JP2001242208A - 表面電位検出装置 - Google Patents
表面電位検出装置Info
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- JP2001242208A JP2001242208A JP2000056432A JP2000056432A JP2001242208A JP 2001242208 A JP2001242208 A JP 2001242208A JP 2000056432 A JP2000056432 A JP 2000056432A JP 2000056432 A JP2000056432 A JP 2000056432A JP 2001242208 A JP2001242208 A JP 2001242208A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】回路の簡略化、小型化、軽量化及びコストダウ
ンの可能な表面電位検出装置を提供する。 【解決手段】表面電位センサ11〜14のそれぞれは、
互いに独立している。切替回路2は表面電位センサ11
〜14から供給される信号S11〜S41、S12〜S
42を、表面電位センサ11〜4毎に、異なる時間的タ
イミングで選択して出力する。信号処理回路3は、1つ
であって、切替回路2を介して、表面電位センサ11〜
14に接続され、表面電位センサ11〜14によって共
用されている。
ンの可能な表面電位検出装置を提供する。 【解決手段】表面電位センサ11〜14のそれぞれは、
互いに独立している。切替回路2は表面電位センサ11
〜14から供給される信号S11〜S41、S12〜S
42を、表面電位センサ11〜4毎に、異なる時間的タ
イミングで選択して出力する。信号処理回路3は、1つ
であって、切替回路2を介して、表面電位センサ11〜
14に接続され、表面電位センサ11〜14によって共
用されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面電位を非接触
方式で測定する表面電位検出装置に関する。
方式で測定する表面電位検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、複写機やレーザビームプリンタ
等において、感光ドラムの表面電位を非接触で検出する
ために用いられるこの種の表面電位検出装置は、特公平
3−6467号公報等に開示されているように、検知電
極と感光ドラムとの間の電界を、音叉で機械的に断続す
ることにより、感光ドラムの表面電位に対応した交流信
号を得る。そして、この交流信号をプリアンプで増幅す
るとともに、アイソレータを介して、同期検波回路に導
き、機械的断続に同期した信号で、検波する。同期検波
回路から出力された同期検波出力信号は、積分回路によ
って直流化される。積分回路によって得られた直流信号
は、高電圧増幅器に入力される。
等において、感光ドラムの表面電位を非接触で検出する
ために用いられるこの種の表面電位検出装置は、特公平
3−6467号公報等に開示されているように、検知電
極と感光ドラムとの間の電界を、音叉で機械的に断続す
ることにより、感光ドラムの表面電位に対応した交流信
号を得る。そして、この交流信号をプリアンプで増幅す
るとともに、アイソレータを介して、同期検波回路に導
き、機械的断続に同期した信号で、検波する。同期検波
回路から出力された同期検波出力信号は、積分回路によ
って直流化される。積分回路によって得られた直流信号
は、高電圧増幅器に入力される。
【0003】各回路は、コモングランド線を持ってい
る。高電圧増幅器は、入力された直流信号に基づき、コ
モングランド線の電位が、被測定面である感光ドラム表
面の電位と同じになるように、コモングランド線の電位
を制御する。コモングランド線の電位を、減衰器やバッ
ファアンプ等を介して取り出すことにより、表面電位信
号が得られる。コモングランド線は、接地電位、あるい
は、フレーム接地電位に対してフローティングな関係に
ある。
る。高電圧増幅器は、入力された直流信号に基づき、コ
モングランド線の電位が、被測定面である感光ドラム表
面の電位と同じになるように、コモングランド線の電位
を制御する。コモングランド線の電位を、減衰器やバッ
ファアンプ等を介して取り出すことにより、表面電位信
号が得られる。コモングランド線は、接地電位、あるい
は、フレーム接地電位に対してフローティングな関係に
ある。
【0004】この方式の最大の利点は、音叉/検知電極
を含む表面電位センサと被測定面である感光ドラムの表
面との間の距離が変化しても、距離依存性が非常に少な
い高精度な表面電位検出信号が得られることである。
を含む表面電位センサと被測定面である感光ドラムの表
面との間の距離が変化しても、距離依存性が非常に少な
い高精度な表面電位検出信号が得られることである。
【0005】上述した表面電位検出装置は、通常は、表
面電位センサと、信号処理装置とに分けられている。表
面電位センサは、検知電極、音叉、駆動回路及びプリア
ンプ等を含む一種のプローブとして構成される。信号処
理装置は、表面電位検出装置として必要な残りの回路部
分を含んでいる。
面電位センサと、信号処理装置とに分けられている。表
面電位センサは、検知電極、音叉、駆動回路及びプリア
ンプ等を含む一種のプローブとして構成される。信号処
理装置は、表面電位検出装置として必要な残りの回路部
分を含んでいる。
【0006】ところで、最近、高速なタンデムタイプの
複写機やレーザビームプリンタが提案され、実用に供さ
れている。これらの画像形成装置では、4本(シアン、
マゼンタ、イエロー、ブラック)の感光ドラムが用いら
れており、4本の感光ドラムの表面電位を測定しなけれ
ばならない。
複写機やレーザビームプリンタが提案され、実用に供さ
れている。これらの画像形成装置では、4本(シアン、
マゼンタ、イエロー、ブラック)の感光ドラムが用いら
れており、4本の感光ドラムの表面電位を測定しなけれ
ばならない。
【0007】ところが、従来は、1つの感光ドラムに対
して、1つの表面電位センサ及び1つの信号処理装置を
備える必要があるため、4本の感光ドラムに対しては、
表面電位センサ及びその信号処理装置のセットを、4組
備える必要があった。表面電位検出装置の構成部分のう
ち、信号処理装置は、回路構成自体が複雑であり、しか
も、形状の大型化、重量増大、及び、コストアップの原
因となるトランスを2つも備えている。このため、4本
の感光ドラムのそれぞれに上述したような信号処理装置
を備えなければならない従来技術では、表面電位検出装
置全体として、形状大型化、重量増加、及び、コストア
ップが著しく、その解決が極めて大きな課題となってい
た。
して、1つの表面電位センサ及び1つの信号処理装置を
備える必要があるため、4本の感光ドラムに対しては、
表面電位センサ及びその信号処理装置のセットを、4組
備える必要があった。表面電位検出装置の構成部分のう
ち、信号処理装置は、回路構成自体が複雑であり、しか
も、形状の大型化、重量増大、及び、コストアップの原
因となるトランスを2つも備えている。このため、4本
の感光ドラムのそれぞれに上述したような信号処理装置
を備えなければならない従来技術では、表面電位検出装
置全体として、形状大型化、重量増加、及び、コストア
ップが著しく、その解決が極めて大きな課題となってい
た。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、回路
の簡略化、小型化、軽量化及びコストダウンの可能な表
面電位検出装置を提供することである。
の簡略化、小型化、軽量化及びコストダウンの可能な表
面電位検出装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る表面電位検出装置は、複数の表面電
位センサと、切替回路と、信号処理回路とを含む。前記
複数の表面電位センサのそれぞれは、互いに独立する。
前記切替回路は、前記表面電位センサから供給される信
号を、前記表面電位センサ毎に、異なる時間的タイミン
グで選択して出力する。前記信号処理回路は、1つであ
って、前記切替回路を介して前記複数の表面電位センサ
に接続され、前記複数の表面電位センサによって共用さ
れている。
ため、本発明に係る表面電位検出装置は、複数の表面電
位センサと、切替回路と、信号処理回路とを含む。前記
複数の表面電位センサのそれぞれは、互いに独立する。
前記切替回路は、前記表面電位センサから供給される信
号を、前記表面電位センサ毎に、異なる時間的タイミン
グで選択して出力する。前記信号処理回路は、1つであ
って、前記切替回路を介して前記複数の表面電位センサ
に接続され、前記複数の表面電位センサによって共用さ
れている。
【0010】本発明に係る表面電位検出装置は、複数の
表面電位センサを備えており、複数の表面電位センサの
それぞれは、互いに独立するから、例えば、高速なタン
デムタイプの複写機やレーザビームプリンタ等の画像形
成装置において、表面電位センサを4本(シアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラック)の感光ドラムに対応させ、
その表面電位を、個別的に検出できる。
表面電位センサを備えており、複数の表面電位センサの
それぞれは、互いに独立するから、例えば、高速なタン
デムタイプの複写機やレーザビームプリンタ等の画像形
成装置において、表面電位センサを4本(シアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラック)の感光ドラムに対応させ、
その表面電位を、個別的に検出できる。
【0011】切替回路は、複数の表面電位センサから供
給される信号を、表面電位センサ毎に、異なる時間的タ
イミングで選択して出力する。従って、複数の表面電位
センサから出力される信号を、時間的に分離することが
できる。
給される信号を、表面電位センサ毎に、異なる時間的タ
イミングで選択して出力する。従って、複数の表面電位
センサから出力される信号を、時間的に分離することが
できる。
【0012】信号処理回路は、切替回路を介して、前記
複数の表面電位センサに接続されているので、信号処理
回路は、表面電位センサ毎の信号を、時間的に分離され
た状態で受信する。そして、表面電位センサ毎に割り当
てられた時間内に、必要な信号処理を行うことができ
る。
複数の表面電位センサに接続されているので、信号処理
回路は、表面電位センサ毎の信号を、時間的に分離され
た状態で受信する。そして、表面電位センサ毎に割り当
てられた時間内に、必要な信号処理を行うことができ
る。
【0013】信号処理回路は、複数の表面電位センサに
よって共用されている。従って、信号処理回路は1個で
済む。このため、4本の感光ドラムに対して、表面電位
センサ及びその信号処理装置のセットを、4組備える必
要があった従来技術と比較して、回路構成が著しく簡素
化される共に、形状、重量、及び、コストが著しく低減
される。
よって共用されている。従って、信号処理回路は1個で
済む。このため、4本の感光ドラムに対して、表面電位
センサ及びその信号処理装置のセットを、4組備える必
要があった従来技術と比較して、回路構成が著しく簡素
化される共に、形状、重量、及び、コストが著しく低減
される。
【0014】複数の表面電位センサのそれぞれは、従来
より知られている構造のものを用いることができる。複
数の表面電位センサのそれぞれは、典型的には、検知電
極と被測定面との間の電界を断続することにより、前記
被測定面の表面電位に対応する交流信号を生成する。こ
の場合、切替回路は、表面電位センサから供給される検
知信号及び断続のための駆動信号と同期する同期信号
を、表面電位センサ毎に、異なる時間的タイミングで選
択して出力することになる。
より知られている構造のものを用いることができる。複
数の表面電位センサのそれぞれは、典型的には、検知電
極と被測定面との間の電界を断続することにより、前記
被測定面の表面電位に対応する交流信号を生成する。こ
の場合、切替回路は、表面電位センサから供給される検
知信号及び断続のための駆動信号と同期する同期信号
を、表面電位センサ毎に、異なる時間的タイミングで選
択して出力することになる。
【0015】本発明に係る表面電位検出装置において、
典型的には、複数の表面電位センサ及び信号処理回路
は、コモングランド線を有する。信号処理回路は、コモ
ングランド線の電位が、被測定面電位とほぼ等しくなる
ように、コモングランド線の電位を制御する。これによ
り、表面電位センサと被測定面である感光ドラムの表面
との間の距離が変化しても、距離依存性が非常に少ない
高精度な表面電位検出信号が得られる。
典型的には、複数の表面電位センサ及び信号処理回路
は、コモングランド線を有する。信号処理回路は、コモ
ングランド線の電位が、被測定面電位とほぼ等しくなる
ように、コモングランド線の電位を制御する。これによ
り、表面電位センサと被測定面である感光ドラムの表面
との間の距離が変化しても、距離依存性が非常に少ない
高精度な表面電位検出信号が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る表面電位検出
装置を用いて、タンデム配置された4本の感光ドラムの
表面電位を検出する場合の構成を概略的に示す図であ
る。図において、転写ベルトVの走行方向Wに沿って、
4本の感光ドラムC、M、Y、Kがタンデムに配置され
ている。感光ドラムCはシアン用、感光ドラムMはマゼ
ンタ用、感光ドラムYはイエロー用、感光ドラムKはブ
ラック用である。感光ドラムK〜Cのそれぞれには、帯
電コロトロンU1、転写コロトロンU2、及び現像機U
3が備えられている。
装置を用いて、タンデム配置された4本の感光ドラムの
表面電位を検出する場合の構成を概略的に示す図であ
る。図において、転写ベルトVの走行方向Wに沿って、
4本の感光ドラムC、M、Y、Kがタンデムに配置され
ている。感光ドラムCはシアン用、感光ドラムMはマゼ
ンタ用、感光ドラムYはイエロー用、感光ドラムKはブ
ラック用である。感光ドラムK〜Cのそれぞれには、帯
電コロトロンU1、転写コロトロンU2、及び現像機U
3が備えられている。
【0017】本発明に係る表面電位検出装置1は、複数
(4個)の表面電位センサ11〜14と、切替回路2
と、信号処理回路3とを含む。
(4個)の表面電位センサ11〜14と、切替回路2
と、信号処理回路3とを含む。
【0018】4個の表面電位センサ11〜14のそれぞ
れは、互いに独立する。表面電位センサ11〜14のそ
れぞれは、感光ドラムK〜Cのそれぞれ毎に個別に備え
られ、感光ドラムK〜Cの表面から、例えば、2.5m
mの距離をおいて、固定して配置されている。表面電位
センサ11〜14のそれぞれにおいて得られた信号S1
1〜S41、S12〜S42は、同軸ケーブル等を介し
て、切替回路2に送られる。
れは、互いに独立する。表面電位センサ11〜14のそ
れぞれは、感光ドラムK〜Cのそれぞれ毎に個別に備え
られ、感光ドラムK〜Cの表面から、例えば、2.5m
mの距離をおいて、固定して配置されている。表面電位
センサ11〜14のそれぞれにおいて得られた信号S1
1〜S41、S12〜S42は、同軸ケーブル等を介し
て、切替回路2に送られる。
【0019】切替回路2は、表面電位センサ11〜14
から供給される信号を、表面電位センサ11〜14毎
に、異なる時間的タイミングで選択して出力する。
から供給される信号を、表面電位センサ11〜14毎
に、異なる時間的タイミングで選択して出力する。
【0020】信号処理回路3は、1つであって、切替回
路2を介して4個の表面電位センサ11〜14に接続さ
れ、4個の表面電位センサ11〜14によって共用され
ている。
路2を介して4個の表面電位センサ11〜14に接続さ
れ、4個の表面電位センサ11〜14によって共用され
ている。
【0021】図示実施例では、マイクロコンピュータ4
を備えており、このマイクロコンピュータ4により、信
号処理回路3を制御する。また、図示はされていない
が、基準信号発生装置から、ある一定時間間隔で基準信
号が発生され、各タイミングで各感光ドラムの表面電位
情報を取り込む。
を備えており、このマイクロコンピュータ4により、信
号処理回路3を制御する。また、図示はされていない
が、基準信号発生装置から、ある一定時間間隔で基準信
号が発生され、各タイミングで各感光ドラムの表面電位
情報を取り込む。
【0022】実施例に示す表面電位検出装置は、4個の
表面電位センサ11〜14を備えており、4個の表面電
位センサ11〜14のそれぞれは、互いに独立するか
ら、高速化を目的としたタンデムタイプの複写機やレー
ザビームプリンタ等の画像形成装置において、表面電位
センサ11〜14を4本の感光ドラムK〜Cに対応さ
せ、その表面電位を、個別的に検出できる。
表面電位センサ11〜14を備えており、4個の表面電
位センサ11〜14のそれぞれは、互いに独立するか
ら、高速化を目的としたタンデムタイプの複写機やレー
ザビームプリンタ等の画像形成装置において、表面電位
センサ11〜14を4本の感光ドラムK〜Cに対応さ
せ、その表面電位を、個別的に検出できる。
【0023】切替回路2は、4個の表面電位センサ11
〜14から供給される信号S11〜S41、S12〜S
42を、表面電位センサ11〜14毎に、異なる時間的
タイミングで選択して出力する。従って、4個の表面電
位センサ11〜14から出力される信号を、時間的に分
離することができる。
〜14から供給される信号S11〜S41、S12〜S
42を、表面電位センサ11〜14毎に、異なる時間的
タイミングで選択して出力する。従って、4個の表面電
位センサ11〜14から出力される信号を、時間的に分
離することができる。
【0024】図2は切替回路の信号選択動作の具体例を
示すタイムチャートである。まず、図2(a)に示すよ
うに、t1時からt2時の間において、感光ドラムKに
備えられた表面電位センサ11から出力される信号のみ
を選択する。次に、図2(b)に示すように、t3時か
らt4時の間において、感光ドラムYに備えられた表面
電位センサ12から出力される信号のみを選択する。
示すタイムチャートである。まず、図2(a)に示すよ
うに、t1時からt2時の間において、感光ドラムKに
備えられた表面電位センサ11から出力される信号のみ
を選択する。次に、図2(b)に示すように、t3時か
らt4時の間において、感光ドラムYに備えられた表面
電位センサ12から出力される信号のみを選択する。
【0025】更に、図2(c)に示すように、t5時か
らt6時の間において、感光ドラムMに備えられた表面
電位センサ13から出力される信号のみを選択し、図2
(d)に示すように、t7時からt8時の間において、
感光ドラムCに備えられた表面電位センサ14から出力
される信号のみを選択する。
らt6時の間において、感光ドラムMに備えられた表面
電位センサ13から出力される信号のみを選択し、図2
(d)に示すように、t7時からt8時の間において、
感光ドラムCに備えられた表面電位センサ14から出力
される信号のみを選択する。
【0026】信号S11〜S41、S12〜S42を、
表面電位センサ11〜14毎に、異なる時間的タイミン
グで選択する手段としては、マイクロコンピュータ4か
ら切替回路2に制御信号CS1〜CS4を与える手法を
採用することができる。
表面電位センサ11〜14毎に、異なる時間的タイミン
グで選択する手段としては、マイクロコンピュータ4か
ら切替回路2に制御信号CS1〜CS4を与える手法を
採用することができる。
【0027】信号処理回路3は、切替回路2を介して、
4個の表面電位センサ11〜14に接続されている。従
って、信号処理回路3は、表面電位センサ11〜14毎
の信号を、時間的に分離された状態で受信する。そし
て、表面電位センサ11〜14毎に割り当てられた時間
内に、必要な信号処理を行う。
4個の表面電位センサ11〜14に接続されている。従
って、信号処理回路3は、表面電位センサ11〜14毎
の信号を、時間的に分離された状態で受信する。そし
て、表面電位センサ11〜14毎に割り当てられた時間
内に、必要な信号処理を行う。
【0028】信号処理回路3は、4個の表面電位センサ
11〜14によって共用されている。従って、信号処理
回路3は1個で済む。このため、4本の感光ドラムK〜
Cに対して、表面電位センサ11〜14及びその信号処
理装置のセットを、4組備える必要があった従来技術と
比較して、回路構成が著しく簡素化される共に、形状、
重量、及び、コストが著しく低減される。
11〜14によって共用されている。従って、信号処理
回路3は1個で済む。このため、4本の感光ドラムK〜
Cに対して、表面電位センサ11〜14及びその信号処
理装置のセットを、4組備える必要があった従来技術と
比較して、回路構成が著しく簡素化される共に、形状、
重量、及び、コストが著しく低減される。
【0029】4個の表面電位センサ11〜14のそれぞ
れは、従来より知られている構造のものを用いることが
できる。4個の表面電位センサ11〜14は、典型的に
は、検知電極と被測定面との間の電界を断続することに
より、感光ドラムK〜Cの表面電位に対応する交流信号
を生成する。この場合、切替回路2は、表面電位センサ
11〜14から供給される検知信号及び断続のための駆
動信号と同期する同期信号を、表面電位センサ11〜1
4毎に、異なる時間的タイミングで選択して出力するこ
とになる。
れは、従来より知られている構造のものを用いることが
できる。4個の表面電位センサ11〜14は、典型的に
は、検知電極と被測定面との間の電界を断続することに
より、感光ドラムK〜Cの表面電位に対応する交流信号
を生成する。この場合、切替回路2は、表面電位センサ
11〜14から供給される検知信号及び断続のための駆
動信号と同期する同期信号を、表面電位センサ11〜1
4毎に、異なる時間的タイミングで選択して出力するこ
とになる。
【0030】図3は本発明に係る表面電位検出装置の構
成を更に具体的に示すブロック図である。図において、
4個の表面電位センサ11〜14のそれぞれは、同じ構
成になるので、ここでは、表面電位センサ11につい
て、代表的に説明する。表面電位センサ11は、検知電
極15と、チョッパ16と、プリアンプ17と、チョッ
パ駆動回路18とを含む。検知電極15は、感光ドラム
Kの表面電位を非接触で測定するための電界を生成す
る。
成を更に具体的に示すブロック図である。図において、
4個の表面電位センサ11〜14のそれぞれは、同じ構
成になるので、ここでは、表面電位センサ11につい
て、代表的に説明する。表面電位センサ11は、検知電
極15と、チョッパ16と、プリアンプ17と、チョッ
パ駆動回路18とを含む。検知電極15は、感光ドラム
Kの表面電位を非接触で測定するための電界を生成す
る。
【0031】チョッパ16は、感光ドラムKの表面であ
る被測定面と、検知電極15との間の電界を周期的にチ
ョッピングする。その具体的構造は既に知られている。
例えば、音叉を圧電振動子で励振し、音叉に取り付けら
れた金属片を、感光ドラムKの表面と、検知電極15と
の間で振動させる。
る被測定面と、検知電極15との間の電界を周期的にチ
ョッピングする。その具体的構造は既に知られている。
例えば、音叉を圧電振動子で励振し、音叉に取り付けら
れた金属片を、感光ドラムKの表面と、検知電極15と
の間で振動させる。
【0032】プリアンプ17は、検知電極15で検出さ
れた交流信号のインピーダンスを、ローインピーダンス
に変換する回路である。プリアンプ17を通った交流信
号(検知信号)S11は、切替回路21に供給される。
チョッパ駆動回路18は、チョッパ16を励振する。具
体的には、チョッパ16を構成する圧電振動子に所定の
周波数を有する駆動信号を供給して励振する。表面電位
センサ12〜14においても、プリアンプ17を通った
交流信号S21〜S41が切替回路21に供給される。
れた交流信号のインピーダンスを、ローインピーダンス
に変換する回路である。プリアンプ17を通った交流信
号(検知信号)S11は、切替回路21に供給される。
チョッパ駆動回路18は、チョッパ16を励振する。具
体的には、チョッパ16を構成する圧電振動子に所定の
周波数を有する駆動信号を供給して励振する。表面電位
センサ12〜14においても、プリアンプ17を通った
交流信号S21〜S41が切替回路21に供給される。
【0033】図4は表面電位センサ11〜14の具体的
な回路構成を示す図である。説明の簡単化のため、感光
ドラム11に備えられた表面電位センサ11について、
代表的に説明する。図において、チョッパ16は、音叉
161に圧電振動子162を取り付け、この圧電振動子
162によって音叉161を所定の周波数で励振する。
音叉161の振動は圧電振動子163によって検出さ
れ、帰還信号として、チョッパ駆動回路18に入力され
る。
な回路構成を示す図である。説明の簡単化のため、感光
ドラム11に備えられた表面電位センサ11について、
代表的に説明する。図において、チョッパ16は、音叉
161に圧電振動子162を取り付け、この圧電振動子
162によって音叉161を所定の周波数で励振する。
音叉161の振動は圧電振動子163によって検出さ
れ、帰還信号として、チョッパ駆動回路18に入力され
る。
【0034】音叉161の自由端側には金属片164、
165が取り付けられている。この金属片164、16
5は、感光ドラムK(図1参照)の表面と、検知電極1
5との間に配置されている。従って、音叉161の振動
により、金属片164、165が励振されると、感光ド
ラムKの表面である被測定面と、検知電極15との間の
電界が周期的にチョッピングされる。
165が取り付けられている。この金属片164、16
5は、感光ドラムK(図1参照)の表面と、検知電極1
5との間に配置されている。従って、音叉161の振動
により、金属片164、165が励振されると、感光ド
ラムKの表面である被測定面と、検知電極15との間の
電界が周期的にチョッピングされる。
【0035】プリアンプ17は、FET(電界効果トラ
ンジスタ)で構成された増幅素子Q0、ゲート抵抗R1
及びソース抵抗R2を含み、検知電極15で検出された
交流信号のインピーダンスを、ローインピーダンスに変
換する。更に詳しくは、プリアンプ回路17において、
増幅素子Q0を構成するFETのソースが、抵抗R2を
通して、接地されている。検知電極15に現れた交流信
号が増幅素子Q0のゲートに加えられ、増幅素子Q0が
動作すると、その増幅信号により、ソース抵抗R2によ
り、増幅素子Q0が負にバイアスされ、増幅素子Q0の
入力側で見たハイインピーダンス信号が、ローインピー
ダンス信号にインピーダンス変換され、増幅素子Q0の
ドレインDに信号が現れる。
ンジスタ)で構成された増幅素子Q0、ゲート抵抗R1
及びソース抵抗R2を含み、検知電極15で検出された
交流信号のインピーダンスを、ローインピーダンスに変
換する。更に詳しくは、プリアンプ回路17において、
増幅素子Q0を構成するFETのソースが、抵抗R2を
通して、接地されている。検知電極15に現れた交流信
号が増幅素子Q0のゲートに加えられ、増幅素子Q0が
動作すると、その増幅信号により、ソース抵抗R2によ
り、増幅素子Q0が負にバイアスされ、増幅素子Q0の
入力側で見たハイインピーダンス信号が、ローインピー
ダンス信号にインピーダンス変換され、増幅素子Q0の
ドレインDに信号が現れる。
【0036】チョッパ駆動回路18は、オペアンプIC
5、抵抗R18、C12、R17、R16及びコンデン
サC12を含んでいる。オペアンプIC5から圧電振動
子162に駆動信号が与えられると、圧電振動子162
により音叉161が励振される。音叉161の振動によ
り、圧電振動子163に帰還信号が発生し、抵抗R1
8、コンデンサC12、抵抗R17、R16により、オ
ペアンプIC5に正帰還がかかり、次の駆動パルスが圧
電振動子162に印加される。この動作の繰り返しによ
り、音叉161が自己の機械的共振点で特有の周波数
(例えば680Hz)で振動を継続する。
5、抵抗R18、C12、R17、R16及びコンデン
サC12を含んでいる。オペアンプIC5から圧電振動
子162に駆動信号が与えられると、圧電振動子162
により音叉161が励振される。音叉161の振動によ
り、圧電振動子163に帰還信号が発生し、抵抗R1
8、コンデンサC12、抵抗R17、R16により、オ
ペアンプIC5に正帰還がかかり、次の駆動パルスが圧
電振動子162に印加される。この動作の繰り返しによ
り、音叉161が自己の機械的共振点で特有の周波数
(例えば680Hz)で振動を継続する。
【0037】音叉161の振動により、その自由端に取
り付けられている金属片164、165が振動し、検知
電極15と感光ドラムKの被測定面との間の電界がチョ
ッピングされる。この結果、検知電極15と感光ドラム
Kの被測定面との間の静電容量が、無励振時の静電容量
Coを中心に、略正弦波状に増減し、それに対応して、
交流の検知信号S11が得られる。
り付けられている金属片164、165が振動し、検知
電極15と感光ドラムKの被測定面との間の電界がチョ
ッピングされる。この結果、検知電極15と感光ドラム
Kの被測定面との間の静電容量が、無励振時の静電容量
Coを中心に、略正弦波状に増減し、それに対応して、
交流の検知信号S11が得られる。
【0038】チョッパ駆動回路18によって生成された
駆動信号またはそれと同期する信号S12は、切替回路
22に供給される。図示では、切替回路21、22は互
いに異なるブロックとして表示されているが、回路的に
は、切替回路2として、一体的に構成されていてもよ
い。切替回路2は、感光ドラムKに備えられた表面電位
センサ11の検知信号S11及び同期信号S12を同時
に選択されるよう、連動した選択動作を行う。
駆動信号またはそれと同期する信号S12は、切替回路
22に供給される。図示では、切替回路21、22は互
いに異なるブロックとして表示されているが、回路的に
は、切替回路2として、一体的に構成されていてもよ
い。切替回路2は、感光ドラムKに備えられた表面電位
センサ11の検知信号S11及び同期信号S12を同時
に選択されるよう、連動した選択動作を行う。
【0039】他の感光ドラムY、M、Cに備えられた表
面電位センサ12〜14も、表面電位センサ11を参照
して説明した動作を行う。まず、切替回路2は感光ドラ
ムYに備えられた表面電位センサ12の検知信号S21
及び同期信号S22が同時に選択されるよう、連動した
選択動作を行う。また、感光ドラムMに備えられた表面
電位センサ13の検知信号S31及び同期信号S32が
同時に選択されるよう、連動した選択動作を行う。更
に、感光ドラムCに備えられた表面電位センサ14の検
知信号S41及び同期信号S42が同時に選択されるよ
う、連動した選択動作を行う。
面電位センサ12〜14も、表面電位センサ11を参照
して説明した動作を行う。まず、切替回路2は感光ドラ
ムYに備えられた表面電位センサ12の検知信号S21
及び同期信号S22が同時に選択されるよう、連動した
選択動作を行う。また、感光ドラムMに備えられた表面
電位センサ13の検知信号S31及び同期信号S32が
同時に選択されるよう、連動した選択動作を行う。更
に、感光ドラムCに備えられた表面電位センサ14の検
知信号S41及び同期信号S42が同時に選択されるよ
う、連動した選択動作を行う。
【0040】図5は切替回路の具体例を示す電気回路図
である。図示された切替回路2は、第1の切替回路回路
201〜第4の切替回路204を有する。第1の切替回
路201は、感光ドラムKに備えられた表面電位センサ
11から供給される検知信号S11及び同期信号S12
を選択するスイッチSW11(K)、SW12(K)を
備える。これらのSW11(K)、SW12(K)はC
MOSで構成された駆動回路DR1によって同時に駆動
される。即ち、連動動作を行う。
である。図示された切替回路2は、第1の切替回路回路
201〜第4の切替回路204を有する。第1の切替回
路201は、感光ドラムKに備えられた表面電位センサ
11から供給される検知信号S11及び同期信号S12
を選択するスイッチSW11(K)、SW12(K)を
備える。これらのSW11(K)、SW12(K)はC
MOSで構成された駆動回路DR1によって同時に駆動
される。即ち、連動動作を行う。
【0041】第2の切替回路202は、感光ドラムYに
備えられた表面電位センサ12から供給される検知信号
S21及び同期信号S22を選択するスイッチSW21
(Y)、SW22(Y)を備える。これらのSW21
(Y)、SW22(Y)はCMOSで構成された駆動回
路DR2によって同時に駆動される。
備えられた表面電位センサ12から供給される検知信号
S21及び同期信号S22を選択するスイッチSW21
(Y)、SW22(Y)を備える。これらのSW21
(Y)、SW22(Y)はCMOSで構成された駆動回
路DR2によって同時に駆動される。
【0042】第3の切替回路203は、感光ドラムMに
備えられた表面電位センサ13から供給される検知信号
S31及び同期信号S32を選択するスイッチSW31
(M)、SW32(M)を備える。これらのスイッチS
W31(M)、SW32(M)はCMOSで構成された
駆動回路DR3によって同時に駆動される。
備えられた表面電位センサ13から供給される検知信号
S31及び同期信号S32を選択するスイッチSW31
(M)、SW32(M)を備える。これらのスイッチS
W31(M)、SW32(M)はCMOSで構成された
駆動回路DR3によって同時に駆動される。
【0043】第4の切替回路204は、感光ドラムCに
備えられた表面電位センサ14から供給される検知信号
S41及び同期信号S42を選択するスイッチSW41
(C)、SW42(C)を備える。これらのスイッチS
W41(C)、SW42(C)はCMOSで構成された
駆動回路DR4によって同時に駆動される。
備えられた表面電位センサ14から供給される検知信号
S41及び同期信号S42を選択するスイッチSW41
(C)、SW42(C)を備える。これらのスイッチS
W41(C)、SW42(C)はCMOSで構成された
駆動回路DR4によって同時に駆動される。
【0044】再び、図1、3を参照して説明する。信号
処理回路4は、1つであり、増幅回路30と、同期検波
回路31と、積分回路32と、高圧増幅回路33とを含
む。増幅回路30は、表面電位センサ11〜14から供
給される検知信号S11〜S14を増幅して出力する。
同期検波回路31は、増幅回路30から供給される信号
aを、切替回路2から供給される信号bと同期して検波
する。積分回路32は、同期検波回路32から供給され
る検波出力信号cを直流に変換して出力する。
処理回路4は、1つであり、増幅回路30と、同期検波
回路31と、積分回路32と、高圧増幅回路33とを含
む。増幅回路30は、表面電位センサ11〜14から供
給される検知信号S11〜S14を増幅して出力する。
同期検波回路31は、増幅回路30から供給される信号
aを、切替回路2から供給される信号bと同期して検波
する。積分回路32は、同期検波回路32から供給され
る検波出力信号cを直流に変換して出力する。
【0045】高圧増幅回路33は、積分回路32から供
給される信号dを昇圧する。高圧増幅回路109で昇圧
された信号は、帰還電圧Vfとして、音叉16、プリア
ンプ17、駆動回路18に帰還される。これにより、コ
モングランド線C.GNDの電位が、感光ドラムK〜C
の被測定面の電位とほぼ等しくなるような帰還制御が加
わる。
給される信号dを昇圧する。高圧増幅回路109で昇圧
された信号は、帰還電圧Vfとして、音叉16、プリア
ンプ17、駆動回路18に帰還される。これにより、コ
モングランド線C.GNDの電位が、感光ドラムK〜C
の被測定面の電位とほぼ等しくなるような帰還制御が加
わる。
【0046】高電圧増幅回路109で昇圧された信号
は、分圧/バッファ回路35を経由して、表面電位検出
信号Zとして出力される。
は、分圧/バッファ回路35を経由して、表面電位検出
信号Zとして出力される。
【0047】信号処理回路3は、DC/DCコンバータ
34を含んでおり、DC/DCコンバータ34により、
直流電圧Vccが生成される。この直流電圧Vccは各
構成部分の動作電圧として供給される。DC/DCコン
バータ34は絶縁トランスを含み、絶縁トランスの2次
側から直流電圧Vccを出力する。直流電圧Vccはコ
モングランド線C.GNDを基準とする電圧である。
34を含んでおり、DC/DCコンバータ34により、
直流電圧Vccが生成される。この直流電圧Vccは各
構成部分の動作電圧として供給される。DC/DCコン
バータ34は絶縁トランスを含み、絶縁トランスの2次
側から直流電圧Vccを出力する。直流電圧Vccはコ
モングランド線C.GNDを基準とする電圧である。
【0048】図6は本発明に係る表面電位検出装置に含
まれる信号処理回路の更に具体的な回路構成を示す図で
ある。増幅回路30は、オペアンプIC4、抵抗R8、
R13、R14、コンデンサC10、C11を含み、切
替回路2に含まれるスイッチ及びコンデンサC11を通
して供給される検知信号S11〜S41を増幅する。
まれる信号処理回路の更に具体的な回路構成を示す図で
ある。増幅回路30は、オペアンプIC4、抵抗R8、
R13、R14、コンデンサC10、C11を含み、切
替回路2に含まれるスイッチ及びコンデンサC11を通
して供給される検知信号S11〜S41を増幅する。
【0049】増幅回路30によって増幅された信号は、
コンデンサC10を通して、同期検波回路31に供給さ
れる。同期検波回路31はオペアンプIC3、抵抗R
9、R10、R11、R12及びスイッチ素子を構成す
るFET(電界効果トランジスタ)Q5を備える。同期
検波回路31は、表面電位センサ11〜14の駆動回路
18(図3、4参照)から、FETQ5のゲートに供給
される同期信号S12〜S42に基づき、増幅回路30
から供給される信号を同期検波する。
コンデンサC10を通して、同期検波回路31に供給さ
れる。同期検波回路31はオペアンプIC3、抵抗R
9、R10、R11、R12及びスイッチ素子を構成す
るFET(電界効果トランジスタ)Q5を備える。同期
検波回路31は、表面電位センサ11〜14の駆動回路
18(図3、4参照)から、FETQ5のゲートに供給
される同期信号S12〜S42に基づき、増幅回路30
から供給される信号を同期検波する。
【0050】同期検波された信号は、積分回路32に供
給され、直流に変換される。図示の積分回路32はオペ
アンプIC2、コンデンサC6、ダイオードD3及び出
力抵抗R6を含んでいる。出力抵抗R6にはトランジス
タQ4及び発光ダイオードPCAが接続されている。積
分回路32の出力によって、発光ダイオードPCAが発
光する。
給され、直流に変換される。図示の積分回路32はオペ
アンプIC2、コンデンサC6、ダイオードD3及び出
力抵抗R6を含んでいる。出力抵抗R6にはトランジス
タQ4及び発光ダイオードPCAが接続されている。積
分回路32の出力によって、発光ダイオードPCAが発
光する。
【0051】高圧増幅回路33は、発振回路、トランス
T2及び3倍電圧整流回路を含んでいる。発振回路は、
トランジスタQ2、Q3、トランスT2の一次巻線Np
2、トランスT2に備えられた補助巻線Nb2、コンデ
ンサC3及びインダクタL1を含む。トランジスタQ
2、Q3のスイッチング動作によって、トランスT2の
一次巻線Np2を励磁するとともに、一次巻線Np2と
誘導結合された補助巻線Nbを介して、トランジスタQ
2、Q3のベースに帰還信号を供給する。トランジスタ
Q2、Q3は上述した帰還信号と、コンデンサC3及び
インダクタL1を含むLC共振回路の共振現象により、
自励発振動作を継続する。
T2及び3倍電圧整流回路を含んでいる。発振回路は、
トランジスタQ2、Q3、トランスT2の一次巻線Np
2、トランスT2に備えられた補助巻線Nb2、コンデ
ンサC3及びインダクタL1を含む。トランジスタQ
2、Q3のスイッチング動作によって、トランスT2の
一次巻線Np2を励磁するとともに、一次巻線Np2と
誘導結合された補助巻線Nbを介して、トランジスタQ
2、Q3のベースに帰還信号を供給する。トランジスタ
Q2、Q3は上述した帰還信号と、コンデンサC3及び
インダクタL1を含むLC共振回路の共振現象により、
自励発振動作を継続する。
【0052】3倍電圧整流回路は、トランスT2の2次
巻線NSに接続されており、発振回路の発振動作に伴っ
て、2次巻線NSに生じる交流電圧を3倍電圧整流し、
その整流電圧をコモングランド線C.GNDに供給す
る。これにより、コモングランド線C.GNDの電位が
制御される。図示された3倍電圧整流回路は、コンデン
サC7〜C9と、ダイオードD4〜D6によって構成さ
れている。
巻線NSに接続されており、発振回路の発振動作に伴っ
て、2次巻線NSに生じる交流電圧を3倍電圧整流し、
その整流電圧をコモングランド線C.GNDに供給す
る。これにより、コモングランド線C.GNDの電位が
制御される。図示された3倍電圧整流回路は、コンデン
サC7〜C9と、ダイオードD4〜D6によって構成さ
れている。
【0053】高圧増幅回路33の入力側は、フォトトラ
ンジスタPCBとトランジスタQ4による入力回路が接
続されている。フォトトランジスタPCBは、積分回路
32の出力によって駆動される発光ダイオードPCAと
光学的に結合されている。従って、高圧増幅回路33を
構成する発振回路の入力側には、積分回路32の出力信
号に応じて制御された電圧が供給される。
ンジスタPCBとトランジスタQ4による入力回路が接
続されている。フォトトランジスタPCBは、積分回路
32の出力によって駆動される発光ダイオードPCAと
光学的に結合されている。従って、高圧増幅回路33を
構成する発振回路の入力側には、積分回路32の出力信
号に応じて制御された電圧が供給される。
【0054】コモングランド線C.GNDの電位は、分
圧/バッファ回路35によって適当な電位に変換され、
表面電位検出信号Zとして出力される。
圧/バッファ回路35によって適当な電位に変換され、
表面電位検出信号Zとして出力される。
【0055】DC・DCコンバータ34は、トランスT
1の一次巻線NP1を通して供給される直流入力電圧V
INをスイッチング素子Q1によってスイッチングす
る。スイッチング動作に伴って、トランスT1の二次巻
線NS1、NS2に生じる電圧を、ダイオードD1、D
2によって整流するとともに、コンデンサC4、C5に
よって平滑し、直流電圧に変換する。直流電圧はツェナ
ーダイオードZD2によって安定化されるとともに、増
幅回路30、同期検波回路31、積分回路32及び発光
ダイオードPCA等に供給される。
1の一次巻線NP1を通して供給される直流入力電圧V
INをスイッチング素子Q1によってスイッチングす
る。スイッチング動作に伴って、トランスT1の二次巻
線NS1、NS2に生じる電圧を、ダイオードD1、D
2によって整流するとともに、コンデンサC4、C5に
よって平滑し、直流電圧に変換する。直流電圧はツェナ
ーダイオードZD2によって安定化されるとともに、増
幅回路30、同期検波回路31、積分回路32及び発光
ダイオードPCA等に供給される。
【0056】図6は信号処理回路の一例を示すに過ぎな
い。本発明において、信号処理回路は、種々の回路構成
を採用し得る。
い。本発明において、信号処理回路は、種々の回路構成
を採用し得る。
【0057】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、回
路の簡略化、小型化、軽量化及びコストダウンの可能な
表面電位検出装置を提供することができる。
路の簡略化、小型化、軽量化及びコストダウンの可能な
表面電位検出装置を提供することができる。
【図1】本発明に係る表面電位検出装置を用いて、タン
デム配置された4本の感光ドラムの表面電位を検出する
場合の構成を概略的に示す図である。
デム配置された4本の感光ドラムの表面電位を検出する
場合の構成を概略的に示す図である。
【図2】本発明に係る表面電位検出装置に含まれる切替
回路の信号選択動作の具体例を示すタイムチャートであ
る。
回路の信号選択動作の具体例を示すタイムチャートであ
る。
【図3】本発明に係る表面電位検出装置の構成を更に具
体的に示すブロック図である。
体的に示すブロック図である。
【図4】本発明に係る表面電位検出装置に含まれる表面
電位センサの具体的な回路構成を示す図である。
電位センサの具体的な回路構成を示す図である。
【図5】本発明に係る表面電位検出装置に含まれる切替
回路の具体例を示す電気回路図である。
回路の具体例を示す電気回路図である。
【図6】本発明に係る表面電位検出装置に含まれる信号
処理回路の更に具体的な回路構成を示す図である。
処理回路の更に具体的な回路構成を示す図である。
11〜14 表面電位センサ 2 切替回路 3 信号処理回路 K、Y、M、C 感光ドラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H003 AA01 DD08 DD11 EE12 EE20 2H027 DA02 DA38 DE05 DE09 ED01 ED03 2H030 AB02 AD02 AD16 9A001 HH34 KK42
Claims (6)
- 【請求項1】 複数の表面電位センサと、切替回路と、
信号処理回路とを含む表面電位検出装置であって、 前記複数の表面電位センサのそれぞれは、互いに独立し
ており、 前記切替回路は、前記表面電位センサから供給される信
号を、前記表面電位センサ毎に、異なる時間的タイミン
グで選択して出力し、 前記信号処理回路は、1つであって、前記切替回路を介
して前記複数の表面電位センサに接続され、前記複数の
表面電位センサによって共用されている表面電位検出装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載された表面電位検出装置
であって、 前記複数の表面電位センサのそれぞれは、自己の検知電
極と被測定面との間の電界を断続することにより、前記
被測定面の表面電位に対応する交流信号を生成し、 前記切替回路は、前記表面電位センサから供給される検
知信号及び前記断続のための駆動信号と同期する同期信
号を、前記表面電位センサ毎に、異なる時間的タイミン
グで選択して出力し、 前記信号処理回路は、前記切替回路を経由して供給され
る前記検知信号及び前記同期信号を、前記表面電位セン
サ毎に処理する表面電位検出装置。 - 【請求項3】 請求項1または2の何れかに記載された
表面電位検出装置であって、 前記複数の表面電位センサ及び前記信号処理回路は、コ
モングランド線を有しており、 前記信号処理回路は、前記コモングランド線の電位が、
被測定面電位Eとほぼ等しくなるように、前記コモング
ランド線の電位を制御する表面電位検出装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3の何れかに記載された表
面電位検出装置であって、 前記複数の表面電位センサのそれぞれは、検知電極と、
チョッパと、プリアンプと、チョッパ駆動回路とを含
み、 前記検知電極は、被測定面の表面電位を非接触で測定す
るための電界を生成するものであり、 前記チョッパは、前記被測定面と前記検知電極との間の
電界を周期的にチョッピングするものであり、 前記プリアンプは、前記検知電極で検出された交流信号
のインピーダンスを変換する回路であり、 前記チョッパ駆動回路は、前記チョッパを励振する回路
である表面電位検出装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至4の何れかに記載された表
面電位検出装置であって、 前記切替回路は、前記検知信号及び前記同期信号が、前
記表面電位センサ毎に、同時に選択されるよう、連動し
た選択動作を行う表面電位検出装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至5の何れかに記載された表
面電位検出装置であって、 前記信号処理回路は、1つの増幅回路と、1つの同期検
波回路と、1つの積分回路と、1つの高圧増幅回路とを
含み、 前記増幅回路は、前記表面電位センサから供給される前
記検知信号を増幅して出力し、 前記同期検波回路は、前記増幅回路から供給される信号
を、前記同期信号と同期して検波し、 前記積分回路は、前記同期検波回路から供給される検波
出力信号を直流に変換して出力し、 前記高圧増幅回路は、前記積分回路から信号が供給さ
れ、前記コモングランド線の電位を、被測定面電位とほ
ぼ等しくする直流高電圧をコモングランド線に供給する
表面電位検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000056432A JP2001242208A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | 表面電位検出装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000056432A JP2001242208A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | 表面電位検出装置 |
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JP (1) | JP2001242208A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006139112A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2008046152A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-28 | Kyocera Mita Corp | 画像形成装置 |
JP2010262316A (ja) * | 2010-08-23 | 2010-11-18 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
-
2000
- 2000-03-01 JP JP2000056432A patent/JP2001242208A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006139112A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
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