国立产业技术综合研究所［中钵良二会长］（以下简称“AIST”）制造技术研究部[研究部主任 Naoki Ichikawa] Trillion 传感器研究小组首席研究员 Kazuya Kikunaga 和研究小组组长 Tadashi Terasaki 开发了一种扫描仪，可以读取物体上的静电并将其可视化为图像。
在制造业中，通过自动化制造流程并引入先进的信息技术智能制造9018_9191静电问题、有效的对策以及对制造过程的反馈，我们可以预期静电问题将得到显着改善。然而，到目前为止，非破坏性、短时间、高空间分辨率测量静电分布很困难
这次，电容式小尺寸阵列传感器，构建了高速信号处理系统，并开发了一种设备（静电扫描仪），可以在2秒（15毫米/秒）内以1毫米的空间分辨率可视化30毫米×30毫米区域内的静电。据认为，这将能够识别制造现场可能带静电的绝缘材料的详细带电位置，并采取有效的静电对策。此外，通过将详细的静电信息反馈到制造过程并对其进行优化，有望有助于降低制造成本、提高生产率以及批量生产高性能产品。
该设备的详细信息将于 2017 年 6 月 7 日至 9 日在 Tokyo Big Sight（东京江东区）举行的 JPCA Show 展会上公布。
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开发了静电扫描仪（左）并可视化洁净服装上的静电分布（右）
只需将样品放置在特殊的支架中（左图）即可进行测量，带负电的蓝色部分（右图） |
近年来，在保持高产品质量的同时提高工厂运营效率的智能制造一直受到制造业的关注。公司利用各种传感器获取与生产相关的环境和条件的大量信息，并利用先进的信息处理技术来推进预防性维护、高质量控制和过程自动化。然而，如果存在无法量化的参数，即使制造过程实现自动化也无法实现优化。因此，量化制造现场发生的问题非常重要，并且预计在不久的将来会基于此信息向制造流程提供反馈。按需生产是啊变体变量生产兼容的制造工艺。
静电是主要的生产抑制因素之一，而且它是一个难以量化的参数，因为它在各种事物中的出现是不规则的。用于电子产品绝缘材料容易带静电，因局部摩擦或剥离而在其表面形成不均匀的电荷。这使得静电问题变得更加复杂，带静电的产品在运输过程中会表现出不可预测的行为。市售非接触式静电计，已广泛应用于现场表面电位传感器，很难以1mm的空间分辨率进行测量，此外，为了测量静电分布，传感器必须一次移动一点，从而难以加速测量。具有并排排列的多个表面电位传感器的装置也已被开发出来，但很难使传感器小型化并实现静电分布测量的高空间分辨率。为了量化和减少制造现场随机发生的静电，需要一种能够快速、精确地测量静电分布的技术。
AIST 致力于将制造相关的材料、加工工艺、设计、测量评价等整合起来进行研究开发，以实现制造业的可持续发展和强化。作为测量评估之一，我们一直致力于开发利用声波的静电测量技术（AIST 主要研究成果，2011 年 10 月 24 日）。虽然该技术可以近距离测量大范围的静电分布，但其存在仅限于软材料且空间分辨率低的问题。因此，我们的目标是开发一种无论物体的刚性如何都可以测量和评估详细静电的技术，并开发出一种能够在短时间内以高空间分辨率非破坏性地可视化静电分布的系统。
这项研究和开发得到了独立行政机构日本学术振兴会“科学研究补助金（C）25420427（2013财年-2013财年）”的部分支持。
图 1 显示了我们开发的静电扫描仪的轮廓。静电扫描仪由线阵传感器、振动发生器、信号处理系统和电动平台组成。线型阵列传感器是独特开发的一体化结构产品，其中30个表面电位传感器（尺寸07毫米×07毫米）在同一平面上以1毫米的间隔排成一排。线阵列传感器精确、均匀地振动，每个传感器检测到的平行板电极之间电容变化的微小信号被并行处理，从而可以同时测量 30 个位置的表面电位。此外，沿与线型阵列传感器阵列（Y轴）正交的轴（X轴）以15毫米/秒的速度扫描物体，根据每个传感器测量的表面电位和物体的空间坐标，可以将物体的静电分布可视化为空间分辨率为1毫米的图像。
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| 图 1 静电扫描仪概述 |
图2(a)显示了使氯乙烯沿着字母“AIST”与玻璃接触后，使用新开发的静电扫描仪进行测量的结果（面积：30mm×60mm，测量时间：4秒）。静电只是通过使不同的材料接触而产生（接触充电），当玻璃和氯乙烯接触时，玻璃带正电，氯乙烯带负电。当我们使用静电扫描仪可视化详细的静电分布时，我们能够观察到只有与字母“AIST”接触的部分才带电。另外，同样的玻璃也可以市售离子发生器中和5秒后，使用静电扫描仪再次测量静电，“AIST”字母不再带电（图2（b））。还可以轻松评估静电消除效果。静电扫描仪有望为减少静电问题和提高制造现场的生产率做出贡献，并有望用作批量生产高质量、高附加值产品的评估和分析工具。它还有望用于检测复印机和柔性印刷电路板的缺陷和确定故障。
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| 图 2 玻璃与氯乙烯接触带电时以及除静电后的静电可视化 |
从现在开始，我们将根据企业的要求和委托，开始对玻璃、印刷电路板、薄膜、树脂和陶瓷等各种物体进行静电评估测试。我们还将开发空间分辨率更高、面积更大、速度更快的静电扫描仪，目标是在未来几年内投入实际应用。