(57)【要約】【課題】小型、低コスト及びコードレス化された測定部を備えた表面電位センサを提供する。【解決手段】被測定対象物の表面に対向させる検知電極と、この検知電極に電気的に接続された基準電極と、前記検知電極と前記基準電極とを弾性をもって連結する梁部とを有する電極体と、前記電極体の基準電極をシールドするシールド部と、前記シールド部によりシールドされた基準電極を支持する支持部と、前記電極体の検知電極を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮像画像から前記検知電極の変位を検出し、当該検知電極の変位から前記被測定対象物の表面電位を検出する電位検出部と、を備えた表面電位センサとした。【選択図】図３
2011112397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定対象物の表面に対向させる検知電極と、この検知電極に電気的に接続された基準電極と、前記検知電極と前記基準電極とを弾性をもって連結する梁部とを有する電極体と、
前記電極体の基準電極をシールドするシールド部と、
前記シールド部によりシールドされた基準電極を支持する支持部と、
前記電極体の検知電極を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像画像から前記検知電極の変位を検出し、当該検知電極の変位から前記被測定対象物の表面電位を検出する電位検出部と、を備えた表面電位センサ。
【請求項２】
前記電極体は、一枚の金属板から形成されており、前記検知電極と前記基準電極との間に複数の切り込みを形成することで前記梁部を形成することを特徴とする請求項１に記載の表面電位センサ。
【請求項３】
前記梁部は、前記金属板に蛇行状又は螺旋状の切り込みを入れて形成されることを特徴とする請求項２に記載の表面電位センサ。
【請求項４】
前記電極体は、前記シールド部と前記基準電極の対を複数有し、各前記基準電極は複数の前記支持部により支持されるとともに、一個または複数の前記梁部が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の表面電位センサ。
【請求項５】
前記電極体の側面方向から前記電極体に向かう磁界を形成する磁界発生部を備え、
前記電位検出部は、前記被測定対象物の表面に電荷が帯電していないときの前記検知電極の位置に対して、前記検知電極の変位が前記被測定対象物の表面とは反対の方向に変動したときに、前記被測定対象物の表面電位の極性変動を検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の表面電位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面電位センサの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造ラインにおいて、製造工程にある製品が搬送等により帯電して、埃が混入し製品不良が発生したり、帯電により静電気破壊を起こしたりすることがあった。
【０００３】
例えば、絶縁性の高い樹脂素材を用いる木材パネルでは、接着工程において、接着面が帯電して接着面に埃が混入することにより、パネル表面に凹凸が発生し、製品の歩留まりが低下していた。また、半導体ウェハ等の半導体製品なども、搬送等による帯電により静電気破壊を起こすことがあった。
【０００４】
そこで、このような製品の製造ラインでは、表面電位センサが用いられており、この表面電位センサにより製造ラインの帯電状態を監視している。
【０００５】
表面電位センサとしては、例えば、被測定対象物の表面に対向させる検知電極を振動させることにより、被測定対象物の表面との間に発生する静電容量を周期的に変化させて検知電極に交流電圧を発生させ、この交流電圧に基づいて被測定対象物の表面電位を測定するものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
また、表面電位センサとして、例えば、被測定対象物の表面に対向させる検知電極を梁部により弾性をもって支持し、梁部の歪み量を検出する歪みゲージにより検知部の可動量を検出することで、被測定対象物の表面電位を測定するものがある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２７９０００号公報
【特許文献２】特開平５−２４９１６５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、上記特許文献１の構成は、検知電極を振動させるために圧電素子や発振回路などを設ける必要がある。従って、従来の電位センサと比べて小型化は図れるものの低コスト化は困難であった。また、検知電極と電位検出部とを別体に設ける場合、検知電極を振動させるための圧電素子と発振回路とに配線が必要なため、コードレス化の妨げとなっていた。
【０００９】
また、上記特許文献２の構成は、梁部の歪み量を検出する歪みゲージやこの歪みゲージの変化量を検出する回路などを設ける必要がある。従って、構成が複雑で低コスト化は困難であった。また、上記特許文献１と同様に、検知電極と電位検出部とを別体に設ける場合、歪みゲージと検出回路との間に配線が必要であり、コードレス化の妨げとなっていた。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決し、低コストであり、しかも、検知電極と電位検出部とを配線で接続することなく別体に設けることで、製造ラインが複雑に設置された場合でも、場所を選ばず被測定対象物の表面電位を測定するための検知電極の設置が可能な表面電位センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明においては上記課題を解決するために以下の手段を講じた。
【００１２】
（１）本発明は、被測定対象物の表面に対向させる検知電極と、この検知電極に電気的に接続された基準電極と、前記検知電極と前記基準電極とを弾性をもって連結する梁部とを有する電極体と、前記電極体の基準電極をシールドするシールド部と、前記シールド部によりシールドされた基準電極を支持する支持部と、前記電極体の検知電極を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮像画像から前記検知電極の変位を検出し、当該検知電極の変位から前記被測定対象物の表面電位を検出する電位検出部と、を備えた表面電位センサとした。
【００１３】
（２）また、本発明は、上記（１）の表面電位センサにおいて、前記電極体は、一枚の金属板から形成されており、前記検知電極と前記基準電極との間に複数の切り込みを形成することで前記梁部を形成することを特徴とする。
【００１４】
（３）また、本発明は、上記（２）の表面電位センサにおいて、前記梁部は、前記金属板に蛇行状又は螺旋状の切り込みを入れて形成されていることを特徴とする。
【００１５】
（４）また、本発明は、上記（２）又は（３）の表面電位センサにおいて、前記電極体は、前記シールド部と前記基準電極の対を複数有し、各前記基準電極は複数の前記支持部により支持されるとともに、一個または複数の前記梁部が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
（５）また、本発明は、上記（２）〜（４）の表面電位センサにおいて、前記電極体の側面方向から前記電極体に向かう磁界を形成する磁界発生部を備え、前記電位検出部は、前記被測定対象物の表面に電荷が帯電していないときの前記検知電極の位置に対して、前記検知電極の変位が前記被測定対象物の表面とは反対の方向に変動したときに、前記被測定対象物の表面電位の極性変動を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、低コスト及び小型で、しかも、被測定対象物の表面電位を測定するための検知電極の設置を容易に行うことができる表面電位センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面電位センサの全体的な構成を示す図である。
【図２】測定部の構成を説明する図である。
【図３】測定部の電極体の動作を説明する図である。
【図４】電極体に形成される磁界を説明する図である。
【図５】電位検出部の構成を説明するためのブロック図である。
【図６】検知電極の変位による表面電位の検出処理を説明するフローチャートである。
【図７】電極体の変形例の構成を説明する図である。
【図８】電極体の変形例の構成を説明する図である。
【図９】検知電極の変位に応じた表面電位を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［１―１  表面電位センサの全体構成］
以下に、本実施形態に係る表面電位センサの構成について、図１を参照して具体的に説明する。図１は本発明の本実施形態に係る表面電位センサの構成を示す図である。なお、以下の説明では、例えば、樹脂素材を用いる木材パネル４２の製造ライン４０において、本実施形態に係る表面電位センサを用いた場合を一例として説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態における木材パネル４２の製造ライン４０は、圧着ローラ３０を取り付ける取付部２７、木材パネル４２を圧着して形成するための圧着ローラ３０、木材パネル４２を搬送するためのコンベア４１などから構成されている。この製造ライン４０を構成する各要素は、各要素を設置するために組立てられた複数の梁部材４３などの上に設置されるが、図中は、製造ライン４０を構成する梁部材４３は、理解を容易にするために一部を除いて省略している。
【００２１】
上記構成の製造ライン４０に設けられる表面電位センサは、大別して、測定部２０、撮像部８０、電位検出部７０により構成されている。撮像部８０は、測定部２０の電極体２９の先端の検知電極２２の変位を撮像し、電位検出部７０は、撮像部８０で撮像した撮像画像から、電極体２９の先端の検知電極の変位を検出して被測定対象物の表面電位を検出する。
【００２２】
表面電位センサの被測定対象物の表面電位を測定する測定部２０は、被測定対象物である圧着ローラ３０の表面に、先端に後述する検知電極２２が設けられた電極体２９を平行に対向させるように、支持部２５により片持ち梁状に支持した状態で、取付部２７に設置されている。この測定部２０の構成についての詳細は後述する。なお、本実施形態では、表面電位を検出する被測定対象物を圧着ローラ３０としたがこれに限らず、コンベア４１など帯電しやすい箇所などに配置することが可能である。この場合、被測定対象物毎に、測定部２０や撮像部８０を設けることになり、電位検出部７０は複数の被測定対象物の表面電位を検出する。
【００２３】
撮像部８０は、測定部２０から離れた位置にある梁部材４３に設けられている。この撮像部８０は、詳細は後述するが、圧着ローラ３０が帯電した場合に生じる静電誘導により変位する検知電極２２を撮像する。撮像部８０の取り付け位置は、電極体２９の先端の検知電極２２の変位を撮像するために、できるだけ測定部２０を側面から撮像可能な位置が望ましい。そのため、上記撮像部８０は、測定部２０から離れた位置に配置された場合でも検知電極２２を撮像できるように、高解像度を備えたＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどを用いるとよい。
【００２４】
電位検出部７０は、製造ライン４０を監視する作業者が監視しやすい位置に配置される。電位検出部７０は、上記撮像部８０で撮像された撮像画像から、電極体２９の先端の検知電極２２の変位を検出し、検知電極２２の変位から圧着ローラ３０の表面電位を測定する。この電位検出部７０は、作業者が圧着ローラ３０の表面電位の測定値を表示する表示部７４と、測定値が所定値を超えたことを作業者に報知する報知部７３を有している。
【００２５】
本実施形態における表面電位センサは、以上のように構成されており、測定部２０は小型であり、なおかつ、測定部２０と電位検出部７０はコードレス化することができる。そのため、被測定対象物が、高所や機械的にスペースが少ない場所に設置されていても容易に測定部２０を設置することできる。
【００２６】
［１−２  測定部の構成］
ここで、表面電位センサの測定部２０の構成について、図２を参照して具体的に説明する。図２は表面電位センサの測定部２０の構成を示す図である。
【００２７】
図２に示すように、本実施形態における測定部２０は、電極体２９と、シールド部２４と、支持部２５と、絶縁体２６とにより構成されている。なお、電極体２９の長さ方向をｘ軸方向とし、電極体２９の幅方向をｙ軸方向とし、高さ方向をｚ軸方向としている。
【００２８】
電極体２９は、被測定対象物の表面に対向させる検知電極２２と、この検知電極２２に電気的に接続された基準電極２１と、検知電極２２と基準電極２１とを弾性をもって連結する梁部２３とを有する。電極体２９は、ｘ軸方向を長手とし、ｙ軸方向を短手とする長方形薄板状の金属板により形成される。すなわち、金属板の一端部を基準電極２１とし、金属板の他端部を検知電極２２とし、基準電極２１と検知電極２２との略中央部に蛇行状の複数の切り込みを入れて弾性を有する梁部２３が形成される。電極体２９は、このように形成されているため、被測定対象物が帯電している場合、後述するように、静電誘導により検知電極２２に被測定対象物の帯電とは逆極性の電荷が引き寄せされる。そのため、検知電極２２は、被測定対象物側に引き寄せられて変位することになる。なお、検知電極２２の変位量は、被測定対象物の帯電量が多いほど大きくなる。
【００２９】
また、電極体２９の一端であり、絶縁体２６で挟持された基準電極２１は、電極体２９と同じ金属製の導体であるシールド部２４でシールドされている。そのため、電極体２９は外部からの電荷の流入を防ぐことができ、電気的に安定した状態を保つことができる。
【００３０】
シールド部２４は、所定高さの支持部２５により支持される。この支持部２５の高さは、例えば、電極体２９の先端の検知電極２２が静電誘導により被測定対象物の表面に引き寄せられた場合でも、検知電極２２が測定対象物の表面に接触することがないように、電極体２９の先端の検知電極２２までの長さや、梁部２３の弾性による変位量を計算して決められている。
【００３１】
［１−３  検知電極の変位］
ここで、検知電極２２の変位について、図３を参照して具体的に説明する。図３は検知電極２２の変位を示す図である。
【００３２】
上述したように、本実施形態の測定部２０においては、被測定対象物の表面に帯電した電荷量に応じて検知電極２２が変位する。そして、検知電極２２の変位量により被測定対象物の表面電位を測定している。
【００３３】
静電誘導とは、測定部２０の電極体２９に、帯電した被測定対象物を近接させると、電極体２９のうち被測定対象物に近い検知電極２２に被測定対象物の帯電電荷と逆極性の電荷が貯まり、一方、被測定対象物に遠い基準電極２１に被測定対象物の帯電電荷と同極性の電荷が貯まる現象のことをいう。例えば、被測定対象物の表面に負極性（−）の電荷が帯電した場合には、検知電極２２には正極性（＋）の電荷が貯まり、基準電極２１には負極性（−）の電荷が貯まる。
【００３４】
対向する物体間において、これらの物体の電荷が異極性の場合には引力が働き、同極性場合には斥力が働く。そのため、電極体２９の検知電極２２は、図３に示すように、被測定対象物である圧着ローラ３０側に傾いて変位することになる。
【００３５】
検知電極２２と被測定対象物との引力はクーロンの法則に示されるように電荷の積に比例し、距離の二乗に反比例する特性を持つ。従って、被測定対象物の帯電量が多いほど、検知電極２２の変位量が大きくなる。この検知電極２２の変位により被測定対象物の表面電位が判定される。具体的に説明すると、図９に示すように、電極体２９の検知電極２２がその延在方向に対し直交する方向に傾いた角度θ１〜θｎに応じて、予め被測定対象物の表面に帯電している電位（以下、表面電位という）がγ１〜γｎと定められている。例えば、検知電極２２の傾きが角度θ１の場合は、表面電位はγ１と決定されることになる。
【００３６】
すなわち、本実施形態においては、撮像部８０により電極体２９の検知電極２２の変位を撮像し、この撮像画像を電位検出部７０において解析して、検知電極２２の変位、つまり、検知電極２２が傾いた角度により、被測定対象物の表面電位を測定している。
【００３７】
［１−４  磁界発生部］
ここで、本実施形態においては、測定部２０の電極体２９に対して磁界を形成する磁界発生部９０を設置することもできる。以下、図４を参照して、磁界発生部９０について説明する。図４は電極体２９の側面方向に設置された磁界発生部９０を示す図である。
【００３８】
磁界発生部９０は、図４に示すように、支持部２５に取り付けられた連結部９１により、電極体２９の側面に所定の距離を空けて電極体２９と並行に設置されている。そして、電極体２９の側面方向から電極体２９に向かう磁界を形成する。この磁界発生部９０は、被測定対象物の表面電位の正負が反転したことを、電位検出部７０により検出するために設けられている。
【００３９】
［１−５  撮像部８０及び電位検出部７０の構成］
ここで、撮像部８０及び電位検出部７０の構成について、図５を参照して具体的に説明する。図５は電位検出部７０の構成を示すブロック図である。
【００４０】
図５に示すように、電位検出部７０は、電圧検出部７１、記憶部７２、報知部７３、表示部７４などから構成されている。また、撮像部８０は、電位検出部７０とは別に測定部２０を撮像可能な位置に設置されている。
【００４１】
撮像部８０は、上述したように、測定部２０を構成する電極体２９の検知電極２２の変位を検知電極２２の側部から撮像可能なように、ほぼ同じ高さ（図１参照）に設置されている。なお、この撮像部８０は、光学ズーム機能と約６００万画素の解像度を有しており、電極体２９の検知電極２２の変位を約１０μｍ単位で測定が可能である。
【００４２】
撮像部８０で撮像された電極体２９の検知電極２２の変位の画像は、有線または無線で電位検出部７０の電圧検出部７１に送信される。なお、本実施形態においては、図１に示すように、被測定対象物である圧着ローラ３０が、高所にあるため撮像部８０と電位検出部７０を別体としているが、被測定対象物が低所の場合は、撮像部８０と電位検出部７０とを一体として構成してもよい。
【００４３】
電圧検出部７１は、撮像部８０において撮像された検知電極２２の撮像画像より、電極体２９の検知電極２２の変位、つまり、検知電極２２が傾いた角度により、被測定対象物の表面電位を測定する。そして、電圧検出部７１は、測定した被測定対象物の表面電位を作業者が確認できるように所定の数値（例えば、電圧）として表示部７４に表示する。また、電圧検出部７１は、測定した被測定対象物の表面電位が所定の数値を超えた場合は、報知部７３により作業者に対して被測定対象物に帯電した電荷の除去作業を促すための報知をする。この電圧検出部７１は、被測定対象物の表面電位の測定処理及びその監視処理などを実行するため、ＣＰＵ（中央演算装置）、各種処理プログラムを記憶したＲＯＭ（読み出し専用メモリ）などを有している。なお、各種処理についての詳細は後述する。
【００４４】
記憶部７２は、上述したように、検知電極２２の傾き（水平方向から変位した角度）と表面電位の対応表（図９参照）などを記憶している。
【００４５】
報知部７３は、例えば、ブザーやパトランプ（図１参照）などから構成されており、電圧検出部７１により、測定した被測定対象物の表面電位が所定値を超えた場合は、作業者に対して被測定対象物表面の電荷の除去作業を促すためのものである。なお、電荷の除去作業は、例えば、イオナイザ(静電気除去器)などを用いて行うことができる。
【００４６】
表示部７４は、例えば、液晶ディスプレイ（図１参照）などが用いられ、電圧検出部７１により測定された被測定対象物の表面電位を作業者が確認できるように所定の数値（例えば、電圧）として表示する。
【００４７】
［１−６  表面電位測定処理］
ここで、上述した電圧検出部７１で実行される、被測定対象物の表面電位の測定処理及び測定した表面電位の監視処理などの各種処理について図６を参照して具体的に説明する。図６は電圧検出部７１で実行される表面電位測定処理を示すフローチャートである。
【００４８】
まず、電圧検出部７１のＣＰＵ（以下、ＣＰＵという）は、撮像部８０からの撮像画像に基づいて、電極体２９の検知電極２２の変位、つまり、傾きの角度を決定する（ステップＳ１０１）。
【００４９】
次いで、ＣＰＵは、記憶部７２に記憶されている図９に示す検知電極の変位と表面電位の対応表から被測定対象物の表面電位を決定する（ステップＳ１０２）。すなわち、この処理では、ＣＰＵは、上記ステップＳ１０１で検出した検知電極２２の傾きの角度から、図９を参照して被測定対象物の表面電位を判定して記憶部７２に記憶する。この時、図９に示すように、検知電極２２の傾きが水平方向より下方ではなく上方に傾いたことを検知したときは、所定期間内にＣＰＵは、極性変動が発生したものであるとして、これを記憶部７２に記憶する。
【００５０】
次いで、ＣＰＵは、上記ステップＳ１０２で決定し、記憶部７２に記憶された被測定対象物の表面電位が所定値以上か否かを判断する（ステップＳ１０３）。所定値以上であると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵはステップＳ１０６へ処理を移す。一方、所定値以上ではないと判断した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ＣＰＵはステップＳ１０４へ処理を移す。
【００５１】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵは、上記ステップＳ１０２において極性変動を検出したか否かを判断する。極性変動を検出したと判断した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵはステップＳ１０５へ処理を移す。一方、極性変動を検出していないと判断した場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ＣＰＵはステップＳ１０７へ処理を移す。
【００５２】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵは、報知部７３を動作させ、極性変動を検出したことを作業者に対して報知する。この処理が終了するとステップＳ１０７へ処理を移す。また、ステップＳ１０６において、ＣＰＵは、報知部７３を動作させ、作業者に対して被測定対象物に帯電している電荷の除去作業を促す報知をする。この処理が終了するとステップＳ１０７へ処理を移す。
【００５３】
ステップＳ１０７において、ＣＰＵは、記憶部７２に記憶された被測定対象物の表面電位を、例えば、電圧として表示部７４に表示させる。これにより、本システムを管理する作業者は、被測定対象物の表面電位を知ることが可能となる。そして、この処理が終了すると表面電位測定処理を終了する。
【００５４】
［２  電極体の変形例１］
ここで、上述した図２に示す電極体２９の変形例を、図７を参照して説明する。図７は変形例１の電極体２９’の構成を示す図である。なお、以下の変形例１においては、上述した図２の電極体２９の構成と異なる箇所以外は、理解を容易とするため同じ符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図７（ａ）,（ｂ）に示すように、変形例１における測定部２０’は、電極体２９’の中央に変位する検知電極２２’と、電極体２９’の両端に検知電極２２’と電気的に接続された２つの基準電極２１、２１と、検知電極２２’と基準電極２１、２１とを弾性をもって連結する梁部２３’と、電極体２９’の両端の基準電極２１、２１をシールドするシールド部２４、２４と、シールド部２４、２４によりシールドされた基準電極２１、２１を支持する支持部２５、２５とにより構成されている。
【００５６】
この電極体２９’は、中央部が円形で、その両側に長方形状の延伸部がある薄板状の金属板により形成される。そして、各延伸部の端部を基準電極２１とし、円形の中央部の外周部分に螺旋状の切り込みによる梁部２３’が形成されている。そして、螺旋状の切り込みが形成された梁部２３’の中央に検知電極２２’が形成されている。
【００５７】
すなわち、変形例１においては、被測定対象物３１の表面電位に応じて上下（ｚ軸方向）に変位する検知電極２２’を中央に設け、その周囲に螺旋状の切り込みによる梁部２３’を形成して、検知電極２２’の変位を容易にしている。
【００５８】
また、電極体２９’の基準電極２１、２１は、絶縁体２６、２６を介してシールド部２４、２４で挟持される。そして、シールド部２４をそれぞれ所定高さの支持部２５、２５に載置して、変形例１における表面電位センサの測定部２０’が構成される。なお、シールド部２４、２４は、電極体２９’と同じ金属製の導体で形成される。
【００５９】
ここで、変形例１における検知電極２２’の変位について、図７（ｂ）を参照して具体的に説明する。図７（ｂ）は検知電極２２’の変位を示す図である。
【００６０】
変形例１においても、被測定対象物３１の表面が帯電すると、検知電極２２’との間に静電誘導が生じ、被測定対象物３１と検知電極２２’との間に引力が発生する。そのため、検知電極２２’は上下方向（ｚ軸方向）に変位する。そして、検知電極２２’の上下方向の変位量により、被測定対象物３１の表面電位を測定している。
【００６１】
この場合は、図７（ｂ）に示す検知電極２２’の高さ（ｈ）毎に、その高さにするための表面電位を測定して記憶しておき、撮像部８０により撮像した撮像画像に基づいて被測定対象物３１の表面電位は算出されることになる。
【００６２】
［３  補正部の変形例２］ 
また、上述した電極体２９又は電極体２９’の変形例２を、図８を参照して説明する。図８は変形例２の電極体２９”の構成を示す図である。なお、以下の変形例２においては、上述した図２の電極体２９の構成や変化例１の電極体２９’と異なる箇所以外は、理解を容易とするため同じ符号を付して説明を省略する。
【００６３】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、変形例２における測定部２０”は、電極体２９”の中央に変位する検知電極２２”と、電極体２９”の両端に検知電極２２”と電気的に接続された２つの基準電極２１、２１と、検知電極２２”と基準電極２１、２１とを弾性をもって連結する梁部２３”、２３”と、電極体２９”の両端の基準電極２１、２１をシールドするシールド部２４、２４と、シールド部２４、２４によりシールドされた基準電極２１、２１を支持する支持部２５、２５とにより構成されている。
【００６４】
すなわち、変形例２における電極体２９”は、上述した実施形態と同様に長方形薄板状の金属板が導体として用いられるが、電極体２９”の両端部は上下を絶縁体２６、２６で挟持された２箇所の基準電極２１、２１を有している。
【００６５】
さらに、図８（ａ）に示すように、電極体２９”の中央部の検知電極２２”と両端の基準電極２１、２１との間には、蛇行状の切り込みによる梁部２３”、２３”が形成されている。
【００６６】
すなわち、変形例２においては、被測定対象物３１の表面電位に応じて上下（ｚ軸方向）に変位する検知電極２２”を中央に設け、その両端の基準電極２１、２１側に蛇行状の切り込みによる２箇所の梁部２３”、２３”をそれぞれ形成して、検知電極２２”の変位を容易にしている。
【００６７】
また、電極体２９”の基準電極２１、２１は、上述した変形例１と同様に、絶縁体２６、２６を介してシールド部２４、２４で挟持される。そして、シールド部２４をそれぞれ所定高さの支持部２５、２５に載置して、変形例１における表面電位センサの測定部２０”が構成される。なお、シールド部２４、２４は、電極体２９”と同じ金属製の導体で形成される。
【００６８】
ここで、変形例２における検知電極２２”の変位について、図８（ｂ）を参照して具体的に説明する。図８（ｂ）は検知電極２２”の変位を示す図である。
【００６９】
上述した変形例１と同様に、被測定対象物３１の表面が帯電すると、検知電極２２”との間に静電誘導が生じ、被測定対象物３１と検知電極２２”との間に引力が発生する。そのため、検知電極２２”は上下方向（ｚ軸方向）に変位する。そして、検知電極２２”の上下方向の変位量により、被測定対象物３１の表面電位を測定している。
【００７０】
この場合は、図８（ｂ）に示す検知電極２２”の高さ（ｈ）毎に、その高さにするための表面電位を測定して記憶しておき、撮像部８０により撮像した撮像画像に基づいて被測定対象物３１の表面電位は算出されることになる。
【００７１】
上述してきた各実施形態より、以下の表面電位センサが実現できる。
【００７２】
（１）被測定対象物の表面に対向させる検知電極２２（２２’、２２”）と、この検知電極２２に電気的に接続された基準電極２１と、検知電極２２と基準電極２１とを弾性をもって連結する梁部２３（２３’、２３”）とを有する電極体２９（２９’、２９”）と、電極体２９の基準電極２１をシールドするシールド部２４と、シールド部２４によりシールドされた基準電極２１を支持する支持部２５と、電極体２９の検知電極２２を撮像する撮像部８０と、撮像部８０の撮像画像から検知電極２２の変位を検出し、当該検知電極２２の変位から被測定対象物の表面電位を検出する電位検出部７０と、を備えた表面電位センサ。
【００７３】
かかる構成の表面電位センサを用いることにより、撮像部８０により検知電極２２の変位を撮像し、検知電極２２の変位の撮像画像を電位検出部７０により解析することで被測定対象物の表面電位を検出することができるので、検知電極２２を小型化及びコードレス化することができ、検知電極２２の設置箇所の自由度を高くすることができる。
【００７４】
（２）電極体２９は、一枚の金属板から形成されており、検知電極２２と基準電極２１との間に複数の切り込みを形成することで梁部２３を形成した表面電位センサ。
【００７５】
かかる構成により、電極体２９を１枚の金属板を用いて形成しているため、電極体２９の低コスト化を図ることが可能となる。
【００７６】
（３）梁部２３は、金属板に蛇行状又は螺旋状の切り込みを入れて形成した表面電位センサ。
【００７７】
かかる構成により、電極体２９の形成を１枚の金属板を用いて容易に行うことができる。
【００７８】
（４）電極体２９は、シールド部２４と基準電極２１の対を複数有し、各基準電極２１は複数の支持部２５により支持されるとともに、一個または複数の梁部２３が形成されている表面電位センサ。
【００７９】
かかる構成により、電極体を安定して支持することができ、測定部の品質を向上させることができる。
【００８０】
（５）電極体２９の側面方向から電極体２９に向かう磁界を形成する磁界発生部９０を備え、電位検出部７０は、被測定対象物の表面に電荷が帯電していないときの検知電極２２の位置に対して、検知電極２２の変位が被測定対象物の表面とは反対の方向に変動したときに、被測定対象物の表面電位の極性変動を検出する表面電位センサ。
【００８１】
かかる構成により、被測定対象物の電荷の極性が反転した場合の極性変動を検出することが容易となる。しかも、除去する電荷の極性情報が必要なイオナイザを用いる場合であっても、被測定対象物の表面に帯電した電荷を迅速に除去することができる。
【００８２】
また、上述した各実施形態においては、撮像部８０により検知電極２２の変位を撮像して、被測定対象物の表面電位を検出するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、検知電極２２の変位の検出手段としては、半導体レーザ光などを検知電極２２に照射して、反射したレーザ光の反射角度を解析することにより検知電極２２の変位を検出するようにしてもよい。
【００８３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述してきた実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８４】
２０  測定部
２１  基準電極
２２  検知電極
２３  梁部
２４  シールド部
２５  支持部
２６  絶縁体
２９  電極体
７０  電位検出部
７３  報知部
７４  表示部
８０  撮像部
【図１】
2011112397.tif 000003
【図２】
2011112397.tif 000004
【図３】
2011112397.tif 000005
【図４】
2011112397.tif 000006
【図５】
2011112397.tif 000007
【図６】
2011112397.tif 000008
【図７】
2011112397.tif 000009
【図８】
2011112397.tif 000010
【図９】
2011112397.tif 000011