(57)【要約】    【構成】異物検査機１０は、食品１４を搬送するローラーコンベア１２などを含む。たとえば異物検査機１０の内部では、食品１４に対して可視光を照射し、その食品１４からの透過光をスペクトラムメータ（４８）に入力することで、透過光の光スペクトラム特性を得ることが出来る。異物検査機１０のコンピュータ（４０）は、このスペクトラムメータから連続的に出力される光スペクトラム特性のピーク位置のズレに基づいて、食品１４に異物が混入しているかを判定する。    【効果】異物の混入を判定するために可視光が利用されるため、特別な知識を有していない人間でも異物検査機１０を設置したり、管理したり、修理したりすることが出来る。そのため、導入などにかかる費用が抑えられるので、異物検査機１０を容易に導入することが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査物を搬送する搬送部、
前記搬送部によって搬送される前記検査物に可視光を照射する光源、
前記可視光が照射された前記検査物からの透過光を受光する受光部、
前記透過光のスペクトラム特性を連続的に出力する出力部、および
前記出力部から連続的に出力されるスペクトラム特性におけるピーク位置に基づいて、前記検査物に異物が混入しているかを判定する判定部を備える、異物検査機。
【請求項２】
前記ピーク位置は、第１波長における第１ピーク位置を含み、
前記判定部は、前記第１ピーク位置のズレに基づいて、前記検査物に異物が混入しているかを判定する、請求項１記載の異物検査機。
【請求項３】
前記ピーク位置は、前記第１波長とは異なる第２波長における第２ピーク位置をさらに含み、
前記判定部は、前記第２ピーク位置の有無に基づいて前記検査物に異物が混入しているかを判定する、請求項２記載の異物検査機。
【請求項４】
前記搬送部は、ローラーコンベアを含み、
前記光源は、前記ローラーコンベアにおける各ローラーの間から前記検査物に可視光を照射する、請求項１ないし３のいずれかに記載の異物検査機。
【請求項５】
前記光源は、白色の可視光を発するＬＥＤを含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の異物検査機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は異物検査機に関し、食品に含まれる異物を検知する、異物検査機に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術の一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１の異物検出装置では、生産ライン上で連続的に搬送される食品にＸ線を照射することで、食品の中などに金属や硬質異物等の異物が存在するかが検査される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-329907号公報［G01N 23/04］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の異物検査装置では、Ｘ線を利用するため、設置したり、管理したり、修理したりするための専門家が必要になる。そのため、特許文献１の異物検査装置の導入コストおよび維持コストなどが高額になるおそれがある。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、異物検査機を提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、容易に導入することが出来る、異物検査機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、この発明の理解を助けるために記述する実施形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。
【０００８】
第１の発明は、検査物を搬送する搬送部、搬送部によって搬送される検査物に可視光を照射する光源、可視光が照射された検査物からの透過光を受光する受光部、透過光のスペクトラム特性を連続的に出力する出力部、および出力部から連続的に出力されるスペクトラム特性におけるピーク位置に基づいて、検査物に異物が混入しているかを判定する判定部を備える、異物検査機である。
【０００９】
第１の発明では、異物検査機（１０：実施例において対応する部分を例示する参照符号。以下、同じ。）の搬送部（１２）は、たとえば異物検査機の内部を通るように検査物を搬送する。光源（４４）は、たとえば異物検査機の内部において、たとえば食品などの検査物（１４）に対して可視光を照射する。受光部（４６）は、たとえば光ファイバーを利用するプローブの先端に設けられており、可視光が照射された検査物からの透過光を受光する。出力部（４８）は、たとえばスペクトラムメータであり、透過光のスペクトラム特性を連続的に出力する。判定部（４０）は、たとえばコンピュータであり、連続的に出力されるスペクトラム特性におけるピーク位置に基づいて、検査物にたとえばプラスチック片などの異物が混入しているかを判定する。
【００１０】
第１の発明によれば、異物の混入を判定するために可視光が利用されるため、特別な知識を有していない人間でも異物検査機を導入することが出来る。そのため、導入などにかかる費用が抑えられるので、異物検査機を容易に導入することが出来る。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明に従属し、ピーク位置は、第１波長における第１ピーク位置を含み、判定部は、第１ピーク位置のズレに基づいて、検査物に異物が混入しているかを判定する。
【００１２】
第２の発明では、第１波長で示される第１ピーク位置はその波長におけるピークである。判定部は、たとえば基準値に対する第１ピーク位置のズレが閾値よりも大きいときに、検査物に異物が混入していると判定する。
【００１３】
第２の発明によれば、連続的に出力される透過光の光スペクトラム特性の第１ピーク位置のズレを利用することで異物を検出することが出来る。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明に従属し、ピーク位置は、第１波長とは異なる第２波長における第２ピーク位置をさらに含み、判定部は、第２ピーク位置の有無に基づいて検査物に異物が混入しているかを判定する。
【００１５】
第３の発明では、第２波長で示される第２ピーク位置はその波長におけるピークである。判定部は、たとえば第１ピーク位置のズレが閾値よりも小さい場合、第２ピーク位置の有無に基づいて検査物に異物が混入しているかを判定する。
【００１６】
第３の発明によれば、第２ピーク位置を活用することで、判定の精度をより高くすることが出来る。
【００１７】
第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかに従属し、搬送部は、ローラーコンベアを含み、光源は、ローラーコンベアにおける各ローラーの間から検査物に可視光を照射する。
【００１８】
第４の発明によれば、検査物がローラーコンベアによって搬送されるため、ローラーの間から可視光を照射することが出来る。
【００１９】
第５の発明は、第１の発明ないし第４の発明のいずれかに従属し、光源は、白色の可視光を発するＬＥＤを含む。
【００２０】
第５の発明によれば、光源がＬＥＤであるため、たとえばハロゲンなどの光源に対して発光時の熱量が抑えられる。そのため、光源の熱によって食品に影響を与える心配をしなくても済む。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、異物の混入を判定するために可視光が利用されるため、特別な知識を有していない人間でも異物検査機を導入したり、メンテナンスしたりすることが出来る。そのため、導入およびメンテナンスにかかる費用が抑えられるので、異物検査機を容易に導入することが出来る。
【００２２】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１はこの発明の一実施例の異物検査機の構成の一例を示す図解図である。
【図２】図２は図１に示す異物検査機の外観の一例を示す外観図である。
【図３】図３は図１に示す異物検査機の内部の一例を示す図解図である。
【図４】図４は図３に示すローラーコンベアに対するＬＥＤおよび受光部の位置関係の一例を示す図解図である。
【図５】図５は図１に示す異物検査機の電気的な構成の一例を示す図解図である。
【図６】図６は図５に示すＬＥＤの光スペクトラム特性の一例を示す図解図である。
【図７】図７は図５に示すスペクトラムメータが出力するブランク状態の光スペクトラム特性の一例を示す図解図であり、図７（Ａ）は食品の或る部分におけるブランク状態の光スペクトラム特性の一例を示し、図７（Ｂ）は食品の他の部分におけるブランク状態の光スペクトラム特性の一例を示す。
【図８】図８は図５に示すスペクトラムメータが出力する光スペクトラム特性の一例を示す図解図である。
【図９】図９は図５に示すスペクトラムメータが出力する光スペクトラム特性の他の一例を示す図解図である。
【図１０】図１０は図５に示すスペクトラムメータが出力する光スペクトラム特性のその他の一例を示す図解図である。
【図１１】図１１は図５に示すスペクトラムメータが出力する光スペクトラム特性のさらにその他の一例を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１を参照して、この発明の異物検査機１０は、工場などの生産ラインにおいて、ローラーコンベア（搬送部）１２の途中に設置される。また、ローラーコンベア１２の上では、包装された漬物などの食品（検査物）１４が搬送される。異物検査機１０によって食品１４に対する異物の混入が検出されると、その食品１４は除去バー１６によってローラーコンベア１２から落とされる。そして、落とされた食品１４は、専用のカゴなどに入るようにされている。
【００２５】
なお、搬送される食品１４の縦横の大きさは約１００ｍｍであり、ローラーコンベア１２の横幅は約３００ｍｍであるが、他の実施例では食品１４およびローラーコンベア１２の大きさは、これらの値に限られない。
【００２６】
図２を参照して、異物検査機１０は、全体として直方体の筐体２０を有しており、筐体２０は４本の脚部２２によって支えられている。また、筐体２０および脚部２２は、たとえば金属で形成されており、筐体２０の内部には外部の光が入らないようにされている。また、筐体２０の左右側面には、Ｘ軸方向（搬送方向）に対応して、入口２４および出口（図示せず）が設けられている。また、入口２４および出口には外部の光が内部に入らないようにするために、ウレタン製などの遮光カーテン２４ａが設けられている。筐体２０の正面には、異物検査機１０を動作させたり、停止させたりするための操作キー群２６が設けられるとともに、異物の検査結果などを表示するための表示部２８が設けられる。
【００２７】
なお、筐体２０の大きさは、高さが１５００ｍｍ、横幅が６００ｍｍ、奥行きが６００ｍｍであるが、他の実施例ではこれらの数値は異なっていてもよい。また、遮光カーテン２４ａの素材は、ウレタンだけに限らず他の素材であってもよい。
【００２８】
図３を参照して、筐体２０の内部は、上段部分、下段部分および検査部分に分けられる。上段部分にはコンピュータ４０および２台のスペクトラムメータ４８が設けられる。下段部分にはＬＥＤ制御部４２が設けられる。検査部分には、入口２４から内部に入ったローラーコンベア１２が通り、そのローラーコンベア１２の下側には８つのＬＥＤ（光源）４４が設けられており、上側には各ＬＥＤ４４と対応して受光部４６が設けられている。そして、８つのＬＥＤ４４はＬＥＤ制御部４２に接続されている。また、８つの受光部のうち４つが一方のスペクトラムメータ４８に接続され、残りの４つが他方のスペクトラムメータ４８に接続されている。
【００２９】
図４も合わせて参照して、ローラーコンベア１２の下側の８つのＬＥＤ４４は、Ｙ軸方向に４つ並んだ状態で、Ｘ軸方向において２列に並んでいる。また、１列目のＬＥＤ４４と２列目のＬＥＤ４４とは、Ｙ軸方向において中心位置が重ならないようにされている。ローラーコンベア１２の上側では、上述したように、各ＬＥＤ４４の位置に対応して、８つの受光部４６が設置されている。
【００３０】
各ＬＥＤ４４はＺ軸方向に白色の可視光を照射し、可視光は対応する受光部４６によって受光される。ＬＥＤ４４から照射された可視光は、ローラーコンベア１２における各ローラーによって遮られないように、ＬＥＤ４４のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置が調整されている。さらに、ＬＥＤ４４から照射された略全ての可視光が受光部４６によって受光され、かつローラーコンベア１２の部分では可視光の幅が２０〜３０ｍｍとなるように、ＬＥＤ４４および受光部４６のＺ軸方向の位置が調整されている。そのため、図３に示すように、８つのＬＥＤ４４によって、食品に対して漏れなく可視光が照射される。
【００３１】
そして、食品１４に可視光が照射されている状態では、受光部４６は食品からの透過光と食品１４に当たらなかった可視光を受光する。受光部４６によって受光された透過光および可視光は、スペクトラムメータ４８に入力される。
【００３２】
なお、他の実施例では、一方の列のＬＥＤ４４から照射される可視光が他方の列の受光部４６によって受光されないようにするために、一方の列の受光部４６と他方の列の受光部４６との間に、遮光カーテンが設けられてもよい。
【００３３】
ここで、８つの受光部４６によって受光された可視光は、２台のスペクトラムメータ４８に分けて入力される。本実施例では、１列分のＬＥＤ４４と対応する４つの受光部４６が１台のスペクトラムメータ４８に接続される。そのため、４つの受光部４６を１組として１台のスペクトラムメータ４８に入力する専用のプローブが使われている。そして、この専用のプローブは光ファイバーが利用されており、先端に受光部４６が設けられている。
【００３４】
なお、ＬＥＤ４４から照射される可視光を白色にすることで、食品１４の色に影響されることなく、光スペクトラム特性を得ることが出来る。
【００３５】
図５は異物検査機１０の電気的な構成の一例を示す図解図である。異物検査機１０は上述したコンピュータ４０を含む。また、コンピュータ４０には、表示部２８、ＬＥＤ制御部４２、２台のスペクトラムメータ４８、操作部５０、および出力ポート５２などが接続される。
【００３６】
コンピュータ４０は判定部とも呼ばれ、異物検査機１０の全体的な制御を司り、ＨＤＤ、メモリおよびプロセッサなどを含む。また、コンピュータ４０は、後述する２つのスペクトラムメータ４８から出力された２つの光スペクトラム特性のピーク位置に基づいて、食品１４に異物が混入しているかを判定する。
【００３７】
ＬＥＤ制御部４２には、８つのＬＥＤ４４が接続されている。たとえば、異物検査機１０の電源がオンにされると、ＬＥＤ制御部４２は、ＬＥＤ４４に電力を供給するとともに、各ＬＥＤ４４の光量が一定となるように制御する。
【００３８】
２台のスペクトラムメータ４８は、出力部として機能し、それぞれ４つの受光部４６が接続されている。また、スペクトラムメータ４８は、分光器またはスペクトラムアナライザーとも呼ばれ、４つの受光部４６によって受光された透過光が合成されたものから、光スペクトラム特性を出力する。さらに、このスペクトラムメータ４８は約２ｍｓｅｃ毎に光スペクトラム特性を出力する。そのため、ローラーコンベア１２によって搬送される食品１４からの透過光の光スペクトラム特性が各スペクトラムメータ４８から連続的に出力され、光スペクトラム特性がコンピュータ４０に入力される。
【００３９】
操作部５０は、図２に示す操作キー群２６を含み、キーが操作されたときに、キー情報をコンピュータ４０に入力する。
【００４０】
出力ポート５２からは検査結果が出力される。たとえば、出力ポート５２には除去バー１６が接続されており、検査結果に基づいて除去バー１６が動作する。
【００４１】
ここで、異物が含まれていない部分の光スペクトラム特性と異物が含まれている部分の光スペクトラム特性とでは、光の屈折率が異なるため第１ピーク位置が変化する。
【００４２】
そこで、本実施例では、連続的に出力される透過光の光スペクトラム特性において、第１ピーク位置の波長を全て記憶し、記憶した第１ピーク位置の波長の平均値を算出する。そして、その平均値を基準値とし、その基準値が示す第１波長と記憶した全ての第１ピーク位置の波長とを比較して、第１閾値よりも大きく変化している第１ピーク位置の波長が記憶されている場合、食品１４に異物が混入していると判定される。つまり、基準値に対する第１ピーク位置のズレが第１閾値よりも大きい場合に、食品１４に異物が混入していると判定される。
【００４３】
また、本実施例では、２つのスペクトラムメータ４８から光スペクトラム特性が出力されるが、２つの光スペクトラム特性において一方または両方で、基準値に対する第１ピーク位置のズレが第１閾値よりも大きい場合に、食品１４に異物が混入していると判定される。
【００４４】
なお、基準値は、検査する食品１４毎に算出されるため、本実施例の異物検査機１０では異物の混入を判定するための基準値は、検査物毎に予め決める必要はない。また、１つの検査物に対する基準値のキャリブレーション（またはチューニング）も必要ない。
【００４５】
図６は、ＬＥＤ４４の光スペクトラム特性のグラフである。このグラフは、１つのＬＥＤ４４に対して白（または灰色）の反射板を用いて、相対強度が飽和、つまり相対強度が計測可能な最大値を超えないように調整した状態で計測されたものである。また、グラフでは横軸が波長を示し、縦軸が相対強度を示す。
【００４６】
たとえば、波長は光源の種類や、可視光が照射される物体（検査物）によって変化し、相対強度は光（可視光、透過光）の強さによって変化する。本実施例では、透過光の強さ、つまり相対強度は、食品１４の厚さによって変化する。たとえば、食品１４の厚さが薄ければ透過光が強くなるため、相対強度も大きくなる。一方、食品１４の厚さが厚ければ透過光が弱くなるため、相対強度も小さくなる。
【００４７】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、ブランク状態の光スペクトラム特性のグラフである。本実施例におけるブランク状態とは、食品１４に異物が混入していない状態のことである。そして、図７（Ａ）、図７（Ｂ）のグラフは、異物が含まれていない食品１４に対して可視光を照射し、その食品１４からの透過光における光スペクトラム特性を示す。また、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す光スペクトラム特性では、相対強度は異なるがピーク位置の波長は同じである。これは、上述したように、可視光が照射され透過光を受光した位置における、食品１４の厚さが異なるためである。たとえば、図７（Ｂ）における光スペクトラム特性を計測した部分の厚さが、図７（Ａ）における光スペクトラム特性を促成した部分の厚さよりも薄いため、図７（Ｂ）における光スペクトラム特性のピーク位置の相対強度の方が大きい。
【００４８】
図８は、食品１４に異物が含まれているときの光スペクトラム特性のグラフである。図８において第１波形ｗ１は食品１４に異物が混入していないときの光スペクトラム特性を示し、第２波形ｗ２は食品１４に異物が混入しているときの光スペクトラム特性を示す。また、第１波形ｗ１の第１ピーク位置は基準値と略同じ波長である。一方、第２波形ｗ２の第１ピーク位置は、基準値の波長とは異なる。そして、第１波形ｗ１の第１ピーク位置（基準値）に対する第２波形ｗ２の第１ピーク位置のズレが第１閾値よりも大きいため、食品１４には異物が混入していると判定される。なお、図８に示す光スペクトラム特性と対応する食品１４に含まれている異物は、大きさが約２５ｍｍのプラスチック片である。
【００４９】
図９は約１５ｍｍのプラスチック片が混入している食品１４の光スペクトラム特性を示し、図１０は約５ｍｍのプラスチック片が混入している食品１４の光スペクトラム特性を示す。そして、いずれの光スペクトラム特性でも、第１波形ｗ１が示す基準値に対する第２波形ｗ２の第１ピーク位置のズレが第１閾値よりも大きい。そのため、食品１４に異物が混入していることが分かる。
【００５０】
このように、本実施例では、食品１４に対して可視光を照射し、連続的に出力される透過光の光スペクトラム特性のピーク位置のズレを利用することで異物を検出することが出来る。そして、異物の混入を判定するために可視光が利用されるため、特別な知識を有していない人間でも異物検査機１０を設置したり、管理したり、修理したりすることが出来る。そのため、導入およびメンテナンスにかかる費用が抑えられるので、異物検査機１０を容易に導入することが出来る。
【００５１】
次に、図１１は約１ｍｍ幅のブラシの毛が混入している食品１４の光スペクトラム特性を示す。この光スペクトラム特性では、第１波形ｗ１が示す基準値と第２波形ｗ２の第１ピーク位置は略一致している。この場合、第２ピーク位置の相対強度が第２閾値よりも大きいかが判断され、第２ピーク位置の相対強度が第２閾値よりも大きい場合に、食品１４に異物が混入していると判定される。つまり、第１ピーク位置のズレに基づいて異物が混入していないと判定された場合、第２ピーク位置の有無に基づいて異物が混入しているかが判定される。
【００５２】
たとえば、異物が混入していない食品１４の第１波形ｗ１には第２ピーク位置が生じていないが、異物が混入している食品１４の第２波形ｗ２では第２ピーク位置が生じている。本実施例では、第２ピーク位置の波長を第２波長し、第１ピーク位置の波長と同様に第２波長における相対強度は全て記憶される。そして、記憶した全ての相対強度から平均値を算出し、相対強度の平均値を所定倍にした値を第２閾値とする。
【００５３】
第１ピーク位置において第１閾値よりも大きいズレが生じていない場合は、第２閾値よりも相対強度が大きい第２ピーク位置が生じているかが判定される。そして、第２ピーク位置の相対強度が第２閾値よりも大きい場合は、食品１４に異物が混入していると判定される。
【００５４】
このように、第２ピーク位置を活用することで、判定の精度をより高くすることが出来る。
【００５５】
また、本実施例では、食品１４がローラーコンベア１２によって搬送されるため、ローラーの間から可視光を照射することが出来る。
【００５６】
そして、光源がＬＥＤ４４であるため、ハロゲンなどの光源に対して発光時の熱量が抑えられる。そのため、光源の熱によって食品１４に影響を与える心配をしなくても済む。
【００５７】
なお、他の実施例では、可視光は食品１４に対して垂直に照射されなくてもよい。また、食品１４は漬物だけに限らず、照射された可視光の透過光を得ることできる食品であれば、異物が混入していると判定することが出来る。また、異物検査機１０によって検査することが可能な検査物は食品１４だけに限られない。
【００５８】
また、本実施例の異物検査機１０では、プラスチック片（樹脂）やブラシの毛だけに限らず、ガラス、金属、鉱物（石）などの異物の混入も検出することが出来る。そのため、本実施例の異物検査機１０をラインに設置した場合、Ｘ線検査機および金属探知機など他の検査機が不要になる。
【００５９】
また、図示は省略したが、本実施例では、入口２４の付近に赤外線センサが設けられており、その赤外線センサによって食品１４が検出されると第１ピーク位置の波長などが記憶される。
【００６０】
また、本実施例では、ライン上のローラーコンベア１２を異物検査機１０のコンベアとして扱ったが、さらにその他の実施例では、異物検査機１０が専用のローラーコンベア１２を有していてもよい。この場合、既存のラインのベルトコンベアなどと異物検査機１０のローラーコンベア１２とが連動するように設けられる。
【００６１】
また、他の実施例では、ローラーコンベア１２に代えて、透明なベルトが採用されるベルトコンベアなどが搬送部として採用されてもよい。
【００６２】
また、その他の実施例では、１台のスペクトラムメータ４８に接続される受光部は、３台以下であってもよいし、５台以上であってもよい。また、各受光部４６によって受光された透過光のそれぞれから、光スペクトラム特性を求めるようにしてもよい。また、コンピュータ４０に接続されるスペクトラムメータ４８は、１台であってもよいし、３台以上であってもよい。
【００６３】
また、さらにその他の実施例では、第１ピーク位置のズレに基づく判定に関係なく、第２ピーク位置の有無に基づいて異物が混入しているかが判定されてもよい。さらに、他の実施例では、３つ以上のピーク位置を利用して異物の混入を判定してもよい。
【００６４】
また、その他の実施例では、除去バー１６は、異物検査機１０とは離れた位置に設けられてもよい。
【００６５】
また、上述の実施例では、閾値に対して「より大きい」の言葉を用いたが「閾値より大きい」とは「閾値以上」の意味も含まれる。
【００６６】
そして、本明細書中で挙げた、具体的な数値は、いずれも単なる一例であり、製品の仕様変更などに応じて適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    …  異物検査機
１２    …  ローラーコンベア
１４    …  食品
４０    …  コンピュータ
４４    …  ＬＥＤ
４６    …  受光部
４８    …  スペクトラムメータ
【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】
2016014556.tif 000008
【図７】
2016014556.tif 000009
【図８】
2016014556.tif 000010
【図９】
2016014556.tif 000011
【図１０】
2016014556.tif 000012
【図１１】
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