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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023176437
(43)【公開日】2023-12-13
(54)【発明の名称】Ｘ線検査装置及びＸ線検査方法
(51)【国際特許分類】
G01N 23/04 20180101AFI20231206BHJP
【ＦＩ】
G01N23/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022088714
(22)【出願日】2022-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】503460323
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクサイエンス
(74)【代理人】
【識別番号】100120396
【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 秀幸
(72)【発明者】
【氏名】高原 稔幸
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 恒郎
(72)【発明者】
【氏名】松原 哲
(72)【発明者】
【氏名】関 雄太
(72)【発明者】
【氏名】岩田 寿哉
【テーマコード（参考）】
2G001
【Ｆターム（参考）】
2G001AA01
2G001BA11
2G001CA01
2G001DA09
2G001EA06
2G001JA09
2G001KA05
2G001LA11
2G001MA05
2G001PA11
(57)【要約】
【課題】 正極材の塗工部と未塗工部とがあるような試料であっても、両方の部分を同じ条件で同時に異物検査を行うことが可能なＸ線検査装置及びＸ線検査方法を提供すること。
【解決手段】 試料Ｓに対してＸ線Ｘ１を照射するＸ線源２と、試料に対してＸ線源と反対側に設置され試料を透過したＸ線を検出するＸ線検出部３と、Ｘ線源とＸ線検出部との間に設置されたフィルタ４とを備え、試料が、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、フィルタが、Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線とＸ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比がフィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されている。
【選択図】図１
【解決手段】 試料Ｓに対してＸ線Ｘ１を照射するＸ線源２と、試料に対してＸ線源と反対側に設置され試料を透過したＸ線を検出するＸ線検出部３と、Ｘ線源とＸ線検出部との間に設置されたフィルタ４とを備え、試料が、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、フィルタが、Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線とＸ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比がフィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料に対してＸ線を照射するＸ線源と、
前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置され前記試料を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間に設置されたフィルタとを備え、
前記試料が、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、
前記フィルタが、前記Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線と前記Ｘ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比が前記フィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されていることを特徴とするＸ線検査装置。
前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置され前記試料を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間に設置されたフィルタとを備え、
前記試料が、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、
前記フィルタが、前記Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線と前記Ｘ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比が前記フィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されていることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項2】
請求項１に記載のＸ線検査装置において、
前記試料が、前記照射するＸ線のうち特定のエネルギー帯において、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、
前記フィルタが、前記特定のエネルギー帯のＸ線を他のエネルギー帯のＸ線よりも多く吸収する材料で形成されていることを特徴とするＸ線検査装置。
前記試料が、前記照射するＸ線のうち特定のエネルギー帯において、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、
前記フィルタが、前記特定のエネルギー帯のＸ線を他のエネルギー帯のＸ線よりも多く吸収する材料で形成されていることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のＸ線検査装置において、
前記試料が、基材が露出し前記Ｘ線吸収量が少ない領域である未塗工部と、
前記基材上に前記基材とは異なる材料が塗布され前記Ｘ線吸収量が多い領域である塗工部とを有していることを特徴とするＸ線検査装置。
前記試料が、基材が露出し前記Ｘ線吸収量が少ない領域である未塗工部と、
前記基材上に前記基材とは異なる材料が塗布され前記Ｘ線吸収量が多い領域である塗工部とを有していることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項4】
請求項１又は２に記載のＸ線検査装置において、
前記試料が、可撓性のフィルム状であり、
前記フィルタが、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間で前記試料に密着させた状態で配置されていることを特徴とするＸ線検査装置。
前記試料が、可撓性のフィルム状であり、
前記フィルタが、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間で前記試料に密着させた状態で配置されていることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項5】
請求項４に記載のＸ線検査装置において、
前記フィルタが、前記試料を挟んだ状態で前記試料の表裏面にそれぞれ配置されていることを特徴とするＸ線検査装置。
前記フィルタが、前記試料を挟んだ状態で前記試料の表裏面にそれぞれ配置されていることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項6】
請求項４に記載のＸ線検査装置において、
帯状の前記試料を延在方向に連続して移動させる試料移動機構を備え、
前記試料移動機構が、前記試料を外周面の一部に接触させた状態で回転可能なローラ部材を備え、
前記Ｘ線源が、前記ローラ部材の内側又は外側に配され、
前記Ｘ線検出部が、前記ローラ部材の外周面に接触した部分の前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置され、
前記ローラ部材が、前記フィルタであることを特徴とするＸ線検査装置。
帯状の前記試料を延在方向に連続して移動させる試料移動機構を備え、
前記試料移動機構が、前記試料を外周面の一部に接触させた状態で回転可能なローラ部材を備え、
前記Ｘ線源が、前記ローラ部材の内側又は外側に配され、
前記Ｘ線検出部が、前記ローラ部材の外周面に接触した部分の前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置され、
前記ローラ部材が、前記フィルタであることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項7】
試料に対してＸ線源からＸ線を照射するステップと、
前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置されたＸ線検出部により前記試料を透過した前記Ｘ線を検出するステップとを有し、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間にフィルタを設置し、
前記試料が、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、
前記フィルタを、前記Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線と前記Ｘ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比が前記フィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成することを特徴とするＸ線検査方法。
前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置されたＸ線検出部により前記試料を透過した前記Ｘ線を検出するステップとを有し、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間にフィルタを設置し、
前記試料が、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、
前記フィルタを、前記Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線と前記Ｘ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比が前記フィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成することを特徴とするＸ線検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、試料中の異物等を検出可能なＸ線検査装置及びＸ線検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、リチウムイオン二次電池の正極材をはじめとする電池部材は、セル内に金属異物が混入した場合、短絡による発煙，発火の恐れがある。特に、近年、ＢＥＶをはじめとする高容量アプリケーションの要求が広まったことにより、高エネルギー密度化が加速しており、製造工程における金属異物の混入管理が大きな課題となっている。
また、リチウムイオン二次電池の正極材は、エネルギー密度を確保するために塗工厚さが増す傾向にあり、塗工部のロスを少なくするために間欠塗工がトレンドとなっている。
また、リチウムイオン二次電池の正極材は、エネルギー密度を確保するために塗工厚さが増す傾向にあり、塗工部のロスを少なくするために間欠塗工がトレンドとなっている。
【0003】
金属異物による短絡は、正極材中の混入異物による影響の他に、電解液が触れる未塗工部に付着する異物も問題になる。このため、未塗工部も含めた正極材全面における異物混入管理を行う必要がある。
従来、塗工部及び未塗工部の異物検査は、可視光外観検査により行ってきたが、表面に付着した異物しか検出できなかった。また、非金属異物の過検出が歩留まり悪化の原因になっていた。さらに、可視光外観検査では、正極材中の混入異物を検出することができないため、セル化後のエージング工程における出力監視を行うことで検査の代用としてきたが、不良となった場合の損失が大きいという問題があった。
従来、塗工部及び未塗工部の異物検査は、可視光外観検査により行ってきたが、表面に付着した異物しか検出できなかった。また、非金属異物の過検出が歩留まり悪化の原因になっていた。さらに、可視光外観検査では、正極材中の混入異物を検出することができないため、セル化後のエージング工程における出力監視を行うことで検査の代用としてきたが、不良となった場合の損失が大きいという問題があった。
【0004】
そのため、Ｘ線検査装置によって塗工部及び未塗工部の異物検査を行うことが検討されている。
例えば、測定対象の試料中の異物検出をするＸ線検査装置として、特許文献１には、試料にＸ線源からＸ線を照射し、試料を透過したＸ線をＸ線検出部で受けてそのＸ線強度から異物を検出するＸ線透過検査装置が記載されている。
例えば、測定対象の試料中の異物検出をするＸ線検査装置として、特許文献１には、試料にＸ線源からＸ線を照射し、試料を透過したＸ線をＸ線検出部で受けてそのＸ線強度から異物を検出するＸ線透過検査装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１０－２８６４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来のＸ線検査装置では、塗工部と未塗工部とを同一条件で撮像した場合、透過したＸ線の両者のコントラスト差が大き過ぎ、これを異物として判定してしまう不都合があった。例えば、図１０に示すように、塗工部Ｐ１と未塗工部Ｐ０とがあるセル状の電極部材ＥＬに異物Ｘが存在している場合、異物Ｘ上を通るラインＬ１では、図１１の（ａ）に示すように、透過したＸ線の輝度（強度）の分布が得られる。しかしながら、図１１の（ｂ）に示すように、塗工部Ｐ１と未塗工部Ｐ０とで透過したＸ線のコントラスト差が大き過ぎて、境界過検出部分Ｘ０を異物Ｘと誤判定してしまう問題があった。
また、塗工部Ｐ１を検査できる条件で測定すると、塗工部Ｐ１と未塗工部Ｐ０とのバックグラウンド差が大きく、図１１の（ａ）に示すように、未塗工部Ｐ０が明るくなりすぎて画像が白つぶれ（ハレーション）してしまう。この場合、図１１の（ｂ）に示すように、塗工部Ｐ１の異物Ｘは検出されるが、未塗工部Ｐ０の異物Ｘはしきい値に達せず、検出されない。このように、未塗工部Ｐ０内の異物Ｘが過小評価されてしまう不都合が生じる。このため、未塗工部Ｐ０内の異物Ｘを検出するためには、Ｘ線源の管電圧等の条件を変更して再測定する必要があり、手間が掛かってしまう問題があった。
すなわち、従来のＸ線検査装置では、塗工部と未塗工部とを同一条件で撮像した場合、透過したＸ線の両者のコントラスト差が大き過ぎ、これを異物として判定してしまう不都合があった。例えば、図１０に示すように、塗工部Ｐ１と未塗工部Ｐ０とがあるセル状の電極部材ＥＬに異物Ｘが存在している場合、異物Ｘ上を通るラインＬ１では、図１１の（ａ）に示すように、透過したＸ線の輝度（強度）の分布が得られる。しかしながら、図１１の（ｂ）に示すように、塗工部Ｐ１と未塗工部Ｐ０とで透過したＸ線のコントラスト差が大き過ぎて、境界過検出部分Ｘ０を異物Ｘと誤判定してしまう問題があった。
また、塗工部Ｐ１を検査できる条件で測定すると、塗工部Ｐ１と未塗工部Ｐ０とのバックグラウンド差が大きく、図１１の（ａ）に示すように、未塗工部Ｐ０が明るくなりすぎて画像が白つぶれ（ハレーション）してしまう。この場合、図１１の（ｂ）に示すように、塗工部Ｐ１の異物Ｘは検出されるが、未塗工部Ｐ０の異物Ｘはしきい値に達せず、検出されない。このように、未塗工部Ｐ０内の異物Ｘが過小評価されてしまう不都合が生じる。このため、未塗工部Ｐ０内の異物Ｘを検出するためには、Ｘ線源の管電圧等の条件を変更して再測定する必要があり、手間が掛かってしまう問題があった。
【0007】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、正極材の塗工部と未塗工部とがあるような試料であっても、両方の部分を同じ条件で同時に異物検査を行うことが可能なＸ線検査装置及びＸ線検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るＸ線検査装置は、試料に対してＸ線を照射するＸ線源と、前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置され前記試料を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間に設置されたフィルタとを備え、前記試料が、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、前記フィルタが、前記Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線と前記Ｘ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比が前記フィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されていることを特徴とする。
【0009】
このＸ線検査装置では、フィルタが、Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線とＸ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比がフィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されているので、Ｘ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とのコントラスト差が小さくなり、境界過検出を抑制し、これを異物として誤判定してしまうことを防止できる。また、Ｘ線吸収量が多い領域に合わせた条件で測定した場合でも、Ｘ線吸収量が少ない領域の白つぶれを防ぐことができ、異物を過小評価してしまうことを防止できる。したがって、本発明のＸ線検査装置では、従来透過したＸ線のコントラスト差が大き過ぎて同時に異物検査できなかった試料でも、同じ条件で同時に異物検査することが可能になる。
【0010】
第２の発明に係るＸ線検査装置は、第１の発明において、前記試料が、前記照射するＸ線のうち特定のエネルギー帯において、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、前記フィルタが、前記特定のエネルギー帯のＸ線を他のエネルギー帯のＸ線よりも多く吸収する材料で形成されていることを特徴とする。
すなわち、このＸ線検査装置では、フィルタが、特定のエネルギー帯のＸ線を他のエネルギー帯のＸ線よりも多く吸収する材料で形成されているので、特定のエネルギー帯のＸ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線においてフィルタにより特定のエネルギー帯がより多く吸収されることで、Ｘ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とで透過したＸ線のエネルギー分布の差が小さくなり、コントラスト差を小さくすることができる。
なお、Ｘ線の特定のエネルギー帯が低エネルギー成分である場合、低エネルギー成分のＸ線がフィルタで多く吸収されて減衰することで、空気中の酸素の活性化によるオゾンの発生を抑制して、装置構造物等の酸化による劣化等を抑制することもできる。
すなわち、このＸ線検査装置では、フィルタが、特定のエネルギー帯のＸ線を他のエネルギー帯のＸ線よりも多く吸収する材料で形成されているので、特定のエネルギー帯のＸ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線においてフィルタにより特定のエネルギー帯がより多く吸収されることで、Ｘ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とで透過したＸ線のエネルギー分布の差が小さくなり、コントラスト差を小さくすることができる。
なお、Ｘ線の特定のエネルギー帯が低エネルギー成分である場合、低エネルギー成分のＸ線がフィルタで多く吸収されて減衰することで、空気中の酸素の活性化によるオゾンの発生を抑制して、装置構造物等の酸化による劣化等を抑制することもできる。
【0011】
第３の発明に係るＸ線検査装置は、第１又は第２の発明において、前記試料が、基材が露出し前記Ｘ線吸収量が少ない領域である未塗工部と、前記基材上に前記基材とは異なる材料が塗布され前記Ｘ線吸収量が多い領域である塗工部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このＸ線検査装置では、試料が、基材が露出しＸ線吸収量が少ない領域である未塗工部と、基材上に基材とは異なる材料が塗布されＸ線吸収量が多い領域である塗工部とを有しているので、未塗工部と塗工部とを同時に異物検査することが可能になる。例えば、基材が、リチウムイオン二次電池の正極集電体であり、基材とは異なる材料が、リチウムイオン二次電池の正極材であるリチウムイオン二次電池の正極材部材も、正極材が塗布された塗工部と、正極材が塗布されていない未塗工部とを同時に異物検査することが可能になる。
すなわち、このＸ線検査装置では、試料が、基材が露出しＸ線吸収量が少ない領域である未塗工部と、基材上に基材とは異なる材料が塗布されＸ線吸収量が多い領域である塗工部とを有しているので、未塗工部と塗工部とを同時に異物検査することが可能になる。例えば、基材が、リチウムイオン二次電池の正極集電体であり、基材とは異なる材料が、リチウムイオン二次電池の正極材であるリチウムイオン二次電池の正極材部材も、正極材が塗布された塗工部と、正極材が塗布されていない未塗工部とを同時に異物検査することが可能になる。
【0012】
第４の発明に係るＸ線検査装置は、第１又は第２の発明において、前記試料が、可撓性のフィルム状であり、前記フィルタが、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間で前記試料に密着させた状態で配置されていることを特徴とする。
すなわち、このＸ線検査装置では、フィルタが、Ｘ線源とＸ線検出部との間で試料に密着させた状態で配置されているので、上記コントラスト差の低減効果に加え、フィルタ自体が試料の反りや撓み・うねりを矯正する反り等矯正機能を有しており、異物の撮像をより正確に行うことができる。したがって、コントラスト差の低減効果と、反り等矯正効果とを、共通の単一部材であるフィルタにより実現することが可能になり、装置コストの低減等を行うことができる。
すなわち、このＸ線検査装置では、フィルタが、Ｘ線源とＸ線検出部との間で試料に密着させた状態で配置されているので、上記コントラスト差の低減効果に加え、フィルタ自体が試料の反りや撓み・うねりを矯正する反り等矯正機能を有しており、異物の撮像をより正確に行うことができる。したがって、コントラスト差の低減効果と、反り等矯正効果とを、共通の単一部材であるフィルタにより実現することが可能になり、装置コストの低減等を行うことができる。
【0013】
第５の発明に係るＸ線検査装置は、第４の発明において、前記フィルタが、前記試料を挟んだ状態で前記試料の表裏面にそれぞれ配置されていることを特徴とする。
すなわち、このＸ線検査装置では、フィルタが、試料を挟んだ状態で試料の表裏面にそれぞれ配置されているので、フィルタによりサンドイッチ状に試料を挟むことで、試料の反りや撓み・うねりを矯正して、異物の撮像をより正確に行うことができる。
すなわち、このＸ線検査装置では、フィルタが、試料を挟んだ状態で試料の表裏面にそれぞれ配置されているので、フィルタによりサンドイッチ状に試料を挟むことで、試料の反りや撓み・うねりを矯正して、異物の撮像をより正確に行うことができる。
【0014】
第６の発明に係るＸ線検査装置は、第４の発明において、帯状の前記試料を延在方向に連続して移動させる試料移動機構を備え、前記試料移動機構が、前記試料を外周面の一部に接触させた状態で回転可能なローラ部材を備え、前記Ｘ線源が、前記ローラ部材の内側又は外側に配され、前記Ｘ線検出部が、前記ローラ部材の外周面に接触した部分の前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置され、前記ローラ部材が、前記フィルタであることを特徴とする。
すなわち、このＸ線検査装置では、試料移動機構が、前記試料を外周面の一部に接触させた状態で回転可能なローラ部材を備え、ローラ部材が、フィルタであるので、上記コントラスト差の低減効果に加え、試料の反りや撓み・うねりを矯正しつつ帯状の試料を延在方向に連続して移動させて異物の撮像を連続かつ正確に行うことができる。特に、連続的に流れる長尺のロール状の試料であっても、フリーロールのローラ部材によって反り等を矯正して異物の連続検査が可能になる。
すなわち、このＸ線検査装置では、試料移動機構が、前記試料を外周面の一部に接触させた状態で回転可能なローラ部材を備え、ローラ部材が、フィルタであるので、上記コントラスト差の低減効果に加え、試料の反りや撓み・うねりを矯正しつつ帯状の試料を延在方向に連続して移動させて異物の撮像を連続かつ正確に行うことができる。特に、連続的に流れる長尺のロール状の試料であっても、フリーロールのローラ部材によって反り等を矯正して異物の連続検査が可能になる。
【0015】
第７の発明に係るＸ線検査方法は、試料に対してＸ線源からＸ線を照射するステップと、前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置されたＸ線検出部により前記試料を透過した前記Ｘ線を検出するステップとを有し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出部との間にフィルタを設置し、前記試料が、相対的にＸ線吸収量が多い領域とＸ線吸収量が少ない領域とを有し、前記フィルタを、前記Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線と前記Ｘ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比が前記フィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法によれば、フィルタが、Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線とＸ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比がフィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されているので、透過したＸ線のコントラスト差が大き過ぎて同時に異物検査できなかった試料でも、同じ条件で同時に異物検査することが可能になる。
したがって、本発明のＸ線検査装置及びＸ線検査方法では、例えばリチウムイオン電池において正極材の塗工部と未塗工部とを有する正極材部材でも、塗工部と未塗工部との両方の異物を高い検出精度で同時に検査が可能になる。
すなわち、本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法によれば、フィルタが、Ｘ線吸収量が多い領域を透過したＸ線とＸ線吸収量が少ない領域を透過したＸ線との強度比がフィルタを設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されているので、透過したＸ線のコントラスト差が大き過ぎて同時に異物検査できなかった試料でも、同じ条件で同時に異物検査することが可能になる。
したがって、本発明のＸ線検査装置及びＸ線検査方法では、例えばリチウムイオン電池において正極材の塗工部と未塗工部とを有する正極材部材でも、塗工部と未塗工部との両方の異物を高い検出精度で同時に検査が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法の第１実施形態において、Ｘ線検査装置を示す概略的な構成図である。
【図2】第１実施形態において、塗工部と未塗工部とにおいて透過したＸ線をフィルタの有無で比較したＸ線のエネルギーに対する透過したＸ線強度のグラフである。
【図4】本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法の第２実施形態において、Ｘ線検査装置を示す概略的な構成図である。
【図5】本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法の第３実施形態において、Ｘ線検査装置を側方から視た示す概略的な構成図である。
【図6】第３実施形態において、Ｘ線検査装置を他端側から視た示す概略的な構成図である。
【図7】本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法の第４実施形態において、Ｘ線検査装置を側方から視た示す概略的な構成図である。
【図8】第４実施形態において、Ｘ線検査装置を他端側から視た示す概略的な構成図である。
【図9】本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法において、塗工部と未塗工部とにおいてフィルタの有無を比較したＸ線エネルギーに対する透過したＸ線強度を示すＸ線スペクトルのシミュレーショングラフである。
【図10】正極材の塗工部と未塗工部とを有する電極部材の試料を示す平面視である。
【図11】本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法の従来例において、図１０に示す試料において透過したＸ線の輝度分布を示すグラフ（ａ）と、これに対応するＳ／Ｎ（コントラスト比）を示すグラフ（ｂ）である。
【図12】本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法の従来例において、試料に反りや撓み・うねりが生じている場合のＸ線検査装置を示す概略的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
【0019】
本実施形態のＸ線検査装置１は、図１に示すように、試料Ｓに対してＸ線Ｘ１を照射するＸ線源２と、試料Ｓに対してＸ線源２と反対側に設置され試料Ｓを透過したＸ線Ｘ１を検出するＸ線検出部３と、Ｘ線源２とＸ線検出部３との間に設置されたフィルタ４とを備えている。
【0020】
上記試料Ｓは、相対的にＸ線吸収量が多い領域Ｐ１とＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０とを有している。
本実施形態では、試料Ｓが、照射するＸ線Ｘ１のうち特定のエネルギー帯において、相対的にＸ線吸収量が多い領域Ｐ１とＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０とを有している。
例えば、試料Ｓが、基材が露出しＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０である未塗工部（以下、未塗工部の符号もＰ０とする）と、基材上に基材とは異なる材料が塗布されＸ線吸収量が多い領域Ｐ１である塗工部（以下、塗工部の符号もＰ１とする）とを有している。
具体的には、本実施形態の試料Ｓは、基材がリチウムイオン二次電池の正極集電体（例えば、アルミ等）である未塗工部Ｐ０と、基材とは異なる材料がリチウムイオン二次電池の正極材である塗工部Ｐ１とを有したリチウムイオン二次電池の正極材部材である。
本実施形態では、試料Ｓが、照射するＸ線Ｘ１のうち特定のエネルギー帯において、相対的にＸ線吸収量が多い領域Ｐ１とＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０とを有している。
例えば、試料Ｓが、基材が露出しＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０である未塗工部（以下、未塗工部の符号もＰ０とする）と、基材上に基材とは異なる材料が塗布されＸ線吸収量が多い領域Ｐ１である塗工部（以下、塗工部の符号もＰ１とする）とを有している。
具体的には、本実施形態の試料Ｓは、基材がリチウムイオン二次電池の正極集電体（例えば、アルミ等）である未塗工部Ｐ０と、基材とは異なる材料がリチウムイオン二次電池の正極材である塗工部Ｐ１とを有したリチウムイオン二次電池の正極材部材である。
【0021】
上記フィルタ４は、Ｘ線吸収量が多い領域（塗工部）Ｐ１を透過したＸ線Ｘ１とＸ線吸収量が少ない領域（未塗工部）Ｐ０を透過したＸ線Ｘ１との強度比がフィルタ４を設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されている。
すなわち、本実施形態のフィルタ４は、上記試料Ｓに対応して、特定のエネルギー帯のＸ線Ｘ１を他のエネルギー帯のＸ線Ｘ１よりも多く吸収する材料で形成されている。
例えば、Ｘ線吸収量が多い領域Ｐ１が、リチウムイオン二次電池の正極材である塗工部の場合、正極材が、低いエネルギー帯（特に、５ｋｅＶ～１２ＫｅＶ）のＸ線Ｘ１を他のエネルギー帯（１２ＫｅＶを越えるエネルギー帯）のＸ線Ｘ１よりも多く吸収する材料（例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等である。
上記フィルタ４は、例えばＣＦＲＰ，軽金属，金属箔等で形成されている。
すなわち、本実施形態のフィルタ４は、上記試料Ｓに対応して、特定のエネルギー帯のＸ線Ｘ１を他のエネルギー帯のＸ線Ｘ１よりも多く吸収する材料で形成されている。
例えば、Ｘ線吸収量が多い領域Ｐ１が、リチウムイオン二次電池の正極材である塗工部の場合、正極材が、低いエネルギー帯（特に、５ｋｅＶ～１２ＫｅＶ）のＸ線Ｘ１を他のエネルギー帯（１２ＫｅＶを越えるエネルギー帯）のＸ線Ｘ１よりも多く吸収する材料（例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等である。
上記フィルタ４は、例えばＣＦＲＰ，軽金属，金属箔等で形成されている。
【0022】
上記試料Ｓは、可撓性のフィルム状であり、フィルタ４は、Ｘ線源２とＸ線検出部３との間で試料Ｓに密着させた状態で配置されている。
すなわち、フィルタ４は、試料Ｓを挟んだ状態で試料Ｓの表裏面にそれぞれ配置されている。
図１０に示すように、セル形状に切り出した後の電極部材である試料Ｓは、図１に示すように、上下を一対のフィルタ４により挟んで平板状に保持した状態で、試料台５の上に載置されてＸ線検査が行われる。
すなわち、フィルタ４は、試料Ｓを挟んだ状態で試料Ｓの表裏面にそれぞれ配置されている。
図１０に示すように、セル形状に切り出した後の電極部材である試料Ｓは、図１に示すように、上下を一対のフィルタ４により挟んで平板状に保持した状態で、試料台５の上に載置されてＸ線検査が行われる。
【0023】
なお、図１０に示すように、セル形状に切り出した後の電極部材（試料Ｓ）は、シート状であるため、反りや撓み・うねりが数十ｍｍ単位で発生する場合が有り、この状態でＸ線透過検査を行った場合、正確に異物Ｘを撮像できないという問題がある。例えば、図１２に示すように、試料台１０５を挟んでＸ線源２とＸ線検出部３とを対向配置し、試料台１０５に電極部材の試料Ｓを載置させて異物検査を行う場合、試料Ｓに反りや撓み等が生じていると、試料Ｓ中の異物ＸがＸ線検出部３のピントＰｔから外れてしまう。
【0024】
例えば、試料Ｓの平面視で、図１３の（ａ）に示すように、異物Ｘが混入していた場合、試料Ｓに図８に示すような反りや撓みがあると、図１３の（ｂ）に示すように、光学倍率の位置依存性が生じて、異物サイズと検出率との相関が減少してしまったり、ワークサイズや塗工幅に対する画素数の変動により検査範囲が減少してしまったりする問題が生じる。また、搬送Ｚ軸（厚さ方向）の制限があることで、焦点ボケの拡大が生じてしまう場合がある。さらに、ピント位置ズレによって搬送方向へのボケが生じてしまう。すなわち、これらにより、実際よりも異物サイズが拡大して検出されてしまう場合が生じる。
【0025】
また、撓み・うねり等が生じていると、Ｘ線吸収量の位置依存性が生じて、Ｘ線の光路長が部位によって異なってしまい、やはり異物サイズと検出率との相関が減少したり、過検出リスクが増加したりしてしまう。
これらの対策のために、本実施形態では、試料Ｓを一対のフィルタ４でサンドイッチ状に挟んで反り等を矯正する構成を採用している。
なお、Ｘ線検出部３のピントＰｔは、一対のフィルタ４に挟まれ平坦とされた試料Ｓの高さ位置に一致させている。
これらの対策のために、本実施形態では、試料Ｓを一対のフィルタ４でサンドイッチ状に挟んで反り等を矯正する構成を採用している。
なお、Ｘ線検出部３のピントＰｔは、一対のフィルタ４に挟まれ平坦とされた試料Ｓの高さ位置に一致させている。
【0026】
上記Ｘ線源２は、Ｘ線Ｘ１を照射可能なＸ線管球であって、管球内のフィラメント（陰極）から発生した熱電子がフィラメント（陰極）とターゲット（陽極）との間に印加された電圧により加速されターゲットのＷ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｒ（クロム）などに衝突して発生したＸ線Ｘ１を１次Ｘ線としてベリリウム箔などの窓から出射するものである。
【0027】
上記Ｘ線検出部３は、ラインセンサを特定の方向に沿って複数列有して行列状に画素が並び、試料Ｓを透過したＸ線Ｘ１を画素で検出するＸ線検出部であるＴＤＩセンサ（図示略）と、特定の方向に沿った複数の画素における電荷の蓄積と転送とを制御するラインセンサ演算部（図示略）とを備えているものである。
なお、本実施形態のＸ線検査装置１は、上記各部を制御する制御部（図示略）、透過像等の情報を表示する表示部（図示略）、Ｘ線源２からのＸ線Ｘ１を照射中に試料Ｓを特定の方向に移動させるモータ等の試料移動機構（図示略）も備えている。
なお、本実施形態のＸ線検査装置１は、上記各部を制御する制御部（図示略）、透過像等の情報を表示する表示部（図示略）、Ｘ線源２からのＸ線Ｘ１を照射中に試料Ｓを特定の方向に移動させるモータ等の試料移動機構（図示略）も備えている。
【0028】
本実施形態の試料Ｓは、上述したように、リチウムイオン二次電池に使用される電極部材のシートであるが、例えば帯状に形成された燃料電池の材料、ガス拡散層、カーボンペーパー、医薬品系に用いられる長尺のシート状材料等でも構わない。
なお、試料Ｓがリチウムイオン二次電池に使用される電極シートなどである場合、それに混入する金属異物Ｘは、例えばＦｅやＳＵＳ等が想定される。
なお、試料Ｓがリチウムイオン二次電池に使用される電極シートなどである場合、それに混入する金属異物Ｘは、例えばＦｅやＳＵＳ等が想定される。
【0029】
本実施形態のＸ線検査装置１を用いたＸ線検査方法について説明する。
本実施形態のＸ線検査方法は、試料Ｓに対してＸ線源２からＸ線Ｘ１を照射するステップと、試料Ｓに対してＸ線源２と反対側に設置されたＸ線検出部３により試料を透過したＸ線Ｘ１を検出するステップとを有している。このとき、Ｘ線源２とＸ線検出部３との間に上記フィルタ４を設置しているため、図２に示すように、Ｘ線吸収量が多い領域Ｐ１を透過したＸ線Ｘ１とＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０を透過したＸ線Ｘ１との強度比がフィルタ４を設置しない状態よりも小さくなる。
本実施形態のＸ線検査方法は、試料Ｓに対してＸ線源２からＸ線Ｘ１を照射するステップと、試料Ｓに対してＸ線源２と反対側に設置されたＸ線検出部３により試料を透過したＸ線Ｘ１を検出するステップとを有している。このとき、Ｘ線源２とＸ線検出部３との間に上記フィルタ４を設置しているため、図２に示すように、Ｘ線吸収量が多い領域Ｐ１を透過したＸ線Ｘ１とＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０を透過したＸ線Ｘ１との強度比がフィルタ４を設置しない状態よりも小さくなる。
【0030】
例えば、図１０に示すように、塗工部Ｐ１と未塗工部Ｐ０とがあるセル状の電極部材ＥＬに異物Ｘが存在している場合、異物Ｘ上を通るラインＬ１において、図３の（ａ）に示すように、透過したＸ線Ｘ１の輝度（強度）の分布が得られる。このとき、図３の（ｂ）に示すように、塗工部Ｐ１と未塗工部Ｐ０とで透過したＸ線Ｘ１のコントラスト差が、図１１の（ａ）の場合よりも小さくなり、境界過検出部分を異物Ｘと誤判定せずに、塗工部Ｐ１にあった異物Ｘだけでなく未塗工部Ｐ０にあった異物Ｘも、しきい値を超えて同時に異物Ｘとして判定される。
【0031】
このように本実施形態のＸ線検査装置１では、フィルタ４が、Ｘ線吸収量が多い領域Ｐ１を透過したＸ線Ｘ１とＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０を透過したＸ線Ｘ１との強度比がフィルタ４を設置しない状態よりも小さくなる材料で形成されているので、Ｘ線吸収量が多い領域Ｐ１とＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０とのコントラスト差が小さくなり、境界過検出を抑制し、これを異物Ｘとして誤判定してしまうことを防止できる。
【0032】
また、Ｘ線吸収量が多い領域Ｐ１に合わせた条件で測定した場合でも、Ｘ線吸収量が少ない領域Ｐ０の白つぶれを防ぐことができ、異物Ｘを過小評価してしまうことを防止できる。したがって、本実施形態のＸ線検査装置１では、従来透過したＸ線Ｘ１のコントラスト差が大き過ぎて同時に異物検査できなかった試料Ｓでも、同じ条件で同時に異物検査することが可能になる。
【0033】
また、フィルタ４が、特定のエネルギー帯のＸ線Ｘ１を他のエネルギー帯のＸ線Ｘ１よりも多く吸収する材料で形成されているので、特定のエネルギー帯のＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０を透過したＸ線Ｘ１においてフィルタ４により特定のエネルギー帯がより多く吸収されることで、Ｘ線吸収量が多い領域Ｐ１とＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０とで透過したＸ線Ｘ１のエネルギー分布の差が小さくなり、コントラスト差を小さくすることができる。
【0034】
特に、試料Ｓが、基材が露出しＸ線吸収量が少ない領域Ｐ０である未塗工部Ｐ０と、基材上に基材とは異なる材料が塗布されＸ線吸収量が多い領域Ｐ１である塗工部Ｐ１とを有している場合、未塗工部Ｐ０と塗工部Ｐ１とを同時に異物検査することが可能になる。例えば、基材が、リチウムイオン二次電池の正極集電体であり、基材とは異なる材料が、リチウムイオン二次電池の正極材であるリチウムイオン二次電池の正極材部材も、正極材が塗布された塗工部Ｐ１と、正極材が塗布されていない未塗工部Ｐ０とを同時に異物検査することが可能になる。
【0035】
さらに、フィルタ４が、Ｘ線源２とＸ線検出部３との間で試料Ｓに密着させた状態で配置されているので、上記コントラスト差の低減効果に加え、フィルタ４自体が試料Ｓの反りや撓み・うねりを矯正する反り等矯正機能を有しており、異物Ｘの撮像をより正確に行うことができる。したがって、コントラスト差の低減効果と、反り等矯正効果とを、共通の単一部材であるフィルタ４により実現することが可能になり、装置コストの低減等を行うことができる。
特に、フィルタ４が、試料Ｓを挟んだ状態で試料Ｓの表裏面にそれぞれ配置されているので、フィルタ４によりサンドイッチ状に試料を挟むことで、試料Ｓの反りや撓み・うねりを矯正して、異物Ｘの撮像をより正確に行うことができる。
特に、フィルタ４が、試料Ｓを挟んだ状態で試料Ｓの表裏面にそれぞれ配置されているので、フィルタ４によりサンドイッチ状に試料を挟むことで、試料Ｓの反りや撓み・うねりを矯正して、異物Ｘの撮像をより正確に行うことができる。
【0036】
次に、本発明に係るＸ線検査装置及びＸ線検査方法の第２～第４実施形態について、図４～図８を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0037】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、セル形状に切り出した後の電極部材である試料Ｓを一対のフィルタ４で挟んで平板状にした状態で試料台５に載置してＸ線検査を行っているのに対し、第２実施形態のＸ線検査装置２１では、図４に示すように、長尺の帯状の試料Ｓを延在方向に連続して移動させる試料移動機構２６を備えている点である。
【0038】
上記試料移動機構２６は、試料Ｓを外周面の一部に接触させた状態で回転可能なローラ部材２４を備えている。
Ｘ線源２は、ローラ部材２４の内側又は外側に配され、Ｘ線検出部３は、ローラ部材２４の外周面に接触した部分の試料Ｓに対してＸ線源２と反対側に設置されている。なお、本実施形態では、ローラ部材２４の内側にＸ線源２が配置されている。
また、上記ローラ部材２４は、上述したフィルタである。すなわち、ローラ部材２４は、第１実施形態のフィルタ４と同じ材料で円筒状に形成されたものである。
Ｘ線源２は、ローラ部材２４の内側又は外側に配され、Ｘ線検出部３は、ローラ部材２４の外周面に接触した部分の試料Ｓに対してＸ線源２と反対側に設置されている。なお、本実施形態では、ローラ部材２４の内側にＸ線源２が配置されている。
また、上記ローラ部材２４は、上述したフィルタである。すなわち、ローラ部材２４は、第１実施形態のフィルタ４と同じ材料で円筒状に形成されたものである。
【0039】
なお、試料移動機構２６は、例えばロール・ｔｏ・ロール形式で長尺の試料Ｓを延在方向に移動可能な複数のローラやモータ等の構成を有しており、ローラ部材２４は、図示しない軸部材等により回転可能に支持されている。したがって、試料Ｓが延在方向に移動させられると、試料Ｓに外周面の一部が密着しているフィルタであるローラ部材２４も合わせて回転するようになっている。
【0040】
なお、長尺の帯状の電極部材では、単にロール・ｔｏ・ロール方式のロール間に張設された電極部材に対してＸ線を照射して検査する場合、ロール間に張設され延在するシート状の電極部材に自重によって撓みが生じるため、やはり正確に異物を撮像することが困難である。
しかしながら、第２実施形態のＸ線検査装置２１では、試料Ｓを外周面の一部に接触させた状態で回転可能なローラ部材２４を備え、ローラ部材２４が、フィルタで形成されているので、上記コントラスト差の低減効果に加え、試料Ｓの反りや撓み・うねりを矯正しつつ帯状の試料Ｓを延在方向に連続して移動させて異物Ｘの撮像を連続かつ正確に行うことができる。特に、連続的に流れる長尺のロール状の試料Ｓであっても、フリーロールのローラ部材２４によって反り等を矯正して異物Ｘの連続検査が可能になる。
しかしながら、第２実施形態のＸ線検査装置２１では、試料Ｓを外周面の一部に接触させた状態で回転可能なローラ部材２４を備え、ローラ部材２４が、フィルタで形成されているので、上記コントラスト差の低減効果に加え、試料Ｓの反りや撓み・うねりを矯正しつつ帯状の試料Ｓを延在方向に連続して移動させて異物Ｘの撮像を連続かつ正確に行うことができる。特に、連続的に流れる長尺のロール状の試料Ｓであっても、フリーロールのローラ部材２４によって反り等を矯正して異物Ｘの連続検査が可能になる。
【0041】
次に、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、一対の平板状のフィルタ４で試料Ｓを挟んで支持しているだけであるのに対し、第３実施形態のＸ線検査装置３１では、図５及び図６に示すように、フィルタ４のうち少なくともＸ線源２とＸ線検出部３との間に配された部分を水平状態にしてフィルタ４を支持するフィルタ支持部３５を備えている点である。
すなわち、第３実施形態のＸ線検査装置３１は、一対のフィルタ４で挟まれた試料Ｓのうち少なくともＸ線源２とＸ線検出部３との間に配された部分についてＸ線源２からの距離を一定にするフィルタ支持部３５を備えている。
すなわち、第３実施形態のＸ線検査装置３１は、一対のフィルタ４で挟まれた試料Ｓのうち少なくともＸ線源２とＸ線検出部３との間に配された部分についてＸ線源２からの距離を一定にするフィルタ支持部３５を備えている。
【0042】
このＸ線検査装置３１では、試料ＳとＸ線源２及びＸ線検出部３とを相対的に移動可能な移動機構を備え、フィルタ支持部３５が、試料Ｓが移動した際のＸ線Ｘ１の照射時において、常に上記水平状態にして平板状のフィルタ４を支持するように設定されている。
フィルタ支持部３５は、一対のフィルタ４で挟まれた試料Ｓのうち少なくともＸ線源２とＸ線検出部３との間に配された部分についてＸ線源２からの距離を一定にする機能を有している。
上記フィルタ支持部３５は、Ｘ線源２からＸ線検出部３までのＸ線照射領域の周囲に配された４つの撓み抑制ローラ３５ａと、撓み抑制ローラ３５ａを上部に設置した４つ伸縮軸部材３５ｂとを備えている。
フィルタ支持部３５は、一対のフィルタ４で挟まれた試料Ｓのうち少なくともＸ線源２とＸ線検出部３との間に配された部分についてＸ線源２からの距離を一定にする機能を有している。
上記フィルタ支持部３５は、Ｘ線源２からＸ線検出部３までのＸ線照射領域の周囲に配された４つの撓み抑制ローラ３５ａと、撓み抑制ローラ３５ａを上部に設置した４つ伸縮軸部材３５ｂとを備えている。
【0043】
各伸縮軸部材３５ｂは、Ｘ線源２の支持台２ａ上にＸ線源２の周囲に立設されている。
伸縮軸部材３５ｂは、例えば油圧等によりシリンダ部からピストン部が上方に突出して伸縮可能な部材である。
上記支持台２ａは、Ｘ線源側Ｘ軸ステージ３６上に載置され、Ｘ線源側Ｘ軸ステージ３６により延在方向Ｍ２に向けて移動可能とされている。
また、Ｘ線検出部３は、検出部側Ｘ軸ステージ３８下面に固定され、検出部側Ｘ軸ステージ３８により延在方向Ｍ２に向けて移動可能とされている。なお、Ｘ線源側Ｘ軸ステージ３６と検出部側Ｘ軸ステージ３８とは、互いに連動して同じピッチで支持台２ａ及びＸ線検出部３を移動可能である。
伸縮軸部材３５ｂは、例えば油圧等によりシリンダ部からピストン部が上方に突出して伸縮可能な部材である。
上記支持台２ａは、Ｘ線源側Ｘ軸ステージ３６上に載置され、Ｘ線源側Ｘ軸ステージ３６により延在方向Ｍ２に向けて移動可能とされている。
また、Ｘ線検出部３は、検出部側Ｘ軸ステージ３８下面に固定され、検出部側Ｘ軸ステージ３８により延在方向Ｍ２に向けて移動可能とされている。なお、Ｘ線源側Ｘ軸ステージ３６と検出部側Ｘ軸ステージ３８とは、互いに連動して同じピッチで支持台２ａ及びＸ線検出部３を移動可能である。
【0044】
なお、試料Ｓをその幅方向Ｍ１に移動させる機構としてＹ軸ステージ（図示略）が、Ｘ線源側Ｘ軸ステージ３６及び検出部側Ｘ軸ステージ３８に直交する方向に延在して配置されている。このＹ軸ステージに試料Ｓの試料台（図示略）が固定されており、Ｙ軸ステージによって幅方向Ｍ１に試料Ｓを移動可能になっている。
上記撓み抑制ローラ３５ａは、試料Ｓの延在方向に回転軸を有して回転可能に軸支されている。
上記撓み抑制ローラ３５ａは、試料Ｓの延在方向に回転軸を有して回転可能に軸支されている。
【0045】
この試料Ｓは、第１実施形態と同様に一対のフィルタ４に上下面が挟持されたサンドイッチ状態とされているが、第１実施形態よりも長く形成されている。また、試料Ｓ及びフィルタ４は、一端部が端部支持部３７によって固定されているが、他端部が開放端となっている。
このＸ線検査装置３１で試料ＳのＸ線検査を行う場合、まず一対のフィルタ４で挟持された試料Ｓの一端部を端部支持部３７で固定した状態で、試料Ｓの一端側下面を４つの撓み抑制ローラ３５ａで支持する。このとき、４つの伸縮軸部材３５ｂにより、自重で撓もうとする試料Ｓが水平になるように一対の撓み抑制ローラ３５ａの高さ位置を設定する。
このＸ線検査装置３１で試料ＳのＸ線検査を行う場合、まず一対のフィルタ４で挟持された試料Ｓの一端部を端部支持部３７で固定した状態で、試料Ｓの一端側下面を４つの撓み抑制ローラ３５ａで支持する。このとき、４つの伸縮軸部材３５ｂにより、自重で撓もうとする試料Ｓが水平になるように一対の撓み抑制ローラ３５ａの高さ位置を設定する。
【0046】
すなわち、Ｘ線源２の焦点から試料Ｓのワークパスラインまでの距離ＦＯＤが、撓みのない状態の正規の値になるようにフィルタ支持部３５により設定される。
なお、フィルタ支持部３５により試料Ｓ及びフィルタ４を支持しない場合、試料Ｓが長いため、図５に示すように、自重によりフィルタ４に挟まれた状態でも試料Ｓが撓み量Ｔで他端側で下方に撓んだ状態Ｓ０となってしまう。
なお、フィルタ支持部３５により試料Ｓ及びフィルタ４を支持しない場合、試料Ｓが長いため、図５に示すように、自重によりフィルタ４に挟まれた状態でも試料Ｓが撓み量Ｔで他端側で下方に撓んだ状態Ｓ０となってしまう。
【0047】
フィルタ支持部３５により試料Ｓ及びフィルタ４を支持した状態で、図６に示すように、Ｙ軸ステージで試料台と共に試料Ｓを幅方向Ｍ１に移動させながらＸ線Ｘ１でスキャンすることで、幅方向Ｍ１のＸ線検査を行う。このとき、一対の撓み抑制ローラ３５ａが回転しながらフィルタ４で挟まれた試料Ｓを支持することで、試料Ｓが撓まず検査を行うことができる。
【0048】
さらに、図５に示すように、Ｘ線源側Ｘ軸ステージ３６及び検出部側Ｘ軸ステージ３８で支持台２ａ及びＸ線検出部３を試料Ｓの延在方向Ｍ２に沿って一定のピッチで移動させると共に、試料Ｓの上記幅方向Ｍ１のＸ線検査を行うことで、長い試料Ｓでも撓みを抑制しつつＸ線検査を行うことができる。
なお、上記Ｘ線検査装置３１では、長い試料Ｓだけでなく、大型基板を用いた試料Ｓにおいても自重による反りや撓みを抑制することが可能である。
また、４つの撓み抑制ローラ３５ａと４つの伸縮軸部材３５ｂとを採用したが、４つ以外、例えば２つの撓み抑制ローラ３５ａと２つの伸縮軸部材３５ｂとでフィルタ支持部３５を構成しても構わない。
なお、上記Ｘ線検査装置３１では、長い試料Ｓだけでなく、大型基板を用いた試料Ｓにおいても自重による反りや撓みを抑制することが可能である。
また、４つの撓み抑制ローラ３５ａと４つの伸縮軸部材３５ｂとを採用したが、４つ以外、例えば２つの撓み抑制ローラ３５ａと２つの伸縮軸部材３５ｂとでフィルタ支持部３５を構成しても構わない。
【0049】
次に、第４実施形態と第３実施形態との異なる点は、第３実施形態では、試料Ｓ及びフィルタ４の下面側をフィルタ支持部３５で支持して撓みを抑制しているのに対し、第４実施形態のＸ線検査装置４１では、図７及び図８に示すように、試料Ｓ及びフィルタ４の上面側もフィルタ支持部４５で支持している点である。
すなわち、第４実施形態のフィルタ支持部４５は、試料Ｓ及びフィルタ４の下面に押し当てられて支持する４つの撓み抑制ローラ３５ａだけでなく、試料Ｓ及びフィルタ４の上面に当接して支持する４つの反り抑制ローラ４５ａを備えている。
すなわち、第４実施形態のフィルタ支持部４５は、試料Ｓ及びフィルタ４の下面に押し当てられて支持する４つの撓み抑制ローラ３５ａだけでなく、試料Ｓ及びフィルタ４の上面に当接して支持する４つの反り抑制ローラ４５ａを備えている。
【0050】
反り抑制ローラ４５ａは、検出部側Ｘ軸ステージ３８又はＸ線検出部３に上部が固定されて垂下されている。なお、各反り抑制ローラ４５ａは、それぞれ対応する撓み抑制ローラ３５ａの直上に配されている。すなわち、試料Ｓ及びフィルタ４は、撓み抑制ローラ３５ａと反り抑制ローラ４５ａとにより上下から挟持される。
上記反り抑制ローラ４５ａは、撓み抑制ローラ３５ａと同様に、試料Ｓの延在方向に回転軸を有して回転可能に軸支されている。
上記反り抑制ローラ４５ａは、撓み抑制ローラ３５ａと同様に、試料Ｓの延在方向に回転軸を有して回転可能に軸支されている。
【0051】
このＸ線検査装置４１で試料ＳのＸ線検査を行う場合、まず試料Ｓの下面を４つの撓み抑制ローラ３５ａで支持すると共に、試料Ｓの上面を４つの反り抑制ローラ４５ａで支持する。
なお、反り抑制ローラ４５ａで試料Ｓ及びフィルタ４を支持しない場合、図７に示すように、試料Ｓが反り量Ｗで他端側で上方に反った状態Ｓ１となる場合があるが、反り抑制ローラ４５ａで試料Ｓ及びフィルタ４を支持することで、フィルタ４だけでは矯正し切れなかった試料Ｓの反りを矯正することができる。
また、４つの反り抑制ローラ４５ａを採用したが、４つ以外、例えば２つの反り抑制ローラ４５ａを用いてフィルタ支持部４５を構成しても構わない。
なお、反り抑制ローラ４５ａで試料Ｓ及びフィルタ４を支持しない場合、図７に示すように、試料Ｓが反り量Ｗで他端側で上方に反った状態Ｓ１となる場合があるが、反り抑制ローラ４５ａで試料Ｓ及びフィルタ４を支持することで、フィルタ４だけでは矯正し切れなかった試料Ｓの反りを矯正することができる。
また、４つの反り抑制ローラ４５ａを採用したが、４つ以外、例えば２つの反り抑制ローラ４５ａを用いてフィルタ支持部４５を構成しても構わない。
【実施例0052】
上記第１実施形態のＸ線検査装置を用いた場合について、塗工部と未塗工部とにおいてフィルタの有無を比較したＸ線エネルギーに対する透過したＸ線強度を示すＸ線スペクトルの輝度をシミュレーションした結果を、図９に示す。
なお、フィルタを構成する材料としては、２ｍｍ厚のＣＦＲＰを使用し、上記正極材の塗工部と未塗工部とについて調べた。
なお、フィルタを構成する材料としては、２ｍｍ厚のＣＦＲＰを使用し、上記正極材の塗工部と未塗工部とについて調べた。
【0053】
その結果、塗工部に対する未塗工部の明るさの比は、フィルタを使用しない場合が３．５倍であったのに対し、フィルタを使用した本発明のＸ線検査装置及びＸ線検査方法では、２．５倍と小さくなった。これにより、未塗工部の輝度が飽和してしまうことを抑制可能になることが分かる。
【0054】
より詳しく説明すると、正極材の塗工部は、Ｘ線が透過しづらく、一般的な材料では低エネルギーのＸ線ほど透過率が下がる傾向にあり、Ｘ線吸収量が多い領域となる。このため、図９に示すように、フィルタを使用しない場合でも、塗工部の透過後のＸ線スペクトルは、低エネルギー側が大きく減少している。
これに対して、フィルタを使用すると、塗工部及び未塗工部も低エネルギー側ほど大きく透過率が下がる傾向にあるため、低エネルギー側の強度は、未塗工部の方が強度が大きく変化し、塗工部は元々強度が小さいため、透過後の強度の差が小さくなっている。したがって、フィルタを入れることで、透過したＸ線の塗工部と未塗工部との強度比が小さくなる。
これに対して、フィルタを使用すると、塗工部及び未塗工部も低エネルギー側ほど大きく透過率が下がる傾向にあるため、低エネルギー側の強度は、未塗工部の方が強度が大きく変化し、塗工部は元々強度が小さいため、透過後の強度の差が小さくなっている。したがって、フィルタを入れることで、透過したＸ線の塗工部と未塗工部との強度比が小さくなる。
【0055】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0056】
また、上記各実施形態では、正極材の塗工部と未塗工部とを有した試料を検査しているが、Ｘ線吸収量が少ない領域と、このＸ線吸収量が少ない領域に対して同じ材料で厚く形成されたＸ線吸収量が多い領域とを有した試料についても、同様に本発明のＸ線検査装置及びＸ線検査方法でＸ線検査することが可能である。
【符号の説明】
【0057】
１，２１，３１…Ｘ線検査装置、２…Ｘ線源、３…Ｘ線検出部、４，２４…フィルタ、２６…試料移動機構、２４…ローラ部材、Ｐ０…Ｘ線吸収量が少ない領域（未塗工部）、Ｐ１…Ｘ線吸収量が多い領域（塗工部）、Ｓ…試料、Ｘ１…Ｘ線
【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】