KR20230138859A - 방사선 검사 장치 - Google Patents

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KR20230138859A
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conveyor
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타미히코 카미야마
마사미 토미자와
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도시바 아이티 앤 콘트롤 시스템 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, TDI 센서를 사용해서 선명한 투시 화상을 취득함과 함께, 간단한 구성으로 고속 검사가 가능한 방사선 검사 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
이를 해결하기 위해, 방사선 검사 장치는, 전지(100)를 반송하는 컨베이어(1)와, 서로 다른 속도로 운전 가능한 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)와, 그 제어부(11)를 갖는다. 제어부(11)는, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)의 속도를 제어하여, 전지(100)를 복수의 검출 소자열(3a~3i)의 배열 방향을 따라 직진시키면서 소정 각도로 회전시키고, 각 검출 소자열(3a~3i) 각각의 방사선 검출 위치에 있어서, 전지(100)에 설정된 복수의 방사선 투과 패스(100a~100i)의 각도와, 각 방사선 투과 패스(100a~100i)를 투시하는 조사 영역(2a~2i)의 각도를 일치시킨다.

Description

방사선 검사 장치{RADIOGRAPHIC INSPECTION APPARATUS}
본 발명의 실시형태는, 방사선 검사 장치에 관한 것이다. 본 실시형태의 방사선 검사 장치는, 예를 들면, 외형이 원통형이며, 전지나 콘덴서 등과 같이 내부에 권회 구조체를 갖는 피검사물을 대상으로 해서 권회의 감김 어긋남이나 이물의 유무를 검사하는 데에 적합하지만, 다른 용도로도 사용 가능하며, 피검사물의 형상은 원통형에 한정되지 않고, 여러 가지 형상이어도 된다.
전지 등의 피검사물의 내부 구조를 검사하는 방사선 검사 장치로서, 예를 들면, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 나타내는 것이 알려져 있다. 이러한 종류의 방사선 검사 장치는, 일정한 간격으로 컨베이어에 의해 반송된 피검사물에 대해서, X선 등의 방사선을 조사함으로써, 그 내부 구조를 검사한다.
이러한 종류의 방사선 검사 장치에서는, 피검사물을 컨베이어에 올려놓은 상태에서 방사선 발생기에 의해 피검사물에 방사선을 조사하고, 검사 부위를 투과한 방사선을 검출기에 의해 검출한다. 예를 들면, 도 6의 (a), (b)에 있어서, 리튬 이온 전지(100)가 피검사물이며, 그 상부(101)와 하부(102)가 검사 부위이다. 전지(100)의 내부에는, 판상의 양극탭(103)과 음극탭(104)이 설치되고, 양극탭(103)은 외부 단자(105)에 접속되며, 음극탭(104)은 전지(100)의 내측 바닥면에 접속되어 있다. 이러한 전지(100)의 양품·불량품의 검사로서는, 양극탭(103)이나 음극탭(104)의 변형, 단선, 접속 불량, 또한, 권회되어 있는 양극, 음극, 세퍼레이터의 단부의 위치 어긋남 등을, 검출기에서 얻어진 투시 데이터로부터 생성한 방사선 투시 화상에 의해 판정한다.
최근에는 이러한 종류의 방사선 검사 장치의 하나로서, 특허문헌 3에 나타내는 바와 같이, TDI 센서(Time Delay Integration, 시간 지연 적분형 CCD 센서)를 사용한 것이 제안되고 있다. 예를 들면, TDI 라인 센서는 복수의 검출 소자열(검출 소자의 라인)의 각 열마다 각 검출 소자로부터 얻은 검출 데이터를, X선 검출기에 의해 시간 지연 적분해서 합성 데이터를 생성하고, X선 검출기에 의해 출력되는 합성 데이터에 기초해서 피검사물 중의 이물의 유무 등을 판정하는 것이다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개 2014-80284호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허공개 2017-53778호 공보 [특허문헌 3] 일본 특허 제 6266574호 공보 [특허문헌 4] 일본 특허 제 3513136호 공보
TDI 라인 센서를 사용한 방사선 검사 장치에 있어서, 피검사물이 권회형 전지와 같은 원통 형상일 경우, 투시 화상을 얻기 위한 X선은 피검사물에 대해서 방사상으로 조사된다. 한편, TDI 라인 센서를 설치한 X선 검출기의 X선 입력면은, 반송 컨베이어의 반송 방향과 나란히 설치되고, 피검사물은 X선 입력면과 평행하게 이동하면서 TDI 라인 센서에 내장되는 복수의 검출 소자열 앞을 통과한다.
본래, TDI 라인 센서의 각 검출 소자열에는, 피검사물의 같은 패스를 투과한 X선이 피검사물의 반송에 따라, 각 검출 소자를 횡단하도록 입사해야 한다. 그러나, X선은 그 초점으로부터 X선 검출기의 전체 폭에 대해서 방사상으로 퍼져서 조사된다는 점에서, 피검사물이 X선 검출기 앞을 통과할 경우, 그 통과 위치마다 X선은 다른 패스를 투과한다. 그 결과, 각각의 검출 소자열에서 얻어진 검출 데이터가 다른 투과 패스의 합성 데이터가 되어 버려, 동일한 투과 패스에 대해서 복수의 검출 소자열의 합성 데이터를 얻을 수 없어, 투과 패스마다의 선명한 투시 화상을 얻을 수 없었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 특허문헌 3의 발명에서는, 피검사물을 척킹하여 X선 초점 위치를 중심으로 피검사물을 진자 운동과 같이 회전시켜, TDI 센서 등에 의한 X선 투과상의 흐릿함을 완화하고 있다. 그러나, 이러한 종래 기술은, 기구가 대규모여서 피검사물의 회전 위치의 조정이 어렵다. 또한, 피검사물을 척킹 장치에 매회 부착과 분리를 해야 해서 다수의 피검사물을 연속해서 고속으로 검사하기에는 부적합하다.
이러한 문제점은, TDI 라인 센서뿐만 아니라, 다른 타입의 TDI 센서에 의해 검사를 실시하는 경우에도 발생한다. 예를 들면, 특허문헌 4에 기재된 바와 같이, 이동하는 피검사물을 투과한 X선을, 촬영 영역을 바꿀 수 있는 면 센서에 의해 소정의 시간 간격으로 복수회 촬영하고, 각 촬영 데이터를 시간 지연 적분하여 합성 데이터를 얻는 X선 이미지 인텐시파이어형 TDI 센서가 알려져 있다. 이러한 종류의 TDI 센서에 있어서도, 피검사물을 이동시키면서 촬영한다는 점에서 촬영 위치의 변화에 따라 투과 패스의 경로가 달라, 동일한 투과 패스에 대해서 복수의 촬영 화상의 합성 데이터를 얻을 수 없어, 선명한 투시 화상을 얻을 수 없었다.
본 실시형태는, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것이다. 본 실시형태의 목적은, TDI 센서를 사용해서 선명한 투시 화상을 취득함과 함께, 간단한 구성으로 고속 검사가 가능한 방사선 검사 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시형태의 방사선 검사 장치는, 다음과 같은 구성을 갖는다.
(1) 피검사물을 반송하는 컨베이어.
(2) 상기 컨베이어 상의 상기 피검사물을 사이에 두고 배치되고, 상기 피검사물의 검사 부위를 촬영하는 방사선 발생기와 방사선 검출기.
(3) 상기 방사선 검출기에 복수의 검출 소자.
(4) 상기 방사선 발생기의 초점과, 상기 복수의 검출 소자 각각을 잇도록, 소정의 각도 간격으로 방사상으로 설정된 복수의 방사선 조사 영역.
(5) 상기 피검사물에 설정되고, 상기 복수의 방사선 조사 영역에 조사된 방사선이 투과하는 복수의 방사선 투과 패스.
(6) 상기 피검사물을, 상기 컨베이어의 주행 방향 및 상기 방사선 발생기의 광축과 교차하는 축을 중심으로 해서 회전시키는 회전 장치.
(7) 상기 회전 장치는, 직진하는 상기 피검사물을 소정 각도로 회전시키고, 상기 각 검출 소자 각각의 방사선 검출 위치에 있어서, 상기 피검사물에 설정된 상기 복수의 방사선 투과 패스의 각도와, 상기 각 방사선 투과 패스를 투시하는 방사선 조사 영역의 각도를 일치시킨다.
실시형태에 있어서, 다음과 같은 구성을 가질 수 있다.
(1) 피검사물의 직선 반송 거리 x에 대해서, 피검사물을 회전시키는 각도 θ(rad)는, θ=tan-1(x/FOD)
(FOD는, 방사선 초점 F와 피검사물 중심의 거리)
이다.
(2) 피검사물의 직선 반송 거리 x에 대해서, 피검사물을 회전시키는 각도 θ(rad)는, θ=x/FOD
(FOD는, 방사선 초점 F와 피검사물 중심의 거리)
이다.
(3) 상기 방사선 검출기는, 상기 컨베이어의 진행 방향을 따라 설치된 복수의 검출 소자열을 구비하고,
상기 복수의 방사선 조사 영역은, 상기 방사선 발생기의 초점과, 상기 복수의 검출 소자열 각각을 잇도록, 소정의 각도 간격으로 방사상으로 설정된다.
(4) 상기 방사선 검출기는, 격자상 또는 격자상으로 간주할 수 있게 배열된 복수의 검출 소자를 구비하고,
상기 복수의 방사선 조사 영역은, 상기 방사선 발생기의 초점과, 상기 격자상 또는 격자상으로 간주할 수 있게 배열된 복수의 검출 소자 각각을 잇도록, 소정의 각도 간격으로 방사상으로 설정된다.
(5) 상기 회전 장치는, 상기 컨베이어의 양측에 배치되고, 상기 컨베이어 상의 상기 피검사물을 협지한 상태에서, 서로 다른 속도로 운전 가능한 제 1 회전용 벨트와 제 2 회전용 벨트이다.
(6) 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트 각각은, 상기 피검사물의 상부에 접촉하는 상부 로프와, 상기 피검사물의 하부에 접촉하는 하부 로프를 구비하고 있다.
(7) 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트를 컨베이어의 폭 방향으로 이동시켜, 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트의 간격을 증감하는 간격 조정 기구를 구비하고 있다.
(8) 상기 피검사물은, 외주면이 원주면이고, 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트는, 상기 피검사물의 원주면을 사이에 두고 상기 피검사물을 회전시킨다.
(9) 상기 피검사물은, 상기 피검사물을 상기 컨베이어 위에 유지하는 홀더를 구비하고, 상기 홀더는 그 외주면이 원주면이고, 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트는, 상기 홀더를 사이에 두고 상기 피검사물을 회전시킨다.
(10) 상기 회전 장치는, 상기 컨베이어 상에 설치된 구동 기구와, 상기 구동 기구에 의해 상기 피검사물과 함께 회전되는 피검사물의 지지 부재이다.
(11) 상기 회전 장치에 의한 상기 피검사물의 회전 각도를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 회전 장치에 의한 상기 피검사물의 회전 각도를 제어해서, 상기 피검사물을 직진시키면서 소정 각도로 회전시키고, 상기 각 검출 소자열 각각의 방사선 검출 위치에 있어서, 상기 피검사물에 설정된 상기 복수의 방사선 투과 패스의 각도와, 상기 각 방사선 투과 패스를 투시하는 방사선 조사 영역의 각도를 일치시킨다.
도 1a는 제 1 실시형태의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.
도 1b는 제 1 실시형태의 전체 구성을 나타내는 정면도이다.
도 1c는 제 1 실시형태의 전체 구성을 나타내는 횡단면도이다.
도 2는 제 1 실시형태에 있어서의 피검사물의 검사 흐름을 나타내는 평면도이다.
도 3a는 제 1 실시형태에 있어서의 하부 검사부를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 제 1 실시형태에 있어서의 상부 검사부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 제 1 실시형태에 있어서의 피검사물에 대한 방사선의 조사 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 5는 피검사물의 위치가 다를 경우에 있어서의 방사선 조사 영역과 방사선 투과 패스의 관계를 나타내는 평면도이다.
도 6은 피검사물을 전지로 한 경우의 구조를 나타내는 단면도이며, (a)는 음극탭의 폭이 넓은 면이 정면을 향하고 있는 도면, (b)는 음극탭의 폭이 좁은 면이 정면을 향하고 있는 도면이다.
도 7은 컨베이어에 의해 반송되는 피검사물과 방사선 검출기의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 피검사물이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동할 때의 제 1 회전용 벨트(4) 및 제 2 회전용 벨트(5)의 이동량을 나타내는 도면이다.
도 9는 피검사물이 오른쪽에서 왼쪽으로 이동할 때의 제 1 회전용 벨트(4) 및 제 2 회전용 벨트(5)의 이동량을 나타내는 도면이다.
도 10은 제 2 실시형태에 있어서의 피검사물에 대한 방사선의 조사 상태를 나타내는 모식적인 평면도이다.
[1. 제 1 실시형태]
[1-1. 실시형태의 구성]
본 실시형태의 방사선 검사 장치는, 일반적으로 TDI 라인 센서라 불리는 것으로, 방사선 검출기로서, 컨베이어의 진행 방향을 따라 설치된 복수의 검출 소자열을 구비한 것을 사용한다. 또한, 본 실시형태에서는, 피검사물로서 원통상의 전지(100)를 사용하고, 전지(100)의 상부(101)와 하부(102)에 위치하는 양극과 음극의 중첩 상태를 검사한다. 본 실시형태는 X선 검사 장치를 예로 들어 설명하지만, 다른 방사선 검사 장치에서도 응용 가능하다. 본 실시형태에 있어서, 실시하는 검사 내용으로서는, 양극과 음극 간의 거리 계측, 비딩(beading) 계측 등이다.
도 1a~도 1c에 나타내는 바와 같이, 방사선 검사 장치는, 피검사물인 전지(100)를 반송하는 컨베이어(1)와, 컨베이어(1)의 경로 상에 설치된 하부 검사부(A)와, 하부 검사부(A)의 후단에 설치된 상부 검사부(B)를 구비한다. 하부 검사부(A)는 피검사물의 하부를 촬영하고, 상부 검사부(B)는 피검사물의 상부를 촬영한다. 하부 검사부(A)의 전단(前段)에는, 피검사물의 공급부(C)가 설치되고, 상부 검사부(B)의 후단에는 피검사물의 반출부(D)가 설치되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 컨베이어(1)는, 평탄한 반송면을 갖는 벨트 컨베이어가 사용된다. 컨베이어(1)는, 바닥면에 설치된 기대(1a) 상에 지지되고, 기대(1a)에 설치된 컨베이어 모터(1b)에 의해 구동된다. 다른 타입의 컨베이어로서, 피검사물을 유지하는 스토퍼 또는 오목부를 갖는 컨베이어, 또는 반송면에 피검사물의 홀더(H)를 일체로 설치한 컨베이어(1)도 사용할 수 있다. 전지(100)는 컨베이어(1) 상에 직접 재치되어도 되지만, 본 실시형태에서는 각각의 전지(100)는 홀더(H)에 의해 지지된 상태에서 컨베이어(1)에 재치된다.
하부 검사부(A)와 상부 검사부(B) 각각에, 방사선 발생기(이하, 발생기라 함)(2)와 방사선 검출기(이하, 검출기라 함)(3)가 설치된다. 하부 검사부(A)에서는, 발생기(2)와 검출기(3)는, 컨베이어(1) 상의 전지(100)를 사이에 두고 배치되며, 전지(100)의 하부(102)를 촬영한다. 발생기(2)와 검출기(3)의 높이는 도 3a에 나타내는 바와 같이, 전지(100)의 하부(102)에 방사선의 광축이 위치하도록 설정된다.
상부 검사부(B)에서는, 전지(100)의 상부(101)를 검사하기 위해서, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 발생기(2)와 검출기(3)의 높이는, 전지(100)의 상부(101)의 투시상 부분에 방사선의 광축이 위치하도록 설정된다. 본 실시형태에서는, 하부 검사부(A) 및 상부 검사부(B)의 검출기(3)로서 TDI 라인 센서를 사용한다.
TDI 라인 센서를 사용한 검출기(3)는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 컨베이어(1)의 진행 방향을 따라 설치된 복수의 검출 소자열(이하, 소자열이라 함)(3a~3i)을 갖는다. 즉, 점상의 방사선 검출 소자를 세로 방향(전지(100)의 축 방향)으로 소정 개수 나열해서 1개의 소자열로 하고, 이러한 소자열(3a~3i)을 컨베이어(1)의 진행 방향으로 배열함으로써, 플랫 패널형의 수광 검출면을 갖는 검출기(3)가 구성된다.
도시의 실시형태에서는, 편의적으로 소자열수=9로 해서 기재하고 있으나, 실제 소자열수는 방사선 검출기의 사이즈 등에 따라 다르며, 도시의 예에 한정되는 것은 아니다. 이하 기술하는 방사선 조사 영역수 및 방사선 투과 패스수에 대해서도 마찬가지이다.
발생기(2)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 방사선원의 초점(F)으로부터 검출기(3)의 수광 검출면을 향해 퍼지는 콘빔형 방사선을 발생시킨다. 콘빔형 방사선은, 발생기(2)의 초점(F)과 복수의 소자열(3a~3i) 각각을 잇도록, 소정의 각도 간격으로 방사상으로 분할된 복수의 방사선 조사 영역(이하, 조사 영역이라 함)(2a~2i)을 갖는다. 이 복수의 조사 영역(2a~2i)에 대응해서, 전지(100)에는 복수의 조사 영역(2a~2i)에 조사된 방사선이, 순차 투과하는 복수의 방사선 투과 패스(이하, 투과 패스라 함)(100a~100i)가 설정된다.
즉, 전지(100)는, 발생기(2)와 검출기(3) 사이를 통과하면서, 각각의 투과 패스(100a~100i)가 조사 영역(2a~2i)을 통과함으로써, 하나의 투과 패스에 대해서 조사 영역(2a~2i)의 수만큼 방사선 조사를 받고, 그 투과량이 검출기(3)의 소자열(3a~3i) 각각에서 검출된다. 검출기(3)는, 모든 소자열(3a~3i)을 적산, 평균화 등의 방법으로 처리함으로써, 하나의 투과 패스에 대한 방사선 투과 데이터를 얻는다. 그 후, 전지(100)를 이동시키면서 모든 투과 패스(100a~100i)에 대해서 이 작업을 행하고, 이들 데이터를 소자열마다 서로 연결함으로써, 전지(100) 전체의 방사선 투과 화상 데이터를 생성한다.
도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 하부 검사부(A), 상부 검사부(B), 공급부(C) 및 반출부(D) 각각에는, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)가 설치된다. 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)는, 컨베이어(1)의 양측에 배치되고, 컨베이어(1) 상의 전지(100)를 협지한 상태에서, 컨베이어(1)와 같은 방향으로 운전된다. 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)는 그 주행 속도가 독립적으로 제어된다.
본 실시형태에서는, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5) 각각은, 전지(100)의 상부(101)에 접촉하는 상부 로프(4a, 5a)와, 전지(100)의 하부에 접촉하는 하부 로프(4b, 5b)를 구비하고 있다. 이 상부 로프(4a, 5a)와 하부 로프(4b, 5b)는 실리콘계의 미끄러지기 어려운 재질이나, 표면에 요철이 있는 톱니 모양의 로프를 사용할 수 있다. 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)에 사용하는 로프의 수는, 2개로 한정하지 않고 증감 가능하다. 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)로서, 상부 로프(4a, 5a)와 하부 로프(4b, 5b) 대신에 폭이 넓은 띠상의 벨트를 사용할 수 있다.
전지(100)는 상부 로프(4a, 5a)와 하부 로프(4b, 5b)의 2개소에서 끼워지기 때문에, 가늘고 긴 형상의 전지(100)여도 회전시에 쓰러지는 경우는 없다. 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)는, 루프상의 벨트의 양단부에 설치된 모터(6)에 의해 구동된다. 모터(6)의 출력축에 상하 2개의 풀리(7a, 7b)가 고정되고, 이들 풀리(7a, 7b)에 상부 로프(4a, 5a)와 하부 로프(4b, 5b)가 놓인다.
전지(100)를 회전시키기 위해서, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)는, 서로 다른 속도로 운전 가능하다. 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)가 다른 속도로 운전되면, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)에 끼워진 전지(100)는, 컨베이어(1) 상에서 회전하면서 반송된다. 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)가 같은 속도로 운전되면, 전지(100)는 컨베이어(1) 상에서 회전하지 않고, 컨베이어(1)의 길이 방향을 따라 직선적으로 반송된다.
제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)는, 전지(100)의 외경에 맞춰서, 그 간격을 조정할 수 있다. 이 때문에, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)는, 기대(1a)에 대해서 컨베이어(1)의 폭 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있고, 제 1 회전용 벨트(4) 및 제 2 회전용 벨트(5)와 기대(1a) 사이에는, 각 벨트를 이동시키기 위한 실린더나 모터 등의 간격 조정 기구(9)가 설치된다.
하부 검사부(A)의 제 1 회전용 벨트(4)와 상부 검사부(B)의 제 1 회전용 벨트(4)의 인접 부분에는, 제 1 회전용 벨트(4) 사이의 간극을 막는 수용 롤러(8)가 설치된다. 마찬가지로, 제 2 회전용 벨트(5) 사이의 간극에도 수용 롤러(8)가 설치된다. 발생기(2)와 검출기(3)는 2세트 있고, 각각의 세트의 발생기(2)와 검출기(3) 사이에는, 방사선의 확산을 방지하는 차폐통(10)이 설치된다. 또한, 이에 따라 도시하지 않은 검사실의 차폐용 부품(예를 들면, 연판(鉛板) 등)도 설치되어 있는데, 본 실시형태에서는, 차폐통 주변 이외의 차폐용 부품을 작고 얇게 할 수 있다. 수용 롤러(8)는, 피검사물의 공급부(C) 및 반출부(D) 등의 접속 부분에도 설치된다.
방사선 검사 장치는, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)의 운전 속도를 제어하기 위한 벨트 제어부(11)(이하, 제어부(11)라 함)를 갖는다. 제어부(11)는, 전지(100)를 복수의 소자열의 배열 방향을 따라 직진시키면서 소정 각도로 회전시키고, 각 소자열(3a~3i) 각각의 방사선 검출 위치에 있어서, 전지(100)에 설정된 복수의 투과 패스(100a~100i)의 각도와, 각 투과 패스(100a~100i)를 투시하는 조사 영역(2a~2i)의 각도를 일치시키도록, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)의 운전 속도를 제어한다. 예를 들면, 전지(100)의 직선 반송 거리 x에 대해서, 전지(100)를 회전시키는 각도 θ(rad)는,
θ=tan-1(ｘ/FOD)
(FOD는, 방사선 초점(F)과 피검사물인 전지(100)의 중심의 거리)
이다.
여기에서, 상기 식에는 삼각함수에 의한 계산이 포함되지만, θ의 값이 작을 때, θ를 호도법(단위 rad)으로 나타내면,
tan-1(ｘ/FOD)≒ｘ/FOD
로 근사할 수 있으므로, θ=ｘ/FOD로 해서 계산을 간략화할 수 있다. 이 근사의 오차는, θ의 값이 TDI 라인 센서의 전체 화소열을 예상하는 방사선 이용선추의 꼭지각의 1/2(이를 반꼭지각이라 함)에 있어서 최대가 된다.
전지(100)를 그 중심을 회전 중심으로 해서 회전시키면서 직선 이동시킬 때의 3개의 다른 위치를 도 7에 나타낸다. 100S는 전지의 윤곽의 우측이 조사 영역(2a)에 접할 때이며, 이 위치로부터 전지(100)를 방사선이 투과한 데이터를 검출기(3)에 의해 검출한다. 100C는 전지(100)의 중심이 조사 영역(2e) 상에 있을 때, 그리고, 100E는 전지(100)의 윤곽의 좌측이 조사 영역(2i)에 접할 때를 각각 나타낸다. 전지(100)가 100E의 위치까지 전지(100)를 방사선이 투과한 데이터를 검출기(3)에 의해 검출한다. 전지(100)가 100C의 위치에 있을 때, 전지(100)의 중심 위치는 ｘ의 원점(ｘ=0)에 있다. 전지(100)가 왼쪽에서 오른쪽으로 직선 이동하는 방향을 ｘ의 양의 방향으로 하고, 직선 반송 거리 ｘ에 대해서, 전지(100)를 그 중심을 중심으로 해서 도 7에 나타내는 바와 같이 시계 방향을 θ의 양의 회전각으로 해서 θ만큼 다음 식에 따라 회전시킨다. 만약 전지(100)를 오른쪽에서 왼쪽으로 직선 이동시킬 때 ｘ는 음의 방향이고, 그 직선 반송 거리 ｘ에 대해서, 전지(100)를 그 중심을 중심으로 해서 반시계 방향으로 θ만큼 다음 식에 따라 회전시킨다.
θ=tan-1(ｘ/FOD)
TDI 센서와 FDD에 대해서 세 가지 실용예에 있어서, 이 근사에 의한 오차를 반꼭지각에 있어서 계산하면 표 1과 같이 된다. 이 표의 가장 오른쪽 란에 나타내는 오차는, 어느 경우나 충분히 작은 값이며, 전지(100)의 회전각은 삼각함수를 이용하지 않고 θ=ｘ/FOD라는 간단한 식으로 근사할 수 있음을 나타내고 있다.
도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 하부 검사부(A) 및 상부 검사부(B) 각각에 설치된 검출기(3)는, 양품·불량품 판정부(12)에 접속되어 있다. 양품·불량품 판정부(12)는, 검출기(3)로부터의 화상 데이터를 미리 준비된 판정용 데이터와 비교함으로써, 검사 대상의 전지(100)가 양품 또는 불량품 중 어느 것인지를 판정한다.
[1-2. 실시형태의 작용]
본 실시형태의 방사선 검사 장치의 작용은, 이하와 같다.
(1) 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)의 간격 조정
간격 조정 기구(9)를 이용해서, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)의 간격을 전지(100)의 외경에 맞춰서 조정한다. 이 조정 작업은, 공급부(C), 하부 검사부(A), 상부 검사부(B) 및 반출부(D)의 각각의 벨트에 대해서 실시한다.
(2) 전지(100)의 공급
검사 대상이 되는 전지(100)는, 도시하지 않은 제조 장치나 보관 장소로부터 컨베이어(1)로 반송되고, 공급부(C)를 경유해서 하부 검사부(A)로 보내진다. 공급부(C) 및 하부 검사부(A) 중 전지(100)가 방사선 빔과 교차하지 않는 위치까지는, 전지(100)의 측면을 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)로 끼워 넣고, 제어부(11)에 의해 제 1 회전용 벨트(4), 제 2 회전용 벨트(5) 및 컨베이어(1)를 같은 속도로 운전시킴으로써, 전지(100)를 컨베이어(1) 상에서 회전시키지 않고, 컨베이어(1)의 반송 방향을 따라 직선적으로 반송시킨다.
(3) 하부 검사부(A)(전지(100)의 회전을 동반하는 직선 이동과 방사선의 조사)
전지(100)가 제 1 조사 영역(2a)에 도달한 상태에서는, 도 4의 부호 (a)의 전지 위치 및 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 전지(100)의 하부(102)에 있어서의 제 1 투과 패스(100a)의 부분을 방사선이 투과하고, 투과한 방사선은 검출기(3)의 제 1 소자열(3a)에 의해 수광된다. 예를 들면, 전지(100)의 하부(102)에 있어서의 제 1 투과 패스(100a)에, 방사선을 차단하는 방해물(예를 들면, 전지(100)의 음극탭(104))이 존재한 경우, 음극탭(104)을 투과한 방사선이 제 1 소자열(3a)에 의해 검출된다.
다음으로, 전지(100)를 소자열(3a~3i)의 1열분만큼 직선 이동시켜, 제 1 투과 패스(100a)에 대해서 제 2 조사 영역(2b)의 방사선을 조사하고, 제 2 소자열(3b)에 의해 투과 데이터를 검출한다. 동시에 그 위치에서, 제 2 투과 패스(100b)에 대해서, 제 1 조사 영역(2a)의 방사선을 조사하고, 제 1 소자열(3a)에 의해 투과 데이터를 검출한다. 이렇게 하면, 제 1 투과 패스(100a)에 대해서, 제 1과 제 2 소자열(3a, 3b)의 2개소에서 투과 데이터가 얻어진다.
이 경우, 전지(100)를 단순히 직선 이동시키면, 제 1 투과 패스(100a)와 제 2 조사 영역(2b)이 평행하지 않기 때문에, 제 2 소자열(3b)에서는, 제 1 투과 패스(100a) 이외의 부분을 투과한 방사선을 수광하게 된다. 그래서, 본 실시형태에서는, 전지(100)를 직선 이동시킴과 동시에, 제 1 투과 패스(100a)와 제 2 조사 영역(2b)의 각도가 일치하도록 전지(100)를 회전시킨다. 즉, 제어부(11)에 의해 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)를 다른 속도(검출기(3)측의 제 2 회전용 벨트(5)가 빨리지는 속도)로 운전함으로써, 전지(100)를 도 4에 나타내는 바와 같이 시계 방향으로 회전시켜, 제 1 투과 패스(100a)와 제 2 조사 영역(2b)을 평행하게 한다.
전지(100)의 직선 방향의 직선 반송 거리 x에 대해서, 전지(100)를 회전시키는 각도 θ는,
(a) θ=tan-1(ｘ/FOD)
(b) θ=ｘ/FOD
중 어느 하나를 채용하지만, 본 실시형태에서는, 제어부(11)에 있어서의 연산을 용이하게 하기 위해서 (b)식을 이용한다.
이하에, 마찬가지로 해서 전지(100)를 소자열(3a~3i)의 1열분만큼 직선 이동시킴과 동시에, 전지(100)를 회전시켜, 투과 패스(100a~100i)와 조사 영역(2a~2i)의 각도를 일치시키면서 각 조사 영역(2a~2i)의 방사선에 의해 투과 패스(100a~100i)의 촬영을 행하고, 각 소자열(3a~3i)에 각 투과 패스(100a~100i)를 투과한 방사선의 데이터를 순차 적산한다.
여기에서, 도 8에 나타내는 바와 같이, Δｘ를 직선 이동 거리, ｒ을 전지(100)의 반경, Δθ를 전지(100)의 회전 각도(회전 각도 0을 기점으로 해서 시계 방향을 양으로 함)로 할 때, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)에 있어서, 전지(100)를 왼쪽에서 오른쪽으로 이동시킬 경우, 제 2 회전용 벨트(5)의 이동량은 ｜Δｘ+ｒ·Δθ｜이며, 제 1 회전용 벨트(4)의 이동량은 ｜Δｘ-ｒ·Δθ｜이다. 또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 그와는 반대로 전지(100)를 오른쪽에서 왼쪽으로 이동시킬 경우, 전지(100)는 반시계 방향으로 회전하는데, 이 경우, θ는 반시계 방향이며, 음의 수가 된다. 이 때문에, 제 2 회전용 벨트(5)의 이동량은 ｜Δｘ-ｒ·Δθ｜이며, 제 1 회전용 벨트(4)의 이동량은 ｜Δｘ+ｒ·Δθ｜이다.
도 4 중의 (b)의 전지(100)의 위치 및 도 5의 (b)는, 상기와 같이 전지(100)를 직선 반송시키면서 회전시킨 결과, 제 1 투과 패스(100a)가 방사선의 광축(L)을 포함하는 조사 영역(2e)에 도달한 상태를 나타낸다. 이 상태에서 전지(100)는, 제 1 조사 영역(2a)과 같은 각도였던 도 5의 (a)의 제 1 투과 패스(100a)가, 제 5 조사 영역(2e)과 일치하는 각도까지 회전하고 있다. 또한, 전지(100)를 직선 반송시키면서 회전시키면, 도 4 중 (c)의 전지(100)의 위치 및 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제 1 투과 패스(100a)가 최종 조사 영역(2i)과 일치하는 위치에 도달하고, 제 1 투과 패스(100a)를 통과한 조사 영역(2i)의 방사선이 최종열의 소자열(3i)에 의해 검출된다.
이렇게, 전지(100)를 직선 반송시키면서 회전시키면 각 조사 영역(2a~2i)에 있어서, 전지(100) 내에 존재하는 음극탭(104)에 대해서 조사되는 방사선의 각도가, 음극탭(104)의 원주 방향의 각도와 동일해져, 각 소자열(3a~3i)에 있어서 음극탭(104)의 윤곽이 명료하게 촬영된다.
마지막 소자열(3i)에 있어서, 마지막 투과 패스(100i)를 통과한 조사 영역(2i)의 방사선 투과 데이터가 수광된 후, 검출기(3)는 각 소자열(3a~3i)에서 얻어진 각 투과 패스(100a~100i)에 관한 검출 데이터를 투과 패스(100a~100i)마다 집적하고, 시간 지연 적분하여 합성 데이터를 생성한다. 그 후, 검출기(3)에 의해 출력되는 합성 데이터에 기초해서, 전지의 하부(102)의 검사 데이터로서 취득하고, 도시하지 않은 전지의 양품·불량품 판정부(12)로 송출한다.
(4) 상부 검사부(B)로의 반출
하부의 검사가 종료한 전지(100)는, 컨베이어(1)와, 제 1 회전용 벨트(4) 및 제 2 회전용 벨트(5)를 동기해서 주행시킴으로써, 상부 검사부(B)까지 반송된다. 이 때, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)는 컨베이어(1)와 함께 동일 속도로 주행하기 때문에, 전지(100)는 컨베이어(1) 상에서 회전하지 않고 직선 반송된다.
하부 검사부(A)에 있어서 전지(100)를 시계 방향으로 회전시킨 결과, 그대로의 회전 상태에서는 상부 검사부(B)에 도달한 전지(100)의 θ 방향의 각도는, 하부 검사부(A)에 공급되었을 때의 θ 방향의 각도와는 다르다. 전지(100)의 상부와 하부에서 방사선에 의한 θ 방향의 촬영 각도가 달라도 양품·불량품의 검사에 지장이 없을 경우에는, 하부 검사부(A)에서 회전시킨 전지(100)를 그대로 상부 검사부(B)에 공급해도 된다. 한편, 전지(100)의 상부와 하부에서 같은 투과 패스(100a~100i)를 촬영할 필요가 있을 경우에는, 하부 검사부(A)에서 회전한 전지(100)를 그 회전 각도분만큼 역방향으로 회전시킨다. 그 경우에는, 제어부(11)에 의해 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)를 다른 속도(검출기(3)측의 제 2 회전용 벨트(5)가 느려지는 속도)로 운전함으로써 하부 검사부(A) 또는 상부 검사부(B)에서 전지(100)를 도 4 중 반시계 방향으로 회전시킨다.
(3) 상부 검사부(B)(전지(100)의 회전을 동반하는 직선 이동과 방사선의 조사)
상부 검사부(B)에서는, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 발생기(2)와 검출기(3)에 의해, 전지(100)의 상부(101)를 촬영하고, 양극과 음극의 중첩 상태를 검사한다. 이 경우도 하부 검사부(A)와 마찬가지로, 전지(100)의 검사 부위가 조사 영역(2a~2i)을 통과할 경우에는, 전지(100)를 소자열(3a~3i)의 1열분만큼 직선 이동시킴과 동시에, 전지(100)를 회전시켜 투과 패스(100a~100i)와 조사 영역(2a~2i)의 θ 방향의 각도를 일치시키면서 각 조사 영역(2a~2i)의 방사선에 의해 투과 패스(100a~100i)의 촬영을 행한다. 상부 검사부(B)에서 얻어진 화상 데이터도 양품·불량품 판정부(12)로 보내지고, 검사 대상의 전지(100)에 관한 판정 결과가 얻어진다.
[1-3. 실시형태의 효과]
본 실시형태는, 다음과 같은 효과를 갖는다.
(1) 본 실시형태에서는, 전지(100)를 복수의 소자열(3a~3i)의 배열 방향을 따라 직선 이동시키면서 θ 방향으로 소정 각도로 회전시키고, 소자열(3a~3i) 각각의 방사선 검출 위치에 있어서, 전지(100)에 설정된 복수의 투과 패스(100a~100i)의 각도와, 각 투과 패스(100a~100i)를 투시하는 조사 영역(2a~2i)의 각도를 일치시키고 있다. 이 때문에 각 소자열(3a~3i)에서 검출되는 방사선은, 전지(100)의 투과 패스(100a~100i) 이외의 부분을 통과하는 경우가 없어, 선명한 화상을 얻을 수 있다.
(2) 본 실시형태에서는, 피검사물인 전지(100)의 이동에 따라 복수의 소자열(3a~3i)에 의해 동일한 투과 패스(100a~100i)를 통과한 방사선을 적산하여 소자 1열분의 데이터로서 출력되므로, 복수의 소자열(3a~3i)에 의해 수집된 데이터 중, 항상 같은 패턴을 갖는 신호량은 그대로 적산되고, 한편, 랜덤하게 변화하는 노이즈는 그 랜덤성을 평활화하도록 적산되므로, S/N비가 향상되는, 바꿔 말하면 노이즈가 저감되는 이점이 있다.
(3) 전지(100)를 회전시키기 위한 기구로서, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)를 사용했기 때문에, 컨베이어(1) 상에 전지(100)의 회전 장치를 설치하는 기술에 비교해서, 간단한 구성으로 전지(100)를 적절한 θ 방향의 각도로 회전시킬 수 있다. 또한, 로봇 암 등의 척킹 장치로 전지(100)를 파지하여 회전시키는 기술에 비교해도 간단한 구성으로 게다가 단시간에 전지(100)의 θ 방향의 각도를 조정할 수 있다.
(4) 제어부(11)에 있어서, 전지(100)의 직선 반송 거리 ｘ와 회전 각도 θ를 θ=tan-1(ｘ/FOD)가 되도록 제어한 경우에는, 표 1에 기재된 바와 같이, 소자열의 간격이 넓은 경우라도 회전 각도의 오차가 적어, 보다 선명한 화상이 얻어진다. 한편, 표 1에 나타내는 바와 같이, θ가 작은 각도로 괜찮은 경우에는, θ=ｘ/FOD가 되도록 제어해도, θ=tan-1(ｘ/FOD)가 되도록 제어하는 경우와 비교해서 오차를 무시할 수 있을 정도의 회전각 θ를 산출할 수 있다. 이 때문에, 제어부(11)에 있어서의 연산 처리가 간단하고 고속화되는 이점이 있다.
(5) 공급부(C), 하부 검사부(A), 상부 검사부(B) 및 반출부(D)의 각 부 사이에는, 각각 수용 롤러(8)가 설치되어 있으므로, 전지(100)는, 인접하는 각 부 사이의 전달시에 있어서 쓰러지거나, 위치가 어긋나거나 하는 경우가 없고, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)에 대해서 확실하게 전달되는 이점이 있다.
(6) 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)는, 상부 로프(4a, 5a)와 하부 로프(4b, 5b)를 구비하고 있기 때문에, 전지(100)의 상부와 하부를 2개의 로프가 유지할 수 있어, 반송시나 회전시에 전지(100)가 쓰러지거나, 각도가 바뀌거나 하는 경우가 없다.
(7) 컨베이어(1)가, 전지(100)를 홀더(H)로 유지한 상태에서 반송하기 때문에, 단독으로는 쓰러지기 쉬운 가늘고 긴 전지(100)를 안정적으로 반송할 수 있다. 또한, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)로 전지(100)를 끼워 넣은 경우에 벨트의 압력으로 전지(100)가 쓰러지는 일이 홀더(H)에 의해 방지된다. 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5) 사이에 설치된 수용 롤러(8)를 통과할 때에도 홀더(H)에 의해 전지(100)는 안정적으로 유지된다.
(8) 간격 조정 기구(9)에 의해 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)의 간격을 조정할 수 있으므로, 다양한 외경 치수의 피검사물을 컨베이어(1) 상에서 회전시키는 것이 가능하다. 그 결과, 각종 피검사물에 대해서 방해물에 방해받지 않고, 선명한 투시 화상을 얻을 수 있다.
[2. 제 2 실시형태]
제 1 실시형태는, 검출기(3)로서 TDI 라인 센서인 경우를 나타냈지만, 그 이외에, 시간 지연 적분해서 합성 데이터를 생성하여 출력하는 기능을 갖는 것이면, 각종 TDI 센서를 사용할 수 있다. 예를 들면, 검출기(3)로서, 격자상 또는 격자상으로 간주할 수 있게 배열된 복수의 검출 소자를 구비한 TDI 센서를 사용할 수 있다. TDI 센서를 사용한 검사 장치에서는, 복수의 조사 영역은 발생기(2)의 초점과, 격자상 또는 격자상으로 간주할 수 있게 배열된 복수의 검출 소자 각각을 잇도록, 소정의 각도 간격으로 방사상으로 설정된다.
도 10에 나타내는 제 2 실시형태는, TDI 센서를 사용한 방사선 검사 장치의 일례이다. 제 2 실시형태에서는, 발생기(2)와 검출기(3) 사이에 전지(100)를 직선 반송하는 컨베이어(1)가 설치되어 있다. 검출기(3)로서는, 고속 X선 이미지 인텐시파이어가 사용된다.
검출기(3)는, 본체(31)에 있어서의 발생기(2)측에 입력면(32)을 구비하고, 발생기(2)와 반대측의 면에 출력면(33)을 구비한다. 이 경우, 발생기(2)로부터 조사된 방사상의 X선빔의 어느 개소를 전지(100)가 통과해도 투과상을 수광할 수 있도록, 입력면(32)은 X선빔의 조사폭에 맞춘 넓은 수광면을 갖고 있다. 전지(100)가 이동할 때에 입력면(32)에는 전지(100)의 이동 위치에 따른 다수의 검출 데이터(즉, X선 투시 화상의 근원이 되는 X선 검출 데이터)가 입력된다.
한편, 출력면(33)은, 입력면(32)에서 수광된 다수의 검출 데이터를 항상 같은 위치(영역)에 결상(結像)한다. CCD 카메라(34)는, 출력면(33)에 결상된 상을 촬상한다. 그리고, CCD 카메라(34)에 접속되는 화상 처리부(도시하지 않음)는, 전지(100)의 1개분에 대해서 그 복수의 상을 시간 지연 적분하여 합성 데이터를 얻는다.
본체(31)의 외주에는, 입력면(32)의 다른 위치에서 수광된 전지(100)를 투과한 X선빔에 의한 상을, 출력면(33)의 소정의 영역에 항상 결상하도록 편향시키는 편향 코일(35)이 설치되어 있다.
이러한 구성을 갖는 제 2 실시형태에서는, 전지(100)가 컨베이어(1)에 의해 직선 이동하고, 예를 들면, 도면 중, 100A, 100C 및 100B에 나타내는 바와 같은 다른 위치에 도달한다. 100A, 100C 및 100B의 각 위치에 있어서, 전지(100)에 X선빔을 조사하면, 전지(100)의 각 위치(100A, 100C 및 100B)에 있어서의 투과 X선은, 각각 입력면(32)의 32A, 32C 및 32B의 각 부분에서 수광된다. 입력면(32)의 32A, 32C 및 32B의 각 부분에서 수광된 X선빔은 입력면(32)에서 수광되고, 전자상(電子像)으로 변환되며, 편향 코일(35)에 의해 본체(31) 내에서 편향되고, 각각 출력면(33)의 동일한 개소(영역)에 결상된다. CCD 카메라(34)는, 출력면(33)에 결상된 상을 촬상한다. 그리고, CCD 카메라(34)에 접속되는 화상 처리부(도시하지 않음)는, 전지(100)의 1개분에 대해서 그 복수의 상을 시간 지연 적분하여 합성 데이터를 얻는다.
이 때, 도 10에 나타내는 바와 같이, 전지(100)를 통과하는 X선의 투과 패스가 각 위치(100A, 100C 및 100B)에서 다르며, 각 위치의 투과 데이터를 CCD 카메라(34)에 접속되는 화상 처리부(도시하지 않음)에서 중첩했을 때에, 동일한 투과 패스의 중첩이 불가능하여 얻어진 합성 데이터가 불선명해진다.
제 2 실시형태에서는, 도시하지 않은 회전 기구를 사용해서, 전지(100)를 직진시키면서 회전함으로써, 전지(100)가 컨베이어(1)의 어느 위치에 있어도, 바꿔 말하면, X선의 방사 영역의 어느 부분에 전지가 있어도, X선의 투과 패스와 조사 영역의 각도를 평행하게 할 수 있다. 또한, 회전 기구에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일한 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)를 사용할 수 있으므로, 도시 및 설명은 생략한다. 또한, 후술하는 「다른 실시형태」에 기재한 구성의 회전 기구를 사용하는 것도 가능하다.
이렇게 제 2 실시형태에 따르면, 이러한 종류의 TDI 센서에 있어서도, 시간 지연 적분하여 선명한 합성 데이터를 얻을 수 있고, 종래 기술과 비교해서 간단한 구성으로 고속 검사가 가능해진다.
[3. 다른 실시형태]
본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적당한 조합에 의해 여러 가지 발명을 형성할 수 있다. 예를 들면, 실시형태에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 가지 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 상이한 실시형태에 걸친 구성 요소를 적당히 조합해도 된다. 구체적으로는 다음과 같은 다른 실시형태도 포함한다.
(1) 본 실시형태에서는, 피검사물에 설정된 복수의 투과 패스의 각도와, 각 투과 패스를 투시하는 조사 영역의 각도를 일치시키도록 피검사물을 회전시키는 것을 목적으로 하지만, 검사 목적에 따라서는, 반드시 완전히 일치시킬 필요는 없으며, 불량품의 판정 기준, 방사선원의 강도, 제 1과 제 2 벨트의 제어 정밀도 등에 따라, 어느 정도의 범위까지 양자의 각도가 일치하는 것이면 된다.
(2) 실시형태의 방사선 검사 장치는, 피검사물로서, 전지(100) 이외의 것을 사용할 수 있다. 피검사물은, 방사선에 의해 비파괴 검사되는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 원통형 전지, 각형 전지, 라미네이트형 전지, 알루미늄 전해 콘덴서, 전기 이중층 커패시터 등의 전기 화학 커패시터 등의 권회 구조체이다. 피검사물의 검사 개소가 1개소일 경우, 검사부는 1개면 된다.
(3) 피검사물이 각형일 경우, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)로 피검사물을 협지해서 회전시킬 수는 없다. 각형의 피검사물은, 원통상의 홀더(H)로 지지한 상태에서, 홀더(H)를 제 1 회전용 벨트와 제 2 회전용 벨트(5)로 끼워서 회전시킴으로써, 장해물의 각도를 방사선 광축의 각도와 일치시킬 수 있다. 홀더(H)로서 외주가 원형인 것을 사용함으로써, 피검사물 본체는 그 외주가 원형이 아니라도 피검사물을 회전시키는 것이 가능해진다.
(4) 전지(100)를 협지하는 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)는, 동일한 반송 방향으로 같은 속도로 운전될 경우에는, 전지(100)를 회전시키지 않고 직선적으로 반송할 수 있다. 이 때문에, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)를 설치한 하부 검사부(A)나 상부 검사부(B)에 있어서, 전지(100)의 반송력을 갖지 않는 슈트형 또는 가이드 홈형의 컨베이어(1)를 사용할 수 있다.
(5) 외경, 외형이 커서 반송시 및 검사시에 안정적인 자세를 유지할 수 있는 피검사물은, 홀더(H)를 불필요로 할 수 있다.
(6) 도시의 실시형태는, 모두 피검사물의 회전 장치로서, 제 1 회전용 벨트(4)와 제 2 회전용 벨트(5)를 사용했다. 그러나, 피검사물의 회전 장치로서는, 피검사물의 주행 방향 및 상기 방사선 발생기의 광축과 교차하는 축을 중심으로 해서 회전시킬 수 있으면, 다른 구성을 채용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 컨베이어(1) 상에 소정 간격으로 복수의 턴테이블상의 지지 부재를 설치하고, 각 지지 부재에 피검사물을 지지 또는 재치해서 회전시킬 수도 있다. 이 경우, 각 지지 부재는 모터 등의 구동 기구에 의해 피검사물과 함께 회전된다. 구동 기구의 전원 등의 구동원은, 비접촉형의 충전 기능을 갖는 전지를 사용하거나, 컨베이어(1)에 설치한 전원 라인과 외부 전원을 슬라이딩형의 접촉자로 접속함으로써 공급해도 된다.
(7) 회전 장치로서, 랙과 피니언 등과 같이, 피검사물의 직진량과 회전 각도가 일정한 것을 사용한 경우에는, 상기 실시형태에 나타낸 제어부를 사용하지 않는 것도 가능하다. 특히, 피검사물의 직진 속도가 일정하고, 피검사물 또는 홀더의 외경도 일정한 경우에는, 미리 피검사물의 직진량과 회전 각도를 정해 둠으로써, 제어부를 불필요로 할 수 있다.
[4. 변형예]
피검사물이 전지(100)이며, 도 6의 (a), 도 6의 (b)에 있어서, 그 상부(101)와 하부(102)가 검사 부위이다. 전지(100)의 내부에는, 판상의 양극탭(103)과 음극탭(104)이 설치되고, 양극탭(103)은 외부 단자(105)에 접속되며, 음극탭(104)은 전지(100)의 내측 바닥면에 접속되어 있다. 이러한 전지(100)의 양품·불량품의 검사로서는, 양극탭(103)이나 음극탭(104)의 변형, 단선, 접속 불량 또는 권회되어 있는 양극, 음극, 세퍼레이터의 단부의 위치 어긋남 등을, 검출기(3)에서 얻어진 투시 데이터로부터 생성한 방사선 투시 화상에 의해 판정한다.
전지(100)를 사용해서, 상부(101)와 하부(102)에 위치하는 양극과 음극의 각 전극의 배치를 검사할 경우, 도 6의 (a)와 도 6의 (b)에 나타내는 양극탭(103)은 알루미늄제이기 때문에 선감약 계수가 낮고, 그 방사선 투시 화상에 있어서 전극에 겹쳐져서 비쳐도 문제가 되지 않는다. 한편, 도 6의 (a)와 도 6의 (b)에 나타내는 음극탭(104)은 니켈제이기 때문에 선감약 계수가 높고, 그 방사선 투시 화상에 있어서 전극에 겹쳐져서 비치면, 그것에 겹쳐진 각 전극을 식별하는 데에 문제가 된다. 이 때문에, 방사선 투시 화상에 있어서 음극탭(104)이 전극에 크게 겹쳐져서 비치고 있을 경우, 도 9에 나타내는 바와 같이 전지(100)를 오른쪽에서 왼쪽으로 직선 이동과 함께 θ 방향으로 회전시키면서 도 6의 (b)에 나타내는 θ 방향의 각도가 되도록 공급부(C)로 되돌리고, 재차 검사를 행한다. 본 실시형태에 있어서, 실시하는 검사 내용으로서는, 양극과 음극의 각 전극 간의 거리, 전지(100)의 용기와 양극 또는 음극의 전극의 거리 및 비딩(beading) 계측 등이다.
전지(100)를 양산하기 위해 원활하게 반송하기 위해서는, 하부 검사부 및 상부 검사부의 발생기와 검출기와는 별도로 또 다른 1세트의 발생기와 검출기를 하부 검사부 앞에 추가하고, 하부 검사부에 반입되기 전에 하부의 투시 화상에 있어서 음극탭 폭이 작게 비치는 것과 같은 θ 방향의 각도가 되도록 전지를 회전시켜 둔다. 그 후, 공급부(C)로부터 하부 검사부, 상부 검사부로 반송한다.
1: 컨베이어 1a: 기대
1b: 컨베이어 모터 2: 방사선 발생기
2a~2i: 방사선 조사 영역 3: 방사선 검출기
3a~3i: 검출 소자열 4: 제 1 회전용 벨트
5: 제 2 회전용 벨트 4a, 5a: 상부 로프
4b, 5b: 하부 로프 6: 모터
7a, 7b: 풀리 8: 수용 롤러
9: 간격 조정 기구 10: 차폐통
11: 벨트 제어부 12: 양품·불량품 판정부
31: 본체 32: 입력면
33: 출력면 34: CCD 카메라
35: 편향 코일 A: 하부 검사부
B: 상부 검사부 C: 공급부
D: 반출부 H: 홀더
100: 전지 100a~100i: 방사선 투과 패스
101: 상부 102: 하부
103: 양극탭 104: 음극탭

Claims (12)

  1. 피검사물을 반송하는 컨베이어와,
    상기 컨베이어 상의 상기 피검사물을 사이에 두고 배치되며, 상기 피검사물의 검사 부위를 촬영하는 방사선 발생기와 방사선 검출기와,
    상기 방사선 검출기에 설치된 복수의 검출 소자와,
    상기 방사선 발생기의 초점과, 상기 복수의 검출 소자 각각을 잇도록, 소정의 각도 간격으로 방사상으로 설정된 복수의 방사선 조사 영역과,
    상기 피검사물에 설정되고, 상기 복수의 방사선 조사 영역에 조사된 방사선이 투과하는 복수의 방사선 투과 패스와,
    상기 피검사물을, 상기 컨베이어의 주행 방향 및 상기 방사선 발생기의 광축과 교차하는 축을 중심으로 해서 회전시키는 회전 장치를 구비하고,
    상기 회전 장치는, 직진하는 상기 피검사물을 소정 각도로 회전시키고, 상기 각 검출 소자열 각각의 방사선 검출 위치에 있어서, 상기 피검사물에 설정된 상기 복수의 방사선 투과 패스의 각도와, 상기 각 방사선 투과 패스를 투시하는 방사선 조사 영역의 각도를 일치시키는 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피검사물의 직선 반송 거리 ｘ에 대해서, 상기 피검사물을 회전시키는 각도 θ(rad)는, θ=tan-1(ｘ/FOD)
    (FOD는, 상기 방사선 초점(F)과 상기 피검사물 중심의 거리)
    인 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 피검사물의 직선 반송 거리 ｘ에 대해서, 상기 피검사물을 회전시키는 각도 θ(rad)는, θ=ｘ/FOD
    (FOD는, 상기 방사선 초점(F)과 상기 피검사물 중심의 거리)
    인 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사선 검출기는, 상기 컨베이어의 진행 방향을 따라 설치된 복수의 검출 소자열을 구비하고,
    상기 복수의 방사선 조사 영역은, 상기 방사선 발생기의 초점과, 상기 복수의 검출 소자열 각각을 잇도록, 소정의 각도 간격으로 방사상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사선 검출기는, 격자상 또는 격자상으로 간주할 수 있게 배열된 복수의 검출 소자를 구비하고,
    상기 복수의 방사선 조사 영역은, 상기 방사선 발생기의 초점과, 상기에 배열된 복수의 검출 소자 각각을 잇도록, 소정의 각도 간격으로 방사상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 회전 장치는, 상기 컨베이어의 양측에 배치되고, 상기 컨베이어 상의 상기 피검사물을 협지한 상태에서, 서로 다른 속도로 운전 가능한 제 1 회전용 벨트와 제 2 회전용 벨트인 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트 각각은, 상기 피검사물의 상부에 접촉하는 상부 로프와, 상기 피검사물의 하부에 접촉하는 하부 로프를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트를 상기 컨베이어의 폭 방향으로 이동시켜, 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트의 간격을 증감하는 간격 조정 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 피검사물은, 외주면이 원주면이고, 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트는, 상기 피검사물의 원주면을 사이에 두고 상기 피검사물을 회전시키는 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 피검사물은, 상기 피검사물을 상기 컨베이어 상에 유지하는 홀더를 구비하고, 상기 홀더는 그 외주면이 원주면이고, 상기 제 1 회전용 벨트와 상기 제 2 회전용 벨트는, 상기 홀더 부분을 사이에 두고 상기 피검사물을 회전시키는 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  11. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 회전 장치는, 상기 컨베이어 상에 설치된 구동 기구와, 상기 구동 기구에 의해 상기 피검사물과 함께 회전되는 피검사물의 지지 부재인 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 장치에 의한 상기 피검사물의 회전 각도를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 회전 장치에 의한 상기 피검사물의 회전 각도를 제어하여, 상기 피검사물을 직진시키면서 소정 각도로 회전시키고, 상기 각 검출 소자열 각각의 방사선 검출 위치에 있어서, 상기 피검사물에 설정된 상기 복수의 방사선 투과 패스의 각도와, 상기 각 방사선 투과 패스를 투시하는 방사선 조사 영역의 각도를 일치시키는 것을 특징으로 하는 방사선 검사 장치.
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