本發(fā)明涉及能夠檢測試樣中的微小異物等、特別是能夠檢測數(shù)十μm以下的異物的X射線透射檢查裝置和X射線透射檢查方法。

背景技術(shù)：

一般情況下，為了檢測試樣中的微小金屬等的異物等，使用通過對試樣照射X射線而取得的X射線透射像進(jìn)行檢查的X射線透射檢查。例如，近年來，在汽車、混合車或電動車等所采用的鋰離子二次電池中，作為正極的電極在Al膜的兩面形成有錳酸鋰膜或鈷酸鋰膜。因此，當(dāng)混入Fe或SUS等數(shù)十μm以上的異物時，可能產(chǎn)生短路，可能產(chǎn)生電池的燒毀或性能降低，在制造時，通過X射線透射檢查異物是否混入來檢測并將其去除。

作為這種檢測試樣中的異物等的X射線透射檢查裝置，公知在在線(in-line)實施檢查時，對置配置X射線源和線傳感器(line sensor)等X射線檢測器以使得夾持向一個方向移動的試樣。例如，在專利文獻(xiàn)1中提出了通過利用TDI傳感器而高靈敏度地檢測微小異物的X射線異物檢查裝置。

在該X射線異物檢查裝置中記載了，具有X射線圖像增強器(圖像強度放大裝置：IIF(image intensifier))和TDI傳感器，使在X射線圖像增強器的成像面上移動的X射線透射圖像和TDI傳感器的電荷輸送速度同步，并且，根據(jù)從X射線源到異物(實際上為傳送帶)的距離b和從X射線源到X射線圖像增強器的輸入畫面的距離a，以光學(xué)的放大率b/a對相對于傳送帶的移動速度V而在X射線圖像增強器的輸入畫面上成像的圖像進(jìn)行放大，而且，TDI傳感器上成像的異物的圖像的移動速度為對傳送帶的移動速度V乘以b/a和其他的速度V3。

即，在該X射線異物檢查裝置中，使試樣的移動速度和TDI傳感器的電荷移動速度同步，并且，將基于預(yù)先設(shè)定的從X射線源到異物(實際上為傳送帶的載置面)的距離(FOD)與從X射線源到X射線檢測器的距離(FDD)之比(FDD/FOD)的光學(xué)的放大率作為校正因子。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-257884號公報

在所述現(xiàn)有技術(shù)中殘留有以下課題。

即，在現(xiàn)有的X射線透射檢查裝置中，作為考慮了光學(xué)的放大率的TDI傳感器的電荷輸送速度，也將其設(shè)為恒定來進(jìn)行檢查，所以，在試樣在移動中途在高度方向上引起位置變化的情況下，在TDI傳感器的檢測面中，X射線透射像的焦點位置變化，存在如下問題：即使檢測到相同試樣的相同異物，也以基于TDI傳感器的檢測信號的累積的程度產(chǎn)生差異而在像中產(chǎn)生模糊。這樣，當(dāng)在試樣的高度方向上存在位置變化時，可能產(chǎn)生試樣中的異物的過檢測和誤檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于所述課題而完成的，其目的在于，提供即使在試樣的高度方向上存在位置變化也能夠防止異物的過檢測和誤檢測的X射線透射檢查裝置和X射線透射檢查方法。

為了解決所述課題，本發(fā)明采用以下結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明的X射線透射檢查裝置的特征在于，所述X射線透射檢查裝置具有：X射線源，其對試樣照射X射線；試樣移動機構(gòu)，其在來自所述X射線源的X射線的照射中使所述試樣向特定方向連續(xù)移動；TDI傳感器，其相對于所述試樣設(shè)置在與所述X射線源相反的一側(cè)，檢測透射過所述試樣的所述X射線；距離傳感器，其測定所述X射線源與所述試樣的距離；以及TDI控制部，其根據(jù)由所述距離傳感器測定的所述距離的變動使所述TDI傳感器的電荷輸送速度實時變化，對所述TDI傳感器進(jìn)行控制。

在該X射線透射檢查裝置中，根據(jù)由距離傳感器測定的所述距離的變動使TDI傳感器的電荷輸送速度實時變化，對TDI傳感器進(jìn)行控制，所以，實時感知所述距離的變動，隨時在電荷輸送速度中反映該變動，由此，能夠使X射線透射像的焦點位置適當(dāng)化，能夠防止像的模糊。并且，不伴隨物理的動作，能夠使TDI傳感器的電荷輸送速度實時地瞬時變化，并且，與變動對應(yīng)的一連串控制所需要的時間較短，所以，能夠縮短數(shù)據(jù)取得間隔，能夠取得更加細(xì)致的數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行高精度的試樣的位置校正。

第2發(fā)明的X射線透射檢查裝置的特征在于，在第1發(fā)明中，所述試樣為帶狀，所述距離傳感器是利用朝向所述試樣射出的激光的反射來測定所述距離的激光距離傳感器，按照作為在與所述試樣的移動方向交叉的方向的、且在所述試樣的寬度方向上延伸的線狀的光點形狀照射所述激光。

即，在該X射線透射檢查裝置中，距離傳感器按照作為在與試樣的移動方向交叉的方向的、且在試樣的寬度方向上延伸的線狀的光點形狀照射激光，所以，成為二維的測定，能夠捕捉較寬區(qū)域的位置變動，能夠?qū)崿F(xiàn)精度的進(jìn)一步提高。

第3發(fā)明的X射線透射檢查方法的特征在于，所述X射線透射檢查方法具有以下步驟：X射線照射步驟，通過X射線源對試樣照射X射線；試樣移動步驟，在來自所述X射線源的X射線的照射中使所述試樣向特定方向連續(xù)移動；X射線檢測步驟，利用相對于所述試樣設(shè)置在與所述X射線源相反的一側(cè)的TDI傳感器檢測透射過所述試樣的所述X射線；距離測定步驟，利用距離傳感器測定所述X射線源與所述試樣的距離；以及TDI控制步驟，根據(jù)由所述距離傳感器測定的所述距離的變動使所述TDI傳感器的電荷輸送速度實時變化，對所述TDI傳感器進(jìn)行控制。

第4發(fā)明的X射線透射檢查方法的特征在于，在第3發(fā)明中，所述試樣為帶狀，所述距離傳感器是利用朝向所述試樣射出的激光的反射來測定所述距離的激光距離傳感器，按照作為在與所述試樣的移動方向交叉的方向的、且在所述試樣的寬度方向上延伸的線狀的光點形狀照射所述激光。

根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮以下效果。

即，根據(jù)本發(fā)明的X射線透射檢查裝置和X射線透射檢查方法，根據(jù)由距離傳感器測定的所述距離的變動使TDI傳感器的電荷輸送速度實時變化，對TDI傳感器進(jìn)行控制，所以，能夠防止X射線透射像的模糊。因此，即使在試樣的高度方向上存在位置變化，也能夠防止異物的過檢測和誤檢測。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的X射線透射檢查裝置和X射線透射檢查方法的第1實施方式的概略整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是示出第1實施方式中的TDI傳感器的立體圖。

圖3是示出第1實施方式中的基于距離傳感器的距離測定方法的說明圖。

圖4是示出本發(fā)明的X射線透射檢查裝置和X射線透射檢查方法的第2實施方式中的基于距離傳感器的距離測定方法的說明圖。

標(biāo)號說明

1：X射線透射檢查裝置；2：X射線源；3：試樣移動機構(gòu)；4：TDI傳感器；5、25：距離傳感器；6：TDI控制部；S：試樣；X：X射線。

具體實施方式

下面，參照圖1～圖3對本發(fā)明的X射線透射檢查裝置和X射線透射檢查方法的一個實施方式進(jìn)行說明。

如圖1所示，本實施方式的X射線透射檢查裝置具有：X射線源2，其對試樣S照射X射線X；試樣移動機構(gòu)3，其在來自X射線源2的X射線X的照射中使試樣S向特定方向連續(xù)移動；TDI傳感器4，其相對于試樣S設(shè)置在與X射線源2相反的一側(cè)，檢測透射過試樣S的X射線；距離傳感器5，其測定X射線源2與試樣S的距離；以及TDI控制部6，其根據(jù)試樣S的移動時由距離傳感器5測定的所述距離的變動使TDI傳感器4的電荷輸送速度實時變化，對TDI傳感器4進(jìn)行控制。

進(jìn)而，本實施方式的X射線透射檢查裝置1具有與所述各結(jié)構(gòu)連接并分別進(jìn)行控制主控制部7、以及顯示表示檢測到的透射X射線的強度的分布的透射像的顯示部8。

上述主控制部7是由CPU等構(gòu)成的計算機。包括如下的運算處理電路等：根據(jù)所輸入的來自TDI傳感器4的信號進(jìn)行圖像處理并生成透射像，進(jìn)而使顯示部8顯示該圖像。

上述顯示部8是與主控制部7連接并顯示對比度像等的顯示器裝置。該顯示部8能夠根據(jù)來自主控制部7的控制來顯示各種信息。

上述X射線源2是能夠照射X射線X的X射線管，將從管內(nèi)的燈絲(陰極)產(chǎn)生的熱電子由于施加給燈絲(陰極)與靶(陽極)之間的電壓而被加速、從而與靶的W(鎢)、Mo(鉬)、Cr(鉻)等發(fā)生沖突而產(chǎn)生的X射線X作為一次X射線，從鈹箔等的窗中射出。

上述試樣S例如是形成為帶狀的Li離子電池用的材料或醫(yī)藥品系列所使用的材料。

上述試樣S例如是形成為帶狀的Li離子電池用的材料或醫(yī)藥品系列所使用的材料。例如，在試樣S是Li離子二次電池所使用的電極片等的情況下，混入其中的異物例如是擔(dān)心作為異物而混入電極中的Fe或SUS。

上述試樣移動機構(gòu)3是能夠相對于TDI傳感器4在例如試樣S的延伸方向上相對移動的馬達(dá)等。上述試樣移動機構(gòu)3例如具有使帶狀的試樣S以輥到輥方式在延伸方向上移動的至少一對輥(圖示省略)等。

并且，在試樣移動機構(gòu)3中設(shè)置有線性標(biāo)尺(linear scale)9，以對試樣S的移動量進(jìn)行定量，能夠利用計測間距(pitch)Ls來計測試樣S的移動量。

如圖2所示，上述TDI(Time Delay Integration)傳感器4是在與試樣S的移動方向垂直的方向和平行的方向分別配置多個單元(cell)(傳感器元件)的X射線檢測器，具有配置在檢測面4a上的熒光體4b、在熒光體4b下方以二維方式縱橫并列配置多列的多個光纖的FOP(纖維光學(xué)面板)4c、配置在FOP4c的下方的Si受光元件4d，具有并列多列線傳感器的結(jié)構(gòu)。例如，在試樣S的輸送方向上并列200～1000級的單位線傳感器而構(gòu)成TDI傳感器4。

在該TDI傳感器4中，使用CsI(碘化銫)、GOS(釓氧硫化物)或YAG(釔鋁石榴石)等熒光體4b。

另外，TDI傳感器4以傳感器間距Lt進(jìn)行電荷蓄積和電荷轉(zhuǎn)送。線率通常為0.5～100kHz左右。

上述距離傳感器5是利用朝向試樣S射出的激光L的反射來測定所述距離的反射型的激光距離傳感器。該距離傳感器5在X射線源2側(cè)與試樣S對置配置，以點狀的光點形狀對試樣S照射激光L，根據(jù)其反射光，主要利用三角法來測定試樣S與X射線源2的距離。并且，距離傳感器5的距離測定結(jié)果被送到TDI控制部6。

關(guān)于該距離傳感器5，反復(fù)測定精度為0.01μm左右，響應(yīng)頻率為300kHz以上，取樣時間為十?dāng)?shù)μs，能夠在極短時間內(nèi)進(jìn)行實時高精度測定。

距離傳感器5的光點形狀為點狀，但是，通過在移動的試樣S上取激光L的光點，如圖3所示，成為一維(線狀)的計測。此時，根據(jù)要使用的距離傳感器5的響應(yīng)速度和TDI傳感器4的電荷輸送速度的響應(yīng)速度，決定從X射線源2到試樣S的距離FOD’的計測間隔。

另外，距離傳感器5也可以是能夠?qū)崿F(xiàn)相同目的的利用其他原理的距離傳感器。

上述TDI控制部6具有如下功能：使TDI傳感器4的電荷轉(zhuǎn)送的方向和速度與試樣S的移動方向和速度一致，并且，對在受光面4a的檢測區(qū)域中由TDI傳感器4受光的X射線X的亮度值進(jìn)行累積。

即，作為試樣S的高度方向上不存在變動的情況下的控制，TDI控制部6相對于試樣S的速度Vs，相同地設(shè)定TDI傳感器4的檢測區(qū)域中的電荷轉(zhuǎn)送的速度(電荷輸送速度)V_TDI和驅(qū)動方向的朝向，使試樣S的流動和TDI傳感器4的累積處理同步地進(jìn)行控制。

另外，圖中的箭頭Y1是試樣S的移動方向，箭頭Y2是TDI傳感器4的TDI驅(qū)動朝向。

并且，TDI控制部6具有決定TDI傳感器4的放大率(試樣S上的像投影到受光面4a上時的放大率)并以該放大率對TDI傳感器4進(jìn)行控制的功能。

即，TDI控制部6具有：分頻器6a，其計算TDI傳感器4的放大率N；以及修正部6b，其對由分頻器6a求出的放大率N進(jìn)行校正并將其設(shè)為校正放大率N’，并且，利用根據(jù)校正放大率N’對試樣S的移動速度進(jìn)行校正后的速度，計算電荷輸送速度。

上述分頻器6a具有如下功能：根據(jù)計測試樣S的移動量的線性標(biāo)尺9的計測間距Ls與TDI傳感器4的TDI間距Lt之比“Lt/Ls”，計算TDI傳感器4的放大率N作為固定值，將其送到修正部6b。

上述放大率N是固定值，根據(jù)式“N＝(Lt/Ls)×(FOD/FDD)”來計算上述放大率N。此時，F(xiàn)OD是固定值，是沒有變動的狀態(tài)下的X射線源2與試樣S的距離。

另外，分頻器6a例如是具有除了得到頻率f1的信號、還得到與其同步的頻率f2(f2＝f1/n、n：整數(shù))的輸出的電路的裝置，使用基于數(shù)字IC的計數(shù)電路，將頻率化成整數(shù)分之一。

上述修正部6b具有如下功能：將由距離傳感器5實時計測出的從X射線源2到試樣S的距離FOD’與作為固定值的X射線源2與受光面4a的距離FDD之比“FOD’/FDD”作為因子，對從分頻器6a送來的放大率N進(jìn)行校正并將其設(shè)為校正放大率N’，決定基于該校正放大率N’的TDI傳感器4的電荷輸送速度，將其送到TDI傳感器4。

伴隨始終計測的距離FOD’的變化，根據(jù)式“N’＝(Lt/Ls)×(FOD’/FDD)”實時計算上述校正放大率N’。這里，“實時”是由要使用的TDI傳感器4的線率(line rate)和距離傳感器5的取樣時間決定的，通過在可能的范圍內(nèi)縮短距離傳感器5的取樣時間，能夠進(jìn)行更高精度的控制。

接著，對使用本實施方式的X射線透射檢查裝置的X射線透射檢查方法進(jìn)行說明。在該X射線透射檢查方法中，其目的在于，例如將Li離子二次電池中的正極片作為檢查對象的試樣S，檢測其中的異物。

首先，通過試樣移動機構(gòu)3，使試樣S在對置的X射線源2與TDI傳感器4之間以一定速度移動。另外，與試樣S與TDI傳感器4的距離相比，該試樣S具有非常小的厚度。

在該狀態(tài)下，根據(jù)距離傳感器5的測定結(jié)果計算X射線源2與試樣S的距離FOD’。

接著，從X射線源2向試樣S照射X射線X，并且，利用TDI傳感器4檢測透射過試樣S和異物的透射X射線。另外，由于通過試樣移動機構(gòu)3使試樣S在一定方向上移動，所以，在移動方向上對試樣S的整體進(jìn)行掃描，關(guān)于透射X射線，取得整體的強度分布。

進(jìn)而，利用主控制部7對如上所述取得的透射X射線的強度分布進(jìn)行圖像處理并生成透射像，并且在顯示部8中顯示透射像。另外，此時，存在異物的部位與不存在異物的部分相比，X射線的透射量不同，所以，存在異物的部位的對比度與除此以外的部位的對比度不同，因此，能夠檢測到存在異物。

在上述試樣S的移動時，例如在由于試樣移動機構(gòu)3的情況等使試樣S向上方移動而在高度方向上產(chǎn)生位置變動的情況下，X射線源2與試樣S的距離FOD’增大。此時，如果是不具有與該變動對應(yīng)的機構(gòu)的現(xiàn)有的裝置，則由于存在X射線產(chǎn)生光點的大小，基于異物的對比度和強度分布不同，很難判斷基于異物的對比度的強弱，有時很難檢測異物。

但是，在本實施方式中，修正部6b使用由距離傳感器5實時測定的X射線源2與試樣S的距離FOD’以及根據(jù)由線性標(biāo)尺9得到的試樣S的移動量而由分頻器6a計算出的放大率N對放大率N進(jìn)行校正，計算校正放大率N’。TDI控制部6根據(jù)該校正放大率N’決定TDI傳感器4的新的電荷輸送速度，對TDI傳感器4進(jìn)行控制。

即，當(dāng)設(shè)變動前的電荷輸送速度為v時，根據(jù)式“v’＝v×(FOD’/FDD)”計算變動后的新的電荷輸送速度v’。因此，TDI控制部6以電荷輸送速度v’對TDI傳感器4進(jìn)行控制。

由此，在由于試樣S的高度位置的變動而要引起針對TDI傳感器4的輸入圖像的焦點位置的變動時，通過使電荷輸送速度適當(dāng)變化，能夠再現(xiàn)最佳的焦點位置。

因此，距離傳感器5始終測定距離FOD’，根據(jù)與該變化對應(yīng)地校正后的校正放大率N’對TDI傳感器4的電荷輸送速度進(jìn)行修正，所以，即使試樣S向上方或下方移動而在高度方向上產(chǎn)生位置變動，也不會產(chǎn)生X射線透射像的模糊，能夠進(jìn)行異物的高精度檢測。

這樣，在本實施方式的X射線透射檢查裝置1和使用該X射線透射檢查裝置1的X射線透射檢查方法中，根據(jù)試樣S的移動時由距離傳感器5測定的所述距離FOD’的變動使TDI傳感器4的電荷輸送速度實時變化，對TDI傳感器4進(jìn)行控制，所以，實時感知距離FOD’的變動，隨時在電荷輸送速度中反映該變動，由此，能夠使X射線透射像的焦點位置適當(dāng)化，能夠防止像的模糊。

并且，不伴隨物理的動作，能夠使TDI傳感器4的電荷輸送速度實時地瞬時變化，并且，與變動對應(yīng)的一連串控制所需要的時間較短，所以，能夠縮短數(shù)據(jù)取得間隔，能夠取得更加細(xì)致的數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行高精度的試樣S的位置校正。

接著，下面參照圖4對本發(fā)明的X射線透射檢查裝置和X射線透射檢查方法的第2實施方式進(jìn)行說明。另外，在以下的實施方式的說明中，對上述實施方式中說明的相同結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同標(biāo)號并省略其說明。

第2實施方式與第1實施方式的不同之處在于，在第1實施方式中，如圖3所示，距離傳感器5的激光L的光點形狀為點狀，在移動的試樣S上進(jìn)行基于線的一維測定，與此相對，在第2實施方式的X射線透射檢查裝置和X射線透射檢查方法中，如圖4所示，距離傳感器25的激光L的光點形狀為線狀，在移動的試樣S上進(jìn)行基于區(qū)域的二維測定。

即，在第2實施方式中，距離傳感器25按照作為在與試樣S的移動方向交叉的方向的、且試樣S的寬度方向上延伸的線狀的光點形狀照射激光L。

例如，設(shè)距離傳感器25的激光L的光點形狀為數(shù)十mm～數(shù)十μm的線狀，設(shè)從距離傳感器25到測定位置的距離為數(shù)mm～數(shù)十mm來進(jìn)行距離測定即可，結(jié)合狀況而成為最佳配置。

因此，在第2實施方式的X射線透射檢查裝置和X射線透射檢查方法中，距離傳感器25按照作為在與試樣S的移動方向交叉的方向的、且在試樣S的寬度方向上延伸的線狀的光點形狀照射激光L，所以，成為二維的測定，能夠捕捉較寬區(qū)域的位置變動，能夠?qū)崿F(xiàn)精度的進(jìn)一步提高。

另外，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述各實施方式，能夠在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)施加各種變更。

例如，用于對試樣S的移動量進(jìn)行定量的線性標(biāo)尺9也可以是旋轉(zhuǎn)編碼器(rotary encoder)，其效果與線性標(biāo)尺相同。

并且，在上述實施方式中，使用根據(jù)由線性標(biāo)尺9得到的試樣S的移動量而由分頻器6a計算出的放大率N，但是，也可以根據(jù)對作為試樣S的移動量的依據(jù)的驅(qū)動源即試樣移動機構(gòu)3(未圖示的馬達(dá)等)指示的驅(qū)動信號來計算放大率N。

并且，作為第2實施方式的距離傳感器25，也可以使用區(qū)域傳感器(area sensor)。作為區(qū)域傳感器，除了使光點形狀二維擴展以外，還可以并列多個光點形狀為線狀的傳感器。使用這種區(qū)域傳感器能夠得到更高精度的距離測定結(jié)果。