JPS6056265A - 表面電位計 - 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】 技術分野 本発明は表面電位計に係り、さらに詳しくは複写機の感
光ドラムなどの被測定体の表面電位を測定する表面電位
計に関するものである。

従来技術 従来より複写機の感光ドラム等の被測定体と測定電極と
の間にチョッパを配置し、このチョッパを振動させるこ
とにより電界を遮断し、被測定体の表面電位を交流信号
として検出する表面電位計が知られている。

従来のとの種の表面電位計においては前述したチョッパ
の駆動回路から得られる交流信号を検出し、表示素子を
用いて表示することにより駆動回路の動作状態を表示し
ている。

ところが、上述した従来の表面電位計にあってはチョッ
パの他のモードでの発振、即ちスプリアス ｐ発振を見分けることができないため、異常状態を正常
な状態と見なしてしまう可能性がある。

目　的 本発明は以」二のように従来の欠点を除去するために成
され／ζもので、表面電位計の異常状態を特別な測定器
を用いず確実に検出することができるように構成した表
面電位計を提供することを目的としている。

実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図以下は本発明の一実施例を説明するもので、図に
おいて符号８１で水子ものは表面電位計の全体を覆い、
外部電界の影響を除くための金属性の筐体で、この筐体
８１は同じく金属製の基台９５に固定されている。

筺体８１の一部には測定窓となる開口部８８が形成され
ており、この開口部８８はトラム４７の被測定部に対向
きせて配置されている。

基台９５上には音叉形の振動子８２が電気的に導通され
た状態で取付けられている。

この音叉形の振動子８２の二つの腕にはそれぞれ駆動用
の圧電素子８４が設けられている。

これら圧電素子８４に後述する駆動回路から直流電圧を
厚み方向に印加すると、振動子８２が面方向に振動され
る。

一方、振動子８２の一方の腕の先端には腕と直交した状
態でチョッパ電極８３が設けられており、振動子８２が
振動すると測定用の開口部８８を一定周期で開閉する。

う チョッパ電極８３の後李側には基台９５に固定されたプ
リント基板８６が固定されており、このプリント基板８
６には開口部８８と対向する位置に開口部と同形状の測
定電極８５が形成されている。

このような構造のもとに感光ドラム４７の表面電荷に基
づく電気力線は開口部８８を通って」１ｊ定電極８５に
達するが、チョッパ電極８３が振動されるとこの電気力
線を断続的に切ることになり、測定電極８５に感光ドラ
ム４７」二の表面電位とチョッパ電極の差電圧に比例し
た振幅を持つ交流電圧が誘起される４、 この交流電圧信号はプリント基板８６に組込まれたソー
スフォロアで構成されるプリアンプ回路（第５図に符号
１０１で示す）で低インピーダンス信号に変換された後
、電位側の出力として外部に取出される。

尚、第４図（１３）に符号８９で示すものは圧電素子８
４の駆動信号が測定電極８５へ誘導されるのを防止する
だめの内部のシールド部材である。

ところで、圧電素子８４は第４図（Ｃ１に示すよう士 にその両側を電極９９によって挾１れ、リン覇銅のよう
な弾性金属から成る振動子８２に導電性の接着剤９８に
より固定され振動子と一体でユニモルフ振動子を構成す
る。

前記基台９５はプリント基板９７に固定され、このプリ
ント基板９７の一端はコネクタ９４及び基板ガイド８７
により本体側に支持される。

このような構造を有する表面電位計は振動子を駆動させ
るモータなどを必要とせずに駆動でき、低コストで小型
化が実現でさ、しか返圧電素子の共振周波数は一定であ
るため、高精度の検出及び装置制御が可能となる。

次に、前述した表面電位計に適用される制御回路を第５
図と共に説明する。

感光ドラム４７と測定電極８５との間の電界をチョッパ
電極８３で断続的に遮断すると、測定電極８５に高イン
ピーダンスの交流信号が誘起され、これがプリアンプ１
０１により低インピーダンスの信号Ｓ１に変換されてバ
ンドパスフィルタ１０２に入力される。

尚、第５図においては表面電位計全体は符号６７で示さ
れている。

信号Ｓ１はバンドパスフィルタ１０２によりノイズを除
去され、アンプ１０３、フォトカプラ１０４を介してク
ランプ回路１１３に入力される。

このクランプ回路１１３への入力信号Ｓ２は前記信号Ｓ
１に比較し多少位相が変化している。

一方、第５図において符号１２０で示す端子に振動子８
２の駆動信号が入力されると、フォートカブラ１０７、
振動子駆動スイッチ１０６を介して振動子駆動回路１０
５が動作し振動子８２を振動させる。

振動子からの帰還信号Ｓ３は移相回路１０８ａ、コンパ
レータ１０８ｂで構成される同期回路１０８に入力され
る。

符号Ｓ４は移相回路１０８ａからの出力信号である。

帰還信号Ｓ、は信号Ｓ、と位相は相違するが、同期して
いるため、移相回路１０８ａにより位相を進め、コンパ
レータ１０８ａによりコンパレートすることにより、フ
第１・カブラ１１０を介して信号Ｓ、を得、さらに微分
回路１１１により微分することにより同期信号Ｓ６を得
る。

この同期信号Ｓ６は表示回路１１２を介して前記クラン
プ回路１１３に入力される。

クランプ回路１１３は感光トラム４７の表面電位の正負
を判別するだめに同明信号Ｓ６により信号Ｓ２をクラン
プし出力信号Ｓ７を得る。

信号Ｓ７は積分回路１１４により積分され直流信号に変
換され、インバータ駆動回路１１５を経てＤＣ−ＤＣイ
ンバータ１１６で高電圧に変換される。

１）Ｃ−ＤＣインバータ１１６の出力電圧は振動子８２
Ｎ 及び電位形の筐体８１に７一ルド電位として帰還される
。

尚、プリアンプ１０１からＤＣ−ＤＣインバータ１１６
までの回路を一つのアンプとして考えると、これは反転
増幅器として働く。

即ち、この反転増幅器はドラムの表面電位が前記シール
ド電位より小さい場合シールド電位を上げ、シールド電
位より大きい場合シールド電位を下けるように働き、最
終的には電位剤の７一ルド電位と、ドラムの表面電位が
同じになるように動ｆ乍する。

従ッて、このシールド電位を分圧回路１１７て分圧して
得られる端子１１８における電位は感光トラム４７の表
面電位となる。

壕だ、第５図において破線ＴＯＯによって囲１れた回路
は全てインバータ１１６の端子１１９における出力電圧
を基準電圧とする回路で、外部回路とは全てフォトカプ
ラにより絶縁されており、ノイズの発生を防止している
。

即ち、表面電位計の′電位を分圧回路１１７て分圧して
得られる出力はドラムの表面電位を測定することになる
。

また、分圧回路１１７の出力電圧はＡ／））交換器１２
１でデジタル値に変換されＭＰＵ１２２により測定電位
が読取られる。

以　下　余　白 寸だ前記微分回路１１１の出力はレベル変換乙１２３に
よりＴＴＬレベルに変換しＭＰＵＩ２２により微分回路
１１１の出力パルスの周波数とが測定される。

この周波数はチョッパ電極８３の振動周波数と同一で、
正常な発振の場合３００１１ｚである。この周波数を検
査することにより表面電位計の正常動作を観察すること
ができ、またパルス幅を検査することにより微分回路１
１１を含めて正常であるか否かが検査できる。

尚、第６図（３）〜（Ｇ）に第５図に示した信号８１〜
Ｓ７の信号波形を示す。

ところで、第５図に示した回路をマイクロコンピュータ
を用いて制御されるが、その制御によりチョッパ電極８
３及び微分回路１１１の周波数を測定する方法を第７図
のフローチャー１・図と共に説明する。

即ち周波数チェックのザブルーチンがスターｌ・すると
ステップ８２１においてアキ−ムレ−７（Ａｃｃ）に測
定周波数に応じだカウント値Ｃ０ＵＮＴ、がセットされ
る。このカウント値Ｃ０ＵＮＴ、により時間を規定する
。

まだステソゲＳ２１においてメモリＭ、の内容を０と にする。このメモリＭ、は周波数□□□判定するだめの
メモリである。

続いてステソゲ８２２に進みメモＩＪ　Ｍ、の内容をま
たけ増加させる。そしてステップｓ２３に進みアキュム
レータ（Ａ、ｃｃ）の内容が０か否かが判定され０なら
ば後述するステップＳ３ｏへ進み０でない場合にはステ
ップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４　てはアキュムレータの内容をまたけ減
らす。

続いてステソゲＳ２５へ進み前ポした信号が入力する入
力ボートの値が１であるかＯであるかが判定される。

そして、１の場合にはステップ８２３へ戻りＯの場合に
はステップ８２６へ進む。

ステップＳ２６においてはメモリの内容を１増加させる
。このためには時間ｔ２を要する。

そして、ステップＳ２□では１２時間後に入カポ−１−
の値が１か０かが判定され、１ならばステソゲＳ２２へ
戻り０ならばステップ８２ｇへ進む。

ステップ８２８ではアキュムレータの内容を１減らす。

そしてステップ８２Ｑへ進みアキュムレータの内容がＯ
であるか否かが判定され、Ｏでない場合にはステップＳ
２．へ戻り、０の場合にｔよステップＳ３０へ進む。

このようにしてステップＳ２２からＳ２Ｏまでのステッ
プにおいて入力ボートの信号が反転するととにメモリＭ
、とＭの内容が１つずつ増加する。

白 またステップＳ２３　Ｔ　８２４１　Ｓ２５を経論する
時間を由 １１　としステップ８２７〜８２０を経論する時間もｔ
ｌとしステップＳ２□及Ｓ２６に要する時間を１２とす
るとアキュムレータの内容が０になる時間′１゛は約Ｃ
０ＵＮＴ、　ｘ　Ｌ、　十Ｍ、　ｘ　ｉ２となる。

即ち時間Ｔの間にアキュムレータの内容はＯとなりステ
ップＳ′２３　またはＳ２９からステソゲ３３０へ進み
、ここにおいて周波数は約ＭＩ／２Ｔで表わされる。即
ちＭ、によって周波数の判定することができる。

尚、Ｍｌを２Ｔで除するのは信号の変化時点でＭｌを計
数しているからである。

ステップＳ、。においてはＭ、の値がＩｌｌを中心とし
て微小量の誤差内であればステップｓ３□に進み正常発
振フラグをセットする。

また、ステソゲｓ３０においてＭｌの値が誤差の範囲を
こえていれはステップＳ３＋へ進む。

前述したように発振停止の時入カボートが１であるよう
に設定しておくと、ステソゲ３２１〜Ｓ２５へと進みス
テップｓ２５において入力ポートが常に１であるためス
テソゲＳ２３へ戻りアキュムレータがＯになるまでステ
ップ８２３〜Ｓ２５を繰返しステップ８３０へ進む。

この時メモＩＪ　Ｍ、はステップｓ２２で】回たけＪ増
加しているためＭ１＝１である。

その他の時にはステップｓ２６を通過するためＭｌ（４
２以上になる。即ち発振停止している場合ばＭ。

＝１である。

そこで、ステップ８３１でＭｌが１の場合にはステップ
Ｓ３３へ進み発振停止フラグをセフ１゛する０寸た、ン
、テップ８３１でＭ、が１以外の場合にはステップＳ、
へ進み異常発振フラグをセットする。

これらのフラグをセットすることにより異常状態を音声
または表示器により外部に表示する。

寸だ、第７図に示したザブルーチンにメインプログラム
を所望の個所から入れるようにすれば表面電位計の診断
を容易に行々うことができる。

次に、第８図に従って発振周期、パルス幅を検査する手
法を説明する。

１ず、ステップＳ４ｏにおいてＭＰＵ１２２のレジスタ
ＯＵＴ　＋、ＯＵＴ　２を０にする。そしてステップＳ
４１においてアキュムレータＡ、ｃｃを０にしステップ
Ｓ、２へ進む。

ステップ８４２では、入力ポートが１であるか否かが判
定され、１の場合にはステップＳ４３に進み、アキュム
レータに＋１を行ないステップＳ４２に戻る。

叩ち入力ボートが１からＯに変化した時ステップ８４２
は「ＮＯｊを判別しステップ８４４へ進み、７４７１２
幅（ハイレベルの時間）の計数値をＭＰＵ１２２のレジ
スタＯＵＴ　＋に出力する。

続いて、ステップ８４５に進みノ（ルスのローレベルの
時間を計数するためにＡＣＣをＯにしステップ８４６に
進む。

ステップＳ４６では入力ポートが０か否かが判定され０
の場合にはステップＳ４□へ進みＡＣＣに」−１を行な
いステップＳ４６に戻る。

即チ、パルスがローンベルの量制御はステップＳ、６．
Ｓ、７ヲ回す、パルスがローレベルカラ７・イレベルに
変化した場合ステップ８４８へ進み、ＭＰＵ１２２のレ
ジスタＯＵＴ　２にＡｃｃの内容を出力しステップＳ４
＋へ戻る。

以上のような処理手順を採用することによりパルスのハ
イレベル及びローレベルの時間長全測定てき、さらにこ
れをもとに周期を算出できる。

本実施例は以］二のように構成されているため、表面電
位言」の作動状態を自動的に判定し、チョッパの他のモ
ートでの発振異常をも検出できる。

そして、作動状態の検査信号はチョッパの駆動信号から
得られるだめ、特別な測定器を用いずに表面電位計の異
常を検出でき保守点検を容易に行なうことができる。

効　果 以上の説明から明らかなように本発明によればチョッパ
の駆動回路とチョッパの駆動状態を検出する検出手段と
、この検出手段を備え、この検出手段からの出力信号に
より表面電位泪の動作状態を判定する構造を採用してい
るため表面電位計の異常状態を特別な測定器を用いるこ
となく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するもので第１図は表面電
位計の正面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線断面図、第３
図１ＦｑＹ線断面図、第４図ＣＡ）Ｕ、表面電位計の斜
視図、第４図（Ｂ）は筐体の斜視図、第４図（Ｃ）は振
動子の一部拡大断面図、第５図は制御回路のブロック図
、第６図（Ａｌ−（Ｇ）は制御回路の各部における信号
波形を示す線図、第７図は表面電位酬の状態を周波数か
ら検出するだめの制御方法を示すフローチャート図、第
８図はパルス幅及び周期を測定するだめの制御方法を説
明するフローチャート図である。 ４７　感光ドラム　６７・表面電位計 ８１　筐体　８２・・・振動子 ８３　チョッパ電極　８４　圧電素子 ８５・測定電極　８６．９７　プリント基板１０１　・
プリアンプ　１０４，１０７・フォトカブラ１０８　移
相回路　１１１・微分回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　購測定体と測定電極との間の電界をチョッパに
   より断続的に遮断する表面電位泪において、前記チョッ
   パの駆動回路と、チョノノくの駆動状態を検出する検出
   手段とを備え、前記検出手段からの信号により表面電位
   計の動作状態を検出するように構成したことを特徴とす
   る表面電位計。
2. （２）更に、前記検出手段の出力信号をテイジクル信号
   に変換する手段を有し、表面電位計の動作状態は前記デ
   ジタル信号の周波数を測定し、前記する特許請求の範囲
   第１項記載の表面電位計。
3. （３）表面電位計の動作状態は前記デジタル信号の周期
   を測定し、前記チョノノく、チョッパ駆動回路及び検出
   回路の動作状態を検出することにより判定することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の表面電位計１、
4. （４）表面電位計の動作状態は前記デジタル信号のパル
   ス幅を測定し、前記チョッパとチョッパ駆動回路及び検
   出回路の動作状態を検出することにより判定することを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の表面電位計。
5. （５）表面電位計の動作異常状態は表示手段により表示
   するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項〜第４項のいずれか１項に記載の表面電位言」。