(57)【要約】【課題】赤外線を利用して青果物の成分を測定する成分分析手段と、青果物が載置される載置トレイと、該載置トレイを搬送する搬送手段と、を備えた成分分析システムにおいて、簡単な構造により、搬送中の青果物の大きさに合わせた載置トレイを搬送体に対して着脱可能にして、容易に取り換えられる成分分析システムの提供を課題とする。【解決手段】赤外線を利用して青果物６の成分を測定する成分分析手段（内部品質センサ４）と、青果物載置部の形状が異なる複数種類の青果物載置トレイ５と、該載置トレイ５を搬送する搬送手段８と、を備えた成分分析システム１であって、該載置トレイ５を該搬送手段８に着脱自在とした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を利用して青果物の成分を測定する成分分析手段と、青果物載置部の形状が異なる複数種類の青果物載置トレイと、該載置トレイを搬送する搬送手段と、を備えた成分分析システムであって、該載置トレイを該搬送手段に着脱自在としたことを特徴とする成分分析システム。
【請求項２】
前記搬送手段に一定の間隔をあけて筒状のトレイ取付部材を設け、前記載置トレイの下部に前記トレイ取付部材に嵌合可能な筒状の挿入部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の成分分析システム。
【請求項３】
前記載置トレイの窪みを、載置する青果物の種類に合わせた大きさ、形状、かつ、青果物の表面を傷つけない材質で構成し、その下部に設ける挿入部材を青果物の種類に関係なく同一部材で同形状に構成したことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の成分分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線を利用して収穫された青果物の成分（糖度等）を測定したり、残留農薬の成分やその量を測定したりする成分分析システムにおいて、特に青果物の搬送の際に用いられる載置トレイの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、青果物の内部品質を測定する手段として、内部品質センサによる成分分析システムが公知となっている。前記内部品質センサは、青果物を破壊することなく、青果物の糖度や酸度等の内部品質を判定する非破壊品質判定装置であり、これに搬送手段を具備させて成分分析システムを構築したものが知られている。
前記成分分析システムでは、内部品質センサによって、搬送手段により搬送される青果物に赤外線やレーザー光等を照射し、この青果物を透過した光を分析することによって青果物の糖度や酸度等の内部品質を判定する。そのため、例えば、赤外線等を青果物に照射するための投光手段を搬送手段の一側方に配置するとともに、青果物を透過した赤外線等を受光するための受光手段を該搬送手段の他側方に配置し、前記投光手段及び受光手段を別々の支持部材により支持するように構成されている。
【０００３】
このように投光手段と受光手段はそれぞれ別の支持部材にて支持されていたことから、測定対象である青果物の種類が変更される際に、照射される赤外線等の光軸を合せる作業が非常に困難であって、メンテナンス性も良くなかった。この課題を解決するべく、「特許文献１」に示す技術が公知となっている。
【特許文献１】特開２００４−３６１３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記「特許文献１」に開示される技術は、投光手段と受光手段を共通の支持部材にて支持するものであり、これによって、予め支持部材に対して投光手段と受光手段との光軸合せを行い、その後、該支持部材を測定部に取付けた後に微調整をすることが可能となり、前記光軸合せの作業が容易になり、メンテナンス性も向上した。しかし、測定対象とする青果物は、同種類であっても大きさ及び形状が同じものではなく、また、大きさや種類の異なる青果物を同一のラインで測定することはできなかった。
そこで本発明においては、簡単な構造により、搬送中の青果物の大きさに合わせた載置トレイを搬送体に対して着脱可能にして、容易に取り換えられる成分分析システムの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、赤外線を利用して青果物の成分を測定する成分分析手段と、青果物載置部の形状が異なる複数種類の青果物載置トレイと、該載置トレイを搬送する搬送手段と、を備えた成分分析システムであって、該載置トレイを該搬送手段に着脱自在としたものである。
【０００７】
請求項２においては、前記搬送手段に一定の間隔をあけて筒状のトレイ取付部材を設け、前記載置トレイの下部に前記トレイ取付部材に嵌合可能な筒状の挿入部材を設けたものである。
【０００８】
請求項３においては、前記載置トレイの窪みを、載置する青果物の種類に合わせた大きさ、形状、かつ、青果物の表面を傷つけない材質で構成し、その下部に設ける挿入部材を青果物の種類に関係なく同一部材で同形状に構成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１０】
請求項１においては、青果物を載置する青果物載置トレイの構造を、搬送手段に対して着脱自在にしたことにより、大掛かりな該搬送手段の改造を伴うことなく、青果物の形状に合せた、最適な窪み部を有した載置トレイを選択することができる。このことから、青果物の種類によって別々に搬送手段を設ける必要がなく、１つの搬送ラインに同時に多品種の青果物を流すことができ、成分分析システムの小スペース化を実現できて、経済的にも優れている。
【００１１】
請求項２においては、搬送手段に、予め定められた一定間隔で、載置トレイ用の取付部材を設けたことにより、容易に青果物の定ピッチ搬送を実現することができるため、内部品質センサの作動するタイミングを容易に制御することができる。
すなわち、ランダムな搬送ピッチにより青果物が搬送される場合には、外部に別途、検出器等を設けて、搬送される青果物の各々に対して、前記内部品質センサの作動開始のタイミングを制御する必要があるが、本発明においては、青果物は一定間隔にて搬送されるため、全ての青果物に対して同じタイミングで内部品質センサを作動させることができる。
また、載置トレイの下部に筒状部材もしくは円柱部材を具備させ、かつ、搬送手段の搬送面上に筒部材を具備させ、前記載置トレイの下部を、前記搬送面上の筒部材に挿入させることとしたため、作業者は用意に載置トレイを搬送面上に組付けることができ、構造も簡単であり、既存の成分分析システムに容易に採用することができる。
【００１２】
請求項３においては、青果物の種類合わせた載置トレイにより確実に搬送でき、測定精度を向上できる。また、種類の異なる青果物を連続的に搬送できるので、搬送効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る成分分析システム１の側面模式図である。
図２は本発明に係る載置トレイ５の構成を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面断面図である。
図３は同じく載置トレイ５の着脱方式を示した側面図である。
図４は内部品質センサ４近傍を示す側面模式図である。
【００１４】
［成分分析システム１］
まず、本実施例における成分分析システム１の全体構成について図１を用いて説明する。なお、図１の矢印Ａで表される方向は青果物６が搬送される方向（搬送方向Ａ）とする。
【００１５】
図１に示すように、成分分析システム１は、赤外線やレーザー光等を用いて青果物６の糖度（甘味）や酸度（酸味）等の内部品質の測定を行うものである。ここで、成分分析システム１で取り扱う青果物６は、イチゴ、蜜柑、オレンジ、メロン、トマトその他の果物類または野菜類の総称であり、成分分析システム１は主に内部品質センサ４、搬送手段８、制御手段１０、青果物の載置トレイ５等から構成される。
なお、本実施例においては、成分分析システム１として、主に内部品質センサ４が具備されるシステム構成について記載するが、これに限定されるものではなく、例えば、青果物表面に付着した残留農薬の種類・量等の測定を行うための残留農薬測定システム等、他の種類の成分や品質を分析・測定する為の成分分析システムにも適用できるものである。
【００１６】
搬送手段８は、搬送体となる搬送チェンまたはベルト等からなる無端帯４６と載置トレイ５から構成されており、無端帯４６の外周上に一定間隔をあけて、後述する載置トレイ５を取り付けるための被挿入部材４１が設けられている。
すなわち図１及び図２（ｂ）において、本実施例では無端帯４６は左右両側に一連のチェーンが並設され、該左右のチェーン間に板材を架設し、正面視左右中央部には、搬送方向で一定間隔をあけて、被挿入部材４１・４１・・・が固設されている。該被挿入部材４１に載置トレイ５の下部に形成した挿入部材３６を挿入して嵌合できるようにしている。該被挿入部材４１は本実施例では円筒状に形成されているが、角筒状に構成することも可能であり、赤外線を通過させるための上下方向に貫通する孔を有する構造であればその形状は限定するものではない。また、被挿入部材４１と挿入部材３６との間には挿入方向を間違えないように、凹凸や切欠や溝等を設けることも可能である。こうして、載置トレイ５が搬送体に対して着脱可能としている。
【００１７】
図１に示すように、前記搬送手段８の無端帯４６・４６の搬送方向一側には駆動輪が配設され、該駆動輪を固設する駆動軸に駆動モータ２７と連結され、該駆動モータ２７を作動させることにより無端帯４６・４６を回転駆動可能に構成している。
また、駆動モータ２７の近傍に搬送手段８の搬送駆動状態を検知するためにエンコーダ２８が設けられ、駆動輪または無端帯４６の回転を検知する構成としている。
【００１８】
エンコーダ２８はロータリエンコーダ等より構成し回転数や回転角度を検知し、制御手段１０と接続されている。具体的には、エンコーダ２８はパルスを制御手段１０に出力し、該パルス値を元に画像の取得や内部品質想定のタイミングや排出のタイミング等が定められている。こうして、駆動モータ２７の回転速度が変化しても、パルスを元に制御しているため、搬送位置はずれることがなく、搬送面８ｄ上に設けられる載置トレイ５の位置を正確に把握できるのである。
【００１９】
内部品質センサ４は、搬送手段８の搬送工程の中間部に配設されており、該搬送手段８により搬送される青果物６が、搬送途中で前記内部品質センサ４を通過する時に、糖度（甘味）や酸度（酸味）等の内部品質が、光学的に（光を用いて非破壊で）測定される。そして、その後青果物６は終端部まで搬送され、次工程、例えば選別工程のラインへと搬出される。なお、内部品質センサ４の詳細は後述する。
【００２０】
制御手段１０は、図１に示すように、成分分析システム１を構成する内部品質センサ４、搬送手段８等を制御するものであり、これらの動作を制御するためのプログラムが格納されており、内部品質センサ４やエンコーダ２８等からの情報を取得したり、該内部品質センサ４及び搬送手段８等への電力の供給や、動作指令（信号）を送信したりすることが可能である。
【００２１】
前記制御手段１０は、表示部１０ａと演算記憶部１０ｂから構成されている。演算記憶部１０ｂは、前記エンコーダ２８からの検知信号を受信し、前記演算記憶部１０ｂに記憶された演算プログラムにより、駆動モータ２７を駆動または停止させる。つまり、内部品質センサ４に対峙する位置に載置トレイ５が到達すると搬送を停止し、該内部品質センサ４により青果物６の内部品質の測定を行う。
また、該演算記憶部１０ｂでは、内部品質センサ４によって測定された内部品質に基づいて青果物６・６・・・を階級付けし、図示しない、搬送手段８の下流側に設けられた選別手段により階級別に選別する。
［レジューム機能］
【００２２】
本実施例では制御手段１０にレジューム機能及びシャットダウン機能が具備されている。ここでレジューム機能とは、成分分析システムの運転途中において、青果物６の搬送（供給）が設定時間行われないときに、電源をＯＦＦにし、その後所定の操作により再び電源をＯＮにしたとき、電源をＯＦＦにする直前の状態から、直ちに動作を開始できる機能である。
【００２３】
従来より、成分分析システム１ではシステム全体に繋がる一箇所の電源が用意され、該電源を一旦ＯＮにすると、選別作業が完全に終了されるまでＯＦＦにされることはなく、その間、前記成分分析システム１を構成する内部品質センサ４や搬送手段８等は運転し続ける制御方法となっている。
【００２４】
ところが、例えば作業者の休憩時間、次のロットの搬入が遅れる場合等により、成分分析システム１への青果物６の投入が途絶える状況が発生する場合がある。
この場合、成分分析システム１全体としては、選別対象となる青果物６が与えられていないにもかかわらず運転状態を維持し続けるため、経済的にも非常に劣り、非効率であった。
【００２５】
そこで、本実施例では、成分分析システム１を起動し、成分分析作業を開始した後に、一定時間、次の選別作業が行われないことを認識した場合、すなわち、内部品質センサ４において青果物６を検知し作業を行った後、一定時間（以下「タイムアップ時間」と記す。）を経過しても次の青果物６が搬送されてこない場合には、部分的にシステムを一時停止させて無駄な電源消費を抑制し、かつ、その後選別作業を再開する場合には、前記停止させる直前の状態から行えるレジューム機能を設けている。
【００２６】
すなわち、前記演算記憶部１０ｂには、レジューム機能を実行させるために設定されたタイムアップ時間や、レジューム機能により停止する直前の設備の状態を記憶する「記憶部」と、レジューム機能を動作させる「演算プログラム」が設けてあり、作業者は装置ごとに任意に前記タイムアップ時間を設定することができる。つまり、作業者は内部品質センサ４に関して、任意にタイムアップ時間を設定することができる。
そして、内部品質センサ４がタイムアップ時間を超えても作動されない場合、演算記憶部１０ｂに設けられた「演算プログラム」が作動し、前記内部品質センサ４と搬送手段８の運転が停止される。
【００２７】
レジューム機能が作動して停止状態にある前記内部品質センサ４や搬送手段８等を再び稼働させるには、各設備群近傍に設けられる各々の押し釦（以下「復帰釦」と示す。）を押圧することにより行う。すなわち、作業者等が何れかの「復帰釦」を押圧すると、レジューム機能に関する「演算プログラム」はレジューム機能の作動前の状態までリセットされ、図示しない警報機が警報を発した後に、押圧した「復帰釦」に対応する設備が停止される直前の状態から再稼働される。
【００２８】
なお、レジューム機能による運転停止の対象とされる内部品質センサ４や搬送手段８等において、照明用光源や赤外線等を照射する投光部２４等の暖気運転については、タイムアップ時間が経過しても運転は引き続いて続行される。これは、前記照明用光源や投光部２４等においては、設備の稼働が復帰されても、その直後から運転が開始可能とはならず、暖気されるまでのタイムラグがあるためである。
【００２９】
また、レジューム機能については、作業者はそのときの状況に応じて制御手段１０において「有効」及び「無効」の二者選択を行うことができ、例えば、通常の選別作業においては「有効」を選択してレジューム機能を働かせておき、選別する青果物６の個数が少ない場合や、設備のメンテナンス等の場合においては、「無効」を選択してレジューム機能が働かないようにすることができる。
【００３０】
さらにレジューム機能に加えて、自動シャットダウン機能を付加することも可能であり、タイムアップ時間の経過後、さらに一定の設定時間を経た場合、自動的に設備の全電源（主電源）が切られることとなる。
なお、前記自動シャットダウン機能が設けられる場合には、演算記憶部１０ｂには自動シャットダウン機能を実行させるために必要な設定時間を記憶する「記憶部」と、前記自動シャットダウン機能を動作させる「演算プログラム」のほかに、内部品質センサ４等により得られた、前記自動シャットダウン機能が実行される直前のデータを保存する「データ記憶部」が具備されており、再び内部品質センサ４や搬送手段８等の運転が開始されても、自動シャットダウン機能が実行される直前の状態から直ちに選別作業を行うことができる。
[青果物の載置トレイ５]
【００３１】
次に本実施例における載置トレイ５について、図２及び図３を用いて説明する。
載置トレイ５は青果物６の表面を傷めることなく搬送するためのものである。
図２に示すように、載置トレイ５は全体が樹脂など剛性の高い材質にて構成されているが、前記青果物６を載置する皿表面２１はシリコン又はゴムなど剛性の低い弾性を有する材質で構成されており、該皿表面２１の下部にある底部は吸収をやわらげるゲル剤などが注入されている。これらの構成により搬送中の青果物６の損傷を防いでいる。
【００３２】
載置トレイ５は平面視にて外観形状を円とする搬送用容器であり、その下面部には、円筒形状の挿入部材３６が同軸上に下方に突出して設けられている。そして、上述した搬送手段８の搬送面８ｄ上には、前記挿入部材３６の外径寸法より僅かに広い内径寸法を有した被挿入部材４１が、予め定められた一定間隔をあけて設けられており、前記被挿入部材４１の内部に前記挿入部材３６を挿入することによって、載置トレイ５が搬送手段８に組み付けられるようにしている。
【００３３】
また、載置トレイ５の中央には上下方向に貫通する孔部２６が設けられており、挿入部材３６の内側孔部３６ａを介して、図４に示すように、後述する内部品質センサ４の投光部２４から照射される光が載置トレイ５によって遮られることがないように構成されている。
【００３４】
なお、本実施例においては、後述するとおり、内部品質センサ４においては、糖度等を測定する赤外線を垂直方向から照射する形態とするため、図４に示すように、載置トレイ５の下方を筒状としているが、このような形態に限定するものではない。即ち、糖度等を測定する赤外線を側方から照射する形態においては、トレイの下部は筒状にする必要はなく、円柱状に形成しても良いのである。
【００３５】
このような構成を有することにより、載置トレイ５は搬送手段８に対して一定の搬送ピッチ間隔を確保しつつ容易に着脱可能であり、かつ、搬送手段８の大掛かりな改造等を行うことなく、容易に載置トレイ５を交換することができる。
【００３６】
図３に示すように、本発明の成分分析システム１においては、皿表面２１の窪み形状が異なる複数の種類の載置トレイ５ａ・５ｂ・５ｃが用意されており、それぞれの載置トレイ５ａ・５ｂ・５ｃの下面に設けられた挿入部材３６の形状は全て同形状としている。つまり、載置トレイ５は測定する青果物の大きさや形状に合わせて窪みが形成され、材質や固さも測定する青果物の表面状態や柔らかさ等に合わせて選択される。そして下部に設ける挿入部材３６は全て形状や材質も同じとしているのである。具体的には、「いちご」や「さくらんぼ」等を搬送する載置トレイは窪みの大きさが小さく、「いちご」は表面が傷付やすいため、載置トレイの表面も軟らかい材質のゴム等が使用される。みかんやリンゴ等を搬送する載置トレイは窪みは深さも幅等も中程度である。また、メロンやすいか等は窪みの幅や深さを大きくして搬送時に落下しないようにしている。
これによって、全ての載置トレイ５ａ・５ｂ・５ｃを同じ被挿入部材４１に挿入して嵌合することが可能になるため、例えば、複数の種類からなる青果物６ａ・６ｂ・６ｃを共通の搬送手段８にて搬送することができ、青果物６の種別に対して専用の搬送手段８を設けることもなく、成分分析システム１を構築する上で設置スペースを省くことができ経済的である。
また、搬送手段８の搬送面８ｄに既に組み付けられている載置トレイ５を、青果物６の形状に見合った最適な窪み形状を有する載置トレイ５と、容易に交換可能であるため、搬送手段８に供給される青果物の量が種類ごとに変動しても、その量に合わせて載置トレイ５を交換することができ、全ての青果物を安定した姿勢で青果物６を搬送することができ、後述する内部品質センサ４による測定精度を向上させることができる。
さらに、載置トレイ５は搬送手段８から容易に脱着可能であることから、果汁や粉塵等による汚れに対しても、前記載置トレイ５を搬送手段８から離脱して細部に渡るまで洗浄することができるため、衛生面においても効果的である。また、載置トレイ５の側面にその種類を表すＩＤコードやバーコード、タグ等を貼付しておくことで、測定する青果物を特定することができて、複数の青果物が混じって供給されても確実に測定して選別することが可能となる。
［内部品質センサ４］
【００３７】
次に、本実施例における内部品質センサ４について、図４を用いて説明する。
内部品質センサ４は青果物６の内部品質である糖度（甘味）や酸度（酸味）等の内部品質を光学的に（光を用いて非破壊で）判断するものであり、上述のとおり搬送手段８の中間部に設けられている。
【００３８】
図４に示すように、内部品質センサ４は主に筐体２３、投光部２４、受光部２５等で構成される。
筐体２３は内部品質センサ４の他の部材を固定する構造体であるとともに投光部２４及び受光部２５に外部からの光が影響することを防止するための被覆手段を兼ねる。筐体２３は略直方体の箱であり、開口部２３ａおよび開口部２３ｂが筐体２３の互いに対向する側面に穿設され、搬送手段８が開口部２３ａ・開口部２３ｂを貫通している。搬送手段８上を搬送されてきた青果物６は、載置トレイ５に載置されたまま開口部２３ａより筐体２３の内部に進入し、開口部２３ｂから筐体２３の外部に排出される。
【００３９】
投光部２４は青果物６の糖度または酸度等の内部品質を測定するための光（赤外線やレーザー光等）を青果物６に照射するものであり、ケーブル２４ａにより制御手段１０に接続されている。投光部２４は具体的にはランプまたはＬＥＤ等で構成される。なお、投光部２４により青果物６に照射される光は、該青果物６の種類等に応じてその種類や波長、強度等を適宜選択する必要がある。これは前記載置トレイ５の側面等に貼付したタグ等を読み取って選択するようにしている。また、投光部２４はランプ等の光源やレンズが設けられ、ケーブル２４ａにより該光源に電力が供給される形式でも良く、あるいは光源が制御手段１０側に設けられ、ケーブル２４ａを光ファイバーとして投光部２４のレンズに光を供給する形式としても良い。
受光部２５は、投光部２４により照射され青果物６内を通過してきた透過光を受けるものであり、ケーブル２５ａにより制御手段１０に接続されている。受光部２５は具体的にはフォトダイオードやフォトトランジスタやＣＣＤ等で構成される。
【００４０】
投光部２４は筐体２３内部において搬送手段８の搬送面８ｄの下方に配置され、かつ、受光部２５は筐体２３内部において前記搬送面８ｄの上方に配置される。そして、投光部２４より照射される光は、搬送手段８の搬送面８ｄに穿設された孔部４２と、載置トレイ５の中央部に穿設された孔部２６を通過し、該載置トレイ５上に載置された青果物６を透過して受光部２５に受光される。
【００４１】
受光部２５により受光される光（青果物６の透過光）は、投光部２４により照射される光と比較すると、特定の波長成分が減少している。これは、青果物６中に含まれる糖度に係る成分や酸度に係る成分等が特定の波長成分を吸収することに起因している。
従って、この吸収量を測定する（青果物６が光路を遮っていない状態で受光部２５が受光している時の特定波長成分と、青果物６が光路を遮っている状態で受光部２５が受光している時の特定波長成分とを比較する）ことにより、光が透過した部材に存在する青果物６の糖度に係る成分や、酸度に係る成分等の量（より厳密には、糖度に係る成分分子の個数や酸度に係る成分分子等の個数）を測定することが可能である。
【００４２】
なお、前述したように、本実施例においては投光部２４が搬送手段８の搬送面８ｄの下方、受光部２５が前記搬送面８ｄの上方に配置される構成であるが搬送手段８の側方に配置しても良く、光路の方向と搬送方向Ａとの関係（成す角度及び位置関係）は限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施例に係る成分分析システム１の側面模式図。
【図２】本発明に係る載置トレイ５の構成を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面断面図。
【図３】同じく載置トレイ５の着脱方式を示した側面図。
【図４】内部品質センサ４近傍を示す側面模式図。
【符号の説明】
【００４４】
１      成分分析システム
４      内部品質センサ
５      載置トレイ
６      青果物
８      搬送手段
８ｄ    搬送面
２３    筐体
２３ａ  開口部
２３ｂ  開口部
２４    投光部
２４ａ  ケーブル
２５    受光部
２５ａ  ケーブル
２６    孔部
３６    挿入部材
４１    被挿入部材
４２    孔部
４６    無端帯
【図１】
2007327906.tif 000003
【図２】
2007327906.tif 000004
【図３】
2007327906.tif 000005
【図４】
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