JP6122926B2 - 異物検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、異物検査装置に関する。

特許文献１には、Ｘ線の透過性を利用して被検査物に含まれる異物を検出するＸ線検査と、磁界と金属との相互作用を利用して被検査物に含まれる異物を検出する金属検出との両方を行うことができる異物検査装置が記載されている。この装置は、１つの統括制御部を備えている。統括制御部は、Ｘ線検査及び金属検出の操作画面を１つの表示部に表示させる１つの表示制御部、Ｘ線検査制御部、及び金属検出制御部を有する。

特開２０１５−２８４６５号公報

特許文献１記載の異物検査装置にあっては、統括制御部や表示制御部に不具合があった場合、Ｘ線検査及び金属検出の両方の操作画面を表示できないため、可用性の観点から改善の余地がある。

本発明は、可用性に優れた異物検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る異物検査装置は、被検査物を搬送する搬送部と、Ｘ線の透過性を利用して、搬送部で搬送されている被検査物に含まれる異物を検出するＸ線検査部と、Ｘ線検査部と通信可能に接続され、Ｘ線検査部とは独立して作動可能であり、磁界と金属との相互作用を利用して、搬送部で搬送されている被検査物に含まれる異物を検出する金属検出部と、搬送部の少なくとも一部、Ｘ線検査部、及び金属検出部を内部に収容する筐体と、筐体に設けられ、Ｘ線検査部に制御されることでＸ線検査部及び金属検出部の操作画面を表示する第１表示部と、筐体に設けられ、金属検出部に制御されることで金属検出部の操作画面を表示する第２表示部と、を備える。

この異物検査装置では、Ｘ線検査部に制御されることでＸ線検査部及び金属検出部の操作画面が第１表示部に表示される。また、金属検出部に制御されることで金属検出部の操作画面が第２表示部に表示される。このため、第１表示部を制御するＸ線検査部が故障し、第１表示部に金属検出部の操作画面を表示させることができないときであっても、第２表示部に表示される金属検出部の操作画面を用いて、金属検出部を操作することができる。したがって、この異物検査装置によれば、第２表示部を用いて縮退運転が可能であり、可用性に優れている。

第２表示部は、Ｘ線検査部に制御されることでＸ線検査部の操作画面を表示してもよい。このように構成することで、Ｘ線検査部は機能しているものの第１表示部そのものが故障した場合に、第２表示部にＸ線検査部の操作画面を表示することができる。

筐体には、当該筐体を開閉する扉部が設けられ、第２表示部は、扉部の裏面に配置されていてもよい。この場合、第２表示部を筐体内部に収容しておくことができるので、正常運転時におけるＸ線検査部及び金属検出部の操作画面が第１表示部であることが明確になる。

本発明によれば、可用性に優れた異物検査装置を提供することができる。

実施形態に係る異物検査装置の正面図である。 図１に示される異物検査装置の内部構成及び制御系を説明する概念図である。 図２のＸ線検査部及び金属検出部の主要構成の説明図である。 図２のＸ線検査部及び金属検出部の主要構成の斜視図である。 図１に示される異物検査装置のサブディスプレイの一例を説明する図である。 図１に示される異物検査装置の表示に関する機能ブロック図である。 変形例に係る異物検査装置の表示に関する機能ブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は実施形態に係る異物検査装置１の正面図である。図１に示される異物検査装置１は、被検査物に含まれる異物を検出する装置である。被検査物は例えば食品である。異物検査装置１は、その内部において被検査物を搬送しつつＸ線検査及び金属検出を行い、被検査物に異物が含まれるか否かを検査する。

Ｘ線検査は、Ｘ線の透過性を利用して被検査物に含まれる異物を検出する手法であり、Ｘ線検査部２（図２参照）によって実現される。Ｘ線検査では、被検査物とは異なるＸ線透過性を有する異物を検出することができる。一方、金属検出は、磁界と金属との相互作用を利用して被検査物に含まれる異物を検出する手法であり、金属検出部３（図２参照）によって実現される。金属検出では金属異物を検出することができる。Ｘ線検査部２及び金属検出部３の詳細については後述する。

異物検査装置１は、その内部に空間が画成された筐体４を有する。筐体４は、Ｘ線検査部２及び金属検出部３を内部に収容する。筐体４は、Ｘ線検査部２により発生されるＸ線を遮蔽し、Ｘ線の外部漏洩を抑制する。筐体４は、例えばステンレスなどで形成される。

筐体４は、本実施形態では箱状を呈している。筐体４の左側面には、筐体４の内部に連通する開口部４ａが形成されている。同様に、筐体４の右側面には、筐体４の内部に連通する開口部４ｂが形成されている。本実施形態では、被検査物は、開口部４ａから筐体４の内部へ搬入されて検査が行われ、開口部４ｂから筐体４の外部へ搬出される。つまり、開口部４ａが被検査物の搬入口、開口部４ｂが被検査物の搬出口となる。

筐体４の前面には、筐体４を開閉する上部扉（扉部）４０及び下部扉４１が設けられている。上部扉４０及び下部扉４１は、例えば開き戸構造である。上部扉４０又は下部扉４１が開閉されることで、後述するＸ線検査部２及び金属検出部３の少なくとも一部が外部に露出される。上部扉４０及び下部扉４１は、例えばステンレスなどで形成される。

上部扉４０の前面には、ディスプレイ（第１表示部）５及び操作スイッチ６が設けられている。ディスプレイ５は、表示機能と入力機能とを兼ね備えた表示装置であり、例えばタッチパネルである。ディスプレイ５は、Ｘ線検査及び金属検出の結果などを表示するとともに、金属検出及びＸ線検査に関する各種パラメータの設定を行う操作画面を表示する。操作スイッチ６は、Ｘ線検査部２及び金属検出部３の電源スイッチなどである。

筐体４は、支持台７によって支持されている。筐体４の上面には、報知部８及びクーラー９が設けられている。報知部８は、異物混入や機器の作動状態を報知する。報知部８は、Ｘ線検査部２に対応する第１報知器８１、及び金属検出部３に対応する第２報知器８２を備えている。クーラー９は、筐体４の内部に冷気を送り、筐体４の内部に配置された機器の温度を調整する。

図２は、図１に示される異物検査装置１の内部構成及び制御系を説明する概念図である。図２に示されるように、筐体４の内部は、後述するＸ線発生器の一部や構成要素の制御基板などが配置される基板室Ｔ１と、被検査物Ｓが搬入されて検査が行われる検査室Ｔ２とに区画されている。基板室Ｔ１は、上述したクーラー９によって温度調整されている。

検査室Ｔ２には、被検査物Ｓを搬送するコンベヤ（搬送部）１０が配置されている。コンベヤ１０は、本実施形態ではローラ式のベルトコンベヤであり、一端部が開口部４ａに位置し且つ他端部が開口部４ｂに位置した状態で、筐体４の内部を水平方向に延在している。つまり、筐体４は、コンベヤ１０のうち一端部及び他端部を除く部分を内部に収容している。本実施形態のコンベヤ１０は、開口部４ａを介して被検査物Ｓを筐体４の内部に搬入し、開口部４ｂを介して被検査物Ｓを筐体４の外部に搬出する。

開口部４ａには、Ｘ線遮蔽カーテン４２が配置されている。同様に、開口部４ｂには、Ｘ線遮蔽カーテン４３が配置されている。Ｘ線遮蔽カーテン４２，４３は、上端が筐体４に対する固定端であり且つ下端が自由端である。Ｘ線遮蔽カーテン４２，４３は、Ｘ線検査部２が発生したＸ線を遮蔽し、Ｘ線の外部漏洩を抑制する。Ｘ線遮蔽カーテン４２，４３は、例えばタングステンを含有する可撓性材料などにより形成される。なお、被検査物Ｓの搬入及び搬出を自動化すべく、コンベヤ１０の右側に搬入用コンベヤ１１を配置し、コンベヤ１０の左側に搬出用コンベヤ１２を配置してもよい。また、搬出用コンベヤ１２が、被検査物Ｓの振分機能を備えていてもよい。

検査室Ｔ２には、被検査物Ｓを通過させるための貫通穴３１ａが形成された環状体のケース３１が配置されている。コンベヤ１０は、貫通穴３１ａを介してケース３１を貫通している。被検査物Ｓは、コンベヤ１０によってケース３１の貫通穴３１ａを通過し、ケース３１においてＸ線検査及び金属検出が順次実行される。ケース３１は、例えばステンレスなどで形成される。

最初に、Ｘ線検査を行うＸ線検査部２について説明する。Ｘ線検査部２は、Ｘ線検査制御部２０、Ｘ線発生器２１、及びＸ線検出器２２を備える。Ｘ線発生器２１は、Ｘ線を発生するＸ線源、及びスリット機構を含む。Ｘ線検出器２２は、Ｘ線発生器２１で発生したＸ線を検出する。Ｘ線発生器２１及びＸ線検出器２２は、コンベヤ１０及びケース３１を上下方向から挟むように対向配置されている。なお、Ｘ線発生器２１のうち、Ｘ線源などは基板室Ｔ１に配置され、Ｘ線を照射する機構が検査室Ｔ２に配置されている。Ｘ線検出器２２としては、例えば複数のＸ線検出センサを前後方向に沿って並設したラインセンサが用いられる。Ｘ線検出器２２は、Ｘ線漏洩を低減させるために、基板ケース２３に収容されている。基板ケース２３には、Ｘ線検出器２２へＸ線を到達させるために、スリット２３ａ（図４参照）が設けられている。

Ｘ線検査制御部２０は、外部との信号の入出力などを行う入出力インターフェースＩ／Ｏ、処理を行うためのプログラムおよび情報などが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（RandomAccess Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶媒体、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、及び通信回路などを有する。Ｘ線検査制御部２０は、ＣＰＵが出力する信号に基づいて、入力データをＲＡＭに記憶し、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで、後述する機能を実現する。

Ｘ線検査制御部２０は、基板室Ｔ１に配置され、Ｘ線発生器２１及びＸ線検出器２２に接続されている。Ｘ線検査制御部２０は、ディスプレイ５に接続され、操作画面を介して作業員から操作情報を受け付ける。Ｘ線検査制御部２０は、操作情報に基づいてＸ線発生器２１及びＸ線検出器２２の動作プロファイルを設定するとともに、Ｘ線発生器２１及びＸ線検出器２２の動作を制御する。Ｘ線検査制御部２０は、Ｘ線発生器２１及びＸ線検出器２２よりも上流側に配置されたレーザセンサ２４を用いて被検査物Ｓを検出した場合、当該被検査物Ｓの検査を開始する。Ｘ線検査制御部２０は、Ｘ線発生器２１を制御して、コンベヤ１０によって搬送されている被検査物ＳにＸ線を照射させる。Ｘ線検出器２２は、被検査物Ｓを透過したＸ線のＸ線透過量を計測し、計測したＸ線透過量をＸ線検査制御部２０へ出力する。

Ｘ線検査制御部２０は、時系列で取得したＸ線透過量を画素値に反映させたＸ線透過画像を生成する。そして、Ｘ線検査制御部２０は、画像処理技術によりＸ線透過画像を解析して、異物を検出する。例えば、Ｘ線検査制御部２０は、Ｘ線透過画像の画素値に基づいて、被検査物Ｓの基準透過率との差が所定値以上となる画像領域が存在するか否かを判定する。そして、Ｘ線検査制御部２０は、被検査物Ｓの基準透過率との差が所定値以上となる画像領域が存在する場合には、異物を検出したと判定する。

Ｘ線検査制御部２０は、作業員からの要求に応じて、Ｘ線検査の結果データをディスプレイ５に表示させたり、記憶部に結果データを記憶したりする。また、Ｘ線検査制御部２０は、Ｘ線発生器２１及びＸ線検出器２２が正常に作動している場合、第１報知器８１を用いてＸ線検査に係る機器が作動中である旨を作業員に報知する。さらに、Ｘ線検査制御部２０は、異物を検出したと判定した場合、第１報知器８１を用いて異物を検知した旨を作業員に報知する。

図３は、図２のＸ線検査部２及び金属検出部３の主要構成の説明図である。図４は、図２のＸ線検査部２及び金属検出部３の主要構成の斜視図である。図３及び図４に示されるように、ケース３１は、本体部３２、第１フード部３３、及び第２フード部３４を有する。第１フード部３３は、本体部３２に対して開口部４ａ側（搬入口側）に設けられている。第２フード部３４は、本体部３２に対して開口部４ｂ側（搬出口側）に設けられている。上述したケース３１の貫通穴３１ａは、本体部３２、第１フード部３３、及び第２フード部３４それぞれの内壁によって画成されている。

第１フード部３３の上面には、Ｘ線を通過させるＸ線通過スリット３３ａがＸ線発生器２１の下方に位置するように形成されている。第１フード部３３の下面には、Ｘ線を通過させるＸ線通過スリット３３ｂがＸ線通過スリット３３ａと対向するように形成されている。Ｘ線通過スリット３３ｂの下方には、Ｘ線検出器２２が配置される。このように構成することで、Ｘ線発生器２１が発生したＸ線２１ａは、Ｘ線通過スリット３３ａ，３３ｂを通過し、ケース３１の内部を搬送されている被検査物Ｓに照射される。なお、第１フード部３３の側面において、Ｘ線通過スリット３３ａ，３３ｂよりも下流側（本体部３２側）にはスリット３３ｃが設けられている。スリット３３ｃには、レーザセンサ３８が配置される。レーザセンサ３８は、スリット３３ｃを介してコンベヤ１０上の被検査物Ｓにレーザを照射する。

次に、金属検出を行う金属検出部３について説明する。金属検出部３は、金属検出制御部３０、サーチコイルである環状の送信コイル３５、及びサーチコイルである環状の受信コイル３６，３７を備える。送信コイル３５及び受信コイル３６，３７は、金属などの導電性材料で形成され、ケース３１の本体部３２の内部に配置されている。送信コイル３５及び受信コイル３６，３７は、貫通穴３１ａの延在方向と同軸に配置されている。つまり、送信コイル３５及び受信コイル３６，３７は、貫通穴３１ａを囲むように配置されている。これにより、被検査物Ｓは、コンベヤ１０によって送信コイル３５及び受信コイル３６，３７を通過する。

送信コイル３５は、受信コイル３６，３７間に配置されている。受信コイル３６，３７は、互いに差動接続されるとともに送信コイル３５に対して対称に配置されている。２つの受信コイル３６，３７は、同一の鎖交磁束を有する。送信コイル３５は、通電可能に構成されており、磁束を発生する。受信コイル３６，３７それぞれには、送信コイル３５が発生した磁界の電磁誘導によって電圧が励起する。なお、第１フード部３３及び第２フード部３４は、送信コイル３５が発生した磁界の外部漏洩と外来磁界の進入とを遮蔽する。

金属検出制御部３０は、外部との信号の入出力などを行う入出力インターフェースＩ／Ｏ、処理を行うためのプログラムおよび情報などが記憶されたＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、ＨＤＤなどの記憶媒体、ＣＰＵ、及び通信回路などを有する。金属検出制御部３０は、ＣＰＵが出力する信号に基づいて、入力データをＲＡＭに記憶し、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムを実行することで、後述する機能を実現する。

金属検出制御部３０は、基板室Ｔ１に配置されるとともにＸ線検査制御部２０に接続され、Ｘ線検査制御部２０を介してディスプレイ５の操作画面に入力された作業員からの操作情報を受け付ける。金属検出制御部３０は、操作情報に基づいて送信コイル３５及び受信コイル３６，３７の動作プロファイルを設定する。金属検出制御部３０は、送信コイル３５及び受信コイル３６，３７よりも上流側に配置されたレーザセンサ３８を用いて被検査物Ｓを検出した場合、当該被検査物Ｓの金属検出を開始する。

金属検出制御部３０は、送信コイル３５へ交番励磁電流を供給し、磁束を発生させる。送信コイル３５によって発生された磁束は、２つの受信コイル３６，３７を貫通し、電磁誘導によって受信コイル３６，３７それぞれに電圧が励起される。金属検出制御部３０は、受信コイル３６，３７の差動接続の出力電圧を取得して、金属検出の判定を行う。金属検出制御部３０は、差動接続の出力電圧が０のときは、金属異物を検出していないと判定する。一方、金属検出制御部３０は、差動接続の出力電圧が０でないときは、金属異物を検出したと判定する。

金属検出制御部３０は、作業員からの要求に応じて、金属検出の結果データをディスプレイ５に表示させたり、記憶部に結果データを記憶したりする。また、金属検出制御部３０は、送信コイル３５及び受信コイル３６，３７が正常に作動している場合、第２報知器８２を用いて金属検出に係る機器が作動中である旨を作業員に報知する。さらに、金属検出制御部３０は、異物を検出したと判定した場合、第２報知器８２を用いて異物を検知した旨を作業員に報知する。なお、ケース３１は、耐振特性向上の目的で防振台３９（防振台３９ａ，３９ｂ）により保持されていてもよい。

次に、異物検査装置１の画面表示について詳細を説明する。上述したＸ線検査部２及び金属検出部３は、それぞれ独立に作動可能に構成されている。つまり、異物検査装置１は、Ｘ線検査及び金属検出の両方を実行するだけでなく、Ｘ線検査及び金属検出の何れか一方を実行することもできる。上述のとおり、本実施形態では、ディスプレイ５は、Ｘ線検査部２に制御されることでＸ線検査部２及び金属検出部３の操作画面などを表示する。Ｘ線検査部２及び金属検出部３が１つのディスプレイ５を共有化することによって操作画面が１つになることから、２つのディスプレイを筐体４の前面に配置する場合に比べて、Ｘ線検査部２及び金属検出部３の操作性が向上する。さらに、２つのディスプレイを筐体４の前面に配置する場合に比べて、装置外観がシンプルとなり、意匠性も向上する。
このため、Ｘ線検査部２が停止又は故障している場合には、ディスプレイ５は、金属検出部３の操作画面などを表示することができない。このため、異物検査装置１は表示機能に関して代替手段を備えている。

図５は、図１に示される異物検査装置１のサブディスプレイ（第２表示部）５０の一例を説明する図である。図５に示される異物検査装置１は、筐体４を開閉する上部扉４０が開とされた状態である。サブディスプレイ５０は、上部扉４０の裏面に配置されている。上部扉４０が閉とされた状態では、サブディスプレイ５０は、筐体４の内部に収容される。

このように、代替手段であるサブディスプレイ５０は、上部扉４０を閉めて検査する正常運転時において、作業員に視認されないようにすることができる。サブディスプレイ５０を必要に応じて収容する構成とすることにより、代替手段であるサブディスプレイ５０を正常運転時において作業者に意識させないようにすることができる。つまり、正常運転時におけるＸ線検査部２及び金属検出部３の操作画面がディスプレイ５であることが明確になる。また、サブディスプレイ５０を必要に応じて収容することができる構成とすることにより、ディスプレイ５がＸ線検査部２及び金属検出部３の操作画面を表示することを作業員に対して容易に理解させることができる。

次に、ディスプレイ５及びサブディスプレイ５０の制御について説明する。図６は、図１に示される異物検査装置１の表示に関する機能ブロック図である。図６に示されるように、Ｘ線検査制御部２０と金属検出制御部３０とは双方向通信可能に接続されている。Ｘ線検査制御部２０は、ディスプレイ５に接続され、ディスプレイ５の表示を制御する。金属検出制御部３０は、サブディスプレイ５０に接続され、サブディスプレイ５０の表示を制御する。サブディスプレイ５０は、金属検出制御部３０に制御されることで金属検出部３の操作画面などを表示する。

Ｘ線検査及び金属検出を行う場合、ディスプレイ５は、Ｘ線検査制御部２０に制御されることでＸ線検査部２及び金属検出部３の操作画面を表示する。一方、Ｘ線検査を行わずに金属検出のみを行う場合、Ｘ線検査部２が停止しているため、サブディスプレイ５０が、金属検出制御部３０に制御されることで金属検出部３の操作画面を表示する。あるいは、Ｘ線検査部２が故障した場合であって金属検出を行うときには、サブディスプレイ５０が、金属検出制御部３０に制御されることで金属検出部３の操作画面を表示する。

以上、本実施形態に係る異物検査装置１では、Ｘ線検査部２に制御されることでＸ線検査部２及び金属検出部３の操作画面がディスプレイ５に表示される。また、金属検出部３に制御されることで金属検出部３の操作画面がサブディスプレイ５０に表示される。このため、ディスプレイ５を制御するＸ線検査部２が故障し、ディスプレイ５に金属検出部３の操作画面を表示させることができないときであっても、サブディスプレイ５０に表示される金属検出部３の操作画面を用いて、金属検出部３を操作することができる。したがって、異物検査装置１によれば、サブディスプレイ５０を用いて縮退運転が可能であり、可用性に優れている。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

図７は、変形例に係る異物検査装置１Ａの表示に関する機能ブロック図である。図７に示されるように、変形例に係る異物検査装置１Ａでは、上述した実施形態と比べて、Ｘ線検査制御部２０Ａがディスプレイ５だけでなくサブディスプレイ５０Ａにも接続されている点が相違し、その他は同一である。つまり、サブディスプレイ５０Ａは、金属検出制御部３０だけでなく、Ｘ線検査制御部２０Ａに制御されることでＸ線検査部２の操作画面を表示することができる。このように、サブディスプレイ５０ＡがＸ線検査制御部２０Ａに制御されて動作することで、Ｘ線検査部２は正常に機能しているもののディスプレイ５そのものが故障した場合に、サブディスプレイ５０にＸ線検査部２の操作画面を表示することができる。

また、上述した実施形態において、サブディスプレイ５０が筐体４の内部に配置されている例を示したが、サブディスプレイ５０が筐体４の外部に配置されていてもよい。

また、上述した実施形態において、ディスプレイ５がＸ線検査制御部２０により制御され、サブディスプレイ５０が金属検出制御部３０により制御される例を示したが、ディスプレイ５が金属検出制御部３０により制御され、サブディスプレイ５０がＸ線検査制御部２０により制御されてもよい。

また、上述した実施形態において、被検査物Ｓを開口部４ａから開口部４ｂへ搬送する例を示したが、搬送方向を逆にしてもよい。この場合、レーザセンサ２４を開口部４ｂと第２フード部３４との間に配置し、第２フード部３４の側面にスリットを設けてレーザセンサ３８を配置すればよい。

また、上述した実施形態において、筐体４の内部にコンベヤ１０の一部を配置する例を示したが、コンベヤ１０はその全てが筐体４の内部に収容されていてもよい。

１，１Ａ…異物検査装置、２…Ｘ線検査部、３…金属検出部、４…筐体、５…ディスプレイ（第１表示部）、８…報知部、１０…コンベヤ、２０，２０Ａ…Ｘ線検査制御部、３０…金属検出制御部、５０，５０Ａ…サブディスプレイ（第２表示部）。

Claims (2)

1. 被検査物を搬送する搬送部と、
   Ｘ線の透過性を利用して、前記搬送部で搬送されている前記被検査物に含まれる異物を検出するＸ線検査部と、
   前記Ｘ線検査部と通信可能に接続され、前記Ｘ線検査部とは独立して作動可能であり、磁界と金属との相互作用を利用して、前記搬送部で搬送されている前記被検査物に含まれる異物を検出する金属検出部と、
   前記搬送部の少なくとも一部、前記Ｘ線検査部、及び前記金属検出部を内部に収容する筐体と、
   前記筐体に設けられ、前記Ｘ線検査部に制御されることで前記Ｘ線検査部及び前記金属検出部の操作画面を表示する第１表示部と、
   前記筐体に設けられ、前記金属検出部に制御されることで前記金属検出部の操作画面を表示する第２表示部と、
   を備え、
   前記筐体には、当該筐体を開閉する扉部が設けられ、
   前記第２表示部は、前記扉部の裏面に配置されている、
   異物検査装置。
2. 前記第２表示部は、前記Ｘ線検査部に制御されることで前記Ｘ線検査部の操作画面を表示する請求項１に記載の異物検査装置。

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