特許 6016547 付着物検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6016547

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】付着物検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/02 20060101AFI20161013BHJP

   G01N 1/22 20060101ALI20161013BHJP

   G01N 27/62 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   G01N1/02 D

   G01N1/22 T

   G01N27/62 V

   G01N27/62 F

【請求項の数】11

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2012-205774(P2012-205774)

(22)【出願日】2012年9月19日

(65)【公開番号】特開2014-59268(P2014-59268A)

(43)【公開日】2014年4月3日

【審査請求日】2015年1月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100102576

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 敏章

(72)【発明者】

【氏名】鹿島 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】菅谷 昌和

(72)【発明者】

【氏名】寺田 光一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 康孝

(72)【発明者】

【氏名】永野 久志

(72)【発明者】

【氏名】高田 安章

(72)【発明者】

【氏名】橋本 雄一郎

【審査官】 高田 亜希

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１２５５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０９７９９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０２−１９８３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１３１５０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０６３７９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２４３９０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０３１３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４７３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２０９１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１０９４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９８５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０５１７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３０７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２８９７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６３３４３６５（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １／００− １／４４

Ｇ０１Ｎ ３０／００−３０／８６

Ｇ０１Ｎ ２５／２０

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象物を搬送する搬送部と、
前記搬送部による搬送経路の一部を囲む一対の側壁と上壁とによって画成されたサンプリング室と、
前記サンプリング室に搬送された検査対象物にガスを吹き付けて検査対象物に付着した試料微粒子を剥離するエアノズルと、
前記サンプリング室の空気を前記試料微粒子とともに吸気する捕集器と、
前記吸気した空気から試料微粒子を分離する分離部とを備え、
前記エアノズルは前記サンプリング室を画成する一方の側壁に配置され、前記捕集器は他方の側壁の下部に配置され、
前記他方の側壁は上下方向に延びる溝部を有し、前記溝部は前記捕集器の開口部に接続されていることを特徴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、
前記捕集器は前記他方の側壁の下部に開口部を上向きにして配置されていることを特徴とする付着物検査装置。

【請求項3】

請求項１記載の付着物検査装置において、
前記エアノズルは、前記サンプリング室に搬送された検査対象物に対して複数の方向からガスを吹き付けることを特徴する付着物検査装置。

【請求項4】

請求項１記載の付着物検査装置において、
前記エアノズルは、前記搬送部による搬送方向に平行な軸を回転軸として回転自在に保持されていることを特徴する付着物検査装置。

【請求項5】

請求項１記載の付着物検査装置において、
前記サンプリング室の内壁は、前記エアノズルから噴射されたガスを前記捕集器に誘導する連続した曲面形状を有することを特徴する付着物検査装置。

【請求項6】

請求項１記載の付着物検査装置において、
前記エアノズルを制御する制御部を有し、前記制御部は、前記搬送部による検査対象物の移動に伴い、検査対象物の前面、側面及び上面、後面に順次ガスを吹き付ける制御を行うことを特徴とする付着物検査装置。

【請求項7】

請求項１記載の付着物検査装置において、
前記エアノズルは、前記捕集器が配置された側の側壁にも配置されていることを特徴とする付着物検査装置。

【請求項8】

請求項１記載の付着物検査装置において、
前記分離部によって分離された試料微粒子を捕集するフィルタと、前記フィルタを加熱する加熱部と、加熱によって前記試料微粒子から生成された試料ガスのイオンを生成するイオン源と、前記イオンの質量分析を行ない前記試料ガスの質量スペクトルデータを得る質量分析部と、爆発性物質に関する標準質量スペクトルデータを記憶する記憶部と、データ処理部とを有し、
前記データ処理部は、前記試料ガスの質量スペクトルデータと前記標準質量スペクトルデータとの比較により、検査対象物に付着した前記試料微粒子が爆発性物質に由来するか否かを判定することを特徴とする付着物検査装置。

【請求項9】

請求項１記載の付着物検査装置において、
検査対象物の大きさを認識する認識部を有し、前記認識部によって認識された検査対象物の大きさに対応して予め割り当てられているエアノズルからガスを噴射することを特徴とする付着物検査装置。

【請求項10】

検査対象物を搬送する搬送部と、
前記搬送部による搬送経路の一部を囲む一対の側壁と上壁とによって画成されたサンプリング室と、
前記サンプリング室に搬送された検査対象物に空気を吹き付けて検査対象物に付着した試料微粒子を剥離するファンと、
前記サンプリング室の空気を前記試料微粒子とともに吸気する捕集器と、
前記吸気した空気から試料微粒子を分離する分離部とを備え、
前記ファンは前記サンプリング室を画成する一方の側壁に配置され、前記捕集器は他方の側壁の下部に開口部を上向きにして配置され、前記サンプリング室の内壁は、前記ファンから送風された空気を前記捕集器の前記開口部に誘導する連続した曲面形状を有することを特徴する付着物検査装置。

【請求項11】

検査対象物を搬送する搬送部と、
前記搬送部による搬送経路の一部を囲む一対の側壁と上壁とによって画成されたサンプリング室と、
前記サンプリング室に搬送された検査対象物にガスを吹き付けて検査対象物に付着した試料微粒子を剥離するエアノズルと、
前記サンプリング室の空気を前記試料微粒子とともに吸気する捕集器と、
前記吸気した空気から前記試料微粒子を分離する分離部と、
前記エアノズルを制御する制御部と、
検査対象物の大きさを認識する認識部とを有し、
前記エアノズルは前記サンプリング室を画成する一方の側壁に配置され、前記捕集器は他方の側壁の下部に開口部を上向きにして配置され、
前記制御部は、前記認識部によって認識された検査対象物の大きさに対応して予め割り当てられているエアノズルからガスを噴射するものであって、前記搬送部による検査対象物の移動に伴い、検査対象物の前面、側面及び上面、後面に順次ガスを吹き付ける制御を行うことを特徴する付着物検査装置。

【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）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】

特許文献１〜３には、空港や港湾などの搭乗口で検査対象物への爆薬や麻薬などの付着物の有無を検査する技術が開示されている。また、対象物体に塵埃などが付着するのを防止する技術として、特許文献４がある。

【0003】

特許文献１〜３では、圧縮ガスを検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上で吹き付ける少なくとも一つのノズルと、関節を動かすことによりノズルを検査対象物の外形に基づき移動させることが記載されている。また、圧縮ガスを検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上で吹き付ける少なくとも一つのノズルから、捕集部の内壁及び／又はノズルを支持するアームにも圧縮ガスを噴射することが記載されている。

【0004】

特許文献４では、搬送ベルトで搬送される基板の上面に沿った上方に基板の外側からエアをカーテン状に噴射させる手段と、もう一方にエアを吸引する手段を備え、基板上にカーテン状に形成される気流によって基板に塵埃などが付着することを防止する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】ＷＯ２００６／０９７９９０ Ａ１

【特許文献2】特開２００９−０３１３１６号公報

【特許文献3】特開２００９−０３１３１５号公報

【特許文献4】特開２００８−１４７３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１〜３の技術では、試料微粒子を捕集する捕集フィルタは、サンプリング室と直接接続しており、捕集フィルタは検査対象物の配送部の直下に置かれている。検査対象物から試料微粒子を剥離し捕集するために、エアノズルからエアジェットを検査対象物に照射し、サンプリング室内の空気を吸気手段によって吸気することが記載されている。この場合、サンプリング室の壁面が捕集フィルタまで連続した形状であるため、捕集フィルタまでのサンプリング室壁面の表面積が大きく、検査対象物からエアジェットの照射によって剥離した試料微粒子が壁面に付着堆積する確率が高い課題がある。さらに、吸気手段によってサンプリング室内を吸気するが、検査対象物配送部の直下から捕集フィルタまでの空間の容積が大きいため、大型の吸気手段が必要となる。従って付着物検査装置が大型化する課題がある。

【0007】

また、配送部は、検査対象物から剥離した試料微粒子を配送部直下の開口部に落下させる必要があるため、配送面に開口部があるローラ等の配送手段を用いる必要がある。この場合、配送過程で検査対象物の引っかかりや小物類の落下などの事故が発生する確率が高い。このような事故が発生すると、装置を一旦停止する必要があるので、装置の信頼性と稼働率が低くなる課題がある。また装置復旧には、装置メンテナンスのトレーニングを受けた係員によって事故原因を取り除く必要があるので、トレーニング費用などの人件費が必要となる課題がある。

【0008】

特許文献４の技術は、基板への塵埃などの付着防止を解決課題とした技術であるので、エアは基板に直接照射しない。従って基板に付着している塵埃などを剥離することはできない。

【0009】

本発明は、検査対象物の表面から試料微粒子を非接触で剥ぎ取り、試料微粒子に付着物質が含まれるかを検査する、付着物検査装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明による付着物検査装置は、検査対象物を搬送する搬送部と、搬送部による搬送経路の一部を囲む一対の側壁と上壁とによって画成されたサンプリング室と、サンプリング室に搬送された検査対象物にガスを吹き付けて検査対象物に付着した試料微粒子を剥離するエアノズルと、サンプリング室の空気を試料微粒子とともに吸気する捕集器と、吸気した空気から試料微粒子を分離する分離部とを備える。ここで、エアノズルはサンプリング室を画成する一方の側壁に配置し、サンプリング室と独立した容器として、他方の側壁の下部に配置した。

【0011】

また、本発明による付着物検査装置は、圧縮ガスを噴射するエアノズルに代えて、ターボファン等のファンを用いることができる。この場合、ファンはサンプリング室を画成する一方の側壁に配置し、捕集器は他方の側壁の下部に配置する。また、サンプリング室の内壁は、ファンから送風された空気を捕集器に誘導する連続した曲面形状とするのが好ましい。

【0012】

かかる構成により、捕集器を構成する壁の表面積を小さくすることができるので、捕集器内を運搬される試料微粒子が、捕集器内の壁面に付着、堆積する確率を小さくする事ができる。また、捕集器の体積も小さくなるので、小型の吸気手段を使用することができ、付着物検査装置の小型化を実現できる。また結果として、捕集器の開口部に平行な面の面積も小さくする事ができるので、吸気手段によって吸気する際に生じる捕集器内の気流の流速が速くなる。従って捕集器内の気流に乗って運搬される試料微粒子の運搬速度も速くなるので、捕集器を形成する壁面への試料微粒子の付着、堆積する量をさらに少なくすることができる。

【0013】

また、捕集器は配送部の直下に配する必要がなくなるので、配送部はＸ線透過型検査装置に一般によく使用されているベルト式の配送手段を使用することができる。従って配送部下面に大きい開口部は不要となるので、検査対象物の引っかかりや小物類の落下事故が無い、信頼性の高い、稼働率の高い付着物検査装置を実現できる。また装置メンテナンスのトレーニングを受けた専任の係員は不要であるので、トレーニング費や人件費が不要となる。

【0014】

さらにサンプリング室の内壁の形状を、捕集器の開口部に接続するように連続した曲面形状とすることで、噴射されるガスとともに運搬される試料微粒子を、曲面形状の壁面に沿って捕集器に導入することができるので、試料微粒子が他所に飛散することなく効率的に捕集器に導入される。

【0015】

また圧縮ガスを噴射する噴射孔を、検査対象物に直交するように回転させることで、より広い検査対象物の表面にガスを照射することができるので、さらに詳しく検査対象物に対して付着物の検査を行える。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、検査対象物に付着している試料微粒子を非接触で剥離し効果的に捕集して、試料微粒子の検査を簡便にかつ高い確度で行う事が出来る小型の付着物検査装置が提供される。
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】本発明による付着物検査装置の主要構成を示すブロック図。

【図2】本発明による付着物検査装置の一例を示す斜視図。

【図3】剥離捕集部の一例について説明する断面模式図。

【図4】剥離捕集部の一例について説明する他の断面模式図。

【図5】トリニトロトルエン爆薬粒子が付着した検査対象物から検出されたトリニトロトルエン爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図。

【図6】検査対象物認識部の信号と、第１及び第３の剥離工程で使用するエアノズルの関係を示す図。

【図7】検査対象物認識部の信号と第２の剥離工程で使用するエアノズルの関係を示す図。

【図8】トリニトロトルエン爆薬成分の質量電荷比の信号強度と捕集器の開口幅の関係を説明する図。

【図9】トリニトロトルエン爆薬成分の質量電荷比の信号強度と捕集器の体積の関係を説明する図。

【図10】イオン源部の構成を説明する図。

【図11】トリニトロトルエン爆薬粒子が付着した検査対象物から検出されたトリニトロトルエン爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図。

【図12】剥離捕集部の他の例について説明する断面模式図。

【図13】回転機能を有するエアノズル部の構成について説明する正面図。

【図14】回転機能を有するエアノズル部の構成について説明する上面図。

【図15】本発明による付着物検査装置の他の例を示す断面模式図。

【図16】検査対象物認識部の信号と、第１及び第４の剥離工程で使用するエアノズルの関係を示す図。

【図17】検査対象物認識部の信号と第２の剥離工程で使用するエアノズルの関係を示す図。

【図18】検査対象物認識部の信号と第３の剥離工程で使用するエアノズルの関係を示す図。

【図19】傾斜した配送駆動面を有する付着物検査装置の例を示す断面模式図。

【図20】本発明による付着物検査装置の一例の剥離捕集部について説明する断面模式図。

【図21】本発明による付着物検査装置の一例の剥離捕集部について説明する他の断面模式図。

【図22】トリニトロトルエン爆薬粒子が付着した検査対象物から検出されたトリニトロトルエン爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図。

【図23】サンプリング室内の誘導壁について説明する斜視図。

【図24】本発明の付着物検査装置と、Ｘ線透過型検査装置を直列に接続した統合型付着物検査装置を示す模式図。

【図25】本発明の付着物検査装置を、Ｘ線透過型検査装置の検査対象物の入口に取付けた統合型付着物検査装置を示す模式図。

【図26】本発明の付着物検査装置を、Ｘ線透過型検査装置の内部に組込んだ統合型付着物検査装置を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例では、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、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できる。

【0019】

［実施例１］
図１は、本発明の第１の実施例の付着物検査装置の主要構成を示すブロック図である。また、図２は、本発明の第１の実施例の付着物検査装置の外観を示す斜視図である。

【0020】

本実施例の付着物検査装置１は、付着物検査部２、中央制御部３、検査対象物配送（搬送）部４、剥離捕集部５、電源部６、操作パネル７を有する。装置各部の動作に必要な電力を供給する電源部６は中央制御部３により制御される。中央制御部３は、また、検査部制御器８、配送部制御器９及び剥離捕集部制御器１０と接続している。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２に示される付着物検査装置筐体１１の内部には、図１に示した付着物検査部２、中央制御部３、検査対象物配送部４、剥離捕集部５、電源部６が配置されている。操作パネル７は、操作し易い所望の位置に置かれる。

【0022】

検査対象物配送部４は、検査対象物を運搬する配送駆動部１３と、配送駆動部１３を制御する配送部制御器９を備えている。剥離捕集部５には、検査対象物の外形を認識する検査対象物認識部１４、検査対象物認識部１４で検知した検査対象物の外形に応じてエアノズル部３４を制御するエアノズル制御器１５、エアノズル部３４から圧縮空気（エアジェット）を噴射するための圧縮空気発生部１６、捕集部２０、捕集部２０に接続した分離部１２を介して捕集器３６の内部を吸気する吸気部２１が配置されている。

【0023】

配送駆動部１３による検査対象物搬送経路の一部の上方空間を囲むようにして、一対の側壁と上壁とによってサンプリング室１８が画成されている。サンプリング室１８には、配送駆動部１３、検査対象物認識部１４、エアノズル部３４が備えられている。配送駆動部１３の配送方向は、図２のＸ軸方向に平行な方向である。エアノズル部３４は、サンプリング室１８の配送方向に対して左側壁内に配置されている。また捕集器３６は、配送駆動部１３を挟んでエアノズル部と反対側の側壁に、配送駆動部１３の配送面より下方に配置されている。サンプリング室１８の内面は、鋭敏な凹凸が無い滑らかなカバー１９で覆われている。また、サンプリング室１８の捕集器３６が設けられた側の側壁には、上下方向に延びる凹部（溝部）が形成され、凹部の下端は捕集器開口部３５に接続されている。

【0024】

剥離捕集部５の分離部１２には、後述するように、検査対象物にエアジェットを照射して剥離した試料微粒子を捕集する捕集フィルタ部が、挿入及び取出し可能に設けられている。試料微粒子を捕集した捕集フィルタ部は、付着物検査部２の加熱部２２によって一定の温度に加熱される。捕集フィルタ部に捕集された試料微粒子は加熱されて気化し、試料ガスが生成される。加熱部２２はイオン源部２３に接続されている。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で生成したイオンは、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により排気されている。

【0025】

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行われ、爆薬物質の特定がなされる。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。

【0026】

次に、図３、図４を参照して本実施例の付着物検査装置１の剥離捕集部５の構成について説明する。図３は、図２のＡＡ’方向に見た断面模式図である。図３において、付着物検査装置１の加熱部２２以外の各部、操作パネル７、電源部６、圧縮空気発生部１６は、図示を省略している。図４は、サンプリング室１８の側断面摸式図である。図４において、付着物検査装置１のエアノズル部３４、検査対象物認識部１４、配送駆動部１３以外の各部は図示を省略している。

【0027】

検査対象物は、網状の搬送トレー３０に載せられ、配送駆動部１３によってサンプリング室１８内に搬送される。本実施例のサンプリング室１８の検査対象物を通すサンプリング室入口２９の大きさは、幅６０ｃｍ、高さ６４ｃｍである。サンプリング室入口２９には、検査対象物認識部１４が設けられている。検査対象物認識部１４は、図３に示すように、サンプリング室１８の対向する壁部にそれぞれ配置された複数の投光器３１ａ〜３１ｄと、投光器３１ａ〜３１ｄからの光を受光する複数の受光器３２ａ〜３２ｄを備える。検査対象物認識部１４の受光器３２ａ〜３２ｄは、検査対象物が投光器からの光を遮断して受光器が受光しなかった条件で信号を出力するように設定されており、受光器３２ａ〜３２ｄ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。

【0028】

本実施例では、Ｚ方向に間隔をあけて配置した４対の投光器３１ａ〜３１ｄと受光器３２ａ〜３２ｄからなる検査対象物認識部１４を設けた。具体的には、検査対象物認識部１４は、配送駆動部１３の配送面から上方に２ｃｍの位置、１０ｃｍの位置、２６ｃｍの位置、４３ｃｍの位置に投光器と受光器の対を配置した。

【0029】

サンプリング室１８内には、検査対象物の表面に向けてエアジェットを吹き付けるエアノズル３７ａ〜３７ｃを、検査対象物の配送方向に向かって左側のサンプリング室の側面に、配送面から上方にそれぞれ１２ｃｍの位置、２８ｃｍの位置、４５ｃｍの位置に配置した。図４において、検査対象物認識部１４とエアノズル部３４のエアノズル３７ａ〜３７ｃのエアジェット噴射孔の中心までの距離は５ｃｍである。

【0030】

サンプリング室１８の内面は、清掃が容易な４フッ化エチレン樹脂製のカバー１９で覆った。エアノズル部３４のエアジェット噴射孔、及び、検査対象物認識部１４の投光器３１ａ〜３１ｄと受光器３２ａ〜３２ｄは、カバー１９の表面から引っ込んだ位置に配している。またカバー１９の後述する捕集器３６側の壁面は、捕集器３６の開口部３５と同じ面積の空間を確保するために、図２に示すように、Ｙ軸方向に一部凹んだ凹部形状とした。この凹部形状とすることで、検査対象物から剥離した試料微粒子を、サンプリング室１８内への拡散を少なくして、捕集器３６の開口部３５へ効率的に導入することができる。また開口部３５には、配送中の検査対象物の引っ掛かりや小物類が捕集器内に落下しないように、３ｍｍの開口幅を持つ網状のフィルタ３３を固定している。

【0031】

次に捕集器３６について説明する。捕集器３６は、図２のＸ軸方向に見て右側に位置するサンプリング室１８の壁面の凹部の下端に、配送駆動部１３の配送面より下側に位置するようにして配置した。

【0032】

発明者らは、これまでの知見から検査対象物から剥離した試料微粒子を捕集するためには、捕集器３６内を吸引する機能が必須であることを見出している。この知見から、捕集器３６の底部には、捕集器３６の内部を吸気するためのＬ字型の吸気管３８を接続した。Ｌ字型の吸気管３８によって、吸引された気流の方向は垂直方向から水平方向に変換される。吸気管３８と捕集器３６が接続する部分には、コインや貴金属などの小物のほか、繊維状の塵埃などが分離部１２に運搬されないように、挿入及び引き抜きが容易な引き出し型の粗フィルタ３９を接続している。粗フィルタ３９は、捕集器３６の開口部３５に設けた網状のフィルタ３３より小さい、０．２ｍｍの開口幅を有する粗フィルタ３９を使用した。吸気管３８の流出端は、分離部１２の外筒４０と接続している。

【0033】

まず発明者らは、図３に示した捕集器３６とエアノズル部３４の配置が、検査対象物から試料微粒子を剥離、捕集する機能上有効であるかを検証した。エアノズル部３４と捕集器３６の、図３のＹ軸に平行な距離は６０ｃｍ、捕集器３６の開口部３５の大きさは、Ｘ軸方向の幅がノズルを中心として左右に３０ｃｍ、合計６０ｃｍ、Ｙ軸方向の幅が１５ｃｍ、捕集器３６の高さが４１．５ｃｍである。実験に用いたエアノズル部３４から照射するエアジェットの圧力は、０．２５ＭＰａ、吸気部２１の吸気量は１４００リットル／分である。

【0034】

図５は、図１に示した付着物検査装置１の構成を用いて、検査対象物からトリニトロトルエンの爆薬微粒子の検出実験を行った結果を示している。図５の横軸は秒単位の時間、縦軸は任意単位のイオン強度である。

【0035】

図５の結果から、前述したエアノズル部３４と捕集器３６の配置の付着物検査装置１において、検査対象物からトリニトロトルエン爆薬微粒子を示す信号を十分な信号強度で検出できることを検証できた。すなわち本実施例の付着物検査装置１は、検査対象物に付着している試料微粒子を剥離、捕集し、検査する手段として有効であることを証明できた。

【0036】

次に、図３を用いて本実施例の分離部１２について説明する。分離部１２は、サイクロン現象を利用している。分離部１２は、吸気部２１の吸気ファン４１と、吸気ファン４１と接続した内筒４２と、円錐形状した外筒４０からなる。外筒４０には、外筒４０の内周に内接するようにＬ字型吸気管３８が接続している。

【0037】

吸気ファン４１は、内筒４２、外筒４０を介して、Ｌ字型吸気管３８を通して捕集器３６の内部の空気を吸引している。外筒４０の小径側には、加熱部２２が接続している。加熱部２２には、捕集フィルタ部１７を挿入するヒートブロック４３と、ヒートブロック４３を一定の温度に加熱して保持するための熱源４４、及び温度を計測する温度計４５が配置されている。ヒートブロック４３の温度計４５と熱源４４は検査部制御器８と接続しており、ヒートブロック４３を室温から３００℃の間の任意温度に加熱して保持することが出来る。

【0038】

次に、検査対象物から微粒子を剥離する工程について説明する。検査対象物から試料微粒子を剥離する工程は、以下の３つの工程に区分できる。第１の工程は、検査対象物がサンプリング室１８内部に配送されて、検査対象物の前端面に相当する部位にエアジェットを照射する工程である。第２の工程は、検査対象物の上面に相当する部位にエアジェットを照射する工程である。第３の工程は、検査対象物の後端面に相当する部位にエアジェットを照射する工程である。

【0039】

発明者らは、検査対象物に付着している爆薬微粒子を効果的に剥離するには、検査対象物表面に、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を実験から見出している。この知見をもとに本実施例では、上述したエアジェットの照射は、連続した噴射ではなく、エアジェットを０．１秒間噴射した後、０．１秒間停止するサイクルを１サイクルとして、このサイクルを繰り返して行う動作を照射又は噴射と定義している。

【0040】

以下に、検査対象物がサンプリング室１８内に搬送されて、上述した剥離工程を行うエアノズル部３４の動作条件について、図６及び図７を用いて説明する。

【0041】

本実施例では、検査対象物認識部１４によって検査対象物のサイズが判定されると、そのサイズに応じて割り当てられたエアノズルのみ動作させる。図６は、上述した剥離工程において、第１の工程と第３の工程で動作させるエアノズルを示す。図７は、第２の工程で動作させるエアノズルを示す。

【0042】

図７において、例えば受光器３２ｃから信号が出力された場合、３２ｃの行に「噴射」と記載している列のエアノズル３７ｂ，３７ｃが動作する。すなわち検査対象物の上面にエアジェットを照射できる位置にある３７ｂ，３７ｃを動作させ、検査対象物の上面にエアジェットを照射することができない位置にある３７ａは動作させない。
以下の剥離工程の説明では、受光器３２ｃの信号が出力した条件で説明を行う。

【0043】

第１の工程では、図６に示す検査対象物認識部１４とエアノズル部３４の動作表から、受光器３２ｃの信号が出力されたので、前述したようにエアノズル３７ａ〜３７ｃの動作準備を行う。

【0044】

尚、図４において、検査対象物認識部１４の位置とエアノズル部３４の噴射孔の中心間の距離は５ｃｍである。また、配送駆動部１３の配送速度は１２ｍ／ｍｉｎである。従って検査対象物が検査対象物認識部１４を通過してからエアノズル部３４の噴射孔の中心に到達するまでの時間は２．５秒である。

【0045】

第１の工程において、検査対象物認識部１４が検査対象物を感知して２秒後から１秒間、エアノズル３７ａ〜３７ｃからエアジェットを照射する。このタイミングは、検知した検査対象物の前端面より１ｃｍ手前の位置から、エアジェットを噴射するタイミングであるので、検査対象物の前端面に相当する部位に確実にエアジェットを照射できる。

【0046】

第２の工程では、図７に示す検査対象物認識部１４とエアノズルの動作表から、エアノズル３７ｂ，３７ｃの動作準備を行う。第１の工程に引き続いて、エアノズル３７ｂ，３７ｃは、検査対象物が検査対象物認識部１４を通過するまで噴射を繰り返す。

【0047】

第３の工程では、使用するエアノズルは第１の工程と同じエアノズル３７ａ〜３７ｃである。第２の工程に引き続いて検査対象物が検査対象物認識部１４を通過した後、エアノズル３７ｂ，３７ｃは継続してエアジェットの照射を行い、検査対象物が検査対象物認識部１４を通過して２秒経過した後、エアノズル３７ａ〜３７ｃからエアジェットの照射を開始する。第３の工程は、検査対象物が検査対象物認識部１４を通過してから３秒経過するまでエアノズル３７ａ〜３７ｃからエアジェットの照射を継続し、その後停止する。

【0048】

本実施例の剥離工程によれば、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検査対象物から効率的に試料微粒子を剥離することができる。

【0049】

発明者らはまた、これまでの実験から、検査対象物から試料微粒子を剥離、捕集するには、検査対象物に噴射するエアジェットの空気量と捕集器３６の体積以上の空気量を吸引する手段が有効であることを見出している。

【0050】

前述したように図２に示した付着物検査装置１は、既存のＸ線透過型検査装置と装置のサイズ面（幅、高さ寸法、配送駆動面の高さ寸法）で整合性が得られるようにするためには、吸気部２１に用いる吸気ファン４１はできるだけ小型のものを使用することが望ましい。また、剥離した試料微粒子が捕集器３６の内壁へ付着、堆積する量を抑制するために、捕集器３６の内壁の表面積はできるだけ小さく、かつ、重力方向に対する傾斜角はできるだけ小さくするのが望ましい。この知見から発明者らは、まず実験によって検査対象物から剥離した試料微粒子を効率的に捕集できる捕集器３６の開口部３５の大きさを求めた。

【0051】

図８は、図１に示した付着物検査装置１の構成を用いて、捕集器開口部３５のＸ軸方向の幅を、エアノズル部３４中心から左右対称に変えながら、検査対象物からトリニトロトルエン爆薬微粒子の剥離捕集実験を行った結果を示している。なお、捕集器開口部３５のＹ軸方向の奥行き長さは、付着物検査装置１の幅を既存の一般的なＸ線透過型検査装置の幅と同等の１００ｃｍとし、この値から捕集器３６に許容される奥行き長さを逆算して決定した。本実施例では、捕集器開口部３５のＹ軸方向の奥行き長さを１５ｃｍとした。また同様の理由から、エアノズル部３４の設置位置と捕集器開口部３５までの距離は６０ｃｍとした。

【0052】

図８において、横軸は捕集器開口部３５のＸ軸方向の幅をｃｍ単位で示しており、縦軸は任意単位のイオン強度を示している。図８の結果から、本実施例のエアノズル部３４と捕集器３６の配置では、捕集器開口部３５のＸ軸方向の幅がおよそ２０ｃｍ以上では、トリニトロトルエン爆薬の検出強度に大きな差異は見られなくなることが分かった。

【0053】

以上の結果から、発明者らは図１に示した付着物検査装置１の構成を用いて、前述した捕集器開口部３５のＸ軸方向の幅を２０ｃｍ、Ｙ軸方向の奥行き長さを１５ｃｍに決定した。次に発明者らは、実験によって検査対象物から剥離した試料微粒子を効率的に捕集できる捕集器３６の高さを決定する目的で、捕集器３６の体積を変えながら、検査対象物からトリニトロトルエン爆薬の剥離捕集実験を行った。

【0054】

図９に実験結果を示す。図９において、横軸はリットル単位の捕集器３６の体積を示しており、縦軸は任意単位のイオン強度を示している。図９の結果から、捕集器３６の体積が小さいほど高いトリニトロトルエン爆薬の検出強度が得られる傾向があることが分かった。

【0055】

これらの実験結果から、本実施例の付着物検査装置１の捕集器３６は、捕集器開口部３５のＸ軸方向の幅は２０ｃｍ、Ｙ軸方向の奥行き長さは１５ｃｍ、Ｚ軸方向の高さは１３．５ｃｍ、捕集器３６の底部に接続したＬ字型吸気管３８の口径は３ｃｍのすり鉢状の形状とした。また、捕集器３６の内壁は、４フッ化エチレン製のカバーで滑らかに覆った。この捕集器３６の体積は約１．３リットル、内壁の表面積は約４６７ｃｍ²と、それぞれ特許文献１〜３の捕集器の約１／３０あるいは１／９である。

【0056】

本発明の小型の捕集器３６を用いる事で、捕集器３６を構成する壁の表面積を小さくできるので、捕集器３６内を運搬される試料微粒子が、捕集器３６内の壁面に付着したり、堆積する確率を小さくする事ができる。また、捕集器開口部３５に平行な面の面積も小さくする事ができるので、吸気ファン４１によって吸気する際に生じる捕集器３６内の気流の流速が早くなる。この結果、捕集器３６内の気流に乗って運搬される試料微粒子の運搬速度も速くなるので、捕集器３６を形成する壁面への試料微粒子の付着、堆積する確率をさらに小さくすることができる。従って、捕集器開口部３５まで飛ばされた試料微粒子を、効率よく速やかにＬ字型吸気管３８内部に吸い込む事ができる。

【0057】

吸気管３８に引き込まれた試料微粒子は、分離部１２の外筒４０の内部に空気とともに運搬される。この時吸気される空気と一緒に、検査対象物から剥離された付着物質や塵埃なども吸い込まれる。爆発物質に比べて形状の大きい塵埃は、粗フィルタ３９によって捕集されるので、付着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。

【0058】

本実施例では、分離部１２の外筒４０と吸気管３８の接続口の流速は、外筒４０の内部にサイクロン現象が生じる約１２ｍ／ｓとなるように、吸気ファン４１による外筒４０の吸気量を剥離捕集部制御器１０で制御している。吸気ファン４１によって吸気された付着物質を含む空気は、円錐形状をした外筒４０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４０の下部付近へ達した後、内筒４２に吸い込まれて吸気ファン４１から外に塵埃飛散防止用のフィルタを通して排出される。この時、試料微粒子は、外筒４０の内面に沿って外筒４０の下部へ沈降し、外筒４０下部に接続した加熱部２２内の捕集フィルタ部１７の表面に捕集される。

【0059】

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ミクロンの粒であることを見出している。この知見から本実施例では、捕集フィルタ部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のフィルタを使用した。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。

【0060】

捕集フィルタ部１７は、加熱されているヒートブロック４３に挿入されているので、捕集フィルタ部１７もヒートブロック４３と同等の温度に加熱される。従って、捕集フィルタ部１７に付着した試料微粒子も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。

【0061】

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において、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。

【0062】

ヒートブロック４３内で生成した試料ガスは、吸引ポンプ２４により導入配管５３を通り、イオン源部２３の、第１の細孔付電極５１と対向電極５２との間の空間に運ばれる。イオン源部２３と導入配管５３には、熱源と温度計が設けられている。この熱源への電力の供給は、温度計の出力信号に基づき、検査部制御器８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５３は、常時所望の温度に加熱、保持されている。

【0063】

イオン源部２３には針電極５４が配置され、針電極５４と対向電極５２との間に高電圧が印加されている。針電極５４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５２の側に移動する。第１の細孔付電極５１と対向電極５２との間の空間に運ばれてきた気化した試料は、対向電極５２に設けられた開口部５５を介して、針電極５４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一次イオンを生成し、この一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。

【0064】

対向電極５２と第１の細孔付電極５１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５１の方向に移動して、第１のイオン導入細孔５６を介して差動排気部５７に取り込まれる。差動排気部５７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５１、第２の細孔付電極５８をヒーター等で加熱するのが望ましい。

【0065】

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５１の第１のイオン導入細孔５６、図示しない排気系により排気された差動排気部５７、第２の細孔付電極５８の第２のイオン導入細孔５９を介して、質量分析部２５に導入される。質量分析部２５は、排気部２６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。

【0066】

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付着物質を同定するの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付着物質を同定するの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、薬物等の付着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）、及び付着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、ある付着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、付着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。

【0067】

図１１は、図２に示した付着物検査装置の構成を用いて、トリニトロトルエン爆薬粒子が付着した検査対象物を検査した結果を示した図である。図１１において、縦軸は任意単位の信号強度であり、横軸は秒単位の時間である。

【0068】

図１１に示すように、トリニトロトルエン爆薬成分が検出されたことを示す明瞭な信号が得られている。この結果から、小型の捕集器を備えた付着物検査装置１を用いることで、トリニトロトルエン爆薬粒子が付着した実際の検査対象物から、トリニトロトルエン爆薬粒子をエアジェットで剥離し、捕集フィルタ部１７で捕集し、ヒートブロック４３で気化し、質量分析部２５でトリニトロトルエン爆薬成分を検知できることを証明した。

【0069】

以上述べてきた本実施例による付着物検査装置１は、検査対象物に付着した試料微粒子に爆薬などの付着物質が含まれているか否かの検査を、検査対象物に接触せずに、また、自動で、一定の条件で検査することができるので、検査対象物の破損や汚染などが生じることなく、また、トレーニングを受けた係員を必要とせずに、迅速に検査することができる。

【0070】

また、本実施例による付着物検査装置１のエアノズル部３４と捕集器３６の配置によれば、捕集器３６の開口部３５が小さく、容積の小さい小型の捕集器３６でよいので、前述した理由から、検査対象物から剥離した試料微粒子が捕集器３６の内壁に付着し、堆積する確率を小さくできる。さらに、試料微粒子を捕集するために必要な捕集器３６内部の吸引手段として、小さい吸気能力の吸気ファン４１を使用することができるので、付着物検査装置の小型化、消費電力の削減、静音化に効果がある。さらに、一般的なＸ線透過型検査装置で使用されているベルト式の配送手段を使用することができるので、検査対象物の引っかかりや小物類の捕集器３６への落下事故が発生する危険性が極めて低くなるので、稼働率及び信頼性の高い付着物検査装置が実現できる。

【0071】

発明者らはまた、一旦検査対象物から剥離した試料微粒子は、風速が数ｍ／ｓの弱いエアジェットを吹き付けることで容易に再剥離することができることを、実験から見出した。さらに、一旦爆薬微粒子を検出した後の捕集器３６の内壁には、爆薬微粒子が残留することを見出している。

【0072】

捕集器３６の内壁に爆薬微粒子などの付着物微粒子が残留した状態で次の検査対象物を検査すると、捕集器３６の内壁に残留した付着物微粒子が再剥離して、捕集フィルタ部１７に捕集されることが考えられる。この場合、実際には検査対象物には付着物微粒子は付着していないが、付着物を検知することになるので、誤検知の原因となる。従って付着物検査装置１において、捕集器３６の自己クリーニング機能は、必要不可欠な機能であることがわかった。

【0073】

捕集器３６の内壁のクリーニング手段として、トレーニングを受けた係員が清浄な拭取材で捕集器３６内壁を丹念にふき取り清掃を行う方法も考えられるが、係員の安全性、清掃や交換に要する時間、捕集器３６の内壁の人による汚染等が考えられ、現実的ではない。従って、付着物検査装置１には、捕集器３６の内壁を自動でクリーニングする機能が必要である。

【0074】

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するために出来るだけ短い時間とする課題、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課題がある。

【0075】

図３に示した付着物検査装置１には、自己クリーニングを目的としてライン送風機４６を設けた。ライン送風機４６は、前述したサンプリング室１８内壁に設けた捕集器３６側の凹部形状のカバー１９部分と捕集器３６の開口部３５に、ライン状のエアジェットを送風する。

【0076】

実施例１の付着物検査装置１の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に表示して係員に知らせる。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。係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が出される。

【0077】

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ように実行される。吸気ファン４１を駆動し、捕集器３６内を吸気するとともに、エアノズル部３４とライン送風機４６からライン状のエアジェットを、凹部形状のカバー１９部分と捕集器開口部３５に向けて照射する。凹部形状のカバー１９部分と捕集器３６内に残留した爆薬微粒子は、ライン状のエアジェットが照射される事で再び剥離し、吸気ファン４１による吸引によって分離部１２まで輸送され、捕集フィルタ部１７に捕集される。このサイクルを１回の自己クリーニング工程とする。

【0078】

次に、付着物検査装置１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工程を行う。

【0079】

一回の自己クリーニングの工程が終了した後、捕集フィルタ部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、通常の検査工程が再開され、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工程を開始する。

【0080】

以上説明した本実施例による自己クリーニング手段によれば、一旦検査対象物から爆薬などの付着物質を検知した場合でも、付着物検査装置１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３６の清浄度を、付着物検査部２で検査することで、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、付着物を検知した後の検査でも誤検知することが無い。尚、自己クリーニングの効果の測定は、１回の自己クリーニング工程毎に実施しなくてもよい。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。

【0081】

以上説明してきた本実施例の付着物検査装置１は、エアノズル部３４によるエアジェットを検査対象物の配送駆動面より上の面について照射する実施例であるが、検査対象物の下面にもエアジェットを照射するエアノズルを設けることで、より広い検査対象物の表面に対して付着物の検査が行えるようになる。

【0082】

図１２は、新たに検査対象物の配送駆動面より下の面にエアジェットを照射する下部ノズル４８を配した付着物検査装置１の実施例を示す模式図である。

【0083】

本実施例の付着物検査装置１では、検査対象物は、検査対象物と配送駆動面の間にエアジェットが通る空間ができるように脚付きのトレー４９の上に乗せる。以下に、下部ノズル４８を備えた付着物検査装置１における検査対象物から試料微粒子を剥離する工程について説明する。以下では、受光器３２ｃの信号が出力した条件で剥離工程の説明を行う。

【0084】

第１の工程では、図６に示す検査対象物認識部１４とエアノズル部３４の動作表から、受光器３２ｃの信号が出力されたので、前述したようにノズル３７ａ，３７ｂ，３７ｃの動作準備を行う。第１の工程において、検査対象物認識部１４が検査対象物を感知して２秒後からエアノズルからエアジェットの照射を１秒間行う。

【0085】

第２の工程では、図７に示す検査対象物認識部１４とノズルの動作表から、受光器３２ｃの信号が出力されたので、前述したようにノズル３７ｂ，３７ｃと、新たに下部ノズル４８の動作準備を行う。第２の工程において、下部ノズル４８は、検査対象物認識部１４の受光器３２の信号の出力条件に依存せず、常に動作させる。

【0086】

第１の工程に引き続いてノズル３７ｂ，３７ｃと下部ノズル４８は検査対象物が検査対象物認識部１４を通過するまで噴射を繰り返す。

【0087】

第３の工程では、使用するエアノズルは第１の工程と同じノズル３７ａ，３７ｂ，３７ｃである。第２の工程に引き続いて検査対象物が検査対象物認識部１４を通過した後、ノズル３７ｂ，３７ｃは継続してエアジェットの照射を行い、検査対象物が検査対象物認識部１４を通過して２秒経過してからノズル３７ａからエアジェットの照射を１秒間行った後、全てのエアジェットの噴射を終了する。

【0088】

以上の剥離工程とすることで、検査対象物の下面からも試料微粒子を剥離し、捕集し、検査することができる付着物検査装置１を実現できる。

【0089】

また以上説明してきた本実施例の付着物検査装置１では、エアノズル部３４の噴射孔の向きは一定であるが、一つのエアノズルに複数の噴射孔を持ち、互いの噴射孔は異なる方向にエアジェットを噴射するエアノズルを用いてもよいし、エアノズルを可動式としてもよい。

【0090】

図１３、図１４は、エアノズルに回転機能を付加したエアノズル部３４の実施例を示す概略図である。エアノズル部３４以外の各部は図示を省略している。図１３は図２のＸ軸方向に見た正面図であり、図１４はＺ軸方向から見た上面図である。

【0091】

エアノズル６１ａ，６１ｂ，６１ｃの回転軸６３の一端には、回転するエアノズル６１ａ，６１ｂ，６１ｃにガスを供給できる回転継手６４が接続している。またエアノズル６１ａ，６１ｂ，６１ｃは回転自在な軸受６５を介して、保持部材６２に保持される。エアノズル６１ａ，６１ｂ，６１ｃの回転軸６３の他端には、プーリ６７が保持されており、プーリ６７にはベルト６６を巻いている。さらにエアノズル６１ａ，６１ｂ，６１ｃにはベルト６６回転用の回転駆動体６８が結合している。回転駆動体６８と軸受６５は保持部材６２に固定されており、保持部材６２は、サンプリング室１８内に固定されている。本実施では、エアノズル６１ａ，６１ｂ，６１ｃの回転方向を、図１３の紙面に垂直な軸（Ｘ軸）を回転中心として、反時計方向に回転する事としている。

【0092】

本実施例では、エアノズル６１ａ，６１ｂ，６１ｃからエアジェットを照射する時間を０．１秒に剥離捕集部制御器１０で制御している。エアジェットを照射している０．１秒の間に回転させるエアノズルの回転角度は９０°とし、残りの２７０°の回転角を回転中はエアジェットを照射しない。従って、回転駆動体６８は常に一方向に毎分１５０回転で連続して回転すればよいので、特別な回転制御する制御手段は不要である。本実施例によれば、検査対象物にエアノズル６１が回転しながらエアジェットを噴射するので、より検査対象物の広範囲面にエアジェットを照射することができる。従って、より詳しく検査対象物の付着物検査が行える付着物検査装置１を実現できる。

【0093】

［実施例２］
図１５は、本発明の第２の実施例の付着物検査装置を示す概略図であり、図２のＡＡ’断面に相当する模式図である。本実施例の付着物検査装置は、エアノズル部３４を、第１の実施例の配置に加えて捕集器３６側のサンプリング室１８壁面にも設けている。

【0094】

本実施例による検査対象物からの試料微粒子を剥離する工程は、以下の４つの工程に区分できる。
第１の工程は、検査対象物の前端面に相当する部位にエアジェットを照射する工程である。第２の工程は、検査対象物の搬送方向に平行で、配送駆動面に対して鉛直方向に相当する部位にエアジェットを照射する工程である。第３の工程は、検査対象物の上面に相当する部位にエアジェットを照射する工程である。第４の工程は、検査対象物の後端面に相当する部位にエアジェットを照射する工程である。
以下に、検査対象物がサンプリング室１８内に搬送されて、上述した剥離工程を行う動作について説明する。

【0095】

本実施例では、前述したように検査対象物認識部１４によって検査対象物のサイズが判定されると、予め判定された検査対象物のサイズに応じて割り当てられたエアノズルを動作させる。図１６から図１８は検査対象物認識部１４の受光器３２の信号の出力によって動作させるエアノズルを表している。図１６は第１の工程と第４の工程で動作させるエアノズルを、図１７は第２の工程で動作させるエアノズルを、図１８は第３の工程で動作させるエアノズルを表している。
以下では、受光器３２ｃの信号が出力した条件で剥離工程の説明を行う。

【0096】

第１の工程では、図１６に示す検査対象物認識部１４とエアノズルの動作表から、受光器３２ｃの信号が出力されたので、エアノズル３７ａ，３７ｂ，３７ｃの動作準備を行う。第１の工程において、検査対象物認識部１４が検査対象物を感知して２秒後からエアジェットを１秒間照射する。

【0097】

第２の工程では、エアノズル３７ａ，３７ｂ，３７ｃとエアノズル２８ａ，２８ｂ，２８ｃからエアジェットの噴射を行う。この時、エアジェットの噴射は１サイクルである。

【0098】

第３の工程では、第２の工程の後、エアノズル３７ｂ，３７ｃからエアジェットの照射を行う。この時、エアジェットの噴射は１サイクルである。

【0099】

上述した第２の工程と第３の工程は、上記サイクルを検査対象物が検査対象物認識部１４を通過するまで繰り返して行う。

【0100】

第４の工程では、エアノズル３７ｂ，３７ｃからエアジェットの照射を継続して行い、検査対象物が検査対象物認識部１４を通過して２秒経過してからエアノズル３７ａからエアジェットの照射を１秒間行った後、全てのエアジェットの噴射を終了する。

【0101】

第２の工程にて、エアジェットによって剥離された試料微粒子は、一部は直接捕集器３６に捕集されるが、一部の試料微粒子は配送駆動面に堆積する。前述したように一旦剥離された試料微粒子は、流速が小さいエアジェットの照射によって容易に再剥離され運搬される。従って配送駆動面に堆積した試料微粒子は、次の第３の工程で捕集器３６の方向へ向かって噴射されるエアジェットによって捕集器開口部３５へ運搬され捕集される。

【0102】

本実施例の剥離工程とすることで、検査対象物のほぼ全ての表面に対して付着物の検査が可能となる。

【0103】

また本実施例において、図１９に示すように、配送駆動面を捕集器３６側に傾斜させた形態とする事で、検査対象物からの試料微粒子の剥離捕集をより効率的に行う事ができる。配送駆動面を捕集器３６側に傾斜させた事で、検査対象物は傾斜した重力方向に寄せられながらサンプリング室１８内を搬送されるので、エアノズル２８ａ，２８ｂ，２８ｃと検査対象物との位置関係が常にほぼ一定の関係となる。従って検査対象物に照射されるエアジェットの条件もほぼ一定となるので、検査対象物から試料微粒子を剥離する条件が一定となり、検査対象物から試料微粒子を効果的に剥離できる。さらにエアジェット照射時の検査対象物と捕集器開口部３５の位置関係は、常にほぼ一定の関係とする事ができるので、検査対象物から剥離した試料微粒子を効率的に捕集器３６で取り込むことができる。

【0104】

従って、本実施例の付着物検査装置１では、検査対象物から効果的に試料微粒子を剥離し、効率的に捕集する事ができるので、検査対象物のより詳細な付着物検査が行える。

【0105】

［実施例３］
本発明の第３の実施例の付着物検査装置について説明する。図２０は本実施例の付着物検査装置の図２に示すＡＡ’断面に相当する模式図であり、サンプリング室１８のサンプリング室入口２９の内側を通り、検査対象物の配送方向に垂直な断面を示している。図２０において、付着物検査装置１の加熱部２２以外の各部、操作パネル７、電源部６、圧縮空気発生部１６は図示を省略している。図２１は、図２のＹ軸方向にみた装置断面に相当する模式図であり、サンプリング室１８の一部断面を含む側面図を示している。断面は、サンプリング室１８のエアノズル部３４の取付面を通り、検査対象物の配送方向に平行な断面を示している。図２１において、付着物検査装置１のエアノズル部３４、検査対象物認識部１４、配送駆動部１３以外の各部は図示を省略している。

【0106】

第３の実施例では、検査対象物から微粒子を剥離するエアジェットとして、圧縮空気発生部１６によるガスではなく、ターボファン６０から送風される気流を用いた。本実施例の付着物検査装置１では、ターボファン６０のエアジェット送風孔は、図２１に示すように、Ｚ軸方向に２列並べて計２６個設けた。また、送風孔出口付近におけるエアジェットの風速は、約８０ｍ／ｓである。

【0107】

図２２は、図２０，２１に示した付着物検査装置１の構成を用いて、検査対象物からトリニトロトルエンの爆薬微粒子の検出実験を行った結果を示す図である。図２２の横軸は秒単位の時間であり、縦軸は任意単位のイオン強度である。

【0108】

図２２の結果から、検査対象物からトリニトロトルエン爆薬微粒子を示す信号が、十分な信号強度で検出できた。すなわち、本実施例で使用したターボファン６０による剥離手段は、検査対象物に付着した試料微粒子の剥離手段として有効であることが証明された。

【0109】

また、剥離手段としてターボファン６０を用いることで、圧縮空気発生部１６が不要となる。ターボファン６０の動力は電気であることから、付着物検査装置１を大型化することなく多数のエアジェット噴射孔を備えた付着物検査装置１を実現できる。さらに多数の送風孔から一斉にエアジェットを噴射する事ができるので、検査対象物認識部１４の出力に応じてエアノズルを選択する制御も不要となる。従って、検査対象物認識部１４は検査対象物がサンプリング室１８に入った事を検知する一組の投光器と受光器を備えればよいので、より安価な付着物検査装置を実現できる。

【0110】

本実施例によれば、より小型でより広い検査対象物の表面に対して付着物の検査を行う付着物検査装置を実現することができる。

【0111】

［実施例４］
これまで説明してきた付着物検査装置は、剥離手段に圧縮ガス、又はターボファン６０によるエアジェットを用いている。これらの手段によって検査対象物から剥離された試料微粒子は、前述のエアジェットの気流に乗って捕集器３６へ運搬される。従ってサンプリング室１８内に、剥離時に生じるサンプリング室１８内の気流を捕集器開口部３５へ誘導するように滑らかな曲面で構成される誘導壁５０を備えることで、より効率的に検査対象物から剥離した試料微粒子を捕集器３６へ運搬する事ができる。

【0112】

図２３は、本発明の第４の実施例の付着物検査装置１の外観を示す斜視図である。
誘導壁５０は、エアジェットの気流を取り込むため検査対象物の配送面に対向した面はＺ軸に垂直な断面がコの字型のような形状となって開放しており、両側面は検査対象物の配送空間に干渉しない程度のつばを設けている。また誘導壁５０はサンプリング室１８の上部へ行くに従い緩やかにサンプリング室の中心に向けて傾斜した形状としている。誘導壁５０の図に示すＹ軸方向の長さは捕集器と同じ２０ｃｍとしており、誘導壁５０の下端は、捕集器開口部３５と結合している。

【0113】

本実施例の付着物検査装置１によれば、剥離手段として用いたエアジェットの気流は、誘導壁５０の壁面に沿って流れ、捕集器３６へと誘導されるので、同様に気流によって運ばれる試料微粒子も、サンプリング室１８内に飛散する量が少なく、より効率的に捕集器３６へ誘導することができる。また誘導壁５０を備えたことで、一旦爆薬を検出した際でも、爆薬微粒子が残留し付着している部分は誘導壁５０の内壁に限定できる。従って本実施例の付着物検査装置１では、自己クリーニングのための特別な送風機を必要とせずに、検査対象物がない状態でエアノズル部３４やターボファン６０からエアジェットを照射するだけで、誘導壁５０の内壁に気流が生じるので誘導壁５０の内壁の自己クリーニングを行うことができる。

【0114】

以上説明してきた本発明の付着物検査装置１では、飛行機の機内に持ち込める大きさの検査対象物を検査対象としているが、サンプリング室１８のサンプリング室入口２９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、サンプリング室入口２９を大きくしてもよい。またサンプリング室入口２９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、サンプリング室入口２９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。

【0115】

［実施例５］
また以上説明してきた付着物検査装置１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。

【0116】

図２４は、従来のＸ線透過型検査装置４７に、本発明の付着物検査装置１を直列に並べて配置した実施例を示している。図２４は側面図であり、図２のＹ軸の正方向から見た一部抜粋した断面図である。７０はＸ線検査領域を表している。

【0117】

図２５は、本発明の付着物検査装置１をＸ線透過型検査装置４７の入口に取り付けた実施例を示している。図２５は側面図であり、図２のＹ軸の正方向から見た一部抜粋した断面図である。

【0118】

図２５の実施例において、付着物検査部２の加熱部２２を除く各部、中央制御部３、電源部６と、検査対象物認識部１４、エアノズル部３４、捕集部２０、分離部１２、吸気部２１以外の各部は、Ｘ線透過型検査装置筺体６９内に収納している。

【0119】

図２６は、Ｘ線透過型検査装置４７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２６は側面図であり、図２のＹ軸の正方向から見た一部抜粋した断面図である。

【0120】

Ｘ線透過型検査装置４７において、Ｘ線を照射し撮影するＸ線検査領域７０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４７のほぼ中央付近に、Ｘ線検査領域７０がある場合が多い。従って、Ｘ線検査領域７０を除く他の場所に、本実施例の付着物検査手段を組み込むことができる。本実施例では、エアノズル部３４の後にＸ線検査領域７０を配置している。

【0121】

以上、図２４、図２５、図２６を用いて説明した実施例によれば、検査対象物に付着している試料微粒子の検査と、Ｘ線による検査対象物の中身の検査が可能となるので、検査の信頼度をより一層向上することができる。また、図２６に示した実施例によれば、既存のＸ線透過型検査装置以上に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が実現できる。

【0122】

尚、以上述べてきた本発明の付着物検査装置において、係員が手動でエアノズルを操作し検査対象物の表面にエアジェットを照射することでも、検査対象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、検査対象物認識部やサンプリング室が不要となるので、より安価で簡便な小型な付着物検査装置を提供できる。

【0123】

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、本発明と同様の効果が得られる。

【0124】

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２に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、付着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、付着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。

【0125】

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】

【0126】

１…付着物検査装置、２…付着物検査部、４…検査対象物配送部、５…剥離捕集部、１１…付着物検査装置筺体、１７…捕集フィルタ部、１８…サンプリング室、１９…カバー、２８…エアノズル、２９…サンプリング室入口、３０…搬送トレー、３１…投光器、３２…受光器、３３…網フィルタ、３４…エアノズル部、３５…捕集器開口部、３６…捕集器、３７…エアノズル、３８…吸気管、３９…粗フィルタ、４０…外筒、４１…吸気ファン、４２…内筒、４３…ヒートブロック、４４…熱源、４５…温度計、４６…ライン送風機、４７…Ｘ線透過型検査装置、４８…下部ノズル、４９…脚付トレー、５０…誘導壁、６０…ターボファン、６１…エアノズル、６２…保持部材、６３…回転軸、６４…回転継手、６５…軸受、６６…ベルト、６７…プーリ、６８…回転駆動体、６９…Ｘ線検査装置筺体、７０…Ｘ線検査領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】