JP7640397B2 - 物品検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品検査装置に関する。

特許文献１には、錠剤に光源から光を照射し、錠剤から出た透過光の分光特性に従って錠剤の良否を検査する錠剤検査装置が記載されている。

特開２０２０－６０５３６号公報

このように、物品の透過光や反射光の分光特性により物品の検査を行なう場合、例えば、ＮＩＲ（Near-InfraRed）の分析においては、分光情報から、吸光度計算や平滑化処理、微分処理などのスペクトルの変換処理を行ない、特定のピークの大小や、機械学習などにより、検量線を作り出す計算処理を行なった結果などを利用して、正常品か不良品かの判断を行なう。

しかしながら、特定のピークが異常を検出するために最適なピークであるか分からなかったり、異物が混入した場合に、そのピークでは不良品であることを検出できなかったりする可能性もある。

検量線を使った処理においても、特定の物を検出するのに特化することはできるが、それ以外については、検出能力を保証できないという問題がある。

そこで、本発明は、不特定の異物が混入した際に、スペクトルの変化を敏感かつ安定して検出し、不良品とすることができる物品検査装置を提供することを目的としている。

本発明の物品検査装置は、検査用の物品を物品検査位置に搬送する搬送部と、前記物品検査位置に搬送された前記物品に光を照射する光照射部と、前記物品を透過した光を検出する光検出部とを有し、前記光検出部が検出した光の分光特性に基づいて前記物品の品質として異物の混入を検査する物品検査部と、を備える物品検査装置であって、前記物品検査部は、前記光検出部が前記物品について検出した光の分光特性のスペクトルの測定範囲の波長毎の測定値を、正常であることが分かっている正常品を測定して得た前記測定範囲の波長毎の測定値の統計値である平均値及び標準偏差を算出し、該物品の前記測定範囲の波長毎の各測定値から該平均値を減算して求めた差を該標準偏差で除算して該測定値を標準化し、該測定値を標準化した値に対し、前記測定範囲を波長方向に分割した範囲毎に設定した閾値を超えているか否かに基づいて、前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断を行なうものである。

この構成により、正常であることが分かっている正常品を測定して得た測定範囲の波長毎の測定値の統計値である平均値及び標準偏差が算出され、測定されたスペクトルの測定範囲の波長毎の測定値が、各測定値から平均値を減算して求めた差を標準偏差で除算して標準化され、標準化された値に対し、測定範囲を波長方向に分割した範囲毎に設定した閾値を超えているか否かに基づいて、異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断が行なわれる。このため、不特定の異物が混入した際に、スペクトルの変化を敏感かつ安定して検出し、不良品とすることができる。

また、本発明の物品検査装置において、前記物品検査部は、前記標準化した値に対する閾値として、前記標準化した値を正常であると判定する上限値である上限閾値と、前記標準化した値を正常であると判定する下限値である下限閾値とを設けるものである。

この構成により、上限閾値と下限閾値とにより物品が正常品か不良品かの判断が行なわれる。このため、容易に精度よく物品が正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、本発明の物品検査装置において、前記物品検査部は、前記標準化した値の絶対値に対する閾値に基づいて、前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断を行なうものである。

この構成により、標準化した値の絶対値に対する閾値に基づいて、物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断が行なわれる。このため、上限と下限の閾値を一つにまとめて、容易に物品が正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、本発明の物品検査装置において、前記物品検査部は、前記閾値を用いて前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断を行なわない波長の範囲を前記測定範囲に設けるものである。

この構成により、閾値により物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断を行なわない波長の範囲が測定範囲に設けられる。このため、物品が正常品か不良品かの判断に関係ない波長の範囲を、正常品か不良品かの判断を行なわない範囲とすることができ、判断に関係ない波長の範囲の値による影響を抑え、精度よく物品が正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、本発明の物品検査装置において、前記閾値は、前記物品のうち異物混入していないと判断された複数の正常品の測定値を前記標準化した値に基づいて設定されるものである。

この構成により、物品のうち異物混入していないと判断された複数の正常品の測定値を標準化した値に基づいて閾値が設定される。このため、正常品の特性を反映させて閾値を設定することができ、精度よく物品が正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、本発明の物品検査装置において、前記物品検査部は、前記正常品について前記光検出部が検出した光の分光特性のスペクトルに、スペクトルの変換処理を行なった結果の前記測定値を、該測定値の統計値である平均値及び標準偏差を算出し、該測定値から該平均値を減算して求めた差を該標準偏差で除算して該値を前記測定範囲の波長毎に標準化し、該標準化した値により前記閾値を決め、前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの前記判断を行なうものである。

この構成により、正常品について光検出部が検出した光の分光特性のスペクトルに、スペクトルの変換処理が行なわれた結果の測定値の統計値である平均値及び標準偏差が算出され、測定値から平均値を減算して求めた差を標準偏差で除算して測定値が測定範囲の波長毎に標準化され、標準化された値により閾値が決められ、物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断が行なわれる。このため、不特定の異物が混入した際に、スペクトルの変化を敏感かつ安定して検出し、不良品とすることができる。
また、本発明の物品検査装置において、前記物品は、直径に比して高さの小さい円柱状の成形品であり、前記搬送部により前記物品検査位置に単品搬送が可能な錠剤である。
この構成により、直径に比して高さの小さい円柱状の成形品であり、搬送部により物品検査位置に単品搬送が可能な錠剤に光が照射され、この成型品を透過した光の分光特性のスペクトルにより異物が混入しているか否かが判断される。このため、直径に比して高さの小さい円柱状の成形品であり、搬送部により物品検査位置に単品搬送が可能な錠剤の異物混入を精度良く検出することができる。
また、本発明の物品検査装置において、前記標準化した値を前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断に応じた色でグラフ表示する。
この構成により、標準化された値が、物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断に応じた色でグラフ表示される。このため、錠剤の異物混入を精度良く検出することができる。

本発明は、不特定の異物が混入した際に、スペクトルの変化を敏感かつ安定して検出し、不良品とすることができる物品検査装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る物品検査装置の概略平面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る物品検査装置の供給容器を図１のII－II方向で切った断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る物品検査装置の外側搬送部の溝部および収容部の一部分の拡大図である。 図４は、図３のIＶ－IＶ方向矢視断面図である。 図５は、図３のＶ－Ｖ方向断面を斜め上方から見た図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る物品検査装置の物品検査位置に設けられた物品検査部の概略構成図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る物品検査装置の分光特性のスペクトルの標準化の例を示す図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る物品検査装置の標準化後の値の閾値の例を示す図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る物品検査装置の標準化後の値の絶対値による閾値の例を示す図である。 図１０は、本発明の一実施形態に係る物品検査装置の標準化後の値の閾値を波長方向に分割した例を示す図である。 図１１は、本発明の一実施形態に係る物品検査装置の標準化後の値の閾値により正常品か不良品かの判断を行なわない波長の範囲を設ける例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る物品検査装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施形態に係る物品検査装置１は、検査対象の物品を整列して単品搬送させながら所定の物品検査位置で光を照射し、この光の照射に伴って物品を透過した光の分光特性に基づいて物品の品質を検査する。

検査対象である物品は、光の照射領域が検査対象の物品に光を照射する照射口の径に比較的近い小径の物品であり、非包装で単品搬送が可能な外径φ：数ｍｍ～数十ｍｍの物品、一口サイズの物品の他、既存の製造設備や検査機能を持たない製造設備で製造された所定形状の物品や成形品、特に搬送過程で形が変化しない物品を含む。

該当する物品としては、例えば錠剤、カプセル剤、トローチ剤、ドロップ剤などの製剤、飴、チョコレートなどがある。以下、検査対象の物品として、平面視で円形とされ、その直径に比して高さ（厚さ）の小さい側面視が略円柱状の錠剤Ｗを例にとって説明する。本実施形態の錠剤Ｗは、物品を構成する。

図１に示すように、物品検査装置１は、錠剤Ｗを円周状の搬送コースに沿って搬送する物品搬送装置２と、搬送コースの途中の物品検査位置Ｐ５で錠剤Ｗの検査を行なう物品検査部３とを備えている。

図２に示すように、供給容器１０は、上面が開放され、上面から下方に向かって断面積が漸次小さくなる円形形状に形成されている。供給容器１０は、上面の開口部１０ａに全周にわたって所定幅で設けられた水平な環状のフランジであり、錠剤Ｗの搬送経路となる外側搬送部１２と、一部分に貫通孔１３ｂを有し、外側搬送部１２よりも直径が小さい円形の底壁１３と、外側搬送部１２と底壁１３をつなぐ筒状の側壁１４とを備えている。

本実施形態の内側搬送部１１は、外側搬送部１２の径方向内方に設けられている。換言すれば、外側搬送部１２は、物品搬送装置２の上面視で内側搬送部１１の周囲を取り囲むように内側搬送部１１の径方向外方に設けられている。

供給容器１０は、図示しない本体フレームに回転自在に取付けられている。供給容器１０の回転軸は、底壁１３の中心を通り、底壁１３に垂直な線に一致する。供給容器１０の底壁１３の下面には、底壁１３に中心を一致させて環状の内歯ギア１０ｂが固定されている。

本体フレームには第１のモータ２１が取付けられており、第１のモータ２１の駆動軸２１ａに設けられたピニオン２２が内歯ギア１０ｂに噛み合っている。第１のモータ２１が駆動されると、供給容器１０（外側搬送部１２）は、その回転中心軸の周りを回転方向Ａ（図１参照）に向けて回転する。本実施形態においては、物品搬送装置２の平面視で供給容器１０の回転方向Ａは、反時計回転方向である。

図１、図２に示すように、内側搬送部１１は、供給容器１０の内部において傾斜して配置されている。内側搬送部１１の直径は、供給容器１０の底壁１３の直径よりも大きいので、内側搬送部１１を供給容器１０内に傾斜して収容できる。すなわち、供給容器１０は、上面が開放され、上面から底壁１３に向かって断面積が小さくなる円形形状に形成されているので、内側搬送部１１を供給容器１０に傾斜して収容できる。

図２に示すように、内側搬送部１１の傾斜方向の上端部１１ｂは、供給容器１０の側壁１４の上縁に対峙しており、内側搬送部１１の周方向について上端部１１ｂとは１８０°反対側に位置する傾斜方向の下端部１１ｃは、供給容器１０の側壁１４の下縁に対峙している。

すなわち、内側搬送部１１の傾斜方向の下端部１１ｃは、供給容器１０の側壁１４の下縁に対峙している部分が最も低く、内側搬送部１１の傾斜方向の上端部１１ｂは、供給容器１０の側壁１４の上縁に対峙している部分が最も高い。内側搬送部１１の下面の中央には駆動軸１１ａ（図２参照）が内側搬送部１１に対して垂直に固定されており、駆動軸１１ａは、傾斜した状態で供給容器１０の底壁１３の貫通孔１３ｂを挿通して第２のモータ２３（図２参照）に連結されている。

第２のモータ２３は、供給容器１０を支持する本体フレームに取付けられており、第２のモータ２３が駆動されると、供給容器１０の内部において内側搬送部１１は、駆動軸１１ａの周りを回転方向Ｂ（図１参照）に回転する。内側搬送部１１の回転方向Ｂと外側搬送部１２の回転方向Ａは同一方向である。

図１に示すように、物品搬送装置２は、物品供給部２４を備えており、物品供給部２４は、物品搬送装置２の上方に設置されている。物品供給部２４は、例えば、既存の製造設備や検査機能を持たない製造設備で製造された成形品の錠剤Ｗが投入されると、投入された錠剤Ｗを蓄積するとともに、蓄積された錠剤Ｗを排出口２４ａから物品投入位置Ｐ１に排出し、物品投入位置Ｐ１で内側搬送部１１に供給する。

物品供給部２４は、投入された錠剤Ｗを内側搬送部１１に搬送するもので、例えば、直進フィーダやコンベアなどから構成されている。

物品供給部２４は、内側搬送部１１と外側搬送部１２が錠剤Ｗを搬送する能力に合わせて錠剤Ｗを供給する機能を有している。換言すれば、物品供給部２４は、物品搬送装置２が錠剤Ｗを搬送する能力（例えば単位時間当たりの錠剤Ｗの搬送数など）に合わせて内側搬送部１１に対する錠剤Ｗの供給量が設定される。

物品搬送装置２において、物品供給部２４から内側搬送部１１に錠剤Ｗを投入しつつ、第１のモータ２１と第２のモータ２３を同方向に同速度または速度を違えて駆動し、内側搬送部１１と供給容器１０を、同速度で回転方向Ａと回転方向Ｂにそれぞれ回転させると、物品供給部２４の最も低い部分（傾斜方向の下端部１１ｃ側）に落下した錠剤Ｗは、内側搬送部１１の回転に伴い、内側搬送部１１の最も高い部分（傾斜方向の上端部１１ｂ側）まで移動し、外側搬送部１２に載る。

図１、図３に示すように、外側搬送部１２には溝部１２Ａと収容溝１２Ｂが設けられている。図４、図５に示すように、溝部１２Ａは、外側搬送部１２の上面１２ａから下方に窪んでおり、外側搬送部１２の径方向に延在している。本実施形態の収容溝１２Ｂは、収容部を構成する。

溝部１２Ａは、外側搬送部１２の周方向に等間隔に複数並んで設けられており、外側搬送部１２の周方向にこれら複数の溝部１２Ａが外側搬送部１２の上面１２ａを挟んで隣接している。

図３に示すように、溝部１２Ａは、外側搬送部１２の径方向の内端部１２ｎから外端部１２ｍに向かうに従って周方向の幅が漸次狭くなるように形成されている。溝部１２Ａの内端部１２ｎの周方向の幅は、錠剤Ｗを周方向に２つに並べたときの幅、すなわち、錠剤Ｗの直径の２倍の幅よりも小さく（あるいは２つの錠剤Ｗを周方向に縦向きと横向きにして並べたときの幅よりも小さく）形成されており、錠剤Ｗが同時に２つ侵入し難い形状に形成されている。

内側搬送部１１の回転によって外側搬送部１２に乗り上げた錠剤Ｗは、溝部１２Ａの径方向の内端部１２ｎから溝部１２Ａに入り込み、外側搬送部１２の回転による遠心力と、後述する物品案内部２７によって、溝部１２Ａから収容溝１２Ｂに案内されて収容溝１２Ｂに収容される。

図３、図４に示すように、収容溝１２Ｂは、溝部１２Ａに対して外側搬送部１２の径方向外方に位置している。収容溝１２Ｂは、平面視で錠剤Ｗよりも少しだけ大きい円形に形成されており、溝部１２Ａの底面１２ｂよりも下方に窪んでいる、または、溝部１２Ａと同一高さとしてもよい。

具体的には、収容溝１２Ｂは、溝部１２Ａの底面１２ｂよりも下方に位置する環状の載置面１２ｄを有する底壁１２Ｃを備えている。底壁１２Ｃには載置面１２ｄの内方に位置し、検査用の光が通過する円形の開口部１２ｃが形成されている。すなわち、載置面１２ｄは、円形の開口部１２ｃを取り囲むように開口部１２ｃの径方向外方に設けられており、環状の載置面１２ｄには開口部１２ｃを上方から閉止するように錠剤Ｗが載置される。

収容溝１２Ｂは、底壁１２Ｃから上方に延在し、錠剤Ｗの外周側面Ｗａを取り囲む周壁１２Ｄを備えており、収容溝１２Ｂには錠剤Ｗが嵌まった状態で収容される。

具体的には、溝部１２Ａの底面１２ｂと収容溝１２Ｂの載置面１２ｄの段差と、溝部１２Ａの上面１２ａと収容溝１２Ｂの載置面１２ｄの段差とによって収容溝１２Ｂの周壁１２Ｄが形成されている。

開口部１２ｃは、外側搬送部１２の平面視において錠剤Ｗの外径よりも小径に形成されているので、収容溝１２Ｂに錠剤Ｗが収容された状態では開口部１２ｃが上方から目視不能となり、錠剤Ｗが開口部１２ｃから落下することを防止できる。

外側搬送部１２の回転中心軸から全ての収容溝１２Ｂの中心部までの距離は、同一の距離となっており、錠剤Ｗが収容溝１２Ｂに収容された状態において、錠剤Ｗは、外側搬送部１２の回転方向に一列に整列される。すなわち、収容溝１２Ｂの中心部（開口部１２ｃの中心部）を回転方向に結んだ線は円となる。これにより、外側搬送部１２が回転すると、収容溝１２Ｂに収容された錠剤Ｗは、外側搬送部１２の回転方向に一列に整列される。

また、錠剤Ｗが収容溝１２Ｂに収容された状態においては錠剤Ｗの外周側面Ｗａと周壁１２Ｄの隙間が極小となる。これにより、錠剤Ｗと周壁１２Ｄの隙間から光が漏出することや、錠剤Ｗと周壁１２Ｄの隙間に光が入り込むことを防止できる。すなわち、周壁１２Ｄは、錠剤Ｗの外周側面Ｗａから後述する光検出部３２に入射する光を遮る。本実施形態の周壁１２Ｄは、遮光部を構成し、錠剤Ｗの外周側面Ｗａは、物品の外周側面を構成する。

なお、錠剤Ｗの外周側面Ｗａと周壁１２Ｄの隙間と、錠剤Ｗの外周側面Ｗａと底壁１２Ｃの隙間とは、周壁１２Ｄによって錠剤Ｗの外周側面Ｗａから光が漏れることや外周側面Ｗａから光が入り込むことを防止でき、錠剤Ｗが収容溝１２Ｂに確実に収容される隙間に設定されていることを条件とする。

図４に示すように、収容溝１２Ｂに錠剤Ｗが収容された状態において、錠剤Ｗの高さ方向の寸法ａ、すなわち、収容溝１２Ｂの載置面１２ｄから錠剤Ｗの上面までの寸法ａは、収容溝１２Ｂの載置面１２ｄから溝部１２Ａの上面１２ａの高さ方向の寸法ｂよりも大きい。

これにより、収容溝１２Ｂに錠剤Ｗが収容された状態において、錠剤Ｗの上面は、溝部１２Ａの上面１２ａよりも上方に突出している。

なお、収容溝１２Ｂに錠剤Ｗが収容された状態において、錠剤Ｗの高さ方向の寸法ａを収容溝１２Ｂの載置面１２ｄから溝部１２Ａの上面１２ａまでの高さ方向の寸法ｂよりも小さくしてもよい。この場合、収容溝１２Ｂに錠剤Ｗが収容された状態において、錠剤Ｗの上面は、溝部１２Ａの上面１２ａよりも下方に位置する。

図１に示すように、物品搬送装置２には、物品規制部２５が設けられている。物品規制部２５は、錠剤Ｗが溝部１２Ａに１つだけ供給されるように錠剤Ｗの供給数を規制し、錠剤Ｗを外側搬送部１２の回転方向に１例に整列させる。

物品規制部２５は、外側搬送部１２の回転方向に一定の長さで湾曲して延在し、かつ、上下方向に延在するガイド板から構成されており、供給容器１０を支持する本体フレームに固定されている。

物品規制部２５は、物品投入位置Ｐ１に対して外側搬送部１２の回転方向の下流側の規制位置Ｐ２に設けられている。換言すれば、物品投入位置Ｐ１は、物品搬送装置２の平面視で物品規制部２５に対して上流側に設置されている。ここで、外側搬送部１２の回転方向と錠剤Ｗの搬送方向は、同一方向である。

内側搬送部１１から溝部１２Ａの径方向の内端部１２ｎを通して溝部１２Ａに１つの錠剤Ｗが供給されると、物品規制部２５には錠剤Ｗの径方向の外端部が接触する。すなわち、物品規制部２５と溝部１２Ａの内端部１２ｎにおける外側搬送部１２の径方向の寸法は、錠剤Ｗが溝部１２Ａから内側搬送部１１に落ちないように、錠剤Ｗの直径と同じ寸法、錠剤Ｗの直径よりも少し大きい寸法、または錠剤Ｗの直径よりも少し小さい寸法に設定されている。これにより、物品規制部２５によって溝部１２Ａに錠剤Ｗが１つだけ供給されるように錠剤Ｗの供給数が規制される。

また、溝部１２Ａに１つだけ供給された錠剤Ｗは、物品規制部２５によって外側搬送部１２の径方向外方に移動することが規制され、外側搬送部１２の回転方向に一列に整列した状態で物品検査位置Ｐ５に向かって搬送される。本実施形態の外側搬送部１２は、搬送部を構成する。

物品搬送装置２には物品調整部２６が設けられている。物品調整部２６は、物品規制部２５に対して外側搬送部１２の回転方向の下流側の物品調整位置Ｐ３に設けられており、溝部１２Ａに正規の姿勢で位置していない錠剤Ｗを溝部１２Ａで正規の姿勢に戻すとともに、溝部１２Ａからはみ出している錠剤Ｗを溝部１２Ａから除去する。ここで、錠剤Ｗの正規の姿勢とは、例えば、溝部１２Ａから収容溝１２Ｂに円滑に移動して収容溝１２Ｂに横向きで収容可能な姿勢である。

物品調整部２６は、ブラシやエアー、排除板などから構成されており、溝部１２Ａに供給された錠剤Ｗが外側搬送部１２の上面１２ａに乗り上げた場合に、錠剤を溝部１２Ａにおいて正常な姿勢となるように調整し、または溝部１２Ａから排除する。

また、１つの錠剤Ｗが姿勢不良（縦向き）になったときに、当該錠剤Ｗを溝部１２Ａから排除する。溝部１２Ａから排除された錠剤Ｗは内側搬送部１１に戻される。

具体的に、物品調整部２６は、溝部１２Ａで正常な姿勢となる錠剤Ｗの上面よりも上方に錠剤Ｗが位置している場合には、錠剤Ｗの上面よりも上方にエアー供給することや、排除板を作用させることにより、姿勢不良となる錠剤Ｗを調整（姿勢矯正または排除）する。

物品搬送装置２には物品案内部２７が設けられている。物品案内部２７は、物品調整部２６に対して外側搬送部１２の回転方向の下流側の物品案内位置Ｐ４に設けられており、溝部１２Ａに供給された錠剤Ｗを溝部１２Ａに沿って収容溝１２Ｂに案内する。物品案内部２７は、外側搬送部１２の回転方向に一定の長さで湾曲して延在し、かつ、上下方向に延在するガイド板から構成されており、供給容器１０を支持する本体フレームに固定されている。

物品案内部２７は、外側搬送部１２の回転方向において溝部１２Ａの内端部１２ｎから外端部１２ｍに向かうように一定の長さで延在し、かつ上下方向に延在するガイド板から構成されている。物品案内部２７は、上流端部２７ａが外側搬送部１２の径方向で溝部１２Ａの内端部１２ｎよりも内側搬送部１１側に位置しており、下流端部２７ｂが外側搬送部１２の径方向で収容溝１２Ｂよりも溝部１２Ａの内端部１２ｎ側に位置し、かつ、溝部１２Ａの外端部１２ｍ付近に位置している。

物品案内部２７は、規制位置Ｐ２において収容溝１２Ｂの内端部１２ｎ側で外側搬送部１２の回転方向に一列に整列された錠剤Ｗを、外側搬送部１２の回転に伴って溝部１２Ａに沿って収容溝１２Ｂ側に移動させ、収容溝１２Ｂに収容する。

収容溝１２Ｂに収容された錠剤Ｗは、外側搬送部１２の回転によって物品検査部３に搬送される。図１に示すように、物品検査部３は、外側搬送部１２の回転方向で物品案内位置Ｐ４よりも下流側の物品検査位置Ｐ５に設けられている。

物品搬送装置２には物品阻止部２８が設けられている。物品阻止部２８は、物品案内部２７の外側搬送部１２の回転方向の途中から外側搬送部１２の回転方向で物品検査位置Ｐ５よりも下流側まで設けられている。

物品阻止部２８は、外側搬送部１２の回転方向に湾曲して一定の長さで延在し、かつ、上下方向に延在するガイド板から構成されており、供給容器１０を支持する本体フレームに固定されている。

物品阻止部２８は、物品案内部２７によって収容溝１２Ｂに収容された錠剤Ｗが外側搬送部１２の回転による遠心力によって収容溝１２Ｂから径方向外方に移動することを阻止する。

図６に示すように、物品検査部３は、光照射部３１と光検出部３２から構成されている。物品検査部３は、物品検査位置Ｐ５において光照射部３１から広帯域の光Ｌを、開口部１２ｃ側から収容溝１２Ｂに収容された錠剤Ｗに照射し、錠剤Ｗを透過した光を光検出部３２によって検出する。

光照射部３１は、光源３１ａ、ライトガイド３１ｂ、集光レンズ３１ｃを備えている。光源３１ａは、検査対象の錠剤Ｗに広帯域の光を照射するため、例えばハロゲンランプから構成されている。光源３１ａ、ライトガイド３１ｂ、集光レンズ３１ｃは、図示しない放熱フィンが形成された図示しないケースと共に一体的に組み立てられた光源ユニットを構成しており、光源ユニットは、供給容器１０を支持する本体フレームに取付けられている。光源ユニットは、光源３１ａの光量を検出する図示しない光センサと、光源３１ａの温度を検出する図示しない温度センサと、を備えている。

ライトガイド３１ｂは、ガラス光ファイバを多数束ねて構成されており、光源３１ａからの光を集光する集光レンズ３１ｃに導く。集光レンズ３１ｃは、ライトガイド３１ｂからの光を物品検査位置Ｐ５で錠剤Ｗに集光する。

光照射部３１は、光源３１ａからの広帯域の光を、ライトガイド３１ｂを介して集光レンズ３１ｃに出射し、集光レンズ３１ｃにより物品検査位置Ｐ５で錠剤Ｗの上面全てをカバーするように集光レンズ３１ｃの倍率（集光レンズ３１ｃ、光源３１ａと錠剤Ｗの位置）を調整し、物品検査位置Ｐ５において光源３１ａからの光を効率よく錠剤Ｗに照射する。

光検出部３２は、光ファイバ３２ａと分光器３２ｂとを備えて一体的に組み立てられた光検出ユニットを構成しており、図示しない保持手段に一体的に保持されて供給容器１０を支持する本体フレームに取付けられている。

光検出部３２において、物品検査位置Ｐ５で錠剤Ｗを透過した光は、光ファイバ３２ａの受光部としての入射面の端面（入射開口部）から入光する。入射面の端面から入光する光が光ファイバ３２ａ内を通過して分光器３２ｂに到達すると、分光器３２ｂが光の波長による回折角度の差を利用したグレーティングによる分光を行なう。

物品検査部３は、光検出部３２で得られた分光特性の信号を処理し、信号を処理した結果から錠剤Ｗの品質の良否判定を行なう。

なお、物品検査位置Ｐ５において、収容溝１２Ｂと光検出部３２の間に、光が透過する開口部３９ａを有する遮光板３９を設置してもよい（遮光板３９を図６の仮想線で示す）。このようにすれば遮光板３９によって錠剤Ｗの外周側面Ｗａ（図４参照）から光検出部３２に入射する光を周壁１２Ｄと遮光板３９によってより確実に遮ることができ、光検出部３２で適切な光の分析をより確実に行うことができる。

図１に示すように、物品検査位置Ｐ５よりも外側搬送部１２の回転方向の下流側にはＮＧ品回収部３５、全品回収部３６およびＯＫ品回収部３７が外側搬送部１２の回転方向に所定の間隔をおいて設けられている。

物品搬送装置２は、物品検査部３が錠剤Ｗを不良品（ＮＧ品）と判定すると、当該不良品と判定された錠剤Ｗが物品検査部３に対して外側搬送部１２の回転方向の下流側のＮＧ品選別位置Ｐ６まで搬送されてきたときに、例えば、外側搬送部１２の径方向の内側から錠剤Ｗにエアーを吹き付けて収容溝１２ＢからＮＧ品回収部３５に排出する。なお、ＮＧ品選別位置Ｐ６で外側搬送部１２の径方向外方から錠剤Ｗを吸引して収容溝１２ＢからＮＧ品回収部３５に排出してもよい。

一方、物品検査部３が錠剤Ｗを正常品（ＯＫ品）と判定すると、当該正常品と判定された錠剤ＷがＮＧ品選別位置Ｐ６からＯＫ品選別位置Ｐ７まで搬送されてきたときに、例えば、外側搬送部１２の径方向の内側から錠剤Ｗにエアーを吹き付けて収容溝１２ＢからＯＫ品回収部３７に排出する。なお、ＯＫ品選別位置Ｐ７で外側搬送部１２の径方向外方から錠剤Ｗを吸引して収容溝１２ＢからＯＫ品回収部３７に排出してもよい。

全品回収部３６は、外側搬送部１２の回転方向でＮＧ品選別位置Ｐ６とＯＫ品選別位置Ｐ７の間の全排出位置Ｐ８に設けられている。

全品回収部３６は、物品検査装置１の運転開始時や、非常停止後の復帰動作後や、ＮＧ排出を失敗した錠剤Ｗなど、正常な検査ができなかった、または、排出を失敗した錠剤Ｗなどを回収するものであり、例えば、外側搬送部１２の径方向の内側から錠剤Ｗにエアーを吹き付けて収容溝１２Ｂから全品回収部３６に排出する。

なお、全排出位置Ｐ８で外側搬送部１２の径方向外方から錠剤Ｗを吸引して収容溝１２Ｂから全品回収部３６に排出してもよい。

また、外側搬送部１２の回転方向でＮＧ品回収部３５の下流側の確認位置Ｐ９に確認センサ３８を設け、確認センサ３８によってＮＧ品選別位置Ｐ６で不良品が排出されたか否かを確認してもよい。このようにすれば、不良品の選別の信頼性を向上できる。

物品検査部３の光検出部３２で得られる分光特性のスペクトルは、図７の上段に示すようになる。図７では、複数の錠剤Ｗのスペクトルを重ねてグラフにしている。このスペクトルにおいて、Ａで示す黒塗りのスペクトルは不良品のスペクトルであり、Ｂで示す白抜きの部分が正常品のスペクトルとなる。

本実施形態において、物品検査部３は、測定されたスペクトルの波長毎の測定値を標準化し、標準化した値により正常品か不良品かの判断を行なう。

物品検査部３は、例えば、測定範囲の波長の、所定間隔の波長における測定値の、各波長ごとの平均値、最大値、最小値、標準偏差などの統計値を算出し、図７の下段に示すように、（測定値－平均値）／標準偏差などの計算で標準化する。標準化する手法については様々あるが、ＯＫ品を使用して測定した結果を用いて統計値を算出し、統計値から標準化の計算をしたときに、計算に使用しなかったＯＫ品の測定値を標準化した際の値のブレが大きくならない手法を選定する。

標準化の計算としては、（測定値－平均値）／（最大値－最小値）や、（測定値－最大値）／標準偏差などでもよい。このとき、統計値は、正常であることが分かっている正常品を使用して測定した結果から求める。また、統計値は、正常品の統計値を用いてもよいし、ロットの変更などにより正常品の分光スペクトルが変わってしまった場合は、過去に検査した同じ錠剤Ｗの測定値に最新の正常品の測定値を加えて統計値を計算してもよい。また、統計値ではなく、既知の値として、分光特性とそのバラツキなど、標準化のために利用できる数値が分かっている場合は、その値を利用して標準化してもよい。

このような標準化を行なうことで、図７の上段に示すスペクトルが、下段に示すように変換される。この図において、Ａ'で示す黒塗りの部分は不良品の標準化値であり、Ｂ'で示す白抜きの部分が正常品の標準化値となり、スペクトルの場合と比較して、正常品か不良品かの判断を容易に行なうことができる。

なお、図７で示したグラフの表示形式は、一例であり、レーダーチャートや、色の濃淡による表現など、様々な表示形式で表現することができる。レーダーチャートには、検量線の結果や、スペクトル波長毎の標準化した値や、他の測定機で測定した、例えば厚みの値などを表示する。

また、ＯＫ判定した場合と、ＮＧ判定した場合や、ＮＧのレベルにより、色、線の太さ、表示のスタイル（例えば、実線、破線、一点破線、丸、四角など）を変更して表示してもよい。

また、表示データ数、（例えば、最新１件、最新１００件など）、表示するデータの種類（例えば、ＯＫのみ、ＮＧのみ、全てなど）を組み合わせて表示してもよい。

物品検査部３は、例えば、測定範囲の波長全域で一つの所定の閾値を設け、測定値の標準化値が、いずれかの波長で閾値を超えている場合、不良品と判定する。

所定の閾値は、例えば、複数の正常品のスペクトルから標準化した値を図７の下段のように算出し、その値から決定する。例えば、所定の閾値は、標準化した後の正常品の値の最大値の２倍、最小値の２倍などとしたり、正常品の最大値と、不良品の最小値の中間値としたり、不良品を識別できる値を設定する。また、これらの値を自動的に設定してもよい。

また、ＯＫ判定にしたい表示データを選択させ、ＯＫ判定となるように閾値の再調整を自動で行なうようにしてもよい。このとき、標準化に使用する統計値の再計算を行なうかどうかを選択させてもよい。

また、ＮＧ判定にした表示データを選択させ、ＯＫ判定となるように閾値の再調整を自動で行なうようにしてもよい。

所定の閾値を決めるための正常品のスペクトルは、分光情報や、吸光度計算、平滑化処理、微分計算（複数段でもよい）などのスペクトルの変換処理を用いた結果を使ってもよい。

吸光度計算とは、錠剤Ｗを測定するために使用した光の分光特性や、原器を測定したときの分光特性をリファレンスとし、錠剤Ｗを測定したときの分光特性をワーク結果としたとき、リファレンスからワーク結果の減衰量を計算する処理のことである。

平滑化処理とは、隣り合う各波長のデータを、平均化やフィルタリング処理（加重移動平均法）などにより平滑化する処理である。

微分計算とは、隣り合う波長データや、特定間隔での波長データなど、特定のルールに則り、決まった間隔でのデータ同士の差分処理のことである。

このような変換処理の結果のスペクトルを複数使って正常品か不良品かの判断を行なってもよい。この場合、変換処理に応じて所定の閾値は異なる値となってもよい。

また、分光情報は、周辺温度や、分光器３２ｂの温度、装置の温度、光源３１ａの光量などの環境変化により変化するため、スペクトル以外の情報、例えば周辺温度や、分光器３２ｂの温度、装置の温度、光源３１ａの光量などによって所定の閾値を切り替えるようにしてもよい。

例えば、温度で切り替える場合は、２０～３０℃のときの正規化の数値とリミット、３０～３５℃のときの正規化の数値とリミットを、予め測定して計算しておき、検査中に温度の変化を観測し、その値に従って、正規化の数値とリミットを切り替え、正常品か不良品かを判断する。

また、所定の閾値は、図８に示すように、上限閾値及び下限閾値を設けるようにし、物品検査部３は、いずれかの波長の測定値の標準化値が上限閾値を超えている場合、またはいずれかの波長の測定値の標準化値が下限閾値を下回っている場合に、不良品と判定するようにしてもよい。

上限閾値及び下限閾値は、例えば、標準化した後の正常品の値の最大値の２倍を上限閾値とし、最小値の２倍を下限閾値としたり、他の方法により設定したりしてもよい。また、これらの値を自動的に設定してもよい。

また、図９に示すように、標準化した値を絶対値化することにより、下限の閾値を無くして、閾値を一つにしてもよい。

また、所定の閾値は、波長方向を分割して、分割したそれぞれの波長の範囲毎に設けてもよい。例えば、図１０に示すように、図中Ｃで示す波長で分割し、短い波長の方の閾値を第１上限閾値及び第１下限閾値とし、長い波長の方の閾値を第２上限閾値及び第２下限閾値とする。なお、分割数は、二分割以上でもよい。

このようにすることで、例えば、正常品においても、影響値が大きく出る領域と、小さく出る領域がある場合に、大きく出る領域では閾値を大きめに設定し、小さく出る領域では閾値を小さめに設定することができ、精度良く正常品か不良品かを判断することができる。

また、閾値での判定を行なわない範囲を設けるようにしてもよい。例えば、図１１に示すように、図中Ｄで示す波長の範囲では、閾値での判定を行なわないようにして、例えば、特定の波長の範囲で測定されたスペクトルが、他の波長の範囲で測定されたスペクトルと異なる傾向の波形を示し、正常品と不良品とを区別して判定するための値が得られないもしくは正常品と不良品とを正しく区別できないおそれがあると操作者が判断したときには、この範囲の測定値の標準化値を判定に使用しないように設定する。

このように、上述の実施形態では、物品検査部３は、測定されたスペクトルの波長毎の測定値を標準化し、標準化した値により正常品か不良品かの判断を行なう。

これにより、測定されたスペクトルの波長毎の測定値が標準化され、標準化された値により正常品か不良品かの判断が行なわれる。このため、不特定の異物が混入した際に、スペクトルの変化を敏感かつ安定して検出し、不良品とすることができる。

また、物品検査部３は、光検出部３２が検出した光の分光特性のスペクトルの、波長毎の測定値の統計値を算出し、統計値に基づいて波長毎の測定値を標準化する。

これにより、光検出部３２が検出した光の分光特性のスペクトルの、波長毎の測定値の統計値が算出され、統計値に基づいて波長毎の測定値が標準化される。このため、不特定の異物が混入した際に、スペクトルの変化を敏感かつ安定して検出し、不良品とすることができる。

また、物品検査部３は、標準化した値に対する閾値に基づいて、錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なう。

これにより、標準化した値に対する閾値に基づいて、錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断が行なわれる。このため、容易に錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、物品検査部３は、標準化した値に対する閾値として、標準化した値を正常であると判定する上限値である上限閾値と、標準化した値を正常であると判定する下限値である下限閾値とを設ける。

これにより、上限閾値と下限閾値とにより錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断が行なわれる。このため、容易に精度よく錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、物品検査部３は、標準化した値の絶対値に対する閾値に基づいて、錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なう。

これにより、標準化した値の絶対値に対する閾値に基づいて、錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断が行なわれる。このため、上限と下限の閾値を一つにまとめて、容易に錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、物品検査部３は、標準化した値に対する閾値を、波長方向に分割した範囲毎に設定する。

これにより、波長方向に分割した範囲毎に閾値が設定される。このため、錠剤Ｗの特性により、波長の範囲毎に正常範囲を狭めたり広げたりすることができ、精度よく錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、物品検査部３は、閾値を用いて錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なわない波長の範囲を設ける。

これにより、閾値により錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なわない波長の範囲が設けられる。このため、錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断に関係ない波長の範囲を、正常品か不良品かの判断を行なわない範囲とすることができ、判断に関係ない波長の範囲の値による影響を抑え、精度よく錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、閾値は、錠剤Ｗの正常品の測定値を標準化した値に基づいて設定される。
これにより、錠剤Ｗの正常品の測定値を標準化した値に基づいて閾値が設定される。このため、正常品の特性を反映させて閾値を設定することができ、精度よく錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なうことができる。

また、物品検査部３は、光検出部３２が検出した光の分光特性のスペクトルに、スペクトルの変換処理を行なった結果の値を波長毎に標準化し、標準化した値により錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断を行なう。

これにより、光検出部３２が検出した光の分光特性のスペクトルに、スペクトルの変換処理が行なわれた結果の値が波長毎に標準化され、標準化された値により錠剤Ｗが正常品か不良品かの判断が行なわれる。このため、不特定の異物が混入した際に、スペクトルの変化を敏感かつ安定して検出し、不良品とすることができる。

なお、本実施形態においては、光照射部３１の光を錠剤Ｗに透過させ、透過した光の分光特性に基づいて錠剤Ｗの品質を検査する場合について示したが、光照射部３１の光を錠剤Ｗに反射させ、反射した光の分光特性に基づいて錠剤Ｗの品質を検査する場合でも同様に適用することができる。

また、測定した分光情報を記憶しておき、測定後に分光情報から、吸光度計算や平滑化処理、微分処理などのスペクトルの変換処理を行ない、特定のピークの大小や、機械学習などにより、検量線を作り出す計算処理を行ない、検量線を使用した判別方法など、複合的に判断処理を行なうこともできる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 物品検査装置
２ 物品搬送装置
３ 物品検査部
１２ 外側搬送部（搬送部）
１２Ｂ 収容溝（収容部）
３１ 光照射部
３１ａ 光源
３１ｂ ライトガイド
３１ｃ 集光レンズ
３２ 光検出部
３２ａ 光ファイバ
３２ｂ 分光器
Ｐ５ 物品検査位置

Claims (8)

1. 検査用の物品（Ｗ）を物品検査位置（Ｐ５）に搬送する搬送部（１２）と、
   前記物品検査位置に搬送された前記物品に光を照射する光照射部（３１）と、前記物品を透過した光を検出する光検出部（３２）とを有し、前記光検出部が検出した光の分光特性に基づいて前記物品の品質として異物の混入を検査する物品検査部（３）と、を備える物品検査装置（１）であって、
   前記物品検査部は、前記光検出部が前記物品について検出した光の分光特性のスペクトルの測定範囲の波長毎の測定値を、正常であることが分かっている正常品を測定して得た前記測定範囲の波長毎の測定値の統計値である平均値及び標準偏差を算出し、該物品の前記測定範囲の波長毎の各測定値から該平均値を減算して求めた差を該標準偏差で除算して該測定値を標準化し、該測定値を標準化した値に対し、前記測定範囲を波長方向に分割した範囲毎に設定した閾値を超えているか否かに基づいて、前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断を行なう物品検査装置。
2. 前記物品検査部は、前記標準化した値に対する閾値として、前記標準化した値を正常であると判定する上限値である上限閾値と、前記標準化した値を正常であると判定する下限値である下限閾値とを設ける請求項１に記載の物品検査装置。
3. 前記物品検査部は、前記標準化した値の絶対値に対する閾値に基づいて、前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断を行なう請求項１に記載の物品検査装置。
4. 前記物品検査部は、前記閾値を用いて前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断を行なわない波長の範囲を前記測定範囲に設ける請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物品検査装置。
5. 前記閾値は、前記物品のうち異物混入していないと判断された複数の正常品の測定値を前記標準化した値に基づいて設定される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の物品検査装置。
6. 前記物品検査部は、前記正常品について前記光検出部が検出した光の分光特性のスペクトルに、スペクトルの変換処理を行なった結果の前記測定値を、該測定値の統計値である平均値及び標準偏差を算出し、該測定値から該平均値を減算して求めた差を該標準偏差で除算して該値を前記測定範囲の波長毎に標準化し、該標準化した値により前記閾値を決め、前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの前記判断を行なう請求項５に記載の物品検査装置。
7. 前記物品は、直径に比して高さの小さい円柱状の成形品であり、前記搬送部により前記物品検査位置に単品搬送が可能な錠剤である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の物品検査装置。
8. 前記標準化した値を前記物品が異物混入していない正常品か異物混入した不良品かの判断に応じた色でグラフ表示する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の物品検査装置。

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