JP7240731B2 - 静電気可視化用材料、静電気可視化膜、静電気分布可視化装置および静電気分布可視化方法 - Google Patents

Description

本発明は、様々な部品や装置に帯電する静電気の帯電状態を可視化することができる静電気可視化用材料、静電気可視化膜、静電気分布可視化装置および静電気分布可視化方法に関する。

我が国は、半導体製造、電子・電気機器製造、精密機械製造、輸送機械製造、化学品製造、繊維製造、セラミックス製造、薬品製造および食品製造など、産業の根幹を支える様々な製造業を有している。このような製造業における実際の製造を受け持つ工場においては、多くの部品が生産ラインを流れながら、自動工程あるいは人為工程で製品が組み立てられている。

ここで、製品を構成する部品に不具合や不良があったり、製造工程に不具合や不良があったりすると、当然ながら製造される製品も不具合や不良品となり、製造の歩留まりが下がる問題がある。あるいは部品に問題がなくとも、製造後の製品に種々の理由で不具合や不良が生じることもある。前者および後者のいずれにもかかわる問題として、自動化された製造工程において、各工程での動作不良が生じると、製造速度（製造効率）が下がったり、製品の製造歩留まりが下がったりする問題がある。

従来は大企業を中心に、研究、開発、設計、製造、品質管理、販売までの一連の流れが垂直統合的に行われていることが多かった。このような垂直統合型の企業においては、製造現場で生じうる製造品（完成品や半完成品）の品質不足や歩留まり低下と開発や設計での対応は、同一企業内部でフィードバック、フィードフォワードしやすい環境にあった。

一方で、近年においては、同一企業において製造コストの問題から製造部門（すなわち製造工場）が子会社化されたり、受託製造だけを行う製造企業が現れたりしている。同様に、研究・開発だけを行って、製造を行わないファブレス企業なども、電気分野、情報通信分野などを中心に興隆している。

このように、現在の製造業においては、開発や設計を行う領域と実際の製造を行う領域とに、物理的、時間的、技術的、人的な乖離があることが多くなってきている。このような乖離がある場合には、製造現場で生じる品質不足や歩留まり劣化について、製造現場と開発現場との間で、フィードバックやフィードフォワードすることが困難である。この困難によって、我が国の製造業（製造のみを請け負う受託製造会社、製造子会社、ファブレス企業などを含む）における製造力が低下している懸念がある。

製造現場における品質や歩留まりの劣化原因には様々なものがある。設計と製造の容易性、製造現場の熟練度、製造工程のフロー、製造設備、人的スキルなどの不可避の原因もあるが、見落とされがちな原因の一つは、静電気である。すなわち、このような部品、製品あるいは製造工程での不具合や不良の原因には、様々なものがあるが、原因の一つとして静電気が考えられる。

製造工場においては、このような静電気による部品、製品、製造工程などへの悪影響を考慮して、除電、工場の建物、床、壁などの静電気防止、作業者の服装の静電気防止の工夫など、静電気が部品、製品、製造工程へ影響を及ぼさない工夫がなされている。具体的には、床面、壁、コンベアラインなどを、作業開始前に除電したり、除電用のアースが設けられたりして、製造工程で用いられる部品や製品が静電気を帯びないように工夫がなされている。

また、製造工場においては、製造工程で用いられる部品を予め除電するなどの工夫も行われている。同様に、作業者も、除電を行ってから作業を開始する工夫も行っている。

このように、製造工場においては、静電気の悪影響を抑える工夫が様々に施されている。

このような工夫にもかかわらず、製造工程で用いられる部品や製品が、静電気を帯びてしまう問題は完全に解決されていない。例えば、製造工場で製造される電子機器、精密機器などは、低消費電力化が進んでいる。低消費電力化に伴い、これら電子機器や精密機器の製造に用いられる部品は、静電気放電能力を低下させてしまっている。このため、これら電子機器や精密機器の製造に用いられる部品は、静電気を帯びて、簡単に故障してしまうことも多い。

このような電子機器や精密機器の製造に用いられる部品には、様々な種類のものがある。例えば、樹脂やビニールで作られた部品（コネクタ、画面用カバー、筐体など）も、数多く使用される。これらの部品は、一定の大きさを有しており、静電気を帯びると、予測不能な挙動を生じることがある。

例えば、複数の部品が、コンベアラインを流れて一定の位置に配置される工程に入ったり、画像処理による外観検査の工程に入ったりする。このような工程においては、コンベアラインに投入された複数の部品が、投入間隔を保ってコンベアラインを流れることが望まれる。

しかしながら、このような部品が静電気を帯びていると、コンベアラインにおいて、部品同士が静電気によって近づいたり反発して遠ざかったりなどの挙動を生じさせる。場合によっては、隣接する部品同士がくっついたりする。このような挙動を生じてしまうと、上述の配置工程や外観検査工程において、適切な実施処理ができなくなってしまい、良品にも関わらず、不良品と自動判別されることがある。

配置工程や外観検査工程において、このような部品の予測不能な挙動が生じてしまうと、一旦、コンベアラインを停止させる必要がある。この挙動は、静電気に起因しているとの予測は付くものの、対策としては、コンベアラインや工程上の機器、さらにはコンベアラインに投入される部品の全てに、除電を施すしかない。このような除電作業によって、コンベアラインが停止されると、製造工場においては、大きな損害が生じる。除電作業（場合によっては半日や１日を要する）の間、製造作業が停止するからである。

このような部品が上述のような挙動を生じさせるのは、静電気が原因であろうことは分かっているが、実際の挙動に至るメカニズムはほとんど解明されていない。特に、部品同士が近づいたり遠ざかったりなどの、異なる挙動を示すこともあれば、全く挙動を示さないこともある。このため、部品に帯電している（と考えられる）静電気が、部品においてどのように分布しているのかが分からないことには、挙動に至るメカニズムの解明が困難である。メカニズムの解明が困難であれば、当然に上述のような挙動を防止する対策案の検討もできない。

また、携帯電話機やスマートフォンなどの画面上に取り付けられる樹脂やビニールなどで形成されるカバーは、その材質や面積の大きさから、静電気を帯びやすい。このような部品が、電子機器や精密機器の組立工程で用いられる場合に、やはり部品が静電気を帯びていると、静電気によって設置位置が勝手にずれたりしてしまうことがある。こうなると当然に組み立てられる機器は、不良品となってしまう。

この場合も、部品が静電気を帯びていることが原因であることは予想がつくが、挙動と静電気帯電との関連性が分からない。この関連性が分からないと、問題の解決を図ることができない。すなわち、部品等に、どのような静電気の帯電が起きているかを、明確に把握することが、製造工程で生じる問題解決の前提となる。言い換えれば部品などにおいて、静電気がどのような分布で帯電しているかを確認できることが、部品の挙動解明の前提条件である。

さらに、プリンタのように静電気を利用する機器においては、静電気帯電を利用する部品の静電気分布が確認されることが必要である。

このように、製造工程等における静電気に起因すると思われる様々な問題を解決する前提や、静電気を利用する部品の性能や特性を確認する前提において、部品等の静電気の帯電量分布を正確かつ容易に計測できることが望まれている。

そして、このような静電気分布を計測するための装置として、計測対象物に振動を与える位置をスキャンし、その振動に伴って発生する電磁波を計測することにより、計測対象物の静電気帯電分布を計測する静電気帯電計測方法が提案されている（特許文献１参照）。

国際公開第２０１２/１０８２５８号

しかしながら、上述した静電気帯電計測方法（特許文献１）では、計測対象物を局所的に振動させる必要があることから、局所的に振動させることができない計測対象物には適用できないという問題点があった。また、発生した電磁波を計測し、それをコンピュータ等で可視化しなければならず、計測対象物の表面にどのように静電気が分布しているのか直感的に理解し難いという問題点があった。

さらに、特許文献１の静電気帯電計測方法では、比較的平らな面しか計測できず、複雑な３次元形状の静電気分布を計測できないという問題点があった。

本発明は、肉眼でも見えるように、帯電領域を発光させることにより、可視化して直感的に静電気の分布を理解することができる静電気可視化用材料、静電気可視化膜、静電気分布可視化装置および静電気分布可視化方法を提供することを目的とする。

本発明の発明者は、静電気に関する研究を続けていたところ、後述する蛍光物質、発光物質、エレクトロルミネセンス物質、破壊発光物質、フォトクロミック物質、残光物質、輝尽発光物質および応力発光物質が、静電気が帯電するとき、または帯電した状態において外部から刺激を加えることにより、発光するという特性を世界で初めて発見した。そして、その特性を利用して、計測対象物の表面上に静電気分布を示すことができる以下のような画期的な静電気可視化用材料、静電気可視化膜、静電気分布可視化装置および静電気分布可視化方法を見出した。

本発明の第１の態様は、蛍光物質、発光物質、エレクトロルミネセンス物質、破壊発光物質、フォトクロミック物質、残光物質、輝尽発光物質および応力発光物質の少なくとも１つを含む静電気可視化用材料にある。

ここで、「蛍光物質」とは、照射されたＸ線、紫外線または可視光線等のエネルギーを吸収することで発光する物質をいう。蛍光物質としては、例えば、ＺｎＳ：Ａｇ＋（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ＋Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｇ＋ＣｏＡｌ_２Ｏ_３、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｚｎ、（ＫＦ，ＭｇＦ_２）：Ｍｎ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、ＺｎＯ：Ｚｎ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｇ、ＭｇＦ_２：Ｍｎ、（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｆ_２：Ｍｎ、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ａｇ＋（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＩｎＢＯ_３：Ｔｂ、ＩｎＢＯ_３：ＥＵ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｔｂ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、Ｃｌ＋（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，ＣＬ、ＩｎＢＯ_３：Ｔｂ＋ＩｎＢＯ_３：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ＋ＺｎＳ：Ｃｕ＋Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、ＩｎＢＯ_３：Ｔｂ＋ＩｎＢＯ_３：Ｅｕ＋ＺｎＳ：Ａｇ、（Ｂａ，Ｅｕ）Ｍｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９、（Ｙ，Ｅｕ）_２Ｏ_３、（Ｓｒ，Ｅｕ，Ｂａ，Ｃｆ）_５（ＰＯ_４）_３ＣＬ、（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ_４、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｓｒ，Ｃｆ、Ｂａ）_１０（ＰＯ_４）_６ＣＬ_２：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）ＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｃｅ_０．６７Ｔｂ_０．３３ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｍｇ_４（Ｆ）ＧｅＯ_６：Ｍｎ、Ｍｇ_４（Ｆ）（Ｇｅ，Ｓｎ）Ｏ_６：Ｍｎ、ＣａＷＯ_４、ＣａＷＯ_４：Ｐｂ、（Ｂａ，Ｔｉ）_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｔｉ、Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｓｎ、Ｃｆ_５Ｆ（ＰＯ_４）_３：Ｓｂ、Ｓｒ_５Ｆ（ＰＯ_４）_３：Ｓｂ，Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ，Ｍｎ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ（ＩＩ）、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ（ＩＩ），Ｍｎ（ＩＩ）、Ｓｒ_５Ｃｌ（ＰＯ_４）_３：Ｅｕ（ＩＩ）、Ｓｒ_６Ｐ_５ＢＯ_２０：Ｅｕ、（Ｃｆ，Ｚｎ，Ｍｇ）_３（ＰＯ_４）_２：Ｓｎ、（Ｓｒ，Ｍｇ）_３（ＰＯ_４）_２：Ｓｎ、ＣａＳｉＯ_３：Ｐｂ，Ｍｎ、Ｃｆ_５Ｆ（ＰＯ_４）_３：Ｓｂ，Ｍｎ、Ｃｆ_５（Ｆ，Ｃｌ）（ＰＯ_４）_３：Ｓｂ，Ｍｎ、（Ｃｆ，Ｓｒ，Ｂａ）_３（ＰＯ_４）_２Ｃｌ_２：Ｅｕ、３Ｓｒ_３（ＰＯ_４）_２ＳｒＦ_２：Ｓｂ，Ｍｎ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ_４：Ｅｕ、（Ｚｎ，Ｓｒ）_３（ＰＯ_４）_２：Ｍｎ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｍｇ）_３（ＰＯ_４）_２：Ｓｎ（ＩＩ）、３．５ＭｇＯ_０．５ＭｇＦ_２ＧｅＯ_２：Ｍｎ、Ｃｆ_３（ＰＯ_４）_２ＣａＦ_２：Ｃｅ，Ｍｎ、ＳｒＡｌ_２Ｏ_７：Ｐｂ、ＢａＳｉ_２Ｏ_５：Ｐｂ、ＳｒＦＢ_２Ｏ_３：Ｅｕ（ＩＩ）、ＳｒＢ_４Ｏ_７：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｐｒ，Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｐｒ，Ｃｅ，Ｆ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｚｎ（０．５）Ｃｄ（０．４）Ｓ：Ａｇ、Ｚｎ（０．４）Ｃｄ（０．６）Ｓ：Ａｇ、ＣｄＷＯ_４、ＣａＷＯ_４、ＭｇＷＯ_４、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ、ＹＡｌＯ_３：Ｃｅ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、ＣｄＳ、ＺｎＯ：Ｇａ、ＺｎＯ：Ｚｎ、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＯ：Ｚｎ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＬｉＦ／ＺｎＳ：Ａｇ、ＬｉＦ／ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕや、フルオレセインイソチオシアネートに代表されるフルオレセイン系蛍光物質、ポルフィリン、白金ポルフィリンに代表されるポルフィリン系蛍光物質、ローダミン、アゾベンゼン誘導体、アントラセンに代表される有機色素系蛍光物質、ルテニウムトリスビピリジルに代表される金属錯体系蛍光物質、ポリ（１，４-フェニレンビニレン）、ポリ（１，４-フェニレン）、ポリフルオレン、ポリ（チオフェン）に代表される発光ポリマー系蛍光物質、その他にＹ_２Ｏ_２：Ｅｕ等が挙げられる。

「発光物質」とは、蛍光物質以外の発光物質であり、Ｘ線、紫外線若しくは可視光線等により発光する物質および化学変化または生物酵素により発光する物質をいう。発光物質の具体例としては、例えば、Ｔｒｉｓ（２－ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎａｔｏ）ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）に代表されるイリジウム錯体、白金錯体の燐光性発光材料、ルミノール、ロフィン、ルシゲニン、シュウ酸エステルに代表される化学発光物質と感光発光色素９，１０－ジフェニルアントラセン、９，１０－ビス(フェニルエチニル)アントラセン、テトラセン、１－クロロ－９,１０－ビス(フェニルエチニル)アントラセン、５，１２－ビス(フェニルエチニル)ナフタセン、ルブレン、ローダミン６Ｇ、ローダミンＢ、ルミノールに代表される生物発光物質等が挙げられる。

「エレクトロルミネセンス物質」とは、電場を加えると発光する物質をいう。エレクトロルミネセンス物質の具体例としては、例えば、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）や、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体（Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、ジトルイルビニルビフェニル（ＤＴＶＢｉ）、ルベンの様な低分子系の発光物質、ポリ（ｐ－フェニレンビニレン）や、ポリアルキルチオフェンのようなπ共役高分子の発光物質等が挙げられる。

「破壊発光物質」とは、破壊や摩擦などの力学刺激による破壊に伴って発光する物質をいう。破壊発光物質の具体例としては、例えば、苦灰石、白雲母、石英、トリリチア雲母、ペクトライト、蛍石、ポリリチア雲母等の無機材料や、Ｅｕ（ＴＴＡ）３系、カルバゾール誘導体、アントラニル酸系、砂糖等の有機物等が挙げられる。

「フォトクロミック物質」とは、Ｘ線や紫外線、可視光線が照射されることで色等の物理的特徴の変化を伴う物質をいう。フォトクロミック物質の具体例としては、例えば、スピロピラン系、ジアリールエテン系、フルギド系に代表される有機色素、バリウムマグネシウムケイ酸塩（ＢａＭｇＳｉＯ_４）に代表される無機材料等が挙げられる。

「残光物質」とは、照射された可視光や紫外線等の光（電磁波）を蓄えて、照射を止めても発光する物質をいう。残光物質の具体例としては、例えば、ラジウム化合物やプロメチウム化合物、硫化亜鉛（ＺｎＳ系）やアルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ_２Ｏ_４系）等が挙げられ、ＤｙやＥｕ等の１～３価の金属イオンを任意の割合で添加した硫化亜鉛（ＺｎＳ系）やアルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ_２Ｏ_４系）が好ましい。ここで、「添加」とは、２個以上の物質を同時に添加する「共添加」および「賦活」をも含む概念である。

「輝尽発光物質」とは、高いエネルギーを持つレーザーや放射線等の照射後、可視または赤外光の励起により、発光する物質をいう。輝尽発光物質の具体例としては、例えば、ＢａＦＸ：Ｅｕ^２＋（ＸはＢｒまたはＩである。）等が挙げられる。

「応力発光物質」とは、機械的な外力により生じる変形によって発光（可視光、紫外光、近赤外光を含む。）する物質をいう。応力発光物質としては、例えば、スピネル構造、コランダム構造、βアルミナ構造、ケイ酸塩、欠陥制御型アルミン酸塩、ウルツ鉱型構造と閃亜鉛鉱型構造とが共存する構造を有する酸化物、硫化物、セレン化物またはテルル化物を主成分として構成されるもの等や、これらを構成するアルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの少なくとも一部が、希土類金属イオンおよび遷移金属イオンの少なくとも１種の金属イオンに置換されているもの等が挙げられる。

また、応力発光物質としては、例えば、アルミナ系、シリカ系、リン酸系、酸化チタン系、硫化亜鉛系およびその他に分類されるものがある。

アルミナ系としては、具体的には、ｘＳｒＯ・ｙＡｌ_２Ｏ_３・ｚＭＯ（Ｍは二価金属、Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，ｘ，ｙ，ｚは整数である。なお、Ｍは二価金属であれば限定されるものではないが、Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａが好ましい。またｘ，ｙ，ｚは１以上の整数を表す。）、Ａｌ_２Ｏ_３：Ｔｂ^３＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｍ（Ｍ＝Ｅｕ^２＋，Ｄｙ^３＋，Ｃｅ^３＋，Ｈｏ^３＋のうち、少なくとも１つ以上を添加（ｄｏｐｉｎｇ）したもの)、ＺｎＡｌ_２Ｏ_４：Ｍ（Ｍ＝Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋，Ｄｙ^３＋，Ｃｅ^３＋，Ｈｏ^３＋のうち、少なくとも１つ以上を添加）、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｃｅ^３＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｄｙ^３＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｈｏ^３＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｈｏ^３＋，Ｃｅ^３＋、ＸＡｌ_２Ｏ_４：Ｍ（Ｘ＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎのうち、１～２つを添加、Ｍ＝Ｅｕ^２＋，Ｄｙ^３＋，Ｔｂ^３＋，Ｈｏ^３＋のうち、少なくとも１つ以上を添加)、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｃｒ^３＋，Ｎｄ^３＋等が挙げられる。

また、他のアルミナ系としては、具体的には、一般式Ｓｒ｛１－（２ｘ＋３ｙ＋３ｚ）/２｝Ａｌ_２Ｏ_４：ｘＥｕ^２＋，ｙＣｒ^３＋， ｚＮｄ^３＋（ただし、ｘ，ｙ，ｚは、０．２５～１０ｍｏｌ％、好ましくは０．５～２ｍｏｌ％を表す。）、Ｓｒ_３Ａｌ_２Ｏ_６：Ｅｕ^２＋、ＣａＹＡｉ_３Ｏ_７：Ｅｕ^２＋、ＣａＹＡｌ_３Ｏ_７：Ｍ（Ｍ＝Ｅｕ^２＋，Ｃｅ^３＋，Ｄｙ^３＋，Ｃｅ^３＋，Ｈｏ^３＋のうち１つを添加)、ＳｒＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｃｅ^３＋等が挙げられる。

シリカ系としては、具体的にはｘＳｒＯ・ｙＡｌ_２Ｏ_３・ｚＳｉＯ_２（ｘ，ｙ，ｚは整数を表す。）、Ｃａ_２Ａｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_７：Ｃｅ^３＋、Ｘ_２Ａｌ_２ＳｉＯ_７：Ｍ（Ｘ＝Ｃａ，Ｓｒのうち１つを添加、Ｍ＝Ｅｕ^２＋，Ｅｕ^３＋，Ｃｅ^３＋，Ｄｙ^３＋のうち、少なくとも１つ以上を添加）、Ｃａ_２ＭｇＳｉ_２Ｏ_７；Ｃｅ^３＋、Ｘ_２ＭｇＳｉ_２Ｏ_７：Ｍ（Ｘ＝Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒのうち１つを添加、またはＸ_２＝ＳｒＣａ，ＳｒＢａのうち１つ、Ｍ＝Ｅｕ^２＋，Ｄｙ^３＋，Ｃｅ^３＋のうち、少なくとも１つ以上を添加）、ＣａＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋， ＳｒＣａＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋、Ｃａ_３Ｙ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：ＲＥ^３＋（ＲＥ^３＋＝Ｄｙ^３＋，Ｅｕ^２＋のうち、少なくとも１つ以上を添加）、ＢａＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋等が挙げられる。

リン酸系としては、具体的には、Ｌｉ_３ＰＯ_４：ＲＥ（ＲＥ＝Ｄｙ^３＋，Ｔｂ^３＋，Ｃｅ^３＋，Ｅｕ^２＋）、ＬｉＸＰＯ_４：Ｅｕ^２＋（Ｘ＝Ｓｒ，Ｂｒのうち１つ）、Ｌｉ_２ＢａＰ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋、ＣａＺｒ（ＰＯ_４）_２：Ｅｕ^２＋等が挙げられる。

酸化チタン系としては、具体的には、ＣａＴｉＯ_３：Ｐｒ^３＋、ＢａＣａＴｉＯ_３：Ｐｒ^３＋、ＢａＴｉＯ_３－ＣａＴｉＯ_３：Ｐｒ^３＋等が挙げられる。

硫化亜鉛系としては、具体的には、ＺｎＳ：Ｍ（Ｍは二価金属であれば限定されるものではないが、Ｍｎ，Ｇａ，Ｃｕ等が望ましい。Ｍ＝Ｍｎ^２＋，Ｇａ^２＋，Ｔｅ^２＋，Ｃｕ^２＋，ＣｕＣｌ，Ａｌのうち、少なくとも１つ以上を添加）、ＸＺｎＯＳ：Ｍ（Ｘ＝Ｃａ，Ｂａのうち１つ、Ｍ＝Ｍｎ^２＋，Ｃｕ^２＋のうち１つを添加）、ＺｎＭｎＴｅ等が挙げられる。

また、その他のものとしては、具体的には、ＣａＺｒＯ_３：Ｅｕ^３＋、ＣａＮｂ_２Ｏ_ｎ：Ｐｒ^３＋（ｎ＝６，７）、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（２）ＳｎＯ_４：Ｓｍ^３＋，Ｌａ^３＋、Ｓｒ_ｎ＋１Ｓｎ_ｎＯ_３ｎ＋１：Ｓｍ^３＋（ｎ＝１，２，それ以上）、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ^２＋、ＺｒＯ_２：Ｔｉ、ＸＧａ_２Ｏ_４：Ｍｎ^２＋（Ｘ＝Ｚｒ，Ｍｇのどちらか１つ)等が挙げられる。

なお、「蛍光物質」、「発光物質」、「エレクトロルミネセンス物質」、「破壊発光物質」、「フォトクロミック物質」、「残光物質」、「輝尽発光物質」および「応力発光物質」は、各物質の特性だけでなく、他の物質の特性を有していてもよい。たとえば、「応力発光物質」が「蛍光物質」の特性を有していてもよい。

また、静電気可視化用材料には、上述した物質以外の物質が含まれていてもよい。なお、上述した物質以外の物質は特に限定されない。

かかる第１の態様の静電気可視化用材料は、その近傍にある物質が帯電していると、刺激を与えることにより発光することができるので、その物質が帯電しているか否かを視覚的にかつ容易に検出することができる。

本発明の第２の態様は、蛍光物質、発光物質、エレクトロルミネセンス物質、破壊発光物質、フォトクロミック物質、残光物質、輝尽発光物質および応力発光物質の重量比率が２０～８０ｗｔ％であることを特徴とする第１の態様に記載の静電気可視化用材料にある。

かかる第２の態様の静電気可視化用材料は、一般的な産業用カメラ等で検出可能なレベルの輝度（強度）で発光することができるので、静電気可視化用材料の近傍にある物質が帯電しているか否かをより容易に検出することができる。

本発明の第３の態様は、前記応力発光物質が、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４で表される物質にＥｕ^２＋が添加されているもの、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４で表される物質にＥｕ^２＋、Ｈｏ^３＋、Ｄｙ^２＋、Ｍ_１、Ｍ_２およびＭ_３（Ｍ_１、Ｍ_２、Ｍ_３＝１～３価のそれぞれ異なる金属イオン）の少なくとも一つが添加されているもの、またはＣａＹＡｌ_３Ｏ_７で表される物質にＥｕ^２＋が添加されているものであることを特徴とする第１または第２の態様に記載の静電気可視化用材料にある。

かかる第３の態様の静電気可視化用材料は、より高い輝度（強度）で発光することができるので、静電気可視化用材料の近傍にある物質が帯電しているか否かをさらに容易に検出することができる。

本発明の第４の態様は、計測対象物の表面に設けられ、第１～３の態様の何れかに記載の静電気可視化用材料を含むことを特徴とする静電気可視化膜にある。

ここで、「静電気可視化膜」は、上述した物質の少なくとも１種類が含まれている材料で構成されていれば特に限定されない。静電気可視化膜としては、たとえばエポキシ樹脂やウレタン樹脂と、これらの樹脂の架橋・硬化反応を制御するための硬化剤と溶剤と、上述した物質およびその物質を均一に分散させるための分散剤・補助剤とを均一に混合し作製したものでもよい。また、静電気可視化膜に含まれる上述した物質の濃度（重量比率）は特に限定されないが、２０ｗｔ％～８０ｗｔ％の範囲であれば目視で発光を確認することができるので好ましく、５０ｗｔ％～７０ｗｔ％の範囲であれば目視でより明確に発光を確認することができるのでより好ましい。なお、「静電気可視化膜」は、計測対象物の表面に直接形成（溶液塗布・硬化）されてもよいし、既に形成されている「静電気可視化膜」を計測対象物の表面に貼り付けることによって計測対象物の表面に形成されてもよい。

かかる第４の態様では、計測対象物表面の帯電状態に応じて静電気可視化膜を発光させることができるので、計測対象物表面の静電気（分布）を直感的に理解することができる。また静電気可視化膜は、計測対象物の形状の影響を受けることなく容易に形成したり、貼りつけたりすることができる。その結果、計測対象物が曲面等の複雑な３次元形状をしていたとしても、その表面の静電気（分布）を容易に可視化することができる。

本発明の第５の態様は、計測対象物の表面に帯電している静電気分布を可視化することができる静電気分布可視化装置であって、計測対象物の表面に形成された、第４の態様に記載の静電気可視化膜と、静電気可視化膜の近傍に配置され、静電気可視化膜を刺激して静電気可視化膜を発光させる可視化部と、を具備することを特徴とする静電気可視化装置にある。

かかる本発明の第５の態様は、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を表示させることができるので、直感的に静電気分布を理解することができる。

また、この態様の静電気可視化膜は、計測対象物の表面を帯電させている時だけでなく、計測対象物の表面を帯電させてからしばらく時間が経過した後でも、可視化部で刺激することにより、帯電している領域を発光させることができる。その結果、帯電時だけでなく、帯電させてからしばらく時間が経過した後でも（リアルタイムではなくても）、計測対象物表面の静電気分布を可視化することができる。

なお、静電気可視化膜は、静電気が帯電する瞬間または帯電した状態において外部から刺激を加えた瞬間にのみ発光するため、計測対象物または静電気可視化膜が帯電した（電荷の移動がない）状態では発光することはない。

本発明の第６の態様は、可視化部が、静電気可視化膜の表面に接触して静電気可視化膜を物理的に刺激する接触部材であることを特徴とする第５の態様に記載の静電気可視化装置にある。

ここで、「接触部材」は特に限定されず、たとえば除電ブラシ、金属やカーボン等を含む導電性（1０^－６～１０^６Ω・ｃｍ）の物体でもよい。また、「物理的に刺激する」には、接触部材で静電気可視化膜の表面をなぞることも含まれる。

かかる第６の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第７の態様は、可視化部が、静電気可視化膜に磁場を印加する磁石であることを特徴とする第５の態様に記載の静電気可視化装置にある。

ここで、「磁石」とは、磁場の方向および強さが変化しない永久磁石であってもよいし、磁場の方向および強さを変化させることができる電磁石等（たとえば周期的に磁場の方向および強さが変化する電磁石）であってもよい。

また、印加される磁場は、その方向が変化しないものでもよいし、その方向が変化するもの（たとえば周期的に変化するもの）であってもよい。

かかる第７の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第８の態様は、可視化部が、静電気可視化膜を加熱する加熱装置であることを特徴とする第５の態様に記載の静電気可視化装置にある。

ここで、「加熱装置」とは、静電気可視化膜を加熱することができるものであれば、特に限定されない。

かかる第８の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第９の態様は、可視化部が、静電気可視化膜に音波を照射して静電気可視化膜を振動させる音波発生装置であることを特徴とする第５の態様に記載の静電気可視化装置にある。

ここで、「音波発生装置」とは、音波を照射することができる装置であれば限定されず、ヒトの可聴周波数（２０Ｈｚ～２００００Ｈｚ）の音波を発生させることができる装置だけでなく、２００００Ｈｚ以上の周波数の超音波を発生させることができる装置、またはパルス波や衝撃波を照射できる装置も含まれる。

かかる第９の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第１０の態様は、可視化部が、静電気可視化膜が発する光の波長以外の電磁波を照射する電磁波発生装置であることを特徴とする第５の態様に記載の静電気可視化装置にある。

ここで、「電磁波発生装置」とは、電磁波を照射することができるものであれば特に限定されず、また発生させることができる電磁波の波長（たとえば、マイクロ波、テラヘルツ波、遠赤外線、赤外線、可視光、紫外線、Ｘ線を含む１ｍ～１ｐｍの範囲の波長）も特に限定されない。

また、照射される電磁波は、連続した電磁波でもよいし、数秒間照射した後、数秒間照射しない期間があるような電磁波でもよいし、パルス状の電磁波であってもよい。

かかる第１０の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第１１の態様は、可視化部が、静電気可視化膜を計測対象物と共に変形させる引張・圧縮機であることを特徴とする第５の態様に記載の静電気可視化装置にある。

ここで、「引張・圧縮機」とは、計測対象物に力をかけて、計測対象物と共に静電気可視化膜を変形させることができるものであれば特に限定されない。

かかる第１１の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第１２の態様は、照射される電磁波が、可視光であることを特徴とする第１０の態様に記載の静電気可視化装置にある。

かかる第１２の態様では、可視光の照射により励起された静電気可視化膜の残光特性を観察することで、帯電している領域と帯電していない領域とをより明確に区別することができる。

本発明の第１３の態様は、静電気可視化膜またはその近傍に、静電気可視化膜の温度を変更できる膜温度制御部を設けたことを特徴とする第５～１２の態様の何れかに記載の静電気可視化装置にある。

ここで、「膜温度制御部」は、静電気可視化膜の温度を変えることができるものであれば特に限定されない。

かかる第１３の態様では、帯電している領域の輝度と帯電していない領域の輝度との差を大きくすることができる。その結果、帯電している領域と帯電していない領域とをより明確に区別することができる。

本発明の第１４の態様は、静電気可視化膜の近傍に配置され、静電気可視化膜の発光状態を記録する記録部をさらに具備することを特徴とする第５～１３の態様の何れかに記載の静電気可視化装置にある。

ここで、「記録部」とは、静電気可視化膜の発光状態を記録できるものであれば特に限定されない。

かかる第１４の態様では、静電気可視化膜の発光状態を記録することができるので、静電気可視化膜の発光状態を客観的に分析することが可能となる。

本発明の第１５の態様は、計測対象物の表面に帯電している静電気分布を可視化することができる静電気分布可視化方法であって、計測対象物の表面に、第４の態様に記載の静電気可視化膜を形成する工程と、計測対象物の少なくとも表面に静電気を帯電させる工程と、静電気可視化膜を刺激する可視化手段を用いて、静電気可視化膜を発光させる発光工程と、を具備することを特徴とする静電気分布可視化方法にある。

ここで、「静電気を帯電させる工程」とは、計測対象物の静電気可視化膜が形成された表面に静電気を帯電させることができる工程であれば特に限定されない。静電気を帯電させる工程としては、たとえば、既に帯電している物体を計測対象物に近づけたり、静電気可視化膜を介して計測対象物に接触させたりすることや、帯電していない物体と静電気可視化膜を介して計測対象物とを接触させた状態で擦り合わせること、帯電していない物体と静電気可視化膜を介して計測対象物とを接触させた状態で剥離させること、コロナ放電を利用した帯電装置から計測対象物の表面に電子等を入射させて計測対象物の静電気可視化膜が形成された表面に静電気を帯電させること、または計測対象物が電圧電流発生装置や接触帯電・摩擦帯電・剥離帯電など電気が発生するものにつながっている状態で静電気可視化膜の裏面に静電気を帯電させること等が挙げられる。

かかる第１５の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を表示させることができるので、直感的に静電気分布を理解することができる。また静電気可視化膜は、計測対象物の形状の影響を受けることなく容易に形成したり、貼りつけたりすることができる。その結果、計測対象物が曲面等の複雑な３次元形状をしていたとしても、その表面の静電気分布を容易に可視化することができる。

また、この態様の静電気可視化膜は、計測対象物の表面を帯電させている時だけでなく、計測対象物の表面を帯電させてからしばらく時間が経過した後でも、可視化手段で刺激することにより、帯電している領域を発光させることができる。その結果、帯電時だけでなく、帯電させてからしばらく時間が経過した後でも（リアルタイムではなくても）、計測対象物表面の静電気分布を可視化することができる。

なお、静電気可視化膜は、静電気が帯電する瞬間または帯電した状態において外部から刺激を加えた瞬間にのみ発光するため、計測対象物または静電気可視化膜が帯電した（電荷の移動がない）状態では発光することはない。

本発明の第１６の態様は、可視化手段が、静電気可視化膜の表面に物体を接触させて静電気可視化膜を刺激する物理的刺激であることを特徴とする第１５の態様に記載の静電気分布可視化方法にある。

ここで、「物理的刺激」には、接触部材で静電気可視化膜の表面をなぞることも含まれる。

かかる第１６の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第１７の態様は、可視化手段が、静電気可視化膜に印加される磁場または電場であることを特徴とする第１５の態様に記載の静電気分布可視化方法にある。

かかる第１７の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第１８の態様は、可視化手段が、静電気可視化膜に加えられる熱であることを特徴とする第１５の態様に記載の静電気可視化方法にある。

かかる第１８の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第１９の態様は、可視化手段が、静電気可視化膜に照射されて静電気可視化膜を振動させる音波であることを特徴とする第１５の態様に記載の静電気可視化方法にある。

かかる第１９の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第２０の態様は、可視化手段が、静電気可視化膜に照射される、静電気可視化膜が発する光の波長以外の波長の電磁波であることを特徴とする第１５の態様に記載の静電気可視化方法にある。

かかる第２０の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第２１の態様は、可視化手段が、計測対象物と共に静電気可視化膜を変形させる物理的な力であることを特徴とする第１５の態様に記載の静電気可視化方法にある。

かかる第２１の態様では、肉眼でも見ることができるように、計測対象物の表面上に静電気分布を容易に表示させることができる。

本発明の第２２の態様は、電磁波が、可視光であることを特徴とする第２０の態様に記載の静電気可視化方法にある。

かかる第２２の態様では、可視光の照射により励起された静電気可視化膜の残光特性を観察することで、帯電している領域と帯電していない領域とをより明確に区別することができる。

本発明の第２３の態様は、発光工程が、静電気可視化膜の温度を変更させてから、可視化手段を用いて、静電気可視化膜を発光させることを特徴とする第１５～２２の態様の何れかに記載の静電気可視化方法にある。

かかる第２３の態様では、帯電している領域の輝度と帯電していない領域の輝度との差を大きくすることができる。その結果、帯電している領域と帯電していない領域とをより明確に区別することができる。

本発明の第２４の態様は、静電気可視化膜の発光状態を記録する記録工程をさらに具備することを特徴とする第１５～２３の態様の何れかに記載の静電気可視化方法にある。

かかる第２４の態様では、静電気可視化膜の発光状態を記録することができるので、静電気可視化膜の発光状態を客観的に分析することが可能となる。

図１は実施形態１に係る静電気可視化装置の概略斜視図である。 図２は図１に示すＸ方向から見た際の実施形態１に係る静電気可視化装置の概略側面図である。 図３は実施形態１に係る静電気可視化装置の動作フローチャートである。 図４は除電ブラシで静電気可視化膜の表面を掃いた際の写真である。 図５は特願２０１６－０８５４８５号に開示されている静電気分布計測方法により計測した静電気可視化膜の帯電分布の図である。 図６は実施形態２に係る静電気可視化装置の概略側面図である。 図７は実施形態３に係る静電気可視化装置の概略側面図である。 図８は実施形態４に係る静電気可視化装置の概略側面図である。 図９は実施形態５に係る静電気可視化装置の概略側面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る静電気分布可視化方法および静電気可視化装置の実施形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
（実施形態１）

図１に本実施形態に係る静電気可視化装置の概略斜視図を示し、図２に図１に示すＸ方向から見た際の本実施形態に係る静電気可視化装置の概略側面図を示す。これらの図に示すように、本実施形態に係る静電気可視化装置１は、矩形の平板状の計測対象物１０の表面上に、その全面に亘って、静電気可視化用材料である蛍光物質、発光物質、エレクトロルミネセンス物質、破壊発光物質、フォトクロミック物質、残光物質、輝尽発光物質および応力発光物質の少なくとも１つを含む静電気可視化膜２０が形成されている。

そして、静電気可視化膜２０上には、計測対象物１０および静電気可視化膜の横幅以上の幅を有する除電ブラシ３０が、治具（図示しない）により、静電気可視化膜２０の一方の端部（右側端部）から他方の端部（左側端部）に亘って静電気可視化膜２０の表面に接触するように配置されており、静電気可視化膜２０の下側端部と上側端部の間を自由に（Ｙ方向に）平行移動させることができるようになっている。

さらに、計測対象物１０の上方には、静電気可視化膜２０の発光状態を記録する記録部であるカメラ（図示しない）が、治具（図示しない）により固定されている。

ここで、静電気可視化膜２０は、上述した物質の少なくとも１種類が含まれている材料で構成されていれば特に限定されない。また、静電気可視化膜２０の厚さは、特に限定されないが、厚さが１μｍ～１ｍｍの範囲が発光強度および取り扱い易さの点から好ましく、厚さが１０μｍ～５００μｍの範囲が発光強度および取り扱い易さの点からより好ましい。

静電気可視化膜２０としては、例えばエポキシ樹脂やウレタン樹脂等と、これらの樹脂の架橋・硬化反応を制御するための硬化剤と溶剤と、上述した物質およびその物質を均一に分散させるための分散剤・補助剤とを均一に混合し、この混合液を計測対象物１０の表面に塗布・硬化させて作製したものでもよい。静電気可視化膜２０に含まれる上述した物質の濃度（重量比率）は特に限定されないが、２０ｗｔ％～８０ｗｔ％の範囲であれば目視で発光を確認することができるので好ましく、５０ｗｔ％～７０ｗｔ％の範囲であれば目視でより明確に発光を確認することができるのでより好ましい。

接触部材である除電ブラシ３０は、静電気除去機能を有するものであれば特に限定されず、市販のものを用いてもよい。また、計測対象物１０は、静電気を帯電することができるものであれば特に限定されない。さらに、カメラは、静電気可視化膜２０の発光状態を記録できるものであれば特に限定されず、市販のデジタルカメラやデジタルビデオカメラを用いることができる。

次に、本実施形態に係る静電気可視化装置１の動作（静電気可視化方法）について説明する。図３は、本実施形態に係る静電気可視化装置の動作フローチャートである。

まず、計測対象物１０の表面に静電気可視化膜２０を形成する（Ｓ１）。次に、帯電装置などを用いて、計測対象物１０の表面に静電気を帯電させる（Ｓ２）。

その後、除電ブラシ３０を移動させる（Ｓ３）。すなわち、可視化手段として、静電気可視化膜２０の表面に除電ブラシ３０を接触させて、静電気可視化膜２０を刺激する物理的刺激を与える。

すると、計測対象物１０の表面に帯電した静電気の分布に応じて、対応する静電気可視化膜２０が発光する。すなわち、計測対象物１０の表面の静電気分布に対応する部分の静電気可視化膜２０が発光する。また、この際に発光する静電気可視化膜の発光強度は、計測対象物１０の帯電量の大きさに応じて強くなる。そして、その発光を計測対象物１０の上方に配置されたカメラで撮影する（Ｓ４）。

このように本実施形態に係る静電気可視化方法および静電気可視化装置を構成することにより、局所的に振動させることができない計測対象物の静電気分布を計測することができる。また、計測対象物の静電気分布に応じて、静電気可視化膜が発光するので、計測対象物の表面にどのように静電気が分布しているのか直感的に理解することができる。さらに、静電気可視化膜の発光強度を測定することにより、計測対象物１０の帯電量分布も計測することができる。

なお、本実施形態では、除電ブラシ３０として、計測対象物１０および静電気可視化膜２０の横幅以上の幅を有するものを用いたが、除電ブラシ３０の幅はこれに限定されない。除電ブラシ３０として、静電気可視化膜の横幅より短い幅を有するものを用いてもよい。このような除電ブラシを用いる場合には、静電気可視化膜２０の表面を走査させる必要があるが、上述した静電気可視化装置と同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、除電ブラシ３０を静電気可視化膜２０の下側端部と上側端部の間を自由に平行移動させるようにしたが、除電ブラシ３０の移動方向も特に限定されない。

さらに、本実施形態では、接触部材として除電ブラシ３０を用いたが、接触部材はこれに限定されない。接触部材としては、たとえば、金属やカーボン等を含む導電性（1０^－６～１０^６Ω・ｃｍ）の物体を用いてもよい。
（実施例１）

アルミニウム箔上に、静電気可視化膜としてＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋と光硬化アクリル樹脂（マイクロジェット社製）との混合物（ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋の重量比率：７０％）を塗布・硬化させたものを用い、コロナ放電で静電気可視化膜を９秒間帯電させた後に、除電ブラシで静電気可視化膜の表面を掃いた際の結果と、同様の条件で帯電させた静電気可視化膜を特願２０１６－０８５４８５号に開示されている静電気分布計測方法により計測した際の結果を示す。

図４は、除電ブラシで静電気可視化膜の表面を掃いた際の写真である。図５は、特願２０１６－０８５４８５号に開示されている静電気帯電計測方法により計測した静電気分布の図である。

図４および図５から分かるように、アルミニウム箔の静電気分布はほぼ一致することが分かった。すなわち、静電気可視化膜を発光させることにより、静電気分布を計測できることが分かった。
（実施形態２）

実施形態１では、可視化手段として、静電気可視化膜を刺激する物理的刺激を用いたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、可視化手段として、磁石を用いて静電気可視化膜を刺激するようにしてもよい。

図６は、本実施形態に係る静電気可視化装置１Ａの概略側面図である。図６に示すように、本実施形態に係る静電気可視化装置１Ａは、除電ブラシに代えて、計測対象物１０の上方に側面正方形状の可視化部である磁石３０Ａが配置されていること以外は、実施形態１に係る静電気可視化装置と同様の構成となっている。

この磁石３０Ａは、計測対象物１０および静電気可視化膜２０の横幅以上の幅を有し、静電気可視化膜２０との相対位置を変更できるように設けられており、静電気可視化膜２０に磁場を印加できるようになっている。

磁石３０Ａの移動方向は特に限定されず、磁石３０Ａが静電気可視化膜２０の表面に沿って平行方向（Ｙ方向）に移動するようにしてもよいし、静電気可視化膜２０の表面に対して垂直方向（Ｚ方向）に移動するようにしてもよい。

ここで、磁石３０Ａは、静電気可視化膜２０に磁場を印加することができるものであれば特に限定されず、永久磁石や電磁石であってもよい。

そして、実施形態１の静電気可視化装置１と同様の手順で、静電気可視化膜２０に磁場を印加することにより、静電気可視化膜２０を発光させることができる。このように静電気可視化装置１Ａを構成しても実施形態１の静電気可視化装置１と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態で用いる磁石３０Ａの幅も、実施形態１の除電ブラシと同様に、特に限定されない。また、磁石３０Ａの移動方向も特に限定されない。さらに、磁石３０Ａとして、電磁石を用いる場合には、磁石３０Ａと静電気可視化膜２０との相対位置を固定した上で、電磁石に流す電流の向きや量（大きさ）を変更することで、静電気可視化膜２０に磁場を印加するようにしてもよい。
（実施形態３）

本実施形態では、可視化手段として熱を用いる場合について説明する。図７は、本実施形態に係る静電気可視化装置１Ｂの概略側面図である。図７に示すように、本実施形態に係る静電気可視化装置１Ｂでは、除電ブラシがなく、計測対象物１０の一方の表面に静電気可視化膜２０が形成され、計測対象物１０の他方の表面に全面を覆うように加熱装置であるヒータ３０Ｂが取り付けられていること以外は、実施形態１に係る静電気可視化装置と同様の構成となっている。

ヒータ３０Ｂは電源（図示しない）に接続されており、計測対象物１０を加熱することにより、静電気可視化膜を加熱する（刺激を与える）ことができるようになっている。

ここで、ヒータ３０Ｂは、静電気可視化膜２０を一様に加熱することができるものであれば、形状、材質等は特に限定されず、市販のヒータなどを用いることができる。

そして、実施形態１の静電気可視化装置１と同様の手順で、静電気可視化膜２０を加熱することにより、静電気可視化膜２０を発光させることができる。

このように静電気可視化装置１Ｂを構成しても実施形態１の静電気可視化装置１と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では加熱装置としてヒータ３０Ｂを用いたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、静電気可視化膜２０の上方に、加熱された空気などを放出することができる熱風発生器やハロゲンランプ、キセノン・フラッシュランプ、赤外線ヒータなどを１つ以上設け、静電気可視化膜２０を一様に加熱できるようにしてもよい。このように静電気可視化装置を構成しても、同様の効果が得られる。
（実施形態４）

本実施形態では、可視化手段として音波・電磁波を用いる場合について説明する。図８は、本実施形態に係る静電気可視化装置１Ｃの概略側面図である。図８に示すように、本実施形態に係る静電気可視化装置１Ｃでは、除電ブラシに代えて、計測対象物１０の上方に側面正方形状の可視化部である音波発生装置３０Ｃが設置されていること以外は、実施形態１に係る静電気可視化装置と同様の構成となっている。

音波発生装置３０Ｃは、音波の照射方向を任意に変更することができるように設けられ、静電気可視化膜２０の所定の部分に音波を照射して、その部分を振動させる（刺激を与える）ことができるようになっている。

ここで、音波発生装置は、音波を静電気可視化膜に照射できるものであれば特に限定されず、ヒトの可聴周波数（２０Ｈｚ～２００００Ｈｚ）の音波を照射できる装置だけでなく、２００００Ｈｚ以上の周波数の超音波を照射できるもの、またはパルス波や衝撃波を照射できるものであってもよい。

そして、実施形態１の静電気可視化装置１と同様の手順で、静電気可視化膜２０に音波を照射することにより、静電気可視化膜２０を発光させることができる。

このように静電気可視化装置１Ｃを構成しても実施形態１の静電気可視化装置１と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では、１つの音波発生装置を設けて静電気可視化装置を構成したが、本発明はこれに限定されず、複数の音波発生装置を設置してもよいのは言うまでもない。

さらに、音波発生装置３０Ｃに代えて、静電気可視化膜２０が発する光の波長以外の波長の電磁波を照射できる電磁波発生装置を用いて静電気可視化装置１Ｃを構成してもよい。

ここで、電磁波発生装置は、電磁波を照射することができるものであれば特に限定されず、また発生させることができる電磁波の波長（たとえば、マイクロ波、テラヘルツ波、遠赤外線、赤外線、可視光、紫外線、Ｘ線を含む１ｍ～１ｐｍの範囲の波長）も限定されない。電磁波発生装置としては、赤外線照射装置、紫外線照射装置、Ｘ線照射装置等が挙げられる。

このように静電気可視化装置を構成しても、実施形態１の静電気可視化装置１と同様の効果が得られる。
（実施形態５）

本実施形態では、可視化手段として物理的な力を用いる場合について説明する。図９は、本実施形態に係る静電気可視化装置１Ｄの概略側面図である。図９に示すように、本実施形態に係る静電気可視化装置１Ｄでは、静電気可視化膜２０が表面に形成されている計測対象物１０を挟持するように可視化部である荷重印可装置（圧縮機）３０Ｄが設けられており、計測対象物１０と共に静電気可視化膜２０に物理的な力を加えることができるようになっている。

ここで荷重印可装置３０Ｄは、計測対象物１０に物理的な力（圧縮力）をかけて、計測対象物１０と共に静電気可視化膜２０を変形させることができるものであれば特に限定されない。荷重印可装置３０Ｄとしては、たとえば、圧縮試験機、三点曲げなどが挙げられる。

そして、実施形態１の静電気可視化装置１と同様の手順で、荷重印可装置３０Ｄを用いて計測対象物１０と共に静電気可視化膜２０を変形させることにより、静電気可視化膜２０を発光させることができる。このように静電気可視化装置１Ｄを構成しても実施形態１の静電気可視化装置１と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では、荷重印可装置３０Ｄを用いて計測対象物１０と共に静電気可視化膜２０を変形させるようにしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、荷重印可装置３０Ｄに代えて引張機を用いて、静電気可視化装置１Ｄを構成してもよい。

引張機も、計測対象物１０に物理的な力（引張力）をかけて、計測対象物１０と共に静電気可視化膜２０を変形させることができるものであれば特に限定されない。引張機としては、たとえば、引張試験機、三点曲げなどが挙げられる。

このように静電気可視化装置１Ｄを構成しても実施形態１の静電気可視化装置１と同様の効果が得られる。
（その他の実施形態）

実施形態３を除く上述した実施形態では、静電気可視化膜の温度を変えるようにしなかったが、静電気可視化膜またはその近傍に、ヒータやペルティエ素子等の膜温度制御部を設け、計測時に静電気可視化膜の温度を上げたり、下げたりしてもよい。ここで、膜温度制御部は、静電気可視化膜の温度を変えることができるものであれば特に限定されない。

このようにして静電気可視化膜の温度を変えて計測することにより、帯電している領域の発光輝度と帯電していない領域の発光輝度との差を大きくすることができる。その結果、帯電している領域と帯電していない領域とをより明確に区別することができる。

また、上述した実施形態では、計測対象物として、矩形平板状のものを用いたが、本発明に係る計測対象物の形状は特に限定されない。その他の計測対象物の形状としては、たとえば、立方体状、直方体状、三角柱、三角錐、球状、楕円回転体状、不定形状など、どのような形状のものであってもよい。どのような形状の計測対象物であっても、その表面の静電気分布を可視化することができる。

さらに、上述した実施形態では、１つの可視化手段や可視化部を用いたが、本発明はこれに限定されず、複数の可視化手段や可視化部を組み合わせても同様の効果が得られる。

なお、上述した実施形態では、記録部であるカメラを設けて静電気可視化膜の発光状態を記録できるようにしたが、カメラを設けなくても肉眼で静電気可視化膜の発光状態を観察できるのは言うまでもない。

また、上述した実施形態では、蛍光物質、発光物質、エレクトロルミネセンス物質、破壊発光物質、フォトクロミック物質、残光物質、輝尽発光物質および応力発光物質の少なくとも１つを含む静電気可視化用材料および静電気可視化膜を用いたが、これらの物質のうち、複数の物質を混合させた静電気可視化用材料および静電気可視化膜を用いてもよいのは言うまでもない。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 静電気可視化装置
１０ 計測対象物
２０ 静電気可視化膜
３０ 除電ブラシ
３０Ａ 磁石
３０Ｂ ヒータ
３０Ｃ 音波発生装置
３０Ｄ 荷重印可装置

Claims (15)

1. 帯電した部分を有する計測対象物の表面上に配置され、前記表面に、接触部材を接触させたり、加熱したり、または電磁波を照射して、前記帯電した部分およびその近傍を発光させることにより、前記計測対象物表面またはその近傍の帯電分布状態を可視化することができる静電気可視化用材料であって、
   エレクトロルミネセンス物質であるトリス（８－キノリノラト）アルミニウム錯体および
   応力発光物質であるＣａＹＡｌ_３Ｏ_７：Ｅｕ^２＋
   の少なくとも１つを含むことを特徴とする静電気可視化用材料。
2. 前記エレクトロルミネセンス物質、前記残光物質および前記応力発光物質の重量比率が２０～８０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の静電気可視化用材料。
3. 帯電した部分を有する計測対象物の表面に設けられ、請求項１または２に記載の静電気可視化用材料を含むことを特徴とする静電気可視化膜。
4. 帯電した部分を有する計測対象物表面またはその近傍の帯電分布状態を可視化することができる静電気分布可視化装置であって、
   請求項３に記載の静電気可視化膜、または応力発光物質であるＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｈｏ^３＋，Ｃｅ^３＋ 、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｃｒ^３＋，Ｎｄ^３＋およびＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｎｄ^３＋の少なくとも１つを含む、他の静電気可視化膜と、
   前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜の近傍に配置される前記接触部材と、
   を具備することを特徴とする静電気可視化装置。
5. 帯電した部分を有する計測対象物表面またはその近傍の帯電分布状態を可視化することができる静電気分布可視化装置であって、
   請求項３に記載の静電気可視化膜、または応力発光物質であるＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｈｏ^３＋，Ｃｅ^３＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｃｒ^３＋，Ｎｄ^３＋およびＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｎｄ^３＋の少なくとも１つを含む、他の静電気可視化膜と、
   前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜の近傍に配置され、前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜を加熱する加熱装置と、
   を具備することを特徴とする静電気可視化装置。
6. 帯電した部分を有する計測対象物表面またはその近傍の帯電分布状態を可視化することができる静電気分布可視化装置であって、
   請求項３に記載の静電気可視化膜、または応力発光物質であるＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｈｏ^３＋，Ｃｅ^３＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｃｒ^３＋，Ｎｄ^３＋およびＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｎｄ^３＋の少なくとも１つを含む、他の静電気可視化膜と、
   前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜の近傍に配置され、前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜が発する光の波長以外の電磁波を照射する電磁波発生装置と、
   を具備することを特徴とする静電気可視化装置。
7. 前記電磁波が、可視光であることを特徴とする請求項６に記載の静電気可視化装置。
8. 前記静電気可視化膜若しくは前記他の静電気可視化膜またはその近傍に、前記静電気可視化膜若しくは前記他の静電気可視化膜の温度を変更できる膜温度制御部を設けたことを特徴とする請求項４～７の何れか１項に記載の静電気可視化装置。
9. 前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜の近傍に配置され、前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜の発光状態を記録する記録部をさらに具備することを特徴とする請求項４～８の何れか１項に記載の静電気可視化装置。
10. 帯電した部分を有する計測対象物の表面上に配置され、前記表面に、接触部材を接触させたり、加熱したり、または電磁波を照射して、前記帯電した部分およびその近傍を発光させることにより、前記計測対象物表面またはその近傍の帯電分布状態を可視化することができる静電気分布可視化方法であって、
    前記計測対象物の表面に、請求項３に記載の静電気可視化膜、または応力発光物質であるＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｈｏ^３＋，Ｃｅ^３＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｃｒ^３＋，Ｎｄ^３＋およびＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｎｄ^３＋の少なくとも１つを含む、他の静電気可視化膜を形成する工程と、
    前記計測対象物の少なくとも表面に静電気を帯電させる工程と、
    前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜の表面に前記接触部材を接触させて、前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜を発光させる発光工程と、
    を具備することを特徴とする静電気分布可視化方法。
11. 帯電した部分を有する計測対象物の表面上に配置され、前記表面に、接触部材を接触させたり、加熱したり、または電磁波を照射して、前記帯電した部分およびその近傍を発光させることにより、前記計測対象物表面またはその近傍の帯電分布状態を可視化することができる静電気分布可視化方法であって、
    前記計測対象物の表面に、請求項３に記載の静電気可視化膜、または応力発光物質であるＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｈｏ^３＋，Ｃｅ^３＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｃｒ^３＋，Ｎｄ^３＋およびＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｎｄ^３＋の少なくとも１つを含む、他の静電気可視化膜を形成する工程と、
    前記計測対象物の少なくとも表面に静電気を帯電させる工程と、
    前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜を加熱して、前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜を発光させる発光工程と、
    を具備することを特徴とする静電気分布可視化方法。
12. 帯電した部分を有する計測対象物の表面上に配置され、前記表面に、接触部材を接触させたり、加熱したり、または電磁波を照射して、前記帯電した部分およびその近傍を発光させることにより、前記計測対象物表面またはその近傍の帯電分布状態を可視化することができる静電気分布可視化方法であって、
    前記計測対象物の表面に、請求項３に記載の静電気可視化膜、または応力発光物質であるＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｈｏ^３＋，Ｃｅ^３＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｃｒ^３＋，Ｎｄ^３＋およびＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，Ｎｄ^３＋の少なくとも１つを含む、他の静電気可視化膜を形成する工程と、
    前記計測対象物の少なくとも表面に静電気を帯電させる工程と、
    前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜に、前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜が発する光の波長以外の波長の電磁波を照射して、前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜を発光させる発光工程と、
    を具備することを特徴とする静電気分布可視化方法。
13. 前記電磁波が、可視光であることを特徴とする請求項１２に記載の静電気可視化方法。
14. 前記発光工程が、前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜の温度を変更させてから、前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜を発光させることを特徴とする請求項１０～１３の何れか１項に記載の静電気可視化方法。
15. 前記静電気可視化膜または前記他の静電気可視化膜の発光状態を記録する記録工程をさらに具備することを特徴とする請求項１０～１４の何れか１項に記載の静電気可視化方法。
    

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