(57)【要約】【課題】１台の光学的な検知器を用いて、個々の樹脂片の正確な識別処理および仕分け処理を順次行うことのできる樹脂選別装置および樹脂選別方法を得る。【解決手段】ポケット（３０）から回転ステージ（４０）の吸着穴に吸着保持された樹脂片を識別エリアに搬送する間において、複数のガイドを有するガイド部（５０）により、吸着穴に１個ずつ吸着保持されるように吸着保持状態を調整し、調整された個々の樹脂片を、識別エリアおよび選別エリアに個別に順次搬送する。【選択図】図１
2014113792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される樹脂片をストックするポケットと、
自身の回転軸中心から等距離にある円周上に配置された複数の吸着穴を有し、自身が回転することにより、前記ポケット内にストックされた前記樹脂片を前記複数の吸着穴のそれぞれで順次吸着保持し、それぞれの吸着穴に吸着保持された吸着樹脂片を、樹脂種の識別処理を行う識別装置が設置されている識別エリア、および前記識別処理の結果に応じて前記吸着樹脂片を仕分け収集する複数の収集容器が設置されている選別エリアへ順次搬送する回転ステージと、
前記吸着樹脂片が前記ポケットから前記識別エリアに搬送されるまでの間の複数箇所に設置されており、前記吸着樹脂片と順次接触することにより、前記識別エリアに到達した際の前記吸着樹脂片の位置合わせをするとともに、前記位置合わせをする前記吸着樹脂片以外の不要樹脂片を前記ポケット内に戻すために前記回転ステージから滑り落とすガイド部と、
前記ポケットにストックされた前記樹脂片を、前記吸着樹脂片として順次搬送制御し、前記吸着樹脂片が前記識別エリアに到達したタイミングで前記識別装置に対して前記識別処理を実行させ、前記識別装置から入力された識別結果に応じて、前記吸着樹脂片が前記選別エリアに到達したタイミングで前記吸着樹脂片を前記吸着穴から脱離させることにより前記複数の収集容器のそれぞれに仕分け収集する搬送コントローラと、
を備え、
前記回転ステージは、前記不要樹脂片が前記ポケット内に滑り落ちて収納されるように、水平面に対して所定の角度傾けられており、
前記ポケットは、前記識別エリアに搬送されるまでに前記所定の角度傾けられた前記回転ステージに沿って滑り落ちてくる前記不要樹脂片をストックできる位置に配置されており、
前記ガイド部は、前記複数の吸着穴が並ぶ円周の外周側および内周側に対して、少なくとも１個ずつ設置されている
樹脂選別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂選別装置において、
前記ガイド部は、
前記識別エリアに到達する前の前記吸着樹脂片を前記外周側から前記内周側の方向へ位置合わせするように、前記外周側に設置された外周側ガイド部と、
前記識別エリアに到達した前記吸着樹脂片を前記内周側から前記外周側の方向へ位置合わせするように、前記内周側に設置されかつ前記識別エリア内に設置された内周側ガイド部と、を有する
樹脂選別装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の樹脂選別装置において、
前記識別装置が、前記識別エリアに到達した前記吸着樹脂片に対して測定光を照射して得られる反射光に基づいて前記樹脂種の識別処理を行う光学系として構成されている場合において、前記回転ステージの法線方向に対して前記測定光と前記反射光が対称の位置となるか、または前記測定光と前記反射光が前記法線方向に一致する位置となるように、前記光学系を配置する
樹脂選別装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂選別装置において、
前記複数の収集容器のそれぞれに対応して設置されており、空気を噴射することで前記吸着穴に吸着保持されている前記吸着樹脂片を所望の収集容器内に収集させる複数のエアブロー機構をさらに有し、
前記搬送コントローラは、前記識別装置から入力された識別結果に応じて前記複数のエアブロー機構を制御することで、前記選別エリアに搬送される前記吸着樹脂片を吸着穴から脱離させ、所望の収集容器内に収集させる
樹脂選別装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂選別装置において、
前記搬送コントローラは、前記吸着樹脂片を順次搬送制御する際、前記吸着樹脂片が前記識別エリアに入った時点で、前記回転ステージを回転停止するとともに、所定の時間経過後に、前記吸着樹脂片の次に搬送される吸着樹脂片が前記識別エリアに入る時点まで前記回転ステージを回転移動する
樹脂選別装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂選別装置において、
前記搬送コントローラは、前記吸着樹脂片を順次搬送制御する際、前記吸着樹脂片が前記識別エリアに入る手前の時点で、前記回転ステージを第１回転速度で回転するとともに、前記識別エリアから離れた時点で、前記回転ステージを第１回転速度よりも高速である第２回転速度で回転する
樹脂選別装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の樹脂選別装置において、
前記ポケットにストックされた前記樹脂片をエア撹拌する機構をさらに備える
樹脂選別装置。
【請求項８】
請求項１に記載の樹脂選別装置で実行される樹脂選別方法であって、
外部から供給される前記樹脂片を前記ポケットにストックする第１ステップと、
前記第１ステップで前記ポケット内にストックした前記樹脂片を前記複数の吸着穴のそれぞれで順次吸着保持し、それぞれの吸着穴に吸着保持された吸着樹脂片を、前記樹脂片の樹脂種の識別処理を行う識別エリア、および前記識別処理の結果に応じて前記吸着樹脂片を仕分け収集する選別エリアへ、前記回転ステージの回転により順次搬送する第２ステップと、
前記第２ステップで前記吸着樹脂片が前記ポケットから前記識別エリアに搬送するまでの間に、前記ガイドと、前記吸着樹脂片とを順次接触させることにより、前記識別エリアに到達した際の前記吸着樹脂片の位置合わせをするとともに、前記位置合わせをする前記吸着樹脂片以外の不要樹脂片を前記ポケット内に戻すために前記回転ステージから滑り落とす第３ステップと、
前記第１ステップで前記ポケットにストックした前記樹脂片を、前記吸着樹脂片として順次搬送し、前記吸着樹脂片が前記識別エリアに到達したタイミングで前記識別処理を実行し、実行した前記識別処理の結果に応じて、前記吸着樹脂片が前記選別エリアに到達したタイミングで前記吸着樹脂片を前記吸着穴から脱離することにより前記樹脂種毎に仕分け収集する第４ステップと、
を備える樹脂選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂のリサイクルに係わり、特に、リサイクル樹脂を光学的手法により組成毎に識別するための搬送方法に特徴を有する樹脂選別装置および樹脂選別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
使用済み家電における樹脂のリサイクルでは、樹脂を手で解体できる部分は、限られている。そのため、小さな部品または複雑な構成の部品等については、機械的に粉砕して、金属または樹脂等を選別したうえで、リサイクル材とする必要がある。
【０００３】
この場合、粉砕して混合された状態から、それぞれの材料を分別することが要求されるため、高度な選別技術が必要である。このうち、金属は、比重や電気的または磁気的な力により選別される。一方、樹脂は、電気的または磁気的な力による選別ができないため、比重や静電気の帯電量等による分類が提案されている。
【０００４】
しかしながら、類似した樹脂種については、これらの方法では識別が困難になる。そのため、近赤外帯または中赤外帯の光における樹脂の吸収率、または反射率の波長（波数）依存性の違いに着目した識別方法が提案されている。
【０００５】
ここで、カーボンブラック等を含有した黒色樹脂を識別する場合には、近赤外帯では吸収が大きく必要な信号強度が得られないため、識別が困難である。そのため、黒色樹脂の識別には、カーボンブラックの吸収の影響が少ない、中赤外帯を用いるのが望ましい。
【０００６】
個々の粉砕した樹脂片を、中赤外帯を用いて識別する方法としては、コンベアで順次試料を流し、試料の上方から、ＦＴ−ＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：フーリエ変換型赤外分光光度計）を用いて反射法で測定するもの（赤外分光法）がある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００７】
また、一般的に、ＦＴ−ＩＲを用いて樹脂片を識別する場合、測定光学系の測定領域が、測定対象である樹脂片（以降では、サンプルと称す）の表面に位置するように、測定光学系と、測定サンプルとの位置合わせ（以降では、単に位置合わせと称す）を精度良く行う必要がある。
【０００８】
なぜなら、サンプルの位置ずれが生じると、測定領域内におけるサンプルの占める割合が小さくなるので、サンプルからの赤外反射強度が小さくなるとともに、サンプル試料台からの赤外反射が混ざるからである。また、これにより、サンプルに起因する赤外反射スペクトルのＳ／Ｎ比（樹脂起因のピーク高さに対するノイズの大きさ）が低下するので、樹脂片を正確に識別できないからである。
【０００９】
具体的には、正反射または拡散反射方式によるＦＴ−ＩＲを用いた場合の測定領域の大きさは、一般に、数ｍｍ〜１ｃｍ程度になるので、サンプルの大きさが１ｃｍまたはそれ以下の場合、サンプルの数ｍｍのずれが、樹脂片の識別を誤る原因となる。なお、測定領域の大きさは、光源サイズ、検知器の受光部サイズおよび光学系に依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６０−０８９７３２号公報
【特許文献２】特開平８−３００３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
特許文献１、２に記載の従来技術におけるＦＴ−ＩＲを用いた識別方式では、複数のサンプルを分離して、光学測定系に個別に搬送するとともに、個々のサンプルの位置合わせを精度良く行わなければ、樹脂片を正確に識別することができない。
【００１２】
しかしながら、従来技術において、測定領域に比べてサンプルが小さい場合には、個別に搬送することが困難であり、さらには、個々のサンプルの位置合わせを短時間で行うことが困難であるという問題点があった。そのため、結果として、樹脂片を正確に識別するのに多くの時間を要していた。
【００１３】
また、近赤外光やラマン光を用いた識別方式では、アレイセンサーを複数台一列に並べることにより、位置合わせを事実上不要にすることができる。しかしながら、ＦＴ−ＩＲを用いた識別方式では、干渉光学系を用いるので、近赤外光やラマン光を用いた識別方式と比べて、検知器を複数台一列に並べるのが困難である。
【００１４】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、１台の光学的な検知器を用いて、個々の樹脂片の正確な識別処理および仕分け処理を順次行うことのできる樹脂選別装置および樹脂選別方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明における樹脂選別装置は、外部から供給される樹脂片をストックするポケットと、自身の回転軸中心から等距離にある円周上に配置された複数の吸着穴を有し、自身が回転することにより、ポケット内にストックされた樹脂片を複数の吸着穴のそれぞれで順次吸着保持し、それぞれの吸着穴に吸着保持された吸着樹脂片を、樹脂種の識別処理を行う識別装置が設置されている識別エリア、および識別処理の結果に応じて吸着樹脂片を仕分け収集する複数の収集容器が設置されている選別エリアへ順次搬送する回転ステージと、吸着樹脂片がポケットから識別エリアに搬送されるまでの間の複数箇所に設置されており、吸着樹脂片と順次接触することにより、識別エリアに到達した際の吸着樹脂片の位置合わせをするとともに、位置合わせをする吸着樹脂片以外の不要樹脂片をポケット内に戻すために回転ステージから滑り落とすガイド部と、ポケットにストックされた樹脂片を、吸着樹脂片として順次搬送制御し、吸着樹脂片が識別エリアに到達したタイミングで識別装置に対して識別処理を実行させ、識別装置から入力された識別結果に応じて、吸着樹脂片が選別エリアに到達したタイミングで吸着樹脂片を吸着穴から脱離させることにより複数の収集容器のそれぞれに仕分け収集する搬送コントローラと、を備え、回転ステージは、不要樹脂片がポケット内に滑り落ちて収納されるように、水平面に対して所定の角度傾けられており、ポケットは、識別エリアに搬送されるまでに所定の角度傾けられた回転ステージに沿って滑り落ちてくる不要樹脂片をストックできる位置に配置されており、ガイド部は、複数の吸着穴が並ぶ円周の外周側および内周側に対して、少なくとも１個ずつ設置されているものである。
【００１６】
また、本発明における樹脂選別方法は、樹脂選別装置で実行される樹脂選別方法であって、外部から供給される樹脂片をポケットにストックする第１ステップと、第１ステップでポケット内にストックした樹脂片を複数の吸着穴のそれぞれで順次吸着保持し、それぞれの吸着穴に吸着保持された吸着樹脂片を、樹脂片の樹脂種の識別処理を行う識別エリア、および識別処理の結果に応じて吸着樹脂片を仕分け収集する選別エリアへ、回転ステージの回転により順次搬送する第２ステップと、第２ステップで吸着樹脂片がポケットから識別エリアに搬送するまでの間に、ガイドと、吸着樹脂片とを順次接触させることにより、識別エリアに到達した際の吸着樹脂片の位置合わせをするとともに、位置合わせをする吸着樹脂片以外の不要樹脂片をポケット内に戻すために回転ステージから滑り落とす第３ステップと、第１ステップでポケットにストックした樹脂片を、吸着樹脂片として順次搬送し、吸着樹脂片が識別エリアに到達したタイミングで識別処理を実行し、実行した識別処理の結果に応じて、吸着樹脂片が選別エリアに到達したタイミングで吸着樹脂片を吸着穴から脱離することにより樹脂種毎に仕分け収集する第４ステップと、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光学系である分光分析部および樹脂選別部に、回転ステージの複数の吸着穴に１個ずつ吸着保持された樹脂片を、回転ステージの回転により個別に順次搬送する。これにより、１台の光学的な検知器を用いて、個々の樹脂片の正確な識別処理および仕分け処理を順次行うことのできる樹脂選別装置および樹脂選別方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における樹脂選別装置の全体図である。
【図２】本発明の実施の形態１における回転ステージの傾きを示した説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１における回転ステージの回転機構および吸着保持機構を示した説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１における回転ステージの吸着保持機構を示した説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１における樹脂選別装置が識別した樹脂を種類毎に選別する場合を示した説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１における回転ステージの吸着穴に吸着保持された第１樹脂片の上部に第２樹脂片が載る場合を示した説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１における回転ステージの１つの吸着穴に対して、第３樹脂片および第４樹脂片が吸着保持される場合を示した説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１における回転ステージの吸着穴でない部分に、静電気等の影響により第５樹脂片が吸着保持される場合を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の樹脂選別装置および樹脂選別方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における樹脂選別装置の全体図である。ここで、本実施の形態１における樹脂選別装置は、被選別用の樹脂片を材質別に選別することができる。なお、以降では、本実施の形態１における樹脂選別装置を具体的に例示して説明するために、ＰＰ（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ：ポリプロピレン）樹脂、ＰＳ（ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ：ポリスチレン）樹脂およびＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎｅ  ｒｅｓｉｎ：アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体）樹脂の３種の樹脂を被選別用の樹脂片として、これらの樹脂片を材質別に選別する場合を想定する。
【００２１】
この図１における樹脂選別装置は、搬送コントローラ１０、供給部２０、ポケット３０、回転ステージ４０、ガイド部５０、分光分析部６０、識別コントローラ７０、樹脂選別部８０およびエアブロー機構部９０を備える。この中でも、本実施の形態１における樹脂選別装置は、特徴１〜３として後述するように、ポケット３０、回転ステージ４０、ガイド部５０による搬送機構部と、搬送、識別、仕分けに関する統括制御を行う搬送コントローラ１０に、特に技術的特徴を有している。
【００２２】
回転ステージ４０は、回転軸を中心として円状に並んだ（すなわち、回転軸中心から等距離にある円周上に配置された状態を意味しており、以降では、同一中心円周上に並んだと称す）複数の吸着穴を有する。なお、ここでは、具体例として、回転ステージ４０は、吸着穴４１ａ、４１ｂ、・・・、４１ｐから構成される１６個の吸着穴を有する。
【００２３】
また、ガイド部５０は、第１ガイド５１、第２ガイド５２および第３ガイド５３を有し、樹脂選別部８０は、第１ダクト８１、第１収集容器８２、第２ダクト８３、第２収集容器８４、第３ダクト８５および第３収集容器８６を有する。さらに、エアブロー機構部９０は、第１エアブロー９１から第５エアブロー９５の５個のエアブローを有する。
【００２４】
ここで、本願発明における樹脂選別装置は、以下のような技術的特徴を有する。
（特徴１）
回転ステージ４０の複数の吸着穴には、ポケット３０にストックされた樹脂片が吸着保持され、それぞれの吸着穴に吸着保持された個別の吸着樹脂片は、識別エリア、選別エリアに回転により順次搬送される。
（特徴２）
吸着樹脂片が識別エリアに搬送されるまでの間に、ガイド５１〜５３と、吸着樹脂片とが接触することにより、吸着樹脂片を、識別エリアにおいて樹脂種の識別を可能とするための位置合わせをするとともに、位置合わせをする吸着樹脂片以外の不要樹脂片と接触することにより、このような不要樹脂片をポケット内に滑り落とす。
（特徴３）
識別エリアにおいて樹脂種が識別された吸着樹脂片の識別結果に基づき、吸着樹脂片が脱離することにより樹脂種毎に選別する。
【００２５】
次に、本実施の形態１における樹脂選別装置の各部の機能および動作について、先の図１、図２〜図５を参照しながら具体的に説明する。図２は、本発明の実施の形態１における回転ステージ４０の傾きを示した説明図である。図３は、本発明の実施の形態１における回転ステージ４０の回転機構および吸着保持機構を示した説明図である。図４は、本発明の実施の形態１における回転ステージ４０の吸着保持機構を示した説明図である。図５は、本発明の実施の形態１における樹脂選別装置が識別した樹脂を種類毎に選別する場合を示した説明図である。
【００２６】
なお、図１および図４は、本実施の形態１における樹脂選別装置の正面図を示し、図２、図３および図５は、本実施の形態１における樹脂選別装置の側面図を示し、それぞれの図では、図を用いた説明をする際に不要な各部の記載が省略されている。
【００２７】
搬送コントローラ１０は、供給部２０、回転ステージ４０、識別コントローラ７０およびエアブロー機構部９０の動作制御を行う。
【００２８】
供給部２０は、搬送コントローラ１０の指令に基づき、被選別用の樹脂片をポケット３０に供給する。なお、供給部２０として、例えば、フィーダ等が用いられ、フィーダを振動させることにより、樹脂片をポケット３０に供給する。また、ポケット３０内の樹脂片が固まらないように、供給部２０が樹脂片をポケット３０に供給するタイミングは、ポケット３０内の樹脂片量に基づいて決められる。
【００２９】
具体的には、搬送コントローラ１０が光学式の高さセンサー等（図示せず）でポケット３０内の樹脂片量をモニタリングし、この樹脂片量が第１所定量になった場合に、供給部２０からポケット３０に樹脂片を第２所定量だけ供給する。
【００３０】
また、可能な限り、ポケット３０内の樹脂片が固まらないようにするために、ポケット３０の近傍に、第１エアブロー９１を設置してもよい。この場合、搬送コントローラ１０の指令に基づき、第１エアブロー９１から空気が噴射されることにより、ポケット３０内の樹脂片がエア攪拌される。これにより、ポケット３０内の樹脂片が固まりにくくなるので、回転ステージ４０の吸着穴に樹脂片が吸着されなくなる現象を可能な限り抑制できるとともに、各吸着穴に対して、１個の樹脂片が吸着されやすくなる。
【００３１】
なお、第１エアブロー９１の代わりに、または第１エアブロー９１と併用しながら、ポケット３０の下部に開けた穴に入れたピン（図示せず）をピストン運動させることにより、ポケット３０内の樹脂片が固まらないように樹脂片を動かしてもよい。
【００３２】
回転ステージ４０は、前述したように、同一中心円周上に並んだ複数の吸着穴を有しており、さらに、回転軸を回転させるための回転機構、および各吸着穴に樹脂片を吸着保持するための吸着保持機構を有する。なお、この図１における樹脂選別装置において、回転ステージ４０のみが回転し、他部は、回転せずに固定されている。また、回転ステージ４０の回転速度は、一定であってもよいし、変化させてもよい。
【００３３】
また、回転ステージ４０は、搬送コントローラ１０の指令に基づき、ポケット３０内の樹脂片を各吸着穴に吸着保持しながら反時計方向に回転する。回転ステージ４０が反時計方向に回転することにより、ポケット３０で各吸着穴に吸着保持された樹脂片は、分光分析部６０が位置する識別エリア、樹脂選別部８０が位置する選別エリアの順に順次搬送される。
【００３４】
さらに、回転ステージ４０は、図２に示すように、所定の角度θ（例えば、４５度）だけ水平面に対して傾けられている。なお、回転ステージ４０の各吸着穴に吸着されずに、回転ステージ４０上に載ってしまった樹脂片がポケット３０に滑り落ちるように、この所定の角度θを調整すればよく、所定の角度θの値は、特に限定されない。また、回転ステージ４０の材質として、例えば、赤外光に対して反射率の高いステンレス、アルミ等の金属を用いればよい。
【００３５】
また、図２に示すように、回転ステージ４０の回転が妨げられないように、ポケット３０および回転ステージ４０の間には、隙間が設けられ、この隙間は、ポケット３０内の樹脂片が、通らないように（隙間からこぼれ落ちないように）調整される。
【００３６】
なお、ポケット３０にプラスチックシートを取り付けることにより、この隙間を塞いでもよい。この場合、プラスチックシートおよび回転ステージ４０が接触することになるので、回転ステージ４０の回転を妨げないように、薄く、または柔らかく変形しやすい材質のプラスチックシートを用いればよい。
【００３７】
回転ステージ４０の回転機構の一例として、図３に示すように、モータ４２を用いて、モータ４２の軸回転により、回転ステージ４０が回転するように構成する。なお、モータとして、例えば、ステッピングモータまたはエンコーダが付属したサーボモータ等が用いられる。
【００３８】
また、回転ステージ４０の吸着保持機構の一例として、図３に示すように、回転ステージ４０の表面側から裏面側に貫通させた複数の吸着穴の下部側が１つにつながった閉領域部（断面として示された空間Ａおよび空間Ｂが１つにつながっている閉領域に相当）を設ける。そして、この閉領域部を真空ポンプ４３で排気することにより、真空領域にすれば、吸着穴の上部側および下部側の間に圧力差が生じるので吸着穴に樹脂片を吸着させることができる。
【００３９】
さらに、この閉領域部の形状は、回転ステージ４０の表側を基準にすると、図４に示すように、破線で囲んだ馬蹄形の形状４４となる。なお、真空ポンプ４３で排気する閉領域領部の形状は、図４に示した馬蹄形の形状４４の他に、例えば、ドーナッツ形の形状であってもよい。
【００４０】
ガイド部５０は、第１ガイド５１、第２ガイド５２および第３ガイド５３を有する。これらのガイド５１、５２、５３は、図１に示すように、ポケット３０および分光分析部６０（識別エリア）の間に設置される。また、回転ステージ４０の吸着穴に吸着保持された樹脂片が識別エリアに搬送されるまでの間に、ガイド部５０は、搬送される樹脂片と接触することにより、樹脂片の吸着保持状態を調整する。
【００４１】
なお、ここで、吸着保持状態の調整とは、１つの吸着穴に対して１つ樹脂片が、識別処理に適した位置合わせが行われて吸着保持されている状態を意味している。このような調整により、分光分析部６０による正確な測定が可能となる。なお、ガイド部５０による樹脂片の吸着保持状態の調整についての詳細は、後述する。
【００４２】
識別エリア内の光学系である分光分析部６０は、ＦＴ−ＩＲを用いた測定方式が適用されており、識別コントローラ７０により制御される。また、ガイド部５０による樹脂片の吸着保持状態の調整により、回転ステージ４０の各吸着穴には、分光分析部６０による正確な測定が可能となるような位置合わせがなされた状態で１個の樹脂片が吸着保持されている。したがって、個別に吸着搬送されてくる樹脂片を複数のガイドに接触させながら識別エリアに到達させることで、個々の樹脂片の識別を正確に行うことができる。なお、必要に応じて、分光分析部６０および識別コントローラ７０を識別装置と総称する。
【００４３】
分光分析部６０は、回転ステージ４０の吸着穴に吸着保持された１個の樹脂片が識別エリアに搬送された場合に、この樹脂片に測定用照射光である赤外光を照射し、測定用照射光に対する反射光である赤外反射光の測定スペクトルを取得する。また、識別コントローラ７０は、分光分析部６０が取得した赤外反射光のスペクトルに基づいて、樹脂片を個々に識別する。
【００４４】
具体的には、搬送コントローラ１０は、識別コントローラ７０に対して、吸着穴に吸着保持された樹脂片が分光分析部６０の識別エリアに近づいた（もしくは識別エリアに到達した）タイミングでは、スペクトル収集開始信号を入力し、樹脂片が識別エリアから少し離れた（もしくは離れた）タイミングでは、さらに、スペクトル収集終了信号を入力する。
【００４５】
すなわち、識別コントローラ７０は、スペクトル収集開始信号が入力されてから、さらにスペクトル収集終了信号が入力されるまでの間において、分光分析部６０により測定を行う。そして、識別コントローラ７０は、赤外反射光の測定スペクトルに基づいて、樹脂片を識別し、樹脂片の種類に応じた信号（ここでは、ＰＰ樹脂、ＰＳ樹脂およびＡＢＳ樹脂のいずれかに対応した信号）を搬送コントローラ１０に対して入力する。
【００４６】
また、識別装置により識別を終えた樹脂片は、回転ステージ４０がさらに反時計回りに回転することにより、選別エリアに搬送される。
【００４７】
なお、分光分析部６０が樹脂片に照射する赤外光として、例えば、中赤外光または近赤外光等を用いればよい。また、測定用照射光は、赤外光ではなく、レーザ光であってもよく、レーザ光の場合には、識別コントローラ７０が例えば、レーザ光のラマン散乱スペクトル等に基づいて、樹脂片を識別するようにすればよい。
【００４８】
ここで、回転ステージ４０の回転速度を常に一定にした場合と、変化させた場合において、識別コントローラ７０による樹脂片の識別精度を比較すると、以下のようになる。すなわち、回転速度を変化させた場合の一例として、回転ステージ４０の吸着穴４１ａに吸着保持された樹脂片が識別エリアに入った時点で所定の時間だけ回転停止するとともに、吸着穴４１ａの次の吸着穴４１ｂに吸着保持された樹脂片が識別エリアに入る時点まで高速に回転移動する。このような停止−高速移動を繰り返す場合には、回転停止した状態で、樹脂片の測定を行うこととなる。
【００４９】
また、回転速度を変化させた場合の別例として、吸着穴４１ａに吸着保持された樹脂片が識別エリアに入った時点で回転停止することなく、識別エリア付近では、低速で回転移動するとともに、吸着穴４１ａが識別エリアから離れると高速に移動する。このような低速移動−高速移動を繰り返す場合には、低速で回転する状態で、樹脂片の測定を行うこととなる。
【００５０】
これらの具体例のように回転ステージ４０の回転速度を変化させた場合において、一定速度で回転した場合と比較すると、測定時間間隔が同じでも、１個の樹脂片を測定する時間をより長くすることができる。そのため、樹脂片における赤外反射光の測定スペクトルのＳ／Ｎ比が大きくなり、樹脂片の識別精度を向上させることができる。また、Ｓ／Ｎ比を同じにすれば、測定時間間隔を短くすることができる。
【００５１】
また、低速移動−高速移動を繰り返す場合には、１個の樹脂片の異なった位置を測定することができる。すなわち、１個の樹脂片の測定位置が１点ではなく、複数点であるので、複数点から得られた測定スペクトルのうち、最も識別しやすい測定スペクトルを選ぶことにより、樹脂片の識別精度をさらに向上させることができる。
【００５２】
また、特に、識別する樹脂片が平坦な樹脂片である場合、または識別する樹脂片のうち、平坦な樹脂片が多く含まれる場合において、傾いた回転ステージ４０の面の法線方向に対して、測定用照射光および反射光が対称であれば、回転ステージ４０の面の法線方向に一致するように光学系を構成するのが望ましい。すなわち、分光分析部６０に含まれる１台の検知器が、測定用照射光の入射光線に対する反射光線の光軸上に設置される。
【００５３】
なお、傾いた回転ステージ４０の面の法線方向に対して、測定用照射光および反射光が同軸であっても、同様に、回転ステージ４０の面の法線方向に一致するように光学系を構成するのが望ましい。このように、光学系を構成することにより、樹脂片における測定スペクトルをより多く検出することができるので、Ｓ／Ｎ比をより大きくすることができる。
【００５４】
次に、回転ステージ４０がさらに反時計回りに回転することにより、識別を終えた樹脂片が選別エリアに搬送された後に、搬送コントローラ１０は、識別コントローラ７０から入力された樹脂片の種類に応じた信号に基づいて、搬送される樹脂片を選別する。
【００５５】
また、図１に示すように、搬送コントローラ１０は、搬送される樹脂片を仕分け収集するために、複数ある収集容器のそれぞれに対応して設置されたエアブローから空気を噴射する。これにより、吸着穴に吸着保持された樹脂片を脱離させて、樹脂片の種類毎に所望の収集容器に入れる。なお、搬送コントローラ１０による各エアブローの操作は、例えば、圧力空気配管および各エアブローの間にソレノイドバルブを設け、バルブの開閉によって行われるようにすればよい。
【００５６】
具体的には、搬送コントローラ１０は、識別コントローラ７０から入力された樹脂片の種類に応じた信号に基づいて、吸着穴に吸着保持された樹脂片がＰＰ樹脂であると判断した場合には、第３エアブロー９３から空気を噴射することにより、吸着保持された樹脂片を脱離させて、第１ダクト８１を介して、第１収集容器８２に入れる。
【００５７】
同様に、搬送コントローラ１０は、吸着穴に吸着保持された樹脂片がＰＳ樹脂であると判断した場合には、図５に示すように、第４エアブロー９４から空気を噴射することにより、吸着保持された樹脂片を脱離させて、第２ダクト８３を介して、第２収集容器８４に入れる。
【００５８】
また、同様に、搬送コントローラ１０は、吸着穴に吸着保持された樹脂片がＡＢＳ樹脂であると判断した場合には、第５エアブロー９５から空気を噴射することにより、吸着保持された樹脂片を脱離させて、第３ダクト８５を介して、第３収集容器８６に入れる。
【００５９】
そして、回転ステージ４０がさらに反時計回りに回転することにより、樹脂片が吸着保持されていない吸着穴には、ポケット３０内の樹脂片が新たに吸着保持され、以上のような一連の動作が繰り返される。
【００６０】
なお、ここでは、ＰＰ樹脂、ＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂の３種の樹脂を材質別に選別する場合を例示しているが、任意の種類、数に分けることが可能である。また、ここでは、吸着保持された樹脂片をエアブローにより脱離させて、樹脂片の種類毎に収集容器に入れるように構成しているが、エアブローに代えて、それぞれピストン運動を行う器具を用いて、機械的に樹脂片を吸着穴より外し、収集容器に入れるように構成してもよい。また、搬送コントローラ１０および識別コントローラ７０は、一体であってもよい。
【００６１】
次に、ガイド部５０による樹脂片の吸着保持状態の調整について、図６〜図８を参照しながら説明する。図６は、本発明の実施の形態１における回転ステージ４０の吸着穴に吸着保持された第１樹脂片１の上部に第２樹脂片２が載る場合を示した説明図である。図７は、本発明の実施の形態１における回転ステージ４０の１つの吸着穴に対して、第３樹脂片３および第４樹脂片４が吸着保持される場合を示した説明図である。図８は、本発明の実施の形態１における回転ステージ４０の吸着穴でない部分に、静電気等の影響により第５樹脂片５が吸着保持される場合を示した説明図である。
【００６２】
ここで、ガイド部５０は、前述したように、分光分析部６０による正確な測定が可能となるように、樹脂片の吸着保持状態を調整するとともに、不要樹脂片を取り除く。すなわち、ポケット３０内の樹脂片が吸着穴に吸着される段階で、分光分析部６０による正確な測定が可能となるような吸着保持状態であれば望ましいが、以下のような場合も考えられる。
【００６３】
例えば、図６に示すように、吸着穴に吸着保持された第１樹脂片１の上部に第２樹脂片２が載る場合が考えられる。また、図７に示すように、１つの吸着穴に対して、２個以上の樹脂片（ここでは、第３樹脂片３および第４樹脂片４）が吸着保持される場合が考えられる。また、図８に示すように、吸着穴でない部分に、静電気等の影響により第５樹脂片５が吸着保持される場合が考えられる。
【００６４】
これらのような吸着保持状態であれば、分光分析部６０による正確な測定が行えないので、樹脂片の正確な識別、選別を行うことができず、結果として、選別精度を低下させる要因となる。したがって、ガイド部５０を設けることにより吸着保持状態を調整する必要がある。
【００６５】
すなわち、図６に示すような場合、第１樹脂片１の吸着保持状態を調整するとともに、識別処理に不要な不要樹脂片である第２樹脂片２を取り除く。また、図７に示すような場合、第３樹脂片３または第４樹脂片４のいずれかの吸着保持状態を調整するとともに、吸着保持状態を調整されずに、識別処理に不要となった不要樹脂片を取り除く。また、図８に示すような場合、吸着穴でない部分に吸着保持された樹脂片を識別処理に不要な不要樹脂片として取り除く。
【００６６】
次に、回転ステージ４０の回転により、樹脂片がポケット３０からガイド部５０の第１ガイド５１に移動するまでに想定される吸着保持状態に分けながら、それぞれの吸着保持状態における第１ガイド５１の機能について説明する。ここで、第１ガイド５１は、同一中心円周上に並んだ吸着穴の位置よりも内周側（内側）に設置される。
【００６７】
まず、吸着穴に１個の樹脂片が吸着保持された状態で、第１ガイド５１に移動する場合を考える。この場合には、この樹脂片は、第１ガイド５１に接触し、吸着穴に吸着保持されたまま、樹脂片の位置だけが外側にずれる。また、この樹脂片が小さい場合、または吸着穴に対してこの樹脂片が外側に偏って吸着保持される場合には、この樹脂片は、第１ガイド５１に接触することなく、そのまま通過する。
【００６８】
次に、図６に示すように、吸着穴に吸着保持された第１樹脂片１の上部に不要樹脂片である第２樹脂片２が載った状態で、第１ガイド５１に移動する場合を考える。この場合には、第２樹脂片２は、第１ガイド５１によって外側に押し出されることによりバランスを崩して回転ステージ４０からポケット３０に落下し、一方、樹脂片１の位置も外側にずれるが、吸着穴に吸着保持されたままである。
【００６９】
次に、図７に示すように、１つの吸着穴に対して、第３樹脂片３および第４樹脂片４が吸着保持される状態で、第１ガイド５１に移動する場合を考える。この場合には、第３樹脂片３および第４樹脂片４は、第１ガイド５１と接触することにより、これらの樹脂片が移動するので、すべての樹脂片が吸着穴から脱離して回転ステージ４０からポケット３０に落下する場合と、１個の樹脂片のみが吸着穴に吸着保持され、残りの不要樹脂片が回転ステージ４０からポケット３０に落下する場合がある。
【００７０】
次に、図８に示すように、吸着穴でない部分に、静電気等の影響により不要樹脂片である第５樹脂片５が吸着保持される状態で、第１ガイド５１に移動する場合を考える。この場合には、第５樹脂片５は、第１ガイド５１に接触することにより、僅かな刺激で、回転ステージ４０からポケット３０に落下する。
【００７１】
このように、第１ガイド５１により、１個の樹脂片のみが吸着穴に吸着保持されるとともに、不要樹脂片を取り除くことができる。これにより、分光分析部６０、樹脂選別部８０の順に樹脂片を個別に搬送することができる。また、取り除いた不要樹脂片は、ポケット３０のスロープ部（先の図１におけるポケット３０の左側）に落下するので、スロープ部を滑って、ポケット３０の最下部に再び集まる。すなわち、ポケット３０に落下した樹脂片は、回転ステージ４０の吸着穴に再び吸着保持される機会を待つこととなる。
【００７２】
また、回転ステージ４０の回転により、樹脂片が第１ガイド５１から第２ガイド５２に移動する。ここで、第１ガイド５１は、先の図１に示すように、回転ステージ４０の同一中心円周上に並んだ吸着穴の位置よりも内周側に設置されるのに対し、第２ガイド５２は、同一中心円周上に並んだ吸着穴の位置よりも外周側（外側）に設置される。
【００７３】
また、第２ガイド５２の形状は、第１ガイド５１の形状と左右対称であるので、第１ガイド５１と同様に、第２ガイド５２により、１個の樹脂片のみが吸着穴に吸着保持されるとともに、不要樹脂片を取り除くことができる。すなわち、第２のガイド５２は、第１のガイド５１の補助的な役割を果たし、第１ガイド５１で取り除けなかった不要樹脂片等をより確実に取り除くために設置される。
【００７４】
このように、第１ガイド５１に加えて、さらに第２ガイド５２を設けることにより、より確実に、１個の樹脂片のみが吸着穴に吸着保持されるとともに、不要樹脂片を取り除くことができる。なお、第１ガイド５１および第２ガイド５２といったように、同一中心円周上に並んだ複数の吸着穴の外周側および内周側に対して、少なくとも１個ずつ設置されていればよく、必要に応じて、ガイドを複数個設置してもよい。
【００７５】
ここで、第１ガイド５１および第２ガイド５２において、樹脂片と接触する部分の形状は、図６〜図８に示すように、滑らかな曲線であり、樹脂片が回転ステージ４０の回転方向に移動するのにしたがって、樹脂片と各ガイドとが接近するような形状を有するのが望ましい。さらに、上方から落下した樹脂片が第１ガイド５１に載らないようするため、先の図１に示すように、第１ガイド５１には、平坦部を設けず、樹脂片が滑り落ちるように斜面を設けるのが望ましい。
【００７６】
また、第１ガイド５１および第２ガイド５２の表面が曲面であるので、回転ステージ４０の回転による樹脂片の移動にしたがって、樹脂片とこれらのガイドとの接触により、樹脂片にかかる力の向きが刻々変化する。さらに、不要樹脂片の大半が点で支えられているので、不要樹脂片は、これらのガイドとの接触によって、位置がずらされることによりバランスを崩し、ポケット３０に落下する。
【００７７】
これに対して、吸着穴に吸着保持された樹脂片も吸着穴のほぼ点で支えられているが、この樹脂片は、これらのガイドとの接触によって、位置がずらされても、支えられる点がずれるだけであるので、ポケット３０に落下しない。さらに、表面の凹凸の小さい平坦な樹脂片は、これらのガイドとの接触によって、位置がずらされても、吸着穴に吸着保持される力が変化しないので、落下しにくい。
【００７８】
一方、第１ガイド５１および第２ガイド５２の代わりに、簾等の妨害物を設置することにより、吸着穴に吸着保持された樹脂片のみを通す場合には、これらの妨害物との接触により樹脂片にかかる力の方向および樹脂片が移動する方向が一致する。したがって、不要樹脂片および吸着穴に吸着保持された樹脂片の並びがその方向にあれば、不要樹脂片の除去が困難になる。
【００７９】
また、第１ガイド５１および第２ガイド５２に加えて、さらに、後述する第２エアブロー９２またはゲートを補助的に設置すれば、以下のような効果が得られる。
【００８０】
すなわち、第２ガイド５２を通過した樹脂片に空気を噴射することができるように、第２エアブロー９２を設置してもよい。第２エアブロー９２によって空気を噴射することにより、吸着穴に安定して吸着保持された樹脂片は、吸着穴から脱離しないが、吸着穴に立った状態で吸着保持された平らな樹脂片を除去することができる。さらに、第１ガイド５１および第２ガイド５２を稀に通過した不要樹脂片を除去することができる。なお、第２エアブロー９２は、第１ガイド５１および第２ガイド５２の間の位置または第１ガイド５１の前（ポケット３０側）に設置しても同様の効果が得られる。
【００８１】
また、第１ガイド５１の前から第２エアブロー９２の後までの間、好ましくは、第１ガイド５１の前に、高さ制限を設けるゲート（図示せず）を設置することにより、吸着穴に立った状態で吸着保持された平らな樹脂片を除去することができる。この場合、樹脂片がポケット３０に落下する他に、立った状態から寝た状態になる場合がある。なお、樹脂片の状態または識別に必要な精度等に基づいて、第２エアブロー９２またはゲートの設置をすればよい。
【００８２】
次に、第３ガイド５３の機能について説明する。ここで、第３ガイド５３は、同一中心円周上に並んだ吸着穴の位置よりも内周側に設置される。また、第１ガイド５１および第２ガイド５２により１個の樹脂片のみが吸着穴に吸着保持されるとともに、不要樹脂片が取り除かれた後に、吸着穴に吸着保持された樹脂片は、さらに移動する。そして、吸着穴に吸着保持された樹脂片は、第３ガイド５３と接触することにより上方（外周側）に押し上げられる。ここで、前述したように、外周側に押された樹脂片に測定用照射光が照射された場合の反射光に基づいて、樹脂片の種類が識別される。
【００８３】
この場合、吸着穴に吸着保持された樹脂片は、第２ガイド５２と接触することにより内側に押された後、第３ガイド５３と接触することにより、外側に押されるので、第３ガイド５３と、樹脂片を吸着保持する吸着穴との間の位置に少なくとも樹脂片の一部が存在することとなる。したがって、この位置を狙って測定用照射光を照射することにより、より確実に樹脂片の測定が可能となる。これにより、測定用照射光のスポット径を小さく絞らなくてよいので、検出光量を多く取ることができ、より高速な測定が可能になる。
【００８４】
また、第１ガイド５１および第２ガイド５２と同様に、第３ガイド５３の表面も曲面であるので、回転ステージ４０の回転による樹脂片の移動にしたがって、樹脂片とこれらのガイドとの接触により、樹脂片にかかる力の向きが刻々変化する。さらに、不要樹脂片の大半が点で支えられているので、不要樹脂片があれば、これらのガイドとの接触によって、位置がずらされることによりバランスを崩し、ポケット３０に落下する。
【００８５】
なお、本実施の形態１において、第１ガイド５１を設置しなくても、第１ガイド５１の機能を第３ガイド５３が兼ねることができるので、同様に、１個の樹脂片のみが吸着穴に吸着保持されるとともに、不要樹脂片を取り除くことができる。この場合、第３ガイド５３と接触することにより、回転ステージ４０から落下する樹脂片を再びポケット３０に回収できるように、ポケット３０のスロープ部の左端を少なくとも第３ガイド５３の左端よりもさらに伸ばす必要がある。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態１によれば、樹脂選別装置は、ポケットから回転ステージの吸着穴に吸着保持された樹脂片を識別エリアに搬送する間において、複数のガイドを有するガイド部により、吸着穴に１個ずつ吸着保持されるように吸着保持状態を調整し、調整された個々の樹脂片を、識別エリアおよび選別エリアに個別に順次搬送する。これにより、樹脂選別装置は、１台の光学的な検知器を用いて、個々の樹脂片の正確な識別処理および仕分け処理を順次行うことができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  第１樹脂片、２  第２樹脂片、３  第３樹脂片、４  第４樹脂片、５  第５樹脂片、１０  搬送コントローラ、２０  供給部、３０  ポケット、４０  回転ステージ、４１ａ〜４１ｐ  吸着穴、４２  モータ、４３  真空ポンプ、４４  馬蹄形の形状、５０  ガイド部、５１  第１ガイド、５２  第２ガイド、５３  第３ガイド、６０  分光分析部、７０  識別コントローラ、８０  樹脂選別部、８１  第１ダクト、８２  第１収集容器、８３  第２ダクト、８４  第２収集容器、８５  第３ダクト、８６  第３収集容器、９０  エアブロー機構部、９１  第１エアブロー、９２  第２エアブロー、９３  第３エアブロー、９４  第４エアブロー、９５  第５エアブロー。
【図１】
2014113792.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014113792.tif 000008
【図７】
2014113792.tif 000009
【図８】
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