JP2975346B1

JP2975346B1 - 粉末圧縮成形機

Info

Publication number: JP2975346B1
Application number: JP10214670A
Authority: JP
Inventors: 啓司島田
Original assignee: Kikusui Seisakusho Ltd
Current assignee: Kikusui Seisakusho Ltd
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: US6325609B1; JP2000042793A

Abstract

【要約】【課題】粉末圧縮成形機において、重量と厚みを制御し
つつ、圧縮成形の完全自動化ができ、良質な成形品を安
定して供給することのできるものを提供する。【解決手段】成形品を自動的にサンプリングしその重量
と厚みを測定し得る測定手段ＥＥと、前記圧縮部材同士
の所定間隔を調整するための圧縮位置調整手段ＦＦと、
前記基本制御手段ＤＤと選択的に用いられ前記測定手段
ＥＥにより測定した成形品の実測重量を所定の基準重量
に近づけるべく粉末量調整手段ＢＢを制御する重量制御
手段ＧＧと、前記基本制御手段ＤＤと選択的に用いられ
前記測定手段により測定した成形品の実測厚みを所定の
基準厚みに近づけるべく圧縮位置調整手段ＦＦを制御す
る厚み制御手段ＨＨと、成形品の実測重量及び実測厚み
が、それぞれおおよそ基準重量、基準厚みとなった時点
での実測圧力に基づいて、前記基準圧力を更正する基準
圧力更正手段ＩＩとを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末を圧縮して医
薬用錠剤等を成形するための粉末圧縮成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、錠剤等の成形品は重量等が均一
なものが要求されるが、連続打錠機のように、多数の成
形品を短時間で製造するものでは、各成形品毎にその成
形前の粉末量を測定することが難しい。そこで、従来、
臼内に杵を所定位置まで進入させて圧縮成形しているも
のにおいては、成形品重量と圧縮圧力とにおおよそ一対
一の関係があることに着目し、この粉末圧縮の圧力を検
出して、この圧力が目標粉末量に対応させて予め算出し
てある基準圧力となるように、臼内に充填する粉末量を
自動的に制御するようにしている。しかして、このよう
に間接的に成形品の重量を制御する方法では、打錠圧力
を基準圧力となるように制御していても、杵や臼の熱等
による膨張や収縮、あるいは粉末材料の流動ばらつきの
変化等から、前記１対１の関係が崩れ、重量が変わって
しまう恐れがある。したがって、従来、定期的に成形品
をサンプリングし、このサンプリングした成形品の重量
が基準重量となるように臼内に充填する粉末量を調整
し、調整後に実測した圧縮圧力を基にして基準圧力を更
正するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、近時、打錠後の
成形品の包装工程を円滑にする等の理由から、厚みが一
定の範囲内であるものが要求されてきている。このよう
な場合は、圧縮する杵の位置を制御して基準厚みとなる
ように調整し、この状態での圧縮圧力を基にして基準圧
力を更新するようにしている。

【０００４】しかしながら、重量と厚みとは相互に関係
し合い、一方を制御すると他方に影響を与えるものであ
るため、重量制御しつつ厚み制御を行うことは、従来難
しいと考えられていた。したがって、従来のものは、成
形品の重量のみを単独で自動調整したり、厚みのみを単
独で自動調整したりすることはできるが、重量と厚みと
を同時に自動調整する機能は付与されていない。そし
て、このような調整は、熟練操作者が手動により行って
いたが、このことが製造の自動化を阻害し、生産性を向
上できない要因の１つとなっていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題に着目してなされたものであって、サンプリングした
成形品の重量と厚みとを測定し、これを基準値と比較し
つつ成形品の重量と厚みとを同時にフィードバック制御
することによって、圧縮成形の完全自動化を図りつつ、
良質な成形品を安定して供給することを目的とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明に係る粉末圧縮
成形機は、図１に示すように、圧縮用部材同士を所定間
隔にまで近接させることによって圧縮用部材間に充填し
た粉末を圧縮し成形品を成形する粉末圧縮手段ＡＡと、
充填する粉末量を調整するための粉末量調整手段ＢＢ
と、粉末圧縮手段ＢＢによる粉末の圧縮圧力を検出する
ための圧力検出手段ＣＣと、この圧力検出手段ＣＣによ
り検出した実測圧力を、所定の基準粉末量に対応させて
予め算出してある基準圧力に近づけるべく前記粉末量調
整手段ＢＢを制御する基本制御手段ＤＤと具備している
ものであって、成形品を自動的にサンプリングしその重
量と厚みを測定し得る測定手段ＥＥと、前記圧縮部材同
士の所定間隔を調整するための圧縮位置調整手段ＦＦ
と、前記基本制御手段ＤＤと選択的に用いられ基本制御
手段ＤＤによる基本制御が行われない間に前記測定手段
ＥＥにより測定した成形品の実測重量を所定の基準重量
に近づけるべく粉末量調整手段ＢＢを制御する重量制御
手段ＧＧと、前記基本制御手段ＤＤと選択的に用いられ
基本制御手段ＤＤによる基本制御が行われない間に前記
測定手段ＥＥにより測定した成形品の実測厚みを所定の
基準厚みに近づけるべく圧縮位置調整手段ＦＦを制御す
る厚み制御手段ＨＨと、成形品の実測重量及び実測厚み
が、それぞれ基準重量、基準厚みに基づいて設定されて
いる許容範囲内となった時点での実測圧力に基づいて、
前記基準圧力を更正する基準圧力更正手段ＩＩとを設け
たことを特徴とする。なお、同図中符号ＪＪは基本制御
手段ＤＤと、重量制御手段ＧＧ若しくは厚み制御手段Ｈ
Ｈを選択的に用いるための切換要素を示し、符号ＳＫは
この切換要素ＪＪの切換のための信号である。

【０００７】このようなものであれば、基本制御手段Ｄ
Ｄにより、従来通りの制御を行って生産しつつ、適宣成
形品を自動的にサンプリングして、その重量、厚みをフ
ィードバック制御し、基準圧力の更正を行うことができ
るので、圧縮部材の温度による膨張や、粉末材料の流動
ばらつきに変化が生じても、これに対応して基準圧力を
更正し、常に一定の重量及び厚みを有する高品質な成形
品を自動的に生産することが可能になる。したがって、
完全自動運転による生産性の向上や生産コストの低減を
図ることもできるようになる。

【０００８】制御の簡単化、確実化を図るには、重量制
御手段ＧＧにより成形品の実測重量が基準重量の許容範
囲内に制御された後、厚み制御手段ＨＨによる厚み制御
が行われるように構成してあるものが好ましい。重量等
の測定の好ましい実施態様としては、測定手段ＥＥが成
形品を複数個サンプリングしこれらから成形品の平均的
な重量と厚みを算出し得るものであり、これら成形品の
平均的な重量と厚みを実測重量、実測厚みとしてそれぞ
れ利用するようにしているものが挙げられる。

【０００９】自動運転を好適に行うためには、成形品の
サンプリングを所定時間毎に行うことが望ましい。重量
制御手段ＧＧによる重量制御を安定して行わせるために
は、成形品の基準重量と実測重量との偏差に応じて、複
数段階に粉末量調整手段ＢＢの制御方法が変わるように
しておくことが好ましい。同様に厚み制御手段ＨＨによ
る厚み制御を安定して行わせるためには、成形品の基準
厚みと実測厚みとの偏差に応じて、複数段階に圧縮位置
調整手段ＦＦの制御方法が変わるようにしておくことが
好ましい。

【００１０】基準圧力が不必要に更正されないように
し、基本制御手段ＤＤによる制御を安定に行わせるため
には、基準圧力を中心に不感帯を設け、実測圧力と基準
圧力との偏差が前記不感帯内であれば、基準圧力更正手
段ＩＩによる基準圧力の更正を行わないように構成した
ものが望ましい。特にこの場合に、製造状況に応じた柔
軟な対応を可能とするには、不感帯幅を複数に設定でき
るようにしておくことが好適である。

【００１１】粉末原料等の違いや、使用者毎の使い方の
違いに対応できるようにするには、基準圧力更正手段Ｉ
Ｉによる基準圧力の更正を行う方法を予め設定した複数
の更正方法から選択できるように構成してあるものが好
ましい。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図２〜図１１を
参照して説明する。本実施例に係る粉末圧縮成形機は、
医薬用錠剤を成形するもので、図２に示すように、実際
に打錠を行う成形機本体１と、成形機本体１で成形され
搬送されてくる成形品たる錠剤Ｑをサンプリングし、そ
の諸状態を測定するための測定手段たる測定装置２と、
この測定装置の測定結果をフィードバックして成形機本
体の錠剤成形のための諸条件を制御する制御装置１１と
を具備する。

【００１３】この成形機本体１は、図２〜図４に示すよ
うに回転式のもので、水平回転可能に配設した回転盤３
に複数の円筒形状をなす臼４が所定のピッチで着脱可能
に設けられており、各臼４の上下には、この臼４の内周
に杵先を挿脱可能なように、圧縮用部材である上杵５及
び下杵６がそれらの軸線を臼４の軸線に一致させて上下
摺動可能に保持させてある。しかして、各臼４、上杵
５、下杵６は、回転盤３に同期して回転するように構成
されている。

【００１４】この成形機本体１には、粉末充填部７と、
粉末摺切部８と、圧縮成形部９と、製品取出部１０と
が、前記回転盤３の回転方向に沿って順次設けてある。
粉末充填部７では、下杵６を降下させて回転盤３上に供
給された粉末Ｐをフィードシュー７２により臼４内に導
入する。回転盤３上への粉末Ｐの供給は、粉末供給機構
７３により行われる。

【００１５】粉末摺切部８では、分量レール８２により
下杵６を所定位置まで上昇させるとともに下杵６の上昇
により臼４内から溢れ出た粉末Ｐを摺切板８３、８４に
より臼４上から除去するようにしてある。加えて、本実
施例では、粉末充填量を調整するための粉末量調整手段
１２を設けている。この粉末量調整手段１２は、図２に
示すように分量レール８２を上下動させることによりこ
の下杵６の所定位置を上下動させて臼４内に充填される
粉末量を調整できるように構成したもので、具体的には
電動モータ１２１と電動モータ１２１の回転をギヤ列を
介して分量レール８２の上下動に変換する変換機構１２
２と上下動量を検出する位置センサたるポテンショメー
タ１２３を有してなるものである。

【００１６】圧縮成形部９では、上杵５を降下させその
杵先を臼４内に挿入させ、上、下予圧縮ロール９２、９
３（図４に示す）により杵先を臼４内に挿入した上杵５
と下杵６とを上下から拘束して臼４内の粉末Ｐを予備的
に圧縮し、上、下本圧縮ロール９４、９５により前記上
杵５と下杵６とを上下から拘束して臼４内の粉末Ｐを本
格的に圧縮する。この圧縮成形部９が粉末圧縮手段に対
応する。加えて本実施例では、図２に示すように上本圧
縮ロール９４に圧縮圧力を検出するための圧力検出手段
たる圧力センサ１３を設け、下本圧縮ロール９５にその
上下位置を調整し得る圧縮位置調整手段１４を設けてい
る。この圧縮位置調整手段１４は、電動モータ１４１と
電動モータ１４１の回転をギヤ列を介して下本圧縮ロー
ル９５の上下動に変換する変換機構１４２と上下動量を
検出する位置センサたるポテンショメータ１４３とを具
備してなるものである。

【００１７】製品取出部１０では、上杵５を上昇させそ
の杵先を臼４から抜き取るとともに、下杵６を上方に付
勢して臼４内の錠剤Ｑを完全に臼４外に押出し、案内板
１０５を利用して押出された錠剤Ｑを側方に案内してシ
ュート１０４に導く。このような構成により本成形機本
体１は、回転盤３を回転させつつ、上下杵５、６と臼４
とを利用して粉末から錠剤Ｑを例えば３０ｍｓｅｃ毎に
連続して成形する。

【００１８】測定装置２は、内部に少なくとも図示しな
い重量測定機構、厚み測定機構、硬度測定機構を具備す
るものであり、シュート１０４に導かれ適宣サンプリン
グされた錠剤Qの、重量、厚み、硬度を自動的に測定す
ることができる。この測定装置２には本発明の出願人が
先に出願した実願平７−１２６３４号公報に開示されて
いるものを用いることができる。この測定装置２は、基
本的には、サンプリングした各錠剤Qを、内部の図示し
ない錠剤搬送レール上に設けられた重量測定機構、厚み
測定機構、硬度測定機構に、錠剤送り手段によって順に
送りこむ構造となっている。測定したデータは自動的に
内部コントローラによって処理、記憶等がなされ、この
データを表示装置やプリンタに表示させたり、他の機
器、具体的には図５に示す制御装置１１の第１コントロ
ーラ１１１にＲＳ２３２Ｃを利用したシリアル信号線Ｓ
Ｌ１を介して転送し得るように構成されている。特に本
実施例のものは、複数の錠剤Qを測定して、測定データ
の平均値等を算出することができるため、錠剤Ｑの実測
重量や実測厚みとして、複数の平均値を用いるようにし
ている。

【００１９】制御装置１１は、図５に示すように、マイ
コンと称され内部にCPU、メモリ、入出力インタフェー
スＩＦ等を備えた第１コントローラ１１１と、シーケン
サである第２コントローラ１１２と、圧力センサ１３か
らの信号を入力され、圧力データの処理等を行う第３コ
ントローラ１１３とから主として構成されており、これ
ら第１〜第３コントローラ１１１〜１１３を互いにシリ
アル信号線ＳＬ２、ＳＬ３や、制御信号線ＣＬ１〜ＣＬ
４で結んで協働し得るようにしてある。この制御装置１
１は、この他に種々のインタフェースを備えており、パ
ソコン１１４や専用ディスプレイ１１５、プリンタ１１
６、あるいは図示しないホストコンピュータ等を接続し
て拡張可能なものである。本実施例では、第１コントロ
ーラ１１１から分量レール８２を上下駆動する電動モー
タ１２１の制御信号ＳＯ１を出力するとともに、その上
下動量を検出するポテンショメータ１２３からの検出信
号ＳＩ１を入力し、ローカルフィードバックループを形
成して、この制御装置１１に粉末量調整手段１２を制御
する基本制御手段及び重量制御手段の役割を担わせてい
る。同様に第１コントローラ１１１から下本圧縮ロール
９５を上下駆動する電動モータ１４１の制御信号ＳＯ２
を出力するとともに、その上下動量を検出するポテンシ
ョメータ１４３からの検出信号ＳＩ２を入力し、ローカ
ルフィードバックループを形成して、この制御装置１１
に圧縮位置調整手段１４を制御する厚み制御手段の役割
を担わせている。

【００２０】次に、本圧縮成形機の作用について説明す
る。通常は、制御装置１１が、基本制御手段としての機
能を果たすべく、目標粉末量に対応させて予め算出して
ある基準圧力ＰＯとなるように、粉末量調整手段１２を
フィードバック制御する基本制御を行い、錠剤Ｑを製造
している。この基本制御は同出願人が先に出願した特願
平６０−２７７３３４号公報、特願平４−２２２６２６
号公報等に記載のものを用いることができる。具体的に
は、最初に、主として第３コントローラ１１３が適正な
錠剤Ｑが得られた際の圧縮圧力を適数回実測し、これら
各圧力の標準偏差に基づいて基準圧力ＰＯを自動的に算
出し設定するとともに、この基準圧力ＰＯを中心とし
て、減量設定値ＰＰ１、上限排除値ＰＰ２、上限停止値
ＰＰ３を、この順で大きくなる向きに、また、増量設定
値ＰＭ１、下限排除値ＰＭ２、下限停止値ＰＭ３をこの
順で小さくなる向きに自動的に設定する。そして、実測
圧力を各設定値ＰＯ、ＰＰ１〜ＰＰ３、ＰＭ１〜ＰＭ３
との比較に基づいて粉末量調整手段１２を制御する。よ
り具体的には、その後の打錠に係る実測圧力がこれら増
量設定値ＰＭ１と減量設定値ＰＰ１との間に存在する場
合には、何ら制御を行わず、増減量設定値ＰＰ１、ＰＭ
１間外の場合には、粉末量調整手段１２の制御を行うよ
うにしている。また、実測圧力が増減量設定値ＰＰ１、
ＰＭ１間外であっても上下限排除値ＰＰ２、ＰＭ２を超
えたり、上下限停止値ＰＰ３、ＰＭ３を超えたりした場
合にはエラーとして制御を行わず、状況によっては成形
機本体１の運転を停止したりするようにしている。

【００２１】しかして、本実施例では、前記基本制御に
加えて、所定時間間隔毎に、測定装置２に錠剤Ｑを自動
的に取り込んで、これらの重量及び厚さを測定し、この
測定データを基に錠剤Ｑの重量が所定の基準重量となる
ように粉末量調整手段１２をフィードバック制御（重量
制御）するとともに、測定装置により測定した錠剤Ｑの
厚みが基準厚みとなるように圧縮位置調整手段１４をフ
ィードバック制御（厚み制御）し、錠剤Ｑの重量及び厚
みが略基準値となった時点での圧力センサ１３により検
出した粉末圧縮圧力に基づいて、前記基準圧力ＰＯを更
正するようにしている。

【００２２】この重量制御及び厚み制御の制御フローを
図７に示すフローチャートに基づいて以下に詳述する。
なお、基本制御はこの制御フローと並列的に行われてい
るが、必要時のみ中断されるようにしてある。ステップ
Ｓ１は、測定時間となるまで待機するルーチンである。
測定時間であると認識させるには、例えば所定時間間隔
毎にパルスを発生する図示しないパルス発生装置や、パ
ソコン、マイコン等に内蔵されているタイマー機構等を
利用すればよい。もちろん、使用者が所望の時間に適宣
行い得るようにしてもよい。そして測定時間であると判
断した場合にはステップＳ２に進む。また、そうでない
場合には元に戻り、待機状態を維持する。

【００２３】ステップＳ２では、図示しない重量制御ス
イッチの値を参照し、これがオンであればステップＳ３
に進み、オフであればステップＳ１８に進む。この重量
制御スイッチは、重量制御を行うか行わないかを使用者
等が選択できるように設けられたものである。ステップ
Ｓ３〜Ｓ６は、錠剤Ｑの実測重量がおおよそ基準重量と
なるまで、繰り返し（ただし４回まで）行われる。

【００２４】ステップＳ３では、錠剤Ｑの重量を測定装
置により実測する。そしてステップＳ４に進む。ステッ
プＳ４では、実測重量が、基準重量を中心にして設定し
た許容範囲（Ｘｄ−ＷＬ１〜Ｘｄ＋ＷＬ１）内にあるか
どうかを判断する。ここでＸｄは基準重量である。許容
範囲内にあればステップＳ９に進み、そうでなければス
テップＳ５に進む。

【００２５】ステップＳ５では、実測重量が、制御可能
範囲（Ｘｄ−ＷＬ３〜Ｘｄ＋ＷＬ３）内にあるかどうか
を判断する。制御可能範囲内にあればステップＳ６に進
み、そうでなければ、何ら重量制御を行わずにステップ
Ｓ８に進む。ステップＳ６では、基本制御を中断した
後、実測重量と基準重量との偏差に応じて、粉末量調整
手段１２を制御し、臼４内に充填される粉末量の調整を
行う。この部分が重量制御手段としての機能を担う。そ
してステップＳ７に進む。なお、このステップＳ６で行
われる具体的な制御内容については後述する。

【００２６】ステップＳ７では、ステップＳ６で行われ
た粉末充填量の調整により変化した圧力の実測値に応じ
て、基準圧力ＰＯを更正する。その後基本制御を再開さ
せ、ステップＳ８に進む。このステップＳ７が、基準圧
力更正手段としての機能を担う部分である。なお、この
更正方法の具体例については後述する。ステップＳ８で
は、上述したステップＳ３からＳ７に係る重量制御を何
回連続して行ったかを判断する。これが４回めであれ
ば、ステップＳ９に進み、４回未満であれば、再びステ
ップＳ３に戻る。

【００２７】ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１では、それ
ぞれ、厚み制御を行うための各条件が整っているかどう
かを判断する。すなわち、図示しない厚み制御スイッチ
がオンであり厚み測定タイミングであると判断された場
合にステップＳ１２に進み、そうでない場合は、ステッ
プＳ１８に進む。この厚み制御スイッチは、厚み制御を
行うか行わないかを使用者が選択できるように設けられ
たものである。

【００２８】ステップＳ１２〜Ｓ１５は、錠剤Ｑの実測
厚みがおおよそ基準厚みとなるまで、繰り返し（ただし
４回まで）行われる。すなわち、ステップＳ１２では、
錠剤Ｑの厚みを測定装置により実測する。そしてステッ
プＳ１３に進む。ステップＳ１３では、実測厚みが、基
準厚みの許容範囲（ＸＴｄ−ＴＬ１〜ＸＴｄ＋ＴＬ１）
内にあるかどうかを判断する。許容範囲内であればステ
ップＳ１８に進み、そうでなければステップＳ１４に進
む。

【００２９】ステップＳ１４では、実測厚みが、制御可
能範囲（ＸＴｄ−ＴＬ３〜ＸＴｄ＋ＴＬ３）内にあるか
どうかを判断する。制御可能範囲にあればステップＳ１
５に進み、そうでなければ、何ら厚み制御を行わずにス
テップＳ１７に進む。ステップＳ１５では、基本制御を
中断した後、実測厚みと基準厚みとの偏差に応じて、圧
縮位置調整手段を制御し、下本圧縮ロール９５の上下位
置の調整を行う。この部分が厚み制御手段の機能を担
う。そして、ステップＳ１６に進む。なお、このステッ
プＳ１５で行われるより具体的な制御内容については後
述する。

【００３０】ステップＳ１６では、ステップＳ１５で行
われた下本圧縮ロール９５の上下位置の調整により変化
した打錠圧力に応じて、基準圧力ＰＯを更正する。その
後基本制御を再開させ、ステップＳ１７に進む。このス
テップＳ１６が、基準圧力更正手段としての機能を担う
部分である。なお、この更正方法の具体例については後
述する。

【００３１】ステップＳ１７では、上述したステップＳ
１２からＳ１５を何回連続して行ったかを判断する。こ
れが４回めであれば、ステップＳ１８に進み、４回未満
であれば、再びステップＳ１２に戻る。ステップ１８で
は、測定装置により厚み（Thickness）、重量（Weigh
t)、硬度（Hardness）が測定される。このステップ１８
は、重量制御、厚み制御を行わなくとも錠剤Ｑの実測デ
ータを取得できるように設けられているものである。そ
して、再びステップＳ１に戻り、次回の測定時間となる
まで待機する。

【００３２】概略的には、このようにして本制御装置１
１による制御は行われる。しかして上述した制御が行わ
れた場合のタイミングチャートの一例を示したのが図８
である。同図の各グラフにおいて、制御、測定等が行わ
れてる間は１、行われてない間は０を示している。な
お、同図の分量レール調整を示すグラフにおいて、破線
で示されている部分は基本制御によるもので、実線で示
されている部分は重量制御によるものである。

【００３３】次に、ステップS６における制御の内容
を、図９を参照して詳述する。このステップＳ６では、
上述したように、実測重量Ｘａｖｅと基準重量Ｘｄとの
偏差に応じて、粉末量調整手段１２を制御し、臼４内に
充填される粉末量の調整を行うが、具体的には、実測重
量Ｘａｖｅと基準重量Ｘｄとの偏差量によって段階的に
フィードバック制御の方法を変えている。

【００３４】許容範囲外であって許容範囲に隣接するよ
うに設定した第１範囲（Ｘｄ−ＷＬ２〜Ｘｄ−ＷＬ１又
はＸｄ＋ＷＬ１〜Ｘｄ＋ＷＬ２）に実測重量Ｘａｖｅが
含まれる場合、すなわちＸｄ−ＷＬ２≦Ｘａｖｅ＜Ｘｄ−ＷＬ１又はＸｄ＋ＷＬ１＜Ｘａｖｅ≦Ｘｄ＋ＷＬ２の場合には、分量レール８２を次式（１）又は（２）で
表される量Ｗ（単位０．０１ｍｍ）だけ上下に移動させ
るようにしている。

【００３５】Ｗ＝｛（Ｘｄ−ＷＬ１／２）−Ｘａｖｅ｝／２Ｗｏ・・・（１）（Ｘｄ−ＷＬ１≦Ｘａｖｅ＜Ｘｄ−ＷＬ２の場合）Ｗ＝｛Ｘａｖｅ−（Ｘｄ＋ＷＬ１／２）｝／２Ｗｏ・・・（２）（Ｘｄ＋ＷＬ１＜Ｘａｖｅ≦Ｘｄ＋ＷＬ２の場合）なお、Ｗｏは粉末充填深さ０．００５ｍｍあたりの補正
重量である。

【００３６】この場合は、実測重量Ｘａｖｅを基準重量
Ｘｄから±ＷＬ１／２の範囲に近づけるべく、フィード
バック制御が行われる。また、許容範囲外であって前記
第１範囲に隣接するように設定した第２範囲（Ｘｄ−Ｗ
Ｌ３〜Ｘｄ−ＷＬ２又はＸｄ＋ＷＬ２〜Ｘｄ＋ＷＬ３）
に実測重量Ｘａｖｅが含まれる場合、すなわちＸｄ−ＷＬ３≦Ｘａｖｅ＜Ｘｄ−ＷＬ２又はＸｄ＋ＷＬ２＜Ｘａｖｅ≦Ｘｄ＋ＷＬ３の場合には、分量レール８２の上下に移動させる量W
（単位０．０１ｍｍ）は、次式（２）又は（３）となる
ようにしている。

【００３７】Ｗ＝（｜Ｘｄ−Ｘａｖｅ｜／２Ｗｏ）／２・・・（３）この場合は、実測重量Ｘａｖｅと基準重量Ｘｄとの差の
半分の量移動させるようにフィードバック制御が行われ
る。そして、この第２範囲外は制御不能範囲として設定
されている。このように、段階的に制御方法を変えてい
るのは、分量レール８２を一度に大きく上下動させない
ようにし、ハンチング等を防止して制御安定度を向上さ
せるためである。なお、図中矢印Ａ１は、本制御による
実測重量の変化を模式的に表したものでその基端は実測
重量Ｘａｖｅを示し、先端は制御目標を示している。こ
こで、ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３は例えばそれぞれδ、２
δ、３δ（δは錠剤重量基準標準偏差値）として定めて
もよい。

【００３８】次に、ステップＳ１５における制御の内容
を、図１０を参照して詳述する。このステップＳ１５に
おける制御は、制御対象が異なるだけで基本的にはステ
ップＳ６におけるものと同様である。具体的には、実測
厚みＸＴａｖｅと基準厚みＸＴｄとの偏差量によって段
階的にフィードバック制御の方法を変えている。許容範
囲外であって許容範囲に隣接するように設定した第１範
囲（ＸＴｄ−ＴＬ２〜ＸＴｄ−ＴＬ１又はＸＴｄ＋ＴＬ
１〜ＸＴｄ＋ＴＬ２）に実測厚みＸＴａｖｅが含まれる
場合、すなわちＸＴｄ−ＴＬ２≦ＸＴａｖｅ＜ＸＴｄ−ＴＬ１又はＸＴｄ＋ＴＬ１＜ＸＴａｖｅ≦ＸＴｄ＋ＴＬ２の場合には、下本圧縮ロール９５を次式（４）で表され
る量Ｔ（単位ｍｍ）だけ下に移動させるようにしてい
る。

【００３９】Ｔ＝ＸＴｄ−ＸＴａｖｅ・・・（４）この場合は、実測厚みＸＴａｖｅを基準厚みＸＴｄに近
づけるべく、フィードバック制御が行われる。また、許
容範囲外であって前記第１範囲に隣接するように設定し
た第２範囲（ＸＴｄ−ＴＬ３〜ＸＴｄ−ＴＬ２又はＸＴ
ｄ＋ＴＬ２〜ＸＴｄ＋ＴＬ３）に実測厚みＸＴａｖｅが
含まれる場合、すなわちＸＴｄ−ＴＬ３≦ＸＴａｖｅ＜ＸＴｄ−ＴＬ２又はＸＴｄ＋ＴＬ２＜ＸＴａｖｅ≦ＸＴｄ＋ＴＬ３の場合には、下本圧縮ロール９５の上下に移動させる量
Ｔ（単位ｍｍ）は、次式（５）又は（６）となるように
している。

【００４０】Ｔ＝（ＸＴｄ−ＴＬ１）−ＸＴａｖｅ・・・（５）（ＸＴｄ−ＴＬ３≦ＸＴａｖｅ＜ＸＴｄ−ＴＬ２の場
合）Ｔ＝（ＸＴｄ＋ＴＬ１）−ＸＴａｖｅ・・・（６）（ＸＴｄ＋ＴＬ２＜Ｘｄ≦ＸＴｄ＋ＴＬ３の場合）この場合は、実測厚みＸＴａｖｅを許容範囲内に近づけ
るべく、その上限値ＸＴｄ＋ＴＬ１またはその下限値Ｘ
Ｔｄ−ＴＬ１を目標としてフィードバック制御が行われ
る。

【００４１】そして、この第２範囲外は制御不能範囲と
して設定されている。このように、段階的に制御方法を
変えているのは、下本圧縮ロール９５を一度に大きく上
下動させないようにし、ハンチング等を防止して制御安
定度を向上させるためである。なお、図中矢印Ａ２は、
本制御による実測重量の変化を模式的に表したもので、
その基端は実測厚みＸＴａｖｅを示し、先端は制御目標
を示している。

【００４２】次に、ステップＳ７、及びステップＳ１６
で行われる基準圧力ＰＯの更正について詳述する。本実
施例では、使用者の使い勝手や、対象に応じて好適な更
正方法を選択できるように、種々のパラメータを設け、
かつ各パラメータの設定を行えるようにしている。これ
ら設定し得るパラメータとしては次のものを設定してい
る。

【００４３】(i)圧力測定回数実測する圧力の測定回数を設定できる。本実施例では回
転盤３の１周〜９周までの任意の値に設定できる。 (ii)制御不感帯幅実測圧力の総平均と現在設定されている基準圧力ＰＯと
の偏差量によって、更正を行わない不感帯幅を設定でき
る。本実施例では、図１１に示すように、無条件モー
ド、標準モード、増減値モードの３モードから選択でき
る。無条件モードとは不感帯を０とする設定である。標
準モードとは不感帯幅を通常幅Ｈ１とする設定である。
増減値モードとは不感帯幅が最大Ｈ２である設定であ
る。なお、同図において、実線部分が制御を行う範囲を
示し、破線部分が制御を行わない範囲を示している。ま
た同図に示すαは、次式（７）で表される値である。

【００４４】 α＝（減量設定値ＰＰ１−増量設定値ＰＭ１）／４・・・（７） (iii)設定値変化量基準圧力ＰＯの更正を行う場合の演算式を次の４種類か
ら選択して設定できる。Ａ．シフト・・・基準圧力ＰＯを更正するための変化量
ｋを次式（８）により求め、これを基準圧力ＰＯに加算
して新たな基準圧力ＰＯとする。

【００４５】変化量ｋ＝実測圧力総平均値−（減量設定値ＰＰ１＋増量設定値ＰＭ１）／２・・・（８）Ｂ．比例・・・基準圧力ＰＯを更正するための変化量ｋ
を次式（９）により求め、これを基準圧力ＰＯに乗算し
て新たな基準圧力ＰＯとする。変化量ｋ＝実測圧力総平均値／｛（減量設定値ＰＰ１＋増量設定値ＰＭ１）／２｝・・・（９）Ｃ．自動設定・・・実測圧力の総平均値と、標準偏差平
均値とから第３コントローラ１１３の有する設定機能を
利用して自動的に基準圧力ＰＯを更新する。具体的に
は、本発明の出願人が先に出願した特願平６０−２７７
３３４に開示されている方法等を用いることができる。

【００４６】Ｄ．その他・・・実測圧力総平均値、標準
偏差総平均値、現在の基準圧力ＰＯをパラメータとし
て、別ルーチン処理にて演算した結果を新たに基準圧力
ＰＯとする。 (iv)設定変更する設定値基準圧力ＰＯを中心として設定されている設定値、すな
わち前記減量設定値ＰＰ１、上限排除値ＰＰ２、上限停
止値ＰＰ３、増量設定値ＰＭ１、下限排除値ＰＭ２、下
限停止値ＰＭ３を更正する方法を次の３種類から選択で
きる。

【００４７】Ａ．全て・・・(iii)の計算を全設定値６点に対し行
う。Ｂ．４点・・・(iii)の計算を上下限停止値ＰＰ３、Ｐ
Ｍ３を除く上下限排除値ＰＰ２、ＰＭ２、増量減量値Ｐ
Ｐ１、ＰＭ１に対し行う。Ｃ．２点・・・(iii)の計算を上下限停止値ＰＰ３、Ｐ
Ｍ３、上下限排除値ＰＰ２、ＰＭ２を除く増量減量値Ｐ
Ｐ１、ＰＭ１に対し行う。

【００４８】このように構成した本実施例によれば、錠
剤Ｑを自動的にサンプリングしつつ、その重量、厚みを
同時にフィードバック制御するので、圧縮部材の温度に
よる膨張や、粉末材料の流動ばらつきの変化に対応し
て、常に一定の重量及び厚みを有する高品質な錠剤Ｑを
自動的に生産することが可能になる。したがって、完全
自動運転による生産性の向上やコスト低減を図ることが
できるようになる。特に基準圧力ＰＯの更正は、従来粉
末材料の違いや、測定データのばらつき等に応じて行わ
なければならず、熟練操作者の経験が必要であったが、
本実施例では、種々の更正方法を選択できるので、自動
であるとはいえ最適なものに更正し得る。

【００４９】また測定装置が錠剤Ｑを複数個サンプリン
グしこれらから錠剤Ｑの平均的な重量と厚みを算出する
とともに、これら錠剤Ｑの平均的な重量と厚みを実測重
量、実測厚みとして用いているため、錠剤Ｑの個々のば
らつきによる制御の不安定化を防止し、その測定精度も
向上させることができる。なお、本発明は上述した実施
例に限られるものではない。例えば、制御フローは図７
に示されるものに限られないし、基準圧力の更正方法を
選択するモード等も図１１等に示すもの以外に、種々変
更することが可能である。

【００５０】その他、本発明は、図示例に限られずその
趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
基本制御手段により、従来通りの制御を行って生産しつ
つ、適宣成形品を自動的にサンプリングして、その重
量、厚みをフィードバック制御し、基準圧力の更正を行
うことができるので、圧縮部材の温度による膨張や、粉
末材料の流動ばらつきに変化が生じても、これに対応し
て基準圧力を更正し、常に一定の重量及び厚みを有する
高品質な成形品を自動的に生産することが可能になる。
したがって、完全自動運転による生産性の向上やこれに
伴う生産コストの低減を図ることができるようになる。

【００５２】単独の成形品をサンプリングした場合に
は、この成形品に生じた突発的な不具合（例えば割れ
等）の影響を直接受けて、各制御が不安定になる恐れが
あるが、測定手段が成形品を複数個サンプリングしこれ
らから成形品の平均的な重量と厚みを算出し得るもので
あり、これら成形品の平均的な重量と厚みを実測重量、
実測厚みとしてそれぞれ利用するようにしているもので
あれば、このような影響を事実上排除することも可能に
なり、各制御の安定化を図ることができるとともに、測
定データの信頼性を高めることができる。

【００５３】成形品のサンプリングを所定時間毎に行え
ば、自動運転を好適に行うことができる。成形品の基準
重量と実測重量との偏差に応じて、複数段階に粉末量調
整手段の制御方法を変え得るようにしたり、成形品の基
準厚みと実測厚みとの偏差に応じて、複数段階に圧縮位
置調整手段の制御方法を変え得るようにしておけば、重
量制御手段による重量制御や、厚み制御手段による厚み
制御を安定して行わせることが可能となる。

【００５４】基準圧力を中心に不感帯を設け、実測圧力
と基準圧力との偏差が前記不感帯内であれば、基準圧力
更正手段による基準圧力の更正を行わないように構成し
ておけば、圧力と重量との相関関係が一定しない状況に
おいても、基本制御手段による制御を安定に行うことが
でき、特にこの場合に不感帯幅を複数に設定できるよう
にしておけば、種々の状況に応じて最適な制御を使用者
が選択することができる。

【００５５】基準圧力更正手段による基準圧力の更正を
行う方法を予め設定した複数の更正方法から選択できる
ように構成してあれば、粉末原料等の違いや、使用者毎
の使い方の違いに対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機能ブロックを示す全体機能ブロック
図。

【図２】本発明の一実施例を示す模式的全体構成図。

【図３】同実施例の成形機本体を示す縦断面図。

【図４】同実施例における成形機本体の回転盤上を示す
模式的平面図。

【図５】同実施例における各要素の配線構成を示す模式
的構成図。

【図６】同実施例の基準圧力に係る設定値（減量設定
値、上限排除値、上限停止値、増量設定値、下限排除
値、下限停止値）の関係を示す線図。

【図７】同実施例の重量制御、厚み制御を主として示す
制御フロー図。

【図８】同実施例の制御タイミング図。

【図９】同実施例の重量制御による制御目標等を示す模
式的線図。

【図１０】同実施例の厚み制御による制御目標等を示す
模式的線図。

【図１１】同実施例における基準重量更正に係る各更正
方法の不感帯を主として示す模式的線図。

【符号の説明】

５、６…圧縮用部材（上杵、下杵）ＡＡ、９…粉末圧縮手段（圧縮成形部）ＢＢ、１２…粉末量調整手段ＣＣ、１３…圧力検出手段（圧力センサ）ＰＯ…基準圧力ＤＤ…基本制御手段Ｑ…成形品（錠剤）ＥＥ、２…測定手段（測定装置）ＦＦ、１４…圧縮位置調整手段Ｗａｖｅ…実測重量Ｗｄ…基準重量ＧＧ…重量制御手段ＸＴａｖｅ…実測厚みＸＴｄ…基準厚みＨＨ…厚み制御手段ＩＩ…基準圧力更正手段Ｈ１、Ｈ２…不感帯

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B30B 11/08 A61J 3/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮用部材同士を所定間隔にまで近接させ
ることによって圧縮用部材間に充填した粉末を圧縮し成
形品を成形する粉末圧縮手段と、充填する粉末量を調整
するための粉末量調整手段と、粉末圧縮手段による粉末
の圧縮圧力を検出するための圧力検出手段と、この圧力
検出手段により検出した実測圧力を、所定の基準粉末量
に対応させて予め算出してある基準圧力に近づけるべく
前記粉末量調整手段を制御する基本制御手段と具備して
いるものであって、成形品を自動的にサンプリングしその重量と厚みを測定
し得る測定手段と、前記圧縮部材同士の所定間隔を調整するための圧縮位置
調整手段と、前記基本制御手段と選択的に用いられ基本制御手段によ
る基本制御が行われない間に前記測定手段により測定し
た成形品の実測重量を所定の基準重量に近づけるべく粉
末量調整手段を制御する重量制御手段と、前記基本制御手段と選択的に用いられ基本制御手段によ
る基本制御が行われない間に前記測定手段により測定し
た成形品の実測厚みを所定の基準厚みに近づけるべく圧
縮位置調整手段を制御する厚み制御手段と、成形品の実測重量及び実測厚みが、それぞれ基準重量、
基準厚みに基づいて設定されている許容範囲内となった
時点での実測圧力に基づいて、前記基準圧力を更正する
基準圧力更正手段とを設けたことを特徴とする粉末圧縮
成形機。
【請求項２】重量制御手段により成形品の実測重量が基
準重量の許容範囲内に制御された後、厚み制御手段によ
る厚み制御が行われるように構成してある請求項１記載
の粉末圧縮成形機。
【請求項３】測定手段が成形品を複数個サンプリングし
これらから成形品の平均的な重量と厚みを算出し得るも
のであり、これら成形品の平均的な重量と厚みを実測重
量、実測厚みとしてそれぞれ利用するようにしている請
求項１または２記載の粉末圧縮成形機。
【請求項４】成形品のサンプリングが所定時間毎に行わ
れるものである請求項１、２または３記載の粉末圧縮成
形機。
【請求項５】重量制御手段を、成形品の基準重量と実測
重量との偏差に応じて、複数段階に粉末量調整手段の制
御方法が変わるように構成している請求項１、２、３ま
たは４記載の粉末圧縮成形機。
【請求項６】厚み制御手段を、成形品の基準厚みと実測
厚みとの偏差に応じて、複数段階に圧縮位置調整手段の
制御方法が変わるように構成している請求項１、２、
３、４または５記載の粉末圧縮成形機。
【請求項７】基準圧力を中心に不感帯を設け、実測圧力
と基準圧力との偏差が前記不感帯内であれば、基準圧力
更正手段による基準圧力の更正を行わないように構成し
たものである請求項１、２、３、４、５または６記載の
粉末圧縮成形機。
【請求項８】不感帯幅を複数に設定できるように構成し
た請求項７記載の粉末圧縮成形機。
【請求項９】基準圧力更正手段による基準圧力の更正を
行う方法を予め設定した複数の更正方法から選択できる
ように構成した請求項１、２、３、４、５、６、７また
は８記載の粉末圧縮成形機。