(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選別対象物中の所定色彩を有するものを選別する色彩選別装置であって、
水平面に対して所定の傾斜角を付けて設けられ、その上部から下方に向かって滑り落とされる選別対象物を所定方向に飛び出させるシュートと、
前記シュートの表面に対して所定間隔をあけて設けられ、前記シュートの表面の少なくとも一部を覆うカバーと、
前記シュートの下端部から飛び出した前記選別対象物の軌道を監視し得る様前記シュートの下端部より所定間隔をあけた位置に備えられ、前記選別対象物の色彩を検査する検査手段と、
前記検査手段に電気的に接続され、前記検査手段で得られた選別対象物の色彩に基づき、その選別対象物が所定色彩を有するものであるか否かを判定する判定手段と、
前記シュートの下端部より所定間隔をあけた位置に備えられ、前記判定手段により所定色彩を有すると判定された選別対象物を吹き飛ばし、その吹き飛ばした選別対象物を前記シュートからの落下軌跡とは異なる軌跡で落下させる分離手段と、
を備えたことを特徴とする色彩選別装置。
【請求項２】
前記シュートは前記選別対象物の供給幅に相応する幅を有する平面シュートとして形成されており、
前記カバーは、前記シュートの表面に対して所定間隔をあけて設けられ、前記シュートの少なくとも一部を覆う板状体からなり、前記選別対象物の滑落軌道を規制して前記選別対象物が前記シュートの表面に沿って滑り落ちて行く様構成されたことを特徴とする請求項１に記載の色彩選別装置。
【請求項３】
水平面に対する前記シュートの傾斜角が６０°以上８５°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の色彩選別装置。
【請求項４】
前記シュートの上部に前記選別対象物を供給する供給手段の上方に前記選別対象物の帯電を防止するための除電装置が備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の色彩選別装置。
【請求項５】
前記シュートを上下複数段に設けるとともに、各々のシュートに前記カバー、前記検査手段及び前記分離手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の色彩選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、茶のほか、青のりやバジル等種々の形状、大きさを有する選別対象物の良否を選別する色彩選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、米、茶等の食品から色の異なる不良品を除去するために、断面がＶ字形やＵ字形の縦溝が幅方向に複数列設けられた断面波形の板（シュート）を一定角度傾斜させ、その上端から選別対象物を滑り落としてシュート下方に設けた検査手段たる色識別センサに供給し、センサで不良品と判定されたものについては圧縮空気を噴射するイジェクタ等の分離手段を用いて吹き飛ばして、不良品を良品の落下軌道とは別の軌道で落下させる構造の色彩選別機が用いられている。
以下、図６〜８に基づき、本発明の対象である色彩選別装置の概略につき説明する。
【０００３】
色彩選別装置は、選別対象物Ｗを一定の方向に飛び出させる為水平方向に対して一定角度傾斜させたシュート（Ｃ１，Ｃ２）と、選別対象物Ｗの色彩を検査する為の検査手段（Ｓ１，Ｓ２）と、検査手段に接続され、検査手段からの信号を解析して不良品の有無を検出するための判定手段Ｊと（図８参照）、判定手段Ｊによって不良品が検出された際その不良品に圧縮空気を噴射して不良品を良品と選別するための分離手段（Ｖ１，Ｖ２）とから成り、これらは不図示のステーを介してフレームＰに備え付けられている。又検査手段（Ｓ１，Ｓ２）及び分離手段（Ｖ１，Ｖ２）はシュート（Ｃ１，Ｃ２）の下端より適当な間隔を開けた位置の、選別対象物Ｗの落下軌道の上側に取り付けられている。この図６〜８に示す例では、シュート、検査手段及び分離手段が２段縦続接続されている。又この図６〜８に示す例では、シュートＣ１，Ｃ２として、図６Ｂに示す様に金属板を波形に折り曲げて多数の断面略Ｖ字形の縦溝を機械の幅方向に多数形成したものが用いられており、その始端部の上方には図６及び図７に示す通り供給手段Ｆたる電磁フィーダが設けられていて、ここから選別対象物Ｗを夫々の縦溝に略均等に落下供給するようになっている。検査手段Ｓ１，Ｓ２及び分離手段Ｖ１，Ｖ２は、夫々の縦溝に対応する位置に並列して取り付けられていて、夫々が独立に作動するようになっている。この図６〜８に示す例では、検査手段Ｓ１，Ｓ２は従来知られた光電変換素子たるフォトセンサがシュートの幅方向に並列配置されたものからなっている。検査手段Ｓ１，Ｓ２はシュートから落下する選別対象物Ｗの色彩や色調を検知するようになっていると共に、出力回路が備えられていて、その検知値を電気信号のかたちで判定手段Ｊに送信するようになっている。分離手段Ｖ１，Ｖ２は、シュートの幅方向に多数配置された噴射孔を有するイジェクタ及び夫々の噴射孔に対応してこれに接続された不図示の電磁弁、並びにこれらに圧縮空気を供給する不図示の空気圧送ポンプ等により構成されており、夫々の噴射孔はシュートの縦溝の下端を経て落下軌道に沿って落下する選別対象物Ｗに向けて配置されている。又夫々の電磁弁は対応するフォトセンサと電気的に接続されていて、図８に例示する通り検査手段Ｓ１，Ｓ２からの信号に基づき判定手段Ｊにより良品Ｗ１とは色彩或いは色調の異なる不良品Ｗ２が検知されると、それが分離手段Ｖ１，Ｖ２の電磁弁に伝えられて電磁弁が開弁し、その不良品Ｗ２に対応する噴射孔から圧縮空気を吹き付けることにより、当該不良品を良品Ｗ１の落下軌道から外して別の軌道に沿って落下させて良品Ｗ１と選別するようになっている。
しかしながら、上で図６〜８を用いて説明した様な色彩選別装置では、選別対象物の形状、大きさに応じてシュートの溝の形状、サイズを変える必要があるほか、選別対象物がシュートの縦溝の中心だけにしか流れず、必ずしもシュートの幅方向を効率的に利用しているとは言い難く、処理能力を増加させるためには、機械のサイズを特に幅方向に極端に大きくする必要があると言う問題があった。
【０００４】
その様な問題を解決可能な装置としては、シュートの形状を供給手段たる電磁フィーダの幅員に相応する平面部を有した平面シュートとし、該平面シュート下方の落下範囲を幅方向において所定数実質上均等に区分した上、当該区分毎に光電的検査手段及びエヤーノズルを夫々配置して各区分で選別を行う様にしたものが既に提供されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記各従来技術によっても、未だ次の様な問題があった。
【０００５】
その一つとして、静電気を帯びやすい選別対象物が、冬場の乾燥時にはシュート上に付着し、滑走しなくなって、選別性能が大幅に低下するという問題が挙げられる。即ち、選別対象物がシュート上を円滑に滑り落ちて行かないため十分な落下速度が得られず、通常良品が辿る様な落下軌跡を描いて落下することが出来ず、それ故良品であるにも関わらず不良品として回収されてしまうケースが頻繁に発生し、十分な選別精度が得られないという問題があった。特に、碾茶や深蒸し茶等、目が比較的細かい、或いは粉状になった部分の多い緑茶や、青のりやバジル等、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小な所謂粉っぽい選別対象物の場合、上記静電気の影響が大きく、シュートの上端に供給した選別対象物の殆どは、シュート上に付着した儘滞留し続け、下方に向かって滑り落ちて行くことが出来なかった。この問題は、選別対象物をシュートの上端に供給するための供給手段として電磁フィーダを用いた場合に、選別対象物が電磁フィーダの振動によって揺すられて帯電してしまうことによって更に顕著となる。
【０００６】
上記の問題を有効に防止する対策の一つには、シュートの水平面に対する傾斜角を大きくすることが挙げられる。ここで、検査手段がフォトセンサである場合、その焦点がシュートの下端部表面付近に合わせてあるので、シュートの下端部において選別対象物が収束即ち、シュートの表面に沿って選別対象物が滑り落ちて来れば、選別対象物を正確に選別することが出来る一方、選別対象物がシュートの下端部においても未だ跳ねながら収束せず、シュートの表面から浮き上がっていれば、シュートの下端部から飛び出した選別対象物については検査手段の焦点がずれていることになるので、誤検出の原因となってしまう。
即ち、シュートの下端部から落下させる選別対象物の良否判定をフォトセンサにより精度良く行なうためには、センサの検出性能上の制約から少なくともシュート下端部において選別対象物がシュートの表面に沿って滑り落ちて来ている必要があるところ、水平面に対するシュートの勾配が急な程、選別対象物がシュート面上で跳ねながら収束せずにシュート下端部迄達してその儘シュートから飛び出して行く比率が高くなり、そうすると選別対象物をフォトセンサで確実に捉えることが出来ず選別対象物の良否判定を精度良く出来ないと言う問題が生じてくるため、シュートの水平面に対する傾斜角を一定以上強くすることが困難であった。上で図６〜８を用いて説明した例では、シュートの傾斜角αは凡そ５４°、βは４５°である（図７参照）。
【０００７】
しかるに、色彩選別を行なう検査手段をＣＣＤカメラにて行う技術が、特許文献１等で既に提案されるに至っている。即ち、シュートから落下する茶葉をＣＣＤカメラで撮像してデジタル画像を得て、その画像に基づいて色彩を判定することにより、良品と不良品とを選別するのである。このＣＣＤカメラは、シュート直下における当該シュートの幅方向一列に撮像領域が設けられており、かかる撮像領域全般について色彩の判定が行われる。
しかしながら、この特許文献２に記載された装置では、上で図６〜８を用いて説明した例と同様にシュートの幅方向の効率が悪い儘なので、選別精度を上げることには寄与出来ても、装置の処理能力を引上げることは困難である。更に、フォトセンサを使用する場合に比べてシュートの傾斜角を強めることが出来ても、選別対象物がシュート面上で跳ねながら収束せずその儘シュートから飛び出して行く比率が高いとやはり正確に不良品を吹き飛ばすことが難しく、シュートの傾斜角には一定の限界があった。
【０００８】
上記からも明らかな様に、要するに現在に至るまで、碾茶や深蒸し茶等、目が比較的細かい、或いは粉状になった部分の多い緑茶や、青のりやバジル等、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小な選別対象物を選別出来る色彩選別装置というのは、長い間実用化されていなかったのである。
【０００９】
その他、従来の縦溝付きシュートを用いる装置（上で図６〜８を用いて説明した例及び特許文献１参照）では、種々の選定対象物を選別しようとする場合、選定対象物の形状等に応じてシュートの縦溝の断面形状、縦溝の幅や配列ピッチその他を適宜変更する必要があり、装置の汎用性に欠けるという問題があった。
【特許文献１】実開平７−２１１６３号公報
【特許文献２】特開２００３−２７５６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って本発明は、上記課題を解決し、仕上茶、荒茶等の目の比較的粗い緑茶はもとより、碾茶や深蒸し茶等、目が比較的細かい、あるいは粉状になった部分の多い緑茶まで、あらゆる形状の緑茶を選別することが出来る色彩選別装置を提供することを課題とする。又本発明は、従来選別出来なかった青のりやバジル等、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小な選別対象物を選別することが出来る色彩選別装置を提供することを課題とする。
【００１１】
更に本発明は、選別精度及び処理能力がより高い色彩選別装置を提供することを課題とする。その他本発明は、１台の装置であらゆる形状や大きさの選別対象物を選別することが出来る、汎用性の高い色彩選別装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、検査手段をＣＣＤカメラを使用した画像処理によるものとした色彩選別装置において、選別対象物を滑り落とす為のシュートを縦溝の無い平面状のものとし、その上面を覆うカバーを備えたうえ、さらに、水平面に対するシュートの勾配を従来より急なものとすれば、選別対象物が円滑にシュート上を滑り落ちて行く様になって、静電気を帯びやすい選別対象物であってもシュート上に付着した儘滞留し続けること無く、シュートの上端に供給された選別対象物は後続の選別対象物に押されて連続的に下方へと滑り落ちて行くことを見出したほか、選別対象物が、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小なものであって、選別対象物がシュートの上端から下方に向かって滑り落ちて行く際にシュートの表面から浮き上がってしまっても、これをカバーで抑えることによって選別対象物が確実にシュートの表面に沿って滑り落ちて行く様にすることが出来ることを見出し、本発明を完成した。
【００１３】
上記課題を解決可能な本発明の色彩選別装置は、（１）選別対象物中の所定色彩を有するものを選別する色彩選別装置であって、水平面に対して所定の傾斜角を付けて設けられ、その上部から下方に向かって滑り落とされる選別対象物を所定方向に飛び出させるシュートと、前記シュートの表面に対して所定間隔をあけて設けられ、前記シュートの表面の少なくとも一部を覆うカバーと、前記シュートの下端部から飛び出した前記選別対象物の軌道を監視し得る様前記シュートの下端部より所定間隔をあけた位置に備えられ、前記選別対象物の色彩を検査する検査手段と、前記検査手段に電気的に接続され、前記検査手段で得られた選別対象物の色彩に基づき、その選別対象物が所定色彩を有するものであるか否かを判定する判定手段と、前記シュートの下端部より所定間隔をあけた位置に備えられ、前記判定手段により所定色彩を有すると判定された選別対象物を吹き飛ばし、その吹き飛ばした選別対象物を前記シュートからの落下軌跡とは異なる軌跡で落下させる分離手段と、を備えたことを特徴とするものである。
なお、本発明の色彩選別装置に備えられるカバーは、選別対象物が、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小なものである場合、選別対象物がシュートの上端から下方に向かって滑り落ちて行く際にシュートの表面から浮き上がってしまうことがあるところ、これを抑えて選別対象物の落下軌道の幅を狭め、選別対象物が確実にシュートの表面に沿って滑り落ちて行く様にすることを主目的とする。その様な選別対象物の場合、跳ね返り係数も小さいため、仮令シュートの表面から浮き上がって来たとしても、一旦カバーにぶつかって抑えられれば、選別対象物は振動を繰り返すことなくその儘、シュートの表面に沿って下方に滑り落ちて行く。
従って本発明の上記構成は、例えば、選別対象物が豆類等、夫々の小片が比較的重くて大きな、所謂跳ね返り係数の大きいものであって、シュート上端に供給された後に跳ね返りを繰り返す様な選別対象物の夫々の振動エネルギーを吸収すべく、断面Ｕ字形の縦溝を幅方向に複数有するシュートの上面を、所定間隔を空けてビニールフィルム等の柔軟な素材で覆う例とは、その目的、構成、効果が何れも相違する。
【００１４】
上記本発明（１）の色彩選別装置においては、（２）前記シュートは前記選別対象物の供給幅に相応する平面部を有する平面シュートとして形成されており、前記カバーは、前記シュートの表面に対して所定間隔をあけて設けられ、前記シュートの幅方向及び長手方向の少なくとも一部に広がる板状体からなり、前記選別対象物の落下軌道を規制して前記選別対象物が前記シュートの表面に沿って滑り落ちて行く様構成されていることが好ましい。
【００１５】
又上記本発明（１）又は（２）の色彩選別装置においては、（３）水平面に対する前記シュートの傾斜角は凡そ、６０°以上８５°以下であることがより好ましい。
【００１６】
ここで、上記本発明（１）〜（３）の何れかの構成からなる色彩選別装置においては、（４）前記シュートの上部に前記選別対象物を供給する供給手段の更に上方に前記選別対象物の帯電を防止するための除電装置が備えられていることが好ましい。
【００１７】
更に、上記本発明（１）〜（４）の何れかの構成からなる色彩選別装置においては、（５）前記シュートを上下複数段に設けるとともに、各々のシュートに前記カバー、前記検査手段及び前記分離手段を備えることがより好ましい。
【００１８】
尚本発明に言う「平面シュート」或いは「平面」とは、完全な平面で無くとも実質上平面に形成されているものを当然に含むものである。従って例えばシュートの表面或いはカバーの内面形状については、完全な平面形状のもののほか、シュート或いはカバーの長手方向の少なくとも一部に、選別対象物が滑り落ちる方向と平行に延びる適宜形状の突起がシュート或いはカバーの幅方向に適宜間隔を設けて配置されたものをも含むものとする。又シュート或いはカバーの側面形状については、必ずしも一直線に上方から下方にかけて形成されていなくても、その一部が若干屈曲した形状をも含むものとする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、仕上茶、荒茶等の目の比較的粗い緑茶はもとより、碾茶や深蒸し茶等、目が比較的細かい、或いは粉状になった部分の多い緑茶まで、あらゆる形状の緑茶を選別することが出来る。又本発明によれば、青のりやバジル等、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小な選別対象物を選別することが出来る。それ故本発明によれば、従来より選別可能であった選別対象物を含むあらゆる形状、大きさを有する選別対象物を選別することが出来る。
【００２０】
本発明によれば、従来選別出来なかった、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小な種々の選別対象物であっても精度良く選別することが出来る上、不良品として吹き飛ばされたものの中に混入する良品が非常に少ないため、所謂歩留りを大幅に改善することが出来る。
【００２１】
本発明によれば、静電気を帯びやすい選別対象物であってもシュート上に付着した儘滞留し続けるということが無いため、その様な選別対象物であっても精度良く選別することが出来る。又、除電装置を供給手段の更に上方に備えて選別対象物の帯電を緩和することにより、選別対象物をより円滑にシュートの上端から下方に向かって滑り落とすことが出来、選別精度をより高めることが出来る。
【００２２】
本発明によれば、従来より高密度にシュートに選別対象物を流せるため、機械のサイズ当たりの処理能力を飛躍的に高めることが出来る。即ち本発明によれば、選別対象物をシュートの幅方向全域にわたって流せるため、シュートの幅方向を効率的に利用出来る上、検査手段としてＣＣＤカメラを用いることによって、シュートの幅方向に隙間無くセンサを配列したのと同様の効果が得られるため、不良品が平面シュート上のどこを通過してももれなくこれを検出することが出来るほか、上記ＣＣＤカメラのシュート幅方向における画素の配列ピッチと同じピッチ或いはこれの整数倍のピッチでイジェクタの噴射孔及びこれに接続される電磁弁を設けておけば、検出された不良品を正確に良品と選別することが出来る。尚処理能力の優否は、一例として単位時間当たりに選別可能な選別対象物の量によって決められる。
【００２３】
本発明によれば、選別対象物に応じてシュートの自体の形状や大きさ、又シュートの縦溝の断面形状や大きさを変更する必要がないため、汎用性の高い色彩選別装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付の図１及び図２に基づき、本発明の色彩選別装置の一実施形態につき説明する。
図１は、本発明の色彩選別装置の主要構成部分を抜き出して示した斜視図、図２は図１の色彩選別装置の中央側断面図である。
【００２５】
本発明の色彩選別装置を用いて選別を行なう選別対象物としては、仕上茶、荒茶等の目の比較的粗い緑茶はもとより、碾茶や深蒸し茶等、目が比較的細かい、或いは粉状になった部分の多い緑茶等をも含めたあらゆる形状の緑茶のほか、青のりやバジル等、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小な選別対象物であって跳ね返り係数の少ないものが挙げられる。
【００２６】
図１及び図２に示す通り、本発明の色彩選別装置は、選別対象物Ｗを一定の方向に飛び出させる為水平方向に対して一定角度傾斜させたシュート１と、シュート１の表面に対して所定間隔をあけて設けられた、シュート１の表面の少なくとも一部を覆うカバー２と、選別対象物Ｗの色彩を検査する為の検査手段３と、検査手段に接続され、検査手段からの信号を解析して不良品の有無を検出するための判定手段５と、判定手段５によって不良品が検出された際その不良品に圧縮空気を噴射して不良品を良品と選別するための分離手段４とから成り、これらは不図示のフレーム等に適宜ステーを介して備え付けられている。又検査手段３及び分離手段４はシュート１の先端より適当な間隔を開けた位置の、選別対象物Ｗの落下軌道の上側に取り付けられている。検査手段３はＣＣＤカメラからなるが、これについては後に説明する。
【００２７】
シュート１は、選別対象物Ｗの供給幅に相応する平面部を備えた平面シュートとして形成されている。シュート１の始端部の上方には不図示の供給手段が設けられていて、ここから選別対象物Ｗをシュート１の幅方向に略均等に落下供給するようになっている。
本発明の場合、水平面に対するシュート１の傾斜角αは、好ましくは６０°〜８５°とされる。特に、６５°〜７５°程度が好ましい。このとき、仮令シュート１上に選別対象物Ｗが滞留していたとしても、それは次々にやって来る選別対象物Ｗによって押し流されるため、選別対象物Ｗは全体として円滑に下方に向かって滑り落ちて行く。
【００２８】
次に、カバー２は、シュート１の表面から浮き上がってしまった選別対象物Ｗの落下軌道の幅を狭めて選別対象物Ｗが確実に、シュート１の表面に沿って滑り落ちて行く様にすることを主な目的とするものである。即ち選別対象物Ｗが、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小なものである場合、選別対象物Ｗがシュート１の上端から下方に向かって滑り落ちて行く際にシュート１の表面から浮き上がってしまったりする場合があるところ、これを抑えるためにカバー２が用いられる。又その様な選別対象物Ｗの場合、跳ね返り係数も小さいため、たとえシュート１の表面から浮き上がって来たとしても、一度カバー２によって抑えられればその儘、選別対象物Ｗはシュート１の表面に沿って下方に向かって滑り落ちて行く。図２に示される通り、カバー２の内面とシュート１の表面との間の距離ｈ２はシュート１の側面の高さｈ１よりも狭く設定されるが、選別対象物に応じて適宜、選別対象物が詰まらない程度の値に調整される。尚図１及び図２に示される一例では、カバー２は、シュート１の幅方向全域を、及びシュート１の上端から所定距離下方側に向かった位置からシュート１の下端までを覆うかたちで形成された平板かつ硬質な板状体からなっている。本発明では、カバー２は種々の金属、或いはプラスチック、アクリル又はポリカーボネートその他のものからなっている。又カバー２上端部分におけるカバー２の内面とシュート１の表面との間の距離は、カバー２下方側におけるカバー２の内面とシュート１の表面との間の距離ｈ２に比較して、カバー２上端部分に向かうほど徐々に拡がるかたちに形成されている。したがって、カバー２が上記形状を有することによって、シュート１の上方から選別対象物Ｗを供給し易くなっていると共に、シュート１上に供給された選別対象物Ｗがシュート１の表面から浮き上がって来た場合にこれを抑え易くなっている。
【００２９】
本発明の色彩選別装置においては、色彩選別の検出原理自体は従来知られたものと実質的に同様であり、シュート１を滑り落ちてシュートの下端部から飛び出した選別対象物Ｗを検査手段３によって個々に検査して色を瞬時に判断し、判断したその色に基づき判定手段５で良品か不良品かを判定した上、分離手段４を用いて良品と不良品とを選別している。
【００３０】
本発明の色彩選別装置の場合、検査手段３にはＣＣＤカメラが用いられており、これはシュート１直下にあって当該シュートの幅方向全域に相当する撮像領域の監視を行なっている。ＣＣＤカメラの中では、シュート１の幅方向に隙間無く複数個の画素が並んでいる。この様子は、フォトセンサが多数、シュート幅方向に配列されていることに相当する。ＣＣＤカメラ内では、１画素毎に、受光光量に比例した電荷が蓄えられており、これを読み出しパルスで１画素ずつ読み出すことによって、各画素毎の色彩を把握している。
図２に示す通り、色彩に相当する各画素毎の電圧は、判定手段５において所定の閾値や許容範囲値と比較され、判定手段５では閾値や許容範囲値を越えるものについては不良品Ｗ２と判定し、同時に、不良品Ｗ２が検出された画素に対応する分離手段４のイジェクタの噴射孔に接続された電磁弁を開弁させ、当該噴射孔から圧縮空気を噴射することによって、検出された不良品Ｗ２を吹き飛ばして良品Ｗ１から選別している。吹き飛ばされた不良品Ｗ２は、良品Ｗ１が辿る軌道とは異なる軌道を辿って落下し、不良品回収箱６にて回収される。これら一連の動作は、例えばｍｓまたはμｓオーダーレベルの瞬時に行われる。
【００３１】
ここで、分離手段４は、図１及び図２に例示される、シュート１の幅方向に多数配置された噴射孔を有するイジェクタ及び当該噴射孔の夫々に接続された不図示の電磁弁、並びにこれらに圧縮空気を供給する不図示の空気圧送ポンプ等により構成されている。本実施形態では、判定手段５の便宜のため、シュート１下方にある選別対象物Ｗの幅方向の落下範囲を、検査手段３たるＣＣＤカメラのシュート幅方向における画素の配列に対応して所定数実質上均等に区分した上、当該区分毎に噴射孔を、シュート１から落下して来る選別対象物Ｗに向けて配置している。夫々の噴射孔及びこれに接続された電磁弁は、判定手段５からの指令に基づき独立に開弁して圧縮空気を噴射し得る様になっている。尚本発明の装置では、水平面に対するシュート１の傾斜角が従来知られたものよりも強いため、選別対象物の落下速度も速く、従って検査手段３からの信号に基づき判定手段５で不良と判定された時点で瞬間に、殆ど時間遅れなく分離手段４を駆動して不良品Ｗ２を通常の落下軌道とは異なる軌道に吹き飛ばし、確実に良品Ｗ１と不良品Ｗ２とを選別する様にしている。
【実施例１】
【００３２】
次に、本発明の色彩選別装置の一実施例を挙げ、これを図３及び図４に基づき説明する。
図３は本実施例の色彩選別装置の概略を示す斜視図、図４は図３の色彩選別装置の中央側断面図である。
【００３３】
図３及び図４に示す通り、本実施例に係る色彩選別装置は、選別対象物Ｗを一定の方向に飛び出させる為水平方向に対して一定角度傾斜させたシュート１１，１２と、シュート１１，１２の表面に対して所定間隔をあけて設けられた、シュート１１，１２の表面の少なくとも一部を覆うカバー２１，２２と、選別対象物Ｗの色彩を検査する為の検査手段３１，３２と、検査手段に接続され、検査手段からの信号を解析して不良品の有無を検出するための判定手段５と、判定手段５によって不良品が検出された際その不良品に圧縮空気を噴射して不良品を良品と選別するための分離手段４１，４２とから成り、これらは不図示のステーを介してフレーム７に備え付けられている。又検査手段３１，３２及び分離手段４１，４２はシュート１１，１２の先端より適当な間隔を開けた位置の、選別対象物Ｗの落下軌道の上側に取り付けられている。本実施例では、シュート、検査手段及び分離手段が２段縦続接続されている。
【００３４】
はじめに、図３及び図４に示す通り、選別対象物Ｗを第１のシュート１１の上端に供給する供給手段８たる電磁フィーダの更に上方には、選別対象物Ｗの帯電を防止するための除電装置９が備えられている。
除電装置９は、空気中でコロナ放電を発生させて生成した空気イオンを用いて帯電体の静電気を除去するものであって、特開平９−６３７８８号等に記載がある通り従来知られたものである。本実施例では、除電装置９として電圧印加式のものを用いている。以下その概略を説明すると、除電装置９は、図３及び図４に例示される除電電極部と不図示の交流高圧電源と両者を接続する高圧ケーブルとからなっている。図３及び図４に示す通り、除電電極部は、多数の針状の放電電極が棒状の絶縁体の柄部の長手方向に配設され、その放電電極と間隔を空けて対向する接地電極が絶縁体の柄部の両端部に絶縁材を介して支持されている。
その様な除電装置では、上記交流高圧電源からの交流高電圧を高圧ケーブルを介して放電電極に印加することにより、該放電電極と接地電極との間に高電界が形成され、放電電極の先端に電界が集中してコロナ放電が発生し、空気イオンが生成される。除電は、この空気イオンにより帯電体の電荷を中和して行なう。このとき、放電電極に印加した電圧が交流であるため、正の空気イオンと負の空気イオンが交互に生成される。帯電体が負に帯電している場合には正の空気イオンによって中和され、帯電体が正に帯電している場合には負の空気イオンによって中和される。
【００３５】
次に、シュート１１，１２の水平面に対する傾斜角α，βに関し、本実施例では第１のシュート１１の傾斜角αは凡そ７０°とされる一方、第２のシュート１２の傾斜角βはこれより若干緩い角度とされており、第１のシュート１１の下端部から落下した選別対象物Ｗを第２のシュート１２の上部で無理なく受けることが出来る様構成されている。
ここで、従来知られた色彩選別装置では、図６〜８に示される通り、１段目のシュートＣ１から落下した選別対象物Ｗは一旦、２段目のシュートＣ２上部に設けられていた当て板Ｔにぶつかる様構成されていたため、２段目のシュートＣ２を滑り落ちて行く選別対象物Ｗの初速度はゼロであったところ、本実施例の色彩選別装置では、１段目のシュート１１から落下した選別対象物Ｗはその儘２段目のシュート１２上部に乗り移るため、２段目のシュート１２の下端部から落下して行く選別対象物Ｗの落下速度を所定のレベルに保つに当たって、２段目のシュート１２の全長を従来のものと比較して相対的に短くすることが出来、装置全体の小型化に寄与することが出来る。
【００３６】
尚本実施例では、シュート１１，１２の下方には、図４に示す通り、蛍光灯等からなるランプＬ及び黒色に代表される暗色の背景板Ｍがそれぞれ、シュートの幅方向全域にわたって配置されている。背景板Ｍは、ＣＣＤカメラからなる検査手段３１，３２及び蛍光灯Ｌと対向する位置に、シュート１１，１２から落下する選別対象物Ｗの軌跡を挟んだかたちで設けられる。これにより、判定手段５においてＣＣＤカメラからの信号に基づき画像処理を行なう際、選別対象物Ｗのレベルだけが相対的に高くなり、当該選別対象物Ｗと背景とを明確に区別することができ、誤判定を防止して選別精度をより向上させることができる。
【００３７】
カバー２１，２２は、選別対象物Ｗの軌道修正用に備えられる。
選別対象物が、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小であって跳ね返り係数の少ないものであれば、選別対象物がカバー内側に当たっても跳ね返りは直ぐに収束してシュート表面を確実に滑り落ちて行くことになる。図３及び図４に示される通り、本実施例でもカバー２１，２２は、シュート１１，１２の幅方向全てを、及びシュート１１，１２の上端から所定距離下方側に向かった位置からシュート１１，１２の下端までを覆うかたちで形成された平板かつ硬質な板状体からなっている。本実施例では、カバー２１，２２はポリカーボネート或いはプラスチックからなっている。又カバー２１，２２上端部分におけるカバー２１，２２の内面とシュート１１，１２の表面との間の距離は、カバー２１，２２下方側におけるカバー２１，２２の内面とシュート１１，１２の表面との間の距離ｈ２に比較して、カバー２１，２２の上端部分に向かうほど徐々に拡がるかたちに形成されている。本実施例では、カバーの内面とシュートの表面との間の距離は選別対象物に応じて概ね１０〜１５ｍｍ程度とされる。
【００３８】
検査手段３１，３２は、本実施例ではＣＣＤカメラとされている。ＣＣＤカメラでは、幅方向に多数の画素が隙間無く並んでいるので、その幅方向に並んだ画素の夫々を検査手段として利用することにより、シュートの幅方向におけるイジェクタの配列ピッチを従来より格段に詰めることが出来る。本実施例では、凡そ６００ｍｍ幅を有するシュート全幅を、一台のＣＣＤカメラで監視している。
【００３９】
分離手段４１，４２は、上記実施形態同様，シュート１１，１２の幅方向に多数配置された噴射孔を有するイジェクタ及び当該噴射孔の夫々に接続された不図示の電磁弁、並びにこれらに圧縮空気を供給する不図示の空気圧送ポンプ等により構成されている。イジェクタの噴射孔は、ＣＣＤカメラのシュート１１，１２の幅方向における各画素に対応するかたち、即ちシュート幅方向における各画素の配列ピッチ或いはそれの整数倍の配列ピッチで設けられている。夫々の噴射孔及びこれに接続された電磁弁は、判定手段５からの指令に基づき独立に開弁して圧縮空気を選別対象物Ｗに対して噴射する。
【００４０】
次に、本実施例の色彩選別装置の動作につき説明する。
はじめに、選別対象物Ｗは、供給手段８たる電磁フィーダによって適宜振動を与えられながら、第１のシュート１１上端に供給される。その際、第１のシュート１１上端には、選別対象物Ｗが、シュートの幅方向に所定量ずつ均等に分散する様供給される。ここで、電磁フィーダによって選別対象物Ｗには常時振動が与えられるが、供給手段８の更に上方に備えられた除電装置９の働きにより、選別対象物Ｗが帯電してしまう度合は緩和される。
第１のシュート１１上端に供給された選別対象物Ｗは、下方に向かってシュート表面を滑り落ちて行く。ここで、選別対象物Ｗが、目が比較的細かく、しかも薄くて質量が微小なものであって、選別対象物Ｗがシュートの上端から下方に向かって滑り落ちて行く際にシュートの表面から浮き上がってしまっても、その落下軌道はカバーによって抑えられ、選別対象物Ｗは確実にシュートの表面に沿って滑り落ちて行く。第１のシュート１１上を滑り落ち、シュート下端部から飛び出した選別対象物Ｗは、落下速度を増して検査手段３１の前を通過する。検査手段たるＣＣＤカメラでは、選別対象物Ｗの表面の色を検査し、その信号を判定手段５に送る。判定手段５は例えばマイクロコンピュータからなり、ＣＣＤカメラからの信号に基づき画像処理によって選別対象物Ｗの良否を判定する。判定手段５において不良品が検出された場合、判定手段５は同時に、不良品が検出された画素に対応するイジェクタの噴射孔に接続された電磁弁を開弁させ、噴射孔から圧縮空気を噴射して当該不良品を吹き飛ばして、良品から選別する。
このように、第１のシュート１１から落下中に検査手段３１及び判定手段５により不良品と判定されてイジェクタ４１により吹き飛ばされた選別対象物Ｗは、良品が辿る通常の落下軌跡とは異なる軌道を辿って落下し、不図示の不良品回収箱にて回収される。
【００４１】
一方、第１のシュート１１を落下する際に不良品と判定されず、第２のシュート１２から落下する際に不良品と判定された選別対象物Ｗは、イジェクタ４２により吹き飛ばされて通常の落下軌跡とは異なる落下軌跡とされて不図示の不良品回収箱にて回収される。何れの検査手段３１，３２による検査でも不良品と判定されなかった良品は、第２のシュート１２の下端部からその儘落下して不図示の良品回収箱にて回収される。
従って本実施例では、２段階選別を行なう様構成したので、選別対象物Ｗは、検査手段３１，３２による検査のいずれか一方で不良品と判定されればイジェクタにより吹き飛ばされて良品と分離されると共に、いずれの検査でも不良品と判定されなければその儘良品として回収されるので、選別対象物Ｗを精度良く選別することができる。
【００４２】
かくして、本実施例によれば、従来選別出来なかった様な選別対象物が選別出来る様になったほか、従来から選別可能であったものを含めてあらゆる形状、大きさの選別対象物を精度良く選別することが可能になった。更に本実施例の色彩選別装置は、機械のサイズ当たりの処理能力が従来よりも格段に高いものである。
一例によれば、従来選別出来なかった深蒸し茶の選別を、非常に精度良く選別することが出来る色彩選別装置を得ることが出来た。又従来９０ｋｇ／ｈであった処理能力を、一挙に倍の１８０ｋｇ／ｈに迄引上げることが可能となった。
【００４３】
尚本発明は、上記各例記載の構成に限定されず、種々の設計変更が可能である。
例えば、上記各例では不良品をイジェクタを用いて吹き飛ばしているが、逆に良品を吹き飛ばす構成としても構わない。又上記各例では、選別後の良品及び不良品を回収する手段として回収箱を用いているが、回収手段はこれに限定されず、例えば選別された良品を次工程へ、又不良品を廃棄設備へ搬送する振動コンベアやベルトコンベア等の搬送手段から構成しても良い。このほか、上記各例では選別対象物を一方の面から検査手段によって検査しているが、選別対象物を表裏両方の面から検査しても良い。このとき、選別対象物を両面から検査し得る様、２基の検査手段が、シュートから落下する選別対象物の軌跡を挟んだかたちで対向して設けられる。検査手段自体についても、ＣＣＤカメラに限定されず、従来知られたフォトセンサをシュートの幅方向に多数配列したフォトセンサアレイとしても構わない。このとき、フォトセンサアレイの配列ピッチは従来のものより詰めておくことが好ましい。
【００４４】
次に、シュート及びカバーの形状や大きさその他に関しても、上記各例における記載に限定されず、種々の設計変更をなし得る。
例えば、シュートの表（上）面形状については、完全な平面で無くとも、シュートの長手方向の少なくとも一部に、図５のＡ，ａ−１やａ−２に示す様に、選別対象物が滑り落ちる方向と平行に延びる適宜形状の突起をシュートの幅方向に適宜間隔を設けて配置しておいても構わない。或いは図５のＡ，ａ−３やａ−４に示す様に、長手方向が選別対象物が滑り落ちる方向と平行になる様にされ、両端が開口された矩形或いは逆Ｕ字形の断面を有する有底の管体を色彩選別装置の幅方向に複数列隙間無く配置してシュートを構成する様にしても構わない。更にシュートの側面形状につき、図５のＢに示す様に、下端部を上側部分に対して屈曲した形状（１ｂ，１ｂ’）としても良い。
カバーの形状についても、図１〜４に例示される形状に限定されず、図５のＣに示す様に、カバーの側面形状につき、カバーの内面とシュートの表面との間の距離を適宜狭くしてシュートの長手方向中央付近やシュート下端部に隘路２ｃ，２ｃ’が設けられる様にしても良い。或いはカバーの内面形状は、完全な平面で無くとも、シュートの長手方向の少なくとも一部に、図５のＤに示す様に、選別対象物が滑り落ちる方向と平行に延び、シュートの表面に向かって突出する適宜形状の突起２ｄをシュートの幅方向に適宜間隔を設けて配置しておいても構わない。
【００４５】
その他、上記実施例では上下２段にシュートを設けているが、シュートの段数はこれに限定されず、１段のみの構成であっても、逆に３段以上の複数段構成であっても構わない。又上記実施例では、２段階選別を行なう様構成されているところ、同じ選別を２度繰り返して行なうほか、上下で判定基準が異なる様な不良品選別を行なったりしてより確実な選別を行うことも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の色彩選別装置の主要構成部分を抜き出して示した斜視図である。
【図２】図１の色彩選別装置の中央側断面図である。
【図３】本実施例の色彩選別装置の概略を示す斜視図である。
【図４】図３の色彩選別装置の中央側断面図である。
【図５】シュート及びカバーの別の構成例を示す図である。
【図６】従来知られた色彩選別装置の概略を示す斜視図である。
【図７】図６の色彩選別装置の中央側断面図である。
【図８】色彩選別装置の選別原理を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｗ  選別対象物
１  シュート
２  カバー
３  検査手段
４  分離手段
５  判定手段
【要約】
【課題】  従来選別出来なかった目が比較的細かく薄くて質量が微小な選別対象物を選別出来る色彩選別装置を提供する。
【解決手段】  選別対象物Ｗ中の所定色彩を有するものを選別する色彩選別装置であって、傾斜角αを付けて設けられ下方に向って滑落とされる対象物Ｗを所定方向に飛出させるシュート１と、シュート表面に対し所定間隔をあけて設けられシュート表面の少くとも一部を覆うカバー２と、シュート下端部から飛出した対象物Ｗの軌道を監視し得る様シュート下端より所定間隔をあけて備えられ対象物Ｗの色彩を検査する検査手段３と、検査手段に接続され検査手段で得られた対象物Ｗの色彩に基づきその対象物が所定色彩を有するか判定する判定手段と、シュート下端より所定間隔をあけて備えられ判定手段により所定色彩を有すると判定された対象物Ｗを吹飛ばし之をシュートからの落下軌跡とは異なる軌跡で落下させる分離手段４とを備えた色彩選別装置とする。
【選択図】  図１
【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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