(57)【要約】【課題】光を用いて高速にタブレットの密度を推定するタブレットの密度推定方法を提供し、その値を用いて重量検査を行う、タブレット検査装置を提供することで、タブレットの製造工程において良品と不良品を高速に選別可能にする。【解決手段】あらかじめタブレット外観画像の明度、もしくは、コントラスト値と前記タブレットの密度との関係式を求めておき、タブレット外観画像の明度、もしくは、コントラスト値より、該タブレットの密度を推定するタブレットの密度推定方法。および、この密度推定方法と外観画像の寸法からタブレットの重量を推定するタブレットの重量推定方法。これを用いた検査装置。【選択図】  図２
2004191074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらかじめタブレット外観画像の明度、もしくは、コントラスト値と前記タブレットの密度との関係式を求めておき、タブレット外観画像の明度、もしくは、コントラスト値より、該タブレットの密度を推定するタブレットの密度推定方法。
【請求項２】
請求項１記載の密度推定方法と外観画像の寸法からタブレットの重量を推定するタブレットの重量推定方法。
【請求項３】
タブレットを搬送する搬送手段と、タブレットの外観を撮影する撮像手段と、タブレットに光を照射する照明手段と、タブレット外観画像からタブレットの寸法と密度を求め、重量を算出する画像処理演算手段と、求めたタブレットの重量および／または寸法とそれらの規格値とを比較して合否判定を行う合否判定手段と、合否判定結果に基づきタブレットを選別する選別手段とを備えたことを特徴とするタブレット検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形材料として用いられるタブレットの密度推定方法と検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体等の電子部品の封止成形に用いられる封止樹脂は、電子部品メーカーにおいて取扱いが容易なこと、また、顆粒状態に比べて粉塵の発生が少ないこと等の理由から、タブレットの形態で封止樹脂メーカーから供給されることが多い。電子部品メーカーは、電子部品の製造工程に合わせてタブレット投入個数を決め、電子部品の封止成形を行なう。もし、重量不足のタブレットがあると、電子部品の封止成形の際、充填不足により不良品が発生する可能性がある。そのため、タブレットの寸法や重量の規格値は比較的厳密に取り決められることが多い。
【０００３】
従って、タブレット製造工程においては、重量に関する検査を実施している。この検査は、タブレット成形後に自動計量器にてタブレットの重量を測定し、規格値と比較することによって、良品と不良品を選別する方法が一般的である。ところが、特に寸法の小さいタブレットにおいては、毎分数百個以上の速度で製造されるため、タブレットの全数を自動計量器にて検査するには、１製造ラインに数台の自動計量器を用いる必要がある。
【０００４】
タブレットの高速な検査方法として、光を用いてタブレットの寸法や形状を計測する検査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。レーザーを用いた測長装置やＣＣＤカメラを用いた画像処理装置は高速な動作が可能なため、毎分数百個以上の生産速度に対しても１組の装置でタブレットの検査が可能である。このタブレットの寸法や形状により検査する方法は、タブレットの寸法が規格外であったり、欠けを生じていたりした場合は有効である。
【０００５】
例えば、樹脂タブレットの製造工程では顆粒状の封止樹脂をタブレットマシンにてタブレットに成形する。通常、タブレットマシンは円柱状の穴が開いた金型内に封止樹脂を充填した後、プレス機で封止樹脂を圧縮することによりタブレットの形状に成形する。金型内への封止樹脂の供給が不十分な場合、タブレットの寸法や形状に問題が無くても、密度が低下することにより重量不足になってしまう場合がある。従って、光を用いた検査方法は、寸法や形状は規格を満たしているが、タブレットの密度が低いために重量不足になっている場合については、この方法では検出することができないという問題があった。
【０００６】
また、医薬品や健康食品のタブレットの場合、タブレットの重量は薬剤などの成分の摂取量に直結するため、非常に重要な品質項目である。一般的に医薬品のタブレットの製造速度は樹脂タブレットの製造速度より大きく、特に高速な重量検査装置が必要とされている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２９４２２８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来のタブレット検査装置のこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的は光を用いて高速にタブレットの密度を推定するタブレットの密度推定方法を提供し、その値を用いて重量検査を行う、タブレット検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（１）  あらかじめタブレット外観画像の明度、もしくは、コントラスト値と前記タブレットの密度との関係式を求めておき、タブレット外観画像の明度、もしくは、コントラスト値より、該タブレットの密度を推定するタブレットの密度推定方法。
（２）  （１）の密度推定方法と外観画像の寸法からタブレットの重量を推定するタブレットの重量推定方法。
（３）  タブレットを搬送する搬送手段と、タブレットの外観を撮影する撮像手段と、タブレットに光を照射する照明手段と、タブレット外観画像からタブレットの寸法と密度を求め、重量を算出する画像処理演算手段と、求めたタブレットの重量および／または寸法とそれらの規格値とを比較して合否判定を行う合否判定手段と、合否判定結果に基づきタブレットを選別する選別手段とを備えたことを特徴とするタブレット検査装置。
である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、封止樹脂タブレットを例に本発明の実施の形態について説明する。
図１はタブレット密度と外観画像の明度及びコントラスト値の関係図である。封止樹脂は通常、カーボンブラックを含んでいるため黒い色をしている。また、タブレットの密度が大きい場合、表面は比較的平滑で若干の光沢を有する。しかしながら、タブレットの密度が低下すると、ざらざらとした表面になり、光沢は失われ、白っぽい外観となる。このような特性を利用して、タブレットの外観画像の明度、もしくは、コントラスト値から密度を求めることができる。
【００１１】
タブレットの密度が高く表面が平滑な場合、タブレット表面での光の散乱が少ないため、光が撮像手段には入らず、タブレット外観画像は明度が低くなる。タブレットの密度が低くなると表面がざらざらになるため、タブレット表面での光の散乱が増え、タブレット外観画像の明度が高くなる。従って、タブレットの密度と外観画像の明度の関係は図１の１の様な関係となる。照明手段として、暗視野照明を用いると、タブレットの密度変化に対する外観画像の明度変化が大きくなるため、好適である。また、照明手段として明視野照明を用いると、タブレットの密度が高く表面が平滑な場合、タブレット表面に照明手段の光が反射して映り込むため、外観画像のコントラスト値が高くなる。タブレットの密度が低い場合は、照明手段の映り込みがぼやけるため、外観画像のコントラスト値は低くなる。従って、タブレットの密度と外観画像のコントラスト値の関係は図１の２の様な関係となる。明視野照明としては、タブレット表面に映り込んだときに明暗がはっきり映るように、比較的指向性が強く、発行面積が小さいことが望ましい。ハロゲン光源を用いたファイバリング照明や拡散板を取り付けないＬＥＤ照明等が適している。
【００１２】
上記の特性を利用して外観画像からタブレットの密度を推定するためには、タブレットの密度と外観画像の明度の関係、もしくは、タブレットの密度と外観画像のコントラスト値の関係をあらかじめ実験により求め、関係式を決定しておく必要がある。その際、検査対象となるタブレットだけをサンプルとするのではなく、意図的に密度の大きいサンプルや密度の小さいサンプルを製作することにより、製品の規格として認められる範囲より若干広い密度範囲のサンプルを揃え、タブレットの密度と外観画像の明度、もしくは、コントラスト値の関係を求めることが望ましい。密度推定に用いる関係式は、実験の測定結果から回帰分析等により決定すれば良い。また、密度推定に外観画像の明度を用いるか、あるいは、コントラスト値を用いるかの選択については、実験により求められた各々の関係からばらつきの小さい方を選択すれば良い。以上の方法により、もとめた関係式を使用すれば、タブレットの外観画像からタブレットの密度を推定することが可能となる。
【００１３】
図２は本発明によるタブレット検査装置の平面図である。タブレット３は整列手段４により整列した後、搬送手段３により撮像手段６の前に搬送される。検査装置の前工程にてタブレット１が既に整列された状態となっている場合には整列手段４は不要である。撮像手段６にてタブレット３の外観画像を撮影する。移動中のタブレット３をぶれなく撮影するため、光量の多い照明手段８を使用して、撮像手段６のシャッター時間を短くするか、もしくは照明手段８としてストロボ照明を使用する。画像処理手段９はタブレット３の外観画像から寸法と密度を求め重量を算出する。合否判定手段１０はタブレット３の重量を規格値と比較することにより重量検査の合否判定を行う。重量検査に合格したタブレットは良品回収箱１２に回収される。不良のタブレットは不良品排出手段１１により不良品回収箱１３に回収される。
【００１４】
整列手段４としては、ターンテーブル方式、ボウルフィーダー方式等を挙げることができるが、特に限定はしない。ターンテーブル式は主として回転するテーブルとテーブル外周部付近に設けられたガイドからなる。未整列のタブレットはテーブル上に供給され、特定の姿勢となったタブレットだけがガイドを通過し整列されて次工程に供給される。ガイドに入ることができなかったタブレットもテーブルが回転し、遠心力を受けたり、他のタブレットと接触したりするうちに特定の姿勢となり、順次、ガイドを通過し整列されて次工程に供給される。ボウルフィーダー式は、椀状のボウル部の外周部に螺旋状のガイドが配置されており、ボウル部の振動によりタブレットがガイドに沿って進行するうちに特定の姿勢となり、整列されて次工程に供給される。ターンテーブル式の方が整列処理量は大きいが、適用できるタブレット形状が限られているため、タブレットの形状により、適切な整列方式を適用する必要がある。
【００１５】
搬送手段５としては、ベルトコンベア方式、リニア振動方式などがある。ベルトコンベア方式はリニア振動方式に比べると構造が若干複雑になるものの、高速な搬送が可能であり、また、真空吸引などによるチャッキング機能を有するベルトコンベアではタブレットをつり下げて搬送することが可能なため、撮像手段６を複数個配置し、ベルトコンベアによるタブレットの支持方向を変えながら撮像することで、タブレット全周の撮像をすることが可能となる。リニア振動方式は、溝の付いたガイドを振動させることによりタブレットを溝に沿って搬送する方式である。搬送速度は小さいが構造は単純になるため、検査処理量が少ない場合に適している。
【００１６】
撮像手段６としては通常、ＣＣＤを使用することができる。高速な検査を実現するためにはタブレットを静止させるのではなく、搬送中に撮像する必要があるため、撮像手段６は高速なシャッター手段を有するか、もしくは、照明手段８をストロボ照明とすると良い。搬送中のタブレットの動きと撮像を同期させるため、撮像手段６の付近にタブレットの通過を検知するセンサを配置し、その検出信号をトリガ信号として撮像を行うと良い。一般的に使用されている３０万画素ＣＣＤカメラでは最大で秒間３０回の撮像が可能である。従って、１分間に１８００個、１時間に１０万８千個の撮像が限界である。ラインスピードの関係で、これ以上の速さでの撮像が必要な場合は、秒間６０回の撮像が可能な倍速カメラや、撮像領域を限定して短時間での撮像が可能な部分取込対応のカメラを使用すれば良い。
【００１７】
画像処理演算手段９としては、専用ハードウェアにより構成されたものやパソコンをベースにプログラムで画像処理を行う所謂画像処理装置を用いることができる。本発明で使用する画像処理の内容は負荷の高いものではないため、小型の専用ハードウェア式の画像処理装置で処理が可能である。また、小型の専用ハードウェア式の画像処理装置には冷却ファンが不要で装置が密閉されたものがあり、粉塵が浮遊しやすいタブレットの製造工程に於いては好適である。合否判定手段１０については、画像処理演算手段９で数値の比較や演算の処理が可能であれば、画像処理演算手段９と合否判定手段１０を１つのハードウェアで実現することが可能である。また、シーケンサなどにより合否判定手段１０を実現しても良い。
【００１８】
タブレット３の重量を求める方法は、以下の手順となる。まず、外観画像を画像処理することによりタブレット３の寸法を測定し、その寸法から体積を計算する。例えば、円柱形状のタブレット３の場合、側面画像から直径と高さを計測することにより、体積を計算することができる。さらに、外観画像の明度、もしくは、コントラスト値からタブレット３の密度を推定する。体積と密度の積からタブレット３の重量が求められ、この値を規格値と比較することにより良否判定を行う。
【００１９】
画像処理による寸法測定や明度、コントラスト値の算出は非常に高速なため、毎分数百個の生産速度にも充分対応した検査装置を構成可能である。また、タブレット３の体積を計算するために寸法を測定しているため、寸法の規格値と比較することにより、重量検査だけでなく寸法検査を同時に行うことも容易である。
【００２０】
選別手段１１としては、不良品を圧縮エアで吹き飛ばす方法や邪魔板の出し入れにより搬送中の良品と不良品の進路を変える方法などがある。いずれの方法においても、タブレットが高速で搬送されている場合には、良品と不良品を確実に選別するのは難しいことがある。しかしながら、通常、タブレットの重量規格外による不良品の発生率は低いため、「搬送中のタブレット不良品の前後数個を、タブレット良品も含めて不良品として選別しても良い。」という条件とすることにより、極僅かに歩留まりは低下してしまうものの良品中に不良品を混入させることなく、また、高度な技術や高価な部品を使わずに選別手段１１を実現することが可能となる。
【００２１】
【実施例】
タブレットマシンへの封止樹脂充填量を変えることにより、寸法や密度の異なる４水準のタブレットサンプルを各２０個ずつ計８０個作成し、本発明の検査装置による検査を行った。撮像手段、画像処理装置としてはコグネックス株式会社のＩｎ−Ｓｉｇｈｔ２０００を使用し、レンズは焦点距離１６ｍｍのＣＣＴＶレンズと接写リングを組み合わせ、画像上の１画素がおよそ０．０５ｍｍに相当するように調整した。照明は株式会社モリテックスのリングライトガイドＭＲＧ４８−１０００Ｓとハロゲン光源ＭＨＦ−Ｈ５０ＬＲを使用した。また、各タブレットの寸法と重量をノギスと電子天秤にて測定し、実施例と比較した。
【００２２】
あらかじめ、撮像手段の校正を行ったところ、画像中の１画素は０．５１２ｍｍに相当することがわかった。また、８０個のサンプルからタブレットの密度と画像の明度、コントラスト値について、回帰直線を求めたところ、密度と明度は相関係数が０．９９５、密度とコントラスト値は０．９９９であった。相関がより大きかった密度とコントラスト値の回帰直線を、画像のコントラストとタブレットの密度との関係式とした。表１にこれらの校正結果、関係式を用いた実施例でのサンプルの測定検査結果と実測値を示す。
【００２３】
【表１】
2004191074.tif 000003
【００２４】
表１より、実施例において、ノギスと電子天秤を用いた実測値とほぼ同一の寸法、重量の値が得られていることがわかる。寸法、重量の測定値と規格値を比較し合否判定を行った結果は実測値と実施例で一致した。また、実施例において、外観画像の撮影から合否判定完了までに要した時間は最大で０．０６秒であった。従って、実施例の結果から、本発明によれば、高速で正確なタブレットの重量検査装置が実現可能なことがわかる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の方法に従うと、タブレットの外観画像から、重量を直接測定することなく密度を推定することが可能となる。また、密導推定を応用することにより、タブレットの検査において、製造ラインの生産速度にも十分対応可能な高速で正確な重量検査装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タブレット密度と外観画像の明度及びコントラスト値の関係図である。
【図２】本発明による検査装置の平面図である。
【符号の説明】
・  タブレット密度と外観画像明度の関係
・  タブレット密度と外観画像コントラスト値の関係
・  タブレット
・  整列手段
５  搬送手段
６  撮像手段
７  レンズ
８  照明手段
９  画像処理演算手段
１０  合否判定手段
１１  選別手段
１２  良品回収箱
１３  不良品回収箱
【図１】
2004191074.tif 000004
【図２】
2004191074.tif 000005