中空糸膜モジュール検査装置
【課題】
本発明の課題は、異なった素材による中空糸膜を用いた場合、白色の原料または透明度の高い原料のいずれの原料を使用した場合でも、リング型照明の射出角度および位置を任意に切り替えることで、高精度に糸乱れ欠点の検査を行うことができる中空糸膜モジュールの検査装置を提供することである。
【解決手段】
中空糸膜モジュールへ光を照射する射出角度の異なる２つの照射口を持つリング型照明と、前記リング型照明の前記２つの照射口にそれぞれ接続される２つの照明光源と、前記照明光源の動作を制御する照明切り替え手段と、前記リング型照明の内側に前記中空糸膜モジュールを所定の挿入幅にて調節しつつ挿入させる移動手段と、光が照射された前記中空糸膜モジュールからの散乱光を受光する撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像を処理する欠陥判別手段と、前記モジュールを搬送させる手段とを有する中空糸膜モジュール検査装置。
本発明の課題は、異なった素材による中空糸膜を用いた場合、白色の原料または透明度の高い原料のいずれの原料を使用した場合でも、リング型照明の射出角度および位置を任意に切り替えることで、高精度に糸乱れ欠点の検査を行うことができる中空糸膜モジュールの検査装置を提供することである。
【解決手段】
中空糸膜モジュールへ光を照射する射出角度の異なる２つの照射口を持つリング型照明と、前記リング型照明の前記２つの照射口にそれぞれ接続される２つの照明光源と、前記照明光源の動作を制御する照明切り替え手段と、前記リング型照明の内側に前記中空糸膜モジュールを所定の挿入幅にて調節しつつ挿入させる移動手段と、光が照射された前記中空糸膜モジュールからの散乱光を受光する撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像を処理する欠陥判別手段と、前記モジュールを搬送させる手段とを有する中空糸膜モジュール検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工透析機、下排水処理装置、浄水器等に用いることができる中空糸膜モジュールの端面に発生する欠陥を検出するための中空糸膜モジュールの検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空糸膜モジュールはよく知られているように、たとえば、両端が開放された容器に両端が開放された中空糸膜（中空の半透膜）の糸束を収容し、糸束の両端部において容器と中空糸との隙間を樹脂で封止してなるものである。樹脂による封止は、容器と糸束との間の空間に樹脂を流し込み樹脂を各中空糸の周りに浸透させることによって行うが、その際、糸束から逸れた中空糸が発生することがあり、その逸れた中空糸の端部が、中空糸膜モジュールの端部においてＯリングなどによりふさがれる領域に現れることで、中空糸の片側が閉塞されてしまう。たとえば人工腎臓の場合、片側の端部が閉塞されることで、逆側の開放されている端部から流入する血液が残る懸念がある。このような欠陥を糸乱れというが、糸乱れが発生している中空糸膜モジュールは、前記のような理由から、不良品として排出する必要がある。 例えば、特許文献１に記載されている中空糸膜モジュール検査装置は、一つの種類の中空糸膜、たとえばポリスルホンなどの白色の素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査を行うための構成であり、中空糸膜モジュールの良否の判定は、リング型照明によりモジュール端部の正面から光を照射し、その散乱光をＣＣＤカメラにて撮像し、糸束から逸れた中空糸の有無を検出することで行っている。
【０００３】
そのため別の素材を用いた中空糸膜、たとえばポリメチルメタクリレートのような透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を用いた中空糸膜モジュールを検査する場合、前述の方法のようにモジュール正面から光を当てると、中空糸膜は透明であるため多くの光が透過してしまい、撮像することができず、糸乱れ欠陥の検出は不可能であった。このため白色の素材を主原料とした中空糸膜のモジュールの検査工程においては、透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜のモジュールについては目視で全数検査を行っているのが現状であった。
【特許文献１】特開２００４−１１３８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記のような従来の技術における問題点を解決し、異なった素材による中空糸膜を用いた場合、すなわち白色の原料または透明度の高い原料のいずれの原料を使用した場合でも、リング型照明の射出角度および位置を任意に切り替えることで、高精度に糸乱れ欠点の検査を行うことができる中空糸膜モジュールの検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
中空糸膜モジュールへ光を照射する射出角度の異なる２つの照射口を持つリング型照明と、前記リング型照明の前記２つの照射口にそれぞれ接続される２つの照明光源と、前記照明光源の動作を制御する照明切り替え手段と、前記リング型照明の内側に前記中空糸膜モジュールを所定の挿入幅にて調節しつつ挿入させる移動手段と、光が照射された前記中空糸膜モジュールからの散乱光を受光する撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像を処理する欠陥判別手段と、前記モジュールを搬送させる手段とを有する中空糸膜モジュール検査装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る中空糸膜モジュール検査装置、中空糸膜モジュールの検査若しくは製造方法によれば、複数の照射口をもつリング型照明を用い、中空糸膜モジュールへの挿入幅および照射口を切り替えることで、白色の素材を主原料とした中空糸膜を用いた中空糸膜モジュール、透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を用いた中空糸膜モジュールのいずれも精度よく検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施態様に係る中空糸膜モジュール検査装置の全体構成図である。
【図２】リング型照明の正面からの外観図（ａ）とその断面図（ｂ）である。
【図３】白色の素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、リング型照明の挿入時の構成例を示す全体図（ａ）と端部図（ｂ）である。
【図４】白色の素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、モジュール前面から照射される光の代表的な経路を示す模式図である。
【図５】透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、モジュール前面から照射される光の代表的な経路を示す模式図である。
【図６】透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、リング型照明の挿入時の構成例を示す全体図（ａ）と端部図（ｂ）である。
【図７】透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、モジュール側面から照射される光の代表的な経路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施態様に係る中空糸膜モジュール検査装置の全体構成を示している。図１において、Mは中空糸膜モジュール、１はモジュール搬送手段、２は撮像手段、３は操作指令手段、４は欠陥判別手段、５は表示装置をそれぞれ示している。前工程から供給される中空糸膜モジュールMは、モジュール搬入手段１０１により支持手段１０２に設置される。モジュールMが設置された後、照明移動手段２０３によりリング型照明２０２が中空糸膜モジュールＭへ挿入され、照射口切り替え手段２０４により照明光源Ａ２０５あるいは照明光源Ｂ２０６が切り替えられる。これらの照明光源からの照射光はリング型照明２０２の照射口Ａ２０７あるいは照射口Ｂ２０８を通して中空糸膜モジュールMへ照射され、中空糸膜モジュールMからの散乱光を撮像装置２０１が受光し、撮像画像を得る。
【００１０】
ここで、撮像装置２０１はエリアセンサカメラであることが好ましい。
【００１１】
撮像された画像に基づいて、欠陥判別手段５を用いて欠陥を判別する。判別結果を元に、モジュール搬出手段１０３を用いて良品モジュールのみを選択的に次工程へ搬出する。
【００１２】
本発明におけるリング型照明とは図２（ｂ）の２０２に示すように、中央が空洞を有し、出射角度の違う２つの照射口Ａ２０７および照射口Ｂ２０８を有し、照射領域が円形である照明を言う。なお、２つの照射口Ａ２０７および照射口Ｂ２０８は、リング型照明の内部を通る光ファイバを通じて、照射口Ａ２０７は照明光源Ａ２０５に、照射口Ｂ２０８は照明光源Ｂ２０６に接続されている。なお、中空糸膜モジュールに使用される中空糸膜素材がポリスルホンのような白色の素材である場合、中空糸膜モジュールの端面の正面側より光を照射することで、中空糸膜モジュール端面の中空糸膜が光をよく散乱し、散乱光を効率よく撮像装置で得ることができる。そのためポリスルホンの中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールＭの検査を行う際は、図３に示すように照明移動手段２０３によりリング型照明２０２移動し、照射口A２０７を中空糸膜モジュールＭの正面へ調整し、光源切り替え手段２０４により、リング型照明２０２の照射口Ａ２０７に接続された照明光源Ａ２０５からの照射光の中空糸膜モジュールＭによる散乱光を撮像手段２０１が受光する。このとき中空糸膜がポリスルホンのように白色である場合、図4のように中空糸膜モジュール内各部の中空糸表面で光が散乱し、撮像手段２０１には撮像のために十分な光量が与えられる。
【００１３】
一方で、中空糸膜モジュールに使用される中空糸膜素材がポリメチルメタクリレートのような透明度の高い素材である場合、図５のように中空糸膜モジュール端面の前面から光を照射した場合には、中空糸膜は光を透過もしくは反射してしまうため、撮像に十分な散乱光が得られず、精度のよい検査が行えない。そこで図６のようにリング型照明２０２を照明移動手段２０３により調整しつつ移動させることにより、リング型照明２０２の内側に中空糸膜モジュールＭが所定の挿入幅にて挿入され、さらに光源切り替え手段２０４により、リング型照明２０２の照射口Ｂ２０８に接続された照明光源Ｂ２０６からの照射光を側面部より中空糸膜モジュールＭへ照射することで、図７のように糸束側面からの多重反射光やそれによる散乱光を得ることができ、糸束および、糸乱れ欠陥を起こしている中空糸膜の撮像のために十分な光量が得られ、撮像装置２０１により欠陥画像を撮像することができる。
【００１４】
撮像された画像を元に、欠陥判別手段４により、良品不良品の判別を行い、コンベヤやロボットのようなマテハン機器であるモジュール搬出手段１０４が不良品を工程から排出し、良品のみを次工程へ供給することで後工程での部品ロスが少なくなり生産性を向上できる。
【符号の説明】
【００１５】
Ｍ：中空糸膜モジュール
１：モジュール搬送手段
２：撮像手段
３：操作指令手段
４：欠陥判別手段
５：表示装置
１０１：モジュール搬入手段
１０２：モジュール支持手段
１０３：モジュール走査手段
１０４：モジュール搬出手段
２０２：リング型照明
２０３：照明移動手段
２０４：照射口切り替え手段
２０５：照明光源Ａ
２０６：照明光源Ｂ
２０７：照射口Ａ
２０８：照射口Ｂ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工透析機、下排水処理装置、浄水器等に用いることができる中空糸膜モジュールの端面に発生する欠陥を検出するための中空糸膜モジュールの検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空糸膜モジュールはよく知られているように、たとえば、両端が開放された容器に両端が開放された中空糸膜（中空の半透膜）の糸束を収容し、糸束の両端部において容器と中空糸との隙間を樹脂で封止してなるものである。樹脂による封止は、容器と糸束との間の空間に樹脂を流し込み樹脂を各中空糸の周りに浸透させることによって行うが、その際、糸束から逸れた中空糸が発生することがあり、その逸れた中空糸の端部が、中空糸膜モジュールの端部においてＯリングなどによりふさがれる領域に現れることで、中空糸の片側が閉塞されてしまう。たとえば人工腎臓の場合、片側の端部が閉塞されることで、逆側の開放されている端部から流入する血液が残る懸念がある。このような欠陥を糸乱れというが、糸乱れが発生している中空糸膜モジュールは、前記のような理由から、不良品として排出する必要がある。 例えば、特許文献１に記載されている中空糸膜モジュール検査装置は、一つの種類の中空糸膜、たとえばポリスルホンなどの白色の素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査を行うための構成であり、中空糸膜モジュールの良否の判定は、リング型照明によりモジュール端部の正面から光を照射し、その散乱光をＣＣＤカメラにて撮像し、糸束から逸れた中空糸の有無を検出することで行っている。
【０００３】
そのため別の素材を用いた中空糸膜、たとえばポリメチルメタクリレートのような透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を用いた中空糸膜モジュールを検査する場合、前述の方法のようにモジュール正面から光を当てると、中空糸膜は透明であるため多くの光が透過してしまい、撮像することができず、糸乱れ欠陥の検出は不可能であった。このため白色の素材を主原料とした中空糸膜のモジュールの検査工程においては、透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜のモジュールについては目視で全数検査を行っているのが現状であった。
【特許文献１】特開２００４−１１３８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記のような従来の技術における問題点を解決し、異なった素材による中空糸膜を用いた場合、すなわち白色の原料または透明度の高い原料のいずれの原料を使用した場合でも、リング型照明の射出角度および位置を任意に切り替えることで、高精度に糸乱れ欠点の検査を行うことができる中空糸膜モジュールの検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
中空糸膜モジュールへ光を照射する射出角度の異なる２つの照射口を持つリング型照明と、前記リング型照明の前記２つの照射口にそれぞれ接続される２つの照明光源と、前記照明光源の動作を制御する照明切り替え手段と、前記リング型照明の内側に前記中空糸膜モジュールを所定の挿入幅にて調節しつつ挿入させる移動手段と、光が照射された前記中空糸膜モジュールからの散乱光を受光する撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像を処理する欠陥判別手段と、前記モジュールを搬送させる手段とを有する中空糸膜モジュール検査装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る中空糸膜モジュール検査装置、中空糸膜モジュールの検査若しくは製造方法によれば、複数の照射口をもつリング型照明を用い、中空糸膜モジュールへの挿入幅および照射口を切り替えることで、白色の素材を主原料とした中空糸膜を用いた中空糸膜モジュール、透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を用いた中空糸膜モジュールのいずれも精度よく検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施態様に係る中空糸膜モジュール検査装置の全体構成図である。
【図２】リング型照明の正面からの外観図（ａ）とその断面図（ｂ）である。
【図３】白色の素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、リング型照明の挿入時の構成例を示す全体図（ａ）と端部図（ｂ）である。
【図４】白色の素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、モジュール前面から照射される光の代表的な経路を示す模式図である。
【図５】透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、モジュール前面から照射される光の代表的な経路を示す模式図である。
【図６】透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、リング型照明の挿入時の構成例を示す全体図（ａ）と端部図（ｂ）である。
【図７】透明度の高い素材を主原料とした中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールの検査時の、モジュール側面から照射される光の代表的な経路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施態様に係る中空糸膜モジュール検査装置の全体構成を示している。図１において、Mは中空糸膜モジュール、１はモジュール搬送手段、２は撮像手段、３は操作指令手段、４は欠陥判別手段、５は表示装置をそれぞれ示している。前工程から供給される中空糸膜モジュールMは、モジュール搬入手段１０１により支持手段１０２に設置される。モジュールMが設置された後、照明移動手段２０３によりリング型照明２０２が中空糸膜モジュールＭへ挿入され、照射口切り替え手段２０４により照明光源Ａ２０５あるいは照明光源Ｂ２０６が切り替えられる。これらの照明光源からの照射光はリング型照明２０２の照射口Ａ２０７あるいは照射口Ｂ２０８を通して中空糸膜モジュールMへ照射され、中空糸膜モジュールMからの散乱光を撮像装置２０１が受光し、撮像画像を得る。
【００１０】
ここで、撮像装置２０１はエリアセンサカメラであることが好ましい。
【００１１】
撮像された画像に基づいて、欠陥判別手段５を用いて欠陥を判別する。判別結果を元に、モジュール搬出手段１０３を用いて良品モジュールのみを選択的に次工程へ搬出する。
【００１２】
本発明におけるリング型照明とは図２（ｂ）の２０２に示すように、中央が空洞を有し、出射角度の違う２つの照射口Ａ２０７および照射口Ｂ２０８を有し、照射領域が円形である照明を言う。なお、２つの照射口Ａ２０７および照射口Ｂ２０８は、リング型照明の内部を通る光ファイバを通じて、照射口Ａ２０７は照明光源Ａ２０５に、照射口Ｂ２０８は照明光源Ｂ２０６に接続されている。なお、中空糸膜モジュールに使用される中空糸膜素材がポリスルホンのような白色の素材である場合、中空糸膜モジュールの端面の正面側より光を照射することで、中空糸膜モジュール端面の中空糸膜が光をよく散乱し、散乱光を効率よく撮像装置で得ることができる。そのためポリスルホンの中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールＭの検査を行う際は、図３に示すように照明移動手段２０３によりリング型照明２０２移動し、照射口A２０７を中空糸膜モジュールＭの正面へ調整し、光源切り替え手段２０４により、リング型照明２０２の照射口Ａ２０７に接続された照明光源Ａ２０５からの照射光の中空糸膜モジュールＭによる散乱光を撮像手段２０１が受光する。このとき中空糸膜がポリスルホンのように白色である場合、図4のように中空糸膜モジュール内各部の中空糸表面で光が散乱し、撮像手段２０１には撮像のために十分な光量が与えられる。
【００１３】
一方で、中空糸膜モジュールに使用される中空糸膜素材がポリメチルメタクリレートのような透明度の高い素材である場合、図５のように中空糸膜モジュール端面の前面から光を照射した場合には、中空糸膜は光を透過もしくは反射してしまうため、撮像に十分な散乱光が得られず、精度のよい検査が行えない。そこで図６のようにリング型照明２０２を照明移動手段２０３により調整しつつ移動させることにより、リング型照明２０２の内側に中空糸膜モジュールＭが所定の挿入幅にて挿入され、さらに光源切り替え手段２０４により、リング型照明２０２の照射口Ｂ２０８に接続された照明光源Ｂ２０６からの照射光を側面部より中空糸膜モジュールＭへ照射することで、図７のように糸束側面からの多重反射光やそれによる散乱光を得ることができ、糸束および、糸乱れ欠陥を起こしている中空糸膜の撮像のために十分な光量が得られ、撮像装置２０１により欠陥画像を撮像することができる。
【００１４】
撮像された画像を元に、欠陥判別手段４により、良品不良品の判別を行い、コンベヤやロボットのようなマテハン機器であるモジュール搬出手段１０４が不良品を工程から排出し、良品のみを次工程へ供給することで後工程での部品ロスが少なくなり生産性を向上できる。
【符号の説明】
【００１５】
Ｍ：中空糸膜モジュール
１：モジュール搬送手段
２：撮像手段
３：操作指令手段
４：欠陥判別手段
５：表示装置
１０１：モジュール搬入手段
１０２：モジュール支持手段
１０３：モジュール走査手段
１０４：モジュール搬出手段
２０２：リング型照明
２０３：照明移動手段
２０４：照射口切り替え手段
２０５：照明光源Ａ
２０６：照明光源Ｂ
２０７：照射口Ａ
２０８：照射口Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜モジュールへ光を照射する射出角度の異なる２つの照射口を持つリング型照明と、前記リング型照明の前記２つの照射口にそれぞれ接続される２つの照明光源と、前記照明光源の動作を制御する照明切り替え手段と、前記リング型照明の内側に前記中空糸膜モジュールを所定の挿入幅にて調節しつつ挿入させる移動手段と、光が照射された前記中空糸膜モジュールからの散乱光を受光する撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像を処理する欠陥判別手段と、前記モジュールを搬送させる手段とを有する中空糸膜モジュール検査装置。
【請求項１】
中空糸膜モジュールへ光を照射する射出角度の異なる２つの照射口を持つリング型照明と、前記リング型照明の前記２つの照射口にそれぞれ接続される２つの照明光源と、前記照明光源の動作を制御する照明切り替え手段と、前記リング型照明の内側に前記中空糸膜モジュールを所定の挿入幅にて調節しつつ挿入させる移動手段と、光が照射された前記中空糸膜モジュールからの散乱光を受光する撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像を処理する欠陥判別手段と、前記モジュールを搬送させる手段とを有する中空糸膜モジュール検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７６３６８（Ｐ２０１２−１７６３６８Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１３９９（Ｐ２０１１−４１３９９）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]