JPS60179664A - 表面電位センサ素子の製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、静電界にある被測定物の表面電位を非接触で
測定するだめの、表面電位センサに関するもので、特に
セクター形電位計に分類されるものに係る。

従来例の構成とその問題点 静電界における電位計測には、計測端子が被測定面に触
れろと、電位が変動するので、非接触のま＼測定したい
ことがある。その代表例が、静電式複写装置における感
光体表面の電位計測である。

非接触式の表面電位計測には、１）振動容量形と２）セ
クター形のいわゆる機械式の電信官」が常用される。本
発明では、前述の如く、２）の場合について考える〇 第１図は従来のセクター形電位計に用いられるセンサ素
子の構成を示すもので、（ａ）は上面図を（１））は断
面図をそれぞれ表わす。１は音叉の一方の小枝、２は他
方のそれ、３は１の幅広な先端部、４は２のそれ、６は
１０基底部に貼付された圧電振動子の単板、６は２にお
けるそれ、７は上記１、２を結合させて一個の音叉を形
成する結合部、８は７を適当な支持基板（図示略）に固
定させる固定材、９は上記基板に取り付けられた被測定
電位面から放射される電気力線を受けて電気信号とする
検出電極、１０は主面表裏のいずれかは静電シールドな
いし電磁シールドの可能な高導電性物質から成るか前記
物質によって被覆されている容器をそれぞれ表わす。

尚、各要素の１相互及び外部回路との電気的結線の称相
は、外部回路と共にその図示が略されている。第１図（
２Ｌ）における９の点線で囲まれた四角形は、前記検出
電極の上面を示すと共に同図（ｂ）に対応して、外部電
気力線を受け入れる為の空孔のおよその大きさを表わし
ている。測定配置は第２図に示される。即ち、Ｓは被測
定電位表面であり、Ｗは前記の空孔である。前記５．６
が駆動回路によって長さ振動を行なうと音叉が振動し始
め、それに同期して前記先端部３，４は前記電位面から
の電気力線の遮断と透過を、前記駆動信号の周期に従っ
て繰り返す。即ち、第１図の構成をもつ素子は、非接触
式のセクター形電位計のセンサ素子と成り得るのである
。

従来例の問題点としては以下のことが挙げられる。即ち
、ａ、被測定電位面と測定電極との間の電気力線を周期
的に遮断及び透過させる為の音叉の構成が複雑である為
に製造工程が煩雑々ものとなる。ｂ、音叉を用いるので
、外部電位に対する応答が、音叉の振動数によって制限
され、余り早くできない。市販の製品では、約６００Ｈ
２以下である。Ｃ１音叉の構成が複雑な為に製造コスト
が高くなり易い。

発明の目的 本発明は、上記問題点を解決した表面電位センサの製造
方法を提供しようとするものである。

発明の構成 本発明は上記目的を果すために、絶縁性支持基板上の１
点に被測定電位面より放射される電気力線を受けて電気
信号とする検出電極を設けると共に、他の１点に設けら
れた固定部材に長さ振動を利用する矩形板状圧電バイモ
ルフの長さ方向の一端を固定し、前記一端の反対側の端
を自由端として、その箇所に絶縁性物質を介して高導電
体を取りつけ、外部駆動回路により生ぜしめられる前記
バイモルフの機械的振動に同期して振動する前記高導電
体を前記電気力線を遮断するチョッパとして動作せしめ
て前記検出電極から被測定物の表面電位を検出しうるよ
うに、前記電気力線を導入するだめの空孔を有し主面表
裏のいずれかは高導電性物質からなる容器に前記支持基
板を収納して製゛　造構成し、これにより前記問題点が
解決されるものである。

実施例の説明 以下、本発明に基づいて製造された表面電位センサの構
成を図面に基づいて説明する。第３図（ａ）。

（ｂ）は、第１図（２Ｌ）　、　（ｂ）に対応するもの
で、各々本発明に基づく表面電位センサのセンサ素子の
上面図の断面図に対応する。１１は、その素材が圧電セ
ラミックで代表される圧電バイモルフ、１２ｉ１：前曲
バイモルフの一端を支持基板（図示略）に固定するだめ
の固定材、１３は前記バイモルフの自由端に取り付けら
れ外部電気力線を遮断するチョッパをそれぞれ表わす。

七の他の記号は、第１図の場合と同様である。電気結線
及び回路の図示も、第１図の場合と同様略されている。

尚、測定配置は、第２図に準するものである。

第３図に示しだ構成のセンサ素子を用いれば、確かにセ
クター形の表面電位センサを構成しうろことを以下に説
明する。第３図の１１は、−実は長さ振動を利用する矩
形板状の圧電バイモルフを示しており、その一端が固定
されるといわゆる片持梁となる。前記バイモルフに交流
電圧を直列又は並列に印加すると、前記信号の周期に従
って、上記バイモルフはその板厚方向に沿って彎曲振動
を起こす。前記バイモルフの自由端に取り付けられた高
導電体が、外部電気力線を遮断するだめのチョッパとな
るよう前記電気力線を導入するだめの空孔を有し主面表
裏のいずれかは静電もしくは電磁シールドの可能な高導
電性物質から成る容器に前記各要素を収納し第３図及び
第２図に倣って配置すれば、前記検出電極と被測定電位
面間の電気力線は、前記チョッパにより前記信号の周期
に従がい遮断されたり透過したりする。即ち、セクター
形電位計の素子となる。尚、上記ノくイモルフ）の駆動
回路及び、被測定電位面からの誘導静電荷を変位電流に
変換し、増幅して被測定物の表面電位を検出する回路は
、既に公知であるからその説明を略す。

電気力線のチョッパとしてバイモルフを用いると、振動
の周波数を音叉の場合より高くすることができ、従って
電位変動に対する応答も速くすることができる。

かくして、本発明に基づいて製造構成された表面電位セ
ンサは、第２図と第３図を対照すれば明らかな如く構成
が簡素化されるものである。

発明の効果 以上の説明から理解される通り、本発明に基づく構成の
表面電位センサは、従来例に比べ以下の具体的な点で優
位性をもつ。即ち、 ■　主要素であるセンサ素子の製造工程が簡単で、部品
点数が少ない。

■　センサ素子の駆動に圧電バイモルフを用いるので、
応答を早くできる。

■　素子の構成が簡単な分だけ、製造コストが低くなる
。要するに簡便な製造方法で、性能の高い表面電位セン
サを提供しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ従来のセクター形
の表面電位センサ素子の要部構成上面図及び断面図、第
２図は測定配置を説明する為の要部配置断面図、第３図
（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ本発明に基づく表面電位
センサの主要素だるセンサ素子の要部構成上面図及び断
面図である。 １１・・・・・圧電バイモルフ、１２・・・・・・固定
部材、１３　・・・・高導電体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性支持基板上の１点に被測定電位面より放射される
   電気力線を受けて電気信号とする検出電極を設けると共
   に、他の１点に設けられた固定部材に長さ振動を利用す
   る矩形板状圧電バイモルフの長さ方向の一端を固定し、
   前記一端の反対側の端奢自由端として、その箇所に絶縁
   性物質を介して高導電体を取りつけ、外部駆動回路に上
   り生せしめられる前記バイモルフの機械的振動に同期し
   て振動する前記高導電体を前記電気力線を遮断するチョ
   ッパとして動作せしめて前記検出電極から被測定物の表
   面電位を検出しうるように、前記電気力線を導入するた
   めの空孔を有し主面表慮裏ののいずれかは高導電性物質
   からなる容器に前記支持基板を収納して成る表面電位セ
   ンサ素子の製造方法。