(57)【要約】【課題】散布中の粉粒体の質量を、高い精度で測定することができる粉粒体質量検査装置を提供すること。【解決手段】粉粒体質量検査装置１００であって、検査初期段階において、自由落下する粉粒体の画像データから生成した二値化画像データに基づいて、粉粒体の撮像面積を取得するデータ取得部９０と、該撮像面積と、所定時間に測定された粉粒体の質量との対応関係を示す基準検量データ群又はその基準検量データ群の近似線である基準検量線を作成する基準検量線作成部５０と、基準検量線を、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、基準検量線の近似線を作成することにより、適合化検量線を作成する適合化検量線算出部５５と、所定の選択基準項目のデータに基づいて前記区分を選択し、選択された前記区分における適合化検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算部７０と、を有する。【選択図】図１
2019007901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散布対象物へ散布される粉粒体の質量を該粉粒体の散布中に検査する粉粒体質量検査装置であって、
前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像し画像データとして保存する撮像処理部と、
前記画像データを所定の閾値に基づいて二値化処理して二値化画像データを生成する二値化処理部と、
検査初期段階において、前記二値化画像データから得られる粉粒体の画素に基づいて、前記画像データの画像に映り込んだ前記粉粒体の撮像面積を取得するデータ取得部と、
前記粉粒体の前記撮像面積と、前記粉粒体の落下軌道の下方に位置する質量測定部によって所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、前記撮像面積と質量との対応関係を示す基準検量データ群又はその基準検量データ群の近似線である基準検量線を作成する基準検量線作成部と、
前記基準検量線を、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、前記基準検量線の近似線を作成することにより、適合化検量線を作成する適合化検量線算出部と、
所定の選択基準項目のデータに基づいて前記区分を選択し、選択された前記区分における前記適合化検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算部と、を有する粉粒体質量検査装置。
【請求項２】
前記選択基準項目が、前記二値化画像データに基づく測定項目である、請求項１に記載の粉粒体質量検査装置。
【請求項３】
前記選択基準項目が、前記粉粒体の撮像面積、前記粉粒体の粒子径、前記粉粒体の粒子数のいずれかである、請求項１又は２に記載の粉粒体質量検査装置。
【請求項４】
前記適合化検量線が一次関数である、請求項１〜３の何れか１項に記載の粉粒体質量検査装置。
【請求項５】
製品を構成する散布対象物へ散布された粉粒体の質量を該粉粒体の散布中に検査する粉粒体質量検査方法であって、
前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像し画像データとして保存する撮像処理工程と、
前記画像データを所定の閾値に基づいて二値化処理して二値化画像データを生成する二値化処理工程と、
検査初期段階において、前記二値化画像データから得られる粉粒体の画素に基づいて、前記画像データの画像に映り込んだ前記粉粒体の撮像面積を取得し、前記撮像面積と所定時間落下させた該粉粒体の質量とに基づいて、前記撮像面積と質量との対応関係を示す基準検量データ群又はその基準検量データ群の近似線である基準検量線を作成する基準検量線作成工程と、
前記基準検量線を、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、前記基準検量線の近似線を作成することにより、適合化検量線を作成する適合化検量線算出工程と、
所定の選択基準項目のデータに基づいて前記区分を選択し、選択された前記区分における前記適合化検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量算出工程と、を有する粉粒体質量検査方法。
【請求項６】
粉粒体を散布対象物に散布することで、該粉粒体を含む物品を製造する、粉粒体含有物品の製造装置であって、
前記散布対象物に向けて粉粒体を散布する粉粒体散布部と、
前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像し画像データとして保存する撮像処理部と、
前記画像データを所定の閾値に基づいて二値化処理して二値化画像データを生成する二値化処理部と、
検査初期段階において、前記二値化画像データから得られる粉粒体の画素に基づいて、前記画像データの画像に映り込んだ前記粉粒体の撮像面積を取得するデータ取得部と、
前記粉粒体の前記撮像面積と、前記粉粒体の落下軌道の下方に位置する質量測定部によって所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、前記撮像面積と質量との対応関係を示す基準検量データ群又はその基準検量データ群の近似線である基準検量線を作成する基準検量線作成部と、
前記基準検量線を、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、前記基準検量線の近似線を作成することにより、適合化検量線を作成する適合化検量線算出部と、
所定の選択基準項目のデータに基づいて前記区分を選択し、選択された前記区分における前記適合化検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算部と、
前記質量演算部における演算結果に基づいて、所定時間に自由落下する、検査対象となる粉粒体の総質量を算出する総質量演算処理部と、
前記総質量が、所定の数値範囲内であるか否かを判定する総質量判定部と、
質量異常と判定した場合に、質量異常に対応する散布対象物を特定し、製造ラインから前記質量異常に対応する散布対象物を排出する不良品排出処理部と、を有する粉粒体含有物品の製造装置。
【請求項７】
粉粒体を散布対象物に散布することで、該粉粒体を含む物品を製造する、粉粒体含有物品の製造方法であって、
前記散布対象物に向けて粉粒体を散布する粉粒体散布工程と、
前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像し画像データとして保存する撮像処理工程と、
前記画像データを所定の閾値に基づいて二値化処理して二値化画像データを生成する二値化処理工程と、
検査初期段階において、前記二値化画像データから得られる粉粒体の画素に基づいて、前記画像データの画像に映り込んだ前記粉粒体の撮像面積を取得し、前記撮像面積と所定時間落下させた該粉粒体の質量とに基づいて、前記撮像面積と質量との対応関係を示す基準検量線を作成する基準検量線作成工程と、
前記基準検量線を、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、前記基準検量線の近似線を作成することにより、適合化検量線を作成する適合化検量線算出工程と、
所定の選択基準項目のデータに基づいて前記区分を選択し、選択された前記区分における前記適合化検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量算出工程と、
前記質量算出工程における演算結果に基づいて、所定時間に自由落下する、検査対象となる粉粒体の総質量を算出する総質量演算処理工程と、
前記総質量が、所定の数値範囲内であるか否かを判定する総質量判定工程と、
質量異常と判定した場合に、質量異常に対応する散布対象物を特定し、製造ラインから前記質量異常に対応する散布対象物を排出する不良品排出処理工程と、を有する粉粒体含有物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体の質量検査装置及び検査方法に関する。また本発明は、粉粒体含有物品の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉粒体の検査装置に関し、粒度分布や質量等の検査項目に応じた検査装置や検査方法が幾つか提案されている。例えば、特許文献１には、自由落下する粉体試料を透過撮像手段で撮像することにより、該粉体試料の粒度分布を測定する装置が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、赤外線又は近赤外線ＣＣＤカメラを用いて、コンベアにより搬送される還元鉄ペレット等の高温粒状物集合体の質量や体積を測定する方法が記載されている。この方法では、温度差による画像濃度の違いをカメラが捉え、前記集合体の面積を求め検量線により質量へ換算している。
【０００４】
また、本願出願人は、先に、粉粒体の質量を散布中に連続検知できる粉粒体の質量検査装置を提案している（特許文献３）。この装置は、二値化画像データから得られる粉粒体の画素と、粉粒体の落下軌道の下方で質量測定部により所定時間に測定される粉粒体の質量とに基づいて、画素と質量との対応関係を示す検量線を予め作成し、該検量線に基づいて、測定対象の粉粒体の二値化画像データの画素から該粉粒体の質量値を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７４６３８号公報
【特許文献２】特開２００２−５６３７号公報
【特許文献３】特開２０１５−１１１０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製品の連続製造工程において粉粒体を散布により製品に含有させる場合、散布された粉粒体の質量を精度良く測定することが、製品の品質や性能の安定性の観点から重要となる。しかし、特許文献１に記載の技術は、散布された粉粒体の質量を測定する技術ではない。また、特許文献２に記載の技術は、自由落下する散布中の粉粒体を測定対象とする技術ではない。
【０００７】
特許文献３に記載の技術によれば、散布中の粉粒体の二次元形状の画像の面積に基づき作成された検量線を用いて粉粒体の質量を算出することにより、該粉粒体の質量を散布中に連続検知できる。このように散布中の粉粒体の画像データを用いて、該粉粒体の質量を測定する技術は、散布する粉粒体の量を多い場合、画像に映り込む粉粒体が多くなって、該粉粒体の測定精度が落ちる傾向がある。
【０００８】
本発明の課題は、従来技術が有する解決課題を解決し得る注出具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、散布対象物へ散布される粉粒体の質量を該粉粒体の散布中に検査する粉粒体質量検査装置であって、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像し画像データとして保存する撮像処理部と、前記画像データを所定の閾値に基づいて二値化処理して二値化画像データを生成する二値化処理部と、検査初期段階において、前記二値化画像データから得られる粉粒体の画素に基づいて、前記画像データの画像に映り込んだ前記粉粒体の撮像面積を取得するデータ取得部と、前記粉粒体の前記撮像面積と、前記粉粒体の落下軌道の下方に位置する質量測定部によって所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、前記撮像面積と質量との対応関係を示す基準検量データ群又はその基準検量データ群の近似線である基準検量線を作成する基準検量線作成部と、前記基準検量線を、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、前記基準検量線の近似線を作成することにより、所定の選択基準項目のデータに基づいて前記区分を選択し、選択された前記区分における適合化検量線を作成する適合化検量線算出部と、前記適合化検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算部と、を有する粉粒体質量検査装置を有する粉粒体質量検査装置を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、製品を構成する散布対象物へ散布された粉粒体の質量を該粉粒体の散布中に検査する粉粒体質量検査方法であって、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像し画像データとして保存する撮像処理工程と、前記画像データを所定の閾値に基づいて二値化処理して二値化画像データを生成する二値化処理工程と、検査初期段階において、前記二値化画像データから得られる粉粒体の画素に基づいて、前記画像データの画像に映り込んだ前記粉粒体の撮像面積を取得し、前記撮像面積と所定時間落下させた該粉粒体の質量とに基づいて、前記撮像面積と質量との対応関係を示す基準検量データ群又はその基準検量データ群の近似線である基準検量線を作成する基準検量線作成工程と、前記基準検量線を、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、前記基準検量線の近似線を作成することにより、所定の選択基準項目のデータに基づいて前記区分を選択し、選択された前記区分における適合化検量線を作成する適合化検量線算出工程と、前記適合化検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量算出工程と、を有する粉粒体質量検査方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、粉粒体を散布対象物に散布することで、該粉粒体を含む物品を製造する、粉粒体含有物品の製造装置であって、前記散布対象物に向けて粉粒体を散布する粉粒体散布部と、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像し画像データとして保存する撮像処理部と、前記画像データを所定の閾値に基づいて二値化処理して二値化画像データを生成する二値化処理部と、検査初期段階において、前記二値化画像データから得られる粉粒体の画素に基づいて、前記画像データの画像に映り込んだ前記粉粒体の撮像面積を取得するデータ取得部と、前記粉粒体の前記撮像面積と、前記粉粒体の落下軌道の下方に位置する質量測定部によって所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、前記撮像面積と質量との対応関係を示す基準検量データ群又はその基準検量データ群の近似線である基準検量線を作成する基準検量線作成部と、前記基準検量線を、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、前記基準検量線の近似線を作成することにより、適合化検量線を作成する適合化検量線算出部と、所定の選択基準項目のデータに基づいて前記区分を選択し、選択された前記区分における前記適合化検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算部と、前記質量演算部における演算結果に基づいて、所定時間に自由落下する、検査対象となる粉粒体の総質量を算出する総質量演算処理部と、前記総質量が、所定の数値範囲内であるか否かを判定する総質量判定部と、質量異常と判定した場合に、質量異常に対応する散布対象物を特定し、製造ラインから前記質量異常に対応する散布対象物を排出する不良品排出処理部と、を有する粉粒体含有物品の製造装置を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、粉粒体を散布対象物に散布することで、該粉粒体を含む物品を製造する、粉粒体含有物品の製造方法であって、前記散布対象物に向けて粉粒体を散布する粉粒体散布工程と、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像し画像データとして保存する撮像処理工程と、前記画像データを所定の閾値に基づいて二値化処理して二値化画像データを生成する二値化処理工程と、検査初期段階において、前記二値化画像データから得られる粉粒体の画素に基づいて、前記画像データの画像に映り込んだ前記粉粒体の撮像面積を取得し、前記撮像面積と所定時間落下させた該粉粒体の質量とに基づいて、前記撮像面積と質量との対応関係を示す基準検量線を作成する基準検量線作成工程と、前記基準検量線を、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、前記基準検量線の近似線を作成することにより、適合化検量線を作成する適合化検量線算出工程と、所定の選択基準項目のデータに基づいて前記区分を選択し、選択された前記区分における前記適合化検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量算出工程と、前記質量演算部における演算結果に基づいて、所定時間に自由落下する、検査対象となる粉粒体の総質量を算出する総質量演算処理工程と、前記総質量が、所定の数値範囲内であるか否かを判定する総質量判定工程と、質量異常と判定した場合に、質量異常に対応する散布対象物を特定し、製造ラインから前記質量異常に対応する散布対象物を排出する不良品排出処理工程と、を有する粉粒体含有物品の製造方法を有する粉粒体含有物品の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の粉粒体質量検査装置及び粉粒体質量検査方法によれば、散布中の粉粒体の質量を、検査に必要な計算処理の複雑化を抑制しつつ、高い精度で測定することができる。
本発明の粉粒体含有物品の製造装置及び製造方法によれば、散布中の粉粒体の質量を、検査に必要な計算処理の複雑化を抑制しつつ、高い精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の粉粒体質量検査装置の好ましい一実施形態の概要を示した構成図である。
【図２】図２は、本発明の粉粒体質量検査装置を用いて作成した基準検量線及び適合化検量線を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の粉粒体質量検査方法の好ましい一実施形態における検査初期工程（検量線作成工程）Ａ１を示したフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の粉粒体質量検査方法の好ましい一実施形態における検量線作成後の検査工程Ｂ１を示したフローチャートである。
【図５】図５は、本実施形態の粉粒体含有物品の製造方法において用いられる粉粒体含有物品の製造装置を示す模式図である。
【図６】図６は、粉粒体の粒子の粒径を測定する方法を示す模式図である。
【図７】図７は、粉粒体の粒度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の粉粒体質量検査装置の好ましい一実施形態の概要を示した構成図である。同図に示す粉粒体質量検査装置１００（以下単に「検査装置１００」ともいう。）は、撮像処理部１０、照明部２０、濃度判定処理部３０、二値化処理部４０、基準検量線作成部５０、データ取得部９０、適合化検量線算出部５５、検量線記憶領域部６０、質量演算部７０及び総質量判定部８０を有する。これらの各構成部１０から９０のうち、照明部２０と、撮像処理部１０が備える後述の撮像手段１１とを除いた部分を画像処理制御部１１０と総称する。つまり、検査装置１００は、画像処理制御部１１０、照明部２０及び撮像手段１１を有している。画像処理制御部１１０としては、構成部ごとに分割された装置の集合体からなるものであってもよく、１つの装置からなるものであってもよい。画像処理制御部１１０は、例えば、画像処理ソフトウェア等がインストールされたコンピュータや画像コントローラをもとに構築した装置などが挙げられる。
【００１６】
本実施形態における検査装置１００は、基準検量線作成機能Ａ、適合化検量線作成機能Ｂ、質量算出機能Ｃ、質量判定機能Ｄ、及び濃度判定機能Ｅの５つの機能を具備している。
【００１７】
基準検量線作成機能Ａは、撮像手段１１により撮像され、二値化処理された二値化画像データが示す粉粒体の画素に基づく該粉粒体の撮像面積と、質量測定部１３０により測定された粉粒体の質量との対応関係を示す基準検量線を作成する機能である。基準検量線は、基準粉粒体の複数の撮像面積値及び各撮像面積値に対応する質量値のデータを含む基準検量データ群又は該基準検量データ群から得られた近似線であり、例えば、検査初期段階において、単位時間当たりの散布量を異ならせて散布し、そのそれぞれにおいて、基準粉粒体の複数の撮像面積値と対応する粉粒体の質量値を計測して得られる。基準検量線は、後述する粉粒体散布部３００の切り出し量等の散布条件の設定の都度、検査初期段階において作成される。
「検査初期段階」とは、製品の生産前の準備段階のことであり、製品製造ライン全体を稼働させる前の段階のことをいう。この基準検量線作成機能Ａは、撮像処理部１０、照明部２０、濃度判定処理部３０、二値化処理部４０、基準検量線作成部５０、検量線記憶領域部６０及び質量測定部１３０の協働により発揮される。
【００１８】
適合化検量線作成機能Ｂは、基準検量線５０Ｆを所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分それぞれにおいて、基準検量線５０Ｆの近似線を作成することにより、適合化検量線５１Ｆを作成する機能である。この適合化検量線作成機能Ｂは、撮像処理部１０、照明部２０、濃度判定処理部３０、二値化処理部４０、データ取得部９０、及び適合化検量線算出部５５の協働により発揮される。
質量算出機能Ｃは、所定の選択基準項目のデータに基づいて区分を選択し、選択された区分における適合化検量線５１Ｆを基に、実際の製品製造ラインにおいて散布される粉粒体（以下、製品用粉粒体ともいう）の質量を算出し、所定時間に自由落下する製品用粉粒体の総質量を測定する機能である。これは、適合化検量線５１Ｆの作成後、撮像処理部１０、照明部２０、濃度判定処理部３０、二値化処理部４０、検量線記憶領域部６０、及び質量演算部７０の協働により発揮される。
質量判定機能Ｄは、所定時間に自由落下する製品用粉粒体の総質量が、規定の範囲内か否かを判定する機能である。これは、製品用粉粒体の総質量を算出後、質量演算部７０及び総質量判定部８０の協働により発揮される。
濃度判定機能Ｅは、基準検量線作成機能Ａ、適合化検量線作成機能Ｂ及び質量算出機能Ｃの前提となる画像データの濃度（明るさ）判定の機能である。これは、撮像処理部１０、照明部２０及び濃度判定処理部３０の協働により発揮される。
【００１９】
本実施形態の検査装置１００は、前記５つの機能を組み合わせて具備する。検査装置１００は、基準検量線作成機能Ａ、適合化検量線作成機能Ｂ及び質量算出機能Ｃを具備することで、計算処理の複雑化を抑制しつつ、散布中の粉粒体の質量を高い精度で測定することができる。本発明の検査装置は、測定精度を向上させ、且つ質量が規格外の不良品の検出を容易に行う観点から、質量判定機能Ｄ及び濃度判定機能Ｅを具備することが好ましいが、これら機能Ｄ，Ｅを具備しなくてもよい。以下に、検査装置１００の各構成部について詳述する。なお、以下の説明において単に「粉粒体」というときには、文脈に応じ、検量線の作成のために用いられる基準粉粒体若しくは実際の検査対象となる製品用粉粒体を指すか、又はそれら両者を指す。
【００２０】
撮像処理部１０は、粉粒体を撮像する撮像手段１１、撮像手段１１が撮像した粉粒体の画像データを保存する保存部１２、及び撮像手段１１と保存部１２を制御する撮像制御部１３を有する。これにより、散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像し画像データ１０Ｗとして保存することができる。
撮像手段１１は、散布される粉粒体のすべてを撮像の対象としてもよいが、それに代えて、ある一部の領域を撮像対象としてもよい。例えば、個数基準で一定の範囲の粒子が計測されるように、製品用粉粒体２０３の落下方向に沿う撮像領域を設定してもよい。このように設定することで、散布される粉粒体のすべてを撮像の対象とした場合よりも撮像領域が小さく（狭く）なり、画像データを二値化処理する際の負荷を軽減することができ、計測時間も短縮化することができる。
撮像手段１１としては、自由落下する粉粒体を静止画像として撮像できる種々の手段を特に制限なく採用できる。例えば、ＣＣＤ方式のエリアカメラやラインスキャンカメラなどが挙げられる。特に、画像処理しやすくするために、撮像素子を有する撮像装置を用いることが好ましく、ラインスキャンカメラを用いることがより好ましい。撮像素子としては、電荷結合素子（ＣＣＤ）であってもＣＭＯＳセンサであってもよい。撮像素子は、必ずしもカラー撮像素子である必要はなく、例えば２５６階調のグレースケールでの階調表現ができる撮像素子が好ましく、更に高階調な階調表現ができる撮像素子がより好ましい。また、撮像する粒子に対する分解能を上げることが、より鮮明な画像を得るために好ましい。
【００２１】
保存部１２は、撮像手段１１で連続的に撮像された画像データ１０Ｗをその撮像サンプリング数１０Ｃ及び撮像サンプリング時間１０Ｔとともに時系列で保存する。サンプリング数１０Ｃをカウントすることにより１枚１枚撮像できているか確認する。また、保存部１２は、二値化処理部４０で生成された二値化画像データ４０Ｗを、サンプリング数及びサンプリング時間ともに時系列で保存する。
撮像制御部１３は、撮像手段１１による撮像スピード、撮像開始及び停止の制御、画像データ１０Ｗ及び二値化画像データ４０Ｗの保存部１２への書き込み及び保存部１２からの読み出しの制御など、撮像処理及び画像データに関する制御を行う。撮像スピードは、自由落下する粉粒体の落下スピード等に合わせて適宜設定すればよい。なお本明細書において、画像データ１０Ｗのうち、基準検量線作成用のものを１１Ｗ、質量演算及び質量判定用のものを１２Ｗ、適合化検量線算出用のものを１３Ｗとして区別していうこともある。
【００２２】
照明部２０は、撮像手段１１で撮像される撮像領域、すなわち粉粒体が自由落下する軌道上の所定の撮像領域を照らす機能を備える。照明部２０としては、撮像処理部１０による撮像に十分な明るさを提供できるものを特に制限なく採用できる。図１に示す本実施形態では、撮像手段１１に対向配置される透過照明方式が用いられている。照明部２０は、画像処理制御部１１０（例えば撮像制御部１３）に接続され、照明強度を制御するようにすることが好ましい。これにより、照明の照度が下がり、画像データから検出される濃度が下がった際に、照明強度を上げ、反対に照明の照度が上がり、画像データから検出される濃度が上がった際に、照明強度を下げることができる。このように、例えば撮像制御部１３で照明部２０の照明強度を変更することで、所望の明るさを得られるように照明部２０を制御することができる。また、撮像手段１１と照明部２０とは、各々が対向するように角度や配置を調整できる機構が設けられている。また、照明部２０の照明方式は、本実施形態の透過照明方式でなくともよく、例えば反射型照明方式であってもよい。また、照明部２０は、検査装置１００の他の構成と接続されていなくてもよいし、撮像処理部１０や濃度判定処理部３０等を有する画像処理制御部１１０に接続されていてもよい。
【００２３】
濃度判定処理部３０は、撮像処理部１０に接続されており、濃度判定機能Ｅの中核をなす。濃度判定処理部３０は、保存部１２に保存された画像データ１０Ｗ内で粉粒体が映り込まない領域に検出領域３０Ｐを定め、その検出領域３０Ｐの濃度（明るさ）を検出する。更に濃度判定処理部３０は、二値化処理部４０による二値化処理に好適な濃度の最低基準濃度３０Ｑを設定する。これにより濃度判定処理部３０は、検出した濃度が設定された一定の明るさ（最低基準濃度３０Ｑ）未満の場合に照明異常判定を行う。この場合、濃度判定処理部３０は、検査装置１００による検査工程のすべてを停止するための照明不良信号３０Ｘを撮像制御部１３へ送る。一方、対象の画像データが一定の明るさ以上であった場合は、特に信号は発信しない。このような照明異常判定は、二値化処理の工程に進む前段階でなされる、二値化処理に適正な画像データであるかの判定である。照明異常判定は、照明部２０の故障や照明劣化の検知や、撮像手段１１と照明部２０との位置関係のずれによるカメラ素子へ受光する光量の減少を検知するものである。本実施形態では、照度異常判定が発生した場合、検査装置１００は検査を停止する。
【００２４】
二値化処理部４０は、撮像処理部１０に接続されており、保存部１２に保存された画像データ１０Ｗの二値化処理を行い、二値化画像データ４０Ｗを生成する。二値化処理は、前述のとおり、照明不良信号３０Ｘが発信されない限り行われる。具体的には、二値化閾値４０Ｑを予め設定しておき、二値化閾値４０Ｑよりも画像濃度（階調）の低い画素部分を「黒」（階調の下限値：例えば２５６階調であれば０階調）に変換して粉粒体の領域を示す。一方、前記二値化閾値４０Ｑよりも画像濃度（階調）の高い画素部分を「白」（階調の上限値：例えば２５６階調であれば２５５階調）に変換して、粉粒体以外の背景領域を示す。このようにして、二階調からなる二値化画像データ４０Ｗが生成される。生成された二値化画像データ４０Ｗは、対応する画像データ１０Ｗが有する撮像サンプリング時間１０Ｔとともに、撮像処理部１０の保存部１２に書き込まれ保存される。前記の二値化閾値４０Ｑは、適宜任意に設定でき、撮像された粉粒体の画素（撮像面積）を的確に把握できる数値に設定することができる。なお本明細書において、二値化画像データ４０Ｗのうち、検量線作成用のものを４１Ｗ、質量演算及び質量判定用のものを４２Ｗ、適合化検量線算出用のものを４３Ｗとして区別していうこともある。この二値化処理部４０は、後述する、濃淡補正フィルタ処理の機能を備えていることが二値化処理の精度向上の観点から好ましい。
【００２５】
データ取得部９０は、撮像処理部１０、基準検量線作成部５０及び適合化検量線算出部５５に接続されており、検査初期段階（製造ライン稼働前の段階）に実行される基準検量線作成機能Ａ及び適合化検量線作成機能Ｂに用いられるデータとして基準粉粒体の撮像面積のデータを取得する。データ取得部９０は、データ作成部９１と、データ記憶領域部９２とを有しており、検査初期段階の基準粉粒体の撮像面積Ｖの面積データを取得し、これを保存する。データ作成部９１は、撮像処理部１０の保存部１２に保存された検査初期段階の二値化画像データ４０Ｗに基づき粉粒体の撮像面積の面積データを取得（作成）する。また、データ取得部９０は、選択基準項目のデータＭを取得し、データ記憶領域部９２に保存することができることが好ましい。データ記憶領域部９２に保存された選択基準項目のデータＭ等は、基準粉粒体の撮像面積のデータと対応させて保存され、複数の区分に区分けされた基準検量線を選択するために用いられる。
選択基準項目は、画像に映り込む粉粒体の撮像面積Ｖと関係する項目であり、前記二値化画像データ４０Ｗに基づく測定項目であることが好ましい。二値化画像データ４０Ｗに基づく測定項目は、二値化画像データ４０Ｗに基づき測定することが可能なものであり、例えば、粉粒体の撮像面積Ｖ、粉粒体の粒径等の基準粉粒体の物性や、基準粉粒体の粒子数等の画像に移り込んだ基準粉粒体の状態等が挙げられる。
【００２６】
選択基準項目のデータＭとして基準粉粒体の粒径のデータを取得する場合、データ作成部９１は、二値化処理部４０で生成された二値化画像データ４０Ｗに基づいて、平均粒径Ｄｂａｓを算出することにより、粒径のデータを作成する。例えば、検査初期段階の基準粉粒体の画像を対象とし、一方向とそれに直交する方向に沿う、それぞれの画像の寸法を測定する。そして、それぞれの寸法で確定される長方形の対角線の長さを算出し、この長さを粉粒体の粒径とし、これらの平均粒径Ｄｂａｓを算出する。
【００２７】
基準検量線作成部５０は、撮像処理部１０に接続されており、検査初期段階（製造ライン稼働前の段階）に実行される基準検量線作成機能Ａの中核をなす。基準検量線作成部５０は、基準粉粒体の撮像面積と質量Ｇとの対応関係を示す基準検量線５０Ｆを作成する。前記「基準粉粒体の撮像面積Ｖ」とは、二値化画像データ４０Ｗで「黒」とされた画素の画素数のことである。基準検量線５０Ｆの作成に際し、前記撮像面積は、所定時間に、撮像処理部１０に保存される二値化画像データ４１Ｗから得られる累積した基準粉粒体の撮像面積４１Ｖに基づく。他方、前記質量Ｇは、前記所定時間に、撮像対象とされた基準粉粒体の落下軌道の下方で質量測定部１３０により測定される基準粉粒体の質量５０Ｇに基づく。質量測定部１３０は、基準検量線作成部５０に接続され、所定時間経過後に、取得した質量値を基準検量線作成部５０に送る。また、質量測定部１３０は、基準検量線作成部５０に接続しなくとも、例えば基準粉粒体の落下軌道の下方に粉粒体を受け皿などで受け、受け皿に乗った基準粉粒体をはかりで測定し、その値を基準検量線作成部５０に入力してもよい。質量測定と同時に、二値化画像データ４１Ｗに基づき累積した基準粉粒体の撮像面積４１Ｖが基準検量線作成部５０に蓄積される。所定時間経過後、基準検量線作成部５０において、得られた基準粉粒体の撮像面積４１Ｖ及び質量５０Ｇから、撮像面積及びその撮像面積値に対応する質量値のデータが得られる。また、単位時間当たりの散布量を異ならせて同様の散布及び計測を行うことにより、複数の撮像面積値及び各撮像面積値に対応する質量値のデータを含む基準検量データ群又は該基準検量データ群から得られた近似線である基準検量線５０Ｆが得られる。得られた基準粉粒体の撮像面積４１Ｖ及び質量５０Ｇから、重み（質量Ｇ／撮像面積Ｖ）を算出し、その重みを一次関数の定数とする基準検量線５０Ｆを得ることもできる。
基準検量線作成部５０における「所定時間」は、適宜任意に設定できる。例えば、散布対象物における１製品あたりの搬送速度に合わせた時間では測定質量が小さい場合は、それより長い時間を設定して、前記重み（質量Ｇ／撮像面積Ｖ）を算出できる。例えば、１製品毎では質量値が小さく測定できない場合、６０秒間までの間で適宜設定することができる。検量線記憶領域部６０は、基準検量線作成部５０に接続されており、作成された基準検量線５０Ｆを保存する。
【００２８】
適合化検量線算出部５５は、撮像処理部１０及び検量線記憶領域部６０に接続されており、適合化検量線作成機能Ｂの中核をなす。適合化検量線算出部５５は、基準検量線区分部５５１と、近似線作成部５５２とを有しており、単位時間当たりの散布量を異ならせて散布して得た、基準粉粒体の複数の撮像面積値及び各撮像面積値に対応する質量値のデータを含む基準検量データ群又は該基準検量データ群から得られた近似線である基準検量線５０Ｆを、所定の分割基準に基づいて複数の区分に区分けし、該区分のそれぞれについて近似線５１Ｆ１〜５１Ｆ４を作成する機能を有する。所定の分割基準とは、基準検量線５０Ｆを複数の区分に区分けする基準であり、区分の境界を特定するために用いられる。
図２に示す基準検量線５０Ｆは、前述した二値化画像データ４０Ｗに基づく測定項目である基準粉粒体の撮像面積の範囲を、撮像面積を示すＸ軸に沿って、複数の区分ｃ１〜ｃ４に区分けされている。撮像面積の範囲の区切り方は任意であるが、撮像面積値を分割基準として区切る場合、例えば、最小二乗法の結果といった基準で基準検量線５０Ｆを区切ることができ、その誤差が３％未満といった基準で区切ることが好ましい。区分する区分数は、図２に示す４区分に限られず適宜に決定することができる。区分する区分数は、２区分以上であり、３区分以上が好ましく、また３０区分以下が好ましく、１０区分以下が更に好ましい。
【００２９】
基準検量線区分部５５１は、所定の分割基準に基づいて基準検量線５０Ｆを区分するが、その区切り方は、特に制限されず任意の区切り方で良い。即ち、分割基準として、任意の基準を設定することができる。例えば、基準検量線区分部５５１は、外部から入力された分割基準の情報に基づいて基準検量線５０Ｆを区分しても良い。基準検量線５０Ｆをどのように区分すべきかについての分割基準の情報は、例えば、粉粒体質量検査装置１００の操作者等により外部から入力される。そして前記情報に基づいて、基準検量線５０Ｆの区分けが実行される。また、基準検量線区分部５５１は、特定の結果が得られるように設定した分割基準に基づいて基準検量線５０Ｆを区分しても良い。具体的には、分割基準として、前述の最小二乗法の結果の最大誤差が特定範囲内となるように設定することや、基準検量線５０Ｆを等間隔に区切るように設定すること等が挙げられる。以下、区分けされた基準検量線５０Ｆの区分を区分ｃともいう。
【００３０】
近似線作成部５５２は、区分けされた複数の区分ｃごとに、基準検量線５０Ｆの近似線を作成する。例えば、図２に示すように、区分ｃ１については、該区分ｃ１における基準検量線５０Ｆに対する近似線ａ１を作成する。また、区分ｃ２については、該区分ｃ２における基準検量線５０Ｆに対する近似線ａ２を作成する。このように各区分ｃ１〜ｃ４において近似線ａ１〜ａ４を作成する。以下、これら各区分ｃ１〜ｃ４等を纏めて区分ｃともいい、各近似線ａ１〜ａ４等を纏めて近似線ａともいう。近似線ａは、近似曲線であってもよいし、近似直線であってもよい。近似線ａは、基準検量線５０Ｆの関数に比して、低次の関数であることが好ましい。例えば、基準検量線５０Ｆが２次関数で示される曲線状である場合、各区分ｃにおける近似線ａは１次関数で示される直線であることが好ましい。１次関数で示される近似線ａは、例えば、最小二乗法等によって作成される。
【００３１】
適合化検量線５１Ｆは、各区分ｃにおける基準検量線５０Ｆに対する近似線ａを作成することにより得られる。即ち、近似線作成部５５２によって得られる近似線ａは、適合化検量線５１Ｆである。
適合化検量線算出部５５において作成された適合化検量線５１Ｆ（近似線ａ）は、検量線記憶領域部６０に書き込まれ、保存される。
【００３２】
質量演算部７０は、撮像処理部１０及び検量線記憶領域部６０に接続されている。質量演算部７０は、適合化検量線５１Ｆ（近似線ａ）の作成後、総質量判定部８０とともに、製品用粉粒体を用いた製造ラインにおける質量算出機能Ｃの中核をなす。質量演算部７０は、選択基準項目のデータＭに基づいて区分ｃ１〜ｃ４のいずれかを選択し、累積した製品用粉粒体の撮像面積４３Ｖから、選択された区分ｃにおける適合化検量線５１Ｆに基づいて総質量７７Ｇを算出する。具体的には、散布対象物の１製品に相当する部分が搬送される所定時間分（すなわち前記散布対象物の１製品に相当する部分が製品用粉粒体の散布位置を通過し終わる時間分）の累積した製品用粉粒体の撮像面積４２Ｖを含む、該撮像面積４２Ｖに対応した選択基準項目のデータＭと、検査初期段階の二値化画像データ４０Ｗに基づいて取得した粉粒体の撮像面積の面積データに対応する選択基準項目のデータＭとを比較して、区分ｃ１〜ｃ４のいずれかを選択する。即ち、区分ｃ１〜ｃ４から、製品用粉粒体の撮像面積４２Ｖを含む該撮像面積４２Ｖに対応した選択基準項目データＭが属する区分を選択する。そして、製品用粉粒体の撮像面積４２Ｖに、検量線記憶領域部６０に保存されている選択された区分ｃにおける適合化検量線５１Ｆの重み（質量Ｇ／撮像面積Ｖ）を乗算することにより、１製品単位当たりの製品用粉粒体の総質量７７Ｇを算出する。
例えば、図２においては、選択基準項目のデータＭが区分ｃ１の範囲内である場合、適合化検量線５１Ｆ１の重み（質量Ｇ／撮像面積Ｖ）を乗算する。選択基準項目のデータＭが区分ｃ２の範囲内である場合、適合化検量線５１Ｆ２の重み（質量Ｇ／撮像面積Ｖ）を乗算する。このように、粉粒体の質量の算出に用いられる適合化検量線５１Ｆを、選択基準項目のデータＭの区分に応じて使い分ける。
【００３３】
尚、質量演算部７０における「所定時間」は、適宜任意に設定でき、搬送される製品となる散布対象物の速度に合わせて設定することが好ましい。前記散布対象物が長尺帯状である場合は、移動中の散布対象物の１製品に相当する領域面積に対して製品用粉粒体の粉粒体を散布する時間である。前記散布対象物が製品単位に既に区分けされて間欠的に搬送される場合は、間隔をあけて移動中の散布対象物の面積に対して製品用粉粒体の粉粒体を散布する時間である。例えば、３００個／分の製品搬送速度ならば６０／３００＝２００ｍｓ（ミリ秒）、４００個／分の速度ならば６０／４００＝１５０ｍｓ（ミリ秒）となる。
【００３４】
散布されて自由落下する粉粒体の画像データを用いて、粉粒体の質量を測定する装置は、製品用粉粒体の撮像面積Ｖに、基準検量線５０Ｆの重み（質量Ｇ／撮像面積Ｖ）等の定数や変数、関数を乗算することにより、製品用粉粒体の質量を求めることができる。しかし、画像に映り込む粉粒体の数が多い程、その測定精度を維持することが困難になる場合がある。具体的には、散布量の増加に伴い、画像に移り込む粉粒体の数が多くなると、粉粒体どうしが重なった状態で撮像されることが多くなり、粉粒体の撮像面積Ｖと、実際に散布される粉粒体の数に応じた面積とに誤差が生じ易くなる。例えば、同形同大の２つの粉粒体が重なっている場合、重なった粉粒体の投影面積は、重なっていない２つの粉粒体の投影面積よりも小さい。このような誤差は、粉粒体の重なる部分が大きい程、又は重なる粉粒体の数が大きくなる程、大きくなる。これにより、基準検量線Ｆ５０により求められる粉粒体の質量が、実際の粉粒体の質量から乖離して、粉粒体の質量を正確に測定することが困難となることがある。
【００３５】
これに対し本発明の検査装置１００は、製品用粉粒体の質量を、各区分における適合化検量線５１Ｆに基づいて算出するため、画像における粉粒体どうしの重なり具合による、粉粒体の質量の測定精度への影響を少なくすることができ、製品用粉粒体の質量を正確に測定することができる。
【００３６】
また、基準検査データ群から２次やより高次の関数で示される曲線状の検量線を作成して質量を算出する場合に比して、基準検査データ群や２次関数で示される曲線からなり、且つ複数の区分に区分けされた基準検量線について、各区分において作成した一次関数で示される検量線を用いた方が、検査に必要な計算処理を単純化することができる。したがって、検査に必要な計算処理の複雑化を抑制しつつ、高精度での測定が可能となり、例えば、製品の製造ラインの高速化等への対応も容易となる。
【００３７】
測定精度をより向上させる観点から、選択基準項目は、粉粒体どうしの重なり具合に影響する項目であることが好ましい。
【００３８】
本実施形態における適合化検量線５１Ｆは、一次関数であるが、二次以上の高次関数、対数関数、指数関数、又はこれら関数の近似であってもよい。容易な演算により粉粒体の質量を求める観点から、適合化検量線５１Ｆは、一次関数であることが好ましい。
【００３９】
総質量判定部８０は、質量演算部７０及び後述する不良品排出処理部１２０に接続されており、質量演算部７０とともに、適合化検量線５１Ｆを作成した後の質量判定機能Ｄの中核をなす。総質量判定部８０では、散布される製品用粉粒体の設定散布質量として、規定内質量８０Ｑが設定される。この「規定内質量８０Ｑ」は１製品単位で含有されるべき製品用粉粒体の質量の許容範囲に相当する。総質量判定部８０は、前記の製品用粉粒体の総質量７７Ｇのデータを質量演算部７０から受信し、総質量７７Ｇが規定内質量８０Ｑであるか否かの判定を行う。その判定に基づいて、総質量７７Ｇが規定内質量８０Ｑの範囲外である場合は、質量不良信号８０Ｘを発信する。一方、総質量７７Ｇが規定内質量８０Ｑの範囲内である場合は、質量良品信号８０Ｙを発信する。例えば、規定内質量８０Ｑを１製品当たりＦｇ（グラム）の上下限値±１０％の範囲と定めた場合、その範囲外のものをＮＧ判定とする。
【００４０】
総質量判定部８０は、発信する質量不良信号８０Ｘ及び質量良品信号８０Ｙを、粉粒体質量検査装置１００に接続される別の装置へと送信できるようにされている。その際、質量不良信号８０Ｘ及び質量良品信号８０Ｙに、対象となる製品（良品・不良製品）を特定するための情報（例えば、撮像サンプリング時間１０Ｔなど）が含まれていることが好ましい。これにより、受信する側の装置は、質量不良となる製品に対処するための機能が発揮され得る。このようにして粉粒体質量検査装置１００は、製品用粉粒体の散布状況から、製品を構成する散布対象物へ連続散布された製品用粉粒体の総質量を散布中に時機よく検知することができる。
【００４１】
図３及び図４に示すとおり、本実施形態の粉粒体質量検査方法は、検査初期工程Ａ１と基準検量線作成後の検査工程Ｂ１とを有する。検査初期工程Ａ１は、検査装置１００の基準検量線作成機能Ａ及び適合化検量線作成機能Ｂを利用して行う一連の処理工程である。基準検量線作成後の検査工程Ｂ１は、検査初期工程Ａ１にて基準検量線５０Ｆ及び適合化検量線５１Ｆを作成した後で、基準検量線５０Ｆ及び適合化検量線５１Ｆを用いて、製品用粉粒体の質量を測定する工程と、測定した質量の判定を行う工程である。すなわち、基準検量線作成後の検査工程Ｂ１は、適合化検量線５１Ｆに基づいて、質量算出機能Ｃ及び質量判定機能Ｄを利用して行う一連の処理工程である。また、検査初期工程Ａ１及び検査工程Ｂ１はそれぞれ、検査装置１００の濃度判定機能Ｅを利用する。この粉粒体質量検査方法については、粉粒体含有物品である、検査対象の製品である発熱体の概要をまず説明し、更に図５を参照して、発熱体の製造に用いられる製造装置としての散布装置について説明した上で詳述する。
【００４２】
まず、ここでの発熱体は、基材シートの少なくとも一面側に、酸化反応を起こす被酸化性金属、塩化ナトリウム等の電解質及び水を含む発熱組成物の層と、該層上に配置された、吸水性ポリマーの粉粒体を含む保水材の層とを備える。吸水性ポリマーの粒子の粉粒体の含有質量は、発熱体の発熱特性を左右する重要な要素の１つとなる。この発熱体の製造方法は、長尺の基材シート上に、鉄粉等の被酸化性金属、電解質及び水等を含むスラリー状の発熱組成物を塗布して発熱体を形成し、次いで該発熱体の上に、吸水性ポリマーの粉粒体を層状に散布し、保水材の層を形成する工程を有する。したがって、本製造方法において、前記基材シートに前記発熱組成物が塗布されたものが、粉粒体の散布対象物となる。
【００４３】
図５には、粉粒体の散布装置５００（以下、単に散布装置５００ともいう。）が示されている。散布装置５００は、前述のとおり、発熱体に含有される吸水性ポリマーの粉粒体２０２の散布装置であり、粉粒体の散布工程を実行する。散布装置５００は、粉粒体散布部３００、検査装置１００及び不良品排出処理部１２０を備えており、本実施形態では、粉粒体散布部３００は、吸水性ポリマーの粉粒体２０２を貯蔵する貯蔵部３０１、粉粒体を水平方向に搬送するトラフ３０４、トラフ３０４を振動させる振動体３０５を有する。トラフ３０４と振動体３０５とを合わせて振動フィーダ３０６という。
【００４４】
粉粒体散布部３００においては、貯蔵部３０１内の粉粒体２０２が、搬出される。搬出された粉粒体２０２はトラフ３０４における任意の位置で受け取られ、電磁フィーダ３０５の振動で好適に分散されながらトラフ３０４の終端部３０４Ａ側へ移動する。粉粒体２０２は終端部３０４Ａから自由落下し、搬送コンベア（図示せず）で搬送されてくる散布対象物２０６に連続的に散布される。散布対象物２０６は、前述のとおり、基材シート２０１上に非酸化性金属の粒子、塩化ナトリウム等の電解質及び水を含む発熱組成物２０５を塗布したものである。
【００４５】
この粉粒体散布部３００に対して粉粒体質量検査装置１００は、図５に示すとおり、粉粒体２０２の落下軌道空間を間に挟んで撮像手段１１と照明部２０とが対向するように配置されている。
【００４６】
不良品排出処理部１２０は、粉粒体質量検査装置１００の総質量判定部８０に接続されており、総質量判定部８０が発信した質量不良信号８０Ｘを受信すると、製造ラインから質量不良信号８０Ｘに対応する散布対象物を特定し、特定した散布対象物を製造ラインから排出する。本実施形態では、不良品排出処理部１２０は、フライトコンベア（図示せず）等から構成されている。
【００４７】
ここで、本実施形態の粉粒体質量検査方法における検査初期工程Ａ１について、図５の装置の概要構成図と図３のフローチャートとを参照して、詳細に説明する。
【００４８】
検査初期工程Ａ１は、基準粉粒体２０２の散布部３００の切り出し量等の散布条件の設定の都度、検査初期段階において実行される。したがって検査初期工程Ａ１は、散布装置５００の設定条件にあった適正な検量線が得られる限り、発熱体の製造ライン上、製造ライン以外のいずれで実施されてもよい。
【００４９】
まず、各装置を図５のように配置した状態で、粉粒体２０２の落下軌道の下方に質量測定部１３０を設置する。質量測定部１３０としては、受け取る基準粉粒体の質量を時系列で計測できるものであれば特に制限なく採用できる。例えば、ロードセルに粉粒体受け皿又は検量皿のみを設置したものなどが挙げられる。質量測定部１３０は、散布装置５００が有する構成であってもよく、散布装置５００と別体とする構成であってもよい。
【００５０】
選択基準項目として、二値化画像データ４０Ｗに基づく測定項目を用いる場合、該測定項目のデータは、基準検量線の作成と平行して、又は基準検量線の作成に前後に、二値化処理部４０において取得された二値化画像データ４１Ｗに基づいて測定される。測定された測定項目データＭは、データ記憶領域部９２に書き込まれ、保存される。
例えば、二値化画像データ４０Ｗに基づく測定項目として、基準粉粒体の粒径のデータを取得する場合、基準粉粒体の平均粒径Ｄｂａｓを、図６に示すとおり、二値化処理部４０において取得された粉粒体の画像Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎを対象とし、一方向Ｘとそれに直交する方向Ｙに沿う画像Ｐｉの（ｉは自然数を表す。）の寸法ｘｉ，ｙｉを測定する。そして寸法ｘｉ，ｙｉで画定される長方形の対角線の長さｄｉを算出し、この値を画像Ｐｉの粒径とする。そして（１／ｎ）ΣＰｉから基準粉粒体の平均粒径Ｄｂａｓを算出する。平均粒径Ｄｂａｓの算出に用いる粒子の数ｎは例えば１００以上とする。算出した平均粒径Ｄｂａｓを、粒径のデータとする。
【００５１】
次いで、検査装置１００を稼働させる。照明部２０が検査装置１００と連動していない場合は、照明部２０の電源も入れる。次いで、撮像処理部１０において、撮像スピードや検量線作成のための「所定時間」、その他の諸条件を入力する。また、濃度判定処理部３０では検出領域３０Ｐ及び濃度の最低基準濃度３０Ｑの設定を行い、二値化処理部４０では二値化閾値４０Ｑの設定を行う。その後、散布部３００を稼働し、検査装置１００に撮像開始の入力を行い、撮像処理を実行する（撮像処理工程ＡＢ１１）。この撮像処理工程ＡＢ１１により、前述のとおり、撮像画像データ１１Ｗが、その撮像サンプリング時間１０Ｔとともに時系列で保存部１２に保存される。
【００５２】
次いで、濃度判定処理工程Ｄ１１を、濃度判定処理部３０において設定されたタイミングで行う。すなわち、画像データ１１Ｗの濃度を検出し、濃度の最低基準濃度３０Ｑとの比較を行う。検出した濃度が設定された一定の明るさ（最低基準濃度３０Ｑ）以下の場合に照明異常判定Ｄ１２を行う。この場合、濃度判定処理部３０は、検査装置１００による検査工程のすべてを停止するための照明不良信号３０Ｘを撮像制御部１３へ送る。これにより、検査装置１００全体が停止する。停止後に、照明部２０を調節して、再度、基準検量線作成工程ＡＢ１３を実行することとなる。一方、対象の画像データが一定の明るさ以上であった場合は、特に信号は発信されず次の二値化処理工程ＡＢ１２へと進む。
【００５３】
前述した濃度判定処理工程Ｄ１１は、間断なく自由落下する微小な粉粒体を的確に捉えるためになされる。照明の故障や経時劣化により、明るさが暗くなった場合、粒子が抽出できない。そのため、濃度の最低基準濃度３０Ｑは、検査対象の粉粒体２０２の粒径などによって、粒子を捉えられる明るさに決定する。一律には定められないが、例えば平均粒径が４４０μｍ〜５５０μｍ程度の粉粒体では、最低基準濃度３０Ｑを、グレースケールの２５６階調において、濃度５０と定めることができる。
【００５４】
次いで、二値化処理部４０において、撮像処理部１０の保存部１２に保存された画像データ１１Ｗの二値化処理工程ＡＢ１２を行い、二値化画像データ４１Ｗを生成する。二値化処理工程ＡＢ１２においては、濃淡補正フィルタ処理がなされることが好ましい。これにより、二値化処理に対する濃度影響が非常に小さく抑えられる。この濃淡補正フィルタ処理とは、入力画像と、入力画像から作成された内部処理画像とを差分演算することで、背景の濃淡変化を除去し、照明ムラ・照明劣化の影響を抑制することができるフィルタ処理である。これにより、撮像画像データ１０Ｗの明るさムラを低減して所望の粉粒体の画素部分のみを抽出することができ、濃度が広い範囲にふれても適正な二値化処理が可能である。
【００５５】
二値化処理の内容は前述したとおりであり、二値化閾値４０Ｑを境に０階調と１階調とに変換する。この二値化画像データ４１Ｗから粉粒体の画素数、即ち粉粒体の撮像面積Ｖを把握できる。二値化画像データ４１Ｗは、次の基準検量線作成工程のため、撮像処理部１０の保存部１２に保存される。
【００５６】
二値化閾値４０Ｑは、粉粒体２０２の粒径やその粒径のばらつき、すなわち、画像データでの粉粒体２０２部分の階調のばらつきによって決められる。二値化閾値４０Ｑを下げていくと、検知量の減少に伴い画素数が減る。反対に、二値化閾値４０Ｑを上げていくと、画素数が増えるが、撮像ノイズの影響を受けてしまう。二値化閾値４０Ｑは一律には定められないが、例えば平均粒径が４４０μｍ〜５５０μｍ程度の粉粒体では、２００階調から２４０階調までの間に設定することが好ましく、２２０階調に設定することがより好ましい。
【００５７】
次いで、基準検量線作成工程ＡＢ１３を、基準検量線作成部５０において行う。ここでは、前述のとおり、基準粉粒体の撮像面積Ｖと質量Ｇから得られた重み（質量Ｇ／撮像面積Ｖ）を定数とする一次関数で表される基準検量線５０Ｆを作成する。これは、基準検量線作成のための「所定時間」の間の、二値化画像データ４１Ｗに基づいて累積した基準粉粒体の撮像面積４１Ｖと、質量測定部１３０で測定された基準粉粒体の質量５０Ｇとに基づいてなされる。これにより、散布部３００の散布条件に対応した基準検量線５０Ｆが得られる。この基準検量線５０Ｆは、検量線記憶領域部６０に保存される。
【００５８】
また、基準検量線作成工程ＡＢ１３の前又は後、若しくは該工程ＡＢ１３と平行して、選択基準項目のデータＭが保存される。選択基準項目として、二値化画像データに基づく測定項目を用いる場合、該測定項目のデータＭは、前述の通り、データ作成部９１によって、前記二値化画像データ４０Ｗに基づいて測定されることで作成される。測定項目データＭは、データ記憶領域部９２に保存される。
【００５９】
次いで、適合化検量線作成工程ＡＢ１４を、適合化検量線算出部５５において行う。ここでは、前述のとおり、所定の分割基準に基づいて複数の区分ｃに区分けされた基準検量線５０Ｆについて、該区分ｃそれぞれにおける適合化検量線５１Ｆを作成する。また、適合化検量線５１Ｆは、前述のとおり、各区分ｃにおける基準検量線５０Ｆに対する近似線ａを作成することにより、得られる。
【００６０】
基準検量線５０Ｆの区分け（工程ＡＢ１４１）は、所定の分割基準に基づき、前述の基準検量線区分部５５１によって行われる。各区分ｃの情報は、検量線記憶領域部６０に保存される。
次いで、工程ＡＢ１４１において区分けした各区分ｃにおける適合化検量線５１Ｆの作成は、基準検量線５０Ｆに対する近似線ａの作成工程ＡＢ１４２において行われる。近似線ａの作成工程ＡＢ１４２は、前述の近似線作成部５５２によって行われる。
【００６１】
次に、本実施形態の適合化検量線作成後の検査工程Ｂ１について、図４のフローチャートを参照して説明する。検査工程Ｂ１は、適合化検量線５１Ｆが作成された後、質量測定部１３０を取り除き、製品の製造ライン全体を稼働させた状態で行われる。
本実施形態の検査装置１００は、質量判定工程を具備するため、電源を入れた後、質量判定の基準となる規定内質量８０Ｑや質量演算のための「所定時間」等を設定入力する。
また、検査装置１００の貯蔵部３０１内には、基準粉粒体を引き続き充填させたままにしておき、これを製品用粉粒体として用いてもよく、あるいは、貯蔵部３０１内から基準粉粒体を除去し、該基準粉粒体と異なる粒径を有する別の種類の製品用粉粒体を新たに充填してもよい。次いで散布部３００の電源を入れて、製造ライン全体を稼働させ、製品用粉粒体２０３を散布し始めて、検査装置１００による検査を開始する。製造ラインでは、粉粒体散布部３００が稼働し、搬送ベルト（図示せず）で搬送されてくる散布対象物２０６に対し、連続的に製品用粉粒体２０３を散布する。
【００６２】
次いで粉粒体質量検査装置１００において、製品用粉粒体２０３を対象として、撮像処理工程ＣＥ１１、濃度判定処理工程Ｄ１１及び二値化処理工程ＣＥ１２を、検査初期工程Ａ１と同様にして行う。適合化検量線５１Ｆ作成後の検査工程Ｂ１においても、二値化処理工程ＣＥ１２で濃淡補正フィルタ処理がなされることが好ましい。これにより、二値化処理に対する濃度影響が非常に小さく抑えられている。そのため、濃度の最低基準濃度３０Ｑを基準検量線作成工程ＡＢ１３よりもかなり低水準に抑えることができる。すなわち照明異常による検査中止の可能性が低く、且つ、適正な二値化処理で製品用粉粒体２０３の画素の的確な把握が可能となる。これにより、製品の連続生産ラインの稼働中に、連続散布される粉粒体２０２の散布量を更に時機よく検査することができる。また、照明の長寿命化にもつながる。
【００６３】
撮像処理工程ＣＥ１１においては、散布される製品用粉粒体２０３のすべてを撮像の対象としてもよいが、それに代えて、ある一部の領域を撮像領域としてもよい。具体的には、図７に示すように、個数基準で大粒径側から９５％以上の粒子が計測されるように設定することが好ましい。
【００６４】
次いで、質量算出工程Ｃ１３を質量演算部７０にて行う。前述のとおり、質量演算部７０は、選択基準項目のデータＭに基づいて区分ｃ１〜ｃ４のいずれかを選択し、二値化画像データ４２Ｗに基づいて累積した粉粒体の撮像面積４２Ｖから、選択した区分ｃにおける適合化検量線５１Ｆに基づいて、総質量７７Ｇ（すなわち１製品単位当たりの総質量７７Ｇ）を算出する。
【００６５】
次いで、総質量判定工程Ｃ１４を総質量判定部８０にて行う。これにより、散布された製品用粉粒体２０３の総質量７７Ｇが規定内質量８０Ｑの範囲外であれば質量異常判定を行い、質量不良信号８０Ｘを発信する（質量不良信号発信Ｃ１５）。一方、総質量７７Ｇが規定内質量８０Ｑの範囲内であれば、質量良品信号８０Ｙを発信する（質量良品信号発信Ｃ１６）。質量不良信号８０Ｘ及び質量良品信号８０Ｙには、対象となる製品（良品・不良製品）を特定する情報（撮像サンプリング時間１０Ｔなど）が含まれていることが好ましい。以上の「検量線作成後の検査工程Ｂ１」における各工程は、製造ライン稼働中繰り返し行われ、検査中止の操作により本実施形態の粉粒体質量検査が終了する。
【００６６】
上述した質量不良信号８０Ｘ若しくは質量良品信号８０Ｙは、本実施形態において検査装置１００に接続された制御装置４０１で受信される（図５参照）。制御装置４０１は、受信信号に基づき、不良品排出処理部であるフライトコンベア（図示せず）に指示を出す。具体的には、質量不良信号８０Ｘに基づく排出信号４００Ｘを出す。これを受けたフライトコンベア（図示せず）は、排出信号４００Ｘに基づいて、対象となる製品を特定し製造ラインから排出する（不良品排出処理工程）。すなわち、制御装置４０１及び排出装置であるフライトコンベア（図示せず）とで不良品排出処理工程が実行される。
【００６７】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態は、本発明を発熱体の製造方法に適用した例であったが、本発明を他の物品の製造に適用してもよい。
【００６８】
前記実施形態においては、濃度判定処理工程Ｄ１１（濃度判定機能Ｅ）と総質量判定工程Ｃ１４（質量判定機能Ｄ）とを具備しているが、濃度判定処理工程Ｄ１１及び総質量判定工程Ｃ１４の何れか一方を具備してもよく、これら両工程Ｄ１１，Ｃ１４を具備しなくてもよい。測定精度を向上させる観点から、濃度判定処理工程Ｄ１１を具備していることが好ましい。また、質量が規格外の不良品の検出を容易に行う観点から、総質量判定工程Ｃ１４とを具備していることが好ましい。
また、前記実施形態においては、検査工程Ｂ１の撮像処理工程ＣＥ１１において、製品用粉粒体２０３の落下方向に沿う撮像領域を狭く設定したが、これに代えて、又はこれに加えて、検査初期工程Ａ１の撮像処理工程ＡＢ１１において、基準粉粒体２０２の落下方向に沿う撮像領域を狭く設定してもよい。
また、質量算出工程Ｃ１３において選択した適合化検量線５１Ｆを補正してもよい。たとえば、選択基準項目のデータＭとして、検査対象となる粉粒体の粒径Ｄを算出し、検査対象となる粉粒体の粒径Ｄと検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓとの比であるＤ／Ｄｂａｓの値に基づき、選択した適合化検量線５１Ｆの傾きを補正した補正検量線を作成してもよい。この場合、質量算出工程Ｃ１３では、選択した区分ｃにおける補正検量線に基づいて、総質量７７Ｇを算出する。
【符号の説明】
【００６９】
１０  撮像処理部
１１  撮像手段
１２  保存部
１３  撮像制御部
２０  照明部
３０  濃度判定処理部
４０  二値化処理部
５０  基準検量線作成部
５５  適合化検量線算出部
５５１  基準検量線区分部
５５２  近似線作成部
６０  検量線記憶領域部
７０  質量演算部
８０  総質量判定部
９０  データ取得部
１００  粉粒体質量検査装置
１１０  画像処理制御部
２０２  基準粉粒体（吸水性ポリマー）
２０３  製品用粉粒体（吸水性ポリマー）
２０６  散布対象物
３００  粉粒体散布部
５００  粉粒体散布装置
【図１】
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【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】
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【図７】
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