JP2018067393A - Ｘ線検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エージングのために専用のモータやガイド部材を含むシャッターの移動機構等を別途準備することなく、簡単かつ自動的に、エージングを実行することが可能なＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】電源が投入されれば、ステージ移動機構２３ａ、２３ｂの駆動により、ステージ１０がＸ、Ｙ方向に移動し、Ｘ線源がステージ１０における支持板１１の側方に配設されたＸ線遮蔽板１３の下方のエージング位置で停止する。この状態において、エージングが開始される。そして、エージングが終了すれば、Ｘ線撮影についての撮影指令が入力されるまで待機する。
【選択図】図２
【解決手段】電源が投入されれば、ステージ移動機構２３ａ、２３ｂの駆動により、ステージ１０がＸ、Ｙ方向に移動し、Ｘ線源がステージ１０における支持板１１の側方に配設されたＸ線遮蔽板１３の下方のエージング位置で停止する。この状態において、エージングが開始される。そして、エージングが終了すれば、Ｘ線撮影についての撮影指令が入力されるまで待機する。
【選択図】図２
Description
この発明は、Ｘ線を利用して、立体形状を有する被検査物を、破壊することなくその内部構造を検査するＸ線検査装置に関する。
このようなＸ線検査装置は、被検査物にＸ線を照射するためのＸ線源と、このＸ線源から照射され被検査物を透過したＸ線を検出するフラットパネルディテクタやイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）等のＸ線検出器と、を有するＸ線撮影系と、Ｘ線源とＸ線検出器との間に配置され、その上面に被検査物が載置されるステージと、ステージとＸ線撮影系とを相対的に移動させる移動機構とを備えている。このようなＸ線検査装置においては、被検査物を拡大したＸ線画像を取得するため、一般的に、Ｘ線源と被検査物とは近接配置され、被検査物とＸ線検出器とは離隔した位置に配置される。
このようなＸ線検査装置に使用されるＸ線源は、高電圧が印加されるフィラメント（陰極）とターゲット（陽極）とを備えており、フィラメントから放出された熱電子をターゲットに衝突させることによってＸ線を発生させる。このＸ線源を初めて使用するときや、一定の期間使用しない状態が続いた後に使用を再開するときには、低い管電圧を印加させたのち、管電圧を徐々に高くしていくことにより、電界集中の原因となるターゲットと同電位の高電圧印加部の突起等の異物を融解して、なだらかな等電位面を形成し、耐高電圧特性を向上させる。所謂エージングと呼称される動作が必要となる（特許文献１参照）。
このようなエージングを実行するときには、Ｘ線源から比較的大きな線量のＸ線が長時間Ｘ線検出器に入射することになり、Ｘ線検出器の感度低下を招き、Ｘ線検出器の寿命を縮めるという問題が生ずる。このため、従来、エージングを実行する前に、オペレータがＸ線源におけるＸ線照射部を鉛等のＸ線透過率が低い部材から構成されたカバーで覆うという対策が取られている。また、エージング作業の開始時に、Ｘ線源におけるＸ線照射部に対して鉛等のＸ線透過率が低い部材から構成されたシャッターを自動的に移動させる構成も提案されている。
なお、Ｘ線検査装置とは異なる医療用Ｘ線撮影装置の分野においては、エージング時に、Ｘ線照射野を制限するコリメータを全閉とすることにより、Ｘ線の外部への照射を制限する構成や（特許文献２参照）、エージング時に、Ｘ線源とＸ線検出器とを互いに対向しない位置に配置させることにより、Ｘ線源から照射されたＸ線がＸ線検出器に入射することを防止する構成が開示されている。
特開２００９−２６６６８８号公報
特開２０００−３０８９０号公報
特開２０１５−１５００５４号公報
上述したように、エージングを実行する前に、オペレータがＸ線源におけるＸ線照射部を鉛等のＸ線透過率が低い部材から構成されたカバーで覆うという構成を採用した場合においては、エージングを実行する度に、カバーを操作する作業を行う必要があり、作業が煩雑であるばかりではなく、その作業自体を失念してしまう可能性がある。また、その後の検査時において、カバーを開放することを忘れてしまう可能性もある。
一方、エージング作業の開始時に、Ｘ線源におけるＸ線照射部に対してＸ線透過率が低い部材から構成されたシャッターを自動的に移動させる構成を採用する場合においては、シャッターを移動させるために、専用のモータやガイド部材等のシャッター移動部材、別途、配設する必要があることから、エージングを実行するための装置構成が複雑となり、また、装置コストも高くなるという問題がある。
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、エージングのために専用のシャッター移動部材を別途準備することなく、簡単かつ自動的に、エージングを実行することが可能なＸ線検査装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、被検査物にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源から照射され前記被検査物と透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を有するＸ線撮影系と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に配置され、前記被検査物が載置されるステージと、前記ステージと前記Ｘ線撮影系とを相対的に移動させる移動機構と、を備えたＸ線検査装置であって、前記ステージにおける前記被検査物の載置領域の側方に配設されたＸ線遮蔽部材と、前記Ｘ線源に対してエージングを実行するときに、前記移動機構を制御することにより、前記Ｘ線源と前記Ｘ線遮蔽部材とが対向するエージング位置に、前記Ｘ線撮影系を前記ステージに対して相対的に移動させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、検査の開始時または検査の終了時に、前記Ｘ線撮影系を前記エージング位置に移動させる。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、エージングの開始を指令する操作がなされたときに、前記Ｘ線撮影系を前記エージング位置に移動させる。
請求項１に記載の発明によれば、ステージにおける被検査物の載置領域の側方にＸ線遮蔽部材を配設することにより、エージングのために専用のシャッター移動部材を別途準備することなく、簡単かつ自動的に、エージングを実行することが可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、検査の開始時または検査の終了時にエージングを実行することが可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、オペレータの操作によりエージングを実行することが可能となる。
図１は、この発明に係るＸ線検査装置をその主要な制御系とともに示す概要図である。また、図２は、この発明に係るＸ線検査装置のステージ１０付近の構成を示す平面図である。
この発明に係るＸ線検査装置は、被検査物であるワークＷにＸ線を照射するＸ線源２１と、このＸ線源２１から照射された後、ワークＷを透過したＸ線を検出するフラットパネルディテクタやイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）等のＸ線検出器２２と、これらのＸ線源２１およびＸ線検出器２２の間に配設されたワークＷを載置するためのステージ１０とを備える。Ｘ線源２１とＸ線検出器２２とは、この発明に係るＸ線撮影系を構成する。
ステージ１０は、金属製の枠体１２と、この枠体１２により支持されたＸ線透過性の支持板１１とから構成される。この支持板１１は、Ｘ線検査時においてワークＷを載置するための載置領域として機能するものであり、Ｘ線を良好に透過するカーボン板等から構成されている。この支持板１１の側方には、Ｘ線遮蔽板１３が、枠体１２により支持された状態で配設されている。このＸ線遮蔽板１３は、Ｘ線を高い割合で遮蔽する鉛板等から構成されている。なお、Ｘ線遮蔽板１３として、鉛板にかえて、所定の厚みを有する鉄板等を使用してもよい。
このステージ１０は、図示しないモータを備えたステージ移動機構２３ａ、２３ｂ（これらを総称する場合には「ステージ移動機構２３」という）の作用により、水平方向（図２に示すＸＹ方向）に移動可能となっている。これらのＸ線源２１、Ｘ線検出器２２、ステージ１０およびステージ移動機構２３は、Ｘ線遮蔽部材より構成されるケーシング１００の内部に配設されている。
この発明に係るＸ線検査装置は、プロセッサーとしての論理演算を実行するＣＰＵ、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等を備え、装置全体を制御する制御部３０を備える。この制御部３０は、Ｘ線検出器２２により検出したＸ線画像等を表示する液晶表示パネル等の表示部２４と、各種の操作を実行するためのマウスやキーボード等を備えた操作部２５とに接続されている。
また、この制御部３０は、機能的構成として、Ｘ線検出器２２により検出されたＸ線画像を画像処理して表示部２４に表示するための画像処理部３１と、ステージ移動機構２３を制御するための移動制御部３２と、Ｘ線源２１を点灯制御するためのＸ線源制御部３３とを備える。
図２に示すように、ステージ１０は、ステージ移動機構２３ａの作用によりＸ方向に往復移動し、ステージ移動機構２３ｂの作用によりＹ方向に往復移動する。これにより、互いに対向配置されたＸ線源２１とＸ線検出器２２とからなるＸ線撮影系とステージ１０とが、Ｘ、Ｙ方向に相対的に移動することになる。ステージ１０のＹ方向の移動ストローク範囲は、通常のＸ線撮影時においては、図２に示すＳ１となっており、図２に示す支持板１１の中央部がワークＷを載置してＸ線検査を実行する検査領域となる。また、後述するエージング時においては、ステージ１０のＹ方向の移動ストローク範囲は、Ｘ線遮蔽板１３に対応して、図２に示すＳ２となっている。これにより、ステージ１０は、図２に示すＹ方向に、Ｓ１＋Ｓ２の範囲で移動可能となる。
図３は、Ｘ線源２１と、Ｘ線検出器２２と、ステージ１０との配置関係を説明するための側面概要図である。
Ｘ線源２１とＸ線検出器２２とからなるＸ線撮影系が支持板１１と対向配置されたときには、図３（ａ）に示すように、Ｘ線源２１から照射されたＸ線が、支持板１１と透過してＸ線検出器２２に到達する。一方、Ｘ線源２１とＸ線検出器２２とからなるＸ線撮影系がＸ線遮蔽板１３と対向配置されたときには、Ｘ線源２１から照射されたＸ線がＸ線遮蔽板１３により遮蔽され、Ｘ線検出器２２には到達しない構成となっている。
以上のような構成を有するＸ線検査装置においてＸ線検査を実行するときには、ワークＷをステージ１０における支持板１１上に載置する。そして、移動制御部３２の制御によりステージ１０をＸ、Ｙ方向に移動させ、Ｘ線源２１とＸ線検出器２２とからなるＸ線撮影系をワークＷの上下の位置に配置する。この状態においてＸ線源制御部３３の制御により、図３（ａ）に示すように、Ｘ線源２１からワークＷに向けてＸ線を照射する。Ｘ線の透視画像は、Ｘ線検出器２２により検出され、画像処理部３１により画像処理された後、表示部２４に表示される。
一方、このＸ線検査装置において、装置を一定の期間使用しない状態が続いた後に、再度使用する場合等においては、エージングが実行される。以下、このエージング動作について説明する。図４は、この発明に係るＸ線検査装置によるエージング動作の第１実施形態を示すフローチャートである。なお、この第１実施形態に係るエージング動作は、装置の使用開始時に自動的にエージングを実行するようにしたものである。
すなわち、最初に、電源が投入される（ステップＳ１１）。これに伴い、制御部３０における移動制御部３２により制御されたステージ移動機構２３の駆動により、ステージ１０がＸ、Ｙ方向に移動し、図３（ｂ）に示すように、Ｘ線源２１がステージ１０に付設されたＸ線遮蔽板１３の下方に配置されたエージング位置で停止する（ステップＳ１２）。
この状態において、Ｘ線源２１に対して、低い管電圧を印加させたのち、管電圧を徐々に高くしていくことにより、Ｘ線源２１における高電圧印加部の突起等の異物を融解して、なだらかな等電位面を形成し、耐高電圧特性を向上させるエージングが開始される（ステップＳ１３）。そして、この状態で１５分から２時間程度が経過すれば、エージングを終了する（ステップＳ１４）。エージングが終了すれば、操作部２５からＸ線撮影についての撮影指令が入力されるまで待機する（ステップＳ１５）。
この第１実施形態に係るエージング動作によれば、Ｘ線撮影の開始前に自動的にエージングを実行することが可能となる。なお、Ｘ線撮影の開始前に自動的にエージングを実行するかわりに、Ｘ線撮影が終了したときに、ステージ１０をエージング位置に自動的に移動させ、エージングを実行した後、電源を落とすようにしてもよい。
図５は、この発明に係るＸ線検査装置によるエージング動作の第２実施形態を示すフローチャートである。なお、この第２実施形態に係るエージング動作は、オペレータの指示によりエージングを実行するようにしたものである。
この第２実施形態に係るエージング動作においては、オペレータが操作部２５を操作することにより、エージングの指示を行う（ステップＳ２１）。これにより、制御部３０における移動制御部３２により制御されたステージ移動機構２３の駆動により、ステージ１０がＸ、Ｙ方向に移動し、図３（ｂ）に示すように、Ｘ線源２１がステージ１０に付設されたＸ線遮蔽板１３の下方に配置されたエージング位置で停止する（ステップＳ２２）。この状態において、エージングが開始される（ステップＳ２３）。そして、この状態で１５分から２時間程度が経過すれば、エージングを終了する（ステップＳ２４）。エージングが終了すれば、操作部２５からＸ線撮影についての撮影指令が入力されるまで待機する（ステップＳ２５）。
なお、上述した実施形態においては、互いに対向配置されたＸ線源２１とＸ線検出器２２とからなるＸ線撮影系に対してステージ１０を移動させる構成を採用しているが、ステージ１０を固定し、Ｘ線源２１とＸ線検出器２２とからなるＸ線撮影系を移動させる構成としてもよい。
また、上述した実施形態においては、Ｘ線源２１から照射されたＸ線の全てを、Ｘ線遮蔽板１３により遮蔽する構成となっているが、Ｘ線遮蔽板１３は、少なくとも、Ｘ線検出器２２にＸ線が照射されることを防止することができればよい。
１０ ステージ
１１ 支持板
１２ 枠体
１３ Ｘ線遮蔽板
２１ Ｘ線源
２２ Ｘ線検出器
２３ ステージ移動機構
２４ 表示部
２５ 操作部
３０ 制御部
３１ 画像処理部
３２ 移動制御部
３３ Ｘ線源制御部
１００ ケーシング
Ｗ ワーク
１１ 支持板
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Claims (3)
- 被検査物にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源から照射され前記被検査物と透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を有するＸ線撮影系と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に配置され、前記被検査物が載置されるステージと、
前記ステージと前記Ｘ線撮影系とを相対的に移動させる移動機構と、
を備えたＸ線検査装置であって、
前記ステージにおける前記被検査物の載置領域の側方に配設されたＸ線遮蔽部材と、
前記Ｘ線源に対してエージングを実行するときに、前記移動機構を制御することにより、前記Ｘ線源と前記Ｘ線遮蔽部材とが対向するエージング位置に、前記Ｘ線撮影系を前記ステージに対して相対的に移動させる制御部と、
を備えたことを特徴とするＸ線検査装置。 - 請求項１に記載のＸ線検査装置において、
前記制御部は、検査の開始時または検査の終了時に、前記Ｘ線撮影系を前記エージング位置に移動させるＸ線検査装置。 - 請求項１に記載のＸ線検査装置において、
前記制御部は、エージングの開始を指令する操作がなされたときに、前記Ｘ線撮影系を前記エージング位置に移動させるＸ線検査装置。
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