JP6965207B2 - 粉粒体散布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 - Google Patents

粉粒体散布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 Download PDF

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Description

本発明は、容器内に貯蔵されている粉粒体を散布対象物に散布する工程で利用される、粉粒体散布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。
ホッパー等の容器に貯蔵されている粉粒体を該容器の外部に搬送・供給する方法として、粉粒体の搬送路を振動させる方法が知られている。この方法では、搬送路の振動強度を調整することで、粉粒体の流量（単位時間当たりの搬送量）を調整することができる。斯かる粉粒体の流量計測方法として、容器に貯蔵されている粉粒体の質量を連続的に計測し、単位時間当たりの質量変化（質量減少量）を算出して粉体の流量とする、いわゆるロスインウェイト方式での流量計測方法が知られている。また、粉粒体の流量を所望の値にするため、ロスインウェイト方式で算出した流量を用いて、振動強度等の駆動条件のフィードバック制御を行い、安定した一定流量を得ることが行われている（例えば特許文献１及び２）。
また、粉粒体の搬送・供給量を検査する技術に関し、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３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。
特許文献４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、検査初期段階の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基準検量線を作成し、さらに、該基準検量線と、該二値化画像データから算出された検査初期段階の粉粒体の粒径とに基づいて、検査対象の粉粒体の粒径を算出し、その粒径の算出値を用いて、該基準検量線の傾きを補正して補正検量線を作成している。そして、撮像された各二値化画像データの画素から、前記補正検量線に基づいて、粉粒体の質量値すなわち散布量を計測している。
特開平１１−１６０１３８号公報 特開２０００−５５７２１号公報 特開２００２−５６３７号公報 特開２０１７−１１６２６０号公報
特許文献１〜４に記載の如き従来技術によれば、容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器の外部に供給・搬送する場合に、粉粒体の搬送・供給量を正確に把握することができる。しかしながら近年は、このような粉粒体の質量管理に要求されるレベルが高まっており、従来技術がその高い管理要求レベルに対応するためには改善の余地がある。特に、粉粒体を含む物品を連続製造する場合、とりわけ、数ミリグラム程度の微量の粉粒体を散布して該物品を連続製造する場合に、散布中の粉粒体の質量すなわち散布量を正確に把握し得る技術は未だ提供されていない。
したがって本発明の課題は、粉粒体の散布中にその散布量を正確に把握し得る技術を提供することに関する。
本発明は、容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施中に、該散布対象物に散布された粉粒体の質量を検査する粉粒体散布量検査装置であって、前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する第１の計測機構と、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して画像データを得、該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・蓄積し、前記所定時間ｔ１に蓄積された該二値化画像データから得られる該粉粒体の累積画素と、前記第１の計測機構によって計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成し、該検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する第２の計測機構とを具備する粉粒体散布量検査装置である。
また本発明は、容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施中に、該散布対象物に散布された粉粒体の質量を検査する粉粒体散布量検査方法であって、前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する質量変化量計測工程と、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して画像データを得る撮像処理工程と、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、前記所定時間ｔ１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累積画素と、前記質量変化量計測工程で計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成する検量線作成工程と、前記検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する散布量計測工程とを有する粉粒体散布量検査方法である。
また本発明は、容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を搬送手段によって所定の一方向に搬送した後、該搬送手段から自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施によって、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、前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する第１の計測機構と、前記搬送手段から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して画像データを得、該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・蓄積し、前記所定時間ｔ１に蓄積された該二値化画像データから得られる該粉粒体の累積画素と、前記第１の計測機構によって計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成し、該検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する第２の計測機構とを具備する粉粒体含有物品の製造装置である。
また本発明は、容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を搬送手段によって所定の一方向に搬送した後、該搬送手段から自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施によって、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、前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する質量変化量計測工程と、前記搬送手段から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して画像データを得る撮像処理工程と、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、前記所定時間ｔ１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累積画素と、前記質量変化量計測工程で計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成する検量線作成工程と、前記検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する散布量計測工程とを有する粉粒体含有物品の製造方法である。
本発明の粉粒体散布量検査装置及び検査方法によれば、粉粒体の散布中にその散布量を正確に把握することができる。また、本発明の粉粒体含有物品の製造装置及び製造方法によれば、該物品の製造工程における粉粒体の散布中にその散布量を正確に把握することができるため、該物品１個当たりの散布量が微量の場合でも、粉粒体を高精度で散布することができ、高品質の該物品を安定的に効率良く製造することができる。
図１は、本発明の粉粒体含有物品の製造方法の実施に用いられる粒体含有物品の製造装置の一実施形態の概略構成図である。 図２は、図１に示す製造装置の制御系を示すブロック図であり、本発明の粉粒体散布量検査装置の一実施形態の概略構成図でもある。 図３は、本発明の粉粒体散布量検査方法における、制御用の質量変化量計測工程の計測結果の一例を示す図である。 図４は、本発明の粉粒体散布量検査方法における検量線作成方法のアルゴリズムの一例を示す図である。 図５は、検査対象の粉粒体の粒子を撮像した画像の一例である。 図６は、図５に示す画像を二値化した画像である。 図７は、本発明に係る検量線の一例を示すグラフである。 図８（ａ）は、容器から排出され散布対象物に向けて自由落下する粉粒体の撮像画像データから算出された、該粉粒体の粒径変動率の経時変化を示すグラフ、図８（ｂ）は、そのときの容器込み粉粒体質量の変化量の実測値の経時変化を示すグラフ、図８（ｃ）は、該撮像画像データから算出された粉粒体の散布量の計測値の経時変化を示すグラフである。 図９は、本発明の粉粒体散布量検査方法における計量手段の異常判定工程の一例を示す図である。 図１０（ａ）は、ロードセル式計量器による散布量計測で得られた散布量の経時変化のグラフ、図１０（ｂ）は、自由落下する粉粒体の画像データに基づき算出した該粉粒体の粒径の経時変化を示すグラフ、図１０（ｃ）は、参考例１において画像データによる散布量計測で得られた経時変化のグラフ、図１０（ｄ）は、検量線の傾き（検量線の重み）を逐次更新したグラフ、図１０（ｅ）は、実施例１において画像データによる散布量計測で得られた経時変化のグラフである。
以下、本発明について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には、本発明の粉粒体含有物品の製造装置の一実施形態である製造装置１の概略構成が示されている。製造装置１は、図１に示すように、容器としてのホッパー２内に貯蔵されている粉粒体Ｐを該ホッパー２から排出し、その排出された粉粒体Ｐを搬送手段３によって所定の一方向に搬送した後、該搬送手段３から自由落下させて散布対象物Ｔに散布することで、該粉粒体Ｐを含む物品を製造するもので、その主な働きから「粉粒体散布装置」とも言えるものである。
製造装置１によって製造される粉粒体含有物品としては、例えば粉粒体Ｐとしての吸水性ポリマー粒子を含有する発熱体が挙げられる。散布対象物Ｔとしては一般に基材シートが挙げられ、例えば、各種製法による不織布、樹脂フィルム、織物、編み物、紙等、及びこれらのうちの同種又は異種のものを複数枚積層した積層体等が挙げられる。
粉粒体Ｐとしては、吸水性ポリマー粒子の他に、例えば砂糖、活性炭、小麦粉、ポリエチレンペレット、ポリプロピレンペレット、ポリエチレンテレフタレートチップ、ポリカーボネートチップ、ポリエチレングラニュール、ポリアクリル酸ブチルビーズ等の有機物の粉粒体や、金属粉、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、ガラス、石灰等の無機物の粉粒体が挙げられる。粉粒体Ｐの形状は特に制限されず、例えば、球状、碁石状、楕円形、楕円柱、針状、キュービック状等が挙げられる。本発明によれば、粉粒体Ｐが真球状の場合は勿論のこと、真球状以外の形状であっても、定量性良く散布することができる。
製造装置１は、粉粒体Ｐを内部に一時的に貯蔵可能なホッパー（容器）２と、ホッパー２から排出された粉粒体Ｐを図中符号Ｘで示す所定の水平方向における一方向に搬送し、連続搬送される基材シートＴ（散布対象物）上に散布する搬送手段３とを備えている。基材シートＴは例えば、図１に示す如き搬送ロール、あるいはベルトコンベア等の公知の搬送装置により連続搬送することができる。なお、基材シートＴ及びその搬送装置は、製造装置１を構成するものではない。
ホッパー２は、図１に示す如き側面視、すなわち、搬送手段３による粉粒体Ｐの搬送方向Ｘと直交する方向から見た場合において、上底が下底より長い台形形状をなしている貯蔵部２１と、該貯蔵部２１の下端に連接され、該側面視において長方形形状をなす直方体形状の排出部２２とを含んで構成されている。貯蔵部２１は内部に粉粒体Ｐを貯蔵可能な空間を有し、その内部空間に粉粒体Ｐを一時的に貯蔵可能になされている。粉粒体Ｐは、貯蔵部２１の上部開口から粉粒体供給手段２４によって貯蔵部２１の内部空間に供給される。排出部２２は内部に粉粒体Ｐの移動路を有し、且つ排出部２２の下端（貯蔵部２１側とは反対側の端部）には、粉粒体Ｐの排出口２３が形成されており、貯蔵部２１の内部空間と排出口２３とが該移動路を介して連通している。ホッパー２は、斯かる構成により、内部に一時的に貯蔵した粉粒体Ｐを、前記移動路を介して排出口２３より排出可能になされている。
搬送手段３は、図１に示すように、ホッパー２の排出口２３から排出された粉粒体Ｐを受け取って水平方向に搬送する受取手段（トラフ）３５と、受取手段３５の一端側に配されて片持ち梁の状態で該受取手段３５を振動させる振動発生手段３６とを含んで構成されている。搬送手段３は、ホッパー２の下端に位置する排出口２３に対して隙間を置いて配置されている。振動発生手段３６は、受取手段３５の下面（粉粒体Ｐの受け取り面とは反対側の面）に固定されている。受取手段３５において、粉粒体Ｐの受け取り及び搬送に利用される（粉粒体Ｐと接触する）のは、ホッパー２（排出口２３）の下方に位置する部分及びその近傍であり、それ以外の部分は基本的に粉粒体Ｐと接触しない粉粒体非接触部であるところ、振動発生手段３６は、受取手段３５の該粉粒体非接触部における下面に固定されている。
搬送手段３は、振動発生手段３６を作動させて受取手段３５を振動させることによって、受取手段３５上の粉粒体Ｐを所定の方向に搬送可能になされている。製造装置１は、図１に示すように、振動発生手段３６に印加する電圧及び周波数を制御する制御部５を備えており、該制御部５によって、受取手段３５の振動数及び／又は振幅を制御し、延いては、受取手段３５上の粉粒体Ｐの搬送状態を制御して、散布対象物たる基材シートＴに対する粉粒体Ｐの散布量を制御する。すなわち、制御部５による制御下、振動発生手段３６の非作動時には、受取手段３５は振動していないため、受取手段３５上の粉粒体Ｐの搬送は停止又は抑制されているが、斯かる状態から振動発生手段３６を作動させると、受取手段３５が振動を開始することによって、受取手段３５上の粉粒体Ｐの停止又は抑制が解除され、粉粒体Ｐは、図中符号Ｘで示す方向に搬送され、最終的には図１に示すように、受取手段３５の搬送方向Ｘの先端部から落下して、受取手段３５の下方を連続搬送されている基材シート（散布対象物）Ｔ上に連続的に散布される。
受取手段３５としては、振動発生手段３６によって発生する振動を受取手段３５上の粉粒体Ｐに適切に伝えるようにする観点から、平板状のものが好ましく、より具体的には、図１に示す如き扁平な平板部材が好ましい。斯かる平板部材からなる受取手段３５の材質は特に制限されないが、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、プラスチック等が挙げられる。
振動発生手段３６としては、受取手段３５上の粉粒体Ｐを所望の一方向に搬送させ得る振動成分を発生可能なものであれば良く、例えば、圧電セラミック等の圧電素子、振動フィーダー等の公知の振動発生手段が挙げられる。
ホッパー２には計量手段４として、２台の計量手段４Ａ，４Ｂが取り付けられている。より具体的には図１に示すように、ホッパー２の貯蔵部２１を画成する壁部に支持部材４１を介して計量手段４Ａが固定され、また、該支持部材４１に別の支持部材４２を介して計量手段４Ｂが固定されている。計量手段４Ｂを支持する支持部材４２はホッパー２と接触しておらず、したがって、ホッパー２における両計量手段４Ａ，４Ｂの取り付け位置は同じである。なお、計量手段４Ａ，４Ｂの取り付け位置や固定方法は、図示の形態に制限されず、計量が正確に行える範囲で適宜調整可能であり、例えば、計量手段４Ａ，４Ｂは、支持部材４１，４２を介さずにホッパー２の壁部に直接取り付けられていてもよい。
計量手段４（４Ａ，４Ｂ）としては、ホッパー２の質量と該ホッパー２内の粉粒体Ｐの質量との合計質量、すなわちホッパー込み粉粒体質量を時間的に連続して計量可能なものが用いられる。ここでいう、「時間的に連続して計量可能」とは、計量データのサンプリング時間が１秒以下であることをいう。計量手段４によって計量された前記合計質量の計量データは、データの取得のたびに制御部５に送信されるようになっている。計量手段４の具体例としては電気式計量器が挙げられ、具体的には、ロードセル式計量器や電磁式計量器、音叉式計量器等を用いることができる。両計量手段４Ａ，４Ｂは互いに同じでもよく、異なっていてもよい。
制御部５は、製造装置１の全体の動作を制御するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されている。図１に示すように、制御部５には画像モニタ等の表示部７が接続されており、該表示部７に、図示しない入力部からデータや操作信号が制御部５に供給されたことや、粉粒体Ｐの散布量の計測値等が表示されるようになされている。
図２には、製造装置１の制御系の概略構成が示されている。図２に示す製造装置１の制御系には、製造装置１が具備する粉粒体散布量検査装置１００の制御系が含まれている。粉粒体散布量検査装置１００は、ホッパー２内に貯蔵されている粉粒体Ｐを該ホッパー２から排出し、その排出された粉粒体Ｐを自由落下させて散布対象物たる基材シートＴに散布する粉粒体散布工程の実施中に、該基材シートＴに散布された粉粒体Ｐの質量すなわち散布量を検査する装置である。つまり製造装置１は、前述した容器としてのホッパー２と搬送手段３とを含む、粉粒体散布部に加えてさらに、粉粒体散布量検査装置１００を含んで構成されている。
製造装置１の主たる特徴の１つとして、散布対象物たる基材シートＴへの粉粒体Ｐの散布中にその散布量を適切に制御するために、１）いわゆるロスインウェイト式によって、ホッパー２の質量と該ホッパー２内の粉粒体Ｐの質量との合計質量（以下、「容器込み粉粒体質量」ともいう）を計測する機能と、２）基材シートＴに向けて自由落下する粉粒体Ｐの画像データから、粉粒体Ｐの基材シートＴに対する散布量を計測する機能とを有する点が挙げられる。そして、前記１）及び２）の２つの機能は、製造装置１が具備する粉粒体散布量検査装置１００によって発揮される。
粉粒体散布量検査装置１００は、図２に示すように、制御部５と、主に前記１）の機能に関わる第１の計測機構１０１と、主に前記２）の機能に関わる第２の計測機構１０２とを含んで構成されている。本発明において粉粒体散布量検査装置１００は、制御部５や両計測機構１０１，１０２などの構成部ごとに分割された複数の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。
第１の計測機構１０１は、図２に示すように、ホッパー２内の粉粒体Ｐの質量を該ホッパー２ごと計量する計量手段４を含んで構成されている。本実施形態において第１の計測機構１０１は、計量手段４として、２台の計量手段４Ａ，４Ｂを具備している。これら２台のうちの一方の計量手段４Ａによる計量結果（容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇａ）は、制御部５による振動発生手段３６の動作制御に利用され、他方の計量手段４Ｂによる計量結果（容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇｂ）は、第２の計測機構１０２において検量線４０Ｆの作成に利用される。また、両計量手段４Ａ，４Ｂにはそれぞれ、演算増幅回路４３及びＡ／Ｄ変換器４４が接続されており、両計量手段４Ａ，４Ｂからのアナログ計量信号は、演算増幅回路４３によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器４４によってデジタル化されて、制御部５に供給される。
第２の計測機構１０２は、図２に示すように、制御部５の一部（検量線作成部４０、検量線記憶領域部５０）と、散布対象物たる基材シートＴに向けて自由落下する粉粒体Ｐの画像データの生成に利用される撮像手段１１及び照明部２０と、該画像データの画像処理等を行う画像処理制御部６とを含んで構成されている。画像処理制御部６は、典型的には、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基に構築した装置として構成されている。
粉粒体散布量検査装置１００は、前記粉粒体散布工程の実施中に、第１の計測機構１０１によりロスインウェイト式で容器込み粉粒体質量Ｇを時間的に連続して計量し、「所定時間」（所定のサンプリング時間）における該質量Ｇの変化量△Ｇａ，△Ｇｂを計測する（質量変化量計測工程）。そして製造装置１においては、図２に示すように、計量手段４Ａにより得られた変化量△Ｇａを用いて、制御部５による制御下で、粉粒体Ｐの散布量の制御やホッパー２への粉粒体Ｐの供給タイミングの制御などが行われる。また、計量手段４Ｂにより得られた変化量△Ｇｂは、第２の計測機構１０２において検量線４０Ｆの作成に利用される。
粉粒体Ｐの散布量の制御などに利用される容器込み粉粒体質量Ｇの変化量（以下、「制御用質量変化量」ともいう。）と、検量線の作成に利用される容器込み粉粒体質量Ｇの変化量（以下、「検量線用質量変化量」ともいう。）とは、これらを計測する際の前記「所定時間」すなわちサンプリング時間が異なる。以下では、制御用質量変化量を計測する際のサンプリング時間を「制御周期時間」ともいい、符号ｔ４を付して、「所定時間ｔ４」あるいは「制御周期時間ｔ４」と表記する場合がある。また、検量線用質量変化量を計測する際のサンプリング時間を「検量線計測時間」ともいい、符号ｔ１を付して、「所定時間ｔ１」あるいは「検量線計測時間ｔ１」と表記する場合がある。本実施形態では前述したとおり、制御用質量変化量は、計量手段４Ａにより得られた変化量△Ｇａであり、検量線用質量変化量は、計量手段４Ｂにより得られた変化量△Ｇｂである。
前記制御用質量変化量を計測する際の制御周期時間ｔ４は、制御動作が原因で実測値の変数が波打つ現象（いわゆるハンチング）が生じた場合に速やかに対応するなどの観点から、短時間であることが好ましく、通常は数秒程度である。一方、正確な検量線を作成するためには計量手段による計測値が安定する時間が必要であることから、前記検量線用質量変化量を計測する際の検量線計測時間ｔ１は、通常は制御周期時間ｔ４よりも長く、数秒から数十秒程度である。ただし、検量線計測時間ｔ１と制御周期時間ｔ４とが同じになる場合もあり得る。
図３には、前記制御用質量変化量（本実施形態では変化量△Ｇａ）の計測結果の一例が示されている。本実施形態において製造装置１は、図１に示すように、ホッパー２内に貯蔵された粉粒体Ｐを排出口２３から排出し、その排出動作中に粉粒体散布量検査装置１００（第１の計測機構１０１）によりロスインウェイト式で容器込み粉粒体質量Ｇを時間的に連続して計量するので、該質量Ｇの計量値は、図３の（１）に示すように時間の経過に伴って減少する。容器込み粉粒体質量Ｇには予め下限値が定められており、該質量Ｇの計量値が該下限値に達すると、制御部５による制御下で、ホッパー２の上方に配置された粉粒体供給手段２４（図１参照）から粉粒体Ｐが補給される。この粉粒体Ｐの補給は、予め定められた容器込み粉粒体質量Ｇの上限値まで行われる。図３の（１）の符号Ｓｔで示す時間はこの粉粒体Ｐの補給時間であり、該補給時間Ｓｔ中は容器込み粉粒体質量Ｇの計量は行わないことが好ましい。また一般に、容器込み粉粒体質量Ｇが前記上限値に一致している状態（粉粒体供給手段２４からホッパー２内に粉粒体Ｐが所定の上限値まで補給された状態）で粉粒体Ｐの排出を開始してからの一定時間である排出初期時間ｔ０は、ホッパー２からの粉粒体Ｐの排出が安定せず、したがって粉粒体Ｐの散布量も安定しない傾向があり、このような散布不安定な排出初期時間ｔ０の計量値を検査に利用すると検査結果の精度が低下するおそれがあるため、補給時間Ｓｔのみならず排出初期時間ｔ０中も、該質量Ｇの計量は行わないことが好ましい。
粉粒体Ｐのホッパー２からの排出が安定した状態で計量を行って粉粒体Ｐの散布量を高精度で計測する観点から、計量手段４による容器込み粉粒体質量Ｇの計量を行わない排出初期時間ｔ０は、好ましくは２秒以上、より好ましくは３秒以上、そして、好ましくは１０秒以下、より好ましくは５秒以下である。
同様の観点から、計量手段４による容器込み粉粒体質量Ｇの計量は、ホッパー２内の粉粒体Ｐの貯蔵量が、該ホッパー２の最大貯蔵量の概ね半量のときに行うことが好ましい。ホッパー２内の粉粒体Ｐの貯蔵量が少なすぎると、排出口２３からの粉粒体Ｐの排出が不安定となり、容器込み粉粒体質量Ｇの計量値の精度が低下するおそれがある。
粉粒体散布量検査装置１００は、第１の計測機構１０１における計量手段４Ａによって、図３の（１）に示すように、容器込み粉粒体質量Ｇを時間的に連続して計量し、所定時間（制御周期時間）ｔ４における該質量Ｇの変化量△Ｇａ（前記制御用質量変化量）を測定する（制御用の質量変化量計測工程）。この変化量△Ｇａは、質量Ｇ１から質量Ｇ２を差し引くこと（質量Ｇ１−質量Ｇ２）で定義される。「質量Ｇ１」は、ある時刻（１回のサンプリング時間の開始時刻）での容器込み粉粒体質量であり、「質量Ｇ２」は、該時刻から時間ｔ４経過後（該１つのサンプリング時間の終了時刻）の容器込み粉粒体質量である。変化量△Ｇａ（前記制御用質量変化量）を測定する場合の容器込み粉粒体質量Ｇは、典型的には、サンプリング時間（制御周期時間ｔ４）が数秒から数十秒毎のサンプリングを複数回連続して行うことにより計量される。図３の（２）には、所定時間ｔ４で複数回サンプリングした場合の各サンプリングにおける変化量△Ｇａ、すなわち制御周期時間ｔ４における変化量△Ｇａが示されている。
具体的には図２に示すように、第１の計測機構１０１において、計量手段４Ａからの質量Ｇ１，Ｇ２のアナログ計量信号が、演算増幅回路４３によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器４４によってデジタル化されて制御部５に供給され、制御部５においてこのデジタル化された質量Ｇ１，Ｇ２から、制御周期時間ｔ４における容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇａが測定される。ここで、ホッパー２の質量は不変であるから、こうして測定された制御周期時間ｔ４における変化量△Ｇａは、制御周期時間ｔ４におけるホッパー２内の粉粒体Ｐの質量の減少量、すなわちホッパー２からの粉粒体Ｐの排出量に等しい。また、斯かる制御周期時間ｔ４におけるホッパー２からの粉粒体Ｐの排出量は、該制御周期時間ｔ４における散布対象物Ｔへの粉粒体Ｐの散布量に等しい。
変化量△Ｇａ（前記制御用質量変化量）を測定する場合の容器込み粉粒体質量Ｇの測定における制御周期時間ｔ４、すなわち、「複数回のサンプリングによって該質量Ｇを測定する場合の１回当たりのサンプリング時間」は適宜任意に設定できる。制御周期時間ｔ４は、散布対象物たる基材シートＴにおける１製品当たりの粉粒体Ｐの含有量に合わせて設定してもよいが、測定質量が小さすぎる場合は、それより長い時間を設定すればよい。例えば、１製品毎（１秒以下の周期）では質量値が小さく測定できない場合、ホッパー２内に粉粒体Ｐが所定の上限値まで補給された状態から粉粒体供給手段２４より粉粒体Ｐが供給されるまでの時間内で適宜設定することができる。
制御部５は、第１の計測機構１０１の計量手段４Ａによって計測された、制御周期時間ｔ４における容器込み粉粒体質量Ｇの変化量（粉粒体Ｐのホッパー２からの排出量）△Ｇａ」に基づいて、粉粒体Ｐの質量減少速度（排出速度）Ｄｒ（＝△Ｇａ／ｔ４）を算出し、算出された質量減少速度Ｄｒに応じて、搬送手段３の搬送能力を制御し、該搬送手段３によって基材シートＴ上に散布される粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量ΔＳを、予め設定された単位時間当たりの目標散布量ΔＳｔに一致させる搬送能力制御操作を行う。搬送能力制御操作においては、例えばＤｒがΔＳｔよりも少ない場合には、搬送手段３の搬送能力を高めて散布量ΔＳを増加させる操作を行う。逆に、ＤｒがΔＳｔよりも多い場合には、搬送手段３の搬送能力を低めて散布量ΔＳを減少させる操作を行う。搬送手段３の搬送能力は、前述したように、振動発生手段３６に印加する電圧及び／又は周波数を制御することで変更が可能である。振動発生手段３６の制御には、例えばＰ制御（比例制御）、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御などの公知のフィードバック制御方法を採用することができる。これらの各種の制御方法における係数は、トライアル・アンド・エラーによって決定することができる。粉粒体Ｐの散布量の制御については、本出願人の先の出願に係る特開２０１７−９４２９４号公報に記載の方法を適宜利用することもできる。
また、粉粒体散布量検査装置１００は、第１の計測機構１０１における計量手段４Ｂによって、図４の（１）に示すように、容器込み粉粒体質量Ｇを時間的に連続して計量し、所定時間（検量線計測時間）ｔ１における該質量Ｇの変化量△Ｇｂ（前記検量線用質量変化量）を測定する（検量線用の質量変化量計測工程）。この変化量△Ｇｂ測定用の質量変化量計測工程は、変化量△Ｇａの測定に用いた計量手段４Ａとは別の計量手段４Ｂを用いる点、及び前述したようにサンプリング時間（前記「所定時間」）が異なる点以外は、基本的に、前述した変化量△Ｇａ測定用の質量変化量計測工程（制御用の質量変化量計測工程）と同じであり、特に断らない限り、変化量△Ｇａ測定用の質量変化量計測工程についての説明が適宜適用される。第１の計測機構１０１によって計測された△Ｇｂは、第２の計測機構１０２において検量線４０Ｆの作成に利用される。
第２の計測機構１０２の基本機能は、図２に示すように、搬送手段３から散布対象物たる基材シートＴへ向けて自由落下する粉粒体Ｐを撮像手段１１で撮像して画像データ１０Ｗを得、該画像データ１０Ｗ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３０Ｗを生成・蓄積し、所定時間（検量線計測時間）ｔ１に蓄積された該二値化画像データ３０Ｗから得られる「粉粒体Ｐの累積画素Ｖ」と、第１の計測機構１０１における計量手段４Ｂによって計測された該所定時間ｔ１における「容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇｂ」とに基づいて、累積画素Ｖと変化量△Ｇとの対応関係を示す検量線４０Ｆを作成し、該検量線４０Ｆに基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体Ｐの散布量を算出するというものである。以下、この「一定時間ｔ２」を「散布量計測時間ｔ２」ともいう。このように、第２の計測機構１０２は主に、自由落下する粉粒体Ｐの画像データ１０Ｗから検量線４０Ｆを作成する機能と、作成した検量線４０Ｆに基づいて前記粉粒体散布工程の実施中すなわちリアルタイムでの粉粒体Ｐの散布量を算出する機能とを有し、前者の機能に関わるのが検量線計測時間ｔ１、後者の機能に関わるのが散布量計測時間ｔ２であり、両時間ｔ１，ｔ２はその発生するタイミングが互いに異なる。なお、本明細書において、画像データ１０Ｗのうち、検量線作成用のものを１１Ｗ、質量演算用のものを１２Ｗとして、区別して表記する場合がある。
第２の計測機構１０２は、図２に示すように、撮像処理部１０、照明部２０、二値化処理部３０、検量線作成部４０、検量線記憶領域部５０及び質量演算部６０を有し、これら構成部１０〜６０が動作することで前記基本機能が発揮される。これらの各構成部１０〜６０のうち、制御部５が備える検量線作成部４０及び検量線記憶領域部５０と、照明部２０及び撮像手段１１とを除いた部分が、画像処理制御部６である。本実施形態においては、撮像手段１１及び照明部２０は、図１に示すように、搬送手段３における受取手段３５の搬送方向Ｘの先端部から自由落下する、粉粒体Ｐの落下軌道空間を間に挟んで、該搬送方向Ｘにおいて相対向するように配置されている。
撮像処理部１０は、図２に示すように、粉粒体Ｐを撮像する撮像手段１１と、撮像手段１１が撮像した粉粒体Ｐの画像データを保存する保存部１２と、撮像手段１１及び保存部１２を制御する撮像制御部１３とを有する。これにより、散布対象物たる基材シートＴへ向けて自由落下する粉粒体Ｐ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としては、自由落下する粉粒体Ｐ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、さら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。
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３０で生成された二値化画像データ３０Ｗを、サンプリング数及びサンプリング時間と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３０Ｗ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Ｐの落下スピード等に合わせて適宜設定すればよい。
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Ｐ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。本実施形態では図１に示すように、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６（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１０Ｗ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１０Ｗ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。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。
二値化処理部３０は、図２に示すように、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３０Ｗを生成する。具体的には、二値化閾値３０Ｑを予め設定しておき、二値化閾値３０Ｑ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Ｐの領域を示す。一方、前記二値化閾値３０Ｑ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Ｐ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３０Ｗが生成される。生成された二値化画像データ３０Ｗ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３０Ｑは、適宜任意に設定でき、撮像された粉粒体Ｐ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３０Ｗのうち、検量線作成用のものを３１Ｗ、質量演算用のものを３２Ｗとして、区別して表記する場合がある。
検量線作成部４０は、図２に示すように、撮像処理部１０に接続されている。検量線作成部４０は、粉粒体Ｐの累積画素Ｖと容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇとの対応関係を一次関数で示す検量線４０Ｆを作成する。前記一次関数における「累積画素Ｖ」は、検量線作成用二値化画像データ３１Ｗで「黒」とされた画素数の累積値のことである。検量線４０Ｆの作成に際し、前記一次関数の累積画素Ｖは、所定時間（検量線計測時間）ｔ１に撮像処理部１０に保存される二値化画像データ３１Ｗから得られる粉粒体Ｐの累積画素３１Ｖに基づく。また、前記一次関数における「変化量△Ｇ」は、第１の計測機構１０１（計量手段４Ｂ）によって計測された、検量線計測時間ｔ１における容器込み粉粒体質量Ｇの変化量（粉粒体Ｐのホッパー２からの排出量）△Ｇｂ（前記検量線用質量変化量）に基づく。累積画素３１Ｖ及び変化量△Ｇｂは、それぞれ、計測開始時点から検量線計測時間ｔ１にわたって検量線作成部４０に蓄積される。検量線計測時間ｔ１経過後、検量線作成部４０において、得られた粉粒体Ｐの累積画素３１Ｖ及び変化量△Ｇｂから、重み（変化量△Ｇ／累積画素Ｖ）を算出する。その重みが検量線４０Ｆである一次関数の定数として検量線記憶領域部５０に保持される。検量線記憶領域部５０は、検量線作成部４０に接続されており、作成された検量線４０Ｆを保存する。
質量演算部６０は、図２に示すように、撮像処理部１０及び検量線記憶領域部５０に接続されている。質量演算部６０は、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定の時間ｔ２に撮像処理部１０に保存される二値化画像データ３２Ｗから得られる、粉粒体Ｐの累積画素３２Ｖから、検量線４０Ｆに基づいて総質量６０Ｇを算出する。具体的には、散布対象物たる基材シートＴの１製品に相当する部分が搬送される時間分（散布対象物の１製品に相当する部分が粉粒体Ｐの散布位置を通過し終わる時間分）の粉粒体Ｐの累積画素３２Ｖに、検量線記憶領域部５０に保存されている検量線４０Ｆの重み（変化量△Ｇ／累積画素Ｖ）を乗算することにより、１製品単位当たりの粉粒体Ｐの総質量６０Ｇを算出する。質量演算部６０における「一定の時間（散布量計測時間）ｔ２」は適宜任意に設定できる。例えば、散布対象物Ｔが長尺帯状である場合は、移動中の散布対象物Ｔの１製品に相当する領域面積に対して粉粒体Ｐを散布する時間である。また、散布対象物Ｔ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Ｔの面積に対して粉粒体Ｐ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ｔ２＝６０／３００＝２００ｍｓ（ミリ秒）、４００個／分の速度ならばｔ２＝６０／４００＝１５０ｍｓ（ミリ秒）となる。
図４には、前記粉粒体散布工程の実施中に粉粒体散布量検査装置１００が実施する、粉粒体散布量検査方法における検量線作成方法のアルゴリズムの一例が示されている。粉粒体散布量検査装置１００は、図４に示すアルゴリズムに従い、第１の計測機構１０１（計量手段４Ｂ）による計量結果（容器込み粉粒体質量質量Ｇの変化量△Ｇｂ）を用い、主として第２の計測機構１０２と制御部５との協働により、以下の工程を有する粉粒体散布量検査方法を実施する。
先ず、図４の（１）〜（２）に示すように、容器込み粉粒体質量Ｇを計量手段４Ｂで時間的に連続して計量し、所定時間（検量線計測時間）ｔ１における該質量Ｇの変化量△Ｇｂを計測する（検量線用の質量変化量計測工程）。計量手段４Ｂによる計量及びその計量データの処理は、前述したとおり、計量手段４Ａによるものと同じである。図４の（２）は、容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇ（すなわち粉粒体Ｐの排出量△Ｇ）の経時変化のグラフである。図４の（２）のグラフにおける、各検量線計測時間ｔ１（すなわち１回当たりのサンプリング時間）の変化量△Ｇは、図４の（１）に示す容器込み粉粒体質量Ｇの経時変化のグラフにおいて、当該時間ｔ１における該質量Ｇの差分に等しい。
次いで、散布対象物たる基材シートＴへ向けて自由落下する粉粒体Ｐを撮像手段１１で撮像して画像データ１０Ｗを得る（撮像処理工程）。撮像処理工程により、図２に示すように、画像データ１０Ｗとして、検量線作成用画像データ１１Ｗ及び質量演算用画像データ１２Ｗ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。以下、「画像データ１０Ｗ」と言うときには、特に断らない限り、画像データ１１Ｗ，１２Ｗが含まれる。
撮像手段１１で撮像した画像データ１０Ｗにおいて、被撮像体である粉粒体Ｐの分布が不均一で粒子どうしの重なり部分が多数存在すると、該画像データ１０Ｗから得られる粉粒体Ｐの画素（面積値）と該画像データ１０Ｗの撮像時に実際に存在していた粉粒体Ｐの質量との相関性が低下し、粉粒体Ｐの散布量の計測精度が低下するおそれがある。そこで、画像データ１０Ｗにおける粒子どうしの重なりを低減して散布量の計測精度の向上を図る観点から、自由落下する粉粒体Ｐを撮像手段１１で撮像する場合、被撮像体である粉粒体Ｐを撮像方向と直交する方向において均一に分布させることが好ましい。本実施形態においては、斯かる粉粒体Ｐの自由落下時の均一分布を実現するため、図１に示すように、搬送手段３における受取手段３５の搬送方向Ｘの先端部から自由落下する粉粒体Ｐを撮像手段１１で撮像する場合において、制御部５は、搬送手段３（受取手段３５）上の粉粒体Ｐがその搬送方向Ｘと直交する方向において均一に分布するように、振動発生手段３６の動作を制御する。このように、自由落下する直前の粉粒体Ｐの分布を均一にしておくことで、自由落下時の分布も均一になりやすくなる。
次いで、図２に示すように、二値化処理部３０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１０Ｗ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３０Ｗを生成する（二値化処理工程）。この二値化画像データ３０Ｗには、検量線作成用二値化画像データ３１Ｗと、質量演算用二値化画像データ３２Ｗとが含まれる。以下、「二値化画像データ３０Ｗ」と言うときには、特に断らない限り、二値化画像データ３１Ｗ，３２Ｗが含まれる。
二値化処理工程においては、二値化閾値３０Ｑを境に０階調と１階調とに変換する。図５は、撮像した粉粒体Ｐの粒子画像、すなわち画像データ１０Ｗであり、図６は、図５に示す撮像した粒子画像の二値化画像である。図６において黒色部分が粉粒体Ｐを示している。図６に示す黒色部分の大きさや配置は、図５に示す画像データ１０Ｗに写った粉粒体Ｐ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３０Ｗから粉粒体の画素数を把握できる。二値化画像データ３０Ｗ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。
次いで、図２に示すように、検量線作成部４０において、所定時間（検量線計測時間）ｔ１に蓄積された二値化画像データ３１Ｗから得られる粉粒体Ｐの累積画素３１Ｖと、前記質量変化量計測工程で計測された該所定時間ｔ１における容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇｂ（前記検量線用質量変化量）とに基づいて、粉粒体Ｐの累積画素Ｖと変化量△Ｇとの対応関係を示す検量線４０Ｆを作成する（検量線作成工程）。ここでは、前述のとおり、累積画素Ｖと変化量△Ｇとから得られた重み（変化量△Ｇ／累積画素Ｖ）を定数とする一次関数で表される検量線４０Ｆを作成する。これは、検量線作成のための「所定時間ｔ１」（１回当たりのサンプリング時間）の間の、二値化画像データ３１Ｗに基づいて粉粒体Ｐの累積画素３１Ｖと、第１の計測機構１０１（計量手段４Ｂ）によって計測された粉粒体Ｐの排出量△Ｇｂとに基づいてなされる。これにより、ホッパー２及び搬送手段３を含んで構成される粉粒体散布部における、粉粒体Ｐの散布条件に対応した検量線４０Ｆが得られる。図７には、検量線４０Ｆの一例が示されている。図７中の検量線４０Ｆの傾き１．３１６９×１０＾（−６）が、該検量線４０Ｆの重み（変化量△Ｇ／累積画素Ｖ）である。検量線作成工程においては、この検量線４０Ｆを検量線記憶領域部５０に保存する。
次いで、図２に示すように、質量演算部６０において、検量線４０Ｆに基づき、検量線４０Ｆの作成後の検査処理（前記粉粒体散布工程の実施中における検査処理）において、ある一定の時間ｔ２における粉粒体Ｐの散布量を計測する（散布量計測工程）。具体的には前述のとおり、質量演算のための「一定の時間ｔ２」の間に、質量演算用二値化画像データ３２Ｗに基づいて粉粒体Ｐの累積画素３２Ｖから、検量線４０Ｆに基づいて、総質量６０Ｇ（すなわち１製品単位当たりの総質量６０Ｇ）を算出する。
前述した、第２の計測機構１０２による画像データに基づく粉粒体Ｐの散布量の計測方法によれば、連続的に散布される粉粒体Ｐの経時的な粒径変動に起因して、粉粒体散布量の画像による計測値が実際の散布量とは無関係に経時的に変動するという課題に対しても、的確に散布量を計測することができる。この画像による散布量計測に特有の課題について、図８を参照して以下に説明する。
図８（ａ）は、製造装置１と同様の構成の製造装置において、散布対象物に向けて自由落下する粉粒体を撮像手段で撮像し、その撮像画像データに基づき算出した該粉粒体の粒径変動率の経時変化を示すグラフ、図８（ｂ）は、斯かる撮像時におけるロードセル式計量器（計量手段）による、制御周期時間ｔ４（２．５ｓ）における容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇ（前記制御用質量変化量）の実測値の経時変化を示すグラフ、図８（ｃ）は、前述の如き手順で作成された検量線に基づき該撮像画像データから算出された、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２（１２０ｍｓ）における粉粒体の散布量の計測値の経時変化を示すグラフである。ただし、図８（ｃ）のグラフにおける粉粒体の散布量は、前記粉粒体散布工程の実施前に作成した検量線を用いて計測されたものであり、図８（ｃ）のグラフを作成するに際しては、検量線の作成はこの初回の１回限りであり、後述する前記粉粒体散布工程中の検量線の更新は行っていない。なお、図８（ａ）における粉粒体の粒径変動率（％）は、検量線作成時の粉粒体の粒径を１００％としたときの計測時の該粒径の相対表示である。粉粒体の粒径は、例えば特許文献４の[００３９]に記載の方法により測定することができる。また、図８（ｂ）及び図８（ｃ）における縦軸の粉粒体の散布量（％）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。図８（ａ）〜図８（ｃ）の３つのグラフの対比から明らかなように、図８（ｂ）のいわゆるロスインウェイト式の計測結果では、実測散布量が一定の比較的狭い幅で変動していて、粉粒体の単位時間当たりの散布量が安定しているのに対し、図８（ｃ）の画像データによる計測結果では、図８（ａ）の粒径変動率の経時的な増加傾向に連動して、経時的な減少傾向が認められる。つまり、実際には粉粒体の散布量が安定していて問題ない状態であるにもかかわらず、画像による散布量計測では、図８（ｃ）に示す如き散布量が安定していないという結果が示されるおそれがあるということである。
粉粒体散布量検査装置１００においては、前述したとおり主に第２の計測機構１０２により、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、粉粒体の粒径が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、前述した画像による散布量計測の課題を解決するために、本実施形態において第２の計測機構１０２は、前記粉粒体散布工程の実施中に、前記検量線作成工程を所定時間間隔毎に複数回実施することで検量線４０Ｆを所定時間ｔ３間隔毎に更新し、前記散布量計測工程においてはその更新の度に、更新された検量線４０Ｆに基づき、ある一定時間（散布量計測時間）ｔ２における粉粒体Ｐの散布量を計測する。図４の（６）の符号Ｔ１，Ｔ２・・・が付された時点は、それぞれ、検量線の更新タイミングを示している。検量線４０Ｆの更新時には、その更新時における粉粒体Ｐの累積画素３１Ｖと容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇｂとに基づいて、検量線４０Ｆを改めて作成する。更新前の検量線４０Ｆと更新後の検量線４０Ｆとは、基本的にそれらの作成に使用するデータ（累積画素３１Ｖ、変化量△Ｇｂ）の鮮度、すなわち該データの時間経過の度合いが異なるだけであり、作成手順は前述のとおりで互いに同じである。
検量線４０Ｆの更新は、例えば図４に示すアルゴリズムに従う。図４の（１）は、前記質量変化量計測工程において容器込み粉粒体質量Ｇを計量手段４Ｂで時間的に連続して計量した際の該質量Ｇの経時変化の一例を示すグラフであり、図４の（２）は、図４の（１）のグラフの各所定時間（検量線計測時間）ｔ１（すなわち１回のサンプリング時間）における該質量Ｇの変化量△Ｇｂ（前記検量線用質量変化量）の経時変化のグラフである。また、図４の（３）は、図４の（１）の計量と同時期に撮像された検量線作成用二値化画像データ３１Ｗから得られた、粉粒体Ｐの累積画素３１Ｖの経時変化のグラフであり、図４の（４）は、図４の（３）のグラフの各所定時間ｔ１における累積画素３１Ｖの累積値の経時変化のグラフである。また、図４の（５）には、図４の（２）のグラフの所定時間ｔ１における変化量△Ｇｂを、図４の（４）のグラフの該所定時間ｔ１における累積画素Ｖで除することによって算出された、所定時間ｔ１における検量線４０Ｆの重みの経時変化のグラフが示されている。
例えば、図４中符号Ｔ１で示す検量線４０Ｆの更新時には、検量線作成部４０において、その更新後の検量線４０Ｆの重みすなわち傾きとして、図４の（５）の△Ｇｂ／３１Ｖのグラフにおける更新時Ｔ１の数値が採用される。そして、質量演算部６０による前記散布量計測工程においては、その更新時Ｔ１から次回の更新時Ｔ２までの時間（更新時間間隔ｔ３）は、更新時Ｔ１で改めて作成された検量線４０Ｆに基づき、ある一定時間（散布量計測時間）ｔ２における粉粒体Ｐの散布量を計測する。検量線４０Ｆの更新のタイミング、更新回数は特に制限されず、粉粒体Ｐの種類や散布量などに応じて適宜設定することができる。このように、粉粒体Ｐの自由落下の画像データ１０Ｗからその散布量を算出するのに使用する検量線４０Ｆを適宜更新することで、実際の散布量（容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇから計測される散布量）との乖離を小さくすることが可能となり、散布量をより一層正確に把握することが可能となる。また、本実施形態においては、検量線４０Ｆの更新に必要な変化量△Ｇｂ（前記検量線用質量変化量）のデータを、ロードセル式計量器の如き計量手段４Ｂを用いてインラインで取得するため、検量線４０Ｆの更新時に、従来作業員の手作業で行われていた検量線作成処理を行う必要がなく、高精度の計測を効率良く行うことができる。
ところで、前述した粉粒体散布量検査装置１００による粉粒体散布量検査方法が所定の効果を発現するためには、容器込み粉粒体質量Ｇを計量する計量手段が正常に動作することが前提となる。仮に計量手段が１台しかない場合、その１台の計量手段が故障するなどして、計量は可能であるが計量値が実態を反映していない異常値を示す状態となった場合、粉粒体の散布量の計測が適切になされないため、例えば、粉粒体散布量が適切ではない不良品を正常品と判断してしまうなどの不都合が生じるおそれがある。
このような計量手段の異常に起因する不都合を未然に防止するため、本実施形態の製造装置１（粉粒体散布量検査装置１００）は、２台の計量手段４Ａ，４Ｂが異常であるか否かを判定する異常判定機構を具備しており、制御部５による制御下で該異常判定機構を作動させて所定の異常判定工程を実施することで、２台の計量手段４Ａ，４Ｂの計量値を相互に監視し、異常を早期に把握できるようになされている。より具体的には、本実施形態の粉粒体散布量検査装置１００は、第１の計測機構１０１が具備する２台の計量手段４Ａ，４Ｂをそれぞれ用いて、前述した、所定時間（検量線計測時間）ｔ１における容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇｂを計測し、それらの計測値の誤差に基づいて計量手段４Ａ，４Ｂの異常を判定する。粉粒体散布量検査装置１００は、図２に示すように、前記異常判定機構を構成する異常判定処理部７０を有している。
図９には、粉粒体散布量検査装置１００が実施する前記異常判定工程の一例が示されている。以下では、容器込み粉粒体質量Ｇの計量手段４Ａによる計量値を「計量値ＧＡ」、所定時間（検量線計測時間）ｔ１における該計量値ＧＡの変化量を「変化量△ＧｂＡ」と表記する。また、容器込み粉粒体質量Ｇの計量手段４Ｂによる計量値を「計量値ＧＢ」、所定時間（検量線計測時間）ｔ１における該計量値ＧＢの変化量を「変化量△ＧｂＢ」と表記する。変化量△ＧｂＡ，△ＧｂＢは、それぞれ、前述した検量線用質量変化量△Ｇｂに相当するものであり、粉粒体Ｐの安定散布中、すなわち前述した補給時間Ｓｔ及び排出初期時間ｔ０以外の期間中に計測される。
先ず、図９の（１）〜（２）に示すように、容器込み粉粒体質量Ｇを計量手段４Ａで時間的に連続して計量し、その計量値ＧＡの所定時間（検量線計測時間）ｔ１における変化量△ＧｂＡを計測する（検量線用の質量変化量計測工程）。同様に、図９の（３）〜（４）に示すように、容器込み粉粒体質量Ｇを計量手段４Ｂで時間的に連続して計量し、その計量値ＧＢの所定時間（検量線計測時間）ｔ１における変化量△ＧｂＢを計測する（検量線用の質量変化量計測工程）。そして、制御部５による制御下で異常判定処理部７０（図２参照）において、図９の（５）に示すように、変化量△ＧｂＡと変化量△ＧｂＢとの差（△ＧｂＡ−△ＧｂＢ）を算出し、その差（変化量誤差）が、予め設定された基準範囲に収まっている場合（例えば変化量誤差が１％以内の場合）は「異常なし」、該基準範囲から外れている場合（例えば変化量誤差が１％を超える場合）は「異常あり」と判定する（異常判定工程）。このような異常判定工程によれば、２台の計量手段４Ａ，４Ｂの計量値を相互に監視可能になされているため、計量手段の異常に起因する不都合を効果的に防止することができ、計量手段の点検頻度の減少、生産性の向上が期待できる。
また、製造装置１（粉粒体散布量検査装置１００）は、図１に示すように、少なくとも計量手段４（４Ａ，４Ｂ）が、容器としてのホッパー２とともに風防８で覆われているため、計量手段４が空気の流動や埃などの異物の影響を受けにくく、計測精度の一層の向上が期待できる。本実施形態においては、粉粒体Ｐの散布量の制御に関わる装置構成が風防８で覆われており、具体的には図１に示すように、ホッパー２及び計量手段４に加えてさらに、搬送手段３も風防８で覆われている。風防８の素材としては、この種の風防として従来使用されている物を特に制限無く用いることができる。
前述の如き構成の製造装置１（粉粒体散布量検査装置１００）によれば、第１の計測機構１０１により、ロスインウェイト式で容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇを計測することで、散布対象物たる基材シートＴに対する粉粒体Ｐの散布量を迅速に把握できるとともに、第２の計測機構１０２により、基材シートＴに向けて自由落下する粉粒体Ｐの画像データに基づく画素の面積値からも該散布量を把握できるため、これら２種類の計測方法の組み合わせにより、随時変動する粉粒体Ｐの径変動や散布量によって異なる粉粒体Ｐの粒子の重なりにも影響されず、該散布量の計測を高精度で行うことができる。特に、第１の計測機構１０１による計測は、比較的長期間の計測に有効であり、第２の計測機構１０２による計測は、比較的短期間の計測に有効である。
また従来、製造装置１の如き粉粒体散布装置において、粉粒体の画像データから散布量を算出するための検量線の作成に必要な「粉粒体の質量の計測データ」は、製品製造ラインが稼働していない状態で、粉粒体の落下軌道の下方に、ロードセルに粉粒体受け皿又は検量皿を設置した構成の専用の質量測定部を設置し、該質量測定部で落下した粉粒体の質量を作業員が計測することで取得されていたところ（例えば特許文献４の［００３８］参照）、斯かる計測は作業が煩雑な上、製品製造ラインを止めて行うために生産性の低下を招き、さらには作業員の誤計測による製品不良率の上昇が懸念されるなどの課題があった。これに対し、製造装置１（粉粒体散布量検査装置１００）によれば、前述したように、検量線作成に必要な粉粒体の質量の計測データ（容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇ）は、ロードセル式計量器の如き計量手段４を用いてインラインで取得するため、従来技術の課題が解消される。
以上、本発明の実施態様について説明したが、本発明は前記実施態様に制限されず、適宜変更可能である。
例えば、前記実施形態の粉粒体散布量検査装置１００は、２台の計量手段４Ａ，４Ｂを具備し、一方の計量手段４Ａによって、振動発生手段３６の動作制御（容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇａの計測）のための計量を行い、他方の計量手段４Ｂによって、第２の計測機構１０２における検量線４０Ｆの作成に利用される容器込み粉粒体質量Ｇの変化量△Ｇｂの計測のための計量を行っていたが、１台の計量手段で双方の計量を兼務するように構成してもよい。前述した本発明の実施態様に関し、さらに以下の付記を開示する。
＜１＞
容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施中に、該散布対象物に散布された粉粒体の質量を検査する粉粒体散布量検査装置であって、
前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する第１の計測機構と、
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して画像データを得、該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・蓄積し、前記所定時間ｔ１に蓄積された該二値化画像データから得られる該粉粒体の累積画素と、前記第１の計測機構によって計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成し、該検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する第２の計測機構とを具備する粉粒体散布量検査装置。
＜２＞
前記第２の計測機構は、前記粉粒体散布工程の実施中に前記検量線を所定時間間隔ｔ３毎に更新し、更新された検量線に基づき、粉粒体の散布量を計測する前記＜１＞に記載の粉粒体散布量検査装置。
＜３＞
前記第１の計測機構は、前記計量手段を２台具備し、
前記２台の計量手段のうちの一方を用いて計測された前記変化量と他方を用いて計測された前記変化量との差に基づいて、当該計量手段が異常であるか否かを判定する異常判定機構を具備する前記＜１＞又は＜２＞に記載の粉粒体散布量検査装置。
＜４＞
前記粉粒体散布工程においては、前記容器から排出された粉粒体が、搬送手段によって所定の一方向に搬送された後、該搬送手段から自由落下して散布対象物に散布されるようになされており、
前記搬送手段は、前記容器から排出された粉粒体を受け取る平板状の受取手段と、該受取手段を振動させる振動発生手段と、該振動発生手段の動作を制御する制御部とを具備し、該制御部による制御下で、該振動発生手段を作動させて該受取手段を振動させることによって、該受取手段上の粉粒体を前記一方向に搬送可能になされており、
前記２台の計量手段のうちの一方が、前記制御部による前記振動発生手段の動作制御に利用され、他方が、前記第２の計測機構による前記検量線の作成に利用される前記＜３＞に記載の粉粒体散布量検査装置。
＜５＞
前記制御部は、前記搬送手段上の粉粒体がその搬送方向と直交する方向において均一に分布するように、前記振動発生手段の動作を制御する前記＜４＞に記載の粉粒体散布量検査装置。
＜６＞
少なくとも前記計量手段が、前記容器とともに風防で覆われている前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１に記載の粉粒体散布量検査装置。
＜７＞
前記第２の計測機構は、前記検量線を作成する検量線作成部を具備し、
前記検量線作成部は、前記所定時間ｔ１における前記粉粒体の累積画素と前記変化量とから、前記検量線の重み（該変化量／該累積画素）を定数とする一次関数で表される前記検量線を作成する前記＜１＞〜＜６＞のいずれか１に記載の粉粒体散布量検査装置。
＜８＞
前記第２の計測機構は、前記検量線に基づき前記一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する質量演算部を具備し、
前記質量演算部は、前記一定時間ｔ２における前記粉粒体の累積画素に前記検量線の重みを乗算することにより、該一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する前記＜７＞に記載の粉粒体散布量検査装置。
＜９＞
容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施中に、該散布対象物に散布された粉粒体の質量を検査する粉粒体散布量検査方法であって、
前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する質量変化量計測工程と、
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して画像データを得る撮像処理工程と、
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、
前記所定時間ｔ１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累積画素と、前記質量変化量計測工程で計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成する検量線作成工程と、
前記検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する散布量計測工程とを有する粉粒体散布量検査方法。
＜１０＞
前記検量線作成工程を所定時間間隔ｔ３毎に実施することで前記検量線を更新し、前記散布量計測工程においては、更新された検量線に基づき、粉粒体の散布量を計測する前記＜９＞に記載の粉粒体散布量検査方法。
＜１１＞
前記質量変化量計測工程においては、２台の前記計量手段を用いて前記変化量を計測し、
前記２台の計量手段のうちの一方を用いて計測された前記変化量と他方を用いて計測された前記変化量との差に基づいて、当該計量手段が異常であるか否かを判定する異常判定工程を有する前記＜９＞又は＜１０＞に記載の粉粒体散布量検査方法。
＜１２＞
前記粉粒体散布工程においては、前記容器から排出された粉粒体が、搬送手段によって所定の一方向に搬送された後、該搬送手段から自由落下して散布対象物に散布されるようになされており、
前記搬送手段は、前記容器から排出された粉粒体を受け取る平板状の受取手段と、該受取手段を振動させる振動発生手段と、該振動発生手段の動作を制御する制御部とを具備し、該制御部による制御下で、該振動発生手段を作動させて該受取手段を振動させることによって、該受取手段上の粉粒体を前記一方向に搬送可能になされており、
前記２台の計量手段のうちの一方が、前記制御部による前記振動発生手段の動作制御に利用され、他方が、前記検量線作成工程において前記検量線の作成に利用される前記＜１１＞に記載の粉粒体散布量検査方法。
＜１３＞
前記制御部は、前記搬送手段上の粉粒体がその搬送方向と直交する方向において均一に分布するように、前記振動発生手段の動作を制御する前記＜１２＞に記載の粉粒体散布量検査方法。
＜１４＞
前記検量線作成工程においては、前記所定時間ｔ１における前記粉粒体の累積画素と前記変化量とから、前記検量線の重み（該変化量／該累積画素）を定数とする一次関数で表される前記検量線を作成する前記＜９＞〜＜１３＞のいずれか１に記載の粉粒体散布量検査方法。
＜１５＞
前記散布量計測工程においては、前記一定時間ｔ２における前記粉粒体の累積画素に前記検量線の重みを乗算することにより、該一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する前記＜１４＞に記載の粉粒体散布量検査方法。
＜１６＞
容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を搬送手段によって所定の一方向に搬送した後、該搬送手段から自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施によって、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、
前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する第１の計測機構と、
前記搬送手段から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して画像データを得、該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・蓄積し、前記所定時間ｔ１に蓄積された該二値化画像データから得られる該粉粒体の累積画素と、前記第１の計測機構によって計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成し、該検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する第２の計測機構とを具備する粉粒体含有物品の製造装置。
＜１７＞
前記第２の計測機構は、前記検量線を所定時間間隔ｔ３毎に更新し、更新された検量線に基づき、粉粒体の散布量を計測する前記＜１６＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜１８＞
前記第１の計測機構は、前記計量手段を２台具備し、
前記２台の計量手段のうちの一方を用いて計測された前記変化量と他方を用いて計測された前記変化量との差に基づいて、当該計量手段が異常であるか否かを判定する異常判定機構を具備する前記＜１６＞又は＜１７＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜１９＞
前記搬送手段は、前記容器から排出された粉粒体を受け取る平板状の受取手段と、該受取手段を振動させる振動発生手段と、該振動発生手段の動作を制御する制御部とを具備し、該制御部による制御下で、該振動発生手段を作動させて該受取手段を振動させることによって、該受取手段上の粉粒体を前記一方向に搬送可能になされており、
前記２台の計量手段のうちの一方が、前記制御部による前記振動発生手段の動作制御に利用され、他方が、前記第２の計測機構による前記検量線の作成に利用される前記＜１８＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２０＞
前記制御部は、前記搬送手段上の粉粒体がその搬送方向と直交する方向において均一に分布するように、前記振動発生手段の動作を制御する前記＜１９＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２１＞
少なくとも前記計量手段が、前記容器及び前記搬送手段とともに風防で覆われている前記＜１６＞〜＜２０＞のいずれか１に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２２＞
前記第２の計測機構は、前記検量線を作成する検量線作成部を具備し、
前記検量線作成部は、前記所定時間ｔ１における前記粉粒体の累積画素と前記変化量とから、前記検量線の重み（該変化量／該累積画素）を定数とする一次関数で表される前記検量線を作成する前記＜１６＞〜＜２１＞のいずれか１に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２３＞
前記第２の計測機構は、前記検量線に基づき前記一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する質量演算部を具備し、
前記質量演算部は、前記一定時間ｔ２における前記粉粒体の累積画素に前記検量線の重みを乗算することにより、該一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する前記＜２２＞に記載の粉粒体含有物品の製造装置。
＜２４＞
容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を搬送手段によって所定の一方向に搬送した後、該搬送手段から自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施によって、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、
前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する質量変化量計測工程と、
前記搬送手段から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して画像データを得る撮像処理工程と、
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、
前記所定時間ｔ１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累積画素と、前記質量変化量計測工程で計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成する検量線作成工程と、
前記検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する散布量計測工程とを有する粉粒体含有物品の製造方法。
＜２５＞
前記検量線作成工程を所定時間間隔ｔ３毎に実施することで前記検量線を更新し、前記散布量計測工程においては、更新された検量線に基づき、粉粒体の散布量を計測する前記＜２４＞に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜２６＞
前記質量変化量計測工程においては、２台の前記計量手段を用いて前記変化量を計測し、
前記２台の計量手段のうちの一方を用いて計測された前記変化量と他方を用いて計測された前記変化量との差に基づいて、当該計量手段が異常であるか否かを判定する異常判定工程を有する前記＜２４＞又は＜２５＞に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜２７＞
前記搬送手段は、前記容器から排出された粉粒体を受け取る平板状の受取手段と、該受取手段を振動させる振動発生手段と、該振動発生手段の動作を制御する制御部とを具備し、該制御部による制御下で、該振動発生手段を作動させて該受取手段を振動させることによって、該受取手段上の粉粒体を前記一方向に搬送可能になされており、
前記２台の計量手段のうちの一方が、前記制御部による前記振動発生手段の動作制御に利用され、他方が、前記検量線作成工程において前記検量線の作成に利用される前記＜２６＞に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜２８＞
前記制御部は、前記搬送手段上の粉粒体がその搬送方向と直交する方向において均一に分布するように、前記振動発生手段の動作を制御する前記＜２７＞に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜２９＞
前記検量線作成工程においては、前記所定時間ｔ１における前記粉粒体の累積画素と前記変化量とから、前記検量線の重み（該変化量／該累積画素）を定数とする一次関数で表される前記検量線を作成する前記＜２４＞〜＜２８＞のいずれか１に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
＜３０＞
前記散布量計測工程においては、前記一定時間ｔ２における前記粉粒体の累積画素に前記検量線の重みを乗算することにより、該一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する前記＜２９＞に記載の粉粒体含有物品の製造方法。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は斯かる実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
図１及び図２に示す製造装置１（粉粒体散布量検査装置１００）と同様の構成の粉粒体含有物品の製造装置を用いて、粉粒体散布量検査を実施した。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。
また、実施条件は次のとおりとした。
・粉粒体：塩化ナトリウム粒子（平均粒径５００μｍ）
・散布量：０．０９４ｇ／セル
・検量線計測時間ｔ１（所定時間ｔ１）：６０ｓｅｃ
・散布量計測時間ｔ２（粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２）：１２０ｍｓｅｃ
・検量線の更新時間間隔ｔ３：６０ｓｅｃ
・制御周期時間ｔ４（所定時間ｔ４）：２．５ｓｅｃ
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。
前記の条件の下、図４に示すアルゴリズムに従って前記の質量変化量計測工程、撮像処理工程、二値化処理工程、検量線作成工程及び散布量計測工程を有する粉粒体散布量検査方法を実施した。粉粒体を連続散布している状態下、検量線作成用画像データ１１Ｗに基づく二値化画像データ３１Ｗを生成し、該二値化画像データ３１Ｗの粉粒体の累積画素３１Ｖと、質量変化量計測工程で計量手段４により計測されたホッパー２込みの粉粒体質量の変化量△Ｇｂとに基づいて、図７に示す如き、粉粒体の累積画素Ｖと変化量△Ｇとの対応関係を示す検量線を逐次作成し、該検量線に基づき、粉粒体の単位時間当たりの散布量を計測した。また、斯かる散布量の計測中、粒径変動に対する影響を確認する為、粒径の異なる食塩を１０〜１５分間隔で供給した。以上の画像データによる散布量計測で得られた散布量の経時変化のグラフを図１０（ｅ）に示す。
〔参考例１〕
粉粒体の累積画素と粉粒体質量の変化量とに基づく検量線の更新を行わなかった以外は実施例１と同様にして、粉粒体の散布量を計測した。画像データによる散布量計測で得られた経時変化のグラフを図１０（ｃ）に示す。
図１０（ａ）は、実施例１及び参考例１の計測時において、ロードセル式計量器による散布量計測で得られた散布量の経時変化のグラフ、図１０（ｂ）は、実施例１及び参考例１の計測時において、自由落下する粉粒体の画像データに基づき算出した該粉粒体の粒径の経時変化を示すグラフである。なお、図１０（ａ）の上部の下向きの矢印は、図１を参照して、粉粒体供給手段２４からホッパー２に粉粒体が補給されたタイミング、すなわち散布対象の粉粒体の変更タイミングを示す。図１０（ｄ）は、検量線の傾き（検量線の重み）を逐次更新したグラフであり、図１０（ｅ）は、図１０（ｄ）の検量線の傾きに基づき計測した散布量のグラフである。図１０（ａ）、図１０（ｃ）及び図１０（ｅ）における縦軸の散布量（％）は、それぞれ、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。また、図１０（ｂ）における縦軸の粒径は、基準となる食塩の粒径を１００％としたときの相対表示である。図１０（ｄ）における縦軸の検量線傾きは、基準となる検量線を１００％としたときの相対表示である。
図１０（ｂ）に示すように、散布中の粉粒体の粒径が計測開始約１０分後から２５分後にわたって増加しており、このとき、計測中に検量線の更新を一切行わなかった参考例１では、図１０（ｃ）に示すように、画像データによる散布量計測で得られた散布量が、目標散布量よりも減少していることがわかる。これに対し、計測中に検量線の更新を行った実施例１では、図１０（ｅ）に示すように、画像データによる散布量計測で得られた散布量に大きな変動が見られず、図１０（ａ）のロードセル式計量器による散布量計測で得られた散布量とほぼ同様の結果が得られた。以上のことから、画像データによる散布量計測を高精度で行うためには、それに使用する検量線を適宜更新することが有効であることがわかる。
１ 粉粒体含有物品の製造装置（粉粒体散布装置）
２ ホッパー（容器）
２３ 排出口
２４ 粉粒体供給手段
３ 搬送手段
３５ 受取手段
３６ 振動発生手段
４，４Ａ，４Ｂ 計量手段
５ 制御部
６ 画像処理制御部
７ 表示部
８ 風防
１００ 粉粒体散布量検査装置
１０１ 第１の計測機構
１０２ 第２の計測機構
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 二値化処理部
４０ 検量線作成部
５０ 検量線記憶領域部
６０ 質量演算部
７０ 異常判定処理部
Ｐ 粉粒体
Ｔ 基材シート（散布対象物）

Claims (11)

  1. 容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施中に、該散布対象物に散布された粉粒体の質量を検査する粉粒体散布量検査装置であって、
    前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する第１の計測機構と、
    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して画像データを得、該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・蓄積し、前記所定時間ｔ１に蓄積された該二値化画像データから得られる該粉粒体の累積画素と、前記第１の計測機構によって計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成し、該検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する第２の計測機構とを具備し、
    前記第２の計測機構は、前記粉粒体散布工程の実施中に前記検量線を所定時間間隔ｔ３毎に更新し、更新された検量線に基づき、粉粒体の散布量を計測する粉粒体散布量検査装置。
  2. 前記第１の計測機構は、前記計量手段を２台具備し、
    前記２台の計量手段のうちの一方を用いて計測された前記変化量と他方を用いて計測された前記変化量との差に基づいて、当該計量手段が異常であるか否かを判定する異常判定機構を具備する請求項１に記載の粉粒体散布量検査装置。
  3. 前記粉粒体散布工程においては、前記容器から排出された粉粒体が、搬送手段によって所定の一方向に搬送された後、該搬送手段から自由落下して散布対象物に散布されるようになされており、
    前記搬送手段は、前記容器から排出された粉粒体を受け取る平板状の受取手段と、該受取手段を振動させる振動発生手段と、該振動発生手段の動作を制御する制御部とを具備し、該制御部による制御下で、該振動発生手段を作動させて該受取手段を振動させることによって、該受取手段上の粉粒体を前記一方向に搬送可能になされており、
    前記２台の計量手段のうちの一方が、前記制御部による前記振動発生手段の動作制御に利用され、他方が、前記第２の計測機構による前記検量線の作成に利用される請求項２に記載の粉粒体散布量検査装置。
  4. 前記制御部は、前記搬送手段上の粉粒体がその搬送方向と直交する方向において均一に分布するように、前記振動発生手段の動作を制御する請求項３に記載の粉粒体散布量検査装置。
  5. 少なくとも前記計量手段が、前記容器とともに風防で覆われている請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉粒体散布量検査装置。
  6. 容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施中に、該散布対象物に散布された粉粒体の質量を検査する粉粒体散布量検査方法であって、
    前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する質量変化量計測工程と、
    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して画像データを得る撮像処理工程と、
    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、
    前記所定時間ｔ１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累積画素と、前記質量変化量計測工程で計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成する検量線作成工程と、
    前記検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する散布量計測工程とを有し、
    前記検量線作成工程を所定時間間隔ｔ３毎に実施することで前記検量線を更新し、前記散布量計測工程においては、更新された検量線に基づき、粉粒体の散布量を計測する粉粒体散布量検査方法。
  7. 前記質量変化量計測工程においては、２台の前記計量手段を用いて前記変化量を計測し、
    前記２台の計量手段のうちの一方を用いて計測された前記変化量と他方を用いて計測された前記変化量との差に基づいて、当該計量手段が異常であるか否かを判定する異常判定工程を有する請求項６に記載の粉粒体散布量検査方法。
  8. 前記粉粒体散布工程においては、前記容器から排出された粉粒体が、搬送手段によって所定の一方向に搬送された後、該搬送手段から自由落下して散布対象物に散布されるようになされており、
    前記搬送手段は、前記容器から排出された粉粒体を受け取る平板状の受取手段と、該受取手段を振動させる振動発生手段と、該振動発生手段の動作を制御する制御部とを具備し、該制御部による制御下で、該振動発生手段を作動させて該受取手段を振動させることによって、該受取手段上の粉粒体を前記一方向に搬送可能になされており、
    前記２台の計量手段のうちの一方が、前記制御部による前記振動発生手段の動作制御に利用され、他方が、前記検量線作成工程において前記検量線の作成に利用される請求項７に記載の粉粒体散布量検査方法。
  9. 前記制御部は、前記搬送手段上の粉粒体がその搬送方向と直交する方向において均一に分布するように、前記振動発生手段の動作を制御する請求項８に記載の粉粒体散布量検査方法。
  10. 容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を搬送手段によって所定の一方向に搬送した後、該搬送手段から自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施によって、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、
    前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する第１の計測機構と、
    前記搬送手段から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して画像データを得、該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・蓄積し、前記所定時間ｔ１に蓄積された該二値化画像データから得られる該粉粒体の累積画素と、前記第１の計測機構によって計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成し、該検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する第２の計測機構とを具備し、
    前記第２の計測機構は、前記検量線を所定時間間隔ｔ３毎に更新し、更新された検量線に基づき、粉粒体の散布量を計測する粉粒体含有物品の製造装置。
  11. 容器内に貯蔵されている粉粒体を該容器から排出し、その排出された粉粒体を搬送手段によって所定の一方向に搬送した後、該搬送手段から自由落下させて散布対象物に散布する粉粒体散布工程の実施によって、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、
    前記容器の質量と該容器内の粉粒体の質量との合計質量を計量手段で時間的に連続して計量し、所定時間ｔ１における該合計質量の変化量を計測する質量変化量計測工程と、
    前記搬送手段から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して画像データを得る撮像処理工程と、
    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、
    前記所定時間ｔ１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累積画素と、前記質量変化量計測工程で計測された該所定時間ｔ１における前記変化量とに基づいて、該累積画素と該変化量との対応関係を示す検量線を作成する検量線作成工程と、
    前記検量線に基づき、前記粉粒体散布工程の実施中のある一定時間ｔ２における粉粒体の散布量を計測する散布量計測工程とを有し、
    前記検量線作成工程を所定時間間隔ｔ３毎に実施することで前記検量線を更新し、前記散布量計測工程においては、更新された検量線に基づき、粉粒体の散布量を計測する粉粒体含有物品の製造方法。
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