(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟性と所定の厚みを有する食品を平面視で擬似的な矩形形状を呈する状態で搬送面に載置して１個ずつ水平方向に搬送するベルトコンベアと、
そのベルトコンベアの上方に配置され、前記搬送面に載置された食品の平面視画像を個別に撮影する第一撮影機を有する第一撮像部と、
前記ベルトコンベアの搬送面を見通すことのできる側方部に配置され、前記搬送面に載置された食品の立面視画像を個別に撮影する第二撮影機を有する第二撮像部と、
前記第一撮影機で撮影された平面視画像及び前記第二撮影機で撮影された立面視画像の双方に対応し切断対象となる画像対応食品を切断するために上下方向に昇降可能であり、かつ前記ベルトコンベアの上方において平面視での位置変更可能に配置された切断刃を有する切断部と、
その切断部の切断刃が前記画像対応食品を前記搬送面に載置した状態で切断するように、前記ベルトコンベア、前記第一及び第二撮像部並びに前記切断部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第二撮影機で撮影した前記画像対応食品の立面視画像における厚みに応じて、前記第一撮影機で撮影した該画像対応食品の平面視画像における長さの目盛りを校正した上で、前記画像対応食品の平面視画像から導かれる切断予定線を前記ベルトコンベアの搬送面内に設定するとともに、その切断予定線と平面視で一致するように前記切断刃を位置変更させ、その切断刃の下降により前記画像対応食品を前記切断予定線に沿って切断させて複数の切断片に分割することを特徴とする食品切断装置。
【請求項２】
前記切断部は前記切断刃を上下方向に昇降移動させるための昇降機構を有し、
前記昇降機構は、前記切断刃が前記画像対応食品より上方にある非切断時には高速で下降し、該画像対応食品の切断時には低速で下降するとともに、
前記制御部は、前記画像対応食品の厚みに応じて、前記昇降機構における高速での下降距離と低速での下降距離とを調整する請求項１に記載の食品切断装置。
【請求項３】
前記切断部の切断刃は前記第一及び第二撮影機よりも搬送方向の下流側に配置されるとともに、前記切断予定線は前記第一及び第二撮影機の配置位置よりも搬送方向の下流側であって平面視で前記切断刃の配置位置近傍に設定され、
前記制御部は、前記ベルトコンベアを駆動して前記画像対応食品を前記平面視画像の撮影位置から前記切断予定線が設定された切断位置に搬送させる間に、前記切断予定線と一致するように前記切断刃を位置変更させる請求項１又は２に記載の食品切断装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記撮影位置で前記ベルトコンベアを停止して前記第一撮影機に前記平面視画像を撮影させ、前記ベルトコンベアを駆動して前記画像対応食品を前記切断位置に搬送させるとともに、前記切断予定線と一致するように前記切断刃を位置変更させた後、前記切断位置で前記ベルトコンベアを停止して前記切断刃の下降により前記画像対応食品を前記切断予定線に沿って切断させる請求項３に記載の食品切断装置。
【請求項５】
前記切断刃は所定の切断幅を有する平板状であって、前記搬送面に直交する垂直軸の周りに揺動回転可能に軸支され、
前記切断部は、前記切断刃の板面を前記垂直軸とともに平行移動させるための平行移動機構と、前記切断刃の板面を前記垂直軸の周りに回転移動させるための回転移動機構とを有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の食品切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、コンビニエンスストア、スーパーマーケット等で販売する業務用サンドイッチを作るために、具を塗布又は載置した矩形状スライス食パンや中に具を挟んだ矩形状スライス食パンのセットを対角線で切断して直角三角形状に二等分割（通称ハーフカット）する食品切断装置に関し、特に柔軟性を有し変形しやすい食品の切断に適する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１,２のように、超音波振動する回転丸刃、レシプロ刃等の超音波式切断刃を用いてハーフカット作業を行うことにより、具を押し潰したりこぼしたりせずに切断できスライス食パンや具の切断面もきれいである。さらに昨今のハーフカット作業では、ベルトコンベアの上方から搬送面に向かって赤外線レーザービームを搬送方向に沿う直線状に照射し、その直線状レーザービーム（レーザーマーカー）を指標（ガイドライン）として利用している。すなわち、作業者はスライス食パンの対角線がレーザーマーカーと一致するように１個ずつ搬送面上に載置すれば、搬送方向の下流側に配置された超音波式切断刃で切断（二等分割）される。
【０００３】
ところが、切断刃の配置位置は常に一定（搬送方向に対して平面視での位置変更不可）であるから、切断片（カットピース）が二等分割されたか否かは、もっぱら作業者の技量（すなわちレーザーマーカーとスライス食パンの対角線との一致精度）に左右され、作業者がスライス食パンをベルトコンベアの搬送面上に置いた時点で合否が決する。したがって、熟練度の低い作業者ではカットピースに大小関係（「親子」とも俗称される）を生じやすく、置いた後の修正ができないので、ハーフカットの歩留まりが低下する。
【０００４】
そこで、ハーフカットの歩留まり低下を抑制するために、特許文献３では、矩形状に枠組み固定された受け板とその下側の受け台とで寿司サンド（食品）を保持させ、受け台に形成されたスリットに沿って切断刃を移動させて寿司サンドを三角形状にハーフカットする。作業者が受け板に対する寿司サンドの入れ替えを行った後切断刃を駆動して切断する独立作業形態においては、受け板のような案内ガイドや矯正ガイドを用いる手法は有効である。しかしながら、作業者が載せた食品（寿司サンド等）をベルトコンベアで搬送し切断刃を駆動して切断する流れ作業形態に適用することは困難であり、作業能率の低下（例えばタクトタイムの延長）を招くおそれがある。また、サンドイッチや寿司サンドのような柔軟な食品では、ガイド類によってかえって姿勢が不安定になったり変形（例えば型崩れや潰れ）したりすることで歩留まりや品質の低下を招くおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平４−６６５４８号公報
【特許文献２】特許第２８５５１９４号公報
【特許文献３】特開２０００−３５４９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、柔軟性を有し変形しやすい食品であっても、歩留まりや品質を悪化させたり、作業能率を低下させたりすることなく、矩形状の食品を切断して複数の切断片に分割することのできる食品切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決するための前提となる食品切断装置は、
柔軟性と所定の厚みを有する食品を平面視で擬似的な矩形形状を呈する状態で搬送面に載置して１個ずつ水平方向に搬送するベルトコンベアと、
そのベルトコンベアの上方に配置され、前記搬送面に載置された食品の平面視画像を個別に撮影する撮影機を有する撮像部と、
その撮影機で撮影された平面視画像に対応し切断対象となる画像対応食品を切断するために上下方向に昇降可能であり、かつ前記ベルトコンベアの上方において平面視での位置変更可能に配置された切断刃を有する切断部と、
その切断部の切断刃が前記画像対応食品を前記搬送面に載置した状態で切断するように、前記ベルトコンベア、前記撮像部及び前記切断部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記画像対応食品の平面視画像から導かれる切断予定線を前記ベルトコンベアの搬送面内に設定するとともに、その切断予定線と平面視で一致するように前記切断刃を位置変更させ、その切断刃の下降により前記画像対応食品を前記切断予定線に沿って切断させて複数の切断片に分割する。
【０００８】
上記食品切断装置では、ベルトコンベアの搬送面内に設定された切断予定線に切断刃が位置変更して、画像対応食品（すなわち、平面視画像が撮影され切断対象となる食品）をその切断予定線に沿って切断する。このように、作業者が食品をベルトコンベアの搬送方向に対して正規の位置に載せられなかった場合でも、画像対応食品の平面視画像に基づいて切断予定線を設定し、その切断予定線に切断刃を位置変更させた上で画像対応食品を切断するので、切断片の切断精度が向上し、不良品の発生を抑制できる。また、画像対応食品に接触してその位置や姿勢を矯正するようなガイド類を搬送途中に設ける必要がないので、一連の流れ作業を停滞させることなく、高い作業能率を維持することができる。さらに、このようなガイド類との接触による型崩れ・潰れ等の変形を防ぎ、画像対応食品の品質の低下や不良品の発生を回避できる。
【０００９】
したがって、柔軟性を有し変形しやすい食品であっても、歩留まりや品質を悪化させたり、作業能率を低下させたりすることなく、矩形状の食品を切断して複数の切断片に分割することができる。なお、ハーフカットでは１本の切断予定線によって矩形状の食品は２個（一対）の切断片に分割されるが、複数（２本以上）の切断予定線によって矩形状の食品を３個以上の切断片に分割することも可能である。この場合、２本の切断予定線が直角状に交差して配置されると矩形状の食品は十字状にカットされ、複数の切断予定線が平行状に並べて配置されると矩形状の食品は短冊状にカットされる。
【００１０】
「柔軟性と所定の厚みを有し平面視で擬似的な矩形形状を呈する食品」の代表例は、具材を載せたサンドイッチ用スライス食パンや具材を挟んだサンドイッチ用スライス食パンのセット（１段又は複数段）であるが、具材なしのスライス食パンやスライス食パンのみのセット（２枚重ね以上）であってもよい。また、上記したような寿司サンドの飯体や飯体と具材とのセット（特許文献３参照）等の他、ハム、ベーコン、肉類等や稲荷寿司用の油揚げ、おでん用の豆腐・蒟蒻類等も含まれる。なお、「矩形」には長方形と正方形とが含まれる。
【００１１】
上記食品切断装置において、撮影機による撮影及び切断刃による切断は、ベルトコンベアによる搬送中又は搬送停止中の食品に対していずれも可能である。「撮影機」はカメラ（スチールカメラ又はビデオカメラ）であり、デジタル式、アナログ式のいずれであってもよい。一方、「切断刃」は往復動（レシプロ）式、回転（ロータリ）式、無端帯（循環）式、落下（ギロチン）式のいずれであってもよい。なお、落下式以外では、食品の厚み方向（上下方向）に超音波振動を付加して超音波振動カッタとすれば滑らかな切断面が得られる。
【００１２】
撮影機と切断刃の配置位置関係については、前者の撮影機を後者の切断刃よりも搬送方向の上流側に設けるのが一般的であるが、スペースが許せばほぼ同位置に設けたり、あるいは可逆搬送式ベルトコンベアを用いることにより切断刃を上流側に設けることも可能である。撮影機の配置位置（すなわち、後述する撮影位置）と切断予定線の設定位置（すなわち、後述する切断位置）との関係についても同様である。
【００１３】
上記食品切断装置において、切断部の切断刃は撮像部の撮影機よりも搬送方向の下流側に配置されるとともに、切断予定線は撮影機の配置位置よりも搬送方向の下流側であって平面視で切断刃の配置位置近傍に設定され、
制御部は、ベルトコンベアを駆動して画像対応食品を平面視画像の撮影位置から切断予定線が設定された切断位置に搬送させる間に、切断予定線と一致するように切断刃を位置変更させる。
【００１４】
このように、切断刃が撮影機よりも搬送方向の下流側に配置され、切断予定線がその切断刃の配置位置近傍に設定されるので、食品の搬入→画像撮影→画像対応食品の下流側への搬送及び切断刃の位置変更→画像対応食品の切断→切断片の搬出といった一連の流れ作業工程をベルトコンベアの搬送方向に沿って円滑に行うことができる。しかも、画像対応食品の切断位置への搬送と切断刃の切断予定線（切断位置）への位置変更とを並行して行えるので、作業能率が向上する。
【００１５】
具体的には、制御部は、撮影位置でベルトコンベアを停止して撮影機に平面視画像を撮影させ、ベルトコンベアを駆動して画像対応食品を切断位置に搬送させるとともに、切断予定線と一致するように切断刃を位置変更させた後、切断位置でベルトコンベアを停止して切断刃の下降により画像対応食品を切断予定線に沿って切断させる。
【００１６】
これによって、ベルトコンベアを駆動して１番目の画像対応食品を（撮影位置から切断位置へ）搬送しかつ切断刃を（１番目の切断予定線へ）位置変更する間に、２番目の食品を撮影位置に搬入できる。また、ベルトコンベアを停止して１番目の画像対応食品を切断する間に、２番目の食品の平面視画像の撮影を行える。さらに、ベルトコンベアを駆動して１番目の切断片を搬出する間に、２番目の画像対応食品を（撮影位置から切断位置へ）搬送しかつ切断刃を（２番目の切断予定線へ）位置変更するとともに、３番目の食品を撮影位置に搬入できる。このように、作業工程の並行処理、処理タイミングの同期化等を図ることによって、サイクルタイム（作業工程１サイクルの所要時間）やタクトタイム（並行作業工程の同期時間間隔）を短縮して、作業能率を一層向上させることができる。
【００１７】
上記切断刃は所定の切断幅を有する平板状であって、搬送面に直交する垂直軸の周りに揺動回転可能に軸支され、
切断部は、切断刃の板面を垂直軸とともに平行移動させるための平行移動機構と、切断刃の板面を垂直軸の周りに回転移動させるための回転移動機構とを有する。
【００１８】
このとき制御部は、切断刃の垂直軸を平行移動機構により所定の方向に所定距離平行移動させるとともに、切断刃の垂直軸を回転移動機構により搬送方向に対して所定角度回転移動させ、切断刃が切断予定線と一致したとき画像対応食品の切断を開始する。
【００１９】
この場合、切断刃の位置変更は、平面視でベルトコンベアの搬送面内における垂直軸の位置（搬送面上の座標位置）変更及び搬送方向に対する垂直軸の回転角変更で行われるので、搬送面内に設定される切断予定線に対して切断刃を容易に一致させることができ、食品を高精度で円滑に切断できる。その際、垂直軸の回転角（調整移動角）を直角又は鈍角（すなわち９０°以上）の角度範囲にわたって変更可能とする場合には、直交する２本の切断予定線に沿って矩形状の食品を十字にカットし４個の切断片とすることができる。なお、幅方向のバランスをよくするために、垂直軸は板状切断刃の切断幅の中心（切断予定線の中点に相当する）に設けられる。
【００２０】
ベルトコンベアの搬送面を見通すことのできる側方部に配置され、搬送面に載置された食品の立面視画像を個別に撮影する副撮影機を有する副撮像部を備え、
制御部は、副撮影機で撮影した画像対応食品の立面視画像における厚みに応じて、撮影機で撮影した画像対応食品の平面視画像における長さの目盛りを校正する。
【００２１】
平面視画像は画像対応食品の表面（天井面）を撮影したものであるから、画像対応食品の厚みが変化すると撮影機（カメラのレンズ）から画像対応食品の表面までの距離が変動するので、撮影された平面視画像の大きさも変化することになり、切断予定線の位置設定や切断刃の位置変更に支障を来すおそれがある。しかし、副撮影機が撮影した立面視画像における画像対応食品の厚みの変化に応じて、撮影機が撮影した平面視画像における長さの目盛りを校正し、切断予定線からの切断位置のずれを抑制できる。食品の種類や仕様の変更によって食品の厚みが異なる場合、あるいはベルトコンベアで搬送される食品の厚みが１個ずつ変動する場合のいずれに対しても画像対応食品を切断予定線に沿って切断できる。
【００２２】
なお、「副撮影機」には上記した「撮影機」と同じものを用い、副撮影機を搬送方向において撮影機とほぼ同じ位置に配置し、撮影機とほぼ同時に撮影することによって、タクトタイムを短縮できる。
【００２３】
そこで、上記課題を解決するために、本発明の食品切断装置は、
柔軟性と所定の厚みを有する食品を平面視で擬似的な矩形形状を呈する状態で搬送面に載置して１個ずつ水平方向に搬送するベルトコンベアと、
そのベルトコンベアの上方に配置され、前記搬送面に載置された食品の平面視画像を個別に撮影する第一撮影機を有する第一撮像部と、
前記ベルトコンベアの搬送面を見通すことのできる側方部に配置され、前記搬送面に載置された食品の立面視画像を個別に撮影する第二撮影機を有する第二撮像部と、
前記第一撮影機で撮影された平面視画像及び前記第二撮影機で撮影された立面視画像の双方に対応し切断対象となる画像対応食品を切断するために上下方向に昇降可能であり、かつ前記ベルトコンベアの上方において平面視での位置変更可能に配置された切断刃を有する切断部と、
その切断部の切断刃が前記画像対応食品を前記搬送面に載置した状態で切断するように、前記ベルトコンベア、前記第一及び第二撮像部並びに前記切断部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第二撮影機で撮影した前記画像対応食品の立面視画像における厚みに応じて、前記第一撮影機で撮影した該画像対応食品の平面視画像における長さの目盛りを校正した上で、前記画像対応食品の平面視画像から導かれる切断予定線を前記ベルトコンベアの搬送面内に設定するとともに、その切断予定線と平面視で一致するように前記切断刃を位置変更させ、その切断刃の下降により前記画像対応食品を前記切断予定線に沿って切断させて複数の切断片に分割することを特徴とする。
【００２４】
上記食品切断装置においても、作業者が食品をベルトコンベアの搬送方向に対して正規の位置に載せられなかった場合でも、画像対応食品（すなわち、平面視画像が撮影され切断対象となる食品）の平面視画像に基づいて切断予定線を設定し、その切断予定線に切断刃を位置変更させた上で画像対応食品を切断するので、切断片の切断精度が向上し、不良品の発生を抑制できる。また、画像対応食品に接触してその位置や姿勢を矯正するようなガイド類を搬送途中に設ける必要がないので、一連の流れ作業を停滞させることなく、高い作業能率を維持することができる。さらに、このようなガイド類との接触による型崩れ・潰れ等の変形を防ぎ、画像対応食品の品質の低下や不良品の発生を回避できる。このように、柔軟性を有し変形しやすい食品であっても、歩留まりや品質を悪化させたり、作業能率を低下させたりすることなく、矩形状の食品を切断して複数の切断片に分割することができる。
【００２５】
また、第二撮影機が撮影した立面視画像における画像対応食品の厚みの変化に応じて、第一撮影機が撮影した平面視画像における長さの目盛りを校正し、切断予定線からの切断位置のずれを抑制できる。食品の種類や仕様の変更によって食品の厚みが異なる場合、あるいはベルトコンベアで搬送される食品の厚みが１個ずつ変動する場合のいずれに対しても画像対応食品を切断予定線に沿って切断できる。
【００２６】
なお、「第二撮影機」には上記した「副撮影機」と同じものを用い、また「第一撮影機」には上記した「撮影機」と同じものを用い、第二撮影機を搬送方向において第一撮影機とほぼ同じ位置に配置し、第一撮影機とほぼ同時に撮影することによって、タクトタイムを短縮できる。
【００２７】
切断部は切断刃を上下方向に昇降移動させるための昇降機構を有し、
昇降機構は、切断刃が画像対応食品より上方にある非切断時には高速で下降し、画像対応食品の切断時には低速で下降するとともに、
制御部は、画像対応食品の厚みに応じて、昇降機構における高速での下降距離と低速での下降距離とを調整する。
【００２８】
切断部の昇降機構において、立面視画像における画像対応食品の厚み大の場合には厚み小の場合よりも非切断時（切断前）の急速下降距離を短く、切断時の緩速下降距離を長く調整し、切断工程の時間短縮を図りつつきれいな切断面を形成できる。なお、ボールねじとボールスプラインとの複合機構であるボールねじスプラインを用いる場合には、切断刃の垂直軸（ボールねじスプライン軸）は単一軸での昇降運動及び回転運動が可能となる。このように、ボールねじスプラインの採用によって垂直軸の昇降機構と回転移動機構とが兼用され、切断部の構造のシンプル化を図ることができる。
【００２９】
このような食品切断装置に切断予定線を設定する手順の一例として、制御部は、平面視画像において擬似的な矩形形状を呈する輪郭線を直線に補正して（又は直線化して）基準矩形を求め、その基準矩形から切断予定線を導くことができる。具体例として、例えば平面視画像の輪郭線に外接（又は内接）する矩形を基準矩形とすることによって直線化補正を行ってもよい。
【００３０】
このとき、ハーフカットの一例として、切断予定線は基準矩形における対角線が用いられ、画像対応食品は、平面視で擬似的な直角三角形状を呈し互いにほぼ合同な（すなわち、ほぼ同形同大の）一対の切断片に分割される場合がある。
【００３１】
あるいは、ハーフカットの他の例として、切断予定線は基準矩形における平行二辺間距離の二等分割線が用いられ、画像対応食品は、平面視で擬似的な矩形形状を呈し互いにほぼ合同な（すなわち、ほぼ同形同大の）一対の切断片に分割される場合がある。
【００３２】
なお、切断部は、切断刃を切断予定線に沿って往復直線運動させるための往復駆動機構と、上下方向に超音波振動させるための超音波振動機構とを有することがある。このような超音波振動方式では、往復駆動機構は切断刃がベルトコンベアの搬送面と接触する直前に駆動を停止し、最終的に超音波振動機構の微小振動（例えば、振幅１００μｍ以下）のみで画像対応食品を切断片に切り分けることによって、ベルトの搬送面が損傷から保護される。
【００３３】
以上のような食品切断装置を前提とし、柔軟性を有し変形しやすい矩形状の食品を切断する食品切断方法を単独の発明として把握することができる。
【００３４】
例えば、
柔軟性と所定の厚みを有し平面視で擬似的な矩形形状を呈する食品をベルトコンベアの搬送面に載置した状態で、上下方向に昇降可能な切断刃により切断して複数の切断片に分割する食品切断方法であって、
前記ベルトコンベアを停止してこのとき前記搬送面に載置された食品の平面視画像を撮影する撮像工程と、
その撮像工程で撮影された平面視画像に対応し切断対象となっている食品を画像対応食品とし、その画像対応食品の平面視画像から導かれる切断予定線を前記ベルトコンベアの搬送面内に設定するとともに、前記ベルトコンベアを駆動して前記画像対応食品を前記平面視画像の撮影位置から前記切断予定線が設定された切断位置に搬送させる間に、前記切断予定線と一致するように前記切断刃を位置変更させる調整工程と、
前記切断位置において前記切断刃の下降により前記画像対応食品を前記切断予定線に沿って切断して複数の切断片に分割する切断工程と、
を含むことを特徴とする食品切断方法である。
【００３５】
あるいは、
柔軟性と所定の厚みを有し平面視で擬似的な矩形形状を呈する食品をベルトコンベアの搬送面に載置した状態で、上下方向に昇降可能な切断刃により切断して複数の切断片に分割する食品切断方法であって、
前記ベルトコンベアを停止してこのとき前記搬送面に載置された食品の平面視画像及び立面視画像をそれぞれ撮影する撮像工程と、
その撮像工程で撮影された平面視画像及び立面視画像に対応し切断対象となっている食品を画像対応食品とし、その画像対応食品の立面視画像における厚みに応じて、該画像対応食品の平面視画像における長さの目盛りを校正した上で、前記画像対応食品の平面視画像から導かれる切断予定線を前記ベルトコンベアの搬送面内に設定するとともに、前記ベルトコンベアを駆動して前記画像対応食品を前記平面視画像の撮影位置から前記切断予定線が設定された切断位置に搬送させる間に、前記切断予定線と一致するように前記切断刃を位置変更させる調整工程と、
前記切断位置において前記切断刃の下降により前記画像対応食品を前記切断予定線に沿って切断して複数の切断片に分割する切断工程と、
を含むことを特徴とする食品切断方法である。
【００３６】
これらの食品切断方法によれば、撮像工程の前の搬入工程において、作業者が食品をベルトコンベアの搬送方向に対して正規の位置に載せられなかった場合でも、画像対応食品（すなわち、撮像工程で平面視画像が撮影され切断対象となっている食品）の平面視画像に基づき、調整工程において切断予定線が設定され、その切断予定線に切断刃を位置変更させた上で、切断工程において画像対応食品が切断され、その後の搬出工程で切断片が搬出される。このように、熟練度に関わらず不良切断片の発生が抑制されるので、搬入作業における作業者の肉体的かつ精神的な負担が大幅に軽減され、生産能率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る食品切断装置の一実施例を示す平面図。
【図２】図１の部分断面正面図。
【図３】スライス食パンを対角線でハーフカットする場合の概要説明図。
【図４】図３における制御動作の一例を表わす説明図。
【図５】図３における制御動作の他の例を表わす説明図。
【図６】図３における制御動作のさらに他の例を表わす説明図。
【図７】スライス食パンを平行線でハーフカットする場合の概要説明図。
【図８】図７における制御動作の一例を表わす説明図。
【図９】図７における制御動作の他の例を表わす説明図。
【図１０】図７における制御動作のさらに他の例を表わす説明図。
【図１１】本発明の食品切断装置を用いたハーフカット処理を表わすフローチャート。
【図１２】本発明の食品切断装置を用いたハーフカット連続工程の一例を表わす説明図。
【図１３】スライス食パンを対角線で十字カットする場合の制御動作の概要を表わす説明図。
【図１４】スライス食パンを平行線で十字カットする場合の制御動作の概要を表わす説明図。
【図１５】スライス食パンを平行線で短冊カットする場合の制御動作の概要を表わす説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明に係る食品切断装置の具体的事例として、ハーフカット装置の一実施例を示す平面図であり、図２はその部分断面正面図である。これらの図に表わされたハーフカット装置１００は、所定の厚み（例えば１０ｍｍ）にスライスされかつ間に具を挟んだ２枚の矩形状スライス食パンをセットとし、そのセットを１段又は複数段に積み重ねた食品（以下、単にスライス食パンＳＢという）を二等分割（ハーフカット）してサンドイッチを製造する際に用いられる（図３，図７参照）。
【００３９】
スライス食パンＳＢは柔軟性を有し、輪郭線が完全な一直線ではなく少し凹凸があるので、平面視で擬似的な矩形形状を呈している。このため、対角線（図３の符号ＤＣＬ参照）で切断して直角三角形状に等分割する場合、あるいは平行二辺間距離の二等分割線（図７の符号ＰＣＬ参照）で切断して矩形状に等分割する場合を問わず、等しい大きさの切断片を得るためには切断刃を擬似矩形状のスライス食パンＳＢに対して正確に位置決めすることが最も重要である。なお、「矩形」には長方形と正方形とが含まれるが、本実施例では主として正方形で表わし、かつ輪郭線の凹凸度合いを強調して記載してある。
【００４０】
図１及び図２に示すハーフカット装置１００は対角線でハーフカットする場合を例示し、スライス食パンＳＢを搬送ベルト１１の搬送面１１ａに載置して１個ずつ水平方向に搬送するカットコンベア１０（ベルトコンベア）と、カットコンベア１０上のスライス食パンＳＢを個別に（１個ずつ）撮影するための第一撮像部２０（撮像部）及び第二撮像部３０（副撮像部）と、カットコンベア１０上のスライス食パンＳＢを個別に（１個ずつ）ハーフカットするための切断部４０と、これらのカットコンベア１０、第一及び第二撮像部２０，３０、切断部４０の作動を制御する制御部５０とを備える。また、カットコンベア１０の上流側には、作業者が載せたスライス食パンＳＢをカットコンベア１０へ搬入するための搬入コンベア１が配置される一方、カットコンベア１０の下流側には、ハーフカットされたスライス食パンＳＢを搬出するための搬出コンベア２が配置されている。これらのコンベア（搬入コンベア１，搬出コンベア２，カットコンベア１０）は、循環回転を同時に開始し同時に停止するように、各コンベアモータ（搬入用モータ１ａ，搬出用モータ２ａ，搬送モータ１０ａ）によって同期駆動し同期停止される。
【００４１】
第一撮像部２０には、カットコンベア１０の上方に配置され、搬送面１１ａに載置されたスライス食パンＳＢの平面視画像ＰＰ（図３参照）を個別に撮影する第一カメラ２１（撮影機；第一撮影機）が配置されている。一方、第二撮像部３０には、カットコンベア１０の搬送面１１ａを見通すことのできる側方部に配置され、搬送面１１ａに載置されたスライス食パンＳＢの立面視画像ＰＳ（図３参照）を個別に撮影する第二カメラ３１（副撮影機；第二撮影機）が配置されている。
【００４２】
第一カメラ２１と第二カメラ３１とは搬送方向においてほぼ同じ位置に配置されているので、１個のスライス食パンＳＢの平面視画像ＰＰと立面視画像ＰＳとはほぼ同時に撮影される。第一カメラ２１で平面視画像ＰＰを撮影されかつ第二カメラ３１で立面視画像ＰＳを撮影されたスライス食パンＳＢは、撮像食パンＰＢ（画像対応食品）として切断部４０のレシプロカッタ４１（切断刃）による切断（ハーフカット）の対象となる。
【００４３】
切断部４０のレシプロカッタ４１は、第一カメラ２１及び第二カメラ３１よりも搬送方向の下流側に配置され、上下方向に昇降可能である。また、レシプロカッタ４１は、カットコンベア１０の上方において平面視での位置変更（この実施例では、カットコンベア１０の幅方向への平行移動と自身の中心軸周りでの回転移動）が可能である。
【００４４】
具体的には、レシプロカッタ４１は、所定の切断幅（例えば２１０ｍｍ）を有する平板状であり、その切断幅の中心（中央）に位置し搬送面１１ａに直交する垂直軸４２の周りに揺動回転可能に軸支されている。なお、垂直軸４２はボールねじスプライン軸で構成され、後述するように切断時には切断位置である第二ポジションＰ２の中心すなわち切断予定線（図３の対角カットラインＤＣＬ及び図７の平行カットラインＰＣＬ参照）の中点ＭＰと一致する。
【００４５】
切断部４０は、レシプロカッタ４１の板面を垂直軸４２とともにベルト幅方向すなわち前後方向へ平行移動させるための前後移動機構４３（平行移動機構）を有する。この前後移動機構４３は、カットコンベア１０を概ね門形状に取り囲んで配置されるメインフレーム４Ｍ（固定枠）に固定された移動用シリンダ４３ａと、そのメインフレーム４Ｍに対してベルト幅方向（前後方向）へ平行移動可能なサブフレーム４Ｓ（前後移動枠）とメインフレーム４Ｍとの間に設置された直線ガイド４３ｂとを含む。移動用シリンダ４３ａは電動式又は空気圧式が推奨される。なお、フレーム４Ｍには、前方側に延びるステー３ａを介してレーザービーム発生器３が固定され、カットコンベア１０及び搬入コンベア１に共通の幅方向中心線ＢＣに向けてレーザービームＬＢを照射する。
【００４６】
また、切断部４０は、レシプロカッタ４１の板面を垂直軸４２の周りに回転移動（具体的には、レシプロカッタ４１を垂直軸４２とともに一体的に回転移動）させるための回転移動機構と、レシプロカッタ４１（すなわち垂直軸４２）を上下方向に昇降移動させるための昇降機構とを兼用したボールねじスプライン４４を有する。昇降及び回転移動機構であるボールねじスプライン４４はボールねじとボールスプラインとの複合機構であり、レシプロカッタ４１の垂直軸４２は、ねじ溝とスプライン溝とが形成された単一のボールねじスプライン軸として昇降運動及び回転運動を行う。
【００４７】
サブフレーム４Ｓに固定されたねじナット用モータ４４ｂの回転は、ねじナット用タイミングベルト４４ｃとサブフレーム４Ｓに固定されたボールねじナット４４ａとを介して垂直軸４２に伝達される。同じくサブフレーム４Ｓに固定されたスプライン外筒用モータ４４ｅの回転は、スプライン外筒用タイミングベルト４４ｆとサブフレーム４Ｓに固定されたボールスプライン外筒４４ｄとを介して垂直軸４２に伝達される。その結果、垂直軸４２はサブフレーム４Ｓ、つまりボールねじナット４４ａ及びボールスプライン外筒４４ｄに対して昇降及び相対回転可能に保持される。また、垂直軸４２の下端部にはカットフレーム４Ｃ（昇降回転枠）が固定されている。
【００４８】
これによって、ねじナット用モータ４４ｂ（すなわち、ねじナット用タイミングベルト４４ｃ）のみを駆動回転させると、垂直軸４２は（回転せずに）昇降運動を行う。例えば、ねじナット用モータ４４ｂを平面視で時計回りに駆動回転させると垂直軸４２は下降し、反時計回りに駆動回転させると上昇する。一方、ねじナット用モータ４４ｂ及びスプライン外筒用モータ４４ｅをともに同方向に駆動回転させると、垂直軸４２は（昇降せずに）同方向に回転運動を行う。例えば、ねじナット用モータ４４ｂ及びスプライン外筒用モータ４４ｅを平面視で時計回りに駆動回転させると垂直軸４２は時計回りに回転し、反時計回りに駆動回転させると反時計回りに回転する。なお、スプライン外筒用モータ４４ｅ（すなわち、スプライン外筒用タイミングベルト４４ｆ）のみを回転させると、垂直軸４２は回転運動と昇降運動を同時に（いわゆるスパイラル運動）行うこともできる。例えば、スプライン外筒用モータ４４ｅを平面視で時計回りに駆動回転させると垂直軸４２は時計回りに回転しかつ上昇し、反時計回りに駆動回転させると反時計回りに回転しかつ下降する。
【００４９】
なお、ボールねじスプライン４４の基本的な伝動構造は、特公平５−７０７４４号公報、特公平７−９２６０号公報、特開昭６２−４９０７０号公報等の文献記載内容と同じであるので、詳細部分（例えば、ボールねじナット４４ａやボールスプライン外筒４４ｄと垂直軸４２との間の軸受構造）の説明を省略した。
【００５０】
さらに、切断部４０は、偏心回転によりレシプロカッタ４１を刃面（後述する切断予定線と平面視で一致する）に沿って往復直線運動させるための偏心駆動機構４５（往復駆動機構）を有する。この偏心駆動機構４５は、カットフレーム４Ｃに固定された駆動用モータ４５ａと、そのカットフレーム４Ｃに沿って移動可能なカッタホルダ４Ｈ（駆動枠）とカットフレーム４Ｃとの間に設置された直線ガイド４５ｂとを含む。カッタホルダ４Ｈにはレシプロカッタ４１が固定されている。したがって、駆動用モータ４５ａの駆動（回転）は、偏心駆動機構４５及びカッタホルダ４Ｈを介してレシプロカッタ４１へ伝達され、レシプロカッタ４１は刃幅方向（刃筋方向）へ往復運動する。なお、カッタホルダ４Ｈには、切断時に撮像食パンＰＢの表面（天井面）を上方から軽く押圧してずれを抑制する押え板（図示せず）を設けてもよい。
【００５１】
カッタホルダ４Ｈを超音波振動させるための超音波振動発生器４６がメインフレーム４Ｍに固定配置されている（図２参照）。超音波振動発生器４６の超音波振動はカッタホルダ４Ｈを介してレシプロカッタ４４へ伝達される。レシプロカッタ４１は上記した往復運動と同時に上下方向へも微小振動するので、スライス食パンＳＢ（撮像食パンＰＢ）を素早くかつきれいな切断面でハーフカットすることができる。あるいは、レシプロカッタ４１がカットコンベア１０の搬送面１１ａと接触する直前に偏心駆動機構４５を停止しても、残された距離（例えば０．１ｍｍ）を超音波による振動下降距離ＬＶ（図２参照）に設定できるので、搬送面１１ａの損傷を最小限に留めることができる。
【００５２】
このように、ボールねじスプライン４４においてねじナット用モータ４４ｂのみが駆動回転する場合には、垂直軸４２は昇降運動のみを行うので、ボールねじスプライン４４はレシプロカッタ４１の昇降機構として機能する。その際、レシプロカッタ４１が撮像食パンＰＢより上方にある非切断時には昇降機構（ボールねじスプライン４４の垂直軸４２）が高速で下降し、撮像食パンＰＢの切断時には低速で下降すれば、作業時間（サイクルタイム及び／又はタクトタイム）を短縮できる。そして、撮像食パンＰＢの厚みに応じて、昇降機構（ボールねじスプライン４４の垂直軸４２）における高速での下降距離ＬＨと低速での下降距離ＬＬ（図２参照）とを調整するときには、作業時間（サイクルタイム及び／又はタクトタイム）を一層短縮できかつ撮像食パンＰＢの押し潰しを防止できる。
【００５３】
一方、ボールねじスプライン４４においてねじナット用モータ４４ｂ及びスプライン外筒用モータ４４ｅがともに同方向に駆動回転する場合には、垂直軸４２は回転運動のみを行うので、ボールねじスプライン４４はレシプロカッタ４１の回転移動機構として機能する。なお、ボールねじスプライン４４においてスプライン外筒用モータ４４ｅのみを駆動回転させ、垂直軸４２にスパイラル運動を適用する場合には、垂直軸４２に昇降運動と回転運動を同時に付与できるので、作業時間（サイクルタイム及び／又はタクトタイム）をさらに短縮できる可能性がある。
【００５４】
いずれにしても、レシプロカッタ４１の垂直軸４２を前後移動機構４３により前後方向（コンベアの幅方向）に所定距離平行移動させるとともに、垂直軸４２をボールねじスプライン４４の回転移動機構により搬送方向に対して所定角度回転移動させればよいので、レシプロカッタ４１を切断予定線（図３の対角カットラインＤＣＬ及び図７の平行カットラインＰＣＬ参照）に容易に一致させることができる。また、レシプロカッタ４１が切断予定線と一致したとき撮像食パンＰＢの切断を開始することによって、撮像食パンＰＢを迅速確実に切断することができる。
【００５５】
制御部５０は、演算装置であるＣＰＵ５１と、読み取り専用記憶装置であるＲＯＭ５２と、読み書き可能な主記憶装置でありワークエリアとして使用されるＲＡＭ５３と、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）５４とを中心に構成されている。入出力インターフェース５４を介して制御部５０と、搬入用モータ１ａ，搬出用モータ２ａ，搬送モータ１０ａ，レーザービーム発生器３，第一カメラ２１，第二カメラ３１，移動用シリンダ４３ａ，ねじナット用モータ４４ｂ，スプライン外筒用モータ４４ｅ，駆動用モータ４５ａ，超音波振動発生器４６等との間の信号が入出力される（図２参照）。また、第一カメラ２１及び第二カメラ３１の撮影データは画像処理部５５でデジタル演算処理された後、画像表示部５６に表示される。
【００５６】
制御部５０のＣＰＵ５１は、第二カメラ３１で撮影した撮像食パンＰＢ（スライス食パンＳＢ）の立面視画像ＰＳにおける厚みに応じて、第一カメラ２１で撮影した撮像食パンＰＢの平面視画像ＰＰにおける長さの目盛りを校正する（図３，図７参照）。その後、ＣＰＵ５１は、撮像食パンＰＢの平面視画像ＰＰから導かれる対角カットラインＤＣＬ（図３参照；切断予定線）又は平行カットラインＰＣＬ（図７参照；切断予定線）をカットコンベア１０の搬送面１１ａ内に設定して、カットラインＤＣＬ，ＰＣＬと平面視で一致するようにレシプロカッタ４１を位置変更させる。さらに、ＣＰＵ５１は、レシプロカッタ４１の下降により撮像食パンＰＢをカットラインＤＣＬ，ＰＣＬに沿って切断させて一対の三角カットピースＴＰ（図３参照；切断片）又は四角カットピースＲＰ（図７参照；切断片）に分割する。
【００５７】
次に図３を参照し、対角線でハーフカットする場合に、制御部５０のＣＰＵ５１（図２参照）による制御動作の概要を説明する。第二カメラ３１で撮影した撮像食パンＰＢ（スライス食パンＳＢ）の立面視画像ＰＳにおける厚みに応じて、第一カメラ２１で撮影した撮像食パンＰＢの平面視画像ＰＰにおける長さの目盛りを校正する。つまり、第二カメラ３１の立面視撮像範囲ＰＳＡに変化がなくても、立面視画像ＰＳにおける撮像食パンＰＢの厚みが大きくなる（例えば、一点鎖線で示すように二段重ねになる）と、第一カメラ２１（のレンズ）と撮像食パンＰＢの表面（天井面）との距離が近くなって、平面視撮像範囲ＰＰＡ内の平面視画像ＰＰが相対的に大きくなる。そこで、平面視画像ＰＰにおける長さの尺度を校正（補正）して、切断位置のずれ等を防止する。なお、厚みがほぼ一定の撮像食パンＰＢ（すなわちスライス食パンＳＢ）のみを切断する場合には、この長さ目盛りの校正を省略してもよい。
【００５８】
その後、撮像食パンＰＢの平面視画像ＰＰから導かれる対角カットラインＤＣＬ（切断予定線）をカットコンベア１０の搬送面１１ａ内に設定して、対角カットラインＤＣＬと平面視で一致するようにレシプロカッタ４１を位置変更する。さらに、レシプロカッタ４１の下降により撮像食パンＰＢを対角カットラインＤＣＬに沿って切断して一対の三角カットピースＴＰ（切断片）に分割する。
【００５９】
具体的には、対角カットラインＤＣＬは第一カメラ２１及び第二カメラ３１の配置位置よりも搬送方向の下流側であってレシプロカッタ４１の配置位置近傍に設定される。よって、カットコンベア１０を駆動して撮像食パンＰＢを平面視画像ＰＰ及び立面視画像ＰＳの撮影位置である第一ポジションＰ１から、対角カットラインＤＣＬが設定された切断位置である第二ポジションＰ２に搬送する間に、対角カットラインＤＣＬと一致するようにレシプロカッタ４１を位置変更する。
【００６０】
さらに具体的には、第一ポジションＰ１（撮影位置）でカットコンベア１０を停止して第一カメラ２１及び第二カメラ３１で平面視画像ＰＰ及び立面視画像ＰＳを撮影する。次に、カットコンベア１０を駆動して撮像食パンＰＢを第二ポジションＰ２（切断位置）に搬送するとともに、対角カットラインＤＣＬと一致するようにレシプロカッタ４１を位置変更する。その後、第二ポジションＰ２（切断位置）でカットコンベア１０を停止し、レシプロカッタ４１の下降により撮像食パンＰＢを対角カットラインＤＣＬに沿って切断する。なお、レシプロカッタ４１は第二ポジションＰ２で撮像食パンＰＢを切断した後上昇して、待機位置である第三ポジションＰ３（図４〜図６参照）に移動する。
【００６１】
ところで、上記対角カットラインＤＣＬは次のようにして設定される。図３に示す平面視画像ＰＰにおいて、擬似的な矩形形状を呈する輪郭線に外接する矩形を基準矩形ＳＲと定めることにより、輪郭線の４頂点が明確になりかつ４辺が直線に補正（直線化）される。その基準矩形ＳＲに引いた対角線を対角カットラインＤＣＬ（切断予定線）として、搬送面１１ａ上の第二ポジションＰ２（切断位置）に設定する。なお、レシプロカッタ４１による切断の結果、撮像食パンＰＢ（スライス食パンＳＢ）は、平面視で擬似的な直角三角形状を呈し互いにほぼ合同な（すなわち同形同大の）一対の三角カットピースＴＰ（切断片）に分割される。
【００６２】
次に図４〜図６により、対角線でハーフカットする場合の制御動作の具体例を説明する。説明中の各用語は以下の意味で用いている。
・搬送距離ＬＣ（搬送方向移動距離）：第一ポジションＰ１（撮影位置）と第二ポジションＰ２（切断位置）との撮像食パンＰＢの搬送方向中心間距離である（例えば、１００ｍｍ≦ＬＣ≦２００ｍｍ）。
・幅方向調整移動距離ＬＡ：対角カットラインＤＣＬの幅方向中心線ＢＣからの幅方向ずれ量である（例えば、−５０ｍｍ≦ＬＡ≦＋５０ｍｍ）。
・垂直軸の調整移動角θＡ：対角カットラインＤＣＬの幅方向中心線ＢＣからの回転方向ずれ角である（例えば、−９０°≦θＡ≦＋９０°）。
・幅方向待機移動距離ＬＳ：第三ポジションＰ３（待機位置）と第二ポジションＰ２（切断位置）とのレシプロカッタ４１の幅方向移動距離である（例えば、０ｍｍ≦ＬＳ≦５０ｍｍ）。
【００６３】
＜対角カットラインＤＣＬが中心線ＢＣに一致設定される場合＞（図４）
（Ａ）撮影された平面視画像ＰＰの撮像食パンＰＢがレーザービームＬＢに対してずれなく置かれているので、基準矩形ＳＲの対角カットラインＤＣＬとカットコンベア１０の幅方向中心線ＢＣとの間に幅方向ずれ量ＬＡ及び回転方向ずれ角θＡが生じていない状態（幅方向調整移動距離ＬＡ＝０、垂直軸の調整移動角θＡ＝０）である。
【００６４】
（Ｂ）搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、撮像食パンＰＢが第一ポジションＰ１（撮影位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ搬送距離ＬＣだけ下流側に搬送される。その間に、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により、レシプロカッタ４１は第三ポジションＰ３（待機位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ幅方向待機移動距離ＬＳだけ移動する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動停止によりカットコンベア１０が搬送停止し、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動によりレシプロカッタ４１が下降し、駆動用モータ４５ａ（図２参照）の駆動及び超音波振動発生器４６（図２参照）からの振動付加によりレシプロカッタ４１が撮像食パンＰＢを対角カットラインＤＣＬでハーフカットする。
【００６５】
（Ｃ）レシプロカッタ４１は、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動により上昇するとともに、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により、第二ポジションＰ２（切断位置）から第三ポジションＰ３（待機位置）へ幅方向待機移動距離ＬＳだけ戻り移動する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、ハーフカットされた一対の三角カットピースＴＰ，ＴＰはカットコンベア１０から搬出される。
【００６６】
＜対角カットラインＤＣＬが中心線ＢＣに平行設定される場合＞（図５）
（Ａ）撮影された平面視画像ＰＰの撮像食パンＰＢがレーザービームＬＢに対してベルト幅方向（前後方向）に平行にずれて置かれているので、基準矩形ＳＲの対角カットラインＤＣＬとカットコンベア１０の幅方向中心線ＢＣとの間に幅方向ずれ量ＬＡのみが生じている状態（幅方向調整移動距離ＬＡ≠０、垂直軸の調整移動角θＡ＝０）である。
【００６７】
（Ｂ）搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、撮像食パンＰＢが第一ポジションＰ１（撮影位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ搬送距離ＬＣだけ下流側に搬送される。その間に、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により、レシプロカッタ４１は第三ポジションＰ３（待機位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ幅方向待機移動距離ＬＳ＋幅方向調整移動距離ＬＡだけ移動する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動停止によりカットコンベア１０が搬送停止し、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動によりレシプロカッタ４１が下降し、駆動用モータ４５ａ（図２参照）の駆動及び超音波振動発生器４６（図２参照）からの振動付加によりレシプロカッタ４１が撮像食パンＰＢを対角カットラインＤＣＬでハーフカットする。
【００６８】
（Ｃ）レシプロカッタ４１は、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動により上昇するとともに、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により、第二ポジションＰ２（切断位置）から第三ポジションＰ３（待機位置）へ幅方向待機移動距離ＬＳ＋幅方向調整移動距離ＬＡだけ戻り移動する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、ハーフカットされた一対の三角カットピースＴＰ，ＴＰはカットコンベア１０から搬出される。
【００６９】
＜対角カットラインＤＣＬが中心線ＢＣに斜め設定される場合＞（図６）
（Ａ）撮影された平面視画像ＰＰの撮像食パンＰＢがレーザービームＬＢに対して斜め方向に傾いて置かれているので、基準矩形ＳＲの対角カットラインＤＣＬとカットコンベア１０の幅方向中心線ＢＣとの間に幅方向ずれ量ＬＡと回転方向ずれ角θＡとが生じている状態（幅方向調整移動距離ＬＡ≠０、垂直軸の調整移動角θＡ≠０）である。
【００７０】
（Ｂ）搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、撮像食パンＰＢが第一ポジションＰ１（撮影位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ搬送距離ＬＣだけ下流側に搬送される。その間に、レシプロカッタ４１は、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により第三ポジションＰ３（待機位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ幅方向待機移動距離ＬＳ＋幅方向調整移動距離ＬＡだけ移動するとともに、ねじナット用モータ４４ｂ及びスプライン外筒用モータ４４ｅ（図２参照）の駆動により垂直軸の調整移動角θＡだけ回転する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動停止によりカットコンベア１０が搬送停止し、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動によりレシプロカッタ４１が下降し、駆動用モータ４５ａ（図２参照）の駆動及び超音波振動発生器４６（図２参照）からの振動付加によりレシプロカッタ４１が撮像食パンＰＢを対角カットラインＤＣＬでハーフカットする。
【００７１】
（Ｃ）レシプロカッタ４１は、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動により上昇し、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により第二ポジションＰ２（切断位置）から第三ポジションＰ３（待機位置）へ幅方向待機移動距離ＬＳ＋幅方向調整移動距離ＬＡだけ戻り移動するとともに、ねじナット用モータ４４ｂ及びスプライン外筒用モータ４４ｅ（図２参照）の駆動により垂直軸の調整移動角θＡだけ戻り回転する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、ハーフカットされた一対の三角カットピースＴＰ，ＴＰはカットコンベア１０から搬出される。
【００７２】
なお、図４〜図６においてレシプロカッタ４１の待機位置である第三ポジションＰ３は、切断位置である第二ポジションＰ２から離間して配置されている。しかし、両ポジションＰ２，Ｐ３の間の移動時間を考慮すると、第三ポジションＰ３を第二ポジションＰ２にできるだけ近接して（例えば、第二ポジションＰ２の近傍であってカットコンベア１０の幅方向中心線ＢＣの直上位置に）配置することが望ましい。
【００７３】
次に図１１のフローチャートにより、また図１〜図６を参照しつつ、ハーフカット装置１００を用いて対角線でハーフカットする場合の各工程について説明する。
【００７４】
＜準備工程＞
Ｓ１にてレーザービーム発生器３からレーザービームを発射するとともに、超音波振動発生器４６から超音波振動を発振する。Ｓ２にて駆動用モータ４５ａを駆動してレシプロカッタ４１を往復直線運動させるとともに、Ｓ３にてコンベアモータ（搬入用モータ１ａ，搬出用モータ２ａ，搬送モータ１０ａ）を同期駆動してコンベア（搬入コンベア１，搬出コンベア２，カットコンベア１０）を作動させる。Ｓ４にて作業者が搬入コンベア１にスライス食パンＳＢを載せる。Ｓ５にて第一ポジションＰ１（撮影位置）にスライス食パンＳＢが到着したことを確認する。
【００７５】
＜撮像工程＞
スライス食パンＳＢが到着している場合には（Ｓ５でＹＥＳ）、Ｓ６にてコンベアモータ１ａ，２ａ，１０ａを同期停止し、第一カメラ２１，第二カメラ３１でスライス食パンＳＢの平面視画像ＰＰ，立面視画像ＰＳを撮影する。一方、スライス食パンＳＢが到着していない場合には（Ｓ５でＮＯ）、Ｓ４に戻ってスライス食パンＳＢを載せる操作を待つ。
【００７６】
＜調整工程＞
Ｓ７にて基準矩形ＳＲを求め、第二ポジションＰ２（切断位置）に対角カットラインＤＣＬを設定する。Ｓ８にてコンベアモータ１ａ，２ａ，１０ａを同期駆動し、撮像食パンＰＢを第二ポジションＰ２（切断位置）へ搬送する間に、レシプロカッタ４１を対角カットラインＤＣＬと一致させる（重ね合わせる）。Ｓ９にて第二ポジションＰ２（切断位置）に撮像食パンＰＢが到着したことを確認する。
【００７７】
＜切断工程＞
撮像食パンＰＢが到着している場合には（Ｓ９でＹＥＳ）、Ｓ１０にてコンベアモータ１ａ，２ａ，１０ａを同期停止する。その後、レシプロカッタ４１を高速下降距離ＬＨ間では高速下降した後、低速下降距離ＬＬ間で低速下降しつつ撮像食パンＰＢをハーフカットし、振動下降距離ＬＶ間では駆動用モータ４５ａを停止し、超音波振動のみで切断する。Ｓ１１にてレシプロカッタ４１を第三ポジション（待機位置）へ移動した後、Ｓ２へリターンする。一方、撮像食パンＰＢが到着していない場合には（Ｓ９でＮＯ）、Ｓ８へリターンする。
【００７８】
このように、柔軟性を有し変形しやすいスライス食パンＳＢであっても、歩留まりや品質を悪化させたり、作業能率を低下させたりすることなく、矩形状のスライス食パンＳＢを直角三角形状にハーフカットすることができる。また、第二カメラ３１が撮影した立面視画像ＰＳにおける撮像食パンＰＢの厚みの変化に応じて、第一カメラ２１が撮影した平面視画像ＰＰにおける長さの目盛りを校正し、対角カットラインＤＣＬからの切断位置のずれを抑制できる。
【００７９】
次に図１２を参照して、ハーフカット装置を用いて連続工程により対角線でハーフカットする場合について説明する。
【００８０】
（Ａ）コンベア１，２，１０が同期駆動する。カットコンベア１０の第一ポジションＰ１（撮影位置）に最初のスライス食パンＳＢ１が到着する。
【００８１】
（Ｂ）コンベア１，２，１０が同期停止する。第一ポジションＰ１（撮影位置）で最初の撮像食パンＰＢ１の画像撮影が行われ、搬入コンベア１には第二のスライス食パンＳＢ２が載せられる。
【００８２】
（Ｃ）コンベア１，２，１０が同期駆動する。最初の撮像食パンＰＢ１は第一ポジションＰ１（撮影位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ搬送され、レシプロカッタ４１は第三ポジションＰ３（待機位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ移動する。第二のスライス食パンＳＢ２が第一ポジションＰ１（撮影位置）に到着する。
【００８３】
（Ｄ）コンベア１，２，１０が同期停止する。最初の撮像食パンＰＢ１は第二ポジションＰ２（切断位置）でレシプロカッタ４１により三角カットピースＴＲ１にハーフカットされ、レシプロカッタ４１は第三ポジションＰ３（待機位置）に戻る。第二のスライス食パンＳＢ２の画像撮影が第一ポジションＰ１（撮影位置）で行われる。搬入コンベア１には第三のスライス食パンＳＢ３が載せられる。
【００８４】
（Ｅ）コンベア１，２，１０が同期駆動する。最初の三角カットピースＴＲ１が搬出コンベア２へ排出される。第二の撮像食パンＰＢ２は第一ポジションＰ１（撮影位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ搬送され、レシプロカッタ４１は第三ポジションＰ３（待機位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ移動する。第三のスライス食パンＳＢ３が第一ポジションＰ１（撮影位置）に到着する。
【００８５】
このように、（Ａ）〜（Ｅ）の各タクト（並行作業工程）において、第一〜第三ポジションＰ１〜Ｐ３での作業内容が明確でありかつ密接に関連付けられているので、流れ作業（連続工程）がスムーズに処理され、各タクトタイムひいてはサイクルタイムの短縮により作業能率の向上を図ることができる。なお、図１２では搬入コンベア１，カットコンベア１０，搬出コンベア２が１本のラインを構成し、（Ａ）〜（Ｅ）のタクトを並行処理して排出された切断片（三角カットピースＴＲ１等）の梱包作業（切断片の袋詰め、密閉、箱詰め等）も搬出コンベア２上で行われる。例えば、搬入コンベア１とカットコンベア１０からなるラインを複数並列に設け、各ラインで（Ａ）〜（Ｅ）のタクトを行い、各ラインから１本の幅広の後続コンベアに切断片を排出させて後続作業（切断片の梱包作業その他）を集約して行えば、作業能率が一層向上する。
【００８６】
ところで図７は、図３の対角線に代わり、平行線（平行二辺間距離の二等分割線）でハーフカットする場合の制御動作の概要を表わしている。また図８〜図１０は、図４〜図６の対角線に代わり、平行線でハーフカットする場合の制御動作の具体例を表わしている。これらの図７〜図１０に示す内容は図３〜図６の「対角カットラインＤＣＬ」を「平行カットラインＰＣＬ」に置き換え、かつ図３〜図６の「三角カットピースＴＰ」を「四角カットピースＲＰ」に置き換えたものに相当するので、詳しい説明は割愛する。なお、平行カットラインＰＣＬの設定は対角カットラインＤＣＬの場合と同様であり、図１１のハーフカット処理フローや図１２のハーフカット連続工程においても、対角カットラインＤＣＬの代わりに平行カットラインＰＣＬを用いることができる。
【００８７】
以上の実施例に示すハーフカット装置１００では、各々のスライス食パンＳＢに設定される切断予定線は、常に１本の対角カットラインＤＣＬ又は平行カットラインＰＣＬであるが、１個のスライス食パンＳＢに切断予定線を複数設定したり、あるいはこれらのカットラインＤＣＬ，ＰＣＬをスライス食パンＳＢ毎に交互に設定したりしてもよい。もちろん両カットラインＤＣＬ，ＰＣＬ以外の切断予定線を採用してもよい。
【００８８】
例えば図１３は切断予定線を複数設定する場合であり、図３の変形例として対角線で十字カットする場合の制御動作の概要を表わしている。なお、図１３では、第一ポジションＰ１（撮影位置）で画像撮影された撮像食パンＰＢがカットコンベア１０の幅方向中心に対してずれなく置かれている場合について説明するが、幅方向中心に対して平行状に又は斜め方向にずれて置かれている場合についてもこれまでの説明と同様の制御動作が行われる（図４〜図６参照）。
【００８９】
（Ａ）基準矩形ＳＲには、互いに直交する２本の対角カットラインＤＣＬ１，ＤＣＬ２が設定される。
【００９０】
（Ｂ）搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、撮像食パンＰＢが第一ポジションＰ１（撮影位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ搬送される。その間に、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により、レシプロカッタ４１は待機位置（図示せず）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ移動する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動停止によりカットコンベア１０が搬送停止し、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動によりレシプロカッタ４１が下降し、駆動用モータ４５ａ（図２参照）の駆動及び超音波振動発生器４６（図２参照）からの振動付加によりレシプロカッタ４１が撮像食パンＰＢを第一の対角カットラインＤＣＬ１でカットし、ハーフサイズの三角カットピースＴＰ１，ＴＰ１に分割する。
【００９１】
（Ｃ）カットコンベア１０は搬送停止状態を維持している。レシプロカッタ４１は、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動により上昇するとともに、ねじナット用モータ４４ｂ及びスプライン外筒用モータ４４ｅ（図２参照）の駆動により＋９０°（又は−９０°）回転する。ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動によりレシプロカッタ４１が下降し、駆動用モータ４５ａ（図２参照）の駆動及び超音波振動発生器４６（図２参照）からの振動付加によりレシプロカッタ４１がハーフサイズの三角カットピースＴＰ１，ＴＰ１を第二の対角カットラインＤＣＬ２でカットし、クオーターサイズの三角カットピースＴＰ２，ＴＰ２，ＴＰ２，ＴＰ２に分割する。
【００９２】
（Ｄ）レシプロカッタ４１は、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動により上昇し、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により第二ポジションＰ２（切断位置）から待機位置（図示せず）へ戻り移動するとともに、ねじナット用モータ４４ｂ及びスプライン外筒用モータ４４ｅ（図２参照）の駆動により−９０°（又は＋９０°）戻り回転する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、クオーターサイズの直角三角形状にカットされた４個の三角カットピースＴＰ２，ＴＰ２，ＴＰ２，ＴＰ２はカットコンベア１０から搬出される。
【００９３】
さらに図１４は、図１３の対角線に代わり、平行線で十字カットする場合の制御動作の概要を表わしている。この図１４に示す内容は図１３の「第一及び第二の対角カットラインＤＣＬ１，ＤＣＬ２」を「第一及び第二の平行カットラインＰＣＬ１，ＰＣＬ２」に置き換え、かつ図１３の「三角カットピースＴＰ１，ＴＰ２」を「四角カットピースＲＰ１，ＲＰ２」に置き換えたものに相当するので、詳しい説明は割愛する。なお、第一及び第二の平行カットラインＰＣＬ１，ＰＣＬ２の設定は第一及び第二の対角カットラインＤＣＬ１，ＤＣＬ２の場合と同様である。
【００９４】
次に図１５は、図１４の変形例として平行線で短冊カットする場合の制御動作の概要を表わしている。なお、図１５では、第一ポジションＰ１（撮影位置）で画像撮影された撮像食パンＰＢがカットコンベア１０の幅方向中心に対してずれなく置かれている場合について説明するが、幅方向中心に対して平行状に又は斜め方向にずれて置かれている場合についてもこれまでの説明と同様の制御動作が行われる（図８〜図１０参照）。
【００９５】
（Ａ）基準矩形ＳＲには、互いに平行な複数（この実施例では３本）の平行カットラインＰＣＬ，ＰＣＬ，ＰＣＬが設定される。
【００９６】
（Ｂ）搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、撮像食パンＰＢが第一ポジションＰ１（撮影位置）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ搬送される。その間に、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により、レシプロカッタ４１は待機位置（図示せず）から第二ポジションＰ２（切断位置）へ移動する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動停止によりカットコンベア１０が搬送停止し、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動によりレシプロカッタ４１が下降し、駆動用モータ４５ａ（図２参照）の駆動及び超音波振動発生器４６（図２参照）からの振動付加によりレシプロカッタ４１が撮像食パンＰＢを１本目の平行カットラインＰＣＬでカットする。
【００９７】
（Ｃ）カットコンベア１０は搬送停止状態を維持している。レシプロカッタ４１は、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動により上昇するとともに、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により２本目の平行カットラインＰＣＬへ移動する。ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動によりレシプロカッタ４１が下降し、駆動用モータ４５ａ（図２参照）の駆動及び超音波振動発生器４６（図２参照）からの振動付加によりレシプロカッタ４１が撮像食パンＰＢを２本目の平行カットラインＰＣＬでカットする。同様に、レシプロカッタ４１は撮像食パンＰＢを３本目の平行カットラインＰＣＬでカットし、短冊状のクオーターサイズの四角カットピースＲＰ，ＲＰ，ＲＰ，ＲＰに分割する。なお、（Ｂ），（Ｃ）において、３本の平行カットラインＰＣＬ，ＰＣＬ，ＰＣＬをどのような順序で使用して撮像食パンＰＢを４個の四角カットピースＲＰ，ＲＰ，ＲＰ，ＲＰに切断するかは任意に設定することができる。
【００９８】
（Ｄ）レシプロカッタ４１は、ねじナット用モータ４４ｂ（図２参照）の駆動により上昇し、移動用シリンダ４３ａ（図２参照）の駆動により第二ポジションＰ２（切断位置）から待機位置（図示せず）へ戻り移動する。搬送モータ１０ａ（図２参照）の駆動により、短冊状のクオーターサイズにカットされた４個の四角カットピースＲＰ，ＲＰ，ＲＰ，ＲＰはカットコンベア１０から搬出される。
【００９９】
以上の実施例では、スライス食パンＳＢの切断装置についてのみ説明したが、本発明はスライス食パン用に限定されるものではない。また、スライス食パンＳＢ等の食品の輪郭線を直線に補正（又は直線化）して基準矩形を得る手段について、上記実施例では輪郭線に外接（又は内接）する矩形を求めたが、これに代わって最小二乗法、補間法等の演算によって算出する等種々の手段を用いることができる。
【符号の説明】
【０１００】
３        レーザービーム発生器
１０      カットコンベア（ベルトコンベア）
１１ａ    搬送面
２０      第一撮像部（撮像部）
２１      第一カメラ（撮影機；第一撮影機）
３０      第二撮像部（副撮像部）
３１      第二カメラ（副撮影機；第二撮影機）
４０      切断部
４１      レシプロカッタ（切断刃）
４２      垂直軸（ボールねじスプライン軸）
４３      前後移動機構（平行移動機構）
４４      ボールねじスプライン（昇降機構、回転移動機構）
４５      偏心駆動機構（往復駆動機構）
４６      超音波振動発生器（超音波振動機構）
５０      制御部
１００    ハーフカット装置（食品切断装置）
ＳＲ      基準矩形
ＤＣＬ    対角カットライン（切断予定線）
ＰＣＬ    平行カットライン（切断予定線）
ＰＰ      平面視画像
ＰＳ      立面視画像
Ｐ１      第一ポジション（撮影位置）
Ｐ２      第二ポジション（切断位置）
Ｐ３      第三ポジション（待機位置）
ＳＢ      スライス食パン（食品）
ＰＢ      撮像食パン（画像対応食品）
ＴＰ      三角カットピース（切断片）
ＲＰ      四角カットピース（切断片）
【要約】
【課題】  柔軟性を有し変形しやすい食品であっても、歩留まりや品質を悪化させたり、作業能率を低下させたりすることなく、矩形状の食品を切断して複数の切断片に分割することのできる食品切断装置を提供する。
【解決手段】  撮像食パンＰＢの平面視画像ＰＰから導かれる対角カットラインＤＣＬをカットコンベア１０の搬送面１１ａ内に設定して、対角カットラインＤＣＬと平面視で一致するようにレシプロカッタ４１を位置変更する。レシプロカッタ４１の下降により撮像食パンＰＢを対角カットラインＤＣＬに沿って切断して一対の三角カットピースＴＰに分割する。
【選択図】  図３【図１】
0005468175.tif 000002
【図２】
0005468175.tif 000003
【図３】
0005468175.tif 000004
【図４】
0005468175.tif 000005
【図５】
0005468175.tif 000006
【図６】
0005468175.tif 000007
【図７】
0005468175.tif 000008
【図８】
0005468175.tif 000009
【図９】
0005468175.tif 000010
【図１０】
0005468175.tif 000011
【図１１】
0005468175.tif 000012
【図１２】
0005468175.tif 000013
【図１３】
0005468175.tif 000014
【図１４】
0005468175.tif 000015
【図１５】
0005468175.tif 000016