(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物となる青果物に測定光を照射するための照射手段と、この照射手段による青果物への照射位置を時間経過とともに変更するために、該青果物を載置してある載置部を回転させる回転手段と、前記照射手段の照射位置まで搬送する搬送手段と、この搬送手段にて照射位置まで搬送されてきた青果物に向けて照射した測定光のうち、前記載置部に青果物の外径よりも小さく形成された開口を通過した測定光のみを受光する受光手段と、前記照射手段により照射した測定光のうち、前記開口を通過した測定光のスペクトルを分析して、品質を判定する品質判定手段とを備え、前記搬送手段を、一回転を複数に分割する回転角毎に駆動回転及び駆動停止させてステップ回転動作が行われる回転テーブルから構成し、前記載置部を前記回転テーブルに回転自在に設けられた自転ステージから構成し、前記回転手段を、前記自転ステージと一体的に回転可能に取り付けられた回転駆動力受け手段から構成し、前記回転テーブルのステップ回転動作中に、前記回転駆動力受け手段に接して動力を伝達するべく、任意の定速度で駆動される帯状又は連鎖状の回転駆動力伝達手段を設け、前記回転駆動力伝達手段に前記回転駆動力受け手段が接し始める瞬間において該回転駆動力伝達手段の移動速度と前記回転テーブルの周速度とが等しい、又は略等しくなるように該両速度を設定してなる青果物品質測定装置。
【請求項２】
前記回転駆動力伝達手段が、タイミングベルトからなり、前記回転駆動力受け手段が、タイミングベルト用の受け歯車でなる請求項１記載の青果物品質測定装置。
【請求項３】
前記回転テーブルが、ステップ回転角の約半分を回転するまでは一定の加速度でその回転周速を上げていき、最大周速時に前記自転ステージの回転駆動力受け手段が前記回転駆動力伝達手段と接し始めるように構成し、前記回転テーブルが最大周速に達した瞬間に一定の減速度でその周速を落とし、該回転テーブルが停止したときに前記自転ステージの回転速度が最大になるように構成してなる請求項１記載の青果物品質測定装置。
【請求項４】
前記自転ステージの中央部と回転テーブルとに連通する前記開口が設けられるとともに、この開口の上方に照射手段、下方に受光手段を配置してある請求項１又は３記載の青果物品質測定装置。
【請求項５】
前記照射手段の照射光軸を前記自転ステージの回転運動軸に対して２０度〜７０度の範囲で傾斜させてある請求項１記載の青果物品質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミカン等の青果物の糖度、酸度、水分含有率、鮮度等の品質を非破壊測定で判定する青果物品質測定方法及び青果物品質測定装置に関し、青果物への熱的ダメージが少なくしかも高精度で且つ高速に品質を判定することができる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
青果物は、その年の気候条件などのさまざまな要因によって、当然ながらその味にバラツキが生じる。そのため、選果場では、持ち込まれた作物の品質が出荷基準に適合しているかどうかを、「受入れ検査」としての品質測定によって判定しなければならない。以下、ミカンを例にとり、従来の品質測定について説明する。
【０００３】
農園で収穫されたミカンは、選果場において一定個数抜き取り、搾ってジュースにして成分を測定し、主に糖度（甘味）と酸度（酸味）が判定される。この判定には、ミカンを搾る作業と測定作業の２工程が必要であり、非常に手間がかかることから、従来はミカン３００〜５００Ｋｇ当たり２〜５個の抜き取りが一般的な水準であった。ところが、この程度の抜き取り個数では測定数が少なすぎることや、出荷されるミカン全部を測定することができないため、中には品質が著しく低下したミカンが出荷されてしまうことがあり、ロット単位での品質が正確に判定できないものであった。因みに、ロット単位での品質を正確に判定しようとするならば、３００〜５００Ｋｇ当たり最低３０〜５０個の抜き取り数が必要である。しかしながら、３０〜５０個もの数を搾って測定することは膨大な時間を要するので、到底実現できないばかりか、破壊検査であるため、それだけ出荷良品数が減ってしまうという好ましくないものであった。
【０００４】
このような破壊検査の欠点を補うものとして、近年ではミカンの糖度に影響を与える成分での光吸収を検出する非破壊検査が導入されつつある。
これは、一方向に流れるコンベア上に所定間隔をおいてミカンを流し、コンベアを挟むように配置された投受光器の間に形成される光路を通過する間に、ミカンの通過によって発生する光吸収を測定するものである。このような方法では、コンベアの移送速度が一分間当たり４０ｍにも達するため、一秒当たり５〜８個の糖度測定が可能である。従って、一応は全数検査が可能である。
【０００５】
上記光吸収を利用した全数検査は、あくまで出荷場の最終検査を対象としている。すなわち、予め入荷検査によって品質が保証されていることを前提とし、最終出荷前に、大きさによる分類やキズ物の振り分けと同時に、著しく品質の低下したものを検出しようとするものである。従って、その処理速度も速く、又品質のうちの糖度を大まかな精度でしか測定できない。しかし、一方では、このコンベア方式においてミカンの搬送速度を遅く、且つ、機器を小型化して、受入れ検査用として用いるということも考えられる。しかしながら、この受入れ検査では、酸度も測定することが望ましく、また高い測定精度も要求され、そのためには受光素子の特性や駆動条件上の制約から、測定時間を長くする必要がある。ところが、この測定では、近赤外線領域の吸収特性を利用するため、測定時間を長くすると果肉部が発熱してミカンが傷んでしまい、結局は破壊検査になってしまうので、実現することができないものであった。
【０００６】
上記ミカンの受入れ検査では、糖度と酸度とを高い精度で測定しなければならないという要請があり、このためには、多くの抜き取りサンプルを非破壊で且つ迅速に測定する必要があるが、上記従来の方法ではこれを実現することができないものであった。これは、ミカンのみならず、あらゆる青果物に対して当てはまる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、ミカン等の青果物の糖度、酸度、水分含有率、鮮度等の品質を、非破壊で且つ迅速に、しかも高い精度で測定することができるようにする点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、被測定物となる青果物に測定光を照射するための照射手段と、この照射手段による青果物への照射位置を時間経過とともに変更するために、該青果物を載置してある載置部を回転させる回転手段と、前記照射手段の照射位置まで搬送する搬送手段と、この搬送手段にて照射位置まで搬送されてきた青果物に向けて照射した測定光のうち、前記載置部に青果物の外径よりも小さく形成された開口を通過した測定光のみを受光する受光手段と、前記照射手段により照射した測定光のうち、前記開口を通過した測定光のスペクトルを分析して、品質を判定する品質判定手段とを備え、前記搬送手段を、一回転を複数に分割する回転角毎に駆動回転及び駆動停止させてステップ回転動作が行われる回転テーブルから構成し、前記載置部を前記回転テーブルに回転自在に設けられた自転ステージから構成し、前記回転手段を、前記自転ステージと一体的に回転可能に取り付けられた回転駆動力受け手段から構成し、前記回転テーブルのステップ回転動作中に、前記回転駆動力受け手段に接して動力を伝達するべく、任意の定速度で駆動される帯状又は連鎖状の回転駆動力伝達手段を設け、前記回転駆動力伝達手段に前記回転駆動力受け手段が接し始める瞬間において該回転駆動力伝達手段の移動速度と前記回転テーブルの周速度とが等しい、又は略等しくなるように該両速度を設定して青果物品質測定装置を構成するものである。つまり、回転手段により青果物を回転させながら測定光を照射することによって、照射位置を搬送手段による搬送速度に無関係に時間経過とともに変更することができるのである。しかも、照射された測定光のうち、開口を通過した測定光、つまり青果物の果肉部を通過した測定光のみを受光するから、青果物の外面を伝わってくる測定光や外乱光を受光することがなく、より正確な測定を行うことが可能になる。又、回転駆動力伝達手段に前記回転駆動力受け手段が接し始める瞬間において搬送されてきた青果物の回転テーブルの周速度と回転駆動力伝達手段の移動速度とが等しい、又は略等しくなるように該両速度を設定することによって、回転駆動力伝達手段の回転駆動力を回転駆動力受け手段にスムーズに伝達することができ、この回転駆動力伝達時に青果物が転がることや少し動いて位置ずれするといったことがなく、所定姿勢のまま青果物を確実に回転させることができる。
【０００９】
前記回転駆動力伝達手段が、タイミングベルトからなり、前記回転駆動力受け手段が、タイミングベルト用の受け歯車でなっている。
【００１０】
前記回転テーブルが、ステップ回転角の約半分を回転するまでは一定の加速度でその回転周速を上げていき、最大周速時に前記自転ステージの回転駆動力受け手段が前記回転駆動力伝達手段と接し始めるように構成し、前記回転テーブルが最大周速に達した瞬間に一定の減速度でその周速を落とし、該回転テーブルが停止したときに前記自転ステージの回転速度が最大になるように構成している。
【００１３】
前記自転ステージの中央部と回転テーブルとに連通する開口が設けられるとともに、この開口の上方に照射手段、下方に受光手段を配置することによって、品質の測定時に、回転テーブル自体が上方からの外乱光を遮蔽する部材になるから、外乱光に対する遮蔽のための構成を有利に実施することができる。
【００１４】
前記照射手段の照射光軸を前記自転ステージの回転運動軸に対して２０度〜７０度の範囲で傾斜させることによって、青果物の径方向、つまり青果物の回転軸に対して直交する方向での青果物の果肉部をまんべんなく測定することができるだけでなく、図８（イ）に、青果物の一例であるミカン２３においては空洞部分２３Ａ、図８（ロ）に、リンゴやモモ２３においては芯部分２３Ｂへの測定光の照射をできるだけ外すことができるように、又は完全に外すことができ、それらによる測定結果に大きな影響を与えることを回避することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の青果物品質測定装置の回転テーブル部分を中心に描いたものである。図中の回転テーブル１は、一回転（３６０°）を複数、すなわち本例では６段階に分割する回転角（６０°）毎に所定の加減速度によってステップ回転動作が行われるものであり、青果物が載置される載置部としての自転ステージ３が、この回転角距離を隔てて回転テーブル１上で自転可能に設けられている。さらに、この自転ステージ３には、当該自転ステージ３と同一の回転軸心でかつ自転ステージ３と一体的に回転可能に取り付けられた回転駆動力受け手段５が設けられており、自転ステージ３に載置される青果物を回転テーブル１の回転により、青果物を回転搬送する搬送手段７が構成されている。青果物は自転ステージ３上に載置された状態で、回転テーブル１のステップ回転に伴って円周軌跡で移動し、６つの各ステップ停止位置で、投入（自転テーブル位置Ａ）、各種測定をエラー等が発生しないように図示していない装置を用いて青果物を自転ステージ３の中央部に位置させるためのセンタリング（同Ｂ）、品質測定（同Ｄ）、排出（同Ｅ）が行われるとともに、前記センタリング（同Ｂ）位置から品質測定前の待機位置Ｃに移動する間にサイズ測定が行われる。自転ステージ３の回転運動軸、すなわち青果物の回転軸は本紙面と直交する方向となっている。さらに、自転ステージ３の中央部と回転テーブル１に連通する開口９が設けられ、自転ステージ３はこの開口９の周面のベアリング等の軸受け手段によって、回転テーブル１上に回転可能に取り付けられている。また、回転駆動力受け手段５にはタイミングベルト用の受け歯車が用いられ、図のように自転ステージ３の下側に取り付けられている。前記投入（自転テーブル位置Ａ）位置、センタリング（同Ｂ）位置、待機位置（同Ｃ）、品質測定（同Ｄ）位置、排出（同Ｅ）位置、サイズ測定位置は、自由に変更できる。又、前記青果物のセンタリング、サイズ測定を省略して実施してもよい。
【００１６】
自転ステージ回転駆動手段１０は、パルスモーター１１の動力によって任意の定速度で矢印ａ方向に連続駆動されるタイミングベルトやチェーン等の帯状または連鎖状の回転駆動力伝達手段１３であって、青果物回転搬送手段７のステップ回転動作中において隣設関係にある二つの自転ステージ３，３の回転駆動力受け手段５のうちの一方と接し始め他方と離れ始めるとともに（後述）、図のように、ステップ回転停止中に一つの自転ステージ３の回転駆動力受け手段５に動力が伝達される位置関係に設けられている。従って、自転ステージ３は測定位置Ｄにある時にのみ、回転駆動力伝達手段１３と同一速度で矢印ｂ方向に回転する。また、自転ステージ３が当たっている時と離れている時の回転駆動力伝達手段１３のテンションを一定に保つため、３個の固定ローラー１５…に架けられた状態で、１個のテンションローラー１７によって常に一定のテンションが与えられるようになっている。
【００１７】
投受光手段は図示していないが、自転ステージ３の回転運動軸３ａと交差する照射光軸１９ａを有し、且つ、この回転運動軸３ａとの交点Ｍに対して自転ステージ３上の青果物の果肉部側から測定光が照射されるよう配置された照射手段２５とこの測定光による青果物からの透過光を検出する受光手段２７とより構成される。具体的には、測定位置Ｄにある自転ステージ３の開口９の中心を通る図中矢印ｃで示す照射光軸１９ａを有し、図において測定位置Ｄにおける開口９の上方から測定光を照射し、回転テーブル１の回転面を横切り、回転テーブル１の下方において受光手段２７によって青果物を通過してきた測定光を受けるようになっている。
【００１８】
次に自転ステージ３の位置が異なる図２と本装置のタイミングチャートに基づいて、本発明の動作をさらに詳細に説明する。
図１の状態で、測定位置Ｄにある青果物の品質が測定され、測定後に回転テーブル１が矢印ｅ方向に６０°回転し、次の自転ステージ３上の青果物の測定を行う。そして、この回転テーブル１が６０°回転する間の状態を、図２として表している。図２は、図１の状態から測定終了後に回転テーブル１が３０°回転した瞬間の状態を表したものである。図のように、ステップ回転動作中の所定位置、図では停止位置から３０°回転した瞬間においては、測定の終了した自転ステージ３の回転駆動力受け手段５がタイミングベルト（回転駆動力伝達手段１３）から離れ始める瞬間の状態にある一方、次の測定のための隣の自転ステージ３の回転駆動力受け手段５が、タイミングベルト１３に接し始める瞬間の状態にある。ここで、回転テーブル１がその停止位置から次の停止位置までステップ回転するに当たり、約３０°回転した時に最大周速に達し、最大周速での保持時間が無い状態で６０°回転位置まで減速するよう回転テーブル１の回転フローを設定し、且つ、タイミングベルト１３の移動速度と回転テーブル１の最大周速を等しく、又は略等しく設定しておくことが望ましい。このように設定しておくと、自転ステージ３の回転駆動力受け手段５とタイミングベルト１３が接し始める瞬間における相対速度がゼロとなり、しかも自転ステージ３の加減速度もほぼ等しくなって、自転ステージ３の急激な加速によって青果物が転がることや少し動いて位置ずれすることが無くなる。
【００１９】
このような動作をタイミングチャートとして表したのが、図３である。図は、上から順に、回転テーブル駆動用パルスモーター２１のパルス数制御により回転テーブル１を駆動回転及び駆動停止したときの該回転テーブル１の公転速度（ア）、タイミングベルト駆動用パルスモーター１１を駆動したときのタイミングベルト１３の移動速度（イ）、自転ステージ３の回転速度（ウ）、投受光手段による品質測定のタイミング（エ）であり、測定ステーションＤの前後における動作を説明している。また、それぞれ相対目盛りで機能表示している。以下、本図に基づいて、動作を詳細に説明する。
【００２０】
先ず、タイミング(1) で青果物サイズのデータをクリアし、次に搬送されてくる青果物のサイズ測定に備える。また、タイミングベルト１３は、一定の速度で駆動された状態にある。これと同時に回転テーブル１が回転し始める。回転テーブル１は、ステップ回転角の約半分である３０°前後までは一定の加速度でその回転周速を上げていき、最大周速時に自転ステージ３の回転駆動力受け手段５がタイミングベルト１３と接し始める。タイミングベルト１３と接することによって自転ステージ３は回転を開始するが、回転テーブル１は最大周速に達した瞬間に一定の減速度でその周速を落として行くので、自転ステージ３の回転駆動力受け手段５とタイミングベルト１３との間の相対速度が次第に大きくなり、自転ステージ３はその回転速度を上昇していく。そして回転テーブル１が停止した時、自転ステージ３の回転速度は最大となっており、次に回転テーブル１が回転し始めるまでの間、一定速度で回転を継続する。ここで、回転テーブル１が停止する直前の僅かな時間に、回転テーブル１を一定の低速度で回転を継続させるように構成すれば、回転テーブル１がその停止位置に対してオーバーランしないように位置制御することもできる。前記回転テーブル１の回転開始から回転停止まで２秒を要し、自転ステージ３の回転開始から回転停止まで４秒を要することになる。前記回転テーブル１が停止した瞬間（タイミング(2) ）に、図示しないが、青果物のサイズが有効な数値範囲に入っているかどうかを判定する。この青果物サイズの判定は、前述の図１において説明したように、センタリング（同Ｂ）位置から待機位置Ｃに回転移動する間に測定された測定値に基づいて行われる。図３に、タイミングベルト１３の移動速度、つまり自転ステージ３の回転速度を破線で示すように遅くする場合と、速くする場合を示している。又、自転ステージ３の回転速度を低速に保つ他、加減速度に構成してもよい。
【００２１】
続いて、自転ステージ３が定速回転を継続している２秒の間に、本例では４回の測定を行う(c) が、測定ステーションにある青果物が、既に行われたサイズ判定の結果で有効な数値範囲に入っている場合にのみ、別途の制御手段等から測定開始命令が出され、測定がスタートする。すなわち、例えばこのサイズ判定の結果、サイズがゼロまたは無効サイズの場合には測定開始命令は出ず、さらにゼロの時は青果物無し、無効サイズの時はサイズエラーとして処理される。また測定を４回行うのは精度を向上させるためであり、測定回数は何回でもよい。そして、４回の測定結果の平均値が、該当する青果物の品質データとして採用される。前記サイズが無効サイズの場合には、無効サイズの青果物を特別に設けられた自動排出装置により自動的に排出したり、手動で取り除くことになる。
【００２２】
品質測定が終了すると、そのデータがファイルに書き込まれ、同時に必要に応じてプリントアウトやディスプレイ上に表示される。この測定された品質データと設定されている品質データとを別途の制御装置等により、比較して出荷基準の品質であるか否かの品質判定を行い、この判定結果に基づいて、品質の低い青果物を他の箇所に自動的に排出するようにしてもよい。続いて、再び次の自転ステージ３上の青果物の品質測定を行うべく、タイミング(1) において青果物サイズのデータをクリアし、次に搬送されてくる青果物のサイズ測定に備えるとともに、回転テーブル１の回転がスタートする。回転テーブル１が回転し始めると、これに伴って測定ステーションにあった自転ステージ３が減速し始めるが、前述のように回転テーブル１の加速度と定速度で駆動されるタイミングベルト１３との関係により、自転ステージ３の回転速度は漸次遅くなっていく。そして回転テーブル１が最大周速に達すると、自転ステージ３の回転速度がゼロになると同時に、測定が行われた自転ステージ３の回転駆動力受け手段５とタイミングベルト１３が離れるので、この自転ステージ３がスムーズに停止し、代わりに次の自転ステージ３の回転駆動力受け手段５とタイミングベルト１３が接し始め、図示するように次の自転ステージ３はその回転速度を上昇させていく。以後、同様の品質測定動作が繰り返されることになる。この品質測定は、青果物に照射した測定光のうち、青果物の果肉部を通過した測定光を受光手段２７にて受光し、その受光した測定光のスペクトルと、多数の青果物を実際に搾ったジュースをもとに同じ条件のもとで糖度、酸度、水分含有率、鮮度等を測定した測定値を平均化して得られた既知の基準スペクトルとを別途の制御装置等により比較処理することによって、糖度、酸度、水分含有率、鮮度等の品質を判定し、その青果物の出荷の可否や品質の程度等を知ることができるようにしている。尚、図示していないが、回転方向で隣合う自転ステージ３，３同士間の回転テーブル１の部位に、照射手段２５からの測定光を下方の受光手段２７に照射するための測定光通過用小孔を形成して、青果物の品質測定を行う前において照射手段２５からの測定光を前記測定光通過用小孔を通して直接受光したときのスペクトルを基準として前記品質判定を行うことになる。
【００２３】
続いて、このような本発明の具体的実施例を、図４〜図７を参照しながら説明する。図例は、一回転を複数に分割する回転角毎に所定の加減速度によってステップ回転動作が行われる回転テーブル１上に、青果物２３が載置される自転ステージ３が、前記回転角距離を隔てて回転テーブル１上で自転可能に設けられるとともに、この自転ステージ３には、当該自転ステージ３と同一の回転軸芯でかつ自転ステージ３と一体的に回転可能に取り付けられた回転駆動力受け手段５が設けられた青果物を回転搬送する搬送手段７と、任意の定速度で駆動される帯状または連鎖状の回転駆動力伝達手段１３であって、搬送手段７のステップ回転動作中において回転方向で隣設関係にある二つの自転ステージ３，３の一方の自転ステージ３が回転駆動力伝達手段１３と接し始め他方の自転ステージ３が離れ始めるとともに、ステップ回転停止中に一つの自転ステージ３が回転駆動力伝達手段１３から動力が伝達される位置関係に設けられた回転駆動力受け手段１０と、自転ステージ３の回転運動軸３ａと交差する照射光軸１９ａを有し、且つ、この回転運動軸３ａとの交点Ｍに対して自転ステージ３上の青果物２３の果肉部側から測定用光が照射されるよう配置された測定用光照射手段２５とこの測定用光による青果物２３からの透過光を検出する受光手段２７とを含む投受光手段１９と、を備えた青果物品質測定装置２９である。
特に本例では、自転ステージ３の中央部と回転テーブル１に連通する開口９が設けられるとともに、この開口９の上方に測定用光照射手段２５、下方に受光手段２７が配置されているが、開口９の上方に受光手段２７、下方に測定用光照射手段２５を配置してもよいし、又それら受光手段２７と測定用光照射手段２５とを水平方向に配置してもよく、それら受光手段２７及び測定用光照射手段２５はどのように配置してもよい。
【００２４】
以下、さらに詳細に説明する。回転テーブル１は装置筐体３１の上面に軸支され、筐体３１の内部に設置された駆動用パルスモーター２１との間にタイミングベルト１３が架けられて駆動力が伝達されるようになっている。回転テーブル１の上面には、６個の自転ステージ３…が自転可能に軸支され、この自転ステージ３に対して回転駆動力受け手段５が取り付けられている。この回転駆動力受け手段５を自転ステージ３を回転させる回転手段と称する。従って、回転テーブル１は６０°毎のステップ回転を行い、一つの空動作ステップを除いては、各ステップにおいて、投入（自転テーブル位置Ａ）、測定のためのセンタリング（同Ｂ）、サイズ測定、品質測定（同Ｄ）、排出（同Ｅ）が行われる。この回転駆動力受け手段５に対して、青果物回転搬送手段７のステップ回転動作中において隣設関係にある二つの自転ステージ３の回転駆動力受け手段５のうちの一方と接し始めさらに他方と離れ始めるとともに、ステップ回転停止中に一つの自転ステージ３の回転駆動力受け手段５に動力が伝達される位置関係に、タイミングベルト１３が架けられている。そして、このタイミングベルト１３は、筐体３１上面に設けられたパルスモーター１１によって、本装置の動作中に一定の速度で連続的に駆動される。前記二つの自転ステージ３の回転駆動力受け手段５のうちの一方と接し始めさらに他方と離れ始めるように構成する他、一つの自転ステージ３の回転駆動力受け手段５にタイミングベルト１３が接したのち完全に離れるまで、次の自転ステージ３の回転駆動力受け手段５にタイミングベルト１３が接しないようにしてもよいし、又三つの自転ステージ３の回転駆動力受け手段５にタイミングベルト１３が同時に接したのち同時に離れるように構成してもよく、自転ステージ３の回転駆動力受け手段５とタイミングベルト１３の接するタイミングは自由に変更することができる。
【００２５】
また、投入ステーション位置の前方向のステーションＢとステーションＣとの間には、光電センサーを用いたサイズ測定装置３４が設けられ、通過する青果物２３のサイズを全数測定した上で、有効な数値範囲に入っている場合にのみ別途の制御手段等から測定開始命令が出され、次々ステーションＤにおいて品質測定が行われる。ステーションＢでは、図示しないが、適当な規制部材等により、青果物２３が自転ステージ３のほぼ中央に載置されるよう、センタリングが行われる。
【００２６】
ステーションＤにおいて測定が終了すると回転テーブル１が回転し、ステーションＥにおいて青果物２３の排出が行われるが、これは具体的には、ステーションＥからステーションＦへの移動力を利用し、別途の図示しない規制部材等によって、排出口３５に青果物２３を払い落とすことで行われる。
【００２７】
次に投受光手段１９については、回転テーブル１の上方に位置する測定用光照射手段２５と、回転テーブル１の下方に位置する受光手段２７とが、支持アーム３７によって連結されている。前記受光手段２７が支持アーム３７にスライド移動自在に取付けられたスライド部材３９に固定されてあり、スライド部材３９を支持アーム３７の長手方向にスライド移動させることによって、測定用光照射手段２５と受光手段２７との間の距離が変化できるようになっている。又、前記測定用光照射手段２５が、支持アーム３７の長手方向にスライド移動自在に該支持アーム３７に取付けられ、測定用光照射手段２５を単独でスライド移動させることによって、青果物への照射距離を変更できるようになっている。さらに、支持アーム３７には補助アーム４１と補助板４３とが一体的に取付けられ、補助アーム４１の上下端および補助板４３の左右下端の計４か所で、投受光手段１９の全体が投受光支持板４５によって支持されている。ここで、投受光支持板４５には、４つの支持用長穴４７…が、測定用光照射手段２５からの照射光軸１９ａと自転ステージ上面の水平面との交点Ｍを中心とした円周に沿って開設されている。従って、図４に対して図５に示すように、照射光軸１９ａの傾きを変化させても、上記照射光軸１９ａと自転ステージ上面の水平面との交点Ｍの位置が変化することはない。
測定用光照射手段２５は主に測定用光を照射するためのハロゲンランプと光学系によって構成され、受光手段２７については、主に青果物２３からの透過光を受けるための光学系および分光用の回折格子、分光強度測定用のリニアイメージセンサーによって構成されている。また外乱光の影響を少なくするため、測定用光照射手段２５は、カバー部材４９によって囲まれている。
さらに、この投受光手段１９はスライドレール５１上に乗った状態で設置されており、図４において左側に投受光手段１９全体をスライドレール５１に対してスライド移動させることによって、交点Ｍの位置を自転ステージ３の中心部から外れた位置に変更することができるとともに、投受光支持板４５ごと筐体３１の左側の外部に大きく引き出して、容易に投受光手段１９のメンテナンスを行うことができるようにしている。
【００２８】
前記実施例では、受光手段２７を回転テーブル１面に対して下方に設置し、図８（イ），（ロ）に、測定用光照射手段２５から受光手段２７への照射光軸１９ａを青果物２３の回転軸３ａに対して傾斜させた例を示している。具体的には傾斜角度を２０°〜７０°の範囲に設定することによって、図８（イ）のミカン２３の場合に、ミカン２３の空洞部分２３Ａに測定用光照射手段２５からの測定光ができるだけ照射されることがないように、又リンゴやモモの場合、図８（ロ）ではモモ２３を示しているが、モモ２３の芯部分２３Ｂに測定用光照射手段２５からの測定光が照射されることがないようにして、検出精度が低下することがなく、バラツキのない品質測定が行えるのである。また、これに代えて、図９に示すように、照射手段２５の照射光軸１９ａを青果物２３の回転軸、つまり自転ステージ３の回転運動軸３ａに対して平行に変位させたものでもよい。この場合も前記同様に空洞部分２３Ａや芯部分２３Ｂに測定光が照射されないようにすれば、精度を高めることができる。前記自転ステージ３はパルスモータ１０にて駆動されるタイミングベルト３３との接触によって回転される。前記タイミングベルト３３は、図示していないテンションローラにて自転ステージ３側に接当押圧することになる。
【００２９】
又、前記実施例では、青果物を照射手段２５の照射位置まで搬送するための搬送手段を回転テーブル１から構成したが、図１０及び図１１に示すように、ベルトコンベア１から構成してもよい。この場合、ベルトコンベア１の長手方向に設けられる載置部を回転自在な前記自転ステージ３に構成するとともに、この自転ステージ３を品質測定位置で駆動回転させるために、該自転ステージ３に動力を伝達する回転駆動力伝達手段１３を設けて、回転駆動力伝達手段１３からの動力を自転ステージ３の回転駆動力受け手段５としての外周面３ｂに伝達することによって、自転ステージ３を回転させるようにしている。尚、ベルトコンベア１は所定時間漸次増速して一定速度に達すると、直ちに漸次減速して停止させる。この駆動制御を繰り返し行うことによって、自転ステージ３上の青果物を順次照射手段２５の照射位置に移動させて品質測定を行うことになる。又、前記回転駆動力伝達手段１３を構成するタイミングベルト３３は、２つのテンションローラ１７，１７によって張力が付与されている。図に示す５３は、遊転ローラである。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１によれば、青果物の品質を測定するために測定光を照射する構成のものであっても、青果物を回転させることによって、青果物の一か所に測定用光が照射されることがなく、青果物に熱的ダメージを与えることを回避することができ、しかも搬送速度に無関係にすることができるから、一個の青果物の測定にある程度の時間をかけることができる。従って、精度の高い測定を行うためにある程度の時間はかけるものの、従来のようにミカンを搾ってジュース状にしてから化学的な測定を行う場合に対しては、大幅な時間短縮となる。しかも、青果物の入荷段階で、３００〜５００ｋｇ当たり３０〜５０個の抜き取り数の品質測定を、非破壊で、且つ、迅速に行うことができる。さらには、青果物の果肉部を通過した測定光のみを測定することができるから、青果物の外面を伝わってきた測定光や外乱光を受光して、測定誤差が大きくなることを阻止することができ、より一層精度を高めた測定を行うことができるのである。また、青果物の急激な搬送開始及び急激な搬送停止が行われることを回避することができるから、搬送開始時及び搬送停止時に青果物が転がったり位置ずれすることがなく、青果物を搬送前の姿勢のまま確実に所定箇所へ搬送することができる。又、搬送されてきた青果物の載置部に回転駆動力をスムーズに付与することができるとともに、測定後の載置部の回転停止をもスムーズに行うことができ、青果物の品質測定のために青果物を回転させることを青果物の転がりや位置ずれのない状態で行うことができ、品質測定を精度よく行うことができる。
搬送手段を回転テーブルから構成することによって、搬送経路を曲線状にすることができるから、搬送装置自体のコンパクト化を図ることができるだけでなく、搬送開始時の青果物の位置と品質測定後の青果物の排出位置とを近接位置させることが可能になり、測定終了後の青果物を能率的に処理することができる利点もある。
動力伝達部に接触する位置を変更するだけで、自転ステージの回転開始位置を自由に変更することができるから、各自転ステージにそれぞれ専用のモータを設けるものに比べて、駆動用のモータを単一で済ませることができるだけでなく、それら全モータを速度制御するために設けられる制御装置等を不要にすることができ、装置全体を安価に構成することができる。
【００３４】
請求項４によれば、外乱光に対する遮蔽のための構成を有利にすることができ、この点でもコストの低減化を図ることができる。
【００３５】
請求項５によれば、青果物の果肉部をまんべんなく測定することができるだけでなく、青果物の中心部にある空洞部分や芯部分等の測定光に影響を与える部分への照射を極めて避けることができるから、より一層精度の高い品質測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】青果物品質測定装置の要部説明図
【図２】青果物品質測定装置の要部説明図
【図３】青果物品質測定方法のタイミングチャートの一例
【図４】青果物品質測定装置を示す概略側面図
【図５】青果物品質測定装置の照射光軸が変更された場合を示す概略側面図
【図６】青果物品質測定装置の要部を示す平面図
【図７】青果物品質測定装置の概略正面図
【図８】（イ）（ロ）は青果物に対する照射光軸の角度を示す縦断面図
【図９】青果物品質測定装置の要部の別実施例を示す縦断正面図
【図１０】青果物品質測定装置の別実施例を示す概略平面図
【図１１】青果物品質測定装置の別実施例を示す概略側面図
【符号の説明】
１  回転テーブル
３  自転ステージ（載置部）
３ａ  自転ステージの回転運動軸
３ｂ  外周面
５  回転駆動力受け手段（回転手段）
７  搬送手段
９  開口
１０  自転ステージ回転駆動手段
１１  パルスモーター
１３  回転駆動力伝達手段（タイミングベルト）
１５  固定ローラー
１７  テンションローラー
１９  投受光手段
１９ａ  照射光軸
２１  回転テーブル駆動用パルスモーター
２３  青果物
２３Ａ  空洞部分
２３Ｂ  芯部分
２５  照射手段
２７  受光手段
２９  青果物味度測定装置
３１  筐体
３３  タイミングベルト
３４  サイズ測定装置
３５  排出口
３７  支持アーム
３９  スライド部材
４１  補助アーム
４３  補助板
４５  投受光支持板
４７  支持用長穴
４９  カバー部材
５１  スライドレール
Ａ  投入位置
Ｂ  センタリング位置
Ｃ  待機位置
Ｄ  品質測定位置
Ｅ  排出位置
Ｍ  交点
ａ，ｅ  矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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