特開 2023-46064 光学式選別機

(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】P2023046064

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】光学式選別機

(51)【国際特許分類】

   B07C 5/342 20060101AFI20230327BHJP

【ＦＩ】

B07C5/342

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021154758

(22)【出願日】2021-09-22

(71)【出願人】

【識別番号】000001812

【氏名又は名称】株式会社サタケ

(74)【代理人】

【識別番号】110003052

【氏名又は名称】弁理士法人勇智国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】角谷 亮

(72)【発明者】

【氏名】宮本 知幸

【テーマコード（参考）】

3F079

【Ｆターム（参考）】

3F079AC13

3F079AC19

3F079CA32

3F079CA41

3F079CB33

3F079CB34

3F079CC03

3F079DA06

(57)【要約】

【課題】 多段式の光学式選別機において、巻き添え除去に関する制御を改善する。
【解決手段】 光学式選別機は、移送中の被選別物に光を照射するように構成された光源と、光源から照射され、被選別物に関連付けられた光を検出するように構成された光学センサと、流体を噴射するためのノズルを有し、光学センサによって取得された信号に基づいて決定される特定の被選別物に対してノズルから流体を噴射して、被選別物を選別するように構成された選別装置と、を備えている。光学式選別機は、光源、光学センサおよび選別装置によって光学的な選別を行うように各々構成されたＮ次（Ｎは２以上の整数）の選別系統を備えている。Ｎ次の選別系統のうちの少なくとも二つの選別系統は、選別装置による特定の被選別物に対する流体の噴射範囲に影響を与える設定が互いに異なるように動作可能に構成される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学式選別機であって、
移送中の被選別物に光を照射するように構成された光源と、
前記光源から照射され、前記被選別物に関連付けられた光を検出するように構成された光学センサと、
流体を噴射するためのノズルを有し、前記光学センサによって取得された信号に基づいて決定される特定の被選別物に対して前記ノズルから前記流体を噴射して、前記被選別物を選別するように構成された選別装置と
を備え、
前記光学式選別機は、前記光源、前記光学センサおよび前記選別装置によって光学的な選別を行うように各々構成されたＮ次（Ｎは２以上の整数）の選別系統を備え、
前記Ｎ次の選別系統のうちの少なくとも二つの選別系統は、前記選別装置による前記特定の被選別物に対する前記流体の噴射範囲に影響を与える設定が互いに異なるように動作可能に構成された
光学式選別機。

【請求項2】

請求項１に記載の光学式選別機であって、
（ｉ）前記流体の噴射範囲に影響を与える設定が、前記流体の噴射圧力の設定を含むことと、 （ｉｉ）前記流体の噴射範囲に影響を与える設定が前記流体の噴射期間の設定を含むことと、
（ｉｉｉ）前記ノズルが、前記流体を選択的に噴射可能な複数の開口であって、前記被選別物の移送方向に交差する方向である交差方向に配列された複数の開口を備え、
前記複数の開口の各々には、前記交差方向における前記被選別物の各検出位置に関しての噴射担当範囲が対応付けられており、
前記流体の噴射範囲に影響を与える設定が前記噴射担当範囲の設定を含むことと、
（ｉｖ）前記流体の噴射範囲に影響を与える設定が前記ノズルの構造を含むことと
のうちの少なくとも一つを満たす
光学式選別機。

【請求項3】

請求項２に記載の光学式選別機であって、
少なくとも、（ｉ）前記流体の噴射範囲に影響を与える設定が前記流体の噴射圧力の設定を含むことを満たし、
前記選別装置は、前記ノズルに供給される前記流体の圧力を調節するように構成された圧力調整弁を前記Ｎ次の選別系統ごとに個別に備える
光学式選別機。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光学式選別機であって、
前記光学式選別機は、前記Ｎ次の選別系統として、少なくとも１次選別系統および２次選別系統を備え、
前記光学式選別機は、前記被選別物を、第１の品質を有する第１品質物と、前記第１の品質とは異なる第２の品質を有する第２品質物と、に選別するように構成され、
前記光学式選別機は、さらに、
前記１次選別系統において、前記信号に基づいて前記第２品質物と判定された被選別物に対して前記流体を噴射することで、前記被選別物が、前記流体を噴射されなかった第１の被選別物群と、前記流体を噴射された第２の被選別物群と、に選別され、前記第１の被選別物群が前記１次選別系統から前記第１品質物として排出され、前記第２の被選別物群が前記２次選別系統に投入され、
前記２次選別系統において、前記信号に基づいて前記第２品質物と判定された被選別物に対して前記流体を噴射することで、前記第２の被選別物群が、前記流体を噴射されなかった第３の被選別物群と、前記流体を噴射された第４の被選別物群と、に選別され、前記第３の被選別物群が前記１次選別系統に再投入される
ように構成され、
前記１次選別系統における前記流体の噴射範囲が、前記２次選別系統における前記流体の噴射範囲よりも広くなるか、または、広くなる頻度が増加するように、前記流体の噴射範囲に影響を与える設定が設定された
光学式選別機。

【請求項5】

請求項４に記載の光学式選別機であって、
前記光学式選別機は、前記Ｎ次の選別系統として、さらに、３次選別系統を備え、
前記光学式選別機は、
前記第４の被選別物群が前記３次選別系統に投入され、
前記３次選別系統において、前記信号に基づいて前記第１品質物と判定された被選別物に対して前記流体を噴射することで、前記第４の被選別物群が、前記流体を噴射されなかった第５の被選別物群と、前記流体を噴射された第６の被選別物群と、に選別され、前記第５の被選別物群が前記３次選別系統から前記第２品質物として排出され、前記第６の被選別物群が前記２次選別系統に再投入される
ように構成され、
前記１次選別系統における前記流体の噴射範囲が、前記２次選別系統および前記３次選別系統における前記流体の噴射範囲よりも広くなるか、または、広くなる頻度が増加するように、前記流体の噴射範囲に影響を与える設定が設定された
光学式選別機。

【請求項6】

請求項４に記載の光学式選別機であって、
前記光学式選別機は、前記第４の被選別物群が前記２次選別系統から前記第２品質物として排出されるように構成された
光学式選別機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は光学式選別機における選別技術に関する。

【背景技術】

【0002】

被選別物に光源から光を照射した際に光学センサによって得られる光情報を使用して、被選別物に含まれる不良品を判別して除去する光学式選別機（以下、単に選別機と呼ぶ）が従来から知られている。この種の選別機では、光学センサによって得られた光情報（例えば、色階調値）は閾値と比較され、その比較結果に基づいて、被選別物が良品であるか、それとも、不良品であるかが判定される。次いで、良品と判定された被選別物と、不良品と判定された被選別物と、のうちの一方にエアが噴射される。これによって、被選別物が良品と不良品とに選別される。

【0003】

このような選別機は、多段階の選別を実施可能に構成されることがある（以下、多段式選別機とも呼ぶ）。例えば、下記の特許文献１は、２段階の選別を実施可能な選別機を開示している。具体的には、１次選別系統では、不良品と判定された被選別物に対してエアが噴射され、１次選別系統から良品として排出される被選別物は、良品として回収され、１次選別系統から不良品として排出される被選別物は、２次選別系統に投入される。２次選別系統では、不良品と判定された被選別物に対してエアが噴射され、２次選別系統から良品として排出される被選別物は、良品として回収され、２次選別系統から不良品として排出される被選別物は、不良品として回収される。

【0004】

この選別機によれば、良品として回収されるべき被選別物が１次選別系統において巻き添え除去によって不良品に混入しても、当該巻き添え除去された良品を、２次選別系統での再選別によって最終的には良品として回収できる。したがって、単一の選別系統しか有していない選別機と比べて良品の純度を低下させることなく、歩留りを向上させることができる。なお、巻き添え除去とは、除去すべき被選別物に対してエアを噴射した際に、当該除去すべき被選別物に隣接して存在する被選別物が一緒に除去されることである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６０－２４１９７９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記の特許文献１の技術では、２次選別系統において不良品と一緒に巻き添え除去された良品は、不良品として回収されることになる。このため、依然として、巻き添え除去に関する制御のさらなる改善が求められる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

【0008】

本発明の第１の形態によれば、光学式選別機が提供される。この光学式選別機は、移送中の被選別物に光を照射するように構成された光源と、光源から照射され、被選別物に関連付けられた光を検出するように構成された光学センサと、流体を噴射するためのノズルを有し、光学センサによって取得された信号に基づいて決定される特定の被選別物に対して流体からエアを噴射して、被選別物を選別するように構成された選別装置と、を備えている。光学式選別機は、光源、光学センサおよび選別装置によって光学的な選別を行うように各々構成されたＮ次（Ｎは２以上の整数）の選別系統を備えている。Ｎ次の選別系統のうちの少なくとも二つの選別系統は、選別装置による特定の被選別物に対する流体の噴射範囲に影響を与える設定が互いに異なるように動作可能に構成される。

【0009】

「被選別物に関連付けられた光」とは、被選別物で反射した光である反射光であってもよいし、被選別物を透過した光である透過光であってもよいし、あるいは、反射光と透過光との両方であってもよい。あるいは、反射光および／または透過光に代えて、または、加えて、「被選別物に関連付けられた光」には、蛍光物質を含む被選別物に光を照射した際に蛍光発光によって生じた光が含まれ得る。

【0010】

特定の被選別物に対する流体の「噴射範囲」とは、ある瞬間において流体が噴射される範囲に限らず、移送中の被選別物とともに移動する座標系における範囲を意味する。例えば、移送中の被選別物と、流体が噴射される領域と、の相対的な位置関係は、被選別物の移送に伴って刻々と変化するが、被選別物とともに移動する座標系において流体が一瞬でも当たる座標領域の全体が被選別物に対する流体の「噴射範囲」となり得る。

【0011】

この光学式選別機は、Ｎ次の選別系統間のうちの少なくとも二つの選別系統間で、流体の噴射範囲に影響を与える設定が異なるように動作できる。流体の噴射範囲が広いほど、巻き添え除去の発生確率は大きくなるので、このような動作は、各選別系統を通じた被選別物の流れにおける巻き添え除去の発生確率を選別系統ごとに適切に制御できることを意味している。したがって、所望の選別精度や歩留りを達成しやすい。例えば、被選別物を良品と不良品とに選別する場合には、各選別系統を通じた被選別物の流れの中で最後に不良品に対して流体を噴射する工程を有する選別系統についての流体の噴射範囲を相対的に狭く設定すれば、当該選別系統において良品が不良品とともに巻き添え除去されることが抑制される。つまり、不良品として最終的に回収される被選別物に良品が混入することが抑制される。このため、流体の噴射範囲に影響を与える設定が各選別系統間で同一である従来の光学式選別機と比べて、光学式選別機全体として良品の巻き添え除去の量をいっそう低減し、歩留りを向上させることができる。

【0012】

本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、流体の噴射範囲に影響を与える設定は、流体の噴射圧力の設定を含む。流体の噴射圧力が高いほど、噴射された流体が広範囲に広がる。換言すれば、流体の噴射圧力が高いほど、流体の影響範囲（被選別物の軌道を変えることができる程度に、噴射流体による力を被選別物に対して作用できる範囲）は広くなる。したがって、この形態によれば、流体の噴射範囲を容易に制御できる。

【0013】

本発明の第３の形態によれば、第２の形態において、選別装置は、ノズルに供給される流体の圧力を調節するように構成された圧力調整弁をＮ次の選別系統ごとに個別に備えている。この形態によれば、Ｎ次の選別系統の各々に圧力調整弁が個別に設けられるので、Ｎ次の選別系統ごとに流体の噴射圧力を所望の値に容易に制御できる。

【0014】

本発明の第４の形態によれば、第１ないし第３のいずれかの形態において、流体の噴射範囲に影響を与える設定は、流体の噴射期間の設定を含む。流体の噴射期間が長いほど、移送中の被選別物とともに移動する座標系における流体の噴射範囲は、被選別物の移送方向に広くなる。したがって、この形態によれば、流体の噴射範囲を容易に制御できる。

【0015】

本発明の第５の形態によれば、第１ないし第４のいずれかの形態において、ノズルは、流体を選択的に噴射可能な複数の開口を備えている。複数の開口は、被選別物の移送方向に交差する方向である交差方向に配列される。複数の開口の各々には、交差方向における被選別物の各検出位置に関しての噴射担当範囲が対応付けられている。流体の噴射範囲に影響を与える設定は、噴射担当範囲の設定を含む。そのような噴射担当範囲は、例えば、少なくとも二つの選別系統の一方において、隣接する開口同士でオーバラップするように設定され、他方において、隣接する開口同士でオーバラップしないように設定されてもよい。この設定によれば、オーバラップしている噴射担当領域において特定の被選別物が検出された場合には、オーバラップしていない噴射担当領域において特定の被選別物が検出された場合と比べて、特定の被選別物に対して、より多数の開口から流体が噴射されることになる。このことは、流体の噴射範囲が交差方向に拡張されることを意味している。あるいは、噴射担当範囲は、少なくとも二つの選別系統の一方において、隣接する開口同士でオーバラップするように設定され、他方において、隣接する開口同士で、一方の選別系統よりも狭い範囲でオーバラップするように設定されてもよい。これらの例示的な設定によれば、より多数の開口から流体が噴射される事象（換言すれば、流体の噴射範囲が拡張される事象）の発生確率（発生頻度）が、少なくとも二つの選別系統間で異なることになる。そして、流体の噴射範囲の拡張は、巻き添え除去の発生確率が高まることを意味する。したがって、本形態によっても、巻き添え除去の発生確率を制御可能である。

【0016】

本発明の第６の形態によれば、第１ないし第５のいずれかの形態において、光学式選別機は、流体の噴射範囲に影響を与える設定を変更可能に構成されたコントローラを備えている。この形態によれば、ユーザは、被選別物の性状（例えば、比重）に応じて、あるいは、求められる選別精度および／または歩留りに応じて、流体の噴射範囲に影響を与える設定を変更できる。このため、ユーザの利便性および光学式選別機の汎用性が向上する。

【0017】

本発明の第７の形態によれば、第１ないし第６のいずれかの形態において、流体の噴射範囲に影響を与える設定は、ノズルの構造を含む。この形態によれば、流体の噴射範囲を容易に制御できる。

【0018】

本発明の第８の形態によれば、第１ないし第７のいずれかの形態において、光学式選別機は、Ｎ次の選別系統として、少なくとも１次選別系統および２次選別系統を備えている。光学式選別機は、被選別物を、第１の品質を有する第１品質物と、第１の品質とは異なる第２の品質を有する第２品質物と、に選別するように構成される。光学式選別機は、さらに、１次選別系統において、信号に基づいて第２品質物と判定された被選別物に対して流体を噴射することで、被選別物が、流体を噴射されなかった第１の被選別物群と、流体を噴射された第２の被選別物群と、に選別され、第１の被選別物群が１次選別系統から第１品質物として排出され、第２の被選別物群が２次選別系統に投入されるように構成される。光学式選別機は、さらに、前記２次選別系統において、前記信号に基づいて前記第２品質物と判定された被選別物に対して前記流体を噴射することで、前記第２の被選別物群が、前記流体を噴射されなかった第３の被選別物群と、前記流体を噴射された第４の被選別物群と、に選別され、第３の被選別物群が１次選別系統に再投入されるように構成される。１次選別系統における流体の噴射範囲が、２次選別系統における流体の噴射範囲よりも広くなるか、または、広くなる頻度が増加するように、流体の噴射範囲に影響を与える設定が設定される。この形態によれば、所望の選別精度と歩留りとを容易に両立させることができる。ここでの「品質」とは、個々の被選別物の望ましい性状（あるいは、望ましくない性状）に関しての優劣の程度であってもよい。このような「品質」には、不良の深刻さの程度や、不良部分の大きさの程度が含まれ得る。第２の品質は、第１の品質よりも劣っていてもよい。例えば、第１品質物が良品であり、第２品質物が不良品である場合、１次選別系統では、不良品に対する流体の噴射範囲が相対的に広いか、または、広くなる頻度が相対的に高いので、不良品を確実に除去することができ、１次選別系統から排出される良品の純度が高くなる。さらに、第３の被選別物群（換言すれば、２次選別系統から良品として排出される被選別物）は１次選別系統に再投入されるので、良品として回収されるべき被選別物が１次選別系統において巻き添え除去によって第２の被選別群（換言すれば、１次選別系統から不良品として排出される被選別物）に混入しても、当該巻き添え除去された良品を、２次選別系統での再選別によって最終的には良品として回収できる。このため、光学式選別機全体として、歩留りが向上する。しかも、２次選別系統では、不良品に対する流体の噴射範囲が相対的に狭いか、または、広くなる頻度が相対的に低いので、良品が不良品とともに巻き添え除去されることが抑制される。このため、１次選別系統に再投入される第３の被選別物群に含まれる良品の量が増加し、歩留りをさらに向上できる。また、２次選別系統では、１次選別系統に比べて不良品の除去の確実性が低下するものの（第３の被選別物群に不良品が混入する確率が高まるものの）、第３の被選別物群は、純度の高い良品を回収できる１次選別系統に再投入されるので、光学式選別機全体として、良品の純度を良好に確保できる。したがって、良品の純度の向上と、歩留りの向上と、を両立させることができる。

【0019】

本発明の第９の形態によれば、第８の形態において、光学式選別機は、Ｎ次の選別系統として、さらに、３次選別系統を備えている。光学式選別機は、第４の被選別物群が３次選別系統に投入されるように構成される。光学式選別機は、さらに、３次選別系統において、信号に基づいて第１品質物と判定された被選別物に対して流体を噴射することで、第４の被選別物群が、流体を噴射されなかった第５の被選別物群と、流体を噴射された第６の被選別物群と、に選別され、第５の被選別物群が３次選別系統から第２品質物として排出され、第６の被選別物群が２次選別系統に再投入されるように構成される。１次選別系統における流体の噴射範囲が、２次選別系統および３次選別系統における流体の噴射範囲よりも広くなるか、または、広くなる頻度が増加するように、流体の噴射範囲に影響を与える設定が設定される。この形態によれば、選別精度の向上と歩留りの向上とを、さらに高いレベルで両立させることができる。具体的には、例えば、第２の品質が第１の品質よりも劣っており、第１品質物が良品であり、第２品質物が不良品である場合、第６の被選別物群（換言すれば、３次選別系統から良品として排出された被選別物）は、２次選別系統に再投入され、最終的に１次選別系統から良品として回収されるので、歩留りをさらに向上させることができる。また、３次選別系統では、不良品に対する流体の噴射範囲が相対的に狭いか、または、広くなる頻度が相対的に低いので、不良品が良品とともに巻き添え除去されることが抑制される。このため、良品の純度を高めることができる。しかも、不良品が良品とともに巻き添え除去されて、２次選別系統に再投入され、２次選別系統と３次選別系統との間でループすることを抑制できる。

【0020】

本発明の第１０の形態によれば、第８の形態において、光学式選別機は、第４の被選別物群が２次選別系統から第２品質物として排出されるように構成される。この形態によれば、簡素な構成で、第８の形態と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】不良品混入率が低い場合の、第１実施形態による光学式選別機における被選別物の流れの一例を示すブロック図である。

【図2】１次ないし３次選別系統の概略構成を示す模式図である。

【図3】シュート、光源、光学センサおよびノズルの、米の移送方向に交差する方向における位置関係を示す模式図である。

【図4】選別装置の概略構成の一例を示すブロック図である。

【図5】不良品混入率が中程度である場合の、第１実施形態による光学式選別機における被選別物の流れの一例を示すブロック図である。

【図6】不良品混入率が高い場合の、第１実施形態による光学式選別機における被選別物の流れの一例を示すブロック図である。

【図7】ノズルの各開口の噴射担当範囲の設定の一例を示す模式図である。

【図8】ノズルの各開口の噴射担当範囲の設定の一例を示す模式図である。

【図9】不良品混入率が低い場合の、第２実施形態による光学式選別機における被選別物の流れの一例を示すブロック図である。

【図10】不良品混入率が中程度である場合の、第２実施形態による光学式選別機における被選別物の流れの一例を示すブロック図である。

【図11】不良品混入率が高い場合の、第２実施形態による光学式選別機における被選別物の流れの一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は、不良品混入率が低い（例えば、１０％以下）場合における、第１実施形態による光学式選別機（以下、単に選別機と呼ぶ）１０における被選別物９０の流れの一例を示すブロック図である。本実施形態では、選別機１０は、被選別物９０の一例としての米粒（より具体的には、玄米）から不良品を選別するために使用される。ここでの不良品とは、製品として望ましくない低品質の米（例えば、未熟粒、着色粒など）および異物（例えば、異種穀物、小石、泥、ガラス片など）を意味する。選別機１０は、低品質の米および異物のうちの一方のみを選別するために使用されてもよい。また、被選別物９０は、玄米または精白米に限られるものではなく、任意の粒状物であってもよい。例えば、被選別物９０は、籾、麦粒、豆類（大豆、ひよこ豆、枝豆など）、樹脂（ペレット等）、ゴム片等であってもよい。

【0023】

図１に示すように、第１実施形態による選別機１０は、１次選別系統２０ａ（以下、単に１次系統２０ａとも呼ぶ）、２次選別系統２０ｂ（以下、単に２次系統２０ｂとも呼ぶ）および３次選別系統２０ｃ（以下、単に３次系統２０ｃとも呼ぶ）と、切替バルブ２１～２６と、コントローラ２７と、良品ホッパ２８と、不良品容器２９と、を備えている。１～３次系統２０ａ～２０ｃの各々は、後述するように、投入された被選別物９０をエア５２の噴射によって良品と不良品とに選別する。切替バルブ２１～２６は、１～３次系統２０ａ～２０ｃの各々で選別された被選別物９０（良品として排出される被選別物９０、および、不良品として排出される被選別物９０）の排出先を切り替える。切替バルブ２１～２６の各々の排出先は、選別機１０のユーザインタフェースを介して設定することができる。コントローラ２７は、選別機１０の動作全般を制御する。コントローラ２７の機能は、所定のプログラムをＣＰＵが実行することによって実現されてもよいし、専用回路によって実現されてもよいし、これらの組み合わせによって実現されてもよい。コントローラ２７の各機能は、一体的な一つの装置によって実現されてもよい。例えば、コントローラ２７の各機能が、一つのＣＰＵによって実現されてもよい。あるいは、コントローラ２７の各機能は、少なくとも二つの装置に分散配置されてもよい。良品ホッパ２８には、良品（つまり、製品）として最終的に選別された被選別物９０が貯留される。不良品容器２９には、不良品として最終的に選別された被選別物９０が貯留される。

【0024】

１～３次系統２０ａ～２０ｃは、互いに同一の装置構成を有している。このため、以下では、１～３次系統２０ａ～２０ｃを代表して、１次系統２０ａの概略構成について図２を参照して説明する。図２に示すように、１次系統２０ａは、光源３１，３２と、光学センサ４１，４２と、選別装置５０と、貯留タンク７１と、フィーダ７２と、シュート７３と、第１の排出樋７６と、第２の排出樋７７と、を備えている。

【0025】

貯留タンク７１は、被選別物９０を一時的に貯留する。フィーダ７２は、貯留タンク７１に貯留された被選別物９０を、被選別物移送手段の一例としてのシュート７３上に供給する。シュート７３上に供給された被選別物９０は、シュート７３上を下方に向けて滑走し、シュート７３下端から落下する。シュート７３は、多数の被選別物９０を同時に落下させることができる所定幅を有している。以下の説明では、シュート７３から落下した後に被選別物９０が移送される方向（換言すれば、被選別物９０の落下方向）を移送方向Ｄ１とも呼ぶ。また、移送方向Ｄ１と交差する方向を交差方向Ｄ２とも呼ぶ。交差方向Ｄ２は、移送方向Ｄ１に直交する方向であってもよい。

【0026】

光源３１は、被選別物９０の移送経路９５（換言すれば、被選別物９０の落下軌跡）に対して一方側（フロント側とも呼ぶ）に配置されており、光源３２は、被選別物９０の移送経路９５に対して他方側（リア側とも呼ぶ）に配置されている。光源３１，３２は、移送経路９５上を移送中の被選別物９０（つまり、シュート７３から滑り落ちた被選別物９０）に光３３，３４をそれぞれ照射する。本実施形態では、光源３１，３２の各々は、赤色光を放出する複数のＬＥＤと、緑色光を放出する複数のＬＥＤと、青色光を放出する複数のＬＥＤと、近赤外光を放出する複数のＬＥＤと、を備えている。ただし、光源３１，３２の仕様（例えば、数、発光形式、光３３，３４の波長領域など）は、特に限定されない。例えば、光源３１，３２として、可視光を放出するＬＥＤのみ、または、近赤外光を放出するＬＥＤのみが使用されてもよい。あるいは、近赤外光を放出するＬＥＤは、フロント側およびリア側のうちの一方側のみに配置されてもよい。あるいは、光源３１，３２の一方が省略されてもよい。

【0027】

光学センサ４１はフロント側に配置されており、光学センサ４２はリア側に配置されている。光学センサ４１，４２は、光源３１，３２から照射され、被選別物９０に関連付けられた光を検出する。具体的には、フロント側の光学センサ４１は、フロント側の光源３１から照射され、被選別物９０で反射した光３３と、リア側の光源３２から照射され、被選別物９０を透過した光３４と、を検出可能である。リア側の光学センサ４２は、リア側の光源３２から照射され、被選別物９０で反射した光３４と、フロント側の光源３１から照射され、被選別物９０を透過した光３３と、を検出可能である。

【0028】

光学センサ４１，４２の各々は、本実施形態では、カラーＣＣＤセンサおよび近赤外センサであり、直線状に配列された複数の受光素子４３，４４（図３参照）をそれぞれ備えている。複数の受光素子４３，４４は、交差方向Ｄ２に配列されている。このため、光学センサ４１，４２は、シュート７３の所定幅にわたって移送される多数の被選別物９０を同時に撮像することができる。光学センサ４１，４２の仕様は、特に限定されず、光源３１，３２の仕様に応じて任意に決定され得る。また、光学センサ４１，４２の一方が省略されてもよい。

【0029】

光学センサ４１，４２からの出力、すなわち、検出された光の強度を表すアナログ信号は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（図示省略）によって、所定のゲインで増幅され、さらに、デジタル信号に変換される。このデジタル信号（換言すれば、アナログ信号に対応する階調値）は、コントローラ２７（図１参照）に入力される。コントローラ２７は、入力された光の検出結果（つまり画像）に基づいて、被選別物９０が良品であるか、それとも、不良品であるかを判定する。具体的には、不良品の種類ごとに予め定められた色（波長）に対応する画像の階調値と、不良品の種類ごとに予め定められた閾値と、を比較し、その大小関係に基づいて、被選別物９０が良品であるか、それとも、不良品であるかを判定する。この判定には、光学センサ４１によって検出される反射光３３、透過光３４、および、反射光３３と透過光３４とが合成された光、ならびに、光学センサ４２によって検出される反射光３４、透過光３３、および、反射光３３と透過光３４とが合成された光のうちの少なくとも一つに基づく画像が使用され得る。また、特定の種類の不良品については、不良部分（不良を表す画素）のサイズに基づいて、被選別物９０が良品であるか、それとも、不良品であるかが判定されてもよい。

【0030】

選別装置５０は、エア５２を噴射するための複数のノズル５１を備えている。複数のノズル５１は、交差方向Ｄ２に配列されている（図３参照）。ノズル５１の各々は、エア５２を噴射するための複数の開口５３を備えている。複数の開口５３は、交差方向Ｄ２に配列されている（図３参照）。本実施形態では、開口５３は、移送方向Ｄ１を短手方向とし、移送方向Ｄ１に直交する方向を長手方向とする矩形形状を有している。本実施形態では、複数の開口５３を有する複数のノズル５１が使用されるが、代替実施形態では、複数の開口５３を有する単一のノズル５１が使用されてもよい。さらなる代替実施形態では、単一の開口５３を有する複数のノズル５１が使用されてもよい。

【0031】

選別装置５０は、いずれかのノズル５１のいずれかの開口５３から特定の被選別物９０に向けてエア５２を選択的に噴射する。詳細は後述するが、ノズル５１の各々の開口５３の各々には、バルブを介してエアタンクが接続されている。コントローラ２７からの制御信号に応じて少なくとも一つのバルブが選択的に開かれることによって、当該少なくとも一つのバルブに対応する開口５３から被選別物９０に向けてエア５２が選択的に噴射される。より具体的には、開口５３の各々には、交差方向Ｄ２における被選別物９０の各検出位置に関しての噴射担当範囲が対応付けられる。そして、開口５３の各々は、対応する噴射担当範囲内に特定の被選別物９０が位置するとき、または、対応する噴射担当範囲内に特定の被選別物９０の所定位置（例えば、中心）が位置するときにエア５２を噴射する。このように、複数の開口５３の各々には、交差方向Ｄ２における被選別物９０の各検出位置に関しての、エア５２の噴射を担当すべき範囲が割り当てられている。実際には、噴射担当範囲は、コントローラ２７に入力される画像上の交差方向Ｄ２の位置によって定義される。

【0032】

エア５２が噴射されるべき「特定の被選別物９０」とは、良品と判定された被選別物９０、および、不良品と判定された被選別物９０のいずれか一方であり、どちらの被選別物９０にエア５２を噴射するかは予め設定される。不良品と判定された被選別物９０に対してエアを噴射する運転モードを通常モードとも呼ぶ。良品と判定された被選別物９０に対してエアを噴射する運転モードを逆打モードとも呼ぶ。

【0033】

エア５２を噴射された特定の被選別物９０（例えば、不良品と判定された被選別物９０）は、エア５２によって吹き飛ばされ、シュート７３からの落下軌道（つまり、移送経路９５）から逸脱して第２の排出樋７７に導かれる（図２に被選別物９１として示す）。一方、特定の被選別物９０以外の被選別物９０（特定の被選別物９０が、不良品と判定された被選別物９０である場合には、良品と判定された被選別物９０であり、以下、その他の被選別物９０とも呼ぶ）には、エア５２は噴射されない。このため、その他の被選別物９０は、落下軌道を変えることなく、第１の排出樋７６に導かれる（図２に被選別物９２として示す）。このようにして、貯留タンク７１に投入された被選別物９０は、良品と判定された被選別物９０と、不良品と判定された被選別物９０と、に選別される。このような選別プロセスでは、エア５２の噴射によって、特定の被選別物９０の周囲に存在する、その他の被選別物９０が一緒に吹き飛ばされ、巻き添え除去が発生することがある。

【0034】

なお、シュート７３から落下した後の被選別物９０に向けてエア５２を噴射する構成に代えて、シュート７３上を滑走中の被選別物９０に向けてエア５２を噴射して、被選別物９０の移送経路を変更してもよい。また、被選別物移送手段として、シュート７３に代えて、ベルトコンベヤが使用されてもよい。この場合、ベルトコンベヤの一端から落下する被選別物９０に向けてエア５２が噴射されてもよい。あるいは、ベルトコンベヤ上で搬送中の被選別物９０に向けてエア５２が噴射されてもよい。

【0035】

ここで説明を図１に戻す。１次系統２０ａは通常モードで運転される。つまり、１次系統２０ａでは、良品と判定された被選別物９０は、エア５２の噴射を受けずに、第１の排出樋７６に排出される。一方、不良品と判定された被選別物９０は、エア５２の噴射を受けて、第２の排出樋７７に排出される。図１では、１～３次系統２０ａ～２０ｃの各々から排出される「良品」および「不良品」が、通常モード、逆打モードの違いに起因して、第１の排出樋７６および第２の排出樋７７のいずれに排出されるのかを区分して図示している。具体的には、１～３次系統２０ａ～２０ｃの各々から排出される被選別物９０のうち、エア５２の噴射を受けずに、第１の排出樋７６に排出される被選別物９０（例えば、１次系統２０ａから排出される「良品」）を左側に表示し、エア５２の噴射を受けて、第２の排出樋７７に排出される被選別物９０（例えば、１次系統２０ａから排出される「不良品」）を右側に表示している。この点は、後述する図５，６，９～１１についても同様である。

【0036】

１次系統２０ａから第１の排出樋７６を介して良品として排出された被選別物９０は、切替バルブ２１を介して良品ホッパ２８に排出される。良品ホッパ２８に貯留された被選別物９０は、その後工程に設置された設備（例えば、計量・梱包装置）に供給される。１次系統２０ａから第２の排出樋７７を介して不良品として排出された被選別物９０は、切替バルブ２２を介して２次系統２０ｂに投入される。

【0037】

２次系統２０ｂは通常モードで運転される。したがって、２次系統２０ｂでは、良品と判定された被選別物９０は、エア５２の噴射を受けずに、第１の排出樋７６に排出される。一方、不良品と判定された被選別物９０は、エア５２の噴射を受けて、第２の排出樋７７に排出される。そして、良品として第１の排出樋７６から排出される被選別物９０は、切替バルブ２３を介して１次系統２０ａへ再投入される。つまり、１次系統２０ａから不良品として排出された被選別物９０に含まれる良品は、１次系統２０ａで再選別され、最終的に１次系統２０ａから良品として良品ホッパ２８に回収される機会を与えられる。このため、良品の歩留りを向上できる。不良品として第２の排出樋７７から排出される被選別物９０は、切替バルブ２４を介して３次系統２０ｃへ投入される。

【0038】

３次系統２０ｃは逆打モードで運転される。したがって、３次系統２０ｃでは、不良品と判定された被選別物９０は、エア５２の噴射を受けずに、第１の排出樋７６に排出される。一方、良品と判定された被選別物９０は、エア５２の噴射を受けて、第２の排出樋７７に排出される。そして、不良品として第１の排出樋７６から排出される被選別物９０は、切替バルブ２５を介して不良品容器２９へ排出される。また、良品として第２の排出樋７７から排出される被選別物９０は、切替バルブ２６を介して２次系統２０ｂへ再投入される。つまり、２次選別系統２０ｂから不良品として排出された被選別物９０に含まれる良品は、２次系統２０ｂで再選別され、１次系統２０ａへ再投入され、最終的に１次系統２０ａから良品として回収される機会を与えられる。このため、良品の歩留りをさらに向上できる。

【0039】

上述した選別機１０において、本実施形態では、１～３次系統２０ａ～２０ｃは、シュート７３、光源３１，３２および光学センサ４１，４２を共有するように構成されている。具体的には、図３に示すように、単一のシュート７３は、移送方向Ｄ１に延在する隔壁７４，７５によって、１次系統２０ａ用の１次系統領域７３ａと、２次系統２０ｂ用の２次系統領域７３ｂと、３次系統２０ｃ用の３次系統領域７３ｃと、に区切られている。

【0040】

光源３１は、単一の基板上に複数の発光素子３５が交差方向Ｄ２に配列された光源ユニットである。発光素子３５は、１～３次系統領域７３ａ～７３ｃの全体に亘って配列されており、１～３次系統領域７３ａ～７３ｃの各々から落下する被選別物９０のいずれにも光３３を照射可能である。同様に、光源３２は、単一の基板上に複数の発光素子３６が交差方向Ｄ２に配列された光源ユニットである。発光素子３６は、１～３次系統領域７３ａ～７３ｃの全体に亘って配列されている。

【0041】

光学センサ４１，４２は、上述の通り複数の受光素子４３，４４が交差方向Ｄ２にそれぞれ配列されたラインセンサである。受光素子４３，４４は、１～３次系統領域７３ａ～７３ｃの全体に亘って配列されている。このため、受光素子４３，４４は、１～３次系統領域７３ａ～７３ｃの各々から落下する被選別物９０のいずれに関連付けられた光３３，４４もそれぞれ検出可能である。

【0042】

選別装置５０は、上述のとおり、交差方向Ｄ２に配列された複数のノズル５１を備えている。ノズル５１は、１～３次系統領域７３ａ～７３ｃの全体に亘って配列されている。このため、選別装置５０は、１～３次系統領域７３ａ～７３ｃの各々から落下する被選別物９０のいずれにもエア５２を噴射可能である。

【0043】

シュート７３、光源３１，３２および光学センサ４１，４２をこのように共有する構成によれば、選別機１０の装置構成を簡素化できるとともに小型化できる。ただし、シュート７３、光源３１，３２および光学センサ４１，４２の少なくとも一部は、１～３次系統２０ａ～２０ｃごとに個別に用意されてもよい。

【0044】

図４に示すように、選別装置５０は、上述したノズル５１に加えて、エアタンク５４と、圧力調整弁（レギュレータ）５５と、マニホールド５６と、第１の配管５７と、第２の配管５８と、第３の配管５９と、を備えている。エアタンク５４は、第１の配管５７と、圧力調整弁５５と、第２の配管５８と、マニホールド５６と、第３の配管５９と、を介して、ノズル５１に流体連通可能に接続される。

【0045】

エアタンク５４は、圧縮機（図示せず）によって圧縮されたエアを貯留する。圧力調整弁５５は、エアタンク５４からノズル５１に供給されるエア５２の圧力を設定圧力値に調整（減圧または増圧）する。コントローラ２７は、選別機１０のユーザインタフェース（図示せず）への入力に基づいて、圧力調整弁５５に制御信号を送出し、圧力調整弁５５の設定圧力値を変更可能に構成される。エアタンク５４と圧力調整弁５５とは、第１の配管５７によって互いに接続される。

【0046】

一つの圧力調整弁５５には、複数のマニホールド５６が複数の第２の配管５８を介して接続される。マニホールド５６の各々は、一つの入り口と、複数の出口と、一つの入り口よりも下流側で分岐して複数の出口にそれぞれ接続される通路と、を備えている（いずれも図示せず）。分岐した通路の各々には、コントローラ２７からの制御信号に応じて通路を開閉するためのバルブ（図４では図示せず。図７および図８にバルブ５９１～５９３として例示されている。）が配置されている。

【0047】

一つのノズル５１には、マニホールド５６の出口の各々に接続された第３の配管５９を介して、複数のマニホールド５６が接続される。一つのノズル５１に接続される複数のマニホールド５６の出口の総数は、当該一つのノズル５１の開口５３の数に等しい。つまり、マニホールド５６の通路の分岐点よりも上流側（ノズル５１側）の部分は、互いに独立した流路を形成する。

【0048】

１～３次系統２０ａ～２０ｃの各々は、選別装置５０の各構成要素をそれぞれ個別に備えている。具体的には、エアタンク５４は、１次系統用エアタンク５４ａ、２次系統用エアタンク５４ｂおよび３次系統用エアタンク５４ｃと、を備えている。同様に、圧力調整弁５５は、１次系統用圧力調整弁５５ａと、２次系統用圧力調整弁５５ｂと、３次系統用圧力調整弁５５ｃと、を備えており、マニホールド５６は、１次系統用マニホールド５６ａと、２次系統用マニホールド５６ｂと、３次系統用マニホールド５６ｃと、を備えており、ノズル５１は、１次系統用ノズル５１ａと、２次系統用ノズル５１ｂと、３次系統用ノズル５１ｃと、を備えている。

【0049】

本実施形態のように圧力調整弁５５を１～３次系統２０ａ～２０ｃごとに個別に設けることによって、１～３次系統２０ａ～２０ｃごとにエア５２の噴射圧力を所望の値に容易に制御できる。ただし、噴射圧力が固定的に設定されてもよい場合には、流路断面積の違いなどによって、噴射圧力の違いが実現されてもよい。また、本実施形態のようにエアタンク５４を１～３次系統２０ａ～２０ｃごとに個別に設けることによって、１～３次系統２０ａ～２０ｃ間でエア消費量にばらつきが生じても、１～３次系統２０ａ～２０ｃの各々においてエア５２の噴射を適切な噴射圧力で安定的に行うことができる。したがって、選別ミスが低減され、選別精度が向上する。ただし、単一のエアタンク５４が１～３次系統２０ａ～２０ｃで共用されてもよい。

【0050】

上述した選別機１０において、１～３次系統２０ａ～２０ｃのうちの少なくとも二つの系統は、特定の被選別物９０（つまり、エア５２が噴射されるべき被選別物９０）に対するエア５２の噴射範囲に影響を与える設定（以下、噴射設定とも呼ぶ）が互いに異なるように動作可能に構成される。以下、そのような構成について説明する。

【0051】

本実施形態では、噴射設定には、エア５２の噴射圧力の設定が含まれる。エア５２の噴射圧力が高いほど、特定の被選別物９０が第２の排出樋７７に届く程度に特定の被選別物９０の軌道を代えることができる空間的な範囲は、エア５２の噴射方向に交差する任意の方向に広くなる。つまり、同じ大きさの開口５３からエア５２が噴射される場合であっても、特定の被選別物９０に対するエア５２の噴射範囲は、エア５２の噴射圧力が高いほど、広くなる。エア５２の噴射範囲が広くなると、特定の被選別物９０をより確実に除去する（つまり、第２の排出樋７７に導く）ことができるとともに、第１の排出樋７６に排出されるその他の被選別物９０の純度を上げる（特定の被選別物９０の混入率を下げる）ことができる。一方で、エア５２の噴射範囲が広くなると、特定の被選別物９０に隣接するその他の被選別物９０が巻き添え除去される確率が高まり、第１の排出樋７６に排出されるその他の被選別物９０の排出量（その他の被選別物が、良品と判定された被選別物９０である場合には、歩留り）が低下する。つまり、エア５２の噴射範囲が広くなると、その他の被選別物９０の排出量が低下するものの、純度が上がり、エア５２の噴射範囲が狭くなると、その他の被選別物９０の純度が下がるものの、その他の被選別物９０の排出量が増加する。

【0052】

選別機１０では、エア５２の噴射範囲（本実施形態では、噴射圧力によって制御される）と、その他の被選別物９０の純度および量と、のこのような相関に着目し、１～３次系統２０ａ～２０ｃごとに、エア５２の噴射圧力の適切な設定が行われる。具体的には、その他の被選別物９０の純度を優先することが望まれる系統では、エア５２の噴射圧力が相対的に高く設定され、その他の被選別物９０の排出量を優先することが望まれる系統では、エア５２の噴射圧力が相対的に低く設定される。

【0053】

例えば、選別機１０における被選別物９０の流れが図１に示す通りである場合、１次系統２０ａにおけるエア５２の噴射圧力は、２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおけるエア５２の噴射圧力よりも高く設定されてもよい。換言すれば、１次系統２０ａにおけるエア５２の噴射範囲が、２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおけるエア５２の噴射範囲よりも広くなるように、噴射設定が設定されてもよい。２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃの噴射圧力は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0054】

このような設定によれば、通常モードで運転される１次系統２０ａでは、相対的に高い噴射圧力のエア５２によって不良品を確実に除去して、純度の高い良品を良品ホッパ２８に回収できる。さらに、通常モードで運転される２次系統２０ｂでは、相対的に低い噴射圧力に起因して、良品が不良品とともに巻き添え除去されることが抑制される。このため、良品として排出される被選別物９０に含まれる良品の量が多くなり、歩留りをさらに向上することができる。なお、２次系統２０ｂでは、相対的に低い噴射圧力に起因して、２次系統２０ｂから良品として排出された被選別物９０に不良品が混入する可能性が高まるが、２次系統２０ｂから良品として排出された被選別物９０は、純度の高い良品を回収できる１次系統２０ａに再投入される。このため、選別機１０全体としては、良品の高い純度を確保できる。

【0055】

さらに、逆打モードで運転される３次系統２０ｃでは、相対的に低い噴射圧力に起因して、不良品が良品とともに巻き添え除去されることが抑制される。このため、２次系統２０ｂから良品として排出される被選別物９０の純度を高めて、選別機１０全体として良品の高い純度を確保できる。しかも、不良品が良品とともに巻き添え除去されて、２次系統２０ｂに再投入され、２次系統２０ｂと３次系統２０ｃとの間でループすることを抑制できる。なお、３次系統２０ｃでは、相対的に低い噴射圧力に起因して、不良品として回収される被選別物９０に良品が混入する確率が高まるが、１次系統２０ａおよび２次系統２０ｂで２回、不良品として選別された後に３次系統２０ｃに投入される被選別物９０に含まれる良品の量は僅かである。このため、この問題は、選別機１０全体としては歩留りに大きな影響を与えない。

【0056】

図５は、不良品混入率が中程度（例えば、６０％以下）である場合の、選別機１０における被選別物９０の流れの一例を示すブロック図である。この被選別物９０の流れは、コントローラ２７が切替バルブ２１～２６に制御信号を送出し、それに応じて、第１の排出樋７６に排出された被選別物９０、および、第２の排出樋７７に排出された被選別物９０の排出先が切り替えられることによって実現される。図５の例では、図１の例と同様に、１次系統２０ａおよび２次系統２０ｂは通常モードで運転され、３次系統２０ｃは逆打モードで運転される。１次系統２０ａから第１の排出樋７６を介して良品として排出された被選別物９０は、切替バルブ２１を介して２次系統２０ｂに投入される。１次系統２０ａから第２の排出樋７７を介して不良品として排出された被選別物９０は、切替バルブ２２を介して３次系統２０ｃに投入される。

【0057】

２次系統２０ｂから第１の排出樋７６を介して良品として排出される被選別物９０は、切替バルブ２３を介して良品ホッパ２８に排出される。２次系統２０ｂから第２の排出樋７７を介して不良品として排出される被選別物９０は、切替バルブ２４を介して１次系統２０ａに再投入される。３次系統２０ｃから第１の排出樋７６を介して不良品として排出される被選別物９０は、切替バルブ２５を介して不良品容器２９に排出される。３次系統２０ｃから第２の排出樋７７を介して良品として排出される被選別物９０は、切替バルブ２６を介して１次系統２０ａに再投入される。このような被選別物９０の流れによれば、２次系統２０ｂから不良品として排出される被選別物９０に含まれる良品、および、３次系統２０ｃから良品として排出される被選別物９０に含まれる良品は、１次系統２０ａに再投入され、最終的に２次系統２０ｂから良品として良品ホッパ２８に回収される機会を与えられる。このため、良品の歩留りを向上できる。

【0058】

図５に示す例において、２次系統２０ｂにおけるエア５２の噴射圧力は、１次系統２０ａおよび３次系統２０ｃにおけるエア５２の噴射圧力よりも高く設定されてもよい。１次系統２０ａおよび３次系統２０ｃの噴射圧力は同じであってもよいし、異なっていてもよい。このような設定によれば、通常モードで運転される１次系統２０ａでは、相対的に低い噴射圧力に起因して、良品が不良品とともに巻き添え除去されることが抑制される。このため、良品として排出される被選別物９０に含まれる良品の量が多くなる。良品として排出される被選別物９０に含まれる良品は、２次系統２０ｂで再選別された後、良品として回収されるので、１次系統２０ａから良品として排出される被選別物９０に含まれる良品の量が多くなると、歩留りがさらに向上する。

【0059】

さらに、通常モードで運転される２次系統２０ｂでは、相対的に高い噴射圧力のエア５２によって不良品を確実に除去して、純度の高い良品を回収できる。なお、１次系統２０ａの相対的に低い噴射圧力に起因して、１次系統２０ａから良品として排出された被選別物９０に不良品が混入する可能性が高まるが、１次系統２０ａから良品として排出された被選別物９０は、純度の高い良品を回収できる２次系統２０ｂに投入されるので、選別機１０全体としては、良品の高い純度を確保できる。また、２次系統２０ｂでは、相対的に高い噴射圧力に起因して、良品が不良品とともに巻き添え除去される確率が高まるが、２次系統２０ｂから不良品として排出された被選別物９０は、良品が不良品とともに巻き添え除去されることが抑制される１次系統２０ａに再投入される。このため、２次系統２０ｂの相対的に高い噴射圧力が、選別機１０全体としての歩留りの低下を招くことはない。

【0060】

さらに、逆打モードで運転される３次系統２０ｃでは、相対的に低い噴射圧力に起因して、不良品が良品とともに巻き添え除去されることが抑制される。このため、不良品が良品とともに巻き添え除去されて、１次系統２０ａに再投入され、１次系統２０ａと３次系統２０ｃとの間で２次系統２０ｂを介してループすることを抑制できる。なお、３次系統２０ｃでは、相対的に低い噴射圧力に起因して、不良品として回収される被選別物９０に良品が混入する確率が高まる。しかし、３次系統２０ｃに投入される被選別物９０、すなわち、１次系統２０ａから不良品として排出される被選別物９０に良品が混入しにくい。このため、３次系統２０ｃに投入される被選別物９０に含まれる良品の量は僅かである。したがって、この問題は、選別機１０全体としては歩留りに大きな影響を与えない。

【0061】

図６は、不良品混入率が高い（例えば、６０％以上）場合の、選別機１０における被選別物９０の流れの一例を示すブロック図である。この被選別物９０の流れは、コントローラ２７が切替バルブ２１～２６に制御信号を送出し、それに応じて、第１の排出樋７６に排出された被選別物９０、および、第２の排出樋７７に排出された被選別物９０の排出先が切り替えられることによって実現される。図６の例では、１次系統２０ａは逆打モードで運転され、２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃは通常モードで運転される。１次系統２０ａから第１の排出樋７６を介して不良品として排出された被選別物９０は、切替バルブ２１を介して不良品容器２９に排出される。１次系統２０ａから第２の排出樋７７を介して良品として排出された被選別物９０は、切替バルブ２２を介して２次系統２０ｂに投入される。

【0062】

２次系統２０ｂから第１の排出樋７６を介して良品として排出される被選別物９０は、切替バルブ２３を介して３次系統２０ｃに投入される。２次系統２０ｂから第２の排出樋７７を介して不良品として排出される被選別物９０は、切替バルブ２４を介して１次系統２０ａに再投入される。３次系統２０ｃから第１の排出樋７６を介して良品として排出される被選別物９０は、切替バルブ２５を介して良品ホッパ２８に排出される。３次系統２０ｃから第２の排出樋７７を介して不良品として排出される被選別物９０は、切替バルブ２６を介して２次系統２０ｂに再投入される。このような被選別物９０の流れによれば、２次系統２０ｂから不良品として排出される被選別物９０に含まれる良品、および、３次系統２０ｃから不良品として排出される被選別物９０に含まれる良品は、１次系統２０ａおよび２次系統２０ｂにそれぞれ再投入され、最終的に３次系統２０ｃから良品として良品ホッパ２８に回収される機会を与えられる。このため、良品の歩留りを向上できる。

【0063】

図６に示す例において、３次系統２０ｃにおけるエア５２の噴射圧力は、１次系統２０ａおよび２次系統２０ｂにおけるエア５２の噴射圧力よりも高く設定されてもよい。１次系統２０ａおよび２次系統２０ｂの噴射圧力は同じであってもよいし、異なっていてもよい。このような設定によれば、逆打モードで運転される１次系統２０ａでは、相対的に低い噴射圧力に起因して、不良品が良品とともに巻き添え除去されることが抑制される。このため、１次系統２０ａに投入される被選別物９０に占める不良品の割合が高くても、良品として排出される被選別物９０における良品の純度を好適に確保できる。また、良品として排出される被選別物９０に不良品が混入する可能性が低くなるので、不良品が良品とともに巻き添え除去されて、２次系統２０ｂに再投入され、１次系統２０ａと２次系統２０ｂとの間でループすること、または、１次系統２０ａと３次系統２０ｃとの間で２次系統２０ｂを介してループすることを抑制できる。

【0064】

さらに、通常モードで運転される２次系統２０ｂでは、相対的に低い噴射圧力に起因して、良品が不良品とともに巻き添え除去されることが抑制される。このため、良品を最終的に良品ホッパ２８に回収する３次系統２０ｃに投入される良品の量が多くなり、歩留りをさらに向上することができる。

【0065】

さらに、通常モードで運転され、良品を最終的に回収する３次系統２０ｃでは、相対的に高い噴射圧力のエア５２によって不良品を確実に除去して、純度の高い良品を良品ホッパ２８に回収できる。また、なお、３次系統２０ｃの相対的に高い噴射圧力に起因して、３次系統２０ｃから不良品として排出された被選別物９０に良品が混入する可能性が高まる。しかし、３次系統２０ｃから不良品として排出される被選別物９０に含まれる良品は、２次系統２０ｂに再投入され、最終的に３次系統２０ｃから良品として回収される機会を再度、与えられる。このため、この問題が、選別機１０全体としての歩留りの低下を招くことはない。

【0066】

上述した選別機１０によれば、１次から３次系統２０ａ～２０ｃを通じた被選別物９０の流れにおける巻き添え除去の発生確率を１次から３次系統２０ａ～２０ｃごとに適切に制御できる。したがって、所望の選別精度や歩留りを容易に達成することができる。また、良品の純度と歩留りとを高いレベルで両立させることもできる。

【0067】

さらに、選別機１０によれば、コントローラ２７は、圧力調整弁５５を制御することによって、１次～３次系統２０ａ～２０ｃの各々の噴射設定、すなわち、エア５２の噴射圧力の設定を変更可能に構成される。このため、ユーザは、上述したように、被選別物９０における不良品の混入率に応じて、噴射圧力の設定を１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとに適切に変更できる。噴射圧力の設定の変更は、被選別物９０における不良品の混入率に限らず、被選別物９０の性状（例えば、比重）に応じて、あるいは、求められる選別精度および／または歩留りに応じて、適宜、変更され得る。このため、ユーザの利便性および選別機１０の汎用性が向上する。

【0068】

代替実施形態では、１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとに設定される噴射設定には、エア５２の噴射期間（すなわち、噴射を継続する時間）の設定が含まれる。噴射期間が長いほど、移送中の被選別物９０とともに移動する座標系における被選別物９０に対するエア５２の噴射範囲が移送方向Ｄ１に広くなる。噴射範囲が移送方向Ｄ１に広くなると、特定の被選別物９０（エア５２が噴射されるべき被選別物９０）をより確実に除去することができる一方で、その他の被選別物９０（エア５２が噴射されるべきではない被選別物９０）が巻き添え除去される確率が高まる。例えば、図１に示した例では、１次系統２０ａにおけるエア５２の噴射範囲を２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおけるエア５２の噴射範囲よりも広くするために、１次系統２０ａにおけるエア５２の噴射期間は、２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおけるエア５２の噴射期間よりも長く設定されてもよい。２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃの噴射期間は同じであってもよいし、異なっていてもよい。このような構成によっても、１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとのエア５２の噴射範囲、ひいては、巻き添え除去の発生確率を制御できる。なお、詳しい説明は省略するが、図５または図６に示す例でも、１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとに、噴射期間に基づいてエア５２の噴射範囲を制御可能である。コントローラ２７は、１次～３次系統２０ａ～２０ｃの各々の噴射期間の設定を変更可能に構成されてもよい。

【0069】

さらなる代替実施形態では、１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとに設定される噴射設定には、噴射担当範囲の設定、すなわち、交差方向Ｄ２における特定の被選別物９０の各検出位置と、当該特定の被選別物９０に向けてエア５２を噴射すべき開口５３と、の対応関係が含まれる。具体的には、そのような噴射担当範囲の設定は、例えば、隣接する開口５３の噴射担当範囲がオーバラップするか否かの設定とすることができる。噴射担当範囲がオーバラップする設定では、予め定められた数（例えば、一つ）の開口５３からエア５２が噴射されるケースと、より多数（例えば、二つ）の開口５３からエア５２が噴射されるケースと、が発生し得るが、噴射担当範囲がオーバラップしない設定では、一つの特定の被選別物９０に対してエア５２を噴射する開口５３の数は変動しない。この点について、以下に具体的に説明する。以下の説明では、所定の検出位置に不良品のうちの不良部分の中心が位置するときに、当該検出位置を噴射担当範囲に含む開口５３からエア５２が噴射されるものと仮定する。

【0070】

図７および図８は、噴射担当範囲の割り当ての設定の一例を示す模式図である。図７および図８では、説明の便宜上、一つのノズル５１が三つの開口５３１～５３３を有しているものとする。三つの開口５３１～５３３には、マニホールド５６内に配置された三つのバルブ５９１～５９３が、それぞれ接続されている。図７および図８において、格子の各々は、コントローラ２７に入力された画像８０を構成する画素を表している。

【0071】

図７に示す例では、噴射担当範囲がオーバラップするオーバラップ領域が存在する。具体的には、図７に示すように、開口５３１～５３３には、噴射担当範囲８３１～８３３がそれぞれ対応付けられている。図７において、開口５３１，５３３と、それらに対応付けられた噴射担当範囲８３１，８３３と、の対応関係は、１点鎖線で表しており、開口５３２と、それに対応付けられた噴射担当範囲８３２と、の対応関係は、点線で表している。図７に示すように、隣接する二つの開口５３１，５３２にそれぞれ対応する二つの噴射担当範囲８３１，８３２は、オーバラップ領域８４１で互いにオーバラップしている。同様に、隣接する二つの開口５３２，５３３にそれぞれ対応する二つの噴射担当範囲８３２，８３３は、オーバラップ領域８４２で互いにオーバラップしている。

【0072】

不良部分の中心が画素８２に位置しているとき、画素８２は噴射担当範囲８３２のみに属するので、噴射担当範囲８３２に対応する開口５３２のみからエア５２が噴射される。一方、不良部分の中心が画素８１に位置しているとき、画素８１はオーバラップ領域８４１に属するので（つまり、噴射担当範囲８３１，８３２の両方に属するので）、噴射担当範囲８３１，８３２にそれぞれ対応する二つの開口５３１，５３２からエア５２が噴射される。このように、噴射担当範囲がオーバラップする設定によれば、一つの特定の被選別物９０に対してエア５２を噴射する開口５３の数が変動する。

【0073】

一方、図８に示す例では、オーバラップ領域が存在しない。具体的には、図８に示すように、開口５３１～５３３には、噴射担当範囲８６１～８６３がそれぞれ対応付けられている。噴射担当範囲８６１～８６３は、互いにオーバラップしないように設定されている。この場合、不良部分の中心がいずれの検出位置にあっても、不良部分の中心の検出位置は、一つの噴射担当範囲にしか属さない。例えば、不良部分の中心が画素８４に位置しているとき、画素８４は噴射担当範囲８６２のみに属するので、噴射担当範囲８６２に対応する開口５３２のみからエア５２が噴射される。なお、図７および図８では、一つのみの開口５３からエア５２が噴射されるケースと、二つの開口５３からエア５２が噴射されるケースと、を例示したが、一つの特定の被選別物９０に対してエア５２を噴射する開口５３の数は、オーバラップ領域の設定次第で、任意に設定可能である。例えば、二つの開口５３からエア５２が噴射されるケースと、三つの開口５３からエア５２が噴射されるケースと、が設定されてもよい。

【0074】

一つの特定の被選別物９０に対してエア５２を噴射する開口５３の数が増加すると、エア５２の噴射範囲が交差方向Ｄ２に広くなる。このため、オーバラップ領域が存在する噴射担当範囲の設定では、オーバラップ領域が存在しない噴射担当範囲の設定と比べて、エアの噴射範囲が広くなる頻度が増加することになる。このことは、特定の被選別物９０（エア５２が噴射されるべき被選別物９０）をより確実に除去する確率が高まる一方で、その他の被選別物９０（エア５２が噴射されるべきではない被選別物９０）が巻き添え除去される確率が高まることを意味している。

【0075】

例えば、図１に示した例では、１次系統２０ａにおけるエア５２の噴射範囲が２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおけるエア５２の噴射範囲よりも広くなる頻度を多くするために、１次系統２０ａにおける噴射担当範囲は、オーバラップ領域が存在するように設定され、２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおける噴射担当範囲は、オーバラップ領域が存在しないように設定されてもよい。あるいは、１次系統２０ａにおける噴射担当範囲は、オーバラップ領域が存在するように設定され、２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおける噴射担当範囲は、１次系統２０ａよりも狭い範囲でオーバラップ領域が存在するように設定されてもよい。２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおけるオーバラップ領域の大きさは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。このようにしても、１次系統２０ａにおけるエア５２の噴射範囲が２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおけるエア５２の噴射範囲よりも広くなる頻度が多くなる。この説明から明らかなように、１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとに設定される噴射設定は、エアの噴射範囲が広くなる頻度の増減に関する設定であってもよい。なお、詳しい説明は省略するが、図５または図６に示す例でも、１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとに、噴射担当範囲に基づいてエア５２の噴射範囲が広くなる頻度を制御可能である。コントローラ２７は、１次～３次系統２０ａ～２０ｃの各々の噴射担当範囲の設定を変更可能に構成されてもよい。

【0076】

さらなる代替実施形態では、１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとに設定される噴射設定には、ノズル５１の構造が含まれる。エア５２の噴射範囲は、ノズル５１の構造によっても制御可能である。例えば、ノズル５１の入口（第３の配管５９との接続口）からノズル５１の出口（開口５３）に向けて断面積が徐々に小さくなるノズル構造によれば、エア５２の噴射圧力を高めることができる。あるいは、ノズル５１に供給されるエア５２の圧力を高めつつ、ノズル５１の開口５３を大きくすれば、エア５２の噴射範囲を広げることができる。あるいは、ノズル５１の入口からノズル５１の出口に至る流路の断面積を小さくすれば、噴射期間を長くすることができる。例えば、図１に示した例では、１次系統２０ａにおけるノズル５１は、２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおけるノズル５１と比べて、エア５２の噴射範囲が広くなる構造を有していてもよい。２次系統２０ｂおよび３次系統２０ｃにおけるノズル５１構造は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、詳しい説明は省略するが、図５または図６に示す例でも、１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとに、ノズル５１の構造に基づいてエア５２の噴射範囲を制御可能である。

【0077】

さらなる代替実施形態では、１次～３次系統２０ａ～２０ｃごとに設定される噴射設定には、上述した、コントローラ２７の制御に基づく噴射圧力の設定、コントローラ２７の制御に基づく噴射期間の設定、コントローラ２７の制御に基づく噴射担当範囲の設定、および、ノズル５１の構造のうちの任意の二つ以上の組み合わせであってもよい。

【0078】

図９は、不良品混入率が低い（例えば、１０％以下）場合における、第２実施形態による選別機１１０における被選別物９０の流れの一例を示すブロック図である。図９の例は、選別機１１０が、１次系統２０ａと２次系統２０ｂとを備えており、３次系統２０ｃを備えていない点、および、２次系統２０ｂから不良品として排出される被選別物９０が不良品容器２９に排出される点が、図１の例と異なっている。その他の点については、図９の例は、図１の例と同じである。

【0079】

図９に示す例においても、図１の例と同じように、１次系統２０ａにおけるエア５２の噴射範囲が２次系統２０ｂにおけるエア５２の噴射範囲よりも広くなるように、噴射設定が設定されてもよい。このようにしても、図１の例について説明した、１次系統２０ａおよび２次系統２０ｂ間のエア５２の噴射範囲の違いに起因して得られる効果（良品の純度および歩留りの向上）を得ることができる。

【0080】

図１０は、不良品混入率が中程度（例えば、６０％以下）である場合における選別機１１０における被選別物９０の流れの一例を示すブロック図である。この被選別物９０の流れは、コントローラ２７が切替バルブ２１～２４に制御信号を送出し、それに応じて、第１の排出樋７６に排出された被選別物９０、および、第２の排出樋７７に排出された被選別物９０の排出先が切り替えられることによって実現される。図１０の例は、選別機１１０が、１次系統２０ａと２次系統２０ｂとを備えており、３次系統２０ｃを備えていない点、および、２次系統２０ｂから不良品として排出される被選別物９０が不良品容器２９に排出される点が、図５の例と異なっている。その他の点については、図１０の例は、図５の例と同じである。

【0081】

図１０に示す例においても、図５の例と同じように、２次系統２０ｂにおけるエア５２の噴射範囲が１次系統２０ａにおけるエア５２の噴射範囲よりも広くなるように、噴射設定が設定されてもよい。このようにしても、図５の例について説明した、１次系統２０ａおよび２次系統２０ｂ間のエア５２の噴射範囲の違いに起因して得られる効果（良品の純度および歩留りの向上）を得ることができる。

【0082】

図１１は、不良品混入率が高い（例えば、６０％以上）場合における選別機１１０における被選別物９０の流れの一例を示すブロック図である。この被選別物９０の流れは、コントローラ２７が切替バルブ２１～２４に制御信号を送出し、それに応じて、第１の排出樋７６に排出された被選別物９０、および、第２の排出樋７７に排出された被選別物９０の排出先が切り替えられることによって実現される。図１１の例は、選別機１１０が、１次系統２０ａと２次系統２０ｂとを備えており、３次系統２０ｃを備えていない点、および、２次系統２０ｂから良品として排出される被選別物９０が、良品ホッパ２８に排出される点と、が図６の例と異なっている。その他の点については、図１１の例は、図６の例と同じである。

【0083】

図１１に示す例においても、図６の例と同じように、２次系統２０ｂにおけるエア５２の噴射範囲が１次系統２０ａにおけるエア５２の噴射範囲よりも広くなるように、噴射設定が設定されてもよい。このようにしても、図６の例について説明した、１次系統２０ａおよび２次系統２０ｂ間のエア５２の噴射範囲の違いに起因して得られる効果（良品の純度および歩留りの向上）を得ることができる。

【0084】

以上、実施形態について説明してきたが、上記した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、任意の省略が可能である。

【0085】

例えば、選別機の選別系統の数は、第１実施形態として例示した三つ、または、第２実施形態として例示した二つに限られず、四つ以上であってもよい。この場合、四つ以上の選別系統のうちの少なくとも二つの選別系統の間で、互いに異なる噴射設定が設定されてもよい。

【0086】

また、各選別系統における噴射設定は、上述の例に限られず、求められる、選別精度と歩留りとのバランスや、被選別物９０の性状（例えば、比重）に応じて、任意に設定可能である。例えば、選別系統の数が三つである選別機を使用して、比較的比重が大きい異物（例えば、石）が混入している被選別物９０を処理する場合には、選別機が、噴射範囲が第１の範囲の選別系統と、噴射範囲が第１の範囲よりも狭い第２の範囲の選別系統と、噴射範囲が第２の範囲よりも狭い第３の範囲の選別系統と、を備えるように、噴射設定が設定されてもよい。この場合、噴射範囲が第２の範囲の選別系統では、噴射範囲が第３の範囲の選別系統と比べて、比較的比重が大きい異物を確実に除去できる。

【0087】

また、選別のために被選別物９０に噴射する流体は、上述の実施形態で例示したエア５２に限らず、任意の流体とすることができる。例えば、流体は、空気以外の気体（例えば、窒素などの不活性ガス）であってもよいし、液体であってもよい。

【0088】

また、選別機１０による選別は、被選別物９０を良品と不良品とに選別することに限られず、被選別物９０を、第１の品質を有する第１品質物と、第１の品質とは異なる第２の品質を有する第２品質物と、に選別することであってもよい。例えば、被選別物９０が、相対的に高品質の良品と、相対的に低品質の良品と、に選別されてもよい。あるいは、被選別物９０が、相対的に高品質の不良品と、相対的に低品質の不良品と、に選別されてもよい。

【符号の説明】

【0089】

１０，１１０...光学式選別機
２０ａ...１次選別系統
２０ｂ...２次選別系統
２０ｃ...３次選別系統
２１～２６...切替バルブ
２７...コントローラ
２８...良品ホッパ
２９...不良品容器
３１，３２...光源
３３，３４...光
３５，３６...発光素子
４１，４２...光学センサ
４３，４４...受光素子
５０...選別装置
５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ...ノズル
５２...エア
５３...開口
５４，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ...エアタンク
５５，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ...圧力調整弁
５６，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ...マニホールド
５７...第１の配管
５８...第２の配管
５９...第３の配管
７１...貯留タンク
７２...フィーダ
７３...シュート
７３ａ...１次系統領域
７３ｂ...２次系統領域
７３ｃ...３次系統領域
７４，７５...隔壁
７６...第１の排出樋
７７...第２の排出樋
８０...画像
８１，８２，８４...画素
９０，９１，９２...被選別物
９５...移送経路
５３１，５３２，５３３...開口
５９１，５９２，５９３...バルブ
８３１，８３２，８３３，８６１，８６２，８６３...噴射担当範囲
８４１，８４２...オーバラップ領域
Ｄ１...移送方向
Ｄ２...交差方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2022-09-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0047】

一つのノズル５１には、マニホールド５６の出口の各々に接続された第３の配管５９を介して、複数のマニホールド５６が接続される。一つのノズル５１に接続される複数のマニホールド５６の出口の総数は、当該一つのノズル５１の開口５３の数に等しい。つまり、マニホールド５６の通路の分岐点よりも下流側（ノズル５１側）の部分は、互いに独立した流路を形成する。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0080】

図１０は、不良品混入率が中程度（例えば、６０％以下）である場合における選別機１１０における被選別物９０の流れの一例を示すブロック図である。この被選別物９０の流れは、コントローラ２７が切替バルブ２１～２４に制御信号を送出し、それに応じて、第１の排出樋７６に排出された被選別物９０、および、第２の排出樋７７に排出された被選別物９０の排出先が切り替えられることによって実現される。図１０の例は、選別機１１０が、１次系統２０ａと２次系統２０ｂとを備えており、３次系統２０ｃを備えていない点、および、１次系統２０ａから不良品として排出される被選別物９０が不良品容器２９に排出される点が、図５の例と異なっている。その他の点については、図１０の例は、図５の例と同じである。