(57)【要約】【課題】  異物起因のコントラストのみを明確に判別して過検出及び誤検出を防ぐこと。【解決手段】  測定対象元素のＸ線吸収端より低いエネルギーの第１の特性Ｘ線を試料Ｓに照射する第１のＸ線管球１１と、元素のＸ線吸収端より高いエネルギーの第２の特性Ｘ線を試料に照射する第２のＸ線管球１２と、第１の特性Ｘ線及び第２の特性Ｘ線が試料を透過した際の第１の透過Ｘ線及び第２の透過Ｘ線を検出する第１のＸ線検出器１３及び第２のＸ線検出器１４と、第１の透過Ｘ線の第１の透過像と第２の透過Ｘ線の第２の透過像との差分からコントラスト像を得る演算部１５と、を備え、試料と第１のＸ線管球との間に第１の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素の第１のフィルタＦ１を配すると共に、試料と第２のＸ線管球との間に第２の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素の第２のフィルタＦ２を配する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の元素のＸ線吸収端より低いエネルギーの第１の特性Ｘ線を試料に照射する第１のＸ線管球と、
前記元素のＸ線吸収端より高いエネルギーの第２の特性Ｘ線を前記試料に照射する第２のＸ線管球と、
前記第１の特性Ｘ線が前記試料を透過した際の第１の透過Ｘ線を受けてその強度を検出する第１のＸ線検出器と、
前記第２の特性Ｘ線が前記試料を透過した際の第２の透過Ｘ線を受けてその強度を検出する第２のＸ線検出器と、
検出された前記第１の透過Ｘ線の強度の分布を示す第１の透過像と検出された前記第２の透過Ｘ線の強度の分布を示す第２の透過像とを作成し、前記第１の透過像と前記第２の透過像との差分からコントラスト像を得る演算部と、を備え、
前記試料と前記第１のＸ線管球との間に前記第１の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第１のフィルタが配されていると共に、前記試料と前記第２のＸ線管球源との間に前記第２の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第２のフィルタが配されていることを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線透過検査装置において、
前記元素がＦｅであり、
前記第１のＸ線管球が、Ｃｏターゲット管球であると共に、前記第２のＸ線管球が、Ｎｉターゲット管球であり、
前記第１のフィルタが、Ｆｅ箔であると共に、前記第２のフィルタが、Ｃｏ箔であることを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＸ線透過検査装置において、
前記元素がＣｒであり、
前記第１のＸ線管球が、Ｃｒターゲット管球であると共に、前記第２のＸ線管球が、Ｆｅターゲット管球であり、
前記第１のフィルタが、Ｖ箔であると共に、前記第２のフィルタが、Ｍｎ箔であることを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＸ線透過検査装置において、
前記元素がＣｒであり、
前記第１のＸ線管球が、Ｍｎターゲット管球であると共に、前記第２のＸ線管球が、Ｆｅターゲット管球であり、
前記第１のフィルタが、Ｃｒ箔であると共に、前記第２のフィルタが、Ｍｎ箔であることを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のＸ線透過検査装置において、
前記演算部が、前記コントラスト像と前記元素の質量吸収係数及び密度とから前記元素の厚みを算出することを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項６】
測定対象の元素のＸ線吸収端より低いエネルギーの第１の特性Ｘ線を試料に照射するステップと、
前記元素のＸ線吸収端より高いエネルギーの第２の特性Ｘ線を前記試料に照射するステップと、
前記第１の特性Ｘ線が前記試料を透過した際の第１の透過Ｘ線を受けてその強度を検出するステップと、
前記第２の特性Ｘ線が前記試料を透過した際の第２の透過Ｘ線を受けてその強度を検出するステップと、
検出された前記第１の透過Ｘ線の強度の分布を示す第１の透過像と検出された前記第２の透過Ｘ線の強度の分布を示す第２の透過像とを作成し、前記第１の透過像と前記第２の透過像との差分からコントラスト像を得るステップと、を有し、
前記試料と前記第１のＸ線管球との間に前記第１の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第１のフィルタを配すると共に、前記試料と前記第２のＸ線管球との間に前記第２の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第２のフィルタを配することを特徴とするＸ線透過検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中の特定元素からなる異物を検出可能なＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車、ハイブリッド車又は電気自動車等のバッテリーとして、ニッケル水素系バッテリーよりもエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池が採用されつつある。このリチウムイオン二次電池は、非水電解質二次電池の一種で、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担い、かつ金属リチウムを電池内に含まない二次電池であり、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話機では既に多く採用されている。
【０００３】
このリチウムイオン二次電池は、優れた電池特性を有しているが、製造工程中に電極にＦｅ（鉄）等の異物が入ると発熱性や寿命等の電池特性が劣化する等の信頼性に影響が生じるため、今まで車載用への搭載が遅れていた。例えば、リチウムイオン二次電池の電極（正極）は、図７の（ａ）に示すように、通常厚さ２０μｍのＡｌ膜１の両面にＭｎ酸リチウム膜やＣｏ酸リチウム膜２が１００μｍ程度形成されて構成されているが、図７の（ｂ）に示すように、この中にＦｅ（鉄）やＳＵＳ（ステンレス）の異物Ｘが混入する場合があり、その異物Ｘが数十μｍ以上であると、短絡が発生し、バッテリーの焼失や性能低下を引き起こす可能性がある。このため、リチウムイオン二次電池について、製造時に異物Ｘが混入したバッテリーを検査で迅速に検出し、予め除去することが求められている。
【０００４】
一般に、試料中の異物等を検出する方法として、透過Ｘ線像を用いた方法が知られている。この手法を利用して、従来、例えば特許文献１に記載されているように、リチウムイオン二次電池の負極として用いられる炭素系材料等への異物混入の有無を透過Ｘ線像によって検出する炭素質材料の異物検出方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３９７７６号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の異物検出方法では、単に透過Ｘ線像の強度により異物の有無を検出しているだけのため、異物の原子番号が大きく異なれば明確なコントラストが得られるが、原子番号が近いとコントラストが弱く、判別がし難くなる問題がある。例えば、電極（正極板）の構成材に含まれるＣｏと異物とされるＦｅとでは、同じようなコントラストとなってしまう。このため、従来の異物検出方法では、図７の（ａ）に示すように、例えば試料Ｓである電極（正極板）の透過Ｘ線像Ｔにおいて、局所的に構成材が厚い部分２ａのコントラストか、図７の（ｂ）に示すように、異物Ｘによるコントラストかが判別できず、過検出や誤検出となってしまう不都合があった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、異物起因のコントラストのみを明確に判別して過検出及び誤検出を防ぐことができるＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のＸ線透過検査装置は、測定対象の元素のＸ線吸収端より低いエネルギーの第１の特性Ｘ線を試料に照射する第１のＸ線管球と、前記元素のＸ線吸収端より高いエネルギーの第２の特性Ｘ線を前記試料に照射する第２のＸ線管球と、前記第１の特性Ｘ線が前記試料を透過した際の第１の透過Ｘ線を受けてその強度を検出する第１のＸ線検出器と、前記第２の特性Ｘ線が前記試料を透過した際の第２の透過Ｘ線を受けてその強度を検出する第２のＸ線検出器と、検出された前記第１の透過Ｘ線の強度の分布を示す第１の透過像と検出された前記第２の透過Ｘ線の強度の分布を示す第２の透過像とを作成し、前記第１の透過像と前記第２の透過像との差分からコントラスト像を得る演算部と、を備え、前記試料と前記第１のＸ線管球との間に前記第１の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第１のフィルタが配されていると共に、前記試料と前記第２のＸ線管球との間に前記第２の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第２のフィルタが配されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のＸ線透過検査方法は、測定対象の元素のＸ線吸収端より低いエネルギーの第１の特性Ｘ線を試料に照射するステップと、前記元素のＸ線吸収端より高いエネルギーの第２の特性Ｘ線を前記試料に照射するステップと、前記第１の特性Ｘ線が前記試料を透過した際の第１の透過Ｘ線を受けてその強度を検出するステップと、前記第２の特性Ｘ線が前記試料を透過した際の第２の透過Ｘ線を受けてその強度を検出するステップと、検出された前記第１の透過Ｘ線の強度の分布を示す第１の透過像と検出された前記第２の透過Ｘ線の強度の分布を示す第２の透過像とを作成し、前記第１の透過像と前記第２の透過像との差分からコントラスト像を得るステップと、を有し、前記試料と前記第１のＸ線管球との間に前記第１の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第１のフィルタを配すると共に、前記試料と前記第２のＸ線管球との間に前記第２の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第２のフィルタを配することを特徴とする。
【００１０】
これらのＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法では、測定対象の元素のＸ線吸収端より低いエネルギーの第１の特性Ｘ線を試料に照射して取得した第１の透過像と元素のＸ線吸収端より高いエネルギーの第２の特性Ｘ線を試料に照射して取得した第２の透過像との差分からコントラスト像を得るので、特定の元素について明確なコントラスト像を得ることができる。すなわち、白色Ｘ線等の種々のエネルギーが混在したＸ線ではなく、上記元素のＸ線吸収端の前後であってＸ線吸収端によって透過Ｘ線検出量に差が生じる異なるエネルギーの特性Ｘ線（第１の特性Ｘ線及び第２の特性Ｘ線）を別々に照射することで、原子番号が近い他の元素があっても測定対象の元素の明確なコントラスト像を得ることが可能になる。
【００１１】
さらに、試料と第１のＸ線管球との間に第１の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第１のフィルタを配すると共に、試料と第２のＸ線管球との間に第２の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第２のフィルタを配するので、第１のＸ線管球及び第２のＸ線管球から第１の特性Ｘ線又は第２の特性Ｘ線だけでなく、これらよりも高いエネルギーの特性Ｘ線やバックグランドのＸ線も出射されている場合、これらを第１のフィルタ及び第２のフィルタでカットすることができる。したがって、所望の第１の特性Ｘ線又は第２の特性Ｘ線だけが抽出されて試料に対して照射可能になるため、測定対象の元素のコントラストがより鮮明になる。
【００１２】
また、本発明のＸ線透過検査装置は、前記元素がＦｅであり、前記第１のＸ線管球が、Ｃｏターゲット管球であると共に、前記第２のＸ線管球が、Ｎｉターゲット管球であり、前記第１のフィルタが、Ｆｅ箔であると共に、前記第２のフィルタが、Ｃｏ箔であることを特徴とする。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、Ｆｅを測定対象の元素としたとき、ＦｅのＸ線吸収端の前後にエネルギーが位置するＣｏの特性Ｘ線を出射可能なＣｏターゲット管球とＮｉの特性Ｘ線を出射可能なＮｉターゲット管球とを使用することで、安価なＸ線管球によりＦｅの異物を明確なコントラスト像で検出することができる。
また、第１のフィルタがＦｅ箔であると共に、第２のフィルタがＣｏ箔であるので、ＦｅのＸ線吸収端（７．１１１ｋｅＶ）によりＣｏ−Ｋα特性Ｘ線（６．９３ｋｅＶ）だけを抽出すると共に、ＣｏのＸ線吸収端（７．７０９ｋｅＶ）によりＮｉ−Ｋα特性Ｘ線（７．４７７ｋｅＶ）だけを抽出することができる。
【００１３】
また、本発明のＸ線透過検査装置は、前記元素がＣｒであり、前記第１のＸ線管球が、Ｃｒターゲット管球であると共に、前記第２のＸ線管球が、Ｆｅターゲット管球であり、前記第１のフィルタが、Ｖ（バナジウム）箔であると共に、前記第２のフィルタが、Ｍｎ箔であることを特徴とする。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、Ｃｒを測定対象の元素としたとき、ＣｒのＸ線吸収端の前後にエネルギーが位置するＣｒの特性Ｘ線を出射可能なＣｒターゲット管球とＦｅの特性Ｘ線を出射可能なＦｅターゲット管球とを使用することで、安価なＸ線管球によりＣｒが含まれるＳＵＳ等の異物を明確なコントラスト像で検出することができる。
また、第１のフィルタがＶ箔であると共に、第２のフィルタがＭｎ箔であるので、ＶのＸ線吸収端（５．４６３ｋｅＶ）によりＣｒ−Ｋα特性Ｘ線（５．４１４ｋｅＶ）だけを抽出すると共に、ＭｎのＸ線吸収端（６．５３７ｋｅＶ）によりＦｅ−Ｋα特性Ｘ線（６．４０３ｋｅＶ）だけを抽出することができる。
【００１４】
また、本発明のＸ線透過検査装置は、前記元素がＣｒであり、前記第１のＸ線管球が、Ｍｎターゲット管球であると共に、前記第２のＸ線管球が、Ｆｅターゲット管球であり、前記第１のフィルタが、Ｃｒ箔であると共に、前記第２のフィルタが、Ｍｎ箔であることを特徴とする。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、Ｃｒを測定対象の元素としたとき、ＣｒのＸ線吸収端の前後にエネルギーが位置するＭｎの特性Ｘ線を出射可能なＭｎターゲット管球とＦｅの特性Ｘ線を出射可能なＦｅターゲット管球とを使用することで、安価なＸ線管球によりＣｒが含まれるＳＵＳ等の異物を明確なコントラスト像で検出することができる。
また、第１のフィルタがＣｒ箔であると共に、第２のフィルタがＭｎ箔であるので、ＣｒのＸ線吸収端（５．９８８ｋｅＶ）によりＭｎ−Ｋα特性Ｘ線（５．８９８ｋｅＶ）だけを抽出すると共に、ＭｎのＸ線吸収端（６．５３７ｋｅＶ）によりＦｅ−Ｋα特性Ｘ線（６．４０３ｋｅＶ）だけを抽出することができる。
【００１５】
また、本発明のＸ線透過検査装置は、前記演算部が、前記コントラスト像と前記元素の質量吸収係数及び密度とから前記元素の厚みを算出することを特徴とする。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、演算部が、コントラスト像と元素の質量吸収係数及び密度とから元素の厚みを算出するので、測定対象の元素の検出だけでなく、その厚みも算出することで、この元素を含む異物の三次元的なサイズも把握することが可能になる。したがって、この検査で得られた異物のサイズから、二次電池等として問題となる異物か否かの振り分けが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法によれば、測定対象の元素のＸ線吸収端より低いエネルギーの第１の特性Ｘ線を試料に照射して取得した第１の透過像と元素のＸ線吸収端より高いエネルギーの第２の特性Ｘ線を試料に照射して取得した第２の透過像との差分からコントラスト像を得るので、特定の元素について明確なコントラスト像を得ることができる。さらに、試料と第１のＸ線管球との間に第１の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第１のフィルタを配すると共に、試料と第２のＸ線管球との間に第２の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第２のフィルタを配するので、所望の第１の特性Ｘ線又は第２の特性Ｘ線だけを抽出して照射可能になり、測定対象の元素のコントラストがより鮮明になる。
したがって、このＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法を用いれば、リチウムイオン二次電池等における特定元素の異物検出を高精度にかつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法の一実施形態を示す概略的な全体構成図である。
【図２】本実施形態において、Ｃｏ酸リチウムだけの場合とこれにＦｅ異物が入っている場合とに対するＸ線透過率を示すグラフである。
【図３】本実施形態において、Ｎｉターゲット管球から第２の特性Ｘ線を照射した際に、局所的に厚い部分がある場合（ａ）とＦｅ異物が入っている場合（ｂ）との第２の透過像を示す説明図である。
【図４】本実施形態において、Ｃｏターゲット管球から第１の特性Ｘ線を照射した際に、局所的に厚い部分がある場合（ａ）とＦｅ異物が入っている場合（ｂ）との第１の透過像を示す説明図である。
【図５】本実施形態において、Ｎｉ酸リチウムだけの場合とこれにＦｅ異物が入っている場合とに対するＸ線透過率を示すグラフである。
【図６】本実施形態において、Ａｌ（アルミニウム）及びＣ（グラファイト）だけの場合とこれにＦｅ異物が入っている場合とに対するＸ線透過率を示すグラフである。
【図７】本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法の従来例において、Ｘ線を照射した際に、局所的に厚い部分がある場合（ａ）とＦｅ異物が入っている場合（ｂ）との透過像を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
【００１９】
本実施形態のＸ線透過検査装置は、図１に示すように、測定対象の元素のＸ線吸収端より低いエネルギーの第１の特性Ｘ線を試料Ｓに照射する第１のＸ線管球１１と、上記元素のＸ線吸収端より高いエネルギーの第２の特性Ｘ線を試料Ｓに照射する第２のＸ線管球１２と、第１の特性Ｘ線が試料Ｓを透過した際の第１の透過Ｘ線を受けてその強度を検出する第１のＸ線検出器１３と、第２の特性Ｘ線が試料Ｓを透過した際の第２の透過Ｘ線を受けてその強度を検出する第２のＸ線検出器１４と、検出された第１の透過Ｘ線の強度の分布を示す第１の透過像と検出された第２の透過Ｘ線の強度の分布を示す第２の透過像とを作成し、第１の透過像と第２の透過像との差分からコントラスト像を得る演算部１５と、を備えている。
【００２０】
また、このＸ線透過検査装置は、試料Ｓを載置して水平方向に移動可能な試料ステージであるベルトコンベア１６と、上記各構成に接続されてそれぞれを制御する制御部１７と、演算部１５に接続されて上記コントラスト像などを表示するディスプレイ装置である表示部１８と、を備えている。
さらに、Ｘ線透過検査装置では、試料Ｓと第１のＸ線管球１１との間に第１の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第１のフィルタＦ１が配されていると共に、試料Ｓと第２のＸ線管球１２との間に第２の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第２のフィルタＦ２が配されている。
【００２１】
また、上記演算部１５は、コントラスト像と上記元素の質量吸収係数及び密度とから上記元素の厚みを算出する機能を有している。
上記試料Ｓは、例えばリチウムイオン二次電池に使用される電極などであり、上記測定対象の元素は、例えば電極に異物として混入が懸念されるＦｅやＳＵＳ中のＣｒである。
【００２２】
測定対象の元素をＦｅとしたとき、上記第１のＸ線管球１１は、Ｃｏターゲットを有するＣｏターゲット管球が採用されると共に、第２のＸ線管球１２は、Ｎｉターゲットを有するＮｉターゲット管球が採用される。上記Ｃｏターゲット管球の第１のＸ線管球１１からは、例えばＦｅのＫ吸収端（７．１１１ｋｅＶ）よりも低いエネルギーの第１の特性Ｘ線として、Ｃｏ−Ｋα特性Ｘ線（６．９３ｋｅＶ）が出射される。また、上記Ｎｉターゲット管球の第２のＸ線管球１２からは、例えばＦｅのＫ吸収端（７．１１１ｋｅＶ）よりも高いエネルギーの第２の特性Ｘ線として、Ｎｉ−Ｋα特性Ｘ線（７．４７７ｋｅＶ）が出射される。
また、このとき、第１のフィルタＦ１はＦｅ箔が採用されると共に、第２のフィルタＦ２はＣｏ箔が採用される。
【００２３】
また、測定対象の元素をＣｒとしたとき、上記第１のＸ線管球１１は、Ｃｒターゲットを有するＣｒターゲット管球又はＭｎターゲットを有するＭｎターゲット管球が採用されると共に、上記第２のＸ線管球１２は、Ｆｅターゲットを有するＦｅターゲット管球が採用される。
上記Ｃｒターゲット管球の第１のＸ線管球１１からは、例えばＣｒのＫ吸収端（５．９８８ｋｅＶ）よりも低いエネルギーの第１の特性Ｘ線として、Ｃｒ−Ｋα特性Ｘ線（５．４１４ｋｅＶ）が出射される。また、上記Ｍｎターゲット管球の第１のＸ線管球１１からは、例えばＣｒのＫ吸収端（５．９８８ｋｅＶ）よりも低いエネルギーの第１の特性Ｘ線として、Ｍｎ−Ｋα特性Ｘ線（５．８９８ｋｅＶ）が出射される。さらに、上記Ｆｅターゲット管球の第２のＸ線管球１２からは、例えばＣｒのＫ吸収端（５．９８８ｋｅＶ）よりも高いエネルギーの第２の特性Ｘ線として、Ｆｅ−Ｋα特性Ｘ線（６．４０３ｋｅＶ）が出射される。
【００２４】
また、第１のＸ線管球１１がＣｒターゲット管球であると共に第２のＸ線管球１２がＦｅターゲット管球であるとき、第１のフィルタＦ１はＶ箔が採用されると共に、第２のフィルタＦ２はＭｎ箔が採用される。
また、第１のＸ線管球１１がＭｎターゲット管球であると共に第２のＸ線管球１２がＦｅターゲット管球であるとき、第１のフィルタＦ１はＣｒ箔が採用されると共に、第２のフィルタＦ２はＭｎ箔が採用される。
【００２５】
なお、測定対象の元素をＦｅ又はＣｒとした場合について、第１の特性Ｘ線及び第２の特性Ｘ線として採用可能な特性Ｘ線のエネルギー例と第１のフィルタＦ１及び第２のフィルタＦ２として採用可能な元素のＸ線吸収端のエネルギー例とを、以下の表１に示す。
【表１】
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【００２６】
これら第１のＸ線管球１１及び第２のＸ線管球１２とされるＸ線管球は、管球内のフィラメント（陽極）から発生した熱電子がフィラメント（陽極）とターゲット（陰極）との間に印加された電圧により加速されターゲットに衝突して発生したＸ線を１次Ｘ線（第１の特性Ｘ線及び第２の特性Ｘ線）としてベリリウム箔などの窓から出射するものである。
【００２７】
上記第１のＸ線検出器１３及び第２のＸ線検出器１４は、対応する第１のＸ線管球１１及び第２のＸ線管球１２にそれぞれ対向してベルトコンベア１６下方に配置されたＸ線ラインセンサである。このＸ線ラインセンサとしては、蛍光板によりＸ線を蛍光に変換して一列に並べた受光素子で電流信号に変換するシンチレータ方式や複数の半導体検出素子を一列に並べた半導体方式等が採用される。また、これらのＸ線センサーは、一列のライン以外に二次元に受光素子が並んだＸ線エリアセンサーでも構わない。
なお、第１のＸ線検出器１３と第２のＸ線検出器１４を一つのＸ線検出器で兼用して、このＸ線検出器を第１のＸ線管球１１と第２のＸ線管球１２とのそれぞれ対向位置に移動可能にし、第１の透過Ｘ線及び第２の透過Ｘ線をそれぞれ検出するようにしても構わない。
【００２８】
上記制御部１７は、ＣＰＵ等で構成されたコンピュータである。
また、演算部１５は、制御部１７を介して入力される第１のＸ線検出器１３及び第２のＸ線検出器１４からの信号に基づいて画像処理を行って第１の透過像と第２の透過像とを作成し、これらを差分処理することでコントラスト像を作成し、さらにその画像を表示部１８に表示させる演算処理回路等である。なお、上記制御部１７内に演算部１５の処理回路を設けて両者を一体化しても構わない。また、表示部１８は、制御部１７からの制御に応じて種々の情報を表示可能である。
【００２９】
次に、本実施形態のＸ線透過検査装置を用いたＸ線透過検査方法について、図１から図６を参照して説明する。このＸ線透過検査方法では、例えば、Ｃｏ酸リチウム電極における異物Ｘとして測定対象の元素をＦｅとし、第１のＸ線管球１１としてＣｏターゲット管球を採用すると共に第２のＸ線管球１２としてＮｉターゲット管球を採用する。
【００３０】
まず、ベルトコンベア１６上に試料Ｓをセットし、制御部１７によりベルトコンベア１６で第１のＸ線管球１１に対向する位置まで試料Ｓを移動させる。
次に、Ｃｏターゲット管球の第１のＸ線管球１１から第１の特性Ｘ線としてＣｏ−Ｋα特性Ｘ線を試料Ｓに照射すると共に、第１のＸ線検出器１３で試料Ｓを透過した第１の透過Ｘ線を検出する。この際、ベルトコンベア１６で試料Ｓを移動させることで全体をスキャンし、第１の透過Ｘ線について全体の強度分布を取得する。
【００３１】
このとき、Ｃｏターゲット管球の第１のＸ線管球１１から出射されているＸ線のうち、ＦｅのＸ線吸収端（７．１１１ｋｅＶ）よりも高いエネルギーの特性Ｘ線（Ｃｏ−Ｋβ特性Ｘ線（７．６４９ｋｅＶ）等）やバックグランドのＸ線が、Ｆｅ箔の第１のフィルタＦ１に吸収されてカットされ、第１の特性Ｘ線とされるＣｏ−Ｋα特性Ｘ線（６．９３ｋｅＶ）だけが試料Ｓに照射される。
【００３２】
次に、ベルトコンベア１６により第２のＸ線管球１２に対向する位置まで試料Ｓを移動させる。
そして、Ｎｉターゲット管球の第２のＸ線管球１２から第２の特性Ｘ線としてＮｉ−Ｋα特性Ｘ線を試料Ｓに照射すると共に、第２のＸ線検出器１４で試料Ｓを透過した第２の透過Ｘ線を検出する。この際、ベルトコンベア１６で試料Ｓを移動させることで全体をスキャンし、第２の透過Ｘ線について全体の強度分布を取得する。
【００３３】
このとき、Ｎｉターゲット管球の第２のＸ線管球１２から出射されているＸ線のうち、ＣｏのＸ線吸収端（７．７０９ｋｅＶ）よりも高いエネルギーの特性Ｘ線（Ｎｉ−Ｋβ特性Ｘ線（８．２６４ｋｅＶ）等）やバックグランドのＸ線が、Ｃｏ箔の第２のフィルタＦ２で吸収されカットされ、第２の特性Ｘ線とされるＮｉ−Ｋα特性Ｘ線（７．４７７ｋｅＶ）だけが試料Ｓに照射される。
【００３４】
このように得た第１の透過Ｘ線の強度分布と第２の透過Ｘ線の強度分布とを、演算部１５が画像処理して第１の透過像と第２の透過像とを作成する。
なお、Ｃｏ酸リチウム電極に対するＸ線透過率は、異物がない場合に比べて、例えば２０μｍのＦｅの異物が入っている場合、図２に示すように、ＦｅのＸ線吸収端に相当するエネルギーでＸ線透過率が低下する。また、第１の特性Ｘ線であるＣｏ−Ｋα特性Ｘ線と第２の特性Ｘ線であるＮｉ−Ｋα特性Ｘ線とは、それぞれＦｅのＸ線吸収端の前後にそれぞれ相当するエネルギーを有している。
【００３５】
このため、図３の（ａ）に示すように、試料Ｓの構成材（Ａｌ膜１の両面にＣｏ酸リチウム膜２が積層された電極材）に局所的に厚い部分２ａがある場合、Ｎｉターゲット管球の第２のＸ線管球１２による第２の透過像Ｔ２には、局所的に厚い部分２ａに対応した部分に明確なコントラストが示される。また、図３の（ｂ）に示すように、試料ＳにＦｅの異物Ｘがある場合、Ｎｉターゲット管球の第２のＸ線管球１２による第２の透過像Ｔ２には、異物Ｘに対応した部分に明確なコントラストが示される。すなわち、ＦｅのＸ線吸収端より高いエネルギーのＮｉ−Ｋα特性Ｘ線は、Ｆｅの異物Ｘに対してＸ線透過率が低くなるため、異物Ｘの部分を透過する量が他の部分を透過する量より低下して暗部となり、コントラストが生じる。
【００３６】
一方、図４の（ａ）に示すように、試料Ｓに局所的に厚い部分２ａがある場合、Ｃｏターゲット管球の第１のＸ線管球１１による第１の透過像Ｔ１には、局所的に厚い部分２ａに対応した部分に明確なコントラストが示される。しかしながら、図４の（ｂ）に示すように、試料ＳにＦｅの異物Ｘがある場合、Ｃｏターゲット管球の第１のＸ線管球１１による第１の透過像Ｔ１には、異物Ｘに対応した部分に明確なコントラストが示されない。すなわち、ＦｅのＸ線吸収端より低いエネルギーのＣｏ−Ｋα特性Ｘ線は、Ｆｅの異物Ｘに対してＸ線透過率がＣｏ酸リチウムと変わらず、異物Ｘの部分を透過する量と他の部分を透過する量とがほぼ同じであるため、明確なコントラストが生じ難い。
【００３７】
次に、演算部１５は、上記のように得られた第１の透過像Ｔ１と第２の透過像Ｔ２との差分を取ってコントラスト像を作成し、表示部１８に表示する。すなわち、それぞれ単色Ｘ線による透過像である第１の透過像Ｔ１と第２の透過像Ｔ２との差分を取ることによって、局所的に厚い部分２ａと区別されてＦｅの異物Ｘに対応する部分が強調されたコントラスト像が得られる。
【００３８】
さらに、演算部１５は、上記２つの透過像の差分から得られたコントラスト像と測定対象の元素の質量吸収係数及び密度とから元素の厚み、すなわち異物Ｘの厚みを算出する。すなわち、予め演算部１５に測定対象の元素（Ｆｅ）に関する質量吸収係数μ及び密度ρが設定されており、コントラスト像のうち異物Ｘの部分に対応したコントラストの強い部分の透過Ｘ線強度（異物部透過Ｘ線強度）ＩＦｅと異物Ｘがない部分に対応したコントラストの弱い部分の透過Ｘ線強度（非異物部透過Ｘ強度）ＩＣｏとから、以下の式に基づいて異物Ｘの平均厚みＤを算出する。
【００３９】
【数１】
2010286406.tif 000004
ＩＦｅ：Ｃｏによる異物部透過Ｘ線強度
ＩＣｏ：Ｃｏによる非異物部透過Ｘ線強度
μ：異物（Ｆｅ）の質量吸収係数
ρ：異物（Ｆｅ）の密度
Ｄ：異物（Ｆｅ）の平均厚み
【００４０】
なお、上記では、Ｃｏ酸リチウム電極における異物Ｘを検出するＸ線透過検査方法を例示したが、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料として、正極板に使用されるＮｉ酸リチウムにおける異物の検査や、負極板に使用されるＡｌ（アルミニウム）とＣ（グラファイト）との積層材料における異物の検査にも同様に適用可能である。
上記Ｎｉ酸リチウムに対するＸ線透過率のグラフと、Ａｌ（アルミニウム）とＣ（グラファイト）との積層材料に対するＸ線透過率のグラフと、を異物（Ｆｅ）の有る場合と無い場合について、図５及び図６に示す。
【００４１】
これら材料に対するＸ線透過率についても、Ｆｅの異物Ｘが有る場合にはＦｅのＸ線吸収端でいずれもＸ線透過率が低下していることがわかる。したがって、これら材料中の異物Ｘを検出する場合でも、ＦｅのＸ線吸収端の前後に位置するエネルギーの第１の特性Ｘ線（例えば、Ｃｏターゲット管球からのＣｏ−Ｋα特性Ｘ線）及び第２の特性Ｘ線（例えば、Ｎｉターゲット管球からのＮｉ−Ｋα特性Ｘ線）を用いることで、２つのＸ線透過像の差分から異物Ｘの部分が強調されたコントラスト像及び異物Ｘの厚みを得ることができる。
【００４２】
このように本実施形態のＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法では、測定対象の元素のＸ線吸収端より低いエネルギーの第１の特性Ｘ線を試料Ｓに照射して取得した第１の透過像Ｔ１と元素のＸ線吸収端より高いエネルギーの第２の特性Ｘ線を試料Ｓに照射して取得した第２の透過像Ｔ２との差分からコントラスト像を得るので、特定の元素について明確なコントラスト像を得ることができる。すなわち、白色Ｘ線等の種々のエネルギーが混在したＸ線ではなく、上記元素のＸ線吸収端の前後であってＸ線吸収端によって透過Ｘ線検出量に差が生じる異なるエネルギーの特性Ｘ線（第１の特性Ｘ線及び第２の特性Ｘ線）を別々に照射することで、原子番号が近い他の元素があっても測定対象の元素の明確なコントラスト像を得ることが可能になる。
【００４３】
さらに、試料Ｓと第１のＸ線管球１１との間に第１の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第１のフィルタＦ１を配すると共に、試料Ｓと第２のＸ線管球１２との間に第２の特性Ｘ線よりも高いエネルギーのＸ線吸収端を有する元素で形成された第２のフィルタＦ２を配するので、第１のＸ線管球１１及び第２のＸ線管球１２から第１の特性Ｘ線又は第２の特性Ｘ線だけでなく、これらよりも高いエネルギーの特性Ｘ線やバックグランドのＸ線も出射されている場合、これらを第１のフィルタＦ１及び第２のフィルタＦ２でカットすることができる。したがって、所望の第１の特性Ｘ線又は第２の特性Ｘ線だけが抽出されて試料Ｓに対して照射可能になるため、測定対象の元素のコントラストがより鮮明になる。
【００４４】
また、Ｆｅを測定対象の元素としたとき、ＦｅのＸ線吸収端の前後にエネルギーが位置するＣｏの特性Ｘ線を出射可能なＣｏターゲット管球の第１のＸ線管球１１とＮｉの特性Ｘ線を出射可能なＮｉターゲット管球の第２のＸ線管球１２とを使用することで、安価なＸ線管球によりＦｅの異物Ｘを明確なコントラスト像で検出することができる。
また、第１のフィルタがＦｅ箔であると共に、第２のフィルタがＣｏ箔であるので、ＦｅのＸ線吸収端（７．１１１ｋｅＶ）によりＣｏ−Ｋα特性Ｘ線（６．９３ｋｅＶ）だけを抽出すると共に、ＣｏのＸ線吸収端（７．７０９ｋｅＶ）によりＮｉ−Ｋα特性Ｘ線（７．４７７ｋｅＶ）だけを抽出することができる。すなわち、ＦｅのＸ線吸収端（７．１１１ｋｅＶ）によりＣｏ−Ｋβ特性Ｘ線（７．６４９ｋｅＶ）等がカットされると共に、ＣｏのＸ線吸収端（７．７０９ｋｅＶ）によりＮｉ−Ｋβ特性Ｘ線（８．２６４ｋｅＶ）がカットされる。
【００４５】
また、Ｃｒを測定対象の元素としたとき、ＣｒのＸ線吸収端の前後にエネルギーが位置するＣｒ又はＭｎの特性Ｘ線を出射可能なＣｒターゲット管球又はＭｎターゲット管球の第１のＸ線管球１１とＦｅの特性Ｘ線を出射可能なＦｅターゲット管球の第２のＸ線管球１２とを使用することで、安価なＸ線管球によりＣｒが含まれるＳＵＳ等の異物Ｘを明確なコントラスト像で検出することができる。
【００４６】
また、第１のＸ線管球１１がＣｒターゲット管球であると共に、第２のＸ線管球１２がＦｅターゲット管球であるとき、第１のフィルタＦ１がＶ箔であると共に、第２のフィルタＦ２がＭｎ箔であるので、ＶのＸ線吸収端（５．４６３ｋｅＶ）によりＣｒ−Ｋα特性Ｘ線（５．４１４ｋｅＶ）だけを抽出すると共に、ＭｎのＸ線吸収端（６．５３７ｋｅＶ）によりＦｅ−Ｋα特性Ｘ線（６．４０３ｋｅＶ）だけを抽出することができる。すなわち、ＶのＸ線吸収端（５．４６３ｋｅＶ）によりＣｒ−Ｋβ特性Ｘ線（５．９４６ｋｅＶ）等がカットされると共に、ＭｎのＸ線吸収端（６．５３７ｋｅＶ）によりＦｅ−Ｋβ特性Ｘ線（７．０５７ｋｅＶ）がカットされる。
【００４７】
また、第１のＸ線管球１１がＭｎターゲット管球であると共に、第２のＸ線管球１２がＦｅターゲット管球であるとき、第１のフィルタＦ１がＣｒ箔であると共に、第２のフィルタＦ２がＭｎ箔であるので、ＣｒのＸ線吸収端（５．９８８ｋｅＶ）によりＭｎ−Ｋα特性Ｘ線（５．８９８ｋｅＶ）だけを抽出すると共に、ＭｎのＸ線吸収端（６．５３７ｋｅＶ）によりＦｅ−Ｋα特性Ｘ線（６．４０３ｋｅＶ）だけを抽出することができる。すなわち、ＣｒのＸ線吸収端（５．９８８ｋｅＶ）によりＭｎ−Ｋβ特性Ｘ線（６．４９ｋｅＶ）等がカットされると共に、ＭｎのＸ線吸収端（６．５３７ｋｅＶ）によりＦｅ−Ｋβ特性Ｘ線（７．０５７ｋｅＶ）がカットされる。
【００４８】
さらに、演算部１５が、コントラスト像と元素の質量吸収係数及び密度とから元素の厚みを算出するので、測定対象の元素の検出だけでなく、その厚みも算出することで、この元素を含む異物Ｘの三次元的なサイズも把握することが可能になる。したがって、この検査で得られた異物Ｘのサイズから、二次電池等として問題となる異物Ｘか否かの振り分けが可能になる。
【００４９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１１…第１のＸ線管球、１２…第２のＸ線管球、１３…第１のＸ線検出器、１４…第２のＸ線検出器、１５…演算部、１６…ベルトコンベア、１７…制御部、１８…表示部、Ｆ１…第１のフィルタ、Ｆ２…第２のフィルタ、Ｓ…試料、Ｔ１…第１の透過像、Ｔ２…第２の透過像、Ｘ…異物
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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