JP2000065878A - 表面電位計 - Google Patents
表面電位計Info
- Publication number
- JP2000065878A JP2000065878A JP10238458A JP23845898A JP2000065878A JP 2000065878 A JP2000065878 A JP 2000065878A JP 10238458 A JP10238458 A JP 10238458A JP 23845898 A JP23845898 A JP 23845898A JP 2000065878 A JP2000065878 A JP 2000065878A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- sample
- signal
- induction electrode
- metal plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のＲ・Ｃ積分回路を用いた表面電位計と
比較し、より高速の応答性能を有する表面電位計を得
る。 【解決手段】 所定の試料（２）の表面に帯電した電荷
による電位を測定する表面電位計において、試料（２）
に対応して配置された誘導電極（３）と、誘導電極
（３）と協同して交流信号を生成する手段（８）と、交
流信号生成手段（８）の出力信号を増幅する増幅器
（７）と、増幅器（７）の出力を検波する検波器（９）
と、検波器（９）に接続されたピークホールド回路（１
３）を有することを特徴とする表面電位計。
比較し、より高速の応答性能を有する表面電位計を得
る。 【解決手段】 所定の試料（２）の表面に帯電した電荷
による電位を測定する表面電位計において、試料（２）
に対応して配置された誘導電極（３）と、誘導電極
（３）と協同して交流信号を生成する手段（８）と、交
流信号生成手段（８）の出力信号を増幅する増幅器
（７）と、増幅器（７）の出力を検波する検波器（９）
と、検波器（９）に接続されたピークホールド回路（１
３）を有することを特徴とする表面電位計。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主として平面状に帯
電した電位を測定する表面電位計に係るもので、特に表
面電位測定における応答速度を速くするための測定回路
に関するものである。
電した電位を測定する表面電位計に係るもので、特に表
面電位測定における応答速度を速くするための測定回路
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】表面電位計は主に絶縁体の表面に生成さ
れた電荷の測定のために用いらる。例えば、好ましくな
い静電気の発生防止を防止するために絶縁体や静電気発
生防止材に生成する電荷の状態を観測するために使用さ
れ、また、静電気を積極的に利用する電子写真装置等の
開発のためにも利用されている。絶縁体表面の静電気は
通常の電位測定のように測定用端子を接触させると電荷
が測定端子を通して流れてしまい測定不能となる。この
ため、静電誘導プローブを用い非接触で測定する方法が
通常用いられている。帯電体に誘導電極を接近させ、静
電誘導によって変化する電極の電位を測定する方法であ
る。
れた電荷の測定のために用いらる。例えば、好ましくな
い静電気の発生防止を防止するために絶縁体や静電気発
生防止材に生成する電荷の状態を観測するために使用さ
れ、また、静電気を積極的に利用する電子写真装置等の
開発のためにも利用されている。絶縁体表面の静電気は
通常の電位測定のように測定用端子を接触させると電荷
が測定端子を通して流れてしまい測定不能となる。この
ため、静電誘導プローブを用い非接触で測定する方法が
通常用いられている。帯電体に誘導電極を接近させ、静
電誘導によって変化する電極の電位を測定する方法であ
る。
【０００３】以下従来技術について説明するが、以下の
従来技術およびそれに続く本発明に係る実施例の説明、
および図面の記載において、同様の要素は同様の参照番
号により表される。
従来技術およびそれに続く本発明に係る実施例の説明、
および図面の記載において、同様の要素は同様の参照番
号により表される。
【０００４】図３（ａ）に従来の表面電位計における電
位測定回路の一例を示す。図３（ａ）において、金属板
１上に測定対象であるフィルム状の試料２が置かれてい
る。フィルム状の試料２の表面は電荷Ｑにより帯電して
いる。なお、金属板１はアースに接続されている。更
に、金属板１およびフィルム状の試料２に対抗して誘導
電極である金属板３が配置されている。このような配置
により、金属板１と金属板３は実質的にコンデンサ４を
形成することになる。ここでコンデンサ４の容量をＣｉ
とする。
位測定回路の一例を示す。図３（ａ）において、金属板
１上に測定対象であるフィルム状の試料２が置かれてい
る。フィルム状の試料２の表面は電荷Ｑにより帯電して
いる。なお、金属板１はアースに接続されている。更
に、金属板１およびフィルム状の試料２に対抗して誘導
電極である金属板３が配置されている。このような配置
により、金属板１と金属板３は実質的にコンデンサ４を
形成することになる。ここでコンデンサ４の容量をＣｉ
とする。
【０００５】そして、金属板３は高入力インピーダンス
増幅器５に接続されている。なお、この高入力インピー
ダンス増幅器５の入力部とアース間には容量Ｃｓのコン
デンサ６が配置される。
増幅器５に接続されている。なお、この高入力インピー
ダンス増幅器５の入力部とアース間には容量Ｃｓのコン
デンサ６が配置される。
【０００６】図３（ｂ）にこの部分の等価回路を示す。
図３（ｂ）の等価回路において試料２の表面電位Ｖｓ
（電池電圧Ｖｓ）は金属板１と金属板３間の静電容量Ｃ
ｉとコンデンサ６の容量Ｃｓにより分割さる。従って高
入力インピーダンス増幅器５への入力電圧Ｖｉは次式で
表される。
図３（ｂ）の等価回路において試料２の表面電位Ｖｓ
（電池電圧Ｖｓ）は金属板１と金属板３間の静電容量Ｃ
ｉとコンデンサ６の容量Ｃｓにより分割さる。従って高
入力インピーダンス増幅器５への入力電圧Ｖｉは次式で
表される。
【０００７】 Ｖｉ＝Ｃｉ／（Ｃｉ＋Ｃｓ）・Ｖｓ （Ｖ） 従って、Ｖｉの値を求めることにより電位Ｖｓを求める
ことが可能となる。しかし、このまま直流電圧（Ｖｉ）
を増幅器５の入力部に加えて信号を増幅すると、増幅器
５には入力電流がＣｓから流れ込むため時間の経過と共
にＶｉは変動する。これを防止するために、通常Ｃｓの
値を変化させてＶｉの電位を直流から交流に変換する方
法が用いられている。
ことが可能となる。しかし、このまま直流電圧（Ｖｉ）
を増幅器５の入力部に加えて信号を増幅すると、増幅器
５には入力電流がＣｓから流れ込むため時間の経過と共
にＶｉは変動する。これを防止するために、通常Ｃｓの
値を変化させてＶｉの電位を直流から交流に変換する方
法が用いられている。
【０００８】図４（ａ）にＣｓを変動させた従来の振動
容量形の電位計を示す。Ｃｓの値を変化させるため、例
えばコンデンサ８の一方の電極に所定の周波数で駆動力
を加えて機械的に振動させて電極間の距離を変える方法
が用いられている。この方法により特に図３（ａ）の高
入力インピーダンス増幅器５は不必要となり、Ｃｓのド
リフト電圧は減少する。
容量形の電位計を示す。Ｃｓの値を変化させるため、例
えばコンデンサ８の一方の電極に所定の周波数で駆動力
を加えて機械的に振動させて電極間の距離を変える方法
が用いられている。この方法により特に図３（ａ）の高
入力インピーダンス増幅器５は不必要となり、Ｃｓのド
リフト電圧は減少する。
【０００９】変換された交流信号は微小な電圧なので増
幅器７により増幅される。増幅された交流信号ｖ0 は、
再度直流電圧に戻すために位相検波回路９に加えられ
る。位相検波回路９は、交流信号ｖ0 の位相を検出し、
交流信号ｖ0 と同期する切換えスイッチ１１により、出
力への回線を交互に切り替えることにより交流信号ｖ0
を検波する。切換えスイッチ１１は例えばＭＯＳＦＥＴ
回路による通常のスイッチ回路で構成されている。図５
（ｂ）に増幅７から出力された交流信号ｖ0 を示し、図
５（ｃ）に検波された信号ＶO を示す。交流信号ｖ0 の
波形の負の部分は反転されている。
幅器７により増幅される。増幅された交流信号ｖ0 は、
再度直流電圧に戻すために位相検波回路９に加えられ
る。位相検波回路９は、交流信号ｖ0 の位相を検出し、
交流信号ｖ0 と同期する切換えスイッチ１１により、出
力への回線を交互に切り替えることにより交流信号ｖ0
を検波する。切換えスイッチ１１は例えばＭＯＳＦＥＴ
回路による通常のスイッチ回路で構成されている。図５
（ｂ）に増幅７から出力された交流信号ｖ0 を示し、図
５（ｃ）に検波された信号ＶO を示す。交流信号ｖ0 の
波形の負の部分は反転されている。
【００１０】そして、検波器出力ＶO は交流成分を除去
するためにＲ−Ｃフィルター１０に加えられ、ＤＣ成分
のみが取り出される。またＲ−Ｃフィルター１０は信号
Ｖ0に含まれるノイズを除去する効果も有する。
するためにＲ−Ｃフィルター１０に加えられ、ＤＣ成分
のみが取り出される。またＲ−Ｃフィルター１０は信号
Ｖ0に含まれるノイズを除去する効果も有する。
【００１１】図６（ａ）にＲ−Ｃフィルター１０の回路
構成を示す。Ｒ−Ｃフィルター１０は積分回路の一種で
あり，抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１３とから構成されて
いる。この回路構成において、例えば、Ｒ＝１０ＫΩ、
Ｃ＝１０μＦとすると、時定数τは、τ＝Ｒ・Ｃ＝１０
ＫΩ×１０μＦ＝１００ｍｓとなる。
構成を示す。Ｒ−Ｃフィルター１０は積分回路の一種で
あり，抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１３とから構成されて
いる。この回路構成において、例えば、Ｒ＝１０ＫΩ、
Ｃ＝１０μＦとすると、時定数τは、τ＝Ｒ・Ｃ＝１０
ＫΩ×１０μＦ＝１００ｍｓとなる。
【００１２】この値は、Ｒ−Ｃフィルターにパルス状の
電圧波形が印加された場合、図６（ｂ）に示すように、
コンデンサ１３の両端の電圧Ｖｃが、時間ｔ0 において
印加された印加電圧の６３％に達するまでの時間ｔ1 で
あり、実質的にＲ−Ｃフィルター１０の応答時間を示し
ている。
電圧波形が印加された場合、図６（ｂ）に示すように、
コンデンサ１３の両端の電圧Ｖｃが、時間ｔ0 において
印加された印加電圧の６３％に達するまでの時間ｔ1 で
あり、実質的にＲ−Ｃフィルター１０の応答時間を示し
ている。
【００１３】上記応答速度の１００ｍｓは、例えば近年
著しく進歩した静電気応用の情報機器等において利用さ
れる静電気の変化を評価するには十分ではなく、より高
速動作の表面電位計が要求されている。
著しく進歩した静電気応用の情報機器等において利用さ
れる静電気の変化を評価するには十分ではなく、より高
速動作の表面電位計が要求されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ＯＡ機器の進歩に伴
い、静電気を積極的に利用する電子機器、例えば、感光
体の露光光源としてレーザー光源を使用したコピー機等
の高速化への要求も高くなっている。レーザ光源使用の
コピー機は文字、図形などを高解像度で普通紙に出力で
きるプリンタで、ドラム表面の感光体を一様に帯電させ
た後、レーザ光を照射して電荷を消失させて潜像を形成
する。かかる装置の高速化においては、感光体に帯電さ
れた電荷の挙動、即ち表面電位の変化の評価が重要とな
る。一例であるがこのためにも表面電位計のより高速な
応答性が要求されてきている。
い、静電気を積極的に利用する電子機器、例えば、感光
体の露光光源としてレーザー光源を使用したコピー機等
の高速化への要求も高くなっている。レーザ光源使用の
コピー機は文字、図形などを高解像度で普通紙に出力で
きるプリンタで、ドラム表面の感光体を一様に帯電させ
た後、レーザ光を照射して電荷を消失させて潜像を形成
する。かかる装置の高速化においては、感光体に帯電さ
れた電荷の挙動、即ち表面電位の変化の評価が重要とな
る。一例であるがこのためにも表面電位計のより高速な
応答性が要求されてきている。
【００１５】従来の表面電位計の回路方式では、上記の
通り、検波器９の出力信号Ｖ0 の直流成分を検出するた
めフィルター回路１０を設けるが、このフィルター回路
１０は図６に示すように通常Ｒ−Ｃ積分回路で構成され
ているため、この積分回路に信号が入力されてから出力
電圧Ｖｃが出力されるまでの時間が必要となる。これが
時定数（τ）である。時定数（τ）はτ＝Ｒ・Ｃで表さ
れる。
通り、検波器９の出力信号Ｖ0 の直流成分を検出するた
めフィルター回路１０を設けるが、このフィルター回路
１０は図６に示すように通常Ｒ−Ｃ積分回路で構成され
ているため、この積分回路に信号が入力されてから出力
電圧Ｖｃが出力されるまでの時間が必要となる。これが
時定数（τ）である。時定数（τ）はτ＝Ｒ・Ｃで表さ
れる。
【００１６】ここで Ｃ ： コンデンサの容量 Ｒ ： 抵抗値 一般にこの種の表面電位計の性能を表すものとして応答
速度がある。応答速度は試料２に帯電した電荷による電
位変化に対する、表面電位計の出力電圧の時間遅れであ
る。従来方式ではＲ・Ｃ積分回路を用いている都合上、
応答速度はこのＲ・Ｃ積分回路の時定数で定まり、応答
速度の遅れは免れないという問題点があった。
速度がある。応答速度は試料２に帯電した電荷による電
位変化に対する、表面電位計の出力電圧の時間遅れであ
る。従来方式ではＲ・Ｃ積分回路を用いている都合上、
応答速度はこのＲ・Ｃ積分回路の時定数で定まり、応答
速度の遅れは免れないという問題点があった。
【００１７】したがって、本発明は上記従来技術の問題
点に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題
は、表面電位計の応答速度を速くするために、例えば応
答速度の遅い上記Ｒ・Ｃ積分回路を用いない高速動作の
回路方式を開発、提供することにある。
点に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題
は、表面電位計の応答速度を速くするために、例えば応
答速度の遅い上記Ｒ・Ｃ積分回路を用いない高速動作の
回路方式を開発、提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の表面電位計は、
位相検波器の出力にピークホールド回路を接続して、従
来の表面電位計で一般に使用されているＲ・Ｃ積分回路
を用いずに直流電圧を出力するように構成される。
位相検波器の出力にピークホールド回路を接続して、従
来の表面電位計で一般に使用されているＲ・Ｃ積分回路
を用いずに直流電圧を出力するように構成される。
【００１９】本発明は、所定の試料の表面に帯電した電
荷による電位を測定する表面電位計において、試料に対
応して配置された誘導電極と、誘導電極と協同して交流
信号を生成する手段と、交流信号生成手段の出力信号を
増幅する増幅器と、増幅器の出力を検波する検波器と、
検波器に接続されたピークホールド回路を有することを
特徴とする表面電位計である。
荷による電位を測定する表面電位計において、試料に対
応して配置された誘導電極と、誘導電極と協同して交流
信号を生成する手段と、交流信号生成手段の出力信号を
増幅する増幅器と、増幅器の出力を検波する検波器と、
検波器に接続されたピークホールド回路を有することを
特徴とする表面電位計である。
【００２０】さらに、上記試料は平面状であり、且つ試
料は金属板上に配置され、該金属板と誘導電極を電極と
し、試料が金属板と誘導電極の間に配置された第１の容
量が形成される表面電位計であり、さらに、交流信号生
成手段は、誘導電極に接続されその容量が周期的に変化
する第２の容量を具備する表面電位計であり、この第２
の容量は、その電極のいずれかが所定の駆動手段により
機械的に振動し、電極間の間隔が周期的に変化する表面
電位計である。
料は金属板上に配置され、該金属板と誘導電極を電極と
し、試料が金属板と誘導電極の間に配置された第１の容
量が形成される表面電位計であり、さらに、交流信号生
成手段は、誘導電極に接続されその容量が周期的に変化
する第２の容量を具備する表面電位計であり、この第２
の容量は、その電極のいずれかが所定の駆動手段により
機械的に振動し、電極間の間隔が周期的に変化する表面
電位計である。
【００２１】また、ピークホールド回路は互いに直列に
接続されたダイオードとコンデンサを有する表面電位計
であり、ピークホールド回路は上記コンデンサに並列に
接続され該コンデンサの電荷を放電するトランジスタを
有する表面電位計である。
接続されたダイオードとコンデンサを有する表面電位計
であり、ピークホールド回路は上記コンデンサに並列に
接続され該コンデンサの電荷を放電するトランジスタを
有する表面電位計である。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
および図２を参照して説明する。図１において、金属板
１上に表面電位の測定対象であるフィルム状の試料２が
配置されている。図１において金属板１は平板状である
が、円筒状であっても良い。測定対象であるフィルム状
の試料２の表面はプラスまたはマイナスの電荷Ｑにより
帯電し表面電位が発生している。金属板１はアースに接
続されている。更に、金属板１およびフィルム状の試料
２に対向して、誘導電極として動作する金属板３が配置
されている。この金属板３には電荷Ｑ0 が生成されると
する。
および図２を参照して説明する。図１において、金属板
１上に表面電位の測定対象であるフィルム状の試料２が
配置されている。図１において金属板１は平板状である
が、円筒状であっても良い。測定対象であるフィルム状
の試料２の表面はプラスまたはマイナスの電荷Ｑにより
帯電し表面電位が発生している。金属板１はアースに接
続されている。更に、金属板１およびフィルム状の試料
２に対向して、誘導電極として動作する金属板３が配置
されている。この金属板３には電荷Ｑ0 が生成されると
する。
【００２３】電荷Ｑ0 は試料２の表面の電荷Ｑによる静
電誘導により金属板３に生成された電荷である。なお、
金属板３には、試料表面に生成された電荷Ｑと逆符号の
電荷が生成される。このようにして実質的に電荷Ｑ0 を
蓄えたコンデンサ４が形成されることになる。この場
合、金属板１がコンデンサ４の一方の電極を形成し、コ
ンデンサ４が他方の電極を形成する。このコンデンサ４
の容量をＣｉとする。
電誘導により金属板３に生成された電荷である。なお、
金属板３には、試料表面に生成された電荷Ｑと逆符号の
電荷が生成される。このようにして実質的に電荷Ｑ0 を
蓄えたコンデンサ４が形成されることになる。この場
合、金属板１がコンデンサ４の一方の電極を形成し、コ
ンデンサ４が他方の電極を形成する。このコンデンサ４
の容量をＣｉとする。
【００２４】金属板３は増幅器７に接続されている。こ
の増幅器７の入力部とアース間には可変容量コンデンサ
８が配置される。可変容量コンデンサ８は高速でその容
量が変化することが必要で、例えば、電極を適切な駆動
手段により機械的に振動させ電極間の間隔を変化させる
振動形容量を用いることができる。駆動手段としては例
えば電磁的な駆動手段を用いることができる。増幅器７
の入力インピーダンスが高い場合コンデンサ４と直列に
接続されたコンデンサ８にも電荷Ｑ0 が蓄積される。
の増幅器７の入力部とアース間には可変容量コンデンサ
８が配置される。可変容量コンデンサ８は高速でその容
量が変化することが必要で、例えば、電極を適切な駆動
手段により機械的に振動させ電極間の間隔を変化させる
振動形容量を用いることができる。駆動手段としては例
えば電磁的な駆動手段を用いることができる。増幅器７
の入力インピーダンスが高い場合コンデンサ４と直列に
接続されたコンデンサ８にも電荷Ｑ0 が蓄積される。
【００２５】コンデンサ８の電極が周波数ｆで振動して
いるとすると、コンデンサ８の容量Ｃｓは、Ｃｓ＝Ｃ0
／（１＋ｋｓｉｎωｔ）で表される。
いるとすると、コンデンサ８の容量Ｃｓは、Ｃｓ＝Ｃ0
／（１＋ｋｓｉｎωｔ）で表される。
【００２６】ここで、Ｃ0 はコンデンサ８の電極静止時
の容量、ｋは振動する距離等で定まる定数、ω＝２πｆ
である。例えば、コンデンサ８の振動が小さくコンデン
サ８に蓄積された電荷Ｑ0 が殆ど変動しない場合は、コ
ンデンサ８の電極間の電圧Ｖｉは近似的にＱ0 （１＋ｋ
ｓｉｎωｔ）／Ｃ0 で変動する。交流成分は（Ｑ0 ・ｋ
ｓｉｎωｔ）／Ｃ0 で、電極３に誘起された電荷Ｑ0 に
対応する交流信号が得られる。電荷Ｑ0 の値を求め適切
な変換を行うことにより、試料２の表面電位を求めるこ
とができる。
の容量、ｋは振動する距離等で定まる定数、ω＝２πｆ
である。例えば、コンデンサ８の振動が小さくコンデン
サ８に蓄積された電荷Ｑ0 が殆ど変動しない場合は、コ
ンデンサ８の電極間の電圧Ｖｉは近似的にＱ0 （１＋ｋ
ｓｉｎωｔ）／Ｃ0 で変動する。交流成分は（Ｑ0 ・ｋ
ｓｉｎωｔ）／Ｃ0 で、電極３に誘起された電荷Ｑ0 に
対応する交流信号が得られる。電荷Ｑ0 の値を求め適切
な変換を行うことにより、試料２の表面電位を求めるこ
とができる。
【００２７】なお、上記実施例においては、コンデンサ
４と直列に接続されたコンデンサ８を振動させた場合に
ついて述べたが、誘導電極である金属板３を振動させて
も、電荷Ｑ0 に対応する交流電圧を発生することが可能
である。
４と直列に接続されたコンデンサ８を振動させた場合に
ついて述べたが、誘導電極である金属板３を振動させて
も、電荷Ｑ0 に対応する交流電圧を発生することが可能
である。
【００２８】変換された交流信号は増幅器７により増幅
される。増幅器７は交流信号用の通常の増幅器である。
特に限定はしないが高入力インピーダンス増幅器を使用
するのが望ましい。必要があれば、信号入力部に結合コ
ンデンサ（図示せず）を配置することも可能である。
される。増幅器７は交流信号用の通常の増幅器である。
特に限定はしないが高入力インピーダンス増幅器を使用
するのが望ましい。必要があれば、信号入力部に結合コ
ンデンサ（図示せず）を配置することも可能である。
【００２９】増幅器７で増幅された交流信号ｖ0 は、直
流電圧に変換するために位相検波回路９に加えられる。
位相検波回路９は、交流信号ｖ0 の位相を検出し、交流
信号ｖ0 と同期して動作する切換えスイッチ１１によ
り、出力への回線を交互に切り替えることにより上記交
流信号ｖ0 を検波する。切換えスイッチ１１はＭＯＳＦ
ＥＴ回路で形成することができる。交流信号ｖ0 の位相
を検出する回路は、一般に使用されている位相検出回路
を使用することができる。位相検出回路の構成は本発明
を限定するものではない。なお、位相検波回路はノイズ
は検波しないのでノイズの低減が可能である。図５に示
す位相検波回路９において、出力Ｖ0 間にコンデンサ
（図示せず）を挿入することも可能である。コンデンサ
の挿入によりノイズをより低減することができる。
流電圧に変換するために位相検波回路９に加えられる。
位相検波回路９は、交流信号ｖ0 の位相を検出し、交流
信号ｖ0 と同期して動作する切換えスイッチ１１によ
り、出力への回線を交互に切り替えることにより上記交
流信号ｖ0 を検波する。切換えスイッチ１１はＭＯＳＦ
ＥＴ回路で形成することができる。交流信号ｖ0 の位相
を検出する回路は、一般に使用されている位相検出回路
を使用することができる。位相検出回路の構成は本発明
を限定するものではない。なお、位相検波回路はノイズ
は検波しないのでノイズの低減が可能である。図５に示
す位相検波回路９において、出力Ｖ0 間にコンデンサ
（図示せず）を挿入することも可能である。コンデンサ
の挿入によりノイズをより低減することができる。
【００３０】位相検波回路９により検波された信号はピ
ークホールド回路１３に入る。ピークホールド回路１３
は入力された最大の電圧を保持する回路である。ピーク
ホールド回路１３の一例を図２に示す。順方向に接続さ
れたダイオード１４を介してコンデンサ１５が接続され
ている。入力部１７の電圧が出力部１８の電圧より高い
場合はダイオード１４を通ってコンデンサ１５に電荷が
蓄積されるが、入力部１７の電圧が出力部１８の電圧よ
り低い場合はダイオード１４は逆方向に電圧が印加され
るため放電電流は生じない。このため、出力部１８の電
圧は入力電圧の最大値に保持される。この電圧を検出し
て表面電位を求めることが可能となる。ダイオード１４
としては、応答速度が速く、容量が小さく、且つ順方向
の電圧降下の小さいものが好ましい。
ークホールド回路１３に入る。ピークホールド回路１３
は入力された最大の電圧を保持する回路である。ピーク
ホールド回路１３の一例を図２に示す。順方向に接続さ
れたダイオード１４を介してコンデンサ１５が接続され
ている。入力部１７の電圧が出力部１８の電圧より高い
場合はダイオード１４を通ってコンデンサ１５に電荷が
蓄積されるが、入力部１７の電圧が出力部１８の電圧よ
り低い場合はダイオード１４は逆方向に電圧が印加され
るため放電電流は生じない。このため、出力部１８の電
圧は入力電圧の最大値に保持される。この電圧を検出し
て表面電位を求めることが可能となる。ダイオード１４
としては、応答速度が速く、容量が小さく、且つ順方向
の電圧降下の小さいものが好ましい。
【００３１】さらに、コンデンサ１５に並列にＭＯＳト
ランジスタ１６が接続されており、所定のタイミングで
コンデンサ１５に蓄積された電荷を放電し、次の測定の
準備を行う。
ランジスタ１６が接続されており、所定のタイミングで
コンデンサ１５に蓄積された電荷を放電し、次の測定の
準備を行う。
【００３２】以上のように、本実施例によれば、少なく
とも交流成分１サイクルが入力されればその振幅の最大
値を測定することが可能となり、従来技術と比較し、表
面電位の測定速度が速くなる。また、その最大振幅値は
次のサイクルまで維持されるから、より正確な測定が可
能となる。ここに記載された本発明の実施例は単なる一
例であり、本システムの実施例は本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で多様に変形されることが可能である。
とも交流成分１サイクルが入力されればその振幅の最大
値を測定することが可能となり、従来技術と比較し、表
面電位の測定速度が速くなる。また、その最大振幅値は
次のサイクルまで維持されるから、より正確な測定が可
能となる。ここに記載された本発明の実施例は単なる一
例であり、本システムの実施例は本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で多様に変形されることが可能である。
【００３３】
【発明の効果】本発明のピークホールド方式を用いる
と、例えば、コンデンサ８の振動周波数ｆを４００Ｈｚ
とすれば、信号の変化は１／４００Ｈｚ＝０．００２５
ｓ，即ち２．５ｍｓとなる。最初のピークまでの時間は
２．５ｍｓ／４＝０．６２５ｍｓとなる。
と、例えば、コンデンサ８の振動周波数ｆを４００Ｈｚ
とすれば、信号の変化は１／４００Ｈｚ＝０．００２５
ｓ，即ち２．５ｍｓとなる。最初のピークまでの時間は
２．５ｍｓ／４＝０．６２５ｍｓとなる。
【００３４】これに対し、図６（ａ）に示すＲ−Ｃフィ
ルター回路を用いた従来例において、Ｒ＝１０ＫΩ、Ｃ
＝１０μＦとした場合には、印加電圧の６３％に達する
までの時間τは、τ＝Ｒ・Ｃ＝１０ＫΩ×１０μＦ＝１
００ｍｓとなる。
ルター回路を用いた従来例において、Ｒ＝１０ＫΩ、Ｃ
＝１０μＦとした場合には、印加電圧の６３％に達する
までの時間τは、τ＝Ｒ・Ｃ＝１０ＫΩ×１０μＦ＝１
００ｍｓとなる。
【００３５】従って、上記本発明における応答速度０．
６２５ｍｓと、従来技術の１００ｍｓとを比較しても、
本発明により表面電位計の応答速度を大幅に改善するこ
とができることが明白である。また、位相検波器に併せ
ピークホールド回路の使用によりノイズを大幅に低減す
ることが可能となる。
６２５ｍｓと、従来技術の１００ｍｓとを比較しても、
本発明により表面電位計の応答速度を大幅に改善するこ
とができることが明白である。また、位相検波器に併せ
ピークホールド回路の使用によりノイズを大幅に低減す
ることが可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明の実施例のピークホールド回路を示す図
である。
である。
【図３】（ａ）は従来の容量形電位計を示す図である。
（ｂ）は上記容量形電位計の容量配置部分の等価回路を
示す図である。
（ｂ）は上記容量形電位計の容量配置部分の等価回路を
示す図である。
【図４】（ａ）は従来の振動容量形電位計を示す（ｂ）
は上記振動容量形電位計の容量配置部分の等価回路を示
す図である。
は上記振動容量形電位計の容量配置部分の等価回路を示
す図である。
【図５】（ａ）は従来技術および本発明の実施例の、位
相検波器の切換えスイッチ部を示す図である。（ｂ）は
位相検波器への入力信号を示す図である。（ｃ）は位相
検波器の出力信号を示す図である。
相検波器の切換えスイッチ部を示す図である。（ｂ）は
位相検波器への入力信号を示す図である。（ｃ）は位相
検波器の出力信号を示す図である。
【図６】（ａ）は従来技術のＲ−Ｃフィルターを示す図
である。（ｂ）は上記Ｒ−Ｃフィルターの応答特性を示
す図である。
である。（ｂ）は上記Ｒ−Ｃフィルターの応答特性を示
す図である。
１、３ … 金属板 ２ … 試料 ４ … 金属板１および２で形成されるコンデンサ ５ … 高入力インピーダンス増幅器 ６、１３、１５ … コンデンサ ７ … 増幅器 ８ … 容量可変コンデンサ ９ … 位相検波器 １０ … Ｒ−Ｃフィルター １１ … 切換えスイッチ １２ … 抵抗 １３ … ピークホールド回路 １４ … ダイオード １６ … トランジスタ １７ … ピークホールド回路の入力部 １８ … 出力部
Claims (6)
- 【請求項１】 所定の試料の表面に帯電した電荷による
電位を測定する表面電位計において、前記試料に対応し
て配置された誘導電極と、前記誘導電極と協同して交流
信号を生成する手段と、前記交流信号生成手段の出力信
号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力を検波する検
波器と、前記検波器に接続されたピークホールド回路を
有することを特徴とする表面電位計。 - 【請求項２】 前記試料は平面状であり、且つ前記試料
は金属板上に配置され、該金属板と前記誘導電極を電極
とし、前記試料が該金属板と前記誘導電極の間に配置さ
れた第１の容量が形成されることを特徴とする請求項１
記載の表面電位計。 - 【請求項３】 前記交流信号生成手段は、前記誘導電極
に接続されその容量が周期的に変化する第２の容量を具
備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の表面電位計。 - 【請求項４】 前記第２の容量は、その電極のいずれか
が所定の駆動手段により機械的に振動し、電極間の間隔
が周期的に変化することを特徴とする請求項３に記載の
表面電位計。 - 【請求項５】 前記ピークホールド回路は互いに直列に
接続されたダイオードとコンデンサを有することを特徴
とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の
表面電位計。 - 【請求項６】 前記ピークホールド回路は前記コンデン
サに並列に接続され前記コンデンサの電荷を放電するト
ランジスタを有することを特徴とする請求項５に記載の
表面電位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238458A JP2000065878A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 表面電位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238458A JP2000065878A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 表面電位計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065878A true JP2000065878A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17030536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10238458A Pending JP2000065878A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 表面電位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000065878A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100351694B1 (ko) * | 1999-10-20 | 2002-09-11 | 닛본 덴기 가부시끼가이샤 | 전하측정장치 |
| JP2007163414A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Hioki Ee Corp | 可変容量回路、電圧測定装置および電力測定装置 |
| JP2007163415A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Hioki Ee Corp | 可変容量回路、電圧測定装置および電力測定装置 |
| JP2007195137A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-08-02 | Hioki Ee Corp | 可変容量回路、電圧測定装置および電力測定装置 |
| JP2007212204A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Hioki Ee Corp | 電圧検出装置 |
| JP2007256141A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Hioki Ee Corp | 電圧検出装置および初期化方法 |
| JP2008014644A (ja) * | 2006-07-03 | 2008-01-24 | Hioki Ee Corp | 電圧測定装置 |
| JP2008014645A (ja) * | 2006-07-03 | 2008-01-24 | Hioki Ee Corp | 電圧測定装置 |
| JP2008020270A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Hioki Ee Corp | 電圧測定装置 |
| JP2008261783A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Hioki Ee Corp | 電圧測定装置 |
| JP2009543643A (ja) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | ザ ユニバーシティ オブ サセックス | 電位センサ |
| JP5727074B1 (ja) * | 2014-06-04 | 2015-06-03 | 長谷川電機工業株式会社 | 直流電圧検出器 |
| JP2017067641A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社東芝 | インピーダンス測定回路 |
| US9817035B2 (en) | 2015-10-05 | 2017-11-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Impedance measuring circuit |
| JP7455009B2 (ja) | 2019-07-10 | 2024-03-25 | 博男 今村 | 測定装置、測定方法およびプログラム |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP10238458A patent/JP2000065878A/ja active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100351694B1 (ko) * | 1999-10-20 | 2002-09-11 | 닛본 덴기 가부시끼가이샤 | 전하측정장치 |
| JP4607752B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2011-01-05 | 日置電機株式会社 | 可変容量回路、電圧測定装置および電力測定装置 |
| JP2007163414A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Hioki Ee Corp | 可変容量回路、電圧測定装置および電力測定装置 |
| JP2007163415A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Hioki Ee Corp | 可変容量回路、電圧測定装置および電力測定装置 |
| JP4607753B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2011-01-05 | 日置電機株式会社 | 電圧測定装置および電力測定装置 |
| JP2007195137A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-08-02 | Hioki Ee Corp | 可変容量回路、電圧測定装置および電力測定装置 |
| JP2007212204A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Hioki Ee Corp | 電圧検出装置 |
| JP4713358B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2011-06-29 | 日置電機株式会社 | 電圧検出装置 |
| JP2007256141A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Hioki Ee Corp | 電圧検出装置および初期化方法 |
| JP4648228B2 (ja) * | 2006-03-24 | 2011-03-09 | 日置電機株式会社 | 電圧検出装置および初期化方法 |
| JP2008014644A (ja) * | 2006-07-03 | 2008-01-24 | Hioki Ee Corp | 電圧測定装置 |
| JP2008014645A (ja) * | 2006-07-03 | 2008-01-24 | Hioki Ee Corp | 電圧測定装置 |
| JP4726721B2 (ja) * | 2006-07-03 | 2011-07-20 | 日置電機株式会社 | 電圧測定装置 |
| JP4726722B2 (ja) * | 2006-07-03 | 2011-07-20 | 日置電機株式会社 | 電圧測定装置 |
| JP2008020270A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Hioki Ee Corp | 電圧測定装置 |
| JP4629625B2 (ja) * | 2006-07-12 | 2011-02-09 | 日置電機株式会社 | 電圧測定装置 |
| JP2009543643A (ja) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | ザ ユニバーシティ オブ サセックス | 電位センサ |
| JP2008261783A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Hioki Ee Corp | 電圧測定装置 |
| JP5727074B1 (ja) * | 2014-06-04 | 2015-06-03 | 長谷川電機工業株式会社 | 直流電圧検出器 |
| WO2015186485A1 (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-10 | 長谷川電機工業株式会社 | 直流電圧検出器 |
| JP2017067641A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社東芝 | インピーダンス測定回路 |
| US10010262B2 (en) | 2015-09-30 | 2018-07-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Impedance measuring circuit |
| US9817035B2 (en) | 2015-10-05 | 2017-11-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Impedance measuring circuit |
| JP7455009B2 (ja) | 2019-07-10 | 2024-03-25 | 博男 今村 | 測定装置、測定方法およびプログラム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000065878A (ja) | 表面電位計 | |
| TW526327B (en) | Detection apparatus and method of physical variable | |
| US6285164B1 (en) | Means for detecting the integrated value of current flow, a means for detecting the value of current flow and a battery pack employing those means | |
| JP3373587B2 (ja) | 電気信号生成装置 | |
| JP2003148906A (ja) | 静電容量型センサ装置 | |
| RU2192665C1 (ru) | Способ емкостной съемки изображения | |
| EP0432291A1 (en) | IC test equipment | |
| JP3259370B2 (ja) | コンデンサの絶縁抵抗測定装置 | |
| US7202675B2 (en) | Device and method for measuring toner current | |
| JP3112891B2 (ja) | トナー濃度測定装置およびそれを使用する画像形成装置 | |
| JP2006276140A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP4343489B2 (ja) | 過電流検出遅延回路 | |
| JPS5840125B2 (ja) | セイデンヨウリヨウ − チヨクリユウデンアツヘンカンソウチ | |
| US3089332A (en) | Absolute vibration measuring instrument | |
| KR940025160A (ko) | 전기신호 지연회로 | |
| JP3149228B2 (ja) | 表面電位計 | |
| JP3322726B2 (ja) | 静電容量検出回路 | |
| JPH05188782A (ja) | 画像形成装置 | |
| JPH06273465A (ja) | 電位測定装置 | |
| JP2001124812A (ja) | イオナイザの調整・評価装置 | |
| SU1265625A1 (ru) | Электрометр | |
| SU1170382A1 (ru) | Способ измерени зар да материала | |
| Oda et al. | Surface charge density measurement of dielectric films using ultrasonic vibration | |
| RU2231804C1 (ru) | Способ измерения параметров остаточного заряжения плоских диэлектриков | |
| SU1112318A1 (ru) | Устройство дл измерени электростатических зар дов материалов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050420 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050823 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050823 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080603 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081014 |