JPS6365906B2 - - Google Patents
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- JPS6365906B2 JPS6365906B2 JP9684782A JP9684782A JPS6365906B2 JP S6365906 B2 JPS6365906 B2 JP S6365906B2 JP 9684782 A JP9684782 A JP 9684782A JP 9684782 A JP9684782 A JP 9684782A JP S6365906 B2 JPS6365906 B2 JP S6365906B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/24—Arrangements for measuring quantities of charge
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子写真複写装置における感光体な
どの表面電位を非接触で測定するための表面電位
検出装置に関する。
どの表面電位を非接触で測定するための表面電位
検出装置に関する。
従来、表面電位を非接触で測定するには、被検
出表面からの電気力線をチヨツピングし、このチ
ヨツピングされた電気力線から出力を取り出す方
法がよく用いられている。具体的には、例えば特
開昭55−144556号に示されているように、ケース
に被検出表面からの電気力線が通る窓を設けると
ともに窓と対向して電気力線を受ける検出電極を
設け、この窓と検出電極との間にチヨツパ電極を
設け、このチヨツパ電極を圧電音叉にて振動させ
ることにより、検出電極へ向かう電気力線を断続
的にしや断し、検出電極から交流信号として出力
を取り出すようにしたものである。
出表面からの電気力線をチヨツピングし、このチ
ヨツピングされた電気力線から出力を取り出す方
法がよく用いられている。具体的には、例えば特
開昭55−144556号に示されているように、ケース
に被検出表面からの電気力線が通る窓を設けると
ともに窓と対向して電気力線を受ける検出電極を
設け、この窓と検出電極との間にチヨツパ電極を
設け、このチヨツパ電極を圧電音叉にて振動させ
ることにより、検出電極へ向かう電気力線を断続
的にしや断し、検出電極から交流信号として出力
を取り出すようにしたものである。
しかし、上述した従来の表面電位検出装置は、
電気力線をチヨツピングするようにしているの
で、電気力線の通る窓が必要となつて、密閉構造
にできないという欠点があり、電子写真複写装置
に用いる場合、トナーなどがケース内に入りやす
く、検出電極や圧電音叉に悪影響を及ぼすという
問題が生ずる。したがつて、複写装置に取り付け
る際、細心の注意が必要になる。
電気力線をチヨツピングするようにしているの
で、電気力線の通る窓が必要となつて、密閉構造
にできないという欠点があり、電子写真複写装置
に用いる場合、トナーなどがケース内に入りやす
く、検出電極や圧電音叉に悪影響を及ぼすという
問題が生ずる。したがつて、複写装置に取り付け
る際、細心の注意が必要になる。
また、電気力線の通る窓に対し検出電極やチヨ
ツパ電極の取付け位置がずれると出力レベルが所
定値より変化し、正確な表面電位の測定ができな
くなるので、検出電極、チヨツパ電極、圧電音叉
の位置決めに慎重さを要し、作業能率が悪くなる
という欠点もあつた。
ツパ電極の取付け位置がずれると出力レベルが所
定値より変化し、正確な表面電位の測定ができな
くなるので、検出電極、チヨツパ電極、圧電音叉
の位置決めに慎重さを要し、作業能率が悪くなる
という欠点もあつた。
さらに、検出電極で受ける電気力線の量で直接
検出電圧を得ているので、検出電極へリークが発
生するとそのまま後段の回路に影響を与えるとい
う問題もある。
検出電圧を得ているので、検出電極へリークが発
生するとそのまま後段の回路に影響を与えるとい
う問題もある。
上述したいずれの欠点も電気力線をチヨツピン
グし、そのチヨツピングされた電気力線により直
接検出電圧を得ようとしているために起こつてい
る。したがつて、本発明は、電気力線をチヨツピ
ングして表面電位を検出するのではなく、被検出
表面と集電極との間に形成されるコンデンサC1
と直列に、圧電装置の振動で容量を可変できる可
変コンデンサC2を設け、これらのコンデンサC1，
C2の直列容量による電圧分割型とし、圧電装置
の振動によつて可変コンデンサC2の電極に誘起
される電荷の変化分を取り出して検出電圧とした
ものである。
グし、そのチヨツピングされた電気力線により直
接検出電圧を得ようとしているために起こつてい
る。したがつて、本発明は、電気力線をチヨツピ
ングして表面電位を検出するのではなく、被検出
表面と集電極との間に形成されるコンデンサC1
と直列に、圧電装置の振動で容量を可変できる可
変コンデンサC2を設け、これらのコンデンサC1，
C2の直列容量による電圧分割型とし、圧電装置
の振動によつて可変コンデンサC2の電極に誘起
される電荷の変化分を取り出して検出電圧とした
ものである。
具体的には、被検出表面に対向して集電極を設
け、この集電極と被検出表面との間に形成される
コンデンサと電気的に直列になるように可変コン
デンサを設け、この可変コンデンサの電極間に設
けられた可動片を圧電装置で振動させて電極間の
誘電率を変化させ、この誘電率変化による容量変
化に基づく電気信号によつて、被検出表面の電位
を検出するようにしたものである。
け、この集電極と被検出表面との間に形成される
コンデンサと電気的に直列になるように可変コン
デンサを設け、この可変コンデンサの電極間に設
けられた可動片を圧電装置で振動させて電極間の
誘電率を変化させ、この誘電率変化による容量変
化に基づく電気信号によつて、被検出表面の電位
を検出するようにしたものである。
以下、本発明の実施例を図面とともに詳述す
る。第１図ａは本発明の原理を説明するための図
で、１は電子写真複写装置の感光体などの被検出
表面であり、、この被検出表面１と対向して集電
極２が取り付けられている。３，４はコンデンサ
電極で、それぞれ絶縁板５，６に設けられ、その
絶縁板５，６が電極３，４を対向させかつ電極
３，４間距離を一定に保つてスペーサ７に取り付
けられている。８，９は誘電体からなる可動片
で、圧電音叉１０の脚先端に取り付けられ、かつ
電極３，４間に配置されている。電極３，４と、
電極３，４間に配置される可動片８，９とで可変
コンデンサC2が構成される。一方のコンデンサ
電極３が集電極２に接続され、他方のコンデンサ
電極が接地された抵抗Ｒとともに電界効果トラン
ジスタFETのゲートに接続されている。
る。第１図ａは本発明の原理を説明するための図
で、１は電子写真複写装置の感光体などの被検出
表面であり、、この被検出表面１と対向して集電
極２が取り付けられている。３，４はコンデンサ
電極で、それぞれ絶縁板５，６に設けられ、その
絶縁板５，６が電極３，４を対向させかつ電極
３，４間距離を一定に保つてスペーサ７に取り付
けられている。８，９は誘電体からなる可動片
で、圧電音叉１０の脚先端に取り付けられ、かつ
電極３，４間に配置されている。電極３，４と、
電極３，４間に配置される可動片８，９とで可変
コンデンサC2が構成される。一方のコンデンサ
電極３が集電極２に接続され、他方のコンデンサ
電極が接地された抵抗Ｒとともに電界効果トラン
ジスタFETのゲートに接続されている。
次に動作原理について説明する。
被検出表面１に高電圧が印加されると、その高
電位の表面１からの電気力線が集電極２に発生す
ると等しい電荷がコンデンサ電極３，４間に蓄積
される。そして、圧電音叉１０を駆動して電極
３，４間の可動片８，９を振動させ、電極３，４
間に入り込む可動片８，９の面積を変えて電極
３，４間の誘電率すなわち容量を変化させると、
その容量変化により電荷が充放電され、それに基
づく電気信号が電界効果トランジスタFETに加
わり、この電界効果トランジスタFETから検出
電圧が取り出されるものである。同図ｃが等価回
路図となる。
電位の表面１からの電気力線が集電極２に発生す
ると等しい電荷がコンデンサ電極３，４間に蓄積
される。そして、圧電音叉１０を駆動して電極
３，４間の可動片８，９を振動させ、電極３，４
間に入り込む可動片８，９の面積を変えて電極
３，４間の誘電率すなわち容量を変化させると、
その容量変化により電荷が充放電され、それに基
づく電気信号が電界効果トランジスタFETに加
わり、この電界効果トランジスタFETから検出
電圧が取り出されるものである。同図ｃが等価回
路図となる。
次に具体的実施例を説明する。第２図におい
て、筒状金属ケース１１の一方の開口部に、集電
極１２を形成した絶縁板（例えばアルミナ磁器
板）１３が集電極１２を外側にして取り付けられ
ている。圧電音叉１４と回路部材１５とは基板１
６に固定され、この基板１６がケース１１の他方
の開口部に取り付けられている。コンデンサ電極
１７，１８を形成した絶縁板１９，２０は電極１
７，１８を対向させかつ一定距離を保つてスペー
サ２１に取り付けられ、これらが基板１６上に支
柱２２を介して固定されている。圧電音叉１４の
２つの脚先端は一部が直角に折り曲げられ、この
折曲げ部に誘電体からなる可動片２３，２４が互
いに一定間隔をあけて取り付けられている。これ
らの可動片２３，２４はコンデンサ電極１７，１
８間に配置され、圧電音叉１４の振動で電極１
７，１８間に入り込んだ面積が周期的に変化させ
られ、電極１７，１８間の誘電率すなわち容量が
周期的に変えられる。これらの電極１７，１８と
可動片２３，２４とで可変コンデンサC2が構成
されることになる。回路部材１５には、同図ｄの
信号処理回路と同図ｅの圧電音叉１４用発振回路
とが内蔵されている。一方のコンデンサ電極１７
は、絶縁板１３に設けられ、かつ集電極１２に導
通されているスルーホール電極１２ａにリード線
で接続されている。他方のコンデンサ電極１８
は、回路部材１５の所定の端子すなわち信号処理
回路の入力端子２５に接続されている。圧電音叉
１４の圧電膜と音叉本体は回路部材１５の所定の
端子すなわち発振回路の端子２６，２７，２８に
接続されている。
て、筒状金属ケース１１の一方の開口部に、集電
極１２を形成した絶縁板（例えばアルミナ磁器
板）１３が集電極１２を外側にして取り付けられ
ている。圧電音叉１４と回路部材１５とは基板１
６に固定され、この基板１６がケース１１の他方
の開口部に取り付けられている。コンデンサ電極
１７，１８を形成した絶縁板１９，２０は電極１
７，１８を対向させかつ一定距離を保つてスペー
サ２１に取り付けられ、これらが基板１６上に支
柱２２を介して固定されている。圧電音叉１４の
２つの脚先端は一部が直角に折り曲げられ、この
折曲げ部に誘電体からなる可動片２３，２４が互
いに一定間隔をあけて取り付けられている。これ
らの可動片２３，２４はコンデンサ電極１７，１
８間に配置され、圧電音叉１４の振動で電極１
７，１８間に入り込んだ面積が周期的に変化させ
られ、電極１７，１８間の誘電率すなわち容量が
周期的に変えられる。これらの電極１７，１８と
可動片２３，２４とで可変コンデンサC2が構成
されることになる。回路部材１５には、同図ｄの
信号処理回路と同図ｅの圧電音叉１４用発振回路
とが内蔵されている。一方のコンデンサ電極１７
は、絶縁板１３に設けられ、かつ集電極１２に導
通されているスルーホール電極１２ａにリード線
で接続されている。他方のコンデンサ電極１８
は、回路部材１５の所定の端子すなわち信号処理
回路の入力端子２５に接続されている。圧電音叉
１４の圧電膜と音叉本体は回路部材１５の所定の
端子すなわち発振回路の端子２６，２７，２８に
接続されている。
本実施例において、集電極１２の面積を４cm2、
被検出表面との間隔を２cm、コンデンサ電極１
７，１８の面積を0.2cm2、電極１７，１８間距離
を２mm、可動片２３，２４の比誘電率を2000、可
動片２３，２４が非振動状態で電極間に入り込む
面積を0.02cm2、VCC＝15Vとしたとき、被検出表
面の電位に対する検出電圧（同図ｄ）の出力端子
２４の電圧）は第６図のようになつた。同図から
明らかなように、被検出電位に対する検出電圧が
直線的に変化するので、得られた検出電圧から被
検出電圧を直読することができる。
被検出表面との間隔を２cm、コンデンサ電極１
７，１８の面積を0.2cm2、電極１７，１８間距離
を２mm、可動片２３，２４の比誘電率を2000、可
動片２３，２４が非振動状態で電極間に入り込む
面積を0.02cm2、VCC＝15Vとしたとき、被検出表
面の電位に対する検出電圧（同図ｄ）の出力端子
２４の電圧）は第６図のようになつた。同図から
明らかなように、被検出電位に対する検出電圧が
直線的に変化するので、得られた検出電圧から被
検出電圧を直読することができる。
上記実施例によれば、密閉構造に構成できるの
で、トナーなどがケース内に侵入することがな
く、複写装置に組込んだ際特別な配慮が不要とな
る。また集電極１２、コンデンサ電極１７，１８
の位置関係が特に問題にならないので、検出装置
の組立が非常に楽になる。さらに、リード線を振
動部材に接続する必要がないので、信頼性が向上
する。しかも、集電極１２へリークが発生しても
可変コンデンサC2が緩衝材として機能し、後段
回路への影響を小さくできる。
で、トナーなどがケース内に侵入することがな
く、複写装置に組込んだ際特別な配慮が不要とな
る。また集電極１２、コンデンサ電極１７，１８
の位置関係が特に問題にならないので、検出装置
の組立が非常に楽になる。さらに、リード線を振
動部材に接続する必要がないので、信頼性が向上
する。しかも、集電極１２へリークが発生しても
可変コンデンサC2が緩衝材として機能し、後段
回路への影響を小さくできる。
第３図は他の実施例で、第２図ｂと同じ状態を
示しており、上記実施例との相違点は、音叉脚先
端に取り付けられかつ電極間に配置される可動片
２９，３０として三角形状の誘電体板を用い、各
三角形の頂点を対向させて配置したことにあり、
容量の変化量が大きくなり、より大きな検出電圧
が得られる。
示しており、上記実施例との相違点は、音叉脚先
端に取り付けられかつ電極間に配置される可動片
２９，３０として三角形状の誘電体板を用い、各
三角形の頂点を対向させて配置したことにあり、
容量の変化量が大きくなり、より大きな検出電圧
が得られる。
第４図も第３図と同様他の実施例で、一方の音
叉脚のみに三角形状の可動片３１を取り付けたも
のであり、容量の化位量が大きくなり、より大き
な検出電圧が得られる。
叉脚のみに三角形状の可動片３１を取り付けたも
のであり、容量の化位量が大きくなり、より大き
な検出電圧が得られる。
第５図さらに他の実施例で、第２図ｃと同じ状
態を示しており、第３図実施例との相違点は、一
方のコンデンサ電極を省き、集電極１２′をケー
ス内側に設け、この集電極１２′と他方のコンデ
ンサ電極１８との間で可変コンデンサC2を形成
したことにある。この実施例によれば、集電極と
一方のコンデンサ電極とを兼用させているので、
部品点数が少なくなり、リード線接続個所が減つ
て組立が簡単になるとともに、小形化が可能にな
る。しかも、集電極１２′がケース１１内に配置
されるので、電極の露出に基づく種々の問題が一
切なくなる。
態を示しており、第３図実施例との相違点は、一
方のコンデンサ電極を省き、集電極１２′をケー
ス内側に設け、この集電極１２′と他方のコンデ
ンサ電極１８との間で可変コンデンサC2を形成
したことにある。この実施例によれば、集電極と
一方のコンデンサ電極とを兼用させているので、
部品点数が少なくなり、リード線接続個所が減つ
て組立が簡単になるとともに、小形化が可能にな
る。しかも、集電極１２′がケース１１内に配置
されるので、電極の露出に基づく種々の問題が一
切なくなる。
上記各実施例では可動片２３，２４，２９，３
０，３１として誘電体板を用いているが、本発明
によれば誘電体以外の適当な材質のものを適宜選
ぶことができる。特に、高誘電率物質を用いれ
ば、可変コンデンサC2の変位量を大きくでき、
検知電圧も大きくできるので、有利である。ま
た、本発明によれば、圧電装置として圧電音片を
用い、可動片を振動させるようにしてもよい。
０，３１として誘電体板を用いているが、本発明
によれば誘電体以外の適当な材質のものを適宜選
ぶことができる。特に、高誘電率物質を用いれ
ば、可変コンデンサC2の変位量を大きくでき、
検知電圧も大きくできるので、有利である。ま
た、本発明によれば、圧電装置として圧電音片を
用い、可動片を振動させるようにしてもよい。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、
密閉構造に構成することが可能となり、複写装置
などへの組込みが自由に行えるとともに、大きな
検出電圧が得られ、また組立が簡単になり、さら
にリーク発生にも強い構造にすることができる。
密閉構造に構成することが可能となり、複写装置
などへの組込みが自由に行えるとともに、大きな
検出電圧が得られ、また組立が簡単になり、さら
にリーク発生にも強い構造にすることができる。
第１図ａ，ｂおよびｃはそれぞれ本発明による
検出装置の原理を説明するための図、第２図は具
体例を示し、同図ａは正面図、同図ｂはＢ−Ｂ断
面図、同図ｃはＣ−Ｃ断面図、同図ｄは信号処理
回路図、同図ｅは発振回路図、第３図、第４図お
よび第５図はそれぞれ他の実施例を示す断面図、
第６図は第２図実施例による検出電圧特性図であ
る。
検出装置の原理を説明するための図、第２図は具
体例を示し、同図ａは正面図、同図ｂはＢ−Ｂ断
面図、同図ｃはＣ−Ｃ断面図、同図ｄは信号処理
回路図、同図ｅは発振回路図、第３図、第４図お
よび第５図はそれぞれ他の実施例を示す断面図、
第６図は第２図実施例による検出電圧特性図であ
る。
Claims (1)
- １ 被検出表面に対向して集電極を設け、この集
電極と被検出表面との間に形成されるコンデンサ
と電気的に直列になるように可変コンデンサを設
け、この可変コンデンサの電極間に設けられた可
動片を圧電装置で振動させて電極間の誘電率を変
化させ、この誘電率変化による容量変化に基づく
電気信号によつて、被検出表面の電位を検出する
ようにしたことを特徴とする表面電位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9684782A JPS58213259A (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 表面電位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9684782A JPS58213259A (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 表面電位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58213259A JPS58213259A (ja) | 1983-12-12 |
| JPS6365906B2 true JPS6365906B2 (ja) | 1988-12-19 |
Family
ID=14175890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9684782A Granted JPS58213259A (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 表面電位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58213259A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02136910U (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-15 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104964922B (zh) * | 2015-06-10 | 2017-12-08 | 南京航空航天大学 | 接触‑摩擦力与接触电荷同步测量装置及方法 |
-
1982
- 1982-06-04 JP JP9684782A patent/JPS58213259A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02136910U (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58213259A (ja) | 1983-12-12 |
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