JP2003329717A - 表面電位計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板の面積をより小さくする。 【解決手段】 回路基板５には、測定電極１と、増幅素
子３と、接続コネクタ６とを有し、測定電極１と増幅素
子３とコネクタ６と、抵抗およびコンデンサ等とを配置
するのに必要な最小サイズにしてある。回路基板５はシ
ールドケース９に収納してあり、回路基板５上の回路の
基準電位とシールドケース９の電位とを同一にするた
め、回路基板５の基準電位部がシールドケース９に半田
付けしてある。また、シールドケース９内の底部には、
音叉型振動子２の基端部２ａが溶接して固定してあり、
電気的にシールドケース９と接続して、音叉型振動子２
の電位とシールドケース９の電位を同一にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物の表面
電位を非接触で測定する表面電位計に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真装置の感光体などの
表面電位を非接触で測定する表面電位計としては、主
に、いわゆるチョッパー方式の電位計と容量変動方式の
電位計とが知られている。

【０００３】チョッパー方式の電位計としては、その外
観が図４に示すようになっており、その構成が図５に示
すものが知られている。図６は図５中のII−II線断面図
である。このチョッパー方式の電位計によれば、測定対
象物８と、窓部４０に臨ませた測定電極１との間に、音
叉型振動子２の先端部が配置され、一方の圧電素子４に
信号が供給され、この供給する信号が他方の圧電素子４
からの信号に基づき制御されて、音叉型振動子２が図５
にＡで示す方向に振動され、もって測定対象物８から測
定電極１への電気力線がチョッピングされて入射量が増
減し、測定電極１と信号処理手段により、信号測定対象
物８の電界強度が測定される。

【０００４】回路基板４５は、測定電極１の出力インピ
ーダンスをインピーダンス変換して増幅する増幅素子３
と、圧電素子４に接続した駆動信号線と、測定電極１に
接続した受信信号線と、電源線と、他の伝送要素の導体
とを接続するための接続コネクタ６とを有する。また、
回路基板４５の図５および図６に１１で示す基準電位部
に、音叉型振動子２の基端部２ａが半田付けされて固定
され、回路基板４５の基準電位と音叉型振動子２の電位
とが同一にされている。

【０００５】この回路基板４５は絶縁性の両面テープで
シールドケース９内の底部に固着されており、回路基板
４５上の回路の基準電位とシールドケース９の電位とを
同一にするため、回路基板４５の図５に５ａで示す部分
とシールドケース９が半田付けされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、音叉型
振動子２の基端部２ａを回路基板４５上に半田付けする
ようにしたので、増幅素子３と接続コネクタ６とに関係
する回路を形成するのに必要な面積以上の面積の回路基
板が必要であった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記のような問
題点を解決し、回路基板の面積をより小さくすることが
できる表面電位計を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、測定
対象物からの電気力線を取り入れるための窓部を有する
シールドケースと、前記窓部に臨ませ前記電気力線を受
けるための測定電極と、該測定電極への前記電気力線の
量を時間的に変化させるための音叉型振動子であって、
２つの腕部の一方に、電気的に機械的振動を励起させる
ための素子を有し、他方に振動センサを有する音叉型振
動子と、前記振動センサからの電気信号に基づき前記素
子に駆動信号を供給する駆動手段と、前記測定電極から
の信号を処理する信号処理手段とを有する表面電位計に
おいて、前記音叉型振動子は、その先端部を前記測定対
象物と前記測定電極の間に配置し、その基端部を前記シ
ールドケース内の底部に固定するとともに、その固定部
において前記シールドケースと電気的に接続し、前記基
端部と干渉しないように前記シールドケースに配置し、
基準電位を前記シールドケースと同一にした回路基板で
あって、前記測定電極と前記駆動手段と前記信号処理手
段とを有する回路基板を備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項１において、回路基板は、測定電極
と駆動手段と信号処理手段とを有するのに必要な最小面
積を有することができる。

【００１０】請求項１において、音叉型振動子は、その
基端部をシールドケース内の底部に溶接することができ
る。

【００１１】請求項１ないし３のいずれかにおいて、信
号処理手段は、測定電極の出力インピーダンスをインピ
ーダンス変換する電気回路と、該電気回路の導体を他の
伝送要素の導体と接続するためのコネクタとを有するこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施の形態を示す。図２
は図１中のＩ−Ｉ線断面図である。図１において、１は
測定対象物８からの電気力線を受ける測定電極である。
２は測定対象物８から測定電極１へ入射する電気力線７
を、図１にＡで示す方向に振動させてチョッピングする
音叉型振動子である。音叉型振動子２の基端部２ａがシ
ールドケース９内の底部の図１および図２に１２で示す
位置に溶接して固定してあり、電気的にシールドケース
９と接続して、音叉型振動子２の電位とシールドケース
９の電位を同一にしてある。なお、音叉型振動子２は半
田がのりにくいことから、音叉型振動子２の基端部２ａ
をシールドケース９内の底部に溶接により固定する方
が、半田付けにより固定するよりも、その作業に要する
時間を短縮することができる。

【００１４】３は測定電極１の出力インピーダンスをイ
ンピーダンス変換するとともに、測定電極１からの微小
信号を増幅する増幅素子である。４は音叉型振動子２に
振動を与える圧電素子である。６は圧電素子４への駆動
信号と、測定電極１からの受信信号と、電源を入出力す
るための接続コネクタである。

【００１５】５は回路基板であって、紙フェノール、ガ
ラスエポキシ、またはアルミナ等の材料のものであり、
測定電極１と、増幅素子３と、接続コネクタ６とを有す
る。回路基板５のサイズは測定電極１と増幅素子３とコ
ネクタ６と、図示しない抵抗およびコンデンサ等とを配
置するのに必要な最小サイズにしてある。回路基板５の
形状は、回路基板５をシールドケース９内の底部に固着
した場合に、音叉型振動子２の基端部２ａのシールドケ
ース９への溶接部と干渉しない形状にしてある。

【００１６】回路基板５はシールドケース９に収納して
ある。シールドケース９内の底部に、回路基板５が絶縁
性の両面テープで固着してあり、回路基板５上の回路の
基準電位とシールドケース９の電位とを同一にするた
め、回路基板５の図１に５１ａで示す部分がシールドケ
ース９に半田付けしてある。

【００１７】図３は図１の増幅素子３の構成を示す。１
００ＭΩの入力側の抵抗１１と、ＦＥＴとにより構成し
たソースフォロワ回路によりインピーダンス変換を行っ
ている。出力側の抵抗１２、１３は、例えば、１００
Ω、２０ｋΩとしてある。なお、これらの抵抗等の部品
は、回路基板５の表面もしくは裏面または両面に印刷し
てあるか、ディスクリートチップ部品等で半田付けして
ある。

【００１８】次に、上記構成の表見電位計の動作を説明
する。外部から供給される圧電素子駆動信号により圧電
素子４及び音叉型振動子２が共鳴状態となり、機械振動
が生じる。その結果、測定対象物８からシールドケース
９の測定窓を通過して測定電極１に入射する電気力線の
量がその音叉型振動子２の振動に合わせて増減する。こ
れにより、測定電極１と図３に示す入力側の抵抗１０に
微弱な交流誘導電流が発生し、これが電圧信号として増
幅素子３であるＦＥＴのゲートに印加される。

【００１９】増幅素子３はソースフォロワとなっている
ので、増幅度１のインピーダンス変換が行われ、ＦＥＴ
のソースより電圧信号が出力される。そして、この信号
がコネクタ６を介して外部の図示しない信号処理回路に
転送され、その後の処理が行われ、測定対象物８の表面
電位が検出される。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記のように構成したので、回路基板が測定電極と駆動
手段と信号処理手段とを有するようにでき、もって回路
基板の面積をより小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る表面電位計の内部
構造を示す断面図である。

【図２】図１中のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】インピーダンス変換回路の一例を示す回路図で
ある。

【図４】表面電位計の外観を示す斜視図である。

【図５】従来の表面電位計の内部構造を示す断面図であ
る。

【図６】図５中のII−II線断面図である。

【符号の説明】

１ 測定電極 ２ 音叉型振動子 ３ 増幅素子 ４ 圧電素子 ５ 回路基板 ６ コネクタ ７ 電気力線 ８ 測定対象物 ２ａ 基端部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象物からの電気力線を取り入れる
   ための窓部を有するシールドケースと、 前記窓部に臨ませ前記電気力線を受けるための測定電極
   と、 該測定電極への前記電気力線の量を時間的に変化させる
   ための音叉型振動子であって、２つの腕部の一方に、電
   気的に機械的振動を励起させるための素子を有し、他方
   に振動センサを有する音叉型振動子と、 前記振動センサからの電気信号に基づき前記素子に駆動
   信号を供給する駆動手段と、 前記測定電極からの信号を処理する信号処理手段とを有
   する表面電位計において、 前記音叉型振動子は、その先端部を前記測定対象物と前
   記測定電極の間に配置し、その基端部を前記シールドケ
   ース内の底部に固定するとともに、その固定部において
   前記シールドケースと電気的に接続し、 前記基端部と干渉しないように前記シールドケースに配
   置し、基準電位を前記シールドケースと同一にした回路
   基板であって、前記測定電極と前記駆動手段と前記信号
   処理手段とを有する回路基板を備えたことを特徴とする
   表面電位計。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記回路基板は、前
   記測定電極と前記駆動手段と前記信号処理手段とを有す
   るのに必要な最小面積を有することを特徴とする表面電
   位計。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記音叉型振動子
   は、その基端部を前記シールドケース内の底部に溶接し
   たことを特徴とする表面電位計。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記信号処理手段は、前記測定電極の出力インピーダン
   スをインピーダンス変換する電気回路と、該電気回路の
   導体を他の伝送要素の導体と接続するためのコネクタと
   を有することを特徴とする表面電位計。