JP2000157936A - 粒状物選別方法及び粒状物選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】不良品の中から異物を取り除く作業で時間を費
やしたり、そのために色彩選別装置とは別の新たな装置
を入れたりすることなく、別の作業となっていた不良品
と異物との分別を、従来の不良品・異物が選別可能な粒
状物色彩選別装置の構成を大きく変更することなく可能
とし、あるいはこれまでの装置にいくらか加えるだけで
実現可能とした。 【解決手段】選別対象物の良品・不良品とそれ以外の異
物とを含む被選別原料を移動させる供給装置３と、移動
する被選別原料に可視光と近赤外光とを照射する光学部
５と、被選別原料から得られる光情報を受光解析する制
御装置１９と、ＣＣＤセンサー１１で受光した可視光に
関する光情報の解析結果に基づいて被選別原料から不良
品を排除選別する電磁弁１５とイジェクタ１３と、ＮＩ
Ｒセンサー１０で受光した近赤外光に関する光情報の解
析結果に基づいて被選別原料から異物を排除選別する電
磁弁１４とイジェクタ１２と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】被選別原料に光を照射して得
られる反射光や透過光などの光情報を解析して、被選別
原料から不要な不良品や異物を取り除くための粒状物選
別方法及びその装置であって、被選別原料から取り除か
れた不良品と異物の混合物から更に異物を取り除いた
り、被選別原料から異物と不良品を順に取り除くための
粒状物選別方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粒状物の色彩を検出する選別によって被
選別物を分別することは周知の技術であるので、特に穀
物の色彩選別を一例に挙げて説明する。可視光と近赤外
光とを被選別物である、例えば原料白米に照射すると、
原料白米に含まれる着色粒は可視光を照射して得られる
米粒反射光から検出することができる。この場合着色粒
は不良品となる。また原料白米に含まれる石、泥、ガラ
スなどの異物は、近赤外光を照射して得られる異物透過
光あるいは反射光から検出することができる。また、こ
れら可視光による光信号と近赤外光による光信号とによ
り検出される不良品と異物の信号は、一つの選別手段
（イジェクタ）を駆動するようになっており、従来は原
料白米からこれら着色粒と異物とを共に不良品として取
り除くために色彩選別が利用されていた。したがって、
選別は、白米と、それ以外の不良品・異物との二種選別
であった。

【０００３】ところで、この技術のもとに一次・二次選
別方式により、一次選別で排除された不良品・異物を原
料として再度二次選別して、ここに混入が予想される良
品を取り除いて、これを一次選別の供給部に戻すことが
行われているが、二次選別で良品を取り除く作業で、再
度不良品・異物の混入が予想されることから、一次選別
で取り除いた不良品・異物を二次選別して一次選別の原
料に戻すよりも、二次選別後に他に販売利用できるよう
にすることが必要とされていた。

【０００４】このようにして原料白米から取り除かれ選
別された不良品・異物の混合物は、不良品が穀物である
ことから家畜の飼料として利用されることが多いもの
の、同時に選別された異物である石、泥、ガラスが含ま
れているために、そのままでは販売できないものとなっ
ていた。したがって、販売するためには、色彩選別後に
これら異物を取り除く作業に時間を費やしたり、そのた
めに色彩選別とは別の装置を必要としているのが現状で
ある

【０００５】また、従来の三種選別としては、可視光の
反射光・透過光による赤色の検出により焼き米としらた
米の選別を可能にした方法が特開昭54-78190号に開示さ
れているが、これらは異物を含んだ被選別物を対象とし
たものではなく、したがって近赤外光が使用されておら
ず、異物の選別は不可能といってよい。

【０００６】また可視光と近赤外光による良品・不良品
と異物をそれぞれに対応したイジェクタで排除選別する
技術がUS特許5,353,937号に開示してあるが、被選別物
から得られる近赤外光による光信号と可視光による光信
号とにより、被選別物が良品であるか不良品であるか、
また異物であるかを判断して、対象となる被選別物に最
適なイジェクタにのみ信号を送出するためのマトリクス
等を含む回路を必要とし、回路が複雑となるものであ
る。ちなみにこの出願の要旨は排除選別する対象物に応
じた遅延時間と噴射時間とを適宜設定して適用するとい
うものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のことから、本発
明では従来の不良品から異物を取り除く作業で時間を費
やしたり、そのために色彩選別装置とは別の新たな装置
を入れたりすることなく、別の作業となっていた不良品
と異物との分別を、従来の不良品・異物が選別可能な粒
状物色彩選別装置の構成を大きく変更することなく可能
とし、あるいはこれまでの装置にいくらか加えるだけで
実現可能とした、粒状物選別方法及びその装置の提供を
技術的課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、選別対象物の良品・不良品とそれ以外の異物とを含
む被選別原料を移動させながら、移動する被選別原料に
可視光と近赤外光とを照射して、被選別原料から得られ
る可視光に基づく光情報を受光解析し、被選別原料から
得られる近赤外光に基づく光情報を受光解析することに
より、受光した可視光に関する光情報の解析結果に基づ
いて被選別原料から不良品を排除選別する過程と、受光
した近赤外光に関する光情報の解析結果に基づいて被選
別原料から異物を排除選別する過程とを備える粒状物選
別方法とした。

【０００９】これは、可視光に関する光情報を受光して
その光情報の解析結果に基づいて不良品を排除選別する
信号回路と、近赤外光に関する光情報を受光してその光
情報の解析結果に基づいて異物を排除選別する信号回路
とのそれぞれを独立した回路とすることにより、余計な
回路を組み込まなくとも、異物と不良品を個別に排除し
て確実に三種選別を可能とするものである。つまりこう
することにより不良品に異物が混入することなく、安価
な回路のまま３種選別が可能となる。

【００１０】より具体的には、例えば、不良品を排除選
別する過程を先に実行し次に異物を排除選別する過程を
実行する構成とした場合、異物が良品と同等色であり不
良品のみ着色している原料であれば、着色不良品に対応
した可視光の光情報により被選別原料から不良品である
着色粒だけを排除選別した後、異物に対応した近赤外光
の光情報により不良品の無くなった被選別原料から異物
だけを排除選別することで異物と不良品とを別々に選別
することができる。ところで、選別対象物の良品・不良
品と異物とは近赤外光を照射して得られる光情報におい
て明確な差を検出できることが必要であり、その差が生
じる近赤外光の波長域であることが必要である。

【００１１】また、異物を排除選別する過程を先に実行
して次に不良品を排除選別する過程を実行する構成とし
た場合、被選別原料の異物の色彩に条件はない。先ず近
赤外光の光情報により被選別原料から異物だけを確実に
排除選別することができる。このとき異物が良品と異な
る色彩であれば可視光による光情報でも検出して排除選
別動作をしてしまうが、先に近赤外光の光情報での検出
で異物を排除選別しているので、同様に可視光による光
情報による検出で排除選別が実行されても、該当の異物
は無く空振りに終わる。このように異物が無くなって流
れる被選別原料から不良品だけを排除選別することがで
きるので、被選別原料からは異物と不良品を別々に選別
することができる。したがって近赤外光と可視光とそれ
ぞれ独立した回路で前述と同様に不良品と異物とを別々
に選別することができる。

【００１２】更に上記の場合、近赤外光に関する光情報
を受光する視点と可視光に関する光情報を受光する視点
は同一視点とすることで従来の色彩選別機と同等の構成
で本願が実現できる。また、異物や不良品を排除する手
段、例えばイジェクタ等の配置を被選別原料の同一の流
路に沿って配置することで、従来の色彩選別機にもう一
つのイジェクタを加えるだけでよく、これも従来の色彩
選別機と変わらない構成で本願が実現できるものであ
る。

【００１３】また一方、可視光に関する光情報を受光し
てその光情報の解析結果に基づいて不良品を排除選別す
る信号をイジェクタ等の排除機能に接続した構成に、近
赤外光に関する光情報を受光してその光情報の解析結果
に基づいて異物を排除選別する信号をＯＲ回路を介して
前記の一つのイジェクタに付け加えた構成として、不良
品と異物とを排除選別した後、更に別に独立した、近赤
外光に関する光情報を受光してその光情報の解析結果に
基づいて異物を排除選別する回路を設ける構成とするこ
ともできる。つまり、被選別原料から不良品と異物とを
一度に排除選別し、この不良品と異物を被選別原料とし
てこれから異物を排除選別することにより、不良品と異
物を確実に別々に選別することができる。不良品と異物
とからなる被選別原料から異物を排除選別することは、
異物の色彩に関係のない近赤外光の光情報で実行できる
ので、的確に異物を排除することができる。

【００１４】これを、前半を不良品と異物を一度に排除
選別する一次選別とし、後半を異物を排除選別する二次
選別として筐体を分離した構成にすれば、従来の良品と
不良品・異物の選別を可能にした色彩選別機と、近赤外
光を照射して異物を選別する選別機といった構成の選別
装置とすることができる。このことは既設の色彩選別機
を取り換えることなく、これに近赤外光を照射して異物
を選別する機能を備える選別機を追加することで本願が
実現できることにもなる。もちろん、上述した一次・二
次選別機能を備えた一体的粒状物選別機を否定するもの
ではなく、新たな設備においては本願による一次・二次
選別機能を備えた一体的粒状物選別機を導入することが
好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に、本発明を適用した粒状物
選別機１の第１の実施例を図１に示している。図１では
全体構造を一部省略して主要部を拡大して示している。
なお、ここでは被選別原料（以下単に「原料」という）
の例を穀物とし特に白米良品、白米の着色粒等不良品、
石・ガラス等異物として説明する。

【００１６】粒状物選別機１の上部に原料を貯留する貯
留タンク２を備え、その下部に貯留タンク２から原料を
適量ずつ排出するフィーダ３を備えている。フィーダ３
から適量排出される原料は、傾斜したシュート４を滑落
しながらシュート４に沿って次の光学検出部５へ投入さ
れる。フィーダ３とシュート４は搬送手段であり、例え
ばコンベア仕様のものであってもよく、次の工程に適量
ずつ排出できる仕組みがあれば良い。

【００１７】光学検出部５は、原料の落下軌跡中の任意
点Ｏを視点として前後に配置されており、前光学部５ａ
と後光学部５ｂとから構成されている。それぞれの光学
部５には、照明手段として可視光用の蛍光灯６と近赤外
用のハロゲンランプ７、基準板となるバックグランド
８，９とがそれぞれ備えられている。蛍光灯６の色彩
は、着色粒として排除する不良品の色彩に応じて変更さ
れるか、複数本の蛍光灯により複数の色彩を備えるよう
にしてもよい。また、ハロゲンランプ７も、選別に必要
とされる近赤外光の波長範囲に応じて他の照明手段に変
更されるべきものである。バックグランド８，９は、近
赤外光用８と可視光用９とが備えられている。本例の照
明手段である蛍光灯は、白米と着色粒等不良品とを見分
けて不良品を検出するに適した色彩の蛍光灯を適宜選択
し、近赤外光用のハロゲンランプ等は、異物と白米とを
見分けて異物を検出するに適した近赤外光の照明を適宜
選択することになる。

【００１８】前後の光学部５のそれぞれに対して、近赤
外光用の受光カメラ（以下「ＮＩＲカメラ」という）１
０と可視光用カメラ（以下「ＣＣＤカメラ」という）１
１が備えられ、これらは視点Ｏを中心にしてそれぞれに
対応したバックグランドと対峙して配設されている。つ
まりＮＩＲカメラ１０ａは、視点Ｏを中心にしてバック
グランド８ａと対峙するよう配置され、ＣＣＤカメラ１
１ａはバックグランド９ａと対峙するよう配置されてい
る。同様にＮＩＲカメラ１０ｂとＣＣＤカメラ１１ｂも
配置されている。ＮＩＲカメラ１０に対峙しているバッ
クグランド８は、原料がバックグランド８の前を通過す
る際、異物が検出し易いように基準となる背景を作り、
ＣＣＤカメラ１１に対峙しているバックグランド９は、
原料がバックグランド９の前を通過する際、不良品が検
出し易いように基準となる背景を作りだすものである。
ところでＮＩＲカメラとしてＩｎＧａＡｓ受光素子を集
積したセンサーを使用するとよい。また、ＣＣＤカメラ
としてはビデオカメラに使用されような受光素子を集積
した受光センサーを使用するとよい。

【００１９】視点Ｏから更に下降したところには、近赤
外光用の排除装置１２（以下「イジェクタ１２」とい
う）と可視光用排除装置１３（以下「イジェクタ１３」
という）とが、原料が流下する軌跡にそって順に配置さ
れている。それぞれのイジェクタ１２，１３は、電磁弁
１４，１５とエアーパイプにより接続されている。また
該電磁弁１４，１５は、図示しないエアーポンプとエア
ーホースで接続されており、後述する制御装置から送ら
れる駆動信号により駆動して、エアーポンプのエアーを
イジェクタ１２．１３のそれぞれに送出するものであ
る。このエアーの送出でイジェクタ１２，１３は落下す
る原料にエアーを噴出させて、不良品と異物を排除する
ことができる。

【００２０】近赤外光イジェクタ１２により排除された
原料は、排出口１６から機外に排出される。可視光イジ
ェクタ１３により排除された原料は、排出口１７から機
外に排出される。両方のイジェクタ１２，１３のいずれ
にも排除されなかった原料は排出口１８から機外に排出
される。このように原料は三種選別することができる。

【００２１】更に図２を加えて説明すると、視点Ｏから
各センサー（１０，１１）により検出される原料の反射
光信号は、制御装置１９によって処理される。制御装置
１９には、各センサーによる反射光信号を増幅する増幅
器２０と増幅された信号を基準値と比較する比較器２１
と、センサー（１０，１１）位置とイジェクタ（１２，
１３）位置との距離に応じた遅延時間が設定してある遅
延回路２２と、この回路２２を介して、電磁弁１４，１
５に駆動信号を出力する駆動回路２３とが備えてある。
この駆動信号により電磁弁１４，１５が作動してイジェ
クタ（１２，１３）からエアーが噴出し、センサー（１
０，１１）で検出した不良品あるいは異物が排除選別さ
れる。以上の増幅器２０、比較器２１、遅延回路２２、
駆動回路２３は、ＮＩＲセンサー１０とＣＣＤセンサー
１１で独立した回路として設けてあり、更に増幅器２０
と比較器２１は、センサー種別ごとに前後に対してそれ
ぞれ独立して設けてある。そして、前後のＮＩＲセンサ
ー１０の一組と、前後のＣＣＤセンサー１１の一組それ
ぞれに１つずつのイジェクタ１２，１３が配してある。
つまり、前後に配したＮＩＲセンサー１０ａ，１０ｂの
いずれかの受光信号によって比較器２１が異物を検出す
れば、一定の遅延時間をおいて電磁弁１４だけが作動
し、イジェクタ１２からエアーが噴出され異物が排除さ
れる。一方、前後に配したＣＣＤセンサー１１ａ，１１
ｂのいずれかの受光信号によって比較器２１が不良品を
検出すれば、一定の遅延時間をおいて電磁弁１５だけが
作動し、イジェクタ１３からエアーが噴出され不良品が
排除される。言い換えれば、ＮＩＲセンサーとＣＣＤセ
ンサーの信号が、お互いに何らかの形で干渉することは
なく、例えば一方の信号を他方のキャンセル信号として
使用したり、両方の信号を利用したマトリクスを作成す
ることはなく、したがってそのための回路は本願には存
在しない。

【００２２】ところで制御装置１９は、更にフィーダ３
の駆動を制御すると共に操作パネル２４を接続してもよ
い。つまり、操作パネル２４の操作で装置１の運転を開
始すると、フィーダ３が駆動して原料の投入が開始され
る。またフィータ３の駆動は急激に最大流量で供給する
のではなく、徐々に供給量が多くなるように制御するこ
ともできる。なお、ここではセンサーで原料の反射光信
号を検出することを前提に記述したが、透過光信号を検
出すること、あるいは透過光信号と反射光信号との両方
を検出するように構成してもよい。

【００２３】以上の構成で原料を投入したときの、原料
中に存在する良品と不良品・異物のそれぞれを検出した
際の各イジェクタの動作を表１に示す。

【表１】 各センサー（１０，１１）が白米の反射光を光情報とし
て検出したときには、両方のイジェクタ１２，１３から
はエアーは噴射されず、白米は何事もなく通過して排出
口１８から機外に排出される。各センサーが白米と色彩
が異なる着色粒の反射光を光情報として検出するとＮＩ
Ｒセンサー１０側のイジェクタ１２からはエアーは噴射
されず、ＣＣＤセンサー１１側のイジェクタ１３からの
みエアーが噴射されて不良品である着色粒はイジェクタ
１３によって排除選別され排出口１７から機外に排出さ
れる。各センサーが異物である透明ガラスの反射光を光
情報として検出したときには、ＮＩＲセンサー１０側の
イジェクタ１２からのみエアーが噴射されて異物である
透明ガラスはイジェクタ１２によって排除選別され排出
口１６から機外に排出される。このときＣＣＤセンサー
１１側のイジェクタ１３からはエアーは噴射されない。
各センサーが異物である黒石の反射光を光情報として検
出したときには、ＮＩＲセンサー１０側のイジェクタ１
２とＣＣＤセンサー１１側のイジェクタ１２の両方から
エアーが噴射される。この場合、ＮＩＲセンサー１０側
のイジェクタ１２がＣＣＤ側のイジェクタ１３の上方に
配置してあるので、視点Ｏからの距離が異なることから
遅延回路２２の遅延時間が異なるため、イジェクタ１２
がイジェクタ１３より先に噴射して、図３に示すよう
に、連続的に流れる粒子１００〜１０３のうち、１０２
の異物の黒石はイジェクタ１２により排除される。その
まま流下して図４位置に１００〜１０３（粒子１０２は
存在しない）の粒子が移動したとき、イジェクタ１３が
噴射するが、既に黒石１０２は排除されているので、イ
ジェクタ１３の噴射は空振りとなり、余分な粒子が不良
品側に排除されることはない。

【００２４】本願の第１の特徴はここにあり、特別な回
路を設けなくともＮＩＲカメラ１０とＣＣＤカメラ１１
の回路の両方で駆動信号が出されたとしても、ＮＩＲカ
メラ１０の回路に接続したイジェクタ１２を、ＣＣＤカ
メラ１１の回路に接続したイジェクタ１３よりも先に作
動させる位置に配しているので、誤って不良品側に異物
を排除して、不良品に異物が混入することはない。これ
をイジェクタ１２とイジェクタ１３を同じ位置に配する
と、ＮＩＲカメラ１０とＣＣＤカメラ１１との両方にキ
ャッチされる黒い石が通過した場合には、イジェクタ１
２，１３が同時に同じ位置で作動してしまい、不良品側
と異物側のいずれに排除選別されるか不明であり、不良
品側に異物が混入すること、あるいはその逆の混入も予
想され、本願の１つの目的である、不良品と異物とを１
つの選別装置で分別することはできない。以上のごと
く、近赤外光用の回路と可視光用の回路とを別の独立し
た回路として、更に排除する位置を異なる位置にするこ
とで、的確に排除がなされ三種選別が大きな変更もな
く、装置の価格を高騰させることもなく、従来の選別装
置にイジェクターを加えるだけで実現することができ
る。ところで、各イジェクタの噴射方向は実施例のよう
に同じ方向でなくても、互いに適当な角度を設けても良
い。

【００２５】ところで、原料中の異物が良品白米と同等
色である場合には、図５及び図６で示すようにＣＣＤセ
ンサー１１側のイジェクタ１３とＮＩＲセンサー１０側
のイジェクタ１２との上下の配置を入れ替えても本願は
実現可能である。

【表２】 つまり、各イジェクタの作動は表２で示すとおりであ
り、図５のように粒子１０４〜１０６が通過しても、異
物が白米と同等色の白い石１０５や透明ガラスの光情報
を検出したときにはＮＩＲセンサー１０側のイジェクタ
１２だけが作動して、図６のようにＣＣＤセンサー１１
側のイジェクタ１３は、着色米１０８の光情報を検出し
たときのみ作動することになり、排除選別された不良品
と異物が混じり合うことはない。なお、この場合におい
ても、イジェクタを図５、図６のように異なる位置に配
することが有効である。それは、イジェクタの一回の噴
射は、排除選別を確実にするためにある程度の時間継続
して噴射されるため、複数のイジェクタを同じ位置に配
すると次のような不都合が生じる。つまり、ＣＣＤセン
サー１１側のイジェクタ１３とＮＩＲ側センサー１０側
のイジェクタ１２とが交互に噴射を繰り返すときなど、
噴射が交互にずれていても互いの一回の噴射時間が重な
り合うことは避けられずイジェクタの噴射の一部が重な
ることになり、イジェクタの噴射により一度排除されか
けた不良品と異物とが噴射位置において混在状態とな
り、異物と不良品の分別が不確実になることは避けられ
ないが、本願のようにイジェクタの位置を異なる位置に
することと、ＮＩＲセンサー１０とＣＣＤセンサー１１
とを独立した回路とすることにより、不良品と異物の選
別は確実に行えて、しかも装置の価格を高騰させること
なく実現できる。

【００２６】次に本発明を適用した第２の実施例につい
て、図７乃至図１０によりその構成を説明する。ここで
は第１の実施例と大きく異なる部分は、図７で示した一
次選別部３０と図８で示した二次選別部４０とにより図
９に示す粒状物選別装置を構成している。

【００２７】まず図７に示す一次選別部３０は、粒状物
選別機３０の上部に原料を貯留する貯留タンク２を備
え、その下部に貯留タンク２から原料を適量ずつ排出す
るフィーダ３を備えている。フィーダ３から適量排出さ
れる原料は、傾斜したシュート４を滑落しながらシュー
ト４に沿って次の光学検出部５へ投入される。フィーダ
３とシュート４は搬送手段であり、例えばコンベア仕様
のものであってもよく、次の工程に適量ずつ排出できる
仕組みがあれば良い。

【００２８】光学検出部５は、原料の落下軌跡中の任意
点Ｏを視点として前後に配置されており、前光学部５ａ
と後光学部５ｂとから構成されている。それぞれの光学
部５には、照明手段として可視光用の蛍光灯６と近赤外
用のハロゲンランプ７、基準板となるバックグランド
８，９とがそれぞれ備えられている。バックグランド
８，９は、近赤外光用８と可視光用９とが備えられてい
る。前後の光学部５のそれぞれに対して、近赤外光用の
受光カメラ（以下「ＮＩＲカメラ」という）１０と可視
光用カメラ（以下「ＣＣＤカメラ」という）１１が備え
られ、これらは視点Ｏを中心にしてそれぞれに対応した
バックグランドと対峙して配設されている。つまりＮＩ
Ｒカメラ１０ａは、視点Ｏを中心にしてバックグランド
８ａと対峙するよう配置され、ＣＣＤカメラ１１ａはバ
ックグランド９ａと対峙するよう配置されている。同様
にＮＩＲカメラ１０ｂとＣＣＤカメラ１１ｂも配置され
ている。

【００２９】視点Ｏから更に下降したところには、排除
装置３１（以下「イジェクタ３１」という）が、原料が
流下する軌跡に沿うように配置されている。イジェクタ
３１は、電磁弁３２とエアーパイプにより接続されてい
る。また該電磁弁３２は、図示しないエアーポンプとエ
アーホースで接続されており、後述する制御装置から送
られる駆動信号により駆動して、エアーポンプのエアー
をイジェクタ３１に送出するものである。このエアーの
送出でイジェクタ３１は落下する原料にエアーを噴出さ
せて、不良品と異物とを排除することができる。イジェ
クタ３１により排除された原料は、排出口３３から機外
に排出される。イジェクタ３１に排除されなかった原料
は排出口１８から機外に排出される。このように原料は
二種選別することができる。

【００３０】視点Ｏから各センサー（１０，１１）によ
り検出される原料の反射光信号は、制御装置３４によっ
て処理される。制御装置３４には、図１０に示すように
各センサーによる反射光信号を増幅する増幅器２０と増
幅された信号を基準値と比較する比較器２１と、センサ
ー（１０，１１）位置とイジェクタ（３１）位置との距
離に応じた遅延時間が設定してある遅延回路２２と、こ
の回路２２とＯＲ回路４７を介して、電磁弁３２に駆動
信号を出力する駆動回路４８とが備えてある。この駆動
信号により電磁弁３２が作動してイジェクタ３１からエ
アーが噴出し、センサー（１０，１１）で検出した不良
品または異物が排除選別される。以上の増幅器２０、比
較器２１、遅延回路２２までは、ＮＩＲセンサー１０と
ＣＣＤセンサー１１で独立した回路として設けてあり、
更に増幅器２０と比較器２１は、センサー種別ごとに前
後に対してそれぞれ独立して設けてある。そして、前後
のＮＩＲセンサー１０の一組と、前後のＣＣＤセンサー
１１の一組それぞれの信号はＯＲ回路４７で合成され、
いずれかの信号によっても１つのイジェクタ３１が駆動
するようにしてある。つまり、前後に配したＮＩＲセン
サー１０ａ，１０ｂのいずれかの受光信号によって比較
器２１が異物を検出したとき、あるいは、前後に配した
ＣＣＤセンサー１１ａ，１１ｂのいずれかの受光信号に
よって比較器２１が不良品を検出したとき、一定の遅延
時間をおいて電磁弁３２が作動し、イジェクタ３１から
エアーが噴出され不良品と異物が排除される。ここにお
いても、ＯＲ回路で合成する以外には、ＮＩＲセンサー
とＣＣＤセンサーの信号が、お互いに何らかの形で干渉
する、例えば一方の信号を他方のキャンセル信号として
使用したり、両方の信号を利用したマトリクスを作作成
することはなく、したがってそのための回路は本願には
存在しない。

【００３１】ここでの選別は図９の一次選別で示すよう
に、一次原料を良品と不良品・異物との二種に分別する
ものであり、いわゆる従来の色彩選別機と同様の選別機
能を有するものである。以上の構成で原料を投入したと
きに、原料中に存在する良品と不良品・異物のそれぞれ
を検出した際のイジェクタ３１の動作を表３に示す。

【表３】 まず、各センサー（１０，１１）が白米の反射光を光情
報として検出したときには、イジェクタ３１からはエア
ーは噴射されず、白米は何事もなく通過して排出口１８
から機外に排出される。各センサーが白米と色彩が異な
る着色粒の反射光を光情報として検出するとＮＩＲセン
サー１０側の遅延回路２２ａからは信号は出力されず、
ＣＣＤセンサー１１側の遅延回路２２ｂからのみ信号が
出力されてＯＲ回路４７を介して駆動回路４８によって
電磁弁３２が駆動され、不良品である着色粒はイジェク
タ３１の噴射によって排除選別され排出口３３から機外
に排出される。各センサーが異物である透明ガラスの反
射光を光情報として検出したときには、ＮＩＲセンサー
１０側の遅延回路２２ａからのみ信号が出力されて、Ｏ
Ｒ回路４７を介して駆動回路４８によって電磁弁３２が
駆動され、異物である透明ガラスはイジェクタ３１の噴
射によって排除選別され排出口３３から機外に排出され
る。このときＣＣＤセンサー１１側の遅延回路２２ｂか
らは信号は出力されない。各センサーが異物である黒石
の反射光を光情報として検出したときには、ＮＩＲセン
サー１０側の遅延回路２２ａとＣＣＤセンサー１１側の
遅延回路２２ｂの両方から信号が出力されて、ＯＲ回路
４８を介して駆動回路４８によって電磁弁３２が駆動さ
れ、異物である黒石はイジェクタ３１の噴射によって排
除選別されて排出口３３から機外に排出される。

【００３２】このように選別された不良品と異物は、搬
送手段（図示せず）により二次選別部４０に原料として
投入される。二次選別部４０の構成を図８に示し、図７
と異なる部分について説明する。視点Ｏを中心に配置さ
れている光学部４１は、前光学部４１ａと後光学部４１
ｂとからなり、各光学部には近赤外光照射用のハロゲン
ランプ７とバックグランド８及び照明用蛍光灯６とを備
えている。また視点Ｏを中心としてバックグランド８ａ
に対向する位置にＮＩＲカメラ１０ａと、バックグラン
ド８ｂに対向する位置にＮＩＲカメラ１０ｂとが配置さ
れている。視点Ｏの下方には原料が流下する軌跡に沿っ
てイジェクタ４２が設けられている。イジェクタ４２
は、電磁弁４３とエアーパイプにより接続されている。
また該電磁弁４３は、図示しないエアーポンプとエアー
ホースで接続されており、後述する制御装置から送られ
る駆動信号により駆動して、エアーポンプのエアーをイ
ジェクタ４２に送出するものである。このエアーの送出
でイジェクタ４２は落下する原料にエアーを噴出させ
て、異物と排除することができる。イジェクタ４２によ
り排除された異物は、排出口４６から機外に排出され
る。イジェクタ４２に排除されなかった不良品は排出口
４５から機外に排出される。このように原料は二種選別
することができる。

【００３３】視点ＯからＮＩＲセンサー１０により検出
される原料の反射光信号は、制御装置４９によって処理
される。制御装置４９には、図１１に示すようにＮＩＲ
センサー１０による反射光信号を増幅する増幅器２０と
増幅された信号を基準値と比較する比較器２１と、ＮＩ
Ｒセンサー１０位置とイジェクタ４２位置との距離に応
じた遅延時間が設定してある遅延回路２２と、この回路
２２を介して、電磁弁４３に駆動信号を出力する駆動回
路２３とが備えてある。この駆動信号により電磁弁４３
が作動してイジェクタ４２からエアーが噴出し、ＮＩＲ
センサー１０で検出した異物が排除選別される。以上の
増幅器２０、比較器２１、遅延回路２２、駆動回路２３
は、ＮＩＲセンサー１０に１つのイジェクタ４２が配し
てある。つまり、前後に配したＮＩＲセンサー１０ａ，
１０ｂのいずれかの受光信号によって比較器２１が異物
を検出すれば、一定の遅延時間をおいて電磁弁４３が作
動し、イジェクタ４２からエアーが噴出され異物が排除
される。ここにおいては、ＮＩＲセンサーの信号しか存
在せず、他の信号を利用したマトリクスを作成すること
はなく、したがってそのための回路は本願には存在しな
い。なお前述の図７で示した制御装置３４と図８で示し
た制御装置４９とは、図示のように別の制御装置とする
こともできるし、一体の制御装置として構成してもよ
い。

【００３４】ここでの選別は図９の二次選別で示すよう
に、一次選別から搬送された不良品と異物からなる原料
を不良品と異物の二種に分別するものである。以上の構
成で原料を投入したときの信号処理について図８と図１
１により説明する。まず、ＮＩＲセンサー１０，１１が
不良品の反射光を光情報として検出したときには、イジ
ェクタ４２からはエアーは噴射されず、不良品は何事も
なく通過して排出口４５から機外に排出される。ＮＩＲ
センサー１０が不良品と異なる透明ガラスや石の異物の
反射光を光情報として検出するとＮＩＲセンサー１０の
遅延回路２２から信号が出力され、駆動回路２３によっ
て電磁弁４３が駆動され、異物はイジェクタ４２の噴射
によって排除選別され排出口４６から機外に排出され
る。このように不良品と異物からなる二次選別の原料
は、受光手段がＮＩＲセンサーだけとなっているので、
容易に不良品と異物とに二種選別することができる。

【００３５】図９に示す粒状物選別装置は、一次選別部
３０と二次選別部４０とから構成されているが、一次選
別部３０と二次選別部４０とを別の機枠で製造するこ
と、あるいは一体の機枠で製造することは自由に選択で
きることであり、別の機枠で製造すると、従来の不良品
・異物を排除選別できる色彩選別機に二次選別部４０設
けることで本願の三種選別が達成できる。また一体の機
枠で製造すれば、一台の粒状物選別機で本願の三種選別
が可能となる。いずれの場合にも、一次選別部３０と二
次選別部４０とは何らかの搬送手段で連絡されており、
コンベア等を利用することや、一次選別部３０と二次選
別部４０とを上下に配置することなどは自由に選択でき
る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、図１の第１の実施例によ
ると、これまでの良品、不良品・異物と二種選別可能で
あった粒状物色彩選別機に、可視光と近赤外光とに回路
を独立させて、それぞれにイジェクター機能を付加する
ことにより、本願の三種選別が可能となり、その場合の
信号回路も大きな改造もなく、イジェクタも従来の駆動
回路を付け加えるだけで、安価に三種選別可能な粒状物
選別機が実現できる。

【００３７】また、図７と図８及び図９によると、一次
選別部３０と二次選別部４０とを一体にした粒状物選別
装置として構成することにより、良品と不良品及び異物
との三種選別を行うに最適な選別装置として提供でき
る。

【００３８】また一次選別部３０と二次選別部４０とを
別体として着目すれば、原料を良品と不良品・異物との
二種選別が可能な既設の粒状物選別装置に、二次選別部
４０を付加することにより、本願の三種選別が可能とな
り、既設の粒状物選別装置においても、装置をすべて入
れ替えることなく安価に三種選別が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した粒状物選別機の第１の実施例
である。

【図２】第１の実施例における光情報の解析回路を示し
たブロック図である。

【図３】第１の実施例による排除選別の状態を示す図で
ある。

【図４】第１の実施例による排除選別の状態を示す図で
ある。

【図５】第１の実施例による別の排除選別の状態を示す
図である。

【図６】第１の実施例による別の排除選別の状態を示す
図である。

【図７】本発明を適用した粒状物選別機の第２の実施例
の一次選別を示す図である。

【図８】本発明を適用した粒状物選別機の第２の実施例
の二次選別を示す図である。

【図９】第２の実施例の原料の流れを示した図である。

【図１０】第２の実施例による一次選別の光情報の解析
回路を示したブロック図である。

【図１１】第２の実施例による二次選別の光情報の解析
回路を示したブロック図である。

【符号の説明】

１ 粒状物選別機 ２ 貯留タンク ３ フィーダ ４ シュート ５ 光学検出部 ６ 蛍光灯 ７ ハロゲンランプ ８ バックグランド ９ バックグランド １０ 近赤外光用の受光カメラ（ＮＩＲカメラ） １１ 可視光用カメラ（ＣＣＤカメラ） １２ 近赤外光用の排除装置（イジェクタ） １３ 可視光用排除装置（イジェクタ） １４ 電磁弁 １５ 電磁弁 １６ 排出口 １７ 排出口 １８ 排出口 １９ 制御装置 ２０ 増幅器 ２１ 比較器 ２２ 遅延回路 ２３ 駆動回路 ２４ 操作パネル ３０ 一次選別部（粒状物選別機） ３１ 排除装置（イジェクタ） ３２ 電磁弁 ３３ 排出口 ３４ 制御装置 ４０ 二次選別部 ４１ 光学部 ４２ イジェクタ ４３ 電磁弁 ４５ 排出口 ４６ 排出口 ４７ ＯＲ回路 ４８ 駆動回路 ４９ 制御装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月１４日（１９９９．９．１
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】視点Ｏから更に下降したところには、近赤
外光用の排除装置１２（以下「イジェクタ１２」とい
う）と可視光用排除装置１３（以下「イジェクタ１３」
という）とが、原料が流下する軌跡にそって順に配置さ
れている。それぞれのイジェクタ１２，１３は、電磁弁
１４，１５とエアーパイプにより接続されている。また
該電磁弁１４，１５は、図示しないエアーポンプとエア
ーホースで接続されており、後述する制御装置から送ら
れる駆動信号により駆動して、エアーポンプのエアーを
イジェクタ１２，１３のそれぞれに送出するものであ
る。このエアーの送出でイジェクタ１２，１３は落下す
る原料にエアーを噴出させて、不良品と異物を排除する
ことができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】このように選別された不良品と異物は、搬
送手段（図示せず）により二次選別部４０に原料として
投入される。二次選別部４０の構成を図８に示し、図７
と異なる部分について説明する。視点Ｏを中心に配置さ
れている光学部４１は、前光学部４１ａと後光学部４１
ｂとからなり、各光学部には近赤外光照射用のハロゲン
ランプ７とバックグランド８及び照明用蛍光灯６とを備
えている。また視点Ｏを中心としてバックグランド８ａ
に対向する位置にＮＩＲカメラ１０ａと、バックグラン
ド８ｂに対向する位置にＮＩＲカメラ１０ｂとが配置さ
れている。視点Ｏの下方には原料が流下する軌跡に沿っ
てイジェクタ４２が設けられている。イジェクタ４２
は、電磁弁４３とエアーパイプにより接続されている。
また該電磁弁４３は、図示しないエアーポンプとエアー
ホースで接続されており、後述する制御装置から送られ
る駆動信号により駆動して、エアーポンプのエアーをイ
ジェクタ４２に送出するものである。このエアーの送出
でイジェクタ４２は落下する原料にエアーを噴出させ
て、異物を排除することができる。イジェクタ４２によ
り排除された異物は、排出口４６から機外に排出され
る。イジェクタ４２によって排除されなかった不良品は
排出口４５から機外に排出される。このように原料は二
種選別することができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】図９に示す粒状物選別装置は、一次選別部
３０と二次選別部４０とから構成されているが、一次選
別部３０と二次選別部４０とを別の機枠で製造するこ
と、あるいは一体の機枠で製造することは自由に選択で
きることであり、別の機枠で製造すると、従来の不良品
・異物を排除選別できる色彩選別機に二次選別部４０を
設けることで本願の三種選別が達成できる。また一体の
機枠で製造すれば、一台の粒状物選別機で本願の三種選
別が可能となる。いずれの場合にも、一次選別部３０と
二次選別部４０とは何らかの搬送手段で連絡されてお
り、コンベア等を利用することや、一次選別部３０と二
次選別部４０とを上下に配置することなどは自由に選択
できる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB11 CC20 DD12 EE01 EE02 EE11 FF01 GG03 GG10 HH01 HH02 KK04 MM05 MM08 3F079 AC15 BA06 CA31 CA44 CB25 CB30 CB32 CB33 CB36 CC03 DA06 EA11

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】選別対象物の良品・不良品とそれ以外の異
   物とを含む被選別原料を移動させる過程と、移動する被
   選別原料に可視光と近赤外光とを照射する過程と、被選
   別原料から得られる可視光に関する光情報を受光解析す
   る過程と、被選別原料から得られる近赤外光に関する光
   情報を受光解析する過程と、受光した可視光に関する光
   情報の解析結果に基づいて被選別原料から不良品を排除
   選別する過程と、受光した近赤外光に関する光情報の解
   析結果に基づいて被選別原料から異物を排除選別する過
   程と、を備えることを特徴とする粒状物選別方法。
2. 【請求項２】可視光に関する光情報の解析結果に基づい
   て被選別原料から不良品を排除選別すると共に近赤外光
   に関する光情報の解析結果に基づいて被選別原料から異
   物を排除選別する過程と、次いで近赤外光に関する光情
   報の解析結果に基づいて、前記過程で得られる不良品と
   異物とを含む被選別原料から異物を排除選別する過程
   と、を備えることを特徴とする請求項１記載の粒状物選
   別方法。
3. 【請求項３】可視光に関する光情報の解析結果と近赤外
   光に関する光情報の解析結果とに基づいて被選別原料か
   ら不良品と異物とを排除選別する過程における、可視光
   に関する光情報と近赤外光に関する光情報とは同一視点
   から得ることを特徴とする請求項２記載の粒状物選別方
   法。
4. 【請求項４】近赤外光に関する光情報の解析結果に基づ
   いて被選別原料から異物を排除選別する過程と、可視光
   に関する光情報の解析結果に基づいて被選別原料から不
   良品を排除選別する過程と、を備え、異物を排除する過
   程を不良品を排除する過程より先に実行することを特徴
   とする請求項１記載の粒状物選別方法。
5. 【請求項５】異物を選別排除する過程と不良品を選別排
   除する過程とを、被選別原料の同一流路上に離間して配
   したことを特徴とする請求項４記載の粒状物選別方法。
6. 【請求項６】近赤外光に関する光情報と可視光に関する
   光情報とは同一視点から得ることを特徴とする請求項４
   記載の粒状物選別方法。
7. 【請求項７】選別対象物の良品・不良品とそれ以外の異
   物とを含む被選別原料を供給する供給手段と、供給され
   る被選別原料に可視光と近赤外光とを照射する光照射手
   段と、被選別原料から得られる光情報を受光する受光手
   段と、受光した光情報を解析する解析手段と、前記受光
   手段の可視光に関する光情報の解析結果に基づく被選別
   原料中の不良品の検出信号により駆動する不良品排除手
   段と、前記受光手段の近赤外光に関する光情報の解析結
   果に基づく被選別原料中の異物の検出信号により駆動す
   る異物排除手段と、前記各手段を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする粒状物選別装置。
8. 【請求項８】可視光に関する光情報の解析結果と近赤外
   光に関する光情報の解析結果とに基づく被選別原料中の
   不良品と異物のいずれか一つの検出信号により駆動する
   不良品・異物排除手段と、次いで近赤外光に関する光情
   報の解析結果に基づく被選別原料中の異物の検出信号に
   より駆動する異物排除手段とを備えることを特徴とする
   請求項７記載の粒状物選別装置。
9. 【請求項９】可視光に関する光情報の解析結果と近赤外
   光に関する光情報の解析結果とに基づく被選別原料中の
   不良品と異物のいずれか一つの検出信号により駆動する
   不良品・異物排除手段における、被選別原料から得られ
   る近赤外光に関する光情報を受光する受光手段と被選別
   原料から得られる可視光に関する光情報を受光する受光
   手段とは、同一視点から光情報を得ることを特徴とする
   請求項８記載の粒状物選別装置。
10. 【請求項１０】被選別原料を供給する供給手段と、可視
    光と近赤外光とを照射する光照射手段と、受光手段及
    び、不良品・異物排除手段とを備えた一次選別手段と、
    被選別原料を供給する供給手段と、近赤外光を照射する
    光照射手段と、受光手段及び、異物排除手段とを備えた
    二次選別手段及び一次選別手段により得られる不良品・
    異物を二次選別手段の供給手段に搬送する搬送手段と、 を備えることを特徴とする請求項８記載の粒状物選別装
    置。
11. 【請求項１１】近赤外光に関する光情報の解析結果に基
    づく被選別原料中の異物の検出信号により駆動する異物
    排除手段と、可視光に関する光情報の解析結果に基づく
    被選別原料中の不良品の検出信号により駆動する不良品
    排除手段とは、異物排除手段を不良品排除手段より先に
    作動させる位置に配したことを特徴とする請求項７記載
    の粒状物選別装置。
12. 【請求項１２】異物排除手段と不良品排除手段の順で被
    選別原料の同一流路上に任意間隔をもって配置してある
    ことを特徴とする請求項１１記載の粒状物選別装置。
13. 【請求項１３】被選別原料から得られる近赤外光に関す
    る光情報を受光する受光手段と被選別原料から得られる
    可視光に関する光情報を受光する受光手段とは、同一視
    点から光情報を得ることを特徴とする請求項１１記載の
    粒状物選別装置。