JPH0663797A - 回転式錠剤機の成形品の重量制御におけるフィードバック調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】錠剤成形における歩留まりの低下を防止する。 【構成】回転盤４を有する回転式錠剤機にて、連続回転
成形時の回転盤４複数回転中の圧縮荷重の標準偏差１９
を算出し、この第１の標準偏差１９に基づき設定器１０
〜１５の基準値を算出し、その時の回転盤４一回転にお
ける圧縮荷重に対する第２の標準偏差２１を演算し、前
記基準値に対して第２の標準偏差２１に基づいて決定さ
れる上下標準偏差幅を有してなるフィードバックポジシ
ョンＦＰを設け、圧縮荷重が設定器の設定値を超えたと
きに、圧縮荷重を該フィードバックポジションＦＰに達
するまで制御調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、医薬品等の錠剤を製
造する回転式錠剤機の錠剤の重量制御において、各設定
器の設定及び粉末充填量のフィードバック調整に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、錠剤等の成形品は重量変化の少
ない均質なものが要求されるが、粉末の物性等により均
質な成形品を連続的に作り出すことは困難である。

【０００３】そこで、昭和４０年代に入り、回転式錠剤
機においては、圧縮荷重と錠剤重量とに深い関係がある
ことに基づく錠剤重量自動調整方法による打錠管理がで
きるようになった。それ等を代表するものを公告順に記
す。

【０００４】特公昭４５−１６０８５号に開示されるご
とく、圧縮成形時における圧縮ロール又はポンチにかか
る荷重の変化を電気的歪計によって電気量の変化に変換
し、該電気量の限界以上の変化によって原動機が作動
し、その原動機の作動により重量レールが上下に昇降し
て下杵の臼中に入る高さを変化させ、臼の容量を増減さ
せることで粉末充填量を増減させ錠剤重量を自動調整す
る、粉末圧縮成形機における成形品の重量自動調整方法
がある。

【０００５】また、特公昭５５−１３８３９号公報に
は、圧縮ロール、ポンチ等にかかる荷重の変化を、歪ゲ
ージにより電位的波動信号に変換し、該波動信号を尖頭
値整流回路によりその毎周期の最高電位だけの変化に変
換し、該変化が回転盤の半周相当に設定された一定数の
成形品に対し、連続して一定限界を超えることにより、
一定角度だけパルスモータを作動させ、該パルスモータ
の作動により臼の容量調整手段を調整させる粉末圧縮成
形機における成形品の重量自動調整方法が記されてい
る。

【０００６】次に、特公昭５５−２４４００号公報に
は、成形部に発生する圧縮歪を電気変換後増幅して得ら
れる脈動電圧を可動巻線形電気計器で計測し、その電気
計器の指針が所定の指示範囲外を継続して指示している
時間を圧縮歪の脈動周期の倍数換算して計数し、計数値
が所定数に達したとき計量部の調整を行う、回転式連続
粉末成形機における成形品重量自動調整方法が示されて
いる。

【０００７】さらに、特公昭６３−３９３５９号公報に
は、回転数を調整可能である回転する充填車と配量車と
を有する充填装置と、アンダーポンチが当接する高低調
整可能の配量カムと、プレス力の測定のための電子測定
装置とを有するタブレットプレスによりタブレットを製
造する方法において、充填車と配量車との回転数がシグ
ナルを供給される電子制御部により、最少のプレス力変
動を生ずる値に調整され、プレス力の実際値が目標と比
較され、その結果から配量カムの高さの調整によってタ
ブレット重量の再調整が行われ、その後充填車と配量車
との回転数が再び測定されたプレス力に依存して調整さ
れるタブレットの製造方法が記載されているとともに、
さらに、前記方法にあって、充填車と配量車とが、プレ
ス力変動の最少限に達するまでステップ式に変化させら
れる方法や、充填車及び配量車とがプレス力の変動幅に
依存して調整され、それとは無関係に配量カムが制御器
により実際値と目標値との比較によって調整される方法
が開示され、かつプレス力の平均値の形成のためのユニ
ットを有しているタブレットプレスにおいて、充填車の
駆動部の回転数制御を行う制御部を有し、その制御部が
さらに配量カムの調整機構に接続されているものを記載
している。

【０００８】あるいは、特公平３−１３９５８号公報に
は、粉末成形における圧縮荷重の変化を電気信号に変換
し、サンプリングを行って標準偏差を算出し、その標準
偏差に基づき演算して設定器の基準値とし、基準値に基
づき多段の設定値を演算して設定し、その後の成形によ
る電気信号を各設定値と比較することにより充填粉末量
等を制御する、粉末圧縮成形機の成形品の重量制御にお
ける設定器の設定方法が記されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、数多くの
錠剤重量の自動調整、設定器の設定値の自動設定等のた
めの種々の発明考案等が公開されている。そして、それ
等は全て、圧縮荷重が設定値の限界を超えた時に、圧縮
荷重の平均値又は圧縮荷重の標準偏差値に圧縮荷重が戻
るように粉末充填量を調整する方法を示している。しか
しながら、平均値又は標準偏差に基づいて算出された設
定値は、数式では幅を持たない一つの数値であり、図式
では点又は一つの線と見るべきで、何等の余裕もないこ
のような数値あるいは点等に無理に圧縮荷重を戻そうと
すると、一般的に言うオーバーコントロールとなり、逆
に重量差の大きいものとなるので、設定値の限界内に圧
縮荷重調整をするようになる。したがって、常時生産中
の重量は許される範囲内ではあるが基準重量より少し離
れた製品となり、制御幅を平均値又は標準偏差値に近づ
けると常に制御値をオーバーコントロールの回数が多く
なり、重量限界を大きく超えることにより不良品の排出
量も多くなることがある。

【００１０】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る回転式錠剤機の成形品の重
量制御におけるフィードバック調整方法は、錠剤成形に
おける圧縮荷重の変化を電気信号に変換し、適数回サン
プリングを行って適正品の標準偏差を算出し、この標準
偏差に基づき演算して設定器の基準値とし、該演算され
た基準値に基づき多段の設定器のそれぞれの設定値を演
算決定することにより設定し、その後の成形による電気
信号を各設定値と比較することにより充填粉末量等を制
御するものにおいて、連続回転成形時の回転盤複数回転
中の圧縮荷重の標準偏差を算出し、この第１の標準偏差
に基づき設定器の基準値を算出し、その時の回転盤一回
転における圧縮荷重に対する第２の標準偏差を演算し、
前記基準値に対して第２の標準偏差に基づいて決定され
る上下標準偏差幅を有してなるフィードバックポジショ
ンを設け、圧縮荷重が設定器の設定値を超えたときに、
圧縮荷重を該フィードバックポジションに達するまで制
御調整することを特徴とする。

【００１２】上記構成において、上下標準偏差幅は、圧
縮荷重の上下荷重に予め任意に決められた係数を乗ずる
ことにより決められたものであってもよい。そして、上
下標準偏差幅に任意の係数を乗じてフィードバックポジ
ションを設けたものであってもよい。

【００１３】

【作用】このような構成のものであれば、粉末成形にお
ける成形圧力（図２に示す）の波高値を電気信号に変換
して標準偏差を求め、その値に一定の係数を乗じる等の
演算をして各設定器の設定値として圧力荷重が設定値の
限界を超えた時には粉末充填量を調整するようにして、
回転盤１回転中の波高値の標準偏差を算出し、その時の
標準偏差値より高い波高値と、標準偏差値より低い波高
値とをそれぞれ演算し、波高の高低偏差値を算出し、フ
ィードバックポジションの標準偏差値幅を設け、圧縮荷
重が設定器の設定値限界を超えたときに、フィードバッ
クポジションである標準偏差幅内に達するまで粉末充填
量の調整を行う。このようにすると設定値内の調整に止
まるだけでなく調整限界の標準偏差値同様位置まで調整
を行う。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１〜４を参照
して説明する。

【００１５】４は回転盤で、成形金型である臼３がその
周縁部近傍に等間隔で配設されている。臼３内には、下
方より下杵５の上部が挿入されており、臼３内に粉末材
料を充填し、上杵２と下杵５とを上ロール１と下ロール
６との加圧機構にて上下に加圧し、臼３内の粉末を圧縮
成形するようになっている。すなわち、粉末が臼３内に
充填された後、回転盤４の臼３の上方に配設される上杵
２の杵先が臼３の中に入り込み、この上杵２と下杵５と
が回転盤４の回転により上ロール１と下ロール６の間を
通過する時に、上杵２と下杵５とが上及び下ロール１、
６に押圧され、それによって粉末を圧縮し錠剤に成形す
る。

【００１６】７は荷重電気変換器であり、代表的にはロ
ードセルが挙げられる。この荷重電気変換器７は、上ロ
ール１あるいは下ロール６のいずれか例えば上ロール１
の支持体に接して設けられており、その出力端は、増幅
器等からなる信号処理装置８に接続されて、粉末成形に
おける圧縮荷重の変化を電気信号に変換する。信号処理
装置８の出力端は、各段の設定器１０、１１、１２、１
３、１４、１５にそれぞれ接続されているとともに演算
処理装置９に接続されており、演算処理装置９によっ
て、サンプリングされた成形圧力の波高値の最大値（図
２に示すＰ_１〜Ｐ_ｉ〜Ｐ_ｎ）を演算処理して第１の標準
偏差を算出し、第１の標準偏差に基づいて設定器の基準
値を演算し、その基準値に基づいて各段の設定器１０、
１１、１２、１３、１４、１５の制御レベルであるそれ
ぞれの設定値を演算して決定する。

【００１７】演算処理装置９は、製品品種切換時等の稼
動前に任意にサンプリングを行うことは勿論、定時間毎
又は定成形回数毎あるいは外部の任意な信号等により、
稼動中である成形圧縮中に逐次サンプリングを行い、新
たな状態の第１及び第２の標準偏差を算出して格段の設
定器の設定値を自動的に設定し直すことができるととも
に、所定回数（この実施例の場合には、１回転中の臼３
の数）の平均荷重値１６、最大荷重値１７、最小荷重値
１８、第１の標準偏差１９、変動係数２０、第２の標準
偏差２１等をディスプレイ表示あるいは記録して出力で
きるものである。 第１の標準偏差１９は、回転盤４が
連続して回転し、その間に錠剤が成形されている場合に
圧縮荷重をサンプリングして算出される。また、第２の
標準偏差２１は、以下に詳述する、上限側の制御開始を
設定する上限制御設定値ＳＥＴ３と、下限側の制御開始
を設定する下限制御設定値ＳＥＴ４との間に圧縮荷重が
ある場合に、回転盤４が一回転する期間における圧縮荷
重の標準偏差を演算することにより求める。このよう
に、回転盤４の一回転の間の圧縮荷重の標準偏差を求め
ることにより、それぞれの下杵５の長さ寸法誤差や臼３
への挿入誤差等に起因する誤差による圧縮荷重のばらつ
きを検出することができる。この第２の標準偏差は、上
限制御設定値ＳＥＴ３と下限制御設定値ＳＥＴ４との間
に設定されるフィードバックポジションＦＰの有効領域
の幅を決定するのに用いられる。具体的には、フィード
バックポジションＦＰの有効領域幅は、第２の標準偏差
の値の２倍の値とする。このようにフィードバックポジ
ションＦＰを設定すると、回転盤４が１回転することに
よって発生する圧縮荷重の変動は、そのほとんどがフィ
ードバックポジションＦＰ内に含まれることになる。こ
のフィードバックポジションＦＰは、通常は自動的に、
各設定値を演算する際の基準値を中心として設定される
もので（図３）、基準値から第２の標準偏差の値だけ大
きいところがフィードバックポジションＦＰの上限とな
り、同様にして、基準値から第２の標準偏差の値だけ小
さいところがフィードバックポジションＦＰの下限とな
る。

【００１８】設定器１０は、制御限界域上限を設定する
ものであり、演算処理装置９より出力された上限設定値
ＳＥＴ１と信号処理装置８から出力される成形による電
気信号である出力Ｐとを比較し、この出力Ｐが上限設定
値ＳＥＴ１を超えた場合に制御信号ＯＵＴ１を出力する
ものである。

【００１９】設定器１１は、上限排除レベルを設定する
ものであり、演算処理装置９より出力された上限排除設
定値ＳＥＴ２と信号処理装置８から出力される成形によ
る電気信号である出力Ｐとを比較し、出力Ｐが上限排除
設定値ＳＥＴ２を超えた場合に制御信号ＯＵＴ２を出力
し、制御信号ＯＵＴ２が出力された回数が別に定めた回
数以上連続した場合に、前記制御信号ＯＵＴ２とは異な
る制御信号ＯＵＴ３を出力するものである。

【００２０】設定器１２は、上限側の制御開始を設定す
るものであり、演算処理装置９より出力された上限制御
設定値ＳＥＴ３と信号処理装置８から出力される成形に
よる電気信号である出力Ｐとを比較し、出力Ｐが上限排
除設定値ＳＥＴ２を超え、かつその超えた回数が別に定
めた回数以上連続した場合に、制御信号ＯＵＴ４を出力
するものである。

【００２１】設定器１３は、設定器１２に対応する下限
側の設定器であり、同様にして、設定器１４は設定器１
１に対応し、設定器１５は設定器１０に対応した下限側
の設定器で、上記した上限側の各設定器１０、１１、１
２の説明における「上限」を、「下限」と読み替えるこ
とにより説明される。又、各設定器１３、１４、１５に
対する入出力信号については、図１に示す通りである。
なお、各設定器１０〜１５における設定値の設定方法に
ついては、特公平３−１３９５８号公報に記載されたも
のを用いてもよい。

【００２２】以上の構成において、圧縮荷重が上限制御
設定値ＳＥＴ３又は下限制御設定値ＳＥＴ４を超えた
（上限を上回る、又は下限を下回る）場合には、圧縮荷
重がフィードバックポジションＦＰに含まれる状態とな
るように、臼３内に充填される粉末量を調節するために
下杵５の高さを決める重量レール等の重量調整機構を制
御する充填量調節系に、制御信号ＯＵＴ４，５が出力さ
れる。これによって、下杵５の高さが調節されると、圧
縮荷重は徐々に上限及び下限制御設定値ＳＥＴ３，ＳＥ
Ｔ４を限界とする領域に収束してくる。そしてさらに制
御が進行し、圧縮荷重がフィードバックポジションＦＰ
内に含まれると、充填量調節系の作動が停止され、重量
調整機構の制御が中止される。したがって、この後は下
杵５の高さ調節が行われないため、圧縮荷重はフィード
バックポジションＦＰ内で推移することになり、さらに
時間の経過の後、圧縮荷重が変動してフィードバックポ
ジションＦＰから外れ、上限又は下限制御設定値ＳＥＴ
３，ＳＥＴ４を超えると、再度下杵５に対する制御が開
始される。

【００２３】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではなく、フィードバックポジションＦＰの
有する幅は、上下標準偏差幅に任意の係数を乗じて、第
２の標準偏差に基づいて設定されたフィードバックポジ
ションＦＰより若干広又は狭範囲のものとするものであ
ってもよい。あるいは、フィードバックポジションＦＰ
の幅は、回転盤４の１回転中の圧縮荷重の標準偏差を算
出し、その時の標準偏差より高い圧縮荷重と、標準偏差
より低い圧縮荷重とをそれぞれ演算し、得られた２つの
圧縮荷重の差を算出し、その差の値の２倍の値とするも
のであってもよい。

【００２４】また、他の実施例として、フィードバック
ポジションＦＰを基準値に対して偏位させるものを図４
に示す。すなわち、上下標準偏差幅に任意の係数を乗じ
ることにより、上下標準偏差幅はそのままの幅を有した
状態で、図４に示すように、フィードバックポジション
を基準値より下方で、かつ下限制御設定値ＳＥＴ４より
上方に設定する。このようにフィードバックポジション
を設定した場合にも、上記実施例同様、圧縮荷重が上限
制御設定値ＳＥＴ３又は下限制御設定値ＳＥＴ４を超え
ると、圧縮荷重がフィードバックポジションＦＰに含ま
れる状態となるように、臼３内に充填される粉末量が調
節される。ただし、フィードバックポジションが基準値
より下方つまり小さい値となる位置に偏位されているの
で、成形された錠剤は許容範囲内で基準値より小さい重
量となり、全体としては、使用する材料の消費量を抑制
することができる。

【００２５】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、回転
盤の数回転の圧縮荷重の標準偏差（第１の標準偏差）
と、第１の標準偏差が演算された時の回転盤１回転にお
ける圧縮荷重の標準偏差（第２の標準偏差）をそれぞれ
演算し、前者を設定器の設定値を設定するために用いる
とともにディスプレー表示又は記録用に使い、後者を充
填粉末量等の制御を一時的に中断するフィードバックポ
ジションの設定に使用し、その結果、通常の生産時の基
準重量に対する重量誤差は最少範囲となり、不良回数も
激減し生産に寄与するものである。さらに、標準偏差幅
によるフィードバックポジションを、例えば基準値と下
限制御開始限界との間に設けると、基準重量以下の錠剤
等を重量規定以内において生産することにより、高価な
貴重材料の節約を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。

【図２】同実施例の圧縮荷重の波形図。

【図３】同実施例の各設定値と基準値を中心に設定され
たフィードバックポジションとの関係を示す説明図。

【図４】同実施例の各設定値と基準値より下方に設定さ
れたフィードバックポジションとの関係を示す説明図。

【図５】従来例における基準値と各設定値との関係を示
す説明図。

【符号の説明】

１…上ロール ２…上杵 ３…臼 ４…回転盤 ５…下杵 ６…下ロール ７…荷重電気変換器 ８…信号処理装置 ９…演算処理装置 １０，１１，１２，１３，１４，１５…設定値 １９…第１の標準偏差 ２１…第２の標準偏差 ＦＰ…フィードバックポジション

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】錠剤成形における圧縮荷重の変化を電気信
   号に変換し、適数回サンプリングを行って適正品の標準
   偏差を算出し、この標準偏差に基づき演算して設定器の
   基準値とし、該演算された基準値に基づき多段の設定器
   のそれぞれの設定値を演算決定することにより設定し、
   その後の成形による電気信号を各設定値と比較すること
   により充填粉末量等を制御するものにおいて、連続回転
   成形時の回転盤複数回転中の圧縮荷重の標準偏差を算出
   し、この第１の標準偏差に基づき設定器の基準値を算出
   し、その時の回転盤一回転における圧縮荷重に対する第
   ２の標準偏差を演算し、前記基準値に対して第２の標準
   偏差に基づいて決定される上下標準偏差幅を有してなる
   フィードバックポジションを設け、圧縮荷重が設定器の
   設定値を超えたときに、圧縮荷重を該フィードバックポ
   ジションに達するまで制御調整することを特徴とする回
   転式錠剤機の成形品の重量制御におけるフィードバック
   調整方法。
2. 【請求項２】上下標準偏差幅が、圧縮荷重の上下荷重に
   予め任意に決められた係数を乗ずることにより決められ
   たことを特徴とする請求項１記載の回転式錠剤機の成形
   品の重量制御におけるフィードバック調整方法。
3. 【請求項３】上下標準偏差幅に任意の係数を乗じてフィ
   ードバックポジションを設けたことを特徴とする請求項
   １又は２記載の回転式錠剤機の成形品の重量制御におけ
   るフィードバック調整方法。
4. 【請求項４】上下標準偏差幅に任意の係数を乗じてフィ
   ードバックポジションを基準値に対して偏位させたこと
   を特徴とする請求項１又は２記載の回転式錠剤機の成形
   品の重量制御におけるフィードバック調整方法。