ハニカム構造体のセル位置情報算出方法及びそのセル位置情報算出装置並びにハニカム構造体の製造方法
【課題】ハニカム構造体端面におけるセルの位置情報を精度よく算出することができる方法を提供すること。
【解決手段】ハニカム構造体の端面８６１をカメラ部により撮像し、それにより得られた画像データによりセル８８の位置情報を算出する方法である。撮像工程では端面８６１において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域（Ｓ１〜Ｓ９）につき、各領域をカメラ部より撮像する。また、画像処理工程では隣接領域との境界部分が互いに重複する部分（例えばＳ１２）におけるセル８８の位置情報を、同一セル８８について撮像工程にて得られた各領域の画像データに基づいて算出する。
【解決手段】ハニカム構造体の端面８６１をカメラ部により撮像し、それにより得られた画像データによりセル８８の位置情報を算出する方法である。撮像工程では端面８６１において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域（Ｓ１〜Ｓ９）につき、各領域をカメラ部より撮像する。また、画像処理工程では隣接領域との境界部分が互いに重複する部分（例えばＳ１２）におけるセル８８の位置情報を、同一セル８８について撮像工程にて得られた各領域の画像データに基づいて算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体の端面におけるセル位置情報算出方法及びそのセル情報算出装置並びにハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ディーゼルエンジンでは排ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）が採用されており、そのＤＰＦを構成するセラミックハニカム構造体としては、図１０（ａ），（ｂ）に示すものが知られている。このセラミックハニカム構造体８０には、隔壁８１により区画された多数のセル８８が設けられるとともに、各セル８８の開口端部を交互に閉塞する閉塞部８３が設けられている。この特殊な形状のセラミックハニカム構造体８０を製造する方法としては、特許文献１に記載の方法が知られている。
【０００３】
すなわち、まず、全てのセル８８を端面において開口させた構造体本体を作製する。その後、構造体本体の端面に透明又は半透明の樹脂フィルムを貼り付ける。次いで、カメラを用いて構造体本体の端面におけるセル８８を撮影する。そして、その画像データを用いてセル８８の位置情報を求め、閉塞すべきセル８８の開口端部に位置する樹脂フィルムを熱により溶融して貫通穴を形成する。次いで、スラリーに構造体本体の端面を浸漬し、貫通穴を通じてスラリーをセル８８内に浸入させる。その後、スラリーを硬化させると共に樹脂フィルムを除去して、セラミックハニカム構造体８０が得られる。
【０００４】
ここで、構造体本体の端面におけるセル８８の撮影は、隣接する領域との境界部分が互いに重複するような複数の領域ごとに行われている。そして、互いに重複する境界部分において、同一のセル８８の画像を重ね合わせることにより構造体本体の端面全体の画像を取得している。
【特許文献１】特開２００２−２８９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、隣接する各領域の画像を用いて境界部分における同一のセル８８の画像を重ね合わせようとしても、精度よく両者の重ね合わせができない場合が生じうる。その理由として、以下が考えられる。すなわち、境界部分は各領域の端部であるため、境界部分の各領域をカメラで撮影する際には、カメラレンズの端部を通して撮影されることとなる。そして、一般にレンズは端部に近づくほど湾曲が大きくなる。そのため、各領域の境界部分の画像には歪みが生じている可能性がある。
【０００６】
また、隣接する領域における境界部分の画像は、カメラのレンズにおける異なる部分で撮影される。例えば、図６に示すように領域を設定した場合、領域Ｓ１と領域Ｓ２との境界部分には、両者の重複部Ｓ１２が存在する。重複部Ｓ１２は、領域Ｓ１を撮影する際にはレンズの右端部分で撮影され、領域Ｓ２を撮影する際にはレンズの左端部分で撮影される。したがって、レンズの右端部分で撮影された画像と左端部分で撮影された画像との間に誤差が生じている可能性がある。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１には、重ね合わせが精度よくできない場合におけるセル８８の位置情報の算出について何ら言及されていない。そのため、各領域の重複部分において、貫通穴を精度よく形成することが困難だった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、ハニカム構造体端面におけるセルの位置情報を精度よく算出することができる方法及び装置を提供することを目的とするものである。また、本発明は、上記方法を用いたハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は隔壁により仕切られた複数のセルを備えたハニカム構造体において、そのハニカム構造体の端面を撮像手段により撮像し、それにより得られた画像データにより前記セルの位置情報を算出する方法である。そして、撮像工程では前記端面において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域につき、各領域を前記撮像手段により撮像する。また、画像処理工程では前記隣接領域との境界部分が互いに重複する部分における前記セルの位置情報を、同一セルについて前記撮像工程にて得られた各領域の画像データに基づいて算出する。
【００１１】
隣接する領域の重複部分においては、同一のセルにつき複数の画像が撮影されるが、これらの画像データには誤差が生じうる。例えば、画像データをカメラで撮影した場合、カメラレンズの端部を通して撮像することによる画像の歪みや、隣接する領域の重複部分をレンズの異なる部位を通して撮像することが原因となって、同一のセルについて隣接する領域の画像データで誤差が生じうる。このような場合、各領域の単独の画像データを用いてセルの位置情報を算出すると画像データの誤差がそのまま反映されてしまう。
【００１２】
この点、本発明のように、隣接領域との重複部分におけるセルの位置情報を、同一のセルについての撮像した各領域の画像データを用いて算出することにより、各領域単独の画像データに含まれている誤差の要因が希釈化される。この結果、重複部分におけるセルの位置情報の算出精度を向上することが可能となる。
【００１３】
隣接領域との重複部分におけるセルの位置情報については、請求項２に記載の発明のように、撮像した各領域の画像データごとにセルにおいて予め定めた基準位置の情報を取得し、同一のセルについての取得した基準位置の情報に基づいて算出することができる。また、請求項３に記載の発明のように、撮像した各領域の画像データごとにセルにおいて予め定めた基準位置とそのセルを仕切る隔壁の角度との情報を取得し、同一のセルについての取得した基準位置と隔壁の角度との情報に基づいて算出することもできる。また、請求項４に記載の発明のように、撮像した各領域の画像データごとにセルの輪郭情報を取得し、同一のセルについての取得した輪郭情報に基づいて算出することもできる。
【００１４】
また、隣接領域との重複部分におけるセルの位置情報を、請求項５に記載の発明のように、各領域の画像データに含まれる座標情報を取得し、同一のセルについての取得した座標情報の平均値により算出するようにしてもよい。これにより、簡易な方法で各画像データにおける誤差を希釈化し、重複部分におけるセルの位置情報の算出精度を向上することが可能となる。
【００１５】
請求項６に記載の発明のように、前記画像処理工程において、前記セルの位置情報として、前記セルの重心位置を算出することとしてもよい。重心はセルのほぼ中央に位置するので、重心位置を算出しておくことで、この位置情報を様々な工程における基準点として利用することができる。例えば、ハニカム構造体の端面に貼ったフィルムの所定位置に貫通穴を形成する工程や、ハニカム構造体の端面におけるセルの検査をする工程等において、重心位置を基準点として用いることができる。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明のように、前記画像処理工程において、前記セルの位置情報として、前記隣接領域との重複部分において複数の前記セルを結ぶセル列の情報を算出するようにしてもよい。ここで、セル列の情報としては、複数のセルを結ぶセル列の角度や位置等の情報を算出するとよい。セル列の情報を算出することにより、例えば、ハニカム構造体の端面に貼ったフィルムの所定位置に貫通穴を形成する工程や、ハニカム構造体の端面におけるセルの検査をする工程等を、セル列線に沿って連続的に行うことが可能となる。
【００１７】
請求項８に記載の発明では、前記画像処理工程において、前記隣接領域との重複部分に含まれる全ての前記セルの位置情報を、前記重複部分に含まれる同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出することを特徴としている。これにより、重複部分に含まれる全てのセル情報を精度よく算出することが可能となる。
【００１８】
請求項９に記載の発明では、前記画像処理工程において、前記隣接領域との重複部分に含まれる複数の前記セルうちの一部のセル位置の情報を、同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出するとともに、当該算出した一部のセル位置の情報を用いて、当該重複部分における他のセルの情報を算出することを特徴としている。これによると、重複部分における各セルの情報のそれぞれを各領域の画像データに基づいて算出するものに比べて、画像データからの読み取りデータ個数及び演算回数を低減することができる。このため、処理を簡略化し、算出速度を向上することができる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明では、隔壁により仕切られた複数のセルを備えたハニカム構造体において、そのハニカム構造体の端面を撮像手段により撮像し、それにより得られた画像データにより前記セルの位置情報を算出する装置であって、前記端面において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域の画像データを得るべく、前記撮像手段と前記ハニカム構造体との少なくともいずれかを相対的に移動させて前記撮像手段に各領域を撮像させる手段と、前記隣接領域との境界部分が互いに重複する部分における前記セル位置の情報を、同一の前記セルについて前記撮像手段を用いて得られた各領域の画像データに基づいて算出する手段と備えることを特徴としている。このような装置を用いることにより、重複部分におけるセル情報の算出精度を向上することが可能となる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明では、隔壁により仕切られた複数のセルを備え、端面において一部の前記セルを閉塞してなるハニカム構造体を製造する方法において、請求項１から請求項９のいずれかに記載のセル位置算出方法により前記ハニカム構造体の端面におけるセル位置情報を算出するセル位置算出工程と、前記構造体本体の端面を覆うようにフィルムを貼り付けるフィルム貼付工程と、前記セル位置情報に基づいて閉塞すべき前記セル位置の前記フィルムを溶融又は焼却除去して貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、スラリーに前記端面を浸漬し、前記貫通穴を通じて前記スラリーを前記セルの端部に浸入させる浸漬工程と、前記スラリーを硬化させるスラリー硬化工程と、前記フィルムを除去するフィルム除去工程とを有することを特徴としている。これにより、重複部分における精度の高いセル情報に基づいて貫通穴を形成することができる。この結果、貫通穴を形成する際の加工精度を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下、本発明にかかるハニカム構造体の製造方法を具体化した第１の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係るハニカム構造体は、前述した図１０に示すごとく、その端面に位置するセル８８の端部の一部を閉塞してなるものであり、自動車用排ガス浄化装置の担体用等に用いられるものである。
【００２２】
まず、図１に示すごとく、すべてのセル８８を端面８６１，８６２において開口させた構造体本体８６を作製する。本実施形態では、構造体本体８６は押出し成形により作製される。具体的には、コーディエライトを形成するセラミック材料を用い、ほぼ等間隔に形成された多数のセル８８を有し、且つ、円柱状をなす長尺のハニカム構造体の基材が作製される。そして、それが所定長さに切断されることにより、構造体本体８６が形成される。なお、各セル８８の断面は略正方形状に形成される。
【００２３】
次に、構造体本体８６における一方の端面８６１の全体に透明又は半透明の樹脂フィルム２０を貼り付ける。本実施形態では、一方の面に接着剤を塗布した総厚み１１０μｍの熱可塑性樹脂製フィルムが用いられる。
【００２４】
次に、図２に示すごとく、貫通穴形成装置５０を用いて、閉塞すべきセル８８の開口端部に位置する樹脂フィルム２０を熱により溶融あるいは焼却除去して貫通穴２１を形成する。貫通穴形成装置５０は、画像処理手段５１と熱照射手段５２と制御手段５３とを有している。画像処理手段５１は、端面８６１に貼り付けた樹脂フィルム２０を透過することで視覚的にセル８８を認識してセル位置等の情報を得るものである。熱照射手段５２は、樹脂フィルム２０に高密度エネルギービーム（レーザ光）５２０を照射するものである。また、制御手段５３は、画像処理手段５１からのセル位置等の情報に基づいてレーザ光５２０の照射位置を決定し、熱照射手段５２を操作するものである。
【００２５】
画像処理手段５１は、カメラ部５１１と制御部５１２とを有している。カメラ部５１１は、制御部５１２からの指示に応じて端面８６１を撮像するとともに、得られた画像データを制御部５１２に送信する。制御部５１２は、カメラ部５１１を端面８６１に対して移動させるとともに、カメラ部５１１に撮像指示を出す。また、制御部５１２は、カメラ部５１１により得られた画像データに基づいてセル位置等の情報を算出するためのものである。カメラ部５１１は端面８６１の広さに応じて複数設置することが好ましいが、本実施形態では１つのカメラ部５１１を適宜移動させて複数の領域を順次撮影するよう構成してある。具体的には、図５に示すような構造体本体８６の端面８６１を含む９つの領域Ｓ１〜Ｓ９を順次撮影するように構成してある。
【００２６】
図６に示すごとく、領域Ｓ１の輪郭は、Ｒ１１〜Ｒ１４の境界線に囲まれた四角形状をしている。また、領域Ｓ２の輪郭はＲ２１〜Ｒ２４の境界線に囲まれた四角形状をしている。同様に、領域Ｓｎの輪郭は、すべてＲｎ１〜Ｒｎ４の境界線に囲まれた四角形をしている。
【００２７】
ここで、隣接する領域の境界部分には両者に属する重複部が存在する。例えば、領域Ｓ１とＳ２の境界部分には、両者の重複部Ｓ１２が存在する。さらに領域Ｓ１と領域Ｓ６との境界部分には両者の重複部Ｓ１６が存在する。そのため、領域Ｓ１を撮像する際には、この重複部Ｓ１２，Ｓ１６を含めて撮像する。また、領域Ｓ２を撮像する際には、領域Ｓ１及びＳ５との重複部Ｓ１２，Ｓ２５及び、図示しない領域Ｓ３との重複部をも含めて撮像する。そして、他の領域Ｓ３〜Ｓ９を撮像する際も同様に、隣接する領域との重複部を含めて撮像する。
【００２８】
制御部５１２は、カメラ部５１１により得られた各領域Ｓ１〜Ｓ９の画像データを基に、各セル８８の形状、位置及び開口面積等のセル情報を算出する。具体的には、画像データを基に各セル８８における四角形の四隅の座標を検出し、その四隅の座標に基づき各セル８８における四角形の形状、重心座標及び開口面積等のセル情報を算出する。
【００２９】
重複部においては、同一のセルにつき複数の画像が撮影される。例えば、重複部Ｓ１２内のセルＣ１２は、領域Ｓ１及びＳ２の両画像に含まれる。ところが、領域Ｓ１の画像データに含まれるセルＣ１２に対応するセルＣ１と、領域Ｓ２の画像データに含まれるセルＣ１２に対応するセルＣ２との間には、レンズの歪み等の理由により、両画像データに誤差が生じている場合がある（図７（ａ）参照）。そこで、本実施形態では、重複部内のセル位置等の情報は、同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出した値の平均値を採用する。例えば、図７（ｂ）に示すように、領域Ｓ１２内のセルＣ１２の形状及び開口面積は、セルＣ１における各頂点座標（Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄ）とセルＣ２における各頂点座標（Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄ）との対応座標の平均値を用いて算出する。また、セルＣ１２の重心座標Ｃ１２ｘについても、セルＣ１における各頂点座標（Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄ）に基づき算出した重心座標Ｃ１ｘとセルＣ２における各頂点座標（Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄ）に基づき算出した重心座標Ｃ２ｘとの平均値を採用する。
【００３０】
また、領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５及びＳ６が重複する領域Ｓ１２５６では、各領域の画像データに基づく４つの値の平均値を用いてセル位置等の情報の算出を行う。
【００３１】
制御手段５３は、上記のようにして得られたセル８８の位置等の情報に基づいて、貫通穴２１の形成位置及び大きさを算出する。本実施形態では、端面８６１において隣接するセル８８の端部が開口と閉塞を交互に繰り返す市松模様状となるように貫通穴２１の形成位置を算出する。
【００３２】
熱照射手段５２は、ＣＯ2レーザ発射装置５２１とその制御部を内蔵した移動装置５２２とを有している。ＣＯ2レーザ発射装置５２１は複数設置した方が効率は向上するが、本実施形態では設備コストの関係上１組のＣＯ2レーザ発射装置５２１を用いている。ＣＯ2レーザ発射装置５２１で貫通穴２１を形成する際にはレーザ光５２０が照射されており、その照射は各セル８８における四角形の重心位置を基点にするとともに四角形の面積に応じて行われる。
【００３３】
貫通穴２１を形成する際には、構造体本体８６をＣＯ2レーザ発射装置５２１の下まで移動させ又はＣＯ2レーザ発射装置５２１を構造体本体８６の上に移動させると共に、カメラ部５１１直下に位置するときの座標上の原点を合わす。そして、制御手段５３の指示に基づいて、ＣＯ2レーザ発射装置５２１からレーザ光５２０を順次照射して樹脂フィルム２０を溶融または焼却除去して、貫通穴２１を形成する。また、本実施形態では、図３に示すごとく、周辺の一部が欠けた四角形に対しては全て開口が形成されるように輪郭位置２２を算出し、樹脂フィルム２０を除去する。
【００３４】
これにより、構造体本体８６の端面８６１は、閉塞予定のセル８８の開口端部に相当する部分に貫通穴２１を設けた樹脂フィルム２０が配設された状態となる。このような樹脂フィルム２０の貼り付けから貫通穴２１の形成までの作業が、構造体本体８６の他方の端面８６２に対しても同様に行われる。このとき、各セル８８の一方の端部を樹脂フィルム２０により閉塞し、他方の端部に貫通穴２１を形成するようにされる。
【００３５】
構造体本体８６の両端面８６１，８６２に貫通穴２１が形成された後、端面閉塞材を含有するスラリー６５に一方の端面８６１を浸漬し、貫通穴２１を通じてスラリー６５をセル８８の端部に浸入させる。本実施形態では、図４に示すごとく、ディップ装置６０を用いて行う。
【００３６】
ディップ装置６０は、ハンドリング部６１と液槽６２と制御部６３とを有している。ハンドリング部６１は構造体本体８６を把持して移動させるためのものである。液槽６２にはスラリー６５が入れられている。このスラリー６５は、焼成後コーディエライトとなる材料を主体とする端面閉塞材を含有している。制御部６３はハンドリング部６を制御するためのものである。また、制御部６３には、スラリー６５の液面位置を検知する液面センサ６３１を接続してある。
【００３７】
このディップ装置６０を用いて作業を行うにあたっては、まず図４に示すごとく、処理すべき端面８６１を下にして構造体本体８６を基準台６４上に載置する。次いで、ハンドリング部６１のクランプ部６１１によって構造体本体８６を掴んで所定量持ち上げる。次いでハンドリング部６１を移動してスラリー６５の上方に構造体本体８６を移動する。次いで、ハンドリング部６１を下降させて、構造体本体８６の端面８６１をスラリー６５に浸漬する。
【００３８】
このとき、制御部６３は、液面センサ６３１のデータとハンドリング部６１の上下方向の移動量とからディップ深さを算出し、所望の浸漬深さとなるようにハンドリング部６１を制御する。これにより、構造体本体８６の端面８６１において、スラリー６５が貫通穴２１からセル８８の端部に浸入する。次に、ディップ装置６０を用いた同様の作業を、構造体本体８６の他方の端面８６２に対しても行う。
【００３９】
次に、スラリー６５をセル８８の端部に浸入させた構造体本体８６を乾燥させた後、焼成する。これにより、焼成・固化したスラリー６５によりセル８８の端部に閉塞部８３が形成される。それと共に、端面８６１，８６２に貼り付けられていた樹脂フィルム２０が焼却除去される。これにより、一部のセル８８の端部を閉塞したハニカム構造体８０が得られる。
【００４０】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４１】
本実施形態では、互いに隣接する領域の重複部におけるセル８８の位置情報（形状、位置及び開口面積に関する情報）を、同一のセルについて得られた各領域の画像データに基づいて算出している。これにより、各領域単独の画像データに含まれている誤差の要因が希釈化される。特に、本実施形態のように、分割された各領域Ｓ１〜Ｓ９を順次撮像する場合、例えば重複部Ｓ１２は、領域Ｓ１を撮像する際にはレンズの右端部を通して撮像され、領域Ｓ２を撮像する際にはレンズの左端部を通して撮像される。また、例えば領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６の重複部Ｓ１２５６を撮像する際には、レンズの右下、左下、左上、右上の部分を通して撮像される。したがって、重複部における同一のセルは、レンズにおけるほぼ対象の部分を通して撮像される。そのため、同一セル８８についての複数の画像データを平均化することにより、各領域の画像データ単独で算出した場合の形状、位置及び開口面積等の情報に比べてレンズの形状等に起因する誤差を低減することが可能となる。
【００４２】
本実施形態では、同一セル８８についての画像データに基づいて、重複部におけるセル８８の重心位置情報を算出している。重心はセル８８のほぼ中央に位置するので、セル８８の位置を認識するためのデータとしては適切である。すなわち、算出されたセル８８の重心位置の情報に基づいて、本実施形態のように貫通穴２１を形成する際の基準とすることができる。また、品質検査等を行う場合にも、セル８８の重心位置を基準点として用いることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、誤差が低減されたセル８８の形状、位置及び面積の情報に基づいて貫通穴２１を形成している。これにより、貫通穴２１を形成する際の加工精度を向上することが可能となる。
【００４４】
［第２実施形態］
次に本発明を具体化した第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図８は第２実施形態における重複部におけるセル位置等の情報の算出方法を説明するための図である。本実施形態では、制御部５１２における画像データの処理方法が第１実施形態と異なるが他は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同一の構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
第１実施形態においては、各領域の画像データに含まれているセル８８の各頂点の座標から、重複部におけるセル位置等の情報を算出したが、本実施形態では、セル８８の一の頂点座標と一の隔壁８１の基準座標軸に対する角度とからセル位置等の情報を算出している。すなわち、本実施形態の構造体本体８６では、同一形状のセル８８が所定間隔で繰り返し並んでいる。そのため、セル８８の一の頂点と隔壁８１の角度が分かれば、他の頂点や重心位置等を算出することが可能である。
【００４６】
具体的には、図８に示すように、セルＣ１における一の頂点座標Ｃ１ａと一の隔壁８１の基準座標軸に対する角度θ１を領域Ｓ１の画像データから検出する。同様に、セルＣ２についても、対応する頂点座標Ｃ２ａと隔壁８１の基準座標軸に対する角度θ２を領域Ｓ２の画像データから検出する。そして、頂点座標Ｃ１ａ及びＣ２ａの平均値Ｃ１２ａと隔壁８１の角度θ１及びθ２の平均値θ１２とを算出する。各セル８８における正方形の一辺の長さは予め分かっているので、重複部Ｓ１２におけるセルＣ１２の頂点座標Ｃ１２ａと隔壁８１の傾きθ１２とから、セル位置情報を算出することが可能となる。
【００４７】
本実施形態では、画像データからのセル８８の検出値は、頂点の座標及び隔壁８１の角度の２つである。したがって、セル８８の各頂点の座標情報を読み取っていた第１実施形態の場合に比べて、読み取りデータの個数を低減することができ、処理を簡略化することができる。
【００４８】
［第３実施形態］
次に本発明を具体化した第３実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図９は第３実施形態における重複部におけるセル位置等の情報の算出方法を説明するための図である。本実施形態では、制御部５１２における画像データの処理方法が第１実施形態と異なるが他は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同一の構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
第１実施形態においては、重複部における各セル８８の位置情報を、同一のセル８８について得られた各領域の画像データに基づいて算出した。本実施形態では、重複部における複数のセル８８のうち一部のセル８８の位置情報については、各領域の画像データに含まれる対応するセル８８の画像データに基づいて算出する。そして、他のセル８８の位置情報については、算出した一部のセル８８の位置情報から推定する。
【００５０】
具体的には、図９に示すように、隣接する領域の画像データに含まれているセルＣ３及びＣ４の各頂点の座標（Ｃ３ａ〜Ｃ３ｄ，Ｃ４ａ〜Ｃ４ｄ）からセルＣ３及びＣ４の重心座標Ｃ３ｘ，Ｃ４ｘの座標を算出し、これ用いて重複部における対応するセルＣ３４の重心座標Ｃ３４ｘを算出する。同様にして、隣接する領域の画像データに含まれているセルＣ５及びＣ６の各頂点の座標（Ｃ５ａ〜Ｃ５ｄ，Ｃ６ａ〜Ｃ６ｄ）から重複部における対応するセルＣ５６の重心座標Ｃ５６ｘを算出する。これらのセル情報の算出方法については、第１実施形態と同様である。
【００５１】
Ｃ３４ｘ及びＣ５６ｘの位置情報を算出した後、Ｃ３４ｘとＣ５６ｘとを結ぶセル列線Ｌを算出する。そして、本実施形態の構造体本体８６では同一形状のセル８８が所定間隔で繰り返し並んでいる点を利用し、重複部に存在する他のセル８８の重心座標Ｃｉｊｘについては、セル列線Ｌ上に所定間隔で並んでいるものと推定する。
【００５２】
本実施形態では、重複部における複数のセル８８のうち一部のセル８８の位置情報についてのみ各領域の画像データに含まれる対応するセル８８の画像データに基づいて算出し、他のセル８８の位置情報については算出した一部のセル８８の位置情報から推定している。このため、第１実施形態のように、重複部における各セル８８の位置情報を同一のセル８８についての隣接する各領域の画像データに基づいて算出するものに比べて、画像データからの読み取りデータ個数及び演算の回数を低減することができる。このため、処理を簡略化し、算出速度を向上することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、セル列線Ｌ上にセル８８の重心位置を推定することにより、貫通穴２１を形成する工程において、ＣＯ2レーザ発射装置５２１と構造体本体８６との相対移動を直線状とすることができる。これにより、セル８８の重心位置へのレーザ光５２０の照射を、セル列線Ｌに沿って連続的に行うことができるとともに、照射の位置ずれを低減することが可能となる。
【００５４】
［他の実施形態］
上記実施形態では、重複部におけるセル位置等の情報を、隣接する領域に含まれている同一のセル８８についての頂点の座標や隔壁８１の角度等から算出した。しかし、各セルを仕切る隔壁８１を認識することにより各セル８８の輪郭情報を認識し、その輪郭情報からセル８８の位置情報を算出するようにしてもよい。
【００５５】
上記実施形態では、重複部におけるセル８８の位置情報を、隣接する領域に含まれている同一のセル８８についての頂点の座標や隔壁８１の角度等から算出した。しかし、セル８８において予め定めた他の基準位置等に基づいてセル８８の位置情報を算出するようにしてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、制御部５１２によりカメラ部５１１を端面８６１に対して移動させることにより、各領域Ｓ１〜Ｓ９の撮像を行った。しかし、構造体本体８６が載置されているステージ（図示せず）に対して制御部５１２から移動指示を出し、構造体本体８６とカメラ部５１１との間での相対移動をさせて各領域Ｓ１〜Ｓ９の撮像を行うようにしてもよい。
【００５７】
上記第２実施形態では、セルＣ１及びセルＣ２の隔壁８１の角度は、基準座標軸からの角度とした。しかし、基準座標軸のような絶対的な固定軸からの角度ではなく、セルＣ１とセルＣ２との間の相対的な角度を用いるようにしてもよい。
【００５８】
上記第３実施形態では、重複部における一部のセル情報を、隣接する領域に含まれている同一のセルにおける各頂点の座標から算出した。しかし、一部のセル情報を第２実施形態のように、一の頂点の座標と隔壁８１の傾きとから算出してもよい。また、第３実施形態では複数のセル８８を結ぶセル列線Ｌを算出したが、これに加えて又はこれに代えてセル列の角度や位置の情報を算出するようにしてもよい。このようなセル列の情報も、セル８８位置へのレーザ光の照射等の工程に用いることができる。
【００５９】
なお、上記実施の形態では、構造体本体８６をコーディエライトで形成したが、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いて形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１実施形態例におけるハニカム構造体本体に樹脂フィルムを貼り付ける工程を示す説明図。
【図２】第１実施形態に係る貫通穴形成工程を示す説明図。
【図３】第１実施形態に係る貫通穴及び輪郭位置を形成した状態を示す説明図。
【図４】第１実施形態に係るスラリーへの浸漬工程を示す説明図。
【図５】第１実施形態に係る領域の分割状態を示す説明図。
【図６】第１実施形態に係る領域Ｓ１を示す説明図。
【図７】第１実施形態に係る重複部分におけるセル情報の算出方法の説明図。
【図８】第２実施形態に係る重複部分におけるセル情報の算出方法の説明図。
【図９】第３実施形態に係る重複部分におけるセル情報の算出方法の説明図。
【図１０】（ａ）はハニカム構造体の断面図、（ｂ）はハニカム構造体を正面からみた説明図。
【符号の説明】
【００６１】
２０…樹脂フィルム、２１…貫通穴、５０…貫通穴形成装置、５１…画像処理手段、５１１…カメラ部、５１２…制御部、５２…熱照射手段、５２０…高密度エネルギービーム、５２１…ＣＯ2レーザ発射装置、５３…制御手段、６０…ディップ装置、６１…ハンドリング部、６２…液槽、６３…制御部、６５…スラリー、８０…セラミックハニカム構造体、８１…隔壁、８３…閉塞部、８６…構造体本体、８６１，８６２…端面、８８…セル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体の端面におけるセル位置情報算出方法及びそのセル情報算出装置並びにハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ディーゼルエンジンでは排ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）が採用されており、そのＤＰＦを構成するセラミックハニカム構造体としては、図１０（ａ），（ｂ）に示すものが知られている。このセラミックハニカム構造体８０には、隔壁８１により区画された多数のセル８８が設けられるとともに、各セル８８の開口端部を交互に閉塞する閉塞部８３が設けられている。この特殊な形状のセラミックハニカム構造体８０を製造する方法としては、特許文献１に記載の方法が知られている。
【０００３】
すなわち、まず、全てのセル８８を端面において開口させた構造体本体を作製する。その後、構造体本体の端面に透明又は半透明の樹脂フィルムを貼り付ける。次いで、カメラを用いて構造体本体の端面におけるセル８８を撮影する。そして、その画像データを用いてセル８８の位置情報を求め、閉塞すべきセル８８の開口端部に位置する樹脂フィルムを熱により溶融して貫通穴を形成する。次いで、スラリーに構造体本体の端面を浸漬し、貫通穴を通じてスラリーをセル８８内に浸入させる。その後、スラリーを硬化させると共に樹脂フィルムを除去して、セラミックハニカム構造体８０が得られる。
【０００４】
ここで、構造体本体の端面におけるセル８８の撮影は、隣接する領域との境界部分が互いに重複するような複数の領域ごとに行われている。そして、互いに重複する境界部分において、同一のセル８８の画像を重ね合わせることにより構造体本体の端面全体の画像を取得している。
【特許文献１】特開２００２−２８９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、隣接する各領域の画像を用いて境界部分における同一のセル８８の画像を重ね合わせようとしても、精度よく両者の重ね合わせができない場合が生じうる。その理由として、以下が考えられる。すなわち、境界部分は各領域の端部であるため、境界部分の各領域をカメラで撮影する際には、カメラレンズの端部を通して撮影されることとなる。そして、一般にレンズは端部に近づくほど湾曲が大きくなる。そのため、各領域の境界部分の画像には歪みが生じている可能性がある。
【０００６】
また、隣接する領域における境界部分の画像は、カメラのレンズにおける異なる部分で撮影される。例えば、図６に示すように領域を設定した場合、領域Ｓ１と領域Ｓ２との境界部分には、両者の重複部Ｓ１２が存在する。重複部Ｓ１２は、領域Ｓ１を撮影する際にはレンズの右端部分で撮影され、領域Ｓ２を撮影する際にはレンズの左端部分で撮影される。したがって、レンズの右端部分で撮影された画像と左端部分で撮影された画像との間に誤差が生じている可能性がある。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１には、重ね合わせが精度よくできない場合におけるセル８８の位置情報の算出について何ら言及されていない。そのため、各領域の重複部分において、貫通穴を精度よく形成することが困難だった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、ハニカム構造体端面におけるセルの位置情報を精度よく算出することができる方法及び装置を提供することを目的とするものである。また、本発明は、上記方法を用いたハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は隔壁により仕切られた複数のセルを備えたハニカム構造体において、そのハニカム構造体の端面を撮像手段により撮像し、それにより得られた画像データにより前記セルの位置情報を算出する方法である。そして、撮像工程では前記端面において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域につき、各領域を前記撮像手段により撮像する。また、画像処理工程では前記隣接領域との境界部分が互いに重複する部分における前記セルの位置情報を、同一セルについて前記撮像工程にて得られた各領域の画像データに基づいて算出する。
【００１１】
隣接する領域の重複部分においては、同一のセルにつき複数の画像が撮影されるが、これらの画像データには誤差が生じうる。例えば、画像データをカメラで撮影した場合、カメラレンズの端部を通して撮像することによる画像の歪みや、隣接する領域の重複部分をレンズの異なる部位を通して撮像することが原因となって、同一のセルについて隣接する領域の画像データで誤差が生じうる。このような場合、各領域の単独の画像データを用いてセルの位置情報を算出すると画像データの誤差がそのまま反映されてしまう。
【００１２】
この点、本発明のように、隣接領域との重複部分におけるセルの位置情報を、同一のセルについての撮像した各領域の画像データを用いて算出することにより、各領域単独の画像データに含まれている誤差の要因が希釈化される。この結果、重複部分におけるセルの位置情報の算出精度を向上することが可能となる。
【００１３】
隣接領域との重複部分におけるセルの位置情報については、請求項２に記載の発明のように、撮像した各領域の画像データごとにセルにおいて予め定めた基準位置の情報を取得し、同一のセルについての取得した基準位置の情報に基づいて算出することができる。また、請求項３に記載の発明のように、撮像した各領域の画像データごとにセルにおいて予め定めた基準位置とそのセルを仕切る隔壁の角度との情報を取得し、同一のセルについての取得した基準位置と隔壁の角度との情報に基づいて算出することもできる。また、請求項４に記載の発明のように、撮像した各領域の画像データごとにセルの輪郭情報を取得し、同一のセルについての取得した輪郭情報に基づいて算出することもできる。
【００１４】
また、隣接領域との重複部分におけるセルの位置情報を、請求項５に記載の発明のように、各領域の画像データに含まれる座標情報を取得し、同一のセルについての取得した座標情報の平均値により算出するようにしてもよい。これにより、簡易な方法で各画像データにおける誤差を希釈化し、重複部分におけるセルの位置情報の算出精度を向上することが可能となる。
【００１５】
請求項６に記載の発明のように、前記画像処理工程において、前記セルの位置情報として、前記セルの重心位置を算出することとしてもよい。重心はセルのほぼ中央に位置するので、重心位置を算出しておくことで、この位置情報を様々な工程における基準点として利用することができる。例えば、ハニカム構造体の端面に貼ったフィルムの所定位置に貫通穴を形成する工程や、ハニカム構造体の端面におけるセルの検査をする工程等において、重心位置を基準点として用いることができる。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明のように、前記画像処理工程において、前記セルの位置情報として、前記隣接領域との重複部分において複数の前記セルを結ぶセル列の情報を算出するようにしてもよい。ここで、セル列の情報としては、複数のセルを結ぶセル列の角度や位置等の情報を算出するとよい。セル列の情報を算出することにより、例えば、ハニカム構造体の端面に貼ったフィルムの所定位置に貫通穴を形成する工程や、ハニカム構造体の端面におけるセルの検査をする工程等を、セル列線に沿って連続的に行うことが可能となる。
【００１７】
請求項８に記載の発明では、前記画像処理工程において、前記隣接領域との重複部分に含まれる全ての前記セルの位置情報を、前記重複部分に含まれる同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出することを特徴としている。これにより、重複部分に含まれる全てのセル情報を精度よく算出することが可能となる。
【００１８】
請求項９に記載の発明では、前記画像処理工程において、前記隣接領域との重複部分に含まれる複数の前記セルうちの一部のセル位置の情報を、同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出するとともに、当該算出した一部のセル位置の情報を用いて、当該重複部分における他のセルの情報を算出することを特徴としている。これによると、重複部分における各セルの情報のそれぞれを各領域の画像データに基づいて算出するものに比べて、画像データからの読み取りデータ個数及び演算回数を低減することができる。このため、処理を簡略化し、算出速度を向上することができる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明では、隔壁により仕切られた複数のセルを備えたハニカム構造体において、そのハニカム構造体の端面を撮像手段により撮像し、それにより得られた画像データにより前記セルの位置情報を算出する装置であって、前記端面において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域の画像データを得るべく、前記撮像手段と前記ハニカム構造体との少なくともいずれかを相対的に移動させて前記撮像手段に各領域を撮像させる手段と、前記隣接領域との境界部分が互いに重複する部分における前記セル位置の情報を、同一の前記セルについて前記撮像手段を用いて得られた各領域の画像データに基づいて算出する手段と備えることを特徴としている。このような装置を用いることにより、重複部分におけるセル情報の算出精度を向上することが可能となる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明では、隔壁により仕切られた複数のセルを備え、端面において一部の前記セルを閉塞してなるハニカム構造体を製造する方法において、請求項１から請求項９のいずれかに記載のセル位置算出方法により前記ハニカム構造体の端面におけるセル位置情報を算出するセル位置算出工程と、前記構造体本体の端面を覆うようにフィルムを貼り付けるフィルム貼付工程と、前記セル位置情報に基づいて閉塞すべき前記セル位置の前記フィルムを溶融又は焼却除去して貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、スラリーに前記端面を浸漬し、前記貫通穴を通じて前記スラリーを前記セルの端部に浸入させる浸漬工程と、前記スラリーを硬化させるスラリー硬化工程と、前記フィルムを除去するフィルム除去工程とを有することを特徴としている。これにより、重複部分における精度の高いセル情報に基づいて貫通穴を形成することができる。この結果、貫通穴を形成する際の加工精度を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下、本発明にかかるハニカム構造体の製造方法を具体化した第１の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係るハニカム構造体は、前述した図１０に示すごとく、その端面に位置するセル８８の端部の一部を閉塞してなるものであり、自動車用排ガス浄化装置の担体用等に用いられるものである。
【００２２】
まず、図１に示すごとく、すべてのセル８８を端面８６１，８６２において開口させた構造体本体８６を作製する。本実施形態では、構造体本体８６は押出し成形により作製される。具体的には、コーディエライトを形成するセラミック材料を用い、ほぼ等間隔に形成された多数のセル８８を有し、且つ、円柱状をなす長尺のハニカム構造体の基材が作製される。そして、それが所定長さに切断されることにより、構造体本体８６が形成される。なお、各セル８８の断面は略正方形状に形成される。
【００２３】
次に、構造体本体８６における一方の端面８６１の全体に透明又は半透明の樹脂フィルム２０を貼り付ける。本実施形態では、一方の面に接着剤を塗布した総厚み１１０μｍの熱可塑性樹脂製フィルムが用いられる。
【００２４】
次に、図２に示すごとく、貫通穴形成装置５０を用いて、閉塞すべきセル８８の開口端部に位置する樹脂フィルム２０を熱により溶融あるいは焼却除去して貫通穴２１を形成する。貫通穴形成装置５０は、画像処理手段５１と熱照射手段５２と制御手段５３とを有している。画像処理手段５１は、端面８６１に貼り付けた樹脂フィルム２０を透過することで視覚的にセル８８を認識してセル位置等の情報を得るものである。熱照射手段５２は、樹脂フィルム２０に高密度エネルギービーム（レーザ光）５２０を照射するものである。また、制御手段５３は、画像処理手段５１からのセル位置等の情報に基づいてレーザ光５２０の照射位置を決定し、熱照射手段５２を操作するものである。
【００２５】
画像処理手段５１は、カメラ部５１１と制御部５１２とを有している。カメラ部５１１は、制御部５１２からの指示に応じて端面８６１を撮像するとともに、得られた画像データを制御部５１２に送信する。制御部５１２は、カメラ部５１１を端面８６１に対して移動させるとともに、カメラ部５１１に撮像指示を出す。また、制御部５１２は、カメラ部５１１により得られた画像データに基づいてセル位置等の情報を算出するためのものである。カメラ部５１１は端面８６１の広さに応じて複数設置することが好ましいが、本実施形態では１つのカメラ部５１１を適宜移動させて複数の領域を順次撮影するよう構成してある。具体的には、図５に示すような構造体本体８６の端面８６１を含む９つの領域Ｓ１〜Ｓ９を順次撮影するように構成してある。
【００２６】
図６に示すごとく、領域Ｓ１の輪郭は、Ｒ１１〜Ｒ１４の境界線に囲まれた四角形状をしている。また、領域Ｓ２の輪郭はＲ２１〜Ｒ２４の境界線に囲まれた四角形状をしている。同様に、領域Ｓｎの輪郭は、すべてＲｎ１〜Ｒｎ４の境界線に囲まれた四角形をしている。
【００２７】
ここで、隣接する領域の境界部分には両者に属する重複部が存在する。例えば、領域Ｓ１とＳ２の境界部分には、両者の重複部Ｓ１２が存在する。さらに領域Ｓ１と領域Ｓ６との境界部分には両者の重複部Ｓ１６が存在する。そのため、領域Ｓ１を撮像する際には、この重複部Ｓ１２，Ｓ１６を含めて撮像する。また、領域Ｓ２を撮像する際には、領域Ｓ１及びＳ５との重複部Ｓ１２，Ｓ２５及び、図示しない領域Ｓ３との重複部をも含めて撮像する。そして、他の領域Ｓ３〜Ｓ９を撮像する際も同様に、隣接する領域との重複部を含めて撮像する。
【００２８】
制御部５１２は、カメラ部５１１により得られた各領域Ｓ１〜Ｓ９の画像データを基に、各セル８８の形状、位置及び開口面積等のセル情報を算出する。具体的には、画像データを基に各セル８８における四角形の四隅の座標を検出し、その四隅の座標に基づき各セル８８における四角形の形状、重心座標及び開口面積等のセル情報を算出する。
【００２９】
重複部においては、同一のセルにつき複数の画像が撮影される。例えば、重複部Ｓ１２内のセルＣ１２は、領域Ｓ１及びＳ２の両画像に含まれる。ところが、領域Ｓ１の画像データに含まれるセルＣ１２に対応するセルＣ１と、領域Ｓ２の画像データに含まれるセルＣ１２に対応するセルＣ２との間には、レンズの歪み等の理由により、両画像データに誤差が生じている場合がある（図７（ａ）参照）。そこで、本実施形態では、重複部内のセル位置等の情報は、同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出した値の平均値を採用する。例えば、図７（ｂ）に示すように、領域Ｓ１２内のセルＣ１２の形状及び開口面積は、セルＣ１における各頂点座標（Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄ）とセルＣ２における各頂点座標（Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄ）との対応座標の平均値を用いて算出する。また、セルＣ１２の重心座標Ｃ１２ｘについても、セルＣ１における各頂点座標（Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄ）に基づき算出した重心座標Ｃ１ｘとセルＣ２における各頂点座標（Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄ）に基づき算出した重心座標Ｃ２ｘとの平均値を採用する。
【００３０】
また、領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５及びＳ６が重複する領域Ｓ１２５６では、各領域の画像データに基づく４つの値の平均値を用いてセル位置等の情報の算出を行う。
【００３１】
制御手段５３は、上記のようにして得られたセル８８の位置等の情報に基づいて、貫通穴２１の形成位置及び大きさを算出する。本実施形態では、端面８６１において隣接するセル８８の端部が開口と閉塞を交互に繰り返す市松模様状となるように貫通穴２１の形成位置を算出する。
【００３２】
熱照射手段５２は、ＣＯ2レーザ発射装置５２１とその制御部を内蔵した移動装置５２２とを有している。ＣＯ2レーザ発射装置５２１は複数設置した方が効率は向上するが、本実施形態では設備コストの関係上１組のＣＯ2レーザ発射装置５２１を用いている。ＣＯ2レーザ発射装置５２１で貫通穴２１を形成する際にはレーザ光５２０が照射されており、その照射は各セル８８における四角形の重心位置を基点にするとともに四角形の面積に応じて行われる。
【００３３】
貫通穴２１を形成する際には、構造体本体８６をＣＯ2レーザ発射装置５２１の下まで移動させ又はＣＯ2レーザ発射装置５２１を構造体本体８６の上に移動させると共に、カメラ部５１１直下に位置するときの座標上の原点を合わす。そして、制御手段５３の指示に基づいて、ＣＯ2レーザ発射装置５２１からレーザ光５２０を順次照射して樹脂フィルム２０を溶融または焼却除去して、貫通穴２１を形成する。また、本実施形態では、図３に示すごとく、周辺の一部が欠けた四角形に対しては全て開口が形成されるように輪郭位置２２を算出し、樹脂フィルム２０を除去する。
【００３４】
これにより、構造体本体８６の端面８６１は、閉塞予定のセル８８の開口端部に相当する部分に貫通穴２１を設けた樹脂フィルム２０が配設された状態となる。このような樹脂フィルム２０の貼り付けから貫通穴２１の形成までの作業が、構造体本体８６の他方の端面８６２に対しても同様に行われる。このとき、各セル８８の一方の端部を樹脂フィルム２０により閉塞し、他方の端部に貫通穴２１を形成するようにされる。
【００３５】
構造体本体８６の両端面８６１，８６２に貫通穴２１が形成された後、端面閉塞材を含有するスラリー６５に一方の端面８６１を浸漬し、貫通穴２１を通じてスラリー６５をセル８８の端部に浸入させる。本実施形態では、図４に示すごとく、ディップ装置６０を用いて行う。
【００３６】
ディップ装置６０は、ハンドリング部６１と液槽６２と制御部６３とを有している。ハンドリング部６１は構造体本体８６を把持して移動させるためのものである。液槽６２にはスラリー６５が入れられている。このスラリー６５は、焼成後コーディエライトとなる材料を主体とする端面閉塞材を含有している。制御部６３はハンドリング部６を制御するためのものである。また、制御部６３には、スラリー６５の液面位置を検知する液面センサ６３１を接続してある。
【００３７】
このディップ装置６０を用いて作業を行うにあたっては、まず図４に示すごとく、処理すべき端面８６１を下にして構造体本体８６を基準台６４上に載置する。次いで、ハンドリング部６１のクランプ部６１１によって構造体本体８６を掴んで所定量持ち上げる。次いでハンドリング部６１を移動してスラリー６５の上方に構造体本体８６を移動する。次いで、ハンドリング部６１を下降させて、構造体本体８６の端面８６１をスラリー６５に浸漬する。
【００３８】
このとき、制御部６３は、液面センサ６３１のデータとハンドリング部６１の上下方向の移動量とからディップ深さを算出し、所望の浸漬深さとなるようにハンドリング部６１を制御する。これにより、構造体本体８６の端面８６１において、スラリー６５が貫通穴２１からセル８８の端部に浸入する。次に、ディップ装置６０を用いた同様の作業を、構造体本体８６の他方の端面８６２に対しても行う。
【００３９】
次に、スラリー６５をセル８８の端部に浸入させた構造体本体８６を乾燥させた後、焼成する。これにより、焼成・固化したスラリー６５によりセル８８の端部に閉塞部８３が形成される。それと共に、端面８６１，８６２に貼り付けられていた樹脂フィルム２０が焼却除去される。これにより、一部のセル８８の端部を閉塞したハニカム構造体８０が得られる。
【００４０】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４１】
本実施形態では、互いに隣接する領域の重複部におけるセル８８の位置情報（形状、位置及び開口面積に関する情報）を、同一のセルについて得られた各領域の画像データに基づいて算出している。これにより、各領域単独の画像データに含まれている誤差の要因が希釈化される。特に、本実施形態のように、分割された各領域Ｓ１〜Ｓ９を順次撮像する場合、例えば重複部Ｓ１２は、領域Ｓ１を撮像する際にはレンズの右端部を通して撮像され、領域Ｓ２を撮像する際にはレンズの左端部を通して撮像される。また、例えば領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６の重複部Ｓ１２５６を撮像する際には、レンズの右下、左下、左上、右上の部分を通して撮像される。したがって、重複部における同一のセルは、レンズにおけるほぼ対象の部分を通して撮像される。そのため、同一セル８８についての複数の画像データを平均化することにより、各領域の画像データ単独で算出した場合の形状、位置及び開口面積等の情報に比べてレンズの形状等に起因する誤差を低減することが可能となる。
【００４２】
本実施形態では、同一セル８８についての画像データに基づいて、重複部におけるセル８８の重心位置情報を算出している。重心はセル８８のほぼ中央に位置するので、セル８８の位置を認識するためのデータとしては適切である。すなわち、算出されたセル８８の重心位置の情報に基づいて、本実施形態のように貫通穴２１を形成する際の基準とすることができる。また、品質検査等を行う場合にも、セル８８の重心位置を基準点として用いることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、誤差が低減されたセル８８の形状、位置及び面積の情報に基づいて貫通穴２１を形成している。これにより、貫通穴２１を形成する際の加工精度を向上することが可能となる。
【００４４】
［第２実施形態］
次に本発明を具体化した第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図８は第２実施形態における重複部におけるセル位置等の情報の算出方法を説明するための図である。本実施形態では、制御部５１２における画像データの処理方法が第１実施形態と異なるが他は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同一の構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
第１実施形態においては、各領域の画像データに含まれているセル８８の各頂点の座標から、重複部におけるセル位置等の情報を算出したが、本実施形態では、セル８８の一の頂点座標と一の隔壁８１の基準座標軸に対する角度とからセル位置等の情報を算出している。すなわち、本実施形態の構造体本体８６では、同一形状のセル８８が所定間隔で繰り返し並んでいる。そのため、セル８８の一の頂点と隔壁８１の角度が分かれば、他の頂点や重心位置等を算出することが可能である。
【００４６】
具体的には、図８に示すように、セルＣ１における一の頂点座標Ｃ１ａと一の隔壁８１の基準座標軸に対する角度θ１を領域Ｓ１の画像データから検出する。同様に、セルＣ２についても、対応する頂点座標Ｃ２ａと隔壁８１の基準座標軸に対する角度θ２を領域Ｓ２の画像データから検出する。そして、頂点座標Ｃ１ａ及びＣ２ａの平均値Ｃ１２ａと隔壁８１の角度θ１及びθ２の平均値θ１２とを算出する。各セル８８における正方形の一辺の長さは予め分かっているので、重複部Ｓ１２におけるセルＣ１２の頂点座標Ｃ１２ａと隔壁８１の傾きθ１２とから、セル位置情報を算出することが可能となる。
【００４７】
本実施形態では、画像データからのセル８８の検出値は、頂点の座標及び隔壁８１の角度の２つである。したがって、セル８８の各頂点の座標情報を読み取っていた第１実施形態の場合に比べて、読み取りデータの個数を低減することができ、処理を簡略化することができる。
【００４８】
［第３実施形態］
次に本発明を具体化した第３実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図９は第３実施形態における重複部におけるセル位置等の情報の算出方法を説明するための図である。本実施形態では、制御部５１２における画像データの処理方法が第１実施形態と異なるが他は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同一の構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
第１実施形態においては、重複部における各セル８８の位置情報を、同一のセル８８について得られた各領域の画像データに基づいて算出した。本実施形態では、重複部における複数のセル８８のうち一部のセル８８の位置情報については、各領域の画像データに含まれる対応するセル８８の画像データに基づいて算出する。そして、他のセル８８の位置情報については、算出した一部のセル８８の位置情報から推定する。
【００５０】
具体的には、図９に示すように、隣接する領域の画像データに含まれているセルＣ３及びＣ４の各頂点の座標（Ｃ３ａ〜Ｃ３ｄ，Ｃ４ａ〜Ｃ４ｄ）からセルＣ３及びＣ４の重心座標Ｃ３ｘ，Ｃ４ｘの座標を算出し、これ用いて重複部における対応するセルＣ３４の重心座標Ｃ３４ｘを算出する。同様にして、隣接する領域の画像データに含まれているセルＣ５及びＣ６の各頂点の座標（Ｃ５ａ〜Ｃ５ｄ，Ｃ６ａ〜Ｃ６ｄ）から重複部における対応するセルＣ５６の重心座標Ｃ５６ｘを算出する。これらのセル情報の算出方法については、第１実施形態と同様である。
【００５１】
Ｃ３４ｘ及びＣ５６ｘの位置情報を算出した後、Ｃ３４ｘとＣ５６ｘとを結ぶセル列線Ｌを算出する。そして、本実施形態の構造体本体８６では同一形状のセル８８が所定間隔で繰り返し並んでいる点を利用し、重複部に存在する他のセル８８の重心座標Ｃｉｊｘについては、セル列線Ｌ上に所定間隔で並んでいるものと推定する。
【００５２】
本実施形態では、重複部における複数のセル８８のうち一部のセル８８の位置情報についてのみ各領域の画像データに含まれる対応するセル８８の画像データに基づいて算出し、他のセル８８の位置情報については算出した一部のセル８８の位置情報から推定している。このため、第１実施形態のように、重複部における各セル８８の位置情報を同一のセル８８についての隣接する各領域の画像データに基づいて算出するものに比べて、画像データからの読み取りデータ個数及び演算の回数を低減することができる。このため、処理を簡略化し、算出速度を向上することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、セル列線Ｌ上にセル８８の重心位置を推定することにより、貫通穴２１を形成する工程において、ＣＯ2レーザ発射装置５２１と構造体本体８６との相対移動を直線状とすることができる。これにより、セル８８の重心位置へのレーザ光５２０の照射を、セル列線Ｌに沿って連続的に行うことができるとともに、照射の位置ずれを低減することが可能となる。
【００５４】
［他の実施形態］
上記実施形態では、重複部におけるセル位置等の情報を、隣接する領域に含まれている同一のセル８８についての頂点の座標や隔壁８１の角度等から算出した。しかし、各セルを仕切る隔壁８１を認識することにより各セル８８の輪郭情報を認識し、その輪郭情報からセル８８の位置情報を算出するようにしてもよい。
【００５５】
上記実施形態では、重複部におけるセル８８の位置情報を、隣接する領域に含まれている同一のセル８８についての頂点の座標や隔壁８１の角度等から算出した。しかし、セル８８において予め定めた他の基準位置等に基づいてセル８８の位置情報を算出するようにしてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、制御部５１２によりカメラ部５１１を端面８６１に対して移動させることにより、各領域Ｓ１〜Ｓ９の撮像を行った。しかし、構造体本体８６が載置されているステージ（図示せず）に対して制御部５１２から移動指示を出し、構造体本体８６とカメラ部５１１との間での相対移動をさせて各領域Ｓ１〜Ｓ９の撮像を行うようにしてもよい。
【００５７】
上記第２実施形態では、セルＣ１及びセルＣ２の隔壁８１の角度は、基準座標軸からの角度とした。しかし、基準座標軸のような絶対的な固定軸からの角度ではなく、セルＣ１とセルＣ２との間の相対的な角度を用いるようにしてもよい。
【００５８】
上記第３実施形態では、重複部における一部のセル情報を、隣接する領域に含まれている同一のセルにおける各頂点の座標から算出した。しかし、一部のセル情報を第２実施形態のように、一の頂点の座標と隔壁８１の傾きとから算出してもよい。また、第３実施形態では複数のセル８８を結ぶセル列線Ｌを算出したが、これに加えて又はこれに代えてセル列の角度や位置の情報を算出するようにしてもよい。このようなセル列の情報も、セル８８位置へのレーザ光の照射等の工程に用いることができる。
【００５９】
なお、上記実施の形態では、構造体本体８６をコーディエライトで形成したが、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いて形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１実施形態例におけるハニカム構造体本体に樹脂フィルムを貼り付ける工程を示す説明図。
【図２】第１実施形態に係る貫通穴形成工程を示す説明図。
【図３】第１実施形態に係る貫通穴及び輪郭位置を形成した状態を示す説明図。
【図４】第１実施形態に係るスラリーへの浸漬工程を示す説明図。
【図５】第１実施形態に係る領域の分割状態を示す説明図。
【図６】第１実施形態に係る領域Ｓ１を示す説明図。
【図７】第１実施形態に係る重複部分におけるセル情報の算出方法の説明図。
【図８】第２実施形態に係る重複部分におけるセル情報の算出方法の説明図。
【図９】第３実施形態に係る重複部分におけるセル情報の算出方法の説明図。
【図１０】（ａ）はハニカム構造体の断面図、（ｂ）はハニカム構造体を正面からみた説明図。
【符号の説明】
【００６１】
２０…樹脂フィルム、２１…貫通穴、５０…貫通穴形成装置、５１…画像処理手段、５１１…カメラ部、５１２…制御部、５２…熱照射手段、５２０…高密度エネルギービーム、５２１…ＣＯ2レーザ発射装置、５３…制御手段、６０…ディップ装置、６１…ハンドリング部、６２…液槽、６３…制御部、６５…スラリー、８０…セラミックハニカム構造体、８１…隔壁、８３…閉塞部、８６…構造体本体、８６１，８６２…端面、８８…セル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁により仕切られた複数のセルを備えたハニカム構造体において、そのハニカム構造体の端面を撮像手段により撮像し、それにより得られた画像データにより前記セルの位置情報を算出する方法であって、
前記端面において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域につき、各領域を前記撮像手段により撮像する撮像工程と、
前記隣接領域との境界部分が互いに重複する部分における前記セルの位置情報を、同一セルについて前記撮像工程にて得られた各領域の画像データに基づいて算出する画像処理工程とを有することを特徴とするハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項２】
前記画像処理工程において、前記各領域の画像データごとに、前記セルにおいて予め定めた基準位置の情報を取得し、
同一のセルについての前記取得した基準位置の情報に基づいて、前記隣接領域との重複部分における前記セルの位置情報を算出することを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体けるセル位置算出方法。
【請求項３】
前記画像処理工程において、前記各領域の画像データごとに、前記セルにおいて予め定めた基準位置とそのセルを仕切る隔壁の角度との情報を取得し、
同一のセルについての前記取得した基準位置と前記隔壁の角度との情報に基づいて、前記隣接領域との重複部分における前記セルの位置情報を算出することを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項４】
前記画像処理工程において、前記各領域の画像データごとに、前記セルの輪郭情報を取得し、
同一のセルについての前記取得した輪郭情報に基づいて、前記隣接領域との重複部分における前記セルの位置情報を算出することを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項５】
前記画像処理工程において、前記画像データに含まれる座標情報を取得し、
前記隣接領域との重複部分における前記セルの位置情報を、同一のセルについての前記取得した座標情報の平均値により算出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のハニカム構造体におけるセル位置算出方法。
【請求項６】
前記画像処理工程において、前記セルの位置情報として、前記セルの重心位置を算出することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項７】
前記画像処理工程において、前記セルの位置情報として、前記隣接領域との重複部分において複数の前記セルを結ぶセル列の情報を算出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項８】
前記画像処理工程において、前記隣接領域との重複部分に含まれる全ての前記セルの位置情報を、前記重複部分に含まれる同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項９】
前記画像処理工程において、前記隣接領域との重複部分に含まれる複数の前記セルうちの一部のセル位置の情報を、同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出するとともに、
当該算出した一部のセル位置の情報を用いて、当該重複部分における他のセル位置の情報を算出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項１０】
隔壁により仕切られた複数のセルを備えたハニカム構造体において、そのハニカム構造体の端面を撮像手段により撮像し、それにより得られた画像データにより前記セルの位置情報を算出する装置であって、
前記端面において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域の画像データを得るべく、前記撮像手段と前記ハニカム構造体との少なくともいずれかを相対的に移動させて前記撮像手段に各領域を撮像させる手段と、
前記隣接領域との境界部分が互いに重複する部分における前記セル位置の情報を、同一の前記セルについて前記撮像手段を用いて得られた各領域の画像データに基づいて算出する手段と備えることを特徴とするハニカム構造体のセル位置算出装置。
【請求項１１】
隔壁により仕切られた複数のセルを備え、端面において一部の前記セルを閉塞してなるハニカム構造体を製造する方法において、
請求項１から請求項９のいずれかに記載のセル位置算出方法により前記ハニカム構造体の端面におけるセル位置情報を算出するセル位置算出工程と、
前記構造体本体の端面を覆うようにフィルムを貼り付けるフィルム貼付工程と、
前記セル位置情報に基づいて閉塞すべき前記セル位置の前記フィルムを溶融又は焼却除去して貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、
スラリーに前記端面を浸漬し、前記貫通穴を通じて前記スラリーを前記セルの端部に浸入させる浸漬工程と、
前記スラリーを硬化させるスラリー硬化工程と、
前記フィルムを除去するフィルム除去工程とを有することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項１】
隔壁により仕切られた複数のセルを備えたハニカム構造体において、そのハニカム構造体の端面を撮像手段により撮像し、それにより得られた画像データにより前記セルの位置情報を算出する方法であって、
前記端面において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域につき、各領域を前記撮像手段により撮像する撮像工程と、
前記隣接領域との境界部分が互いに重複する部分における前記セルの位置情報を、同一セルについて前記撮像工程にて得られた各領域の画像データに基づいて算出する画像処理工程とを有することを特徴とするハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項２】
前記画像処理工程において、前記各領域の画像データごとに、前記セルにおいて予め定めた基準位置の情報を取得し、
同一のセルについての前記取得した基準位置の情報に基づいて、前記隣接領域との重複部分における前記セルの位置情報を算出することを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体けるセル位置算出方法。
【請求項３】
前記画像処理工程において、前記各領域の画像データごとに、前記セルにおいて予め定めた基準位置とそのセルを仕切る隔壁の角度との情報を取得し、
同一のセルについての前記取得した基準位置と前記隔壁の角度との情報に基づいて、前記隣接領域との重複部分における前記セルの位置情報を算出することを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項４】
前記画像処理工程において、前記各領域の画像データごとに、前記セルの輪郭情報を取得し、
同一のセルについての前記取得した輪郭情報に基づいて、前記隣接領域との重複部分における前記セルの位置情報を算出することを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項５】
前記画像処理工程において、前記画像データに含まれる座標情報を取得し、
前記隣接領域との重複部分における前記セルの位置情報を、同一のセルについての前記取得した座標情報の平均値により算出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のハニカム構造体におけるセル位置算出方法。
【請求項６】
前記画像処理工程において、前記セルの位置情報として、前記セルの重心位置を算出することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項７】
前記画像処理工程において、前記セルの位置情報として、前記隣接領域との重複部分において複数の前記セルを結ぶセル列の情報を算出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項８】
前記画像処理工程において、前記隣接領域との重複部分に含まれる全ての前記セルの位置情報を、前記重複部分に含まれる同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項９】
前記画像処理工程において、前記隣接領域との重複部分に含まれる複数の前記セルうちの一部のセル位置の情報を、同一のセルについての各領域の画像データに基づいて算出するとともに、
当該算出した一部のセル位置の情報を用いて、当該重複部分における他のセル位置の情報を算出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のハニカム構造体のセル位置算出方法。
【請求項１０】
隔壁により仕切られた複数のセルを備えたハニカム構造体において、そのハニカム構造体の端面を撮像手段により撮像し、それにより得られた画像データにより前記セルの位置情報を算出する装置であって、
前記端面において隣接領域との境界部分が互いに重複するように分割された複数の領域の画像データを得るべく、前記撮像手段と前記ハニカム構造体との少なくともいずれかを相対的に移動させて前記撮像手段に各領域を撮像させる手段と、
前記隣接領域との境界部分が互いに重複する部分における前記セル位置の情報を、同一の前記セルについて前記撮像手段を用いて得られた各領域の画像データに基づいて算出する手段と備えることを特徴とするハニカム構造体のセル位置算出装置。
【請求項１１】
隔壁により仕切られた複数のセルを備え、端面において一部の前記セルを閉塞してなるハニカム構造体を製造する方法において、
請求項１から請求項９のいずれかに記載のセル位置算出方法により前記ハニカム構造体の端面におけるセル位置情報を算出するセル位置算出工程と、
前記構造体本体の端面を覆うようにフィルムを貼り付けるフィルム貼付工程と、
前記セル位置情報に基づいて閉塞すべき前記セル位置の前記フィルムを溶融又は焼却除去して貫通穴を形成する貫通穴形成工程と、
スラリーに前記端面を浸漬し、前記貫通穴を通じて前記スラリーを前記セルの端部に浸入させる浸漬工程と、
前記スラリーを硬化させるスラリー硬化工程と、
前記フィルムを除去するフィルム除去工程とを有することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−５５３３８（Ｐ２００８−５５３３８Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３６２５６（Ｐ２００６−２３６２５６）
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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