JP4087360B2 - 異物検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品を搬送して物品に混入している金属等の異物を検出する検査（以下、混入検査という。）を行う異物検出装置に関する。

従来、食料品、医薬品、衣類等の物品中に混入した金属、ガラス、石等の異物を検出する混入検査を行うために、異物検出装置が用いられている。異物検出装置は、混入検査の対象の物品（以下、被検査体という。）を搬送コンベアで搬送して直流磁界、交流磁界等の磁界を印加し、または、Ｘ線を照射して、異物の有無を検出し、異物が混入している被検査体を選別するようになっている。

異物検出装置では、異物が混入している被検査体を検出したとき、上記の選別を行う選別部に選別動作を制御する選別信号が出力され、この選別信号に応じて選別部は選別動作を行うようになっている。選別部が行う選別の方式には、フリッパー方式、エアージェット方式、ドロップアウト方式等があり、選別の方式は被検査体に応じて決定される。ここで、選別信号は、重量選別を行う重量選別装置においても同様に用いられる。図６は、上記の重量選別装置において用いられる選別信号の一例を示す図である（例えば、特許文献１参照。）。

図６において、図６（ａ）は被検査体の進入を検出する投受光器からの出力信号を示し、この信号は時刻ｔ_０に投受光器が監視する位置に被検査体が進入し、時刻ｔ_１に通過したことを示している。図６（ｂ）は計量器からの出力信号を示し、この信号は被検査体が時刻ｔ_０に計量器に進入し、時刻ｔ_１に計量器上に乗り、時刻ｔ_１以降の所定の時刻ｔ_２〜時刻ｔ_３の間に計量がなされ、計量の結果を示す信号が時刻ｔ_４に出力されることを示している。

図６（ｄ）は重量不良が発生したことを示す信号であり、この信号は図６（ｅ）に示すように時間Ｔ_ｃ遅延させて時刻ｔ_５に選別器に出力され、選別器は図６（ｆ）に示すように時刻ｔ_５から時間Ｔ_ｄにわたって被検査体を搬送路上から除去する動作を行うようになっている。これらの信号は、予め混入検査を行う前に設定され、信号のタイミング等の設定を変更する場合は、一端、混入検査を中断して信号のタイミング等の調整を行い、調整が完了したら設定を変更するようになっている。

上記では、重量選別装置を例に取り上げ選別信号について説明したが、従来の異物検出装置についても同様である。すなわち、選別器は図６（ｅ）に示す信号が入力され、この信号が入力された時刻ｔ_５から図６（ｆ）に示すように時間Ｔ_ｄにわたって被検査体を搬送路上から除去する動作を行うようになっている。また、これらの信号は、予め混入検査を行う前に設定され、信号のタイミング等の設定を変更する場合は、一端、混入検査を中断して信号のタイミング等の調整を行い、調整が完了したら設定を変更するようになっている。

上記の調整は、搬送コンベアの搬送速度の誤差、ベルトのたわみ等によって搬送時間に誤差が生ずるために必要となる。ここで、上記の調整は、異物検出装置の利用者が被検査体のテストピースを搬送コンベアに乗せ、搬送コンベアを介して選別器に搬送された被検査体のテストピースが選別器によって適切に選別されるか否かを検査することによって行われ、選別信号のタイミング等の調整は、選別が適切に行われるまで繰り返される。
特開平５−３１２６２６号公報

しかし、このような従来の異物検出装置では、異物検出装置の利用者が被検査体のテストピースを搬送コンベアに乗せ、選別信号のタイミング等の調整を行うようになっているため、生産ラインに組み込まれたときの被検査体の流れを再現できないという問題があった。ここで、上記の「被検査体の流れ」とは、生産ライン稼動中の搬送コンベア上の被検査体間の間隔、被検査体の向き、若しくは、それらの搬送パターン、または、不良品が発生するパターン（連続、１個おき、ランダム等の発生パターン）等をいう。

また、上記の調整を行う場合、異物検出装置の利用者が被検査体のテストピースを搬送コンベアに載せるようになっているため、生産ラインを止める必要があり、混入検査の効率が必ず低下するという問題もあった。

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、被検査体の流れを再現することができると共に、生産ラインを止めることを必ずしも必要とせずに選別のタイミング等の調整を行うことが可能な異物検出装置を提供するものである。

以上の点を考慮して、本発明は、搬送路上を搬送される被検査体に混入している異物を検出する検出部（１２０）と、前記検出部から出力された検出信号に基づいて異物の有無を、異物が混入していない場合に良と判定し、異物が混入している場合に不良と判定する判定手段（１３１）を含み、前記判定手段から出力された判定結果を前記搬送路から前記被検査体を除去するための選別信号として出力する制御部（１３０）とを備えた異物検出装置（１００）において、前記制御部は、前記判定結果としての良または不良を発生させるパターンに関する判定パターン情報を記憶する判定パターン記憶手段（１３２）と、前記判定手段の判定が良の場合には、前記判定手段が判定するタイミングで前記判定パターン記憶手段に記憶された判定パターン情報に基づいて擬似判定結果を発生し、前記判定手段の判定が不良の場合には、不良を示す擬似判定結果を発生する擬似判定パターン発生手段（１３３）と、前記選別信号を前記判定手段から出力された判定結果から前記擬似判定パターン発生手段が発生した前記擬似判定結果に切り替える切替手段（１３４）とを有する構成をなしている。

この構成により、制御部が有する擬似判定パターン発生手段が、判定結果を模擬した擬似判定結果を発生できるため、被検査体を搬送したまま擬似判定結果の発生タイミング等を変更でき、被検査体の流れを再現することができると共に、生産ラインを止めることを必ずしも必要とせずに選別のタイミング等の調整を行うことが可能な異物検出装置を実現することができる。

また、本発明は、前記制御部が、さらに、前記判定手段が過去に行った判定の統計情報および来歴のうちのいずれか１つ以上の情報を累積して管理する統計・来歴管理手段（１３６）を有し、前記切替手段が、前記擬似判定結果を前記選別信号として出力するように切り替わっているとき、前記統計・来歴管理手段が前記統計情報および前記来歴を累積することを停止させ、前記判定手段から出力された判定結果を前記選別信号として出力するようになっているとき、前記統計・来歴管理手段が前記統計情報および前記来歴を累積するように切り替える累積モード切替スイッチ（１３５）を有する構成をなしている。

この構成により、請求項１の効果に加え、累積モード切替スイッチが、統計・来歴管理手段が統計情報および来歴を累積するか否かを切り替えるため、擬似判定パターン発生手段が擬似判定結果を発生するときに誤って統計情報および来歴が累積されることを回避することが可能な異物検出装置を実現することができる。

また、本発明は、前記擬似判定パターン発生手段が、前記判定手段の判定が良の場合に前記判定パターンに基づいて不良とみなす擬似判定結果を発生する構成を有している。

この構成により、請求項１または請求項２の効果に加え、擬似判定パターン発生手段が、判定手段の判定が良の場合に判定パターンに基づいて不良とみなす擬似判定結果を発生するため、生産ラインに組み込まれた状態で擬似判定結果を用いて選別出力するときに、判定手段で不良と判定した被検査体を擬似的に良品とすることなく確実に不良品として選別出力することができる。

また、本発明は、前記擬似判定パターン発生手段が、乱数を発生する乱数発生器を有し、前記擬似判定結果を発生するタイミングで、前記乱数発生器が発生した乱数に応じてランダムに不良とみなす前記擬似判定結果を発生する構成を有している。

この構成により、請求項１ないし請求項３のいずれか１項の効果に加え、擬似判定パターン発生手段が、乱数を発生する乱数発生器を有し、擬似判定結果を発生するタイミングで、乱数発生器が発生した乱数に応じてランダムに不良とみなす擬似判定結果を発生するため、人為的な要素を含まない擬似判定結果を発生することが可能な異物検出装置を実現することができる。

また、本発明は、前記切替手段が前記擬似判定結果を前記選別信号として出力するように切り替わっているとき、前記擬似判定パターン発生手段が発生した前記擬似判定結果が、不良とみなしたか否かの情報を表示する表示部を備えた構成を有している。

この構成により、請求項４の効果に加え、切替手段が擬似判定結果を選別信号として出力するように切り替わっているとき、擬似判定パターン発生手段が発生した擬似判定結果が、不良とみなしたか否かの情報を表示部に表示するため、装置の利用者に現在行われている選別動作が正常か否かを判断するのに必要な情報を提供することが可能な異物検出装置を実現することができる。

本発明は、制御部が有する擬似判定パターン発生手段が、判定結果を模擬した擬似判定結果を発生できるため、被検査体を搬送したまま擬似判定結果の発生タイミング等を変更でき、被検査体の流れを再現することができると共に、生産ラインを止めることを必ずしも必要とせずに選別のタイミング等の調整を行うことができるという効果を有する異物検出装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置のブロック構成を概念的に示す説明図である。本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置１００は、搬送コンベア２（図２参照。）と、異物検出装置１００を操作するための操作信号を入力させる操作部１１０と、搬送コンベア２の搬送路上を搬送される被検査体１（図２参照。）に混入している異物を検出する検出部１２０と、検出部１２０から出力された検出信号に基づいて異物の有無を、異物が混入していない場合に良と判定し、異物が混入している場合に不良と判定する判定手段１３１を含み、判定手段１３１から出力された判定結果を搬送路から被検査体１を除去するための選別信号として出力する制御部１３０と、所定の情報を表示する表示部１４０とを備え、制御部１３０は、判定結果としての良または不良を発生させるパターンに関する判定パターン情報を記憶する判定パターン記憶手段１３２と、判定手段１３１が判定するタイミングで判定パターン記憶手段１３２に記憶された判定パターン情報に基づいて擬似判定結果を発生する擬似判定パターン発生手段１３３と、擬似判定パターン発生手段１３３が発生した擬似判定結果を選別信号として出力するように切り替える切替手段１３４とを有し、被検査体１が搬送コンベア２によって検出部１２０に搬送され、検出部１２０を通過した後、切替手段１３４から出力される選別信号に応じて被検査体１の選別を行う選別装置２００に搬送されるように構成される。

以下、物品に混入している金属、ガラス、石等の異物を検出する検査を「混入検査」という。また、「被検査体」とは「混入検査の対象の物品」をいい、「被検査体に混入した金属の異物」を「金属異物」といい、「検出領域」とは検出部１２０が被検査体１に含まれる異物に関する情報を検出する搬送路上の領域をいうものとする。

図１において、操作部１１０は、例えば、キーボード、所定のボタンが配列されたパネル等によって構成され、異物検出装置１００の動作モード、選別装置２００が行う選別動作の調整に用いられる擬似判定結果の信号パターンの選択（以下、擬似判定パターン選択という。）、被検査体１の寸法等のパラメータ、その他の混入検査に必要な情報、動作開始の指示、所定のデータを表示させる指示等、の入力を行うことができるようになっている。

また、操作部１１０は、例えば、所定のキーが配列されたタッチパネル等によって表示部１４０と一体に構成されるのでもよい。そして、表示部１４０としてのタッチパネル等の表示部分に、操作の情報、動作状況を示す情報、混入検査の結果を示す情報、その他の混入検査に関する情報を表示するようになっているのでもよい。

また、表示部１４０は、所定の情報を表示するだけではなく、所定の音声を出力できるようになっているのでもよい。さらに、表示部１４０と一体に構成された操作部１１０は、所定のポインティングデバイスを有し、ポインティングデバイスを介して入力するようになっているのでもよい。以下、操作部１１０は、タッチパネル等のように、表示部１４０と一体に構成されているものとして説明を行う。

検出部１２０は、混入検査の被検査体と混入する異物とに応じて構成が決定され、搬送路上の検出領域内の被検査体１に含まれる異物に関する情報を検出して検出信号を生成する。以下では、図２を用い、交流磁界を印加して金属異物を検出する構成の検出部１２０について説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置１００を構成する検出部１２０のブロック構成を示す図である。図２において、検出部１２０は、被検査体１が検出部１２０に進入するタイミングを検出する進入センサ１２１と、被検査体１が検出部１２０近傍の検出領域を通過する際の磁界変化を検出する回路群１２２、１２３、１２４ａ、１２４ｂ、１２５、１２６ａ、１２６ｂ、１２７ａ、１２７ｂ、１２８ａ、１２８ｂ、１２９ａ、１２９ｂとによって構成される。

ここで、進入センサ１２１は、図２に示すように、検出部１２０の入り口近傍の所定の位置を監視するように設けられている。以下、進入センサ１２１が監視する位置をセンサ監視位置という。進入センサ１２１は、例えば、光線を出射する光源と、光源が出射する光線を受光する受光器とを有し、光源が光線を出射している間に受光器がこの光線を受光できなくなったことを検出して物品の進入を検出する、所謂、投受光器等によって構成されるのでもよい。

進入センサ１２１は、被検査体１がセンサ監視位置に進入したことを検出した際、ワーク検知信号を生成して出力するようになっている。上記の投受光器の例では、ワーク検知信号は、光線を受信できない間に受光器が出力する信号に対応する。なお、上記の検出領域への被検査体１の進入を、後述する同期検波によって得られる信号Ｘ、Ｙの振幅変化に基づいて検知でき、これによって、進入センサ１２１が本発明において果たす機能と類似の機能を実現できるため、進入センサ１２１を省略する構成とすることもできる。以下では、検出領域への被検査体１の進入の検出を、進入センサ１２１を用いて行うものとして説明を行う。

磁界変化を検出する上記の回路群は、所定周波数の交流信号Ｄを発生する信号発生器１２２と、信号発生器１２２が発生した交流信号Ｄに応じた交流磁界Ｅを発生させる送信コイル１２３と、自己と交差する磁束を検出する受信コイル１２４ａ、１２４ｂと、受信コイル１２４ａの出力電圧と受信コイル１２４ｂの出力電圧の差分をとって増幅（以下、このような増幅を差動増幅という。）する差動増幅器１２５と、同期検波を行うための、移相器１２６ａ、１２６ｂ、ミキサ１２７ａ、１２７ｂ、帯域フィルタ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ 以下、ＢＰＦという。）１２８ａ、１２８ｂと、アナログ信号をデジタル信号（デジタルの数値）に変換するためのアナログデジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という。）１２９ａ、１２９ｂとによって構成される。

検出部１２０は、このように構成されることによって、搬送コンベア２の搬送路における検出領域に交流磁界Ｅを発生させ、被検査体１が交流磁界中に進入するタイミングを検出し、交流磁界中を通過するときの磁界変化を検出するようになっている。

送信コイル１２３は、信号発生器１２２が発生させた交流信号Ｄを入力信号とし、交流信号Ｄに応じた交流磁界Ｅを被検査体１が搬送される搬送路の検出領域に発生させる。受信コイル１２４ａ、１２４ｂは、送信コイル１２３が発生した交流磁界Ｅと交流磁界Ｅ中を通過する被検査体１の磁気的性質とに応じた磁束を検出し、被検査体１の通過による磁束の変化に応じた信号を出力する。

受信コイル１２４ａ、１２４ｂは、交流磁界Ｅをそれぞれ等量受ける位置で且つ被検査体１の搬送方向に沿って並び、互いに差動接続されている。受信コイル１２４ａ、１２４ｂからの各出力信号は、差動増幅器１２５に相互に異なる極性で入力され、差動増幅器１２５によって受信コイル１２４ａ、１２４ｂからの各出力信号の差分が増幅されて出力されるようになっている。

上記のように差動増幅器１２５が受信コイル１２４ａ、１２４ｂからの各出力信号を差動増幅することによって、被検査体１が検出領域にないときの出力信号を実質的にゼロにすることができる。なお、差動増幅器１２５を除去し、各受信コイル１２４ａ、１２４ｂからの出力信号間の差分を検出する構成でもよい。以下では、異物検出装置１００が差動増幅器１２５を備えるものとして説明する。

なお、送信コイル１２３と２つの受信コイル１２４ａ、１２４ｂは、互いの相対位置が変化しないように、例えば、搬送路を囲むような共通の枠体に固定されている。また、送信コイル１２３と受信コイル１２４ａ、１２４ｂの配置には、搬送路を挟んで送信コイル１２３と２つの受信コイル１２４ａ、１２４ｂとを対向させる場合、搬送路を囲むように巻かれた送信コイル１２３の前後にそれぞれ受信コイル１２４ａ、１２４ｂを同軸状に配置する場合、および、搬送路の上面または下面に送信コイル１２３と受信コイル１２４ａ、１２４ｂを同一平面状に配置する場合とがある。

受信コイル１２４ａ、１２４ｂは交流磁界Ｅを等量受ける位置で差動接続されているため、被検査体１や被検査体１に混入した金属異物による交流磁界Ｅへの影響がないときには、受信コイル１２４ａ、１２４ｂから出力される信号の差分はゼロとなり、差動増幅器１２５から出力される信号（以下、差動信号という。）Ｒの振幅は、ゼロとなる。これは、２つの受信コイル１２４ａ、１２４ｂに生起される信号の振幅が等しく、位相が反転していることによるものである。

同期検波は、差動増幅器１２５から出力される差動信号Ｒと、信号発生器１２２が発生させた交流信号Ｄとを用いて行われる。以下では、同期検波を所謂直交検波とし、直交検波は、交流信号Ｄを移相する移相器１２６ａと、移相器１２６ａの出力信号Ｌと差動信号Ｒとを混合するミキサ１２７ａと、ミキサ１２７ａの出力から被検査体１の搬送速度に対応した低周波成分を抽出するＢＰＦ１２８ａと、移相器１２６ａの出力信号Ｌの位相を９０度移相する移相器１２６ｂと、差動信号Ｒと移相器１２６ｂの出力信号Ｌ'とを混合するミキサ１２７ｂと、ミキサ１２７ｂの出力から被検査体１の搬送速度に応じた低周波成分を抽出するＢＰＦ１２８ｂとによって行われる。

直交検波を行ってＢＰＦ１２８ａ、１２８ｂから出力される信号Ｘ、Ｙは、Ａ／Ｄ変換器１２９ａ、１２９ｂによってそれぞれデジタル値に変換され、制御部１３０に入力される。以下では、Ａ／Ｄ変換器１２９ａ、１２９ｂからの出力信号を、それぞれ、検出信号Ｄｘ、Ｄｙという。出力信号Ｘ、Ｙ（同様に、検出信号Ｄｘ、Ｄｙ）は、被検査体が交流磁界中を通過することによって検出部１２０が検出した磁界変化量の情報を含んでいる。

図１に示すように、制御部１３０は、さらに、検出部１２０から出力された検出信号に基づいて異物の有無を、異物が混入していない場合に良と判定し、異物が混入している場合に不良と判定する判定手段１３１と、判定結果としての良または不良を発生させるパターンに関する判定パターン情報を記憶する判定パターン記憶手段１３２と、判定手段１３１が判定するタイミングで判定パターン記憶手段１３２に記憶された判定パターン情報に基づいて擬似判定結果を発生する擬似判定パターン発生手段１３３と、擬似判定パターン発生手段１３３が発生した擬似判定結果を選別信号として出力するように切り替える切替手段１３４と判定手段１３１が過去に行った判定の統計情報および来歴のうちのいずれか１つ以上の情報を累積して管理する統計・来歴管理手段１３６を有する。

ここで、切替手段１３４は、さらに、擬似判定結果を選別信号として出力するように切り替わっているとき、統計・来歴管理手段１３６が統計情報および来歴を累積することを停止させ、判定手段１３１から出力された判定結果を選別信号として出力するようになっているとき、統計・来歴管理手段１３６が統計情報および来歴を累積するように切り替える累積モード切替スイッチ１３５を有する。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係る制御部１３０の具体的なブロック構成を示す図である。制御部１３０は、所定の信号が入力される入力インタフェース３３５と、異物検出装置１００の機能を実現するための所定の情報処理や制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３３２と、ＣＰＵ３３２を立ち上げるためのＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やその他のプログラムおよび制御用のパラメータ等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３３１と、ＣＰＵ３３２が動作に用いるＯＳやアプリケーションの実行コードやデータ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３３３と、アプリケーションソフトや所定のデータを不揮発かつ書替可能に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）３３４と、所定の信号を出力する出力インタフェース３３６とを含むように構成されている。

ここで、入力インタフェース３３５には、操作部１１０を介して入力された、動作モードを指定するためのモード指定信号、擬似判定結果の擬似判定パターン選択で選択された信号パターンを示すパターン選択信号、その他の操作入力に応じて生成された操作信号、進入センサ１２１からのワーク検知信号、Ａ／Ｄ変換器１２９ａ、１２９ｂからの検出信号Ｄｘ、Ｄｙ等が入力される。

ただし、入力インタフェース３３５にその他の信号が入力されることを排除するものではなく、検出部１２０を制御する際に必要とする検出信号、表示部１４０に表示を行うために必要な信号、その他の信号が入力されるものとする。また、入力インタフェース３３５に入力される信号は、デジタル信号のみに限定されるものではなく、必要に応じてアナログ信号を含むものとする。この場合、入力インタフェース３３５は、アナログ信号をデジタル信号に変換する構成手段を有するのでもよい。

出力インタフェース３３６は、ＣＰＵ３３２の制御の下、検出部１２０を制御するための制御信号が検出部１２０に出力され、選別装置２００に通常の選別動作を行わせるための判定結果と、選別装置２００に出力する選別信号を調整するために擬似的に発生させた判定結果である擬似判定結果とが、選別信号として選別装置２００に出力される。

ただし、出力インタフェース３３６からその他の信号が出力されることを排除するものではなく、表示部１４０に表示を行うために必要な信号が表示部１４０に出力され、搬送コンベア２を制御するための制御信号が搬送コンベア２に出力される等、所定の信号が出力される。また、出力インタフェース３３６が出力する信号は、デジタル信号のみに限定されるものではなく、必要に応じてアナログ信号を含むものとする。この場合、出力インタフェース３３６は、デジタル信号をアナログ信号に変換する構成手段を有するものとする。

ＣＰＵ３３２は、操作部１１０を介して動作モードを指定するモード指定信号が入力されたとき、モード指定信号によって指定された動作モードを実現するために、検出部１２０の制御および表示部１４０の表示の制御、ならびに、検出部１２０からの出力信号の処理等の所定の信号処理を行うようになっている。ここで、動作モードとしては、設定モード、検査モード、擬似選別モード等があり、以下、これらのモードについて説明する。

ＣＰＵ３３２は、設定モードを動作モードとして指定するモード指定信号が操作部１１０を介して入力されたとき、異物検出装置１００の動作を決める各条件のうちの混入検査を行うための１以上の条件である検出条件を設定するための制御および信号処理を行う。ここで、検出条件には、金属異物の有無を判断する際の判断基準が含まれる。

また、以下では、モード指定信号のうち、切替手段１３４（累積モード切替スイッチ１３５）の切替を必要とする信号をモード切替信号という。なお、図１に設定モードを動作モードとして指定するモード指定信号が図示されていないが、操作部１１０から入力インタフェース３３５を介してＣＰＵ３３２に入力される。

設定された検出条件は、所定の識別情報と共にＥＥＰＲＯＭ３３４に記憶される。また、ＥＥＰＲＯＭ３３４を判定パターン記憶手段１３２としても機能させ、上記の判定パターン情報を記憶させるのでもよい。なお、上記では、不揮発に記憶するメモリをＥＥＰＲＯＭとしたが、必ずしもＥＥＰＲＯＭに限定されるものではなく、その他の不揮発メモリでよい。

また、ＣＰＵ３３２は、検査モードを動作モードとして指定するモード指定信号が操作部１１０を介して入力されたとき、図１に示す判定手段１３１が行う処理を実行し、設定モードで設定された検出条件の下で混入検査を行うための制御および信号処理を行う。したがって、ＣＰＵ３３２は、係る条件下で、進入センサ１２１からワーク検知信号が出力されると、Ａ／Ｄ変換器１２９ａ、１２９ｂからの検出信号Ｄｘ、Ｄｙを取り込み、取り込んだ検出信号Ｄｘ、Ｄｙが示すデータに基づいて、被検査体１に金属異物が混入しているか否かの判定を行うようになっている。具体的には、ＣＰＵ３３２は、取り込んだ検出信号Ｄｘ、Ｄｙが示すデータと予め設定されているしきい値とを比較することによって、被検査体１に金属異物が混入しているか否かを判定する。

また、ＣＰＵ３３２は、検査モードで、被検査体１の金属異物の混入検査のための制御動作および判定を行い、判定結果等を表示部１４０に出力して表示させるようになっている。上記の判定で被検査体１に金属異物が混入しているとされたときは、混入している金属異物の大きさ、鉄等の磁性金属またはステンレス等の大きな磁化を持たない導電性金属（以下、単に導電金属という。）等の混入している金属異物の情報が表示されるようになっている。

さらに、ＣＰＵ３３２は、検査モードで、図１に概念的に示す切替手段１３４を制御して、選別装置２００に接続される端子Ｃ１が判定手段１３１の出力側に接続された端子Ｂ１に接続されると共に、統計・来歴管理手段１３６に接続された端子Ｃ２が判定手段１３１の出力側に接続された端子Ｂ２に接続されるように動作する。ここで、図１に、切替手段１３４および累積モード切替スイッチ１３５を概念的にスイッチとして表したが、判定手段１３１からの出力信号が出力される端子を切り替えるのでも、その他のソフトウェア上の処理によって出力信号を切り替える処理が行われるように切り替えるのでもよい。

統計・来歴管理手段１３６は、検査モードで動作し、過去に混入検査を行って得られた統計情報や来歴を、ＥＥＰＲＯＭ３３４等の所定のメモリに累積して記憶させ、メモリに累積した情報を管理するようになっている。以下、混入検査で「良」（異物等の異常が検出されないこと）と判定された被検査体を「良品」といい、混入検査で「不良」（異物等の異常が検出されること）と判定された被検査体を「不良品」という。図４（ｂ）には、対象品名、混入検査を行った被検査体の総数、混入検査で良と判定された被検査体の数、混入検査で不良と判定された被検査体の数、混入検査で良と判定された被検査体の百分率、および、混入検査で不良と判定された被検査体の百分率を統計情報とした例が示されている。

具体的には、対象品名として「キャンディ」、混入検査を行った被検査体の総数が「７３４１」、混入検査で良と判定された被検査体の数が「７３３９」、混入検査で不良と判定された被検査体の数が「２」、混入検査で良と判定された被検査体の百分率が「９９．９７％」、および、混入検査で不良と判定された被検査体の百分率が「０．０３％」である例が、図４（ｂ）に示されている。

図４（ｃ）には、混入検査で異常が検出された年月日および時刻、混入検査の結果を来歴とした例が示されている。具体的には、「Ｙ／Ｍ／Ｄ」および「Ｈ：Ｍ：Ｓ」によって特定される年月日および時刻が用いられる例が示されている。ここで、上記の「Ｙ／Ｍ／Ｄ」は「年／月／日」を表し、「Ｈ：Ｍ：Ｓ」は「時：分：秒」を表す。また、金属異物の検出等の混入検査で検出された異常が「Ｓｔａｔｕｓ」として記憶される。

具体的には、２００４年７月１日１１時６分５３秒に鉄等の磁性金属が検出され、導電金属が検出されなかった例が示されている。ここで、磁性金属を判定する際の閾値として「２．０」が用いられ、磁性金属を示す信号が「２．１」となって上記の閾値「２．０」を超え、磁性金属が検出されたことが示されている。一方、導電金属を判定する際の閾値として「２．０」が用いられ、導電金属を示す信号が「１．２」となって上記の閾値「２．０」以下であり、導電金属が検出されなかったことが示されている。

同様に、２００４年７月１日１１時９分３１秒に磁性金属を示す信号が「４．９」の磁性金属が検出され、導電金属を示す信号が「３．３」の導電金属が検出された例と、２００４年７月１日１１時１１分４８秒に磁性金属を示す信号が「９．９」の磁性金属が検出され、導電金属を示す信号が「９．９」の導電金属が検出された例が示されている。

ここで、図４（ｃ）に、２００４年７月１日１１時７分１２秒に、「Ｓｔａｔｕｓ」が「２コノリ」として記憶されているものは、２つの被検査体が重なって検出部１２０に搬送されてきたことを示すものである。また、表示中の「１／１７」は、来歴が１７ページにわたり、そのうちの１ページ目が表示されていることを示す。

また、ＣＰＵ３３２は、擬似選別モードを動作モードとして指定するモード指定信号（モード切替信号）が操作部１１０を介して入力されたとき、図１に概念的に示す切替手段１３４を制御して、選別装置２００に接続される端子Ｃ１が擬似判定パターン発生手段１３３の出力側に接続された端子Ａ１に接続されると共に、統計・来歴管理手段１３６に接続された端子Ｃ２が開放された端子Ｂ２に接続されるように動作する。このように動作したときの様子を図１に示す。

したがって、切替手段１３４を構成する累積モード切替スイッチ１３５は、操作部１１０を介して擬似選別モードを指定するモード切替信号が制御部１３０に入力されたとき、統計・来歴管理手段１３６が統計情報および来歴を累積することを停止させ、検査モードを指定するモード切替信号が制御部１３０に入力されたとき、統計・来歴管理手段１３６が統計情報および来歴を累積するように切り替える動作を行うようになっている。

操作部１１０を介して擬似選別モードを指定するモード切替信号が制御部１３０に入力されると、ＣＰＵ３３２は、擬似選別モードで発生する擬似判定結果の信号パターンを選択させるための所定の情報を表示部１４０に表示させる。図４（ａ）は、擬似判定結果の信号パターンを選択させるために表示部１４０に表示させる画面の一例を示す図である。

表示部１４０に信号パターンを選択させるための所定の情報を表示することによって、異物検出装置１００の利用者が操作部１１０を操作して上記の信号パターンを選択する擬似判定パターン選択を行うことができる。擬似判定パターン選択が行われたら、選択された信号パターンを示すパターン選択信号が操作部１１０から制御部１３０に出力される。

擬似判定結果の信号パターンに関する判定パターン情報は、判定パターン記憶手段１３２に記憶されている。図４（ａ）に、擬似判定結果の信号パターンが、「判定結果」、「常にＮＧ」、および、「ランダム」の３つが表示され、「選別確認」として判定手段１３１による判定が「ＯＫ」（良）で、現在混入検査の対象となっている被検査体１に対する擬似判定結果が「ＮＧ」（不良）である例が示されている。

ここで、上記の「判定結果」という信号パターンは、判定手段１３１から出力された判定結果をそのまま擬似判定結果として出力するものであり、「常にＮＧ」という信号パターンは、判定手段１３１から出力された判定結果とは無関係に常に「ＮＧ」（不良）を示す信号を擬似判定結果として出力するものであり、「ランダム」という信号パターンは、判定手段１３１から出力された判定結果とは無関係にランダムに「ＮＧ」（不良）を示す信号を擬似判定結果として出力するものである。

したがって、「常にＮＧ」という信号パターンは、擬似判定結果を発生するタイミングで、被検査体１が不良品であることを示す不良を示す信号を発生させる信号パターンである。図４（ａ）に、「常にＮＧ」という信号パターンの擬似判定結果が擬似判定パターン発生手段１３３から選別装置２００に出力され、判定結果と擬似判定結果とが異なる例が示されている。

また、「ランダム」という信号パターンの擬似判定結果を発生する構成では、擬似判定パターン発生手段１３３は、乱数を発生する乱数発生器を有するものとする。「ランダム」という信号パターンは、換言すれば、擬似判定結果を発生するタイミングで、上記の乱数発生器が発生した乱数に応じてランダムに、不良を示す信号を発生させる信号パターンである。

また、判定結果および擬似判定結果は、例えば、パルス信号として出力されるのでもよい。具体的には、各パルスの位置は、検出部１２０から出力されるワーク検知信号に応じて決定され、各パルスの符号（正または負）は、判定結果に応じて、例えば、良の場合は「正」の符号、不良の場合は「負」の符号のように決定される。そして、判定結果が良を示すパルスの幅は、パルスがＯＮとなっている時間にわたって選別装置２００が動作するように決定される。

なお、上記では、判定結果に応じてパルスの符号が異なるようにした例について説明したが、同一の符号のパルスを用い、各パルスの高さ（電圧等）を判定結果に応じて、例えば、良の場合は「低」の符号、不良の場合は「高」の符号のように決定する構成でもよい。ただし、判定結果および擬似判定結果は、上記のパルス信号に限られるものではなく、上記のパルス信号のパルス信号を含むその他の信号でもよい。

図４（ａ）には、「常にＮＧ」という信号パターンの擬似判定結果が選別信号として選別装置２００に出力され、判定結果と選別信号とが異なる例が示されているが、この信号パターンでは、必ずしも、選別信号が不良を示す信号であることを表示することを要しないものとする。ただし、「ランダム」という信号パターンの擬似判定結果を擬似判定パターン発生手段１３３から選別信号として選別装置２００に出力する場合、制御部１３０は、選別信号が不良を示す信号か否かの情報を表示部１４０に表示等によって出力させるものとする。すなわち、制御部１３０は、不良を示す信号を発生したとき、表示部１４０の「出力」の欄に「ＮＧ」と表示させる。

以下、本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置１００の動作について説明する。異物検出装置１００は、検査モードでの動作中に、利用者が操作部１１０を介して、擬似選別モードの選択を行ったとき、擬似選別モードを示すモード切替信号（モード指定信号）が操作部１１０から制御部１３０に出力され、制御部１３０が表示部１４０に擬似判定結果の信号パターンを選択するための情報を表示等させ、操作部１１０を介して擬似判定結果の信号パターンの選択がなされたら、選択された信号パターンに応じたパターン選択信号が操作部１１０から制御部１３０に出力され、制御部１３０を構成する切替手段１３４によって、選別装置２００に接続される端子Ｃ１が擬似判定パターン発生手段１３３の出力側に接続された端子Ａ１に接続されると共に、統計・来歴管理手段１３６に接続された端子Ｃ２が開放された端子Ｂ２に接続され、擬似判定パターン発生手段１３３からパターン選択信号で指定された信号パターンの擬似判定結果が選別信号として出力される。ここで、切替手段１３４を構成する累積モード切替スイッチ１３５によって統計・来歴管理手段１３６に接続された端子Ｃ２が開放された端子Ｂ２に接続されたとき、統計・来歴管理手段１３６による統計情報、来歴等の情報の累積は停止される。

一方、擬似選別モードでの動作中に、利用者が操作部１１０を介して、検出モードの選択を行ったとき、検出モードの選択を示すモード切替信号（モード指定信号）が操作部１１０から制御部１３０に出力され、制御部１３０を構成する切替手段１３４の接続が切り替わり、選別装置２００に接続される端子Ｃ１が判定手段１３１の出力側に接続された端子Ｂ１に接続されると共に、統計・来歴管理手段１３６に接続された端子Ｃ２が判定手段１３１の出力側に接続された端子Ｂ２に接続され、判定手段１３１からの選別信号が選別信号としてして出力されると共に、判定手段１３１からの選別信号が統計・来歴管理手段１３６に出力される。ここで、切替手段１３４を構成する累積モード切替スイッチ１３５によって統計・来歴管理手段１３６に接続された端子Ｃ２が判定手段１３１の出力側に接続された端子Ｂ２に接続されたとき、統計・来歴管理手段１３６による統計情報、来歴等の情報の累積は再開される。

なお、上記では、交流磁界を被検査体１に印加して被検査体１による磁界の乱れを検出して異物の検出を行う構成を例にとり説明したが、本発明は、必ずしも交流磁界を用いる上記の構成に限定して適用されるものではなく、直流磁界を被検査体１に印加して被検査体１を磁化させ、被検査体１の磁気モーメントを検出して異物の検出を行う構成でも、直流磁界を被検査体１に印加して被検査体１による磁界の乱れを検出して異物の検出を行う構成でも、その他の方法で被検査体１による磁気的変化を検出して異物の検出を行う構成でもよい。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置は、制御部が有する擬似判定パターン発生手段が、判定結果を模擬した擬似判定結果を発生できるため、被検査体を搬送したまま擬似判定結果の発生タイミング等を変更でき、被検査体の流れを再現することができると共に、生産ラインを止めることを必ずしも必要とせずに選別のタイミング等の調整を行うことができる。

また、累積モード切替スイッチが、統計・来歴管理手段が統計情報および来歴を累積するか否かを切り替えるため、擬似判定パターン発生手段が擬似判定結果を発生するときに誤って統計情報および来歴が累積されることを回避することができる。

また、擬似判定パターン発生手段が、判定手段の判定が良の場合に判定パターンに基づいて不良とみなす擬似判定結果を発生するため、生産ラインに組み込まれた状態で擬似判定結果を用いて選別出力するときに、判定手段で不良と判定した被検査体を擬似的に良品とすることなく確実に不良品として選別出力することができる。

また、擬似判定パターン発生手段が、乱数を発生する乱数発生器を有し、擬似判定結果を発生するタイミングで、乱数発生器が発生した乱数に応じてランダムに不良とみなす擬似判定結果を発生するため、人為的な要素を含まない擬似判定結果を発生することができる。

また、切替手段が擬似判定結果を選別信号として出力するように切り替わっているとき、擬似判定パターン発生手段が発生した擬似判定結果が、不良とみなしたか否かの情報を表示部に表示するため、装置の利用者に現在行われている選別動作が正常か否かを判断するのに必要な情報を提供することができる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る異物検出装置を構成する検出部５２０のブロック構成を概念的に示す説明図である。本発明の第２の実施の形態に係る異物検出装置は、本発明の第１の実施の形態係る異物検出装置１００を構成する検出部１２０（図２参照。）を、図５に示すＸ線発生器５２２と、Ｘ線検出器５２３とによって構成される検出部５２０によって置き換えた構成を有する。なお、以下では、本発明の第２の実施の形態に係る異物検出装置の検出部５２０以外の構成部は、本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置１００の検出部１２０以外の構成部と同様であるため、その説明を省略する。

Ｘ線発生器５２２は、金属製の箱体内部に設けられる円筒状のＸ線管を絶縁油により浸漬した構成を有し、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線を生成している。Ｘ線管は、その長手方向が被検査体１の搬送方向（図１に示す矢印の方向）と直交するように設けられている。Ｘ線管により生成されたＸ線は、Ｘ線検出器５２３に向けて、長手方向に沿ったスリットを介して、略円錐状のＸ線を略三角形状のスクリーン状にして曝射するようになっている。

Ｘ線検出器５２３は、被検査体１に対してＸ線が曝射されたときに、被検査体１を透過してくるＸ線を検出し、この検出したＸ線の透過量に応じた電気信号を出力している。図示はしないが、Ｘ線検出器５２３には、例えば搬送コンベア２上を搬送される被検査体１の搬送方向（図１に示す矢印の方向）と直交する方向にライン状に配列された複数のフォトダイオードと、フォトダイオード上に設けられたシンチレータとを備えたアレイ状のラインセンサが用いられる。

このような構成によるＸ線検出器５２３では、被検査体１に対してＸ線発生器５２２からＸ線が曝射されたときに、被検査体１を透過してくるＸ線をシンチレータで受けて光に変換する。さらにシンチレータで変換された光は、その下部に配置されるフォトダイオードによって受光される。そして、各フォトダイオードは、受光した光を電気信号に変換して検出信号として制御部１３０に出力する。ここで、検出信号は、デジタル信号に変換されてから制御部１３０に出力されるのでもよい。

制御部１３０の判定手段１３１は、Ｘ線発生器５２２が被検査体１にＸ線を曝射したときに、Ｘ線検出器５２３から出力される検出信号に基づいて、Ｘ線透過量が予め設定されたしきい値以下の部分を判定し、しきい値以下と判別された部分の面積を算出し、算出された面積の合計値が基準面積以上のときに、その被検査体１を不良品と判定している。なお、上記の基準面積は、被検査体および被検査体１に混入する異物の種類に応じて異なるものとする。

制御部１３０は、本発明の第１の実施の形態に係る検出部１２０から出力される検出信号Ｄｘ、Ｄｙに代えて、Ｘ線検出器５２３からの検出信号が入力され、本発明の第１の実施の形態として説明したものと同様の動作を行う。ただし、本発明の第２の実施の形態に係る異物検出装置では、検出部５２０が同期検波を行わないため、制御部１３０は検出部５２０の位相の制御は行わない。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る異物検出装置は、Ｘ線を用いて異物を検出する構成であっても、本発明の第１の実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。

本発明に係る異物検出装置は、被検査体の流れを再現することができると共に、生産ラインを止めることを必ずしも必要とせずに選別のタイミング等の調整を行うことができるという効果が有用な異物検出装置等の用途にも適用できる。

本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置のブロック構成を概念的に示す説明図 本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置を構成する検出部のブロック構成を示す図 本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置を構成する制御部のブロック構成を示す図 本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置を構成する表示部に表示する表示例を示す図 本発明の第２の実施の形態に係る異物検出装置を構成する検出部のブロック構成を示す図 重量選別装置において用いられる選別信号の一例を示す図

符号の説明

１ 被検査体
２ 搬送コンベア
１００ 異物検出装置
１１０ 操作部
１２０、５２０ 検出部
１２１、５２１ 進入センサ
１２２ 信号発生器
１２３ 送信コイル
１２４ａ、１２４ｂ 受信コイル
１２５ 差動増幅器
１２６ａ、１２６ｂ 移相器
１２７ａ、１２７ｂ ミキサ
１２８ａ、１２８ｂ 帯域フィルタ
１２９ａ、１２９ｂ アナログデジタル変換器
１３０ 制御部
１３１ 判定手段
１３２ 判定パターン記憶手段
１３３ 擬似判定パターン発生手段
１３４ 切替手段
１３５ 累積モード切替スイッチ
１３６ 統計・来歴管理手段
１４０ 表示部
２００ 選別装置
３３１ ＲＯＭ
３３２ ＣＰＵ
３３３ ＲＡＭ
３３４ ＥＥＰＲＯＭ
３３５ 入力インタフェース
３３６ 出力インタフェース
５２２ Ｘ線発生器
５２３ Ｘ線検出器
Ｄ 信号発生器が発生する交流信号
Ｅ 送信コイルが発生させる交流磁界
Ｌ、Ｌ' 移相器の出力信号
Ｒ 受信コイルから出力される差動信号
Ｘ、Ｙ ＢＰＦから出力される信号
Ｄｘ、Ｄｙ アナログデジタル変換器から出力される信号

Claims (4)

1. 搬送路上を搬送される被検査体に混入している異物を検出する検出部（１２０）と、
   前記検出部から出力された検出信号に基づいて異物の有無を、異物が混入していない場合に良と判定し、異物が混入している場合に不良と判定する判定手段（１３１）を含み、前記判定手段から出力された判定結果を前記搬送路から前記被検査体を除去するための選別信号として出力する制御部（１３０）とを備えた異物検出装置（１００）において、
   前記制御部は、
   前記判定結果としての良または不良を発生させるパターンに関する判定パターン情報を記憶する判定パターン記憶手段（１３２）と、
   前記判定手段の判定が良の場合には、前記判定手段が判定するタイミングで前記判定パターン記憶手段に記憶された判定パターン情報に基づいて擬似判定結果を発生し、前記判定手段の判定が不良の場合には、不良を示す擬似判定結果を発生する擬似判定パターン発生手段（１３３）と、
   前記選別信号を前記判定手段から出力された判定結果から前記擬似判定パターン発生手段が発生した前記擬似判定結果に切り替える切替手段（１３４）とを有することを特徴とする異物検出装置。
2. 前記制御部は、さらに、前記判定手段が過去に行った判定の統計情報および来歴のうちのいずれか１つ以上の情報を累積して管理する統計・来歴管理手段（１３６）を有し、
   前記切替手段は、前記擬似判定結果を前記選別信号として出力するように切り替わっているとき、前記統計・来歴管理手段が前記統計情報および前記来歴を累積することを停止させ、前記判定手段から出力された判定結果を前記選別信号として出力するようになっているとき、前記統計・来歴管理手段が前記統計情報および前記来歴を累積するように切り替える累積モード切替スイッチ（１３５）を有することを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
3. 前記擬似判定パターン発生手段は、乱数を発生する乱数発生器を有し、前記擬似判定結果を発生するタイミングで、前記乱数発生器が発生した乱数に応じてランダムに不良とみなす前記擬似判定結果を発生することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の異物検出装置。
4. 前記切替手段が前記擬似判定結果を前記選別信号として出力するように切り替わっているとき、前記擬似判定パターン発生手段が発生した前記擬似判定結果が、不良とみなしたか否かの情報を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の異物検出装置。

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