JP6431873B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送される被検査物にＸ線を照射し、このＸ線を照射したときのＸ線透過量を用いて例えば異物混入の有無、シール部不良の有無、欠品の有無などの検査を行うＸ線検査装置に関する。

従来、生肉、魚、加工食品、医薬などを被検査物とし、アレイ状のラインセンサからなるＸ線検出器を用いて被検査物における異物混入の有無などの検査を行う装置として、例えば下記特許文献１などに開示されるＸ線検査装置が知られている。

この種のＸ線検査装置に用いられるＸ線検出器は、搬送される被検査物の搬送方向の平面上で搬送方向と直交する方向に複数の素子が一直線上に配置され、ライン状に整列して配設された複数のフォトダイオードと、ライン状のフォトダイオード上に設けられたシンチレータとを備えてアレイ状に構成される。

そして、この種のＸ線検査装置では、Ｘ線検出器を用いて被検査物の検査を行う前に、搬送ベルトを停止させた状態でＸ線検出器の各素子の出力レベルが一定値になるように、Ｘ線検出器に対して適切な補正値を設定しておき、この補正値に基づいて検査前にＸ線検出器の出力レベルの感度補正を行っていた。

特開２００５−０９１０１６号公報

しかしながら、従来のＸ線検査装置では、停止した搬送ベルトの一部のみを透過したときのＸ線検出器の各素子の出力レベルが一定値になるようにＸ線検出器の感度補正を行っており、搬送ベルトのベルト面の位置によるバラツキが感度補正に直接影響を及ぼしていた。このため、搬送ベルトを回転させた状態で上述した感度補正を実施し、搬送ベルトのベルト面の位置によるバラツキの影響を低減させ、より高精度な検査を行うことができるＸ線検査装置が望まれていた。

ところが、搬送ベルトを回転させた状態で感度補正を実施しようとした場合、作業者が被検査物の検査中と勘違いし、未検査の被検査物を誤って搬送ベルト上に乗せて搬入してしまうことがあり得る。この場合、未検査の被検査物が検査されないまま下流側へ搬送されてしまい、被検査物の誤搬送の問題が生じる。

また、この種のＸ線検査装置は、搬送ラインの一部に組み込まれ、上流から順次搬送されてくる被検査物に対して所定の検査を行った後に下流に搬送され、検査結果に基づく選別が行われる。そして、被検査物の検査中に搬送ライン上で異常が発生してＸ線検査装置の動作が停止すると、Ｘ線検出器上に被検査物が残ってしまうことがある。この場合、Ｘ線検査装置の動作が復旧した後、Ｘ線検出器上に被検査物が残ったままの状態で感度補正を実施すると、被検査物が厚ければ、Ｘ線がＸ線検出器側に透過しにくいため感度補正が実施されないが、被検査物が薄いと、Ｘ線がＸ線検出器側に透過しやくく、そのときのＸ線検出器の各素子の出力レベルが一定値になるように感度補正が実施されてしまう。その結果、被検査物の検査を行った際に、良品とされるべき被検査物が不良品として取り扱われ、誤検査結果を招いて正常な運用を提供することができないという問題が生じる。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、感度補正時における被検査物の誤搬入を防いで正常な運用を提供することができるＸ線検査装置を実現することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載されたＸ線検査装置は、搬送ベルト２ａ上を搬送する被検査物ＷにＸ線を照射し、前記被検査物の搬送方向Ｘの平面上で直交する方向に直線状に配置された複数の素子によって前記被検査物を透過するＸ線のＸ線透過データを出力するＸ線検出器４から取得される透過画像に基づいて前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置１であって、
前記搬送ベルト上に前記被検査物が搬送されない状態で前記Ｘ線検出器の各素子の出力レベルが一定値となるように前記Ｘ線検出器の感度補正を実施する感度補正手段６ｂと、
前記感度補正手段にて感度補正を実施する間、前記被検査物の検査を行うときの当該被検査物の搬送方向と反対の方向に進行するように前記搬送ベルトを制御する搬送制御手段６ｄを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載されたＸ線検査装置は、搬送ベルト２ａ上を搬送する被検査物ＷにＸ線を照射し、前記被検査物の搬送方向Ｘの平面上で直交する方向に直線状に配置された複数の素子によって前記被検査物を透過するＸ線のＸ線透過データを出力するＸ線検出器４から取得される透過画像に基づいて前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置１であって、
前記搬送ベルト上に前記被検査物が搬送されない状態で前記Ｘ線検出器の各素子の出力レベルが一定値となるように前記Ｘ線検出器の感度補正を実施する感度補正手段６ｂと、
前記感度補正を実施する際に、前記搬送ベルトの動作を有効にするモードか否かを判別するモード判別手段６ａと、
前記モード判別手段が前記搬送ベルトの動作を有効にするモードと判定したときに、前記被検査物の検査を行うときの当該被検査物の搬送方向と反対の方向に進行するように前記搬送ベルトを制御する搬送制御手段６ｄとを備えたことを特徴とする。

請求項３に記載されたＸ線検査装置は、請求項１のＸ線検査装置において、
前記感度補正手段６ａは、前記搬送ベルト２ａが少なくとも１回転する長さ以上だけ当該搬送ベルトが回転したときのＸ線透過データから感度補正することを特徴とする。

本発明に係るＸ線検査装置によれば、感度補正中に作業者が誤って未検査の被検査物を搬送ベルト上に乗せて搬入してしまった場合や未検査の被検査物がＸ線検出器上に存在する場合であっても、その被検査物が未検査のまま下流側へ搬送されることがなく、誤搬送を防止して正常な運用を提供することができる。

本発明に係るＸ線検査装置の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）本発明に係るＸ線検査装置の感度補正処理のフローチャートを示す図である。 （ｂ）本発明に係るＸ線検査装置の感度補正処理の他の例におけるフローチャートを示す図である。 Ｘ線検査装置に採用されるＸ線検出器の概略構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明に係るＸ線検査装置は、例えば搬送ラインの一部に組み込まれ、一定間隔おきに順次搬送されてくる被検査物（物品）に対して所定の検査（例えば被検査物中の異物混入の有無、包装材に包装された内容物のシール部への噛み込みによるシール部不良の有無、内容物の欠品の有無など）を行うものである。

図１に示すように、本実施の形態のＸ線検査装置１は、搬送装置２、Ｘ線発生器３、Ｘ線検出器４、設定入力部５、信号処理部６、表示部７を含んで概略構成される。

搬送装置２は、検査対象の被検査物Ｗを搬送路上で所定間隔おきに順次搬送するもので、例えば装置本体に対して水平に配置されたベルトコンベアで構成される。

搬送装置としてのベルトコンベア２は、Ｘ線を透過しやすい材料（原子量の大きい元素以外の元素）からなる搬送ベルト２ａを備え、被検査物Ｗの検査を行うときに、後述する搬送制御手段６ｄの制御に基づく駆動モータＭの正回転により予め設定入力部５にて設定される搬送速度で搬送ベルト２ａを駆動する。これにより、搬入口から搬入された被検査物Ｗは、搬出口側に向けて図１の搬送方向Ｘに搬送される。

また、ベルトコンベア２は、Ｘ線検出器４の感度補正を実施するときに、後述する搬送制御手段６ｄの制御に基づく駆動モータＭの逆回転により予め設定入力部５にて設定される搬送速度で搬送ベルト２ａが駆動される。これにより、搬送ベルト２ａは、被検査物Ｗの検査を行うときの被検査物Ｗの搬送方向Ｘと反対の方向に進行する。その結果、例えば感度補正中に作業者が誤って未検査の被検査物を搬送ベルト上に乗せて搬入してしまった場合や未検査の被検査物Ｗが搬送ベルト２ａ上に存在する場合であっても、被検査物ＷがＸ線検出器４を通過して未検査のまま搬出口側に搬送されることがない。

Ｘ線発生器３は、搬入口から搬出口に向かって搬送方向Ｘに搬送路上を搬送される被検査物ＷにＸ線を照射するもので、電圧を印可して加速させた電子をターゲットに射突させてＸ線を発生させる円筒状のＸ線管と、Ｘ線管が発生させたＸ線をＸ線検出器４に向けて照射するための照射スリットとを有する。

Ｘ線管は、例えば金属製の箱体内部に設けられる円筒状のＸ線管を絶縁油により浸漬した構成であり、Ｘ線管の陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてＸ線を生成する。Ｘ線管は、その長手方向が被検査物Ｗの搬送方向（図１のＸ方向）の平面上で直交する方向に設けられ、生成したＸ線を、下方のＸ線検出器４に向けて、長手方向に沿った照射スリットによりスクリーン状にして照射する。

Ｘ線検出器４は、搬送される被検査物Ｗの搬送方向Ｘの平面上で搬送方向Ｘと直交する方向に複数の素子が一直線上に配置されたものである。さらに説明すると、Ｘ線検出器４は、図３に示すように、ライン状に整列して配設された複数のフォトダイオード４ａと、ライン状のフォトダイオード４ａ上に設けられたシンチレータ４ｂとを備えてアレイ状に構成される。

Ｘ線検出器４は、複数の素子（フォトダイオード４ａとシンチレータ４ｂのアレイ）によって被検査物Ｗおよび搬送ベルト２ａを透過するＸ線を検出し、この検出した検出データを素子毎に複数の素子数を１ラインとして信号処理部６に順次出力し、被検査物Ｗの搬送に伴い順次出力を繰り返す。

設定入力部５は、装置本体に設けられる例えばキー、押しボタン、スイッチ、表示部７の表示画面上のソフトキーなどで構成される。設定入力部５は、搬送装置２の搬送ベルト２ａの搬送速度の設定、Ｘ線検出器４の感度補正を実施する感度補正モードの設定、被検査物Ｗを搬送するための搬送装置２の駆動を有効にするモードの設定を行う際に操作される。

また、設定入力部５は、被検査物Ｗの各種検査（異物検査、シール不良検査、欠品検査など）において、被検査物Ｗ中の異物の混入の有無、被検査物Ｗのシール部におけるシール不良の有無、被検査物Ｗ中の内容物の欠品の有無などを判定するための基準となる検出リミット値を被検査物Ｗの品種や異物の種類などに応じて適宜設定して信号処理部６の後述する記憶手段６ｃに記憶する際に操作される。

さらに、設定入力部５は、上記設定の他、被検査物Ｗのシール部の幅寸法（例えば外形が矩形状であれば、外形の４辺から内側に向かう寸法）、シール部を有する箇所の数などのシール部に関する各種情報を設定して信号処理部６の記憶手段６ｃに記憶する際に操作される。

信号処理部６は、モード判別手段６ａ、感度補正手段６ｂ、記憶手段６ｃ、搬送制御手段６ｄ、検査手段６ｅを含んで構成される。

モード判別手段６ａは、後述する動作例１によるＸ線検出器４の感度補正を実施する際に、設定入力部５にて感度補正モードが設定されているか否かを判別する。モード判別手段６ａは、設定入力部５にて感度補正モードが設定されていると判定したときに、駆動モータＭを逆回転して被検査物Ｗの検査を行うときの被検査物Ｗの搬送方向Ｘと反対の方向に搬送ベルト２ａが進行するように搬送制御手段６ｄに駆動制御信号を出力する。

また、モード判別手段６ａは、後述する動作例２によるＸ線検出器４の感度補正を実施する際に、上記感度補正モードが設定されているか否かの判別に加え、設定入力部５にて搬送装置２の駆動を有効にするモードが設定されているか否かを判別する。モード判別手段６ａは、設定入力部５にて感度補正モードが設定され、かつ搬送装置２の駆動を有効にするモードが設定されていると判定したときに、駆動モータＭを逆回転して被検査物Ｗの検査を行うときの被検査物Ｗの搬送方向Ｘと反対の方向に搬送ベルト２ａを進行させるように搬送制御手段６ｄに駆動制御信号を出力する。

感度補正手段６ｂは、後述する動作例１によるＸ線検出器４の感度補正を実施する際に、設定入力部５にて感度補正モードが設定されているとモード判別手段６ａが判定し、搬送制御手段６ｄが駆動モータＭを逆回転させて被検査物Ｗの検査を行うときの被検査物Ｗの搬送方向Ｘと反対の方向に搬送ベルト２ａを進行させた状態で、Ｘ線検出器４の各素子の出力レベルが一定値となるようにＸ線検出器４の感度補正を実施する。

また、感度補正手段６ｂは、後述する動作例２によるＸ線検出器４の感度補正を実施する際に、設定入力部５にて感度補正モードが設定され、かつ搬送装置２の駆動を有効にするモードが設定されているとモード判別手段６ａが判定し、搬送制御手段６ｄが駆動モータＭを逆回転させて被検査物Ｗの検査を行うときの被検査物Ｗの搬送方向Ｘと反対の方向に搬送ベルト２ａを進行させた状態で、Ｘ線検出器４の各素子の出力レベルが一定値となるようにＸ線検出器４の感度補正を実施する。

なお、Ｘ線検出器４の感度補正を実施するにあたっては、搬送ベルト２ａのベルト面の影響を平均化するため、搬送装置２の搬送ベルト２ａが少なくとも１回転分の長さ以上だけ回転して動いたときのＸ線透過データの平均値を用いるのが好ましい。

記憶手段６ｃは、感度補正済のＸ線検出器４からの各被検査物Ｗ毎のＸ線透過データを記憶する。Ｘ線透過データは、Ｘ線検出器４からの電気信号を不図示のＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換して得られる。さらに説明すると、記憶手段６ｃは、１つの被検査物Ｗの検査を行う毎に、Ｘ線検出器４の１ライン（Ｙ方向）あたり例えば数百個のＸ線透過データを、少なくとも搬送される被検査物Ｗの搬送方向の長さ（前端から後端までの検出期間に相当）に対応した所定ライン数（例えば数百ライン）だけ格納する。

搬送制御手段６ｄは、後述する動作例１によるＸ線検出器４の感度補正を実施する際に、設定入力部５にて感度補正モードが設定されているとモード判別手段６ａが判定して駆動制御信号が入力されると、駆動モータＭを逆回転させて被検査物Ｗの検査を行うときの被検査物Ｗの搬送方向Ｘと反対の方向に搬送ベルト２ａが進行するように搬送装置２の駆動を制御する。

また、搬送制御手段６ｄは、後述する動作例２によるＸ線検出器４の感度補正を実施する際に、設定入力部５にて感度補正モードが設定され、かつ搬送装置２の駆動を有効にするモードが設定されているとモード判別手段６ａが判定して駆動制御信号が入力されると、駆動モータＭを逆回転させて被検査物Ｗの検査を行うときの被検査物Ｗの搬送方向Ｘと反対の方向に搬送ベルト２ａが進行するように搬送装置２の駆動を制御する。

検査手段６ｅは、感度補正手段６ｂにて感度補正されたＸ線検出器４の各素子が検出したＸ線のＸ線透過データに基づいて被検査物Ｗに対して所定の検査を行う。検査手段６ｅは、例えば異物混入の有無、シール部不良の有無、欠品の有無を検査する場合、異物判別手段、シール部不良判別手段、欠品判別手段を含んで構成される。

異物判別手段は、被検査物Ｗの内容物領域において、内容物領域内でＸ線透過データの濃淡レベルが他と違う部分を異物として判別し、異物有りを示す選別信号を出力する。

また、シール部不良判別手段は、Ｘ線透過データによる全体画像から被検査物Ｗの外形領域（被検査物の輪郭から内側の面積を示す領域）を抽出し、抽出した外形領域からシール部領域を算出し、シール部領域内に被検査物Ｗの内容物が存在するか否かによりシール不良の有無を判別し、シール不良を示す選別信号を出力する。

また、欠品判別手段は、被検査物Ｗの内容物領域の欠品検出領域における濃淡レベルを予め設定される値と比較することにより欠品の有無を判別し、欠品有りを示す選別信号を出力する。

なお、各判別は、異物検出リミット値、シール部不良の検出リミット値、欠品検出リミット値を用いて行われ、これらの値は、それぞれ被検査物毎にその内容物に応じて設定入力部５から適宜設定入力可能である。

表示部７は、例えば液晶表示器などの表示装置で構成され、被検査物Ｗの全体画像、外形領域の画像、シール部領域の画像、判別結果に基づく被検査物Ｗを平面視したＸ線透過画像、「ＯＫ」や「ＮＧ」の良否判定結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの検査結果を設定入力部５の操作に基づいて表示画面に表示する。

次に、上記のように構成されるＸ線検査装置１において、Ｘ線検出器４の感度補正を実施する場合の動作例１，２について図２（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。なお、Ｘ線検出器４の感度補正を実施するにあたっては、設定入力部５にて感度補正モードを「ＯＮ」に設定しておく。

［動作例１］
モード判別手段６ａは、図２（ａ）に示すように、感度補正モードが「ＯＮ」か否かを判別する。搬送制御手段６ｄは、モード判別手段６ａにて感度補正モードが「ＯＮ」であると判定され、モード判別手段６ａから駆動制御信号が入力されると、被検査物Ｗの検査を行うときの被測定物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）と反対の方向に搬送装置２の搬送ベルト２ａが進行するように駆動モータＭを制御する。すなわち、搬送装置２の搬送ベルト２ａを被検査物Ｗの検査を行うときとは逆に回転駆動する。これにより、感度補正中に作業者が誤って未検査の被検査物Ｗを搬送ベルト２ａ上に乗せて搬入してしまった場合やＸ線検出器４上に未検査の被検査物Ｗが存在する場合には、その被検査物Ｗを搬入口側に戻し、未検査の被検査物Ｗが搬出口側に搬送されるのを防ぐことができる。

そして、感度補正手段６ｂは、搬送装置２の搬送ベルト２ａが逆回転で駆動された状態でＸ線検出器４の感度補正を実施する。このＸ線検出器４の感度補正では、Ｘ線検出器４上に被検査物Ｗが存在しない状態でＸ線検出器４の各素子の出力レベルが一定値となるように出力レベルを補正する。具体的には、Ｘ線検出器４の全素子の出力レベルの平均値を算出し、この平均値となるように全素子の出力レベルを補正する。

［動作例２］
モード判別手段６ａは、図２（ｂ）に示すように、感度補正モードが「ＯＮ」か否かを判別する。続いて、モード判別手段６ａは、感度補正モードが「ＯＮ」であると判定すると、搬送装置２の駆動モードが有効か否かを判別する。搬送制御手段６ｄは、モード判別手段６ａにて搬送装置２の駆動モードが有効であると判定され、モード判別手段６ａから駆動制御信号が入力されると、上述した動作例１と同様に、被検査物Ｗの検査を行うときの被測定物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）と反対の方向に搬送装置２の搬送ベルト２ａが進行するように駆動モータＭを制御する。すなわち、搬送装置２の搬送ベルト２ａを被検査物Ｗの検査を行うときとは逆に回転駆動する。そして、感度補正手段６ｂは、搬送装置２の搬送ベルト２ａが逆回転で駆動された状態で、動作例１と同様に、Ｘ線検出器４の感度補正を実施する。

なお、被検査物Ｗの搬送に搬送ベルト２ａを使用していない場合には、図２（ｂ）のＳＴ１２において、モード判別手段６ａにて搬送装置２の駆動モードが有効でないと判定され、感度補正手段６ｂにてＸ線検出器４の感度補正を実施する。

また、Ｘ線検出器４の感度補正は、少なくとも搬送装置２の搬送ベルト２ａが１回転する長さ以上だけ搬送ベルト２ａが回転して動いたときのＸ線透過データの平均値を用いて行うのが好ましい。これにより、搬送ベルト２ａのベルト面の影響を平均化して感度補正を実施することができる。

このように、本実施の形態のＸ線検査装置１は、感度補正中に作業者が誤って未検査の被検査物Ｗを搬送ベルト２ａ上に乗せて搬入してしまった場合や未検査の被検査物ＷがＸ線検出器４上に存在する場合であっても、その被検査物Ｗが未検査のまま下流側へ搬送されることがなく、誤搬送を防止して正常な運用を提供することができる。

以上、本発明に係るＸ線検査装置の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１ Ｘ線検査装置
２ 搬送装置
２ａ 搬送ベルト
３ Ｘ線発生器
４ Ｘ線検出器
４ａ フォトダイオード
４ｂ シンチレータ
５ 設定入力部
６ 信号処理部
６ａ モード判別手段
６ｂ 感度補正手段
６ｃ 記憶手段
６ｄ 搬送制御手段
６ｅ 検査手段
７ 表示部
Ｗ 被検査物
Ｍ 駆動モータ
Ｘ 被検査物の搬送方向

Claims (3)

1. 搬送ベルト（２ａ）上を搬送する被検査物（Ｗ）にＸ線を照射し、前記被検査物の搬送方向（Ｘ）の平面上で直交する方向に直線状に配置された複数の素子によって前記被検査物を透過するＸ線のＸ線透過データを出力するＸ線検出器（４）から取得される透過画像に基づいて前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置（１）であって、
   前記搬送ベルト上に前記被検査物が搬送されない状態で前記Ｘ線検出器の各素子の出力レベルが一定値となるように前記Ｘ線検出器の感度補正を実施する感度補正手段（６ｂ）と、
   前記感度補正手段にて感度補正を実施する間、前記被検査物の検査を行うときの当該被検査物の搬送方向と反対の方向に進行するように前記搬送ベルトを制御する搬送制御手段（６ｄ）を備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
2. 搬送ベルト（２ａ）上を搬送する被検査物（Ｗ）にＸ線を照射し、前記被検査物の搬送方向（Ｘ）の平面上で直交する方向に直線状に配置された複数の素子によって前記被検査物を透過するＸ線のＸ線透過データを出力するＸ線検出器（４）から取得される透過画像に基づいて前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置（１）であって、
   前記搬送ベルト上に前記被検査物が搬送されない状態で前記Ｘ線検出器の各素子の出力レベルが一定値となるように前記Ｘ線検出器の感度補正を実施する感度補正手段（６ｂ）と、
   前記感度補正を実施する際に、前記搬送ベルトの動作を有効にするモードか否かを判別するモード判別手段（６ａ）と、
   前記モード判別手段が前記搬送ベルトの動作を有効にするモードと判定したときに、前記被検査物の検査を行うときの当該被検査物の搬送方向と反対の方向に進行するように前記搬送ベルトを制御する搬送制御手段（６ｄ）とを備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
3. 前記感度補正手段（６ａ）は、前記搬送ベルト（２ａ）が少なくとも１回転する長さ以上だけ当該搬送ベルトが回転したときのＸ線透過データから感度補正することを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線検査装置。

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