JPH01122876A - チーズ製品端面の毛羽検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、円形ボビンに糸条を巻いたチーズ製品端面
の毛羽の検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の検査作業は単糸毛羽ともなると直径１０
μｍ前後で非常に小さくなり、目視により入念なチエツ
クでようやく検出できるものであり、目視検査に頼らざ
るを得なかった。

特開昭５８−７６５１号公報に示すように、レーザ光線
でチーズ表層近傍をスキャン（走査）し、毛羽による散
乱光を受光器にて捕らえる方法も考えられているが、毛
羽による散乱光は光エネルギが多方向に散乱されるため
低エネルギとなり、受光手段で捕らえにくいこと、さら
に表層全面検査のために高性能・高価なレーザ光線スキ
ャニング機構も必要となる。すなわち、例えばＨｅ　−
Ｎｅガスレーザ（出力１〜５ｍＷ・直径ｌｌ１）１Ｉ程
度）でスキャニング投光する場合、毛羽より１００ｍ程
度離れたところで、フォトダイオード・フォトトランジ
スタ等に入光する毛羽による散乱光のエネルギはおよそ
１ｕＷ以下となり、上記受光素子では捕らえることが殆
どできない。光電子増倍管のような高感度の光電変換素
子でなら、この程度の散乱光も捕らえることもできるが
、レーザ光線スキャニング法により毛羽数乱光を高周波
変化させ、低周波外乱光と周波数分離するなどの対策も
必要となる。

周知のごとく、レーザ光線スキャニング機構は高性能回
転機構を必要とし、高価なシステムとなる。

また特開昭５８−２１４５７７号に示すように、走行糸
条が付帯する毛羽にレーザ光線を当て、その回折光を受
光器で捕らえる方法も考えられている。この方法をチー
ズ製品表層部の毛羽検出に応用することも考えられてい
るが、主光線路とはずれた位置に受光器を配置し、主光
線から離れたところの回折光、換言すれば、低エネルギ
の多次回折光を受光器で捕らえる機構を採用しているた
め検出感度が低いこと、毛羽とレーザ光線の交絡角度に
より回折光があらゆる方向に進行していく可能性がある
ため、受光素子を複数個備えて検出しなければならない
こと等の欠点があり、はなはだ現実的でない。

さらに特開昭６１−２８２４３５号に示すように、走行
糸の下面近傍を走行系の走行方向に対し横断する方向に
レーザ光線を投光し、走行糸中の切れ糸によるレーザ光
線遮断時の回折光により糸切れを検出する方法も考えら
れている。この方法は本来走行糸条の糸切れ検出が目的
であり、糸条はオンライン走行しているものであり切れ
糸は自らレーザ光線を遮断していくことになる。チーズ
製品端面の毛羽検出のためには、毛羽によるレーザ光線
遮断機構を必要とする。

〔問題点を解決するための手段］ かかる問題点を解決するために、この発明はレーザ光線
をチーズ製品端面表層部より数１）１）１程度浮いた（
離した）一定位置に固定投光し、チーズ製品回転機構を
設け、上記レーザ光線を端面の毛羽が遮断できるように
し、毛羽による回折光のうち、０次から１次回折光まで
をリング状入光窓を有する受光器で捕らえることにより
、高感度かつ、毛羽の発生方向に囚われず検出すること
を可能にした。

すなわち、上記レーザ光線投光方式によるレーザ光線の
主光線を受光器入光部に備える円形遮断マスクにより受
光素子に入光させず、上記マスクの外側に例えば毛羽に
よる３次以上の回折光を入光させないためのリング状遮
断マスクを設け、上記円形遮断マスクとリング状遮断マ
スクとの間をリング状入光窓とし、この部分から円形遮
断マスクおよびリング状遮断マスクによりリング状入光
窓の大きさを適宜設計することにより、毛羽による回折
光のうちＯ次回折光の一部または１次回折光等を受光す
ることができる。また、受光器内の受光素子の受光面と
受光器のケースの大きさを例えば３次以上の回折光が入
光しない大きさに選定すれば、上記リング状遮断マスク
が無くても差し支えない。

本来、レーザ光線を毛羽のような橿微小の線状体に照射
した時の回折光は、毛羽の線状方向と直角な方向に主光
線のまわりに０次、１次、２次。

・・・と成長することになり、０次・１次回折光は多次
回折光に比して非常にエネルギが大きくなる０回折光を
受光する場合、０次・１次回折光を捕らえることにより
非常に高感度の検出が可能となるのである。したがって
、上記回折光のエネルギ分布上の理由から、毛羽による
３次以上の多次回折光を捕らえる必要もなくなり、上記
リング状遮断マスクもしくはケースとして回折光を制限
しても差し支えなくなる。

さらに受光器の入光部をリング状とすることにより、ど
のような毛羽発生方向に対しても回折光が受光できるよ
うにすることができる。また、レーザ光線の主光線は遮
断マスクにより受光素子に入光しないようにしておけば
、毛羽によるレーザ光線遮断時のみ回折光をキャッチす
ることになり、非常に高い信号対ノイズ（Ｓ／Ｎ）比を
得ることができる。

〔実施例〕

次にこの発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図にこの発明の構成例を示す。第２図はその側面図
である。直径１００ｎｎ、長さ１５０ｎｍ程度のボビン
１）に巻かれた直径約３００ｍｍ、筒長１３０ｍｍ程度
のチーズ製品１２をボビン長軸方向を回転軸とするよう
にチーズ製品回転機構１３にセットする。

チーズ製品回転機構１３は、およそ１回転数秒の速さで
回転駆動するためのギヤ付きモータ１４、軸受け１５、
チーズ製品回転軸１６とで構成し、それぞれ架台１７に
固定する。

レーザ光線投光機構２１は、レーザ光源２２、ビームス
プリッタ２３、反射ミラー２４で構成し、Ｈｅ−Ｎｅガ
スレーザ（出力５ｍＷｍビーム径１閣）をレーザ光源２
２とし、ビームスプリッタ２３により主光線を分割し、
反射ミラー２４と併せてチーズ製品１２の端面の両側が
検査できるようにレーザ光線２５及びレーザ光線２６の
２レ一ザ光線方式として投光する。レーザ光線２５及び
レーザ光線２６の位置は、チーズ製品１２の端面から数
■程度浮かしたく離した）位置で、かつ、第２図に示す
如くボビン１）の近くを固定投光しておけば、チーズ製
品１２をチーズ製品回転機構１３により回転させた際、
はぼ端面全域について、毛羽の有無を検査することがで
きる。このレーザ光線投光方式により検査面全域をレー
ザ光線スキャニングすることが不要になることは言うま
でもない。

受光器は、・入光部がチーズ製品１２から約１００園程
度のところにそれぞれのレーザ光線２５．２６に対して
１個ずつ配置する。これら２個の受光器２７．２８は、
毛羽２９による０次・１次回折光のみを捕らえ、光電変
換し信号出力する機能を持つ、２個の受光器２７．２８
の光電変換信号は検出回路３１に人力する。

検出回路３１は、入力された光電変換信号を適当な大き
さにする増幅器３２，３３、毛羽による信号と雑音との
分離機能たるコンパレータ３４゜３５、同分離のための
比較電圧発生回路３６、チーズ製品１２の両端面毛羽検
出のための検出信号ＯＲ回路３７などからなり、外部に
毛羽検出信号を出すことを目的としている。

第３図に受光器２７（２Ｂ）の構造を示す。通常の主光
線４１は主光線遮断マスク４２により受光されないよう
にしておき、その外側を例えば３次以上の多次回折光を
受光させない多次回折光遮断マスク４３として、主光線
遮断マスク４２と多次回折光遮断マスク４３との間をリ
ング状入光窓４４とする。リング状入光窓４４はＨｅ　
−Ｎｅガスレーザに合わせて、赤色バスフィルタおよび
、光線拡散構造のものを採用することにより、−船外乱
光の影響を極力小さくし、かつ、拡散高価により入光し
た毛羽による回折光４５の入射角に対し、均一に受光器
内部の受光素子４６に入光できるようにした。受光素子
４６は光電子増倍管を利用したが、リング状入光窓４４
をレンズ構造にすればフォトダイオード・フォトトラン
ジスタでも差し支えない。

第４図にチーズ製品１２端面に毛羽がないとき、および
第５，６図にチーズ製品１２端面での毛羽２９が主光線
４１を遮断した時の回折光の模様を示す。ａ図は光線位
置、チーズ製品１２、受光器の配置図、ｂ図は受光雅人
光位置での光線エネルギ強度ｌと中心からの距離Ｒとの
関係、０図は受光器入光部の構造を示す。

第４Ｔｊ！Ｊに示す如く、チーズ製品１２端面に毛羽が
無い場合、主光線４１は受光器の主光線遮断マスク４２
に入射し、その殆どは吸収・反射され受光素子４６まで
到達しない。

第５図の如く、受光器から遠く離れた位置（例えば４０
０閣）で、直径１０ｔＩｍ程度の毛羽２９が主光線４１
を遮断すれば、受光器入光部では毛羽による回折光４５
の第１暗点までの距ＭＲＩは約３０閣となり、リング状
入光窓４４の寸法を内径５閣、外径２０ｍとしたとき、
０次回折光を入光することができる。

第６図の如く、受光器に近い位置（例えば１００ｍ）で
、直径１０μｍ程度の毛羽２９による回折光４５の第１
暗点までの距離Ｒ１は約８１）Ｉ１）となり、第２暗点
までの距離Ｒ２は約１４ｍとなり、リング状入光窓４４
の寸法を上記値とした時１次回折光を入光することがで
きる。

上述の如く、受光器構成により毛羽による０次・１次回
折光を捕らえるべく、主光線遮断マスク４２、リング状
入光窓４４の構造とすることによリ、より強力な光エネ
ルギを捕らえることができるようになる。我々の実験で
は出力５ｍＷ、ビーム径１ｍ１ｌｅ−Ｎｅガスレーザを
使用した時の上記毛羽によるＯ次回折光エネルギは約２
５．０μＷ、１次回折光では５０ｕＷにも達する。これ
は、前述散乱光の場合の数十倍から数百倍の比となる。

検出エネルギが大きなことにより、外乱光ノイズとの分
離も容易となり、検出回路においても非常に大きなＳ／
Ｎ比を得ることが可能となる。

この発明による毛羽検出装置は、以下の如く使用してチ
ーズ製品の検査をすることができる。すなわち、前述の
如く直径３００ｍ程度のチーズ製品を搬送・箱詰めする
工程の途中にチーズ製品検査ステーションを作り、生産
能力から割り出されるチーズ製品の許容滞留時間の間、
搬送されてきたチーズ製品を一旦上記ステーシ四ンに滞
留させ、このステージジン中にチーズ製品回転機構を設
け、この発明構成を導入することによりチーズ製品端面
の毛羽検出を行なわせしめ、検査終了後検査ステーショ
ンからチーズ製品を送りだすことができる。また、毛羽
検出信号を利用して毛羽の数チエツクによる格付は処理
、さらには上記ステーションにて不良チーズ製品として
の振り分けをすることもできる。

（発明の効果〕 チーズ製品を回転させることにより検査面全域の検査に
おいてもレーザ光線スキャニング機構のような複雑・高
性能な機構も不要となり、非常に簡素な機構でより確実
な検出が可能になる。また通常の主光線は入光しない機
構とし、毛羽によるレーザ光線遮断時のみ光量キャッチ
する方式のため、非常にＳ／Ｎ比がよく検出できる。毛
羽によるレーザ光線の０次・１次回折光のみを捕らえる
受光器構造とすることにより、検出感度を大きくするこ
とができる０回折現象を利用しているため、直径１０μ
ｍより小さな毛羽については、さらにエネルギの大きな
０次回折光をキャッチできるようになるため、検出感度
を上げることが可能となる。

また、チーズ製品側面についても同構成にて、毛羽検出
しようとすれば可能となる。

検出回路に毛羽カウント機能を設けることにより、製品
管理工程にフィードバックすることも可能となる。

チーズ製品の外観検査の中で、表面の汚れ、綾落ち、製
品形状異常等諸々の検査要目がある中で、最も難しい極
微小毛羽の検出が可能となり、チーズ製品検査の自動化
システムを可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は第１図
の側面図、第３図は受光器の構造図、第４図、第５図、
第６図はそれぞれチーズ製品端面の毛羽の有無による主
光線、回折光の模様を示す図である。 特許出願人　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）チーズ製品端面の毛羽のみを固定照射するための
   レーザ光線を発生するレーザ光線投光機構と、 上記チーズ製品をボビン軸方向に支持し回転させるチー
   ズ製品回転機構と、 上記レーザ光線投光機構に対向する位置に設けられた受
   光器と、 その受光器出力である光電変換信号の中から毛羽による
   回折光の信号成分を検出する毛羽信号検出回路とを備え
   ており、 上記受光器は受光素子と、その受光素子に対しレーザ光
   線の主光線を遮蔽し、かつ多くともその２次回折光まで
   を入光しうるリング状入光窓とからなるチーズ製品端面
   の毛羽検出装置。