(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に沿ってＸ線検出素子列を備えたラインディテクタとＸ線放射源を備え、該Ｘ線放射源と該ラインディテクタの間に設置されたコンベヤに搬送される対象物をそのＸ線透過像を連続的に撮影し合成して得られる２次元画像に基づいて検査するＸ線検査装置であって、前記Ｘ線放射源と前記ラインディテクタの移動機構および傾動機構を備え、該移動機構は前記Ｘ線放射源と前記ラインディテクタを一体に取付けたフレームを前記ラインディテクタの軸に直角な方向に移動させる案内機構と、該フレームを前記案内機構に従って移動させる駆動機構を備え、前記Ｘ線放射源と前記ラインディテクタの相対位置を一定に保ちながら前記Ｘ線放射源と前記対象物との間の距離を変えるものであり、前記傾動機構は前記Ｘ線放射源と前記ラインディテクタの相対位置を一定保ちながら両者の中心を結ぶ直線が前記対象物の搬送方向の前後方向に傾斜するように移動させて固定するものであり、前記移動機構によりＸ線透過画像の倍率を調整すると共に前記傾動機構により前記対象物へのＸ線の入射方向を変えて検査が行えることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
前記傾動機構が、前記Ｘ線放射源と前記ラインディテクタを一体に取付けたフレーム、該フレームを支持する支柱または該支柱が立設された基台のいずれかを前記搬送方向に直角な水平支軸で回転可能に支持する支持機構と、前記のフレーム、支柱または基台を前記支軸を中心にして前記搬送方向の前後に傾斜させる傾斜駆動機構とを備えていることを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
軸に沿ってＸ線検出素子列を備えたラインディテクタとＸ線放射源を備え、該Ｘ線放射源と該ラインディテクタの間に設置されたコンベヤに搬送される対象物をそのＸ線透過像を連続的に撮影し合成して得られる２次元画像に基づいて検査するＸ線検査装置であって、前記Ｘ線放射源と前記ラインディテクタを一体に移動する第１の移動機構と前記Ｘ線放射源を前記ラインディテクタに対して移動する第２の移動機構を備え、前記第１移動機構は前記Ｘ線放射源と前記ラインディテクタを一体に取付けたフレームを前記ラインディテクタの軸に直角な方向に移動させる案内機構と、該フレームを前記案内機構に従って移動させる駆動機構を備え、前記Ｘ線放射源と前記ラインディテクタの相対位置を一定に保ちながら前記Ｘ線放射源と前記対象物との間の距離を変えてＸ線透過画像の倍率を調整し、前記第２移動機構は前記Ｘ線放射源を前記ラインディテクタと平行に移動させて前記対象物へのＸ線の入射方向を変えることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項４】
前記Ｘ線放射源が、マイクロフォーカスＸ線源であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線透過像により検査対象物の検査を行うＸ線検査装置に関し、とくに１次元検出器を用いて搬送される対象物の２次元透過画像を得るＸ線検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用Ｘ線検査装置は、製品の欠陥や異物の混入を非破壊、非接触で検査する手段として広く用いられ、近年では検査対象物をコンベアで搬送して、流れ作業的に検査を行うＸ線検査装置の利用が増加傾向にある。
これは、図４に示すように、ベルトコンベア上の被検査品を挟んで、Ｘ線源と、搬送方向に直角に配列されたラインセンサとを配置し、搬送される被検査品のＸ線透過像を連続的に撮影して、この透過像を合成して得られる２次元画像から、欠陥や異物の存在を判定するものである。
【０００３】
このような検査装置においては、局部的に詳細な観察を行うためにＸ線透過像の倍率を拡大する機能を必要とする場合が少くない。Ｘ線透過像の倍率は、Ｘ線源からラインセンサまでの距離Ａを、Ｘ線源から被検査品までの距離Ｂで除したＡ／Ｂの比により定まる。従来の装置では、倍率を変更するのにＸ線源かラインセンサのいずれか一方を移動させていた。Ｘ線源を非検査品に近づけて倍率を拡大する方法は、前述のＡとＢがともに小さくなるので拡大効果が小さい。そのためラインセンサを遠ざけることにより倍率を拡大するのが一般的であった。
【０００４】
しかし、Ｘ線の線量は、Ｘ線源からセンサまでの距離の２乗に反比例するため、上述の方法で倍率を拡大すると、センサへのＸ線量が過少になって、鮮明な画像を得るのが難しくなるという問題があった。
特許文献１には、この問題を回避するために、Ｘ線源とラインセンサの位置を固定したまま、コンベアの高さを変えて倍率を変更する装置が開示されている。しかし、この方法では、コンベアの高さの変更に大がかりな装置を必要とし、検査するワークを変えたときにこれに合わせて検査ラインを調整することは容易でない。また、コンベア高さの変更に時間を要するため、通常の流れ作業による検査において、疑わしい対象物があった場合に画像を拡大し詳細に検査したいという要請に応えることはできない。
【０００５】
一方、プリント基板等の検査を目的とするマイクロフォーカスＸ線源を用いたＸ線検査装置では、移動するコンベアではなく固定したステージに被検査品を載置してステージを上下に移動することにより倍率を変えて検査を行う。この検査は主に配線接続部の欠陥の有無を調べるものであるが、垂直方向からの透過像だけでは検査対象部が他の部品と重なって判定しやすい透過像が得られない場合があり、ステージを前後左右に移動させて、被検査品の観察位置を変えて検査することが必要である。
しかし、図４に示すような搬送式の検査装置において、Ｘ線の照射角を変えるため、コンベアの位置を左右に変化させることは簡単でない。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−６４９７７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、コンベアなどで搬送される検査対象物を挟んで配置されたＸ線源と１次元ラインセンサにより２次元Ｘ線透過画像を得るＸ線検査装置において、簡単な機構を用いて、Ｘ線源とラインセンサの相対的位置関係を一定に保ったまま、拡大倍率また観察方向を可変にする手段を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のＸ線検査装置の第１は、軸に沿ってＸ線検出素子列を備えたラインディテクタとＸ線放射源を備え、これらＸ線放射源とラインディテクタの間を搬送される対象物をそのＸ線透過画像に基づいて検査するＸ線検査装置であって、Ｘ線放射源とラインディテクタの移動機構を備え、移動機構はこの両者の相対位置を一定に保ってＸ線放射源と対象物との間の距離を変えるものであり、移動機構によりＸ線透過画像の倍率を調整することを特徴とする。
【０００９】
上記の移動機構は、Ｘ線放射源とラインディテクタを一体に取り付けたフレームをラインディテクタの軸と直角な方向に移動させる案内機構と、フレームを案内機構に従って往復動させる駆動機構を備えたものであってもよい。
これにより、Ｘ線放射源とラインディテクタの位置関係を常に一定に保ちつつ、高さが不変のコンベア上の対象物とＸ線放射源の距離を任意に変えることができ、簡単な機構で拡大倍率を可変にすることができる。この構成によれば、如何なる倍率でも画質が低下することがないため、異物等の検出限界サイズを従来の方式よりも大幅に小さくすることが可能になる。
【００１０】
本発明のＸ線検査装置の第２は、上記第１発明の構成に加えて、Ｘ線放射源とラインディテクタの傾動機構を備え、傾動機構はこの両者の相対位置を一定に保って、両者の中心を結ぶ直線がコンベアの搬送方向の前後に傾斜するように両者を移動させるものであり、傾動機構により対象物へのＸ線の入射方向を変えて見る方向を変えた検査を行なうことを特徴とするＸ線検査装置である。
【００１１】
この装置において、上記の傾動機構は、Ｘ線放射源とラインディテクタを一体に取り付けたフレーム、このフレームを支持する支柱、またはそのような支柱が立設された基台のいずれかをコンベアの搬送方向に直角な水平支軸で回転可能に支持する支持機構と、このフレーム、支柱または基台を支軸を中心にして搬送方向の前後に傾斜させる傾斜駆動機構を備えたものであってもよい。
これにより、コンベアで搬送される対象物に対して容易にＸ線の照射方向を変えて検査を行うことができ、Ｘ線の照射方向を変えても、Ｘ線源とラインディテクタの相対位置は一定に保たれているから、画像の鮮明さは低下することがない。
【００１２】
本発明のＸ線検査装置の第３は、上記第１発明または第２発明の構成に加えて、Ｘ線放射源を移動させる第２の移動機構を備えたＸ線検査装置であって、この第２の移動機構が、Ｘ線放射源をラインディテクタに平行に移動させることを特徴とするものである。
この装置において、上記第２の移動機構は、ラインディテクタの軸と平行に取り付けた案内ガイドと案内ガイドに沿って移動するスライダからなる案内機構と、このスライダと固定的に接続した駒部材をコンベアの搬送方向に直角な水平線上で往復動させる駆動機構を備えたものであってもよい。スライダにＸ線放射源を搭載して、移動した後でもＸ線がラインディテクタに入射するようにする。
【００１３】
第２発明の装置がＸ線の照射方向を主にコンベアの搬送方向の前後に傾斜させるものであるのに対して、この第３発明の装置は、Ｘ線の照射方向を搬送方向の左右に傾斜させて対象物の左右から観察したＸ線透過像を得るものである。この装置では、Ｘ線放射源と対象物とラインディテクタの距離比が変化しないので、Ｘ線の照射方向を変えても画像の倍率が変化せず対応関係が混乱なく理解できる。
上記第１から第３発明のいずれにおいても、Ｘ線放射源はマイクロフォーカスＸ線源であってもよい。マイクロフォーカスＸ線源は点光源と擬制することができるので、Ｘ線放射源の位置が変化したときも対応関係が分かり易く、ボケの小さい鮮明な画像を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、実施例の図面に基いて本発明のＸ線検査装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の１実施例であるＸ線検査装置の構成を示す斜視図である。この装置はＸ線源１、ラインディテクタ２、フレーム４、１対の支柱５、フレーム４を昇降させる昇降駆動機構６及び画像処理装置（図示していない）等から構成されている。Ｘ線源１とラインディテクタ２は、コンベアベルト７を挟んで対向して配置されている。ラインディテクタ２のＸ線検出素子列３は、コンベアの搬送方向に垂直に配置されている。検査対象物８はコンベアベルト７に搭載され搬送される。ラインディテクタ２はＸ線検出素子列３により検出されるライン状のＸ線透過プロフィールを連続的に取得し、画像処理装置により２次元画像として表示する。
【００１５】
本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線源１とラインディテクタ２の両者間の距離及び相対的姿勢など相対的位置関係を一定に保ったまま、Ｘ線源１と検査対象物８との距離を変えることができるようにし、これにより拡大倍率を可変にすることが特徴である。本実施例においては、Ｘ線源１とラインディテクタ２が取り付けられたフレーム４を、昇降駆動機構６により支柱５に沿って上下動させることにより、これを実現している。
【００１６】
昇降駆動機構６は、支柱５に沿って立設されたボールネジ９と、正逆回転可能なモーター１０等から構成されている。ボールネジ９は、下端を軸受１１で支承され、上部をフレーム４の下部に取り付けた駒部材１２により支持され、モーター１０によりプーリー１３を介して回転駆動され、フレーム４を上下に昇降させる。また、１対の支柱５の内側側面に案内溝１４が形成され、これに嵌合するリブがフレーム４の両側面外側に形成されて、フレーム４をスムーズに上下動させるように構成されている。フレーム４の案内機構として市販のリニアガイドを利用してもよい。
【００１７】
本発明のＸ線検査装置は上記のように構成されているため、Ｘ線源１と検査対象物８との間隔を変えても、Ｘ線源１とラインディテクタ２の位置関係は、常に一定に保たれている。ラインディテクタのみ上下動させて、倍率を変更する従来の方式では、倍率を変える際にＸ線の線量が変化し、かつラインディテクタの中央部と周辺部でＸ線源との相対距離が変化して、画面全体で良好な透過像を得ることが難しかった。これに対し本発明の装置では、如何なる倍率でも画質が低下することなく鮮明な透過像を得ることができる。また、Ｘ線源とディテクタの一方のみを動かすより倍率調整範囲が大きくなる。そのため、金属等の異物検査において、検出可能な限界サイズが従来の方式よりも大幅に小さくなる。
【００１８】
本発明において、昇降駆動機構６は本実施例の構成に限定される必要はなく、例えば、モーターを用いずハンドルにより手動で昇降させてもよい。さらに必ずしも両側に支柱を設ける必要なく、１本の支柱で片持ちでフレーム４を支持してもよい。
搬送式のＸ線検査装置は、１次元のラインディテクタを用いることができ、大型の２次元検出器を用いるよりも、設備コストを大幅に安価にできる。この方式で、従来は画像の鮮明さを維持して倍率を任意に可変にすることが難しかったが、本発明は簡単な機構でこの課題を解決するものであり、その意義が大きい。また、搬送機械を動かして対象物とＸ線源やラインディテクタまでの距離を調整するものと比較すると、小さな部分を僅かに駆動することによって目的を達成するので、経済的に極めて有利である。
【００１９】
図２は、本発明の第２の実施例であるＸ線検査装置の構成を示す斜視図である。この装置も、検査対象物８を挟んで、対向してＸ線源１とラインディテクタ２をフレーム４に取り付け、このフレームを昇降させて拡大倍率を可変にすることや、フレームの昇降駆動機構６の構成などは、図１の装置と同様である。
しかしこの装置は、上記の構成に加えて、フレーム４自体をコンベアの搬送方向前後に傾斜させる機構を有することを特徴とする。本実施例の装置では、Ｘ線源１とラインディテクタ２の相対位置を一定に保った状態で、検査対象物８に対する観察方向を変化させることができる。本実施例においては、支柱５をコンベアの搬送方向に傾斜させることによってフレーム４の傾斜を実現し、Ｘ線源を傾けて見る方向を変化させている。
【００２０】
本実施例において１対の支柱５の下端部には、搬送方向に直交する水平な支軸１６が取り付けられ、この支軸１６は、一対の軸受１７により、回転可能に支持されている。支柱５は基台１５に立設されており、基台１５の一端には、基台１５を支軸１６を中心として回転傾斜させる傾斜駆動機構１８が設けられている。傾斜駆動機構１８は、支柱１９に沿って立設されたボールネジ２０と、このネジを駆動する正逆回転可能なモーター２１とから構成されている。ボールネジ２０は、その下端及び上部を軸受２２で固定され、モーター２１により直接またはプーリーを介して回転駆動される。このボールネジ２０の回転により、これに取り付けた駒部材２３が上下動し、この駒部材２３の運動はクランク２４を介して、基台１５の端部を上下動させる。
【００２１】
これにより、支柱５はコンベアの搬送方向前後に傾斜するため、フレーム４の面が検査対象物８を切断する角度が変化し、Ｘ線の照射方向が搬送方向前後に傾斜することになる。
このようにＸ線の照射方向を変えても、Ｘ線源１とラインディテクタ２の相対位置は一定に保たれているから、画像の鮮明さは低下することがない。また、画質を維持して任意に拡大倍率を変えられることも図１の装置と同様である。したがって、マイクロフォーカスＸ線源を用いることにより、この装置をプリント基板等の配線欠陥の検査に用いることもできる。これにより、従来の同様な精密検査の装置に比して、設備コストの大幅な低減や作業能率の向上が可能になる。
【００２２】
本実施例の装置において、傾斜駆動機構１８を図２の例に限定する必要はなく、たとえばボールネジに変えて油圧により昇降させてもよい。また、支軸１６は支柱５の真下に配置しないで基台１５の適当な位置に設けてもよい。あるいは、基台１５の端部に蝶番様の回転支持具を設けて支柱５の傾斜を可能にすることもできる。さらに、支軸１６を所定の角度範囲内で直接回転駆動して、支柱５が傾斜するような機構にしてもよい。さらに、支柱５は直立したままフレーム４のみ傾斜するような機構を設けてもよい。たとえば、フレームを外枠と内枠の２重構造にし、外枠を支柱５に沿って昇降させると共に、内枠は外枠に対し回転可能に支持して、この内枠にＸ線源とラインディテクタを取り付け、内枠のみ回転させて、Ｘ線の照射方向が傾斜するような構成にすることができる。
【００２３】
図３は、本発明の第３の実施例であるＸ線検査装置の斜視図である。
本実施例の装置も、Ｘ線源１とラインディテクタ２を取り付けたフレーム４を昇降させることにより、拡大倍率を可変にする点は図１に示した第１実施例の装置と同じであるが、これに加えて、Ｘ線源１とラインディテクタ２の中央部との距離を一定に保ったまま、Ｘ線源１をコンベアの搬送方向と直角な左右の方向に移動可能としていることが特徴である。Ｘ線放射源１をほぼ点光源と見なすことができて、Ｘ線放射源１からＸ線が図中下方にほぼ均等に放射するようになっている。
【００２４】
本実施例の装置では、フレーム４の上部梁を直線状の案内ガイド２５とし、Ｘ線源１を左右に駆動する横行駆動機構２６が設けられている。Ｘ線源１は、案内ガイド２５に沿って移動するスライダ２７に取り付けられていて、横行駆動機構２６により駆動される。
本実施例の装置では、Ｘ線源１を左右に移動させて、Ｘ線放射源１が検査対象物８の直上から脇にずれれば、検査対象物８の斜め上方から観察したＸ線透過像を得ることができる。なお、Ｘ線放射源１が左右に移動しても、検査対象物８のＸ線透過像が形成されるラインディテクタ２上の位置とＸ線放射源１との垂直距離、およびＸ線放射源１と検査対象物８の垂直距離は変わらないので、検査対象物８のＸ線透過像の倍率は変化しない。
【００２５】
マイクロフォーカスＸ線源を用いることによって、左右に大きく移動させてもＸ線放射源１の姿勢を変化させることなく、いろいろな方向から見たＸ線透過像が全て同じ倍率で観察できる。
なお、第２実施例の傾斜駆動機構を有する装置に、本実施例の横行駆動機構を組み込むことも容易であるから、Ｘ線源の検査対象物に対する照射角を、コンベアの搬送方向に対し、前後左右任意に傾斜させることが可能となる。これにより、コンベヤなどを使った搬送式のＸ線検査装置の機能をさらに拡充することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、搬送式のＸ線検査装置において、簡単な機構を用いて、Ｘ線源とラインセンサの相対的位置関係を一定に保ったまま拡大倍率を可変にすることが可能になった。これにより、拡大倍率を変えてもＸ線透過画像の画質が低下することがないため、異物等の検出限界サイズを従来よりも大幅に小さくすることができる。
また本発明によれば、コンベアで搬送される対象物に対して容易にＸ線の照射方向を変えて検査を行うことができ、Ｘ線の照射方向を変えても画像の鮮明さは低下することがない。そのため、本発明の装置は、マイクロフォーカスＸ線源を用いてプリント基板等の検査を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるＸ線検査装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２実施例であるＸ線検査装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第３実施例であるＸ線検査装置の構成を示す斜視図である。
【図４】従来のＸ線検査装置の例を示す概念図である。
【符号の説明】
１  Ｘ線源１
２  ラインディテクタ
３  Ｘ線検出素子列
４  フレーム
５  支柱
６  昇降駆動機構
７  コンベアベルト
８  検査対象物
９  ボールネジ
１０  モーター
１１  軸受
１２  駒部材
１３  プーリー
１４  案内溝
１５  基台
１６  支軸
１７  軸受
１８  傾斜駆動機構
１９  支柱
２０  ボールネジ
２１  モーター
２２  軸受
２３  駒部材
２４  クランク
２５  案内ガイド
２６  横行駆動機構
２７  スライダ
２９  ボールネジ
３０  モーター
３１  駒部材
【図１】
0003667325.tif 000002
【図２】
0003667325.tif 000003
【図３】
0003667325.tif 000004
【図４】
0003667325.tif 000005