JP6277467B2 - 粉体堆積層角度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、工業用や薬等に使用される粉末状の粉体特性を調べる粉体特性測定装置において、特に、粉体堆積層の安息角、スパチュラ角、崩潰角等の傾斜角を測定するのに適する粉体堆積層角度測定装置に関する。

一般に、粉体の物性値は、安息角、スパチュラ角、崩潰角、ゆるみ、固め見掛け比重、圧縮度、凝集度、分散度、差角等様々なパラメータをもって測定される。これらの各測定は粉体特性測定装置を用いて行われるもので、測定装置としては、例えばターンテーブル上に配置された各測定室が測定位置へ回動し、測定位置において各測定を行なう測定室回動タイプ（特許文献１参照）が知られている。

この場合、各測定において、特に、安息角、スパチュラ角、崩潰角の測定には、粉体堆積層角度測定装置（特許文献２参照）が用いられる。粉体堆積層角度測定装置の概要は、粉体堆積層を挟んで一方にカメラ、他方にバックライトを配置し、カメラによって撮影した粉体堆積層のシルエット画像から解析手段を用いて傾斜角度を求める手段となっている。

特願２０１１−２２９９１８号 特許第４５５９４２号公報

粉体特性測定装置において用いられる、上述した特許文献２に記載の粉体堆積層角度測定装置では、粉体堆積層のシルエット画像から傾斜角を求めるにあたっては、解析に必要な明確なシルエット画像が求められる。明確なシルエット画像を求めるための条件としては、測定室内を暗くすることと、シルエット画像を作るバックライトが必要となる。

また、特許文献１のように各測定室が測定位置へ回動する測定室回動タイプの測定装置にあっては、特にバックライトの設置位置に制約が起きるようになる。しかも、バックライトを起動するための電源回路、配線等が必要となる等、コスト、組立性、設計自由度の面で望ましくなかった。

そこで、本発明にあっては、前記問題点の解消を図り、バックライト及びバックライトを起動する電源回路が不要であり、コスト、組立性、設計自由度の面で改善できる粉体堆積層角度測定装置を提供することにある。

上記課題を達成するため、請求項１に記載の粉体堆積層角度測定装置は、粉体テーブル上に作られた粉体堆積層の傾斜角を測定する粉体堆積層角度測定装置であって、前記粉体堆積層角度測定装置は、前記粉体テーブル上に作られた前記粉体堆積層を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮影された前記粉体堆積層の撮像画像を取り込む演算手段と、前記演算手段内に組み込まれ、前記粉体堆積層の前記撮像画像から背景を消去する背景画像処理手段と、前記背景画像処理手段によって前記背景が消去された前記粉体堆積層の前記撮像画像から前記粉体堆積層の前記傾斜角を求める傾斜角解析手段と、を備えていることを要旨とする。

請求項１に記載の粉体堆積層角度測定装置では、バックライトのような照明装置が不要であるので、粉体堆積層角度測定装置のコスト、組立性、設計自由度の面で改善できる。

また、請求項２に記載の粉体堆積層角度測定装置は、粉体テーブル上に作られた粉体堆積層の傾斜角を測定する粉体堆積層角度測定装置であって、前記粉体堆積層角度測定装置は、前記粉体テーブル上に作られた前記粉体堆積層を挟んで対向して配置され、前記粉体堆積層を撮像する一方の撮像手段と、前記撮像手段によって撮影される前記粉体堆積層の背景を無地とするための他方のバックスクリーンと、前記撮像手段によって撮影された前記背景が無地の前記粉体堆積層の撮像画像を取り込む演算手段と、前記演算手段内に組み込まれ、前記背景が無地の前記粉体堆積層の前記撮像画像から前記粉体堆積層の前記傾斜角を求める傾斜角解析手段と、を備えていることを要旨とする。

請求項２に記載の粉体堆積層角度測定装置では、バックライトのような照明装置が不要であるので、粉体堆積層角度測定装置のコスト、組立性、設計自由度の面で改善できる。

本発明によれば、バックライト及びバックライトを起動する電源回路の省略が図れるため、部品点数が少なくなる分、コストの削減が図れると共に組立性の面でも大変好ましいものとなる。しかも、レイアウトが自由になり設計自由度の向上が図れる。また、すべての粉体特性のデータを演算手段、例えばパーソナルコンピュータを用いる管理、即ちパソコン等による管理が容易に行えるようになる。

本発明の粉体堆積層角度測定装置の第１実施形態を備える粉体特性測定装置の例を示す斜視図である。 図２（Ａ）は、図１に示す粉体特性測定装置の前面開閉ドアが開いた状態を示し、図２（Ｂ）は、前面開閉ドアの内側にある正面の第１測定室のカバー部材が開いた状態を示す斜視図である。 図１に示す粉体特性測定装置の内部に配置されている測定部と、回転保持機構部を示す平面図である。 図３に示す第１測定室から第６測定室の内の一例として、第１測定室の内部構造例を示す縦方向の断面図である。 図４に示す第１測定室の内部構造例を示す斜視図である。 粉体特性測定装置に適用される粉体堆積層角度測定装置を示す図である。 図６の粉体堆積層角度測定装置の構成例をさらに詳しく示す図である。 粉体堆積層を含む撮像画像Ｇから、粉体堆積層以外の背景情報である撮像画像Ｆを消去して、粉体堆積層だけの画像情報Ｋを得る例を示す図である。 抜き出した粉体堆積層だけの画像情報Ｋの例を示す図である。 図９に示す画像情報Ｋに設定したウインドＷの拡大図である。 粉体堆積層の安息角θａの取得を説明する図である。 粉体堆積層の傾斜角度を測定する手順例を示すフロー図である。 安息角作成前の撮像画像Ｆの一部と、色情報ＦＣを示す図である。 安息角作成後の撮像画像Ｇの一部と、色情報ＧＣを示す図である。 粉体堆積層だけの画像情報Ｋの一部と、その色情報ＫＣを示す図である。 本発明の第２実施形態の粉体堆積層角度測定装置を示す図である。 図１６の粉体堆積層角度測定装置の構成例をさらに詳しく示す図である。

以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態(以下、実施形態と称する)を説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の粉体堆積層角度測定装置の第１実施形態を備える粉体特性測定装置の例を示す斜視図である。図２（Ａ）は、図１に示す粉体特性測定装置１の前面開閉ドアが開いた状態を示し、図２（Ｂ）は、前面開閉ドアの内側にある正面の第１測定室のカバー部材が開いた状態を示す斜視図である。

図１に示す粉体特性測定装置１は、本体部２と、この本体部２の前面側に設けられた左右の前面開閉ドア３Ａ，３Ｂと、粉体供給部４を有している。本体部２は、例えば金属製の筐体であり、本体部２は、下部前面部２Ａと、上面部２Ｂと、左右の側面部２Ｃ、２Ｄと、背面部２Ｅを有している。

図２に示すように、左右の前面開閉ドア３Ａ，３Ｂは、下部前面部２Ａの上に配置され、前面側の開口部を閉じることができる。図２（Ａ）と図２（Ｂ）に示すように、左側の前面開閉ドア３Ａは、左側の側面部２Ｃに対して蝶番３Ｃを用いて開閉可能に取り付けられ、右側の前面開閉ドア３Ｂは、右側の側面部２Ｄに対して蝶番３Ｄを用いて開閉可能に取り付けられている。粉体供給部４は、上面部２Ｂに配置されており、後で説明する複数の測定室に対して粉体を供給することができる。

図３は、図１に示す粉体特性測定装置１の本体部２の内部に配置されている測定部５と、回転保持機構部６を示す平面図である。

図３に示す粉体特性測定装置１の本体部２の内部空間は、測定室７である。この測定室７内には、測定部５と円形状のターンテーブル（回転台座）８が配置されている。測定室７の下部には、回転保持機構部６が配置されている。測定室７は、図２に示す下部前面部２Ａと、上面部２Ｂと、左右の側面部２Ｃ、２Ｄと、背面部２Ｅと、左右の前面開閉ドア３Ａ，３Ｂにより囲まれて閉鎖可能な空間である。

図３に示す測定部５は、ターンテーブル８の上に載せてある。駆動機構部９の構造例としては、例えば制御部１０と、駆動ギア１１と、モータ１２を有している。駆動機構部９は、本体部２の下部に配置されている。図３に示す駆動ギア１１は、ターンテーブル８の外周ギア１３に噛み合っている。駆動機構部９とターンテーブル８は、測定部５を保持して回転するための回転保持機構部６を構成している。

図３に示すように、測定部５は、第１測定室２１から第６測定室２６を有しており、第１測定室２１から第６測定室２６は、６０度毎に回転中心軸ＣＬ（鉛直方向軸回り、図３の紙面垂直方向）を中心にして、円周方向に沿って配列されている。第１測定室２１から第６測定室２６の中心には、各測定室の回動中心となる固定された円筒部２７が設けられており、この円筒部２７の内部には、撮像手段としてのカメラ３０が固定されている。

このカメラ３０は、好ましくはカラー撮影可能なカメラであり、常に正面部Ｐに向いている。第１測定室２１から第６測定室２６の各内周部には、光通過用の窓部２９が形成されている。この窓部２９は、カメラ３０に対面する位置にある。この窓部２９には、粉体がカメラ３０側に侵入するのを防ぐために、透明のガラス板のような透明板３１が取り付けられている。

これにより、図３のモータ１２が制御部１０に指令により駆動して、駆動ギア１１が回転することにより、ターン粉体テーブル８は、回転中心軸ＣＬを中心として、６０度毎に矢印Ｈ方向に回転角度を制御することで、第１測定室２１から第６測定室２６の内の任意の１つの測定室が、正面部Ｐに位置決めできるようになっている。図３の例では、第１測定室２１が、正面部Ｐに位置決めされている。そして、正面部Ｐに位置決めされた第１測定室２１から第６測定室２６の内の１つの測定室内には、図１に示す粉体供給部４のホッパー４Ａのいずれかの１つから、所定量の粉体が供給できるようになっている。

次に、図３と図４と図５を参照して、測定部５の構造例をさらに説明する。図４は、図３に示す第１測定室２１から第６測定室２６の内の一例として、第１測定室２１の内部構造例を示す縦方向の断面図である。図５は、第１測定室２１の内部構造例を示す斜視図である。

図３に示すように、測定部５は、均等な寸法を有する上から見て扇型の第１測定室２１から第６測定室２６を有している。第１測定室２１から第６測定室２６は、ターン粉体テーブル８に対してそれぞれ着脱可能に設定でき、互いに独立したユニットである。図２に示すように、第１測定室２１から第６測定室２６は、着脱時に把持するための取っ手Ｔが設けられている。

図２（Ａ）と図３に示すように、第１測定室２１から第６測定室２６の天井部には、粉体投入口３２が形成されている。粉体投入口３２は、図１に示す粉体供給部４のホッパー４Ａから、第１測定室２１から第６測定室２６の内部に粉体を入れるための開口部である。

図３と図４に示すように、第１測定室２１から第６測定室２６の前面部には、それぞれ曲面状のカバー部材３３が開閉可能に取り付けられている。このカバー部材３３としては、第１測定室２１から第６測定室２６の内部の様子が見えるようにするために、透明のプラスチック板、例えば透明のアクリル板が用いられている。

例えば、図３に示す第１測定室２１、第２測定室２２、第６測定室２６には、それぞれ粉体供給部４から落下してきた粉体を受けて粉体堆積層を形成するための粉体テーブル４１，４２，４６が配置されている。第１測定室２１は、安息角、崩潰角（崩壊角）、差角を測定するための室であり、第２測定室２２は、例えばかさ密度および圧縮度を測定するための室である。そして、第６測定室２６は、スパチュラ角および崩潰角を測定するための室である。残りの第３測定室２３、第４測定室２４、第５測定室２５は、空室となっているが、例えば凝集度を測定するために設けられた室である。

ここで、図４と図５に示す第１測定室２１を、代表例にして説明する。図４と図５に示すように、第１測定室２１は、天井部３４、底面部３５、左右の側面部３６，３７、背面部３８により形成されている。

図４に例示するように、第１測定室２１では、例えば粉体堆積層５０の安息角θａを測定することができる。第１測定室２１内において底面部３５の上には、粉体テーブル５１と、矩形の平皿状のバット５２が配置されている。ホッパー４Ａのロート３４Ａが粉体投入口３２に差し込まれている。このロート３４Ａから投入される粉体が、粉体テーブル５１上に堆積することにより、粉体テーブル５１の上には山型の粉体堆積層５０が形成される。粉体テーブル５１は、平面で見て円盤状であり、支持棒５３により保持されている。支持棒５３は、板状部材の安息角バー５４により支えられている。なお、ロート３４Ａの下端部から粉体テーブル５１までの距離は、例えば６５ｍｍである。

また、図４と図５に示す第１測定室２１内には、衝撃振動によって崩壊角を策定するための振動手段５５が設けられている。この振動手段５５は、磁性体の錘５６と、錘受部材５７と、錘案内パイプ５８を有している。キャップ５８Ｃが錘案内パイプ５８の上に設けられており、キャップ５８Ｃの下には、錘５６の移動上端位置を規定するストッパ５９が設けられている。

錘５６は錘案内パイプ５８に通すためにリング状である。磁石６０は、電磁石あるいは永久磁石であり、磁石６０は、ワイヤ６１に連結されている。このワイヤ６１は、駆動部６２により巻出し動作や巻取り動作を行うことができる。安息角バー５４の一端部が錘受部材５７に固定されている。

駆動部６２がワイヤ６１を巻き出して磁石６０を上昇させることで、錘５６が磁石６０の磁力により同時に引き上げられ、錘５６はストッパ５９に当接して止まる。しかし、磁石６０だけがさらに上昇することで磁石６０は錘５６から離れるので、錘５６に及ぼす磁石６０の磁力の影響が低下する。従って、錘５６が自重により錘案内パイプ５８に沿って錘受部材５７に落下することにより、振動が安息角バー５４と粉体テーブル５１を介して、粉体テーブル５１上の粉体堆積層５０に伝わり、粉体堆積層５０が崩壊した状態になり、粉体堆積層の崩潰角を測定することができるようになっている。錘５６の重量や落下距離等はＪＩＳ（日本工業規格）により規定されている。

次に、図６を参照して、図１に示す粉体特性測定装置１に配置されている粉体堆積層角度測定装置７０の好ましい構成例を説明する。図６は、粉体堆積層の安息角、崩潰角、スパチュラ角の内、その代表例として安息角θａ測定時の粉体堆積層角度測定装置７０を示す図である。

図６に示す粉体堆積層角度測定装置７０は、撮像手段としてのカメラ３０と、演算手段としてのパーソナルコンピュータのようなコンピュータ８０と、このコンピュータ８０内に組み込まれている背景画像処理手段９０と、傾斜角解析手段９１を有している。

撮像手段としての１台のカメラ３０は、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）カメラ等を採用でき、図４と図５に示すように、第１測定室２１の窓部２９に対応する位置に固定されている。例えば、このカメラ３０は、窓部２９の透明板３１を通じて、第１測定室２１の内部の粉体堆積層５０を撮影することができる。

図７は、粉体堆積層角度測定装置７０の構成例をさらに詳しく示している。

図７に示すように、粉体堆積層角度測定装置７０のコンピュータ８０は、本体部７１と、表示部７２を有している。本体部７１の内部には、中央制御部（ＣＰＵを含む）７３と、外部通信部７４と、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）７５と、情報記録手段であるメモリ７６と、背景画像処理手段９０と、傾斜角解析手段９１と、電池９２が設けられている。

中央制御部７３は、表示部７２、ＲＯＭ７５、メモリ７６、外部通信部７４、背景画像処理手段９０、傾斜角解析手段９１、そして電池９２に電気的に接続されている。表示部７２は、中央制御部７３の指令により必要な画像情報等を表示する。外部通信部７４は、カメラ３０により撮像された撮像画像情報を、中央制御部７３に供給する。電池９３は、中央制御部７３に電源供給をすることで、各要素の動作を行わせる。

背景画像処理手段９０は、中央制御部７３の指令により、図６に示す粉体堆積層５０の撮像画像情報から、背景情報を消去する機能を有する。傾斜角解析手段９１は、中央制御部７３の指令により、背景画像処理手段９０によって背景が消去された粉体堆積層５０だけの撮像画像情報から、粉体堆積層５０の傾斜角を求める機能を有する。ＲＯＭ７５は、制御プログラムや各種のデータを予め格納している。メモリ７６は、演算結果や測定結果を一時的に格納する。

図８は、粉体堆積層５０を含む撮像画像Ｇから、粉体堆積層５０以外の背景情報である撮像画像Ｆを消去して、粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋを演算して得るための画像処理例を示す図である。図７に示す背景画像処理手段９０は、中央制御部７３の指令により、粉体堆積層５０を含む撮像画像Ｇから、粉体堆積層５０以外の背景情報である撮像画像Ｆを消去する。

図８（Ａ）では、粉体堆積層５０が粉体テーブル５１の上に形成される前の状態を、図６のカメラ３０が撮像した状態、すなわち粉体堆積層５０の安息角作成前の撮像画像Ｆの例を示している。安息角作成前の撮像画像Ｆには、粉体テーブル５１やこの粉体テーブル５１の周囲の例えば振動手段５５（ショッカ）が含まれているが、粉体堆積層５０は含まれていない。安息角作成前の撮像画像Ｆは、いったん図７のメモリ７６に記憶され、表示部７２に表示できる。

図８（Ｂ）では、粉体堆積層５０が粉体テーブル５１の上に形成された状態、すなわち粉体堆積層５０の安息角作成後の撮像画像Ｇの例を示している。安息角作成後の撮像画像Ｇには、粉体テーブル５１や振動手段５５、そして粉体堆積層５０が含まれている。安息角作成後の撮像画像Ｇは、いったん図７のメモリ７６に記憶され、表示部７２に表示できる。

図８（Ｃ）では、安息角作成後の撮像画像Ｇから、安息角作成前の撮像画像Ｆを差し引いた演算画像（Ｇ−Ｆ）の例を示している。図７に示す背景画像処理手段９０がこの演算画像（Ｇ−Ｆ）を作成すると、演算画像（Ｇ−Ｆ）では、粉体テーブル５１や振動手段５５を含む粉体堆積層５０の画像情報から、粉体堆積層５０以外の余分な背景情報である粉体テーブル５１や振動手段５５等の画像情報を差し引くことで、粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋを抜き出して残すことができる。演算画像（Ｇ−Ｆ）、すなわち粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋは、いったん図７のメモリ７６に記憶され、表示部７２に表示できる。

その後、図７に示す傾斜角解析手段９１は、メモリ７６から演算画像（Ｇ−Ｆ）、すなわち粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋを読み出して、抜き出した粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋについてのノイズの除去を行い、粉体堆積層５０の安息角θａの測定を行う。これにより、傾斜角解析手段９１は、抜き出した粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋだけを扱うので、精度良く安息角θａの測定を行うことができる。

図９から図１２では、図７に示す傾斜角解析手段９１が、粉体堆積層５０の安息角θａの測定を行う角度測定方法の例を説明する。

図９は、抜き出した粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋの例を示しており、図１０は、図９に示す画像情報Ｋに設定したウインドＷの拡大図である。図１１は、粉体堆積層５０の安息角θａの取得を説明する図である。

図９に示す粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋは、二値化後の画像である。ウインドＷは、図１０に示すように、一例として７行１０列のマトリックスである。粉体堆積層５０を示す黒色画素群１１０は、斜線で示しているが、７行９列に渡って形成されており、この黒色画素群１１０の斜辺の傾斜角度θは、以下の計算式により得られる。

縦横比：Ｘ＝７÷９
傾斜角度θ＝Ａｔａｎ（Ｘ）×１８０÷π
そして、粉体堆積層５０の左右の傾斜について傾斜角度θを求めて、その左右の傾斜角度θの平均値を求めて、粉体堆積層５０の安息角θａとする。

図７の傾斜角解析手段９１は、傾斜角度θの測定を、図１２のフローに従って行うことができる。図１２のステップＳＴ１では、粉体堆積層５０の二値化画像の中で、粉体堆積層５０の頂点部に対応する頂点画素１１１を特定する。ステップＳＴ２では、図１１に示すように、頂点画素１１１を含む画素列を、画素基準列１１２として特定する。ステップＳＴ３では、画素基準列１１２から左右両側に向けて各列につき粉体堆積層５０の二値化画像に属する画素数をカウントする。ステップＳＴ４では、列単位の画素数の変化により粉体堆積層５０の傾斜角度θを計算する。ステップＳＴ５では、この傾斜角度θの計算結果は、図７の表示部７２に表示する。

このように、傾斜角解析手段９１は、粉体堆積層５０の黒色画素群１１０において頂点画素１１１を特定して、この頂点画素１１１を含む画素基準列１１２を設定して、この画素基準列１１２から左右両側に向けて各列について二値化画像の画素数をカウントして、列単位の画素数の変化により粉体堆積層５０の傾斜角度θを計算することができる。そして、左右の傾斜角度θを平均することで、粉体堆積層５０の安息角θａとする。

ここで、図１３から図１５を参照して、粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋを演算して得るための画像処理例を説明する。

図１３から図１５は、粉体堆積層５０を含む撮像画像Ｇから、粉体堆積層５０以外の背景情報である撮像画像Ｆを消去して、粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋを演算して得るための画像処理例を、さらに詳しく示している。

図１３は、安息角作成前の撮像画像Ｆの一部と、色情報ＦＣを示している。図１４は、安息角作成後の撮像画像Ｇの一部と、色情報ＧＣを示している。図１５は、粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋの一部と、その色情報ＫＣを示している。

カラー撮影の可能なカメラ３０により得られた安息角作成前の撮像画像Ｆと、安息角作成後の撮像画像Ｇと、そして抜き出した粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋについては、画像のサイズの各マス目について、色情報（Ｒ：赤０〜２５５、Ｇ：緑０〜２５５、Ｂ：青０〜２５５）が、数値として記録される。

図１３から図１５では、図面の簡単化のために、縦方向にＭ１からＭ５、横方向Ｎ１からＮ５の合計２５のマス目が抜き出して代表して記載されている。

図１３に示す安息角作成前の撮像画像Ｆでは、マス目Ｌ１からＬ５が、粉体テーブル５１を示しており、色情報ＦＣは、空色（Ｒ：赤０、Ｇ：緑２５５、Ｂ：青２５５）で表示される。マス目Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、粉体テーブル５１の周囲の例えば振動手段５５を示しており、色情報ＦＣは、赤色（Ｒ：赤２５５、Ｇ：緑０、Ｂ：青０）で表示される。その他のマス目の色情報ＦＣは、白色（Ｒ：赤２５５、Ｇ：緑２５５、Ｂ：青２５５）で表示される。

図１４に示す安息角作成後の撮像画像Ｇでは、マス目Ｌ１からＬ５が、粉体テーブル５１を示しており、色情報ＧＣは、空色（Ｒ：赤０、Ｇ：緑２５５、Ｂ：青２５５）で表示される。マス目Ｒ３は、粉体テーブル５１の周囲の例えば振動手段５５を示しており、色情報ＧＣは、赤色（Ｒ：赤２５５、Ｇ：緑０、Ｂ：青０）で表示される。マス目Ｑ１からＱ９は、粉体堆積層５０を示しており、色情報ＧＣは、灰色（Ｒ：赤１５０、Ｇ：緑１５０、Ｂ：青１５０）で表示される。

図１５に示す抜き出した粉体堆積層５０だけの画像情報Ｋでは、マス目Ｌ１からＬ５の色情報ＫＣは、空色から白色（Ｒ：赤２５５、Ｇ：緑２５５、Ｂ：青２５５）に代わって表示される。マス目Ｒ３の情報ＫＣは、赤色から白色（Ｒ：赤２５５、Ｇ：緑２５５、Ｂ：青２５５）に代わって表示される。マス目Ｑ１からＱ９は、粉体堆積層５０を示しており、情報ＫＣは、灰色（Ｒ：赤１５０、Ｇ：緑１５０、Ｂ：青１５０）のままで表示される。

図７に示す傾斜角解析手段９１は、粉体堆積層５０を示す情報ＫＣの灰色から、粉体堆積層５０の安息角θａを、背景情報に邪魔されることが無く、正確に解析して測定することができる。

このように、各マス目の色情報は、図７に示す表示部７２に表示でき、Ｒ、Ｇ、Ｂとしてそれぞれ０から２５５の濃淡の段階で数値表示して、しかもメモリ７６に記録できる。

これにより、本発明の第１実施形態によれば、バックライトがなくとも安息角測定に必要な明確な粉体堆積層の画像情報が得られるようになる。この場合、測定にあたって、測定室内を暗くする必要がないため、外光等による周囲環境に影響されることなく角度測定が可能となり、しかも測定状態を外から監視できるメリットが生まれる。また、部品点数の削減は、コストの面、組立性の面、設計自由度の面において大変好ましいものとなる。

（第２実施形態）
次に、図１６と図１７を参照して、本発明の粉体堆積層角度測定装置の第２実施形態を説明する。図１６は、本発明の第２実施形態の粉体堆積層角度測定装置７０Ａを示す図であり、図１７は、図１６の粉体堆積層角度測定装置７０Ａの構成例をさらに詳しく示す図である。

図１６と図１７に示す第２実施形態の粉体堆積層角度測定装置７０Ａは、図６と図７に示す第１実施形態の粉体堆積層角度測定装置７０と比較して、実質的に同様の箇所には同じ符号を記してその説明を省略する。粉体堆積層角度測定装置７０Ａが粉体堆積層角度測定装置７０と異なるのは、次の点である。

図１６に示すように、撮影時に粉体堆積層に余分な背景が写らないようにしたものであって、粉体堆積層角度測定装置７０Ａは、撮像手段としてのカメラ３０と、演算手段としてのパーソナルコンピュータのようなコンピュータ８０と、このコンピュータ８０内に組み込まれている傾斜角解析手段９１と、背景を無地とするためのバックスクリーン１００を有している。

撮像手段としての１台のカメラ３０は、例えばＣＣＤカメラ等を採用でき、図１６に示すように、第１測定室２１の窓部２９に対応する位置に固定されている。このカメラ３０は、窓部２９の透明板３１を通じて、内部の粉体堆積層５０を撮影することができる。

図１７に示すように、粉体堆積層角度測定装置７０Ａのコンピュータ８０は、本体部７１と、表示部７２を有している。本体部７１の内部には、中央制御部（ＣＰＵを含む）７３と、外部通信部７４と、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）７５と、情報記録手段であるメモリ７６と、傾斜角解析手段９１と、電池９２が設けられている。

中央制御部７３は、表示部７２、ＲＯＭ７５、メモリ７６、外部通信部７４、傾斜角解析手段９１、そして電池９２に電気的に接続されている。表示部７２は、中央制御部７３の指令により必要な情報を表示する。外部通信部７４は、カメラ３０により撮像された撮像画像情報を、中央制御部７３に供給する。電池９３は、中央制御部７３に電源供給をすることで、各要素の動作を行わせる。

傾斜角解析手段９１は、中央制御部７３の指令により、粉体堆積層５０の無地の撮像画像情報Ｄから、粉体堆積層５０の傾斜角を求める機能を有する。ＲＯＭ７５は、制御プログラムや各種のデータを予め格納している。メモリ７６は、演算結果や測定結果を一時的に格納する。

図１６に示すバックスクリーン１００は、粉体堆積層５０の背景を無地とするためのものであって、外から内部が見える位置に設けるようにすることが望ましい。施工手段としては、例えばカバー部材３３の内面に貼り付けるようにするか、あるいは塗装等により形成しても良い。カメラ３０は、粉体堆積層５０の一方の側に配置されているが、バックスクリーン１００は、粉体堆積層５０の他方の側に配置されている。すなわち、カメラ３０とバックスクリーン１００は、粉体テーブル５１上の粉体堆積層５０を挟んで、対向して配置されている。これにより、カメラ３０により撮影される粉体堆積層５０の背景は無地となるため、背景を消去する画像処理が不要となっている。

図１７に示すコンピュータ８０の外部通信部７４が、カメラ３０により撮影された粉体堆積層５０の撮像画像Ｄを中央制御部７３に取り込むと、この撮像画像Ｄは、背景が無地となっている。傾斜角解析手段９１は、中央制御部７３の指令により、第１実施形態における図９から図１２に示す方法により、同様にして粉体堆積層５０の無地の撮像画像情報Ｄから、図１６に示す粉体堆積層５０の傾斜角θａを求めることができる。

これにより、第２実施形態によれば、バックスクリーンを用いるという簡単な手段によって、従来のシルエット画像と同様に背景が無地の粉体堆積層の明確な撮像画像が得られるようになる。この結果、第１実施形態の効果に加えて、さらに背景画像処理手段が不要となる等、構造が簡単な装置にできるメリットが得られる。

以上、説明したように、粉体堆積層の傾斜角の測定にあたって、必須の条件であったシルエット画像を作るためのバックライトが無くても、本発明にあっては、背景が無地の粉体堆積層の明確な撮像画像を得ることができる。

バックライトの省略は、前記した如く、バックライトとその電源回路及び配線等が不要となるため、部品点数削減にともなうコストの低減、組立性の向上につながる等の効果を奏することは無論として、特に粉体特性測定装置内のレイアウトがより容易となり、設計自由度の向上が図れる等大変好ましいものとなる。加えて、すべての粉体特性のデータを演算手段、例えばパーソナルコンピュータを用いる管理、即ちパソコン等による管理が容易に行えるようになる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、各実施形態は一例であり、特許請求の範囲に記載される発明の範囲は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更できるものである。

例えば、演算手段としては、いわゆるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を用いているが、これに限らず、例えばタブレット型の情報端末等を用いることができる。

図示例では、粉体堆積層角度測定装置は、傾斜角の一例として粉体堆積層の安息角を測定しているが、これに限らず、例えばスパチュラ角、崩潰角等も同様にして測定できる。

１ 粉体特性測定装置
２１ 第１測定室
３０ カメラ（撮像手段の一例）
５０ 粉体堆積層
５１ 粉体テーブル
７０ 粉体堆積層角度測定装置
７０Ａ 粉体堆積層角度測定装置
７２ 表示部
７３ 中央制御部
８０ コンピュータ（演算手段）
９０ 背景画像処理手段
９１ 傾斜角解析手段
１００ バックスクリーン
Ｆ 安息角作成前の撮像画像
Ｇ 安息角作成後の撮像画像
Ｋ 粉体堆積層だけの画像情報
θａ 粉体堆積層の安息角（傾斜角の一例）

Claims (2)

1. 粉体供給部から供給された粉体によって粉体テーブル上に作られた粉体堆積層の傾斜角を測定する粉体堆積層角度測定装置であって、
   粉体投入口が天井部に形成されているとともに前記粉体テーブルが前記粉体投入口の真下に配置され、閉鎖可能な空間にされている傾斜角測定用の測定室であって撮像用の照明不要に設けられ互いに独立している安息角測定用の測定室Ａ、および、スパチュラ角測定用の測定室Ｂと、
   前記粉体テーブル上に作られた前記粉体堆積層を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって撮影された前記粉体堆積層の撮像画像を取り込む演算手段と、
   前記演算手段内に組み込まれ、前記粉体堆積層の前記撮像画像から背景を消去する背景画像処理手段と、
   前記背景画像処理手段によって前記背景が消去された前記粉体堆積層の前記撮像画像から前記粉体堆積層の前記傾斜角を求める傾斜角解析手段と、を備え、
   前記測定室Ａおよび前記測定室Ｂは、前記測定室Ａおよび前記測定室Ｂの全体が移動されることで何れかの前記粉体投入口が前記粉体供給部の供給位置に位置決め可能にされており、
   前記傾斜角解析手段は、前記測定室Ａまたは前記測定室Ｂがそれぞれ前記粉体供給部の供給位置に位置決めされて測定室内に作られた前記粉体堆積層からその粉体堆積層の傾斜角度を測定するようにされ、
   前記撮像手段は、３原色でカラー撮影可能なＣＣＤカメラを有していて、前記粉体堆積層の形成前の撮像画像である形成前画像と、前記粉体堆積層の形成後の撮像画像である形成後画像と、を撮影するように設定されていることを特徴とする粉体堆積層角度測定装置。
2. 粉体供給部から供給された粉体によって粉体テーブル上に作られた粉体堆積層の傾斜角を測定する粉体堆積層角度測定装置であって、
   粉体投入口が天井部に形成されているとともに前記粉体テーブルが前記粉体投入口の真下に配置され、閉鎖可能な空間にされている傾斜角測定用の測定室であって撮像用の照明不要に設けられ互いに独立している安息角測定用の測定室Ａ、および、スパチュラ角測定用の測定室Ｂと、
   前記粉体テーブル上に作られた前記粉体堆積層を挟んで対向して配置され、前記粉体堆積層を撮像する一方の撮像手段と、
   前記撮像手段によって撮影される前記粉体堆積層の背景を無地とするための他方のバックスクリーンと、
   前記撮像手段によって撮影された前記背景が無地の前記粉体堆積層の撮像画像を取り込む演算手段と、
   前記演算手段内に組み込まれ、前記背景が無地の前記粉体堆積層の前記撮像画像から前記粉体堆積層の前記傾斜角を求める傾斜角解析手段と、を備え、
   前記測定室Ａおよび前記測定室Ｂは、前記測定室Ａおよび前記測定室Ｂの全体が移動されることで何れかの前記粉体投入口が前記粉体供給部の供給位置に位置決め可能にされており、
   前記傾斜角解析手段は、前記測定室Ａまたは前記測定室Ｂがそれぞれ前記粉体供給部の供給位置に位置決めされて測定室内に作られた前記粉体堆積層からその粉体堆積層の傾斜角度を測定するようにされ、
   前記撮像手段は、３原色でカラー撮影可能なＣＣＤカメラを有していて、前記粉体堆積層の形成前の撮像画像である形成前画像と、前記粉体堆積層の形成後の撮像画像である形成後画像と、を撮影するように設定されていることを特徴とする粉体堆積層角度測定装置。

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