特開 2023-17660 検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023017660

(43)【公開日】2023-02-07

(54)【発明の名称】検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/22 20060101AFI20230131BHJP

   B07C 5/08 20060101ALI20230131BHJP

【ＦＩ】

G01N27/22 C

B07C5/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021122054

(22)【出願日】2021-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】000163501

【氏名又は名称】近江度量衡株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100191189

【弁理士】

【氏名又は名称】浅野 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100199761

【弁理士】

【氏名又は名称】福屋 好泰

(72)【発明者】

【氏名】アシェナフィ テセマ アベベ

【テーマコード（参考）】

2G060

3F079

【Ｆターム（参考）】

2G060AA08

2G060AF10

2G060AG07

2G060CB03

2G060CD02

2G060CD04

2G060EA07

2G060EB06

2G060KA09

2G060KA11

3F079AC06

3F079CA29

3F079CA37

3F079CB11

3F079CB21

3F079DA13

(57)【要約】

【課題】青果物を搬送しながら、青果物の静電容量を高精度に測定する。
【解決手段】単列搬送される青果物Ｗの搬送経路に設けられ、表面が導電性材料で形成された一対のローラー２１ａ，２１ｂと、前記一対のローラー２１ａ，２１ｂの間に前記青果物Ｗが搬送された時に、当該一対のローラー２１ａ，２１ｂの間の静電容量を測定する静電容量測定部と、を備える検査装置１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

単列搬送される青果物の搬送経路に設けられ、表面が導電性材料で形成された一対のローラーと、
前記一対のローラーの間に前記青果物が搬送された時に、当該一対のローラーの間の静電容量を測定する静電容量測定部と、
を備える検査装置。

【請求項2】

前記一対のローラーは、
前記青果物の搬送方向において上流側に配置される上流側ローラーと、
前記搬送方向において下流側に配置される下流側ローラーと、
を備える、請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記一対のローラーの間に搬送されてきた前記青果物を検出するセンサを備え、
前記静電容量計測部は、前記センサによって前記青果物が検出された時に前記静電容量を計測する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の検査装置。

【請求項4】

前記一対のローラー上の前記青果物の重量を計測する重量計測部を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、青果物を検査する検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、青果物の集出荷施設には、生産者によって搬入された青果物を等階級別に選別する選別装置と、選別された青果物を箱詰する箱詰装置と、が設けられている。当該選別装置は、青果物を搬送するコンベアと、青果物の搬送経路に設けられ、青果物の等階級を検査する検査装置と、等階級別に青果物を仕分ける仕分装置と、を備えている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載の選別装置が有する検査装置は、コンベアによる青果物の搬送速度を検出する速度検出手段と、コンベアの両側に配置された一対の測定電極と、速度検出手段によって検出された搬送速度と測定電極を介して測定された静電容量に基づいて青果物の階級を判定するコンピュータと、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－２０２４５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献に記載の技術は、一対の測定電極によって測定した静電容量と搬送速度に基づいて、青果物を搬送しながら階級を判定する技術であるが、青果物の搬送を阻害することのないよう、一対の測定電極の間隔を青果物の大きさ以上に設ける必要がある。しかし、このように一対の測定電極の間隔を十分に設けた結果、当該間隔の長さに比例して測定電極から出力される信号の出力レベルは微小になり、信号とノイズの区別が困難であり、精度の高い静電容量の測定が困難であった。

【0006】

そこで、本発明は、青果物を搬送しながら、青果物の静電容量を高精度に測定することができる検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するため、本発明の検査装置は、単列搬送される青果物の搬送経路に設けられ、表面が導電性材料で形成された一対のローラーと、前記一対のローラーの間に前記青果物が搬送された時に、当該一対のローラーの間の静電容量を測定する静電容量測定部と、を備えることを特徴とする。

【0008】

また、前記一対のローラーは、前記青果物の搬送方向において上流側に配置される上流側ローラーと、前記搬送方向において下流側に配置される下流側ローラーと、を備えることを特徴とする。

【0009】

さらに、前記一対のローラーの間に搬送されてきた前記青果物を検出するセンサを備え、前記静電容量計測部は、前記センサによって前記青果物が検出された時に前記静電容量を計測する、ことを特徴とする。

【0010】

さらにまた、前記一対のローラー上の前記青果物の重量を計測する重量計測部を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、青果物を搬送しながら、青果物の静電容量を高精度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る検査装置の側面図

【図2】上記検査装置の平面図

【図3】上記検査装置の前面図

【図4】上記検査装置のブロック図

【図5】上記検査装置の静電容量検出ユニットの変形例であり、（ａ）当該変形例の側面図、（ｂ）当該変形例の一対のローラーの前面図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る検査装置を説明する。

【0014】

図１に示すように、本実施形態に係る検査装置１は、青果物Ｗを検査する装置であり、青果物の集出荷施設内の選別装置において、青果物Ｗを単列搬送する搬送経路に設けられている。当該搬送経路は、搬送方向が同一方向に向くように直列的に配置された上流コンベア２と下流コンベア３により形成されている。本実施形態の上流コンベア２および下流コンベア３としては、搬送対象である青果物Ｗよりも幅広いベルトを備えるベルトコンベアが用いられているが、ベルトコンベアに限られず、青果物Ｗを単列搬送するローラーコンベア等であっても構わない。このような上流コンベア２と下流コンベア３の間に検査装置１が配置されている。

【0015】

検査装置１は、静電容量検出ユニット２０と、重量検出ユニット３０と、コンピュータ４０（図４）と、を備え、静電容量検出ユニット２０と重量検出ユニット３０がコンピュータ４０に電気的に接続されている。

【0016】

静電容量検出ユニット２０は、搬送されてきた青果物Ｗの静電容量を個別に検出するためのユニットであり、一対のローラー２１ａ，２１ｂを備えている。一対のローラー２１ａ，２１ｂは、静電容量を検出するための電気信号を青果物Ｗに与える電極として機能するものであり、図２に示すように、円柱形状の本体部２１１ａ，２１１ｂと、本体部２１１ａ，２１１ｂを回転させる回転軸２１２ａ，２１２ｂと、を備えている。本体部２１１ａ，２１１ｂは、青果物Ｗの搬送方向に対して直交する水平方向に延在しており、上記コンベア２，３のベルト幅よりも若干長く形成されている。回転軸２１２ａ，２１２ｂは、搬送方向に直交する水平方向に延在しており、その両端部が本体部２１１ａ，２１１ｂから突出するように、本体部２１１ａ，２１１ｂの中心に挿通されている。

【0017】

このような、一対のローラー２１ａ，２１ｂは、図１に示すように、青果物Ｗの搬送方向において上流側に配置された上流側ローラー２１ａと、青果物Ｗの搬送方向において下流側に配置された下流側ローラー２１ｂと、が並列的に配置された態様となっている。本実施形態では、上流側ローラー２１ａは上流コンベア２より若干低い位置に設けられており、下流側ローラー２１ｂは上流側ローラー２１ａより若干低い位置に設けられている。また、当該下流側ローラー２１ｂよりも若干低い位置に下流コンベア３が配置されている。すなわち、上流コンベア２、上流側ローラー２１ａ、下流側ローラー２１ｂ、及び下流コンベア３が、この順に、徐々に高さが低くなるように設けられている。各ローラー２１ａ，２１ｂの回転軸２１２ａ，２１２ｂは、不図示のギアを介してモータによって回転駆動される。回転軸２１２ａ，２１２ｂが回転することにより、上流コンベア２から搬送されてきた青果物Ｗが、上流側ローラー２１ａおよび下流側ローラー２１ｂを経て下流コンベア３へと移動する。

【0018】

ここで、各ローラー２１ａ，２１ｂの表面は、導電性の材料によって形成されている。本実施形態では、本体部２１１ａ，２１１ｂの表面の全面が導電性シートで覆われているが、本体部２１１ａ，２１１ｂそのものを金属などの導電性の材料で構成しても構わない。図２および図３に示すように、静電容量検出ユニット２０は、各ローラー２１ａ，２１ｂの表面に当接する小型の金属ローラー２２ａ，２２ｂを備えている。上流側ローラー２１ａの前方に配置された金属ローラー２２ａは、上流側ローラー２１ａの回転に従って回転するように金属製の支持アーム２３ａに軸支されており、当該支持アーム２３ａを介して、測定回路２４（図４）のグランドに電気的に接続されている。下流側ローラー２１ｂの後方に配置された金属ローラー２２ｂは、下流側ローラー２１ｂの回転に従って回転するように金属製の支持アーム２３ｂに軸支されており、当該支持アーム２３ｂを介して、測定回路２４（図４）の入力に配線接続されている。

【0019】

図４に示すように、測定回路２４は、上流側ローラー２１ａと下流側ローラー２１ｂの間に生じる静電容量を測定する回路であって、その電気出力はアナログ－デジタル変換回路２５（以下、ＡＤＣ２５）に入力される。ＡＤＣ２５は、測定回路２４から入力された電気信号をデジタル信号へと変換し、コンピュータ４０に入力する。コンピュータ４０は、ＡＤＣ２５から入力されたデジタル信号に基づいて青果物Ｗの静電容量を測定する。ここで、青果物Ｗの静電容量は、青果物Ｗが一対のローラー２１ａ，２１ｂの間にある時と無い時の静電容量の差を求めることで算出される。このように測定回路２４、ＡＤＣ２５、及びコンピュータ４０は、青果物Ｗの静電容量を測定する静電容量測定部として機能している。

【0020】

図２および図３に示すように、上記一対のローラー２１ａ，２１ｂは、それぞれが静電容量検出ユニット２０の支持部材２６に軸支されている。本実施形態の支持部材２６は、コ型に形成された金具であり、当該金具の両端部に各ローラー２１ａ，２１ｂの回転軸２１２ａ，２１２ｂが架設されている。当該支持部材２６は、静電容量検出ユニット２０の水平プレート２７上に設けられている。水平プレート２７は、水平方向に延在する金属製のプレートであり、その中央部分に上記の支持部材２６が接合されている。

【0021】

静電容量検出ユニット２０は光電センサ１０を備えている。光電センサ１０は、一対のローラー２１ａ，２１ｂの間に搬送されてきた青果物Ｗを検出するセンサであって、本実施形態では、赤外線を発光する発光ユニット１０ａと、当該赤外線を受光する受光ユニット１０ｂと、を備えている。発光ユニット１０ａおよび受光ユニット１０ｂは、一対のローラー２１ａ，２１ｂの各側方（右側と左側）において対向配置されている。発光ユニット１０ａから受光ユニット１０ｂに向かって照射された赤外線は、一対のローラー２１ａ，２１ｂの間に進入した青果物Ｗによって遮断される。図４に示すように、受光ユニット１０ｂの出力はコンピュータ４０へと接続されており、発光ユニット１０ａからの赤外線を受光しているときはオン信号を出力し、青果物Ｗによって赤外線が遮断された場合にはオフ信号を出力する。コンピュータ４０は、受光ユニット１０ｂからの入力をポーリングすることで、一対のローラー２１ａ，２１ｂ間における青果物Ｗの有無を判定する。

【0022】

図１および図３に示すように、上記の静電容量検出ユニット２０の下方には重量検出ユニット３０が設けられている。重量検出ユニット３０は、搬送されてきた青果物Ｗの重量を検出するユニットであり、ロードセル３１を備えている。ロードセル３１は、青果物Ｗの重さを検出する重量検出部として機能するものであり、水平に延在するベースプレート３２上に配置されている。当該ロードセル３１は、一対のローラー２１ａ，２１ｂを通過する青果物Ｗの重さに起因して生じる歪を電気信号として出力する。ロードセル３１から出力された電気信号は、図４に示すように、ＡＤＣ３３へと入力され、ＡＤＣ３３によってデジタル信号へと変換されて、コンピュータ４０へと入力される。コンピュータ４０は、ＡＤＣ３３から入力されたデジタル信号に基づいて青果物Ｗの重量を測定する。青果物Ｗの重量は、青果物Ｗが一対のローラー２１ａ，２１ｂ上にある時と無いときの重量差を求めることで算出される。このように、ＡＤＣ３３およびコンピュータ４０は、青果物Ｗの重量を測定する重量測定部として機能している。

【0023】

コンピュータ４０は、上記の通り光電センサ１０と電気的に接続されており、且つ、ＡＤＣ２５，３３を介して静電容量の測定回路２４およびロードセル３１と接続されている。コンピュータ４０は、制御プログラムが予め記憶されたメモリ（不図示）と、ＣＰＵ（不図示）と、を備えており、当該ＣＰＵは制御プログラムを実行することで、一対のローラー２１ａ，２１ｂ間に搬送されてきた青果物の静電容量および重量を測定する。

【0024】

具体的には、コンピュータ４０のＣＰＵは、光電センサ１０からの入力信号をポーリングして、当該入力信号に基づいて、一対のローラー２１ａ，２１ｂ間における青果物Ｗの有無を判定する。具体的には、入力信号がオン信号の場合には、一対のローラー２１ａ，２１ｂ間に青果物Ｗは無いと判定し、入力信号がオフ信号の場合には一対のローラー２１ａ，２１ｂ間に青果物Ｗが跨って存在していると判定する。

【0025】

コンピュータ４０のＣＰＵは、光電センサ１０からの入力信号に基づいて、一対のローラー２１ａ，２１ｂ間に青果物Ｗが無いと判断した場合には、測定回路２４に接続されているＡＤＣ２５の出力を取得することで、青果物Ｗがない状態における静電容量（基準静電容量）を測定する。一方、コンピュータ４０のＣＰＵは、光電センサ１０からの入力信号に基づいて、一対のローラー２１ａ，２１ｂ間に跨って青果物Ｗがあると判断した場合には、ＡＤＣ２５の出力を取得することで、青果物Ｗがある状態における静電容量（変動静電容量）を測定する。そして、ＣＰＵは、変動静電容量と基準静電容量の差分を算出することで、青果物Ｗの静電容量を特定する。

【0026】

また、コンピュータ４０のＣＰＵは、光電センサ１０からの入力信号に基づいて、一対のローラー２１ａ，２１ｂの間に青果物Ｗが無いと判断した場合には、ロードセル３１に接続されているＡＤＣ３３の出力を取得することで、青果物Ｗがない状態における重量（基準重量）を測定する。一方、コンピュータ４０のＣＰＵは、光電センサ１０からの入力信号に基づいて、一対のローラー２１ａ，２１ｂの間に青果物Ｗがあると判断した場合には、ＡＤＣ３３の出力を取得することで、青果物Ｗがある状態における重量（変動重量）を測定する。そして、ＣＰＵは、変動重量と基準重量の差分を算出することで、青果物Ｗの重量を特定する。

【0027】

本実施形態では、測定された青果物Ｗの静電容量と重量に基づいて、青果物Ｗの密度を算出し、算出した密度の値によって、青果物Ｗの内部品質を判定している。具体的には、静電容量と体積との関係を予め定めた検量線に基づいて、静電容量から体積を算出し、測定した重量に対して算出した体積の逆数を乗じることで密度を算出する。

【0028】

ここで、本実施形態の検査装置１を、例えば、ジャガイモの内部品質を検査する装置として用いた場合には、算出された密度が一定値以下の場合には、内部に空洞が存在する、又はデンプンが少ないものとして、規格外品として判定される。また、例えば、トマトの内部品質を検査する装置として用いた場合には、算出された密度が一定値以下の場合には、内部に空洞が存在するものとして等級が判定される。また、例えば、みかんの内部品質を検査する装置として用いた場合には、算出された密度が一定値以下の場合には、浮皮状態にあるものとして規格外品として判定される。また、例えば、たまねぎの内部品質を検査する装置として用いた場合には、算出された密度が一定値以上の場合には、内部品質に問題があるものとして規格外品として判定される。

【0029】

本実施形態の検査装置１によれば、一対のローラー２１ａ，２１ｂの表面が、静電容量を測定するための測定電極として機能している。よって、搬送されてきた青果物Ｗが一対のローラー２１ａ，２１ｂの表面に接触した時に静電容量を測定することで、青果物Ｗの静電容量を高精度に測定することができる。

【0030】

上記本発明の実施形態を説明したが、実施形態は上記の態様に限定されず、下記のように変形した態様であっても構わない。

【0031】

［変形例１］
上記実施形態では、一対のローラー２１ａ，２１ｂの本体部２１１ａ，２１１ｂにおいて、その表面の全面が導電性の材料によって形成されているが、青果物Ｗが通過する部分のみが導電性の材料によって形成されても構わない。

【0032】

［変形例２］
上記実施形態の一対のローラー２１ａ，２１ｂは同じ回転速度で回転しているが、一対のローラー２１ａ，２２ｂの回転速度は異なっていても構わない。例えば、上流側ローラー２１ａの回転速度が下流側ローラー２１ｂの回転速度よりも遅く設定されていても構わない。このように回転速度が異なるよう設定することで、一対のローラー２１ａ，２１ｂ上において青果物Ｗが自転し続けることを防止することができる。

【0033】

［変形例３］
上記実施形態では、一対のローラー２１ａ，２１ｂの各側方に対向配置した光電センサ１０によって、青果物Ｗが搬送されてきたことを検出しているが、当該光電センサ１０は一対のローラー２１ａ，２１ｂの上下に対向配置しても構わない。

【0034】

［変形例４］
上記実施形態では、光電センサ１０を用いて青果物Ｗを検出しているが、一対のローラー２１ａ，２１ｂ上に設けられたカメラを用いて青果物Ｗを検出しても構わない。当該カメラを用いた態様では、カメラはコンピュータ４０と通信可能に設けられており、カメラによって生成された撮像画像がコンピュータ４０へと入力される。コンピュータ４０は、カメラから撮像画像を取得すると、当該撮像画像を解析して、一対のローラー２１ａ，２１ｂに搬送されてきた青果物を検出することができる。

【0035】

［変形例５］
ロードセル３１は、１つに限られず、複数であっても構わない。この変形態様の検査装置は、複数のロードセルの出力信号を平均化する平均回路を設け、当該回路の出力信号がＡＤＣに入力される。これにより、検査装置１に進入した青果物Ｗの重量が各ロードセルに分散されるので、各ロードセルの測定レンジを小さくすることができ、その分、分解能が細かいロードセルを用いることができるので、青果物の重さをより精密に測定することができる。

【0036】

［変形例６］
上記実施形態では、各ローラー２１ａ，２１ｂが青果物Ｗの搬送方向において前後（上流側および下流側）に配置されているが、図５に示すように、一対のローラー２１ｃ，２１ｄは青果物Ｗの搬送方向に対して左右（搬送経路の両サイド）に配置しても構わない。当該変形態様における一対のローラー２１ｃ，２１ｄの各々は、円錐台形状の本体部２１１ｃ，２１１ｄを備えており、当該本体部の平面（小さな円形の面）が対向するように配置されている。一対のローラー２１ｃ，２１ｄの各々は、搬送方向に直交する水平な回転軸２１２に取り付けられており、当該回転軸２１２の回転に伴って、回転する。このような一対のローラー２１ｃ，２１ｄに対して上流コンベア２から青果物Ｗが運ばれてくると、一対のローラー２１ｃ，２１ｄの各々の傾斜面に跨って青果物Ｗが配置され、一対のローラー２１ｃ，２１ｄの回転によって、当該青果物Ｗが下流コンベア３に向かって搬送される。ここで、一対のローラー２１ｃ，２１ｄの各々の表面は実施形態と同様に導電性の材料で形成されており、一対のローラー２１ｃ，２１ｄが有する側部２１３ｃ，２１３ｄに当接する小型ローラー２２ｃ，２２ｄによって、それぞれが測定回路２４の端子へと配線接続されている。なお、上記の実施形態と同様に一対のローラー２１ｃ，２１ｄは重量検出ユニット３０によって支持されている。

【符号の説明】

【0037】

１ 検査装置
２ 上流コンベア
３ 下流コンベア
１０ 光電センサ
２０ 静電容量検出ユニット
２１ａ 上流側ローラー
２２ｂ 下流側ローラー
Ｗ 青果物
３０ 重量検出ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】