JP7451364B2 - 錠剤印刷装置および錠剤印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、錠剤を搬送しつつ錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷装置および錠剤印刷方法に関する。

従来、医薬品やサプリメントなどの錠剤の表面に、文字やロゴマークなどの画像を、インクジェット方式で印刷する錠剤印刷装置が知られている。従来の錠剤印刷装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

錠剤印刷装置では、複数の錠剤を整列した状態で搬送しつつ、各錠剤を撮影する。そして、得られた撮影画像に基づいて、錠剤ごとに、形状、位置、回転角度などを判定する。その後、上記の判定結果に応じて、各錠剤に吐出するインク滴の位置を微調整しつつ、錠剤に印刷を行う。例えば、特許文献１の装置では、錠剤の撮影画像に基づいて、錠剤の割線の回転角度を判定し、割線に沿うように印刷を行っている。

特開２０１７－２００４９５号公報

しかしながら、この種の錠剤印刷装置において搬送される複数の錠剤は、その形状や表面状態が厳密に一定ではない。このため、錠剤の撮影画像において、錠剤の表面に不規則な光沢や、薬剤成分の粗さによるざらつきなどが現れる場合がある。また、一部の錠剤には、欠けや黒点などの欠陥が存在する場合もある。したがって、これらの光沢、ざらつき、または欠陥の影響によって、錠剤の形状、位置、または回転角度を、精度よく判定できない場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、錠剤の形状、位置、または回転角度を、精度よく判定し、それにより、錠剤の表面に精度よく印刷を行うことができる、錠剤印刷装置および錠剤印刷方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、錠剤を搬送しつつ錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷装置であって、錠剤を搬送する搬送機構と、前記搬送機構により搬送される錠剤を撮影して、撮影画像を取得する撮像部と、前記撮影画像に対して、次元削減と再構成とを行うことにより、再構成画像を出力するオートエンコーダと、前記再構成画像に基づいて、錠剤の形状、位置、および回転角度の少なくとも１つを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、錠剤の表面に印刷を行う印刷部と、前記再構成画像に基づいて、錠剤の検査領域を設定する検査領域設定部と、前記撮影画像の、前記検査領域設定部により設定された前記検査領域において、錠剤の欠陥を検査する検査部と、を備え、前記オートエンコーダは、入力される錠剤の画像と出力される錠剤の画像との差が小さくなるように、予め機械学習により調整されたパラメータを使用して、前記次元削減および前記再構成を行う。

本願の第２発明は、第１発明の錠剤印刷装置であって、前記判定部は、前記再構成画像に含まれる錠剤の割線に基づいて、錠剤の回転角度を判定する。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の錠剤印刷装置であって、前記検査領域設定部は、前記再構成画像に基づいて複数の前記検査領域を設定し、前記検査部は、前記検査領域毎に異なる条件で、錠剤の欠陥を検査する。

本願の第４発明は、第３発明の錠剤印刷装置であって、前記複数の検査領域は、錠剤のエッジに相当する領域を含む。

本願の第５発明は、錠剤を搬送しつつ錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷方法であって、ａ）次元削減と再構成とを行うオートエンコーダに、錠剤の画像を入力し、入力される錠剤の画像と出力される錠剤の再構成画像との差が小さくなるように、前記オートエンコーダのパラメータを調整する工程と、ｂ）錠剤を搬送しつつ、錠剤を撮影して、撮影画像を取得する工程と、ｃ）前記工程ａ）において前記パラメータが調整済みの前記オートエンコーダに、前記撮影画像を入力し、前記オートエンコーダから出力される再構成画像を得る工程と、ｄ）前記再構成画像に基づいて、錠剤の形状、位置、および回転角度の少なくとも１つを判定する工程と、ｅ）前記工程ｄ）の判定結果に基づいて、錠剤の表面に印刷を行う工程と、ｆ）前記再構成画像に基づいて、錠剤の検査領域を設定する工程と、ｇ）前記撮影画像の、前記工程ｆ）により設定された前記検査領域において、錠剤の欠陥を検査する工程と、を備える。

本願の第６発明は、第５発明の錠剤印刷方法であって、前記工程ｄ）では、前記再構成画像に含まれる錠剤の割線に基づいて、錠剤の回転角度を判定する。

本願の第７発明は、第５発明または第６発明の錠剤印刷方法であって、前記工程ｆ）では、前記再構成画像に基づいて複数の前記検査領域を設定し、前記工程ｇ）では、前記検査領域毎に異なる閾値を用いて、錠剤の欠陥を検査する。

本願の第８発明は、第７発明の錠剤印刷方法であって、前記複数の検査領域は、錠剤のエッジに相当する領域を含む。

本願の第１発明～第８発明によれば、オートエンコーダにより、撮影画像から光沢、ざらつき、欠陥などのランダムな要素が低減された再構成画像を生成できる。このため、再構成画像に基づいて、錠剤の形状、位置、または回転角度を、精度よく判定できる。したがって、錠剤の表面に精度よく印刷を行うことができる。

また、本願の第１発明～第８発明によれば、再構成画像に基づいて、検査領域を精度よく設定できる。したがって、錠剤の欠陥を、精度よく検査できる。

特に、本願の第３発明または第７発明によれば、再構成画像に基づいて、複数の検査領域を精度よく設定できる。

特に、本願の第４発明または第８発明によれば、ズレが生じやすい錠剤のエッジに相当する検査領域を、再構成画像を使用することにより、精度よく設定できる。

錠剤印刷装置の構成を示した図である。 搬送機構の部分斜視図である。 ヘッドの下面図である。 コンピュータと、錠剤印刷装置の各部との電気的接続を示したブロック図である。 コンピュータの機能を概念的に示したブロック図である。 オートエンコーダが実行する次元削減と再構成の処理を、概念的に示した図である。 検査領域の例を示した図である。 機械学習の流れを示すフローチャートである。 印刷処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、複数の錠剤が搬送される方向を「搬送方向」と称し、搬送方向に対して垂直かつ水平な方向を「幅方向」と称する。

＜１．印刷装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る錠剤印刷装置１の構成を示した図である。この錠剤印刷装置１は、複数の錠剤９を搬送しながら、各錠剤９の表面に、製品名、製品コード、会社名、ロゴマーク等の画像を印刷する装置である。図１に示すように、本実施形態の錠剤印刷装置１は、搬送機構１０、第１撮像部２０、印刷部３０、第２撮像部４０、不良品排出部５０、良品排出部６０、およびコンピュータ７０を備えている。

搬送機構１０は、複数の錠剤９を整列した状態で保持しつつ搬送する機構である。搬送機構１０は、一対のプーリ１１と、一対のプーリ１１の間に架け渡された環状の搬送ベルト１２とを有する。錠剤印刷装置１に投入された複数の錠剤９は、振動フィーダや搬送ドラム等により構成される搬入機構８０によって、等間隔に整列されるとともに、搬送ベルト１２の表面に供給される。一対のプーリ１１の一方は、搬送用モータ１３から得られる動力により回転する。これにより、搬送ベルト１２が、図１中の矢印の方向に回動する。このとき、一対のプーリ１１の他方は、搬送ベルト１２の回動に伴い従動回転する。

図２は、搬送機構１０の部分斜視図である。図２に示すように、搬送ベルト１２には、複数の吸着孔１４が設けられている。複数の吸着孔１４は、搬送方向および幅方向に、等間隔に配列されている。また、図１に示すように、搬送機構１０は、搬送ベルト１２の内側の空間から気体を吸い出す吸引機構１５を有する。吸引機構１５を動作させると、搬送ベルト１２の内側の空間が、大気圧よりも低い負圧となる。複数の錠剤９は、この負圧によって、吸着孔１４に吸着保持される。

このように、複数の錠剤９は、搬送ベルト１２の表面に、搬送方向および幅方向に整列した状態で保持される。そして、搬送機構１０は、搬送ベルト１２を回動させることによって、複数の錠剤９を搬送方向に搬送する。後述する４つのヘッド３１の下方では、複数の錠剤９は、水平方向に搬送される。

第１撮像部２０は、印刷前の錠剤９の撮影画像を取得する部位である。第１撮像部２０は、搬入機構８０よりも搬送経路の下流側かつ後述する印刷位置Ｐ２よりも搬送経路の上流側の第１撮像位置Ｐ１において、搬送ベルト１２により搬送される複数の錠剤９を、上方から撮影する。第１撮像部２０には、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が幅方向に配列されたラインセンサが用いられる。ただし、第１撮像部２０に、エリアセンサ等の他の撮像装置が用いられていてもよい。撮影により取得された撮影画像は、第１撮像部２０から後述するコンピュータ７０へ送信される。コンピュータ７０は、第１撮像部２０から得られた撮影画像に基づいて、各吸着孔１４における錠剤９の有無、錠剤９の位置、錠剤９の回転角度、および錠剤９に欠け等の欠陥が無いかどうか等を検査する。

印刷部３０は、第１撮像位置Ｐ１よりも搬送経路の下流側かつ後述する第２撮像位置Ｐ３よりも搬送経路の上流側の印刷位置Ｐ２において、錠剤９の表面に、インクジェット方式で画像を印刷する処理部である。図１に示すように、本実施形態の印刷部３０は、４つのヘッド３１を有する。４つのヘッド３１は、搬送ベルト１２の上方に位置し、錠剤９の搬送方向に沿って、一列に配置されている。４つのヘッド３１は、錠剤９の表面に向けて、互いに異なる色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの各色）のインク滴を吐出する。すると、これらの各色により形成される単色画像の重ね合わせによって、錠剤９の表面に、多色画像が印刷される。なお、各ヘッド３１から吐出されるインクには、日本薬局方、食品衛生法等で認可された原料により製造された可食性インクが使用される。

図３は、１つのヘッド３１の下面図である。図３には、搬送ベルト１２と、搬送ベルト１２に保持された複数の錠剤９とが、二点鎖線で示されている。図３中に拡大して示したように、ヘッド３１の下面である吐出面３１０には、インク滴を吐出可能な複数のノズル３１１が設けられている。本実施形態では、ヘッド３１の下面に、複数のノズル３１１が、搬送方向および幅方向に二次元的に配列されている。各ノズル３１１は、幅方向に位置をずらして配列されている。このように、複数のノズル３１１を二次元的に配置すれば、各ノズル３１１の幅方向の位置を、互いに接近させることができる。ただし、複数のノズル３１１は、幅方向に沿って一列に配列されていてもよい。

ノズル３１１からのインク滴の吐出方式には、例えば、ピエゾ素子に電圧を加えて変形させることにより、ノズル３１１内のインクを加圧して吐出する、いわゆるピエゾ方式が用いられる。ただし、インク滴の吐出方式は、ヒータに通電してノズル３１１内のインクを加熱膨張させることにより吐出する、いわゆるサーマル方式であってもよい。

第２撮像部４０は、印刷後の錠剤９の撮影画像を取得する部位である。第２撮像部４０は、印刷位置Ｐ２よりも搬送経路の下流側かつ後述する不良品排出位置Ｐ４よりも搬送経路の上流側の第２撮像位置Ｐ３において、搬送ベルト１２により搬送される複数の錠剤９を、上方から撮影する。撮像部４０には、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が幅方向に配列されたラインセンサが用いられる。ただし、第２撮像部４０に、エリアセンサ等の他の撮像装置が用いられていてもよい。撮影により取得された撮影画像は、第２撮像部４０から後述するコンピュータ７０へ送信される。コンピュータ７０は、第２撮像部４０から得られた第２撮影画像に基づいて、錠剤９の表面に形成された印刷画像の良否を検査する。

不良品排出部５０は、第２撮像位置Ｐ３よりも搬送経路の下流側かつ後述する良品排出位置Ｐ５よりも搬送経路の上流側の不良品排出位置Ｐ４において、不良品と判定された錠剤９を排出する部位である。不良品排出部５０は、搬送ベルト１２の内側に配置された不良品ブロー機構５１と、不良品ブロー機構５１から搬送ベルト１２をはさんで下方に配置された不良品回収部５２とを有する。不良品ブロー機構５１は、搬送ベルト１２の複数の吸着孔１４のうち、不良品と判定された錠剤９を保持する吸着孔１４のみに、気体を吹き付ける。そうすると、当該吸着孔１４が、大気圧よりも高い陽圧となる。これにより、当該吸着孔１４における錠剤９の吸着が解除され、搬送ベルト１２から不良品回収部５２へ、不良品と判定された錠剤９が落下する。

良品排出部６０は、不良品排出位置Ｐ４よりも搬送経路の下流側の良品排出位置Ｐ５において、良品と判定された錠剤９を排出する部位である。良品排出部６０は、搬送ベルト１２の内側に配置された良品ブロー機構６１と、良品ブロー機構６１から搬送ベルト１２をはさんで下方に配置された良品回収部６２とを有する。良品ブロー機構６１は、搬送ベルト１２の複数の吸着孔１４へ向けて、気体を吹き付ける。そうすると、当該吸着孔１４が、大気圧よりも高い陽圧となる。これにより、当該吸着孔１４における錠剤９の吸着が解除され、搬送ベルト１２から良品回収部６２へ、良品と判定された錠剤９が落下する。

コンピュータ７０は、錠剤印刷装置１内の各部の動作制御と、後述する機械学習とを行うための情報処理装置である。図４は、コンピュータ７０と、錠剤印刷装置１の各部との電気的接続を示したブロック図である。図４中に概念的に示したように、コンピュータ７０は、ＣＰＵ等のプロセッサ７０１、ＲＡＭ等のメモリ７０２、およびハードディスクドライブ等の記憶部７０３を有する。記憶部７０３内には、印刷処理および後述する機械学習を実行するためのコンピュータプログラムＣＰが、記憶されている。また、記憶部７０３内には、機械学習により得られる学習済みモデルＭも記憶される。

コンピュータ７０は、上述した搬送機構１０、第１撮像部２０、４つのヘッド３１、第２撮像部４０、不良品ブロー機構５１、良品ブロー機構６１、および搬入機構８０と、有線または無線により通信可能に接続されている。コンピュータ７０は、コンピュータプログラムＣＰおよび学習済みモデルＭに従って、これらの各部を動作制御する。

＜２．コンピュータについて＞
図５は、上述したコンピュータ７０の機能を、概念的に示したブロック図である。図５に示すように、コンピュータ７０は、オートエンコーダ７１、判定部７２、印刷指示部７３、検査領域設定部７４、および検査部７５を有する。オートエンコーダ７１、判定部７２、印刷指示部７３、検査領域設定部７４、および検査部７５の各機能は、コンピュータ７０のプロセッサ７０１が、コンピュータプログラムＣＰに従って動作することにより実現される。

オートエンコーダ７１は、入力される撮影画像Ｄ１に対して、多層ニューラルネットワークによる次元削減（エンコード）と再構成（デコード）とを行うことにより、再構成画像Ｄ３を出力する処理部である。図６は、オートエンコーダ７１が実行する次元削減と再構成の処理を、概念的に示した図である。

図６に示すように、次元削減は、入力された高次元の撮影画像Ｄ１を、潜在変数Ｄ２と呼ばれる低次元のデータに圧縮する処理である。再構成は、潜在変数Ｄ２から、錠剤９の画像を再現して再構成画像Ｄ３を生成する処理である。オートエンコーダ７１は、次元削減の処理において、錠剤９の形状、色、割線の向きなどの本質的な情報を残しつつ、光沢、ざらつき、欠陥などのランダムな情報を削減する。このため、再構成により生成される再構成画像Ｄ３は、光沢、ざらつき、欠陥などのランダムな要素が低減された錠剤９の画像となる。

オートエンコーダ７１は、機械学習を行うことにより、次元削減および再構成の各処理に使用されるパラメータを調整可能である。機械学習では、多数の良品の錠剤９の撮影画像Ｄ１を使用し、オートエンコーダ７１へ入力する錠剤９の撮影画像Ｄ１と、オートエンコーダ７１から出力される錠剤９の再構成画像Ｄ３との差が小さくなるように、次元削減および再構成のパラメータを調整する。これにより、調整されたパラメータを含む学習済みモデルＭが得られる。

学習済みモデルＭは、コンピュータ７０の記憶部７０３に記憶される。錠剤印刷装置１において錠剤９の印刷処理を行うときには、オートエンコーダ７１は、事前の機械学習により得られた学習済みモデルＭが示すパラメータを使用して、次元削減および再構成の処理を実行する。したがって、第１撮像部２０が取得した錠剤９の撮影画像Ｄ１をオートエンコーダ７１へ入力すると、光沢、ざらつき、欠陥などのランダムな要素が低減された錠剤９の再構成画像Ｄ３を、オートエンコーダ７１から出力することができる。

判定部７２は、搬送機構１０により搬送される錠剤９の形状、位置、および回転角度を判定する処理部である。判定部７２は、オートエンコーダ７１から出力される再構成画像Ｄ３に対して、画像処理を行うことにより、錠剤９の形状、位置、および回転角度を判定する。具体的には、判定部７２は、再構成画像Ｄ３から錠剤９のエッジに相当する部分を抽出し、そのエッジの形状および位置に基づいて、錠剤９の形状および位置を判定する。また、判定部７２は、再構成画像Ｄ３から錠剤９の割線に相当する部分を抽出し、その割線の形状および位置に基づいて、錠剤９の回転角度を判定する。なお、本願において「回転角度」とは、錠剤９の中心を通り、かつ、搬送方向および幅方向に対して垂直な軸に対する錠剤９の回転角度を意味する。判定部７２は、これらの判定結果Ｄ４を、印刷指示部７３へ出力する。

印刷指示部７３は、印刷部３０に、インクの吐出処理を実行させるための処理部である。印刷指示部７３には、判定部７２の判定結果Ｄ４と、錠剤９に印刷すべき画像を示す画像データＤ５とが、入力される。印刷指示部７３は、判定部７２から入力される判定結果Ｄ４に応じて、画像データＤ５を調整する。具体的には、印刷指示部７３は、判定結果Ｄ４により示される錠剤９の位置に応じて、画像データＤ５の座標をずらす。また、印刷指示部７３は、判定結果Ｄ４により示される錠剤９の回転角度に応じて、画像データＤ５を回転させる。そして、印刷指示部７３は、調整後の画像データＤ５に基づいて、印刷部３０の複数のヘッド３１に、印刷指示Ｄ６を出力する。

複数のヘッド３１は、印刷指示部７３から出力される印刷指示Ｄ６に基づいて、搬送される錠剤９の上面にインク滴を吐出する。これにより、錠剤９の表面の適切な位置に、適切な回転角度で、画像が印刷される。

なお、コンピュータ７０の記憶部７０３に、回転角度が異なる複数の画像データＤ５を、予め記憶させておいてもよい。その場合、印刷指示部７３は、判定結果Ｄ４が示す錠剤９の回転角度に応じて、記憶部７０３から、適切な回転角度の画像データＤ５を選択して読み出してもよい。このようにすれば、画像データＤ５の回転にかかるコンピュータ７０の処理負担を軽減できる。

検査領域設定部７４は、撮影画像Ｄ１の検査すべき領域（以下「検査領域」と称する）を設定するための処理部である。図７は、撮影画像Ｄ１の検査領域の例を示した図である。図７の例では、撮影画像Ｄ１に対して、錠剤９のエッジに相当する検査領域Ａ１と、錠剤９の割線とエッジとに囲まれた半円状の２つの検査領域Ａ２，Ａ３と、錠剤９の側面に相当する検査領域Ａ４とが、設定されている。検査領域設定部７４は、オートエンコーダ７１から出力される再構成画像Ｄ３において、画像処理により、錠剤９のエッジに相当する部分および割線に相当する部分の座標を特定する。そして、特定された座標に基づいて、撮影画像Ｄ１における複数の検査領域Ａ１～Ａ４を設定する。すなわち、検査対象となる画像は撮影画像Ｄ１であるが、検査領域設定部７４は、その撮影画像Ｄ１における検査領域Ａ１～Ａ４の設定を、再構成画像Ｄ３を利用して行う。

検査部７５は、撮影画像Ｄ１に基づいて、錠剤９の欠陥を検査する処理部である。検査対象となる撮影画像Ｄ１は、第１撮像部２０により取得される印刷前の錠剤９の画像であってもよく、第２撮像部４０により取得される印刷後の錠剤９の画像であってもよい。検査部７５は、撮影画像Ｄ１中の、上述した検査領域設定部７４により設定された複数の検査領域Ａ１～Ａ４のそれぞれにおいて、錠剤９の欠陥を検査する。

検査の方法は、例えば、撮影画像Ｄ１と、正常な錠剤９の画像である参照画像とを比較し、両画像の画素値の差が、予め設定された閾値よりも大きい部分を、欠陥として検出する。あるいは、撮影画像Ｄ１と、オートエンコーダ７１から出力される再構成画像Ｄ３とを比較し、両画像の画素値の差が、予め設定された閾値よりも大きい部分を、欠陥として検出してもよい。

本実施形態では、１つの撮影画像Ｄ１に対して、複数の検査領域Ａ１～Ａ４が設定される。このため、検査領域Ａ１～Ａ４毎に異なる条件で、錠剤９の欠陥を検査できる。例えば、誤検出が発生しやすい検査領域については、閾値を緩めることができる。また、誤検出が発生しにくい検査領域については、閾値を厳しくすることができる。これにより、欠陥の誤検出を抑制しつつ、精度のよい検査を行うことができる。ただし、１つの撮影画像Ｄ１に対して、検査領域設定部７４により設定される検査領域の数は、１つであってもよい。

＜３．機械学習について＞
続いて、オートエンコーダ７１において行われる機械学習について、説明する。図８は、機械学習の流れを示すフローチャートである。この機械学習は、錠剤印刷装置１において複数の錠剤９に対する印刷処理が実行される前に、予め実行される。

機械学習を行うときには、欠陥のない良品の錠剤９の撮影画像Ｄ１を、多数（例えば、１００～１０００枚）用意する。そして、図８に示すように、良品の錠剤９の撮影画像Ｄ１を、オートエンコーダ７１に入力する（ステップＳ１）。オートエンコーダ７１は、入力された撮影画像Ｄ１に対して、次元削減と再構成の処理を実行することにより、再構成画像Ｄ３を生成する（ステップＳ２）。オートエンコーダ７１から再構成画像Ｄ３が出力されると、コンピュータ７０は、機械学習のアルゴリズムに基づき、撮影画像Ｄ１と再構成画像Ｄ３との差分が小さくなるように、次元削減および再構成の各処理のパラメータを調整する（ステップＳ３）。

コンピュータ７０は、上記のステップＳ１～Ｓ３の処理を、所定の終了条件が満たされるまで繰り返す（ステップＳ４：Ｎｏ）。終了条件は、例えば、撮影画像Ｄ１と再構成画像Ｄ３との差分が、予め設定された許容範囲内に収束すること、とすればよい。また、終了条件は、ステップＳ１～Ｓ３の学習処理の繰り返し実行回数が、予め設定された回数に到達すること、としてもよい。

やがて、終了条件が満たされると、コンピュータ７０は、機械学習を終了する（ステップＳ４：Ｙｅｓ）。これにより、調整されたパラメータを含む学習済みモデルＭが得られる。学習済みモデルＭを得たオートエンコーダ７１は、錠剤９の撮影画像Ｄ１を、光沢、ざらつき、欠陥などのランダムな要素が低減された錠剤９の再構成画像Ｄ３に変換して出力することが可能となる。

＜４．印刷処理について＞
続いて、上述した機械学習の完了後に、錠剤印刷装置１において実行される印刷処理について説明する。図９は、印刷処理の流れを示したフローチャートである。なお、この錠剤印刷装置１は、複数の錠剤９を順次に搬送しつつ処理を行うものであるが、図９では、１つの錠剤９に着目したときの処理の流れが示されている。

印刷処理の実行時には、まず、搬入機構８０を介して搬送ベルト１２の上面に、錠剤９が搬入される（ステップＳ５）。そして、搬送ベルト１２の回動により、錠剤９が、搬送方向の下流側へ向けて搬送される。錠剤９が搬送経路上の第１撮像位置Ｐ１に到達すると、第１撮像部２０は、錠剤９を撮影する。これにより、第１撮像部２０は、印刷前の錠剤９の撮影画像Ｄ１を取得する（ステップＳ６）。第１撮像部２０は、得られた撮影画像Ｄ１を、コンピュータ７０へ送信する。

コンピュータ７０は、第１撮像部２０から得られた撮影画像Ｄ１を、オートエンコーダ７１へ入力する。オートエンコーダ７１は、入力された撮影画像Ｄ１に対して、学習済みモデルＭが示すパラメータを用いて、次元削減および再構成の処理を行う。これにより、光沢、ざらつき、欠陥などのランダムな要素が低減された錠剤９の再構成画像Ｄ３が生成される（ステップＳ７）。オートエンコーダ７１は、生成された再構成画像Ｄ３を、判定部７２および検査領域設定部７４へ出力する。

続いて、判定部７２が、再構成画像Ｄ３に対して画像処理を行うことにより、錠剤９の形状、位置、および回転角度を判定する（ステップＳ８）。具体的には、判定部７２は、再構成画像Ｄ３から錠剤９のエッジに相当する部分を抽出し、そのエッジの形状および位置に基づいて、錠剤９の形状および位置を判定する。また、判定部７２は、再構成画像Ｄ３から錠剤９の割線に相当する部分を抽出し、その割線の形状および位置に基づいて、錠剤９の回転角度を判定する。そして、判定部７２は、これらの判定結果Ｄ４を、印刷指示部７３へ出力する。

このように、判定部７２は、撮影画像Ｄ１ではなく、再構成画像Ｄ３に基づいて、錠剤９の形状、位置、および回転角度を判定する。このため、光沢、ざらつき、欠陥などのランダムな要素の影響を抑えて、錠剤９の形状、位置、および回転角度を、精度よく判定できる。

続いて、印刷指示部７３が、判定部７２から入力される判定結果Ｄ４に応じて、画像データＤ５を調整する（ステップＳ９）。具体的には、印刷指示部７３は、判定結果Ｄ４により示される錠剤９の位置に応じて、画像データＤ５の座標をずらす。また、印刷指示部７３は、判定結果Ｄ４により示される錠剤９の回転角度に応じて、画像データＤ５を回転させる。そして、印刷指示部７３は、調整後の画像データＤ５に基づいて、印刷部３０の複数のヘッド３１に、印刷指示Ｄ６を出力する。

錠剤９が搬送経路上の印刷位置Ｐ２に到達すると、複数のヘッド３１は、印刷指示部７３から出力される印刷指示Ｄ６に従って、錠剤９の上面にインク滴を吐出する。これにより、画像データＤ５により示される画像が、錠剤９の表面の適切な位置に、適切な回転角度で、印刷される（ステップＳ１０）。

その後、錠剤９が搬送経路上の第２撮像位置Ｐ３に到達すると、第２撮像部４０が、錠剤９を撮影する。これにより、第２撮像部４０は、印刷後の錠剤９の撮影画像Ｄ１を取得する（ステップＳ１１）。第２撮像部４０は、得られた撮影画像Ｄ１を、コンピュータ７０へ送信する。

続いて、コンピュータ７０の検査領域設定部７４が、撮影画像Ｄ１に対して検査領域Ａ１～Ａ４を設定する（ステップＳ１２）。ここでは、検査対象となる撮影画像Ｄ１は、第１撮像部２０から得られる印刷前の錠剤９の画像と、第２撮像部４０から得られる印刷後の錠剤９の画像との両方とする。検査領域設定部７４は、オートエンコーダ７１から出力される再構成画像Ｄ３に基づいて、複数の検査領域Ａ１～Ａ４を設定する。このため、光沢、ざらつき、欠陥などのランダムな要素の影響を抑えて、複数の検査領域Ａ１～Ａ４を精度よく設定できる。特に、錠剤９のエッジに相当する検査領域Ａ１は、撮影画像Ｄ１自体に基づいて設定すると、錠剤９の光沢、ざらつき、欠けなどの影響を受けることにより、ズレが生じやすい。しかしながら、再構成画像Ｄ３を利用すれば、錠剤９の光沢、ざらつき、または欠けの影響を抑えて、検査領域Ａ１を、精度よく設定できる。

その後、コンピュータ７０の検査部７５は、撮影画像Ｄ１中の、上述したステップＳ１２において設定された複数の検査領域Ａ１～Ａ４のそれぞれにおいて、錠剤９の欠陥を検査する（ステップＳ１３）。これにより、その錠剤９が、欠陥のない良品であるか、あるいは、欠陥がある不良品であるかを判定する。上記の通り、複数の検査領域Ａ１～Ａ４は、再構成画像Ｄ３に基づいて、精度よく設定されている。このため、検査部７５は、各領域において、錠剤９の欠陥を精度よく検査できる。検査部７５は、検査領域Ａ１～Ａ４毎に異なる条件で、錠剤９の欠陥を検査してもよい。

錠剤９が不良品と判定された場合、コンピュータ７０は、錠剤９が搬送経路上の不良品排出位置Ｐ４に到達した時点で、不良品ブロー機構５１を動作させる。不良品ブロー機構５１は、搬送ベルト１２の複数の吸着孔１４のうち、不良品と判定された錠剤９を保持する吸着孔１４に、気体を吹き付ける。これにより、搬送ベルト１２から不良品回収部５２へ、不良品と判定された錠剤９が排出される（ステップＳ１４）。

錠剤９が良品と判定された場合、コンピュータ７０は、錠剤９が搬送経路上の良品排出位置Ｐ５に到達した時点で、良品ブロー機構６１を動作させる。良品ブロー機構６１は、搬送ベルト１２の複数の吸着孔１４へ向けて、気体を吹き付ける。これにより、搬送ベルト１２から良品回収部６２へ、良品と判定された錠剤９が排出される（ステップＳ１５）。

以上のように、この錠剤印刷装置１では、オートエンコーダ７１により、撮影画像Ｄ１から光沢、ざらつき、欠陥などのランダムな要素が低減された再構成画像Ｄ３を生成できる。そして、生成された再構成画像Ｄ３を、錠剤９の形状、位置、および回転角度の判定に利用する。このため、上記のランダムな要素の影響を抑えて、錠剤９の形状、位置、および回転角度を、精度よく判定できる。したがって、錠剤９の表面に精度よく印刷を行うことができる。

また、この錠剤印刷装置１では、オートエンコーダ７１により生成された再構成画像Ｄ３を、検査領域Ａ１～Ａ４の設定に利用する。このため、上記のランダムな要素の影響を抑えて、検査領域Ａ１～Ａ４を精度よく設定できる。したがって、錠剤９の欠陥を、精度よく検査できる。

＜５．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、コンピュータ７０の判定部７２が、錠剤９の形状、位置、および回転角度を判定していた。しかしながら、判定部７２は、必ずしも錠剤９の形状、位置、および回転角度の全てを判定しなくてもよい。判定部７２は、印刷部３０による印刷処理のために、錠剤９の形状、位置、および回転角度の少なくとも１つ判定するものであればよい。

また、上記の実施形態では、コンピュータ７０の検査領域設定部７４が、撮影画像Ｄ１に対して、複数の検査領域Ａ１～Ａ４を設定していた。そして、検査部７５は、これらの検査領域Ａ１～Ａ４のそれぞれを検査していた。しかしながら、複数の検査領域Ａ１～Ａ４の中に、検査を行わない領域があってもよい。

また、検査部７５による検査の方法は、上記の実施形態で例示した比較検査には限定されない。

また、オートエンコーダ７１は、単純なオートエンコーダに限らず、ＶＡＥ（Variational Auto Encoder）や、ＵＲ（UnRegularized anomaly score）－ＶＡＥなどの発展的なオートエンコーダであってもよい。

また、錠剤印刷装置１は、上記の実施形態の構成に加えて、錠剤９に付着したインクを乾燥させる乾燥機構を有していてもよい。乾燥機構は、印刷部３０よりも搬送方向の下流側、かつ、不良品排出部５０よりも搬送方向の上流側に設けるとよい。乾燥機構には、例えば、搬送ベルト１２により搬送される錠剤９に向けて熱風を吹き付ける機構とすればよい。

また、上記の実施形態では、印刷部３０に、４つのヘッド３１が設けられていた。しかしながら、印刷部３０に含まれるヘッド３１の数は、１～３つであってもよく、５つ以上であってもよい。

また、本発明における「錠剤」は、医薬品としての錠剤だけではなく、サプリメントとしての錠剤や、ラムネなどの錠菓であってもよい。

その他、錠剤印刷装置および錠剤印刷方法の細部については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変更を加えることが可能である。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 錠剤印刷装置
９ 錠剤
１０ 搬送機構
２０ 第１撮像部
３０ 印刷部
３１ ヘッド
４０ 第２撮像部
５０ 不良品排出部
６０ 良品排出部
７０ コンピュータ
７１ オートエンコーダ
７２ 判定部
７３ 印刷指示部
７４ 検査領域設定部
７５ 検査部
８０ 搬入機構
Ａ１～Ａ４ 検査領域
Ｄ１ 撮影画像
Ｄ２ 潜在変数
Ｄ３ 再構成画像
Ｄ４ 判定結果
Ｄ５ 画像データ
Ｄ６ 印刷指示
Ｍ 学習済みモデル

Claims (8)

1. 錠剤を搬送しつつ錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷装置であって、
   錠剤を搬送する搬送機構と、
   前記搬送機構により搬送される錠剤を撮影して、撮影画像を取得する撮像部と、
   前記撮影画像に対して、次元削減と再構成とを行うことにより、再構成画像を出力するオートエンコーダと、
   前記再構成画像に基づいて、錠剤の形状、位置、および回転角度の少なくとも１つを判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に基づいて、錠剤の表面に印刷を行う印刷部と、
   前記再構成画像に基づいて、錠剤の検査領域を設定する検査領域設定部と、
   前記撮影画像の、前記検査領域設定部により設定された前記検査領域において、錠剤の欠陥を検査する検査部と、
   を備え、
   前記オートエンコーダは、入力される錠剤の画像と出力される錠剤の画像との差が小さくなるように、予め機械学習により調整されたパラメータを使用して、前記次元削減および前記再構成を行う、錠剤印刷装置。
2. 請求項１に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記判定部は、前記再構成画像に含まれる錠剤の割線に基づいて、錠剤の回転角度を判定する、錠剤印刷装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記検査領域設定部は、前記再構成画像に基づいて複数の前記検査領域を設定し、
   前記検査部は、前記検査領域毎に異なる閾値を用いて、錠剤の欠陥を検査する、錠剤印刷装置。
4. 請求項３に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記複数の検査領域は、錠剤のエッジに相当する領域を含む、錠剤印刷装置。
5. 錠剤を搬送しつつ錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷方法であって、
   ａ）次元削減と再構成とを行うオートエンコーダに、錠剤の画像を入力し、入力される錠剤の画像と出力される錠剤の再構成画像との差が小さくなるように、前記オートエンコーダのパラメータを調整する工程と、
   ｂ）錠剤を搬送しつつ、錠剤を撮影して、撮影画像を取得する工程と、
   ｃ）前記工程ａ）において前記パラメータが調整済みの前記オートエンコーダに、前記撮影画像を入力し、前記オートエンコーダから出力される再構成画像を得る工程と、
   ｄ）前記再構成画像に基づいて、錠剤の形状、位置、および回転角度の少なくとも１つを判定する工程と、
   ｅ）前記工程ｄ）の判定結果に基づいて、錠剤の表面に印刷を行う工程と、
   ｆ）前記再構成画像に基づいて、錠剤の検査領域を設定する工程と、
   ｇ）前記撮影画像の、前記工程ｆ）により設定された前記検査領域において、錠剤の欠陥を検査する工程と、
   を備える、錠剤印刷方法。
6. 請求項５に記載の錠剤印刷方法であって、
   前記工程ｄ）では、前記再構成画像に含まれる錠剤の割線に基づいて、錠剤の回転角度を判定する、錠剤印刷方法。
7. 請求項５または請求項６に記載の錠剤印刷方法であって、
   前記工程ｆ）では、前記再構成画像に基づいて複数の前記検査領域を設定し、
   前記工程ｇ）では、前記検査領域毎に異なる閾値を用いて、錠剤の欠陥を検査する、錠剤印刷方法。
8. 請求項７に記載の錠剤印刷方法であって、
   前記複数の検査領域は、錠剤のエッジに相当する領域を含む、錠剤印刷方法。

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