(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記撮像処理部で撮像される撮像領域を照らす照明部と、
前記撮像処理部が保存する前記画像データにおける、粉粒体が映り込まない領域の濃度を検出し、照明の異常を判定する濃度判定処理部と、
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し、前記撮像処理部に保存させる二値化処理部と、
検査初期段階において、前記撮像処理部で所定時間に蓄積された前記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に位置する質量測定部によって前記所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線を作成する基準検量線作成部と、
前記所定時間に蓄積された検査初期段階の前記二値化画像データから、検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓを作成し、記憶する基準粒径作成・記憶領域部と、
前記基準検量線と検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する補正検量線作成部と、
前記基準検量線及び前記補正検量線を記憶する検量線記憶領域部と、
前記補正検量線の存在下で、撮像され二値化処理された検査対象となる粉粒体の各二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、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に対する判定を下す質量判定処理部と、
を有する粉粒体質量検査装置。
【請求項２】
前記撮像処理部は、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、粉粒体の落下方向に沿う前記撮像領域を設定する請求項１に記載の粉粒体質量検査装置。
【請求項３】
前記補正検量線作成部は、検査対象となる粉粒体の粒径Ｄを、複数の前記二値化画像データを基にした単純移動平均によって算出する請求項１又は２に記載の粉粒体質量検査装置。
【請求項４】
前記二値化処理部は、撮像された画像データの明るさムラを低減する濃淡補正フィルタ処理をした後に前記二値化処理を行う請求項１ないし３のいずれか一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、
照明部により照らされ、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像手段で撮像する撮像処理工程と、
前記撮像手段が撮像した画像データにおける、前記粉粒体が映り込まない撮像領域の濃度を検出し、前記照明部の照明の異常を判定する濃度判定処理工程と、
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、
検査初期段階に生成された二値化画像データから得られる粉粒体の画素と、検査初期段階に質量測定部によって測定された粉粒体の質量と、により作成される画素と質量との対
応関係を一次関数で示す基準検量線、及び検査初期段階において二値化画像データから算出される検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する基準検量線補正処理工程と、
前記補正検量線の存在下で、前記二値化処理工程で二値化処理された検査対象となる粉粒体の前記二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算処理工程と、
前記質量演算処理工程で演算された質量に基づいて、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に対する判定を下す質量判定処理工程と、
を有する粉粒体質量検査方法。
【請求項６】
前記撮像処理工程は、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、粉粒体の落下方向に沿う前記撮像領域を設定する請求項５に記載の粉粒体質量検査方法。
【請求項７】
前記基準検量線補正処理工程は、検査対象となる粉粒体の粒径Ｄを、複数の前記二値化画像データを基にした単純移動平均によって算出する請求項５又は６に記載の粉粒体質量検査方法。
【請求項８】
前記二値化処理工程は、撮像された画像データの明るさムラを低減する濃淡補正フィルタ処理をした後に前記二値化処理を行う請求項５ないし７のいずれか一項に記載の粉粒体質量検査方法。
【請求項９】
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、
前記撮像処理部で撮像される撮像領域を照らす照明部と、
前記撮像処理部が保存する前記画像データにおける、粉粒体が映り込まない領域の濃度を検出し、照明の異常を判定する濃度判定処理部と、
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し、前記撮像処理部に保存させる二値化処理部と、
検査初期段階において、前記撮像処理部で所定時間に蓄積された前記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に位置する質量測定部によって前記所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線を作成する基準検量線作成部と、
前記所定時間に蓄積される検査初期段階の前記二値化画像データから、検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓを作成し、記憶する基準粒径作成・記憶領域部と、
前記基準検量線と検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する補正検量線作成部と、
前記基準検量線及び前記補正検量線を記憶する検量線記憶領域部と、
前記補正検量線の存在下で、撮像され二値化処理された検査対象となる粉粒体の各二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、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に対する判定を下す質量判定処理部と、
前記質量判定処理部が粉粒体の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１０】
前記撮像処理部は、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、粉粒体の落下方向に沿う前記撮像領域を設定する請求項９に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
【請求項１１】
前記補正検量線作成部は、検査対象となる粉粒体の粒径Ｄを、複数の前記二値化画像データを基にした単純移動平均によって算出する請求項９又は１０に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
【請求項１２】
前記二値化処理部は、撮像された画像データの明るさムラを低減する濃淡補正フィルタ処理をした後に前記二値化処理を行う請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
【請求項１３】
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、
照明部により照らされ、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像する撮像処理工程と、
前記撮像処理工程で撮像された画像データにおける、前記粉粒体が映り込まない撮像領域の濃度を検出し、前記照明部の照明の異常を判定する濃度判定処理工程と、
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、
初期段階に生成された二値化画像データから得られる粉粒体の画素と、初期段階に質量測定部によって測定された粉粒体の質量と、により作成される画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線、及び初期段階において前記二値化画像データから算出される初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、対象となる粉粒体の粒径Ｄを算出し、対象となる粉粒体の粒径Ｄと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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する基準検量線補正処理工程と、
前記補正検量線の存在下で、前記二値化処理工程で二値化処理された対象となる粉粒体の前記二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算処理工程と、
前記質量演算処理工程で演算された質量に基づいて、所定時間に自由落下する、対象となる粉粒体の総質量に対する判定を下す質量判定処理工程と、
粉粒体の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。
【請求項１４】
前記撮像処理工程は、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、粉粒体の落下方向に沿う前記撮像領域を設定する請求項１３に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
【請求項１５】
前記基準検量線補正処理工程は、粉粒体の粒径Ｄを、複数の前記二値化画像データを基にした単純移動平均によって算出する請求項１３又は１４に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
【請求項１６】
前記二値化処理工程は、撮像された画像データの明るさムラを低減する濃淡補正フィル
タ処理をした後に前記二値化処理を行う請求項１３ないし１５のいずれか一項に記載の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、検査目的に合わせて幾つかの提案がこれまでになされてきた。例えば特許文献１には、１００μｍ以下の粉体試料の粒度分布を測定する装置が記載されている。この装置は、試料を自由落下させ、透過撮像手段で試料を撮像することで粒度分布を知ることを目的としている。散布後の試料は試料回収箱で回収される。またこの装置は、試料のベルトコンベアへの付着や落下中の浮遊防止のため、振動フィーダと筒状の試料落下誘導手段を有している。
【０００３】
特許文献２には、赤外線又は近赤外線ＣＣＤカメラを用いて、搬送コンベア上の還元鉄ペレット等の高温粒状物集合体の質量等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。これにより、粒状物集合体の搬出元であるロータリーキルン内壁の付着物の成長状況を把握するようにしている。
【０００４】
特許文献３には、製品を構成する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が記載されている。この装置においては、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一次関数で示す検量線を予め作成している。そして、撮像された各二値化画像データの画素から、検量線に基づいて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】
特許文献１及び２に記載の検査装置や検査方法はいずれも、製品の連続製造工程において、製品に含有させる粉粒体の検査を目的としていない。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、粉粒体の均一散布が、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及び２に記載の技術では、製品の連続製造工程において散布される粉粒体の質量を散布状況から正確に把握することはできない。
【０００７】
特許文献３に記載の技術によれば、粉粒体の質量を散布中に連続検知できるという利点がある。しかし同文献に記載の技術は、粉粒体の二次元形状から取得される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しているので、経時変化等の理由によって実際に計測される個々の粒子の大きさが、検量線作成時の粒子の大きさと異なる場合には、検量線に基づく粉粒体の算出質量に誤差が生じるおそれがある。
【０００８】
したがって本発明の課題は、粉粒体の質量をその散布中に連続検知する技術の改良に関し、更に詳細には、粒子の大きさが検量線作成時の粒子の大きさと異なる場合であっても、散布された粉粒体の質量を正確に把握することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、
前記撮像処理部で撮像される撮像領域を照らす照明部と、
前記撮像処理部が保存する前記画像データにおける、粉粒体が映り込まない領域の濃度を検出し、照明の異常を判定する濃度判定処理部と、
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し、前記撮像処理部に保存させる二値化処理部と、
検査初期段階において、前記撮像処理部で所定時間に蓄積された前記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に位置する質量測定部によって前記所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線を作成する基準検量線作成部と、
前記所定時間に蓄積される検査初期段階の前記二値化画像データから、検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓを作成し、記憶する基準粒径作成・記憶領域部と、
前記基準検量線と検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する補正検量線作成部と、
前記基準検量線及び前記補正検量線を記憶する検量線記憶領域部と、
前記補正検量線の存在下で、撮像され二値化処理された検査対象となる粉粒体の各二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、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に対する判定を下す質量判定処理部と、
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、
照明部により照らされ、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像手段で撮像する撮像処理工程と、
前記撮像手段が撮像した画像データにおける、前記粉粒体が映り込まない撮像領域の濃度を検出し、前記照明部の照明の異常を判定する濃度判定処理工程と、
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、
検査初期段階に生成された二値化画像データから得られる粉粒体の画素と、検査初期段階に質量測定部によって測定された粉粒体の質量と、により作成される画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線、及び検査初期段階において二値化画像データから算出される検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する基準検量線補正処理工程と、
前記補正検量線の存在下で、前記二値化処理工程で二値化処理された検査対象となる粉粒体の前記二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算処理工程と、
前記質量演算処理工程で演算された質量に基づいて、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に対する判定を下す質量判定処理工程と、
を有する粉粒体質量検査方法を提供するものである。
【００１１】
更に本発明は、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、
前記撮像処理部で撮像される撮像領域を照らす照明部と、
前記撮像処理部が保存する前記画像データにおける、粉粒体が映り込まない領域の濃度を検出し、照明の異常を判定する濃度判定処理部と、
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し、前記撮像処理部に保存させる二値化処理部と、
検査初期段階において、前記撮像処理部で所定時間に蓄積された前記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に位置する質量測定部によって前記所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線を作成する基準検量線作成部と、
前記所定時間に蓄積される検査初期段階の前記二値化画像データから、検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓを作成し、記憶する基準粒径作成・記憶領域部と、
前記基準検量線と検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する補正検量線作成部と、
前記基準検量線及び前記補正検量線を記憶する検量線記憶領域部と、
前記補正検量線の存在下で、撮像され二値化処理された検査対象となる粉粒体の各二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、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に対する判定を下す質量判定処理部と、
前記質量判定処理部が粉粒体の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】
更にまた本発明は、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、
照明部により照らされ、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像手段で撮像する撮像処理工程と、
前記撮像手段が撮像した画像データにおける、前記粉粒体が映り込まない撮像領域の濃度を検出し、前記照明部の照明の異常を判定する濃度判定処理工程と、
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、
初期段階に生成された二値化画像データから得られる粉粒体の画素と、初期段階に質量測定部によって測定された粉粒体の質量と、により作成される画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線、及び初期段階において前記二値化画像データから算出される初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、対象となる粉粒体の粒径Ｄを算出し、対象となる粉粒体の粒径Ｄと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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する基準検量線補正処理工程と、
前記補正検量線の存在下で、前記二値化処理工程で二値化処理された対象となる粉粒体の前記二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算処理工程と、
前記質量演算処理工程で演算された質量に基づいて、所定時間に自由落下する、対象となる粉粒体の総質量に対する判定を下す質量判定処理工程と、
粉粒体の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提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、粉粒体の質量を散布中に連続検知するときに、計測対象の粒子の大きさが検量線作成時の粒子の大きさと異なる場合であっても、散布された粉粒体の質量を正確に把握することができる。
【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４】図４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５】図５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６】図６は、粒子を撮像した画像の一例である。
【図７】図７は、図６に示す画像を二値化した画像である。
【図８】図８は、二値化閾値と測定される画素との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、粉粒体の粒度分布を示すグラフである。
【図１０】図１０は、粉粒体の粒径を計測する際の撮像領域を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、落下方向に沿う長さを変更したときの、粉粒体の粒径の計測値を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、落下方向に沿う長さＬを変更したときの、粉粒体の最大値正規化粒径を示すグラフである。
【図１２】図１２は、撮像領域の落下方向に沿う長さを変化させたときの粒径の測定時間を示すグラフである。
【図１３】図１３は、実施例１で得られた基準検量線を示すグラフである。
【図１４】図１４（ａ）は、実施例１及び比較例１における製品粉粒体の粒径の経時変化を示すグラフであり、図１４（ｂ）は、実施例１及び比較例１におけるロードセルの実測質量の経時変化を示すグラフであり、図１４（ｃ）は、実施例１及び比較例１におけるラインカメラを用いた計測量の経時変化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、基準粒径作成・記憶領域部９０、補正検量線作成部５５、検量線記憶領域部６０、質量演算部７０及び質量判定処理部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】
検査装置１００は、基準検量線作成機能Ａ、基準粒径作成機能Ｂ、質量判定機能Ｃ、濃度判定機能Ｄ及び検量線補正機能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一次関数で示す基準検量線を作成する機能である。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。
基準粒径作成機能Ｂは、検査初期段階に撮像され、二値化された粉粒体の二値化画像データから、検査初期段階の粉粒体（以下、基準粉粒体ともいう）の平均粒径Ｄｂａｓを作成する機能である。平均粒径Ｄｂａｓは、検査初期段階において作成され、基準検量線を作成するのと同時に作成するとよい。この基準粒径作成機能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、基準粒径作成・記憶領域部９０の協働により発揮される。
質量判定機能Ｃは、基準検量線の補正によって得られた補正検量線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に対する質量判定を行う機能である。これは、基準検量線の補正後、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、質量演算部７０及び質量判定処理部８０の協働により発揮される。
濃度判定機能Ｄは、基準検量線作成機能Ａ、基準粒径作成機能Ｂ及び質量判定機能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。
検量線補正機能Ｅは、上述した検量線作成機能Ａによって作成された検量線を、実際に検査対象となる製品用粉粒体の大きさに応じて補正する機能である。基準検量線の補正は、自由落下する製品用粉粒体の二値化画像データを基に、一定周期で行われる。基準検量線の補正は、製品用粉粒体の平均粒径Ｄと、検査初期段階の基準粉粒体の平均粒径Ｄｂａｓとの比であるＤ／Ｄｂａｓの値に基づいて行われる。これは、濃度判定処理後、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及び補正検量線作成部５５の協働により発揮される。
【００１８】
前記５つの機能を組み合わせて具備する検査装置１００は、製品を構成する散布対象物へ連続散布された粉粒体の質量を散布中に時機よく好適に検査することができる。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。
【００１９】
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、個数基準で大粒径側から９５％以上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。
【００２０】
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、基準検量線補正用のものを１３Ｗとして区別していうこともある。
【００２１】
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。具体的には、例えば濃度判定処理部３０で検出している濃度値が、最低基準濃度３０Ｑの１.１倍以下の値になった場合、撮像制御部１３にて照明強度を上昇させ、検出濃度値が最低基準濃度３０Ｑの１．２５倍〜２倍の間となるように変更する。このように、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く、例えば撮像処理部１０や照度判定処理部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。
【００２２】
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Ｄ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。
【００２３】
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、検量線補正用のものを４３Ｗとして区別していうこともある。この二値化処理部４０においては、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。
【００２４】
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、基準粉粒体の画素Ｖと質量Ｇとの対応関係を一次関数で示す基準検量線５０Ｆを作成する。前記「基準粉粒体の画素Ｖ」とは、二値化画像データ４０Ｗで「黒」とされた画素数のことである。基準検量線５０Ｆの作成に際し、前記一次関数の画素Ｖ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画素４１Ｖに基づく。他方、前記一次関数の質量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画素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画素４１Ｖ及び質量５０Ｇから、重み（質量Ｇ／画素Ｖ）を算出する。その重みが基準検量線５０Ｆである一次関数の定数として検量線記憶領域部６０に保持される。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。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／画素Ｖ）を算出できる。例えば、１製品毎（０．２秒毎）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。
【００２５】
基準粒径作成・記憶領域部９０は、撮像処理部１０及び補正検量線作成部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）に実行される基準粒径作成機能Ｂの中核をなす。基準粒径作成・記憶領域部９０は、基準粒径作成部９１と、基準粒径記憶領域部９２とを有しており、検査初期段階の基準粉粒体の平均粒径Ｄｂａｓを作成し、これを保存する。基準粒径作成部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から基準粉粒体の平均粒径Ｄｂａｓを算出する。例えば、二値化処理部４０で生成された二値化画像データ４０Ｗにおける、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。算出された平均粒径Ｄｂａｓは、基準粒径記憶領域部９２に書き込まれ、保存される。
【００２６】
補正検量線作成部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、検量線補正機能Ｅの中核をなす。補正検量線作成部５５は、製品用粉粒体の画像データ１３Ｗを二値化処理して得られる二値化画像データ４３Ｗから製品用粉粒体の平均粒径Ｄを算出し、製品用粉粒体の平均粒径Ｄと基準粉粒体の平均粒径Ｄｂａｓとから、基準検量線５０Ｆの傾きを補正した補正検量線５１Ｆを作成する。補正検量線５１Ｆは、製品用粉粒体の質量Ｇと、製品用粉粒体の画素Ｖとの一次関数である。作成された補正検量線５１Ｆは、検量線記憶領域部６０に書き込まれ、保存される。
【００２７】
質量演算部７０は、撮像処理部１０及び検量線記憶領域部６０に接続されており、質量判定処理部８０とともに、補正検量線５１Ｆの作成後の製造ライン稼働中の質量判定機能Ｃの中核をなす。質量演算部７０は、補正検量線５１Ｆの作成に用いられた二値化画像データ４２Ｗに基づき累積した製品用粉粒体の画素４３Ｖから、補正検量線５１Ｆに基づいて総質量値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）の累積した粉粒体の画素４２Ｖに、検量線記憶領域部６０に保存されている補正検量線５１Ｆの重み（質量Ｇ／画素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。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。
【００２８】
質量判定処理部８０は、質量演算部７０及び後述する不良排出部１２０に接続されており、質量演算部７０とともに、基準検量線５０Ｆの補正によって補正検量線５１Ｆを作成した後の質量判定機能Ｂの中核をなす。質量判定処理部８０では、散布される製品用粉粒体の規定内質量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。質量判定処理部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。
【００２９】
質量判定処理部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。
【００３０】
図２及び図３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及び基準粒径作成機能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にて基準検量線及び基準粒径が計測・記憶された後で、基準検量線及び基準粒径を用いて、製品用粉粒体の質量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、基準検量線及び基準粒径の存在下で、検量線補正機能Ｅ及び質量判定機能Ｃ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及び基準検量線作成後の検査工程Ｂ１はそれぞれ、検査装置１００の濃度判定機能Ｄ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４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。
【００３１】
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。
【００３２】
図４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を一時貯蔵するホッパ３０１、粉体供給装置４００、筒状の排出口３０３、粉粒体を水平方向に搬送するトラフ３０４、トラフ３０４の一端側に片持ち梁の状態でトラフ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。
【００３３】
粉粒体散布部３００においては、ホッパ３０１内の粉粒体２０２が、粉体供給装置４００により搬出される。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。
【００３４】
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４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。
【００３５】
不良品排出処理部１２０は、粉粒体質量検査装置１００の質量判定処理部８０に接続されており、質量判定処理部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。
【００３６】
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４の装置の概要構成図と図２のフローチャートとを参照して、詳細に説明する。
【００３７】
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。
【００３８】
まず、各装置を図４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。
【００３９】
基準粉粒体の平均粒径Ｄｂａｓ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先立ち、二値化処理部４０において取得された画素４１Ｗに基づいて測定される。詳細には、図５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。
【００４０】
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。
【００４１】
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３０を調節して、再度、基準検量線作成工程Ａ１３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Ａ１２へと進む。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。図６は、撮像した粒子画像、すなわち撮像画像データ１１Ｗであり、図７は、図６に示す撮像した粒子画像の二値化画像である。図７において黒色部分が粉粒体２０２を示している。図７に示す黒色部分の大きさや配置は、図６に示す撮像画像データ１１Ｗに写った粉粒体２０２の大きさや配置と一致しており、適正な二値化処理がなされていることが確認できる。この二値化画像データ４１Ｗから粉粒体の画素数を把握できる。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。
【００４５】
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。図８に、二値化閾値４０Ｑと測定される画素の関係を示す。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。
【００４６】
次いで、基準検量線作成及び基準粒径計測工程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、基準粉粒体の画素Ｖと質量Ｇから得られた重み（質量Ｇ／画素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画素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を検量線記憶領域部６０に保存して（基準検量線及び基準粒径記憶工程ＡＢ１４）、本実施形態の粉粒体質量検査方法における基準検量線作成工程Ａ１が終了する。
【００４７】
次に、本実施形態の基準検量線作成後の検査工程Ｂ１について、図３のフローチャートを参照して説明する。基準検量線作成後の検査工程Ｂ１は、基準検量線５０Ｆ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。まず、検査装置１００の電源を入れて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。ホッパ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、ホッパ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。
【００４８】
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。基準検量線作成後の検査工程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Ａ１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。
【００４９】
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９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、製品用粉粒体２０３の落下方向に沿う撮像領域を狭く設定するとよい。
図１０は、粉粒体の粒径を計測する際の撮像領域Ｗを示している。図１０に示すように、粉粒体２０３の落下方向に沿う長さをＬ、落下方向と直交する幅方向に沿う長さをＸとしたときの撮像領域をＷとした場合、落下方向に沿う長さＬ及び幅方向に沿う長さＸの一方又は両方の長さを小さくすることで撮像領域Ｗが小さく（狭く）なる。撮像領域Ｗを小さくすることで、二値化処理工程ＣＥ１２等における処理の負荷を軽減することができ、計測時間も短縮することができる。
図１１（ａ）は、落下方向に沿う長さＬを変更したときの、製品用粉粒体２０３の粒径Ｄの計測値を示しており、図１１（ｂ）は、落下方向に沿う長さＬを変更したときの、粉粒体の最大値正規化粒径を示している。なお、最大値正規化粒径とは、撮像領域Ｗにおける平均粒径を全ウィンドウ時の平均粒径で除した値である。図１１（ａ）に示すように、落下方向に沿う長さＬを大きくした場合、すなわち、落下方向に沿う長さＬを大きくして撮像領域Ｗを大きくした場合、粉粒体２０３の粒径Ｄの計測値は、落下方向に沿う長さＬが所定の長さを超えると漸近する。これは、最大値正規化粒径についても同様である（図１１（ｂ）参照）。
例えば、個数基準で大粒径側から９５％以上の粒子の平均粒径Ｄ９５における落下方向に沿う長さＬ９５を超えると、粉粒体２０３の粒径Ｄの計測値は、漸近している。そのため、個数基準で大粒径側から９５％以上の粒子の平均粒径Ｄ９５から、この平均粒径Ｄ９５のときの落下方向に沿う長さＬ９５を求め、Ｌ≧Ｌ９５とすればよい。また、落下方向に沿う方向の長さＬは、大きくするほど撮像領域Ｗが大きくなり、撮像精度が向上するが、二値化処理工程等における処理の負荷も増す。そのため、撮像領域Ｗにおける落下方向に沿う長さＬは、Ｌ９５以上となるＬ９５の近傍の値に設定することが好ましい。
また製品１枚毎に検査するためには、長さＬは、検査時間を考慮した値にする必要がある。図１２は、撮像領域Ｗの幅方向Ｘの長さを固定した状態で長さＬを変化させたときの粒径の測定時間を示すグラフである。図１２に示すように、粉粒体の粒径の測定時間は、撮像領域Ｗの長さＬに応じて線形に増加する。粉粒体の質量検査には、粒径の計測以外に面積計測や濃淡計測等の画像処理が含まれるため、それらすべての処理を製品１枚の加工速度内に終了させる必要がある。例えば、加工速度１００ｍｓ／枚、粒径の計測以外の画像処理時間が約８０ｍｓの場合、粒径の計測時間は１００ｍｓ−８０ｍｓ＝２０ｍｓ以下に抑制することで、製品１枚毎に検査をすることができる。すなわち、この場合、撮像領域Ｗの長さＬを２１ｍｍにする必要がある。
【００５０】
検査工程Ｂ１においては、二値化処理工程ＣＥ１２と質量演算処理工程Ｃ１３との間で、二値化処理工程ＣＥ１２において二値化処理された各二値化画像データから得られる製品用粉粒体２０３の画素に基づき、基準検量線補正工程Ｅ１１を行う。基準検量線補正工程Ｅ１１は、以下の処理を以下の順序で含んでいる。
・Ｅ１２：製品用粉粒体２０３の粒径の測定
・Ｅ１３：測定された粒径の複数のデータに基づく製品用粉粒体２０３の平均粒径Ｄの算出
・Ｅ１４：製品用粉粒体の平均粒径Ｄと、基準粉粒体の粒径Ｄｂａｓとの比であるＤ／Ｄｂａｓの値、すなわち粒径変動率αの算出
・Ｅ１５：粒径変動率αに基づく基準検量線５０Ｆの補正による補正検量線５１Ｆの作成
【００５１】
工程Ｅ１２における製品用粉粒体２０３の粒径の測定は、先に述べた図５に示す方法によって行われる。このようにして、画像データ１３Ｗから得られる累積した製品用粉粒体２０３の画素４３Ｖに基づき、製品用粉粒体２０３の数の平均値としての粒径が求められる。この平均値としての粒径の値をそのまま用いてもよいが、補正の精度を一層高めることを目的として、工程Ｅ１３において製品用粉粒体２０３の粒径Ｄを、複数の二値化画像データを基にした単純移動平均によって算出することが好ましい。例えば、現在の撮像で取得された二値化画像データを含み、且つ過去に遡る合計３０個の二値化画像データの単純移動平均粒径Ｄ’を算出することができる。
【００５２】
このようにして製品用粉粒体２０３の平均粒径Ｄ（すなわち移動平均粒径Ｄ’）が求められたら、工程Ｅ１４において、平均粒径Ｄ（すなわち移動平均粒径Ｄ’）と、基準粉粒体の粒径Ｄｂａｓとの比Ｄ（Ｄ’）／Ｄｂａｓの値である粒径変動率αを算出する。引き続き、工程Ｅ１５において基準検量線５０Ｆの補正が行われる。基準検量線５０Ｆは、先に述べたとおり一次関数であるところ、補正においては、一次関数の傾きａに粒径変動率αを乗じた値であるａαを補正検量線５１Ｆの傾きａ’（＝ａα）として用いる。なお検量線５１Ｆの切片は、基準検量線５０Ｆの切片と同様にゼロである。
【００５３】
基準検量線５０Ｆを粒径変動率αで補正することには次に述べる意義がある。本発明では、三次元形状を有する物体である粉粒体の散布質量を、粒子の二次元投影像に基づき算出している。したがって、粉粒体の散布の全期間にわたり粒子の投影面積が不変であれば、すなわち粒子の粒径が不変であれば、投影面積と散布質量との相関関係が維持される。一方、粉粒体の散布中に何らかの原因によって粒子の粒径が変化した場合には、投影面積と散布質量との相関関係が崩れてしまう。例えば、検量線作成時の粒子の半径をｄとし、粒径変動率をα（＝ｄ’／ｄ）と定義した場合、変動後の粒径はｄ’＝αｄとなる。したがって、粒径の変動の前後での面積比Ｓ’／Ｓは、πｄ’２／πｄ２＝（αｄ）２／ｄ２＝α２となる。また、粒径の変動の前後での体積比Ｖ’／Ｖは、｛（π／６）ｄ’３｝／｛（π／６）ｄ３｝＝（αｄ）３／ｄ３＝α３となる。したがって、粒径変動率αが例えば１．１の場合、つまり粒径が１０％増加した場合には、面積比Ｓ’／Ｓは１．２１となり、体積比Ｖ’／Ｖは１．３３となる。すなわちΔ＝Ｖ’／Ｖ−Ｓ’／Ｓで定義される誤差が１２％となる。要するに、粒径が１０％増加した場合には、検量線から算出される散布質量に１２％の誤差が生じることになる。この現象は、同質量の粉粒体を散布しているにもかかわらず、粒径変動率αが１を超えると、撮像処理によって取得される二値化画像データの面積が相対的に小さくなり（画素数が少なくなり）、実際よりも少量の粉粒体が散布されていると誤認されてしまうこと、及び粒径変動率αが１を下回ると、撮像処理によって取得される二値化画像データの面積が相対的に大きくなり（画素数が多くなり）、実際よりも多量の粉粒体が散布されていると誤認されてしまうことに起因している。そこで本発明では、誤差の発生を極力小さくすべく、基準となる検量線の傾きａに粒径変動率αを乗じることで、粒径変動率αが１を超えた場合には検量線の傾きを大きくする補正をして、実際の散布質量との乖離を小さくしている。また、粒径変動率αが１を下回った場合には検量線の傾きを小さくする補正をして、実際の散布質量との乖離を小さくしている。
【００５４】
基準検量線補正処理工程Ｅ１１での処理が完了したら、次いで、質量演算処理工程Ｃ１３を質量演算部７０にて行う。前述のとおり、質量演算のための「所定時間」の間に、二値化画像データ４２Ｗに基づいて累積した粉粒体の画素４２Ｖ（すなわち図３における面積ｘ）から、補正検量線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。すなわち図３の画素４２Ｖをそのまま用いてもよいが、総質量７７Ｇの算出の精度を一層高めることを目的として、複数の二値化画像データを基にした単純移動平均によって画素４２Ｖを算出し、算出された画素４２Ｖと補正検量線５１Ｆに基づいて、製品用粉粒体２０３の総質量７７Ｇを算出することが好ましい。例えば、現在の撮像で取得された二値化画像データを含み、且つ過去に遡る合計３０個の二値化画像データの単純移動平均を算出することができる。
【００５５】
次いで、質量判定処理工程Ｃ１４を質量判定処理部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。
【００５６】
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４００で受信される（図４参照）。制御装置４００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４００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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
上述した実施形態に関し、本発明は更に以下の粉粒体質量検査装置及び検査方法、並びに粉粒体含有物品の製造装置及び製造方法を開示する。
＜１＞
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、
前記撮像処理部で撮像される撮像領域を照らす照明部と、
前記撮像処理部が保存する前記画像データにおける、粉粒体が映り込まない領域の濃度を検出し、照明の異常を判定する濃度判定処理部と、
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し、前記撮像処理部に保存させる二値化処理部と、
検査初期段階において、前記撮像処理部で所定時間に蓄積された前記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に位置する質量測定部によって前記所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線を作成する基準検量線作成部と、
前記所定時間に蓄積された検査初期段階の前記二値化画像データから、検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓを作成し、記憶する基準粒径作成・記憶領域部と、
前記基準検量線と検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する補正検量線作成部と、
前記基準検量線及び前記補正検量線を記憶する検量線記憶領域部と、
前記補正検量線の存在下で、撮像され二値化処理された検査対象となる粉粒体の各二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、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に対する判定を下す質量判定処理部と、
有する粉粒体質量検査装置。
【００６０】
＜２＞
前記撮像処理部は、前記撮像領域のうちの一部の領域を撮像対象とする前記＜１＞に記載の粉粒体質量検査装置。
＜３＞
前記撮像処理部は、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、粉粒体の落下方向に沿う前記撮像領域を設定する前記＜１＞又は＜２＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査装置。
＜４＞
前記補正検量線作成部は、検査対象となる粉粒体の粒径Ｄを、複数の前記二値化画像データを基にした単純移動平均によって算出する前記＜１＞ないし＜３＞に記載の粉粒体質量検査装置。
＜５＞
前記二値化処理部は、撮像された画像データの明るさムラを低減する濃淡補正フィルタ処理をした後に前記二値化処理を行う前記＜１＞ないし＜４＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査装置。
【００６１】
＜６＞
前記照明部を前記撮像手段に対向配置し、透過照明方式で自由落下する粉粒体を撮像する前記＜１＞ないし＜５＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査装置。
＜７＞
前記撮像処理部は、粉粒体を撮像する前記撮像手段と、該撮像手段を制御する撮像制御部とを有し、前記照明部は、前記撮像制御部により照明強度が制御される前記＜１＞ないし＜６＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査装置。
＜８＞
前記撮像制御部は、前記撮像領域の照度が下がることで前記画像データから検出される濃度が下がった際に、前記照明部の照明強度を上げ、前記撮像領域の照度が上がることで、前記画像データから検出される濃度が上がった際に、前記照明部の照明強度を下げる前記＜１＞ないし＜７＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査装置。
＜９＞
前記撮像処理部は、前記撮像手段が撮像した粉粒体の画像データを保存する保存部を有し、該保存部は、前記撮像手段で連続的に撮像された前記画像データを、撮像サンプリング数及び撮像サンプリング時間とともに時系列で保存する前記＜１＞ないし＜８＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査装置。
【００６２】
＜１０＞
撮像手段は、撮像素子を有するラインスキャンカメラを用いることが好ましい前記＜１＞ないし＜９＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査装置。
＜１１＞
前記撮像素子は、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い前記＜１０＞に記載の粉粒体質量検査装置。
＜１２＞
前記撮像素子として、電荷結合素子（ＣＣＤ）が用いられる前記＜１０＞又は＜１１＞に記載の粉粒体質量検査装置。
＜１３＞
前記製品は、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発熱体である前記＜１＞ないし＜１２＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査装置。
【００６３】
＜１４＞
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、照明部により照らされ、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像手段で撮像する撮像処理工程と、前記撮像手段が撮像した画像データにおける、前記粉粒体が映り込まない撮像領域の濃度を検出し、前記照明部の照明の異常を判定する濃度判定処理工程と、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、検査初期段階に生成された二値化画像データから得られる粉粒体の画素と、検査初期段階に質量測定部によって測定された粉粒体の質量と、により作成される画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線、及び検査初期段階において二値化画像データから算出される検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する基準検量線補正処理工程と、前記補正検量線の存在下で、前記二値化処理工程で二値化処理された検査対象となる粉粒体の前記二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、検査対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算処理工程と、前記質量演算処理工程で演算された質量に基づいて、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に対する判定を下す質量判定処理工程と、を有する粉粒体質量検査方法。
【００６４】
＜１５＞
前記撮像処理工程は、前記撮像領域のうちの一部の領域を撮像対象として設定する前記＜１４＞に記載の粉粒体質量検査方法。
＜１６＞
前記撮像処理工程は、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、粉粒体の落下方向に沿う前記撮像領域を設定する前記＜１４＞又は＜１５＞に記載の粉粒体質量検査方法。
＜１７＞
前記基準検量線補正処理工程は、検査対象となる粉粒体の粒径Ｄを、複数の前記二値化画像データを基にした単純移動平均によって算出する前記＜１４＞ないし＜１６＞の何れか一に記載の粉粒体質量検査方法。
＜１８＞
前記二値化処理工程は、撮像された画像データの明るさムラを低減する濃淡補正フィルタ処理をした後に前記二値化処理を行う前記＜１４＞ないし＜１７＞の何れか一に記載の粉粒体質量検査方法。
＜１９＞
前記濃度判定処理工程は、濃度の最低基準濃度を、前記粉粒体の粒径などに基づいて明るさを設定する前記＜１４＞ないし＜１８＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査方法。
【００６５】
＜２０＞
前記濃度判定処理工程は、平均粒径が４４０μｍ〜５５０μｍ程度の粉粒体では、最低基準濃度を、グレースケールの２５６階調において、濃度５０に設定する前記＜１９＞に記載の粉粒体質量検査方法。
＜２１＞
前記撮像手段は、自由落下する前記粉粒体を静止画像として撮像できる種々の手段により構成される前記＜１４＞ないし＜２０＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査方法。
＜２２＞
前記撮像手段は、ＣＣＤ方式のエリアカメラやラインスキャンカメラなどにより構成される前記＜１４＞ないし＜２１＞のいずれか一に記載の粉粒体質量検査方法。
【００６６】
＜２３＞
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、前記撮像処理部で撮像される撮像領域を照らす照明部と、前記撮像処理部が保存する前記画像データにおける、粉粒体が映り込まない領域の濃度を検出し、照明の異常を判定する濃度判定処理部と、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し、前記撮像処理部に保存させる二値化処理部と、検査初期段階において、前記撮像処理部で所定時間に蓄積された前記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に位置する質量測定部によって前記所定時間に測定された粉粒体の質量とに基づいて、画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線を作成する基準検量線作成部と、前記所定時間に蓄積される検査初期段階の前記二値化画像データから、検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓを作成し、記憶する基準粒径作成・記憶領域部と、前記基準検量線と検査初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する補正検量線作成部と、前記基準検量線及び前記補正検量線を記憶する検量線記憶領域部と、前記補正検量線の存在下で、撮像され二値化処理された検査対象となる粉粒体の各二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、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に対する判定を下す質量判定処理部と、前記質量判定処理部が粉粒体の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。
【００６７】
＜２４＞
前記撮像処理部は、前記撮像領域のうちの一部の領域を撮像対象とする前記＜２３＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２５＞
前記撮像処理部は、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、粉粒体の落下方向に沿う前記撮像領域を設定する前記＜２３＞又は＜２４＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２６＞
前記補正検量線作成部は、検査対象となる粉粒体の粒径Ｄを、複数の前記二値化画像データを基にした単純移動平均によって算出する前記＜２３＞ないし＜２５＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２７＞
前記二値化処理部は、撮像された画像データの明るさムラを低減する濃淡補正フィルタ処理をした後に前記二値化処理を行う前記＜２３＞ないし＜２６＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２８＞
前記照明部を前記撮像手段に対向配置し、透過照明方式で自由落下する粉粒体を撮像する前記＜２３＞ないし＜２７＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２９＞
前記撮像処理部は、粉粒体を撮像する前記撮像手段と、該撮像手段を制御する撮像制御部とを有し、前記照明部は、前記撮像制御部により照明強度が制御される前記＜２３＞ないし＜２８＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
【００６８】
＜３０＞
前記撮像制御部は、前記撮像領域の照度が下がることで前記画像データから検出される濃度が下がった際に、前記照明部の照明強度を上げ、前記撮像領域の照度が上がることで、前記画像データから検出される濃度が上がった際に、前記照明部の照明強度を下げる前記＜２３＞ないし＜２９＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜３１＞
前記撮像処理部は、前記撮像手段が撮像した粉粒体の画像データを保存する保存部を有し、該保存部は、前記撮像手段で連続的に撮像された前記画像データを、撮像サンプリング数及び撮像サンプリング時間とともに時系列で保存する前記＜２３＞ないし＜３０＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜３２＞
撮像手段は、撮像素子を有するラインスキャンカメラを用いることが好ましい前記＜２３＞ないし＜３１＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜３３＞
前記撮像素子は、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い前記＜３２＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜３４＞
前記撮像素子として、電荷結合素子（ＣＣＤ）が用いられる前記＜３２＞又は＜３３＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜３５＞
前記粉粒体含有物品は、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が塗布された発熱体を有し、該発熱体の上に、吸水性ポリマーの粉粒体が層状に散布された保水材の層が形成されている請求項＜２３＞ないし＜３４＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
【００６９】
＜３６＞
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、照明部により照らされ、前記散布対象物へ向けて自由落下する粉粒体を撮像する撮像処理工程と、前記撮像手段が撮像した画像データにおける、前記粉粒体が映り込まない撮像領域の濃度を検出し、前記照明部の照明の異常を判定する濃度判定処理工程と、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、初期段階に生成された二値化画像データから得られる粉粒体の画素と、初期段階に質量測定部によって測定された粉粒体の質量と、により作成される画素と質量との対応関係を一次関数で示す基準検量線、及び初期段階において前記二値化画像データから算出される初期段階の粉粒体の粒径Ｄｂａｓの存在下で、対象となる粉粒体の粒径Ｄを算出し、対象となる粉粒体の粒径Ｄと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、前記基準検量線の傾きを補正した補正検量線を作成する基準検量線補正処理工程と、前記補正検量線の存在下で、前記二値化処理工程で二値化処理された対象となる粉粒体の前記二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、対象となる粉粒体の質量を算出する質量演算処理工程と、前記質量演算処理工程で演算された質量に基づいて、所定時間に自由落下する、対象となる粉粒体の総質量に対する判定を下す質量判定処理工程と、粉粒体の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。
【００７０】
＜３７＞
前記撮像処理工程は、前記撮像領域のうちの一部の領域を撮像対象として設定する前記＜３６＞に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜３８＞
前記撮像処理工程は、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、粉粒体の落下方向に沿う前記撮像領域を設定する前記＜３６＞又は＜３７＞に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜３９＞
前記基準検量線補正処理工程は、検査対象となる粉粒体の粒径Ｄを、複数の前記二値化画像データを基にした単純移動平均によって算出する前記＜３６＞ないし＜３８＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
【００７１】
＜４０＞
前記二値化処理工程は、撮像された画像データの明るさムラを低減する濃淡補正フィルタ処理をした後に前記二値化処理を行う前記＜３６＞ないし＜３９＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜４１＞
前記濃度判定処理工程は、濃度の最低基準濃度を、前記粉粒体の粒径などに基づいて明るさを設定する前記＜３６＞ないし＜４０＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜４２＞
前記濃度判定処理工程は、平均粒径が４４０μｍ〜５５０μｍ程度の粉粒体では、最低基準濃度を、グレースケールの２５６階調において、濃度５０に設定する前記＜４１＞に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜４３＞
前記撮像手段は、自由落下する前記粉粒体を静止画像として撮像できる種々の手段により構成される前記＜３６＞ないし＜４２＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜４４＞
前記撮像手段は、ＣＣＤ方式のエリアカメラやラインスキャンカメラなどにより構成される前記＜３６＞ないし＜４３＞のいずれか一に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「％」は「質量％」を意味する。
【００７３】
〔実施例１〕
図１に示す粉粒体質量検査装置１００と図５に示す粉粒体散布部３００とを用いて実施した。検査初期工程（基準検量線作成工程）Ａ１においては図５における質量測定部１３０としてのロードセルを設置し、基準検量線作成後の検査工程Ｂ１においてはロードセルを取り除いた。撮像手段１１にはラインスキャンカメラを使用し、照明部２０にはライン照明を使用した。具体的な設定条件は次のとおりとした。
ワークディスタンス：４５０ｍｍ
ライトワークディスタンス：３０ｍｍ
分解能：１６画素／ｍｍ（０．０６ｍｍ／画素）
基準粉粒体（吸水性ポリマー）の粒径Ｄｂａｓ：５００μｍ
トリガ種類：内部トリガ
撮像周期：１００ｍｓ
ライントリガ周期：８２μｓ／ライン
ライン数：１２００ライン
シャッタースピード：４０μｓ
照明ボリューム（照度）：５０
前記の「撮像周期」とは製品の搬送速度である。また、「ライン数」とはラインスキャンカメラを用いて１枚の画像を形成するために必要なライントリガの回数である。このライン数は、撮像周期／ライントリガ周期を基に決定した。ライン数＝１００ｍｓ／８２μｓ＝１２２０ラインとなるが、応答速度が追い付かずに検査抜けが発生するのを防ぐため、若干ライン数を減らし前記の数値とした。
【００７４】
また、実施条件は次のとおりとした。
製品質量：０．０７４ｇ／セル（５．３２８ｋｇ／ｈ）
検量時間：６０秒（６００枚／分）
散布量：０．０１８ｇ／セル〜０．１１７ｇ／セル
二値化閾値４０Ｑ：２２０
前記「セル」は、散布の幅方向に２分割された左側又は右側の計測ウィンドウを意味する。ここでは２セルが１枚（１製品）となる。
【００７５】
前記の条件のもと、基準検量線作成工程ＡＢ１３を実施し、図１３に示す一次関数で表される基準検量線を得た。次いで、基準検量線作成後の検査工程Ｂ１を実施した。具体的には、撮像周期：１５０ｍｓ、切り出し量：３．５５２ｋｇ／ｈとして、連続散布される製品用粉粒体を撮像し続けた。製品用粉粒体は、基準粉粒体と概ね同じ平均粒径を有するが、粒径の変動の程度が大きいものである。この製品用粉粒体を連続散布している状態下、画像データ１２Ｗに基づく二値化画像データ４２Ｗを生成した。二値化画像データ４２Ｗの累積した粉粒体の画素４３Ｖに基づき粒径変動率αを算出し、基準検量線の補正を行った。粒径変動率αの経時変化を図１４（ａ）に示す。そのときの、ロードセルの実測質量の経時変化を図１４（ｂ）に示す。また、二値化画像データ４２Ｗの累積した粉粒体の画素４２Ｖと、補正された検量線とに基づき、対応する質量Ｇを算出した。その結果を図１４（ｃ）に示す。なお、図１４（ｂ）及び図１４（ｃ）における縦軸の散布量（％）は、目標散布量を１００％としたときの実測散布量又は計測散布量の相対表示である。
【００７６】
〔比較例１〕
実施例１において、検査工程Ｂ１での基準検量線の補正を行わずに計測を行った。その結果を図１４（ｃ）に示す。
【００７７】
図１４（ｃ）に示す結果から明らかなとおり、実施例１においては、製品粉粒体の粒径が経時的に変動しても、ラインカメラを用いた計測量が、目標散布量とほぼ一致していることが判る。これに対して比較例１では、製品粉粒体の粒径が基準粉粒体の粒径よりも大きくなっていることに起因して、ラインカメラを用いた計測量が、目標散布量よりも少なくなっていることが判る。
【符号の説明】
【００７８】
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  検量線作成部
５５  補正検量線作成部
６０  検量線記憶領域部
７０  質量演算部
８０  質量判定処理部
５９  質量測定部
９０  基準粒径作成記憶部
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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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