JPS60231176A

JPS60231176A - 表面電位センサ

Info

Publication number: JPS60231176A
Application number: JP8674984A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Moriya; 守矢　滋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1985-11-16

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、例えば複写機の感光体ドラムの表面電位測定
等に使用される表面電位センサに関する。

従来技術複写機のＣｄＳ系感光体ドラムの表面電位測定用として
、一対の固定電極間に振動片を配置し、この振動片を表
面に貼着した圧電振動子によって励振することにより、
一方の電極から発生する電束をチョッピングし、チョッ
ピングされた電束な他方の電極で受波して、表面電位を
測定する表面電位センサが知られている。第１図はこの
種の表面電位センサの電気回路図１あって、ｌは電束を
発生する固定電極であり、例えばＤ　Ｃ１００ＯＶ程度
の高電圧が印加される。

２はこの固定電極ｌに対して間隔りをおいで対向配置さ
れた測定用の固定電極である。この固定電極２は、複写
機の感光体ドラムの表面電位測定用として使用する場合
には、感光体ドラムと同電位となる。

３は固定電極ｌと固定電極２との間の電束なチョッピン
グすべくその間に配置された音叉、４は増幅及びインピ
ーダンス変換用の電界効果トランジスタ、Ｖｃｃは直流
電源、Ｒ１−Ｒ３は抵抗である。

第２図は固定電極ｌ、２及び音叉３の配置構造の具体例
を示す図で、ハイブリッドＩＣ基板５上に固定電極２及
び音叉３を実装すると共に、このハイブリッドＩＣ基板
５に、前記固定電極２及び音叉３を覆うようにして、シ
ールドケース６を装着しである。シールドケース６には
、固定電極２及び音叉３の上方の位置に開口部６ａを形
成してあって、この開口部６ａの上方に、例えば３ｍｍ
程度の間隔ｄを隔てて、電束を発生する固定電極ｌを配
置した構造となっている。固定電極ｌに発生する電束（
電気力線）は開口部６ａを通して、シールドケース６内
に入り、音叉３によってチョッピングされ、固定電極２
によって受波される。

前記音叉３の相対向する脚部３１．３２には圧電振動子
７．８が貼着（第１図）されており、これらの圧電振動
子７．８を利用して、第３図に示すような自動発振回路
を構成することにより、音叉３を一定の周波数で励振す
るようになっている。即ち、増幅器９の出力を、音叉３
の一方の脚部３１に貼着された圧電振動子７に印加して
電歪振動を発生させ、この電歪振動によって音叉３を振
動させると同時に、音叉３の振動により他の脚部３２に
貼着した圧電振動子８にその振動周波数の電圧信号を発
生させ、この電圧信号を抵抗Ｒ４、Ｒ５及びコンデンサ
０１等を通して増幅器９に帰還させることにより、所定
の共振周波数で自動発振動作を継続させるものである。

音叉３が上述の発振回路によって励振されると、固定電
極１から音叉３の脚部３１−３２間の隙間ｄを通って固
定電極２に向う電束（イ）が、音叉３の振動周波数によ
ってチョッピングされ、交流化された電束（ロ）となる
（第１図及び第２図参照）、従って、固定電極２側には
チョッピング周波数に依存した周波数の交流電圧が発生
する。この交流電圧は電界効果トランジスタ４によって
増幅され、出力端子より出力される。ここで、固定電極
ｌから固定電極２に向かう電束は両電極１−２間の電位
差、即ち固定電極２の表面電位に依存するから、固定電
極２における交流電圧も固定電極２の表面電位に依存す
ることとなり。

表面電位が検出される。

従来技術の問題点しかしながら、上述の従来の表面電位センサにおいては
、その出力特性が、湿度のみならず、温度の影響を受け
て変動してしまうため、これらの２つの影響を除去し得
るように、制御系を組むことが非常に困難であった。第
５図は従来の表面電位センサの相対湿度−出力特性図で
、温度をパラメータとして、３０℃、４５℃、６０℃の
ように変化させたときの特性を示している。この第５図
の特性図から明らかなように、例えば温度が３０℃から
６０℃に変化した場合には、同一湿度にｍＶも変化して
いる。この温度変動に伴う出力変動は方向は負の方向で
ある。

この温度による出力変動の要因として考えられるのは、
電束をチョッピングする音叉３と、その上に貼着した圧
電振動子７．８との間の熱膨張係数の差異による接合界
面のストレス、それによる共振周波数のズレ、接合音叉
３と圧電振動子７．８を接合している接着材等の熱によ
る物理的特性の変動、更には圧電振動子７．８自体の温
度変動等である。温度が上昇した場合に、これらの変動
要因によって共振インピーダンスが高くなり、音叉３へ
の入力が制限されてしまい、出力が低下してしまうので
あって、上記構造の音叉３を使用している限り、温度変
動に伴う出力変動は避けられない問題である。

本発明の目的本発明は上述する従来からの問題点を解決し、温度によ
る出力変動を抑え、測定精度を向上させた表面電位セン
サを提供することを目的とす本発明の構成上記目的を達成するため、本発明は、固定電極と、表面
に貼着した圧電振動子によって励振され前記固定電極か
ら生じる電束をチョッピングする振動片と、この振動片
によってチョッピングされた電束を受波する別の固定電
極と、前記振動片の前記圧電振動子を駆動する駆動回路
とを有する表面電位センサにおいて、前記駆動回路の出
力を負特性サーミスタを介して前記圧電振動子に与える
ことを特徴とする。

実施例第４図は本発明に係る表面電位センサの音叉駆動回路で
ある。図において、第３図と同一の参照符号は同一性あ
る構成部分を示している０図に示すように、本発明にお
いては、音叉３を励振する圧電振動子７と駆動回路の出
力端との間に負特性サーミスタｌＯを直列に接続しであ
る。

前述のように、表面電位センサとしての出力特性の温度
変動の方向は負の方向であるから、この負の温度特性に
合うような負特性サーミスタ１０を、励振用の圧電振動
子７に直列に接続し、この負特性サーミスタｌＯを通し
て圧電振動子７を駆動することにより、温度変動に伴う
出力変動を補償することが可能になる。

第６図は本発明に係る表面電位センサの温度をパラメー
タとした相対湿度−出力電圧特性図である。この特性図
から明らかなように、本発明に係る表面電位センサは、
温度変動による出力電圧の変動を従来より著しく小さく
することができる。

なお、表面電位センサとしてとしては、第１図及び第２
図に示したような回路及び構造を取ることは言うまでも
ない。

本発明の効果以上述べたように、本発明は、固定電極と、表面に貼着
した圧電振動子によって励振され前記固定電極から生じ
る電束をチョッピングする振動片と、この振動片によっ
てチョッピングさｈた電束を受波する別の固定電極と、
前記振動片の前記圧電振動子を駆動する駆動回路とを有
する表面電位センサにおいて、前記駆動回路の出力を負
特性サーミスタを介して前記圧電振動子に与えることを
特徴とするから、温度による出力変動を抑え、測定精度
を向上させた表面電位センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の表面電位センサの電気回路図、第２図は
固定電極及び音叉の具体的な配置構造を示す部分断面図
、第３図は従来の音叉駆動回路図、第４図は本発明に係
る表面電位センサの音叉駆動回路図、第５図は従来の表
面電位センサの温度をパラメータとした相対湿度−出力
電圧特性図、第６図は本発明に係る表面電位センサの温
度をパラメータとした相対湿度−出力電圧特性図である
。１．２・拳・電極　３・拳・音叉７．８拳−・圧電振動子　９・・拳増幅器１０・・−負
特性サーミスタ第１図第２図第３”　ｔＶｂ第４図ｖｂ第５図朋灯還戻（％）　２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　固定電極と、表面に貼着した圧電振動子によっ
て励振され前記固定電極から生じる電束をチョッピング
する振動片と、この振動片によってチョッピングされた
電束を受波する別の固定電極と、前記振動片の前記圧電
振動子を駆動する駆動回路とを有する表面電位センサに
おいて、前記駆動回路の出力を負特性サーミスタを介し
て前記圧電振動子に与えることを特徴とする表面電位セ
ンサ。
（２）　前記振動片は音叉で成ることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の表面電位センサ。
（３）　前記音叉は表面に貼着された圧電振動子を含む
自助発振回路によって励振されることを特徴とする特許
請求の範囲第２項に記載の表面電位センサ。