JPWO2018038251A1 - 異物検査装置及び異物検査方法並びに異物混入検査システム及び異物混入検査方法 - Google Patents

Abstract

［課題］異物の検出精度を向上させ、食品などの被検査物品に、清掃用ブラシや清掃用ダスター（ふきん）、作業者が装着するゴム手袋などの樹脂部材に起因する異物が混入した状態で流通することを防ぐことができる異物検査装置及び異物検査方法並びに異物混入検査システム及び異物混入検査方法を提供する。［解決手段］被検査物品に対して、異物に含まれる近赤外発光色素の励起波長を少なくとも含む照明光を照射するとともに、近赤外発光色素が励起して発光する近赤外発光に基づく発光情報を取得し、該発光情報に基づき、異物の有無を判定する。

Description

本発明は、例えば食品など物品の製造工程において、異物の混入の有無を検査するための異物検査装置及び異物検査方法並びに異物混入検査システム及び異物混入検査方法に関する。

従来、食品の製造工場などにおいては、例えば、製造工程において用いられる清掃用ブラシや清掃用ダスター（ふきん）、作業者が装着するゴム手袋などの破片が、食品に混入した状態で流通することを防ぐため、様々な方法で異物混入検査が行われている。

従来の異物混入検査としては、例えば、近赤外異物検査装置を用いて、単一波長や複数波長の近赤外光を被検査物品に対して照射し、被検査物品を透過光又は反射光を用いて検査している。

特開２００８−２０９２１１号公報 特開２００６−１７７８９０号公報

単一波長の近赤外異物検査装置の場合、透過光にせよ反射光にせよ、特定波長の輝度から異物の有無を検出しているため、感度が低く、異物の種類や食品の形状等によっては、異物の検出が困難な場合が多い。

また、複数波長の近赤外光を用いた異物混入検査の場合には、投光波長と同一の波長を用いて検査を行うと、被検査物品や異物の表面の正反射光や、同一波長の透過光により正確に異物を検出することができない場合がある。

本発明では、このような現状に鑑み、異物の検出精度を向上させ、食品などの被検査物品に、清掃用ブラシや清掃用ダスター（ふきん）、作業者が装着するゴム手袋などの樹脂部材に起因する異物が混入した状態で流通することを防ぐことができる異物検査装置及び異物検査方法並びに異物混入検査システム及び異物混入検査方法を提供することを目的とする。

本発明は、前述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の異物検査装置は、
被検査物品の異物検査を行うための異物検査装置であって、
所定波長の照明光を照射する照明光照射手段と、
前記被検査物品からの近赤外発光を検出する発光検出手段と、を備え、
前記照明光照射手段は、前記異物に含まれる近赤外発光色素の励起波長を少なくとも含む前記照明光を照射可能であり、
前記発光検出手段は、前記近赤外発光色素が励起して発光する近赤外発光を検出可能であることを特徴とする。

このような異物検査装置では、前記照明光照射手段を複数備え、前記被検査物品に対して異なる方向から前記照明光を照射するように前記複数の照明光照射手段を配置することができる。

また、前記発光検出手段を複数備え、前記被検査物品を異なる方向から発光検出するように前記複数の発光検出手段が配置することもできる。
また、前記発光検出手段が、前記近赤外発光を含む波長域を透過する近赤外発光透過フィルターを備えることができる。

この場合、前記発光検出手段が、前記近赤外発光を含む波長域を遮断する近赤外発光遮断フィルターを備え、
前記近赤外発光遮断フィルターと、前記近赤外発光透過フィルターとを切り替えて利用できるように構成することができる。

また、本発明の異物検査装置は、前記発光検出手段が、組となる２つの発光検出手段を含み、
一方の発光検出手段が、前記近赤外発光を含む波長域を透過する近赤外発光透過フィルターを備え、
他方の発光検出手段が、前記近赤外発光を含む波長域を遮断する近赤外発光遮断フィルターを備えることができる。

また、前記発光検出手段が、２波長赤外線センサを含んでいてもよい。
また、前記発光検出手段が、２次元分光器を含んでいてもよい。
また、本発明の異物検査装置は、前記近赤外発光に基づく発光情報に基づき、異物の有無を判定する解析手段をさらに備えることができる。

このような異物検査装置では、前記近赤外発光に基づく前記発光情報と、前記近赤外発光以外の光に基づく照明光情報との比較に基づき、異物の有無を判定する解析手段をさらに備えることができる。

また、本発明の異物検査方法は、
被検査物品の異物検査を行うための異物検査方法であって、
前記被検査物品に対して、前記異物に含まれる近赤外発光色素の励起波長を少なくとも含む照明光を照射するとともに、
前記近赤外発光色素が励起して発光する近赤外発光に基づく発光情報を取得し、
前記発光情報に基づき、異物の有無を判定することを特徴とする。

この場合、前記近赤外発光に基づく前記発光情報と、前記近赤外発光以外の光に基づく照明光情報との比較に基づき、異物の有無を判定することもできる。

また、本発明の異物混入検査システムは、
物品の製造工程において、異物の混入を検査するための異物混入検査システムであって、
前記製造工程において使用される樹脂部材が、近赤外発光色素を含有し、
上述する異物検査装置を用いて、前記物品の検査を行うことにより、前記樹脂部材に起因する樹脂異物の混入の有無を検査することを特徴とする。

この場合、前記樹脂部材が、２５ｋＧｙの放射線照射による極大吸収波長における吸光度の減衰率が５０％以下である樹脂組成物を加工して得られたものであることが好ましい。

また、本発明の異物混入検査方法は、
物品の製造工程において、異物の混入を検査するための異物混入検査方法であって、
前記製造工程において使用される樹脂部材を、近赤外発光色素を含有する樹脂部材とし、
上述する異物検査方法を用いて、前記物品の検査を行うことにより、前記樹脂部材に起因する樹脂異物の混入の有無を検査することを特徴とする。

この場合、前記樹脂部材が、２５ｋＧｙの放射線照射による極大吸収波長における吸光度の減衰率が５０％以下である樹脂組成物を加工して得られたものであることが好ましい。

また、本発明の樹脂組成物は、
上述する異物混入検査方法において使用される前記樹脂部材の材料である樹脂組成物であって、
樹脂及び近赤外蛍光色素を含有することを特徴とする。

また、本発明の樹脂部材は、上述する樹脂組成物を成形してなることを特徴とする。

本発明によれば、異物自らが発する近赤外発光を検出し、近赤外発光に基づく発光情報によって異物の有無を判別することにより、照明光の正反射光や同一波長の透過光の影響を受けることなく、精度良く異物検出を行うことができる。

また、食品などの物品の製造工程において使用される清掃用ブラシや清掃用ダスター（ふきん）、ゴム手袋などといった樹脂部材に、近赤外発光色素を事前に含有させておくことにより、樹脂部材に起因する樹脂異物の混入の有無を精度良く検査することができる。

図１は、本実施例における異物検査装置の構成を説明するための概略構成図である。 図２は、異物検査装置の変形例の構成を説明するための概略構成図である。 図３は、異物検査装置の別の変形例の構成を説明するための概略構成図である。 図４は、異物検査装置のさらに別の変形例の構成を説明するための概略構成図である。 図５は、異物検査装置のさらに別の変形例の構成を説明するための概略構成図である。 図６は、異物検査装置のさらに別の変形例の構成を説明するための概略構成図である。 図７は、被検査物品３０としてベーコンブロックを撮像した場合の一例であり、図７（ａ）は可視光による撮像画像、図７（ｂ）は近赤外発光による発光画像である。 図８は、被検査物品３０としてベーコンブロックを撮像した場合の一例であり、図８（ａ）は可視光による撮像画像、図８（ｂ）は近赤外発光による発光画像である。 図９は、被検査物品３０としてベーコンブロックを撮像した場合の一例であり、図９（ａ）は可視光による撮像画像、図９（ｂ）は近赤外発光による発光画像である。 図１０は、被検査物品３０としてベーコンブロックを撮像した場合の一例であり、図１０（ａ）は可視光による撮像画像、図１０（ｂ）は近赤外発光による発光画像である。 図１１は、被検査物品３０としてチョコレートを撮像した場合の一例であり、図１１（ａ）は可視光によるチョコレート表面の撮像画像、図１１（ｂ）は可視光によるチョコレート裏面の撮像画像である。 図１２は、被検査物品３０としてチョコレートを撮像した場合の一例であり、図１２（ａ）は近赤外発光によるチョコレート表面の発光画像、図１２（ｂ）は近赤外発光によるチョコレート裏面の発光画像である。 図１３は、図１１，１２に示すチョコレートについて、図１に示す異物検査装置１０を用いて異物検査を行った場合の発光画像である。 図１４は、被検査物品３０に対して表裏両面側から照明光を照射した状態で撮像する異物検査装置の構成を説明するための概略構成図である。 図１５は、図１１，１２に示すチョコレートについて、チョコレートの表裏両面側から照明光を照射した状態で撮像した発光画像である。

以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本実施例における異物検査装置の構成を説明するための概略構成図である。

図１に示すように、本実施例の異物検査装置１０は、所定波長の照明光を照射する照明光照射手段１２と、被検査物品３０からの近赤外発光を検出する発光検出手段１４と、発光検出手段１４により検出された発光情報に基づき異物３２の有無を判定する解析手段１６とを備えている。

照明光照射手段１２としては、後述する異物３２に含まれる近赤外発光色素を励起可能な波長を含む照明光を照射可能なものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やハロゲンランプなどを用いることができ、また、波長可変光源を用いてもよい。

なお、照明光照射手段１２としてＬＥＤを用いる場合には、発振回路やパルスジェネレータを用いてＬＥＤをパルス点灯させ、ＬＥＤの点灯時間に印加する電流値を向上させることにより、定電流点灯と同じ消費電力であっても照度を向上させることができる。

照明光の波長としては、後述する異物３２に含まれる近赤外発光色素を励起可能な波長であればよく、一般的には近赤外光と呼ばれる７００ｎｍ〜２５００ｎｍが好ましい。さらには、近赤外光の中でも透過性が高く、かつ、近赤外領域にも検出感度があり安価に入手可能なＳｉ系検出素子を用いることができる７００ｎｍ〜１１００ｎｍとすることがより好ましい。

なお、図１では、被検査物品３０の鉛直方向下方から１台の照明光照射手段１２によって、被検査物品３０に照明光を照射しているが、例えば、被検査物品３０が厚みのある物品など大光量が必要な場合には、図２に示すように、被検査物品３０に対して異なる方向から照明光を照射するように複数の照明光照射手段１２を配置するように構成してもよい。なお、図２のように、被検査物品３０に対して照明光照射手段１２と発光検出手段１４とを略同一位置に配置する場合には、照明光照射手段１２として、リング照明やライン照明を用いることもできる。

また、複数の照明光照射手段１２を用いる場合、それぞれの照明光照射手段１２が照射する照明光の波長は同じであってもよいし、異なっていても構わない。
例えば、被検査物品３０が搬送方向に垂直な幅方向に厚みのあるものの場合には、被検査物品３０の側面から照射する照明光を、被検査物品３０の下方から照射する照明光よりも光量を大きくしたり、照明光照射手段１２の配置や照明自体のサイズを適宜変更することで、被検査物品３０の形状や大きさに応じた条件変更が可能となる。

また、発光検出手段１４として、例えば、２波長カメラを用いる場合には、異なる波長の照明光をそれぞれ照射する複数の照明光照射手段１２を用いることで、各波長の光に基づく画像を取得することができる。

また、被検査物品３０が、例えば、クッキーサンドやどら焼きなど異なる素材を組み合わせたものであったり、プリンなどのように複数の積層構造であったりする場合には、各々に適した波長の照明光を照射するため、複数の照明光照射手段１２を切り替えて用いるようにすることもできる。

発光検出手段１４としては、後述する異物３２に含まれる近赤外発光色素が励起して発光する近赤外発光（以下、単に「近赤外発光」と言う。）検出することができるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary MOS）などの撮像素子を用いたデジタルカメラなどの撮像装置や分光器、光電子増倍管、ＰｂＳ検出器、フォトダイオードなどの検出装置を用いることができる。なお、撮像装置としては、エリアカメラであってもよいが、後述するように搬送手段２２を用いて異物検査を行う場合には、ラインカメラを用いることもできる。

照明光照射手段１２としてＬＥＤをパルス点灯させた場合には、ロックインアンプを用いてＬＥＤパルスと同期させ、ＬＥＤの点灯／消灯時の各検出信号を得て、その信号を差分処理することでノイズ成分を除去することができる。また、その信号をＡＤ回路基板等で増幅させることもできる。

なお、本明細書において「近赤外発光」とは、近赤外光を発光する現象を意味し、蛍光による発光、アップコンバージョンによる発光や燐光による発光などが含まれる。また、「近赤外発光色素」は、励起されることにより近赤外光を発光する色素を意味する。なお、励起は光照射によるものが望ましいが、光励起以外にも公知慣用の方法で励起され、近赤外光を発光できる色素であれば、それらを用いることもできる。

なお、発光検出手段１４が近赤外発光以外の光を検出できる場合には、近赤外発光のみを透過する近赤外発光透過フィルター１８を備えることが好ましい。このように、近赤外発光透過フィルター１８を設けることにより、近赤外発光に基づく発光画像を容易に撮像することができる。

なお、近赤外発光透過フィルター１８としては、近赤外発光のみを透過し、かつ、発光検出手段１４によって照明光が検出されないように、近赤外発光透過フィルター１８のカットオン波長を設定することが好ましい。例えば、照明光照射手段１２がＬＥＤの場合には、カットオン波長が照明光の中心波長から４０ｎｍ以上、望ましくは、１００ｎｍ以上離れていることが好ましい。

また、近赤外発光のみを遮断する近赤外発光遮断フィルター２０をさらに備え、近赤外発光遮断フィルター２０と、近赤外発光透過フィルター１８とを切り替えて利用できるように構成することもできる。

このように構成することで、近赤外発光に基づく発光情報と、近赤外発光以外の光に基づく照明光情報の両方を、１台の発光検出手段１４により検出することができる。検出された発光情報と照明光情報とを、後述するように比較することにより、異物３２をより鮮明に検出することが可能となる。

なお、本明細書において「発光情報」とは、発光検出手段１４が近赤外発光を受光することにより得られた情報を言い、例えば、発光検出手段１４が撮像装置の場合には、近赤外発光に基づく画像情報（以下、「発光画像」と言う。）となる。

また、本明細書において「照明光情報」とは、発光検出手段１４が近赤外発光以外の光を受光することにより得られた情報を言い、上述するような、発光検出手段１４が近赤外発光遮断フィルター２０を介して得られた情報のみならず、例えば、「近赤外発光色素を励起させない波長の光」を被検査物品３０に照射した状態で得られた情報なども含まれる。また、発光検出手段１４が撮像装置の場合には、「発光情報」は、近赤外発光以外の光に基づく画像情報（以下、「照明光画像」と言う。）となる。

また、図３に示すように、発光検出手段１４として、近赤外発光透過フィルター１８を備える発光検出手段１４ａと、近赤外発光遮断フィルター２０を備える発光検出手段１４ｂを１つの組として配置することもできる。

このように構成することにより、近赤外発光透過フィルター１８と近赤外発光遮断フィルター２０の切り替え作業を行う必要がなくなるため、１つの被検査物品３０の異物検査に要する時間を短縮することができる。

また、発光検出手段１４として、２波長センサ（２波長カメラを含む）を含むことにより、近赤外発光に基づく発光情報と、近赤外発光以外の光に基づく照明光情報の両方を検出するように構成することもできる。

また、発光検出手段１４として、２次元分光器を含むことによっても、近赤外発光に基づく発光情報と、近赤外発光以外の光に基づく照明光情報の両方を撮像するように構成することもできる。

なお、本実施例では、被検査物品３０を１方向のみから発光検出をしているが、例えば、被検査物品３０が厚みのある物品の場合などには、図４に示すように、被検査物品３０を異なる方向から発光検出をするように複数の発光検出手段１４を配置することもできる。

解析手段１６は、発光情報に基づき、もしくは、発光情報と照明光情報との比較に基づき、異物３２の有無を判定することが可能であれば、特に限定されるものではないが、例えば、画像解析ソフトがインストールされたパーソナルコンピューターや後述するような画像処理アルゴリズムを実現可能なハードウェア（例えば、マイコン、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）などを用いることができる。

また、発光検出手段１４として、例えば、フォトダイオードのような撮像装置以外の検出器を用いた場合には、検出器からの電気信号をヘッドアンプ等の信号増幅部を実装した回路基板で増幅させ、増幅後の電気信号の出力値により発光の有無を検出することができる。

被検査物品３０は個別に検査することもできるが、本実施例のように、例えば、ベルトコンベアなどの搬送手段２２を設けることにより、インラインで被検査物品３０を連続的に検査することができる。

なお、図１に示すように、被検査物品３０により鉛直方向下方から照明光を照射する場合には、搬送手段２２は照明光を透過する素材を用いればよい。
また、図１〜図４に示す異物検査装置１０では、照明光照射手段１２と発光検出手段１４とが被検査物品３０に対して対向した位置に配置されているが、図５，６に示すように、照明光照射手段１２と発光検出手段１４を被検査物品３０に対して略同一位置に配置することも可能である。

図５，６のように照明光照射手段１２と発光検出手段１４を配置することにより、異物検査装置１０の小型化を図ることができる。

以上のように構成される本実施例の異物検査装置１０では、以下のようにして、被検査物品３０の異物検査を行うことができる。なお、本実施例では発光検出手段１４として撮像装置を用いた場合で説明する。
まず、被検査物品３０に対して照明光照射手段１２によって照明光を照射する。被検査物品３０に異物３２が存在する場合には、照明光により、異物３２に含まれている近赤外発光色素が励起され、近赤外発光が発光する。

次いで、この状態で、発光検出手段１４（撮像装置）によって被検査物品３０の近赤外発光に基づく発光画像（発光情報）を撮像する。
図７は、被検査物品３０としてベーコンブロックを撮像した場合の一例であり、図７（ａ）は可視光による撮像画像、図７（ｂ）は近赤外発光による発光画像である。

なお、本明細書において「可視光による撮像画像」とは、環境光下において、一般的なデジタルカメラで撮像して得られた画像であり、被検査物品３０の外観を表している。

なお、図７は、近赤外発光色素を含有する樹脂シートをおよそ２５ｍｍ×５ｍｍのサイズにカットし、異物として、ベーコンブロックの表面から５ｍｍの位置に埋入した状態で撮像している。

図７（ａ）に示すように、可視光による撮像画像では、異物をほとんど確認することができないが、図７（ｂ）に示すように、近赤外発光による発光画像では、被検査物品３０に埋入された異物からの発光を確認することができる。

解析手段１６では、このような発光画像を画像解析することにより、異物の有無を判定することができる。
なお、画像解析としては、例えば、明度や輝度が所定の閾値よりも大きい箇所があるか否かを判別するようにしてもよいし、画像全体のコントラストの変化が大きい箇所があるか否かを判別するようにしてもよい。

また、近赤外発光に基づく発光画像と、近赤外発光以外の光に基づく照明光画像とを撮像する場合には、解析手段１６により、発光画像と照明光画像の差もしくは比を算出することにより、発光画像における異物とそれ以外の箇所の輝度差を強調することができる。

なお、発光検出手段１４として、検出装置を用いる場合には、近赤外発光色素が励起して発光する近赤外発光の検出の有無により、異物の有無を判定することができる。

上述するような異物検査装置１０を用いて物品の異物検査を行う場合には、異物に近赤外発光色素が含まれていることが必要である。
このため、異物検査装置１０を、例えば、食品など物品の製造工程において使用する場合には、製造工程において使用される樹脂部材を、近赤外発光色素を含有する樹脂部材とすればよい。

なお、製造工程において使用される樹脂部材とは、例えば、清掃用ブラシや清掃用ダスター（ふきん）、作業者が装着するゴム手袋、物品の型枠、物品を載置するトレイ、配管等に使用されるパッキン、原料や製品の包装フィルムなどが挙げられるが、これに限らず、製造工程において使用される装置、工具、治具、安全保護具などにおいて樹脂で形成される部材であれば適用可能である。

また、樹脂部材として、２５ｋＧｙの放射線照射による極大吸収波長における吸光度の減衰率が５０％以下である樹脂組成物を加工して得られたものとすることが好ましい。このような樹脂部材とすることにより、異物が発光する近赤外発光の光量が大きくなるため、発光画像において異物を明確に判別することができる。

なお、樹脂部材については、樹脂及び近赤外蛍光色素を含有する、樹脂組成物を成形することで得ることができる。
樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴムなどを用いることができる。

熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂等が挙げられる。

熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、イソシアヌレート系エポキシ樹脂、メラミン系樹脂、ユリア樹脂、フェノール系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。

ゴムとしては、天然ゴムと合成ゴムが挙げられる。
天然ゴムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、パラゴムノキやチクルなどの樹皮から回収した乳液（ラテックス）由来のものが挙げられる。

合成ゴムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）、多硫化ゴム（Ｔ）等の合成ゴムが挙げられる。

なお、上述する樹脂やゴムは単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても構わない。
また、近赤外蛍光色素としては、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。

具体的には、無機系近赤外蛍光色素及び有機系近赤外蛍光色素が挙げられる。
無機系近赤外蛍光色素としては、特に限定されるものではないが、例えば、希土類元素をドープした色素等が挙げられる。この際、希土類元素としては、特に制限されないが、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等が挙げられる。

有機系近赤外蛍光色素としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリメチン系色素、アントラキノン系色素、ジチオール金属塩系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、インドフェノール系色素、シアミン系色素、スチリル系色素、アルミニウム系色素、ジイモニウム系色素、アゾ系色素、アゾ−ホウ素系色素、ローダミンやフルオレセインに代表されるキサンテン系色素、国際公開第２００７／１２６０５２号などに記載のボロンジピロメテン（ＢＯＤＩＰＹ）系色素、スクアリウム系色素、ペリレン系色素等の化合物が挙げられる。

上述する近赤外蛍光色素のうち、有機系近赤外蛍光色素であることが好ましく、特に、モル吸光係数や蛍光量子収率等の発光効率を考慮すると、キサンテン系色素、ボロンジピロメテン（ＢＯＤＩＰＹ）系色素、スクアリウム系色素、ペリレン系色素であることがより好ましい。

なお、上述する近赤外蛍光色素は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても構わない。

近赤外蛍光色素の含有量は、樹脂の質量に対して、１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましく、０．０００１〜０．９質量％であることがさらに好ましく、０．００１〜０．５質量％であることが特に好ましい。近赤外蛍光色素の含有量が１０質量％以下であると、濃度消光や発光の再吸収等に基づく発光強度の低減を抑制できることから好ましい。

なお、樹脂組成物は、樹脂、近赤外蛍光色素の他、溶媒；紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、結晶化促進剤、可塑剤、帯電防止剤、着色剤、離型剤、光拡散剤、界面活性剤、ワックス剤等の添加剤などをさらに含んでいてもよい。

溶媒としては、例えば、水、有機溶媒が用いられる。
有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶媒；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル系溶媒；アセトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒；アセトニトリル等のニトリル系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ピロリドン等のアミド系溶媒；クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；ジメチルスルホキシド；ジオキシラン等が挙げられる。
上述する溶媒は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても構わない。

樹脂組成物の形態については、特に限定されるものではなく、溶液の形態であっても、分散液の液体であっても、ゲルの形態であってもよい。例えば、樹脂としてポリウレタン、近赤外蛍光色素としてボロンジピロメテン（ＢＯＤＩＰＹ）系色素、溶媒として水を含む樹脂組成物は、通常、水分散液の形態をとりうる。これらの樹脂組成物の形態については、使用する近赤外蛍光色素及び樹脂、並びに必要に応じて用いられる溶媒及び添加剤の種類、含有量、後述する成形方法、目的とする樹脂部材の所望特性等に応じて適宜選択されうる。

樹脂部材は、上述の樹脂組成物が成形してなる。なお、樹脂部材は、公知の方法、例えば、射出成形、圧縮成形、押出成形、ブロー成形等により成形することができる。

以下、本実施例の異物検査装置１０を用いて撮像した発光画像を例示する。
図８は、被検査物品３０としてベーコンブロックを撮像した場合の一例であり、図８（ａ）は可視光による撮像画像、図８（ｂ）は近赤外発光による発光画像である。

なお、図８は、近赤外発光色素を含有する厚さ７０μｍの樹脂シートをおよそ２５ｍｍ×５ｍｍのサイズにカットし、異物として、ベーコンブロックの表面に載せた状態で撮像している。

異物が被検査物品３０の表面に露出している場合には、図８（ｂ）に示すように、発光画像には異物の発光が確認され、異物の有無が明確に判断可能である。なお、図８（ａ），（ｂ）において丸印は、異物が存在する箇所を示している。

図９は、被検査物品３０としてベーコンブロックを撮像した場合の一例であり、図９（ａ）は可視光による撮像画像、図９（ｂ）は近赤外発光による発光画像である。
なお、図９は、近赤外発光色素を含有する厚さ７０μｍの樹脂シートをおよそ２５ｍｍ×５ｍｍのサイズにカットし、異物として、ベーコンブロックの赤身部分に設けた切れ目に挿入し、切れ目を塞いだ状態で撮像している。

図９（ａ）に示すように、可視画像では異物を検出することは困難であるが、図９（ｂ）に示すように、発光画像では異物の発光が確認され、異物の有無が明確に判断可能である。なお、図９（ａ），（ｂ）において丸印は、異物が存在する箇所を示している。

図１０は、被検査物品３０としてベーコンブロックを撮像した場合の一例であり、図１０（ａ）は可視光による撮像画像、図１０（ｂ）は近赤外発光による発光画像である。
なお、図１０は、近赤外発光色素を含有する厚さ７０μｍの樹脂シートをおよそ２５ｍｍ×５ｍｍのサイズにカットし、異物として、ベーコンブロックの脂肪部分に設けた切れ目に挿入し、切れ目を塞いだ状態で撮像している。

図１０（ａ）に示すように、可視画像では異物を検出することは困難であるが、図１０（ｂ）に示すように、発光画像では異物の発光が確認され、異物の有無が明確に判断可能である。なお、図１０（ａ），（ｂ）において丸印は、異物が存在する箇所を示している。

図１１，１２は、被検査物品３０としてチョコレートを撮像した場合の一例であり、図１１（ａ）は可視光によるチョコレート表面の撮像画像、図１１（ｂ）は可視光によるチョコレート裏面の撮像画像、図１２（ａ）は近赤外発光によるチョコレート表面の発光画像、図１２（ｂ）は近赤外発光によるチョコレート裏面の発光画像である。

なお、図１１，１２は、近赤外発光色素を含有する厚さ７０μｍの樹脂シートを１ｍｍ×１ｍｍのサイズにカットし、異物として、チョコレートの表面及び裏面に配置した状態で撮像している。
図１２（ａ）、１２（ｂ）に示すように、発光画像では異物の発光が明確に確認することができ、異物を確実に検出することができる。なお、図１２において丸印は、異物が存在する箇所を示している。

図１３は、図１１，１２に示すチョコレートについて、図１に示す異物検査装置１０を用いて異物検査を行った場合の発光画像である。
すなわち、図１３は、被検査物品３０であるチョコレートに対して、裏面から照明光を照射し、表面から撮像した発光画像である。なお、図１３において丸印は、裏面に異物が存在する箇所、破線丸印は、表面に異物が存在する箇所を示している。

図１３に示すように、裏面に配置した異物については、発光画像で確認することができるが、表面に配置された異物については、発光画像で確認することができない。これは、チョコレートの裏面から照射した照明光がチョコレートの表面に配置された異物に届いておらず、チョコレートの表面に配置された異物から近赤外発光が発光していないためである。

このため、異物検査装置１０として、図１４に示すように、図１の構成に加えて、被検査物品３０に対して発光検出手段１４と略同一位置に照明光照射手段１２を設けて再度検査を行った。
図１５は、図１１，１２に示すチョコレートについて、チョコレートの表裏両面側から照明光を照射した状態で撮像した発光画像である。

図１５に示すように、チョコレートの表裏両面側から照明光を照射したことにより、チョコレートの裏面に配置した異物だけでなく、表面に配置した異物にも照明光が照射され、表裏両面に配置した異物全てを発光画像により確認することができる。

このように、被検査物品３０が照明光を透過しづらい場合や被検査物品３０の厚みがある場合などには、被検査物品３０全体に照明光が照射されるように、複数の照明光照射手段１２を配置することが好ましい。

なお、被検査物品３０の種類等によって透過しづらい波長の光が存在するため、被検査物品３０に応じて、照明光の波長域や照度などは適宜変更することができる。また、サンプルとして被検査物品３０について事前に透過スペクトルを測定しておくことで、被検査物品３０に適した照明光の波長域を適宜選択することができる。

また、このように事前に被検査物品３０の透過スペクトルを測定しておくことにより、樹脂部材に含めておく近赤外発光色素の吸収波長や発光波長が最適なものとなるように適宜選択可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では物品として、ベーコンブロックやチョコレートなど食品を用いた例として説明したが、例えば、清涼飲料水など固形物以外の食品や、化粧水、乳液など、製造工程において樹脂部材が使用される物品であれば適用可能であり、また、樹脂以外の物質であってとしても、例えば、金属フィルムなどの被樹脂系物質の印刷塗料やアルミフィルムのような包装物、さらにはビニロン、レーヨンナイロン等の繊維、毛髪などの近赤外発光体をコーティング可能な物質であれば適用することができる。

例えば、繊維に近赤外発光体をコーティングした物品は、湿式紡糸、プリント、浸漬等の方法により上述した樹脂組成物を繊維に接触させ、これを乾燥、硬化等により成形することにより製造することができる。このような物品は、成形される樹脂部材が繊維表面及び／又は内部に結合、付着等をした形態を有することとなり、衣類、毛織物等として適用することができる。

また、本発明の異物検査装置は、製造工程において使用される、例えば、Ｘ線画像検査装置や金属探知機、近赤外異物検出装置などと組み合わせて、各装置を相補的に用いることで種々の異物検出に対応することも可能であり、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０ 異物検査装置
１２ 照明光照射手段
１４，１４ａ，１４ｂ 発光検出手段
１６ 解析手段
１８ 近赤外発光透過フィルター
２０ 近赤外発光遮断フィルター
２２ 搬送手段
３０ 被検査物品
３２ 異物

Claims (18)

1. 被検査物品の異物検査を行うための異物検査装置であって、
   所定波長の照明光を照射する照明光照射手段と、
   前記被検査物品からの近赤外発光を検出する発光検出手段と、を備え、
   前記照明光照射手段は、前記異物に含まれる近赤外発光色素の励起波長を少なくとも含む前記照明光を照射可能であり、
   前記発光検出手段は、前記近赤外発光色素が励起して発光する近赤外発光を検出可能であることを特徴とする異物検査装置。
2. 前記照明光照射手段を複数備え、前記被検査物品に対して異なる方向から前記照明光を照射するように前記複数の照明光照射手段が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
3. 前記発光検出手段を複数備え、前記被検査物品を異なる方向から発光検出するように前記複数の発光検出手段が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の異物検査装置。
4. 前記発光検出手段が、前記近赤外発光を含む波長域を透過する近赤外発光透過フィルターを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の異物検査装置。
5. 前記発光検出手段が、前記近赤外発光を含む波長域を遮断する近赤外発光遮断フィルターを備え、
   前記近赤外発光遮断フィルターと、前記近赤外発光透過フィルターとを切り替えて利用できるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の異物検査装置。
6. 前記発光検出手段が、組となる２つの発光検出手段を含み、
   一方の発光検出手段が、前記近赤外発光を含む波長域を透過する近赤外発光透過フィルターを備え、
   他方の発光検出手段が、前記近赤外発光を含む波長域を遮断する近赤外発光遮断フィルターを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の異物検査装置。
7. 前記発光検出手段が、２波長赤外線センサを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異物検査装置。
8. 前記発光検出手段が、２次元分光器を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異物検査装置。
9. 前記近赤外発光に基づく発光情報に基づき、異物の有無を判定する解析手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の異物検査装置。
10. 前記近赤外発光に基づく発光情報と、前記近赤外発光以外の光に基づく照明光情報との比較に基づき、異物の有無を判定する解析手段をさらに備えることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の異物検査装置。
11. 被検査物品の異物検査を行うための異物検査方法であって、
    前記被検査物品に対して、前記異物に含まれる近赤外発光色素の励起波長を少なくとも含む照明光を照射するとともに、
    前記近赤外発光色素が励起して発光する近赤外発光に基づく発光情報を取得し、
    前記発光情報に基づき、異物の有無を判定することを特徴とする異物検査方法。
12. 前記近赤外発光に基づく前記発光情報と、前記近赤外発光以外の光に基づく照明光情報との比較に基づき、異物の有無を判定することを特徴とする請求項１１に記載の異物検査方法。
13. 物品の製造工程において、異物の混入を検査するための異物混入検査システムであって、
    前記製造工程において使用される樹脂部材が、近赤外発光色素を含有し、
    請求項１から１０のいずれかに記載の異物検査装置を用いて、前記物品の検査を行うことにより、前記樹脂部材に起因する樹脂異物の混入の有無を検査することを特徴とする異物混入検査システム。
14. 前記樹脂部材が、２５ｋＧｙの放射線照射による極大吸収波長における吸光度の減衰率が５０％以下である樹脂組成物を加工して得られたものであることを特徴とする請求項１３に記載の異物混入検査システム。
15. 物品の製造工程において、異物の混入を検査するための異物混入検査方法であって、
    前記製造工程において使用される樹脂部材を、近赤外発光色素を含有する樹脂部材とし、
    請求項１１または１２に記載の異物検査方法を用いて、前記物品の検査を行うことにより、前記樹脂部材に起因する樹脂異物の混入の有無を検査することを特徴とする異物混入検査方法。
16. 前記樹脂部材が、２５ｋＧｙの放射線照射による極大吸収波長における吸光度の減衰率が５０％以下である樹脂組成物を加工して得られたものであることを特徴とする請求項１５に記載の異物混入検査方法。
17. 請求項１５または１６に記載の異物混入検査方法において使用される前記樹脂部材の材料である樹脂組成物であって、
    樹脂及び近赤外蛍光色素を含有することを特徴とする樹脂組成物。
18. 請求項１７に記載の樹脂組成物を成形してなる樹脂部材。