(57)【要約】【課題】  磁気的に幅が広い電極材やフィルムシートなどに混入された微小異物を検査するために好適な小型のＳＱＵＩＤセンサ部を備えた冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置を提供する。【解決手段】  検出対象物中の微小異物を検出する冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、検出対象物中の微小異物を検出するＳＱＵＩＤセンサ部２と、このＳＱＵＩＤセンサ部２を冷却するための冷媒を供給する冷媒タンク１とを分離し、前記ＳＱＵＩＤセンサ部２と前記冷媒タンク１とを互いに離隔して配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物中の微小異物を検出する冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、
検出対象物中の微小異物を検出するＳＱＵＩＤセンサ部と、該ＳＱＵＩＤセンサ部を冷却するための冷媒を供給する冷媒タンクとを分離し、前記ＳＱＵＩＤセンサ部と前記冷媒タンクとを互いに離隔して配置することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁気検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、
（ａ）金属ブロック内に伝熱ロッドが配置され、前記伝熱ロッドの先端にＳＱＵＩＤセンサ素子が配置されるＳＱＵＩＤセンサユニットと、
（ｂ）該ＳＱＵＩＤセンサユニットを囲む真空断熱容器に接続される外部パイプと、
（ｃ）前記ＳＱＵＩＤセンサユニットを配置した前記ＳＱＵＩＤセンサ部を封止する内部磁気シールドおよび外部磁気シールドと、
（ｄ）前記外部パイプに接続されて、前記ＳＱＵＩＤセンサ部とは分離された位置に配置される前記冷媒タンクと、
（ｅ）前記外部パイプ内に配置されるとともに、前記冷媒タンクと前記金属ブロックとを接続し、前記金属ブロックを冷却するために前記冷媒タンクから供給される前記冷媒を重力によって搬送する第１のパイプとガス抜きを行う第２のパイプとを具備することを特徴とする冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記冷媒が液体窒素であることを特徴とする冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置。
【請求項４】
請求項２記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記金属ブロックが銅ブロックであることを特徴とする冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置。
【請求項５】
請求項２記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記伝熱ロッドがサファイア伝熱ロッドであることを特徴とする冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記ＳＱＵＩＤセンサ部は下向きに配置されることを特徴とする冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置。
【請求項７】
請求項２記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記ＳＱＵＩＤセンサユニットは前記内部磁気シールドおよび前記外部磁気シールドからなる二重磁気シールド内に複数個配置されることを特徴とする冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置。
【請求項８】
請求項７記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記ＳＱＵＩＤセンサユニットは前記真空断熱容器内に多チャンネルのＳＱＵＩＤセンサ素子が配置されてなることを特徴とする冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置。
【請求項９】
請求項２記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記第２のパイプに、装置外から室温の空気を流して前記金属ブロックの温度を上昇させることで、磁束トラップ抜きを行う機能を持たせることを特徴とする冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象物中の微小異物を検出するＳＱＵＩＤ磁気検出装置に係り、特に液体窒素タンクをＳＱＵＩＤセンサ部から分離した冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、液体窒素や液体ヘリウムなどの冷媒タンクが一体化された冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置が提案されている（下記特許文献１，２参照）。
図６はかかる従来の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置の断面図、図７はその真空断熱容器の外形を示す模式図である。
これらの図において、ＳＱＵＩＤ磁気検出装置１０１は、外容器（真空断熱容器）１０２、内容器１０３、先端にＳＱＵＩＤセンサ素子１１２が取り付けられるサファイア棒１０４を備えている。外容器１０２は、本体部１０５とキャップ部１０６を有し、キャップ部１０６の頂部１０７には透明なサファイアからなる円形の真空窓１０８が取付けられている。本体部１０５はその内部を真空引きするため、真空ポンプ（図示なし）に連結される真空経路１０９を備えている。ここでは、真空窓１０８が下向きとされるため、外容器１０２の本体部１０５は基板１１０とキャップ部１０６より背高の脚部１１１とを備えている。
【０００３】
そして、内容器１０３は外容器１０２内に収納され、内部に冷媒としての液体窒素が導入される。１１３，１１４はそれぞれ冷媒の導入口および排出口であり、導入口１１３は冷媒供給源（図示なし）に接続されている。
このように構成されたＳＱＵＩＤ磁気検出装置の外容器１０２の寸法は、例えば、図７に示すように、直径・高さともに２０〜３０ｃｍにも及ぶことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０５４０１号公報
【特許文献２】特開２０００−２５８５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置は一体的に冷媒タンクを備えているため、ＳＱＵＩＤ磁気検出装置単位の外形寸法が大きくなってしまう。そのため、ＳＱＵＩＤ磁気検出装置を狭いスペースに配置することが困難であり、各種の検出対象物中の微小異物を要望に応じて的確に検出することができないといった問題があった。
【０００６】
また、昨今では、磁気的に幅が広い電極材やフィルムシートなどに混入された微小異物（磁性金属）をＳＱＵＩＤ磁気検出装置を用いて検査する需要が増えてきており、複数個のＳＱＵＩＤセンサ素子（多チャンネルのＳＱＵＩＤセンサ素子）を配置するＳＱＵＩＤ磁気検出装置が求められている。
このような装置では、検出信号を大きくするため、被検査物とセンサの距離を数ミリメートル以下にする必要があり、ＳＱＵＩＤ顕微鏡タイプと呼ばれる特殊な構造の真空断熱容器が用いられる。
【０００７】
従来の顕微鏡タイプの真空断熱容器では、センサの直上あるいは直下に液体窒素のタンクを配置して、サファイア棒などの伝熱棒で間接的に冷却する方法が一般的である。
例えば、検出幅９ｍｍのＳＱＵＩＤセンサ素子８個（８ｃｈ）を１ユニットとした真空断熱容器の場合、約７２ｍｍ幅のフィルムシートのセンシングが可能となるので、幅が５００ｍｍの幅広フィルムシートをセンシングするためには７ユニットの真空断熱容器が必要となる。
【０００８】
この場合、各ユニットはそれぞれ液体窒素のタンクおよび真空断熱層を有するので、真空断熱容器ユニット間の距離を離さざるを得ず、検出装置は大型になる。大型になるとＳＱＵＩＤ磁気センサに不可欠の磁気遮蔽用の高価な磁気シールドボックスの大きさが大きくなり、装置全体のコストが高くなる。
このように大きな形状の冷媒タンクを有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置では、複数個のＳＱＵＩＤセンサ部を狭いスペースに配置することは困難であるといった問題があった。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みて、磁気的に幅が広い電極材やフィルムシートなどに混入された微小異物の検査に好適な小型のＳＱＵＩＤセンサ部を備えた、冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕検出対象物中の微小異物を検出する冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、検出対象物中の微小異物を検出するＳＱＵＩＤセンサ部と、このＳＱＵＩＤセンサ部を冷却するための冷媒を供給する冷媒タンクとを分離し、前記ＳＱＵＩＤセンサ部と前記冷媒タンクとを互いに離隔して配置することを特徴とする。
【００１１】
〔２〕上記〔１〕記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、金属ブロック内に伝熱ロッドが配置され、前記伝熱ロッドの先端にＳＱＵＩＤセンサ素子が配置されるＳＱＵＩＤセンサユニットと、このＳＱＵＩＤセンサユニットを囲む真空断熱容器に接続される外部パイプと、前記ＳＱＵＩＤセンサユニットを配置した前記ＳＱＵＩＤセンサ部を封止する内部磁気シールドおよび外部磁気シールドと、前記外部パイプに接続されて、前記ＳＱＵＩＤセンサ部とは分離された位置に配置される前記冷媒タンクと、前記外部パイプ内に配置されるとともに、前記冷媒タンクと前記金属ブロックとを接続し、前記金属ブロックを冷却するために前記冷媒タンクから供給される前記冷媒を重力によって搬送する第１のパイプとガス抜きを行う第２のパイプとを具備することを特徴とする。
【００１２】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記冷媒が液体窒素であることを特徴とする。
〔４〕上記〔２〕記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記金属ブロックが銅ブロックであることを特徴とする。
〔５〕上記〔２〕記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記伝熱ロッドがサファイア伝熱ロッドであることを特徴とする。
【００１３】
〔６〕上記〔１〕又は〔２〕記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記ＳＱＵＩＤセンサ部は下向きに配置されることを特徴とする。
〔７〕上記〔２〕記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記ＳＱＵＩＤセンサユニットは前記内部磁気シールドおよび前記外部磁気シールドからなる二重磁気シールド内に複数個配置されることを特徴とする。
【００１４】
〔８〕上記〔７〕記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記ＳＱＵＩＤセンサユニットは前記真空断熱容器内に多チャンネルのＳＱＵＩＤセンサ素子が配置されてなることを特徴とする。
〔９〕上記〔２〕記載の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置において、前記第２のパイプに、装置外から室温の空気を流して前記金属ブロックの温度を上昇させることで、磁束トラップ抜きを行う機能を持たせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷媒（液体窒素）タンクとＳＱＵＩＤセンサ部とを分離してそれぞれを離隔して配置することにより、狭いスペースに配置可能なＳＱＵＩＤ磁気検出装置とすることができ、磁気的に幅が広い電極材やフィルムシートなどに混入された微小異物を的確に検査することができる。
また、高価な磁気シールドの大きさを小さくすることができ、装置全体のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例を示す冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置の概略模式図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】本発明の実施例を示す冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置の部分断面模式図である。
【図４】図３の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置の平面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す冷却装置を有するＳＱＵＩＤセンサ部の配置図である。
【図６】従来の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置の断面図である。
【図７】図６の外形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置は、検出対象物中の微小異物を検出するＳＱＵＩＤセンサ部と、このＳＱＵＩＤセンサ部を冷却するための冷媒を供給する冷媒タンクとを分離し、前記ＳＱＵＩＤセンサ部と前記冷媒タンクとを互いに離隔して配置する。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置の概略模式図、図２は図１の正面図、図３は本発明の実施例を示す冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置の部分断面模式図、図４は図３の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置の平面図である。
【００１９】
これらの図において、１はＳＱＵＩＤセンサ部２から離されて配置される液体窒素タンク、３は８チャンネルのＳＱＵＩＤセンサユニット、４は銅ブロック、５は銅ブロック４に配置されるサファイヤ伝熱ロッド、６はサファイヤ伝熱ロッド５の先端面に実装されるＳＱＵＩＤセンサ素子、７は外部磁気シールド、８は内部磁気シールド、９はＳＱＵＩＤセンサユニット３を囲む真空断熱容器である。また、１１は真空断熱容器９に接続される外パイプ、１２，１３はこの外パイプ１１内に配置される２本の内パイプであり、液体窒素搬送用パイプ１２は液体窒素タンク１からの液体窒素を重力によって搬送して銅ブロック４を冷却する。もう一方はガス抜き用パイプ１３であり、これがないと銅ブロック４の先端部まで液体窒素が搬送されず、銅ブロック４を十分に冷却することができない。さらにこのガス抜き用パイプ１３に装置外から室温の空気を流して銅ブロック４の温度を上昇させることで、磁束トラップ抜きを行うという機能を持たせることができる。この時、サファイヤ伝熱ロッド５にヒータを巻き付けて銅ブロック４の温度を上昇させ、磁束トラップ抜きを行うという従来の方法を用いることもできる。
【００２０】
なお、上記実施例では、複数のＳＱＵＩＤセンサユニット３の銅ブロック４に１つの液体窒素タンク１から液体窒素を供給するようにしているが、これに限定されるものではなく、それぞれ単独あるいは数個の銅ブロック４ごとに供給するようにしてもよい。
また、ここでは、８個のＳＱＵＩＤセンサ素子６からなる８チャンネルのＳＱＵＩＤセンサユニット３が７個配置される例を示したが、これに限定されるものではない。
【００２１】
なお、１４はＳＱＵＩＤセンサユニット３のサファイヤ窓、１５は真空ポンプに連結される真空排気口、１６はこのＳＱＵＩＤ磁気検出装置によって微小異物（磁性金属）を検査する検出対象物としてのフィルムシートを示している。
このように液体窒素タンク１とＳＱＵＩＤセンサ部２を分離し、それらを離隔して配置することによって、ＳＱＵＩＤセンサ部２を小型化することができる。これにより磁気シールド材を大幅に節約することができ、装置のコストを低減することができるとともに、メンテナンス時の分解作業が簡単になった。また、既存の製造・検査ラインに大幅な改造を加えることなく、金属異物検知装置を設置することができるようになった。
【００２２】
図５は本発明の他の実施例を示す冷却装置を有するＳＱＵＩＤセンサ部の配置図であり、図５（ａ）は冷却装置を有するＳＱＵＩＤセンサ部の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の側面図である。
この実施例では、幅の広い電極材やフィルムシートなどに混入された微小異物（磁性金属）を検査するのに好適な８チャンネルのＳＱＵＩＤセンサユニットを１０個配置したＳＱＵＩＤセンサ部の例を示している。この図において、２１はＳＱＵＩＤセンサ部、２２は８チャンネルのＳＱＵＩＤセンサユニット、２３は外部磁気シールド、２４は内部磁気シールド、２５は真空断熱容器、２７は銅ブロック、２８はサファイヤ伝熱ロッド、２９はＳＱＵＩＤセンサ素子、３０はＳＱＵＩＤセンサユニット２２のサファイヤ窓である。ここでは、例えばＳＱＵＩＤセンサ部２１の幅Ｄ1 を７２５ｍｍ、奥行きＤ2 を２００ｍｍとなし、検出対象物を搬送するコンベア幅Ｗ1 を６００ｍｍとすることができる。
【００２３】
なお、上記した実施例には示していないが、以下のような変形例を挙げることができる。
（１）上記実施例では、冷媒の一例として液体窒素を示したが、冷媒としてヘリウムを用いてもよい。
（２）上記実施例では、銅ブロックのみを示したが、その他の金属ブロックであってもよい。
【００２４】
（３）上記実施例では、サファイア伝熱ロッドのみを示したが、その他の伝熱ロッドであってもよい。
（４）ＳＱＵＩＤセンサ部を下向きに配置することにより、冷媒を冷媒タンクから重力によって搬送し、金属ブロックを良好に冷却することができるが、ＳＱＵＩＤセンサ部を上向きに配置することを除外するものではない。
【００２５】
また、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】
【００２６】
本発明の冷却装置を有するＳＱＵＩＤ磁気検出装置は、磁気的に幅が広い電極材やフィルムシートなどに混入された微小異物（磁性金属）を検査するために好適なＳＱＵＩＤ磁気検出装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１    液体窒素タンク
２，２１    ＳＱＵＩＤセンサ部
３，２２    ＳＱＵＩＤセンサユニット
４，２７    銅ブロック
５，２８    サファイヤ伝熱ロッド
６，２９    ＳＱＵＩＤセンサ素子
７，２３    外部磁気シールド
８，２４    内部磁気シールド
９，２５    真空断熱容器
１１    外パイプ
１２    液体窒素搬送用パイプ
１３    ガス抜き用パイプ
１４，３０    サファイヤ窓
１５    真空排気口
１６    フィルムシート
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図７】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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