JP3373278B2 - びんの色選別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、搬送されてくるびんの
色を認識し、適宜に選別回収するびんの色選別装置に関
する。 【０００２】 【従来の技術】廃棄された各種のびんを回収してリサイ
クルする場合、これら各種のびんを色別に選別する必要
があり、例えば特開平５−２７７４４７号公報のような
装置がある。この装置は、びんをサイズ別に振り分けて
整列させた後、色認識手段によりびんの色を認識し、色
別にびんを選別回収するものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来の装
置において、びんの色を認識する色認識手段としては、
適宜な照明装置によりびんに光を照射し、この光がびん
を透過した透過光もしくは反射光をとらえ、これら透過
光もしくは反射光に基づいてびんの色認識を行うのが一
般的である。しかしながら、照明装置から照射される照
射光は、放射状に照射されているため、この照射光によ
るびんの透過光をとらえる場合に乱反射等の影響を受け
やすく、とらえたデータが信頼性に欠けるものとなり、
このデータに基づくびんの色選別が的確に行えないとい
う問題があった。 【０００４】また、びんが搬送されている際に、上流側
と下流側のびんの間に異物が混入していた場合や、びん
が途中で引っ掛かった場合などが生じた時に、これを判
別することができず、的確なびんの色選別及び円滑な回
収作業が行えないという問題があった。 【０００５】 【０００６】 【０００７】 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明のびんの色選別装
置は、びんを一本ずつ間隔をあけて搬送する搬送コンベ
アと、該搬送コンベアの途中に配置され、搬送されてく
るびんの色を認識する色認識手段と、該色認識手段の上
流側に配置され、びんが搬入されてきたことを検知する
第１検知装置と、上記色認識手段の下流側に配置され、
色認識されたびんが搬出されたことを検知する第２検知
装置と、該第２検知装置の下流側に配置したびん選別部
と、色認識手段からの色認識結果に基づいてびん選別部
に作動信号を出力する制御装置とを備え、上記制御装置
には、第１検知装置のｎ回目の出力信号と第２検知装置
のｎ回目の出力信号との間の時間Ｔ２を演算する手段を
有し、当該演算された時間が予め設定した許容時間より
も短いもしくは長い場合に、異常信号を出力するように
構成され、さらに、当該制御装置には、第１検知装置の
ｎ回目の出力信号と、色認識手段からのｎ回目の色認識
出力信号との間の時間Ｔ４を演算する手段を含み、上記
時間Ｔ４内に第１検知装置からの出力信号が２回以上発
生した場合には、異常信号を出力するように構成された
ものである。 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【作用】本発明のびんの色選別装置では、制御装置に
は、第１検知装置のｎ回目の出力信号と第２検知装置の
ｎ回目の出力信号との間の時間Ｔ２を演算する手段を有
し、当該演算された時間が予め設定した許容時間よりも
短いもしくは長い場合に、異常信号を出力することで、
搬送時にびんが２つに割れた場合や、引っ掛かって流れ
ない場合などが生じたことを迅速に判断する。また、こ
の制御装置には、第１検知装置のｎ回目の出力信号と、
色認識手段からのｎ回目の色認識出力信号との間の時間
Ｔ４を演算する第４の手段を含み、該時間Ｔ４内に第１
検知装置からの出力信号が２回以上発生した場合には、
異常信号を出力することで、びんが連なった状態で流
れ、びんの色認識に支障をきたす状態が生じたことを判
断する。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。 【００１４】図１は、本発明のびんの色選別装置の概略
構成を示している。 【００１５】図において１は、搬送コンベアで、搬送コ
ンベア１は、整列装置（整列手段）４により整列された
状態で送られて来るびんを色認識手段２を経てびん選別
部３に搬送するものである。 【００１６】上記搬送コンベア１の搬入側端部には、前
記整列装置４が連接されている。整列装置４は、図１及
び図２に示すように、びんが投入されるホッパ４１の下
方に設けられた回転送り装置４２と、該回転送り装置４
２により搬出されたびんを転がり落とす傾斜台４５と、
傾斜台４５の搬出端部に連接された整列コンベア装置４
６とから構成されている。 【００１７】前記回転送り装置４２は、ホッパ４１の下
端に形成された排出口４１ａに臨んで略水平に配置され
ている。この回転送り装置４２は、図２に示すように駆
動装置（図示省略）により回転自在に構成された回転軸
部４３と、該回転軸部４３に等間隔を隔てて軸方向に配
設された４枚の供給羽根４４とから構成されており、回
転軸部４３の回転に伴う各供給羽根４４の回転作用によ
り前記ホッパ４１に投入されたびんを寝かせた状態で一
本ずつ分離して排出する。 【００１８】前記傾斜台４５は、前記回転送り装置４２
から供給されるびんを前記整列コンベア装置４６に搬送
するためのもので、底面が整列コンベア装置４６側にか
けて下方に傾斜した傾斜路４５ａになされ、びんはこの
傾斜路４５ａを転がって整列コンベア装置４６に搬出さ
れる。傾斜路４５ａの両側にはこの傾斜路４５ａを転が
るびんが側方に落ちないように側壁４５ｂがそれぞれ立
設されている。 【００１９】前記整列コンベア装置４６は、例えばベル
トコンベアが用いられており、前記傾斜台４５から転げ
落ちたびんをその転がり方向とは直角方向に搬送するも
のである。この整列コンベア装置４６は、その搬送面が
前記傾斜台４５と同方向に若干傾斜した状態で配置され
ており、この傾斜により前記傾斜台４５から転げ落ちた
びんを一側端部（図２において右側端部）に導くガイド
的な役割を果たしている。 【００２０】整列コンベア装置４６上には、若干の間隔
を隔ててその搬入端部から前記一側端部にかけてＬ字状
に形成されたストッパ４７が配設され、該ストッパ４７
に整列コンベア装置４６上に搬入されたびんが当接す
る。 【００２１】また、整列コンベア装置４６の搬出側且つ
ストッパ４７の反対側には若干の間隔を隔てて幅寄せ部
材４８が配設されている。幅寄せ部材４８には、整列コ
ンベア装置４６の途中部から搬出端部にかけて前記スト
ッパ４７側に漸次張り出す幅寄せ部４８ａが形成されて
いる。 【００２２】幅寄せ部４８ａは、前記整列コンベア装置
４６に搬入されたびんを一方向に整列させて前記搬送コ
ンベア１に搬出するためのものである。すなわち、整列
コンベア装置４６にびんが搬入された際、何らかの拍子
でびんが整列コンベア装置４６の幅方向に沿った状態で
搬送されると、びんの頭部もしくは底部が幅寄せ部４８
ａに当接し、これによってこのびんが搬送方向に沿うよ
うに寝かされた状態に整列され、この状態で搬送コンベ
ア１に搬出する。 【００２３】また、整列コンベア装置４６の搬送速度
は、搬送コンベア１の搬送速度よりも遅く設定され、こ
の速度差によって搬送コンベア１に搬入されたびんを所
定間隔離間するように構成している。 【００２４】前記色認識手段２は、搬送コンベア１の途
中部の一側方に設置され、搬送コンベア１上を流れるび
んに光を照射する照明装置２１と、該照明装置２１と対
峙する搬送コンベア１の他側方に設けられ照明装置２１
から照射された光をびんを介して撮像するカメラ２２
と、該カメラ２２で撮像された画像を処理してこのびん
の色を認識する画像処理部２３とから構成されている。 【００２５】前記照明装置２１は、図３に示すように、
ランプ２１ａと、該ランプ２１ａの前面に配置された拡
散透過板２１ｂと、該拡散透過板２１ｂの前面に配置さ
れた指向部材２１ｃとから構成されている。 【００２６】前記拡散透過板２１ｂは、ランプ２１ａか
ら照射される光を十分に拡散させるためのもので、例え
ば白色のアクリル板が用いられている。 【００２７】前記指向部材２１ｃは、前記拡散透過板２
１ｂを介して照射される光に一定の指向性を持たせるた
めのもので、前記カメラ２２に向かって略一直線に切り
かかれた複数のスリット２１ｄで構成されている。よっ
て、拡散透過板２１ｂで拡散された照射光は指向部材２
１ｃのスリット２１ｄを通過することにより一定の指向
性、すなわちカメラ２２と略一直線上となる方向に向か
って平行に照射されることになる。 【００２８】また、前記照明装置２１及びカメラ２２は
図示しないカバー体内に設置されている。このカバー体
の内部は暗室を形成し、暗室内でびんの透過光を読み取
るため、ノイズ光の影響を受けることがない。 【００２９】前記画像処理部２３は、カメラ２２で撮像
された画像を画像信号として取り込み、この画像信号に
基づいてその透過光の持つ三原色の各輝度ｒ（赤）、ｇ
（緑）、ｂ（青）を解析してびんの色を認識する。この
認識結果は制御装置２４に出力され、制御装置２４では
認識結果に基づいてびん選別部３に選別信号を出力す
る。 【００３０】制御装置２４は、上述したびん選別部３の
選別制御の他、装置全体の作動制御、例えば、後述する
選別回収時の異常判別や搬送コンベア１の作動制御等を
行う。 【００３１】前記色認識手段２の上流側には、搬送コン
ベア１上を流れるびんがこの位置に達したことを検知す
る第１検知センサ（第１検知装置）２５が設けられてい
る。 【００３２】第１検知センサ２５は、例えば、光電管、
フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣｄＳなどの
光センサ等が用いられており、例えば投光器２５ａから
受光器２５ｂに照射される光をびんが遮断することでび
んの有無を検知する。 【００３３】さらに、前記色認識手段２の下流側には、
該色認識手段２により色認識されたびんがこの位置に達
したことを検知する第２検知センサ（第２検知装置）２
６が設けられている。この第２検知センサ２６は、前記
第１検知センサ２５と同様に、例えば投光器２６ａと受
光器２６ｂとから構成されている。 【００３４】これら第１検知センサ２５及び第２検知セ
ンサ２６で検知された各検知信号は、前記制御装置２４
に入力され、制御装置２４ではこれら各検知信号に基づ
いてびんの選別回収時における異常を判別する。この異
常の判別については、以下のように行われる。 【００３５】図４は、制御装置２４における正常時の入
出力信号のタイミングチャートを示している。 【００３６】図４から分かるように正常時においては、
第１検知センサ２５から検知信号が入力された時を基準
時Ｔとすると、この基準時Ｔから時間ｔ４後に画像処理
部２３から色認識出力信号が入力され、さらに前記基準
時Ｔから時間ｔ２後に第２検知センサ２６から検知信号
が入力され、続いて前記基準時Ｔから時間ｔ５後にごみ
選別部３に選別信号が出力され、一本のびんの色認識及
び選別作業が終了する。また、時間ｔ１は、第１検知セ
ンサ２５における検知信号の入力による立上りから次の
検知信号の入力による立上りまでの時間、つまり下流側
のびんが第１検知センサ２５に搬送されてから次のびん
が搬送されてくるまでの時間であり、時間ｔ３は第２検
知センサ２６における検知信号の入力による立上りから
次の検知信号の入力による立上りまでの時間、つまり下
流側のびんが第２検知センサ２６に搬送されてから次の
びんが搬送されてくるまでの時間である。なお、これら
時間は搬送コンベア１の搬送速度に対応したものとな
る。 【００３７】また、制御装置２４では、上述した時間ｔ
１〜ｔ３について、搬送コンベア１の搬送速度に基づい
て許容範囲を設定しており、これら時間ｔ１〜ｔ３が許
容範囲を越えた場合にびんの選別回収が異常であると判
別する。すなわち、上流側のびんと下流側のびんとの間
に異物が混入されている場合などには、時間ｔ１〜ｔ３
が許容範囲よりも短くなり、びんが引っ掛かって流れて
いない場合などには時間ｔ１〜ｔ３が許容範囲よりも長
くなる。 【００３８】さらに、時間ｔ４の間に第１検知センサ２
５の検知信号が２回以上入力された場合にも、異常と判
別する。これは搬送コンベア１により搬送されてくるび
んの間隔が狭すぎる場合などに生じる。 【００３９】なお、本例では、入出力の立上り信号に基
づいて各時間を設定したが、立下がり信号に基づいて各
時間を設定してもよい。 【００４０】前記ごみ選別部３は、図１に示すように搬
送コンベア１における前記第２検知センサ２６の下流側
に設置され、前記画像処理部２３によるびん色の認識結
果に基づいて制御装置２４から選別信号が出力され、こ
の選別信号に従って各びんを振分手段３５によって各回
収部３１〜３４に回収していく。 【００４１】回収部３１〜３４は、例えば、図１に示す
左から無色のびんを回収する第１回収部３１、茶色のび
んを回収する第２回収部３２、青緑色のびんを回収する
第３回収部３３、黒色のびんを回収する第４回収部３４
になされており、４種類のびんが回収可能に構成されて
いる。なお、回収部の数は本例に限定されるものでな
く、選別に必要な数を設ければよい。 【００４２】また、前記振分手段３５は、各第１〜第４
回収部３１〜３４に対応して搬送コンベア１上に設けら
れ、シリンダ３６ａ〜３９ｄにより回動自在に構成され
た複数の振分板３６〜３９で構成されており、制御装置
２４の選別信号に基づいて対応する振分板３６〜３９を
回動作動させることで、びんを強制的に対応する第１〜
第４回収部３１〜３４に導き、びんを選別する。 【００４３】なお、振分手段３５は、これに限らず、例
えば、搬送コンベア１上を流れるびんを各第１〜第４回
収部３１〜３４に押し込むプッシャを設けたものでもよ
い。 【００４４】従って、画像処理部２３によって搬送コン
ベア１上を流れるびんを例えば黒色であると認識すれ
ば、この黒色と判別されたびんを振分手段３５により第
４回収部３４に払い出して回収する。 【００４５】また、搬送コンベア１の下流側搬出端の下
方には、残渣収容部５が設置されており、この残渣収容
部５には、搬送コンベア１によりびんとともに搬送され
てきたごみや前記選別の対象とならないびんが収容され
る。 【００４６】次に、このように構成されたびんの色選別
装置の動作について説明する。 【００４７】ホッパ４１に投入されたびんは、回転送り
装置４２により寝かせた状態で一本ずつ傾斜台４５に排
出され、傾斜台４５の傾斜路４５ａを転がって整列コン
ベア装置４６に搬入される。整列コンベア装置４６で
は、びんをストッパ４７及び幅寄せ部材４８により上記
転がり方向に対して直角方向となる搬送方向に沿って寝
かせた最適な状態に整列させながら搬送コンベア１に搬
入する。 【００４８】この整列コンベア装置４６から搬送コンベ
ア１にびんを搬入する際において、整列コンベア装置４
６の搬送速度が搬送コンベア１の搬送速度よりも遅く設
定されているので、搬送コンベア１に搬入されたびん
は、速度差によって所定間隔に離間された状態で搬送さ
れる。 【００４９】そして、びんが搬送コンベア１により色認
識手段２の手前まで搬送されてくると、第１検知センサ
２５がびんを検知し、この検知信号に基づき制御装置２
４から画像処理部２３に画像処理の指令信号を出力し、
びんがカメラ２２による撮像位置に到達するタイミング
に合わせて、照明装置２１から照射されてびんを透過し
た透過光をカメラ２２で撮像し、このカメラ２２で撮像
したびんの画像信号を画像処理部２３に取り込む。 【００５０】この際、照明装置２１のランプ２１ａから
照射された照射光は、指向部材２１ｃによりカメラ２２
と略一直線上となる一定の指向性を持って照射される。
これにより照射光はびんに向かって略垂直に入射され、
この状態でびんを透過してカメラ２２に撮像される。こ
のようにランプ２１ａによる照射光を指向部材２１ｃを
通して照射し、一定の指向性を持たせることで、乱反射
等の影響を軽減してカメラ２２でびんの画像を撮像する
ことができる。 【００５１】そして、画像処理部２３により画像信号に
基づいてその透過光の持つ三原色の各輝度ｒ、ｇ、ｂを
解析してびん色を認識し、色認識出力信号を制御装置２
４に出力する。制御装置２４では入力された色認識出力
信号に基づいて選別信号を出力してびんの色に応じたシ
リンダ３６ａ〜３９ａを伸長させ、振分板３６〜３９を
作動させることでびんを色別に各回収部３１〜３４に選
別回収する。 【００５２】この際、上記回収されるびんは、第２検知
センサ２６を通過するため、制御装置２４にはこの第２
検知センサ２６から検知信号が入力されることになる。 【００５３】ここで、上述したびんの選別回収動作時に
おいて、制御装置２４では、前述した時間ｔ１〜ｔ４を
演算している。そして、時間ｔ１〜ｔ３が許容範囲を越
えた場合には、異物の混入やびんが引っ掛かって流れな
いことによりびんの選別回収に異常を来したと判断す
る。すなわち、時間ｔ１〜ｔ３が設定時間よりも短い場
合は、上記異物の混入等が考えられるため、当該びんを
色認識結果と関係なくすべて残渣回収部５に回収する。
あるいはまた、時間ｔ１〜ｔ３が設定時間より長い場合
は、上記びんが引っ掛かって流れないため、搬送コンベ
ア１等の作動を停止してブザー等により作業者に知らせ
る。さらにはまた、時間ｔ４の間に第１検知センサ２５
の検知信号が２回以上入力された際にも、色認識するび
んの間隔が狭すぎ、正常な色認識が行えないと判断し、
当該びんを色認識結果と関係なくすべて残渣収容部５に
回収する。 【００５４】このようにびんの選別状況に異常が生じた
場合に、搬送コンベア１の作動を停止してブザー等によ
り作業者に知らせたり、あるいはびんを色認識結果と関
係なく残渣収容部５に回収することで、各びんの色認識
及び選別を確実に行うことができ、選別不良の発生を未
然に防止することができる。 【００５５】このような動作を搬送コンベア１で搬送さ
れてくるすべてのびんについて実行し、各びんをびん色
ごとに選別回収する。 【００５６】なお、本例における色認識手段２は、びん
の透過光を利用した画像処理方式であるが、これに限ら
ず、反射光を利用した画像処理方式であってもよい。 【００５７】図５は、振分手段の他の実施例を示してい
る。 【００５８】この振分手段６は、搬送コンベア１の上方
に設けられたもので、左右に設けられた巻掛車６１，６
２に巻回された巻掛媒介節６３と、該巻掛媒介節６３に
等間隔で設けられた４枚の振分板６４とから構成されて
いる。よって、振分板６４を図５に示すように搬送コン
ベア１の上方で該搬送コンベア１を挾むように配置し、
巻掛媒介節６３を図示しない駆動装置により正逆方向に
１／４回転させることで、搬送コンベア１の左右両側に
設けられた回収部６５，６６にびんを振り分ける。この
振分手段６を搬送コンベア１上に直列に複数個設けるこ
とでびんを複数に選別回収することができる。 【００５９】 【００６０】 【００６１】 【００６２】 【発明の効果】以上述べたように、本発明のびんの色選
別装置によれば、制御装置には、第１検知装置のｎ回目
の出力信号と第２検知装置のｎ回目の出力信号との間の
時間ｔ２を演算する手段を有し、当該演算された時間が
予め設定した許容時間よりも短いもしくは長い場合に、
異常信号を出力することで、搬送時において下流側と上
流側のびんの間に異物が混入している場合や、びんが引
っ掛かって流れない場合などが生じたことを迅速に判断
でき、正確なびんの色選別を行うことができるととも
に、不具合に迅速に対処でき効率の良い選別回収を行う
ことができる。また、この制御装置には、第１検知装置
のｎ回目の出力信号と、色認識手段からのｎ回目の色認
識出力信号との間の時間ｔ４を演算する第４の手段を含
み、該時間ｔ４内に第１検知装置からの出力信号が２回
以上発生した場合には、異常信号を出力することで、び
んが連なった状態で流れ、びんの色認識に支障をきたす
状態が生じたことを判断することができ、上記の効果と
相まって、さらに正確なびんの選別回収を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のびんの色選別装置の概略構成を示す平
面図である。 【図２】整列手段の構成を示す一部破断の側面図であ
る。 【図３】照明装置の構成を示す平面図である。 【図４】制御装置に入出力される信号のタイミングチャ
ート図である。 【図５】振分手段の他の実施例を示す側面図である。 【符号の説明】 １ 搬送コンベア ２ 色認識手段 ２１ 照明装置 ２１ａ ランプ ２１ｃ 指向部材 ２２ カメラ ２４ 制御装置 ３ びん選別部 ４ 整列装置（整列手段） ４１ ホッパ ４２ 回転送り装置 ４５ 傾斜台 ４６ 整列コンベア装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 光明 兵庫県小野市匠台30番地 新明和工業株 式会社 環境システム事業部内 (56)参考文献 特開 昭58−219979（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−277447（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−65521（ＪＰ，Ａ) 実公 平５−23274（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B07C 5/00 - 5/38

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 びんを一本ずつ間隔をあけて搬送する搬
   送コンベアと、該搬送コンベアの途中に配置され、搬送
   されてくるびんの色を認識する色認識手段と、該色認識
   手段の上流側に配置され、びんが搬入されてきたことを
   検知する第１検知装置と、上記色認識手段の下流側に配
   置され、色認識されたびんが搬出されたことを検知する
   第２検知装置と、該第２検知装置の下流側に配置したび
   ん選別部と、色認識手段からの色認識結果に基づいてび
   ん選別部に作動信号を出力する制御装置とを備え、 上記制御装置には、第１検知装置のｎ回目の出力信号と
   第２検知装置のｎ回目の出力信号との間の時間Ｔ２を演
   算する手段を有し、当該演算された時間が予め設定した
   許容時間よりも短いもしくは長い場合に、異常信号を出
   力するように構成され、さらに、当該制御装置には、第
   １検知装置のｎ回目の出力信号と、色認識手段からのｎ
   回目の色認識出力信号との間の時間Ｔ４を演算する手段
   を含み、上記時間Ｔ４内に第１検知装置からの出力信号
   が２回以上発生した場合には、異常信号を出力するよう
   に構成されたことを特徴とするびんの色選別装置。