JP2007047015A - 静電気測定装置および表面電位センサ - Google Patents

Abstract

【課題】測定する対象や用途などに応じて、好適な測定システムを構成するのが容易な静電気測定装置を提供する。
【解決手段】表面電位センサ２７と変位センサ３６とを、アンプ部３，３’を介して結合、分離可能に構成し、複数の表面電位センサ２７，２７…を結合した状態では、変位センサ３６で測定される距離のデータを、複数の表面電位センサ２７，２７…に伝送可能であり、各表面電位センサ２７，２７は、この距離のデータに基いて、測定される電位を補正して対象物の表面電位を算出するようにしている。
【選択図】図４

Description

本発明は、対象物の表面電位を非接触で測定する静電気測定装置およびこの静電気測定装置に用いられる表面電位センサに関する。

従来、絶縁物表面に帯電している静電気の電位を非接触で測定する静電気測定装置（表面電位測定器）がある（例えば、特許文献１参照）。

かかる静電気測定装置は、対象物に対向配置したセンサ電極に、静電誘導によって前記対象物の表面電位に応じたレベルの電位が生じるのを利用し、該センサ電極の電位レベルを検出することで、対象物の表面電位を測定するものである。
特開平８-１２９０４３号公報

前記センサ電極に生じる電位レベルは、対象物の表面電位だけでなく、対象物からの距離に依存し、表面電位が同じであっても、距離が異なれば、センサ電極に生じる電位レベルも異なることになる。

このため、上記特許文献１では、前記センサ電極を含む電位測定用のセンサ部と測距用のセンサ部とを同一の筐体に納めてセンサユニットを構成し、電位測定用のセンサ部で測定された電位を、測距用のセンサ部で測定された距離に基いて、距離補正を行なうように構成している。

このように電位測定用のセンサ部と測距用のセンサ部とが同一の筐体に収納されてセンサユニットが構成されているので、測定する対象物が面状に広がって単一のセンサユニットでは、測定できないような場合には、複数のセンサユニットおよびその信号を処理する本体ユニットを複数必要とし、コストが高くつくといった難点がある。

また、測定する対象物に応じて、レーザ式や超音波式などの種々の検出原理に基く測距用のセンサ部を使い分けるといったことができず、測定する対象や用途に応じたシステムを構成することが困難であった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、測定する対象や用途などに応じて、好適な測定システムを構成するのが容易な静電気測定装置を提供することを目的とする。

本発明の静電気測定装置は、対象物の表面電位に応じた電位を測定する表面電位センサと、該表面電位センサと前記対象物との間の距離を測定する変位センサとを、結合、分離可能に構成し、前記表面電位センサで測定される電位と前記距離との関係に基く補正データが記憶される補正データ記憶部と、前記変位センサで測定される前記距離および前記補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して前記対象物の表面電位を算出する演算部とを備え、前記補正データ記憶部は、前記表面電位センサに設けられている。

ここで、表面電位センサと変位センサとの結合、分離は、各センサ自体に設けられているコネクタによって行うのが好ましいが、専用の接続具を用いて行うようにしてもよい。

補正データは、補正テーブルや補正式などであってもよい。

本発明によると、表面電位センサと変位センサとは、結合、分離可能に構成されているので、対象物や用途などに応じて、検出原理の異なるセンサを結合させて使用することが可能となる。また、対象物との距離によって変化する表面電位センサの測定電位を、補正データを用いて補正することにより、精度よく対象物の表面電位を算出することができる。

また、本発明の静電気測定装置は、対象物の表面電位に応じた電位を測定する表面電位センサと、該表面電位センサと前記対象物との間の距離を測定する変位センサとを、結合、分離可能に構成し、前記表面電位センサは、固定距離で用いる場合に当該固定距離を入力する固定距離入力部と、当該固定距離を記憶する固定距離記憶部と、当該表面電位センサで測定される電位と前記距離との関係に基く補正データが記憶される補正データ記憶部と、前記変位センサと結合した状態では、前記変位センサで測定される前記距離および前記補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正するとともに、前記変位センサと分離した状態では、前記固定距離記憶部に記憶された距離における前記補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して前記対象物の表面電位を算出する演算部とを備えている。

本発明によると、表面電位センサと変位センサとは、結合、分離可能に構成されているので、対象物や用途などに応じて、検出原理の異なるセンサを結合させて使用することが可能となる。また、固定距離で表面電位を測定する場合には、その固定距離を、表面電位センサに入力することにより、表面電位センサ単独で表面電位を測定することが可能となる。

好ましい実施態様においては、前記変位センサと１または複数の前記表面電位センサとを結合した状態では、前記変位センサで測定される前記距離のデータを、前記１または複数の表面電位センサに伝送可能である。

この実施態様によると、１または複数の各表面電位センサでは、単一の変位センサから伝送される距離のデータを用いて電位の補正をそれぞれ行なうことができるので、対象物が面状に広がって測定する領域が大きい場合には、表面電位センサのみを増設すればよい。

一実施態様においては、前記表面電位センサおよび前記変位センサは、センサヘッド部とアンプ部とが接続コードを介して着脱自在に接続されるアンプ分離型センサであり、各アンプ部のケースの両側面には、コネクタが設けられ、前記変位センサのアンプ部と１または複数の前記表面電位センサの各アンプ部とを、側面の前記コネクタを介して一列に隣接させて結合することにより、前記変位センサで測定される前記距離のデータを、各表面電位センサに伝送可能としている。

この実施態様によると、アンプ分離型の表面電位センサおよび変位センサの各アンプ部を、コネクタを介して結合、分離させることにより、対象物の大きさに応じて、表面電位センサの数を増減させたり、対象物の材質等に応じて、検出原理の異なるセンサを組み合わせて用いることが可能となる。

好ましい実施態様においては、搬送される前記対象物の表面電位を測定するものであって、複数の前記表面電位センサのセンサヘッド部が、前記対象物にそれぞれ対向するように、前記搬送方向に対して非平行な方向に沿って配置されるものである。

この実施態様によると、面状に広い対象物が搬送される際に、複数の表面電位センサのセンサヘッド部を、搬送方向に非平行な方向、例えば、搬送方向に対して斜め方向、好ましくは、直交する方向に沿って配置して対象物の表面電位を測定することができる。

他の実施態様においては、前記変位センサで測定される前記距離に対して前記複数の表面電位センサそれぞれの距離を修正するための修正データを入力する修正データ入力部を備え、前記演算部は、前記変位センサで測定される前記距離を前記修正データで修正し、修正した距離を用いて前記対象物の表面電位を算出するものである。

この実施態様によると、例えば、単一の変位センサと複数の表面電位センサとを用いて、面状に広がる対象物の表面電位を測定するような場合において、各表面電位センサ毎に距離を修正することが可能となる。したがって、例えば、面状に広がる対象物が撓んでいるようなときには、各表面電位センサと対象物との間の距離は、表面電位センサの設置位置に応じて異なることになり、各表面電位センサ毎に、対象物の撓みに応じた修正データを入力することにより、変位センサで測定される距離を、その修正データでそれぞれ修正し、撓みを考慮した距離に修正し、その修正した距離を用いて電位を補正して表面電位を算出することができる。

他の実施態様においては、前記演算部は、複数の前記変位センサでそれぞれ測定される前記距離に基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して前記対象物の表面電位を算出するものである。

この実施態様によると、複数の変位センサでそれぞれ測定される距離を用いるので、例えば、対象物が傾斜しているような場合には、対象物との距離が最小および最大となる両端の距離を各変位センサでそれぞれ測定して補正するといったことが可能となる。

好ましい実施態様によると、前記補正データは、前記表面電位センサで測定される測定領域と前記距離との関係に基く測定サイズ補正データを含み、前記演算部は、前記変位センサで測定される前記距離および前記測定サイズ補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して標準サイズの表面電位を算出するものである。

この実施態様によると、距離に応じて測定領域の大きさが変化しても常に標準サイズの表面電位を算出することができる。

一実施態様においては、前記対象物のサイズを入力するサイズ入力部を備え、前記演算部は、前記標準サイズの表面電位を、前記入力されるサイズの表面電位に補正するものである。

この実施態様によると、対象物のサイズを入力することにより、そのサイズに対応した表面電位が算出されることになる。

本発明の表面電位センサは、対象物の表面電位を測定する表面電位センサであって、当該表面電位センサと前記対象物との間の距離を測定する変位センサに、結合、分離可能に構成され、当該表面電位センサで測定される電位と前記距離との関係に基く補正データが記憶される補正データ記憶部と、前記変位センサで測定される前記距離および前記補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して前記対象物の表面電位を算出する演算部とを備えている。

本発明によると、当該表面電位センサと変位センサとは、結合、分離可能に構成されているので、対象物や用途などに応じて、検出原理の異なるセンサを結合させて使用することが可能となる。また、対象物との距離によって変化する表面電位センサの測定電位を、補正データを用いて補正することにより、精度よく対象物の表面電位を算出することができる。

好ましい実施態様においては、前記変位センサと１または複数の当該表面電位センサとを結合した状態では、前記変位センサで測定される前記距離のデータが、前記１または複数の当該表面電位センサに伝送可能である。

この実施態様によると、１または複数の当該表面電位センサでは、単一の変位センサで測定される距離のデータを用いてそれぞれ補正を行なうことができるので、対象物が面状に広がって測定する領域が大きい場合には、当該表面電位センサのみを増設すればよい。

本発明によると、表面電位センサと変位センサとは、結合、分離可能に構成されているので、用途や対象物などに応じて、検出原理の異なるセンサを組み合わせて表面電位を測定することが可能となる。また、対象物との距離によって変化する表面電位センサの測定電位を、補正データを用いて補正することにより、精度よく対象物の表面電位を算出することができる。

以下に、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の静電気測定装置は、後述の図４に示すように、対象物の表面電位を測定する表面電位センサ２７と、この表面電位センサ２７から対象物までの距離を測定するレーザ式の変位センサ３６とを備えている。

図１は、本発明に係る表面電位センサ２７の外観を示す斜視図である。この実施の形態の表面電位センサ２７は、ヘッド部１とアンプ部３との間にプリアンプ部２を介装させて構成されている。

４は、プリアンプ部２を支持する支持部材であるが、この支持部材４は必要に応じて使用されるもので、プリアンプ部２の設置や動作に何等影響を及ぼすものではない。

ヘッド部１とプリアンプ部２とは、電気コード５により接続される。

プリアンプ部２とアンプ部３には、それぞれ電気コード６ａ，６ｂが取り付けられる。これらの電気コード６ａ，６ｂには、電源の供給ラインを含む複数の信号線が含まれる。なお、電気コード６ａ，６ｂは、それぞれプリアンプ部２，アンプ部３の本体内部に挿入され、各信号線は内部の配線基板にはんだ付けされる。また各電気コード６ａ，６ｂの先端にはそれぞれ中継用コネクタ７ａ，７ｂが設けられる。プリアンプ部２側のコネクタ７ａは雄型、アンプ部３側のコネクタ７ｂは雌型であり、これらコネクタ７ａ，７ｂを接続することによって、プリアンプ部２とアンプ部３とは、各信号線を介して接続された状態になる。

アンプ部３は、測定演算した表面電位をディジタル表示する機能や、前記表面電位を所定のしきい値と比較して、対象物の表面電位の判定信号を出力する機能を具備する。

アンプ部３の本体を形成するケース体３０の内部には、上記の演算処理や信号出力のための回路が組み込まれる。また、このケース体３０の上面には、前記表面電位をディジタル表示するための表示器３１、判定信号のオン状態を示すための表示灯３２、各種設定を行うためのキースイッチ３３などが配備される。このキースイッチ３３によって、距離やサイズ等の補正機能の設定あるいは変位センサ３６から与えられる距離を修正するための修正係数、あるいは、対象物との距離が既知であるような場合に、その距離等の設定入力がなされる。なお、図中の３４は、上面を保護するための透明カバーである。

図２は、変位センサ３６の変位センサヘッド部９の斜視図である。変位センサヘッド部９は、直方体状のケース１０を有する。ケース１０の前面側には投受光窓１１が設けられ、また後面側からは電気コード１２が引き出され、その先端には丸形コネクタ１３が取り付けられている。

この変位センサヘッド部９内には、光源、投光光学系、受光光学系、位置検出素子、投光用並びに受光用回路等が内蔵されている。そして、投光用回路への入力信号や受光用回路からの出力信号等が電気コード１２を流れることとなる。

この変位センサヘッド部９は、図１の表面電位センサ２７のアンプ部３のケース本体３０と同一の規格のケースのアンプ部に接続される。

図３は、変位センサ３６のアンプ部３’と表面電位センサ２７のアンプ部３との隣接結合状態を示す平面図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。

この実施の形態の静電気測定装置は、変位センサ３６と表面電位センサ２７とを１対１で接続できるのみならず、図３に示すように、単一の変位センサ３６と複数の表面電位センサ２７とを、そのアンプ部３０’，３０，３０…を介して隣接して結合させることが可能である。

すなわち、図２の変位センサヘッド部９が接続される変位センサ３６のアンプ部３’と、複数の表面電位センサ２７の各アンプ部３，３…とは、ケース本体３０’，３０，…の側面に設けられたコネクタを介して隣接結合状態で１列に連装することができる。

この例では、各アンプ部３’，３，３…のケース本体３０’，３０，３０…は、上述のように同一の規格を有し、これらのケース本体３０’，３０，３０…は、ＤＩＮレール２４と直交する方向へやや細長い直方体形状の形態を有する。

表面電位センサ２７のアンプ部３からは、電気コード２３が引き出されている。この電気コード２３には、外部入力線、外部出力線、電源線などが含まれている。外部入力線は例えばＰＬＣ等から表面電位センサに対して、各種の指令を外部から与えるためのものであり、外部出力線はアンプ部３の内部で生成された出力などを外部の例えばＰＬＣ等へ出力するためのものであり、電源線はアンプ部３の内部回路に対する電源を供給するためのものである。

また、表面電位センサ２７のアンプ部３から引き出された電気コード６ｂには、上述の図１のプリアンプ部２およびヘッド部１との間で信号をやりとりする各種の信号線が含まれている。

一方、変位センサ３６のアンプ部３’からは電気コード６ｂ’が引き出され、この電気コード６ｂ’の先端には、上述の図２の変位センサヘッド部９の丸形コネクタ１３に接続されるコネクタ７ｂ’が取り付けられている。

また、変位センサ３６のアンプ部３’からは電気コード２３’が引き出されている。この電気コード２３’には、外部入力線、外部出力線、電源線などが含まれている。外部入力線は、変位センサに対して各種の指令を外部のＰＬＣ等から与えるものであり、外部出力線はアンプ部３’内部で生成された各種の信号を外部のＰＬＣ等へ出力するためのものであり、電源線はアンプ部３’の内部回路に対する電源を供給するためのものである。

各アンプ部３のケース本体３０一方の側面には、上述の図１にも示すように、スライド蓋１３が設けられている。これらのスライド蓋１３を開くと、その内部から隣接結合用のコネクタが露出し、他方の側面には、このコネクタに結合可能なコネクタが設けられている。

また、変位センサ３６のアンプ部３’のケース本体３０’も同様の構成となっている。

これによって、各アンプ部３’，３，３…の側面のコネクタを接続することにより、図３に示すように、各アンプ部３’，３，３…を１列に連装して、単一の変位センサ３６に、複数の表面電位センサ２７を接続することができる。

図４は、この図３の隣接接合状態に対応するブロック図である。

表面電位センサ２７のヘッド部１は、対象物の帯電電荷から発生する電界を検出し、電気信号に変換してプリンプ部２に出力する。プリアンプ部２は、センサ回路１４を内蔵しており、このセンサ回路１４は、ヘッド部１を駆動するための発振回路と、ヘッド部１から出力される信号を増幅して検波するための回路を備えている。

表面電位センサ２７のアンプ部３は、プリアンプ部２からの信号を、Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１５と、このＡ／Ｄ変換回路１５からの信号および変位センサ３６からの距離のデータに基いて、表面電位を演算する演算回路等として機能を有するＣＰＵ１６と、後述の補正データが格納された記憶部２６とを備えており、このＣＰＵ１６には、上述のキースイッチ３３からの操作信号が入力される一方、ＣＰＵ１６は、上述の表示器３１等の表示制御を行なう。また、ＣＰＵ１６の出力をＤ／Ａ変換して出力回路１７に与えるＤ／Ａ変換回路１８を備えており、出力回路１７を介してＰＬＣ等へ出力することが可能である。

一方、変位センサ３６の変位センサヘッド部９は、投光用および受光用の回路等を備えるセンサ回路１９を内蔵している。アンプ部３’は、センサヘッド部９からの信号を、Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路２０と、このＡ／Ｄ変換回路２０からの信号に基いて、距離を演算する演算回路等として機能を有するＣＰＵ２１とを備えており、このＣＰＵ２１には、キースイッチ３３’からの操作信号が入力される一方、ＣＰＵ２１は、表示器３１’等の表示制御を行なう。また、ＣＰＵ２１の出力をＤ／Ａ変換して出力回路２２に与えるＤ／Ａ変換回路２５を備えており、出力回路２２を介してＰＬＣ等へ出力することが可能である。

この変位センサ３６は、レーザ光を対象物に向かって投光し、その反射光により対象物までの距離を測定する。変位センサ３６によって測定された距離データは、変位センサ３６のＣＰＵ２１から表面電位センサ２７のアンプ部３のＣＰＵ１６に伝送される。

以上のように変位センサ３６のアンプ部３’と各表面電位センサ２７の各アンプ部３，３…とを隣接させて結合させると、図４に示すように、各ＣＰＵ２１，１６，１６…間でシリアル通信が可能となり、変位センサ３６で測定した対象物との距離のデータを、各表面電位センサ２７に伝送することが可能となり、各表面電位センサ２７は、この距離のデータを用いて計測される電位値をそれぞれ補正して表面電位値とするものである。

図５は、表面電位センサの計測値と距離との関係を示す特性図である。一定の電位を有し、距離による測定領域の変化の影響を受けないサイズの対象物の電位を、距離を変化させて計測すると、その計測値は、図５に示すように、距離に応じて変化する。

一般的に、表面電位センサの計測値と対象物までの距離の関係は、この図５に示すような反比例に近似した関係になることが知られている。

そこで、この実施の形態では、かかる特性に基いて、計測値を、正しい表面電位値に補正するための補正データとしての補正テーブルを、上述の記憶部２６に予め格納しておき、この補正テーブルを用いて計測値を補正するものである。

図６は、かかる補正テーブルの構成を説明するための図であり、距離Ｘ_１〜Ｘｎに応じた補正係数ｋ_１〜ｋｎから構成されている。変位センサ３６で実測された距離に応じた補正係数を用いて、表面電位センサ２７の計測値を補正して絶対的な表面電位値に補正するものである。

また、図７は、表面電位センサ２７の測定領域の広がりを示す図である。この図７に示すように、距離ｄ１〜ｄ３に応じて測定領域Ａ１〜Ａ３が広がり、測定領域内にある帯電電荷の電位、すなわち、計測値は、測定領域全体に広がって平均化されてしまう。

このように測定領域は、対象物との距離が長くなるとともに広がってしまうため、表面電位センサ２７の計測結果は、測定領域の点からも対象物との距離の影響を受けてしまうことになる。

そこで、この実施の形態では、対象物のサイズを、一定の標準サイズＳ、例えば、１０ｍｍ^２と想定し、計測値を、一定の前記標準サイズＳの領域における計測値に補正するようにしている。例えば、第１の距離ｄ１における測定領域Ａ１が１００ｍｍ^２であるとすると、前記標準サイズＳである１０ｍｍ^２が１０倍の測定領域Ａ１に広がって計測値が１／１０に平均化されていることになるので、この場合には、計測値を１０倍にして標準サイズＳにおける計測値に補正するものである。また、例えば、第２の距離ｄ２における測定領域Ａ２が２００ｍｍ^２であるとすると、前記標準サイズＳである１０ｍｍ^２が２０倍の測定領域に広がって計測値が１／２０に平均化されていることになるので、この場合には、計測値を２０倍にして標準サイズＳにおける計測値に補正するものである。

このように、距離に応じた測定領域の変化を、常に一定の標準サイズＳにおける計測値に補正するものである。

このため、計測値を、標準サイズＳの計測値に補正するための補正データとしての補正テーブルを、予め上述の記憶部２６に格納しておき、この補正テーブルを用いて計測値を補正するものである。

図８は、かかる補正テーブルの構成を説明するための図であり、距離Ｘ_１〜Ｘｎに応じた補正係数Ｋ_１〜Ｋｎから構成されている。変位センサ３６で実測された距離に応じた補正係数を用いて、表面電位センサ２７の計測値を補正して標準サイズＳの表面電位値に補正するものである。

更に、ユーザが、実際の対象物のサイズを入力した場合には、前記標準サイズＳの計測値を、標準サイズＳと入力された対象物のサイズとの比例関係を利用して入力された対象物のサイズに応じた計測値に補正するものである。

図９は、以上の構成を有する静電気測定装置による表面電位の測定の適用例を示す概略構成図である。

この例は、静電気測定装置によって、搬送される板状の対象物３５の表面電位を測定するものであり、例えば、ガラス基板のような板状の対象物３５が、その幅方向の両端を支持された状態で矢符Ａ方向（幅方向に垂直な方向）に搬送される場合に、幅方向に沿って変位センサ３６および複数の表面電位センサ２７_１〜２７_５を等間隔に並設して対象物３５の全体の表面電位を測定するものである。

このような搬送ライン上を流れる板状の対象物３５は、その自重により、その幅方向の中央部分が下方に撓んでいるため、各表面電位センサ２７_１〜２７_５から対象物３５までの距離もすべての表面電位センサ２７_１〜２７_５について一定ではなく、その取り付けられた位置によって異なった値となっている。

したがって、変位センサ３６で測定された距離Ｄ０をそのまま表面電位センサ２７_１〜２７_５の距離として取り込むのではなく、個々の表面電位センサ２７_１〜２７_５において、変位センサ３６から出力された距離Ｄ０を、自らの距離に修正してから、表面電位値の補正を行う必要がある。

図１０は、各表面電位センサ２７_１〜２７_５における表面電位値の補正を説明するための構成図であり、この図１０では、上述の５個の表面電位センサ２７_１〜２７_５の内の３個の表面電位センサ２７_１〜２７_３について代表的に示している。

変位センサ３６で測定される対象物３５までの距離Ｄ０のデータは、連結されているすべての表面電位センサ２７_１〜２７_５に伝送される。

それぞれの表面電位センサ２７_１〜２７_５において、変位センサ３６からの距離Ｄ０は、それぞれの表面電位センサヘッド２７_１〜２７_５と対象物３５との間の個別の距離Ｄ１〜Ｄ５に変換される。

例えば、左端の表面電位センサ２７_１の対象物３５との距離Ｄ１は、Ｄ１＝ａ１×Ｄ０＋ｂ１で算出され、隣の表面電位センサ２７_２の対象物３５との距離Ｄ２は、Ｄ２＝ａ２×Ｄ０＋ｂ２で算出され、隣の表面電位センサ２７_３の対象物３５との距離Ｄ３は、Ｄ３＝ａ３×Ｄ０＋ｂ３で算出される。

このときの修正係数ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３は、ユーザが予め個々の表面電位センサ２７_１〜２７_３の設置位置にあわせて設定したものである。各表面電位センサ２７_１〜２７_３は、それぞれ修正した個別の距離Ｄ１〜Ｄ３を用いて、得られた電位信号を補正し、最終的な表面電位値を得る。

図１１は、各表面電位センサの表面電位値の測定処理のフローチャートである。

先ず、ヘッド部１にて測定した検出信号のＡ／Ｄ値を取得し（ステップｎ１）、表面電位値Ｐ１に換算する（ステップｎ２）。

次に、距離補正機能がＯＮしているか否か判断し（ステップｎ３）、距離補正機能がＯＮしていないときには、距離補正を行わないので、ステップｎ１に戻り、表面電位値Ｐ１が最終的な表面電位値とされる。

距離補正機能がＯＮしているときには、オート距離補正がＯＮしているか否かを判断し（ステップｎ４）、ＯＮしていないときには、ユーザが設定した設定距離Ｄを取得し、ステップｎ７に移る（ステップｎ８）。

オート距離補正がＯＮしているときには、変位センサ３６からの距離値を取得し（ステップｎ５）、更に、ユーザによって設定された修正係数を用いて修正距離を算出し（ステップｎ６）、図６の補正テーブルの修正距離に応じた係数を用いて、あるいは、ステップｎ８で取得された設定距離Ｄに応じた係数値を用いて、表面電位値Ｐ１を補正して距離補正電位値Ｐ２を算出する（ステップｎ７）。

次に、サイズ補正機能がＯＮしているか否かを判断し（ステップｎ９）、ＯＮしていないときには、サイズ補正を行わないので、ステップｎ１に戻り、距離補正電位値Ｐ２が最終的な表面電位値とされる。

サイズ補正機能がＯＮしているときには、設定サイズの入力があるときには、その設定サイズを取得し（ステップｎ１０）、図８の補正テーブルの修正距離あるいは設定距離に応じた係数値によって、標準サイズの表面電位値あるいは設定サイズの表面電位値を算出して終了する（ステップｎ１１）。

上述の実施の形態では、変位センサ３６は、１台であったけれども、本発明の他の実施の形態として、例えば、図１２に示すように、複数の変位センサ３６を組み合わせ、例えば、各変位センサ３６で測定される距離Ａ，Ｂの和Ｄ０＝Ａ＋Ｂを用いて表面電位センサ２７で補正するようにしてもよい。

上述の実施の形態では、変位センサは、レーザ式の変位センサを用いたけれども、レーザ式に限らず、超音波式や他の方式であってもよく、対象物等に応じて、適切な変位センサを選択して用いればよく、また、表面電センサについても、音叉型振動体を備える振動型や回転羽根車を備える回転セクタ型などの表面電位センサを選択して用いればよい。

本発明に係る表面電位センサの斜視図である。 本発明に係る変位センサのセンサヘッド部の斜視図である。 変位センサおよび表面電位センサのアンプ部を結合させた状態の平面図である。 変位センサおよび表面電位センサのブロック図である。 表面電位センサの計測値と距離との関係を示す特性図である。 補正テーブルを示す図である。 距離による測定領域の変化を示す図である。 補正テーブルを示す図である。 表面電位の測定の適用例を示す概略構成図である。 図９の各表面電位センサの演算処理を示す図である。 図１０の動作説明に供するフローチャートである。 他の実施の形態の図１０に対応する図である。

符号の説明

１ ヘッド部
３，３’ アンプ部
２７ 表面電位センサ
３６ 変位センサ

Claims (11)

1. 対象物の表面電位に応じた電位を測定する表面電位センサと、該表面電位センサと前記対象物との間の距離を測定する変位センサとを、結合、分離可能に構成し、
   前記表面電位センサで測定される電位と前記距離との関係に基く補正データが記憶される補正データ記憶部と、前記変位センサで測定される前記距離および前記補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して前記対象物の表面電位を算出する演算部とを備え、
   前記補正データ記憶部は、前記表面電位センサに設けられることを特徴とする静電気測定装置。
2. 対象物の表面電位に応じた電位を測定する表面電位センサと、該表面電位センサと前記対象物との間の距離を測定する変位センサとを、結合、分離可能に構成し、
   前記表面電位センサは、
   固定距離で用いる場合に当該固定距離を入力する固定距離入力部と、
   当該固定距離を記憶する固定距離記憶部と、
   当該表面電位センサで測定される電位と前記距離との関係に基く補正データが記憶される補正データ記憶部と、
   前記変位センサと結合した状態では、前記変位センサで測定される前記距離および前記補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正するとともに、前記変位センサと分離した状態では、前記固定距離記憶部に記憶された距離における前記補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して前記対象物の表面電位を算出する演算部と、
   を備えることを特徴とする静電気測定装置。
3. 前記変位センサと１または複数の前記表面電位センサとを結合した状態では、前記変位センサで測定される前記距離のデータを、前記１または複数の表面電位センサに伝送可能である請求項１または２に記載の静電気測定装置。
4. 前記表面電位センサおよび前記変位センサは、センサヘッド部とアンプ部とが接続コードを介して着脱自在に接続されるアンプ分離型センサであり、
   各アンプ部のケースの両側面には、コネクタが設けられ、前記変位センサのアンプ部と１または複数の前記表面電位センサの各アンプ部とを、側面の前記コネクタを介して一列に隣接させて結合することにより、前記変位センサで測定される前記距離のデータを、各表面電位センサに伝送可能とした請求項３に記載の静電気測定装置。
5. 搬送される前記対象物の表面電位を測定するものであって、複数の前記表面電位センサのセンサヘッド部が、前記対象物にそれぞれ対向するように、前記搬送方向に対して非平行な方向に沿って配置される請求項４に記載の静電気測定装置。
6. 前記変位センサで測定される前記距離に対して前記複数の表面電位センサそれぞれの距離を修正するための修正データを入力する修正データ入力部を備え、前記演算部は、前記変位センサで測定される前記距離を前記修正データで修正し、修正した距離を用いて前記対象物の表面電位を算出する請求項３〜５のいずれか１項に記載の静電気測定装置。
7. 前記演算部は、複数の前記変位センサでそれぞれ測定される前記距離に基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して前記対象物の表面電位を算出する請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電気測定装置。
8. 前記補正データは、前記表面電位センサで測定される測定領域と前記距離との関係に基く測定サイズ補正データを含み、
   前記演算部は、前記変位センサで測定される前記距離および前記測定サイズ補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して標準サイズにおける表面電位を算出する請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電気測定装置。
9. 前記対象物のサイズを入力するサイズ入力部を備え、
   前記演算部は、前記標準サイズにおける前記対象物の表面電位を、前記入力されるサイズにおける表面電位に補正する請求項８に記載の静電気測定装置。
10. 対象物の表面電位を測定する表面電位センサであって、
    当該表面電位センサと前記対象物との間の距離を測定する変位センサに、結合、分離可能に構成され、
    当該表面電位センサで測定される電位と前記距離との関係に基く補正データが記憶される補正データ記憶部と、前記変位センサで測定される前記距離および前記補正データに基いて、前記表面電位センサによって測定される電位を補正して前記対象物の表面電位を算出する演算部とを備えることを特徴とする表面電位センサ。
11. 前記変位センサと１または複数の当該表面電位センサとを結合した状態では、前記変位センサで測定される前記距離のデータが、前記１または複数の当該表面電位センサに伝送可能である請求項１０に記載の表面電位センサ。

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