JPH075113A

JPH075113A - 中空糸モジュールの検査装置

Info

Publication number: JPH075113A
Application number: JP5354194A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Takeda; 修三武田; Takashi Nagayama; 孝長山; Isamu Kawada; 勇川和田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 1995-01-10
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JP3254888B2

Abstract

(57)【要約】【目的】中空糸モジュールにおける樹脂剤層の端面に
生じた気泡跡等の凹部DPを高い精度で検出することを目
的とする。【構成】樹脂剤層Ｃ1 の端面Ｃ１１に設定したスリッ
ト状照射部に、光照射装置２によりスリット光を照射
し、前記スリット状照射部での前記スリット光の反射光
を入射する測光装置３により、前記スリット状照射部に
対応する入射領域内に設定したウィンドゥ内の輝度を画
素ごとに測定する。前記スリット光の光強度は、前記ウ
ィンドゥ内の少なくとも一部の画素の輝度が飽和し始め
る時点の光強度の１〜４倍の範囲とする。前記画素ごと
の輝度を２値化処理部４０３で２値化することにより、
前記端面Ｃ１１に生じた気泡跡等による凹部DPを検出す
る。【効果】樹脂剤層の端面に生じた凹部を光学的手段に
より精度よく検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、中空糸内を
通過する血液と前記中空糸外を通過する透析液間で物質
交換する透析器等に用いられる中空糸モジュールのため
の検査装置に関し、特に前記中空糸の糸束の端部を樹脂
剤で固めた端面に発生した気泡跡等の欠陥を検出するの
に好適な中空糸モジュールの検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、血液透析器は、半透膜に
よって血液と透析液とを仕切ってなるもので、透析器内
に導入した血液と透析液との圧力および濃度差によっ
て、前記血液と透析液の間で物質交換することによっ
て、血液内の不純物を除去し、この血液を浄化するよう
にしたものである。

【０００３】このような血液透析器として、図１２に示
すように、両端面開放でかつ左右対称形状の円柱状の透
析容器Ａ内に、半透膜でなりかつ両端面開放の複数の中
空糸により構成されるほぼ円筒状の糸束Ｂを配設した中
空糸モジュールＭを用いたものがある。この中空糸モジ
ュールＭは、前記容器Ａの両端部に、この容器Ａの内周
面および前記糸束Ｂを構成する中空糸の外周面に密着す
るウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂剤からなる所定厚みの
樹脂剤層Ｃ1 ，Ｃ2 を有しており、この樹脂剤層Ｃ1 、
Ｃ2 によって、中空糸内の血液室と中空糸外の透析液室
を仕切るようにしている。すなわち、この図１２に示す
ような中空糸モジュールＭを用いた透析器では、中空糸
内を通過する血液と容器Ａ内において前記中空糸外を通
過する透析液の間で物質交換が行われる。

【０００４】図１３に例示した透析器（中空糸モジュー
ルＭ）は、一般に次のように構成される。

【０００５】まず、多数本の中空糸を束ねた円筒状の糸
束Ｂを図１３に示すように、前記容器Ａに対し容器Ａを
貫通した状態に配設する。

【０００６】次に、容器Ａの両端面に樹脂剤層Ｃ1 、Ｃ
2 を形成する加工を行い、図１２に示すモジュールＭと
なし、次に容器Ａの両端部にエンドキャップＤ1 、Ｄ2
を装着して構成する。これらエンドキャップＤ1 、Ｄ2
に予め形成したノズルｄ1 、ｄ2 は血液導入部および血
液排出部であり、容器Ａに予め形成したノズルｄ3 、ｄ
4 は透析液排出部および透析液導入部である。

【０００７】ところで、上記のようにして構成される中
空糸モジュールには、容器Ａの端面に合わせて切断した
樹脂剤層Ｃ1 、Ｃ2 の端面に、微小な凹部が形成されて
いる場合がある。こうした微小な凹部は、前記樹脂剤層
Ｃ1 、Ｃ2 を形成する工程において樹脂剤中に混入した
気泡跡である場合が多い。これらの凹部の発生理由は必
ずしも上記の理由に限定されないが、以降においては、
たとえば、局部的な割れ傷等による小凹部も含め、樹脂
剤層Ｃ1 、Ｃ2 の端面に形成された全ての小凹部を「凹
部DP」と称するものとする。

【０００８】前記凹部DPの存在は、透析器の治療性能に
大きな影響を与える虞はないが、治療終了後に患者体内
へ血液を回収する作業時に、この凹部DPに付着した微量
血液が回収されずに残るため、患者に不安感を与える要
因となる可能性があった。このため、治療現場からは、
透析器に対し、前記凹部DPのない中空糸モジュールを用
いたものとする要求が強い。

【０００９】ところで、前記のような凹部DPは前記樹脂
剤層Ｃ1 、Ｃ2 の端面を光源にかざして見れば肉眼で発
見することができる。したがって、従来、前記のような
凹部DPは、検査員が目視によって検出するようにしてい
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、目視に
よる凹部DPの検出には、検査員によるばらつきがあるた
めに、さらに精度の高い検出手段を用いることを要求さ
れていた。また、前記のように目視による検査は、大量
の中空糸モジュールの検査を行う場合には、作業時間の
短縮を図る上でも支障となる。すなわち、製造工程を完
全に自動化しコストの低減を図るようにするためには、
前記の凹部DPの検出も自動的に行えるようにする必要が
ある。このように、凹部DPの検出を自動的に行う手段と
して、前記カット面に照明光を照射し、その反射光を受
光して画像処理する手段が考えられる。

【００１１】画像処理により前記凹部DPを自動検出する
方法には、たとえば、図１４(a) に矢符で示す如く、中
空糸モジュールＭの端面Ｃ１１全体を斜め方向から照明
し、端面Ｃ１１に凹部DPが存在しない場合は正反射光を
受けない位置に２次元ＣＣＤカメラ５０１を設け、端面
Ｃ１１に気泡跡のごとき凹部DPが存在していれば、前記
２次元ＣＣＤカメラ３５１がこの凹部DPの一部の曲面か
らの強い正反射光を受光する方法がある。この場合に
は、凹部DPの画像を構成する画素の輝度が他の部分の輝
度よりも高くなるため、画像全体の画素の輝度を２値化
することで凹部DPの存在を検出することが可能である。
しかし、この方法では、２次元ＣＣＤカメラ３５１を固
定していると、端面Ｃ１１の中のどの位置に凹部DPが存
在しているかによって、前記２次元ＣＣＤカメラ３５１
が凹部DPによる正反射光を受光できる場合と受光できな
い場合が生じる。すなわち、この方法は、凹部DPの位置
や形状の違いに対応することが困難であり、実用には即
さないものである。

【００１２】また、図１４(b) に示す如く、拡散性光源
３５２で斜め方向から端面Ｃ１１を照射することで凹部
DPに影を形成し、端面Ｃ１１での正反射光を２次元テレ
ビカメラ３５３で把えることにより、前記凹部DPの影を
検出する方法も考えられる。しかし、端面Ｃ１１には、
数千本の中空糸の先端が露出していることによる微細な
凹凸が存在するため、この図１４(b) の照明方法では、
これらの凹凸も全て微細な影を作る。これら凹凸部の輝
度レベルは、前記凹部DP部分の輝度レベルとの差が小さ
く、検出対象である凹部DPをうまく分離して検出するこ
とができない。また、検出対象となる凹部DPは、通常、
図１５に示す端面Ｃ１１において、糸束Ｂが位置する中
央部（ほぼ円形〜楕円形の領域）には多く存在せず、そ
の外側であって中空糸の無い環状部分Ｓに発生すること
が多い。しかし、この環状部分Ｓには、端面Ｃ１１を形
成する工程で種々の“歪み”が形成されることが多く。
この歪み部の反射光は、反射方向がズレるため、テレビ
カメラ３５３で把える反射光の強度は、正常な平面の場
合よりも下がる。このため、この歪み部分を検出すべき
凹部DPとして誤検出する可能性があり、前記環状部分Ｓ
にある凹部DPを精度よく検出することができない。

【００１３】上記のほか、図１４(a) 、(b) のように端
面１１に照明光を照射する方法では、糸束Ｂが強い拡散
媒体となるため、一旦樹脂剤層に中に入り込んだ光が樹
脂剤層の内部から端面１１全体に拡がり、画像が全体的
に明るくなって凹部DPの画像と他の部分の画像の輝度差
が小さくなることにより、凹部DPと他の部分を判別する
のが困難になる問題があった。

【００１４】画像処理により前記凹部DPを自動検出する
他の方法として図１４(c) で示すごとく、検出すべき凹
部DPとほぼ同じ幅かそれ以下の幅の細いスリット光を端
面Ｃ１１に照射し、ＣＣＤカメラ３５４により端面Ｃ１
１上におけるスリット光像が凹部DPによって部分的に歪
むことを検出する、いわゆる光切断法と呼ばれる方法を
採用することが考えられる。しかし、この光切断法を用
いた場合も、上記環状部分Ｓに歪みがあると、スリット
光像が折れ曲り、この歪みをあたかも凹部DPであるかの
如くに誤検出する問題が生じる。また、この光切断法で
は、前記端面Ｃ１１が前記図１４の円筒容器Ａの円筒中
心軸に直交する平面に形成されず傾いている場合に、Ｃ
ＣＤ素子で把えたスリット光像が傾き、ある種の欠点と
して誤検出する。さらに、検出素子として一次元ＣＣＤ
素子を用いた場合には、軸に非直交である前記端面Ｃ１
１である場合に、スリット光像がＣＣＤ素子から外れた
位置に結像してしまうという問題も生じる。

【００１５】本発明の目的は、複数の中空糸の端部を樹
脂剤により固めた樹脂剤層を有する中空糸モジュールに
関して前記樹脂剤層の端面に生じた欠陥を検出するため
の中空糸モジュールの検査装置であって、前記中空糸モ
ジュールの樹脂剤層の端面に生じた気泡跡等による凹部
を、容易にかつ精度よく検出できる中空糸モジュールの
検査装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の中空糸モジュ
ールの検査装置は、前記中空糸モジュールを支持する支
持手段と、前記樹脂剤層の端面上に設定したスリット状
の被照射領域に、前記端面に非直交で入射するスリット
光を照射する光照射手段と、前記端面に対する被照射領
域の位置を相対的に移動させる移動手段と、前記被照射
領域に対応する端面で反射した前記スリット光の反射光
が入射する位置で、前記被照射領域に対応する端面の画
像について画素ごとの光量を測定し、かつ、前記被照射
領域の画像内に設定したウィンドゥ内の画像に関する前
記測光量を出力する測光手段と、前記測光手段が出力し
た画素ごとの測光量を所定の閾値で２値化し、この２値
化信号を出力する２値化処理手段とを備え、かつ、前記
光照射手段が照射するスリット光による被照射領域の幅
が画素の大きさの１０〜１５０倍であって、前記測光手
段において測定する画素ごとの測光量が少なくとも一部
の画素において飽和し始める時点の強度の１〜４倍の範
囲に設定されている。

【００１７】請求項２の中空糸モジュールの検査装置
は、請求項１の検査装置において、さらに、前記２値化
処理手段による２値化信号に基づいて中空糸モジュール
が不良品であるか否かを判定する判定手段と、この判定
手段の判定結果に基づいて不良中空糸モジュールを分別
する分別手段とを備える。

【００１８】請求項３の中空糸モジュールの検査装置
は、請求項１の検査装置における光照射手段が拡散性照
明であると共に、前記樹脂剤層端面上に遮光板を備えて
いる。請求項４の中空糸モジュールの検査装置は、請求
項１又は３の検査装置において、照明光および反射光の
方向を変える反射鏡を備える。

【００１９】請求項５の中空糸モジュールの検査装置
は、請求項４の検査装置において、更に請求項２の検査
装置の判定手段と分別手段とを備える。

【００２０】

【作用】請求項１の中空糸モジュールの検査装置では、
光照射手段により樹脂剤層の端面にスリット光を照射す
ることにより、測光手段により前記樹脂剤層の端面で反
射した前記スリット光の反射光を測定する。測光手段に
おいて測定する画素ごとの測光量が少なくとも一部の画
素において飽和し始める時点の１〜４倍の範囲に設定す
ることにより、樹脂剤層の端面に気泡跡等による凹部が
存在する場合に、少なくともこの凹部に対応する画素の
測光量は、飽和値に達しないようにすることができる。
２値化処理手段で測光量を２値化することにより、画素
を凹部に対応する画素とそれ以外の画素の分離すること
ができる。前記スリット光による照射領域の幅を画素の
大きさの１０から１５０倍に設定することにより、前記
樹脂剤層端面の仕上がり状態およびモジュール取付位置
ズレによる検出エラーが発生しない。移動手段により、
光照射手段によるスリット光の照射領域を移動させるこ
とにより、樹脂剤層の端面全体を前記凹部に対応する箇
所とそれ以外の箇所に分離することができる。

【００２１】請求項２の中空糸モジュールの検査装置に
よると、検査した中空糸モジュールが不良中空糸モジュ
ールであるか否かが判定手段において判定され、不良中
空糸モジュールと判定された中空糸モジュールは分別手
段により他の中空糸モジュールから分離される。

【００２２】請求項３の中空糸モジュールの検査装置に
よると、前記樹脂材層端面を多方向から照明するので、
仮に前記樹脂剤層端面に傾きおよび歪があっても反射光
は、測光装置へ確実に入射してこれらを誤検出しない。
また、糸束Ｂは光拡散性が強いため前記樹脂剤層端面へ
の入射照明光は糸束で拡散して該端面全体の輝度を高め
凹部ＤＰによる反射光のコントラストを弱めるように作
用するが、遮光板が不要な照明光を遮るので、前記コン
トラストの低下が無い。

【００２３】請求項４の中空糸モジュールの検査装置に
よると、照明および反射光の方向を反射鏡で折り曲げる
ので、中空糸モジュールＭの軸芯Ｃ0 に対して垂直な方
向の、光照射手段と測光手段の幅寸法を小さく出来る。

【００２４】請求項５の中空糸モジュールの検査装置に
よると、請求項４の装置の作用に加えて、更に検査した
中空糸モジュールが不良中空糸モジュールであるか否か
が判定手段において判定され、不良中空糸モジュールと
判定された中空糸モジュールは分別手段により他の中空
糸モジュールから分離される。

【００２５】

【実施例】本発明による、中空糸モジュールＭの端面Ｃ
１１の凹部DPの有無を検出するための検査装置（以下、
単に検査装置という。）の実施例を図１に示す。この図
１の検査装置は、中空糸モジュールＭの支持装置１、光
照射装置２、測光装置３、検出信号形成装置４、判別装
置５、表示装置６および操作指令部７を備えている。

【００２６】支持装置１は、図２にも示すように、支持
台１０１、駆動モータ１０２、駆動ローラ１０３、モジ
ュール支持ローラ１０４、１０５、従動ローラ１０６お
よびベルト１０７を備えている。前記駆動モータ１０２
および各ローラ１０３〜１０６は支持台１０１に取り付
けられている。駆動ローラ１０３は、駆動モータ１０２
によって回転駆動される。

【００２７】支持装置１は、中空糸モジュールＭをその
軸芯Ｃ0 を水平に維持した状態で搭載し、支持装置１に
搭載された中空糸モジュールＭは、駆動モータ１０２を
作動させることにより、前記軸芯Ｃ0 を回転中心として
回転する。前記駆動モータ１０２の回転量の設定、起動
および停止は、駆動制御部１０８によって制御される。
この駆動制御部１０８は、後述する操作指令部７により
与えられる指令信号を受け、前記駆動モータ１０２を駆
動する。前記駆動モータ１０２によって回転駆動される
駆動ローラ１０３の回転角は、公知の光学式エンコーダ
等の回転角検出器１０９によって検出され、後述する操
作指令部７に与えられるようになっている。

【００２８】また、前記支持装置１は、図示しない上下
動機構により、搭載した中空糸モジュールＭを軸芯Ｃ0
を水平に維持したまま上下動させることができる。これ
によって、中空糸モジュールＭの軸芯Ｃ0 を、この中空
糸モジュールＭの径に関係なく所定位置に設定すること
ができる。

【００２９】なお、この支持装置１に対する中空糸モジ
ュールＭの着脱は、たとえば図９に概略構成を示すよう
な中空糸モジュール移載機構８によって自動的に行うこ
とができるようになっている。この中空糸モジュール移
載機構８は、オートハンド８０によって、供給部８１か
ら取り出した中空糸モジュールＭを支持装置１へ装着す
るとともに、支持装置１から取り外した中空糸モジュー
ルＭを、良品のための次工程移送部８２と不良品のため
の欠陥中空糸モジュール収集部８６とに仕分ける。オー
トハンド８０によるこれら各部への脱着・仕分けは、操
作指令部７の指令で自動的に行う。このため、オートハ
ンド８０は、ガイド８３に沿って二点鎖線で示したごと
く移動できる。

【００３０】光照射装置２は、光源２０１およびスリッ
ト光照射部２０２を備えている。

【００３１】光源２０１は、ハロゲンランプ等によって
なり、後述する操作指令部７より与えられた指令に基づ
いて、発光のオン・オフおよび光強度の調整を行う。こ
の光源２０１は、前記光強度を、後述する測光装置３が
測定する輝度がいずれかの画素において飽和する光強度
となるように調整する。この光強度の調整については後
述する。

【００３２】スリット光照射部２０２は、たとえば複数
本の光ファイバー２０３によって前記光源２０１と接続
されており、これらの光ファイバー２０３を横一列に配
列した後、これらの光ファイバー２０３の端末から照射
された光をシリンドカルレンズ（不図示）でスリット状
に集光し、このスリット状の光を出射する。図３に示す
ように、前記スリット状の光は、前記中空糸モジュール
Ｍの樹脂剤層Ｃ1 の端面Ｃ１１がこの端面全域において
前記軸芯Ｃ0 と直角である理想的に形成された面である
場合には、この端面Ｃ１１の直径上に入射角αで入射
し、この端面Ｃ１１の直径を含む幅ｈのスリット状被照
射領域Ｈを照射する。以下においては、前記端面が理想
形成面である場合にこの端面Ｃ１１に照射されるスリッ
ト光の被照射領域Ｈを、任意の端面Ｃ１１に関する被照
射領域Ｈとして説明する。

【００３３】端面Ｃ１１が前記理想端面であるとき、こ
のスリット光発光部２０２から出射されたスリット光Ｌ
は、図４に実線で示すように、前記スリット状被照射領
域Ｈで反射角β1 で反射し正反射光Ｒ1 となる。

【００３４】前記端面Ｃ１１に気泡跡等による凹部DPが
存在すると、前記スリット光Ｌの正反射光Ｒ2 は、図４
に仮想線で示すように、凹部DP部分で前記反射角β1 と
異なる反射角β2 で反射する。反射光は、乱反射光を受
光せず、正反射光を受光するのが好ましい。

【００３５】また、前記端面Ｃ１１が理想端面に対し傾
斜してカットされていたり、歪みを有する端面であった
りする場合も、前記スリット光Ｌの正反射光Ｒ1'は、前
記反射角β1 と異なる反射角β1'で反射する。しかし、
この場合、被照射領域Ｈにおける端面Ｃ１１の傾斜は、
前記凹部DPの場合に比べて小さく、したがって、正反射
光Ｒ1'の反射角β1'は前記正反射光Ｒ2 の反射角β2 に
比べて理想端面での反射角β1 に近似している。

【００３６】なお、前記スリット状被照射領域Ｈの幅ｈ
の設定方法については後述する。

【００３７】測光装置３は公知の２次元テレビカメラを
主体とするものである。この測光装置３は、前記端面Ｃ
１１の画像を２次元で撮像する。また、この測光装置３
は、前記端面Ｃ１１の直径上に対応する、図３に仮想線
で示すようなウィンドゥＷ内の画像の画素ごとの光の輝
度を表すアナログの画像信号を出力する。

【００３８】前記ウィンドゥＷの幅ｗは、たとえば画素
の幅σの５倍以上に設定している。前記画素は、前記２
次元テレビカメラがＣＣＤ素子を使用する機種である場
合には、カメラの各ＣＣＤ素子、レンズの焦点距離およ
びテレビカメラと前記端面Ｃ１１間の距離等を条件とし
て決定される寸法分解能であって、画像上での前記端面
Ｃ１１の最小構成単位である。すなわち、測光装置３が
２次元ＣＣＤカメラの場合、２次元に配列された多数の
ＣＣＤ素子上に端面画像を結像させ、各ＣＣＤ素子出力
より画像を形成する関係にあるので、画像上の各画素と
ＣＣＤ素子の最小単位とは、それぞれ１対１に対応する
関係にある。前記画素の幅σは、好ましくは検出対象と
なる凹部DPのうち最も小さな凹部DPの幅ｄの１／３以
下、さらに好ましくは１／４以下とするのがよい。画素
の幅σを大きくして、凹部DPの画像に完全に含まれる画
素が発生しないようになると検出精度が低下する。図６
では、画素の幅σを検出すべき最も小さな凹部DPの幅ｄ
の１／４としている。なお、図６では、画素を正方形と
しているが、長方形であってもよい。

【００３９】前記ウィンドゥＷの幅ｗは、この検査装置
の処理スピードに大きな影響を与える。前記処理スピー
ドを向上させるためには、前記ウィンドゥＷの幅ｗを大
きくするのがよい。しかしながら、後述するように、ウ
ィンドゥＷの幅ｗを大きくし過ぎると、端面Ｃ１１の傾
斜や歪みが大きい場合にこのウィンドゥＷの一部が均一
に照射されない場合が生じる問題が生じる。このため、
ウィンドゥＷの幅ｗは、後述する被照射領域Ｈの幅ｈの
１／２以下とすることが好ましい。

【００４０】なお、前記ウィンドゥＷの幅は、中空糸モ
ジュールＭの品種に応じて切り替えるようにしてもよ
い。

【００４１】前記スリット状被照射領域Ｈの幅ｈは、こ
の測光装置３が受光する反射光が前記図４に示す正反射
光Ｒ1 若しくはＲ1'であるときには、前記ウィンドゥＷ
が前記正反射光Ｒ1 若しくはＲ1'の受光範囲に位置する
ことができる幅に設定する。この実施例では、図６に示
すように、前記最小凹部DPの幅ｄの２倍の幅（２ｄ）の
両側にそれぞれ画素の幅σを補充した幅（２ｄ＋２σ）
を被照射領域Ｈの幅ｈとしている。既述のように、前記
最小凹部DPの幅ｄは画素の幅σの４倍であるから、前記
被照射領域Ｈの幅ｈは、１０σすなわち画素の幅σの１
０倍の幅に設定されていることになる。

【００４２】前記被照射領域Ｈの幅ｈは、好ましくは、
画素の幅σの１０倍（図６の場合）、若しくはそれ以上
になるように設定するのがよい。実験によれば、被照射
領域Ｈの幅ｈが画素の幅σの１０倍よりも小さいと、端
面Ｃ１１が傾斜カットされていたり端面Ｃ１１に歪みが
ある場合に、こうした歪み等が許容範囲であっても、前
記ウィンドゥＷの一部から前記正反射光Ｒ1 若しくはＲ
1'がズレる場合が生じる。このような場合、検出対象と
なる凹部DPが存在しないにも拘らず、正反射光Ｒ1 若し
くはＲ1'がズレて照射されない部分の画素の輝度が、凹
部DPに対応する部分と同程度のレベルに下がる問題が発
生する。

【００４３】また、前述のように、前記被照射領域Ｈの
幅ｈは前記ウィンドゥＷの幅ｗの２倍以上とするのが好
ましい。これによって、中空糸モジュールＭの端面Ｃ１
１の傾斜やこの中空糸モジュールＭの支持装置１に対す
る取付誤差によって前記ウィンドゥＷに正反射光Ｒ1 も
しくはＲ1'に照射されない画素部分が生じることを防止
できる。

【００４４】以上のようにして前記スリット状被照射領
域Ｈを設定すると、前記端面Ｃ１１が理想端面であれ
ば、前記ウィンドゥＷは、図５(a) に示すように、前記
スリット状被照射領域Ｈで反射した正反射光Ｒ1 の受光
領域Ｈ1 の中央に設定される。すなわち、ウィンドゥＷ
はその全域が正反射光Ｒ1 によって照明される。

【００４５】また、前記端面Ｃ１１が傾斜カットされて
いる場合、その傾斜が許容範囲であれば、前記ウィンド
ゥＷは、図５(b) に示すように、前記スリット状被照射
領域Ｈで反射した正反射光Ｒ1'の受光領域Ｈ1 の幅方向
に偏った位置Ｈ1'に設定されたり、図５(c) に示すごと
く傾いた位置に設定される。しかし、この場合も、前記
傾斜が許容範囲であるため、前記ウィンドゥＷは正反射
光Ｒ1'によってその全域が照明される。

【００４６】さらに、前記端面Ｃ１１が歪んでいる場
合、歪み方によっては前記スリット状被照射領域Ｈで反
射した正反射光Ｒ1'の受光領域Ｈ1'は、たとえば図５
(d) に示すように湾曲した形状となる。しかし、その歪
みが許容範囲であれば、前記ウィンドゥＷは、前記受光
領域Ｈ1'内に設定され、前記ウィンドゥＷは正反射光Ｒ
1'によってその全域が照明される。

【００４７】前記端面Ｃ１１に気泡跡等による凹部DPが
存在すると、この凹部DPにおいて反射した前記反射光Ｒ
2 は、前記ウィンドゥＷから外れた位置で受光される。
したがって、前記ウィンドゥＷに対応する位置に凹部DP
が存在すると、その位置の輝度が低下する。

【００４８】前記測光装置３は、前記ウィンドゥＷ内の
全ての画素についての輝度レベルを測定し、この輝度レ
ベルを検出信号形成装置４に与える。

【００４９】検出信号形成装置４は、Ａ／Ｄ変換部４０
１、画像記憶部４０２、２値化処理部４０３、２値化画
像表示部４０４を備えている。

【００５０】Ａ／Ｄ変換部４０１は前記アナログ画像信
号をディジタル画像信号に変換して画像記憶部４０２に
与える。

【００５１】画像記憶部４０２は、Ａ／Ｄ変換部４０１
から与えられた前記ディジタル画像信号を一旦記憶す
る。

【００５２】２値化処理部４０３は、後述する演算判定
部５０２からの指令により、前記画像記憶部４０２から
前記ディジタル画像信号すなわち図７(a) に示すウィン
ドゥＷの領域のディジタル画像信号を読み出し、このデ
ィジタル画像信号を所定の閾値Ｓp で２値化する。すな
わち、この２値化処理部４０３は、前記閾値Ｓp よりも
レベルの高い画像信号を白色レベルに置換し、前記閾値
Ｓp よりもレベルの低い画像信号を黒色レベルに置換す
る。

【００５３】ところで、従来知られている光による一般
的な凹部の検出方法では、光照射装置が照射する光の強
度を、その反射光の測光量である輝度が、前記測光装置
３による測光輝度レベルにおいて部分的に飽和すること
がないように設定している。このように、従来の方法に
よる光強度のスリット光を照射した場合、前記ウィンド
ゥＷ内の輝度レベルは、端面Ｃ１１に露出している多数
の中空糸の端部による凹凸により、図７(b) に示すよう
に起伏の激しいプロフィールとなる。また、検査する中
空糸モジュールＭを取り替えるごとに、端面Ｃ１１の微
小な凹凸形状が変化し、それに伴って輝度レベルも上下
動する。このため凹部DPと正常部分の輝度レベル差が小
さく、前記２値化処理部４０３において画像信号を２値
化する場合に、検出対象となる凹部DP以外の箇所を黒色
レベルに置換してしまう検出エラーが発生する可能性が
高い。

【００５４】上記のような検出エラーを防止するため、
この発明では、前記光照射装置２が照射するスリット光
の光強度を、画素ごとの輝度が一部の画素において飽和
し始める時点の光強度より大きな光強度に設定してい
る。図７(c) は、スリット光の光強度を最初に端面Ｃ１
１の一部が飽和し始めた時点の２倍程度に設定したとき
の前記図７(a) に対応する位置の輝度レベルを示してい
る。この図７(c) からも分かるように、前記端面Ｃ１１
に露出している糸束Ｂの先端の光拡散性が強いため、ス
リット光の光強度を大きくしてゆくと、端面Ｃ１１の輝
度はまず前記糸束Ｂがある中央部から飽和し始める。図
７(d) は、スリット光の光強度を最初に端面Ｃ１１の一
部が飽和し始めた時点の４倍に設定したときの前記図７
(a) に対応する位置の輝度レベルを示している。この図
７(d) では、凹部DPに対応する位置以外の輝度レベルは
全て飽和値に達している。スリット光の光強度を最初に
端面Ｃ１１の一部が飽和し始めた時点の何倍にするか
は、端面Ｃ１１の成形精度や端面Ｃ１１と測光装置３の
位置関係に依存するが、４倍を越える値に設定すると、
検出対象となる凹部DPに対応する部分の輝度レベルが飽
和値に接近するか若しくは飽和値に達してしまう上、Ｃ
ＣＤカメラを用いている場合には、スミア現象やブルー
ミング現象といったＣＣＤカメラ特有の異常現象が強く
発生する虞があるため、この発明では、スリット光の光
強度を最初に端面Ｃ１１の一部が飽和し始めた時点の４
倍以内に規定している。

【００５５】一方、光強度は、図８を用いて説明する以
下の理由により、なるべく大きく取ることが有効であ
る。

【００５６】図８は、ほぼ理想的な端面Ｃ１１内に径
０．８ｍｍの凹部DPのある中空糸モジュールＭと、欠点
凹部DPは無いが面歪みの大きい中空糸モジュールＭにつ
いて、ランプ電圧と閾値Ｓp による２値化画像の変化を
説明するためのものである。図８に示す特性曲線Ｋ1
は、径０．８ｍｍの凹部DPのみを単独に、前記２値化処
理部４０３において検出するための限界閾値Ｓp のラン
プ電圧に対する変化を示している。すなわち、端面Ｃ１
１が理想的な面であれば、特性曲線Ｋ1 よりも上の任意
の閾値Ｓp を採用することができる。一方、特性曲線Ｋ
1 よりも下の閾値を採用すると、凹部DP以外の低輝度部
を誤検出する。しかし、端面Ｃ１１が歪みの強い端面で
あると、閾値Ｓp を高くするにつれて、検出対象となる
凹部DP以外の歪み箇所を検出するようになり、検出エラ
ーが発生し始める。図８の特性曲線Ｋ2 は、特に歪みの
強い中空糸モジュールについて、検出エラーが発生し始
める閾値Ｓp のランプ電圧に対する変化を示しており、
この特性曲線Ｋ2 より下側の閾値Ｓp を用いることによ
り、検出エラーの発生を回避できることがわかる。すな
わち、前述の径０．８ｍｍおよびこれ相当の凹部DPをエ
ラーなく検出するためには、特性曲線Ｋ1 、Ｋ2 に挟ま
れた領域（図８における斜線部）Ｅを用いることが好ま
しい。そして、図８から明らかなように、領域Ｅは光強
度が大きくなるほど、使用できる閾値Ｓp の幅が広くな
っている。したがって、閾値Ｓp の選択幅を広げるため
には、前述したスリット光の光強度を最初に端面Ｃ１１
の一部が飽和し始めた時点の４倍以内の光強度で、か
つ、大きな光強度とするのが好ましいといえる。光強度
を強くする程、２値化された凹部DPの画像径が小さくな
るので、最も強い光強度とすることは好ましくないが、
光強度を強くすることで上記のごとく凹部DPを検出し易
くなり、検出精度が向上する。

【００５７】２値化閾値Ｓp を決定する方法は、図８の
データに基づく一定値（品種、ランプ電圧で変えてよ
い）を予め記憶部５０１に入力しておいて読み出す方法
の他、テレビカメラで影像したウィンドゥ内の輝度分布
の標準偏差ないしは範囲から演算して決定するなど一般
に知られた各方法を適用してもよい。

【００５８】２値化画像表示部４０４は、前記２値化処
理部４０３によって白色レベルと黒色レベルに置換され
た画像信号により得られる画像、すなわち前記凹部DPの
みを黒色で示したウィンドゥＷ内の画像を表示する。

【００５９】判別装置５は、記憶部５０１および演算判
定部５０２を備えている。

【００６０】演算判定部５０２は、前記２値化処理部４
０３において黒色レベルに置換した画素を検出し、ここ
の凹部DPを構成する画素の数、位置関係等に基づいて、
これらの画素が構成する凹部DPの寸法、面積等の特徴量
を演算する。

【００６１】記憶部５０１は、演算判定部５０２の指令
を受けてあらかじめ記憶された中空糸モジュールＭの品
番ごとの前記特徴量に関する基準値の中から、キーボー
ド等の記述していないデータ入力装置により入力された
品番の基準値を読み出し、演算判定部５０２に与える。
前記基準値は経験的に定めることができる。

【００６２】演算判定部５０２は、また前記凹部DPの寸
法、面積等の特徴量を、記憶部５０１が出力する基準値
と比較し、中空糸モジュールＭの良否を判定し、この判
定結果に基づいて前記支持装置１から取り外した中空糸
モジュールＭと不良品に分別する分別機能を備えてい
る。すなわち、前記比較結果が基準値＞演算特徴量値で
あるときは良品と判定し、基準値≦演算特徴量値である
ときは不良品と判定し、比較判定結果を表示部６および
操作指令部７に与える。

【００６３】表示部６はＣＲＴディスプレイおよびプリ
ンタを備えており、中空糸モジュールごとに演算判定部
５０２が出力する比較判定結果、すなわち前記凹部DPの
寸法、面積等の特徴量値が前記基準値よりも大きいか小
さいかについての比較判定結果を表示する。

【００６４】操作指令部７は、演算判定部５０２からの
タイミング指令を受けて、駆動制御部１０８に指令信号
を与える。既述のように、この指令信号を受けた駆動制
御部１０８は、前記駆動モータ１０２を、前記軸芯Ｃ0
を中心として所定時間ないしは所定角度だけ一定スピー
ドで回転するように駆動し、停止させる。

【００６５】また、この操作指令部７は、前記検出器１
０９が検出する中空糸モジュールＭの回転角が１８０度
以上に達するごとに既述の中空糸モジュール移載機構８
を作動させ、支持装置１上に搭載された中空糸モジュー
ルＭを取り外すとともにこの支持装置１に新たな中空糸
モジュールＭを搭載させる。

【００６６】また、この操作指令部７は、前記記憶部５
０１に与えた中空糸モジュールＭの品番に関する情報に
基づいて、前記品番の中空糸モジュールＭの軸芯Ｃ0 が
前記ウィンドゥＷに対応する位置と一致するように、前
記支持装置１のための図示しない上下動機構を制御す
る。

【００６７】上記操作指令部７は、さらに、前記演算判
定部５０２により与えられた比較判定結果に基づいて、
前記判定結果が支持装置１に搭載されている中空糸モジ
ュールＭを良品とするものである場合には、図９に示す
中空糸モジュール移載装置８に対し、支持装置１から取
り外した中空糸モジュールＭを次工程移送部８２に移動
させる指令を出し、前記判定結果が前記中空糸モジュー
ルＭを不良品とするものである場合には、中空糸モジュ
ール移載装置８に対し、支持装置１から取り外した中空
糸モジュールＭを欠陥中空糸モジュール収集部８６に移
動させる指令を出す。

【００６８】以上のようにしてなる検査装置により、中
空糸モジュールＭの樹脂剤層Ｃ1 もしくはＣ2 の端面に
発生した気泡跡等による凹部DPを検出し、この凹部DP部
が存在する中空糸モジュールを不良品として排除するこ
とができる。

【００６９】以上の装置により、表１に示す条件Ａ〜Ｃ
で凹部DPの検出を行う検査を行ったところ、以下のよう
な検出結果が得られた。

【００７０】

【表１】条件Ａは、被照射領域Ｈの幅ｈ／画素の幅σを「７」に
設定している。この条件Ａでは、端面Ｃ１１の仕上がり
が比較的良好な中空糸モジュールＭについては直径１ｍ
ｍ以下の凹部DPを検出することができたが、端面Ｃ１１
が傾斜カットされていたり端面Ｃ１１に歪みがある場合
には、その程度が大きくなるとウィンドゥＷの一部が正
反射光に照射されないために検出エラーが発生した。し
かし、この検出エラーは、被照射領域Ｈの幅ｈおよびウ
ィンドゥＷの幅ｗの設定に問題があることによる。

【００７１】このような検出エラーを抑制するために
は、被照射領域Ｈの幅ｈおよびウィンドゥＷの幅ｗを、
関係を保って広げることが考えられる。ただし、被照射
領域Ｈの幅ｈを広げるに当たっては、端面Ｃ１１の光拡
散効果が強いことにより、欠点像である凹部DPの像のコ
ントラストが悪化する可能性が高いことに留意する必要
がある。一方、ウィンドゥＷの幅ｗは、既述のように、
検査エラーの発生を抑制するために被照射領域Ｈの幅ｈ
の１／２以下とする一方、端面Ｃ１１全域を検査するた
めの処理スピードを考慮してなるべく大きめに設定す
る。

【００７２】条件Ｂは上のことを考慮して被照射領域Ｈ
の幅ｈ／画素の幅σを５０に設定している。実験の装置
では、この条件Ｂでは、前記端面Ｃ１１の傾斜カットや
中空糸モジュールＭの支持装置１に対する取付位置のず
れに対しては問題なく検出すべき径１ｍｍ以下の凹部DP
を検出できたが、面歪みの強い一部のワークで検出エラ
ーが発生した。

【００７３】条件Ｃは、条件Ｂに比べ、被照射領域Ｈの
幅ｈを大きくするとともにウィンドゥＷの幅ｗを小さく
している。これによって、条件Ｂで検出エラーが生じた
面歪みの強い中空糸モジュールＭについても確実に凹部
DPを検出することができた。中空糸モジュールＭは、い
くつかの品種が有り、中でも中空糸管肉厚さの厚いタイ
プでは、端面Ｃ１１において各中空糸開口端が明瞭に突
き出して凹凸のある表面をつくり、端面Ｃ１１の面歪が
一層強くなる傾向を有する。このような中空糸モジュー
ルＭは、上記中空糸開口端の突き出し部分あるいはその
周辺の面歪み部分で検出エラーを発生し易い。また、製
造ラインの製造条件に依って、端面Ｃ１１が極めて透明
（表面が非常に滑らか）になるものがあり、上記面歪み
部分で検出エラーを発生し易い。

【００７４】端面Ｃ１１のこれらの形態サンプルに適用
した実施例を図１０に示す。

【００７５】図１０は、光ファイバー２０３により図示
していない光源の光をスリット光照射部２０２に導き、
その出射光を光拡散シートないしは光拡散板２０５で拡
散性照明に変えて端面Ｃ１１を照明し、端面からの反射
光を測光装置３で検出するようにした検査装置を示して
いる。この場合、端面Ｃ１１と光拡散板２０５との間、
好ましくはできるだけ端面Ｃ１１上に近づけて遮光板も
しくはマスク２０６を設けて端面Ｃ１１の照明範囲を規
制する。

【００７６】光拡散シート２０５では、光照射部２０２
から照射されたスリット光の指向性を弱めるが指向性の
無い完全拡散光にはならないため、光強度の低下が比較
的少ない。また、拡散性照明を得る他の方法として、太
い径の蛍光灯を使う等指向性の少ない光源を使うことも
可能であるが、より強い光強度が得られることと光強度
の調節が可能な点から図１０の方法が好ましい。端面Ｃ
１１に対する照明方法・照明取付位置に依り遮光板２０
６を設けなくても良い場合もあるが、遮光板を設ける方
が凹部Ｄｐの検出精度が高いので好ましい。

【００７７】図１および図１０の実施例では、照明光の
入射角α・反射角βは４５度を採用しており端面Ｃ１１
の前方の照明系２０２、２０５および測光装置３が占有
する空間は比較的広く、実施例で示す検査装置を生産ラ
インの限られたスペースに設置する場合は小型化する必
要がある。

【００７８】このために改良を加えたのが図１１に示す
検査装置である。

【００７９】すなわち、光照射装置２および測光装置３
のそれぞれに反射鏡２０７、２０８を設けて照明光およ
び反射光の方向を変え、照明・反射系の幅Ｌを短くした
のである。光照射部２０２はハロゲンランプ光を光ファ
イバーライトガイドで導き、光出射端を線状に配列して
スリット光を作り、光拡散シート２０５で拡散性照明光
に変える。また、光遮光板２０６を設けて端面Ｃ１１を
幅広く照明しないように規制する。なお、遮光板は、図
１１の如く遮光板２０６のみでなく、遮光板２０９、２
０６を組み合わせても良く、あるいは図示していないが
照明範囲のみに切り欠き穴をあけた端面Ｃ１１全体を覆
うマスクであっても良い。また、拡散シート２０５を設
けず、拡散シートと反射鏡２０７の作用を兼ねた拡散反
射板を反射鏡２０７に代えても良い。

【００８０】なお、上記実施例では、測光装置３が、駆
動モータ１０２を駆動させて中空糸モジュールＭを所定
量回転させることによって、端面Ｃ１１全面の輝度レベ
ルを測定するようにしているが、図示しない上下動機構
により前記中空糸モジュールＭをウィンドゥＷの幅ｈづ
つ上方または下方に移動させることで、端面Ｃ１１の輝
度レベルを測定するようにしてもよい。

【００８１】また、上記実施例では、測光装置３の画素
ごとの測光量を高くする等の検出精度向上手段として、
スリット光の強度を強くする方法を例示しているが、測
光装置３に取り付けるカメラ用レンズの絞りを開放して
いくとか、明るいレンズと交換するようにしてもよい。
また、測光装置３が包含する信号増幅器による、増幅と
飽和特性機能による方法であってもよい。しかし、スリ
ット光の強度を強くする方法が使い易くより好ましい。

【００８２】また、上記実施例では、測光装置３とし
て、ウィンドゥＷ内の画素の輝度レベルに関する情報を
一時に得ることができる２次元テレビカメラを用いてい
るが、発明による他の検査装置では、測光装置３とし
て、ＣＣＤ素子を１次元に並べた１次元ＣＣＤカメラ等
のラインセンサを採用することもできる。

【００８３】また、図１の検査装置では、中空糸モジュ
ールＭの一端側のみの検査を行うようにしている。しか
しながら、発明による中空糸モジュールの検査装置は、
両端を同時に検査できる装置を含むことはもちろんであ
る。

【００８４】また、光照射装置２として、レーザー光を
光学素子でスリット光に変換するようにした光照射装置
を用いてもよい。しかし、光強度が低下してもランプ電
圧によって定期的に光強度を管理して調節できるので、
実施例で用いたタイプの光照射装置を用いる方がより好
ましい。

【００８５】なお、本実施例では、中空糸モジュールを
透析器に用いた例を示したが、これは一例であって、本
発明の検査装置は、同様に中空糸モジュールを用いる水
処理モジュール、浄水器モジュール等の発泡検査に対し
ても好適に適用することができる。

【００８６】

【発明の効果】請求項１の中空糸モジュールの検査装置
によると、検査対象である樹脂剤層の端面に生じた気泡
跡等による凹部を、前記端面に傾斜や歪みがあっても確
実に検出することができる。

【００８７】また、測光量強度を適宜に調整すること
で、信号のフィルタリング・微分処理などの複雑な前処
理を行うことなく前記凹部を検出できるようにしたか
ら、検出精度の高い装置を比較的安価に得ることができ
る。

【００８８】請求項２の中空糸モジュールの検査装置に
よると、前記凹部を有する不良中空糸モジュールを分別
することにより、後工程でこうした不良中空糸モジュー
ルに加工作業を行うような不合理を解消することができ
る。

【００８９】請求項３の中空糸モジュールの検査装置に
よると、中空糸モジュールの端面（Ｃ１１）における中
空糸開口端の表面突き出しによる凹凸が大きい場合と
か、端面が非常に滑らかである等種々の表面形態を有す
る中空糸モジュールにおいて、確実にその凹部（Ｄｐ）
を検出できるので検査精度が高い。

【００９０】請求項４の中空糸モジュールの検査装置に
よると、光照射手段及び測光手段を小形化できるので、
設置スペースの限られた生産現場では取付・調整がし易
い。請求項５の中空糸モジュールの検査装置によると、
判定手段と分別手段とを備えるので、上記請求項４の検
査装置の効果に加えて、更に検査作業の省力化が達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施例による中空糸モジュールの検査装
置の概略構成図である。

【図２】支持装置の構成を説明する図である。

【図３】端面に対するスリット光の照射状態を示す図で
ある。

【図４】端面での反射状態を示す図である。

【図５】端面反射光の受光領域とウィンドゥの関係を示
す図である。

【図６】凹部と画素の関係を示す図である。

【図７】光強度に対応する測定輝度レベルを示す図であ
る。

【図８】光強度と２値化のための閾値の関係を示すグラ
フである。

【図９】中空糸モジュールの移載機構を示す平面概略図
である。

【図１０】本発明の実施例による検査装置の光照射装置
と測光装置を示す図である。

【図１１】本発明の実施例による検査装置の光照射装置
と測光装置を示す図である。

【図１２】中空糸モジュールの断面図である。

【図１３】中空糸モジュールの製造過程を説明する図で
ある。

【図１４】公知の方法による検査方法例を説明する図で
ある。

【図１５】端面の２値化画像を示す図である。

【符号の説明】

１…支持装置２…光照射装置３…測光装置４…検出信号形成装置５…判別装置６…表示部７…操作指令部１０２…駆動モータ１０３…駆動ローラ１０４、１０５…モジュール支持ローラ１０６…従動ローラ１０７…ベルト２０７、２０８…反射鏡２０６、２０９…遮光板Ａ…透析容器Ｂ…糸束Ｃ１１…端面Ｍ…中空糸モジュール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の中空糸の端部を樹脂剤により固め
た樹脂剤層を有する中空糸モジュールについて前記樹脂
剤層の端面に生じた欠陥を検出するための中空糸モジュ
ールの検査装置であって、前記中空糸モジュールを支持する支持手段と、前記樹脂剤層の端面上に設定したスリット状の被照射領
域に、前記端面に非直交で入射するスリット光を照射す
る光照射手段と、前記端面に対する被照射領域の位置を相対的に移動させ
る移動手段と、前記被照射領域に対応する端面で反射した前記スリット
光の反射光が入射する位置で、前記被照射領域に対応す
る端面の画像について画素ごとの光量を測定し、かつ、
前記被照射領域の画像内に設定したウィンドゥ内の画像
に関する前記測光量を出力する測光手段と、前記測光手段が出力した画素ごとの測光量を所定の閾値
で２値化し、この２値化信号を出力する２値化処理手段
と、を備え、かつ、前記光照射手段が照射するスリット光による被照射領域
の幅が画素の大きさの１０〜１５０倍であって、前記測
光手段において測定する画素ごとの測光量が少なくとも
一部の画素において飽和し始める時点の強度の１〜４倍
の範囲に設定されていること、を特徴とする中空糸モジ
ュールの検査装置。
【請求項２】前記２値化処理手段による２値化信号に
基づいて中空糸モジュールが不良品であるか否かを判定
する判定手段と、この判定手段の判定結果に基づいて不良中空糸モジュー
ルを分別する分別手段と、を備えることを特徴とする請
求項１の中空糸モジュールの検査装置。
【請求項３】前記光照射手段が拡散性照明であると共
に、前記樹脂剤層端面上に遮光板を備えることを特徴と
する請求項１の中空糸モジュールの検査装置。
【請求項４】照明光および反射光の方向を変える反射
鏡を備えることを特徴とする請求項１又は３の中空糸モ
ジュールの検査装置。
【請求項５】請求項２の判定手段と分別手段とを備え
ることを特徴とする請求項４の中空糸モジュールの検査
装置。