JP6832986B2 - 錠剤印刷装置および錠剤印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷装置および錠剤印刷方法に関する。

医薬品である錠剤の表面には、製品を識別するために、錠剤成型時に刻印が付けられたり、成型後の錠剤に文字やコードが印刷されたりする。従来、錠剤への印刷には、接触式の印刷方法が用いられてきた。例えば、グラビア印刷などの印刷版を用いて、インクを柔らかいパッドに一旦転写し、それを錠剤に再転写する方法が採られてきた。

しかしながら、近年では、水を使用せずに服用できる口腔内崩壊錠が徐々に普及してきている。口腔内崩壊錠は圧力に弱いため、上記の接触式の印刷方法では、印刷版の圧力により、錠剤を損傷させる可能性がある。すなわち、印刷版が接触する印刷方法は、不良品につながる可能性がある。また、割線に沿って半分に割ることができる割線錠も普及している。割線錠の印刷時には、搬送される複数の割線錠に対して、それぞれ割線の向きに合わせた印刷を行う必要がある。このため、非接触で印刷でき、かつ、印刷の向きを制御しやすいインクジェット式の錠剤印刷装置の需要が高まっている。

インクジェット式の錠剤印刷装置の例については、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２０１３−１３７１１号公報

しかしながら、特に欧米などでは、ボトルに入った錠剤が患者に提供されることがある。従来のインクジェット式の印刷方法で文字等が印刷された錠剤では、ボトル内で印刷部分がこすれ、印刷品質が劣化し、錠剤の識別性を低下させる可能性があった。

また、インクジェット式の印刷方法では、印刷版を使用する印刷方式に比べて粘度が低いインクを、錠剤に直接吐出する。このため、錠剤の成分や表面状態によっては、密着不良によりインクが錠剤の表面で流れ、印刷された文字が崩れる、あるいは、印刷画像の輪郭が不鮮明になりやすいという問題があった。特に、近年では、ジェネリック医薬品の種類の増加に伴い、差別化のためにメーカーのロゴや成分量などの多くの情報を錠剤に印字したいという要求が高くなっている。また、ソフトカプセル、フィルムコーティング錠、糖衣錠のように、錠剤にコーティングされた材料の影響で、錠剤の表面状態により、インクジェットによる鮮明な印刷が難しい錠剤も増えてきた。糖衣錠などは、光沢を出すために、錠剤の表面にワックス成分をコーティングすることもある。その場合、従来の錠剤用水性インクで従来のインクジェット印刷を行うと、油性傾向の錠剤表面でインクが安定して定着できず、鮮明な印刷を行うことが困難であった。また、錠剤の取り違えを防止するために、バーコードやＱＲコード（登録商標）を、錠剤自体に印刷する場合もある。このため、錠剤の表面に、細かい画像を鮮明に印刷できる技術が求められている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、錠剤の表面に輪郭が明瞭な印刷画像を形成できる錠剤印刷装置および錠剤印刷方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、錠剤を保持しつつ搬送する搬送機構を備え、錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷装置であって、前記搬送機構により搬送される錠剤の表面に向けて、紫外線を照射することによって錠剤の表面を粗面化する、または赤外線を照射することによって錠剤の表面を食刻する露光部と、前記露光部を通過した錠剤の表面に向けてインクを吐出し、錠剤の表面のうち、粗面化または食刻された箇所に前記インクを位置させるインクジェットヘッドと、を備える。

本願の第２発明は、第１発明の錠剤印刷装置であって、前記露光部は、印刷画像を形成すべき目標領域より広い領域に、紫外線および赤外線の少なくとも一方を照射する。

本願の第３発明は、第１発明の錠剤印刷装置であって、前記露光部は、空間変調素子または結晶光学素子を介して、錠剤の表面に紫外線および赤外線の少なくとも一方を照射する。

本願の第４発明は、第１発明の錠剤印刷装置であって、前記露光部は、紫外線および赤外線の少なくとも一方を出射する光源と、前記光源から出射された光を錠剤へ導く光学系と、前記光学系の少なくとも一部を収容し、前記光学系と前記搬送機構との間に位置する光透過性の窓部をもつハウジングと、を有する。

本願の第５発明は、第４発明の錠剤印刷装置であって、前記露光部は、前記窓部の前記搬送機構側の面に気体を吹き付ける送風機構をさらに有する。

本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の錠剤印刷装置であって、前記露光部は、紫外線および赤外線の少なくとも一方のレーザ光を照射する。

本願の第７発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の錠剤印刷装置であって、前記インクジェットヘッドよりも搬送方向の下流側に配置された定着部をさらに有し、前記定着部は、錠剤の表面の印刷領域の少なくとも一部を含む照射領域に向けて、赤外線を、連続照射、フラッシュ照射、およびレーザ照射のいずれか１つ以上の方法で照射する。

本願の第８発明は、錠剤を搬送しつつ錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷方法であって、
ａ）錠剤の表面に向けて、紫外線を照射することによって錠剤の表面を粗面化する、または赤外線を照射することによって錠剤の表面を食刻する工程と、ｂ）前記工程ａ）の後で、錠剤の表面に向けてインクを吐出し、錠剤の表面のうち、粗面化または食刻された箇所に前記インクを位置させる工程と、を有する。

本願の第９発明は、第８発明の錠剤印刷方法であって、前記工程ａ）では、印刷画像を形成すべき目標領域より広い領域に、紫外線および赤外線の少なくとも一方を照射する。

本願の第１０発明は、第８発明または第９発明のいずれか１発明の錠剤印刷方法であって、前記工程ａ）では、紫外線および赤外線の少なくとも一方のレーザ光を照射する。

本願の第１１発明は、第８発明から第１０発明までのいずれか１発明の錠剤印刷方法であって、前記工程ｂ）の後に、錠剤の表面の印刷領域の少なくとも一部を含む照射領域に向けて、赤外線を、連続照射、フラッシュ照射、およびレーザ照射のいずれか１つ以上の方法で照射する工程をさらに有する。

本願の第１発明〜第１１発明によれば、紫外線および赤外線の少なくとも一方により、錠剤の表面形状を変化させる。そして、当該錠剤の表面に向けてインクを吐出する。これにより、錠剤に対するインクの密着性も向上させることができる。したがって、印刷品質の低下を抑制できる。

特に、本願の第２発明および第９発明によれば、インクの吐出位置の位置合わせ精度が多少低くても、明瞭な印刷を実現できる。

特に、本願の第３発明によれば、光の照射パターンを容易に制御できる。

特に、本願の第４発明によれば、錠剤から発生する微粉が、光学系に付着することを防止できる。

特に、本願の第５発明によれば、錠剤から発生する微粉が、窓部に付着することを防止できる。

特に、本願の第７発明および第１１発明によれば、錠剤への印刷後、赤外線照射により、インク表面の乾燥を強固にすることで、錠剤が保持部から離れ、混合されたときの印刷部分のインク表面の損傷を減少させることが可能になる。

第１実施形態に係る錠剤印刷装置の構成を示した図である。 第１実施形態における露光部の構成を示した図である。 第１実施形態における制御系の構成を示したブロック図である。 第１実施形態におけるレーザ光の照射パターンの例を示した図である。 第１実施形態におけるインクの吐出範囲の例を示した図である。 第１実施形態における錠剤の断面形状の変化を示した図である。 第２実施形態における錠剤の断面形状の変化を示した図である。 第３実施形態に係る錠剤印刷装置の構成を示した図である。 第３実施形態におけるレーザ光の照射パターンの例を示した図である。 第３実施形態における錠剤の断面形状の変化を示した図である。 第４実施形態におけるレーザ光の照射パターンの例を示した図である。 第４実施形態における錠剤の断面形状の変化を示した図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、複数の錠剤が搬送される方向を「搬送方向」と称し、搬送方向に対して垂直かつ水平な方向を「幅方向」と称する。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．錠剤印刷装置の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る錠剤印刷装置１の構成を示した図である。この錠剤印刷装置１は、医薬品である複数の錠剤９を搬送しながら、各錠剤９の表面に、製品名、製品コード、会社名、ロゴマーク等の画像を印刷する装置である。図１に示すように、本実施形態の錠剤印刷装置１は、搬送機構１０、露光・印刷部２０、および制御部７０を備えている。

搬送機構１０は、複数の錠剤９を保持しつつ搬送する機構である。搬送機構１０は、環状の平ベルトである搬送ベルト１１を有する。搬送ベルト１１は、図示を省略した一対のプーリの間に掛け渡されている。また、搬送ベルト１１には、複数の吸着孔１２が設けられている。複数の吸着孔１２は、搬送ベルト１１の表面に、規則的に配列されている。また、搬送ベルト１１の内部には、図示を省略した吸引機構が設けられている。吸引機構は、複数の吸着孔１２のそれぞれに、大気圧よりも低い負圧を発生させる。当該負圧によって、錠剤９は、吸着孔１２に１つずつ吸着保持される。モータの動力によりプーリを回転させると、一対のプーリの間で搬送ベルト１１が回動する。これにより、搬送ベルト１１に保持された複数の錠剤９が、図１中の白抜き矢印の方向へ搬送される。

露光・印刷部２０は、搬送機構１０により搬送される複数の錠剤９の向き（吸着孔１２の中心を通る鉛直軸に対する回転方向の向き）を判断し、その判断結果に基づいて、錠剤９の表面に指定された画像を印刷する部位である。図１に示すように、本実施形態の露光・印刷部２０は、画像取得部３０、露光部４０、インクジェットヘッド５０、および定着部６０を有する。

画像取得部３０は、搬送ベルト１１に吸着保持された印刷前の複数の錠剤９の画像を取得する。画像取得部３０には、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を有するカメラが用いられる。画像取得部３０は、搬送ベルト１１の上方から搬送ベルト１１の上面を撮影し、得られた画像データを制御部７０へ送信する。制御部７０は、受信した画像データに基づいて、搬送ベルト１１の複数の吸着孔１２に、それぞれ錠剤９が保持されているか否かを検知する。また、制御部７０は、受信した画像データに基づいて、各吸着孔１２に保持された錠剤９の向きおよび位置を検知する。制御部７０は、検知された情報に基づいて、露光に用いる露光データや、インクジェット印刷に用いる印刷データ選択するとともに、露光位置および印刷位置の計算を行う。

露光部４０は、搬送機構１０により搬送される錠剤９の表面に向けて、レーザ光を照射する部位である。制御部７０は、搬送される各錠剤９の向きに応じて、露光部４０に光照射の指示を与える。露光部４０は、制御部４０からの指示に従って、錠剤９の表面にレーザ光を照射する。図２は、露光部４０の構成を示した図である。図２に示すように、本実施形態の露光部４０は、レーザ発振器４１、空間変調素子４２、集光レンズ４３、ハウジング４４、および送風機構４５を有する。

レーザ発振器４１は、レーザ光を出射する光源である。本実施形態のレーザ発振器４１は、紫外線のレーザ光を出射する。レーザ光の波長は、例えば４００ｎｍ以下とされる。レーザ発振器４１から出射されたレーザ光は、空間変調素子４２と集光レンズ４３とで構成される光学系４６により、錠剤９へ導かれる。

空間変調素子４２は、レーザ発振器４１から出射されたレーザ光を、任意の形状に成形しつつ反射させるための手段である。空間変調素子４２は、基板上に配列された複数の微細なミラーを有する。空間変調素子４２は、制御部７０からの電気信号に基づいて、各ミラーを細かく変位させる。これにより、錠剤９へ向かうレーザ光の照射パターンを、印刷すべき画像に応じた形状に成形する。空間変調素子４２には、例えば、レーザ光の回折を利用したＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・バルブ）（登録商標）や、反射を利用したＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device：デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることができる。また、通電により屈折率が変化することを利用した結晶光学素子、や、複数の回転ミラーの組み合わせで照射パターンを成形できるガルバノミラーを用いることもできる。空間変調素子４２において成形されたレーザ光は、集光レンズ４３により集光されて、錠剤９の表面に照射される。これにより、錠剤９の表面が露光される。

ハウジング４４は、光学系４６の少なくとも一部を収容する筐体である。ハウジング４４の底面には、光透過性の材料（例えば透明なガラス）からなる窓部４４１が設けられている。窓部４４１は、集光レンズ４３と搬送ベルト１１との間に位置する。集光レンズ４３を通過したレーザ光は、窓部４４１を通って、錠剤９の表面に照射される。光学系４６が配置される空間と、錠剤９の搬送機構１０が配置される空間とは、窓部４４１によって互いに隔離されている。このように、光学系４６と搬送ベルト１１との間に窓部４４１を介在させることで、錠剤９から発生する微粉が、光学系４６に付着することを防止できる。

錠剤９の製造工程では、製造する錠剤９の種類が変わるごとに、前回製造した錠剤成分が製造装置内の各部に残る。このため、次の錠剤９への混入汚染を防ぐために、製造装置の清掃を、非常に多くの手間および時間をかけて行う。本実施形態のように、窓部４４１を設けることで、精密な光学系４６への薬品成分の付着を防止でき、さらに、光学系４６からの錠剤９への異物混入を防ぐことができる。したがって、この部分の清掃の手間を軽減することができる。これにより、製造工程の省力化に貢献できる。また、窓部４４１を介して、光学系４６が配置される空間の内圧を、錠剤９の搬送機構１０が配置される空間の圧力よりも高くすることができる。そうすれば、窓部４４１の隙間から光学系４６への錠剤粉末混入リスクを、さらに低減できる。もちろん、窓部４４１は、シール材を用いて隙間の無い構造とすることが望ましい。

送風機構４５は、窓部４４１の下面を清浄に保つための機構である。図２に示すように、送風機構４５は、ハウジング４４の下面に固定された気体吐出ノズル４５１を有する。気体吐出ノズル４５１は、配管４５２を介してエア供給源４５３に接続されている。また、配管４５２の経路上には、開閉弁４５４が設けられている。開閉弁４５４を開放すると、エア供給源４５３から配管４５２を通って気体吐出ノズル４５１へ、クリーンドライエアが供給される。そして、気体吐出ノズル４５１から窓部４４１の下面（搬送機構１０側の面）に向けて、クリーンドライエアが吹き付けられる。吹き付けられたクリーンドライエアは、窓部４４１の下面に沿った空気層を形成する。これにより、錠剤９から発生する微粉が、窓部４４１の下面に付着することが防止される。

なお、クリーンドライエアの制御は、制御部７０によって行う。送風機構４５から吐出される気体には、クリーンドライエアだけでなく、錠剤９の製造に影響しない他の気体（例えば窒素など）を用いてもよい。また、送風機構４５は、常時一定量の気体を吐出してもよいが、錠剤９の製造プロセスによっては、一定時間ごとに吐出量を変えたり、気体の吐出を一次的に停止したりしてもよい。また、装置清掃時の手間を削減するため、錠剤９が搬送される空間と、開閉弁４５４や制御部７０が配置される空間との間に隔離壁を配置して、両空間を互いに隔離した構造にすることが好ましい。そうすれば、開閉弁４５４や制御部７０への錠剤粉末の飛散を防止できる。

図１に戻る。インクジェットヘッド５０は、露光後の錠剤９の表面に向けて、インクの液滴を吐出する機構である。インクジェットヘッド５０は、インクの液滴を吐出する複数のノズルを有する。複数のノズルは、インクジェットヘッド５０の下面に、幅方向に沿って配列されている。後述する制御部７０は、各錠剤９の向きに応じて、錠剤９の表面の適切な位置に適切な向きで画像が記録されるように、インクジェットヘッド５０のノズルから、インクの液滴を吐出する。これにより、錠剤９の搬送を止めることなく、錠剤９の表面に画像が記録される。

なお、ノズルからのインクの吐出方式には、例えば、圧電素子であるピエゾ素子に電圧を与えて変形させることにより、ノズル内のインクを加圧して吐出させる、いわゆるピエゾ方式が用いられる。ただし、ヒータに通電してノズル内のインクを加熱膨張させることにより吐出する、いわゆるサーマル方式を用いてもよい。また、インクジェットヘッド５０から吐出されるインクには、食品衛生法で認可された原料により製造された可食性インクが使用される。

なお、露光・印刷部２０は、複数のインクジェットヘッド５０を有していてもよい。例えば、互いに異なる色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの各色）のインクを吐出する４つのインクジェットヘッド５０を、搬送方向に沿って配列してもよい。このようにすれば、これらの各色により形成される単色画像の重ね合わせによって、錠剤９の表面に、多色画像を記録することができる。したがって、製薬会社のロゴに使用される色を印刷可能となり、錠剤のブランド強化に貢献できる。

定着部６０は、インクジェットヘッド５０から吐出されたインクを、錠剤９に定着させる機構である。定着部６０は、インクジェットヘッド５０よりも搬送方向の下流側に配置されている。定着部６０には、例えば、搬送機構１０により搬送される錠剤９へ向けて、ヒータによる赤外線照射を行う機構や、熱風を吹き付ける機構が用いられる。錠剤９の表面に付着したインクは、赤外線または熱風により乾燥して、錠剤９の表面に定着する。

赤外線は、連続照射、フラッシュ照射、およびレーザ照射のいずれか１つ以上の方法で照射すればよい。赤外線をフラッシュ照射するユニットを用いた場合、錠剤９の表面に近い層にのみ熱が供給される。このため、錠剤９の表面に付着したインクを乾燥させ、かつ、錠剤９の内部の加熱を抑えることができる。これにより、医薬成分への影響を減らすことが可能になる。また、印刷データを利用し、インクが吐出された領域にのみ赤外線をレーザ等で照射してもよい。このようにすれば、錠剤９に対して、熱照射面積を小さくすることができる。したがって、錠剤９の医薬成分や表面コーティングへの影響を、さらに減らすことが可能になる。錠剤９は、定着部６０を通過する工程では、搬送ベルト１１に保持されたままである。したがって、画像取得部３０から取得された回転方向の情報と、印刷情報とを利用することで、正確な印刷領域のみに対して、赤外線を照射することが可能になる。もちろん、赤外線は、印刷した領域の全てに対して照射してもよいし、印刷した領域の一部（例えば文字や記号の輪郭部のみなど）に対して照射してもよい。錠剤９への赤外線の照射量を減らすことで、熱による錠剤成分の変質リスクを下げることが可能になる。

制御部７０は、錠剤印刷装置１内の各部を動作制御するための手段である。図３は、制御部７０と、錠剤印刷装置１内の各部との接続を示したブロック図である。図３中に概念的に示したように、制御部７０は、ＣＰＵ等の演算処理部７１、ＲＡＭ等のメモリ７２、およびハードディスクドライブ等の記憶部７３を有するコンピュータにより構成される。記憶部７３内には、印刷処理を実行するためのコンピュータプログラムＰが、インストールされている。

また、図３に示すように、制御部７０は、上述した搬送機構１０、画像取得部３０、露光部４０（レーザ発振器４１、空間変調素子４２、および送風機構４５を含む）、インクジェットヘッド５０、および定着部６０と、それぞれ通信可能に接続されている。制御部７０は、記憶部７３に記憶されたコンピュータプログラムＰやデータをメモリ７２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰに基づいて、演算処理部７１が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、複数の錠剤９に対する印刷処理が進行する。

＜１−２．露光およびインク吐出の処理について＞
上述の通り、この錠剤印刷装置１は、搬送機構１０により搬送される複数の錠剤９に対して、撮影、露光、インクの吐出、定着の各処理を順次に実行する。以下では、これらの処理のうち、特に露光およびインク吐出の処理について、より詳細に説明する。

図４は、露光部４０が錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８１を示した図である。この錠剤印刷装置１は、入力される画像データに応じて、錠剤９の表面に種々の文字や図形を印刷可能であるが、本実施形態では、一例として、錠剤９の表面に、アルファベットの「Ｆ」字状の画像を印刷するものとする。錠剤９の表面に照射されるレーザ光のパターン８１は、錠剤９の表面に形成すべき印刷画像と、略同形状で同じ大きさのパターンとされる。

図５は、インクジェットヘッド５０が錠剤９の表面に対してインクを吐出する範囲８２を示した図である。図５のように、錠剤９の表面に対してインクを吐出する範囲８２は、錠剤９の表面に照射されたレーザ光のパターン８１と重なる領域で、かつ、レーザ光のパターン８１よりもやや小さい（細らせた）領域とされる。このように、この錠剤印刷装置１では、露光部４０によりレーザ光を照射した後、レーザ光により形成されるパターン８１の輪郭の内側に、インクジェットヘッド５０がインクを吐出する。

図６は、錠剤９の表面における断面形状の変化を示した図である。露光部４０の下方に錠剤９が搬送されると、露光部４０は、錠剤９の表面に、図４に示すパターン８１のレーザ光を照射する。これにより、錠剤９の表面のうち、印刷画像を形成すべき目標領域Ａの全体に、レーザ光が照射される。ここで、本実施形態のレーザ光は、強度が最も強い中心波長が４００ｎｍ以下の紫外線である（レーザ光は、中心波長を中心に波長が短い光の成分と波長が長い光の成分とを含む）。このため、図６中の上段の図のように、錠剤９の目標領域Ａは、レーザ光を受けることにより有機物が分解され、親水化および粗面化される。すなわち、目標領域Ａの表面形状に、微細な凹凸が形成される。その結果、錠剤９の表面のうち、目標領域Ａの表面粗さが、他の領域の表面粗さよりも大きく（粗く）なる。また、親水化により、水性インクが、より錠剤９の表面に密着しやすい状態になる。

錠剤９が露光部４０の下方を通過して、インクジェットヘッド５０の下方位置に到達すると、インクジェットヘッド５０は、錠剤９の表面に向けて、インクを吐出する。このとき、インクジェットヘッド５０は、図５のように、レーザ光のパターン８１よりもやや小さい範囲８２に、インクを吐出する。したがって、図６中の中段の図のように、錠剤９の表面のうち、インクＩが最初に付着する領域は、目標領域Ａの輪郭部よりもやや小さい領域となる。

粗面化された目標領域Ａは、他の領域よりも、インクＩの接触角が小さくなる。したがって、目標領域Ａ内に吐出されたインクＩは、図６中の下段の図のように、吐出された位置から周囲に拡がる。ただし、目標領域Ａの外側の粗面化されていない領域は、インクＩの接触角が大きいため、インクＩは、目標領域Ａの外側までは拡がりにくい。したがって、インクＩの拡がりは、目標領域Ａと外側の領域との境界において停止する。その結果、錠剤９の表面に、輪郭が明瞭な印刷画像を形成することができる。

＜２．第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態について、説明する。

上記の第１実施形態では、レーザ発振器４１から紫外線のレーザ光を出射していたのに対し、第２実施形態では、レーザ発振器４１から赤外線のレーザ光を出射する。レーザ光の中心波長は、例えば、７００ｎｍ以上とされる。錠剤印刷装置１の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。第２実施形態においても、錠剤印刷装置１は、搬送機構１０により搬送される複数の錠剤９に対して、撮影、露光、インクの吐出、定着の各処理を順次に実行する。

本実施形態において、露光部４０が錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８１は、図４と同様とする。すなわち、錠剤９の表面に照射されるレーザ光のパターン８１は、錠剤９の表面に形成すべき印刷画像と、略同形状で同じ大きさのパターンとされる。また、インクジェットヘッド５０が錠剤９の表面に対してインクを吐出する範囲８２は、図５と同様とする。すなわち、錠剤９の表面に対してインクを吐出する範囲８２は、錠剤９の表面に照射されたレーザ光のパターン８１と重なる領域で、かつ、レーザ光のパターン８１よりもやや小さい（細らせた）領域とされる。

図７は、第２実施形態における錠剤９の表面付近の断面形状の変化を示した図である。露光部４０の下方に錠剤９が搬送されると、露光部４０は、錠剤９の表面に、図４に示すパターン８１のレーザ光を照射する。これにより、錠剤９の表面のうち、印刷画像を形成すべき目標領域Ａの全体に、レーザ光が照射される。ここで、本実施形態のレーザ光は、中心波長が７００ｎｍ以上の赤外線である。このため、図７中の上段の図のように、錠剤９の目標領域Ａは、レーザ光を受けることにより凹状に食刻される。すなわち、目標領域Ａの表面形状が、全体的に掘り下げられる。その結果、目標領域Ａの全体に、凹部が形成される。

錠剤９が露光部４０の下方を通過して、インクジェットヘッド５０の下方位置に到達すると、インクジェットヘッド５０は、錠剤９の表面に向けて、インクを吐出する。このとき、インクジェットヘッド５０は、図５のように、レーザ光のパターン８１よりもやや小さい範囲８２に、インクを吐出する。したがって、図６中の中段の図のように、錠剤９の表面のうち、インクＩが最初に付着する領域は、目標領域Ａの輪郭部よりもやや小さい領域となる。

目標領域Ａ内に吐出されたインクＩは、図７中の下段の図のように、吐出された位置から周囲に拡がる。ただし、本実施形態では、露光後の目標領域Ａは、他の領域よりも凹んでいる。このため、インクＩは、目標領域Ａ内においては拡がりやすいが、目標領域Ａの外側までは拡がりにくい。したがって、インクＩの拡がりは、目標領域Ａと外側の領域との境界において停止する。その結果、錠剤９の表面に、輪郭が明瞭な印刷画像を形成することができる。また、食刻部にインクが充填されることで、錠剤９へのインクの密着性が向上し、また、インク層の厚さが厚くなることで、インク層の剥がれやこすれによる劣化に対して強くなる。

＜３．第３実施形態＞
続いて、本発明の第３実施形態について、説明する。

図８は、第３実施形態に係る錠剤印刷装置１の構成を示した図である。本実施形態の錠剤印刷装置１は、第１露光部４０ａと、第１露光部４０ａよりも搬送方向の下流側に位置する第２露光部４０ｂと、を有する。第１露光部４０ａおよび第２露光部４０ｂは、いずれも、上述した第１実施形態の露光部４０と、同等の構成を有する。ただし、上記の第１実施形態では、レーザ発振器４１から紫外線のレーザ光を出射していたのに対し、本実施形態の第１露光部４０ａおよび第２露光部４０ｂは、いずれも、レーザ発振器４１から赤外線のレーザ光を出射する。レーザ光の中心波長は、例えば、７００ｎｍ以上とされる。

錠剤印刷装置１の露光部以外の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。第３実施形態においても、錠剤印刷装置１は、搬送機構１０により搬送される複数の錠剤９に対して、撮影、露光、インクの吐出、定着の各処理を順次に実行する。

第１露光部４０ａが錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８１は、図４と同様とする。すなわち、第１露光部４０ａが錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８１は、錠剤９の表面に形成すべき印刷画像と、略同形状で同じ大きさのパターンとされる。図９は、第２露光部４０ｂが錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８３を示した図である。図９のように、第２露光部４０ｂが錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８３は、錠剤９の表面に形成すべき印刷画像と重なり、かつ、錠剤９の表面に形成すべき印刷画像の輪郭に沿った環状のパターンとされる。

また、インクジェットヘッド５０が錠剤９の表面に対してインクを吐出する範囲８２は、図５と同様とする。すなわち、錠剤９の表面に対してインクを吐出する範囲８２は、第２露光部４０ｂのレーザ光の照射範囲である環状のパターン８３の内側の領域とされる。

図１０は、第３実施形態における錠剤９の表面付近の断面形状の変化を示した図である。第１露光部４０ａの下方に錠剤９が搬送されると、第１露光部４０ａは、錠剤９の表面に、図４に示すパターン８１のレーザ光を照射する。これにより、錠剤９の表面のうち、印刷画像を形成すべき目標領域Ａの全体に、レーザ光が照射される。ここで、本実施形態のレーザ光は、中心波長が７００ｎｍ以上の赤外線である。このため、図１０中の最上段の図のように、錠剤９の目標領域Ａは、レーザ光を受けることにより凹状に食刻される。すなわち、目標領域Ａの表面形状が、全体的に掘り下げられる。その結果、目標領域Ａの全体に、凹部が形成される。

錠剤９が第１露光部４０ａの下方を通過して、第２露光部４０ｂの下方位置に到達すると、第２露光部４０ｂは、錠剤９の表面に、図９に示すパターン８３のレーザ光を照射する。これにより、錠剤９の表面のうち、目標領域Ａの輪郭部Ａ１のみに、レーザ光が追加的に照射される。したがって、輪郭部Ａ１に対する赤外線の単位面積あたりの照射量は、輪郭部Ａ１に囲まれた内側部Ａ２に対する赤外線の単位面積あたりの照射量よりも多くなる。その結果、図１０の上から２段目の図のように、内側部Ａ２よりも輪郭部Ａ１が、深く食刻される。

錠剤９が第２露光部４０ｂの下方を通過して、インクジェットヘッド５０の下方位置に到達すると、インクジェットヘッド５０は、錠剤９の表面に向けて、インクを吐出する。このとき、インクジェットヘッド５０は、図５のように、第２露光部４０ｂによるレーザ光の照射範囲の内側に、インクを吐出する。したがって、図１０の上から３段目の図のように、目標領域Ａのうち、輪郭部Ａ１に囲まれた内側部Ａ２にインクＩが付着する。

内側部に吐出されたインクＩは、図１０の最下段の図のように、吐出された位置から周囲に拡がる。ただし、本実施形態では、露光後の目標領域Ａは、他の領域よりも凹んでいる。また、目標領域Ａの輪郭部Ａ１は、内側部Ａ２よりもさらに凹んでいる。したがって、インクＩは、内側部Ａ２から輪郭部Ａ１へは容易に拡がるが、輪郭部Ａ１の外側までは拡がりにくい。したがって、インクＩの拡がりは、目標領域Ａと外側の領域との境界において停止する。その結果、錠剤９の表面に、輪郭が明瞭な印刷画像を形成することができる。

なお、本実施形態では、第１露光部４０ａが輪郭部Ａ１および内側部Ａ２の双方を露光した後で、第２露光部４０ｂが輪郭部Ａ１のみを露光したが、この露光の順序は逆であってもよい。すなわち、輪郭部Ａ１のみを露光した後で、輪郭部Ａ１および内側部Ａ２の双方を露光するようにしてもよい。

また、複数の露光部４０ａ，４０ｂを用いることなく、単一の露光部で、輪郭部Ａ１へのレーザ光の単位面積あたりの照射量が、内側部Ａ２へのレーザ光の単位面積あたりの照射量よりも多くなるように制御してもよい。具体的には、例えば、空間変調素子４２に、微細なミラーが２次元に配列されたＤＭＤ等の素子を用いて、搬送方向に配列される複数のミラー列を、目標領域Ａ全体にレーザ光を照射するミラー列と、輪郭部Ａ１のみにレーザ光を照射するミラー列と、に分けて制御すればよい。

＜４．第４実施形態＞
続いて、本発明の第４実施形態について、説明する。

第４実施形態の錠剤印刷装置１は、図８に示した第３実施形態の錠剤印刷装置１と同等の構成を有する。すなわち、第４実施形態の錠剤印刷装置１は、第１露光部４０ａと、第１露光部４０ａよりも搬送方向の下流側に位置する第２露光部４０ｂと、を有する。第１露光部４０ａおよび第２露光部４０ｂは、いずれも、レーザ発振器４１から赤外線のレーザ光を出射する。レーザ光の中心波長は、例えば、７００ｎｍ以上とされる。

錠剤印刷装置１の露光部以外の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。第４実施形態においても、錠剤印刷装置１は、搬送機構１０により搬送される複数の錠剤９に対して、撮影、露光、インクの吐出、定着の各処理を順次に実行する。

本実施形態において、第１露光部４０ａが錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８１は、図４と同様とする。すなわち、第１露光部４０ａが錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８１は、錠剤９の表面に形成すべき印刷画像と、略同形状で同じ大きさのパターンとされる。図１１は、第２露光部４０ｂが錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８４を示した図である。図１１に示すように、第２露光部４０ｂが錠剤９の表面に照射するレーザ光のパターン８４は、錠剤９の表面に形成すべき印刷画像と重なり、かつ、錠剤９の表面に形成すべき印刷画像の輪郭に沿った環状のパターン８４１と、当該環状のパターン８４１の内側で、規則的に配列された複数の孤立パターン８４２と、を含んでいる。

また、インクジェットヘッド５０が錠剤９の表面に対してインクを吐出する範囲８２は、図５と同様とする。すなわち、錠剤９の表面に対してインクを吐出する範囲８２は、上述した複数の孤立パターン８４２と重なり、かつ、上述した環状のパターン８４１の内側の領域とされる。

図１２は、第４実施形態における錠剤９の表面付近の断面形状の変化を示した図である。第１露光部４０ａの下方に錠剤９が搬送されると、第１露光部４０ａは、錠剤９の表面に、図４に示すパターン８１のレーザ光を照射する。これにより、錠剤９の表面のうち、印刷画像を形成すべき目標領域Ａの全体に、レーザ光が照射される。ここで、本実施形態のレーザ光は、中心波長が７００ｎｍ以上の赤外線である。このため、図１２中の最上段の図のように、錠剤９の目標領域Ａは、レーザ光を受けることにより凹状に食刻される。すなわち、目標領域Ａの表面形状が、全体的に掘り下げられる。その結果、目標領域Ａの全体に、凹部が形成される。

錠剤９が第１露光部４０ａの下方を通過して、第２露光部４０ｂの下方位置に到達すると、第２露光部４０ｂは、錠剤９の表面に、図１１に示すパターン８４のレーザ光を照射する。これにより、錠剤９の表面のうち、目標領域Ａの輪郭部Ａ１と、輪郭部Ａ１の内側に位置する複数の孤立部Ａ３とに、ともにレーザ光が追加的に照射される。したがって、目標領域Ａのうち、輪郭部Ａ１および複数の孤立部Ａ３に対する赤外線の単位面積あたりの照射量は、目標領域Ａの他の部分に対する赤外線の単位時間あたりの照射量よりも多くなる。その結果、図１２の上から２段目の図のように、輪郭部Ａ１および複数の孤立部Ａ３が、目標領域Ａの他の部分よりも、深く食刻される。

錠剤９が第２露光部４０ｂの下方を通過して、インクジェットヘッド５０の下方位置に到達すると、インクジェットヘッド５０は、錠剤９の表面に向けて、インクを吐出する。これにより、図１２の上から３段目の図のように、目標領域Ａのうち、輪郭部Ａ１に囲まれた内側部にインクが付着する。

内側部Ａ２に吐出されたインクは、図１２の最下段の図のように、吐出された位置から周囲に拡がる。ただし、本実施形態では、露光後の目標領域Ａは、他の領域よりも凹んでいる。このため、インクは、輪郭部Ａ１の外側までは拡がりにくい。したがって、インクの拡がりは、目標領域Ａと外側の領域との境界において停止する。その結果、錠剤９の表面に、輪郭が明瞭な印刷画像を形成することができる。

また、本実施形態では、輪郭部Ａ１の内側において、複数の孤立部Ａ３（第１領域）と、孤立部Ａ３よりも食刻の浅い部分（第２領域）とが、交互に配列される。これにより、インクの流動がより抑制される。したがって、目標領域Ａの外側へインクが拡がることが、より抑制される。特に、錠剤９の目標領域Ａが、水平面に対して傾斜した面である場合には、重力によるインクの流動を抑える必要がある。そのような場合に、本実施形態は特に有用である。

なお、本実施形態では、第１露光部４０ａが目標領域Ａの全体を露光した後で、第２露光部４０ｂが輪郭部Ａ１および複数の孤立部Ａ３を露光したが、この露光の順序は逆であってもよい。すなわち、輪郭部Ａ１および複数の孤立部Ａ３を露光した後で、目標領域Ａの全体を露光するようにしてもよい。

また、複数の露光部４０ａ，４０ｂを用いることなく、単一の露光部で、輪郭部Ａ１および複数の孤立部Ａ３へのレーザ光の単位面積あたりの照射量が、他の部分へのレーザ光の単位面積あたりの照射量よりも多くなるように制御してもよい。具体的には、例えば、空間変調素子４２に、微細なミラーが２次元に配列されたＤＭＤ等の素子を用いて、搬送方向に配列される複数のミラー列を、目標領域Ａ全体にレーザ光を照射するミラー列と、輪郭部Ａ１および複数の孤立部Ａ３のみにレーザ光を照射するミラー列と、に分けて制御すればよい。

また、上述した第２領域には、赤外線を照射しないようにしてもよい。その場合、第１露光部４０ａを省略して、第２露光部４０ａによる輪郭部Ａ１および複数の孤立部Ａ３の露光のみを行えばよい。

＜５．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の各実施形態では、露光部４０から、紫外線および赤外線のいずれか一方を照射していたが、紫外線のレーザ光と、赤外線のレーザ光とを併用してもよい。例えば、図８の構成において、第１露光部４０ａから赤外線のレーザ光を照射し、第２露光部４０ｂから紫外線のレーザ光を照射するようにしてもよい。そのようにすれば、食刻によりインクを拡がりを防止する効果と、粗面化により生じるインクの接触角の差を利用してインクの拡がりを防止する効果と、インクの密着性を向上させる効果と、を得ることができる。したがって、インクジェットヘッド５０から吐出されたインクが、目標領域Ａの外側へ拡がることを、より抑制できる。

また、上記の実施形態では、レーザ光を所望のパターンに成形するために、反射式の空間変調素子４２を用いていたが、空間変調素子４２に代えて、透過式の結晶光学素子を用いてもよい。透過式の結晶光学素子は、一般的に耐久性が高いため、結晶光学素子を使用することでより強度の高いレーザ光を使用したり、レーザ光を長時間照射したりすることが可能になる。その結果、錠剤製造工程で露光部４０の光学素子の不具合による装置停止などのリスクを低減することが可能になる。露光部４０は、光源から出射された紫外線または赤外線を、指定されたパターンに成形しつつ、錠剤９に照射できるものであればよい。

また、上記の実施形態では、露光部４０が、錠剤９の表面にレーザ光を照射していたが、錠剤９に照射される光は、必ずしもレーザ光でなくてもよい。露光部４０の光源は、紫外線または赤外線を照射可能な光源であればよい。

また、上記の実施形態では、レーザ光の照射パターンは、印刷領域と同じか狭い領域としたが、もちろん、露光部４０は、印刷領域より広い領域にレーザ光を照射してもよい。紫外線照射のように、錠剤９の表面を改質させることによりインクジェット印刷の性能を改善する場合、従来水性インクでは錠剤表面で撥水し、印刷できなかった場合でも、印刷性能を改善できる。印刷領域より広い領域にレーザ照射を行うことで、レーザ露光位置とインクジェット印刷位置の位置合わせ精度が多少低くても、明瞭な印刷を実現できる。したがって、より高速に錠剤９を搬送し、かつ、搬送１１ベルトの位置精度ばらつきを吸収できる。その結果、精度を多少犠牲にした搬送系を採用でき、装置コストの低減にも貢献できる。

また、錠剤印刷装置１の細部の構成については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 錠剤印刷装置
９ 錠剤
１０ 搬送機構
１１ 搬送ベルト
１２ 吸着孔
２０ 露光・印刷部
３０ 画像取得部
４０ 露光部
４０ａ 第１露光部
４０ｂ 第２露光部
４１ レーザ発振器
４２ 空間変調素子
４３ 集光レンズ
４４ ハウジング
４５ 送風機構
４６ 光学系
５０ インクジェットヘッド
６０ 定着部
７０ 制御部
４４１ 窓部
Ａ 目標領域
Ａ１ 輪郭部
Ａ２ 内側部
Ａ３ 孤立部

Claims (11)

1. 錠剤を保持しつつ搬送する搬送機構を備え、錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷装置であって、
   前記搬送機構により搬送される錠剤の表面に向けて、紫外線を照射することによって錠剤の表面を粗面化する、または赤外線を照射することによって錠剤の表面を食刻する露光部と、
   前記露光部を通過した錠剤の表面に向けてインクを吐出し、錠剤の表面のうち、粗面化または食刻された箇所に前記インクを位置させるインクジェットヘッドと、
   を備える錠剤印刷装置。
2. 請求項１に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記露光部は、印刷画像を形成すべき目標領域より広い領域に、紫外線および赤外線の少なくとも一方を照射する錠剤印刷装置。
3. 請求項１に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記露光部は、空間変調素子または結晶光学素子を介して、錠剤の表面に紫外線および赤外線の少なくとも一方を照射する錠剤印刷装置。
4. 請求項１に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記露光部は、
   紫外線および赤外線の少なくとも一方を出射する光源と、
   前記光源から出射された光を錠剤へ導く光学系と、
   前記光学系の少なくとも一部を収容し、前記光学系と前記搬送機構との間に位置する光透過性の窓部をもつハウジングと、
   を有する錠剤印刷装置。
5. 請求項４に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記露光部は、
   前記窓部の前記搬送機構側の面に気体を吹き付ける送風機構
   をさらに有する錠剤印刷装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記露光部は、紫外線および赤外線の少なくとも一方のレーザ光を照射する錠剤印刷装置。
7. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記インクジェットヘッドよりも搬送方向の下流側に配置された定着部
   をさらに有し、
   前記定着部は、錠剤の表面の印刷領域の少なくとも一部を含む照射領域に向けて、赤外線を、連続照射、フラッシュ照射、およびレーザ照射のいずれか１つ以上の方法で照射する錠剤印刷装置。
8. 錠剤を搬送しつつ錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷方法であって、
   ａ）錠剤の表面に向けて、紫外線を照射することによって錠剤の表面を粗面化する、または赤外線を照射することによって錠剤の表面を食刻する工程と、
   ｂ）前記工程ａ）の後で、錠剤の表面に向けてインクを吐出し、錠剤の表面のうち、粗面化または食刻された箇所に前記インクを位置させる工程と、
   を有する錠剤印刷方法。
9. 請求項８に記載の錠剤印刷方法であって、
   前記工程ａ）では、印刷画像を形成すべき目標領域より広い領域に、紫外線および赤外線の少なくとも一方を照射することを特徴とする錠剤印刷方法。
10. 請求項８または請求項９のいずれか１項に記載の錠剤印刷方法であって、
    前記工程ａ）では、紫外線および赤外線の少なくとも一方のレーザ光を照射する錠剤印刷方法。
11. 請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の錠剤印刷方法であって、
    前記工程ｂ）の後に、錠剤の表面の印刷領域の少なくとも一部を含む照射領域に向けて、赤外線を、連続照射、フラッシュ照射、およびレーザ照射のいずれか１つ以上の方法で照射する工程をさらに有する錠剤印刷方法。
    

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