(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交番磁界中に物品を通過させ、その物品に影響された磁界に基づいて物品に対する反応信号を発生する反応信号発生回路と、
所定の異物またはこの異物を付加した物品に対する第１テスト反応信号の位相−出力特性を記憶する第１記憶手段と、
前記異物を付加していない物品に対する第２テスト反応信号の位相−出力特性を記憶する第２記憶手段と、
前記第１テスト反応信号が第２テスト反応信号よりもレベルが高く、かつ両信号のレベル差が最大となる位相点を判定位相点に設定する最適位相設定手段と、前記物品の異物検出動作時に前記判定位相点における反応信号のレベルから異物の有無を判定する判定手段とを備えた異物検出機。
【請求項２】
請求項１において、
前記所定の異物を付加した物品を前記交番磁界中を通過させたときに前記反応信号発生回路から得られる信号を第１テスト反応信号として前記第１記憶手段に記憶させる第１書込手段、および／または、
前記異物を付加していない物品を前記交番磁界中を通過させたときに前記反応信号発生回路から得られる信号を第２テスト反応信号として前記第２記憶手段に記憶させる第２書込手段を備えている異物検出機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パッケージする物品またはパッケージされた物品（以下、単に「物品」という）内に含まれている金属片などの異物の有無を検出する異物検出機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の異物検出機は、交番磁界の中を検出対象物である物品をコンベアで搬送し、その搬送方向に並べて配置された２つの検出コイルに誘起される起電力を差動増幅して位相検波し、この位相検波信号がある判定レベルを超えると異物混入と判断する。このとき、位相検波のための設定位相は、物品の影響を避けるために、物品だけの時に位相検波信号が最小になる値に設定されている。ある物品に対する位相と位相検波信号の出力の関係を示すと、図４の曲線Ｂのようになる。この場合、設定位相を物品による位相検波信号が最小になるディップ点ｄとする。これに対して、異物の混入した物品の位相と位相検波信号の出力の関係を示すと、曲線Ａのようになる。ここで明らかなように、設定位相点であるディップ点ｄでは、信号Ａが信号Ｂよりレベルが高く、この間に判定レベルを設定することで異物検出が可能となる。
【０００３】
また、ディップ点ｄの位相を、判定に用いる位相点（以下、「判定位相点」という）に自動的に設定する異物検出機も知られている。
【０００４】
しかし、物品によってはディップ点ｄで必ずしも異物の検出感度が最大ではない場合があり、また、物品が水分や塩分を多く含む漬物などの食品では、図５に示すように、信号Ｂのディップ点ｄが明瞭でない場合がある。このような場合、従来は信号Ａと信号Ｂのレベル差の大きい判定位相点を試行錯誤的に求めるか、または位相点を順次ずらして出力信号を測定し、図５に示す信号Ａと信号Ｂの位相−出力特性曲線を作成し、この位相−出力特性曲線から信号Ａが信号Ｂよりもレベルが高く、かつ、両信号のレベルの差がレベル差が最も大きくなる位相点を求めて、判定位相点に設定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のディップ点が明瞭でない物品の判定位相点の設定方法では、作業手間が多大になるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、前記のような課題を解決して、自動的に最適な位相点を検出して判定位相点に設定できる異物検出機を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る異物検出機は、交番磁界中に物品を通過させ、その物品に影響された磁界に基づいて物品に対する反応信号を発生する反応信号発生回路と、所定の異物またはこの異物を付加した物品に対する第１テスト反応信号の位相−出力特性を記憶する第１記憶手段と、前記異物を付加していない物品に対する第２テスト反応信号の位相−出力特性を記憶する第２記憶手段と、前記第１テスト反応信号が第２テスト反応信号よりもレベルが高く、かつ両信号のレベル差が最大となる位相点を判定位相点に設定する最適位相設定手段と、前記物品の異物検出動作時に前記判定位相点における反応信号のレベルから異物の有無を判定する判定手段とを備えたものである。
上記構成によれば、第１記憶手段に記憶された第１テスト反応信号が、第２記憶手段に記憶された第２テスト反応信号よりもレベルが高く、かつ両信号のレベル差が最大となる位相点を判定位相点に設定し、物品の異物検出時に、判定位相点における反応信号のレベルから異物の有無を判定することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態においては、前記所定の異物を付加した物品を前記交番磁界中を通過させたときに前記反応信号発生回路から得られる信号を第１テスト反応信号として前記第１記憶手段に記憶させる第１書込手段、および／または、前記異物を付加していない物品を前記交番磁界中を通過させたときに前記反応信号発生回路から得られる信号を第２テスト反応信号として前記第２記憶手段に記憶させる第２書込手段を備えている。
【０００９】
上記構成によれば、第１記憶手段に第１テスト反応信号の位相−出力特性を記憶し、第２記憶手段に第２テスト反応信号の位相−出力特性を記憶するので、最適位相設定手段において前記第１テスト反応信号と前記第２テスト反応信号の同じ位相点のレベル値を読み出すことで、前記第１テスト反応信号が前記第２テスト反応信号よりもレベルが高く、かつ両信号のレベル差が最大となる位相点の検出を自動的に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１に、本発明の一実施形態に係る異物検出機の構成を示す。図において、異物検出機１は、コンベアＣによる物品Ｐの搬送路に交番磁界Ｅを印加し、その交番磁界Ｅの中を通過する物品Ｐに対する反応信号を発生する反応信号発生回路２を備えている。
【００１１】
この異物検出機は、さらに、前記反応信号を位相検波した位相検波信号を出力する位相検波器３と、位相検波信号を増幅する増幅器４と、この増幅器４から出力される位相検波信号を異物検出動作時と後述するテスト時とで切り換える第１スイッチ５と、テスト時に所定の異物入りの物品に対する第１位相検波信号Ａと異物なしの物品に対する第２位相検波信号Ｂとを切り換える第２スイッチ６と、第１および第２の記憶手段７Ａ，７Ｂと、第１位相検波信号Ａの位相−出力特性を第１記憶手段７Ａに記憶させる第１書込手段８Ａと、第２位相検波信号Ｂの位相−出力特性を第２記憶手段７Ｂに記憶させる第２書込手段８Ｂと、稼働時の判定基準となる判定位相点を自動的に設定する最適位相設定手段９と、設定された判定位相点で検波動作するように位相検波器３の検波位相を設定する検波位相設定器１３と、判定レベルを自動的に設定する判定レベル設定手段１２と、稼働時に前記判定位相点と判定レベルに基づいて合否（異物の有無）を判定する判定手段１０と、各種の情報を表示する表示装置１１とを備えている。
【００１２】
前記反応信号発生回路２は、送信コイル２１に励磁電流を流して交番磁界Ｅを発生する磁界発生器２２と、送信コイル２１および送信コイル２１から発生する交番磁界Ｅの磁束を等量受ける位置に配置された一対の受信コイル２３，２４により形成される磁気センサ２５と、受信コイル２３，２４に誘起された電圧信号が入力される差動増幅器２６とを備えている。
【００１３】
異物が付加された物品Ｐが反応信号発生回路２の交番磁界Ｅ中を通過したとき、前記磁気センサ２５の２つの受信コイル２３，２４に交叉する磁束が不平衡となって受信コイル２３，２４の誘起電圧に差を生じる。この差電圧信号は差動増幅器２６で増幅され、この増幅された差電圧信号は位相検波器３で位相検波され、この位相検波信号は増幅器４で増幅されて第１スイッチ５に出力される。
【００１４】
次に、本実施形態の、物品Ｐの中に異物が有るか否かを判定するための判定基準である「判定位相点」および「判定レベル」の設定動作を説明する。
まず、第１スイッチ５を端子ａ側に切り換え、さらに、第２スイッチ６を端子ａ側に切り換え、肉、漬物などの商品にテスト用として所定の材質および寸法を有する異物を付加した物品Ｐ（テストピース）を、コンベアＣで搬送して、第１記憶手段７Ａに第１テスト反応信号Ａの位相−出力特性を記憶させる。次に、第２スイッチ６を、端子ｂ側に切り換え、異物を付加していない物品Ｐ（テストピース）をコンベアＣで搬送して、第２記憶手段７Ｂに第２テスト反応信号Ｂの位相−出力特性を記憶させる。
【００１５】
次に、最適位相設定手段９は、第１記憶手段７Ａと第２記憶手段７Ｂとから同じ位相点のレベル値を順次読み出して、第１記憶手段７Ａに記憶されたレベル値が第２記憶手段７Ｂに記憶されたレベル値よりも高く、かつ両者のレベル差が最大となる位相点を探し、その位相点を判定位相点に設定する。同時に判定レベル設定手段１２は、異物の入っていない第２記憶手段７Ｂからの信号により異物混入と判断しないように、増幅器４のゲインを設定する。
以下、この最適位相設定動作を図２のフローチャートを参照して具体的に説明する。
【００１６】
最適位相設定手段９は、まず、ステップＳ１で記憶している差信号のレベルを０にリセットし、Ｓ２で位相を０°（図１の送信コイル２１と受信コイル２３，２４の電圧位相が同一）にリセットする。つぎにＳ３とＳ４で第１記憶手段７Ａと第２記憶手段７Ｂとから、位相が０°の第１テスト反応信号Ａのレベル値と第２テスト反応信号Ｂのレベル値を読み出し、Ｓ５で両信号のレベル差を算出してＳ６でその位相とレベル差を一旦記憶する。次に、Ｓ７で位相が１８０°でないときはＳ８で位相点を１ステップ（例えば１°）進めてＳ３に戻り、Ｓ３とＳ４で第１テスト反応信号Ａと第２テスト反応信号Ｂのレベル値を読み出し、Ｓ５で両信号のレベル差を算出し、記憶しているレベル差と比較して大きい方をＳ６で残す、という動作を、位相が１８０°になるまで順次実行し、位相が１８０°になったときＳ６に記憶している最大レベル差の位相を「判定位相点」に設定する。判定レベル設定手段１２は、この最大レベル差のほぼ１／２のレベル値を「判定レベル」に設定する。
図３は上記のようにして設定された判定位相点と判定レベルを示している。
【００１７】
上記のようにして判定位相点と判定レベルが設定されたのち、実際の物品Ｐの検出動作が開始される。このとき、第１スイッチ５は接点ｂ側に接続され、得られた検出動作時の反応信号が判定手段１０に入力されて前記判定位相点のレベル値が判定レベル値と比較され、反応信号のレベル値が判定レベル値より小さいときは合格（異物なし）、大きいときは不合格（異物あり）の判定がなされて、表示装置１１に表示される。
【００１８】
本実施形態によれば、異物を付加した物品と、異物を付加していない物品を１回ずつコンベアで搬送するだけで、判定位相点と判定レベルが自動的に設定されるので、判定基準の設定作業が大幅に軽減される。
【００１９】
また、設定される判定位相点は、第１テスト反応信号Ａが第２テスト反応信号Ｂよりもレベルが高く、かつ両信号のレベル差が最大となる位相点であるので、判定精度が向上する。
【００２０】
なお、前記実施形態では、第１テスト反応信号の位相−出力特性を得るのに、異物を付加した物品を用いたが、物品の種類によっては、異物のみからなるテストピースを流したときの第１テスト反応信号と物品のみからなるテストピースを流したときの第２テスト反応信号とを用いて、同様に最適の判定位相点を求めることができる。
【００２１】
また、前記実施形態では、テストピースを実際に流して第１および第２のテスト反応信号を得ているので、異物検出機ごとの出力特性の相違に影響されることなく、判定レベルを設定できるが、異物検出機ごとの出力特性の差異を無視できるときは、予め第１テスト反応信号のデータを、前記第１の記憶手段７Ａに直接記憶させておいてもよい。
【００２２】
さらに、前記実施形態では、異物をスチールボールのような磁性金属としたが、ステンレスのような非磁性金属であっても同様に適用でき、同様の効果が得られる。また、金属の種類を変えて複数回テストし、第１テスト反応信号を複数記憶し、第２テスト反応信号に対して、第１テスト反応信号の最も望ましい出力が得られる位相を求めることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る異物検出機は、所定の異物を付加した物品に対する第１テスト反応信号の位相−出力特性を第１記憶手段に記憶させ、前記異物を付加していない物品に対する第２テスト反応信号の位相−出力特性を第２記憶手段に記憶させ、最適位相設定手段で、前記第１記憶手段と第２記憶手段から前記第１テスト反応信号と第２テスト反応信号の同じ位相点のレベル値を読み出して、レベル差を算出し、各位相点のレベル差を比較し、第１テスト反応信号が第２テスト反応信号よりもレベルが高く、かつ両信号のレベル差が最大となる位相点を検出し、その位相点を判定位相点に設定し、稼働時の物品内の異物の有無の判定を、前記判定位相点の反応信号のレベルで判定するように構成したものであるから、最大レベル差の得られる位相点を自動的に検出して判定位相点に設定されるので、判定基準の設定作業が軽減されるとともに、判定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る異物検出機の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の最適位相設定手段の判定位相点の設定手順を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の判定レベルを説明するための第１テスト反応信号と第２テスト反応信号の位相−出力特性図である。
【図４】従来の判定位相点を示す第１テスト反応信号と第２テスト反応信号の位相−出力特性図である。
【図５】他の従来例の判定位相点を示す第１テスト反応信号と第２テスト反応信号の位相−出力特性図である。
【符号の説明】
１…異物検出機、２…反応信号発生回路、３…位相検波器、４…増幅器、５…第１スイッチ、６…第２スイッチ、７Ａ…第１記憶手段、７Ｂ…第２記憶手段、８Ａ…第１書込手段、８Ｂ…第２書込手段、９…最適位相設定手段、１０…判定手段、１１…表示装置、１２…判定レベル設定手段。
【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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