可食体用レーザマーキング装置
【課題】可食体へのマーキングを正確に効率良く行うことができる可食体用レーザマーキング装置を提供する。
【解決手段】可食体ｅを保持する保持部を備え、可食体ｅをマーキングエリアに搬送する搬送手段１０と、保持部に可食体ｅを供給する供給手段２０と、搬送手段１０による可食体ｅの搬送位置を検出する搬送位置検出手段１５と、マーキングエリアに搬送された可食体ｅに照射するレーザ光を走査するレーザ光走査手段３０とを備え、前記保持部は、搬送手段１０の搬送方向に沿って複数形成されており、レーザ光走査手段３０は、搬送位置検出手段１５の検出に基づいてレーザ光を走査することにより、各保持部に保持された可食体ｅへのマーキングを順次行う。
【解決手段】可食体ｅを保持する保持部を備え、可食体ｅをマーキングエリアに搬送する搬送手段１０と、保持部に可食体ｅを供給する供給手段２０と、搬送手段１０による可食体ｅの搬送位置を検出する搬送位置検出手段１５と、マーキングエリアに搬送された可食体ｅに照射するレーザ光を走査するレーザ光走査手段３０とを備え、前記保持部は、搬送手段１０の搬送方向に沿って複数形成されており、レーザ光走査手段３０は、搬送位置検出手段１５の検出に基づいてレーザ光を走査することにより、各保持部に保持された可食体ｅへのマーキングを順次行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、錠剤、カプセル剤などの可食体にマーキングパターンを形成する可食体用レーザマーキング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
錠剤やカプセル剤などの可食体に対しては、表面に商品名などをマーキングすることにより、識別性を付与することが従来から行われている。例えば特許文献１には、錠剤及びカプセルに、パターンマスクを介してレーザ光を照射することにより、識別マークを施す方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１２２６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に開示されたマーキング方法によれば、可食体の所望の位置へマーキングを施すために、パターンマスクの位置合わせを正確に行う必要があり、作業効率の点で問題があった。特に、錠剤やカプセル剤のように、曲面への微細なマーキングが必要な場合には、可食体の位置決めに高い精度が要求されることから、マーキングパターンの位置ずれを防止しつつマーキング処理能力を高めることが極めて困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、可食体へのマーキングを正確に効率良く行うことができる可食体用レーザマーキング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記目的は、可食体にマーキングパターンを形成する可食体用レーザマーキング装置であって、可食体を保持する保持部を備え、可食体をマーキングエリアに搬送する搬送手段と、前記保持部に可食体を供給する供給手段と、前記搬送手段による可食体の搬送位置を検出する搬送位置検出手段と、前記マーキングエリアに搬送された可食体に照射するレーザ光を走査するレーザ光走査手段とを備え、前記保持部は、前記搬送手段の搬送方向に沿って複数形成されており、前記レーザ光走査手段は、前記搬送位置検出手段の検出に基づいてレーザ光を走査することにより、前記各保持部に保持された可食体へのマーキングを順次行うことを特徴とする可食体用レーザマーキング装置により達成される。
【０００７】
この可食体用レーザマーキング装置において、前記保持部は、吸引部及び一対の当接部を備えており、前記供給手段から前記保持部に供給された可食体が、自重により一対の前記当接部に当接した状態で、前記吸引部により吸引保持されるように構成することが好ましい。
【０００８】
この場合、前記保持部は、底面に前記吸引部が形成された凹部とすることができ、一対の前記当接部は、前記凹部のＶ字状内壁面とすることができる。また、前記吸引部は、負圧により可食体を吸引可能に構成することができ、前記保持部は、前記吸引部を通過して延びる溝部を備えることができる。
【０００９】
また、前記供給手段は、前記保持部に保持される可食体の被マーキング面が所定の向きとなるように、可食体の姿勢を調整する姿勢調整手段を備えることが好ましい。前記姿勢調整手段は、複数の可食体を垂直方向に整列保持する供給シュートと、整列保持された最下部の可食体を順次切り出して外周面に保持し、回転により搬送する切り出しローラと、前記切り出しローラにより搬送された可食体を外周面に吸引保持し、回転により前記搬送手段の前記各保持部に供給する供給ローラとを備える構成にすることができる。
【００１０】
また、前記搬送手段は、前記保持部を外周面に備え、回転駆動によって可食体を搬送する搬送ドラムから構成することができる。この場合、前記搬送位置検出手段は、前記搬送ドラムの回転位置の検出に基づいて、可食体の搬送位置を検出することが好ましい。前記搬送ドラムは、軸方向及び周方向の双方に沿って前記保持部がそれぞれ複数形成された構成にすることができ、前記レーザ光走査手段は、前記搬送ドラムの周方向に搬送される可食体に対して、前記搬送ドラムの軸方向に沿ってマーキングを順次行うことができる。また、前記レーザ光走査手段は、前記搬送ドラムが連続回転する状態で、前記搬送位置検出手段の検出に基づいて前記搬送ドラムの搬送量を算出し、レーザ光の走査を補正するように構成することができる。
【００１１】
また、上記各可食体用レーザマーキング装置においては、前記レーザ光走査手段により可食体に施されたマーキングを、可食体が前記各保持部に保持された状態で撮影するマーキング検査手段を更に備えることが好ましい。
【００１２】
また、マーキング対象の可食体としては、錠剤、カプセル剤又は空カプセルのいずれかであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の可食体用レーザマーキング装置によれば、可食体へのマーキングを正確に効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る可食体用レーザマーキング装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１に示すレーザマーキング装置の要部断面図である。
【図３】搬送ドラムの外周面を平面的に表した展開図である。
【図４】レーザ光走査装置の概略構成図である。
【図５】レーザ光走査装置の作動を説明するための図である。
【図６】搬送ドラムの変形例を示す展開図及び断面図である。
【図７】供給装置の変形例を示す側面図である。
【図８】図７に示す供給装置の要部断面図である。
【図９】搬送ドラムの変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る可食体用レーザマーキング装置の概略構成を示す側面図である。本実施形態のレーザマーキング装置は、錠剤などの偏平な可食体の表面にマーキングを施すものである。
【００１６】
図１に示すように、レーザマーキング装置１は、可食体ｅを外周面に保持して回転により搬送する搬送ドラム１０と、搬送ドラム１０に可食体ｅを供給する供給装置２０と、搬送ドラム１０により搬送される可食体ｅに対してレーザ光を走査してマーキングを行うレーザ光走査装置３０と、可食体ｅのマーキング状態を検査するマーキング検査装置４０と、検査後の可食体ｅを排出する排出装置５０とを備えており、脚部１ａ，１ａにより水平な床面Ｆ上に設定可能とされている。
【００１７】
搬送ドラム１０は、図２に断面図で示すように、中空筒状に形成されており、端部において回転軸を介して連結された駆動モータ（図示せず）により、回転駆動される。図２及び図３に示すように、搬送ドラム１０の外周面には、可食体ｅを収容可能な凹部からなる保持部１１が、周方向及び軸方向の双方に沿って等間隔に複数形成されている。なお、図３は、搬送ドラム１０の外周面を平面的に表した展開図である。
【００１８】
また、搬送ドラム１０は、周方向に沿って配置された各保持部１１にそれぞれ対応するように、径方向内側に通気路１２が形成されている。各通気路１２は、搬送ドラム１０を軸方向に貫通するように延びており、軸方向に整列する複数の保持部１１と連通孔１３を介して連通する。
【００１９】
図３に示すように、連通孔１３は、各保持部１１の底面にそれぞれ開口しており、搬送ドラム１０の周方向に整列する各保持部１１の連通孔１３を通過するように、溝部１４が形成されている。保持部１１の形状は、溝部１４を対称軸とする五角形状（ホームベース状）であり、溝部１４上の頂点を挟んで両側に延びるＶ字状の内壁面が、収容される可食体ｅの周縁と当接する一対の当接部１１ａ，１１ａを構成している。
【００２０】
搬送ドラム１０に形成された通気路１２は、真空吸引装置の吸引部（図示せず）に対して、開口端部が気密状態を維持しながら摺動回転するように接続されることで、連通孔１３を介して保持部１１内の可食体ｅを吸引保持する。各通気路１２は、大部分の回転位置において前記真空吸引装置に接続されるが、図２に示す姿勢補正エリアＡを通過する間は、圧縮空気供給装置（図示せず）から圧縮空気が供給され、連通孔１３を介して保持部１１に空気が噴出される。
【００２１】
また、搬送ドラム１０の回転軸には、搬送ドラム１０による可食体ｅの搬送位置検出手段として、搬送ドラム１０の回転位置を検出するロータリーエンコーダ１５が設けられている。ロータリーエンコーダ１５は、発光素子と受光素子との間に、回転軸に設けられたスリット板および固定されたスリット板が配置された公知の構成である。本実施形態においては、回転位置検出手段として高い検出精度を得るために、搬送ドラム１０の回転位置を絶対値として検出するアブソリュート型を使用しているが、インクリメンタル型を使用することも可能である。
【００２２】
供給装置２０は、図１に示すように、可食体ｅが投入されるホッパー２１と、投入された可食体ｅを水平方向に搬送する直進フィーダ２２と、水平搬送された可食体ｅを所定の姿勢に揃えてコイルシュート２３に定量供給するボールフィーダ２４とを備えている。ボールフィーダ２４には、貯留物の高さ位置を検出するレベルセンサが設けられており、ボールフィーダ２４に貯留される可食体ｅの量が常時ほぼ一定となるように、直進フィーダ２２の作動が制御される。また、ボールフィーダ２４には、搬送中に可食体ｅに帯電した静電気を除去する除電装置２４ａが設けられている。
【００２３】
また、供給装置２０は、図１及び図２に示すように、コイルシュート２３を介して供給された複数の可食体ｅを垂直方向に整列保持する供給シュート２５と、整列保持された可食体ｅを順次回転により搬送する切り出しローラ２６と、搬送された可食体ｅを受け取り搬送ドラム１０に充填する充填ローラ２７とを備えている。これら供給シュート２５、切り出しローラ２６及び充填ローラ２７は、搬送ドラム１０の保持部１１に保持される可食体ｅが、被マーキング面を径方向外方に露出させて所定の向きとなるように、搬送ドラム１０に供給する可食体ｅの姿勢を調整する姿勢調整手段２９として機能する。
【００２４】
供給シュート２５は、複数の可食体ｅを偏平面同士が互いに接するように積み重ねて保持しており、その整列高さが一定以下になると残量検知センサ２５ａにより検知される。
【００２５】
切り出しローラ２６は、外周面に周方向に沿って等間隔に形成された複数の凹部２６ａを有しており、供給シュート２５に整列保持された最下部の可食体ｅを順次切り出して凹部２６ａ内に収容し、露出する可食体ｅの偏平面をガイド部材２６ｂの案内面と摺動させながら、充填ローラ２７に案内する。
【００２６】
充填ローラ２７は、外周面に周方向に沿って等間隔に形成された複数の吸引孔２７ａを有しており、切り出しローラ２６により搬送された可食体ｅを吸引孔２７ａにおける吸引により受け取り、搬送ドラム１０に向けて回転搬送する。各吸引孔２７ａは、搬送ドラム１０の連通孔１３と同様に、通気路２７ｂを介して真空吸引装置（図示せず）に接続されており、吸引孔２７ａからの吸引力を連通孔１３からの吸引力よりも小さく設定することにより、充填ローラ２７から搬送ドラム１０の保持部１１に対して可食体ｅの充填が確実に行われる。なお、充填ローラ２７の近傍には除電装置２７ｃが配置されており、充填ローラ２７による回転搬送中に、可食体ｅに対する再度の除電が行われる。
【００２７】
レーザ光走査装置３０は、搬送ドラム１０の近傍において、供給装置２０よりも可食体ｅの搬送方向下流側に配置されており、図４に模式図で示すように、レーザ光源３１と、一対のガルバノミラー３２，３３と、収束レンズ３４と、コントローラ３５とを備えている。
【００２８】
レーザ光源３１は、可食体ｅにマーキングパターンを形成するレーザ光を出射する装置であり、本実施形態においては、ＹＶＯ４レーザ光を出射するものを使用している。レーザ光源３１から出射するレーザ光としては、ＹＶＯ４レーザ光以外に、ＹＬＦレーザ光や、ＹＡＧレーザ光などの固体レーザ光を好ましく例示することができ、エキシマレーザ、炭酸ガスレーザなどの気体レーザや、色素レーザなどの液体レーザを使用することも可能である。特に、基本・第２・第３・第４高調波YVO4レーザ発信器が好ましい。例えば、３高調波発信器としてYVO4 Laser DS20H-355(Photonics Industries International, Inc)、第４高調波発信器としてAVIA266-3000(COHERENT社)を利用することができる。
【００２９】
また、本発明のレーザは、その波長が２００〜１１００ｎｍを有するものを用いることができる。好ましくは１０６０〜１０６４ｎｍ、５２７〜５３２ｎｍ、３５１〜３５５ｎｍまたは２６３〜２６６ｎｍの波長のレーザである。例えば、可食体ｅの表面に存在する成分を燃焼させることによりマーキングする場合は、１０６０〜１０６４ｎｍが好適であり、後述する変色誘起成分を利用するときは、３５１〜３５５ｎｍまたは２６３〜２６６ｎｍの波長のレーザが好適である。なお、可食体の表面を削ることによりマーキングする場合は、短い波長が好ましい。
【００３０】
一対のガルバノミラー３２，３３は、それぞれサーボモータなどの駆動装置３２ａ,３３ａによって反射角度を変えることが可能であり、一方のガルバノミラー３２がＸ方向の反射角度を、他方のガルバノミラー３３がＹ方向の反射角度を、それぞれ変更可能である。これにより、レーザ光源３１から出射されたレーザ光を、搬送ドラム１０上のマーキングエリアにおいて、搬送ドラム１０の周方向及び軸方向に走査することができる。
【００３１】
収束レンズ３４は、例えばｆ−θレンズから構成され、一対のガルバノミラー３２，３３で反射されたレーザ光を、可食体ｅの表面に収束させる。収束レンズ３４は、上下方向に移動可能に支持されており、レーザ光の焦点位置を適宜調整することができる。
【００３２】
コントローラ３５は、ＣＡＤなどによりデザインされた文字、記号、図形などの可食体ｅに施すマーキングパターンを、マーキング情報としてメモリ部（図示せず）に格納しており、ロータリーエンコーダ１５の検出により搬送ドラム１０の回転位置を把握しつつ、マーキング情報に基づいてレーザ光源３１の出射及び駆動装置３２ａ,３３ａの駆動を制御することにより、各可食体ｅへのマーキングを行う。
【００３３】
レーザ光走査装置３０の構成としては、上述したガルバノミラー型に限定されるものではなく、レゾナントスキャン型、ポリゴンミラー型など他の構成であってもよい。
【００３４】
搬送ドラム１０に対する可食体ｅの充填ミスや脱落は、供給装置２０とレーザ光走査装置３０との間において、搬送ドラム１０の各保持部１１の充填状態を検知する抜け検知センサ（図示せず）又は後述する外観検査装置６２により判別可能である。コントローラ３５は、抜け検知センサ（又は外観検査装置６２）が可食体ｅを検知しない保持部１１に対しては、マーキングを行わないようにレーザ光源３１の出射を制御する。
【００３５】
レーザ光走査装置３０は、筒状の保護カバー３６により覆われ、保護カバー３６の側面には、マーキング加工時に発生する粉塵を吸引する吸引装置（図示せず）が接続されており、更にマーキング後の可食体ｅを除電する除電装置（図示せず）が設けられている。
【００３６】
マーキング検査装置４０は、図１に示すように、搬送ドラム１０の近傍において、レーザ光走査装置３０よりも可食体ｅの搬送方向下流側に配置されており、搬送ドラム１０により所定の撮影エリアに搬送された可食体ｅを照明する照明装置や、撮影エリア内の可食体ｅの表面を撮影するＣＣＤカメラなどの撮影装置を備えている。
【００３７】
排出装置５０は、図１に示すように、マーキング検査装置４０よりも可食体ｅの搬送方向下流側に配置されており、搬送ドラム１０の保持部１１に保持された可食体ｅを外表面に吸引する吸引ドラム５１を備えている。吸引ドラム５１は、真空吸引装置（図示せず）の作動により、受け渡しエリアにおいて搬送ドラム１０の軸方向に沿って整列する各可食体ｅを吸引できるように個別に吸引孔を備えており、可食体ｅの吸引は、各吸引孔に対応して設けられた遮断弁によって、個別に遮断することができる。吸引ドラム５１に吸引された可食体ｅは、良品シュート５２に向けて回転搬送される。また、排出装置５０は、吸引ドラム５１で吸引されずに受け渡しエリアを通過した可食体ｅを回収する不良シュート５３を備えている。
【００３８】
更に、レーザマーキング装置１は、可食体ｅの外観検査を行うための外観検査装置６１，６２を備えている。外観検査装置６１，６２は、充填ローラ２７及び搬送ドラム１０により搬送される可食体ｅの露出面をそれぞれ撮影可能に配置されており、可食体ｅの割れ、欠損、異物付着などの有無を検査することができる。外観検査装置６１，６２は、マーキング検査装置４０と同様の構成を備えており、検査結果が不合格の可食体ｅは、不良シュート５３を介して排出される。
【００３９】
次に、レーザマーキング装置１の作動について説明する。まず、供給装置２０のホッパー２１に錠剤からなる可食体ｅを多数投入する。可食体ｅへのマーキングを容易にするため、投入する可食体ｅの表面には着色皮膜が形成されていることが好ましく、これによってレーザ光の強度を過大にすることなく照射部分の変色を促し、鮮明なマーキングを形成することができる。
【００４０】
ホッパー２１に投入された可食体ｅは、直進フィーダ２２及びボールフィーダ２４を介して供給シュート２５に垂直方向に整列保持された後、切り出しローラ２６により順次切り出されることにより、偏平面の向きが一定の状態で充填ローラ２７により搬送される。この結果、搬送ドラム１０の各保持部１１には、可食体ｅが所望の姿勢で充填される。
【００４１】
保持部１１に充填された可食体ｅは、連通孔１３を介して吸引保持された状態で、搬送ドラム１０の回転により搬送される。そして、姿勢補正エリアＡを通過する際に連通孔１３から圧縮空気が噴出することにより、可食体ｅの吸引保持が一旦解除される。この結果、可食体ｅは、自重により保持部１１の下側に位置する当接部１１ａ，１１ａと当接した後、姿勢補正エリアＡの通過後に連通孔１３を介して再び吸引保持される。保持部１１内には溝部１４が形成されているので、姿勢補正エリアＡにおいて圧縮空気が供給される際に、可食体ｅの外方に露出する溝部１４から圧縮空気を逃がすことができ、圧縮空気の噴出による可食体ｅの脱落を確実に防止することができる。
【００４２】
このように、搬送ドラム１０は、供給装置２０から供給された可食体ｅを、連通孔１３から圧縮空気を噴出させて一対の当接部１１ａ，１１ａに当接させた状態で、連通孔１３を介して吸引保持するように構成されているので、可食体ｅの大きさに多少のばらつきが生じる場合でも、可食体ｅを保持部１１内の適正な位置に適正な姿勢で確実に保持することができ、後工程におけるレーザマーキングを正確に行うことができる。姿勢補正エリアＡにおける圧縮空気の噴出は、可食体ｅの位置及び姿勢を確実に修正する観点からは好ましいが、連通孔１３を介した吸引を単に解除するだけでも、上記と同様の効果を得ることは可能である。
【００４３】
姿勢補正エリアＡは、吸引を解除した際に、可食体ｅが自重で一対の当接部１１ａ，１１ａに当接しつつ、保持部１１からの脱落は防止できる搬送ドラム１０の回転位置に形成することが好ましく、本実施形態においては、水平方向とのなす角度が約５０度から７５度の範囲を姿勢補正エリアＡとしている。
【００４４】
こうして、可食体ｅは、搬送ドラム１０の外表面における所定位置に正確に保持された状態で、レーザ光走査装置３０に対向するマーキングエリアに搬送される。レーザ光走査装置３０は、コントローラ３５がマーキング情報に基づいてレーザ光を走査することにより可食体ｅにマーキングパターンを形成し、これを搬送ドラム１０の軸方向に順次行っていく。
【００４５】
なお、マーキング情報は、マーキングのデザイン以外に、一つの可食体における照射順序なども含んでおり、例えば、レーザ光の照射順序をマーキングのデザインを一筆書きにするように指示することができる。なお、マーキングのデザインは、特に限定されるものではなく、また、照射状態を観察しながら、マーキング情報を変更することも可能であるため、デザインの修正も容易である。
【００４６】
レーザ光の走査時において搬送ドラム１０は連続回転しているため、隣接する可食体ｅへのマーキングを行う際に、レーザ光の照射位置を単に搬送ドラム１０の軸方向に移動させるだけでは、図５に実線で示すように、可食体ｅに対する位置ずれを生じ、正確なマーキングが行えない。そこで、コントローラ３５は、搬送ドラム１０の軸方向に沿って可食体ｅへのマーキングを行う際に、ロータリーエンコーダ１５の検出に基づいて、搬送ドラム１０の周方向への搬送量Δを算出し、この搬送量Δだけリアルタイムに補正しながらレーザ光を走査することにより、図５に破線で示すように、各可食体ｅの所望の位置に、所望のマーキングパターンを正確に形成することができる。この結果、搬送ドラム１０の回転を一定に維持することができるため、供給装置２０から搬送ドラム１０への安定した可食体ｅの供給が可能になると共に、高いマーキング処理能力を得ることができる。
【００４７】
レーザ光走査装置３０は、搬送ドラム１０の軸方向に沿ってレーザ光の照射位置を往復動させることにより、搬送ドラム１０の回転により搬送される各可食体ｅに対してマーキングを行う。本実施形態においては、往動時及び復動時の双方においてマーキングを行っているが、いずれか一方のみにおいてマーキングを行うようにしてもよい。
【００４８】
マーキングが施された可食体ｅは、搬送ドラム１０の回転によりマーキング検査装置４０の近傍に搬送され、マーキング状態の撮影が行われる。マーキング検査装置４０は、撮影された可食体ｅの画像データに対して画像処理を施し、予め格納されたマスターとの比較により、マーキング状態の合否を判別する。この後、可食体ｅは排出装置５０に向けて搬送される。
【００４９】
マーキング状態が合格である可食体ｅは、受け渡しエリアにおいて吸引ドラム５１に吸引され、吸引ドラム５１の回転により良品シュート５２に自重で落下し、良品受け箱（図示せず）などに収容される。一方、検査結果が不合格である可食体ｅについては、マーキング検査装置４０から排出装置５０への不合格信号の伝達を受けて、ロータリーエンコーダ１５の検出に基づき受け渡しエリアまで搬送された時点で、吸引ドラム５１の吸引が一時遮断される。この結果、可食体ｅは吸引ドラム５１への吸引が行われることなく受け渡しエリアを通過し、搬送ドラム１０の最下部において真空遮断エリアを通過することにより、搬送ドラム１０への吸引が解除されて不良シュート５３に落下する。
【００５０】
このように、搬送ドラム１０による可食体ｅの搬送により、マーキングパターンの形成及びこれに続くマーキング状態の検査を効率よく行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態のレーザマーキング装置１は、外観検査装置６１，６２を備えており、可食体ｅは、充填ローラ２７による搬送中に一方の偏平面に対する外観検査が行われ、搬送ドラム１０による搬送中に他方の偏平面に対する外観検査が行われる。この結果、可食体ｅへのマーキングと併せて外観検査を効率よく行うことができる。
【００５２】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、錠剤の偏平面にマーキングを施す場合について説明したが、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、搬送ドラム１０の保持部１１を構成する凹部を、錠剤からなる可食体ｅのリング状側面が露出する状態で収容されるように形成することで、可食体ｅの側面にマーキングを施すことができる。なお、図６（ａ）は、搬送ドラム１０の外周面を平面的に表した展開図、図６（ｂ）は、搬送ドラム１０の部分断面図であり、図６において図２と同様の構成部分には同一の符号を付している（以下の図においても同様）。
【００５３】
また、本実施形態においては、搬送ドラム１０に供給する可食体ｅの姿勢を調整する姿勢調整手段２９として、供給シュート２５、切り出しローラ２６及び充填ローラ２７を備える構成としているが、可食体ｅの被マーキング面が所定の向きとなるように可食体ｅを供給可能であれば、特に限定されない。例えば、上述した図６に示す搬送ドラム１０に対しては、図７に示すように、可食体ｅが投入されるサービスホッパー２０１と、投入された可食体ｅを起立状態で搬送ドラム１０の各保持部１１に案内する櫛歯状の振動ガイドフィーダ２０２と、保持部１１に収容された可食体ｅの飛び出しを防止するブラシロール２０３とを備える供給装置２０を用いることができ、振動ガイドフィーダ２０２を姿勢調整手段として機能させることができる。振動ガイドフィーダ２０２は、図８に断面図で示すように、搬送ドラム１０に向けて開口幅が徐々に狭くなるように形成された傾斜面を有するガイド部２０２ａと、可食体ｅが偏平面に沿う方向にのみ通過するように開口幅が設定された流通規制部２０２ｂとを備えており、これによって、可食体ｅは、偏平面がガイド部２０２ａの傾斜面及び流通規制部２０２ｂの内壁面に沿って案内され、搬送ドラム１０の軸方向に整列する各保持部１１に対して、側面が径方向外方を向くように可食体ｅが供給される。可食体ｅの形状は、確実に一定の向きで流通規制部２０２ｂを通過するように偏平状であることが好ましく、例えば、可食体ｅが異形錠である場合、偏平面の短径が厚みよりも１ｍｍ以上大きいことが好ましい。
【００５４】
また、レーザマーキングの対象となる可食体ｅは、薬剤に限定されるものではなく、健康食品や菓子などであってもよい。錠剤の形状は、円板状に限られず、異形錠であってもよい。また、錠剤以外に、カプセル剤や空カプセルであってもよく、いずれの場合もマーキングに高い精度が要求されることから、本発明によるマーキング対象として特に好適である。但し、可食体ｅは、錠剤、カプセル剤、空カプセル以外に、定形性を有する他の形態であってもよい。
【００５５】
なお、可食体ｅは、レーザ光の照射により、その表面を削ることにより、あるいは、その表面に存在する成分が物理的もしくは化学的変化することにより、マーキングが施される。このとき、レーザ光照射に伴い変色を誘起する成分を予め可食体ｅもしくは、その被覆層に分散させることにより、あるいは予め可食体ｅの表面に付着させることが好ましい。すなわち、可食体ｅの表面がほとんど削られることなく鮮明なマーキングを施すことが可能となり、可食体の品質確保の面あるいは生産性向上の面で好適である。特に、変色を誘起する成分としては、レーザ照射により凝集することで変色を可能とする酸化チタン、黄色三二酸化鉄、三二酸化鉄等の変色誘起酸化物の少なくとも１種が好ましい。
【００５６】
また、本実施形態においては、搬送ドラム１０の外周面に形成された凹部を保持部１１としているが、可食体ｅを確実に吸引保持できる限り、凹部の形状や連通孔１３の配置については特に限定されるものではない。可食体ｅを吸引保持する吸引部としては、連通孔１３以外の構成であってもよく、例えば、可食体ｅまたはその包装材が磁性を有する場合には、電磁石や永久磁石を用いることもできる。更に、保持部１１は、必ずしも凹部である必要はなく、例えば、搬送ドラム１０の平滑な外周面に単に連通孔１３を形成することによって、保持部１１を構成することも可能である。
【００５７】
また、本実施形態においては、保持部１１を構成する凹部のＶ字状内壁面により、一対の当接部１１ａ，１１ａを構成しているが、可食体ｅを、搬送ドラム１０の外周面上に載置された状態で周縁との当接により所定の位置に支持することができる限り、一対の当接部１１ａ，１１ａを、それぞれ突片などによって構成することも可能である。一対の当接部１１ａ，１１ａの形状は、それぞれ可食体ｅと点接触するように形成することが好ましい。
【００５８】
また、本実施形態においては、連通孔１３を通過する溝部１４が、搬送ドラム１０の周方向に延びるように形成されているが、搬送ドラム１０の軸方向に延びるように形成してもよい。また、溝部１４は、必ずしも保持部１１の外まで延びている必要はなく、保持部１１内に可食体ｅを収容した状態で溝部１４を介して圧縮空気を逃がすことが可能であれば、溝部１４を各保持部１１に個別に設けてもよい。更に、連通孔１３から噴出する圧縮空気の量を適正に制御可能であれば、溝部１４を設けない構成にすることも可能である。
【００５９】
また、本実施形態においては、搬送ドラム１０が連続回転する状態で可食体ｅへのマーキングを行うことにより、マーキング処理能力の向上を図っているが、ロータリーエンコーダ１５の検知により可食体ｅがマーキングエリアに搬送される毎に、マーキングが終了するまで搬送ドラム１０の駆動を一時停止する間歇運転を行ってもよい。この場合においても、搬送ドラム１０の搬送方向に沿って保持された各可食体ｅに対して、マーキングを順次行うことができ、マーキング作業を正確に効率良く行うことができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、保持部１１を搬送ドラム１０の周方向（搬送方向）に複数配置するだけでなく、軸方向に沿っても複数配置しているが、搬送ドラム１０の軸方向における保持部１１の配置は単一であってもよい。
【００６１】
また、本実施形態においては、搬送ドラム１０による可食体ｅの搬送位置検出手段として、ロータリーエンコーダ１５を使用しているが、搬送ドラム１０の回転位置を正確に把握できる限り、ポテンショメータやレゾルバなど他の回転位置検出装置を使用することも可能である。更に、搬送ドラム１０の回転位置検出装置以外の手段で可食体ｅの搬送位置を検出することも可能である。例えば、搬送ドラム１０により搬送される各可食体ｅを外観検査装置６２により撮影することで各可食体ｅの位置情報を取得し、レーザ光走査装置３０が、この位置情報に基づいてレーザ光を走査することによっても、可食体ｅへの正確なマーキングを行うことができる。このような搬送位置検出手段を用いる場合には、各保持部１１は必ずしも整列配置されている必要はない。
【００６２】
また、本実施形態においては、可食体ｅをマーキングエリアに搬送する搬送手段として、搬送ドラム１０を使用しているが、例えば、ベルトコンベアやスラットコンベアなど、他の搬送装置を用いることもできる。例えば、図９（ａ）に示すように、無端状に形成されたコンベア１００の内部を密閉空間として、この内部を負圧にする吸引ガイド１０１，１０２を備える搬送装置を使用し、コンベア１００の搬送面に対向するように、供給装置２０、外観検査装置（搬送位置検出装置）６２及びレーザ光走査装置３０を、搬送方向に沿って順次配置することもできる。コンベア１００の搬送面は、図９（ｂ）に示すように、凹部からなる保持部１１１が形成されており、連通孔１１３により可食体を吸引保持可能である。コンベア１００は、マーキングエリアに向けて斜め上方に搬送するように配置することも可能であり、保持部１１１の斜め下方側に一対の当接部を形成することで、図２に示す構成と同様に、保持部１１１に供給された可食体が、自重により一対の当接部に当接した状態で、連通孔１１３により吸引保持されるように構成することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ レーザマーキング装置
１０ 搬送ドラム
１１ 保持部
１１ａ 当接部
１２ 通気路
１３ 連通孔
１４ 溝部
１５ ロータリーエンコーダ
２０ 供給装置
２５ 供給シュート
２６ 切り出しローラ
２７ 充填ローラ
２７ａ 吸引孔
２７ｂ 通気路
３０ レーザ光走査装置
４０ マーキング検査装置
５０ 排出装置
ｅ 可食体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、錠剤、カプセル剤などの可食体にマーキングパターンを形成する可食体用レーザマーキング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
錠剤やカプセル剤などの可食体に対しては、表面に商品名などをマーキングすることにより、識別性を付与することが従来から行われている。例えば特許文献１には、錠剤及びカプセルに、パターンマスクを介してレーザ光を照射することにより、識別マークを施す方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１２２６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に開示されたマーキング方法によれば、可食体の所望の位置へマーキングを施すために、パターンマスクの位置合わせを正確に行う必要があり、作業効率の点で問題があった。特に、錠剤やカプセル剤のように、曲面への微細なマーキングが必要な場合には、可食体の位置決めに高い精度が要求されることから、マーキングパターンの位置ずれを防止しつつマーキング処理能力を高めることが極めて困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、可食体へのマーキングを正確に効率良く行うことができる可食体用レーザマーキング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記目的は、可食体にマーキングパターンを形成する可食体用レーザマーキング装置であって、可食体を保持する保持部を備え、可食体をマーキングエリアに搬送する搬送手段と、前記保持部に可食体を供給する供給手段と、前記搬送手段による可食体の搬送位置を検出する搬送位置検出手段と、前記マーキングエリアに搬送された可食体に照射するレーザ光を走査するレーザ光走査手段とを備え、前記保持部は、前記搬送手段の搬送方向に沿って複数形成されており、前記レーザ光走査手段は、前記搬送位置検出手段の検出に基づいてレーザ光を走査することにより、前記各保持部に保持された可食体へのマーキングを順次行うことを特徴とする可食体用レーザマーキング装置により達成される。
【０００７】
この可食体用レーザマーキング装置において、前記保持部は、吸引部及び一対の当接部を備えており、前記供給手段から前記保持部に供給された可食体が、自重により一対の前記当接部に当接した状態で、前記吸引部により吸引保持されるように構成することが好ましい。
【０００８】
この場合、前記保持部は、底面に前記吸引部が形成された凹部とすることができ、一対の前記当接部は、前記凹部のＶ字状内壁面とすることができる。また、前記吸引部は、負圧により可食体を吸引可能に構成することができ、前記保持部は、前記吸引部を通過して延びる溝部を備えることができる。
【０００９】
また、前記供給手段は、前記保持部に保持される可食体の被マーキング面が所定の向きとなるように、可食体の姿勢を調整する姿勢調整手段を備えることが好ましい。前記姿勢調整手段は、複数の可食体を垂直方向に整列保持する供給シュートと、整列保持された最下部の可食体を順次切り出して外周面に保持し、回転により搬送する切り出しローラと、前記切り出しローラにより搬送された可食体を外周面に吸引保持し、回転により前記搬送手段の前記各保持部に供給する供給ローラとを備える構成にすることができる。
【００１０】
また、前記搬送手段は、前記保持部を外周面に備え、回転駆動によって可食体を搬送する搬送ドラムから構成することができる。この場合、前記搬送位置検出手段は、前記搬送ドラムの回転位置の検出に基づいて、可食体の搬送位置を検出することが好ましい。前記搬送ドラムは、軸方向及び周方向の双方に沿って前記保持部がそれぞれ複数形成された構成にすることができ、前記レーザ光走査手段は、前記搬送ドラムの周方向に搬送される可食体に対して、前記搬送ドラムの軸方向に沿ってマーキングを順次行うことができる。また、前記レーザ光走査手段は、前記搬送ドラムが連続回転する状態で、前記搬送位置検出手段の検出に基づいて前記搬送ドラムの搬送量を算出し、レーザ光の走査を補正するように構成することができる。
【００１１】
また、上記各可食体用レーザマーキング装置においては、前記レーザ光走査手段により可食体に施されたマーキングを、可食体が前記各保持部に保持された状態で撮影するマーキング検査手段を更に備えることが好ましい。
【００１２】
また、マーキング対象の可食体としては、錠剤、カプセル剤又は空カプセルのいずれかであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の可食体用レーザマーキング装置によれば、可食体へのマーキングを正確に効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る可食体用レーザマーキング装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１に示すレーザマーキング装置の要部断面図である。
【図３】搬送ドラムの外周面を平面的に表した展開図である。
【図４】レーザ光走査装置の概略構成図である。
【図５】レーザ光走査装置の作動を説明するための図である。
【図６】搬送ドラムの変形例を示す展開図及び断面図である。
【図７】供給装置の変形例を示す側面図である。
【図８】図７に示す供給装置の要部断面図である。
【図９】搬送ドラムの変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る可食体用レーザマーキング装置の概略構成を示す側面図である。本実施形態のレーザマーキング装置は、錠剤などの偏平な可食体の表面にマーキングを施すものである。
【００１６】
図１に示すように、レーザマーキング装置１は、可食体ｅを外周面に保持して回転により搬送する搬送ドラム１０と、搬送ドラム１０に可食体ｅを供給する供給装置２０と、搬送ドラム１０により搬送される可食体ｅに対してレーザ光を走査してマーキングを行うレーザ光走査装置３０と、可食体ｅのマーキング状態を検査するマーキング検査装置４０と、検査後の可食体ｅを排出する排出装置５０とを備えており、脚部１ａ，１ａにより水平な床面Ｆ上に設定可能とされている。
【００１７】
搬送ドラム１０は、図２に断面図で示すように、中空筒状に形成されており、端部において回転軸を介して連結された駆動モータ（図示せず）により、回転駆動される。図２及び図３に示すように、搬送ドラム１０の外周面には、可食体ｅを収容可能な凹部からなる保持部１１が、周方向及び軸方向の双方に沿って等間隔に複数形成されている。なお、図３は、搬送ドラム１０の外周面を平面的に表した展開図である。
【００１８】
また、搬送ドラム１０は、周方向に沿って配置された各保持部１１にそれぞれ対応するように、径方向内側に通気路１２が形成されている。各通気路１２は、搬送ドラム１０を軸方向に貫通するように延びており、軸方向に整列する複数の保持部１１と連通孔１３を介して連通する。
【００１９】
図３に示すように、連通孔１３は、各保持部１１の底面にそれぞれ開口しており、搬送ドラム１０の周方向に整列する各保持部１１の連通孔１３を通過するように、溝部１４が形成されている。保持部１１の形状は、溝部１４を対称軸とする五角形状（ホームベース状）であり、溝部１４上の頂点を挟んで両側に延びるＶ字状の内壁面が、収容される可食体ｅの周縁と当接する一対の当接部１１ａ，１１ａを構成している。
【００２０】
搬送ドラム１０に形成された通気路１２は、真空吸引装置の吸引部（図示せず）に対して、開口端部が気密状態を維持しながら摺動回転するように接続されることで、連通孔１３を介して保持部１１内の可食体ｅを吸引保持する。各通気路１２は、大部分の回転位置において前記真空吸引装置に接続されるが、図２に示す姿勢補正エリアＡを通過する間は、圧縮空気供給装置（図示せず）から圧縮空気が供給され、連通孔１３を介して保持部１１に空気が噴出される。
【００２１】
また、搬送ドラム１０の回転軸には、搬送ドラム１０による可食体ｅの搬送位置検出手段として、搬送ドラム１０の回転位置を検出するロータリーエンコーダ１５が設けられている。ロータリーエンコーダ１５は、発光素子と受光素子との間に、回転軸に設けられたスリット板および固定されたスリット板が配置された公知の構成である。本実施形態においては、回転位置検出手段として高い検出精度を得るために、搬送ドラム１０の回転位置を絶対値として検出するアブソリュート型を使用しているが、インクリメンタル型を使用することも可能である。
【００２２】
供給装置２０は、図１に示すように、可食体ｅが投入されるホッパー２１と、投入された可食体ｅを水平方向に搬送する直進フィーダ２２と、水平搬送された可食体ｅを所定の姿勢に揃えてコイルシュート２３に定量供給するボールフィーダ２４とを備えている。ボールフィーダ２４には、貯留物の高さ位置を検出するレベルセンサが設けられており、ボールフィーダ２４に貯留される可食体ｅの量が常時ほぼ一定となるように、直進フィーダ２２の作動が制御される。また、ボールフィーダ２４には、搬送中に可食体ｅに帯電した静電気を除去する除電装置２４ａが設けられている。
【００２３】
また、供給装置２０は、図１及び図２に示すように、コイルシュート２３を介して供給された複数の可食体ｅを垂直方向に整列保持する供給シュート２５と、整列保持された可食体ｅを順次回転により搬送する切り出しローラ２６と、搬送された可食体ｅを受け取り搬送ドラム１０に充填する充填ローラ２７とを備えている。これら供給シュート２５、切り出しローラ２６及び充填ローラ２７は、搬送ドラム１０の保持部１１に保持される可食体ｅが、被マーキング面を径方向外方に露出させて所定の向きとなるように、搬送ドラム１０に供給する可食体ｅの姿勢を調整する姿勢調整手段２９として機能する。
【００２４】
供給シュート２５は、複数の可食体ｅを偏平面同士が互いに接するように積み重ねて保持しており、その整列高さが一定以下になると残量検知センサ２５ａにより検知される。
【００２５】
切り出しローラ２６は、外周面に周方向に沿って等間隔に形成された複数の凹部２６ａを有しており、供給シュート２５に整列保持された最下部の可食体ｅを順次切り出して凹部２６ａ内に収容し、露出する可食体ｅの偏平面をガイド部材２６ｂの案内面と摺動させながら、充填ローラ２７に案内する。
【００２６】
充填ローラ２７は、外周面に周方向に沿って等間隔に形成された複数の吸引孔２７ａを有しており、切り出しローラ２６により搬送された可食体ｅを吸引孔２７ａにおける吸引により受け取り、搬送ドラム１０に向けて回転搬送する。各吸引孔２７ａは、搬送ドラム１０の連通孔１３と同様に、通気路２７ｂを介して真空吸引装置（図示せず）に接続されており、吸引孔２７ａからの吸引力を連通孔１３からの吸引力よりも小さく設定することにより、充填ローラ２７から搬送ドラム１０の保持部１１に対して可食体ｅの充填が確実に行われる。なお、充填ローラ２７の近傍には除電装置２７ｃが配置されており、充填ローラ２７による回転搬送中に、可食体ｅに対する再度の除電が行われる。
【００２７】
レーザ光走査装置３０は、搬送ドラム１０の近傍において、供給装置２０よりも可食体ｅの搬送方向下流側に配置されており、図４に模式図で示すように、レーザ光源３１と、一対のガルバノミラー３２，３３と、収束レンズ３４と、コントローラ３５とを備えている。
【００２８】
レーザ光源３１は、可食体ｅにマーキングパターンを形成するレーザ光を出射する装置であり、本実施形態においては、ＹＶＯ４レーザ光を出射するものを使用している。レーザ光源３１から出射するレーザ光としては、ＹＶＯ４レーザ光以外に、ＹＬＦレーザ光や、ＹＡＧレーザ光などの固体レーザ光を好ましく例示することができ、エキシマレーザ、炭酸ガスレーザなどの気体レーザや、色素レーザなどの液体レーザを使用することも可能である。特に、基本・第２・第３・第４高調波YVO4レーザ発信器が好ましい。例えば、３高調波発信器としてYVO4 Laser DS20H-355(Photonics Industries International, Inc)、第４高調波発信器としてAVIA266-3000(COHERENT社)を利用することができる。
【００２９】
また、本発明のレーザは、その波長が２００〜１１００ｎｍを有するものを用いることができる。好ましくは１０６０〜１０６４ｎｍ、５２７〜５３２ｎｍ、３５１〜３５５ｎｍまたは２６３〜２６６ｎｍの波長のレーザである。例えば、可食体ｅの表面に存在する成分を燃焼させることによりマーキングする場合は、１０６０〜１０６４ｎｍが好適であり、後述する変色誘起成分を利用するときは、３５１〜３５５ｎｍまたは２６３〜２６６ｎｍの波長のレーザが好適である。なお、可食体の表面を削ることによりマーキングする場合は、短い波長が好ましい。
【００３０】
一対のガルバノミラー３２，３３は、それぞれサーボモータなどの駆動装置３２ａ,３３ａによって反射角度を変えることが可能であり、一方のガルバノミラー３２がＸ方向の反射角度を、他方のガルバノミラー３３がＹ方向の反射角度を、それぞれ変更可能である。これにより、レーザ光源３１から出射されたレーザ光を、搬送ドラム１０上のマーキングエリアにおいて、搬送ドラム１０の周方向及び軸方向に走査することができる。
【００３１】
収束レンズ３４は、例えばｆ−θレンズから構成され、一対のガルバノミラー３２，３３で反射されたレーザ光を、可食体ｅの表面に収束させる。収束レンズ３４は、上下方向に移動可能に支持されており、レーザ光の焦点位置を適宜調整することができる。
【００３２】
コントローラ３５は、ＣＡＤなどによりデザインされた文字、記号、図形などの可食体ｅに施すマーキングパターンを、マーキング情報としてメモリ部（図示せず）に格納しており、ロータリーエンコーダ１５の検出により搬送ドラム１０の回転位置を把握しつつ、マーキング情報に基づいてレーザ光源３１の出射及び駆動装置３２ａ,３３ａの駆動を制御することにより、各可食体ｅへのマーキングを行う。
【００３３】
レーザ光走査装置３０の構成としては、上述したガルバノミラー型に限定されるものではなく、レゾナントスキャン型、ポリゴンミラー型など他の構成であってもよい。
【００３４】
搬送ドラム１０に対する可食体ｅの充填ミスや脱落は、供給装置２０とレーザ光走査装置３０との間において、搬送ドラム１０の各保持部１１の充填状態を検知する抜け検知センサ（図示せず）又は後述する外観検査装置６２により判別可能である。コントローラ３５は、抜け検知センサ（又は外観検査装置６２）が可食体ｅを検知しない保持部１１に対しては、マーキングを行わないようにレーザ光源３１の出射を制御する。
【００３５】
レーザ光走査装置３０は、筒状の保護カバー３６により覆われ、保護カバー３６の側面には、マーキング加工時に発生する粉塵を吸引する吸引装置（図示せず）が接続されており、更にマーキング後の可食体ｅを除電する除電装置（図示せず）が設けられている。
【００３６】
マーキング検査装置４０は、図１に示すように、搬送ドラム１０の近傍において、レーザ光走査装置３０よりも可食体ｅの搬送方向下流側に配置されており、搬送ドラム１０により所定の撮影エリアに搬送された可食体ｅを照明する照明装置や、撮影エリア内の可食体ｅの表面を撮影するＣＣＤカメラなどの撮影装置を備えている。
【００３７】
排出装置５０は、図１に示すように、マーキング検査装置４０よりも可食体ｅの搬送方向下流側に配置されており、搬送ドラム１０の保持部１１に保持された可食体ｅを外表面に吸引する吸引ドラム５１を備えている。吸引ドラム５１は、真空吸引装置（図示せず）の作動により、受け渡しエリアにおいて搬送ドラム１０の軸方向に沿って整列する各可食体ｅを吸引できるように個別に吸引孔を備えており、可食体ｅの吸引は、各吸引孔に対応して設けられた遮断弁によって、個別に遮断することができる。吸引ドラム５１に吸引された可食体ｅは、良品シュート５２に向けて回転搬送される。また、排出装置５０は、吸引ドラム５１で吸引されずに受け渡しエリアを通過した可食体ｅを回収する不良シュート５３を備えている。
【００３８】
更に、レーザマーキング装置１は、可食体ｅの外観検査を行うための外観検査装置６１，６２を備えている。外観検査装置６１，６２は、充填ローラ２７及び搬送ドラム１０により搬送される可食体ｅの露出面をそれぞれ撮影可能に配置されており、可食体ｅの割れ、欠損、異物付着などの有無を検査することができる。外観検査装置６１，６２は、マーキング検査装置４０と同様の構成を備えており、検査結果が不合格の可食体ｅは、不良シュート５３を介して排出される。
【００３９】
次に、レーザマーキング装置１の作動について説明する。まず、供給装置２０のホッパー２１に錠剤からなる可食体ｅを多数投入する。可食体ｅへのマーキングを容易にするため、投入する可食体ｅの表面には着色皮膜が形成されていることが好ましく、これによってレーザ光の強度を過大にすることなく照射部分の変色を促し、鮮明なマーキングを形成することができる。
【００４０】
ホッパー２１に投入された可食体ｅは、直進フィーダ２２及びボールフィーダ２４を介して供給シュート２５に垂直方向に整列保持された後、切り出しローラ２６により順次切り出されることにより、偏平面の向きが一定の状態で充填ローラ２７により搬送される。この結果、搬送ドラム１０の各保持部１１には、可食体ｅが所望の姿勢で充填される。
【００４１】
保持部１１に充填された可食体ｅは、連通孔１３を介して吸引保持された状態で、搬送ドラム１０の回転により搬送される。そして、姿勢補正エリアＡを通過する際に連通孔１３から圧縮空気が噴出することにより、可食体ｅの吸引保持が一旦解除される。この結果、可食体ｅは、自重により保持部１１の下側に位置する当接部１１ａ，１１ａと当接した後、姿勢補正エリアＡの通過後に連通孔１３を介して再び吸引保持される。保持部１１内には溝部１４が形成されているので、姿勢補正エリアＡにおいて圧縮空気が供給される際に、可食体ｅの外方に露出する溝部１４から圧縮空気を逃がすことができ、圧縮空気の噴出による可食体ｅの脱落を確実に防止することができる。
【００４２】
このように、搬送ドラム１０は、供給装置２０から供給された可食体ｅを、連通孔１３から圧縮空気を噴出させて一対の当接部１１ａ，１１ａに当接させた状態で、連通孔１３を介して吸引保持するように構成されているので、可食体ｅの大きさに多少のばらつきが生じる場合でも、可食体ｅを保持部１１内の適正な位置に適正な姿勢で確実に保持することができ、後工程におけるレーザマーキングを正確に行うことができる。姿勢補正エリアＡにおける圧縮空気の噴出は、可食体ｅの位置及び姿勢を確実に修正する観点からは好ましいが、連通孔１３を介した吸引を単に解除するだけでも、上記と同様の効果を得ることは可能である。
【００４３】
姿勢補正エリアＡは、吸引を解除した際に、可食体ｅが自重で一対の当接部１１ａ，１１ａに当接しつつ、保持部１１からの脱落は防止できる搬送ドラム１０の回転位置に形成することが好ましく、本実施形態においては、水平方向とのなす角度が約５０度から７５度の範囲を姿勢補正エリアＡとしている。
【００４４】
こうして、可食体ｅは、搬送ドラム１０の外表面における所定位置に正確に保持された状態で、レーザ光走査装置３０に対向するマーキングエリアに搬送される。レーザ光走査装置３０は、コントローラ３５がマーキング情報に基づいてレーザ光を走査することにより可食体ｅにマーキングパターンを形成し、これを搬送ドラム１０の軸方向に順次行っていく。
【００４５】
なお、マーキング情報は、マーキングのデザイン以外に、一つの可食体における照射順序なども含んでおり、例えば、レーザ光の照射順序をマーキングのデザインを一筆書きにするように指示することができる。なお、マーキングのデザインは、特に限定されるものではなく、また、照射状態を観察しながら、マーキング情報を変更することも可能であるため、デザインの修正も容易である。
【００４６】
レーザ光の走査時において搬送ドラム１０は連続回転しているため、隣接する可食体ｅへのマーキングを行う際に、レーザ光の照射位置を単に搬送ドラム１０の軸方向に移動させるだけでは、図５に実線で示すように、可食体ｅに対する位置ずれを生じ、正確なマーキングが行えない。そこで、コントローラ３５は、搬送ドラム１０の軸方向に沿って可食体ｅへのマーキングを行う際に、ロータリーエンコーダ１５の検出に基づいて、搬送ドラム１０の周方向への搬送量Δを算出し、この搬送量Δだけリアルタイムに補正しながらレーザ光を走査することにより、図５に破線で示すように、各可食体ｅの所望の位置に、所望のマーキングパターンを正確に形成することができる。この結果、搬送ドラム１０の回転を一定に維持することができるため、供給装置２０から搬送ドラム１０への安定した可食体ｅの供給が可能になると共に、高いマーキング処理能力を得ることができる。
【００４７】
レーザ光走査装置３０は、搬送ドラム１０の軸方向に沿ってレーザ光の照射位置を往復動させることにより、搬送ドラム１０の回転により搬送される各可食体ｅに対してマーキングを行う。本実施形態においては、往動時及び復動時の双方においてマーキングを行っているが、いずれか一方のみにおいてマーキングを行うようにしてもよい。
【００４８】
マーキングが施された可食体ｅは、搬送ドラム１０の回転によりマーキング検査装置４０の近傍に搬送され、マーキング状態の撮影が行われる。マーキング検査装置４０は、撮影された可食体ｅの画像データに対して画像処理を施し、予め格納されたマスターとの比較により、マーキング状態の合否を判別する。この後、可食体ｅは排出装置５０に向けて搬送される。
【００４９】
マーキング状態が合格である可食体ｅは、受け渡しエリアにおいて吸引ドラム５１に吸引され、吸引ドラム５１の回転により良品シュート５２に自重で落下し、良品受け箱（図示せず）などに収容される。一方、検査結果が不合格である可食体ｅについては、マーキング検査装置４０から排出装置５０への不合格信号の伝達を受けて、ロータリーエンコーダ１５の検出に基づき受け渡しエリアまで搬送された時点で、吸引ドラム５１の吸引が一時遮断される。この結果、可食体ｅは吸引ドラム５１への吸引が行われることなく受け渡しエリアを通過し、搬送ドラム１０の最下部において真空遮断エリアを通過することにより、搬送ドラム１０への吸引が解除されて不良シュート５３に落下する。
【００５０】
このように、搬送ドラム１０による可食体ｅの搬送により、マーキングパターンの形成及びこれに続くマーキング状態の検査を効率よく行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態のレーザマーキング装置１は、外観検査装置６１，６２を備えており、可食体ｅは、充填ローラ２７による搬送中に一方の偏平面に対する外観検査が行われ、搬送ドラム１０による搬送中に他方の偏平面に対する外観検査が行われる。この結果、可食体ｅへのマーキングと併せて外観検査を効率よく行うことができる。
【００５２】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、錠剤の偏平面にマーキングを施す場合について説明したが、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、搬送ドラム１０の保持部１１を構成する凹部を、錠剤からなる可食体ｅのリング状側面が露出する状態で収容されるように形成することで、可食体ｅの側面にマーキングを施すことができる。なお、図６（ａ）は、搬送ドラム１０の外周面を平面的に表した展開図、図６（ｂ）は、搬送ドラム１０の部分断面図であり、図６において図２と同様の構成部分には同一の符号を付している（以下の図においても同様）。
【００５３】
また、本実施形態においては、搬送ドラム１０に供給する可食体ｅの姿勢を調整する姿勢調整手段２９として、供給シュート２５、切り出しローラ２６及び充填ローラ２７を備える構成としているが、可食体ｅの被マーキング面が所定の向きとなるように可食体ｅを供給可能であれば、特に限定されない。例えば、上述した図６に示す搬送ドラム１０に対しては、図７に示すように、可食体ｅが投入されるサービスホッパー２０１と、投入された可食体ｅを起立状態で搬送ドラム１０の各保持部１１に案内する櫛歯状の振動ガイドフィーダ２０２と、保持部１１に収容された可食体ｅの飛び出しを防止するブラシロール２０３とを備える供給装置２０を用いることができ、振動ガイドフィーダ２０２を姿勢調整手段として機能させることができる。振動ガイドフィーダ２０２は、図８に断面図で示すように、搬送ドラム１０に向けて開口幅が徐々に狭くなるように形成された傾斜面を有するガイド部２０２ａと、可食体ｅが偏平面に沿う方向にのみ通過するように開口幅が設定された流通規制部２０２ｂとを備えており、これによって、可食体ｅは、偏平面がガイド部２０２ａの傾斜面及び流通規制部２０２ｂの内壁面に沿って案内され、搬送ドラム１０の軸方向に整列する各保持部１１に対して、側面が径方向外方を向くように可食体ｅが供給される。可食体ｅの形状は、確実に一定の向きで流通規制部２０２ｂを通過するように偏平状であることが好ましく、例えば、可食体ｅが異形錠である場合、偏平面の短径が厚みよりも１ｍｍ以上大きいことが好ましい。
【００５４】
また、レーザマーキングの対象となる可食体ｅは、薬剤に限定されるものではなく、健康食品や菓子などであってもよい。錠剤の形状は、円板状に限られず、異形錠であってもよい。また、錠剤以外に、カプセル剤や空カプセルであってもよく、いずれの場合もマーキングに高い精度が要求されることから、本発明によるマーキング対象として特に好適である。但し、可食体ｅは、錠剤、カプセル剤、空カプセル以外に、定形性を有する他の形態であってもよい。
【００５５】
なお、可食体ｅは、レーザ光の照射により、その表面を削ることにより、あるいは、その表面に存在する成分が物理的もしくは化学的変化することにより、マーキングが施される。このとき、レーザ光照射に伴い変色を誘起する成分を予め可食体ｅもしくは、その被覆層に分散させることにより、あるいは予め可食体ｅの表面に付着させることが好ましい。すなわち、可食体ｅの表面がほとんど削られることなく鮮明なマーキングを施すことが可能となり、可食体の品質確保の面あるいは生産性向上の面で好適である。特に、変色を誘起する成分としては、レーザ照射により凝集することで変色を可能とする酸化チタン、黄色三二酸化鉄、三二酸化鉄等の変色誘起酸化物の少なくとも１種が好ましい。
【００５６】
また、本実施形態においては、搬送ドラム１０の外周面に形成された凹部を保持部１１としているが、可食体ｅを確実に吸引保持できる限り、凹部の形状や連通孔１３の配置については特に限定されるものではない。可食体ｅを吸引保持する吸引部としては、連通孔１３以外の構成であってもよく、例えば、可食体ｅまたはその包装材が磁性を有する場合には、電磁石や永久磁石を用いることもできる。更に、保持部１１は、必ずしも凹部である必要はなく、例えば、搬送ドラム１０の平滑な外周面に単に連通孔１３を形成することによって、保持部１１を構成することも可能である。
【００５７】
また、本実施形態においては、保持部１１を構成する凹部のＶ字状内壁面により、一対の当接部１１ａ，１１ａを構成しているが、可食体ｅを、搬送ドラム１０の外周面上に載置された状態で周縁との当接により所定の位置に支持することができる限り、一対の当接部１１ａ，１１ａを、それぞれ突片などによって構成することも可能である。一対の当接部１１ａ，１１ａの形状は、それぞれ可食体ｅと点接触するように形成することが好ましい。
【００５８】
また、本実施形態においては、連通孔１３を通過する溝部１４が、搬送ドラム１０の周方向に延びるように形成されているが、搬送ドラム１０の軸方向に延びるように形成してもよい。また、溝部１４は、必ずしも保持部１１の外まで延びている必要はなく、保持部１１内に可食体ｅを収容した状態で溝部１４を介して圧縮空気を逃がすことが可能であれば、溝部１４を各保持部１１に個別に設けてもよい。更に、連通孔１３から噴出する圧縮空気の量を適正に制御可能であれば、溝部１４を設けない構成にすることも可能である。
【００５９】
また、本実施形態においては、搬送ドラム１０が連続回転する状態で可食体ｅへのマーキングを行うことにより、マーキング処理能力の向上を図っているが、ロータリーエンコーダ１５の検知により可食体ｅがマーキングエリアに搬送される毎に、マーキングが終了するまで搬送ドラム１０の駆動を一時停止する間歇運転を行ってもよい。この場合においても、搬送ドラム１０の搬送方向に沿って保持された各可食体ｅに対して、マーキングを順次行うことができ、マーキング作業を正確に効率良く行うことができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、保持部１１を搬送ドラム１０の周方向（搬送方向）に複数配置するだけでなく、軸方向に沿っても複数配置しているが、搬送ドラム１０の軸方向における保持部１１の配置は単一であってもよい。
【００６１】
また、本実施形態においては、搬送ドラム１０による可食体ｅの搬送位置検出手段として、ロータリーエンコーダ１５を使用しているが、搬送ドラム１０の回転位置を正確に把握できる限り、ポテンショメータやレゾルバなど他の回転位置検出装置を使用することも可能である。更に、搬送ドラム１０の回転位置検出装置以外の手段で可食体ｅの搬送位置を検出することも可能である。例えば、搬送ドラム１０により搬送される各可食体ｅを外観検査装置６２により撮影することで各可食体ｅの位置情報を取得し、レーザ光走査装置３０が、この位置情報に基づいてレーザ光を走査することによっても、可食体ｅへの正確なマーキングを行うことができる。このような搬送位置検出手段を用いる場合には、各保持部１１は必ずしも整列配置されている必要はない。
【００６２】
また、本実施形態においては、可食体ｅをマーキングエリアに搬送する搬送手段として、搬送ドラム１０を使用しているが、例えば、ベルトコンベアやスラットコンベアなど、他の搬送装置を用いることもできる。例えば、図９（ａ）に示すように、無端状に形成されたコンベア１００の内部を密閉空間として、この内部を負圧にする吸引ガイド１０１，１０２を備える搬送装置を使用し、コンベア１００の搬送面に対向するように、供給装置２０、外観検査装置（搬送位置検出装置）６２及びレーザ光走査装置３０を、搬送方向に沿って順次配置することもできる。コンベア１００の搬送面は、図９（ｂ）に示すように、凹部からなる保持部１１１が形成されており、連通孔１１３により可食体を吸引保持可能である。コンベア１００は、マーキングエリアに向けて斜め上方に搬送するように配置することも可能であり、保持部１１１の斜め下方側に一対の当接部を形成することで、図２に示す構成と同様に、保持部１１１に供給された可食体が、自重により一対の当接部に当接した状態で、連通孔１１３により吸引保持されるように構成することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ レーザマーキング装置
１０ 搬送ドラム
１１ 保持部
１１ａ 当接部
１２ 通気路
１３ 連通孔
１４ 溝部
１５ ロータリーエンコーダ
２０ 供給装置
２５ 供給シュート
２６ 切り出しローラ
２７ 充填ローラ
２７ａ 吸引孔
２７ｂ 通気路
３０ レーザ光走査装置
４０ マーキング検査装置
５０ 排出装置
ｅ 可食体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可食体にマーキングパターンを形成する可食体用レーザマーキング装置であって、
可食体を保持する保持部を備え、可食体をマーキングエリアに搬送する搬送手段と、
前記保持部に可食体を供給する供給手段と、
前記搬送手段による可食体の搬送位置を検出する搬送位置検出手段と、
前記マーキングエリアに搬送された可食体に照射するレーザ光を走査するレーザ光走査手段とを備え、
前記保持部は、前記搬送手段の搬送方向に沿って複数形成されており、
前記レーザ光走査手段は、前記搬送位置検出手段の検出に基づいてレーザ光を走査することにより、前記各保持部に保持された可食体へのマーキングを順次行うことを特徴とする可食体用レーザマーキング装置。
【請求項２】
前記保持部は、吸引部及び一対の当接部を備えており、前記供給手段から前記保持部に供給された可食体が、自重により一対の前記当接部に当接した状態で、前記吸引部により吸引保持されるように構成されている請求項１に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項３】
前記保持部は、底面に前記吸引部が形成された凹部からなり、一対の前記当接部は、前記凹部のＶ字状内壁面からなる請求項２に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項４】
前記吸引部は、負圧により可食体を吸引可能に構成されており、前記保持部は、前記吸引部を通過して延びる溝部を備える請求項２または３に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項５】
前記供給手段は、前記保持部に保持される可食体の被マーキング面が所定の向きとなるように、可食体の姿勢を調整する姿勢調整手段を備える請求項１から４のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項６】
前記姿勢調整手段は、複数の可食体を垂直方向に整列保持する供給シュートと、
整列保持された最下部の可食体を順次切り出して外周面に保持し、回転により搬送する切り出しローラと、
前記切り出しローラにより搬送された可食体を外周面に吸引保持し、回転により前記搬送手段の前記各保持部に供給する供給ローラとを備える請求項５に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項７】
前記搬送手段は、前記保持部を外周面に備え、回転駆動によって可食体を搬送する搬送ドラムからなる請求項１から６のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項８】
前記搬送位置検出手段は、前記搬送ドラムの回転位置の検出に基づいて、可食体の搬送位置を検出する請求項７に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項９】
前記搬送ドラムは、軸方向及び周方向の双方に沿って前記保持部がそれぞれ複数形成されており、
前記レーザ光走査手段は、前記搬送ドラムの周方向に搬送される可食体に対して、前記搬送ドラムの軸方向に沿ってマーキングを順次行う請求項７または８に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項１０】
前記レーザ光走査手段は、前記搬送ドラムが連続回転する状態で、前記搬送位置検出手段の検出に基づいて前記搬送ドラムの搬送量を算出し、レーザ光の走査を補正する請求項７から９のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項１１】
前記レーザ光走査手段により可食体に施されたマーキングを、可食体が前記各保持部に保持された状態で撮影するマーキング検査手段を更に備える請求項１から１０のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項１２】
前記可食体は、錠剤、カプセル剤又は空カプセルのいずれかである請求項１から１１のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項１】
可食体にマーキングパターンを形成する可食体用レーザマーキング装置であって、
可食体を保持する保持部を備え、可食体をマーキングエリアに搬送する搬送手段と、
前記保持部に可食体を供給する供給手段と、
前記搬送手段による可食体の搬送位置を検出する搬送位置検出手段と、
前記マーキングエリアに搬送された可食体に照射するレーザ光を走査するレーザ光走査手段とを備え、
前記保持部は、前記搬送手段の搬送方向に沿って複数形成されており、
前記レーザ光走査手段は、前記搬送位置検出手段の検出に基づいてレーザ光を走査することにより、前記各保持部に保持された可食体へのマーキングを順次行うことを特徴とする可食体用レーザマーキング装置。
【請求項２】
前記保持部は、吸引部及び一対の当接部を備えており、前記供給手段から前記保持部に供給された可食体が、自重により一対の前記当接部に当接した状態で、前記吸引部により吸引保持されるように構成されている請求項１に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項３】
前記保持部は、底面に前記吸引部が形成された凹部からなり、一対の前記当接部は、前記凹部のＶ字状内壁面からなる請求項２に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項４】
前記吸引部は、負圧により可食体を吸引可能に構成されており、前記保持部は、前記吸引部を通過して延びる溝部を備える請求項２または３に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項５】
前記供給手段は、前記保持部に保持される可食体の被マーキング面が所定の向きとなるように、可食体の姿勢を調整する姿勢調整手段を備える請求項１から４のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項６】
前記姿勢調整手段は、複数の可食体を垂直方向に整列保持する供給シュートと、
整列保持された最下部の可食体を順次切り出して外周面に保持し、回転により搬送する切り出しローラと、
前記切り出しローラにより搬送された可食体を外周面に吸引保持し、回転により前記搬送手段の前記各保持部に供給する供給ローラとを備える請求項５に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項７】
前記搬送手段は、前記保持部を外周面に備え、回転駆動によって可食体を搬送する搬送ドラムからなる請求項１から６のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項８】
前記搬送位置検出手段は、前記搬送ドラムの回転位置の検出に基づいて、可食体の搬送位置を検出する請求項７に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項９】
前記搬送ドラムは、軸方向及び周方向の双方に沿って前記保持部がそれぞれ複数形成されており、
前記レーザ光走査手段は、前記搬送ドラムの周方向に搬送される可食体に対して、前記搬送ドラムの軸方向に沿ってマーキングを順次行う請求項７または８に記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項１０】
前記レーザ光走査手段は、前記搬送ドラムが連続回転する状態で、前記搬送位置検出手段の検出に基づいて前記搬送ドラムの搬送量を算出し、レーザ光の走査を補正する請求項７から９のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項１１】
前記レーザ光走査手段により可食体に施されたマーキングを、可食体が前記各保持部に保持された状態で撮影するマーキング検査手段を更に備える請求項１から１０のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【請求項１２】
前記可食体は、錠剤、カプセル剤又は空カプセルのいずれかである請求項１から１１のいずれかに記載の可食体用レーザマーキング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５２６８６（Ｐ２０１３−５２６８６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２６６９０２（Ｐ２０１２−２６６９０２）
【出願日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【分割の表示】特願２００６−３１７８２８（Ｐ２００６−３１７８２８）の分割
【原出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（５０６１３７１４７）エーザイ・アール・アンド・ディー・マネジメント株式会社 (215)
【出願人】（０００２２８１１０）クオリカプス株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【分割の表示】特願２００６−３１７８２８（Ｐ２００６−３１７８２８）の分割
【原出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（５０６１３７１４７）エーザイ・アール・アンド・ディー・マネジメント株式会社 (215)
【出願人】（０００２２８１１０）クオリカプス株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
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