(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液を流す流路と、
この流路に沿って移動される容器の栽培対象物の生育状態を検出する検出装置と、
この検出装置による検出結果に基づいて、上記各容器の流路を変更する制御装置と、を有し、
上記流路は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の上流側へ戻すための回帰路、および上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準を超えている場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の下流側へ送るための短絡路の少なくとも一方を含み、
上記制御装置は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態に基づいて、当該流路を上記回帰路或いは短絡路へ切り換える、
栽培装置。
【請求項２】
上記流路は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を一時的に保留する保留路を含み、
上記制御装置は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態に基づいて、当該流路を上記保留路へ選択的に切り換える、
請求項１の栽培装置。
【請求項３】
培養液を流す流路と、
この流路に沿って移動される容器の栽培対象物の生育状態を検出する検出装置と、
この検出装置による検出結果に基づいて、上記各容器の流路を変更する制御装置と、を有し、
上記流路は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を一時的に保留する保留路を含み、
上記制御装置は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態に基づいて、当該流路を上記保留路へ選択的に切り換える、
栽培装置。
【請求項４】
培養液を流す流路と、
この流路に沿って移動される容器の栽培対象物の生育状態を検出する検出装置と、
この検出装置による検出結果に基づいて、上記各容器の流路を変更する制御装置と、を有し、
上記流路は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に、上記生育状態に応じて当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の上流側の第１位置へ戻すための第１回帰路、および上記生育状態に応じて当該容器を当該流路の上流側の上記第１位置と異なる第２位置へ戻すための第２回帰路を含み、
上記制御装置は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合、当該生育状態に応じて当該流路を上記第１回帰路或いは第２回帰路へ切り換える、
栽培装置。
【請求項５】
上記流路は、九十九折り状である、請求項１乃至請求項４のいずれかの栽培装置。
【請求項６】
培養液を流して栽培対象物を植えた容器を移動させる流路であって、
当該流路の途中で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の上流側へ戻すための回帰路、および上記検出した栽培対象物の生育状態が基準を超えている場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の下流側へ送るための短絡路の少なくとも一方を含み、
上記検出した栽培対象物の生育状態に基づいて、当該流路を上記回帰路或いは短絡路へ切り換える、
流路。
【請求項７】
培養液を流路に流して栽培対象物を植えた容器を移動させる栽培装置のコンピュータに、
上記栽培対象物の生育状態を検出する機能と、
上記生育状態の検出結果に基づいて、当該栽培対象物を植えた容器の流路を、上記栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を一時的に保留する保留路へ、選択的に切り換える機能と、
を実現させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、植物を培養液で育てる栽培装置、この栽培装置の流路、およびこの栽培装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、植物の栽培装置として、培養液を循環させた水路に、苗を植えた多数の容器を浮かべて、容器を水路に沿って移動しながら、野菜などの植物を育てる水耕栽培装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８２９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、植物の成長には固体差があるため、出荷予定日になっても出荷可能な大きさや重さの基準に満たないものや、逆に基準をオーバーしてしまうものが出る可能性がある。このように、出荷基準から外れた固体が多数発生すると、出荷予定数に足りなくなり、出荷に間に合わなくなる可能性がある。
【０００５】
よって、栽培対象物に対する固体差の少ない均一な育成が可能な栽培装置の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る栽培装置は、植物の苗や種などの栽培対象物を植えた容器を培養液の流路に沿って移動させて栽培する。この栽培装置の動作を制御する制御装置は、検出装置を介して各栽培対象物の生育状態を検出し、この検出結果に基づいて、各容器の流路を変更する。
流路は、検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の上流側へ戻すための回帰路、および検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準を超えている場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の下流側へ送るための短絡路の少なくとも一方を含み、制御装置は、検出装置で検出した栽培対象物の生育状態に基づいて、当該流路を回帰路或いは短絡路へ切り換える。
流路は、検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を一時的に保留する保留路を含み、制御装置は、検出装置で検出した栽培対象物の生育状態に基づいて、当該流路を保留路へ選択的に切り換える。
流路は、検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に、生育状態に応じて当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の上流側の第１位置へ戻すための第１回帰路、および生育状態に応じて当該容器を当該流路の上流側の第１位置と異なる第２位置へ戻すための第２回帰路を含み、制御装置は、検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合、当該生育状態に応じて当該流路を第１回帰路或いは第２回帰路へ切り換える。
【０００７】
また、実施形態に係る流路は、栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の上流側へ戻すための回帰路、および栽培対象物の生育状態が基準を超えている場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の下流側へ送るための短絡路の少なくとも一方を含む。流路は、栽培対象物の生育状態に基づいて、回帰路或いは短絡路へ切り換えられる。
【０００８】
さらに、実施形態に係る制御プログラムは、栽培装置のコンピュータに、栽培対象物の生育状態を検出する機能と、生育状態の検出結果に基づいて、当該栽培対象物を植えた容器の流路を、栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を一時的に保留する保留路へ、選択的に切り換える機能と、を実現させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る栽培装置を示す概略図である。
【図２】図２は、図１の栽培装置の流路の一部を破断した部分拡大断面図である。
【図３】図３は、図１の栽培装置の流路に浮かべる栽培容器の構造を説明するための部分断面図である。
【図４】図４は、図１の栽培装置の流路を変更するための流路構造を示す平面図である。
【図５】図５は、図１の栽培装置の流路を変更するための動作を制御する制御系のブロック図である。
【図６】図６は、図４の変形例に係る流路構造を示す平面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る流路構造を示す平面概略図である。
【図８】図８は、第３の実施形態に係る流路構造を示す平面概略図である。
【図９】図９は、第４の実施形態に係る流路構造を示す平面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。  
図１は、第１の実施形態に係る栽培装置１の概略図を示す。図２は、この栽培装置１の流路２の一部を破断した部分拡大断面図を示す。図３は、流路２に浮かべる栽培容器１０の部分断面図を示す。
【００１１】
まず、栽培装置１について説明する。  
栽培装置１は、蛇行するように複数回折り返した流路２と、この流路２に流れる培養液Ｂに浮かべられる複数の栽培容器１０とを備える。流路２の途中には、栽培容器１０を上流側へ戻すための複数（本実施形態では２箇所）の回帰路６が設けられている。各回帰路６の近くには、回帰路６の入口側の流路２ｂ、２ｄを流れる栽培容器１０の植物Ｐ（栽培対象物）の生育状態を検出するための検出装置８がそれぞれ設けられている。また、栽培装置１は、検出装置８による検出結果に基づいて各栽培容器１０の流路を変更する制御装置４を備えている。制御装置４は、例えば、コンピュータによって実現される。
【００１２】
流路２は、栽培する植物Ｐを苗の状態から製品として収穫できるまで十分に育った状態までに要する育成日数と、植物Ｐの一日の出荷量と、に応じた数だけ栽培容器１０を流す十分な長さを有する。流路２は、一定の区間ごとに係留機構２５を備えている。係留機構２５は、培養液Ｂの流れによって栽培容器１０が下流へ流されてしまうのを抑制する。
【００１３】
係留機構２５は、流路２の側壁に回動可能に装着され、栽培容器１０に当接してその移動を阻止するバー２５１と、栽培容器１０が通過できるようにこのバー２５１を流路２から退避させるアクチュエータ２５２と、を備える。バー２５１が降りている間、このバー２５１よりも上流側にある栽培容器１０は、その場で流路２に沿った移動を停止される。
【００１４】
本実施形態の栽培装置１は、植物Ｐが収穫可能な大きさや重さの基準を満たすまで成長するのに要する時間を約４０日として設計されている。また、流路２を流れる栽培容器１０の移動速度は、毎分１メートル程度に設定されている。
【００１５】
新しい苗の投入作業と成長した植物Ｐの収穫作業の作業効率を向上させるとともに、培養液Ｂを循環させるための設備の効率を向上させるために、流路２の上流端と下流端を接続し一続きに培養液Ｂが流れるようにしてもよい。このようにすることで、植物Ｐを収穫した後の栽培容器１０を使ってすぐに新しい苗を投入することができる。
【００１６】
また、栽培装置１は、流路２の上方に照明装置３を備えており、成長段階に応じた光量及び波長の光を供給する。栽培容器１０が後述するように回転するので、照明装置３は、流路２の真上に必ずしもなくてもよい。
【００１７】
培養液Ｂを流路２に沿って流すためのポンプ２１及びポンプ２１から送出される培養液Ｂの供給経路は、流路２の最上流端だけでなく、培養液Ｂの含有成分やｐＨなどを調整するために必要となる位置に接続される。図１に示したような蛇行する流路２の場合、各折返し部分に供給経路を接続することで、配管を簡略にすることができる。
【００１８】
栽培装置１は、培養液Ｂを流すためのポンプ２１と、培養液Ｂ中の不純物を取り除くフィルタ２２と、培養液Ｂに養分を追加する供給装置２３と、培養液ＢのｐＨなど水質を調整する調整装置２４と、栽培容器１０が培養液Ｂの流れによって流されないように一定の区間に保持する係留機構２５と、栽培容器１０に植えられた植物Ｐに光を供給する照明装置３と、これらの装置に接続された制御装置４と、を備える。
【００１９】
次に、栽培容器１０について説明する。  
図２および図３に示すように、栽培容器１０は、浮遊部１１と支持部材１２と植付部１３と翼１４とを備える。浮遊部１１は、培養液Ｂに対して十分な浮力を有している。浮遊部１１は、発泡スチロールや発泡ウレタンなどの発泡樹脂のように培養液Ｂよりも比重の小さい材質のもの、または、内部が空洞になった密封容器、あるいは、開口した下部を培養液Ｂで塞がれることで空気を保持するケース等でもよい。本実施形態の場合、図３に示すように、下向きに開口したリング状（いわゆるドーナツ形）のケース１１１の内部に発泡樹脂１１２を充填した構造を有している。
【００２０】
支持部材１２は、培養液Ｂによって成長する少なくとも１株の植物Ｐを保持する。ここで「１株」とはひとつの種子から成長した苗のみを意味するのではなく、複数の苗を１つに束ねたものも含む。支持部材１２は、培養液Ｂが浸み込むスポンジ状の部材で形成されており、１株の植物Ｐを挟み込んで保持する。支持部材１２は、浸み込んだ培養液Ｂによって雑菌が繁殖しにくいように、抗菌性の材料を使用することが好ましい。支持部材１２は、植物Ｐを挟み込みやすいように切れ込みの入ったものでもよいし、図３に示したように直方体のものを折り曲げてあるいは丸めて植物Ｐを保持してもよい。また、支持部材１２は、１つの部材のみで構成されていなくてもよく、例えば、２つの部材で植物Ｐを挟んで保持してもよい。
【００２１】
植付部１３は、浮遊部１１の中央部分に設けられ、支持部材１２を固定する。この植付部１３は、図３に示すように浮遊部１１を鉛直方向に貫通した孔であり、支持部材１２の一部が培養液Ｂに浸るように支持部材１２を固定していればよい。したがって、支持部材１２から延びた植物Ｐの根Ｒは、培養液Ｂに浸る。
【００２２】
翼１４は、浮遊部１１の周囲を一様に流れる流体によって押されることによって、培養液Ｂの液面に垂直な回転軸を中心に浮遊部１１を一定の速度で回転させる。この翼１４は、少なくとも一部が培養液Ｂに液没する位置に配置され、培養液Ｂの流れによって浮遊部１１を回転させる。本実施形態の場合、翼１４は、浮遊部１１の下部に設置されており、流路２に沿って水平に流れる培養液Ｂの流れを受けて浮遊部１１を回転させる。つまり、翼１４は、培養液Ｂが水平に流れることで浮遊部１１を回転させることに適した形状を有している。
【００２３】
本実施形態の場合、各栽培容器１０は、鉛直方向に延びた５つの翼１４を備えている。各翼１４の形状は、浮遊部１１の外周側から中心部に向かってなだらかに弧を描いた非対称翼である。本実施形態の場合、各翼１４は、前縁１４１が外周側に位置するように取り付けられて上流に位置する翼１４が揚力を発生することで、真上から見て反時計回り（左回り）に浮遊部１１すなわち栽培容器１０全体を緩やかに回転させる。この実施形態では、各翼１４は、浮遊部１１の上壁１１３及び外周壁１１４に対して一続きに同じ部材で成形されている。
【００２４】
栽培容器１０を回転させる方向は、反時計回りに限らず、時計回りであってもよい。したがって、栽培容器１０を時計回りに回転させる場合、それに適した形状及び角度に翼１４を設ければよい。翼１４の数は、５つに限定されず、４つ以下または６つ以上であってもよい。また翼１４の形状も、栽培容器１０を一方向に回転させる駆動力を発生させることができれば、球面や三角柱でもよく、図２および図３に示したものに限定されない。また、浮遊部１１の形状は、培養液Ｂに浮かべられて回転するときの回転抵抗を最小限にするとともに、周囲を波立たせないようにするために、植付部１３を中心とする円形であることが好ましい。
【００２５】
以上のように構成された栽培容器１０は、栽培装置１の流路２を一定の速度で流れる培養液Ｂに浮かべられることによって、一定の速度で回転しながら流路２に沿って移動する。
【００２６】
ところで、照明装置３は、流路２の上方に配置されており、栽培容器１０に保持された植物Ｐの成長を促進させるために必要な光、例えば光合成をさせるために必要な波長の光を放射する。流路２の一部に栽培容器１０を係留しない区間を設け、殺菌用の紫外線を照射する照明装置３を設置してもよい。
【００２７】
また、制御装置４は、ポンプ２１を駆動して流路２に一定の流量の培養液Ｂを循環させる。また、制御装置４は、培養液Ｂの成分やｐＨをモニタリングしており、供給装置２３から養分を、調整装置２４から薬剤を、それぞれ定期的に投入することで、培養液Ｂの状態を調質するとともに、植物Ｐの成長に合わせて照明装置３の光量を制御する。
【００２８】
さらに、制御装置４は、複数の検出装置８を介して各栽培容器１０の植物Ｐの生育状態を検出し、この検出結果に基づいて流路２を変更するように、後述する複数のゲート３１〜３４を切り換え制御する。これにより、出荷される全ての植物Ｐの固体を均一に育てている。
【００２９】
本実施形態の栽培装置１は、翼１４を備える栽培容器１０を使用することで、栽培容器１０に育成される植物Ｐの各葉Ｌに光を均質に当てることができる。したがって、植物Ｐが苗の状態で最初に保持された位置から均等に成長しやすく、そして成長することで栽培容器１０が回転することを妨げるような傾きも生じない。その結果、栽培容器１０の回転を維持することができ、植物Ｐが成長する間、光を均質に当て続けることができる。
【００３０】
また、本実施形態の栽培装置１は、後述するように、植物Ｐの生育状態に応じて流路２を変更することができるため、出荷する全ての固体の大きさや重さを均一にでき、出荷予定数の植物を安定して供給することができ、信頼性の高い栽培装置を提供することができる。
【００３１】
なお、このような水耕栽培は、培養液Ｂで植物Ｐを育てるため、除草や害虫駆除のための農薬、および土壌に潜在的に存在している菌にさらされることがない。また、極力、人が触れないようにすることもできるため、衛生管理がしやすい。したがって、葉野菜のように収穫したものをそのまま洗って食用に供する野菜の栽培に適している。
【００３２】
ここで、制御装置４の制御によって流路２を変更するための流路構造について、図１とともに図４および図５を参照して説明する。  
図４は、上述した回帰路６の周辺部を拡大した部分拡大平面図であり、図５は、上述した制御装置４を含む栽培装置１の制御系のブロック図である。
【００３３】
図１に示すように、流路２は、複数の互いに平行な直線状の流路の端部同士を複数の半円弧状の流路を介してつなげたいわゆる九十九折り構造を有する。１つ目の回帰路６は、培養液Ｂの流れに沿って上流側から数えて４番目の半円弧状の流路２ａと６番目の半円弧状の流路２ｂを連絡する位置に設けられている。２つ目の回帰路６は、培養液Ｂの流れに沿って上流側から数えて８番目の半円弧状の流路２ｃと１０番目の半円弧状の流路２ｄを連絡する位置に設けられている。
【００３４】
１つ目の回帰路６と２つ目の回帰路６（およびその周辺構造）は同じ構造を有するため、以下の説明では１つ目の回帰路６およびその周辺構造を図４を用いて代表して説明し、２つ目の回帰路６およびその周辺構造についての詳細な説明を省略する。なお、１つ目の回帰路６は、流路２ｂから流路２ａへ栽培容器１０を戻すための流路であり、２つ目の回帰路６は、流路２ｄから流路２ｃへ栽培容器１０を戻すための流路である。
【００３５】
図４に示すように、回帰路６ａの入口側（すなわち、流路２ｂ側）には、流路２ｂを回帰路６ａに選択的に連絡するためのゲート３１が設けられている。また、回帰路６ａの出口側（すなわち、流路２ａ側）には、流路２ａを回帰路６ａに選択的に連絡するためのゲート３２が設けられている。また、流路２ｂの上流側には、流路２ｂに向けて流れる栽培容器１０ａを一時的に停止させるための係留機構２５のバー２５１ａが開閉可能に設けられている。さらに、流路２ａの下流側には、流路２ａを流れる栽培容器１０ｂをゲート３２の手前で一時的に停止させるためのバー２５１ｂが開閉可能に設けられている。
【００３６】
図５に示すように、制御装置４には、カメラなどの複数の検出装置８ａ、８ｂ、・・・が接続されている。制御装置４は、検出装置８ａを介して、ゲート２５１ａによって流路２ｂの上流側で停止された状態の栽培容器１０ａを撮影し、この撮影した画像を画像処理して、この栽培容器１０ａの植物Ｐの生育状態を検出する。
【００３７】
また、制御装置４には、係留機構２５の複数のバー２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄ、・・・を開閉させるための複数のアクチュエータ２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄ、・・・が接続されている。さらに、制御装置４には、複数のゲート３１、３２、３３、３４、・・・を動作させるための複数のアクチュエータ３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、・・・が接続されている。
【００３８】
以下、上述した制御装置４の動作について、主に図４を参照して説明する。  
第１に、制御装置４は、流路２を介して複数の栽培容器１０を流した状態で、２つの保留機構２５の動作を制御する。この第１の制御は、栽培容器１０ａの植物Ｐの生育状態にかかわらず実施される。
【００３９】
つまり、制御装置４は、下流側の流路２ｂの手前にあるバー２５１ａを間欠的に開閉し、流路２ｂに向けて流れてくる各栽培容器１０ａをそれぞれ一時的に停止させる。言い換えると、制御装置４は、バー２５１ａを開閉制御して、複数の栽培容器１０を流路２ｂへ１つずつ間隔を空けて送り出す。このとき、各栽培容器１０ａの停止時間は、検出装置８ａによる生育状態の検出を完了してゲート３１を切り換えるのに十分な時間に設定される。
【００４０】
一方で、制御装置４は、上流側の流路２ａの出口に配置したバー２５１ｂを開閉させ、流路２ａから流出する栽培容器１０ｂの移動を一定期間だけ常に遅らせて、各栽培容器１０を１つずつ間隔を空けて送り出す。つまり、制御装置４は、バー２５１ｂを開閉制御することで、バー２５１ｂの下流側に少なくとも栽培容器１０が１個分入る空間Ｓを常に形成する。
【００４１】
第２に、制御装置４は、検出装置８ａを介して、バー２５１ａによって停止した各栽培容器１０ａの植物Ｐの生育状態を検出し、この検出結果に基づいてゲート３１およびゲート３２を切り換える。
【００４２】
本実施形態では、制御装置４は、検出装置８ａを介して植物Ｐを撮影し、画像処理して例えば植物Ｐの高さや幅を演算し、予め用意した基準値と比較する。そして、比較の結果、基準値に満たない植物Ｐ（生育状態があまり良くないもの）を植えた栽培容器１０だけを回帰路６ａを介して流路２ａへ戻すように、制御装置４は、２つのゲート３１、３２を図示破線で示す位置へそれぞれ切り換える。
【００４３】
言い換えると、このとき、制御装置４は、検出装置８ａを介して検出した生育状態が基準値に達している植物Ｐ（この時点で予定している生育状態に達しているもの）を植えた栽培容器１０については、回帰路６ａへ送り込むことなくそのまま流路２ｂを介して下流へと流す。この場合、制御装置４は、ゲート３１、３２を図示実線で示す位置へ切り換える。
【００４４】
生育状態が基準値に満たない栽培容器１０を回帰路６ａへ送り込んだ場合、制御装置４は、同時に、ゲート３２を図示破線で示す位置へ切り換える。このとき、バー２５１ｂの開閉動作によって回帰路６ａの出口に隣接した流路２ａの部位に空間Ｓが常に設けられているため、栽培容器１０によってゲート３２の切り換え動作が妨げられることがなく、回帰路６ａから流路２ａへ栽培容器１０を送り出すことができる。
【００４５】
以上のように、本実施形態によると、下流側の流路２ｂで植物Ｐの生育状態が基準値に満たないことを検出した栽培容器１０を上流側の流路２ａへ戻すことができ、当該栽培容器１０に植えた植物Ｐのさらなる育成を促すことができる。この結果、下流側の流路２ｂを通過した全ての栽培容器１０の植物Ｐの生育状態を所望するレベルまで確実に到達させることができ、流路２ｂを通過した全ての栽培容器１０の植物Ｐの生育状態を所望のレベルで均一にできる。
【００４６】
なお、本実施形態では、上述した回帰路６ａの他にもう１つの回帰路６ｂを設けたため、流路２の最終的な出口（出荷位置）において、全ての栽培容器１０の植物Ｐの生育状態をより確実に均一化することができる。しかしながら、この回帰路６ａ、６ｂは、流路２を短絡する少なくとも１か所に設ければ良く、その設置数は任意に変更可能である。例えば、１つの回帰路６だけを設けた場合、生育状態が目標とする状態になるまで何度でも上流側の流路へ栽培容器１０を戻せば良い。また、この場合、唯一の検出装置８を設ければよく、その分、装置構成を簡略化できる。
【００４７】
しかし、本実施形態のように、流路の最下流にある半円弧状の流路２ｄに栽培容器１０を戻すための回帰路６ｂをつなげることで、流路２から最終的に排出される植物Ｐの排出直前の生育状態を検出して必要に応じて戻すことができるため、全ての植物Ｐを出荷可能な生育状態に確実に成長させることができる。
【００４８】
図６は、流路を変更するための上述した流路構造の変形例を示す平面図である。  
この変形例では、上述したバー２５１やゲート３１〜３４の代わりに、複数の電磁石４１〜４６を流路２に隣接して設け、流路を切り換えるようにした。本変形例では、植物Ｐを植えた栽培容器１０の少なくとも一部を磁性体により形成し、磁力によって吸引可能とした。なお、ここでは、上述した実施形態と同様に機能する構成要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４９】
この変形例では、制御装置４は、下流側の流路２ｂの上流に配置した２つの電磁石４１、４２に通電して各栽培容器１０ａに磁力を作用させ、栽培容器１０ａを流路２ｂの手前で一時的に停止させる。この状態で、制御装置４は、検出装置８ａを介して当該栽培容器１０ａの植物Ｐの生育状態を検出する。
【００５０】
この検出の結果、生育状態が基準値に満たない場合、制御装置４は、当該栽培容器１０ａを回帰路６ａへ送り込む。この際、制御装置４は、流路２ｂの内周側に隣接した電磁石４３に対する通電を切り、回帰路６ａの内周側で回帰路６ａの入口の近くに配置した電磁石４４を通電する。これにより、栽培容器１０ａが、電磁石４４の磁力によって回帰路６ａの方向に引き付けられて、回帰路６ａへ送り込まれる。
【００５１】
このとき、事前に、制御装置４は、流路２ａに隣接した２つの電磁石４５、４６を通電し、流路２ａの下流側に空間Ｓを形成しておく。この空間Ｓは、回帰路６ａから栽培容器１０が送り込まれるか否かにかかわらず常に形成する。これにより、回帰路６ａへ送り込まれた栽培容器１０を流路２ａの空間Ｓへ送り込むことができる。
【００５２】
なお、検出装置８ａを介して生育状態が基準値に達していることが検出された栽培容器１０ａは、回帰路６ａへ送り込まれることなく、そのまま流路２ｂを介して搬送される。この際、制御装置４は、電磁石４４に対する通電を切って、電磁石４３に通電する。
【００５３】
以上のように、本変形例においても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。その上、本変形例では、バー２５１やゲート３１〜３４を必要としないため、構成を簡略化でき、装置の製造コストを低減できる。
【００５４】
上述した実施形態および変形例では、九十九折り状の流路２の隣接する半円弧状の流路２ａ、２ｂ（２ｃ、２ｄ）同士を連絡する比較的短い回帰路６ａ（６ｂ）について説明したが、隣接しない互いに離れた半円弧状流路同士を連絡する比較的長い回帰路６を設けても良い。例えば、流路２ａと流路２ｂをつなぐ回帰路６ａ、および流路２ｃと流路２ｄをつなぐ回帰路６ｂを設ける代わりに、流路２ｂと流路２ｄをつなぐ回帰路（図示せず）だけを設けても良い。
【００５５】
図７は、流路２を変更するための第２の実施形態に係る流路構造を示す平面概略図である。ここでは、流路２を回帰路６へ切り換えるためのゲート３１〜３４や電磁石４１〜４６および係留機構２５の図示および説明を省略するが、このような流路の切り換え機構および切り換えのタイミングは、上述した第１の実施形態および変形例と同様である。なお、説明を分かり易くするため、流路２の図示下側に並んだ半円弧状の流路に上流側から符号２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを付した。
【００５６】
本実施形態では、制御装置４は、図中最も下流側にある流路２ｅの上流側で各栽培容器１０を一旦停止させ、各栽培容器１０の植物Ｐの生育状態を検出する。そして、制御装置４は、検出した生育状態に応じて、当該栽培容器１０を複数の回帰路６ａ、６ｂ、６ｃのうちの１つへ振り分ける。
【００５７】
このとき、制御装置４は、例えば、検出位置における生育状態が予定レベル（基準値）には満たないが、略予定レベルまで成長している栽培容器１０については、回帰路６ａ（第１の回帰路）を介して１つ上流側の流路２ｄ（第１位置）へ戻す。また、このとき、制御装置４は、成長の度合いがより低い栽培容器１０を、その生育状態に応じて、回帰路６ｂ（第２の回帰路）を介して流路２ｃ（第２位置）へ、或いは回帰路６ｃ（第２の回帰路）を介して流路２ａ（第２位置）へ戻す。
【００５８】
以上のように、本実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。その上、本実施形態によると、植物Ｐの生育状態に応じて流路２の上流側の異なる位置へ栽培容器１０を戻すことができ、成長の遅い栽培容器１０を上流側へ戻す回数を少なくすることができる。また、本実施形態によると、１つの検出装置８を設ければ良く、その分、装置構成を簡略化でき、装置の製造コストを低減できる。
【００５９】
図８は、第３の実施形態に係る流路構造の概略図である。ここでも、上述した実施形態と同様に機能する構成要素については、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６０】
本実施形態では、上述した実施形態や変形例のように成長の遅い植物Ｐを植えた栽培容器１０を回帰路６を介して流路２の上流側へ戻すのではなく、流路２から分岐した保留路５０を設けてしばらく保留するようにした。
【００６１】
つまり、制御装置４は、保留路５０の入口より上流側で係留機構２５のバー２５１ａにより各栽培容器１０ａを一時的に停止させ、検出装置８を介して当該栽培容器１０ａの植物Ｐの生育状態を検出する。そして、制御装置４は、検出装置８で植物Ｐの生育状態が基準に満たないことが検出された場合、ゲート５２を図中破線で示す位置へ切り換えて、流路２を保留路５０へ連絡するとともに、バー２５１ａを流路２から退避させて、当該栽培容器１０を保留路５０へ導く。
【００６２】
保留路５０へ導かれた栽培容器１０は、培養液Ｂの流れによって保留路５０を移動し、保留路５０の出口にあるゲート５４に接触して停止される。この状態で、制御装置４は、検出装置８で検出した当該栽培容器１０の植物Ｐの生育状態に応じて予め設定した時間をカウントし、当該栽培容器１０を予め決められた時間だけ保留路５０で保留する。
【００６３】
予め設定した時間が経過すると、制御装置４は、ゲート５４を図中破線で示す位置へ切り換えて、当該栽培容器１０を流路２へ戻す。このとき、制御装置４は、予め、流路２ｂを流れる全ての栽培容器１０をバー２５１ｂで間欠的に停止させることで保留路５０の出口側に空間Ｓを形成しておく。
【００６４】
以上のように、本実施形態においても、上述した第１および第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によると、半円弧状の流路２ｂの内側に保留路５０を設けることができるため、栽培装置１の外形寸法を変えることがなく、装置が大型化することもない。また、本実施形態によると、保留路５０で栽培容器１０を保留する時間だけを管理すれば良く、制御が容易であるとともに、植物Ｐの成長の度合いをきめ細かくコントロールすることができる。また、例えば、保留路５０に隣接して別の検出装置を設けて保留中の植物Ｐの生育状態を監視して、オペレータの判断に基づいて所望するタイミングで当該栽培容器１０を流路２へ戻すようにしても良い。
【００６５】
なお、本実施形態では、１つの保留路５０を設けたが、保留路の数は複数であっても良く、保留路５０を設ける場所も任意に設定可能である。例えば、保留路５０は、図１で回帰路６とは反対側にある半円弧状の流路に設けることもでき、直線状の流路に沿って設けることもできる。また、本実施形態の保留路５０には、培養液Ｂが流れるため、保留中も植物Ｐの成長を続けることができる。
【００６６】
図９は、第４の実施形態に係る流路構造の概略図である。  
上述した第１および第２の実施形態では、生育状態が基準値に満たない植物Ｐの成長を促すように、流路２を流れる栽培容器１０を回帰路６を介して上流側に戻すようにしたが、本実施形態では、他の固体より成長が進んだ（大きく育った）植物Ｐを植えた栽培容器１０を流路２の下流側へ送るようにした。すなわち、本実施形態の流路構造は、上流側の半円弧状の流路２ａから下流側の半円弧状の流路２ｂへ連絡する短絡路６０を備えている。
【００６７】
本実施形態によると、制御装置４は、上流側の流路２ａに設けた係留機構２５のバー２５１ａにより各栽培容器１０ａを停止させ、検出装置８を介して植物Ｐの生育状態を検出する。そして、当該植物Ｐの生育状態が基準より進んでいる場合、制御装置４は、ゲート６２を図示破線の位置へ切り換えるとともに、バー２５１ａを流路２ａから退避させ、当該栽培容器１０ａを短絡路６０へ流す。
【００６８】
このとき、制御装置４は、短絡路６０の出口側に空間Ｓを予め形成しておくため、下流側の半円弧状の流路２ｂへ流れる栽培容器１０を間欠的に停止させるよう、バー２５１ｂを動作させる。そして、短絡路６０内の栽培容器１０を下流側の流路２ｂへ送り込むとき、制御装置４は、ゲート６４を図示破線の位置へ切り換える。
【００６９】
以上のように、本実施形態によると、検出装置８による検出結果に基づいて、制御装置４が、予定より大きく育っていることを判断した場合、この植物Ｐの栽培容器１０を少し先の流路２へ短絡させるようにしているため、成長の進んだ植物Ｐを早目に出荷することができる。これにより、出荷時に予定している成長レベルを超えることを防止でき、均一に成長した植物Ｐを提供できる。
【００７０】
なお、本実施形態では、流路２を短絡路６０に切り換えるための構成として、バー２５１やゲート６２、６４を用いた場合について説明したが、図６を用いて説明した変形例のように、電磁石を用いても良い。
【００７１】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の栽培装置によれば、栽培対象物の生育状態に応じて流路を変更するようにしたため、全ての栽培対象物を均一に成長させることができ、つぶのそろった商品を出荷することが可能となる。
【００７２】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００７３】
例えば、上述した実施形態では、回帰路６、保留路５０、或いは短絡路６０だけを備えた流路構造について説明したが、これに限らず、これら各実施形態の構成を組み合わせて用いても良い。
【００７４】
また、上述した実施形態および変形例では、九十九折り状の流路の実質的な流路長を変更する場合について説明したが、例えば、渦巻状の流路の途中に回帰路や短絡路を設けて流路を変更することもできる。
【００７５】
また、上述した実施形態では、単に栽培対象物の生育状態のみを検出して流路２を変更するようにしたが、例えば、各栽培容器１０にバーコードや識別マークなどのＩＤ情報を付与して、固体毎に細かい流路変更をするようにしても良い。この場合、栽培対象物の生育状態を流路２の各地点で検出してＩＤ情報とともに統計データを取得し、出荷に至る最も効率の良い流路構造を設計することも可能である。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
培養液を流す流路と、
この流路に沿って移動される容器の栽培対象物の生育状態を検出する検出装置と、
この検出装置による検出結果に基づいて、上記各容器の流路を変更する制御装置と、
を有する栽培装置。
［２］
上記流路は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の上流側へ戻すための回帰路、および上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準を超えている場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の下流側へ送るための短絡路の少なくとも一方を含み、
上記制御装置は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態に基づいて、当該流路を上記回帰路或いは短絡路へ切り換える、
［１］の栽培装置。
［３］
上記流路は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を一時的に保留する保留路を含み、
上記制御装置は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態に基づいて、当該流路を上記保留路へ選択的に切り換える、
［１］または［２］の栽培装置。
［４］
上記流路は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に、上記生育状態に応じて当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の上流側の第１位置へ戻すための第１回帰路、および上記生育状態に応じて当該容器を当該流路の上流側の上記第１位置と異なる第２位置へ戻すための第２回帰路を含み、
上記制御装置は、上記検出装置で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合、当該生育状態に応じて当該流路を上記第１回帰路或いは第２回帰路へ切り換える、
［１］の栽培装置。
［５］
上記流路は、九十九折り状である、［１］乃至［４］のいずれかの栽培装置。
［６］
培養液を流して栽培対象物を植えた容器を移動させる流路であって、
当該流路の途中で検出した栽培対象物の生育状態が基準に満たない場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の上流側へ戻すための回帰路、および上記検出した栽培対象物の生育状態が基準を超えている場合に当該栽培対象物を植えた容器を当該流路の下流側へ送るための短絡路の少なくとも一方を含み、
上記検出した栽培対象物の生育状態に基づいて、当該流路を上記回帰路或いは短絡路へ切り換える、
流路。
［７］
培養液を流路に流して栽培対象物を植えた容器を移動させる栽培装置のコンピュータに、
上記栽培対象物の生育状態を検出する機能と、
上記生育状態の検出結果に基づいて、当該栽培対象物を植えた容器の流路を変更する機能と、
を実現させるための制御プログラム。
【符号の説明】
【００７６】
１…栽培装置、２…流路、４…制御装置、６…回帰路、８…検出装置、１０…栽培容器、３１〜３４…ゲート、４１〜４６…電磁石、５０…保留路、６０…短絡路、２５１…バー、Ｓ…空間。
【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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