JP4275252B2

JP4275252B2 - 異物検査システム

Info

Publication number: JP4275252B2
Application number: JP16816599A
Authority: JP
Inventors: 征浩嶌田
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2019-06-15
Also published as: JP2000356605A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線を用いた異物検査システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の商品についての安全性に関する要求が高まっており、特に食品などの商品においては、異物が混入することを防止する必要がある。一方、一般的な金属探知機では微小な針や骨片ないしプラスチックなどの非金属からなる異物の検出を行うのは難しい。
そこで、例えば特開平９−１１３６３１号公報または特開平９−１２７０１７号公報に開示されているようなＸ線を用いた異物検査システムが実用化されている。
【０００３】
かかる異物検査システムの一例を図７に示す。図７に示すように、該異物検査システムは、図示しないコンベヤにより搬送される商品ＭにＸ線照射手段１０１からＸ線Ｌを照射し、商品Ｍを透過したＸ線をＸ線検出器（ラインセンサ）１０２に入射させ、該Ｘ線検出器１０２からの出力をコンピュータで連続的に処理することによって異物検出を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コンピュータで処理されたＸ線検出器１０２からの出力は、商品Ｍを透過した光量の分布を明度で示した画像として認識される。該画像において、周辺の部位に対して明度の大きく異なる部位がある場合には、異物によってＸ線が遮へいされたと考えられるので、当該部位に異物が存在していると判定することができる。
しかし、図７に示すように、針状の異物Ｄが商品Ｍに刺さっており、該異物Ｄの長手方向の軸線がＸ線Ｌの照射方向に対して直角に近い場合には、当該異物ＤによるＸ線の吸収量が比較的小さいために、商品Ｍ自体によるＸ線の吸収量が大きなノイズ（バックグラウンド）となって、該異物Ｄを認識することが困難となる。そのため、検出もれの生じる場合がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、微小な針状の異物等でも検出もれの生じにくい異物検査システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の異物検査システムは、互いに平行に配列された２つのコンベヤにより搬送される各商品にＸ線照射手段からのＸ線を照射し、前記商品を透過したＸ線をＸ線検出器に入射させて、前記商品に付着している異物を検出することで合否の判定を行う異物検査システムにおいて、前記Ｘ線照射手段およびＸ線検出器を包含する光学系を２組設けると共に、これら２組のＸ線照射手段およびＸ線検出器を前記コンベヤの搬送方向に対して交差する平面上に設け、前記２組の光学系の光軸が、搬送方向の上流から見て互いに交差するように前記２組のＸ線照射手段およびＸ線検出器を配設し、前記各Ｘ線検出器からの出力に基づいて、各々、前記商品に異物が付着しているか否かの異物検出を行い、前記Ｘ線検出器のうちいずれか一つのＸ線検出器からの出力に基づいて、前記商品に異物が付着していると判別したときに、当該商品については不合格とする異物検査システムであって、前記各Ｘ線照射手段により２つのコンベヤ上の双方の商品にＸ線を照射可能で、前記各Ｘ線検出器は各々前記各コンベヤ上の商品についての前記異物を検出できるように検出範囲のアドレスが２分割されており、前記２つのＸ線検出器のうち一方のＸ線検出器からの出力に基づいて商品に異物が付着しているか否かの第１の異物検出を行い、前記第１の異物検出後、前記２つのＸ線検出器のうち他方のＸ線検出器からの出力に基づいて当該商品に異物が付着しているか否かの第２の異物検出を行う。
【０００７】
かかるシステムにおいて、２組のＸ線検出器のうちいずれか一つのＸ線検出器からの出力に基づいて、商品に異物が付着していると判別した場合には、当該商品を不合格とする。
【０００８】
なお、本発明において、前記２組の光学系以外に、更に別の光学系を設けて異物の検出を行うようにしてもよい。
【０００９】
【発明の構成および原理】
つぎに、本発明の原理について図１および図２を用いて説明する。
図１に示すように、２組のＸ線照射手段２１，３１およびＸ線検出器２２，３２をそれぞれ設ける。該Ｘ線照射手段２１，３１およびＸ線検出器２２，３２の組は、搬送方向Ｙの上流から見て互いに交差するように配設されており、それぞれ、第１光学系２０および第２光学系３０を構成している。両光学系２０，３０は、コンベヤの側面から見て互いに搬送方向に離間した位置に配設されており、かつ、搬送方向Ｙに対して交差する平面上に設けられている。まず、第１光学系２０によって第１の異物検出が行なわれた後、商品Ｍが第２光学系３０の位置に搬送されて第２の異物検出が行なわれる。
【００１０】
原理１：
ここで、図１に示すように、たとえば、針状の異物Ｄが商品Ｍに刺さっており、当該異物Ｄの長手方向の軸線が第１光学系２０のＸ線Ｌの照射方向に対して直角に近い場合、第１の異物検出では、異物Ｄの吸収量が小さくなるので、商品Ｍ自体によるＸ線Ｌの吸収が大きなバックグラウンドとなって、該異物Ｄを認識することができない場合がある。しかし、この場合には、第２光学系３０のＸ線Ｌの照射方向が異物Ｄの長手方向に沿っているから、第２の異物検出においては当該異物ＤによるＸ線Ｌの吸収量が大きくなるので、当該異物Ｄを認識することができる。
【００１１】
原理２：
ところで、図２（ａ）に示すように、搬送方向Ｙに対し斜め前方および後方に向かう平面上に２組の光学系２０ａ，３０ａを設けることも考えられる。しかし、こうすると、Ｘ線Ｌは商品Ｍに対し斜めに照射されるので、破線で示すように、大きな断面Ｐ１，Ｐ２に沿ってＸ線Ｌが通過する。そのため、商品Ｍ自体によるＸ線Ｌの吸収量が大きくなる。したがって、商品Ｍの端部ＭｅにおけるＸ線Ｌの吸収量と、破線で示すその他の部分の吸収量との差が大きくなる。その結果、検出箇所により、いわゆるバックグラウンドが大きく変化するので、異物を判別しにくくなる。
したがって、本発明では、図２（ｂ）に示すように、前記各Ｘ線照射手段２１，３１からＸ線検出器２２，３２に入射するＸ線Ｌが通過する平面Ｐ３，Ｐ４が互いに平行で、かつ、前記搬送方向Ｙに略直交するように設定するのが好ましい。このように設定することで、Ｘ線Ｌが商品Ｍの搬送方向に対して直交した横断面（検出断面）Ｐ３，Ｐ４を通過するので、商品ＭによるＸ線Ｌの吸収量が小さくなるから、すなわち、バックグラウンドの変化が小さくなるから、異物の判別が容易になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図３および図４は、本発明の理解に役立つ参考例１を示す。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、商品の搬送ライン上に設けられた異物検査システム１は、両側に商品Ｍの入口１ａおよび出口１ｂの設けられたＸ線シールドボックス１Ｓを有している。Ｘ線シールドボックス１Ｓ内には第１〜第３コンベヤ５１〜５３が直列に配置されている。第１コンベヤ５１は始端部が入口１ａに位置しており、入口１ａから搬入された商品Ｍは第２コンベヤ５２を介して第３コンベヤ５３に至り、該第３コンベヤ５３によって出口１ｂから搬出される。
【００１４】
前記Ｘ線シールドボックス１Ｓ内には、２組の第１および第２光学系２０，３０がコンベヤ５１〜５３の側面から見て互いに搬送方向に離間した位置に設けられている。該第１光学系２０は第１Ｘ線照射手段２１および第１Ｘ線検出器２２によって構成されており、一方、第２光学系３０は第２Ｘ線照射手段３１および第２Ｘ線検出器３２によって構成されている。該Ｘ線照射手段２１，２２はＸ線を発生させ、該Ｘ線をＸ線検出器２２，３２に向って照射する。Ｘ線検出器２２，３２は、多数の画素を所定間隔にコンベヤの幅方向に配設したラインセンサからなる。
【００１５】
前記第１コンベヤ５１の終端部と第２コンベヤ５２の始端部との間、および第２コンベヤ５２の終端部と第３コンベヤ５３の始端部の間には、商品Ｍの受け渡しに支障がない寸法の第１および第２の隙間５０ａ，５０ｂがそれぞれ設けられている。両光学系２０，３０の光軸Ｓ１，Ｓ２は、前後のコンベヤの前記隙間５０ａ，５０ｂを通過する位置に設定されている。
図３（ｂ）に示すように、前記２組の光学系２０，３０の光軸Ｓ１，Ｓ２は、搬送方向Ｙの上流から見て左右対称、かつ、互いに略直交するように配設されている。また、該２組の光学系２０，３０は、図３（ａ）に示すように、Ｘ線照射手段２１，３１からＸ線検出器２２，３２に入射するＸ線が通過する平面が互いに平行で、かつ、搬送方向Ｙに略直交するように設定されている。
なお、異物検査システム１の下流には、不良商品をラインアウトさせるための振り分け装置９が設けられている。
【００１６】
つぎに、異物検査システムの制御構成について説明する。
図４に示すように、異物検査システム１は振り分け装置９と互いに接続されている。異物検査システム１はマイコン１０を有している。マイコン１０には、前記第１および第２光学系２０，３０、表示器４、第１〜第３コンベヤ５１〜５３および通過検出器８がそれぞれ接続されている。なお、図４に示す各機器は、それぞれ図示しないインターフェイスを介して接続されている。
【００１７】
マイコン１０はＣＰＵ１１，ＲＯＭ１２およびＲＡＭ１３を備えている。ＣＰＵ１１はＸ線画像処理部１１ａを備えている。
Ｘ線画像処理部１１ａは、第１Ｘ線検出器２２からの出力を受信順に連続的に処理することにより、透過Ｘ線の量に応じた明暗の分布を有する画像を作成する。ＣＰＵ１１は当該画像を表示器４に表示させる。一方、ＣＰＵ１１は、当該画像において周辺の部位に対して明度の大きく異なる部位があるか否かを判別することで、当該商品Ｍに異物が付着しているか否かの第１の異物検出を行い、商品Ｍの合否を判定する。
前記Ｘ線画像処理部１１ａおよびＣＰＵ１１は、第２Ｘ線検出器３２からの出力に対しても同様な処理を行い、作成した画像を表示器４に表示させると共に、第２の異物検出を行う。
前記ＣＰＵ１１は、第１および第２の異物検出の結果のうち、少なくとも何れか一方において、商品Ｍに異物が付着していると判別した場合に、当該商品を不合格とし、振り分け信号を振り分け装置９に送信する。
【００１８】
つぎに、異物検査システムの動作について説明する。
搬送ライン上の商品Ｍは、図３（ａ）に示す第１コンベヤ５１によって、異物検査システム１の入口１ａからＸ線シールドボックス１Ｓ内に搬入される。第１コンベヤ５１上の該商品Ｍは、第１の隙間５０ａ上を通過して第２コンベヤ５２に乗り移る。同時に、Ｘ線画像処理部１１ａが第１Ｘ線検出器２２からの透過Ｘ線の検出信号に基づいて画像を作成し、ＣＰＵ１１が該画像を表示器４に表示させる。同時に、ＣＰＵ１１は当該画像に基づいて第１の異物検出を行う。第１の異物検出において、当該商品Ｍに異物が付着しているので不合格であると判別した場合には、振り分け装置９に振り分け信号を送信する。
【００１９】
前記第１の異物検出後、第２コンベヤ５２上の商品Ｍは、第２の隙間５０ｂ上を通過して第３コンベヤ５３に乗り移る。同時に、Ｘ線画像処理部１１ａが第２Ｘ線検出器３２からの透過Ｘ線の検出信号に基づいて画像を作成し、ＣＰＵ１１が該画像を表示器４に表示させる。同時に、ＣＰＵ１１は第２の異物検出を行う。第２の異物検出において、当該商品Ｍが不合格であると判別した場合には、振り分け装置９に振り分け信号を送信する。
その後、商品Ｍは出口１ｂからＸ線シールドボックス１Ｓの外に搬送され、下流の振り分け装置９に送られる。
【００２０】
前記構成において、本参考例１の異物検出システムでは、前述の原理１で説明したように、針状の異物であっても、２つの光学系２０，３０のうち少なくともいずれか一方では、当該異物ＤのＸ線Ｌの吸収量が大きくなるから、該異物Ｄを認識することができる。また、前述の原理２で説明したように、バックグラウンドの変化が小さくなるから、異物の判別が容易になる。したがって、微小な針状の異物等でも検出もれが生じにくい。
【００２１】
また、本発明における両光学系２０，３０は搬送方向Ｙに対して交差する平面上に設けられているので、図２（ａ）のように２組の光学系２０ａ，３０ａを斜めに設ける場合よりも、システムの全長を短くすることができる。そのため、異物検査システムをコンパクトにすることができる。
【００２２】
なお、前記参考例１では、図３（ａ）の第１および第２の隙間５０ａ，５０ｂに両光学系２０，３０の光軸を設定したが、両隙間５０ａ，５０ｂを設けず、コンベヤ自体を透過したＸ線を検出するようにしてもよい。
【００２３】
また、図５（ａ）の参考例に示すように、両光学系２０，３０を互いに干渉しない程度に接近させ、該両光学系２０，３０の光軸Ｓ１，Ｓ２を同一の隙間５０ａを通過する位置に設けてもよい。
また、光学系は３組以上設けてもよい。たとえば、図５（ｂ）の参考例に示すように、搬送方向Ｙに対し斜め下方の前方等に設定された光軸を持つ第３光学系３０Ａを設けてもよい。
【００２４】
図６は本発明の一実施形態を示す。
図６に示すように、本実施形態の異物検出システムは、互いに平行に配列された２連のコンベヤ５１Ａ（５２Ａ，５３Ａ），５１Ｂ（５２Ｂ，５３Ｂ）上を搬送される商品Ｍ１，Ｍ２の異物検出を行うものである。
第１および第２光学系２０，３０のＸ線の照射範囲は、それぞれ、搬送される２つの商品Ｍ１，Ｍ２の両方に照射可能な位置に設けられている。Ｘ線検出器２２，３２は、その検出範囲がアドレスで２２Ａ，２２Ｂおよび３２Ａ，３２Ｂに２分割されており、１つのＸ線検出器で２連のコンベヤ５１Ａ（５２Ａ，５３Ａ），５１Ｂ（５２Ｂ，５３Ｂ）上の商品Ｍ１，Ｍ２についての異物検出を同時に行うことができるようにしてある。
その他の構成は、前記参考例１と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明および図示を省略する。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２組の光学系の光軸を搬送方向の上流から見て互いに交差するように配設したので、針状の異物であっても、２組の光学系のうち少なくともいずれか一方では、当該異物のＸ線の吸収量が大きくなるから、該異物を認識することができる。したがって、検出もれが生じにくくなる。
また、各光学系のＸ線による検出断面を、コンベヤの搬送方向に対して直交する平面上に設ければ、商品の部位によるバックグラウンドの変化が小さくなるから、異物の判別が容易になる。したがって、異物検査システムの検出精度が向上して、検出もれが一層生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異物検査システムの検出原理を示す正面図である。
【図２】（ａ）は本発明に含まれない異物検査システム、（ｂ）は本発明にかかる異物検査システムの検出原理を示す斜視図である。
【図３】本発明の理解に役立つ参考例にかかる異物検査システムを示す概略側面図および概略正面図である。
【図４】同異物検査システムを示す概略構成図である。
【図５】他の参考例を示す概略側面図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる異物検査システムを示す概略正面図である。
【図７】従来の異物検査システムを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
２０：第１光学系
２１：第１Ｘ線照射手段
２２：第１Ｘ線検出器
３０：第２光学系
３１：第２Ｘ線照射手段
３２：第２Ｘ線検出器
５１，５１Ａ，５１Ｂ：第１コンベヤ
５２，５２Ａ，５２Ｂ：第２コンベヤ
５３，５３Ａ，５３Ｂ：第３コンベヤ
Ｄ：異物
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２：商品
Ｓ１：光軸
Ｓ２：光軸
Ｙ：搬送方向

Claims

互いに平行に配列された２つのコンベヤにより搬送される各商品にＸ線照射手段からのＸ線を照射し、前記商品を透過したＸ線をＸ線検出器に入射させて、前記商品に付着している異物を検出することで合否の判定を行う異物検査システムにおいて、
前記Ｘ線照射手段およびＸ線検出器を包含する光学系を２組設けると共に、
これら２組のＸ線照射手段およびＸ線検出器を前記コンベヤの搬送方向に対して交差する平面上に設け、
前記２組の光学系の光軸が、搬送方向の上流から見て互いに交差するように前記２組のＸ線照射手段およびＸ線検出器を配設し、
前記各Ｘ線検出器からの出力に基づいて、各々、前記商品に異物が付着しているか否かの異物検出を行い、
前記Ｘ線検出器のうちいずれか一つのＸ線検出器からの出力に基づいて、前記商品に異物が付着していると判別したときに、当該商品については不合格とする異物検査システムであって、
前記各Ｘ線照射手段により２つのコンベヤ上の双方の商品にＸ線を照射可能で、
前記各Ｘ線検出器は各々前記各コンベヤ上の商品についての前記異物を検出できるように検出範囲のアドレスが２分割されており、
前記２つのＸ線検出器のうち一方のＸ線検出器からの出力に基づいて商品に異物が付着しているか否かの第１の異物検出を行い、前記第１の異物検出後、前記２つのＸ線検出器のうち他方のＸ線検出器からの出力に基づいて当該商品に異物が付着しているか否かの第２の異物検出を行う異物検査システム。
請求項１において、
前記２組の光学系の光軸が、搬送方向の上流から見て互いに略直交するように前記２組のＸ線照射手段およびＸ線検出器を配設したことを特徴とする異物検査システム。
請求項１もしくは２において、
前記２組の光学系の光軸が、コンベヤの側面から見て互いに搬送方向に離間した位置に設定されている異物検査システム。
請求項１，２もしくは３において、
前記２組の光学系の光軸が、前後のコンベヤの隙間を通過する位置に設定されている異物検査システム。
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記２組の光学系の光軸が、搬送方向の上流から見て左右対称となるように設定されている異物検査システム。
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記Ｘ線検出器がラインセンサで構成されている異物検査システム。
請求項６において、
前記２組の光学系は前記Ｘ線照射手段からＸ線検出器に入射するＸ線が通過する平面が互いに平行で、かつ、前記搬送方向に略直交するように設定されている異物検査システム。