(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物の付着物を洗浄水で洗い流した際の採取液に含まれる付着物の総重量および同付着物の最大径をそれぞれ測定し、それらの測定結果から被洗浄物の清浄度を判定する清浄度判定方法であって、
乾燥後のフィルターの重量を測定したのち、前記採取液を前記フィルターを透過させ、フィルターをこのフィルター上に捕集された付着物とともに乾燥した後に重量を測定し、その測定値からフィルター自体の重量測定値を引き算して前記付着物の総重量を演算するとともに、前記フィルター上に捕集された付着物をカメラにより撮影順に画像情報として取り込んだのち、取り込んだ各付着物の画像情報を、前記被洗浄物に応じて予め設定した付着物の色調および外郭などの判別基準に基づいて判別データ化し、各付着物の画像データを画素分析し画素数として読み取るとともに、一直線状に並んだ画素数のうちの最大の画素数になる一直線状の画像数を付着物の最大径として算出し、算出した最大径に基づいて大きい付着物から順番に整列することによって、前記付着物総重量と付着物の最大径順に整列した表とから清浄度を判定することを特徴とする清浄度判定方法。
【請求項２】
被洗浄物の付着物を洗浄水で洗い流した際の採取液に含まれる付着物の総重量、同付着物の最大径および同付着物の形状等を測定し、それらの測定結果から被洗浄物の清浄度を測定する清浄度測定装置であって、
吸引ポンプに接続され、フィルターを装着可能な吸引口と、前記吸引口上に下端開口を下向きにして立設された前記採取液の注入容器と、前記フィルターの重量測定器と、前記フィルターを前記重量測定器上に載置した状態で乾燥する乾燥機と、前記重量測定器上の前記フィルターの上方に配置され、走査機構を介して走査されるカメラと、該カメラにより撮影した前記フィルター上の被洗浄物付着物の画像を映し出すディスプレイと、前記重量測定器の重量測定値および前記付着物の画像を記憶するメモリを有するコンピュータとを備え、
前記コンピュータの演算処理手段が、乾燥後のフィルターの重量測定値からフィルター自体の重量測定値を引き算して前記付着物の総重量を演算する手段と、前記カメラにより撮影された付着物を撮影順に画像情報として取り込む手段と、取り込んだ各付着物の画像情報を、前記被洗浄物に応じて予め設定した付着物の色調および外郭などの判別基準に基づいて判別データ化する手段と、各付着物の画像データを画素分析し画素数として読み取るとともに、一直線状に並んだ画素数のうちの最大の画素数になる一直線状の画像数を付着物の最大径として算出する手段と、該算出手段で算出した最大径に基づいて大きい付着物から順番に整列する手段を備えていることを特徴とする清浄度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば機械加工製品（金属製、樹脂製、ガラス製など）の表面に付着する金属屑やガラス粉などの付着物（以下、粒子ともいう）を洗浄水で洗い流し、その採取液から付着物の総重量、大きさ、形状、個数などを測定する装置と清浄度の判定方法に関する。加工直後の製品表面の付着物に限らず、同製品や部品などを洗浄装置で洗浄した後の製品表面の付着物の状態を測定することができる。つまり、洗浄の前後を問わず製品表面の清浄度を判定する方法と清浄度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば機械加工部品の清浄度を測定する場合、従来は、下記のような方法で行うのが一般的である。すなわち、
▲１▼  上記測定で使用するフィルター（濾紙）を乾燥機で乾燥したのち、フィルターの重量を重量測定器で測定する。
【０００３】
▲２▼  同部品の表面を洗浄水で洗い流して洗浄し、その洗浄後の水を採取する。
【０００４】
▲３▼  上記フィルターを介して採取液を別の容器に吸引ポンプを用いて吸引し、フィルター上に部品表面の付着物を採取する。
【０００５】
▲４▼  付着物の付いたフィルターを乾燥機で乾燥したのち、フィルターの重量を重量測定器で測定する。
【０００６】
▲５▼  付着物付きフィルターの重量からフィルター自体の重量を差し引いて、付着物の総重量を求める。
【０００７】
▲６▼  顕微鏡でフィルター上の付着物を観察し、付着物の大きさを一定の基準で分別し、基準大きさごとの個数を書き出して統計を取る。大きさとは通常、最大径をいう。
【０００８】
▲７▼  付着物の総重量および基準大きさごとの個数を、あらかじめ作成した清浄度判定（合否）表と比較し、清浄度を判定する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の清浄度測定方法には、次のような点で改良すべき課題がある。
【００１０】
▲１▼  全ての作業を手作業で行うために、測定に時間がかかる。
【００１１】
▲２▼  作業者の勘や経験に頼るところが大きく、測定結果（精度）にばらつきが生じる。
【００１２】
▲３▼  作業が複雑で測定作業に熟練を要するため、作業者の養成が必要である。
【００１３】
▲４▼  重量測定器、乾燥機、採取液の吸引装置、顕微鏡などを個々に準備する必要があるため、それらの装置の設置場所および作業者の居場所を考慮するとかなり広いスペースが必要になる。
【００１４】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、測定が容易で熟練の有無に関係なく測定でき、しかも測定精度が高くてばらつきがなく、測定時間を短縮できる清浄度判定方法と清浄度測定装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明に係る清浄度判定方法は、被洗浄物の付着物を洗浄水で洗い流した際の採取液に含まれる付着物の総重量および同付着物の最大径をそれぞれ測定し、それらの測定結果から被洗浄物の清浄度を判定する清浄度判定方法であって、▲１▼乾燥後のフィルターの重量を測定したのち、前記採取液を前記フィルターを透過させ、フィルターをこのフィルター上に捕集された付着物とともに乾燥した後に重量を測定し、その測定値からフィルター自体の重量測定値を引き算して前記付着物の総重量を演算するとともに、▲２▼前記フィルター上に捕集された付着物をカメラにより撮影順に画像情報として取り込んだのち、▲３▼取り込んだ各付着物の画像情報を、前記被洗浄物に応じて予め設定した付着物の色調および外郭などの判別基準に基づいて判別データ化し、▲４▼各付着物の画像データを画素分析し画素数として読み取るとともに、一直線状に並んだ画素数のうちの最大の画素数になる一直線状の画像数を付着物の最大径として算出し、▲５▼算出した最大径に基づいて大きい付着物から順番に整列することによって、前記付着物総重量と付着物の最大径順に整列した表とから清浄度を判定するものである。
【００１６】
上記の構成を有する本発明に係る清浄度判定方法によれば、付着物総重量と付着物の最大径順に整列した表とにより被清浄物の清浄度を判定するから、例えば合否基準を付着物総重量○○ｍｇ以下、最大径○．○○ｍｍ以上の付着物○個以下と設定することにより、非常に簡単にかつ短時間で清浄度の合否判定をすることができる。
【００１７】
上記の目的を達成するために本発明に係る清浄度測定装置（請求項２）は、被洗浄物の付着物を洗浄水で洗い流した際の採取液に含まれる付着物の総重量、同付着物の最大径および同付着物の形状等を測定し、それらの測定結果から被洗浄物の清浄度を測定する清浄度測定装置であって、吸引ポンプに接続され、フィルターを装着可能な吸引口と、前記吸引口上に下端開口を下向きにして立設された前記採取液の注入容器と、前記フィルターの重量測定器と、前記フィルターを前記重量測定器上に載置した状態で乾燥する乾燥機と、前記重量測定器上の前記フィルターの上方に配置され、走査機構を介して走査されるカメラ（例えば、ＣＣＤカメラ）と、該カメラにより撮影した前記フィルター上の被洗浄物付着物の画像を映し出すディスプレイと、前記重量測定器の重量測定値および前記付着物の画像を記憶するメモリを有するコンピュータとを備え、前記コンピュータの演算処理手段が、乾燥後のフィルターの重量測定値からフィルター自体の重量測定値を引き算して前記付着物の総重量を演算する手段と、前記カメラにより撮影された付着物（粒子ともいう）を撮影順に画像情報として取り込む手段と、取り込んだ各付着物の画像情報を、前記被洗浄物に応じて予め設定した付着物の色調および外郭などの判別基準に基づいて判別データ化する手段と、各付着物の画像データを画素分析し画素数として読み取るとともに、一直線状に並んだ画素数のうちの最大の画素数になる一直線状の画像数を付着物の最大径として算出する手段と、該算出手段で算出した最大径に基づいて大きい付着物から順番に整列する手段とを備えることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成を有する清浄度測定装置によれば、あらかじめ測定に使用する予定のフィルターを重量測定器上に載置することにより、乾燥機で乾燥されフィルターの重量が測定される。ここで、吸引口にフィルターを装着し、採取液を吸引口上の注入容器に注入し、吸引ポンプのスイッチを入れると、容器内の採取液がフィルターを通して吸引され、フィルター上に採取液中の付着物が捕集される。そこで、フィルターを吸引口から取り外して再び重量測定器上に載置することにより、フィルターが乾燥機で乾燥された後にフィルターと付着物の合計重量が測定される。したがって、フィルターの重量を差し引けば、付着物の総重量が求められるが、この計算は通常、コンピュータで自動的に行われる。続いて、フィルター上方のカメラが、フィルター上面をくまなく走査し、フィルター上に補修された付着物を撮影し、それらの画像から走査中に付着物の大きさ（最大径）の測定も、通常コンピュータで自動的に行い、同時にメモリに記憶させる。この結果、使用者はメモリに記憶されている付着物の大きさの計測をディスプレイで順に見ることができる。また、ディスプレイ上で付着物の形状を確認することもできる。このようにして、使用者は従来、採取液をフィルターを通して吸引したり、フィルターを乾燥機に入れて乾燥したり、フィルター上に捕集した付着物を顕微鏡で見ながら目視により大きさや個数を確認したりしていた作業が一切不要になり、短時間で清浄度を測定することができる。そして、フィルター上に捕集された付着物の総重量が自動的に演算されると同時に、付着物の大きさ（最大径）順に自動整列されるので、より一層簡単に清浄度を測定できる。また、カメラで撮影される付着物の画像をデータとして判別する基準を被洗浄物の種類に応じて予め設定しているので、被洗浄物や付着物の種類等に応じて的確なデータ化が可能になって、清浄度の測定精度が向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る清浄度測定装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の清浄度測定装置の実施例を示す正面図、図２は同側面図、図３は同平面図である。
【００２４】
図１〜図３に示すように、清浄度測定装置１は台２上の一側にディスプレイ（モニタともいう）３が配備され、ディスプレイ３のすぐ下方に操作盤４が設置されている。ディスプレイ３の下方の台２の下には、パーソナルコンピュータ本体（ＰＣ本体）５が収納されている。台２上のディスプレイ３と反対側の一端隅角部には吸引口６が開口され、この吸引口６上にはフィルター（濾紙ともいう）Ｆをセットできるようになっている。そして、吸引口６上に、採取液（サンプリング液ともいう）の注入容器としてのフラスコ７が下端出口７ａを下向きにして立設されている。またフラスコ７上端の注入口７ｂには、キャップ１０が着脱可能に嵌着されている。吸引口６の台２の下方には、採取液の受けタンク１７が配備され、その下方に吸引ポンプ（真空ポンプともいう）８が設置され、タンク（図示せず）を介して吸引口６に一端が接続されている。タンク１７内に溜まった採取液を捨てられるように、タンク取り出し用の開閉扉９が設けられている。なお、操作盤４上には、各種操作ボタン４ａが配置されている。
【００２５】
台２上の中央部寄りに、開閉扉１１ａ付きの開口（図示せず）を下部に備えた収納ケース１１が設置され、収納ケース１１内に重量測定器（本例では、電子天秤）１２が配設されている。重量測定器１２上には梯形（本例では円形）のフィルターＦの円筒状載置台（計量皿ともいう）１３が設置されている。この載置台１３の上面（計量皿ともいう）１３ａ部付近には、乾燥機としてのヒータ１４が組み込まれており、載置台１３の上面の計量皿１３ａに載置されたフィルターＦをヒータ１４で加熱して乾燥するようになっている。そして、フィルターＦの乾燥が済むと、重量が重量測定器１２で測定されるようになっている。
【００２６】
収納ケース１１内において載置台１３の上方には、ＣＣＤカメラ１５が下向きに配置されている。ＣＣＤカメラ１５は、台２の横方向（ｘ方向）と縦方向（ｙ方向）に走査される走査機構（ｘ−ｙテーブルモータともいう）１６の走査部１６ａに懸架されており、走査部１６ａはパルスモータ（図示せず）を介して載置台１３上のフィルターＦを全体的に網羅するように移動する。本例では、フィルターＦがｙ方向に４２列に分割されるように走査する。
【００２７】
ＣＣＤカメラ１５により撮影されたフィルターＦ上の付着物の映像（画像）は、後述するように使用者が操作することにより、画像のままでＰＣ本体５に内蔵されたメモリ（図示せず）に記憶される。そして、それらの記憶させた画像はディスプレイ３に映し出して見ることができるが、ＰＣ本体５内では、各付着物の大きさとして最大径および面積を検出し、ディスプレイ３の一側方寄りに付着物の画像とともに表示する。本例では、ＰＣ本体５に、ＣＣＤカメラ１５の走査機構１６の走査制御のほか、全ての付着物の大きさ（最大径）を検出したのち、数値の大きいものから順に並べて表示したり、所定大きさ（最大径）以上ごとの付着物の個数を自動的に算出して表示したりする後述の演算処理手段（ソフトウェア：図６）をインストールしている。
【００２８】
次に、上記のように構成された清浄度測定装置１について走査手順を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図４に示すように、ＰＣ本体５の操作盤４のメインスイッチ４ａをＯＮすることにより、ソフトウエアが起動すると、ディスプレイ３上に下記のような操作（作業）手順あるいは動作手順が順に表示される。
【００３０】
A)  濾紙（フィルターＦ）を測定します。計量皿（１３）へ載せ、（操作盤１７上の）ＯＫボタンを押して下さい。
【００３１】
B)  濾紙重量を測定中です。しばらくお待ち下さい。［この間、ヒータ１４で濾紙を乾燥したのち、重量測定器１２により濾紙の重量を測定する。］
C)  濾紙重量の測定が終わりました。濾紙をフラスコ（７の下端出口７ａ（吸引口６））へセットし、サンプリング液を注入して下さい。
【００３２】
D)  サンプリング液の注入が終わりましたら、（操作盤４上の）ＯＫボタン（４ａ）を押して下さい。
【００３３】
E)  濾過中です。しばらくお待ち下さい。
【００３４】
F)  濾過終了しました。濾紙を計量皿（１３）へ載せ、（操作盤４上の）ＯＫボタン（４ａ）を押して下さい。
【００３５】
G)  計測中です。しばらくお待ち下さい。［この間、ヒータ１４で濾紙を乾燥したのち、重量測定器１２により濾紙の重量を測定する。そして、ＣＣＤカメラ１５を走査機構１６により走査し、濾紙上の粒子（付着物）を撮影すると同時に各粒子の大きさ（最大径）を測定し、撮影が終了すると、全ての粒子の最大径を比較して最大径の大きな順にデータを並べ変える。］
H)  計測が終了しました。粒子（付着物）の総重量＝１２ｍｇです。最大粒子の最大径＝１．０ｍｍ＊面積＝１．９ｍｍ2 です。計測データを保存しますか。ｙｅｓ／ｎｏボタンで選択する。（ｙｅｓボタンを押したと仮定する。）
I)  データを保存中です。しばらくお待ち下さい。
【００３６】
J)  粒子の形状を画像で確認しますか。ｙｅｓ／ｎｏボタンで選択する。（ｙｅｓボタンを押したと仮定する。）
K)  ディスプレイ３上にＣＣＤカメラ１５により映し出されている粒子（付着物）の画像と最大径が表示されるので、付着物の形状を確認することができる。
なお、粒子の画像による形状の確認についての操作手順を、下記に詳しく説明する。
【００３７】
図５に示すように、上記J)で粒子の形状を画像で確認しますかと選択要求されるので、画像モニタするかしないかをｙｅｓ／ｎｏボタンで選択する。（ｙｅｓボタンを押したと仮定する。）
K') ご覧になりたい粒子を上記の計測データ上でマウス操作により選択し、ファイル（記憶）されているか新たに入力するかをクリックして下さい。
【００３８】
L) 終了するか否かをｙｅｓ／ｎｏボタンで選択する。（ｎｏボタンを押したと仮定する）
K") ファイルか入力かのうち、ファイルを選択すると、ファイルされた画像が表示されるが、ファイルされていない場合には、入力を選択すると、選択された粒子の位置にＣＣＤカメラ１５が捜査機構１６により移動し、ＣＣＤカメラ１５が撮影中の画像を表示する（この状態では、画像としてはメモリには記憶されていない）。なお、ＣＣＤカメラ１５が映し出した粒子の画像を拡大したり、元の大きさに戻したりすることもできる。その他、粒子の計測データに基づき、粒子の大きさを最大径０．○○ｍｍ（例えば０．１ｍｍ）以上と設定すれば、設定した粒子に該当する個数を表示したり、各最大径ごとの粒子の個数を表示したり、最大径と個数との関係をグラフにして表示したり、それらの表示した内容を印刷したりすることもできる。
【００３９】
図６はＣＰＵ５’にインストールされる上記した検出粒子の演算処理手段（ソフトウエア）の一実施例を示すフローチャートである。
【００４０】
このフローチャートは、図５に示すように、最大粒子の検出および最大径の算出並びに粒子総重量の算出に関するものである。
【００４１】
▲１▼  電子天秤１２で測定されたフィルターＦだけの重量Ａがメモリーに記憶される。
【００４２】
▲２▼  次に、電子天秤１２で測定されたフィルターＦと粒子（付着物）の合計重量Ｂがメモリーに記憶される。
【００４３】
▲３▼  上記のＡとＢの重量が重量データとしてＣＰＵに送られ、Ｂ−Ａ＝粒子総重量Ｃが算出され、ディスプレイ３上に表示される。
【００４４】
▲４▼  ｘ−ｙテーブルモータが作動することによりＣＣＤカメラ１５が移動し、フィルターＦ上の粒子を列状に順に撮影する。
【００４５】
▲５▼  こうして撮影された粒子は、撮影順に画像情報としてＣＰＵに取り込まれる。
【００４６】
▲６▼  ＣＰＵに取り込まれた各粒子の画像情報は、対象とされる被洗浄物に応じて予め設定されている粒子の色調と外郭からなる判別基準に基づいて判別データ化される。
【００４７】
▲７▼  各粒子の画像データは、画素（ドット）に分析されて画素数が読み取られる。このとき、一直線状に並んだ画素数が全方向において読み取られ、それらのうちの最大の画素数が各粒子の最大径として算出されるとともに、本例ではさらに各粒子を構成している画素数も読み取られ、これが粒子の面積として算出されて各粒子ごとに演算処理される。なお、粒子の最大径は、本例の場合０．０３ｍｍ×最大画素数で算出され、面積は（０．０３ｍｍ）2 ×画素数で算出される。
【００４８】
▲８▼  各粒子の最大径に基づいて大きいものから順番に整列され、順位・最大径・面積が同時にディスプレイ３上に表示される。また、粒子の順位（例えばNo.2）をキーボード上のカーソルで選択すれば、その順位の粒子の画像もディスプレイ３上に表示される。
【００４９】
なお、図示は省略するが、使用者がＰＣ本体５のキーボードから、付着物（粒子）の許容最大径と許容総重量および所定径以上の許容個数をＣＰＵ５’に入力することができ、この場合には、粒子中の最大径が許容最大径を超えているか否か、および粒子の総重量が許容総重量を超えているか否か、あるいはそれらに加えて粒子中において所定径以上の個数が許容個数を超えているか否かを、上記したディスプレイ３上に表示される各粒子のデータと比較し、即座に洗浄度の合否判定が自動的になされるようにすることができる。この場合のフローチャータは、使用者が任意に入力する複数種類の合否データに対し測定される上記粒子の各データを比較する手段を設け、入力される全ての合否データをクリアしていると合格、一つでも合否データをクリアしていないと不合格とディスプレイ３上に表示させればよい。
【００５０】
以上に本発明の清浄度測定装置の一実施例について説明したが、本発明は下記のように実施あるいは使用することができる。
【００５１】
(1) あらかじめ基準になる清浄度のデータ（例えば、最大径０．○○ｍｍ以上の粒子が○○個以下）を本発明の清浄度測定装置１のＰＣ本体５にインプットしておき、基準の清浄度をクリアしているか否かを即座に判定することができる。
【００５２】
(2) 例えば、加工部品を部品専用の洗浄装置により洗浄したのちに、洗浄済みの部品を入念に洗浄し、その洗浄後の洗浄水を採取して本発明の清浄度測定装置１で測定して規定の洗浄状態に達しているか否かを判断することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明に係る清浄度判定方法と清浄度測定装置には、次のような優れた効果がある。
【００５４】
(１)  本発明に係る清浄度判定方法では、フィルター上に捕集した付着物を顕微鏡で見て目視により大きさや個数を確認するという使用者の作業が一切不要になるとともに、付着物総重量と付着物の最大径順に整列した表とにより被清浄物の清浄度を判定するから、例えば合否基準の付着物総重量と所定の最大径と同最大径以上の付着物の個数とを被洗浄物の種類に応じて設定するだけで、熟練の有無に関係なく簡単にかつ短時間で清浄度の合否判定できる。
【００５５】
(２)  本発明に係る清浄度装置では、使用者は従来、採取液をフィルターを通して吸引したり、フィルターを乾燥機に入れて乾燥したり、フィルター上に捕集した付着物を顕微鏡で見て目視により大きさや個数を確認したりしていた作業が一切不要になり、短時間で清浄度を測定することができる。このため、清浄度の測定が容易になって熟練の有無に関係なく測定でき、測定精度が高くかつ一定で、測定時間を大幅に短縮することができる。
【００５６】
(３) 付着物の総重量が自動的に演算されると同時に、付着物の大きさ（最大径）順に自動整列されるので、より一層簡単に清浄度を測定でき、また清浄度の測定精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る清浄度測定装置の実施例を示す正面図である。
【図２】図１の清浄度測定装置の側面図である。
【図３】図１の清浄度測定装置の平面図である。
【図４】図１の清浄度測定装置に関する操作（作業）手順あるいは動作手順を順に示すフローチャートである。
【図５】図１の清浄度測定装置に関する粒子の画像による形状の確認についての操作手順あるいは動作手順を順に示すフローチャートである。
【図６】ＣＰＵ５’にインストールされる検出粒子の演算処理手段（ソフトウエア）の一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  清浄度測定装置
２  台
３  ディスプレイ（モニタ）
４  操作盤
５  パーソナルコンピュータ本体（ＰＣ本体）
５’ＣＰＵ
６  吸引口
７  フラスコ
８  吸引ポンプ（真空ポンプ）
１１  収納ケース
１２  重量測定器
１３  載置台（計量皿）
１４  ヒータ（乾燥機）
１５  ＣＣＤカメラ
１６  走査機構
Ｆ  フィルター（濾紙）
【図１】
0003967813.tif 000002
【図２】
0003967813.tif 000003
【図３】
0003967813.tif 000004
【図４】
0003967813.tif 000005
【図５】
0003967813.tif 000006
【図６】
0003967813.tif 000007