JPS6222095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は円柱状または円筒状の製品における
表面の欠陥を検査する装置に関し、特に医薬用カ
プセルの表面の欠陥を検査する装置に関する。

この種の医薬用カプセルは、キヤツプと本体か
らなり、このキヤツプと本体とを結合してカプセ
ルとして形成される。このカプセルに薬剤を充填
する以前の空カプセルは、その表面の欠陥を検査
しなければならない。カプセルの欠陥としては、
外観上から不完全なカプセルとして判断できる穴
あき、ひび割れ、切り欠き、変形等の欠陥や、外
観上では不完全なカプセルとして判断することの
困難な直径0.1mmから直径２mm程度のピンホー
ル、カプセル肉厚が局部的に他の部分より薄くな
つたスインスポツト（thin spot）と称される薄
肉部等の欠陥があることが良く知られている。

この種の欠陥の検査は従来検査者により目視検
査で行なわれていた。しかしながら検査者による
目視検査は処理能力に限界があることから、これ
に代る検査として特公昭54−9897（米国特許第
3709598号）号公報に記載された光学手段を用い
た検査装置が知られている。この特許に示された
技術は次の通りである。

すなわち、第１図は前記特許に示された装置の
原理図を示すものであり、図において１は検査ヘ
ツドを示し、検査ヘツドはその外周上に一定間隔
で配置されたカプセル駆動用ローラ２を有し、軸
１１を中心として矢印で示す時計方向に間欠的に
回転駆動される。それぞれのカプセル駆動用ロー
ラ２は図示しない駆動機構を介して矢印方向に高
速回転している。検査ヘツド１は空気吸引機構を
有し、それぞれのローラ２の間の間隙部分に吸引
チヤンバを介して吸引力を与えている。カプセル
３は別に設けたカプセル供給機構から整列されて
矢印Ｐ位置からローラ２間に順次供給される。こ
のカプセル３は前記した空気吸引機構によりロー
ラ間に吸引されて保持される。またカプセル３は
ローラ２が回転すると、このローラの回転速度と
ほぼ同一速度で回転する。

検査ヘツド１に保持されて搬送されるカプセル
はその搬送途中で欠陥検査を受ける。欠陥検査を
行なう検査部は、照明用ランプ４、光学レンズ
５，６および光センサ７からなる。照明用ランプ
４から照射される光は光学レンズ５を介してカプ
セル３の軸線に沿つて縦方向に細長い１条の光と
帯としてカプセルの表面に達している。カプセル
３を介して反射される光は光学レンズ６を介して
光センサ７に入射する。カプセル３から反射され
る反射光が光センサ７に入射する様子が第２図に
概略的に示される。第２図において、カプセル３
からの１条の反射光は光学レンズ６を介して光セ
ンサ７に達する。光センサ７はその受光面にフオ
トセル８が複数個並設されている。それぞれのフ
オトセル８に入射する光はカプセル３のそれぞれ
異なる区域の表面の情報を含んでいる。したがつ
て、フオトセル８の出力を測定することによつて
カプセル３の表面の欠陥を検査することができ
る。

この検査装置はカプセルの表面の欠陥を自動的
に検査することが可能であり、今までの検査者に
よる目視検査に比べて優れている。しかしながら
前記検査装置は非常に小さな欠陥、具体的にはピ
ンホールなどを検出する場合には数十個のフオト
セル８を必要とする。例えばカプセルの長さを20
mmとし、直径0.5mmのピンホールを検出する場合
には40個のフオトセルを必要とする。個々のフオ
トセルの価格はそれ程高価ではないとしても、各
フオトセルの特性が同一でなければ精度の高い検
査を行なうことができないので、特性の揃つたフ
オトセルを用意せねばならないと共に、保守の点
で非常に不利となる。また、フオトセルの増大は
それに対応して判別回路も増やさねばならなくな
り、結局価格の高いものとなる。更にカプセルを
搬送する検査ヘツドには多数の可動部を有し、特
にそれぞれの回転数を同一とせねばならない多数
のカプセル駆動用ローラを有し、構成が複雑とな
り保守に手間がかかる。前記それぞれのカプセル
駆動用ローラの回転数を同一とせねばならないこ
とは、カプセルがローラに密着して回転してお
り、このためにローラの回転数が異なる場合に
は、カプセルに振動が生じて安定した回転を得る
ことができなくなることから是非とも必要なこと
である。このように多数のカプセル駆動用ローラ
を同一速度で回転させるためには極めて精密な加
工が必要で、経年的変化に基づく機械的精度の低
下により寿命の点で著しく不利である欠点を持つ
ている。

本発明の目的は上述した従来技術の欠点を除去
し、カプセル表面の非常に小さい欠陥を精度良く
検査可能で、かつ検査装置の構成が簡単でコンパ
クトなカプセル欠陥検査装置を提供することにあ
る。

この目的を達成するために本発明では、まず、
カプセルの搬送手段として中空円筒体として形成
された搬送ドラムを有する。この搬送ドラムの円
周面上にはカプセルを個別に収納し得る貫通穴
が、その長手方向がカプセルの搬送方向と一致し
円周面に少なくとも１列に等間隔に並ぶように形
成されている。搬送ドラムにより搬送されるカプ
セルは搬送ドラムに沿つて配設したガイド板上を
滑つて搬送される。搬送ドラムにより搬送される
カプセルをその軸まわりに回転させる手段とし
て、カプセルの搬送方向にほぼ一致した回転軸を
有する回転ローラを備えている。この回転ローラ
の円周面は前記カプセルと接してカプセルにその
軸まわりの回転を伝達する。そして、カプセル表
面を光学的に検査する手段として、前記回転ロー
ラにより軸まわりに回転しているカプセル表面の
１部分を照明する照明系とカプセル表面の特定部
分からの反射光または透過光を検知する光学的検
知器を有する。この光学的検知器はカプセル表面
のある１点を検知しており、カプセルが搬送ドラ
ムで搬送されている際に回転ローラで軸まわりに
回転させられているので、そのカプセル表面を螺
旋状に走査する。これによりカプセルはその全表
面を検査される。

次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。第３図および第４図は本発明の一実施
例である医薬用カプセル欠陥検査装置の全体を示
す正面図および側面図、第５図は本発明の一実施
例の要部を拡大した一部切欠き断面図、第６図は
第５図のＸ−Ｘ線断面の拡大図、第７図は光学的
検知器の説明図、第８図は光学的検知器によるカ
プセル表面の走査線図、第９図はガイド板の斜視
図、第１０図は搬送ドラムと回転ローラの変形例
を示す断面図、第１１図はカプセルの変形方向と
回転ローラの回転軸方向との関係を示す説明図、
第１２図は判定制御部のブロツクダイヤグラム、
第１３ａ図および第１３ｂ図はそれぞれ光センサ
の出力波形図である。

まず本発明のカプセル欠陥検査装置の全体構成
を第３図および第４図を用いて説明する。第３図
および第４図において、１０で装置全体を示し、
本体には被検査用のカプセルが投入されるホツパ
ー１２が取付けられる。ホツパー１２からカプセ
ルは供給室１４へ装填され、供給室１４内でカプ
セルは搬送ドラム１６へ供給される。搬送ドラム
１６によつて整列して個別に搬送されるカプセル
は光学的検査器１８にてその表面を検査され、検
査器１８の検出出力が判定制御部２０に導かれて
良品、不良品が判別される。そして検査を受けた
カプセルは良品または不良品に応じて良品排出シ
ユート２２または不良品排出シユート２４にそれ
ぞれ分類して排出されるように構成されている。
この他に装置本体１０には、表示灯２６、操作盤
２８および装置内部に収納された設定盤３０と表
示盤３２が取付けられている。表示灯２６は電源
投入の有無および動作状況が正常であるか否かを
表示し、操作盤２８はスイツチ類の操作により起
動・停止および検査すべきカプセルの種類、例え
ば透明、不透明、色などを設定し、設定盤３０は
自動または手動運転の切換え、欠陥検出レベルの
設定などを行ない、表示盤３２はパイロツトラン
プ類からなり装置の各部分の動作状況、欠陥検出
の状況を表示する。

装置本体１０のカプセルを搬送する搬送ドラム
部分の構成を示したのが第５図であり、第５図に
おいて第３図の部品と同一の部分には同一符号を
付している。第５図において、搬送ドラム１６は
中空円筒状に形成され、適当な回転駆動機構によ
り矢印の時計方向へ回転している。搬送ドラム１
６の円周面にはカプセル４０の長手方向がドラム
１６の回転方向と一致する向きにカプセル４０を
個別に収納する貫通穴４２が円周方向に等間隔に
形成されている。この貫通穴４２は第６図から明
らかなようにドラムの円周上に２列に並べて形成
されている。カプセル４０を一時保留して確実に
搬送ドラム１６の貫通穴４２内にカプセルを供給
する供給室１４には、搬送ドラム１６の貫通穴４
２内に収納されていないカプセルや貫通穴４２内
に入つていても姿勢の悪いカプセルを供給室１４
内に戻すブラシ１５が取付けられている。搬送ド
ラム１６の貫通穴４２内に収納されたカプセル４
０はその下面をガイド板４４で支持されてこのガ
イド板４４の上を滑りながら搬送される。ガイド
板４４の回転ローラ４８と向いあう端部は、第９
図に詳細に示すように、ガイド板４４から回転ロ
ーラ４８にカプセルがスムーズに移動できるよう
に回転ローラ４８の円周面に一致した形状として
いる。

回転ローラ４８はその回転軸線が搬送ドラム１
６により搬送されるカプセル４０の長手方向の軸
線すなわちカプセルの搬送方向とほぼ一致してい
る。この回転ローラ４８の軸は、第５図のＸ−Ｘ
断面である第６図に示した摺動板１７に固定した
軸受５０により支持されている。ここで、回転ロ
ーラ４８の回転軸の方向性について述べておく
と、回転軸の方向は、回転ローラとカプセルとの
間の軸方向のすべりがないとした場合、カプセル
の周速度とドラムによる搬送速度により決まる。
第１１図に示すように、カプセル４０の搬送方向
７０に対する回転ローラの回転軸線７２の傾きを
θとすると θ＝sin^-1Ｖ／ｖ Ｖ：カプセルの搬送速度（74） ｖ：回転ローラの周速度（76） となる（７８はカプセルの周速度を示す）。しか
し実際の場合には前記θが非常に小さな値となる
ためθ＝０゜とし、回転ローラの回転軸の向きは
カプセルの搬送方向としてもまつたく問題はな
い。したがつて、この実施例ではθ＝０゜として
説明を進める。

再び第５図に戻つて回転ローラ４８は壁５２に
よつて仕切られた負圧室５４によつて囲まれてい
る。負圧室５４は空気吸引口５６を介して適当な
真空引きによつて負圧に保たれており、そしてこ
の負圧室５４は回転ローラ４８と接するカプセル
を吸引してカプセルを回転ローラ４８に押し付け
る。これによりカプセルと回転ローラ４８との間
にすべりがなく、回転ローラ４８の回転は確実に
カプセルへ伝達することができる。また、カプセ
ルは負圧吸引されているので、第６図に示すよう
に、カプセルは搬送ドラム１６の貫通穴側面４３
に押し付けられ、この面４３がカプセルのガイド
として作用し、カプセルの振動が少なく円滑で安
定した回転が得られる。

回転ローラ４８と接して回転するカプセル表面
を検査する光学的検査器は、第７図に拡大して示
している。光学的検査器は照明用のランプ５８と
このランプ５８からの光をカプセル表面の一部分
に強いスポツト光として照射する集光レンズ６０
からなる照明系および拡大レンズ６２を介してカ
プセル表面の特定された面積、例えば直径0.5mm
の特定部分からの反射光のみが光センサ６４に入
射するように構成した光センサ系とからなる。光
センサ６４としてはフオトダイオードが用いられ
る。これらの照明系と光センサ系は第６図に示し
た回転ドラムの貫通穴の列にそれぞれ対応して配
置されている。カプセルは搬送ドラム１６による
その長手方向への搬送中に回転ローラ４８により
その軸まわりに高速回転させられているので、光
センサ６４によるカプセル表面の走査は第８図に
示す通りである。すなわち、光センサ６４による
走査線を参照番号６５で示すように、カプセル表
面は螺旋状に走査される。これによりカプセルは
その全表面について検査を受けるのである。ここ
でカプセル表面から検出し得る欠陥の最小欠陥の
大きさＳ（走査のピツチ）は Ｓ＝Ｖ／ｎ・Ｎ Ｖ：カプセルの搬送速度 Ｎ：カプセルの回転数 ｎ：光学的検査器の個数 で決まる。この実施例では、光学的検査器の個数
を１個、カプセルの搬送速度を250mm／Ｓ、カプ
セルの回転数を30000rpmとし、直径約0.5mm以上
の欠陥を検出できるようにしている。カプセルの
全表面を螺旋状に走査する光センサ６４の出力に
基づいてカプセルの良品、不良品を判定制御する
判定制御部は第１２図を用いて後述にて詳細に説
明するのでここでは説明を省略する。

光学的検査器にて検査を受けたカプセルは排出
部へ搬送される。排出部は搬送ドラム１６の内側
から外側へ向けて空気を噴射する良品排出ノズル
６８と不良品排出ノズル６６および良品排出シユ
ート２２と不良品排出シユート２４からなる。良
品排出ノズル６８と不良品排出ノズル６６からの
噴射空気はガイド板４６孔７０と孔７２を介して
カプセルに当るように構成されている。良品排出
ノズル６８と不良品排出ノズル６６の噴射空気は
適当な電磁弁を介して制御されるように構成して
も良く、また不良品排出ノズル６６の噴射空気の
みを電磁弁で制御し、良品排出ノズルの噴射空気
は連続して噴射させておくようにしても良い。

次に本発明の実施例におけるカプセルの搬送経
過を順に追つて説明する。カプセルを整列して順
次搬送するために供給室１４では一時保留された
カプセルを適当な撹拌装置でかき回しカプセル同
志が重なり合つて詰まりが生じるのを防いでい
る。供給室１４で一時保留されたカプセルは、第
５図において時計方向へ回転している搬送ドラム
１６の貫通穴４２内に入ると、搬送ドラム１６の
内側に設けたガイド板４４の上を滑り搬送ドラム
により搬送される。搬送ドラムの回転が進み、ガ
イド板４４の上を滑りながら搬送されるカプセル
がガイド板４４の端部から回転ローラ４８上に搬
送されると、カプセルは負圧室５４に吸引されて
高速回転している回転ローラ４８に押し付けられ
る。これによりカプセルは搬送ドラム１６で搬送
されながら回転ローラ４８により高速回転させら
れるので、光学的検査器によりその表面を螺旋状
に走査される。光学的検査器で検査を受けたカプ
セルは搬送ドラム１６の回転が進むにつれて回転
ローラ４８からガイド板４６に受け渡される。更
に搬送ドラム１６の回転が進むとカプセルはガイ
ド板４６上を滑つて搬送され排出部に達する。カ
プセルが不良品である場合には、そのカプセルが
不良品排出シユート２４と対峙する位置に達した
とき不良品排出ノズル６６から圧搾空気が噴射さ
れてそのカプセルは不良品排出シユートに放出さ
れる。カプセルが良品である場合には、そのカプ
セルが不良品排出シユート２４の位置を通過して
良品排出シユート２２と対峙する位置に達する
と、良品排出ノズル６８から圧搾空気が噴射さ
れ、または連続的に噴射されている圧搾空気によ
りそのカプセルは良品排出シユート２２に放出さ
れる。それぞれのシユート２２，２４から放出さ
れるカプセルは分類箱内に集められる。

前述の回転ローラはゴムローラであり、例えば
ウレタンゴム、シリコンゴムなどの硬度50〜60度
のゴム材が適している。ゴム硬度の高い材質のゴ
ムローラの場合には、カプセルとの間にすべりを
生じてカプセルの回転数を低下したり振動が大き
くなることがあるので好ましくない。

また、前記実施例では、第６図に示すように、
１個の回転ローラ４８で搬送ドラム１６の円周上
の２列に配列されたカプセルを回転させている。
しかしながら、１個の回転ローラで多数に配列し
たカプセルを同時に回転させることも可能で、そ
の実施例を第１０図に示す。第１０図において、
８０は搬送ドラムで、搬送ドラムの円周上には４
列に配置された貫通穴８２が形成されている。そ
れぞれの貫通穴８２内に収納されたカプセル４０
は回転ローラ８４と接して回転している。８６は
摺動板である。第１０図から明らかなように、搬
送ドラム８０の貫通穴８２の列数を増加すること
によつて、１個の回転ローラ８４で多数のカプセ
ルを同時に回転させることができ処理能力を向上
することが可能である。

次に光学的検査器によりカプセル表面を螺施状
に走査してカプセルの欠陥を判定する判定制御部
について説明する。まず、カプセル表面に直径
0.5mm程度の小孔がある場合の光センサの出力波
形図を第１３ａ図および第１３ｂ図に示してい
る。第１３ａ図はカプセルが不透明体でカプセル
からの反射光を光センサで検出した場合を示す。
図において１０１はカプセルの本体、１０３はキ
ヤツプ部からの反射光に対応し、１０５はカプセ
ル表面の小孔からの反射光に対応している。第１
３ｂ図はカプセルが透明体でカプセルからの透過
光を光センサで検出した場合を示す。図におい
て、１０７はカプセルの本体、１０９はキヤツプ
部、１１１はカプセル表面の小孔からの透過光に
それぞれ対応している。これらの図から明らかな
ことは、カプセル表面の小孔に対する反射光また
は透過光の変化が明瞭に現われるということであ
る。

第１２図は判定制御部のブロツクダイヤグラム
を示す。図において、光センサ９０からの光電変
換信号は増幅器９１によつて増幅された後判定制
御部１００へ導かれる。この判定制御部１００は
信号処理回路９２、判定回路９３、記憶回路９４
および駆動回路９５からなつている。信号処理回
路９２は増幅器９１からの出力信号のうち直流分
を除去して欠陥部分に対する信号のレベルの統一
を行なう通常の回路である。判定回路９３は信号
処理回路９２からの出力信号と固定レベルしきい
値または浮動レベルしきい値を用いて比較して良
品、不良品を判定する。この判定回路９３の良否
判別信号は記憶回路９４で一時記憶される。この
記憶回路９４は例えばシフトレジスタを用いた場
合には、各カプセルの判別毎にシフトレジスタを
シフトするように構成し、記憶回路として通常の
RAMを用いた場合には記憶内容を各カプセルの
判別毎に次の番地に移し換えていけば良い。この
ようにして一時記憶された良否判別信号は搬送ド
ラムの貫通穴４２の通過タイミングを検出するた
めの位置検出器９６からの検出信号で読み出され
る。例えば記憶回路がシフトレジスタの場合に
は、シフトレジスタの読み出されるビツトは、光
学的検査器の位置から排出部までの位置の間にあ
る貫通穴の個数に一致するｎビツト目の内容が読
み出される。このようにして読み出された良否判
別信号は駆動回路９５に伝達される。駆動回路９
４は良否判別信号に応じて良品排出用電磁弁９７
または不良品排出用電磁弁９８を制御する。な
お、判定回路９３の判別結果は第３図の表示盤３
２に表示されるようになつている。

以上に説明した本発明によれば、搬送ドラムに
よりカプセルをその長手方向に搬送中に、回転ド
ラムによりカプセルをその軸まわりに回転させ
て、カプセルの全表面を螺旋状に走査することが
可能となり、次のような利点を有する。

(1) 高速で安定に回転するカプセル表面を螺旋状
に走査することが可能で、１個または小数個の
光センサでカプセルの全表面の徴小な欠陥を検
出できる。これは工業用テレビカメラなどによ
る二次元画像の信号処理に対して検出方式、検
出回路が非常に簡単となる。

(2) カプセルを高速で安定して回転させることが
可能であり、欠陥検出精度を向上できる。

(3) カプセルの向きを一定方向、例えばキヤツプ
の方向を規制することなく搬送可能であり搬送
機構の構造が極めて簡単で製作費を低下するこ
とができる。

(4) カプセルの搬送速度と回転数とを個別に調整
可能であり、極めて容易に分解能（検出すべき
欠陥の大きさ）を変えることができる。

(5) カプセルを整列して個別に搬送する搬送ドラ
ムの貫通穴を簡単に増加することが可能で、そ
してカプセルの搬送速度と回転数を高くするこ
とが可能であり、容易に処理能力を向上するこ
とができる。

(6) 構造が極めて簡単で保守点検が容易である。

(7) 近似した外形寸法のカプセルは装置の変更な
く処理することが可能であり、カプセル寸法が
大きいときでも搬送ドラムの交換のみで良い。

このように本発明では多数の優れた利点を有す
る。

なお、本発明の実施例では医薬用カプセルの検
査について説明したが、本発明は医薬用カプセル
の他に円柱状または円筒状の半製品や製品の表面
欠陥検査用にも利用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を示す概略図、第２図は第１
図の従来装置の検査部の説明図、第３図および第
４図は本発明の一実施例である医薬用カプセル欠
陥検査装置を示す正面図および側面図、第５図は
本発明の一実施例の要部を拡大した一部切欠き断
面図、第６図は第５図のＸ−Ｘ線断面の拡大図、
第７図は光学的検査器の説明図、第８図は光学的
検査器によるカプセル表面の走査線図、第９図は
ガイド板の斜視図、第１０図は搬送ドラムと回転
ローラの変形例を示す断面図、第１１図はカプセ
ルの搬送方向と回転ローラの回転軸方向との関係
を示す説明図、第１２図は判定制御部のブロツク
ダイヤグラム、第１３ａ図および第１３ｂ図はそ
れぞれ光センサの出力波形図である。 １４：供給室、１６：搬送ドラム、１８：光学
的検査器、２２：良品排出シユート、２４：不良
品排出シユート、４０：カプセル、４２：貫通
穴、４４；４６：ガイド板、４８：回転ローラ、
５４：負圧室、５８：ランプ、６０；６２：光学
レンズ、６４：光センサ、６６：不良品排出ノズ
ル、６８：良品排出ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カプセルを供給する供給室；中空円筒体形状
   の円周面上に設けた貫通穴に前記供給室より供給
   されたカプセルを個別に収納して所定の回転方向
   に搬送し、その貫通穴は長手方向が前記回転方向
   と一致し前記円周面上に少なくとも一列に等間隔
   に並べて形成された搬送ドラム；前記搬送ドラム
   の内周面に沿つて設けられ、カプセルがその上を
   滑つて搬送されるガイド板；前記搬送ドラムによ
   り搬送されるカプセルの搬送方向とほぼ平行な回
   転軸を有し、その回転軸を中心とする円周面が前
   記カプセルと接してカプセルに軸まわりの回転を
   伝達する回転ローラ；この回転ローラがその円周
   面の一部を露出させて内部に設けられ、カプセル
   を吸引して前記ローラに押しつける負圧室；前記
   回転ローラと接して回転するカプセル表面の少な
   くとも１部分を照明する照明系と照明されたカプ
   セル表面の特定部分からの反射光又は透過光を検
   知する光センサ系とからなる光学的検査器；空気
   噴射ノズルと、シユートとからなり、検査済みの
   カプセルを排出する排出部；および前記光学的検
   査器の出力が入力される信号処理回路と、この信
   号処理回路の出力が入力され、良品、不良品を判
   定する判定回路と、この判定回路が出力する良否
   判別信号を記憶し、カプセルの通過タイミングに
   合わせて出力する記憶回路と、この記憶回路の出
   力が入力され前記空気噴射ノズルの空気噴射を制
   御する駆動回路とからなる判定制御部；を備えて
   なる医薬用カプセル検査装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記回転ローラの円周面はゴム弾性体である
   ことを特徴とする医薬用カプセル検査装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記カプセルの搬送方向に対する回転ローラ
   の回転軸の角度θは θ＝sin^-1カプセルの搬送速度／回転ローラの周速度 としたことを特徴とする医薬用カプセル検査装
   置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記搬送ドラムの円周面と回転ローラの円周
   面は同心円で、搬送ドラムの円周面に放射状に複
   数列の貫通穴が並んでいることを特徴とする医薬
   用カプセル検査装置。