JPH10300803A - 帯電物の表面電位検出装置および該検出装置を用いた 除電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯電物の表面電位検出範囲を拡大したセンサ
を得ること。 【解決手段】 センサ２に高圧電源５からの高電圧が供
給された状態で、対向配置された帯電物１からの表面電
位の大きさに比例した電気力線に相当する出力信号が得
られ、出力信号は増幅器３を介して制御回路４に入力さ
れ帯電物の表面電位の値が求められる。高圧電源５の出
力電圧は電圧検知回路６で検出され、電源電圧の範囲外
になると制御回路からの信号により切り替え回路７が動
作して高圧電源の電圧がセンサに印加されないようにす
る。この状態でセンサから得られた出力信号を帯電物の
表面電位の値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電物の表面電位
の検出範囲を拡張するとともに安全性を高めた表面電位
検出装置と、該表面電位検出装置を用いた除電装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶製造ライン等において、対象物体が
帯電しているとほこり等が付着して製品が不良品となる
ことがあり、また、コンベア等により物体を搬送してい
る場合には、小さい対象物体が帯電することにより製品
同士が吸引されて接触してしまい、生産ラインが停止し
てしまうことがある。このため、静電気の発生を抑制す
る必要がある個所には、限られたスペースに多数の除電
装置が配置される場合がある。

【０００３】静電気は対象物体に蓄積されている正また
は負の電荷により生ずるものであり、静電気に起因する
対象物体の帯電電位は、大地を基準電位として、対象物
体の表面電位を測定することにより決定されている。除
電の原理は、このような対象物体に蓄積されている電荷
を大地に流し込むか、または蓄積されている電荷とは反
対の極性のイオンを吹き付けて帯電電位を中和すること
により、対象物体に蓄積されている電荷をゼロに近づけ
るものである。

【０００４】上記した除電の原理を応用して、従来除電
装置として、電極針に直流高電圧または交流高電圧を印
加して電極針からプラス、マイナスのイオンを発生させ
て、このイオンを対象物体に吹き付けるようにしたもの
が知られている。図１７は、直流型の除電装置の一例を
示す回路図である。図において、２１は直流または交流
の電源部、２２は接続線、２３は電源制御回路、２４は
正の高電圧発生回路、２５は負の高電圧発生回路、２６
は正の電極針、２７は負の電極針、２８はファンであ
る。

【０００５】正の高電圧発生回路２４、負の高電圧発生
回路２５には例えばコンデンサとダイオードからなる倍
電圧整流回路が用いられて小型化が図られている。正負
の高電圧発生回路２４、２５には、電極針２６、２７を
取り付けることに代えて細線等の長尺状物や突起部を有
する部材等の電極手段を取り付けてイオン発生部とする
こともできる。

【０００６】電極針は対象物体からある距離をおいて配
置されているが、プラス、マイナスのイオンの反発力に
よりイオンが飛ばされて対象物体に付着する。この反発
力が弱くてそのままでは電極針から発生したイオンが対
象物体には付着しにくい場合には、図示のように電極針
から発生したイオンを対象物体に吹き付けるためにファ
ン２８が設けられていることがある。電極針２６、２７
から発生するプラス、マイナスのイオンは、前記したフ
ァン２８により対象物体に吹き付けられ、帯電電位を中
和する。

【０００７】図１８は、直流型の除電装置の別の例を示
す回路図である。この例では、帯電物２９に接近した位
置にセンサ３０を設置する構成としている。帯電物２９
の帯電極性と帯電電圧の大きさをセンサ３０により検出
し、検出信号は表示装置３１を介してＡ／Ｄ変換器３２
に供給する。センサ３０の検出信号により帯電物２９の
帯電の状態を表示装置３１に表示するので、作業者は帯
電物２９の帯電の状態を確認できる。

【０００８】図１９は、図１８に示されたようなセンサ
を用いて帯電物の帯電状態を検出する従来例の構成の回
路図である。図において１は帯電物、２はセンサ、３は
増幅器である。センサ２は、帯電物１とセンサ２間に生
成されている電気力線Ｅｆの本数（電界の強さ）を測定
することにより、帯電物１の表面電位を非接触で測定し
ている。この測定値は帯電物１の帯電の極性とその大き
さを表している。

【０００９】図２０は、センサを用いて帯電物の帯電状
態を検出する従来例の別の構成の回路図である。図にお
いて、１は帯電物、２はセンサ、３は増幅器、Ｉは積分
器、５は高圧電源、ＶＲは分圧器である。センサ２は、
前記のように帯電物１とセンサ２間に生成されている電
気力線Ｅｆの本数（電界の強さ）を測定するものである
が、この電気力線Ｅｆは帯電物１とセンサ２との両物体
間の電位差により発生する。

【００１０】図２０の例では、このような電気力線の性
質を利用している。すなわち、センサ２の検出信号を増
幅器３、積分器Ｉを介して高圧電源５に入力し、高圧電
源５からはセンサ２の検出信号がゼロとなるような出力
電圧をセンサ２に供給するフィードバック制御を行って
いる。センサ２の検出信号がゼロとなるのは、帯電物１
の電位とセンサ２の電位が等しい場合であるから、この
ときのセンサ２への供給電圧の値が帯電物１の帯電電位
に相当する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】帯電物１とセンサ２間
の電気力線Ｅｆの本数は、図２１の説明図に示すように
両者間の距離に依存して変化する。同図（ａ），
（ｂ），（ｃ）のように、センサ２の位置を帯電物１か
ら離していくにしたがって、センサ２で検出される信号
の値は小さくなる。

【００１２】図２２は、帯電物１とセンサ２間の距離に
対するセンサ２の出力信号との関係を示す特性図であ
る。図に示すように、センサ２で得られる出力信号（帯
電物１の表面電位）は、帯電物１とセンサ２間の距離に
応じて変動するので、図１９で説明したような従来例の
構成では測定精度が悪くなるという問題があった。

【００１３】また、図２０で説明した従来例において
は、センサ２に高圧電源５の出力電圧を供給しているの
で、センサ２の測定範囲は、高圧電源５の電源電圧の範
囲内に制限され、広範囲の測定レンジを得ようとすると
高圧電源５が大型化してしまいコストが高くなり、しか
も、高電圧をセンサ２に供給することになるので作業者
が感電する危険性があるという問題があった。

【００１４】更に、帯電物の表面電位をセンサにより測
定して、この測定結果に基づいて高電圧発生手段を制御
しイオン量を中和することにより帯電物を除電する除電
装置においては、センサに上記のような問題があるため
に精度良くかつ安全に帯電物の除電ができないという問
題があった。

【００１５】本発明はこのような問題に鑑みて、帯電物
の表面電位の測定精度を向上させ、検出範囲を拡張する
とともに安全性を高めた表面電位検出装置の提供を目的
とするものである。

【００１６】また、帯電物の表面電位をセンサにより測
定して、この測定結果に基づいて高電圧発生手段を制御
しイオン量を中和することにより精度良くかつ安全に帯
電物の除電を行える除電装置の提供を目的とするもので
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、帯電物の表
面電位検出装置を、帯電物と対向配置されて帯電物の表
面電位を検出するセンサと、センサに高電圧を供給する
高圧電源と、センサとは電気的に絶縁されセンサからの
出力信号が入力される信号伝達手段と、信号伝達手段か
らの出力信号が入力される制御装置と、高圧電源からセ
ンサに供給される高電圧を遮断する手段とを有し、該制
御装置は、高圧電源の電源電圧の範囲内ではセンサで得
られた出力信号の電圧値と高圧電源からセンサに供給さ
れる電圧値とを等しくするような指令信号を高圧電源に
出力し、これらの両電圧値が等しいときのセンサへの供
給電圧値から帯電物の表面電位を求めるとともに、セン
サに供給された電圧値が高圧電源の電源電圧の範囲外で
あるときには前記遮断手段に指令信号を出力してセンサ
への高電圧の供給を遮断して、センサの出力信号から帯
電物の表面電位を求める構成とすることによって達成さ
れる。

【００１８】また、帯電物の表面電位検出装置を、帯電
物と対向配置されて帯電物の表面電位を検出するセンサ
と、センサに高電圧を供給する高圧電源と、センサとは
電気的に絶縁されセンサからの出力信号が入力される信
号伝達手段と、信号伝達手段からの出力信号が入力され
る制御装置とを有し、該制御装置は高圧電源の電源電圧
の範囲内でセンサに供給される電圧値を予め設定された
回数で複数回指令するとともに、センサに供給された各
電圧値におけるセンサの出力信号の値を記憶して、記憶
されたセンサの出力信号の値から帯電物の表面電位の値
を演算する構成とすることによって達成される。

【００１９】また、帯電物の表面電位検出装置を、帯電
物と対向配置されて帯電物の表面電位を検出するセンサ
と、センサの帯電物との対向面に設けられ帯電物から放
射される電気力線を通過させてセンサに導入するための
間隙を形成した絶縁シートと、前記間隙が設けられ絶縁
シートに取り付けられる金属板と、センサと金属板間に
接続される抵抗値の大きな抵抗と、センサに高電圧を供
給する高圧電源と、センサとは電気的に絶縁されセンサ
からの出力信号が入力される信号伝達手段と、信号伝達
手段からの出力信号が入力されるとともに、高圧電源か
らセンサに供給される電圧値の指令信号を高圧電源に出
力する制御装置と、から構成することによって達成され
る。

【００２０】更に、除電装置を、電源電圧を所定の電圧
に昇圧する高電圧発生手段と、高電圧発生手段の出力電
圧が供給されて先端部からプラスとマイナスのイオンを
発生する電極手段と、帯電物の表面電位検出装置とを具
備し、該帯電物の表面電位検出装置は、帯電物と対向配
置されて帯電物の表面電位を検出するセンサと、センサ
に高電圧を供給する高圧電源と、センサとは電気的に絶
縁されセンサからの出力信号が入力される信号伝達手段
と、信号伝達手段からの出力信号が入力される制御装置
と、高圧電源からセンサに供給される高電圧を遮断する
手段とを有し、該制御装置は、高圧電源の電源電圧の範
囲内ではセンサで得られた出力信号の電圧値と高圧電源
からセンサに供給される電圧値とが等しくするような指
令信号を高圧電源に出力し、これらの両電圧値が等しい
ときのセンサへの供給電圧値から帯電物の表面電位を求
めるとともに、センサに供給された電圧値が高圧電源の
電源電圧の範囲外であるときには前記遮断手段に指令信
号を出力してセンサへの高電圧の供給を遮断して、セン
サの出力信号から帯電物の表面電位を求める構成とする
ことによって達成される。

【００２１】更に、除電装置を、電源電圧を所定の電圧
に昇圧する高電圧発生手段と、高電圧発生手段の出力電
圧が供給されて先端部からプラスとマイナスのイオンを
発生する電極手段と、帯電物の表面電位検出装置とを具
備し、該帯電物の表面電位検出装置は、帯電物と対向配
置されて帯電物の表面電位を検出するセンサと、センサ
に高電圧を供給する高圧電源と、センサとは電気的に絶
縁されセンサからの出力信号が入力される信号伝達手段
と、信号伝達手段からの出力信号が入力される制御装置
とを有し、該制御装置は高圧電源の電源電圧の範囲内で
センサに供給される電圧値を予め設定された回数で複数
回指令するとともに、センサに供給された各電圧値にお
けるセンサの出力信号の値を記憶して、記憶されたセン
サの出力信号の値から帯電物の表面電位の値を演算する
構成とすることによって達成される。

【００２２】更に、除電装置を、電源電圧を所定の電圧
に昇圧する高電圧発生手段と、高電圧発生手段の出力電
圧が供給されて先端部からプラスとマイナスのイオンを
発生する電極手段と、帯電物の表面電位検出装置とを具
備し、該帯電物の表面電位検出装置は、帯電物と対向配
置されて帯電物の表面電位を検出するセンサと、センサ
の帯電物との対向面に設けられ帯電物から放射される電
気力線を通過させてセンサに導入するための間隙を形成
した絶縁シートと、前記間隙が設けられ絶縁シートに取
り付けられる金属板と、センサと金属板間に接続される
抵抗値の大きな抵抗と、センサに高電圧を供給する高圧
電源と、センサとは電気的に絶縁されセンサからの出力
信号が入力される信号伝達手段と、信号伝達手段からの
出力信号が入力されるとともに、高圧電源からセンサに
供給される電圧値の指令信号を高圧電源に出力する制御
装置と、で構成することによって達成される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明の帯電物の表面電位検出装置
の概略の構成を説明する基本的な回路図である。図にお
いて、１は帯電物、２はセンサ、３は増幅器、４は制御
回路、５は高圧電源、６は電圧検出回路、７は切り替え
回路である。本発明においては、センサ２による帯電物
１の表面電位の測定を、センサ２に高圧電源５の出力電
圧を供給した状態で行う場合と、センサ２に高圧電源５
の出力電圧を供給しない状態で行う場合とを併用するこ
とを基本的な構成としている。

【００２４】図１の例では、高圧電源５の出力電圧は、
電源電圧の範囲内であれば切り替え回路７を介してセン
サ２に供給される。このときのセンサ２の出力信号を制
御回路に入力しているが、電圧検出回路６により検出さ
れる高圧電源５の出力電圧が電源電圧の範囲外となれ
ば、制御回路４からの信号により切り替え回路７を遮断
して、このときのセンサ２の出力信号を制御回路４に入
力している。

【００２５】図２（ａ）は、センサ２に供給される高圧
電源５の電圧Ｖｓとセンサ２から得られる出力電圧Ｖｏ
ｕｔとの関係を示す特性図である。図に示すように、セ
ンサ２に供給される電圧Ｖｓを増加させるにしたがっ
て、帯電物１とセンサ２間の電位差は小さくなるので、
センサ２から得られる出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。こ
の出力電圧Ｖｏｕｔがゼロとなるときの印加電圧Ｖｓの
値は、帯電物の表面電位Ｖｔに相当する。

【００２６】図２（ｂ）は図２（ａ）の特性で説明した
本発明のセンサによる測定原理を説明する説明図であ
る。帯電物の表面電位をＶｔとすると、センサ２に供給
される電圧との間に差がある場合には、センサ２の出力
電圧はその差の電圧に相当するが、両者の電圧に差がな
い場合にはセンサ２の出力電圧はゼロとなる。すなわ
ち、このときのセンサ２への供給電圧が帯電物１の表面
電位Ｖｔに相当することになる。

【００２７】図３は、図１に示した本発明の実施の形態
に係る帯電物の表面電位検出装置の具体的な回路図であ
る。図において、２はセンサ、３は増幅器、５は高圧電
源、８はＡ／Ｄ変換器、９は比較器、１０はフォトカプ
ラ、１１は中央処理装置（ＣＰＵ），１２はＤ／Ａ変換
器である。破線内に配置されているセンサ２、増幅器
３、Ａ／Ｄ変換器８、比較器９は、高圧電源５の出力電
圧が供給される測定器の高圧部Ａを形成している。

【００２８】図３の例では、高圧部Ａには高圧電源５か
ら出力される高電圧が供給されているので、危険防止の
観点から高圧部ＡとＣＰＵ１１とは電気的に絶縁してフ
ォトカプラ１０を介して非接触で信号を伝達する構成と
している。センサ２の出力電圧はアナログの信号である
が、高圧部ＡにＡ／Ｄ変換器８を設けてデジタル値に変
換することにより信号処理を簡単に行えるようにしてい
る。Ａ／Ｄ変換器８を設けずに増幅器３よりアナログ値
の信号Ｂとして取り出す構成としても良い。

【００２９】図４は、図３の構成において帯電物の表面
電位を検出する手順を示すフローチャートである。次に
この検出手順について説明する。 （１）ＣＰＵ１１より高圧部Ａの電位が０Ｖとなるよう
な指令信号をＤ／Ａ変換器１２に出力する（ステップＳ
１）。 （２）センサ２からの出力電圧Ｖｏｕｔの値が０よりも
小さいかどうかを判断する（ステップＳ２）。

【００３０】（３）ステップＳ２の判断結果がＮＯであ
ればセンサ２からの出力電圧Ｖｏｕｔの値が正の場合で
あるから、帯電物１を基準とした場合に帯電物１よりも
高圧部Ａの電位が低いことになり、高圧部Ａに供給する
電圧を上昇させて両者間の電位をゼロに近ずけるように
高圧電源の出力電圧を制御する（ステップＳ３）。 （４）ステップＳ２の判断結果がＹＥＳであればセンサ
２からの出力電圧Ｖｏｕｔの値が負の場合であるから、
帯電物１を基準とした場合に帯電物１よりも高圧部Ａの
電位が高いことになり、高圧部Ａに供給する電圧を下降
させて両者間の電位をゼロに近づけるように高圧電源の
出力電圧を制御する（ステップＳ４）。

【００３１】（５）高圧部Ａに高圧電源５から供給され
ている電圧ＶＡが、高圧電源５の電源電圧の下限値−Ｖ
Ｈと上限値＋ＶＨの範囲内であるかどうかを判断する
（ステップＳ５）。 （６）ステップＳ５の判断がＹＥＳであれば、高圧部Ａ
に供給されている電圧はまだ高圧電源５の電源電圧の範
囲内であるから、ＣＰＵ１１はＤ／Ａ変換器１２に次の
指令信号を出力する（ステップＳ６）。以下、ステップ
Ｓ２〜ステップＳ６のループ処理を繰り返す。

【００３２】（７）ステップＳ５の判断がＮＯであれ
ば、高圧部Ａに供給されている電圧は高圧電源５の電源
電圧の範囲外となるので、ループ処理を抜けて高圧部Ａ
には高圧電源５からの電圧を供給せずに、この状態でセ
ンサの出力信号Ｖｏｕｔを読み取る。

【００３３】以上の例は、図３の構成において高圧部Ａ
のＡ／Ｄ変換器８からフォトカプラ１０を介して出力さ
れるデジタル信号をＣＰＵ１１で処理するものである
が、高圧部Ａ内で一部の処理を行う構成とすることもで
きる。この場合には、比較器９においてセンサ２の出力
信号の大きさについて図４のステップＳ２の判断を行
い、判断結果の信号をフォトカプラ１０を介してＣＰＵ
１１に送り、ＣＰＵ１１は高圧電源５の高圧部Ａに対す
る供給電圧の指令信号をＤ／Ａ変換器１２に出力する構
成とすることも可能である。

【００３４】図５、６は、図３の回路図と図４のフロー
チャートで説明した、本発明の帯電物１の表面電位検出
センサの動作特性を示す特性図である。図５は、帯電物
１の表面電位Ｖｔが高圧電源５の電源電圧の範囲内であ
るとき（−ＶＨ＜Ｖｔ＜＋ＶＨ）の特性である。図に示
されているようにセンサ２に供給される電圧は、図４の
フローチャートで説明したような高圧電源５に対するフ
ィードバック制御により次第に一定値Ｖｓに収斂し、Ｖ
ｔ＝Ｖｓのときにセンサ２の出力電圧Ｖｏｕｔがゼロと
なるので、この状態でセンサ２に供給されている高圧電
源５の出力電圧Ｖｓの値から帯電物１の表面電位Ｖｔが
検出できる。

【００３５】図６は、帯電物１の表面電位Ｖｔが高圧電
源５の電源電圧の範囲よりも小さいかまたは大きい場合
（Ｖｔ＜−ＶＨ，Ｖｔ＞＋ＶＨ）の特性である。図に示
されているのは、Ｖｔ＞＋ＶＨの場合であるがセンサ２
に供給される電圧は次第に上昇していき、＋ＶＨの値で
一定となりこれ以上は大きくされない。このときにセン
サ２に供給される電圧は遮断され、この状態でセンサ２
の出力電圧Ｖｏｕｔを読み取り、帯電物１の表面電位Ｖ
ｔを検出する。

【００３６】このように、図３に具体的な回路図を示し
た本発明の実施の態様によれば、従来、帯電物の表面電
位の値が高圧電源の電源電圧の範囲外であれば、電源電
圧の範囲が異なる高圧電源を別個に用意しないと測定で
きなかったという問題が解消される。

【００３７】図７は、本発明の別の実施の態様における
回路図である。図３と同じ図示番号については説明を省
略するが、この例では、予め高電圧部Ａに供給する高圧
電源５の出力電圧を数点設定しておき、各供給電圧にお
いてセンサ２で検出された信号に相当する出力電圧をＣ
ＰＵ１１に記憶させる。帯電物１の表面電位は、ＣＰＵ
１１に記憶されているセンサ２の検出信号に基づいて演
算で求める。

【００３８】図８は、図７に示した回路図の構成により
帯電物の表面電位を検出する手順のフローチャートであ
る。次にこのフローチャートについて説明する。 （１）ＣＰＵ１１よりの指令信号をＤ／Ａ変換器１２に
出力する（ステップＳ１１）。高圧電源５は、この指令
信号に基づいて所定の電圧ＶＡを高圧部Ａに供給する。 （２）センサ２からの出力電圧Ｖｏｕｔを増幅器３を介
してＡ／Ｄ変換器８に入力する（ステップＳ１２）。

【００３９】（３）Ａ／Ｄ変換器８からの信号をフォト
カプラ１０を介してＣＰＵ１１に入力し、この値を記憶
させる（ステップＳ１３）。 （４）ＣＰＵ１１より高圧部Ａに供給する次の電圧指令
信号をＤ／Ａ変換器１２に出力する（ステップＳ１
４）。高圧電源５は、この指令信号に基づいて所定の電
圧ＶＡを高圧部Ａに供給する。

【００４０】（５）センサ２により予め設定した回数の
測定が行われたかどうかを判断する（ステップＳ１
５）。判断結果がＮＯであれば、ステップＳ１２〜ステ
ップＳ１５のループ処理を繰り返す。 （６）このときの判断結果がＹＥＳであれば、高圧部Ａ
に供給された設定回数分の電圧ＶＡと各ＶＡに対するセ
ンサ２の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係から、演算により帯
電物の表面電位Ｖｔを求める（ステップＳ１６）。

【００４１】図９は、図８のフローチャートで説明した
帯電物の表面電位を演算により検出する場合の特性図で
ある。図に示すように、高圧部Ａに供給される高圧電源
５の出力電圧ＶＡの値が電源電圧の範囲内（−ＶＨ＜Ｖ
Ａ＜＋ＶＨ）において、センサ２の検出信号に基づく出
力電圧Ｖｏｕｔを数点プロットしておく。次に、各プロ
ット点を結ぶ直線の方程式を例えば最小自乗法により求
める。この直線を延長してＶＡの軸と交差する点はセン
サの出力電圧Ｖｏｕｔがゼロの点、即ち、帯電物の表面
電位Ｖｔと高圧部Ａの供給電圧ＶＡとが等しい値となる
から、この交差する点で帯電物の表面電位Ｖｔを求める
ことができる。

【００４２】帯電物１とセンサ２間の電気力線（電束密
度）Ｅｆの本数は、電界の大きさに比例するから、帯電
物１の表面電位Ｖｔを基準にすると高圧部Ａに供給され
る電圧、すなわちセンサ２に供給される電圧ＶＡを変化
させた場合には、図９のＶＡとＶｏｕｔとの関係を示す
特性は必ず直線で表されることになる。このため、本発
明のこのような構成によれば、帯電物１に対するセンサ
２の設置の位置が変わり、両者間の距離が変動しても、
図９の特性は直線の傾きが変わるだけであり帯電物１の
表面電位Ｖｔは的確に検出できる。

【００４３】図１０は、センサ２に高電圧を印加するこ
とにより、作業者に対する感電の危険が発生することを
防止する手段を講じた帯電物の表面電位検出装置の例の
説明図である。図において、１３は絶縁シート、１４は
金属板、Ｒ１はセンサ２と金属板１４間に接続される抵
抗である。帯電物から放射される電気力線は金属板１
４、１４間及び絶縁シート１３、１３間に形成されてい
る間隙部Ｐを通して導入されてセンサ２で検出される。
このような危険防止手段の作用について図１１の回路図
により説明する。

【００４４】図１１において、ＲＨは人体の抵抗であ
る。高圧電源からの出力電圧でセンサ２に供給されてい
る電圧をＶｓとして、このときにセンサ２に触れると人
体に加わる電圧Ｖｒは、Ｖｒ＝｛ＲＨ／（Ｒ１＋Ｒ
Ｈ）｝Ｖｓ、で表される。センサ２と金属板１４間に接
続される抵抗Ｒ１の値を大きくすることにより、人体に
加わる電圧Ｖｒを感電の危険のない微小な値に減少させ
ることができる。

【００４５】図１２は、金属板１４の帯電物１に対する
対向面の大きさを拡張した構成の説明図である。３はセ
ンサ２の検出信号を増幅する増幅器である。このように
金属板１４の帯電物１に対する対向面の大きさを拡張し
た構成とすることにより、帯電物１とセンサ２間に生成
される電気力線の分布は均一となり、帯電物１の表面電
位の検出が精度よく行える。

【００４６】図１０、図１２に示されたような、電気力
線を通過させる間隙を形成した絶縁シートと金属板とを
センサに取り付け、センサと金属板とを抵抗値の大きな
抵抗で接続した構成は、図３、図７で説明した構成のセ
ンサからの出力信号により帯電物の表面電位を検出する
本発明の帯電物の表面電位検出装置に適用される。

【００４７】図１３は、本発明による帯電物の表面電位
を検出するセンサの具体的な構成の説明図である。図に
おいて、ａは基体、ｂは取付部、ｃは測定窓、ｄは回転
部である。帯電物からの電気力線は、センサの測定窓ｃ
から入力されて出力電圧が形成される。この例において
は、取付部ｂを回転させることにより測定窓ｃの位置が
変わる。このため、帯電物が配置されている位置に合わ
せて基体ａは固定したままで測定窓ｃの位置を変えるこ
とにより、帯電物の表面電位を検出できるのでセンサの
使い勝手が良くなる。

【００４８】図１４は、本発明による帯電物の表面電位
を検出するセンサの別の構成の説明図である。この例で
は、図１４（ａ）がセンサの基本的な測定位置である
が、帯電物の位置に応じて基体ａの位置は固定したまま
測定窓ｃの位置を変えることができる。例えば、図１４
（ｂ）のようにして取付部ｂを矢印Ｐ方向に引出し、次
に矢印Ｑ方向に取付部ｂを９０度回転して基体ａに取り
付けると、図１４（ｃ）に示すように測定窓ｃの位置は
基体ａの表面側に位置するようになる。

【００４９】図１５は、本発明による帯電物の表面電位
を検出するセンサの更に別の構成の説明図である。図１
５（ａ）が基本的なセンサの配置位置で、図１５（ｂ）
はその矢視Ｘ方向の正面図である。図１５（ｃ）は、回
転部ｄで取付部ｂを上側に折り曲げて測定窓の位置を上
側とした状態の説明図である。また、この例では、図１
５（ｄ）の破線に示す様にして取付部ｂを下側に折り曲
げるようにして測定窓ｃの配置位置を下側に変更するこ
ともできる。

【００５０】図１６は、本発明による帯電物の表面電位
を検出するセンサの更に別の構成の説明図である。この
例では図１６（ａ）のセンサの基本的な配置位置から、
回転部ｄにより取付部ｂを矢印Ｔ方向に水平に回転させ
ることにより、図１６（ｂ）のように帯電物に対する測
定窓ｃの配置位置を基体ａの側面側に変えることができ
る。

【００５１】以上の例は、直流の高電圧を用いた除電装
置に帯電物の表面電位検出装置を適用した例の説明であ
るが、本発明は交流の高電圧を用いた除電装置にも適用
できる。図２３は、交流の高電圧を用いた除電装置の例
を説明する回路図である。図において、４１は交流電
源、４２は昇圧トランス、４３は電極針、ｆはファンで
ある。昇圧トランス４２の出力側からは、電源電圧を所
定の電圧に昇圧した高電圧の交流が得られ、電極針の先
端部からは、プラス、マイナスのイオンが交互に出力さ
れる。

【００５２】この場合にも、電極針４３を取り付けるこ
とに代えて細線等の長尺状物や突起部を有する部材等の
電極手段を取り付けてイオン発生部とすることもでき
る。また、ファンも必要に応じて取り付けられるもので
ある。

【００５３】このような交流型の除電装置においても、
帯電物に近接して配置される帯電物の表面電位検出装置
は、これまで説明してきた直流型の除電装置に適用され
るものと同様の構成のものが適用できる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、本発明の帯電物の表面電
位検出装置は、センサによる帯電物の表面電位の測定
を、高圧電源の電源電圧の範囲内ではセンサに高圧電源
の出力電圧を供給した状態で行い、高圧電源の電源電圧
の範囲外ではセンサに高圧電源の出力電圧を供給しない
状態で行う構成としているので、広範囲の帯電物の表面
電位の検出ができる。

【００５５】また、本発明の帯電物の表面電位検出装置
は、高圧電源の電源電圧の範囲内でセンサに供給される
電圧値を予め設定された回数で複数回供給し、センサに
供給された各電圧値におけるセンサの出力信号の値を記
憶して、記憶されたセンサの出力信号の値から帯電物の
表面電位の値を演算する構成としているので、帯電物と
センサ設置位置との距離に拘りなく精度良く帯電物の表
面電位の検出ができる。

【００５６】また、本発明の帯電物の表面電位検出装置
は、センサに絶縁シートを介して金属板を取り付け、セ
ンサと金属板とを抵抗値の大きな抵抗で接続しているの
で、作業者がセンサに触れても感電の心配がなく安全に
帯電物の表面電位の検出ができる。

【００５７】また、本発明の除電装置は、上記の各特徴
を有する帯電物の表面電位検出装置を用いた構成として
いるので、帯電物の除電を精度良くまた安全に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における基本的な構成を示
す回路図である。

【図２】（ａ）本発明の実施の形態における帯電物の表
面電位を測定する原理を説明する特性図である。 （ｂ）本発明の実施の形態における帯電物の表面電位を
測定する原理を説明する説明図である。

【図３】本発明に係る実施の形態の回路図である。

【図４】本発明に係る実施の形態における処理手順を示
すフローチャートである。

【図５】本発明に係る実施の形態における特性を示す特
性図である。

【図６】本発明に係る実施の形態における特性を示す特
性図である。

【図７】本発明に係る別の実施の形態の回路図である。

【図８】本発明に係る別の実施の形態における処理手順
を示すフローチャートである。

【図９】本発明に係る別の実施の形態における特性を示
す特性図である。

【図１０】本発明に係るセンサの構成の説明図である。

【図１１】本発明に係るセンサの別の構成の説明図であ
る。

【図１２】本発明に係るセンサの別の構成の説明図であ
る。

【図１３】本発明に適用されるセンサの構成の説明図で
ある。

【図１４】（ａ），（ｂ），（ｃ） 本発明に適用され
るセンサの構成の説明図である。

【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）、（ｄ） 本発明に
適用されるセンサの構成の説明図である。

【図１６】（ａ），（ｂ） 本発明に適用されるセンサ
の構成の説明図である。

【図１７】直流型の除電装置の回路図である。

【図１８】本発明が適用される直流型の除電装置の回路
図である。

【図１９】従来例の説明図である。

【図２０】従来例の回路図である。

【図２１】（ａ），（ｂ），（ｃ） 帯電物とセンサ間
の電気力線の分布の説明図である。

【図２２】帯電物とセンサ間の距離に対するセンサ出力
の関係を示す特性図である。

【図２３】本発明が適用される交流型の除電装置の回路
図である。

【符号の説明】

１ 帯電物 ２ センサ ３ 増幅器 ４ 制御回路 ５ 高圧電源 ６ 電圧検出回路 ７ 切り替え回路 ８ Ａ／Ｄ変換器 ９ 比較器 １０ フォトカプラ １１ ＣＰＵ １２ Ｄ／Ａ変換器 １３ 絶縁シート １４ 金属板 Ｅｆ 電気力線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電物と対向配置されて帯電物の表面電
   位を検出するセンサと、センサに高電圧を供給する高圧
   電源と、センサとは電気的に絶縁されセンサからの出力
   信号が入力される信号伝達手段と、信号伝達手段からの
   出力信号が入力される制御装置と、高圧電源からセンサ
   に供給される高電圧を遮断する手段とを有し、該制御装
   置は、高圧電源の電源電圧の範囲内ではセンサで得られ
   た出力信号の電圧値と高圧電源からセンサに供給される
   電圧値とを等しくするような指令信号を高圧電源に出力
   し、これらの両電圧値が等しいときのセンサへの供給電
   圧値から帯電物の表面電位を求めるとともに、センサに
   供給された電圧値が高圧電源の電源電圧の範囲外である
   ときには前記遮断手段に指令信号を出力してセンサへの
   高電圧の供給を遮断して、センサの出力信号から帯電物
   の表面電位を求める構成としたことを特徴とする帯電物
   の表面電位検出装置。
2. 【請求項２】 帯電物と対向配置されて帯電物の表面電
   位を検出するセンサと、センサに高電圧を供給する高圧
   電源と、センサとは電気的に絶縁されセンサからの出力
   信号が入力される信号伝達手段と、信号伝達手段からの
   出力信号が入力される制御装置とを有し、該制御装置は
   高圧電源の電源電圧の範囲内でセンサに供給される電圧
   値を予め設定された回数で複数回指令するとともに、セ
   ンサに供給された各電圧値におけるセンサの出力信号の
   値を記憶して、記憶されたセンサの出力信号の値から帯
   電物の表面電位の値を演算する構成としたことを特徴と
   する帯電物の表面電位検出装置。
3. 【請求項３】 帯電物と対向配置されて帯電物の表面電
   位を検出するセンサと、センサの帯電物との対向面に設
   けられ帯電物から放射される電気力線を通過させてセン
   サに導入するための間隙を形成した絶縁シートと、前記
   間隙が設けられ絶縁シートに取り付けられる金属板と、
   センサと金属板間に接続される抵抗値の大きな抵抗と、
   センサに高電圧を供給する高圧電源と、センサとは電気
   的に絶縁されセンサからの出力信号が入力される信号伝
   達手段と、信号伝達手段からの出力信号が入力されると
   ともに、高圧電源からセンサに供給される電圧値の指令
   信号を高圧電源に出力する制御装置と、から構成された
   ことを特徴とする帯電物の表面電位検出装置。
4. 【請求項４】 該金属板は、前記帯電物との対向面の面
   積を大きく設定し、帯電物からセンサに放出される電気
   力線の分布が均等になるように構成されたことを特徴と
   する請求項３に記載の帯電物の表面電位検出装置。
5. 【請求項５】 電源電圧を所定の電圧に昇圧する高電圧
   発生手段と、高電圧発生手段の出力電圧が供給されて先
   端部からプラスとマイナスのイオンを発生する電極手段
   と、帯電物の表面電位検出装置とを具備し、該帯電物の
   表面電位検出装置は、帯電物と対向配置されて帯電物の
   表面電位を検出するセンサと、センサに高電圧を供給す
   る高圧電源と、センサとは電気的に絶縁されセンサから
   の出力信号が入力される信号伝達手段と、信号伝達手段
   からの出力信号が入力される制御装置と、高圧電源から
   センサに供給される高電圧を遮断する手段とを有し、該
   制御装置は、高圧電源の電源電圧の範囲内ではセンサで
   得られた出力信号の電圧値と高圧電源からセンサに供給
   される電圧値とが等しくするような指令信号を高圧電源
   に出力し、これらの両電圧値が等しいときのセンサへの
   供給電圧値から帯電物の表面電位を求めるとともに、セ
   ンサに供給された電圧値が高圧電源の電源電圧の範囲外
   であるときには前記遮断手段に指令信号を出力してセン
   サへの高電圧の供給を遮断して、センサの出力信号から
   帯電物の表面電位を求める構成としたことを特徴とする
   除電装置。
6. 【請求項６】 電源電圧を所定の電圧に昇圧する高電圧
   発生手段と、高電圧発生手段の出力電圧が供給されて先
   端部からプラスとマイナスのイオンを発生する電極手段
   と、帯電物の表面電位検出装置とを具備し、該帯電物の
   表面電位検出装置は、帯電物と対向配置されて帯電物の
   表面電位を検出するセンサと、センサに高電圧を供給す
   る高圧電源と、センサとは電気的に絶縁されセンサから
   の出力信号が入力される信号伝達手段と、信号伝達手段
   からの出力信号が入力される制御装置とを有し、該制御
   装置は高圧電源の電源電圧の範囲内でセンサに供給され
   る電圧値を予め設定された回数で複数回指令するととも
   に、センサに供給された各電圧値におけるセンサの出力
   信号の値を記憶して、記憶されたセンサの出力信号の値
   から帯電物の表面電位の値を演算する構成としたことを
   特徴とする除電装置。
7. 【請求項７】 電源電圧を所定の電圧に昇圧する高電圧
   発生手段と、高電圧発生手段の出力電圧が供給されて先
   端部からプラスとマイナスのイオンを発生する電極手段
   と、帯電物の表面電位検出装置とを具備し、該帯電物の
   表面電位検出装置は、帯電物と対向配置されて帯電物の
   表面電位を検出するセンサと、センサの帯電物との対向
   面に設けられ帯電物から放射される電気力線を通過させ
   てセンサに導入するための間隙を形成した絶縁シート
   と、前記間隙が設けられ絶縁シートに取り付けられる金
   属板と、センサと金属板間に接続される抵抗値の大きな
   抵抗と、センサに高電圧を供給する高圧電源と、センサ
   とは電気的に絶縁されセンサからの出力信号が入力され
   る信号伝達手段と、信号伝達手段からの出力信号が入力
   されるとともに、高圧電源からセンサに供給される電圧
   値の指令信号を高圧電源に出力する制御装置と、から構
   成されたことを特徴とする除電装置。
8. 【請求項８】 該金属板は、前記帯電物との対向面の面
   積を大きく設定し、帯電物からセンサに放出される電気
   力線の分布が均等になるように構成されたことを特徴と
   する請求項７に記載の除電装置。