JPH04307373A

JPH04307373A - 表面電位センサー

Info

Publication number: JPH04307373A
Application number: JP3071388A
Authority: JP
Inventors: Koji Suzuki; 鈴木　孝二
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1992-10-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は表面電位センサー、特
に電子写真用の複写機，プリンターの感光ドラム上の表
面電位を測定するための表面電位センサーに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の音叉型振動子を用いた
表面電位センサーＳで、複写機に使用されているもので
ある。

【０００３】図において、２１は音叉型振動子、２２は
印刷配線板、２３は測定電極である。２４は振動子２１
の１対のフォーク２１ａの先端部に設けたチョッパーで
ある。チョッパー２４は、１対のフォーク２１ａの先端
部に、両フォーク２１ａの長さ方向軸線と平行になるよ
うに設けられている。

【０００４】振動子２１は、印刷配線板２２に立ち上げ
た基台２５に、湾曲部２１ｂにおいて取り付けられてい
る。このとき、振動子２１はその振動方向が印刷配線板
２２に対し垂直となるように取り付けられている。２６
は振動子２１に取り付けた圧電素子である。測定電極２
３は、チョッパー２４の背後に位置するように印刷配線
板２２に設けられている。感光ドラム２９から発せられ
る電気力線を入射させる開口部２８ａを有している。

【０００５】従来の表面電位センサーＳは、上記のよう
な構成になっているので、感光ドラム２９の表面電位に
相当する電荷は、電気力線によって測定電極２３に誘起
され、チョッパー２４の開閉（チョッピング）によって
交流電圧となって印刷配線板２２のプリアンプに送られ
、増幅された後、表面電位測定回路へ送られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面電位センサーＳには、次のような問題点があった。（１）チョッパー２４の振動方向が印刷配線板９に対し
垂直になっているので、感光ドラム２９に近接させて取
り付けたとき、印刷配線板２２が図１０（ａ）に示すよ
うに、感光ドラム２９の回転軸に対し垂直に配設される
形になる。このため、感光ドラム２９の回転方向の厚み
が大きくなり、表面電位センサーＳの同方向における占
有面積が、図１１に破線で示すように大きくなる。この
ように大きいと、最近のような複写機の小型化に伴う感
光ドラムの小径化に対応できない。すなわち、感光ドラ
ム２９が小径化すると、図１１のように、その周辺に集
中的に配置されている１次，２次の帯電器３０，３１、
全面露光ランプ３２、現像器３３等の占有面積が相対的
に大きくなり、従来の表面電位センサーＳでは搭載でき
なくなる。

【０００７】（２）感光ドラム２９の小径化に対応する
ために、さらに小型にすると、測定電極２３と振動子駆
動部が近接して、振動子駆動信号が測定電極や回路パタ
ーンに誘起されて測定精度が著しく劣化する。

【０００８】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたもので、薄くて測定精度が良く、
しかも製造コストのかからない表面電位センサーを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明が提供する表面
電位センサーは、チョッパーの振動方向と印刷配線板が
平行になるように組み立て、かつ測定電極を振動子のフ
ォークの間に形成した構造のものである。

【００１０】また、上記印刷配線板の回路電極や印刷抵
抗、あるいは測定電極をシールドした構造のものである
。

【００１１】さらに、前記印刷配線板の前記フォークで
は囲われた位置に初段増幅器が形成され、この増幅器が
振動子や測定電極と同時に印刷配線板にリフロー半田さ
れているものである。

【００１２】

【作用】（１）この発明に表面電位センサーは、チョッ
パーの振動方向と印刷配線板が平行になるように組み立
てられているので、感光ドラムに近接させて取り付けた
とき、印刷配線板が感光ドラムの回転軸と平行に配設さ
れる形になる。このため、感光ドラムの回転方向の厚み
が薄く（小さく）なり、同方向における占有面積が小さ
くなる。したがって感光ドラムの小径化に対応できる。

【００１３】（２）印刷配線板の回路電極や抵抗体、あ
るいは測定電極をシールドした場合には、振動子駆動信
号が上記電極等によって誘起されるのを防止し、測定精
度を上げることができる。また、測定電極等と振動子駆
動部を近接させることができるので、センサーの小型化
を図ることができる。

【００１４】（３）測定電極，振動子，初段増幅器等を
一括してリフロー半田した場合には、組立て工数が減り
、製造コストを低減することができる。

【００１５】

【実施例】（実施例１）図１および図２は、実施例１に
よる表面電位センサーＳ１　を示し、複写機に使用され
るものである。図１はその縦断面図、図２は横断面図で
ある。

【００１６】図において、１は音叉型振動子、２は印刷
配線板、３は印刷配線板２に設けた測定電極である。４
は振動子１の１対のフォーク１ａの先端部に設けたチョ
ッパーである。このチョッパー４は、１対のフォーク１
ａの先端部に、両フォーク１ａの長さ方向の軸線と直交
するように内側に向けて突設されている。

【００１７】振動子１は、印刷配線板２に立ち上げた支
柱５に、湾曲部１ｂにおいて、取り付けられている。そ
して、この振動子１は、その振動方向が印刷配線板２と
平行になるように、同配線板２に取り付けられている。６は振動子１に取り付けた圧電素子である。測定電極３
は、チョッパー４の開閉によって微分された入射電気力
線を集めるためのもので、振動子１のフォーク１ａ，１
ａの中間であって、チョッパー４に近接した位置に設け
られている。

【００１８】７は測定電極３に誘起された表面電位信号
を増幅するための増幅器である。増幅器７は振動子１の
フォーク１ａ，１ａの中間であって、測定電極３を中心
にしてチョッパー４の反対側に形成されている。８はシ
ールド框体で、感光ドラム９から発せられる電気力線を
入射させる開口部８ａを有している。上記振動子１，測
定電極３および増幅器７は、いずれも表面実装で印刷配
線板２に接続されている。

【００１９】図３〜図５は、実施例１で用いた初段増幅
器を示したものである。図３はその回路図、図４は平面
図、図５は側面図である。

【００２０】図において、Ｒ１は入力抵抗である。入射
電気力線をチョッピングして得られる変位電流は、測定
電極３に集められ、上記入力抵抗Ｒ１を通してグランド
へ流れる。電圧振幅を大きく取るために数ＭΩ以上の高
抵抗のものが用いられている。Ｑ１はＦＥＴで、ソース
フォロワー回路として用いられ、ゲートに誘起された高
インピーダンス信号を低インピーダンス信号に変換して
ソースに取り出す。Ｒ２は静電破壊防止用のドレイン抵
抗、Ｒ３はソース抵抗である。各抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３
は、印刷配線板２にあらかじめ抵抗体を印刷した印刷抵
抗を用いて高さが１００μ以下になるように設けられて
いる。ＦＥＴ　　Ｑ１は面実装用のチップモールドタイ
プのもので、振動子１や測定電極３と同時に印刷配線板
２の回路電極上にリフロー半田されている。

【００２１】実施例１の表面電位センサーＳ１は、上記
のような構成になっているので、感光ドラム９の表面電
位に相当する電荷は、電気力線によって測定電極に誘起
され、チョッパー４の開閉（チョッピング）によって交
流電圧となって印刷配線板２のプリアンプに送られ、増
幅された後、表面電位測定回路へ送られる。

【００２２】次に作用を説明する。チョッパー４の振動
方向が印刷配線板２と平行になっているので、感光ドラ
ム９に近接させて取り付けたとき、印刷配線板２が、図
１に示すように、感光ドラム９の回転軸と平行に配設さ
れることになる。このため、感光ドラム９の回転方向の
厚みが大きくなり、表面電位センサーＳ１の同方向にお
ける占有面積が、図１１に実線で示すように、小さくな
る。ちなみに、従来の表面電位センサＳの厚みが１０ｍ
ｍであるのに対し、実施例１の表面電位センサーＳ１の
それは３．５ｍｍである。

【００２３】このため、複写機の小型化に伴う感光ドラ
ムの小径化に対応できる。すなわち、感光ドラム９が小
径化して、その周辺に図１１のように集中的に配置され
ている１次，２次の帯電器３０，３１、全面露光ランプ
３２、現像器３３等の占有面積が相対的に大きくなり、
センサー用のスペースが小さくなっても搭載できるよう
になる。

【００２４】（実施例２）図６および図７は、実施例２
を示す。この実施例は、図６のように、実施例１の表面
電位センサーＳ１における印刷配線板２の回路電極１０
の上に、絶縁材１１を介してシールド導体１２を印刷し
た例であり、また、図７のように、入力抵抗Ｒ１，ドレ
イン抵抗Ｒ２等の印刷抵抗１３の上にシールド導体１２
を印刷した例である。なお、１４はガラスコーチング層
である。

【００２５】このようにすれば、振動子駆動用の信号が
回路パターンに誘起されて測定精度が劣化するのを防止
できる。ちなみに、従来の表面電位センサーＳの分解能
は表面電位で５〜１０Ｖであるが、実施例２のそれは０
．５〜２Ｖであった。このため、センサーのより一層の
小型化が可能になる。その他の作用効果は実施例１と同
じである。

【００２６】（実施例３）図８および図９は、実施例３
を示す。実施例３は、実施例１の表面電位センサーＳ１
における測定電極３とＦＥＴ　　Ｑ１をシールドする内
部シールドケース１５を設けたものである。内部シール
ドケース１５は、絞り加工で作られ、リフロー半田でき
るように半田リードが設けられている。

【００２７】このように内部シールドケース１５を覆せ
れば、振動子駆動用の信号が測定電極３に誘起されて測
定精度が劣化するのを防止することができる。そして、
このようにすれば、測定電極３と振動子駆動部を近接さ
せることができるので、センサーの一層の小型化が可能
になる。その他の作用効果は実施例１と同じである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、請求項１〜５のような構成としたので、次の諸効果を
得ることができる。（１）振動子の振動方向と印刷配線板が平行になるよう
に組み立てたので、表面電位センサーを薄くすることが
でき、機器の小型化に対応できる。

【００２９】（２）回路電極や印刷抵抗の上にシールド
導体を印刷したので、表面電位の測定精度が向上し、セ
ンサーの一層の小型化が可能になる。

【００３０】（３）測定電極をシールドしたので、表面
電位の測定精度が向上し、センサーの一層の小型化が可
能になる。

【００３１】（４）測定電極，振動子，初段増幅器等を
一括してリフロー半田するので、組立工数が減り、製造
コストの低減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　実施例１の縦断面図。

【図２】　　実施例１の横断面図。

【図３】　　実施例１における初段増幅器の回路図。

【図４】　　実施例１における初段増幅器の平面図。

【図５】　　実施例１における初段増幅器の側面図。

【図６】　　実施例２の要部断面図。

【図７】　　実施例２の要部断面図。

【図８】　　実施例３の要部平面図。

【図９】　　図８の要部断面図。

【図１０】　　従来の表面電位センサーを示し、同図（
ａ）は側面図、同図（ｂ）は平面図。

【図１１】　　表面電位センサーが搭載される複写機の
感光ドラム周辺の概略構成図。

【符号の説明】

１　　音叉型振動子２　　印刷配線板３　　測定電極４　　チョッパー６　　圧電素子７　　増幅器８　　シールド框体９　　感光ドラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　１対のフォークの先端部に両フォーク
の長さ方向軸線と直交するように内側に向けて突設した
チョッパーを有する音叉型振動子と、この振動子を、そ
の振動方向と印刷配線板が平行になるように、湾曲部に
おいて取り付けた前記印刷配線板と、１対のフォークの
間に位置するように前記印刷配線板に形成され、かつ被
測定電極から発せられる電気力線を吸収する測定電極と
を備えた表面電位センサー。
【請求項２】　　印刷配線板の回路電極や印刷抵抗の上
には、選択的に絶縁材を介して、シールド用の導体が印
刷されていることを特徴とする請求項１の表面電位セン
サー。
【請求項３】　　測定電極がシールドされていることを
特徴とする請求項１または２記載の表面電位センサー。
【請求項４】　　印刷配線板には、測定電極の近傍であ
って、振動子のフォークに囲まれた位置に、測定電極に
誘起された表面電位信号を増幅する初段増幅器が形成さ
れていることを特徴とする請求項１，２または３に記載
の表面電位センサー。
【請求項５】　　初段増幅器は、振動子や測定電極と同
時に印刷配線板にリフロー半田されているとともに、Ｆ
ＥＴ，入力抵抗，ドレイン抵抗およびソース抵抗とから
なるソースフォロワー回路で構成され、前記３つの抵抗
は印刷配線板に印刷抵抗として予め形成され、前記ＦＥ
Ｔには面実装用のモールドチップが用いられていること
を特徴とする請求項４記載の表面電位センサー。