JPH0795084B2 - 表面電位測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電体の表面電位を測
定するための静電誘導式の測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯電体の表面電位を測定する測定器とし
ては、従来から一般に、静電誘導式のものが用いられて
いる。

【０００３】この測定器は、周知のように、帯電体の表
面電位を検出するセンサとして、音叉型表面電位センサ
等のセンサを備え、このセンサを帯電体に近づけた時
に、静電誘導によって該センサの電極に誘導される電荷
によりこれに発生する電位を検出し、この電位から帯電
体の表面電位を測定するようにしている。

【０００４】この場合、センサに発生する電位は、帯電
体の表面電位だけでなく、該センサと帯電体との距離に
よっても変化する。このため、この種の測定器において
は、測定を行う際のセンサと帯電体との距離が所定の値
に定められ、その所定の距離において帯電体の表面電位
が測定できるようになっており、これ以外の距離におい
ては正しい測定を行うことができないようになってい
る。そこで、この種の測定器においては、通常、表面電
位の測定に際して、センサと帯電体との距離も測定さ
れ、その測定された距離が上記の所定の距離でない時に
は、例えばアラーム等により警告するようにしている。

【０００５】そして、この種の測定器において、センサ
と帯電体との距離を求める装置としては、従来から超音
波を用いたもの、電磁波を用いたもの、あるいはレーザ
光を用いたもの等が一般に知られており、特に、レーザ
光を用いたものにあっては、所謂、パルス法、変調法あ
るいは合成波調法等の測距装置が知られている。

【０００６】しかしながら、これらの測距装置を上記の
電位測定器に適用した場合には、次のような不都合があ
った。

【０００７】すなわち、超音波を用いた測距装置におい
ては、その構成が比較的容易なものとなり、また、コス
ト的にも比較的安価であることから、上記の電位測定器
においても一般的に用いられるものの、一般にはその距
離測定の測定誤差が比較的大きく、また、超音波の指向
性や、超音波の反射物である帯電体の表面形状、材質等
によっては、測距不能となることもあった。さらに、特
に、携帯用の電位測定器に用いた場合には、超音波の発
信・受信器等の構成上、測定器の大きさが比較的大きな
ものとなり、その小型化の妨げとなっていた。

【０００８】また、電磁波を用いた測距装置にあって
は、通常、レーダが用いられるが、このレーダを用いた
測距装置は、一般には大型なものとなると共に分解能が
劣り、このため、この測距装置を電位測定器に適用した
場合には、電位測定器が非常に大型化して実用的でなく
なると共に、測定精度を向上させることが困難であっ
た。

【０００９】さらに、レーザ光を用いた測距装置にあっ
ては、その距離測定の精度は優れたものとなるものの、
その構成が複雑、且つ、高度なものとなり、これを電位
測定器に適用した場合には、その電位測定器全体の構成
が複雑化すると共に、コスト的に不利であった。

【００１０】また、特に、従来の携帯用の電位測定器に
おいては、次のような不都合もあった。

【００１１】すなわち、表面電位を測定すべき帯電体が
絶縁体である場合には、その表面の電位分布は一様でな
く、このため、表面電位の測定に際して、その測定箇所
を特定し、あるいは把握する必要がある。

【００１２】しかしながら、携帯用の電位測定器におい
ては、これを測定者が把持した状態で前記センサを帯電
体の測定箇所に対向させて近づけることにより表面電位
の測定が行われるので、測定者は、その測定箇所を特定
し難く、また、その測定箇所を把握し難いものとなって
いた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消し、帯電体の表面電位を測定する測定器におい
て、簡略且つ小型な構成で、測定者が容易に表面電位の
測定を行うべき測定箇所と、その測定箇所及びセンサ間
の測定に適した距離とを把握することができる表面電位
測定器を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、帯電体の表面電位及び該帯電体からの距
離に応じて静電誘導により電位が発生するセンサと、該
センサと帯電体との距離が所定の距離であるときに該セ
ンサに発生した電位により該帯電体の表面電位を検出す
る電位検出手段と、該表面電位の測定時に、前記センサ
に略対向する帯電体の測定箇所に該センサと帯電体との
距離に応じた光の像であって、少なくとも当該距離が前
記所定の距離であることを判別し得る像を生ぜしめる光
を照射する照光手段とを備え、該照光手段は、前記セン
サに略対向する前記帯電体の測定箇所に向かって光を発
光する発光手段と、該発光手段による光の進行経路の途
中に設けられた光学凸レンズとから成り、該発光手段に
よる光は、前記光学凸レンズの中心部に向かう部分と周
縁部に向かう部分とが強度の強くなる指向特性を有し、
さらに該光学凸レンズを通過した後に、前記センサと帯
電体との距離が前記所定の距離以外の距離であるときに
は該帯電体に環状縞模様の光の像を生ぜしめ、且つ、当
該距離が前記所定の距離であるときには該帯電体に単一
的な略円形の光の像を生ぜしめることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、前記帯電体の表面電位を測定
する際には、前記照光手段により該帯電体に光を照射し
つつ前記センサを該帯電体に近づける。この時、該セン
サに略対向する帯電体の測定箇所に前記光の像が生じ、
その像は、センサと帯電体との距離に応じて変化すると
共に、該距離が前記所定の距離になると、該所定距離に
対応した像となる。そして、この像を維持すべくセンサ
の移動を停止させると、該センサと該像が生じた帯電体
の測定箇所とは該所定の距離に維持され、この時、該測
定箇所において、前記電位検出手段により帯電体の表面
電位が検出される。

【００１６】この場合、前記照光手段の発光手段による
光は、前記光学凸レンズを通過した後に、前記センサと
帯電体との距離が前記所定の距離以外の距離であるとき
には該帯電体に環状島縞模様の光の像を生ぜしめ、当該
距離が前記所定の距離であるときには該帯電体に単一的
な略円形の光の像を生ぜしめる。

【００１７】従って、前記センサを該帯電体に近づける
際に、該帯電体に生じた光の像が、単一的な略円形の光
の像となった位置でセンサの移動を停止させれば、該セ
ンサと帯電体の測定箇所とは表面電位の測定を行うべき
所定の距離に維持される。

【００１８】

【実施例】本発明の表面電位測定器の一例を図１
（ａ），（ｂ）及び図２（ａ），（ｂ）に従って説明す
る。図１（ａ）は該測定器の外観斜視図、図１（ｂ）は
その要部のブロック構成図、図２（ａ），（ｂ）はその
作動を説明するための説明図である。

【００１９】図１（ａ）で、この表面電位測定器１（以
下、単に測定器１という）は、その箱形の筐体２の前面
部に例えば、音叉型表面電位センサ３（以下、単にセン
サ３という）と、光学凸レンズ４とを備え、筐体２の内
部には、センサ３に接続された電位検出器５と、光学凸
レンズ４に対向して設けられた発光手段である発光体６
と、図示しないＣＰＵ等を含むコントローラ７とが収納
されている。そして、電位検出器５及びコントローラ７
により電位検出手段８を構成し、光学凸レンズ４及び発
光体６により照光手段９を構成している。

【００２０】センサ３は、帯電体Ｘに近づけられた時
に、静電誘導により、帯電体Ｘのセンサ３に略対向する
箇所における表面電位と、該帯電体Ｘ及びセンサ３間の
距離とに応じた電位を発生するものであり、電位検出器
５は、このセンサ３に生じた電位を増幅して出力するよ
うにしている。そして、コントローラ７は、電位検出器
５の出力信号を図１（ｂ）に示すＡ／Ｄ変換器１０によ
りＡ／Ｄ変換してデジタルデータとした後に、これを筐
体２の上面部に設けた表示器１１に帯電体Ｘの表面電位
として表示するようにしている。

【００２１】この場合、表示器１１に表示される表面電
位の値は、センサ３と帯電体Ｘとの距離が所定の距離Ｄ
_０（以下、基準距離Ｄ_０という）である時に、センサ３
に対向する箇所における帯電体Ｘの実際の表面電位を正
しく示すものとなるように設定されている。

【００２２】また、発光体６は、例えば、赤色高輝度Ｌ
ＥＤにより構成され、その発光光を光学凸レンズ４を介
して帯電体Ｘのセンサ３に略対向する箇所に照射するよ
うにしている。この場合、発光体６の発光光は、その指
向特性により、光学凸レンズ４の中心部に向かう部分
と、光学凸レンズ４の周縁部に向かう部分とが強度が強
くなるようにされており、このため、帯電体Ｘの照光箇
所には、後述するように帯電体Ｘとセンサ３との距離に
応じて異なる光の像を生ぜしめるようになっている。

【００２３】尚、センサ３及び光学凸レンズ４は、筐体
２の前面部に互いに近接して配置されており、発光体６
の発光光は、光学凸レンズ４を通過した後に、帯電体Ｘ
のセンサ３に略対向する箇所に照射される。

【００２４】次に、かかる測定器１により帯電体Ｘの表
面電位を測定する際の作動を説明する。

【００２５】図１（ａ）において、帯電体Ｘの表面電位
を測定する際には、測定器１の図示しない電源スイッチ
を投入した後に、センサ３及び光学凸レンズ４を帯電体
Ｘに対向させて測定器１を帯電体Ｘに近づけていく。

【００２６】この時、センサ３には、前記したように、
これに対向する箇所における帯電体Ｘの表面電位及び帯
電体Ｘとの距離に応じた電位が誘起され、その電位に応
じた値が表示器１１に表示される。

【００２７】また、発光体６から光学凸レンズ４を介し
て帯電体Ｘに向かって発光光が照射され、この発光光
は、光学凸レンズ４を通過した後に、帯電体Ｘのセンサ
３に略対向する箇所、すなわち表面電位の測定箇所に光
の像を生ぜしめる。

【００２８】この場合、この光の像は、図２（ａ），
（ｂ）に示すように、センサ３及び光学凸レンズ４と帯
電体Ｘとの距離に応じて変化する。

【００２９】すなわち、例えば、図２（ａ）に示すよう
に、帯電体Ｘとセンサ３との距離が前記基準距離Ｄ_０よ
り大きい距離Ｄａ（Ｄａ＞Ｄ_０）である時には、光学凸
レンズ４の中心部を通過する発光光とその周縁部を通過
する発光光とにより、図２（ｂ）に示すように、帯電体
Ｘの照光箇所に境界の明確な環状縞模様の光の像Ｌａを
生じる。同図中、斜線示の部分は、光の像が現れる部分
を示している。

【００３０】これと同様に、図２（ａ）に示すように、
帯電体Ｘとセンサ３との距離が前記基準距離Ｄ_０より小
さい距離Ｄｂ（Ｄｂ＜Ｄ_０）である時にも、図２（ｂ）
に示すように、帯電体Ｘの照光箇所に境界の明確な環状
縞模様の光の像Ｌｂを生じる。

【００３１】一方、図２（ａ）に示すように、帯電体Ｘ
とセンサ３との距離が前記基準距離Ｄ_０である時には、
図２（ｂ）に示すように、帯電体Ｘの照光箇所に生じる
光の像Ｌ_０は、境界の明確な環状縞模様とならず、単な
る円形の光の像となる。

【００３２】これらの光の像Ｌａ，Ｌｂ，Ｌ_０は、実
際、発光体６の指向特性や、発光体６と発光レンズ４と
の距離、発光レンズ４の焦点距離等を適切に設定してお
くことによって得ることができる。

【００３３】尚、これらの光の像Ｌａ，Ｌｂ，Ｌ_０は、
その大きさも帯電体Ｘとセンサ３との距離が近づくにつ
れて小さくなっていく。

【００３４】従って、測定者は、測定器１を帯電体Ｘに
近づけていく際に、帯電体Ｘに生じた光の像を確認し、
この光の像が環状縞模様でない単なる円形の像Ｌ_０とな
った位置で、測定器１の移動を停止させてこの状態を保
持することにより、センサ３と帯電体Ｘの表面電位の測
定箇所との距離が前記基準距離Ｄ_０に維持される。

【００３５】そして、この状態で、前記表示器１１に表
示された値は、センサ３に対向する箇所における帯電体
Ｘの表面電位を示すものとなり、これにより、帯電体Ｘ
の表面電位が測定される。

【００３６】また、この場合、前記したように、光の像
Ｌ_０は、帯電体Ｘのセンサ３に略対向する箇所に生じる
ので、測定者は、表面電位の測定箇所を把握することが
でき、また、その光の像Ｌ_０の位置を確認しつつ、所望
の箇所における帯電体Ｘの表面電位を測定することがで
きる。

【００３７】そして、このように、センサ３と帯電体Ｘ
との距離及び表面電位の測定箇所を確認・把握する構成
が発光体６及び発光レンズ４等の極めて簡略且つ小型な
ものにより構成されているので、測定器１全体の構成も
極めて簡略且つ小型な構成となっている。

【００３８】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、帯電体の表面電位を測定する際に、その表面
電位を検出するためのセンサに略対向する帯電体の測定
箇所に照光手段により光を照射して、該測定箇所にセン
サとの距離に応じた光の像を生ぜしめ、その光の像によ
り、センサと帯電体との距離が帯電体の表面電位を測定
し得る所定の距離であることを判別し得るようにしたこ
とによって、極めて簡略且つ小型な構成で、測定者が表
面電位の測定を行うべきセンサと帯電体との距離を確実
且つ容易に把握することができ、帯電体の表面電位を正
しく測定することができると共に、測定器全体の構成も
簡略且つ小型なものとすることができる。

【００３９】さらに、上記の光の像を帯電体のセンサに
略対向する測定箇所に生ぜしめるようにしたことによっ
て、測定者は、その測定箇所を確実且つ容易に把握する
ことができ、容易に帯電体の所望の箇所で表面電位の測
定を行うことができる。

【００４０】そして、上記の光の像を生ぜしめる照光手
段は、ＬＥＤや半導体レーザ等を用いた発光手段及び光
学レンズ等の組合せにより、極めて容易に且つ小型に構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の表面電位測定器の一例の外観
斜視図、（ｂ）はその要部のブロック構成図、

【図２】該表面電位測定器の作動説明図。

【符号の説明】

１…表面電位測定器、３…センサ、４…光学凸レンズ、
６…発光体（発光手段）、８…電位検出手段、９…照光
手段、Ｘ…帯電体、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌ_０…光の像。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−149850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−142206（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電体の表面電位及び該帯電体からの距離
   に応じて静電誘導により電位が発生するセンサと、該セ
   ンサと帯電体との距離が所定の距離であるときに該セン
   サに発生した電位により該帯電体の表面電位を検出する
   電位検出手段と、該表面電位の測定時に、前記センサに
   略対向する帯電体の測定箇所に該センサと帯電体との距
   離に応じた光の像であって、少なくとも当該距離が前記
   所定の距離であることを判別し得る像を生ぜしめる光を
   照射する照光手段とを備え、該照光手段は、前記センサ
   に略対向する前記帯電体の測定箇所に向かって光を発光
   する発光手段と、該発光手段による光の進行経路の途中
   に設けられた光学凸レンズとから成り、該発光手段によ
   る光は、前記光学凸レンズの中心部に向かう部分と周縁
   部に向かう部分とが強度の強くなる指向特性を有し、さ
   らに該光学凸レンズを通過した後に、前記センサと帯電
   体との距離が前記所定の距離以外の距離であるときには
   該帯電体に環状縞模様の光の像を生ぜしめ、且つ、当該
   距離が前記所定の距離であるときには該帯電体に単一的
   な略円形の光の像を生ぜしめることを特徴とする表面電
   位測定器。