JP5191488B2 - 振動フィーダ、搬送装置及び外観検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、錠剤やカプセル剤等の被搬送物を振動により搬送する振動フィーダに関し、更にこの振動フィーダを備える被搬送物の搬送装置及び外観検査装置に関する。

錠剤等の被検査物に対する異物の付着や、汚れ、欠けなどの欠陥の有無を調べるため、被検査物を搬送して外観を検査する装置が従来から知られている。例えば、特許文献１に開示された外観検査装置は、ホッパーに投入された被検査物が振動フィーダに供給され、振動フィーダにより整列状態で振動搬送される。そして、被検査物が振動フィーダから検査ドラムへ供給されて、外観検査が行われる。

振動フィーダの搬送面を構成するフィーダボウルには、ホッパーから被検査物が連続的に供給されるため、被検査物がフィーダボウル上に積層された状態で搬送され、定量供給の妨げとなるおそれがある。このため、特許文献２には、被検査物の搬送路に擦り切り板を配置することで、通過する被検査物の集合体の高さを平坦化し、過剰供給を防止する構成が開示されている。
特開２００１−３３３９２号公報 特開２００７−７６８１９号公報

ところが、上記特許文献２に開示された振動フィーダは、擦り切り板によって被検査物の通過スペースを狭めることにより、搬送量を強制的に制御するものであるため、擦り切り板を通過する際に被検査物に作用する衝撃や外力によって、被検査物に欠けや割れが生じるおそれがあった。特に最近においては、検査効率を高めるために振動フィーダに対して搬送速度の高速化が要求されていることから、上記問題がより顕著となっていた。

そこで、本発明は、被搬送物に損傷を生じさせることなく高速での整列搬送が可能な振動フィーダを提供することを目的とし、更に、このような振動フィーダを備える搬送装置及び外観検査装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、円形状の底壁を有し、該底壁の外縁に沿って搬送路が形成されたフィーダボウルと、ねじり振動を付与できるように前記フィーダボウルを支持し、前記底壁に供給された被搬送物を前記搬送路に沿って搬送するフィーダ本体と、前記フィーダ本体を支持する本体支持部とを備え、前記搬送路は、上昇レールと、該上昇レールの搬送方向下流側に配置された下降レールとを備えており、前記本体支持部は、前記ねじり振動の中心となるねじり軸が鉛直方向から傾斜するように、前記フィーダ本体を水平面上に支持し、前記上昇レール及び下降レールは、前記フィーダ本体が前記本体支持部を介して水平面に支持された状態で、被搬送物を水平方向に対してそれぞれ上方及び下方に向けて搬送する振動フィーダにより達成される。

また、本発明の前記目的は、上記の振動フィーダを備える被搬送物の搬送装置であって、前記振動フィーダにより搬送された被搬送物を受け取り、一方向に搬送する搬送手段と、前記振動フィーダから前記搬送手段への被搬送物の引き渡し位置に設けられ、被搬送物を前記搬送手段の搬送面に押圧する押圧ローラとを備える搬送装置により達成される。

また、本発明の前記目的は、上記の振動フィーダを備える被搬送物の外観検査装置であって、前記振動フィーダにより搬送された被搬送物を受け取り、一方向に搬送する往動搬送手段と、前記往動搬送手段に対して搬送面に沿って並列配置され、前記往動搬送手段の搬送方向とは逆方向に被搬送物を搬送する復動搬送手段と、前記往動搬送手段により搬送される被搬送物の表裏を反転して、前記復動搬送手段に引き渡す表裏反転手段と、前記往動搬送手段及び復動搬送手段により搬送される各被搬送物を斜め上方から撮像する複数の撮像手段と、前記各撮像手段の撮像データに基づき被搬送物の欠陥の有無を判別する欠陥判別手段とを備える外観検査装置により達成される。

本発明の振動フィーダ、搬送装置及び外観検査装置によれば、被搬送物に損傷を生じさせることなく高速での整列搬送が可能である。

以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る外観検査装置の側面図であり、図２は、図１の要部平面図である。

図１及び図２に示すように、外観検査装置１は、錠剤等の被搬送物が投入されるホッパー１０と、ホッパー１０から供給される被搬送物を整列搬送する振動フィーダ１２ａ，１２ｂと、振動フィーダ１２ａ，１２ｂから順次供給される被搬送物を搬送する搬送装置２０と、搬送装置２０により搬送される被搬送物を撮像する５つの撮像装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅと、各撮像装置３０ａ〜３０ｅの撮像データに基づき被搬送物の欠陥の有無を判別する欠陥判別装置４０とを備えている。

振動フィーダ１２ａ，１２ｂは、ホッパー１０の左右方向に隣接して設けられており、ホッパー１０の下部に形成された２つの排出口１０ａ，１０ｂからシュート１１ａ，１１ｂを介してそれぞれ被搬送物が供給される。振動フィーダ１２ａ，１２ｂに供給された被搬送物は、振動によって図２の矢示方向に搬送される。

図３は、一方の振動フィーダ１２ａにおける搬送面を構成するフィーダボウル１４ａの拡大平面図である。フィーダボウル１４ａは、円形の底壁１４１ａを有しており、底壁１４１ａの外縁に沿って設けられた環状のガイド壁１４２ａを備えている。底壁１４１ａの外縁には、ガイド壁１４２ａに沿って上昇レール１４３ａ、下降レール１４４ａ、整列レール１４５ａ及びガイドレール１４９ａが順次連接するように設けられており、これらが被搬送物の搬送路を構成している。

図４は、一方の振動フィーダ１２ａの側面図であり、図３の矢示Ａ方向から見た状態を示している。振動フィーダ１２ａは、上述したフィーダボウル１４ａと、フィーダボウル１４ａを支持するフィーダ本体１６ａと、フィーダ本体１６ａを支持する本体支持部１８ａとを備えている。

フィーダ本体１６ａは、フィーダボウル１４ａが取り付けられた振動体１６１ａと、振動体１６１ａの下方に設けられた基台１６２ａとを備えている。振動体１６１ａ及び基台１６２ａは、いずれも円筒状に形成されており、周方向に沿って等間隔に複数配置された板ばね１６３ａにより互いに連結されている。各板ばね１６３ａは、振動体１６１ａ及び基台１６２ａの中心線Ｃの方向に対して一定角度傾斜している。

基台１６２ａは、上部中央に形成された凹部内に電磁石１６４ａを備えており、振動体１６１ａに取り付けた可動鉄心（図示せず）を電磁石１６４ａの磁極面に対向させることで、振動体１６１ａに対してねじり振動を与えることができるように構成されている。ねじり振動の中心となるねじり軸は、フィーダボウル１４ａ、振動体１６１ａ及び基台１６２ａの中心線Ｃと一致する。振動体１６１ａにねじり振動を与えるための構成は、本実施形態のものに限定されず、例えば、圧電素子を用いて電圧印加により板ばねを駆動する構成など、公知のものを任意に選択可能である。

本体支持部１８ａは、円筒状の基台１６２ａの底面に、ゴムやばねなどの防振材（図示せず）を介して取り付けられている。本体支持部１８ａは、側面視楔状に形成されており、水平な床面Ｆにおいて、振動体１６１ａ及び基台１６２ａの中心線Ｃが鉛直方向Ｖから傾斜するように、フィーダ本体１６ａを支持する。本体支持部１８ａは、床面Ｆに対してボルトなどの連結部材により固定可能に構成してもよい。また、フィーダ本体１６及び本体支持部１８ａは、必ずしも別部材である必要はなく、本体支持部１８ａがフィーダ本体１６の下部に一体化されていてもよい。この場合、本体支持部１８ａが防振材を介して支持板（図示せず）などの水平面に固定されるように構成することができる。鉛直方向Ｖと中心線Ｃとのなす角度αは、小さすぎると本発明の効果を得にくくなる一方、大きすぎると被搬送物の搬送が困難になり易いことを考慮して、適宜決定することができる。後述する試験結果によれば、角度αは、１度から１０度の範囲が好ましく、２度から７度の範囲がより好ましく、３度から７度の範囲が更に好ましい。但し、振動フィーダ１２ａとして搬送能力が十分高いものを使用可能であれば、角度αは、１０度より大きい値に設定することも可能である。

図４に破線で示すように、上昇レール１４３ａ及び下降レール１４４ａの搬送面は、振動フィーダ１２ａが水平な床面Ｆに設置された状態で、径方向外方に向けて下方に傾斜するように形成されている。これにより、上昇レール１４３ａ及び下降レール１４４ａを搬送される被搬送物がガイド壁１４２ａに沿って搬送され易くなり、整列搬送を促すことができる。下降レール１４４ａの搬送方向下流側に配置された整列レール１４５ａは、図５に示すように、搬送路幅が狭められて被搬送物Ｄを一列のみ保持するように構成されており、余剰の被搬送物Ｄは底壁１４１ａ上に落下する。整列レール１４５ａは、被搬送物を整列可能である限り、複数列で搬送する構成であってもよい。整列レール１４５ａを通過した被搬送物は、図３に示すガイドレール１４９ａにより整列状態が維持されて、搬送装置２０に供給される。ガイドレール１４９ａは、必須のものではなく、整列レール１４５ａの終端から直接搬送装置２０に供給されるように構成してもよい。

図６は、図３に示す上昇レール１４３ａ、下降レール１４４ａ、整列レール１４５ａ及びガイドレール１４９ａを、平面視の搬送方向である２点鎖線Ｂに沿って直線上に展開したときの側面視における傾斜状態を示しており、図４に示す鉛直方向Ｖと中心線Ｃとのなす角度αが５度の場合に対応している。すなわち、図６に示すグラフは、フィーダボウル１４ａの中心に対する角度位置を横軸、始点からの垂直高さを縦軸としたときの両者の関係を示している。

図６に示すように、上昇レール１４３ａは、ガイド壁１４２ａに沿って上り傾斜を有している。上昇レールの傾斜は、最初は小さく、徐々に大きくなり、最後は小さくなるように、滑らかなサインカーブを描いている。一方、下降レール１４４ａは、ガイド壁１４２ａに沿って下り傾斜を有している。下降レール１４４ａの傾斜は、被搬送物の搬送方向下流側に向けて徐々に大きくなるようなサインカーブを描いているが、サインカーブの振幅は上昇レール１４３ａのそれよりも小さい。これによって、上昇レール１４３ａが被搬送物を確実に上昇搬送させ、下降レール１４４ａが被搬送物を短時間で加速して整列させることが可能である。

上昇レール１４３ａ及び下降レール１４４ａの傾斜状態は、被搬送物のスムーズな搬送及び整列を促すために、図６に示すようにサインカーブ状であることが好ましいが、他の滑らかな曲線状や直線状であってもよい。

上昇レール１４３ａは、底壁１４１ａの中心に対して始点から１８０度進んだ位置まで形成されており、下降レール１４４ａは、上昇レール１４３ａの終点から９０度進んだ位置まで形成されている。本実施形態においては、上昇レール１４３ａと下降レール１４４ａとが直接接続されているが、上昇レール１４３ａと下降レール１４４ａとの間に、水平面と平行な搬送路が介在されていてもよい。

図６に示すように、下降レール１４４ａの終点（始点から２７０度の位置）は、下方への傾斜が最大となっており、この位置に整列レール１４５ａ及びガイドレール１４９ａが順次接続されている。整列レール１４５ａ及びガイドレール１４９ａの傾斜は、下降レール１４４ａのサインカーブ形状をそのまま維持するように形成されている。

以上の振動フィーダ１２ａの構成は、他方の振動フィーダ１２ｂについても同様であり、各振動フィーダ１２ａ，１２ｂから搬送装置２０に向けて被搬送物が整列搬送される。

搬送装置２０は、図１及び図２に示すように、各振動フィーダ１２ａ，１２ｂから被搬送物を受け取って左右２列の状態で搬送する往動搬送部２１と、往動搬送部２１の左右両側にそれぞれ並列配置されて往動搬送部２１の搬送方向とは逆方向に被搬送物を一列で搬送する復動搬送部２２ａ，２２ｂと、往動搬送部２１の各列からそれぞれ被搬送物を受け取り、表裏を反転させて復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡す表裏反転装置２３とを備えている。

往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂは、いずれもベルトコンベヤからなり、サーボモータ等により同じ搬送速度で駆動される。それぞれの搬送ベルトは、光透過性及び光拡散性を有する乳半色の半透明材料により構成されており、例えば、ニッタ株式会社製のポリエステルベルト（製品名：ニューライトグリップ Ｐ−０）を使用することができる。搬送ベルトは、必ずしも乳半色のものに限定されず、光透過性及び光拡散性を有する高明度色のものであれば、後述するように、被搬送物Ｄの確実な外観検査を行う上で好適である。具体的には、搬送ベルトの明度は、マンセル体系で７以上が好ましく、７．５以上がより好ましく、８以上が更に好ましい。但し、被搬送物自体の明度が低い場合には、搬送ベルトの明度が５程度であっても確実な外観検査を行い得る。また、搬送ベルトは、透明材料により形成してもよく、この場合も、本実施形態と同様の効果を奏することができる。透明材料からなる搬送ベルトを使用する場合には、少なくとも下方の照明装置３２に高明度色の光源を使用することが好ましい。

それぞれの搬送ベルトの搬送面には、搬送方向に沿って延びる溝部２４が被搬送物の各搬送列に対応して形成されている。溝部２４は、断面円弧状（楕円弧状を含む）に形成されており、被搬送物の幅よりも小さい幅を有し、被搬送物の一部のみが収容される程度の深さ（例えば、錠剤の場合に０〜１ｍｍ程度）を有している。また、振動フィーダ１２ａ（１２ｂ）から往動搬送部２１への被搬送物の引き渡し位置には、図１に示すように押圧ローラ２５が設けられている。

表裏反転装置２３は、図７及び図８に示すように、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂと、反転ドラム２３２とを備えている。傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂは、真空ポンプ（図示せず）に接続される吸引ボックス２３３の左右両側に位置する傾斜面２３３ａ，２３３ｂに対してそれぞれ摺動回転するように支持されることで、図７に示すように往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送方向に沿って見た場合に、回転軸Ｒ１，Ｒ２が往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送面に対して傾斜するように（即ち、外観検査装置１が水平な床面に設置された状態で、水平面に対して傾斜するように）配置されている。

傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂ及び反転ドラム２３２の形状は、本来の円筒状（ドラム状）以外に、円板状（ディスク状）であってもよく、本実施形態においては、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂをディスク状として、反転ドラム２３２をドラム状としている。

傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂの外周面には、円周方向に沿って連続的に多数形成された吸引孔２３４ａ，２３４ｂを有している。吸引孔２３４ａ，２３４ｂは、吸引ボックス２３３の傾斜面２３３ａ，２３３ｂの切欠部２３５ａ，２３５ｂを介して吸引ボックス２３３内と連通している。これにより、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂは、往動搬送部２１により搬送される各列の被搬送物Ｄをそれぞれ吸引保持して、図８の矢示方向に搬送する。

反転ドラム２３２は、吸引ボックス２３３の垂直面２３６に対して摺動回転するように、回転軸が左右方向に水平に延びるように支持されている。反転ドラム２３２の外周面両側には、それぞれ吸引孔２３７ａ，２３７ｂが周方向に沿って連続的に多数形成されている。吸引孔２３７ａ，２３７ｂは、垂直面２３６に形成された切欠部２３８を介して吸引ボックス２３３内と連通している。これにより、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂにより搬送された被搬送物Ｄが傾斜回転することにより、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの並列方向（搬送面に沿って搬送方向と直交する方向）に距離ｈを移動した位置で反転ドラム２３２の吸引孔２３７ａ，２３７ｂにそれぞれ受け渡され、反転ドラム２３２の外周面に吸引保持される。

被搬送物Ｄの並列方向の移動距離ｈは、往動搬送部２１の溝部２４と復動搬送部２２ａ，２２ｂの溝部２４との距離に対応しており、被搬送物Ｄは、反転ドラム２３２の図８に示す矢示方向の回転により復動搬送部２２ａ，２２ｂの溝部２４の上方に案内され、圧空ノズル２３９からの加圧空気の噴射により、復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡される。

また、図１及び図２に示すように、往動搬送部２１および復動搬送部２２ａ，２２ｂの周辺には、搬送される被搬送物Ｄを上方から撮像する５つの撮像装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅが配置されている。また、往動搬送部２１および復動搬送部２２ａ，２２ｂの直上及び直下には、それぞれ白熱球などの光源から照射された光を光ファイバにより案内して、被搬送物Ｄを照明する照明装置３１，３２が配置されている。

撮像装置３０ａ〜３０ｅは、いずれもラインセンサカメラであり、撮像軸と交差する方向に走査して、被搬送物Ｄの明度に応じた信号（すなわち、ラインセンサの受光量にほぼ比例する大きさの信号）を出力する。撮像装置３０ａ〜３０ｅのうち、２つの撮像装置３０ａ，３０ｂは、平面視において撮像軸Ｉ１上に対向配置されている。また、他の２つの撮像装置３０ｃ，３０ｄは、平面視において撮像軸Ｉ１と直交する撮像軸Ｉ２上に対向配置されている。これら各撮像装置３０ａ〜３０ｄは、往動搬送部２１により２列で搬送される被搬送物Ｄ、及び、復動搬送部２２ａ，２２ｂによりそれぞれ一列で搬送される被搬送物Ｄを、撮像軸Ｉ１またはＩ２上において、斜め上方から略同時に撮像できるように配置されている。すなわち、撮像装置３０ａ〜３０ｄは、いずれも各搬送列に対応する合計４つの被搬送物Ｄを同一の走査ラインに沿って撮像することができる。

一方、残りの撮像層３０ｅは、被搬送物Ｄを直上から撮像するように配置されており、往動搬送部２１により搬送される被搬送物Ｄの表面と、復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される被搬送物Ｄの裏面とを同一の走査ラインに沿って撮像できるように配置されている。

欠陥判別装置４０は、各撮像装置３０ａ〜３０ｅからの出力信号に基づき被搬送物Ｄの２次元の画像データを生成する画像生成部４１と、生成された画像データから受光量が所定レベル以下の領域を切り出して検査を行う画像処理部４２とを備えており、画像処理部４２における検査結果に基づいて、搬送される各被搬送物Ｄの合否判定を行う。復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される被搬送物Ｄは、選別装置４３により個々の被搬送物Ｄごとに合格品・不合格品の選り分けが行われ、検査結果が合格の場合は、被搬送物Ｄが良品取出しベルト４４に移行されて取り出される一方、検査結果が不合格の場合は、不良品受け缶４５に排出される。

次に、上述した外観検査装置１の作動を説明する。図１及び図２を参照して、検査対象となる錠剤等の被搬送物をホッパー１０に多数投入すると、被搬送物は、シュート１１ａ，１１ｂを経て振動フィーダ１２ａ，１２ｂに供給され、図３に示す上昇レール１４３ａ、下降レール１４４ａ及び整列レール１４５ａに沿って搬送される。

上昇レール１４３ａ、下降レール１４４ａ及び整列レール１４５ａは、それぞれ図６に示す傾斜を有しているため、上り傾斜を有する上昇レール１４３ａにおいては被搬送物の搬送速度が遅く、下り傾斜を有する下降レール１４４ａにおいては被搬送物の搬送速度が速くなる。したがって、図９（ａ）に示すように上昇レール１４３ａにおいて塊状で搬送されていた被搬送物Ｄは、下降レール１４４ａに移行すると加速されて、図９（ｂ）に示すようにばらけた状態になる。そして、下降レール１４４ａの搬送過程で図９（ｃ）に示すように整列状態となる。こうして、下降レール１４４ａは、被搬送物Ｄが整列レール１４５ａに供給される前に、ガイド壁１４２ａに沿った整列を促すことができ、被搬送物Ｄを整列レール１４５ａにスムーズに導入することができる。整列レール１４５ａは、被搬送物が一列の状態で通過するように構成されている。

図１０を参照して、振動フィーダにより搬送される被搬送物の動作を、より詳細に説明する。図１０（ａ）に示すように、ねじり振動のねじり軸Ｃが鉛直方向Ｖと一致する振動フィーダの場合、ねじり振動による被搬送物Ｄの搬送力Ｆは、上昇レールＲ１及び下降レールＲ２のいずれを搬送される場合も水平面に対して同じ方向に作用する。したがって、上昇レールＲ１の搬送面と搬送力Ｆの作用方向とのなす角度θ１は小さく、下降レールＲ２の搬送面と搬送力Ｆの作用方向とのなす角度θ２は大きくなる。

これに対し、本実施形態の振動フィーダ１２ａは、図１０（ｂ）に示すように、ねじり振動のねじり軸Ｃが鉛直方向Ｖから傾斜しているため、上昇レール１４３ａの搬送面と搬送力Ｆの作用方向とのなす角度θ３は、図１０（ａ）に示す角度θ１よりも大きくなり、下降レール１４４ａの搬送面と搬送力Ｆの作用方向とのなす角度θ４は、図１０（ａ）に示す角度θ２よりも小さくなる。したがって、本実施形態の振動フィーダ１２ａは、上昇レール１４３ａにおいて、被搬送物Ｄに対してより高い登坂力を作用させることができる一方、下降レール１４４ａにおいては、被搬送物Ｄをより高速で搬送することが可能になる。

この結果、ねじり軸Ｃが鉛直方向Ｖと一致する振動フィーダは、図１１（ａ）に示すように、底壁Ｒに供給された被搬送物Ｄが、塊状のまま上昇レールＲ１を上昇した後（状態Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３）、下降レールＲ２を下降する際に十分な加速が行われないため、分散が不十分な状態で整列レールＲ３に供給される（状態Ｓ４→Ｓ５）。したがって、整列レールＲ３で整列せずに底壁Ｒに戻される余剰の被搬送物Ｄが多くなり（状態Ｓ６）、ガイドレールＲ４から被搬送物Ｄを十分な供給速度で供給することが困難である（状態Ｓ７）。

これに対し、ねじり振動のねじり軸Ｃが鉛直方向Ｖから傾斜する本実施形態の振動フィーダ１２ａは、底壁１４１ａに供給された多量の被搬送物Ｄが、大きな登坂力により上昇レール１４３ａを塊状のまま低速で確実に上昇し（状態Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３）、下降レール１４４ａを下降する際には十分に加速して被搬送物Ｄを概ね整列させることができる（状態Ｓ４→Ｓ５）。したがって、整列レール１４５ａから底壁１４１ａに戻される余剰の被搬送物Ｄがほとんどなく（状態Ｓ６）、ガイドレール１４９ａから被搬送物Ｄを速い供給速度で供給することができる（状態Ｓ７）。

また、本実施形態の振動フィーダ１２ａは、下降レール１４４ａが、被搬送物Ｄの搬送方向下流側に向けて下方への傾斜が徐々に大きくなるように形成されているので、被搬送物Ｄを滑らかに加速し続けることができ、被搬送物Ｄの分散をより容易にすることができる。

また、下降レール１４４ａが、整列レール１４５ａとの接続部において下方への傾斜が最大となるように形成されているので、被搬送物Ｄを最も分散した状態で整列レール１４５ａに供給することができ、被搬送物Ｄの高速搬送をより確実にすることができる。

また、本実施形態のように、下降レール１４４ａのサインカーブの振幅を、上昇レール１４３ａのサインカーブの振幅よりも小さく設定することで、整列レール１４５ａと底壁１４１ａとの間に段差を容易に形成することができ、整列レール１４５ａから底壁１４１ａに戻される余剰の被搬送物Ｄを、再び上昇レール１４３ａに案内し易くすることができる。

本実施形態の振動フィーダ１２ａによれば、被搬送物を強制的に整列させるための規制板は必ずしも必要ではなく、仮に規制板を設けた場合でも被搬送物と規制板との衝突を抑制することができ、被搬送物に欠けや割れが発生するおそれを軽減することができる。これらの効果は、上昇レール及び下降レールのそれぞれにおける速度差が大きいほど顕著になることから、本発明の振動フィーダは、高速搬送時（例えば、１列あたり１０〜１６万錠／時）において特に有効である。上昇レール及び下降レールの傾斜角度や接続位置は、被搬送物の搬送量や大きさ、形状等に応じて整列状態になり易いように、適宜設定すればよい。

振動フィーダ１２ａ，１２ｂから整列状態で排出される被搬送物は、往動搬送部２１に引き渡される。図１２に示すように、振動フィーダ１２ａ，１２ｂからの供給速度をＶ１とし、往動搬送部２１の搬送速度をこれよりも速いＶ２に設定することにより、往動搬送部２１により搬送される各列の被搬送物Ｄ同士の間隔を拡げることができる。この間隔は、Ｖ１とＶ２の速度差を調整することにより、所望の値に設定可能である。押圧ローラ２５は、往動搬送部２１の搬送速度と略同じ回転速度Ｖ２で回転しており、振動フィーダ１２ａ，１２ｂから往動搬送部２１に被搬送物Ｄが引き渡される際に、被搬送物Ｄの飛び出しや位置ずれを防止し、往動搬送部２１の溝部２４上に被搬送物Ｄを確実に載置することができる。

図１３（ａ）に示すように、溝部２４上に載置された被搬送物Ｄは、底部の一部が溝部２４に収容されることにより、図１３（ｂ）に示すように、往動搬送部２１の搬送面からの高さが、実際の高さに比べて若干低いＬ１となる。そして、往動搬送部２１による搬送中に被搬送物Ｄが水平回転すると、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、被搬送物Ｄは、往動搬送部２１の搬送面からの高さがより低くなる姿勢（向き）で安定し、高さが最も低いＬ２となる姿勢を保ったまま搬送される。

このように、往動搬送部２１に溝部２４を形成することにより、異形錠やカプセル錠など形状に拘らず、被搬送物を最も安定化する姿勢となるように自然に補正することができるので、各被搬送物の姿勢を一定にして整列搬送することができる。溝部２４の断面形状は、本実施形態のように円弧状（楕円弧状を含む）であることが好ましく、これによって、被搬送物の姿勢に応じた搬送面からの高さ変動が生じやすくなり、被搬送物の姿勢の安定化をより確実にすることができる。但し、溝部２４の断面形状は、必ずしも円弧状に限られず、矩形状であってもよい。また、被搬送物Ｄの断面形状が、角型など搬送中の姿勢変動が生じない形状であれば、溝部２４を設けない構成にすることもできる。

往動搬送部２１上で姿勢が補正された被搬送物Ｄは、撮像装置３０ａ〜３０ｅによる撮像エリアを通過して、表裏反転装置２３により表裏が反転されて、復動搬送部２２ａ，２２ｂにより逆方向に搬送される。表裏反転装置２３の作動については既に詳述したとおりであり、外周面で被搬送物を保持する傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂ及び反転ドラム２３２の２つのドラムを介することで、復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡す被搬送物を確実に表裏反転することができる。そして、復動搬送部２２ａ，２２ｂの溝部２４に被搬送物Ｄを載置することにより、復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される被搬送物Ｄについても姿勢が自動補正される。こうして、往動搬送部２１による被搬送物Ｄの一方向の搬送と、復動搬送部２２ａ，２２ｂによる被搬送物Ｄの逆方向の搬送とが、連続的に行われる。

各撮像装置３０ａ〜３０ｅの撮像エリアには、照明装置３１，３２により被搬送物Ｄの上下から照明光が照射される。本実施形態の往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂに用いられる搬送ベルトは、光透過性及び光拡散性を有する乳半色など高明度色であるため、被搬送物Ｄに対して上下から照明することにより、被搬送物Ｄを均一に照明することができると共に、被搬送物Ｄの背景となる高明度色を際だたせることができ、被搬送物Ｄを背景よりも明度の低い部分として認識することが可能になる。

４つの撮像装置３０ａ〜３０ｄは、いずれも往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される各被搬送物Ｄを撮像するように、図２に示す撮像軸Ｉ１，Ｉ２と直交する方向に走査する。この結果、往動搬送部２１により搬送される被搬送物Ｄは、図１５に示すように、表面側が斜め上方からＷ，Ｘ，Ｙ，Ｚの４方向に撮像され、復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される被搬送物Ｄについても、裏面側が同様に斜め上方から４方向に撮像される。こうして、各撮像装置３０ａ〜３０ｄによる１ライン分の走査により、ラインセンサの受光量に応じた大きさの出力信号が生成され、この走査を被搬送物Ｄの搬送中に繰り返し行うことにより、各走査に対応した出力信号が欠陥判別装置４０に順次送信される。

本実施形態においては、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂが並列配置され、それぞれ被搬送物の表面側及び裏面側を露出させた状態で搬送するように構成されているため、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される各被搬送物を、複数の撮像装置３０ａ〜３０ｄにより同一の走査ラインに沿って略同時に撮像することで、被搬送物の外観全体を容易且つ確実に検査することができる。

欠陥判別装置４０においては、各撮像装置３０ａ〜３０ｄからの出力信号に基づき、画像生成部４１が走査線に対応する２次元の画像データを生成する。例えば、図１６（ａ）に示すように、往動搬送部２１により搬送される被搬送物Ｄに対して、任意の撮像装置が走査ラインＳ１に沿って走査を行った場合、出力信号に基づいて生成される画像データを図１６（ｂ）に示す。

被搬送物Ｄは、通常は錠剤やカプセル剤等であるため、被搬送物Ｄの色によっては被搬送物Ｄと背景との明度差が小さくなり、被搬送物Ｄと背景との区別が困難な場合がある。ところが、本実施形態においては、搬送ベルトとして光透過性及び光拡散性を有する乳半色のものなど高明度のものを使用しているので、背景となる搬送面における明度は、被搬送物Ｄの明度よりも更に高い値となる。この結果、図１６（ｂ）に示すように、画像データにおいて被搬送物Ｄに相当する部分は、背景よりも明度が低い（すなわち、ラインセンサの受光量が少ない）部分として把握することができる。

この結果、図１６（ａ）に示すように、被搬送物Ｄの走査ラインＳ１上に、欠けｅ１や飛び出し毛髪ｅ２が存在する場合、これらの欠陥は、図１６（ｂ）に示すように、被搬送物Ｄよりも明度が低い（すなわち、ラインセンサの受光量の低い）領域ｂ１，ｂ２として把握することができる。したがって、被搬送物Ｄの明度（ラインセンサの受光量）よりも高い値で第１の基準レベルＴ１を設定し、画像処理部４２が、第１の基準レベルＴ１以下の画像データを切り出すことにより、被搬送物Ｄと背景とを区別して、被搬送物Ｄの検査を行うことができる。被搬送物Ｄの欠陥の有無は、例えば、被搬送物Ｄの明度（ラインセンサの受光量）よりも低い値で第２の基準レベルＴ２を設定し、この第２の基準レベルＴ２以下の画像データを切り出すことにより、判別することができる。

このような欠陥判別方法によれば、従来は搬送ベルトに同化して検出できないおそれがあった被搬送物からの飛び出し欠陥やエッジ部の欠陥も、確実に検出することができる。また、被搬送物の撮像データにおけるエッジ部や外部の欠陥だけでなく、被搬送物の内部に存在する欠陥についても確実に検出することができる。例えば、図１６（ａ）に示すように、被搬送物Ｄの走査ラインＳ２上に異物が付着している場合、図１６（ｃ）に示すように、この異物を被搬送物Ｄの信号レベルよりも信号値が低い領域ｂ３として把握することができる。

本実施形態においては、各被搬送物Ｄに対し、上述したように表面側及び裏面側のそれぞれについて斜め上方の４方向から撮像することにより、欠陥の有無を判別することができるので、死角のない検査を行うことができる。特に、被搬送物が輪状（ドーナツ状）の場合、従来のような表裏面検査及び側面検査では、被搬送物の内周面の欠陥を撮像することが困難であったが、本実施形態の外観検査装置は、このような内周面も確実に撮像することができる。したがって、各画像データに対する確実な欠陥判別と相俟って、被搬送物の外観検査を確実に行うことができる。

また、各撮像装置３０ａ〜３０ｄにより、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂが搬送する各被搬送物を同一の走査ラインに沿って撮像するようにしているので、被搬送物の表面側及び裏面側を同一の撮像装置３０ａ〜３０ｄにより撮像して検査することができる。したがって、表面検査と裏面検査とを異なる撮像装置を用いて行う場合のように、カメラの校正や検査精度の確認を頻繁に行う必要がなく、カメラバリデーションを容易にすることができる。

本実施形態においては、上述した４つの撮像装置３０ａ〜３０ｄの他に、被搬送物の表面側及び裏面側を垂直方向に撮像する撮像装置３０ｅを更に備えており、欠陥判別装置４０は、撮像装置３０ｅからの出力信号に基づき、画像生成部４１において画像データを生成し、画像処理部４２においてこの画像データをマスタ画像と比較することにより、主として印字部の欠陥を把握することができる。

往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂは、被搬送物を所定の間隔及び所定の速度で搬送するので、欠陥判別装置４０は、画像生成部４１で生成された画像データが、どの撮像装置３０ａ〜３０ｅからどのタイミングで入力された信号に基づくかを把握することにより、被搬送物の欠陥が検出された画像データに対応する被搬送物を特定することができる。そして、欠陥を有する被搬送物が選別装置４３に搬送されると、不良品受け缶４５に排出される。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態においては、各撮像装置３０ａ〜３０ｄを、平面視において互いに直交する２つの撮像軸上にそれぞれ対向配置することで、撮像装置の設置台数を抑制しつつ、撮像の死角を確実になくすようにしているが、死角を生じない配置であれば種々のバリエーションが可能であり、例えば、各撮像軸同士は必ずしも直交する必要はなく、対向配置も必須ではない。

また、本実施形態においては、カメラバリデーションを容易にする観点から、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂを並列配置して、各撮像装置３０ａ〜３０ｄが被搬送物の表面側及び裏面側を同一の走査ラインに沿って撮像可能に構成しているが、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂが搬送する被搬送物を個別に撮像するように各撮像装置を配置することも可能である。この場合、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂは必ずしも並列配置する必要はなく、設置スペースに応じて他のレイアウトとすることも可能である。

また、被搬送物を斜め上方から撮像するように配置した撮像装置の台数は、本実施形態においては４つとしているが、複数であれば本実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、死角を確実に無くすためには、撮像装置を３つ以上配置することが好ましい。複数の撮像装置は、なるべく均一な撮像ができるように、撮像エリアの周囲に沿って等間隔に配置することが好ましい。

また、搬送装置２０については、本実施形態においては、往動搬送部２１の両側に復動搬送部２２ａ，２２ｂを配置するようにしているが、復動搬送部の両側に往動搬送部を配置することも可能である。また、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送列は、本実施形態では２列としているが、１列または３列以上であってもよい。

また、本実施形態においては、表裏反転装置２３が、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂと反転ドラム２３２とを備えており、往動搬送部２１から被搬送物を受け取る傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂの回転軸が、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送面に対して傾斜するように配置することで、被搬送物を並列方向に移動させて、往動搬送部２１から復動搬送部２２ａ，２２ｂへの引き渡しを可能にしている。これに対し、往動搬送部２１から被搬送物を受け取るドラム（第１のドラム）を、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送面に沿って（すなわち、水平面に沿って）回転軸が延びるように配置すると共に、このドラムから被搬送物を受け取って復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡すドラム（第２のドラム）を、回転軸が上記搬送面に対して傾斜するように配置しても、本実施形態と同様の効果を奏することができる。更に、上記の第１のドラム及び第２のドラムの双方を、回転軸が上記搬送面に対して傾斜するように配置することもできる。

また、上記のように、第１のドラム及び第２のドラムの一方または双方を傾斜ドラムとする場合、この傾斜ドラムは、搬送面の上方から見て、回転軸が搬送方向に対して傾斜するように配置することも可能である。この場合は、回転軸が搬送面と平行であっても、外周面に保持した被搬送物を回転搬送することにより、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの並列方向に被搬送物を移動させることができ、往動搬送部２１から復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡すことが可能になる。

図４に示す鉛直方向Ｖと中心線Ｃとのなす角度αの好ましい範囲を明らかにするため、以下の試験を行った。本体支持部１８ａとして楔形状の角度が異なるものを複数用意し、鉛直方向Ｖと中心線Ｃとのなす角度αをパラメータとして、被搬送物の整列搬送速度を評価した。

被搬送物としては、直径が７ｍｍ、厚みが３ｍｍの錠剤を使用し、かさ容積が１００ｍｌ（実験Ａ）およびかさ容積が５００ｍｌ（実験Ｂ）となる量をフィーダボウルに投入した。そして、各被搬送物の姿勢が一定になり、フィーダボウルからの排出が開始された時点から１０秒間の被搬送物の排出数を計数した。振動フィーダは神鋼電機株式会社製の「パーツフィーダ」（形式：DMS−２５）を使用し、振動フィーダの水平振幅を０．９ｍｍ、垂直振幅を０．０８ｍｍに設定した。使用したフィーダボウルは、直径４００ｍｍで、図６に示す「始点からの高さ」カーブを有するものを使用した。

また、比較例として、本体支持部１８ａを使用せずに、床面Ｆにフィーダ本体１６ａを直接載置した状態（すなわち、図４の角度αが０度）で、上記と同様に被搬送物の排出数を計数した。これらの結果を表１に示す。尚、かさ容積が１００ｍｌの錠剤数は６８０±６、かさ容積が５００ｍｌの錠剤数は３４００±２０である。

表１において、評価（実験Ａ）および評価（実験Ｂ）の欄は、比較例（角度αが０度）に対して排出数が向上した割合を示しており、排出数が低下している場合を×、排出数の向上が５％未満の場合を△、５〜１５％の場合を○、１５％以上の場合を◎としている。また、総合評価の欄は、評価（実験Ａ）および評価（実験Ｂ）の組合せが（△、△）、（◎、×）、（◎、−）の場合は△、（○、○）の場合は○、（◎、○）または（◎、◎）の場合は◎としている。実験Ａについては、角度αが１０度の場合の排出数を測定していないが、被搬送物を搬送可能であることは確認済みである。

表１の結果から明らかなように、鉛直方向Ｖと中心線Ｃとのなす角度αが増加するにつれて排出数も増加しており、整列搬送の高速化が実現されている。しかし、角度αが大きくなりすぎると、振動フィーダの搬送能力を十分に発揮し難くなり、排出数は減少する傾向にある。本試験結果によれば、角度αは、１度から１０度の範囲が好ましく、２度から７度の範囲がより好ましく、３度から７度の範囲が更に好ましい。

本発明の一実施形態に係る外観検査装置の側面図である。 図１の要部平面図である。 図１に示す振動フィーダの拡大平面図である。 図１に示す振動フィーダの側面図である。 図１に示す振動フィーダの要部拡大図である。 図３に示す振動フィーダを２点鎖線Ｂに沿って直線上に展開したときの側面図である。 図１に示す表裏反転装置の後面図である。 図１に示す表裏反転装置の拡大側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１に示す振動フィーダによる被搬送物の搬送状態を説明するための図である。 図１に示す振動フィーダによる被搬送物の搬送状態を説明するための要部拡大図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施例を示している。 図１に示す振動フィーダによる被搬送物の搬送状態を説明するための平面図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施例を示している。 図１に示す押圧ローラの周辺を示す拡大側面図である。 図１に示す往動搬送部による被搬送物の搬送状態を説明するための要部拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図１に示す往動搬送部による被搬送物の他の搬送状態を説明するための要部拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図１に示す撮像装置の平面視における撮像方向を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１に示す撮像装置の撮像データに基づく欠陥判別方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 外観検査装置
１０ ホッパー
１２ａ，１２ｂ 振動フィーダ
１４ａ フィーダボウル
１４１ａ 底壁
１４２ａ ガイド壁
１４３ａ 上昇レール
１４４ａ 下降レール
１４５ａ 整列レール
１４９ａ ガイドレール
１６ａ フィーダ本体
１８ａ 本体支持部
２０ 搬送装置
２１ 往動搬送部
２２ａ，２２ｂ 復動搬送部
２３ 表裏反転装置
２３１ａ，２３１ｂ 傾斜ドラム
２３４ａ，２３４ｂ 吸引孔
２３２ 反転ドラム
２３７ａ，２３７ｂ 吸引孔
２４ 溝部
２５ 押圧ローラ
３０ａ〜３０ｅ 撮像装置
３１，３２ 照明装置
４０ 欠陥判別装置
４１ 画像生成部
４２ 画像処理部
Ｄ 被搬送物
Ｖ 鉛直方向
Ｃ 中心線（ねじり軸）
Ｆ 床面

Claims (10)

1. 円形状の底壁を有し、該底壁の外縁に沿って搬送路が形成されたフィーダボウルと、
   ねじり振動を付与できるように前記フィーダボウルを支持し、前記底壁に供給された被搬送物を前記搬送路に沿って搬送するフィーダ本体と、
   前記フィーダ本体を支持する本体支持部とを備え、
   前記搬送路は、上昇レールと、該上昇レールの搬送方向下流側に配置された下降レールとを備えており、
   前記本体支持部は、前記ねじり振動の中心となるねじり軸が鉛直方向から傾斜するように、前記フィーダ本体を水平面上に支持し、
   前記上昇レール及び下降レールは、前記フィーダ本体が前記本体支持部を介して水平面に支持された状態で、被搬送物を水平方向に対してそれぞれ上方及び下方に向けて搬送する振動フィーダ。
2. 前記下降レールは、被搬送物の搬送方向下流側に向けて下方への傾斜が徐々に大きくなるように形成されている請求項１に記載の振動フィーダ。
3. 前記搬送路は、搬送路幅を狭めて被搬送物を整列させる整列レールを前記下降レールの搬送方向下流側に備えており、
   前記下降レールは、前記整列レールとの接続部において下方への傾斜が最大となるように形成されている請求項１に記載の振動フィーダ。
4. 前記上昇レール及び下降レールは、搬送方向に沿って直線状に展開したときの側面視における傾斜が、いずれもサインカーブ状であり、
   前記下降レールのサインカーブの振幅が、前記上昇レールのサインカーブの振幅よりも小さい請求項１に記載の振動フィーダ。
5. 前記下降レールは、搬送面が径方向外方に向けて下方に傾斜している請求項１に記載の振動フィーダ。
6. 前記鉛直方向と前記ねじり軸とのなす角度は３〜７度である請求項１に記載の振動フィーダ。
7. 前記鉛直方向と前記ねじり軸とのなす角度は２〜７度である請求項１に記載の振動フィーダ。
8. 前記鉛直方向と前記ねじり軸とのなす角度は１〜１０度である請求項１に記載の振動フィーダ。
9. 請求項１に記載の振動フィーダを備える被搬送物の搬送装置であって、
   前記振動フィーダにより搬送された被搬送物を受け取り、一方向に搬送する搬送手段と、
   前記振動フィーダから前記搬送手段への被搬送物の引き渡し位置に設けられ、被搬送物を前記搬送手段の搬送面に押圧する押圧ローラとを備える搬送装置。
10. 請求項１に記載の振動フィーダを備える被搬送物の外観検査装置であって、
    前記振動フィーダにより搬送された被搬送物を受け取り、一方向に搬送する往動搬送手段と、
    前記往動搬送手段に対して搬送面に沿って並列配置され、前記往動搬送手段の搬送方向とは逆方向に被搬送物を搬送する復動搬送手段と、
    前記往動搬送手段により搬送される被搬送物の表裏を反転して、前記復動搬送手段に引き渡す表裏反転手段と、
    前記往動搬送手段及び復動搬送手段により搬送される各被搬送物を斜め上方から撮像する複数の撮像手段と、
    前記各撮像手段の撮像データに基づき被搬送物の欠陥の有無を判別する欠陥判別手段とを備える外観検査装置。

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