JP2017227476A - 電極、静電気試験装置及び静電気試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査体に対する評価時間の短縮及び評価漏れの抑制を図り得る構成を提供する。【解決手段】静電気試験装置１０では、静電気発生機１１から出力された静電気を、放電ガン１２に取り付けられた放電電極２０から放電して被検査体に直接印加する。放電電極２０では、基部３０の先端側に設けられる放電部４０は、導電性の弾性材として所定の硬度及び所定の導体抵抗値を有する導電ゴムにより構成されて、被検査体に面接触可能な放電面４３が設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、電極、静電気試験装置及び静電気試験方法に関するものである。

従来、帯電した人体等からの静電気放電に対する電子機器のイミュニティ評価（静電気評価）を、先端が尖った電極や先端が小さな球形の電極（以下、先鋭形状の電極ともいう）を用いて実施している。このような先鋭形状の電極を用いた静電気試験に関する技術として、例えば、下記特許文献に開示される帯除電装置が知られている。この帯除電装置は、先端が先鋭形状となる放電電極針を備え、帯電時には、放電電極針を高電位にするとともに多孔電極板を低電位にすることにより放電電極針で生成されたイオンを対象物表面の所定の領域に導く一方、除電時には、放電電極針を逆極性の高電位にするとともに多孔電極板を低電位又は接地電位することにより放電電極針で生成されたイオンを対象物表面に導くように構成されている。これにより、対象物を一時的に帯電状態にするとともに、帯電状態が不要になったときには逆帯電させることなく簡単かつ確実に除電することができる。

特開２０１５−１２７６６５号公報

ところで、新たに開発された電子機器等の被検査体の静電気評価を行う場合、その被検査体について静電気の影響を受けそうな位置を複数箇所予め設定し、被検査体の所定の動作モードについてその設定された印加箇所ごとに所定の印加回数にて段階的に印加電圧を直接印加する作業が行われる。例えば、所定の動作モードとして高消費電力モード及び低消費電力モードの２水準の動作モード、１箇所につき１０回とする印加回数、正負の電荷にて２〜２０ｋＶまで２ｋＶごとに増加させる１８水準の印加電圧であり、印加箇所として５０箇所が必要となる被検査体の静電気評価にて直接放電を行う場合、その被検査体に対する直接印加回数は、約２万回（＝２×１０×１８×５０回）となる。

このように、１つの被検査体に対して直接印加する回数が多いために作業工数が増えてしまい、被検査体全体の評価に時間を要してしまうという問題がある。また、先鋭形状の電極を用いるため、決められた印加箇所からずれた位置に製品の弱点箇所が存在する可能性が有り、評価漏れが発生する可能性がある。これらの問題は、印加箇所が多くなる被検査体ほど顕著となる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、被検査体に対する評価時間の短縮及び評価漏れの抑制を図り得る構成を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、静電気試験装置用の放電ガン（１２）に用いられる電極（２０，２０ａ）であって、試験時に電圧が供給される基部（３０）と、前記基部の先端側に設けられる放電部（４０，４０ａ）と、を備え、前記放電部は、導電性の弾性材により構成されて、被検査体に面接触可能な放電面（４３，４３ａ）が設けられる。

また、請求項６に記載の発明は、第１の電極（２０，２０ａ）及び第２の電極（１２０）を用いた放電ガン（１２）を利用して被検査体（１００，１１０，１１１）に対して静電気を放電する静電気試験方法であって、前記第１の電極は、試験時に電圧が供給される基部（３０）と、前記基部の先端側に設けられる放電部（４０，４０ａ）と、を備え、前記放電部は、導電性の弾性材から構成されて、前記被検査体に面接触可能な放電面（４３，４３ａ）が設けられ、前記第２の電極は、先鋭形状に形成される先端部（１２１）にて前記被検査体に対して局所的に接触するように形成され、前記被検査体には、前記第１の電極の前記放電面を接触させる第１の検査領域（Ａ１）が複数設定されるとともに、前記第１の検査領域ごとに前記第２の電極の前記先端部を接触させる第２の検査領域（Ａ２）が１又は２以上設定され、前記第１の検査領域ごとに、前記第１の電極の前記放電面を接触させて所定の電圧を前記基部に対して段階的に印加した状態で前記被検査体の異常動作の有無を検出する第１ステップと、前記複数の第１の検査領域のうち前記第１ステップにて前記異常動作が検出された第１の検査領域（Ａ１ａ）に含まれる前記第２の検査領域ごとに、前記第２の電極の前記先端部を接触させて前記所定の電圧を前記基部に対して段階的に印加した状態で前記被検査体の前記異常動作の有無を検出する第２ステップと、を備えることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１の発明では、基部の先端側に設けられる放電部は、導電性の弾性材により構成されて、被検査体に面接触可能な放電面が設けられる。このため、先鋭形状の電極を利用する場合と比較して、１度の印加工程にて被検査体に対して電圧を印加する面積が広くなることから、必要な印加箇所を減らすことができるだけでなく、製品の弱点を漏れなく検出することができる。特に、印加面積の増大に応じて広範囲に電荷移動が生じるために放射電界強度も向上するので、不具合等がある被検査体では低い印加電圧でも異常動作が検出されやすくなり、短時間で異常動作を検出することができる。このように、印加箇所の低減や製品の弱点検出、異常動作検出時の印加電圧の低下を図ることができるため、被検査体に対する評価時間の短縮及び評価漏れの抑制を図ることができる。

請求項２の発明では、放電部は、放電面が円形となるように形成されるため、印加面積が広範囲となる場合でも均等に電圧が印加されることから印加電圧のばらつきが抑制されるので、被検査体に対する評価時間の短縮及び評価漏れの抑制を容易に図ることができる。

請求項３の発明では、放電部は、放電面に沿う平面で切断した断面積が基部における電圧供給側の断面積よりも大きくなるように形成される。このため、本願発明の電極を基部の電圧供給側にて放電ガンに取り付けることで、放電ガンへの取付けを考慮することなく放電部を大きくでき、放電面を容易に広くすることができる。

請求項４の発明では、放電部は、基部に対して着脱可能に形成されるので、被検査体に対して弾性変形するように押し付けられて電圧が印加される状態が何度も繰り返されるために放電部が劣化してしまう場合であっても、その放電部だけを容易に交換することができる。

請求項５の発明では、静電気試験装置は、上述のように構成される本願発明の電極を用いた放電ガンを利用して被検査体に対して静電気を放電するため、被検査体に対する評価時間の短縮及び評価漏れの抑制を図り得る静電気試験装置を実現することができる。

請求項６の発明では、第１の電極は、試験時に電圧が供給される基部とこの基部の先端側に設けられる放電部とを備え、放電部は、導電性の弾性材から構成されて、被検査体に面接触可能な放電面が設けられている。また、第２の電極は、先鋭形状に形成される先端部にて被検査体に対して局所的に接触するように形成されている。そして、第１ステップとして、第１の検査領域ごとに、第１の電極の放電面を接触させて所定の電圧を基部に対して段階的に印加した状態で被検査体の異常動作の有無を検出し、第２ステップとして、複数の第１の検査領域のうち第１ステップにて異常動作が検出された第１の検査領域に含まれる第２の検査領域ごとに、第２の電極の先端部を接触させて所定の電圧を基部に対して段階的に印加した状態で被検査体の異常動作の有無を検出する。

これにより、第１ステップが第１の電極を用いて異常動作が生じる範囲を絞り込むスクリーニングステップとして機能するので、第１ステップにて異常動作が生じる範囲が検出されない場合には第２の電極を用いた印加作業（第２ステップ）を行う必要もないので、被検査体に対する評価時間を短縮できる。また、第１ステップにて異常動作が生じる範囲が検出された場合には、その検出された第１の検査領域に含まれる第２の検査領域について第２の電極を用いた印加作業（第２ステップ）がなされる。このため、全ての第２の検査領域について第２の電極を用いた印加作業を行う場合と比較して、１度の印加工程にて被検査体に対して電圧を印加する面積が広くなることから、必要な印加箇所を減らすことができるだけでなく、製品の弱点を漏れなく検出することができる。特に、第１ステップにおいて、印加面積の増大に応じて広範囲に電荷移動が生じるために放射電界強度も向上するので、不具合等がある被検査体では低い印加電圧でも異常動作が検出されやすくなり、短時間で異常動作を検出することができる。このように、印加箇所の低減や製品の弱点検出、異常動作検出時の印加電圧の低下を図ることができるため、被検査体に対する評価時間の短縮及び評価漏れの抑制を図り得る試験方法を実現することができる。

第１実施形態に係る静電気試験装置の構成概要を示す説明図である。 図１の放電電極を示す斜視図である。 図２の基部の詳細形状を示す説明図である。 図２の放電部の詳細形状を示す説明図である。 導電ゴムの硬度と平面部及び凹凸部に対する密着性との関係を示す説明図である。 ＩＥＣ規格の電流波形と各検証ポイントとの関係を示す説明図である。 導電ゴムの各導体抵抗値について検証ポイントごとに検証結果をまとめた説明図である。 導電ゴムの各導体抵抗値とピーク値（Ｐ１）との関係を示す説明図である。 放射電界シミュレーションにおける各部材の形状や位置関係等を示す説明図である。 放射電界シミュレーションにおける各部材の電気的関係等を示す説明図である。 図９及び図１０における条件での放射電界シミュレーション結果を示す説明図であり、図１１（Ａ）は、電界放射範囲を含めた電界強度を示し、図１１（Ｂ）は、最大電界強度の変化を示している。 被検査体となるコードスキャナを示す説明図であり、図１２（Ａ）は平面図を示し、図１２（Ｂ）は底面図を示す。 本発明に係る放電電極を用いて弱点個所を検出した際の印加電圧と先鋭放電電極を用いて弱点個所を検出した際の印加電圧とについて、被検査体ごとに示すグラフである。 本発明に係る放電電極を用いてコードスキャナに電圧を印加した際の電界放射範囲を概略的に示す断面図である。 先鋭放電電極を用いてコードスキャナに電圧を印加した際の電界放射範囲を概略的に示す断面図である。 本実施形態に係る静電気試験方法の流れを例示するフローチャートである。 図１２に示すコードスキャナに対して設定される各第１の検査領域を示す説明図であり、図１７（Ａ）は平面図を示し、図１７（Ｂ）は底面図を示す。 異常動作が検出された第１の検査領域に対応する各第２の検査領域を説明する説明図である。 第１実施形態の変形例に係る放電電極を示す説明図である。

［第１実施形態］
以下、本発明に係る電極を備える静電気試験装置及び静電気試験方法を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る静電気試験装置１０は、所定の動作モードにて作動している電子機器等の被検査体に対して静電気を印加することでその被検査体の静電気放電（ＥＳＤ）に対するイミュニティ評価（静電気評価）を行う装置として構成されている。静電気試験装置１０の構成については、後述する放電電極２０を除き、公知の静電気試験装置と同様であって、国際標準規格ＩＥＣ６１０００−４−２に準拠している。

図１に示すように、静電気試験装置１０は、主に、静電気発生機１１及び放電ガン１２を備えており、静電気発生機１１は、機内で発生させた静電気を放電ガン１２に出力するように機能する。静電気試験装置用の放電ガン１２は、携帯される作業者による所定の操作に応じて、静電気発生機１１から出力された静電気を、放電電極２０から放電して被検査体に直接印加するように機能する。

そして、静電気試験装置１０を用いた静電気試験では、静電気の影響を受けそうな位置が印加箇所として複数設定された被検査体に対して、当該被検査体の所定の動作モードについてその設定された印加箇所ごとに所定の印加回数にて段階的に印加電圧を直接印加する作業を行う。本実施形態では、例えば、所定の動作モードとして高消費電力モード及び低消費電力モードの２水準の動作モード、１箇所につき１０回とする印加回数、正負の電荷にて２〜２０ｋＶまで２ｋＶごとに増加させる１８水準の印加電圧が想定されている。

次に、本発明の特徴的構成である放電電極２０について、図２〜図４を参照して説明する。図２に示すように、放電電極２０は、試験時に電圧が供給される基部３０と、この基部３０の先端側に設けられる放電部４０と、を備えている。図３に示すように、基部３０は、ステンレス製であって径の異なる第１円柱部３１及び第２円柱部３２が一体となるように構成されている。第１円柱部３１の電圧供給側端面には、放電ガン１２に組み付けるためのねじ穴３１ａが所定の深さにて形成されている。

第２円柱部３２は、放電部４０が着脱可能に組み付けられる丸型フランジとして機能するものであり、第１円柱部３１と同軸であって外径が大きくなるように形成されている。この第２円柱部３２には、先端側（放電側）の端面中央にねじ穴３３が形成されており、外周面にねじ穴３３に達する３つのねじ穴３４が等間隔にて形成されている。なお、基部３０は、ステンレスと同等の導電性を有する部材により構成されてもよい。

図４に示すように、放電部４０は、導電性の弾性材、具体的には、所定の硬度及び所定の導体抵抗値を有する導電ゴムからなり、径の異なる第１円柱部４１及び第２円柱部４２が同軸的に一体となるように構成されている。第１円柱部４１は、その外径が基部３０のねじ穴３３にねじ込み可能となるように形成されている。第２円柱部４２は、基部３０の第２円柱部３２とほぼ同じ外径であって、その先端側（放電側）の端面が、放電面４３として、被検査体に面接触可能に所定の円形状となるように形成されている。

このため、第２円柱部３２が第２円柱部４２に面接触するまで第１円柱部４１が基部３０のねじ穴３３にねじ込まれた状態で、各ねじ穴３４に対して平先の止めねじ等（図示略）をそれぞれねじ込むことで、放電部４０と基部３０とが同軸的に組み付けられて、図２に示す放電電極２０が完成する。すなわち、放電部４０は、基部３０に対して組み付け容易であって着脱可能に形成される。このように組み付けられた放電電極２０では、放電部４０の第２円柱部４２は、第１円柱部３１と同軸的であって、放電面４３に沿う平面で切断した断面積が、基部３０において電圧供給側となる第１円柱部３１の断面積よりも大きくなるように形成される。

次に、このように構成される放電部４０の材料やその放電面の形状等について、以下に説明する。
放電部４０として、被検査体に密着した状態で電圧を印加できるように導電性及び弾性を兼ね備えた導電ゴムが採用され、さらに最適な硬度や導体抵抗値を以下の様にして求めた。

まず、放電部４０に適した硬度として、人の指の硬さ程度（６０°以下）を目安に、「２０°」、「４０°」、「６０°」の３つの硬度を選定対象として設定した。そして、それぞれの硬度ごとに、φ２０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円柱状の導電ゴム（Ｓｉベース、カーボンブラック）を用意して、ＬＣＤのような平面部とキーボードのような凹凸部とに対する密着性をそれぞれ検証した。具体的には、試験時の放電ガンから受ける荷重を想定した９Ｎにて、インクが塗布された導電ゴムを上記平面部及び凹凸部に対して白紙を介して押し付けた際に、その白紙に写ったインクの面積に基づいて密着性を検証した。白紙に写ったインクの面積が小さくなるほど密着性が低く、本願発明の放電部４０として適さない可能性が有るからである。

図５に示す検証結果のように、硬度「２０°」では、平面部、凹凸部に対して密着性が非常に高く、硬度「４０°」では、平面部、凹凸部に対して密着性が適度に高くなった。これに対して、硬度「６０°」では、平面部に対して密着性が適度に高くなる一方で、凹凸部に対して密着性が低くなった。これにより、硬度に関しては、「２０°」、「４０°」を選定した。

次に、放電部４０に適した導体抵抗値として、試験機の放電抵抗に関する許容誤差より算出した値（５０Ω・ｃｍ以下）を目安に、「５０Ω・ｃｍ」、「２５Ω・ｃｍ」、「５Ω・ｃｍ」の３つの導体抵抗値を選定対象として設定した。なお、以下の選定条件では、導体抵抗値が５０Ω・ｃｍとなる導電ゴムＤ１ａの硬度は、２０°であり、導体抵抗値が２５Ω・ｃｍとなる導電ゴムＤ２ａの硬度は、４０°であり、導体抵抗値が５Ω・ｃｍとなる導電ゴムＤ３ａの硬度は、６０°としている。そして、それぞれの導体抵抗値ごとの導電ゴムを放電ガンに取り付けた場合の電流波形について、図６に示すＩＥＣ規格波形（電流波形）に関して、ピーク値（Ｐ１）、立上り時間（Ｐ２）、３０ｎｓ維持値（Ｐ３）、６０ｎｓ維持値（Ｐ４）をそれぞれ検証した。なお、この検証では、放電面の径がφ２０ｍｍに設定されている。

図７に示す検証結果のように、立上り時間（Ｐ２）、３０ｎｓ維持値（Ｐ３）、６０ｎｓ維持値（Ｐ４）に関しては、全て良好な結果が得られた。これに対して、ピーク値（Ｐ１）に関しては、図８に示すように、導電ゴムＤ２ａ（導体抵抗値：２５Ω・ｃｍ）では、ピーク値が３０Ａ±１０％であって適している一方で、導電ゴムＤ１ａ（導体抵抗値：５０Ω・ｃｍ）では、ピーク値が２７Ａ（３０Ａ−１０％）未満となり、導電ゴムＤ３ａ（導体抵抗値：５Ω・ｃｍ）では、ピーク値が３３Ａ（３０Ａ＋１０％）よりも大きくなった。これにより、導体抵抗値に関しては、「２５Ω・ｃｍ」を選定し、この選定に基づいて硬度について「４０°」を選定した。

次に、図９及び図１０に示す放射電界シミュレーションによる電界強度分布に関して、放電面の形状として、「φ１０ｍｍ」、「φ２０ｍｍ」、「φ３０ｍｍ」の３つの外径を選定対象として設定した。そして、放電面の外径がφ１０ｍｍとなる導電ゴムＤ１ｂ、放電面の外径がφ２０ｍｍとなる導電ゴムＤ２ｂ、放電面の外径がφ３０ｍｍとなる導電ゴムＤ３ｂのそれぞれを導体抵抗値が２５Ω・ｃｍとして、図９に示す配置にて、電界強度分布を検証した。また、従来の先鋭形状の放電電極（以下、単に、先鋭放電電極ともいう）に関しても同様に電界強度分布を検証した。

なお、各導電ゴムＤ１ｂ〜Ｄ３ｂを採用した厚さｄ（＝６ｍｍ）の放電電極５０がメイン基板５１（長さＬ＝１４９．６ｍｍ、幅Ｗ＝４４．５ｍｍ）に対して距離Ｈ１（＝６ｍｍ）にて対向しており、さらに、メイン基板５１がグランドプレーン５２に対して距離Ｈ２（＝２８ｍｍ）にて対向しており、放電ガンのグランドワイヤ５３がグランドプレーン端に接続されている状態として、放射電界シミュレーションを行っている。また、図１０に示すように、放電ガンの静電容量Ｃ０は１５０ｐＦであり、放電電極５０−メイン基板５１間の静電容量Ｃ１は導電ゴムＤ２ｂで２．３７ｐＦであり、メイン基板５１−グランドプレーン５２間の静電容量Ｃ２は６．６７ｐＦであるとして、放射電界シミュレーションを行っている。また、図１１（Ａ）では、先鋭放電電極での検証結果を符号Ｄ０にて示している。

図１１（Ａ）に示す検証結果のように、放電面の外径（放電面の面積）が大きくなるほど電界放射範囲（図１１（Ａ）のハッチング領域参照）が広がっていることがわかる。これに対して、図１１（Ｂ）に示す検証結果のように、導電ゴムＤ３ｂでの最大電界強度は、先鋭放電電極Ｄ０での最大電界強度より高くなっている一方で、導電ゴムＤ２ｂでの最大電界強度だけでなく、導電ゴムＤ１ｂでの最大電界強度よりも低くなっている。この理由の一つとしては、放電面を介して印加される面積が大きくなることで静電容量が増える一方で、印加される電圧自体が下がることを想定することができる。これにより、放電面の外径に関しては、φ１０ｍｍ以上φ３０ｍｍ以下が適しており、本実施形態では、「φ２０ｍｍ」を選定した。

このような検証結果に基づいて、本実施形態では、硬度「４０°」、導体抵抗値「２５Ω・ｃｍ」となる導電ゴムにて放電部４０を構成し、その放電面４３の外径を「φ２０ｍｍ」に設定した。

次に、このように構成される放電部４０を有する放電電極２０を用いた静電気試験と従来の先鋭放電電極１２０を用いた静電気試験とに関して、印加電圧の違いについて、図１２〜図１５を参照して説明する。ここで、先鋭放電電極１２０は、従来の静電気試験装置にて用いられていたピン電極等であって、先鋭形状に形成される先端部１２１にて被検査体に対して局所的に接触するように形成されている。

以下の説明では、被検査体として、キーボードや表示画面の無い比較的シンプルなコードスキャナ１００と、キーボードや表示画面等を有するハンディーターミナル１１０と、キーボードや表示画面に加えて把持部やアンテナ部が外面に組み付けられたハンディーターミナル１１１とが想定されている。特に、コードスキャナ１００は、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、上ケース１０１ａ及び下ケース１０１ｂにより略箱状の外郭を構成する筐体１０１の上面に２つの操作ボタン１０２，１０３が設けられ、その上面のうち読取口１０４の近傍にＬＥＤ等の発光部１０５が設けられ、読取口１０４から離れた位置にスピーカ１０６が設けられている。また、下ケース１０１ｂには、電池（図示略）を覆う電池カバー１０７が組み付けられている。

図１３では、弱点個所がある被検査体に対して、先鋭放電電極１２０を用いてその弱点個所に起因する異常動作が検出された際の印加電圧をクロスハッチングにて示し、放電電極２０を用いてその弱点個所に起因する異常動作が検出された際の印加電圧をハッチングにて示している。図１３からわかるように、コードスキャナ１００では、ある弱点個所について、先鋭放電電極１２０を用いることで１８ｋＶにて異常動作が検出される場合に、放電電極２０を用いることで８ｋＶにて異常動作が検出されている。また、ハンディーターミナル１１０では、ある弱点個所について、先鋭放電電極１２０を用いることで１６ｋＶにて異常動作が検出される場合に、放電電極２０を用いることで８ｋＶにて異常動作が検出されている。また、ハンディーターミナル１１１では、ある弱点個所について、先鋭放電電極１２０を用いることで１４ｋＶにて異常動作が検出される場合に、放電電極２０を用いることで６ｋＶにて異常動作が検出されている。この結果からわかるように、放電電極２０を用いることで、先鋭放電電極１２０を用いるときよりも弱点個所に起因する異常動作を検出するための印加電圧をおよそ１／２程度まで低くでき、短時間で異常動作を検出することができる。

これは、図１４に示すように、放電電極２０を用いることで、先鋭放電電極１２０が用いられる図１５の場合と比較して、電界強度が増加し電界放射範囲が広くなっているために、評価漏れが抑制されて弱点個所に起因する異常動作の検出精度（検出力）が向上しているからである。なお、図１４及び図１５では、弱点個所Ｘ１が存在するコードスキャナ１００に対する放電状態を断面図にて概略的に示しており、弱点個所Ｘ１やＣＰＵ等の他の素子１０９が実装されるメイン基板を符号１０８にて示している。

次に、本発明に係る放電電極２０を備える静電気試験装置１０を用いて行う静電気試験方法について、図１６〜図１８を参照して詳述する。
本実施形態に係る静電気試験方法では、放電電極２０を用いて被検査体の異常動作の有無を検出する第１ステップとして第１電圧印加工程と、第１電圧印加工程にて異常動作が検出された場合に先鋭放電電極１２０を用いて被検査体の異常動作の有無を検出する第２ステップとして第２電圧印加工程とが用意されている。すなわち、第１電圧印加工程は、放電面４３が広い放電電極２０を用いて異常動作が生じる範囲を絞り込むスクリーニングステップとして機能する。なお、放電電極２０は、「第１の電極」の一例に相当し、先鋭放電電極１２０は、「第２の電極」の一例に相当し得る。

そして、予め、被検査体には、放電電極２０の放電面４３を接触させる第１の検査領域Ａ１が複数設定されるとともに、この第１の検査領域Ａ１ごとに先鋭放電電極１２０の先端部１２１を接触させる第２の検査領域Ａ２が１又は２以上設定される。上記第１電圧印加工程では、このように設定された各第１の検査領域Ａ１のそれぞれに対して放電面４３を接触させた状態で印加作業がなされる。なお、被検査体によっては、各第２の検査領域Ａ２は、第１の検査領域Ａ１ごとに予め設定されることに限らず、被検査体の異常動作が検出された後にその第１の検査領域Ａ１に対して１又は２以上設定されてもよい。

以下、図１２に示すコードスキャナ１００を例に、本実施形態に係る静電気試験方法を採用した静電気試験工程について、図１６のフローチャートを参照して説明する。
まず、初期工程（図１６のＳ１０１）として、被検査体として用意されたコードスキャナ１００について、図１７（Ａ）（Ｂ）に示すように第１の検査領域Ａ１が複数設定される。また、各第１の検査領域Ａ１について、第２の検査領域Ａ２が１又は２以上設定される。

続いて、第１電圧印加工程（Ｓ１０３）がなされ、上述のように設定された第１の検査領域Ａ１ごとに、放電電極２０の放電面４３を接触させて所定の電圧を基部３０に対して段階的に印加した状態で、被検査体の異常動作の有無が検出される。具体的には、各第１の検査領域Ａ１ごとに、所定の動作モード（高消費電力モード及び低消費電力モード）について所定の印加回数（１０回）にて一水準の印加電圧（例えば±８ｋＶ）が直接印加される。そして、このような電圧の印加時に被検査体の異常動作の有無が検出される。

そして、各第１の検査領域Ａ１ごとに所定の動作モードについて所定の印加回数にて一水準の印加電圧が直接印加された際、いずれの印加時にも被検査体の異常動作が検出されなければ（Ｓ１０５でＮｏ）、検出精度（検出力）が高い放電電極２０を用いても被検査体の異常動作が検出されないために静電気放電に関して問題無しとして、本静電気試験工程を終了する。

このように第１電圧印加工程だけで本静電気試験工程が終了する場合には、放電面４３が広い放電電極２０を用いているために、従来の先鋭放電電極１２０を用いる場合よりも印加箇所が減るため、被検査体に対する評価時間を短縮することができる。

一方、上記第１電圧印加工程において１箇所でも被検査体の異常動作が検出されると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、全ての第１の検査領域Ａ１における被検査体の異常動作の有無の検出後に、上記第２電圧印加工程（Ｓ１０７）がなされる。以下、図１８に示すように、複数の第１の検査領域Ａ１のうちの１つ（図１８の符号Ａ１ａ参照）について被検査体の異常動作が検出された場合について説明する。

上述のように第１の検査領域Ａ１ａについて被検査体の異常動作が検出されると、第２電圧印加工程がなされ、その第１の検査領域Ａ１ａに含まれる第２の検査領域Ａ２のそれぞれに対して、先鋭放電電極１２０の先端部１２１を接触させて第１電圧印加工程と同様に所定の電圧を基部３０に対して段階的に印加（±２〜２０ｋＶ）した状態で、被検査体の異常動作の有無が検出される。この第１の検査領域Ａ１ａに含まれる各第２の検査領域Ａ２に対する印加工程は、先鋭放電電極１２０を用いた従来の静電気試験方法に相当するものである。

上記第１電圧印加工程にて被検査体の異常動作が検出されているので、その後に行われる第２電圧印加工程においても、少なくとも１箇所の第２の検査領域Ａ２にて被検査体の異常動作が検出される。これにより、異常動作が生じる詳細な印加箇所を特定することができる。なお、その第１の検査領域Ａ１について予め設定された全ての第２の検査領域Ａ２にて被検査体の異常動作が検出されない場合には、その第１の検査領域Ａ１内の他の箇所や当該第１の検査領域Ａ１外縁近傍について先鋭放電電極１２０を用いて異常動作が生じる個所を検出することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る放電電極２０では、基部３０の先端側に設けられる放電部４０は、導電性の弾性材として所定の硬度及び所定の導体抵抗値を有する導電ゴムにより構成されて、被検査体に面接触可能な放電面４３が設けられる。

そして、本実施形態に係る静電気試験装置１０では、上述のように構成される放電電極２０を用いた放電ガン１２を利用して被検査体に対して静電気を放電する。

このため、単に、先鋭放電電極１２０を利用する場合と比較して、１度の印加工程にて被検査体に対して電圧を印加する面積が広くなることから、必要な印加箇所を減らすことができるだけでなく、製品の弱点を漏れなく検出することができる。特に、印加面積の増大に応じて広範囲に電荷移動が生じるために放射電界強度も向上するので、不具合等がある被検査体では低い印加電圧でも異常動作が検出されやすくなり、短時間で異常動作を検出することができる。このように、印加箇所の低減や製品の弱点検出、異常動作検出時の印加電圧の低下を図ることができるため、被検査体に対する評価時間の短縮及び評価漏れの抑制を図ることができる。

そして、本実施形態に係る静電気試験方法では、第１電圧印加工程（第１ステップ）として、第１の検査領域Ａ１ごとに、放電電極（第１の電極）２０の放電面４３を接触させて所定の電圧を基部に対して一水準電圧を印加した状態で被検査体の異常動作の有無を検出し、第２電圧印加工程（第２ステップ）として、複数の第１の検査領域Ａ１のうち第１電圧印加工程にて異常動作が検出された第１の検査領域Ａ１に含まれる第２の検査領域Ａ２ごとに、先鋭放電電極（第２の電極）１２０の先端部１２１を接触させて所定の電圧を基部に対して段階的に印加した状態で被検査体の異常動作の有無を検出する。

これにより、第１電圧印加工程が放電電極２０を用いて異常動作が生じる範囲を絞り込むスクリーニングステップとして機能するので、第１電圧印加工程にて異常動作が生じる範囲が検出されない場合には先鋭放電電極１２０を用いた印加作業（第２電圧印加工程）を行う必要もないので、被検査体に対する評価時間を短縮できる。また、第１電圧印加工程にて異常動作が生じる範囲が検出された場合には、その検出された第１の検査領域Ａ１に含まれる第２の検査領域Ａ２について先鋭放電電極１２０を用いた印加作業（第２電圧印加工程）がなされる。このため、全ての第２の検査領域Ａ２について先鋭放電電極１２０を用いた印加作業を行う場合と比較して、１度の印加工程にて被検査体に対して電圧を印加する面積が広くなることから、必要な印加箇所を減らすことができるだけでなく、製品の弱点を漏れなく検出することができる。特に、第１電圧印加工程において、印加面積の増大に応じて広範囲に電荷移動が生じるために放射電界強度も向上するので、不具合等がある被検査体では低い印加電圧でも異常動作が検出されやすくなり、短時間で異常動作を検出することができる。このように、印加箇所の低減や製品の弱点検出、異常動作検出時の印加電圧の低下を図ることができるため、被検査体に対する評価時間の短縮及び評価漏れの抑制を図り得る試験方法を実現することができる。

また、放電部４０は、放電面４３が円形となるように形成されるため、印加面積が広範囲となる場合でも均等に電圧が印加されることから印加電圧のばらつきが抑制されるので、被検査体に対する評価時間の短縮及び評価漏れの抑制を容易に図ることができる。

さらに、放電部４０は、放電面４３に沿う平面で切断した第２円柱部４２の断面積が基部３０における電圧供給側となる第１円柱部３１の断面積よりも大きくなるように形成される。このため、放電電極２０を第１円柱部３１にて放電ガン１２に取り付けることで、放電ガン１２への取付けを考慮することなく放電部４０を大きくでき、放電面４３を容易に広くすることができる。

なお、放電部は、放電面に沿う平面で切断した断面積が、基部３０における電圧供給側の断面積よりも大きくなるように形成されることに限らず、基部３０における電圧供給側の断面積と同等かそれよりも小さくなるように形成されてもよい。例えば、図１９に例示する放電電極２０ａのように、放電部４０ａが第２円柱部３２とともに第１円柱部３１よりも小径となるように形成されてもよい。この場合、放電部４０ａの放電面４３ａの外径は、例えば、φ１０ｍｍに設定することができる。

また、放電部４０は、基部３０に対して止めねじ等のねじ部材を用いることで着脱可能に形成されるので、被検査体に対して弾性変形するように押し付けられて電圧が印加される状態が何度も繰り返されるために放電部４０が劣化してしまう場合であっても、その放電部４０だけを容易に交換することができる。

なお、放電部４０は、ねじ部材を用いることで基部３０に対して着脱可能に形成されることに限らず、例えば、係合片などの他の着脱構成を利用することで基部３０に対して着脱可能に形成されてもよい。また、使用頻度等によっては、放電部４０と基部３０とが一体的に成形されるか接着剤等を利用して組み付けられることで、分離不能に構成されてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
（１）本発明に係る放電電極２０，２０ａは、作業者が携帯可能な携帯型の放電ガン１２に用いられることに限らず、例えば、定置式の試験装置に対して移動可能に組み込まれる放電ガン等に用いられてもよい。

（２）放電電極２０の放電部４０は、硬度「４０°」、導体抵抗値「２５Ω・ｃｍ」となる導電ゴム（Ｓｉベース、カーボンブラック）にて構成されることに限らず、例えば、硬度が３０°以上５０°以下となる導電ゴムにて構成されてもよいし、導体抵抗値が２０Ω・ｃｍ以上３０Ω・ｃｍ以下となる導電ゴムにて構成されてもよい。また、放電部４０は、硬度「４０°」、導体抵抗値「２５Ω・ｃｍ」程度（例えば、硬度が３０°以上５０°以下かつ導体抵抗値が２０Ω・ｃｍ以上３０Ω・ｃｍ以下）の材料特性を有する導電性の弾性材、例えば、天然ゴム、合成ゴム等の各種ゴム材料に金属粉末を配合した部材により構成されてもよい。

（３）放電部４０の放電面４３は、φ２０ｍｍの円形状に形成されることに限らず、被検査体の形状等に応じて、例えば、φ１０ｍｍ以上φ３０ｍｍ以下となる円形状に形成されてもよいし、多角形状に形成されてもよい。また、放電部４０の放電面４３は、平面状に形成されることに限らず、例えば、被検査体の形状に合わせて凸面状に形成されてもよい。放電部４０ａの放電面４３ａに関しても同様である。

１０…静電気試験装置
１２…放電ガン
２０，２０ａ…放電電極（電極，第１の電極）
３０…基部
４０，４０ａ…放電部
４３，４３ａ…放電面
１００…コードスキャナ（被検査体）
１２０…先鋭放電電極（第２の電極）
Ａ１，Ａ１ａ…第１の検査領域
Ａ２…第２の検査領域

Claims (6)

1. 静電気試験装置用の放電ガンに用いられる電極であって、
   試験時に電圧が供給される基部と、
   前記基部の先端側に設けられる放電部と、を備え、
   前記放電部は、導電性の弾性材により構成されて、被検査体に面接触可能な放電面が設けられることを特徴とする電極。
2. 前記放電部は、前記放電面が円形となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の電極。
3. 前記放電部は、前記放電面に沿う平面で切断した断面積が前記基部における電圧供給側の断面積よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極。
4. 前記放電部は、前記基部に対して着脱可能に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電極。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電極を用いた放電ガンを利用して被検査体に対して静電気を放電することを特徴とする静電気試験装置。
6. 第１の電極及び第２の電極を用いた放電ガンを利用して被検査体に対して静電気を放電する静電気試験方法であって、
   前記第１の電極は、
   試験時に電圧が供給される基部と、
   前記基部の先端側に設けられる放電部と、を備え、
   前記放電部は、導電性の弾性材から構成されて、前記被検査体に面接触可能な放電面が設けられ、
   前記第２の電極は、
   先鋭形状に形成される先端部にて前記被検査体に対して局所的に接触するように形成され、
   前記被検査体には、前記第１の電極の前記放電面を接触させる第１の検査領域が複数設定されるとともに、前記第１の検査領域ごとに前記第２の電極の前記先端部を接触させる第２の検査領域が１又は２以上設定され、
   前記第１の検査領域ごとに、前記第１の電極の前記放電面を接触させて所定の電圧を前記基部に対して段階的に印加した状態で前記被検査体の異常動作の有無を検出する第１ステップと、
   前記複数の第１の検査領域のうち前記第１ステップにて前記異常動作が検出された第１の検査領域に含まれる前記第２の検査領域ごとに、前記第２の電極の前記先端部を接触させて前記所定の電圧を前記基部に対して段階的に印加した状態で前記被検査体の前記異常動作の有無を検出する第２ステップと、
   を備えることを特徴とする静電気試験方法。

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