(57)【要約】  立体積層造形物の内部状態を、簡易迅速に立体積層造形物を破壊することなく検査することのできる品質検査方法を提供する。  このため、Ｘ線源１１ａから照射され、Ｘ線の照射軸方向と直交する方向に複数のスリットＳが配列された複数の格子及び被写体台１３に載置された検査対象物Ｈを透過したＸ線をＸ線検出器にて読み取ることで得られたモアレ画像に基づき、検査対象物の再構成画像を生成するＸ線タルボ撮影システム１を用いた品質検査方法であり、検査対象物Ｈは、構成材料を複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物であり、Ｘ線タルボ撮影システム１によって、少なくとも検査対象物Ｈを構成する層の積層方向と複数の格子の複数のスリットＳの配列方向とが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置した状態で再構成画像を生成し、当該再構成画像に基づいて検査対象物Ｈの内部の状態の検査を行う。
2018186296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線の照射軸方向と直交する方向に複数のスリットが配列された複数の格子と、検査対象物を載置する被写体台と、Ｘ線検出器と、が前記照射軸方向に並んで配設されており、前記Ｘ線源より照射され、前記複数の格子及び前記被写体台に載置された前記検査対象物を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器にて読み取ることにより得られたモアレ画像に基づいて、前記検査対象物の再構成画像を生成するＸ線タルボ撮影システムを用いた品質検査方法であって、
前記検査対象物は、構成材料を複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物であり、
前記Ｘ線タルボ撮影システムによって、少なくとも前記検査対象物を構成する層の積層方向と前記複数の格子の前記複数のスリットの配列方向とが平行となるように前記検査対象物を前記被写体台に載置した状態で前記再構成画像を生成し、当該再構成画像に基づいて前記検査対象物の内部の状態の検査を行うことを特徴とする品質検査方法。
【請求項２】
前記検査対象物に曝射される平均エネルギーが、１５〜５０ｋｅＶとなるＸ線を前記Ｘ線源より照射させることを特徴とする請求項１に記載の品質検査方法。
【請求項３】
前記Ｘ線タルボ撮影システムは、前記被写体台に前記検査対象物を載置した場合と載置しない場合とにおいて、前記複数の格子のうち少なくとも１つの格子を前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの前記格子の前記スリットが一定周期間隔で移動する毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像を取得し、前記検査対象物有りの複数のモアレ画像及び前記検査対象物無しの複数のモアレ画像に基づいて、前記検査対象物の再構成画像を作成し、前記検査対象物の再構成画像に対して、前記検査対象物有りのモアレ画像を撮影したときと前記検査対象物無しのモアレ画像を撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の品質検査方法。
【請求項４】
前記検査対象物は、繊維材料を含む複合樹脂を前記構成材料として形成されたものであり、
前記検査対象物の向きが前記スリットの配列方向に対して変化するように前記Ｘ線の照射軸周りに前記検査対象物を回転させながら複数回のＸ線撮影を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の品質検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、品質検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体的な形状の検査対象物を分解あるいは破壊することなく、欠陥の有無とその状態、検査対象物の性質とその状態、または内部構造等を検査する非破壊検査の手法が知られている。
そのような手法の一つとして、検査対象物にＸ線を照射し、得られた透過Ｘ線分布をデジタル値に変換してデジタル画像データを求め、そのデジタル画像データを画像処理して検査対象物の内部を非破壊で検査する、Ｘ線撮影システムを用いた非破壊検査の手法も知られている。
例えば第２９７１４３２号にはＸ線を用いた繊維強化プラスチック構造体にＸ線を透過して繊維強化プラスチック構造体の透過画像を取得し、この透過画像に基づいて強化繊維の配向状態を検査する検査価方法が開示されている。【０００３】
特に、立体的な形状の検査対象物の中でも構成材料を複数層積層することで立体形状とする立体積層造形物においては、積層時に微細な気泡が入り込んだり、積層の層間に間隙が発生したりするおそれがあり、造形物の品質を保つためには内部構造等を十分に検査する必要性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９７１４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、立体積層造形物を形成する際に生じる微小な気泡の混入や積層された構成材料の層間に生じる間隙等の異常は極めて微細なものであるため、特許文献１等に記載されている従来の非破壊検査の手法では確認することが難しかった。
このため、立体積層造形物の品質検査は、検査対象物を破壊して行う破壊検査しか方法がなく、破壊検査の場合、大面積の品質検査をすることができないことから、検査にかなりの手間と時間を要してしまう。【０００６】
また、破壊検査では、製品そのものの検査ではなく部分的な検査しか行うことができないことから、立体積層造形物について十分な品質管理を行うことができないとの問題があった。【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、立体積層造形物の内部状態を、簡易迅速に立体積層造形物を破壊することなく検査することのできる品質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】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の品質検査方法は、
Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線の照射軸方向と直交する方向に複数のスリットが配列された複数の格子と、検査対象物を載置する被写体台と、Ｘ線検出器と、が前記照射軸方向に並んで配設されており、前記Ｘ線源より照射され、前記複数の格子及び前記被写体台に載置された前記検査対象物を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器にて読み取ることにより得られたモアレ画像に基づいて、前記検査対象物の再構成画像を生成するＸ線タルボ撮影システムを用いた品質検査方法であって、
前記検査対象物は、構成材料を複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物であり、
前記Ｘ線タルボ撮影システムによって、少なくとも前記検査対象物を構成する層の積層方向と前記複数の格子の前記複数のスリットの配列方向とが平行となるように前記検査対象物を前記被写体台に載置した状態で前記再構成画像を生成し、当該再構成画像に基づいて前記検査対象物の内部の状態の検査を行うことを特徴とする。【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の品質検査方法において、
前記検査対象物に曝射される平均エネルギーが、１５〜５０ｋｅＶとなるＸ線を前記Ｘ線源より照射させることを特徴とする。【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の品質検査方法において、
前記Ｘ線タルボ撮影システムは、前記被写体台に前記検査対象物を載置した場合と載置しない場合とにおいて、前記複数の格子のうち少なくとも１つの格子を前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの前記格子の前記スリットが一定周期間隔で移動する毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像を取得し、前記検査対象物有りの複数のモアレ画像及び前記検査対象物無しの複数のモアレ画像に基づいて、前記検査対象物の再構成画像を作成し、前記検査対象物の再構成画像に対して、前記検査対象物有りのモアレ画像を撮影したときと前記検査対象物無しのモアレ画像を撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行うことを特徴とする。【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の品質検査方法において、
前記検査対象物は、繊維材料を含む複合樹脂を前記構成材料として形成されたものであり、
前記検査対象物の向きが前記スリットの配列方向に対して変化するように前記Ｘ線の照射軸周りに前記検査対象物を回転させながら複数回のＸ線撮影を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、立体積層造形物の内部状態を、簡易迅速に立体積層造形物を破壊することなく検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ｘ線タルボ撮影システムの全体像を表す概略図である。
【図２】タルボ干渉計の原理を説明する図である。
【図３】線源格子や第１格子、第２格子の概略平面図である。
【図４Ａ】検査対象物の外観を示す斜視図である。
【図４Ｂ】検査対象物の積層方向と格子のスリット配列方向との関係を示す説明図である。
【図５】検査対象物を生成する装置の全体構成を示す概略図である。
【図６Ａ】検査対象物の吸収画像の一例を示す図である。
【図６Ｂ】検査対象物の微分位相画像の一例を示す図である。
【図７Ａ】射出成型法で形成された検査対象物の吸収画像の一例を示す図である。
【図７Ｂ】粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物の吸収画像の一例を示す図である。
【図７Ｃ】熱溶解積層造形法で形成された検査対象物の吸収画像の一例を示す図である。
【図８Ａ】射出成型法で形成された検査対象物の微分位相画像の一例を示す図である。
【図８Ｂ】粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物の積層方向が格子のスリット配列方向と直交している場合の微分位相画像の一例を示す図である。
【図８Ｃ】熱溶解積層造形法で形成された検査対象物の積層方向が格子のスリット配列方向と直交している場合の微分位相画像の一例を示す図である。
【図９Ａ】射出成型法で形成された検査対象物の微分位相画像の一例を示す図である。
【図９Ｂ】粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物の積層方向と格子のスリット配列方向とが平行である場合の微分位相画像の一例を示す図である。
【図９Ｃ】熱溶解積層造形法で形成された検査対象物の積層方向と格子のスリット配列方向とが平行である場合の微分位相画像の一例を示す図である。
【図１０Ａ】格子をＸ線照射方向から見た平面図である。
【図１０Ｂ】被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。
【図１０Ｃ】被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。
【図１０Ｄ】被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。
【図１０Ｅ】被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。
【図１０Ｆ】被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。
【図１１】検査対象物の向きと小角散乱信号値との対応関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。
【００１５】
本実施形態において品質検査方法は、Ｘ線タルボ撮影を行うことのできるＸ線タルボ撮影システム１（図１参照）を用いて、被写体である立体的な形状の検査対象物Ｈを分解あるいは破壊することなくその内部状態を検査する非破壊検査方法である。
後述するように、本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影システムとして、線源格子（マルチ格子やマルチスリット、Ｇ０格子等ともいう。）１２を備えるタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線タルボ撮影システム１が採用されている。なお、線源格子１２を備えず、第１格子（Ｇ１格子ともいう。）１４と第２格子（Ｇ２格子ともいう。）１５のみを備えるタルボ干渉計を用いたＸ線タルボ撮影システムを採用することもできる。
【００１６】
［Ｘ線タルボ撮影システムについて］
Ｘ線タルボ撮影システム１は、Ｘ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源から照射されるＸ線の照射軸方向と直交する方向に複数のスリットが配列された複数の格子と、検査対象物Ｈを載置する被写体台と、Ｘ線検出器と、がＸ線の照射軸方向に並んで配設されており、Ｘ線源より照射され、複数の格子及び被写体台に載置された検査対象物Ｈを透過したＸ線をＸ線検出器にて読み取ることにより得られたモアレ画像に基づいて、検査対象物Ｈの再構成画像を生成するものである。
図１は、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１の全体像を表す概略図である。
図１に示すように、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１は、Ｘ線発生装置１１と、線源格子１２と、被写体台１３と、第１格子１４と、第２格子１５と、Ｘ線検出器１６と、支柱１７と、基台部１８と、コントローラー１９等を備えている。
【００１７】
このようなＸ線タルボ撮影システム１によれば、被写体台１３に載置された立体形状の検査対象物Ｈのモアレ画像を縞走査法の原理に基づく方法で撮影したり、モアレ画像をフーリエ変換法を用いて解析したりすることで、少なくとも３種類の画像を再構成することができる。すなわち、モアレ画像におけるモアレ縞の平均成分を画像化した吸収画像（通常のＸ線の吸収画像と同じ）と、モアレ縞の位相情報を画像化した微分位相画像と、モアレ縞のVisibility（鮮明度）を画像化した小角散乱画像の３種類の画像（これらの画像を「再構成画像」という）である。なお、これらの３種類の再構成画像を再合成する等してさらに多くの種類の画像を生成することもできる。
【００１８】
＜タルボ撮影の原理＞
ここで、まず、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計に共通する原理について、図２等を用いて説明する。
図２は、タルボ干渉計の原理を説明する図である。また、図３は、本実施形態における格子の概略平面図である。なお、図３に示す構成は、本実施形態における複数の格子（すなわち、後述する線源格子や第１格子、第２格子）に共通のものである。
【００１９】
なお、図２では、タルボ干渉計の場合が示されているが、タルボ・ロー干渉計の場合も基本的に同様に説明される。
また、図２におけるｚ方向が図１のＸ線タルボ撮影システム１における鉛直方向に対応し、図２におけるｘ、ｙ方向が図１のＸ線タルボ撮影システム１における水平方向（前後、左右方向）に対応する。
【００２０】
また、図３に示すように、第１格子１４や第２格子１５（タルボ・ロー干渉計の場合は線源格子１２も同様）には、Ｘ線の照射方向であるｚ方向と直交するｙ方向に延在する複数のスリットＳが、所定の周期ｄでｘ方向に配列されて形成されている。
【００２１】
図２に示すように、Ｘ線源２から照射されたＸ線（タルボ・ロー干渉計の場合はＸ線源２から照射されたＸ線が線源格子１２（図２では図示省略）で多光源化されたＸ線）が第１格子１４を透過すると、透過したＸ線がｚ方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像（格子像等ともいう。）といい、このように自己像がｚ方向に一定の間隔をおいて形成される現象をタルボ効果という。
【００２２】
すなわち、タルボ効果とは、図３に示すように一定の周期ｄでスリットＳが設けられた第１格子１４を可干渉性（コヒーレント）の光が透過すると、上記のように光の進行方向に一定の間隔でその自己像を結ぶ現象をいう。
【００２３】
そして、図２に示すように、第１格子１４の自己像が像を結ぶ位置に、第１格子１４と同様にスリットＳが設けられた第２格子１５を配置する。その際、第２格子１５のスリットＳの配列方向（すなわち図２ではｘ軸方向）が、第１格子１４のスリットＳの配列方向に対して略平行になるように配置すると、第２格子１５上でモアレ画像Ｍｏが得られる。
【００２４】
なお、図２では、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５上に記載するとモアレ縞とスリットＳとが混在する状態になって分かりにくくなるため、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５から離して記載している。しかし、実際には第２格子１５上およびその下流側でモアレ画像Ｍｏが形成される。そして、このモアレ画像Ｍｏが、第２格子１５の直下に配置されるＸ線検出器１６により撮影される。
【００２５】
また、図２に示すように、Ｘ線源２と第１格子１４との間に（すなわち図１の被写体台１３上に）被写体Ｈが存在すると、被写体ＨによってＸ線の位相がずれるため、モアレ画像Ｍｏのモアレ縞が被写体の辺縁を境界に乱れる。一方、図示を省略するが、Ｘ線源２と第１格子１４との間に被写体Ｈが存在しなければ、乱れの無いモアレ縞のみのモアレ画像Ｍｏが現れる。以上がタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計の原理である。
【００２６】
この原理に基づいて、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１においても、例えば図１に示すように、第２のカバーユニット１３０内で、第１格子１４の自己像が像を結ぶ位置に第２格子１５が配置されるようになっている。また、前述したように、第２格子１５とＸ線検出器１６との距離が離れるとモアレ画像Ｍｏ（図２参照）がぼやけるため、本実施形態では、Ｘ線検出器１６は第２格子１５の直下に配置されるようになっている。
【００２７】
なお、第２のカバーユニット１３０は、人や物が第１格子１４や第２格子１５、Ｘ線検出器１６等にぶつかったり触れたりしないようにして、Ｘ線検出器１６等を防護するために設けられている。
【００２８】
図示を省略するが、Ｘ線検出器１６は、照射されたＸ線に応じて電気信号を生成する変換素子が二次元状（マトリクス状）に配置され、変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取るように構成されている。そして、本実施形態では、Ｘ線検出器１６は、第２格子１５上に形成されるＸ線の像である上記のモアレ画像Ｍｏを変換素子ごとの画像信号として撮影する。
【００２９】
本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影システム１は、いわゆる縞走査法を用いてモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するようになっている。
縞走査法とは、被写体台１３に検査対象物Ｈを載置した場合と載置しない場合とにおいて、複数の格子１２，１４，１５のうち少なくとも１つの格子１２，１４，１５をＸ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの格子１２，１４，１５のスリットＳが一定周期間隔で移動する毎に、Ｘ線発生装置１１（Ｘ線発生装置１１のＸ線源１１ａ）により照射されたＸ線に応じてＸ線検出器１６が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像Ｍｏを取得し、検査対象物Ｈがある状態で撮影された複数のモアレ画像Ｍｏ及び検査対象物Ｈがない状態で撮影された複数のモアレ画像Ｍｏに基づいて、検査対象物Ｈの再構成画像を作成し、検査対象物Ｈの再構成画像に対して、検査対象物Ｈ有りのモアレ画像Ｍｏを撮影したときと検査対象物Ｈ無しのモアレ画像Ｍｏを撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行うＸ線タルボ撮影における撮影手法である。
【００３０】
本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１では、第１格子１４と第２格子１５との相対位置を図１〜図３におけるｙ軸方向（すなわちスリットＳの配列方向（ｘ軸方向）に直交する方向）にずらしながらモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影する。
そして、撮影された複数枚分のモアレ画像Ｍｏの画像信号につき、図示しない画像処理装置において画像処理を行い、複数枚のモアレ画像Ｍｏに基づいて、吸収画像や、微分位相画像や、小角散乱画像等（検査対象物Ｈの再構成画像）を再構成するとともに、この再構成画像についてアーチファクトの補正を行うようになっている。
【００３１】
このように、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１では、縞走査法によりモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するために、第１格子１４をｙ軸方向に所定量ずつ移動させるための図示しない移動装置等が設けられている。なお、第１格子１４を移動させる代わりに第２格子１５を移動させたり、或いは第１格子１４と第２格子１５とを両方とも移動させたりするように構成することも可能である。
【００３２】
また、Ｘ線タルボ撮影システム１で、第１格子１４と第２格子１５との相対位置を固定したままモアレ画像Ｍｏを１枚だけ撮影し、画像処理装置における画像処理で、このモアレ画像Ｍｏをフーリエ変換法等を用いて解析する等することにより、吸収画像や、微分位相画像や、小角散乱画像等（検査対象物Ｈの再構成画像）を再構成するように構成することも可能である。
この方法を用いる場合には、Ｘ線タルボ撮影システム１に必ずしも上記の移動装置等を設ける必要はなく、本発明は、このような移動装置が設けられていないＸ線タルボ撮影装置にも適用可能である。
【００３３】
＜Ｘ線タルボ撮影システムの装置構成＞
次に、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１における各部の具体的な構成について説明する。
本実施形態におけるＸ線タルボ撮影システム１は、図１に示すｚ軸方向が鉛直方向である、いわゆる縦型の装置構成となっており、Ｘ線発生装置１１、線源格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６が、この順序に鉛直方向であるｚ方向に配置されている。これにより、本実施形態では、ｚ方向が、Ｘ線発生装置１１からのＸ線の照射方向となる。
Ｘ線発生装置１１、線源格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６は、支柱１７によって支持されている。
なお、本実施形態では、Ｘ線発生装置１１の振動が支柱１７等のＸ線タルボ撮影システム１の他の部分に伝播しないようにするために（或いは伝播する振動をより小さくするために）、Ｘ線発生装置１１と支柱１７との間には緩衝部材１７ａが設けられており、Ｘ線発生装置１１は、この緩衝部材１７ａを介して支柱１７に支持されている。
【００３４】
Ｘ線発生装置１１は、Ｘ線源１１ａとして、例えば医療現場で広く一般に用いられているクーリッジＸ線源や回転陽極Ｘ線源等を備えている。なお、Ｘ線源１１ａはここに例示したものに限定されず、それ以外のＸ線源を用いることも可能である。
本実施形態のＸ線発生装置１１は、焦点からＸ線をコーンビーム状に照射するようになっている。これにより、Ｘ線発生装置１１から離れるほどＸ線が広がるように照射される。
【００３５】
また、本実施形態では、Ｘ線発生装置１１の下方に線源格子１２が設けられている。
なお、Ｘ線源１１ａの陽極の回転等により生じるＸ線発生装置１１の振動が線源格子１２に伝わらないようにするために、本実施形態では、線源格子１２は、Ｘ線発生装置１１には取り付けられず、支柱１７に設けられた基台部１８に取り付けられた固定部材１２ａに取り付けられている。
【００３６】
本実施形態では、上記の固定部材１２ａには、線源格子１２のほか、線源格子１２を透過したＸ線の線質を変えるためのろ過フィルター（付加フィルターともいう。）１１２や、照射されるＸ線の照射野を絞るための照射野絞り１１３、Ｘ線を照射する前にＸ線の代わりに可視光を被写体に照射して位置合わせを行うための照射野ランプ１１４等が取り付けられている。
なお、線源格子１２とろ過フィルター１１２と照射野絞り１１３とは、必ずしもこの順番に設けられる必要はない。また、本実施形態では、線源格子１２等の周囲には、それらを保護するための第１のカバーユニット１２０が配置されている。
【００３７】
また、コントローラー１９（図１参照）は、本実施形態では、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターで構成されている。
なお、コントローラー１９を、本実施形態のような汎用のコンピューターではなく、専用の制御装置として構成することも可能である。
また、コントローラー１９は、操作部を含む入力手段１９１や表示手段１９２等を備えている。
なお、コントローラー１９には、この他、プリンター等で構成される出力手段や、記憶手段、通信手段等の各種手段や装置が適宜設けられる。
【００３８】
コントローラー１９は、Ｘ線タルボ撮影システム１に関する全般的な制御を行う。
すなわち、例えば、コントローラー１９は、Ｘ線発生装置１１に接続されており、Ｘ線源１１ａに管電圧や管電流、照射時間等を設定することができるようになっている。
本実施形態では、コントローラー１９は、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが、１５〜５０ｋｅＶとなるＸ線をＸ線源１１ａより照射させるようにＸ線発生装置１１を制御するようになっている。
このように、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが１５ｋｅＶ以上５０ｋｅＶより小さい、比較的低いエネルギーのＸ線を検査対象物Ｈに曝射することにより、立体積層造形物である本実施形態の検査対象物Ｈにおける内部の気泡Ｆａ（図６Ｂ参照）や間隙Ｆｄ（図９Ｂ及び図９Ｃ参照）等の空隙部分とそれ以外の部分とのコントラストが十分に得られ、検査対象物Ｈの内部の微小な気泡Ｆａや間隙Ｆｄ等の極めて微細な異常個所の存在をも可視化することが可能となる。
【００３９】
コントローラー１９の表示手段１９２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニターにより構成されており、ＣＰＵから入力される表示信号の指示に従って、操作部等の入力手段１９１から入力された入力指示やデータ等を表示する。
また、本実施形態では、前述のように、モアレ画像Ｍｏに基づいて検査対象物Ｈの再構成画像（吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等）が生成されるようになっており、表示手段１９２は、再構成画像を表示可能となっている。
【００４０】
また、Ｘ線タルボ撮影システム１が、本実施形態のように縞走査法によりモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するように構成されている場合には、コントローラー１９が、上記の移動装置を制御して、第１格子１４（或いは第２格子１５或いはその両方）を移動させる所定量を調整したり、格子の移動とＸ線発生装置１１からのＸ線の照射とのタイミングを調整する等の処理を行うように構成される。
また、例えば、コントローラー１９が、Ｘ線検出器１６と外部の図示しない画像処理装置等との信号やデータの送受信を中継するように構成することも可能である。
【００４１】
なお、Ｘ線発生装置１１を制御するコントローラーとして、Ｘ線発生装置１１専用のジェネレーターを用い、格子を移動させる移動装置を制御する等するためのコントローラー１９を、Ｘ線発生装置１１のジェネレーターとは別体の装置として構成することも可能であり、コントローラー１９の構成は適宜決めることができる。
【００４２】
また、上述の記憶手段やＲＯＭには、Ｘ線発生装置１１のＸ線源１１ａの管電圧や管電流、照射時間等の設定や、格子の移動とＸ線発生装置１１からのＸ線の照射とのタイミングの調整等を行うために必要な各種データや、各種処理を行うために必要な処理プログラム等が記憶されている。
【００４３】
［立体積層造形物について］
図４Ａは、本実施形態における検査対象物Ｈの外観を示す斜視図であり、図４Ｂは、検査対象物Ｈの積層方向と格子のスリット配列方向との関係を示す説明図である。
図４Ａに示すように、本実施形態の検査対象物Ｈは、構成材料αを複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、検査対象物Ｈの積層方向をＸｈとする。
なお、図４Ａ及び図４Ｂに示す検査対象物Ｈは、その構造をわかりやすく説明するために簡略化されたものであり、実際の検査対象物Ｈの構造・形状は、より複雑であることが想定される。
【００４４】
本実施形態では、少なくとも検査対象物Ｈを構成する層の積層方向Ｘｈと複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向（図４Ｂにおいて配列方向Ｘｓとする）とが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置した状態で撮影を行い、再構成画像を生成して、当該再構成画像に基づいて検査対象物Ｈの内部の状態の検査を行う。
具体的には、図４Ｂに示すように、複数のスリットＳの配列方向Ｘｓと積層方向Ｘｈとが平行となるように向きを合わせて検査対象物Ｈを被写体台１３に載置し、この状態で撮影を行う。
このように、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｓと格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｈとを平行に揃えることにより、再構成画像（後述するように、本実施形態では微分位相画像）において、検査対象物Ｈ内部状態を高精細に可視化することができる。
【００４５】
ここで、本実施形態のＸ線タルボ撮影システム１による品質検査の対象となる検査対象物Ｈの例をその形成工程を示しながら説明する。
【００４６】
まず、検査対象物Ｈである立体積層造形物を形成する装置について簡単に説明する。
図５は、立体積層造形物の形成装置の一構成例を示す概略図である。
【００４７】
図５で示すように、立体積層造形物の形成装置４は、例えば、第１の開口４１を有し、立体積層造形物の造形が行われる造形部４２と、第１の開口４１の開口端縁とほぼ面一となる開口端縁を有する第２の開口４３を有し、内部に構成材料αが貯留される空間である構成材料供給部４４と、各部を支持する支持基盤４０と、を備えている。
造形部４２内には、ステージ支持部４５により支持された造形ステージ４６が配置されており、造形ステージ４６はステージ支持部４５により鉛直方向に精密に移動可能に構成されている。
構成材料供給部４４内の底部には、構成材料供給部４４内において昇降する供給ピストンを備える昇降用リフト４７が設けられており、構成材料供給部４４内に貯留されている構成材料αを適宜上方に押し上げ可能に構成されている。
【００４８】
装置内には、ポジションＰ１から構成材料供給部４４の第２の開口４３及び造形部４２の第１の開口４１を通過してポジションＰ２まで図示しない移動機構によって水平方向（図中矢印方向）に移動可能に構成された粉末リコーター４８が設けられている。
粉末リコーター４８は、構成材料供給部４４内から適宜供給される構成材料αを造形ステージ４６上に平らに敷き詰めて、造形ステージ４６上に薄層５を形成する。
【００４９】
また、装置内には、造形ステージ４６上に形成される薄層５の表面又は装置内を加熱又は冷却する温度調整部４９、薄層５にレーザー光Ｌを照射して、薄層５の構成材料αが溶融結合してなる造形物層５Ａを形成するレーザー光照射部５０が設けられている。
【００５０】
レーザー光照射部５０は、レーザー光源５１及びガルバノミラー５２を具備している。なお、レーザー光照射部５０は、さらに、レーザー光Ｌの焦点距離を薄層５の表面にあわせるためのレンズ等を備えていてもよい。本実施形態では、レーザー光源５１から照射されガルバノミラー５２によって反射されたレーザー光Ｌがレーザー光窓５３を透過して薄層５に照射される。
レーザー光源５１は、所望の波長のレーザー光Ｌを、例えば、エネルギー密度Ｅとして４５〜１５０Ｊ／ｍｍ２の範囲内で出射する光源であればよい。レーザー光源４９１としては、例えば、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、Ｈｅ−Ｃｄレーザー、半導体励起固体レーザー、ファイバーレーザー等を適用することができる。
また、ガルバノミラー５２は、レーザー光源５１から出射されたレーザー光Ｌを反射して、レーザー光ＬをＸ方向に走査するＸミラー及びＹ方向に走査するＹミラーから構成されてもよい。レーザー光窓５３は、レーザー光Ｌを透過させる材料からなるものであればよい。
【００５１】
造形ステージ４６には、粉末リコーター４８等による薄層５の形成、温度調整部４９による温度の調整及びレーザー光照射部５０によるレーザー光Ｌの照射によって順次造形物層５Ａが形成され、造形ステージ４６はステージ支持部４５に支持されながら造形物層５Ａの形成に伴って適宜下降していく。そして、この造形物層５Ａが積層されることにより、造形ステージ４６上に立体積層造形物３ＤＭが造形される。
なお、検査対象物Ｈである立体積層造形物を形成する装置の構成はここに例示したものに限定されない。検査対象物Ｈを形成する装置としては、構成材料αの層を複数積層して造形物を形成する各種の装置を用いることができる。
【００５２】
以下、立体積層造形物の形成装置４により形成される検査対象物Ｈとしての立体積層造形物について具体的に例示する。
＜検査対象物Ｈの例１（検査対象物Ｈが光造形物である場合）＞
まず、活性エネルギー線硬化性の化合物としてトリメチロールプロパントリアクリレートと光重合開始剤としてジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシドとを混合した。そして、この混合液をホモジナイザーで分散させた後、エバポレーターでメチルエチルケトンを脱揮させることにより、構成材料αとなる樹脂組成物を得た。
そして、立体積層造形物の形成装置４が有する構成材料供給部４４に構成材料αである樹脂組成物を投入し、造形部（造形槽）４２内の造形ステージ４６上に構成材料αである樹脂組成物の薄層５を形成した。
さらに、レーザー光照射部５０から薄層５へのレーザー光Ｌ（例えば、出力１００ｍＷ、波長３５５ｎｍの半導体レーザー光）の照射及び造形ステージ４６の降下を繰り返すことにより、長さ（以下、造形槽の深さ方向：立体造形物の高さ方法の長さを、単に「長さ」とも表記する。）３２０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍの立体積層造形物（検査対象物Ｈ）を形成した。
【００５３】
＜検査対象物Ｈの例２（検査対象物Ｈが粉末焼結積層造形法よる造形物である場合）＞
樹脂の材料として、ＰＡ１２（ダイセル・エボニック株式会社製、ダイアミドＬ１６００）を用意し、湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置（シンパティック（ＳＹＭＰＡＴＥＣ）社製、ヘロス（ＨＥＬＯＳ））で測定した平均粒子径が５０μｍの値になるまで、機械的粉砕法で樹脂微粒子を粉砕して構成材料αを得た。
上記構成材料αである粉末材料を粉末床溶融結合法による立体積層造形物の形成装置４の造形ステージ４６上に敷き詰めて、厚さ０．１ｍｍの薄層５を形成した。そして、この薄層５に、以下の条件で、レーザー光照射部５０であるＹＡＧ波長用ガルバノメータスキャナを搭載した５０Ｗファイバレーザ（ＳＰＩ  Ｌａｓｅｒｓ社製）から縦１５ｍｍ×横２０ｍｍの範囲にレーザー光Ｌを照射して、これを１０層積層することで検査対象物Ｈとしての立体積層造形物を形成した。
レーザーの波長  ：１．０７μｍ
ビーム径        ：薄層表面で１７０μｍ
走査間隔        ：０．２ｍｍ
レーザー        ：出力２０Ｗ
走査速度        ：５０００ｍｍ／ｓｅｃ
待機温度        ：コア樹脂の軟化温度−25℃に設定した。
【００５４】
＜検査対象物Ｈの例３（検査対象物Ｈが熱溶解積層法よる造形物である場合）＞
Xplore Instruments社製小型混練機にＰＡ１２樹脂（ダイセル・エボニック株式会社製、ダイアミドＬ１６００）を投入し、１８０℃、１００ｒｐｍで混練し、溶融物を巻き取り装置にて巻き取ることで、φ１．７５ｍｍの構成材料αとしてのフィラメントを作製した。
そして、Zortrax M200を用いて溶融温度１８０℃にて作製したφ１．７５ｍｍのフィラメントを溶融しながら薄層５の形成と積層とを繰り返すことにより、検査対象物Ｈである立体積層造形物として、長さ１５０ｍｍのダンベル試験片を形成した。
【００５５】
＜検査対象物Ｈの例４（検査対象物Ｈが金属材料を用いた立体積層造形物である場合）＞
本実施形態において検査対象物Ｈとなる立体積層造形物は、上記のような樹脂を構成材料αとするものに限定されず、以下に示すような金属材料を構成材料αとして用いた立体積層造形物であってもよい。
ここでは、下記の手法により立体積層造形物の形成装置４を用いて、アルゴンガス雰囲気下で１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの立方体の立体積層造形物（検査対象物Ｈ）を形成する場合について例示する。
構成材料供給部４４である金属粉末供給部に構成材料αである金属粉末（鉄、鉄合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金等）を充填し、昇降用リフト４７を上昇させ、当該金属粉末（構成材料α）を上方に押し出した。次いで、粉末リコーター４８を用いて、厚さ規制を行いながら、造形ステージ４６の上に、厚さ０．２ｍｍとなる条件で金属粉末（構成材料α）を水平に敷き詰め、薄層５を形成した。
レーザー光照射部５０は、レーザー光源５１としてのファイバーレーザー（波長：１．０７μｍ、１００％出力時：３００Ｗ、エネルギー密度：１２０Ｊ／ｍｍ２））、ガルバノミラー５２としての３Ｄガルバノスキャンヘッド（ＡＲＧＥＳ社製）、単焦点レンズ（ｆ１００）により構成し、金属粉末（構成材料α）の薄層５の表面での焦点スポットが３０μｍとなる条件で、走査速度を２０００ｍｍ／ｓｅｃ、走査ピッチを４０μｍとし、レーザー光照射を２段階に分けて、１０ｍｍ×１０ｍｍの面積に照射して焼結処理を行い、造形物層５Ａを形成した。第１の照射工程は、レーザー光源５１の出力を１００Ｗで行い、次いで、第２の照射工程として、出力条件を３００Ｗに変更して行った。
さらに、形成した第１の構造物層５Ａ上に、上記と同様の方法で、厚さ０．２ｍｍの第２の薄層５を積層及びレーザー照射による焼結処理を計５０回繰り返して行い、厚さ１０ｍｍの立体積層造形物（検査対象物Ｈ）を形成した。
【００５６】
なお、ここに示したのは立体積層造形物（検査対象物Ｈ）の一例であり、本実施形態の品質検査方法を適用可能な立体積層造形物（検査対象物Ｈ）はここに例示したものに限定されない。構成材料αの薄層５を複数積層して形成される立体積層造形物（検査対象物Ｈ）であれば広く適用が可能である。
【００５７】
［立体積層造形物の品質検査方法］
次に、本実施形態における立体積層造形物の品質検査方法について説明する。
本実施形態における品質検査方法により立体積層造形物の品質検査を行う場合には、まず、上記のような手法で形成された検査対象物ＨをＸ線タルボ撮影システム１の被写体台１３に載置する。
このとき、図４Ｂに示すように、検査対象物Ｈを構成する層の積層方向Ｘｈと複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓとが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置する。
そして、コントローラー１９により、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが、１５〜５０ｋｅＶとなるＸ線をＸ線源１１ａより照射させるようにＸ線発生装置１１を制御し、撮影を行う。
なお、本実施形態では、前述のように、被写体台１３に検査対象物Ｈを載置した場合と載置しない場合とにおいて、複数の格子１２，１４，１５のうち少なくとも１つの格子１２，１４，１５をＸ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの格子１２，１４，１５のスリットＳが一定周期間隔で移動する毎に、Ｘ線発生装置１１（Ｘ線発生装置１１のＸ線源１１ａ）により照射されたＸ線に応じてＸ線検出器１６が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像を取得する。そして、検査対象物Ｈがある状態で撮影された複数のモアレ画像及び検査対象物Ｈがない状態で撮影された複数のモアレ画像に基づいて、検査対象物Ｈの再構成画像を作成し、検査対象物Ｈの再構成画像に対して、検査対象物Ｈ有りのモアレ画像を撮影したときと検査対象物Ｈ無しのモアレ画像を撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行う。
【００５８】
モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈの再構成画像としては、前述のように、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像等がある。
図６Ａは、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈ（ここでは、前述の例１の検査対象物Ｈ（光造形物））の再構成画像としての吸収画像の一例を示す図であり、図６Ｂは、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈ（図６Ａと同じ例１の検査対象物Ｈ（光造形物））の再構成画像としての微分位相画像の一例を示す図である。
また、図７Ａは、射出成型法で形成された検査対象物の吸収画像の一例を示す図であり、図７Ｂは、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）の吸収画像の一例を示す図であり、図７Ｃは、熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）の吸収画像の一例を示す図である。
【００５９】
図６Ａ及び図７Ａ〜図７Ｃに示すように、吸収画像では、検査対象物Ｈが立体積層造形物ではなく射出成型されたものである場合、立体積層造形物である場合のいずれであっても、像が全体としてぼやけてしまい、画像から検査対象物Ｈ内部の空隙等の異常を読み取ることができない。
これに対して、図６Ｂに示すように、微分位相画像では、検査対象物Ｈの凹凸等を鮮鋭に表現することができ、例えば、検査対象物Ｈの内部に気泡Ｆａの混入等の異常がある場合には、当該異常個所を画像から読み取ることができる。
このため、本実施形態では、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈの再構成画像のうち、特に微分位相画像を用いて検査対象物Ｈである立体積層造形物の内部の状態についての品質検査を行う。
【００６０】
図８Ａは、射出成型法で形成された検査対象物の微分位相画像の一例を示す図であり、図８Ｂは、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）の積層方向が格子１２，１４，１５のスリット配列方向と直交している場合の微分位相画像の一例を示す図であり、図８Ｃは、熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）の積層方向が格子１２，１４，１５のスリット配列方向と直交している場合の微分位相画像の一例を示す図である。
【００６１】
図８Ａに示すように、射出成型法で形成された検査対象物の場合には、微分位相画像においても吸収画像とあまり見え方に変化はない。
これに対して、図８Ｂ及び図８Ｃに示すように、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）や熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）のように、構成材料αの薄層を複数積層して形成される立体積層造形物の場合には、微分位相画像では吸収画像と異なり、検査対象物Ｈの内部の状態が多少表現されている。
ただ、検査対象物Ｈの積層方向が格子１２，１４，１５のスリット配列方向と直交している場合には、画像が不鮮鋭であり、検査対象物Ｈの内部の空隙等を高精度に識別することはできない。
【００６２】
図９Ａは、射出成型法で形成された検査対象物の微分位相画像の一例を示す図であり、図９Ｂは、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）の積層方向と格子１２，１４，１５のスリット配列方向とが平行である場合の微分位相画像の一例を示す図であり、図９Ｃは、熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）の積層方向と格子１２，１４，１５のスリット配列方向とが平行である場合の微分位相画像の一例を示す図である。
【００６３】
図９Ａに示すように、射出成型法で形成された検査対象物の場合には、図８Ａと同様に、微分位相画像においても吸収画像とあまり見え方に変化はない。
これに対して、図９Ｂ及び図９Ｃに示すように、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）や熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）のように、構成材料αの薄層を複数積層して形成される立体積層造形物の場合であって、検査対象物Ｈの積層方向と格子１２，１４，１５のスリット配列方向とが平行となるようにして撮影を行った場合には、微分位相画像において、検査対象物Ｈの内部の状態が鮮鋭に表現される。これにより、例えば、検査対象物Ｈの内部において、積層された構成材料αの薄層５間等に間隙Ｆｄ等が生じている場合には、当該異常個所を画像から高精度に読み取ることができる。
【００６４】
［立体積層造形物の品質検査方法の効果］
以上のように、本実施形態によれば、構成材料αを複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物が検査対象物Ｈである場合に、少なくとも検査対象物Ｈを構成する層の積層方向と複数の格子１２，１４，１５の複数のスリットＳの配列方向とが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置した状態でＸ線タルボ撮影システム１によって撮影を行い、再構成画像を生成する。そして、当該再構成画像に基づいて検査対象物Ｈの内部の状態の検査を行う。
立体積層造形物を形成する際に生じる微小な気泡Ｆａの混入や積層された構成材料αの層間に生じる間隙Ｆｄ等の異常等は極めて微細なものであり、通常のＸ線撮影等を行っても、その撮影画像から異常個所を識別することは難しい。
この点、本実施形態のようにＸ線タルボ撮影を行い、さらにその撮影の際、検査対象物Ｈを構成する層の積層方向と複数の格子１２，１４，１５の複数のスリットＳの配列方向とが平行となるように検査対象物Ｈを配置することによって、気泡Ｆａや間隙Ｆｄ等、検査対象物Ｈの空隙部分とその他の部分とのコントラストが明確となる。
これにより、微細な異常個所であっても撮影画像から異常個所を識別することができ、検査対象物Ｈである立体積層造形物を破壊することなく、簡易かつ迅速に品質検査を行うことが可能となる。
また、このように、立体積層造形物（検査対象物Ｈ）の検査を非破壊で行うことができるため、手間や時間を掛けずに、製品そのものを全体的に検査することができ、部分的な検査しか行わない場合と比較して、立体積層造形物（検査対象物Ｈ）である製品についての品質管理を高度なレベルで行うことができる。
【００６５】
また、本実施形態では、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが、１５〜５０ｋｅＶとなるＸ線をＸ線源１１ａより照射させる。
このように比較的低いエネルギーのＸ線を検査対象物Ｈに曝射することにより、立体積層造形物である検査対象物Ｈにおける内部の気泡Ｆａ（図６Ｂ参照）や間隙Ｆｄ（図９Ｂ及び図９Ｃ参照）等の空隙部分とそれ以外の部分とのコントラストが十分に得られ、検査対象物Ｈの内部の微小な気泡Ｆａや間隙Ｆｄ等の極めて微細な異常個所の存在をも可視化することが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態では、被写体台１３に検査対象物Ｈを載置した場合と載置しない場合とにおいて、複数の格子１２，１４，１５のうち少なくとも１つの格子１２，１４，１５をＸ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの格子１２，１４，１５のスリットＳが一定周期間隔で移動する毎に、Ｘ線発生装置１１（Ｘ線発生装置１１のＸ線源１１ａ）により照射されたＸ線に応じてＸ線検出器１６が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像を取得する。そして、検査対象物Ｈがある状態で撮影された複数のモアレ画像及び検査対象物Ｈがない状態で撮影された複数のモアレ画像に基づいて、検査対象物Ｈの再構成画像を作成し、検査対象物Ｈの再構成画像に対して、検査対象物Ｈ有りのモアレ画像を撮影したときと検査対象物Ｈ無しのモアレ画像を撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行う。
これにより画像に乗ったノイズを除去することができ、より質の高い再構成画像を得ることができる。
このため、検査対象物Ｈの内部の微小な気泡Ｆａや間隙Ｆｄ等の極めて微細な異常個所の存在をも鮮明に可視化することが可能となる。
【００６７】
［第２の実施形態］
次に、図１０Ａから図１０Ｆ及び図１１を参照しつつ、本発明に係る立体積層造形物の品質検査方法の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、立体積層造形物の構成及び品質検査の内容のみが第１の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態と異なる点について説明する。
【００６８】
図１０Ａは、格子１２，１４，１５をＸ線照射方向から見た平面図である。図１０Ｂから図１０Ｆは、被写体台１３に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図であり、図１０Ｂは検査対象物Ｈの向き（検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈ）が格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度０度（すなわち、検査対象物Ｈの積層方向ＸｈがスリットＳの配列方向Ｘｓと平行）の場合、図１０Ｃは検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度３０度の場合、図１０Ｄは検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度４５度の場合、図１０Ｅは検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度６０度の場合、図１０Ｆは検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度９０度（すなわち、検査対象物Ｈの積層方向ＸｈがスリットＳの配列方向Ｘｓに対して直交）の場合をそれぞれ示している。
なお、図１０Ｂから図１０Ｆでは、立体積層造形物である検査対象物Ｈの内部に含まれている繊維材料Ｈｆが、立体積層造形物の積層方向Ｘｈに直交する向きで配向されている場合を例示している。
【００６９】
本実施形態において、検査対象物Ｈである立体積層造形物は、例えばガラス繊維や炭素繊維等の繊維材料を強化材として含む繊維強化プラスチック等の複合樹脂を構成材料αとして形成されたものである。
本実施形態における品質検査方法は、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈの再構成画像に基づいて、繊維材料を含む複合樹脂を構成材料αとして形成された検査対象物Ｈである立体積層造形物内部の繊維の配向状態を数値化するものである。
なお、本実施形態においては、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈの再構成画像のうち、特に小角散乱画像（小角散乱信号値）を用いて検査対象物Ｈである立体積層造形物内部の繊維の配向状態を数値化する場合を例示する。
【００７０】
＜検査対象物Ｈの例４（検査対象物Ｈが繊維材料を含む複合樹脂を用いた造形物である場合）＞
まず、本実施形態における検査対象物Ｈの一例をその形成工程を示しながら、以下説明する。
本実施形態の検査対象物Ｈを形成する際には、まず、ＰＡ１２樹脂（ダイセル・エボニック社製、ダイアミドＬ１６００）１ｋｇと、エタノール２５Ｌと、ナノセルロース１０．１ｇ（樹脂組成物中に１質量％）とを、１００Ｌのオートクレーブ攪拌釜中で、１４５℃で１時間撹拌した。その後、１１７℃にオートクレーブ温度を冷却し６０分間、一定に保った。そして、樹脂組成物を冷却し、５０μｍの平均粒子直径を有する粒子状の樹脂組成物（以下、単に「粒子」とも称する）を構成材料αとして得た。
上記のようにして得られた粒子状の樹脂組成物（構成材料α）を用いて、粉末焼結積層造形法（第１の実施形態における検査対象物Ｈの例２参照）を行うことにより、繊維材料Ｈｆを含む複合樹脂を用いた検査対象物Ｈ（立体積層造形物）を得た。
【００７１】
本実施形態において、Ｘ線タルボ撮影システム１による撮影は、検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して変化するように、Ｘ線の照射軸周りに検査対象物Ｈ（立体積層造形物）を回転させながら複数回行われる。
検査対象物Ｈの向きを格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対してどの程度ずつ変化させながら、何回撮影を行うかは、適宜設定可能である。
本実施形態では、一例として、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈと格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓとが平行となる位置にあるときを角度０度とし（図１０Ｂ参照）、この状態から、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈが格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓと直交する位置（角度９０度）まで、検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して変化するように検査対象物Ｈを回転させて撮影を行う場合を示す。
【００７２】
本実施形態において、格子１２，１４，１５は装置に固定されており、格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓ（格子角度）は予め装置側で把握されている。このため、検査対象物ＨをＸ線の照射軸周りに回転させて所定量ずつ角度を変えることにより、検査対象物Ｈの向きと格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓとを相対的に変化させることができる。
なお、検査対象物Ｈの向きと格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓとは相対的に変化すればよく、例えば格子１２，１４，１５自体を回転させることのできる構成をとる場合には、検査対象物Ｈの向きを固定としてもよい。
なお、本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影システム１の被写体台１３に、検査対象物ＨをＸ線の照射軸周りに所定量ずつ回転させることのできる図示しない回転ステージ等が設けられていることが好ましい。
【００７３】
なお、その他の構成は、第１の実施形態と同様であることから、同一部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７４】
［立体積層造形物の品質検査方法］
次に、本実施形態における立体積層造形物の品質検査方法について説明する。
本実施形態における品質検査方法により立体積層造形物の品質検査を行う場合には、第１の実施形態と同様に、上記のような手法で形成された検査対象物ＨをＸ線タルボ撮影システム１の被写体台１３に載置する。
このとき、まず、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、検査対象物Ｈを構成する層の積層方向Ｘｈと複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓとが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置する。
そして、コントローラー１９により、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが、１５〜５０ｋｅＶとなるＸ線をＸ線源１１ａより照射させるようにＸ線発生装置１１を制御し、撮影を行う。
【００７５】
次に、被写体台１３の上に載置された検査対象物ＨをＸ線の照射軸周りに所定量回転させ、同様に撮影を行う。こうした撮影を複数回繰り返す。
本実施形態では、図１０Ｂから図１０Ｆに示すように、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈと格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓとが平行となる位置にある角度０度の状態（図１０Ｂ参照）から、検査対象物Ｈを時計回りに回転させていき、角度３０度となる位置（図１０Ｃ参照）、角度４５度となる位置（図１０Ｄ参照）、角度６０度となる位置（図１０Ｅ参照）、角度９０度となる位置（すなわち、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈが格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓと直交する位置。図１０Ｆ参照）という５段階の角度の位置でそれぞれ撮影を行う。
そして、撮影により取得されたモアレ画像Ｍｏから再構成画像（本実施形態では特に小角散乱画像）を生成する。
【００７６】
図１１は、検査対象物Ｈの向き（角度）と各角度における小角散乱信号値との対応関係を示す表である。
本実施形態において、小角散乱信号値は、画面全体あるいは任意の面積の画像範囲の小角散乱信号値の平均値を意味するものとする。
なお、図１１において、「０度（垂直）」とあるのは、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈと格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓとが平行となる角度０度の位置において、繊維の配向はスリット配列方向Ｘｓに対して直交していることを示す。また、「９０度（平行）」とあるのは、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈが格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓに対して直交する角度９０度の位置において、繊維の配向はスリット配列方向Ｘｓと平行となることを示す。
【００７７】
図１１に示すように、繊維材料を含む検査対象物Ｈ（立体積層造形物）を撮影した場合、小角散乱信号値は、検査対象物Ｈである立体積層造形物内部の繊維の配向が複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して直交するときが０．１５と最も小さく、繊維の配向が複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓと平行となる状態に近づくほどその値が大きくなる。そして、繊維の配向が複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓと平行となっているときに、小角散乱信号値は０．４２と最も値が大きくなる。
このため、検査対象物ＨをＸ線の照射軸周りに所定量ずつ回転させて、複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓに対する角度を変えながら複数回撮影し、各撮影において得られた小角散乱信号値を比較・分析することにより、検査対象物Ｈである立体積層造形物内部の繊維の配向状態を数値化することができる。
【００７８】
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得られる他、以下の効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態では、検査対象物Ｈが繊維材料を含む複合樹脂を構成材料αとして形成された立体積層造形物である場合に、検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して変化するようにＸ線の照射軸周りに検査対象物Ｈを回転させながら複数回の撮影を行う。
これにより、格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対する繊維の配向状態の異なる複数の再構成画像（本実施形態では小角散乱画像）を得ることができ、得られた小角散乱信号値を比較・分析することにより、検査対象物Ｈである立体積層造形物を破壊することなく、その内部の繊維の配向状態を数値化することができる。
すなわち、図１１に示すように、繊維の配向と小角散乱信号値との間には、繊維の配向がスリットＳの配列方向Ｘｓに対して直交するときに小角散乱信号値が最も小さく、繊維の配向がスリットＳの配列方向Ｘｓと平行となる状態に近づくほど小角散乱信号値が大きくなっていき、繊維の配向がスリットＳの配列方向Ｘｓと平行であるときに小角散乱信号値が最も値が大きくなるという相関関係が認められる。
このため、検査対象物Ｈの向き（角度）を変えながら撮影を行い、各向き（角度）における小角散乱信号値を得ることで、繊維の配向が格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対してどのような状態となっているかを知ることができる。
【００７９】
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
【００８０】
例えば、第２の実施形態では、検査対象物Ｈの向き（角度）を５段階に変化させながら撮影を行う場合を行う場合を例示したが、何段階の向きで撮影を行うかは特に限定されない。
例えば、さらに多くの角度位置で撮影を行ってもよいし、これよりも少ない角度位置で撮影を行ってもよい。また、５段階の角度で撮影する場合にも、撮影する角度位置は本実施形態で示した０度、３０度、４５度、６０度、９０度に限定されない。
また、検査対象物Ｈの向き（角度）をリニアに変化させながら連続的に撮影を行い、最も小角散乱信号値が高くなったところをもって、スリットＳの配列方向Ｘｓと繊維の配向とが一致したと判断してもよい。
検査対象物Ｈの向き（角度）を細かく変化させながら多くの撮影を行った方が、繊維の配向状態をより高精度に把握することができる。
なお、３段階等の少ない回数の撮影によって繊維の配向状態を数値化しようとする場合には、例えば繊維の配向と小角散乱信号値との相関関係についてのデータを予め取得しておき、これを参照することにより、小角散乱信号値がピークとなる（すなわちスリットＳの配列方向Ｘｓと繊維の配向とが一致する）検査対象物Ｈの向き（角度）を推定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係る品質検査方法は、立体積層造形物の内部状態を、立体積層造形物を破壊することなく検査する品質検査に対して産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００８２】
１      Ｘ線タルボ撮影システム
２      入力手段
３      表示手段
１１    Ｘ線発生装置
１１ａ  Ｘ線源
１２    線源格子
１３    被写体台
１４    第１格子
１５    第２格子
１６    Ｘ線検出器
Ｈ      検査対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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