(57)【要約】  人間の官能に依存することなく実施でき、欠陥検出レベルやハニカム構造体１個当たりの検査時間が一定で、安定した検査が可能なハニカム構造体の外壁検査方法を提供する。セラミックス製のハニカム構造体１の外壁検査方法であって、ハニカム構造体１を回転させながら、ハニカム構造体１の外壁をラインカメラ２にて撮像し、撮像した画像を処理することによりハニカム構造体１の外壁の欠陥の有無を判別するハニカム構造体１の外壁検査方法である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス製のハニカム構造体の外壁検査方法であって、前記ハニカム構造体を回転させながら、前記ハニカム構造体の外壁をラインカメラにて撮像し、撮像した画像を処理することにより前記ハニカム構造体の外壁の欠陥の有無を判別するハニカム構造体の外壁検査方法。
【請求項２】
前記ハニカム構造体の外壁の撮像時に、前記ハニカム構造体の外壁に光を照射しながら撮像する請求項１に記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
【請求項３】
前記ハニカム構造体の軸方向から見た場合において、前記ハニカム構造体の外壁に光を照射する角度が、前記ハニカム構造体の中心と前記ラインカメラとを結ぶ軸線に対し、３０°以下の角度である請求項２に記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
【請求項４】
前記ハニカム構造体の回転時の偏心が、±１．５ｍｍ以内である請求項１〜３の何れか一項に記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
【請求項５】
撮像した画像を二値化する工程、ノイズを除去する工程及び欠陥の有無を判別する工程を含む請求項１〜４の何れか一項に記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理を利用してハニカム構造体の外壁に生じた欠陥を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハニカム構造体は、内燃機関、ボイラー等の排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタや、排ガス浄化用触媒の触媒担体等に用いられている。特に、セラミックス製のハニカム構造体は、耐熱性、耐熱衝撃性、耐酸化性に優れた特性を持ち、前記のような用途に適したものとして、広く使用されるようになってきている。【０００３】
一般に、セラミックス製のハニカム構造体は、セラミックスの粉体を有機バインダ、水等とともに混練して粘土状の坏土とし、これを押出成形法等によってハニカム形状に成形し、必要に応じ乾燥、仮焼等を行った後、焼成することにより製造されるが、このような製造工程において、ハニカム構造体の外壁に種々の欠陥（切れ、孔、ひび割れ、ゴミの付着、汚れ、表面の凹凸、傷、異物混入等）が発生する場合がある。【０００４】
こうした外壁の欠陥は、ハニカム構造体の強度や、フィルタに用いた場合の濾過性能、あるいは触媒担体に用いた場合の排ガス浄化性能などの低下を招くため、製造された個々のハニカム構造体について欠陥の有無を検査する必要がある。従来、このようなハニカム構造体の外壁に発生する欠陥の検査は、目視検査により実施されている（このような従来技術に関する先行技術文献は特に見当たらない。）。【０００５】
しかしながら、このような目視検査は、人間の視覚に基づく官能検査であるため、欠陥を見逃すことも少なくなく、また、視力や疲労度の違いにより、欠陥検出レベルにバラツキが発生し、安定した検査が難しい。更に、疲労度の違いや製品寸法により、ハニカム構造体１個当たりの検査時間にバラツキが発生するため、ハニカム構造体の効率的で安定した工業生産が難しい。更にまた、欠陥検出レベルを高くしなければならない場合には、検査人員を増やしたり、ハニカム構造体１個当たりの検査時間を長くしたりしなければならないため、生産性が低下する。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、人間の官能に依存することなく実施でき、欠陥検出レベルやハニカム構造体１個当たりの検査時間が一定で、安定した検査が可能なハニカム構造体の外壁検査方法を提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明によれば、以下のハニカム構造体の外壁欠陥検出方法が提供される。
【０００８】
［１］  セラミックス製のハニカム構造体の外壁検査方法であって、前記ハニカム構造体を回転させながら、前記ハニカム構造体の外壁をラインカメラにて撮像し、撮像した画像を処理することにより前記ハニカム構造体の外壁の欠陥の有無を判別するハニカム構造体の外壁検査方法。
【０００９】
［２］  前記ハニカム構造体の外壁の撮像時に、前記ハニカム構造体の外壁に光を照射しながら撮像する前記［１］に記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
【００１０】
［３］  前記ハニカム構造体の軸方向から見た場合において、前記ハニカム構造体の外壁に光を照射する角度が、前記ハニカム構造体の中心と前記ラインカメラとを結ぶ軸線に対し、３０°以下の角度である前記［２］に記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
【００１１】
［４］  前記ハニカム構造体の回転時の偏心が、±１．５ｍｍ以内である前記［１］〜［３］の何れかに記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
【００１２】
［５］  撮像した画像を二値化する工程、ノイズを除去する工程及び欠陥の有無を判別する工程を含む前記［１］〜［４］の何れかに記載のハニカム構造体の外壁検査方法。
【００１３】
本発明のハニカム構造体の外壁検査方法は、人間の官能に依存することなく実施でき、欠陥検出レベルやハニカム構造体１個当たりの検査時間が一定で、安定した検査が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る検査方法の実施形態の一例を示す説明図である。
【図２】ラインカメラによるハニカム構造体外壁の撮像方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１５】
１：ハニカム構造体、２：ラインカメラ、３：照明。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。【００１７】
本発明のハニカム構造体の外壁検査方法においては、まず、検査対象であるハニカム構造体を回転させながら、ハニカム構造体の外壁をラインカメラにて撮像する。ハニカム構造体を回転させる方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ハニカム構造体をターンテーブル上に載置し、ターンテーブルとともに回転させる方法が簡易で好ましい。なお、このハニカム構造体の回転に際しては、回転時の偏心が、±１．５ｍｍ以内となるようにすることが好ましい。回転時の偏心がこの範囲を超えると、検査対象であるハニカム構造体が円柱状、すなわちハニカム構造体の軸方向から見た断面形状が円形である場合においても、撮像の途中でラインカメラの焦点がずれ、撮像された画像の一部が不鮮明になる場合がある。ハニカム構造体の回転にターンテーブルを使用する場合には、ターンテーブルの回転軸とハニカム構造体の中心軸が一致するように、ハニカム構造体を載置する。【００１８】
なお、ハニカム構造体の軸方向から見た断面形状が楕円形、四角形等の円形以外の場合においても、ラインカメラの位置を可動化すること等によって、ラインカメラの焦点を合わせ、外壁を撮像することは可能である。また、セラミック製のハニカム構造体の場合、成形体、乾燥体、仮焼体、焼結体など、製造プロセスのどの段階の状態でも適用可能である。【００１９】
ラインカメラによる撮像は、図２に示すように、ハニカム構造体１の外壁を、１ライン毎に所定の幅Ｗずつ撮像し、ハニカム構造体１が１回転する間に外壁全体分の撮像を完了させる。１ライン当たりの撮像の幅Ｗは、使用するラインカメラの仕様等にもよるが、１０〜１００μｍ程度が適当である。使用するラインカメラとしては、駆動周波数が１０〜１００ＭＨｚ程度で、画素数が２０００〜１００００画素程度のものが好ましい。【００２０】
図１に示すように、撮像時には、照明３を使用して、ハニカム構造体１の外壁に光を照射しながら撮像することが好ましい。こうすることにより、欠陥部分の陰が明瞭になりコントラストの高い画像が得られる。なお、この光の照射に際しては、ハニカム構造体１の軸方向から見た場合において、ハニカム構造体１の外壁に光を照射する角度θが、ハニカム構造体１の中心とラインカメラ３とを結ぶ軸線Ｌに対し、３０°以下となるようにすることが、欠陥部分の陰を明瞭に浮かび上がらせるために好ましい。光を照射するための照明としては、例えば、ハロゲンランプが好適に使用でき、その光を集光レンズで集光し、ハニカム構造体の外壁の撮像するライン上に照射することが好ましい。【００２１】
このようにして撮像したハニカム構造体の外壁の画像について、画像処理することにより外壁の欠陥の有無を判別する。具体的な画像処理の手順としては、まず、撮像された画像に対し二値化処理を施すことが好ましい。この二値化処理により、欠陥の可能性のある部分は黒色に、それ以外の部分は白色になり、欠陥の可能性のある部分とその形状、寸法等が明確になる。【００２２】
また、検出しようとする外壁の欠陥が、例えば「切れ」や「ひび割れ」であるような場合には、ノイズ除去フィルタなどを使用して、前記欠陥とは無関係と思われるホコリやゴミ等の画像を除去するノイズ除去処理を施すことが好ましい。【００２３】
これら二値化処理やノイズ除去処理が施された外壁の画像から外壁の欠陥の有無を判別する。具体的には、しきい値を設定し、欠陥の可能性のある黒色の部分の長さ等が、当該しきい値以上あるいはしきい値以下であるかによって、欠陥であるかどうか自動的に判別する。しきい値を設定する項目としては、例えば、黒色部分の長さ、幅、アスペクト比、面積等が挙げられ、このような各種項目の中から、検出しようとする欠陥の種類等に応じて、適宜検出に有効な項目を１つ以上選択する。また、しきい値の設定値は、検出しようとする欠陥の種類や要求される検出レベル等に応じて適宜有効な値を設定する。【００２４】
このような画像の処理とそれによる欠陥の有無の判別は、市販の画像処理システムを用いて行うことが可能であり、例えば、Ｃｏｇｎｅｘ社製の欠陥検査システムであるＳｍａｒｔＶｉｅｗなどが好適に使用できる。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００２６】
（実施例１〜１８）
表１に示すような、外壁に欠陥を有する、あるいは欠陥を有さない１５個のコージェライト製ハニカム構造焼結体（サンプルＮｏ．１〜１５）を用意し、本発明の検査方法で、前記ハニカム構造体（焼結体）の外壁検査を実施して、欠陥検出の可否と、各ハニカム構造体の検査に要する時間（タクト）とを調べた。検査対象であるハニカム構造体は、回転時の偏心が±１．５ｍｍ以内となるように、その中心軸とターンテーブルの回転軸とを一致させてターンテーブル上に載置した。ラインカメラには、駆動周波数が４０ＭＨｚで、画素数が４０００画素のものを使用し、ターンテーブルを３秒間で１回転させながら、ハニカム構造体の外壁を１ライン毎に１５μｍ幅ずつ撮像し、ハニカム構造体が１回転する間に外壁全体分の撮像を完了させた。また、この撮像時には、照明として１５０Ｗのハロゲンランプを使用し、その光を集光レンズで５ｍｍ幅に集光して、ハニカム構造体の外壁の撮像するライン上に照射した。照射の角度については、図１に示す、ハニカム構造体１の中心とラインカメラ２とを結ぶ軸線Ｌに対する照射角度θが、各々表２に示す値となるようにした。撮像された外壁の画像の処理と欠陥の判別には、Ｃｏｇｎｅｘ社製のＳｍａｒｔＶｉｅｗを使用した。欠陥を判別するためのしきい値の設定項目は、アスペクト比（幅／長さ）、幅、長さ、面積（幅×長さ）とし、それらが全て表２に示すしきい値に該当したものを欠陥と判別するようにした。検査は５人の検査員（検査員Ａ〜Ｅ）により行い、各検査員の検査結果を表２に示した。なお、表中の検出可否は、欠陥を有するハニカム構造体（サンプルＮｏ．１〜１２）を検査対象とした実施例１〜１５については、欠陥を検出した場合を「○」とし、検出しなかった場合を「×」とした。一方、欠陥を有さないハニカム構造体（サンプルＮｏ．１３〜１５）を検査対象とした実施例１６〜１８については、欠陥を検出しなかった場合を「○」とし、判別を誤って欠陥を検出した場合を「×」とした。【００２７】
（比較例１〜１５）
前記実施例１〜１８で検査対象として使用したハニカム構造体と同一のハニカム構造体について、従来の人の目視による外壁検査を実施し、欠陥検出の可否と、各ハニカム構造体の検査に要する時間（タクト）とを調べた。検査は５人の検査員（検査員Ａ〜Ｅ）により行い、各検査員の検査結果を表３に示した。なお、表中の検出可否は、欠陥を有するハニカム構造体（サンプルＮｏ．１〜１２）を検査対象とした比較例１〜１２については、欠陥を検出した場合を「○」とし、検出しなかった場合を「×」とした。一方、欠陥を有さないハニカム構造体（サンプルＮｏ．１３〜１５）を検査対象とした比較例１３〜１５については、欠陥を検出しなかった場合を「○」とし、判別を誤って欠陥を検出した場合を「×」とした。【００２８】
【表１】
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【００２９】
【表２】
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【００３０】
【表３】
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【００３１】
表２に示すとおり、本発明の検査方法によって検査を行った実施例１〜１８は、タクトが３秒と一定で、しかも１００％の検出率であった。一方、表３に示すとおり、人の目視による方法で検査を行った比較例１〜１５は、タクトが４〜９秒と、検査員やハニカム構造体の寸法等によるバラツキが大きいことに加え、欠陥の見逃しも少なくなく、安定した検査が難しいことがわかる。なお、以上の実施例においては、検査対象として、コージェライト製ハニカム構造焼結体を用いたが、本発明の検査方法は、セラミック製のハニカム構造体であれば、成形体、乾燥体、仮焼体などにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、ハニカム構造体の外壁の欠陥を検出するための検査方法として好適に使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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