(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加工食品が１列以上の予め定められた配列で載置されたトレーを搬送する際に、トレー内の加工食品の配列状態を検知する検知装置であって、
前記トレーは、ラップ掛けされ、トレー底面の所定領域ごとに高さの低い仕切りが設けられたものであり、
加工食品の配列の長さ方向に予め定められた速度でトレーを搬送する搬送手段と、
トレー上の加工食品の列ごとに、トレー内の表面位置の高さレベルを検出して表面位置信号を出力する位置検出手段と、
前記表面位置信号が、搬送手段上の底面位置に基づいて予め定められた基準高さ位置以下の値を示す場合に底面検知信号を出力する底面検知手段と、
トレー内に正常に加工食品が配列されている時の前記底面検知手段による底面検知信号持続時間幅を基準値として、この基準値よりも搬送中の測定対象のトレーで検知される底面検知信号の持続時間が長い場合に欠品異常検知信号を出力する判別手段とを備え、
前記位置検出手段は、トレー内の表面位置までの距離を計測する距離センサを含み、
前記距離センサは、その測定ビームが、トレー搬送方向の下流側に向かって傾斜して照射されるように配置されている光センサであることを特徴とする欠品トレー検知装置。
【請求項２】
前記判別手段からの異常検知信号に基づいて、トレーをラインから外すトレー排除手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の欠品トレー検知装置。
【請求項３】
１列以上の予め定められた配列で載置された複数の加工食品に加えて液状又は粉粒状の物質を封止した別の袋が載置されたトレーを前記搬送手段により搬送する際に、トレー内の前記袋の有無を検知する光学検知手段を更に備え、
前記光学検知手段は、
トレー又は加工食品表面の色温度と前記袋の色温度との差異に基づいて袋感知信号を出力する色温度感知センサと、
一つのトレーが前記色温度感知センサを通過する間に袋検知信号の出力がない場合に、異常信号を出力する判別手段とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の欠品トレー検知装置。
【請求項４】
前記加工食品は、餃子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の欠品トレー検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、餃子などのトレー上の定められた位置に配列して包装された加工食品（以後、トレー詰め食品と記す。）において、トレー上の加工食品の配列状態を検知する検知装置に関し、特に、欠品が生じているトレーを検知する検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くのトレー詰め食品は、個々に製造された生の加工食品を予め定められた量ずつトレーに配置して、トレーごと加熱・冷却等の処理を行った後、包装する工程により製造されている。
【０００３】
例えば、餃子の場合では、図３に示したように、粉に水（と塩）を加えてこねた生地を圧延して円形に繰り抜いて（皮成形工程）得られた皮に、細切り野菜と挽き肉と調味料とを混合して（具調整工程）調整した具を所定量載置した後、三日月形となるように皮の周縁部分を寄せながらくっ付け餃子を作る（餃子成形工程）。
【０００４】
この餃子を例えば、２列×６行の配列でトレーに載置する（整列配置工程）。その後、このトレーごと搬送して、熟成工程、加熱工程、放冷工程、ラップ包装工程、箱詰め工程を経て、１個の製品（トレー詰め食品）となる。
【０００５】
一般に、このようなトレー詰め食品の製造において、トレー上に配列した加工食品の数は、トレー表面が商品シールや箱等で見ずらくなる前に目視により確認されている。特に、タレつきのトレー詰め餃子の場合では数の確認と同時にタレ袋の装入が行われてから、次の工程にトレーを搬送するようになっている。
【０００６】
また近年では、コンピュータ等による画像処理を用いてトレー上の加工食品の数を確認したり、トレー上の個々の加工食品の位置ごとにそれぞれ位置検出センサを設け、これらの位置センサが個々の位置に対応した箇所の加工食品の有無を確認することにより、トレー上に加工食品がすべて配置されているかを確認する装置も提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トレー上の加工食品の数の確認を目視による確認のみとすると、欠品が生じたトレー（以後、欠品トレーと記す。）を見落とすことがあるのは避けられない。また、確認する人によって見落とす率が高くなる等の問題も発生する。
【０００８】
加えて、実際の現場では、１人で加工食品の数を目視で確認すると同時にタレ袋などの別の物質を封止した袋の装入も行わなければならなかったり、このような動作に加えて２つのラインを１人で同時に見なければならない等の場合もあり、これらの諸条件が更に欠品トレーを見落とす可能性を高くしている。
【０００９】
また、コンピュータによる画像処理を行う欠品トレー検知装置が考えられるが装置のコストが高すぎて好ましくない。また、複数の位置検出センサをトレー上の個々の加工食品の位置に対応させて設ける欠品トレー検知装置が考えられるが加工食品の数と同数のセンサを必要とするため、比較的コストが高くなってしまうという難点がある。
【００１０】
以上のことより、本発明は、低コストで欠品を見落とすことがない欠品トレー検知装置を得ることをその目的とする。また、欠品トレーの検知から排除まで自動的に行える欠品トレー検知装置を得ることをその目的とする。
【００１１】
更に、餃子等のようにタレ袋などの別の物質を封止した袋をトレーの中に装入する製品において、欠品トレーだけでなく袋の有無も感知できる欠品トレー検知装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、複数の加工食品が１列以上の予め定められた配列で載置されたトレーを搬送する際に、トレー内の加工食品の配列状態を検知する検知装置であって、
前記トレーは、ラップ掛けされ、トレー底面の所定領域ごとに高さの低い仕切りが設けられたものであり、
加工食品の配列の長さ方向に予め定められた速度でトレーを搬送する搬送手段と、
トレー上の加工食品の列ごとに、トレー内の表面位置の高さレベルを検出して表面位置信号を出力する位置検出手段と、
前記表面位置信号が、搬送手段上の底面位置に基づいて予め定められた基準高さ位置以下の値を示す場合に底面検知信号を出力する底面検知手段と、
トレー内に正常に加工食品が配列されている時の前記底面検知手段による底面検知信号持続時間幅を基準値として、この基準値よりも搬送中の測定対象のトレーで検知される底面検知信号の持続時間が長い場合に欠品異常検知信号を出力する判別手段とを備え、
前記位置検出手段は、トレー内の表面位置までの距離を計測する距離センサを含み、
前記距離センサは、その測定ビームが、トレー搬送方向の下流側に向かって傾斜して照射されるように配置されている光センサであることにより達成される。
【００１３】
即ち、本発明の欠品トレー検知装置で検知するトレー内には、複数の加工食品が例えば、２列６行、３列５行などのように１列以上の予め定められた配列で載置されている。このトレーは、加工食品の配列の長さ方向、即ち、加工食品の行方向に予め定められた速度で搬送手段により搬送される。
【００１４】
この搬送されるトレー内の加工食品の列ごとに対応して１つ以上の位置検出手段が配置される。この位置検出手段は、トレー上の加工食品の列ごとにトレー内の表面位置の高さレベルを検出して表面位置信号を出力する。
【００１５】
本発明の欠品トレー装置では、出力された表面位置信号が搬送手段上の底面に位置に基づいて予め定められた基準高さ位置以下の値を示す場合に、底面検知手段が底面検知信号を出力するものとしている。
【００１６】
加工食品を載置するトレーには、底面が真平らのものと、トレー上に載置した加工食品が互いに接触して形状が壊れたり、互いにくっ付いてしまわないように、底面の所定領域ごとに高さの低い仕切りを設けたものとがある。
【００１７】
前者のような底面が真平らのトレーを本発明の装置で検知した場合、位置検出手段により出力された底面の高さレベルの値は、ほぼ一定の値となる。しかし、後者のような所定領域ごとに高さの低い仕切りを設けられたトレーを本発明の装置で検知した場合、位置検出手段により出力された底面の高さレベルの値は、かなり幅を持つものとなる。
【００１８】
図１は、所定領域ごとに高さの低い仕切りを設けたトレー、即ち、加工食品を個々に分離する凸部Ｘ１〜Ｘ７を備えたトレーＡ上に餃子を載置したときのトレーの断面を示している。ここで示したトレーは、１箇所餃子が載置されていない欠品トレーとなっている。
【００１９】
底面検知手段は、位置検出手段が出力した信号値が、搬送手段上の底面位置に基づいて予め定められた基準高さ位置以下の値、即ち、凸部を含む高さ位置ｈを示す信号以下の値を示す場合に、底面検知信号を出力するものとしている。
【００２０】
これにより、特に、トレーに図１のように凸部Ｘ１〜Ｘ７がある場合に、個々の加工食品間のトレーの底面領域Ｙ１、Ｙ２を示す信号のみを検知して欠品を判断するよりも、検出感度が良くなる。
【００２１】
何故ならば、加工食品と加工食品との間にあるトレーのトレーの底面領域Ｙ１、Ｙ２と仕切り部分の凸部の幅Ｗとが底面Ｚとして検知されるために、位置検出手段が出力した表面位置信号のうち底面部分に対応する領域の信号値の幅が、底面領域Ｙ１、Ｙ２のみを底面として検知される場合よりも広くなるので、正確に底面部分を検知することができ、誤検出を防ぐことができるからである。
【００２２】
このようにして底面検知手段から出力された底面検知信号は、判別手段により出力の持続時間が計測されると共に、この時の計測値と、トレー内に正常に加工食品が配列されている時の底面検知手段から出力された底面検知信号の出力の持続時間幅である基準値とを比較して欠品があるか、ないかが判別される。
【００２３】
以上は、底面検知手段と判別手段とを別々のものとして説明しているが、勿論、底面検知手段の働きと判別手段の働きとを兼ねた１つの装置に構成しても良い。
【００２４】
ここで、トレーの移動速度、つまり、搬送手段の速度が一定であれば、露出している底面の広さによって位置検出手段が底面の高さレベルの値を出力する時間は変わる。そのため、トレー上に配列された加工食品が決められた数を満たしていれば、個々の加工食品間隔のみが底面として検知されることとなり、位置検出手段が底面の高さレベルの値を出力する時間は短いものとなる。
【００２５】
しかし、トレー上に配列された加工食品が決められた数を満たさない場合は、個々の加工食品間の底面領域Ｙ３、Ｙ４と、欠品が生じた位置の底面領域Ｙ５と、凸部の幅領域Ｗ１、Ｗ２とを加算した広さ領域Ｚ１が底面として検知されることとなる。（図１）そのため、位置検出手段が底面の高さレベルの値を出力する時間は配列された加工食品が決められた数を満たしている場合よりも長くなる。
【００２６】
従って、トレー内に正常に加工食品が配列されている時の前記底面検知手段による底面検知信号持続時間幅を基準値とし、この基準値よりも搬送中の測定対象のトレーで検知される底面検知信号の持続時間が長ければ、１つのトレー上に配列された加工食品が決められた数を満たさない、即ち、欠品があるということを判別できる。勿論、トレーの移動速度が一定であれば、時間と距離とは互いに相関するため、比較する値を時間でなく距離としても良いことは言うまでもない。
【００２７】
また、位置検出手段は、トレー内の全表面を検出できる位置であればどの位置に設けてもよいことから、トレーを搬送する搬送手段として、放冷工程のからラップ包装工程に運ぶための搬送装置や、ラップ包装工程から箱詰め包装工程に運ぶための搬送装置を欠品検査のための搬送装置として兼用させても良い。勿論、欠品トレー検査のために新たに別の搬送装置を設けても良い。
【００２８】
前者のように、欠品検査のための搬送装置としてある工程から他の工程に搬送する搬送装置を用いた場合、欠品トレー検査のためにわざわざ搬送手段を設ける必要がないのでラインが長くならず好ましい。
【００２９】
また、本発明では、前記位置検出手段が、トレー内の表面位置までの距離を計測する距離センサを含み、この距離センサは、トレー底面に対して垂直に測定ビームを照射させるのではなく、トレー搬送方向の下流側に向かって傾斜して照射させるように配置されたものを用いる構成のものが好ましい。この場合の距離センサとしては、光センサが最も好ましいが、超音波センサ等他の構成のものも用いることができる。
【００３０】
このような距離センサを用いる場合、トレー上の加工食品１列につき１つのセンサを設け、搬送手段によりトレーが搬送されている間に１列ごとの表面位置までの距離を検出する構成とすれば良い。この場合、距離センサは、加工食品の列数に応じて設けるので、検査する加工食品の列数により距離センサの数が決定される。
【００３１】
また、１つの距離センサを用い、この距離センサがトレー上の加工食品を列ごとに走査する構成としてもよい。これにより、距離センサの数が一つで済むのでコストを下げることができる。
【００３２】
このように構成される欠品トレー検知装置では、欠品トレーが検知されると、判別手段から欠品異常検知信号が出力されるが、この欠品異常検知信号を、例えば、警報装置に出力する構成とすれば、欠品異常検知信号が出力された時に警報が発せられて作業者に伝えることができるし、搬送手段に出力する構成とすれば、欠品異常検知信号が出力された時にトレーの搬送を停止させることもでき、必要に応じて様々な装置と組み合わせることができ好ましい。
【００３３】
更に、本発明の欠品トレー検知装置は、判別手段からの欠品異常検知信号に基づいて、欠品トレーをラインから外すトレー排除手段を備えるものとしても良い。このようなトレー排除手段としては、例えば、バー部材や落とし穴機構等のようにトレーを選択的に排除できるものが挙げられる。
【００３４】
また、本発明では、１列以上の予め定められた配列で載置された複数の加工食品に加えて液状又は粉粒状の物質を封止した別の袋が載置されたトレーの欠品検査を行うために、上述した構成に加えて、前記搬送手段により搬送する際に、トレー内の前記袋の有無を検知する光学検知手段を更に備え、この光学検知手段は、トレー又は加工食品表面の色温度と前記袋の色温度との差異に基づいて袋感知信号を出力する色温度感知センサと、一つのトレーが前記色温度感知センサを通過する間に袋検知信号の出力がない場合に、異常検知信号を出力する判別手段とを含むものとすることもできる。
【００３５】
一般的に、加工食品に付与される液状又は粉粒状の物質を封止した別の袋としては、タレ袋や、脱酸素剤、吸湿材等が挙げられる。本発明では、加工食品に付与されるこのような袋において、その色温度が、トレー又は加工食品表面の色温度と異なる色温度であれば、色温度の差を感知する色温度感知センサにより袋の有無を感知することができる。
【００３６】
即ち、色温度感知センサをトレー内の袋の有無を感知できる位置（例えば、袋が通過する軌跡の上方）に配置して、トレー又は加工食品表面の色温度と異なる色温度を感知しないときに、判断手段が異常信号を出力している。
【００３７】
従って、感知対象となる袋は、トレー又は加工食品表面の色温度と異なる色温度を有するものであれば良いので、袋自体がトレー又は加工食品表面の色温度と異なる色温度を持つものとしても良いし、袋自体は透明であるが内部に封止された物質の色温度がトレー又は加工食品表面の色温度と異なる色温度を持つものとしても良い。
【００３８】
また、このような色温度感知センサとしてはバーコードセンサを利用することができる。この場合、袋にもバーコードを設け、バーコードセンサが袋に設けられたバーコードを感知しない時に判断手段が異常信号を出力するようにしても良い。
【００３９】
さらに、色温度感知センサは、トレー又は加工食品表面の色温度と異なる色温度を感知するものであるので、感知された出力信号を処理することで袋の向きを知ることもできるし、又トレー全面を感知するよう構成すれば、トレー上のどの位置に袋が載置されているかを知ることもできる。
【００４０】
そして、この異常信号を、前述した欠品異常検知信号と同様に、例えば、警報装置に出力する構成とすれば、袋が載置されていないトレーが感知された時に、警報が発せられて作業者に伝えることができるし、搬送手段に出力する構成とすれば、袋が載置されていないトレーが感知され異常信号が出力された時にトレーの搬送を停止させることもでき、必要に応じて様々な装置と組み合わせることができる。
【００４１】
更に、本発明の欠品トレー検知装置は、前述したトレー排除手段が、袋の有無を判別する判別手段からの異常信号に基づいて、トレーをラインから外すものとしても良い。即ち、位置検出手段の後段に設けられたトレー排除手段が、袋の有無を判別する判別手段からのタレ異常信号が出力されると、トレー排除動作がはたらいて袋無しトレーを排除する構成としても良い。
【００４２】
この場合、排除トレー排除手段が袋無しトレーを先程述べた欠品トレーとを同じ経路に排除しても良いし、異なる経路に排除しても良い。また、袋無しトレーと欠品トレーとを排除する排除手段は、搬送手段に沿ってそれぞれ設けられていても良いし、１つの排除手段が袋無しトレーと欠品トレーとを排除するものとしても良い。
【００４３】
１つの排除手段が袋無しトレーと欠品トレーとを排除する場合、搬送手段の搬送経路を外れてからこの２つが異なる場所に納められるようにしても良く、この構成を採れば、前者のそれぞれ設ける場合よりも搬送手段を短くできるので好ましい。
【００４４】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の概念に基づく欠品トレー検知装置の１構成例を示す概略説明図であり、ここでは、餃子の製造装置に設けた欠品トレー検出装置を１例として示している。
【００４５】
図２において、製造工程により餃子が２列６行に配列された後に、ラップ掛けされたトレーは、第１コンベア８に載置される。この第１コンベア８はＸ方向に２４ｍ／分の速度で駆動しているので、第１コンベア８上に載置されたトレーはＸ方向に一定の速度で搬送されることとなる。
【００４６】
第１コンベア８には、欠品トレー検知装置１２が流れ方向Ｘに沿って設けられており、欠品トレー検知装置１２の検査結果は、制御装置７に出力されるよう構成されている。（なお、本図では制御装置に接続される配線の接続状態は図示していない。）
【００４７】
この欠品トレー検知装置１２は、欠品の有無を確認するための位置検出センサである距離センサ１ａ、１ｂと、トレーに載置されるタレの有無を確認するための色温度センサ２、トレーの位置を検出して前記距離センサ１ａ、１ｂ及び色温度センサ２に計測開始情報を与える第１トレー位置センサ３ａ、３ｂより構成されている。
【００４８】
欠品トレー検知装置は、コンベアの上流より流れてきたトレーの先端が第１トレー位置センサ３ａ、３ｂより検知されトレー先端信号が出力されると、距離センサ１ａ、１ｂと色温度センサ２とが作動してそれぞれ計測を開始する。
【００４９】
距離センサ１ａ、１ｂは、餃子の列ごとに設けられていて、それぞれトレー搬送方向と同じ向きに斜めに測定ビームを照射するよう配置されている。この距離センサ１ａ、１ｂは、前述した表面位置検出手段の働きと底面検知手段の働きとを兼ねており、搬送方向と平行な１列の餃子の表面までの距離を計測する共に、計測した距離が、予め設定しておいた距離（即ち、高さｈ以下）となった時に信号を出力する。
【００５０】
この信号は制御装置７に入力され、ここで信号出力時間が計測される。本構成例の場合、制御装置７は、信号出力時間が０．０２５秒以上となった時に警報装置５に作動信号を与えると共に、後に述べる排除装置を制御して搬送経路からトレーを排除する。
【００５１】
また、色温度センサ２はマークセンサを利用したものであり、餃子のタレ袋が載置される中央領域を検出するように配置されている。餃子表面の色とトレーの色とが白色に近い色であり、タレ袋の色が黒色に近い色であることから、この色温度センサ２は、白色、黒色、白色という順に色温度レベルの変化を計測する。
【００５２】
即ち、色温度センサ２が白色から黒色への変化を感知すると、得られる計測値に大きな差がでるので、この差が出ればタレ袋が配置されており、出なければ、タレ袋が配置されていないこととなる。そのため、計測値に大きな差が出ない場合は、色温度センサ２がタレ異常検知信号を制御装置７に出力する。
【００５３】
制御装置７は、異常信号が入力されると警報装置５に作動信号を与えると共に、排除装置を制御して搬送経路からトレーを排除する。
【００５４】
排除装置は欠品トレー検知装置の後段に設けられており、この排除装置は、トレーの位置を検出して制御装置７に出力する第２トレー位置センサ４ａ、４ｂと、制御装置７からの排除信号により回動する排除バー６と、制御装置７からの排除信号により逆回転する第２コンベア９と、トレーの排除を補助する補助ロール１０とより構成されている。
【００５５】
前述したように制御装置７は、トレーに欠品がある場合と、トレーにタレ袋が配置されていない場合に出力された信号を受け取って、入力された信号が欠品トレー検知信号か、タレ袋無し検知信号かを判断し、それぞれの場合に基づいて排除装置の駆動状態を制御している。
【００５６】
即ち、欠品異常検知されたトレーが第２トレー位置センサ４ａ、４ｂを通過すると位置情報が制御装置７に出力され、この出力により制御装置７が、第２コンベア９に作動信号を与える。これにより、第２コンベア９が逆回転してトレーが、ボックス１１に向って移動し、ボックス１１の片側１１ｂに導入される。
【００５７】
また、タレ無し検知されたトレーが第２トレー位置センサ４ａ、４ｂを通過すると位置情報が制御装置７に出力され、この出力により制御装置７が、第２コンベア９と排除バー６とに作動信号を与える。
【００５８】
これにより、第２コンベア９が逆回転すると同時に、排除バー６が回動するので、トレーは、ボックス１１に向って移動するが、排除バー６が第２コンベア９と補助ロール１０との間に配置されるため、排除バー６と補助ロール１０の上を通ってボックスの他方側１１ａに導入されることとなる。
【００５９】
このように、本構成例では、コンベアのある箇所に排除バー６と補助ロール１０とを設けることで、欠品異常検知されたトレーとタレ袋無し検知されたトレーとを分離して排除する構成としているが、勿論、この構成に限らず、欠品トレーとタレ無し検知されたトレーとを分離せずに排除する構成としても、欠品異常トレー用の排除バー、タレ袋無しトレー用の排除バーという様に、コンベアに沿って個別に排除機構を備える構成としてもよく、これに限定されるものではない。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、比較的コストのかからない距離センサを用い、この距離センサをトレー上に配列される加工食品の列の数分だけ設ける構成としているので、低コストの欠品トレー検知装置を提供することができる。
【００６１】
また、トレーの底面を検知する時間（又は距離）に基づいて欠品の有無を判別する構成としているので、最上部が確定しにくい不定型の加工食品であっても見落とすことがなく、欠品の有無が検知可能な欠品トレー検知装置を提供することができる。
【００６２】
さらに、後段に排除手段を設けることで欠品トレーの検知から排除まで自動的に行える欠品トレー検知装置を提供することができる。
【００６３】
また、検査対象のトレー上にタレ袋を挿入する場合も、欠品の有無と共にタレ袋の有無をも検知できる欠品トレー検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】餃子を載置した仕切りつきトレーの断面図である。
【図２】本発明の概念に基づく欠品トレー検知装置の一構成例を示す説明図である。
【図３】トレー詰め餃子の製造工程を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ        距離センサ
２                色温度センサ
３ａ、３ｂ        第１トレー位置センサ
４ａ、４ｂ        第２トレー位置センサ
５                警報装置
６                排除バー
７                制御装置
８                第１コンベア
９                第２コンベア
１０              補助ロール
１１              ボックス
１２              欠品トレー検知装置
【図１】
0003712450.tif 000002
【図２】
0003712450.tif 000003
【図３】
0003712450.tif 000004