JP2009085627A - Ｘ線ラインセンサモジュール及びｘ線異物検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物の１つであるＸ線異物検査装置において、異物の検査精度を向上させる。
【解決手段】Ｘ線ラインセンサモジュール１４は、２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物の１つであるＸ線異物検査装置において、異物を含む物品を透過してきた透過Ｘ線の強度を検出するためのモジュールであり、複数のフォトダイオード１４ａを備える。複数のフォトダイオード１４ａは、コンベア１２の搬送方向に直交する第１方向に沿って並んでおり、透過Ｘ線の強度に応じた検出信号を出力する。フォトダイオード１４ａの第１方向に沿った長さである素子幅は、異物の大きさ以上である。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｘ線異物検査装置及びＸ線ラインセンサモジュール、特に、２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物の１つであるＸ線異物検査装置に関する。

食品などの商品の生産ラインにおいては、商品への異物混入がある場合にそのような商品を出荷しないために、Ｘ線異物検査装置によって検査が為されることがある。このＸ線異物検査装置では、搬送されてくる物品（商品）に対してＸ線を照射し、そのＸ線の透過状態をＸ線検出部で検出して、物品中に異物が混入していないかを判別する。

このようなＸ線異物検査装置として、例えば特許文献１に示すようなものが提案されている。この装置では、異物の組成や厚さによって異物検出が困難になるという問題点に対して、２つの検出器（透過Ｘ線データを検出するもの）を設けている。そして、それぞれの検出器で検出された透過Ｘ線データを基準物質の厚さに変換し、２つの変換データを比較することで被検査物と異物との識別を行っている。
特開平１０−３１８９４３号公報

Ｘ線異物検査装置において、物品を透過してきた透過Ｘ線の強度を検出するためのＸ線検出器として、多数の素子が一直線上に並ぶＸ線ラインセンサモジュールがよく用いられている。Ｘ線ラインセンサモジュールは、例えば、受光部にシンチレータを備えており、受光したＸ線の強さに応じて発光するシンチレータからの光を、多数のフォトダイオードが検出する。これにより、物品の各部位を透過してきた透過Ｘ線の強度を検出することができる。

このＸ線ラインセンサモジュールとして、従来のＸ線異物検査装置では、０．３ｍｍ程度の小さな異物から２ｍｍ，３ｍｍ，１０ｍｍといった大きなサイズの異物までを検出するために、検出が必要な最小のサイズの異物に合った素子幅および素子ピッチのものが用いられている。検出対象異物のうち最小の異物の直径が０．３ｍｍのときには、例えば、素子幅が０．３ｍｍで素子ピッチが０．４ｍｍのものが選ばれ、検出対象異物のうち最小の異物の直径が０．８ｍｍのときには、例えば、素子幅が０．７ｍｍで素子ピッチが０．８ｍｍのものが選ばれる。すなわち、Ｘ線ラインセンサモジュールの選択においては、最小の検出対象異物のサイズに合わせて素子幅の小さなものを選び、サイズの大きな異物については、「素子幅の小さなものであれば、サイズの大きな異物についても問題なく検出できる」という技術思想を用いるだけで詳細な最適設計の検討を行っていない。

しかし、本発明の発明者は、従来のＸ線ラインセンサモジュールを採用しているＸ線異物検査装置において、特に２ｍｍ以上の異物の検査精度が思っていたよりも低いことを見いだした。

本発明の課題は、２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物の１つであるＸ線異物検査装置において、異物の検査精度を向上させることにある。

第１発明に係るＸ線ラインセンサモジュールは、２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物の１つであるＸ線異物検査装置において、異物を含む物品を透過してきた透過Ｘ線の強度を検出するためのモジュールである。このＸ線ラインセンサモジュールは、複数の素子を備えている。複数の素子は、第１方向に沿って並んでおり、透過Ｘ線の強度に応じた検出信号を出力する。そして、素子の第１方向に沿った長さである素子幅は、異物の大きさ以上である。

ここでは、複数の素子について、それらが並ぶ方向である第１方向に沿った長さである素子幅を、異物の大きさ以上にしている。例えば、直径２．５ｍｍの球形異物が主たる検出対象異物である場合には、素子幅が２．５ｍｍ以上の素子を採用する。

その理由は、以下のとおりである。

異物が存在しない場合、物品だけを透過してきた透過Ｘ線が、Ｘ線ラインセンサモジュールで受光される。この場合、素子幅の違う素子では、素子幅の比と出力（検出信号）の大きさの比とが一致する。

次に、異物が存在する場合の、その異物の影響を受ける素子について考える。素子幅を異物の大きさ以上にした素子では、その出力は、物品および異物を透過してきた透過Ｘ線（比較的強度が小さいもの）と物品だけを透過してきた透過Ｘ線（比較的強度が大きいもの）との両方に基づくものになる。一方、素子幅を異物の大きさ未満にした素子では、その出力は、物品および異物を透過してきた透過Ｘ線だけに基づくものになる。したがって、異物が存在する場合において、素子幅を異物の大きさ以上にしたものの素子出力は、素子幅を異物の大きさ未満にしたものの素子出力に較べて、素子幅の比以上に大きくなる。

このため、異物が存在しない場合の素子出力と異物が存在する場合の素子出力との差を取って、その差の大きさに基づいて異物有無の判定を行うＸ線異物検査装置においては、素子幅を異物の大きさ以上にした素子を備えたＸ線ラインセンサモジュールを採用することが望ましいと言える。

しかしながら、従来においては、２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物であっても、０．５ｍｍの異物も検出対象物の１つとなっている場合には、例えば、各素子の素子幅が０．３ｍｍであるＸ線ラインセンサモジュールを選択している。

これに対し、第１発明に係るＸ線ラインセンサモジュールでは、異物の大きさ以上の素子幅を持つ素子を並べているため、２ｍｍ以上の異物であっても精度良く検査することができる。

このように、第１発明では、従来のような「素子幅の小さなものであれば、サイズの小さな異物を検出でき、サイズの大きな異物については言うまでもなく検出できる」という技術思想ではなく、「異物のサイズよりも素子幅を大きくするほうが異物検査の精度が向上する」という新たな技術思想に基づいてＸ線ラインセンサモジュールを構成しているため、異物の検査精度を向上させることができる。

第２発明に係るＸ線ラインセンサモジュールは、第１発明のモジュールであって、素子幅が、２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。

素子幅を大きくしすぎると素子出力が飽和してしまう。このような場合、異物が存在しない場合の素子出力を下げるためにＸ線源（Ｘ線照射部）の出力を下げることになり、結果として、異物が存在しない場合の素子出力と異物が存在する場合の素子出力との差も小さくなってしまう。また、検出対象異物として１０ｍｍを超えるサイズのものは殆ど存在しない。

これらの理由から、第２発明に係るＸ線ラインセンサモジュールでは、素子幅を２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲として、２ｍｍ以上の異物を精度良く検査できるようにしている。

第３発明に係るＸ線ラインセンサモジュールは、第１又は第２発明のモジュールであって、透過Ｘ線を入射して蛍光を放出するシンチレータをさらに備えている。また、素子は、シンチレータから放出された蛍光を光電変換して検出信号を出力するフォトダイオードである。

第４発明に係るＸ線異物検査装置は、２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物の１つである装置である。このＸ線異物検査装置は、Ｘ線照射部と、第１Ｘ線検出部と、異物検査部とを備えている。Ｘ線照射部は、搬送中の物品に対してＸ線を照射する。第１Ｘ線検出部は、物品の搬送方向に略直交する第１方向に沿って配置される複数の第１素子を有している。第１素子は、それぞれ、物品を透過してきた透過Ｘ線に応じた検出信号を出力する。異物検査部は、第１素子の検出信号に基づいて形成されるＸ線画像を用いて、物品に異物が含まれているか否かの判断を行う。そして、第１素子の第１方向に沿った長さである第１素子幅は、異物の大きさ以上である。

ここでは、複数の第１素子について、それらが並ぶ方向である第１方向に沿った長さである第１素子幅を、異物の大きさ以上にしている。すなわち、第４発明では、従来のような「素子幅の小さなものであれば、サイズの小さな異物を検出でき、サイズの大きな異物については言うまでもなく検出できる」という技術思想ではなく、「異物のサイズよりも素子幅を大きくするほうが異物検査の精度が向上する」という新たな技術思想に基づいて第１Ｘ線検出部（第１発明のＸ線ラインセンサモジュールに相当）を構成しているため、異物の検査精度を向上させることができる。

第５発明に係るＸ線異物検査装置は、第４発明の装置であって、第１素子幅が、２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。

第６発明に係るＸ線異物検査装置は、第４又は第５発明の装置であって、第２Ｘ線検出部をさらに備えている。第２Ｘ線検出部は、第１Ｘ線検出部とは物品の搬送方向に離れて配置されており、複数の第２素子を有している。複数の第２素子は、それぞれ、物品を透過してきた透過Ｘ線に応じた検出信号を出力する。複数の第２素子は、第１方向に沿って配置されている。また、第２素子は、第１方向に沿った長さである第２素子幅が、第１素子幅よりも小さい。そして、異物検査部では、検出対象異物が大きい場合には、第１Ｘ線検出部の検出信号に基づいた判断が行われ、検出対象異物が小さい場合には、第２Ｘ線検出部の検出信号に基づいた判断が行われる。

ここでは、第１Ｘ線検出部に加え第２Ｘ線検出部を配備し、検出対象異物が大きい場合には素子幅の大きな第１Ｘ線検出部を用いて異物有無の判断を行い、検出対象異物が小さい場合には素子幅の小さな第２Ｘ線検出部を用いて異物有無の判断を行う。これにより、２ｍｍ以上の大きな異物の検査において検査精度が向上するとともに、検出対象異物が小さい場合に素子幅の大きな第１Ｘ線検出部を使うことによるデメリットを抑えることができる。そのデメリットとは、素子幅が異物のサイズに較べて極端に大きい場合には素子出力が飽和する恐れがあり、素子出力を下げるためにＸ線照射部の出力を下げなければならず、結果として、異物が存在しない場合の素子出力と異物が存在する場合の素子出力との差も小さくなってしまうという不具合である。

このように、第６発明では、検出対象異物が大きい場合には素子幅の大きな第１Ｘ線検出部、検出対象異物が小さい場合には素子幅の小さな第２Ｘ線検出部を用いて異物有無の判断を行うため、２ｍｍ以上の大きなサイズの異物であっても、例えば１ｍｍ未満の小さなサイズの異物であっても、精度良く異物検査を行うことができる。

第７発明に係るＸ線異物検査装置は、第６発明の装置であって、第１素子幅は、第２素子幅の５倍以上の長さである。

ここでは、最小の検出対象異物と最大の検出対象異物とのサイズ比が５倍を超える場合において上述のデメリットが特に大きくなることに鑑み、第１素子幅と第２素子幅との比率を適切に決めている。これにより、０．３ｍｍ程度の小さなものから２ｍｍ以上の大きなものまでが検出対象異物として存在する場合にも、各異物を概ね精度良く検査できるようになる。

本発明では、従来のような「素子幅の小さなものであれば、サイズの小さな異物を検出でき、サイズの大きな異物については言うまでもなく検出できる」という技術思想ではなく、「異物のサイズよりも素子幅を大きくするほうが異物検査の精度が向上する」という新たな技術思想に基づいて、異物の大きさ以上の素子幅を持つ素子を並べているため、２ｍｍ以上の異物であっても精度良く検査することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るＸ線異物検査装置の外観を図１に示す。このＸ線異物検査装置１０は、食品等の商品の生産ラインにおいて異物検出検査を行う装置であって、連続的に搬送されてくる商品に対してＸ線を照射して、商品を透過したＸ線量を基に商品に異物が含まれているか否かの判断を行う。このＸ線異物検査装置１０では、検出対象異物として、０．５ｍｍ程度の小さな異物から、１０ｍｍ程度の大きな異物までを想定しており、特に２ｍｍ以上の異物を主たる検出対象異物としている。なお、検出対象異物は、金属に限られず、ゴムなども含まれる。

Ｘ線異物検査装置１０の被検査物品である商品Ｇは、Ｘ線異物検査装置１０において異物の有無を判断され、異物を含んでいるとＸ線異物検査装置１０で判断された場合には、Ｘ線異物検査装置１０の下流側に配置される振分装置（図５参照）によって不良品として振り分けられる。

＜Ｘ線異物検査装置の構成＞
Ｘ線異物検査装置１０は、図１及び図２に示すように、シールドボックス１１、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサモジュール１４、タッチパネル機能付きのＬＣＤモニタ３０、制御コンピュータ２０などから構成されている。

〔シールドボックス〕
シールドボックス１１は、開口１１ａを両側面に有している。開口１１ａは、商品Ｇを搬出入するための開口部である。このシールドボックス１１の中に、コンベア１２の一部、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサモジュール１４、制御コンピュータ２０などが収容されている。

商品Ｇの搬出入口となる開口１１ａは、シールドボックス１１の外部へのＸ線漏洩を抑えるための遮蔽ノレン１６により塞がれている。この遮蔽ノレン１６は、鉛を含むゴムから成形されるもので、商品Ｇが搬出入されるときには商品Ｇにより押しのけられる。

また、シールドボックス１１の正面上部には、ＬＣＤモニタ３０の他、キーの差し込み口や電源スイッチが配置されている。

〔コンベア〕
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品Ｇを搬送するものであり、図５に示すコンベアモータ１２ａにより駆動する。コンベア１２による搬送速度は、制御コンピュータ２０によるコンベアモータ１２ａのインバータ制御により、細かく制御される。

〔Ｘ線照射器〕
Ｘ線照射器１３は、図２に示すように、コンベア１２の中央部の上方に配置されているＸ線源であり、下方のＸ線ラインセンサモジュール１４に向けてＸ線（図２および図４のＸを参照）を照射する。

〔Ｘ線ラインセンサ〕
Ｘ線ラインセンサモジュール１４は、図２に示すようにコンベア１２の下方に配置されており、商品Ｇやコンベア１２を透過してくるＸ線を検出する。このＸ線ラインセンサモジュール１４は、図２および図３に示すように、コンベア１２の搬送方向に直交する方向（以下、第１方向という。）に一直線に配置された多くのフォトダイオード１４ａ（画素）を含むＸ線検出部８１を有している。フォトダイオード１４ａは、基板に実装されている。また、Ｘ線ラインセンサモジュール１４のＸ線検出部８１は、フォトダイオード１４ａ上に設けられたシンチレータ１４ｂを有している。シンチレータ１４ｂとして、ここでは蛍光紙を用いている。シンチレータ１４ｂは、上から入射してくるＸ線（透過Ｘ線）を光に変換し、その光を各フォトダイオード１４ａに入射させる。フォトダイオード１４ａは、その光の強さを電気信号に変換して、検出信号として制御コンピュータ２０に出力する。

Ｘ線異物検査装置１０では、主たる検出対象異物として、サイズが３ｍｍであるゴムの異物を想定しており、その異物の検出精度を確保するために、フォトダイオード１４ａの素子幅および素子ピッチを適切なサイズに決めている。ここでは、上述の第１方向に沿って並ぶ多数のフォトダイオード１４ａの、第１方向に沿った長さである素子幅について、主たる異物のサイズである３ｍｍ以上にしている。具体的には、図３におけるフォトダイオード１４ａの素子幅Ｗを３．０ｍｍにしているが、主たる検出対象異物のサイズに合わせて素子幅を更に大きくするほうが良い場合もある。例えば、主たる検出対象異物として８ｍｍの異物を想定している場合には、８ｍｍ〜１０ｍｍの素子幅のフォトダイオードを用いることが望ましい。但し、通常想定される検出対象異物の最大サイズが１０ｍｍ程度であることや、素子幅が異物のサイズに較べて極端に大きい場合にはフォトダイオードの出力が飽和する恐れがあることから、２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物となる場合でも、フォトダイオードの素子幅を２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で異物のサイズに近い値に決定することが望ましい。

また、Ｘ線検出部８１では、フォトダイオード１４ａの素子幅Ｗを３．０ｍｍとする一方、その素子幅Ｗに合った適当な素子ピッチを選択している。具体的には、フォトダイオード１４ａの素子ピッチＰ（図３）を、３．１ｍｍとしている。さらに、ここでは、コンベア１２の搬送方向に沿ったフォトダイオード１４ａの素子長さＬを、３．０ｍｍとしている。

〔ＬＣＤモニタ〕
ＬＣＤモニタ３０は、フルドット表示の液晶ディスプレイであって、Ｘ線画像や異物有無の判断結果を表示する。また、ＬＣＤモニタ３０は、タッチパネル機能も有しており、初期設定や異物検査に関するパラメータ入力などを促す画面の表示も行う。

〔制御コンピュータ〕
制御コンピュータ２０は、図５に示すように、ＣＰＵ２１を搭載するとともに、このＣＰＵ２１が制御する主記憶部としてＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、及びＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２５を搭載している。

さらに、制御コンピュータ２０は、ＬＣＤモニタ３０に対するデータ表示を制御する表示制御回路、ＬＣＤモニタ３０のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート等を備えている。

そして、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＨＤＤ２５などは、アドレスバス，データバス等のバスラインを介して相互に接続されている。

また、制御コンピュータ２０は、コンベアモータ１２ａ、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサモジュール１４等と接続されている。

＜制御コンピュータによる異物有無の判断＞
〔Ｘ線画像作成〕
制御コンピュータ２０は、商品ＧがＸ線照射領域（図２のハッチング部分を参照）を通過するときに、Ｘ線ラインセンサモジュール１４の各フォトダイオード１４ａからの検出信号であるＸ線透視像信号（図４参照）を細かい時間間隔で取得して、それらのＸ線透視像信号を基にして商品ＧのＸ線画像を作成する。具体的には、異物が存在しない場合のフォトダイオード１４ａの出力と異物が存在する場合のフォトダイオード１４ａの出力との差をとって、その差から商品ＧのＸ線画像を作成する。

〔異物有無判断〕
制御コンピュータ２０は、得られたＸ線画像から、物品Ｇへの異物混入の有無を判断する。３つの判断方式は、トレース検出方式、２値化検出方式、及びマスク２値化検出方式である。これらの判断方式で判断した結果、１つでも不良と判断するものがあれば、その商品Ｇは不良品と判断される。これらの判断方式のうち、マスク２値化方式は、Ｘ線画像のマスクされていない領域に対して判断を行う。マスクは、商品Ｇの容器部分などに対して設定される。

トレース検出方式は、被検出物の大まかな厚さに沿って基準レベル（しきい値）を設定し、像がそれよりも暗くなったときに商品Ｇ内に異物が混入していると判断する方式である。ここでは、２つのトレース基準レベルを設定し、それぞれをＸ線画像と対比して判断を行っている。１つ目のトレース基準レベルは、比較的細かいものであり、２ｍｍ未満の異物を検出するために設定されている。２つ目のトレース基準レベルは、２〜４ｍｍの異物を検出するために設定されている。

２値化検出方式及びマスク２値化方式は、一定の明るさに基準レベルを設定し、像がそれよりも暗くなったときに商品Ｇ内に異物が混入していると判断する方式である。この２値化検出方式は、およそ４ｍｍ以上の大きい異物を検出するために設定されている。なお、２値化検出方式及びマスク２値化方式には、それぞれ異なる基準レベルが設定される。

なお、制御コンピュータ２０は、上記各判断方式で判断した結果、いずれかの方式での判断において異物混入有りと判断されれば、その商品Ｇに異物が混入していると判断する。この場合には、制御コンピュータ２０は、ＬＣＤモニタ３０に不良品表示を行うとともに、振分機構７０に振り分けの指示を送る。

＜Ｘ線異物検査装置の特徴＞
Ｘ線異物検査装置１０では、コンベア１２の存在を無視すれば、異物が存在しない場合、商品Ｇだけを透過してきた透過Ｘ線が、Ｘ線ラインセンサモジュール１４で受光される。この場合、素子幅が異なり素子長さが同じ２つのフォトダイオードを比較すれば、素子幅の比と出力（検出信号）の大きさの比とが一致する。

一方、異物が存在する場合、素子幅を異物の大きさ以上にしたフォトダイオードでは、その出力は、物品および異物を透過してきた透過Ｘ線（比較的強度が小さいもの）と物品だけを透過してきた透過Ｘ線（比較的強度が大きいもの）との両方に基づくものになる。しかし、素子幅が異物の大きさ未満であるフォトダイオードでは、その出力が、物品および異物を透過してきた透過Ｘ線だけに基づくものになる。したがって、異物が存在する場合において、素子幅を異物の大きさ以上にしたフォトダイオードの出力は、素子幅を異物の大きさ未満にしたフォトダイオードの出力に較べて、素子幅の比以上に大きくなる。

このため、異物が存在しない場合のフォトダイオード１４ａの出力と異物が存在する場合のフォトダイオード１４ａの出力との差を取って、その差から作成されたＸ線画像に基づいて異物有無の判定を行う上述のＸ線異物検査装置１０においては、素子幅Ｗを異物の大きさ（３ｍｍ）以上にしたフォトダイオード１４ａを備えたＸ線ラインセンサモジュール１４を採用することが望ましいと言える。

これに鑑み、Ｘ線異物検査装置１０では、Ｘ線ラインセンサモジュール１４の多数のフォトダイオード１４ａについて、それらが並ぶ方向である第１方向に沿った長さである素子幅Ｗを、主たる検出対象異物であるゴム製の異物の大きさ（３ｍｍ）以上にしている。具体的には、直径３ｍｍの球形ゴム製異物に対して、素子幅Ｗが３．０ｍｍのフォトダイオード１４ａを用いてＸ線検出部８１を構成している。これにより、１ｍｍ以下の素子幅のフォトダイオードを採用している従来のＸ線異物検査装置に較べて、Ｘ線異物検査装置１０では、主たる検出対象異物である３ｍｍのゴム製異物を含む２ｍｍ以上の異物に対して、検出精度が非常に高くなっている。

以上のように、本発明に係るＸ線異物検査装置１０では、従来のような「素子幅の小さなものであれば、サイズの小さな異物を検出でき、サイズの大きな異物については言うまでもなく検出できる」という技術思想ではなく、「異物のサイズよりも素子幅を大きくするほうが異物検査の精度が向上する」という新たな技術思想に基づいてＸ線ラインセンサモジュール１４を構成しているため、大きなサイズの異物の検査精度を向上させることができている。

なお、素子幅を大きくしすぎるとフォトダイオードの出力（検出信号）が飽和してしまうため、異物が存在しない場合の出力を下げるためにＸ線照射器１３の出力を下げることになってしまう。この結果として、異物が存在しない場合のフォトダイオードの出力と異物が存在する場合のフォトダイオードの出力との差も小さくなってしまう。一方、検出対象異物として１０ｍｍを超えるサイズのものは殆ど存在しない。これらのことを勘案すると、２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物である場合にも、フォトダイオードの素子幅を２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲に収めることが適当である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るＸ線異物検査装置は、Ｘ線ラインセンサモジュールおよび制御コンピュータを除く他の構成については、第１実施形態のＸ線異物検査装置１０と概ね同じである。このＸ線異物検査装置も、食品等の商品の生産ラインにおいて異物検出検査を行う装置であって、連続的に搬送されてくる商品に対してＸ線を照射して、商品を透過したＸ線量を基に商品に異物が含まれているか否かの判断を行う。検出対象異物として、０．５ｍｍ程度の小さな異物から、１０ｍｍ程度の大きな異物までを想定している。

＜Ｘ線異物検査装置の構成＞
第１実施形態のＸ線異物検査装置１０と同様の構成になっているシールドボックス１１、コンベア１２、Ｘ線照射器１３などについては説明を省略し、以下では、Ｘ線ラインセンサモジュール１１４および制御コンピュータ１２０について説明する。

〔Ｘ線ラインセンサ〕
Ｘ線ラインセンサモジュール１１４は、図６に示すようにコンベア１２の下方に配置されており、商品Ｇやコンベア１２を透過してくるＸ線を検出する。このＸ線ラインセンサモジュール１１４は、コンベア１２の搬送方向に直交する方向（第１方向）に一直線に配置された多くのフォトダイオード１１４ａ（画素）を含む第１Ｘ線検出部９１と、同じく第１方向に一直線に配置された多くのフォトダイオード１１４ｃ（画素）を含む第２Ｘ線検出部９２とを有している。第１Ｘ線検出部９１と第２Ｘ線検出部９２とは、ともに第１方向に長く延びているが、図６および図７に示すように、互いにコンベア１２の搬送方向に離れて配置されている。

第１Ｘ線検出部９１のフォトダイオード１１４ａ上にはシンチレータ１１４ｂが、第２Ｘ線検出部９２のフォトダイオード１１４ｃ上にはシンチレータ１１４ｄが、それぞれ設けられている。シンチレータ１１４ｂ，１１４ｄは、上から入射してくるＸ線（透過Ｘ線）を光に変換し、その光を各フォトダイオード１１４ａ，１１４ｃに入射させる。フォトダイオード１１４ａ，１１４ｃは、その光の強さを電気信号に変換して、検出信号として制御コンピュータ１２０に出力する。

Ｘ線異物検査装置１０では、主たる検出対象異物として、サイズが３ｍｍであるゴムの異物と、サイズが０．３ｍｍのＳＵＳ（ステンレス）の異物とを想定しており、それらの異物の検出精度を確保するために、フォトダイオード１１４ａとフォトダイオード１１４ｃとの素子幅および素子ピッチを適切なサイズに決めている。

ここでは、第１Ｘ線検出部９１のフォトダイオード１１４ａの、第１方向に沿った長さである素子幅Ｗ１について、一方の主たる異物のサイズである３ｍｍ以上にしている。具体的には、図７におけるフォトダイオード１１４ａの素子幅Ｗ１を３．０ｍｍにしている。さらに、素子幅Ｗ１に合わせて、フォトダイオード１１４ａの素子ピッチＰ１（図７）を、３．１ｍｍとし、コンベア１２の搬送方向に沿ったフォトダイオード１１４ａの素子長さＬ１を、３．０ｍｍとしている。

これに対し、第２Ｘ線検出部９２のフォトダイオード１１４ｃの、第１方向に沿った長さである素子幅Ｗ２については、他方の主たる異物のサイズである０．３ｍｍ以上にしている。具体的には、図７におけるフォトダイオード１１４ｃの素子幅Ｗ２を０．３ｍｍにしている。さらに、素子幅Ｗ２に合わせて、フォトダイオード１１４ｃの素子ピッチＰ２（図７）を、０．４ｍｍとし、コンベア１２の搬送方向に沿ったフォトダイオード１１４ｃの素子長さＬ２を、０．６ｍｍとしている。

すなわち、Ｘ線ラインセンサモジュール１１４は、素子幅の異なる２種類のフォトダイオード１１４ａ，１１４ｃを用いて、素子幅Ｗ１が３．０ｍｍのフォトダイオード１１４ａ群を有する第１Ｘ線検出部９１と、素子幅Ｗ２が０．３ｍｍのフォトダイオード１１４ｃ群を有する第２Ｘ線検出部９２とを併せ持つ構成になっている。

〔制御コンピュータ〕
制御コンピュータ１２０は、図８に示すように、ＣＰＵ１２１を搭載するとともに、このＣＰＵ１２１が制御する主記憶部としてＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３、及びＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１２５を搭載している。

さらに、制御コンピュータ２０は、ＬＣＤモニタ３０に対するデータ表示を制御する表示制御回路、ＬＣＤモニタ３０のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート等を備えている。

そして、ＣＰＵ１２１、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３、ＨＤＤ１２５などは、アドレスバス，データバス等のバスラインを介して相互に接続されている。

また、制御コンピュータ１２０は、コンベアモータ１２ａ、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサモジュール１１４等と接続されている。

＜制御コンピュータによる異物有無の判断＞
〔Ｘ線検出部の選択〕
このＸ線異物検査装置では、検出精度を上げたい異物サイズについて、予め使用者からＬＣＤモニタ３０のタッチパネルを介して入力を受けつける。具体的には、２ｍｍ以上の大きなサイズの異物を検出するときの検出精度を重視するか、それとも２ｍｍ未満の小さなサイズの異物（特に１ｍｍ未満の異物）を検出するときの検出精度を重視するか、選択して入力してもらう。

そして、制御コンピュータ１２０は、２ｍｍ以上の大きなサイズの異物の検出精度を重視すると入力されている場合には、後述のＸ線画像作成において、第１Ｘ線検出部９１のフォトダイオード１１４ａからの検出信号を用いる。逆に、２ｍｍ未満の小さなサイズの異物の検出精度を重視すると入力されている場合には、後述のＸ線画像作成において、第２Ｘ線検出部９２のフォトダイオード１１４ｃからの検出信号を用いる。

〔Ｘ線画像作成〕
制御コンピュータ１２０は、商品ＧがＸ線照射領域（図６のハッチング部分を参照）を通過するときに、Ｘ線ラインセンサモジュール１１４の第１Ｘ線検出部９１のフォトダイオード１１４ａあるいは第２Ｘ線検出部９２のフォトダイオード１１４ｃからの検出信号であるＸ線透視像信号（図４参照）を細かい時間間隔で取得して、それらのＸ線透視像信号を基にして商品ＧのＸ線画像を作成する。

〔異物有無判断〕
制御コンピュータ１２０は、得られたＸ線画像から、物品Ｇへの異物混入の有無を判断する。この判断については、第１実施形態と同様なので説明は省略する。

制御コンピュータ１２０は、商品Ｇに異物が混入していると判断すると、ＬＣＤモニタ３０に不良品表示を行うとともに、振分機構７０に振り分けの指示を送る。

＜Ｘ線異物検査装置の特徴＞
第２実施形態のＸ線異物検査装置では、主たる検出対象異物として、サイズが３ｍｍであるゴムの異物と、サイズが０．３ｍｍのＳＵＳの異物とを想定している。

これに対し、第１実施形態のＸ線異物検査装置１０のように素子幅が３．０ｍｍであるフォトダイオードだけを使うと、検出対象異物が０．３ｍｍの異物である場合に、素子幅が異物のサイズに較べてかなり大きくなるため、そのフォトダイオードからの出力（検出信号）が飽和してしまう恐れがある。このような場合には、異物がないときの出力を下げるために、Ｘ線照射器１３の出力を下げなければならず、結果として、異物が存在しない場合のフォトダイオードの出力と異物が存在する場合のフォトダイオードの出力との差も小さくなってしまう。そうすると、異物の検出精度が確保できないことも想定される。

これに鑑み、第２実施形態のＸ線異物検査装置では、０．５ｍｍ未満の極めて小さい異物の場合にも、その検出精度を高くするために、素子幅Ｗ１が３．０ｍｍのフォトダイオード１１４ａ群を有する第１Ｘ線検出部９１と、素子幅Ｗ２が０．３ｍｍのフォトダイオード１１４ｃ群を有する第２Ｘ線検出部９２とを併せ持つＸ線ラインセンサモジュール１１４を採用している。その上で、使用者が入力した検出対象異物の大きさに応じて、第１Ｘ線検出部９１および第２Ｘ線検出部９２のどちらを用いてＸ線画像の作成や異物有無判断を行うかを、制御コンピュータ１２０で選択している。

これにより、検出対象となる異物のサイズに合った素子幅のフォトダイオード群が選択され、そのフォトダイオード群からの検出信号を基にＸ線画像の作成が行われるため、第２実施形態のＸ線異物検査装置では、３ｍｍの大きなサイズの異物であっても、０．３ｍｍの小さなサイズの異物であっても、精度良く異物検査を行うことができるようになっている。

Ｘ線異物検査装置の外観斜視図。 Ｘ線異物検査装置のシールドボックス内部の簡易構成図。 Ｘ線ラインセンサモジュールの構成図。 Ｘ線を用いた検査の原理を示す模式図。 Ｘ線異物検査装置の制御ブロック図。 第２実施形態のＸ線異物検査装置のシールドボックス内部の簡易構成図。 第２実施形態のＸ線ラインセンサモジュールの構成図。 第２実施形態のＸ線異物検査装置の制御ブロック図。

符号の説明

１０ Ｘ線異物検査装置
１２ コンベア
１３ Ｘ線照射器
１４ Ｘ線ラインセンサモジュール
１４ａ フォトダイオード
１４ｂ シンチレータ
２０ 制御コンピュータ
９１ 第１Ｘ線検出部
９２ 第２Ｘ線検出部
１１４ Ｘ線ラインセンサモジュール
１１４ａ フォトダイオード
１１４ｂ シンチレータ
１１４ｃ フォトダイオード
１１４ｄ シンチレータ
１２０ 制御コンピュータ（異物検査部）
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２ 素子幅
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２ 素子ピッチ

Claims (7)

1. ２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物の１つであるＸ線異物検査装置において、前記異物を含む物品を透過してきた透過Ｘ線の強度を検出するＸ線ラインセンサモジュールであって、
   第１方向に沿って並び、前記透過Ｘ線の強度に応じた検出信号を出力する、複数の素子を備え、
   前記素子の前記第１方向に沿った長さである素子幅が、前記異物の大きさ以上である、
   Ｘ線ラインセンサモジュール。
2. 前記素子幅が、２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である、
   請求項１に記載のＸ線ラインセンサモジュール。
3. 前記透過Ｘ線を入射して蛍光を放出するシンチレータをさらに備え、
   前記素子は、前記シンチレータから放出された蛍光を光電変換して前記検出信号を出力するフォトダイオードである、
   請求項１又は２に記載のＸ線ラインセンサモジュール。
4. ２ｍｍ以上の異物が主たる検出対象異物の１つであるＸ線異物検査装置であって、
   搬送中の物品に対してＸ線を照射するＸ線照射部と、
   前記物品の搬送方向に略直交する第１方向に沿って配置される複数の第１素子を有し、前記第１素子がそれぞれ前記物品を透過してきた透過Ｘ線に応じた検出信号を出力する、第１Ｘ線検出部と、
   前記第１素子の検出信号に基づいて形成されるＸ線画像を用いて、前記物品に異物が含まれているか否かの判断を行う異物検査部と、
   を備え、
   前記第１素子の前記第１方向に沿った長さである第１素子幅が、前記異物の大きさ以上である、
   Ｘ線検査装置。
5. 前記第１素子幅が、２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である、
   請求項４に記載のＸ線検査装置。
6. 前記第１Ｘ線検出部とは前記物品の搬送方向に離れて配置され、前記第１方向に沿って配置される複数の第２素子を有し、前記第２素子の前記第１方向に沿った長さである第２素子幅が前記第１素子幅よりも小さく、前記第２素子それぞれが前記物品を透過してきた透過Ｘ線に応じた検出信号を出力する、第２Ｘ線検出部
   をさらに備え、
   前記異物検査部では、検出対象異物が大きい場合には、前記第１Ｘ線検出部の検出信号に基づいた前記判断が行われ、検出対象異物が小さい場合には、前記第２Ｘ線検出部の検出信号に基づいた前記判断が行われる、
   請求項４又は５に記載のＸ線検査装置。
7. 前記第１素子幅は、前記第２素子幅の５倍以上の長さである、
   請求項６に記載のＸ線検査装置。

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