JP2018179568A - 検査装置、ｐｔｐ包装機及びｐｔｐシートの製造方法 - Google Patents

検査装置、ｐｔｐ包装機及びｐｔｐシートの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】分光分析を利用した異品種混入検査に係る検査精度の向上を図ることのできる検査装置、ＰＴＰ包装機及びＰＴＰシートの製造方法を提供する。【解決手段】検査装置２２は、搬送される容器フィルム３のポケット部２に充填された錠剤５に対し近赤外光を照射可能な照明装置５２と、錠剤５から反射される近赤外光の反射光を分光し、反射光の分光画像を撮像可能な撮像装置５３と、該撮像装置５３により撮像された分光画像を基にスペクトルデータを取得し、該スペクトルデータを基に所定の分析処理を行う制御処理装置とを備え、異品種の混入を検査する。【選択図】 図５

Description

本発明は、分光分析を利用して異品種の混入を検査する検査装置、ＰＴＰ包装機及びＰＴＰシートの製造方法に関するものである。
一般にＰＴＰシートは、錠剤等の対象物が充填されるポケット部が形成された容器フィルムと、その容器フィルムに対しポケット部の開口側を密封するように取着されるカバーフィルムとから構成されている。
ＰＴＰシートの製造に際しては、異品種の混入を検査する異品種混入検査が行われる。かかる検査の手法として、従来、分光分析を利用した方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
かかる手法においては、例えば図１５に示すように、ＰＴＰシートの製造過程において、容器フィルム８１のポケット部８２に充填された対象物８３に対し近赤外光Ｈ1を照射する。ここで、対象物８３等から反射された反射光Ｈ2は、光学レンズ８５により集光され、平行光Ｈ3となる。このうち、スリット８６を通過した光は帯状のスリット光Ｈ4となり、分光器（プリズム）８７に入射する。
分光器８７に入射したスリット光Ｈ４は、各波長成分のスリット光（以下、「波長成分光」という）ＨSに分光され、撮像素子８８の受光面８８ａに投射される。例えば９００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長帯域の近赤外光が１ｎｍ〜１０ｎｍ間隔の波長分解能で数十〜数百バンドに分光される。そして、これら各波長成分光ＨSを撮像して得られるスペクトルデータを主成分分析することで異品種の混入を検出する。
特開２０１０−１７５５２８号公報
しかしながら、分光器８７により分光された各波長成分光ＨSは、波長成分の違いにより、撮像素子８８の受光面８８ａ上の異なる位置に投射されるため、構成によっては、その輝度レベルがスペクトルデータに適切に反映されない場合がある。
ここで、例えば撮像素子８８の受光面８８ａに投射される各波長成分光ＨSの受光面８８ａ上の波長分散方向における幅Ｌと、撮像素子８８の各画素（受光素子）９０の受光面８８ａ上の波長分散方向における幅Ｐとが同一幅（Ｌ＝Ｐ）であると仮定する。
かかる仮定の下、図１６に示すように、投射位置が１つの画素９０にぴったりと一致する波長λAの波長成分光ＨSAに関しては、１つの画素９０で全て（１００％）受光できるため、波長成分光ＨSAの輝度レベルがスペクトルデータに適切に反映される。
これに対し、図１７に示すように、入射位置が２つの画素９０間に跨る波長λBの波長成分光ＨSBに関しては、２つの画素９０に分散して受光されるため、スペクトルデータに反映される値が、該波長成分光ＨSBの本来の輝度レベルに対応した値と比較して最大で５０％減少したものとなるおそれがある。
従って、仮に分光器８７から出射された各波長成分光ＨSの輝度レベルが同一であったとしても、図１８に示すように、各波長成分光ＨSの波長成分の違い、すなわち撮像素子８８の受光面８８ａ上における投射位置の違いによって、各波長成分光ＨSの輝度レベルとして検出される値が変動し、適切なスペクトルデータを取得できないおそれがある。結果として、検査精度が低下するおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、分光分析を利用した異品種混入検査に係る検査精度の向上を図ることのできる検査装置、ＰＴＰ包装機及びＰＴＰシートの製造方法を提供することにある。
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。
手段１．対象物に対し近赤外光を照射可能な照射手段と、
前記近赤外光が照射された前記対象物から反射される反射光を所定のスリットを介して入射させ、複数の波長成分光に分光可能な分光手段と、
前記分光手段にて分光された前記複数の波長成分光に係る分光画像を撮像可能な撮像素子を有した撮像手段と、
前記分光画像を基にスペクトルデータを取得可能なスペクトルデータ取得手段と、
前記スペクトルデータを基に所定の分析処理（例えば主成分分析）を行うことにより異品種を検出可能な分析手段とを備え、
下記の関係式（１）を満たすように設定されていることを特徴とする検査装置。
Ｌ≧２Ｐ ・・・（１）
但し、
Ｌ：撮像素子の受光面上の波長分散方向における各波長成分光の幅、
Ｐ：撮像素子の受光面上の波長分散方向における画素（受光素子）の幅。
尚、上記「波長成分光」には、単一波長光（単色光）のみならず、分光手段の波長分解能に応じた所定の波長帯域の光が含まれる。
上記手段１によれば、撮像素子の受光面と、そこに投射される各波長成分光との関係が上記関係式（１）を満たすように設定されている。これにより、撮像素子の受光面上における各波長成分光の投射位置に関係なく、１つの波長成分光を波長分散方向全幅で受光可能な画素が、全ての波長成分光についてそれぞれ少なくとも一つは存在することとなる。結果として、各波長成分光の輝度レベルがスペクトルデータに適切に反映され、検査精度の向上を図ることができる。
手段２．前記スリットの幅を調節可能なスリット調節手段を備えたことを特徴とする手段１に記載の検査装置。
上記手段２によれば、スリットの幅を調節することで容易に上記関係式（１）を満たす設定を行うことができる。
尚、スリットの幅Ｗと、撮像素子の受光面上の波長分散方向における各波長成分光の幅Ｌとの関係は、スリット光を平行光とした場合、下記の関係式（２）により定義することができる（図１５参照）。
Ｌ＝Ｗ／cosθ ・・・（２）
但し、θ：撮像素子の受光面に対する波長成分光の入射角。
手段３．前記撮像素子の傾きを調節可能な撮像素子調節手段を備えたことを特徴とする手段１又は２に記載の検査装置。
上記手段３によれば、撮像素子の傾きを調節して、受光面に対する波長成分光の入射角θを調節することで容易に上記関係式（１）を満たす設定を行うことができる。
手段４．容器フィルムに形成されたポケット部に対象物が収容され、該ポケット部を塞ぐようにカバーフィルムが取着されてなるＰＴＰシートを製造するためのＰＴＰ包装機であって、
帯状に搬送される前記容器フィルムに対し前記ポケット部を形成するポケット部形成手段と、
前記ポケット部に前記対象物を充填する充填手段と、
前記ポケット部に前記対象物が充填された前記容器フィルムに対し、前記ポケット部を塞ぐようにして帯状の前記カバーフィルムを取着する取着手段と、
前記容器フィルムに前記カバーフィルムが取着された帯状体（帯状のＰＴＰフィルム）から前記ＰＴＰシートを切離す切離手段（シート単位に打抜く打抜手段を含む）と、
上記手段１乃至３のいずれかに記載の検査装置とを備えたことを特徴とするＰＴＰ包装機。
上記手段４のように、上記手段１等に係る検査装置をＰＴＰ包装機に備えることで、ＰＴＰシートの製造過程において異品種を含む不良品を効率的に除外できる等のメリットが生じる。また、ＰＴＰ包装機は、上記検査装置によって不良と判定されたＰＴＰシートを排出する排出手段を備える構成としてもよい。
尚、上記手段４において、上記検査装置を「充填手段によりポケット部に対象物が充填される前工程」に配置した構成としてもよい。かかる場合、ポケット部に充填される前段階に異品種を排除することが可能となり、不良品となるＰＴＰシートを低減することができる。
また、上記検査装置を「充填手段によりポケット部に対象物が充填された後工程かつ取着手段によりカバーフィルムが取着される前工程」に配置した構成としてもよい。かかる場合、対象物を遮るものがない状態で検査を実行することができ、さらなる検査精度の向上を図ることができる。
また、上記検査装置を「取着手段によりカバーフィルムが取着された後工程かつ切離手段によりＰＴＰシートが切離される前工程」に配置した構成としてもよい。かかる場合、対象物が入れ替わることがない状態で検査を実行することができ、さらなる検査精度の向上を図ることができる。
また、上記検査装置を「切離手段によりＰＴＰシートが切離された後工程」に配置した構成としてもよい。かかる場合、不良品が混ざっていないかを最終段階で確認することができる。
手段５．容器フィルムに形成されたポケット部に対象物が収容され、該ポケット部を塞ぐようにカバーフィルムが取着されてなるＰＴＰシートを製造するためのＰＴＰシートの製造方法であって、
帯状に搬送される前記容器フィルムに対し前記ポケット部を形成するポケット部形成工程と、
前記ポケット部に前記対象物を充填する充填工程と、
前記ポケット部に前記対象物が充填された前記容器フィルムに対し、前記ポケット部を塞ぐようにして帯状の前記カバーフィルムを取着する取着工程と、
前記容器フィルムに前記カバーフィルムが取着された帯状体（帯状のＰＴＰフィルム）から前記ＰＴＰシートを切離す切離工程（シート単位に打抜く打抜工程を含む）と、
異品種の混入を検査する検査工程とを備え、
前記検査工程において、
前記対象物に対し近赤外光を照射する照射工程と、
前記近赤外光が照射された前記対象物から反射される反射光を所定のスリットを介して所定の分光手段に入射させ、複数の波長成分光に分光する分光工程と、
前記複数の波長成分光に係る分光画像を所定の撮像素子を有した撮像手段により撮像する撮像工程（露光工程）と、
前記分光画像を基にスペクトルデータを取得するスペクトルデータ取得工程と、
前記スペクトルデータを基に所定の分析処理を行うことにより異品種を検出する分析工程とを備え、
下記の関係式（１）を満たす設定の下、前記検査工程を実行することを特徴とするＰＴＰシートの製造方法。
Ｌ≧２Ｐ ・・・（１）
但し、
Ｌ：撮像素子の受光面上の波長分散方向における各波長成分光の幅、
Ｐ：撮像素子の受光面上の波長分散方向における画素の幅。
上記手段５によれば、上記手段４と同様の作用効果が奏される。尚、上記手段５において、上記検査工程を「充填工程の前工程」に行う構成としてもよい。かかる場合、ポケット部に充填される前段階に異品種を排除することが可能となり、不良品となるＰＴＰシートを低減することができる。
また、上記検査工程を「充填工程の後工程かつ取着工程の前工程」に行う構成としてもよい。かかる場合、対象物を遮るものがない状態で検査を実行することができ、検査精度の向上を図ることができる。
また、上記検査工程を「取着工程の後工程かつ切離工程の前工程」に行う構成としてもよい。かかる場合、対象物が入れ替わることがない状態で検査を実行することができ、検査精度の向上を図ることができる。
また、上記検査工程を「切離工程の後工程」に行う構成としてもよい。かかる場合、不良品が混ざっていないかを最終段階で確認することができる。
手段６．前記スリットの幅を調節するスリット調節工程を備えたことを特徴とする手段５に記載のＰＴＰシートの製造方法。
上記手段６によれば、上記手段２と同様の作用効果が奏される。
手段７．前記撮像素子の傾きを調節する撮像素子調節工程を備えたことを特徴とする手段５又は６に記載のＰＴＰシートの製造方法。
上記手段７によれば、上記手段３と同様の作用効果が奏される。
（ａ）はＰＴＰシートを示す斜視図であり、（ｂ）はＰＴＰフィルムを示す斜視図である。 ＰＴＰシートのポケット部の部分拡大断面図である。 ＰＴＰ包装機の概略構成を示す模式図である。 検査装置の電気的構成を示すブロック図である。 検査装置の配置構成を模式的に示す斜視図である。 撮像装置の概略構成を示す模式図である。 スリットの構成を説明するための模式図である。 撮像素子の構成を説明するための模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、波長成分光の投射位置と撮像素子の画素との関係を説明するための説明図である。 スペクトルデータ取得ルーチンを示すフローチャートである。 検査ルーチンを示すフローチャートである。 搬送方向撮像範囲と錠剤等との関係を説明するための説明図である。 スペクトル画像を示す模式図である。 搬送方向撮像範囲とスペクトル画像との関係を説明するための説明図である。 従来の分光分析に係る検査装置の概略構成を示す模式図である。 １つの波長成分光の投射位置が１つの画素に一致した状態を示す模式図である。 １つの波長成分光の投射位置が２つの画素に跨った状態を示す模式図である。 波長成分と、それに対応して得られる輝度レベルの比率との関係を模式的に示すグラフ図である。
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。まずＰＴＰシートの構成について詳しく説明する。
図１，２に示すように、ＰＴＰシート１は、複数のポケット部２を備えた容器フィルム３と、ポケット部２を塞ぐようにして容器フィルム３に取着されたカバーフィルム４とを有している。各ポケット部２には、対象物としての錠剤５が１つずつ収容されている。
本実施形態における容器フィルム３は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）やＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の透明の熱可塑性樹脂材料により形成され、透光性を有している。一方、カバーフィルム４は、アルミニウムにより形成されている。
ＰＴＰシート１〔図１（ａ）参照〕は、帯状の容器フィルム３及び帯状のカバーフィルム４から形成された帯状のＰＴＰフィルム６〔図１（ｂ）参照〕がシート状に打抜かれることにより製造される。
次に、上記ＰＴＰシート１を製造するＰＴＰ包装機１０の概略構成について図３を参照して説明する。
図３に示すように、ＰＴＰ包装機１０の最上流側では、帯状の容器フィルム３の原反がロール状に巻回されている。ロール状に巻回された容器フィルム３の引出し端側は、ガイドロール１３に案内されている。容器フィルム３は、ガイドロール１３の下流側において間欠送りロール１４に掛装されている。間欠送りロール１４は、間欠的に回転するモータに連結されており、容器フィルム３を間欠的に搬送する。
ガイドロール１３と間欠送りロール１４との間には、容器フィルム３の搬送経路に沿って、加熱装置１５及びポケット部形成装置１６が順に配設されている。そして、加熱装置１５によって容器フィルム３が加熱されて該容器フィルム３が比較的柔軟になった状態において、ポケット部形成装置１６によって容器フィルム３の所定位置に複数のポケット部２が成形される（ポケット部形成工程）。加熱装置１５及びポケット部形成装置１６によって、本実施形態におけるポケット部形成手段が構成される。ポケット部２の形成は、間欠送りロール１４による容器フィルム３の搬送動作間のインターバルの際に行われる。
間欠送りロール１４から送り出された容器フィルム３は、テンションロール１８、ガイドロール１９及びフィルム受けロール２０の順に掛装されている。フィルム受けロール２０は、一定回転するモータに連結されているため、容器フィルム３を連続的に且つ一定速度で搬送する。テンションロール１８は、容器フィルム３を弾性力によって緊張する側へ引っ張った状態とされており、前記間欠送りロール１４とフィルム受けロール２０との搬送動作の相違による容器フィルム３の撓みを防止して容器フィルム３を常時緊張状態に保持する。
ガイドロール１９とフィルム受けロール２０との間には、容器フィルム３の搬送経路に沿って、錠剤充填装置２１が配設されている。錠剤充填装置２１は、ポケット部２に錠剤５を自動的に充填する充填手段としての機能を有する。錠剤充填装置２１は、フィルム受けロール２０による容器フィルム３の搬送動作と同期して、所定間隔毎にシャッタを開くことで錠剤５を落下させるものであり、このシャッタ開放動作に伴って各ポケット部２に錠剤５が充填される（充填工程）。
錠剤充填装置２１とフィルム受けロール２０との間には、容器フィルム３の搬送経路に沿って検査装置２２が配設されている。検査装置２２は、分光分析を利用して検査を行う検査装置であって、異品種の混入を検査するためのものである。検査装置２２の詳細については後述する。
一方、帯状に形成されたカバーフィルム４の原反は、最上流側においてロール状に巻回されている。
ロール状に巻回されたカバーフィルム４の引出し端は、ガイドロール２４に案内され、加熱ロール２５の方へと案内されている。加熱ロール２５は、前記フィルム受けロール２０に圧接可能となっており、両ロール２０，２５間に容器フィルム３及びカバーフィルム４が送り込まれるようになっている。
そして、容器フィルム３及びカバーフィルム４が、両ロール２０，２５間を加熱圧接状態で通過することで、容器フィルム３にカバーフィルム４が貼着され、ポケット部２がカバーフィルム４で塞がれる（取着工程）。これにより、錠剤５が各ポケット部２に充填された帯状体としてのＰＴＰフィルム６が製造されるようになっている。加熱ロール２５の表面には、シール用の網目状の微細な凸条が形成されており、これが強く圧接することで、強固なシールが実現されるようになっている。フィルム受けロール２０及び加熱ロール２５により本実施形態における取着手段が構成される。
フィルム受けロール２０から送り出されたＰＴＰフィルム６は、テンションロール２７及び間欠送りロール２８の順に掛装されている。間欠送りロール２８は、間欠的に回転するモータに連結されているため、ＰＴＰフィルム６を間欠的に搬送する。テンションロール２７は、ＰＴＰフィルム６を弾性力によって緊張する側へ引っ張った状態とされており、前記フィルム受けロール２０と間欠送りロール２８との搬送動作の相違によるＰＴＰフィルム６の撓みを防止してＰＴＰフィルム６を常時緊張状態に保持する。
間欠送りロール２８から送り出されたＰＴＰフィルム６は、テンションロール３１及び間欠送りロール３２の順に掛装されている。間欠送りロール３２は、間欠的に回転するモータに連結されているため、ＰＴＰフィルム６を間欠的に搬送する。テンションロール３１は、ＰＴＰフィルム６を弾性力によって緊張する側へ引っ張った状態とされており、前記間欠送りロール２８，３２間でのＰＴＰフィルム６の撓みを防止する。
間欠送りロール２８とテンションロール３１との間には、ＰＴＰフィルム６の搬送経路に沿って、スリット形成装置３３及び刻印装置３４が順に配設されている。スリット形成装置３３は、ＰＴＰフィルム６の所定位置に切離用スリットを形成する機能を有する。また、刻印装置３４はＰＴＰフィルム６の所定位置（例えばタグ部）に刻印を付す機能を有する。
間欠送りロール３２から送り出されたＰＴＰフィルム６は、その下流側においてテンションロール３５及び連続送りロール３６の順に掛装されている。間欠送りロール３２とテンションロール３５との間には、ＰＴＰフィルム６の搬送経路に沿って、シート打抜装置３７が配設されている。シート打抜装置３７は、ＰＴＰフィルム６をＰＴＰシート１単位にその外縁を打抜くシート打抜手段（切離手段）としての機能を有する。
シート打抜装置３７によって打抜かれたＰＴＰシート１は、取出しコンベア３９によって搬送され、完成品用ホッパ４０に一旦貯留される（切離工程）。なお、上記検査装置２２によって不良品と判定された場合、その不良品と判定されたＰＴＰシート１は、図示しない排出手段としての不良シート排出機構によって別途排出される。
前記連続送りロール３６の下流側には、裁断装置４１が配設されている。そして、シート打抜装置３７による打抜き後に帯状に残った残材部（スクラップ部）を構成する不要フィルム部４２は、前記テンションロール３５及び連続送りロール３６に案内された後、裁断装置４１に導かれる。なお、前記連続送りロール３６は従動ロールが圧接されており、前記不要フィルム部４２を挟持しながら搬送動作を行う。裁断装置４１では、不要フィルム部４２を所定寸法に裁断しスクラップ処理する機能を有する。このスクラップはスクラップ用ホッパ４３に貯留された後、別途廃棄処理される。
なお、上記各ロール１４，２０，２８，３１，３２などは、そのロール表面とポケット部２とが対向する位置関係となっているが、間欠送りロール１４等の表面には、ポケット部２が収容される凹部が形成されているため、ポケット部２が潰れてしまうことがない。また、ポケット部２が間欠送りロール１４等の各凹部に収容されながら送り動作が行われることで、間欠送り動作や連続送り動作が確実に行われる。
ＰＴＰ包装機１０の概略は以上のとおりであるが、以下に上記検査装置２２の構成について図面を参照して詳しく説明する。図４は検査装置２２の電気的構成を示すブロック図であり、図５は検査装置２２の配置構成を模式的に示す斜視図である。
図４，５に示すように、検査装置２２は、照明装置５２と、撮像装置５３と、照明装置５２や撮像装置５３の駆動制御など検査装置２２内における各種制御や画像処理、演算処理等を実施する制御処理装置５４とを備えている。
照明装置５２及び撮像装置５３は、容器フィルム３のポケット部２開口部側に配置されている。つまり、本実施形態では、カバーフィルム４が取着される前段階における容器フィルム３のポケット部２開口部側から異品種混入検査が行われる。
照明装置５２は、近赤外光を照射可能に構成された公知のものであり、本実施形態における照射手段を構成する。照明装置５２は、連続搬送される容器フィルム３上の所定領域へ向け斜め上方から近赤外光を照射可能に配置されている。
本実施形態に係る照明装置５２では、連続スペクトルを持つ近赤外光（例えば波長７００〜２５００ｎｍの近赤外領域）を出射可能な光源としてハロゲンランプを採用している。この他、光源としては、重水素放電管、タングステンランプ、キセノンランプなどを用いることができる。
図６に示すように、撮像装置５３は、光学レンズ６１と、分光手段としての二次元分光器６２と、撮像手段としてのカメラ６３とを備えている。
光学レンズ６１は、図示しない複数のレンズ等により構成され、入射光を平行光化可能に構成されている。光学レンズ６１は、その光軸が鉛直方向（Ｚ方向）に沿って設定されている。
また、光学レンズ６１は、入射光を後述する二次元分光器６２のスリット６２ａの位置に結像可能なように設定されている。尚、ここでは便宜上、光学レンズ６１として両側テレセントリックレンズを採用した例を示すが、当然、像側テレセントリックレンズであってもよい。
二次元分光器６２は、スリット６２ａと、入射側レンズ６２ｂと、分光部６２ｃと、出射側レンズ６２ｄとから構成されている。分光部６２ｃは、入射側プリズム６２ｃａと、透過型回折格子６２ｃｂと、出射側プリズム６２ｃｃとから構成されている。
かかる構成の下、スリット６２ａを通過した光は、入射側レンズ６２ｂにより平行光化された後、分光部６２ｃにより分光され、出射側レンズ６２ｄによって後述するカメラ６３の撮像素子６５に二次元分光画像（分光スペクトル）として結像される。
スリット６２ａは、一対の略平板状のスリット板６７間に形成されている。スリット６２ａは、細長い略矩形状（線状）に開口形成され、その幅方向（短手方向）が容器フィルム３のフィルム搬送方向（Ｘ方向）に沿って配設され、その長手方向が前記搬送方向と直交する容器フィルム３のフィルム幅方向（Ｙ方向）に沿って配設されている。これにより、二次元分光器６２は、スリット６２ａの幅方向すなわちフィルム搬送方向（Ｘ方向）に入射光を分光することとなる。
また、本実施形態では、一対のスリット板６７がそれぞれ図示しない駆動機構によりフィルム搬送方向（Ｘ方向）に沿ってスライド変位可能に構成されている（図７参照）。これにより、スリット６２ａの幅Ｗが調整可能となる。かかる構成により、本実施形態におけるスリット調節手段が構成される。
カメラ６３は、複数の受光素子（画素）６４が二次元配列された受光面６５ａを有する撮像素子６５を備えている。本実施形態では、撮像素子６５として、近赤外領域のうち例えば波長９００〜１７００ｎｍの波長範囲に対して十分な感度を有したＣＣＤエリアセンサを採用している。勿論、撮像素子は、これに限定されるものではなく、近赤外領域に感度を持つ他のセンサを採用してもよい。例えばＣＭＯＳセンサやＭＣＴ（ＨｇＣｄＴｅ）センサ等を採用してもよい。
また、カメラ６３には、矩形平板状をなす撮像素子６５の４つの各コーナー部を個別に上下動可能なアクチュエータ（図示略）が設けられている。これにより、撮像素子６５は上下方向に変位可能となると共に、その姿勢（傾き）を調整可能に構成されている（図８参照）。かかる構成により、本実施形態における撮像素子調節手段が構成される。勿論、撮像素子調節手段に係る構成は、上記アクチュエータ等からなる構成に限らず、他の構成を採用してもよい。
撮像装置５３の視野領域は、フィルム幅方向（Ｙ方向）に沿って延びる線状の領域であって、少なくとも容器フィルム３のフィルム幅方向全域を含む領域となる（図５の２点鎖線部参照）。一方、フィルム搬送方向（Ｘ方向）における撮像装置５３の視野領域は、スリット６２ａの幅Ｗに相当する領域となる。つまり、スリット６２ａを通過した光（スリット光）が撮像素子６５の受光面６５ａ上に像を結ぶ領域である。
そして、容器フィルム３のフィルム幅方向（Ｙ方向）の各位置で反射した反射光の分光（波長成分光）を撮像素子６５の各画素６４がそれぞれ受光する。そして、各画素６４が受光した光の強度に応じた信号が制御処理装置５４に対し出力される。
制御処理装置５４は、検査装置２２全体の制御を司るＣＰＵ及び入出力インターフェース７１（以下、「ＣＰＵ等７１」という）、キーボードやマウス、タッチパネル等で構成される「入力手段」としての入力装置７２、ＣＲＴや液晶などの表示画面を有する「表示手段」としての表示装置７３、各種画像データ等を記憶するための画像データ記憶装置７４、各種演算結果等を記憶するための演算結果記憶装置７５、各種情報を予め記憶しておくための設定データ記憶装置７６などを備えている。尚、これら各装置７２〜７６は、ＣＰＵ等７１に対し電気的に接続されている。
ＣＰＵ等７１は、ＰＴＰ包装機１０と各種信号を送受信可能に接続されている。これにより、例えばＰＴＰ包装機１０の不良シート排出機構などを制御することができる。
画像データ記憶装置７４は、撮像装置５３により撮像された分光画像データや、これを基に取得されるスペクトル画像データ、二値化処理された後の二値化画像データ、微分処理された後の微分画像データなどを記憶するためのものである。
演算結果記憶装置７５は、検査結果データや、該検査結果データを確率統計的に処理した統計データなどを記憶するものである。これらの検査結果データや統計データは、適宜表示装置７３に表示させることができる。
設定データ記憶装置７６は、例えば主成分分析に用いるローディングベクトルや判定範囲や、ＰＴＰシート１、ポケット部２及び錠剤５の形状及び寸法などを記憶するものである。
次に検査装置２２の撮像装置５３に係る設定処理について説明する。かかる設定処理は、撮像素子６５の受光面６５ａと、そこに投射される各波長成分光ＨS〔図９（ａ）、（ｂ）参照〕との関係を事前に設定するための処理である。本実施形態では、下記の関係式（１）を満たすような設定が行われる。
Ｌ≧２Ｐ ・・・（１）
但し、
Ｌ：撮像素子６５の受光面６５ａ上の波長分散方向における各波長成分光ＨSの幅、
Ｐ：撮像素子６５の受光面６５ａ上の波長分散方向における画素６４の幅。
つまり、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、撮像素子６５の受光面６５ａ上の波長分散方向における各波長成分光ＨSの幅Ｌが画素６４の幅Ｐの２倍以上となるように設定される。
具体的には、作業者が入力装置７２や表示装置７３等を操作して、二次元分光器６２におけるスリット６２ａの幅Ｗを調節するスリット調節処理（スリット調節工程）や、撮像素子６５の傾きを調節する撮像素子調節処理（撮像素子調節工程）を実行する。
本実施形態では、例えば画素６４の幅Ｐが５．５μｍの撮像素子６５を採用しており、これに対応して、スリット６２ａの幅Ｗを５０μｍに設定する処理が行われる。
尚、スリットの幅Ｗと、撮像素子６５の受光面６５ａ上の波長分散方向における各波長成分光ＨSの幅Ｌとの関係は、下記の関係式（２）により定義することができる（図１５参照）。
Ｌ＝Ｗ／cosθ ・・・（２）
但し、θ：撮像素子６５の受光面６５ａに対する各波長成分光ＨSの入射角。
次に検査装置２２によって行われる異品種混入検査（検査工程）の手順について説明する。
まず分析対象となるスペクトルデータを取得するスペクトルデータ取得ルーチンについて図１０のフローチャートを参照して説明する。尚、本ルーチンは、容器フィルム３が所定量搬送される毎に繰り返し実行される処理である。
ステップＳ０１において、まず制御処理装置５４は、連続搬送される容器フィルム３（錠剤５）に対し照明装置５２から近赤外光を照射しつつ（照射工程）、撮像装置５３による撮像処理（露光処理）を実行する。
ここで、制御処理装置５４は、ＰＴＰ包装機１０に設けられた図示しないエンコーダからの信号に基づいて撮像装置５３を駆動制御し、該撮像装置５３が撮像する分光画像データを画像データ記憶装置７４に取り込む。
これにより、照明装置５２から容器フィルム３に向け照射された近赤外光のうち、ステップＳ０１の撮像処理の実行期間（露光期間）中において、搬送方向撮像範囲Ｄ（図１２参照）にて反射した反射光が撮像装置５３に入射する。つまり、１回の撮像処理で搬送方向撮像範囲Ｄが撮像されることとなる。
撮像装置５３に入射した反射光は二次元分光器６２により分光され（分光工程）、カメラ６３の撮像素子６５により分光画像（分光スペクトル）として撮像される（撮像工程）。尚、撮像処理の実行期間（露光期間）中、容器フィルム３（錠剤５）は連続搬送されているため、ここでは、搬送方向撮像範囲Ｄの平均化された分光スペクトルが撮像されることなる。
撮像装置５３により撮像された分光画像データは、インターバル期間中に制御処理装置５４へ出力され、画像データ記憶装置７４に記憶される。尚、ここでいうインターバル期間とは、画像データの読出期間のことである。つまり、撮像装置５３による撮像サイクルは、撮像処理の実行期間である露光期間と、インターバル期間の合計時間で表すことができる。
制御処理装置５４は、分光画像データが取得されると、ステップＳ０２のデータ生成処理を開始する。
データ生成処理では、ステップＳ０１において取得した分光画像データを基にスペクトルデータを生成する。スペクトルデータが生成されると、これを画像データ記憶装置７４に記憶し、本ルーチンを一旦終了する。かかる工程が本実施形態におけるスペクトルデータ取得工程に相当し、これを実行する制御処理装置５４の処理機能により、本実施形態におけるスペクトルデータ取得手段が構成されることとなる。
そして、図１２に示すように、容器フィルム３（錠剤５）が所定量搬送される毎に、搬送方向撮像範囲Ｄが断続的に相対移動していき、上記スペクトルデータ取得ルーチンが繰り返されることにより、画像データ記憶装置７４には、各搬送方向撮像範囲Ｄに対応するスペクトルデータがフィルム幅方向の位置情報と共に時系列に順次記憶されていく。これにより、画素毎にスペクトルデータを有した二次元的なスペクトル画像Ｇが生成されていくこととなる（図１３参照）。
ここで、本実施形態におけるスペクトル画像Ｇについて説明する。図１３に示すように、スペクトル画像Ｇは、複数の画素Ｇａが二次元配列された画像データである。各画素Ｇａには、それぞれスペクトルデータ（複数の波長又は波長帯域におけるスペクトル強度を示すデータ）が含まれている。
そして、検査対象となる１つ分のＰＴＰシート１に相当する範囲（図１３の二点鎖線部参照）のスペクトル画像Ｇが取得されると、制御処理装置５４は検査ルーチンを実行する。
次に検査ルーチンについて図１１のフローチャートを参照して説明する。尚、検査ルーチンは、１つ分のＰＴＰシート１に相当する範囲のスペクトル画像Ｇが取得される毎に繰り返し行われるものである。
制御処理装置５４は、まずステップＳ１１において、スペクトル画像Ｇの各画素Ｇａのうち、錠剤５に対応する画素、すなわち分析対象となる画素（対象画素）Ｇｂを抽出する。
本実施形態では、例えば各画素Ｇａのスペクトルデータ中の所定波長の強度データ（輝度値）が予め定めた閾値以上であるか否かを判定し、スペクトル画像Ｇに対し二値化処理を行う。そして、得られた二値化画像データを基に対象画素Ｇｂを抽出する（図１３，１４参照）。
図１４に示すように、本実施形態では、背景の影響を受けることなく錠剤５の範囲のみを撮像したデータを含んだ画素Ｇａが対象画素Ｇｂとして抽出される。図１４は、搬送方向撮像範囲Ｄとスペクトル画像Ｇとの関係を説明するための説明図である。図１３，１４では、対象画素Ｇｂとして抽出された画素を斜線で示している。
尚、画素抽出方法は、これに限られるものではなく、他の方法を採用してもよい。例えば、各画素Ｇａ毎にスペクトルデータの積算値を算出し、かかる値が予め定めた閾値以上であるか否かを判定することにより、対象画素Ｇｂを抽出する構成としてもよい。
次に、制御処理装置５４は、ステップＳ１２において、上記ステップＳ１１で得られた対象画素Ｇｂのグループ化処理を行う。本実施形態では、例えば隣接する全ての対象画素Ｇｂを１つのグループとする。
尚、グループ化方法は、これに限られるものではなく、他の方法を採用してもよい。例えば特定の画素に対して特定の画素を中心とした所定の範囲に含まれる画素を該特定の画素と同一グループであると判断するようにしてもよい。
そして、１つにグループ化された対象画素Ｇｂは、同一の錠剤５に係る対象画素Ｇｂとして取り扱う（図１３，１４参照）。図１３，１４では、グループ化した対象画素Ｇｂを太枠により囲んでいる。
次に、制御処理装置５４は、ステップＳ１３において、上記ステップＳ１２においてグループ化された対象画素Ｇｂのスペクトルデータに基づいて、該グループに対応する錠剤５に係るスペクトルデータを算出する。
本実施形態では、グループ化された対象画素Ｇｂのスペクトルデータを全て用いて、その平均値を求め、これを錠剤５に係るスペクトルデータとして算出する。これに限らず、グループ化された対象画素Ｇｂの中から１以上の対象画素Ｇｂを抽出し、該対象画素Ｇｂのスペクトルデータを、錠剤５に係るスペクトルデータとして算出する構成としてもよい。また、適宜、微分処理等を行うようにしてもよい。
次に、制御処理装置５４は、ステップＳ１４において分析処理を実行する。かかる処理が本実施形態における分析工程に相当し、かかる処理を実行する制御処理装置５４の機能により、本実施形態における分析手段が構成されることとなる。
本実施形態では、予め取得したローディングベクトルを用いて、上記ステップＳ１３で求めた錠剤５のスペクトルデータに対し主成分分析（ＰＣＡ）を行う。より詳しくは、前記ローディングベクトルと、錠剤５のスペクトルデータとを演算することによって主成分得点を算出する。
続いて、制御処理装置５４は、ステップＳ１５において、対象となる錠剤５が良品（同品種）であるか、不良（異品種）であるか判定する判定処理を行う。より詳しくは、上記ステップＳ１４で算出した主成分得点をＰＣＡ図にプロットし、該プロットされたデータが予め設定された良品範囲内にあれば良品（同品種）、良品範囲外なら不良（異品種）として判定する。
尚、上記ステップＳ１５に係る一連の処理は、ＰＴＰシート１上の全ての錠剤５についてそれぞれ実行され、ここで「不良」となる錠剤５が１つも存在しない場合には、該ＰＴＰシート１を良品と判定し（ステップＳ１６）、本ルーチンを終了する。一方、「不良」となる錠剤５が１つでもある場合には、該ＰＴＰシート１を不良と判定し（ステップＳ１７）、本ルーチンを終了する。そして、これらの検査結果は、表示装置７３やＰＴＰ包装機１０（不良シート排出機構を含む）に出力される。
以上詳述したように、本実施形態によれば、撮像素子６５の受光面６５ａと、そこに投射される各波長成分光ＨSとの関係が上記関係式（１）を満たすように設定されている。これにより、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、撮像素子６５の受光面６５ａ上における各波長成分光ＨSの投射位置に関係なく、１つの波長成分光ＨSを波長分散方向全幅で受光可能な画素６４が、全ての波長成分光ＨSについてそれぞれ少なくとも一つは存在することとなる。結果として、各波長成分光ＨSの輝度レベルがスペクトルデータに適切に反映され、分光分析を利用した異品種混入検査に係る検査精度の向上を図ることができる。
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
（ａ）上記実施形態では、対象物が錠剤５である場合について具体化しているが、対象物の種別、形状等については特に限定されるものではなく、例えばカプセル剤やサプリメント、食品等であってもよい。また、錠剤には素錠や糖衣錠などの固形製剤が含まれる。
（ｂ）上記実施形態では、容器フィルム３がＰＰ等の透明の熱可塑性樹脂材料により形成され、カバーフィルム４がアルミニウムにより形成されている。各フィルム３，４の材料は、これらに限定されるものではなく、他の材質のものを採用してもよい。
例えば容器フィルム３が、アルミラミネートフィルムなど、アルミニウムを主材料とした金属材料により形成された構成としてもよい。
（ｃ）ＰＴＰシート１におけるポケット部２の配列や個数に関しては、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、例えば３列１２個のポケット部を有するタイプをはじめ、様々な配列、個数からなるＰＴＰシートを採用することができる。
（ｄ）上記実施形態では、ポケット部２に錠剤５が充填された後工程かつ容器フィルム３に対しカバーフィルム４が取着される前工程において、検査装置２２による異品種混入検査が行われる構成となっている。
これに限らず、例えば容器フィルム３に対しカバーフィルム４が取着された後工程かつＰＴＰフィルム６からＰＴＰシート１が打抜かれる前工程において、ＰＴＰフィルム６の容器フィルム３側から検査装置２２による異品種混入検査が行われる構成としてもよい。
また、ＰＴＰフィルム６からＰＴＰシート１が打抜かれた後工程において、取出しコンベア３９によって搬送されているＰＴＰシート１の容器フィルム３側から検査装置２２による異品種混入検査が行われる構成としてもよい。
また、ポケット部２に錠剤５が充填される前工程において、検査装置２２による異品種混入検査が行われる構成としてもよい。例えば錠剤充填装置２１に錠剤５を投入する前段階に検査を行う構成としてもよい。つまり、ＰＴＰ包装機１０とは別に、オフラインで錠剤５を検査する装置として検査装置２２を備えた構成としてもよい。
（ｅ）照明装置５２及び撮像装置５３の構成は上記実施形態に限定されるものではない。例えば二次元分光器６２に代えて、分光手段として反射型回折格子やプリズム等を採用した構成としてもよい。
（ｆ）上記実施形態では、スペクトルデータを主成分分析（ＰＣＡ）により分析する構成となっているが、これに限らず、ＰＬＳ回帰分析など、他の公知の方法を用いて分析する構成としてもよい。
（ｇ）上記実施形態では、検査装置２２がＰＴＰ包装機１０内に設けられた構成（インライン）となっているが、これに代えて、ＰＴＰ包装機１０とは別に、オフラインでＰＴＰシート１を検査する装置として検査装置２２を備えた構成としてもよい。また、かかる場合に、ＰＴＰシート１を搬送可能な搬送手段を検査装置２２に備えた構成としてもよい。
（ｈ）上記実施形態では、撮像素子６５の受光面６５ａ上の波長分散方向における各波長成分光ＨSの幅Ｌの上限について特に言及していないが、例えば下記の関係式（３）を満たすように設定してもよい。
１０００×Ｐ≧Ｌ ・・・（３）
このようにすれば、１つの波長成分光ＨSを波長分散方向全幅で受光可能な画素が多くなるため、輝度のばらつき等による誤差を低減し、さらなる検査精度の向上を図ることができる。
（ｉ）上記実施形態では、作業者が入力装置７２や表示装置７３等を操作して、二次元分光器６２におけるスリット６２ａの幅Ｗを調節するスリット調節処理（スリット調節工程）や、撮像素子６５の傾きを調節する撮像素子調節処理（撮像素子調節工程）を実行する構成となっている。
これに限らず、スリット調節処理又は撮像素子調節処理のいずれか一方のみを実行可能な構成としてもよい。勿論、これらの処理を自動化してもよい。
また、上記構成に代えて又は加えて、撮像素子６５を取替え可能な構成を採用してもよい。つまり、撮像素子６５を、画素６４の大きさが異なる別の撮像素子と交換することで、上記関係式（１），（３）が満たされるように設定変更可能な構成としてもよい。
１…ＰＴＰシート、２…ポケット部、３…容器フィルム、４…カバーフィルム、５…錠剤、１０…ＰＴＰ包装機、２２…検査装置、５２…照明装置、５３…撮像装置、５４…制御処理装置、６２…二次元分光器、６２ａ…スリット、６３…カメラ、６３ａ…撮像素子、Ｌ…撮像素子の受光面上の波長分散方向における各波長成分光の幅、Ｐ…撮像素子の受光面上の波長分散方向における画素の幅、Ｗ…スリットの幅。

Claims (7)

  1. 対象物に対し近赤外光を照射可能な照射手段と、
    前記近赤外光が照射された前記対象物から反射される反射光を所定のスリットを介して入射させ、複数の波長成分光に分光可能な分光手段と、
    前記分光手段にて分光された前記複数の波長成分光に係る分光画像を撮像可能な撮像素子を有した撮像手段と、
    前記分光画像を基にスペクトルデータを取得可能なスペクトルデータ取得手段と、
    前記スペクトルデータを基に所定の分析処理を行うことにより異品種を検出可能な分析手段とを備え、
    下記の関係式（１）を満たすように設定されていることを特徴とする検査装置。
    Ｌ≧２Ｐ ・・・（１）
    但し、
    Ｌ：撮像素子の受光面上の波長分散方向における各波長成分光の幅、
    Ｐ：撮像素子の受光面上の波長分散方向における画素の幅。
  2. 前記スリットの幅を調節可能なスリット調節手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
  3. 前記撮像素子の傾きを調節可能な撮像素子調節手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
  4. 容器フィルムに形成されたポケット部に対象物が収容され、該ポケット部を塞ぐようにカバーフィルムが取着されてなるＰＴＰシートを製造するためのＰＴＰ包装機であって、
    帯状に搬送される前記容器フィルムに対し前記ポケット部を形成するポケット部形成手段と、
    前記ポケット部に前記対象物を充填する充填手段と、
    前記ポケット部に前記対象物が充填された前記容器フィルムに対し、前記ポケット部を塞ぐようにして帯状の前記カバーフィルムを取着する取着手段と、
    前記容器フィルムに前記カバーフィルムが取着された帯状体から前記ＰＴＰシートを切離す切離手段と、
    請求項１乃至３のいずれかに記載の検査装置とを備えたことを特徴とするＰＴＰ包装機。
  5. 容器フィルムに形成されたポケット部に対象物が収容され、該ポケット部を塞ぐようにカバーフィルムが取着されてなるＰＴＰシートを製造するためのＰＴＰシートの製造方法であって、
    帯状に搬送される前記容器フィルムに対し前記ポケット部を形成するポケット部形成工程と、
    前記ポケット部に前記対象物を充填する充填工程と、
    前記ポケット部に前記対象物が充填された前記容器フィルムに対し、前記ポケット部を塞ぐようにして帯状の前記カバーフィルムを取着する取着工程と、
    前記容器フィルムに前記カバーフィルムが取着された帯状体から前記ＰＴＰシートを切離す切離工程と、
    異品種の混入を検査する検査工程とを備え、
    前記検査工程において、
    前記対象物に対し近赤外光を照射する照射工程と、
    前記近赤外光が照射された前記対象物から反射される反射光を所定のスリットを介して所定の分光手段に入射させ、複数の波長成分光に分光する分光工程と、
    前記複数の波長成分光に係る分光画像を所定の撮像素子を有した撮像手段により撮像する撮像工程と、
    前記分光画像を基にスペクトルデータを取得するスペクトルデータ取得工程と、
    前記スペクトルデータを基に所定の分析処理を行うことにより異品種を検出する分析工程とを備え、
    下記の関係式（１）を満たす設定の下、前記検査工程を実行することを特徴とするＰＴＰシートの製造方法。
    Ｌ≧２Ｐ ・・・（１）
    但し、
    Ｌ：撮像素子の受光面上の波長分散方向における各波長成分光の幅、
    Ｐ：撮像素子の受光面上の波長分散方向における画素の幅。
  6. 前記スリットの幅を調節するスリット調節工程を備えたことを特徴とする請求項５に記載のＰＴＰシートの製造方法。
  7. 前記撮像素子の傾きを調節する撮像素子調節工程を備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載のＰＴＰシートの製造方法。
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