(57)【要約】【課題】被検物に混入した金属異物の大きさを検出する異物検出装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、載置手段と、第１磁気印加手段と、第１磁気検出手段と、第２磁気印加手段と、第２磁気検出手段と、被検物上の金属異物の大きさを測定する演算手段と、を備え、前記第１磁気の印加方向と前記載置手段とが成す第１角度と、前記第２磁気の印加方向と前記載置手段とが成す第２角度と、が異なる角度であり、前記第１磁気を印加する際の前記第１磁気印加手段と前記載置手段との第１印加距離と、前記第２磁気を印加する際の前記第２磁気印加手段と前記載置手段との第２印加距離と、が等しい距離であり、前記第１被検磁気を検出する際の前記第１磁気検出手段と前記載置手段との第１検出距離と、前記第２被検磁気を検出する際の前記第２磁気検出手段と前記載置手段との第２検出距離と、が等しい距離である異物検出装置を提供する。【選択図】図１
2012088218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物を載置する載置手段と、
前記被検物に第１磁気を印加する第１磁気印加手段と、
前記第１磁気が印加された被検物から第１被検磁気を検出する第１磁気検出手段と、
前記被検物に第２磁気を印加する第２磁気印加手段と、
前記第２磁気が印加された被検物から第２被検磁気を検出する第２磁気検出手段と、
前記第１磁気検出手段の検出値と前記第２磁気検出手段の検出値とに基づいて前記被検物上の金属異物の大きさを測定する演算手段と、を備え、
前記第１磁気の印加方向と前記載置手段とが成す第１角度と、前記第２磁気の印加方向と前記載置手段とが成す第２角度と、が異なる角度であり、
前記第１磁気を印加する際の前記第１磁気印加手段と前記載置手段との第１印加距離と、前記第２磁気を印加する際の前記第２磁気印加手段と前記載置手段との第２印加距離と、が等しい距離であり、
前記第１被検磁気を検出する際の前記第１磁気検出手段と前記載置手段との第１検出距離と、前記第２被検磁気を検出する際の前記第２磁気検出手段と前記載置手段との第２検出距離と、が等しい距離である、
ことを特徴とする異物検出装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記金属異物の透磁率に基づいて前記金属異物の大きさを測定することを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記第１検出距離及び前記第２検出距離をｄ、
前記第１磁気検出手段の検出値と前記第２磁気検出手段の検出値との差をΔｖ、
前記第１角度と前記第２角度との成す角をθ、
前記金属異物の透磁率をμ、
真空透磁率をμ0、とし、
前記演算手段は、下記（数１）によって前記金属異物の体積Ｖを算出することを特徴とする請求項２記載の異物検出装置。
【数１】
2012088218.tif 000028
【請求項４】
前記第１磁気印加手段と前記第１磁気検出手段とを有する第１ユニットと、
前記第２磁気印加手段と前記第２磁気検出手段とを有する第２ユニットと、
磁気を消磁する消磁手段と、を備え、
前記消磁手段は、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の異物検出装置。
【請求項５】
前記被検物に第３磁気を印加する第３磁気印加手段と、
前記第３磁気が印加された被検物から第３被検磁気を検出する第３磁気検出手段と、を備え、
前記第１角度と、前記第２角度と、前記第３磁気の印加方向と前記載置手段とが成す第３角度と、が異なる角度であり、
前記第１印加距離と、前記第２印加距離と、前記第３磁気を印加する際の前記第３磁気印加手段と前記載置手段との第３印加距離と、が等しい距離であり、
前記第１検出距離と、前記第２検出距離と、前記第３被検磁気を検出する際の前記第３磁気検出手段と前記載置手段との第３検出距離と、が等しい距離であり、
前記演算手段は、前記第１磁気検出手段の検出値又は前記第２磁気検出手段の検出値又は前記第３磁気検出手段の検出値のうち少なくとも２つに基づいて前記金属異物の大きさを測定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の異物検出装置。
【請求項６】
前記測定した金属異物の大きさに基づいて前記被検物の良否判定を行う良否判定手段を備えた請求項１〜５のいずれか１項記載の異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生産工程において電気デバイスに存在する磁性金属異物を検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生産工程において、電気デバイスに金属異物が付着するとピンや配線間を短絡させて電気的不良の原因となる。このため、外部からの金属異物の混入防止に万全の対策が講じられ、例えば閉鎖型ラインによって電子デバイスの生産が行われている。
【０００３】
しかしながら、上述した対策を講じてもなお電子デバイスに短絡が生じる場合がある。この原因は、生産設備の駆動部より発生した金属異物によるものである場合が多い。駆動部より発生した金属異物が空気中を漂い、電子デバイスに付着するのである。
【０００４】
生産設備の駆動部より生じる金属異物は、鉄などの磁性体がほとんどである。つまり、電子デバイスに付着する金属異物の種類は生産設備の駆動部に依存する。また、生産設備の駆動部は耐久性と精度を重視するため、鉄など特定の磁性金属で作られることが多い。つまり、電子デバイスに混入するする金属異物の種類は、生産設備の駆動部の材料から、予め予測することが可能である。
【０００５】
そこで従来の異物検出装置では、電子デバイス等の被検物に付着する金属異物を磁化することで、その金属異物の磁気（磁力）からの情報を取得し、金属異物を検出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図１９を用いて、従来の異物検出装置１００の概要について述べる。図１９に示すように、従来の異物検出装置１００は、搬送手段１０１と磁気印加器１０２と磁気検出器１０３で構成されている。搬送手段１０１に設置された被検物１０４は、磁気印加器１０２の下部へと搬送される（搬送方向は図１９中の矢印Ｃの方向）。磁気印加器１０２によって磁気を印加することで、被検物１０４に付着又は混入した金属異物１０５は磁化される。その後、被検物１０４は磁気検出器１０３の下部に搬送され、磁気検出器１０３で被検物１０４に付着した金属異物１０５からの磁気（磁力）を検出する。金属異物１０５が検出された被検物１０４は、不良と判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
しかしながら、従来の異物検出装置１００の構成では被検物に付着した金属異物の検出は可能であるが、生産工程において、インラインで被検物に付着した金属異物の大きさを得ることができない課題を有している。
【０００９】
よって、本発明は、かかる課題に鑑み、被検物に付着した金属異物の大きさをインラインで測定することが可能な異物検出装置の提供を目的とする。
【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、本発明の異物検出装置は、被検物を載置する載置手段と、前記被検物に第１磁気を印加する第１磁気印加手段と、前記第１磁気が印加された被検物から第１被検磁気を検出する第１磁気検出手段と、前記被検物に第２磁気を印加する第２磁気印加手段と、前記第２磁気が印加された被検物から第２被検磁気を検出する第２磁気検出手段と、前記第１磁気検出手段の検出値と前記第２磁気検出手段の検出値とに基づいて前記被検物上の金属異物の大きさを測定する演算手段と、を備え、前記第１磁気の印加方向と前記載置手段とが成す第１角度と、前記第２磁気の印加方向と前記載置手段とが成す第２角度と、が異なる角度であり、前記第１磁気を印加する際の前記第１磁気印加手段と前記載置手段との第１印加距離と、前記第２磁気を印加する際の前記第２磁気印加手段と前記載置手段との第２印加距離と、が等しい距離であり、前記第１被検磁気を検出する際の前記第１磁気検出手段と前記載置手段との第１検出距離と、前記第２被検磁気を検出する際の前記第２磁気検出手段と前記載置手段との第２検出距離と、が等しい距離である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、被検物に付着する金属異物の大きさを、定量的に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る異物検出装置の模式図
【図２】実施の形態１に係る第１ユニットと第２ユニットの模式図
【図３】実施の形態１に係る金属異物の模式図
【図４】実施の形態１に係る第１ユニットの模式図で、（ａ）第１磁気印加器が金属異物に磁気を印加する際の模式図、（ｂ）第１磁気検出器が金属異物から磁気を検出する際の模式図
【図５】実施の形態１に係る第２ユニットの模式図で、（ａ）第２磁気印加器が金属異物に磁気を印加する際の模式図、（ｂ）第２磁気検出器が金属異物から磁気を検出する際の模式図
【図６】実施の形態１に係る第１ユニットと第２ユニットと金属異物との関係を示した模式図
【図７】金属異物を貫く磁力線と磁路長を示した模式図
【図８】金属異物を貫く磁力線の磁路長と検出される磁気との関係のグラフを示した図
【図９】底面積が一定で厚みの異なる金属異物を示した模式図
【図１０】底面積が一定で厚みの異なる金属異物と磁気との関係のグラフを示した図
【図１１】実施の形態１に係る異物検出装置の動作を示したフローチャート
【図１２】実施例に係る金属異物の大きさと第１ユニットと第２ユニットとの出力差の表を示す図
【図１３】実施の形態１に係る異物検出装置で算出した金属異物の体積と実測した体積の対応表を示す図
【図１４】本実施の形態１に係る第１ユニットと第２ユニットと姿勢を変化させた金属異物との関係を示した模式図
【図１５】実施の形態２に係る第１ユニットと第２ユニットの模式図
【図１６】実施の形態３に係る第１ユニットと第２ユニットの模式図
【図１７】実施の形態４に係る第１ユニットと第２ユニットと第３ユニットの模式図
【図１８】実施の形態４に係る第３ユニットの模式図で、（ａ）第３磁気印加器が金属異物に磁気を印加する際の模式図、（ｂ）第３磁気検出器が金属異物から磁気を検出する際の模式図
【図１９】引用文献１における異物検出装置の模式図
【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における異物検出装置１の構成図である。
【００１５】
図１において、異物検出装置１は、第１ユニット２と、第２ユニット３と、搬送手段４と、制御装置５と、ユニット支持部６と、ディスプレイ７とを備えている。第１ユニット２及び第２ユニット３はユニット支持部６に取り付けられることで、搬送手段４の上方に配置される。搬送手段４は、被検物８を載置するための載置部を備えたものであり、図１で示した矢印Ａの方向に被検物８を搬送する。被検物８は、搬送手段４に載置された状態で、第１ユニット２の下部を通過した後に第２ユニット３の下部を通過する。
【００１６】
各構成の役割と互いの関係について以下に説明する。
【００１７】
ここで、第１ユニット２及び第２ユニット３は被検物８に磁気を印加し、被検物８から磁気（磁力）を検出する装置である。これら第１ユニット２及び第２ユニット３について図２を用いて説明する。図２は図１に示した異物検出装置１における第１ユニット２と、第２ユニット３と、搬送手段４と、被検物８と、金属異物９との関係を示した構成図である。ここでは、被検物８に、既知である表面が平坦な電気デバイスを用い、被検物８の表面に１つの金属異物９が付着している場合について説明する。この場合、搬送手段４は図２で示した矢印Ａの方向に被検物８を連続的に搬送する。第１ユニット２は第１磁気印加器１０と第１磁気検出器１１とを備えており、第２ユニット３は第２磁気印加器１２と第２磁気検出器１３とを備えている。第１磁気印加器１０及び第２磁気印加器１２は永久磁石で構成され、搬送手段４の幅方向にライン上に配置されている。第１磁気検出器１１及び第２磁気検出器１３はホール素子で構成され、搬送手段４の幅方向にライン上に配置されている。さらにこのとき、第１磁気印加器１０の（搬送手段４の）幅方向の長さと、第１磁気検出器１１の幅方向の長さと、第２磁気印加器１２の幅方向の長さと、第２磁気検出器１３の幅方向の長さは、全て等しく、これらの長さを被検物８の幅方向の長さと等しくしている。第１磁気印加器１０は被検物８の表面に付着した鉄からなる金属異物９を磁化し、第１磁気検出器１１は被検物８に付着した金属異物９の磁気（磁力）を検出する。同様に、第２磁気印加器１２は被検物８に付着した金属異物９を磁化し、第２磁気検出器１３は被検物８に付着した金属異物９の磁気（磁力）を検出する。このとき、第１磁気印加器１０の磁化力と第２磁気印加器１２の磁化力とは同じ磁化力である。第１ユニット２と第２ユニット３は搬送方向に対して、それぞれ異なる角度をもって配置されている。詳細は後述するが、この角度差から第１磁気検出器１１と第２磁気検出器１３の検出信号の出力は、それぞれ異なる値を示す。この検出信号の出力が図１に示した制御装置５に入力され、金属異物９の大きさが計測される。
【００１８】
また、制御装置５は、計測した金属異物９の大きさが所定のしきい値以上となった場合に、金属異物９が「有」と判定する良否判定手段としての役割も有する。金属異物９の判定結果は、ＬＣＤパネルから構成されるディスプレイ７によって表示される。
【００１９】
ここで、金属異物９について図３を用いて説明する。金属異物９は生産設備の駆動部等から発生したものが多い。駆動部等の摩耗によって金属異物９が発生するためである。このような摩耗により発生した金属異物９の形状は略円柱体である場合が多い。そこで、本実施の形態１では、図３に示したように、金属異物９の形状を円柱体と近似して扱う。円柱体として近似した金属異物９の厚みをｔ、底面積をＳ、体積をＶ、とする。
【００２０】
次に、第１ユニット２が備える第１磁気印加器１０と第１磁気検出器１１との関係について図４（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）（ｂ）は、図２に示した金属異物９を真横（図２に示した矢印Ｂの方向）から見た場合ものである。また、図４（ａ）は第１ユニット２が備える第１磁気印加器１０によって金属異物９を磁化する際の模式図を示し、図４（ｂ）は第１ユニット２が備える第１磁気検出器１１によって金属異物９からの磁気（磁力）を検出する際の模式図を示す。図４（ａ）（ｂ）では説明のために金属異物９を拡大して示している。また、第１磁気印加器１０により金属異物９を磁化する際の磁界の向きを示した磁力線１４（第１磁気）、第１磁気検出器１１により金属異物９から磁気（磁力）を検出する際の磁界の向きを示した磁力線１５（第１被検磁気）を説明の為に記載している。なお、搬送方向は矢印Ａの方向である。また、説明のために磁力線１４と磁力線１５とを逆向きの矢印で記載しているが、実際の磁界の向きは図４（ａ）と図４（ｂ）の状態で変化しない。
【００２１】
図４（ａ）で示したように、磁力線１４（第１磁気）の搬送方向に対する角度がθ1である。ここで、磁力線１４（第１磁気）が金属異物９を貫いた磁路長をＬ1とする。この場合、図４（ｂ）で示したように、第１磁気検出器１１が検出する磁力線１５（第１被検磁気）の搬送方向に対する角度もθ1となるように配置されている。すなわち、第１磁気印加器１０から磁気を印加した方向と第１磁気検出器１１の磁気を検出するセンサ面（以下、第１磁気検出面１１ａ）とが垂直となるように配置されている。また、第１磁気印加器１０の磁気印加方向（磁力線１４（第１磁気）の方向）における被検物８との距離（以下、第１磁気印加器１０の印加距離）と、第１磁気検出面１１ａの磁気検出方向（磁力線１５（第１被検磁気）の方向）における被検物８との距離（以下、第１磁気検出器１１の検出距離）とが等しくなるように、第１磁気印加器１０と第１磁気検出器１１が配置されている。検査を行うに際して、金属異物９の位置は未知のため、既知の被検物８を基準に第１磁気印加器１０及び第１磁気検出器１１を配置する。なお、搬送手段４における被検物８の載置部を基準に第１磁気印加器１０及び第１磁気検出器１１を配置してもよい。
【００２２】
次に、第２ユニット３が備える第２磁気印加器１２と第２磁気検出器１３との関係について図５（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）（ｂ）は、図２に示した金属異物９を真横（図２に示した矢印Ｂの方向）から見た場合ものである。また、図５（ａ）は第２ユニット３が備える第２磁気印加器１２によって金属異物９を磁化する場合の模式図を示し、図５（ｂ）は第２ユニット３が備える第２磁気検出器１３によって金属異物９からの磁気（磁力）を検出する場合の模式図を示す。図５（ａ）（ｂ）では説明のために金属異物９を拡大して示している。また、第２磁気印加器１２により金属異物９を磁化する際の磁界の向きを示した磁力線１６（第２磁気）、第２磁気検出器１３により金属異物９から磁気（磁力）を検出する際の磁界の向きを示した磁力線１７（第２被検磁気）を説明の為に記載している。なお、搬送方向は矢印Ａの方向である。また、説明のために磁力線１６と磁力線１７とを逆向きの矢印で記載しているが、実際の磁界の向きは図５（ａ）と図５（ｂ）の状態で変化しない。
【００２３】
図５（ａ）で示したように、磁力線１６（第２磁気）の搬送方向に対する角度がθ2である。ここで、磁力線１６（第２磁気）が金属異物９を貫いた磁路長をＬ2とする。この場合、図５（ｂ）で示したように、第２磁気検出器１３が検出する磁力線１７（第２被検磁気）の搬送方向に対する角度もθ2となるように配置されている。すなわち、第２磁気印加器１２から磁気を印加した方向と第２磁気検出器１３の磁気を検出するセンサ面（以下、第２磁気検出面１３ａ）とが垂直となるように配置されている。また、第２磁気印加器１２の磁気印加方向（磁力線１６（第２磁気）の方向）における被検物８との距離（以下、第２磁気印加器１２の印加距離）と、第２磁気検出面１３ａの磁気検出方向（磁力線１７（第２被検磁気）の方向）における被検物８との距離（以下、第２磁気検出器１３の検出距離）とが等しくなるように、第２磁気印加器１２と第２磁気検出器１３とが配置されている。検査を行うに際して、金属異物９の場所は未知のため、既知の被検物８を基準に第２磁気印加器１２及び第２磁気検出器１３を配置する。なお、搬送手段４における被検物８の載置部を基準に、第２磁気印加器１２及び第２磁気検出器１３を配置してもよい。
【００２４】
ここで、磁力線１４（第１磁気）が金属異物９を貫いた磁路長Ｌ1と、磁力線１６（第２磁気）が金属異物９を貫いた磁路長をＬ2との関係について図６を用いて説明する。図６は、磁路長Ｌ1と、磁路長Ｌ2とを擬似的に重ねて表記したものである。なお、図６は、図２に示した金属異物９を真横（図２に示した矢印Ｂの方向）から見た場合ものである。この場合、搬送方向は矢印Ａの方向である。また、Ｅ〜Ｉの記号は後述する説明に用いるための交点である。
【００２５】
図６に示したように、第１ユニット２と第２ユニット３とを被検物８に対する磁気印加方向の相対的な角度を変えて配置すれば、金属異物９を貫く磁力線の磁路長が異なることがわかる。このとき、第１ユニット２と被検物８の距離と、第２ユニット３と被検物８の距離を等しく配置し、これらの距離をｄとしている。またθ1−θ2＝θの関係となる。すなわち、第１ユニット２は第２ユニット３から搬送方向に対してθ傾斜して配置されている。
【００２６】
次に、異なる角度から磁化した磁気を検出することで、金属異物９の大きさを算出する原理について説明する。ここでは、金属異物９の大きさとして、体積Ｖの求め方を中心に説明する。
【００２７】
＜磁気（磁力）とエネルギについて＞
まず、磁気（磁力）とエネルギについて説明する。金属異物を磁化した後に、その磁気（磁力）を検出する方式では、下記４つの観点から考察することができる。第１に、金属異物の内部に保持される磁気（磁力）のエネルギＥである。第２に、磁束によるエネルギＵである。第３に、金属異物から外部に放出される磁気（磁力）のエネルギｅである。そして、第４に磁気検出器が検出する電気エネルギＩ（ｖ）である。
【００２８】
そこで、図６で示した第１ユニット２で金属異物９を磁化した際に、金属異物９の内部に保持される磁気（磁力）のエネルギをＥ1、磁束によるエネルギをＵ1、金属異物９から外部に放出される磁気（磁力）のエネルギをｅ1、第１磁気検出器１１で検出する電気エネルギをＩ（ｖ1）とする。同様に、第２ユニット３で磁化した際に、金属異物９の内部に保持される磁気（磁力）のエネルギをＥ2、磁束によるエネルギをＵ2、金属異物９から外部に放出される磁気（磁力）のエネルギをｅ2、第２磁気検出器１３で検出する電気エネルギをＩ（ｖ2）とする。第１ユニット２を用いる場合と第２ユニット３を用いる場合とで、原理は同じであるため、以下、第１ユニット２について詳細を説明し、第２ユニット３については説明を省略する。
【００２９】
＜金属異物の内部に保持する磁気（磁力）のエネルギＥと磁路長との関係について＞
発明者らは、円柱体の金属異物を貫く磁力線の磁路長が変化すれば、検出される磁気（磁化量）が異なることを実験により導き出した。
【００３０】
図７に、同一の金属異物を貫く異なる磁路長の磁力線を示し、図８に各磁路長における磁化量を示した実験結果を示す。実験に用いた金属異物は、発明者らが作成した寸法が既知の鉄である。図８中の一次関数（ｙ＝０．００００４ｘ＋０．００００７）は、各磁路長における磁化量のプロットを直線で近似したもので、Ｒ2は、この一次関数の各プロットに対する当てはまりの良さを示す決定係数である。ここでは、磁化量を磁気（磁力）として扱う。この実験では、磁気印加器及び磁気検出器を傾けることで、同一の金属異物を貫く磁力線の磁路長を変化させ、各磁路長における磁気（磁力）を計測した。実験に用いた金属異物の厚みｔは１０μｍである。この場合、磁気印加器及び磁気検出器から金属異物までの距離は常に一定とした。磁路長をＬとした場合、図８から、磁路長Ｌに応じて、磁気（磁力）に変化が起きることが推定される。
【００３１】
更に、発明者らは別の実験を行うことで、金属異物を貫く磁力線の磁路長と金属異物の体積との関係を導き出した。
【００３２】
図９に、底面積Ｓが同じで、異なる体積Ｖを有する金属異物を示し、図１０に、各体積における磁化量を示した実験結果を示す。この実験では、底面積Ｓ＝１μｍ2が一定で、厚みｔを変化させることにより体積Ｖを変動させた金属異物を用いた。また、磁気印加器及び磁気検出器を金属異物に対して一定の角度かつ、金属異物の表面から一定の距離にて磁気（磁力）を測定した。図１０から、金属異物を貫く磁力線の磁路長Ｌが長くなっても、体積が増加すれば、金属異物の磁気（磁力）は変動しないことを発明者らは見出した。
【００３３】
図８及び図１０の結果から、磁気（磁力）は、磁力線が金属異物を貫く磁路長Ｌを金属異物の体積Ｖで割ったもので表すことが可能であると発明者らは予測した。さらに、一般的に磁化は金属異物の材料に起因する。このことから、図６のように、第１ユニット２の第１磁気印加器１０で金属異物９に磁気を印加した際に、金属異物の内部に保持される磁気（磁力）のエネルギＥ1は次の（数１）で表すことができると発明者らは予測した。
【００３４】
【数１】
2012088218.tif 000003
【００３５】
なお、（数１）で示したＨは、次の（数２）により求められる。
【００３６】
【数２】
2012088218.tif 000004
【００３７】
（数２）で示したμは金属異物９の材料の透磁率、μ0は真空透磁率である。
【００３８】
＜磁束のエネルギＵと磁気検出器で検出される電気エネルギＩ（ｖ）について＞
次に、磁束のエネルギＵと磁気検出器で検出される電気エネルギＩ（ｖ）について説明する。第１ユニット２の第１磁気検出器１１は、金属異物９の磁束によるエネルギＵ1を検出することで、磁化した金属異物９から磁気（磁力）を測定している。磁化した金属異物９の磁束によるエネルギＵ1は、第１磁気検出器１１で電気エネルギＩ（ｖ1）としてＩとｖ1の関数によって検出される。この時、Ｉは第１磁気検出器１１に流れる電流であり、ｖ1はその電圧である。第１磁気検出器１１に流れる電流Ｉは一定なので、磁束のエネルギＵ1を電圧ｖ1として出力できる。つまり、第１磁気検出器１１では金属異物９からの磁気（磁力）を電気エネルギＩ（ｖ1）として検出している。なお、検出される電気エネルギＩ（ｖ1）には、第１磁気検出器１１に用いられているセンサ素子に起因するゲインが掛かることがあるが、ここでは省略する。
【００３９】
＜金属異物の内部に保持されるエネルギＥと磁束のエネルギＵとの関係について＞
次に、金属異物の内部に保持されるエネルギＥと磁束のエネルギＵとの関係について説明する。前述のように、第１ユニット２の第１磁気検出器１１は、金属異物９の磁束によるエネルギＵ1を検出することで、磁化した金属異物９から磁気（磁力）を測定している。このため、検出した磁束のエネルギＵ1には第１ユニット２から金属異物９までの距離の損失が含まれている。つまり、金属異物９の内部に保持されるエネルギＥ1に、距離による損失を加えたものが、磁束によるエネルギＵ1であると考えられる。一般的に、距離による損失は、距離の逆数と考えることができる。図６に示したように、第１ユニット２から金属異物９までの距離は、被検物８までの距離ｄから、磁路長Ｌ1を引いたものである。よって、金属異物９の磁束によるエネルギＵ1は、（数１）に距離の損失を掛け合わせることで、以下の（数３）の関係として定義できることを発明者らは見出した。
【００４０】
【数３】
2012088218.tif 000005
【００４１】
また、（数３）を用いることで、第１ユニット２で金属異物９を磁化した際の、磁束によるエネルギＵ1と、第２ユニット３で金属異物９を磁化した際の、磁束によるエネルギＵ2との差を、（数４）によって表すことができる。
【００４２】
【数４】
2012088218.tif 000006
【００４３】
＜電気エネルギＩ（ｖ）と金属異物の内部に保持される磁力のエネルギＥと外部に放出される磁力のエネルギｅとの関係について＞
金属異物９の内部に保持される磁力のエネルギＥと外部に放出される磁力のエネルギｅとの関係について図６を用いて説明する。金属異物９から外部に放出される磁力のエネルギｅ1は、一般的に（数５）で与えられる。
【００４４】
【数５】
2012088218.tif 000007
【００４５】
この式は検出によるものではないことと、エネルギで考えていることから、第１ユニット２から金属異物９までの距離による損失は考えなくてよい。
【００４６】
なお、（数５）で示したＢは、（数６）により求められる。
【００４７】
【数６】
2012088218.tif 000008
【００４８】
また、（数５）を用いることで、第１ユニット２で金属異物９を磁化した際の、外部に放出される磁力のエネルギｅ1と、第２ユニット３で金属異物９を磁化した際の、外部に放出される磁力のエネルギｅ2との差は、（数７）によって表される。
【００４９】
【数７】
2012088218.tif 000009
【００５０】
ここで、第１磁気検出器１１にて検出される電気エネルギＩ（ｖ1）は、金属異物９の内部に保持される磁化によるエネルギＥ1と外部に放出される磁化によるエネルギｅ1の積で表すことができる。よって、電気エネルギＩ（ｖ1）は（数１）と（数５）の積により（数８）で表すことができる。
【００５１】
【数８】
2012088218.tif 000010
【００５２】
また、（数８）を用いることで、第１ユニット２で金属異物９を磁化した際の、電気エネルギＩ（ｖ1）と、第２ユニット３で金属異物９を磁化した際の、電気エネルギＩ（ｖ2）との差は、（数９）によって表される。
【００５３】
【数９】
2012088218.tif 000011
【００５４】
＜フェルマー定理について＞
フェルマー定理に基づいて、磁束のエネルギＵを表す方法について説明する。フェルマー定理により、磁気の変化量を示すエネルギは、磁力線の変動軌跡の面積で表すことが可能である。そこで、図６における磁束によるエネルギの変化量は三角形ＨＦＩの面積として考えることもできる。よって、磁束によるエネルギの変化量Ｕ1−Ｕ2は、（数４）から次の（数１０）として求めることができると発明者らは予測した。
【００５５】
【数１０】
2012088218.tif 000012
【００５６】
また、（数７）によって与えられる外部に放出される磁力のエネルギの変化量ｅ1−ｅ2は、図６の四角形ＥＨＩＧの面積で与えられると発明者らは予測した。四角形ＥＨＩＧの面積は三角形ＥＦＧ−三角形ＨＦＩで求められる。よって四角形ＥＨＪＧの面積≒｛ｄ2ＳＩＮ（θ）−Ｌ1Ｌ2ＳＩＮ（θ）｝／２となるので、ｅ1−ｅ2は次の（数１１）によって求めることができると発明者らは予測した。
【００５７】
【数１１】
2012088218.tif 000013
【００５８】
＜金属異物の体積について＞
次に、上記の発明者らの予測に基づいて、金属異物の体積Ｖを求める方法について説明する。（数１０）と（数１１）からＬ1Ｌ2ＳＩＮ（θ）｝／２について解くと、次の（数１２）を求めることができる。
【００５９】
【数１２】
2012088218.tif 000014
【００６０】
この（数１２）と（数９）と（Ｌ1−Ｌ2）／｛（ｄ−Ｌ1）（ｄ−Ｌ2）｝について解くと、次の（数１３）を求めることができる。
【００６１】
【数１３】
2012088218.tif 000015
【００６２】
さらに、（数２）と（数６）とから、（数１３）のＢ及びＨを消去することで、次の（数１４）を得ることができる。
【００６３】
【数１４】
2012088218.tif 000016
【００６４】
この（数１４）を用いることで、第１ユニット２における第１磁気検出器１１からの出力ｖ1と、第２ユニット３における第２磁気検出器１３の出力ｖ2の差Δｖから、金属異物９の体積Ｖを求めることが可能である。
【００６５】
なお、金属異物９の形状によっては、磁気（磁力）の検出位置によってＬ1、Ｌ2の長さが変化し、第１磁気検出器１１の出力ｖ1と、第２磁気検出器１３の出力ｖ2の値にばらつきが生じる場合がある。こういった場合は、出力ｖ1の平均値ｖ1ave.と、出力ｖ2の平均値ｖ2ave．との出力差Δｖave.を、（数１４）のΔｖに代入することで、金属異物９の体積を算出すればよい。
【００６６】
通常、電気デバイスの設計時には、含まれても短絡の原因とならない大きさの金属異物が公差として考慮されている（例えば、電極ピッチ以下の寸法の金属異物は短絡の原因とならないため、このような寸法を公差としている）。金属異物の大きさを測定しない異物検出方法では、含まれていても問題とならない大きさの金属異物であっても、金属異物が検出された被検物を常に不良として扱ってしまう。これでは、量産時の歩留まりを著しく低下させる原因となる。そこで本実施の形態に係る異物検出装置を用いて被検物に含まれる金属異物の体積を測定し、予め設定した公差内に収まるサイズの体積と比較する。比較した結果、被検物に含まれても問題の無いサイズの金属異物であれば、この金属異物を含む被検物を良品と判定する。これにより、量産時の歩留まりを向上させることができる。
【００６７】
また、図３に示したような円柱状の金属異物９の材質、体積、底面積、厚み等の形状を規定し、形状が規定された金属異物を標準異物として、予め設定しておいてもよい。これにより、測定した金属異物の体積に基づいて、対応する標準異物の大きさに換算することが可能となる。
【００６８】
なお、標準異物の体積Ｖは底面積Ｓと厚みｔの掛け合わせであるから、底面積Ｓは（数１４）から（数１５）として求めることができる。
【００６９】
【数１５】
2012088218.tif 000017
【００７０】
前述のように、被検物に含まれる金属異物の形状は略円柱体の形状を有する。このような略円柱体ではその底面が、最も短絡を生じさせやすい。よって、底面積が公差内に含まれるか否かを判定することで、短絡の原因となる金属異物をより高精度に判定することができる。これにより、量産時の歩留まりを向上させることが可能である。
【００７１】
＜異物検出装置の動作＞
次に、図１に示した異物検出装置１の動作について説明する。図１１は、異物検出装置１の動作を示したフローチャートである。被検物８は、搬送手段４の載置部に搭載される。搭載された被検物８は、搬送手段４によって、被検物８が第１ユニット２の下部に搬送され、第１ユニット２は被検物８に磁気を印加する（Ｓ１）。次に、第１ユニット２で磁気（磁力）を検出する（Ｓ２）。このとき、被検物８に金属異物が含まれていなければ、第１ユニット２で磁気（磁力）を検出することができない。よって、被検物８から磁気（磁力）を検出しない場合（Ｓ２のＮｏ）は、その被検物８には金属異物が含有されていないと判定する。この場合は、被検物８が第２ユニット３の下部に搬送されても、磁気が印加されないまま、搬送手段４の終端まで搬送され、異物検出装置１の動作が終了する。被検物８から磁気（磁力）を検出した場合（Ｓ２のＹｅｓ）は、第２ユニット３によって被検物８に磁気を印加する（Ｓ３）。次に、第２ユニット３で印加した磁気（磁力）を検出する（Ｓ４）。次いで、第１ユニット２で検出した磁気（磁力）と、第２ユニットで検出した磁気（磁力）から（数１４）に基づいて金属異物の体積を算出する（Ｓ５）。算出した金属異物の体積が公差の範囲内か否かを判定する（Ｓ６）。算出した金属異物の体積が含まれていても問題のない大きさ、すなわち予め設定した公差の範囲内である場合（Ｓ６のＹｅｓ）は、その被検物８は良品と判定され、搬送手段４の終端まで搬送される。これにより異物検出装置１の動作が終了する。算出した金属異物の体積が予め設定した公差の範囲外である場合（Ｓ６のＮｏ）は、その被検物８は不良品である旨の表示をディスプレイ７に表示すると共に搬送手段４の動作を停止することで、異物検出装置１の動作が終了する（Ｓ７）。
【００７２】
以上のように、異物検出装置１によって被検物８に含まれる金属異物の大きさを算出し、被検物８の良否判定を精度良く行うことができる。
【００７３】
なお、本実施の形態１では公差として含まれてもよい金属異物の体積を５０μｍ3とした。
【００７４】
また、検出距離による信号劣化が著しいため、第１ユニット２及び第２ユニット３から被検物８までの距離は５ｍｍ以下であることが望ましい。また、被検物８とこれらのユニットが接触しないように、被検物８とこれらのユニットまでの距離は１ｍｍ以上であることが望ましい。
【００７５】
また、図４（ａ）で示した第１ユニット２の傾きθ1と、図５（ａ）で示した第２ユニット３の傾きθ2とは異なる角度であることが必須であるが、次の（数１６）の関係にある場合は、検出する磁気（磁力）の差が小さくなる。よって（数１６）の関係を避けて、第１ユニット２と第２ユニット３とを配置することが望ましい。本実施の形態１では第１ユニット２の傾きθ1を９０ｄｅｇ、第２ユニット３の傾きθ2を６０ｄｅｇとした。
【００７６】
【数１６】
2012088218.tif 000018
【００７７】
また、第１ユニット２及び第２ユニット３から被検物８までの距離を５ｍｍとした場合、図４（ａ）に示した第１ユニット２の傾きθ1の最小の角度は２０度であり、最大の角度は１６０度である。図５（ａ）に示した第２ユニット３の傾きθ2についても同様である。これは第１ユニット２又は第２ユニット３を被検物８に接触させないためである。
【００７８】
また、図６に示した第１ユニット２と第２ユニット３との成す角θ（θ1−θ2の絶対値）の範囲は１０度から１４０度が好ましい。金属異物９の大きさが小さいため、磁路長Ｌ1と磁路長Ｌ2とに差を出すためには、最低でも１０度は角度差が必要である。また、第１ユニット２又は第２ユニット３を被検物８に接触させないために、最大の角度は１４０度であることが望ましい。
【００７９】
つまり、θ1とθ2は次の（数１７）〜（数２１）の関係を全て満たすものが望ましい。
【００８０】
【数１７】
2012088218.tif 000019
【００８１】
【数１８】
2012088218.tif 000020
【００８２】
【数１９】
2012088218.tif 000021
【００８３】
【数２０】
2012088218.tif 000022
【００８４】
【数２１】
2012088218.tif 000023
【００８５】
また、第１ユニット２と第２ユニット３との距離は、第１ユニット２で磁化した金属異物９の磁化がなくなった後に、第２ユニット３で金属異物９に磁化を行うことが可能な距離が望ましい。近接して配置した場合、第１ユニット２による残留磁化が第２ユニット３による磁化に影響を及ぼし測定誤差を生むからである。本実施の形態１では搬送手段４の搬送速度を３０ｍ／分で行っているので、少なくとも５０ｍｍの距離で第１ユニット２と第２ユニット３とを配置する必要がある。
【００８６】
なお、搬送手段４の長さを１ｍ、幅を６２ｃｍとした。また、被検物８の長さは６０ｃｍ、幅は６０ｃｍであり、第１磁気印加器１０及び第１磁気検出器１１及び第２磁気印加器１２及び第２磁気検出器１３の幅方向の長さも全て６０ｃｍとした。
【００８７】
また、図６に示した第１磁気印加器１０と第１磁気検出器１１との配置間隔と、第２磁気印加器１２と第２磁気検出器との配置間隔は等しく、これらの配置間隔を４ｍｍとした。
【００８８】
なお、図６に示した、第１磁気印加器１０の印加距離と、第１磁気検出器１１の検出距離とを等しくなくともよい。また、第２磁気印加器１２の印加距離と、第２磁気検出器１３の検出距離とを等しくなくともよい。次に述べる関係でも、金属異物９の大きさを算出することができる。第１磁気印加器１０の印加距離と、第２磁気印加器１２の検出距離を等しくする。更に、第１磁気検出器１１の検出距離と、第２磁気検出器１３の検出距離とを等しくする。そして、第１ユニット２又は第２ユニット３と被検物８との距離ｄは、第１磁気印検出器１１の検出距離（第２磁気検出器１３の検出距離でも同じ）とする。金属異物９に磁気を印加する際の印加距離の条件を揃え、磁気（磁気）を検出する際の検出距離の条件を揃えるためである。但し、精度上の観点から、第１磁気印加器１０の印加距離と、第１磁気検出器１１の検出距離と、第２磁気印加器１２の印加距離と、第２磁気検出器１３の検出距離とが全て等しいことが好ましい。
【００８９】
なお、金属異物９の種類は鉄やニッケル、パーマロイなどの磁化により磁気を帯びるものある。設備の素材等により混入されうる金属について検査を行うことが好ましい。
【００９０】
また、金属異物９が１つの場合で説明を行ったが、金属異物９が複数個存在してもよい。この場合、大きさが公差の範囲内の金属異物９を３つ以上検出した場合は、被検物８を不良と判定するような、個数のしきい値を設けることが好ましい。なお、２つの金属異物９が重なって存在する場合、二つの金属異物９を合わせた大きさが検出される。２つで１つの金属異物として検出するのである。なお、３つ以上の金属異物９が重なって存在しても同様である。
【００９１】
また、金属異物９が被検物８に付着した場合を示しているが、金属異物９が被検物８に混入した場合や含有される場合など、金属異物９が被検物８に存在する場合でも同様である。さらに、金属異物９が被検物８の側面に付着している場合は、別途側面方向に磁気印加器及び磁気検出手段を設けることで、側面に付着した金属異物の大きさを算出することが可能である。
【００９２】
また、第１磁気印加器１０又は第２磁気印加器１２には、電磁石や超伝導磁石のような磁気印加をする機能を有するものでもよい。
【００９３】
さらに、第１磁気検出器１１又は第２磁気検出器１３には、ＭＲ素子やフラックスゲートセンサのように磁気を検出する機能を有するものでもよい。
【００９４】
また、搬送手段４はコンベアベルトで構成され、直線運動でも曲移動をする搬送手段であってもよい。
【００９５】
また、搬送手段４はボールねじアクチュエータを用いて連続的に被検物８を搬送するものでも、ステッピングモータを用いて間欠運動を行うものでもよい。
【００９６】
なお、被検物８を搬送する際に、稀にではあるが、第１ユニット２で検査する場合と、第２ユニット３で検査する場合とで、金属異物９の被検物８における位置が変化する場合が生じる。このため、第１ユニット２と第２ユニット３にそれぞれ移動機構を配置し、第１ユニット２と第２ユニット３とによって被検物８を走査することで、被検物８の被検位置（検査する位置）を変化させても良い。被検物８を移動しないため、検査時において、被検物８における金属異物９の位置が変化することを防止できる。
【００９７】
また、第２ユニット３を設けずに、第１ユニット２が有する第１磁気印加器１０と、第１磁気検出器１１と、にそれぞれ移動機構を備えてもよい。図４（ａ）（ｂ）に示した第１ユニット２によって、被検物８を検査した後、移動機構によって第１磁気印加器１０と第１磁気検出器１１と被検物８との配置関係が、図５（ａ）（ｂ）に示した、第２磁気印加器１２と第２磁気検出器１３と被検物８との配置関係をとるように変形する。配置関係が変形した第１ユニットによって被検物８を検査することで、被検物８に存在する金属異物９の大きさを測定することが可能である。しかし、変形による位置ズレの問題や、第１ユニット２のみで検査を行うことによる検査時間の増加の問題を有するため、第１ユニット２と第２ユニット３との両方を備えることが好ましい。
【００９８】
また、金属異物を含有すると判定された被検物８にインクジェット等でマーキングを行う手段を設けたり、金属異物を含有すると判定された被検物８を、エアーシリンダ等によって搬送手段４から除去する手段を設けたりしてもよい。
【００９９】
また、被検物８の表面に凹凸が形成されている場合、各磁気印加器、及び各検出器に移動機構を設けることで、被検物８との距離を一定に保っても良い。被検物８の凹凸は、設計データ等を予め設定しても良いし、距離センサ等によって実測した値をフィードバックさせても良い。この場合、被検物８の位置情報は制御機構により制御される搬送手段４のエンコーダ検出器からの値と、第１ユニット２及び、第２ユニット３の位置を取り込むことによって、金属異物の搬送手段４上の位置を特定することができる。
【０１００】
また、制御装置５は、演算を行うための手段として、市販のパーソナルコンピュータを利用してもよい。或いは、専用に開発した、ＣＰＵ、メモリ、及び各種コネクタ等の周知のハードウェア構成を基板上に配設することによって構成されるものでもよい。
【０１０１】
また、ユニット支持部６は第１ユニット２及び第２ユニット３と被検物８との距離を一定に保つための移動機構を備えている。さらに、第１磁気印加器１０、第１磁気検出器１１、第２磁気印加器１２、第２磁気検出器１３も、それぞれ被検物８との距離を一定に保つための移動機構を備えている。これにより、被検物８の形状に凹凸等が含まれていても、その形状を追従することで、被検物８までの距離を一定に保つことが可能である。なお、これらの移動機構は、搬送手段４における被検物８の載置部との距離を一定に保つ機能も有している。
【０１０２】
なお、本来であればベクトルポテンシャル及び磁気ポテンシャルなどと表記し説明するべきところであったが、説明が非常に複雑になるため、ここではエネルギという表記、概念に統一し、理想的な状態でエントロピの概念を用いて、エネルギ保存則が成立するものとした。
【０１０３】
＜実施例＞
ここで、上記実施の形態１における異物検出装置１が、金属異物の体積を算出する工程について、具体的な数値を用いた実施例に基づいて以下に説明する。
【０１０４】
本実施例では、図６に示した、被検物８までの距離ｄを３００μｍ、第１ユニット２と第２ユニット３が成す角θを３０ｄｅｇ、第１磁気検出器１１、第２磁気検出器１３の電流Ｉを１Ａ（アンペア）、真空透磁率μ0を１、金属異物として鉄を用い、鉄の透磁率μを５００、第１磁気印加器１０、第２磁気印加器１２の磁化力を１Ｇ（ガウス）とした。なお、金属異物として、体積の異なる複数の標準異物を用いた。
【０１０５】
図１２は、金属異物の体積毎に実測した、第１磁気検出器１１の出力ｖ1と第２磁気検出器１３の出力ｖ2の出力差を示した表である。
【０１０６】
次に、図１２に示したｖ1とｖ2の出力差の実測値から（数１４）を用いて、金属異物の体積を算出した。図１３に（数１４）を用いて算出した金属異物の体積と、金属異物の体積との相関を示すグラフを示す。図１３に示したグラフの横軸は実測値で、縦軸が算出値である。図１３中の一次関数（ｙ＝０．９０５３ｘ＋５０．１３２）は、各体積における実測値と計算値のプロットを直線で近似したもので、Ｒ2は、この一次関数の各プロットに対する当てはまりの良さを示す決定係数である。この結果の決定係数Ｒ2は、０．９１４４と高い相関が取れていることがわかる。
【０１０７】
以上により、第１ユニット２における第１磁気検出器１１からの出力ｖ1と第２ユニット３における第２磁気検出器１３の出力ｖ2から（数１４）を用いて金属異物の体積が得られることを実証した。よって、本実施の形態１に係る異物検出装置１を用いることで、被検物８に含有される金属異物の大きさを測定することが可能である。なお、（数１３）を用いて体積を算出してもよい。
【０１０８】
＜変形例＞
本実施の形態１に係る異物検出装置１の変形例として、図１４に示すように、被検物８に載置されている金属異物１８の姿勢のみが異なる場合について説明する。なお、異物検出装置１の構成に変形は無い。
【０１０９】
図６で示した金属異物９は、被検物８に対して底面が平行な姿勢で載置されていた。しかし、ごくまれに図１４で示したように、被検物８に対して金属異物１８が角度φを有して載置されている場合がある。
【０１１０】
この場合について、図１４に示したＪ〜Ｐの交点を用いて説明する。フェルマー定理により、磁束によるエネルギの変化量Ｕ1−Ｕ2は四角形ＭＯＰＮの面積として考えられる。四角形ＭＯＰＮは三角形ＭＫＮ−三角形ＯＫＰで求められる。ここで、線分ＫＭと線分ＫＮはそれぞれ、ＫＭ＝Ｌ1＋ＫＯ、ＢＥ＝Ｌ2＋ＫＰであるが、エネルギへの影響度から考えてＫＭ≒Ｌ1、ＫＰ≒Ｌ2と近似することが出来る。
【０１１１】
よって、磁束によるエネルギの変化量Ｕ1−Ｕ2は、（数１０）によって求めることができる。
【０１１２】
外部に放出される磁力のエネルギの変化量ｅ1−ｅ2についても同様に（数１１）によって求めることが可能である。
【０１１３】
このように、被検物８に金属異物１８が角度φを持った姿勢で載置されていたとしても、異物検出装置１によって金属異物１８の体積が測定可能である。
【０１１４】
（実施の形態２）
図１５は、本発明の実施の形態２における異物検出装置の構成図である。図１５において、実施の形態１における異物検出装置と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。本実施の形態２における異物検出装置は、第１ユニット２と、第２ユニット３との間に配置された第１消磁器１９を備える点で実施の形態１における異物検出装置１と異なる。なお、搬送方向は矢印Ａの方向である。
【０１１５】
第１消磁器１９は第１ユニット２により磁化された金属異物９の残留磁化を消去するもので、交流消磁器で構成される。これにより第２ユニット３による金属異物９の磁化を精度よく行うことが可能になり、測定誤差を軽減することができる。また、第１ユニット２と、第２ユニット３を近接して配置することが可能となる。このため、実施の形態１で示した第１ユニット２と第２ユニット３とを配置した最小間隔よりも間隔を狭めることが可能である。本実施の形態２では第１ユニット２と第２ユニット３とを２５ｍｍの間隔で配置した。これにより、異物検出装置のコンパクト化を図ることが可能である。
【０１１６】
なお、第１消磁器１９は、金属異物９の残留磁化の消磁ができれば直流消磁器でもよい。
【０１１７】
（実施の形態３）
図１６は、本発明の実施の形態３における異物検出装置の構成図である。この場合、搬送方向は矢印Ａの方向である。本実施の形態３における異物検出装置は、実施の形態２における異物検出装置に、第２消磁器２０を更に設けたものである。第２消磁器２０は第１ユニット２の搬送方向前側（図１６の紙面左側）に配置されている。第２消磁器２０は金属異物９が初期から帯びている残留磁化を消去する交流消磁器で構成される。このため、第１ユニット２による金属異物９の磁化及び磁気の検出を精度よく行うことが可能である。
【０１１８】
なお、第２消磁器２０は、金属異物９の残留磁化の消磁ができれば直流消磁器でもよい。
【０１１９】
（実施の形態４）
図１７は、本発明の実施の形態４における異物検出装置の構成図である。この場合、搬送方向は矢印Ａの方向である。本実施の形態４における異物検出装置は、実施の形態３における異物検出装置に、第３ユニット２１と、第３消磁器２２とを更に設けたものである。
【０１２０】
第３ユニット２１は、第３磁気印加器２３と第３磁気検出器２４とを有し、基本的な構成は第１ユニット２及び第２ユニット３と同じである。第３ユニット２１が備える第３磁気印加器２３と第３磁気検出器２４との関係について図１８（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
【０１２１】
図１８（ａ）は第３ユニット２１が備える第３磁気印加器２３によって金属異物９を磁化する際の模式図を示し、図１８（ｂ）は第３ユニット２１が備える第３磁気検出器２４によって金属異物９からの磁気（磁力）を検出する際の模式図を示す。図１８（ａ）（ｂ）では説明のために金属異物９を拡大して示している。また、第３磁気印加器２３により金属異物９を磁化する際の磁力線２５（第３磁気）、第３磁気検出器２４により金属異物９から磁気（磁力）を検出する際の磁力線２６（第３被検磁気）を説明の為に記載している。なお、搬送方向は矢印Ａの方向である。また、説明のために磁力線２５と磁力線２６とを逆向きの矢印で記載しているが、実際の磁界の向きは図１８（ａ）と図１８（ｂ）の状態で変化しない。図１８（ａ）で示したように、磁力線２５（第３磁気）の搬送方向に対する角度がθ3である。ここで、磁力線２５（第３磁気）が金属異物９を貫いた磁路長をＬ3とする。この場合、図１８（ｂ）で示したように、第３磁気検出器２４が検出する磁力線２６（第３被検磁気）の搬送方向に対する角度もθ3となる。すなわち、第３磁気印加器２３から磁気を印加した方向と第３磁気検出器２４の第３磁気検出面２４ａとが垂直となるように配置されている。また、第３磁気印加器２３の磁気印加方向（磁力線２５（第３磁気）の方向）における被検物８との距離（以下、第３磁気印加器２３の印加距離）と、第３磁気検出面２４ａの磁気検出方向（磁力線２６（第３被検磁気）の方向）における被検物８との距離（以下、第３磁気検出器２４の検出距離）とが等しい。このような関係となるように、第３磁気印加器２３と第３磁気検出器２４とが配置されている。検査を行うに際して、金属異物９の場所は未知のため、被検物８を基準に第３磁気印加器２３及び第３磁気検出器２４を配置する。なお、搬送手段４を基準に第３磁気印加器２３及び第３磁気検出器２４を配置してもよい。
【０１２２】
また、第３消磁器２２は第３ユニット２１の搬送方向前側（図１７の紙面左側）に配置されている。第３消磁器２２は金属異物９が初期から帯びている残留磁化を消去する交流消磁器で構成される。このため、第３ユニット２１による金属異物９の磁化及び磁気の検出を精度よく行うことが可能である。
【０１２３】
本実施の形態４では第１磁気印加距離、第１磁気検出距離、第２磁気印加距離、第２磁気検出距離、第３磁気印加距離、第３磁気検出距離を全て等しい距離とし、この距離を５ｍｍとした。また第１ユニット２と第２ユニット３と第３ユニット２１との配置間隔は等しく、これらの配置間隔は２５ｍｍである。また、第３磁気印加器２３と第３磁気検出器２４との配置間隔は４ｍｍである。
【０１２４】
ここで、第３ユニット２１と、第１ユニット２と、第２ユニット３は、それぞれ、被検物８（搬送手段４）に対して異なる角度で配置されている。
【０１２５】
金属異物９の姿勢によっては、第１ユニット２と第２ユニット３との出力差がほとんど生じない場合が発生する。これでは（数９）の左辺の値が０となり、金属異物９の体積を測定することができない。これは、第１ユニット２と第２ユニット３とが被検物８に対して成す角度差θ（θ1―θ2の絶対値）では、Ｌ1とＬ2の長さに差が生じない場合があるからである。そこで、第３ユニット２１と第１ユニット２とが被検物８に対して成す角度差θ’（θ3−θ1の絶対値）がθと異なる角度となるように、θ3を設定することが好ましい。第１ユニット２と第２ユニット３とでは出力差がほとんど出ない場合でも、第１ユニット２と第３ユニット２１との出力差から金属異物９の体積を算出することができるからである。また、θ1、θ2、θ3の関係は実施の形態１で述べた理由から、（数１９）及び（数２０）並びに、次の（数２２）〜（数２４）を全て満たすものが望ましい。
【０１２６】
【数２２】
2012088218.tif 000024
【０１２７】
【数２３】
2012088218.tif 000025
【０１２８】
【数２４】
2012088218.tif 000026
【０１２９】
なお、ユニットを３つ設置する場合は、（数１８）の制限を受けない。図３で示したような形状の金属異物９に対して、異なる３つの方向から磁気を印加した場合、金属異物９を貫く磁路長（Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3）の異なる組み合わせが、少なくとも一組は存在するからである。
【０１３０】
つまり、各ユニットの出力から判断し、最も出力差の大きいユニットを用いて金属異物９の体積を測定すればよい。この場合、図１に示した制御装置５を用いて各ユニットからの出力を全て取り込み、出力差の最も大きい組み合わせによって、金属異物９の体積を測定する。
【０１３１】
なお、第１ユニット２と第２ユニット３との組み合わせや、第２ユニット３と第３ユニット２１との組み合わせ等、複数の組み合わせから、金属異物９の体積を測定してもよい。
【０１３２】
これにより、より高精度に金属異物９の体積を測定することができる。
【０１３３】
なお、第３ユニット２１は第２ユニット３の搬送方向後ろ側（図１７の紙面右側）に配置してもよい。
【０１３４】
この場合（数２４）に変えて、次の（数２５）を満たすものが望ましい。
【０１３５】
【数２５】
2012088218.tif 000027
【０１３６】
また、第３ユニット２１に移動機構を配置し、第３ユニット２１にて被検物８を走査することで、被検物８の被検位置（検査する位置）を変化させても良い。
【０１３７】
なお、第３磁気印加器２３の印加距離と第３磁気検出器２４の検出距離とを等しくしなくともよい。第１磁気印加器１０の印加距離と、第２磁気印加器１２の印加距離と、第３磁気印加器２３の印加距離とを等しくすると共に、第１磁気検出器１１の検出距離と、第２磁気検出器１３の検出距離と、第３磁気検出器２４の検出距離とを等しくすればよい。そして、第１ユニット２及び第２ユニット３及び第３ユニット２１と被検物８との距離ｄは、第１磁気検出器１１の検出距離（第２磁気検出器１３の検出距離、第３磁気検出器２４の検出距離）とする。金属異物に磁気を印加する際の印加距離の条件を揃え、磁気（磁気）を検出する際の検出距離の条件を揃えるためである。但し、精度上の観点から、第１磁気印加器１０の印加距離と、第１磁気検出器１１の検出距離と、第２磁気印加器１２の印加距離と、第２磁気検出器１３の検出距離と、第３磁気印加器２３の印加距離と、第３磁気検出器２４の検出距離とが全て等しいことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明の異物検出装置によって、被検物に含有される金属異物の定量的なサイズを得ることができる。このため、電気部品や電子部品などデバイスに存在する金属異物だけでなく、粉砕された材料、薬品、食品、服飾、塗布面およびメッキ面等に存在する金属異物にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１      異物検出装置
２      第１ユニット
３      第２ユニット
４      搬送手段
５      制御装置
８      被検物
９      金属異物
１０    第１磁気印加器
１１    第１磁気検出器
１１ａ  第１磁気検出面
１２    第２磁気印加器
１３    第２磁気検出器
１３ａ  第２磁気検出面
１９    第１消磁器
２１    第３ユニット
２３    第３磁気印加器
２４    第３磁気検出器
２４ａ  第３磁気検出面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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