JP4730526B2

JP4730526B2 - 封入物検査装置

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Publication number: JP4730526B2
Application number: JP2005187143A
Authority: JP
Inventors: 知行大谷; 芳彰佐々木; 剛政岡崎; 和則二宮; 雅弘山下; 健吾高橋; 淳高須賀; 透北口
Original assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2025-06-27
Also published as: EP1739412B1; US20070009085A1; JP2007003485A; US7697745B2; EP1739412A1

Description

本発明は、封入物検査装置に関し、より詳しくは被検査物に封入された封入物を検査する封入物検査装置に関する。

今日、テロや麻薬の流通を防止するため、封書などの被検査物に封入された封入物を検査して、当該封入物が爆薬や麻薬などの対象物であるか否かについて検査する必要性が高まっている。
上記被検査物としては上記封書の他にも隠蔽シール付はがきや小包などが考えられ、このような被検査物を開封せずに封入物を検査するため、テラヘルツ波やミリ波などの電磁波を被検査物に照射し、封入物が上記対象物であるか否かを検査することが提案されている。
テラヘルツ波やミリ波を用いた検査手段ついては下記特許文献１〜３に開示されており、テラヘルツ波やミリ波を上記対象物に照射すると、対象物の種類によって上記テラヘルツ波やミリ波の散乱波や透過波や反射波が異なることから、当該散乱波や透過波や反射波を検出することで、封入物が上記対象物であるか否かを判定することができる。
特許３３８７７２１号特開平１０−９０１７４号公報特開２００１−６６３７５号公報

しかしながら、テラヘルツ波やミリ波を用いて被検査物内の対象物を判定するには時間がかかるため、膨大な量の被検査物を短時間に処理するのは困難であるという問題がある。
このような問題に鑑み、本発明は大量の被検査物であっても、その封入物が対象物であるか否かを迅速に判定することの可能な封入物検査方法及びその装置を提供するものである。

請求項１の封入物検査装置は、封書の外部からＸ線を照射して当該封書を撮影すると共に、得られたＸ線透過画像より当該封書内の封入物として擬似対象物が封入されているか否かを判定するＸ線検査手段と、
上記擬似対象物が封入されていると判定された封書に対し、該封書の外部からテラヘルツ波もしくはミリ波を照射し、該テラヘルツ波もしくはミリ波の散乱波又は透過波又は反射波を検出することで、当該擬似対象物が所定の対象物であるか否かを判定する擬似対象物検査手段と、
上記Ｘ線検査手段から上記擬似対象物検査手段へと封書を搬送する搬送コンベヤと、該搬送コンベヤにより搬送される封書を上方より押圧して位置ずれを防止する押圧コンベヤと、上記搬送コンベヤおよび上記押圧コンベヤをその搬送方向に直交する方向に移動させる位置決め手段とを備え、
上記位置決め手段は、上記搬送コンベヤ上の封書を搬送方向に直交する方向に移動させて、上記Ｘ線検査手段において封入物が所定の擬似対象物であると判定された封書における擬似対象物の位置を、上記擬似対象物検査手段におけるテラヘルツ波もしくはミリ波の照射位置に合わせることを特徴とするものである。

上記封入物検査装置によれば、予めＸ線透過画像を用いて対象物の可能性のある擬似対象物が封入されている被検査物を選別し、その上で当該擬似対象物が封入されている被検査物に対してテラヘルツ波もしくはミリ波を用いた判定を行うことで、上記擬似対象物が爆薬や麻薬といった所定の対象物であるか否かを判定するようになっている。
このように、擬似対象物の封入されている被検査物に対してテラヘルツ波もしくはミリ波を用いた判定を行うことから、大量の被検査物を処理する場合であっても、その封入物が対象物であるか否かを迅速に判定することが可能となる。

以下図示実施例について説明すると、図１は本発明に係る封入物検査装置１の平面図を示し、被検査物としての封書２内に封入された所定の対象物を検出する装置となっている。なお図１では封書２の搬送面よりも上部を省略して表示している。
本実施例の封入物検査装置１は、封書２の投入される封書投入ステーションＡと、封書２の外観検査を行う外観検査ステーションＢと、封書２内の封入物が所定の擬似対象物であるか否かを判定するＸ線検査ステーションＣと、封入物に応じて封書２をリジェクトする第１選別ステーションＤと、封書２内の擬似対象物の位置決めを行う位置決めステーションＥと、上記擬似対象物が所定の対象物であるか否かを判定する擬似対象物査ステーションＦと、封入物に応じて封書２を選別する第２選別ステーションＧとから構成されている。
そしてこの封入物検査装置１全体は制御手段３によって制御され、この制御手段３は各ステーションごとに封書投入ステーション制御部３Ａ、外観検査ステーション制御部３Ｂ、Ｘ線検査ステーション制御部３Ｃ、第１選別ステーション制御部３Ｄ、位置決めステーション制御部３Ｅ、擬似対象物査ステーション制御部３Ｆ、第２選別ステーション制御部３Ｇを備え、また各検査ステーションにおける封書２ごとの検査データを記憶するデータ記憶部４が接続されている。
本実施例における上記対象物とは、爆薬等の危険物質や麻薬等の禁止薬物等の封入物をいい、擬似対象物とは、封書２に封入された封入物のうち、上記対象物の疑いのある封入物のことをいう。そしてこのような対象物は、封書２の外観からは目視で発見することができず、封書２内の対象物を発見するのは困難となっていた。

最初に簡単に本実施例の封入物検査装置１の動作を説明すると、封書投入ステーションＡに封書２を投入すると、外観検査ステーションＢで封書２の厚さと外観とを検査した後、上記Ｘ線検査ステーションＣでは封書２内の封入物が上記擬似対象物であるか否かを判定すると共に、その擬似対象物の封書２内での位置を検出する。
第１選別ステーションＤでは、所定の厚さ以上の封書２がリジェクトされ、位置決めステーションＥでは、上記Ｘ線検査ステーションＣにおいて擬似対象物が封入されていると判定された封書２に対し、当該封書２内の擬似対象物が擬似対象物査ステーションＦにおける所定の照射位置Ｓに到達するように移動させる。
擬似対象物査ステーションＦでは、テラヘルツ波を用いて封書２内の擬似対象物が所定の対象物であるか否かが判定され、第２選別ステーションＧでは、判定結果にしたがって、対象物の封入された封書２と、封入されていない封書２とに選別される。

以下各ステーションごとに説明すると、上記封書投入ステーションＡは、図１及び図２に示すように、その上面で封書２を搬送する第１搬送コンベヤ１１と、当該第１搬送コンベヤ１１の一側に設けられたガイドバー１２とを備え、図示しない封書供給手段により、封書２が第１搬送コンベヤ１１の上面に供給されるようになっている。
第１搬送コンベヤ１１は、無端状のベルト１１ａを張設する保持ローラ１１ｂと、上記ベルト１１ａを回転させる駆動ローラ１１ｃとを備え、このうち下流端の保持ローラ１１ｂは上記外観検査ステーションＢのケース２１内に位置し、駆動ローラ１１ｃは上記ケース２１の外に設置された第１モータ１３によって回転する。
また両保持ローラ１１ｂの間には、ベルト１１ａの上面が弛まないようにしてベルト１１ａの走行を案内するガイド板１１ｄが設けられている。
上記ガイドバー１２は上記第１搬送コンベヤ１１の一側に沿って設けられており、上記封書２は上記ガイドバー１２を基準として、該封書２の一辺がガイドバー１２にほぼ接する状態でベルト１１ａ上に供給されるようになっている。

上記外観検査ステーションＢは、ケース２１と、上記第１搬送コンベヤ１１から封書２を受け取る第２搬送コンベヤ２２と、これら第１、第２搬送コンベヤ１１、２２との間で封書２を挟み込んで該封書２の位置ずれを防止する第１、第２押圧コンベヤ２３、２４と、封書２の厚さを検出する厚さ検出手段２５と、搬送される封書２の先端及び後端位置を検出する封書検出手段２６と、封書２の外観を検査する外観検査手段２７とを備えている。
上記ケース２１は外観検査手段２７による検査時に外乱光の侵入を防止する目的で設けられ、第１、第２搬送コンベヤ１１、２２及び第１，第２押圧コンベヤ２３、２４が設置される部分には図示しない開口部が形成されている。
第２搬送コンベヤ２２は、Ｘ線が透過可能な材質からなる無端状のベルト２２ａと、当該ベルト２２ａを張設する２つの保持ローラ２２ｂと、上記ベルト２２ａを回転させる駆動ローラ２２ｃとを備え、当該駆動ローラ２２ｃは上記ケース２１外に設けられた第２モータ２８によって回転する。
また両保持ローラ２２ｂの間には、下記Ｘ線検査手段３３によるＸ線照射位置（隙間δ２）を除き、上記ベルト２２ａの上面が弛まないようにベルト２２ａの走行を案内するガイド板２２ｄが設けられている。
そして第２搬送コンベヤ２２の上流側の保持ローラ２２ｂと、第１搬送コンベヤ１１の下流側の保持ローラ１１ｂとの間には、外観検査手段２７による外観検査位置として隙間δ１が形成され、また第２搬送コンベヤ２２の下流側の保持ローラ２２ｂはＸ線検査ステーションＣの終端に位置している。

第１押圧コンベヤ２３は、無端状の弾性ベルト２３ａを張設する揺動ローラ２３ｂと、上記弾性ベルト２３ａを回転させる駆動ローラ２３ｃとを備え、上流側の揺動ローラ２３ｂは第１搬送コンベヤ１１の途中に、下流側の揺動ローラ２３ｂは第１搬送コンベヤ１１の下流側の保持ローラ１１ｂと同じ位置にそれぞれ設けられている。
上記駆動ローラ２３ｃは上記第１モータ１３によって駆動するようになっており、第１押圧コンベヤ２３は第１搬送コンベヤ１１と同一の搬送速度で駆動されるようになっている。
各揺動ローラ２３ｂはそれぞれフレーム２３ｄの両側に回転軸２３ｅによって揺動可能に軸支した揺動アーム２３ｆの先端部に回転自在に軸支されており、各揺動アーム２３ｆの他端部とフレーム２３ｄとの間にはそれぞればね２３ｇが弾装されている。
そして上記ばね２３ｇの弾発力と弾性ベルト２３ａの張力とにより、各揺動アーム２３ｆが一方向に付勢され、通常は各揺動ローラ２３ｂが第１搬送コンベヤ１１のベルト１１ａの上面に接触するようになっている。
このため、上記封書供給ステーションＡに供給された封書２は、第１搬送コンベヤ１１によって搬送されて第１押圧コンベヤ２３にさしかかると、上記ばね２３ｇの弾発力と弾性ベルト２３ａの張力とに抗して揺動ローラ２３ｂを上方に押し上げながら両コンベヤ１１，２３のベルト１１ａ、２３ａの間に進入し、これにより封書２の位置ずれが防止される。
上記第２押圧コンベヤ２４は、上記第１押圧コンベヤ２３と同様の構成を有しているので詳細な説明を省略するが、無端状の弾性ベルト２４ａを張設する揺動ローラ２４ｂと、上記弾性ベルト２４ａを回転させる駆動ローラ２４ｃとを備え、上流側の揺動ローラ２４ｂは第２搬送コンベヤ２２の上流側の保持ローラ２２ｂと同じ位置に、下流側の揺動ローラ２４ｂは上記Ｘ線検査ステーションＣのケース３１内にそれぞれ設けられている。
上記駆動ローラ２４ｃは上記第２モータ２８によって駆動するようになっており、このため第２押圧コンベヤ２３は第２搬送コンベヤ２２と同一の搬送速度で駆動されるようになっている。

図３に示すように、上記厚さ検出手段２５は、上記第１押圧コンベヤ２３におけるフレーム２３ｄの上流側に固定されたセンサ２５ａと、上記第１押圧コンベヤ２３における上流側の揺動アーム２３ｆの上端に固定されたプレート２５ｂとから構成されている
封書２が第１搬送コンベヤ１１及び第１押圧コンベヤ２３の間に進入すると、揺動ローラ２３ｂが上方に押し上げられてプレート２５ｂが移動し、この移動量が所定量より大きいことをセンサ２５ａが検出すると、当該封書２をリジェクトするための信号が第１選別ステーション制御部３Ｄに送信される。
なお、上記センサ２５ａとして、他にも上記第１押圧コンベヤ２３の回転軸２３ｅを揺動アーム２３ｆに一体に連結し、該回転軸２３ｅの回転角度から揺動ローラ２３ｂの移動量を検出するセンサとしてもよい。

上記封書検出手段２６は、上記第１搬送コンベヤ１１および第１押圧コンベヤ２３の下流端に設けられており、封書２の搬送路の上下に設けられた発光素子２６ａ及び受光素子２６ｂによって構成されている。
封書２の先端が第１搬送コンベヤ１１および第１押圧コンベヤ２３の間から突出すると、受光素子２６ｂに入射する発光素子２６ａからの光が遮られて封書２の先端位置が検出され、封書２が通過し終わると、再び発光素子２６ａからの光を受光素子２６ｂが受光して封書２の後端位置が検出される。
そして外観検査ステーション制御部３Ｂは、封書検出手段２６が封書２の先端位置を検出すると上記外観検査手段２７を作動させて封書２の外観検査を開始し、封書検出手段２６が封書２の後端位置を検出すると、第２搬送コンベヤ２２の搬送速度から封書２の後端位置が隙間δ１を通過する時間を算出して、封書２が隙間δ１を通過し終わるまで外観検査手段２７を作動させるようになっている。

図１及び図２に示すように、上記外観検査手段２７は、上記隙間δ１の位置に設けられた支持板２７ａと、上記隙間δ１の上方に固定されたライン式カメラ２７ｂと、隙間δ１に光を照射する照明２７ｃと、上記隙間δ１の側方に図示しないブラケットを介して固定されたエリアセンサ２９とから構成されており、この外観検査手段２７により、封書２の色や大きさなどの外観が画像として得られるようになっている。
上記支持板２７ａは上記第１、第２搬送コンベヤ１１、２２の搬送面の位置に合わせて固定されており、封書２を第１搬送コンベヤ１１から第２搬送コンベヤ２２に受け渡す際のガイドとなっている。
上記ライン式カメラ２７ｂは、封書２が上記間隔δ１を通過する際に、その上面をライン状に撮影して、該封書２の上面全体を撮影し、上記照明２７ｃは上記カメラ２７ｂの撮影範囲に沿って設けられている。
なお、上記支持板２７ａを透明にするとともに、当該支持板２７ａの下面側に照明２７ｃを設けることで、ライン式カメラ２７ｂにより封書２を透過した光を撮影させることも可能である。
また上記エリアセンサ２９は図１に示すように一対の発光素子２９ａと受光素子２９ｂとから構成されており、それぞれ封書２の搬送高さにあわせて設けられるとともに、第２搬送コンベヤ２２上の封書２を挟むように設けられている。
そして封書２が上記間隔δ１を通過する際に、発光素子２９ａからの光が封書２によって遮られる部分を受光素子２９ｂが検出することで、封書２に触れることなく、当該封書２の厚さを連続的に測定するようになっている。

上記Ｘ線検査ステーションＣは、ケース３１と、上記第２押圧コンベヤ２４の下流側に配置されて上記第２搬送コンベヤ２２との間で搬送される封書２の位置ずれを防止する第３押圧コンベヤ３２と、封書２内の擬似対象物の有無を判定するＸ線検査手段３３とを備えている。
上記ケース３１はＸ線検査手段３３により照射されたＸ線が外部に拡散するのを防止し、上記第２搬送コンベヤ２２及び第２，第３押圧コンベヤ２４、３２が設置されている部分には図示しない開口部が形成されている。
上記第３押圧コンベヤ３２は上記第１，第２押圧コンベヤ２３、２４と同様の構成を有しているので詳細な説明を省略するが、無端状の弾性ベルト３２ａを張設する揺動ローラ３２ｂと、上記弾性ベルト３２ａを回転させる駆動ローラ３２ｃとを備えている。
この第３押圧コンベヤ３２の上流側の揺動ローラ３２ｂは、第２押圧コンベヤ２４の下流側の揺動ローラ２４ｂに対して隙間δ２だけ離れた位置に設けられ、下流側の揺動ローラ３２ｂは第２搬送コンベヤ２２の下流側の保持ローラ２２ｂと同じ位置に設けられている。
そして上記駆動ローラ３２ｃは上記第２モータ２８によって駆動し、第３押圧コンベヤ３２は第２搬送コンベヤ２２と同一の搬送速度で駆動されるようになっている。また上記隙間δ２には上記Ｘ線検査手段３３によるＸ線検査位置が設けられている。
上記Ｘ線検査手段３３は、上記隙間δ２の上方に設置されて封書２に向けてＸ線を照射するＸ線照射部３３ａと、封書２および第２搬送コンベヤ２２のベルト２２ａとを透過したＸ線を受光するライン式のＸ線カメラ３３ｂとを備え、これらＸ線照射部３３ａおよびＸ線カメラ３３ｂは、それぞれケース３１にブラケットを介して取付けられている。
Ｘ線検査ステーション制御部３Ｃは、上記外観検査ステーションＢの封書検出手段２６における封書２の先端及び後端位置の検出信号と、上記第２搬送コンベヤ２２の搬送速度とから、封書２が上記隙間δ２に到達する時間と通過し終わるまでの時間を算出し、封書２が隙間δ２を通過する間、Ｘ線カメラ３３ｂによって封書２を撮影させ、Ｘ線透過画像を得るようになっている。
さらにＸ線検査ステーション制御部３Ｃでは、Ｘ線カメラ３３ｂが撮影したＸ線透過画像により封書２内における擬似対象物の有無を判定し、擬似対象物が検出された場合には、当該擬似対象物の封書２内における座標値を検出し、この擬似対象物の座標値を位置決めステーション制御部３Ｅへと送信する。

上記第１選別ステーションＤは、所定の封書２を選別する第１選別手段４１と、選別された封書２を収容する第１リジェクトボックス４２とを備え、上記第１選別手段４１は制御手段３に設けられた第１選別ステーション制御部３Ｄによって制御される。
図４に示すように、上記第１選別手段４１は、上記位置決めステーションＥを構成する第３搬送コンベヤ５１の上流端に設けられており、第２搬送コンベヤ２２及び第３搬送コンベヤ５１の間に設けられたフラップ４１ａと、当該フラップ４１ａを第３搬送コンベヤ５１の上流の保持ローラ５１ｂと同軸上で回転させる揺動アーム４１ｂと、揺動アーム４１ｂに付勢してフラップ４１ａを上下に開閉させるエアシリンダ４１ｃとを備えている。
上記フラップ４１ａは、通常その上面が第２、第３搬送コンベヤ２２、５１の搬送面と平坦になるように位置しており、上記エアシリンダ４１ｃによって揺動アーム４１ｂの下部を図示左方に付勢すると、フラップ４１ａの先端が第２搬送コンベヤ２２の搬送面よりも上方に開くようになっている。
そして、第１選別ステーションＤでは、後に詳述するように、所定厚さ以上の封書２を上記第１リジェクトボックス４２内にリジェクトするようになっており、この封書２が第２搬送コンベヤ２２を搬送されると、フラップ４１ａの先端が開かれ、封書２はフラップ４１ａの下面側に進入して第１リジェクトボックス４２内にリジェクトされる。

図１、図５に示すように、位置決めステーションＥは、封書２を搬送する第３搬送コンベヤ５１と、第３搬送コンベヤ５１上を搬送される封書２の位置ずれを防止する第４押圧コンベヤ５２と、これら第３搬送コンベヤ５１、第４押圧コンベヤ５２を封書２の搬送方向に対して直交する方向に移動させる位置決め手段５３とを備えている。
第３搬送コンベヤ５１及び第４押圧コンベヤ５２はそれぞれ上記第１、第２搬送コンベヤ１１、２２及び第１〜第３押圧コンベヤ２３，２４、３２と同様の構成を有しているので詳細な説明を省略するが、これらは共に位置決めステーションＥに隣接して設けられた第３モータ５４によって同一の搬送速度で駆動するようになっている。
上記位置決め手段５３は、上記第３搬送コンベヤ５１及び第４押圧コンベヤ５２を保持する可動フレーム５３ａと、可動フレーム５３ａの側面から搬送方向に直交する方向に設けられたボールねじ５３ｂとを備えている。
上記ボールねじ５３ｂは位置決めステーションＥに隣接して設けられた第１サーボモータ５５によって駆動され、第３搬送コンベヤ５１及び第４押圧コンベヤ５２を駆動させた状態で、可動フレーム５３ａを搬送方向に直交する方向に移動させることが可能となっている。
そして位置決めステーション制御部３Ｅは、上記第１選別ステーションＤでリジェクトされなかった封書２のうち、擬似対象物が封入されている封書２の場合には、上記位置決め手段５３を作動させて、封書２内の擬似対象物の中心が擬似対象物査ステーションＦの所定の照射位置Ｓに到達するような位置に移動させる。
一方、擬似対象物が封入されていない封書２の場合には、位置決めステーション制御部３Ｅは位置決め手段５３を作動させず、そのまま封書２を搬送する。

擬似対象物査ステーションＦは、支持フレーム６１と、上記位置決めステーションＥから封書２を受け取る平行に配置された第４，第５搬送コンベヤ６２、６３と、これら第４，第５搬送コンベヤ６２、６３のそれぞれの上方に設けられた第５、第６押圧コンベヤ６４，６５と、第４，第５搬送コンベヤ６２、６３上を搬送される封書２を検出する封書検出手段６６と、封書２内の擬似対象物が所定の対象物であるか否かを検査する擬似対象物検査手段６７とを備えている。
第４、第５搬送コンベヤ６２、６３は、それぞれ上記第１〜第３搬送コンベヤ１１、２２、５１と同様の構成を有し、第４搬送コンベヤ６２と第５搬送コンベヤ６３とは、隙間δ３の間隔で平行に配置され、これらは共に支持フレーム６１の外部に設置された第２サーボモータ６８によって同一の搬送速度で駆動するようになっている。
上記隙間δ３の所定の位置には、検査位置として擬似対象物検査手段６７による照射位置Ｓが設定されており、当該照射位置Ｓを通過する封書２にテラヘルツ波が照射されるようになっている。
また、第５、第６押圧コンベヤ６４，６５は、それぞれ上記第１〜第４押圧コンベヤ２３，２４，３２，５２と同様の構成を有しており、これらは上記隙間δ３の間隔で平行に配置されるとともに、上記第２サーボモータ６８によってそれぞれ第４，第５搬送コンベヤ６２，６３と同一の搬送速度で駆動するようになっている。
このため封書２は第４、第５搬送コンベヤ６２、６３によって下方から保持され、第５、第６押圧コンベヤ６４，６５によって、上方からずれないように挟持された状態で搬送される。
なお、上記第２サーボモータ６８により、封書２の搬送速度を可変させながら搬送することが可能であるが、これを通常のモータとして、一定の搬送速度で封書２を搬送するようにしても良い。

上記封書検出手段６６は、上記照射位置Ｓよりも上流側に設けられており、上記隙間δ３の位置に、封書２の搬送路の上下に設けられた発光素子６６ａ及び受光素子６６ｂによって構成されている。
封書２の先端が発光素子６６ａ及び受光素子６６ｂの間に差し掛かると、受光素子６６ｂに入射する発光素子６６ａからの光が遮られて封書２の先端位置が検出され、封書２が通過し終わると、再び発光素子６６ａからの光を受光素子６６ｂが受光して封書２の後端位置が検出される。
そして擬似対象物検査ステーション制御部３Ｆは、封書検出手段６６が封書２の先端位置を検出すると、上記Ｘ線検査ステーションＣでの検出結果と第４、第５搬送コンベヤ６２、６３の搬送速度とに応じて、封書２内の擬似対象物が上記照射位置Ｓに到達するタイミングで上記擬似対象物検査手段６７を作動させるようになっている。

擬似対象物検査手段６７は、テラヘルツ波を照射するテラヘルツ波照射器６７ａと、テラヘルツ波照射器６７ａに対して封書２を挟んだ位置に設けられた第１検出器６７ｂと、テラヘルツ波照射器６７ａの設置側に並ぶようにして設けられた第２検出器６７ｃとを備え、これらは上記支持フレーム６１に図示しないブラケットを介して固定されている。
上記テラヘルツ波照射器６７ａは、上記照射位置Ｓに波長が３μｍ〜３ｍｍのときに、周波数がそれぞれ１００ＴＨｚ〜０．１ＴＨｚとなるようなテラヘルツ波を照射し、第１検出器６７ｂはテラヘルツ波が擬似対象物を透過した透過波または擬似対象物を透過する際に散乱する散乱波を検出し、第２検出器６７ｃはテラヘルツ波が擬似対象物で反射した反射波または擬似対象物で反射する際に散乱した散乱波を検出する。
ここで、上記透過波とは照射されたテラヘルツ波が擬似対象物を透過してそのまま第１検出器６７ｂに検出される電磁波であり、上記反射波とは照射されたテラヘルツ波が擬似対象物で反射してそのまま第２検出器６７ｃに検出される電磁波である。また散乱波とは、上記テラヘルツ波が擬似対象物を透過または反射する際に分散した透過波または反射波以外の電磁波であって、上記第１検出器６７ｂまたは第２検出器６７ｃに検出されるものである。
そして擬似対象物査ステーション制御部３Ｆは、第１，第２検出器６７ｂ、６７ｃが検出した透過波、反射波、散乱波の強度などから、擬似対象物が所定の対象物であるか否かの判定を行い、判定結果に応じて、第２選別ステーションＧを作動させるための信号が第２選別ステーション制御部３Ｇに送信される。
なお、上記テラヘルツ波の波長及び周波数は、上記範囲に限られるものではなく、多少外れていても良いことは言うまでもない。

上記第２選別ステーションＧは、対象物の有無に応じて封書２を選別する第２選別手段７１と、対象物の検出された封書２を回収する第２リジェクトボックス７２と、対象物の検出されなかった封書２を回収する第３リジェクトボックス７３とを備え、上記第２選別手段７１は第２選別ステーション制御部３Ｇによって制御される。
図６に示すように、上記第２選別手段７１は、上記擬似対象物査ステーションＦを構成する第４、第５搬送コンベヤ６２、６３の下流端に設けられたフラップ７１ａと、当該フラップ７１ａを回転軸７１ｂを中心に回転させる揺動アーム７１ｃと、揺動アーム７１ｃに付勢してフラップ７１ａを上下に開閉させるエアシリンダ７１ｄとを備えている。
上記フラップ７１ａは、通常その上面が第４、第５搬送コンベヤ６２、６３の搬送面と平坦になるように位置しており、上記エアシリンダ７１ｄによって揺動アーム７１ｃの下部を図示左方に付勢すると、フラップ７１ａの先端が第４、第５搬送コンベヤ６２、６３の搬送面よりも上方に開くようになっている。
そして、第２選別ステーションＧでは、対象物の検出された封書２を上記第２リジェクトボックス７２内にリジェクトし、対象物の検出されなかった封書２を上記第３リジェクトボックス７３内にリジェクトするようになっている。
そのため、対象物の封入された封書２が第４、第５搬送コンベヤ６２、６３を搬送されると、フラップ７１ａの先端が開かれ、封書２はフラップ７１ａの下面側に進入して第２リジェクトボックス７２内にリジェクトされる。

以下、上記構成を有する封入物検査装置１の動作について説明する。
最初に、封入物検査装置１を作動させると制御手段３により各コンベヤは所定の搬送速度で作動を開始し、この状態から図示しない封書供給手段により、封書２が封書投入ステーションＡの第１搬送コンベヤ１１上に供給される。
すると、供給された封書２の一辺がガイドバー１２を基準として位置決めされ、封書２は第１搬送コンベヤ１１によって外観検査ステーションＢへと搬送される。

外観検査ステーションＢの第１押圧コンベヤ２３は上記第１モータ１３により上記第１搬送コンベヤ１１と同じ搬送速度で駆動しており、第１搬送コンベヤ１１上の封書２が第１押圧コンベヤ２３に差し掛かると、封書２によって上流側の揺動ローラ２３ｂが押し上げられ、封書２は第１搬送コンベヤ１１及び第１押圧コンベヤ２３によって挟持された状態で搬送される。
このとき、上記揺動ローラ２３ｂが封書２によって押し上げられることで、当該揺動ローラ２３ｂを軸支する揺動アーム２３ｆが回転し、揺動アーム２３ｆの他端に設けられた厚さ検出手段２５のプレート２５ｂが移動する。
当該プレート２５ｂの所定量以上の移動はフレーム２３ｄに固定されているセンサ２５ａによって検出され、その旨の信号が第１選別ステーション制御部３Ｄに送信される。

次に、封書２の先端部が第１搬送コンベヤ１１と第１押圧コンベヤ２３との間から突出すると、上記封書検出手段２６の発光素子２６ａから受光素子２６ｂへの光が封書２によって遮られて当該封書２の先端位置が検出され、その後受光素子２６ｂが再び光を受光することで、当該封書２の後端位置が検出される。
一方、外観検査ステーションＢでは、上記第２搬送コンベヤ２２及び第２押圧コンベヤ２４が上記第１搬送コンベヤ１１と同じ搬送速度で駆動しており、封書２は隙間δ１を介して第２搬送コンベヤ２２及び第２押圧コンベヤ２４の間に供給される。
この封書２が上記隙間δ１を通過する間に、外観検査ステーション制御部３Ｂは上記受光素子２６ｂからの信号を基に、外観検査手段２７を作動させて当該封書２に照明２７ｃから光を照射し、封書２の画像を上記ライン式カメラ２７ｃによって撮影する。
上記ライン式カメラ２７ｂによって撮影された画像はデータ記憶部４に送信され、ライン式カメラ２７ｂが撮影した封書２の色や大きさ等の外観についての情報が封書２ごとに記憶される。
一方、エリアセンサ２９によって封書２の厚さが測定され、これも封書２の外観についての情報としてデータ記憶部４に記憶される。
なお、エリアセンサ２９を厚さ検出手段とし、上記センサ２５ａ等を省略することも可能である。この場合、エリアセンサ２９を用いて測定された封書２の厚さを基に、第１選別ステーションＤでの選別を行うようにすれば良い

次に、封書２がＸ線検査ステーションＣに搬送されると、Ｘ線検査ステーション制御部３Ｃでは、上記外観検査ステーション制御部３Ｂが上記封書検出手段２６によって認識した封書２の先端及び後端位置の情報から、当該封書２がＸ線検査位置としての隙間δ２に到達する時間を算出し、封書２が隙間δ２に到達する直前から通過し終わるまでの間、上記Ｘ線検査手段３３による検査を行う。
Ｘ線検査手段３３では、Ｘ線照射部３３ａからＸ線を照射し、封書２を透過したＸ線はＸ線カメラ３３ｂによって撮影されて、Ｘ線透過画像がＸ線検査ステーション制御部３Ｃに送信される。
Ｘ線検査ステーション制御部３Ｃでは、撮影された封書２のＸ線透過画像から、封書２内の封入物が擬似対象物であるか否かを判定する。

図７はＸ線カメラ３３ｂが撮影したＸ線透過画像の一例を示しており、封書２の内部には封入物として上記擬似対象物が封入されている。
ここで上記擬似対象物には、爆薬等の危険物質や麻薬等の禁止薬物といった対象物のほか、当該対象物に該当しないその他の物質も含まれており、この擬似対象物はＸ線を完全に透過しないという点で共通する特徴を有しているが、Ｘ線による検査だけでは封入物が対象物であるか否かを判定することはできない。
このため、本実施例のＸ線検査ステーション制御部３Ｃは、Ｘ線カメラ３３ｂがＸ線を完全に透過しない封入物を撮影したら、この封入物が対象物の疑いのある擬似対象物であるとして判定するようになっている。
なお、Ｘ線カメラ３３ｂによって撮影された封入物であっても、その形状から明らかに対象物には該当しない物体（書類に付されたクリップなど）については、Ｘ線検査ステーション制御部３Ｃが画像認識を行って、これらを擬似対象物として扱わないようにすることも可能である。
そして、Ｘ線検査ステーション制御部３Ｃは、封書２内に擬似対象物が検出された場合には、封書２内における擬似対象物の座標値を算出すると共に、その座標値を上記対象物位置決めステーション制御部３Ｅに送信する。

上記隙間δ２を通過すると、封書２は引き続き第２搬送コンベヤ２２及び第３押圧コンベヤ３２によって搬送され、この封書は以下の基準に従って第１選別ステーションＤで選別される。
第１選別ステーション制御部３Ｄには上記外観検査ステーション制御部３Ｂから受信した信号により、所定厚さ以上の封書２が第１選別ステーションＤに差し掛かると、上記第１選別手段４１のエアシリンダ４１ｃを作動させ、フラップ４１ａの先端を上昇させる。
すると、上記条件の封書２は下方に設けられている第１リジェクトボックス４２内に収容され、その後、他の方法で封書２内の封入物が対象物であるか否かの検査が行われる。
このように所定厚さ以上の封書２をリジェクトするのは、対象物が所定以上の厚さの場合、短時間での検査ができず、上記擬似対象物検査手段６７では正確に対象物の有無を判定することができない場合が生じるからである。
そして、リジェクトされなかった封書２、つまり所定厚さ未満の封書２が第１選別ステーションＤに差し掛かった場合には、第１選別ステーション制御部３Ｄは上記第１選別手段４１を作動させず、当該封書２はそのまま後工程の位置決めステーションＥへと搬送される。

次に、位置決めステーションＥでは、予め第３搬送コンベヤ５１の位置が、Ｘ線検査ステーションＣの第２搬送コンベヤ２２の位置に一致するよう、上記位置決め手段５３の上記可動フレーム５３ａを位置させている。
そして位置決めステーションＥでは、第３搬送コンベヤ５１及び第４押圧コンベヤ５２が上記第２搬送コンベヤ２２と同じ搬送速度で駆動しており、封書２は第２搬送コンベヤ２２及び第３押圧コンベヤ３２から第３搬送コンベヤ５１及び第４押圧コンベヤ５２へと移動する。
封書２が完全に第３搬送コンベヤ５１及び第４押圧コンベヤ５２に受け渡されたら、位置決めステーション制御部３Ｅは封書２内の封入物の位置に応じて、以下のように位置決め手段５３を作動させる。
まず、擬似対象物が封入されていないと判定された封書２の場合、位置決めステーション制御部３Ｅは位置決め手段５３を作動させず、当該封書２をそのまま擬似対象物査ステーションＦへと搬送する。
一方、擬似対象物が封入されていると判定された封書２の場合、位置決めステーション制御部３Ｅは第１サーボモータ５５を作動させ、位置決め手段５３のボールねじ５３ｂを回転させて可動フレーム５３ａを封書２の搬送方向に直交する方向に移動させる。
このとき、位置決めステーション制御部３ＥはＸ線検査ステーション制御部３Ｃより受信した封書２内の擬似対象物の座標値から、擬似対象物の中心が擬似対象物査ステーションＦにおける上記照射位置Ｓに到達するよう、可動フレーム５３ａを移動させる。

擬似対象物査ステーションＦでは、第２サーボモータ６８により第４，第５搬送コンベヤ６２、６３及び第５，第６押圧コンベヤ６４，６５を、上記第３搬送コンベヤ５１及び第４押圧コンベヤ５２と同じ搬送速度で駆動させており、封書２はこれらのコンベヤによって受け取られる。
擬似対象物が封入されている封書２の場合、擬似対象物査ステーション制御部３Ｆは、第２サーボモータ６８を制御して搬送速度を減速させ、さらに上記封書検出手段６６が封書２を検出すると、搬送速度とＸ線検査ステーション制御部３Ｃからの封書２内の擬似対象物の座標値を基に、擬似対象物が照射位置Ｓ上に到達するタイミングで擬似対象物検査手段６７により検査を行う。
照射位置Ｓに到達した擬似対象物にテラヘルツ波照射器６７ａがテラヘルツ波を照射すると、テラヘルツ波の一部は擬似対象物を透過し、第１検出器６７ｂはこの擬似対象物を透過した透過波または透過した際に散乱した散乱波を検出する。
一方、テラヘルツ波の一部は擬似対象物に反射し、第２検出器６７ｃはこの擬似対象物を反射した反射波または反射した際に散乱した散乱波を検出する。
擬似対象物査ステーション制御部３Ｆでは、上記第１，第２検出器６７ｂ、６７ｃが検出した透過波、反射波、散乱波について、その強弱などから擬似対象物が上記対象物であるか否かを判定し、判定結果に関する信号を第２選別ステーション制御部３Ｇに送信する。
なお、上記擬似対象物検査手段６７は上記特許文献１〜３等に記載されるような従来公知の構成を有しており、また擬似対象物が対象物か否かであることについての判定方法も従来公知であるので、詳細な説明は省略する。
一方、封入物が擬似対象物ではない封書２については、擬似対象物査ステーション制御部３Ｆは搬送速度を減速させず、また上記擬似対象物検査手段６７を作動させないまま、当該封書２を第２選別ステーションＧへと搬送する。

最後に、第２選別ステーションＧでは、第２選別ステーション制御部３Ｇが擬似対象物査ステーション制御部３Ｆからの判定結果に関する信号に応じて、第２選別手段７１を以下のように制御する。
まず、封書２内に対象物が封入されていた場合には、エアシリンダ７１ｃが制御されてフラップ７１ａが開き、封書２はフラップ７１ａの下面側を通過して第２リジェクトボックス７２に収容される。
一方、封書２内に対象物が封入されていない場合には、エアシリンダ７１ｃが制御されてフラップ７１ａが閉じ、封書２はフラップ７１ａの上面側を通過して第３リジェクトボックス７３に収容される。

以上のように、本実施例の封入物検査装置１では、所定厚さ以上の封書２と、対象物の封入されている可能性のない封書２（擬似対象物の検出されなかった封書）に対しては、テラヘルツ波による検査を行わず、テラヘルツ波による判定が必要な封書２（擬似対象物の検出された封書）にだけテラヘルツ波を用いた検査を行うようにしている。
このように、本実施例による封入物検査装置１を用いれば、大量の封書２であっても、封入物が対象物であるか否かについて、迅速に判定することが可能となる。

なお、上記実施例において、第１選別ステーションＤを省略して、その代わりに第２選別ステーションＧに第１〜第３リジェクトボックスを設けることも可能である。
そして、第２選別ステーションＧの第２選別手段７１を、上記第１選別手段４１としても利用し、フラップ７１ａの角度を３段階に変更することで、３種類の封書を各第１〜第３リジェクトボックスに収容させることも可能である。
この場合においても、擬似対象物の検出されなかった封書２と所定の厚さ以上の封書２とに対しては、上記位置決めステーションＥでの位置決めと、擬似対象物査ステーションＦでの検査を行わないようにすることができる。
また、上記位置決めステーションＥと擬似対象物査ステーションＦとの間に第３の選別手段を設け、Ｘ線検査ステーションＣにおいて擬似対象物の封入されていない封書２をリジェクトするようにしても良い。
さらに、本実施例では上記擬似対象物検査手段６７に上記テラヘルツ波照射器６７ａを用いているが、波長が１ｍｍ〜１０ｍｍのときに、周波数がそれぞれ３３０ＧＨｚ〜３３ＧＨｚとなるようなミリ波を照射するミリ波照射器としても、同様の検査をすることが可能である。
この場合、擬似対象物検査手段６７の第１検出器６７ｂはミリ波が擬似対象物を透過した透過波または擬似対象物を透過する際に散乱する散乱波を検出し、第２検出器６７ｃはミリ波が擬似対象物で反射した反射波または擬似対象物で反射する際に散乱した散乱波を検出するようになっている。
そして上記ミリ波の波長及び周波数は、上記範囲に限られるものではなく、多少外れていても良いことは言うまでもない。

本発明に係る封入物検査装置の平面図。上記封入物検査装置の上流側の側面図。厚さ検出手段についての拡大側面図。第１選別手段についての拡大側面図。上記封入物検査装置の下流側の側面図。第２選別手段についての拡大側面図。Ｘ線検査手段によるＸ線透過画像の一例。

符号の説明

１封入物検査装置２封書
２５厚さ検出手段２７外観検査手段
３３Ｘ線検査手段４１第１選別手段
５３位置決め手段６７擬似対象物検査手段
７１第２選別手段Ａ封書投入ステーション
Ｂ外観検査ステーションＣＸ線検査ステーション
Ｄ第１選別ステーションＥ位置決めステーション
Ｆ擬似対象物査ステーションＦ第２選別ステーション

Claims

封書の外部からＸ線を照射して当該封書を撮影すると共に、得られたＸ線透過画像より当該封書内の封入物として擬似対象物が封入されているか否かを判定するＸ線検査手段と、
上記擬似対象物が封入されていると判定された封書に対し、該封書の外部からテラヘルツ波もしくはミリ波を照射し、該テラヘルツ波もしくはミリ波の散乱波又は透過波又は反射波を検出することで、当該擬似対象物が所定の対象物であるか否かを判定する擬似対象物検査手段と、
上記Ｘ線検査手段から上記擬似対象物検査手段へと封書を搬送する搬送コンベヤと、該搬送コンベヤにより搬送される封書を上方より押圧して位置ずれを防止する押圧コンベヤと、上記搬送コンベヤおよび上記押圧コンベヤをその搬送方向に直交する方向に移動させる位置決め手段とを備え、
上記位置決め手段は、上記搬送コンベヤ上の封書を搬送方向に直交する方向に移動させて、上記Ｘ線検査手段において封入物が所定の擬似対象物であると判定された封書における擬似対象物の位置を、上記擬似対象物検査手段におけるテラヘルツ波もしくはミリ波の照射位置に合わせることを特徴とする封入物検査装置。