(57)【要約】【課題】表面電位センサからの検出信号のレベルを精度高く補正しうる補正データを、作業性良く取得できる構成を提供することを目的とする。【解決手段】表面電位センサＳは、検知電極と測定対象物との間に生じる電界の強度に応じた検出信号を出力するセンサ部と、センサ部から出力される検出信号のレベルに基づいて測定対象物の表面電位を検出するＣＰＵ１１０とを備えている。さらに、ＣＰＵ１１０は、所定のタイミングで検出信号のレベルをサンプリングし、サンプリング手段にてサンプリングされた検出信号のレベルと、メモリに記憶される基準値のレベルとに基づいて補正データを求める構成をなしている。そして、検出モードの際には、検出信号のレベルを補正データに基づいて補正し、その補正された後の検出信号のレベルに基づいて測定対象物の表面電位を検出するようにしている。【選択図】図２
2008089391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知電極と、前記検知電極と測定対象物との間に生じる電界の強度に応じた検出信号を出力するセンサ部と、
トリガ信号にもとづき前記検出信号レベルを取得するサンプル手段と、
前記サンプル手段で取得された検出信号レベルに基づいて前記測定対象物の表面電位を検出する検出手段とを備える表面電位センサにおいて、
前記表面電位の検出を行う検出モードと、前記検出信号レベルを補正するための補正データの設定を行う設定モードとを切り換えるモード切換手段と、
前記補正モード時に、前記サンプル手段で取得された検出信号レベルと、あらかじめ設定された基準値にもとづいて前記補正データの設定を行う補正データ設定手段と、
前記補正データ設定手段で設定された補正データを記憶する記憶手段と、
前記検出モード時に、前記サンプル手段で取得された検出信号レベルを、前記記憶手段に記憶される補正データによって補正する補正手段と、を備え、
前記検出手段は、前記補正手段で補正された検出信号レベルにもとづいて前記測定対象物の表面電位を検出することを特徴とする表面電位センサ。
【請求項２】
前記サンプル手段は、
前記トリガ信号にもとづき、所定期間、所定のタイミングごとに前記検出信号レベルを順次取得するよう構成されてなり、
前記補正データ設定手段は、
前記サンプル手段で取得される前記所定タイミングの検出信号レベルごとに、前記補正データの設定を行うよう構成されてなり、
前記記憶手段は、
前記補正データ設定手段で設定された各タイミングごとの補正データを、当該タイミングと対応付けて記憶するよう構成されてなり、
前記補正手段は、
前記サンプル手段で前記所定タイミングごとに順次取得された検出信号レベルを、前記記憶手段に記憶される各タイミングと対応する補正データによって補正するよう構成されてなることを特徴とする請求項１の表面電位センサ。
【請求項３】
前記サンプル手段における前記所定期間に所定回数の検出信号レベルを取得するように、前記サンプル手段の所定タイミングを設定するタイミング設定手段を備えることを特徴とする請求項２の表面電位センサ。
【請求項４】
前記補正モード時において、前記サンプル手段で取得した前記検出信号レベルと基準レベルとの比較を行う比較手段を備え、
前記補正データ設定手段は、前記比較手段にて前記検出信号レベルが前記基準レベル以下のときは、そのタイミングにおける補正データの設定を行わないことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの表面電位センサ。
【請求項５】
前記設定モード時に、前記補正データ設定手段による前記補正データの設定動作結果を、外部に報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかの表面電位センサ。
【請求項６】
前記サンプル手段は、
前記設定モード時において、前記トリガ信号にもとづいて、複数の前記測定対象物を前記検知電極の検知領域内に順次配置したときの検出信号レベルを順次取得するよう構成されてなり、
前記補正データ設定手段は、
前記サンプル手段で取得される複数の検出信号レベルの平均値と、前記基準値とにもとづいて前記補正データの設定を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかの表面電位センサ。
【請求項７】
前記サンプル手段は、
前記設定モード時において、前記トリガ信号にもとづいて、複数の前記測定対象物を前記検知電極の検知領域内に順次移動させたときの検出信号レベルを前記所定のタイミングごとに順次取得するよう構成されてなり、
前記補正データ設定手段は、
前記サンプル手段で前記検出信号レベルが取得される前記所定タイミングごとに、取得された複数の検出信号レベルの平均値と、前記基準値とにもとづいて各タイミングの前記補正データの設定を行うことを特徴とする請求項６の表面電位センサ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかの表面電位センサと、
前記測定対象物へ所定の電圧を印加可能な電圧印加装置と、からなる表面電位検出システムであって、
前記表面電位センサと前記電圧印加装置とは、伝送信号の伝送が可能な伝送手段を備えてなり、
前記電圧印加装置は、前記測定対象物へ印加する電圧に応じた情報を前記伝送手段によって前記表面電位センサへ伝送し、
前記表面電位センサは、
前記伝送手段によって伝送された情報から前記電圧印加装置の電圧レベルにもとづく前記基準値を前記記憶手段に記憶させることを特徴とする表面電位検出システム。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかの表面電位センサと、
前記測定対象物へ所定の電圧を印加可能な電圧印加装置と、からなる表面電位検出システムであって、
前記モード切換手段により前記設定モードに設定されることに応じて、当該設定モードに対応した信号を前記電圧印加装置に伝送するモード信号伝送手段を備え、
前記電圧印加装置は、その伝送されたモード信号に応じて前記測定対象物に対する電圧印加を行なうことを特徴とする表面電位検出システム。
【請求項１０】
検知電極と、前記検知電極と測定対象物との間に生じる電界の強度に応じた検出信号を出力するセンサ部とを備える表面電位センサにおいて、
前記検出信号レベルの補正データを設定する表面電位センサの補正データ設定方法であって、
前記測定対象物を前記検知電極の検知範囲内の所定位置に配置し、外部の電圧印加装置にて前記測定対象物に所定の電圧を印加した状態で、外部から前記トリガ信号を受けると前記サンプル手段にて前記検出信号レベルを取得する第一ステップと、
前記第一ステップで取得された前記検出信号レベルと、あらかじめ定められた基準値とから前記補正データを演算して設定する第二ステップと、を備えたことを特徴とする表面電位センサの補正データ設定方法。
【請求項１１】
検知電極と、前記検知電極と測定対象物との間に生じる電界の強度に応じた検出信号を出力するセンサ部とを備える表面電位センサにおいて、
前記検出信号レベルの補正データを設定する表面電位センサの補正データ設定方法であって、
前記測定対象物を前記検知範囲内で移動させ、かつ外部の電圧印加装置にて前記測定対象物に所定の電圧を印加したときに、外部からの前記トリガ信号にもとづいて所定タイミングごとに前記サンプル手段にて前記検出信号レベルを順次取得する第一ステップと、
前記第一ステップで前記所定タイミングごとに前記検出信号レベルが取得されると、その前記検出信号レベルとあらかじめ定められた基準値とから前記補正データを演算してそのタイミングにおける補正データとして設定する第二ステップと、を備えたことを特徴とする表面電位センサの補正データ設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面電位センサ、表面電位検出システム、及び表面電位センサの補正データ設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、帯電物に対して検知電極を接近させて、両間に生ずる電界の強度に基づいて帯電物の表面電位を計測するセンサが広く知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３７４７３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような表面電位センサは、ワークが発生する電界を検出するという原理上、距離が離れると検出値が小さくなり、逆に距離が近くなると検出値が大きくなるという特性を有する。そこで、検出を行う際には、例えば予め取得されている検出距離、ワークのサイズ、検出値の関係を対応付けたデータベースなどを用い、条件を特定した上で検出を行うようにしている。
【０００４】
しかしながら、実際には検出距離やワークサイズだけでなく、ワークの傾きやワーク中心からの位置、周囲の物体の位置や帯電状況など、様々な要因が検出に影響を及ぼすため、予め条件設定しておくことのみで精度高い検出を行なうことは難しい。従って、実際の検出環境を適切に反映して精度高く補正しうる補正データの取得が求められ、またそのような補正データの取得を作業性良く行なうことが求められている。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、表面電位センサからの検出信号のレベルを精度高く補正しうる補正データを、作業性良く取得できる構成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】
【０００６】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、
検知電極と、前記検知電極と測定対象物との間に生じる電界の強度に応じた検出信号を出力するセンサ部と、
トリガ信号にもとづき前記検出信号レベルを取得するサンプル手段と、
前記サンプル手段で取得された検出信号レベルに基づいて前記測定対象物の表面電位を検出する検出手段とを備える表面電位センサにおいて、
前記表面電位の検出を行う検出モードと、前記検出信号レベルを補正するための補正データの設定を行う設定モードとを切り換えるモード切換手段と、
前記補正モード時に、前記サンプル手段で取得された検出信号レベルと、あらかじめ設定された基準値にもとづいて前記補正データの設定を行う補正データ設定手段と、
前記補正データ設定手段で設定された補正データを記憶する記憶手段と、
前記検出モード時に、前記サンプル手段で取得された検出信号レベルを、前記記憶手段に記憶される補正データによって補正する補正手段と、を備え、
前記検出手段は、前記補正手段で補正された検出信号レベルにもとづいて前記測定対象物の表面電位を検出することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の表面電位センサにおいて、
前記サンプル手段は、
前記トリガ信号にもとづき、所定期間、所定のタイミングごとに前記検出信号レベルを順次取得するよう構成されてなり、
前記補正データ設定手段は、
前記サンプル手段で取得される前記所定タイミングの検出信号レベルごとに、前記補正データの設定を行うよう構成されてなり、
前記記憶手段は、
前記補正データ設定手段で設定された各タイミングごとの補正データを、当該タイミングと対応付けて記憶するよう構成されてなり、
前記補正手段は、
前記サンプル手段で前記所定タイミングごとに順次取得された検出信号レベルを、前記記憶手段に記憶される各タイミングと対応する補正データによって補正するよう構成されてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２の表面電位センサにおいて、
前記サンプル手段における前記所定期間に所定回数の検出信号レベルを取得するように、前記サンプル手段の所定タイミングを設定するタイミング設定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の表面電位センサにおいて、
前記補正モード時において、前記サンプル手段で取得した前記検出信号レベルと基準レベルとの比較を行う比較手段を備え、
前記補正データ設定手段は、前記比較手段にて前記検出信号レベルが前記基準レベル以下のときは、そのタイミングにおける補正データの設定を行わないことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの表面電位センサにおいて、
前記設定モード時に、前記補正データ設定手段による前記補正データの設定動作結果を、外部に報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の表面電位センサにおいて、
前記サンプル手段は、
前記設定モード時において、前記トリガ信号にもとづいて、複数の前記測定対象物を前記検知電極の検知領域内に順次配置したときの検出信号レベルを順次取得するよう構成されてなり、
前記補正データ設定手段は、
前記サンプル手段で取得される複数の検出信号レベルの平均値と、前記基準値とにもとづいて前記補正データの設定を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６の表面電位センサにおいて、
前記サンプル手段は、
前記設定モード時において、前記トリガ信号にもとづいて、複数の前記測定対象物を前記検知電極の検知領域内に順次移動させたときの検出信号レベルを前記所定のタイミングごとに順次取得するよう構成されてなり、
前記補正データ設定手段は、
前記サンプル手段で前記検出信号レベルが取得される前記所定タイミングごとに、取得された複数の検出信号レベルの平均値と、前記基準値とにもとづいて各タイミングの前記補正データの設定を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の表面電位センサと、
前記測定対象物へ所定の電圧を印加可能な電圧印加装置と、からなる表面電位検出システムであって、
前記表面電位センサと前記電圧印加装置とは、伝送信号の伝送が可能な伝送手段を備えてなり、
前記電圧印加装置は、前記測定対象物へ印加する電圧に応じた情報を前記伝送手段によって前記表面電位センサへ伝送し、
前記表面電位センサは、
前記伝送手段によって伝送された情報から前記電圧印加装置の電圧レベルにもとづく前記基準値を前記記憶手段に記憶させることを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかの表面電位センサと、
前記測定対象物へ所定の電圧を印加可能な電圧印加装置と、からなる表面電位検出システムであって、
前記モード切換手段により前記設定モードに設定されることに応じて、当該設定モードに対応した信号を前記電圧印加装置に伝送するモード信号伝送手段を備え、
前記電圧印加装置は、その伝送されたモード信号に応じて前記測定対象物に対する電圧印加を行なうことを特徴とする。
【００１５】
請求項１０の発明は、
検知電極と、前記検知電極と測定対象物との間に生じる電界の強度に応じた検出信号を出力するセンサ部とを備える表面電位センサにおいて、
前記検出信号レベルの補正データを設定する表面電位センサの補正データ設定方法であって、
前記測定対象物を前記検知電極の検知範囲内の所定位置に配置し、外部の電圧印加装置にて前記測定対象物に所定の電圧を印加した状態で、外部から前記トリガ信号を受けると前記サンプル手段にて前記検出信号レベルを取得する第一ステップと、
前記第一ステップで取得された前記検出信号レベルと、あらかじめ定められた基準値とから前記補正データを演算して設定する第二ステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１１の発明は、
検知電極と、前記検知電極と測定対象物との間に生じる電界の強度に応じた検出信号を出力するセンサ部とを備える表面電位センサにおいて、
前記検出信号レベルの補正データを設定する表面電位センサの補正データ設定方法であって、
前記測定対象物を前記検知範囲内で移動させ、かつ外部の電圧印加装置にて前記測定対象物に所定の電圧を印加したときに、外部からの前記トリガ信号にもとづいて所定タイミングごとに前記サンプル手段にて前記検出信号レベルを順次取得する第一ステップと、
前記第一ステップで前記所定タイミングごとに前記検出信号レベルが取得されると、その前記検出信号レベルとあらかじめ定められた基準値とから前記補正データを演算してそのタイミングにおける補正データとして設定する第二ステップと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、実際にサンプリングされた検出信号のレベルと記憶手段に記憶される基準値のレベルとに基づいて検出信号のレベルを適切に補正することができる。特に、補正データを得るために必要な基準値が予め記憶されているので、基準値を別途設定する作業等が必要とならず、作業性を良好に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図２によって説明する。以下の説明において、前後方向、高さ方向はそれぞれ図１を基準に定めるものとする。
【００１９】
図１は、表面電位検出センサ（以下、単に検出センサとよぶ）Ｓの斜視図である。検出センサＳは、ケーシング２０内に、回路基板（図１では図示せず）及び、検知電極２３などを収容している。ケーシング２０は、前面が基板収容口２１Ａとして開放するボックス状のケーシング本体２１と、蓋部材３１とから構成されている。ケーシング本体２１は、基板収容口２１Ａを蓋部材３１で閉止することで密閉されるようになっている。
【００２０】
また、ケーシング本体２１は、親水性ポリマーなどの帯電防止剤が混入された帯電防止樹脂よりなる。一方、蓋部材３１は金属製とされ、図示しないアース手段によって接地されている（図２参照）。尚、本実施形態において、ケーシング本体２１には、その全体に亘って、前述の帯電防止剤を混入させてある。
【００２１】
ケーシング本体２１の一側面２２には取付孔２２Ａが、上下に設けられている。この取付孔２２Ａは、各種取付具（図示略）を装着するためのものである。すなわち、この取付具を介して検出センサＳを他の機器等に固定できるようになっている。また、ケーシング本体２１の下面からは、電気ケーブル４０が導出されている。この電気ケーブル４０は、電力線並びに信号線をよりなる心線を、樹脂材で被覆したものであり、この樹脂材にも親水性ポリマーなどの帯電防止剤が混入されている。
【００２２】
蓋部材３１のうち、基板収容口２１Ａを閉止する前面は検出面３２とされている。同検出面３２の上部は、所定幅に渡ってケーシング２０の内方に凹ませてあり、その中央部に検知孔３５が設けられている。
【００２３】
検知孔３５は蓋部材３０を前後に貫通し、ケーシング２０の内部に連通している。そして、ケーシング２０の内部であって、検知孔３５の対向位置にはセンサ部２４が配置されている（図２参照）。
【００２４】
図２に示す符号３００はセンサ部、符号３０３はバッファ、符号３１０は信号処理部である。図３に示すように、センサ部３００は、測定対象物としての帯電物Ｗに検知電極３０５を対向して位置させたときに、両間に生ずる電界Ｅの強度を検出し、それに応じたレベルの検出信号Ｓａを出力する機能を有する。バッファ３０３は、インピーダンス変換器として機能する。
【００２５】
このような表面電位の検出原理は公知であるので詳細な説明は省略するが、簡潔に述べると、ワークが所定電位に帯電している場合、その帯電量に応じた強度の電界が検出窓を３０１Ａを跨いで構成される。ワークＷの帯電量に応じて検出窓３０１及びチョッパ３０２を抜けるように構成される電界により検知電極はワークＷの表面電位とは反対極性で帯電する。
【００２６】
ここで、チョッパ３０２の振動壁３０２Ｃ，３０２Ｄは圧電素子３０２Ａ、３０２Ｂの存在により矢印方向に振動しており、互いに接近、離間するようになっている。従って、振動壁３０２Ｃ、３０２Ｄが接近するときは振動壁間を通る電界強度が減少するため、検知電極３０５の帯電量が減少し、逆に振動壁３０２Ｃ，３０２Ｄが離間するときは、振動壁間を通る電界強度が増加するため、検知電極３０５の帯電量は増加する。このような検知電極３０５の帯電量の変化によりバッファ３０２からは交流電圧が出力されることとなる。ワークＷの帯電量が大きい場合には、電界強度の増減の度合いが大きく、検知電極の帯電量の増減の度合いが大きくなるため、出力される交流電圧の振幅は大きくなる。逆に、ワークＷの帯電量が小さい場合には、電界強度の増減の度合いが小さく、検知電極の帯電量の増減の度合いが小さくなるため、出力される交流電圧の振幅は小さくなる。従って、交流電圧の振幅が得られればワークＷの帯電量が特定できることとなる。
【００２７】
また、信号処理部２７は、センサ部３００から出力された検出信号Ｓａを信号処理して出力信号Ｓｂとして出力するものである。出力信号Ｓｂより帯電物Ｗの表面電位を知ることが出来る。
【００２８】
次に、このような表面電位センサＳを備えた表面電位検出センサシステムについて説明する。図４は、実施形態１に係る表面電位検出センサシステム１を説明する説明図であり、図５は、表面電位センサＳの機能ブロック図である。
【００２９】
センサシステム１は、センサ部３００とコントローラ１００からなる表面電位センサＳと、電圧発生ユニット２００とを備えてなるものである。なお、表面電位センサＳは、上述のように、センサ部３００から出力される検出信号のレベルに基づいて測定対象物Ｗの表面電位を検出する検出手段を備えている。なお、本実施形態では、ＣＰＵ１１０が検出手段としての機能を有している。
【００３０】
さらに、図５に示すように、補正データの基準となるべき基準値を記憶する記憶手段してのＲＯＭ，ＲＡＭ、不揮発性メモリ等のメモリ１２０を有している。ＣＰＵ１１０は、所定のタイミングで検出信号のレベルをサンプリングするサンプル手段としての機能、そのサンプリングされた検出信号のレベルと、記憶手段に記憶される基準値のレベルとに基づいて補正データを求める演算手段としての機能、検出に用いる検出信号のレベルを補正データに基づいて補正する補正手段としての機能を有しており、補正手段にて補正された後の検出信号のレベルに基づいて測定対象物の表面電位を検出する構成をなしている。
【００３１】
一方、電圧発生ユニット２００は、電圧発生手段、電圧発生装置の一例に相当するものであり、測定対象物Ｗに対して所定電圧を印加する構成をなしている。図４、図５の構成では、メモリ１２０に、電圧発生ユニット２００による印加電圧Ｖ１の値が基準値として記憶されており、電圧発生ユニット２００による測定対象物Ｗに対する電圧Ｖ１の印加中に、ＣＰＵ１１０は、所定のタイミングで検出信号のレベルをサンプリングする。そのサンプリングされた検出信号のレベルがＶ２である場合、そのサンプリングされた検出信号のレベルＶ２と、メモリ１２０に記憶される基準値（即ち電圧Ｖ１）のレベルとに基づいて補正データを求める。補正データは、例えばセンサ部３００にて検出された検出信号のレベルに加算する加算値とすることができ、例えばサンプリングされた検出信号のレベルがＶ２であり、電圧発生ユニット２００による印加電圧がＶ１である場合、その差Ｖ１−Ｖ２を補正データとすることができる。
【００３２】
上記のような補正データＶ１−Ｖ２が得られた場合、検出モードによって検出を行うときには、センサ部３００にて検出される検出信号のレベルＶａに対して補正データを加算したＶａ＋Ｖ１−Ｖ２（即ち補正後の検出信号のレベル）を表面電位レベルとすることができる。
【００３３】
補正データは上記のような加算すべき値（加算値）でなくてもよい。例えば、センサ部３００にて検出された検出信号のレベルに乗ずべき乗算値とすることもできる。例えば、サンプリングされた検出信号のレベルがＶ２であり、電圧発生ユニット２００による印加電圧がＶ１である場合、Ｖ１／Ｖ２を補正データとすることができる。検出モードによって検出を行うときには、センサ部３００にて検出される検出信号のレベルＶａに対して補正データを乗算したＶａ×Ｖ１／Ｖ２を表面電位レベルとすることができる。
【００３４】
また、コントローラ１００のＣＰＵ１１０は、電圧発生ユニット２００（電圧印加手段）に対して信号を伝送する伝送手段としての機能と、上記補正データを求める補正モードと、測定対象物の表面電位と検出する検出モードと、を切り換える切換手段としての機能をも有している。具体的には操作スイッチ１０１に対する所定走査に応じて検出モードと補正モードとを切り換える構成をなしている。またＣＰＵ１１０は、伝送制御手段としての機能をも有し、、補正モードに切り換えられたときに、電圧発生ユニット２００に対して第１トリガ信号を伝送し、検出モードに切り換えられたときには電圧発生ユニット２００に対して第２トリガ信号を伝送する構成をなしている。電圧発生ユニット２００内部にはＣＰＵ等の制御回路が設けられており、ＣＰＵ１１０からの第１トリガ信号の伝送に応じて測定対象物Ｗに対する所定電圧Ｖ１の電圧印加を開始し、第２トリガ信号の伝送に応じて測定対象物に対する電圧印加を停止するように制御がなされる。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、検知電極３０５と、検知電極３０５と測定対象物Ｗとの間に生じる電界の強度に応じた検出信号を出力するセンサ部３００と、トリガ信号にもとづき検出信号レベルを取得するＣＵＰ１１０（サンプル手段）と、取得された検出信号レベルに基づいて測定対象物Ｗの表面電位を検出する検出手段（ＣＰＵ１１０が検出手段の一例に相当する）とを備えている。さらに、表面電位の検出を行う検出モードと、検出信号レベルを補正するための補正データの設定を行う設定モードとを切り換えるモード切換手段（ＣＰＵ１１０）と、補正モード時に、取得された検出信号レベルと、あらかじめ設定された基準値にもとづいて補正データの設定を行う補正データ設定手段（ＣＰＵ１１０）と、その設定された補正データを記憶するメモリ１２０（記憶手段）と、検出モード時に、サンプル手段で取得された検出信号レベルを、記憶手段に記憶される補正データによって補正する補正手段（ＣＰＵ１１０）と、を備え、検出手段たるＣＰＵ１１０は、その補正された検出信号レベルにもとづいて測定対象物Ｗの表面電位を検出している。
【００３６】
したがって、実際にサンプリングされた検出信号のレベルとメモリ１２０（記憶手段）に記憶される基準値のレベルとに基づいて検出信号のレベルを適切に補正することができる。特に、補正データを得るために必要な基準値が予め記憶されているので、基準値を別途設定する作業等が必要とならず、作業性を良好に向上することができる。
【００３７】
また、補正モード時において、サンプル手段で取得した検出信号レベルと基準レベルとの比較を行う比較手段を備え、補正データ設定手段は、比較手段にて検出信号レベルが基準レベル以下のときは、そのタイミングにおける補正データの設定を行わないようにしてもよい。このようにすれば、補正データが不適切な低いレベルのデータに基づくものでなくなる。
【００３８】
また、設定モード時に、補正データ設定手段による補正データの設定動作結果を、外部に報知する報知手段を備えている。このようにすれば、設定が行なわれなかったり、良好に行なわれた等の情報をユーザに伝達でき、作業環境の一層の向上を図ることができる。
【００３９】
なお、サンプル手段たるＣＰＵ１１０は、設定モード時において、トリガ信号にもとづいて、複数の測定対象物を検知電極の検知領域内に順次配置したときの検出信号レベルを順次取得するよう構成されてなるが、補正データ設定手段たるＣＰＵ１１０は、サンプル手段で取得される複数の検出信号レベルの平均値と、基準値とにもとづいて補正データの設定を行うようにしてもよい。このようにすればより精度高い補正データの設定が可能となる。
【００４０】
表面電位センサと電圧印加装置とは、伝送信号の伝送が可能な伝送手段を備えてなり、電圧印加装置は、測定対象物へ印加する電圧に応じた情報を伝送手段によって表面電位センサへ伝送し、表面電位センサは、伝送手段によって伝送された情報から電圧印加装置の電圧レベルにもとづく基準値を記憶手段に記憶させている。このようにすれば、印加電圧レベルを的確に把握でき、より適切な補正データの生成が可能となる。
【００４１】
また、モード切換手段により設定モードに設定されることに応じて、当該設定モードに対応した信号を電圧印加装置に伝送するモード信号伝送手段を備え、電圧印加装置は、その伝送されたモード信号に応じて測定対象物に対する電圧印加を行なうようにしている。このようにすれば、適切なタイミングで測定対象物に電圧を印加できるようになる。
【００４２】
また、本実施形態に係る表面電位センサの補正データ設定方法では、測定対象物を検知電極の検知範囲内の所定位置に配置し、外部の電圧印加装置にて測定対象物に所定の電圧を印加した状態で、外部からトリガ信号を受けるとサンプル手段にて検出信号レベルを取得する第一ステップと、第一ステップで取得された検出信号レベルと、あらかじめ定められた基準値とから補正データを演算して設定する第二ステップと、を実施している。
【００４３】
また、測定対象物に対して所定電圧を印加する電圧印加手段を備え、その所定電圧レベルは、記憶手段に記憶される基準値と等しく設定されるようになっている。従って、測定対象物が基準値に等しい電圧レベルに維持されるため、サンプリングされた検出信号のレベルが実レベルとどの程度相違しているかを適切に把握できるようになる。
【００４４】
また、電圧印加手段に対して信号を伝送する伝送手段と、演算手段によって補正データを求める補正モードと、検出手段によって測定対象物の表面電位と検出する検出モードと、を切り換える切換手段と、切換手段にて補正モードに切り換えられたときに、伝送手段によって電圧印加手段に第１トリガ信号を伝送し、検出モードに切り換えられたときに伝送手段によって電圧印加手段に第２トリガ信号を伝送する伝送制御手段と、を備え、電圧印加手段は、第１トリガ信号の伝送に応じて測定対象物に対する電圧印加を開始し、第２トリガ信号の伝送に応じて測定対象物に対する電圧印加を停止するようにしている。この構成によれば、補正モードと検出モードとの切換に応じて電圧印加手段からの電圧印加を開始或いは停止制御できる。従って、電圧印加手段を適切なタイミングで印加開始或いは停止させることができ、さらにそのような印加開始或いは停止のための手間を大幅に省略できる。
【００４５】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を説明する。図６は、実施形態２に係る表面電位検出センサシステムを説明する説明図である。
実施形態２は、実施形態１の構成に電圧センサ４００を加えた点、電圧センサ４００による検出電圧を基準値としている点が実施形態１と異なり、それ以外は実施形態１と同様である。よって同様の部分については同一の符号を付すとともに適宜図１〜図５を参照し、詳細な説明は省略することとする。
【００４６】
本実施形態でも、測定対象物Ｗに対して所定電圧Ｖ１を印加する電圧発生ユニット２００（電圧印加手段）を備え、サンプル手段たるＣＰＵ１１０（図５）は、電圧発生ユニット２００によって測定対処物Ｗに対して所定電圧が印加されているときに検出信号のレベルをサンプリングする構成をなしている。
【００４７】
一方、電圧測定手段、伝達手段の一例に相当する電圧センサ４００によって電圧発生ユニット２００から測定対象物Ｗに印加される電圧レベルを測定し、記憶制御手段としてのＣＰＵ１１０は、その測定された電圧レベルを基準値として記憶手段たるメモリ１２０に記憶させている。
【００４８】
この構成では、コントローラ１００で予め印加電圧値が既知でなくても印加電圧値を容易に把握できかつ基準値として記憶しておくことができる。なお、その印加電圧値と同一値の基準値を用いて補正データを生成する方法、及び、その補正データによって検出レベルを補正する方法は実施形態１と同様である。
【００４９】
この構成によれば、測定対象物Ｗに印加される電圧レベルを測定することにより実レベルをより的確に把握でき、サンプリングされた検出信号のレベルが実レベルとどの程度相違しているかを適切に把握できるようになる。特に電圧センサ４００（電圧測定手段）によって測定された電圧レベルによって基準値が設定されるため、測定対象物Ｗへの印加電圧と等しい基準値が自動的に設定されるようになり、基準値にあわせて印加電圧レベルを調整する等の作業を省略できる。
【００５０】
＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を図７、図８を参照して説明する。なお、図７は、実施形態３に係る表面電位検出センサシステムを説明する説明図であり、図８は、実施形態３における測定値とワーク電位との関係等を説明するグラフである。
【００５１】
図７に示すように、本実施形態での測定対象物Ｗは、測定領域を速度Ｖｓで移動するものであり、サンプル手段たるＣＰＵ１１０は、測定対象物Ｗが測定領域内に存在する期間、所定タイミングで検出信号のレベルをサンプリングする構成をなしている。具体的には図８のように、時間に応じて検出信号のレベルが変化するようになっており、ＣＰＵ１１０は、一定時間間隔Ｔおきにサンプリングしている。
【００５２】
演算手段たるＣＰＵ１１０は、各サンプリングタイミングごとの検出信号のレベルと基準値のレベルとに基づいて補正データを各サンプリングタイミングごとに生成する。つまり、時間ｔ１のタイミングで、検出信号のレベルがＲ１だった場合、既知のワーク電位Ｖ１とｔ１における検出信号のレベルＲ１とに基づいて、ｔ１と対応する補正データを作成する。この場合も実施形態１と同様に、検出モードにおいて検出信号のレベルに加算すべきデータとしてもよく、検出モードにおいて検出信号のレベルに乗算すべきデータとしてもよい。
【００５３】
例えば、乗算すべきデータとする場合には、Ｒ１に対するＶ１の比率Ｖ１／Ｒ１をタイミングｔ１に対応した補正データとして登録する。同様に、Ｒ２に対するＶ１の比率Ｖ１／Ｒ２をタイミングｔ２に対応した補正データとし、Ｒ３に対するＶ１の比率Ｖ１／Ｒ３をタイミングｔ３に対応した補正データとするといった具合で、ｔ１〜ｔ９までの各タイミングに対応した補正データを求める、その求められた補正データを各サンプリングタイミングと対応付けてメモリ１２０に記憶する。なお、ＣＰＵ１１０は、このような記憶制御を行う補正データ記憶制御手段に相当する。より詳しくは、ｔ１とＶ１／Ｒ１とを対応付け、ｔ２とＶ１／Ｒ２、ｔ３とＶ１／Ｒ３をそれぞれ対応付ける具合でそれぞれ記憶する。このような記憶方法とすることにより、タイミングが特定できれば、そのタイミングにあった補正データが取得できるようになる。
【００５４】
そして、移動する測定対象物Ｗの表面電位をＣＰＵ１１０によって検出する際、より詳しくはサンプリングの時の速度の同一速度で移動する測定対象物Ｗの表面電位を検出する場合、各サンプリングタイミングｔ１〜ｔ９ごとの検出信号のレベルを、各サンプリングタイミングと対応づけて記憶された補正データによって補正する。つまり、検出モードにおいて移動する測定対象物Ｗの表面電位を測定する場合、各タイミングｔ１〜ｔ９でそれぞれ検出信号のレベルを取得すると共に、各タイミングｔ１〜ｔ９それぞれに対応した補正データを用いて検出信号のレベルを補正することとなる。例えば、タイミングｔ１での検出信号のレベルがＶｎだった場合、このＶｎをタイミングｔ１固有の補正データＶ１／Ｒ１を乗ずるように補正し、補正後の検出信号のレベルＶｍ×Ｖ１／Ｒ１に基づいて検出を行う。同様に、タイミングｔ２での検出信号のレベルがＶｍだった場合、このＶｍをタイミングｔ２固有の補正データＶ１／Ｒ２を乗ずるように補正し、補正後の検出信号のレベルＶｍ×Ｖ１／Ｒ２に基づいて検出を行う。
【００５５】
本実施形態によれば、これにより、サンプリングタイミングごとにタイミングに応じた補正をすることができるようになるため、移動する測定対象物に対して良好に表面電位測定を行なうことができるようになる。
【００５６】
以上のように、本実施形態では、サンプル手段としてのＣＰＵ１１０は、トリガ信号にもとづき、所定期間、所定のタイミングごとに検出信号レベルを順次取得するよう構成されてなり、補正データ設定手段として機能するＣＰＵ１１０は、その取得される所定タイミングの検出信号レベルごとに、補正データの設定を行うよう構成されている。記憶手段たるメモリ１２０は、ＣＰＵ１１０（補正データ設定手段）で設定された各タイミングごとの補正データを、当該タイミングと対応付けて記憶するよう構成されてなり、ＣＰＵ１１０（補正手段）は、サンプル手段で所定タイミングごとに順次取得された検出信号レベルを、メモリ１２０（記憶手段）に記憶される各タイミングと対応する補正データによって補正するよう構成されている。
【００５７】
また、ＣＰＵ１１０（サンプル手段）における所定期間に所定回数の検出信号レベルを取得するように、ＣＰＵ１１０（サンプル手段）の所定タイミングを設定するようにしている。ＣＰＵ１１０はこのような機能を有するタイミング設定手段に相当する。なお、所定期間は移動速度等に応じて変動する変動値であり、所定回数は一定値であるため、所定時間が特定されれば、それを所定回数で割ることによりサンプリング間隔を算出できる。
【００５８】
なお、サンプル手段たるＣＰＵ１１０は、設定モード時において、トリガ信号にもとづいて、複数の測定対象物を検知電極の検知領域内に順次移動させたときの検出信号レベルを所定のタイミングごとに順次取得するよう構成されてなるが、、補正データ設定手段たるＣＵ１１０は、サンプル手段で検出信号レベルが取得される所定タイミングごとに、取得された複数の検出信号レベルの平均値と、基準値とにもとづいて各タイミングの補正データの設定を行うようにしてもよい。このようにすれば、より精度高い補正データの設定が可能となる。
【００５９】
本実施形態に係る表面電位センサの補正データ設定方法は、検出信号レベルの補正データを設定する方法とされ、測定対象物Ｗを検知範囲内で移動させ、かつ外部の電圧発生ユニット２００（電圧印加装置）にて測定対象物Ｗに所定の電圧を印加したときに、外部からのトリガ信号にもとづいて所定タイミングごとにＣＰＵ１１０（サンプル手段）にて検出信号レベルを順次取得する第一ステップを実施する。さらに、第一ステップで所定タイミングごとに検出信号レベルが取得されると、その検出信号レベルとあらかじめ定められた基準値とから補正データを演算してそのタイミングにおける補正データとして設定する第二ステップを実施する。
【００６０】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６１】
伝達手段として電圧センサ４００を例示したが、これに限定されない。即ち、電圧発生ユニット２００側から印加電圧レベルをコントローラ１００側に伝達できればよく、例えば通信などによって電圧発生ユニット２００からコントローラ１００側に印加電圧レベルを伝達するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施形態１に係る、表面電位検出センサの斜視図
【図２】表面電位検出センサの断面図
【図３】センサ部の構成を概略的に説明する説明図
【図４】実施形態１に係る表面電位検出センサシステムを説明する説明図
【図５】実施形態１の表面電位センサの機能ブロック図
【図６】実施形態２に係る表面電位検出センサシステムを説明する説明図
【図７】実施形態３に係る表面電位検出センサシステムを説明する説明図
【図８】実施形態３における測定値とワーク電位との関係等を説明するグラフ
【符号の説明】
【００６３】
１…表面電位センサシステム
１１０…ＣＰＵ（サンプル手段、モード切換手段、補正データ設定手段、補正手段、比較手段、伝送手段、モード信号伝送手段、タイミング設定手段)
１２０…メモリ（記憶手段)
２００…電圧発生ユニット（電圧印加装置）
３００…センサ部
３０５…検知電極
４００…電圧センサ（伝達手段、電圧測定す段
Ｓ…表面電位センサ
Ｗ…測定対象物
【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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