JP2015075341A - Ｘ線異物検査装置およびｘ線検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送経路上を搬送されていく検査対象物に対し、傾斜した方向から見たＸ線透視像を得ることで、異物の影を明瞭に写し出すことを可能としたＸ線異物検査装置を提供する。
【解決手段】検査対象物の靴に対し、Ｘ線源３０からファンビームＸ線１を照射し、靴を透過してきたＸ線をＸ線検出器で検出してＸ線透視像を得る。Ｘ線源３０とＸ線検出器とは、搬送経路を挟んで配置してある。Ｘ線源３０は、ファンビームＸ線１の厚さ方向の中心位置を切断するＸ線中心面１ａが、搬送経路上の搬送基準面２３ａに対し任意の角度だけ傾斜して交叉するように設定してある。Ｘ線検出器は、複数個のＸ線ラインセンサをＬ字状の基準線Ａに沿って配置した構成とし、ファンビームＸ線１のＸ線中心面１ａに対し、多数のＸ線検出素子のすべてが交叉するように配置してある。
【選択図】図５

Description

この発明は、搬送経路上を搬送されていく検査対象物に対しＸ線を照射して、検査対象物のＸ線透視像を得るＸ線異物検査装置に関し、特に製造された靴製品を検査対象物として、異物が混入していないか判別する靴の検査工程に好適なＸ線異物検査装置に関する。

この種のＸ線異物検査装置は、従来から種々の構成をしたものが提案されているが、基本的な構成は特許文献１に開示されたＸ線検査装置のように、搬送コンベアを挟みＸ線照射器とＸ線ラインセンサを対向配置した構成となっている。検査対象物は、搬送コンベア上に載せて搬送され、Ｘ線照射器から出力されたＸ線の照射領域を通過していく。このとき検査対象物を透過したＸ線が、Ｘ線ラインセンサによって検出され、その検出データに基づいてＸ線透視像が形成される。
ここで、従来のＸ線異物検査は、特許文献１の図２や図３に示されているように、搬送コンベアの上面に対し直交する方向からＸ線を照射する構成となっていた。したがって、搬送コンベアに載せられた検査対象物を、真上または真下から見たＸ線透視像が得られ、かかるＸ線透視像により異物の目視検査が行われていた。

特開２０１３−２４６１３号公報

しかしながら、検査対象物を真上または真下から見たとき、検査対象物の厚みと異物とが重なり合ってしまい、Ｘ線透視像において異物の影が不明瞭となってしまうことがあった。例えば、靴の異物検査においては、検査対象となる靴は包装箱の中で横に倒した状態で挿入されており、この状態のまま搬送コンベアに載せられる。したがって、靴底に異物が混入していたような場合に、図８に示すように、靴底の幅方向の厚みと異物とが重なり合ってしまい、Ｘ線透視像において異物の影が不明瞭になることがあった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、搬送経路上を搬送されていく検査対象物に対し、傾斜した方向から見たＸ線透視像を得ることで、異物の影を明瞭に写し出すことを可能としたＸ線異物検査装置の提供を目的とする。
さらに本発明は、このようなＸ線異物検査装置とＸ線構造検査装置を組み合わせて、検査対象物の異物検査と構造検査を一括して行うことができるＸ線検査システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、搬送経路上を搬送されていく検査対象物に対し、Ｘ線源から扇状に広がるファンビームＸ線を照射するとともに、当該検査対象物を透過してきたＸ線をＸ線検出器で検出してＸ線透視像を得るＸ線異物検査装置において、
搬送経路は、任意の搬送基準面上に設けてあり、
Ｘ線源とＸ線検出器とは、搬送経路を挟んで配置してあり、
Ｘ線源は、ファンビームＸ線の厚さ方向の中心位置を切断するＸ線中心面が、搬送基準面と直交する面に対し任意の角度だけ傾斜して交叉するように設定してあり、
Ｘ線検出器は、線状に配列された多数のＸ線検出素子を有するＸ線ラインセンサで構成され、ファンビームＸ線のＸ線中心面に対し、多数のＸ線検出素子のすべてが交叉するように配置してあることを特徴とする。

このように、Ｘ線源から照射されるファンビームＸ線のＸ線中心面を、搬送基準面と直交する面に対し任意の角度だけ傾斜して交叉するように設定するとともに、Ｘ線検出器としてのＸ線ラインセンサを、ファンビームＸ線のＸ線中心面に対し、多数のＸ線検出素子のすべてが交叉するように配置することで、搬送経路上を搬送されていく検査対象物に対し、傾斜した方向から見たＸ線透視像を得ることが可能となる。

ここで、Ｘ線検出器を構成するＸ線ラインセンサは、多数のＸ線検出素子により形成されたＸ線検出面が、ファンビームＸ線のＸ線中心面と直交するように配置することが好ましい。このような配置とすることで、検査対象物を透過してきたＸ線をＸ線検出素子が正面から受光するので、歪みの少ないＸ線透視像を得ることができる。

また本発明のＸ線異物検査装置は、周回駆動される帯状の搬送ベルトの上面が搬送経路上に配置してあり、
Ｘ線源は、搬送ベルトの一方の側縁寄りに配置され、当該配置位置から搬送ベルトの全幅領域にファンビームＸ線を照射する構成であり、
Ｘ線検出器は、搬送ベルトの全幅領域を透過してきたファンビームＸ線のすべてを検出する構成とすることができる。
このように構成すれば、搬送ベルトの上面に載せられた検査対象物の全幅領域を、Ｘ線の照射領域に含めることができ、死角のない検査対象物全体のＸ線透視像を得ることが可能となる。

具体的にＸ線検出器は、複数個のＸ線ラインセンサで構成し、搬送ベルトの上方と、Ｘ線源が配置されていない側の側方とに、これら複数個のＸ線ラインセンサを配置することで、搬送ベルトの全幅領域を透過してきたファンビームＸ線のすべてを検出することが可能となる。

さらに、複数個の各Ｘ線ラインセンサは、搬送ベルトの全幅領域を透過してきたファンビームＸ線を任意のファン角毎に区分し、当該区分されたファンビームＸ線の中心線に対して、Ｘ線検出面が直交するように配置することが好ましい。
このように配置することで、各Ｘ線ラインセンサのＸ線検出素子が、いずれも検査対象物を透過してきたＸ線をほぼ正面から受光して、歪みの少ないＸ線透視像を得ることができる。

次に、本発明に係るＸ線検査システムは、Ｘ線異物検査装置とＸ線構造検査装置とを直列に連結した構成のＸ線検査システムであって、
Ｘ線異物検査装置には、請求項１乃至５のいずれか一項に記載したＸ線異物検査装置を適用し、
Ｘ線構造検査装置は、任意の搬送基準面上に設けた搬送経路の上を搬送されていく検査対象物に対し、Ｘ線源から扇状に広がるファンビームＸ線を照射するとともに、当該検査対象物を透過してきたＸ線をＸ線検出器で検出してＸ線透視像を得る構成を備え、
Ｘ線源とＸ線検出器とは、搬送経路を挟んで配置してあり、
Ｘ線源は、ファンビームＸ線の厚さ方向の中心位置を切断するＸ線中心面が、搬送基準面に対し直角に交叉するように設定してあり、
Ｘ線検出器は、線状に配列された多数のＸ線検出素子を有するＸ線ラインセンサで構成され、ファンビームＸ線のＸ線中心面に対し、多数のＸ線検出素子のすべてが交叉するように配置してあることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、搬送経路上を搬送されていく検査対象物に対し、傾斜した方向から見たＸ線透視像を得ることができ、異物の影を明瞭に写し出すことが可能となる。

本発明の実施形態に係るＸ線異物検査装置の外観を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るＸ線異物検査装置の内部構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るＸ線異物検査装置のＸ線源に関する構成を説明するための図である。 Ｘ線検出器に用いられるＸ線ラインセンサの一般的な構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るＸ線異物検査装置のＸ線検出器に関する構成を説明するための図である。 図５に続く、本発明の実施形態に係るＸ線異物検査装置のＸ線検出器に関する構成を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るＸ線異物検査装置により得られた靴の傾斜Ｘ線透視像の一例を示す図である。 靴を横から見たＸ線透視像の一例を示す図である。 本発明に係るＸ線異物検査装置の応用例を説明するための図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態に係るＸ線異物検査装置は、包装箱の中へ横に倒した状態で挿入された靴を検査対象物としているが、本発明はこれに限定されず靴以外の物品を検査対象物として適用できることはもちろんである。

図１に示すように、本実施形態に係る異物検査装置は、装置の外観を形成する装置本体１０と、水平配置されたベルトコンベア２０とを備えており、装置本体１０の内部に後述するＸ線源３０、Ｘ線検出器４０、および図示しない制御処理回路を内蔵している。ベルトコンベア２０の上流側端部は、検査対象物である靴の供給部２１となっている。またベルトコンベア２０の下流側端部は、検査済みの靴の排出部２２となっている。
また、装置本体１０の上面には、操作部１１とディスプレイ１２が設置してあり、操作部１１に設けた操作ボタンの操作をもって、装置の作動制御を実行する。また、靴のＸ線透視像は、ディスプレイ１２に表示される。検査員は、このディスプレイ１２に表示されたＸ線透視像を目視観察して異物の有無を判定する。

図２に示すように、装置本体１０の内部には、ベルトコンベア２０の搬送ベルト２３を挟んで、その下方にＸ線源３０が設置されるとともに、上方にはＸ線検出器４０が設置されている。なお、Ｘ線源３０から放射されるＸ線の周囲は、Ｘ線を通さない金属板により遮蔽されて外部へのＸ線の漏洩を防いでいる。

ベルトコンベア２０は、帯状の搬送ベルト２３を周回駆動する構造を備えており、搬送ベルト２３の上面を検査対象物の搬送経路上に配置してある。本実施形態では搬送経路、すなわち搬送ベルト２３の上面は水平に配置してあり、この搬送ベルト２３の上面を「搬送基準面２３ａ」としてある。検査対象物である靴は、供給部２１で搬送ベルト２３の上面に載せられて排出部２２へと直線的に移動していき、その中間部でＸ線源３０からＸ線を照射される。

Ｘ線源３０には、図３（ａ）に示すように扇状に広がるファンビームＸ線１を放射するＸ線管を使用している。図ではファンビームＸ線１の厚みを省略し、平坦な扇面状にファンビームＸ線１を示しているが、実際のファンビームＸ線１は僅かながらも厚みを有している。
本実施形態では、ファンビームＸ線１の厚さ方向の中心位置を切断する仮想平面を「Ｘ線中心面１ａ」と定義して、図３（ｂ）に示すように、このＸ線中心面１ａが搬送ベルト２３の上面（搬送基準面２３ａ）と直交する面２３ｂに対し、搬送経路の下流側から上流側に向けて、角度αだけ傾斜して交叉するように設定してある。なお、Ｘ線中心面１ａを搬送ベルト２３の上面（搬送基準面２３ａ）と直交する面２３ｂに対し、搬送経路の上流側から下流側に向けて、角度αだけ傾斜して交叉するように設定してもよい。
このように傾斜角度を設定することで、搬送ベルト２３の上面に載せられた包装箱１００の中の靴１０１に対して、傾斜した方向からファンビームＸ線１を照射することができ、その結果、傾斜した方向から見たＸ線透視像（以下、傾斜Ｘ線透視像ともいう）を得ることができる。ここで、傾斜角度αは任意に設定できるが、本発明者らの実験によれば２５度程度の傾斜角度に設定することで、異物検査に好適な傾斜Ｘ線透視像を得ることができた。

また、Ｘ線源３０は、図３（ｃ）に示すように、搬送ベルト２３の一方の側縁２３ｃ寄りの下方位置に設置してあり、当該位置から搬送ベルト２３の全幅Ｌの領域にファンビームＸ線１を照射するよう調整されている。このようにファンビームＸ線１の照射領域を調整することで、靴１０１が挿入された包装箱１００を搬送ベルト２３の上面のいかなる位置に載せても、その靴１０１の全幅領域をＸ線の照射領域に含めることができ、死角のない靴１０１全体のＸ線透視像が得られる。

Ｘ線検出器４０には、図４（ａ）に示すように、線状のＸ線検出面４１ａを有するＸ線ラインセンサ４１を使用している。Ｘ線検出面４１ａは、同図（ｂ）に示すように、直線上に並べて設けた多数のＸ線検出素子ａにより形成されている。Ｘ線ラインセンサ４１は、多数のＸ線検出素子ａの個々がＸ線を受光し、その受光したＸ線強度に応じた検出信号を出力する。図示しない制御処理回路は、これら各Ｘ線検出素子ａから連続的に出力される検出信号を処理してＸ線透視像を作成する。

本実施形態では、Ｘ線検出器４０は、複数個のＸ線ラインセンサ４１で構成してあり、各Ｘ線ラインセンサ４１のＸ線検出素子ａを、図５に示すようなＬ字形の基準線Ａに沿って並べて設けた構成としてある。Ｌ字形の基準線Ａは、搬送ベルト２３の上方に位置する水平領域Ａ１と、Ｘ線源３０が配置されていない側の側方２３ｄに位置する傾斜領域Ａ２とを有している。このＬ字形の基準線Ａは、Ｘ線源３０から放射されたファンビームＸ線１のＸ線中心面１ａ上に位置するように配置してある。したがって、傾斜領域Ａ２は、既述した搬送ベルト２３の上面（搬送基準面２３ａ）と直交する面２３ｂに対するＸ線中心面１ａの傾斜角度αに合わせて、搬送ベルト２３の上面（搬送基準面２３ａ）と直交する面２３ｂに対し角度αだけ傾斜している。
このような基準線Ａに沿って複数個のＸ線ラインセンサ４１を並べて設けることで、これら複数個のＸ線ラインセンサ４１に含まれる多数のＸ線検出素子ａのすべてがファンビームＸ線１のＸ線中心面１ａと交叉する配置となる。
さらに、複数個のＸ線ラインセンサ４１は、線状のＸ線検出面４１ａがＸ線源３０から見て隙間なく直列に並ぶように配置してあり、これにより搬送ベルト２３の全幅領域を透過してきたファンビームＸ線１のすべてを複数個のＸ線ラインセンサ４１によって検出することができる。

ここで、複数個の各Ｘ線ラインセンサ４１は、Ｘ線検出面４１ａがファンビームＸ線１のＸ線中心面１ａと直交するように配置してある。このような配置とすることで、検査対象物を透過してきたＸ線をＸ線検出素子ａが正面から受光するので、歪みの少ないＸ線透視像を得ることができる。

さらに、複数個の各Ｘ線ラインセンサ４１は、図６に示すように、搬送ベルト２３の全幅領域を透過してきたファンビームＸ線１を任意のファン角θ毎に区分し、当該区分されたファンビームＸ線１の中心線１ｂに対して、Ｘ線検出面４１ａが直交するように配置してある。
このように配置することで、各Ｘ線ラインセンサ４１のＸ線検出素子ａが、検査対象物である靴１０１を透過してきたファンビームＸ線１をほぼ正面から受光するので、歪みの少ないＸ線透視像を得ることができる。

図７は、本実施形態のＸ線異物検査装置により得られた靴１０１の傾斜Ｘ線透視像の一例を示している。この傾斜Ｘ線透視像は、検査対象物である靴１０１を、同図の矢印方向に搬送して得られた画像である。この傾斜Ｘ線透視像では、靴底１０１ａに対して斜め方向からファンビームＸ線１が透過しているため透過距離が短く、したがって靴底１０１ａ内に異物Ｆが存在する場合は当該異物Ｆの影が明瞭に写し出される。よって、靴１０１の異物検査を容易且つ高精度に行うことが可能になる。

次に、本発明のＸ線検査システムに係る実施形態について説明する。
靴１０１の構造を検査するには、図７に示したような傾斜Ｘ線透視像よりも、図８に示したような靴１０１を横から見たＸ線透視像の方が各構成部の輪郭が明瞭にあらわれるため都合がよい。このような靴１０１を横から見たＸ線透視像を得るには、包装箱１００の中に横倒しに挿入された靴１０１を搬送ベルト２３の上に載せ、Ｘ線中心面１ａが搬送ベルト２３の上面に対してほぼ直角に交叉するようにファンビームＸ線１を照射すればよい。

そこで、図９に示すように、Ｘ線異物検査装置２００と、Ｘ線構造検査装置２０１とを直列に連結して、これら装置の間を搬送経路が連続する構成の検査システムを構築した。 Ｘ線異物検査装置２００は、既述したとおりの構成となっている。
Ｘ線構造検査装置２０１は、既述したＸ線異物検査装置の一部改良して製造することができる。すなわち、Ｘ線源３０は、ファンビームＸ線１のＸ線中心面１ａが、搬送基準面２３ａに対し直角に交叉するように設定した構成とする。これにより、横倒しの状態で靴１０１が挿入された包装箱１００を搬送ベルト２３の上に載せ、Ｘ線源３０からのファンビームＸ線１を照射すれば、横倒しの靴１０１に対して直交するようにファンビームＸ線１が照射される。また、Ｘ線検出器４０は、搬送基準面２３ａに対し直角に交叉するように照射されたファンビームＸ線１のＸ線中心面１ａに対し、多数のＸ線検出素子ａのすべてが交叉するように配置する。
各装置２００，２０１の搬送経路を連続させるには、各装置２００，２０１におけるベルトコンベア２０の搬送ベルト上面（搬送基準面２３ａ）を同一平面上に配置し、さらに上流側に配置した装置のベルトコンベア２０の排出部２２と、下流側に配置したベルトコンベア２０の供給部２１とを、直列に並べて近接配置すればよい。
この検査システムを用いれば、Ｘ線構造検査装置２０１によって靴１０１を横から見たＸ線透視像が得られ、これにより靴１０１の構造検査を高精度に実施できるようになる。併せて、Ｘ線異物検査装置２００によって靴１０１の傾斜Ｘ線透視像が得られ、これにより靴１０１の異物検査を容易且つ高精度に行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その他にも種々の変形実施や応用実施が可能である。例えば、図５に示したようなＬ字形の基準線Ａに沿ってＸ線検出素子ａを配置できる１本の長尺なＸ線ラインセンサ４１を製作することができれば、当該単一のＸ線ラインセンサ４１によりＸ線検出器４０を構成してもよい。また、２本の長尺なＸ線ラインセンサ４１をＬ字形の基準線Ａにおける水平領域Ａ１と傾斜領域Ａ２とにそれぞれ配置してＸ線検出器４０を構成することもできる。

１：ファンビームＸ線、１ａ：Ｘ線中心面、１ｂ：中心線、
１０：装置本体、１１：操作部、１２：ディスプレイ、
２０：ベルトコンベア、２１：供給部、２２：排出部、２３：搬送ベルト、２３ａ：搬送基準面、Ａ１：水平領域、Ａ２：傾斜領域、
３０：Ｘ線源、
４０：Ｘ線検出器、４１：Ｘ線ラインセンサ、４１ａ：Ｘ線検出面、ａ：Ｘ線検出素子、Ａ：基準線、
１００：包装箱、１０１：靴、１０１ａ：靴底、
２００：Ｘ線異物検査装置、２０１：Ｘ線構造検査装置

Claims (6)

1. 搬送経路上を搬送されていく検査対象物に対し、Ｘ線源から扇状に広がるファンビームＸ線を照射するとともに、当該検査対象物を透過してきたＸ線をＸ線検出器で検出してＸ線透視像を得るＸ線異物検査装置において、
   前記搬送経路は、任意の搬送基準面上に設けてあり、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とは、前記搬送経路を挟んで配置してあり、
   前記Ｘ線源は、前記ファンビームＸ線の厚さ方向の中心位置を切断するＸ線中心面が、前記搬送基準面と直交する面に対し任意の角度だけ傾斜して交叉するように設定してあり、
   前記Ｘ線検出器は、線状に配列された多数のＸ線検出素子を有するＸ線ラインセンサで構成され、前記ファンビームＸ線のＸ線中心面に対し、前記多数のＸ線検出素子のすべてが交叉するように配置してあることを特徴とするＸ線異物検査装置。
2. 前記Ｘ線検出器を構成するＸ線ラインセンサは、前記多数のＸ線検出素子により形成されたＸ線検出面が、前記ファンビームＸ線のＸ線中心面と直交するように配置してあることを特徴とする請求項１のＸ線異物検査装置。
3. 周回駆動される帯状の搬送ベルトの上面が前記搬送経路上に配置してあり、
   前記Ｘ線源は、前記搬送ベルトの一方の側縁寄りに配置され、当該配置位置から前記搬送ベルトの全幅領域にファンビームＸ線を照射する構成であり、
   前記Ｘ線検出器は、前記搬送ベルトの全幅領域を透過してきたファンビームＸ線のすべてを検出する構成であることを特徴とする請求項１又は２のＸ線異物検査装置。
4. 前記Ｘ線検出器は、複数個のＸ線ラインセンサで構成され、前記搬送ベルトの上方と、前記Ｘ線源が配置されていない側の側方とに、これら複数個のＸ線ラインセンサを配置したことを特徴とする請求項３のＸ線異物検査装置。
5. 前記複数個の各Ｘ線ラインセンサは、前記搬送ベルトの全幅領域を透過してきたファンビームＸ線を任意のファン角毎に区分し、当該区分されたファンビームＸ線の中心線に対して、前記Ｘ線検出面が直交するように配置してあることを特徴とする請求項４のＸ線異物検査装置。
6. Ｘ線異物検査装置とＸ線構造検査装置とを直列に連結した構成のＸ線検査システムであって、
   前記Ｘ線異物検査装置には、請求項１乃至５のいずれか一項に記載したＸ線異物検査装置を適用し、
   前記Ｘ線構造検査装置は、任意の搬送基準面上に設けた搬送経路の上を搬送されていく検査対象物に対し、Ｘ線源から扇状に広がるファンビームＸ線を照射するとともに、当該検査対象物を透過してきたＸ線をＸ線検出器で検出してＸ線透視像を得る構成を備え、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とは、前記搬送経路を挟んで配置してあり、
   前記Ｘ線源は、前記ファンビームＸ線の厚さ方向の中心位置を切断するＸ線中心面が、前記搬送基準面に対し直角に交叉するように設定してあり、
   前記Ｘ線検出器は、線状に配列された多数のＸ線検出素子を有するＸ線ラインセンサで構成され、前記ファンビームＸ線のＸ線中心面に対し、前記多数のＸ線検出素子のすべてが交叉するように配置してあることを特徴とするＸ線検査システム。

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