく、入れ歯洗浄剤等であっても同様に適用できる。

また、この実施形態では、図１〜４に示す、四隅が丸く整形された包装シートＳに対しては、四隅のある左右端部を含むＸ線透過画像ＩＭを予め設定された分割割合でもって分割したが、それに代えて、四隅のある左右端部をＸ線透過画像ＩＭからカットして矩形の領域を求め、それを設定された分割数で等分割することによって、各包装エリアＦ１・・Ｆ１を特定するようにしても良い。

さらに、この実施形態では、包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置（理想的基準位置）Ｃ１と、Ｘ線透過画像ｍの重心位置Ｃ２との位置ズレを計算するのに、Ｘ軸方向の偏差と、Ｙ軸方向の偏差を求めて、それぞれの偏差が許容範囲内にあるか否かを判断したが、これに代えて、中心位置Ｃ１と重心位置Ｃ２との距離を計算し、その距離が許容範囲内にあるか否かを判断しても良い。その場合の距離の計算は、Ｘ軸方向の偏差の二乗と、Ｙ軸方向の偏差の二乗とを足した和の平方根を計算することによって求めることができる。

本実施形態では、各包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置を理想的基準位置Ｃ１として説明したが、ポケット部の中心位置が各包装エリアＦ１・・Ｆ１の中心位置とずれている包装シートＳの場合には、各包装エリアＦ１・・Ｆ１の外形に対する理想的基準位置Ｃ１を事前に設定しておき、その設定値に基づいて、理想的基準位置Ｃ１は決定されてもよい。具体的には特定部３７よって特定された各包装エリアＦ１・・Ｆ１の四隅からの設定距離（Ｘ軸方向設定距離，Ｙ軸方向設定距離）だけ離れた位置を理想的基準位置Ｃ１としてもよい。

Ｓ包装シート
Ｍ内容物
ｍ内容物のＸ線透過画像
Ｆ包装シート領域
Ｆ１包装エリア
ＩＭ包装シートのＸ線透過画像
Ｃ１包装エリアの理想的基準位置（包装エリアの中心位置）
Ｃ２内容物のＸ線透過画像の重心位置
１０Ｘ線検査装置
１６Ｘ線照射部
１７Ｘ線検出部
３６画像生成部
３７特定部
３８判別部

Claims

複数の包装エリアが連なった包装シートにＸ線を照射するＸ線照射部と、前記包装シートを透過するＸ線を検出してＸ線透過信号を出力するＸ線検出部と、検出されたＸ線透過信号に基づいて前記包装シートとそこに収納された複数の内容物とのＸ線透過画像を生成する画像生成部と、前記Ｘ線透過画像から包装シートの領域を特定した後、その領域を分割して個々の包装エリアを特定する特定部と、特定された各包装エリアの理想的基準位置と前記内容物のＸ線透過画像の重心位置とを比較して、前記包装シートの良否を判定する判定部とを備えてなるＸ線検査装置。