JP2001305170A - Surface electric potential detection device - Google Patents

Surface electric potential detection device

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JP2001305170A
JP2001305170A JP2000118609A JP2000118609A JP2001305170A JP 2001305170 A JP2001305170 A JP 2001305170A JP 2000118609 A JP2000118609 A JP 2000118609A JP 2000118609 A JP2000118609 A JP 2000118609A JP 2001305170 A JP2001305170 A JP 2001305170A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface electric potential detection device which can easily adjust an offset that a surface electric potential detection output signal has. SOLUTION: A surface electric potential sensor 11 and a signal processing circuit 3 operate having the electric potential of a common ground line C. GND as their reference potential. A 1st bias circuit 36 includes in a signal processing circuit 3 applies a positive voltage (+V3) based upon the electric potential of the common ground line C. GND to the uninverted input terminal of an integrating circuit 32 to make the surface electric potential detection output signal Z have generate a positive offset voltage. A 2nd bias circuit 39 supplies a surface electric potential detection output circuit 35 with a negative voltage (-V5) cancelling the offset voltage generated by the 1st bias circuit 36.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface potential detecting device for measuring a surface potential in a non-contact manner.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art For example, a surface potential detecting device of this type used for detecting the surface potential of a photosensitive drum in a non-contact manner in a copying machine, a laser beam printer or the like is disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-6467. As described above, the electric field between the detection electrode and the photosensitive drum is mechanically interrupted by the tuning fork to obtain an AC signal corresponding to the surface potential of the photosensitive drum. Then, the AC signal is amplified by a preamplifier, guided to a synchronous detection circuit via an isolator, and detected by a signal synchronized with the mechanical interruption. The synchronous detection output signal output from the synchronous detection circuit is converted to a direct current by the integration circuit. The DC signal obtained by the integration circuit is input to a high voltage amplifier.

【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、接地電位及びフレ
ーム接地電位に対してフローティングな関係にある。
[0003] Each circuit has a common ground line. The high-voltage amplifier controls the potential of the common ground line based on the input DC signal so that the potential of the common ground line becomes the same as the potential of the surface of the photosensitive drum that is the surface to be measured. By extracting the potential of the common ground line via an attenuator, a buffer amplifier, or the like, a surface potential signal can be obtained. The common ground line has a floating relationship with respect to the ground potential and the frame ground potential.

【0004】この表面電位検出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。
The greatest advantage of this surface potential detection method is that even if the distance between the surface potential sensor including the tuning fork / detection electrode and the surface of the photosensitive drum, which is the surface to be measured, changes, the distance dependency is very large. A small and highly accurate surface potential detection signal can be obtained.

【0005】上述した表面電位検出方式において、高精
度な表面電位検出信号を実現するには、表面電位検出信
号のオフセット調整が重要である。表面電位センサにお
いて、被測定面の表面電位とコモングランド線の電位と
の差電圧がゼロのとき、表面電位検出信号がゼロとなる
べきである。ところが、表面電位センサの多くは、検知
電極の周辺がプラスまたはマイナスに若干帯電している
ので、表面電位センサから交流信号が出力され、表面電
位検出信号にオフセット電圧が生じる。例えば、検知電
極の周辺がマイナスに帯電した場合、被測定面の表面電
位が0ボルトのときでも、あたかも、被測定面の表面電
位がプラスであるかのような表面電位検出信号を出力す
る。
In the surface potential detection method described above, in order to realize a highly accurate surface potential detection signal, it is important to adjust the offset of the surface potential detection signal. In the surface potential sensor, when the difference voltage between the surface potential of the surface to be measured and the potential of the common ground line is zero, the surface potential detection signal should be zero. However, in many surface potential sensors, an AC signal is output from the surface potential sensor, and an offset voltage is generated in the surface potential detection signal because the periphery of the detection electrode is slightly positively or negatively charged. For example, when the periphery of the detection electrode is negatively charged, even when the surface potential of the surface to be measured is 0 volt, a surface potential detection signal is output as if the surface potential of the surface to be measured is positive.

【0006】特開平6−242166号公報は、オフセ
ット調整手段を備えた表面電位検出装置を開示してい
る。この表面電位検出装置は、電源回路(DC/DCコ
ンバータ)を備えており、電源回路から導かれる正電源
ライン及び負電源ラインの間に抵抗分圧回路を挿入して
ある。この抵抗分圧回路により、電源回路からの正電源
電圧と負電源電圧との差電圧を抵抗分圧し、分圧電圧
を、可変抵抗器でコモングランド線電位の近辺に調整す
る。調整した電圧を、バイアス電圧として積分回路に印
加し、オフセット電圧をキャンセルさせる。具体的に
は、被測定面電位がゼロのとき、表面電位検出信号がゼ
ロとなるようにオフセット調整する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-242166 discloses a surface potential detecting device provided with an offset adjusting means. This surface potential detecting device includes a power supply circuit (DC / DC converter), and a resistance voltage dividing circuit is inserted between a positive power supply line and a negative power supply line led from the power supply circuit. With this resistance voltage dividing circuit, the voltage difference between the positive power supply voltage and the negative power supply voltage from the power supply circuit is divided by resistance, and the divided voltage is adjusted near the common ground line potential by a variable resistor. The adjusted voltage is applied as a bias voltage to the integration circuit to cancel the offset voltage. Specifically, the offset adjustment is performed so that the surface potential detection signal becomes zero when the surface potential to be measured is zero.

【0007】しかしながら、上述のオフセット調整手段
では、電源回路の正電源電圧及び負電源電圧の両方を基
準としてバイアス電圧を生成しているため、正電源電圧
または負電源電圧が変動すると、バイアス電圧も変動し
てしまい、高精度なオフセット調整が困難である。バイ
アス電圧を安定化するには、正電源電圧及び負電源電圧
の両方を高精度に安定化するように電源回路を構成しな
ければならない。
However, in the above-described offset adjusting means, since the bias voltage is generated based on both the positive power supply voltage and the negative power supply voltage of the power supply circuit, when the positive power supply voltage or the negative power supply voltage fluctuates, the bias voltage also increases. And the offset adjustment is difficult. In order to stabilize the bias voltage, the power supply circuit must be configured to stabilize both the positive power supply voltage and the negative power supply voltage with high accuracy.

【0008】上述の公報に開示された表面電位検出装置
では、正電源電圧及び負電源電圧の両方を安定化する手
法として、高精度で、かつ、温度特性の良好な安定化電
源を、正電源電圧及び負電源電圧ごとに設けてある。こ
の手法では、2つの安定化電源が必要となり、電源回路
のコストが高くなる。
In the surface potential detecting device disclosed in the above-mentioned publication, as a technique for stabilizing both the positive power supply voltage and the negative power supply voltage, a stabilized power supply having high accuracy and good temperature characteristics is used. It is provided for each voltage and negative power supply voltage. In this method, two stabilized power supplies are required, and the cost of the power supply circuit increases.

【0009】しかも、安定化電源として代表的に用いら
れるドロッパー型安定化電源(三端子レギュレータ)
は、電力効率が50%程度と低い。ドロッパー型安定化
電源を利用すると、表面電位検出装置の総合電力効率が
低下する。
Moreover, a dropper-type stabilized power supply (three-terminal regulator) typically used as a stabilized power supply
Has a low power efficiency of about 50%. The use of a dropper-type stabilized power supply reduces the overall power efficiency of the surface potential detection device.

【0010】ドロッパー型安定化電源等の安定化電源を
使用しない場合は、正電源電圧と負電源電圧とをバラン
スさせる必要がある。このため、電源回路の電源トラン
スとして、バイファイラ巻きの2次巻線を有するトラン
スを利用する。しかし、この種のトランスは高価であ
り、電源回路のコストが高くなる。
When a stabilized power supply such as a dropper-type stabilized power supply is not used, it is necessary to balance the positive power supply voltage and the negative power supply voltage. For this reason, a transformer having a bifilar wound secondary winding is used as a power transformer of the power circuit. However, this type of transformer is expensive, which increases the cost of the power supply circuit.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、表面
電位検出出力信号に生じるオフセットを容易に解消する
ための基礎を与える表面電位検出装置を提供することで
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a surface potential detecting device which provides a basis for easily eliminating an offset generated in a surface potential detecting output signal.

【0012】本発明のもう一つの課題は、コストの安価
な表面電位検出装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide an inexpensive surface potential detecting device.

【0013】本発明の更にもう一つの課題は、高い総合
電力効率を実現し得る表面電位検出装置を提供すること
である。
Still another object of the present invention is to provide a surface potential detecting device which can realize high total power efficiency.

【0014】[0014]

【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、表面電位セン
サと、信号処理回路とを含む。前記表面電位センサ及び
前記信号処理回路は、コモングランド線の電位を基準電
位として動作する。前記コモングランド線は、接地電位
に対してフローティングされた電位にある。前記表面電
位センサは、検知電極と被測定面との間の電界を断続す
ることにより交流信号を生成する。
In order to solve the above-mentioned problem, a surface potential detecting device according to the present invention includes a surface potential sensor and a signal processing circuit. The surface potential sensor and the signal processing circuit operate using the potential of a common ground line as a reference potential. The common ground line is at a potential floating with respect to the ground potential. The surface potential sensor generates an AC signal by interrupting an electric field between the detection electrode and the surface to be measured.

【0015】前記信号処理回路は、同期検波回路と、積
分回路と、高圧増幅回路と、第1のバイアス回路とを含
む。前記同期検波回路は、前記表面電位センサから供給
される前記交流信号を、前記表面電位センサの断続動作
と同期して検波する。前記積分回路は、反転入力端子及
び非反転入力端子を有するオペアンプを含み、前記同期
検波回路からの検波出力信号が前記反転入力端子に供給
され、供給された前記検波出力信号を直流に変換して出
力する。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前記コモングランド線
に供給する。
[0015] The signal processing circuit includes a synchronous detection circuit, an integration circuit, a high voltage amplification circuit, and a first bias circuit. The synchronous detection circuit detects the AC signal supplied from the surface potential sensor in synchronization with the intermittent operation of the surface potential sensor. The integration circuit includes an operational amplifier having an inverting input terminal and a non-inverting input terminal, a detection output signal from the synchronous detection circuit is supplied to the inversion input terminal, and converts the supplied detection output signal to DC. Output. The high voltage amplifier circuit is supplied with a signal from the integration circuit, and supplies a high DC voltage to the common ground line, which makes the potential of the common ground line substantially equal to the potential of the surface to be measured.

【0016】前記第1のバイアス回路は、前記コモング
ランド線の電位を基準とした正電圧を、前記積分回路の
前記非反転入力端子に印加する。
The first bias circuit applies a positive voltage based on the potential of the common ground line to the non-inverting input terminal of the integration circuit.

【0017】上述した表面電位検出装置において、表面
電位センサにより、被測定面の表面電位とコモングラン
ド線の電位との差電圧に対応する交流信号を生成し、こ
の交流信号を同期検波回路に供給する。同期検波回路で
は表面電位センサから供給される交流信号を、表面電位
センサの断続動作と同期して検波し、検波出力信号を生
成する。検波出力信号は積分回路を構成するオペアンプ
の反転入力端子に供給される。積分回路では検波出力信
号を積分し、直流に変換して出力する。
In the above-described surface potential detecting device, an AC signal corresponding to a difference voltage between the surface potential of the surface to be measured and the potential of the common ground line is generated by the surface potential sensor, and the AC signal is supplied to the synchronous detection circuit. I do. The synchronous detection circuit detects an AC signal supplied from the surface potential sensor in synchronization with the intermittent operation of the surface potential sensor, and generates a detection output signal. The detection output signal is supplied to an inverting input terminal of an operational amplifier constituting an integrating circuit. The integration circuit integrates the detection output signal, converts it to DC, and outputs it.

【0018】高圧増幅回路は、上述の積分回路から信号
が供給され、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。以上の回路構成により、コモングランド線の電位
は、被測定面の表面電位とほぼ等しくなるように制御さ
れる。
The high-voltage amplifier circuit is supplied with a signal from the integration circuit described above, and supplies a high DC voltage to the common ground line, which makes the potential of the common ground line substantially equal to the potential of the surface to be measured. With the above circuit configuration, the potential of the common ground line is controlled to be substantially equal to the surface potential of the surface to be measured.

【0019】コモングランド線の電位が被測定面の表面
電位と等しくなったとき、表面電位センサの検知電極
と、被測定面との間の電界は、ゼロとなる。従って、コ
モングランド線の電位を、表面電位検出信号として取り
出すことにより、表面電位センサと被測定面との間の距
離が変化しても、距離依存性が非常に少ない高精度な表
面電位検出信号を得ることができる。
When the potential of the common ground line becomes equal to the surface potential of the surface to be measured, the electric field between the detection electrode of the surface potential sensor and the surface to be measured becomes zero. Therefore, by extracting the potential of the common ground line as a surface potential detection signal, even if the distance between the surface potential sensor and the surface to be measured changes, a highly accurate surface potential detection signal with very little distance dependence. Can be obtained.

【0020】本発明の表面電位検出装置は、その特徴的
構成として、信号処理回路が第1のバイアス回路を含
み、第1のバイアス回路から、積分回路の非反転入力端
子に正電圧を印加する。この正電圧のバイアスにより、
被測定面電位に対する表面電位検出信号の関係(検出特
性)が、同一の被測定面電位に対し、表面電位検出信号
の値が高くなる方向に移動し、被測定面の電位が零であ
るとき、表面電位検出信号が正のある値(オフセット電
圧と称する)になる。従って、被測定面の電位が零以上
であれば、必ず表面電位検出信号を生じることになるの
で、不感帯を生じることがない。
As a characteristic configuration of the surface potential detecting device of the present invention, the signal processing circuit includes a first bias circuit, and a positive voltage is applied from the first bias circuit to the non-inverting input terminal of the integrating circuit. . With this positive voltage bias,
When the relationship (detection characteristic) of the surface potential detection signal to the surface potential to be measured moves in the direction in which the value of the surface potential detection signal becomes higher for the same surface potential to be measured, and the potential of the surface to be measured is zero , The surface potential detection signal becomes a certain positive value (referred to as an offset voltage). Therefore, if the potential of the surface to be measured is equal to or higher than zero, a surface potential detection signal is always generated, so that a dead zone does not occur.

【0021】しかも、第1のバイアス回路から、積分回
路の非反転入力端子に印加される正電圧は、コモングラ
ンド線の電位を基準としている。従って、精度が高く安
定したオフセット電圧が得られる。
Moreover, the positive voltage applied from the first bias circuit to the non-inverting input terminal of the integrating circuit is based on the potential of the common ground line. Therefore, a stable and accurate offset voltage can be obtained.

【0022】このオフセット電圧は、積分回路より後段
の回路における回路的手法により、容易に、かつ、高精
度で調整することができる。即ち、本発明は、オフセッ
ト電圧を、容易に、かつ、高精度に調整または解消する
ための基礎を与える。
This offset voltage can be easily and accurately adjusted by a circuit method in a circuit subsequent to the integrating circuit. That is, the present invention provides a basis for easily and accurately adjusting or eliminating the offset voltage.

【0023】また、表面電位検出装置の電源回路に、高
度の電圧安定精度が要求されないので、電源回路を低コ
スト化した表面電位検出装置が得られる。従来必要であ
ったドロッパー型安定化電源(三端子レギュレータ)を
省略することが可能であり、総合電力効率の高い表面電
位検出装置が得られる。
Further, since the power supply circuit of the surface potential detecting device does not require a high degree of voltage stability accuracy, a surface potential detecting device with a reduced power supply circuit can be obtained. A dropper-type stabilized power supply (three-terminal regulator) that has been conventionally required can be omitted, and a surface potential detecting device with high overall power efficiency can be obtained.

【0024】第1のバイアス回路により生じるオフセッ
ト電圧をキャンセルする好ましい一つの態様は、信号処
理回路に通常備えられる検出信号出力回路に、第2のバ
イアス回路を付加し、この第2のバイアス回路から、検
出信号出力回路のオペアンプの非反転入力端子に、負電
圧を印加することである。かかる構成によれば、被測定
面電位に対する表面電位検出信号の特性は、同一の被測
定面電位に対し、表面電位検出信号の値が低くなる方向
に移動する。この移動量は、負電圧の大きさに対応す
る。従って、負電圧の大きさを調整することにより、第
1のバイアス回路によって生じたオフセット電圧をキャ
ンセルし、理想特性に合わせることができる。理想特性
とは、被測定面電位と表面電位検出信号との関係が、グ
ラフ上、原点を通る一次直線の関係になることを言う。
One preferred mode of canceling the offset voltage generated by the first bias circuit is to add a second bias circuit to a detection signal output circuit normally provided in a signal processing circuit, and to apply a second bias circuit to the detection signal output circuit. And applying a negative voltage to the non-inverting input terminal of the operational amplifier of the detection signal output circuit. According to this configuration, the characteristic of the surface potential detection signal with respect to the measured surface potential moves in a direction in which the value of the surface potential detection signal decreases with respect to the same measured surface potential. This movement amount corresponds to the magnitude of the negative voltage. Therefore, by adjusting the magnitude of the negative voltage, it is possible to cancel the offset voltage generated by the first bias circuit and to match the ideal characteristics. The ideal characteristic means that the relationship between the surface potential to be measured and the surface potential detection signal is a linear relationship passing through the origin on the graph.

【0025】本発明の他の特徴及びそれによる作用効果
は、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面
は単なる一例を示すに過ぎない。
The other features of the present invention and the operation and effect thereof will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings show by way of example only.

【0026】[0026]

【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、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1において、Kは感光
ドラム、Vは転写ベルト、Wは転写ベルトの走行方向で
ある。感光ドラムKはブラック用である。感光ドラムK
には、帯電コロトロンU1、転写コロトロンU2、及び
現像機U3が備えられている。本発明に係る表面電位検
出装置1は、表面電位センサ11と、信号処理回路3と
を含む。表面電位センサ11は、感光ドラムKの表面か
ら、例えば、2.5mmの距離をおいて、固定して配置
されている。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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration for detecting a surface potential of a photosensitive drum using a surface potential detecting device according to the present invention. In FIG. 1, K is the photosensitive drum, V is the transfer belt, and W is the traveling direction of the transfer belt. The photosensitive drum K is for black. Photosensitive drum K
Is provided with a charging corotron U1, a transfer corotron U2, and a developing machine U3. The surface potential detecting device 1 according to the present invention includes a surface potential sensor 11 and a signal processing circuit 3. The surface potential sensor 11 is fixedly arranged at a distance of, for example, 2.5 mm from the surface of the photosensitive drum K. In the illustrated embodiment, the microcomputer 4
The microcomputer 4 controls the signal processing circuit 3.

【0027】図2は本発明に係る表面電位検出装置の構
成を示すブロック図である。図2に示すように、本発明
に係る表面電位検出装置は、表面電位センサ11と、信
号処理回路3とを含んでいる。表面電位センサ11及び
信号処理回路3は、コモングランド線C.GNDを有す
る。コモングランド線C.GNDは、接地電位(または
フレームグランド)に対してフローティングされた電位
にある。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the surface potential detecting device according to the present invention. As shown in FIG. 2, the surface potential detecting device according to the present invention includes a surface potential sensor 11 and a signal processing circuit 3. The surface potential sensor 11 and the signal processing circuit 3 are connected to a common ground line C. It has GND. Common ground line C. GND is at a potential floating with respect to the ground potential (or frame ground).

【0028】表面電位センサ11は、検知電極15と被
測定面との間の電界を断続し、この断続動作により、コ
モングランド線C.GNDの電位と被測定面の表面電位
との差電圧に対応する交流信号S11を生成する。図示
の表面電位センサ11は、検知電極15と、チョッパ1
6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。
The surface potential sensor 11 interrupts the electric field between the detection electrode 15 and the surface to be measured. An AC signal S11 corresponding to a difference voltage between the potential of GND and the surface potential of the surface to be measured is generated. The illustrated surface potential sensor 11 includes a detection electrode 15 and a chopper 1.
6, a preamplifier 17, and a chopper drive circuit 18. The detection electrode 15 generates an electric field for measuring the surface potential of the photosensitive drum K in a non-contact manner.

【0029】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。
The chopper 16 periodically chops the electric field between the surface to be measured, which is the surface of the photosensitive drum K, and the detection electrode 15. Its specific structure is already known.
For example, the tuning fork is excited by a piezoelectric vibrator, and a metal piece attached to the tuning fork is vibrated between the surface of the photosensitive drum K and the detection electrode 15.

【0030】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S11は、信号処理回路3に供給される。
The preamplifier 17 is a circuit for converting the impedance of the AC signal detected by the detection electrode 15 into a low impedance. The AC signal S11 that has passed through the preamplifier 17 is supplied to the signal processing circuit 3.

【0031】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、チョッパ駆動回路18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。更に、チョッパ駆動回
路18は、この駆動信号と同期した同期信号S12を出
力する。
The chopper drive circuit 18 excites the chopper 16. Specifically, the chopper drive circuit 18 supplies a drive signal having a predetermined frequency to a piezoelectric vibrator constituting the chopper 16 to excite the same. Further, the chopper drive circuit 18 outputs a synchronization signal S12 synchronized with the drive signal.

【0032】信号処理回路3は、同期検波回路31と、
積分回路32と、高圧増幅回路33と、第1のバイアス
回路36とを含む。図示の信号処理回路3は、更に、増
幅回路30を含む。増幅回路30は、表面電位センサ1
1から交流信号S11が供給され、この交流信号S11
を増幅して出力する。
The signal processing circuit 3 includes a synchronous detection circuit 31 and
It includes an integrating circuit 32, a high-voltage amplifier circuit 33, and a first bias circuit 36. The illustrated signal processing circuit 3 further includes an amplifier circuit 30. The amplification circuit 30 includes the surface potential sensor 1
1 supplies an AC signal S11.
Is amplified and output.

【0033】同期検波回路31は、表面電位センサ11
から交流信号S11が供給され、この信号S11を、表
面電位センサ11の断続動作と同期して検波し、検波出
力信号cを出力する。図示の同期検波回路31は、交流
信号S11が、表面電位センサ11から増幅回路30を
介して供給される。更に、図示の同期検波回路31は、
表面電位センサ11から同期信号S12が供給され、こ
の同期信号S12と同期して上述の交流信号S11を検
波する。
The synchronous detection circuit 31 includes the surface potential sensor 11
Supplies an AC signal S11, detects the signal S11 in synchronization with the intermittent operation of the surface potential sensor 11, and outputs a detection output signal c. In the illustrated synchronous detection circuit 31, the AC signal S11 is supplied from the surface potential sensor 11 via the amplification circuit 30. Further, the synchronous detection circuit 31 shown in FIG.
A synchronization signal S12 is supplied from the surface potential sensor 11, and the AC signal S11 is detected in synchronization with the synchronization signal S12.

【0034】積分回路32は、反転入力端子(−)及び
非反転入力端子(+)を有するオペアンプIC2を含ん
でいる。積分回路32は、同期検波回路31からの検波
出力信号cが反転入力端子(−)に供給される。そし
て、積分回路32は、供給された検波出力信号cを直流
に変換して直流電圧信号dを出力する。
The integration circuit 32 includes an operational amplifier IC2 having an inverting input terminal (-) and a non-inverting input terminal (+). The integration circuit 32 supplies the detection output signal c from the synchronous detection circuit 31 to the inverting input terminal (-). Then, the integration circuit 32 converts the supplied detection output signal c into DC and outputs a DC voltage signal d.

【0035】高圧増幅回路33は、積分回路32から信
号dが供給され、コモングランド線C.GNDの電位
を、被測定面電位とほぼ等しくする直流高電圧Vfをコ
モングランド線C.GNDに供給する。具体的には、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33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の表面電位とほぼ等
しくなるような帰還制御が加わる。
The high voltage amplifying circuit 33 is supplied with the signal d from the integrating circuit 32 and receives a signal d. A DC high voltage Vf that makes the potential of GND substantially equal to the potential of the surface to be measured is applied to the common ground line C.V. Supply to GND. Specifically, the high-voltage amplification circuit 33 outputs the signal d supplied from the integration circuit 32.
To boost. The signal boosted by the high voltage amplifier 33 is fed back to the tuning fork 16, the preamplifier 17, and the drive circuit 18 as a feedback voltage Vf. Thereby, the common ground line C.I. Feedback control is applied so that the potential of GND becomes substantially equal to the surface potential of the photosensitive drum K.

【0036】第1のバイアス回路36は、コモングラン
ド線C.GNDの電位を基準として正電圧V3を、積分
回路32の非反転入力端子(+)に印加する。
The first bias circuit 36 has a common ground line C.I. A positive voltage V3 is applied to the non-inverting input terminal (+) of the integration circuit 32 with reference to the potential of GND.

【0037】信号処理回路3は、更に、検出信号出力回
路35を含む。検出信号出力回路35は、反転入力端子
(−)及び非反転入力端子(+)を有するオペアンプI
C1により構成される。検出信号出力回路35の反転入
力端子(−)は、コモングランド線C.GNDに導かれ
る。検出信号出力回路35は、表面電位検出信号Zを出
力する。
The signal processing circuit 3 further includes a detection signal output circuit 35. The detection signal output circuit 35 includes an operational amplifier I having an inverting input terminal (-) and a non-inverting input terminal (+).
It is constituted by C1. The inverting input terminal (−) of the detection signal output circuit 35 is connected to the common ground line C. It is led to GND. The detection signal output circuit 35 outputs a surface potential detection signal Z.

【0038】信号処理回路3は、更に、電源回路34を
含む。電源回路34は、トランスT1及びスイッチ素子
Q1を含んでいる。トランスT1は、第1の巻線Np1
と、第2の巻線NS1、NS2と、第3の巻線Nb1と
を有する。第1の巻線Np1は、一対の直流電圧入力端
の間に接続されており、第2の巻線NS1、NS2は、
第1の巻線Np1にトランス結合されている。
The signal processing circuit 3 further includes a power supply circuit 34. The power supply circuit 34 includes a transformer T1 and a switch element Q1. The transformer T1 has a first winding Np1.
, Second windings NS1 and NS2, and a third winding Nb1. The first winding Np1 is connected between a pair of DC voltage input terminals, and the second windings NS1 and NS2 are
It is transformer-coupled to the first winding Np1.

【0039】スイッチ素子Q1は、2つの主電極と、制
御電極とを有する。そのようなスイッチ素子Q1の典型
例は、電解効果トランジスタ(FET)及びバイポーラ
トランジスタである。スイッチ素子Q1の2つの主電極
は第1の巻線Np1に対して直列に接続されている。制
御電極は第3の巻線Nb1に導かれている。スイッチ素
子Q1は、第3の巻線Nb1から制御電極に供給される
信号(帰還信号)に基づいてスイッチング動作を継続す
る。
The switching element Q1 has two main electrodes and a control electrode. Typical examples of such a switching element Q1 are a field effect transistor (FET) and a bipolar transistor. The two main electrodes of the switch element Q1 are connected in series to the first winding Np1. The control electrode is led to the third winding Nb1. The switching element Q1 continues the switching operation based on a signal (feedback signal) supplied from the third winding Nb1 to the control electrode.

【0040】トランスT1は、中間タップ付きの2つの
第2の巻線NS1、NS2を有している。第2の巻線N
S1、NS2にはダイオードD1、D2及びコンデンサ
C4、C5を含む整流平滑回路が接続されている。この
電源回路34により、正電源電圧(+V1)及び負電源
電圧(−V2)が生成される。正電源電圧(+V1)及
び負電源電圧(−V2)はコモングランド線C.GND
を基準とする電圧である。正電源電圧(+V1)及び負
電源電圧(−V2)は各構成部分の動作電圧として供給
される。
The transformer T1 has two second windings NS1 and NS2 with an intermediate tap. Second winding N
A rectifying and smoothing circuit including diodes D1 and D2 and capacitors C4 and C5 is connected to S1 and NS2. The power supply circuit 34 generates a positive power supply voltage (+ V1) and a negative power supply voltage (-V2). The positive power supply voltage (+ V1) and the negative power supply voltage (-V2) are connected to the common ground line C.V. GND
Is a reference voltage. The positive power supply voltage (+ V1) and the negative power supply voltage (-V2) are supplied as operating voltages of the respective components.

【0041】信号処理回路3は、更に、第2のバイアス
回路39を含む。第2のバイアス回路39は、検出信号
出力回路35の非反転入力端子(+)に、負電圧(−V
5)を印加する。図示された第2のバイアス回路39
は、第3の巻線Nb1に接続され、スイッチ素子Q1が
ターンオフしたとき第3の巻線Nb1に生じるフライバ
ック電圧により負電圧(−V5)を生成する。
The signal processing circuit 3 further includes a second bias circuit 39. The second bias circuit 39 applies a negative voltage (−V) to the non-inverting input terminal (+) of the detection signal output circuit 35.
5) is applied. The illustrated second bias circuit 39
Is connected to the third winding Nb1, and generates a negative voltage (-V5) by a flyback voltage generated in the third winding Nb1 when the switching element Q1 is turned off.

【0042】上述した表面電位検出装置において、表面
電位センサ11により、被測定面の表面電位とコモング
ランド線C.GNDの電位との差電圧に対応する交流信
号S11を生成し、この交流信号S11を、プリアンプ
17及び増幅回路30を経由して、同期検波回路31に
供給する。
In the above-described surface potential detecting device, the surface potential sensor 11 detects the surface potential of the surface to be measured and the common ground line C.V. An AC signal S11 corresponding to a difference voltage from the potential of GND is generated, and the AC signal S11 is supplied to the synchronous detection circuit 31 via the preamplifier 17 and the amplification circuit 30.

【0043】同期検波回路31では表面電位センサ11
から供給される交流信号S11を、表面電位センサ11
の断続動作と同期して検波し、検波出力信号cを生成す
る。検波出力信号cは積分回路32を構成するオペアン
プIC2の反転入力端子(−)に供給される。積分回路
32では検波出力信号cを積分し、直流信号dに変換し
て出力する。直流信号dのレベルは、被測定面の表面電
位とコモングランド線C.GNDの電位との差電圧に対
応する。
In the synchronous detection circuit 31, the surface potential sensor 11
Signal S11 supplied from the surface potential sensor 11
The detection is performed in synchronization with the intermittent operation of, and a detection output signal c is generated. The detection output signal c is supplied to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier IC2 included in the integration circuit 32. The integration circuit 32 integrates the detection output signal c, converts it into a DC signal d, and outputs it. The level of the DC signal d depends on the surface potential of the surface to be measured and the common ground line C.V. It corresponds to the difference voltage from the potential of GND.

【0044】高圧増幅回路33は、上述の積分回路32
から直流信号dが供給され、コモングランド線C.GN
Dの電位を、被測定面電位とほぼ等しくする直流高電圧
Vfをコモングランド線C.GNDに供給する。以上の
回路動作により、コモングランド線C.GNDの電位
は、被測定面の表面電位とほぼ等しくなるように制御さ
れる。
The high voltage amplifying circuit 33 includes the above-described integrating circuit 32
Supplied from the common ground line C. GN
D is applied to the common ground line C. Supply to GND. With the above circuit operation, the common ground line C.I. The potential of GND is controlled so as to be substantially equal to the surface potential of the surface to be measured.

【0045】コモングランド線C.GNDの電位が被測
定面の表面電位と等しくなったとき、表面電位センサ1
1の検知電極と、被測定面との間の電界は、ゼロとな
る。従って、コモングランド線C.GNDの電位を、検
出信号出力回路35より、表面電位検出信号Zとして取
り出すことにより、表面電位センサ11と被測定面との
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Zを得ることができる。
Common ground line C. When the potential of GND becomes equal to the surface potential of the surface to be measured, the surface potential sensor 1
The electric field between one detection electrode and the surface to be measured is zero. Therefore, the common ground line C.I. By extracting the potential of GND as the surface potential detection signal Z from the detection signal output circuit 35, even if the distance between the surface potential sensor 11 and the surface to be measured changes, the distance dependency is extremely small and high accuracy is achieved. The surface potential detection signal Z can be obtained.

【0046】本発明の表面電位検出装置は、その特徴的
構成として、信号処理回路3が第1のバイアス回路36
を含む。この第1のバイアス回路36から、積分回路3
2の非反転入力端子(+)に正電圧(+V3)を印加す
る。この正電圧(+V3)のバイアスにより、被測定面
の表面電位Vsuに対する表面電位検出信号Zの関係
(検出特性)が、図3に示すようになる。
As a characteristic configuration of the surface potential detecting device of the present invention, the signal processing circuit 3 includes a first bias circuit 36.
including. From the first bias circuit 36, the integration circuit 3
A positive voltage (+ V3) is applied to the second non-inverting input terminal (+). Due to the bias of the positive voltage (+ V3), the relationship (detection characteristic) of the surface potential detection signal Z with respect to the surface potential Vsu of the surface to be measured is as shown in FIG.

【0047】図3において、特性L01は理想特性、特
性L03は第1のバイアス回路36によるバイアスがな
い場合の特性、特性L02は第1のバイアス回路36に
よるバイアスを受けた場合の特性である。特性L03
は、被測定面の表面電位Vsu=Vsu1を越えるま
で、表面電位検出信号Z=0となる不感帯を有する。第
1のバイアス回路36から、積分回路32の非反転入力
端子(+)に正電圧(+V3)を印加することにより、
特性L03に、電圧△Z1だけ加算した特性L02を得
ることができる。
In FIG. 3, a characteristic L01 is an ideal characteristic, a characteristic L03 is a characteristic when no bias is applied by the first bias circuit 36, and a characteristic L02 is a characteristic when bias is applied by the first bias circuit 36. Characteristic L03
Has a dead zone where the surface potential detection signal Z = 0 until the surface potential Vsu of the surface to be measured exceeds Vsu = Vsu1. By applying a positive voltage (+ V3) from the first bias circuit 36 to the non-inverting input terminal (+) of the integration circuit 32,
A characteristic L02 obtained by adding the voltage LZ1 to the characteristic L03 can be obtained.

【0048】特性L02において、被測定面の表面電位
Vsuがゼロのとき、表面電位検出信号Zが、正のオフ
セット電圧Vosになる。従って、不感帯を生じること
がない。
In the characteristic L02, when the surface potential Vsu of the surface to be measured is zero, the surface potential detection signal Z becomes a positive offset voltage Vos. Therefore, a dead zone does not occur.

【0049】しかも、第1のバイアス回路36から、積
分回路32の非反転入力端子(+)に印加される正電圧
(+V3)は、コモングランド線C.GNDの電位を基
準としている。従って、安定したオフセット電圧Vos
が得られる。
Further, the positive voltage (+ V3) applied from the first bias circuit 36 to the non-inverting input terminal (+) of the integration circuit 32 is applied to the common ground line C.V. It is based on the potential of GND. Therefore, a stable offset voltage Vos
Is obtained.

【0050】オフセット電圧Vosは、積分回路32よ
り後段の回路における回路的手法により、容易に、か
つ、高精度で調整することができる。即ち、本発明は、
オフセット電圧Vosを、容易に、かつ、高精度に調整
または解消するための基礎を与える。
The offset voltage Vos can be easily and accurately adjusted by a circuit method in a circuit subsequent to the integrating circuit 32. That is, the present invention
It provides a basis for easily and accurately adjusting or eliminating the offset voltage Vos.

【0051】また、電源回路34に、高度の電圧安定精
度が要求されないので、電源回路34を低コスト化した
表面電位検出装置が得られる。実施例では、従来必要で
あったドロッパー型安定化電源(三端子レギュレータ)
を省略してある。このため、総合電力効率の高い表面電
位検出装置が得られる。
Since the power supply circuit 34 is not required to have a high degree of voltage stability accuracy, a surface potential detecting device in which the power supply circuit 34 is reduced in cost can be obtained. In the embodiment, a dropper-type stabilized power supply (three-terminal regulator) that was required in the past
Is omitted. Therefore, a surface potential detecting device with high overall power efficiency can be obtained.

【0052】第1のバイアス回路36により生じさせた
オフセット電圧Vosをキャンセルする好ましい一つの
態様として、この実施例では、検出信号出力回路35
に、第2のバイアス回路39を付加してある。この第2
のバイアス回路39から、検出信号出力回路35の非反
転入力端子(+)に、負電圧(−V5)を印加する。
In a preferred embodiment for canceling the offset voltage Vos generated by the first bias circuit 36, in this embodiment, the detection signal output circuit 35
, A second bias circuit 39 is added. This second
, A negative voltage (−V5) is applied to the non-inverting input terminal (+) of the detection signal output circuit 35.

【0053】かかる構成によれば、図4に示すように、
被測定面の表面電位Vsuに対する表面電位検出信号Z
の特性を、同一の被測定面の表面電位Vsuに対し、表
面電位検出信号Zの値が低くなる方向に移動させること
ができる。移動量ΔZ2は、負電圧(−V5)の大きさ
に対応する。従って、負電圧(−V5)の大きさを調整
することにより、第1のバイアス回路36によって生じ
たオフセット電圧Vosをキャンセルし、被測定面の表
面電位Vsuと表面電位検出信号Zとの関係を、グラフ
上、原点(0、0)を通る一次直線L01の関係に設定
することができる。これにより、オフセット電圧Vos
を持たない表面電位検出信号Zを得ることができる。調
整方法の一具体例を開示すれば、負電圧(−V5)の大
きさを、特性L02のオフセット電圧Vosの大きさと
等しくなるように調整すると、特性L02を、理想特性
L01に合わせることができる。
According to such a configuration, as shown in FIG.
Surface potential detection signal Z for surface potential Vsu of the surface to be measured
Can be moved in a direction in which the value of the surface potential detection signal Z becomes lower with respect to the surface potential Vsu of the same surface to be measured. The movement amount ΔZ2 corresponds to the magnitude of the negative voltage (−V5). Therefore, by adjusting the magnitude of the negative voltage (−V5), the offset voltage Vos generated by the first bias circuit 36 is canceled, and the relationship between the surface potential Vsu of the surface to be measured and the surface potential detection signal Z is changed. , On the graph, a relationship of a primary straight line L01 passing through the origin (0, 0) can be set. Thereby, the offset voltage Vos
Can be obtained. If a specific example of the adjustment method is disclosed, if the magnitude of the negative voltage (−V5) is adjusted to be equal to the magnitude of the offset voltage Vos of the characteristic L02, the characteristic L02 can be adjusted to the ideal characteristic L01. .

【0054】図5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、コ
ンデンサC11を通して供給される検知信号S11を増
幅する。
FIG. 5 is a diagram showing a more specific circuit configuration of the signal processing circuit included in the surface potential detecting device according to the present invention. The amplifier circuit 30 includes an operational amplifier IC4, a resistor R8,
It includes R13, R14 and capacitors C10, C11, and amplifies the detection signal S11 supplied through the capacitor C11.

【0055】増幅回路30によって増幅された信号は、
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R9、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、F
ETQ5のゲートに供給される同期信号S12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。
The signal amplified by the amplifier circuit 30 is
The signal is supplied to the synchronous detection circuit 31. The synchronous detection circuit 31 includes an operational amplifier IC3, resistors R9, R10, R11, R12, and an FET (field effect transistor) Q5 forming a switch element. The synchronous detection circuit 31 receives a signal from the drive circuit 18 (see FIGS. 3 and 4) of the surface potential sensors 11 to
Based on the synchronization signal S12 supplied to the gate of the ETQ5, the signal supplied from the amplifier circuit 30 is synchronously detected.

【0056】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。
The synchronously detected signal is supplied to an integrating circuit 32 and converted into a direct current. The illustrated integration circuit 32 includes an operational amplifier IC2, a capacitor C6, a diode D3, and an output resistor R6. The transistor Q4 and the light emitting diode PCA are connected to the output resistor R6. The light emitting diode PCA emits light by the output of the integrating circuit 32.

【0057】第1のバイアス回路36は、コモングラン
ド線C.COMを基準として、電源回路34から供給さ
れた正電源電圧(+V1)を、抵抗R35とツエナーダ
イオードZD3で分圧し、ツエナーダイオードZD3の
両端に現れる定電圧を、抵抗R31、33で分圧し、分
圧された正電圧V3を積分回路32を構成する非反転入
力端子(+)に供給する。この第1のバイアス回路36
の動作は、既に述べた通りである。
The first bias circuit 36 has a common ground line C.I. With reference to COM, the positive power supply voltage (+ V1) supplied from the power supply circuit 34 is divided by the resistor R35 and the Zener diode ZD3, and the constant voltage appearing at both ends of the Zener diode ZD3 is divided by the resistors R31 and R33. The compressed positive voltage V3 is supplied to a non-inverting input terminal (+) of the integration circuit 32. This first bias circuit 36
Is as described above.

【0058】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
21、Np22、トランスT2に備えられた補助巻線N
b2、コンデンサC3及びインダクタL1を含む。トラ
ンジスタQ2、Q3のスイッチング動作によって、トラ
ンスT2の一次巻線Np21、Np22を励磁するとと
もに、一次巻線Np21、Np22と誘導結合された補
助巻線Nb2を介して、トランジスタQ2、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。
The high-voltage amplifier 33 includes an oscillation circuit, a transformer T2, and a triple voltage rectifier. The oscillation circuit is
Transistor Q2, Q3, primary winding Np of transformer T2
21, Np22, auxiliary winding N provided in transformer T2
b2, a capacitor C3 and an inductor L1. The switching operation of the transistors Q2 and Q3 excites the primary windings Np21 and Np22 of the transformer T2 and feeds back to the bases of the transistors Q2 and Q3 via the auxiliary winding Nb2 inductively coupled to the primary windings Np21 and Np22. Supply signal. The transistors Q2 and Q3 are connected to the feedback signal described above, the capacitor C3 and the inductor L1.
The self-excited oscillation operation is continued by the resonance phenomenon of the LC resonance circuit including

【0059】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。
The triple voltage rectifier circuit is connected to the secondary winding NS of the transformer T2, and triple-rectifies the AC voltage generated in the secondary winding NS with the oscillating operation of the oscillation circuit.
The rectified voltage is applied to a common ground line C. Supply to GND. Thereby, the common ground line C.I. The potential of GND is controlled. The illustrated triple voltage rectifier circuit includes capacitors C7 to C9 and diodes D4 to D6.

【0060】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。
The input side of the high voltage amplifier circuit 33 is connected to an input circuit including a phototransistor PCB and a transistor Q4. The phototransistor PCB is optically coupled to a light emitting diode PCA driven by the output of the integration circuit 32. Therefore, a voltage controlled according to the output signal of the integration circuit 32 is supplied to the input side of the oscillation circuit constituting the high-voltage amplification circuit 33.

【0061】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。
Common ground line C. The potential of GND is converted to an appropriate potential by a voltage dividing / buffer circuit 35,
This is output as the surface potential detection signal Z.

【0062】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。
The DC / DC converter 34 includes a transformer T
DC input voltage V supplied through the primary winding NP1
IN is switched by the switching element Q1. The voltage generated in the secondary windings NS1 and NS2 of the transformer T1 due to the switching operation is changed to diodes D1 and D2.
2 and is smoothed by capacitors C4 and C5 and converted to a DC voltage. The DC voltage is stabilized by the Zener diode ZD2 and supplied to the amplifier circuit 30, the synchronous detection circuit 31, the integration circuit 32, the light emitting diode PCA, and the like.

【0063】第2のバイアス回路39は、スイッチ素子
Q1がターンオフしたとき、トランスT1の第3の巻線
Nb1に生じるフライバック電圧により、ダイオードD
7を通して、コンデンサC2を充電する。コンデンサC
2の端子電圧を、抵抗R43、R45によって分圧して
負電圧(−V5)を生成する。この負電圧(−V5)が
検出信号出力回路35の非反転入力端子(+)に供給さ
れる。負電圧(−V5)は可変抵抗器である抵抗R43
によって調整される。
When the switching element Q1 is turned off, the second bias circuit 39 generates a diode D by the flyback voltage generated in the third winding Nb1 of the transformer T1.
7, the capacitor C2 is charged. Capacitor C
2 is divided by the resistors R43 and R45 to generate a negative voltage (-V5). This negative voltage (-V5) is supplied to the non-inverting input terminal (+) of the detection signal output circuit 35. The negative voltage (-V5) is applied to a resistor R43 which is a variable resistor.
Will be adjusted by

【0064】図5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。
FIG. 5 shows only an example of the signal processing circuit. In the present invention, the signal processing circuit can employ various circuit configurations.

【0065】図6は表面電位センサ11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、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。
FIG. 6 is a diagram showing a specific circuit configuration of the surface potential sensor 11. For the sake of simplicity, in the figure, the chopper 16 attaches a piezoelectric vibrator 162 to the tuning fork 161 and excites the tuning fork 161 at a predetermined frequency by the piezoelectric vibrator 162. The vibration of the tuning fork 161 is detected by the piezoelectric vibrator 163 and input to the chopper drive circuit 18 as a feedback signal.

【0066】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。
At the free end side of the tuning fork 161, a metal piece 164,
165 are attached. These metal pieces 164, 16
Reference numeral 5 denotes the surface of the photosensitive drum K (see FIG. 1) and the detection electrode 1
5 is arranged. Therefore, when the metal pieces 164 and 165 are excited by the vibration of the tuning fork 161, the electric field between the surface to be measured as the surface of the photosensitive drum K and the detection electrode 15 is periodically chopped.

【0067】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。
The preamplifier 17 includes an amplifying element Q0 composed of an FET (field effect transistor) and a gate resistor R1.
And the source resistance R2, and converts the impedance of the AC signal detected by the detection electrode 15 into low impedance. More specifically, in the preamplifier circuit 17,
The source of the FET constituting the amplifying element Q0 is grounded through the resistor R2. When an AC signal appearing at the detection electrode 15 is applied to the gate of the amplifier Q0 and the amplifier Q0 operates, the amplifier Q0 is negatively biased by the source signal R2 by the amplified signal, and the input side of the amplifier Q0 is input. Is converted into a low impedance signal, and a signal appears at the drain D of the amplifier Q0.

【0068】チョッパ駆動回路18は、オペアンプIC
5、抵抗R15〜R18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1
63に帰還信号が発生し、抵抗R18、コンデンサC1
2、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。
The chopper drive circuit 18 includes an operational amplifier IC
5, including the resistors R15 to R18 and the capacitor C12. When a drive signal is given from the operational amplifier IC5 to the piezoelectric vibrator 162, the tuning fork 161 is driven by the piezoelectric vibrator 162.
Is excited. The vibration of the tuning fork 161 causes the piezoelectric vibrator 1
63, a feedback signal is generated, a resistor R18, a capacitor C1
2. Positive feedback is applied to the operational amplifier IC5 by the resistors R17 and R16, and the next drive pulse is applied to the piezoelectric vibrator 162. By repeating this operation, the tuning fork 161 has a specific frequency (for example, 680 Hz) at its mechanical resonance point.
Continue vibration with.

【0069】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。
The vibration of the tuning fork 161 causes the metal pieces 164 and 165 attached to its free ends to vibrate, and the electric field between the detection electrode 15 and the surface to be measured of the photosensitive drum K is chopped. As a result, the capacitance between the detection electrode 15 and the surface to be measured of the photosensitive drum K increases or decreases in a substantially sinusoidal manner around the capacitance Co at the time of non-excitation, and correspondingly,
An AC detection signal S11 is obtained.

【0070】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、同期検波
回路31に供給される(図2参照)。
The drive signal generated by the chopper drive circuit 18 or the signal S12 synchronized therewith is supplied to the synchronous detection circuit 31 (see FIG. 2).

【0071】図7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。図示実
施例では、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U3が
備えられている。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration for detecting the surface potentials of four photosensitive drums arranged in tandem using the surface potential detecting device according to the present invention. In the illustrated embodiment, four photosensitive drums C, M, Y, and K are arranged in tandem along the traveling direction W of the transfer belt V. The photosensitive drum C is for cyan, the photosensitive drum M is for magenta, the photosensitive drum Y is for yellow, and the photosensitive drum K is for black. Each of the photosensitive drums K to C is provided with a charging corotron U1, a transfer corotron U2, and a developing device U3.

【0072】図8は図7に図示された表面電位検出装置
の具体的な回路構成を示す図である。図において、図2
に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の
参照符号を付してある。図8において、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、1つの信号処理回路3とを含む。
FIG. 8 is a diagram showing a specific circuit configuration of the surface potential detecting device shown in FIG. In the figure, FIG.
The same reference numerals are given to the same components as those shown in FIG. 8, the surface potential detecting device 1 includes a plurality (four) of surface potential sensors 11 to 14,
It includes a switching circuit 2 and one signal processing circuit 3.

【0073】4個の表面電位センサ11〜14のそれぞ
れは、図5に示したような回路構成を持ち、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、2.5mm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11〜1
4のそれぞれにおいて得られた信号S11〜S41、S
12〜S42は、同軸ケーブル等を介して、切替回路2
に送られる。
Each of the four surface potential sensors 11 to 14 has a circuit configuration as shown in FIG. 5 and is independent of each other. Each of the surface potential sensors 11 to 14 is individually provided for each of the photosensitive drums K to C, and is fixedly arranged at a distance of, for example, 2.5 mm from the surface of the photosensitive drums K to C. I have. Surface potential sensors 11-1
4, the signals S11 to S41, S
12 to S42 are switching circuits 2 via a coaxial cable or the like.
Sent to

【0074】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。
The switching circuit 2 includes surface potential sensors 11 to 14
Are selected and output at different timings for each of the surface potential sensors 11 to 14.

【0075】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。この信号処理回路3は、図2、図6で説明した
ものと同じであり、第1のバイアス回路36及び第2の
バイアス回路39を有する。
One signal processing circuit 3 is connected to the four surface potential sensors 11 to 14 via the switching circuit 2 and is shared by the four surface potential sensors 11 to 14. The signal processing circuit 3 is the same as that described with reference to FIGS. 2 and 6, and includes a first bias circuit 36 and a second bias circuit 39.

【0076】第1のバイアス回路36は、コモングラン
ド線C.COMを基準として、電源回路34から供給さ
れた正電源電圧(+V1)を分圧し、分圧された正電圧
(+V3)を積分回路32に供給する。この第1のバイ
アス回路36の動作は、既に述べた通りである。
The first bias circuit 36 has a common ground line C.I. Based on COM, the positive power supply voltage (+ V1) supplied from the power supply circuit 34 is divided, and the divided positive voltage (+ V3) is supplied to the integration circuit 32. The operation of the first bias circuit 36 is as described above.

【0077】第2のバイアス回路39は、スイッチ素子
Q1がターンオフしたとき、トランスT1の第3の巻線
Nb1に生じるフライバック電圧を利用して、負電圧
(−V5)を生成する。この負電圧(−V5)は検出信
号出力回路35に供給される。第2のバイアス回路39
による回路作用についても既に述べた通りである。
The second bias circuit 39 generates a negative voltage (-V5) by using a flyback voltage generated in the third winding Nb1 of the transformer T1 when the switch element Q1 is turned off. This negative voltage (−V5) is supplied to the detection signal output circuit 35. Second bias circuit 39
Is also as described above.

【0078】図7〜図9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。
The surface potential detecting device shown in FIGS.
And four surface potential sensors 11 to 14 are independent of each other, so that image formation by a tandem type copying machine, laser beam printer, or the like for speeding up is performed. In the apparatus, the surface potential sensors 11 to 14 correspond to the four photosensitive drums K to C, and their surface potentials can be individually detected.

【0079】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。
The switching circuit 2 includes four surface potential sensors 11
Signals S11 to S41, S12 to S supplied from.
42 is selected and output at different timings for each of the surface potential sensors 11 to 14. Therefore, signals output from the four surface potential sensors 11 to 14 can be temporally separated.

【0080】図9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9(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9(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。
FIG. 9 is a time chart showing a specific example of the signal selection operation of the switching circuit. First, as shown in FIG. 9A, only the signal output from the surface potential sensor 11 provided on the photosensitive drum K is selected from the time t1 to the time t2. Next, as shown in FIG. 9B, only signals output from the surface potential sensor 12 provided on the photosensitive drum Y are selected from the time t3 to the time t4.

【0081】更に、図9(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9
(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。
Further, as shown in FIG. 9C, only the signal output from the surface potential sensor 13 provided on the photosensitive drum M is selected from time t5 to time t6.
As shown in (d), between t7 and t8,
Only signals output from the surface potential sensor 14 provided on the photosensitive drum C are selected.

【0082】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。
The signals S11 to S41 and S12 to S42 are
As means for selecting the surface potential sensors 11 to 14 at different temporal timings, a method of applying the control signals CS1 to CS4 from the microcomputer 4 to the switching circuit 2 can be adopted.

【0083】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。
The signal processing circuit 3 passes through the switching circuit 2
It is connected to four surface potential sensors 11 to 14. Therefore, the signal processing circuit 3 receives the signals of the surface potential sensors 11 to 14 in a time-separated state. Then, necessary signal processing is performed within the time allocated to each of the surface potential sensors 11 to 14.

【0084】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。
The signal processing circuit 3 is shared by the four surface potential sensors 11 to 14. Therefore, only one signal processing circuit 3 is required. Therefore, the four photosensitive drums K to
For C, the circuit configuration is significantly simplified as compared with the prior art, which requires the provision of four sets of the surface potential sensors 11 to 14 and their signal processing devices.
Weight and cost are significantly reduced.

【0085】図10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2
01〜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1
1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CM
OS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。
FIG. 10 is an electric circuit diagram showing a specific example of the switching circuit. The illustrated switching circuit 2 includes a first switching circuit 2
The first to fourth switching circuits 204 are provided. The first switching circuit 201 includes a surface potential sensor 1 provided on the photosensitive drum K.
The switch SW11 (K) and the switch SW12 (K) for selecting the detection signal S11 and the synchronization signal S12 supplied from 1 are provided. These SW11 (K) and SW12 (K) are CM
Driven simultaneously by a drive circuit DR1 composed of an OS. That is, an interlocking operation is performed.

【0086】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。
The second switching circuit 202 includes a switch SW21 for selecting a detection signal S21 and a synchronization signal S22 supplied from the surface potential sensor 12 provided on the photosensitive drum Y.
(Y) and SW22 (Y). These SW21
(Y) and SW22 (Y) are simultaneously driven by a drive circuit DR2 composed of CMOS.

【0087】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。
The third switching circuit 203 includes a switch SW31 for selecting a detection signal S31 and a synchronization signal S32 supplied from the surface potential sensor 13 provided on the photosensitive drum M.
(M) and SW32 (M). These switches S
W31 (M) and SW32 (M) are simultaneously driven by a drive circuit DR3 composed of CMOS.

【0088】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。
The fourth switching circuit 204 includes a switch SW41 for selecting a detection signal S41 and a synchronization signal S42 supplied from the surface potential sensor 14 provided on the photosensitive drum C.
(C) and SW42 (C). These switches S
W41 (C) and SW42 (C) are simultaneously driven by a drive circuit DR4 composed of CMOS.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 (a)表面電位検出出力信号に生じるオフセットを容易
に解消するための基礎を与える表面電位検出装置を提供
することができる。 (b)コストの安価な表面電位検出装置を提供すること
ができる。 (c)高い総合電力効率を実現し得る表面電位検出装置
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) It is possible to provide a surface potential detection device that provides a basis for easily eliminating an offset generated in a surface potential detection output signal. (B) An inexpensive surface potential detecting device can be provided. (C) It is possible to provide a surface potential detecting device capable of realizing high total power efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る表面電位検出装置を用いて、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。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration in a case where a surface potential of a photosensitive drum is detected using a surface potential detection device according to the present invention.

【図2】本発明に係る表面電位検出装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a surface potential detecting device according to the present invention.

【図3】本発明に係る表面電位検出装置に含まれる第1
のバイアス回路によるオフセット調整を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a first example of the surface potential detecting device according to the present invention;
FIG. 4 is a diagram for explaining offset adjustment by the bias circuit of FIG.

【図4】本発明に係る表面電位検出装置に含まれる第2
のバイアス回路によるオフセット調整を説明する図であ
る。
FIG. 4 shows a second example included in the surface potential detecting device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining offset adjustment by the bias circuit of FIG.

【図5】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。
FIG. 5 is a diagram showing a more specific circuit configuration of a signal processing circuit included in the surface potential detecting device according to the present invention.

【図6】表面電位センサの具体的な回路構成を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a specific circuit configuration of the surface potential sensor.

【図7】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。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration in a case where the surface potentials of four photosensitive drums arranged in tandem are detected using the surface potential detection device according to the present invention.

【図8】図7に示された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。
8 is a block diagram more specifically showing the configuration of the surface potential detecting device shown in FIG.

【図9】図7、図8に図示された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。
FIG. 9 is a time chart showing a specific example of a signal selecting operation of a switching circuit included in the surface potential detecting device shown in FIGS. 7 and 8;

【図10】図7、図8に図示された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。
FIG. 10 is an electric circuit diagram showing a specific example of a switching circuit included in the surface potential detecting device shown in FIGS. 7 and 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 表面電位センサ 2 切替回路 3 信号処理回路 30 増幅回路 31 同期検波回路 32 積分回路 33 高圧増幅回路 34 電源回路 35 検出信号出力回路 36 第1のバイアス回路 39 第2のバイアス回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Surface potential sensor 2 Switching circuit 3 Signal processing circuit 30 Amplifier circuit 31 Synchronous detection circuit 32 Integration circuit 33 High voltage amplifier circuit 34 Power supply circuit 35 Detection signal output circuit 36 First bias circuit 39 Second bias circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面電位センサと、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
ランド線の電位を基準電位として動作し、前記コモング
ランド線は、接地電位に対してフローティングされた電
位にあり、 前記表面電位センサは、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交流信号を生成し、 前記信号処理回路は、同期検波回路と、積分回路と、高
圧増幅回路と、第1のバイアス回路とを含み、 前記同期検波回路は、前記表面電位センサから供給され
る前記交流信号を、前記表面電位センサの断続動作と同
期して検波し、 前記積分回路は、反転入力端子及び非反転入力端子を有
するオペアンプを含み、前記同期検波回路からの検波出
力信号が前記反転入力端子に供給され、供給された前記
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前記コモングランド線に供給
し、 前記第1のバイアス回路は、前記コモングランド線の電
位を基準とした正電圧を、前記積分回路の前記非反転入
力端子に印加する表面電位検出装置。
1. A surface potential detecting device including a surface potential sensor and a signal processing circuit, wherein the surface potential sensor and the signal processing circuit operate using a potential of a common ground line as a reference potential, and The line is at a potential floating with respect to a ground potential; the surface potential sensor generates an AC signal by interrupting an electric field between the sensing electrode and the surface to be measured; and A synchronous detection circuit that synchronizes the AC signal supplied from the surface potential sensor with an intermittent operation of the surface potential sensor; and a detection circuit, an integration circuit, a high-voltage amplification circuit, and a first bias circuit. The integration circuit includes an operational amplifier having an inverting input terminal and a non-inverting input terminal, and a detection output signal from the synchronous detection circuit is supplied to the inverting input terminal. The high-voltage amplifier circuit is supplied with a signal from the integration circuit, and makes the potential of the common ground line substantially equal to the potential of the surface to be measured. A surface potential detecting device for supplying a high voltage to the common ground line, wherein the first bias circuit applies a positive voltage based on the potential of the common ground line to the non-inverting input terminal of the integration circuit.
【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、 前記信号処理回路は、更に、検出信号出力回路と、第2
のバイアス回路とを含み、 前記検出信号出力回路は、反転入力端子及び非反転入力
端子を有するオペアンプを含み、前記反転入力端子が前
記コモングランド線に導かれ、表面電位検出信号を出力
し、 前記第2のバイアス回路は、前記検出信号出力回路の前
記非反転入力端子に、負電圧を印加する表面電位検出装
置。
2. The surface potential detecting device according to claim 1, wherein the signal processing circuit further includes a detection signal output circuit,
Wherein the detection signal output circuit includes an operational amplifier having an inverting input terminal and a non-inverting input terminal, wherein the inverting input terminal is guided to the common ground line, and outputs a surface potential detection signal. The second bias circuit is a surface potential detection device that applies a negative voltage to the non-inverting input terminal of the detection signal output circuit.
【請求項3】 請求項2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、更に、電源回路を含み、 前記電源回路は、トランスと、スイッチ素子とを含み、 前記トランスは、第1の巻線と、第2の巻線と、第3の
巻線とを有し、 前記第1の巻線は、一対の直流電圧入力端の間に接続さ
れており、 前記第2の巻線は、前記第1の巻線にトランス結合され
ており、 前記スイッチ素子は、2つの主電極と、制御電極とを有
し、前記2つの主電極が前記第1の巻線に対して直列に
接続され、前記制御電極が前記第3の巻線に導かれ、前
記第3の巻線から前記制御電極に供給される信号に基づ
いてスイッチング動作を継続し、 前記第2のバイアス回路は、前記第3の巻線に接続さ
れ、前記スイッチ素子がターンオフしたとき前記第3の
巻線に生じるフライバック電圧により前記負電圧を生成
する表面電位検出装置。
3. The surface potential detection device according to claim 2, wherein the signal processing circuit further includes a power supply circuit, wherein the power supply circuit includes a transformer and a switch element, and the transformer is , A first winding, a second winding, and a third winding, wherein the first winding is connected between a pair of DC voltage input terminals; Is connected to the first winding by a transformer. The switch element has two main electrodes and a control electrode, and the two main electrodes are connected to the first winding. The control electrode is guided to the third winding, and the switching operation is continued based on a signal supplied from the third winding to the control electrode; Is connected to the third winding, and the third element is turned off when the switch element is turned off. Surface potential detecting device that generates the negative voltage by the flyback voltage generated in the line.
【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、 前記第1のバイアス回路は、ツェナダイオードと、抵抗
分圧回路とを含み、 前記ツェナダイオードは、カソードが前記コモングラン
ド線に導かれ、 前記抵抗分圧回路は、前記ツェナダイオードに並列に接
続され、分圧電圧が前記積分回路の非反転入力端子に供
給される表面電位検出装置。
4. The surface potential detecting device according to claim 1, wherein the first bias circuit includes a Zener diode and a resistor voltage dividing circuit. A surface potential detecting device in which a cathode is led to the common ground line, the resistance voltage dividing circuit is connected in parallel to the zener diode, and a divided voltage is supplied to a non-inverting input terminal of the integration circuit.
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