JP2001525928A

JP2001525928A - 果実及び野菜の状態の評価

Info

Publication number: JP2001525928A
Application number: JP54889398A
Authority: JP
Inventors: ブリッグス，ピーター，デイビッド，シンクレア
Original assignee: シンクレア、インターナショナル、リミテッド
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 2001-12-11
Also published as: AU7342498A; IL132923A0; WO1998052037A1; CA2290623A1; ES2230691T3; ZA984135B; EP0981744B1; IL132923A; GB9709840D0; DE69826652T2; AU742115B2; DE69826652D1; NZ501098A; CA2290623C; US6435002B1; EP0981744A1

Abstract

(57)【要約】果実及び野菜の状態を測定するための組立品が開示されおり、それは、受動的センサ（２２）を有する膨張可能な弾力性ふいご集成装置（１０）からなる。使用時、ふいご（１０）は、受動的センサ（２２）が、果実品目又は野菜に接触するように、或いは近接するように、そしてこれによりセンサが上記果実品目又は野菜の性質に反応してその性質に関係する信号を発生させる。その後、ふいご（１０）は、果実又は野菜から離される。センサ（２２）は、例えば表面のガス検出、クロロフィル蛍光発光、可視及び近赤外線スペクトルメトリー、電荷移動、遅延発光等の性質を検出することができる。また、複数のふいご（１０）が回転可能な台（５１０）に据え付けられ、これによりふいご（１０）が逐次、各果実又は野菜との接触位置にもたらされる集成装置も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】果実及び野菜の状態の評価本発明は、果実及び野菜の状態の評価に関する。果実及び野菜を収穫する際、収穫物が熟成の程度が異なっている場合が屡々ある。熟成の程度に従って収穫物を選別するために特別な工程を実施しないことが、通常である。その結果、貯蔵するために送り出す果実や野菜は既に熟成して、いつでも消費でき状態になっているかもしれず、熟していない果実や野菜が販売に提供されているかもしれない。このため、販売時の果実及び野菜が、消費のための熟成最適状態あるかどうかは、ある程度運の問題である。冷貯蔵されて熟した果実及び野菜は、貯蔵から取り出され、小売り販売店への輸送される時間により熟成しすぎる傾向がある。このような製品はまったく販売することさえできず、廃棄しなくてはならないことが頻繁に起こる。これは深刻な問題である。きわめて大量の果実及び野菜が、販売地点に到達した時は、販売できず無駄になると推測される。異なった種類の問題が、十分に熟していない製品に発生する。これは販売地点で展示された時、受け入れられるように見えるかもしれない。しかしながら、購入者が、未成熟な果実または野菜を消費する際、強い否定的な印象を受ける。これにより、消費者に同じ小売り販売店からこのような商品を購買しないように思い込ませる影響を与えるかも知れない。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明により、プランジャー手段、プランジャー手段により運ばれる受動的センサを含む果実及び野菜の状態を測定するための組立品であって、上記プランジャー手段を、受動的センサが、果実品目又は野菜品目に接触するように、或いは近接するように、そしてこれによりセンサが上記果実品目又は野菜の性質に反応してその性質に関係する信号を発生させるように適合させれていることを特徴とする組立品を提供する。本発明は、特に果実又は野菜を収穫した後にこれらを等級分けするための包装出荷工場の装置に特に好適である。コンベアで運ばれる果実品目を個々に本発明の装置を用いて検査することができる。検査、すなわち受動的センサからの信号の表示、の結果、果実品目又は野菜の熟成又は成熟の指示が得られ、従って果実又は野菜は熟成又は成熟の程度に従って貯蔵することができる。熟していないものは押さえることができ、倉庫に送ることができ、一方、より成熟したものは即座に販売するように送ることができる。これらの極端なものの間には多くの等級があり、それを付けることが望まれているであろう。受動的センサが読むべき性質は、果実又は野菜品目の状態を示す性質であればどのようなものでも良い。これらの多くはよく知られている。本発明により測定するための特に好ましい性質としては、表面のガス検出、クロロフィル蛍光発光、可視及び近赤外線スペクトルメトリー(spectrometry)、電荷移動、遅延発光、及び共鳴を挙げることができる。果実及び野菜は熟するとともに、その表面からガスの発生があることはよく知られている。このガス発生はその農産物の状態を示している。受動的センサは、果実又は野菜品目からの表面ガス発生のサンプルを捉えられるように適合させることができ、そのサンプルはその後分析され農産物の状態を示す信号を得ることができる。クロロフィル蛍光発光は熟成の進行とともに低下することも知られている。この現象を利用するため、受動的センサは、１種以上の光ファイバー等の光学装置とすることができる。あるいは、受動的センサを近赤外線スペクトルメトリーにより農産物を走査するために使用することができる。知られているように、これにより農産物中の可溶固形物が表示される。ほとんどの場合、可溶固形物の大部分は糖であり、このためその測定は農産物の熟成又は成熟を示す。近赤外線スペクトルメトリーは、物質の構造を表示することができ、このためこの情報は農産物の熟成又は成熟を表示させるために使用されることも知られている。農産物の熟成の相違は、異なった静電容量を有する農産物を与えることも知られている。このため、農産物の熟成は、農産物の静電容量により示され得る。農産物の静電容量は、帯電したコンデンサ、コンデンサ内に蓄えられた帯電の変化を起こさせる近接した農産物の存在らなるセンサを有することにより測定することができ、その量は農産物の静電容量及び従ってその熟成に依存する。コンデンサに蓄えられた帯電の変化は、「電荷移動検知」として知られているものである第２のコンデンサによって測定することができる。本発明の好適態様において、受動的センサは、ふいご（好ましくは果実のレッテル貼りに使用される種類及びＵＳ特許番号４２１７１６４に記載のもの）等のプランジャー手段上に据え付けられる。このようなふいごは、加圧空気の給送により膨張可能で、ふいごを減圧することにより収縮可能であり、上述のＵＳ特許番号４２１７１６４にも記載されている。ふいごの膨張及び収縮は、評価するべき果実又は野菜品目の、コンベアによる等の提示と時間的に一致するように用意することができる。本発明の好適態様を、次の図面を参照しながら例示して説明する；図１は、ガスセンサが組み込まれた組立品の第１の態様の高所部分断面図である。図２は、光センサが組み込まれた組立品の第２の態様の高所部分断面図である。図３は、電荷移動センサが組み込まれた組立品の第３の態様の部分断面図である。図４は、果実表面に接触する同心光ファイバーケーブルが組み込まれた組立品の第４の態様の高所部分断面図である。図５は、果実表面に略接近させた同心光ファイバーケーブルが組み込まれた組立品の第５の態様の高所部分断面図である。図６は、公知の果実から離れるように距離を維持された光ファイバーケーブル及び果実に接触する装置が組み込まれた組立品の第６の態様の高所部分断面図である。図７は、光を果実に向け、光を組立品内の光ファイバーケーブルにより反射させそして集める、外部光源が組み込まれた組立品の第７の態様の高所部分断面図である。図８は、図７と一般的に類似であるが、果実と組立品との接触がない、組立品の第８の態様の高所部分断面図である。図９は、光検出が組立品内で行われる組立品の第９の態様の高所部分断面図である。図１０は、成熟を遅延発光を用いて検出する組立品の第１０の態様の高所部分断面図である。図１１は、成熟を共鳴を用いて検出する組立品の第１１の態様の高所部分断面図である。図１２は、回転可能な台の上に据え付けられた図１〜９に示されるタイプの複数の組立品を示す。図１３は、本発明の一態様の側面概略図である。図１４は、図１３の衝撃子(impactor)装置の動きの順序を示す側面概略図で、衝撃子装置の下のコンベアにより移動する果実とかみ合っている（明らかなように、装置の枢軸（旋回軸）位置は、この図の水平面方向に移動する一方；実際には装置の枢軸は固定され、果実は装置の先を移動する）。図１５は、衝撃子の電気駆動パルス及び異なった堅さのタップした果実から得られる出力パルスの形を示す電圧／時間グラフである。図１６は、本発明で使用するのに好適な信号処理迂回のブロック回路図である。図１７は、本発明の別の態様の高所部分断面図である。図１８は、図１７の態様の衝撃子の拡大断面図である。図１９は、図１８の態様の衝撃子の断片図である。図２０は、図１７及び１８の衝撃子装置を包含し、果実コンベアに横断するようにされた装置の部分断面図である。図面において、異なった態様の類似部分は、同一の参照番号を有する。図１について、果実又は野菜の状態を評価する装置は、プラスチック又は合成ゴム等の弾力性のある材料のふいご１０及び光学構造物からなる。ふいごは、筒状の堅いふいご支持台１４から突き出た環状フレンジ１２上に一方の端部が据え付けられている。ふいごの構造、及びふいごに加圧空気を入れてふいごを下方に膨張させ（図面に示されているように）、そしてふいごを減圧にしてふいごを上方に収縮させる（図面に示されているように）ための手段は、ＵＳ特許番号４２１７１６４に記載されており、この特許の内容は参照のめここに組み込まれている。受動ガスセンサ２０は、ふいごの自由端又は末端２４に据え付けられ、ふいごの膨張及び収縮の動きとともに移動可能である。図面から分かるように、ガスセンサはふいごの内側に設置されているが、ふいごの自由端表面又は末端表面２４と実質的に同一面の開口台を有する。管（チューブ）２６は、ガスセンサからふいご台を通って、ガス分析測定手段２８まで延びている。管は螺旋状に巻いた部分３０を包含し、ガスセンサをふいごと共に移動可能としている。使用時、組立品は、果実又は野菜品目を運ぶコンベアの上に位置する。通常、ふいごは、図１に示されているように、収縮された位置に維持するために真空を付与される。果実又は野菜がふいごの近くを通り過ぎると、真空は、ふいごを膨張させる加圧空気によって取って代わられ、ふいごは果実又は野菜品目と接触する。ガスセンサ２０は、果実又は野菜品目からの表面ガスの測定容量を得る。分析器３１内の真空システムは、サンプルを分析のため分析器に吸い込む。ふいごと果実又は野菜品目との接触後、極めて即座に、真空がふいごに再び付与され、ふいごを引っ込ませる。このサイクルがその後繰り返される。分析器３１は、各果実品目又は各野菜品目からガスサンプルについての信号を発生させる。この信号は、各品目の状態の指示を得るために、あらかじめ決められた尺度と比較することができる。この指示は順に農産物の等級分けに、例えばコンベアから選ばれた品目をさらに熟成するまで貯蔵するように進路を変えることにより、使用することができる。受動ガスセンサ２０は、果実又は他の農産物の全ての個数を検知しながら、レーン当たり約７５０〜１０００個(pieces)の速度で作動することができる。受動ガスセンサは、公知技術の種々のデザインの１つであり得る。例えばM.Be nady et.al．の刊行物「Fruit Ripeness Determination by Electronic Sensing of Aromatic Volatiles」（１９９５発行、Transactions of the ASAE）に記載のガスセンサであり、ここに十分に記載されているように参考に取り込まれている。この刊行物は、受動半導体ガスセンサを有する電子探知機（sniffer）を記載している。実用可能なガスセンサの例としては、メロン選択センサとしてFigaro Gas Sensor TGS822（Figaro of Osaka社製）を挙げることができる。このセンサは、ＣＯ₂と同様、上記刊行物記載の９種の芳香性揮発性化合物を検出する。芳香性揮発物の量は果実の熟成と共に増加する。メロンに利用される特別の半導体センサは、二酸化錫（ＳｎＯ₂）半導体であり、その導電性は、水素、一酸化炭素、メタン及びプロパン等の可燃性ガス、及びアルコール、ケトン、エステル及びベンゾール類（これらのいくつかは熟成果実に天然に存在する）に属する多くの揮発性ガスを含む還元性化合物の存在下に増加する。図２の態様は、ガスセンサ２０から光ファイバーの束４０に変わった以外は、図１のそれと類似している。光ファイバーの束は、４２で螺旋状に巻かれ、ふいごと共に移動できるようにされており、それは光源及び検出器組立品４４に接続されている。この態様において、光源、例えば光又は近赤外線は、果実又は野菜品目の方向に向けられており、この品目は膨張したふいごに接触又は極めて接近しており、そしてこの品目から得られた蛍光発光又は近赤外線スペクトルは検出器組立品４４により検出することができる。検出器は、予め決められた尺度と比較して、農産物の状態の指示を与えることができる。図３の態様は、センサが果実の静電容量を検出する組立品を示す。この場合、センサ５０は帯電コンデンサからなる。センサ５０と極めて接近した農産物の通過により、センサ５０内の貯蔵電荷の変化を誘導する。センサ５０の蓄積電荷は、その後第２の検出コンデンサに放電する。この蓄積電荷は公知の方法で検出される。実際、センサ及び検出コンデンサは、農産物の給送をセンサに合わせるための必要などんな速度でも作動し得る。農産物の静電容量が熟成に依存し、このため農産物の静電容量の測定により、熟成の受け入れられる正確な評価が得られる。図３の態様において、検出コンデンサ、スイッチング装置及び分析器が、全てこの図の５８で示される装置内に納められ、ケーブル５６を介してセンサ５０に接続されている。熟成を測定するコンデンサシステムの例が、Nelson & Lawrenceの「Sensing M oisture Content in Dates by RF Impedance Measurements」（Transactions of the ASAE発行，第35(2)巻，March-April 1992）による刊行物に記載されており、１０２４分離光感受素子(1024 discrete light sensing elements)を含むダイオード配列分光光度計を挙げることができる。Slaughter et alにより使用され、本発明で使用可能なダイオード配列検出器は、Ocean Optics of Dunedin, Florida社製のモデルS1000である。２００ミクロンと１０００ミクロンの間の光ファイバー・プローブの直径が利用された。１００〜２００ワットの照明レベルを評価した。光ファイバー管が実際に果実に接触する必要はなく、正確性の少しの損失をもたらすのみであった。センサは、果実の１個を０．２５秒間最接近状態を維持した。暴露時間及びプローブ直径の好ましい組み合わせは、２００ミクロンファイバーと一緒に使用したとき０．２５秒の全暴露の条件であった。プローブを果実の表面から０．５インチに置いたとき、相関性がわずかに落ちて、Γ ＝０．８９であった。ここに使用されたような、句「極めて接近」は０．５インチ以下を示す。受容可能なフォトダイオードの別の例は、Hamamatsu Series S6436フォトダイオードである。図４及び５の態様として、センサが２個の同心管１４８及び１４９を含む光ファイバーの束１４０からなる組立品を示す。外側の管１４８は入射ビームを通し、内側の管１４９は反射ビームを通す。図４において、ふいご１０の末端２２は果実と接触し、管１４８及び１４９の最も低い末端も果実と接触する。図５に示すように、ふいご１０の末端２２は、そうでない場合は、果実の表面に極めて接近する範囲内まで延び、光ファイバーの場合距離「ｄ」が０．５インチ以下である。図６に示すような他の選択は、ふいご１０の末端２２の凹部２２ａを形成し、これにより末端２２が果実に接触した際、管１４８及び１４９の最も低い末端を果実表面から公知の離れた距離にもたらすことである。図７及び８は、センサが光ファイバー管を含む組立品である別の態様を示し、この光ファイバー管は、放射線源１４４及び１４５が、ふいご１０の外側に位置し、出力ビーム１４６及び１４７は果実に浸透し、そして蛍光ビームが管２４０に入るのを可能にするものである。図７の態様において、ふいごの末端２２は果実表面と接触するようにされ、一方図８に示される態様では、ふいご１０の末端２２は果実表面に極めて接近した状態にもたらされるが接触はしない。出力ビーム１４６及び１４７は果実で反射され、管２４０にはいる。図９は、さらにまた、センサが、ふいご１０の末端２２の凹部２２ａにフォトダイオード３４０を有し、ふいご１０の光源位置からの反射光を検知するか、あるいはフォトダイオード２４０により有する光源から反射した光を検知する、組立品の態様を示す。先行技術で知られている光学システムの例としては、「Non-Destructive Sens ing of Quality Attributes in Peaches and Nectraines」(1997，David Slaugh ter et al，Unversity of California，Davis)と題する刊行物に記載されているものを挙げることができる。この刊行物は、参照してここに盛り込まれている。ここに記載のシステムは、手つかずの桃及びネクタリンの近赤外の性質を測定するための高速分光光度システムである。システムは３種の主構成分：１）高速ダイオード配列分光光度計、２）近赤外照明光源及び３）高速コンピュータシステムを含む。光学技術は、Beaudray et alの刊行物のより詳細に記載されているように、本発明と共同して使用することができる。図９の態様において、光検出器３４０は、ふいご１０の末端２２に存在するように記載されている一方、センサをいくつでも凹部２２ａに設けることができ、そしてこれらのセンサは同タイプでも異種タイプであってもよいことを理解すべきである。これらの環境において、センサは十分に小さいタイプであり、好ましくは小型センサである。関連する光学技術は、クロロフィル蛍光発光であり、これはRandoph M.Beaudr y et al，の刊行物「Chlorophyll Fluorescence:Nondestructive Tool for Qual ity Measurements of Stored Apple Fruit」(1997)に記載され、参照してここにとりかまれている。この刊行物は、種々のリンゴのクロロフィル蛍光発光を光学的に検知することについて記載している。リンゴは、パルス変調蛍光メータ(flu orometer)の光ファイバの光ガイドの末端から４ｍｍに置かれた。特に良好な蛍光メータは、Opti-Science，U.S.A.製のモデルOS-500であった。クロロフィル蛍光発光は591-596頁にある。この刊行物は、ナツメヤシの肉及び種子の水分含有量を測定するため平行プレートコンデンサを使用することが記載されており、その結果は希望を与えるものであった。今、図１０には、外部光源４００により果実を照明した後、センサが、果実からの遅延発光（ＤＬＥ）の強度を検出する、組立品の態様が示されている。光源４００による照明の後、果実は低い強度の光を放射する。その強度は果実の成熟に依存している。トマトの成熟を測定するために遅延発光を使用することは、刊行物「Measurement of Tomato Maturity by Delayed Light Emission」（W.R.Fo rbes et al，The Journal of Food Science，第50巻，(1985)）に詳細に説明されている。組立品の更に別の態様は、図１１に示されており、そのセンサは圧電マイクロホン４１０からなる。この態様において、ふいご１０を膨張させた場合に果実表面をタップするプランジャー４２０を組み込んでいる。一連の穏やかなタップの後、果実はその重量及び成熟により決まる振動数で共鳴（共振）する。検出した振動数は、果実の成熟を指示する出力を発生させるコンピュータにより処理される。図１２は、複数のふいご１０、それぞれ前記の態様のいずれにも記載されたタイプのセンサ２２を組み込み、回転可能な台５１０に取り付けられた配置を示している。回転可能な台５１０は、果実がコンベア上の台の下を通過する際に、ふいご１０のそれぞれが順に台の下の果実に接触するように配置し得る様に、回転可能に駆動させることができる。各ふいご１０のセンサ２２は同タイプのものが好ましいが、特定の用途により要求があれば、センサは異なるタイプでも良い。全ての態様において、センサからの出力は、測定すべき果実又は野菜の成熟の指示である出力信号を形成するために分析される。例えば、図１の態様において、ガス分析器２８が使用される。本発明者等は、特に小型センサを用いた場合、その分析手段が、センサ内に組み込まれるか、センサと緊密に連携させることができ、これにより分析手段が実際にふいご１０自身の中に含まれることになると認識した。このことは、出力信号が、更なる要求をすることなくふいご１０から直接得ることができることを意味する。本発明は、上述の態様に限定されることはなく、また多くの改変及び変更は本発明から離れなければ可能である。従って、例えば、別の態様を図１３〜２０に示す。図１３に示された装置は、タップ試験果実、例えばワニナシ(avocado pear)のために設計されており、即ち、これらの果実が、種類分け貯蔵所に使用される、いわゆる「シングレータ(singulator)」に沿ってコンベアで運ばれ、果実を個々のカップに入れ、そこからそれらを、試験によって検知された熟成の程度に応じて異なったホッパーに堆積させる様に設計されている。装置は、衝撃子アーム１を含み、これはシングレータの上の一端２で枢軸上に置かれるか、或いはアームの下に１回に果実品目１個を運ぶようには位置されたコンベア（図示せず）の上の一端２で枢軸上に置かれる。その外側の端部で、アームは衝撃子装置３に載っている。後者は、ソレノイド(solenoid)４のケーシングの一端から突き出た電気子(armature)５を有し、そしてアームの近くを通過する果実をタップする様に配置された衝撃子として働く、ソレノイドからなる。電気子５を前進させ、ソレノイドに与えられた電気駆動パルスに応答して果実をタップさせ、そしてバネ・バイアス（spring biassed）をかけて元の位置に戻す。電気子は、果実をタップした結果電気子にかかる反発力に応答して電気出力を発生させる、圧電結晶の形の力変換器を組み込んでいる。ソレノイド４は、衝撃子近くを移動する果実によるマイクロスイッチ６の作動に応答して、タップを与えるようにトリガーがかけられる。またこのマイクロスイッチはその下方に突き出た作動アーム７に取り付けられている。ソレノイド４及び枢軸(pivot)２の間で、アームの下を通過する果実の上にスムーズに載せられうように、アーム１はローラ８と合わせられており、そして衝撃子によってタップされるべき予備アームに取り付けられている。果実は、別のローラ９により、アームの外側端部により、損傷から保護されている。好適な停止装置１０、１１は、アームの動きを制限し、そしてそれがあまりにも低く落下してコンベアと噛み合うこと、或いは余りにも高くあがること、を防止するために、その枢軸の上下に取り付けられる。コンベアは公知の構造のものであり、望ましくは、ワニナシ、または他の果実を、衝撃子の下の最も広く或いはほとんどの球根部分で、衝撃子の下方に位置させるべきである。果実を、回転運動で、コンベアに沿って進ませることができるし、軸付近で静止させることもできる。また、図１４を参照すると、各果実１２は衝撃子アーム１の下を進むので、それはアームに噛み合い、そしてアームを上方に押して、衝撃子３を、果実にタップする位置まで移動させる。果実と衝撃子は、互いに関連する予め決められた位置にある場合、果実は、作動アーム７と噛み合うことによりマイクロスイッチ６を作動させ、これにより電気駆動パルスを供給してソレノイド４を始動させ（着火させ）、そして電気子５を作動させて果実をタップさせる。ソレノイドの着火位置は、大きい果実１２の上のＡであり、一方最初の接触位置は大きい果実のＣ及び小さい果実のＤである。接触位置のこれらの相違は、ソレノイドをマイクロスイッチ６で着火することにより調整される。タップ後、各果実はアーム１の付近を移動し続け、次いでアームは果実（位置Ｅ）から離れ、より低い予備停止に対する休息位置に戻り、コンベアライン上で次の果実と噛み合わされる。アームの外側端部のローラ９は、アームが開放されると、果実を損傷から防止する。図１５のグラフに示されているように、ソレノイド駆動パルス１３は方形パルスであり、果実のタップ衝撃を与える以前に終了しているため、ソレノイド４は果実に対して電気子を駆動させない。ソレノイド電気子が果実に突き当たることにより施与されるタップから得られた反力は、力の変換機により検出され、図１５に記載のパルス１４、１５に似た単独の電気出力パルスとして再生される。ピーク値と得られた出力パルスの継続時間は果実の硬さ、つまり成熟度に依存して決定される。従って、パルス１４は未成熟の、または硬いアボカドに対するタップテストにより得られたパルスを、一方パルス１５は成熟した、またはやわらかいアボカドに対するタップテストにより得られたパルスを示している。これらの出力パルスを、果実の成熟度を示す測定値を得るための上記いずれの方法により処理してもよい。図１６は、上記タップ装置と共に使用され、果実をタップして同装置により得られた電気出力パルスを処理するための電気回路を示している。衝撃付与装置３の電圧変換機からの出力パルスを導線１６、増幅器１７、トリガー装置１８を介して、アナログ−デジタル変換機１９、次いでバッファ記憶装置２０に供給する。トリガー装置１８はマイクロスイッチの稼動に対応して作動し、増幅器１７からの出力値がパルスの全保持時間を含むことを保証する。必要に応じて、記憶装置２０からの出力を、記憶装置からのデジタル信号を上記いずれかの方法で処理するコンピュータ２１に供給し、これにより果実の成熟度を示すための測定値を得る。測定により、成熟度を直接示す数値としての出力を得るために、各種果実およびその各栽培変種植物の、既知の成熟度データに対して、得られた測定値を校正する必要があると考えられる。次に、図１７および１８を参照しつつ、衝撃付与装置２８の他の実施の形態を示す。この衝撃付与装置２８は弾性材料、例えばプラスチックまたは合成ゴムの、および軽量構造物のふいご３０を有している。この様なふいごは、例えばUS-A -4217164に記載のラベリング機に関して公知である。このふいごを、硬質の環状サポート３２の、突出する環状フランジ３１に装着する。真空付与手段（図示せず）をふいごに装着し、図１７に記載のような引き降ろされた配置に保持し、必要に応じてふいごを下方に膨らませるように圧縮空気を導入する（図１７に記載）。衝撃付与機３３を、成形されたノーズピース３６の開口３５上方のふいごの自由端３４内壁に装着する。衝撃付与機３３はふいごが膨らみ、引き降ろされた時に、ふいごと共に可動となる。この装置は、衝撃付与機からの信号増幅器３８に導線３７により電気的に連結されている。衝撃付与機自体は、ケース４０に滑動可能に設けられた内部ケース４４を有するものである。キャップ４２に隣接する内部ケースの端部はフランジを有している。圧縮スプリング４６は内部ケース周囲に配置され、肩部４３上の一端と、フランジ４５上の他端とで支えられているため、内部ケースは上方に付勢される（図１８に記載）。内部ケースの上方への動作は、内部ケースとキャップ４２との係合により制限されている。内部ケース４４中には、固体スラグ５２が保持され、キャップ４２から離れた内部ケースの端部５１に隣接する電圧変換機５０を装備している。スラグの端部５３は被検果実に突き当たるために内部ケースの端部５１から突出し、球形に成形されている。変換機５０はスラグと当接して装備され、信号線３７がキャビティ５４に導入されており、これにより変換機の反対側へ接近が可能となり、信号線３７の、キャップの開口５５、内部ケースおよびスラグの通路５６、５７を介しての連結が行われる（図１９も参照されたい）。操作にあたり、果実または野菜の各品目が、運搬装置により順にふいごを通過して運搬される。果実品目がふいごの下方にある場合、制御手段（上記US-A-421 7164に記載されているラベリング様の制御手段と同様であってもよい）に反応して膨張する。ノーズピース３６の自由端が果実または野菜品目に接触するまで、ふいごは膨張した状態とされる。この時点でふいごはこれ以上膨らまなくなる。膨張するふいごと共に動作する衝撃付与機３３は、スラグ５２が果実または野菜品目の表面に突き当たるまで、動作を継続する。スラグ５２に付与される反力により、電圧変換機５０がスラグと接触すると、信号が発せられる。この信号は図１６に関して記載したと同様の方法で処理される。図２０に、衝撃付与装置２８を示す。同装置は成熟度試験機に導入され、装置下部を通過中の果実６０の上方に配置されている。この装置は果実６０の運搬に用いられる運搬装置６９上に配置された枠構造体５８上に設置されている。衝撃付与装置のふいごの環状支持体３２は、装置上部のフレーム構造体５８に設置されたチャンバー６１と連通している。チャンバー６１の一方側はポート６２を介して、導入導管６４により空気圧力源に連結されている加圧空気チャンバー６３に連結されている。チャンバー６１の反対側はポート６５を介して、排出導管６７により真空源に連結されている真空チャンバー６６に連結されている。ポート６２、６５は、電気ソレノイド７１および戻しばね７２により往復運動をする滑動可能なバルブロッド７０に取り付けられたバルブ部材６８、６９により制御されている。ばね７２により、バルブ部材６８、６９が、空気導入口６２が閉鎖され、真空口６５が開口されるように付勢しているため、支持環体３２が減圧され、ふいご３０が引っ込んだ休止位置に保持される。ソレノイド７１が作動することにより、バルブ制御ロッド７０がばね７２の作用に抗して滑動し、空気導入口６２が開き、真空口６５が閉鎖する。これにより瞬間的にふいごが膨らみ、ノーズ３６を衝撃付与装置下方で運搬されている果実６０、および果実をタップする運搬機と接触させ、変換機５０から出力パルスを得る。ソレノイド７１を任意の好適な方法により制御することが可能であり、衝撃付与装置の下方で果実６０を進行させながら衝撃装置を作動する。バルブ部材６８を短時間のみ開放し、ふいごと衝撃付与機を果実に向かって移動可能とするための駆動力を得るために十分な時間に亘りふいごに空気圧を付与するように、ソレノイドにトリガーをかける。この配置は、ふいごのノーズピース３６が果実に接触し、停止する場合、独自の推進力により衝撃機が果実に衝突するように構成される。この直後に、ふいごを、真空口６５からの排気により収縮させ、衝撃付与装置を休止位置に戻す。果実ごとに成熟度測定を最適に行うためには、２個以上の衝撃付与装置２８を、各果実を同時にタップするように、運搬装置５９に対して縦方向に一列に並列して配置してもよく、運搬装置の運動方向を横断するように配置された果実軸に沿った複数位置のそれぞれに対する出力信号を得る。運搬装置５９を、果実が運搬装置により進行しながら回転するように成してもよく、複数の衝撃付与装置２８を連続して、または連続列として、運搬機に沿って設置し、果実ごとに順次タップし、果実の複数の位置に対応する各出力信号を得ることもできる。以上、好ましい実施の形態を上記したが、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を逸脱しない限り、本発明は変更可能なものとする。例えば、電圧変換機から得られたアナログ出力信号をコンピュータ処理用のデジタル信号に変換する信号処理は必ずしも必要ではなく、これを行わない場合は、回路におけるアナログ −デジタルコンバータ１９は省略される。更に、衝撃機アーム１上のローラ８、９を、ＰＴＦＥ等の低摩擦材料のストリップにより代替してもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年７月２６日（１９９９．７．２６）【補正内容】しかしながら、購入者が、未成熟な果実または野菜を消費する際、強い否定的な印象を受ける。これにより、消費者に同じ小売り販売店からこのような商品を購買しないように思い込ませる影響を与えるかも知れない。ＥＰ−Ａ−０４３９４０５には、パンチを、果実に接触するまで、一定速度で化述の方向に駆動させる装置が開示されている。この装置により、果実の直径及び重量を測定することができ、そしてパンチが果実に浸透し、或いは押しつぶされた場合、その熟成が測定される。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明により、プランジャー手段、プランジャー手段により運ばれる受動的センサを含む果実及び野菜の状態を測定するための組立品であって、上記プランジャ一手段を、受動的センサが、果実品目又は野菜に接触するように、或いは近接するように、そしてこれによりセンサが上記果実品目又は野菜の性質に反応してその性質に関係する信号を発生させるように改造されていることを特徴とする組立品であって、プランジャー手段が、加圧空気の作用下に膨張可能で、且つ減圧下に収縮可能である弾力性のふいご組立品を含み、且つふいごの膨張及び収縮を、評価するべき果実又は野菜品目の提示と一致するように時間的に調整されている請求項１〜７のいずれかに記載の組立品を提供する。本発明は、特に果実又は野菜を収穫した後にこれらを等級分けするための包装出荷工場の装置に特に好適である。コンベアで運ばれる果実品目を個々に本発明の装置を用いて検査することができる。検査、すなわち受動的センサからの信号の表示、の結果、果実品目又は野菜の熟成又は成熟の指示が得られ、従って果実又は野菜は熟成又は成熟の程度に従って貯蔵することができる。熟していないものは押さえることができ、倉庫に送ることができ、一方、より成熟したものは即座に販売するように送ることができる。これらの極端なものの間には多くの等級があり、それを付けることが望まれているであろう。ほとんどの場合、可溶固形物の大部分は糖であり、このためその測定は農産物の熟成又は成熟を示す。近赤外線スペクトルメトリーは、物質の構造を表示することができ、このためこの情報は農産物の熟成又は成熟を表示させるために使用されることも知られている。農産物の熟成の相違は、異なった静電容量を有する農産物を与えることも知られている。このため、農産物の熟成は、農産物の静電容量により示され得る。農産物の静電容量は、帯電したコンデンサ、コンデンサ内に蓄えられた帯電の変化を起こさせる近接した農産物の存在らなるセンサを有することにより測定することができ、その量は農産物の静電容量及び従ってその熟成に依存する。コンデンサに蓄えられた帯電の変化は、「電荷移動検知」として知られているものである第２のコンデンサによって測定することができる。本発明の好適態様を、次の図面を参照しながら例示して説明する；図１は、ガスセンサが組み込まれた組立品の第１の態様の高所部分断面図である。図２は、光センサが組み込まれた組立品の第２の態様の高所部分断面図である。図３は、電荷移動センサが組み込まれた組立品の第３の態様の部分断面図である。図４は、果実表面に接触する同心光ファイバーケーブルが組み込まれた組立品の第４の態様の高所部分断面図である。図５は、果実表面に略接近させた同心光ファイバーケーブルが組み込まれた組立品の第５の態様の高所部分断面図である。図面から分かるように、ガスセンサはふいごの内側に設置されているが、ふいごの自由端表面又は末端表面２４と実質的に同一面の開口台を有する。管（チューブ）２６は、ガスセンサからふいご台を通って、ガス分析測定手段３１まで延びている。管は螺旋状に巻いた部分３０を包含し、ガスセンサをふいごと共に移動可能としている。使用時、組立品は、果実又は野菜品目を運ぶコンベアの上に位置する。通常、ふいごは、図１に示されているように、収縮された位置に維持するために真空を付与される。果実又は野菜がふいごの近くを通り過ぎると、真空は、ふいごを膨張させる加圧空気によって取って代わられ、ふいごは果実又は野菜品目と接触する。ガスセンサ２０は、果実又は野菜品目からの表面ガスの測定容量を得る。分析器３１内の真空システムは、サンプルを分析のため分析器に吸い込む。ふいごと果実又は野菜品目との接触後、極めて即座に、真空がふいごに再び付与され、ふいごを引っ込ませる。このサイクルがその後繰り返される。分析器３１は、各果実品目又は各野菜品目からガスサンプルについての信号を発生させる。この信号は、各品目の状態の指示を得るために、あらかじめ決められた尺度と比較することができる。この指示は順に農産物の等級分けに、例えばコンベアから選ばれた品目をさらに熟成するまで貯蔵するように進路を変えることにより、使用することができる。図７の態様において、ふいごの末端２２は果実表面と接触するようにされ、一方図８に示される態様では、ふいご１０の末端２２は果実表面に極めて接近した状態にもたらされるが接触はしない。出力ビーム１４６及び１４７は果実で反射され、管２４０にはいる。図９は、さらにまた、センサが、ふいご１０の末端２２の凹部２２ａにフォトダイオード２４０を有し、ふいご１０の光源位置からの反射光を検知するか、あるいはフォトダイオード２４０により有する光源から反射した光を検知する、組立品の態様を示す。先行技術で知られている光学システムの例としては、「Non-Destructive Sens ing of Quality Attributes in Peaches and Nectraines」(1997，David Slaugh ter et al，Unversity of California，Davis)と題する刊行物に記載されているものを挙げることができる。この刊行物は、参照してここに盛り込まれている。ここに記載のシステムは、手つかずの桃及びネクタリンの近赤外の性質を測定するための高速分光光度システムである。システムは３種の主構成分：１）高速ダイオード配列分光光度計、２）近赤外照明光源及び３）高速コンピュータシステムを含む。光学技術は、Beaudray et alの刊行物のより詳細に記載されているように、本発明と共同して使用することができる。図９の態様において、光検出器３４０は、ふいご１０の末端２２に存在するように記載されている一方、センサをいくつでも凹部２２ａに設けることができ、そしてこれらのセンサは同タイプでも異種タイプであってもよいことを理解すべきである。各ふいご１０のセンサ２２は同タイプのものが好ましいが、特定の用途により要求があれば、センサは異なるタイプでも良い。全ての態様において、センサからの出力は、測定すべき果実又は野菜の成熟の指示である出力信号を形成するために分析される。例えば、図１の態様において、ガス分析器２８が使用される。本発明者等は、特に小型センサを用いた場合、その分析手段が、センサ内に組み込まれるか、センサと緊密に連携させることができ、これにより分析手段が実際にふいご１０自身の中に含まれることになると認識した。このことは、出力信号が、更なる要求をすることなくふいご１０から直接得ることができることを意味する。従って、例えば、別の態様を図１３〜２０に示す。図１３に示された装置は、タップ試験果実、例えばワニナシ(avocado pear)のために設計されており、即ち、これらの果実が、種類分け貯蔵所に使用される、いわゆる「シングレータ(singulator)」に沿ってコンベアで運ばれ、果実を個々のカップに入れ、そこからそれらを、試験によって検知された熟成の程度に応じて異なったホッパーに堆積させる様に設計されている。請求の範囲１．プランジャー手段、プランジャー手段に設けられた受動的センサを含む果実及び野菜の状態を測定するための組立品であって、上記プランジャー手段を、受動的センサが、果実品目又は野菜に接触するように、或いは近接するように、そしてこれによりセンサが上記果実品目又は野菜の性質に反応してその性質に関係する信号を発生させるように構成されていることを特徴とする組立品であって、プランジャー手段が、加圧空気の作用下に膨張可能で、且つ減圧下に収縮可能である弾力性のふいご組立品を含み、且つふいごの膨張及び収縮を、評価するべき果実又は野菜品目の提示と一致するように時間的に調整されている請求項１〜７のいずれかに記載の組立品。２．センサが、果実又は野菜品目による表面のガス発生に反応する請求項１に記載の組立品。３．センサが、果実又は野菜品目のクロロフィルの蛍光発光を検出するために作動し得る請求項１に記載の組立品。４．センサが、果実又は野菜品目の可視及び近赤外線スペクトルグラフを検出するために作動し得る請求項１に記載の組立品。５．センサが、果実又は野菜品目の静電容量の変化を検出するために作動し得る請求項１に記載の組立品。６．センサが、光学装置を含む請求項３又は４に記載の組立品。７．センサが、１種以上の光ファイバーを含む請求項６に記載の組立品。８．センサが、帯電したコンデンサーを含み、これに近接の果実品目又は野菜の存在により帯電コンデンサの静電容量に変化を起こさせる請求項５に記載の組立品。９．複数のプランジャー手段が、台上で回転可能に据え付けられて設けられ、この台が、各プランジャー手段を次々に、センサが果実又は野菜品目に接触する、或いは近接する位置にもたらすように回転可能であり、センサを果実又は野菜品目の性質に反応させる請求項１〜８のいずれかに記載の組立品。１０．各プランジャー手段が、膨張可能な弾力性ふいごを有する請求項９に記載の組立品。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．プランジャー手段、プランジャー手段に設けられた受動的センサを含む果実及び野菜の状態を測定するための組立品であって、上記プランジャー手段を、受動的センサが、果実又は野菜品目に接触するように、或いは近接するように、そしてこれによりセンサが上記果実又は野菜品目の性質に反応してその性質に関係する信号を発生させるように構成されていることを特徴とする組立品。２．センサが、果実又は野菜品目による表面のガス発生に反応する請求項１に記載の組立品。３．センサが、果実又は野菜品目のクロロフィルの蛍光発光を検出するために作動し得る請求項１に記載の組立品。４．センサが、果実品目又は野菜の可視光及び近赤外線スペクトルグラフを検出するために作動し得る請求項１に記載の組立品。５．センサが、果実又は野菜品目の静電容量の変化を検出するために作動し得る請求項１に記載の組立品。６．センサが、光学装置、例えば１種以上の光ファイバーを含む請求項３又は４に記載の組立品。７．センサが、帯電したコンデンサーを含み、これに近接の果実品目又は野菜の存在により帯電コンデンサの静電容量に変化を起こさせる請求項５に記載の組立品。８．プランジャー手段が、加圧空気の作用下に膨張可能で、減圧下に収縮可能な弾力性のあるふいご組立品を含み、ふいごの膨張及び収縮を、評価するべき果実又は野菜品目の提示と一致するように時間的に調整されている請求項１〜７のいずれかに記載の組立品。９．複数のプランジャー手段が、台上で回転可能に据え付けられて設けられ、この台が、各プランジャー手段を次々に、センサが果実又は野菜品目に接触する、或いは近接する位置にもたらすように回転可能であり、センサを果実又は野菜品目の性質に反応させる請求項１〜８のいずれかに記載の組立品。１０．各プランジャー手段が、膨張可能な弾力性ふいごを含む請求項９に記載の組立品。