JP2000338046A - 異物除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リサイクルガラスカレット中の石や陶磁器等の
異物を簡易な構成で且つ高精度に除去する。 【解決手段】ガラスカレットはホッパ1にまとめて投入
され、各カレット片が重ならないように少量づつコンベ
ア2上へ供給される。カレット片Kはコンベア2上を運ば
れ、コンベアの端部より飛び出す。この時、カレット片
Kに可視／紫外光源3から測定光を照射し、可視光用カメ
ラ5および紫外光用カメラ6で同時に透過撮影を行う。カ
レット片Kがガラス片である場合には、ガラスは可視光
を透過するが紫外光は殆ど通さない事から、可視光と紫
外光とでは透過撮影時の画像が一致しない。一方、陶磁
器や石は可視光と紫外光を共に透過しないため、可視光
と紫外光の透過撮影画像は一致する。従って、2つの透
過撮影画像が一致しなければガラス（目的物）、一致す
れば異物であると判定され、エアーノズル9により吹き
飛ばされて分別除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガラスリサ
イクル等における粉砕片（ガラスカレット）中のプラス
チック片、石、陶磁器片などの異物を自動的に除去する
際に利用される異物除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】様々な分野において、多くの対象物の中
から目的物以外の異物を除去することが望まれており、
特に近年、リサイクルの立場から、回収した廃棄ガラス
瓶等を小片（ガラスカレット）に粉砕して再生用原料と
して用いるための異物除去装置に対する技術的に高度な
需要がある。

【０００３】集積・回収される廃棄ガラスの中には、合
成樹脂製、アルミニウム製、或いはコルク製のキャップ
栓や、陶器瓶、その他の異物が混入している。これらを
粉砕し、そのままカレットとして用いた場合、これら異
物の存在のために、ガラス再生製品中に未溶解物ができ
たり、製品の色調や清澄に変化をきたしたり、泡が生じ
たりして、強度や美観を損ない、製品価値を低減させて
しまう。そのためカレットの段階でガラス以外の異物を
できるだけ正確かつ厳密に除去するという技術的需要が
高まっている。

【０００４】一般に、粉砕装置等で細かく砕かれたカレ
ットは、ベルトコンベア等の搬送手段で単層に搬送され
ながら、混入してガラス瓶と一緒に砕かれたアルミ片、
プラスチック片、陶器片、石等の異物片が作業員による
目視、または測定光の透光度等により自動判定され、手
拾い、吸引等の方法により除去されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】作業員による目視判定
の方法では、言うまでもなく作業員の負担が非常に大き
くなってしまい、且つ作業員の目の疲れや注意不足によ
って異物を見逃してしまい精度を維持することができな
い。また自動化、省人化といった観点からも問題であっ
た。一方、機械による自動判定の場合は、測定光を各カ
レット片に照射し、測定光が十分に透過するか否かの手
法により、該カレット片がガラス片かその他の異物かを
判定する手法があるが、異物片が小さい場合には十分に
光を遮らないため誤判断が生じて異物除去がなされず、
前述したように再生品の品質を劣化させてしまう。また
逆に、ガラス片であっても光の屈折等の理由により受光
側に光が入射されなかった場合には異物と判定されてし
まい、資源が有効に利用されない。同様に、ガラス片に
ラベルやシール等が貼り残っていた場合にも光が透過せ
ず、異物と判定されてしまう。ガラス片が汚れており光
の透過率が低い場合も同様に異物と誤って判定されてし
まい、十分な資源廃棄物の回収率を得ることができず、
実際には自動判定が行われていないのが現状である。

【０００６】本発明はこのような課題を鑑みてなされた
ものであり、どのような小片でも正確に異物のみを判定
し除去することができる異物除去装置を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る異物除去装置は、次のように構成され
る。

【０００８】本発明に係る第1の異物除去装置は、対象
物に対し可視光および紫外光を照射する測定光照射手段
と、対象物からの透過光を測定する透過光測定手段と、
該透過光測定手段による可視光と紫外光との測定結果の
差異から該対象物が目的物であるか異物であるかを自動
的に判定する判定手段と、該判定手段の判定結果により
目的物と異物とを自動的に分別する分別手段とからな
る。

【０００９】本発明に係る第2の異物除去装置は、対象
物に対し測定光を照射する測定光照射手段と、対象物か
らの透過光を測定する透過光画像測定カメラと、個々の
測定対象物における透過光画像の輪郭内を画素として分
割認識し、予め設定された範囲内に該当する透過光量を
示す画素の数が、予め設定した画素数範囲外となる場合
に該対象物を異物と判定する判定手段と、該判定手段の
判定結果により目的物と異物とを自動的に分別する分別
手段とからなる。

【００１０】本発明に係る第3の異物除去装置は、対象
物に対し測定光を照射する測定光照射手段と、対象物か
らの透過光を測定する透過光画像測定カメラと、個々の
測定対象物における透過光画像の輪郭内を画素として分
割認識し、任意の２箇所の画素における透過光量の差が
予め設定された範囲内に該当しない場合に該対象物を異
物と判定する判定手段と、該判定手段の判定結果により
目的物と異物とを自動的に分別する分別手段とからな
る。

【００１１】本発明に係る第4の異物除去装置は、対象
物に対し測定光を照射する測定光照射手段と、対象物か
らの透過光を測定する透過光画像測定カメラと、個々の
測定対象物における透過光画像の輪郭内を画素として分
割認識し、複数の画素間における透過光量の差が予め設
定された範囲内に該当する場合の回数が、予め設定され
た回数範囲内に無い場合に、該対象物を異物と判定する
判定手段と、該判定手段の判定結果により目的物と異物
とを自動的に分別する分別手段とからなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る異物除去装置
の実施例について、ガラスリサイクルにおけるガラス瓶
粉砕カレット中の異物除去を一例に用いて説明する。な
お、本発明の実施はガラスリサイクルに限定されるもの
ではなく、廃樹脂、金属、陶磁器、コルク、石、紙、生
体など、目的物と異物との光学上の特性差の利用に適し
た手段により、サンプルの大きさにも因らず適宜利用可
能であることは言うまでもない。

【００１３】ガラスリサイクルの場合、廃棄・回収され
たガラス瓶はラベル等の除去処理が行われた後、小片状
に細かく破砕されてガラスカレットとなる。このカレッ
ト中には樹脂製、コルク製等のボトルキャップや小石、
飲料缶のプルトップ等の金属片などが異物として混在し
ており、またガラス片の中にもラベルの一部が除去され
きらずに付着したままになったものや、汚れが付着した
ものもある。

【００１４】図1に本発明に係る異物除去装置の第1の構
成例を示す。前述したようなガラスカレットはホッパ1
にまとめて投入され、各カレット片が重ならないように
単片づつコンベア2上へ供給される。カレット片Kはコン
ベア2上を運ばれ、コンベアの端部より飛び出す。この
時、後述する透過撮影時の映りを良くし、また異物除去
のタイミングを一定にするため、コンベア2は水平且つ
等速度で運転されることが望ましく、これによりカレッ
ト片Kはコンベアの端部より一定のタイミングで飛び出
す。カレット片Kがコンベアの端部より飛び出した点
で、可視／紫外光源3から測定光を照射し、ハーフミラ
ー4を介して可視光用カメラ5および紫外光用カメラ6で
同時に透過撮影を行う。

【００１５】測定されたカレット片Kがガラス片（目的
物）である場合には、ガラスは可視光を透過するが紫外
光は殆ど通さない事から、可視光と紫外光とでは透過撮
影時の画像が一致しない。ガラス片にラベルの剥離残り
や汚れ等が付着している場合にも、ガラス片全面に均等
にこれらが付着していることはまず無いと考えられるた
め、このようなガラス片であっても透過撮影画像は一致
しない。一方、陶磁器や石は可視光と紫外光を共に透過
しないため、可視光と紫外光の透過撮影画像は一致す
る。したがって、可視光と紫外光の透過撮影画像が一致
しなければガラス（目的物）、一致すれば異物であると
判定できる。

【００１６】いま、撮影された2つの画像は画像合成装
置7により1つの画像に合成される。合成はEX-OR（排他
的論理和）の手法で行う。合成された画像は図2のよう
になる。

【００１７】このような画像処理によれば、可視／紫外
の双方の画像が一致しない場合、即ちガラスである場合
の合成画像は黒っぽく表現され、一方、異物のように画
像が一致する場合には白っぽく表現される。このように
合成された画像は判定回路8に入力され、あらかじめ設
定されたしきい値以上の面積が黒い画像であった場合に
該カレット片をガラスと判定し、それ以外を異物と判定
する。

【００１８】判定回路8により「異物」と判定されたカ
レット片Kは、エアーノズル9により放物線上より吹き飛
ばされ、異物受けに落下することによりガラス片と分別
される。

【００１９】本実施例では可視／紫外カメラを用いた
が、これに代えてシリコンフォトダイオード等の光電変
換素子を用い、可視／紫外での出力差の絶対値があらか
じめ設定されたしきい値を越えるか否かで異物判定を行
うことも可能である。

【００２０】また、このような判定手段及びエアーノズ
ル等の分別手段を複数個併設し、一度に大量の異物除去
処理を行えるように構成することも勿論可能である。

【００２１】次に、本発明の他の実施例を構成を図3に
示す。図1と共通の構成については同じ図番を付し説明
を割愛する。コンベア2から飛び出したカレット片Kの画
像は前処理装置12によりその輪郭部を検出し、輪郭を強
調した画像に変換され、画素単位に分割されて認識され
る。このときの画像例を図4に示す。

【００２２】これらの画像は判定回路8に入力される
が、その判定方法は要求精度や処理速度に応じて次の中
から適宜選択される。

【００２３】第1の判定方法は、カレット片画像の輪郭
内部にあらかじめ設定したしきい値以上の透過光量を示
す画素が1つでもあれば、これをガラスと判定する方法
である。従来法では全体の透過光量で判定していたため
に、測定片がガラスであっても汚れ具合やラベルの残り
具合によっては透過光量が不足し異物と判定されていた
が、本法によれば少しでも透過部分があればガラスと判
定することができる。図4のサンプルではが
ガラスと判定され、その他が異物と判定される。

【００２４】第2の判定方法は、カレット片画像の輪郭
内部にあらかじめ設定したしきい値以上の透過光量を示
す画素の数が、あらかじめ設定した数よりも多い場合
に、これをガラスと判定する方法である。第1の判定方
法では石や金属等でも穴があいているようなものは透過
部があり誤判断が生じるが、本法によればこのような場
合でも正しく判定することができる。図4のサンプルに
おいて、白い画素が5つ以上あればガラスであると判定
するようにしきい値を設定した場合、がガラ
スと判定され、その他が異物と判定される。

【００２５】第3の判定方法は、カレット片画像の輪郭
内部であって任意の2つの画素間の透過光量の差があら
かじめ設定した値よりも大きい場合にこれをガラスであ
ると判定する方法である。この方法では磁器やプラスチ
ック等、若干の光を透過するようなものとラベルや汚れ
の付着したガラスとを判別することが可能である。図4
のサンプルでは、画素間の透過光量の差が大きいものだ
けがガラスと判断されるので、がガラスと判
定され、その他が異物と判定される。

【００２６】第4の判定方法では、カレット片画像の輪
郭内部であって任意の2つの画素間の透過光量の差を調
べる。これを他の複数の画素間についても調べ、第3の
判定方法のように、あらかじめ設定した値よりも透過光
量の差が大きくなる回数が所定の回数以上となる場合に
のみこれをガラスであると判定する方法であり、第3の
判定方法よりも高い精度が要求される場合にも対応が可
能である。図4のサンプルでは、がガラスと
判定され、その他が異物と判定される。

【００２７】このような手法により判定回路8において
「異物」と判定されたカレット片Kは、エアーノズル9に
より放物線上より吹き飛ばされ、ガラス片と分別され
る。

【００２８】なお、分別の方法はエアーノズルによる吹
き飛ばしに限定されるものではなく、ロボットハンド、
掻き出し弁、吸引除去のような公知の技術により異物の
みを分別するようにすれば良い。

【００２９】コンベアによる搬送も必ずしも必要ではな
く、斜面を滑らせる方法や、連続搬送式でなく毎回測定
対象物を入れ替える一括処理方式など適宜設計変更が可
能である。その他の構成装置についても公知技術の範囲
内で代替構成が可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る異物
除去装置によれば、従来の手法と比較して異物の判定精
度を格段に向上させることができたので、廃棄物カレッ
ト中の異物の取り逃しを少なくして異物除去率を大きく
高めると同時に、処理後のカレットへの異物混入率を引
き下げて再生製品の品質を向上させ、商品価値を高める
ことができる。ひいては資源廃棄物の回収率向上にも寄
与することができる。

【００３１】本発明に係る異物除去装置では透過光量の
みならず画像処理も用いた異物判定方法を採用している
ので、判定精度が向上することは勿論、対象物や異物の
材質、形状、大きさ、比重、質量等に因らず、様々な状
況に対応することができ、都度の構成変更等は一切不要
である。

【００３２】可視／紫外の透過画像の差異を利用した判
別方法を採用する場合は、複雑なソフトウェア処理が不
要であるため、安価で高速な異物除去装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明に係る異物除去装置の一構成例を示す図
である。

【図2】本発明に係る異物除去装置の画像処理例を示す
図である。

【図3】本発明に係る異物除去装置の他の構成例を示す
図である。

【図4】本発明に係る異物除去装置の画像処理例を示す
図である。

【符号の説明】

１ ホッパ ２ コンベア ３ 測定光源 ４ ハーフミラー ５ 可視光用カメラ ６ 紫外光用カメラ ７ 画像合成装置 ８ 判定回路 ９ エアーノズル 12 前処理装置 Ｋ カレット片

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象物に対し可視光および紫外光を照射す
   る測定光照射手段と、対象物からの透過光を測定する透
   過光測定手段と、該透過光測定手段による可視光と紫外
   光との測定結果の差異から該対象物が目的物であるか異
   物であるかを自動的に判定する判定手段と、該判定手段
   の判定結果により目的物と異物とを自動的に分別する分
   別手段とからなる異物除去装置。
2. 【請求項２】対象物に対し測定光を照射する測定光照射
   手段と、対象物からの透過光を測定する透過光画像測定
   カメラと、個々の測定対象物における透過光画像の輪郭
   内を画素として分割認識し、予め設定された範囲内に該
   当する透過光量を示す画素の数が、予め設定した画素数
   範囲外となる場合に該対象物を異物と判定する判定手段
   と、該判定手段の判定結果により目的物と異物とを自動
   的に分別する分別手段とからなる異物除去装置。
3. 【請求項３】対象物に対し測定光を照射する測定光照射
   手段と、対象物からの透過光を測定する透過光画像測定
   カメラと、個々の測定対象物における透過光画像の輪郭
   内を画素として分割認識し、任意の２箇所の画素におけ
   る透過光量の差が予め設定された範囲内に該当しない場
   合に該対象物を異物と判定する判定手段と、該判定手段
   の判定結果により目的物と異物とを自動的に分別する分
   別手段とからなる異物除去装置。
4. 【請求項４】対象物に対し測定光を照射する測定光照射
   手段と、対象物からの透過光を測定する透過光画像測定
   カメラと、個々の測定対象物における透過光画像の輪郭
   内を画素として分割認識し、複数の画素間における透過
   光量の差が予め設定された範囲内に該当する場合の回数
   が、予め設定された回数範囲内に無い場合に、該対象物
   を異物と判定する判定手段と、該判定手段の判定結果に
   より目的物と異物とを自動的に分別する分別手段とから
   なる異物除去装置。