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【発明の名称】 長ネギの処理装置
【発明者】 【氏名】佐藤 定泰
【住所又は居所】静岡県浜松市篠ヶ瀬町６３０番地 株式会社マキ製作所内

【氏名】松井 和彦
【住所又は居所】静岡県浜松市篠ヶ瀬町６３０番地 株式会社マキ製作所内
【要約】 【課題】筒体式皮剥き装置で剥いた長ネギの外皮や土，砂等を途中で付着させることなくスムーズに外皮収容装置内に収容できる長ネギの処理装置を提供する。

【解決手段】バケットコンベア１で間欠搬送されるバケット２に載置された長ネギ３を根切りの後、筒体式皮むき装置２０で長ネギ３の外皮を剥く際、筒体２０ｂは載置台２上の長ネギ３が挿入される先端側を外皮収容装置２１から突出させ、筒体２０ｂの軸方向移動に伴って外皮収容装置２１内に挿通可能に支持されるようにした。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送方向と直交方向を長ネギの載置方向とする載置台を間欠搬送する長ネギの搬送装置と、
前記載置台に載置されている長ネギが収納される筒体を有し、該筒体内に長ネギを収納したまま該筒体をその軸方向に沿って移動させて圧縮空気の吹き付けにより長ネギの外皮を剥離する筒式の皮剥き装置と、
前記筒体内を圧縮空気流により移送される外皮が収容される外皮収容装置と、
を備え、
前記筒体は前記載置台上の長ネギが収納される先端側を前記外皮収容装置から突出させ、該筒体の軸方向移動に伴って該外皮収容装置内に挿通可能に支持されていることを特徴とする長ネギの処理装置。
【請求項２】
前記筒式の皮剥き装置は、複数設置され、前記長ネギ搬送装置は、一回の間欠搬送で前記皮剥き装置の個数に合わせて複数の前記載置台を一度に移動させることを特徴とする請求項１に記載の長ネギの処理装置。
【請求項３】
前記筒体が前記載置台上の長ネギを収納するために移動する移動距離は、当該長ネギを撮影して得た画像を処理して決定した外皮剥離位置に基づいて定められることを特徴とする請求項１または２に記載の長ネギの処理装置。
【請求項４】
前記筒式の皮剥き装置の前段に配置され、前記載置台に載置されている長ネギの根元を切断する該筒式の皮剥き装置に対応した数の根切り装置と、
前記根切り装置の前段に配置され、前記根切り装置による根部切断位置を特定する該根切り装置に対応した数の切断位置決定装置と、
前記根切り装置の切断部を前記根部切断位置に移動させる駆動制御装置と、
を有す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長ネギの処理装置。
【請求項５】
前記切断位置決定装置は、長ネギの茎部から根部に亘る範囲を少なくとも撮影する撮像装置と、前記撮像装置の画像を処理して長ネギの茎部と根部との境を特定し、この境を切断位置と決定する画像処理装置とを有することを特徴とする請求項４に記載の長ネギの処理装置。
【請求項６】
前記切断位置決定装置は、長ネギの茎部の太さに基づいて根の長さを推定することで、茎部と根部との境を特定して切断位置を決定することを特徴とする請求項４に記載の長ネギの処理装置。
【請求項７】
前記切断位置決定装置の前段に、長ネギの根部近傍の茎部を磨く清浄装置を設けたことを特徴とする請求項４または５に記載の長ネギの処理装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、収穫した長ネギの外皮、表面に付着した土や砂などの不要物を除去する長ネギの処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長ネギの処理装置は、処理項目に応じて種々の方式のものが提案され、実用化されている。その中でも特に、手動式以外の大量処理（自動化）にポイントをおいた従来技術として下記に示すものが知られている。
【０００３】
（１）従来の長ネギの皮むき、根切り、葉切りなどの処理については、長ネギを支持体上に横向きに載せて搬送する搬送手段と、前記支持体上の長ネギの葉部側と根部側とを往復移動する移動体と、この移動体に設けられ、長ネギの茎心に向けて圧力流体を噴出しながら所定角度揺動する噴射ノズルと、この噴射ノズルで剥離された長ネギの外皮を剥ぎ取る剥ぎ取り装置とを備えている（特許文献１）。
【０００４】
この長ネギの処理装置は、長ネギを大量に連続して処理できるという大きな効果を奏する反面、噴射ノズルで長ネギの皮むきを行なう際、剥離された外皮や土、砂などが周囲に飛び散って周辺の装置にも飛散物が付着することがあり、作業後の清掃が必要である。
【０００５】
（２）剥離された外皮や長ネギに付着している泥・ゴミなどについては、作業中にこれらの飛散物が装置のあらゆる部分に付着して本来の機能に影響を及ぼす場合もあり、これらの不具合をできるだけ解消する構造のものとして、長ネギの皮むきの際に、このねぎを筒体の中に入れた状態で皮むき処理を行なうことで外皮などが周囲に飛散するのを防止するようにしたものがある（特許文献２）。
【０００６】
この処理装置では、前記筒体の皮むき処理部で剥離された外皮については、該筒体の先端に設けた伸縮自在な蛇腹式ホースなどを介して収納筺体（収納ボックス）に送り込まれるようになっている。このように、前記筒体は前記蛇腹式ホースを介して前記収納筺体に接続されているので、長ネギの外皮を剥離する際に前記筒体が長ネギの長手方向に沿って移動しても、この移動に追従して蛇腹式ホースが伸縮し、密閉状態を保持して前記筒体内の外皮等を前記収納筺体に送り込めることによる。
【特許文献１】特開平０８−１９１６７９号公報
【特許文献２】特開平１１−１８７８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献２に記載の従来の長ネギの処理装置では、剥離された外皮を収納する収納筺体と連結する前記蛇腹式ホースが前記筒体の移動に伴って伸縮する構成であること、及び前記蛇腹式ホースが下向きに９０度向きを変えて前記収納筺体に接続されている構成であることから、剥離された長ネギの外皮が蛇腹である伸縮部に蓄積されて固化すると、蛇腹の伸縮がスムーズに行かなくなる場合があり、極端な場合には該伸縮部自体が固まってしまうことさえある。
【０００８】
また、前記蛇腹式ホースの伸縮部にこびりついた剥離外皮の除去作業は該ホース自体が蛇腹式であるために面倒な作業となる。
【０００９】
さらに、剥離外皮は蛇腹式ホース内を噴射空気により高速で移動し、下向きに９０度折れ曲がった転向部に衝突し易く、このため該転向部に剥離外皮が付着し易くなる。
【００１０】
一方、長ネギの処理装置は、取り扱う処理対象が土の中で育てられた自然物であり、同じ形状のものが二つとして存在することはなく、また長物野菜の特長として複雑な３次元の形状を呈しているため、長ネギの外皮の剥離作業を行なう以前の工程でこのような複雑で個々に異なる形状の長ネギを把握することも前記外皮の剥離作業等を正確で効率よく行なう点において重要なことでもある。
【００１１】
本願発明は、このような観点に鑑みなされたもので、筒体内で長ネギから剥離した外皮や土，砂等の殆どをスムーズに収納筺体内に送れ、剥離外皮等の付着を大幅に減らすことができ、掃除や点検などのメンテナンスの軽減化を図ることができる長ネギの処理装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明の目的を達成する構成は、請求項１に記載したように、搬送方向と直交方向を長ネギの載置方向とする載置台を間欠搬送する長ネギの搬送装置と、前記載置台に載置されている長ネギが収納される筒体を有し、該筒体内に長ネギを収納したまま該筒体をその軸方向に沿って移動させて圧縮空気の吹き付けにより長ネギの外皮を剥離する筒式の皮剥き装置と、前記筒体内を圧縮空気流により移送される外皮が収容される外皮収容装置と、を備え、前記筒体は前記載置台上の長ネギが収納される先端側を前記外皮収容装置から突出させ、該筒体の軸方向移動に伴って該外皮収容装置内に挿通可能に支持されていることを特徴とする長ネギの処理装置にある。
【００１３】
上記した構成において、前記筒式の皮剥き装置は、複数設置され、前記長ネギ搬送装置は、一回の間欠搬送で前記皮剥き装置の個数に合わせて複数の前記載置台を一度に移動させる。
【００１４】
上記した構成において、前記筒体が前記載置台上の長ネギを収納するために移動する移動距離は、当該長ネギを撮影して得た画像を処理して決定した外皮剥離位置に基づいて定めることができる。
【００１５】
上記した構成において、前記筒式の皮剥き装置の前段に配置され、前記載置台に載置されている長ネギの根元を切断する該筒式の皮剥き装置に対応した数の根切り装置と、前記根切り装置の前段に配置され、前記根切り装置による根部切断位置を特定する該根切り装置に対応した数の切断位置決定装置と、前記根切り装置の切断部を前記根部切断位置に移動させる駆動制御装置と、を更に設けることができる。
【００１６】
上記した構成において、前記切断位置決定装置は、長ネギの茎部から根部に亘る範囲を少なくとも撮影する撮像装置と、前記撮像装置の画像を処理して長ネギの茎部と根部との境を特定し、この境を切断位置と決定する画像処理装置とを有することができる。
【００１７】
上記した構成において、前記切断位置決定装置は、長ネギの葉鞘部の太さに基づいて根の長さを推定することで、茎部と根部との境を特定して切断位置を決定することができる。
【００１８】
上記した構成において、前記切断位置決定装置の前段に、長ネギの根部近傍の茎部を磨く清浄装置を設けることができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、長ネギの外皮を筒式の皮剥き装置で剥く際、筒体を外皮収容装置に対して挿通自在に移動させるようにしたので、剥離された長ネギの外皮や土、砂などを外皮収容装置にストレートに排出可能となり、従来問題となっていた蛇腹式のホースの内部に溜まりやすかった外皮等がスムーズに外皮収容装置に排出することが可能となった。このため、筒体内等の掃除や点検などのメンテナンスの軽減が図れることになった。
【００２０】
また、外皮の剥離エアーの排出方向をストレートにすることで詰まりが無くなってエアーの抜けが良くなり、外皮の剥離効果が増大する。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、２連又は３連以上の多連構成も容易に実現でき、短時間に大量の長ネギ処理の実現を可能とする。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、最適位置で外皮の皮むきを実行することができる。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、長ネギの根切り位置の決定を行なって当該長ネギの根切りを行なった状態で、筒式の皮剥き装置で長ネギの外皮を剥離するので、根元で剥かれた外皮等が引っかかることなく勢い良く長ネギから外皮が剥かれて筒体から排出される。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、画像処理による非接触方式で正確で迅速に根切りの切断位置を決定することができる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、簡易な方法で根切りの切断位置を決定することができる。
【００２６】
請求項７に係る発明によれば、長ネギの撮影の際に、根部付近の葉鞘部に付いている土を除去し、茎部と根部との境（盤茎部）の画像認識を良くし、切断位置の決定精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明を図面に示す実施の形態に基づいて以下に説明する。
【００２８】
第１の実施の形態
図１から図１０は本発明の第１の実施の形態を示している。図１は長ネギの処理装置の全体的構成を示す上面図、図２は図１のＡ―Ａ矢視図、図３は図１のＢ―Ｂ矢視図、図４は図１Ｃ―Ｃ矢視図、図５は図１のＤ―Ｄ矢視図、図６及び図７は画像処理により長ネギの根切り位置を決定する手法を説明する図、図８は画像処理により長ネギの表皮（外皮）剥離位置を決定する手法を説明する図、図９は図１のＥ―Ｅ矢視図、図１０は図９の要部断面図である。
【００２９】
図１〜図１０に基づいて長ネギの処理装置を説明する。
【００３０】
１は長ネギが載置される矩形平板状の複数のバケット２を無端回動するチェーンに並列に連結したバケットコンベアで、不図示の駆動装置を制御して、例えば２列分のバケット２を矢印Ｆ方向に間欠送りするようになっている。
【００３１】
図示のように、各バケット２は長手方向をバケットコンベア１の搬送方向と直交する方向に合わせており、長ネギ３は葉鞘部（茎部）３ａをバケット２の長さ方向一端側２ａに向け、従って長ネギ３の葉部３ｂはバケット２の長さ方向他端側２ｂに向けて載置するように決められている。
【００３２】
また、バケット２は、図３〜図５に示すように、矩形形状の台部２ｃ上に一対の可倒式載置台２ｄ、２ｅが一端側に離隔対向して配置され、長ネギ３の茎部３ｃを長さ方向に沿って２箇所で支持するようにしている。これら一対の載置台２ｄ、２ｅの上部は図２に示すように凹形状に形成され、長ネギ３の茎部３ｃが嵌まり込むことで搬送方向への移動を阻止できるようになっている。この可倒式載置台２ｄ、２ｅは台部２ｃに対して略直角に直立している直立位置から台部２ｃの他端側２ｂに向けて略台部２ｃと平行となる倒れ位置との間を下端部を支点として回動可能に台部２ｃに取り付けられており、不図示のバネにより直立位置に常時保持されている。そして、後述の移動する筒体の開口縁部との当接で前記倒れ位置に向かって回動し、該筒体との当接が解除されると再び元の直立位置に戻る。
【００３３】
さらに、台部２ｃの他端側には、長ネギ３の葉部３ｂが載置される固定載置台２ｆが固定されており、この固定載置台２ｆと一対の可倒式載置台２ｄ、２ｅにより長ネギ３を略水平姿勢に支持するようになっている。
【００３４】
収穫された根付きの長ネギ３は、バケットコンベア１の上流側に配置された長ネギ供給部４で手作業によりバケット２に根元側を作業者から見て手前側（図１中下側）にして載置されるが、この長ネギ供給部４におけるバケットコンベア１の手前側の枠体１ａには、水平姿勢に支持される長ネギ３の根側を突き当てる突き当て板５が取り付けられている。この突き当て板５は、バケット２を２個ずつ間欠送りすることから、２個並列のバケット２に載置されている２本の長ネギ３の根側が一度に突き当てられるようになっている。
【００３５】
バケットコンベア１の搬送方向で見て、長ネギ供給部４の搬送方向下流側には、クリーニング部が設けられ、このクリーニング部は、バケット２に載置されている長ネギ３の茎部３ａの根元側をクリーニングして泥等を落とす回転ブラシ６が２個のバケット２に対応してバケットコンベア１の手前側に夫々配置され、またバケットコンベア１の奥側には２個のバケット２に支持されている２本の長ネギ３の葉部３ｂを同時に上下方向から把持するようにして押さえる押さえ装置１６が配置されている。この一対の回転ブラシ６は、バケットコンベア１がバケット２を２個ずつ間欠送りすると、ブラシを長ネギ３の茎部３ｃ側から根元部３ａ側に向かって所定の時間だけ回転する。また、この一対の回転ブラシ６は常時回転させておいても良い。
【００３６】
本実施の形態において長ネギ３の根切り位置の決定は、カメラにより長ネギ３の根元部３ａ及び根の範囲を少なくとも撮影し、これを画像処理（エッジ処理）して根の生え際である茎部３ｃと根との境（盤茎部）を特定し、できるだけ該根の生え際部分で根切りを実行する。その際、長ネギ３の根元部３ａに泥などが付着していると（収穫された根付きの長ネギの根元部３ａには差はあるが泥が付着しているものが殆どである）、画像処理による根の生え際部分の特定が難しいので、回転ブラシ６で事前に長ネギ３の根元部３ａの泥などを除去し、長ネギ３の根元部３ａを露出させるようにしている。その際、回転ブラシ６の回転により長ネギ３が手前側に引き込まれないように、押さえ装置１６で押さえている。
【００３７】
次に、バケットコンベア１の搬送方向に見て、回転ブラシ６の下流側には、撮影部が設けられ、ここには、一つのバケットコンベア２に載置されている長ネギ３の根元部３ａと葉部３ｂの生え際部分を夫々長手方向に沿って撮影する根元部撮影用カメラ７ａと葉部撮影用カメラ７ｂが上方のカメラ固定フレーム９に取り付けられている。また、本実施の形態では２個のバケット２に載置されている長ネギ３の根元部３ａと葉部３ｂの生え際部分を同時に撮影するために、根元部撮影用カメラ７ａと葉部撮影用カメラ７ｂと並んでカメラ固定フレーム９に根元部撮影用カメラ８ａと葉部撮影用カメラ８ｂを固定している。
【００３８】
そして、根元部撮影用カメラ７ａと葉部撮影用カメラ７ｂ、根元部撮影用カメラ８ａと葉部撮影用カメラ８ｂで撮影した画像情報は、画像処理装置１０に送信され、根切り位置の決定、及び表皮剥離位置の決定に供される。なお、根元部撮影用カメラ７ａと８ａからの画像情報に基づく根切り位置の決定を行なう画像処理法は同じであり、また葉部撮影用カメラ７ｂと８ｂからの画像情報に基づく表皮剥離位置の決定を行なう画像処理法は同じなので、根元部撮影用カメラ７ａからの画像と、葉部撮影用カメラ７ｂからの画像に基づく画像処理について説明する。
【００３９】
先ず、根元部撮影用カメラ７ａからの画像に基づいて根切り位置を決定する画像処理を図６及び図７を参照して以下に説明する。
【００４０】
根元部撮影用カメラ７ａは、長ネギ３の根元部３ａをその上方から撮影するもので、回転ブラシ６でクリーニングされた長ネギ３の根元部３ａは略白色を呈しているのに対し、根の生え際から先は根のみが撮影される。この場合、バケット２の台部２ｃの表面を黒色、またこの撮影領域におけるバケットコンベア１の根元から根に対応する下方部分に黒色の背景部を設けることにより、長ネギ３の根元部を明瞭に撮影することができる。
【００４１】
画像処理装置１０は、根元部撮影用カメラ７ａで撮影した画像について例えばエッジ画像処理を行なって、根元部３ａの輪郭及び根の輪郭を得る。このエッジ画像処理についての詳細な説明は行なわないが、根元部３ａは単に長ネギ３の根元部３ａの外形線を描くだけなので外形線の本数は少ないものであるのに対し、根の生え際からは多数本の根が延びているため、その分だけ外形線の本数が多い。したがって、外形線（エッジ）の本数が急激に変化した箇所が根の生え際であると判定することができる。
【００４２】
このようなエッジ画像処理を根元部３ａから根の延びている全領域に亘って実施すると時間も長くなる。また、根切り位置の決定のためには、長ネギ３の根元部３ａにおける径方向中央部を長手方向に沿って観察することが根の生え際を知る上で最も失敗のない判定方法と言うことができる。
【００４３】
そこで、画像処理装置１０は、図６に示すように、長ネギ３の根元部３ａにおけるエッジから径方向における中央位置Ｐを演算により特定する。
【００４４】
中央位置Ｐの特定は、第１の固定ウインドウ１２により行なう。この第１の固定ウインドウ１２は、バケット２に対して予め決められた位置に設定されており、その基準位置をＱとする。画像処理装置１０は、長ネギ３の根元部３ａにおける径方向の中心を示す中央位置Ｐの長手方向延長線を中心とする根位置決定ウインドウ１３によって根のエッジと根元部３ａのエッジをカウントする。
【００４５】
根位置決定ウインドウ１３は、基準位置Ｑから所定距離Ｒ離れた位置から根側に向かって矩形形状に囲った領域として形成され、この根位置決定ウインドウ１３内を間隔Ｓ毎に設けた境界線Ｔ１〜Ｔ１０で複数の小ウインドウ部１３−１〜１３−１０に区分けしている。したがって、根位置決定ウインドウ１３のエッジ本数のカウントは、複数の小ウインドウ部１３−１〜１３−１０毎に行なわれる。
【００４６】
根切り位置の決定は、根の生え際を見つけ出せばよいので、例えば基準位置Ｑ側から順に小ウインドウ部１３−１〜１３−１０におけるエッジ本数のカウントを行い、次の小ウインドウ部のエッジ数と比較し、エッジ数の差が所定値を超えるとそこの小ウインドウ部は根の位置であると判定し、一つ手前の小ウインドウ部が根元部３ａの先端と判定する。
【００４７】
長ネギ３の根切り位置は、できるだけ根の生え際とすることが望ましく（根の生え際から葉部に向かって余裕を持って切ると、切断面から長ネギの中心部分が成長して飛び出るが、根の生え際ではこのようなことが発生せず、商品価値を損なうことがないことによる）、本実施の形態では、根元部３ａの先端と判定された小ウインドウ部と根位置と判定された小ウインドウとの境界線を根切り位置と決定し、基準位置Ｑからこの根切り位置と決定した境界線までの距離を求める。
【００４８】
したがって、後述の根切り装置をここで求められた根切り位置まで移動させて長ネギ３の根切りを行なえば良いことになる。
【００４９】
図６を例にすると、第１小ウインドウ部１３−１〜第４小ウインドウ部１３−４までは長ネギ３の根元部３ａに対応しているため、これらの小ウインドウ部内には長ネギ３の根元部３ａの輪郭であるエッジが存在しないが、第５小ウインドウ部１３−５では長ネギ３の根元部先端に近いため、僅かに該根元部先端のエッジがかかり、数本程度のエッジがカウントされることになる。続いて、第６小ウインドウ部１３−６では、長ネギ３の根元部先端のエッジ及び複数本の根のエッジがカウントされるため、第５の小ウインドウ部１３−５でカウントしたエッジ数との差が大きいので、第６小ウインドウ部１３−６に対応する領域に根の生え際が存在すると判定する。そして、境界線Ｔ５を根切り位置と決定する。基準位置Ｑから境界線Ｔ５までの距離は、Ｒ＋５×Ｓで簡単に求められる。
【００５０】
図６に示した例は、長ネギ３が曲がりのないストレートな形状という理想的な場合を想定したもので、実際にはこのような理想的なものはなく曲がりを有しているものが殆どである。
【００５１】
したがって、長ネギ３の曲がりの有無を判定し、曲がりがあるとその曲がり角度を求め、長ネギ３の曲がりに合わせて上記した根位置決定ウインドウ１３を適用すれば上記した場合と同様に根の生え際を知ることができる。
【００５２】
図７はこのような長ネギ３の曲がりの有無判定と、曲がり角度の演算を説明するもので、第１の固定ウインドウ１２と、この第１の固定ウインドウ１２に対して長ネギ３の茎部３ｃ側に所定の距離Ｕを隔てて第２の固定ウインドウ１４を設定している。第２の固定ウインドウ１４では、第１の固定ウインドウ１２と同様に茎部３ｃの径方向（太さ方向）における中央位置Ｖを求める。
【００５３】
これはバケットコンベア１の搬送方向をｙ軸、ｙ軸と直交する方向をｘ軸とすると、第１の固定ウインドウ１２及び第２の固定ウインドウ１４のｙ軸方向における両端位置はバケット２に対して予め決めているので、ｙ軸方向における基準位置Ｐと基準位置Ｖとの差Δｙは求まり、曲がり角θが求められる。ここで得た曲がり角θはｘ軸に対する角度であり、根位置決定ウインドウ１３を曲がり角θだけ回転させることにより、図６に示す場合と同様に根元部３ａからその先端を経て根に至る範囲でエッジ処理を行い、茎部３ｃ側から根側に向かって小ウインドウ部毎にエッジ数をカウントし、根側の小ウインドウ部とのエッジ数の比較を行なう。図７の場合には第１〜第３小ウインドウ部１３−１〜１３−３まではエッジ数がゼロ、第４小ウインドウ部１３−４では長ネギ３の根元部先端に近いため、僅かに該根元部先端のエッジがかかり、数本程度のエッジがカウントされることになる。続いて、第５小ウインドウ部１３−５では、長ネギ３の根元部先端のエッジ及び複数本の根のエッジがカウントされるため、第４の小ウインドウ部１３−４でカウントしたエッジ数との差が大きいので、第５小ウインドウ部１３−６に対応する領域に根の生え際が存在すると判定する。そして、境界線Ｔ４を根切り位置と決定する。ここで、図６に示す場合には、根切り位置はｘ軸方向成分のみで決定されるため、後述する根切り装置を単にｘ軸方向に決定された位置まで移動させれば良い。図７に示す場合でも、根切り装置の刃の向きをｘ軸に対して角度θだけ向きを変えるようにすれば、長ネギ３の根元部３ａを略直角に切断することができる。その際、基準位置Ｐから根位置決定ウインドウ１３の第１境界線Ｔ０までの距離Ｒ´は予め決められているので、角度θより根切り装置のｘ軸方向への移動距離が求まることになる。
【００５４】
そして、画像処理装置１０により決定した根切り位置等のデータは制御装置１１に送信され、後述の根切り装置の駆動制御に用いられる。
【００５５】
なお、根切り装置をｘ軸方向に移動させるモータとして、例えばパルスモータを使用し、複数パルスの通電により根切り装置を例えば小ウインドウ部のピッチＳだけ移動できるようにすると、根切り位置としての前記境界線（Ｔ０〜Ｔ１０）が決定されると、その境界線に対応するパルス数をパルスモータに通電するだけで所定位置に根切り装置を移動させることができる。また、図７に示すように曲がり角度を考慮する場合には、各境界線毎に角度θとパルス数のテーブルを用意しておけば、該テーブルで得られたパルス数で根切り位置まで根切り装置を移動させることができる。
【００５６】
根切り位置の決定に際し、図６に示す長ネギ３がストレートの場合と、図７に示す曲がりがある場合とを区別して説明したが、根元部撮影用カメラ７ａ，８ａで撮影して得た画像に基づいて、画像処理装置１０は図７に示す第１の固定ウインドウ１２と第２の固定ウインドウ１４を設定して曲がりの有無を判定し、ストレートであると判定すれば、上述した図６に基づく根切り位置の決定を行い、曲がりがあると判定すれば、上述した図７に基づく根切り位置の決定を行う。
【００５７】
ところで、従来の長ネギの処理装置（特開平８−１９１６７９号公報）では、長ネギの根切りは、支持体上に長ネギを水平姿勢で支持させる際、該支持体の一端に設けたＶ字溝付きの当て板から根のみを外方に突出させるようにして根切り位置まで搬送し、該当て板の内側で根切りを行なうようにしている。
【００５８】
しかし、このような構成では曲がった長ネギに対しては注意しながらＶ字溝付きの当て板に根を通しながら支持体に長ネギを載置するという作業が必ずしも容易であるとは言えない。
【００５９】
これに対し、本実施の形態のように、長ネギ３の茎部３ｃから根元部３ａに渡って撮影を行い、これを画像処理することにより曲がった長ネギでも正確に根の生え際を特定でき、根切り位置の決定を行なえるので、搬送され種々の曲がりを有する長ネギの根切りを最適位置で行なうことができる。
【００６０】
次に、葉部撮影用カメラ７ｂからの画像に基づいて表皮剥離位置を決定する画像処理を図８を参照して以下に説明する。
【００６１】
葉部撮影用カメラ７ｂでは、長ネギ３の茎部３ｃから葉部３ｂに亘りバケット２の短手方向の領域をカバーするように撮影し、撮影画像を画像処理装置１０に送信する。画像処理装置１０では、図８に示すように、表皮剥離位置決定ウインドウ１５が設定される。表皮剥離位置決定ウインドウ１５は、後述する剥離装置の所定位置、バケットコンベア１の手前側の所定位置などの基準となる位置から所定距離Ｊから開始されるもので、上述した根切り位置決定ウインドウ１３と同様に、矩形枠内を等ピッチＫで複数の表皮剥離位置決定小ウインドウ部（１５−１〜１５−５）に区分している。そして、表皮剥離位置決定ウインドウ１５内の画像に対し、根切り位置決定と同様のエッジ処理により画像の輪郭（エッジ）のみを抽出する。
【００６２】
本実施の形態では、各表皮剥離位置決定小ウインドウ部（１５−１〜１５−５）において、抽出したエッジにより茎の直径、葉部の最大幅を演算する。図８に示すように、表皮剥離位置決定小ウインドウ部１５−１〜１５−３では、茎の直径ｄ１〜ｄ３をｙ軸方向に離れた２本のエッジ（茎の外形を示す輪郭）より求める。また、表皮剥離位置決定小ウインドウ部１５−４では葉の部分にかかっており、ｙ軸方向に離れた２本のエッジは曲線であるため、ｘ軸方向の中央でのエッジ間距離ｄ４を求める。さらに、表皮剥離位置決定小ウインドウ部１５−５では、ｙ軸方向に複数のエッジが存在しており、このような場合にはｙ軸方向両端の最も外側のエッジ間の距離ｄ５を求める。
【００６３】
表皮の剥離位置は茎と葉の境目付近とされている。図８に示すように、茎と葉の境目は勾配が大きく変化するという特徴がある。
【００６４】
そこで、茎から葉に亘る外形線（エッジ）について勾配（ｄｙ/ｄｘ）を調べ、大きく変化する箇所を表皮の剥離位置とすればよいことになる。
【００６５】
本実施の形態では、表皮剥離位置決定小ウインドウ部で求めた茎径或いは葉の幅の値ｄ１〜ｄ５を茎から葉に向かって順に比較し（ｄ２/ｄ１、ｄ３/ｄ２、ｄ４/ｄ３、ｄ５/ｄ４）、比較値が例えば１．５以上であるとその位置が茎と葉の境界であると判定し、その表皮剥離位置決定小ウインドウ部の境をなす境界線（Ｍ０〜Ｍ５）を表皮剥離位置と決定する。図８の場合には、第３小ウインドウ部１５−３での計算値ｄ３と、第４小ウインドウ部１５−４での計算値ｄ４とは差が大きいので、第３小ウインドウ部１５−３と第４小ウインドウ部１５−４との境界線Ｍ３を表皮剥離位置と決定する。この場合、表皮剥離位置までの距離は、Ｊ＋３Ｋで求まる。そして、この表皮剥離位置までの距離情報が制御装置１１に送信され、後述する剥離装置の駆動制御に用いられる。
【００６６】
根切り位置と表皮剥離位置の決定のためにカメラで並列する２つのバケット２上の長ネギ３を撮影する撮影部の下流側には根切り部が設けられ、この根切り部には前記撮影部より間欠的に送られてくる２つのバケット２に対応して第１根切り装置１７と第２の根切り装置１８とが配置されている。第１の根切り装置１７と第２の根切り装置１８とは別々に制御装置１１により駆動制御されるが、同じ構造であるため、第１の根切り装置１７について説明する。
【００６７】
第１の根切り装置１７は、バケットコンベア１の手前側で且つバケットコンベア１の上方に配置されており、バケットコンベア１の搬送方向（ｙ軸方向）と直交する方向（ｘ軸方向）に配置された支持レール１７ａに沿って直進移動体１７ｂが移動可能に駆動され、この直進移動体１７ｂには上下方向（ｘ軸及びｙ軸に対して直交するｚ軸方向）に移動可能且つｚ軸を中心として旋回可能な旋回軸１７ｃを有する昇降装置１７ｄが取り付けられている。そして、旋回軸１７ｃの下端に根切り刃１７ｅが刃を下向きにして取り付けられている。
【００６８】
画像処理装置１０は根元部撮影用カメラ７ａに基づく画像から曲がり角度θ、根切り位置までの距離情報を演算し、これを制御装置に送信しており、前段の撮影部からこの根切り部に長ネギ３を支持したバケット２が間欠送りされて停止すると、第１の根切り装置１７は、制御装置１１からの角度指令及び移動距離指令を受け、旋回軸１７ｃを角度θだけ旋回させ、直進移動体１７ｂを距離情報分だけ移動させて旋回軸１７ｃを降下させることで長ネギ３の根元部３ａを根の生え際で切断する。切断が終了すると、制御装置１１に切断終了信号を出力し、次の切断に備えるために所定の位置まで復帰する。
【００６９】
このようにして、バケットコンベア１は、バケット２を２個ずつ矢印Ｆ方向に間欠送りしており、長ネギ３をバケット２に供給する作業、クリーニング部で長ネギ３の根元部３ａを回転ブラシ６でクリーニングして泥の除去を行なう作業、撮影部で長ネギ３のカメラ撮影、根切り部で長ネギ３の根切りを行なう作業はいずれも２つのバケット２上の長ネギ３に対して一度に行なうようにしており、このような２連構成は表皮剥離部における表皮の剥離装置についても適用されている。
【００７０】
バケットコンベア１の搬送方向Ｆに見て、根切り装置１８の下流側の表皮剥離部には表皮の剥離装置１９、２０が間欠送りされる２つのバケット２に対応して配置されている。２連の表皮の剥離装置１９、２０は個々に独立して駆動されるが、同一構成なので、第２の表皮の剥離装置２０について説明し、第１の表皮の剥離装置１９についての説明は省略する。なお、第１の表皮剥離装置１９の同じ部材には第２の表皮剥離装置２０に付すａ〜ｆの添え字と同じ添え字を付す。
【００７１】
第２の表皮の剥離装置２０は、図９に示すように、バケットコンベア１の上方位置で、バケットコンベア１の搬送方向（ｙ軸方向）と直交する方向（ｘ軸方向）にレール部材２０ａが設けられている。このレール部材２０ａには、長ネギ３がその根元部３ａ側から挿入される先端及び後述する外皮収容装置をなす集塵ボックス２１内に挿入される後端が共に開口した円筒形状の筒体２０ｂがランナー部材２０ｃを介して横移動（ｘ軸方向）可能に吊り下げ支持されている。
【００７２】
筒体２０ｂは、バケット２における長ネギ３の支持位置が筒体２０ｂの内径中心位置に略一致するように位置合わせされており、バケット２が間欠送りされている間、筒体２０ｂは先端を集塵ボックス２１内から突出させて全体的に集塵ボックス２１内に収納される待機位置まで後退し、筒体２０ｂの先端が搬送されるバケット２に支持されている長ネギ３の根元部３ａと接触しないようにしている。
【００７３】
筒体２０ｂは不図示の駆動機構により図９に示す待機位置から、バケット２の奥側に向かって駆動され、葉部撮影用カメラ８ｂによる撮影画像に基づき、画像処理装置１０で決定された表皮剥離位置距離まで駆動するように制御装置１１により駆動制御される。
【００７４】
集塵ボックス２１には、筒体２１ｂの後端から排出される外皮を収容し、筒体２０ｂが挿通される孔部２１ａが形成され、該孔部２１ａに摺動部材２１ｂを介することにより、筒体２０ｂが孔部２１ａで摺動可能に設けられ、筒体２０ｂのｘ軸方向への移動を許容するようになっている。
【００７５】
筒体２０ｂはストレート形状で、内周面には蛇腹のような凹凸がない全周に亘って滑らかになっている。
【００７６】
また、筒体２０ｂは、筒本体部２０ｄの先端に内径が同径の噴射ノズル筒２０ｅが同心に固定された構造としており、噴射ノズル筒２０ｅには電磁開閉弁（不図示）を介して圧縮空気源に接続されるリング状の圧縮空気路２０ｆが形成されている。また、噴射ノズル筒２０ｅには、噴射エアーが後端向きに噴出し、且つ内径中心に向かって噴出する複数の噴射ノズル部２０ｇ周方向に等間隔に形成されており、この複数の噴射ノズル部２０ｇは圧縮空気路２０ｆに連通し、前記電磁開閉弁を前記制御装置１１で開閉駆動することにより、筒体２０ｂ内に先端側から後端側に向け、かつ挿通されている長ネギ３の表面に向けて圧縮空気を噴射させ或いは噴射を停止させたりする。
【００７７】
２つのバケット２が間欠駆動により表皮剥離部に間欠駆動により搬送されると、２連の筒体１９ｂ、２０ｂが待機位置から表皮剥離位置まで夫々画像処理装置１０で求めた距離を移動する。筒体１９ｂ，２０ｂが移動を開始するときには前記電磁開閉弁が既に開状態となっており、筒体１９ｂ，２０ｂ内には先端側から後端側に向けて圧縮空気が複数の噴射ノズル１９ｇ、２０ｇから噴射された状態にある。その際、筒体１９ｂ，２０ｂの先端開口に長ネギ３の根元側から挿入することになるが、バケット２の可倒式載置台２ｄ、２ｅは移動する筒体１９ｂ，２０ｂの開口端縁により倒されて長ネギ３が筒体１９ｂ，２０ｂ内を流れる圧縮空気により略水平姿勢を保持して浮遊支持される。そして、筒体１９ｂ，２０ｂが表皮剥離位置までの距離を夫々移動すると、図１０に示すように、表皮３ｃの剥離が行われ、前段の根切り部で根の生え際で根きりが行われているので、めくれあがった表皮はそのまま茎部３ａから剥がれ、筒体１９ｂ，２０ｂ内を通って集塵ボックス２１内に放り込まれる。
【００７８】
２連の筒体１９ｂ，２０ｂに対向してバケットコンベア１の奥端側の枠体１ｂよりもさらに奥側には、筒体１９ｂ，２０ｂ内に挿通されている各長ネギ３の葉部３ｂを一度に上下方向から押さえる押さえ装置２２が配置されており、複数の噴射ノズル部２０ｇから噴射される圧縮空気により長ネギ３が飛ばないように押さえている。この押さえ装置２２は、固定式の下部台２２ａの上方に昇降装置２２ｂにより昇降される押さえ体２２ｃが位置し、該昇降装置２２ｂを駆動し、圧縮空気による表皮剥離作業が終了するまで押さえ体２３を降下させて葉部３ｂの先端部を下部台２２ａに強く押し付けるようにしている。なお、この押さえ装置２２に並んで搬送方向下流側には葉切り装置２３が配置されており、表皮の剥離作業が終了した長ネギ３が次に間欠送りされると、葉切り装置２３により押さえ装置２２に押さえられた部分よりも根元側で葉部３ｂを切断するので、押さえ装置２２で痛んだ葉部３ｂが切り落とされる。
【００７９】
集塵ボックス２１内に２連の筒体１９ｂ，２０ｂが待機位置に挿通された状態において、２連の筒体１９ｂ，２０ｂの後端が集塵ボックス２１の後壁２１ｃに対して一定の間隙を有しており、２連の筒体１９ｂ，２０ｂの後端開口から圧縮空気が支障なく集塵ボックス２１内に排出される。表皮の剥離作業のために２連の筒体１９ｂ，２０ｂが集塵ボックス２１内からバケット２に向かって水平移動を始めると、２連の筒体１９ｂ，２０ｂの後端が集塵ボックス２１の端から中央部に向かって移動し、２連の筒体１９ｂ，２０ｂの後端開口から長ネギ３の剥ぎ取られた表皮３ｃが集塵ボックス２１内に排出される。
【００８０】
２連の筒体１９ｂ，２０ｂは長ネギ３を内部に挿通するため集塵ボックス２１から延びるように水平に移動するが、２連の筒体１９ｂ，２０ｂの後端は集塵ボックス２１内から抜け出ることがない長さに設定されている。
【００８１】
集塵ボックス２１内には、２連の筒体１９ｂ，２０ｂよりも上方に外皮等が通り抜けない程度の大きさの網２１ｄが配置され、この網２１ｄを通過した土、ホコリ等の排気が上方の排気筒２１ｅを通して外部の収容ボックスに排出される。
【００８２】
また、集塵ボックス２１の下部はホッパー状に形成され、剥ぎ取られた表皮３ｃが２連の筒体１９ｂ，２０ｂの後端開口から下部に落下する。外皮収容装置をなす集塵ボックス２１は、底に貯留ボックスなどを配置し、落下する剥ぎ取られた表皮を溜めておくこともできるが、本実施の形態では集塵ボックス２１の下部開口２１ｆに集塵コンベア２１ｇを配置し、この集塵コンベア２１ｇに落下排出された表皮３ｃを別の集塵部に送るようにしている。
【００８３】
このように、２連の筒体１９ｂ，２０ｂが表皮の剥離作業のために移動する際、２連の筒体１９ｂ，２０ｂが集塵ボックス２１に対して移動するように構成したので、従来のように蛇腹式のホースが不要となり、蛇腹式ホースに詰まった表皮や泥等が固化して動作不良の発生がなくなり、また面倒な清掃作業から開放される。
【００８４】
第２の実施の形態
図１１は本発明の第２の実施の形態を示す。
【００８５】
上記した第1の実施の形態では、長ネギ３の根切り位置を画像処理により決定するようにしているが、本実施の形態では根切り位置の決定を簡略化したもので、例えば第１の実施の形態と同様にカメラに長ネギ３の茎部３ｃを撮影し、これを画像処理して茎部３ｃの直径を求め、この直径から直接根切り位置の決定を行なおうとするものである。なお、茎部３ｃの直径を求める手法としては、上記した画像処理に基づく方法以外に、茎部３ｃを接触探子が茎部の径方向両側から接触することにより直接計測する方法などを用いることができる。更に、この方法を光電センサを用いて構成することもできる。
【００８６】
長ネギ３を供給部４に配置した突き当て板５に根側を突き当てるようにしてバケット２に載置した場合、根の延び具合と茎部３ａとに比例関係がある。図１１に示すように、根の生え際から根の長さをＬ，茎部３ａの直径をＷとすると、太い長ネギ３−１の直径Ｗ１から根の長さＬ１を推定することができ、また細い長ネギ３−２の直径Ｗ２（Ｗ２＜Ｗ１）から根の長さＬ２を推定することができる。そして、この推定した根の長さＬ１、Ｌ２に基づいて根切り位置までの距離を求めて根切り装置１７、１８に指令を出せばよい。
【００８７】
以上の各実施の形態は、搬送手段であるバケットコンベア１の１回の間欠駆動で２つのバケット２を移動させる場合を例にしたが、これは筒体により構成される筒式の皮剥き装置を２連としたことに対応するもので、該筒式の皮剥き装置を１つとした場合には１回の間欠駆動で１つのバケット２を移動させ、また前記筒式の皮剥き装置を３連又はそれ以上とすると、これに合わせて１回の間欠駆動で３又はそれ以上のバケット２を移動させるようにすれば良い。
【００８８】
そして、筒式の皮剥き装置の個数に合わせて、バケットコンベア１の搬送方向に沿って配置される長ネギ供給部４、クリーニング部、撮影部、根切り部、表皮剥離部も一度に移動するバケット２の個数に併せて配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における長ネギの処理装置の全体的構成を示す上面図
【図２】図１のＡ―Ａ矢視図
【図３】図１のＢ―Ｂ矢視図
【図４】図１Ｃ―Ｃ矢視図
【図５】図１のＤ―Ｄ矢視図
【図６】画像処理により長ネギの根切り位置を決定する手法を説明する図
【図７】画像処理により長ネギの根切り位置を決定する手法を説明する図
【図８】画像処理により長ネギの表皮（外皮）剥離位置を決定する手法を説明する図
【図９】図１のＥ−Ｅ矢視図
【図１０】図９の要部断面図
【図１１】本発明の第２の実施の形態を示し、根切り位置の決定方法を説明する図
【符号の説明】
【００９０】
１ バケットコンベア
２ バケット
３ 長ネギ
４ 長ネギ供給部
５ 突き当て板
６ 回転ブラシ
７ａ、８ａ 茎部撮影用カメラ
７ｂ、８ｂ 葉部撮影用カメラ
９ カメラ固定フレーム
１０ 画像処理装置
１１ 制御装置
１６、２３ 押さえ装置
１２ 第１の固定ウインドウ
１３ 根位置決定ウインドウ
１４ 第２の固定ウインドウ
１５ 表皮剥離位置決定ウインドウ
１７ 第１の根切り装置
１８ 第２の根切り装置
１９ 第１の表皮の剥離装置
２０ 第２の表皮の剥離装置
２１ 集塵ボックス
２３ 葉切り装置
【出願人】 【識別番号】０００１３７３２８
【氏名又は名称】株式会社マキ製作所
【住所又は居所】静岡県浜松市篠ヶ瀬町６３０
【出願日】 平成１６年３月２６日（２００４．３．２６）
【代理人】 【識別番号】１０００６７５４１
【弁理士】
【氏名又は名称】岸田 正行

【識別番号】１０００８７３９８
【弁理士】
【氏名又は名称】水野 勝文

【識別番号】１００１０３５０６
【弁理士】
【氏名又は名称】高野 弘晋
【公開番号】 特開２００５−２７００４２（Ｐ２００５−２７００４２Ａ）
【公開日】 平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願番号】 特願２００４−９０９７３（Ｐ２００４−９０９７３）