(57)【要約】  電子デバイスなどの絶縁物中や帯磁可能な部材中の磁性パーティクルを非破壊で、かつ的確に検出することができるＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置を提供する。  ＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、被検査物３′の長手方向に磁場を印加する水平帯磁用磁石４と、この水平帯磁用磁石４により長手方向に水平磁化された被検査物３がセットされる検査部９と、前記水平磁化された被検査物３を搬送するベルトコンベア２，５と、前記水平磁化された被検査物３である磁化可能な部材とともに水平磁化されたパーティクルを検出するグラジオメータ８とを具備する。
2009110529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）被検査物の長手方向に磁場を印加する水平帯磁用磁石と、
（ｂ）該水平帯磁用磁石により長手方向に水平磁化された被検査物がセットされる検査部と、
（ｃ）前記水平磁化された被検査物を搬送するベルトコンベアと、
（ｄ）前記水平磁化された被検査物である磁化可能な部材とともに水平磁化されたパーティクルを検出するグラジオメータとを具備することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項２】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記ベルトコンベアは、前記被検査物に磁場を印加する帯磁ステージとなる第１のベルトコンベアと、該第１のベルトコンベアとは別個に配置され、前記被検査物が検査される検査ステージとなる第２のベルトコンベアとを具備することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項３】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁場の印加後に前記ベルトコンベアへ付着した異物の除去を行うためのクリーニング手段を配置することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項４】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁化可能な部材が磁化されない部材中に配置されることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項５】
請求項４記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁化されない部材が絶縁部材であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項６】
請求項５記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記絶縁部材がセラミックスであることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項７】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁化可能な部材が活物質が塗布された導電箔であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項８】
請求項７記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記導電箔が銅箔又はアルミニウム箔であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項９】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記パーティクルは前記磁化可能な部材上または部材中に位置することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１０】
請求項４記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記パーティクルが前記磁化されない部材中に位置することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１１】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記パーティクルが磁性体であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁性体が鉄、ニッケル、若しくはコバルト、又は鉄、ニッケル、若しくはコバルトの何れかを含有する合金であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１３】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記水平帯磁用磁石が永久磁石であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１４】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記グラジオメータの位置は固定のまま、前記水平磁化された被検査物をＸ方向に移動させることにより１次元走査を行うことを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１５】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記被検査物の移動方向に直交する方向に複数個のグラジオメータを配置して、前記被検査物の幅方向の検査も同時に行うことを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の非破壊検査を行うＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属材料や導電性複合材料などを用いた構造物における非破壊検査においては、渦電流を誘導して亀裂を検出する渦流探傷法、超音波を用いる超音波試験法、Ｘ線を用いるＸ線試験法がこれまでに実用化されており、さらにＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子；Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）磁気センサを用いる非破壊検査方法も提案されている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−０７７５１６号公報
【特許文献２】特許第３１５２０７４号公報
【発明の開示】
【０００３】
上記した従来の渦流探傷法では、高い感度を得るのに高周波数の渦電流を誘導する必要があるため、試料表面近くのコンマ数ｍｍ程度の範囲しか検査が行えないという問題点がある。また、ＳＱＵＩＤ磁気センサなどと比較すると、感度が不十分である。また、従来の超音波試験法は、一様な金属材料に対しては優れた検査法であるが、内部が複雑な構造となっている複合材料は界面で超音波が反射したり散乱したりするため、精密な検査が行えない。従来のＸ線試験法も優れた検査法であるが、Ｘ線は一般的に扱いづらく、被爆の問題から特別な施設や資格を必要とするため、汎用性が低い。
【０００４】
一方、ＳＱＵＩＤ磁気センサを用いた非破壊検査手法は、低周波数帯域においても大変高い感度を有するＳＱＵＩＤ磁気センサを用いるため、渦流探傷法よりもはるかに深部および微小な欠陥の検出が可能となる。また、超音波試験法よりは内部の複雑構造の影響を受け難く、複合材料への適用が可能であることも証明されている。さらに、Ｘ線試験法のような危険性も少なく、特別な施設や資格の必要性もない。
また、検査直前に線状体のような長尺被検査物を垂直方向に磁化するための磁界発生手段を設けるようにした非破壊検査装置が提案されている（上記特許文献２参照）が、これは線状体のような長尺被検査物を均一に磁化するものであり、電子デバイスなどに混在する磁化された部材を検出するには適しないものであった。
【０００５】
特に、電子デバイスなどの絶縁物中や帯磁可能な部材中の磁性パーティクルを非破壊で、かつ的確に検出することが強く要請されているが、かかる非破壊検査装置は未だ提案されていないのが現状である。
本発明は、上記状況に鑑みて、電子デバイスなどの絶縁物中や帯磁可能な部材中の磁性パーティクルを非破壊で、かつ的確に検出することができるＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕ＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、被検査物の長手方向に磁場を印加する水平帯磁用磁石と、この水平帯磁用磁石により長手方向に水平磁化された被検査物がセットされる検査部と、前記水平磁化された被検査物を搬送するベルトコンベアと、前記水平磁化された被検査物である磁化可能な部材とともに水平磁化されたパーティクルを検出するグラジオメータとを具備することを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記ベルトコンベアは、前記被検査物に磁場を印加する帯磁ステージとなる第１のベルトコンベアと、この第１のベルトコンベアとは別個に配置され、前記被検査物が検査される検査ステージとなる第２のベルトコンベアとを具備することを特徴とする。
【０００８】
〔３〕上記〔１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁場の印加後に前記ベルトコンベアへ付着した異物の除去を行うためのクリーニング手段を配置することを特徴とする。
【０００９】
〔４〕上記〔１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁化可能な部材が磁化されない部材中に配置されることを特徴とする。
【００１０】
〔５〕上記〔４〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁化されない部材が絶縁部材であることを特徴とする。
【００１１】
〔６〕上記〔５〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記絶縁部材がセラミックスであることを特徴とする。
【００１２】
〔７〕上記〔１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁化可能な部材が活物質が塗布された導電箔であることを特徴とする。
【００１３】
〔８〕上記〔７〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記導電箔が銅箔又はアルミニウム箔であることを特徴とする。
【００１４】
〔９〕上記〔１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記パーティクルは前記磁化可能な部材上または部材中に位置することを特徴とする。
【００１５】
〔１０〕上記〔４〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記パーティクルが前記磁化されない部材中に位置することを特徴とする。
【００１６】
〔１１〕上記〔１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記パーティクルが磁性体であることを特徴とする。
【００１７】
〔１２〕上記〔１１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁性体が鉄、ニッケル、若しくはコバルト、又は鉄、ニッケル、若しくはコバルトの何れかを含有する合金であることを特徴とする。
【００１８】
〔１３〕上記〔１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記水平帯磁用磁石が永久磁石であることを特徴とする。
【００１９】
〔１４〕上記〔１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記グラジオメータの位置は固定のまま、前記水平磁化された被検査物をＸ方向に移動させることにより１次元走査を行うことを特徴とする。
【００２０】
〔１５〕上記〔１〕記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記被検査物の移動方向に直交する方向に複数個のグラジオメータを配置して、前記被検査物の幅方向の検査も同時に行うことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で１次元走査評価をするために提供される被検査物を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例における被検査物の着磁の状態を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例における被検査物の１次元走査を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で１次元走査評価をするために提供される被検査物とその１次元走査評価結果を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例の具体例を示す図である。
【図７】本発明の第３実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で１次元走査評価をするために提供される被検査物とその１次元走査評価結果を示す図である。
【図８】本発明の第４実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で２次元走査評価をするために提供される被検査物の着磁の状態を示す図である。
【図９】本発明の第４実施例を示す被検査物の２次元走査（Ｘ軸およびＹ軸方向走査）を行うＳＱＵＩＤ磁気センサ（グラジオメータ）を用いる非破壊検査装置の模式図である。
【図１０】本発明の第４実施例を示す被検査物の走査結果を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で２次元走査評価をするために提供される磁性パーティクルが存在しない場合のセラミック電子デバイス（被検査物）のグラジオメータによる検査結果を示す図である。
【図１２】本発明の第５実施例を示す磁性パーティクルが存在する場合のセラミック電子デバイス（被検査物）のグラジオメータによる検査結果を示す図である。
【図１３】本発明の第５実施例を示すセラミック内部にパーティクルが存在する被検査物を示す図である。
【図１４】本発明のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で測定されるリチウム電池電極板を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で検査するために提供される被検査物を示す図である。
【図１６】本発明の２段コンベアと１段コンベアとによる検査信号の比較を示す図である。
【図１７】本発明の他の実施例を示す複数個のＳＱＵＩＤ磁気センサ（グラジオメータ）を用いる非破壊検査装置の模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、被検査物の長手方向に磁場を印加する水平帯磁用磁石と、この水平帯磁用磁石により長手方向に水平磁化された被検査物がセットされる検査部と、前記水平磁化された被検査物を搬送するベルトコンベアと、前記水平磁化された被検査物である磁化可能な部材とともに水平磁化されたパーティクルを検出するグラジオメータとを具備する。【００２３】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。【００２４】
（１）被検査物中に混在するパーティクルを非破壊で、かつその位置情報を含めて的確に検出することができる。【００２５】
（２）被検査物への磁場の印加は第１のコンベア上で行われ、その被検査物の検査は第１のコンベアとは別個に配置される第２のコンベアで行われるようにしたので、検査ステージにおける磁気ノイズを除去し、正確な検査を行うことができる。【００２６】
（３）水平磁化された被検査物中に強く磁化される鉄などの強磁性体があっても、被検査物が高温超電導ＳＱＵＩＤ磁気センサを通過したときに発生する磁界は強磁性体の両端部と磁化された異物（パーティクル）のみで発生するので、磁化された異物（パーティクル）を高精度に検出することができる非破壊検査が可能となる。この場合、異物（パーティクル）が磁性体の両端部付近に存在する場合はその検出が困難になるが、あらかじめ異物（パーティクル）を含まない被検査物の信号パターンを記憶して、異物（パーティクル）を含む被検査物の信号から差し引くことによって、異物の信号を検出することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。【００２８】
図１は本発明の実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置の模式図である。【００２９】
この図において、１は制御装置、２は第１のコンベア（着磁ステージ）、２Ａは第１のコンベア２の駆動側の電動機付き駆動プーリー、２Ｂは第１のコンベア２の従動プーリー、３′は着磁前の被検査物、４は着磁前の被検査物３′を長手方向に磁化させるための水平帯磁用磁石（トンネル状の永久磁石）、５は第１のコンベア（着磁ステージ）２とは別個に配置される第２のコンベア（検査ステージ）、５Ａは第２のコンベア５の駆動側の電動機付き駆動プーリー、５Ｂは第２のコンベア５の従動プーリーであり、着磁された被検査物３は第１のコンベア（着磁ステージ）２とは別個に配置される第２のコンベア５によって搬送され、第２のコンベア５上で検査される。６は磁気シールド、７はＳＱＵＩＤ冷却容器、８はＳＱＵＩＤ磁気センサ（グラジオメータ）、９は磁化された被検査物３が検査される検査部である。磁気シールド６には電磁波の影響を避けるため、アルミニウムなど導電性の材料で構成した電磁シールドを設けるようにしてもよい。【００３０】
このように、着磁前の被検査物３′は、第１のコンベア２によって、長手方向に永久磁石のＳ極とＮ極が配置されたトンネル状の水平帯磁用磁石４内を搬送され、連続的に着磁される。着磁された被検査物３は、第２のコンベア５によってＳＱＵＩＤ磁気センサ８の検査部９へと搬送される。なお、トンネル状の水平帯磁用磁石４は、電磁石により構成するようにしてもよい。また、一端にＳ極、他端にＮ極を持つ半円トンネル状の永久磁石あるいは電磁石を構成し、その中に被検査物３を通過させて、コンベア２を停止させることなく連続的に着磁するようにしてもよい。【００３１】
このように、第１のコンベア（着磁ステージ）２と第２のコンベア（検査ステージ）５とを分割するように構成することが望ましい。このような構成とすることで、コンベアへの異物の付着によるコンベア自体への着磁の影響を最小にすることができるので、磁気ノイズが除去され、正確な検査を行うことができる。【００３２】
なお、上記した第１のコンベア及び第２のコンベアとしては、ここでは図示しないがモータで駆動されるエンドレスベルトコンベアを使用しているが、これに代えて、回転寿司で使用されているような水平面を搬送するコンベアを使用したり、駆動方式としては、静電式ベルトコンベアなどを用いるようにしてもよい。【００３３】
また、第１のコンベアと第２のコンベアに分離しない単一のベルトコンベアで構成する場合には、特に水平帯磁用磁石とグラジオメータとをクリーンブース内に配置して、コンベアへの異物の付着及び着磁を防止したり、水平帯磁用磁石とグラジオメータとの間に粘着ローラなどのクリーニング手段を配置して、コンベアへ付着した異物の除去を行うなどして、異物の付着による計測時の磁気ノイズの発生を抑えるように配慮することが望ましい。【００３４】
図２は本発明の第１実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で１次元走査評価をするために提供される被検査物を示す図であり、図２（ａ）は被検査物を示す図面代用写真、図２（ｂ）は被検査物の上面図、図２（ｃ）は被検査物の正面図、図３はその被検査物の着磁の状態を示す図、図４はその被検査物の１次元走査を示す図であり、図４（ａ）はその被検査物の１次元走査結果を示す図、図４（ｂ）は１次元走査状態を示す上面図、図４（ｃ）はその正面図である。【００３５】
この第１実施例では、図２に示すように、磁化可能な帯状部材である真鍮板１１′（幅１０ｍｍ、長さ５４ｍｍ）上にステンレスパーティクル（ＳＵＳ３０４直径φ０．３ｍｍ球）１２′が位置している。図３に示すように、このステンレスパーティクル１２′を有する着磁前の真鍮板１１′を表面磁束密度０．１５Ｔの永久磁石２個１３，１４を用いて磁化する。次いで、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、着磁されたステンレスパーティクル１２を有する真鍮板１１が第２のコンベア１５上を搬送され、位置が固定されたグラジオメータ１６により１次元走査される。その走査結果は図４（ａ）の通りであり、図４（ａ）のＡ部およびＣ部は着磁された真鍮板１１の端部の走査結果に対応し、図４（ａ）のＢ部は着磁されたステンレスパーティクル１２の走査結果に対応している。すなわち、ここでは、ステンレスパーティクル１２は、真鍮板１１の端部であるＡ部からは真鍮板１１の長手方向に２６ｍｍの位置、真鍮板１１の端部であるＣ部からは真鍮板１１の長手方向に２８ｍｍの位置に存在していることを検出することができる。つまり、真鍮板１１はステンレスパーティクル１２の存在位置を計測する目盛りの機能を有していることが留意されるべきである。【００３６】
比較のため、ステンレスパーティクルが存在しない場合の被検査物の１次元走査結果も同時に示している。このように、本発明の第１実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で１次元走査を行ったところ勾配磁界（Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄ）が顕著に現れ、ステンレスパーティクル１２が存在することが位置情報を含めて的確に計測される。【００３７】
なお、異物（パーティクル）が磁性体の両端部付近に存在する場合はその検出が困難になるが、あらかじめ異物（パーティクル）を含まない被検査物の信号パターンを記憶して、異物（パーティクル）を含む被検査物の信号から差し引くことによって、異物の信号を検出することができる。【００３８】
図５は本発明の第２実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で１次元走査評価をするために提供される被検査物とその１次元走査評価結果を示す図であり、図５（ａ）はその被検査物の着磁の様子を示す図、図５（ｂ）はその被検査物とその検査結果を示す模式図、図６はその具体例を示す図であり、図６（ａ）は実際の測定結果を示す図、図６（ｂ）はパーティクルとしてのタングステンカーバイド（直径９０μｍ）が付着している真鍮板である着磁された被検査物を示す図である。【００３９】
図５（ａ）に示すように、第１のベルトコンベア２１により着磁前の被検査物２２′が搬送され、トンネル状の水平帯磁用磁石２３を通り抜けることにより着磁される。図５（ｂ）に示すように、被検査物２２が着磁された真鍮板とその上に付着しているパーティクルとしてのタングステンカーバイド（直径９０μｍ）２４からなる場合、被検査物２２の両端部およびパーティクルとしてのタングステンカーバイド２４の位置で勾配磁界が検出される。【００４０】
具体例を示すと、スタンドオフ：３．６ｍｍ、速度：２．７ｍｍ／分、磁界：０．２Ｔの場合、図６（ｂ）に示すように、タングステンカーバイド（直径９０μｍ）２４が付着した着磁された被検査物２２は、被検査物２２の先端部のＳ極では、図６（ａ）のＡ部のような勾配磁界が見られ、被検査物２２のパーティクルとしてのタングステンカーバイド（直径９０μｍ）２４の位置では、図６（ａ）のＢ部のような勾配磁界が見られ、被検査物２２の後端部のＮ極では、図６（ａ）のＣ部のような勾配磁界が計測される。このように、グラジオメータを用いた計測により、図５（ｂ）と同様の勾配磁界を示した。【００４１】
図７は本発明の第３実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で１次元走査評価をするために提供される被検査物とその１次元走査評価結果を示す図であり、図７（ａ）は測定結果を示す図、図７（ｂ）はパーティクルとしてのニッケル（５０μｍ□）が付着している真鍮板からなる着磁された被検査物を示す図である。【００４２】
具体例を示すと、帯磁方向：水平帯磁、約０．２Ｔ、スタンドオフ：３．３ｍｍ、速度：６ｍ／分、磁束換算計数：３．４ｎＴ／Ｖを条件として、図７（ｂ）に示すように、ニッケル（５０μｍ□）３２が付着している真鍮板３１からなる着磁された被検査物をＳＱＵＩＤ磁気センサ（グラジオメータ）で検査すると、図７（ａ）に示すように、勾配磁界が現れた。つまり、Ａ部が真鍮板３１の始端部、Ｂ部がニッケル３２、Ｃ部が真鍮板３１の終端部に対応する勾配磁界となっている。【００４３】
図８は本発明の第４実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で２次元走査評価をするために提供される被検査物の着磁の状態を示す図、図９はその被検査物の２次元走査（Ｘ軸およびＹ軸方向走査）を行うＳＱＵＩＤ磁気センサ（グラジオメータ）を用いる非破壊検査装置の模式図、図１０はその検査物の走査結果を示す図であり、図１０（ａ）は被検査物上にパーティクルが存在しない場合を、図１０（ｂ）は被検査物上にパーティクルが存在する場合のそれぞれの結果を示す図である。【００４４】
この実施例では、図８に示すように、着磁前の被検査物４１′を表面磁束密度０．１５Ｔの２個の永久磁石４２，４３を用いて着磁する。図９に示すように、着磁後の被検査物４１の移動方向に直交する方向（Ｙ軸方向）にも相対的にグラジオメータ４４を走査することにより、着磁後の被検査物４１に付着し磁化されたパーティクル４５を、長さ方向（Ｘ軸方向）と共に幅方向（Ｙ軸方向）に対しても同時に検査することができるように構成した。【００４５】
すると、図１０（ａ）に示すように、被検査物４１上に磁性パーティクルが存在しない場合には、その被検査物４１の走査結果には格別の勾配磁界は見られないが、パーティクル（ＳＵＳ３０４）４５が存在する場合には、図１０（ｂ）に示すようにその位置に強力な勾配磁界が見受けられ、被検査物４１上のパーティクル４５の存在が計測される。【００４６】
なお、上記実施例では、着磁後の被検査物４１の移動方向に直交する方向の走査を行うようにしたので、被検査物４１のどの位置にパーティクルが存在しても的確に検査することができる。【００４７】
図１１は本発明の第５実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で２次元走査評価をするために提供される磁性パーティクルが存在しない場合のセラミック電子デバイス（被検査物）のグラジオメータによる検査結果を示す図、図１２は磁性パーティクルが存在する場合のセラミック電子デバイス（被検査物）のグラジオメータによる検査結果を示す図、図１３はセラミック内部にパーティクルが存在する被検査物を示す図であり、図１３（ａ）は被検査物の上面図、図１３（ｂ）は被検査物の側面図を示す。【００４８】
図１３において、５１は絶縁部材であるセラミックに封入される電子デバイス（被検査物）、５２はこの電子デバイス（被検査物）５１内に設けられた磁化可能な部材、５３はその磁化可能な部材５２の内部に存在するパーティクルとしてのＣｏ（直径０．１ｍｍ）である。セラミック電子デバイス（被検査物）５１の場合の典型例としては、この磁化可能な部材は、磁化可能な物質が混入しているセラミック部材（すなわち、絶縁物であるセラミック部材が磁化可能な物質の混入によって磁化可能となったもの）であるが、これらに限られるものではない。【００４９】
このように、パーティクル５３が絶縁物であるセラミック電子デバイス内や磁化可能となったセラミック部材の内部に存在する場合でも、図１２に示すように、グラジオメータにより計測するとパーティクル５３の位置では顕著な勾配磁界５４が見受けられ、パーティクルの存在が計測される。【００５０】
図１４は本発明のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で測定されるリチウム電池電極板を示す図である。【００５１】
図１４に示すような、リチウム電池電極板として用いられる活物質コーティング銅箔（正極）６１や、Ａｌ箔（正極）６２、Ｃｕ箔（負極）６３、またはセパレータ（樹脂シート）６４等の上にパーティクルが存在するような場合にも、上記した計測方法により、パーティクルの存在を計測することができる。特に、絶縁物であっても鉄粉などの磁化可能な物質が混入している部材であれば十分に磁化可能であり、パーティクルの存在が計測できる。【００５２】
図１５は本発明の他の実施例を示すＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置で検査するために提供される被検査物を示す図である。【００５３】
この図において、磁化された被検査物７１には、例えば、絶縁部材であるセラミックからなる長方形状の磁化されない部材７２中に帯状の磁化された部材７３が位置しており、この帯状の磁化された部材７３上または帯状の磁化された部材７３上ではなく磁化されない部材７２中に磁化されたパーティクル（異物）７４が存在している。【００５４】
このように、磁化されたパーティクル７４が磁化されない部材７２中に存在する場合でも、図４と同様に、磁化されたパーティクル（異物）７４の存在を的確に検出することができる。【００５５】
次に、被検査物を搬送するベルトコンベアの配置について説明する。【００５６】
図１６は本発明の２段コンベアと１段コンベアとによる検査信号の比較を示す図（ベルト使用開始から２００時間経過後の信号の比較）であり、図１６（ａ）は２段コンベアの場合を示す図、図１６（ｂ）は１段コンベアの場合を示す図である。【００５７】
ここで試験の条件としては、帯磁方向：水平帯磁、約０．１Ｔ、センサーベルト表面間距離：５．５ｍｍ、コンベア速度：２．７ｍ／分、磁束換算係数：３．４ｎＴ／Ｖとした。【００５８】
単一のコンベアで被検査物の着磁とＳＱＵＩＤ磁気センサ（グラジオメータ）による検査の両方を行う１段コンベアに対して、本発明においては、被検査物に磁場を印加するステージとなる第１のベルトコンベア２（図１参照）と、この第１のベルトコンベア２とは別個に配置される、被検査物の検査ステージとなる第２のベルトコンベア５（図１参照）とを配置する、所謂２段コンベアとするようにしている。【００５９】
１段コンベアの場合は、図１６（ｂ）に示すように、ベルト使用開始から２００時間経過後の時点では検査ステージにおける磁気ノイズが見受けられた。つまり、コンベアに付着した異物によるノイズがおよそ０．２Ｖであり、それが背景ノイズになっている。これに対して、２段コンベアの場合は、図１６（ａ）に示すように、同じくベルト使用開始から２００時間経過後でも殆ど磁気ノイズは見受けられなかった。つまり、コンベアに付着した異物によるノイズはおよそ０．０２Ｖ程度であり、背景ノイズが低く、検査を良好に行うことができる。両者を比較すると、２段コンベアの場合は、１段コンベアに比して背景のノイズの大きさを１／１０倍程度に小さくできる利点がある。【００６０】
この点について詳述すると、磁気ノイズは、環境あるいはコンベアローラーなど回転部にある金属粉がベルトコンベアに付着して、帯磁用磁石の下をベルトコンベアが通過するときに同時に磁化されることによって発生する。【００６１】
その場合の帯磁した金属粉は例えば数１０μｍ以下の微粒子であり、コンベアベルト等に付着すると通常の清掃や洗浄では除去し難い。【００６２】
このように、微粒子は、除去し難いので、被検査物に磁場を印加するステージとなる第１のベルトコンベア２と、この第１のベルトコンベア２とは別個に第２のベルトコンベア５を配置するようにすると、第２のベルトコンベア５は着磁に関与しないので、第２のベルトコンベア５上に異物が付着したとしても磁化されず、正確な検査を行うことができる。【００６３】
このように、２段コンベアを用いた計測装置とすることによって、磁気ノイズが低減され、パーティクルの有無とその位置のより正確な検査を行うことができる。【００６４】
また、本発明においては、上記した２段コンベアが有効であるが、１段コンベアの構成とする場合には、特に、被検査物のゴミの付着および着磁を防止し、被検査物の検査時のゴミによる磁気ノイズを低減するために、水平帯磁用磁石と前記グラジオメータとをクリーンブース内に配置したり、クリーニング手段を設けることが望ましい。【００６５】
図１７は本発明の他の実施例を示す複数個のＳＱＵＩＤ磁気センサ（グラジオメータ）を用いる非破壊検査装置の模式図である。【００６６】
この実施例では、セットされた着磁後の被検査物８１の移動方向に直交する方向に複数個のＳＱＵＩＤ磁気センサ（グラジオメータ）８２〜８５を配置して、セットされた着磁後の被検査物８１に付着した磁化されたパーティクル８６〜８９の幅方向の検査も同時に行うことができる。【００６７】
上記したように、磁化可能な部材としては、磁性体や、磁化可能な部材が塗布されたり混入された金属体、半導体または絶縁体も含まれる。また、磁化可能な部材の形状は長尺体（矩形体）に限定するのではなく、四角形状や円形状、楕円形状であってもよい。【００６８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置は、被検査物に付着したり、内在したりしている磁化されたパーティクルを非破壊で、かつその位置情報を含めて的確に検出することができる検査装置として利用可能である。
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２】
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【図４】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の長手方向に磁場を印加する水平帯磁用磁石と、該水平帯磁用磁石により長手方向に水平磁化された被検査物がセットされる検査部と、前記水平磁化された被検査物を搬送するベルトコンベアと、前記水平磁化された被検査物である磁化可能な部材とともに水平磁化されたパーティクルを検出するグラジオメータとを具備するＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置であって、前記ベルトコンベアは、前記被検査物に磁場を印加する帯磁ステージとなる第１のベルトコンベアと、該第１のベルトコンベアとは別個に配置され、前記被検査物が検査される検査ステージとなる第２のベルトコンベアとを具備することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁場の印加後に前記ベルトコンベアへ付着した異物の除去を行うためのクリーニング手段を配置することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項４】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁化可能な部材が磁化されない部材中に配置されることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項５】
請求項４記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁化されない部材が絶縁部材であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項６】
請求項５記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記絶縁部材がセラミックスであることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項７】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁化可能な部材が活物質が塗布された導電箔であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項８】
請求項７記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記導電箔が銅箔又はアルミニウム箔であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項９】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記パーティクルは前記磁化可能な部材上または部材中に位置することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１０】
請求項４記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記パーティクルが前記磁化されない部材中に位置することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１１】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記パーティクルが磁性体であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記磁性体が鉄、ニッケル、若しくはコバルト、又は鉄、ニッケル、若しくはコバルトの何れかを含有する合金であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１３】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記水平帯磁用磁石が永久磁石であることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１４】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記グラジオメータの位置は固定のまま、前記水平磁化された被検査物をＸ方向に移動させることにより１次元走査を行うことを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【請求項１５】
請求項１記載のＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置において、前記被検査物の移動方向に直交する方向に複数個のグラジオメータを配置して、前記被検査物の幅方向の検査も同時に行うことを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気センサを用いる非破壊検査装置。
【国際調査報告】
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