JP2009175005A - 生産ラインの質量検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】帯状の食品生地を生産ラインに流した場合であっても、不良品を特定するのに要する作業時間を縮減し、作業効率を向上させることができる生産ラインの質量検査システムを提供すること。
【解決手段】製品を帯状に整形する圧延装置８と、食品生地Ｗの一部である製品部分の質量を測定するＸ線質量測定装置２と、製品部分毎に食品生地Ｗを切断する切断装置３と、食品生地Ｗから切断された切断片Ｗａを焼成する焼成装置４と、焼成後の切断片Ｗａの質量を測定する質量選別装置５と、焼成装置４を制御する制御装置６とを備え、制御装置６が、製品部分の質量データと焼成済の切断片Ｗａの質量データとを蓄積し、測定タイミングに基づいて、蓄積された製品部分の質量データと調理済の切断片Ｗａの質量データとから相関度を判定するための判定値を算出して、製品部分の質量と調理済の切断片Ｗａの質量との相関関係を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯状の食品生地から複数の製品を生産するとともに、生産された製品の質量の過不足を測定する生産ラインの質量検査システムに関する。

従来の生産ラインの質量検査システムは、食品工場等の生産ラインに質量測定装置が組み込まれて、被測定物の質量を測定し、被測定物の質量が所定の範囲から外れた場合に不良品として排除するような質量検査を行っている。

この種の質量測定装置として、被測定物を搬送する搬送路に秤量用のコンベアを配置し、秤量用のコンベアに設けられたロードセル、電磁平衡秤等の秤によって搬送路上の被測定物の質量を測定するものが知られている。また、他の質量測定装置として、被測定物を搬送する搬送路と、搬送路上の被測定物にＸ線を照射するＸ線源と、被測定物を透過したＸ線の透過量を検出するＸ線検出器とを備え、Ｘ線検出器に検出されたＸ線の透過量に基づいて被測定物の質量を測定するものも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のＸ線質量測定装置は、搬送中の被測定物にＸ線源によりＸ線を照射し、被測定物を透過したＸ線の透過量をＸ線検出器により検出し、検出されたＸ線の透過量から被測定物に吸収されたＸ線吸収量を算出して、被測定物のＸ線吸収量から被測定物の質量に換算することにより被測定物の質量を測定するようになっている。
特開２００６−３００８８７号公報

また、例えば、圧延装置等の製造装置から搬送された帯状の食品生地を切断装置で切断した後に、その切断片をオーブン等の調理装置によって調理し、調理された調理済の被検査物の質量を測定して質量検査を行う生産ラインの質量検査システムがある。このような生産ラインの質量検査システムでは、帯状の食品生地を生成する製造装置の下流に、切断装置が配置され、調理装置、質量測定装置の順で各装置が配置される構成をとり、調理済の被検査物の質量を測定し質量検査を行うようになっている。

しかしながら、上記したような生産ラインの質量検査システムでは、質量検査を行う質量検査装置において不良品が多発した場合、食品生地の切断片について質量検査を行っているため、その不良品を多発させる原因が、質量検査装置の上段に配置された製造装置または調理装置のどちらに起因するのかが特定できず、質量検査装置で得られる質量の結果からは、上段の装置に対してフィードバックをすることができなかった。そのため、質量検査を行う質量検査装置において不良品が多発した場合には、質量検査装置の上段の装置を生産ラインのオペレータの経験に頼って調整しており、生産ラインの歩留まりが低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、帯状の食品生地における切断片の質量不良を軽減させるために、上段の装置に対してフィードバックを可能とし、生産ラインの歩留まり向上を図ることができる生産ラインの質量検査システムを提供することをその目的としている。

本発明に係る生産ラインの質量検査システムは、上記目的を達成するため、（１）製品を帯状に整形する製造装置から搬送された帯状の食品生地の一部である製品部分毎に前記食品生地を切断する切断装置と、前記切断装置により前記食品生地から切断された切断片を調理する調理装置と、前記調理装置により調理された調理済の切断片の質量を測定し、質量データを出力する質量測定装置と、を備えた生産ラインの質量検査システムにおいて、前記切断装置によって切断される前の前記食品生地の一部である製品部分の質量を測定し、質量データを出力する部分質量測定装置をさらに備え、前記部分質量測定装置により出力された前記食品生地の製品部分の質量データと、前記質量測定装置により出力された前記調理済の切断片の質量データとを蓄積する質量蓄積手段と、前記食品生地の製品部分の質量が測定された測定タイミングと前記調理済の切断片の質量が測定された測定タイミングとに基づいて、前記質量蓄積手段に蓄積された前記食品生地の製品部分の質量データと前記調理済の切断片の質量データとを対応付ける同期手段と、前記同期手段により対応付けられた前記食品生地の製品部分の質量データと前記調理済の切断片の質量データとを前記質量蓄積手段からそれぞれ所定数読み出して両質量データの相関度を判定するための判定値を算出する算出手段と、前記判定値が、前記食品生地の製品部分の質量と前記調理済の切断片の質量とが相関関係を有する第１の許容範囲内にあるか否かを判定する相関関係判定手段とを含む制御部を有するよう構成する。

この構成により、部分質量測定装置により測定された帯状の食品生地の一部である製品部分の質量と、質量測定装置により測定された調理済の切断片の質量とが対応付けられ、相関関係が判定される。したがって、食品生地の調理前の質量と調理後の質量の相関関係をみることにより、不良品を多発させる原因が、切断される前の食品生地を生成する製造装置または調理装置のどちらに起因するのかを特定でき、上記生産ラインの質量検査において、帯状の食品生地における切断片の質量不良を軽減させるために、上段の装置に対してフィードバックが可能となり、生産ラインの歩留まり向上を図ることができる。なお、本発明に係る食品生地とは、延在方向に複数の製品部分を含むものをいう。また、本発明に係る相関関係とは、食品生地の製品部分の質量と調理済の切断片の質量との差分、食品生地の製品部分の質量に対する調理済の切断片の質量の割合が一定である関係、または、食品生地の製品部分の質量と調理済の切断片の質量の線形回帰分析による相関係数が１に近い関係をいう。

また、上記（１）に記載の生産ラインの質量検査システムは、（２）前記制御部が、前記相関関係判定手段により前記判定値が前記第１の許容範囲内にあると判定された場合に、前記調理装置を制御するフィードバック信号の出力を前記調理装置に対して開始するフィードバック調理制御手段をさらに含むよう構成する。

この構成により、食品生地の調理前の質量と調理後の質量とに相関関係があった場合に、調理装置に対してフィードバック信号を出力することにより、調理装置を制御して生産ラインの歩留まり向上を図ることができる。

また、上記（２）に記載の生産ラインの質量検査システムは、（３）前記調理装置が、前記切断片を焼成するものであり、前記調理装置を制御するフィードバック信号が前記調理装置の焼成温度を制御する制御信号であるよう構成する。

この構成により、フィードバック信号に基づいて、切断片の質量に過不足が生じないように調理装置の焼成温度を適切に制御することができる。

また、上記（１）から（３）のいずれかに記載の生産ラインの質量検査システムは、（４）前記制御部が、前記相関関係判定手段により前記判定値が前記第１の許容範囲内にあると判定された場合に、前記部分質量測定装置により出力された前記食品生地の製品部分の質量データにおける前記食品生地の幅方向の変動に基づく前記製造装置を制御するフィードバック信号の出力を前記製造装置に対して開始するフィードバック製造制御手段をさらに含むよう構成する。

この構成により、食品生地の調理前の質量と調理後の質量とに相関関係があった場合に、製造装置に対して食品生地の幅方向の変動に基づくフィードバック信号を出力することにより、時間を要する調理を行う前にフィードバックを行うことができるので、より効率よく生産ラインの歩留まり向上を図ることができる。

また、上記（１）から（４）のいずれかに記載の生産ラインの質量検査システムは、（５）前記制御部が、前記判定値が正常な範囲を示す第２の許容範囲内にあるか否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段により前記判定値が前記第２の許容範囲内にないと判定された場合に、警報を出力する警報出力手段とをさらに含むよう構成する。

この構成により、相関度を判定するための判定値が第２の許容範囲にないと判定された場合に、調理済の切断片の質量に過不足があるとして警報を出力して、作業者に対応を促すことができる。

また、上記（１）から（５）のいずれかに記載の生産ラインの質量検査システムは、（６）前記部分質量測定装置が、前記帯状の食品生地を延在方向に搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送中の前記食品生地に対しＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記食品生地を透過した前記Ｘ線の透過量を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段で検出された前記Ｘ線の透過量に基づいて、Ｘ線が前記食品生地を透過した所望の領域に対応する前記食品生地に吸収されたＸ線吸収量を算出するＸ線吸収量算出手段と、前記食品生地に吸収されたＸ線吸収量から前記食品生地の質量に換算するための質量換算係数を予め記憶する質量換算係数記憶手段と、前記食品生地の製品部分を分割領域として設定する分割領域設定手段と、前記Ｘ線吸収量算出手段により算出される前記食品生地の前記分割領域のＸ線吸収量と前記質量換算係数記憶手段に記憶された前記質量換算係数とに基づいて、前記食品生地の前記分割領域における質量を測定する質量測定手段と、前記質量測定手段により測定された前記分割領域の質量を出力する出力手段とを有するよう構成する。

この構成により、分割領域設定手段により食品生地の製品部分を指定して分割領域を設定できるため、Ｘ線吸収量算出手段により食品生地の分割領域におけるＸ線吸収量が算出され、質量測定手段により分割領域のＸ線吸収量と質量換算係数とに基づいて、分割領域の質量が測定される。したがって、食品生地の製品部分を分割領域として設定することにより、食品生地の搬送中に製品部分を質量測定し、出力手段により質量蓄積手段に出力して搬送中の製品部分の質量を蓄積することができる。

また、上記（６）に記載の生産ラインの質量検査システムは、（７）前記分割領域設定手段が、前記切断装置から出力された切断タイミングを示すカット信号に基づいて、前記帯状に整形された食品生地の延在方向を分割するための延在方向分割位置を設定する延在分割設定手段を有するよう構成する。

この構成により、切断装置の切断タイミングに基づいてＸ線質量測定装置に分割領域の延在方向の寸法が設定されるため、切断装置で切断された切断片の質量と食品生地の分割領域における質量とを一致させることができる。

請求項１に係る生産ラインの質量検査システムによれば、部分質量測定装置により測定された帯状の食品生地の一部である製品部分の質量と、質量測定装置により測定された調理済の切断片の質量とが対応付けられ、相関関係が判定される。したがって、食品生地の調理前の質量と調理後の質量の相関関係をみることにより、不良品を多発させる原因が、切断される前の食品生地を生成する製造装置または調理装置のどちらに起因するのかを特定でき、上記生産ラインの質量検査において、帯状の食品生地における切断片の質量不良を軽減させるために、上段の装置に対してフィードバックが可能となり、生産ラインの歩留まり向上を図ることができる。

請求項２に係る生産ラインの質量検査システムによれば、食品生地の調理前の質量と調理後の質量とに相関関係があった場合に、調理装置に対してフィードバック信号を出力することにより、調理装置を制御して生産ラインの歩留まり向上を図ることができる。

請求項３に係る生産ラインの質量検査システムによれば、フィードバック信号に基づいて、切断片の質量に過不足が生じないように調理装置の焼成温度を適切に制御することができる。

請求項４に係る生産ラインの質量検査システムによれば、食品生地の調理前の質量と調理後の質量とに相関関係があった場合に、製造装置に対して食品生地の幅方向の変動に基づくフィードバック信号を出力することにより、時間を要する調理を行う前にフィードバックを行うことができるので、より効率よく生産ラインの歩留まり向上を図ることができる。

請求項５に係る生産ラインの質量検査システムによれば、相関度を判定するための判定値が第２の許容範囲にないと判定された場合に、調理済の切断片の質量に過不足があるとして警報を出力して、作業者に対応を促すことができる。

請求項６に係る生産ラインの質量検査システムによれば、分割領域設定手段により食品生地の製品部分を指定して分割領域を設定できるため、Ｘ線吸収量算出手段により食品生地の分割領域におけるＸ線吸収量が算出され、質量測定手段により分割領域のＸ線吸収量と質量換算係数とに基づいて、分割領域の質量が測定される。したがって、食品生地の製品部分を分割領域として設定することにより、食品生地の搬送中に製品部分を質量測定し、出力手段により質量蓄積手段に出力して搬送中の製品部分の質量を蓄積することができる。

請求項７に係る生産ラインの質量検査システムによれば、切断装置の切断タイミングに基づいてＸ線質量測定装置に分割領域の延在方向の寸法が設定されるため、切断装置で切断された切断片の質量と食品生地の分割領域における質量とを一致させることができる。

以下、図１から図１０を参照して本発明の実施の形態について説明する。

まず構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る生産ラインの全体模式図である。

生産ラインの質量検査システム１は、帯状の食品生地Ｗから複数の菓子製品等の製品を生産するものであり、図１に示すように、製造装置としての圧延装置８と、部分質量測定装置としてのＸ線質量測定装置２と、切断装置３と、調理装置としての焼成装置４と、質量測定装置としての複数の質量選別装置５と、各装置間を接続する３台の搬送コンベア７ａ、７ｂ、７ｃと、各装置を統括制御する制御装置６とを備えている。

圧延装置８により帯状に整形された食品生地Ｗは、Ｘ線質量測定装置２により製品部分に該当する分割領域４２（図５（ｃ）参照）の質量が測定され、切断装置３により分割領域４２に対応して複数の切断片Ｗａに切断される。そして、切断された切断片Ｗａは、複数の列をなして焼成装置４により焼成され、切断片Ｗａの各列に対応して配置された質量選別装置５により焼成後の切断片Ｗａの質量が測定され、測定結果に基づいて良品と不良品とに選別される。良品として選別された切断片Ｗａは、そのまま生産ラインを流れて工場外に出荷され、不良品として選別された切断片Ｗａは、生産ラインから排除されるようになっている。なお、本発明の実施の形態に係る分割領域４２とは、食品生地Ｗの幅方向および延在方向にわたって複数に区画された領域であり、工場外に出荷される複数の製品部分に該当する領域をいう。

圧延装置８は、上段ローラ２５と、下段ローラ２６とから構成され、食品生地Ｗの原材料が上段ローラ２５と下段ローラ２６との間を通過することにより帯状の食品生地Ｗを整形するようになっている。また、上段ローラ２５および下段ローラ２６の両端部は、図示しないローラ軸調整機構に支持されており、上段ローラ２５と下段ローラ２６との間隔および傾きが微調整されるようになっている。

Ｘ線質量測定装置２は、搬送中の食品生地ＷにＸ線を照射し、食品生地Ｗ内の異物混入を検査するとともに、食品生地Ｗの分割領域４２のＸ線の透過量に基づいて分割領域４２の質量を測定するようになっている。また、分割領域４２の質量を測定すると、質量データを測定時刻とともに制御装置６に出力するようになっている。なお、Ｘ線質量測定装置２の詳細は後述する。

切断装置３は、Ｘ線質量測定装置２の下流側に配置され、第１切断刃１１と、第２切断刃１２と、搬送コンベア１３とを有している。第１切断刃１１は、幅方向に等間隔に複数設けられ、食品生地Ｗを搬送方向に対して平行に切断するようになっている。

第２切断刃１２は、第１切断刃１１の下流側に幅方向に刃が延在するように設けられ、第１切断刃１１により切断された食品生地Ｗを上下動することにより幅方向に対して平行に切断するようになっている。

また、切断装置３は、Ｘ線質量測定装置２から分割領域４２の座標データが入力されるようになっており、この座標データに基づいて第１切断刃１１の幅方向の間隔、第２切断刃１２の上下動のタイミングが制御されるようになっている。つまり、切断装置３は、第１切断刃１１により食品生地Ｗを搬送方向に対して平行に切断し、第２切断刃１２により食品生地Ｗを幅方向に対して平行に切断して、食品生地Ｗを分割領域４２に対応した矩形状の切断片Ｗａに切断するようになっている。切断装置３により切断された切断片Ｗａは、搬送コンベア７ｂを介して複数の列をなして焼成装置４に搬送されるようになっている。

焼成装置４は、焼成炉１６と、搬送コンベア１９とを有している。焼成炉１６は、搬送コンベア１９の上半部を覆うように設けられ、上壁の内側には、炉内に向けて熱を放射する熱源１７が搬送方向に沿って等間隔に設けられている。また、熱源１７は、搬送方向に対する幅方向に温度調節が可能となっており、焼成装置４は、熱源１７を幅方向で制御することにより、複数の列をなして炉内に搬入された切断片Ｗａを均一に焼成することができるようになっている。焼成炉１６の入口および出口の上部には、熱風を下方向に吹出す吹出し部１８が設けられ、炉内の熱が外部に逃げないようにエアカーテンが形成されている。

複数の質量選別装置５は、計量器２１と、搬送コンベア２２と、図示しない選別部とを有している。計量器２１は、搬送コンベア２２上の焼成後の切断片Ｗａの質量を測定し、質量データを測定時刻とともに制御装置６に出力するようになっている。選別部は計量器２１により計量された計量結果に基づいて不良品を排除するようになっている。つまり、質量選別装置５は、搬送コンベア２２から順次搬入されてくる焼成後の切断片Ｗａの重量を計量器２１で計量することにより良品と不良品とを判断し、不良品を選別部により搬送コンベア２２から排除するようになっている。また、質量選別装置５は、搬送された切断片Ｗａの質量を１つずつ測定するため、ラインが詰らないように上流に配置された他の装置よりも速い搬送速度が設定されている。

制御装置６は、ＬＡＮ等の通信回線を介して圧延装置８、Ｘ線質量測定装置２、焼成装置４および質量選別装置５に接続されており、Ｘ線質量測定装置２により測定された食品生地Ｗの分割領域４２の質量と質量選別装置５により測定された焼成後の切断片Ｗａの質量とを比較して、焼成装置４の焼成温度や圧延装置８のローラ調整等を制御するようになっている。

ここで、図２から図５を参照してＸ線質量測定装置２の詳細構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るＸ線質量測定装置２の外観斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係るＸ線質量測定装置２の全体構成図である。

図２および図３に示すように、Ｘ線質量測定装置２は、食品工場の生産ラインの一部に組み込まれ、生産ラインを流れてくる食品生地Ｗの質量をＸ線の透過量に基づいて測定するものであり、搬送部としての搬送コンベア３４と、Ｘ線照射手段としてのＸ線照射部３１と、Ｘ線検出手段としてのＸ線検出部３２と、投受光部３３と、質量測定制御部３６と、質量測定表示部３７と、質量測定操作部３８とから構成されている。

Ｘ線照射部３１は、搬送コンベア３４の上方に設けられ、上方から食品生地Ｗに対してＸ線を照射するようになっている。Ｘ線照射部３１は、図示しない金属製の箱体内部にＸ線管が設けられており、Ｘ線管の陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてＸ線を発生させるようになっている。Ｘ線管は、搬送方向に延在するように設けられており、箱体の底面には、Ｘ線管の延在方向に対して直行する方向にスリットが形成されている。そして、Ｘ線管により発生されたＸ線は、スリットを介して搬送コンベア３４上の食品生地Ｗに対して略三角形のスクリーン状に照射されるようになっている。

Ｘ線検出部３２は、搬送コンベア３４の上方に設けられたＸ線照射部３１に対向するようにして搬送コンベア３４内に設けられ、Ｘ線照射部３１により照射された食品生地Ｗを透過したＸ線の透過量を検出するようになっている。このＸ線検出部３２は、幅方向にライン状に配設された複数の検出素子４８を備えたアレイ状のラインセンサが用いられている。検出素子４８は、幅方向に等間隔のピッチで配設され、食品生地Ｗの搬送に伴ってスキャンするようになっている。

検出素子４８は、図示しないフォトダイオードと、フォトダイオード上に設けられた図示しないシンチレータとから構成され、シンチレータは、Ｘ線のエネルギーを吸収して発光するようになっている。フォトダイオードは、受光した光を検出信号に変換し、質量測定制御部３６に出力するようになっている。Ｘ線検出部３２は、食品生地ＷにＸ線照射部３１からＸ線が照射されると、食品生地Ｗを透過したＸ線をシンチレータが光に変換し、変換された光をフォトダイオードが検出信号に変換して質量測定制御部３６に出力するようになっている。

また、単一の検出素子４８に対応した食品生地Ｗの表面の領域を透過領域４１とすると、透過領域４１は検出素子４８の配設ピッチやスキャン速度に基づいて区画されるようになっている。以下、図４（ａ）、（ｂ）を参照して透過領域４１について説明する。

図４（ａ）は、本発明の実施の形態に係る透過領域４１の幅方向の寸法の説明図である。図４（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る透過領域４１の斜視図である。

図４（ａ）に示すように、食品生地Ｗの表面上に区画される透過領域４１の幅方向の寸法は、Ｘ線がＸ線照射部３１から食品生地Ｗに略三角形のスクリーン状に照射されるため、食品生地Ｗの下方に位置する検出素子４８のピッチよりも短くなるようになっている。透過領域４１の幅方向の寸法は、Ｘ線検出部３２の検出素子４８のピッチに、Ｘ線照射部３１から食品生地Ｗの表面までの距離とＸ線照射部３１からＸ線検出部３２までの距離との比率を乗算することにより算出される。具体的には、Ｘ線照射部３１から食品生地Ｗの表面までの距離を４８０ｍｍ、Ｘ線照射部３１からＸ線検出部３２までの距離を５００ｍｍ、検出素子４８のピッチを０．４ｍｍとすると、０．４×４８０／５００＝０．３８４ｍｍが透過領域４１の幅方向の寸法として算出される。

一方、食品生地Ｗの表面上に区画される透過領域４１の搬送方向の寸法は、搬送速度をスキャン速度で除算することにより算出される。したがって、透過領域４１を正方形に区画するためには、透過領域４１の搬送方向の寸法を幅方向の寸法に合わせるようにスキャン速度が制御されるようになっている。具体的には、搬送速度を４００ｍｍ／秒とすると、上記したように透過領域４１の幅方向の寸法が０．３８４ｍｍであるため透過領域４１の搬送方向の寸法を０．３８４ｍｍとし、４００／０．３８４＝１０４１回／秒がスキャン速度として算出される。

このように、Ｘ線検出部３２におけるスキャン速度が制御されることにより、図４（ｂ）に示すように、食品生地Ｗの表面に０．３８４×０．３８４ｍｍ^２の正方形の透過領域４１が複数区画されるようになっている。

図２および図３に戻り、投受光部３３は、投光部４６と受光部４７から構成され、投光部４６および受光部４７は、搬送コンベア３４を挟んで対向するようにして配置されている。受光部４７は、投光部４６からの光を検知しており、食品生地Ｗの前端が投光部４６からの光を遮光して受光部４７が光を検知できなくなることで、食品生地Ｗの搬入を検知するようになっている。投受光部３３は、食品生地Ｗの前端を検知すると、Ｘ線検出部３２に搬入検知信号を出力し、搬入検知信号は、Ｘ線検出部３２によるＸ線の透過量の検出開始のタイミングに利用される。

質量測定操作部３８は、Ｘ線質量測定装置２の設定情報を入力するための各種キーやスイッチから構成され、搬送コンベア３４の搬送速度、Ｘ線照射部３１のＸ線照射量、Ｘ線質量測定装置２の動作モード、分割領域４２の設定情報、食品生地Ｗ上に分割領域４２を指定するための後述する領域設定座標系４３の設定情報等を入力するようになっている。また、質量測定制御部３６には、食品生地Ｗを分割する各種分割領域４２の周縁形状や各分割領域４２の食品生地Ｗ上の配置レイアウトが記憶されており、質量測定操作部３８の操作により各種分割領域４２の周縁形状や配置レイアウトを選択することができるようになっている。

なお、分割領域４２の周縁形状は、一般的に製品部分の形状として用いられる矩形や円形以外にも食品生地Ｗから切り離される製品部分の輪郭に応じて多角形等の複雑な形状を選択することも可能である。また、質量測定操作部３８によりＸ線質量測定装置２の設定情報を入力する構成に加えて、外部記憶媒体から設定情報を入力する構成としてもよい。

質量測定表示部３７は、いわゆる液晶ディスプレイであり、Ｘ線質量測定装置２の設定情報、食品生地Ｗの分割領域４２における質量、領域設定座標系４３、分割領域４２の周縁形状や配置レイアウト等の各種情報を表示するようになっている。つまり、作業者は、質量測定表示部３７を参照しながら質量測定操作部３８によりＸ線質量測定装置２の各種設定情報を入力するようになっている。

質量測定制御部３６は、質量測定モード切換部５１と、透過量入力部５２と、分割領域設定手段としての分割領域設定部５３と、Ｘ線吸収量算出手段としてのＸ線吸収量算出部５４と、質量測定手段としての質量測定部５５と、出力手段としての出力部５６とを有している。なお、各部は、質量測定制御部３６に組み込まれたＣＰＵ(Central Processing Unit)がＲＯＭ（Read Only Memory）内の各種プログラムに従ってＲＡＭ（Random Access Memory）内のデータを演算し、さらにＸ線質量測定装置２の各部と協働して処理を実行することにより実現されるようになっている。

また、質量測定制御部３６は、透過量データ記憶部６１と、質量換算係数記憶手段としての質量換算係数記憶部６２と、分割領域アドレスデータ記憶部６３とを有している。なお、各記憶部は、ＲＡＭの一部により構成されている。

質量測定モード切換部５１は、分割領域質量測定モードと質量換算係数算出モードとの間でＸ線質量測定装置２の動作モードを切り換えるようになっている。分割領域質量測定モードは、食品生地Ｗの分割領域４２における質量を測定するモードであり、質量換算係数算出モードは、食品生地ＷのＸ線吸収量から質量に換算するための質量換算係数を食品生地Ｗのマスターワークから算出するモードである。なお、本実施の形態におけるマスターワークとは、食品生地Ｗと同一の物性を有するものであり、例えば、食品生地Ｗから切り取られた一部のことをいう。

透過量入力部５２は、Ｘ線検出部３２の各検出素子４８からの透過量の検出信号をそれぞれＡ／Ｄ変換により透過量データに変換し、Ｘ線検出部３２の各検出素子４８の配設ピッチに対応する単位搬送時間毎に、透過量データを透過量データ記憶部６１に入力するようになっている。具体的には、透過量入力部５２は、Ｘ線検出部３２のスキャンに合わせて透過領域４１毎にアドレスデータを生成し、各透過領域４１のアドレスデータに対応させて透過量データを透過量データ記憶部６１に書き込むようになっている。

分割領域設定部５３は、食品生地Ｗの延在方向を分割する延在方向分割位置を設定する延在分割設定部５３ａと、食品生地Ｗの幅方向を分割する幅方向分割位置を設定する幅分割設定部５３ｂとを備えている。分割領域設定部５３は、質量測定操作部３８により操作されて、延在分割設定部５３ａおよび幅分割設定部５３ｂにより延在方向分割位置および幅方向分割位置を設定することにより、食品生地Ｗから切り離される製品部分の輪郭を周縁形状とする分割領域４２を設定するようになっている。なお、分割領域設定部５３により設定される分割領域４２の詳細については後述する。

Ｘ線吸収量算出部５４は、各透過領域４１におけるＸ線の透過量から透過領域４１のＸ線吸収量を算出し、合算することで所望の領域におけるＸ線吸収量を算出するようになっている。すなわち、透過領域４１の面積は、食品生地Ｗの最小単位面積を示しており、食品生地Ｗの各透過領域４１のＸ線吸収量を算出し、所望の領域を構成する各透過領域４１を合算することにより所望の領域におけるＸ線吸収量を算出することができるようになっている。

ここで、Ｘ線の透過量と厚みとの関係について説明する。Ｘ線の照射量をＩ_０、Ｘ線の透過量をＩ、Ｘ線の吸収率をμ、食品生地Ｗの透過領域４１における厚みをＸとすると、食品生地Ｗの透過領域４１のＸ線吸収量Ｔは、減衰の法則（Ｉ／Ｉ_０＝ｅ^−μｘ）からｌｏｇを自然対数とすると次式（１）が成り立つ。
Ｔ＝（ｌｏｇＩ_０‐ｌｏｇＩ）＝μＸ （１）
式（１）は、Ｘ線吸収量ＴがＸ線の照射量Ｉ_０とＸ線の透過量Ｉとの差分であることを示している。また、Ｘ線の照射量Ｉ_０はＸ線吸収量がゼロであるときのＸ線の透過量と一致する。すなわち、搬送ベルト上に食品生地Ｗが無い状態で検出したＸ線の透過量がＸ線の照射量Ｉ_０となるようになっている。

また、Ｘ線の吸収率μは、λをＸ線波長、ρを食品生地Ｗの密度、Ｚを原子番号、Ｃを定数とすると、次式（２）の関係を有している。
μ＝λ^３ρＺＣ （２）

一方、透過領域４１における食品生地Ｗの質量Ｍは、透過領域４１における厚みＸに透過領域４１の面積Ｓを乗じた体積Ｖに対し、密度ρを乗じた値であるから、質量ＭとＸ線吸収量Ｔの関係は次式（３）のようになる。
Ｔ＝λ^３ＺＣ・Ｍ／Ｓ （３）
式（３）は、Ｘ線吸収量Ｔとその面積の積が、質量に比例することを示している。

また、式（３）の透過領域４１の面積Ｓは、食品生地Ｗの最小単位面積を示しているから、所望の大きさの領域における質量ｍとＸ線吸収量Ｔとの関係は、１／λ^３ＺＣを質量換算係数αに置き換えて表すと式（３）から次式（４）のようになる。
ｍ＝α・ΣＴ （４）
つまり、Ｘ線照射条件および物性が同じならば質量換算係数αは一定値となり、所望の領域における質量ｍは、所望の領域内の透過領域４１毎に算出されるＸ線吸収量Ｔを合算して、これに質量換算係数αを乗算して求めることができる。

Ｘ線吸収量算出部５４は、Ｘ線質量測定装置２の動作モードが分割領域質量測定モードの場合には、透過量データ記憶部６１に書き込まれた透過量データのうち分割領域４２を構成する各透過領域４１に対応した透過量データを読み出し、上記した式（１）から分割領域４２内の各透過領域４１のＸ線吸収量を算出し、合算することにより分割領域４２のＸ線吸収量を算出するようになっている。

一方、Ｘ線質量測定装置２の動作モードが質量換算係数算出モードの場合には、マスターワーク全体を構成する各透過領域４１に対応した透過量データを読み出し、上記した式（１）からＸ線吸収量を算出し、合算することによりマスターワーク全体のＸ線吸収量を算出するようになっている。

質量測定部５５は、Ｘ線吸収量算出部５４により算出された食品生地Ｗの分割領域４２のＸ線吸収量と予め質量換算係数記憶部６２に記憶された質量換算係数を乗算することにより、分割領域４２の質量を測定するようになっている。

質量換算係数は、図外の秤により測定されたマスターワークの質量が、質量換算係数算出モードの状態で算出されたマスターワークの全体のＸ線吸収量により除算されることにより算出されるようになっている。算出された質量換算係数は、質量換算係数記憶部６２に記憶される。

出力部５６は、質量測定部５５により測定された分割領域４２の質量を質量測定表示部３７に表示させ、測定時刻とともに制御装置６に出力するようになっている。

透過量データ記憶部６１には、上述したように透過量入力部５２により各透過領域４１において入力された透過量データと各透過領域４１のアドレスデータとが関連付けられて記憶されている。この透過量データ記憶部６１に記憶された透過領域４１のアドレスデータを指定することにより、透過量データ記憶部６１から所望の透過領域４１の透過量データを読み出すことができるようになっている。

質量換算係数記憶部６２には、マスターワークの質量換算係数が記憶されている。分割領域アドレスデータ記憶部６３には、分割領域４２のアドレスデータが記憶されている。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して、分割領域設定部５３により設定される分割領域４２について説明する。

図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係る領域設定座標系４３の模式図である。図５（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る領域設定座標系４３に表示された配置レイアウトの模式図である。図５（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る領域設定座標系４３に表示された分割領域４２の模式図である。

図５（ａ）に示すように、分割領域設定部５３は、質量測定操作部３８の操作により搬送方向のＸ軸を単位搬送時間、幅方向のＹ軸を複数の検出素子４８の個数とした領域設定座標系４３を質量測定表示部３７に表示させるようになっている。領域設定座標系４３のＸ軸は、投受光部３３が食品生地Ｗの前端を検知してから所定時間経過後を基準としており、単位搬送時間毎に目盛を表示している。

一方、領域設定座標系４３のＹ軸は、複数の検出素子４８がライン状に配設されたＸ線検出部３２の延在方向の中央を基準としており、検出素子４８の数に応じた目盛を表示している。本実施の形態では、領域設定座標系４３のＹ軸は、Ｘ線検出部３２の中央を基準に、両側に検出素子４８の半数の目盛を有するようになっている。

このように、領域設定座標系４３のＸ軸に単位搬送時間に対応する単位搬送時間毎に目盛が表示され、Ｙ軸に検出素子４８毎に目盛が表示されているため、領域設定座標系４３のＸ軸の目盛間隔が透過領域の搬送方向の寸法に対応し、領域設定座標系４３のＹ軸の目盛間隔が透過領域の幅方向の寸法に対応するようになっている。つまり、搬送方向の目盛と幅方向の目盛とに区画された部分が食品生地Ｗの表面に区画された透過領域４１に対応するようになっている。

図５（ｂ）に示すように、分割領域設定部５３は、質量測定操作部３８により分割領域４２の配置レイアウトが選択されると、各分割領域４２の中心を示すレイアウトマーク４４を領域設定座標系４３上に表示するようになっている。配置レイアウトは、複数種類のテンプレートとして質量測定制御部３６に記憶されているが、領域設定座標系４３上に個別に座標指定することによりレイアウトマーク４４を設定する構成としてもよい。

図５（ｃ）に示すように、分割領域設定部５３は、質量測定操作部３８により分割領域４２の周縁形状が選択されると、レイアウトマーク４４を中心とした分割領域４２を領域設定座標系４３に表示するようになっている。具体的には、分割領域４２の周縁形状およびレイアウトマーク４４の座標から、延在分割設定部５３ａが分割領域４２の搬送方向の座標を設定し、幅分割設定部５３ｂが分割領域４２の幅方向の座標を設定して、分割領域４２を領域設定座標系４３に表示するようになっている。そして、分割領域設定部５３は、各分割領域４２を構成する各透過領域４１のアドレスデータを領域設定座標系４３から読み出し、分割領域アドレスデータ記憶部６３に記憶させる。

そして、Ｘ線吸収量算出部５４は、分割領域アドレスデータ記憶部６３に記憶されたアドレスデータに対応した透過量データだけを透過量データ記憶部６１から読み出して、分割領域４２のＸ線吸収量を算出するようになっている。

なお、上記したように分割領域４２を領域設定座標系４３上で座標指定する構成に代えて、質量測定操作部３８により数値入力することにより分割領域４２を設定する構成としてもよい。例えば、分割領域４２の搬送方向の寸法を設定時間の入力により設定し、分割領域４２の幅方向の寸法を幅方向の分割数の入力により設定するようにする。

この場合、質量測定操作部３８により設定時間が入力されると、延在分割設定部５３ａが設定時間と搬送速度とを乗算して分割領域４２の搬送方向の寸法を設定し、幅方向の分割数が入力されると、幅分割設定部５３ｂが食品生地Ｗの幅を等分に分割して分割領域４２の幅方向の寸法を設定するようになっている。

さらに、設定時間および分割数により分割領域４２を設定する他、搬送方向の長さおよび分割幅の入力により分割領域４２を設定するようにしてもよい。

以上のように、Ｘ線質量測定装置２は、分割領域設定部５３により食品生地Ｗの分割領域４２を設定できるため、Ｘ線吸収量算出部５４により食品生地Ｗの分割領域４２におけるＸ線吸収量が算出され、質量測定部５５により分割領域４２のＸ線吸収量と質量換算係数とが乗算されて分割領域４２の質量が測定される。したがって、食品生地Ｗの製品部分を分割領域４２として設定することにより、分割領域４２を質量測定し、出力部５６により分割領域４２の質量を制御装置６に出力することができるようになっている。

続いて、図６を参照して制御装置６の制御構成について説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る生産ラインの質量検査システム１の制御構成図である。

制御装置６は、モード切換部７１と、質量蓄積手段としての質量蓄積部７２と、同期手段としての同期部７３と、算出手段としての算出部７４と、フィードバック部７５と、異常判定手段としての異常判定部７６と、警報出力手段としての警報出力部７７と、相関関係判定手段としての相関関係判定部７８と、操作部８６と、表示部８５とを備えている。なお、各部は、制御装置６に組み込まれたＣＰＵ(Central Processing Unit)がＲＯＭ（Read Only Memory）内の各種プログラムに従ってＲＡＭ（Random Access Memory）内のデータを演算し、さらに生産ラインの質量検査システム１を構成する各装置と協働して処理を実行することにより実現されるようになっている。

また、制御装置６は、相関閾値記憶部８１と、警報閾値記憶部８２と、相関判定時間記憶部８３と、変動量記憶部８４とを有している。なお、各記憶部は、ＲＡＭの一部により構成されている。

相関閾値記憶部８１は、分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量とが相関関係を有する第１の許容範囲としての相関範囲の上限を示す第１の上限閾値と下限を示す第１の下限閾値とを記憶している。警報閾値記憶部８２は、分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量とが正常値を有する第２の許容範囲としての正常範囲の上限を示す第２の上限閾値と下限を示す第２の下限閾値とを記憶している。相関判定時間記憶部８３は、相関関係を判定するのに要する相関判定時間を記憶している。なお、相関判定時間は、食品生地の種類等により作業者が任意に変更することが可能である。

また、変動量記憶部８４は、食品生地Ｗの各分割領域４２の質量が略一定であることを示す質量の変動量の閾値を記憶している。なお、ここでいう質量の変動量とは、食品生地Ｗの各分割領域４２の質量と予め設定された基準質量との差分をいう。

モード切換部７１は、操作部８６の設定に基づいて、相関判定モードとフィードバックモードとの間で制御装置６の動作モードを切り換えるようになっている。相関判定モードは、Ｘ線質量測定装置２により測定された分割領域４２の質量と質量選別装置５により測定された焼成後の切断片Ｗａとが相関関係を有するか否かを判定するモードである。また、フィードバックモードは、相関判定モードにおいて相関関係を有すると判定された場合に、焼成装置４に焼成温度を制御する制御信号、または圧延装置８に幅方向に配置された各分割領域４２の質量の変動量を制御する制御信号をフィードバックするモードである。

なお、本実施の形態に係る相関関係を有するとは、相関判定時間が経過するまでの間、Ｘ線質量測定装置２および質量選別装置５に出力される分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量との差分が一定であることをいう。つまり、相関関係を有する場合には、食品生地Ｗの加工の前後において、切断片Ｗａの質量が一定の量で変化する関係を有するため、焼成装置４の焼成温度や圧延装置８のローラ調整等を適切に制御することができる状態となっている。

質量蓄積部７２は、Ｘ線質量測定装置２から出力された分割領域４２の質量データと質量選別装置５から出力された焼成後の切断片Ｗａの質量データとを蓄積するようになっている。この時、Ｘ線質量測定装置２および質量選別装置５は、質量データとともに測定時刻を出力するようになっており、分割領域４２の質量データはＸ線質量測定装置２による測定時刻に対応付けて質量蓄積部７２に蓄積され、焼成後の切断片Ｗａの質量データは質量選別装置５による測定時刻に対応付けて質量蓄積部７２に蓄積されるようになっている。

同期部７３は、Ｘ線質量測定装置２および質量選別装置５の測定タイミングに基づいて、質量蓄積部７２に蓄積された分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとを対応付けるようになっている。具体的には、Ｘ線質量測定装置２で測定されてから質量選別装置５により測定されるまでに要する加工時間を予め記憶しておき、Ｘ線質量測定装置２から分割領域４２の質量が測定された測定時刻を、この加工時間分シフトすることにより、当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量が測定された測定時刻を特定し、分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとを対応付けるようになっている。

算出部７４は、同期部７３に対応付けられた分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データから相関度を判定するための判定値を算出するようになっている。具体的には、分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分を算出するようになっている。

相関関係判定部７８は、相関判定モードにおいて、相関閾値記憶部８１に記憶された第１の上限閾値および第１の下限閾値および相関判定時間記憶部８３に記憶された相関判定時間を読み出し、算出部７４により算出された分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分が、相関判定時間が経過までの間、相関範囲内にあるか否かを判定する。

算出部７４により相関度を判定するための判定値として算出された分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分が、相関判定時間を経過する間に取得される個数分について、相関関係判定部７８により第１の下限閾値以上、かつ第１の上限閾値以下の相関範囲を保つと判定された場合には、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量とが相関関係を有することを示し、上記相関範囲から１つでも外れる場合には、相関関係を有さないことを示す。そして、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量とが相関関係を有する場合には、モード切換部７１が制御装置６の動作モードを相関判定モードからフィードバックモードに切り換えるようになっている。

フィードバック部７５は、フィードバック調理制御手段としてのフィードバック調理制御部７５ａと、フィードバック製造制御手段としてのフィードバックローラ制御部７５ｂとを有している。フィードバック部７５は、変動量記憶部８４に記憶された変動量の閾値を読み出し、Ｘ線質量測定装置２から出力された食品生地幅方向の各分割領域４２の質量と予め設定された基準質量との差分が変動量の閾値以下であるか否かを判定する。

そして、食品生地幅方向の各分割領域４２の質量と予め設定された基準質量との差分が変動量の閾値以下である場合には、フィードバック調理制御部７５ａによりフィードバック制御され、食品生地幅方向の各分割領域４２の質量と予め設定された基準質量との差分が変動量の閾値より大きい場合には、フィードバックローラ制御部７５ｂによりフィードバック制御されるようになっている。

フィードバック調理制御部７５ａは、算出部７４により算出された分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分に基づいて、焼成装置４の焼成温度等を制御する制御信号を焼成装置４にフィードバックするようになっている。例えば、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量との差分が小さくなる場合には、焼成装置４の焼成温度を高くして切断片Ｗａに含まれる水分の蒸発量を増加させて適切な質量になるように調整し、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量との差分が大きくなる場合には、焼成装置４の焼成温度を低くして切断片Ｗａに含まれる水分の蒸発量を低下させて適切な質量になるように調整することができるようになっている。

また、食品生地Ｗ上において幅方向に隣接した各分割領域４２の質量と当該各分割領域４２に対応する焼成後の各切断片Ｗａの質量との差分の大きさが異なる場合には、焼成装置４の熱源１７を幅方向で制御するようになっている。

フィードバックローラ制御部７５ｂは、食品生地幅方向の各分割領域４２の質量に変動がある場合に、その変動量に基づいてローラ調整を制御する制御信号を圧延装置８にフィードバックするようになっている。例えば、分割領域４２の質量が幅方向に変動がある場合には、ローラ軸調整機構により上段ローラ２５と下段ローラ２６の間隔および平行度を調整して、切断装置３により切断後の切断片Ｗａが適切な質量になるよう食品生地Ｗの厚さを調整することができるようになっている。

なお、食品生地Ｗの幅方向に一部だけ欠けが生じている場合には、上段ローラ２５および下段ローラ２６に異物が付着しているとして、図示しないゴムブレードにより上段ローラ２５および下段ローラ２６から異物をかきとるようにしてもよい。食品生地Ｗの欠けは、フィードバック部７５が、食品生地幅方向の各分割領域４２のうち、一部の分割領域４２の質量だけが小さい場合に、上段ローラ２５および下段ローラ２６に異物が付着していると判定するようにする。
なお、食品生地幅方向の各分割領域４２の質量をチェックしてフィードバックするようにしたが、分割領域４２をさらに幅方向に細かくわけた領域（最小が透過領域４１）についての質量の変動をチェックしてフィードバックするようにしてもよく、例えば、食品生地の一部だけ欠けている場合には、欠けている箇所を精度よく特定することができるようになる。

異常判定部７６は、フィードバックモードにおいて、警報閾値記憶部８２に記憶された第２の上限閾値および第２の下限閾値を読み出し、算出部７４により算出された分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分が、正常範囲内にあるか否かを判定するようになっている。

算出部７４により算出された分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分が、異常判定部７６により第２の下限閾値以上、かつ第２の上限閾値以下の正常範囲内と判定された場合には、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量との差分が正常値の範囲内であることを示し、第２の下限閾値より小さい、または第２の上限閾値より大きいと判定された場合には、正常値の範囲外であることを示すようになっている。

警報出力部７７は、フィードバックモードにおいて、算出部７４により算出された分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分が、正常値の範囲外である場合に、警報を出力し、作業者に早期対応を促すようになっている。なお、警報は、音声出力するようにしてもよいし、表示部８５に表示するようにしてもよい。

操作部８６は、制御装置６の設定情報を入力するための各種キーやスイッチから構成され、上記した第１の上限閾値、第１の下限閾値、第２の上限閾値、第２の下限閾値、相関判定時間、変動量の閾値および制御装置６の動作モードを入力して、入力結果を各記憶部に記憶させるようになっている。

表示部８５は、いわゆる液晶ディスプレイであり、時間経過に伴う分割領域４２の質量の変化および焼成後の切断片Ｗａの質量の変化を同時に表示する他、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量との差分を表示するようになっている。以下、時間経過に伴う分割領域４２の質量の変化および焼成後の切断片Ｗａの質量の変化との関係、分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量との相関関係について説明する。

図７は、本発明の実施の形態に係る時間経過に伴う分割領域４２の質量の変化と焼成後の切断片Ｗａの質量の変化との関係を示す関係図である。なお、図７では、分割領域４２の質量の変化を示す波形を実線で示し、焼成後の切断片Ｗａの質量の変化を示す波形を破線で示すようにしている。

図７に示すように、縦軸を質量とし、横軸を時間とすると、上記した加工時間Ｔａ分ずれるようにして分割領域４２の質量の変化を示す波形と焼成後の切断片Ｗａの質量の変化を示す波形とが略同一の波形を形成する。焼成後の切断片Ｗａの質量の変化を示す波形は、焼成装置４による焼成処理により切断片Ｗａに含まれた水分が蒸発することで、分割領域４２の質量の変化を示す波形よりも下方に形成される。

つまり、作業者は、表示部８５を参照して両波形が形成された高さから分割領域４２の質量および焼成後の切断片Ｗａの質量を確認し、両波形が同様な波形を形成することにより分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量とに相関関係を有することを確認することができるようになっている。
なお、焼成装置４に代えて油調装置を用いた場合には、水分と油とが置換されることによる質量の変化があらわれる。

次に、図８を参照して、分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量との相関関係について説明する。図８（ａ）は、本発明の実施の形態に係る相関関係がある場合における分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量との差分の変化量を示す説明図である。図８（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る相関関係がない場合における分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量との差分の変化量を示す説明図である。

なお、分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量の差分は、上記したＸ線質量測定装置２で測定されてから質量選別装置５で測定されるまでに要する加工時間Ｔａ分をシフトさせて、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量との差分をとるようにしている。

図８（ａ）に示すように、縦軸は分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量との差分、横軸は時間、図示左側の上側の一点鎖線は第１の上限閾値、図示左側の下側の一点鎖線は第１の下限閾値、図示右側の上側の二点鎖線は第２の上限閾値、図示右側の下側の二点差線は第２の下限閾値、破線は相関判定時間をそれぞれ表している。分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量とが相関関係を有する場合には、図示左側に示すように、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応付けられた切断片Ｗａの質量との差分が、第１の上限閾値と第１の下限閾値との間の相関範囲に収まるか否かが監視される。分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応付けられた切断片Ｗａの質量との差分が、この相関範囲内に収まった状態を維持したまま相関判定時間が経過すると、すなわち相関判定時間を経過する間に取得される個数分についての差分が全てこの相関範囲内に収まった場合に、制御装置６の動作モードが相関判定モードからフィードバックモードに移行するようになっている。

制御装置６の動作モードが相関判定モードからフィードバックモードに移行すると、図示右側に示すように、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応付けられた切断片Ｗａの質量との差分が、第２の上限閾値と第２の下限閾値との間の正常範囲に収まるか否かが監視される。分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応付けられた切断片Ｗａの質量との差分が、正常範囲内に収まった状態の場合には、正常に焼成装置４または圧延装置８にフィードバックが行われ、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応付けられた切断片Ｗａの質量との差分が、正常範囲内に収まらないと警報出力部７７が警報を出力するようになっている。

一方、図８（ｂ）に示すように、分割領域４２の質量と当該分割領域４２に対応付けられた切断片Ｗａの質量との差分が、相関範囲内に収まらない場合には、分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量とが相関関係を有さないため、相関判定時間が経過しても、動作モードがフィードバックモードに移行しないようになっている。

次に動作について説明する。

図９を参照して、制御装置６の相関関係判定処理について説明する。図９は、本発明の実施の形態に係る制御装置６の相関関係判定処理を示すフローチャートである。

操作部８６により、第１の上限閾値および第１の下限閾値、第２の上限閾値および第２の下限閾値、相関判定時間、変動量の閾値および相関判定モードが制御装置６に設定されると（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）、質量蓄積部７２が、Ｘ線質量測定装置２から出力された分割領域４２の質量データと質量選別装置５から出力された焼成後の切断片Ｗａの質量データとを蓄積する（ステップＳ０２）。

質量蓄積部７２により分割領域４２の質量データおよび焼成後の切断片Ｗａの質量データが蓄積されると、同期部７３が、Ｘ線質量測定装置２および質量選別装置５の測定タイミングに基づいて、分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとを対応付ける（ステップＳ０３）。

同期部７３により分割領域４２の質量データおよび焼成後の切断片Ｗａの質量データが対応付けられると、算出部７４が分割領域４２の質量データとこれに対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分を算出する（ステップＳ０４）。

算出部７４により分割領域４２の質量データとこれに対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分が算出されると、相関関係判定部７８が、相関閾値記憶部８１から第１の上限閾値および第１の下限閾値を読み出し、当該差分が第１の上限閾値以下、かつ第１の下限閾値以上か否かを判定する（ステップＳ０５）。

相関関係判定部７８により当該差分が第１の上限閾値よりも大きい、または第１の下限閾値より小さいと判定されると（ステップＳ０５：Ｎｏ）、フィードバックを開始することなく相関関係判定処理が終了する。一方、相関関係判定部７８により当該差分が第１の上限閾値以下、かつ第１の下限閾値以上と判定されると（ステップＳ０５：Ｙｅｓ）、相関判定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ０６）。

相関判定時間が経過していない場合には（ステップＳ０６：Ｎｏ）、ステップＳ０３からステップＳ０６までの処理が繰り返される。一方、相関判定時間が経過している場合には（ステップＳ０６：Ｙｅｓ）、モード切換部７１により動作モードが相関判定モードからフィードバックモードに切り換えられる（ステップＳ０７）。

このように、相関関係判定部７８により、食品生地の製品部分の質量データと調理済の切断片の質量データとから算出された相関度を判定するための判定値が、相関判定時間を経過する間に取得される個数分において、相関範囲内であると判定された場合に相関関係を有するとして、フィードバック部７５により制御信号のフィードバックを開始するため、安定した制御信号が焼成装置４にフィードバックされる。
なお、ここでは、所定の相関判定時間内における各質量データについてその個数分の差分が所定範囲内である場合に相関関係を有するとしているが、所定の相関判定時間内における質量データを用いて回帰分析による相関係数Ｒ^２を算出し、これを判定値として、この相関係数Ｒ^２が１に近い（例えば０．９９以上）ときに相関関係を有するとしてもよく、これにより、相関関係を有するのかの判定を異種の製品（食品）について統一された閾値で判定できる。

図１０を参照して、制御装置６のフィードバック処理について説明する。図１０は、本発明の実施の形態に係る制御装置６のフィードバック処理を示すフローチャートである。

動作モードがフィードバックモードに切り換えられると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、質量蓄積部７２は、Ｘ線質量測定装置２から入力された分割領域４２の質量データと質量選別装置５から入力された焼成後の切断片Ｗａの質量データとを蓄積する（ステップＳ１２）。

質量蓄積部７２により分割領域４２の質量データおよび焼成後の切断片Ｗａの質量データが蓄積されると、同期部７３が、Ｘ線質量測定装置２および質量選別装置５の測定タイミングに基づいて、分割領域４２の質量データと当該分割領域４２に対応する焼成後の切断片Ｗａの質量データとを対応付ける（ステップＳ１３）。

同期部７３により分割領域４２の質量データおよび焼成後の切断片Ｗａの質量データの対応付けが行われると、算出部７４が分割領域４２の質量データとこれに対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分を算出する（ステップＳ１４）。

算出部７４により分割領域４２の質量データとこれに対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分が算出されると、異常判定部７６が、警報閾値記憶部８２から第２の上限閾値および第２の下限閾値を読み出し、当該差分が第２の上限閾値以下、かつ第２の下限閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１５）。

異常判定部７６により当該差分が第２の上限閾値よりも大きい、または第２の下限閾値より小さいと判定されると（ステップＳ１５：Ｎｏ）、警報出力部７７により表示部８５に警報が出力される（ステップＳ１６）。

そして、異常判定部７６により当該差分が第２の上限閾値以下、かつ第２の下限閾値以上と判定され（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、またはステップＳ１６において警報出力部７７により表示部８５に警報が出力されると、フィードバック部７５により変動量記憶部８４から変動量の閾値が読み出され、食品生地幅方向の各分割領域４２の質量と予め設定された基準質量との差分が変動量の閾値以下であるか否かが判定される（ステップＳ１７）。

フィードバック部７５により食品生地幅方向の各分割領域４２の質量と予め設定された基準質量との差分が変動量の閾値以下と判定されると（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、フィードバック調理制御部７５ａにより分割領域４２の質量データとこれに対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分に基づく制御信号のフィードバックが行われる（ステップＳ１８）。

一方、フィードバック部７５により食品生地幅方向の各分割領域４２の質量と予め設定された基準質量との差分が変動量の閾値より大きいと判定されると（ステップＳ１７：Ｎｏ）、フィードバックローラ制御部７５ｂにより食品生地幅方向の各分割領域４２の質量データの変動量に基づく制御信号のフィードバックが行われる（ステップＳ１９）。

そして、フィードバックが終了か否かが判断され（ステップＳ２０）、終了しないと判断された場合には（ステップＳ２０：Ｎｏ）、ステップＳ１３からステップＳ２０までの処理が繰り返される。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る生産ラインの質量検査システム１は、帯状の食品生地Ｗを整形する圧延装置８と、搬送中の帯状の食品生地Ｗの一部である分割領域４２の質量を測定し、質量データを出力するＸ線質量測定装置２と、食品生地Ｗを分割領域４２毎に切断する切断装置３と、切断装置３により食品生地Ｗから切断された切断片Ｗａを焼成する焼成装置４と、焼成後の切断片Ｗａの質量を測定し、質量データを出力する質量選別装置５と、焼成装置４を制御する制御装置６とを備えている。

そして、制御装置６が、食品生地Ｗの分割領域４２の質量データと焼成後の切断片Ｗａの質量データとを蓄積する質量蓄積部７２と、食品生地Ｗの分割領域４２の質量が測定された測定タイミングと焼成後の切断片Ｗａの質量が測定された測定タイミングとに基づいて、質量蓄積部７２に蓄積された食品生地Ｗの分割領域４２の質量データと焼成後の切断片Ｗａの質量データとを対応付ける同期部７３と、同期部７３により対応付けられた食品生地Ｗの分割領域４２の質量データと焼成後の切断片Ｗａの質量データとを質量蓄積部７２からそれぞれ所定数読み出して両質量データの相関度を判定するための判定値を算出する算出部７４と、判定値が、分割領域４２の質量と焼成後の切断片Ｗａの質量とが相関関係を有する相関範囲内にあるか否かを判定する相関関係判定手段とを有している。

したがって、Ｘ線質量測定装置２により測定された帯状の食品生地Ｗの一部である製品部分の質量と、質量選別装置５により測定された焼成後の切断片Ｗａの質量とが対応付けられ、相関関係が判定される。したがって、食品生地Ｗの焼成前の質量と焼成後の質量の相関関係をみることにより、不良品を多発させる原因が、切断される前の食品生地を生成する圧延装置８または切断後に切断片Ｗａを焼成する焼成装置４のどちらに起因するのかを特定でき、上記生産ラインの質量検査において、帯状の食品生地Ｗにおける切断片Ｗａの質量不良を軽減させるために、上段の装置に対してフィードバックが可能となり、生産ラインの歩留まり向上を図ることができる。

なお、本実施の形態では、調理装置を焼成装置４として説明したが、これに限らず、冷凍装置、トッピング装置等としてもよい。また、調理装置を１台としたが、複数種類の調理装置を生産ラインに配置するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、制御装置６が、モード切換部７１、質量蓄積部７２、同期部７３、算出部７４、フィードバック部７５、異常判定部７６、警報出力部７７および相関関係判定部７８を有する構成としたが、生産ラインの質量検査システム１が制御装置６を備えず、Ｘ線質量測定装置２、切断装置３、焼成装置４および質量選別装置５のいずれかが各部を有する構成としてもよい。これにより、生産ラインの質量検査システム１の装置構成を簡易な構成とすることができるとともに、装置の設置面積を減らすことができる。

また、算出部７４は、分割領域４２の質量データとこれに対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量データとの差分を算出したが、分割領域４２の質量データとこれに対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量データとを除算することにより割合を算出してもよい。この場合、相関関係判定部７８は、分割領域４２の質量データとこれに対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量データとの割合が一定であることにより、分割領域４２の質量とこれに対応付けられた焼成後の切断片Ｗａの質量とに相関関係があると判定するようにする。

また、上記に示した実施例によらず、生産ラインの質量検査システム１について、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更も可能である。

以上、説明したように、帯状の食品生地を生産ラインに流した場合であっても、不良品を特定するのに要する作業時間を縮減し、作業効率を向上させることができるという効果を有し、帯状の食品生地から複数の製品を生産するとともに、生産された製品の質量の過不足を測定する生産ラインの質量検査システムとして有用である。

本発明の実施の形態に係る生産ラインの全体模式図である。 本発明の実施の形態に係るＸ線質量測定装置の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係るＸ線質量測定装置の全体構成図である。 （ａ）は本発明の実施の形態に係る透過領域の幅方向の寸法の説明図であり、（ｂ）は本発明の実施の形態に係る透過領域の斜視図である。 （ａ）は本発明の実施の形態に係る領域設定座標系の模式図であり、（ｂ）は本発明の実施の形態に係る領域設定座標系に表示された配置レイアウトの模式図であり、（ｃ）は本発明の実施の形態に係る領域設定座標系に表示された分割領域の模式図である。 本発明の実施の形態に係る生産ラインの管理システムの制御構成図である。 本発明の実施の形態に係る時間経過に伴う分割領域の質量の変化と焼成後の切断片の質量の変化との関係を示す関係図である。 （ａ）は本発明の実施の形態に係る相関関係がある場合における分割領域の質量と焼成後の切断片の質量との差分の変化量を示す説明図であり、（ｂ）は本発明の実施の形態に係る相関関係がない場合における分割領域の質量と焼成後の切断片の質量との差分の変化量を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置の相関関係判定処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る制御装置のフィードバック処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 生産ラインの質量検査システム
２ Ｘ線質量測定装置（部分質量測定装置）
３ 切断装置
４ 焼成装置（調理装置）
５ 質量選別装置（質量測定装置）
６ 制御装置（制御部）
７ａ、７ｂ、７ｃ、１３、１９、２２、３４ 搬送コンベア
８ 圧延装置（製造装置）
１１ 第１切断刃
１２ 第２切断刃
１６ 焼成炉
１７ 熱源
１８ 吹出し部
２１ 計量器
２５ 上段ローラ
２６ 下段ローラ
３１ Ｘ線照射部（Ｘ線照射手段）
３２ Ｘ線検出部（Ｘ線検出手段）
３３ 投受光部
３６ 質量測定制御部
３７ 質量測定表示部
３８ 質量測定操作部
４１ 透過領域
４２ 分割領域
４３ 領域設定座標系
４４ レイアウトマーク
４６ 投光部
４７ 受光部
４８ 検出素子
５１ 質量測定モード切換部
５２ 透過量入力部
５３ 分割領域設定部（分割領域設定手段）
５３ａ 延在分割設定部（延在分割設定手段）
５３ｂ 幅分割設定部
５４ Ｘ線吸収量算出部（Ｘ線吸収量算出手段）
５５ 質量測定部（質量測定手段）
５６ 出力部（出力手段）
６１ 透過量データ記憶部
６２ 質量換算係数記憶部（質量換算係数記憶手段）
６３ 分割領域アドレスデータ記憶部
７１ モード切換部
７２ 質量蓄積部（質量蓄積手段）
７３ 同期部（同期手段）
７４ 算出部（算出手段）
７５ フィードバック部
７５ａ フィードバック調理制御部（フィードバック調理制御手段）
７５ｂ フィードバックローラ制御部（フィードバック製造制御手段）
７６ 異常判定部（異常判定手段）
７７ 警報出力部（警報出力手段）
７８ 相関関係判定部（相関関係判定手段）
８１ 相関閾値記憶部
８２ 警報閾値記憶部
８３ 相関判定時間記憶部
８４ 変動量記憶部
８５ 表示部
８６ 操作部

Claims (7)

1. 製品を帯状に整形する製造装置（８）から搬送された帯状の食品生地（Ｗ）の一部である製品部分毎に前記食品生地を切断する切断装置（３）と、前記切断装置により前記食品生地から切断された切断片（Ｗａ）を調理する調理装置（４）と、前記調理装置により調理された調理済の切断片の質量を測定し、質量データを出力する質量測定装置（５）と、を備えた生産ラインの質量検査システムにおいて、
   前記切断装置によって切断される前の前記食品生地の一部である製品部分の質量を測定し、質量データを出力する部分質量測定装置（２）をさらに備え、
   前記部分質量測定装置により出力された前記食品生地の製品部分の質量データと、前記質量測定装置により出力された前記調理済の切断片の質量データとを蓄積する質量蓄積手段（７２）と、
   前記食品生地の製品部分の質量が測定された測定タイミングと前記調理済の切断片の質量が測定された測定タイミングとに基づいて、前記質量蓄積手段に蓄積された前記食品生地の製品部分の質量データと前記調理済の切断片の質量データとを対応付ける同期手段（７３）と、
   前記同期手段により対応付けられた前記食品生地の製品部分の質量データと前記調理済の切断片の質量データとを前記質量蓄積手段からそれぞれ所定数読み出して両質量データの相関度を判定するための判定値を算出する算出手段（７４）と、
   前記判定値が、前記食品生地の製品部分の質量と前記調理済の切断片の質量とが相関関係を有する第１の許容範囲内にあるか否かを判定する相関関係判定手段（７８）とを含む制御部（６）を有することを特徴とする生産ラインの質量検査システム。
2. 前記制御部が、前記相関関係判定手段により前記判定値が前記第１の許容範囲内にあると判定された場合に、前記調理装置を制御するフィードバック信号の出力を前記調理装置に対して開始するフィードバック調理制御手段（７５ａ）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の生産ラインの質量検査システム。
3. 前記調理装置が、前記切断片を焼成するものであり、
   前記調理装置を制御するフィードバック信号が前記調理装置の焼成温度を制御する制御信号であることを特徴とする請求項２に記載の生産ラインの質量検査システム。
4. 前記制御部が、前記相関関係判定手段により前記判定値が前記第１の許容範囲内にあると判定された場合に、前記部分質量測定装置により出力された前記食品生地の製品部分の質量データにおける前記食品生地の幅方向の変動に基づく前記製造装置を制御するフィードバック信号の出力を前記製造装置に対して開始するフィードバック製造制御手段（７５ｂ）をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の生産ラインの質量検査システム。
5. 前記制御部が、前記判定値が正常な範囲を示す第２の許容範囲内にあるか否かを判定する異常判定手段（７６）と、
   前記異常判定手段により前記判定値が前記第２の許容範囲内にないと判定された場合に、警報を出力する警報出力手段（７７）とをさらに含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の生産ラインの質量検査システム。
6. 前記部分質量測定装置が、
   前記帯状の食品生地を延在方向に搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により搬送中の前記食品生地に対しＸ線を照射するＸ線照射手段（３１）と、
   前記食品生地を透過した前記Ｘ線の透過量を検出するＸ線検出手段（３２）と、
   前記Ｘ線検出手段で検出された前記Ｘ線の透過量に基づいて、Ｘ線が前記食品生地を透過した所望の領域に対応する前記食品生地に吸収されたＸ線吸収量を算出するＸ線吸収量算出手段（５４）と、
   前記食品生地に吸収されたＸ線吸収量から前記食品生地の質量に換算するための質量換算係数を予め記憶する質量換算係数記憶手段（６２）と、
   前記食品生地の製品部分を分割領域として設定する分割領域設定手段（５３）と、
   前記Ｘ線吸収量算出手段により算出される前記食品生地の前記分割領域のＸ線吸収量と前記質量換算係数記憶手段に記憶された前記質量換算係数とに基づいて、前記食品生地の前記分割領域における質量を測定する質量測定手段（５５）と、
   前記質量測定手段により測定された前記分割領域の質量を出力する出力手段（５６）とを有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の生産ラインの質量検査システム。
7. 前記分割領域設定手段が、前記切断装置から出力された切断タイミングを示すカット信号に基づいて、前記帯状に整形された食品生地の延在方向を分割するための延在方向分割位置を設定する延在分割設定手段（５３ａ）を有することを特徴とする請求項６に記載の生産ラインの質量検査システム。