JPH0430545Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、検出電極部分の構造が改良された
振動容量型の表面電位検出装置に関する。

［従来の技術］ いわゆる振動容量型と称されている表面電位検
出装置では、たとえば圧電音叉等からなる振動手
段上に検出電極が絶縁層を介して固定的に設けら
れている。この検出電極が振動手段の振動に伴つ
て振動され、該検出電極の測定対象表面との間の
容量変化に基づき、表面電位が検出される。

第３図は、この種の表面電位検出装置の一例を
示し、ここでは振動手段として圧電音叉１が用い
られている。圧電音叉１では、音叉２の一方面に
励振用圧電体３，３が取付けられており、他方、
この圧電音叉１の先端に検出電極５が絶縁板４を
介して設けられている。通常、絶縁板４は、たと
えばプラスチツク板あるいはセラミツク板からな
り、これらの板上に検出電極５が公知の厚膜形成
法あるいは薄膜形成法により形成されている。

［考案が解決しようとする問題点］ 従来の表面電位検出装置では、検出電極は、比
較的厚みの厚いプラスチツク板あるいはセラミツ
ク板等からなる絶縁板上に形成されている。した
がつて、この絶縁板をも駆動しなければならない
ため、振動手段の駆動に大きな駆動電力を与えな
ければならなかつた。

また、検出電極５から出力を取出すに際して
は、検出電極５に接続されているリード線６が用
いられている。よつて、リード線６を要するだけ
でなく、該リード線６の接続作業を行なわなけれ
ばならない。のみならず、検出電極５が振動され
るものであるため、リード線６は、可撓性に優れ
かつ繰返し疲労強度にも優れた高価な材料により
構成しなければならなかつた。

よつて、この考案の目的は、比較的構造が簡単
であり、したがつて安価に製造することができ、
さらに駆動に大きな電力を必要としない構造の検
出電極を備えた表面電位検出装置を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ この考案の表面電位検出装置も、金属音叉およ
びそこに貼り付けられた圧電体からなる圧電音叉
と、金属音叉上に絶縁層を介して固定的に設けら
れた検出電極とを備え、この検出電極が圧電音叉
の振動に伴つて振動され、該検出電極の測定対象
表面との間の容量変化に基づき表面電位が検出さ
れるように構成されている。そして、この考案で
は、少なくとも一部が金属音叉にゴム硬度の低い
接着剤により接着されたフレキシブルプリント基
板が備えられている。このフレキシブルプリント
基板上に形成される電極パターンの一部すなわち
検出電極パターンが、上記した検出電極を構成し
ており、かつフレキシブルプリント基板上には、
この検出電極パターンに連なつて引出電極パター
ンが形成されている。

［作用］ この考案では、検出電極は、フレキシブルプリ
ント基板上に形成された電極パターンにより構成
されており、該フレキシブルプリント基板が金属
音叉に接着固定されている。よつて、従来のよう
な比較的厚みの厚い絶縁板を要しないので、駆動
に大きな電力を必要としないことがわかる。

また、フレキシブルプリント基板上には、引出
電極パターンも構成されており、よつて引出用に
別途線を要することなく、リード線の接続作業を
も必要としない。フレキシブルプリント基板は、
可撓性にすぐれているため、金属音叉の振動を阻
害しない。したがつて、比較的簡単な構造で、信
頼性に優れた表面電位検出装置を安価に得ること
が可能とされている。

［実施例の説明］ 第１図および第２図は、この考案の一実施例を
説明するための平面図および側面図である。ここ
では、圧電音叉１１が用いられている。圧電音叉
１１は、金属音叉１２と、金属音叉１２の内面に
貼り付けられた圧電体１３，１３とからなる。こ
の圧電音叉１１は、自励振回路により駆動可能な
ものであり、したがつて周波数および振幅ともに
極めて安定なものとされている。

他方、この実施例では、圧電音叉１１の外面
に、フレキシブル基板１５が接着・固定されてい
る。フレキシブルプリント基板１５は、音叉１２
とともに振動されるものであるため、接着に際し
ては、ゴム硬度が低い（20〜30度）シリコーン接
着剤を用いることが好ましい。硬度の高いエポキ
シ系あるいはアクリル系の接着剤は、圧電音叉１
１の振動を抑制し、したがつて検出電極（後述）
の振幅が減少し、また振幅の温度特性も低下する
ため好ましくない。

フレキシブルプリント基板１５上には、検出電
極パターン１６および引出電極パターン１７が形
成されている。引出電極パターン１７は、検出電
極１６と連なる接続部１７ａおよび外部との接続
のための引出部１７ｂを有する。このような検出
電極パターン１６および引出電極パターン１７
は、たとえばポリイミドからなるフレキシブル基
板上に銅薄膜を一様に形成し、エツチングにより
図示のような形状に形成することができる。この
実施例では、引出電極パターン１７は、圧電音叉
１１の節まで至るように形成されている。すなわ
ち振動の節上に引出部１７ｂが形成されている。
よつて、圧電音叉１１が駆動された場合であつて
も、引出し部１７ｂには該振動は伝達されず、し
たがつて引出部１７ｂにおける接続不良や、引出
部１７ｂに接続されるリード線の断線等が生じる
ことはない。また、この引出電極パターン１７
は、第５図に示した従来の表面電位検出装置にお
けるリード線６の代わりを果たすものである。し
たがつて、可撓性および繰返し疲労強度に優れた
高価な材料からなるリード線を用意する必要もな
い。

上記実施例の表面電位検出装置では、測定に際
し圧電音叉１１が振動され、それに伴つてフレキ
シブルプリント基板１５が振動される。このフレ
キシブルプリント基板は、たとえばポリイミド樹
脂等からなり、従来の絶縁板４に比べてはるかに
厚みの薄いものである。よつて、圧電音叉１１を
駆動するのにさほど大きな電力を必要としない。
また、フレキシブルプリント基板１５は、その名
のとおり容易に屈曲され得るものであるため、圧
電音叉１１の振動を拘束することもなく、よつて
より一層小さい電力で検出電極パターン１６を振
動させ得ることがわかる。

なお、この実施例では、検出電極としての検出
電極パターン１６は金属音叉１２の外側に設けら
れており、すなわち圧電体１３と逆の側に設けら
れている。よつて。検出電極としての検出電極パ
ターン１６と圧電体１３との間にグラウンド電位
に接続される金属音叉１２が配置されているの
で、金属音叉１２によるシールド効果が大きく、
その結果圧電体１３の駆動電圧に起因するノイズ
が低減されている。

第１図および第２図に示した実施例の構造の具
体的な大きさの一例を示すと、フレキシブルプリ
ント基板１５は、2.5×21mmの大きさであり、
35μmの厚みのポリイミドフイルムに１オンス厚
みの銅が一様に付着されたものが用いられ、その
場合、検出電極パターン１６は2.1×７mm、引出
電極パターン１７の接続部１７ａは0.3×11mm、
引出部１７ｂは直径1.0mmの大きさに形成される。
また、圧電音叉としては、幅2.5mm、長さ20mmお
よび厚み0.4mmのものが用いられる。この場合、
フレキシブルプリント基板１５を貼り付ける接着
剤層は、10〜20μmの厚みを有し、したがつて金
属音叉１２の外表面と検出電極パターン１６との
間の距離は80〜90μm程度となる。よつて、両者
の間隔が極めて近く、したがつて上述のように圧
電体１３の駆動電圧に起因するノイズが極めて小
さくされ得ることがわかる。

［考案の効果］ この考案では、金属音叉にフレキシブルプリン
ト基板が接着・固定されており、かつこのフレキ
シブルプリント基板上に検出電極となる検出電極
パターンおよび引出電極パターンが形成されてい
るので、従来のプラスチツク板等からなる比較的
厚みの厚い絶縁板を用いないで構成することがで
き、したがつて小さな電力で駆動し得る振動容量
型の表面電位検出装置を得ることができる。のみ
ならず、引出電極パターンもフレキシブルプリン
ト基板上に一体に形成されているので、従来のよ
うな可撓性に優れかつ繰返し疲労強度にも優れた
高価な材料からなるリード線を要することなく製
造することができる。よつて、部品点数を減らす
ことができ、信頼性に優れた表面電位検出装置を
安価に製造することができる。また、ゴム硬度の
高い接着剤を用いた場合、圧電音叉の振動が抑圧
され、検出電極の振幅が減少し、振幅の温度特性
が低下するが、この考案のように、ゴム硬度の低
い接着剤を用いれば、そのような不都合がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を説明するため
の正面図であり、第２図は平面図である。第３図
は、従来の表面電位検出装置における検出電極部
分の構造を説明するための側面図である。 図において、１１は振動手段としての圧電音
叉、１５はフレキシブルプリント基板、１６は検
出電極としての検出電極パターン、１７は引出電
極としての引出電極パターンを示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 金属音叉およびそこに貼り付けられた圧電体
   からなる圧電音叉と、金属音叉上に絶縁層を介
   して固定的に設けられた検出電極とを備え、検
   出電極が圧電音叉の振動に伴つて振動され、該
   検出電極の測定対象表面との間の容量の変化に
   基づいて表面電位を検出する装置において、 少なくとも一部が前記金属音叉にゴム硬度の
   低い接着剤により接着されたフレキシブルプリ
   ント基板を備え、該フレキシブルプリント基板
   上に形成された検出電極パターンが前記検出電
   極を構成しており、かつ前記フレキシブルプリ
   ント基板上には、検出電極パターンに連なつて
   引出電極パターンが形成されていることを特徴
   とする、表面電位検出装置。 (2) 前記圧電音叉の振動の節上に延びるように前
   記引出電極パターンが形成されている、実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の表面電位検出装
   置。 (3) 前記接着剤のゴム硬度は、20〜30度である、
   実用新案登録請求の範囲第１項または第２項記
   載の表面電位検出装置。 (4) 前記接着剤は、シリコーン接着剤である、実
   用新案登録請求の範囲第３項記載の表面電位検
   出装置。