知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024175558
(43)【公開日】2024-12-18
(54)【発明の名称】固形廃棄物の判別方法及び装置
(51)【国際特許分類】
G01N 21/3581 20140101AFI20241211BHJP
【ＦＩ】
G01N21/3581
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023093433
(22)【出願日】2023-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100091524
【弁理士】
【氏名又は名称】和田 充夫
(72)【発明者】
【氏名】田近 英之
【テーマコード（参考）】
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G059AA01
2G059BB08
2G059BB20
2G059EE01
2G059EE11
2G059GG03
2G059HH05
2G059JJ05
2G059JJ11
2G059JJ23
2G059JJ30
2G059KK01
2G059LL10
2G059MM05
(57)【要約】
【課題】 １００ＧＨｚ～１０ＴＨｚのテラヘルツ波を用いることで、樹脂内に含まれる添加剤の違いを高精度に判別する固形廃棄物の判別方法及び装置を提供する。
【解決手段】 判別に使用する電磁波生成器を順次切り替える際、電磁波生成器の周波数に応じてレンズ部への入射ビーム径を第１のビーム径調整部３で調整すると共に、周波数に依存してビーム径が異なる固形廃棄物からの出射電磁波のビーム径を、周波数に依存しない一定のビーム径へと第２のビーム径調整部６で調整した後に検出部７へ入射し、電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と検出部で得られた電磁波強度とに基づいて、固形廃棄物を構成する材料を判別部８で判別する。
【選択図】 図１
【解決手段】 判別に使用する電磁波生成器を順次切り替える際、電磁波生成器の周波数に応じてレンズ部への入射ビーム径を第１のビーム径調整部３で調整すると共に、周波数に依存してビーム径が異なる固形廃棄物からの出射電磁波のビーム径を、周波数に依存しない一定のビーム径へと第２のビーム径調整部６で調整した後に検出部７へ入射し、電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と検出部で得られた電磁波強度とに基づいて、固形廃棄物を構成する材料を判別部８で判別する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚのうちの互いに異なる周波数を有する複数の電磁波生成器を順次切り替えて各電磁波生成器から出射された電磁波が光路調整部によって同軸光路に調整された後、レンズ部によって固形廃棄物へ集光照射され、前記固形廃棄物を構成する材料を判別する、固形廃棄物の判別方法であって、
判別に使用する前記電磁波生成器を順次切り替える際、前記電磁波生成器の周波数に応じて前記レンズ部への入射ビーム径を第１のビーム径調整部で調整すると共に、前記周波数に依存してビーム径が異なる前記固形廃棄物からの出射電磁波のビーム径を、前記周波数に依存しない一定のビーム径へと第２のビーム径調整部で調整した後に検出部へ入射し、
電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と前記検出部で得られた電磁波強度とに基づいて、前記固形廃棄物を構成する材料を判別部で判別する、固形廃棄物の判別方法。
判別に使用する前記電磁波生成器を順次切り替える際、前記電磁波生成器の周波数に応じて前記レンズ部への入射ビーム径を第１のビーム径調整部で調整すると共に、前記周波数に依存してビーム径が異なる前記固形廃棄物からの出射電磁波のビーム径を、前記周波数に依存しない一定のビーム径へと第２のビーム径調整部で調整した後に検出部へ入射し、
電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と前記検出部で得られた電磁波強度とに基づいて、前記固形廃棄物を構成する材料を判別部で判別する、固形廃棄物の判別方法。
【請求項2】
前記請求項１に記載の固形廃棄物の判別方法であって、前記固形廃棄物の裏面に電磁波に対する反射部の電磁波反射面を設置し、１回の照射で前記固形廃棄物内を表面側から裏面側に透過したのち前記電磁波反射面で反射して裏面側から表面側に透過した電磁波の電磁波強度を測定する、固形廃棄物の判別方法。
【請求項3】
前記請求項１又は請求項２に記載の固形廃棄物の判別方法であって、移動している前記固形廃棄物の位置を把握し、測定電磁波搬送追従機構により、測定に使用する電磁波を前記固形廃棄物の位置に追従して照射する、固形廃棄物の判別方法。
【請求項4】
前記請求項１又は請求項２に記載の判別方法であって、前記固形廃棄物を判別する前に前記固形廃棄物の厚みを厚み計測部で測定し、前記測定された固形廃棄物の厚みに基づいて前記固形廃棄物に対する判別に使用する電磁波の入射ビーム径を前記第１のビーム径調整部で調整する、固形廃棄物の判別方法。
【請求項5】
１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚのうちの互いに異なる周波数を有する複数の電磁波生成器と、
前記複数の電磁波生成器を順次切り替えて各電磁波生成器から出射された周波数の異なる複数の電磁波を同軸光路へと調整する光路調整部と、
前記光路調整部で光路調整された電磁波のビーム径を調整する第１のビーム径調整部と、
前記第１のビーム径調整部でビーム径を調整された電磁波を固形廃棄物へと集光照射する第１のレンズ部と、
前記固形廃棄物から出射された電磁波を平行光へと変換する第２のレンズ部と、
前記第２のレンズ部で平行光化された電磁波のビーム径を調整する第２のビーム径調整部と、
前記第２のビーム径調整部でビーム径調整された電磁波の強度を検出する検出部と、
電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と前記検出部で検出された電磁波の強度とに基づいて前記固形廃棄物の材料を判別する判別部と、を備える固形廃棄物の判別装置。
前記複数の電磁波生成器を順次切り替えて各電磁波生成器から出射された周波数の異なる複数の電磁波を同軸光路へと調整する光路調整部と、
前記光路調整部で光路調整された電磁波のビーム径を調整する第１のビーム径調整部と、
前記第１のビーム径調整部でビーム径を調整された電磁波を固形廃棄物へと集光照射する第１のレンズ部と、
前記固形廃棄物から出射された電磁波を平行光へと変換する第２のレンズ部と、
前記第２のレンズ部で平行光化された電磁波のビーム径を調整する第２のビーム径調整部と、
前記第２のビーム径調整部でビーム径調整された電磁波の強度を検出する検出部と、
電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と前記検出部で検出された電磁波の強度とに基づいて前記固形廃棄物の材料を判別する判別部と、を備える固形廃棄物の判別装置。
【請求項6】
固形廃棄物の裏面に測定に使用する電磁波に対する電磁波反射面を有する反射部を備えて、１回の照射で前記固形廃棄物内を表面側から裏面側に透過したのち前記電磁波反射面で反射して裏面側から表面側に透過した電磁波の電磁波強度を測定する、前記請求項５に記載の固形廃棄物の判別装置。
【請求項7】
移動している前記固形廃棄物の位置を把握し、電磁波を固形廃棄物の位置に追従して照射する測定電磁波搬送追従機構を備える前記請求項５に記載の固形廃棄物の判別装置。
【請求項8】
前記固形廃棄物の厚みを測定する厚み計測部をさらに備えて、前記厚み計測部での厚み測定の結果に基づいて前記固形廃棄物への入射ビーム径を前記第１のビーム径調整部で調整する、前記請求項５に記載の固形廃棄物の判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固形廃棄物の構成材料を推定し、判別する固形廃棄物の判別方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
大量消費及び大量廃棄型の経済活動によって、地球温暖化または資源の枯渇など、地球規規模での環境問題が発生している。
【0003】
このような状況の中、資源循環型社会の構築に向けて、日本国内では、平成１３年４月から家電リサイクル法が施行され、使用済みの家電製品（エアコン、テレビ、冷蔵庫、冷凍庫、洗濯機、及び衣類乾燥機など）のリサイクルが義務づけられており、使用済みの家電製品は、家電リサイクル工場で破砕されて小片となった後に、磁気、風力、又は振動などを利用して、材種ごとに選別回収され、リサイクル材料として再資源化されている。樹脂材料においては、ポリプロピレン（以下、ＰＰと表記。）、ポリスチレン（以下、ＰＳと表記。）、又はアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（以下、ＡＢＳと表記。）が家電製品に多く用いられており、樹脂の分子構造による近赤外線領域の吸光特性を利用した選別装置によって、樹脂種ごとに選別回収されている。
【0004】
しかしながら、近赤外線領域の吸光特性を利用した選別装置は、樹脂の母材を選別することは可能だが、樹脂内に含まれる添加剤の違いを判別することは困難であった。その為、使用されている添加剤が不明な樹脂を再利用する際は、母材ごとに選別し、添加剤が異なる樹脂を混ぜて再生利用することになるため、元の製品の品質には戻らないカスケードリサイクルになることが一般的であった。
【0005】
一方で、近年、世界規模で環境対策に向けた法規制化が進み、ＥＵ及び中国では自動車、家電製品などの一般製品生産時の再生プラスチック使用量の２０２５年における目標値が明示されるなど、良質な再生樹脂の需要が急速に高まっている。この需要を満たす為には、元の製品同等の品質に戻す水平リサイクルの拡大が必要であり、その為に、樹脂内の添加剤を含めた選別を可能にすることが求められている。
【0006】
樹脂内の添加剤の違いを検出する方法として、物質の分子間振動を検出することが可能な１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚの領域の周波数帯の電磁波（テラヘルツ波）を利用した選別方法がある。（例えば、特許文献１参照。）特許文献１に記載の技術では、図１１に示すように、複数の第１周波数検出部１７１Ｄと、複数の第２周波数検出部１７２Ｄと、搬送部３Ｄと、を備えている。
図１１における各第１周波数検出部１７１Ｄは、１０ＧＨｚ～１０ＴＨｚのいずれかの周波数を有する電磁波源１７１１Ｄと、絞り部１７１２Ｄと、レンズ部１７１３Ｄと、透過波検出部１７１４Ｄと、反射波検出部１７１５Ｄと、を備えており、電磁波源１７１１Ｄにより生成され、かつ、絞り部１７１２Ｄを通過した電磁波は、レンズ部１７１３Ｄにより第３直線Ｌ３に平行な平行光へと変換されて固形廃棄物２０２へと照射される。このような構成により、透過波検出部１７１４Ｄが固形廃棄物２０２を透過することにより固形廃棄物２０２から出射された電磁波の強度を検出すると共に、反射検出部１７１５Ｄが、固形廃棄物２０２にて反射されることにより固形廃棄物２０２から出射された電磁波の強度を検出する。
第１周波数検出部１７１Ｄと同様の構成を持ち、第１周波数と異なる第２周波数を有する電磁波を生成する電磁波源１７２１Ｄを有する第２周波数検出部１７２Ｄにおいても、第１周波数検出部１７１Ｄと比べて搬送部３Ｄにおける搬送時間だけ遅れた時間に置いて、透過波検出部１７２４Ｄが固形廃棄物２０２を透過することにより固形廃棄物２０２から出射された電磁波の強度を検出すると共に、反射検出部１７２５Ｄが、固形廃棄物２０２にて反射されることにより固形廃棄物２０２から出射された電磁波の強度を検出する。
推定装置１Ｄは、これらは第１周波数検出部１７１Ｄと第２周波数検出部１７２Ｄで検出された各透過強度と反射強度を使用し、周波数間の透過強度差又は反射強度差に基づき、固形廃棄物２０２の構成を判別している。
図１１における各第１周波数検出部１７１Ｄは、１０ＧＨｚ～１０ＴＨｚのいずれかの周波数を有する電磁波源１７１１Ｄと、絞り部１７１２Ｄと、レンズ部１７１３Ｄと、透過波検出部１７１４Ｄと、反射波検出部１７１５Ｄと、を備えており、電磁波源１７１１Ｄにより生成され、かつ、絞り部１７１２Ｄを通過した電磁波は、レンズ部１７１３Ｄにより第３直線Ｌ３に平行な平行光へと変換されて固形廃棄物２０２へと照射される。このような構成により、透過波検出部１７１４Ｄが固形廃棄物２０２を透過することにより固形廃棄物２０２から出射された電磁波の強度を検出すると共に、反射検出部１７１５Ｄが、固形廃棄物２０２にて反射されることにより固形廃棄物２０２から出射された電磁波の強度を検出する。
第１周波数検出部１７１Ｄと同様の構成を持ち、第１周波数と異なる第２周波数を有する電磁波を生成する電磁波源１７２１Ｄを有する第２周波数検出部１７２Ｄにおいても、第１周波数検出部１７１Ｄと比べて搬送部３Ｄにおける搬送時間だけ遅れた時間に置いて、透過波検出部１７２４Ｄが固形廃棄物２０２を透過することにより固形廃棄物２０２から出射された電磁波の強度を検出すると共に、反射検出部１７２５Ｄが、固形廃棄物２０２にて反射されることにより固形廃棄物２０２から出射された電磁波の強度を検出する。
推定装置１Ｄは、これらは第１周波数検出部１７１Ｄと第２周波数検出部１７２Ｄで検出された各透過強度と反射強度を使用し、周波数間の透過強度差又は反射強度差に基づき、固形廃棄物２０２の構成を判別している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２１－１２０６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、電磁波は媒質又は空間を伝わる際に障害物が存在すると、その背後に回り込む回折という現象が発生する特徴を有している。この回折の影響は伝搬する電磁波の周波数が低いほど大きくなる特徴を持つ。１０ＧＨｚ～１０ＴＨｚの周波数を有するテラヘルツ波においては、従来の分光計測で一般的に使用される可視光～近赤外光に対し、周波数が１／１０と低く、障害物の裏面にテラヘルツ波が回り込む回折の影響が大きくなる。
【0009】
しかしながら、前記従来の構成では、電磁波源１７１１Ｄ、及び、電磁波源１７２１Ｄから出射されたテラヘルツ波をレンズ部１７１３Ｄ、及び、レンズ部１７２３Ｄによって平行光化されて固形廃棄物２０２に照射しており、この構成では固形廃棄物２０２の端面付近に照射されたテラヘルツ波が、回折現象によって固形廃棄物２０２の裏面に回り込み、透過波検出部１７１４Ｄ、及び、透過波検出部１７２４Ｄへと入射してしまう。又は、固形廃棄物２０２の裏面に回り込んだテラヘルツ波が、固形廃棄物２０２以外の反射源によって反射され、反射検出部１７１５Ｄ、及び、反射検出部１７２５Ｄに入射してしまう。従って、透過波検出部１７１４Ｄ、及び、透過波検出部１７２４Ｄ、反射検出部１７１５Ｄ、及び、反射検出部１７２５Ｄで検出されたテラヘルツ波強度が、電磁波源１７１１Ｄ、及び、電磁波源１７１２Ｄによって発生されたテラヘルツ波と固形廃棄物２０２から出射されたテラヘルツ波が混在してしまう。
【0010】
上記推定装置においては、固形廃棄物を透過、及び反射する際に固形廃棄物から出射される電磁波の強度に基づいて固形廃棄物を構成する材料を推定する装置である。
しかしながら、電磁波源から出射されるテラヘルツ波と、固形廃棄物から出射されるテラヘルツ波が混在した強度になってしまうと、固形廃棄物を構成する材料を推定することが困難になる。換言すると、上記推定装置に置いては、固形廃棄物を構成する材料を高い精度にて推定出来ないという課題があった。
しかしながら、電磁波源から出射されるテラヘルツ波と、固形廃棄物から出射されるテラヘルツ波が混在した強度になってしまうと、固形廃棄物を構成する材料を推定することが困難になる。換言すると、上記推定装置に置いては、固形廃棄物を構成する材料を高い精度にて推定出来ないという課題があった。
【0011】
本発明の目的は、固形廃棄物を構成する材料を高い精度で判別できる固形廃棄物の判別方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかる固形廃棄物の判別方法によれば、
１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚのうちの互いに異なる周波数を有する複数の電磁波生成器を順次切り替えて各電磁波生成器から出射された電磁波が光路調整部によって同軸光路に調整された後、レンズ部によって固形廃棄物へ集光照射され、前記固形廃棄物を構成する材料を判別する、固形廃棄物の判別方法であって、
判別に使用する前記電磁波生成器を順次切り替える際、前記電磁波生成器の周波数に応じて前記レンズ部への入射ビーム径を第１のビーム径調整部で調整すると共に、前記周波数に依存してビーム径が異なる前記固形廃棄物からの出射電磁波のビーム径を、前記周波数に依存しない一定のビーム径へと第２のビーム径調整部で調整した後に検出部へ入射し、
電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と前記検出部で得られた電磁波強度とに基づいて、前記固形廃棄物を構成する材料を判別部で判別する。
また、上記目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる固形廃棄物の判別装置によれば、
１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚのうちの互いに異なる周波数を有する複数の電磁波生成器と、
前記複数の電磁波生成器を順次切り替えて各電磁波生成器から出射された周波数の異なる複数の電磁波を同軸光路へと調整する光路調整部と、
前記光路調整部で光路調整された電磁波のビーム径を調整する第１のビーム径調整部と、
前記第１のビーム径調整部でビーム径を調整された電磁波を固形廃棄物へと集光照射する第１のレンズ部と、
前記固形廃棄物から出射された電磁波を平行光へと変換する第２のレンズ部と、
前記第２のレンズ部で平行光化された電磁波のビーム径を調整する第２のビーム径調整部と、
前記第２のビーム径調整部でビーム径調整された電磁波の強度を検出する検出部と、
電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と前記検出部で検出された電磁波の強度とに基づいて前記固形廃棄物の材料を判別する判別部と、を備える。
１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚのうちの互いに異なる周波数を有する複数の電磁波生成器を順次切り替えて各電磁波生成器から出射された電磁波が光路調整部によって同軸光路に調整された後、レンズ部によって固形廃棄物へ集光照射され、前記固形廃棄物を構成する材料を判別する、固形廃棄物の判別方法であって、
判別に使用する前記電磁波生成器を順次切り替える際、前記電磁波生成器の周波数に応じて前記レンズ部への入射ビーム径を第１のビーム径調整部で調整すると共に、前記周波数に依存してビーム径が異なる前記固形廃棄物からの出射電磁波のビーム径を、前記周波数に依存しない一定のビーム径へと第２のビーム径調整部で調整した後に検出部へ入射し、
電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と前記検出部で得られた電磁波強度とに基づいて、前記固形廃棄物を構成する材料を判別部で判別する。
また、上記目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる固形廃棄物の判別装置によれば、
１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚのうちの互いに異なる周波数を有する複数の電磁波生成器と、
前記複数の電磁波生成器を順次切り替えて各電磁波生成器から出射された周波数の異なる複数の電磁波を同軸光路へと調整する光路調整部と、
前記光路調整部で光路調整された電磁波のビーム径を調整する第１のビーム径調整部と、
前記第１のビーム径調整部でビーム径を調整された電磁波を固形廃棄物へと集光照射する第１のレンズ部と、
前記固形廃棄物から出射された電磁波を平行光へと変換する第２のレンズ部と、
前記第２のレンズ部で平行光化された電磁波のビーム径を調整する第２のビーム径調整部と、
前記第２のビーム径調整部でビーム径調整された電磁波の強度を検出する検出部と、
電磁波強度と材料とが対応付けられた電磁波強度情報と前記検出部で検出された電磁波の強度とに基づいて前記固形廃棄物の材料を判別する判別部と、を備える。
【発明の効果】
【0013】
以上のように、本発明の前記態様にかかる固形廃棄物の判別方法及び装置によれば、固形廃棄物に対して周波数の異なる電磁波を同一のビーム径で集光照射することが可能となり、回折の影響を受けることなく、固形廃棄物を透過した電磁波の強度を測定することができて、固形廃棄物を構成する材料を高い精度で判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施の形態１における判別装置を表す図
【図2】本発明の実施の形態１における判別装置における判定動作の順番を表す図
【図3】本発明の実施の形態１における変形例の判別装置を表す図
【図4】ポリプロピレンの透過率の、電磁波の周波数に対する変化を表すグラフ
【図5】本発明の実施の形態２における判別装置を表す図
【図6】本発明の実施の形態３における判別装置を表す図
【図7】本発明の実施の形態３における判別装置における判定動作の順番を表す図
【図8】本発明の実施の形態４における判別装置を表す図
【図9A】本発明の実施の形態４における判別装置を表す図
【図9B】本発明の実施の形態４における判別装置を表す図
【図10】本発明の実施の形態４における判別装置における判定動作の順番を表す図
【図11】従来技術の実施の形態における推定装置を表す図
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の各実施形態にかかる固形廃棄物の判別方法及び装置について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における固形廃棄物の判別方法を実施可能な判別装置の模式図である。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における固形廃棄物の判別方法を実施可能な判別装置の模式図である。
【0016】
図１の判別装置は、電磁波生成部１と、光路調整部２と、第１のビーム径調整部３と、第１のレンズ部４と、第２のレンズ部５と、第２のビーム径調整部６と、検出部７と、判別部８とを備える。さらに、図１の判別装置は、制御部１００も備える。
電磁波生成部１は、１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚのうちの互いに異なる電磁波を生成する複数の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃを有する電磁波生成器である。
光路調整部２は、電磁波生成部１で生成された周波数の異なる複数の電磁波を同軸光路へと調整する。
第１のビーム径調整部３は、電磁波生成部１の周波数に応じて、光路調整部２で光路調整された電磁波のビーム径を調整する。
第１のレンズ部４は、第１のビーム径調整部３でビーム径調整された電磁波を載置台４３上の固形廃棄物１５へと集光させる。
第２のレンズ部５は、電磁波が集光された固形廃棄物１５から出射されて載置台４３を透過した電磁波を平行光化する。
第２のビーム径調整部６は、第２のレンズ部５によって平行光化された電磁波のビーム径を調整する。
検出部７は、第２のビーム径調整部６でビーム径調整された電磁波の強度を検出する。
判別部８は、検出部７で検出された電磁波の強度に基づいて材料を判別する。
制御部１００は、第１のビーム径調整部３と、第２のビーム径調整部６と、検出部７と、判別部８となどの動作制御を行う。制御部１００は演算部１０１を有して、判別動作のための各種演算を可能としている。なお、図３以降では、制御部１００と演算部１０１との図示を省略している場合がある。
電磁波生成部１は、１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚのうちの互いに異なる電磁波を生成する複数の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃを有する電磁波生成器である。
光路調整部２は、電磁波生成部１で生成された周波数の異なる複数の電磁波を同軸光路へと調整する。
第１のビーム径調整部３は、電磁波生成部１の周波数に応じて、光路調整部２で光路調整された電磁波のビーム径を調整する。
第１のレンズ部４は、第１のビーム径調整部３でビーム径調整された電磁波を載置台４３上の固形廃棄物１５へと集光させる。
第２のレンズ部５は、電磁波が集光された固形廃棄物１５から出射されて載置台４３を透過した電磁波を平行光化する。
第２のビーム径調整部６は、第２のレンズ部５によって平行光化された電磁波のビーム径を調整する。
検出部７は、第２のビーム径調整部６でビーム径調整された電磁波の強度を検出する。
判別部８は、検出部７で検出された電磁波の強度に基づいて材料を判別する。
制御部１００は、第１のビーム径調整部３と、第２のビーム径調整部６と、検出部７と、判別部８となどの動作制御を行う。制御部１００は演算部１０１を有して、判別動作のための各種演算を可能としている。なお、図３以降では、制御部１００と演算部１０１との図示を省略している場合がある。
【0017】
以下、これらの構成について詳しく説明する。
電磁波生成部１は、前記したように、１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚの互いに異なるいずれかの周波数の電磁波をそれぞれ生成する、電磁波生成器の一例としての複数の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃを保有する。本例では、３個の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃを保有しており、それぞれの周波数は１００ＧＨｚ、３６０ＧＨｚ、６００ＧＨｚである。更に、これら３個の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃは、順次切り替えて各電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃから出射された電磁波が、光路調整部２に対して所定の入射角で入射するように、各周波数に基づき、光路調整部２に対して所定の角度で固定されている。
電磁波生成部１は、前記したように、１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚの互いに異なるいずれかの周波数の電磁波をそれぞれ生成する、電磁波生成器の一例としての複数の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃを保有する。本例では、３個の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃを保有しており、それぞれの周波数は１００ＧＨｚ、３６０ＧＨｚ、６００ＧＨｚである。更に、これら３個の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃは、順次切り替えて各電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃから出射された電磁波が、光路調整部２に対して所定の入射角で入射するように、各周波数に基づき、光路調整部２に対して所定の角度で固定されている。
【0018】
電磁波生成部１が保有する各電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃと、光路調整部２との間には第３のレンズ部１０がそれぞれ配置されており、各電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃから出射された電磁波を平行光化し、光路調整部２の同じ位置へと入射する。
【0019】
更に、第３のレンズ部１０と光路調整部２の間には、制御部１００の制御に基づきそれぞれが個別動作可能な電磁波遮蔽部９であるシャッターが配置されている。これらの電磁波遮蔽部９は、制御部１００の制御に基づき順番に開閉を切り替えることで一度の測定に使用する電磁波の周波数を１種類に限定することを目的としている。これは、複数の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃから出射された電磁波が光路調整部２に対し、同軸光路に同時に入射すると、干渉により強度が変調してしまい、判別精度が低下することを防ぐためである。
光路調整部２は、透過型の回折格子で構成されており、電磁波生成部１内の複数の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃからそれぞれ出射された電磁波を同一光軸の光路へと調整する。このとき、光路調整部２に対する各電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃの配置は、式１に従って定めることができ、式１中に記載の光路調整部２を透過後の電磁波の出射角θｔが同一光路になるように、光路調整部２に対する各電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃの周波数に依存する入射角度θｃを設定する。
（式１） ａ［ｓｉｎ（θｃ） ― ｓｉｎ（θｔ）］＝λ
ここで、ａは回折格子のスリットの間隔を示す。また、λは測定電磁波の波長を示しており、周波数の逆数と光速を掛け合わせることで求まる値である。
光路調整部２は、透過型の回折格子で構成されており、電磁波生成部１内の複数の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃからそれぞれ出射された電磁波を同一光軸の光路へと調整する。このとき、光路調整部２に対する各電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃの配置は、式１に従って定めることができ、式１中に記載の光路調整部２を透過後の電磁波の出射角θｔが同一光路になるように、光路調整部２に対する各電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃの周波数に依存する入射角度θｃを設定する。
（式１） ａ［ｓｉｎ（θｃ） ― ｓｉｎ（θｔ）］＝λ
ここで、ａは回折格子のスリットの間隔を示す。また、λは測定電磁波の波長を示しており、周波数の逆数と光速を掛け合わせることで求まる値である。
【0020】
第１のビーム径調整部３は、移動不可に固定された固定レンズ１１と、制御部１００の制御に基づき移動機構３ａにより光軸方向に進退移動可能な可動レンズ１２とで構成されており、第１のレンズ部４によって固形廃棄物１５に照射される際のビーム径を測定に使用する電磁波の周波数に依存せずに同一にするために、可動レンズ１２を光軸方向に移動させ、光路調整部２で光路調整された電磁波のビーム径の調整を行う。入射ビーム径の倍率に合わせて可動レンズ１２を光軸方向に動かすことで、ビーム径の調整を行う。
【0021】
第１のレンズ部４は、レンズにより、第１のビーム径調整部３によってビーム径を調整された電磁波を、第１の反射ミラー４１を介して、固形廃棄物１５に集光照射する。
【0022】
第２のレンズ部５は、レンズにより、固形廃棄物１５から出射された電磁波を平行光化したのち、第２の反射ミラー４２を介して、第２のビーム径調整部６に入射する。
第２のビーム径調整部６は、第１のビーム径調整部３と同様に、移動不可に固定された固定レンズ１３と、制御部１００の制御に基づき移動機構６ａにより光軸方向に進退移動可能な可動レンズ１４とで構成されており、第２のレンズ部５によって平行光化された電磁波のビーム径を検出部７の検出素子と同等になるように調整する。固形廃棄物１５から出射された電磁波が第２のレンズ部５を透過した後のビーム径は、電磁波の周波数に依存してビーム径が異なる。このときの電磁波のビーム径と検出部７の大きさとの比率に基づき、可動レンズ１４を光軸方向に移動させることにより測定電磁波のビーム径を調整し、電磁波の周波数に依存せずに同じビーム径で検出部７に入射することを実現する。
第２のビーム径調整部６は、第１のビーム径調整部３と同様に、移動不可に固定された固定レンズ１３と、制御部１００の制御に基づき移動機構６ａにより光軸方向に進退移動可能な可動レンズ１４とで構成されており、第２のレンズ部５によって平行光化された電磁波のビーム径を検出部７の検出素子と同等になるように調整する。固形廃棄物１５から出射された電磁波が第２のレンズ部５を透過した後のビーム径は、電磁波の周波数に依存してビーム径が異なる。このときの電磁波のビーム径と検出部７の大きさとの比率に基づき、可動レンズ１４を光軸方向に移動させることにより測定電磁波のビーム径を調整し、電磁波の周波数に依存せずに同じビーム径で検出部７に入射することを実現する。
【0023】
検出部７は入射した電磁波の強度を検出する。
判別部８は、検出部７により検出された電磁波の強度と、判別部８に記憶されている電磁波強度情報とに基づき、固形廃棄物１５を構成する材料を判別する。電磁波強度情報は、電磁波強度と材料とが対応付けられたものであって、検出された電磁波の強度に基づいて材料を特定できる情報である。
判別部８は、検出部７により検出された電磁波の強度と、判別部８に記憶されている電磁波強度情報とに基づき、固形廃棄物１５を構成する材料を判別する。電磁波強度情報は、電磁波強度と材料とが対応付けられたものであって、検出された電磁波の強度に基づいて材料を特定できる情報である。
【0024】
この電磁波強度情報は、判別対象となる樹脂を測定する前に一般的なテラヘルツ分光計を用いて実験的に取得しておくものであり、例えば添加剤無しのポリプロピレンにおいては、１００ＧＨｚの透過率は７０％、３６０ＧＨｚの透過率は８９％、５００ＧＨｚの透過率は９２％という値になる。また、添加剤としてガラスファイバーを含んだポリプロピレンについては、１００ＧＨｚの透過率は７０％、３６０ＧＨｚの透過率は６８％、５００ＧＨｚの透過率は５８％といった値となる。
【0025】
図２は本実施の形態１における固形廃棄物の判別方法の測定を含む判定動作の順番を表している。各ステップの動作は制御部１００での制御の下に実施される。
まず、ステップＳ１では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働させて、１番目に測定する電磁波源例えば１ａの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＳ２では、１番目に測定を行う電磁波源例えば１ａの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＳ３では、検出部７で、電磁波源１ａから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＳ４では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＳ５では、１番目に測定を行った電磁波源１ａの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＳ６では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働し、２番目に測定する電磁波源例えば１ｂの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＳ７では、２番目に測定を行う電磁波源１ｂの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
ステップＳ８では、検出部７で、電磁波源１ｂから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＳ９では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＳ１０では、２番目に測定を行った電磁波源１ｂの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＳ１１では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６を稼働し、３番目に測定する電磁波源例えば１ｃの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＳ１２では、３番目に測定を行う電磁波源１ｃの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＳ１３では、検出部７で、電磁波源１ｃから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＳ１４では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＳ１５では、３番目に測定を行った電磁波源１ｃの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＳ１６では、判別部８が取得した全周波数の電磁波強度と電磁波強度情報とを基に固形廃棄物１５を構成する材料を判別部８で判別する。
まず、ステップＳ１では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働させて、１番目に測定する電磁波源例えば１ａの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＳ２では、１番目に測定を行う電磁波源例えば１ａの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＳ３では、検出部７で、電磁波源１ａから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＳ４では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＳ５では、１番目に測定を行った電磁波源１ａの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＳ６では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働し、２番目に測定する電磁波源例えば１ｂの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＳ７では、２番目に測定を行う電磁波源１ｂの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
ステップＳ８では、検出部７で、電磁波源１ｂから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＳ９では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＳ１０では、２番目に測定を行った電磁波源１ｂの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＳ１１では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６を稼働し、３番目に測定する電磁波源例えば１ｃの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＳ１２では、３番目に測定を行う電磁波源１ｃの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＳ１３では、検出部７で、電磁波源１ｃから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＳ１４では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＳ１５では、３番目に測定を行った電磁波源１ｃの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＳ１６では、判別部８が取得した全周波数の電磁波強度と電磁波強度情報とを基に固形廃棄物１５を構成する材料を判別部８で判別する。
【0026】
なお、本実施の形態において、電磁波生成部１からの出射される周波数の異なる複数の電磁波を同一光路に調整する光路調整部として光路調整部２を設けているが、図３に示すような反射型の回折格子２ａであってもよい。
【0027】
図４は、ポリプロピレンが主成分であるプラスチックの透過率の、電磁波の周波数に対する変化を表す。データＤ１は添加剤を含まないポリプロピレンを示し、データＤ２はタルクを添加剤として含むポリプロピレンを示し、データＤ３はガラスファイバーを添加剤として含むポリプロピレンを示す。
【0028】
図４が示すように、１００ＧＨｚの周波数においては３つの樹脂の間で透過率の差は大きくないが、３６０ＧＨｚと６００ＧＨｚとの周波数においては、添加材無しのポリプロピレンとその他２種の添加剤入りポリプロピレンとの間では透過率差は顕著となる。例えば、これら３つの周波数の透過率の傾きを用いることで、固形廃棄物１５を構成する材料を高い精度で判別することが出来る。すなわち、基本的には、各樹脂に対する測定で得られる電磁波強度を基に透過率を算出し、算出される透過率の値を基に樹脂の材質を同定する。その他の方法として、取得した複数の周波数の透過率の値の傾き又は比率などを用いて樹脂の材質を同定することもできる。
【0029】
なお、透過率の傾きの代わりに、異なる周波数の透過率の比率を用いて、固形廃棄物１５を構成する材料を判別しても良い。
かかる構成によれば、電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃの周波数に基づいて電磁波のビーム径を調整する第１のビーム径調整部３の作用によって第１のレンズ部４に入射するビーム径を調整することに加え、第１のレンズ部４の作用により固形廃棄物１５へ電磁波を集光照射することにより、周波数に依存せずに電磁波を同一集光径で集光照射することが可能となり、固形廃棄物１５の端面において発生する回折の影響を最小化させることが出来ることに加え、測定時に電磁波が固形廃棄物１５内を透過する体積を周波数に依存せず同等にすることが出来る。この為、複数の周波数のデータ間の感度差が発生することを抑制することが可能となり、固形廃棄物１５を構成する材料を高い精度で判別することが出来る。
かかる構成によれば、電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃの周波数に基づいて電磁波のビーム径を調整する第１のビーム径調整部３の作用によって第１のレンズ部４に入射するビーム径を調整することに加え、第１のレンズ部４の作用により固形廃棄物１５へ電磁波を集光照射することにより、周波数に依存せずに電磁波を同一集光径で集光照射することが可能となり、固形廃棄物１５の端面において発生する回折の影響を最小化させることが出来ることに加え、測定時に電磁波が固形廃棄物１５内を透過する体積を周波数に依存せず同等にすることが出来る。この為、複数の周波数のデータ間の感度差が発生することを抑制することが可能となり、固形廃棄物１５を構成する材料を高い精度で判別することが出来る。
【0030】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における固形廃棄物の判別方法を実施可能な判別装置の模式図である。図５において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図５の判別装置は、第１実施形態の判別装置に加え、反射部１６の電磁波反射面１６ａと、ビームスプリッター１７とを備えるように構成されている。
反射部１６の電磁波反射面１６ａは、固形廃棄物１５の電磁波の入射側とは反対側の固形廃棄物１５の裏面（すなわち図５では下面）に配置されている。
ビームスプリッター１７は、光路において、第１のビーム径調整部３と第１のレンズ部４との間、具体的には、第１のビーム径調整部３と第１のミラー４１との間に配置されている。
図５は、本発明の実施の形態２における固形廃棄物の判別方法を実施可能な判別装置の模式図である。図５において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図５の判別装置は、第１実施形態の判別装置に加え、反射部１６の電磁波反射面１６ａと、ビームスプリッター１７とを備えるように構成されている。
反射部１６の電磁波反射面１６ａは、固形廃棄物１５の電磁波の入射側とは反対側の固形廃棄物１５の裏面（すなわち図５では下面）に配置されている。
ビームスプリッター１７は、光路において、第１のビーム径調整部３と第１のレンズ部４との間、具体的には、第１のビーム径調整部３と第１のミラー４１との間に配置されている。
【0031】
反射部１６は、固形廃棄物１５に入射された電磁波を、固形廃棄物１５の裏面の電磁波反射面１６ａで反射し、かつ反射した電磁波を入射時と同軸で固形廃棄物１５を再び透過して第１のレンズ部４に入射させることを可能とする。
【0032】
電磁波反射面１６ａは、１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚの周波数の電磁波に対して、高い反射率を示す物質が望ましい。そのような物質としては、例えば、金属又はシリコンなどが挙げられる。
【0033】
ビームスプリッター１７は、電磁波反射面１６ａから反射された電磁波を、固形廃棄物１５への入射電磁波と分離して検出部７へと入射することを可能とする。
【0034】
かかる構成によれば、電磁波反射面１６ａにより固形廃棄物１５内を２度透過した際の透過率のデータを取得することが可能となることから、樹脂間の各周波数の透過率差が顕著となり、判別部８において固形廃棄物１５を構成する材料を判別する精度を更に向上させることが可能となる。
なお、本実施の形態２における判定動作の順番は、実施の形態１と同様、図２に示す通りである。
なお、本実施の形態２における判定動作の順番は、実施の形態１と同様、図２に示す通りである。
【0035】
【0036】
図６の判別装置は、第２実施形態の判別装置に加え、搬送部１８と、電磁波搬送追従機構２１とを備えるように構成されている。
搬送部１８は、固形廃棄物１５を載置して搬送移動可能に配置されている。
電磁波搬送追従機構２１は、第１のミラー４１に代えて配置されている。
搬送部１８は、固形廃棄物１５を載置して搬送移動可能に配置されている。
電磁波搬送追従機構２１は、第１のミラー４１に代えて配置されている。
【0037】
搬送部１８は、一対のローラー１９と、ベルト２０と、を備える。
本実施の形態３では、一対のローラー１９のうちの少なくとも一方のローラー１９を回転駆動してベルト２０を進退させるモータなどの駆動部１９ａを備える。
本実施の形態３では、一対のローラー１９のうちの少なくとも一方のローラー１９を回転駆動してベルト２０を進退させるモータなどの駆動部１９ａを備える。
【0038】
ベルト２０は、一対のローラー１９に巻回される。ベルト２０は、１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚの周波数を有する電磁波に対して、高い透過性を示す材質からなる。例えばプラスチック又はゴムなどが挙げられる。本実施の形態３においては、一例として、ベルト２０の主成分はポリウレタンからなる。
【0039】
ベルト２０の上側の走行駆動領域の下方に電磁波反射面１６ａが配置されており、
ベルト２０の上側の走行駆動領域の上面に固形廃棄物１５が載置されて、例えば搬入位置から電磁波照射位置を経て搬出位置まで搬送される。ベルト２０の走行駆動領域の電磁波照射位置では、固形廃棄物１５に入射された電磁波を、固形廃棄物１５の裏面のベルト２０を透過して電磁波反射面１６ａで反射し、かつ反射した電磁波を入射時と同軸でベルト２０及び固形廃棄物１５を再び透過して第１のレンズ部４に入射させる。
ベルト２０の上側の走行駆動領域の上面に固形廃棄物１５が載置されて、例えば搬入位置から電磁波照射位置を経て搬出位置まで搬送される。ベルト２０の走行駆動領域の電磁波照射位置では、固形廃棄物１５に入射された電磁波を、固形廃棄物１５の裏面のベルト２０を透過して電磁波反射面１６ａで反射し、かつ反射した電磁波を入射時と同軸でベルト２０及び固形廃棄物１５を再び透過して第１のレンズ部４に入射させる。
【0040】
電磁波搬送追従機構２１は、第１のビーム径調整部３からの電磁波を第１のレンズ部４へ屈曲させる照射角度を変更可能な１軸のガルバノミラーで構成されている。電磁波搬送追従機構２１は、電磁波遮蔽部９による測定に使用する電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃの切替時間と、搬送部１８の搬送速度とに基づき、モータなどの駆動部２１ａの駆動により測定電磁波の出射角度を変化させる。
【0041】
図７は本実施の形態３における固形廃棄物の判別方法の測定を含む判定動作の順番を表している。各ステップの動作は制御部１００での制御の下に実施される。
まず、ステップＴ１では、搬送部１８の搬入位置に取り付けられている、図示しないセンサー（例えば近接センサー）により測定対象物である固形廃棄物１５を検出して制御部１００に通知する。
次いで、ステップＴ２では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働させて、１番目に測定する電磁波源例えば１ａの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＴ３では、搬送部１８の搬送速度と搬送部１８の搬入位置に取り付けられている近接センサーによって固形廃棄物１５を検出してからの時間とから演算部１０１で求まる固形廃棄物１５の搬送位置に対し、測定に使用する電磁波が照射されるように電磁波搬送追従機構２１の角度を調整する。
次いで、ステップＴ４では、１番目に測定を行う電磁波源例えば１ａの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＴ５では、検出部７で、電磁波源１ａから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＴ６では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＴ７では、１番目に測定を行った電磁波源１ａの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＴ８では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働し、２番目に測定する電磁波源例えば１ｂの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＴ９では、２番目に測定を行う電磁波源１ｂの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＴ１０では、搬送部１８の搬送速度と近接センサーによって固形廃棄物１５を検出してからステップＴ９で電磁波遮蔽部９を開くまでに要した時間とから演算部１０１で求まる固形廃棄物１５の搬送位置に対し、測定に使用する電磁波が照射されるように電磁波搬送追従機構２１の角度を調整する。
次いで、ステップＴ１１では、検出部７で、電磁波源１ｂから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＴ１２では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＴ１３では、２番目に測定を行った電磁波源１ｂの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＴ１４では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働し、３番目に測定する電磁波源例えば１ｃの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＴ１５では、３番目に測定を行う電磁波源１ｃの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＴ１６では、搬送部１８の搬送速度と近接センサーによって固形廃棄物１５を検出してからステップＴ１５で電磁波遮蔽部９を開くまでに要した時間とから演算部１０１で求まる固形廃棄物１５の搬送位置に対し、測定に使用する電磁波が照射されるように電磁波搬送追従機構２１の角度を調整する。
次いで、ステップＴ１７では、検出部７で、電磁波源１ｃから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＴ１８では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＴ１９では、３番目に測定を行った電磁波源１ｃの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＴ２０では、判別部８が取得した全周波数の電磁波強度と電磁波強度情報とを基に固形廃棄物１５を構成する材料を判別部８で判別する。
かかる構成によれば、制御部１００での制御の下に、測定に使用する電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃの切替時間における、搬送部１８の作用によって移動する固形廃棄物１５の移動距離に基づき、電磁波搬送追従機構２１の照射角度を調整することで、周波数の異なる複数の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃを使用した場合でも、搬送中の固形廃棄物１５に常に電磁波を照射することが可能となり、固形廃棄物１５を構成する材料を高い精度で判別することが可能となる。
まず、ステップＴ１では、搬送部１８の搬入位置に取り付けられている、図示しないセンサー（例えば近接センサー）により測定対象物である固形廃棄物１５を検出して制御部１００に通知する。
次いで、ステップＴ２では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働させて、１番目に測定する電磁波源例えば１ａの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＴ３では、搬送部１８の搬送速度と搬送部１８の搬入位置に取り付けられている近接センサーによって固形廃棄物１５を検出してからの時間とから演算部１０１で求まる固形廃棄物１５の搬送位置に対し、測定に使用する電磁波が照射されるように電磁波搬送追従機構２１の角度を調整する。
次いで、ステップＴ４では、１番目に測定を行う電磁波源例えば１ａの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＴ５では、検出部７で、電磁波源１ａから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＴ６では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＴ７では、１番目に測定を行った電磁波源１ａの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＴ８では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働し、２番目に測定する電磁波源例えば１ｂの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＴ９では、２番目に測定を行う電磁波源１ｂの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＴ１０では、搬送部１８の搬送速度と近接センサーによって固形廃棄物１５を検出してからステップＴ９で電磁波遮蔽部９を開くまでに要した時間とから演算部１０１で求まる固形廃棄物１５の搬送位置に対し、測定に使用する電磁波が照射されるように電磁波搬送追従機構２１の角度を調整する。
次いで、ステップＴ１１では、検出部７で、電磁波源１ｂから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＴ１２では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＴ１３では、２番目に測定を行った電磁波源１ｂの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＴ１４では、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働し、３番目に測定する電磁波源例えば１ｃの電磁波の周波数に合わせたビーム径に調整する。
次いで、ステップＴ１５では、３番目に測定を行う電磁波源１ｃの前に設置されている電磁波遮蔽部９を開く。
次いで、ステップＴ１６では、搬送部１８の搬送速度と近接センサーによって固形廃棄物１５を検出してからステップＴ１５で電磁波遮蔽部９を開くまでに要した時間とから演算部１０１で求まる固形廃棄物１５の搬送位置に対し、測定に使用する電磁波が照射されるように電磁波搬送追従機構２１の角度を調整する。
次いで、ステップＴ１７では、検出部７で、電磁波源１ｃから出射されて固形廃棄物１５を透過してきた電磁波強度を測定する。
次いで、ステップＴ１８では、検出部７で取得された電磁波強度を判別部８で記録する。
次いで、ステップＴ１９では、３番目に測定を行った電磁波源１ｃの前に設置されている電磁波遮蔽部９を閉じる。
次いで、ステップＴ２０では、判別部８が取得した全周波数の電磁波強度と電磁波強度情報とを基に固形廃棄物１５を構成する材料を判別部８で判別する。
かかる構成によれば、制御部１００での制御の下に、測定に使用する電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃの切替時間における、搬送部１８の作用によって移動する固形廃棄物１５の移動距離に基づき、電磁波搬送追従機構２１の照射角度を調整することで、周波数の異なる複数の電磁波源１ａ，１ｂ，１ｃを使用した場合でも、搬送中の固形廃棄物１５に常に電磁波を照射することが可能となり、固形廃棄物１５を構成する材料を高い精度で判別することが可能となる。
【0042】
【0043】
図８の判別装置は、第３実施形態の判別装置に加え、固形廃棄物１５の厚み計測部２２を備えるように構成されている。
【0044】
ところで、図１に示す判別装置では、固形廃棄物１５に対して電磁波を集光して照射している為、図９Ａに示す通り、大気中と固形廃棄物１５の界面で屈折が発生する。もし、測定対象となる固形廃棄物１５の厚みが増した場合、図９Ｂに示す通り、電磁波反射面１６ａに達する前に固形廃棄物１５内で集光されてしまい、電磁波反射面１６ａからの反射光が第１のレンズ部４に戻る際の電磁波のビーム径が入射時と異なる。この為、第２のビーム径調整部６でビーム径を調整した場合でも、検出部７よりも大きくなり、検出部７で検出される電磁波強度が、電磁波反射面１６ａで反射された時の強度よりも低くなってしまう。言い換えれば、固形廃棄物１５を構成する材料の判別精度が低下してしまう。
【0045】
図８に示すように、固形廃棄物１５の厚み計測部２２は、固形廃棄物１５への電磁波照射位置に対して、搬送部１８の搬送方向の手前すなわち上流側に配置されている。固形廃棄物１５の厚み計測部２２は、搬送部１８の作用により固形廃棄物１５を下流側へと搬送させながら厚みの計測を行い、測定された固形廃棄物１５の厚みデータを判別部８へと転送する。
【0046】
判別部８は、固形廃棄物１５の厚み計測部２２で取得された固形廃棄物１５の厚みデータに基づき、第１のレンズ部４によって電磁波が集光される位置が電磁波反射面１６ａ上になるように、第１のビーム径調整部３の可動レンズ１２を動かす。すなわち、測定された固形廃棄物１５の厚みに基づいて、固形廃棄物１５に対する測定に使用する電磁波の入射ビーム径を第１のビーム径調整部３で調整する。
【0047】
更に電磁波反射面１６ａで反射された電磁波のビーム径を検出部７の検出素子と同じになるように、第２のビーム径調整部６の可動レンズ１４を調整する。
【0048】
図１０は、本実施の形態４における固形廃棄物の判別方法の測定を含む判定動作の順番を表しており、各ステップの動作は制御部１００での制御の下に実施される。ここでは、図７に示した実施の形態３の測定を含む判定動作の順番のステップＴ１とステップＴ２との間に、ステップＵ２とステップＵ３が追加されている。
ステップＵ２において、固形廃棄物１５の厚み計測部２２により固形廃棄物１５の厚みを計測する。
次いで、ステップＵ３において、固形廃棄物１５の厚み計測部２２の測定結果を判別部８で記録する。
次いで、ステップＴ２で、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働させるとき、厚み計測部２２で取得され判別部８に記録された固形廃棄物１５の厚みデータに基づき、第１のレンズ部４によって電磁波が集光される位置が電磁波反射面１６ａ上になるように、第１のビーム径調整部３の可動レンズ１２を動かす。この動作は、ステップＴ８、Ｔ１４でも同様に実施する。
かかる構成によると、固形廃棄物１５の厚みと測定に使用する電磁波の周波数とに寄らず、回折の影響なしに同一条件での電磁波強度測定が可能となり、固形廃棄物１５を構成する材料を高精度に判別することが可能となる。
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
ステップＵ２において、固形廃棄物１５の厚み計測部２２により固形廃棄物１５の厚みを計測する。
次いで、ステップＵ３において、固形廃棄物１５の厚み計測部２２の測定結果を判別部８で記録する。
次いで、ステップＴ２で、第１のビーム径調整部３と第２のビーム径調整部６とを稼働させるとき、厚み計測部２２で取得され判別部８に記録された固形廃棄物１５の厚みデータに基づき、第１のレンズ部４によって電磁波が集光される位置が電磁波反射面１６ａ上になるように、第１のビーム径調整部３の可動レンズ１２を動かす。この動作は、ステップＴ８、Ｔ１４でも同様に実施する。
かかる構成によると、固形廃棄物１５の厚みと測定に使用する電磁波の周波数とに寄らず、回折の影響なしに同一条件での電磁波強度測定が可能となり、固形廃棄物１５を構成する材料を高精度に判別することが可能となる。
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明の前記態様による、固形廃棄物の判別方法及び装置を用いることにより、特に樹脂内に含まれる添加剤が異なる樹脂種を高精度に判別することが可能となる。従来、母材の樹脂種に基づく判別は可能であったが、添加剤の違いを高精度に判別することは困難であった。この課題を解決することにより、前記固形廃棄物の判定方法及び装置では、更なる樹脂の活用促進が可能となる。
【符号の説明】
【0050】
１ 電磁波生成部
１ａ，１ｂ，１ｃ 電磁波源
２ 光路調整部
２ａ 反射型の回折格子
３ 第１のビーム径調整部
３ａ 移動機構
４ 第１のレンズ部
５ 第２のレンズ部
６ 第２のビーム径調整部
６ａ 移動機構
７ 検出部
８ 判別部
９ 電磁波遮蔽部
１０ 第３のレンズ部
１１ 固定レンズ
１２ 可動レンズ
１３ 固定レンズ
１４ 可動レンズ
１５ 固形廃棄物
１６ 反射部
１６ａ 電磁波反射面
１７ ビームスプリッター
１８ 搬送部
１９ ローラー
１９ａ 駆動部
２０ ベルト
２１ 電磁波搬送追従機構
２１ａ 駆動部
２２ 固形廃棄物の厚み計測部
４１ 第１のミラー
４２ 第２のミラー
４３ 載置台
１００ 制御部
１０１ 演算部
１ａ，１ｂ，１ｃ 電磁波源
２ 光路調整部
２ａ 反射型の回折格子
３ 第１のビーム径調整部
３ａ 移動機構
４ 第１のレンズ部
５ 第２のレンズ部
６ 第２のビーム径調整部
６ａ 移動機構
７ 検出部
８ 判別部
９ 電磁波遮蔽部
１０ 第３のレンズ部
１１ 固定レンズ
１２ 可動レンズ
１３ 固定レンズ
１４ 可動レンズ
１５ 固形廃棄物
１６ 反射部
１６ａ 電磁波反射面
１７ ビームスプリッター
１８ 搬送部
１９ ローラー
１９ａ 駆動部
２０ ベルト
２１ 電磁波搬送追従機構
２１ａ 駆動部
２２ 固形廃棄物の厚み計測部
４１ 第１のミラー
４２ 第２のミラー
４３ 載置台
１００ 制御部
１０１ 演算部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】