JPS6262296B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被測定体の表面電位を測定する表面電
位計に係り、さらに詳しくは複写機等のドラム表
面の電位を測定し、交流信号として取出す表面電
位計に関するものである。

被測定体の表面電位を交流信号として取出すた
めに測定電極と被測定面との間の電界を断続的に
遮蔽する遮蔽手段を有する表面電位計が知られて
いる。

このような表面電位計には、すでに特開昭54―
67475号公報で開示されているように、上記遮蔽
手段の１つとして円筒部に小孔を有する円筒形チ
ヨツパを小型の直流モータの出力軸に固定して回
転させるタイプのものがある。この円筒形チヨツ
パを用いる表面電位計では、対向した位置に配置
された被測定部の被測定面と測定電極との間を前
記円筒形チヨツパの小孔を断続的に遮蔽すること
により、電極上に被測定面と電極の差電圧に比例
した振幅を持つ交流電圧を誘起させている。

ところがこのような従来の表面電位計は、安定
した高周波の交流信号を得るために高精度のモー
タを必要とし、コスト高の一因となつていた。ま
た、従来の表面電位計はモータの印加電圧が変動
すると、モータ回転数が変動し、出力される交流
信号の周波数が変動してしまうため、電源電圧の
変動に対して、モータ印加電圧の変動が少なくて
すむような特別な工夫が必要であつた。さらにモ
ータを使用しているため電位計の大きさがモータ
によつて制限されてしまい電位計の小型化に対し
て難点があつた。

そこで、本出願人は先にモータを用いることな
く極めて小型で簡単な構造の表面電位計を明らか
にした。

次に、本出願人が先に明らかにした表面電位計
とこれを適用した複写機とについて説明する。

第１図は本発明による表面電位計が適用される
複写機の断面図である。図に従つて、複写プロセ
スの概要を述べると、まず、原稿は、原稿載置面
を構成する固定原稿台１上に置かれる。この原稿
は照明ランプ２によつて照明され、このランプ２
と一体的に移動する第１ミラー３、この第１ミラ
ー３の1/2の速度で同一方向に移動する第２ミラ
ー４とによつて光学的に走査され、そして固定の
インミラーレンズ５、固定ミラー６とによつてそ
の像は図中時計方向に回転するドラム７上に結像
される。ドラム７の表面は電気的に接地された導
電層、光導電層、表面絶縁層を層合してなる電子
写真感光面となつており、この面への潜像形成方
法は周知の方法が採用できる。例えば、前帯電器
８と前露光ランプ９とによつてドラム７の表面の
残留電荷は一様に消去され、次いで一次帯電器１
０によつて均一に帯電され、次いでドラムが回転
して結像部に至ると原稿像が露光されると同時に
除電器１１によつて除電され、次いで全面露光ラ
ンプ１２によつて全面露光され、ドラム７の表面
には静電潜像が形成される。次いで、液体現像剤
を用いる現像装置１３内に設けられた現像ローラ
１４によりドラム表面の静電潜像は可視像化され
る。

ドラム上の潜像は通常、現像剤中に含まれるト
ナーによつて可視像化されるが、このトナーのド
ラム表面への吸着力を増すために現像直後に弱い
コロナ放電を与えてドラム表面を帯電させるポス
ト帯電器１５が設けてある。給紙カセツト１６又
は１７内の複写紙は給紙ローラ１８によつて繰り
出され、複写紙先端がドラム７上の可視像の先端
と一致するようにレジスタローラ１９でタイミン
グをとつてドラム７側に送給される。ドラム７上
のトナー像は転写帯電器２０によつて複写紙上に
転写される。転写された複写紙は分離ローラ２１
によりドラム７から引離され、搬送ローラ２２に
より搬送され、熱板２３と押えローラ２４，２５
との間に導かれ、加熱定着され、排出ローラ２６
によつてトレー２７に排出される。

一方、ドラム７の表面はドラム表面に圧接さ
れ、ドラムと反対方向に回転されるクリーニング
ローラ２８によつてあらかじめクリーニングさ
れ、次いでクリーニングブレード２９によつて完
全にクリーニングされ、再度次のサイクルが可能
となる。

ところで、第１図に示したような複写機におい
て、経時変化等による感光体の感度シフトに対し
ては表面電位制御手段を付加して感光体の表面電
位を常時一定の範囲内に設定することが望まし
い。このために、第１図の例においては感光体の
表面電位測定手段として全面露光ランプ１２と現
像装置１３との間に表面電位計３０が取付けられ
ている。表面電位制御手段及び装置としてはすで
に本出願人が特願昭53―103038号で詳細に開示し
たものが使用できるのでここでは簡単に説明する
にとどめる。

この制御方式は表面電位計３０によりドラム７
の表面電位をドラムの前回転時に測定し、それを
フイードバツクし、補正することによつて原稿像
が露光されるときのドラムの表面電位を一定の範
囲内におさめる方式である。なお、ここでドラム
の前回転とは所望の原稿から所望枚数の複写を行
なうにあたり、まず原稿を走査し、その像を感光
体に投影露光する前にドラムを所定回数回転させ
ることであり、この前回転が終了して原稿が所定
回数を走査され、かつ、その像が感光体に露光さ
れて所望枚数の複写物が得られる。

第２図においてドラム７の前回転時に一次帯電
器１０及び除電器１１にそれぞれ基準電流を流し
てドラム表面の明部電位及び暗部電位を交互に表
面電位計３０によつて測定する。明部電位測定時
にはブランク露光ランプ３１を点灯し、暗部電位
測定時には消している。表面電位計３０で検出し
た明部電位及び暗部電位の信号は増幅回路３２で
増幅され、演算増幅回路３３に入力される。

演算増幅回路３３ではあらかじめ設定された目
標電位定数３４と前記電位計３０で検出した信号
とを比較し、その差を検出し、あらかめ設定して
おいた補正式に従つて算出した補正電流を基準電
流にプラスして、このプラスされた電流が一次高
圧電源３５及び除電器電源３６を介してそれぞれ
一次帯電器１０及び除電器１１に印加される。

こうして基準電流に補正電流をプラスしたもの
の内暗部電位に相当するものが一次帯電器に、明
部電位に相当するものが除電器に印加される。基
準電流に補正電流をプラスしたものが次回制御
時、すなわち次回のドラム前回転時の基準電流と
なる。上述した制御を前記のドラムの前回転中に
繰り返したのち、最終的にはドラム７の表面電位
は所定の範囲内に入るようになる。この状態にな
つたのち原稿の走査が行なわれ、原稿像の感光体
への投影が開始される。

このようにして感光体の感度シフトが生じても
同一原稿に対して潜像の明部電位は明部電位で、
また暗部電位は暗部電位でそれぞれ所定の規格範
囲に入り、常に良好な複写像が得られる。

一方、表面電位計３０は第３図〜第６図に示す
ような構造を有する。すなわち、表面電位計３０
はその全体を外部電界の影響を除くために金属の
基台３７と金属のシールド部材３８とでおおわれ
ている。シールド部材３８にはドラム７の被測定
部に対して対向した位置に電位測定用の測定窓３
９が形成されており、この測定窓３９を通して感
光体の電位が測定される。

また、基台３７には音叉４０が金属のスペーサ
４１の上に取付けられている。音叉４０は当板４
２をその上部におかれて、第４図に示すように２
本のねじ４３で固定されている。当板４２もま
た、後述するチヨツパ電極に浮遊電界の影響を与
えないように金属で構成されている。音叉４０は
例えば燐青銅板等の金属のばね材料で形成されて
おり、従つて当板４２及び音叉４０は金属のスペ
ーサ４１を介して基台３７と導通状態となつてい
る。

音叉４０は第３図からも明らかなように２つの
振動片４０ａ，４０ｂからなつており、それぞれ
の振動片の支点側に第３図に示すように圧電素子
４４ａ，４４ｂがそれぞれの振動片の長手方向の
相対する位置に導電性の接着剤で接着されてい
る。

圧電素子４４ａ，４４ｂは厚み方向に電圧を印
加するとその面方向の歪を発生する圧電素子で、
第６図に示すように音叉の振動片４０ａ，４０ｂ
に導電性の接着剤４５によつて固定され、振動片
と一体にユニモルフ振動子を構成し、圧電素子の
形状が振動片の長手方向に沿つて細長い形成にな
つているため、圧電素子の歪によつて振動片の長
手方向に歪を生じさせ、振動片４０ａ，４０ｂは
第４図に示す矢印Ｂ方向の振動を発生する。

音叉４０の一方の振動片４０ｂの先端は遮蔽手
段としてのチヨツパ電極４６を構成している。こ
のチヨツパ電極４６の外側には前記シールド部材
３８の測定窓３８がチヨツパ電極４６に対向する
位置に配置され、チヨツパ電極４６の内側にはプ
リント基板４７上に測定電極４８がチヨツパ電極
４６に対向する位置に配置されている。プリント
基板４７は基台３７の折曲部３７ａの内側面に密
着するように２個のねじ４９で確実に固定されて
おり、前記電極４８はチヨツパ電極４６に対向す
る位置のチヨツパ電極側に設けられている。ま
た、前記シールド部材３８は基台３７の２ケ所の
折曲部３７ａ及び３７ｂに２本のねじ５０によつ
て固定されている。折曲部３７ａ，３７ｂは全く
同一面となるように折り曲げられており、シール
ド部材３８は基台３７の折り曲げ外面に接触する
ようねじ５０によつて基台３７に固定されてい
る。

すなわち、シールド部材３８の止め孔はシール
ド部材３８の幅方向に伸びる長溝となつており、
前述したようにシールド部材３８の曲げ内側面と
基台３７の曲げ外側面とを密着させることができ
る。従つて、シールド部材３８もまた音叉４０と
同様基台３７と導通状態になる。

上述したように本実施例の表面電位計は感光体
の被測定部に対向した測定窓３９を有するシール
ド部材と測定電極４８を有するプリント基板４７
とは電位計の基台３７を構成する板状部材の両面
にそれぞれ固定され、さらにこの基台３７の板厚
の中央部にチヨツパ電極４６が設けられている。
すなわち、シールド部材と測定電極を有する部材
を板状部材の両面にそれぞれ取付けることにより
極めて小型で、かつ、簡単な構成の表面電位計を
得ることができる。

ところで測定される電界の強さは、被測定体と
測定電極との間の距離の２乗の反比例する。従つ
て被測定体と測定電極とはできるだけ近づけた方
が正確さが増す。

前述の如き構造の表面電位計では、感光体と測
定電極の間にシールド部材３８が存在する。従つ
て距離の影響をなくすためには、測定電極をシー
ルド部材３８にできるだけ近づけて配置しなけれ
ばならない。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、プリ
ント基板の異る面に測定電極と増幅回路を配置す
るようにして、上述の如き距離の影響を低減し、
正確な電位測定を可能にしたものである。

以下図面に示す実施例とともに本発明の詳細を
説明する。

第７図以下は本発明の一実施例を説明するもの
で、第７図はプリント基板４７の電極側パターン
を説明するもので、図において符号５１で示すも
のはアースパターンで電極側パターンの大部分を
占めている。そして、この電極側パターンの一部
にはアースパターン５１からは離れた状態で測定
電極パターン５２が形成されている。

一方、第８図は第７図に示す電極側とは反対側
においてプリント基板側に形成される部品搭載側
の電極パターンを示している。

第９図は表面電位計の回路図を説明するもの
で、図において第１図〜第６図と同一部分または
相当する部分には同一符号が付されている。図に
おいて５３は検出抵抗、５４はインピーダンス変
換用のFET、５５，５６は抵抗、５７は出力端
子で、チヨツパ電極４６が測定対象物であるドラ
ム７と測定電極４８との間の電界を断続的に遮蔽
することにより測定電極４８に対してチヨツパ電
極４６の振動数に一致した交流信号を誘起させ、
この交流信号をFET５４によつてインピーダン
ス変換して出力端子５７に取出している。

本実施例は以上のように構成されているため、
測定電極がプリント基板と一体であり、プリント
基板に形成されたプリアンプ回路入力への接続が
プリント基板のスルーホール、導電パターンを介
して行なわれるため、配線作業等の必要が全くな
い。従つて表面電位計の構造が極めて簡単とな
り、さらにプリント基板の表裏に形成されるアー
スパターン５１をシールド電極として利用できる
ため、測定電極のごく近傍まで簡単にシールドす
ることが可能となる。従つてチヨツパ電極の振動
による駆動信号の電位信号への重量分を少なくす
ることができる。

以上の様に本発明によれば、プリント基板の異
る面に測定電極と増幅回路を配置することができ
るので、測定電極をシールド部材に近接して設け
ることが可能になり、被測定体との距離の影響を
低減し、正確な電位測定を行なうことが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる表面電位計が適用される
複写機の縦断側面図、第２図はドラム表面の電位
制御を説明するブロツク図、第３図及び第４図は
従来の表面電位計の平面図及び正面図、第５図は
第３図のＡ―Ａ線断面図、第６図は振動片の一部
拡大断面図、第７図及び第８図は本発明の一実施
例を説明するプリント基板の表裏の導電パターン
の平面図、第９図は表面電位計の信号取出し部分
を説明する回路図である。 １…原稿台、７…ドラム、３０…表面電位計、
３７…基台、３８…シールド部材、３９…測定
窓、４０…音叉、４０ａ，４０ｂ…振動片、４４
ａ，４４ｂ…圧電素子、４６…チヨツパ電極、４
７…プリント基板、４８…測定電極、５１…アー
スパターン、５２…測定電極パターン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定電極、 前記測定電極と被測定体との間の電界を断続的
   に遮蔽する遮蔽手段、 前記測定電極に誘起された交流信号を低インピ
   ーダンス信号に変換する増幅回路、 前記増幅回路の配線パターンを一方の面に形成
   し、他方の面に前記測定電極のパターンを形成し
   たプリント基板、 外部電界の影響を除くために前記測定電極およ
   び増幅回路が設けられたプリント基板および前記
   遮蔽手段を覆うシールド部材を設けたことを特徴
   とする表面電位計。