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1. (WO2018038251) FOREIGN MATTER INSPECTING DEVICE, FOREIGN MATTER INSPECTING METHOD, FOREIGN MATTER CONTAMINATION INSPECTING SYSTEM, AND FOREIGN MATTER CONTAMINATION INSPECTING METHOD
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明 細 書

発明の名称 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

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007  

課題を解決するための手段

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022  

発明の効果

0023   0024  

図面の簡単な説明

0025  

発明を実施するための形態

0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098  

符号の説明

0099  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

明 細 書

発明の名称 : 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

技術分野

[0001]
 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。

背景技術

[0002]
 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。
[0003]
 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。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2008-209211号公報
特許文献2 : 特開2006-177890号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 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。
[0006]
 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。
[0007]
 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。

課題を解決するための手段

[0008]
 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。
[0009]
 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。
[0010]
 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。
[0011]
 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。
[0012]
 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。
[0013]
 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。
[0014]
 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。
[0015]
 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。
[0016]
 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。
[0017]
 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。
[0018]
 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。
[0019]
 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。
[0020]
 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。
[0021]
 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。
[0022]
 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。

発明の効果

[0023]
 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。
[0024]
 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。

図面の簡単な説明

[0025]
[図1] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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。

発明を実施するための形態

[0026]
 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。
[0027]
 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。
[0028]
 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。
[0029]
 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。
[0030]
 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。
[0031]
 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。
[0032]
 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。
[0033]
 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。
[0034]
 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。
[0035]
 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。
[0036]
 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。
[0037]
 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。
[0038]
 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。
[0039]
 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。
[0040]
 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。
[0041]
 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。
[0042]
 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。
[0043]
 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。
[0044]
 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。
[0045]
 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。
[0046]
 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。
[0047]
 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。
[0048]
 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。
[0049]
 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。
[0050]
 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。
[0051]
 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。
[0052]
 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。
[0053]
 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。
[0054]
 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。
[0055]
 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。
[0056]
 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。
[0057]
 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。
[0058]
 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。
[0059]
 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。
[0060]
 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。
[0061]
 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。
[0062]
 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。
[0063]
 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。
[0064]
 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。
[0065]
 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。
[0066]
 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。
[0067]
 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。
[0068]
 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。
[0069]
 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。
[0070]
 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。
[0071]
 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。
[0072]
 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。
[0073]
 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。
[0074]
 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。
[0075]
 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。
[0076]
 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。
[0077]
 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。
[0078]
 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。
[0079]
 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。
[0080]
 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。
[0081]
 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。
[0082]
 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。
[0083]
 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。
[0084]
 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。
[0085]
 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。
[0086]
 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。
[0087]
 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。
[0088]
 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。
[0089]
 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。
[0090]
 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。
[0091]
 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。
[0092]
 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。
[0093]
 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。
[0094]
 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。
[0095]
 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。
[0096]
 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。
[0097]
 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。
[0098]
 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。

符号の説明

[0099]
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

請求の範囲

[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。

図面

[ 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]