金属異物検査装置
【課題】検出した磁性金属異物による被検物への傷つけや汚染などのダメージのない磁性金属異物検出を実現すること。
【解決手段】磁気印加装置３の下方に反磁性体１０を塗布した異物誘導路８と異物収納部９とで構成された異物回収収納機構７を搭載し、この異物回収収納機構７を用いて磁気印加による磁性金属異物の検出を行うことで、磁力を利用した磁性金属異物１１の回収収納が可能となり、被検物への傷つけや汚染などのダメージを与えずに磁性金属異物１１の検出が実現できる。
【解決手段】磁気印加装置３の下方に反磁性体１０を塗布した異物誘導路８と異物収納部９とで構成された異物回収収納機構７を搭載し、この異物回収収納機構７を用いて磁気印加による磁性金属異物の検出を行うことで、磁力を利用した磁性金属異物１１の回収収納が可能となり、被検物への傷つけや汚染などのダメージを与えずに磁性金属異物１１の検出が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気デバイスの生産工程及び部品において、導電性異物の混入を正確に検査する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気デバイスの生産工程及び部品において、鉄粉などの導電性のある磁性金属異物が混入すると、ピンや配線間をショートさせて電気的不良の原因となる。また、導電性のある磁性金属異物が混入されたまま市場に出荷されると、導電性のある磁性金属異物により電気的不良が生じて発熱し火傷や火災を招く恐れがあり非常に危険であるため、導電性のある磁性金属異物の確実な混入検査が欠かせないものとなっている。
【０００３】
そこで従来の異物検査装置では、磁性金属異物を磁化し、その磁性金属異物の磁気（磁力）からの情報を得ているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図８は特許文献１に記載された従来の異物検査装置の概略を示す図である。図８を用いて、従来の異物検査装置の概要について述べる。
【０００５】
図８に示すように、従来の異物検査装置１は、被検物２と磁気印加装置３と搬走路４と磁気検出器５で構成されている。被検物２は搬送するための搬送路４に設置され、被検物２に磁気印加装置３で磁気を印加して、被検物２に含有される磁性金属異物を磁化する。磁化した後に、搬送路４上に設置された磁気検出器５で、被検物２内の磁性金属異物からの磁気（磁力）を検出し、磁気が検出された場合に磁性金属異物があるとして磁性金属異物を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２８９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の異物検査装置１の構成では、磁気印加装置３にて被検物２に含有される磁性金属異物を磁化するため、被検物２の表面に付着していた磁性金属異物が磁化されると共に、磁気印加装置３から発生する磁力により磁性金属異物が磁気印加装置３に付着（吸着）してしまうという課題を有している。
【０００８】
磁力は距離により著しく低下するため、微小な磁性金属異物を検出する場合、被検物２と磁気検出器５及び被検物２と磁気印加装置３の距離を近接させたほうが有利である。しかし、磁気印加装置３に磁性金属異物が付着した場合、磁力により次々と付着した磁性金属異物が連鎖し、やがて磁気印加装置３に突起物が形成される場合がある。この場合、形成された突起物が被検物２と接触し、磁性金属異物を被検物２に再び付着してしまうことになる。再び付着すると、磁性金属異物が被検物２より硬い場合には、被検物２を傷つけることになる。
【０００９】
本発明は、これら従来の課題を解決し、検査後の磁性金属異物による被検物への影響がなく、安定した検査を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の金属異物検査装置は、被検物を載置する被検物載置部と、前記被検物に磁気を印加する磁気印加装置と、前記被検物の磁気を検出して前記被検物に混入又は付着した金属異物の有無を検査する検査装置と、前記被検物載置部と前記磁気印加装置との間に配置され、その一部に反磁性体が設けられた異物回収機構と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、被検物２の表面に付着した磁性金属異物が磁気印加装置３への再付着するなどの影響を防止することができる。よって、磁性金属異物による被検物２への影響がなく、安定した磁性金属異物の検査が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における異物検査装置の構成図
【図２】異物回収機構の構成図
【図３】異物回収収納の原理図
【図４】角度αの時間ｔ変化の図
【図５】搬送速度Ｖを変えた時の角度αの時間ｔ変化の図
【図６】異物質量ｍを変えた時の角度αの時間ｔ変化の図
【図７】本発明の実施の形態２における異物回収機構の構成図
【図８】特許文献１に記載された従来の異物検査装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付して、適宜説明を省略している。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における異物検査装置６の構成図である。
【００１５】
図１において、異物検査装置６は、被検物２と磁気印加装置３と搬走路４と磁気検出器５で構成されている。被検物２は搬送するための搬送路４に設置され、被検物２に磁気印加装置３で磁気を印加して、被検物２に含有される磁性金属異物を磁化する。磁化した後に、搬送路４上に設置された磁気検出器５で、被検物２上の磁性金属異物からの磁気（磁力）を検出し、磁気が検出された場合に磁性金属異物があるとして磁性金属異物を検出する。これらの構成に加え、異物検査装置６は、異物回収収納機構７を備える。異物回収収納機構７は、被検物２の表面に付着した鉄やニッケルなどの磁性金属異物を回収収納することができるものである。
【００１６】
次に、図２を用いて異物回収収納機構７について述べる。図２は異物回収収納機構の構成図である。
【００１７】
異物回収収納機構７は、被検物２上の磁性金属異物を異物収納部９に誘導する異物誘導路８と、誘導された磁性金属異物を回収収納する異物収納部９とで構成され、異物誘導路８の表面に炭素や銅などの反磁性体１０が塗布されている。反磁性体１０は、磁気印加装置３の直下以外の表面に塗布される。また、この反磁性体１０としては、本異物回収収納機構７が平常状態で使用されるため、超伝導状態でなく平常状態で反磁性となる物質を選択するのが好ましい。
【００１８】
反磁性体１０は、異物収納部９の直上のみに塗布されているのが好ましい。これは、反磁性体１０により反磁力が付加されて磁性金属異物が反発した場合に、安全かつ確実に異物収納部９に磁性金属異物を到達させるためである。
【００１９】
また、異物収納部９の壁部９ａの上部は、図２に示すように、異物誘導路８に沿った形状のテーパが設けられていることが好ましい。これは、できる限り確実に磁性金属異物を収納させるためである。
【００２０】
次に図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、異物回収収納の原理について述べる。図３（ａ）〜（ｃ）は、異物回収収納の原理図である。
【００２１】
図３において、１１は被検物２表面に付着した磁性金属異物で、１２は磁気印加装置３から被検物２に向かって略直進する磁力線、１３は磁気印加装置３から被検物２に向かって略曲進する磁力線である。
【００２２】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、順に、被検物２が搬送路４よって搬送され磁気印加装置３を通過する過程を示したもので、その時の磁性金属異物１１の移動を示している。図３（ａ）は被検物２が磁気印加装置３を通過する直前の状態で、図３（ｂ）は被検物２が磁気印加装置３を通過している状態で、図３（ｃ）は被検物２が磁気印加装置３を通過した後の状態である。
【００２３】
図３（ａ）の状態では、被検物２の表面に磁性金属異物１１が付着している。この状態のまま、図３（ｂ）に示すように、被検物２が磁気印加装置３を通過する時、磁性金属異物１１は磁気印加装置３から発せられる磁力線１２により磁化されると共に、磁気印加装置３の方向に引き寄せられ被検物２の表面から離れる。
【００２４】
また、磁性金属異物１１が付着している被検物２は搬送路４により移動しているので、磁性金属異物１１にも慣性の力が働く。磁気印加装置３の方向に引き寄せられる力と慣性の力とにより、磁性金属異物１１は、被検物２表面から磁気印加装置３に向かって移動し、異物誘導路８に到達する。異物誘導路８に到達した磁性金属異物１１は、移動による慣性の力と磁気印加装置３の方向に引き寄せられる力との合力による移動の惰性により、異物誘導路８に沿って進み、反磁性体１０が塗布された領域に移動する。
【００２５】
反磁性体１０は、磁気印加装置３から発せられた磁力線１３により磁力線１２、１３の磁極と反転した磁力を帯びている。反磁性体１０が塗布された領域に侵入した磁性金属異物１１は、磁力線１２より磁化されているので磁力線１２、１３と同じ磁極をもっており、反磁性体１０と反発する。よって、反磁性体１０が塗布された領域に侵入した磁性金属異物１１は、自身の持っている磁力と、反磁性体１０の磁力により異物誘導路８から異物収納部９に移動する。
【００２６】
この原理により、被検物２の表面に付着した磁性金属異物１１を異物回収収納機構７の異物収納部９に収納できる。
【００２７】
次に、磁気印加装置３と磁性金属異物１１とが引き寄せられる力の関係について述べる。
【００２８】
磁性金属異物１１が磁気印加装置３に引き寄せられる力Ｆ〔Ｎ〕は Ｆ＝Ｂ×Ｓ×Ｓ／Ｕ で与えられる。この時、Ｂは磁源（図１の磁気印加装置３）の磁束密度、Ｓは磁源の面積（図１の磁気印加装置３の磁気発生領域の面積、図示しない。）、Ｕは磁性金属異物１１の真空透磁率である。被検物２が地面（図１の搬送路４と略平行で下方の面）に対して水平に置かれている場合、磁性金属異物１１にはＦ１〔Ｎ〕の力が地面の方向に働く。その時の関係は Ｆ１＝ｍ×ｇ で与えられる。この時、ｇは重力加速度〔ｍ／ｓｅｃ2〕、ｍ〔ｇ〕は質量である。
【００２９】
磁性金属異物１１が磁気印加装置３に引き寄せられるには、 Ｆ＞Ｆ１ を満たさなければならない。搬送路４による磁性金属異物１１に働く慣性の力を加味すると、 Ｆ−Ｆ１ と搬送路４の搬送速度Ｖ〔ｍ／ｓｅｃ〕の関係から、磁性金属異物１１は、被検物２の表面から磁気印加装置３に向かって移動する。搬送方向（水平方向）の速度は理想条件ではＶ〔ｍ／ｓｅｃ〕の等速移動で、地面に垂直方向の速度Ｖ１は Ｖ１＝（Ｆ−Ｆ１）ｔ×ｔ／ｍ で与えられる。ここで、ｔは時間〔ｓｅｃ〕、ｍは質量〔ｇ〕である。よって、磁性金属異物１１は、時間ｔでの垂直方向の速度と水平方向の速度が成す角度α〔°〕で被検物２表面から磁気印加装置３に向かって移動し、異物誘導路８に移動する。磁気印加装置３に引き寄せられる力Ｆ＝１０〔Ｎ〕、磁性金属異物の質量ｍ＝１〔ｇ〕、搬送速度Ｖ＝５〔ｍ／ｓｅｃ〕の時間ｔ〔ｓｅｃ〕での変化に対する角度α〔°〕の関係は、図４に示すとおりである。図４において、横軸は時間ｔ〔ｓｅｃ〕、縦軸は角度α〔°〕である。被検物２表面から離れた磁性金属異物１１は、時間ｔ〔ｓｅｃ〕の経過と共に角度αが変化する。図４のの角度α〔°〕と時間ｔ〔ｓｅｃ〕の線に沿って異物誘導路８を形成することで、異物収納部９へ効率よく磁性金属異物１１を移動させることが可能となる。この時の条件は、被検物２表面から３〔ｍｍ〕の所に磁気印加装置３の下端部があり、被検物２表面と磁気印加装置３の間に異物回収収納機構７が配置された時で、異物回収収納機構７の中央部と磁気印加装置３の中央部が直線状に並ぶように配置した時である。また異物回収収納機構７は、磁気印加装置３から発生する磁力の効力がある範囲内（本実施の形態１では１０〔ｍｍ2〕）を覆い、被検物２表面と接触しない所に配置した条件である。
【００３０】
次に搬送速度Ｖを、Ｖ＝５〔ｍ／ｓｅｃ〕、Ｖ＝１００〔ｍ／ｓｅｃ〕、Ｖ＝３００〔ｍ／ｓｅｃ〕と変化させた時の時間ｔ〔ｓｅｃ〕でのそれぞれの変化に対する角度α〔°〕の関係を、図５に示す。
【００３１】
図５において、横軸は時間ｔ〔ｓｅｃ〕、縦軸は射放角度である角度α〔°〕である。搬送速度Ｖ〔ｍ／ｓｅｃ〕を変えると、時間ｔ〔ｓｅｃ〕の変化に対する角度α〔°〕の関係は変化する。よって、搬送速度Ｖ〔ｍ／ｓｅｃ〕に応じた異物誘導路８の形成が必要である。この時の条件は被検物２表面から３〔ｍｍ〕の所に磁気印加装置３の下端部があり、被検物２表面と磁気印加装置３の間に異物回収収納機構７が配置された時で、異物回収収納機構７の中央部と磁気印加装置３の中央部が直線状に並ぶように配置した時である。また異物回収収納機構７は磁気印加装置３から発生する磁力の効力がある範囲内（本実施の形態１では１０〔ｍｍ2〕）を覆い、被検物２表面と接触しない所に配置した条件である。
【００３２】
次に磁性金属異物１１の質量ｍを、ｍ＝１〔ｇ〕、ｍ＝２．５〔ｇ〕、ｍ＝３〔ｇ〕と変化させた時の時間ｔ〔ｓｅｃ〕でのそれぞれの変化に対する射放角度である角度α〔°〕の関係は図６で示す。
【００３３】
図６において、横軸は時間ｔ〔ｓｅｃ〕、縦軸は角度α〔°〕である。搬送速度Ｖ〔ｍ／ｓｅｃ〕を変えると、時間ｔ〔ｓｅｃ〕の変化に対する角度α〔°〕の関係は変化する。よって磁性金属異物１１の質量ｍ〔ｇ〕に応じた異物誘導路８の形成が必要である。この時の条件は、被検物２表面から３〔ｍｍ〕の所に磁気印加装置３の下端部があり、被検物２表面と磁気印加装置３との間に異物回収収納機構７が配置された時で、異物回収収納機構７の中央部と磁気印加装置３の中央部が直線状に並ぶように配置した時である。また異物回収収納機構７の配置条件は、磁気印加装置３から発生する磁力の効力がある範囲内（本実施の形態１では１０〔ｍｍ2〕）を覆い、被検物２表面と接触しない所に配置した条件である。
【００３４】
次に異物回収収納機構７の設置場所について、図３（ａ）を用いて述べる。
【００３５】
図３（ａ）においての異物回収収納機構７の理想的な設置場所は、磁気印加装置３から発せられた磁力線１２と反磁性体１０塗布領域が略垂直になるところである。これは反磁力を効率的に得ることと、磁性金属異物１１の磁力と反磁性体１０の磁力とが効率的に反発する位置と、から決まる。
【００３６】
また、磁気印加装置３と異物回収収納機構７の距離は、先に述べたように、搬送速度Ｖ及び磁性金属異物１１の質量ｍにより形状を最適化すると共に、磁性金属異物１１が被検物２の表面から異物回収収納機構７に達するまでの時間ｔも考慮する必要がある。すなわち、これらの種々の条件から最適な条件で決まる。
【００３７】
次に、異物回収収納機構７の材質について述べる。
【００３８】
異物回収収納機構７に磁性体を使用してしまうと、異物回収収納機構７に磁性金属異物１１が付着してしまう。そのため、異物回収収納機構７としては、磁力を透過する材質（高透磁率材料）が好ましい。例えば、アクリルやエポキシなどの樹脂材料がある。
【００３９】
エポキシは硬度が高いので、磁性金属異物との接触面に傷が入りにくく、大きい磁性金属異物や硬度が高い磁性金属異物の効率的な回収収納に有効である。一方、アクリルは硬度が低いので、接触時の磁性金属異物の粉砕や散らばりを防止できるので、軟らかい磁性金属異物や粉体塊の磁性金属異物の回収収納に有効である。
【００４０】
また、磁性金属異物１１が効率的な移動が必要なので、磁性金属異物１１が接触する部分の表面は凹凸を少なくする必要があり、その表面を平らに加工することが望ましい。
【００４１】
なお、本実施の形態１において、異物回収収納機構７の異物誘導路８表面に反磁性体１０を塗布したが、これは異物誘導路８の裏面でも同様の効果が得られる。
【００４２】
また、本実施の形態１では、異物誘導路８に反磁性体１０を塗布した場合で説明したが、蒸着や接着などの固定手段でも実現可能である。
【００４３】
そして、磁気印加装置３は永久磁石などの磁気を帯びた印加装置でも実現可能である。
【００４４】
さらに、磁気印加装置３の磁極（ＮＳ）が反転しても同様の効果を実現可能である。
【００４５】
なお、本実施の形態１では磁気検出方式の金属異物検査装置で説明をしたが、磁気や磁力で磁性金属異物を回収収納する機構や装置にも適応は可能である。
【００４６】
（実施の形態２）
本実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態２は、異物回収収納機構７の形状以外は、前述の実施の形態１と同様であるため、ここでは、異なる部分のみ説明している。本実施の形態２の異物回収収納機構１５について、図７を用いて説明する。
【００４７】
図７は本実施の形態２における異物回収収納機構の構成図である。
【００４８】
図７は、磁性金属異物を異物収納部９に誘導する異物誘導路８と、誘導された磁性金属異物を回収収納する異物収納部９と、異物ストッパ１６で構成され、異物誘導路８の表面に反磁性体１０が塗布されている。１１ｄ、１１ｅ、１１ｆは、反磁性体１０が塗布された領域に侵入した磁性金属異物であって、反磁性体１０が塗布された領域の各位置で異物収納部９に移動する様子を示している。磁性金属異物１１ｄ、１１ｅ、１１ｆの質量のバラツキ及び磁化のバラツキで異物収納部９に移動する様子が異なるため、図７に示すように、異物誘導路８と略直交する向きに異物ストッパ１６を形成し、反磁性体１０が塗布された領域のどの部分からの反発でも確実に磁性金属異物１１が異物収納部９に収納されるようにしている。
【００４９】
さらに、本実施の形態２では、磁性金属異物１１が異物回収収納機構１５を形成する壁１８に跳ね返っても、確実に磁性金属異物１１が異物収納部９に収納されるようにしている。具体的には、磁性金属異物１１と反磁性体１０の反発力の方向１７と異物ストッパ１６とを略平行になるように配置している。この配置にすることで、壁１８に跳ね返っても、確実に異物収納部９に収納できる。
【００５０】
次に、異物ストッパ１６について図７を用いて詳細を述べる。
【００５１】
異物収納部９が被検物２表面と平行な場合で、異物誘導路８の反磁性体１０が塗布された領域の端と異物収納部９とが垂直な部材で連結されている時、異物ストッパ１６の異物誘導路８に対する角度は異物誘導路８と磁性金属異物１１が反発する方向とが成す角度と同じ角度である。
【００５２】
また、異物ストッパ１６と異物誘導路８は、回収収納される磁性金属異物１１の外形より大きくする必要がある。つまり、異物ストッパ１６と異物誘導路８の位置関係は磁性金属異物１１の外形サイズより離れた位置に配置される必要がある。また、異物収納部９と異物ストッパ１６の磁性金属異物１１との接触領域は反磁性体１０が取り付けられた領域より大きい必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の異物検査装置は、被検物を傷つけることなく磁性金属異物の検出が可能となる。さらに被検物への再付着も防止できるので、電気部品や電子部品などデバイスに付着混入した磁性金属異物の検出だけでなく、粉砕された材料、薬品、食品、服飾、塗布面およびメッキ面等の金属異物検出の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１，６ 異物検査装置
２ 被検物
３ 磁気印加装置
４ 搬送路
５ 磁気検出器
７，１５ 異物回収収納機構
８ 異物誘導路
９ 異物収納部
１０ 反磁性体
１１ 磁性金属異物
１２，１３ 磁力線
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気デバイスの生産工程及び部品において、導電性異物の混入を正確に検査する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気デバイスの生産工程及び部品において、鉄粉などの導電性のある磁性金属異物が混入すると、ピンや配線間をショートさせて電気的不良の原因となる。また、導電性のある磁性金属異物が混入されたまま市場に出荷されると、導電性のある磁性金属異物により電気的不良が生じて発熱し火傷や火災を招く恐れがあり非常に危険であるため、導電性のある磁性金属異物の確実な混入検査が欠かせないものとなっている。
【０００３】
そこで従来の異物検査装置では、磁性金属異物を磁化し、その磁性金属異物の磁気（磁力）からの情報を得ているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図８は特許文献１に記載された従来の異物検査装置の概略を示す図である。図８を用いて、従来の異物検査装置の概要について述べる。
【０００５】
図８に示すように、従来の異物検査装置１は、被検物２と磁気印加装置３と搬走路４と磁気検出器５で構成されている。被検物２は搬送するための搬送路４に設置され、被検物２に磁気印加装置３で磁気を印加して、被検物２に含有される磁性金属異物を磁化する。磁化した後に、搬送路４上に設置された磁気検出器５で、被検物２内の磁性金属異物からの磁気（磁力）を検出し、磁気が検出された場合に磁性金属異物があるとして磁性金属異物を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２８９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の異物検査装置１の構成では、磁気印加装置３にて被検物２に含有される磁性金属異物を磁化するため、被検物２の表面に付着していた磁性金属異物が磁化されると共に、磁気印加装置３から発生する磁力により磁性金属異物が磁気印加装置３に付着（吸着）してしまうという課題を有している。
【０００８】
磁力は距離により著しく低下するため、微小な磁性金属異物を検出する場合、被検物２と磁気検出器５及び被検物２と磁気印加装置３の距離を近接させたほうが有利である。しかし、磁気印加装置３に磁性金属異物が付着した場合、磁力により次々と付着した磁性金属異物が連鎖し、やがて磁気印加装置３に突起物が形成される場合がある。この場合、形成された突起物が被検物２と接触し、磁性金属異物を被検物２に再び付着してしまうことになる。再び付着すると、磁性金属異物が被検物２より硬い場合には、被検物２を傷つけることになる。
【０００９】
本発明は、これら従来の課題を解決し、検査後の磁性金属異物による被検物への影響がなく、安定した検査を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の金属異物検査装置は、被検物を載置する被検物載置部と、前記被検物に磁気を印加する磁気印加装置と、前記被検物の磁気を検出して前記被検物に混入又は付着した金属異物の有無を検査する検査装置と、前記被検物載置部と前記磁気印加装置との間に配置され、その一部に反磁性体が設けられた異物回収機構と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、被検物２の表面に付着した磁性金属異物が磁気印加装置３への再付着するなどの影響を防止することができる。よって、磁性金属異物による被検物２への影響がなく、安定した磁性金属異物の検査が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における異物検査装置の構成図
【図２】異物回収機構の構成図
【図３】異物回収収納の原理図
【図４】角度αの時間ｔ変化の図
【図５】搬送速度Ｖを変えた時の角度αの時間ｔ変化の図
【図６】異物質量ｍを変えた時の角度αの時間ｔ変化の図
【図７】本発明の実施の形態２における異物回収機構の構成図
【図８】特許文献１に記載された従来の異物検査装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付して、適宜説明を省略している。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における異物検査装置６の構成図である。
【００１５】
図１において、異物検査装置６は、被検物２と磁気印加装置３と搬走路４と磁気検出器５で構成されている。被検物２は搬送するための搬送路４に設置され、被検物２に磁気印加装置３で磁気を印加して、被検物２に含有される磁性金属異物を磁化する。磁化した後に、搬送路４上に設置された磁気検出器５で、被検物２上の磁性金属異物からの磁気（磁力）を検出し、磁気が検出された場合に磁性金属異物があるとして磁性金属異物を検出する。これらの構成に加え、異物検査装置６は、異物回収収納機構７を備える。異物回収収納機構７は、被検物２の表面に付着した鉄やニッケルなどの磁性金属異物を回収収納することができるものである。
【００１６】
次に、図２を用いて異物回収収納機構７について述べる。図２は異物回収収納機構の構成図である。
【００１７】
異物回収収納機構７は、被検物２上の磁性金属異物を異物収納部９に誘導する異物誘導路８と、誘導された磁性金属異物を回収収納する異物収納部９とで構成され、異物誘導路８の表面に炭素や銅などの反磁性体１０が塗布されている。反磁性体１０は、磁気印加装置３の直下以外の表面に塗布される。また、この反磁性体１０としては、本異物回収収納機構７が平常状態で使用されるため、超伝導状態でなく平常状態で反磁性となる物質を選択するのが好ましい。
【００１８】
反磁性体１０は、異物収納部９の直上のみに塗布されているのが好ましい。これは、反磁性体１０により反磁力が付加されて磁性金属異物が反発した場合に、安全かつ確実に異物収納部９に磁性金属異物を到達させるためである。
【００１９】
また、異物収納部９の壁部９ａの上部は、図２に示すように、異物誘導路８に沿った形状のテーパが設けられていることが好ましい。これは、できる限り確実に磁性金属異物を収納させるためである。
【００２０】
次に図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、異物回収収納の原理について述べる。図３（ａ）〜（ｃ）は、異物回収収納の原理図である。
【００２１】
図３において、１１は被検物２表面に付着した磁性金属異物で、１２は磁気印加装置３から被検物２に向かって略直進する磁力線、１３は磁気印加装置３から被検物２に向かって略曲進する磁力線である。
【００２２】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、順に、被検物２が搬送路４よって搬送され磁気印加装置３を通過する過程を示したもので、その時の磁性金属異物１１の移動を示している。図３（ａ）は被検物２が磁気印加装置３を通過する直前の状態で、図３（ｂ）は被検物２が磁気印加装置３を通過している状態で、図３（ｃ）は被検物２が磁気印加装置３を通過した後の状態である。
【００２３】
図３（ａ）の状態では、被検物２の表面に磁性金属異物１１が付着している。この状態のまま、図３（ｂ）に示すように、被検物２が磁気印加装置３を通過する時、磁性金属異物１１は磁気印加装置３から発せられる磁力線１２により磁化されると共に、磁気印加装置３の方向に引き寄せられ被検物２の表面から離れる。
【００２４】
また、磁性金属異物１１が付着している被検物２は搬送路４により移動しているので、磁性金属異物１１にも慣性の力が働く。磁気印加装置３の方向に引き寄せられる力と慣性の力とにより、磁性金属異物１１は、被検物２表面から磁気印加装置３に向かって移動し、異物誘導路８に到達する。異物誘導路８に到達した磁性金属異物１１は、移動による慣性の力と磁気印加装置３の方向に引き寄せられる力との合力による移動の惰性により、異物誘導路８に沿って進み、反磁性体１０が塗布された領域に移動する。
【００２５】
反磁性体１０は、磁気印加装置３から発せられた磁力線１３により磁力線１２、１３の磁極と反転した磁力を帯びている。反磁性体１０が塗布された領域に侵入した磁性金属異物１１は、磁力線１２より磁化されているので磁力線１２、１３と同じ磁極をもっており、反磁性体１０と反発する。よって、反磁性体１０が塗布された領域に侵入した磁性金属異物１１は、自身の持っている磁力と、反磁性体１０の磁力により異物誘導路８から異物収納部９に移動する。
【００２６】
この原理により、被検物２の表面に付着した磁性金属異物１１を異物回収収納機構７の異物収納部９に収納できる。
【００２７】
次に、磁気印加装置３と磁性金属異物１１とが引き寄せられる力の関係について述べる。
【００２８】
磁性金属異物１１が磁気印加装置３に引き寄せられる力Ｆ〔Ｎ〕は Ｆ＝Ｂ×Ｓ×Ｓ／Ｕ で与えられる。この時、Ｂは磁源（図１の磁気印加装置３）の磁束密度、Ｓは磁源の面積（図１の磁気印加装置３の磁気発生領域の面積、図示しない。）、Ｕは磁性金属異物１１の真空透磁率である。被検物２が地面（図１の搬送路４と略平行で下方の面）に対して水平に置かれている場合、磁性金属異物１１にはＦ１〔Ｎ〕の力が地面の方向に働く。その時の関係は Ｆ１＝ｍ×ｇ で与えられる。この時、ｇは重力加速度〔ｍ／ｓｅｃ2〕、ｍ〔ｇ〕は質量である。
【００２９】
磁性金属異物１１が磁気印加装置３に引き寄せられるには、 Ｆ＞Ｆ１ を満たさなければならない。搬送路４による磁性金属異物１１に働く慣性の力を加味すると、 Ｆ−Ｆ１ と搬送路４の搬送速度Ｖ〔ｍ／ｓｅｃ〕の関係から、磁性金属異物１１は、被検物２の表面から磁気印加装置３に向かって移動する。搬送方向（水平方向）の速度は理想条件ではＶ〔ｍ／ｓｅｃ〕の等速移動で、地面に垂直方向の速度Ｖ１は Ｖ１＝（Ｆ−Ｆ１）ｔ×ｔ／ｍ で与えられる。ここで、ｔは時間〔ｓｅｃ〕、ｍは質量〔ｇ〕である。よって、磁性金属異物１１は、時間ｔでの垂直方向の速度と水平方向の速度が成す角度α〔°〕で被検物２表面から磁気印加装置３に向かって移動し、異物誘導路８に移動する。磁気印加装置３に引き寄せられる力Ｆ＝１０〔Ｎ〕、磁性金属異物の質量ｍ＝１〔ｇ〕、搬送速度Ｖ＝５〔ｍ／ｓｅｃ〕の時間ｔ〔ｓｅｃ〕での変化に対する角度α〔°〕の関係は、図４に示すとおりである。図４において、横軸は時間ｔ〔ｓｅｃ〕、縦軸は角度α〔°〕である。被検物２表面から離れた磁性金属異物１１は、時間ｔ〔ｓｅｃ〕の経過と共に角度αが変化する。図４のの角度α〔°〕と時間ｔ〔ｓｅｃ〕の線に沿って異物誘導路８を形成することで、異物収納部９へ効率よく磁性金属異物１１を移動させることが可能となる。この時の条件は、被検物２表面から３〔ｍｍ〕の所に磁気印加装置３の下端部があり、被検物２表面と磁気印加装置３の間に異物回収収納機構７が配置された時で、異物回収収納機構７の中央部と磁気印加装置３の中央部が直線状に並ぶように配置した時である。また異物回収収納機構７は、磁気印加装置３から発生する磁力の効力がある範囲内（本実施の形態１では１０〔ｍｍ2〕）を覆い、被検物２表面と接触しない所に配置した条件である。
【００３０】
次に搬送速度Ｖを、Ｖ＝５〔ｍ／ｓｅｃ〕、Ｖ＝１００〔ｍ／ｓｅｃ〕、Ｖ＝３００〔ｍ／ｓｅｃ〕と変化させた時の時間ｔ〔ｓｅｃ〕でのそれぞれの変化に対する角度α〔°〕の関係を、図５に示す。
【００３１】
図５において、横軸は時間ｔ〔ｓｅｃ〕、縦軸は射放角度である角度α〔°〕である。搬送速度Ｖ〔ｍ／ｓｅｃ〕を変えると、時間ｔ〔ｓｅｃ〕の変化に対する角度α〔°〕の関係は変化する。よって、搬送速度Ｖ〔ｍ／ｓｅｃ〕に応じた異物誘導路８の形成が必要である。この時の条件は被検物２表面から３〔ｍｍ〕の所に磁気印加装置３の下端部があり、被検物２表面と磁気印加装置３の間に異物回収収納機構７が配置された時で、異物回収収納機構７の中央部と磁気印加装置３の中央部が直線状に並ぶように配置した時である。また異物回収収納機構７は磁気印加装置３から発生する磁力の効力がある範囲内（本実施の形態１では１０〔ｍｍ2〕）を覆い、被検物２表面と接触しない所に配置した条件である。
【００３２】
次に磁性金属異物１１の質量ｍを、ｍ＝１〔ｇ〕、ｍ＝２．５〔ｇ〕、ｍ＝３〔ｇ〕と変化させた時の時間ｔ〔ｓｅｃ〕でのそれぞれの変化に対する射放角度である角度α〔°〕の関係は図６で示す。
【００３３】
図６において、横軸は時間ｔ〔ｓｅｃ〕、縦軸は角度α〔°〕である。搬送速度Ｖ〔ｍ／ｓｅｃ〕を変えると、時間ｔ〔ｓｅｃ〕の変化に対する角度α〔°〕の関係は変化する。よって磁性金属異物１１の質量ｍ〔ｇ〕に応じた異物誘導路８の形成が必要である。この時の条件は、被検物２表面から３〔ｍｍ〕の所に磁気印加装置３の下端部があり、被検物２表面と磁気印加装置３との間に異物回収収納機構７が配置された時で、異物回収収納機構７の中央部と磁気印加装置３の中央部が直線状に並ぶように配置した時である。また異物回収収納機構７の配置条件は、磁気印加装置３から発生する磁力の効力がある範囲内（本実施の形態１では１０〔ｍｍ2〕）を覆い、被検物２表面と接触しない所に配置した条件である。
【００３４】
次に異物回収収納機構７の設置場所について、図３（ａ）を用いて述べる。
【００３５】
図３（ａ）においての異物回収収納機構７の理想的な設置場所は、磁気印加装置３から発せられた磁力線１２と反磁性体１０塗布領域が略垂直になるところである。これは反磁力を効率的に得ることと、磁性金属異物１１の磁力と反磁性体１０の磁力とが効率的に反発する位置と、から決まる。
【００３６】
また、磁気印加装置３と異物回収収納機構７の距離は、先に述べたように、搬送速度Ｖ及び磁性金属異物１１の質量ｍにより形状を最適化すると共に、磁性金属異物１１が被検物２の表面から異物回収収納機構７に達するまでの時間ｔも考慮する必要がある。すなわち、これらの種々の条件から最適な条件で決まる。
【００３７】
次に、異物回収収納機構７の材質について述べる。
【００３８】
異物回収収納機構７に磁性体を使用してしまうと、異物回収収納機構７に磁性金属異物１１が付着してしまう。そのため、異物回収収納機構７としては、磁力を透過する材質（高透磁率材料）が好ましい。例えば、アクリルやエポキシなどの樹脂材料がある。
【００３９】
エポキシは硬度が高いので、磁性金属異物との接触面に傷が入りにくく、大きい磁性金属異物や硬度が高い磁性金属異物の効率的な回収収納に有効である。一方、アクリルは硬度が低いので、接触時の磁性金属異物の粉砕や散らばりを防止できるので、軟らかい磁性金属異物や粉体塊の磁性金属異物の回収収納に有効である。
【００４０】
また、磁性金属異物１１が効率的な移動が必要なので、磁性金属異物１１が接触する部分の表面は凹凸を少なくする必要があり、その表面を平らに加工することが望ましい。
【００４１】
なお、本実施の形態１において、異物回収収納機構７の異物誘導路８表面に反磁性体１０を塗布したが、これは異物誘導路８の裏面でも同様の効果が得られる。
【００４２】
また、本実施の形態１では、異物誘導路８に反磁性体１０を塗布した場合で説明したが、蒸着や接着などの固定手段でも実現可能である。
【００４３】
そして、磁気印加装置３は永久磁石などの磁気を帯びた印加装置でも実現可能である。
【００４４】
さらに、磁気印加装置３の磁極（ＮＳ）が反転しても同様の効果を実現可能である。
【００４５】
なお、本実施の形態１では磁気検出方式の金属異物検査装置で説明をしたが、磁気や磁力で磁性金属異物を回収収納する機構や装置にも適応は可能である。
【００４６】
（実施の形態２）
本実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態２は、異物回収収納機構７の形状以外は、前述の実施の形態１と同様であるため、ここでは、異なる部分のみ説明している。本実施の形態２の異物回収収納機構１５について、図７を用いて説明する。
【００４７】
図７は本実施の形態２における異物回収収納機構の構成図である。
【００４８】
図７は、磁性金属異物を異物収納部９に誘導する異物誘導路８と、誘導された磁性金属異物を回収収納する異物収納部９と、異物ストッパ１６で構成され、異物誘導路８の表面に反磁性体１０が塗布されている。１１ｄ、１１ｅ、１１ｆは、反磁性体１０が塗布された領域に侵入した磁性金属異物であって、反磁性体１０が塗布された領域の各位置で異物収納部９に移動する様子を示している。磁性金属異物１１ｄ、１１ｅ、１１ｆの質量のバラツキ及び磁化のバラツキで異物収納部９に移動する様子が異なるため、図７に示すように、異物誘導路８と略直交する向きに異物ストッパ１６を形成し、反磁性体１０が塗布された領域のどの部分からの反発でも確実に磁性金属異物１１が異物収納部９に収納されるようにしている。
【００４９】
さらに、本実施の形態２では、磁性金属異物１１が異物回収収納機構１５を形成する壁１８に跳ね返っても、確実に磁性金属異物１１が異物収納部９に収納されるようにしている。具体的には、磁性金属異物１１と反磁性体１０の反発力の方向１７と異物ストッパ１６とを略平行になるように配置している。この配置にすることで、壁１８に跳ね返っても、確実に異物収納部９に収納できる。
【００５０】
次に、異物ストッパ１６について図７を用いて詳細を述べる。
【００５１】
異物収納部９が被検物２表面と平行な場合で、異物誘導路８の反磁性体１０が塗布された領域の端と異物収納部９とが垂直な部材で連結されている時、異物ストッパ１６の異物誘導路８に対する角度は異物誘導路８と磁性金属異物１１が反発する方向とが成す角度と同じ角度である。
【００５２】
また、異物ストッパ１６と異物誘導路８は、回収収納される磁性金属異物１１の外形より大きくする必要がある。つまり、異物ストッパ１６と異物誘導路８の位置関係は磁性金属異物１１の外形サイズより離れた位置に配置される必要がある。また、異物収納部９と異物ストッパ１６の磁性金属異物１１との接触領域は反磁性体１０が取り付けられた領域より大きい必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の異物検査装置は、被検物を傷つけることなく磁性金属異物の検出が可能となる。さらに被検物への再付着も防止できるので、電気部品や電子部品などデバイスに付着混入した磁性金属異物の検出だけでなく、粉砕された材料、薬品、食品、服飾、塗布面およびメッキ面等の金属異物検出の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１，６ 異物検査装置
２ 被検物
３ 磁気印加装置
４ 搬送路
５ 磁気検出器
７，１５ 異物回収収納機構
８ 異物誘導路
９ 異物収納部
１０ 反磁性体
１１ 磁性金属異物
１２，１３ 磁力線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物を載置する被検物載置部と、
前記被検物に磁気を印加する磁気印加装置と、
前記被検物の磁気を検出して前記被検物に混入又は付着した金属異物の有無を検査する検査装置と、
前記被検物載置部と前記磁気印加装置との間に配置され、その一部に反磁性体が設けられた異物回収機構と、を備える
金属異物検査装置。
【請求項２】
前記反磁性体が設けられた部位において、前記被検物載置部と対向する前記異物回収機構の表面の形状は、前記磁気印加装置から発せられる磁力線と略垂直な形状である
請求項１に記載の金属異物検査装置。
【請求項３】
前記異物回収機構は、前記反磁性体が設けられた部位における前記異物回収機構の表面の形状と略垂直な金属異物ストッパを備える
請求項１または２に記載の金属異物検査装置。
【請求項４】
前記反磁性体が銅である
請求項１から３いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項５】
前記反磁性体がカーボンである
請求項１から３いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項６】
前記異物回収機構がアクリル樹脂により構成された
請求項１から５いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項７】
前記異物回収機構がエポキシ樹脂により構成された
請求項１から５いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項８】
前記被検物載置部が、搬送手段により搬送される
請求項１から７いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項９】
前記被検物載置部と対向する前記異物回収機構の形状を、前記搬送手段の搬送速度と予め入力された金属異物の質量とから計算された前記金属異物の移動軌跡と類似させる
請求項１から８いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項１０】
前記反磁性体が、前記異物回収機構において前記磁気印加装置と対向する面に設けられた
請求項１から９いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項１】
被検物を載置する被検物載置部と、
前記被検物に磁気を印加する磁気印加装置と、
前記被検物の磁気を検出して前記被検物に混入又は付着した金属異物の有無を検査する検査装置と、
前記被検物載置部と前記磁気印加装置との間に配置され、その一部に反磁性体が設けられた異物回収機構と、を備える
金属異物検査装置。
【請求項２】
前記反磁性体が設けられた部位において、前記被検物載置部と対向する前記異物回収機構の表面の形状は、前記磁気印加装置から発せられる磁力線と略垂直な形状である
請求項１に記載の金属異物検査装置。
【請求項３】
前記異物回収機構は、前記反磁性体が設けられた部位における前記異物回収機構の表面の形状と略垂直な金属異物ストッパを備える
請求項１または２に記載の金属異物検査装置。
【請求項４】
前記反磁性体が銅である
請求項１から３いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項５】
前記反磁性体がカーボンである
請求項１から３いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項６】
前記異物回収機構がアクリル樹脂により構成された
請求項１から５いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項７】
前記異物回収機構がエポキシ樹脂により構成された
請求項１から５いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項８】
前記被検物載置部が、搬送手段により搬送される
請求項１から７いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項９】
前記被検物載置部と対向する前記異物回収機構の形状を、前記搬送手段の搬送速度と予め入力された金属異物の質量とから計算された前記金属異物の移動軌跡と類似させる
請求項１から８いずれかに記載の金属異物検査装置。
【請求項１０】
前記反磁性体が、前記異物回収機構において前記磁気印加装置と対向する面に設けられた
請求項１から９いずれかに記載の金属異物検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１６９６０４（Ｐ２０１１−１６９６０４Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３０９４７（Ｐ２０１０−３０９４７）
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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