粉体切出装置及びこれを使用した粉体異物検査装置
【課題】凝集性が強い粉体であってもホッパーから塊となることなく定量切出しを行うことができる粉体切出装置及びこれを使用した粉体異物検査装置を提供する。
【解決手段】粉体を貯留し、粉体を帯状に切り出す切出用開口を有するホッパー１１と、該ホッパー１１の切出用開口に連接して配設された当該切出用開口の長手方向に対向して回転自在に配設された外周面を凝集性が強い粉体を切出し可能な粗面とした切出ローラ１２を有する粉体切出機構１３と、前記切出ローラ１２を一定方向に回転駆動するローラ駆動機構１４とを備えている。
【解決手段】粉体を貯留し、粉体を帯状に切り出す切出用開口を有するホッパー１１と、該ホッパー１１の切出用開口に連接して配設された当該切出用開口の長手方向に対向して回転自在に配設された外周面を凝集性が強い粉体を切出し可能な粗面とした切出ローラ１２を有する粉体切出機構１３と、前記切出ローラ１２を一定方向に回転駆動するローラ駆動機構１４とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を帯状に切り出す粉体切出装置及びこれを使用した粉体異物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品や医薬品に使用する粉体中に混入する異物を検査する検査装置としては、例えば、ホッパーに貯留した粉粒体を仕切り板で供給量を調整しながら所定幅の振動フィーダに供給し、振動与えながら平準化して搬送し、次いで振動フィーダから回転するドラム上に落下させ、ドラムの外周面をガイドとして、均一な層を形成させながら搬送し、ドラム上面に取付けた光源から粉粒体に光を照射して、粉粒体がドラム上から自由落下するまでに粉粒体の表面をライン撮像装置で撮像し、その画像信号を画像処理装置により処理することにより粉粒体中の異物の有無を判定するようにした粉粒体中の異物検査方法および異物検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９０６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、ホッパーに貯留した粉体をその下部から直接帯状に切出し、仕切り板で振動フィーダへの供給量を調整するようにしている。このため、凝集性が弱い粉体である場合には、ホッパーからの粉体の切出しを正常に行うことができるものであるが、凝集性が強い粉体、例えば乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳やコーンスターチのような粉体を切り出す場合には、下端のテーパー状に狭めた切出口で粉体が塊となって切り出されたり、切出口で架橋状態となって粉体切出しが困難となったりして、粉体の定量切り出しを良好に行うことができなくなるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、凝集性が強い粉体であってもホッパーから塊となることなく定量切出しを行うことができる粉体切出装置及びこれを使用した粉体異物検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る粉体切出装置は、粉体を貯留し、粉体を帯状に切り出す切出用開口を有するホッパーと、該ホッパーの切出用開口に連接して配設された当該切出用開口の長手方向に対向して回転自在に配設された外周面を粉体を切出し可能な粗面とした切出ローラを有する粉体切出機構と、前記切出ローラを一定方向に回転駆動するローラ駆動機構とを備えていることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に係る粉体切出装置は、請求項１に係る発明において、前記粉体切出機構は、前記切出ローラと所定間隔を保って対向し前記ホッパー側で当該切出ローラの回転に伴って移動される粉体の切出量を調整する切出量調整部と、前記切出ローラと近接対向し切出後に前記切出ローラに付着した粉体を掻き落とす粉体掻き落とし部とを有し、前記切出量調整部及び前記粉体掻き落とし部が前記切出ローラを挟んで対向配置されていることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３に係る粉体切出装置は、請求項１または２に係る発明において、前記ホッパーは、振動を発生するバイブレータが側面に配設されていることを特徴としている。
また、請求項４に係る粉体切出装置は、請求項３に係る発明において、前記バイブレータは、前記粉体切出機構の切出量調整部側の側面に配設されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項５に係る粉体切出装置は、請求項１乃至４の何れか１つに係る発明において、前記ホッパーは、内部に貯留する粉体の容量を検出する粉体容量センサが配設されていることを特徴としている。
また、請求項６に係る粉体切出装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記粗面は、前記切出ローラの外周面に円周方向に等間隔で軸方向に延長して形成された粉体を切出し可能なＵ字状溝によって形成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項７に係る粉体切出装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記粗面は、前記切出ローラの外周面に円周方向に等間隔で軸方向に螺旋状に延長して形成された粉体を切出し可能なＵ字状溝によって形成されていることを特徴としている。
また、請求項８に係る粉体切出装置は、請求項１乃至５の何れか１項に係る発明において、前記粗面は、前記切出ローラの外周面に形成された粉体を切出し可能なローレット溝によって形成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項９に係る粉体切出装置は、請求項１乃至８の何れか１つの発明において、前記ローラ駆動機構は、前記切出ローラを２０００ｍｉｎ-1〜４０００ｍｉｎ-1の回転速度範囲で高速回転駆動することを特徴としている。
また、請求項１０に係る粉体切出装置は、請求項１乃至９の何れか１つの発明において、前記粉体切出機構の下方側にバイブレータの振動が伝達される篩い機構が配設されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項１１に係る粉体異物検査装置は、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の粉体切出装置と、該粉体切出装置から切出された粉体が搬送しながら平準化する粉体搬送機構を介して供給される粉体に混入された異物を検査する異物検査機構とを備えたことを特徴としている。
また、請求項１２に係る粉体異物検査装置は、請求項１１に係る発明において、前記異物検査機構は、前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を外周面で受けて滑落位置まで搬送する回転ドラムと、前記回転ドラムの粉粒体落下位置から前記滑落位置までの間で、少なくとも当該回転ドラムを軸方向に延びる所定の照明領域で照明する照明機構と、前記照明機構で照明された粉体を撮像するライン撮像装置と、前記ライン撮像装置で撮像した粉体画像情報に基づいて異物の混入を検出する異物混入検出装置とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、粉体を貯留するホッパーの切出用開口に対向して、粉体を切出し可能な切出ローラを有する粉体切出機構を設け、その切出ローラをローラ駆動機構で一定方向に回転駆動するようにしたので、凝集性が強い粉体において塊となることなく定量切出しを行うことかできるという効果を有する。
ここで、粉体切出機構を、前記切出ローラと所定間隔を保って対向し前記ホッパー側で当該切出ローラの回転に伴って移動される粉体の切出量を調整する切出量調整部と、前記切出ローラと近接対向し切出後に前記切出ローラに付着した粉体を掻き落とす粉体掻き落とし部とを切出ローラを挟んで対向配置することにより、粉体が切出ローラに付着して粉体層が形成されることを防止しながら、切出量調整部で良好な切出しを確保することができる。
また、上記効果を有する粉体切出装置を使用して粉体異物検査装置を構成することにより、粉体の塊化物の発生を防止して正確な異物検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る異物検査装置の一実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】図１の粉粒体異物検査装置の具体的構成を示す断面図である。
【図３】粉体切出装置を示す断面図である。
【図４】粉体貯留ホッパー及び粉体切出機構を示す斜視図である。
【図５】粉体切出装置を示す正面図である。
【図６】粉体切出装置を示す右側面図である。
【図７】粉体切出装置を示す平面図である。
【図８】粉体貯留ホッパー及び粉体切出機構を示す断面図である。
【図９】粉体切出機構の要部の拡大断面図である。
【図１０】切出ローラを、Ｕ字状溝を拡大して示す左側面図である。
【図１１】切出ローラを示す右側面である。
【図１２】切出ローラを示す図であって（ａ）は正面図、（ｂ）は図１０のＡ−Ａ線状の断面図である。
【図１３】粉体貯留ホッパー及び粉体切出機構を示す正面図である。
【図１４】図１３のＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図１５】図１４のＣ部拡大図である。
【図１６】図１４のＤ部拡大図である。
【図１７】粉体貯留ホッパー及び粉体切出機構の縦断面図である。
【図１８】粉体切出機構及び粉体篩い機構を示す正面図である。
【図１９】粉体篩い機構を示す下方から見た斜視図である。
【図２０】粉体篩い機構の要部を示す斜視図である。
【図２１】粉体篩い機構の正面図である。
【図２２】粉体篩い機構の一部を拡大して示す断面図である。
【図２３】図２２のＥ−Ｅ線上の断面図である。
【図２４】粉体ガイド機構及び振動フィーダを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すシステム構成図であって、図中、１は乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体や医薬品のように凝集性が弱い粉体等の各種粉体に混入する異物を検査するカラー粉粒体異物検査装置である。
このカラー粉体異物検査装置１は、粉体切出装置２、振動フィーダ３、異物検査機構４、良品回収槽５、サイクロン６、不良品回収槽７、ブロア８及び中性フィルタ９を有する。
【００１５】
また、カラー粉体異物検査装置１は切出装置設置部１０Ａ及び異物検査機構収容部１０Ｂを有する筐体１０を有する。
粉体切出装置２は、検査対象となる凝集性が強い粉体、例えば乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の粉粒体を貯留して、貯留した粉体を所定幅の帯状となるように定量切出しする。
この粉体切出装置２は、図２に示すように、筐体１０の切出装置設置部１０Ａに設置されており、乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体を貯留する粉体貯留ホッパー１１と、この粉体貯留ホッパー１１から粉体を切り出す切出ローラ１２を有する粉体切出機構１３と、この粉体切出機構１３の切出ローラ１２を回転駆動するローラ駆動機構１４とを備えている。
【００１６】
粉体貯留ホッパー１１は、図３〜図８に示すように、上端を開放した比較的大きな矩形筒部１１ａと、下端の比較的小さな矩形開口１１ｂを形成する矩形筒部１１ｃと、矩形筒部１１ａ及び矩形筒部１１ｃ間を連結する矩形角錐筒部１１ｄとで構成されている。矩形筒部１１ｃの外周側には矩形の取付フランジ部１１ｅが突出形成されている。
そして、粉体貯留ホッパー１１の矩形筒部１１ａは開閉自在の開閉蓋１１ｆで閉塞されている。また、矩形角錐筒部１１ｄの一方の短辺板部に粉体貯留ホッパー１１内における粉体容量を計測する容量センサ１１ｇが配設されている。さらに、矩形角錐筒部１１ｄの異物検査機構４とは反対側の長辺板部の外側面に振動を発生するエアーバイブレータ１１ｈが装着されている。また、取付フランジ部１１ｅが粉体切出機構１３に形成した取付フランジ部１３ａに取付けられている。
【００１７】
この粉体切出機構１３は、図３、図８〜図１７に示すように、粉体貯留ホッパー１１の矩形筒部１１ｃより僅かに大きい矩形角筒部１３ｂを有し、この矩形角筒部１３ｂの上端側外側面に取付フランジ１３ａが突出形成されているとともに、中央部よりやや下側の外側面にも取付フランジ１３ｃが突出形成されている。
また、矩形角筒部１３ｂの内周面には、図３、図８及び図９で特に明らかなように、上端部側における粉体貯留ホッパー１１の矩形開口１１ｂと下方から対向し、短辺側壁部間の中央位置に切出ローラ１２が長辺側側壁部と平行に回転自在に配設されている。この切出ローラ１２は、テトラフルオロエチレン等の硬質合成樹脂材で例えば直径５０ｍｍ、長さが矩形角筒部１３ｂの短辺側壁部間の長さより僅かに短い約１５０ｍｍ程度の円筒状に形成されている。
【００１８】
この切出ローラ１２には、図１０〜図１２に示すように、外周面に円周方向に等間隔で軸方向に延長し、凝集性が強い粉体を効率良く切出す粗面を形成する多数（例えば２６個）の深さが３ｍｍ程度と比較的浅いＵ字状溝１２ａが形成されている。このＵ字状溝１２ａは、図１０で拡大して示すように、断面形状が、底部の中央部が接線方向に僅かに延長する平坦面１２ｂとされ、この平坦面１２ｂの円周方向の両端部に湾曲部１２ｃ及び１２ｄを介して外周面に行くに従って幅広となるテーパー側壁部１２ｅ及び１２ｆと外周端側が例えば６０°の角度で開いた比較的浅いＵ字状に形成されている。
【００１９】
また、切出ローラ１２には、中心部に中心開口１２ｇが形成されている。この中心開口１２ｇは端面側にＣ面取りされた断面円形の軸嵌合孔１２ｈと、この軸嵌合孔１２ｈに連通して軸嵌合孔１２ｈの直径よりも短い幅の二面幅孔部１２ｉとで形成されている。
そして、この切出ローラ１２の軸嵌合孔１２ｈ側から回転軸１２ｋが嵌挿されている。
この回転軸１２ｋは、図１４〜図１７に示すように、切出ローラ１２の軸嵌合孔１２ｈに嵌合する直径を有し、切出ローラ１２の端部から比較的長く突出する大径部１２ｍと、この大径部１２ｍに連接し、切出ローラ１２の二面幅孔部１２ｉを挿通して切出ローラ１２の他端から突出する中径部１２ｎと、この中径部１２ｎの先端に形成された小径雄ねじ部１２ｏとで形成されている。
【００２０】
また、矩形角筒部１３ｂの一方の短辺部における回転軸支持部には、図１４に示すように、回転軸１２ｋを支持し、内方に連通する短尺の円筒支持部１３ｄが形成されている。また、矩形角筒部１３ｂの他方の短辺部における回転軸支持部には、回転軸１２ｋの大径部１２ｍより大径且つ切出ローラ１２の外径より小径で、回転軸１２ｋを支持し、内方に連通する長尺の円筒支持部１３ｅが円筒支持部１３ｄと対向して形成されている。
【００２１】
そして、切出ローラ１２に挿通された回転軸１２ｋの小径雄ねじ部１２ｏが円筒支持部１３ｄより突出され、回転軸１２ｋの中径部１２ｎが転がり軸受１３ｆを介して円筒支持部１３ｄに回転自在に支持され、回転軸１２ｋの大径部１２ｍが円筒支持部１３ｅの先端に転がり軸受１３ｇを介して回転自在に支持されている。さらに、回転軸１２ｋの雄ねじ部１２ｏに緩み止め機能を有するＵナット１２ｐが螺合されている。
【００２２】
さらに、回転軸１２ｋの円筒支持部１３ｅから突出し、且つ取付フランジ１３ｃより外側位置に平歯車１２ｑが装着されている。
また、粉体切出機構１３は、図３、図８及び図９に示すように、矩形角筒部１３ｂの長辺板部に接して切出ローラ１２の軸方向の全長に対して水平方向に所定間隔を保って対向して配設された切出ローラ１２の回転に伴って移動される粉体の切出量を調整する切出量調整部１３ｈと、この切出量調整部１３ｈに対して切出ローラ１２を挟んで反対側に切出ローラ１２と近接対向して配設された切出ローラ１２に付着した粉体を掻き落とす粉体掻き落とし部１３ｉとが設けられている。
【００２３】
ここで、切出量調整部１３ｈは、図９に示すように、断面形状が、矩形角筒部１３ｂに沿って延長する垂直背面部１３ｊと、この垂直背面部１３ｊの上端から下方に行くに従って徐々に内方に突出して切出ローラ１２に対して所定間隔を保つ位置まで延長し、粉体貯留ホッパー１１の矩形角錐筒部１１ｄの傾斜角と略等しい傾斜角で傾斜する傾斜案内面１３ｋと、この傾斜案内面１３ｋの下端から下方に僅かに延長する垂直面１３ｍと、この垂直面１３ｍの下端から外方に僅かに延長する水平面１３ｎと、この水平面１３ｎから下方に回転軸１２ｋの大径部１２ｍの略下端位置まで延長する垂直面１３ｏと、この垂直面１３ｏから水平方向に外方に延長して垂直背面部１３ｊに達する水平底面１３ｐとを備えている。そして、図９で時計方向に回転駆動される切出ローラ１２によって移動される粉体が切出ローラ１２の外周面と垂直面１３ｍとの間の間隙を通じ、水平面１３ｎと垂直面１３ｏとで形成される段部を通じて下方に切り出される。
【００２４】
粉体掻き落とし部１３ｉは、図９に示すように、矩形角筒部１３ｂに沿って延長する垂直背面部１３ｑと、この垂直背面部１３ｑの上端に連接して切出量調整部１３ｈの傾斜案内面１３ｋに対して切出ローラ１２の中心軸を通る垂直線を挟んで線対称となる傾斜案内面１３ｒと、この傾斜案内面１３ｒの下面から切出ローラ１２に近接して下方に延長する垂直面１３ｓと、この垂直面１３ｓの切出量調整部１３ｈの水平底面１３ｐと同様の高さ位置で水平方向に外方に延長して垂直背面部１３ｑに達する水平底面１３ｔとを備えている。そして、垂直面１３ｓと水平底面１３ｔとが連接するエッジ部１３ｕで切出ローラ１２に付着する粉体を掻き落とす。
そして、切出量調整部１３ｈ及び粉体掻き落とし部１３ｉは、図１４に示すように、矩形角筒部１３ｂの側壁に上下方向の位置及び水平方向の位置を調整可能にネジ止めされている。
【００２５】
また、切出ローラ１２の回転軸１２ｋは、これに装着された平歯車１２ｑがローラ駆動機構１４に連結されている。このローラ駆動機構１４は、図４、図１３及び図１４に示すように、筐体１０の切出装置設置部１０Ａに装着され且つ粉体切出機構１３の矩形角筒部１３ｂの取付フランジ１３ｃが着脱自在にネジ止め固定される支持基板１４ａ上に固定され、回転速度が２０００ｍ-1〜４０００ｍ-1の回転速度範囲で高速回転駆動される電動モータ１４ｂと、この電動モータ１４ｂの回転軸１４ｃに装着され且つ回転軸１２ｋに装着された平歯車１２ｑと噛合する平歯車１４ｄとを備えている。支持基板１４ａには、図２２に示すように、粉体切出機構１３の矩形角筒部１３ｂの下端側を挿通するとともに、粉体篩い機構１５を挿通する挿通孔１４ｅと、この挿通孔１４ｅの周縁部から下方に延長する角筒部１４ｆとが形成されている。
【００２６】
粉体篩い機構１５は、粉体切出機構１３における矩形角筒部１３ｂの支持基板１４ａから下方に突出する突出部を外側から所定間隔を保って囲む矩形角筒部１５ａを有する。この矩形角筒部１５ａの内部には、図２２に示すように、粉体切出機構１３の切出量調整部１３ｈに対向する位置に傾斜案内面１５ｂを形成して内方に大きく突出する傾斜案内部１５ｃが形成されているとともに、粉体切出機構１３の粉体掻き落とし部１３ｉに対向する位置に傾斜案内面１５ｄを形成して内方に小さく突出する傾斜案内部１５ｅが形成され、両傾斜案内部１５ｃ及び１５ｅ間に矩形の透孔部１５ｆが形成されている。
【００２７】
そして、透孔部１５ｆの下面側に透孔部１５ｆに対向する位置に開口部１５ｇを形成し、この開口部１５ｇを覆うように所定メッシュの網１５ｈを配設した篩い部１５ｉが矩形角筒部１５ａに着脱自在に支持されている。この篩い部１５ｉは、具体的には、図２２で拡大図示するように、矩形角筒部１５ａの長辺部に着脱自在に配設された平面からみてコ字状の支持部１５ｊと、この支持部１５ｊの中央部の外方縁から下方に延長する取付板部１５ｋとを有する第１の支持板１５ｍと、この第１の支持板１５ｍにおけるコ字状の支持部１５ｊの突出部と所定間隔を保って対向する長方形板部１５ｎと、その外方縁から下方に延長する取付板部１５ｏとを有する第２の支持板１５ｐとを備えている。
【００２８】
各支持板１５ｍ及び１５ｐの取付板部１５ｋ及び１５ｏには矩形角筒部１５ａに螺合したボルト１５ｑを挿通するダルマ穴１５ｒが形成されている。そして、第１の支持板１５ｍのコ字状支持部１５ｊと第２の支持板１５ｐの長方形板部１５ｎとに囲まれる間に開口部１５ｇを形成し、この開口部１５ｇを覆うように網１５ｈが配設されている。ここで、網１５ｈは、平網みでメッシュ１０〜４０の網が検査対象の粉体の性状に応じて選択される。
【００２９】
また、矩形角筒部１５ａの上下方向の中間部の外側に外方に突出する取付フランジ部１５ｓが固定されている。この取付フランジ部１５ｓが支持基板１４ａに固定された４個のコ字状支持片１５ｔに弾性体としてのコイルスプリング１５ｕを介して揺動可能に支持されている。
さらに、矩形角筒部１５ａの取付フランジ部１５ｓより上方側の外側面にエアーバイブレータ１５ｖが配設されている。このエアーバイブレータ１５ｖに加圧空気を供給することにより振動が発生され、この振動が矩形角筒部１５ａに伝達される。このとき、矩形角筒部１５ａは、取付フランジ部１５ｓがコイルスプリング１５ｕ及びコ字状支持片１５ｔを介して支持基板１４ａに支持されているので、エアーバイブレータ１５ｖの振動が増幅されて矩形角筒部１５ａが揺動し、篩い機能を発揮することができる。
【００３０】
そして、粉体篩い機構１５の下端部に、図３に示すように、粉体ガイド機構１６が設けられている。この粉体ガイド機構１６は、図２４に示すように、矩形角筒部１５ａの下端を、所定距離を保って覆う矩形角筒部１６ａと、振動フィーダ３の振動トレー３ａに開口する矩形角筒部１６ａより小さい矩形角筒部１６ｂと、矩形角筒部１６ａ及び１６ｂ間を連結する矩形角錐筒部１６ｃとで構成されている。この粉体ガイド機構１６によって、粉体篩い機構１５の網１５ｈから落下する粉体を振動フィーダ３の振動トレー３ａ上に案内する。この振動フィーダ３は、振動トレー３ａを粉体搬送方向に振動させることにより、粉体切出装置２から切り出された粉体を上下方向に重ならないように平準化して帯状に搬送する。
【００３１】
異物検査機構４は、振動フィーダ３から平準化されて搬送される粉粒体が外周面に落下されて粉粒体を搬送する透光性を有する例えば乳白色のアクリル板で形成された回転ドラム２１と、この回転ドラム２１上の粉粒体に対して軸方向に延長するライン状照明領域２２を形成する照明機構２３と、この照明機構２３で形成されたライン状照明領域２２のカラー画像情報をライン状に撮像するカラーライン撮像装置２４とを備えている。
【００３２】
そして、回転ドラムが所定回転速度（例えば４０ｍｉｎ-1程度）で図１において反時計方向に回転駆動される。このため、回転ドラム２１はその最上部でフィーダ３の振動トレー３ａから落下する粉体を受け取り、この粉体を反時計方向に搬送して略９０度回転した滑落位置で良品回収ホッパー２１ｕを介して良品回収槽５に回収される。
また、回転ドラム２１の粉粒体滑落位置よりライン状照明領域２２側における回転ドラム２１によって搬送される粉体に対向する位置に軸方向に延長する異物が混入した粉粒体を吸引除去する異物吸引ノズル２７が配設されている。この異物吸引ノズル２７には、図１に拡大図示するように回転ドラム２１の回転方向下流側に空気を噴射するエアーカーテン機構２７ａが形成されている。
【００３３】
照明機構２３は、回転ドラム２１の外側に配設された外側照明部３１と、回転ドラム２１の内側に支持された調光照明部３２とを有する。
調光照明部３２は、光の三原色であるＲＧＢの三色の発光ダイオードで構成された光源色を調光可能な照明光源３２Ａを有し、前述したライン状照明領域２２に対して回転ドラム２１内から照明光を照射することにより、検査対象となる粉粒体の色と背景となる透光性円筒部２１ａの色とを同系色化して、背景を異物として誤認識することを防止する。
【００３４】
そして、カラーライン撮像装置２４の図示しないライン撮像部で照明機構２３によって照明されたライン状照明領域２２をライン状に撮像してカラーライン画像情報を後述する制御装置４０に出力する。
サイクロン６は、その出力側がブロア８に設けられた粗フィルタ８ａに接続され、入力側が異物吸引ノズル２７及び回転ドラム２１の下側に溜まる未回収粉体を吸引する粉粒体吸引ノズル２８が接続された構成を有する。そして、ブロア８の吸引力で、サイクロン６を介して異物吸引ノズル２７及び粉粒体吸引ノズル２８で回収された異物が混入された粉粒体と未回収粉粒体とを吸引し、サイクロン６で固気分離する。
【００３５】
ブロア８の出力側には中性フィルタ９が接続され、この中性フィルタ９で空気に含まれる残留粒子を除去して大気に放出する。
また、良品回収槽５で回収された良品粉粒体は、良品回収槽５の上部側のホッパー部５ａに貯留され、このホッパー部５ａに所定量の良品粉体が貯留されると、ホッパー部５ａの下側に配設された開閉弁５ｂが開状態に制御されて、下側の加圧室５ｃに落下され、この加圧室５ｃで加圧された良品粉体が例えば混合容器５０に空気輸送される。
【００３６】
制御装置４０は、フィーダ３の粉体搬送速度、回転ドラム２１の粉粒体搬送速度及び異物吸引ノズル２７の異物吸引動作を制御するプログラマブルコントローラ４１と、カラーライン撮像装置２４で撮像したカラーライン画像情報に基づいて画像処理を行って異物検査を行う画像処理装置４２と、異物検査結果等を表示するとともに、異物検査を指示する液晶タッチパネル４３と、プログラマブルコントローラ４１、画像処理装置４２及び液晶タッチパネル４３を統括管理する管理用パーソナルコンピュータ４４とを備えている。
【００３７】
そして、画像処理装置４２は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成され、予め良品のみの粉体で構成される良品粉体を回転ドラムに供給した状態で、カラーライン撮像装置２４で撮像したカラーライン画像情報をＲＧＢ、ＨＳＩ（ＨＳＬ）、ＹＵＶ等の３次元色空間に変換し、変換した３次元色空間での分布に応じた判別条件３次元テーブルを生成しておく。そして、実際に異物の混入が予想される粉体を粉体貯留ホッパー１１に貯留して、振動フィーダ３を介して回転ドラム２１上に載置したときに、カラーライン撮像装置２４で撮像する。撮像したカラーライン画像情報を上記と同様の３次元色空間に変換し、そのときの分布と判別条件３次元テーブルの正常時の分布に内包される場合には良品と判定し、判別条件３次元テーブルの正常時の分布に内包されない分布が生じたときに異物が混入していると判定する異物検査処理を実行する。
【００３８】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
粉体貯留ホッパー１１の開閉蓋１１ｆを開けて、検査対象となる乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体を所定容量投入してから開閉蓋１１ｆを閉じる。
このとき、検査対象となる粉体の性状に応じてローラ駆動機構１４の電動モータ１４ｂの回転速度を調整して、切出ローラ１２の回転速度を最適回転速度に制御しておくとともに、粉体篩い機構１５の網１５ｈのメッシュを最適メッシュに選択して篩い部１５ｉに装着しておく。
【００３９】
この粉体貯留ホッパー１１に検査対象の粉体を貯留した状態で、粉体貯留ホッパー１１に装着したエアーバイブレータ１１ｈに加圧空気を供給して粉体貯留ホッパー１１に振動を与えて貯留した粉体が固化することを防止する。
この状態で、粉体の異物検査を開始するには、先ず、粉体切出装置２のローラ駆動機構１４における電動モータ１４ｂを２０００ｍ-1〜４０００ｍ-1の回転速度範囲で検査対象粉体の性状に基づいて選択された回転速度に駆動制御するとともに、粉体篩い機構１５のエアーバイブレータ１５ｖに加圧空気を供給して振動を発生させる。
【００４０】
このため、電動モータ１４ｂの回転力が平歯車１４ｄ及び１２ｑを介して回転軸１２ｋに伝達されて切出ローラ１２が図９で時計方向に高速回転駆動される。
この切出ローラ１２の上方側には、粉体貯留ホッパー１１に貯留されている検査対象となる粉体が切出量調整部１３ｈの傾斜案内面１３ｋ及び粉体掻き落とし部１３ｉの傾斜案内面１３ｒによって案内された粉体が例えば１２０°の角度範囲で接触される。粉体貯留ホッパー１１では、前述したようにエアーバイブレータ１１ｈによって振動が与えられて、貯留されている粉体が塊化することが抑制されているので、粉体が形塊となることなく切出ローラ１２に接触される。
【００４１】
この切出ローラ１２の外周面には円周方向に等間隔に多数の比較的浅いＵ字状溝１２ａが形成されて粗面とされているので、切出ローラ１２が高速回転駆動されることにより、切出ローラ１２に接触されている粉体が切出ローラ１２の回転に伴って切出ローラ１２の外周面と切出量調整部１３ｈの垂直面１３ｍとの間の間隙を通り、水平面１３ｎ及び垂直面１３ｏで形成される段部の空間部を通って遠心力によって斜め下方に飛翔される。
このとき、切出ローラ１２の外周面がＵ字状溝１２ａによって粗面となっているので、凝集性が強い粉体であっても切出ローラ１２の外周面での滑りが抑制されて安定した状態で切り出しを行うことができる。
【００４２】
切出ローラ１２によって斜め下方に飛翔された粉体は、粉体篩い機構１５の傾斜案内面１５ｂ及び１５ｄで案内されて透孔１５ｆを通じて網１５ｈ上に達する。この粉体篩い機構１５では、矩形角筒部１５ａの取付フランジ１５ｓがコイルスプリング１５ｕ及びコ字状支持片１５ｔを介して支持基板１４ａに揺動可能に支持されているので、矩形角筒部１５ａに装着されたエアーバイブレータ１５ｖに加圧空気を供給して振動を発生させると、矩形角筒部１５ａ自体が振動し、この振動がコイルスプリング１５ｕ及びコ字状支持片１５ｔの弾性によって増幅されて矩形角筒部１５ａが大きく揺動されることになり、網１５ｈで粉体が篩い分けされてメッシュより大きい粉体が網１５ｈ上に留まり、メッシュより小さい粉体が下方に落下する。
【００４３】
この下方に落下した粉体は、粉体ガイド機構１６の矩形角錐筒部１６ｃの内面で案内されて下方の矩形角筒部１６ｂから振動フィーダ３の振動トレー３ａ上に搬送方向と直交する幅方向に帯状に落下される。
この振動トレー３ａは振動駆動されることにより、振動トレー３ａ上に落下した粉体は上下方向に重ならないように平準化されて異物検査機構４の回転ドラム２１の透光性円筒部２１ａ上に落下させることにより、粉体が透光性円筒部２１ａ上を乗った状態で搬送することができる。
【００４４】
そして、粉粒体が照明機構２３によって照明光が照射されたライン状照明領域２２に達すると、カラーライン撮像装置２４で粉粒体及背景が混在するカラーライン画像が撮像され、撮像されたカラーライン画像情報が画像処理装置４２に入力されることにより、この画像処理装置４２で上述した異物検査処理が行われて、カラーライン撮像装置２４で撮像したカラーライン画像情報を３次元色空間に変換し、この３次元色空間の分布が予め生成した判別条件３次元テーブルの正常時の分布に包含される場合には良品であると判断し、正常時の分布に包含されない分布が存在する場合に異物が混入しているものと判断する。
【００４５】
このとき、調光制御処理で調光照明部３２によって背景と粉体とが同系色化されているので、粉粒体とは異なる色の異物が混入されている場合に、異物と他の背景及び粉粒体とを正確に判別することが可能となり、高精度で異物検査を行うことができる。
しかも、透光性円筒部２１ａの内側から調光照明部３２の照明光源３２Ａで照明するので、カラーライン撮像装置２４から見たときの透光性円筒部２１ａの表面色を正確に調整することができると共に、調光照明部３２の照明光源３２Ａから出射される照明光が粉粒体や異物のカラーライン撮像装置２４側の表面を照射することはないので、粉粒体や異物の色を正確に撮像することができる。
【００４６】
そして、異物検査処理で、異物が検出されたときには、検出された異物が異物吸引ノズル２７に達する直前から異物吸引ノズル２７での吸引動作を開始させることにより、異物を確実に吸引することができる。
吸引された異物は、サイクロン６で固気分離されて、不良品回収槽７に回収され、固気分離された空気は、ブロア８を通じて中性フィルタ９で残留粉体を除去して大気に放散される。
【００４７】
一方、異物が混入されていない良品粉体は、異物吸引ノズル２７で吸引されることがないので、滑落位置に達したときには透光性円筒部２１ａから滑落して良品回収槽５に回収される。
そして、回収された良品粉粒体は回収ホッパー５ａ貯留され、その貯留量が所定値に達すると開閉弁５ｂが開操作されて下部の加圧室５ｃに落下され、開閉弁５ｂを閉じた後に加圧室５ｃを加圧して、混合容器５０に空気輸送される。
【００４８】
このように、上記実施形態によると、粉体貯留ホッパー１１の下端に配設した粉体切出機構１３の外周面をＵ字状溝１２ａで粗面とされた切出ローラ１２が配設されているので、粉体貯留ホッパー１１に貯留された粉体が乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体であっても、塊化することなく安定して切り出すことができる。このとき、切出ローラ１２をローラ駆動機構１４によって２０００-1〜４０００ｍ-1の回転速度範囲で高速回転駆動することにより、切出量調整部１３ｈを通過した粉体を遠心力で引き剥がして下方に飛翔させることができ、切出ローラ１２に凝集性が強い粉体が付着して厚い層が形成されることを防止することができる。また、Ｕ字状溝１２ａから塊化した粉体が引き剥がされた場合には、その質量が大きいため、遠心力で矩形角筒部１３ｂの内面に衝接して粉砕され、塊状物として落下することを防止することができる。さらに、切出ローラ１２に粉体が付着したとしても粉体掻き落とし部１３ｉによって切出ローラ１２の外周面に付着した粉体を掻き落とすことができる。
【００４９】
そして、粉体切出機構１３の下側に粉体篩い機構１５が設けられているので、粒径の大きいものは網１５ｈによって篩い分けされて網１５ｈ上に留まり、網１５ｈを通過した粉体のみが粉体ガイド機構１６を通って振動フィーダ３の振動トレー３ａ上に搬送方向と直交する幅方向に帯状となって落下するので、塊状物が異物検査機構４に供給されることを確実に防止することができる。
【００５０】
また、粉体貯留ホッパー１１、粉体切出機構１３、粉体篩い機構１５及び粉体ガイド機構１６は、乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体を扱う関係で、定期的な清掃を必要とするが、支持基板１４ａに粉体切出機構１３及び粉体篩い機構１５が個別にネジ止めされ、粉体切出機構１３に粉体貯留ホッパー１１がネジ止めされているので、各部を個別に切り離すことができ、清掃を容易に行うことができる。
【００５１】
さらに、医薬品原料や食品用粉体で凝集性が弱い粉体を検査対象とする場合には、切出ローラ１２を設ける必要がないので、粉体切出機構１３から粉体貯留ホッパー１１を取り外すとともに、粉体切出機構１３自体を支持基板１４ａから取り外し、これに代えて切出ローラ１２を省略し、且つ粉体掻き落とし部１３ｉの内方への突出量を大きくした形状の傾斜案内部を所定距離保って対向配置した粉体切出機構を支持基板１４ａに装着し、この粉体切出機構に粉体貯留ホッパー１１を装着するようにすればよく、検査対象となる粉体の性状に応じて粉体切出機構１３を交換するだけで、性状の異なる種々の粉体の異物検査を行うことができる。
【００５２】
なお、上記実施形態においては、粉体切出機構１３の切出ローラ１２の外周面に多数のＵ字状溝１２ａが軸方向に延長して形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、多数のＵ字状溝１２ａを螺旋状に形成するようにしてもよく、さらには、ローレット溝を形成するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、ローラ駆動機構１４と切出ローラ１２の回転軸１２ｋとの間の動力伝達を平歯車１２ｑ，１４ｄを介して行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ハスバ歯車、傘歯車等の他の歯車機構や、無端チェーン及びスプロケット等の任意の動力伝達機構を適用することができる。
【００５３】
また、上記実施形態においては、粉体切出機構１３の下側に粉体篩い機構１５を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、粉体篩い機構１５を省略して、粉体切出機構１３の下側に直接粉体ガイド機構１６を取付けるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、粉体貯留ホッパー１１及び粉体篩い機構１５にエアーバイブレータ１１ｈ及び１５ｖを装着した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、機械式のバイブレータや他の任意の構成のバイブレータを適用することができる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、異物吸引ノズル２７をライン状に配置し、異物混入領域の粉粒体をライン状に吸引する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、カラーライン撮像装置２４で撮像したカラーライン画像情報から異物混入位置を検出することができるので、この異物混入位置を含む所定範囲で粉粒体を吸引するようにしてもよい。このためには、異物吸引ノズル２７を回転ドラム２１の軸方向に所定領域毎に分割して配置するか、又は異物吸引ノズル２７内に軸方向に複数の吸引領域を形成すればよい。
さらに、異物検査機構４としては上記構成を有する場合に限らず、粉体に混入する異物を検出可能であれば任意の構成の異物検査機構を適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…カラー粉粒体異物検査装置、２…粉体切出装置、３…振動フィーダ、３ａ，３ｂ…振動コンベヤ、４…異物検査機構、５…良品回収槽、６…サイクロン、７…不良品回収槽、８…ブロア、９…中性フィルタ、１０…筐体、１１…粉体貯留ホッパー、１１ｇ…粉体容量センサ、１１ｈ…エアーバイブレータ、１２…切出ローラ、１２ａ…Ｕ字状溝、１２ｋ…回転軸、１２ｑ…平歯車、１３…粉体切出機構、１３ｈ…切出量調整部、１３ｉ…粉体掻き落とし部、１４…ローラ駆動機構、１４ａ…支持基板、１４ｂ…電動モータ、１４ｃ…回転軸、１４ｄ…平歯車、１５…粉体篩い機構、１５ａ…矩形角筒部、１５ｈ…網、１５ｉ…篩い部、１５ｓ…取付フランジ部、１５ｔ…コ字状支持片、１５ｕ…スプリングコイル、１５ｖ…エアーバイブレータ、１６…粉体ガイド機構、２１…回転ドラム、２３…照明機構、２４…カラーライン撮像装置、２７…異物吸引ノズル、３１…外側照明部、３１Ａ…第１の照明部、３１Ｂ…第２の照明部、３２…調光照明部、３２Ａ…照明光源、４０…制御装置、４１…プログラマブルコントローラ、４２…画像処理装置、４３…液晶タッチパネル、４４…管理用ＰＣ、５０…混合容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を帯状に切り出す粉体切出装置及びこれを使用した粉体異物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品や医薬品に使用する粉体中に混入する異物を検査する検査装置としては、例えば、ホッパーに貯留した粉粒体を仕切り板で供給量を調整しながら所定幅の振動フィーダに供給し、振動与えながら平準化して搬送し、次いで振動フィーダから回転するドラム上に落下させ、ドラムの外周面をガイドとして、均一な層を形成させながら搬送し、ドラム上面に取付けた光源から粉粒体に光を照射して、粉粒体がドラム上から自由落下するまでに粉粒体の表面をライン撮像装置で撮像し、その画像信号を画像処理装置により処理することにより粉粒体中の異物の有無を判定するようにした粉粒体中の異物検査方法および異物検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９０６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、ホッパーに貯留した粉体をその下部から直接帯状に切出し、仕切り板で振動フィーダへの供給量を調整するようにしている。このため、凝集性が弱い粉体である場合には、ホッパーからの粉体の切出しを正常に行うことができるものであるが、凝集性が強い粉体、例えば乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳やコーンスターチのような粉体を切り出す場合には、下端のテーパー状に狭めた切出口で粉体が塊となって切り出されたり、切出口で架橋状態となって粉体切出しが困難となったりして、粉体の定量切り出しを良好に行うことができなくなるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、凝集性が強い粉体であってもホッパーから塊となることなく定量切出しを行うことができる粉体切出装置及びこれを使用した粉体異物検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る粉体切出装置は、粉体を貯留し、粉体を帯状に切り出す切出用開口を有するホッパーと、該ホッパーの切出用開口に連接して配設された当該切出用開口の長手方向に対向して回転自在に配設された外周面を粉体を切出し可能な粗面とした切出ローラを有する粉体切出機構と、前記切出ローラを一定方向に回転駆動するローラ駆動機構とを備えていることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に係る粉体切出装置は、請求項１に係る発明において、前記粉体切出機構は、前記切出ローラと所定間隔を保って対向し前記ホッパー側で当該切出ローラの回転に伴って移動される粉体の切出量を調整する切出量調整部と、前記切出ローラと近接対向し切出後に前記切出ローラに付着した粉体を掻き落とす粉体掻き落とし部とを有し、前記切出量調整部及び前記粉体掻き落とし部が前記切出ローラを挟んで対向配置されていることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３に係る粉体切出装置は、請求項１または２に係る発明において、前記ホッパーは、振動を発生するバイブレータが側面に配設されていることを特徴としている。
また、請求項４に係る粉体切出装置は、請求項３に係る発明において、前記バイブレータは、前記粉体切出機構の切出量調整部側の側面に配設されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項５に係る粉体切出装置は、請求項１乃至４の何れか１つに係る発明において、前記ホッパーは、内部に貯留する粉体の容量を検出する粉体容量センサが配設されていることを特徴としている。
また、請求項６に係る粉体切出装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記粗面は、前記切出ローラの外周面に円周方向に等間隔で軸方向に延長して形成された粉体を切出し可能なＵ字状溝によって形成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項７に係る粉体切出装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記粗面は、前記切出ローラの外周面に円周方向に等間隔で軸方向に螺旋状に延長して形成された粉体を切出し可能なＵ字状溝によって形成されていることを特徴としている。
また、請求項８に係る粉体切出装置は、請求項１乃至５の何れか１項に係る発明において、前記粗面は、前記切出ローラの外周面に形成された粉体を切出し可能なローレット溝によって形成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項９に係る粉体切出装置は、請求項１乃至８の何れか１つの発明において、前記ローラ駆動機構は、前記切出ローラを２０００ｍｉｎ-1〜４０００ｍｉｎ-1の回転速度範囲で高速回転駆動することを特徴としている。
また、請求項１０に係る粉体切出装置は、請求項１乃至９の何れか１つの発明において、前記粉体切出機構の下方側にバイブレータの振動が伝達される篩い機構が配設されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項１１に係る粉体異物検査装置は、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の粉体切出装置と、該粉体切出装置から切出された粉体が搬送しながら平準化する粉体搬送機構を介して供給される粉体に混入された異物を検査する異物検査機構とを備えたことを特徴としている。
また、請求項１２に係る粉体異物検査装置は、請求項１１に係る発明において、前記異物検査機構は、前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を外周面で受けて滑落位置まで搬送する回転ドラムと、前記回転ドラムの粉粒体落下位置から前記滑落位置までの間で、少なくとも当該回転ドラムを軸方向に延びる所定の照明領域で照明する照明機構と、前記照明機構で照明された粉体を撮像するライン撮像装置と、前記ライン撮像装置で撮像した粉体画像情報に基づいて異物の混入を検出する異物混入検出装置とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、粉体を貯留するホッパーの切出用開口に対向して、粉体を切出し可能な切出ローラを有する粉体切出機構を設け、その切出ローラをローラ駆動機構で一定方向に回転駆動するようにしたので、凝集性が強い粉体において塊となることなく定量切出しを行うことかできるという効果を有する。
ここで、粉体切出機構を、前記切出ローラと所定間隔を保って対向し前記ホッパー側で当該切出ローラの回転に伴って移動される粉体の切出量を調整する切出量調整部と、前記切出ローラと近接対向し切出後に前記切出ローラに付着した粉体を掻き落とす粉体掻き落とし部とを切出ローラを挟んで対向配置することにより、粉体が切出ローラに付着して粉体層が形成されることを防止しながら、切出量調整部で良好な切出しを確保することができる。
また、上記効果を有する粉体切出装置を使用して粉体異物検査装置を構成することにより、粉体の塊化物の発生を防止して正確な異物検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る異物検査装置の一実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】図１の粉粒体異物検査装置の具体的構成を示す断面図である。
【図３】粉体切出装置を示す断面図である。
【図４】粉体貯留ホッパー及び粉体切出機構を示す斜視図である。
【図５】粉体切出装置を示す正面図である。
【図６】粉体切出装置を示す右側面図である。
【図７】粉体切出装置を示す平面図である。
【図８】粉体貯留ホッパー及び粉体切出機構を示す断面図である。
【図９】粉体切出機構の要部の拡大断面図である。
【図１０】切出ローラを、Ｕ字状溝を拡大して示す左側面図である。
【図１１】切出ローラを示す右側面である。
【図１２】切出ローラを示す図であって（ａ）は正面図、（ｂ）は図１０のＡ−Ａ線状の断面図である。
【図１３】粉体貯留ホッパー及び粉体切出機構を示す正面図である。
【図１４】図１３のＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図１５】図１４のＣ部拡大図である。
【図１６】図１４のＤ部拡大図である。
【図１７】粉体貯留ホッパー及び粉体切出機構の縦断面図である。
【図１８】粉体切出機構及び粉体篩い機構を示す正面図である。
【図１９】粉体篩い機構を示す下方から見た斜視図である。
【図２０】粉体篩い機構の要部を示す斜視図である。
【図２１】粉体篩い機構の正面図である。
【図２２】粉体篩い機構の一部を拡大して示す断面図である。
【図２３】図２２のＥ−Ｅ線上の断面図である。
【図２４】粉体ガイド機構及び振動フィーダを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すシステム構成図であって、図中、１は乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体や医薬品のように凝集性が弱い粉体等の各種粉体に混入する異物を検査するカラー粉粒体異物検査装置である。
このカラー粉体異物検査装置１は、粉体切出装置２、振動フィーダ３、異物検査機構４、良品回収槽５、サイクロン６、不良品回収槽７、ブロア８及び中性フィルタ９を有する。
【００１５】
また、カラー粉体異物検査装置１は切出装置設置部１０Ａ及び異物検査機構収容部１０Ｂを有する筐体１０を有する。
粉体切出装置２は、検査対象となる凝集性が強い粉体、例えば乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の粉粒体を貯留して、貯留した粉体を所定幅の帯状となるように定量切出しする。
この粉体切出装置２は、図２に示すように、筐体１０の切出装置設置部１０Ａに設置されており、乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体を貯留する粉体貯留ホッパー１１と、この粉体貯留ホッパー１１から粉体を切り出す切出ローラ１２を有する粉体切出機構１３と、この粉体切出機構１３の切出ローラ１２を回転駆動するローラ駆動機構１４とを備えている。
【００１６】
粉体貯留ホッパー１１は、図３〜図８に示すように、上端を開放した比較的大きな矩形筒部１１ａと、下端の比較的小さな矩形開口１１ｂを形成する矩形筒部１１ｃと、矩形筒部１１ａ及び矩形筒部１１ｃ間を連結する矩形角錐筒部１１ｄとで構成されている。矩形筒部１１ｃの外周側には矩形の取付フランジ部１１ｅが突出形成されている。
そして、粉体貯留ホッパー１１の矩形筒部１１ａは開閉自在の開閉蓋１１ｆで閉塞されている。また、矩形角錐筒部１１ｄの一方の短辺板部に粉体貯留ホッパー１１内における粉体容量を計測する容量センサ１１ｇが配設されている。さらに、矩形角錐筒部１１ｄの異物検査機構４とは反対側の長辺板部の外側面に振動を発生するエアーバイブレータ１１ｈが装着されている。また、取付フランジ部１１ｅが粉体切出機構１３に形成した取付フランジ部１３ａに取付けられている。
【００１７】
この粉体切出機構１３は、図３、図８〜図１７に示すように、粉体貯留ホッパー１１の矩形筒部１１ｃより僅かに大きい矩形角筒部１３ｂを有し、この矩形角筒部１３ｂの上端側外側面に取付フランジ１３ａが突出形成されているとともに、中央部よりやや下側の外側面にも取付フランジ１３ｃが突出形成されている。
また、矩形角筒部１３ｂの内周面には、図３、図８及び図９で特に明らかなように、上端部側における粉体貯留ホッパー１１の矩形開口１１ｂと下方から対向し、短辺側壁部間の中央位置に切出ローラ１２が長辺側側壁部と平行に回転自在に配設されている。この切出ローラ１２は、テトラフルオロエチレン等の硬質合成樹脂材で例えば直径５０ｍｍ、長さが矩形角筒部１３ｂの短辺側壁部間の長さより僅かに短い約１５０ｍｍ程度の円筒状に形成されている。
【００１８】
この切出ローラ１２には、図１０〜図１２に示すように、外周面に円周方向に等間隔で軸方向に延長し、凝集性が強い粉体を効率良く切出す粗面を形成する多数（例えば２６個）の深さが３ｍｍ程度と比較的浅いＵ字状溝１２ａが形成されている。このＵ字状溝１２ａは、図１０で拡大して示すように、断面形状が、底部の中央部が接線方向に僅かに延長する平坦面１２ｂとされ、この平坦面１２ｂの円周方向の両端部に湾曲部１２ｃ及び１２ｄを介して外周面に行くに従って幅広となるテーパー側壁部１２ｅ及び１２ｆと外周端側が例えば６０°の角度で開いた比較的浅いＵ字状に形成されている。
【００１９】
また、切出ローラ１２には、中心部に中心開口１２ｇが形成されている。この中心開口１２ｇは端面側にＣ面取りされた断面円形の軸嵌合孔１２ｈと、この軸嵌合孔１２ｈに連通して軸嵌合孔１２ｈの直径よりも短い幅の二面幅孔部１２ｉとで形成されている。
そして、この切出ローラ１２の軸嵌合孔１２ｈ側から回転軸１２ｋが嵌挿されている。
この回転軸１２ｋは、図１４〜図１７に示すように、切出ローラ１２の軸嵌合孔１２ｈに嵌合する直径を有し、切出ローラ１２の端部から比較的長く突出する大径部１２ｍと、この大径部１２ｍに連接し、切出ローラ１２の二面幅孔部１２ｉを挿通して切出ローラ１２の他端から突出する中径部１２ｎと、この中径部１２ｎの先端に形成された小径雄ねじ部１２ｏとで形成されている。
【００２０】
また、矩形角筒部１３ｂの一方の短辺部における回転軸支持部には、図１４に示すように、回転軸１２ｋを支持し、内方に連通する短尺の円筒支持部１３ｄが形成されている。また、矩形角筒部１３ｂの他方の短辺部における回転軸支持部には、回転軸１２ｋの大径部１２ｍより大径且つ切出ローラ１２の外径より小径で、回転軸１２ｋを支持し、内方に連通する長尺の円筒支持部１３ｅが円筒支持部１３ｄと対向して形成されている。
【００２１】
そして、切出ローラ１２に挿通された回転軸１２ｋの小径雄ねじ部１２ｏが円筒支持部１３ｄより突出され、回転軸１２ｋの中径部１２ｎが転がり軸受１３ｆを介して円筒支持部１３ｄに回転自在に支持され、回転軸１２ｋの大径部１２ｍが円筒支持部１３ｅの先端に転がり軸受１３ｇを介して回転自在に支持されている。さらに、回転軸１２ｋの雄ねじ部１２ｏに緩み止め機能を有するＵナット１２ｐが螺合されている。
【００２２】
さらに、回転軸１２ｋの円筒支持部１３ｅから突出し、且つ取付フランジ１３ｃより外側位置に平歯車１２ｑが装着されている。
また、粉体切出機構１３は、図３、図８及び図９に示すように、矩形角筒部１３ｂの長辺板部に接して切出ローラ１２の軸方向の全長に対して水平方向に所定間隔を保って対向して配設された切出ローラ１２の回転に伴って移動される粉体の切出量を調整する切出量調整部１３ｈと、この切出量調整部１３ｈに対して切出ローラ１２を挟んで反対側に切出ローラ１２と近接対向して配設された切出ローラ１２に付着した粉体を掻き落とす粉体掻き落とし部１３ｉとが設けられている。
【００２３】
ここで、切出量調整部１３ｈは、図９に示すように、断面形状が、矩形角筒部１３ｂに沿って延長する垂直背面部１３ｊと、この垂直背面部１３ｊの上端から下方に行くに従って徐々に内方に突出して切出ローラ１２に対して所定間隔を保つ位置まで延長し、粉体貯留ホッパー１１の矩形角錐筒部１１ｄの傾斜角と略等しい傾斜角で傾斜する傾斜案内面１３ｋと、この傾斜案内面１３ｋの下端から下方に僅かに延長する垂直面１３ｍと、この垂直面１３ｍの下端から外方に僅かに延長する水平面１３ｎと、この水平面１３ｎから下方に回転軸１２ｋの大径部１２ｍの略下端位置まで延長する垂直面１３ｏと、この垂直面１３ｏから水平方向に外方に延長して垂直背面部１３ｊに達する水平底面１３ｐとを備えている。そして、図９で時計方向に回転駆動される切出ローラ１２によって移動される粉体が切出ローラ１２の外周面と垂直面１３ｍとの間の間隙を通じ、水平面１３ｎと垂直面１３ｏとで形成される段部を通じて下方に切り出される。
【００２４】
粉体掻き落とし部１３ｉは、図９に示すように、矩形角筒部１３ｂに沿って延長する垂直背面部１３ｑと、この垂直背面部１３ｑの上端に連接して切出量調整部１３ｈの傾斜案内面１３ｋに対して切出ローラ１２の中心軸を通る垂直線を挟んで線対称となる傾斜案内面１３ｒと、この傾斜案内面１３ｒの下面から切出ローラ１２に近接して下方に延長する垂直面１３ｓと、この垂直面１３ｓの切出量調整部１３ｈの水平底面１３ｐと同様の高さ位置で水平方向に外方に延長して垂直背面部１３ｑに達する水平底面１３ｔとを備えている。そして、垂直面１３ｓと水平底面１３ｔとが連接するエッジ部１３ｕで切出ローラ１２に付着する粉体を掻き落とす。
そして、切出量調整部１３ｈ及び粉体掻き落とし部１３ｉは、図１４に示すように、矩形角筒部１３ｂの側壁に上下方向の位置及び水平方向の位置を調整可能にネジ止めされている。
【００２５】
また、切出ローラ１２の回転軸１２ｋは、これに装着された平歯車１２ｑがローラ駆動機構１４に連結されている。このローラ駆動機構１４は、図４、図１３及び図１４に示すように、筐体１０の切出装置設置部１０Ａに装着され且つ粉体切出機構１３の矩形角筒部１３ｂの取付フランジ１３ｃが着脱自在にネジ止め固定される支持基板１４ａ上に固定され、回転速度が２０００ｍ-1〜４０００ｍ-1の回転速度範囲で高速回転駆動される電動モータ１４ｂと、この電動モータ１４ｂの回転軸１４ｃに装着され且つ回転軸１２ｋに装着された平歯車１２ｑと噛合する平歯車１４ｄとを備えている。支持基板１４ａには、図２２に示すように、粉体切出機構１３の矩形角筒部１３ｂの下端側を挿通するとともに、粉体篩い機構１５を挿通する挿通孔１４ｅと、この挿通孔１４ｅの周縁部から下方に延長する角筒部１４ｆとが形成されている。
【００２６】
粉体篩い機構１５は、粉体切出機構１３における矩形角筒部１３ｂの支持基板１４ａから下方に突出する突出部を外側から所定間隔を保って囲む矩形角筒部１５ａを有する。この矩形角筒部１５ａの内部には、図２２に示すように、粉体切出機構１３の切出量調整部１３ｈに対向する位置に傾斜案内面１５ｂを形成して内方に大きく突出する傾斜案内部１５ｃが形成されているとともに、粉体切出機構１３の粉体掻き落とし部１３ｉに対向する位置に傾斜案内面１５ｄを形成して内方に小さく突出する傾斜案内部１５ｅが形成され、両傾斜案内部１５ｃ及び１５ｅ間に矩形の透孔部１５ｆが形成されている。
【００２７】
そして、透孔部１５ｆの下面側に透孔部１５ｆに対向する位置に開口部１５ｇを形成し、この開口部１５ｇを覆うように所定メッシュの網１５ｈを配設した篩い部１５ｉが矩形角筒部１５ａに着脱自在に支持されている。この篩い部１５ｉは、具体的には、図２２で拡大図示するように、矩形角筒部１５ａの長辺部に着脱自在に配設された平面からみてコ字状の支持部１５ｊと、この支持部１５ｊの中央部の外方縁から下方に延長する取付板部１５ｋとを有する第１の支持板１５ｍと、この第１の支持板１５ｍにおけるコ字状の支持部１５ｊの突出部と所定間隔を保って対向する長方形板部１５ｎと、その外方縁から下方に延長する取付板部１５ｏとを有する第２の支持板１５ｐとを備えている。
【００２８】
各支持板１５ｍ及び１５ｐの取付板部１５ｋ及び１５ｏには矩形角筒部１５ａに螺合したボルト１５ｑを挿通するダルマ穴１５ｒが形成されている。そして、第１の支持板１５ｍのコ字状支持部１５ｊと第２の支持板１５ｐの長方形板部１５ｎとに囲まれる間に開口部１５ｇを形成し、この開口部１５ｇを覆うように網１５ｈが配設されている。ここで、網１５ｈは、平網みでメッシュ１０〜４０の網が検査対象の粉体の性状に応じて選択される。
【００２９】
また、矩形角筒部１５ａの上下方向の中間部の外側に外方に突出する取付フランジ部１５ｓが固定されている。この取付フランジ部１５ｓが支持基板１４ａに固定された４個のコ字状支持片１５ｔに弾性体としてのコイルスプリング１５ｕを介して揺動可能に支持されている。
さらに、矩形角筒部１５ａの取付フランジ部１５ｓより上方側の外側面にエアーバイブレータ１５ｖが配設されている。このエアーバイブレータ１５ｖに加圧空気を供給することにより振動が発生され、この振動が矩形角筒部１５ａに伝達される。このとき、矩形角筒部１５ａは、取付フランジ部１５ｓがコイルスプリング１５ｕ及びコ字状支持片１５ｔを介して支持基板１４ａに支持されているので、エアーバイブレータ１５ｖの振動が増幅されて矩形角筒部１５ａが揺動し、篩い機能を発揮することができる。
【００３０】
そして、粉体篩い機構１５の下端部に、図３に示すように、粉体ガイド機構１６が設けられている。この粉体ガイド機構１６は、図２４に示すように、矩形角筒部１５ａの下端を、所定距離を保って覆う矩形角筒部１６ａと、振動フィーダ３の振動トレー３ａに開口する矩形角筒部１６ａより小さい矩形角筒部１６ｂと、矩形角筒部１６ａ及び１６ｂ間を連結する矩形角錐筒部１６ｃとで構成されている。この粉体ガイド機構１６によって、粉体篩い機構１５の網１５ｈから落下する粉体を振動フィーダ３の振動トレー３ａ上に案内する。この振動フィーダ３は、振動トレー３ａを粉体搬送方向に振動させることにより、粉体切出装置２から切り出された粉体を上下方向に重ならないように平準化して帯状に搬送する。
【００３１】
異物検査機構４は、振動フィーダ３から平準化されて搬送される粉粒体が外周面に落下されて粉粒体を搬送する透光性を有する例えば乳白色のアクリル板で形成された回転ドラム２１と、この回転ドラム２１上の粉粒体に対して軸方向に延長するライン状照明領域２２を形成する照明機構２３と、この照明機構２３で形成されたライン状照明領域２２のカラー画像情報をライン状に撮像するカラーライン撮像装置２４とを備えている。
【００３２】
そして、回転ドラムが所定回転速度（例えば４０ｍｉｎ-1程度）で図１において反時計方向に回転駆動される。このため、回転ドラム２１はその最上部でフィーダ３の振動トレー３ａから落下する粉体を受け取り、この粉体を反時計方向に搬送して略９０度回転した滑落位置で良品回収ホッパー２１ｕを介して良品回収槽５に回収される。
また、回転ドラム２１の粉粒体滑落位置よりライン状照明領域２２側における回転ドラム２１によって搬送される粉体に対向する位置に軸方向に延長する異物が混入した粉粒体を吸引除去する異物吸引ノズル２７が配設されている。この異物吸引ノズル２７には、図１に拡大図示するように回転ドラム２１の回転方向下流側に空気を噴射するエアーカーテン機構２７ａが形成されている。
【００３３】
照明機構２３は、回転ドラム２１の外側に配設された外側照明部３１と、回転ドラム２１の内側に支持された調光照明部３２とを有する。
調光照明部３２は、光の三原色であるＲＧＢの三色の発光ダイオードで構成された光源色を調光可能な照明光源３２Ａを有し、前述したライン状照明領域２２に対して回転ドラム２１内から照明光を照射することにより、検査対象となる粉粒体の色と背景となる透光性円筒部２１ａの色とを同系色化して、背景を異物として誤認識することを防止する。
【００３４】
そして、カラーライン撮像装置２４の図示しないライン撮像部で照明機構２３によって照明されたライン状照明領域２２をライン状に撮像してカラーライン画像情報を後述する制御装置４０に出力する。
サイクロン６は、その出力側がブロア８に設けられた粗フィルタ８ａに接続され、入力側が異物吸引ノズル２７及び回転ドラム２１の下側に溜まる未回収粉体を吸引する粉粒体吸引ノズル２８が接続された構成を有する。そして、ブロア８の吸引力で、サイクロン６を介して異物吸引ノズル２７及び粉粒体吸引ノズル２８で回収された異物が混入された粉粒体と未回収粉粒体とを吸引し、サイクロン６で固気分離する。
【００３５】
ブロア８の出力側には中性フィルタ９が接続され、この中性フィルタ９で空気に含まれる残留粒子を除去して大気に放出する。
また、良品回収槽５で回収された良品粉粒体は、良品回収槽５の上部側のホッパー部５ａに貯留され、このホッパー部５ａに所定量の良品粉体が貯留されると、ホッパー部５ａの下側に配設された開閉弁５ｂが開状態に制御されて、下側の加圧室５ｃに落下され、この加圧室５ｃで加圧された良品粉体が例えば混合容器５０に空気輸送される。
【００３６】
制御装置４０は、フィーダ３の粉体搬送速度、回転ドラム２１の粉粒体搬送速度及び異物吸引ノズル２７の異物吸引動作を制御するプログラマブルコントローラ４１と、カラーライン撮像装置２４で撮像したカラーライン画像情報に基づいて画像処理を行って異物検査を行う画像処理装置４２と、異物検査結果等を表示するとともに、異物検査を指示する液晶タッチパネル４３と、プログラマブルコントローラ４１、画像処理装置４２及び液晶タッチパネル４３を統括管理する管理用パーソナルコンピュータ４４とを備えている。
【００３７】
そして、画像処理装置４２は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成され、予め良品のみの粉体で構成される良品粉体を回転ドラムに供給した状態で、カラーライン撮像装置２４で撮像したカラーライン画像情報をＲＧＢ、ＨＳＩ（ＨＳＬ）、ＹＵＶ等の３次元色空間に変換し、変換した３次元色空間での分布に応じた判別条件３次元テーブルを生成しておく。そして、実際に異物の混入が予想される粉体を粉体貯留ホッパー１１に貯留して、振動フィーダ３を介して回転ドラム２１上に載置したときに、カラーライン撮像装置２４で撮像する。撮像したカラーライン画像情報を上記と同様の３次元色空間に変換し、そのときの分布と判別条件３次元テーブルの正常時の分布に内包される場合には良品と判定し、判別条件３次元テーブルの正常時の分布に内包されない分布が生じたときに異物が混入していると判定する異物検査処理を実行する。
【００３８】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
粉体貯留ホッパー１１の開閉蓋１１ｆを開けて、検査対象となる乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体を所定容量投入してから開閉蓋１１ｆを閉じる。
このとき、検査対象となる粉体の性状に応じてローラ駆動機構１４の電動モータ１４ｂの回転速度を調整して、切出ローラ１２の回転速度を最適回転速度に制御しておくとともに、粉体篩い機構１５の網１５ｈのメッシュを最適メッシュに選択して篩い部１５ｉに装着しておく。
【００３９】
この粉体貯留ホッパー１１に検査対象の粉体を貯留した状態で、粉体貯留ホッパー１１に装着したエアーバイブレータ１１ｈに加圧空気を供給して粉体貯留ホッパー１１に振動を与えて貯留した粉体が固化することを防止する。
この状態で、粉体の異物検査を開始するには、先ず、粉体切出装置２のローラ駆動機構１４における電動モータ１４ｂを２０００ｍ-1〜４０００ｍ-1の回転速度範囲で検査対象粉体の性状に基づいて選択された回転速度に駆動制御するとともに、粉体篩い機構１５のエアーバイブレータ１５ｖに加圧空気を供給して振動を発生させる。
【００４０】
このため、電動モータ１４ｂの回転力が平歯車１４ｄ及び１２ｑを介して回転軸１２ｋに伝達されて切出ローラ１２が図９で時計方向に高速回転駆動される。
この切出ローラ１２の上方側には、粉体貯留ホッパー１１に貯留されている検査対象となる粉体が切出量調整部１３ｈの傾斜案内面１３ｋ及び粉体掻き落とし部１３ｉの傾斜案内面１３ｒによって案内された粉体が例えば１２０°の角度範囲で接触される。粉体貯留ホッパー１１では、前述したようにエアーバイブレータ１１ｈによって振動が与えられて、貯留されている粉体が塊化することが抑制されているので、粉体が形塊となることなく切出ローラ１２に接触される。
【００４１】
この切出ローラ１２の外周面には円周方向に等間隔に多数の比較的浅いＵ字状溝１２ａが形成されて粗面とされているので、切出ローラ１２が高速回転駆動されることにより、切出ローラ１２に接触されている粉体が切出ローラ１２の回転に伴って切出ローラ１２の外周面と切出量調整部１３ｈの垂直面１３ｍとの間の間隙を通り、水平面１３ｎ及び垂直面１３ｏで形成される段部の空間部を通って遠心力によって斜め下方に飛翔される。
このとき、切出ローラ１２の外周面がＵ字状溝１２ａによって粗面となっているので、凝集性が強い粉体であっても切出ローラ１２の外周面での滑りが抑制されて安定した状態で切り出しを行うことができる。
【００４２】
切出ローラ１２によって斜め下方に飛翔された粉体は、粉体篩い機構１５の傾斜案内面１５ｂ及び１５ｄで案内されて透孔１５ｆを通じて網１５ｈ上に達する。この粉体篩い機構１５では、矩形角筒部１５ａの取付フランジ１５ｓがコイルスプリング１５ｕ及びコ字状支持片１５ｔを介して支持基板１４ａに揺動可能に支持されているので、矩形角筒部１５ａに装着されたエアーバイブレータ１５ｖに加圧空気を供給して振動を発生させると、矩形角筒部１５ａ自体が振動し、この振動がコイルスプリング１５ｕ及びコ字状支持片１５ｔの弾性によって増幅されて矩形角筒部１５ａが大きく揺動されることになり、網１５ｈで粉体が篩い分けされてメッシュより大きい粉体が網１５ｈ上に留まり、メッシュより小さい粉体が下方に落下する。
【００４３】
この下方に落下した粉体は、粉体ガイド機構１６の矩形角錐筒部１６ｃの内面で案内されて下方の矩形角筒部１６ｂから振動フィーダ３の振動トレー３ａ上に搬送方向と直交する幅方向に帯状に落下される。
この振動トレー３ａは振動駆動されることにより、振動トレー３ａ上に落下した粉体は上下方向に重ならないように平準化されて異物検査機構４の回転ドラム２１の透光性円筒部２１ａ上に落下させることにより、粉体が透光性円筒部２１ａ上を乗った状態で搬送することができる。
【００４４】
そして、粉粒体が照明機構２３によって照明光が照射されたライン状照明領域２２に達すると、カラーライン撮像装置２４で粉粒体及背景が混在するカラーライン画像が撮像され、撮像されたカラーライン画像情報が画像処理装置４２に入力されることにより、この画像処理装置４２で上述した異物検査処理が行われて、カラーライン撮像装置２４で撮像したカラーライン画像情報を３次元色空間に変換し、この３次元色空間の分布が予め生成した判別条件３次元テーブルの正常時の分布に包含される場合には良品であると判断し、正常時の分布に包含されない分布が存在する場合に異物が混入しているものと判断する。
【００４５】
このとき、調光制御処理で調光照明部３２によって背景と粉体とが同系色化されているので、粉粒体とは異なる色の異物が混入されている場合に、異物と他の背景及び粉粒体とを正確に判別することが可能となり、高精度で異物検査を行うことができる。
しかも、透光性円筒部２１ａの内側から調光照明部３２の照明光源３２Ａで照明するので、カラーライン撮像装置２４から見たときの透光性円筒部２１ａの表面色を正確に調整することができると共に、調光照明部３２の照明光源３２Ａから出射される照明光が粉粒体や異物のカラーライン撮像装置２４側の表面を照射することはないので、粉粒体や異物の色を正確に撮像することができる。
【００４６】
そして、異物検査処理で、異物が検出されたときには、検出された異物が異物吸引ノズル２７に達する直前から異物吸引ノズル２７での吸引動作を開始させることにより、異物を確実に吸引することができる。
吸引された異物は、サイクロン６で固気分離されて、不良品回収槽７に回収され、固気分離された空気は、ブロア８を通じて中性フィルタ９で残留粉体を除去して大気に放散される。
【００４７】
一方、異物が混入されていない良品粉体は、異物吸引ノズル２７で吸引されることがないので、滑落位置に達したときには透光性円筒部２１ａから滑落して良品回収槽５に回収される。
そして、回収された良品粉粒体は回収ホッパー５ａ貯留され、その貯留量が所定値に達すると開閉弁５ｂが開操作されて下部の加圧室５ｃに落下され、開閉弁５ｂを閉じた後に加圧室５ｃを加圧して、混合容器５０に空気輸送される。
【００４８】
このように、上記実施形態によると、粉体貯留ホッパー１１の下端に配設した粉体切出機構１３の外周面をＵ字状溝１２ａで粗面とされた切出ローラ１２が配設されているので、粉体貯留ホッパー１１に貯留された粉体が乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体であっても、塊化することなく安定して切り出すことができる。このとき、切出ローラ１２をローラ駆動機構１４によって２０００-1〜４０００ｍ-1の回転速度範囲で高速回転駆動することにより、切出量調整部１３ｈを通過した粉体を遠心力で引き剥がして下方に飛翔させることができ、切出ローラ１２に凝集性が強い粉体が付着して厚い層が形成されることを防止することができる。また、Ｕ字状溝１２ａから塊化した粉体が引き剥がされた場合には、その質量が大きいため、遠心力で矩形角筒部１３ｂの内面に衝接して粉砕され、塊状物として落下することを防止することができる。さらに、切出ローラ１２に粉体が付着したとしても粉体掻き落とし部１３ｉによって切出ローラ１２の外周面に付着した粉体を掻き落とすことができる。
【００４９】
そして、粉体切出機構１３の下側に粉体篩い機構１５が設けられているので、粒径の大きいものは網１５ｈによって篩い分けされて網１５ｈ上に留まり、網１５ｈを通過した粉体のみが粉体ガイド機構１６を通って振動フィーダ３の振動トレー３ａ上に搬送方向と直交する幅方向に帯状となって落下するので、塊状物が異物検査機構４に供給されることを確実に防止することができる。
【００５０】
また、粉体貯留ホッパー１１、粉体切出機構１３、粉体篩い機構１５及び粉体ガイド機構１６は、乳糖（ラクトース）粉末、脱脂粉乳、コーンスターチ等の凝集性が強い粉体を扱う関係で、定期的な清掃を必要とするが、支持基板１４ａに粉体切出機構１３及び粉体篩い機構１５が個別にネジ止めされ、粉体切出機構１３に粉体貯留ホッパー１１がネジ止めされているので、各部を個別に切り離すことができ、清掃を容易に行うことができる。
【００５１】
さらに、医薬品原料や食品用粉体で凝集性が弱い粉体を検査対象とする場合には、切出ローラ１２を設ける必要がないので、粉体切出機構１３から粉体貯留ホッパー１１を取り外すとともに、粉体切出機構１３自体を支持基板１４ａから取り外し、これに代えて切出ローラ１２を省略し、且つ粉体掻き落とし部１３ｉの内方への突出量を大きくした形状の傾斜案内部を所定距離保って対向配置した粉体切出機構を支持基板１４ａに装着し、この粉体切出機構に粉体貯留ホッパー１１を装着するようにすればよく、検査対象となる粉体の性状に応じて粉体切出機構１３を交換するだけで、性状の異なる種々の粉体の異物検査を行うことができる。
【００５２】
なお、上記実施形態においては、粉体切出機構１３の切出ローラ１２の外周面に多数のＵ字状溝１２ａが軸方向に延長して形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、多数のＵ字状溝１２ａを螺旋状に形成するようにしてもよく、さらには、ローレット溝を形成するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、ローラ駆動機構１４と切出ローラ１２の回転軸１２ｋとの間の動力伝達を平歯車１２ｑ，１４ｄを介して行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ハスバ歯車、傘歯車等の他の歯車機構や、無端チェーン及びスプロケット等の任意の動力伝達機構を適用することができる。
【００５３】
また、上記実施形態においては、粉体切出機構１３の下側に粉体篩い機構１５を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、粉体篩い機構１５を省略して、粉体切出機構１３の下側に直接粉体ガイド機構１６を取付けるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、粉体貯留ホッパー１１及び粉体篩い機構１５にエアーバイブレータ１１ｈ及び１５ｖを装着した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、機械式のバイブレータや他の任意の構成のバイブレータを適用することができる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、異物吸引ノズル２７をライン状に配置し、異物混入領域の粉粒体をライン状に吸引する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、カラーライン撮像装置２４で撮像したカラーライン画像情報から異物混入位置を検出することができるので、この異物混入位置を含む所定範囲で粉粒体を吸引するようにしてもよい。このためには、異物吸引ノズル２７を回転ドラム２１の軸方向に所定領域毎に分割して配置するか、又は異物吸引ノズル２７内に軸方向に複数の吸引領域を形成すればよい。
さらに、異物検査機構４としては上記構成を有する場合に限らず、粉体に混入する異物を検出可能であれば任意の構成の異物検査機構を適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…カラー粉粒体異物検査装置、２…粉体切出装置、３…振動フィーダ、３ａ，３ｂ…振動コンベヤ、４…異物検査機構、５…良品回収槽、６…サイクロン、７…不良品回収槽、８…ブロア、９…中性フィルタ、１０…筐体、１１…粉体貯留ホッパー、１１ｇ…粉体容量センサ、１１ｈ…エアーバイブレータ、１２…切出ローラ、１２ａ…Ｕ字状溝、１２ｋ…回転軸、１２ｑ…平歯車、１３…粉体切出機構、１３ｈ…切出量調整部、１３ｉ…粉体掻き落とし部、１４…ローラ駆動機構、１４ａ…支持基板、１４ｂ…電動モータ、１４ｃ…回転軸、１４ｄ…平歯車、１５…粉体篩い機構、１５ａ…矩形角筒部、１５ｈ…網、１５ｉ…篩い部、１５ｓ…取付フランジ部、１５ｔ…コ字状支持片、１５ｕ…スプリングコイル、１５ｖ…エアーバイブレータ、１６…粉体ガイド機構、２１…回転ドラム、２３…照明機構、２４…カラーライン撮像装置、２７…異物吸引ノズル、３１…外側照明部、３１Ａ…第１の照明部、３１Ｂ…第２の照明部、３２…調光照明部、３２Ａ…照明光源、４０…制御装置、４１…プログラマブルコントローラ、４２…画像処理装置、４３…液晶タッチパネル、４４…管理用ＰＣ、５０…混合容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を貯留し、粉体を帯状に切り出す切出用開口を有するホッパーと、
該ホッパーの切出用開口に連接して配設された当該切出用開口の長手方向に対向して回転自在に配設された外周面を粉体を切出し可能な粗面とした切出ローラを有する粉体切出機構と、
前記切出ローラを一定方向に回転駆動するローラ駆動機構と
を備えていることを特徴とする粉体切出装置。
【請求項２】
前記粉体切出機構は、
前記切出ローラと所定間隔を保って対向し前記ホッパー側で当該切出ローラの回転に伴って移動される粉体の切出量を調整する切出量調整部と、
前記切出ローラと近接対向し切出後に前記切出ローラに付着した粉体を掻き落とす粉体掻き落とし部とを有し、
前記切出量調整部及び前記粉体掻き落とし部が前記切出ローラを挟んで対向配置されている
ことを特徴とする粉体切出装置。
【請求項３】
前記ホッパーは、振動を発生するバイブレータが側面に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体切出装置
【請求項４】
前記バイブレータは、前記粉体切出機構の切出量調整部側の側面に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の粉体切出装置。
【請求項５】
前記ホッパーは、内部に貯留する粉体の容量を検出する粉体容量センサが配設されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項６】
前記粗面は、前記切出ローラの外周面に円周方向に等間隔で軸方向に延長して形成された粉体を切出し可能なＵ字状溝によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項７】
前記粗面は、前記切出ローラの外周面に円周方向に等間隔で軸方向に螺旋状に延長して形成された粉体を切出し可能なＵ字状溝によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項８】
前記粗面は、前記切出ローラの外周面に形成された粉体を切出し可能なローレット溝によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項９】
前記ローラ駆動機構は、前記切出ローラを２０００ｍｉｎ-1〜４０００ｍｉｎ-1の回転速度範囲で高速回転駆動することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項１０】
前記粉体切出機構の下方側にバイブレータの振動が伝達される篩い機構が配設されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の粉体切出装置と、該粉体切出装置から切出された粉体が搬送しながら平準化する粉体搬送機構を介して供給される粉体に混入された異物を検査する異物検査機構とを備えたことを特徴とする粉体異物検査装置。
【請求項１２】
前記異物検査機構は、
前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を外周面で受けて滑落位置まで搬送する回転ドラムと、
前記回転ドラムの粉粒体落下位置から前記滑落位置までの間で、少なくとも当該回転ドラムを軸方向に延びる所定の照明領域で照明する照明機構と、
前記照明機構で照明された粉体を撮像するライン撮像装置と、
前記ライン撮像装置で撮像した粉体画像情報に基づいて異物の混入を検出する異物混入検出装置と
を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の粉体異物検査装置。
【請求項１】
粉体を貯留し、粉体を帯状に切り出す切出用開口を有するホッパーと、
該ホッパーの切出用開口に連接して配設された当該切出用開口の長手方向に対向して回転自在に配設された外周面を粉体を切出し可能な粗面とした切出ローラを有する粉体切出機構と、
前記切出ローラを一定方向に回転駆動するローラ駆動機構と
を備えていることを特徴とする粉体切出装置。
【請求項２】
前記粉体切出機構は、
前記切出ローラと所定間隔を保って対向し前記ホッパー側で当該切出ローラの回転に伴って移動される粉体の切出量を調整する切出量調整部と、
前記切出ローラと近接対向し切出後に前記切出ローラに付着した粉体を掻き落とす粉体掻き落とし部とを有し、
前記切出量調整部及び前記粉体掻き落とし部が前記切出ローラを挟んで対向配置されている
ことを特徴とする粉体切出装置。
【請求項３】
前記ホッパーは、振動を発生するバイブレータが側面に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体切出装置
【請求項４】
前記バイブレータは、前記粉体切出機構の切出量調整部側の側面に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の粉体切出装置。
【請求項５】
前記ホッパーは、内部に貯留する粉体の容量を検出する粉体容量センサが配設されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項６】
前記粗面は、前記切出ローラの外周面に円周方向に等間隔で軸方向に延長して形成された粉体を切出し可能なＵ字状溝によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項７】
前記粗面は、前記切出ローラの外周面に円周方向に等間隔で軸方向に螺旋状に延長して形成された粉体を切出し可能なＵ字状溝によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項８】
前記粗面は、前記切出ローラの外周面に形成された粉体を切出し可能なローレット溝によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項９】
前記ローラ駆動機構は、前記切出ローラを２０００ｍｉｎ-1〜４０００ｍｉｎ-1の回転速度範囲で高速回転駆動することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項１０】
前記粉体切出機構の下方側にバイブレータの振動が伝達される篩い機構が配設されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の粉体切出装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の粉体切出装置と、該粉体切出装置から切出された粉体が搬送しながら平準化する粉体搬送機構を介して供給される粉体に混入された異物を検査する異物検査機構とを備えたことを特徴とする粉体異物検査装置。
【請求項１２】
前記異物検査機構は、
前記粉粒体搬送機構から落下する粉粒体を外周面で受けて滑落位置まで搬送する回転ドラムと、
前記回転ドラムの粉粒体落下位置から前記滑落位置までの間で、少なくとも当該回転ドラムを軸方向に延びる所定の照明領域で照明する照明機構と、
前記照明機構で照明された粉体を撮像するライン撮像装置と、
前記ライン撮像装置で撮像した粉体画像情報に基づいて異物の混入を検出する異物混入検出装置と
を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の粉体異物検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１２−６７１０（Ｐ２０１２−６７１０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４４０８７（Ｐ２０１０−１４４０８７）
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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