(57)【要約】　　【課題】　被検査物品にＸ線を照射して、その透過状態から該物品への異物の混入の有無を検査するＸ線異物検出装置において、被検査物品の性質が一定しなくても、Ｘ線の照射量の調整等を要することなく、常に明瞭に異物の有無を識別できるようにする。　　【解決手段】　操作部１２の入力部１２ａで被検査物品の品目を指定すれば、制御装置１１の記憶部１１ｃからその品目についての密度に応じた補正係数のような照射量設定用データが読み出されると共に、該データに基づいて当該被検査物品に照射するＸ線の照射量が設定されるように構成する。【選択図】　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　被検査物品にＸ線を照射するＸ線照射手段と、該照射手段で被検査物品に照射されたＸ線の透過状態から該物品に混入した異物を検出する異物検出手段とを有するＸ線異物検出装置であって、Ｘ線の照射量設定用データを被検査物品の品目ごとに予め記憶する記憶手段と、被検査物品の品目を指定して上記記憶手段からその品目についての照射量設定用データを読み出す品目指定手段と、該記憶手段から読み出した照射量設定用データを用いて当該被検査物品に照射するＸ線の照射量を設定する照射量設定手段と、該設定手段で設定した照射量でＸ線を照射するように上記Ｘ線照射手段を制御する制御手段とを有することを特徴とするＸ線異物検出装置。
【請求項２】
　記憶手段は、照射量設定用データとして、物品の密度に関連する密度関連量を品目ごとに記憶すると共に、照射量設定手段は、該記憶手段から読み出した当該品目についての密度関連量を用いて当該被検査物品に照射するＸ線の照射量を設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は被検査物品にＸ線を照射し、その透過状態から該物品に混入している異物を検出するＸ線異物検出装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
　近年、各種の商品についての安全性に関する要求が高まり、特に食品等の商品にあっては、その商品中に異物が混入することを極力防止する必要がある。そして、このような要求に対応するものとして、例えば特許文献１に開示されているように、生産された商品の中に異物が混入していないかどうかを検査するＸ線異物検出装置が実用化されている。
【０００３】
　このＸ線異物検出装置は、包装済みの物品にＸ線を照射すると共に、その透過状態をセンサによって検出し、その検出結果をコンピュータで処理することにより、上記物品中に異物が混入しているか否かを識別するもので、これによれば、物品中に混入した鉄、ステンレス、銅等の金属類だけでなく、石、ガラス、プラスチック等の非金属類の異物も検出することができ、また、被検査物品もプラスチックフィルム等で包装されたものに限らず、缶詰めやびん詰めのような物品、さらにはプラスチックケースに入った物品等についても、異物の混入を検出することが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２４６４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　ところで、このＸ線異物検出装置は、被検査物品を透過したＸ線量の分布を明度で表示した画像として認識し、その画像中にＸ線の透過量が少ないため周辺に対して不自然に暗くなっている部位があるときに、その部位に異物が存在すると判断するのであるが、その場合に、Ｘ線の照射量が多すぎると、異物を透過するＸ線量も多くなって、透過Ｘ線による画像の全体が一様に明るくなり、逆に照射量が少なすぎると、異物の存在しない部位の透過Ｘ線の量が不足して、上記画像の全体が一様に暗くなり、いずれの場合も異物の存在を確認するのが困難となるのである。
【０００６】
　これに対しては、Ｘ線の照射量を調整可能として、異物が存在する場合に、その存在する部位と存在しない部位とで透過Ｘ線による画像に十分なコントラストが生じるようにすることが必要となり、具体的には、異物の存在しない部位でのＸ線の透過量、つまり画像の明るさが適度となるように、Ｘ線の照射量を調整することになる。
【０００７】
　しかし、被検査物品が一定しない場合には、上記画像が適度の明るさとなるＸ線の照射量も異なるから、被検査物品が異なるごとに照射量の調整を行わなければならず、著しく面倒となると共に、調整が不十分なため、異物の検出精度が悪くなるおそれもある。
【０００８】
　そこで、本発明は、Ｘ線の透過量が、物品の種類に応じた性質、例えば密度に依存することに着目し、予め予定した品目の物品については、その密度に拘わらず、透過Ｘ線量が常に適量となるようにＸ線の照射量を自動的に調整するようにして、特に被検査物品が一定しない場合の作業能率の向上と異物検出精度の向上とを図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
　上記課題を解決するため、本発明は次のような手段を用いたことを特徴とする。
【００１０】
　まず、本願の請求項１に係る発明（以下、第１発明という）は、被検査物品にＸ線を照射するＸ線照射手段と、該照射手段で被検査物品に照射されたＸ線の透過状態から該物品に混入した異物を検出する異物検出手段とを有するＸ線異物検出装置において、Ｘ線の照射量設定用データを被検査物品の品目ごとに予め記憶する記憶手段と、被検査物品の品目を指定して上記記憶手段からその品目についての照射量設定用データを読み出す品目指定手段と、該記憶手段から読み出した照射量設定用データを用いて当該被検査物品に照射するＸ線の照射量を設定する照射量設定手段と、該設定手段で設定した照射量でＸ線を照射するように上記Ｘ線照射手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
　そして、請求項２に係る発明（以下、第２発明という）は、上記第１発明において、記憶手段は、照射量設定用データとして、物品の密度に関連する密度関連量を品目ごとに記憶すると共に、照射量設定手段は、該記憶手段から読み出した当該品目についての密度関連量を用いて当該被検査物品に照射するＸ線の照射量を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
　このような構成によれば、第１発明及び第２発明のいずれによっても、品目指定手段により被検査物品の品目を指定すれば、記憶手段から予め記憶されたその品目についてのＸ線の照射量設定用データが読み出される一方、照射量設定手段が上記データを用いて照射量を設定すると共に、制御手段がこの照射量で被検査物品にＸ線を照射するようにＸ線照射手段を制御する。
【００１３】
　その場合に、第２発明によれば、記憶手段から読み出した照射量設定用データとして物品の密度に関連する密度関連量を用いることにより、当該物品についての一層適切なＸ線の照射量が設定される。その場合に、上記密度関連量による照射量の補正は、例えば密度の大きい物品の場合には、厚さに応じた倍率を掛けた値より照射量が多くなるように、密度の小さい物品の場合には、厚さに応じた倍率を掛けた値より照射量が少なくなるように行うことが考えられる。
【００１４】
　そして、上記のようにして各被検査物品ごとにＸ線の最適照射量が自動的に設定されるから、物品ごとの調整を要することなく、被検査物品を透過するＸ線量は常に適量となり、異物が混入しているときに透過Ｘ線による画像に十分なコントラストが生じる等、該異物の混入を確実に検出することができるようになる。
【００１５】
　なお、上記各発明における品目指定手段による被検査物品の指定には、作業者が品目コード等を入力する場合の他、テレビカメラ等で被検査物品の品目を特定したり、或いは当該異物検出装置と接続された他の装置から品目を示す信号を受け取る場合等が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
　以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
　図１に示すように、この実施形態に係るＸ線異物検出装置１は、両側に被検査物品の入口２ａと出口２ｂとがそれぞれ設けられたＸ線シールドボックス２を有し、このボックス２内に搬入コンベア３と搬出コンベア４とが直列状に配置されている。搬入コンベア３は始端部が上記入口２ａに位置し、該入口２ａから被検査物品をシールドボックス２内に搬入すると共に、該ボックス２の中央部で被検査物品を搬出コンベア４に受け渡す。また、搬出コンベア４は終端部が上記出口２ｂに位置し、搬入コンベア３から受け取った被検査物品を該出口２ｂに向けて搬送する。
【００１８】
　また、このシールドボックス２の中央部における搬入コンベア３の終端部と搬出コンベア４の始端部との間には、被検査物品の受け渡しに支障がない寸法の間隙５が設けられていると共に、この間隙５の上方にはＸ線照射器６が、下方にはＸ線検出器７がそれぞれ配置され、これらが間隙５を介して上下に対向している。
【００１９】
　ここで、Ｘ線照射器６は入力された電力に応じた量のＸ線を発生するようになっている。また、Ｘ線検出器７は、図２に示すように、多数のセンサ７ａ…７ａを上記間隙５に沿ってコンベア３，４の幅方向に配設したもので、それぞれのセンサ７ａ…７ａが入射されたＸ線の量に応じた出力を発生するようになっている。
【００２０】
　さらに、このシールドボックス２内における搬入コンベア３の近傍には、該コンベア３によって搬送されている被検査物品の厚さを測定する厚さ測定器８が設置されている。この厚さ測定器８は、図３に示すように、搬入コンベア３の一側方に配置された発光器８ａと、他側方に配置された受光器８ｂとで構成されていると共に、発光器８ａには、発光ダイオード等の多数の発光体８ａ′…８ａ′が縦に一列に並べられており、また、受光器８ｂにも、フォトトランジスタ等の多数の受光体８ｂ′…８ｂ′が各発光体８ａ′…８ａ′にそれぞれ対向させて縦一列に並べられている。そして、各発光体８ａ′…８ａ′からの検出光を被検査物品Ａに遮られることなく受光した受光体８ｂ′…８ｂ′のうちの最下方に位置する受光体８ｂ′の高さから上記被検査物品Ａの厚さを検出するようになっている。
【００２１】
　以上の構成に加えて、この異物検出装置１は制御装置１１と操作装置１２とを有すると共に、操作装置１２には、多数のキーを配設した入力部１２ａと、表示部１２ｂとが設けられている。また、この実施形態では、検査済みの被検査物品を異物の混入していない正常品と異物が混入している異常品とに分けて排出する振分け装置２１が備えられており、この振分け装置２１におけるコンベア２２の始端部がシールドボックス２の出口２ｂで搬出コンベア４の終端部に接続され、該出口２ｂから搬出される被検査物品をこの振分け装置２１に導入するようになっている。
【００２２】
　次に、図４により上記制御装置１１を中心とする異物検出装置１の制御システムを説明する。
【００２３】
　上記制御装置１１は、Ｘ線検出器７からの信号を入力するＸ線画像処理部１１ａと、厚さ検出器８からの信号を入力する厚さ判定部１１ｂとを内蔵し、また、予めＸ線照射量設定用のデータが記憶された記憶部１１ｃと、上記操作装置１２の入力部１２ａ及び表示部１２ｂとが外部装置として接続され、これらとの間で信号を入、出力しあうようになっている。
【００２４】
　ここで、上記記憶部１１ｃに記憶されている照射量設定用データについて説明すると、図５に示すように、この記憶部１１ｃには、各被検査物品の品目ごとのコードと、その品目についてのＸ線の基準照射量Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｎ，…と、その物品の密度に応じた補正係数Ｋ１，Ｋ２，…，Ｋｎ，…とが対応付けて記憶されている。
【００２５】
　その場合に、上記基準照射量Ｘｎは、各種類の物品の厚さが基準厚さＴ０であるときに、これを透過してＸ線検出器７によって検出された透過Ｘ線の量が画像処理上最も適した量となるときの照射量であり、基準厚さＴ０の各品目の物品を用いて予め実験的に求めたものである。また、密度補正係数Ｋｎは、密度が大きな物品の場合は、例えば厚さが２倍になったときにＸ線照射量は２倍しただけでは不足し、密度が小さな物品の場合は、厚さが２倍になったときにＸ線照射量も２倍にすると多くなりすぎる場合があることに対応するものである。
【００２６】
　そして、この記憶部１１ｃに記憶されている照射量設定用データと、上記各処理部１１ａ，１１ｂに入力される信号とに基づく処理結果に応じて、Ｘ線照射器６及び振分け装置２１に制御信号を出力するようになっており、次に、この制御の具体的動作について説明する。
【００２７】
　まず、操作装置１２の入力部１２ａにより、今回異物の検査を行う物品の品目コードを入力すると共に、その物品を搬入コンベア３上に載置すれば、制御装置１１の記憶部１１ｃから、その品目についてのＸ線の基準照射量Ｘｎと密度補正係数Ｋｎとが読み出されると共に、上記搬入コンベア３が物品をシールドボックス２の入口２ａから該ボックス２内に搬入することになる。
【００２８】
　そして、この搬入コンベア３による搬送途中で被検査物品が厚さ測定器８の配設位置を通過するときに、該物品が測定器８の各発光体８ａ′…８ａ′から各受光体８ｂ′…８ｂ′に向けて発光される検出光のうちの下方のものを遮ることになり、そのときに、制御装置１１が検出光を受光した最も下方に位置する受光体８ｂ′の高さから当該被検査物品の厚さＴを検出する。そして、この厚さＴと上記記憶部１１ｃから読み出したＸ線の基準照射量Ｘｎ及び密度補正係数Ｋｎとから、今回の物品に対して照射するＸ線の量を設定する。
【００２９】
　具体的には、被検査物品の厚さＴがＸ線の基準照射量Ｘｎを求めた際の基準厚さＴ０の何倍に相当するかを計算し、その倍率（Ｔ／Ｔ０）と密度補正係数Ｋｎとを用いて上記基準照射量Ｘｎを補正することにより照射量を算出するのであり、これにより被検査物品の厚さや密度に拘らず、透過Ｘ線の量が基準厚さＴ０のときに基準照射量Ｘｎで照射したときの量とほぼ一致することになる。
【００３０】
　そして、制御装置１１が、この照射量に対応する電圧をＸ線照射器６に印加することにより、当該被検査物品が搬入コンベア３と搬出コンベア４との間の間隙５上を通過するときに、Ｘ線照射器６から該被検査物品に上記照射量でＸ線が照射されることになる。
【００３１】
　また、被検査物品を透過したＸ線は、上記間隙５の下方に配置されたＸ線検出器７によって検出されることになるが、その場合に、このＸ線検出器７は、コンベア３，４の幅方向に並ぶ多数のセンサ７ａ…７ａによって構成されているから、被検査物品が上記間隙５を通過する間、これらのセンサ７ａ…７ａからのデータを連続的に入力することにより、この被検査物品の平面形状と相似する形状の全体についての二次元のデータが得られることになる。そして、この二次元データをＸ線画像処理部１１ａで処理することにより、当該被検査物品の平面形状の全体について、透過Ｘ線の量に応じた明暗の分布を有する画像が得られることになる。
【００３２】
　その場合に、Ｘ線検出器７で検出される透過Ｘ線の量は、上記のように、当該被検査物品の厚さが基準厚さＴ０のときに基準照射量Ｘｎで照射したときの量とほぼ一致することになるが、この基準厚さＴ０の物品に基準照射量Ｘｎで照射したときの透過Ｘ線の量は、被検査物品に異物が混入しているときに最も明瞭にこれを識別することができる量であるから、厚さＴの当該被検査物品に異物が混入している場合にも、透過Ｘ線の画像処理により、これを明瞭に識別することができることになる。
【００３３】
　そして、制御装置１１は、その画像処理の結果を操作装置１２の表示部１２ｂに表示する一方、その画像中における不自然な暗部の有無により異物が混入しているか否かを判定し、その判定結果を振分け装置２１に送信する。また、振分け装置２１は、その結果を受けて、搬出コンベア４から受け取った今回の被検査物品に異物が混入していないときには、これを正常品として所定の場所に搬送し、また、異物が混入しているときには、異常品の排出場所にその物品を搬送する。
【００３４】
　このようにして、異物検出装置１の搬入コンベア３に供給した物品についての異物の混入の有無が検査され、異物が混入している物品は自動的に選別されて排出されることになる。
【００３５】
　次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００３６】
　図６に示すように、この実施形態に係るＸ線異物検出装置５１も、前記実施形態と同様に、両側に被検査物品の入口５２ａと出口５２ｂとがそれぞれ設けられたＸ線シールドボックス５２内に、搬入コンベア５３と搬出コンベア５４とを直列状に配置すると共に、このシールドボックス５２の中央部における搬入コンベア５３の終端部と搬出コンベア５４の始端部との間に設けられた間隙５５の上方にはＸ線照射器５６を、下方にはＸ線検出器５７をそれぞれ配置した構成とされている。
【００３７】
　また、上記Ｘ線照射器５６によるＸ線の照射量や振分け装置７１の作動を制御する制御装置６１と、入力部６２ａ及び表示部６２ｂを有する操作装置６２とが備えられており、これらの構成も前記実施形態と同様である。
【００３８】
　そして、この実施形態においては、上記シールドボックス５２内における搬入コンベア５３の近傍に、前記実施形態における厚さ測定器８に代えて、テレビカメラ５８が設置されていると共に、上記制御装置６１には、Ｘ線検出器５７からの信号が入力されるＸ線画像処理部６１ａと、上記テレビカメラ５８からの信号を処理して撮像した被検査物品の形状を認識する形状画像処理部６１ｂとが設けられている。
【００３９】
　この実施形態によれば、搬入コンベア５３上の被検査物品をテレビカメラ５８で撮像すれば、該カメラ５８からの信号が制御装置６１の形状画像処理部６１ｂで処理されて該物品の形状が認識され、その形状データの一つとして厚さＴが求められる。そして、この厚さＴと記憶部６１ｃから読み出した当該検査物品についてのＸ線の基準照射量Ｘｎ及び密度補正係数Ｋｎとを用いて、前記実施形態と同様にして、当該物品に照射すべきＸ線の照射量が設定される。
【００４０】
　これにより、この実施形態によっても、Ｘ線検出器５７で検出される透過Ｘ線の量が画像処理上最も適した量となり、異物が混入しているときに、これを確実に検出することができるようになる。
【００４１】
　ところで、この実施形態のように、被検査物品の厚さの検出にテレビカメラ５８を使用することにより、当該Ｘ線異物検出装置５１に次のような機能を付加することが可能となる。
【００４２】
　つまり、上記記憶部６１ｃに、図５に示す前述の各品目コードごとのＸ線の基準照射量Ｘｎ及び密度補正係数Ｋｎのデータに加えて、図７に示すように、各品目コードごとの形状や色彩等の品目識別データを記憶しておくと共に、テレビカメラ５８で撮像して形状画像処理部６１ｂで認識された形状や色彩等とこの記憶されたデータとを対比することにより、撮像した物品の品目を識別することが可能となる。したがって、この場合は、操作装置６２の入力部６２ａを用いた被検査物品の品目コードの入力操作が不要となり、作業者が被検査物品を搬入コンベア５３に載置するだけで、他の全ての動作が完全自動化されることになる。
【００４３】
　なお、テレビカメラを用いた物品識別方法の詳細については、本件出願人による先の特許出願（特開平６−９２３３８号）に記載したところである。
【００４４】
　また、テレビカメラ５８によって撮像した被検査物品の形状と、その物品についての記憶されている形状データとを比較することにより、その物品の欠けやへこみ等の外観上の異常を検出することも可能である。さらに、図７に示すように、記憶部６１ｃに各品目コードごとにラベル貼付けデータを記憶しておけば、当該被検査物品に貼付けられたラベルの大きさや貼付け位置等をテレビカメラ５８で撮像した画像から検出して、記憶されているラベル貼付けデータと比較することにより、所定のラベルが正規の位置に正しく貼付けられているか否かの識別が行われることになる。
【００４５】
　そして、物品の外観上の異常やラベル貼付けの異常等を検出したときに、その情報を振分け装置７１に送るようにすれば、これらの異常品を正常品とは異なる場所に排出することができ、その場合に、これらの異常品と異物混入品とを区別して排出することも可能である。
【００４６】
　なお、被検査物品の品目の識別は、前述の操作装置１２，６２の入力部１２ａ，６２ａによるキー入力操作や、テレビカメラ５８と形状や色彩等の品目識別データとを用いた自動識別による他、当該異物検出装置１，５１の上流側に例えば包装装置や値付け装置等の商品処理装置が接続されて、これらの装置による作業と当該検出装置１，５１による異物検出作業とが連続的に行われる場合には、これらの上流側の装置から当該検出装置１，５１に被検査物品の品目コードを供給するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
　以上のように本発明によれば、Ｘ線異物検出装置において、予め予定した品目の物品については、その密度に拘わらず、透過Ｘ線量が常に適量となるようにＸ線の照射量を自動的に調整するようにして、特に被検査物品が一定しない場合の作業能率の向上と異物検出精度の向上とを図ることができるようになる。本発明は、Ｘ線異物検出装置の技術分野に広く好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線異物検出装置の正面図である。
【図２】図１のａ−ａ矢視によるＸ線検出器の平面図である。
【図３】図１のｂ−ｂ矢視による厚さ測定器の側面図である。
【図４】同検出装置の制御システムを示すシステム図である。
【図５】同システムの記憶部に記憶されるデータの説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るＸ線異物検出装置の制御システムを示すシステム図である。
【図７】同システムの記憶部に記憶されるデータの説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
　　１，５１　　　　Ｘ線異物検出装置
　　６，５６　　　　Ｘ線照射手段（Ｘ線照射器）
　　７，５７　　　　Ｘ線検出器
　　１１，６１　　　異物検出手段、照射量設定手段、制御手段（制御装置）
　　１１ｃ，６１ｃ　記憶手段（記憶部）
　　１２ａ，６２ａ　品目設定手段（入力部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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