JP6578309B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、肉、魚、加工食品、医薬品等の製品を被検査物に対してＸ線発生器で発生したＸ線を照射し、被検査物を透過したＸ線をＸ線検出器により検出することで、被検査物の異物の有無や欠陥等について検査するＸ線検査装置に関するものである。

例えば食品などの被検査物への異物の混入の有無を検出するために、従来からＸ線検査装置が用いられている。Ｘ線検査装置は、搬送される被検査物に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の異物の有無や欠陥等について検査している。

従来のこの種のＸ線検査装置にあっては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、被検査物を搬送するベルトを、全体として台形上になるようにローラで張架している。また、特許文献１に記載のものは、被検査物が出入りする開口部の上方に配置されたカバー状のＸ線遮蔽体と、ベルトの水平面部と傾斜面部の下面側の近傍に配置された板状のＸ線遮蔽体と、Ｘ線を遮蔽するプーリと、を備えている。

そして、特許文献１に記載のものは、Ｘ線を被検査物に照射したときの照射点と、プーリの搬送面と直交する接点とを直線の延長線が、カバー状のＸ線遮蔽体の上縁の下端部近くにぶつかるようにしている。これにより、特許文献１に記載のものによれば、被検査物からの一次散乱Ｘ線がカバー状のＸ線遮蔽体の開口部の上縁部の下端部近くに照射されるので、外部へのＸ線の漏洩を防止できる。

特開平９−４９８８３号公報

ここで、一次散乱Ｘ線は、被検査物の上面だけに限らず、ベルトの上面やＸ線検出器の上面でも発生するため、ベルトの上面やＸ線検出器の上面で発生した一次散乱Ｘ線に対しても漏洩防止策を検討する必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載のものは、ベルトの上面やＸ線検出器の上面で発生した一次散乱Ｘ線に対しては、ベルトの下面の近傍に配置した板状のＸ線遮蔽体により遮蔽することができるが、板状のＸ線遮蔽体およびこれを支持する支持構造を設けたために構造が複雑化したり、ベルトが板状のＸ線遮蔽体と摺動して検査に悪影響を及ぼしたりするおそれがあった。

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、構造を複雑化させることなく、Ｘ線の漏洩を効果的に低減することができるＸ線検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線検査装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器の下方に配置され、Ｘ線を検出するＸ線検出器と、無端状のベルトと該ベルトを張架する複数のローラとを有し、筐体内の検査空間を通過するように被検査物を搬送するベルトコンベアと、を備えるＸ線検査装置であって、前記ベルトコンベアは、前記検査空間において前記ベルトが水平に延伸する水平部と、前記筐体の開口部に向かって前記ベルトが前記水平部から下方に傾斜する傾斜部と、を有し、複数の前記ローラは、Ｘ線遮蔽機能を有し前記水平部を支持する一対の遮蔽ローラを含み、前記Ｘ線検出器は、前記ベルトの水平部から下方に離隔して配置され、前記筐体は、前記被検査物が前記検査空間へ出入りする開口部を前記傾斜部との間に形成しＸ線遮蔽機能を有する遮蔽カバーを前記傾斜部の上方に有し、前記Ｘ線検出器、前記遮蔽ローラおよび前記遮蔽カバーを、前記水平部の延伸方向に沿って見たとき、前記Ｘ線検出器と前記遮蔽カバーとが上下方向で重ならず、かつ、前記Ｘ線検出器と前記遮蔽カバーとの間に前記遮蔽ローラが隙間なく、前記遮蔽カバーの下端と前記Ｘ線検出器の上面との間の高さに配置されることを特徴とする。

この構成により、ベルトの水平部の上面で散乱したＸ線のうち、水平部の上面に沿って水平に散乱したＸ線、および斜め上方に向かうＸ線は、遮蔽カバーに当たり、遮蔽カバーにより遮蔽される。また、Ｘ線検出器の上面で散乱したＸ線のうち、Ｘ線検出器の上面に沿って水平に散乱したＸ線は、遮蔽ローラに当たり、遮蔽ローラにより遮蔽される。Ｘ線検出器の上面で散乱したＸ線のうち、斜め上方に向かうＸ線は、遮蔽ローラまたは遮蔽カバーにより遮蔽される。したがって、Ｘ線検出器の上面に沿って水平に散乱したＸ線の一部を遮蔽ローラにより遮蔽できる。また、Ｘ線検出器がベルトの水平部から下方に離隔して配置されているため、Ｘ線検出器の上面で散乱して開口部に向かうＸ線の多くを遮蔽ローラにより遮蔽することができる。この結果、構造を複雑化させることなく、Ｘ線の漏洩を効果的に低減することができる。また、遮蔽ローラが遮蔽カバーの下端とＸ線検出器の上面との間の高さに配置されているため、構造を複雑化させることなく、Ｘ線の漏洩を効果的に低減することができる。

本発明に係るＸ線検査装置において、前記遮蔽ローラの上端の高さと前記遮蔽カバーの下端の高さが等しい。

この構成により、開口部の高さを大きくでき、高さの大きい被検査物を検査可能となる。また、傾斜部の傾斜角度を小さくでき、被検査物の搬送性を向上できる。

本発明に係るＸ線検査装置において、遮蔽カバーの下端部は、前記被検査物の搬送方向に変形可能な弾性部材からなる。

この構成により、被検査物の高さが開口部より大きい場合でも、遮蔽カバーの下端部を弾性変形させて被検査物を開口部に通過させることができる。

本発明に係るＸ線検査装置において、遮蔽カバーは、前記開口部の上方において鉛直方向に延伸している。

この構成により、ベルトの水平部またはＸ線検出器の上面で散乱したＸ線が、遮蔽カバーでさらに散乱して開口部に向かうことを防止でき、Ｘ線の漏洩を確実に防止できる。

本発明は、構造を複雑化させることなく、Ｘ線の漏洩を効果的に低減することができるＸ線検査装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置の、搬送方向に沿う切断における断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置のベルトコンベアおよび遮蔽カバーを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置のＸ線漏洩防止構造を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置の、Ｘ線検出器、遮蔽ローラおよび遮蔽カバーの水平方向への投影形状を示す図である。

以下、本発明の一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、図２、図３において、Ｘ線検査装置１は、Ｘ線により被検査物を検査するＸ線発生器９およびＸ線検出器１０と、被検査物Ｗを搬送するベルトコンベア２と、を筐体４の内部に備えている。

Ｘ線発生器９およびＸ線検出器１０は、被検査物Ｗに対して、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、ベルトコンベア２上の被検査物Ｗが通過する検査空間２２の上下に所定高さ離隔して対向して配置されている。

Ｘ線発生源としてのＸ線発生器９は、金属製の箱体１１の内部に設けられた円筒状のＸ線管１２を図示しない絶縁油に浸漬した構成を有しており、Ｘ線管１２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１２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１２により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器１０に向けて、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。

Ｘ線検出器１０は、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直交方向（Ｙ方向）に複数の検出素子が一直線上に配置されたものである。具体的には、Ｘ線検出器１０は、ライン状に整列して配設された複数の検出素子としてのフォトダイオード（不図示）と、フォトダイオード上に設けられたシンチレータ（不図示）とからなるラインセンサ（不図示）とを含んで構成される。

また、Ｘ線検出器１０は、図示しないＡ／Ｄ変換部を備えており、このＡ／Ｄ変換部によりフォトダイオードからの輝度値データをデジタルデータに変換し、濃度データであるＸ線画像として出力するようになっている。Ｘ線検出器１０は、被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で直交する直交方向（Ｙ方向）に直線状に延在するラインセンサによって被検査物Ｗを透過するＸ線を検出し、検出したＸ線の量に応じた濃淡画像を出力するようになっている。

Ｘ線検出器１０は、筐体４に支持された金属箱１９に収容されている。Ｘ線検出器１０の上面は樹脂カバー２０で覆われている。

Ｘ線検査装置１は、Ｘ線検出器１０からのＸ線画像が入力されるとともに被検査物Ｗ中の異物の有無を検査する制御回路４０と、制御回路４０による検査結果等を表示出力する表示部５と、制御回路４０への各種パラメータ等の設定入力を行う設定操作部４５とを備えている。

表示部５は、平面ディスプレイ等から構成されており、ユーザに対する表示出力を行うようになっている。この表示部５は、被検査物Ｗの良否判定結果を「ＯＫ」や「ＮＧ」等の文字または記号で表示するとともに、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの検査結果を、既定設定として、または、設定操作部４５からの所定のキー操作による要求に基づいて表示するようになっている。

設定操作部４５は、ユーザが操作する複数のキーやスイッチ等で構成され、制御回路４０への各種パラメータ等の設定入力や動作モードの選択を行うものである。なお、表示部５と設定操作部４５とを、タッチパネル式表示器として一体構成してもよい。本実施形態では、表示部５および設定操作部４５は、筐体４の前面上部に配置されている。

制御回路４０は、Ｘ線検出器１０から受け取ったＸ線画像を記憶するＸ線画像記憶部４２と、Ｘ線画像記憶部４２から読み出したＸ線画像に対して各種画像処理アルゴリズム等を適用した画像処理を施す画像処理部４３と、画像処理されたＸ線画像に対して、被検査物Ｗの形状の良否の判定、および被検査物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４４と、を備えている。ここで、画像処理アルゴリズムは、複数の画像処理フィルタを組み合わせたものである。

画像処理部４３は、Ｘ線画像記憶部４２から読み出したＸ線画像に対して画像処理を施すようになっている。

判定部４４は、画像処理部４３により画像処理されたＸ線画像に基づいて、被検査物Ｗの形状の良否を判定するとともに、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ようになっている。

また、制御回路４０は制御部４６を備えており、この制御部４６は、ＣＰＵおよび制御プログラムの記憶領域または作業領域としてのメモリなどを有し、Ｘ線検査装置１の全体を制御するようになっている。

ベルトコンベア２は、Ｘ線検査装置１の前段に設けられた図示しないベルトコンベアから所定間隔で順次搬送される被検査物Ｗを受け入れて、被検査物Ｗを筐体４の内部の検査空間２２を通過させ、Ｘ線検査装置１の後段に設けられた図示しないベルトコンベアに搬出するようになっている。

ベルトコンベア２は、無端状のベルト６０と、このベルト６０を張架する複数のローラ５１〜５６とを有しており、側面形状が全体として台形と逆台形を上下に合わせた形状になるように形成されている。

ベルト６０は、検査空間２２において水平に延伸する水平部６２と、筐体４に設けられた開口部７、８に向かって水平部６２から下方に傾斜する傾斜部６１、６３と、を有している。開口部７は被検査物Ｗが筐体４に搬入される搬入口であり、開口部８は筐体４から被検査物Ｗが搬出される搬出口である。傾斜部６１は、開口部７から水平部６２に向かって上り傾斜になっており、傾斜部６３は、水平部６２から開口部８に向かって下り傾斜になっている。

複数のローラ５１〜５６は、ベルト６０の水平部６２を支持する一対の遮蔽ローラ５１、５２を含んでいる。被検査物Ｗは、遮蔽ローラ５１、５２により水平部６２に作用する張力によって支持される。また、遮蔽ローラ５１は、検査空間２２に対して開口部７側に配置されており、遮蔽ローラ５２は検査空間２２に対して開口部８側に配置されている。遮蔽ローラ５１、５２の芯は、ステンレスまたはアルミ等の金属からなり、Ｘ線遮蔽機能を有している。

筐体４は、Ｘ線発生器９を収容するＸ線収容部１５を備えている。Ｘ線収容部１５は、直方体形状に形成されおり、、ステンレス等のＸ線を遮蔽可能な金属からなり、Ｘ線遮蔽機能を有している。また、筐体４は、Ｘ線収容部１５の下部、かつ、傾斜部６１、６３の上方に遮蔽カバー１６を備えている。遮蔽カバー１６は、Ｘ線収容部１５から搬送方向に延びた側面形状がＬ字で、ステンレス等のＸ線を遮蔽可能な金属からなり、Ｘ線遮蔽機能を有している。前述の開口部７、８は、遮蔽カバー１６と傾斜部６１、６３との間に形成されている。より詳しくは、遮蔽カバー１６は、Ｘ線収容部１５の下面から水平に延伸する水平部１７Ａと、開口部７、８の上方において水平部１７Ａから鉛直方向の下方に延伸する鉛直部１７Ｂ、１７Ｃとからなる。鉛直部１７Ｃは検査空間２２側に面して配置されている。鉛直部１７Ｂは鉛直部１７Ｃの外側に配置されており、Ｘ線検査装置１の外部に面している。このように、遮蔽カバー１６は、鉛直部１７Ｂ、１７Ｃにおいて二重構造になっている。検査空間２２から開口部７、８側に向かって水平に近い角度で散乱するＸ線は、主に鉛直部１７Ｃによって遮蔽される。以下、鉛直部１７Ｃのことを単に遮蔽カバー１６ともいう。

水平部６２の上方には、上部を連結して下部を帯状に分割した形状（のれん状）の２つの遮蔽カーテン３２が設けられている。遮蔽カーテン３２は、検査空間２２の開口部７側および開口部８側に配置されており、筐体４の支持部３１により支持されている。遮蔽カーテン３２は、Ｘ線を遮蔽可能な鉛等を含む弾性部材からなり、検査空間２２から開口部７、８側に向かって散乱するＸ線を遮蔽するようになっている。遮蔽カーテン３２の下端は、水平部６２に接触しておらず、水平部６２から上方に離されている。これにより、軽量の被検査物Ｗが遮蔽カーテン３２に接触しても、被検査物Ｗの搬送が遮蔽カーテン３２により妨げられるのを防止できる。

本実施の形態では、図４に示すように、Ｘ線検出器１０は、ベルト６０の水平部６２から下方に離隔して配置されている。ここで、本実施の形態のＸ線検査装置１は、軽量の被検査物Ｗを対象に検査を行うため、従来のＸ線検査装置のようにＸ線検出器を収容する金属箱を受け台としてベルト上の被検査物の荷重を支持する必要がない。このため、Ｘ線検査装置１は、被検査物Ｗの荷重をベルト６０の張力だけで支持している。また、遮蔽ローラ５１は、遮蔽カバー１６の鉛直部１７Ｃの下端１６ＨとＸ線検出器１０の上面１０Ｈとの間の高さに配置されている。すなわち、高さ方向において、遮蔽ローラ５１は、遮蔽カバー１６の鉛直部１７Ｃの下端１６ＨとＸ線検出器１０の上面１０Ｈとの間に配置されている。なお、遮蔽ローラ５１の上端５１Ｈ１の高さと遮蔽カバー１６の鉛直部１７Ｃの下端１６Ｈの高さを等しくしてもよい。

遮蔽カバー１６の鉛直部１７Ｃの下端部は遮蔽カーテン１８となっており、この遮蔽カーテン１８は、前述の遮蔽カーテン３２と同様に、Ｘ線を遮蔽可能な鉛等を含む弾性部材からなり、被検査物Ｗの搬送方向に変形可能である。すなわち、遮蔽カバー１６の鉛直部１７Ｃは、金属からなる本体部１７Ｃ１と、この本体部１７Ｃ１の下部に設けられた遮蔽カーテン１８とからなる。

また、図４、図５に示すように、Ｘ線検出器１０、遮蔽ローラ５１、５２および遮蔽カバー１６（具体的には鉛直部１７Ｃ）の、水平部６２の延伸方向への投影形状１０Ｐ、５１Ｐ、１６Ｐにおいて、Ｘ線検出器１０（投影形状１０Ｐ）と遮蔽カバー１６（投影形状１６Ｐ）とが上下方向で重ならず、かつ、Ｘ線検出器１０（１０Ｐ）と遮蔽カバー１６（投影形状１６Ｐ）との間に遮蔽ローラ５１（投影形状５１Ｐ）が隙間なく配置されている。すなわち、Ｘ線検出器１０、遮蔽ローラ５１および遮蔽カバー１６を、水平部６２の延伸方向に沿って見たとき、Ｘ線検出器１０と遮蔽カバー１６とが上下方向で重ならず、かつ、Ｘ線検出器１０と遮蔽カバー１６との間に遮蔽ローラ５１が隙間なく配置されている。

次に、作用効果を説明する。本実施の形態において、ベルトコンベア２は、Ｘ線遮蔽機能を有し検査空間２２においてベルト６０が水平に延伸する水平部６２と、開口部７、８に向かってベルト６０が水平部６２から下方に傾斜する傾斜部６１、６３と、を有している。

また、複数のローラ５１〜５６は、Ｘ線遮蔽機能を有し水平部６２を支持する一対の遮蔽ローラ５１、５２を含んでおり、Ｘ線検出器１０は、ベルト６０の水平部６２から下方に離隔して配置されている。また、Ｘ線遮蔽機能を有する筐体４は、被検査物Ｗが検査空間２２へ出入りする開口部７、８を傾斜部６１、６３との間に形成しＸ線遮蔽機能を有する遮蔽カバー１６を、傾斜部６１、６３の上方に有している。

また、Ｘ線検出器１０、遮蔽ローラ５１および遮蔽カバー１６を、水平部６２の延伸方向に沿って見たとき、Ｘ線検出器１０と遮蔽カバー１６とが上下方向で重ならず、かつ、Ｘ線検出器１０と遮蔽カバー１６との間に遮蔽ローラ５１が隙間なく配置される。

この構成により、ベルト６０の水平部６２の上面で散乱したＸ線のうち、水平部６２の上面に沿って水平に散乱したＸ線は、遮蔽カバー１６の遮蔽カーテン１８に当たり、遮蔽カーテン１８により遮蔽される。また、ベルト６０の水平部６２の上面で散乱したＸ線のうち、斜め上方に向かうＸ線は、遮蔽カバー１６の本体部１７Ｃ１に当たり、本体部１７Ｃ１により遮蔽される。

また、Ｘ線検出器１０の上面で散乱したＸ線のうち、Ｘ線検出器１０の上面に沿って水平に散乱したＸ線は、遮蔽ローラ５１に当たり、遮蔽ローラ５１により遮蔽される。また、Ｘ線検出器１０の上面で散乱したＸ線のうち、斜め上方に向かうＸ線は、遮蔽ローラ５１または遮蔽カバー１６により遮蔽される。

このように、本実施の形態では、Ｘ線検出器１０の上面で散乱するＸ線を遮蔽ローラ５１により遮蔽することで、構造の複雑化を引き起こす遮蔽板等を別途設けることなくＸ線の漏洩を低減している。この結果、構造を複雑化させることなく、Ｘ線の漏洩を効果的に低減することができる。

また、本実施の形態において、遮蔽ローラ５１は、遮蔽カバー１６（具体的には鉛直部１７Ｃ）の下端１６ＨとＸ線検出器１０の上面１０Ｈとの間の高さに配置されている。

この構成により、構造を複雑化させることなく、Ｘ線の漏洩を効果的に低減することができる。

また、本実施の形態において、遮蔽ローラ５１の上端５１Ｈ１の高さと遮蔽カバー１６（具体的には鉛直部１７Ｃ）の下端１６Ｈの高さが等しくされている。

この構成により、開口部７の高さを大きくでき、高さの大きい被検査物Ｗを検査可能となる。また、傾斜部６１の傾斜角度を小さくでき、被検査物Ｗの搬送性を向上できる。

また、本実施の形態において、遮蔽カバー１６（具体的には鉛直部１７Ｃ）の下端部は、被検査物Ｗの搬送方向に変形可能な遮蔽カーテン１８からなる。

この構成により、被検査物Ｗの高さが開口部７より大きい場合でも、遮蔽カーテン１８を弾性変形させて被検査物を開口部７に通過させることができる。

また、本実施の形態において、遮蔽カバー１６は、開口部７の上方の鉛直部１７Ｃにおいて鉛直方向に延伸している。

この構成により、遮蔽カバー１６の鉛直部１７Ｂ、１７Ｃで散乱した二次散乱Ｘ線が、下方の開口部７に向かうことを防止でき、Ｘ線の漏洩を確実に防止できる。

以上のように、本発明に係るＸ線検査装置は、構造を複雑化させることなく、Ｘ線の漏洩を効果的に低減することができるという効果を有し、Ｘ線発生器から照射されて被検査物を透過したＸ線をＸ線検出器により検出して異物を検出するＸ線検査装置として有用である。

１ Ｘ線検査装置
２ ベルトコンベア
４ 筐体
７ 開口部
８ 開口部
９ Ｘ線発生器
１０ Ｘ線検出器
１０Ｈ 上面
１０Ｐ 投影形状
１６ 遮蔽カバー
１６Ｈ 下端
１８ 遮蔽カーテン
２２ 検査空間
５１ 遮蔽ローラ
５１Ｈ１ 上端
５２ 遮蔽ローラ
６０ ベルト
６１ 傾斜部
６２ 水平部
６３ 傾斜部
Ｗ 被検査物

Claims (4)

1. Ｘ線を発生するＸ線発生器（９）と、
   前記Ｘ線発生器の下方に配置され、Ｘ線を検出するＸ線検出器（１０）と、
   無端状のベルト（６０）と該ベルトを張架する複数のローラ（５１〜５６）とを有し、Ｘ線遮蔽機能を有する筐体（４）内の検査空間（２２）を通過するように被検査物（Ｗ）を搬送するベルトコンベア（２）と、を備えるＸ線検査装置（１）であって、
   前記ベルトコンベアは、前記検査空間において前記ベルトが水平に延伸する水平部（６２）と、前記筐体の開口部に向かって前記ベルトが前記水平部から下方に傾斜する傾斜部（６１、６３）と、を有し、
   複数の前記ローラは、Ｘ線遮蔽機能を有し前記水平部を支持する一対の遮蔽ローラ（５１、５２）を含み、
   前記Ｘ線検出器は、前記ベルトの水平部から下方に離隔して配置され、
   前記筐体は、前記被検査物が前記検査空間へ出入りする開口部（７、８）を前記傾斜部との間に形成しＸ線遮蔽機能を有する遮蔽カバー（１６）を前記傾斜部の上方に有し、
   前記Ｘ線検出器、前記遮蔽ローラおよび前記遮蔽カバーを、前記水平部の延伸方向に沿って見たとき、前記Ｘ線検出器と前記遮蔽カバーとが上下方向で重ならず、かつ、前記Ｘ線検出器と前記遮蔽カバーとの間に前記遮蔽ローラが隙間なく、前記遮蔽カバーの下端（１６Ｈ）と前記Ｘ線検出器の上面（１０Ｈ）との間の高さに配置されることを特徴とするＸ線検査装置。
2. 前記遮蔽ローラの上端（５１Ｈ１）の高さと前記遮蔽カバーの下端（１６Ｈ）の高さが等しいことを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
3. 前記遮蔽カバーの下端部は、前記被検査物の搬送方向に変形可能な弾性部材（１８）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線検査装置。
4. 前記遮蔽カバーは、前記開口部の上方において鉛直方向に延伸していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のＸ線検査装置。