JP5891323B2

JP5891323B2 - 目封止ハニカム構造体の検査装置及び目封止ハニカム構造体の検査方法

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Publication number: JP5891323B2
Application number: JP2015051332A
Authority: JP
Inventors: 赤尾　隆嘉; 隆嘉赤尾; 彰宏水谷; 田中　健介; 健介田中
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2030-02-05
Also published as: JP2014025945A; JP2015111158A

Description

本発明は、目封止ハニカム構造体の検査装置及び目封止ハニカム構造体の検査方法に関し、更に詳しくは、効率的に、目封止部の深さ及び目封止部の欠陥を、同時に検査することが可能な目封止ハニカム構造体の検査装置及び目封止ハニカム構造体の検査方法に関する。

化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、環境対策や特定物資の回収等のために使用される触媒装置用の担体、又はフィルタとして、耐熱性、耐食性に優れるセラミック製のハニカム構造体が採用されている。ハニカム構造体は、一方の端面から他方の端面まで貫通する複数のセルを区画形成する隔壁を有する筒状の構造物である。特に、近時では、ハニカム構造体は、両端面のセル開口部を交互に目封止して目封止ハニカム構造体とし、ディーゼル機関等から排出される粒子状物質（ＰＭ：パティキュレートマター）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として盛んに用いられている。

このような目封止ハニカム構造体は、目封止部の深さが所定の大きさで均一であることが好ましい。それは、目封止部の深さが浅いと目封止部が破損し易くなり、目封止部の深さが深いと圧力損失が大きく、また、フィルタとしての濾過面積が小さくなるという問題があるからである。そのため、目封止ハニカム構造体の目封止部の深さを測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−５８１１６号公報

特許文献１に記載の目封止ハニカム構造体の目封止部の深さの測定方法は、検査棒をセルの開口部から挿入して、検査棒がセルから突出する高さを測定するものである。この方法では、１つ１つの目封じ部に検査棒を差し込むことから、全目封じ部を検査しようとすると測定時間が膨大になるという問題や、接触式の測定方法のためワークを破損させる恐れがあるという問題がある。

一方、目封止ハニカム構造体は、目封止部にピンホール、クラック等の欠陥がないことが好ましい。目封止部にピンホール、クラック等が形成されていると、フィルタとしての捕集機能が低下するからである。上記特許文献１に記載の発明では、目封止部の深さの測定は可能であるが、目封止部のピンホール等の検出をすることはできない。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、短時間かつ非接触にて、目封止ハニカム構造体の、目封止部の深さ、及び目封止部の欠陥を同時に検査することが可能な目封止ハニカム構造体の検査装置及び目封止ハニカム構造体の検査方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、以下の目封止ハニカム構造体の検査装置及び目封止ハニカム構造体の検査方法を提供する。

［１］一方の端面から他方の端面まで貫通する複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有し、前記セルの端部に目封止部を有する筒状の目封止ハニカム構造体を検査対象として、前記検査対象である目封止ハニカム構造体の一方の端面を照らす光源と、前記光源から前記一方の端面に照射されて前記目封止ハニカム構造体の目封止部を透過して他方の端面から放射される光を、集光するカメラ側レンズと、前記カメラ側レンズで集光した光を、受光するカメラと、前記カメラで受光した光を画像処理して、前記目封止ハニカム構造体の目封止部を透過した光の輝度を算出し、表示する画像処理機を備え、予め、目封止部の深さが既知の目封止ハニカム構造体を用いて、前記カメラで受光した光の輝度と目封止深さとの関係を表す検量線を作成し、前記検量線に基づいて、目封止深さを算出する目封止ハニカム構造体の検査装置。

［２］前記目封止ハニカム構造体と前記カメラ側レンズとの間に配置され、前記目封止ハニカム構造体の目封止部を透過して他方の端面から放射される光を、前記カメラ側レンズに向かって集光するフィールドレンズを更に備え、前記フィールドレンズで集光された光を前記カメラ側レンズで更に集光して、その光をカメラで受光する［１］に記載の目封止ハニカム構造体の検査装置。

［３］前記カメラ側レンズの有効径をＤ、前記フィールドレンズの焦点距離をｆとした時に、「Ｄ／ｆ＞０．０３４」の関係が成り立つ［２］に記載の目封止ハニカム構造体の検査装置。

［４］［１］〜［３］に記載の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて目封止ハニカム構造体の目封止深さを算出する目封止ハニカム構造体の検査方法であって、予め、目封止部の深さが既知の目封止ハニカム構造体を用いて、前記カメラで受光した光の輝度と目封止深さとの関係を表す検量線を作成し、前記検量線に基づいて目封止深さを算出する、目封止ハニカム構造体の検査方法。

［５］前記検量線における目封止深さが２〜１０ｍｍである［４］に記載の目封止ハニカム構造体の検査方法。

本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置によれば、目封止ハニカム構造体の目封止部を透過した光を、カメラ側レンズで集光し、集光した光をカメラで受光して、画像処理により光の明暗を表示することができるため、短時間かつ非接触にて、目封止部の深さと目封止部の欠陥を検査することが可能である。目封止部はその深さによって光の透過性が異なるため、画像処理により表現された光の明暗（輝度）によって、目封止部の深さを検出することができる。更に、目封止部に欠陥が生じると、光の透過量が非常に大きくなるため、画像処理により表現された光の明暗（輝度）によって目封止部の欠陥を検出することができる。

本発明の目封止ハニカム構造体の検査方法によれば、上記本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて、目封止ハニカム構造体の、目封止部の深さ及び目封止部の欠陥を検査するため、短時間かつ非接触にて、目封止部の深さと目封止部の欠陥とを検査することが可能である。

本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の一の実施形態を示す模式図である。本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の他の実施形態を示す模式図である。本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の更に他の実施形態を示す模式図である。本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の更に他の実施形態を示す模式図である。本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置を構成するフィールドレンズ一体型カメラの断面を示す模式図である。本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の検査対象である目封止ハニカム構造体を模式的に示した斜視図である。本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の検査対象である目封止ハニカム構造体の一部を模式的に示した、中心軸に平行な断面を示す模式図である。実施例１の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて目封止ハニカム構造体を検査し、目封止部を透過する光の状態を示す模式図である。参考例２の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて目封止ハニカム構造体を検査し、目封止部を透過する光の状態を示す模式図である。参考例２の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて目封止ハニカム構造体を検査し、目封止部を透過する光の状態を示す模式図である。光源から出射される光の広がりを示す模式図である。

次に本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施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、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

１．目封止ハニカム構造体の検査装置：
本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の一の実施形態は、図５Ａ、図５Ｂに示すような、一方の端面３５から他方の端面３６まで貫通する複数のセル３４を区画形成する多孔質の隔壁３２を有し、セル３４の端部に目封止部３３を有する筒状の目封止ハニカム構造体３１を検査対象とするものである。目封止ハニカム構造体の目封止部の深さＤは、図５Ｂに示すように、目封止部３３の、セル３４の延びる方向における長さである。また、本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置は、中心軸方向に直交する断面の半径が５０〜５００ｍｍの範囲であり、中心軸方向長さが４０〜５００ｍｍの範囲である目封止ハニカム構造体を検査対象とすることが好ましい（断面の形状は制限されない。例えば楕円形、四角、三角等でも構わない）。そして、図１に示すように、本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置１００は、検査対象である目封止ハニカム構造体３１の一方の端面３５を照らす光源１と、光源１から一方の端面３５に照射されて目封止ハニカム構造体３１の目封止部を透過して他方の端面３６から放射される光を、集光するカメラ側レンズ２と、カメラ側レンズ２で集光した光を、受光するカメラ３と、カメラ３で受光した光を画像処理して、目封止ハニカム構造体３１の目封止部を透過した光の明暗（輝度）を表示する画像処理機４を備えたものである。図１に示される、光源からカメラに向かう矢印は、光の進行を示し、これは、図２、図３Ａ及び図３Ｂにおいても同様である。図５Ａは、本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の検査対象である目封止ハニカム構造体を模式的に示した斜視図である。図５Ｂは、本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の検査対象である目封止ハニカム構造体の一部を模式的に示した、中心軸に平行な断面を示す模式図である。図１は、本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の一の実施形態を示す模式図である。

このように、本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置は、光源からハニカム構造体に照射され、目封止部を透過した光を、カメラ側レンズで集光してカメラで受像し、画像処理機で画像処理するものであるため、短時間かつ非接触にて、目封止部の深さ及び目封止部の欠陥（目封止状態）を検査することが可能である。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置において、光源は、特に限定されないが異常部が検知できるレベルで明るい拡散光源であることが好ましい。また特に限定されないが場所による信号の明るさムラを防ぐために面内において均一な照度を保っていることが好ましい。光源は目封止ハニカム構造体の一方の端面を照らす位置に配置され、光源と目封止ハニカム構造体の一方の端面は接していても離れていても構わない。離す場合には、接している場合に比べて光量低下による信号の明るさの低下が発生するため、照明の光量を増加させればよい。

また、光源から目封止ハニカム構造体の一方の端面に照射される光が、特定の放射角αで広がる光であり、放射角αが、目封止ハニカム構造体の一方の端面に直交する線とセル（目封止ハニカム構造体のセル）とにより形成される角度θ以上の大きさであることが好ましい。光源から出射する光の角度（放射角）が、このような角度であることにより、光源からの光が、角度θ傾いたセル内を確実に通過することができるため、目封止部の欠陥を確実に検査することができる。放射角αが、角度θより小さいと、光源からの光が、角度θ傾いたセル内を確実に通過することができないことがあり、目封止部の欠陥を検査し難くなることがある。光源からの光の「放射角α」とは、図９に示すように、光源１から出射される光の広がる角度βの、２分の１の大きさの角度を意味する。図９は、光源１から出射される光の広がりを示す模式図である。図９において、「矢印」は、光源１から出射される光を示す。

更に、上記放射角αが、１０°以下の大きさであることが好ましく、５°以下の大きさであることが更に好ましく、「目封止ハニカム構造体の一方の端面に直交する線」と「セル（目封止ハニカム構造体のセル）」とにより形成される角度の１倍の大きさ（同じ大きさ）であることが特に好ましい。放射角αがこのような大きさであることにより、光源からの光の強さが弱くなることがないため、目封止部の欠陥の検査を確実に行うことができる。放射角αが、１０°より大きいと、光源からの光が広がりすぎて、光の強さが弱くなり、目封止部の欠陥の検査を行い難くなることがある。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置において、カメラ側レンズは、光源から放射され、目封止ハニカム構造体の目封止部を透過した光を、カメラに向けて集光するものである。カメラ側レンズは、カメラ側レンズと光源との間にハニカム構造体を配置したときに、一方の端面３５から他方の端面３６の範囲でピントが合う位置に配置されているのが好ましい。一方の端面３５付近でピントを合わせると一方の端面３５に存在する目封止部３３にある目封じ欠陥がより鮮明に撮像することが可能となる。また他方の端面３６付近でピントを合わせると他方の端面３６に存在する目封止部３３にある目封じ欠陥がより鮮明に撮像することが可能となる。一方の端面３５から他方の端面３６までの間における中央部分にピントを合わせると一方の端面３５と他方の端面３６にある目封じ欠陥を同じ信号レベルにて評価できる。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置において、カメラは、高感度、ダイナミックレンジが高いものが好ましい。カメラは、カメラ側レンズで集光した光を受光するものである。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置において、画像処理機は、撮像した画像を表示できる表示器を備えていることが必要である。それに加え、撮像した画像の明暗を算出し、表示する機能を有していると定量的評価が可能となり好ましい。

本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の他の実施形態は、図２に示すように、目封止ハニカム構造体３１とカメラ側レンズ２との間に配置され、目封止ハニカム構造体３１の目封止部を透過して他方の端面３６から放射される光を、カメラ側レンズ２に向かって集光するフィールドレンズ１１を更に備え、フィールドレンズ１１で集光された光をカメラ側レンズ２で更に集光して、その光をカメラで受光するものである。フィールドレンズ１１以外の構成要素は、上記本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の一の実施形態と同様である。図２は、本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の他の実施形態を示す模式図である。

上記本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の一の実施形態の場合、カメラ側レンズだけでは、目封止ハニカム構造体の他方の端面から放射される光の全てを集光することは容易ではない。その理由は、カメラ側レンズの画角の影響により目封止ハニカム構造体を抜け出る光軸に対してほぼ平行な光を端面全面にわたって捉えることができないからである。そのため、カメラ側レンズだけを用いる場合には、目封止ハニカム構造体の端面における検査領域を変えながら、複数回の検査を行うことが好ましい。これに対し、フィールドレンズを目封止ハニカム構造体とカメラ側レンズとの間に配置させると、目封止ハニカム構造体の他方の端面のより広い領域から放射される光をフィールドレンズによってカメラ側レンズに集光させることができる。そして、カメラ側レンズに集光された光を、更にカメラに集光させるため、目封止ハニカム構造体の他方の端面のより広い領域から放射された光をカメラで受光し、視野が広がり検査回数を減らすことが可能となる。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置において、フィールドレンズの形状は、特に限定されないが、外周形状が円形の平凸レンズ等が好ましい。ここで、「平凸レンズ」は、一方の面が平面で、他方の面が凸面のレンズである。ここでフィールドレンズの有効径はカメラ側レンズ２の有効径よりも大きい必要がある。またフィールドレンズの有効径は５０〜５００ｍｍが好ましい。小さすぎると視野が狭くなり、検査回数が増えることがある。また大きすぎるとレンズ重量が重くなり、レンズを支える機構が過大になる。またフィールドレンズの焦点距離は４０〜２０００ｍｍが好ましい。短すぎると、ハニカム構造体とフィールドレンズが接触し、カメラ側レンズ２が破損する恐れがある。長すぎると装置の大きさが過大となる。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置においては、図４に示すように、カメラ３、カメラ側レンズ２及びフィールドレンズ１１が一体的に形成されたフィールドレンズ一体型カメラ２１を用いてもよい。フィールドレンズ一体型カメラ２１は、カメラ３、カメラ側レンズ２及びフィールドレンズ１１が、それぞれ好ましい位置関係を保持した状態で固定されて形成されたものである。図４は、本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置を構成するフィールドレンズ一体型カメラの断面を示す模式図である。また収差補正のため２枚以上のレンズを用いた形態のものでも構わない。

本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の更に他の実施形態は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、上記、図２に示す本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の他の実施形態において、Ｘ−Ｙ移動ステージ１２を更に備えるものである。Ｘ−Ｙ移動ステージ１２は、カメラ３及びカメラ側レンズ２を装着し、カメラ３及びカメラ側レンズ２を目封止ハニカム構造体３１の光を放射する側の端面（他方の端面３６）に略平行な平面内で移動させることができる装置である。本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置３００においては、カメラ側レンズ２とカメラ３とは、一体的に形成されている。図３Ａは、本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の更に他の実施形態を示す模式図であり、図３Ｂは、本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の更に他の実施形態を示す模式図である。

本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の検査対象である目封止ハニカム構造体は、例えば、所定のセラミック粉末、水等を含有するセラミック原料を、混練し、押出成形してハニカム形状のハニカム成形体を作製し、得られたハニカム成形体のセルの端部に、互い違いになるように目封止部を形成し（ハニカム成形体の両端面が市松模様になり、各セルは一方の端部だけに目封止部が形成される）、焼成して得ることができる。そして、得られた目封止ハニカム構造体は、多孔質のセラミック体であり、目封止部も隔壁と同様の材質の多孔質のセラミックから形成されている。このような目封止ハニカム構造体は、セルが目封止ハニカム構造体の中心軸（以下、単に「中心軸」と称することがある。）方向に延び、両端面が中心軸に垂直に形成されることが好ましいが、セルが中心軸に対して若干傾いて形成されたり、両端面が中心軸に垂直でない角度で交わるように形成されたりすることもある。図３Ａに示す目封止ハニカム構造体３１は、セル３４が中心軸に対して若干（１°程度）傾き、両端面は中心軸に垂直に形成された例である。

このような、セル３４が中心軸に対して傾いて形成された目封止ハニカム構造体３１を、検査対象として、本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置で目封止の状態を検査すると、セル３４が傾いているため、光源からの光が目封止ハニカム構造体内を中心軸方向に対して傾いた方向に進行し、他方の端面３６から放射される光が中心軸方向に対して傾いた方向に向かって進行する。そのため、図３Ａに示すように、目封止ハニカム構造体３１の他方の端面３６から放射され、フィールドレンズ１１によってカメラ側レンズ２に向かって集光されるはずの光が、カメラ側レンズ２を逸れて、カメラ側レンズ２に集光されないことがある。

これに対し、本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査装置は、図３Ｂに示すように、フィールドレンズ１１を備えるとともにＸ−Ｙ移動ステージ１２を備えるため、他方の端面３６から傾いた方向に光が放射されても、Ｘ−Ｙ移動ステージ１２によってカメラ３及びカメラ側レンズ２を移動させ、フィールドレンズ１１によって集光される光が、カメラ側レンズ２を逸れずに、カメラ側レンズ２に向かって集光されるようにすることができる。これにより、セルが中心軸に対して若干傾いて形成されたり、両端面が中心軸に垂直でない角度で交わるように形成されたりした場合でも、目封止ハニカム構造体の他方の端面から放射される光をカメラで受光して、目封止状態（目封止部の深さ及び目封止部の欠陥）について検査することができる。また、事前に何らかの方法でセルの傾きを測定しておけば、あらかじめステージをその測定した傾きに対応した位置に移動させておくことにより、より短時間での測定が可能になる。

一方、上記「セル３４が傾くことにより、目封止ハニカム構造体３１の他方の端面３６から放射され、フィールドレンズ１１によってカメラ側レンズ２に向かって集光されるはずの光が、カメラ側レンズ２を逸れて、カメラ側レンズ２に集光されない」という問題点を解決するために、以下の方法を採ることも好ましい態様である。すなわち、カメラ側レンズの有効径をＤ、フィールドレンズの焦点距離をｆとした時に、「Ｄ／ｆ＞０．０３４」の関係が成り立つようにカメラ側レンズ、フィールドレンズを選択することが好ましい。これにより、図３Ａに示す目封止ハニカム構造体３１のセル３４が中心軸に対して１°程度傾いていた場合でも、１回の撮像にて図３Ａの構成で目封止ハニカム構造体の他方の端面から放射される光をカメラで受光して、目封止状態（目封止部の深さ及び目封止部の欠陥）について検査することができる。この時、ワーク（目封止ハニカム構造体）が傾いた際に中心軸から傾いて出てくる光をより捉えるために、カメラ側レンズにおいては有効径がより大きいことが望ましく、フィールドレンズにおいては焦点距離がより短いことが望ましい。これによりワークに傾きが想定される場合に、その角度に対応すべく複数回検査しなければならなかったのが、その回数を削減することが出来、より短時間での測定が可能となる。

２．目封止ハニカム構造体の検査方法：
本発明の目封止ハニカム構造体の検査方法は、上述した本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて、目封止ハニカム構造体の目封止部の深さ及び目封止部の欠陥（目封止状態）を検査する方法である。

本発明の目封止ハニカム構造体の検査方法の一の実施形態は、図１に示す、上記本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の一の実施形態を用いて目封止状態を検査するものである。具体的には、光源とカメラ側レンズとの間に、光源とカメラ側レンズとを結ぶ直線に、一方の端面が直交するように（一方の端面が鉛直方向下側を向くように）目封止ハニカム構造体を配置して、光源から目封止ハニカム構造体の一方の端面に光を照射し、目封止ハニカム構造体の目封止部を透過して他方の端面から放射される光をカメラ側レンズで集光し、カメラ側レンズで集光した光を、カメラで受光し、カメラで受光した光を画像処理機で画像処理して、目封止ハニカム構造体の目封止部を透過した光の明暗（輝度）を表示するものである。

本実施形態の目封止ハニカム構造体の検査方法によれば、本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の一の実施形態を用いて目封止ハニカム構造体の検査を行うため、短時間かつ非接触にて、目封止部の深さ及び目封止部の欠陥を、同時に検査することが可能である。

本発明の目封止ハニカム構造体の検査方法の他の実施形態は、図２に示す本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の他の実施形態を用いて目封止ハニカム構造体を検査するものであり、本発明の目封止ハニカム構造体の検査方法の更に他の実施形態は、図３Ａに示す本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置の更に他の実施形態を用いて目封止ハニカム構造体を検査するものである。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示すように、鉛直方向の上向きを照らすように光源を配置し、光源の鉛直方向上側で、光源から８６０ｍｍの位置にカメラ側レンズを配置し、カメラ側レンズの鉛直方向上側で、カメラに画像処理装置を接続して、目封止ハニカム構造体の検査装置とした。各構成要素は、ラックに固定した。

光源としては、放射角αが１０°のメタルハライド光源を使用した。カメラ側レンズとしては、直径５０ｍｍ、焦点距離１００ｍｍの、ＣＣＴＶレンズを使用した。カメラとしては、４００万画素ＣＣＤカメラを使用した。画像処理装置としては、パソコンと市販画像処理ソフトウエアを使用した。

以下に示す方法で作製された目封止ハニカム構造体を検査対象として目封止状態（目封止部の深さと目封止部の欠陥）を検査した。検査を行うに際しては、目封止ハニカム構造体を、一方の端面が鉛直方向に直交するようにして、光源から１０ｍｍ上方（鉛直方向上方）に配置した。光源からの光の強さを８００００ｌｘとした。得られた結果を表１及び図６に示す。表１において、「１回撮像での検査範囲（％）」の欄は、目封止ハニカム構造体の端面の面積に対する、１回の撮影で検査できた範囲の面積の比率を示す。「ワーク全体での目封止部欠陥（箇所）」の欄は、検出された目封止部の欠陥の数を示す。「一体当りの検査回数」の欄は、一つの目封止ハニカム構造体の検査に必要とする検査回数（回）を示す。図６は、実施例１の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて目封止ハニカム構造体を検査し、目封止部を透過する光の状態４１を示す模式図である。

（目封止ハニカム構造体の作製）
タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化カルシウム、及びシリカのうちから複数を組み合わせて、その化学組成が、ＳｉＯ_２（シリカ）４２〜５６質量％、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）３０〜４５質量％、及びＭｇＯ（マグネシア）１２〜１６質量％となるように所定の割合で調合されたコージェライト化原料１００質量部に対して、造孔材としてグラファイトを１２〜２５質量部、及び合成樹脂を５〜１５質量部を添加した。さらに、メチルセルロース類、及び界面活性剤をそれぞれ適当量添加した後、水を加えて混練することにより坏土を調製した。調製した坏土を真空脱気した後、押出成形することによりハニカム成形体を得た。次に、ハニカム成形体を焼成することによってハニカム焼成体（多孔質基材）を得た。焼成条件は、１４００〜１４３０℃、１０時間とした。次に、得られたハニカム焼成体に目封止を施した。得られたハニカム焼成体の一方の端面のセル開口部に、市松模様状に交互にマスクを施し、マスクを施した側の端部をセラミック原料としてコージェライト材を含有する目封止スラリーに浸漬し、市松模様状に交互に配列された目封止部を形成した。更に、他方の端部については、一方の端部において目封止されたセルについてマスクを施し、上記一方の端部に目封止部を形成したのと同様の方法で目封止部を形成した。目封止部を形成したハニカム焼成体を乾燥、焼成して目封止ハニカム構造体を得た。得られた目封止ハニカム構造体は、底面の直径１４０ｍｍ、中心軸方向長さ１５０ｍｍの円筒形であり、隔壁厚さは０．３ｍｍ、セル密度は、３１セル／ｃｍ^２であった。また、得られた目封止ハニカム構造体は、セルが目封止ハニカム構造体の中心軸方向に延び、両端面が中心軸に垂直に形成されたものであった。

表１及び図６より、目封止部を透過した光が検出されており、目封止部には欠陥が４箇所あることがわかる。実施例１の目封止ハニカム構造体の検査装置では、目封止ハニカム構造体の端面のなかの観察できる範囲が小さいため、目封止ハニカム構造体の端面全体を観察（検査）するためには、カメラ側レンズ及びカメラをＸ−Ｙ平面上で移動させて検査を行った。

目封止部の深さは１０ｍｍであった。目封止部の深さは、予め、目封止部の深さが既知の目封止ハニカム構造体を用いて、カメラで受光した光の輝度と目封止深さとの関係を求め、検量線を作成しておき、その検量線をもとにして算出した。目封止部の深さ（ｍｍ）と輝度（０−２５５の２５６階調での明るさ）との関係を、表２に示す。

（参考例２）
図３Ａに示すように、鉛直方向の上向きを照らすように光源を配置し、光源の鉛直方向上側で、光源から４５０ｍｍの位置にフィールドレンズを配置し、フィールドレンズの鉛直方向上側で、フィールドレンズから４１０ｍｍの位置にカメラ側レンズを配置し、カメラに画像処理装置を接続して目封止ハニカム構造体の検査装置とした。更に、カメラ側レンズをカメラに固定し、Ｘ−Ｙ移動ステージにより、カメラ側レンズとカメラとを一体的に移動できるように形成した。各構成要素（カメラ側レンズ及びカメラを除く）は、ラックに固定した。フィールドレンズとしては、直径２００ｍｍ、焦点距離５００ｍｍの、平凸レンズを使用した。Ｘ−Ｙ移動ステージとしては、ストローク１００ｍｍのものを使用した。光源、カメラ側レンズ、カメラ及び画像処理装置は、実施例１と同様のものを用いた。

実施例１の場合と同様にして、目封止ハニカム構造体の目封止状態の検査を行った。得られた結果を表１及び図７に示す。図７は、参考例２の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて目封止ハニカム構造体を検査し、目封止部を透過する光の状態４２を示す模式図である。

表１及び図７より、目封止ハニカム構造体の端面全体が観察できており、目封止部には欠陥が４箇所あることがわかる。

また、参考例２の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて、目封止ハニカム構造体を配置するときの傾きを変化させて、目封止ハニカム構造体の検査を行った。結果を図８に示す。図８は、目封止ハニカム構造体を、その中心軸が鉛直方向に対して５°傾いた状態で配置したときの（フィールドレンズにより集光された光がカメラ側レンズに向かわずにカメラ側レンズを逸れる状態（図３Ａ参照））、検査結果（目封止部を透過する光の状態４３を示す模式図）である。また、図７は、目封止ハニカム構造体を、その中心軸が鉛直方向に対して５°傾いた状態で配置したときに図３Ｂのようにカメラ側レンズ及びカメラを、Ｘ−Ｙ移動ステージにより、観察に適した位置に移動させたときの検査結果（目封止部を透過する光の状態４２を示す模式図）である。

図７、図８より、目封止ハニカム構造体のセルが鉛直方向に対して傾くと、目封止部の状態を十分に観察できなくなるのに対し、カメラ側レンズ及びカメラを、Ｘ−Ｙ移動ステージにより、観察に適した位置に移動させることにより、目封止部の状態を良好に観察できるようになることがわかる。

（参考例３）
カメラ側レンズとして、有効径８．７ｍｍの、ＣＣＴＶレンズを使用した以外は、参考例２と同様にして目封止ハニカム構造体の検査装置を作製した。カメラ側レンズの有効径をＤ、フィールドレンズの焦点距離をｆとした時の「Ｄ／ｆ」は、０．０１７であった。得られた目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて、以下の方法で、「対応傾き限界（°）」を測定し、「検査回数」を試算した。結果を表３に示す。

（対応傾き限界）
目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて、目封止ハニカム構造体を段階的に傾けながら複数回の検査を行う以外は、上記「実施例１の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて「目封止部の欠陥」を検査した方法」と同様の方法で、目封止部の欠陥を検査する。そして、「目封止部の欠陥」の検査を行い得る目封止ハニカム構造体の傾き範囲を求める。そして、「目封止部の欠陥」の検査を行い得る最大傾きを「対応傾き限界（°）」とする。

（検査回数）
±１°以内でセルが傾く可能性のある目封止ハニカム構造体を検査することを前提とした際の、「目封止部の欠陥」を検査するために必要な検査回数を試算した。検査回数の試算方法は、参考例３の事例を用いて説明すると、以下の通りである。まず±１°以内でセルが傾く可能性のある目封止ハニカム構造体において対応すべき範囲を想定した半径１の円に対して最小外接正方形（一辺が２の正方形）を設け、次に参考例３で対応できる傾き対応範囲±０．５°を想定した半径０．５の円に対して最大内接正方形（一辺が０．７の正方形）を設け、この上で最小外接正方形（一辺が２の正方形）を最大内接正方形（一辺が０．７の正方形）何個分で埋められるかという計算を行うことにより試算する。そして、参考例３の場合には、「（２×２）／（０．７×０．７）＝８．１６」という計算を行い、得られた値（８．１６）の小数点以下を切り上げて検査回数「９」とした。

（参考例４）
カメラ側レンズとして、有効径１２．２ｍｍの、ＣＣＴＶレンズを使用した以外は、参考例２と同様にして目封止ハニカム構造体の検査装置を作製した。カメラ側レンズの有効径をＤ、フィールドレンズの焦点距離をｆとした時の「Ｄ／ｆ」は、０．０２４であった。得られた目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて、上記方法で、「対応傾き限界（°）」を測定し、「検査回数」を試算した。結果を表３に示す。

（参考例５）
カメラ側レンズとして、有効径１７．５ｍｍの、ＣＣＴＶレンズを使用した以外は、参考例２と同様にして目封止ハニカム構造体の検査装置を作製した。カメラ側レンズの有効径をＤ、フィールドレンズの焦点距離をｆとした時の「Ｄ／ｆ」は、０．０３４であった。得られた目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて、上記方法で、「対応傾き限界（°）」を測定し、「検査回数」を試算した。結果を表３に示す。

（参考例６）
カメラ側レンズとして、有効径３４．９ｍｍの、ＣＣＴＶレンズを使用した以外は、参考例２と同様にして目封止ハニカム構造体の検査装置を作製した。カメラ側レンズの有効径をＤ、フィールドレンズの焦点距離をｆとした時の「Ｄ／ｆ」は、０．０６９であった。得られた目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて、上記方法で、「対応傾き限界（°）」を測定し、「検査回数」を試算した。結果を表３に示す。

表３より、「Ｄ／ｆ」の値を大きくするほど検出できる目封止ハニカム構造体を配置する時の傾きの限界が大きくなることがわかる。また「Ｄ／ｆ＞０．０３４」において検査回数が１回で済むことが確認できる。また、実施例１、参考例２〜６においては、ＣＣＤカメラとしてはエリアセンサカメラを用いたが、ラインセンサカメラを用いても、同様の結果を得ることができた。

（参考例７〜２２）
光源の放射角αを表４に示すように変化させた以外は、参考例６と同様にして目封止ハニカム構造体の検査装置を作製した（参考例７〜２２）。得られた目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて、実施例１の場合と同様にして、目封止ハニカム構造体の目封止状態の検査を行った。尚、目封止ハニカム構造体の目封止状態の検査に際しては、目封止ハニカム構造体を、その中心軸が鉛直方向に対して０°（θ＝０°）、１°（θ＝１°）及び２°（θ＝２°）傾いた状態で配置して、それぞれの角度について検査を行った。また、目封止ハニカム構造体の目封止状態の検査における評価としては、「欠陥の見え方」を評価し、欠陥を極めて良好に観察することができた場合を「Ａ」、欠陥を良好に観察することができた場合を「Ｂ」、欠陥を観察することができたが若干ぼやけた状態であった場合を「Ｃ」とした。

表４より、放射角αが、「目封止ハニカム構造体の一方の端面に直交する線とセル（目封止ハニカム構造体のセル）とにより形成される角度（セルの傾き）θ」以上であり、且つ、放射角αが５°以下であると、目封止部の欠陥を極めて良好に検出できることがわかる。また、放射角αが５°より大きく、１０°以下であると、欠陥を良好に検出できることがわかる。また、放射角αが、「目封止ハニカム構造体の一方の端面に直交する線とセル（目封止ハニカム構造体のセル）とにより形成される角度θ」より小さいと、光量が低下し、欠陥を検出できるが、若干ぼやけた状態になることがわかる。また、放射角αが、１０°を超えると、光量が低下し、欠陥を検出できるが、若干ぼやけた状態になることがわかる。

本発明の目封止ハニカム構造体の検査装置及び目封止ハニカム構造体の検査方法は、目封止部の状態が良好な目封止ハニカム構造体を得るために、目封止ハニカム構造体の製造に好適に利用することができる。

１：光源、２：カメラ側レンズ、３：カメラ、４：画像処理機、１１：フィールドレンズ、１２：Ｘ−Ｙ移動ステージ、２１：フィールドレンズ一体型カメラ、３１：目封止ハニカム構造体、３２：隔壁、３３：目封止部、３４：セル、３５：一方の端面、３６：他方の端面、４１，４２，４３：目封止部を透過する光の状態、１００，２００，３００：目封止ハニカム構造体の検査装置、α：放射角、β：光源から出射される光の広がる角度。

Claims

一方の端面から他方の端面まで貫通する複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有し、前記セルの端部に目封止部を有する筒状の目封止ハニカム構造体を検査対象として、前記検査対象である目封止ハニカム構造体の一方の端面を照らす光源と、
前記光源から前記一方の端面に照射されて前記目封止ハニカム構造体の目封止部を透過して他方の端面から放射される光を、集光するカメラ側レンズと、
前記カメラ側レンズで集光した光を、受光するカメラと、
前記カメラで受光した光を画像処理して、前記目封止ハニカム構造体の目封止部を透過した光の輝度を算出し、表示する画像処理機を備え、
予め、目封止部の深さが既知の目封止ハニカム構造体を用いて、前記カメラで受光した光の輝度と目封止深さとの関係を表す検量線を作成し、前記検量線に基づいて、目封止深さを算出する目封止ハニカム構造体の検査装置。
前記目封止ハニカム構造体と前記カメラ側レンズとの間に配置され、前記目封止ハニカム構造体の目封止部を透過して他方の端面から放射される光を、前記カメラ側レンズに向かって集光するフィールドレンズを更に備え、
前記フィールドレンズで集光された光を前記カメラ側レンズで更に集光して、その光をカメラで受光する請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の検査装置。
前記カメラ側レンズの有効径をＤ、前記フィールドレンズの焦点距離をｆとした時に、「Ｄ／ｆ＞０．０３４」の関係が成り立つ請求項２に記載の目封止ハニカム構造体の検査装置。
請求項１〜３に記載の目封止ハニカム構造体の検査装置を用いて目封止ハニカム構造体の目封止深さを算出する目封止ハニカム構造体の検査方法であって、
予め、目封止部の深さが既知の目封止ハニカム構造体を用いて、前記カメラで受光した光の輝度と目封止深さとの関係を表す検量線を作成し、前記検量線に基づいて目封止深さを算出する、目封止ハニカム構造体の検査方法。
前記検量線における目封止深さが２〜１０ｍｍである請求項４に記載の目封止ハニカム構造体の検査方法。