JP5720028B1 - 包装体の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁波検知部が光学検知用の照明光の影響を受けにくい構造の包装体の検査装置を提供する。【解決手段】 包装体を移送する移動機構６の間隙部６ｃの下側に、包装体を透過したＸ線を検知するＸ線センサ１３と、間隙部６ｃに照明光を与える照明部１６が設けられている。Ｘ線センサ１３と照明部１６は隔壁４２で区画されている。Ｘ線センサ１３へのＸ線の入射経路に遮光部材４３が設けられている。遮光部材４３は、カーボンシートのように、Ｘ線を透過して照明光を透過せず、且つＸ線の照射による劣化が生じにくい素材で形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、Ｘ線またはテラヘルツ波を検知する電磁波検知部と光学検知部の双方を使用して包装体を検査する包装体の検査装置に関する。

食品を内容物とする包装体の製造過程では、Ｘ線を使用した検査装置が使用される。この検査装置は、主に包装体の内部に食品以外の異物が混入されているかを検査するために使用されている。

特許文献１に記載された検査装置は、被検査物を搬送する搬送ベルトを備えたＸ線異物検査装置を備えている。Ｘ線異物検査装置には、搬送ベルトを挟んで上側にＸ線源が設けられ下側にＸ線ラインセンサが設けられている。さらにＸ線異物検査装置には、被検査物の外観可視画像を撮像するＣＣＤカメラが設けられている。

この検査装置は、外観可視画像を撮像することで被検査物に表示されているシリアル番号などの固有識別情報が取得され、Ｘ線検査の結果と前記固有識別情報とが結合された単一の合成検査画像が蓄積記録手段に記録される、というものである。

特開２００６−２０８０９８号公報

特許文献１に示すようにＸ線ラインセンサとＣＣＤカメラの双方を備えた検査装置は、ＣＣＤカメラで外観可視画像を取得するものであるため、被検査物はＣＣＤカメラで検知可能な比較的明るい場所で検査されることになる。そのため、Ｘ線ラインセンサにＸ線以外の光が入り込む可能性が高くなる。Ｘ線ラインセンサにＸ線以外の光が多く与えられると、被検査物を透過したＸ線を検出したときのＳ／Ｎ比が悪化し、包装体に異物が含まれているか否かなどを検査する検査精度が低下しやすくなる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、光学検査部を備えたものであっても、Ｘ線またはテラヘルツ波を検知する電磁波検知部に照明光が入り込みにくい構造とした包装体の検査装置を提供することを目的としている。

本発明は、外装体に内容物が収納された包装体を移動させる移動機構と、包装体にＸ線またはテラヘルツ波を照射する照射部と、包装体を透過したＸ線またはテラヘルツ波を検知する電磁波検知部と、包装体を照明する照明部と、包装体の光学画像を取得する光学検知部とが設けられており、
前記移動機構は、搬送ベルトが周回する上流側移動機構と、搬送ベルトが周回する下流側移動機構とを有し、前記上流側移動機構と前記下流側移動機構との間に、いずれの搬送ベルトも存在しない間隙部が設けられて、
包装体の移動経路を挟んで一方の側に、前記照射部と前記光学検知部が配置され、他方の側に、前記照明部と前記電磁波検知部が配置され、前記照明部から発せられる光とＸ線またはテラヘルツ波とが、前記間隙部内を通過し、
前記電磁波検知部と前記照明部との間に隔壁が設けられ、前記隔壁のうちの少なくとも前記電磁波検知部へＸ線またはテラヘルツ波が入射する経路に、Ｘ線またはテラヘルツ波を透過させ、且つ前記照明部から発せられる光の透過を遮断しまたは低減させる遮光部材が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の包装体の検査装置は、照明部の光が隔壁で遮断されるため、照明部から発せられる光が電磁波検知部に入り込むのを阻止できるようになる。しかも、電磁波検知部への入射経路に、Ｘ線またはテラヘルツ波を透過し前記照明部から発せられる光の透過を遮断しまたは低減させる遮光部材が設けられているため、電磁波検知部が、照明部から光の影響を受けることなく、Ｘ線またはテラヘルツ波を十分な検知出力で取得できる。

本発明の包装体の検査装置は、照明部から出る光が包装体を透過して光学検知部で検知される。そのため、包装体の外形を精度良く画像として取得できる。また、外装体が光を透過する材料で形成された包装体の場合には、透過光を光学検知部で検知することで、Ｘ線やテラヘルツ波を用いることなく、内容物の検査やシール部に内容物が噛み込んでいるか否かなどの検査を行うことが可能になる。

本発明では、前記隔壁は前記照明部を囲っており、前記電磁波検知部が前記隔壁の外側に設けられ、前記隔壁のうちの前記電磁波検知部と対向する部分に前記遮光部材が設けられている。あるいは、前記隔壁は前記電磁波検知部を囲っており、前記照明部が前記隔壁の外側に設けられ、前記隔壁のうちの前記電磁波検知部と対向する部分に前記遮光部材が設けられている。

本発明は、前記遮光部材がカーボンを含んでいるものであり、例えば、前記遮光部材は、カーボン繊維とバインダー樹脂とを有するカーボンシートである。または、前記遮光部材は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂で形成されている。

これらの素材で形成された遮光部材は、Ｘ線またはテラヘルツ波の透過光率が良く且つＸ線またはテラヘルツ波による劣化が少ない。

本発明は、包装体の移動経路と、前記電磁波検知部ならびに前記照明部との間に、前記Ｘ線またはテラヘルツ波と前記照明部から発せられる光とを透過させるカバー部材が設けられているものとして構成できる。
前記カバー部材は、例えば熱可塑性ポリエーテルイミド樹脂で形成されている。

本発明は、包装体の検査領域において、照明部の光が隔壁で遮断されるため、照明部から発せられる光が電磁波検知部に入り込むのを阻止できるようになる。また、電磁波検知部への入射経路に、Ｘ線またはテラヘルツ波を透過し前記照明部から発せられる光の透過を遮断しまたは低減させる遮光部材が設けられているため、電磁波検知部では、照明部から光の影響を受けることなく、Ｘ線またはテラヘルツ波を十分な検知出力で取得できる。

したがって、照明部から発せられる光の量を多くして、包装体を透過した光を光学検知部に検知させることができ、また、その光が電磁波検知部に検知されるのを防止できるようになる。

本発明の第１の実施の形態の包装体の検査装置の外観を示す斜視図、 第１の実施の形態の包装体の検査装置の内部構造を示す正面図、 照明部と電磁波検知部の配置を示す断面図、 照明部と電磁波検知部の配置を示す斜視図、 第２の実施の形態の包装体の検査装置において、照明部と電磁波検知部の配置を示す断面図、 第３の実施の形態の包装体の検査装置において、照明部と電磁波検知部の配置を示す断面図、 第４の実施の形態の包装体の検査装置の内部構造を示す正面図、 本発明の検査装置の回路ブロック図、 本発明の検査装置で得られる画像データの説明図、

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の検査装置１は、包装体移動領域２と、その上に設置された上部収納部３と、包装体移動領域２の下に配置された下部収納部４を有している。

包装体移動領域２は、中間部筐体２ａの内部に形成されている。中間部筐体２ａには一方の側部に搬入口４ａが開口し、これに対向する他方の側部に搬出口４ｂが開口している。搬入口４ａと搬出口４ｂのそれぞれには、Ｘ線遮蔽シート５が設けられており、中間部筐体２ａの内部の包装体移動領域２は、電磁波遮蔽領域（Ｘ線遮蔽領域）となっている。

包装体移動領域２に、移動機構６が設けられている。図１と図２に示すように、移動機構６は、上流側移動機構６ａと下流側移動機構６ｂとに分離されており、上流側移動機構６ａと下流側移動機構６ｂとの間に、移動方向に向けて間隔が空けられた間隙部６ｃが形成されている。

上流側移動機構６ａは、上流側ローラ７ａと下流側ローラ７ｂを有し、両ローラ７ａ，７ｂの間に搬送ベルト８ａが巻かれている。上流側ローラ７ａと下流側ローラ７ｂの一方が駆動ローラで他方が従動ローラである。下流側移動機構６ｂは、上流側ローラ７ｃと下流側ローラ７ｄを有し、両ローラ７ｃ，７ｄの間に搬送ベルト８ｂが巻かれている。上流側ローラ７ｃと下流側ローラ７ｄの一方が駆動ローラで他方が従動ローラである。

上流側の搬送ベルト８ａは光を透過可能なベルトである。たとえば、透明または半透明の合成樹脂で形成されたベルトであり、または多数の穴が規則的に形成されたゴムベルトである。下流側の搬送ベルト８ｂは光を透過可能であってもよいし、光を透過できないものであってもよい。

上流側の搬送ベルト８ａと下流側の搬送ベルト８ｂは、同じ速度で周回している。上流側の搬送ベルト８ａの上流側端部に設置された包装体Ｗ１は、上流側の搬送ベルト８ａの周回によって、搬入口４ａから包装体移動領域（電磁波遮蔽領域）２の内部に搬入され、一定の速度で図示左方向（Ｆ方向）へ移動させられる。さらに、間隙部６ｃを通過して下流側の搬送ベルト８ｂに受け渡され、搬送ベルト８ｂの周回によって搬出口４ｂから搬出される。

図１では、包装体Ｗ１の移動方向（Ｆ方向）がＹ方向であり、移動方向（Ｆ方向）と直交する方向がＸ方向である。また、移動方向（Ｆ方向）に対して垂直に延びる方向がＺ方向である。

図１に示すように、上部収納部３に上部筐体３ａが設けられており、上部筐体３ａの内部にＸ線発生部１０が収納されている。Ｘ線発生部１０では、密閉容器１１の内部のＸ線管１２が収納されている。下部収納部４は下部筐体４ｃを有しており、その内部に図２に示すＸ線センサ１３が配置されている。

この実施の形態では、電磁波の照射部としてＸ線管１２が使用され、電磁波検知部としてＸ線センサ１３が使用されている。ただし、電磁波の照射部がテラヘルツ波を照射するものであり、電磁波検知部が包装体Ｗ１を透過したテラヘルツ波を検知する素子群で構成されていてもよい。

上部収納部３には、光学検知部である光学センサ１５が設けられ、下部収納部４には照明部１６が配置されている。光学センサ１５はラインセンサであり、複数の光検知素子が、包装体Ｗ１の移動方向と直交するＸ方向に直線的に配列して光検知ラインが構成されている。光学センサ１５は、Ｘ方向に延びる光検知ラインを１列のみ備えているものであってもよいし、複数列備えているものであってもよい。

図３に拡大して示すように、移動機構６の間隙部６ｃの下側に、ステンレス鋼製の敷板４１がＸ−Ｙ面と平行に配置されている。敷板４１は、下部筐体４ｃの天井板の一部である。敷板４１の下側の下部収納部４にＸ線センサ１３と照明部１６が収納されている。

Ｘ線センサ１３はラインセンサであり、図４に示すように、センサ基板１３ａに、複数のＸ線検知素子１３ｂが実装されている。複数のＸ線検知素子１３ｂは、包装体Ｗ１の移動方向と直交するＸ方向に配列してＸ線検知ラインＬａが構成されている。Ｘ線検知素子１３ｂは、ホトダイオードチップである。Ｘ線センサ１３は、Ｘ方向に延びるＸ線検知ラインＬａを１列のみ備えているものであるが、複数列備えているものであってもよい。

照明部１６はライン照明装置であり、図４に示すように、照明基板１６ａに、複数の発光素子１６ｂが実装されて構成されている。複数の発光素子１６ｂは、包装体Ｗ１の移動方向と直交するＸ方向に配列して照明ラインＬｂが形成されている。照明ラインＬｂは１列形成されているが、複数列形成されているものであってもよい。

発光素子１６ｂは発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、近赤外線あるいは青色の波長の光を発するものが使用される。

図３に示すように、敷板４１の下側にステンレス鋼製の隔壁４２が設けられている。隔壁４２は、支持板部４２ａと側板部４２ｂとが一体に折り曲げられており、照明部１６の照明基板１６ａが支持板部４２ａの上に固定されている。側板部４２ｂは敷板４１の下面に隙間なく接合されている。照明部１６は隔壁４２で区画された領域内に位置し、Ｘ線センサ１３は隔壁４２の外側において支持板部４２ａの下側に配置されている。

隔壁４２の支持板部４２ａには、Ｘ線センサ１３の上に位置する検知窓４２ｃが開口しており、この検知窓４２ｃが遮光部材４３で塞がれている。遮光部材４３は板材またはシート材であり、Ｘ線を透過するが、照明部１６から発せられる照明光を遮光できまたは照明光の透過を低減させることができる素材で形成されている。特に、長期間の使用に耐えるためには、Ｘ線で劣化しにくい素材で形成されることが好ましい。

Ｘ線で劣化しにくい素材として、カーボンを含むシートを使用することが好ましい。例えば、カーボン繊維がバインダー樹脂で固着されたカーボンシートや、カーボン繊維で形成された織布または不織布がバインダー樹脂で補強されたカーボンシート、あるいは、カーボンブラックなどのカーボン材が樹脂内に含まれたカーボンシートなどである。カーボンは、Ｘ線のエネルギーを熱に変換して放熱できるので、長期間のＸ線の照射に耐えることができる。

また、Ｘ線で劣化しにくい素材としてＰＥＥＫ樹脂（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）を使用することが可能である。ＰＥＥＫ樹脂は熱可塑性樹脂であり、シート状または板状などに成形が容易であり、超耐熱特性を有しているため、長期間のＸ線の照射に耐えることができる。

図３に示すように、敷板４１には、開口部４１ａが形成されており、Ｘ線センサ１３のＸ線検知素子１３ｂと照明部１６の発光素子１６ｂが、開口部４１ａの下側に位置している。開口部４１ａはカバー部材４４で塞がれている。カバー部材４４は、照明部１６から発せられる光とＸ線の双方を透過させることができ、且つ長期間のＸ線の照射で劣化しにくい素材で形成されている。

カバー部材４４は、例えば、非晶性熱可塑性ポリエーテルイミド樹脂であるウルテム樹脂（登録商標）によって形成されている。カバー部材４４を設けることにより、照明部１６が配置されている領域や、遮光部材４３が位置する領域にゴミや埃が落下しにくくなる。

図２には、Ｘ線センサ１３がＸ線を感知するＸ線検知範囲の中心線（Ｘ線検知撮像線）がＬ１で示されている。Ｘ線検知撮像線（電磁波検知撮像線）Ｌ１は、Ｘ線発生部１０とＸ線センサ１３の中心どうしが対向する対向線である。また、Ｘ線検知撮像線は、ラインセンサであるＸ線センサ１３のＸ線検知ラインから垂直に立ち上がっているＸ−Ｚ平面と平行な検知面であり、Ｘ線検知撮像面と言い換えることもできる。Ｘ線センサ１３のＸ線検知撮像線Ｌ１は、移動機構６の間隙部６ｃの内部を通過して、包装体Ｗ１の移動方向であるＹ方向と直交するＺ方向に延びている。

図２には、光学センサ１５が光を感知する光検知範囲の中心線（光検知撮像線）がＬ２とＬ３で示されている。光検知撮像線Ｌ２，Ｌ３は、光学センサ１５と照明部１６の中心どうしが対向する対向線である。また、光検知撮像線Ｌ２，Ｌ３は、光学センサ１５の光検知ラインから延びてＸ方向に面方向が延びる検知面であり、光検知撮像面と言い換えることができる。

図２に示すように、移動機構６の上方に反射部材１７が設けられている。反射部材１７の反射面１７ａの向きは、Ｘ−Ｚ面に対して４５度の傾きを有している。光学センサ１５の光検知撮像線Ｌ３は、Ｙ方向と平行に延び、反射部材１７の反射面１７ａにより下向きに曲げられて光検知撮像線Ｌ２となる。すなわち、照明部１６から発せられる照明光は、間隙部６ｃの上を通過する包装体Ｗ１を透過し、反射面１７ａで反射されて光学センサ１５で受光される。

Ｘセンサ１３と照明部１６は、移動機構６の下側で近接して配置されており、Ｘ線検査撮像線Ｌ１と光検知撮像線Ｌ２は、移動機構６の間隙部６ｃの内部で一致することなく平行に配置されている。

図２に示す検査装置１は、Ｘ線検査撮像線Ｌ１と光検知撮像線Ｌ２とが、同じ間隙部６ｃに位置しているため、間隙部６ｃを通過する包装体Ｗ１に対し、Ｘ線の曝射で取得される画像データと、光学センサ１５で検知される光学的な画像データとを同じ条件で取得できる。

また、反射部材１７がＸ線検査撮像線Ｌ１と重ならないように配置されているため、反射部材１７がＸ線の照射によって劣化するのを防止しやすくなる。

図２に示すように、上流側移動機構６ａに、位置センサ１８が設けられている。位置センサ１８は光学センサであり、発光部１８ａと受光部１８ｂとが対向して構成されている。包装体Ｗ１の移動経路を挟んで上下のいずれか一方に発光部１８ａが配置され、他方に受光部１８ｂが対向している。なお、上流側の搬送ベルト８ａが光を透過可能なものでない場合には、発光部１８ａと受光部１８ｂとをＸ方向に対向させることで、搬送ベルト８ａの搬送面上の包装体Ｗを検知できる。

図１に示すように、上部収納部３を構成する上部筐体３ａの前部に、表示装置１９ならびに操作パネルが配置されている。表示装置１９は、カラー液晶パネルなどの表示パネルと、その駆動回路などから構成されている。操作パネルには各種操作釦が配列している。

図８に、検査装置１に備えられた電子回路の概要を示す回路ブロック図が示されている。

制御部２０は、ＣＰＵとメモリなどから構成されており、図８に示されている制御部２０の内部のブロックは、ＣＰＵにインストールされたソフトウエアを実行することにより構成される。

Ｘ線センサ１３からの検知出力は、Ａ／Ｄ変換器２１ａでディジタル信号に変換され、入力インタフェース２２ａを経て、制御部２０のラインデータ取得部２３に与えられる。ラインデータ取得部２３では、Ｘ線センサ１３のＸ線検知ラインで検知された濃淡データが１ライン毎に取得される。ラインデータ取得部２３で取得されたライン単位の濃淡データは第１の画像データ生成部２４に与えられて積算され、１画面単位の濃淡データで構成される第１の画像データ２７が生成される。

光学センサ１５からの検知出力は、Ａ／Ｄ変換器２１ｂでディジタル信号に変換され、入力インタフェース２２ｂを経て、制御部２０のラインデータ取得部２５に与えられる。ラインデータ取得部２５では、光学センサ１５の光検知ラインで検知された濃淡データが１ライン毎に取得される。ラインデータ取得部２５で取得されたライン単位の濃淡データは第２の画像データ生成部２６に与えられて積算され、１画面単位の濃淡データで構成される第２の画像データ２８が生成される。

図８に示すように、第１の画像データ生成部２４で生成されたＸ線検知出力の濃淡画像である第１の画像データ２７は、判定部３１と画像合成部３２ならびに表示切替部３５に与えられる。第２の画像データ生成部２６で生成された光検知出力の濃淡画像である第２の画像データ２８も、判定部３１と画像合成部３２ならびに表示切替部３５に与えられる。判定部３１と画像合成部３２は、相互にデータの交換が可能である。

位置センサ１８からの検知出力は、Ａ／Ｄ変換器２１ｃでディジタル信号に変換され、入力インタフェース２２ｃを経て、タイミング信号２９となって判定部３１と画像合成部３２の双方に与えられる。

画像合成部３２では、第１の画像データ２７と第２の画像データ２８が合成される。２つの画像データが合成された合成画像データ３３は表示切替部３５に与えられる。また合成画像データ３３は判定部３１にも与えられる。

表示切替部３５は、表示パネルに設けられたいずれかの操作釦を操作することで制御される。表示切替部３５によって、合成画像データ３３または第１の画像データ２７と第２の画像データ２８のいずれかが選択され、出力インタフェース２２ｄを介して表示ドライバ３４に与えられる。表示ドライバ３４で表示装置１９が駆動され、表示パネルの画面に合成画像データ３３に基づいた画像が表示される。あるいは、画面に第１の画像データ２７に基づく画像が表示され、または第２の画像データ２８に基づく画像が表示される。

次に、検査装置１を使用した包装体Ｗ１の検査動作を説明する。
図９（Ｃ）に示す包装体Ｗ１は、内容物Ｗａが外装体Ｗｂに収納されたものである。図２に示すように、検査装置１では、包装体Ｗ１が上流側移動機構６ａの搬送ベルト８ａによってＦ方向へ搬送され、間隙部６ｃを通過して、下流側移動機構６ｂの搬送ベルト８ｂに受け渡される。

包装体Ｗ１の外装体Ｗｂは、印刷が施されて光学的に透視できない合成樹脂フィルムで形成された袋体、またはアルミ箔などのような薄い金属箔で形成されて光学的に透視できない袋体、あるいは、金属箔と合成樹脂フィルムとがラミネートされて光学的に透視できない袋体である。または、袋体の内部に薄い合成樹脂材料で形成されたトレイなどが収納されているものであってもよい。

包装体Ｗ１の内容物Ｗａは、スナック菓子やレトルト加工食品あるいは加工された肉や魚、または生鮮食料品などである。

移動機構６によって移動させられる包装体Ｗ１が、位置センサ１８を通過すると、その検知出力から得られたタイミング信号２９が、図８に示す判定部３１と画像合成部３２に与えられる。

包装体Ｗ１が、移動機構６の間隙部６ｃを通過するときに、Ｘ線発生部１０から発せられたＸ線が包装体Ｗ１に曝射され、包装体Ｗ１を透過したＸ線が、図３に示すカバー部材４４と遮光部材４３を透過してＸ線センサ１３で検知される。

Ｘ線センサ１３の検知出力は、図８に示す制御部２０のラインデータ取得部２３に与えられ、ライン画像データが第１の画像データ生成部２４で蓄積されて第１の画像データ２７が生成される。包装体Ｗ１の外装体Ｗｂは薄い包材で形成されているためにＸ線の透過量が多い。一方、内容物は厚みがあるためＸ線の透過量が低下する。第１の画像データ２７は、Ｘ線の検知量の濃度のコントラストを示すものであり、第１の画像データには、図９（Ａ）に模式的に示すような内容物Ｗａの形状を示す画像データが含まれるが、外装体Ｗｂの形状を示す画像は実質的に含まれない。

また、照明部１６から間隙部６ｃに照明光が照射される。照明光はカバー部材４４を透過して、間隙部６ｃを通過する包装体Ｗ１が下から照明される。照明光は包装体Ｗ１を透過し、その透過光は反射部材１７で反射されて光学センサ１５で検知される。

光学センサ１５の検知出力は、制御部２０のラインデータ取得部２５に与えられ、ライン画像データが第２の画像データ生成部２６で蓄積されて第２の画像データ２８が生成される。包装体Ｗ１の外装体Ｗｂは光を透過しない包材で形成されているため、第２の画像データ２８には、図９（Ｂ）に模式的に示すような外装体Ｗｂの形状を示す画像が含まれ、内容物Ｗａの形状を示す画像は含まれていない。

移動機構６によってＦ方向へ移動させられる包装体Ｗ１が位置センサ１８で検知されると、検知タイミングを示すタイミング信号２９が、判定部３１と画像合成部３２に与えられる。

制御部２０にカウンタが設けられており、包装体Ｗ１を検知したタイミング信号２９が受信されると、その時を基準として時間の計測が開始される。または、タイミング信号が受信された時を基準としてＸ線センサ１３から得られるライン画像データならびに光学センサ１５から得られるライン画像データのライン数がカウントされる。

判定部３１と画像合成部３２では、タイミング信号を基準として、第１の画像データ２７と第２の画像データ２８とが同じタイミングで取得される。すなわち、第１の画像データ２７に含まれる内容物Ｗａの画像データと、第２の画像データ２８に含まれる外装体Ｗｂの画像データとの相対位置が一致するようにそれぞれの画像データが取得される。

なお、移動機構６上で包装体Ｗ１の側縁がＸ方向に対して傾いた姿勢で搬送されているときは、第１の画像データ２７と第２の画像データ２８が補正され、包装体Ｗ１の側部がＸ方向に向けられる画像となるように、Ｘ−Ｙ座標平面内での傾きを訂正する処理などが行われる。

図３に示すように、照明部１６とＸ線センサ１３が隔壁４２ならびに遮光部材４３で区画されており、照明部１６から発せられる照明光がＸ線センサ１３で検知されにくくなっている。そのため、包装体Ｗ１を透過しているＸ線がＸ線センサ１３で検知されている時間帯に、照明部１６から照明光を連続して発光させることが可能である。

Ｘ線センサ１３で画像を検知しているときに、照明光の発光を継続させて、包装体Ｗ１を透過した光を光学センサ１５で検知し続けることにより、包装体Ｗ１が間隙部６ｃを通過するときに、Ｘ線センサ１３で取得する第１の画像データ２７と光学センサ１５で取得する第２の画像データ２８のデータ量を多く獲得できる。また、移動機構６による包装体Ｗ１の搬送速度を高めることも可能である。

図９（Ｃ）に、画像合成部３２で合成される合成画像データ３３が示されている。合成画像データ３３は、位置センサ１８から得られたタイミング信号に基づいて、第１の画像データ２７と第２の画像データ２８とが同じ位置関係となるように重ねられて合成されたものである。この合成画像データ３３では、内容物Ｗａの画像と外装体Ｗｂの画像との位置関係が、移動中の包装体Ｗ１と高精度に一致している。図９（Ｃ）に示す合成画像データ３３は、表示切替部３５で切替えられて表示ドライバ３４に与えられ、表示装置１９の表示画像に表示される。

制御部２０の判定部３１では、画像合成部３２で合成された合成画像データ３３に基づいて、内容物Ｗａの画像データと外装体Ｗｂの画像データとの相対位置のデータが算出される。図９（Ｃ）に示す例では、外装体Ｗｂの前縁部と内容物Ｗａとの最小距離Ｓ１、外装体Ｗｂの後縁部と内容物Ｗａとの最小距離Ｓ２、外装体Ｗｂの右縁部と内容物Ｗａとの最小距離Ｓ３、ならびに外装体Ｗｂの左縁部と内容物Ｗａとの最小距離Ｓ４が演算される。

上記最小距離Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を求めることにより、外装体Ｗｂのシール部に内容物Ｗａの一部が噛み込まれているか否かを判定することができる。図９（Ｃ）に示す例では、外装体Ｗｂの前縁部と内容物Ｗａとの最小距離Ｓ１が予め設定されたしきい値よりも短くなっており、外装体Ｗｂの前縁部において包材どうしを接合しているシール部に内容物Ｗａの一部が噛み込まれてシール不良が生じている可能性が高いと判断される。

なお、制御部２０の判定部３１では、第１の画像データ２７と第２の画像データ２８を重ね合わせる合成を行うことなく、両画像データ２７，２８をデータ上で対比して前記パラメータＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を演算することによっても、内容物Ｗａと外装体Ｗｂの相対位置を判定することが可能である。

たとえば、判定部３１で、位置センサ１８から得られたタイミング信号を基準として、第１の画像データ２７に含まれる内容物Ｗａの外形を示す複数の座標点からなる第１の座標点群がＸ−Ｙ座標上で求められ、同じくタイミング信号を基準として、第２の画像データ２８に含まれる外装体Ｗｂの外形を示す複数の座標点から第２の座標点群がＸ−Ｙ座標上で求められる。そして、第１の座標点群と第２の座標点群とを対比させることにより、前記パラメータＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が求められる。

なお、包装体Ｗ１の外装体Ｗｂの内部に、正規の内容物Ｗａ以外の例えば金属片などの異物が混入していると、第１の画像データ２７では、異物が内容物Ｗａと異なる濃度データとして取得される。よって、判定部３１では、異物の位置ならびに大きさを判定することができる。このように、検査装置１では、第１の画像データ２７と第２の画像データ２８とを使用して、内容物Ｗａと外装体Ｗｂとの相互の位置関係を判定でき、同時に異物の混入も検知することが可能になる。

この検査装置１では、Ｘ線検知撮像線Ｌ１が上流側移動機構６ａと下流側移動機構６ｂとの間隙部６ｃを通過している。そのため、移動機構６を構成している搬送ベルトの傷や搬送ベルトに付着した異物が第１の画像データ２７に入り込むことがなく、傷や異物の画像が、包装体Ｗ１に混入された異物であると誤って判断されることがない。

なお、遮光部材４３やカバー部材４４に傷が形成されまたは異物が付着していても、これらは、第１の画像データ２７や第２の画像データ２８の常に同じ位置にノイズデータとして現れるので、画像合成部３２や判定部３１でデータ補正してノイズデータを除去することができ、誤検査の原因とはなりにくい。

また、光検知撮像線Ｌ２が前記間隙部６ｃを通過しており、照明部１６から与えられる近赤外線光など包装体Ｗ１に与えられて、光学センサ１５で包装体Ｗ１の透過光が検知されて、第２の画像データ２８が生成される。透過光を使用することで、包装体Ｗ１の外装体Ｗｂの形状を鮮明に精度良く検知して第２の画像データ２８を生成することができる。

検査装置１では、操作パネルのいずれかの操作釦を操作して表示切替部３５を切替えることが可能である。この切替えにより、表示装置１９の表示画面に、第１の画像データ２７のみによる画像を表示させることができ、または第２の画像データ２８のみによる画像を表示させることができる。特に、照明部１６からの透過光に基づく第２の画像データ２８のみによる画像を表示させることで、透光性の包材を外装体Ｗｂとした包装体Ｗ１の光学画像を取得して、シール部に内容物が噛み込まれているかなどの検査を行うことが可能である。

すなわち、この検査装置１では、外装体Ｗｂの種別によって取得すべき画像を切替えることが可能である。例えば、外装体Ｗｂが光学的に透視できない袋体であるときは、第１の画像データ２７と第２の画像データ２８の双方を取得して合成画像を表示してシール部での内容物の噛み込みや異物混入の検査などを行うことができ、外装体Ｗｂが透光性の包材で形成されているときには、第２の画像データ２８のみを取得して、シール部での内容物の噛み込み検査や異物混入の検査などを光学画像を用いて行うことが可能になる。

第２の画像データ２８のみを取得し、光学画像のみで噛み込み検査や異物混入の検査など行う場合に、照明部１６か発せられる照明光として近赤外線を使用すると、外装体Ｗｂとなる包材が模様を有していても、照明光が包材を透過しやすくなる。また照明光として青色光を使用すると、光学画像において外装体Ｗｂと内容物Ｗａとの輝度の差を大きくでき、外装体Ｗｂと内容物Ｗａとのコントラストを鮮明にできるようになる。

次に、図５ないし図７に基づいて検査装置の他の実施の形態について説明する。以下では、主に第１の実施の形態の検査装置１と相違する構成について説明する。また、第１の実施の形態の検査装置１と同じ構成部分は、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

図５に示す第２の実施の形態の検査装置１０１は、図３に示す検査装置１０１と同様に、敷板４１の下側に隔壁４２が設けられ、隔壁４２で区分された領域内に照明部１６が設けられている。照明部１６に設けられた発光素子１６ｂからは照明光がＹ方向へ向けて発せられる。隔壁４２の内部には、発光素子１６ｂと対向する下側反射部材４５が設けられ、照明光が下側反射部材４５で上向きに反射されて光検知撮像線Ｌ３となる。間隙部６ｃ内では、光検知撮像線Ｌ３とＸ線検知撮像線Ｌ１とが互いに平行でＺ方向に延びている。下側反射部材４５は、Ｘ線検知撮像線Ｌ１と重ならない位置に設けられ、下側反射部材４５に強い強度のＸ線が当たらないようになっている。

第２の実施の形態の検査装置１０１は、図２と同様に、移動機構６の上方に反射部材１７が設けられ、間隙部６ｃ内を上向きに透過した照明光がＹ方向へ反射されて光学センサ１５で検知される。また、隔壁４２の検知窓４２ｃが遮光部材４３で塞がれ、敷板４１の開口部４１ａがカバー部材４４で塞がれている。

図６に示す第３の実施の形態の検査装置１０２は、敷板４１の下側に共通基板４６が固定されている。共通基板４６上にラインセンサであるＸ線センサ１３を構成する複数のＸ線検知素子１３ｂが配列し、さらに共通基板４６上に、照明部１６を構成する複数の発光素子１６ｂが配列している。

共通基板４６上には、Ｘ線センサ１３と照明部１６とを区画する隔壁４７が設けられ、隔壁４７の上方の開口部が遮光部材４３で塞がれている。この検査装置１０２においても照明部１６から発せられる照明光がＸ線センサ１３に検知されにくくなっている。

図７に示す第４の実施の形態の検査装置１０３では、移動機構６の下側にＸ線センサ１３と照明部１６が設けられている。図７では図示を省略しているが、Ｘ線センサ１３と照明部１６は隔壁で区画されて、照明部１６からの照明光がＸ線センサ１３に直接に入り込まないようになっている。また、Ｘ線センサ１３が遮光部材４３で覆われている。

Ｘ線発生部１０によるＸ線検知撮像線Ｌ１は、間隙部６ｃを通過してＺ方向に延びているが、光学センサ１５で撮像される光検知撮像線Ｌ４は、間隙部６ｃを通過しているが、Ｘ線検知撮像線Ｌ１と交差している。

間隙部６ｃにカバー部材４４が配置されている。カバー部材４４の表面は、上流側移動機構６ａを構成する搬送ベルト８ａの上面と下流側移動機構６ｂを構成する搬送ベルト８ｂの上面とほぼ同一面上に位置している。上流側移動機構６ａでＦ方向へ搬送された包装体Ｗ１は、カバー部材４４の表面を滑るように通過して下流側移動機構６ｂに受け渡される。

Ｘ線検知撮像線Ｌ１と光検知撮像線Ｌ４は、カバー部材４４の表面付近で交差している。

なお、前記実施の形態では、包装体Ｗの移動経路を挟んで一方の側に照明部１６とＸ線センサ１３が配置されているが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、照明部１６とＸ線センサ１３とが、包装体Ｗの移動経路を挟んで互いに逆の側に配置されていてもよい。この場合も、Ｘ線センサ１３へ照明光が入射するのを遮断する隔壁を設け、この隔壁に遮光部材４３を配置する構造とすることで、Ｘ線センサに照明光のノイズが重畳するのを抑制できるようになる。

すなわち、本発明は、図１に示すように、Ｘ線遮蔽シート５で外部と区切られたＸ線遮蔽領域またはテラヘルツ波遮蔽領域、すなわち包装体Ｗの検査領域に、照明部１６とＸ線センサ１３とが一緒に配置されているものである場合に、Ｘ線センサに照明光のノイズが重畳するのを抑制できるようになる。

この場合の、Ｘ線遮蔽領域またはテラヘルツ波遮蔽領域、すなわち包装体Ｗの検査領域とは、Ｘ線遮蔽シート５で外部と区切られているものに限られず、例えば、搬送ベルトの搬送面がほぼ台形で、Ｘ線センサ１３や光学センサによる検知部が搬送ベルトの上部搬送路に配置され、搬送ベルトの上昇部と下降部に上方から隔壁が対向しているものにおける、隔壁で囲まれた閉鎖領域であってもよい。

１，１０１，１０２，１０３ 検査装置
２ 包装体移動領域
６ 移動機構
６ａ 上流側移動機構
６ｂ 下流側移動機構
６ｃ 間隙部
１０ Ｘ線発生部（照射部）
１３ Ｘ線センサ（電磁波検知部）
１３ａ センサ基板
１３ｂ Ｘ線検知素子
１５ 光学センサ（光学検知部）
１６ 照明部
１６ａ 照明基板
１６ｂ 発光素子
１８ 位置センサ
１９ 表示装置
２０ 制御部
２４ 第１の画像データ生成部
２６ 第２の画像データ生成部
３１ 判定部
３２ 画像合成部
４１ 敷板
４２ 隔壁
４３ 遮光部材
４４ カバー部材
４７ 隔壁
Ｗ１ 包装体
Ｗａ 内容物
Ｗｂ 外装体

Claims (8)

1. 外装体に内容物が収納された包装体を移動させる移動機構と、包装体にＸ線またはテラヘルツ波を照射する照射部と、包装体を透過したＸ線またはテラヘルツ波を検知する電磁波検知部と、包装体を照明する照明部と、包装体の光学画像を取得する光学検知部とが設けられており、
   前記移動機構は、搬送ベルトが周回する上流側移動機構と、搬送ベルトが周回する下流側移動機構とを有し、前記上流側移動機構と前記下流側移動機構との間に、いずれの搬送ベルトも存在しない間隙部が設けられて、
   包装体の移動経路を挟んで一方の側に、前記照射部と前記光学検知部が配置され、他方の側に、前記照明部と前記電磁波検知部が配置され、前記照明部から発せられる光とＸ線またはテラヘルツ波とが、前記間隙部内を通過し、
   前記電磁波検知部と前記照明部との間に隔壁が設けられ、前記隔壁のうちの少なくとも前記電磁波検知部へＸ線またはテラヘルツ波が入射する経路に、Ｘ線またはテラヘルツ波を透過させ、且つ前記照明部から発せられる光の透過を遮断しまたは低減させる遮光部材が設けられていることを特徴とする包装体の検査装置。
2. 前記隔壁は前記照明部を囲っており、前記電磁波検知部が前記隔壁の外側に設けられ、前記隔壁のうちの前記電磁波検知部と対向する部分に前記遮光部材が設けられている請求項１記載の包装体の検査装置。
3. 前記隔壁は前記電磁波検知部を囲っており、前記照明部が前記隔壁の外側に設けられ、前記隔壁のうちの前記電磁波検知部と対向する部分に前記遮光部材が設けられている請求項１記載の包装体の検査装置。
4. 前記遮光部材がカーボンを含んでいる請求項１ないし３のいずれかに記載の包装体の検査装置。
5. 前記遮光部材は、カーボン繊維とバインダー樹脂とを有するカーボンシートである請求項４記載の包装体の検査装置。
6. 前記遮光部材は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂で形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の包装体の検査装置。
7. 包装体の移動経路と、前記電磁波検知部ならびに前記照明部との間に、前記前記Ｘ線またはテラヘルツ波と照明部から発せられる光とを透過させるカバー部材が設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載の包装体の検査装置。
8. 前記カバー部材は、熱可塑性ポリエーテルイミド樹脂で形成されている請求項７記載の包装体の検査装置。

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