JPH10180195A - 色彩選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状やサイズの一定しない被検知物体でも色
彩選別をすることの出来、しかも、穀類や茶葉の様な粒
状やフレーク状で傾斜シュート上を転がりながら滑降す
る被検知物体も、大量に、能率良く色彩選別をすること
の出来る色彩選別装置を提供する。 【構成】 被検知物体Ｗを送りコンベヤや傾斜シュート
等の送り手段により順送りして、これを送り手段の先端
から飛び出させると共に、送り手段の先端部の案内面の
延長線の下側に色彩検知ユニットを取り付けて、送り手
段の先端を経て落下する被検知物体Ｗの下面の色彩や色
調を検知する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体をその色彩や色調
により判別し、選別する装置に関し、形状やサイズの一
定しない物体、特に、粒状やフレーク状の小形の物体を
処理するに適したものである。

【０００２】

【従来の技術】色彩選別装置は、被検知物体（ワーク）
の表面に光を当て、その反射光を検知することにより被
検知物体ごとのその箇所の色彩や色調を識別して、物体
を判別し、選別するもので、主要部分は、被検知物体の
表面に光を当てる光の照射エレメントと、その反射光の
色彩や色調、濃淡等を検知する色彩検知エレメントとか
ら成る色彩検知ユニットと、この色彩検知ユニットから
の色彩や色調の検知出力を受けて物体を判別したり選別
したりする選別ユニットとにより構成されている。色彩
検知ユニットと選別ユニットは、多くは移送コンベヤ上
の適所に固定されていて、被検知物体をそのコンベヤに
整列させて、それぞれの被検知物体の被検知箇所が一定
の空間位置（色彩検知ユニットの検知範囲）を通過する
と共に、選別ユニットの作用位置を通過するようにして
いる。従来の色彩検知ユニットは、光の照射エレメント
と色彩検知エレメントとが別個に形成されており、それ
ぞれが比較的大きくて、共に十数mmφ以上の空間を占め
たため、これと被検知箇所との間に少なくとも数十mm以
上の間隔を必要とした。色彩検知エレメントと被検知箇
所との間隔が大きくなると、それだけ被検知物体の被検
知範囲を広くすることが必要となり、検知感度も低下す
るし、それぞれの被検知物体の被検知箇所同士の間隔を
大きくすることも必要となる。同様にして、色彩検知ユ
ニットが大きいと、これと選別ユニットとの間隔も大き
くしなければならないので、色彩検知ユニットの作用位
置と選別ユニットの作用位置との間隔が大きくなり、被
検知物体が色彩検知ユニットの作用位置を通過してから
選別ユニットの作用位置に達するまでの所要時間がそれ
だけ長くなることゝなる。このようなことから従来の色
彩選別装置は、長さが数mm以下の小形の被検知物体を処
理することは困難であったし、このようなものを大量に
（高速で送りながら）処理しようとするときは、色彩検
知ユニットと選別ユニットとの間に遅延回路やシーケン
ス回路を設けるなどして、色彩検知ユニットから検知出
力が発せられてから被検知物体に対して選別ユニットの
選別機能が作用されるまでの時間を、被検知物体が両者
の間を通過するに要する時間に一致させる手段を講じる
と共に、被検知物体を充分な間隔を開けて送り込んだ
り、移送コンベヤの回転速度を秒速数十mm程度以下に抑
える等の方策も講じられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現在は、光の照射エレ
メントと色彩検知エレメントの先端部にガラスファイバ
ーを用いて、光の照射エレメントはガラスファイバーの
基端側に発光体を取り付けて、その光を先端面から発射
させるようにし、色彩検知エレメントはガラスファイバ
ーの先端面で反射光を受けて、その光をガラスファイバ
ーの基端側に取り付けた受光センサで検知光として受光
するようにし、このガラスファイバーの先端部分を合体
させ保護管により固定して、先端部分を２mmφ程度以下
にした極めて小形の色彩検知ユニットが試みられてい
る。この小形の色彩検知ユニットは、光の照射エレメン
トの発光端（ガラスファイバーの先端部）と色彩検知エ
レメントの検知端（ガラスファイバーの先端部）とが一
体的に纏められているため、その先端を被検知箇所に対
して殆んど接触するまで接近させて用いることが可能と
なる。色彩検知ユニットを被検知箇所に接近させて色彩
検知を行うようにすれば、それだけ検知感度が高くな
り、極めて狭い範囲の被検知箇所の色彩検知をすること
が出来るし、それぞれの被検知物体の被検知箇所同士の
間隔を小さくすることが出来る。従って、これを色彩選
別装置に利用すれば、小形の物体、例えば長さが数mm以
下の物体を秒速数百mm以上の速度で送りながら大量に選
別をすることが出来ることゝなる。ところが従来の色彩
選別装置は、被検知物体をベルトコンベヤやラチスコン
ベヤにより順送りさせながらその移送軌道の上方や側方
に色彩検知ユニットを取り付けて検知する方式が執られ
ていたので、色彩検知ユニットは被検知物体の形状やサ
イズのバラツキの他に夫々の被検知物体の移送軌道のバ
ラツキや姿勢のバラツキ等を吸収することの出来る位置
にまで離して取り付けざるを得ないので、たとえ色彩検
知ユニット自体は被検知箇所に接近させることのできる
ものであっても、実際には被検知箇所に接近させて色彩
を検知することができないので、その効果を得ることは
出来なかった。又、従来は穀粒（米粒）や茶葉（仕上げ
茶）の色彩選別をする方法が試みられた。この方法は、
被検知物体（穀粒や茶葉）が極めて大量な粒状物やフレ
ーク状物であるところから、これを傾斜シュート上を滑
降させて処理するものであり、殊に、穀粒や茶葉は数百
mm程度落下させても支障のないものであるところから、
傾斜シュートの下端より数十mm離れた位置の、穀粒等の
落下軌道の上方に色彩検知ユニットと選別ユニット（空
気噴射ノズル）を取り付けて、落下軌道に沿って落下す
る穀粒等の色彩を検知すると共に、選別すべき穀粒等に
は空気を吹き付けてその落下軌道を変えることにより、
当初の軌道に沿って落下するものと変更された軌道に沿
って落下するものとに分別をするのである。ところで、
穀粒や茶葉等の多くの被検知物体は傾斜シュート上では
滑降しながら転がるので、これが色彩検知ユニットの下
を通過するときは、横向き姿勢や立ち上がり姿勢などの
様々な姿勢になっている。その上穀粒や茶葉のような、
形状やサイズが一定せず、しかも不純物も混入していて
いる被検知物体では、これと色彩検知ユニットとの間隔
のバラツキがそれだけ大きくなる。そのため、この方式
では被検知物体自体の形状やサイズのバラツキと被検知
物体と色彩検知ユニットとの間隔の変動による検知感度
のバラツキを吸収することの出来る位置（茶葉の場合
は、その落下軌道より少なくとも３０mm程度以上離れた
位置）に取り付けざるを得なかったので、仮令、小形の
色彩検知ユニットを用いても、その機能を活用すること
ができず、能率の良い色彩選別を行うことが出来なかっ
たのである。本発明は、形状やサイズの一定しない被検
知物体でも色彩選別をすることの出来、しかも、穀類や
茶葉の様な粒状やフレーク状で傾斜シュート上を転がり
ながら滑降する被検知物体も、大量に、能率良く色彩選
別をすることの出来る色彩選別装置を提供することを目
的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る色彩選別装
置は、被検知物体Ｗをベルトコンベヤや傾斜シュート等
の送り手段により順送りして、これを送り手段の先端か
ら飛び出させると共に、送り手段の先端部の案内面の延
長線の下側に色彩検知ユニットを取り付けて、送り手段
の先端を経て落下する被検知物体Ｗの下面の色彩や色調
を検知する構成としたことにより、上記した目的を達成
している。傾斜シュートは秒速数百mm以上で回転するベ
ルトコンベアとすることが出来る。傾斜シュートは下端
付近の案内面を凹状に湾曲させて形成することにより、
この位置を通過する被検知物体Ｗが遠心力により確実に
案内面に沿って滑走して、その下面が一定の落下軌道を
落下するようにすることが出来る。被検知物体Ｗの落下
軌道上に凸状に湾曲して形成した補助シュートを設け、
傾斜シュートから落下した被検知物体Ｗが遠心力により
補助シュートの下面に沿って滑走して、その上面が一定
の落下軌道を落下するようにすると共に、色彩検知ユニ
ットは、補助シュートの下端の、該シュートの案内面の
延長線の上側に取り付ける構成とすることも出来る。

【０００５】

【作用】送り手段により進行する被検知物体Ｗは、その
送り手段の先端を越えると、慣性により該送り手段の先
端部の案内面の延長線の方向に向かって抛物線軌道を描
いて落下する。又、この被検知物体Ｗが送り手段の先端
部から飛び出すときは、その案内面に接していた面、即
ち、被検知物体Ｗの見掛け上の下面が、被検知物体Ｗの
形状やサイズの大小、或いは送り手段の上での姿勢等に
拘わり無く案内面の延長線を通る上記抛物線に沿って落
下する。よって、この線の下側に色彩検知ユニットを取
り付けることにより、被検知物体Ｗの被検知面（下面）
に対して色彩検知ユニットを任意の、近接した間隔を開
けて取り付けることができる。

【０００６】

【実施例１】以下本発明に係る色彩選別装置を図示の実
施例に基づいて具体的に説明する。この実施例では色彩
選別装置は、被検知物体Ｗを一定の方向に飛び出させる
送り手段（ベルトコンベヤやトラフコンベヤ等の送りコ
ンベヤ１）と色彩検知ユニット21とアンプユニット22と
により構成された色彩検知機構２、及び選別ユニット３
とから成り、色彩検知ユニット21は送り手段の先端より
適当な間隔を開けた位置の、被検知物体（ワーク）Ｗの
落下軌道（抛物線軌道）Ｒの下側に取り付けられてい
る。送り手段（送りコンベヤ１）は、被検知物体Ｗを順
送りするためのガイドであり、図に示す実施例では始端
側から先端側に向かって下傾させることにより、その先
端を通過した被検知物体Ｗが一定の方向に飛び出しやす
いようにしてある。又、その始端部の上方に供給装置４
が設けられていて、ここから被検知物体Ｗを落下供給し
て順に載置するようになっている。尚、この実施例では
光の照射エレメントと色彩検知エレメントはガラスファ
イバーを用いて形成されていて、照射エレメントの発光
端と色彩検知エレメントの検知端とが一体的に纏められ
て色彩検知ユニット21となっていて、被検知物体Ｗに極
めて接近させた位置（例えば１mm以内）でも機能するよ
うになっている。又、アンプユニット22には光源と受光
センサが備えられており、これが照射エレメントと色彩
検知エレメントに接続されていて、照射エレメント（ガ
ラスファイバーの先端面）から光を発射させて、色彩検
知エレメント（ガラスファイバーの先端面）でその反射
光を受けて、その色彩や色調を検知するようになってい
ると共に、出力回路が備えられていて、その検知値を検
知出力に変えるようになっている。選別ユニット３は、
空気噴出ノズル31と高速電磁弁32、及び空気圧送ポンプ
33等により構成されており、空気噴出ノズル31は送りコ
ンベヤ１の先端を経て落下軌道Ｒに沿って落下する被検
知物体Ｗに向けて開口していると共に、高速電磁弁32は
色彩検知ユニット21に連絡されていて、色彩検知機構２
からの検知出力により作動するようになっている。

【０００７】長さが数mm〜数十mm程度の被検知物体Ｗを
色彩選別するときは、色彩検知ユニット21を送りコンベ
ア１の先端より数mm〜数十mm離れた位置の、被検知物体
（ワーク）Ｗの落下軌道Ｒの下側に取り付ける。送りコ
ンベア１を滑降する被検知物体Ｗは、その送りコンベア
１の先端を越えると、慣性によりその速度で該コンベア
１から飛び出し、抛物線軌道を描いて落下する。更に詳
しくは、この被検知物体Ｗはその形状やサイズの大小に
拘わり無く、下面が送りコンベア１の先端部のコンベヤ
面の延長線の方向ｒに向かって飛び出し、落下軌道（抛
物線軌道）Ｒに沿って落下する。尚、そのときの被検知
物体Ｗの速度（初速度）が 300mm程度以上であれば、送
りコンベア１の先端から数十mm以内では、その落下軌道
Ｒは上記方向ｒほゞ同一であって、その位置での落下軌
道Ｒの上下のバラツキは0.01mm程度以内である。従っ
て、色彩検知ユニット21を落下軌道Ｒから１mm以内に接
近した位置に取り付けることが出来る。色彩検知ユニッ
ト21の色彩検知感度は、これと落下軌道Ｒとの間隔を小
さくするに従って上昇して、被検知範囲を狭くすること
が出来、被検知物体同士の間隔を小さくすることが出来
る。換言すれは、色彩検知ユニット21と落下軌道Ｒとの
間隔を大きくするに従って、広い範囲の被検知面の検知
することが出来るようになるので、その間隔は被検知物
体Ｗの寸法や被検知面の大きさに応じて調整することゝ
なる。空気噴出ノズル31は、色彩検知ユニット21か被検
知物体Ｗの色彩を検知してその検知出力が色彩検知機構
２より高速電磁弁32に伝えられてから、空気噴出ノズル
31から噴き出した空気が被検知物体Ｗに当たって、その
落下軌道を変えるまでに要する時間にその被検知物体Ｗ
が通過する点に向けてられている。

【０００８】送りコンベヤ１により順送りされた被検知
物体Ｗは、その先端から飛び出すと、色彩検知ユニット
21により下面の色彩を検知される。そしてそれが予め設
定された範囲の色彩や色調のものであると、その検知検
知出力が高速電磁弁32に伝えられて空気噴出ノズル31が
所定量の空気が噴出される。すると被検知物体Ｗがその
位置にまで到達していて、この空気に当てられて落下軌
道が変えられ、新たな落下軌道に沿って落下して捕収さ
れる。そして、その他の被検知物体Ｗはそのまゝ落下軌
道Ｒを落下して補収される。

【０００９】

【実施例２】実施例２に送り手段を傾斜シュート11とし
た一例を示す。尚、実施例１に示したものと同一の構成
部分については同一の符号を付してある。傾斜シュート
11は、断面が凵字形、Ｖ字形、或いはＵ字形をした樋状
の滑降ガイドや管状の滑降ガイドであって、上方に供給
装置４が設けられていて、ここから被検知物体Ｗが落下
供給されると、それを一列にして滑降させるようになっ
ている。殊に、断面がＶ字形のものやＵ字形のもの、或
いは管状のものは、被検知面が被検知物体Ｗの下面だけ
にあるものではなく、何れの面にもあるものや粒状やフ
レーク状の転がりながら滑降をするものにも適用するこ
とが出来る。色彩検知ユニット21は傾斜シュート11の下
端より数mm〜数十mm離れた位置の、被検知物体Ｗの落下
軌道（抛物線軌道）Ｒの下側に取り付けられている。傾
斜シュート11を滑降する被検知物体Ｗは、その傾斜シュ
ート11の下端を越えると、慣性によりその速度で該シュ
ートから飛び出し、抛物線軌道に沿って落下する。更に
詳しくは、この被検知物体Ｗはその形状やサイズの大小
に拘わり無く、下面が傾斜シュート11の下端部の案内面
13の延長線の方向ｒに向かって飛び出し、落下軌道Ｒに
沿って落下するので、色彩検知ユニット21は落下軌道Ｒ
から１mm以内の位置に取り付けることが出来る。尚、こ
の実施例では、傾斜シュート11は下端に近い部分を上方
に湾曲させて形成してある。これは傾斜シュート11の下
端からの被検知物体Ｗの飛び出し位置とその方向を一定
にするもので、被検知物体Ｗが下降の途中で転がった
り、弾んだりしてシュート面から浮き上がり傾向が生じ
ても、傾斜シュート11の湾曲した部分では慣性により案
内面13に密着しようとする傾向が生じるので、見掛け
上、浮き上がり傾向が無くなって全てのものが案内面13
に沿って下降し、その下端部の延長線の方向ｒに向かっ
て飛び出して、落下軌道Ｒに沿って落下することゝな
る。符号12は、補助シュートである。このシュート12
は、被検知物体Ｗの上側の面の色彩を検知するもので、
下面が滑走面となっており、被検知物体Ｗの落下軌道Ｒ
上の一点を通り、この軌道よりも若干小さな曲率で下方
に向かって湾曲して形成されていて、傾斜シュート11を
滑降してその下端から飛び出した被検知物体Ｗが慣性に
よりこの補助シュート12の下面に沿って下降を続け、そ
の下端部から延長線の方向に向かって飛び出すようにな
っている。ここでは被検知物体Ｗは、その上面が一定の
落下軌道Ｒに沿って落下するので、色彩検知ユニット21
は、補助シュート12の下端より数mm〜数十mm離れた位置
の、被検知物体Ｗの落下軌道の上側に取り付けられてい
て、被検知物体Ｗの上側の面の色彩を検知するようにな
っている。

【０００１０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る色彩選
別装置は、粒状やフレーク状の被検知物体Ｗを傾斜シュ
ート等により一定以上の速度で順送りすると共に、それ
を傾斜シュートの下端から飛び出させて、色彩や色調を
検知して選別や判別を行うもので、傾斜シュート等を滑
降する被検知物体Ｗは、そのシュート等の先端を越える
と、慣性によりその速度で該シュートから飛び出し、抛
物線軌道に沿って落下する。殊に、被検知物体Ｗはその
形状やサイズの大小、或いは姿勢に拘わり無く、下面が
シュート等の先端部の案内面の延長線の方向ｒに向かっ
て飛び出し、落下軌道（抛物線軌道）Ｒに沿って落下す
るのであり、しかもシュート等の先端から数十mm以内の
範囲では、被検知物体の下面の落下軌道Ｒは上記方向ｒ
ほゞ同一であって、その位置での上下のバラツキは極め
て小さい。従って、色彩検知ユニットをこの落下軌道Ｒ
の下側に取り付けることにより、これを落下軌道に極め
て接近した位置にも取り付けることが出来るので、被検
知物体Ｗはその形状やサイズの大小に拘わり無く同一の
条件で色彩の検知をすることが出来る利点がある。色彩
検知ユニット21の色彩検知感度は、これと落下軌道Ｒと
の間隔を小さくするに従って高くなるので、色彩検知ユ
ニットを落下軌道Ｒの近くに取り付けることにより被検
知物体同士の間隔を小さくすることが可能となり、作業
能率が向上するのである。又、極めて小形の色彩検知ユ
ニットであっても、これと被検知物体の落下軌道Ｒとの
間隔を大きくすると、被検知物体Ｗの被検知面の検知す
べき範囲を広くすることが出来るので、被検知物体Ｗの
被検知面の検知すべき範囲の大きさにより色彩検知ユニ
ットと落下軌道Ｒとの間隔を適宜に調節することによ
り、正確で、能率の高い行うことができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に使用する色彩選別装置の一例を示
す模式的に示す側断面図である。

【図２】同上他の一例を示す模式的に示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 送りコンベヤ ２ 色彩検知機構 ３ 選別ユニット ４ 供給装置 11 傾斜シュート 12 補助シュート 13 案内面 21 色彩検知ユニット 22 アンプユニット 31 空気噴出ノズル 32 高速電磁弁 33 空気圧送ポンプ

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年１月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る色彩選別装
置は、被検知物体Ｗをベルトコンベヤ１や傾斜シュート
11等の送り手段により順送りして、これを送り手段の先
端から飛び出させると共に送り手段の先端部の案内面13
の延長線の下側に色彩検知ユニット21を取り付けて、送
り手段の先端を経て落下する被検知物体Ｗの下面の色彩
や色調を検知する構成としたことにより、上記した目的
を達成している。傾斜シュート11は秒速数百mm以上で回
転するベルトコンベアとすることが出来る。傾斜シュー
ト11は案内面13の下端付近を若干上向きに湾曲させて形
成することにより、この位置を通過する被検知物体Ｗが
遠心力により確実に案内面13に沿って滑走して、その下
面が一定の落下軌道Ｒを落下するようにすることが出来
る。被検知物体Ｗの落下軌道Ｒ上に凸状に湾曲して形成
した補助シュート12を設け、傾斜シュート11から落下し
た被検知物体Ｗが遠心力により補助シュート12の下面に
沿って滑走して、その上面が一定の落下軌道Ｒを落下す
るようにすると共に、色彩検知ユニット21は、補助シュ
ート12の下端の、該シュートの案内面13の延長線の上側
に取り付ける構成とすることも出来る。色彩検知ユニッ
ト21は、送り手段がＶ字形の複数の溝から成っていて被
検知物体Ｗが夫々の溝の中を一列になって落下する方式
のものである場合は、被検知物体Ｗの幅寸法に、送り手
段が被検知物体Ｗの幅寸法の二倍以上の幅の凵字形の複
数の溝から成っていて被検知物体Ｗが夫々の溝の中の適
宜な位置を落下する方式のものである場合は、その溝の
幅に対応していて、被検知物体Ｗの何れ箇所に被検知点
があっても、或いは被検知物体Ｗが凵字形の溝の何れの
位置を落下してもその色彩を検知することが出来るよう
に構成する。一例として、色彩検知ユニット21は図３に
示すように横長に形成するか、或いは円形に形成したも
の（色彩検知ユニット）を並列させるのである。尚、こ
の図では21a は照射エレメントの発光端を示しと21b は
色彩検知エレメントの検知端を示している。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】 本発明方法に使用する色彩選別装置の一例を
示す模式的に示す縦断側面図である。

【図２】 同上他の一例を示す模式的に示す縦断側面図
である。

【図３】 色彩検知ユニットの一例を摸式的に示す平面
図である。

【図４】 色彩検知ユニットの他の一例を摸式的に示す
平面図である。

【符号の説明】 １ 送りコンベヤ ２ 色彩検知機構 ３ 選別ユニット ４ 供給装置 11 傾斜シュート 12 補助シュート 13 案内面 21 色彩検知ユニット 21a 照射エレメントの発光端 21b 色彩検知エレメントの検知端 22 アンプユニット 31 空気噴出ノズル 32 高速電磁弁 33 空気圧送ポンプ

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】追加

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】追加

【補正内容】

【図４】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検知物体Ｗを一定の方向に順に飛び出
   させる送り手段と色彩検知機構、及び選別ユニットとか
   ら成り、色彩検知機構は色彩検知ユニットとアンプユニ
   ットとにより構成されており、色彩検知ユニットは送り
   手段の先端より適当な間隔を開けた位置の、送り手段の
   先端からの被検知物体の落下軌道の下側に取り付けたも
   のであることを特徴とする色彩選別装置。
2. 【請求項２】 送り手段はベルトコンベヤ、トラフコン
   ベヤ等の送りコンベヤであることを特徴とする請求項１
   の色彩選別装置。
3. 【請求項３】 送り手段は傾斜シュートであることを特
   徴とする請求項１の色彩選別装置。
4. 【請求項４】 色彩検知ユニットは光の照射エレメント
   と色彩検知エレメントとからなり、両者はガラスファイ
   バーを用いて形成されていて、照射エレメントの発光端
   と色彩検知エレメントの検知端とが一体的に纏められて
   形成されていることを特徴とする請求項１、２、又は３
   の色彩選別装置。