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WO2018186296A1 - 品質検査方法 - Google Patents

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WO2018186296A1
WO2018186296A1 PCT/JP2018/013661 JP2018013661W WO2018186296A1 WO 2018186296 A1 WO2018186296 A1 WO 2018186296A1 JP 2018013661 W JP2018013661 W JP 2018013661W WO 2018186296 A1 WO2018186296 A1 WO 2018186296A1
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WO
WIPO (PCT)
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inspection object
ray
image
inspection
grating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/013661
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓介 溝口
北村　光晴
後藤　賢治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2019511201A priority Critical patent/JP6908106B2/ja
Priority to EP18781114.6A priority patent/EP3608659B1/en
Priority to CN201880021838.5A priority patent/CN110462390B/zh
Priority to US16/500,120 priority patent/US11162908B2/en
Publication of WO2018186296A1 publication Critical patent/WO2018186296A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
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    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/645—Specific applications or type of materials quality control

Definitions

  • the present invention relates to a quality inspection method.
  • a nondestructive inspection method for inspecting presence / absence and state of a defect, property and state of an inspection object, or an internal structure without disassembling or destroying a three-dimensional inspection object.
  • the inspection object is irradiated with X-rays
  • the obtained transmitted X-ray distribution is converted into a digital value to obtain digital image data
  • the digital image data is image-processed to be inspected.
  • a non-destructive inspection method using an X-ray imaging system for inspecting the inside of an object non-destructively is also known.
  • Japanese Patent No. 2971432 obtains a transmission image of a fiber reinforced plastic structure by transmitting the X-ray through a fiber reinforced plastic structure using X-rays, and inspects the orientation state of the reinforced fiber based on the transmission image. Valuation methods are disclosed.
  • This invention is made
  • the quality inspection method is: An X-ray source for irradiating X-rays, a plurality of gratings in which a plurality of slits are arranged in a direction orthogonal to the X-ray irradiation axis direction, a subject table on which an inspection object is placed, an X-ray detector, Are arranged side by side in the irradiation axis direction, and X-rays are detected from the X-rays irradiated from the X-ray source and transmitted through the inspection object placed on the plurality of gratings and the subject table.
  • a quality inspection method using an X-ray Talbot imaging system that generates a reconstructed image of the inspection object based on a moire image obtained by reading with a device
  • the inspection object is a three-dimensional layered object that has a three-dimensional shape by laminating a plurality of constituent materials.
  • the X-ray Talbot imaging system places the inspection object on the object table so that at least the stacking direction of the layers constituting the inspection object is parallel to the arrangement direction of the plurality of slits of the plurality of gratings.
  • the reconstructed image is generated in a placed state, and the state inside the inspection object is inspected based on the reconstructed image.
  • the invention according to claim 2 is the quality inspection method according to claim 1, X-rays with an average energy of 15 to 50 keV exposed to the inspection object are irradiated from the X-ray source.
  • the invention according to claim 3 is the quality inspection method according to claim 1 or 2
  • the X-ray Talbot radiographing system has a direction orthogonal to the X-ray irradiation direction of at least one of the plurality of gratings when the inspection object is placed on the subject table and when the inspection object is not placed.
  • the X-ray detector repeats the process of reading the image signal in accordance with the X-rays irradiated by the X-ray source.
  • a plurality of moire images are acquired, a reconstructed image of the inspection object is created based on the plurality of moire images with the inspection object and the plurality of moire images without the inspection object, and the inspection object Correction of artifacts due to differences in imaging conditions when a moire image with the inspection object is captured and a moire image without the inspection object is captured with respect to the reconstructed image And performing.
  • the invention according to claim 4 is the quality inspection method according to any one of claims 1 to 3,
  • the inspection object is formed of a composite resin containing a fiber material as the constituent material, X-ray imaging is performed a plurality of times while rotating the inspection object around the X-ray irradiation axis so that the direction of the inspection object changes with respect to the arrangement direction of the slits.
  • the internal state of a three-dimensional layered object can be inspected easily and quickly without destroying the three-dimensional layered object.
  • the quality inspection method uses the X-ray Talbot imaging system 1 (see FIG. 1) that can perform X-ray Talbot imaging to decompose or destroy the three-dimensional inspection target H that is a subject.
  • This is a non-destructive inspection method for inspecting the internal state without any problems.
  • an X-ray Talbot imaging system using a Talbot-Lau interferometer equipped with a source grating (also referred to as a multi-grating, multi-slit, G0 grating, etc.) 12 as an X-ray Talbot imaging system. 1 is adopted.
  • an X-ray Talbot imaging system using a Talbot interferometer having only the first grating (also referred to as G1 grating) 14 and the second grating (also referred to as G2 grating) 15 without the source grating 12 is employed. You can also.
  • the X-ray Talbot imaging system 1 includes an X-ray source that irradiates X-rays, a plurality of gratings in which a plurality of slits are arranged in a direction orthogonal to the irradiation axis direction of the X-rays irradiated from the X-ray source, and an inspection target
  • An object table on which the object H is placed and an X-ray detector are arranged side by side in the X-ray irradiation axis direction, irradiated from the X-ray source, and placed on a plurality of grids and the object table.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall image of an X-ray Talbot imaging system 1 according to the present embodiment.
  • the X-ray Talbot imaging system 1 according to the present embodiment includes an X-ray generator 11, a source grid 12, a subject table 13, a first grid 14, a second grid 15, An X-ray detector 16, a support column 17, a base 18 and a controller 19 are provided.
  • a moire image of the three-dimensional inspection object H placed on the subject table 13 is imaged by a method based on the principle of the fringe scanning method, or the moire image is Fourier transformed. It is possible to reconstruct at least three types of images by performing analysis using a method. That is, an absorption image obtained by imaging an average component of moire fringes in a moire image (same as a normal X-ray absorption image), a differential phase image obtained by imaging phase information of moire fringes, and visibility of moire fringes ) Are three types of small-angle scattered images (these images are referred to as “reconstructed images”). It should be noted that more types of images can be generated by recombining these three types of reconstructed images.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the Talbot interferometer.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the lattice in the present embodiment. The configuration shown in FIG. 3 is common to a plurality of gratings in this embodiment (that is, a source grating, a first grating, and a second grating described later).
  • FIG. 2 the case of the Talbot interferometer is shown, but the case of the Talbot-Lau interferometer is basically explained in the same manner.
  • the z direction in FIG. 2 corresponds to the vertical direction in the X-ray Talbot imaging system 1 in FIG. 1
  • the x and y directions in FIG. 2 are the horizontal directions in the X-ray Talbot imaging system 1 in FIG.
  • the first grating 14 and the second grating 15 are orthogonal to the z direction that is the X-ray irradiation direction.
  • a plurality of slits S extending in the direction are formed to be arranged in the x direction at a predetermined period d.
  • X-rays emitted from the X-ray source 2 (in the case of a Talbot-Lau interferometer, many X-rays emitted from the X-ray source 2 are emitted from the source grating 12 (not shown in FIG. 2).
  • the transmitted X-rays form an image at a constant interval in the z direction.
  • This image is called a self-image (also referred to as a lattice image), and a phenomenon in which self-images are formed at a certain interval in the z direction is called a Talbot effect.
  • the Talbot effect means that when coherent light passes through the first grating 14 provided with the slits S at a constant period d as shown in FIG. A phenomenon that connects self-images at regular intervals.
  • the second grating 15 provided with the slits S is arranged in the same manner as the first grating 14 at the position where the self-image of the first grating 14 joins the image.
  • the arrangement direction of the slits S of the second grating 15 that is, the x-axis direction in FIG. 2 is arranged so as to be substantially parallel to the arrangement direction of the slits S of the first grating 14, the second grating 15.
  • the moire image Mo is obtained above.
  • the moire image Mo is illustrated separately from the second grid 15. Yes.
  • the moire image Mo is formed on the second grating 15 and on the downstream side thereof. Then, the moire image Mo is photographed by the X-ray detector 16 arranged immediately below the second grating 15.
  • the self-image of the first grating 14 joins the image.
  • a second grid 15 is arranged.
  • the moire image Mo see FIG. 2
  • the X-ray detector 16 is the second grating 15. It is arranged immediately below.
  • the second cover unit 130 protects the X-ray detector 16 and the like by preventing people and objects from hitting or touching the first grating 14, the second grating 15, the X-ray detector 16 and the like. Is provided.
  • the X-ray detector 16 includes two-dimensional (matrix) arrangement of conversion elements that generate electric signals according to the irradiated X-rays, and images the electric signals generated by the conversion elements. It is configured to read as a signal.
  • the X-ray detector 16 captures the moire image Mo that is an X-ray image formed on the second grating 15 as an image signal for each conversion element.
  • the X-ray Talbot imaging system 1 captures a plurality of moire images Mo using a so-called fringe scanning method.
  • the fringe scanning method at least one of the plurality of gratings 12, 14, and 15 is placed on the subject table 13 with or without the X-ray.
  • the X-ray generator 11 moves in the direction orthogonal to the irradiation direction.
  • the X-ray detector 16 repeats the process of reading the image signal in accordance with the irradiated X-rays to obtain a plurality of moire images Mo, and the plurality of moire images Mo and the inspection imaged in a state where the inspection object H is present.
  • a reconstructed image of the inspection object H is created based on a plurality of moire images Mo photographed in the absence of the object H, and the moire with the inspection object H is created with respect to the reconstructed image of the inspection object H.
  • the relative positions of the first grating 14 and the second grating 15 are orthogonal to the y-axis direction in FIGS. 1 to 3 (that is, the arrangement direction of the slits S (x-axis direction)).
  • a plurality of moire images Mo are photographed while shifting in the direction of moving the image.
  • image processing is performed on an image signal of a plurality of photographed moire images Mo in an image processing device (not shown), and based on the plurality of moire images Mo, an absorption image, a differential phase image, a small angle scattered image, and the like.
  • Etc. reconstructed image of the inspection object H
  • artifacts are corrected for this reconstructed image.
  • the first grating 14 in order to capture a plurality of moire images Mo by the fringe scanning method, the first grating 14 is moved by a predetermined amount in the y-axis direction, not shown.
  • a moving device or the like is provided.
  • the second grating 15 may be moved, or both the first grating 14 and the second grating 15 may be moved.
  • the X-ray Talbot imaging system 1 captures only one moire image Mo while fixing the relative positions of the first grating 14 and the second grating 15, and this moire image Mo is obtained by image processing in the image processing apparatus. It is also possible to reconstruct an absorption image, a differential phase image, a small-angle scattering image, etc. (reconstructed image of the inspection object H) by analyzing using a Fourier transform method or the like. . When this method is used, it is not always necessary to provide the above-described moving device or the like in the X-ray Talbot imaging system 1, and the present invention can also be applied to an X-ray Talbot imaging device in which such a moving device is not provided. It is.
  • the X-ray Talbot imaging system 1 in the present embodiment has a so-called vertical apparatus configuration in which the z-axis direction shown in FIG. 1 is the vertical direction, and includes an X-ray generator 11, a source grid 12, and a subject table 13.
  • the first grating 14, the second grating 15, and the X-ray detector 16 are arranged in this order in the z direction, which is the vertical direction.
  • the z direction becomes the X-ray irradiation direction from the X-ray generator 11.
  • the X-ray generator 11, the source grid 12, the subject table 13, the first grid 14, the second grid 15, and the X-ray detector 16 are supported by a support column 17.
  • a support column 17 In the present embodiment, in order to prevent the vibration of the X-ray generator 11 from propagating to other parts of the X-ray Talbot imaging system 1 such as the support column 17 (or to reduce the propagating vibration).
  • a buffer member 17a is provided between the X-ray generator 11 and the support column 17, and the X-ray generator 11 is supported by the support column 17 through the buffer member 17a.
  • the X-ray generator 11 includes, as the X-ray source 11a, for example, a cooling ridge X-ray source and a rotary anode X-ray source that are widely used in the medical field.
  • the X-ray source 11a is not limited to those exemplified here, and other X-ray sources may be used.
  • the X-ray generator 11 of the present embodiment radiates X-rays from a focal point in a cone beam shape. Thereby, it irradiates so that X-rays may spread so that it leaves
  • the source grid 12 is provided below the X-ray generator 11.
  • the source grid 12 is the X-ray generator 11. Is attached to a fixing member 12 a attached to a base portion 18 provided on the column 17.
  • the fixing member 12a is irradiated with a filtering filter (also referred to as an additional filter) 112 for changing the quality of X-rays transmitted through the source grating 12 in addition to the source grating 12.
  • a filtering filter also referred to as an additional filter
  • An irradiation field stop 113 for narrowing an X-ray irradiation field, an irradiation field lamp 114 for irradiating a subject with visible light instead of X-rays before the X-ray irradiation, and the like are attached. Yes.
  • the source grid 12, the filtration filter 112, and the irradiation field stop 113 are not necessarily provided in this order.
  • a first cover unit 120 is disposed around the radiation source grid 12 and the like to protect them.
  • the controller 19 (see FIG. 1) is a computer in which a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output interface, and the like (not shown) are connected to the bus. It consists of The controller 19 can be configured as a dedicated control device instead of a general-purpose computer as in the present embodiment.
  • the controller 19 includes an input unit 191 including an operation unit, a display unit 192, and the like.
  • the controller 19 is appropriately provided with various means and devices such as an output means constituted by a printer, a storage means, a communication means, and the like.
  • the controller 19 performs general control related to the X-ray Talbot imaging system 1. That is, for example, the controller 19 is connected to the X-ray generator 11 and can set a tube voltage, a tube current, an irradiation time, and the like in the X-ray source 11a. In the present embodiment, the controller 19 controls the X-ray generator 11 so that the X-ray source 11a emits X-rays whose average energy irradiated to the inspection object H is 15 to 50 keV. ing.
  • this embodiment which is a three-dimensional layered object by exposing the X-ray of the comparatively low energy to which the average energy exposed to the test object H is 15 keV or more and less than 50 keV to the test object H
  • a sufficient contrast can be obtained between the gap portion such as the internal bubbles Fa (see FIG. 6B) and the gap Fd (see FIGS. 9B and 9C) and the other portions, and the inside of the inspection object H. It is possible to visualize the presence of extremely minute abnormal parts such as the minute bubbles Fa and the gaps Fd.
  • the display unit 192 of the controller 19 is configured by a monitor such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube), for example, and is input from an input unit 191 such as an operation unit in accordance with an instruction of a display signal input from the CPU. Displays input instructions and data. Further, in the present embodiment, as described above, a reconstructed image (an absorption image, a differential phase image, a small angle scattered image, etc.) of the inspection object H is generated based on the moire image Mo, and is displayed. The means 192 can display a reconstructed image.
  • a reconstructed image an absorption image, a differential phase image, a small angle scattered image, etc.
  • the controller 19 controls the above moving device. Processing for adjusting a predetermined amount for moving the first grating 14 (or the second grating 15 or both), adjusting timing of movement of the grating and irradiation of X-rays from the X-ray generator 11, etc. Configured to do.
  • the controller 19 can be configured to relay transmission / reception of signals and data between the X-ray detector 16 and an external image processing apparatus (not shown).
  • controller for controlling the X-ray generator 11 a generator dedicated to the X-ray generator 11 is used, and a controller 19 for controlling a moving device for moving the lattice is referred to as a generator of the X-ray generator 11. It is also possible to configure as a separate device, and the configuration of the controller 19 can be determined as appropriate.
  • the storage means and ROM described above are used to set the tube voltage, tube current, irradiation time, etc. of the X-ray source 11a of the X-ray generator 11, and to move the lattice and irradiate X-rays from the X-ray generator 11. And various data necessary for adjusting the timing and the like, and processing programs necessary for performing various processes are stored.
  • FIG. 4A is a perspective view showing an appearance of the inspection object H in the present embodiment
  • FIG. 4B is an explanatory view showing a relationship between the stacking direction of the inspection object H and the slit arrangement direction of the lattice.
  • the inspection object H of the present embodiment is a three-dimensional layered object that has a three-dimensional shape by stacking a plurality of constituent materials ⁇ . 4A and 4B, the stacking direction of the inspection object H is Xh. Note that the inspection object H shown in FIGS. 4A and 4B has been simplified for easy understanding of the structure, and the actual structure and shape of the inspection object H may be more complicated. is assumed.
  • the inspection object H is photographed in a state where it is parallel to (arranged direction Xs in FIG. 4B), and a reconstructed image is generated based on the reconstructed image.
  • the state inside the inspection object H is inspected. Specifically, as shown in FIG. 4B, the inspection object H is placed on the subject table 13 so that the arrangement direction Xs of the plurality of slits S and the stacking direction Xh are parallel to each other.
  • the stacking direction Xs of the inspection object H and the slit arrangement direction Xh of the gratings 12, 14, 15 are aligned in parallel.
  • the internal state of the inspection object H can be visualized with high definition.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a three-dimensional layered object forming apparatus.
  • the three-dimensional layered object forming apparatus 4 includes, for example, a first opening 41, a modeling part 42 where the three-dimensional layered object is modeled, and an opening end of the first opening 41.
  • a second opening 43 having an opening edge that is substantially flush with the edge, a constituent material supply section 44 that is a space in which the constituent material ⁇ is stored, and a support base 40 that supports each section.
  • a modeling stage 46 supported by a stage support unit 45 is disposed in the modeling unit 42, and the modeling stage 46 is configured to be precisely movable in the vertical direction by the stage support unit 45.
  • a lifting lift 47 having a supply piston that moves up and down in the constituent material supply unit 44 is provided at the bottom of the constituent material supply unit 44, and the constituent material ⁇ stored in the constituent material supply unit 44 is appropriately stored. It can be pushed upward.
  • a horizontal movement (in the direction of the arrow in the figure) is performed by a moving mechanism (not shown) from the position P1 through the second opening 43 of the constituent material supply unit 44 and the first opening 41 of the modeling unit 42 to the position P2.
  • a powder recoater 48 configured to be movable is provided. The powder recoater 48 lays the constituent material ⁇ appropriately supplied from the constituent material supply unit 44 on the modeling stage 46 to form the thin layer 5 on the modeling stage 46.
  • a laser beam irradiation unit 50 is provided that forms a shaped article layer 5A formed by fusion bonding of the material ⁇ .
  • the laser light irradiation unit 50 includes a laser light source 51 and a galvanometer mirror 52.
  • the laser light irradiation unit 50 may further include a lens for adjusting the focal length of the laser light L to the surface of the thin layer 5.
  • the laser light L emitted from the laser light source 51 and reflected by the galvanometer mirror 52 passes through the laser light window 53 and is irradiated onto the thin layer 5.
  • the laser light source 51 may be a light source that emits laser light L having a desired wavelength within an energy density E range of 45 to 150 J / mm 2 , for example.
  • the laser light source 49 for example, a carbon dioxide gas laser, a YAG laser, an excimer laser, a He—Cd laser, a semiconductor excitation solid laser, a fiber laser, or the like can be applied.
  • the galvano mirror 52 may be configured by an X mirror that reflects the laser light L emitted from the laser light source 51 and scans the laser light L in the X direction and a Y mirror that scans in the Y direction.
  • the laser beam window 53 may be made of a material that transmits the laser beam L.
  • the modeling object layer 5 ⁇ / b> A is sequentially formed by forming the thin layer 5 with the powder recoater 48 or the like, adjusting the temperature with the temperature adjusting unit 49, and irradiating the laser beam L with the laser light irradiation unit 50.
  • the model object layer 5A is formed, the film descends appropriately while being supported by the stage support part 45.
  • the three-dimensional layered three-dimensional object 3DM is formed on the modeling stage 46 by stacking the three-dimensional object layer 5A.
  • the structure of the apparatus which forms the three-dimensional layered object which is the test object H is not limited to what was illustrated here.
  • various apparatuses that form a modeled object by stacking a plurality of layers of the constituent material ⁇ can be used.
  • Example 1 of inspection object H (when inspection object H is an optical modeling object)>
  • trimethylolpropane triacrylate as an active energy ray-curable compound
  • diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide as a photopolymerization initiator were mixed.
  • the resin composition used as the constituent material (alpha) was obtained by devolatilizing methyl ethyl ketone with an evaporator.
  • the resin composition which is constituent material (alpha) is thrown into the constituent material supply part 44 which the formation apparatus 4 of a three-dimensional laminated modeling thing has, and resin which is constituent material (alpha) on the modeling stage 46 in the modeling part (modeling tank) 42 A thin layer 5 of the composition was formed. Furthermore, by repeating the irradiation of the laser beam L (for example, a semiconductor laser beam with an output of 100 mW and a wavelength of 355 nm) from the laser beam irradiation unit 50 to the thin layer 5 and the lowering of the modeling stage 46, the length (hereinafter referred to as the modeling tank) is repeated.
  • the laser beam L for example, a semiconductor laser beam with an output of 100 mW and a wavelength of 355 nm
  • Depth direction The length of the height method of the three-dimensional structure is also simply referred to as “length.”
  • Example 2 of inspection object H (when inspection object H is a modeled object by powder sintering additive manufacturing method)> PA12 (manufactured by Daicel-Evonik Co., Ltd., Daiamide L1600) is prepared as a resin material, and measurement is performed with a laser diffraction particle size distribution measuring device (manufactured by SYMPATEC, HELOS) equipped with a wet disperser.
  • the resin fine particles were pulverized by a mechanical pulverization method until the average particle diameter reached 50 ⁇ m, to obtain the constituent material ⁇ .
  • the powder material which is the constituent material ⁇ was spread on the modeling stage 46 of the three-dimensional layered object forming apparatus 4 by the powder bed fusion bonding method to form the thin layer 5 having a thickness of 0.1 mm.
  • Laser light L is applied to the thin layer 5 from a 50 W fiber laser (manufactured by SPI Lasers) equipped with a YAG wavelength galvanometer scanner, which is a laser light irradiation unit 50, in a range of 15 mm long by 20 mm wide under the following conditions. Irradiation was performed, and a three-dimensional layered object as the inspection object H was formed by laminating 10 layers.
  • Laser wavelength 1.07 ⁇ m Beam diameter: 170 ⁇ m on the surface of the thin layer Scanning interval: 0.2 mm Laser: 20W output Scanning speed: 5000 mm / sec Standby temperature: The softening temperature of the core resin was set to -25 ° C.
  • Example 3 of the inspection object H (when the inspection object H is a shaped object by the hot melt lamination method)> A PA12 resin (Daicel Evonik Co., Ltd., Daiamide L1600) was put into a small kneader manufactured by Xplore Instruments, kneaded at 180 ° C. and 100 rpm, and the melt was wound up by a winder to obtain a diameter of 1.75 mm. A filament as a constituent material ⁇ was produced. Then, by repeating the formation and lamination of the thin layer 5 while melting the ⁇ 1.75 mm filament produced using the Zortrax M200 at a melting temperature of 180 ° C., the three-dimensional layered object that is the inspection object H is long. A dumbbell specimen having a thickness of 150 mm was formed.
  • the three-dimensional layered object to be inspected H in the present embodiment is not limited to the one having the resin as a constituent material ⁇ as described above, and the three-dimensional layered object model using a metal material as shown below as the constituent material ⁇ . It may be a thing.
  • a cubic three-dimensional layered object (inspection object H) of 10 mm ⁇ 10 mm ⁇ 10 mm is formed under an argon gas atmosphere by using the three-dimensional layered object forming apparatus 4 by the following method will be exemplified.
  • metal powder iron, iron alloy, nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, etc.
  • the lifting lift 47 was raised, and the metal powder (component material ⁇ ) was pushed upward.
  • the metal powder (the constituent material ⁇ ) was spread horizontally on the modeling stage 46 under the condition of a thickness of 0.2 mm, and the thin layer 5 was formed. .
  • the laser beam irradiation unit 50 includes a fiber laser (wavelength: 1.07 ⁇ m, 100% output: 300 W, energy density: 120 J / mm 2 ) as a laser light source 51, and a 3D galvano scan head (ARGES) as a galvanometer mirror 52.
  • a fiber laser wavelength: 1.07 ⁇ m, 100% output: 300 W, energy density: 120 J / mm 2
  • ARGES 3D galvano scan head
  • the output of the laser light source 51 was performed at 100 W, and then as the second irradiation process, the output condition was changed to 300 W. Furthermore, on the formed first structure layer 5A, the second thin layer 5 having a thickness of 0.2 mm is laminated and sintered by laser irradiation 50 times in total in the same manner as described above. A three-dimensional layered object (inspection object H) having a thickness of 10 mm was formed.
  • a three-dimensional layered object (inspection object H) formed by laminating a plurality of thin layers 5 of the constituent material ⁇ can be widely applied.
  • the quality inspection method for the three-dimensional layered object in the present embodiment will be described.
  • the inspection object H formed by the above-described method is placed on the subject table 13 of the X-ray Talbot imaging system 1. To do.
  • the stacking direction Xh of the layers constituting the inspection object H and a plurality of slits of a plurality of gratings in this embodiment, the source grating 12, the first grating 14, and the second grating 15.
  • the inspection object H is placed on the subject table 13 so that the arrangement direction Xs of S is parallel.
  • the X-ray generator 11 is controlled by the controller 19 so that X-rays with an average energy of 15 to 50 keV irradiated to the inspection object H are irradiated from the X-ray source 11a.
  • the controller 19 controls the controller 19 so that X-rays with an average energy of 15 to 50 keV irradiated to the inspection object H are irradiated from the X-ray source 11a.
  • the X-ray generator 11 (the X-ray generator A plurality of moire images are acquired by repeating the process in which the X-ray detector 16 reads the image signal in accordance with the X-rays irradiated by the X-ray source 11a). Then, a reconstructed image of the inspection object H is created based on the plurality of moire images photographed in the presence of the inspection object H and the plurality of moire images photographed in the absence of the inspection object H. For the reconstructed image of the object H, an artifact caused by a difference in photographing conditions between when a moire image with the inspection object H is photographed and when a moire image without the inspection object H is photographed is corrected.
  • the reconstructed image of the inspection object H obtained based on the moire image Mo includes an absorption image, a differential phase image, a small angle scattered image, and the like.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an example of an absorption image as a reconstructed image of the inspection object H (here, the inspection object H (optical modeling object) of Example 1 described above) obtained based on the moire image Mo.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating an example of a differential phase image as a reconstructed image of the inspection object H (the inspection object H (stereoscopic object) of Example 1 same as FIG. 6A) obtained based on the moire image Mo. is there.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an example of an absorption image as a reconstructed image of the inspection object H (here, the inspection object H (optical modeling object) of Example 1 described above) obtained based on the moire image Mo.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating an example of a differential phase image as a
  • FIG. 7A is a figure which shows an example of the absorption image of the test target object formed by the injection molding method
  • FIG. 7B is the test target object (the test target of Example 2) formed by the powder sintering additive manufacturing method.
  • FIG. 7C is a diagram showing an example of an absorption image of an inspection object (inspection object H of Example 3) formed by a hot melt additive manufacturing method.
  • the inspection object H in the absorption image, when the inspection object H is not a three-dimensional layered object, but is injection molded, or a three-dimensional layered object.
  • the image is blurred as a whole, and abnormalities such as voids in the inspection object H cannot be read from the image.
  • the unevenness or the like of the inspection object H in the differential phase image, the unevenness or the like of the inspection object H can be sharply expressed. For example, an abnormality such as mixing of bubbles Fa in the inspection object H can be obtained. In some cases, the abnormal part can be read from the image. For this reason, in the present embodiment, among the reconstructed images of the inspection object H obtained based on the moire image Mo, in particular, the internal state of the three-dimensional layered object that is the inspection object H using the differential phase image. Perform quality inspection.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a differential phase image of an inspection object formed by an injection molding method
  • FIG. 8B is an inspection object formed by a powder sintering additive manufacturing method (inspection object of Example 2).
  • FIG. 8C is a diagram showing an example of a differential phase image in the case where the stacking direction of H) is orthogonal to the slit arrangement direction of the gratings 12, 14, and 15, and
  • FIG. 8C is an inspection object formed by the hot melt additive manufacturing method. It is a figure which shows an example of a differential phase image in case the lamination direction of (inspection object H of Example 3) is orthogonal to the slit arrangement direction of the grating
  • the inspection object formed by the powder sintering additive manufacturing method (the inspection object H of Example 2) or the inspection object formed by the hot melt additive manufacturing method.
  • the differential phase image is different from the absorption image in the inspection object H.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of a differential phase image of an inspection object formed by an injection molding method
  • FIG. 9B is an inspection object formed by a powder sintering additive manufacturing method (inspection object of Example 2).
  • FIG. 9C is a diagram illustrating an example of a differential phase image in a case where the stacking direction of H) and the slit arrangement direction of the gratings 12, 14, and 15 are parallel
  • FIG. 9C is an inspection object formed by a hot melt additive manufacturing method. It is a figure which shows an example of a differential phase image in case the lamination direction of (the inspection object H of Example 3) and the slit arrangement direction of the grating
  • an inspection object inspection object H in Example 2
  • an inspection object formed by a powder sintering additive manufacturing method or an inspection object formed by a hot melt additive manufacturing method.
  • the stacking direction of the inspection object H and the grids 12, 14, When photographing is performed so that the 15 slit arrangement directions are parallel to each other, the state inside the inspection object H is sharply expressed in the differential phase image.
  • the abnormal portion can be read from the image with high accuracy.
  • X-ray Talbot imaging is performed as in the present embodiment, and in the imaging, the stacking direction of the layers constituting the inspection object H and the arrangement direction of the plurality of slits S of the plurality of gratings 12, 14, 15 are performed.
  • the inspection object H By arranging the inspection object H so that they are parallel to each other, the contrast between the void portion of the inspection object H such as the bubble Fa and the gap Fd and other portions becomes clear.
  • an abnormal part can be identified from a picked-up image, and quality inspection can be performed easily and quickly without destroying the three-dimensional layered object that is the inspection object H. It becomes.
  • the three-dimensional layered object (inspection object H) can be inspected in a non-destructive manner, the product itself can be inspected as a whole without taking time and effort. Compared to a case where only a simple inspection is performed, quality control for a product that is a three-dimensional layered object (inspection object H) can be performed at a high level.
  • the X-ray source 11a irradiates X-rays whose average energy is 15 to 50 keV.
  • the internal bubbles Fa see FIG. 6B
  • the gap Fd see FIG. 9B and FIG. 9B
  • the other portions can be sufficiently contrasted, and the presence of extremely minute abnormal portions such as minute bubbles Fa and gaps Fd inside the inspection object H can be visualized. It becomes possible.
  • At least one of the plurality of gratings 12, 14, 15 is X-rayed between the case where the inspection object H is placed on the subject table 13 and the case where it is not placed.
  • X-ray generator 11 X-ray source 11a of X-ray generator 11
  • every time the slit S of any one of the gratings 12, 14, 15 moves at regular intervals.
  • a plurality of moire images are acquired by repeating the process in which the X-ray detector 16 reads the image signal in accordance with the X-rays irradiated by the above.
  • a reconstructed image of the inspection object H is created based on the plurality of moire images photographed in the presence of the inspection object H and the plurality of moire images photographed in the absence of the inspection object H.
  • an artifact caused by a difference in photographing conditions between when a moire image with the inspection object H is photographed and when a moire image without the inspection object H is photographed is corrected. Thereby, noise on the image can be removed, and a higher-quality reconstructed image can be obtained. For this reason, it becomes possible to clearly visualize the presence of extremely minute abnormal portions such as the minute bubbles Fa and the gaps Fd inside the inspection object H.
  • FIG. 10A is a plan view of the gratings 12, 14, and 15 as viewed from the X-ray irradiation direction.
  • 10B to 10F are plan views of the inspection object placed on the subject table 13 as seen from the X-ray irradiation direction, and FIG. 10B shows the direction of the inspection object H (the stacking direction Xh of the inspection object H).
  • 10C is an angle of 0 degrees with respect to the arrangement direction Xs of the slits S of the gratings 12, 14, 15 (that is, the stacking direction Xh of the inspection object H is parallel to the arrangement direction Xs of the slits S).
  • FIG. 10D shows the direction of the inspection object H in the arrangement direction Xs of the slits S of the gratings 12, 14, 15.
  • FIG. 10E shows that the direction of the inspection object H is 60 degrees with respect to the arrangement direction Xs of the slits S of the gratings 12, 14, 15 in FIG.
  • the fiber material Hf included in the inspection object H that is a three-dimensional layered object is oriented in a direction orthogonal to the stacking direction Xh of the three-dimensional layered object. Illustrated.
  • the three-dimensional layered object that is the inspection object H is formed by using, for example, a composite resin such as a fiber reinforced plastic including a fiber material such as glass fiber or carbon fiber as a reinforcing material as a constituent material ⁇ .
  • the quality inspection method according to the present embodiment is a three-dimensional inspection object H formed by using a composite resin containing a fiber material as a constituent material ⁇ based on a reconstructed image of the inspection object H obtained based on the moire image Mo. The orientation state of the fibers inside the layered object is quantified.
  • Example 4 of inspection object H (when inspection object H is a modeled object using a composite resin containing a fiber material)> First, an example of the inspection object H in the present embodiment will be described below while showing the formation process.
  • 1 kg of PA12 resin manufactured by Daicel-Evonik, Daiamide L1600
  • 25 L of ethanol 25 L
  • 10.1 g of nanocellulose 1% by mass in the resin composition
  • the resin composition was cooled to obtain a particulate resin composition (hereinafter also simply referred to as “particles”) having an average particle diameter of 50 ⁇ m as a constituent material ⁇ .
  • a particulate resin composition (constituent material ⁇ ) obtained as described above, by performing the powder sintering additive manufacturing method (see Example 2 of the inspection object H in the first embodiment), An inspection object H (three-dimensional layered object) using a composite resin containing the fiber material Hf was obtained.
  • imaging by the X-ray Talbot imaging system 1 is performed around the X-ray irradiation axis so that the direction of the inspection object H changes with respect to the arrangement direction Xs of the slits S of the gratings 12, 14, 15. This is performed a plurality of times while rotating the inspection object H (three-dimensional layered object). It is possible to appropriately set how many times the imaging is performed while changing the direction of the inspection object H with respect to the arrangement direction Xs of the slits S of the gratings 12, 14, and 15.
  • the angle is 0 degree (see FIG. 10B).
  • the position (angle 90 degrees) in which the stacking direction Xh of the inspection object H is orthogonal to the slit arrangement direction Xs of the gratings 12, 14, and 15, and the direction of the inspection object H is the slit S of the gratings 12, 14, and 15 A case where imaging is performed by rotating the inspection object H so as to change with respect to the arrangement direction Xs is shown.
  • the gratings 12, 14, and 15 are fixed to the apparatus, and the arrangement direction Xs (lattice angle) of the slits S of the gratings 12, 14, and 15 is previously grasped on the apparatus side. For this reason, by rotating the inspection object H around the X-ray irradiation axis and changing the angle by a predetermined amount, the direction of the inspection object H and the arrangement direction Xs of the slits S of the lattices 12, 14, 15 are relative to each other. Can be changed. Note that the direction of the inspection object H and the arrangement direction Xs of the slits S of the grids 12, 14, 15 need only be relatively changed. For example, when the grids 12, 14, 15 themselves can be rotated.
  • the direction of the inspection object H may be fixed.
  • a subject stage 13 of the X-ray Talbot imaging system 1 is provided with a rotation stage (not shown) that can rotate the inspection object H around the X-ray irradiation axis by a predetermined amount. Is preferred.
  • an X-ray Talbot imaging system 1 is used to inspect the inspection object H formed by the above-described method, as in the first embodiment. Placed on the subject table 13. At this time, first, as shown in FIGS. 10A and 10B, the stacking direction Xh of the layers constituting the inspection object H and a plurality of gratings (in this embodiment, the source grating 12, the first grating 14, and the second grating 15).
  • the inspection object H is placed on the subject table 13 so that the arrangement direction Xs of the plurality of slits S in parallel is parallel to the X direction. Then, the X-ray generator 11 is controlled by the controller 19 so that X-rays with an average energy of 15 to 50 keV irradiated to the inspection object H are irradiated from the X-ray source 11a.
  • the inspection object H placed on the subject table 13 is rotated by a predetermined amount around the X-ray irradiation axis, and imaging is similarly performed. Repeat this shooting multiple times.
  • FIG. 10B to FIG. 10F a state with an angle of 0 degrees (a diagram) where the stacking direction Xh of the inspection object H and the slit arrangement direction Xs of the gratings 12, 14, 15 are parallel. 10B), the inspection object H is rotated clockwise, a position at an angle of 30 degrees (see FIG. 10C), a position at an angle of 45 degrees (see FIG. 10D), and a position at an angle of 60 degrees (see FIG. 10).
  • a position at an angle of 90 degrees that is, a position where the stacking direction Xh of the inspection object H is orthogonal to the slit arrangement direction Xs of the gratings 12, 14, 15; see FIG. 10F).
  • a reconstructed image (especially a small-angle scattered image in the present embodiment) is generated from the moire image Mo acquired by photographing.
  • FIG. 11 is a table showing the correspondence between the direction (angle) of the inspection object H and the small-angle scattered signal value at each angle.
  • the small angle scattered signal value means an average value of the small angle scattered signal values of the entire screen or an image range of an arbitrary area.
  • “0 degree (vertical)” means that the stacking direction Xh of the inspection object H and the slit arrangement direction Xs of the gratings 12, 14, 15 are parallel to each other at a position of 0 degree.
  • the fiber orientation is perpendicular to the slit arrangement direction Xs.
  • 90 degrees (parallel) means that the fiber orientation is at a position at an angle of 90 degrees in which the stacking direction Xh of the inspection object H is orthogonal to the slit arrangement direction Xs of the gratings 12, 14, 15. It shows that it is parallel to the slit arrangement direction Xs.
  • the small-angle scattered signal value has a plurality of fiber orientations inside the three-dimensional layered object that is the inspection object H.
  • the time when orthogonal to the arrangement direction Xs of the plurality of slits S of the grating (in the present embodiment, the source grating 12, the first grating 14, and the second grating 15) is the smallest 0.15, and the fiber orientation is plural.
  • the value increases as it approaches a state parallel to the arrangement direction Xs of the plurality of slits S of the grating (in this embodiment, the source grating 12, the first grating 14, and the second grating 15).
  • the small-angle scattered signal The value is 0.42, the largest value. Therefore, the inspection object H is rotated by a predetermined amount around the X-ray irradiation axis, and a plurality of slits S of a plurality of gratings (in this embodiment, the source grating 12, the first grating 14, and the second grating 15).
  • numerical values indicate the fiber orientation inside the three-dimensional layered object that is the inspection object H Can be
  • the following effects can be obtained in addition to the same effects as those of the first embodiment. That is, in this embodiment, when the inspection object H is a three-dimensional layered object formed using a composite resin containing a fiber material as a constituent material ⁇ , the direction of the inspection object H is a slit of the grids 12, 14, 15. Imaging is performed a plurality of times while rotating the inspection object H around the X-ray irradiation axis so as to change with respect to the arrangement direction Xs of S.
  • the fiber orientation is parallel to the arrangement direction Xs of the slits S, the value of the small angle scattering signal value is the largest. There is a correlation that increases. For this reason, imaging is performed while changing the direction (angle) of the inspection object H, and the small-angle scattered signal value in each direction (angle) is obtained, whereby the fiber orientation is the arrangement direction of the slits S of the gratings 12, 14, 15. It is possible to know what state is in relation to Xs.
  • the case where imaging is performed while changing the direction (angle) of the inspection object H in five steps is illustrated, but the number of steps in which shooting is performed is not particularly limited. .
  • shooting may be performed at more angular positions, or shooting may be performed at smaller angular positions.
  • the shooting angle positions are not limited to 0 degrees, 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, and 90 degrees shown in this embodiment.
  • continuous imaging was performed while linearly changing the direction (angle) of the inspection object H, and the arrangement direction Xs of the slits S and the fiber orientation coincided when the smallest angle scattered signal value became the highest. You may judge.
  • the direction of the fiber can be grasped with higher accuracy by performing more photographing while finely changing the direction (angle) of the inspection object H.
  • data on the correlation between the orientation of the fiber and the small angle scattering signal value is obtained in advance,
  • the direction (angle) of the inspection object H at which the small-angle scattered signal value reaches a peak that is, the arrangement direction Xs of the slits S and the fiber orientation coincide
  • the quality inspection method according to the present invention has industrial applicability for quality inspection in which the internal state of a three-dimensional layered object is inspected without destroying the three-dimensional layered object.

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Abstract

立体積層造形物の内部状態を、簡易迅速に立体積層造形物を破壊することなく検査することのできる品質検査方法を提供する。　このため、Ｘ線源１１ａから照射され、Ｘ線の照射軸方向と直交する方向に複数のスリットＳが配列された複数の格子及び被写体台１３に載置された検査対象物Ｈを透過したＸ線をＸ線検出器にて読み取ることで得られたモアレ画像に基づき、検査対象物の再構成画像を生成するＸ線タルボ撮影システム１を用いた品質検査方法であり、検査対象物Ｈは、構成材料を複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物であり、Ｘ線タルボ撮影システム１によって、少なくとも検査対象物Ｈを構成する層の積層方向と複数の格子の複数のスリットＳの配列方向とが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置した状態で再構成画像を生成し、当該再構成画像に基づいて検査対象物Ｈの内部の状態の検査を行う。

Description

品質検査方法
　本発明は、品質検査方法に関する。
　従来、立体的な形状の検査対象物を分解あるいは破壊することなく、欠陥の有無とその状態、検査対象物の性質とその状態、または内部構造等を検査する非破壊検査の手法が知られている。
　そのような手法の一つとして、検査対象物にＸ線を照射し、得られた透過Ｘ線分布をデジタル値に変換してデジタル画像データを求め、そのデジタル画像データを画像処理して検査対象物の内部を非破壊で検査する、Ｘ線撮影システムを用いた非破壊検査の手法も知られている。
　例えば第２９７１４３２号にはＸ線を用いた繊維強化プラスチック構造体にＸ線を透過して繊維強化プラスチック構造体の透過画像を取得し、この透過画像に基づいて強化繊維の配向状態を検査する検査価方法が開示されている。
　特に、立体的な形状の検査対象物の中でも構成材料を複数層積層することで立体形状とする立体積層造形物においては、積層時に微細な気泡が入り込んだり、積層の層間に間隙が発生したりするおそれがあり、造形物の品質を保つためには内部構造等を十分に検査する必要性が高い。
特許第２９７１４３２号公報
　しかしながら、立体積層造形物を形成する際に生じる微小な気泡の混入や積層された構成材料の層間に生じる間隙等の異常は極めて微細なものであるため、特許文献１等に記載されている従来の非破壊検査の手法では確認することが難しかった。
　このため、立体積層造形物の品質検査は、検査対象物を破壊して行う破壊検査しか方法がなく、破壊検査の場合、大面積の品質検査をすることができないことから、検査にかなりの手間と時間を要してしまう。
　また、破壊検査では、製品そのものの検査ではなく部分的な検査しか行うことができないことから、立体積層造形物について十分な品質管理を行うことができないとの問題があった。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、立体積層造形物の内部状態を、簡易迅速に立体積層造形物を破壊することなく検査することのできる品質検査方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、請求項１に記載の品質検査方法は、
　Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線の照射軸方向と直交する方向に複数のスリットが配列された複数の格子と、検査対象物を載置する被写体台と、Ｘ線検出器と、が前記照射軸方向に並んで配設されており、前記Ｘ線源より照射され、前記複数の格子及び前記被写体台に載置された前記検査対象物を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器にて読み取ることにより得られたモアレ画像に基づいて、前記検査対象物の再構成画像を生成するＸ線タルボ撮影システムを用いた品質検査方法であって、
　前記検査対象物は、構成材料を複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物であり、
　前記Ｘ線タルボ撮影システムによって、少なくとも前記検査対象物を構成する層の積層方向と前記複数の格子の前記複数のスリットの配列方向とが平行となるように前記検査対象物を前記被写体台に載置した状態で前記再構成画像を生成し、当該再構成画像に基づいて前記検査対象物の内部の状態の検査を行うことを特徴とする。
　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の品質検査方法において、
　前記検査対象物に曝射される平均エネルギーが、１５～５０ｋｅＶとなるＸ線を前記Ｘ線源より照射させることを特徴とする。
　請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の品質検査方法において、
　前記Ｘ線タルボ撮影システムは、前記被写体台に前記検査対象物を載置した場合と載置しない場合とにおいて、前記複数の格子のうち少なくとも１つの格子を前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの前記格子の前記スリットが一定周期間隔で移動する毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像を取得し、前記検査対象物有りの複数のモアレ画像及び前記検査対象物無しの複数のモアレ画像に基づいて、前記検査対象物の再構成画像を作成し、前記検査対象物の再構成画像に対して、前記検査対象物有りのモアレ画像を撮影したときと前記検査対象物無しのモアレ画像を撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行うことを特徴とする。
　請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の品質検査方法において、
　前記検査対象物は、繊維材料を含む複合樹脂を前記構成材料として形成されたものであり、
　前記検査対象物の向きが前記スリットの配列方向に対して変化するように前記Ｘ線の照射軸周りに前記検査対象物を回転させながら複数回のＸ線撮影を行うことを特徴とする。
　本発明によれば、立体積層造形物の内部状態を、簡易迅速に立体積層造形物を破壊することなく検査することができる。
Ｘ線タルボ撮影システムの全体像を表す概略図である。 タルボ干渉計の原理を説明する図である。 線源格子や第１格子、第２格子の概略平面図である。 検査対象物の外観を示す斜視図である。 検査対象物の積層方向と格子のスリット配列方向との関係を示す説明図である。 検査対象物を生成する装置の全体構成を示す概略図である。 検査対象物の吸収画像の一例を示す図である。 検査対象物の微分位相画像の一例を示す図である。 射出成型法で形成された検査対象物の吸収画像の一例を示す図である。 粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物の吸収画像の一例を示す図である。 熱溶解積層造形法で形成された検査対象物の吸収画像の一例を示す図である。 射出成型法で形成された検査対象物の微分位相画像の一例を示す図である。 粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物の積層方向が格子のスリット配列方向と直交している場合の微分位相画像の一例を示す図である。 熱溶解積層造形法で形成された検査対象物の積層方向が格子のスリット配列方向と直交している場合の微分位相画像の一例を示す図である。 射出成型法で形成された検査対象物の微分位相画像の一例を示す図である。 粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物の積層方向と格子のスリット配列方向とが平行である場合の微分位相画像の一例を示す図である。 熱溶解積層造形法で形成された検査対象物の積層方向と格子のスリット配列方向とが平行である場合の微分位相画像の一例を示す図である。 格子をＸ線照射方向から見た平面図である。 被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。 被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。 被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。 被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。 被写体台に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図である。 検査対象物の向きと小角散乱信号値との対応関係を示す表である。
［第１の実施形態］
　以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
　ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。
　本実施形態において品質検査方法は、Ｘ線タルボ撮影を行うことのできるＸ線タルボ撮影システム１（図１参照）を用いて、被写体である立体的な形状の検査対象物Ｈを分解あるいは破壊することなくその内部状態を検査する非破壊検査方法である。
　後述するように、本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影システムとして、線源格子（マルチ格子やマルチスリット、Ｇ０格子等ともいう。）１２を備えるタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線タルボ撮影システム１が採用されている。なお、線源格子１２を備えず、第１格子（Ｇ１格子ともいう。）１４と第２格子（Ｇ２格子ともいう。）１５のみを備えるタルボ干渉計を用いたＸ線タルボ撮影システムを採用することもできる。
　［Ｘ線タルボ撮影システムについて］
　Ｘ線タルボ撮影システム１は、Ｘ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源から照射されるＸ線の照射軸方向と直交する方向に複数のスリットが配列された複数の格子と、検査対象物Ｈを載置する被写体台と、Ｘ線検出器と、がＸ線の照射軸方向に並んで配設されており、Ｘ線源より照射され、複数の格子及び被写体台に載置された検査対象物Ｈを透過したＸ線をＸ線検出器にて読み取ることにより得られたモアレ画像に基づいて、検査対象物Ｈの再構成画像を生成するものである。
　図１は、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１の全体像を表す概略図である。
　図１に示すように、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１は、Ｘ線発生装置１１と、線源格子１２と、被写体台１３と、第１格子１４と、第２格子１５と、Ｘ線検出器１６と、支柱１７と、基台部１８と、コントローラー１９等を備えている。
　このようなＸ線タルボ撮影システム１によれば、被写体台１３に載置された立体形状の検査対象物Ｈのモアレ画像を縞走査法の原理に基づく方法で撮影したり、モアレ画像をフーリエ変換法を用いて解析したりすることで、少なくとも３種類の画像を再構成することができる。すなわち、モアレ画像におけるモアレ縞の平均成分を画像化した吸収画像（通常のＸ線の吸収画像と同じ）と、モアレ縞の位相情報を画像化した微分位相画像と、モアレ縞のVisibility（鮮明度）を画像化した小角散乱画像の３種類の画像（これらの画像を「再構成画像」という）である。なお、これらの３種類の再構成画像を再合成する等してさらに多くの種類の画像を生成することもできる。
　＜タルボ撮影の原理＞
　ここで、まず、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計に共通する原理について、図２等を用いて説明する。
　図２は、タルボ干渉計の原理を説明する図である。また、図３は、本実施形態における格子の概略平面図である。なお、図３に示す構成は、本実施形態における複数の格子（すなわち、後述する線源格子や第１格子、第２格子）に共通のものである。
　なお、図２では、タルボ干渉計の場合が示されているが、タルボ・ロー干渉計の場合も基本的に同様に説明される。
　また、図２におけるｚ方向が図１のＸ線タルボ撮影システム１における鉛直方向に対応し、図２におけるｘ、ｙ方向が図１のＸ線タルボ撮影システム１における水平方向（前後、左右方向）に対応する。
　また、図３に示すように、第１格子１４や第２格子１５（タルボ・ロー干渉計の場合は線源格子１２も同様）には、Ｘ線の照射方向であるｚ方向と直交するｙ方向に延在する複数のスリットＳが、所定の周期ｄでｘ方向に配列されて形成されている。
　図２に示すように、Ｘ線源２から照射されたＸ線（タルボ・ロー干渉計の場合はＸ線源２から照射されたＸ線が線源格子１２（図２では図示省略）で多光源化されたＸ線）が第１格子１４を透過すると、透過したＸ線がｚ方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像（格子像等ともいう。）といい、このように自己像がｚ方向に一定の間隔をおいて形成される現象をタルボ効果という。
　すなわち、タルボ効果とは、図３に示すように一定の周期ｄでスリットＳが設けられた第１格子１４を可干渉性（コヒーレント）の光が透過すると、上記のように光の進行方向に一定の間隔でその自己像を結ぶ現象をいう。
　そして、図２に示すように、第１格子１４の自己像が像を結ぶ位置に、第１格子１４と同様にスリットＳが設けられた第２格子１５を配置する。その際、第２格子１５のスリットＳの配列方向（すなわち図２ではｘ軸方向）が、第１格子１４のスリットＳの配列方向に対して略平行になるように配置すると、第２格子１５上でモアレ画像Ｍｏが得られる。
　なお、図２では、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５上に記載するとモアレ縞とスリットＳとが混在する状態になって分かりにくくなるため、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５から離して記載している。しかし、実際には第２格子１５上およびその下流側でモアレ画像Ｍｏが形成される。そして、このモアレ画像Ｍｏが、第２格子１５の直下に配置されるＸ線検出器１６により撮影される。
　また、図２に示すように、Ｘ線源２と第１格子１４との間に（すなわち図１の被写体台１３上に）被写体Ｈが存在すると、被写体ＨによってＸ線の位相がずれるため、モアレ画像Ｍｏのモアレ縞が被写体の辺縁を境界に乱れる。一方、図示を省略するが、Ｘ線源２と第１格子１４との間に被写体Ｈが存在しなければ、乱れの無いモアレ縞のみのモアレ画像Ｍｏが現れる。以上がタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計の原理である。
　この原理に基づいて、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１においても、例えば図１に示すように、第２のカバーユニット１３０内で、第１格子１４の自己像が像を結ぶ位置に第２格子１５が配置されるようになっている。また、前述したように、第２格子１５とＸ線検出器１６との距離が離れるとモアレ画像Ｍｏ（図２参照）がぼやけるため、本実施形態では、Ｘ線検出器１６は第２格子１５の直下に配置されるようになっている。
　なお、第２のカバーユニット１３０は、人や物が第１格子１４や第２格子１５、Ｘ線検出器１６等にぶつかったり触れたりしないようにして、Ｘ線検出器１６等を防護するために設けられている。
　図示を省略するが、Ｘ線検出器１６は、照射されたＸ線に応じて電気信号を生成する変換素子が二次元状（マトリクス状）に配置され、変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取るように構成されている。そして、本実施形態では、Ｘ線検出器１６は、第２格子１５上に形成されるＸ線の像である上記のモアレ画像Ｍｏを変換素子ごとの画像信号として撮影する。
　本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影システム１は、いわゆる縞走査法を用いてモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するようになっている。
　縞走査法とは、被写体台１３に検査対象物Ｈを載置した場合と載置しない場合とにおいて、複数の格子１２，１４，１５のうち少なくとも１つの格子１２，１４，１５をＸ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの格子１２，１４，１５のスリットＳが一定周期間隔で移動する毎に、Ｘ線発生装置１１（Ｘ線発生装置１１のＸ線源１１ａ）により照射されたＸ線に応じてＸ線検出器１６が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像Ｍｏを取得し、検査対象物Ｈがある状態で撮影された複数のモアレ画像Ｍｏ及び検査対象物Ｈがない状態で撮影された複数のモアレ画像Ｍｏに基づいて、検査対象物Ｈの再構成画像を作成し、検査対象物Ｈの再構成画像に対して、検査対象物Ｈ有りのモアレ画像Ｍｏを撮影したときと検査対象物Ｈ無しのモアレ画像Ｍｏを撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行うＸ線タルボ撮影における撮影手法である。
　本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１では、第１格子１４と第２格子１５との相対位置を図１～図３におけるｙ軸方向（すなわちスリットＳの配列方向（ｘ軸方向）に直交する方向）にずらしながらモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影する。
　そして、撮影された複数枚分のモアレ画像Ｍｏの画像信号につき、図示しない画像処理装置において画像処理を行い、複数枚のモアレ画像Ｍｏに基づいて、吸収画像や、微分位相画像や、小角散乱画像等（検査対象物Ｈの再構成画像）を再構成するとともに、この再構成画像についてアーチファクトの補正を行うようになっている。
　このように、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１では、縞走査法によりモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するために、第１格子１４をｙ軸方向に所定量ずつ移動させるための図示しない移動装置等が設けられている。なお、第１格子１４を移動させる代わりに第２格子１５を移動させたり、或いは第１格子１４と第２格子１５とを両方とも移動させたりするように構成することも可能である。
　また、Ｘ線タルボ撮影システム１で、第１格子１４と第２格子１５との相対位置を固定したままモアレ画像Ｍｏを１枚だけ撮影し、画像処理装置における画像処理で、このモアレ画像Ｍｏをフーリエ変換法等を用いて解析する等することにより、吸収画像や、微分位相画像や、小角散乱画像等（検査対象物Ｈの再構成画像）を再構成するように構成することも可能である。
　この方法を用いる場合には、Ｘ線タルボ撮影システム１に必ずしも上記の移動装置等を設ける必要はなく、本発明は、このような移動装置が設けられていないＸ線タルボ撮影装置にも適用可能である。
　＜Ｘ線タルボ撮影システムの装置構成＞
　次に、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影システム１における各部の具体的な構成について説明する。
　本実施形態におけるＸ線タルボ撮影システム１は、図１に示すｚ軸方向が鉛直方向である、いわゆる縦型の装置構成となっており、Ｘ線発生装置１１、線源格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６が、この順序に鉛直方向であるｚ方向に配置されている。これにより、本実施形態では、ｚ方向が、Ｘ線発生装置１１からのＸ線の照射方向となる。
　Ｘ線発生装置１１、線源格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６は、支柱１７によって支持されている。
　なお、本実施形態では、Ｘ線発生装置１１の振動が支柱１７等のＸ線タルボ撮影システム１の他の部分に伝播しないようにするために（或いは伝播する振動をより小さくするために）、Ｘ線発生装置１１と支柱１７との間には緩衝部材１７ａが設けられており、Ｘ線発生装置１１は、この緩衝部材１７ａを介して支柱１７に支持されている。
　Ｘ線発生装置１１は、Ｘ線源１１ａとして、例えば医療現場で広く一般に用いられているクーリッジＸ線源や回転陽極Ｘ線源等を備えている。なお、Ｘ線源１１ａはここに例示したものに限定されず、それ以外のＸ線源を用いることも可能である。
　本実施形態のＸ線発生装置１１は、焦点からＸ線をコーンビーム状に照射するようになっている。これにより、Ｘ線発生装置１１から離れるほどＸ線が広がるように照射される。
　また、本実施形態では、Ｘ線発生装置１１の下方に線源格子１２が設けられている。
　なお、Ｘ線源１１ａの陽極の回転等により生じるＸ線発生装置１１の振動が線源格子１２に伝わらないようにするために、本実施形態では、線源格子１２は、Ｘ線発生装置１１には取り付けられず、支柱１７に設けられた基台部１８に取り付けられた固定部材１２ａに取り付けられている。
　本実施形態では、上記の固定部材１２ａには、線源格子１２のほか、線源格子１２を透過したＸ線の線質を変えるためのろ過フィルター（付加フィルターともいう。）１１２や、照射されるＸ線の照射野を絞るための照射野絞り１１３、Ｘ線を照射する前にＸ線の代わりに可視光を被写体に照射して位置合わせを行うための照射野ランプ１１４等が取り付けられている。
　なお、線源格子１２とろ過フィルター１１２と照射野絞り１１３とは、必ずしもこの順番に設けられる必要はない。また、本実施形態では、線源格子１２等の周囲には、それらを保護するための第１のカバーユニット１２０が配置されている。
　また、コントローラー１９（図１参照）は、本実施形態では、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターで構成されている。
　なお、コントローラー１９を、本実施形態のような汎用のコンピューターではなく、専用の制御装置として構成することも可能である。
　また、コントローラー１９は、操作部を含む入力手段１９１や表示手段１９２等を備えている。
　なお、コントローラー１９には、この他、プリンター等で構成される出力手段や、記憶手段、通信手段等の各種手段や装置が適宜設けられる。
　コントローラー１９は、Ｘ線タルボ撮影システム１に関する全般的な制御を行う。
　すなわち、例えば、コントローラー１９は、Ｘ線発生装置１１に接続されており、Ｘ線源１１ａに管電圧や管電流、照射時間等を設定することができるようになっている。
　本実施形態では、コントローラー１９は、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが、１５～５０ｋｅＶとなるＸ線をＸ線源１１ａより照射させるようにＸ線発生装置１１を制御するようになっている。
　このように、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが１５ｋｅＶ以上５０ｋｅＶより小さい、比較的低いエネルギーのＸ線を検査対象物Ｈに曝射することにより、立体積層造形物である本実施形態の検査対象物Ｈにおける内部の気泡Ｆａ（図６Ｂ参照）や間隙Ｆｄ（図９Ｂ及び図９Ｃ参照）等の空隙部分とそれ以外の部分とのコントラストが十分に得られ、検査対象物Ｈの内部の微小な気泡Ｆａや間隙Ｆｄ等の極めて微細な異常個所の存在をも可視化することが可能となる。
　コントローラー１９の表示手段１９２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニターにより構成されており、ＣＰＵから入力される表示信号の指示に従って、操作部等の入力手段１９１から入力された入力指示やデータ等を表示する。
　また、本実施形態では、前述のように、モアレ画像Ｍｏに基づいて検査対象物Ｈの再構成画像（吸収画像や微分位相画像、小角散乱画像等）が生成されるようになっており、表示手段１９２は、再構成画像を表示可能となっている。
　また、Ｘ線タルボ撮影システム１が、本実施形態のように縞走査法によりモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するように構成されている場合には、コントローラー１９が、上記の移動装置を制御して、第１格子１４（或いは第２格子１５或いはその両方）を移動させる所定量を調整したり、格子の移動とＸ線発生装置１１からのＸ線の照射とのタイミングを調整する等の処理を行うように構成される。
　また、例えば、コントローラー１９が、Ｘ線検出器１６と外部の図示しない画像処理装置等との信号やデータの送受信を中継するように構成することも可能である。
　なお、Ｘ線発生装置１１を制御するコントローラーとして、Ｘ線発生装置１１専用のジェネレーターを用い、格子を移動させる移動装置を制御する等するためのコントローラー１９を、Ｘ線発生装置１１のジェネレーターとは別体の装置として構成することも可能であり、コントローラー１９の構成は適宜決めることができる。
　また、上述の記憶手段やＲＯＭには、Ｘ線発生装置１１のＸ線源１１ａの管電圧や管電流、照射時間等の設定や、格子の移動とＸ線発生装置１１からのＸ線の照射とのタイミングの調整等を行うために必要な各種データや、各種処理を行うために必要な処理プログラム等が記憶されている。
　［立体積層造形物について］
　図４Ａは、本実施形態における検査対象物Ｈの外観を示す斜視図であり、図４Ｂは、検査対象物Ｈの積層方向と格子のスリット配列方向との関係を示す説明図である。
　図４Ａに示すように、本実施形態の検査対象物Ｈは、構成材料αを複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、検査対象物Ｈの積層方向をＸｈとする。
　なお、図４Ａ及び図４Ｂに示す検査対象物Ｈは、その構造をわかりやすく説明するために簡略化されたものであり、実際の検査対象物Ｈの構造・形状は、より複雑であることが想定される。
　本実施形態では、少なくとも検査対象物Ｈを構成する層の積層方向Ｘｈと複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向（図４Ｂにおいて配列方向Ｘｓとする）とが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置した状態で撮影を行い、再構成画像を生成して、当該再構成画像に基づいて検査対象物Ｈの内部の状態の検査を行う。
　具体的には、図４Ｂに示すように、複数のスリットＳの配列方向Ｘｓと積層方向Ｘｈとが平行となるように向きを合わせて検査対象物Ｈを被写体台１３に載置し、この状態で撮影を行う。
　このように、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｓと格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｈとを平行に揃えることにより、再構成画像（後述するように、本実施形態では微分位相画像）において、検査対象物Ｈ内部状態を高精細に可視化することができる。
　ここで、本実施形態のＸ線タルボ撮影システム１による品質検査の対象となる検査対象物Ｈの例をその形成工程を示しながら説明する。
　まず、検査対象物Ｈである立体積層造形物を形成する装置について簡単に説明する。
　図５は、立体積層造形物の形成装置の一構成例を示す概略図である。
　図５で示すように、立体積層造形物の形成装置４は、例えば、第１の開口４１を有し、立体積層造形物の造形が行われる造形部４２と、第１の開口４１の開口端縁とほぼ面一となる開口端縁を有する第２の開口４３を有し、内部に構成材料αが貯留される空間である構成材料供給部４４と、各部を支持する支持基盤４０と、を備えている。
　造形部４２内には、ステージ支持部４５により支持された造形ステージ４６が配置されており、造形ステージ４６はステージ支持部４５により鉛直方向に精密に移動可能に構成されている。
　構成材料供給部４４内の底部には、構成材料供給部４４内において昇降する供給ピストンを備える昇降用リフト４７が設けられており、構成材料供給部４４内に貯留されている構成材料αを適宜上方に押し上げ可能に構成されている。
　装置内には、ポジションＰ１から構成材料供給部４４の第２の開口４３及び造形部４２の第１の開口４１を通過してポジションＰ２まで図示しない移動機構によって水平方向（図中矢印方向）に移動可能に構成された粉末リコーター４８が設けられている。
　粉末リコーター４８は、構成材料供給部４４内から適宜供給される構成材料αを造形ステージ４６上に平らに敷き詰めて、造形ステージ４６上に薄層５を形成する。
　また、装置内には、造形ステージ４６上に形成される薄層５の表面又は装置内を加熱又は冷却する温度調整部４９、薄層５にレーザー光Ｌを照射して、薄層５の構成材料αが溶融結合してなる造形物層５Ａを形成するレーザー光照射部５０が設けられている。
　レーザー光照射部５０は、レーザー光源５１及びガルバノミラー５２を具備している。なお、レーザー光照射部５０は、さらに、レーザー光Ｌの焦点距離を薄層５の表面にあわせるためのレンズ等を備えていてもよい。本実施形態では、レーザー光源５１から照射されガルバノミラー５２によって反射されたレーザー光Ｌがレーザー光窓５３を透過して薄層５に照射される。
　レーザー光源５１は、所望の波長のレーザー光Ｌを、例えば、エネルギー密度Ｅとして４５～１５０Ｊ／ｍｍ２の範囲内で出射する光源であればよい。レーザー光源４９１としては、例えば、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、Ｈｅ－Ｃｄレーザー、半導体励起固体レーザー、ファイバーレーザー等を適用することができる。
　また、ガルバノミラー５２は、レーザー光源５１から出射されたレーザー光Ｌを反射して、レーザー光ＬをＸ方向に走査するＸミラー及びＹ方向に走査するＹミラーから構成されてもよい。レーザー光窓５３は、レーザー光Ｌを透過させる材料からなるものであればよい。
　造形ステージ４６には、粉末リコーター４８等による薄層５の形成、温度調整部４９による温度の調整及びレーザー光照射部５０によるレーザー光Ｌの照射によって順次造形物層５Ａが形成され、造形ステージ４６はステージ支持部４５に支持されながら造形物層５Ａの形成に伴って適宜下降していく。そして、この造形物層５Ａが積層されることにより、造形ステージ４６上に立体積層造形物３ＤＭが造形される。
　なお、検査対象物Ｈである立体積層造形物を形成する装置の構成はここに例示したものに限定されない。検査対象物Ｈを形成する装置としては、構成材料αの層を複数積層して造形物を形成する各種の装置を用いることができる。
　以下、立体積層造形物の形成装置４により形成される検査対象物Ｈとしての立体積層造形物について具体的に例示する。
　＜検査対象物Ｈの例１（検査対象物Ｈが光造形物である場合）＞
　まず、活性エネルギー線硬化性の化合物としてトリメチロールプロパントリアクリレートと光重合開始剤としてジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシドとを混合した。そして、この混合液をホモジナイザーで分散させた後、エバポレーターでメチルエチルケトンを脱揮させることにより、構成材料αとなる樹脂組成物を得た。
　そして、立体積層造形物の形成装置４が有する構成材料供給部４４に構成材料αである樹脂組成物を投入し、造形部（造形槽）４２内の造形ステージ４６上に構成材料αである樹脂組成物の薄層５を形成した。
　さらに、レーザー光照射部５０から薄層５へのレーザー光Ｌ（例えば、出力１００ｍＷ、波長３５５ｎｍの半導体レーザー光）の照射及び造形ステージ４６の降下を繰り返すことにより、長さ（以下、造形槽の深さ方向：立体造形物の高さ方法の長さを、単に「長さ」とも表記する。）３２０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍの立体積層造形物（検査対象物Ｈ）を形成した。
　＜検査対象物Ｈの例２（検査対象物Ｈが粉末焼結積層造形法よる造形物である場合）＞
　樹脂の材料として、ＰＡ１２（ダイセル・エボニック株式会社製、ダイアミドＬ１６００）を用意し、湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置（シンパティック（ＳＹＭＰＡＴＥＣ）社製、ヘロス（ＨＥＬＯＳ））で測定した平均粒子径が５０μｍの値になるまで、機械的粉砕法で樹脂微粒子を粉砕して構成材料αを得た。
　上記構成材料αである粉末材料を粉末床溶融結合法による立体積層造形物の形成装置４の造形ステージ４６上に敷き詰めて、厚さ０．１ｍｍの薄層５を形成した。そして、この薄層５に、以下の条件で、レーザー光照射部５０であるＹＡＧ波長用ガルバノメータスキャナを搭載した５０Ｗファイバレーザ（ＳＰＩ　Ｌａｓｅｒｓ社製）から縦１５ｍｍ×横２０ｍｍの範囲にレーザー光Ｌを照射して、これを１０層積層することで検査対象物Ｈとしての立体積層造形物を形成した。
　レーザーの波長　：１．０７μｍ
　ビーム径　　　　：薄層表面で１７０μｍ
　走査間隔　　　　：０．２ｍｍ
　レーザー　　　　：出力２０Ｗ
　走査速度　　　　：５０００ｍｍ／ｓｅｃ
　待機温度　　　　：コア樹脂の軟化温度－25℃に設定した。
　＜検査対象物Ｈの例３（検査対象物Ｈが熱溶解積層法よる造形物である場合）＞
　Xplore Instruments社製小型混練機にＰＡ１２樹脂（ダイセル・エボニック株式会社製、ダイアミドＬ１６００）を投入し、１８０℃、１００ｒｐｍで混練し、溶融物を巻き取り装置にて巻き取ることで、φ１．７５ｍｍの構成材料αとしてのフィラメントを作製した。
　そして、Zortrax M200を用いて溶融温度１８０℃にて作製したφ１．７５ｍｍのフィラメントを溶融しながら薄層５の形成と積層とを繰り返すことにより、検査対象物Ｈである立体積層造形物として、長さ１５０ｍｍのダンベル試験片を形成した。
　＜検査対象物Ｈの例４（検査対象物Ｈが金属材料を用いた立体積層造形物である場合）＞
　本実施形態において検査対象物Ｈとなる立体積層造形物は、上記のような樹脂を構成材料αとするものに限定されず、以下に示すような金属材料を構成材料αとして用いた立体積層造形物であってもよい。
　ここでは、下記の手法により立体積層造形物の形成装置４を用いて、アルゴンガス雰囲気下で１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの立方体の立体積層造形物（検査対象物Ｈ）を形成する場合について例示する。
　構成材料供給部４４である金属粉末供給部に構成材料αである金属粉末（鉄、鉄合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金等）を充填し、昇降用リフト４７を上昇させ、当該金属粉末（構成材料α）を上方に押し出した。次いで、粉末リコーター４８を用いて、厚さ規制を行いながら、造形ステージ４６の上に、厚さ０．２ｍｍとなる条件で金属粉末（構成材料α）を水平に敷き詰め、薄層５を形成した。
　レーザー光照射部５０は、レーザー光源５１としてのファイバーレーザー（波長：１．０７μｍ、１００％出力時：３００Ｗ、エネルギー密度：１２０Ｊ／ｍｍ２））、ガルバノミラー５２としての３Ｄガルバノスキャンヘッド（ＡＲＧＥＳ社製）、単焦点レンズ（ｆ１００）により構成し、金属粉末（構成材料α）の薄層５の表面での焦点スポットが３０μｍとなる条件で、走査速度を２０００ｍｍ／ｓｅｃ、走査ピッチを４０μｍとし、レーザー光照射を２段階に分けて、１０ｍｍ×１０ｍｍの面積に照射して焼結処理を行い、造形物層５Ａを形成した。第１の照射工程は、レーザー光源５１の出力を１００Ｗで行い、次いで、第２の照射工程として、出力条件を３００Ｗに変更して行った。
　さらに、形成した第１の構造物層５Ａ上に、上記と同様の方法で、厚さ０．２ｍｍの第２の薄層５を積層及びレーザー照射による焼結処理を計５０回繰り返して行い、厚さ１０ｍｍの立体積層造形物（検査対象物Ｈ）を形成した。
　なお、ここに示したのは立体積層造形物（検査対象物Ｈ）の一例であり、本実施形態の品質検査方法を適用可能な立体積層造形物（検査対象物Ｈ）はここに例示したものに限定されない。構成材料αの薄層５を複数積層して形成される立体積層造形物（検査対象物Ｈ）であれば広く適用が可能である。
　［立体積層造形物の品質検査方法］
　次に、本実施形態における立体積層造形物の品質検査方法について説明する。
　本実施形態における品質検査方法により立体積層造形物の品質検査を行う場合には、まず、上記のような手法で形成された検査対象物ＨをＸ線タルボ撮影システム１の被写体台１３に載置する。
　このとき、図４Ｂに示すように、検査対象物Ｈを構成する層の積層方向Ｘｈと複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓとが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置する。
　そして、コントローラー１９により、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが、１５～５０ｋｅＶとなるＸ線をＸ線源１１ａより照射させるようにＸ線発生装置１１を制御し、撮影を行う。
　なお、本実施形態では、前述のように、被写体台１３に検査対象物Ｈを載置した場合と載置しない場合とにおいて、複数の格子１２，１４，１５のうち少なくとも１つの格子１２，１４，１５をＸ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの格子１２，１４，１５のスリットＳが一定周期間隔で移動する毎に、Ｘ線発生装置１１（Ｘ線発生装置１１のＸ線源１１ａ）により照射されたＸ線に応じてＸ線検出器１６が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像を取得する。そして、検査対象物Ｈがある状態で撮影された複数のモアレ画像及び検査対象物Ｈがない状態で撮影された複数のモアレ画像に基づいて、検査対象物Ｈの再構成画像を作成し、検査対象物Ｈの再構成画像に対して、検査対象物Ｈ有りのモアレ画像を撮影したときと検査対象物Ｈ無しのモアレ画像を撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行う。
　モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈの再構成画像としては、前述のように、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像等がある。
　図６Ａは、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈ（ここでは、前述の例１の検査対象物Ｈ（光造形物））の再構成画像としての吸収画像の一例を示す図であり、図６Ｂは、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈ（図６Ａと同じ例１の検査対象物Ｈ（光造形物））の再構成画像としての微分位相画像の一例を示す図である。
　また、図７Ａは、射出成型法で形成された検査対象物の吸収画像の一例を示す図であり、図７Ｂは、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）の吸収画像の一例を示す図であり、図７Ｃは、熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）の吸収画像の一例を示す図である。
　図６Ａ及び図７Ａ～図７Ｃに示すように、吸収画像では、検査対象物Ｈが立体積層造形物ではなく射出成型されたものである場合、立体積層造形物である場合のいずれであっても、像が全体としてぼやけてしまい、画像から検査対象物Ｈ内部の空隙等の異常を読み取ることができない。
　これに対して、図６Ｂに示すように、微分位相画像では、検査対象物Ｈの凹凸等を鮮鋭に表現することができ、例えば、検査対象物Ｈの内部に気泡Ｆａの混入等の異常がある場合には、当該異常個所を画像から読み取ることができる。
　このため、本実施形態では、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈの再構成画像のうち、特に微分位相画像を用いて検査対象物Ｈである立体積層造形物の内部の状態についての品質検査を行う。
　図８Ａは、射出成型法で形成された検査対象物の微分位相画像の一例を示す図であり、図８Ｂは、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）の積層方向が格子１２，１４，１５のスリット配列方向と直交している場合の微分位相画像の一例を示す図であり、図８Ｃは、熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）の積層方向が格子１２，１４，１５のスリット配列方向と直交している場合の微分位相画像の一例を示す図である。
　図８Ａに示すように、射出成型法で形成された検査対象物の場合には、微分位相画像においても吸収画像とあまり見え方に変化はない。
　これに対して、図８Ｂ及び図８Ｃに示すように、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）や熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）のように、構成材料αの薄層を複数積層して形成される立体積層造形物の場合には、微分位相画像では吸収画像と異なり、検査対象物Ｈの内部の状態が多少表現されている。
　ただ、検査対象物Ｈの積層方向が格子１２，１４，１５のスリット配列方向と直交している場合には、画像が不鮮鋭であり、検査対象物Ｈの内部の空隙等を高精度に識別することはできない。
　図９Ａは、射出成型法で形成された検査対象物の微分位相画像の一例を示す図であり、図９Ｂは、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）の積層方向と格子１２，１４，１５のスリット配列方向とが平行である場合の微分位相画像の一例を示す図であり、図９Ｃは、熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）の積層方向と格子１２，１４，１５のスリット配列方向とが平行である場合の微分位相画像の一例を示す図である。
　図９Ａに示すように、射出成型法で形成された検査対象物の場合には、図８Ａと同様に、微分位相画像においても吸収画像とあまり見え方に変化はない。
　これに対して、図９Ｂ及び図９Ｃに示すように、粉末焼結積層造形法で形成された検査対象物（例２の検査対象物Ｈ）や熱溶解積層造形法で形成された検査対象物（例３の検査対象物Ｈ）のように、構成材料αの薄層を複数積層して形成される立体積層造形物の場合であって、検査対象物Ｈの積層方向と格子１２，１４，１５のスリット配列方向とが平行となるようにして撮影を行った場合には、微分位相画像において、検査対象物Ｈの内部の状態が鮮鋭に表現される。これにより、例えば、検査対象物Ｈの内部において、積層された構成材料αの薄層５間等に間隙Ｆｄ等が生じている場合には、当該異常個所を画像から高精度に読み取ることができる。
　［立体積層造形物の品質検査方法の効果］
　以上のように、本実施形態によれば、構成材料αを複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物が検査対象物Ｈである場合に、少なくとも検査対象物Ｈを構成する層の積層方向と複数の格子１２，１４，１５の複数のスリットＳの配列方向とが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置した状態でＸ線タルボ撮影システム１によって撮影を行い、再構成画像を生成する。そして、当該再構成画像に基づいて検査対象物Ｈの内部の状態の検査を行う。
　立体積層造形物を形成する際に生じる微小な気泡Ｆａの混入や積層された構成材料αの層間に生じる間隙Ｆｄ等の異常等は極めて微細なものであり、通常のＸ線撮影等を行っても、その撮影画像から異常個所を識別することは難しい。
　この点、本実施形態のようにＸ線タルボ撮影を行い、さらにその撮影の際、検査対象物Ｈを構成する層の積層方向と複数の格子１２，１４，１５の複数のスリットＳの配列方向とが平行となるように検査対象物Ｈを配置することによって、気泡Ｆａや間隙Ｆｄ等、検査対象物Ｈの空隙部分とその他の部分とのコントラストが明確となる。
　これにより、微細な異常個所であっても撮影画像から異常個所を識別することができ、検査対象物Ｈである立体積層造形物を破壊することなく、簡易かつ迅速に品質検査を行うことが可能となる。
　また、このように、立体積層造形物（検査対象物Ｈ）の検査を非破壊で行うことができるため、手間や時間を掛けずに、製品そのものを全体的に検査することができ、部分的な検査しか行わない場合と比較して、立体積層造形物（検査対象物Ｈ）である製品についての品質管理を高度なレベルで行うことができる。
　また、本実施形態では、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが、１５～５０ｋｅＶとなるＸ線をＸ線源１１ａより照射させる。
　このように比較的低いエネルギーのＸ線を検査対象物Ｈに曝射することにより、立体積層造形物である検査対象物Ｈにおける内部の気泡Ｆａ（図６Ｂ参照）や間隙Ｆｄ（図９Ｂ及び図９Ｃ参照）等の空隙部分とそれ以外の部分とのコントラストが十分に得られ、検査対象物Ｈの内部の微小な気泡Ｆａや間隙Ｆｄ等の極めて微細な異常個所の存在をも可視化することが可能となる。
　また、本実施形態では、被写体台１３に検査対象物Ｈを載置した場合と載置しない場合とにおいて、複数の格子１２，１４，１５のうち少なくとも１つの格子１２，１４，１５をＸ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの格子１２，１４，１５のスリットＳが一定周期間隔で移動する毎に、Ｘ線発生装置１１（Ｘ線発生装置１１のＸ線源１１ａ）により照射されたＸ線に応じてＸ線検出器１６が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像を取得する。そして、検査対象物Ｈがある状態で撮影された複数のモアレ画像及び検査対象物Ｈがない状態で撮影された複数のモアレ画像に基づいて、検査対象物Ｈの再構成画像を作成し、検査対象物Ｈの再構成画像に対して、検査対象物Ｈ有りのモアレ画像を撮影したときと検査対象物Ｈ無しのモアレ画像を撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行う。
　これにより画像に乗ったノイズを除去することができ、より質の高い再構成画像を得ることができる。
　このため、検査対象物Ｈの内部の微小な気泡Ｆａや間隙Ｆｄ等の極めて微細な異常個所の存在をも鮮明に可視化することが可能となる。
［第２の実施形態］
　次に、図１０Ａから図１０Ｆ及び図１１を参照しつつ、本発明に係る立体積層造形物の品質検査方法の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、立体積層造形物の構成及び品質検査の内容のみが第１の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第１の実施形態と異なる点について説明する。
　図１０Ａは、格子１２，１４，１５をＸ線照射方向から見た平面図である。図１０Ｂから図１０Ｆは、被写体台１３に載置された検査対象物をＸ線照射方向から見た平面図であり、図１０Ｂは検査対象物Ｈの向き（検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈ）が格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度０度（すなわち、検査対象物Ｈの積層方向ＸｈがスリットＳの配列方向Ｘｓと平行）の場合、図１０Ｃは検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度３０度の場合、図１０Ｄは検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度４５度の場合、図１０Ｅは検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度６０度の場合、図１０Ｆは検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して角度９０度（すなわち、検査対象物Ｈの積層方向ＸｈがスリットＳの配列方向Ｘｓに対して直交）の場合をそれぞれ示している。
　なお、図１０Ｂから図１０Ｆでは、立体積層造形物である検査対象物Ｈの内部に含まれている繊維材料Ｈｆが、立体積層造形物の積層方向Ｘｈに直交する向きで配向されている場合を例示している。
　本実施形態において、検査対象物Ｈである立体積層造形物は、例えばガラス繊維や炭素繊維等の繊維材料を強化材として含む繊維強化プラスチック等の複合樹脂を構成材料αとして形成されたものである。
　本実施形態における品質検査方法は、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈの再構成画像に基づいて、繊維材料を含む複合樹脂を構成材料αとして形成された検査対象物Ｈである立体積層造形物内部の繊維の配向状態を数値化するものである。
　なお、本実施形態においては、モアレ画像Ｍｏに基づいて得られる検査対象物Ｈの再構成画像のうち、特に小角散乱画像（小角散乱信号値）を用いて検査対象物Ｈである立体積層造形物内部の繊維の配向状態を数値化する場合を例示する。
　＜検査対象物Ｈの例４（検査対象物Ｈが繊維材料を含む複合樹脂を用いた造形物である場合）＞
　まず、本実施形態における検査対象物Ｈの一例をその形成工程を示しながら、以下説明する。
　本実施形態の検査対象物Ｈを形成する際には、まず、ＰＡ１２樹脂（ダイセル・エボニック社製、ダイアミドＬ１６００）１ｋｇと、エタノール２５Ｌと、ナノセルロース１０．１ｇ（樹脂組成物中に１質量％）とを、１００Ｌのオートクレーブ攪拌釜中で、１４５℃で１時間撹拌した。その後、１１７℃にオートクレーブ温度を冷却し６０分間、一定に保った。そして、樹脂組成物を冷却し、５０μｍの平均粒子直径を有する粒子状の樹脂組成物（以下、単に「粒子」とも称する）を構成材料αとして得た。
　上記のようにして得られた粒子状の樹脂組成物（構成材料α）を用いて、粉末焼結積層造形法（第１の実施形態における検査対象物Ｈの例２参照）を行うことにより、繊維材料Ｈｆを含む複合樹脂を用いた検査対象物Ｈ（立体積層造形物）を得た。
　本実施形態において、Ｘ線タルボ撮影システム１による撮影は、検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して変化するように、Ｘ線の照射軸周りに検査対象物Ｈ（立体積層造形物）を回転させながら複数回行われる。
　検査対象物Ｈの向きを格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対してどの程度ずつ変化させながら、何回撮影を行うかは、適宜設定可能である。
　本実施形態では、一例として、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈと格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓとが平行となる位置にあるときを角度０度とし（図１０Ｂ参照）、この状態から、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈが格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓと直交する位置（角度９０度）まで、検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して変化するように検査対象物Ｈを回転させて撮影を行う場合を示す。
　本実施形態において、格子１２，１４，１５は装置に固定されており、格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓ（格子角度）は予め装置側で把握されている。このため、検査対象物ＨをＸ線の照射軸周りに回転させて所定量ずつ角度を変えることにより、検査対象物Ｈの向きと格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓとを相対的に変化させることができる。
　なお、検査対象物Ｈの向きと格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓとは相対的に変化すればよく、例えば格子１２，１４，１５自体を回転させることのできる構成をとる場合には、検査対象物Ｈの向きを固定としてもよい。
　なお、本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影システム１の被写体台１３に、検査対象物ＨをＸ線の照射軸周りに所定量ずつ回転させることのできる図示しない回転ステージ等が設けられていることが好ましい。
　なお、その他の構成は、第１の実施形態と同様であることから、同一部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
　［立体積層造形物の品質検査方法］
　次に、本実施形態における立体積層造形物の品質検査方法について説明する。
　本実施形態における品質検査方法により立体積層造形物の品質検査を行う場合には、第１の実施形態と同様に、上記のような手法で形成された検査対象物ＨをＸ線タルボ撮影システム１の被写体台１３に載置する。
　このとき、まず、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、検査対象物Ｈを構成する層の積層方向Ｘｈと複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓとが平行となるように検査対象物Ｈを被写体台１３に載置する。
　そして、コントローラー１９により、検査対象物Ｈに曝射される平均エネルギーが、１５～５０ｋｅＶとなるＸ線をＸ線源１１ａより照射させるようにＸ線発生装置１１を制御し、撮影を行う。
　次に、被写体台１３の上に載置された検査対象物ＨをＸ線の照射軸周りに所定量回転させ、同様に撮影を行う。こうした撮影を複数回繰り返す。
　本実施形態では、図１０Ｂから図１０Ｆに示すように、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈと格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓとが平行となる位置にある角度０度の状態（図１０Ｂ参照）から、検査対象物Ｈを時計回りに回転させていき、角度３０度となる位置（図１０Ｃ参照）、角度４５度となる位置（図１０Ｄ参照）、角度６０度となる位置（図１０Ｅ参照）、角度９０度となる位置（すなわち、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈが格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓと直交する位置。図１０Ｆ参照）という５段階の角度の位置でそれぞれ撮影を行う。
　そして、撮影により取得されたモアレ画像Ｍｏから再構成画像（本実施形態では特に小角散乱画像）を生成する。
　図１１は、検査対象物Ｈの向き（角度）と各角度における小角散乱信号値との対応関係を示す表である。
　本実施形態において、小角散乱信号値は、画面全体あるいは任意の面積の画像範囲の小角散乱信号値の平均値を意味するものとする。
　なお、図１１において、「０度（垂直）」とあるのは、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈと格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓとが平行となる角度０度の位置において、繊維の配向はスリット配列方向Ｘｓに対して直交していることを示す。また、「９０度（平行）」とあるのは、検査対象物Ｈの積層方向Ｘｈが格子１２，１４，１５のスリット配列方向Ｘｓに対して直交する角度９０度の位置において、繊維の配向はスリット配列方向Ｘｓと平行となることを示す。
　図１１に示すように、繊維材料を含む検査対象物Ｈ（立体積層造形物）を撮影した場合、小角散乱信号値は、検査対象物Ｈである立体積層造形物内部の繊維の配向が複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して直交するときが０．１５と最も小さく、繊維の配向が複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓと平行となる状態に近づくほどその値が大きくなる。そして、繊維の配向が複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓと平行となっているときに、小角散乱信号値は０．４２と最も値が大きくなる。
　このため、検査対象物ＨをＸ線の照射軸周りに所定量ずつ回転させて、複数の格子（本実施形態では線源格子１２、第１格子１４、第２格子１５）の複数のスリットＳの配列方向Ｘｓに対する角度を変えながら複数回撮影し、各撮影において得られた小角散乱信号値を比較・分析することにより、検査対象物Ｈである立体積層造形物内部の繊維の配向状態を数値化することができる。
　以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得られる他、以下の効果を得ることができる。
　すなわち、本実施形態では、検査対象物Ｈが繊維材料を含む複合樹脂を構成材料αとして形成された立体積層造形物である場合に、検査対象物Ｈの向きが格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対して変化するようにＸ線の照射軸周りに検査対象物Ｈを回転させながら複数回の撮影を行う。
　これにより、格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対する繊維の配向状態の異なる複数の再構成画像（本実施形態では小角散乱画像）を得ることができ、得られた小角散乱信号値を比較・分析することにより、検査対象物Ｈである立体積層造形物を破壊することなく、その内部の繊維の配向状態を数値化することができる。
　すなわち、図１１に示すように、繊維の配向と小角散乱信号値との間には、繊維の配向がスリットＳの配列方向Ｘｓに対して直交するときに小角散乱信号値が最も小さく、繊維の配向がスリットＳの配列方向Ｘｓと平行となる状態に近づくほど小角散乱信号値が大きくなっていき、繊維の配向がスリットＳの配列方向Ｘｓと平行であるときに小角散乱信号値が最も値が大きくなるという相関関係が認められる。
　このため、検査対象物Ｈの向き（角度）を変えながら撮影を行い、各向き（角度）における小角散乱信号値を得ることで、繊維の配向が格子１２，１４，１５のスリットＳの配列方向Ｘｓに対してどのような状態となっているかを知ることができる。
　なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
　例えば、第２の実施形態では、検査対象物Ｈの向き（角度）を５段階に変化させながら撮影を行う場合を行う場合を例示したが、何段階の向きで撮影を行うかは特に限定されない。
　例えば、さらに多くの角度位置で撮影を行ってもよいし、これよりも少ない角度位置で撮影を行ってもよい。また、５段階の角度で撮影する場合にも、撮影する角度位置は本実施形態で示した０度、３０度、４５度、６０度、９０度に限定されない。
　また、検査対象物Ｈの向き（角度）をリニアに変化させながら連続的に撮影を行い、最も小角散乱信号値が高くなったところをもって、スリットＳの配列方向Ｘｓと繊維の配向とが一致したと判断してもよい。
　検査対象物Ｈの向き（角度）を細かく変化させながら多くの撮影を行った方が、繊維の配向状態をより高精度に把握することができる。
　なお、３段階等の少ない回数の撮影によって繊維の配向状態を数値化しようとする場合には、例えば繊維の配向と小角散乱信号値との相関関係についてのデータを予め取得しておき、これを参照することにより、小角散乱信号値がピークとなる（すなわちスリットＳの配列方向Ｘｓと繊維の配向とが一致する）検査対象物Ｈの向き（角度）を推定してもよい。
　本発明に係る品質検査方法は、立体積層造形物の内部状態を、立体積層造形物を破壊することなく検査する品質検査に対して産業上の利用可能性がある。
１　　　Ｘ線タルボ撮影システム
２　　　入力手段
３　　　表示手段
１１　　Ｘ線発生装置
１１ａ　Ｘ線源
１２　　線源格子
１３　　被写体台
１４　　第１格子
１５　　第２格子
１６　　Ｘ線検出器
Ｈ　　　検査対象物

Claims (4)

  1. 　Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線の照射軸方向と直交する方向に複数のスリットが配列された複数の格子と、検査対象物を載置する被写体台と、Ｘ線検出器と、が前記照射軸方向に並んで配設されており、前記Ｘ線源より照射され、前記複数の格子及び前記被写体台に載置された前記検査対象物を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器にて読み取ることにより得られたモアレ画像に基づいて、前記検査対象物の再構成画像を生成するＸ線タルボ撮影システムを用いた品質検査方法であって、
    　前記検査対象物は、構成材料を複数層積層することで立体形状となる立体積層造形物であり、
    　前記Ｘ線タルボ撮影システムによって、少なくとも前記検査対象物を構成する層の積層方向と前記複数の格子の前記複数のスリットの配列方向とが平行となるように前記検査対象物を前記被写体台に載置した状態で前記再構成画像を生成し、当該再構成画像に基づいて前記検査対象物の内部の状態の検査を行うことを特徴とする品質検査方法。
  2. 　前記検査対象物に曝射される平均エネルギーが、１５～５０ｋｅＶとなるＸ線を前記Ｘ線源より照射させることを特徴とする請求項１に記載の品質検査方法。
  3. 　前記Ｘ線タルボ撮影システムは、前記被写体台に前記検査対象物を載置した場合と載置しない場合とにおいて、前記複数の格子のうち少なくとも１つの格子を前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に移動させ、いずれかの前記格子の前記スリットが一定周期間隔で移動する毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返すことにより複数のモアレ画像を取得し、前記検査対象物有りの複数のモアレ画像及び前記検査対象物無しの複数のモアレ画像に基づいて、前記検査対象物の再構成画像を作成し、前記検査対象物の再構成画像に対して、前記検査対象物有りのモアレ画像を撮影したときと前記検査対象物無しのモアレ画像を撮影したときの撮影条件の差異に起因するアーチファクトの補正を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の品質検査方法。
  4. 　前記検査対象物は、繊維材料を含む複合樹脂を前記構成材料として形成されたものであり、
    　前記検査対象物の向きが前記スリットの配列方向に対して変化するように前記Ｘ線の照射軸周りに前記検査対象物を回転させながら複数回のＸ線撮影を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の品質検査方法。
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