長葱の切断処理機
【課題】長葱の太さや形状及び表面の汚れに影響されることなく、長葱の根部を精度よく切断することができる長葱の切断処理機を提供することを課題とする。
【解決手段】長葱の切断処理機１であって、長葱Ｎを切断する切断刃３１を有する切断装置３０と、長葱Ｎの切断面に紫外光を照射する照射装置４０と、長葱Ｎの切断面で反射した反射光を検出する受光装置５０と、切断刃３１を移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置６０と、切断刃３１の移動を制御する制御装置７０とを備え、制御装置７０は、反射光の濃淡を示す濃淡データを作成する濃淡データ作成手段７１と、濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する二値化データ作成手段７２と、二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率に基づいて、切断刃３１を長葱Ｎの茎部側に移動させる移動指示手段７３とを備えていることを特徴としている。
【解決手段】長葱の切断処理機１であって、長葱Ｎを切断する切断刃３１を有する切断装置３０と、長葱Ｎの切断面に紫外光を照射する照射装置４０と、長葱Ｎの切断面で反射した反射光を検出する受光装置５０と、切断刃３１を移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置６０と、切断刃３１の移動を制御する制御装置７０とを備え、制御装置７０は、反射光の濃淡を示す濃淡データを作成する濃淡データ作成手段７１と、濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する二値化データ作成手段７２と、二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率に基づいて、切断刃３１を長葱Ｎの茎部側に移動させる移動指示手段７３とを備えていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長葱の根部を切断するための切断処理機に関する。
【背景技術】
【０００２】
長葱の根部を切断する切断処理機としては、処理対象の長葱の根部を切断する切断刃を有する切断装置と、この切断装置で切断された長葱の切断面に光を照射するとともに、その切断面で反射した反射光の光量を検出する反射センサと、切断刃を長葱の軸方向に移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置と、この切断位置変更装置による切断刃の移動を制御する制御装置と、を備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
長葱を切断したときに、根部が残っている場合には、その切断面に凹凸が生じるため、切断面で反射した反射光の光量が小さくなる。そして、長葱の根部が切断され、茎部が切断面に現れたときには、その切断面は略平面となり、切断面で反射した反射光の光量が大きくなる。そこで、前記した従来の切断処理機では、長葱の切断面で反射した反射光の光量が基準値よりも小さい場合には、反射光の光量が基準値に達するまで、切断刃を長葱の茎側に移動させて、長葱の根部を切断している。
【０００４】
また、長葱の切断処理機の他の構成としては、葉側から長葱の軸方向に光を透過させ、根側の切断面から出光した光の光量を検出しているものがある。この構成では、根部よりも太い茎部の切断面から出光される光量を基準値として、切断刃の移動を制御している（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許３４９８１７８号公報（段落００３７〜００３８、図４）
【特許文献２】特許３５４３３０４号公報（段落００４８、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
長葱の切断面で反射した反射光の光量に基づいて、長葱の切断量を決定する切断処理機では、切断面が茎部に達したときの反射光の光量が、太い長葱では大きくなり、細い長葱では小さくなるため、長葱の切断を終了させるための基準値を設定するのが難しいという問題がある。
【０００７】
また、長葱の軸方向に光を透過させ、切断面からの出光した光の光量に基づいて長葱の切断位置を決定する切断処理機では、長葱の表面が汚れていると光が透過し難くなるとともに、長葱が曲がっている場合には、長葱の途中で光が外部に漏れてしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、長葱の太さや形状及び表面の汚れに影響されることなく、長葱の根部を精度よく切断することができる長葱の切断処理機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、長葱の切断処理機であって、処理対象の長葱の根部を切断する切断刃を有する切断装置と、この切断装置で切断された長葱の切断面に紫外光を照射する照射装置と、長葱の切断面で反射した反射光を検出する受光装置と、切断刃を長葱の軸方向に移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置と、切断位置変更装置による切断刃の移動を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、受光装置で検出された反射光の濃淡を示す濃淡データを作成する濃淡データ作成手段と、濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する二値化データ作成手段と、二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、切断刃を長葱の茎部側に移動させる移動指示手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
この構成では、紫外光を長葱の切断面に照射し、切断面で反射した反射光の濃淡を示す濃淡データを二値化処理することで、長葱の切断面を黒色部と白色部とに区分している。長葱の切断面における紫外光の反射率は、長葱の組織（硬さ、色、水分量等）に影響される。硬い根部の切断面では紫外光の反射率が低くなり、白くて柔らかい茎部では紫外光の反射率が高くなる。したがって、長葱の切断面で反射した反射光を二値化処理したときには、茎部の切断面では黒色部が多くなり、根部の切断面では白色部が多くなる。本発明では、長葱の切断面の二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が、所定の基準値よりも小さい場合には、長葱の切断面が茎部に達していないと判断して、長葱の切断量を増やしている。
【００１１】
このように、本発明では、紫外光を長葱の切断面に照射することで、長葱の切断面の二値化データを作成し、その二値化データにおける黒色部と白色部の比率に基づいて、長葱の切断量を決定しているため、長葱の太さに影響されることなく、長葱の根部を精度よく切断することができる。
また、長葱の軸方向に光を透過させる必要がないため、長葱が曲がっている場合や長葱の表面が汚れている場合であっても、長葱の根部を精度よく切断することができる。
【００１２】
前記した長葱の切断処理機は、長葱の搬送装置を備えており、長葱の搬送方向において切断装置よりも下流側には、切断装置で切断された長葱の表面に圧縮空気を吹き付けて、長葱の表皮を剥ぎ取る皮剥ぎ装置が設けられているように構成することができる。
【００１３】
この構成では、長葱の根部を精度よく切断した後に、連続して長葱の不要な表皮や汚れを除去することができるため、長葱の加工処理を効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の長葱の切断処理機では、紫外光を長葱の切断面に照射し、長葱の根部と茎部の組織（硬さ、色、水分量等）の違いによる反射率の変化に基づいて、長葱の切断量を決定しているため、長葱の太さや形状及び表面の汚れに影響されることなく、長葱の根部を精度よく切断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
長葱の切断処理機１は、図１に示すように、四本の脚部１１・・・（図２参照）を有する枠体であるベース架台１０と、このベース架台１０の上面で複数のバケット２１・・・を移動させる搬送装置２０と、処理対象の長葱Ｎの根部を切断する切断刃３１を有する切断装置３０と、この切断装置３０で切断された長葱Ｎの切断面に紫外光を照射する照射装置４０と、長葱Ｎの切断面で反射した反射光を検出する受光装置５０と、切断刃３１を長葱Ｎの軸方向に移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置６０と、この切断位置変更装置６０による切断刃３１の移動を制御する制御装置７０と、を備えている。
【００１６】
搬送装置２０は、図２に示すように、ベース架台１０の上面で複数のバケット２１・・・を搬送方向Ｘに移動させるものである。
バケット２１は、軸断面がＶ字形状で上方が開口された容器であり、長手方向が搬送方向Ｘに直交してベース架台１０の幅方向（図１の上下方向）に配置されている。一体のバケット２１には一本の長葱Ｎが載置されるように構成されており、バケット２１に載置された長葱Ｎは、図１に示すように、その両端部が搬送方向Ｘの両側にそれぞれ向けられ、バケット２１の根側（図１の上側）から根部が突出し、バケット２１の葉側（図１の下側）から葉部が突出した状態となる。
【００１７】
搬送装置２０では、軸方向がベース架台１０の幅方向に配置された二本の回転軸２２，２３が、ベース架台１０の搬送方向Ｘにおける上流側及び下流側にそれぞれ取り付けられている。各回転軸２２，２３の両端部は軸回りに回転自在な状態でベース架台１０に取り付けられている。
上流側の回転軸２２の両端部には、軸周りに歯面が形成された二体のスプロケット２２ａ，２２ａが取り付けられ、下流側の回転軸２３には、二体のスプロケット２３ａ，２３ａが取り付けられている。
上流側と下流側で対峙する一対のスプロケット２２ａ，２３ａには、無端チェーン２４が掛け渡されており、ベース架台１０の下流側に設けられた搬送用モータ（図示せず）によって、下流側の回転軸２３を回転させることで、各無端チェーン２４，２４が図２の左回りに回転するように構成されている。
【００１８】
各無端チェーン２４，２４の外周側には、図２に示すように、複数のバケット２１・・・の下面が所定間隔ごとに取り付けられている。
そして、各無端チェーン２４，２４を図２の左回りに回転させたときには、各バケット２１・・・は、ベース架台１０の上面で上流側から下流側（搬送方向Ｘ）に向けて移動し、ベース架台１０の下流側で回転軸２３周りに折り返して、ベース架台１０の内部で下流側から上流側に向けて移動する。その後、各バケット２１・・・は、上流側で回転軸２２周りに折り返して、再度ベース架台１０の上面で上流側から下流側（搬送方向Ｘ）に向けて移動する。
【００１９】
切断装置３０は、図１に示すように、ベース架台１０の下流側で長葱Ｎの根側となる位置に取り付けられている。この切断装置３０は、図３及び図４に示すように、表面が長葱Ｎ側（図４の左側）に向けられた板状の基台３２と、この基台３２の背面に取り付けられ、基台３２の表面側に突出した回転軸３３ａを有する駆動モータ３３と、基台３２の表面側で駆動モータ３３の回転軸３３ａの先端部に固定された切断刃３１と、を備えている。
【００２０】
切断装置３０では、バケット２１（図１参照）に載置された長葱Ｎが切断刃３１に対応する位置で停止すると、駆動モータ３３の回転軸３３ａに連動して回転する弓状の切断刃３１によって長葱Ｎの根部が切断される。
【００２１】
駆動モータ３３の回転軸３３ａにおいて、切断刃３１と基台３２との間となる位置には、円盤状のバックアッププレート３４が回転自在に取り付けられている。バックアッププレート３４は、切断刃３１の最大回転半径と略同じ外径となっている。また、バックアッププレート３４の下端部には、バケット２１（図２参照）に載置された長葱Ｎの切断面を基台３２側から臨むことができるように切り欠き部３２ａが形成されている。
【００２２】
ベース架台１０において、切断装置３０に対応する位置には、長葱Ｎの根側をバケット２１に押さえ付ける押さえ部材（図示せず）が設けられている。押さえ部材は、例えば、軸断面が逆Ｖ字形状で下方が開口され、バケット２１に対して昇降自在な板状部材であり、逆Ｖ字形状の溝部内に長葱Ｎの根側が入り込むようにして、長葱Ｎの上方から下降することで、長葱Ｎの根側をバケット２１に押さえ付けることができる。このような押さえ部材を設けることで、長葱Ｎの根部が切断される際に、バケット２１上で長葱Ｎを安定させることができる。
なお、押さえ部材としては、外周面がスポンジ状のベルトをバケット２１の上方に配置し、このベルトをバケット２１の移動に連動して回転させることで、ベルトの外周面によって長葱Ｎの根側をバケット２１に押し付けてもよい。また、スポンジ状のローラによって長葱Ｎの根側をバケット２１に押し付けてもよく、押さえ部材の構成は限定されるものではない。
【００２３】
照射装置４０は、図４に示すように、切断装置３０で切断された長葱Ｎの切断面に紫外光を照射するものであり、後記する受光装置５０のカメラ部５１の外周に取り付けられている。この照射装置４０から出光された紫外光は、バックアッププレート３４の切り欠き部３２ａを通じて、長葱Ｎの切断面に照射され、切断面に対して垂直に反射する。
【００２４】
受光装置５０は、図４に示すように、長葱Ｎの切断面で反射した反射光を検出するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラであるカメラ部５１と、このカメラ部５１を所定の高さに支持する支持台５２と、を備えている。
カメラ部５１は、長葱Ｎの切断面で反射した反射光が入光するレンズ部５１ａを備えており、このレンズ部５１ａには紫外線のみを通過させるフィルタが取り付けられている。したがって、カメラ部５１では、長葱Ｎの切断面に照射された紫外光による反射光のみを検出する。なお、本実施形態では、レンズ部５１ａにフィルタを取り付けているが、紫外線領域の感度を有するカメラを用いた場合には、レンズ部５１ａにフィルタを取り付ける必要がない。
【００２５】
なお、カメラ部５１では、長葱Ｎの切断面で反射した反射光がバックアッププレート３４の切り欠き部３２ａを通じて、レンズ部５１ａに入光されるように構成されている。したがって、長葱Ｎを切断刃３１で切断したときに飛散する切り屑が、バックアッププレート３４に遮られてカメラ部５１側に飛散し難くなっているため、長葱Ｎの切り屑がレンズ部５１ａに付着するのを防ぐことができる。
【００２６】
切断位置変更装置６０は、図４に示すように、先端部が基台３２の下端部に取り付けられたロッド６１と、このロッド６１を長葱Ｎの軸方向Ｙに出入させる本体部６２と、を備えているシリンダである。切断位置変更装置６０では、ロッド６１を本体部６２に対して出入させることで、基台３２を長葱Ｎの軸方向Ｙに向けて進退させることができる。これにより、基台３２に支持された切断刃３１も軸方向Ｙに向けて進退するため、長葱Ｎの切断位置を変更することができる。
【００２７】
制御装置７０は、図１に示すように、切断位置変更装置６０による切断刃３１の移動を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ディスプレイなどを備えているコンピュータであり、制御装置７０の各手段は、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。
【００２８】
制御装置７０は、図５に示すように、受光装置５０で検出された反射光の濃淡を示す濃淡データを作成する濃淡データ作成手段７１と、濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する二値化データ作成手段７２と、二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、切断刃３１を長葱Ｎの茎部側に移動させる移動指示手段７３と、を備えている。
【００２９】
濃淡データ作成手段７１では、白から黒まで所定の階調を用いて画像の明暗を示すグレースケールによって、受光装置５０で検出された反射光の濃淡データを作成する。この濃淡データは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、長葱Ｎの切断面の濃淡をモノクロで示している。なお、本実施形態の濃淡データ作成手段７１では、長葱Ｎの切断面を含む最小の領域を設定し、その領域を長葱Ｎの切断面として処理している。
【００３０】
二値化データ作成手段７２では、濃淡データ作成手段７１で作成された濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する。この二値化データでは、濃淡データにおいて所定の明るさよりも暗い（弱い）部分を黒色部で表し、所定の明るさよりも明るい（強い）部分を白色部で表している。このように、長葱Ｎの切断面で反射した反射光の濃淡を示す濃淡データを二値化処理することで、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、長葱Ｎの切断面を黒色部と白色部とに区分した二値化データが作成される。
【００３１】
なお、長葱Ｎの切断面における紫外光の反射率は、長葱Ｎの組織（硬さ、色、水分量等）に影響される。そして、硬い根部の切断面では紫外光の反射率が低くなり、白くて柔らかい茎部では紫外光の反射率が高くなる。したがって、長葱Ｎの切断面で反射した反射光を二値化処理したときには、茎部の切断面では黒色部が多くなり、根部の切断面では白色部が多くなる。
【００３２】
移動指示手段７３では、二値化データ作成手段７２で作成された二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、図４に示す切断位置変更装置６０のロッド６１を伸長させ、切断刃３１を長葱Ｎの茎側に移動させて、長葱Ｎの切断量を増やす。なお、移動指示手段７３では、長葱Ｎの茎部の切断面の二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を基準値に設定している。
【００３３】
移動指示手段７３では、切断刃３１が予め設定された移動量まで長葱Ｎの茎側に移動すると、切断刃３１の茎側への移動を一旦停止する。また、移動指示手段７３では、長葱Ｎの切断量を増やした状態の切断面で作成された二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、切断刃３１の茎側への移動を繰り返す。そして、二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が基準値に達した場合には、切断刃３１の茎側への移動を終了する。
【００３４】
次に、本実施形態の長葱の切断処理機１を用いた長葱の切断処理について説明する。
まず、作業者は、図１及び図２に示すベース架台１０の上面に配置された最上流のバケット２１に長葱Ｎを載置し、操作スイッチ（図示せず）を操作して各バケット２１・・・を下流側に一区間移動させる。同様にして、順次に最上流のバケット２１に長葱Ｎを載置し、各バケット２１・・・を下流側に移動させる。
バケット２１に載置されて搬送方向Ｘに移動した長葱Ｎが切断装置３０に達すると、回転する切断刃３１によって長葱Ｎの根部が切断される。
【００３５】
切断された長葱Ｎの切断面には、図４に示すように、照射装置４０から紫外光が照射され、長葱Ｎの切断面で反射した反射光は、受光装置５０のカメラ部５１で検出される。
【００３６】
制御装置７０の濃淡データ作成手段７１では、受光装置５０で検出された反射光に基づいて、反射光の明るさの強弱を示す濃淡データを作成する。さらに、二値化データ作成手段７２では、濃淡データを二値化処理することで、長葱Ｎの切断面を黒色部と白色部とに区分した二値化データを作成する。
このとき、長葱Ｎの切断面が茎部に達しておらず、根部の切断面の二値化データでは、図６（ａ）に示すように、切断面における紫外光の反射率が低いため、二値化データの黒色部が多くなり、移動指示手段７３では二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が基準値よりも小さいと判断される。そして、移動指示手段７３では、図４に示す切断位置変更装置６０のロッド６１を伸長させ、切断刃３１を長葱Ｎの茎側に移動させて、長葱Ｎの切断量を増やす。
移動指示手段７３では、長葱Ｎの切断面の二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が基準値に達するまで、切断刃３１の茎側への移動を繰り返す。
【００３７】
長葱Ｎの切断面が茎部に達した場合には、図６（ｂ）に示すように、茎部の切断面の二値化データの白色部が多くなり、移動指示手段７３では二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が基準値に達したと判断される。そして、制御装置７０では、長葱Ｎが載置された各バケット２１を下流側に移動させて、切断刃３１による長葱Ｎの切断を終了する。
【００３８】
本実施形態の長葱の切断処理機１によれば、紫外光を長葱Ｎの切断面に照射することで、長葱の切断面の二値化データを作成し、その二値化データにおける黒色部と白色部の比率に基づいて、長葱Ｎの切断量を決定しているため、長葱Ｎの太さに影響されることなく、長葱Ｎの根部を精度よく切断することができる。
また、長葱Ｎの軸方向に光を透過させる必要がないため、長葱Ｎが曲がっている場合や長葱Ｎの表面が汚れている場合であっても、長葱Ｎの根部を精度よく切断することができる。
すなわち、本実施形態の長葱の切断処理機１では、紫外光を長葱Ｎの切断面に照射し、長葱Ｎの根部と茎部の組織（硬さ、色、水分量等）の違いによる反射率の変化に基づいて、長葱Ｎの切断量を決定しているため、長葱Ｎの太さや形状及び表面の汚れに影響されることなく、長葱Ｎの根部を精度よく切断することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。例えば、長葱Ｎの搬送方向において、図１に示す切断装置３０よりも下流側に、切断装置３０で切断された長葱Ｎの表面に圧縮空気を吹き付けて、長葱Ｎの表皮を剥ぎ取る皮剥ぎ装置を設けることもできる。この構成では、長葱Ｎの根部を精度よく切断して除去した後に、連続して長葱Ｎから古い皮や汚れを除去することができるため、長葱Ｎの加工処理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態の長葱の切断処理機を示した平面図である。
【図２】本実施形態の長葱の切断処理機を示した側面図である。
【図３】本実施形態の長葱の切断処理機における切断装置を長葱側から見た図である。
【図４】本実施形態の長葱の切断処理機における切断装置を示した断面図である。
【図５】本実施形態の長葱の切断処理機における制御装置を示した構成図である。
【図６】本実施形態の長葱の切断処理機における制御装置で作成された濃淡データ及び二値化データを示した図で、（ａ）は長葱の根部の切断面における各データ、（ｂ）は長葱の茎部の切断面における各データである。
【符号の説明】
【００４１】
１ 切断処理機
１０ ベース架台
２０ 搬送装置
２１ バケット
３０ 切断装置
３１ 切断刃
４０ 照射装置
５０ 受光装置
５１ カメラ部
６０ 切断位置変更装置
７０ 制御装置
７１ 濃淡データ作成手段
７２ 二値化データ作成手段
７３ 移動指示手段
Ｎ 長葱
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長葱の根部を切断するための切断処理機に関する。
【背景技術】
【０００２】
長葱の根部を切断する切断処理機としては、処理対象の長葱の根部を切断する切断刃を有する切断装置と、この切断装置で切断された長葱の切断面に光を照射するとともに、その切断面で反射した反射光の光量を検出する反射センサと、切断刃を長葱の軸方向に移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置と、この切断位置変更装置による切断刃の移動を制御する制御装置と、を備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
長葱を切断したときに、根部が残っている場合には、その切断面に凹凸が生じるため、切断面で反射した反射光の光量が小さくなる。そして、長葱の根部が切断され、茎部が切断面に現れたときには、その切断面は略平面となり、切断面で反射した反射光の光量が大きくなる。そこで、前記した従来の切断処理機では、長葱の切断面で反射した反射光の光量が基準値よりも小さい場合には、反射光の光量が基準値に達するまで、切断刃を長葱の茎側に移動させて、長葱の根部を切断している。
【０００４】
また、長葱の切断処理機の他の構成としては、葉側から長葱の軸方向に光を透過させ、根側の切断面から出光した光の光量を検出しているものがある。この構成では、根部よりも太い茎部の切断面から出光される光量を基準値として、切断刃の移動を制御している（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許３４９８１７８号公報（段落００３７〜００３８、図４）
【特許文献２】特許３５４３３０４号公報（段落００４８、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
長葱の切断面で反射した反射光の光量に基づいて、長葱の切断量を決定する切断処理機では、切断面が茎部に達したときの反射光の光量が、太い長葱では大きくなり、細い長葱では小さくなるため、長葱の切断を終了させるための基準値を設定するのが難しいという問題がある。
【０００７】
また、長葱の軸方向に光を透過させ、切断面からの出光した光の光量に基づいて長葱の切断位置を決定する切断処理機では、長葱の表面が汚れていると光が透過し難くなるとともに、長葱が曲がっている場合には、長葱の途中で光が外部に漏れてしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、長葱の太さや形状及び表面の汚れに影響されることなく、長葱の根部を精度よく切断することができる長葱の切断処理機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、長葱の切断処理機であって、処理対象の長葱の根部を切断する切断刃を有する切断装置と、この切断装置で切断された長葱の切断面に紫外光を照射する照射装置と、長葱の切断面で反射した反射光を検出する受光装置と、切断刃を長葱の軸方向に移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置と、切断位置変更装置による切断刃の移動を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、受光装置で検出された反射光の濃淡を示す濃淡データを作成する濃淡データ作成手段と、濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する二値化データ作成手段と、二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、切断刃を長葱の茎部側に移動させる移動指示手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
この構成では、紫外光を長葱の切断面に照射し、切断面で反射した反射光の濃淡を示す濃淡データを二値化処理することで、長葱の切断面を黒色部と白色部とに区分している。長葱の切断面における紫外光の反射率は、長葱の組織（硬さ、色、水分量等）に影響される。硬い根部の切断面では紫外光の反射率が低くなり、白くて柔らかい茎部では紫外光の反射率が高くなる。したがって、長葱の切断面で反射した反射光を二値化処理したときには、茎部の切断面では黒色部が多くなり、根部の切断面では白色部が多くなる。本発明では、長葱の切断面の二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が、所定の基準値よりも小さい場合には、長葱の切断面が茎部に達していないと判断して、長葱の切断量を増やしている。
【００１１】
このように、本発明では、紫外光を長葱の切断面に照射することで、長葱の切断面の二値化データを作成し、その二値化データにおける黒色部と白色部の比率に基づいて、長葱の切断量を決定しているため、長葱の太さに影響されることなく、長葱の根部を精度よく切断することができる。
また、長葱の軸方向に光を透過させる必要がないため、長葱が曲がっている場合や長葱の表面が汚れている場合であっても、長葱の根部を精度よく切断することができる。
【００１２】
前記した長葱の切断処理機は、長葱の搬送装置を備えており、長葱の搬送方向において切断装置よりも下流側には、切断装置で切断された長葱の表面に圧縮空気を吹き付けて、長葱の表皮を剥ぎ取る皮剥ぎ装置が設けられているように構成することができる。
【００１３】
この構成では、長葱の根部を精度よく切断した後に、連続して長葱の不要な表皮や汚れを除去することができるため、長葱の加工処理を効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の長葱の切断処理機では、紫外光を長葱の切断面に照射し、長葱の根部と茎部の組織（硬さ、色、水分量等）の違いによる反射率の変化に基づいて、長葱の切断量を決定しているため、長葱の太さや形状及び表面の汚れに影響されることなく、長葱の根部を精度よく切断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
長葱の切断処理機１は、図１に示すように、四本の脚部１１・・・（図２参照）を有する枠体であるベース架台１０と、このベース架台１０の上面で複数のバケット２１・・・を移動させる搬送装置２０と、処理対象の長葱Ｎの根部を切断する切断刃３１を有する切断装置３０と、この切断装置３０で切断された長葱Ｎの切断面に紫外光を照射する照射装置４０と、長葱Ｎの切断面で反射した反射光を検出する受光装置５０と、切断刃３１を長葱Ｎの軸方向に移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置６０と、この切断位置変更装置６０による切断刃３１の移動を制御する制御装置７０と、を備えている。
【００１６】
搬送装置２０は、図２に示すように、ベース架台１０の上面で複数のバケット２１・・・を搬送方向Ｘに移動させるものである。
バケット２１は、軸断面がＶ字形状で上方が開口された容器であり、長手方向が搬送方向Ｘに直交してベース架台１０の幅方向（図１の上下方向）に配置されている。一体のバケット２１には一本の長葱Ｎが載置されるように構成されており、バケット２１に載置された長葱Ｎは、図１に示すように、その両端部が搬送方向Ｘの両側にそれぞれ向けられ、バケット２１の根側（図１の上側）から根部が突出し、バケット２１の葉側（図１の下側）から葉部が突出した状態となる。
【００１７】
搬送装置２０では、軸方向がベース架台１０の幅方向に配置された二本の回転軸２２，２３が、ベース架台１０の搬送方向Ｘにおける上流側及び下流側にそれぞれ取り付けられている。各回転軸２２，２３の両端部は軸回りに回転自在な状態でベース架台１０に取り付けられている。
上流側の回転軸２２の両端部には、軸周りに歯面が形成された二体のスプロケット２２ａ，２２ａが取り付けられ、下流側の回転軸２３には、二体のスプロケット２３ａ，２３ａが取り付けられている。
上流側と下流側で対峙する一対のスプロケット２２ａ，２３ａには、無端チェーン２４が掛け渡されており、ベース架台１０の下流側に設けられた搬送用モータ（図示せず）によって、下流側の回転軸２３を回転させることで、各無端チェーン２４，２４が図２の左回りに回転するように構成されている。
【００１８】
各無端チェーン２４，２４の外周側には、図２に示すように、複数のバケット２１・・・の下面が所定間隔ごとに取り付けられている。
そして、各無端チェーン２４，２４を図２の左回りに回転させたときには、各バケット２１・・・は、ベース架台１０の上面で上流側から下流側（搬送方向Ｘ）に向けて移動し、ベース架台１０の下流側で回転軸２３周りに折り返して、ベース架台１０の内部で下流側から上流側に向けて移動する。その後、各バケット２１・・・は、上流側で回転軸２２周りに折り返して、再度ベース架台１０の上面で上流側から下流側（搬送方向Ｘ）に向けて移動する。
【００１９】
切断装置３０は、図１に示すように、ベース架台１０の下流側で長葱Ｎの根側となる位置に取り付けられている。この切断装置３０は、図３及び図４に示すように、表面が長葱Ｎ側（図４の左側）に向けられた板状の基台３２と、この基台３２の背面に取り付けられ、基台３２の表面側に突出した回転軸３３ａを有する駆動モータ３３と、基台３２の表面側で駆動モータ３３の回転軸３３ａの先端部に固定された切断刃３１と、を備えている。
【００２０】
切断装置３０では、バケット２１（図１参照）に載置された長葱Ｎが切断刃３１に対応する位置で停止すると、駆動モータ３３の回転軸３３ａに連動して回転する弓状の切断刃３１によって長葱Ｎの根部が切断される。
【００２１】
駆動モータ３３の回転軸３３ａにおいて、切断刃３１と基台３２との間となる位置には、円盤状のバックアッププレート３４が回転自在に取り付けられている。バックアッププレート３４は、切断刃３１の最大回転半径と略同じ外径となっている。また、バックアッププレート３４の下端部には、バケット２１（図２参照）に載置された長葱Ｎの切断面を基台３２側から臨むことができるように切り欠き部３２ａが形成されている。
【００２２】
ベース架台１０において、切断装置３０に対応する位置には、長葱Ｎの根側をバケット２１に押さえ付ける押さえ部材（図示せず）が設けられている。押さえ部材は、例えば、軸断面が逆Ｖ字形状で下方が開口され、バケット２１に対して昇降自在な板状部材であり、逆Ｖ字形状の溝部内に長葱Ｎの根側が入り込むようにして、長葱Ｎの上方から下降することで、長葱Ｎの根側をバケット２１に押さえ付けることができる。このような押さえ部材を設けることで、長葱Ｎの根部が切断される際に、バケット２１上で長葱Ｎを安定させることができる。
なお、押さえ部材としては、外周面がスポンジ状のベルトをバケット２１の上方に配置し、このベルトをバケット２１の移動に連動して回転させることで、ベルトの外周面によって長葱Ｎの根側をバケット２１に押し付けてもよい。また、スポンジ状のローラによって長葱Ｎの根側をバケット２１に押し付けてもよく、押さえ部材の構成は限定されるものではない。
【００２３】
照射装置４０は、図４に示すように、切断装置３０で切断された長葱Ｎの切断面に紫外光を照射するものであり、後記する受光装置５０のカメラ部５１の外周に取り付けられている。この照射装置４０から出光された紫外光は、バックアッププレート３４の切り欠き部３２ａを通じて、長葱Ｎの切断面に照射され、切断面に対して垂直に反射する。
【００２４】
受光装置５０は、図４に示すように、長葱Ｎの切断面で反射した反射光を検出するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラであるカメラ部５１と、このカメラ部５１を所定の高さに支持する支持台５２と、を備えている。
カメラ部５１は、長葱Ｎの切断面で反射した反射光が入光するレンズ部５１ａを備えており、このレンズ部５１ａには紫外線のみを通過させるフィルタが取り付けられている。したがって、カメラ部５１では、長葱Ｎの切断面に照射された紫外光による反射光のみを検出する。なお、本実施形態では、レンズ部５１ａにフィルタを取り付けているが、紫外線領域の感度を有するカメラを用いた場合には、レンズ部５１ａにフィルタを取り付ける必要がない。
【００２５】
なお、カメラ部５１では、長葱Ｎの切断面で反射した反射光がバックアッププレート３４の切り欠き部３２ａを通じて、レンズ部５１ａに入光されるように構成されている。したがって、長葱Ｎを切断刃３１で切断したときに飛散する切り屑が、バックアッププレート３４に遮られてカメラ部５１側に飛散し難くなっているため、長葱Ｎの切り屑がレンズ部５１ａに付着するのを防ぐことができる。
【００２６】
切断位置変更装置６０は、図４に示すように、先端部が基台３２の下端部に取り付けられたロッド６１と、このロッド６１を長葱Ｎの軸方向Ｙに出入させる本体部６２と、を備えているシリンダである。切断位置変更装置６０では、ロッド６１を本体部６２に対して出入させることで、基台３２を長葱Ｎの軸方向Ｙに向けて進退させることができる。これにより、基台３２に支持された切断刃３１も軸方向Ｙに向けて進退するため、長葱Ｎの切断位置を変更することができる。
【００２７】
制御装置７０は、図１に示すように、切断位置変更装置６０による切断刃３１の移動を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ディスプレイなどを備えているコンピュータであり、制御装置７０の各手段は、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。
【００２８】
制御装置７０は、図５に示すように、受光装置５０で検出された反射光の濃淡を示す濃淡データを作成する濃淡データ作成手段７１と、濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する二値化データ作成手段７２と、二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、切断刃３１を長葱Ｎの茎部側に移動させる移動指示手段７３と、を備えている。
【００２９】
濃淡データ作成手段７１では、白から黒まで所定の階調を用いて画像の明暗を示すグレースケールによって、受光装置５０で検出された反射光の濃淡データを作成する。この濃淡データは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、長葱Ｎの切断面の濃淡をモノクロで示している。なお、本実施形態の濃淡データ作成手段７１では、長葱Ｎの切断面を含む最小の領域を設定し、その領域を長葱Ｎの切断面として処理している。
【００３０】
二値化データ作成手段７２では、濃淡データ作成手段７１で作成された濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する。この二値化データでは、濃淡データにおいて所定の明るさよりも暗い（弱い）部分を黒色部で表し、所定の明るさよりも明るい（強い）部分を白色部で表している。このように、長葱Ｎの切断面で反射した反射光の濃淡を示す濃淡データを二値化処理することで、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、長葱Ｎの切断面を黒色部と白色部とに区分した二値化データが作成される。
【００３１】
なお、長葱Ｎの切断面における紫外光の反射率は、長葱Ｎの組織（硬さ、色、水分量等）に影響される。そして、硬い根部の切断面では紫外光の反射率が低くなり、白くて柔らかい茎部では紫外光の反射率が高くなる。したがって、長葱Ｎの切断面で反射した反射光を二値化処理したときには、茎部の切断面では黒色部が多くなり、根部の切断面では白色部が多くなる。
【００３２】
移動指示手段７３では、二値化データ作成手段７２で作成された二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、図４に示す切断位置変更装置６０のロッド６１を伸長させ、切断刃３１を長葱Ｎの茎側に移動させて、長葱Ｎの切断量を増やす。なお、移動指示手段７３では、長葱Ｎの茎部の切断面の二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を基準値に設定している。
【００３３】
移動指示手段７３では、切断刃３１が予め設定された移動量まで長葱Ｎの茎側に移動すると、切断刃３１の茎側への移動を一旦停止する。また、移動指示手段７３では、長葱Ｎの切断量を増やした状態の切断面で作成された二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、切断刃３１の茎側への移動を繰り返す。そして、二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が基準値に達した場合には、切断刃３１の茎側への移動を終了する。
【００３４】
次に、本実施形態の長葱の切断処理機１を用いた長葱の切断処理について説明する。
まず、作業者は、図１及び図２に示すベース架台１０の上面に配置された最上流のバケット２１に長葱Ｎを載置し、操作スイッチ（図示せず）を操作して各バケット２１・・・を下流側に一区間移動させる。同様にして、順次に最上流のバケット２１に長葱Ｎを載置し、各バケット２１・・・を下流側に移動させる。
バケット２１に載置されて搬送方向Ｘに移動した長葱Ｎが切断装置３０に達すると、回転する切断刃３１によって長葱Ｎの根部が切断される。
【００３５】
切断された長葱Ｎの切断面には、図４に示すように、照射装置４０から紫外光が照射され、長葱Ｎの切断面で反射した反射光は、受光装置５０のカメラ部５１で検出される。
【００３６】
制御装置７０の濃淡データ作成手段７１では、受光装置５０で検出された反射光に基づいて、反射光の明るさの強弱を示す濃淡データを作成する。さらに、二値化データ作成手段７２では、濃淡データを二値化処理することで、長葱Ｎの切断面を黒色部と白色部とに区分した二値化データを作成する。
このとき、長葱Ｎの切断面が茎部に達しておらず、根部の切断面の二値化データでは、図６（ａ）に示すように、切断面における紫外光の反射率が低いため、二値化データの黒色部が多くなり、移動指示手段７３では二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が基準値よりも小さいと判断される。そして、移動指示手段７３では、図４に示す切断位置変更装置６０のロッド６１を伸長させ、切断刃３１を長葱Ｎの茎側に移動させて、長葱Ｎの切断量を増やす。
移動指示手段７３では、長葱Ｎの切断面の二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が基準値に達するまで、切断刃３１の茎側への移動を繰り返す。
【００３７】
長葱Ｎの切断面が茎部に達した場合には、図６（ｂ）に示すように、茎部の切断面の二値化データの白色部が多くなり、移動指示手段７３では二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率が基準値に達したと判断される。そして、制御装置７０では、長葱Ｎが載置された各バケット２１を下流側に移動させて、切断刃３１による長葱Ｎの切断を終了する。
【００３８】
本実施形態の長葱の切断処理機１によれば、紫外光を長葱Ｎの切断面に照射することで、長葱の切断面の二値化データを作成し、その二値化データにおける黒色部と白色部の比率に基づいて、長葱Ｎの切断量を決定しているため、長葱Ｎの太さに影響されることなく、長葱Ｎの根部を精度よく切断することができる。
また、長葱Ｎの軸方向に光を透過させる必要がないため、長葱Ｎが曲がっている場合や長葱Ｎの表面が汚れている場合であっても、長葱Ｎの根部を精度よく切断することができる。
すなわち、本実施形態の長葱の切断処理機１では、紫外光を長葱Ｎの切断面に照射し、長葱Ｎの根部と茎部の組織（硬さ、色、水分量等）の違いによる反射率の変化に基づいて、長葱Ｎの切断量を決定しているため、長葱Ｎの太さや形状及び表面の汚れに影響されることなく、長葱Ｎの根部を精度よく切断することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。例えば、長葱Ｎの搬送方向において、図１に示す切断装置３０よりも下流側に、切断装置３０で切断された長葱Ｎの表面に圧縮空気を吹き付けて、長葱Ｎの表皮を剥ぎ取る皮剥ぎ装置を設けることもできる。この構成では、長葱Ｎの根部を精度よく切断して除去した後に、連続して長葱Ｎから古い皮や汚れを除去することができるため、長葱Ｎの加工処理を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態の長葱の切断処理機を示した平面図である。
【図２】本実施形態の長葱の切断処理機を示した側面図である。
【図３】本実施形態の長葱の切断処理機における切断装置を長葱側から見た図である。
【図４】本実施形態の長葱の切断処理機における切断装置を示した断面図である。
【図５】本実施形態の長葱の切断処理機における制御装置を示した構成図である。
【図６】本実施形態の長葱の切断処理機における制御装置で作成された濃淡データ及び二値化データを示した図で、（ａ）は長葱の根部の切断面における各データ、（ｂ）は長葱の茎部の切断面における各データである。
【符号の説明】
【００４１】
１ 切断処理機
１０ ベース架台
２０ 搬送装置
２１ バケット
３０ 切断装置
３１ 切断刃
４０ 照射装置
５０ 受光装置
５１ カメラ部
６０ 切断位置変更装置
７０ 制御装置
７１ 濃淡データ作成手段
７２ 二値化データ作成手段
７３ 移動指示手段
Ｎ 長葱
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の長葱の根部を切断する切断刃を有する切断装置と、
前記切断装置で切断された前記長葱の切断面に紫外光を照射する照射装置と、
前記長葱の切断面で反射した反射光を検出する受光装置と、
前記切断刃を前記長葱の軸方向に移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置と、
前記切断位置変更装置による前記切断刃の移動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記受光装置で検出された前記反射光の濃淡を示す濃淡データを作成する濃淡データ作成手段と、
前記濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する二値化データ作成手段と、
前記二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、前記切断刃を前記長葱の茎部側に移動させる移動指示手段と、
を備えていることを特徴とする長葱の切断処理機。
【請求項２】
前記長葱の切断処理機は、前記長葱の搬送装置を備えており、
前記長葱の搬送方向において前記切断装置よりも下流側には、前記切断装置で切断された前記長葱の表面に圧縮空気を吹き付けて、前記長葱の表皮を剥ぎ取る皮剥ぎ装置が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の長葱の切断処理機。
【請求項１】
処理対象の長葱の根部を切断する切断刃を有する切断装置と、
前記切断装置で切断された前記長葱の切断面に紫外光を照射する照射装置と、
前記長葱の切断面で反射した反射光を検出する受光装置と、
前記切断刃を前記長葱の軸方向に移動させて切断位置を変更する切断位置変更装置と、
前記切断位置変更装置による前記切断刃の移動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記受光装置で検出された前記反射光の濃淡を示す濃淡データを作成する濃淡データ作成手段と、
前記濃淡データを二値化処理して二値化データを作成する二値化データ作成手段と、
前記二値化データにおける黒色部に対する白色部の比率を求め、その比率が基準値よりも小さい場合には、前記切断刃を前記長葱の茎部側に移動させる移動指示手段と、
を備えていることを特徴とする長葱の切断処理機。
【請求項２】
前記長葱の切断処理機は、前記長葱の搬送装置を備えており、
前記長葱の搬送方向において前記切断装置よりも下流側には、前記切断装置で切断された前記長葱の表面に圧縮空気を吹き付けて、前記長葱の表皮を剥ぎ取る皮剥ぎ装置が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の長葱の切断処理機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１２５８１９（Ｐ２００９−１２５８１９Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９９７２９（Ｐ２００７−２９９７２９）
【出願日】平成１９年１１月１９日（２００７．１１．１９）
【出願人】（０００１８８９４０）株式会社マツモト (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１９日（２００７．１１．１９）
【出願人】（０００１８８９４０）株式会社マツモト (11)
【Ｆターム（参考）】
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