付着物検査装置
【課題】検査対象物に付着した物質（試料物質）を検査する技術に関し、この試料物質の同定を簡便にかつ高い確度で行うことができる付着物検査技術を提供する。
【解決手段】付着物検査装置において、試料物質が付着した検査対象物に圧縮ガスを吹き付けて、剥離した前記試料物質を捕集する補集フィルタ５２と、この捕集フィルタ５２に捕集された前記試料物質を分析する検査部と、を備え、関節３８を有するアーム３９に設けられるとともに、前記圧縮ガスを、前記検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上の速度で吹き付ける少なくとも１つのノズル３６と、関節３８を動かすことによりノズル３６を検査対象物の外形に基づき移動させることを特徴とする。
【解決手段】付着物検査装置において、試料物質が付着した検査対象物に圧縮ガスを吹き付けて、剥離した前記試料物質を捕集する補集フィルタ５２と、この捕集フィルタ５２に捕集された前記試料物質を分析する検査部と、を備え、関節３８を有するアーム３９に設けられるとともに、前記圧縮ガスを、前記検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上の速度で吹き付ける少なくとも１つのノズル３６と、関節３８を動かすことによりノズル３６を検査対象物の外形に基づき移動させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物に付着した物質（試料物質）を検査する技術に関し、主に手荷物や人体に付着した物質の検査を行う付着物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空港や港湾などの搭乗口で行われる手荷物に爆薬や麻薬などの危険物質が含まれていないか検査する技術として、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４の技術が公開されている。これらはすべて、手荷物の表面に付着した試料物質（粒子状物質）を検査することにより手荷物の内部に含まれる物質を推定する技術である。
【０００３】
特許文献１では、検査員が手荷物の表面を拭取り材で拭取ることで、手荷物表面に付着した試料物質を拭取り材に転写する技術が開示されている。この技術では、拭き取り後の拭取り材を加熱して拭き取られた試料物質を気化させた後、この気化したガスをイオン化し、質量分析法を用いてその質量電荷比を測定し、予め記憶している危険物質の質量電荷比と比較することで試料物質の危険性の有無、種類を判定する技術である。また、拭取り材の代わりに、手荷物の表面に接触し振動する振動子、手荷物表面を加熱する加熱手段、空気を噴射する噴射手段または吸引手段を内包したプローブ等により、手荷物表面に付着した試料物質や危険物の蒸気を採取するプローブが提案されている。
【０００４】
特許文献２、特許文献３では、人または物体に付着した危険物質または蒸気を検査する付着物検査装置が開示されている。ここで開示された自動荷物検査の技術は、荷物を収納するサンプリングチャンバーの幅全体に広がるとともに荷物の露出面を掃き取る回転ブラシが４つ備えられたサンプリングヘッドを、ばね、センサまたはサーボ等を荷物の表面に接触させることにより、荷物の付着試料物質を採取する技術である。
特許文献４では、荷物の表面から空気を吸引し、吸引出口に配した収集媒体に捕集する技術が開示されている。この収集媒体は、大きな円盤上に４つ置かれており、常時一つは吸引出口に、一つは危険物質を検出するイオン易動度分光分析器の入り口に対向する。そして、円盤を所定の角度で回転させながら、荷物に付着した試料物質を剥ぎ取り、危険性の判定を行う技術である。
【特許文献１】特開２００４−３０１７４９号公報
【特許文献２】特開平０９−１２６９６５号公報
【特許文献３】特開平０９−１２６９６６号公報
【特許文献４】特開平０７−６７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の技術では、検査員が拭取り材で検査対象物の全面を丁寧に拭取る必要がある。しかし検査員によって、拭取る箇所や拭取る力などが変わるため、検査条件にばらつきが出る課題がある。また手荷物全面を拭取るため、１個の検査対象物の検査に時間がかかる課題がある。このため検査員を複数配置する必要があり、検査費用がかかるなどの課題がある。また特許文献１記載のプローブでは、採取に必要な圧縮空気の条件や、効果の具体的記載がない。さらにプローブの操作を検査員が行うため、検査員には、複雑な凹凸を有する検査対象物の表面に沿ってプローブ先端を走査する熟練した技術が求められる。
【０００６】
特許文献２、特許文献３に開示の回転ブラシでは、取っ手やジッパーなどの複雑な凹凸を有する手荷物の最も外側の表面のみが回転ブラシと接触することになるため、検査箇所が限定される課題がある。また回転ブラシを手荷物表面に押し付ける際に、手荷物の表面の破損や手荷物内部の品物の破損などの事故が発生する可能性が高い課題がある。
【０００７】
特許文献４では、空気の入り口は１方向のみであり、検査する手荷物の表面が限定される課題がある。また、空気を吸引する部材と、試料物質を捕集する収集媒体と、試料物質を分析するイオン易動度分光分析器は、円盤上に積載している収集媒体の回転軌道上に配置される必要があるため、空気を吸引する部材と、試料物質を捕集する収集媒体と、試料物質を分析するイオン易動度分光分析器のレイアウトが制限される課題がある。
さらに、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４記載の付着物検査技術の共通の課題として、手荷物から危険物質を検出した後の自己クリーニングの課題があるが、具体的な解決のための手段が示されていない。
【０００８】
本発明は、前記した課題を解決することを目的とし、検査員に熟練した技術を要求することなく、手荷物の表面に付着する試料物質を非接触で適切に採取し、この試料物質を同定し危険性のある物質（危険物質）が含まれているかについて検査を実施する。さらに、自己クリーニング機能を備える付着物検査装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するために本発明は、付着物検査装置において、試料物質が付着した検査対象物に圧縮ガスを吹き付けて、剥離した前記試料物質を補集フィルタにより捕集する捕集部と、この捕集フィルタに捕集された前記試料物質を分析する検査部と、を備える付着物検査装置であって、関節を有するアームに支持されるとともに前記圧縮ガスを前記検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上の速度で吹き付ける少なくとも１つのノズルと、前記関節を動かすことにより前記ノズルを前記検査対象物の外形に基づき移動させるノズル駆動部とを、有することを特徴とする。
かかる構成により、検査対象物に付着した試料物質は、空気等の圧縮ガスの風圧で剥離することとなり、捕集フィルタで回収される試料物質の量を増やすことができるとともに検査条件のバラツキも低減することができる。
【００１０】
さらに、ノズルの尖端を、非接触状態で検査対象物の表面に近づけて精密に走査させることができ、有効に検査対象物に付着する試料物質を剥離することができる。同様に、自己クリーニングも有効に実施することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検査員に熟練した技術を要求することなく、検査対象物に非接触で、検査対象物に付着している試料物質を剥離して捕集する量を増やすことができることにより、この試料物質の同定を簡便にかつ高い確度で行うことができる付着物検査装置が提供される。さらに、自己クリーニングが可能な付着物検査装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態の説明では、付着物検査装置１により探知される試料物質として爆薬微粒子あるいは爆薬の添加物のような危険物質を例示し、これらの危険物質が付着した、被験者の手荷物を検査対象物として例示している。しかし、本発明にかかる付着物検査装置は、この他、爆発性の物質、覚醒剤等の薬剤、人体に悪影響を与える化学物質、人体に悪影響を与える細菌、ウイルス等の微生物、その他、一般に、人体に悪影響を及ぼすと想定される物質を含む試料物質を探知の対象にすることも、郵便物や人体、輸出入される物品等を検査対象物とすることもできる。しかし、付着物検査装置１により探知される試料物質は、特に限定されることなく、特定の成分物質を含む試料物質を探知の対象とすることが可能である。
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態の付着物検査装置１の主要構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１実施形態の付着物検査装置１の外観を示す斜視図である。
第１実施形態の付着物検査装置１は、付着物検査部２、手荷物配送部（配送部）３、捕集フィルタ搬送部（搬送部）４、付着物捕集部（捕集部）５、電源部６、中央制御部７及び操作パネル１１から構成される。装置の各部の動作に要する電力を供給する電源部６は、中央制御部７により制御される。中央制御部７は、検査部制御器８と搬送部制御器９と捕集部制御器１０と配送部制御器２８と接続している。各装置の各部の動作条件は、操作パネル１１から入力され、中央制御部７は、入力された動作条件に従い装置の各部の動作を制御する。
【００１４】
そして、図２に示される検査部筐体３４の内部には、図１に示される中央制御部７、電源部６、付着物検査部２の各部、捕集部制御器１０、手荷物大きさ演算部１３、及び搬送部制御器９が収納されている。操作パネル１１は、操作し易い所望の位置に移動して保持することが可能な保持部材２４によって保持されている。
【００１５】
付着物捕集部５には、検査対象物の外形を認識する手荷物認識部（認識部）１２、この手荷物認識部１２の出力結果から検査対象物の仮想外形を演算する手荷物大きさ演算部１３、及び手荷物大きさ演算部１３で演算した検査対象物の仮想外形に沿ってノズル３６（図５参照）を移動させるノズル駆動部１４を備えるとともに検査対象物を収納するサンプリング室２７と、ノズル３６からエアジェット（圧縮ガス）を噴射するための圧縮ガス発生部１５と、サンプリング室２７下部に接続した配管４１（図２参照）を介してサンプリング室２７の内部を吸気する吸気部１６と、配管４１に挿入及び取り出し可能に配置されるとともに検査対象物にエアジェットが当たって剥離した試料物質を捕集する捕集フィルタ５２（図２参照）とが設けられている。以上の構成から成る付着物捕集部５にて、検査対象物の表面に付着する試料物質を剥離し、捕集フィルタ５２に捕集する。
【００１６】
試料物質を捕集した捕集フィルタ５２（図２参照）は、捕集フィルタ搬送部４の捕集フィルタ搬送駆動部１７によって配管４１から取り出され、付着物検査部２のオーブン（加熱部）１８に挿入される。
【００１７】
付着物検査部２の加熱部１８は、一定の温度に保持されており、加熱部１８に挿入された捕集フィルタ５２を、付着した試料物質が気化する温度にまで昇温する。捕集フィルタ５２に捕集された試料物質も同時に加熱されて、気化し、試料ガスが生成する。加熱部１８はイオン源部１９に接続されている。試料ガスは、吸引ポンプ２０によりイオン源部１９に導入され、イオン化される。イオン源部１９で生成したイオンは、質量分析部２１で質量分析される。イオン源部１９と質量分析部２１は排気部２２により排気されている。
【００１８】
データ処理部２３の記憶手段には、手荷物２５に付着した試料物質を同定するために必要な標準質量分析データ（質量電荷比（イオンの質量数／イオンの価数）の値と相対強度）を含むデータベースが記憶されている。質量分析部２１の質量分析計の検出器の出力信号は、データ処理部２３に送られ、記憶手段から読み出されたデータベースと危険物質由来のイオンの質量分析の結果とを照合する等のデータ処理がされて、試料物質に含まれる危険物質（爆薬等）の特定がなされる。
特定された危険物質（爆薬等）及び／又は質量分析の結果は、操作パネル１１に表示される。
【００１９】
図３は、本発明の第１実施形態の付着物検査装置１の付着物捕集部５の手荷物認識部１２（図１参照）の構成を説明する正面図である。図３の正面図は、図２においてＸ軸の負方向から見た図であり、手荷物認識部１２以外の各部の記載は省略されている。
検査対象物である手荷物２５は、手荷物配送駆動部３１（図１参照）により駆動される網状の金属製のトレー２６に載せられてサンプリング室２７内に配送される。手荷物配送駆動部３１には、速度センサが設けられている。この速度センサの信号は配送部制御器２８から中央演算部７を介して手荷物大きさ演算部１３に伝達され、手荷物２５が配送される速度として常に監視されることとなる。尚、本実施形態で検査可能な手荷物２５の好ましい大きさは、幅４０ｃｍ、高さ５０ｃｍ、奥行き７０ｃｍ程度のものである。
【００２０】
サンプリング室２７の入り口３０には、検査可能な手荷物２５の最大幅４０ｃｍと最大高さ５０ｃｍより外側に、手荷物認識部１２が設けられている。この手荷物認識部１２は、光を投光する投光器３２，３２…が縦方向及び横方向に３ｃｍ間隔で直列に設けられ、これら投光器３２，３２…からの光を受光する受光器３３，３３…が対向する側に配置されている。本実施形態では、横方向に１５対、上下方向に１９対の投光器３２及び受光器３３からなる手荷物認識部１２がサンプリング室２７の入り口３０に設けられている。
【００２１】
手荷物認識部１２の受光器３３は、対向する投光器３２からの光を手荷物２５が遮断すると、その光を受光器３３は受光できなくなる。そして、受光器３３が受光しているか否かのＬ／Ｈ信号（図４（ｂ）参照）が手荷物大きさ演算部１３（図１参照）に伝達されると、そこで手荷物２５の断面形状が検出される。そして、この手荷物２５は、手荷物配送部３（図２参照）によりトレー２６の長手方向に送られていくので、手荷物認識部１２により、微小時間間隔で検出された手荷物２５の断面形状を合わせることによりこの手荷物２５の外形が把握される。
【００２２】
図４は、本発明の第１実施形態に使用している手荷物認識部１２で手荷物２５の大きさを検知する工程を説明する図である。
図４（ａ）は、図２のＹ軸方向から見た、手荷物認識部１２と、手荷物２５の位置関係を示す概略図である。なお手荷物２５と手荷物認識部１２以外の記載は省略している。図４（ａ）において手荷物認識部１２は、説明を簡単にするために、手荷物２５の高さ方向と奥行き方向の大きさを検知する受光器３３（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…，３３ｇ）が７つのみ配した図となっている。なお図４（ａ）では、手荷物２５の高さ方向と奥行き方向の大きさを検知する手段について説明しているが、手荷物２５の上下方向に設けられた同様の手荷物認識部１２により手荷物２５の幅方向の大きさが検知される。
【００２３】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示される手荷物認識部１２を手荷物２５の点１、点２、点３、点４に位置する断面が通過する際の、受光器３３（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…，３３ｇ）のそれぞれの信号の状態を示したものである。図４（ｂ）において、横軸は秒単位の時間を示しており、図中、受光器３３が投光器３２からの光を遮断され信号を出力している状態をＨ信号、その光を受光して信号を出力していない状態をＬ信号として表している。
【００２４】
手荷物２５は手荷物配送部３（図１参照）のトレー２６に載せられて（図２参照）、図４の矢印方向に搬送される。また手荷物２５が配送される速度は、前述したように手荷物配送駆動部３１（図１参照）に付加した速度センサ（図示せず）で検知された信号に基づき定められるものである。また、この手荷物２５の配送速度が予め定められた所定値となるように、配送部制御器２８は、速度センサからの信号に基づき手荷物配送駆動部３１を制御する。
【００２５】
図４に戻って説明を続ける。手荷物２５の点１、点２、点３、点４の各箇所が手荷物認識部１２を通過した際に、手荷物認識部１２の受光器３３の信号は変化する。図４（ｂ）に示すように、手荷物２５の端面位置を示す点１で受光器３３ｃ，受光器３３ｄ，受光器３３ｅ，受光器３３ｆが検知する。手荷物２５の凸部の始点位置を示す点２で受光器３３ｂ，受光器３３ｃ，受光器３３ｄ，受光器３３ｅ，受光器３３ｆが検知する。手荷物２５の凸部の終点位置を示す点３で受光器３３ｂが非検知となる。手荷物２５の終端位置を示す点４で全ての受光器３３が非検知となる。
このように手荷物認識部１２の受光器３３で検出された信号の変化は、手荷物大きさ演算部１３（図１参照）に伝達されることになる。
【００２６】
図１に示される手荷物大きさ演算部１３では、各手荷物認識部１２の信号が変化するまでの時間の間における手荷物２５の配送速度を、手荷物配送部３の速度センサから出力された信号に基づき演算している。そして、この演算の結果から得られた配送速度と、手荷物認識部１２の各受光器３３から出力されるＬ／Ｈ信号と、これらＬ／Ｈ信号が互いに切り替わるまでの時間とから、手荷物２５の横方向から見た外形の大きさが演算される。
【００２７】
このことを図４（ｂ）を用いてさらに詳しく説明する。
点１から点２までの距離Ｌ１は、点１で受光器３３ｃ，受光器３３ｄ，受光器３３ｅ，受光器３３ｆが検知してから点２で受光器３３ｂが検知するまでの時間Ｔ１に、点１から点２までの配送速度Ｖ１を剰算することで、点１から点２までの距離が演算できる。同様の演算で点２から点３までの距離Ｌ２は、点２で受光器３３ｂが検知してから点３で非検知になるまでの時間Ｔ２に、点２から点３までの配送速度Ｖ２を剰算することで演算する。同様の演算で点３から点４までの距離Ｌ３は、点３で受光器３３ｂが非検知してから点４で全ての受光器３３が非検知となるまでの時間Ｔ３に、点３から点４までの配送速度Ｖ３を剰算することで演算する。
手荷物２５の奥行き方向の長さは、上述の手段で求めたＬ１とＬ２とＬ３の距離を加算して演算する。
【００２８】
以上の演算で、点１と点２の間の長さＬ１の範囲では手荷物２５は、受光器３３ｃを配置した高さ以上の大きさを有しており、点２と点３の間の長さＬ２の範囲では手荷物２５は、受光器３３ｂを配置した高さ以上の大きさを有しており、点３と点４の長さＬ３の範囲では手荷物２５は、受光器３３ｃを配置した高さ以上の大きさを有した形状であることを求めることができる。
【００２９】
次に手荷物２５の最大の大きさを仮想する。本実施形態では、検知した受光器３３と検知しなかった受光器３３の中間に、手荷物２５の端面があると仮定する。例えば点１では、実際に検知した受光器３３ｃと検知しなかった受光器３３ｂの中間に、実際の手荷物２５の高さがあると仮定する。本実施形態では受光器３３の間隔は３ｃｍであるので、点１での手荷物２５の高さは受光器３３ｃの位置に１．５ｃｍ加算した位置と仮想する。
【００３０】
上述した手荷物２５の最大の大きさを仮想する方法では、本実施形態では投光器３２と受光器３３の間は光の線で手荷物２５の有無を監視しているため、点１で受光器３３ｂが反応していないが、実際の手荷物２５は受光器３３ｂの直下までの高さを有していることも考えられる。この場合上述した方法で仮想した高さよりも高い位置に手荷物２５の端面があることになる。本実施形態では、手荷物大きさ検知器間隔３１が３ｃｍであるので、仮想した手荷物２５の大きさに対して最大＋−１．５ｃｍの誤差が生じることになるが、本発明の目的である手荷物２５の表面に付着する試料物質を剥離する上で問題は生じない。この理由については後述する。また以上の処理は、手荷物大きさ演算部１３で手荷物２５の配送過程で処理しており、手荷物２５のサンプリング室２７内への配送が終了した時点で、上述する手荷物２５の外形演算は終了している。
【００３１】
次に図５を参照して本実施形態の試料物質の剥離に用いるエアジェットが噴射されるノズル３６の構成について説明する。
図５（ａ）は、サンプリング室２７内の一部断面を含む正面図を示している。図５（ａ）において、断面は、配管４１の中心を通り、サンプリング室２７の手荷物搬送方向に垂直な断面であり、正面図は、図２のＸ軸の負方向から見た図であり、ノズル３６に関連するもの以外の各部の記載は省略している。
【００３２】
図５（ｂ）は、サンプリング室２７内の一部断面を含む側面図を示している。図５（ｂ）において、断面は、サンプリング室２７の中心を通りサンプリング室２７の手荷物搬送方向に平行な断面である。側面図は、図２のＹ軸の負方向から見た側面図であり、ノズル３６に関連するもの以外の各部の記載は省略している。
【００３３】
発明者らは、手荷物２５に付着している試料物質を剥離するには、手荷物表面に４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓの風速のエアジェットを手荷物２５の表面に対して傾斜した方向から噴射することが有効であることと、剥離した試料物質を効果的に捕集するには、エアジェットの噴射とともにサンプリング室２７内のガスを吸気することが重要であることを実験から見出した。
【００３４】
図６は、第１実施形態の付着物検査装置１の構成を用いて、エアジェットの風速と、検知される試料物質としてＣ４爆薬の回収率との関係を測定した結果を示している。ここでＣ４爆薬とは、プラスチック爆薬の一種である。測定は、Ｃ４爆薬を付着させた皮革表面に風速の条件を変えたエアジェットを噴射し、Ｃ４爆薬を捕集した捕集フィルタ５２を後記する加熱部１８（図７参照）に入れて、質量分析部２１（図９参照）でＣ４爆薬の信号強度を測定し、得られたＣ４爆薬の信号強度からＣ４爆薬の回収量を求めた。尚、実験は、広範囲にエアジェットを噴射できるようにノズル３６の大きさを直径２ｍｍとし、測定の際のサンプリング室２７内のガスの吸気速度は、１，６００リットル/分である。
図６の実験結果から、風速２０ｍ/ｓ以上の風速のエアジェットを噴射することで、捕集フィルタ５２から明瞭なＣ４爆薬由来の信号が得られることがわかった。図６の実験結果からＣ４爆薬の回収率は、風速４０ｍ/ｓまでは、風速に依存して急激に増加するが、風速４０ｍ/ｓ以上ではＣ４爆薬の回収率の増加量はゆるやかになる。特に風速が１３０ｍ/ｓ以上の条件では、Ｃ４爆薬の回収率に大きな改善は得られないことがわかった。
【００３５】
またサンプリング室２７内を吸気せずにエアジェットを皮革表面に噴射した実験では、得られたＣ４爆薬由来の信号強度は、大幅に低下した。
従って手荷物２５表面から効果的に爆薬微粒子を剥離し、捕集する上で、風速４０ｍ/ｓ以上、１３０ｍ/ｓ以下のエアジェットを皮革表面に噴射することと、サンプリング室２７内を吸気することが重要であることを見出すことができた。
【００３６】
また本実験から、直径２ｍｍのノズル３６（３６ａ，３６ｂ）から、手荷物２５表面に風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを噴射するには、ノズル３６の尖端を、手荷物２５表面から３ｃｍから９ｃｍの距離に近づける必要があることも、実験から求めた。
本実施形態の付着物検査装置１では、ノズル３６は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、手荷物の底面にエアジェットを噴射するノズル３６ａと、手荷物の上面と側面にエアジェットを噴射するノズル３６ｂの２系統を備えている。
【００３７】
ノズル３６ａは、前述したサンプリング室２７入り口３０のトレー２６の搬送軌道より３ｃｍ下に、検査可能な手荷物２５の幅である４０ｃｍより長い、円筒状の筒３７に設けられている。筒３７には直径２ｍｍのノズル３６ａを、トレー２６の底面に対して３０度傾斜して搬送方向に向けて、３ｃｍ間隔で２０個開口している。円筒状の筒３７は、円筒状の筒３７の中心軸に対して回転可能である。円筒状の筒３７の回転駆動は、ノズル駆動部１４（図１参照）で制御している。
【００３８】
ノズル３６ｂは、サンプリング室２７内に手荷物２５の搬送方向に対して両側面に１対の、サンプリング室２７の奥行き方向に直進移動機構部７０によって移動可能で、サンプリング室２７の入り口３０の面内に回転可能な３つの関節３８（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ）を有したアーム３９ａ，３９ｂの尖端部分で支持されている。アーム３９（３９ａ，３９ｂ）の各関節３８の駆動は、ノズル駆動部１４（図１参照）で制御しており、アーム３９の先端には直径２ｍｍのノズル３６ｂを３ｃｍ間隔で２個備えられている（図５（ｂ）参照）。尚、ノズル３６ｂの数量、及び、相対的配置は適宜変更できる。
【００３９】
ノズル３６（３６ａ，３６ｂ）からエアジェットを噴射するための圧縮ガス発生部１５（図１参照）は、周知の技術であるターボファンを使用している。圧縮ガス発生部１５は、サンプリング室２７の上部の捕集部筐体３５（図２参照）の中に収納されており、図示しないエアバルブにより供給されるエア量を調整してノズル３６（３６ａ，３６ｂ）までエアを供給する。このエアバルブの調整は、捕集部制御器１０により行なわれる。
【００４０】
図３と図５を参照して手荷物２５へのエアジェットの噴射手順について説明する。
まず図３を参照して、手荷物２５がサンプリング室入り口３０に到達したことを、サンプリング室２７の入り口３０に配した手荷物認識部１２の信号から捕集部制御器１０（図１参照）で判断すると、サンプリング室２７内を吸気する吸気部１６を駆動すると同時に、圧縮ガス発生部１５（図１参照）を駆動する。次にエアバルブ（図示せず）を開けて、図５に示す２０個のノズル３６ａに圧縮ガスを供給し、エアジェットを手荷物２５の底面に噴射する。
【００４１】
同時に、ノズル駆動部１４を動作させて、アーム３９ａのノズル３６ｂを手荷物２５の搬送方向側、アーム３９ｂのノズル３６ｂを搬送方向逆側で手荷物２５上面に配置させる。そして、手荷物大きさ演算部１３で演算された手荷物２５の仮想外形に対し、３ｃｍから９ｃｍの距離を離して前述した風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを手荷物２５の表面に噴射する。本実施形態ではこの距離を５ｃｍとしている。
【００４２】
手荷物２５がサンプリング室２７内に搬送されたことを、手荷物認識部１２の信号変化より捕集部制御器１０が判断すると、エアバルブを閉じて、ノズル３６からエアジェットの噴射を停止する。
【００４３】
前述したように実際の手荷物２５の大きさに対して手荷物大きさ演算部１３で演算した手荷物２５の仮想外形は＋−１．５ｃｍの誤差が生じている。
また、直径２ｍｍのノズル３６から、風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを手荷物２５表面に噴射するには、前述したように、ノズル３６を、３ｃｍから９ｃｍ離して、手荷物２５の表面に走査する必要がある
本実施形態では前述したように、ノズル３６の移動目標位置を仮想外形より５ｃｍ離れた位置を目標としている。この場合実際のノズル３６の尖端位置は、ノズル３６の移動目標位置である５ｃｍに、上述した仮想外形の誤差である＋−１．５ｃｍを加算した距離が、実際の手荷物２５の表面からノズル３６尖端までの距離となる。本実施形態では、手荷物２５の実際の外形から、３．５ｃｍから６．５ｃｍの範囲で手荷物２５の周囲を走査することになる。
【００４４】
従って本実施形態によれば、手荷物２５表面から爆薬微粒子の剥離に効果的な風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットが噴射できる距離の範囲内で、ノズル３６を手荷物２５表面に沿って走査することになる。
すなわち、図２に示す本実施形態の付着部物検査装置１の付着物捕集部５が図示するような構成を採る場合、手荷物認識部１２の直列に配置される投光器３２，３２…（受光器３３，３３…）（図３参照）の間隔は、ノズル３６（図５）から風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットが手荷物２５表面に噴射できる距離より短いことが望まれる。もしこれら投光器３２，３２…（受光器３３，３３…）の間隔が、風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを手荷物２５表面に噴射できる距離より狭かったり広かったりすると、ノズル３６尖端が手荷物２５表面に衝突する事故や、風速４０ｍ/ｓのエアジェットが手荷物２５表面に噴射されなくなる。
【００４５】
この後、ノズル３６ｂを、ノズル駆動部１４でアーム３９の各関節３８（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ）及び直進移動機構部７０を駆動しながら、手荷物大きさ演算部１３で演算した手荷物２５の奥行き寸法より長く、手荷物２５の仮想外形から約５ｃｍの距離で、手荷物２５の表面を走査しながら手荷物２５下面まで下降させる。ノズル３６ｂが手荷物２５の下面に到達すると、捕集部制御器１０は、エアバルブを閉じてエアジェットの噴射を終了し、ノズル３６ｂを退避位置に移動し、次いで吸気部１６を停止する。ここで、ノズル３６ｂを備えたアーム３９の自由度は、本実施形態に限定されるものではなく、アーム３９の自由度を適宣に変更し、ノズル３６ｂの可動できる範囲を広げることは、より精密に手荷物２５表面に沿ったノズル３６ｂの走査が可能となるため、手荷物２５に付着する試料物質を剥離する目的を達成する上で有効である。
【００４６】
同時にノズル３６ｂからのエアジェットの噴射が終了したことが、捕集部制御器１０から中央制御部７へさらに搬送部制御器９へ伝達されて、この搬送部制御器９よりサンプリング室２７の配管４１に保持されている捕集フィルタ５２を取り出すよう指示が出る。
【００４７】
図７は本実施形態の付着物検査装置１において、サンプリング室２７と付着物検査部２と捕集フィルタ搬送駆動部１７の位置関係を示す上面図である。これら上面図は、図２におけるＺ軸の正方向から見た上面図であり、各部を簡略に表示した概略図である。
図８はサンプリング室２７と吸気部１６（図２参照）を接続する配管４１の途中に挿入している捕集フィルタ５２を説明する図である。
また図８（ａ）、図８（ｃ）は、捕集フィルタ５２を保持した配管４１の一部抜粋した断面図である。図８（ａ）、図８（ｃ）において、断面は配管４１の捕集フィルタ挿入口４７の上端面を通り、Ｚ軸の正方向から見た配管４１の一部抜粋した断面図であり、配管４１の一部及び捕集フィルタ保持部４６、捕集フィルタ５２、捕集フィルタ搬送駆動部１７のハンド部５３以外の各部は省略している。
図８（ｂ）、図８（ｄ）は、図８（ａ）、図８（ｃ）の一部断面を含む側面図である。図８（ｂ）、図８（ｄ）において、断面は配管４１の中心を通る断面であり、Ｙ軸の正方向から見た側面図である。
【００４８】
図８に示すように本実施形態の捕集フィルタ５２は、フィルタ部４２と、フィルタ部４２を保持するブロック枠４３から成る。フィルタ部４２は、配管４１の内径と同一の５７ｍｍの円形である。その周囲を厚さ８ｍｍのアルミ製のブロック枠４３で保持している。アルミ製のブロック枠４３の一方には、サンプリング室２７及び加熱部１８（図７参照）に捕集フィルタ５２を固定するために必要な、直径６ｍｍの球体４４が接続されている。またブロック枠４３の他方には、捕集フィルタ搬送駆動部１７で、捕集フィルタ５２を搬送する際にハンド部５３で捕集フィルタ５２を保持するために必要な直径４ｍｍの円筒状のボス４５が２つ設けられている。
【００４９】
実際の爆薬（試料物質）の粒径を観察したところ、最小の大きさは１０から２０ミクロンの粒であることを、発明者らは見出した。この知見から本実施形態では、フィルタ部４２は、非貫通性で１２．７ミクロンのメッシュの耐熱性、耐久性に優れたステンレス製フィルタを使用した。非貫通性のフィルタであるので、１０から２０ミクロンの粒子を捕集することができる。
【００５０】
捕集フィルタ５２を配管４１及び加熱部１８に固定する捕集フィルタ保持部４６について、図８（ａ）〜図８（ｄ）を用いて説明する。
捕集フィルタ保持部４６は、図８（ａ），（ｃ）に示すように捕集フィルタ５２のブロック枠４３に接続している球体４４を掴むことで、捕集フィルタ５２を固定する。捕集フィルタ保持部４６は、配管４１及び後述する加熱部１８の、捕集フィルタ挿入口４７と反対側に配しており、ブロック枠４３の端面に配した球体４４を掴む爪４９と、可動ボス５０と、可動ボス５０の位置で爪４９を開閉動作させるカム機構（図示せず）を備えている。このカム機構は、捕集フィルタ保持部筐体８９に収納されている。
【００５１】
図８（ａ）に示すように、捕集フィルタ保持部４６の可動ボス５０を、捕集フィルタ５２のブロック枠４３に接続している球体４４で押し込むと、カム機構の機能で爪４９が閉じて図８（ｃ）に示すように球体４４を掴む。この状態で、さらに球体４４を押し込んだ後、捕集フィルタ５２を引き抜くと、図８（ａ）に示すように、カム機構の機能で爪４９が開いて球体４４を開放する動作をする。捕集フィルタ５２の押し込み動作及び引き抜き動作は、捕集フィルタ搬送部４で行う。
【００５２】
捕集フィルタ搬送駆動部１７は、図７に示すように、捕集フィルタ５２を掴むハンド部５３と、ハンド部５３に伸縮と回転自由度を与えるとともに捕集フィルタ５２を搬送する搬送アーム５４を２対備えており、ハンド部５３は任意の方向への回転移動と、任意の位置に直進移動することが可能である。また、それぞれの搬送アーム５４は、それぞれ独立に直進移動することが可能である。ハンド部５３の先端には、図８（ｃ）に示すように捕集フィルタ５２のブロック枠４３に設けた２つのボス４５が挿入できる穴５５が設けてある。穴５５の内部には円筒状に丸めた板ばね５６が収められており、ブロック枠４３のボス４５が穴５５に挿入されると、板ばね５６の反力でボス４５を保持する。従って、捕集フィルタ５２はハンド部５３に保持される。
【００５３】
捕集フィルタ５２を配管４１から引き抜き加熱部１８へ挿入する手順について図７及び図８を用いて説明する。
前述したように捕集フィルタ５２は、配管４１に捕集フィルタ保持部４６で保持されている。図７（ｂ）に示すように捕集フィルタ搬送駆動部１７の搬送アーム５４を伸ばして、図８（ｃ）に示すようにハンド部５３の穴５５にブロック枠４３のボス４５を入れて、捕集フィルタ５２を保持する。さらに図７（ｂ）から（ｃ）に示すように搬送アーム５４を伸ばしてから搬送アーム５４を縮めると、図８（ａ）に示すように、捕集フィルタ保持部４６の爪４９がカム機構５１によって搬送アーム５４の縮退する動きと連動して開き、捕集フィルタ５２は配管４１から引き抜かれる。図７（ｃ）に示すように所定の位置まで搬送アーム５４を縮退させた後、図７（ｄ）に示すようにハンド部５３を加熱部１８に対向する位置に回転させる。再び図７（ｅ）に示すように搬送アーム５４を進展させて、捕集フィルタ５２を加熱部挿入口５１（図２参照）から加熱部１８内部に挿入する。なおこの加熱部１８の捕集フィルタ搬送部４と反対側にも、フィルタ保持部４６が設けられており、加熱部１８内部に挿入された捕集フィルタ５２は、このフィルタ保持部４６により保持される。
【００５４】
図７（ｅ）に示した実施形態では、捕集フィルタ搬送駆動部１７では、捕集フィルタ５２を加熱部１８に挿入すると同時に、別の捕集フィルタ５２をハンド部５３に保持した搬送アーム５４を伸展させて、サンプリング室２７の配管４１に挿入する動作を行い、次の手荷物２５の検査に備える例を示している。
【００５５】
次に付着物検査部２の加熱部１８の概略構成について、図９を用いて説明する。図９は、加熱部１８、イオン源部１９及び質量分析部２１を一部断面した上面図を示している。図９において、断面は導入配管５８の中心を通る断面であり、上面図はＺ軸の正方向から見た図である。図９において、加熱部１８、イオン源部１９、質量分析部２１、吸引ポンプ部２０を簡略に示しており、それ以外の構成部は省略している。
【００５６】
図９に示すように加熱部１８の基本構成は、箱型の収納部５７と、捕集フィルタ５２を保持する捕集フィルタ保持部４６と、イオン源部１９及び加熱部１８を接続する導入配管５８と、収納部５７及び導入配管５８に設けられ試料ガスの吸着防止または脱離を促進させる熱源５９と、温度を計測する温度計６０とから構成されている。温度計６０と熱源５９は検査部制御器８（図１参照）と接続しており、所望の温度に制御することができる。収納部５７、導入配管５８の温度は室温から３００℃の間の任意温度に加熱、保持することが出来る。本実施形態では収納部５７と導入配管５８の温度は、２００℃に設定した。
加熱部１８の収納部５７には、捕集フィルタ５２が挿入される加熱部挿入口５１と、この加熱部挿入口５１の反対側に捕集フィルタ５２のブロック枠４３に設けた球体４４が通過する窓４８が開いている。
【００５７】
図７及び図９を参照して捕集フィルタ５２を加熱部１８の挿入口４０から加熱部１８内部に挿入する手順について説明する。
図７（ｅ）に示したように、搬送アーム５４を伸ばして、ハンド部５３に保持した捕集フィルタ５２を挿入口４７から収納部５７の中に挿入する。そして図９（ｂ）に示すように捕集フィルタ５２のブロック枠４３に設けた球体４４は、収納部５７の窓４８を通って、収納部５７の外に配置した捕集フィルタ保持部４６の可動ボス５０に押し付けられる。さらに搬送アーム５４（図７（ｅ）参照）を伸ばして、捕集フィルタ５２のブロック枠４３に設けた球体４４を、捕集フィルタ保持部４６の爪４９で保持させた後、搬送アーム５４を縮退させて、捕集フィルタ５２とハンド部５３を分離し、搬送アーム５４を退避位置まで移動することで、図９（ｂ）に示したように捕集フィルタ５２を、試料物質が捕集された面を上にして収納部５７の内部に保持することができる。収納部５７の挿入口４０と窓４８は、捕集フィルタ５２のブロック枠４３によって塞がれるので、捕集フィルタ５２の加熱は効果的に行われる。
【００５８】
本実施形態の捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いれば、配管４１および加熱部１８には捕集フィルタ５２のみが保持されるので、捕集フィルタ搬送駆動部１７を介しての捕集フィルタ５２の相互汚染の可能性が無い。また加熱部１８では捕集フィルタ５２のみが加熱されるので、ハンド部５３や捕集フィルタ５２の搬送アーム５４から発生するガスによって、付着物検査部２の検知感度が低下することは無い。また本実施形態によれば、サンプリング室２７と加熱部１８は物理的に分離した位置に配置することができるので、占有床面積を増加することなく付着物捕集部５と付着物検査部２の配置が自由にできる。
【００５９】
図９（ｂ）に示したように捕集フィルタ５２が収納部５７に挿入されると、捕集フィルタ５２の面は急速に加熱されるので、捕集フィルタ５２に捕集されている試料物質の気化が急速に促進される。
【００６０】
加熱部１８内で生成した試料ガスは、吸引ポンプ２０により導入配管５８を通り、イオン源部１９の、第１の細孔付電極６１と対向電極６２との間の空間に運ばれる。イオン源部１９には針電極６３が配置され、針電極６３と対向電極６２との間に高電圧が印加されている。針電極６３の先端付近にコロナ放電が発生し、まず、窒素、酸素、水蒸気等がイオン化される。これらのイオンは一次イオンと呼ばれる。一次イオンは、電界により対向電極６２の側に移動する。第１の細孔付電極６１と対向電極６２との間の空間に運ばれてきた気化した試料ガスは、対向電極６２に設けられた開口部６４を介して、針電極６３が配置される空間に流れ、一次イオンと反応してイオン化される。大気中のコロナ放電を利用して１次イオンを生成し、この１次イオンとガスとの化学反応を利用してガス中の化学物質をイオン化する方法は、大気圧化学イオン化法と呼ばれている。
【００６１】
イオン源部１９には、熱源（図示せず）と温度計（図示せず）が設けられている。この熱源への電力の供給は、温度計の出力信号に基づき、検査部制御器８（図１参照）により制御され、気化した試料ガスがイオン源部１９の内部に吸着しないように、イオン源部１９は、常時所望の温度に加熱、保持されている。
【００６２】
対向電極６２と第１の細孔付電極６１との間には１ｋＶ程度の電位差があり、イオンは第１の細孔付電極６１の方向に移動して、第１のイオン導入細孔６５を介して差動排気部６６に取り込まれる。差動排気部６６では断熱膨張が起こり、イオンに溶媒分子等が付着する、いわゆるクラスタリングが起きる。クラスタリングを軽減するため、第１の細孔付電極６１、第２の細孔付電極６７をヒーター等で加熱するのが望ましい。
【００６３】
大気圧化学イオン化法により生成された試料ガスのイオンは、第１の細孔付電極６１の第１のイオン導入細孔６５、排気部２２（図１参照）により排気された差動排気部６６、第２の細孔付電極６７の第２のイオン導入細孔６８を介して、質量分析部２１に導入される。質量分析部２１は、排気部２２により排気されている。イオン源部１９と質量分析部２１は、１つの容器６９を構成している。
【００６４】
質量分析部２１に導入された試料ガスのイオンは、イオントラップ型質量分析計によって質量分析される。データ処理部２３（図１参照）には、予め、検知の対象となる単数又は複数の試料物質を同定する必要な質量電荷比の値が、設定されている。この検知しようとする試料物質を同定する必要な質量電荷比に関する、質量分析計の検出器の出力信号は、試料ガスのイオンの質量分析の結果として、所定の時間間隔で連続してデータ処理部２３に送られ、データ処理される。データ処理部２３の記憶手段には、複数の爆薬、薬物等の特定の試料物質（危険物質）を同定する必要な質量分析データ（質量電荷比の値と相対強度）、及び、特定の試料物質（危険物質）の同定判断の基準となる信号強度の判定閾値が、データベースとして、記憶されている。データ処理部２３に送られてきた信号の質量電荷比が、記憶手段から読み出されたデータベースと照合され、検知対象である特定の試料物質（危険物質）と同定されると、送られてきた信号の強度が判定閾値よりも大きいことを条件に、検知対象である特定の試料物質（危険物質）の存在の可能性を、操作パネルに１１表示して操作者に知らされる。
【００６５】
図１０は、第１実施形態の付着物検査装置１の構成を用いて、Ｃ４爆薬粒子が付着した手荷物２５を検査した結果を示している。図１０において、縦軸は任意単位のイオン強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。
【００６６】
図１０に示すように、Ｃ４爆薬成分が検出されたことを示す明瞭な信号が得ることができている。この結果から、第１実施形態の付着物検査装置１を用いることで、Ｃ４爆薬粒子が付着した実際の手荷物２５から、Ｃ４爆薬粒子をエアジェットで剥離し捕集フィルタ５２で捕集し、加熱部１８で気化し、質量分析部２１でＣ４爆薬成分を検知できることを証明した。本実施形態の構成からなる付着物検査装置１では、手荷物２５からＣ４爆薬を平均7.9％で回収できることを、実験から確認した。
【００６７】
図１１は、ＴＮＴ爆薬粒子が付着した実際の手荷物２５を検査した結果を示している。
図１１において、縦軸は任意単位のイオン強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。図１１に示すように、ＴＮＴ爆薬成分が検出されたことを示す明瞭な信号が得ることができている。この結果から、第１実施形態の付着物検査装置１を用いることで、ＴＮＴ爆薬粒子が付着した実際の手荷物２５から、ＴＮＴ爆薬粒子をエアジェットで剥離し捕集フィルタ５２で捕集し、加熱部１８で気化し、質量分析部２１でＴＮＴ爆薬成分を検知できることを証明した。
【００６８】
以上述べてきた本実施形態による付着物検査装置１は、手荷物２５に付着した試料物質に爆薬等の危険物質が含まれるか否かの検査を、手荷物２５に何も接触せずに、また、自動で、一定の条件で検査することができるので、手荷物２５の破損や汚染などが生じることなく、また、熟練した検査員を必要とせずに、迅速に検査することができる。
【００６９】
第１実施形態の付着物検査装置の効果を要約すると、（１）サンプリング室２７内部で、ノズル３６の先端を、手荷物大きさ演算部１３で演算した手荷物２５の仮想外形から、５ｃｍの距離で手荷物２５の周囲を走査させることで、手荷物２５に付着している試料物質の剥離に有効な４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓの風速のエアジェットを手荷物２５の表面に噴射することができるので、手荷物２５から効果的に試料物質を剥離することができる。（２）剥離した試料物質を、サンプリング室２７をその下部に固定した非貫通性の捕集フィルタ５２を介して吸気することで、効果的に捕集フィルタ５２に捕集される。（３）試料物質を捕集した捕集フィルタ５２は、捕集フィルタ搬送駆動部１７で、自動でサンプリング室２７から引き出され、質量分析部２１と結合した加熱部１８に挿入するので、搬送過程での捕集フィルタ５２の汚染や、人による汚染が無く、サンプリング室２７から加熱部１８に搬送することできる。（４）加熱部１８に挿入された捕集フィルタ５２は、急速に加熱されるため、試料物質に含まれる危険物質（爆薬等）の成分が気化して濃度の高いガスが発生する。従って、イオン源部１９で生成される危険物質由来のイオン濃度が高くなり、より強い信号強度が質量分析部２１で得られるため、高感度な検査ができる。
【００７０】
次に、本実施形態の付着物検査装置１の、自己クリーニングの手順について説明する。
図１２は、第１実施形態の付着物検査装置１で、Ｃ４爆薬を検出した後のサンプリング室２７について、このサンプリング室２７を吸気部１６で吸気しながらサンプリング室２７の内壁にエアジェットを吹きつけた際に使用した捕集フィルタを加熱部１８の中に入れて爆薬の有無を検査した結果を示している。図１２において、縦軸は任意単位のイオン強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。図１２に示すように、明らかにＣ４爆薬を検出した後のサンプリング室２７から採取した試料物質からＣ４爆薬（危険物質）を示す信号が得られている。
【００７１】
図１２の結果から、発明者らは、一度爆薬のような危険物質を採取したサンプリング室２７内には、その後も爆薬粒子（危険物質）が残留することを見出した。サンプリング室２７内壁に、そのような危険物質が残留した状態で、次の別の手荷物２５を検査すると、サンプリング室２７内壁に付着した危険物質が剥離して、捕集フィルタ５２に捕集されることが考えられる。この場合実際には手荷物２５に付着する試料物質にそのような危険試料物質は付着していないが、付着物検査部２ではその危険物質を検知することになるので、誤検知の原因となる。従って手荷物２５の付着物検査装置１において、自己クリーニング機能は、必要不可欠な機能であるといえる。
【００７２】
サンプリング室２７の内壁のクリーニング手段として、検査員が清浄な拭取材でサンプリング室２７の内壁を丹念にふき取り清掃を行う手段も考えられるが、検査員の安全性や、清掃に要する時間、サンプリング室２７内に設置した手荷物認識部１２、ノズル３６を備えたアーム３９などの破損、または、サンプリング室２７内壁の人による汚染が考えられ、現実的ではない。従って、手荷物２５の付着物検査装置１には、サンプリング室２７の内壁を自動でクリーニングする機能が必要である。
【００７３】
自己クリーニング機能の課題として、以下の二つの課題が存在する。（１）自己クリーニングに要する時間は、検査を速やかに再開できるようにするために出来るだけ短い時間とする課題。（２）誤検知を防ぐために、クリーニング効果を定量的に確認する課題。
【００７４】
第１実施形態の付着物検査装置１では、特別な自己クリーニングのための部品、装置を必要とせずに、自動で、人を介さずにサンプリング室２７をクリーニングすることができ、さらにクリーニングの効果を定量的に検査することができる。
【００７５】
第１実施形態の付着物検査装置１による自己クリーニングは、以下の手順で行う。
データ処理部２３で検査結果から爆薬成分を検出したと判断した場合、その旨を操作パネル１１に表示して検査員に知らせる。その後、付着物検査装置１は自己クリーニングを開始する指示待ちの状態となる。検査員によって操作パネル１１から自己クリーニング実行の指示が選択されると、中央制御部７から捕集部制御器１０、搬送部制御器９、検査部制御器８に自己クリーニング工程の指示を出す。
【００７６】
捕集部制御器１０では、通常の検査工程を停止し、あらかじめ決められた自己クリーニング工程を始める。自己クリーニング工程は以下の工程で行う。吸気部１６を駆動し、サンプリング室２７内を吸気するとともに、圧縮ガス発生部１５を駆動する。サンプリング室２７内に配しているノズル３６ａは、ノズル駆動部１４によってサンプリング室２７の内壁に向くように円筒状の筒３７が回転し、ノズル３６ｂは、あらかじめ記憶させている自己クリーニング開始位置に移動するようにノズル駆動部１４によってアーム３９（３９ａ，３９ｂ）を駆動する。
【００７７】
ノズル３６（３６ａ，３６ｂ）の移動が終了した後、エアバルブ（図示せず）を開けて圧縮ガスをノズル３６に供給して、エアジェットをサンプリング室２７内壁に噴射する。またノズル３６（３６ａ，３６ｂ）は、互いのアーム３９（３９ａ，３９ｂ）の表面に交互にエアジェットを噴射する。
ノズル３６は、その尖端とサンプリング室２７内壁との距離が、前述した爆薬微粒子を効果的に剥離できる風速４０ｍ/ｓ以上のエアジェットを噴射できる９ｃｍ以下の距離で、サンプリング室２７内壁と互いのアーム３９（３９ａ，３９ｂ）の表面を走査する。
【００７８】
エアジェットを噴射することによって、手荷物２５から爆薬微粒子を剥離することができることは実証済みである。従ってエアジェットをサンプリング室２７内壁に噴射することで、サンプリング室２７の内壁に残留した爆薬微粒子を剥離し、吸気部１６でサンプリング室２７内を吸気することでサンプリング室２７から排出することができる。次に、サンプリング室２７が危険物質を検知する前と同等の清浄性に復帰したかを自己検査する。
【００７９】
自己クリーニングの際に、配管４１に保持している捕集フィルタ５２を、上述した捕集フィルタ搬送駆動部１７で取り出し、加熱部１８に挿入し、上述した付着物検査部２で捕集フィルタ５２から検出した成分と予め記憶している危険物質の成分を比較する。比較の結果、付着物検査部２で爆薬の信号を検知していないレベルと判断すると、通常の検査工程が再開され、爆薬の信号を検知しているレベルと判断すると、再び自己クリーニングを開始する。
【００８０】
図１３は、第１実施形態の付着物検査装置１で、Ｃ４爆薬を検出した後のサンプリング室２７の内壁を、上述の方法で自己クリーニングした時に使用した捕集フィルタ５２を検査した結果を示している。図１３は、上述した自己クリーニング工程を８回繰り返した後の検査結果である。図１３に示すように、Ｃ４爆薬を示す信号に全く変化がないことから、サンプリング室２７内が、本実施形態の自己クリーニング方法で、清浄化されたことを証明することができた。
【００８１】
以上説明してきた本実施形態による自己クリーニング手段によれば、一旦手荷物から爆薬を検知した場合でも、サンプリング室２７の内部のクリーニングを、人による汚染やサンプリング室２７の内部の構成部品を破損させることなく、自動で、短時間で行うことができる。また、クリーニング後のサンプリング室２７の清浄度を、付着物検査部２で測定することで、クリーニングの効果を定量的に確認することができるので、危険物質を検知した後の検査でも誤検知することが無い。尚、自己クリーニングの効果の測定は、自己クリーニング毎に実施しなくても良い。予め決めた回数の自己クリーニングを終えた時に自己クリーニングの効果の測定を行うようにすることで、自己クリーニングの所要時間をより短くすることができる。また、危険物質を検出した捕集フィルタ５２を再び加熱部１８に挿入し、上述したサンプリング室２７へエアジェットを噴射している間加熱することで、危険物質の由来成分が捕集フィルタに残留していても、除去することができるので、効果的である。
【００８２】
次の本発明の付着物検査装置１の構成を用いて、１回の検査ごとに捕集フィルタ５２を交換せずに、連続した検査を行うことができる付着物検査装置について説明する。１日で行う手荷物２５の付着物検査は、検査場所にもよるが、膨大な数の手荷物２５を行うことが想像できる。
【００８３】
一般に手荷物２５には、加熱しても気化しない金属や、土砂などの固形物が付着している。このような手荷物２５を、本発明の第１実施形態の付着物検査装置１のサンプリング室２７でエアジェットを噴射した場合、それら気化しない固形物も手荷物２５から剥離して捕集フィルタ５２に捕集される。連続した検査を進めるに従い、それらの固形物が捕集フィルタ５２に堆積し、捕集フィルタ５２の目詰りや、それらから発生するガスによって、付着物検査部２の検知感度が低下する原因となる。
【００８４】
本発明の付着物検査装置１では、捕集フィルタ搬送駆動部１７において、捕集フィルタ５２を保持するハンド部５３と、ハンド部５３を保持する搬送アーム５４間に、ハンド部５３を１８０度回転（表裏反転）させる回転機能を付加した捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いることで、１回の検査ごとに捕集フィルタ５２を交換せずに、上述した問題を発生することなく連続した検査を行うことが可能となる。
【００８５】
図１４は、本発明の付着物検査装置１において、連続した検査を行うことが可能とする捕集フィルタ搬送部４を説明する一部断面を含む図である。図１４において、捕集フィルタ５２、ハンド部５３、ハンド部５３を保持する搬送アーム５４の一部以外の各部は省略している。図１４（ａ）は、ボス４５の中心を通る断面であり、Ｚ軸の正方向から見た上面図である。図１４（ｂ）は、捕集フィルタ５２の中心を通る一部断面図であり、Ｙ軸の正方向から見た側面図である。
【００８６】
ハンド部５３は、回転自在な軸受け７１を介して搬送アーム５４に保持しており、ハンド部５３を回転させる駆動源７２と接続している。駆動源７２は搬送部制御器９（図１参照）で制御される。
【００８７】
捕集フィルタ５２は、前述したように非貫通性のステンレス製のフィルタを使用する。サンプリング室２７でエアジェットを手荷物２５に噴射して、手荷物２５に付着している固形物を捕集フィルタ５２の表面に捕集する。捕集フィルタ５２を第１実施形態で説明した手順で、配管４１から取り出し、加熱部１８に挿入し、試料物質に危険物質が含まれているか否かを検査する。検査を終了し、捕集フィルタ５２を加熱部１８から取り出した後、駆動源７２を駆動して、捕集フィルタ５２を保持したハンド部５３を１８０度回転させて表裏反転させる。そのままの状態で捕集フィルタ５２を、サンプリング室２７の配管４１に挿入する。
【００８８】
搬送の過程でハンド部５３を表裏反転することで、捕集フィルタ５２の面に残留していた比較的大きい固形物は、搬送過程で重力や振動によって落下する。落下せずに残留している微粒子も、捕集フィルタ５２がサンプリング室２７の配管４１に挿入後、吸気部１６によってサンプリング室２７内のガスの吸気が開始されることで、捕集フィルタ５２から剥離される。
【００８９】
以上説明してきた捕集フィルタ搬送部４を用いた付着物検査装置１によれば、一回の検査毎に捕集フィルタ５２を反転することで、捕集フィルタ５２の目詰りを防ぐことができるので、捕集フィルタ５２を交換することなく連続して使用しても付着物検査部２の検知感度が低下することが無い付着物検査装置１を提供することができる。
【００９０】
もちろん、連続した手荷物２５の検査毎に捕集フィルタ５２を交換しながら検査することも可能である。この場合、複数の捕集フィルタ５２を格納したカセット（図示せず）と、使用済みの捕集フィルタ５２を格納するカセット（図示せず）と、それらのカセットを設置する捕集フィルタ交換ステーション（図示せず）を、捕集フィルタ搬送手段１７で搬送可能な領域に設置した付着物検査装置１の構成を採る。この付着物検査装置１では、加熱部１８から取り出した捕集フィルタ５２を、捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いて、使用済みの捕集フィルタ５２を格納するカセットに挿入した後、未使用の複数の捕集フィルタ５２を格納したカセットから、未使用の捕集フィルタ５２を取り出し、配管４１に挿入して、次の検査に備える。
【００９１】
以上述べてきた、捕集フィルタ交換ステーション（図示せず）を備えた付着物検査装置１を用いることで、常に未使用の清浄な捕集フィルタ５２で、手荷物２５の検査を行うことが可能な付着物検査装置１を提供することが出来る。
また、図１４で説明したハンド部５３が１８０度回転可能な捕集フィルタ搬送部４と、捕集フィルタ交換ステーションを備えた付着物検査装置１を用いることで、例えば検査回数を１００回毎に、捕集フィルタ５２を交換する検査方法も可能となる。すなわち前述した自己クリーニングと同じ手順で、所定の検査回数を経た捕集フィルタ５２の清浄度を付着物検査部２で確認し、データ処理部２３で、捕集フィルタ５２から発生するガスが多く検知精度が悪いと判断したら、捕集フィルタ５２を使用済みの捕集フィルタ５２を格納するカセットに挿入し、未使用の複数の捕集フィルタ５２を格納したカセットから、未使用の捕集フィルタ５２を取り出し、配管４１に挿入して、次の検査に備える。
以上述べてきた付着物検査装置１とすることで、１日で使用する捕集フィルタ５２の数を減らすことが出来、また、捕集フィルタ５２の清浄度を常に監視しているので、より確実で、信頼性の高い付着物検査装置１を提供できる。
【００９２】
図１５は、以上述べてきた本発明の第１実施形態の付着物検査装置１において、各部の動作の工程を示したフローチャート図である。
まず通常の検査工程について説明する。
試料物質が付着した手荷物２５が手荷物配送部３によりサンプリング室２７に配送される（Ｓ１１）。すると、まず手荷物２５の大きさ及び形状が手荷物認識部１２及び手荷物大きさ演算部１３により認識される（Ｓ１２）。次いで吸気部１６を駆動し、付着物捕集部５のサンプリング室２７内のガスを吸引してから（Ｓ１３）、ノズル３６を手荷物２５の表面を走査するように移動させ（Ｓ１４）、エアジェットをその表面に噴射する（Ｓ１５）。このエアジェットの噴射を所定時間若しくは手荷物２５の全面を一通り走査するまで続けた後（Ｓ１６）、エアジェットの噴射を停止する（Ｓ１７）。その後、吸気部１６を停止してサンプリング室２７内のガスの吸引も停止する（Ｓ１８）。この後ノズル３６は退避位置へ移動し（Ｓ１９）、手荷物２５が手荷物配送部３によりサンプリング室２７の外部に送出される（Ｓ２０）。そして、捕集フィルタ５２は捕集フィルタ搬送駆動部１７によって付着物捕集部５の配管４１から取り出されるとともに、この配管４１には新しい捕集フィルタ５２が挿入される（Ｓ２１）。そして、配管４１から取り出された捕集フィルタ４１は、加熱部１８に挿入される（Ｓ２２）。加熱部１８に挿入された捕集フィルタ５２は加熱され、捕集フィルタ５２に捕集されている試料物質も加熱されて、気化し、試料ガスを生成する（Ｓ２３）。所定の時間、補集フィルタ５２を加熱したら、捕集フィルタ搬送駆動部１７によって加熱部１８から取り出す。試料ガスは、イオン源部１９に運ばれ、イオン化された後（Ｓ２４）、質量分析部２１に送られて質量分析される（Ｓ２５）。分析の結果データ処理部２３で危険物質の有無、種類を同定する。危険物質が検出されなければ（Ｓ２６：危険性無）、その結果が操作パネル１１に出力されるとともに（Ｓ２７）、次の測定が開始され（Ｓ１１にジャンプ）、危険物質が検出されれば（Ｓ２６：危険性有）、その旨を操作パネル１１に出力して検査員に危険物質が検出されたことを伝え（Ｓ２７）、自己クリーニング工程を行うかどうかの指示を待つ。
【００９３】
次に自己クリーニングの工程について説明する。
検査員から自己クリーニングの指示がでると（Ｓ２８）、前記した（Ｓ１３）から（Ｓ２５）までの動作フローを繰り返す（ただし、手荷物２５は、すでに搬出されてサンプリング室２７には存在しないので（Ｓ２０）の工程はジャンプする）。この自己クリーニング工程において、エアジェット噴射（Ｓ１５）の工程は、ノズル３６をサンプリング室２７内壁又はアーム３９に向けて噴射する点において、前記した通常の検査工程の場合と相違する。そして、ステップＳ２６において危険性無の判定がでるまで自己クリーニング（Ｓ２８）の工程を繰り返す。そして、ステップＳ２６において危険性無の判定がでると、次の手荷物２５を検査する工程に入る（Ｓ１１）。
【００９４】
（第２実施形態）
図１６は、本発明の第２実施形態の付着物検査装置１’の外観を示す斜視図である。図１７は、本発明の第２実施形態の付着物検査装置を説明する側面図と上面図である。図１７（ａ）は、本発明の第２実施形態の付着物検査装置１’の付着物捕集部５’において、サンプリング室２７内の一部断面を含む正面図を示している。
【００９５】
図１７（ａ）において、断面は、サンプリング室２７の手荷物入り口３０の端面を通る断面であり、正面図は、Ｘ軸の負方向から見た図であり、ノズル７５（７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ）及び筒７６（７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ）以外の各部の記載は省略している。図１７（ｂ）は、本発明の第２実施形態の付着物検査装置１’の付着物捕集部５’において、サンプリング室２７内の一部断面を含む側面図を示している。図１７（ｂ）において、断面は、サンプリング室２７の中心を通りサンプリング室２７の手荷物搬送方向に平行な断面である。側面図は、Ｙ軸の負方向から見た側面図であり、ノズル７５以外の各部の記載は省略している。第２実施形態の付着物検査装置１’において、付着物捕集部５’に設けたノズル７５以外の各部の構成は、第１実施形態の付着物検査装置１と同じ構成であるので、説明は省略する。
【００９６】
手荷物２５の大きさを検知する手荷物認識部１２は、サンプリング室２７の入り口３０の手前の手荷物搬送軌道上にゲート状に設けてある。手荷物認識部１２の構成及び作用は、第１実施形態と同じであるので、説明は省略する。手荷物認識部１２で、手荷物２５の大きさを検知し、付着物捕集部５で仮想外形を演算した後、手荷物２５はサンプリング室入り口３０に到達する。
【００９７】
第２実施形態の付着物検査装置１’のノズル７５は、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、手荷物２５の底面にエアジェットを噴射するノズル７５ａと、手荷物２５の上面にエアジェットを噴射するノズル７５ｂと、手荷物２５の側面にエアジェットを噴射するノズル７５ｃ，７５ｃと、サンプリング室２７内壁にエアジェットを噴射するノズル７５ｄの４系統を備えている。ノズル７５ａは、入り口３０のトレー２６の搬送軌道より３ｃｍ下に、検査可能な手荷物２５の幅である４０ｃｍより長い、中心軸に対して回転可能な円筒状の筒７６ａに設けられている。筒７６ａには直径２ｍｍのノズル７５ａが、トレー２６の底面に対して３０度傾斜して搬送方向に向けて、３ｃｍ間隔で２０個開口している。
【００９８】
ノズル７５ｂは、手荷物２５の高さより高い入り口３０の位置に、下方向への直進移動が可能でかつ手荷物２５の幅である４０ｃｍより長い、中心軸に対して回転可能な一対の円筒状の筒７６ｂに設けられている。筒７６ｂには直径２ｍｍのノズル７５ｂが、トレー２６の上面に対して３０度傾斜して搬送方向に向けて、３ｃｍ間隔で２０個開口している。
【００９９】
ノズル７５ｃは、サンプリング室２７内の両脇に、横方向への直進移動が可能で、かつ手荷物２５の高さである５０ｃｍより長い、中心軸に対して回転可能な円筒状の筒７６ｃに設けられている。筒７６ｃには直径２ｍｍのノズル７５ｃが、トレー２６の搬送軌道に平行な面に対して３０度傾斜して搬送方向に向けて、３ｃｍ間隔で２５個開口している。
【０１００】
ノズル７５ｄは、手荷物２５の高さより高い位置から、下方向への直進移動が可能でかつサンプリング室２７の内壁から３ｃｍ離れた位置に配した円筒状の筒７６ｄに設けられている。筒７６ｄには直径２ｍｍのノズル７５ｄを、サンプリング室２７内壁に対して３０度傾斜して下方向に向けて、３ｃｍ間隔で３０個開口している。
【０１０１】
第２実施形態の付着物検査装置１’において、エアジェットの噴射手順について説明する。
手荷物２５が入り口３０に到達する時間を、手荷物認識部１２の信号を検出した時間と、手荷物搬送速度と、手荷物認識部１２の設置場所と入り口３０の設置場所間の距離から捕集部制御器１０で演算する。もちろん手荷物２５が入り口３０に到達することを検知するセンサを設けてもよい。
手荷物２５がサンプリング室２７の入り口３０に到達する前に、ノズル７５ｂを手荷物大きさ演算部１３で演算した仮想高さより５ｃｍ離れた位置に移動する。同時にノズル７５ｃを、手荷物大きさ演算部１３で演算した仮想幅より５ｃｍ離れた位置に移動する。
【０１０２】
同時にサンプリング室２７内を吸気する吸気部１６と圧縮ガス発生部１５（図１参照）を駆動する。手荷物２５が入り口３０に到達したことを捕集部制御器１０で判断すると、ノズル７５（７５ａ，７５ｂ，７５ｃ）と圧縮ガス発生部１５を接続するエアバルブ（図示せず）を開放し、ノズル７５（７５ａ，７５ｂ，７５ｃ）に圧縮ガスを供給する。手荷物大きさ演算部１３で求めた、各ノズル７５の位置を通過する場所の手荷物２５の仮想最大幅及び仮想最大高さに応じてノズル７５ｂ，７５ｃをそれぞれの可動方向にノズル駆動部１４で移動制御する。手荷物２５がノズル７５の位置を通過したことを捕集部制御器１０が判断すると、エアバルブ（図示せず）を閉じて、エアジェットの噴射を停止する。この後、ノズル７５ａを設けた円筒状の筒７６ａが、ノズル７５ａがサンプリング室２７の内壁に対して３０度の傾斜を持つように回転する。回転後、ノズル７５ａ，７５ｄと圧縮ガス発生部１５を接続するエアバルブ（図示せず）を開放し、圧縮ガスをノズル７５ａ，７５ｄに供給してそこからエアジェットをサンプリング室２７内壁に向けて噴射する。ノズル７５ｄは、エアジェットをサンプリング室２７内壁に噴射しながら、サンプリング室２７下面まで下降する。
【０１０３】
ノズル７５ｄがサンプリング室２７下面まで到達したことを、捕集部制御器１０で判断すると、エアバルブ（図示せず）を閉じて、ノズル７５ｄを退避位置まで上昇させる。以上のエアジェット噴射の間は、手荷物２５は搬送トレー２６によって搬送されている。
【０１０４】
この後捕集フィルタ５２を配管４１から取り出し、図７に示すように加熱部１８へ挿入する捕集フィルタ搬送駆動部１７及び加熱部１８内で捕集フィルタ５２を加熱し気化させて、質量分析する手段、質量分析の結果から危険物質を同定する手段は、第１実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【０１０５】
図１８は、第２実施形態の付着物検査装置の構成を用いて、Ｃ４爆薬粒子が付着した手荷物２５を検査した結果を示している。図１８において、縦軸は任意単位のイオン強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。図１８に示すように、Ｃ４爆薬成分の明瞭な信号が得ることができている。この結果から、付着物検査装置の第２実施形態を用いることで、Ｃ４爆薬粒子が付着した実際の手荷物２５から、Ｃ４爆薬粒子をエアジェットで剥離し捕集フィルタ５２で捕集し、加熱部１８で気化し、データ処理部２３でＣ４爆薬成分を検知できることを証明した。本実施形態の構成からなる付着物検査装置では、手荷物２５からＣ４爆薬を平均４％で回収できることを、実験から確認した。
【０１０６】
第２実施形態の付着物検査装置１’によれば、手荷物２５をサンプリング室２７に停止することなく、手荷物２５の爆薬微粒子有無の検査が実現できるので、検査スループットが高く、手荷物２５の破損や汚染などが生じることなく、また、熟練した検査員を必要とせずに、手荷物２５に非接触で、一定の条件で検査する付着物検査装置１’を提供することができる。
以上述べてきた、第１実施形態の付着物検査装置１、及び、第２実施形態の付着物検査装置１’では、サンプリング室２７に、周知の技術であるＸ線透過装置などの手荷物の内部を透視する検査装置を設けることができることも、特徴の一つである。このため、本発明の付着物検査装置と、通常使用されているＸ線透過装置等の内部検査装置を併用した手荷物の検査が可能な付着物検査装置が実現できるので、より確実で高信頼性な手荷物の付着物検査装置を提供することができる。
【０１０７】
また、第１実施形態の付着物検査装置１、及び、第２実施形態の付着物検査装置１’では、手荷物認識部１２として、投光器３２と受光器３３からなる光検知器を用いているが、この他に手荷物２５の横方向と上下方向の画像を複数のカメラで撮影し、撮影した手荷物の画像から手荷物の大きさを検出する手段や、上述したＸ線透過装置で得られる手荷物の画像から、手荷物の大きさを検出する手段を用いても良い。
【０１０８】
（第３実施形態）
また、以上述べてきた、第１実施形態の付着物検査装置１、及び、第２実施形態の付着物検査装置１’では、検査対象物として手荷物２５を想定して説明してきたが、人体を検査対象物とすることもできる。
【０１０９】
図１９は検査対象物として人体を想定した付着物検査装置１”の第３実施形態の捕集器５”を説明する側面図と上面図を示している。図１９（ａ）は、本発明の第３実施形態の付着物検査装置１”の付着物捕集部５”において、サンプリング室７８の上面図である。図１９（ｂ）は、本発明の第３実施形態の付着物検査装置１”の付着物捕集部５”において、サンプリング室７８内の一部断面を含む側面図を示している。図１９（ｂ）において、断面は、サンプリング室７８の中心を通る断面である。
【０１１０】
第３実施形態の付着物検査装置１”は、人体の下腕部分（検査対象物）を検査する装置である。
第３実施形態の付着物捕集部５”は、実際に腕を挿入するサンプリング室７８と、腕にエアジェットを噴射するノズル７９と、腕の挿入を検知する検知器８０（８０ａ，８０ｂ）と、ノズル７９，７９…に圧縮ガスを供給する圧縮ガス発生部１５（図１参照）と、腕から剥離した試料物質を捕集する捕集フィルタ８２と、サンプリング室７８内のガスを捕集フィルタ８２を介して吸気する吸気部１６（図１参照）と、それらを駆動するための電源部６（図１参照）と、それらを制御する制御部（図示せず）から構成する。図１９において、ノズル７９と腕の挿入を検知する検知器８０以外の各部は、筺体８６に納められている。
【０１１１】
以下、第３実施形態の付着物検査装置１”の付着物捕集部５”を用いた人体の検査手順について説明する。
本実施形態の腕の挿入口８７は、サンプリング室７８の上側に設けている。被験者が、腕の挿入口８７から、両腕を手首より深くなるまで挿入する。サンプリング室７８の腕の挿入口８７に設けた腕の挿入を検知する検知器８０で、腕の挿入を検知したことを、制御部に伝達する。検知器８０は、光を投光する投光器８０ａと、投光器８０aからの光を受光する受光器８０ｂから成り、受光器８０ｂは投光器８０ａからの光を受光しない時に信号を出力する。制御部では検知信号を受けてから、吸気部１６（図１参照）を駆動させ、次いで吸気部１６を駆動してから数秒後に、圧縮ガス発生部１５（図１参照）を駆動させる。圧縮ガス発生部１５の駆動開始まで数秒の時間を設けた理由は、腕を挿入するために要する時間を必要とするためである。また本実施形態では圧縮ガス発生部１５としてターボファンを使用している。本実施形態のノズル７９，７９…は、サンプリング室７８の腕の挿入口８７に、手の甲と手のひら方向の両側からエアジェットを噴射できるように、片側２５個の直径２ｍｍのノズル７９，７９…を両側に、下向きに傾斜して２ｃｍ間隔で配している。ノズル７９，７９…と被験者の腕の間隔は固定であるが、第１実施形態で説明したように、風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを腕の表面に対して約３０度の傾斜で噴射されるように、ノズル７９，７９…と被験者の腕の間隔は３ｃｍから９ｃｍの範囲になるように、サンプリング室７８の腕挿入口８７の大きさを設計している。
【０１１２】
圧縮ガス発生部１５が駆動すると、ノズル７９，７９…からエアジェットが腕に噴射される。
被験者は、エアジェットを感知すると、腕をサンプリング室７８からゆっくりと引き抜く動作を行う。サンプリング室７８の腕の挿入口８７に設けた腕を検知する検知器８０で、腕が引き抜かれたことを検知したことを、制御部に伝達する。制御部では検知信号を受けてから、圧縮ガス発生部１５を停止し、次いで、吸気部１６を停止する。以上の手順で、被験者の下腕に付着している試料物質を剥離することができる。サンプリング室７８の下部には、捕集フィルタ８２が挿入されており、試料物質は捕集フィルタ８２に捕集される。
【０１１３】
捕集フィルタ８２の構成、捕集フィルタ搬送駆動部１７、及び付着物検査部２は第１実施形態と同様の構成で構成されており、捕集フィルタ８２をサンプリング室７８から取り出し、加熱部１８に挿入し、試料物質を気化し、イオン化し、質量分析し、データ処理部２３で危険物質の有無、種類を検査する手順は、第１実施形態と同じ手順で行うので、説明を省略する。
【０１１４】
図２０は、実際にＣ４爆薬を触った手を、第３実施形態の付着物検査装置１”で検査した結果を示している。図２０において、縦軸は任意単位の信号強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。図２０に示すように、Ｃ４爆薬成分の検出位置に明瞭な信号が得ることができている。この結果から、付着物検査装置の第３実施形態を用いることで、Ｃ４爆薬を触った手から、Ｃ４爆薬粒子をエアジェットで剥離し捕集フィルタ８２で捕集し、加熱部１８で気化し、質量分析部２１でＣ４爆薬成分を検知できることを実証した。
【０１１５】
第３実施形態の付着物検査装置１”では、人体の下腕部分を検査対象物としているが、サンプリング室７８の挿入口８７の形状を変えることで、検査対象物の範囲を拡大することができる。例えば被験者の靴部分の検査や、挿入口を郵便物ポストの郵便物の挿入口と同程度とすることで、郵便物や、搭乗券などのチケットを検査対象物として検査することができる。また第３実施形態の付着物検査装置１”において、ノズル７９，７９…を人体の頭からつま先まで走査するサンプリング室７８とすることで、人体全身を検査対象物として検査することも可能である。
【０１１６】
尚、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の付着物検査装置１，１’，１”では、捕集フィルタ５２，８２の搬送を、捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いて搬送すると説明しているが、捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いなくても、検査員が手動で搬送することでも、本発明の目的である手荷物２５から試料物質を剥離し、捕集し、検査する目的を達成することができる。同様に、エアジェットの噴射についても、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の付着物検査装置１，１’，１”ではノズル駆動部１４を用いて自動でエアジェットの噴射を行っているが、検査員が手動でノズルを検査対象物の表面に４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓの風速のエアジェットが噴射できるように検査対象物の表面を走査させることでも、手荷物２５からの試料物質を剥離し、捕集し、検査できる効果に何ら変化は無い。この場合、手荷物認識部１２も不要となるので、より安価で簡便な手荷物の付着物検査装置を提供できる。
【０１１７】
また、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の付着物検査装置１，１’，１”では、試料物質の捕集手段として捕集フィルタ５２，８２を使用しているが、捕集フィルタ５２，８２に限定されるものではない。例えば、周知の技術であるインパクタをサンプリング室２７と吸気部１６の間に設置し、インパクタの試料物質が堆積する台を、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いて、または検査員が手動で、付着物検査部２の加熱部１８に搬送することでも、本発明の目的である手荷物２５からの付着物微粒子を剥離し、捕集し、検査できる効果に何ら変化は無い。
【０１１８】
また、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の付着物検査装置１，１’，１”では、付着物検査部２として、質量分析手段を用いているが、質量分析手段に限定されるものではなく、検査対象物に付着した試料物質の成分を同定する分析ができるものであればなんでもよい。例えば、加熱部１８で気化した試料物質の蒸気をガスクロマトグラフで分離し、発光試薬と反応させて発光を検出することにより、未知物質の同定を行なう周知の化学発光方式の付着物検査装置にも、本発明を適用できる。また、この蒸気をイオン源部１９の内部の放射性同位体でイオン化した後、ドリフトチューブに導入してイオンの易動度を検出することにより、未知物質の同定を行なう周知のイオンモビリティ方式の付着物検査装置にも、本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第１実施形態の付着物検査装置の主要構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態の付着物検査装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態の付着物検査装置の手荷物認識部を説明する正面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置の手荷物大きさ検知の工程を説明する一部抜粋した側面図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置の手荷物大きさ演算部の信号の変化を説明する図である。
【図５】（ａ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置のノズル駆動部を説明する一部抜粋した正面図であり、（ｂ）は同側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の付着物検査装置の構成を用いて、Ｃ４爆薬の回収量とエアジェットの風速の関係を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態の付着物検査装置の捕集フィルタ搬送駆動部による、捕集フィルタの搬送工程（（ａ）〜（ｅ））を説明する上面図である。
【図８】（ａ），（ｃ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置の捕集フィルタ保持手段による、捕集フィルタの保持方法を説明する一部断面を含む上面図であり、（ｂ），（ｄ）は同側面図である。
【図９】（ａ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置において捕集フィルタが挿入される前の加熱部の状態を説明する一部断面を含む一部抜粋した上面図であり、（ｂ）は捕集フィルタが挿入された後の状態を説明する同上面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬粒子が付着した手荷物から検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、ＴＮＴ爆薬粒子が付着した手荷物から検出されたＴＮＴ爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１２】本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬成分を検出した後のサンプリング室の内壁にエアジェットを噴射して試料物質を捕集した捕集フィルタから検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１３】本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬成分を検出した後のサンプリング室の内壁を自己クリーニングした後のサンプリング室内壁について、エアジェットを噴射して試料物質を捕集した捕集フィルタから検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１４】（ａ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、ハンド部を表裏反転する回転機能を付加した捕集フィルタ搬送手段を説明する、捕集フィルタ搬送手段の一部断面を含む上面図であり、（ｂ）は同側面図である。
【図１５】本発明の付着物検査装置の各部の通常の検査の全体工程及び自己クリーニングの工程を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の第２実施形態の付着物検査装置を示す斜視図である。
【図１７】（ａ）は本発明の第２実施形態の付着物検査装置の捕集部を説明する一部断面を含む正面図であり、（ｂ）は同側面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬粒子が付着した手荷物から検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１９】（ａ）は本発明の第３実施形態の付着物検査装置の捕集部を説明する一部断面を含む上面図であり、（ｂ）は同正面図である。
【図２０】本発明の第３実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬粒子を触れた手から検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１’，１” 付着物検査装置
２ 付着物検査部（検査部）
３ 手荷物配送部（配送部）
４ 捕集フィルタ搬送部（搬送部）
５，５’，５” 付着物捕集部（捕集部）
１１ 操作パネル
１２ 手荷物認識部（認識部）
１３ 手荷物大きさ演算部
１４ ノズル駆動部
１６ 吸気部
１７ 捕集フィルタ搬送駆動部
１８ 加熱部
１９ イオン源部
２１ 質量分析部
２３ データ処理部
２５ 手荷物（検査対象物）
２７，７８ サンプリング室
３１ 手荷物配送駆動部
３２ 投光器
３３ 受光器
３６，７９ ノズル
３９ アーム
５２，８２ 捕集フィルタ
７０ 直進移動機構部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物に付着した物質（試料物質）を検査する技術に関し、主に手荷物や人体に付着した物質の検査を行う付着物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空港や港湾などの搭乗口で行われる手荷物に爆薬や麻薬などの危険物質が含まれていないか検査する技術として、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４の技術が公開されている。これらはすべて、手荷物の表面に付着した試料物質（粒子状物質）を検査することにより手荷物の内部に含まれる物質を推定する技術である。
【０００３】
特許文献１では、検査員が手荷物の表面を拭取り材で拭取ることで、手荷物表面に付着した試料物質を拭取り材に転写する技術が開示されている。この技術では、拭き取り後の拭取り材を加熱して拭き取られた試料物質を気化させた後、この気化したガスをイオン化し、質量分析法を用いてその質量電荷比を測定し、予め記憶している危険物質の質量電荷比と比較することで試料物質の危険性の有無、種類を判定する技術である。また、拭取り材の代わりに、手荷物の表面に接触し振動する振動子、手荷物表面を加熱する加熱手段、空気を噴射する噴射手段または吸引手段を内包したプローブ等により、手荷物表面に付着した試料物質や危険物の蒸気を採取するプローブが提案されている。
【０００４】
特許文献２、特許文献３では、人または物体に付着した危険物質または蒸気を検査する付着物検査装置が開示されている。ここで開示された自動荷物検査の技術は、荷物を収納するサンプリングチャンバーの幅全体に広がるとともに荷物の露出面を掃き取る回転ブラシが４つ備えられたサンプリングヘッドを、ばね、センサまたはサーボ等を荷物の表面に接触させることにより、荷物の付着試料物質を採取する技術である。
特許文献４では、荷物の表面から空気を吸引し、吸引出口に配した収集媒体に捕集する技術が開示されている。この収集媒体は、大きな円盤上に４つ置かれており、常時一つは吸引出口に、一つは危険物質を検出するイオン易動度分光分析器の入り口に対向する。そして、円盤を所定の角度で回転させながら、荷物に付着した試料物質を剥ぎ取り、危険性の判定を行う技術である。
【特許文献１】特開２００４−３０１７４９号公報
【特許文献２】特開平０９−１２６９６５号公報
【特許文献３】特開平０９−１２６９６６号公報
【特許文献４】特開平０７−６７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の技術では、検査員が拭取り材で検査対象物の全面を丁寧に拭取る必要がある。しかし検査員によって、拭取る箇所や拭取る力などが変わるため、検査条件にばらつきが出る課題がある。また手荷物全面を拭取るため、１個の検査対象物の検査に時間がかかる課題がある。このため検査員を複数配置する必要があり、検査費用がかかるなどの課題がある。また特許文献１記載のプローブでは、採取に必要な圧縮空気の条件や、効果の具体的記載がない。さらにプローブの操作を検査員が行うため、検査員には、複雑な凹凸を有する検査対象物の表面に沿ってプローブ先端を走査する熟練した技術が求められる。
【０００６】
特許文献２、特許文献３に開示の回転ブラシでは、取っ手やジッパーなどの複雑な凹凸を有する手荷物の最も外側の表面のみが回転ブラシと接触することになるため、検査箇所が限定される課題がある。また回転ブラシを手荷物表面に押し付ける際に、手荷物の表面の破損や手荷物内部の品物の破損などの事故が発生する可能性が高い課題がある。
【０００７】
特許文献４では、空気の入り口は１方向のみであり、検査する手荷物の表面が限定される課題がある。また、空気を吸引する部材と、試料物質を捕集する収集媒体と、試料物質を分析するイオン易動度分光分析器は、円盤上に積載している収集媒体の回転軌道上に配置される必要があるため、空気を吸引する部材と、試料物質を捕集する収集媒体と、試料物質を分析するイオン易動度分光分析器のレイアウトが制限される課題がある。
さらに、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４記載の付着物検査技術の共通の課題として、手荷物から危険物質を検出した後の自己クリーニングの課題があるが、具体的な解決のための手段が示されていない。
【０００８】
本発明は、前記した課題を解決することを目的とし、検査員に熟練した技術を要求することなく、手荷物の表面に付着する試料物質を非接触で適切に採取し、この試料物質を同定し危険性のある物質（危険物質）が含まれているかについて検査を実施する。さらに、自己クリーニング機能を備える付着物検査装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するために本発明は、付着物検査装置において、試料物質が付着した検査対象物に圧縮ガスを吹き付けて、剥離した前記試料物質を補集フィルタにより捕集する捕集部と、この捕集フィルタに捕集された前記試料物質を分析する検査部と、を備える付着物検査装置であって、関節を有するアームに支持されるとともに前記圧縮ガスを前記検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上の速度で吹き付ける少なくとも１つのノズルと、前記関節を動かすことにより前記ノズルを前記検査対象物の外形に基づき移動させるノズル駆動部とを、有することを特徴とする。
かかる構成により、検査対象物に付着した試料物質は、空気等の圧縮ガスの風圧で剥離することとなり、捕集フィルタで回収される試料物質の量を増やすことができるとともに検査条件のバラツキも低減することができる。
【００１０】
さらに、ノズルの尖端を、非接触状態で検査対象物の表面に近づけて精密に走査させることができ、有効に検査対象物に付着する試料物質を剥離することができる。同様に、自己クリーニングも有効に実施することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検査員に熟練した技術を要求することなく、検査対象物に非接触で、検査対象物に付着している試料物質を剥離して捕集する量を増やすことができることにより、この試料物質の同定を簡便にかつ高い確度で行うことができる付着物検査装置が提供される。さらに、自己クリーニングが可能な付着物検査装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態の説明では、付着物検査装置１により探知される試料物質として爆薬微粒子あるいは爆薬の添加物のような危険物質を例示し、これらの危険物質が付着した、被験者の手荷物を検査対象物として例示している。しかし、本発明にかかる付着物検査装置は、この他、爆発性の物質、覚醒剤等の薬剤、人体に悪影響を与える化学物質、人体に悪影響を与える細菌、ウイルス等の微生物、その他、一般に、人体に悪影響を及ぼすと想定される物質を含む試料物質を探知の対象にすることも、郵便物や人体、輸出入される物品等を検査対象物とすることもできる。しかし、付着物検査装置１により探知される試料物質は、特に限定されることなく、特定の成分物質を含む試料物質を探知の対象とすることが可能である。
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態の付着物検査装置１の主要構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１実施形態の付着物検査装置１の外観を示す斜視図である。
第１実施形態の付着物検査装置１は、付着物検査部２、手荷物配送部（配送部）３、捕集フィルタ搬送部（搬送部）４、付着物捕集部（捕集部）５、電源部６、中央制御部７及び操作パネル１１から構成される。装置の各部の動作に要する電力を供給する電源部６は、中央制御部７により制御される。中央制御部７は、検査部制御器８と搬送部制御器９と捕集部制御器１０と配送部制御器２８と接続している。各装置の各部の動作条件は、操作パネル１１から入力され、中央制御部７は、入力された動作条件に従い装置の各部の動作を制御する。
【００１４】
そして、図２に示される検査部筐体３４の内部には、図１に示される中央制御部７、電源部６、付着物検査部２の各部、捕集部制御器１０、手荷物大きさ演算部１３、及び搬送部制御器９が収納されている。操作パネル１１は、操作し易い所望の位置に移動して保持することが可能な保持部材２４によって保持されている。
【００１５】
付着物捕集部５には、検査対象物の外形を認識する手荷物認識部（認識部）１２、この手荷物認識部１２の出力結果から検査対象物の仮想外形を演算する手荷物大きさ演算部１３、及び手荷物大きさ演算部１３で演算した検査対象物の仮想外形に沿ってノズル３６（図５参照）を移動させるノズル駆動部１４を備えるとともに検査対象物を収納するサンプリング室２７と、ノズル３６からエアジェット（圧縮ガス）を噴射するための圧縮ガス発生部１５と、サンプリング室２７下部に接続した配管４１（図２参照）を介してサンプリング室２７の内部を吸気する吸気部１６と、配管４１に挿入及び取り出し可能に配置されるとともに検査対象物にエアジェットが当たって剥離した試料物質を捕集する捕集フィルタ５２（図２参照）とが設けられている。以上の構成から成る付着物捕集部５にて、検査対象物の表面に付着する試料物質を剥離し、捕集フィルタ５２に捕集する。
【００１６】
試料物質を捕集した捕集フィルタ５２（図２参照）は、捕集フィルタ搬送部４の捕集フィルタ搬送駆動部１７によって配管４１から取り出され、付着物検査部２のオーブン（加熱部）１８に挿入される。
【００１７】
付着物検査部２の加熱部１８は、一定の温度に保持されており、加熱部１８に挿入された捕集フィルタ５２を、付着した試料物質が気化する温度にまで昇温する。捕集フィルタ５２に捕集された試料物質も同時に加熱されて、気化し、試料ガスが生成する。加熱部１８はイオン源部１９に接続されている。試料ガスは、吸引ポンプ２０によりイオン源部１９に導入され、イオン化される。イオン源部１９で生成したイオンは、質量分析部２１で質量分析される。イオン源部１９と質量分析部２１は排気部２２により排気されている。
【００１８】
データ処理部２３の記憶手段には、手荷物２５に付着した試料物質を同定するために必要な標準質量分析データ（質量電荷比（イオンの質量数／イオンの価数）の値と相対強度）を含むデータベースが記憶されている。質量分析部２１の質量分析計の検出器の出力信号は、データ処理部２３に送られ、記憶手段から読み出されたデータベースと危険物質由来のイオンの質量分析の結果とを照合する等のデータ処理がされて、試料物質に含まれる危険物質（爆薬等）の特定がなされる。
特定された危険物質（爆薬等）及び／又は質量分析の結果は、操作パネル１１に表示される。
【００１９】
図３は、本発明の第１実施形態の付着物検査装置１の付着物捕集部５の手荷物認識部１２（図１参照）の構成を説明する正面図である。図３の正面図は、図２においてＸ軸の負方向から見た図であり、手荷物認識部１２以外の各部の記載は省略されている。
検査対象物である手荷物２５は、手荷物配送駆動部３１（図１参照）により駆動される網状の金属製のトレー２６に載せられてサンプリング室２７内に配送される。手荷物配送駆動部３１には、速度センサが設けられている。この速度センサの信号は配送部制御器２８から中央演算部７を介して手荷物大きさ演算部１３に伝達され、手荷物２５が配送される速度として常に監視されることとなる。尚、本実施形態で検査可能な手荷物２５の好ましい大きさは、幅４０ｃｍ、高さ５０ｃｍ、奥行き７０ｃｍ程度のものである。
【００２０】
サンプリング室２７の入り口３０には、検査可能な手荷物２５の最大幅４０ｃｍと最大高さ５０ｃｍより外側に、手荷物認識部１２が設けられている。この手荷物認識部１２は、光を投光する投光器３２，３２…が縦方向及び横方向に３ｃｍ間隔で直列に設けられ、これら投光器３２，３２…からの光を受光する受光器３３，３３…が対向する側に配置されている。本実施形態では、横方向に１５対、上下方向に１９対の投光器３２及び受光器３３からなる手荷物認識部１２がサンプリング室２７の入り口３０に設けられている。
【００２１】
手荷物認識部１２の受光器３３は、対向する投光器３２からの光を手荷物２５が遮断すると、その光を受光器３３は受光できなくなる。そして、受光器３３が受光しているか否かのＬ／Ｈ信号（図４（ｂ）参照）が手荷物大きさ演算部１３（図１参照）に伝達されると、そこで手荷物２５の断面形状が検出される。そして、この手荷物２５は、手荷物配送部３（図２参照）によりトレー２６の長手方向に送られていくので、手荷物認識部１２により、微小時間間隔で検出された手荷物２５の断面形状を合わせることによりこの手荷物２５の外形が把握される。
【００２２】
図４は、本発明の第１実施形態に使用している手荷物認識部１２で手荷物２５の大きさを検知する工程を説明する図である。
図４（ａ）は、図２のＹ軸方向から見た、手荷物認識部１２と、手荷物２５の位置関係を示す概略図である。なお手荷物２５と手荷物認識部１２以外の記載は省略している。図４（ａ）において手荷物認識部１２は、説明を簡単にするために、手荷物２５の高さ方向と奥行き方向の大きさを検知する受光器３３（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…，３３ｇ）が７つのみ配した図となっている。なお図４（ａ）では、手荷物２５の高さ方向と奥行き方向の大きさを検知する手段について説明しているが、手荷物２５の上下方向に設けられた同様の手荷物認識部１２により手荷物２５の幅方向の大きさが検知される。
【００２３】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示される手荷物認識部１２を手荷物２５の点１、点２、点３、点４に位置する断面が通過する際の、受光器３３（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…，３３ｇ）のそれぞれの信号の状態を示したものである。図４（ｂ）において、横軸は秒単位の時間を示しており、図中、受光器３３が投光器３２からの光を遮断され信号を出力している状態をＨ信号、その光を受光して信号を出力していない状態をＬ信号として表している。
【００２４】
手荷物２５は手荷物配送部３（図１参照）のトレー２６に載せられて（図２参照）、図４の矢印方向に搬送される。また手荷物２５が配送される速度は、前述したように手荷物配送駆動部３１（図１参照）に付加した速度センサ（図示せず）で検知された信号に基づき定められるものである。また、この手荷物２５の配送速度が予め定められた所定値となるように、配送部制御器２８は、速度センサからの信号に基づき手荷物配送駆動部３１を制御する。
【００２５】
図４に戻って説明を続ける。手荷物２５の点１、点２、点３、点４の各箇所が手荷物認識部１２を通過した際に、手荷物認識部１２の受光器３３の信号は変化する。図４（ｂ）に示すように、手荷物２５の端面位置を示す点１で受光器３３ｃ，受光器３３ｄ，受光器３３ｅ，受光器３３ｆが検知する。手荷物２５の凸部の始点位置を示す点２で受光器３３ｂ，受光器３３ｃ，受光器３３ｄ，受光器３３ｅ，受光器３３ｆが検知する。手荷物２５の凸部の終点位置を示す点３で受光器３３ｂが非検知となる。手荷物２５の終端位置を示す点４で全ての受光器３３が非検知となる。
このように手荷物認識部１２の受光器３３で検出された信号の変化は、手荷物大きさ演算部１３（図１参照）に伝達されることになる。
【００２６】
図１に示される手荷物大きさ演算部１３では、各手荷物認識部１２の信号が変化するまでの時間の間における手荷物２５の配送速度を、手荷物配送部３の速度センサから出力された信号に基づき演算している。そして、この演算の結果から得られた配送速度と、手荷物認識部１２の各受光器３３から出力されるＬ／Ｈ信号と、これらＬ／Ｈ信号が互いに切り替わるまでの時間とから、手荷物２５の横方向から見た外形の大きさが演算される。
【００２７】
このことを図４（ｂ）を用いてさらに詳しく説明する。
点１から点２までの距離Ｌ１は、点１で受光器３３ｃ，受光器３３ｄ，受光器３３ｅ，受光器３３ｆが検知してから点２で受光器３３ｂが検知するまでの時間Ｔ１に、点１から点２までの配送速度Ｖ１を剰算することで、点１から点２までの距離が演算できる。同様の演算で点２から点３までの距離Ｌ２は、点２で受光器３３ｂが検知してから点３で非検知になるまでの時間Ｔ２に、点２から点３までの配送速度Ｖ２を剰算することで演算する。同様の演算で点３から点４までの距離Ｌ３は、点３で受光器３３ｂが非検知してから点４で全ての受光器３３が非検知となるまでの時間Ｔ３に、点３から点４までの配送速度Ｖ３を剰算することで演算する。
手荷物２５の奥行き方向の長さは、上述の手段で求めたＬ１とＬ２とＬ３の距離を加算して演算する。
【００２８】
以上の演算で、点１と点２の間の長さＬ１の範囲では手荷物２５は、受光器３３ｃを配置した高さ以上の大きさを有しており、点２と点３の間の長さＬ２の範囲では手荷物２５は、受光器３３ｂを配置した高さ以上の大きさを有しており、点３と点４の長さＬ３の範囲では手荷物２５は、受光器３３ｃを配置した高さ以上の大きさを有した形状であることを求めることができる。
【００２９】
次に手荷物２５の最大の大きさを仮想する。本実施形態では、検知した受光器３３と検知しなかった受光器３３の中間に、手荷物２５の端面があると仮定する。例えば点１では、実際に検知した受光器３３ｃと検知しなかった受光器３３ｂの中間に、実際の手荷物２５の高さがあると仮定する。本実施形態では受光器３３の間隔は３ｃｍであるので、点１での手荷物２５の高さは受光器３３ｃの位置に１．５ｃｍ加算した位置と仮想する。
【００３０】
上述した手荷物２５の最大の大きさを仮想する方法では、本実施形態では投光器３２と受光器３３の間は光の線で手荷物２５の有無を監視しているため、点１で受光器３３ｂが反応していないが、実際の手荷物２５は受光器３３ｂの直下までの高さを有していることも考えられる。この場合上述した方法で仮想した高さよりも高い位置に手荷物２５の端面があることになる。本実施形態では、手荷物大きさ検知器間隔３１が３ｃｍであるので、仮想した手荷物２５の大きさに対して最大＋−１．５ｃｍの誤差が生じることになるが、本発明の目的である手荷物２５の表面に付着する試料物質を剥離する上で問題は生じない。この理由については後述する。また以上の処理は、手荷物大きさ演算部１３で手荷物２５の配送過程で処理しており、手荷物２５のサンプリング室２７内への配送が終了した時点で、上述する手荷物２５の外形演算は終了している。
【００３１】
次に図５を参照して本実施形態の試料物質の剥離に用いるエアジェットが噴射されるノズル３６の構成について説明する。
図５（ａ）は、サンプリング室２７内の一部断面を含む正面図を示している。図５（ａ）において、断面は、配管４１の中心を通り、サンプリング室２７の手荷物搬送方向に垂直な断面であり、正面図は、図２のＸ軸の負方向から見た図であり、ノズル３６に関連するもの以外の各部の記載は省略している。
【００３２】
図５（ｂ）は、サンプリング室２７内の一部断面を含む側面図を示している。図５（ｂ）において、断面は、サンプリング室２７の中心を通りサンプリング室２７の手荷物搬送方向に平行な断面である。側面図は、図２のＹ軸の負方向から見た側面図であり、ノズル３６に関連するもの以外の各部の記載は省略している。
【００３３】
発明者らは、手荷物２５に付着している試料物質を剥離するには、手荷物表面に４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓの風速のエアジェットを手荷物２５の表面に対して傾斜した方向から噴射することが有効であることと、剥離した試料物質を効果的に捕集するには、エアジェットの噴射とともにサンプリング室２７内のガスを吸気することが重要であることを実験から見出した。
【００３４】
図６は、第１実施形態の付着物検査装置１の構成を用いて、エアジェットの風速と、検知される試料物質としてＣ４爆薬の回収率との関係を測定した結果を示している。ここでＣ４爆薬とは、プラスチック爆薬の一種である。測定は、Ｃ４爆薬を付着させた皮革表面に風速の条件を変えたエアジェットを噴射し、Ｃ４爆薬を捕集した捕集フィルタ５２を後記する加熱部１８（図７参照）に入れて、質量分析部２１（図９参照）でＣ４爆薬の信号強度を測定し、得られたＣ４爆薬の信号強度からＣ４爆薬の回収量を求めた。尚、実験は、広範囲にエアジェットを噴射できるようにノズル３６の大きさを直径２ｍｍとし、測定の際のサンプリング室２７内のガスの吸気速度は、１，６００リットル/分である。
図６の実験結果から、風速２０ｍ/ｓ以上の風速のエアジェットを噴射することで、捕集フィルタ５２から明瞭なＣ４爆薬由来の信号が得られることがわかった。図６の実験結果からＣ４爆薬の回収率は、風速４０ｍ/ｓまでは、風速に依存して急激に増加するが、風速４０ｍ/ｓ以上ではＣ４爆薬の回収率の増加量はゆるやかになる。特に風速が１３０ｍ/ｓ以上の条件では、Ｃ４爆薬の回収率に大きな改善は得られないことがわかった。
【００３５】
またサンプリング室２７内を吸気せずにエアジェットを皮革表面に噴射した実験では、得られたＣ４爆薬由来の信号強度は、大幅に低下した。
従って手荷物２５表面から効果的に爆薬微粒子を剥離し、捕集する上で、風速４０ｍ/ｓ以上、１３０ｍ/ｓ以下のエアジェットを皮革表面に噴射することと、サンプリング室２７内を吸気することが重要であることを見出すことができた。
【００３６】
また本実験から、直径２ｍｍのノズル３６（３６ａ，３６ｂ）から、手荷物２５表面に風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを噴射するには、ノズル３６の尖端を、手荷物２５表面から３ｃｍから９ｃｍの距離に近づける必要があることも、実験から求めた。
本実施形態の付着物検査装置１では、ノズル３６は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、手荷物の底面にエアジェットを噴射するノズル３６ａと、手荷物の上面と側面にエアジェットを噴射するノズル３６ｂの２系統を備えている。
【００３７】
ノズル３６ａは、前述したサンプリング室２７入り口３０のトレー２６の搬送軌道より３ｃｍ下に、検査可能な手荷物２５の幅である４０ｃｍより長い、円筒状の筒３７に設けられている。筒３７には直径２ｍｍのノズル３６ａを、トレー２６の底面に対して３０度傾斜して搬送方向に向けて、３ｃｍ間隔で２０個開口している。円筒状の筒３７は、円筒状の筒３７の中心軸に対して回転可能である。円筒状の筒３７の回転駆動は、ノズル駆動部１４（図１参照）で制御している。
【００３８】
ノズル３６ｂは、サンプリング室２７内に手荷物２５の搬送方向に対して両側面に１対の、サンプリング室２７の奥行き方向に直進移動機構部７０によって移動可能で、サンプリング室２７の入り口３０の面内に回転可能な３つの関節３８（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ）を有したアーム３９ａ，３９ｂの尖端部分で支持されている。アーム３９（３９ａ，３９ｂ）の各関節３８の駆動は、ノズル駆動部１４（図１参照）で制御しており、アーム３９の先端には直径２ｍｍのノズル３６ｂを３ｃｍ間隔で２個備えられている（図５（ｂ）参照）。尚、ノズル３６ｂの数量、及び、相対的配置は適宜変更できる。
【００３９】
ノズル３６（３６ａ，３６ｂ）からエアジェットを噴射するための圧縮ガス発生部１５（図１参照）は、周知の技術であるターボファンを使用している。圧縮ガス発生部１５は、サンプリング室２７の上部の捕集部筐体３５（図２参照）の中に収納されており、図示しないエアバルブにより供給されるエア量を調整してノズル３６（３６ａ，３６ｂ）までエアを供給する。このエアバルブの調整は、捕集部制御器１０により行なわれる。
【００４０】
図３と図５を参照して手荷物２５へのエアジェットの噴射手順について説明する。
まず図３を参照して、手荷物２５がサンプリング室入り口３０に到達したことを、サンプリング室２７の入り口３０に配した手荷物認識部１２の信号から捕集部制御器１０（図１参照）で判断すると、サンプリング室２７内を吸気する吸気部１６を駆動すると同時に、圧縮ガス発生部１５（図１参照）を駆動する。次にエアバルブ（図示せず）を開けて、図５に示す２０個のノズル３６ａに圧縮ガスを供給し、エアジェットを手荷物２５の底面に噴射する。
【００４１】
同時に、ノズル駆動部１４を動作させて、アーム３９ａのノズル３６ｂを手荷物２５の搬送方向側、アーム３９ｂのノズル３６ｂを搬送方向逆側で手荷物２５上面に配置させる。そして、手荷物大きさ演算部１３で演算された手荷物２５の仮想外形に対し、３ｃｍから９ｃｍの距離を離して前述した風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを手荷物２５の表面に噴射する。本実施形態ではこの距離を５ｃｍとしている。
【００４２】
手荷物２５がサンプリング室２７内に搬送されたことを、手荷物認識部１２の信号変化より捕集部制御器１０が判断すると、エアバルブを閉じて、ノズル３６からエアジェットの噴射を停止する。
【００４３】
前述したように実際の手荷物２５の大きさに対して手荷物大きさ演算部１３で演算した手荷物２５の仮想外形は＋−１．５ｃｍの誤差が生じている。
また、直径２ｍｍのノズル３６から、風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを手荷物２５表面に噴射するには、前述したように、ノズル３６を、３ｃｍから９ｃｍ離して、手荷物２５の表面に走査する必要がある
本実施形態では前述したように、ノズル３６の移動目標位置を仮想外形より５ｃｍ離れた位置を目標としている。この場合実際のノズル３６の尖端位置は、ノズル３６の移動目標位置である５ｃｍに、上述した仮想外形の誤差である＋−１．５ｃｍを加算した距離が、実際の手荷物２５の表面からノズル３６尖端までの距離となる。本実施形態では、手荷物２５の実際の外形から、３．５ｃｍから６．５ｃｍの範囲で手荷物２５の周囲を走査することになる。
【００４４】
従って本実施形態によれば、手荷物２５表面から爆薬微粒子の剥離に効果的な風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットが噴射できる距離の範囲内で、ノズル３６を手荷物２５表面に沿って走査することになる。
すなわち、図２に示す本実施形態の付着部物検査装置１の付着物捕集部５が図示するような構成を採る場合、手荷物認識部１２の直列に配置される投光器３２，３２…（受光器３３，３３…）（図３参照）の間隔は、ノズル３６（図５）から風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットが手荷物２５表面に噴射できる距離より短いことが望まれる。もしこれら投光器３２，３２…（受光器３３，３３…）の間隔が、風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを手荷物２５表面に噴射できる距離より狭かったり広かったりすると、ノズル３６尖端が手荷物２５表面に衝突する事故や、風速４０ｍ/ｓのエアジェットが手荷物２５表面に噴射されなくなる。
【００４５】
この後、ノズル３６ｂを、ノズル駆動部１４でアーム３９の各関節３８（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ）及び直進移動機構部７０を駆動しながら、手荷物大きさ演算部１３で演算した手荷物２５の奥行き寸法より長く、手荷物２５の仮想外形から約５ｃｍの距離で、手荷物２５の表面を走査しながら手荷物２５下面まで下降させる。ノズル３６ｂが手荷物２５の下面に到達すると、捕集部制御器１０は、エアバルブを閉じてエアジェットの噴射を終了し、ノズル３６ｂを退避位置に移動し、次いで吸気部１６を停止する。ここで、ノズル３６ｂを備えたアーム３９の自由度は、本実施形態に限定されるものではなく、アーム３９の自由度を適宣に変更し、ノズル３６ｂの可動できる範囲を広げることは、より精密に手荷物２５表面に沿ったノズル３６ｂの走査が可能となるため、手荷物２５に付着する試料物質を剥離する目的を達成する上で有効である。
【００４６】
同時にノズル３６ｂからのエアジェットの噴射が終了したことが、捕集部制御器１０から中央制御部７へさらに搬送部制御器９へ伝達されて、この搬送部制御器９よりサンプリング室２７の配管４１に保持されている捕集フィルタ５２を取り出すよう指示が出る。
【００４７】
図７は本実施形態の付着物検査装置１において、サンプリング室２７と付着物検査部２と捕集フィルタ搬送駆動部１７の位置関係を示す上面図である。これら上面図は、図２におけるＺ軸の正方向から見た上面図であり、各部を簡略に表示した概略図である。
図８はサンプリング室２７と吸気部１６（図２参照）を接続する配管４１の途中に挿入している捕集フィルタ５２を説明する図である。
また図８（ａ）、図８（ｃ）は、捕集フィルタ５２を保持した配管４１の一部抜粋した断面図である。図８（ａ）、図８（ｃ）において、断面は配管４１の捕集フィルタ挿入口４７の上端面を通り、Ｚ軸の正方向から見た配管４１の一部抜粋した断面図であり、配管４１の一部及び捕集フィルタ保持部４６、捕集フィルタ５２、捕集フィルタ搬送駆動部１７のハンド部５３以外の各部は省略している。
図８（ｂ）、図８（ｄ）は、図８（ａ）、図８（ｃ）の一部断面を含む側面図である。図８（ｂ）、図８（ｄ）において、断面は配管４１の中心を通る断面であり、Ｙ軸の正方向から見た側面図である。
【００４８】
図８に示すように本実施形態の捕集フィルタ５２は、フィルタ部４２と、フィルタ部４２を保持するブロック枠４３から成る。フィルタ部４２は、配管４１の内径と同一の５７ｍｍの円形である。その周囲を厚さ８ｍｍのアルミ製のブロック枠４３で保持している。アルミ製のブロック枠４３の一方には、サンプリング室２７及び加熱部１８（図７参照）に捕集フィルタ５２を固定するために必要な、直径６ｍｍの球体４４が接続されている。またブロック枠４３の他方には、捕集フィルタ搬送駆動部１７で、捕集フィルタ５２を搬送する際にハンド部５３で捕集フィルタ５２を保持するために必要な直径４ｍｍの円筒状のボス４５が２つ設けられている。
【００４９】
実際の爆薬（試料物質）の粒径を観察したところ、最小の大きさは１０から２０ミクロンの粒であることを、発明者らは見出した。この知見から本実施形態では、フィルタ部４２は、非貫通性で１２．７ミクロンのメッシュの耐熱性、耐久性に優れたステンレス製フィルタを使用した。非貫通性のフィルタであるので、１０から２０ミクロンの粒子を捕集することができる。
【００５０】
捕集フィルタ５２を配管４１及び加熱部１８に固定する捕集フィルタ保持部４６について、図８（ａ）〜図８（ｄ）を用いて説明する。
捕集フィルタ保持部４６は、図８（ａ），（ｃ）に示すように捕集フィルタ５２のブロック枠４３に接続している球体４４を掴むことで、捕集フィルタ５２を固定する。捕集フィルタ保持部４６は、配管４１及び後述する加熱部１８の、捕集フィルタ挿入口４７と反対側に配しており、ブロック枠４３の端面に配した球体４４を掴む爪４９と、可動ボス５０と、可動ボス５０の位置で爪４９を開閉動作させるカム機構（図示せず）を備えている。このカム機構は、捕集フィルタ保持部筐体８９に収納されている。
【００５１】
図８（ａ）に示すように、捕集フィルタ保持部４６の可動ボス５０を、捕集フィルタ５２のブロック枠４３に接続している球体４４で押し込むと、カム機構の機能で爪４９が閉じて図８（ｃ）に示すように球体４４を掴む。この状態で、さらに球体４４を押し込んだ後、捕集フィルタ５２を引き抜くと、図８（ａ）に示すように、カム機構の機能で爪４９が開いて球体４４を開放する動作をする。捕集フィルタ５２の押し込み動作及び引き抜き動作は、捕集フィルタ搬送部４で行う。
【００５２】
捕集フィルタ搬送駆動部１７は、図７に示すように、捕集フィルタ５２を掴むハンド部５３と、ハンド部５３に伸縮と回転自由度を与えるとともに捕集フィルタ５２を搬送する搬送アーム５４を２対備えており、ハンド部５３は任意の方向への回転移動と、任意の位置に直進移動することが可能である。また、それぞれの搬送アーム５４は、それぞれ独立に直進移動することが可能である。ハンド部５３の先端には、図８（ｃ）に示すように捕集フィルタ５２のブロック枠４３に設けた２つのボス４５が挿入できる穴５５が設けてある。穴５５の内部には円筒状に丸めた板ばね５６が収められており、ブロック枠４３のボス４５が穴５５に挿入されると、板ばね５６の反力でボス４５を保持する。従って、捕集フィルタ５２はハンド部５３に保持される。
【００５３】
捕集フィルタ５２を配管４１から引き抜き加熱部１８へ挿入する手順について図７及び図８を用いて説明する。
前述したように捕集フィルタ５２は、配管４１に捕集フィルタ保持部４６で保持されている。図７（ｂ）に示すように捕集フィルタ搬送駆動部１７の搬送アーム５４を伸ばして、図８（ｃ）に示すようにハンド部５３の穴５５にブロック枠４３のボス４５を入れて、捕集フィルタ５２を保持する。さらに図７（ｂ）から（ｃ）に示すように搬送アーム５４を伸ばしてから搬送アーム５４を縮めると、図８（ａ）に示すように、捕集フィルタ保持部４６の爪４９がカム機構５１によって搬送アーム５４の縮退する動きと連動して開き、捕集フィルタ５２は配管４１から引き抜かれる。図７（ｃ）に示すように所定の位置まで搬送アーム５４を縮退させた後、図７（ｄ）に示すようにハンド部５３を加熱部１８に対向する位置に回転させる。再び図７（ｅ）に示すように搬送アーム５４を進展させて、捕集フィルタ５２を加熱部挿入口５１（図２参照）から加熱部１８内部に挿入する。なおこの加熱部１８の捕集フィルタ搬送部４と反対側にも、フィルタ保持部４６が設けられており、加熱部１８内部に挿入された捕集フィルタ５２は、このフィルタ保持部４６により保持される。
【００５４】
図７（ｅ）に示した実施形態では、捕集フィルタ搬送駆動部１７では、捕集フィルタ５２を加熱部１８に挿入すると同時に、別の捕集フィルタ５２をハンド部５３に保持した搬送アーム５４を伸展させて、サンプリング室２７の配管４１に挿入する動作を行い、次の手荷物２５の検査に備える例を示している。
【００５５】
次に付着物検査部２の加熱部１８の概略構成について、図９を用いて説明する。図９は、加熱部１８、イオン源部１９及び質量分析部２１を一部断面した上面図を示している。図９において、断面は導入配管５８の中心を通る断面であり、上面図はＺ軸の正方向から見た図である。図９において、加熱部１８、イオン源部１９、質量分析部２１、吸引ポンプ部２０を簡略に示しており、それ以外の構成部は省略している。
【００５６】
図９に示すように加熱部１８の基本構成は、箱型の収納部５７と、捕集フィルタ５２を保持する捕集フィルタ保持部４６と、イオン源部１９及び加熱部１８を接続する導入配管５８と、収納部５７及び導入配管５８に設けられ試料ガスの吸着防止または脱離を促進させる熱源５９と、温度を計測する温度計６０とから構成されている。温度計６０と熱源５９は検査部制御器８（図１参照）と接続しており、所望の温度に制御することができる。収納部５７、導入配管５８の温度は室温から３００℃の間の任意温度に加熱、保持することが出来る。本実施形態では収納部５７と導入配管５８の温度は、２００℃に設定した。
加熱部１８の収納部５７には、捕集フィルタ５２が挿入される加熱部挿入口５１と、この加熱部挿入口５１の反対側に捕集フィルタ５２のブロック枠４３に設けた球体４４が通過する窓４８が開いている。
【００５７】
図７及び図９を参照して捕集フィルタ５２を加熱部１８の挿入口４０から加熱部１８内部に挿入する手順について説明する。
図７（ｅ）に示したように、搬送アーム５４を伸ばして、ハンド部５３に保持した捕集フィルタ５２を挿入口４７から収納部５７の中に挿入する。そして図９（ｂ）に示すように捕集フィルタ５２のブロック枠４３に設けた球体４４は、収納部５７の窓４８を通って、収納部５７の外に配置した捕集フィルタ保持部４６の可動ボス５０に押し付けられる。さらに搬送アーム５４（図７（ｅ）参照）を伸ばして、捕集フィルタ５２のブロック枠４３に設けた球体４４を、捕集フィルタ保持部４６の爪４９で保持させた後、搬送アーム５４を縮退させて、捕集フィルタ５２とハンド部５３を分離し、搬送アーム５４を退避位置まで移動することで、図９（ｂ）に示したように捕集フィルタ５２を、試料物質が捕集された面を上にして収納部５７の内部に保持することができる。収納部５７の挿入口４０と窓４８は、捕集フィルタ５２のブロック枠４３によって塞がれるので、捕集フィルタ５２の加熱は効果的に行われる。
【００５８】
本実施形態の捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いれば、配管４１および加熱部１８には捕集フィルタ５２のみが保持されるので、捕集フィルタ搬送駆動部１７を介しての捕集フィルタ５２の相互汚染の可能性が無い。また加熱部１８では捕集フィルタ５２のみが加熱されるので、ハンド部５３や捕集フィルタ５２の搬送アーム５４から発生するガスによって、付着物検査部２の検知感度が低下することは無い。また本実施形態によれば、サンプリング室２７と加熱部１８は物理的に分離した位置に配置することができるので、占有床面積を増加することなく付着物捕集部５と付着物検査部２の配置が自由にできる。
【００５９】
図９（ｂ）に示したように捕集フィルタ５２が収納部５７に挿入されると、捕集フィルタ５２の面は急速に加熱されるので、捕集フィルタ５２に捕集されている試料物質の気化が急速に促進される。
【００６０】
加熱部１８内で生成した試料ガスは、吸引ポンプ２０により導入配管５８を通り、イオン源部１９の、第１の細孔付電極６１と対向電極６２との間の空間に運ばれる。イオン源部１９には針電極６３が配置され、針電極６３と対向電極６２との間に高電圧が印加されている。針電極６３の先端付近にコロナ放電が発生し、まず、窒素、酸素、水蒸気等がイオン化される。これらのイオンは一次イオンと呼ばれる。一次イオンは、電界により対向電極６２の側に移動する。第１の細孔付電極６１と対向電極６２との間の空間に運ばれてきた気化した試料ガスは、対向電極６２に設けられた開口部６４を介して、針電極６３が配置される空間に流れ、一次イオンと反応してイオン化される。大気中のコロナ放電を利用して１次イオンを生成し、この１次イオンとガスとの化学反応を利用してガス中の化学物質をイオン化する方法は、大気圧化学イオン化法と呼ばれている。
【００６１】
イオン源部１９には、熱源（図示せず）と温度計（図示せず）が設けられている。この熱源への電力の供給は、温度計の出力信号に基づき、検査部制御器８（図１参照）により制御され、気化した試料ガスがイオン源部１９の内部に吸着しないように、イオン源部１９は、常時所望の温度に加熱、保持されている。
【００６２】
対向電極６２と第１の細孔付電極６１との間には１ｋＶ程度の電位差があり、イオンは第１の細孔付電極６１の方向に移動して、第１のイオン導入細孔６５を介して差動排気部６６に取り込まれる。差動排気部６６では断熱膨張が起こり、イオンに溶媒分子等が付着する、いわゆるクラスタリングが起きる。クラスタリングを軽減するため、第１の細孔付電極６１、第２の細孔付電極６７をヒーター等で加熱するのが望ましい。
【００６３】
大気圧化学イオン化法により生成された試料ガスのイオンは、第１の細孔付電極６１の第１のイオン導入細孔６５、排気部２２（図１参照）により排気された差動排気部６６、第２の細孔付電極６７の第２のイオン導入細孔６８を介して、質量分析部２１に導入される。質量分析部２１は、排気部２２により排気されている。イオン源部１９と質量分析部２１は、１つの容器６９を構成している。
【００６４】
質量分析部２１に導入された試料ガスのイオンは、イオントラップ型質量分析計によって質量分析される。データ処理部２３（図１参照）には、予め、検知の対象となる単数又は複数の試料物質を同定する必要な質量電荷比の値が、設定されている。この検知しようとする試料物質を同定する必要な質量電荷比に関する、質量分析計の検出器の出力信号は、試料ガスのイオンの質量分析の結果として、所定の時間間隔で連続してデータ処理部２３に送られ、データ処理される。データ処理部２３の記憶手段には、複数の爆薬、薬物等の特定の試料物質（危険物質）を同定する必要な質量分析データ（質量電荷比の値と相対強度）、及び、特定の試料物質（危険物質）の同定判断の基準となる信号強度の判定閾値が、データベースとして、記憶されている。データ処理部２３に送られてきた信号の質量電荷比が、記憶手段から読み出されたデータベースと照合され、検知対象である特定の試料物質（危険物質）と同定されると、送られてきた信号の強度が判定閾値よりも大きいことを条件に、検知対象である特定の試料物質（危険物質）の存在の可能性を、操作パネルに１１表示して操作者に知らされる。
【００６５】
図１０は、第１実施形態の付着物検査装置１の構成を用いて、Ｃ４爆薬粒子が付着した手荷物２５を検査した結果を示している。図１０において、縦軸は任意単位のイオン強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。
【００６６】
図１０に示すように、Ｃ４爆薬成分が検出されたことを示す明瞭な信号が得ることができている。この結果から、第１実施形態の付着物検査装置１を用いることで、Ｃ４爆薬粒子が付着した実際の手荷物２５から、Ｃ４爆薬粒子をエアジェットで剥離し捕集フィルタ５２で捕集し、加熱部１８で気化し、質量分析部２１でＣ４爆薬成分を検知できることを証明した。本実施形態の構成からなる付着物検査装置１では、手荷物２５からＣ４爆薬を平均7.9％で回収できることを、実験から確認した。
【００６７】
図１１は、ＴＮＴ爆薬粒子が付着した実際の手荷物２５を検査した結果を示している。
図１１において、縦軸は任意単位のイオン強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。図１１に示すように、ＴＮＴ爆薬成分が検出されたことを示す明瞭な信号が得ることができている。この結果から、第１実施形態の付着物検査装置１を用いることで、ＴＮＴ爆薬粒子が付着した実際の手荷物２５から、ＴＮＴ爆薬粒子をエアジェットで剥離し捕集フィルタ５２で捕集し、加熱部１８で気化し、質量分析部２１でＴＮＴ爆薬成分を検知できることを証明した。
【００６８】
以上述べてきた本実施形態による付着物検査装置１は、手荷物２５に付着した試料物質に爆薬等の危険物質が含まれるか否かの検査を、手荷物２５に何も接触せずに、また、自動で、一定の条件で検査することができるので、手荷物２５の破損や汚染などが生じることなく、また、熟練した検査員を必要とせずに、迅速に検査することができる。
【００６９】
第１実施形態の付着物検査装置の効果を要約すると、（１）サンプリング室２７内部で、ノズル３６の先端を、手荷物大きさ演算部１３で演算した手荷物２５の仮想外形から、５ｃｍの距離で手荷物２５の周囲を走査させることで、手荷物２５に付着している試料物質の剥離に有効な４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓの風速のエアジェットを手荷物２５の表面に噴射することができるので、手荷物２５から効果的に試料物質を剥離することができる。（２）剥離した試料物質を、サンプリング室２７をその下部に固定した非貫通性の捕集フィルタ５２を介して吸気することで、効果的に捕集フィルタ５２に捕集される。（３）試料物質を捕集した捕集フィルタ５２は、捕集フィルタ搬送駆動部１７で、自動でサンプリング室２７から引き出され、質量分析部２１と結合した加熱部１８に挿入するので、搬送過程での捕集フィルタ５２の汚染や、人による汚染が無く、サンプリング室２７から加熱部１８に搬送することできる。（４）加熱部１８に挿入された捕集フィルタ５２は、急速に加熱されるため、試料物質に含まれる危険物質（爆薬等）の成分が気化して濃度の高いガスが発生する。従って、イオン源部１９で生成される危険物質由来のイオン濃度が高くなり、より強い信号強度が質量分析部２１で得られるため、高感度な検査ができる。
【００７０】
次に、本実施形態の付着物検査装置１の、自己クリーニングの手順について説明する。
図１２は、第１実施形態の付着物検査装置１で、Ｃ４爆薬を検出した後のサンプリング室２７について、このサンプリング室２７を吸気部１６で吸気しながらサンプリング室２７の内壁にエアジェットを吹きつけた際に使用した捕集フィルタを加熱部１８の中に入れて爆薬の有無を検査した結果を示している。図１２において、縦軸は任意単位のイオン強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。図１２に示すように、明らかにＣ４爆薬を検出した後のサンプリング室２７から採取した試料物質からＣ４爆薬（危険物質）を示す信号が得られている。
【００７１】
図１２の結果から、発明者らは、一度爆薬のような危険物質を採取したサンプリング室２７内には、その後も爆薬粒子（危険物質）が残留することを見出した。サンプリング室２７内壁に、そのような危険物質が残留した状態で、次の別の手荷物２５を検査すると、サンプリング室２７内壁に付着した危険物質が剥離して、捕集フィルタ５２に捕集されることが考えられる。この場合実際には手荷物２５に付着する試料物質にそのような危険試料物質は付着していないが、付着物検査部２ではその危険物質を検知することになるので、誤検知の原因となる。従って手荷物２５の付着物検査装置１において、自己クリーニング機能は、必要不可欠な機能であるといえる。
【００７２】
サンプリング室２７の内壁のクリーニング手段として、検査員が清浄な拭取材でサンプリング室２７の内壁を丹念にふき取り清掃を行う手段も考えられるが、検査員の安全性や、清掃に要する時間、サンプリング室２７内に設置した手荷物認識部１２、ノズル３６を備えたアーム３９などの破損、または、サンプリング室２７内壁の人による汚染が考えられ、現実的ではない。従って、手荷物２５の付着物検査装置１には、サンプリング室２７の内壁を自動でクリーニングする機能が必要である。
【００７３】
自己クリーニング機能の課題として、以下の二つの課題が存在する。（１）自己クリーニングに要する時間は、検査を速やかに再開できるようにするために出来るだけ短い時間とする課題。（２）誤検知を防ぐために、クリーニング効果を定量的に確認する課題。
【００７４】
第１実施形態の付着物検査装置１では、特別な自己クリーニングのための部品、装置を必要とせずに、自動で、人を介さずにサンプリング室２７をクリーニングすることができ、さらにクリーニングの効果を定量的に検査することができる。
【００７５】
第１実施形態の付着物検査装置１による自己クリーニングは、以下の手順で行う。
データ処理部２３で検査結果から爆薬成分を検出したと判断した場合、その旨を操作パネル１１に表示して検査員に知らせる。その後、付着物検査装置１は自己クリーニングを開始する指示待ちの状態となる。検査員によって操作パネル１１から自己クリーニング実行の指示が選択されると、中央制御部７から捕集部制御器１０、搬送部制御器９、検査部制御器８に自己クリーニング工程の指示を出す。
【００７６】
捕集部制御器１０では、通常の検査工程を停止し、あらかじめ決められた自己クリーニング工程を始める。自己クリーニング工程は以下の工程で行う。吸気部１６を駆動し、サンプリング室２７内を吸気するとともに、圧縮ガス発生部１５を駆動する。サンプリング室２７内に配しているノズル３６ａは、ノズル駆動部１４によってサンプリング室２７の内壁に向くように円筒状の筒３７が回転し、ノズル３６ｂは、あらかじめ記憶させている自己クリーニング開始位置に移動するようにノズル駆動部１４によってアーム３９（３９ａ，３９ｂ）を駆動する。
【００７７】
ノズル３６（３６ａ，３６ｂ）の移動が終了した後、エアバルブ（図示せず）を開けて圧縮ガスをノズル３６に供給して、エアジェットをサンプリング室２７内壁に噴射する。またノズル３６（３６ａ，３６ｂ）は、互いのアーム３９（３９ａ，３９ｂ）の表面に交互にエアジェットを噴射する。
ノズル３６は、その尖端とサンプリング室２７内壁との距離が、前述した爆薬微粒子を効果的に剥離できる風速４０ｍ/ｓ以上のエアジェットを噴射できる９ｃｍ以下の距離で、サンプリング室２７内壁と互いのアーム３９（３９ａ，３９ｂ）の表面を走査する。
【００７８】
エアジェットを噴射することによって、手荷物２５から爆薬微粒子を剥離することができることは実証済みである。従ってエアジェットをサンプリング室２７内壁に噴射することで、サンプリング室２７の内壁に残留した爆薬微粒子を剥離し、吸気部１６でサンプリング室２７内を吸気することでサンプリング室２７から排出することができる。次に、サンプリング室２７が危険物質を検知する前と同等の清浄性に復帰したかを自己検査する。
【００７９】
自己クリーニングの際に、配管４１に保持している捕集フィルタ５２を、上述した捕集フィルタ搬送駆動部１７で取り出し、加熱部１８に挿入し、上述した付着物検査部２で捕集フィルタ５２から検出した成分と予め記憶している危険物質の成分を比較する。比較の結果、付着物検査部２で爆薬の信号を検知していないレベルと判断すると、通常の検査工程が再開され、爆薬の信号を検知しているレベルと判断すると、再び自己クリーニングを開始する。
【００８０】
図１３は、第１実施形態の付着物検査装置１で、Ｃ４爆薬を検出した後のサンプリング室２７の内壁を、上述の方法で自己クリーニングした時に使用した捕集フィルタ５２を検査した結果を示している。図１３は、上述した自己クリーニング工程を８回繰り返した後の検査結果である。図１３に示すように、Ｃ４爆薬を示す信号に全く変化がないことから、サンプリング室２７内が、本実施形態の自己クリーニング方法で、清浄化されたことを証明することができた。
【００８１】
以上説明してきた本実施形態による自己クリーニング手段によれば、一旦手荷物から爆薬を検知した場合でも、サンプリング室２７の内部のクリーニングを、人による汚染やサンプリング室２７の内部の構成部品を破損させることなく、自動で、短時間で行うことができる。また、クリーニング後のサンプリング室２７の清浄度を、付着物検査部２で測定することで、クリーニングの効果を定量的に確認することができるので、危険物質を検知した後の検査でも誤検知することが無い。尚、自己クリーニングの効果の測定は、自己クリーニング毎に実施しなくても良い。予め決めた回数の自己クリーニングを終えた時に自己クリーニングの効果の測定を行うようにすることで、自己クリーニングの所要時間をより短くすることができる。また、危険物質を検出した捕集フィルタ５２を再び加熱部１８に挿入し、上述したサンプリング室２７へエアジェットを噴射している間加熱することで、危険物質の由来成分が捕集フィルタに残留していても、除去することができるので、効果的である。
【００８２】
次の本発明の付着物検査装置１の構成を用いて、１回の検査ごとに捕集フィルタ５２を交換せずに、連続した検査を行うことができる付着物検査装置について説明する。１日で行う手荷物２５の付着物検査は、検査場所にもよるが、膨大な数の手荷物２５を行うことが想像できる。
【００８３】
一般に手荷物２５には、加熱しても気化しない金属や、土砂などの固形物が付着している。このような手荷物２５を、本発明の第１実施形態の付着物検査装置１のサンプリング室２７でエアジェットを噴射した場合、それら気化しない固形物も手荷物２５から剥離して捕集フィルタ５２に捕集される。連続した検査を進めるに従い、それらの固形物が捕集フィルタ５２に堆積し、捕集フィルタ５２の目詰りや、それらから発生するガスによって、付着物検査部２の検知感度が低下する原因となる。
【００８４】
本発明の付着物検査装置１では、捕集フィルタ搬送駆動部１７において、捕集フィルタ５２を保持するハンド部５３と、ハンド部５３を保持する搬送アーム５４間に、ハンド部５３を１８０度回転（表裏反転）させる回転機能を付加した捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いることで、１回の検査ごとに捕集フィルタ５２を交換せずに、上述した問題を発生することなく連続した検査を行うことが可能となる。
【００８５】
図１４は、本発明の付着物検査装置１において、連続した検査を行うことが可能とする捕集フィルタ搬送部４を説明する一部断面を含む図である。図１４において、捕集フィルタ５２、ハンド部５３、ハンド部５３を保持する搬送アーム５４の一部以外の各部は省略している。図１４（ａ）は、ボス４５の中心を通る断面であり、Ｚ軸の正方向から見た上面図である。図１４（ｂ）は、捕集フィルタ５２の中心を通る一部断面図であり、Ｙ軸の正方向から見た側面図である。
【００８６】
ハンド部５３は、回転自在な軸受け７１を介して搬送アーム５４に保持しており、ハンド部５３を回転させる駆動源７２と接続している。駆動源７２は搬送部制御器９（図１参照）で制御される。
【００８７】
捕集フィルタ５２は、前述したように非貫通性のステンレス製のフィルタを使用する。サンプリング室２７でエアジェットを手荷物２５に噴射して、手荷物２５に付着している固形物を捕集フィルタ５２の表面に捕集する。捕集フィルタ５２を第１実施形態で説明した手順で、配管４１から取り出し、加熱部１８に挿入し、試料物質に危険物質が含まれているか否かを検査する。検査を終了し、捕集フィルタ５２を加熱部１８から取り出した後、駆動源７２を駆動して、捕集フィルタ５２を保持したハンド部５３を１８０度回転させて表裏反転させる。そのままの状態で捕集フィルタ５２を、サンプリング室２７の配管４１に挿入する。
【００８８】
搬送の過程でハンド部５３を表裏反転することで、捕集フィルタ５２の面に残留していた比較的大きい固形物は、搬送過程で重力や振動によって落下する。落下せずに残留している微粒子も、捕集フィルタ５２がサンプリング室２７の配管４１に挿入後、吸気部１６によってサンプリング室２７内のガスの吸気が開始されることで、捕集フィルタ５２から剥離される。
【００８９】
以上説明してきた捕集フィルタ搬送部４を用いた付着物検査装置１によれば、一回の検査毎に捕集フィルタ５２を反転することで、捕集フィルタ５２の目詰りを防ぐことができるので、捕集フィルタ５２を交換することなく連続して使用しても付着物検査部２の検知感度が低下することが無い付着物検査装置１を提供することができる。
【００９０】
もちろん、連続した手荷物２５の検査毎に捕集フィルタ５２を交換しながら検査することも可能である。この場合、複数の捕集フィルタ５２を格納したカセット（図示せず）と、使用済みの捕集フィルタ５２を格納するカセット（図示せず）と、それらのカセットを設置する捕集フィルタ交換ステーション（図示せず）を、捕集フィルタ搬送手段１７で搬送可能な領域に設置した付着物検査装置１の構成を採る。この付着物検査装置１では、加熱部１８から取り出した捕集フィルタ５２を、捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いて、使用済みの捕集フィルタ５２を格納するカセットに挿入した後、未使用の複数の捕集フィルタ５２を格納したカセットから、未使用の捕集フィルタ５２を取り出し、配管４１に挿入して、次の検査に備える。
【００９１】
以上述べてきた、捕集フィルタ交換ステーション（図示せず）を備えた付着物検査装置１を用いることで、常に未使用の清浄な捕集フィルタ５２で、手荷物２５の検査を行うことが可能な付着物検査装置１を提供することが出来る。
また、図１４で説明したハンド部５３が１８０度回転可能な捕集フィルタ搬送部４と、捕集フィルタ交換ステーションを備えた付着物検査装置１を用いることで、例えば検査回数を１００回毎に、捕集フィルタ５２を交換する検査方法も可能となる。すなわち前述した自己クリーニングと同じ手順で、所定の検査回数を経た捕集フィルタ５２の清浄度を付着物検査部２で確認し、データ処理部２３で、捕集フィルタ５２から発生するガスが多く検知精度が悪いと判断したら、捕集フィルタ５２を使用済みの捕集フィルタ５２を格納するカセットに挿入し、未使用の複数の捕集フィルタ５２を格納したカセットから、未使用の捕集フィルタ５２を取り出し、配管４１に挿入して、次の検査に備える。
以上述べてきた付着物検査装置１とすることで、１日で使用する捕集フィルタ５２の数を減らすことが出来、また、捕集フィルタ５２の清浄度を常に監視しているので、より確実で、信頼性の高い付着物検査装置１を提供できる。
【００９２】
図１５は、以上述べてきた本発明の第１実施形態の付着物検査装置１において、各部の動作の工程を示したフローチャート図である。
まず通常の検査工程について説明する。
試料物質が付着した手荷物２５が手荷物配送部３によりサンプリング室２７に配送される（Ｓ１１）。すると、まず手荷物２５の大きさ及び形状が手荷物認識部１２及び手荷物大きさ演算部１３により認識される（Ｓ１２）。次いで吸気部１６を駆動し、付着物捕集部５のサンプリング室２７内のガスを吸引してから（Ｓ１３）、ノズル３６を手荷物２５の表面を走査するように移動させ（Ｓ１４）、エアジェットをその表面に噴射する（Ｓ１５）。このエアジェットの噴射を所定時間若しくは手荷物２５の全面を一通り走査するまで続けた後（Ｓ１６）、エアジェットの噴射を停止する（Ｓ１７）。その後、吸気部１６を停止してサンプリング室２７内のガスの吸引も停止する（Ｓ１８）。この後ノズル３６は退避位置へ移動し（Ｓ１９）、手荷物２５が手荷物配送部３によりサンプリング室２７の外部に送出される（Ｓ２０）。そして、捕集フィルタ５２は捕集フィルタ搬送駆動部１７によって付着物捕集部５の配管４１から取り出されるとともに、この配管４１には新しい捕集フィルタ５２が挿入される（Ｓ２１）。そして、配管４１から取り出された捕集フィルタ４１は、加熱部１８に挿入される（Ｓ２２）。加熱部１８に挿入された捕集フィルタ５２は加熱され、捕集フィルタ５２に捕集されている試料物質も加熱されて、気化し、試料ガスを生成する（Ｓ２３）。所定の時間、補集フィルタ５２を加熱したら、捕集フィルタ搬送駆動部１７によって加熱部１８から取り出す。試料ガスは、イオン源部１９に運ばれ、イオン化された後（Ｓ２４）、質量分析部２１に送られて質量分析される（Ｓ２５）。分析の結果データ処理部２３で危険物質の有無、種類を同定する。危険物質が検出されなければ（Ｓ２６：危険性無）、その結果が操作パネル１１に出力されるとともに（Ｓ２７）、次の測定が開始され（Ｓ１１にジャンプ）、危険物質が検出されれば（Ｓ２６：危険性有）、その旨を操作パネル１１に出力して検査員に危険物質が検出されたことを伝え（Ｓ２７）、自己クリーニング工程を行うかどうかの指示を待つ。
【００９３】
次に自己クリーニングの工程について説明する。
検査員から自己クリーニングの指示がでると（Ｓ２８）、前記した（Ｓ１３）から（Ｓ２５）までの動作フローを繰り返す（ただし、手荷物２５は、すでに搬出されてサンプリング室２７には存在しないので（Ｓ２０）の工程はジャンプする）。この自己クリーニング工程において、エアジェット噴射（Ｓ１５）の工程は、ノズル３６をサンプリング室２７内壁又はアーム３９に向けて噴射する点において、前記した通常の検査工程の場合と相違する。そして、ステップＳ２６において危険性無の判定がでるまで自己クリーニング（Ｓ２８）の工程を繰り返す。そして、ステップＳ２６において危険性無の判定がでると、次の手荷物２５を検査する工程に入る（Ｓ１１）。
【００９４】
（第２実施形態）
図１６は、本発明の第２実施形態の付着物検査装置１’の外観を示す斜視図である。図１７は、本発明の第２実施形態の付着物検査装置を説明する側面図と上面図である。図１７（ａ）は、本発明の第２実施形態の付着物検査装置１’の付着物捕集部５’において、サンプリング室２７内の一部断面を含む正面図を示している。
【００９５】
図１７（ａ）において、断面は、サンプリング室２７の手荷物入り口３０の端面を通る断面であり、正面図は、Ｘ軸の負方向から見た図であり、ノズル７５（７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ）及び筒７６（７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ）以外の各部の記載は省略している。図１７（ｂ）は、本発明の第２実施形態の付着物検査装置１’の付着物捕集部５’において、サンプリング室２７内の一部断面を含む側面図を示している。図１７（ｂ）において、断面は、サンプリング室２７の中心を通りサンプリング室２７の手荷物搬送方向に平行な断面である。側面図は、Ｙ軸の負方向から見た側面図であり、ノズル７５以外の各部の記載は省略している。第２実施形態の付着物検査装置１’において、付着物捕集部５’に設けたノズル７５以外の各部の構成は、第１実施形態の付着物検査装置１と同じ構成であるので、説明は省略する。
【００９６】
手荷物２５の大きさを検知する手荷物認識部１２は、サンプリング室２７の入り口３０の手前の手荷物搬送軌道上にゲート状に設けてある。手荷物認識部１２の構成及び作用は、第１実施形態と同じであるので、説明は省略する。手荷物認識部１２で、手荷物２５の大きさを検知し、付着物捕集部５で仮想外形を演算した後、手荷物２５はサンプリング室入り口３０に到達する。
【００９７】
第２実施形態の付着物検査装置１’のノズル７５は、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、手荷物２５の底面にエアジェットを噴射するノズル７５ａと、手荷物２５の上面にエアジェットを噴射するノズル７５ｂと、手荷物２５の側面にエアジェットを噴射するノズル７５ｃ，７５ｃと、サンプリング室２７内壁にエアジェットを噴射するノズル７５ｄの４系統を備えている。ノズル７５ａは、入り口３０のトレー２６の搬送軌道より３ｃｍ下に、検査可能な手荷物２５の幅である４０ｃｍより長い、中心軸に対して回転可能な円筒状の筒７６ａに設けられている。筒７６ａには直径２ｍｍのノズル７５ａが、トレー２６の底面に対して３０度傾斜して搬送方向に向けて、３ｃｍ間隔で２０個開口している。
【００９８】
ノズル７５ｂは、手荷物２５の高さより高い入り口３０の位置に、下方向への直進移動が可能でかつ手荷物２５の幅である４０ｃｍより長い、中心軸に対して回転可能な一対の円筒状の筒７６ｂに設けられている。筒７６ｂには直径２ｍｍのノズル７５ｂが、トレー２６の上面に対して３０度傾斜して搬送方向に向けて、３ｃｍ間隔で２０個開口している。
【００９９】
ノズル７５ｃは、サンプリング室２７内の両脇に、横方向への直進移動が可能で、かつ手荷物２５の高さである５０ｃｍより長い、中心軸に対して回転可能な円筒状の筒７６ｃに設けられている。筒７６ｃには直径２ｍｍのノズル７５ｃが、トレー２６の搬送軌道に平行な面に対して３０度傾斜して搬送方向に向けて、３ｃｍ間隔で２５個開口している。
【０１００】
ノズル７５ｄは、手荷物２５の高さより高い位置から、下方向への直進移動が可能でかつサンプリング室２７の内壁から３ｃｍ離れた位置に配した円筒状の筒７６ｄに設けられている。筒７６ｄには直径２ｍｍのノズル７５ｄを、サンプリング室２７内壁に対して３０度傾斜して下方向に向けて、３ｃｍ間隔で３０個開口している。
【０１０１】
第２実施形態の付着物検査装置１’において、エアジェットの噴射手順について説明する。
手荷物２５が入り口３０に到達する時間を、手荷物認識部１２の信号を検出した時間と、手荷物搬送速度と、手荷物認識部１２の設置場所と入り口３０の設置場所間の距離から捕集部制御器１０で演算する。もちろん手荷物２５が入り口３０に到達することを検知するセンサを設けてもよい。
手荷物２５がサンプリング室２７の入り口３０に到達する前に、ノズル７５ｂを手荷物大きさ演算部１３で演算した仮想高さより５ｃｍ離れた位置に移動する。同時にノズル７５ｃを、手荷物大きさ演算部１３で演算した仮想幅より５ｃｍ離れた位置に移動する。
【０１０２】
同時にサンプリング室２７内を吸気する吸気部１６と圧縮ガス発生部１５（図１参照）を駆動する。手荷物２５が入り口３０に到達したことを捕集部制御器１０で判断すると、ノズル７５（７５ａ，７５ｂ，７５ｃ）と圧縮ガス発生部１５を接続するエアバルブ（図示せず）を開放し、ノズル７５（７５ａ，７５ｂ，７５ｃ）に圧縮ガスを供給する。手荷物大きさ演算部１３で求めた、各ノズル７５の位置を通過する場所の手荷物２５の仮想最大幅及び仮想最大高さに応じてノズル７５ｂ，７５ｃをそれぞれの可動方向にノズル駆動部１４で移動制御する。手荷物２５がノズル７５の位置を通過したことを捕集部制御器１０が判断すると、エアバルブ（図示せず）を閉じて、エアジェットの噴射を停止する。この後、ノズル７５ａを設けた円筒状の筒７６ａが、ノズル７５ａがサンプリング室２７の内壁に対して３０度の傾斜を持つように回転する。回転後、ノズル７５ａ，７５ｄと圧縮ガス発生部１５を接続するエアバルブ（図示せず）を開放し、圧縮ガスをノズル７５ａ，７５ｄに供給してそこからエアジェットをサンプリング室２７内壁に向けて噴射する。ノズル７５ｄは、エアジェットをサンプリング室２７内壁に噴射しながら、サンプリング室２７下面まで下降する。
【０１０３】
ノズル７５ｄがサンプリング室２７下面まで到達したことを、捕集部制御器１０で判断すると、エアバルブ（図示せず）を閉じて、ノズル７５ｄを退避位置まで上昇させる。以上のエアジェット噴射の間は、手荷物２５は搬送トレー２６によって搬送されている。
【０１０４】
この後捕集フィルタ５２を配管４１から取り出し、図７に示すように加熱部１８へ挿入する捕集フィルタ搬送駆動部１７及び加熱部１８内で捕集フィルタ５２を加熱し気化させて、質量分析する手段、質量分析の結果から危険物質を同定する手段は、第１実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【０１０５】
図１８は、第２実施形態の付着物検査装置の構成を用いて、Ｃ４爆薬粒子が付着した手荷物２５を検査した結果を示している。図１８において、縦軸は任意単位のイオン強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。図１８に示すように、Ｃ４爆薬成分の明瞭な信号が得ることができている。この結果から、付着物検査装置の第２実施形態を用いることで、Ｃ４爆薬粒子が付着した実際の手荷物２５から、Ｃ４爆薬粒子をエアジェットで剥離し捕集フィルタ５２で捕集し、加熱部１８で気化し、データ処理部２３でＣ４爆薬成分を検知できることを証明した。本実施形態の構成からなる付着物検査装置では、手荷物２５からＣ４爆薬を平均４％で回収できることを、実験から確認した。
【０１０６】
第２実施形態の付着物検査装置１’によれば、手荷物２５をサンプリング室２７に停止することなく、手荷物２５の爆薬微粒子有無の検査が実現できるので、検査スループットが高く、手荷物２５の破損や汚染などが生じることなく、また、熟練した検査員を必要とせずに、手荷物２５に非接触で、一定の条件で検査する付着物検査装置１’を提供することができる。
以上述べてきた、第１実施形態の付着物検査装置１、及び、第２実施形態の付着物検査装置１’では、サンプリング室２７に、周知の技術であるＸ線透過装置などの手荷物の内部を透視する検査装置を設けることができることも、特徴の一つである。このため、本発明の付着物検査装置と、通常使用されているＸ線透過装置等の内部検査装置を併用した手荷物の検査が可能な付着物検査装置が実現できるので、より確実で高信頼性な手荷物の付着物検査装置を提供することができる。
【０１０７】
また、第１実施形態の付着物検査装置１、及び、第２実施形態の付着物検査装置１’では、手荷物認識部１２として、投光器３２と受光器３３からなる光検知器を用いているが、この他に手荷物２５の横方向と上下方向の画像を複数のカメラで撮影し、撮影した手荷物の画像から手荷物の大きさを検出する手段や、上述したＸ線透過装置で得られる手荷物の画像から、手荷物の大きさを検出する手段を用いても良い。
【０１０８】
（第３実施形態）
また、以上述べてきた、第１実施形態の付着物検査装置１、及び、第２実施形態の付着物検査装置１’では、検査対象物として手荷物２５を想定して説明してきたが、人体を検査対象物とすることもできる。
【０１０９】
図１９は検査対象物として人体を想定した付着物検査装置１”の第３実施形態の捕集器５”を説明する側面図と上面図を示している。図１９（ａ）は、本発明の第３実施形態の付着物検査装置１”の付着物捕集部５”において、サンプリング室７８の上面図である。図１９（ｂ）は、本発明の第３実施形態の付着物検査装置１”の付着物捕集部５”において、サンプリング室７８内の一部断面を含む側面図を示している。図１９（ｂ）において、断面は、サンプリング室７８の中心を通る断面である。
【０１１０】
第３実施形態の付着物検査装置１”は、人体の下腕部分（検査対象物）を検査する装置である。
第３実施形態の付着物捕集部５”は、実際に腕を挿入するサンプリング室７８と、腕にエアジェットを噴射するノズル７９と、腕の挿入を検知する検知器８０（８０ａ，８０ｂ）と、ノズル７９，７９…に圧縮ガスを供給する圧縮ガス発生部１５（図１参照）と、腕から剥離した試料物質を捕集する捕集フィルタ８２と、サンプリング室７８内のガスを捕集フィルタ８２を介して吸気する吸気部１６（図１参照）と、それらを駆動するための電源部６（図１参照）と、それらを制御する制御部（図示せず）から構成する。図１９において、ノズル７９と腕の挿入を検知する検知器８０以外の各部は、筺体８６に納められている。
【０１１１】
以下、第３実施形態の付着物検査装置１”の付着物捕集部５”を用いた人体の検査手順について説明する。
本実施形態の腕の挿入口８７は、サンプリング室７８の上側に設けている。被験者が、腕の挿入口８７から、両腕を手首より深くなるまで挿入する。サンプリング室７８の腕の挿入口８７に設けた腕の挿入を検知する検知器８０で、腕の挿入を検知したことを、制御部に伝達する。検知器８０は、光を投光する投光器８０ａと、投光器８０aからの光を受光する受光器８０ｂから成り、受光器８０ｂは投光器８０ａからの光を受光しない時に信号を出力する。制御部では検知信号を受けてから、吸気部１６（図１参照）を駆動させ、次いで吸気部１６を駆動してから数秒後に、圧縮ガス発生部１５（図１参照）を駆動させる。圧縮ガス発生部１５の駆動開始まで数秒の時間を設けた理由は、腕を挿入するために要する時間を必要とするためである。また本実施形態では圧縮ガス発生部１５としてターボファンを使用している。本実施形態のノズル７９，７９…は、サンプリング室７８の腕の挿入口８７に、手の甲と手のひら方向の両側からエアジェットを噴射できるように、片側２５個の直径２ｍｍのノズル７９，７９…を両側に、下向きに傾斜して２ｃｍ間隔で配している。ノズル７９，７９…と被験者の腕の間隔は固定であるが、第１実施形態で説明したように、風速４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓのエアジェットを腕の表面に対して約３０度の傾斜で噴射されるように、ノズル７９，７９…と被験者の腕の間隔は３ｃｍから９ｃｍの範囲になるように、サンプリング室７８の腕挿入口８７の大きさを設計している。
【０１１２】
圧縮ガス発生部１５が駆動すると、ノズル７９，７９…からエアジェットが腕に噴射される。
被験者は、エアジェットを感知すると、腕をサンプリング室７８からゆっくりと引き抜く動作を行う。サンプリング室７８の腕の挿入口８７に設けた腕を検知する検知器８０で、腕が引き抜かれたことを検知したことを、制御部に伝達する。制御部では検知信号を受けてから、圧縮ガス発生部１５を停止し、次いで、吸気部１６を停止する。以上の手順で、被験者の下腕に付着している試料物質を剥離することができる。サンプリング室７８の下部には、捕集フィルタ８２が挿入されており、試料物質は捕集フィルタ８２に捕集される。
【０１１３】
捕集フィルタ８２の構成、捕集フィルタ搬送駆動部１７、及び付着物検査部２は第１実施形態と同様の構成で構成されており、捕集フィルタ８２をサンプリング室７８から取り出し、加熱部１８に挿入し、試料物質を気化し、イオン化し、質量分析し、データ処理部２３で危険物質の有無、種類を検査する手順は、第１実施形態と同じ手順で行うので、説明を省略する。
【０１１４】
図２０は、実際にＣ４爆薬を触った手を、第３実施形態の付着物検査装置１”で検査した結果を示している。図２０において、縦軸は任意単位の信号強度を示しており、横軸は秒単位の時間を示している。図２０に示すように、Ｃ４爆薬成分の検出位置に明瞭な信号が得ることができている。この結果から、付着物検査装置の第３実施形態を用いることで、Ｃ４爆薬を触った手から、Ｃ４爆薬粒子をエアジェットで剥離し捕集フィルタ８２で捕集し、加熱部１８で気化し、質量分析部２１でＣ４爆薬成分を検知できることを実証した。
【０１１５】
第３実施形態の付着物検査装置１”では、人体の下腕部分を検査対象物としているが、サンプリング室７８の挿入口８７の形状を変えることで、検査対象物の範囲を拡大することができる。例えば被験者の靴部分の検査や、挿入口を郵便物ポストの郵便物の挿入口と同程度とすることで、郵便物や、搭乗券などのチケットを検査対象物として検査することができる。また第３実施形態の付着物検査装置１”において、ノズル７９，７９…を人体の頭からつま先まで走査するサンプリング室７８とすることで、人体全身を検査対象物として検査することも可能である。
【０１１６】
尚、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の付着物検査装置１，１’，１”では、捕集フィルタ５２，８２の搬送を、捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いて搬送すると説明しているが、捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いなくても、検査員が手動で搬送することでも、本発明の目的である手荷物２５から試料物質を剥離し、捕集し、検査する目的を達成することができる。同様に、エアジェットの噴射についても、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の付着物検査装置１，１’，１”ではノズル駆動部１４を用いて自動でエアジェットの噴射を行っているが、検査員が手動でノズルを検査対象物の表面に４０ｍ/ｓから１３０ｍ/ｓの風速のエアジェットが噴射できるように検査対象物の表面を走査させることでも、手荷物２５からの試料物質を剥離し、捕集し、検査できる効果に何ら変化は無い。この場合、手荷物認識部１２も不要となるので、より安価で簡便な手荷物の付着物検査装置を提供できる。
【０１１７】
また、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の付着物検査装置１，１’，１”では、試料物質の捕集手段として捕集フィルタ５２，８２を使用しているが、捕集フィルタ５２，８２に限定されるものではない。例えば、周知の技術であるインパクタをサンプリング室２７と吸気部１６の間に設置し、インパクタの試料物質が堆積する台を、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の捕集フィルタ搬送駆動部１７を用いて、または検査員が手動で、付着物検査部２の加熱部１８に搬送することでも、本発明の目的である手荷物２５からの付着物微粒子を剥離し、捕集し、検査できる効果に何ら変化は無い。
【０１１８】
また、以上述べてきた第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の付着物検査装置１，１’，１”では、付着物検査部２として、質量分析手段を用いているが、質量分析手段に限定されるものではなく、検査対象物に付着した試料物質の成分を同定する分析ができるものであればなんでもよい。例えば、加熱部１８で気化した試料物質の蒸気をガスクロマトグラフで分離し、発光試薬と反応させて発光を検出することにより、未知物質の同定を行なう周知の化学発光方式の付着物検査装置にも、本発明を適用できる。また、この蒸気をイオン源部１９の内部の放射性同位体でイオン化した後、ドリフトチューブに導入してイオンの易動度を検出することにより、未知物質の同定を行なう周知のイオンモビリティ方式の付着物検査装置にも、本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第１実施形態の付着物検査装置の主要構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態の付着物検査装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態の付着物検査装置の手荷物認識部を説明する正面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置の手荷物大きさ検知の工程を説明する一部抜粋した側面図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置の手荷物大きさ演算部の信号の変化を説明する図である。
【図５】（ａ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置のノズル駆動部を説明する一部抜粋した正面図であり、（ｂ）は同側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の付着物検査装置の構成を用いて、Ｃ４爆薬の回収量とエアジェットの風速の関係を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態の付着物検査装置の捕集フィルタ搬送駆動部による、捕集フィルタの搬送工程（（ａ）〜（ｅ））を説明する上面図である。
【図８】（ａ），（ｃ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置の捕集フィルタ保持手段による、捕集フィルタの保持方法を説明する一部断面を含む上面図であり、（ｂ），（ｄ）は同側面図である。
【図９】（ａ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置において捕集フィルタが挿入される前の加熱部の状態を説明する一部断面を含む一部抜粋した上面図であり、（ｂ）は捕集フィルタが挿入された後の状態を説明する同上面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬粒子が付着した手荷物から検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、ＴＮＴ爆薬粒子が付着した手荷物から検出されたＴＮＴ爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１２】本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬成分を検出した後のサンプリング室の内壁にエアジェットを噴射して試料物質を捕集した捕集フィルタから検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１３】本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬成分を検出した後のサンプリング室の内壁を自己クリーニングした後のサンプリング室内壁について、エアジェットを噴射して試料物質を捕集した捕集フィルタから検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１４】（ａ）は本発明の第１実施形態の付着物検査装置において、ハンド部を表裏反転する回転機能を付加した捕集フィルタ搬送手段を説明する、捕集フィルタ搬送手段の一部断面を含む上面図であり、（ｂ）は同側面図である。
【図１５】本発明の付着物検査装置の各部の通常の検査の全体工程及び自己クリーニングの工程を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の第２実施形態の付着物検査装置を示す斜視図である。
【図１７】（ａ）は本発明の第２実施形態の付着物検査装置の捕集部を説明する一部断面を含む正面図であり、（ｂ）は同側面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬粒子が付着した手荷物から検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【図１９】（ａ）は本発明の第３実施形態の付着物検査装置の捕集部を説明する一部断面を含む上面図であり、（ｂ）は同正面図である。
【図２０】本発明の第３実施形態の付着物検査装置において、Ｃ４爆薬粒子を触れた手から検出されたＣ４爆薬成分の質量電荷比の信号強度の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１’，１” 付着物検査装置
２ 付着物検査部（検査部）
３ 手荷物配送部（配送部）
４ 捕集フィルタ搬送部（搬送部）
５，５’，５” 付着物捕集部（捕集部）
１１ 操作パネル
１２ 手荷物認識部（認識部）
１３ 手荷物大きさ演算部
１４ ノズル駆動部
１６ 吸気部
１７ 捕集フィルタ搬送駆動部
１８ 加熱部
１９ イオン源部
２１ 質量分析部
２３ データ処理部
２５ 手荷物（検査対象物）
２７，７８ サンプリング室
３１ 手荷物配送駆動部
３２ 投光器
３３ 受光器
３６，７９ ノズル
３９ アーム
５２，８２ 捕集フィルタ
７０ 直進移動機構部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料物質が付着した検査対象物に圧縮ガスを吹き付けて、剥離した前記試料物質を補集フィルタにより捕集する捕集部と、
この捕集フィルタに捕集された前記試料物質を分析する検査部と、を備える付着物検査装置であって、
関節を有するアームに支持されるとともに前記圧縮ガスを前記検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上の速度で吹き付ける少なくとも１つのノズルと、
前記関節を動かすことにより前記ノズルを前記検査対象物の外形に基づき移動させるノズル駆動部とを、有することを特徴とする付着物検査装置。
【請求項２】
前記アームの前記ノズルを支持する側とは反対側に連結し前記捕集部の内部で直進移動する直進移動機構部を有することを特徴とする請求項１に記載の付着物検査装置。
【請求項１】
試料物質が付着した検査対象物に圧縮ガスを吹き付けて、剥離した前記試料物質を補集フィルタにより捕集する捕集部と、
この捕集フィルタに捕集された前記試料物質を分析する検査部と、を備える付着物検査装置であって、
関節を有するアームに支持されるとともに前記圧縮ガスを前記検査対象物の表面に風速２０ｍ／ｓ以上の速度で吹き付ける少なくとも１つのノズルと、
前記関節を動かすことにより前記ノズルを前記検査対象物の外形に基づき移動させるノズル駆動部とを、有することを特徴とする付着物検査装置。
【請求項２】
前記アームの前記ノズルを支持する側とは反対側に連結し前記捕集部の内部で直進移動する直進移動機構部を有することを特徴とする請求項１に記載の付着物検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−３１３１６（Ｐ２００９−３１３１６Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９２５６４（Ｐ２００８−２９２５６４）
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【分割の表示】特願２００７−５０７９６０（Ｐ２００７−５０７９６０）の分割
【原出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【分割の表示】特願２００７−５０７９６０（Ｐ２００７−５０７９６０）の分割
【原出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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