JPH0514222B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス繊維単線、若しくはガラス撚
り糸、ガラスクロスなどのガラス繊維加工品など
のガラス繊維中の導電性物質を検出するための装
置に関するものである。 〔従来の技術とその問題点〕 ガラス繊維中には、その原料或いは製造工程に
おいて異物が混入する場合がある。この異物の種
類には種々のものがあるが、中でも、金、銀、
鉄、ニツケルなど、或いはこれらの金属間化合物
若しくは硫化物などの導電性物質は、ガラス繊維
加工品をプリント配線基板等の電気絶縁材料とし
て使用する際には、その絶縁性を損なう原因とな
る。 従来は、この種の異物を主として肉眼による方
法で検出していたが、異物が微小であるためにそ
の検出は非常に困難であつた。 その後、マイクロ波が通されているスリツト形
の導波管内にガラスヤーン（ガラス繊維単線、ガ
ラス撚り糸など）又はガラスクロスを導き、その
高周波磁界で発生する光や音（特開昭59−214748
号公報参照）、或いは位相差（特開昭60−20138号
公報参照）を利用して、上記ガラスヤーン又はガ
ラスクロス中の導電性の異物を検出することが試
みられた。 しかしながら、これら公知の検出方法では、検
出対象が例えばガラスクロスの場合、ガラスクロ
スの密度や各繊維の太さ、或いはガラスクロス中
のバインダ付着量及び含水量などの微少な特性変
化による誘電率（ε）の変化によつて検出信号の
レベルが変化するから、常に、最も感度の高いレ
ベルで検出することは不可能であつた。従つて、
上記公知の検出方法の場合、検出感度が低く、例
えば長さが５mmよりも小さい微小な線条体から成
る導電性物質を検出することは困難であつた。 一方、プリント配線基板は、近年、超LSI化及
び多層化がより高度化されているから、部品間の
距離がより短くなつており、これに伴つてこれら
の部品に設けられるリードピン間の距離も極めて
短くなつている。このため、プリント基板用のガ
ラスクロス内に混入するNi、Auなどの導電性異
物の許容範囲も、より小さいものが要求され、例
えば長さが５mm以下の線条体から成る異物も確実
に取除くべきであるとの要求が出されている。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上述のような問題点を解決すべく、
ガラス繊維の密度や各繊維の太さ、更にはバイン
ダ付着量及び含水量などの影響を排除して、例え
ば長さが５mm以下のような微小な線条体から成る
導電性物質でも確実に検出することができるよう
に検出感度を高めたものであつて、マイクロ波を
第１及び第２のマイクロ波に分割するデバイダ
と、前記第１のマイクロ波が通されるように構成
されかつガラス繊維を通過させるための第１の開
口を有すると共にこの第１の開口を通過する前記
ガラス繊維中の導電性物質を検出する第１の導波
管と、前記第２のマイクロ波が通されるように構
成されかつ前記第１の導波管の前記第１の開口を
通過したガラス繊維を引き続いて通過させるため
の第２の開口を有すると共にこの第２の開口を通
過する前記ガラス繊維中の導電性物質を検出する
第２の導波管と、前記第１の導波管からの検出出
力と前記第１の導波管からの第１の検出出力及び
前記第２の導波管からの第２の検出出力における
周期の長いゆるやかな変化が互いに相殺されて周
期の短い急激な変化が検出されるように、前記第
１及び第２の検出出力を互いに比較する比較器と
をそれぞれ具備するガラス繊維中の導電性物質の
検出装置に係るものである。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例につき詳細に説明する。 第１図は本発明をガラスクロス中の導電性物質
の検出装置に適用した一実施例を模式的に示した
ものである。 第１図において、マイクロ波発振器１は６〜
18GHz、例えば9.365GHzのマイクロ波を発振する
ものであつて、このマイクロ波は上記マイクロ波
発振器１に内蔵されている変調器によつて例えば
10kHzに変調される。このマイクロ波発振器１か
らのマイクロ波出力はデバイダ２で二分されて、
実質的に互いに同一の構成を有する２系統の経路
Ａ，Ｂにそれぞれ供給される。 第１の経路Ａにおいては、デバイダ２からの出
力は、減衰器３ａ及び移相器４ａを経て方形導波
管５ａに供給される。そして、この方形導波管５
ａの出力はアイソレータ６ａ及びモニタ７ａを介
して比較器８の一方の入力端子に供給される。ま
た、第２の経路Ｂにおいても、デバイダ２からの
出力は、減衰器３ｂ及び位相器４ｂを経て、上記
方形導波管５ａと実質的に同一の構成を有する方
形導波管５ｂに供給される。そして、この方形導
波管５ｂの出力もまた、アイソレータ６ｂ及びモ
ニタ７ｂを介して比較器８の他方の入力端子に供
給される。 減衰器３ａ，３ｂはマイクロ波の振幅を調整す
るための手段であり、移相器４ａ，４ｂはマイク
ロ波の位相を調整するための手段である。また、
アイソレータ６ａ，６ｂは、マイクロ波をその進
行方向には減衰させることなくこれと反対の方向
には非常に大きく減衰させるものであり、モニタ
７ａ，７ｂは各経路Ａ，Ｂのマイクロ波の位相及
び振幅の調整時にこれらをモニタするためのもの
である。 比較器８からの比較出力は、デイテクタ９によ
り検出及び増巾されてから、出力端子１０から検
出出力として出力される。 方形導波管５ａ，５ｂには、その長さ方向に沿
つてスリツト１１ａ，１１ｂがそれぞれ形成され
ており、これらのスリツト１１ａ，１１ｂを通じ
て検出対象であるガラスクロス１２が導波管５
ａ，５ｂ内にそれぞれ導入され、次いでその反対
側から導出される。なお、この方形導波管５ａ，
５ｂ、に形成されるスリツト１１ａ，１１ｂ等の
開口は本実施例におけるように、その開口の長手
方向が方形導波管５ａ，５ｂの軸方向に対してほ
ぼ平行になつていてもよく、またその開口の長手
方向が方形導波管５ａ，５ｂの軸方向と交叉（極
端な場合には直交）していてもよい。 これらのスリツト１１ａ，１１ｂが形成された
方形導波管５ａ，５ｂは空胴共振器として構成さ
れている。この場合、励振条件を満たすには、こ
の方形導波管５ａ，５ｂの長さを管内波長のｎ／
２倍（ｎ＝１、２、３、４……）となるように選
定する必要がある。 本実施例においては、第１図の検出装置の要部
を示す第２図から明らかなように、一対の方形導
波管５ａ，５ｂは互いに適当な軸心間の間隔ｌで
以つてかつ互いにほぼ平行に近接配置されてい
る。これらの方形導波管５ａ，５ｂの軸心間の間
隔ｌは、両方の導波管のマイクロ波が干渉しない
範囲でできるだけ小さい寸法、すなわち18〜180
mmであるのが好ましく、例えば60mmに選定するこ
とができる。また方形導波管５ａ，５ｂの断面寸
法及び長さは、例えば10mm×22mm及び192cmであ
つてよい。また、ガラスクロス１２の進行方向
は、ガラスクロス１２のたて糸及びよこ糸の何れ
に混入している導電性の線条異物をも検出し得る
ように、方形導波管５ａ，５ｂの軸心方向と直交
する方向に対して傾斜しているのが好ましく、こ
の傾斜角度を45°にすれば、たて糸とよこ糸の両
方に対して同一感度で導電性の線条異物を検出す
ることができる。 次に、第１図及び第２図に示す検出装置の作用
を説明する。 まず、予め導電性物質が存在しないことが確認
されている清浄なガラスクロス１２を方形導波管
５ａ，５ｂのスリツト１１ａ，１１ｂに順次通
す。そして、このときに、両経路Ａ，Ｂでのマイ
クロ波出力の位相及び振幅が互いに一致して比較
器８の出力がほぼ０となるように、モニタ７ａ，
７ｂでモニタしながら、減衰器３ａ，３ｂの少く
とも一方及び移相器４ａ，４ｂの少くとも一方を
それぞれ調整する。 次に、検出対象であるガラスクロス１２をスリ
ツト１１ａ，１１ｂに順次通して、比較器８から
の比較出力の変化を出力端子１０からの検出出力
によつて調べる。 この場合、ガラスクロス１２中に導電性の異物
が混入していると、一方の方形導波管５ａと他方
の方形導波管５ｂとの間のバランスが崩れるの
で、比較器８、ひいては出力端子１０に大きな偏
差となつて現れる。一方、ガラスクロス１２の密
度や各繊維の太さ、或いはガラスクロス１２中の
バインダ付着量及び含水量などの特性変化は、何
れも周期の長いゆるやかな変化（すなわち、裾野
の長い山に似た形状の変化）である。このため、
上記特性変化は、ブリツジ型の検出装置のブリツ
ジの両方へ挿入されかつ互いに近接配置されてい
る一対の方形導波管５ａ，５ｂに共通のガラスク
ロス１２をそれぞれ通過させることによつて互い
に相殺されるから、比較器８からこのような特性
変化が実質的に出力されることはない。すなわ
ち、一方の方形導波管５ａからの第１の出力にお
ける上記特性変化は、裾野の長い山に似た第１の
形状であり、また、他方の方形導波管５ｂからの
第２の出力における上記特性変化は、上記第１の
形状とほぼ同形状で時間的に多少ずれた第２の形
状である。従つて、上記比較器８により上記第１
及び第２の出力を上述のように差動的に比較する
ことによつて、比較器８からは、上記第１の形状
における裾野状の立上り部分と上記第２の形状に
おける裾野状の立下り部分とが出力されるだけで
ある。なお、これら裾野状の立上り部分および立
下り部分のレベルは、導電性異物による特性変化
に較べて充分小さいから、ガラスクロス１２の密
度や各繊維の太さなどによる上記特性変化は、比
較器８からは実質的に出力されることはない。 ニツケルサルフアイド（Ni₃S₂）から成る長さ
５mm、直径2μｍの金属線条をガラスクロス１２
に張付け、第１図及び第２図に示す検出装置を用
いて上記金属線条の検出を行つた。この場合、一
対の方形導波管５ａ，５ｂの間隔ｌを60mmとし
た。上記検出結果を第３Ａ図及び第３Ｂ図に示
す。第３Ａ図は、実質的に一方の経路Ａのみから
成る検出装置に用いて一方の方形導波管５ａのス
リツト１１ａのみにガラスクロス１２を遠した従
来の場合と同様なシングルスリツト方式の場合の
出力パターンである。また、第３Ｂ図は、一対の
経路Ａ、Ｂから成る検出装置を用いて両方の方形
導波管５ａ，５ｂのスリツト１１ａ，１１ｂに順
次ガラスクロス１２を通した本発明の特有のダブ
ルスリツト方式の場合の出力パターンである。 第３Ａ図及び第３Ｂ図から明らかになるよう
に、第３Ａ図に示すシングルスリツト方式の場合
には、ガラスクロス１２自体の特性変化によるノ
ズルａのレベルがガラスクロス１２のよこ糸に張
付けた金属線条（５mm×11本）による検出信号ｂ
及びたて糸に張付けた金属線条（５mm×11本）に
よる検出信号ｃよりも大きくなつている。なお、
355ｍ、375ｍ、395ｍと表示した高いピークは、
金属条の一を明確にするためにガラスクロス１２
にほぼ20ｍ間隔で張付けた紙テープによる出力変
化を示している。また、第３Ａ図から各金属線条
の間隔がほぼ１ｍであることも分かる。 これに対し、第３Ｂ図に示すダブルスリツト方
式の場合には、２つの方形導波管５ａ，５ｂにお
いてガラスクロス１２自体の特性変化が補償され
るため、この特性変化によるノズルa′のレベルが
よこ糸及びたて糸にそれぞれ張付けた金属線条に
よる検出信号b′及びc′に較べて充分小さくなる。
なお、上記検出信号b′及びc′を含む第３Ｂ図に示
す出力パターンは、次のようにして得ることがで
きる。 すなわち、方形導波管５ａ，５ｂからの２つの
マイクロ波出力がアイソータ６ａ，６ｂおよびモ
ニタ７ａ，７ｂをそれぞれ介して比較器８に供給
されると、ガラスクロス１２自体の特性変化（ノ
ズルａなど）は、前述のように互いに相殺される
から、比較器８から実質的に出力されることはな
い。 一方、検出信号ｂおよびｃは、一方の方形導波
管５ａからの一方のマイクロ波出力の場合と、他
方の方形導波管５ｂからの他方のマイクロ波出力
の場合とで、両方の導波管５ａ，５ｂの軸心間の
間隔ｌ（例えば、60mm）に相当する時間だけ時間
的にずれて発生する。従つて、一方のマイクロ波
出力の検出信号ｂおよびｃと、他方のマイクロ波
出信号ｂおよびｃとは、互いに相殺されることは
なく、一方はプラスのパルスとして、また、他方
はマイナスのパルスとして比較器８から出力され
る。ゆえに、このマイナスのパルスぱデイテクタ
９により除去すれば、出力端子１０から第３Ｂ図
に示す出力パターンが得られる。 なお、355ｍ、375ｍ、395ｍと表示した高いピ
ークについても、上述の検出信号ｂおよびｃの場
合と同様にマイナスのパルスをデイテクタ９によ
り同時に除去することができる。 従つて、本発明に特有のダブルスリツト方式の
場合には、従来の場合と同様なシングルスリツト
方式に較べて、全体的に検出感度を数倍（例えば
３〜６倍）大きくすることができる。 上述のダブルスリツト方式の場合における金属
線条の長さに対する検出出力の実験結果は次表の
通りである。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明においては、第１
及び第２の導波管からの第１及び第２の検出出力
を比較器により差動的に比較して、第１及び第２
の導波管からの第１及び第２の検出出力における
周期の長いゆるやかな変化を互いに相殺するよう
にしたから、一般的に周期の長いゆるやかな変化
を生じるガラス繊維の密度や各繊維の太さ、或い
はバインダ付着量及びガラス繊維自体の特性変化
の影響を排除することができる。それでいて、第
１及び第２の導波管からの第１及び第２の検出出
力の変化は時間的に多少ずれて生じるから、一般
的に周期の短い急激な変化を生じる微小な導電性
物質を高い検出感度で確実に検出することができ
る。また、互いに異なつた種類のガラスクロスを
順次検出対象とする場合にも、上述のようにガラ
スクロス自体の特性変化の影響を排除することが
できるので、ガラスクロスの種類が異なるたびに
２つの経路Ａ，Ｂ間のバランス調整を特に行う必
要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図を本発明のガラスクロス中の導電性物質
の検出装置に適用した一実施例の模式図、第２図
は第１図に示す検出装置における一対の導波管と
ガラスクロスとの位置関係を示す平面図、第３Ａ
図及び第３Ｂ図はシングルスリツト方式の場合及
びダブルスリツト方式の場合の出力パターンをそ
れぞれ示すグラフ、第４図は導波管の別の実施例
の一部分の断面斜視図、第５図は本発明をガラス
ヤーン中の導電性物質の検出装置に適用した一実
施例の導波管の斜視図である。 なお、図面に用いた符号において、１……マイ
クロ波発振器、２……デバイダ、５ａ，５ｂ……
方形導波管、８……比較器、１１ａ，１１ｂ……
スリツト（開口）１５……複合型導波管、１８…
…間隙（開口）、２１，２２…方形導波管、２１
ａ，２１ｂ……孔（開口）である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波を第１及び第２のマイクロ波に分
   割するデバイダと、 前記第１のマイクロ波が通されるように構成さ
   れかつガラス繊維を通過させるための第１の開口
   を有すると共にこの第１の開口を通過する前記ガ
   ラス繊維中の導電性物質を検出する第１の導波管
   と、 前記第２のマイクロ波が通されるように構成さ
   れかつ前記第１の導波管の前記第１の開口を通過
   したガラス繊維を引き続いて通過させるための第
   ２の開口を有すると共にこの第２の開口を通過す
   る前記ガラス繊維中の導電性物質を検出する第２
   の導波管と、 前記第１の導波管からの第１の検出出力及び前
   記第２の導波管からの第２の検出出力における周
   期の長いゆるやかな変化が互いに相殺されて周期
   の短い急激な変化が検出されるように、前記第１
   及び第２の検出出力を互いに比較する比較器とを
   それぞれ具備するガラス繊維中の導電性物質の検
   出装置。