JP2009294092A - Ｘ線異物検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】ばら流しで搬送される被検査物に好適な検査効率を得るとともに不良品をピンポイント選別して歩留りの悪化を防止する。
【解決手段】搬送方向Ｘと直交方向に分割されて検査レーン１１を形成し、検査レーン１１ごとに多数の被検査物Ｗをばら流しで搬送するベルトコンベア６と、被検査物ＷにＸ線を照射するＸ線発生器３１と、Ｘ線発生器３１からのＸ線を検出し、被検査物Ｗに混入している異物の有無を検出するＸ線検出器３２と、検査レーン１１ごとに設けられ異物検出された被検査物Ｗを不良品として選別する選別シュート１４とを備える検査ユニット２を用いたＸ線異物検出システム１であって、検査ユニット２を搬送方向Ｘと直交する方向に複数並列して複数の検査レーン１１の中から一次検査レーン１１ａ〜１１ｃを設定し、残りを二次検査レーン１１ｄとして設定し、一次検査レーン１１ａ〜１１ｃの一次不良品Ｗを二次検査レーン１１ｄにて再搬送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検査物にＸ線を照射したときのＸ線透過量から該被検査物に混入している異物の有無を検出するためのＸ線異物検出システムに係り、特にばら流しで搬送される多数の被検査物の中から本当に異物が混入している被検査物をピンポイント選別することが可能なＸ線異物検出システムに関する。

従来より、搬送コンベアなどによって搬送される被検査物（食品など）にＸ線を照射し、この照射したＸ線の透過量に基づいて被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かを検出するＸ線異物検出装置がある。

このＸ線異物検出装置は、例えばウィンナーソーセージなどのようなばら状の食品が被検査物Ｗである場合には、図５に示すように、被検査物Ｗは搬送コンベア１０１によってばら流しで搬送されており、所定の検査領域Ｐで被検査物Ｗに向けてＸ線を照射し、このＸ線照射によって異物が検出されると所定時間後にシュート（選別手段）１０２が開いて異物が検出された被検査物Ｗ（不良品）を落下選別するものである。

ところが、図５に示すように、多数の被検査物Ｗがばら流しで搬送されている場合には、不良品と共にこの不良品の近くにある良品まで選別されてしまうため、歩留りが悪くなっていた。

また、図５に示すように、ばら流しで搬送される被検査物Ｗは、二つ以上が重なり合っていることがある。このような被検査物Ｗは良品であるにもかかわらず、重なり部分のＸ線透過量が極端に低下するために異物として検出され、不良品扱いになってしまうことがある。これも歩留りを悪くする原因の一つであった。

下記特許文献１、２には、通常検査（一次検査）で不良品扱いとなった被検査物を再検査（二次検査）する手段を備えたＸ線異物検出装置やＸ線検査装置が開示されている。

下記特許文献１に開示されるＸ線異物検出装置は、被検査物の流路となるフローセルを二分割し、一方を初選別用フローセル、他方を再選別用フローセルとすることによって、初選別用フローセルで異物有りと判別された被検査物を再選別用フローセルで再検査するものである。このような構成によれば、不良品に混在している良品の量を低減することができる。

ところが、このＸ線異物検出装置は、再検査時に、通常検査と同様に複数の被検査物をまとめて検査するので本当の不良品を特定することができないという問題があった。

そこで、このような問題を解決したＸ線検査装置が下記特許文献２に開示されている。このＸ線検査装置は、被検査物を搬送する搬送手段を搬送方向と直交する方向に分けて通常検査部と再検査部とに区画している。そして、区画された領域に応じたラインセンサの部位ごとに閾値を変えることで不良品の特定が可能となる。ここでは、通常検査部の閾値に対して再検査部の閾値を小さく（厳しく）設定しており、これにより、再検査部にて不良品を特定している。
特開平１−２５４８４８号公報 特開２００４−１３２８１９号公報

しかしながら、上記特許文献２に開示されるＸ線検査装置は、通常検査（一次検査）の対象が複数個の内容物を包材で包装したものであり、再検査（二次検査）にて袋を破って内容物を個別に検査する。つまり、このＸ線検査装置は包装物品の再検査に特化しており、通常検査において不良品として排除された包装物品の再検査を包装状態を変えて（破袋して）行い、確実に異物の混入した商品を排除するようになっているため、この装置をばら流し（袋に包装されていない状態）で搬送される被検査物の再検査に適用しても何らの効果も期待できない。

なお、食品を扱うようなラインでは作業員などが安全に十分注意しているため、異物の混入などは滅多にないというのが現状である。そのため、上記特許文献２に開示されるＸ線検査装置では通常検査部の幅に対して再検査部の幅を極端に小さく形成している。ところが、上述したように、二つ以上の被検査物が重なり合っていることで不良品扱いとなる場合もあり、特にばら流しで搬送される被検査物などはこれが顕著にあらわれる。このような場合、上記特許文献２のＸ線検査装置のように、通常検査部に対する再検査部の比率が極端に小さく、また、一定であることは不利となり、ばら流しで搬送される被検査物の検査に好適な検査効率を得ることができない。

そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、ばら流しで搬送される被検査物に好適な検査効率を得るとともに、本当に異物が混入している被検査物のピンポイント選別を可能とし、歩留りの悪化を防止することができるＸ線異物検出システムを提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明による請求項１記載のＸ線異物検出システムは、搬送方向Ｘと直交する方向に分割されて検査レーン１１を形成し、前記検査レーン１１ごとに多数の被検査物Ｗをばら流しで搬送する搬送手段６と、
前記搬送手段６によって搬送される前記被検査物ＷにＸ線を照射するＸ線発生手段３１と、
前記Ｘ線発生手段３１から照射されたＸ線を検出し、前記被検査物Ｗを透過したＸ線透過量に基づいて該被検査物Ｗに混入している異物の有無を検出するＸ線検出手段３２と、
前記検査レーン１１ごとに設けられ、前記被検査物Ｗに異物が検出されたときに該被検査物Ｗを不良品として選別する選別手段１４と、を備える検査ユニット２を用いたＸ線異物検出システム１であって、
前記検査ユニット２を前記搬送手段６における前記搬送方向Ｘと直交する方向に複数並列して複数の前記検査レーン１１の中から一次検査レーン１１ａ〜１１ｃを設定するとともに残りの前記検査レーン１１を二次検査レーン１１ｄとして設定し、前記一次検査レーン１１ａ〜１１ｃごとに不良品として選別された前記被検査物Ｗを前記二次検査レーン１１ｄにて再搬送することを特徴としている。

請求項２記載のＸ線異物検出システムは、前記一次検査レーン１１ａ〜１１ｃごとに不良品として選別された前記被検査物Ｗを一括するための一次集合箇所まで搬送する一つの共通搬送手段２１を備えることを特徴としている。

請求項３記載のＸ線異物検出システムは、前記二次検査レーン１１ｄにおける前記被検査物Ｗの投入部には、前記被検査物Ｗを前記搬送方向Ｘに個別に分離するための分離手段２４を備えることを特徴としている。

本発明によるＸ線異物検出システムによれば、検査ユニットを複数並列することで複数の検査レーンを有することになり、その中から一次検査レーンを設定するとともに、残りの検査レーンを二次検査レーンに設定することができる。つまり、一次検査と二次検査の比率を選択的に設定することができるようになる。この結果、一次検査、二次検査共に遅滞なく行えるようになり、ばら流しで搬送される被検査物の検査に好適な検査効率を得ることができる。また、二次検査によって異物が混入している被検査物（不良品）のピンポイント選別が可能となる。これにより、歩留りの悪化を防止することができる。

さらに、各検査レーンは搬送手段の搬送方向と直交する方向、つまり、搬送手段の幅方向に分割されて形成されているため、一次検査レーンにおいて、不良品と共に選別される被検査物が少なくなる。これにより、二次検査する個数も減少し、不良品のピンポイント選別が可能となる。

また、共通搬送手段を備えることにより、一次検査によって選別された被検査物（一次不良品）を自動的に一括することができる。この結果、検査効率が向上する。

さらに、二次検査レーンの投入部に分離手段を備えることにより、被検査物（一次不良品）を個別に二次検査することができる。この結果、確実な不良品のピンポイント選別が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明のＸ線異物検出システムの一実施の形態を示す平面図、図２は同正面図、図３は同実施の形態を示す概略的な斜視図、図４は同実施の形態が備える分散手段を示す平面図である。

この実施の形態のＸ線異物検出システムは、生産ラインに設けられ、例えばウィンナーソーセージなどのようなばら状の被検査物にＸ線を照射し、そのＸ線の透過量に基づいて被検査物の中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かを検出し、異物が混入している被検査物（不良品）をピンポイント選別するものである。

まず、この実施の形態のＸ線異物検出システムの構成について説明する。
図１に示すように、Ｘ線異物検出システム１は、複数（二つ）の検査ユニット２，２を後述する搬送手段の幅方向に並列して構成されている。また、各検査ユニット２，２は、それぞれ箱型の筐体３を備えている。図２に示すように、筐体３は、複数の脚部４によって設置面上に支持されている。なお、筐体３は、その内部から有害な量のＸ線が外部に漏洩しないように放射線防護材を用いて形成されている。さらに、筐体３の正面の一部及び両側面の一部は開放され、被検査物Ｗ（図４参照）を搬送しながらＸ線を照射して検査するための検査領域Ｐを備え、筐体３の正面には検査領域ＰからＸ線が漏れないように遮蔽扉５が設けられている。

図１〜３に示すように、筐体３の内部には、被検査物Ｗを上流側から下流側へと搬送する前述した搬送手段としてのベルトコンベア６が筐体３を貫通するように設けられている。ベルトコンベア６は、その搬送方向Ｘの上流側と下流側にそれぞれ設けられたローラ７，７に略環状のベルト８が掛け回されてなる。また、ローラ７，７のうちのいずれか一方は、図示しない駆動モータに連結されており、駆動モータの駆動によってローラ７が回転し、ローラ７の回転によってベルト８が周回することで被検査物Ｗが搬送される。

ベルトコンベア６の搬送面上の略中央には、長手方向が搬送方向Ｘに沿った仕切り板９が設けられ、搬送面を搬送方向Ｘと直交する方向、つまり、搬送面（ベルトコンベア６）の幅方向に二分割している。そして、仕切り板９によって分割された搬送面は、それぞれ検査レーン１１（１１ａ〜１１ｄ）を形成している。なお、仕切り板９は、上流側と下流側に分かれており、上流側の仕切り板９と下流側の仕切り板９の間には隙間がある。

また、ベルトコンベア６の搬送面上の幅方向における両端部には、側板１０が設けられている。この側板１０も仕切り板９と同様に上流側と下流側に分かれており、上流側の側板１０と下流側の側板１０の間には隙間がある。

図１に示すように、筐体３の両側面のうちの上流側の側面は、被検査物Ｗの投入部であり、投入用ホッパ１２が設けられている。この投入用ホッパ１２の内部も上述したベルトコンベア６と同様に仕切りによって幅方向に二分割されている。

また、図１に示すように、各検査ユニット２，２の上流側には、筐体３内に被検査物Ｗを搬入するためのコンベア１３，１３が配設されている。なお、各コンベア１３，１３付近には、コンベア１３に大量搬送されてきた被検査物Ｗを略均一にする作業を行うために作業員が配備されることもある。

図１〜３に示すように、ベルトコンベア６の下流側には、各検査レーン１１（１１ａ〜１１ｄ）ごとに選別手段としての選別シュート１４が設けられている。選別シュート１４は、略矩形の板の幅方向における両端部が上方に向けて略直角に折曲されている。また、選別シュート１４は、矩形板の下方に設けられた軸部１５によって上流側の端縁が下方に沈み込むように回動し、各検査レーン１１で被検査物Ｗに異物が検出されたときにその被検査物Ｗを不良品として落下選別するものである。

さらに、図１〜３に示すように、選別シュート１４の下流側には、集合シュート１６が設けられている。集合シュート１６は、下流側に向けて下り傾斜した略矩形の板の幅方向における両端部が上方に向けて略直角に折曲されている。なお、集合シュート１６は、各検査ユニット２に一つずつ設けられている。

また、図１、２に示すように、集合シュート１６の下流側には、集合フィーダ１７が配設されている。集合フィーダ１７は、自らが振動することで集合シュート１６により集められた被検査物Ｗを搬送方向Ｘと直交する方向（図１中におけるＹ方向）に送るものである。

図１〜３に示すように、選別シュート１４の直下には、各選別シュート１４によって落下選別された被検査物Ｗを搬送方向Ｘと直交する方向（図１中におけるＺ方向）に搬送する共通搬送手段としての共通ベルトコンベア２１が設けられている。共通ベルトコンベア２１の下流側は、検査レーン１１ａ〜１１ｃから選別シュート１４によって落下選別された被検査物Ｗを一括するための一次集合箇所であり、そこには一次不良品ボックス２２が設けられている。

さらに、検査レーン１１ｄにおける選別シュート１４の直下には、選別シュート１４と共通ベルトコンベア２１の間に二次不良品ボックス２３が設けられている。

図１に示すように、検査レーン１１ｄを有する検査ユニット２の被検査物Ｗの投入部には、分散手段としての分散供給フィーダ２４が設けられている。図４に示すように、この分散供給フィーダ２４は、被検査物Ｗを搬送方向Ｘに分離するように検査レーン１１ｄの投入用ホッパ１２に投入するものである。分散供給フィーダ２４によって供給された被検査物Ｗは、検査レーン１１ｄを搬送方向Ｘに個別に分離されて搬送されるようになる。

図１、４に示すように、分散供給フィーダ２４は、コンベア１３上方に設置され、分散供給フィーダ２４の上部を構成する貯留部２５と、下部を構成する図示しない支持部とがバネを介して連結されており、この分散供給フィーダ２４が内蔵する偏心駆動モータなどの振動源によって自ら振動することで貯留部２５内の被検査物Ｗを間欠的に検査レーン１１ｄに供給している。

ここでは、図３を参照してこの実施の形態の光学系について説明する。筐体３の内部には、Ｘ線発生手段としてのＸ線発生器３１が設けられ、筐体３の内部におけるベルトコンベア６のベルト８の裏面側には、Ｘ線検出手段としてのＸ線検出器３２が設けられている。Ｘ線発生器３２は、筐体３の上部に設けられ、金属製の箱内にＸ線を発生させるＸ線管が絶縁油に浸漬されてなり、各検査レーン１１ａ〜１１ｄにおいてベルトコンベア６によって搬送されている被検査物Ｗ（図４参照）に向けてＸ線を照射する。なお、図３に示すように、Ｘ線発生器３２から照射されるＸ線の態様は、搬送方向Ｘと直交する面状となり、その面は下向きに拡がる略三角形状となっている。このとき、Ｘ線は仕切り板９と側板１０の上述した隙間を通過する。

Ｘ線検出器３２は、筐体３の下部に設けられ、ベルトコンベア６の搬送面（ベルト８）を挟んでＸ線発生器３１と対向配置されている。Ｘ線検出器３２は、図示しないが、フォトダイオードと、フォトダイオード上に配設されたシンチレータからなる多数の受光素子が搬送方向と直交する方向に一列に配設されたラインセンサを備えている。

このような構成では、ベルトコンベア６によって搬送される被検査物Ｗに対してＸ線発生器３１からＸ線が照射され、被検査物Ｗを透過してくるＸ線がＸ線検出器３２のシンチレータで光に変換される。シンチレータで変換された光はフォトダイオードで受光され、更に電気信号に変換されて外部コンピュータなどに出力される。そして、このＸ線検出器３２からの出力と予め設定された異物の判別用の閾値とを比較し、その結果に基づいて被検査物Ｗに混入している異物が検出される。

次に、この実施の形態のＸ線異物検出システムによる検査工程について説明する。
最初に、各検査ユニット２，２の複数（四つ）の検査レーン１１ａ〜１１ｄの中から一次検査レーンを設定し、残りの検査レーンを二次検査レーンとして設定する。図１などでは検査レーン１１ａ〜１１ｃを一次検査レーンとし、検査レーン１１ｄを二次検査レーンとしている。
被検査物Ｗは、コンベア１３によって大量搬送されており、その後、各検査ユニット２，２の一次検査レーン１１ａ〜１１ｃに投入用ホッパから供給される。また、これらの一次検査レーン１１ａ〜１１ｃでは、ベルトコンベア６によって多数の被検査物Ｗがばら流しで搬送されている。

そして、一次検査レーン１１ａ〜１１ｃで一次検査された被検査物Ｗに異物が検出されなければ、これらの被検査物Ｗは良品であるため、そのまま各検査ユニット２，２の集合シュート１６，１６を滑り落ちて集合フィーダ１７へと集められる。集合フィーダ１７に集められた被検査物Ｗは集合フィーダ１７自体の振動によって後段の装置へと送られる。

また、いずれかの一次検査レーン１１ａ〜１１ｃで被検査物Ｗに異物が検出されると、その一次検査レーン１１ａ〜１１ｃの下流側にある選別シュート１４が一次検査から所定時間後に開いて異物が検出された被検査物Ｗは落下選別される。このとき、異物を含んだ本当の不良品と共にその不良品の近くの被検査物Ｗも不良品として落下選別されることとなる。さらに、落下選別された被検査物Ｗ（一次不良品）は、共通ベルトコンベア２１に落下し、そのまま共通ベルトコンベア２１によって搬送方向Ｘと直交する方向Ｚに搬送され、一次不良品ボックス２２に排出される。

一次不良品ボックス２２に一次不良品Ｗがある程度溜まったら、例えば近くの作業員などが一次不良品ボックス２２を持って分散供給フィーダ２４の貯留部２５に投入する。分散供給フィーダ２４の一次不良品は、二次検査レーン１１ｄに投入用ホッパを介して間欠的に供給される。これにより、二次検査レーン１１ｄで搬送される一次不良品Ｗは搬送方向Ｘに個別に分離して搬送されるようになる。二次検査において異物が検出されなかった一次不良品Ｗは、もともと良品だったものであり、一次検査において不良品扱いとなったものであるから、集合シュート１６を滑り落ちて集合フィーダ１７に集められる。

二次検査において異物が検出された一次不良品Ｗは、二次検査から所定時間後に選別シュート１４が開いて落下選別される。二次検査レーン１１ｄの選別シュート１４の直下には二次不良品ボックス２３があり、これに排出される。なお、二次不良品ボックス２４に溜まった被検査物Ｗは本当の不良品であるから廃棄などの処理がなされる。

上述した実施の形態によれば、二つの検査ユニット２，２を並列することで四つの検査レーン１１（１１ａ〜１１ｄ）を有することになり、その中から一次検査レーン１１ａ〜１１ｃを設定するとともに、残りを二次検査レーン１１ｄに設定することができる。つまり、一次検査レーンと二次検査レーンのレーン数比率を選択的に設定することができるようになる。この結果、一次検査、二次検査共に遅滞なく行えるようになり、ばら流しで搬送される被検査物Ｗの検査に好適な検査効率を得ることができる。また、二次検査によって異物が混入している被検査物Ｗ（不良品）のピンポイント選別が可能となる。これにより、歩留りの悪化を防止することができる。

さらに、各検査レーン１１（１１ａ〜１１ｄ）はベルトコンベア６の搬送方向Ｘと直交する方向、つまり、ベルトコンベア６の幅方向に分割されて形成されているため、一次検査レーン１１ａ〜１１ｃにおいて、不良品と共に選別される被検査物Ｗが少なくなる。これにより、二次検査する個数も減少し、不良品のピンポイント選別が可能となる。

また、共通ベルトコンベア２１を備えることにより、一次検査によって選別された被検査物Ｗ（一次不良品）を自動的に一括することができる。この結果、検査効率が向上する。

さらに、二次検査レーン１１ｄの投入部に分離供給フィーダ２４を備えることにより、被検査物Ｗ（一次不良品）を個別に二次検査することができる。この結果、確実な不良品のピンポイント選別が可能となる。

なお、上述した実施の形態では、一次不良品ボックス２２の素材や形状について詳細に説明していないが、例えばアクリルなどの透明樹脂で形成されることが望ましい。これにより、作業員などが一次不良品ボックス２２内部の一次不良品Ｗの溜まり具合をすぐに確認することができるため、検査効率が向上する。また、透明樹脂で形成することは二次不良品ボックス２３にとっても望ましいことは勿論である。

さらに、一次不良品ボックス２２は、作業員が持って分散供給フィーダ２４まで運んでいたが、共通ベルトコンベア２１を分散供給フィーダ２４まで延長して一次不良品Ｗを直接投入するように構成してもよい。これにより、一次検査と二次検査の工程を完全自動化することができる。

本発明によるＸ線異物検出システムの一実施の形態を示す平面図である。 本発明によるＸ線異物検出システムの一実施の形態を示す正面図である。 本発明によるＸ線異物検出システムの一実施の形態を示す概略的な斜視図である。 本発明によるＸ線異物検出システムの一実施の形態が備える分散手段を示す平面図である。 従来のＸ線異物検出の欠点を示す説明図である。

符号の説明

１…Ｘ線異物検出システム
２…検査ユニット
６…搬送手段としてのベルトコンベア
１１…検査レーン
１１ａ〜１１ｃ…一次検査レーン
１１ｄ…二次検査レーン
１４…選別手段としての選別シュート
２１…共通搬送手段としての共通ベルトコンベア
２４…分離手段としての分離供給フィーダ
３１…Ｘ線発生手段としてのＸ線発生器
３２…Ｘ線検出手段としてのＸ線検出器
Ｗ…被検査物
Ｘ…搬送方向

Claims (3)

1. 搬送方向（Ｘ）と直交する方向に分割されて検査レーン（１１）を形成し、前記検査レーンごとに多数の被検査物（Ｗ）をばら流しで搬送する搬送手段（６）と、
   前記搬送手段によって搬送される前記被検査物にＸ線を照射するＸ線発生手段（３１）と、
   前記Ｘ線発生手段から照射されたＸ線を検出し、前記被検査物を透過したＸ線透過量に基づいて該被検査物に混入している異物の有無を検出するＸ線検出手段（３２）と、
   前記検査レーンごとに設けられ、前記被検査物に異物が検出されたときに該被検査物を不良品として選別する選別手段（１４）と、を備える検査ユニット（２）を用いたＸ線異物検出システム（１）であって、
   前記検査ユニットを前記搬送手段における前記搬送方向と直交する方向に複数並列して複数の前記検査レーンの中から一次検査レーン（１１ａ〜１１ｃ）を設定するとともに残りの前記検査レーンを二次検査レーン（１１ｄ）として設定し、前記一次検査レーンごとに不良品として選別された前記被検査物を前記二次検査レーンにて再搬送することを特徴とするＸ線異物検出システム。
2. 前記一次検査レーン（１１ａ〜１１ｃ）ごとに不良品として選別された前記被検査物（Ｗ）を一括するための一次集合箇所まで搬送する一つの共通搬送手段（２１）を備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線異物検出システム。
3. 前記二次検査レーン（１１ｄ）における前記被検査物（Ｗ）の投入部には、前記被検査物を前記搬送方向（Ｘ）に個別に分離するための分離手段（２４）を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線異物検出システム。

Images