JP2013174545A

JP2013174545A - Ｘ線異物検出装置

Info

Publication number: JP2013174545A
Application number: JP2012040190A
Authority: JP
Inventors: Junichi Moriya; 淳一森谷; Itaru Miyazaki; 格宮崎; Takashi Kanai; 貴志金井
Original assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Current assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: JP5860305B2

Abstract

【課題】Ｘ線検出器の中央部の垂直上方の適正位置にＸ線発生部を配置して、Ｘ線発生部の位置ずれによるＸ線画像の分解能の低下を防止することができるＸ線異物検出装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線センサ５１が、時間遅延積分により合成データを出力するＴＤＩ読み出しモードに加えて、検出素子列毎の検出データを２次元Ｘ線画像として出力するフレーム読み出しモードを有し、Ｘ線センサ５１の上部に着脱可能に設けられ、平板状の遮蔽部材に複数の縦孔を形成してなる治具と、フレーム読み出しモードで出力する２次元Ｘ線画像に基づいて、Ｘ線管３１が検出素子列の中央部の垂直上方の位置となるようなＸ線管３１の位置の調整方向および調整量を判定する調整判定部８１と、調整方向および調整量を表示する表示器５と、Ｘ線管３１をベルト面２ａに平行な平面上において位置調整可能に支持する支持機構１００と、を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、肉、魚、加工食品、医薬品等の被検査物中に混入した異物を検出するＸ線異物検出装置に関し、特に、Ｘ線検出器としてＴＤＩセンサを採用したＸ線異物検出装置に関するものである。

一般に、Ｘ線異物検出装置は、搬送路上を所定間隔で順次搬送されてくる各品種の被検査物（例えば、肉、魚、加工食品、医薬品など）にＸ線発生器からＸ線を照射し、この照射したＸ線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かや被検査物の欠品などを検査するようになっている。

従来、この種のＸ線異物検出装置では、Ｘ線検査部が、搬送路上を搬送される被検査物ＷにＸ線を照射するＸ線発生部と、主走査方向（搬送面上で搬送方向に直交する方向）に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を搬送方向に複数段有し、複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成して合成データを出力するＸ線検出器と、Ｘ線検出器により出力される合成データに基づいて被検査物Ｗ中の異物の有無を判定する判定部と、を備えた構成とすることにより、Ｘ線検出器が、検出データを時間遅延積分により合成して出力することにより高感度にＸ線を検出することができ、Ｘ線発生部が照射するＸ線の出力を小さくすることができるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２４２３７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、Ｘ線発生部の位置が、Ｘ線検出器の中央部の垂直上方からずれていると、検出素子位置の違いによる画像の差異が大きくなるため分解能が低下してしまうという問題があった。特に、Ｘ線発生部の位置が搬送方向にずれているときは、分解能の低下が顕著であった。

一方、通常のＸ線発生部は、金属製の箱体からなるＸ線ユニットの内部でＸ線源としての円筒状のＸ線管を絶縁油に浸漬した構成となっており、Ｘ線ユニット内でのＸ線管の位置には製造誤差等によるばらつきがあるため、Ｘ線ユニットをＸ線検出器の中央部の垂直上方の位置に正確に配置した場合であっても、Ｘ線管がＸ線検出器の中央部の垂直上方の位置にされるとは限らないという問題があった。

そこで、本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、Ｘ線検出器の中央部の垂直上方の適正位置にＸ線発生部を配置して、Ｘ線発生部の位置ずれによるＸ線画像の分解能の低下を防止することができるＸ線異物検出装置を提供することを目的としている。

本発明に係るＸ線異物検出装置は、搬送路の搬送面上を搬送される被検査物にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検査物の搬送方向の平面上で搬送方向に直交する主走査方向に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を前記搬送方向に複数段有し、前記複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成して合成データを出力するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器により出力される合成データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えたＸ線異物検出装置において、前記Ｘ線検出器が、前記時間遅延積分により前記合成データを出力するＴＤＩ読み出しモードに加えて、前記検出素子列毎の検出データを２次元Ｘ線画像として出力するフレーム読み出しモードを有し、前記Ｘ線検出器の上部に着脱可能に設けられ、前記Ｘ線源からのＸ線を遮蔽する平板状の遮蔽部材に、該遮蔽部材の表裏を貫通するとともに該遮蔽部材の延在方向に対して垂直に形成された複数の縦孔からなり前記Ｘ線源からのＸ線を通過させる通過部を形成してなる治具と、前記治具が前記Ｘ線検出器の上部に配設された状態で、前記Ｘ線検出器が前記フレーム読み出しモードで出力する前記２次元Ｘ線画像に基づいて、前記Ｘ線源が前記検出素子列の中央部の垂直上方の位置となるような前記Ｘ線源の位置の調整方向および調整量を判定する調整判定手段と、前記調整判定手段により判定された調整方向および調整量を表示する表示手段と、前記Ｘ線源を、前記搬送面に平行な平面上において位置調整可能に支持する支持手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、表示手段には、Ｘ線源の調整方向および調整量が表示されるので、表示された調整方向および調整量に従ってＸ線源の位置をユーザーが調整することにより、Ｘ線源の位置をＸ線検出器の中央の垂直上方の適正位置に調整することができる。したがって、Ｘ線検出器の中央部の垂直上方の適正位置にＸ線源を配置して、Ｘ線源の位置ずれによるＸ線画像の分解能の低下を防止することができる。

また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記調整判定手段が、前記２次元Ｘ線画像におけるＸ線の強度が最も高い部分が、前記２次元Ｘ線画像の中央に対して何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、前記Ｘ線源の調整方向および調整量を判定することを特徴とする。

この構成により、２次元Ｘ線画像のみに基づいてＸ線源の調整方向と調整量の両方を一度に判定することができるため、調整判定手段の判定を速やかに行うことができる。

また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記通過部が、前記遮蔽部材の表裏に格子形状に開口する複数の縦孔からなることを特徴とする。

また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記通過部が、前記遮蔽部材の表裏に前記主走査方向に延在するスリット形状に開口する複数の縦孔からなることを特徴とする。

また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記支持手段に支持された前記Ｘ線源を前記搬送面に平行な平面上において変位させる駆動手段と、前記調整判定手段により判定された調整方向、調整量に応じて前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、判定された調整方向および調整量に応じて駆動制御手段が駆動手段を駆動制御するので、自動的にＸ線源を適切位置に調整することができる。

本発明は、Ｘ線検出器の中央部の垂直上方の適正位置にＸ線発生部を配置して、Ｘ線発生部の位置ずれによるＸ線画像の分解能の低下を防止することができる。

本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の概略構成を示す斜視図である。本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の側面および内部構成を示す図である。本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置のＸ線センサの構成を示す図である。本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置のＸ線管の位置調整機構を示す図である。本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置のＸ線センサの上部に治具を装着した構成を示す図である。Ｘ線センサの横方向の構成を示す図であり、Ｘ線管がＸ線センサの搬送方向中央部の垂直上方の適正位置に配置されている状態を示す図である。Ｘ線センサの横方向の構成を示す図であり、Ｘ線管がＸ線センサの搬送方向中央部の垂直上方の適正位置からずれて配置されている状態を示す図である。（ａ）は、Ｘ線管がＸ線センサの搬送方向中央部の垂直上方の適正位置に配置されているときのＸ線画像を示し、（ｂ）は、Ｘ線管がＸ線センサの搬送方向中央部の垂直上方の適正位置からずれて配置されているときのＸ線画像を示す図である。本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の治具の他の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず構成について説明する。

図１に示すように、Ｘ線異物検出装置１は、搬送部２と検査部３とを筐体４の内部に備え、表示器５を筐体４の前面上部に備えている。

搬送部２は、被検査物Ｗを所定間隔をおいて順次搬送するものである。この搬送部２は、例えば筐体４の内部で水平に配置されたベルトコンベアにより構成されている。搬送部２は、図１に示す駆動モータ６の駆動により予め設定された搬送速度で搬入口７から搬入された被検査物Ｗを搬出口８側（図中Ｘ方向）に向けて搬送面としてのベルト面２ａ上を搬送させるようになっている。

筐体４の内部においてベルト面２ａ上を搬入口７から搬出口８まで貫通する空間は搬送路２１を形成している。

検査部３は、順次搬送される被検査物Ｗに対し、搬送路２１の途中の検査空間２２においてＸ線を照射するとともに被検査物Ｗを透過するＸ線を検出するものであり、搬送路２１の途中の検査空間２２の上方に所定高さ離隔して配置されたＸ線発生器９と、搬送部２内にＸ線発生器９と対向して配置されたＸ線検出器１０を備えている。

Ｘ線発生器９は、金属製の箱体からなるＸ線ユニット３３の内部に円筒状のＸ線源としてのＸ線管３１を備えた構成となっており、Ｘ線管３１は、Ｘ線ユニット３３内で絶縁油または絶縁樹脂等により絶縁されている。

本実施の形態では、Ｘ線管３１を収納するＸ線ユニット３３は、後述する位置調整機構によりＸ軸上（搬送部２の搬送方向）およびＹ軸上（搬送部２の幅方向）で移動可能となっている。

Ｘ線管３１は、その陰極からの電子ビームを陽極のターゲットに照射させてＸ線を生成している。Ｘ線管３１は、その長手方向が被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）となるよう配置されている。

Ｘ線管３１により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器１０に向けて、検査空間２２（図１、図２参照）の上面に配置された図示しないスリットにより略三角形状のスクリーン状となって搬送方向（Ｘ方向）を横切るように照射されるようになっている。なお、このスリットは、位置調整機構により変位するＸ線管３１とともに変位するように構成されている。

Ｘ線検出器１０は、図３に示すように、Ｘ線の検出部として、搬送される被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で搬送方向と直交するＹ方向に複数の検出素子を直線状に並べるとともに、この検出素子列を被検査物Ｗの搬送方向に複数段備えたＸ線センサ５１を備えている。Ｘ線センサ５１は、検出素子列の段数分だけ被検査物Ｗを繰り返し露光・撮影することによって時間遅延積分した合成データを１ライン分出力するＴＤＩ（ＴｉｍｅＤｅｌａｙＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：時間遅延積分）センサとして構成されている。ＴＤＩセンサとして構成されたＸ線センサ５１は、検出素子列が１段の通常のラインセンサと比較して、高解像度かつ明るく鮮明な画像を得ることができるものである。

また、Ｘ線センサ５１は、複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成して合成データを１ラインＸ線画像として出力するＴＤＩ読み出しモードと、時間遅延積分を行わずに検出素子列毎の検出データを検出素子列の素子数および段数に対応する大きさのフレームの２次元Ｘ線画像として出力するフレーム読み出しモードとの間で読み出しモードを切り替え可能に構成されている。

なお、ＴＤＩ方式のセンサとしては、例えば、検出素子列を被検査物Ｗの搬送方向に１２８段備えた仕様のものを用いることができるが、図３では、説明を容易にするため、検出素子列を被検査物Ｗの搬送方向に８段備えた構成を例示している。

図３において、Ｘ線センサ５１は、幅方向、すなわち搬送される被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で搬送方向と直交するＹ方向に複数の検出素子を一直線上に配置するとともに、Ｙ方向に並べられた複数の検出素子からなる検出素子列を、搬送方向（Ｘ方向）に複数段並べたものであり、ＴＤＩセンサとして構成されている。

Ｘ線センサ５１では、被検査物Ｗを透過したＸ線が入射するようになっており、Ｘ線センサ５１の検出素子は、各検出素子に入射するＸ線の強度に基づいて検出データを出力し、読み出しモードに対応したＸ線画像データを出力するようになっている。

具体的には、一例として、Ｘ線検出素子は、上部にＸ線を受けて光（蛍光）を発する図示しないシンチレータを備えており、Ｘ線をシンチレータで光に変換し、この光を各受光素子で受光して電気信号に変換し、検出データを出力するようになっている。

また、他の例として、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）のような半導体を用いて、Ｘ線を直接的に効率良く電気信号に変換するようになっていてもよい。

ここで、Ｘ線センサ５１から出力されるＸ線画像データは、アナログの輝度値データ（検出量を示すデータ）の場合もあるが、本実施の形態では、Ｘ線センサ５１の後段に設けられた、またはＸ線センサ５１に内蔵された図示しないＡ／Ｄ変換部によりデジタルに変換されたデータを用いている。なお、Ｘ線画像データは、輝度値データを、被検査物Ｗに吸収されたＸ線吸収量を示すデータに対数変換等の変換を行って、吸収量が大きいほど濃度が高くなるような濃度データの画像をＸ線画像データとしてもよい。

Ｘ線センサ５１から出力されたＸ線画像データは、後述する総合制御部４０（図２参照）に入力され、ＴＤＩ読み出しモードのときは、被検査物Ｗへの異物混入の有無の判定に用いられ、フレーム読み出しモードのときは、Ｘ線管３１の調整方向および調整量の判定に用いられる。

図２に示すように、搬送路２１内の天井部２１ａには、搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数個所にＸ線遮蔽用の遮蔽カーテン１６が吊り下げ配置されている。遮蔽カーテン１６は、Ｘ線を遮蔽する鉛粉を混入したゴムシートをのれん状（上部が繋がっており下部が帯状に分割された状態）に加工したものから構成されており、検査空間２２から搬送路２１を介してＸ線が筐体４の外部に漏えいすることを防止するものである。

遮蔽カーテン１６は、本実施の形態では、搬入口７と検査空間２２との間、および検査空間２２と搬出口８との間にそれぞれ２枚ずつ設けられており、１つの遮蔽カーテン１６が被検査物Ｗと接触して弾性変形して隙間が生じた場合でも、他の遮蔽カーテン１６がＸ線を遮蔽するので漏えい基準量を超えることなくＸ線の漏えいを防止できるようになっている。

なお、検査空間２２の上面にはスリットが配置され、検査空間２２の下面、側面は、Ｘ線の遮蔽のために筐体４等により略閉塞されている。搬送路２１における遮蔽カーテン１６、スリット、および筐体４等により囲まれた内側の空間が検査空間２２を構成している。

Ｘ線異物検出装置１は、Ｘ線センサ５１から受け取ったＸ線画像データに基づく被検査物Ｗ中の異物の有無の判定を含む総合的な制御を行う総合制御部４０を備えている。

総合制御部４０は、Ｘ線異物検出装置１の総合的な制御を行うものであり、Ｘ線センサ５１からのＸ線画像データを検出してこのデータを有効化するデータ検出部６１と、データ検出部６１からのＸ線画像データを記憶する記憶部４３と、を備えている。

また、総合制御部４０は、Ｘ線センサ５１からのＸ線画像データの画像（以下、単にＸ線画像ともいう）に対して合成処理、フィルタ処理等の画像処理を施す画像処理部４４と、画像処理部４４で画像処理が施された画像に対して被検査物Ｗと異物との判別を行って異物の混入の有無を判定する判定部４８とを備えている。判定部４８による判定結果は表示器５に表示されるようになっている。

データ検出部６１は、Ｘ線センサ５１からのＸ線画像データに対して所定のタイミングで入力されたデータ、すなわち、所定のデータ有効化入力タイミングの範囲のＸ線画像データだけをそれぞれ有効化するようになっている。データ検出部６１は、Ｘ線センサ５１がＴＤＩ読み出しモードで１ラインのＸ線画像データを出力するときには、被検査物Ｗの搬送方向の長さに相当する分のライン数のデータが取得できるまでＸ線画像データを有効化し、Ｘ線センサ５１がフレーム読み出しモードで２次元Ｘ線画像を出力するときには、検出素子列の素子数および段数に対応する大きさのフレームの２次元Ｘ線画像が取得できるまでＸ線画像データを有効化するようになっている。

記憶部４３は、Ｘ線センサ５１から出力されてデータ検出部６１で有効化されたＸ線画像データを一時的に記憶するものであり、画像を高速に記憶および読み出しが可能なメモリから構成されている。

画像処理部４４は、Ｘ線センサ５１からのＸ線画像データのＸ線画像に対して合成処理、フィルタ処理等の画像処理を施すようになっている。

判定部４８は、画像処理部４４で画像処理が施された画像に対して、画像上の被検査物Ｗの中から異物を検出し、異物の混入の有無を判定するようになっている。なお、判定部４８は、Ｘ線センサ５１からＴＤＩ読み出しモードで出力されたＸ線画像データに対して異物の混入の有無を判定している。

また、Ｘ線異物検出装置１は、Ｘ線管３１のＸ線出力、被検査物Ｗの搬送速度、検査部３の検査パラメータ、動作モード、Ｘ線センサ５１の読み出しモード等の設定操作、選択操作が行われる設定部を備えており、この設定部は、筐体４の前面上部の表示器５の隣に配置されている。なお、設定部と表示器５は、タッチパネルのような一体型であってもよい。

図２、図４に示すように、本実施の形態では、Ｘ線管３１のＸ軸、Ｙ軸の２軸上の位置を調整する機構として、内部にＸ線管３１を備えたＸ線ユニット３３をＸ軸、Ｙ軸上で変位可能に支持する支持機構１００を備えている。ここで、Ｘ線ユニット３３は、高電圧発生部を含んだモノタンク型の構成としてもよいし、高電圧発生部を別ユニットとした構成としてもよい。

支持機構１００は、内部にＸ線管３１を備えたＸ線ユニット３３を上面で支持する第１ステージ１０１と、第１ステージ１０１を下方から支持する第２ステージ１０２と、第２ステージ１０２を下方から支持する第３ステージ１０３とを備えている。

第１ステージ１０１は、第１ステージ１０１の両端下面の凸部１０１ａが第２ステージ１０２の上面の凹部１０２ａ内を案内されることにより、Ｙ軸上をスライド移動可能に第２ステージ１０２に支持されている。

第２ステージ１０２は、第２ステージ１０２の両端下面の凸部１０２ｃが第３ステージ１０３の上面の凹部１０３ｃ内を案内されることにより、Ｘ軸上をスライド移動可能に第３ステージ１０３に支持されている。

第２ステージ１０２のＹ軸上の一端側には、第１ステージ１０１の一端側に当接して第１ステージ１０１のＹ軸上の位置を調整するＹ軸調整部材１１１が、第２ステージ１０２と一体または別体に形成された取り付けステー１０２ｂを介して設けられている。

第２ステージ１０２のＹ軸上の他端側には、第１ステージ１０１の他端側に当接してこの第１ステージ１０１をＹ軸調整部材１１１の側に押圧する圧縮ばね１１３が設けられている。

Ｙ軸調整部材１１１は、マイクロメータと同様の機構からなっており、そのＹ軸調整ハンドル１１１ａが手動操作またはＹ軸駆動モータ１１２により回転されるとプランジャ１１１ｂが前進または後退し、第１ステージ１０１のＹ軸上の位置を変位させるようになっている。

Ｙ軸駆動モータ１１２は、パルス駆動するステッピングモータから構成されており、その出力軸がＹ軸調整ハンドル１１１ａに接続されている。

第３ステージ１０３のＹ軸上の一端側には、第２ステージ１０２に回動可能に設けられたＬ字状部材１１６の一端部に当接してＬ字状部材１１６の他端部を変位させることにより、第２ステージ１０２のＸ軸上の位置を調整するＸ軸調整部材１１４が、第３ステージ１０３と一体または別体に形成された取り付けステー１０３ｂを介して設けられている。

第３ステージ１０３の他端側には、第２ステージ１０２の他端側に当接してこの第２ステージ１０２をＸ軸調整部材１１４の側に押圧する圧縮ばね１１７が設けられている。Ｘ軸調整部材１１４は、マイクロメータと同様の機構からなっており、そのＸ軸調整ハンドル１１４ａが手動操作またはＸ軸駆動モータ１１５により回転されると、Ｌ字状部材１１６を介して第２ステージ１０２のＸ軸上の位置を変位させるようになっている。

Ｘ軸駆動モータ１１５は、パルス駆動するステッピングモータから構成されており、その出力軸がＸ軸調整ハンドル１１４ａに接続されている。

図５に示すように、本実施の形態では、Ｘ線センサ５１の上部には、複数の縦孔５５ａを有する平板状の治具５５が、Ｘ線センサ５１に対して着脱可能に設けられている。

治具５５は、Ｘ線を遮蔽する鉛やタングステン等からなる平板形状の遮蔽部材に、この遮蔽部材の表裏を貫通するとともにこの平板の延在方向に対して垂直に形成された複数の微小な縦孔５５ａを形成したものから構成されている。

図５において、治具５５は、開口部が略正方形の形状に形成された縦孔５５ａを格子状に複数備えている。また、治具５５は、縦孔５５ａに斜めから入射したＸ線の一部がこの縦孔５５ａの内壁により遮蔽される程度の厚さを有している。

また、治具５５は、その縦孔５５ａがＸ線センサ５１の全ての検出素子の上部に配置されるよう、Ｘ線センサ５１より大きなサイズに形成されている。

このように構成された治具５５において、縦孔５５ａは、Ｘ線の通過を許容する通過部として機能するとともに、縦孔５５ａ以外の部分は、Ｘ線を遮蔽する遮蔽部として機能する。

図６、図７に示すように、Ｘ線センサ５１の上部に設けられた治具５５は、上部に配置されたＸ線管３１の垂直下方の部位では、Ｘ線が縦孔５５ａに垂直に入射するためにより多くのＸ線を通過させ、Ｘ線管３１の垂直下方から離れた部位では、Ｘ線が縦孔５５ａに斜めから入射するためにより少ないＸ線を通過させるようになっている。

また、図６に示すように、Ｘ線管３１がＸ線センサ５１の搬送方向中央部の垂直上方の適正位置に配置されているときは、治具５５の縦孔５５ａを通過したＸ線センサ５１からのフレーム読み出しモードにおけるＸ線画像データは、図８（ａ）に示すように、Ｘ線センサ５１の搬送方向中央部に相当する部分において最もＸ線の強度が強く、Ｘ線センサ５１の搬送方向中央部から離れるに従って同心円状に強度が弱くなるＸ線画像となる。

一方、図７に示すように、Ｘ線管３１がＸ線センサ５１の搬送方向中央部の垂直上方から搬送方向下流側にずれて配置されているときは、治具５５の縦孔５５ａを通過したＸ線センサ５１からのフレーム読み出しモードにおけるＸ線画像データは、図８（ｂ）に示すように、Ｘ線センサ５１の搬送方向中央部の垂直上方から搬送方向下流側にずれた箇所に相当する部分において最もＸ線の強度が強く、この部分から離れるに従って同心円状に強度が弱くなるＸ線画像となる。

なお、図８（ａ）、図８（ｂ）では、説明を容易にするために、Ｘ線の強度が中央部から離れるにつれて段階的に弱くなるように描かれているが、実際には、Ｘ線の強度は、中央部から離れるにつれて連続的に弱くなる。

このように、縦孔５５ａを有する治具５５をＸ線センサ５１の上部に設けることにより、Ｘ線センサ５１の中央部の位置とＸ線管３１の位置との間の位置関係を把握できるので、Ｘ線センサ５１のどの部分の垂直上方にＸ線管３１が配置されているかを知ることができる。

なお、図９に示すように、治具５５は、Ｘ線を遮蔽する鉛やタングステン等からなる平板形状の遮蔽部材に、この遮蔽部材の表裏を貫通するとともにこの平板の延在方向に対して垂直に形成され、主走査方向に延在するスリット形状に開口する複数の縦孔５５ａを形成したものから構成してもよい。

すなわち、縦孔５５ａの開口部の形状は、格子状に並べられた略正方形に限らず、主走査方向に延在して搬送方向に複数並べられたスリット形状であってもよい。また、縦孔５５ａの形状は、略正方形またはスリット形状以外の形状であってもよい。

Ｘ線の通過部となる縦孔５５ａの形状をスリット形状とした場合も、縦孔５５ａを通過したＸ線センサ５１からのフレーム読み出しモードにおけるＸ線画像データは、図８（ａ）または、図８（ｂ）と概ね同様であり、Ｘ線センサ５１の搬送方向中央部に相当する部分において最もＸ線の強度が強く、Ｘ線センサ５１の搬送方向中央部から離れるに従って強度が弱くなるＸ線画像となる。なお、縦孔５５ａの形状をスリット形状とした場合は、Ｘ線画像データの形状が同心円状ではなく主走査方向に延びた楕円形となる。

総合制御部４０は、治具５５が装着された状態でＸ線センサ５１がフレーム読み出しモードで出力したＸ線画像データに基づいて、Ｘ線管３１がＸ線センサ５１の中央部の垂直上方の位置となるような、Ｘ線管３１の位置の調整方向および調整量を判定する手段として、調整判定部８１を備えている。

なお、以下の説明では、調整判定部８１がＸ線管３１のＸ軸上の調整方向および調整量を判定する場合について説明するが、調整判定部８１がＸ線管３１のＹ軸上の調整方向および調整量の判定も以下の説明と同様に行われる。

調整判定部８１は、フレーム読み出しモードでＸ線センサ５１から出力された２次元Ｘ線画像について、このＸ線画像におけるＸ線の強度が最も高い部分が、このＸ線画像の中央に対して、何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、Ｘ線管３１の調整方向および調整量を判定するようになっている。

調整判定部８１は、例えば、図８（ｂ）に示すように、２次元Ｘ線画像において、Ｘ線の強度が最も高い部分Ｃｘが、このＸ線画像の中央Ｃｓに対して、搬送方向下流側に距離Ｄだけ離れているときは、Ｘ線管３１の調整方向が搬送方向上流側であり、調整量が距離Ｄであると判定する。なお、フレーム読み出しモードでＸ線センサ５１から出力された２次元Ｘ線画像は、Ｘ線センサ５１の検出素子列の素子数および段数に対応する大きさの画像であるので、このＸ線画像の中央Ｃｓは、Ｘ線センサ５１の中央と一致する。

また、調整判定部８１は、判定結果を表示器５に出力するようになっている。表示器５には、例えば、Ｘ線管３１の調整方向および調整量として"調整Ｘ方向軸マイナス方向（搬送方向上流側）、調整量：１．５ｍｍ"等のメッセージが表示される。

総合制御部４０は、調整判定部８１が判定したＸ線管３１の調整方向および調整量に応じて、Ｙ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５を駆動制御する駆動制御部８２を備えている。

駆動制御部８２は、調整判定部８１が判定した調整方向および調整量に応じて、Ｙ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５の駆動パルスを決定し、その駆動パルスによりＹ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５を駆動するようになっている。

このため、Ｘ線管３１の調整方向および調整量が判定されると、調整方向および調整量が表示器５に表示されるとともに、駆動制御部８２によりＹ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５が駆動制御され、Ｘ線管３１の２軸上の位置が適正位置に調整されることとなる。

本実施の形態では、総合制御部４０の動作モードとして自動調整モードと手動調整モードを有する。動作モードが自動調整モードに設定されているときは、表示器５による調整方向および調整量の表示と、駆動制御部８２によるＹ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５の駆動制御の両方を行う。

一方、動作モードが手動調整モードに設定されているときは、表示器５による調整方向および調整量の表示のみを行い、ユーザーがＹ軸調整ハンドル１１１ａ、Ｘ軸調整ハンドル１１４ａを操作するようになっている。

次に、上記のように構成されたＸ線異物検出装置１の動作を説明する。

まず、動作モードが自動調整モードに設定されている場合は、総合制御部４０は、治具５５が装着された状態でＸ線センサ５１から出力されるＸ線画像データを取得し、調整判定部８１により、Ｘ線画像データのＸ線画像におけるＸ線の強度が最も高い部分が、Ｘ線画像の中央に対して、何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、Ｘ線管３１の調整方向および調整量を判定し、判定結果を表示器５により表示するとともに、駆動制御部８２によりＸ軸駆動モータ１１５を駆動制御する。

これにより、Ｘ線管３１のＸ軸上の位置がＸ線センサ５１の中央の垂直上方の適正位置に調整される。

一方、動作モードが手動調整モードに設定されている場合は、総合制御部４０は、治具５５が装着された状態でＸ線センサ５１から出力されるＸ線画像データを取得し、調整判定部８１により、Ｘ線画像データのＸ線画像におけるＸ線の強度が最も高い部分が、Ｘ線画像の中央に対して、何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、Ｘ線管３１の調整方向および調整量を判定し、判定結果を表示器５により表示する。

これにより、ユーザーがＸ軸調整ハンドル１１４ａを操作することで、Ｘ線管３１のＸ軸上の位置がＸ線センサ５１の中央の垂直上方の適正位置に調整される。

以上のように、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、ベルト面２ａ上を搬送される被検査物ＷにＸ線を照射するＸ線管３１と、被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で搬送方向に直交する主走査方向（Ｙ方向）に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を搬送方向に複数段有し、複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成したＸ線画像データを出力するＸ線センサ５１と、Ｘ線センサ５１により出力される合成データに基づいて被検査物Ｗ中の異物の有無を判定する判定部４８と、を備え、Ｘ線センサ５１が、時間遅延積分により合成データを出力するＴＤＩ読み出しモードに加えて、検出素子列毎の検出データを２次元Ｘ線画像として出力するフレーム読み出しモードを有し、Ｘ線センサ５１の上部に着脱可能に設けられ、Ｘ線管３１からのＸ線を遮蔽する平板状の遮蔽部材に、該遮蔽部材の表裏を貫通するとともに該遮蔽部材の延在方向に対して垂直に形成された複数の縦孔５５ａからなりＸ線管３１からのＸ線を通過させる通過部を形成してなる治具５５と、治具５５がＸ線センサ５１の上部に配設された状態で、Ｘ線センサ５１がフレーム読み出しモードで出力する２次元Ｘ線画像に基づいて、Ｘ線管３１が検出素子列の中央部の垂直上方の位置となるようなＸ線管３１の位置の調整方向および調整量を判定する調整判定部８１と、調整判定部８１により判定された調整方向および調整量を表示する表示器５と、Ｘ線管３１を、ベルト面２ａに平行な平面上において位置調整可能に支持する支持機構１００と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、表示器５には、Ｘ線管３１の調整方向および調整量が表示されるので、表示された調整方向および調整量に従ってＸ線管３１の位置をユーザーが調整することにより、Ｘ線管３１の位置をＸ線センサ５１の中央の垂直上方の適正位置に調整することができる。したがって、Ｘ線センサ５１の中央部の垂直上方の適正位置にＸ線管３１を配置して、Ｘ線管３１の位置ずれによるＸ線画像の分解能の低下を防止することができる。

また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、調整判定部８１が、２次元Ｘ線画像におけるＸ線の強度が最も高い部分が、２次元Ｘ線画像の中央に対して何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、Ｘ線管３１の調整方向および調整量を判定することを特徴とする。

この構成により、２次元Ｘ線画像のみに基づいてＸ線管３１の調整方向と調整量の両方を一度に判定することができるため、調整判定部８１の判定を速やかに行うことができる。

また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、通過部が、遮蔽部材の表裏に格子形状に開口する複数の縦孔５５ａからなることを特徴とする。

また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、通過部が、遮蔽部材の表裏に主走査方向に延在するスリット形状に開口する複数の縦孔５５ａからなることを特徴とする。

また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、支持機構１００に支持されたＸ線管３１をベルト面２ａに平行な平面上において変位させるＹ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５と、調整判定部８１により判定された調整方向、調整量に応じてＹ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５を制御する駆動制御部８２と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、判定された調整方向および調整量に応じて駆動制御部８２がＸ軸駆動モータ１１５やＹ軸駆動モータ１１２を駆動制御するので、自動的にＸ線管３１を適切位置に調整することができる。

以上のように、本発明に係るＸ線異物検出装置は、Ｘ線検出器の中央部の垂直上方の適正位置にＸ線発生部を配置して、Ｘ線発生部の位置ずれによるＸ線画像の分解能の低下を防止することができるという効果を有し、Ｘ線検出器としてＴＤＩセンサを採用したＸ線異物検出装置として有用である。

１Ｘ線異物検出装置
２搬送部（搬送手段）
２ａベルト面（搬送面）
３検出部
４筐体
５表示器（表示手段）
９Ｘ線発生器
１０Ｘ線検出器
２１搬送路
３１Ｘ線管（Ｘ線源）
４０総合制御部
４３記憶部
４４画像処理部
４８判定部（判定手段）
４９設定部
５１Ｘ線センサ
５５治具
５５ａ縦孔
８１調整判定部（調整判定手段）
８２駆動制御部（駆動制御手段）
１００支持機構（支持手段）
１１１Ｙ軸調整部材（支持手段）
１１２Ｙ軸駆動モータ（駆動手段）
１１４Ｘ軸調整部材（支持手段）
１１５Ｘ軸駆動モータ（駆動手段）

Claims

搬送路の搬送面上を搬送される被検査物にＸ線を照射するＸ線源（３１）と、
前記被検査物の搬送方向（Ｘ方向）の平面上で搬送方向に直交する主走査方向（Ｙ方向）に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を前記搬送方向に複数段有し、前記複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成して合成データを出力するＸ線検出器（５１）と、
前記Ｘ線検出器により出力される合成データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段（４８）と、を備えたＸ線異物検出装置において、
前記Ｘ線検出器が、前記時間遅延積分により前記合成データを出力するＴＤＩ読み出しモードに加えて、前記検出素子列毎の検出データを２次元Ｘ線画像として出力するフレーム読み出しモードを有し、
前記Ｘ線検出器の上部に着脱可能に設けられ、前記Ｘ線源からのＸ線を遮蔽する平板状の遮蔽部材に、該遮蔽部材の表裏を貫通するとともに該遮蔽部材の延在方向に対して垂直に形成された複数の縦孔（５５ａ）からなり前記Ｘ線源からのＸ線を通過させる通過部を形成してなる治具（５５）と、
前記治具が前記Ｘ線検出器の上部に配設された状態で、前記Ｘ線検出器が前記フレーム読み出しモードで出力する前記２次元Ｘ線画像に基づいて、前記Ｘ線源が前記検出素子列の中央部の垂直上方の位置となるような前記Ｘ線源の位置の調整方向および調整量を判定する調整判定手段（８１）と、
前記調整判定手段により判定された調整方向および調整量を表示する表示手段（５）と、
前記Ｘ線源を、前記搬送面に平行な平面上において位置調整可能に支持する支持手段（１００）と、を備えたことを特徴とするＸ線異物検出装置。
前記調整判定手段が、前記２次元Ｘ線画像におけるＸ線の強度が最も高い部分が、前記２次元Ｘ線画像の中央に対して何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、前記Ｘ線源の調整方向および調整量を判定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出手段。
前記通過部が、前記遮蔽部材の表裏に格子形状に開口する複数の縦孔からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線異物検出手段。
前記通過部が、前記遮蔽部材の表裏に前記主走査方向に延在するスリット形状に開口する複数の縦孔からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線異物検出手段。
前記支持手段に支持された前記Ｘ線源を前記搬送面に平行な平面上において変位させる駆動手段（１１２、１１５）と、
前記調整判定手段により判定された調整方向、調整量に応じて前記駆動手段を制御する駆動制御手段（８２）と、を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のＸ線異物検出装置。