(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁に複数のエアノズルが固定されており、内部を搬送される検査対象物に前記エアノズルからエアジェットを噴射して前記検査対象物に付着した試料物質を剥離する剥離部と、
前記剥離した前記試料物質を検査する検査部と、
前記検査対象物を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送される前記検査対象物の大きさを検出する大きさ検出部と、
前記複数のエアノズルの動作を制御するエアノズル制御部とを有し、
前記エアノズル制御部は、前記大きさ検出部からの出力信号に基づいて、前記検査対象物の表面に１５ｍ／ｓ以上のエアジェットを噴射できるエアノズルを選択し、前記選択した前記エアノズルからエアジェットを噴射させることを特徴とし、
更に、前記エアノズル制御部は、前記大きさ検出部からの出力信号に対応して動作させるべき前記エアノズル及び当該動作させるべき前記エアノズルに供給する圧縮空気の圧力に関する情報を予め記憶しており、前記記憶した情報に従って前記エアノズルの選択及び圧力調整を行うことを特徴とする付着物検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の付着物検査装置において、前記試料物質を含む空気から試料微粒子を分離する分離部と、前記剥離部からの前記試料物質を含む空気を前記分離部へ誘導するすり鉢状の捕集部とを備え、前記捕集部は内面にエアジェットを吹き付ける前記複数のエアノズルを備えることを特徴とする付着物検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の付着物検査装置において、前記分離部はサイクロン現象を利用した分離部であり、前記捕集部と前記分離部はＬ字型配管によって接続され、前記Ｌ字型配管は内面にエアジェットを吹き付けるエアノズルを備えることを特徴とする付着物検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の付着物検査装置において、前記剥離部の複数のエアノズルは前記剥離部の内壁の上面と両側面に配置され、前記エアノズル制御部は、前記複数のエアノズルを上方から下方に向かう順序で動作させることを特徴とする付着物検査装置。
【請求項５】
請求項１に記載の付着物検査装置において、前記搬送手段の上流側に、前記検査対象物の大きさに応じた前記剥離部への前記検査対象物の導入位置の目安となるマークを形成したことを特徴とする付着物検査装置。
【請求項６】
請求項２記載の付着物検査装置において、
前記分離部が、前記試料微粒子が堆積する第１の捕集フィルタと、前記第１の捕集フィルタを収納し加熱するヒートブロックと、前記第１の捕集フィルタとは別の第２の捕集フィルタを格納するケースと、前記第２の捕集フィルタを前記ヒートブロック内に押し込むフィルタ交換駆動部と、前記ヒートブロックから排出される前記第１の捕集フィルタを回収する回収容器を備えたことを特徴とする付着物検査装置。
【請求項７】
請求項６記載の付着物検査装置において、
前記フィルタ交換駆動部は、前記検査部が、前記第１の捕集フィルタの交換を判定するしきい値を超えた事を感知してから駆動することを特徴とする付着物検査装置。
【請求項８】
内壁に複数のエアノズルが固定されており、内部を搬送される検査対象物に前記エアノズルからエアジェットを噴射して前記検査対象物に付着した試料物質を剥離する剥離部と、
前記剥離した前記試料物質を検査する検査部と、
前記検査対象物を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送される前記検査対象物の大きさを検出する大きさ検出部と、
前記複数のエアノズルの動作を制御するエアノズル制御部とを有し、
前記エアノズル制御部は、前記大きさ検出部からの出力信号に基づいて、前記検査対象物の表面に１５ｍ／ｓ以上のエアジェットを噴射できるエアノズルを選択し、前記選択した前記エアノズルからエアジェットを噴射させることを特徴とし、
前記搬送手段よりも上流側に、前記検査対象物の大きさに応じた前記剥離部への前記検査対象物の導入位置の目安となるマークを形成したことを特徴とする付着物検査装置。
【請求項９】
検査対象物の外形に依存する外形信号を取得するステップと、
前記外形信号と動作させるべきエアノズル及び当該動作させるべき前記エアノズルに供給する圧縮空気の圧力に関する記憶情報を参照して、剥離部の内壁に固定されている複数の前記エアノズルのうち動作させるエアノズルの選択と圧力調整を行うステップと、
前記選択された前記エアノズルから圧力が制御されたエアジェットを前記剥離部の内部を搬送されている検査対象物に向けて噴射するステップと、
前記検査対象物から剥離した試料物質と空気をすり鉢状の捕集部で捕集して分離部に送るステップと、
前記分離部で前記検査対象物から剥離した前記試料物質と空気を分離するステップと、
前記分離した前記試料物質を気化して試料ガスを生成するステップと、
前記試料ガスを検査することにより前記試料物質を同定するステップと
を含むことを特徴とする付着物検査方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の付着物検査方法において、
前記エアジェットを前記剥離部の内部を搬送されている前記検査対象物に向けて噴射するステップに続いて、前記剥離部の内壁と前記捕集部の内壁に前記エアジェットを噴射するステップを有することを特徴とする付着物検査方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の付着物検査方法において、
前記検査によって前記試料物質が危険物質であると同定された場合に、前記剥離部の内壁と前記捕集部の内壁に前記エアジェットを噴射して自己クリーニングを行うステップを有することを特徴とする付着物検査方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の付着物検査方法において、
前記自己クリーニングの後、前記剥離部の内壁と前記捕集部の内壁に前記エアジェットを噴射して発生した気流から試料微粒子を分離するステップと、
前記分離した前記試料物質を気化して試料ガスを生成するステップと、
前記試料ガスを検査することにより前記試料物質を同定するステップと、
前記検査において、前記危険物質が検出された場合、再び前記剥離部の内壁と前記捕集部の内壁にエアジェットを噴射して自己クリーニングを行うステップと
を含むことを特徴とする付着物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物に付着した物質（試料物質）を検査する技術に関し、主に手荷物や人体に付着した物質の検査を行う付着物検査装置及び付着物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空港や港湾などの搭乗口で行われる手荷物中の爆薬や麻薬などの危険物の有無を検査する技術が特許文献１〜４に記載されている。また、対象物体の形状寸法に基づいて流体圧力を可変する技術が特許文献５に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、関節を動かすことにより、圧縮ガスを検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上の速度で吹き付けるノズルを、検査対象物の外形に基づき移動させる付着物検査装置が記載されている。特許文献２には、圧縮ガスを検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上の速度で吹き付けるノズルにより、捕集部の内壁やノズルを支持するアームにも圧縮ガスを噴射する付着物検査装置が記載されている。特許文献３には、検査員が手荷物の表面を拭取り材で拭取り、拭取り材に付着した試料微粒子について危険物の有無、種類を判定する技術が記載されている。特許文献４には、荷物を収納するサンプリングチャンバーの幅全体に広がり、荷物の露出面を掃き取る回転ブラシを備えたサンプリングヘッドを、ばね、センサ、又はサーボで荷物の表面に接触させることで、荷物の表面に付着している試料微粒子を採取する技術が記載されている。特許文献５には、移動する対象物体又は移動する対象物体の一部に対応するように流体圧力（ファンエア圧力、霧化エア圧力など）が動的に決定され、共通ヘッダに支持された複数のノズルからの液体放出パターンが動的に変えられる噴射システムについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３１３１６号公報
【特許文献２】特開２００９−０３１３１５号公報
【特許文献３】特開２００４−３０１７４９号公報
【特許文献４】特開平０９−１２６９６５号公報
【特許文献５】特表２００８−５４４８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載の技術では、手荷物は一旦サンプリング室内に停止し、サンプリング室の入口に横方向と縦方向に配置した投光器と受光器で対をなす複数の手荷物認識の出力信号から演算した手荷物の仮想外形に沿って、アームの先端に付けたエアノズルを動かす。アームによるエアノズルの走査が終了すると、手荷物はサンプリング室から外に搬送される。手荷物を一旦サンプリング室内で停止させてから、エアノズルを走査させるため、１個の手荷物の検査処理時間が長くなる課題がある。また、エアノズルを走査させるために、関節を有するアームと、アームを直進移動させる移動機構が必要であるため、故障の発生確率が高い問題がある。また駆動する機構が多いことから、塵埃が発生しやすいので、装置が汚染される問題がある。
【０００６】
特許文献３に記載の技術では、検査員が拭取り材で検査対象物の全面を丁寧に拭取る必要がある。しかし検査員によって、拭取る箇所や拭取る力などが変わるため、検査条件にばらつきが出る難点がある。また手荷物全面を拭取るため、１個の検査対象物の検査に時間がかかる。このため検査員を複数配置する必要があり、検査費用がかかるなどの問題がある。特許文献４に開示の回転ブラシでは、取っ手やジッパーなどの複雑な凹凸を有する手荷物の最も外側の表面のみが回転ブラシと接触することになるため、検査箇所が限定される。また、回転ブラシを手荷物表面に押し付ける際に、手荷物の表面の破損や手荷物内部の品物の破損などの事故発生の可能性が高くなる。
【０００７】
特許文献５は、対象物に液体コーティングするスプレーガンに関わるものであり、スプレーガンに供給するファンエア圧力、霧化エア圧力を動的に可変することで、スプレーガンから照射する液体コーティングの照射範囲を対象物の移動する方向に対して直交する方向に可変しながら照射する技術であり、手荷物などの表面から微粒子を剥離することはできない。
【０００８】
本発明の目的は、検査員に熟練した技術を要求せずに、手荷物の表面から試料微粒子を非接触で剥ぎ取り、試料微粒子に危険物質が含まれるかを検査することのできる付着物検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の付着物検査装置は、内壁に複数のエアノズルが固定されており、内部を搬送される検査対象物にエアノズルからエアジェットを噴射して検査対象物に付着した試料物質を剥離する剥離部と、剥離した試料物質を検査する検査部と、検査対象物を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される検査対象物の大きさを検出する大きさ検出部と、複数のエアノズルの動作を制御するエアノズル制御部とを有し、エアノズル制御部は、大きさ検出部からの出力信号に基づいて、検査物表面に１５ｍ／ｓ以上のエアジェットを噴射できるエアノズルを選択し、選択したエアノズルからエアジェットを噴射させるものである。
【００１０】
かかる構成により、検査対象物に付着した試料物質は、エアジェットの風圧で剥離することとなり、検査部で検査される試料物質の量を増やすことができるとともに検査条件のバラツキも低減することができる。
【００１１】
好適には、更に、試料物質を含む空気から試料微粒子を分離する分離部と、剥離部からの試料物質を含む空気を分離部へ誘導するすり鉢状の捕集部とを備え、捕集部の内面にエアジェットを吹き付ける複数のエアノイズを備える。一例として、分離部はサイクロン現象を利用した分離部であり、捕集部と分離部を接続するＬ字型配管の内面にエアジェットを吹き付けるノズルを備える。
【００１２】
この構成により、捕集部の内面やＬ字型配管の内面に付着した試料微粒子等の試料物質も検査することができ、検査感度を向上することができるとともに、捕集部の内面やＬ字型配管の内面に付着した試料物質が次の検査対象物の検査時に剥離して誤検知されるのを防止することができる。
【００１３】
さらにエアジェットを、剥離捕集部の内壁に噴射して自己クリーニングする機能を有することにより、剥離捕集部の内部に残存する試料物質や塵埃などを外部に排出できる付着物検査装置を実現できる。これにより、次の検査対象物を検査する場合でも、混入物が少なくなるので、信頼性の高い検査が実現できる。
【００１４】
また、分離部の捕集フィルタを自動で交換する手段を有することで、装置を停止することなく常に清浄な捕集フィルタを使用した検査ができるので、信頼性の高い検査が実現できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、検査員に熟練した技術を要求することなく、検査対象物に非接触で、検査対象物に付着している試料微粒子を、検査対象物を移動させながら剥離して捕集する量を増やす事ができ、試料物質の同定を簡便にかつ高い確度で行う事が出来る。
【００１６】
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の付着物検査装置の実施例を示す斜視図。
【図２】付着物検査装置の主要部の構成例を示すブロック図。
【図３Ａ】付着物検査装置の手荷物認識部の構成例を説明する図。
【図３Ｂ】付着物検査装置のエアノズルの構成例を説明する図。
【図４】付着物検査装置の構成例を説明する側面図。
【図５】手荷物をサンプリング室に誘導するレーンの例を示す図。
【図６】エアノズルから噴射するエアジェットの噴射距離と風速の関係を示すグラフ。
【図７】手荷物認識部の信号と使用するエアノズルの関係の例を示す図。
【図８】各エアノズルの噴射タイミングを示すタイミングチャート。
【図９】エアノズルから噴射される空気の消費流量と圧力の関係を示すグラフ。
【図１０】付着物検査装置のイオン源部の例を説明する図。
【図１１】手荷物から検出されたＣ４爆薬成分の信号強度の時間変化を示す図。
【図１２】Ｃ４爆薬成分を検出した後のサンプリング室から検出されたＣ４爆薬成分の信号強度の時間変化を示す図。
【図１３】自己クリーニング後の信号強度の時間変化を示す図。
【図１４】粗フィルタの自動交換機構の例を説明する図。
【図１５】捕集フィルタの自動交換機構の例を説明する図。
【図１６】手荷物をサンプリング室に誘導するレーンの例を示す図。
【図１７】手荷物認識部の信号と使用するエアノズルの関係を示す図。
【図１８】手荷物認識部の信号と使用するエアノズルの関係を示す図。
【図１９】通常の検査工程を説明するフローチャート。
【図２０】自己クリーニングの工程を説明するフローチャート。
【図２１】エアノズル群の配置を変えた付着物検査装置の例を説明する図。
【図２２】各エアノズルの噴射タイミングを示すタイミングチャート。
【図２３】Ｘ線検査装置と併用した付着物検査装置を示す図。
【図２４】Ｘ線検査装置の内部に付着物検査手段を組み込んだ装置の例を示す図。
【図２５】一つのエアノズル群を用いた付着物検査装置の例を示す図。
【図２６】各エアノズルの噴射タイミングを示すタイミングチャート。
【図２７】付着物検査装置をＸ線検査装置の入口に取り付けた装置例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、爆薬微粒子あるいは爆薬の添加物の微粒子が付着した、被験者の持ち物を代表的な検査対象としているが、この他、爆発性の物質、覚醒剤等の薬剤、人体に悪影響を与える化学物質、人体に悪影響を与える細菌、ウイルス等の微生物、その他、一般に人体に悪影響を及ぼすと想定される物質を含む危険物が付着した、郵便物や人体、輸出入される物品を検査対象とすることもできる。
【実施例】
【００１９】
［実施例１］
図１は、本発明による付着物検査装置の一例の外観を示す斜視図であり、図２は、その主要構成を示すブロック図である。
【００２０】
この付着物検査装置１は、図２に示すように、付着物検査部２、中央制御部３、手荷物配送部４、付着物剥離捕集部５、電源部６、及び、操作パネル７を備える。装置各部の動作に要する電源を供給する電源部６は、中央制御部３により制御される。中央制御部３は、検査部制御器８、配送部制御器９、剥離捕集部制御器１０と接続されている。装置各部の動作条件は操作パネル７から入力され、中央制御部３は、入力された動作条件に従い装置各部の動作を制御する。
【００２１】
図１に示される付着物検査装置筐体１１の内部には、図２に示した付着物検査部２の分離部１２、加熱部２２と、手荷物配送部４と、付着物剥離捕集部５が設けられている。準備架台２０の筺体２１の内部には、図２に示した分離部１２、加熱部２２を除いた付着物検査部２、電源部６、中央制御部３が設けられている。検査対象物である手荷物は、手荷物配送部４によって、網状の搬送トレー（図示せず）に載せられて搬送される。手荷物は、搬送中に手荷物認識部１４によって大きさが判別され、剥離捕集部制御器１０によって、判別した手荷物の大きさによって使用するノズルと圧縮空気の圧力などのエアジェットの噴射条件が決定される。決定された噴射条件はエアノズル制御器１５に伝達され、エアノズル制御器１５によって、圧縮ガス発生部１６から供給される圧縮空気の圧力調整と使用するノズルの駆動制御が行われる。圧力調整は、エアノズル制御器１５に配置された電空レギュレータ（図示せず）によって行われる。手荷物から試料微粒子を剥離するために、手荷物表面に、手荷物の上から下方向に向けて順番にエアジェットが照射される。
【００２２】
手荷物配送駆動部１３の下部に、手荷物から剥離した試料微粒子を捕集する捕集フィルタを備えた分離部１２が配置されている。付着物検査装置筐体１１のサンプリング室１８の内面は、カバー（図示せず）で覆われている。操作パネル７（図示せず）は、操作し易い所望の位置に置かれる。
【００２３】
試料微粒子を捕集する捕集フィルタ１７（図３Ａ参照）は、加熱部２２によって一定の温度に保持されている。加熱部２２は、イオン源部２３と接続されている。捕集フィルタ１７に捕集された試料微粒子は、加熱部２２によって加熱される。加熱された試料微粒子は気化して、試料ガスを発生する。試料ガスは、吸引ポンプ２４によりイオン源部２３に導入され、イオン化される。イオン源部２３で生成されたイオンは、質量分析部２５で質量分析される。イオン源部２３と質量分析部２５は、排気部２６によって排気されている。データ処理部２７の記憶手段には、複数の爆薬物質を同定するために必要な標準質量分析データ（質量電荷比（イオンの質量数／イオンの価数）の値と相対強度）を含むデータベースが記憶されている。質量分析部２５の質量分析計の検出器の出力信号は、データ処理部２７に送られ、記憶手段から読み出されたデータベースと爆薬成分由来のイオンの質量分析の結果とを照合する等のデータ処理がされて、爆薬物質が特定される。特定された爆薬物質及び／又は質量分析の結果は、操作パネル７に表示される。
【００２４】
以下に、本実施例の付着物検査装置１の剥離捕集部５の手荷物認識部１４とエアノズルの構成を、図３Ａ、図３Ｂ、図４、図５を用いて説明する。
【００２５】
図３Ａ及び図３Ｂは、本実施例の付着物検査装置１の剥離捕集部５の手荷物認識部１４とエアノズルの構成を説明する正面図である。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、正面図は、Ｘ軸の負方向から見た図である。図３Ａは、手荷物認識部１４を説明する図であり、手荷物認識部１４と、分離部１２と、加熱部２２以外の各部は、図示を省略した。図３Ｂは、エアノズルの構成を説明する図であり、エアノズル群と、分離部１２と、加熱部２２以外の各部は、図示を省略した。
【００２６】
図４は、手荷物認識部１４とエアノズル群３４，３５，３６の構成と、分離部１２と、加熱部２２を説明する、付着物検査装置１の一部断面を含む側面図である。図４において、断面は、サンプリング室１８の中心を通りサンプリング室１８の手荷物搬送方向に平行な断面である。側面図は、Ｙ軸の正方向から見た側面図であり、手荷物認識部１４と、エアノズル群３４，３５，３６と、分離部１２と加熱部２２と準備架台２０以外の各部は、図示を省略した。
【００２７】
図５は、付着物検査装置１の外観を示す上面図であり、Ｚ軸の正方向から見た図である。検査対象物である手荷物は、網状の搬送トレー（図示せず）に載せられて、サンプリング室１８内に手荷物配送駆動部１３によって搬送される。本実施例のサンプリング室１８の手荷物を通すサンプリング室入口２９の大きさは、幅６０ｃｍ、高さ５０ｃｍである。
【００２８】
図３Ａに示すように、サンプリング室入口２９には、手荷物認識部１４が設けられている。この手荷物認識部１４には、手荷物３０の搬送系路を挟んで横方向に、光を投光する投光器３１ａ〜３１ｃと、投光器３１ａ〜３１ｃからの光を受光する受光器３２ａ〜３２ｃが対向するように配置され、手荷物３０の搬送系路を挟んで上下方向に、投光器３１ｄ〜３１ｈと受光器３２ｄ〜３２ｈが対向するように配置されている。受光器３２ａ〜３２ｈは、手荷物３０が投光器３１ａ〜３１ｈからの光を遮断し、受光器３２ａ〜３２ｈで光を受けなかった条件で信号を出力し、受光器３２ａ〜３２ｈからの信号は、剥離捕集部制御器１０を介してエアノズル制御器１５に伝達される。
【００２９】
本実施例の手荷物認識部１４は、手荷物配送駆動部１３の配送面の高さから８ｃｍの位置と、２４ｃｍの位置と、４０ｃｍの位置に、合計３対の投光器３１ａ〜３１ｃと受光器３２ａ〜３１ｃを横方向に配置されている。また、上下方向には、サンプリング室入口２９の中心と、その中心から左右に７．５ｃｍ離れた位置と、中心から左右に１５ｃｍ離れた位置に、合計５対の投光器３１ｄ〜３１ｈと受光器３２ｄ〜３２ｈが配置されている。
【００３０】
空港において、機内に持ち込みが可能な手荷物３０の最大サイズは、例えば、３辺の合計が１１０ｃｍ以下と規定されている。手荷物３０の種類は、財布などの小物類から、ハンドバック類、キャリーケースなど様々である。
【００３１】
本実施例では、様々な大きさの手荷物表面から効率的に試料微粒子を剥離できるように、手荷物配送駆動部１３の上流側に位置する準備架台２０の表面に、図５に示すように、レーン３３ａ〜３３ｃを３色に色分けして塗装した。青色のレーン３３ａは、小物類をサンプリング室１８に挿入する範囲を示しており、具体的には図３Ａに示すサンプリング室１８の中央の受光器３２ｅ〜３２ｇの間に手荷物３０を誘導するためのマークとして用いられる。緑色のレーン３３ｂは、ハンドバック類などの比較的中間の大きさの手荷物３０をサンプリング室１８に挿入する範囲を示しており、具体的には図３に示すサンプリング室１８の中央の受光器３２ｄと３２ｅの中間と受光器３２ｇと３２ｈの中間の間に手荷物３０を誘導する。赤色のレーン３３ｃは、キャリーケース類などの大型の大きさの手荷物３０をサンプリング室１８に挿入する範囲を示しており、具体的には図３に示すサンプリング室１８の中央の受光器３２ｄと３２ｈが検知する範囲に手荷物３０を誘導する。本実施例のレーン３３ａ〜３３ｃは、検査官が手荷物３０をサンプリング室１８へ移動させる際の体の動線に合うように、サンプリング室１８の開口部より外側に、検査官の立ち位置を中心として円弧状に塗装されている。検査官が、レーン３３ａ〜３３ｃを目安に、手荷物３０の大きさに応じて、サンプリング室１８への手荷物３０の導入位置を決めることで、手荷物表面からの試料微粒子の剥離が効率的に行われ、安定した検査が可能となる。
【００３２】
図３Ｂ及び図４に示すように、サンプリング室１８内には、手荷物３０の両側面と上面に向かってエアジェットを吹き付けるエアノズル群３４，３５，３６が配置されている。一つのエアノズル群３４を例にして説明する。サンプリング室入口２９の両側面に配送面の高さから１６ｃｍ間隔で各側面に、それぞれ３個のエアノズル３７ａ，３７ｂ，３７ｃ（及びエアノズル３７ｇ，３７ｈ，３７ｉ）と、サンプリング室１８の上側にサンプリング室入口２９の中心とその中心から左右に１５ｃｍ間隔で３個のエアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ（図には、エアノズル３７ｅのみが現れている）を設けている。この組み合わせからなる合計９個のエアノズル３７ａ〜３７ｉを第１のエアノズル群３４とし、同様のノズル構成から成る他のエアノズル群３５，３６がサンプリング室１８の奥行き方向に配置されている。
【００３３】
次に、サンプリング室１８の奥行き方向のエアノズル群３４，３５，３６の配置について、図４の側面図を用いて説明する。
【００３４】
サンプリング室入口２９に最も近いエアノズル群を第１のエアノズル群３４とし、サンプリング室１８中央のエアノズル群を第２のエアノズル群３５とし、サンプリング室１８出口に最も近いエアノズル群を第３のエアノズル群３６とする。
【００３５】
最初に第１のエアノズル群３４について説明する。他の第２のエアノズル群３５、第３のエアノズル群３６も第１のエアノズル群３４と同じ構成である。
【００３６】
第１のエアノズル群３４のエアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆは、手荷物３０の上面にエアジェットを吹き付けるエアノズルであり、サンプリング室１８の上部に配送面の高さから５５ｃｍの位置に配置した。なお、図４には、中央に位置するエアノズル３７ｅのみが図示されている。第１のエアノズル群３４のエアノズル３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｇ，３７ｈ，３７ｉは、手荷物３０の側面にエアジェットを吹き付けるエアノズルであり、サンプリング室１８の中心から左右に３５ｃｍの位置に配置した。なお、エアノズル３７ｇ，３７ｈ，３７ｉは、図３Ｂに示すようにサンプリング室１８の反対側の内側壁に配置されており、図４には図示されていない。エアノズル３７ｃ，３７ｇは、エアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆから５ｃｍサンプリング室１８の奥行き方向にずらして配置されている。エアノズル３７ｂ，３７ｈは、エアノズル３７ｃ，３７ｇからサンプリング室１８の奥行き方向に５ｃｍずらして配置されている。同様にエアノズル３７ａ，３７ｉは、エアノズル３７ｂ，３７ｈからサンプリング室１８の奥行き方向に５ｃｍずらして配置されている。この組み合わせからなるエアノズル群が、第１のエアノズル群３４を構成する。
【００３７】
第２のエアノズル群３５のエアノズル３８ｄ，３８ｅ，３８ｆは、サンプリング室１８の上部に、第１のエアノズル群３４のエアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆから５ｃｍ離れた位置に配置されている。他の第２のエアノズル群３５のエアノズル３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｇ，３８ｈ，３８ｉは、第１のエアノズル群３４のエアノズル３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｇ，３７ｈ，３７ｉと同じ位置関係で、サンプリング室１８の内側壁に配置されている。
【００３８】
同様に、第３のエアノズル群３６のエアノズル３９ｄ，３９ｅ，３９ｆは、サンプリング室１８の上部に、第２のエアノズル群３５のエアノズル３８ｄ，３８ｅ，３８ｆから５ｃｍ離れた位置に配置されている。他の第３のエアノズル群３６のエアノズル３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｇ，３９ｈ，３９ｉは、第２のエアノズル群３５のエアノズル３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｇ，３８ｈ，３８ｉと同じ位置関係で、サンプリング室１８の内側壁に配置されている。
【００３９】
図４に示すように、サンプリング室１８には、上述した各エアノズル群３４，３５，３６からエアジェットを噴射する時期を検知するトリガセンサ４０が配置されている。トリガセンサ４０は投光器と受光器からなり、光を投光する投光器４１ａ〜４１ｃと、投光器４１ａ〜４１ｃからの光を受光する受光器４２ａ〜４２ｃは、手荷物３０の搬送系路を挟んで対向するように配置されている。図３Ｂには、投光器４１ａと受光器４２ａの関係が示されている。トリガセンサ４０の受光器４２ａ〜４２ｃは、それぞれ、手荷物３０が投光器４１ａ〜４１ｃからの光を遮断し、受光器４２ａ〜４２ｃで光を受けなかった条件で信号を出力する。受光器４２ａ〜４２ｃからの信号は、剥離捕集部制御器１０を介してエアノズル制御器１５に伝達される。
【００４０】
サンプリング室１８の上部に配置された第１のエアノズル群３４のエアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆからエアジェットを噴射するタイミングを検知するトリガセンサ４０ａは、エアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆよりサンプリング室入口２９側に５ｃｍ離れた位置に設けられている。サンプリング室１８の上部に配置された第２のエアノズル群３５のエアノズル３８ｄ，３８ｅ，３８ｆからエアジェットを噴射するタイミングを検知するトリガセンサ４０ｂは、エアノズル３８ｄ，３８ｅ，３８ｆよりサンプリング室入口２９側に５ｃｍ離れた位置に設けられている。同様に、サンプリング室１８の上部に配置された第３のエアノズル群３６のエアノズル３９ｄ，３９ｅ，３９ｆからエアジェットを噴射するタイミングを検知するトリガセンサ４０ｃは、エアノズル３９ｄ，３９ｅ，３９ｆよりサンプリング室入口２９側に５ｃｍ離れた位置に設けられている。
【００４１】
次に、捕集器４３について図３Ａ、図３Ｂ、図４を用いて説明する。手荷物配送駆動部１３の下部には、手荷物３０の表面から剥離した試料微粒子を集めて、分離部１２へ誘導する捕集器４３が配置されている。
【００４２】
捕集器４３は、上部の開口部の大きさが、幅５０ｃｍ、奥行き６０ｃｍの矩形形状で、下部に内径３．５ｃｍの円柱形状の吸気管４４が接続されており、高さが４１．５ｃｍのすり鉢の形状をしている。吸気管４４には、挿入及び引き抜きが容易な引き出し型の粗フィルタ４５が接続されている。粗フィルタ４５は、ステンレス製粗フィルタ４６と、ステンレス製粗フィルタ４６を保持しているトレー４７と、粗フィルタを吸気管に抜き差しする際の取手４８から構成されている。本実施例では、ステンレス製粗フィルタ４６は、０．２ｍｍの開口を持つ粗さのフィルタを使用した。粗フィルタ４５の下側には、Ｌ字型配管４９が接続されており、Ｌ字型配管４９は分離部１２の外筒５７と接続されている。
【００４３】
捕集器４３の内面には、一面につき上部開口部から２ｃｍの位置に上部ノズル群５０と、上部開口部から１７．５ｃｍの位置に下部ノズル群５１が配置されている。上部ノズル群５０は、捕集器４３の中心と、その中心から左右に１０ｃｍ間隔で各々２個、捕集器の一面につき合計５個の上部ノズル５２から構成されている。下部ノズル群５１は、捕集器４３の中心と、その中心から左右に１０ｃｍ間隔で各々１個、捕集器の一面につき合計３個のエアノズル５３から構成されている。上部ノズル群５０及び下部ノズル群５１は、捕集器４３の内面に付着した爆薬微粒子を剥離させて、捕集器４３の出口側に向けて追い出すように捕集器４３の内面にエアジェットを吹き付けるものである。
【００４４】
また捕集器４３の内面には、マイナスに帯電する爆薬微粒子の静電気による吸着を防ぐために、マイナスに帯電する４フッ化エチレン製のシート（図示せず）を全面に張ってある。Ｌ字型配管４９には、Ｌ字型配管４９の内面に分離部１２の外筒へ向けてエアジェットを吹き付ける補助送気用のアシストノズル５４が配置されている。
【００４５】
次に、本実施例で使用している分離部１２について図３Ａ、図３Ｂ、及び図４を用いて説明する。
【００４６】
本実施例で使用した分離部１２は、サイクロン現象を利用している。分離部１２は排風器５５と、排風器５５に接続された内筒５６と、円錐形状をした外筒５７とを備える。排風器５５は、内筒５６を介して外筒５７の内部を排気する。外筒５７には、外筒５７の円周に内接するようにＬ字型配管４９が接続されている。外筒５７の小径側には、加熱部２２が接続されている。加熱部２２には、捕集フィルタ１７を挿入するヒートブロック５８と、ヒートブロック５８を一定の温度に加熱して保持するための熱源５９、及び、温度を計測する温度計６０が設けられている。試料微粒子を捕集する捕集フィルタ１７は、ヒートブロック５８に挿入される。捕集フィルタ１７は、ヒートブロック５８に対して挿入、及び、引き抜きを容易にするために、取手２８を設けたカートリッジ型とした。
【００４７】
ヒートブロック５８の温度計６０と熱源５９は検査部制御器８と接続されており、ヒートブロック５８の温度を室温から３００℃の間の任意温度に加熱、保持することが出来る。
【００４８】
次に、図６、図７、図８を用いて、手荷物３０サイズによって使用するエアノズルと、噴射するエアジェットの圧力について説明する。
【００４９】
発明者らは、手荷物に付着している爆薬微粒子を効率的に剥離するには、手荷物の表面に、手荷物の上方位置から下方位置に向かって順番におよそ１５ｍ／ｓ以上の風速のエアジェットを間欠的に照射することが有効であること、及び、剥離した爆薬微粒子を効果的に捕集するには、エアジェットの照射とともにサンプリング室１８内の空気を吸気することが重要であることを実験から見出した。
【００５０】
図６は、ノズル径１ｍｍのエアノズルについて、エアジェットの圧力を０．０５ＭＰａから０．２５ＭＰａ間で、０．０５ＭＰａずつ大きくしながら、ノズル先端からの距離と風速の関係を測定した結果を示している。全ての圧力で距離１０ｃｍの風速値が２８ｍ／ｓ付近に集中している理由は、風速が使用した測定器の測定値上限を超えているためである。この結果から、最小の圧力０．０５ＭＰａでは距離約１５ｃｍまでの間でおよそ１５ｍ／ｓ以上の風速が得られ、最大圧力の０．２５ＭＰａでは、測定範囲を外れているが、測定結果から外挿すると、距離約３６ｃｍまでの間でおよそ１５ｍ／ｓ以上の風速が得られることがわかった。
【００５１】
この結果に基づいて、図７を用いて、手荷物のサイズによって使用するエアノズルと、エアジェットの圧力について説明する。
【００５２】
図７は、手荷物認識部１４の各受光器３２ａ〜３２ｈの信号の出力条件（出力パターン）と、その際に使用するエアノズルと、エアノズルから噴射するエアジェットの圧力の関係を示している。図７において、左の列に記載している手荷物認識部１４の受光器の符号が、その受光器が信号を出力している事を示している。例えば、図７の第２行の「３２ａ，３２ｆ」は、手荷物のサイズが小さく、高さを検出するために配置された３個の受光器３２ａ〜３２ｃのうち、一番下の受光器３２ａだけが手荷物によって遮光され、手荷物の幅を検知するために配置された５個の受光器３２ｄ〜３２ｈのうち、中央の受光器３２ｆだけが手荷物によって遮光された状態を示している。また、図７において上の行に記載している符号ｎａ，ｎｂ，ｎｃ，ｎｄ，ｎｅ，ｎｆ，ｎｇ，ｎｈ，ｎｉのｎは、符号３７，３８，３９を表している。
【００５３】
図７の表中に記載の斜線は、その条件では使用しないエアノズルを示している。また図７の表中に記載のエアジェットの圧力値は、手荷物認識部１４の信号出力から求めた手荷物３０の最大サイズと最小サイズの中間のサイズで、手荷物３０表面におよそ２０ｍ／ｓの風速のエアジェットを当てることができる圧力値を示しており、単位はＭＰａである。図７の表に示した噴射条件は、予め剥離捕集部制御器１０に記憶されている。
【００５４】
本実施例では、最も小さい手荷物３０の場合、手荷物認識部１４では受光器３２ａと３２ｆのみ信号を出力する。図５で説明したように、準備架台２０の表面には色で分けたレーン３３ａ〜３３ｃが塗装してあるので、検査官は、手荷物３０のサンプリング室１８への挿入場所をほぼ一定にすることができる。従って、手荷物３０のサイズによって検知する手荷物認識部１４が変わることは少ない。
【００５５】
最も小さい手荷物３０がサンプリング室１８に入った場合、エアジェットを噴射するエアノズルは、各エアノズル群のノズルｎａ，ｎｂ，ｎｅ，ｎｈ，ｎｉのみ使用し、その際に噴射するエアジェットの圧力は０．２５ＭＰａである。最も大きい手荷物３０に対しては、手荷物認識部１４の全ての受光器３２ａ〜３２ｉが信号を出力する。この大きな手荷物３０の場合、全てのエアノズルからエアジェットを噴射する。その際のエアジェットの圧力は、ノズルｎｃ，ｎｇのみ０．１ＭＰａで噴射し、その他のエアノズルは、０．０５ＭＰａで噴射する。
【００５６】
各エアノズル群３４，３５，３６からのエアジェットの噴射は、トリガセンサ４０の信号が出力された後、手荷物３０の上から下に向けて時系列的に順番に行われる。以下に具体的なエアジェットの噴射タイミングについて説明する。
【００５７】
図８は、トリガセンサ４０の各受光器４２ａ〜４２ｃの出力信号と各エアノズルの動作タイミングを示すタイムチャートである。図は、トリガセンサ４０の各位置を手荷物３０が通過する際の、トリガセンサ４０の受光器４２ａ〜４２ｃの信号の状態と、各エアノズル３７ａ〜３７ｉ，３８ａ〜３８ｉ，３９ａ〜３９ｉ，５２，５３，５４のエアジェット噴射の状態を示している。図８の横軸は時間軸を示しており、縦軸は、受光器４２が信号を出力している状態をＨ、信号を出力していない状態をＬで表している。同様に、各エアノズル３７ａ〜３７ｉ，３８ａ〜３８ｉ，３９ａ〜３９ｉ，５２，５３，５４からエアジェットを噴射している状態をＨ、エアジェットを噴射していない状態をＬで表している。また、本実施例では、手荷物３０の配送速度は１２ｍ／ｍｉｎに設定している。
【００５８】
発明者らは、エアジェットを手荷物に吹き付けて手荷物に付着している試料微粒子を効果的に剥離するには、間欠的に複数回にわけてエアジェットを手荷物に吹き付ける方法が有効であることを、実験から見出した。この知見をもとに本実施例では、図８において、エアジェットを噴射しているＨの間は、エアジェットを０．１秒間噴射した後、０．１秒間停止し、その後再び０．１秒間エアジェットを噴射する動作を繰り返し行っている。エアジェットを間欠的に噴射することで、少ない圧縮ガスの消費量で手荷物から効率的に試料微粒子を剥離することができる。
【００５９】
手荷物３０がサンプリング室１８内に配送され、手荷物３０のサイズが判定されると、剥離捕集部制御器１０は図７のテーブルを参照して動作すべきエアノズルと圧縮ガスの圧力を求め、それをエアノズル制御器１５に伝達し、エアノズル制御器１５によってエアノズル３７ａ〜３７ｉ，３８ａ〜３８ｉ，３９ａ〜３９ｉに図７に示した噴射条件が設定される。エアジェットの噴射圧力の条件設定は、エアノズル制御器１５内に配置した既知の電空レギュレータ（図示せず）によって行われる。トリガセンサ４０の受光器４２ａから信号が出力されると、第１のエアノズル群３４のエアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆが噴射を開始し、その０．２秒後にエアノズル３７ｃ，３７ｇが噴射を開始し、その０．２秒後にエアノズル３７ｂ，３７ｈが噴射を開始し、その０．２秒後にエアノズル３７ａ，３７ｉが噴射を開始する。噴射開始の間隔を０．２秒とした理由は、手荷物が５ｃｍのノズル間を通過する所要時間が０．２５秒であることから、手荷物が通過する０．０５秒前に噴射するシーケンスとしている。
【００６０】
第１のエアノズル群３４のエアノズル３７ａ，３７ｉが噴射した０．２秒後に、捕集器４３の上部ノズル群５０のエアノズル５２が噴射を開始し、その０．２秒後に捕集器４３の下部ノズル群５１のエアノズル５３が噴射を開始する。捕集器４３の下部ノズル群５１がエアジェットの噴射を開始した０．２秒後に、Ｌ字型配管４９に設けたアシストノズル５４からエアジェットが噴射される。捕集器４３の上部ノズル群５０と下部ノズル群５１、及び、アシストノズル５４のエアジェットの圧力は０．１ＭＰａで固定とした。
【００６１】
その間に、トリガセンサ４０の受光器４２ｂから信号が出力されると、第２のエアノズル群３５が第１のエアノズル群３４と同じ順番で噴射を開始し、トリガセンサ４０の受光器４２ｃから信号が出力されると、第３のエアノズル群３６が第１のエアノズル群３４と同じ順番で噴射を開始する。
【００６２】
第１のエアノズル群３４のエアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆから噴射するエアジェットは、トリガセンサ４０の受光器４２ａの信号出力が無くなった後、０．３秒間継続する。０．３秒の時間は、搬送速度が１２ｍ／ｍｉｎに設定している本実施例では、トリガセンサ４０の受光器４２ａと第１のエアノズル群３４間の距離５ｃｍを通過する所要時間は０．２５秒であることから、本実施例では、余裕を見て０．３秒に設定した。同様に、エアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆのエアジェットの噴射が終了した０．３秒後に、エアノズル３７ｃ，３７ｇからのエアジェットの噴射を終了する。次いで、エアノズル３７ｃ，３７ｇのエアジェットの噴射が終了した０．３秒後に、エアノズル３７ｂ，３７ｈからのエアジェットの噴射を終了する。次いで、エアノズル３７ｂ，３７ｈのエアジェットの噴射が終了した０．３秒後に、エアノズル３７ａ，３７ｉからのエアジェットの噴射を終了する。０．３秒の時間は、搬送速度を１２ｍ／ｍｉｎに設定している本実施例では、第１のエアノズル群３４のエアノズル３７ｄ，３７ｅ，３７ｆとエアノズル３７ｃ，３７ｇの間隔と、エアノズル３７ｃ，３７ｇとエアノズル３７ｂ，３７ｈの間隔と、エアノズル３７ｂ，３７ｈとエアノズル３７ａ，３７ｉの間隔が５ｃｍであり、この距離を通過する所要時間は０．２５秒であることから、余裕を見て０．３秒に設定した。
【００６３】
図７において使用しないエアノズルがある場合は、図８においてそのエアノズルをＬの状態に保持する。また、同じ手荷物３０で、大きさが途中で変わっている場合でも、その大きさの変化をサンプリング室入口２９の手荷物認識部１４で常に検知することができる。従って手荷物３０が搬送されている間に、手荷物３０の大きさが変わっても、図７に記載した条件を、エアジェットを噴射するまでの間に各エアノズル群３４，３５，３６に適用することができるので、手荷物３０へのエアジェットの照射条件は、常に風速をおよそ１５ｍ／ｓ以上に制御することができる。
【００６４】
図９に、ノズル径が１ｍｍのエアノズルを使用した時の、エアジェットの圧力と消費流量を測定した結果を示す。図９の結果から、図７に示した条件で最も大きい手荷物３０にエアジェットを噴射した場合の消費流量は９９５Ｌ／分である。一方、全ノズルを最大の噴射圧力である０．２５ＭＰａで噴射した場合の消費流量は１７５０Ｌ／分である。従って、本実施例によれば、全ノズルを最大の噴射圧力で噴射した場合の約１／２の空気消費量で、手荷物３０から試料微粒子を剥離することができる。その結果、圧縮ガス発生部をより小さくすることができる。
【００６５】
本実施例によれば、手荷物３０からの試料微粒子の剥離を、手荷物３０に上から順番に、手荷物３０から剥離できる一定の条件でエアジェットを吹き付けることができるので、効率的に行う事が出来る。また、消費するエアジェットの流量も、最小限にすることができる。
【００６６】
手荷物３０から剥離した試料微粒子は、前述した分離部１２の排風器５５によって、捕集器４３の下に接続した吸気管４４とＬ字型配管４９を通って分離部１２に吸引される。この時吸気される空気と一緒に、手荷物３０から剥離された危険物質や塵埃なども吸い込まれる。爆発物資に比べて大きい形状の塵埃は、粗フィルタ４５によって捕集されるので、危険物質のような小さい物質のみが分離部１２に空気と一緒に輸送される。
【００６７】
本実施例では、分離部１２の外筒５７とＬ字型配管４９の接続口の流速は、外筒５７の内部にサイクロン現象が生じる約１２ｍ／ｓとなるように、排風器５５による外筒５７の吸気量を制御している。排風器５５によって吸気された危険物質を含む空気は、円錐形状を有する外筒５７の内面の外周に沿って下降する渦流を形成する。渦の流れは、外筒５７の下部付近へ達した後、内筒５６に吸い込まれて排風器５５から外に排出される。この時、試料微粒子は外筒５７の内面に沿って外筒５７の下部へ沈降し、外筒５７下部に接続した加熱部２２内の捕集フィルタ１７の表面に捕集される。
【００６８】
発明者らは、実際の爆薬の粒径を観察したところ、最小の大きさは１０〜２０ミクロンの粒子であることを見出した。この知見から本実施例では、捕集フィルタ１７は、耐熱性、耐久性に優れ、非透過性で１２．７ミクロンの開口を持つ粗さのステンレス製フィルタ６１を使用した。非透過性のフィルタであるので、１０〜２０ミクロンの粒子を捕獲することができる。
【００６９】
捕集フィルタ１７は、ステンレス製フィルタ６１と、ステンレス製フィルタ６１を保持するカートリッジ６２と、カートリッジをヒートブロック５８に装着する際の取手２８から構成される。捕集フィルタ１７は、加熱されているヒートブロック５８に挿入されているので、捕集フィルタ１７内のステンレス製フィルタ６１も、ヒートブロック５８と同等の温度に加熱されている。従って、ステンレス製フィルタ６１に付着した試料微粒子は急速に加熱されるので、試料微粒子の気化が急速に促進され、試料ガスが生成される。
【００７０】
次に、本実施例の付着物検査部２について、図１０を用いて説明する。図１０は、付着物検査部２のイオン源部２３の構成を説明する上面図である。図１０はＺ軸の正方向から見た図であり、イオン源部２３以外の付着物検査装置１の各部は図示を省略している。
【００７１】
ヒートブロック５８内で生成した試料ガスは、吸引ポンプ２４により導入配管６３を通り、イオン源部２３の、第１の細孔付電極６４と対向電極６５との間の空間に運ばれる。イオン源部２３と導入配管６３には、熱源（図示せず）と温度計（図示せず）が設けられている。この熱源への電力の供給は、温度計の出力信号に基づき、制御部により制御され、気化した試料がイオン源部２３の内部に吸着しないように、イオン源部２３と導入配管６３は、常時所望の温度に加熱、保持されている。
【００７２】
イオン源部２３には針電極６６が配置され、針電極６６と対向電極６５との間に高電圧が印加されている。針電極６６の先端付近にコロナ放電が発生し、まず、窒素、酸素、水蒸気等がイオン化される。これらのイオンは一次イオンと呼ばれる。一次イオンは、電界により対向電極６５側に移動する。第１の細孔付電極６４と対向電極６５との間の空間に運ばれてきた気化した試料は、対向電極６５に設けられた開口部６７を介して、針電極６６が配置される空間に流れ、一次イオンと反応してイオン化される。大気中のコロナ放電を利用して１次イオンを生成し、この１次イオンとガスとの化学反応を利用してガス中の化学物質をイオン化する方法は、大気圧化学イオン化法と呼ばれている。
【００７３】
対向電極６５と第１の細孔付電極６４との間には１ｋＶ程度の電位差があり、イオンは第１の細孔付電極６４の方向に移動して、第１のイオン導入細孔６８を介して差動排気部６９に取り込まれる。差動排気部６９では断熱膨張が起こり、イオンに溶媒分子等が付着する、いわゆるクラスタリングが起きる。クラスタリングを軽減するため、第１の細孔付電極６４、第２の細孔付電極７０をヒーター等で加熱するのが望ましい。
【００７４】
大気圧化学イオン化法により生成された試料のイオンは、第１の細孔付電極６４の第１のイオン導入細孔６８、排気系（図示せず）により排気された差動排気部６９、第２の細孔付電極７０の第２のイオン導入細孔７１を介して、質量分析部２５に導入される。質量分析部２５は、排気系（図示せず）により排気されている。イオン源部２３と質量分析部２５は、１つの容器を構成している。
【００７５】
質量分析部２５に導入された試料のイオンは、イオントラップ型質量分析計によって質量分析される。データ処理部２７には、予め、検出しようとする単数又は複数の危険物質を同定するために必要な質量電荷比の値が、設定されている。この検出しようとする危険物質の同定に必要な質量電荷比に関する、質量分析計の検出器の出力信号は、試料のイオンの質量分析の結果として、所定の時間間隔で連続してデータ処理部２７に送られ、データ処理される。データ処理部２７の記憶手段には、複数の爆薬、薬物等の危険物質を同定する必要な質量分析データ（質量電荷比の値と相対強度）、及び、危険物質の同定判断の基準となる信号強度の判定閾値が、データベースとして、記憶されている。データ処理部２７に送られてきた信号の質量電荷比が、記憶手段から読み出されたデータベースと照合され、ある危険物質の記憶されている質量電荷比と同定され、送られてきた信号の強度が、判定閾値よりも大きい時、危険物質の存在の可能性を、操作パネル７に表示して操作者に知らせる。
【００７６】
図１１は、本実施例の付着物検査装置を用いて、Ｃ４爆薬粒子が付着した手荷物を検査した結果を示している。図１１において、縦軸は任意単位の信号強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。
【００７７】
図１１に示すように、Ｃ４爆薬成分が検出されたことを示す明瞭な信号を得ることができている。この結果から、実施例１の付着物検査装置を用いることで、Ｃ４爆薬粒子が付着した実際の手荷物から、Ｃ４爆薬粒子をエアジェットで剥離し、捕集フィルタ１７で捕集し、ヒートブロック５８で気化し、質量分析部２５でＣ４爆薬成分を検知できることを証明した。
【００７８】
以上述べてきた本実施例による付着物検査装置１は、手荷物に付着した試料微粒子に爆薬などの危険物質が含まれているか否かの検査を、手荷物に接触せずに、また、自動で、一定の条件で検査することができるので、手荷物に破損や汚染などを生じさせることなく、また、熟練した検査員を必要とせずに、迅速に検査することができる。
【００７９】
次に、本実施例の付着物検査装置における、自己クリーニングの方法について説明する。
【００８０】
図１２は、本実施例の付着物検査装置１で、Ｃ４爆薬を検出した後の捕集器４３について、排風器５５で吸気しながら、捕集器４３の内壁にエアジェットを吹きつけた際に使用した捕集フィルタ１７について爆薬の有無を検査した結果を示している。図１２において、縦軸は任意単位の信号強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。図１２に示すように、明らかにＣ４爆薬を検出した後の捕集器４３から採取した試料粒子からＣ４爆薬を示す信号が得られている。
【００８１】
また発明者らは、本実施例の付着物検査装置１において、トリニトロトルエン爆薬を検出した後に、外筒５７部の内部に排風器５５による吸引によってサイクロン現象を発生させながら、Ｌ字型配管４９の内壁に、粗フィルタ４５接続側からエアジェットを吹きつけて、捕集フィルタ１７に捕集されるトリニトロトルエン爆薬の有無を検査した。検査の結果、捕集フィルタ１７にトリニトロトルエン爆薬が捕集されることを確認した。この結果から、一度トリニトロトルエン爆薬を採取したＬ字型配管４９の内部には、トリニトロトルエン爆薬粒子が残留することを見出した。
【００８２】
これらの結果から、発明者らは、一度爆薬微粒子を採取した捕集器４３やＬ字型配管４９には、爆薬微粒子が残留することを見出した。捕集器４３の内壁やＬ字型配管４９に爆薬微粒子などの危険物微粒子が残留した状態で次の手荷物を検査すると、捕集器４３の内壁やＬ字型配管４９に残留した危険物微粒子が再剥離して、捕集フィルタ１７に捕集されることが考えられる。この場合、実際には手荷物には危険物微粒子は付着していないが、危険物を検知することになるので、誤検知の原因となる。従って、手荷物の付着物検査装置において、捕集器４３やＬ字型配管４９の自己クリーニング機能は、非常に好ましい機能であることがわかった。
【００８３】
捕集器４３の内壁、及び、Ｌ字型配管４９のクリーニング手段として、検査員が清浄な拭取材で捕集器４３内壁を丹念にふき取り清掃を行う手段や、Ｌ字型配管４９を交換するなどの手段も考えられるが、検査員の安全性や、清掃や交換に要する時間、捕集器４３内壁の人による汚染等を考慮すると、現実的ではない。従って、付着物検査装置には、捕集器４３の内壁とＬ字型配管４９を自動でクリーニングする機能が必要である。
【００８４】
自己クリーニング機能の課題として、（１）自己クリーニングに要する時間は、検査を速やかに再開できるようにするために出来るだけ短い時間であること、（２）誤検知を防ぐために、クリーニング効果を定量的に確認すること、がある。
【００８５】
本実施例の付着物検査装置１では、特別な自己クリーニングのための部品、装置を必要とせずに、自動で、人を介さずに捕集器４３をクリーニングすることができて、さらにクリーニングの効果を定量的に検査することができる。
【００８６】
本実施例の付着物検査装置１による自己クリーニングは、以下の手順で行う。
データ処理部２７で検査結果から爆薬成分を検出したと判断した場合、操作パネル７に表示して検査員に知らせる。その後、付着物検査装置１は自己クリーニングを開始する指示待ちの状態となる。検査員によって操作パネル７から自己クリーニング実行の指示が選択されると、中央制御部３から剥離捕集部制御器１０、検査部制御器８に自己クリーニング工程の指示を出す。
【００８７】
剥離捕集部制御器１０では、通常の検査工程を停止し、予め決められた自己クリーニング工程を始める。自己クリーニング工程は以下の手順で行う。排風器５５を駆動し、捕集器４３内を吸気するとともに、圧縮ガス発生部１６を駆動する。
【００８８】
サンプリング室１８内の第１、第２、第３のエアノズル群３４，３５，３６のエアノズルｎｄ，ｎｅ，ｎｆ（ｎは符号３７，３８，３９を表す。以下、同じ）からエアジェットを０．２５ＭＰａの圧力で、０．５秒間噴射する。エアノズルｎｄ，ｎｅ，ｎｆからのエアジェットの噴射が終了した後に、エアノズル群３４，３５，３６のノズルｎｃ，ｎｇからエアジェットを０．２５ＭＰａの圧力で、０．５秒間噴射する。エアノズルｎｃ，ｎｇからのエアジェットの噴射が終了した後に、エアノズル群３４，３５，３６のノズルｎｂ，ｎｈからエアジェットを０．２５ＭＰａの圧力で、０．５秒間噴射する。エアノズルｎｂ，ｎｈからのエアジェットの噴射が終了した後に、エアノズル群３４，３５，３６のノズルｎａ，ｎｉからエアジェットを０．２５ＭＰａの圧力で、０．５秒間噴射する。
【００８９】
サンプリング室１８内のエアジェットの噴射が終了した後、捕集器４３の上部ノズル群５０から、エアジェットを０．２５ＭＰａで０．５秒間噴射する。上部ノズル群５０からのエアジェットの噴射が終了した後に、下部ノズル群５１からエアジェットを０．２５ＭＰａで０．５秒間噴射する。上部ノズル群５０と下部ノズル群５１からのエアジェットの噴射が終了した後に、Ｌ字型配管４９のアシストノズル５４から、エアジェットを０．２５ＭＰａで０．５秒間噴射する。
【００９０】
エアジェットを手荷物に噴射することによって、手荷物から爆薬微粒子を剥離できることは実証済みである。従って、エアジェットをサンプリング室１８と捕集器４３内とＬ字型配管４９内に噴射することで、サンプリング室１８と捕集器４３内とＬ字型配管４９内に残留した爆薬微粒子は剥離され、排風器５５による吸引によって分離部１２まで輸送される。
【００９１】
次に、捕集器４３とＬ字型配管４９が爆薬微粒子を検知する前と同等の清浄性に復帰したかを自己検査する。
【００９２】
一回の自己クリーニングのためのエアジェット噴射毎に、捕集フィルタ１７から検出した成分と予め記憶している爆薬微粒子の成分を比較する。比較の結果、付着物検査部２で爆薬の信号を検知していないレベルと判断すると、自己クリーニングを終了して通常の検査工程を再開し、爆薬の信号を検知しているレベルと判断すると、再び自己クリーニングを開始する。
【００９３】
図１３は、本実施例で、Ｃ４爆薬を検出した後の付着物検査装置１を、上述の方法で自己クリーニングした時に使用した捕集フィルタ１７を検査した結果を示している。図１３は、上述した自己クリーニング工程を８回繰り返した後の検査結果である。図１３に示すように、自己クリーニング工程を８回繰り返し行うことで、Ｃ４爆薬を示す信号が全く変化しなくなる。この結果から、本実施例の自己クリーニング方法によれば、付着物検査装置１を清浄化できることを証明できた。
【００９４】
以上説明してきた本実施例による自己クリーニング手段によれば、一旦手荷物から爆薬などの危険物質を検知した場合でも、付着物検査装置１の捕集器４３とＬ字型配管４９のクリーニングを、自動で、短時間で行うことができる。また、クリーニング後の捕集器４３とＬ字型配管４９の清浄度を、付着物検査部２で測定することで、クリーニングの効果を定量的に確認することができるので、危険物を検知した後の検査でも誤検知することが無い。なお、自己クリーニングの効果の測定は、自己クリーニング毎に実施しなくても良い。予め決めた回数の自己クリーニングを終えた時に自己クリーニングの効果の測定を行うようにすることで、自己クリーニングの所要時間をより短くすることができる。この場合、粗フィルタ４５のステンレス製粗フィルタ４６を捕集フィルタ１７と同じ１２．７μｍの開口をもつ粗さのフィルタに換装する事で、自己クリーニングの際に捕集器４３から排出される塵埃が捕集フィルタ１７まで輸送されなくなるので、分離部１２やイオン源部２３が汚染される事を防ぐことができる。
【００９５】
次に、自己クリーニングの際の粗フィルタ４５の交換を自動化した、付着物検査装置１の実施例を説明する。
【００９６】
図１４は、粗フィルタ４５の自動交換部を説明する一部断面を含む側面図である。図１４において側面図は、Ｙ軸の正方向から見た側面図であり、粗フィルタ４５の交換機構以外の各部は図示を省略している。
【００９７】
粗フィルタ４５は、粗フィルタ収納ケース７２内に、０．２ｍｍの開口をもつ粗さのステンレス製粗フィルタ４６と、１２．７μｍの開口をもつ粗さのステンレス製細フィルタ７３を、トレー４７上に並列に固定している。トレー４７は、空気シリンダ７４のピストン７５と接続している。空気シリンダ７４は、内部に圧縮空気を入れると、ピストン７５が動く。
【００９８】
以下に本実施例による、粗フィルタ４５の自動交換について説明する。
付着物検査部２で自己クリーニングが選択されると、まず空気シリンダ７４にピストン７５を引き込む方向に圧縮空気を送気する。ピストン７５が引き込み、トレー４７が粗フィルタ収納ケース７２から引き出されて、１２．７μｍの開口をもつ粗さのステンレス製細フィルタ７３が吸気管４４の位置に移動する。トレー４７の位置は、空気シリンダ７４によって、自己クリーニングの間保持される。所定の回数、前述した自己クリーニングが行われた後、空気シリンダ７４にピストン７５を押し出す方向に圧縮空気を送気する。ピストン７５と接続したトレー４７は、ピストン７５と一緒に押し出されて、０．２ｍｍの開口をもつ粗さのステンレス製粗フィルタ４６が吸気管４４の位置に戻る。本実施例によれば、自己クリーニングの際の粗フィルタ４５の交換を自動化できるので、より実用的な付着物検査装置を提供できる。
【００９９】
次に、塵埃などで汚染された捕集フィルタ１７を、自動で交換しながら、連続した検査を行うことができる付着物検査装置の実施例について説明する。
【０１００】
１日に行う手荷物の検査は、検査場所にもよるが、膨大な数になることが想像できる。一般に手荷物には、加熱しても気化しない金属や、土砂などの固形物が付着している。このような手荷物にエアジェットを照射した場合、それら気化しない固形物も手荷物から剥離して捕集フィルタ１７に捕集される。連続して手荷物の検査を進めるに従い、それらの固形物が捕集フィルタ１７に堆積し、捕集フィルタ１７の目詰りや、それらから発生するガスによって、付着物検査部２のバックグランド信号強度が高くなるので、検知感度を低下させる原因となる。従って、付着物検査装置１に、捕集フィルタ１７を適宜自動交換できる捕集フィルタ自動交換機構を備えることで、上述した問題を発生することなく連続した検査を行えるようになる。
【０１０１】
図１５は、付着物検査装置において、捕集フィルタ１７の自動交換機構を説明する一部断面を含む正面図である。図１５において、正面図はＸ軸の負方向から見た図であり、捕集フィルタ１７、外筒５７、ヒートブロック５８以外の各部は図示を省略している。
【０１０２】
本実施例の捕集フィルタ１７の自動交換機構では、捕集フィルタ１７をケース７６の内部に１０個直列に装填している。ケース７６には、熱源（図示せず）と温度計（図示せず）を設けており、捕集フィルタ１７をヒートブロック５８と同じ温度に加熱し保持している。
【０１０３】
また、ケース７６の底面にはバネ７７が設けてあり、常に捕集フィルタ１７をケース７６の上面に押し付けている。ケース７６には、ヒートブロック５８に捕集フィルタ１７を挿入する空気シリンダ７８を配している。空気シリンダ７８は、内部に圧縮空気を入れるとピストン７９が動く。
【０１０４】
ヒートブロック５８とケース７６には、捕集フィルタ１７が通過する貫通穴８０が設けられている。ヒートブロック５８の貫通穴８０には、板バネ８１が収められており、捕集フィルタ１７がヒートブロック５８の貫通穴８０に挿入されると、板バネ８１の反力で捕集フィルタ１７はヒートブロック５８に保持される。空気シリンダ７８とヒートブロック５８を挟んで対向する位置に、捕集フィルタ１７を回収する回収容器８２が設けられている。
【０１０５】
以下に、本実施例による捕集フィルタ１７の自動交換について説明する。
通常の検査モードで測定されるイオン源検査部２のバックグランドの信号強度が、捕集フィルタ１７の交換を判定するしきい値を超えると、操作パネル７に捕集フィルタ１７交換のメッセージが表示され、検査官の指示待ちの状態となる。この間も検査は継続して行われる。検査官によって捕集フィルタ１７交換が選択されると、通常の検査モードを終了し、捕集フィルタ１７の交換モードを実行する。捕集フィルタ１７の交換モードが実行されると、空気シリンダ７８に、ピストン７９を押し出す方向に圧縮空気を送気する。すると、ピストン７９が押し出され、ケース７６内の捕集フィルタ１７に接触し、そのまま捕集フィルタ１７をケース７６から押し出し、ヒートブロック５８の穴に押し込む。汚染された捕集フィルタ１７は、新しい捕集フィルタ１７にヒートブロック５８から押し出され、回収容器８２に落下する。新しい捕集フィルタ１７は、ピストン７９が伸びきった位置で、捕集フィルタ１７のステンレス製フィルタ６１部分が、外筒５７と同軸上の位置に移動し、その位置で板バネ８１によってヒートブロック５８内に保持される。次に、空気シリンダ７８に、ピストン７９が引き込む方向に圧縮空気を送気する。ピストン７９はヒートブロック５８、ケース７６から引き込まれ、待機位置に戻る。ピストン７９がケース７６から抜けると同時に、新しい捕集フィルタ１７がバネ７７によって上に移動する。回収した汚染された捕集フィルタ１７は、再度洗浄や捕集フィルタ１７の交換を行い、再利用される。
【０１０６】
捕集フィルタ１７の交換が終了すると、操作パネル７に「検査開始できます」のメッセージが表示され、検査官の指示待ちの状態となる。検査官によって検査開始が指示されると、通常の検査モードに戻る。
【０１０７】
以上説明してきた捕集フィルタ１７の自動交換機構を用いた付着物検査装置によれば、捕集フィルタ１７の汚染状況を定量的に監視し、捕集フィルタ交換の判定しきい値を超えると、自動で捕集フィルタ１７を交換する付着物検査装置１を実現できる。また、交換する新しい捕集フィルタ１７は、予めヒートブロック５８と同じ温度に加熱保持しておくので、交換後の捕集フィルタ１７を加熱脱ガス処理するなどの工程を省くことができ、ヒートブロック５８に挿入した後のヒートブロック５８と同じ温度に加熱するまでの時間を短くできる。従って、捕集フィルタ１７の交換をした後でも、極短時間で通常の検査モードに戻ることができるので、連続した手荷物の検査を行うことができる。
【０１０８】
図１６は、手荷物３０の種類に応じてサンプリング室１８へ挿入するレーンを、サンプリング室１８の片側に寄せた付着物検査装置の別の実施例を示している。図１６は、Ｚ軸の正方向から見た図であり、付着物検査装置１の外観を示す上面図である。
【０１０９】
小物類などを図７に示した条件で、サンプリング室１８の中央に挿入して検査する場合、小物類の表面と各エアノズルの距離が遠くなるので、風速およそ１５ｍ／ｓのエアジェットを、小物類の表面に吹き付けるのが難しい場合がある。本実施例は、この課題を解決する手段として、手荷物のサイズに応じてサンプリング室１８に挿入する位置をサンプリング室１８の中心から片方に寄せる実施例である。本実施例によれば、小物類の検査でも容易におよそ１５ｍ／ｓ以上のエアジェットを吹き付けることができる。
【０１１０】
手荷物配送駆動部１３と準備架台２０の表面に、検査官から見える位置に、レーンを３色に色分けして塗装している。青色のレーン３３ａは小物類をサンプリング室１８に挿入する範囲を示しており、サンプリング室１８の中央から図の下側（検査官側）に寄った位置に挿入するように誘導する。同様に、緑色のレーン３３ｂは、ハンドバック類などの比較的中間の大きさの手荷物をサンプリング室１８に挿入する範囲を示しており、赤色のレーン３３ｃは、キャリーケース類などの大型の大きさの手荷物をサンプリング室１８に挿入する範囲を示している。
【０１１１】
手荷物類をサンプリング室１８の片側に寄せて挿入することで、寄せられたサンプリング室１８の内側面に配したエアノズルと手荷物の距離が近くなるので、さらに小さいエアジェットの圧力で効果的に風速およそ１５ｍ／ｓのエアジェットを手荷物３０に吹き付けることができる。
【０１１２】
図１７に、図６の結果に基づいて、手荷物認識部１４の各受光器３２ａ〜３２ｈの信号の出力条件と、その際に使用するエアノズルと、エアノズルから噴射するエアジェットの圧力の関係を示す。
【０１１３】
図１７において、左の列に記載している手荷物認識部１４の受光器３２ａ〜３２ｈの符号は、その受光器が遮光されて信号を出力している事を示している。また、上の行に記載している符号ｎａ，ｎｂ，ｎｃ，ｎｄ，ｎｅ，ｎｆ，ｎｇ，ｎｈ，ｎｉのｎは、符号３７，３８，３９を表している。図１７の表中に記載の斜線は、その条件では使用しないエアノズルを示している。また、図１７の表中に記載のエアジェットの圧力値は、手荷物認識部１４の信号出力から求めた手荷物の最大サイズと最小サイズの中間のサイズで、手荷物の表面におよそ２０ｍ／ｓの風速のエアジェットを当てることができる圧力値を示しており、単位はＭＰａである。また、各エアノズルからのエアジェット噴射のタイミングは、図８に従う。
【０１１４】
本実施例によると、最も小さい手荷物を検査する場合を例にとると、手荷物認識部１４では受光器３２ａ，３２ｈのみ信号を出力する。この手荷物がサンプリング室１８に入った場合、エアジェットを噴射するエアノズルとしては、各エアノズル群３４，３５，３６のエアノズルｎａ，ｎｂ，ｎｄを使用し、その他のエアノズルは使用しない。噴射するエアジェットの圧力は、エアノズルｎａは０．０５ＭＰａ、エアノズルｎｂは０．１５ＭＰａ、エアノズルｎｄは０．２５ＭＰａである。
【０１１５】
本実施例によれば、財布などの小さい手荷物にも効率的に風速およそ１５ｍ／ｓ以上のエアジェットを吹き付けることができるので、より信頼性の高い付着物検査を行う事ができるようになる。
【０１１６】
また、図７と図１７に示す両方の条件を、剥離捕集部制御器１０に記憶させることで、手荷物がサンプリング室１８内のどの位置に配送されても、手荷物表面に効率的にエアジェットを当てることができるようになるので、なお一層実用的である。
【０１１７】
さらに、図７と図１７に示す両方の条件を満たさない手荷物の場合は、手荷物認識部１４の受光器３２ａ，３２ｂ，３２ｃの出力のみを参照した噴射条件とする。図１８に、手荷物認識部１４の各受光器３２ａ，３２ｂ，３２ｃの信号の出力条件と、その際に使用するエアノズルと、エアノズルから噴射するエアジェットの圧力を示す。
【０１１８】
図１８において、左の列に記載している手荷物認識部１４の受光器３２の符号が、その受光器３２が信号を出力している事を示している。また、図１８において上の行に記載している符号ｎａ，ｎｂ，ｎｃ，ｎｄ，ｎｅ，ｎｆ，ｎｇ，ｎｈ，ｎｉのｎは、符号３７，３８，３９を表している。図１８の表中に記載の斜線は、その条件では使用しないエアノズルを示している。図１８の表中に記載のエアジェットの圧力値は、手荷物認識部１４の信号出力から求めた手荷物の最大サイズと最小サイズの中間のサイズで、手荷物表面におよそ２０ｍ／ｓの風速のエアジェットを当てることができる圧力値を示しており、単位はＭＰａである。また、各エアノズルからのエアジェット噴射のタイミングは、図８に従う。
【０１１９】
本実施例によれば、手荷物の縦方向のみの大きさを参照としてエアジェットを噴射するので、不定形の手荷物にも効率的に風速およそ１５ｍ／ｓ以上のエアジェットを吹き付けることができる。従って、より信頼性が高く、実用性の高い付着物検査を行う事ができるようになる。
【０１２０】
また、図７と図１７に示す両方の条件において、噴射するエアジェットの圧力を一定にし、噴射するノズルのみを選択してエアジェットを噴射してもよい。この場合、エアジェットの圧力は、図７と図１７に示す両方の条件において最も高い０．２５ＭＰａとする。本実施例によれば、エアノズル制御器１５で圧縮空気の圧力を調整する必要が無くなるので、より安価な付着物検査装置を実現できる。
【０１２１】
以下に、図１９、図２０を用いて、以上述べてきた本実施例の付着物検査装置における手荷物検査の工程と、自己クリーニングの工程について説明する。
【０１２２】
図１９は、各部の動作の工程を示したフローチャートである。まず、通常の検査工程について説明する。
【０１２３】
手荷物３０が搬送されると、まず手荷物３０の大きさを測定し（Ｓ１１）、噴射条件を各エアノズル群３４，３５，３６のエアノズルに設定する（Ｓ１２）。この噴射条件の設定は、剥離捕集部制御器１０に記憶されている図７、図１７あるいは図１８の噴射パターンをエアノズル制御器１５に配置した電空レギュレータに適用することによって行われる。次いで排風器５５を駆動し、捕集器４３内の空気を吸引してから（Ｓ１３）、手荷物３０の表面に上から下に向けて時系列的にエアジェットを噴射する（Ｓ１４）。時系列的なエアジェットの噴射は、図８に示したタイムシーケンスに従って行われる。次いで捕集器４３の上部ノズル群５０、及び、Ｌ字型配管４９のアシストノズル５４からエアジェットを噴射する（Ｓ１５）。その後、エアノズルからのエアジェット噴射を停止する（Ｓ１６）。
【０１２４】
捕集フィルタ１７は加熱されているため、捕集フィルタ１７に捕獲されている試料微粒子も加熱されて、気化し、試料ガスを生成する（Ｓ１７）。試料ガスは、イオン源部２３に運ばれてイオン化され（Ｓ１８）、その後、質量分析部２５に送られて質量分析される（Ｓ１９）。分析結果をもとに、データ処理部２７で危険物の有無の判定、及び危険物がある場合にはその種類を同定する（Ｓ２０）。判定の結果、危険物が検出されなければ、その手荷物についての検査を終了し（Ｓ２１）、次の手荷物の検査に移る。判定の結果、危険物が検出されれば、検査員に危険物が検出されたことを伝え、自己クリーニング工程を行うかどうかの指示を待つ（Ｓ２２）。
【０１２５】
次に、自己クリーニングの工程について説明する。図２０は、自己クリーニングの工程を示したフローチャートである。
【０１２６】
検査員から自己クリーニング開始の指示が出ると、粗フィルタ４５が捕集フィルタ１７と同じ１２．７μｍの開口をもつ粗さのフィルタに換装される（Ｓ３１）。同時に自己クリーニングの噴射条件がエアノズル制御器１５に伝達され、圧縮空気の圧力が調整される（Ｓ３２）。排風器５５を駆動し、捕集器４３の空気を吸引し（Ｓ３３）、その後、各エアノズル群３４，３５，３６及び、捕集器４３の上部ノズル群５０、下部ノズル群５１、及び、Ｌ字型配管４９のアシストノズル５４からエアジェットを噴射する（Ｓ３４）。この操作を所定の回数実施してから、エアジェット噴射を停止する（Ｓ３５）。なお、ステップ３１〜３３の工程は順序を入れ替えてもよいし、同時に行ってもよい。
【０１２７】
その後、捕集フィルタ１７に捕獲されている試料微粒子を分析する。具体的には、捕集フィルタ１７を加熱して捕獲されている試料微粒子を気化し（Ｓ３６）、気化した試料ガスをイオン化し（Ｓ３７）、イオン化した試料を質量分析部２１によって質量分析する（Ｓ３８）。分析結果をもとに、データ処理部２７で危険物の有無を判定する（Ｓ３９）。危険物が検出されなければ、自己クリーニングは終了し、粗フィルタ４５を０．２ｍｍの開口をもつ粗さのステンレス製粗フィルタ４６に交換し（Ｓ４０）、通常の検査工程を開始できることを検査員に知らせる。危険物が検出されれば、ステップ３４に戻って自己クリーニング工程を繰り返す。
【０１２８】
こうして本実施例によると、自己クリーニングが可能な付着物検査装置、及び、付着物検査方法が提供される。さらに、自動で捕集フィルタの交換ができることにより、稼働率を向上させるとともに検査に必要な人員を削減することができる付着物検査装置、及び、方法が提供される。
【０１２９】
［実施例２］
以上説明してきた実施例のエアノズルの配置は、各エアノズル群３４，３５，３６に属する各エアノズルを手荷物配送方向に５ｃｍずつずらした配置としているが、手荷物配送方向にずらすことなく各エアノズル群３４，３５，３６に属する各エアノズルを上下方向に１列に配置してもよい。
【０１３０】
図２１は、各エアノズル群３４，３５，３６を上下方向に１列に、合計３列配した付着物検査装置１の実施例を示している。図２１は付着物検査装置の手荷物認識部１４と各エアノズル群３４，３５，３６の構成を説明する図であり、サンプリング室１８内の一部断面を含む側面図である。図２１において、断面は、サンプリング室１８の中心を通りサンプリング室１８の手荷物配送方向に平行な断面である。側面図は、Ｙ軸の正方向から見た側面図であり、分離部１２と加熱部２２を除く付着物検査部２の各部は図示を省略している。
【０１３１】
図２１において、第１のエアノズル群３４を構成するエアノズル３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ，３７ｇ，３７ｈ，３７ｉ（図には３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｅのみが現れている）は、サンプリング室入口２９から５ｃｍ離れた、同じＸ座標の位置に上下方向に１列に配置されている。第２のエアノズル群３５を構成するエアノズル３８ａ〜３８ｉ（図には３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｅのみが現れている）は、第１のエアノズル群３４から５ｃｍ離れた、同じＸ座標の位置に直列に配置している。第３のエアノズル群３６を構成するエアノズル３９ａ〜３９ｉ（図には３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｅのみが現れている）は、第２のエアノズル群３５から５ｃｍ離れた、同じＸ座標の位置に直列上下方向に１列に配置している。トリガセンサ４０は実施例１と同じ位置に配置している。本実施例による各エアノズル群３４，３５，３６からのエアジェットの噴射タイミングを図２２に示す。
【０１３２】
トリガセンサの受光器４２ａが信号を出力した０．２秒後に、第１のエアノズル群３４を構成する各エアノズル３７ａ〜３７ｉからエアジェットの噴射を開始する。エアジェットを噴射しているＨの状態の間は実施例１と同じく、エアジェットの噴射を０．１秒行った後、０．１秒間停止し、その後再び０．１秒間エアジェットを噴射する動作を繰り返す。第１のエアノズル群３４から噴射するエアジェットは、トリガセンサの受光器４２ａの出力が無くなった後、０．３秒間継続する。トリガセンサの投光器４１ａと第１のエアノズル群３４間の距離は５ｃｍであるので、搬送速度が１２ｍ／ｍｉｎに設定している本実施例では、この間の所要時間は０．２５秒である。本実施例では、余裕を見て０．３秒に設定した。
【０１３３】
トリガセンサの受光器４２ａに続いて受光器４２ｂが信号を出力すると、第２のエアノズル群３５を構成するエアノズル３８ａ〜３８ｉからエアジェットの噴射を開始する。同様にトリガセンサの受光器４２ｃが信号を出力すると、第３のエアノズル群３６を構成するエアノズル３９〜３９ｉからエアジェットの噴射を開始する。この他、捕集器４３の上部ノズル群５０、下部ノズル群５１、Ｌ字型配管４９のアシストノズル５４からのエアジェットの噴射のタイミングは、実施例１と同じタイミングで行う。
【０１３４】
第２のエアノズル群３５と第３のエアノズル群３６からのエアジェットの噴射を停止するタイミングは、第１のエアノズル群３４と同様に、トリガセンサの受光器４２ｂ、受光器４２ｃの出力が無くなった後０．３秒間継続して終了する。
【０１３５】
本実施例によれば、エアノズルを直列上下方向に１列に配置するので、サンプリング室１８の奥行き長さを短くすることができる。従って、付着物検査装置１の占有面積を小さくする効果がある。
【０１３６】
［実施例３］
以上説明してきた実施例１及び実施例２の付着物検査装置は、Ｘ線透過型検査装置と併用することで、さらに高い検査能力を得ることができる。
【０１３７】
Ｘ線透過型検査装置においては、Ｘ線を照射し撮影するＸ線検査領域はごく限られた場所に限定されているのが一般的である。通常、Ｘ線透過型検査装置のほぼ中央付近に、Ｘ線検査領域がある場合が多い。従って、Ｘ線検査領域を除く他の場所に、実施例１，２で説明した付着物検査手段を組み込むことができる。
【０１３８】
図２３は、従来のＸ線透過型検査装置８３に、実施例１あるいは実施例２に示した付着物検査装置１を直列に並べて結合した実施例を示している。図２３はＹ軸の正方向から見た側面図であり、分離部１２と加熱部２２を除く付着物検査部２の各部は図示を省略している。Ｘ線透過型検査装置８３は、筐体８５内にＸ線源を有し、装置のほぼ中央にＸ線検査領域８４を有する。付着物検査装置１の手荷物配送駆動部１３の高さを、Ｘ線透過型検査装置８３と同じ高さにするだけで、手荷物３０の付着物の検査とＸ線による手荷物内部の検査が可能となる。
【０１３９】
図２４は、Ｘ線透過型検査装置８３に、本発明の付着物検査の手段を組み込んで一体化した実施例を示している。図２４は、Ｙ軸の正方向から見た側面図であり、分離部１２と加熱部２２を除く付着物検査部２の各部は図示を省略している。
【０１４０】
本実施例では、エアノズル群３４，３５，３６の後段にＸ線検査を行うＸ線透過型検査装置８３を配置した。図２４に示した実施例において、図２に示した付着物検査部２のイオン源部２３、質量分析部２５、検査部制御器８、データ処理部２７、吸引ポンプ２４、排気部２６は、Ｘ線透過型検査装置筺体８５内に収納することで、装置の設置面積を小さくすることができる。
【０１４１】
図２３及び図２４に示した付着物検査装置１の実施例によれば、手荷物に付着している試料微粒子の検査と、Ｘ線による手荷物の中身の検査が可能となるので、より一層の検査の信頼度を向上することができる。
【０１４２】
［実施例４］
実施例１〜３の付着物検査装置では、３つのエアノズル群を使用しているが、一つのエアノズル群のみを使用した形としても良い。
【０１４３】
図２５は、一つのエアノズル群３４のみ使用した付着物検査装置の実施例を示す図である。図２５は、付着物検査装置の手荷物認識部１４とエアノズル群３４の構成を説明するサンプリング室１８内の一部断面を含む側面図である。図２５において、断面は、サンプリング室１８の中心を通りサンプリング室１８の手荷物搬送方向に平行な断面である。図２５において、側面図は、Ｙ軸の正方向から見た側面図であり、分離部１２と加熱部２２を除く付着物検査部２の各部は図示を省略した。
【０１４４】
本実施例の付着物検査装置は、一つのエアノズル群３４のみを使用している以外は、実施例１と同じ構成である。エアノズル群３４を構成する各エアノズル３７ａ〜３７ｉの配置も実施例１と同じである。
【０１４５】
図２６は、本実施例のエアノズル群３４からのエアジェット噴射のタイミングを示している。サンプリング室入口２９に設けた一対のトリガセンサ４０から信号が出力されると、ノズル３７ｄから３７ａまで順番にエアジェットを噴射する。噴射条件は、図７に示した条件で行う。エアジェットの噴射は、トリガセンサ４０からの信号出力が無くなった０．３秒後に、ノズル３７ｄから３７ａまで順番に停止する。本実施例では、一つのエアノズル群３４のみ使用しているため、付着物検査装置１の奥行きを、実施例１の付着物検査装置の約１／３の薄さにできる。従って、本実施例の付着物検査装置は、既存のＸ線透過型検査装置８３の入口又は出口に容易に取り付けることができる。
【０１４６】
図２７は、付着物検査装置をＸ線透過型検査装置８３の入口に取り付けた実施例を示している。図２７は、Ｙ軸の正方向から見た側面図であり、分離部１２と加熱部２２を除く付着物検査部２の各部は図示を省略している。
【０１４７】
図２７に示した実施例において、図２に示した付着物検査部２のイオン源部２３、質量分析部２５、検査部制御器８、データ処理部２７、吸引ポンプ２４、排気部２６は、Ｘ線透過型検査装置筺体８５内に収納している。
【０１４８】
本実施例によれば、既存のＸ線透過装置検査装置８３を、装置の占有床面積を大きくすることなく、Ｘ線によるバルク検査と付着物のトレース検査が同時に可能な複合型の検査装置に改造できる。
【０１４９】
以上説明してきた本発明の付着物検査装置では、飛行機の機内に持ち込める大きさの手荷物を検査対象としているが、サンプリング室の挿入口の形状を変えることで、検査対象を拡大することができる。例えば空港において、空港会社に委託する大型のスーツケースなどにも対応できるように、サンプリング室の入口を大きくしてもよい。また、サンプリング室の入口をミリ波などを用いた人体スキャナーと同じ寸法とすることで、人体スキャナーと組み合わせた運用も可能である。さらに、挿入口を郵便物ポストの郵便物の挿入口と同程度とすることで、郵便物や、搭乗券などのチケットの検査を行うことができる。
【０１５０】
なお、以上述べてきた本発明の付着物検査装置の例では、粗フィルタ及び捕集フィルタの交換を自動で行う構成について説明しているが、検査員が手動で交換することでも、本発明の目的である、手荷物からの試料微粒子を剥離し、捕集し、検査できる効果に何ら変化は無い。同様に、エアジェットの照射についても、検査員が手動でエアノズルを検査対象物の表面におよそ１５ｍ／ｓ以上の風速のエアジェットが照射できるように検査対象物の表面を走査させることでも、手荷物からの試料微粒子を剥離し、捕集し、検査できる効果に何ら変化は無い。この場合、手荷物認識部やトリガセンサも不要となるので、より安価で簡便な付着物検査装置を提供できる。
【０１５１】
また、以上述べてきた本発明の付着物検査装置では、試料微粒子と気流の分離手段としてサイクロン現象を利用しているが、例えば、周知の技術であるインパクタを分離手段として用いても、本実施例と同様の効果が得られる。
【０１５２】
また、以上述べてきた本発明の付着物検査装置では、付着物検査部として、質量分析手段を用いているが、質量分析手段に限定されるものではなく、例えば、オーブンで気化した試料微粒子の蒸気をガスクロマトグラフで分離し、発光試薬と反応させて発光を検出することにより、危険物質の有無を検査する周知の化学発光方式の付着物検査装置にも、本発明を適用できる。また、この蒸気をイオン源部の内部の放射性同位体でイオン化した後、ドリフトチューブに導入してイオンの易動度を検出することにより、危険物質の有無を検査する周知のイオンモビリティ方式の付着物検査装置にも、本発明を適用できる。
【０１５３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１５４】
１…付着物検査装置、２…付着物検査部、３…中央制御部、４…手荷物配送部、５…付着物剥離捕集部、６…電源部、７…操作パネル、８…検査部制御器、９…配送部制御器、１０…剥離捕集部制御器、１１…付着物検査装置筺体、１２…分離部、１３…手荷物配送駆動部、１４…手荷物認識部、１５…エアノズル制御器、１６…圧縮ガス発生部、１７…捕集フィルタ、１８…サンプリング室、２０…準備架台、２１…準備架台筺体、２２…加熱部、２３…イオン源部、２４…吸引ポンプ、２５…質量分析部、２６…排気部、２７…データ処理部、２８…取手、２９…サンプリング室入口、３０…手荷物、３１…投光器、３２…受光器、３３…レーン、３４…第１のエアノズル群、３５…第２のエアノズル群、３６…第３のエアノズル群、３７…エアノズル、３８…エアノズル、３９…エアノズル、４０…トリガセンサ、４１…投光器、４２…受光器、４３…捕集器、４４…吸気管、４５…粗フィルタ、４６…ステンレス製粗フィルタ、４７…トレー、４８…取手、４９…Ｌ字型配管、５０…上部ノズル群、５１…下部ノズル群、５２…上部ノズル、５３…下部ノズル、５４…アシストノズル、５５…排風器、５６…内筒、５７…外筒、５８…ヒートブロック、５９…熱源、６０…温度計、６１…ステンレス製フィルタ、６２…カートリッジ、６３…導入配管、６４…第１細孔付電極、６５…対向電極、６６…針電極、６７…開口部、６８…第１のイオン導入細孔、６９…差動排気部、７０…第２の細孔付電極、７１…第２のイオン導入細孔、７２…粗フィルタ収納ケース、７３…ステンレス製細フィルタ、７４…空気シリンダ、７５…ピストン、７６…ケース、７７…バネ、７８…空気シリンダ、７９…ピストン、８０…貫通穴、８１…板ばね、８２…回収容器、８３…Ｘ線透過型検査装置、８４…Ｘ線検査領域、８５…Ｘ線透過型検査装置筺体
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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