JPH03216563A - 電位測定方法と電位センサ - Google Patents
電位測定方法と電位センサInfo
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- JPH03216563A JPH03216563A JP1305990A JP1305990A JPH03216563A JP H03216563 A JPH03216563 A JP H03216563A JP 1305990 A JP1305990 A JP 1305990A JP 1305990 A JP1305990 A JP 1305990A JP H03216563 A JPH03216563 A JP H03216563A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
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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。
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〕
本発明は電位センサに関し、特に物体表面の帯電量，帯
電電位を測定する電位測定方法と電位センサに関する． 〔従来の技術〕 従来、この種の電位測定方法および電位センサは、第２
図（ａ），（ｂ）に示すように、被測定物から放射され
る電気力線１０を導入するための検出孔１５を有するケ
ース１６の中に、駆動用圧電セラミック３により駆動さ
れる機械振動子１と検出電極部１１が実装された基板が
収容されている．第３図に示すように振動子駆動部４に
より機械振動子１が固有周波数によって振動し、検出孔
１５から導入された電気力線１０の遮断・非遮断を繰返
す．非遮断電気力線は検出電極部１１にて検出され、検
出電極部１１に発生した電圧信号はブリアンプ部１２で
増幅・インピーダンス変換された後整流回路１３により
整流され、更に平滑回路１４によって積分され直流電圧
の出力信号を得ていた． 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の電位測定方法と電位センサは、被測定物
の帯電位を測定する場合にセンサの構造上、測定距離に
よって分数関数的に変化するため、同一の表面電位を測
定する際に測定距離が長くなり出力信号が小さくなりが
ちであった．この距離依存性を克服し正確な表面電位を
求めるためには、測定距離を正確に固定し、既知電位に
よる校正が必要であった． 更に、電子複写方式の複写機あるいはレーザービームプ
リンタ等のドラム電位を検出する場合、電位センサは校
正時の測定距離に正確に合せる必要があるため取り付け
精度が要求され他、ドラムに偏心があるとドラムの回転
によってドラム表面と電位センサの距離が変化し、出力
が変動してしまい正確な電位測定ができないという欠点
があった． 本発明の目的は、外部から高圧直流電源を供給し、被測
定物と電位センサ間の電位差を増幅，積分して、出力ト
ランジスタのエミッタ電位を制御し、非測定物の表面電
位と同電位にして出力することにより、被測定物からの
距離に依存しない電位測定方法と電位センサを提供する
ことにある。
電電位を測定する電位測定方法と電位センサに関する． 〔従来の技術〕 従来、この種の電位測定方法および電位センサは、第２
図（ａ），（ｂ）に示すように、被測定物から放射され
る電気力線１０を導入するための検出孔１５を有するケ
ース１６の中に、駆動用圧電セラミック３により駆動さ
れる機械振動子１と検出電極部１１が実装された基板が
収容されている．第３図に示すように振動子駆動部４に
より機械振動子１が固有周波数によって振動し、検出孔
１５から導入された電気力線１０の遮断・非遮断を繰返
す．非遮断電気力線は検出電極部１１にて検出され、検
出電極部１１に発生した電圧信号はブリアンプ部１２で
増幅・インピーダンス変換された後整流回路１３により
整流され、更に平滑回路１４によって積分され直流電圧
の出力信号を得ていた． 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の電位測定方法と電位センサは、被測定物
の帯電位を測定する場合にセンサの構造上、測定距離に
よって分数関数的に変化するため、同一の表面電位を測
定する際に測定距離が長くなり出力信号が小さくなりが
ちであった．この距離依存性を克服し正確な表面電位を
求めるためには、測定距離を正確に固定し、既知電位に
よる校正が必要であった． 更に、電子複写方式の複写機あるいはレーザービームプ
リンタ等のドラム電位を検出する場合、電位センサは校
正時の測定距離に正確に合せる必要があるため取り付け
精度が要求され他、ドラムに偏心があるとドラムの回転
によってドラム表面と電位センサの距離が変化し、出力
が変動してしまい正確な電位測定ができないという欠点
があった． 本発明の目的は、外部から高圧直流電源を供給し、被測
定物と電位センサ間の電位差を増幅，積分して、出力ト
ランジスタのエミッタ電位を制御し、非測定物の表面電
位と同電位にして出力することにより、被測定物からの
距離に依存しない電位測定方法と電位センサを提供する
ことにある。
本発明の電位測定方法と電位センサは、１．非測定物電
位設定電源により電位が設定された被測定物が放射する
電気力線を周期的に遮断し非遮断電気力線を抽出し、該
非遮断電気カ線を前記電気力線遮断周期と同周期で検波
・積分した該検波直流出力を増幅する出力増幅器とによ
る電位測定装置における電位測定方法において、前記電
位測定装置が前記被測定物電位設定電源と異るフローテ
ィング電源で作動し、該電位測定装置の出力電位が前記
被測定物電位設定電源と同電位になるよう作動する機能
を有する。
位設定電源により電位が設定された被測定物が放射する
電気力線を周期的に遮断し非遮断電気力線を抽出し、該
非遮断電気カ線を前記電気力線遮断周期と同周期で検波
・積分した該検波直流出力を増幅する出力増幅器とによ
る電位測定装置における電位測定方法において、前記電
位測定装置が前記被測定物電位設定電源と異るフローテ
ィング電源で作動し、該電位測定装置の出力電位が前記
被測定物電位設定電源と同電位になるよう作動する機能
を有する。
２．非測定物電位設定電源により電位が設定された被測
定物から放射される電気カ線を周期的に遮断する電気力
線遮断部と、該電気力線遮断部の非遮断電気力線を受け
る検出電極部と、訊検出電極部に発生した交流電圧信号
をインビーダス変換するブリアンプ部と、前記電気力線
遮断部，検出電極部およびプリアンプ部を実装する基板
と、該基板を収容するケースと、前記電気力線遮断部を
励振させる駆動部とを有する電位センサにおいて、前記
プリアンプ部の出力を増幅する交流増幅部と、該交流増
幅部の出力を前記電気力線遮断部を励振する周期と同周
期で位相検波・整流する同期検波部と、該同期検波部の
出力を積分する積分部と、該積分部の出力で制御される
直流増幅部と、前記各部を動作させるフローティング電
源とを有し、前記検出電極部に発生する交流電圧信号が
零になるように作動するよう構成されている。
定物から放射される電気カ線を周期的に遮断する電気力
線遮断部と、該電気力線遮断部の非遮断電気力線を受け
る検出電極部と、訊検出電極部に発生した交流電圧信号
をインビーダス変換するブリアンプ部と、前記電気力線
遮断部，検出電極部およびプリアンプ部を実装する基板
と、該基板を収容するケースと、前記電気力線遮断部を
励振させる駆動部とを有する電位センサにおいて、前記
プリアンプ部の出力を増幅する交流増幅部と、該交流増
幅部の出力を前記電気力線遮断部を励振する周期と同周
期で位相検波・整流する同期検波部と、該同期検波部の
出力を積分する積分部と、該積分部の出力で制御される
直流増幅部と、前記各部を動作させるフローティング電
源とを有し、前記検出電極部に発生する交流電圧信号が
零になるように作動するよう構成されている。
次に本発明について図面を参照して説明する．第１図は
本発明の一実施例を示すブロック図である。
本発明の一実施例を示すブロック図である。
第１図は、非測定物電位設定電源９を有する被測定物８
が放射する電気力線１０と、振動子駆動回路４が生成す
る周期的信号を受け固有振動周波数で振動する検出用圧
電セラミック２と駆動用圧電セラミック３を備え、電気
力線１０を遮断・非遮断制御する機械振動子１と、非遮
断電気力線を受ける検出電極部１１と、検出電極部１１
が受けた非遮断電気力線を所定のレベルに増幅する増幅
回路ｌ２，５と、増幅回路５の出力信号をａ！械振動子
の駆動信号のタイミングでスイッチングして整流する同
期検波回路６と、整流された同期検波回路出力を積分し
出力トランジスタ１８を制御する積分回路７と、負荷抵
抗１９と、出力分圧抵抗２０と、１次側と２次側が高耐
圧を有するＤＣ／ＤＣコンバータ２１から構成される。
が放射する電気力線１０と、振動子駆動回路４が生成す
る周期的信号を受け固有振動周波数で振動する検出用圧
電セラミック２と駆動用圧電セラミック３を備え、電気
力線１０を遮断・非遮断制御する機械振動子１と、非遮
断電気力線を受ける検出電極部１１と、検出電極部１１
が受けた非遮断電気力線を所定のレベルに増幅する増幅
回路ｌ２，５と、増幅回路５の出力信号をａ！械振動子
の駆動信号のタイミングでスイッチングして整流する同
期検波回路６と、整流された同期検波回路出力を積分し
出力トランジスタ１８を制御する積分回路７と、負荷抵
抗１９と、出力分圧抵抗２０と、１次側と２次側が高耐
圧を有するＤＣ／ＤＣコンバータ２１から構成される。
被測定物８は非測定物電位設定電源９の電位Ｅ，で電気
力線１０を放射する．機械振動子１は検出用圧電セラミ
ック２と駆動用圧電セラミック３および振動子駆動回路
４により同有周波数で振動し、機械振動子１によって電
気力線１０が周期的に遮断される。非遮断電気力線は検
出電極部１１に到達し微小な交流電圧信号となりブリア
ンプ１２でインピーダンス変換され、更に交流増幅回路
５により所定のレベルに増幅される。同期検波回路６で
は、交流増幅回路５の出力を振動子の駆動信号のタイミ
ングでスイッチングしてＶ流する．整流された直流出力
は積分回路７で積分され、出力トランジスタ１８のベー
ス電位を制御する．出力トランジスタ１８のコレクタは
、電位センサの出力端子になっており、外部から高圧直
流電源が供給される。特に複写機やレーザービームプリ
ンタに使用する場合は、装置内部のコロナ放電用高圧電
源が接続される．出力トランジスタ１８のエミッタは、
電位センサのゲース１６．機械振動子１，振動子駆動回
路４，交流増服回路５，同期検波回路６，積分回路７の
すべてがフローティングされた基準電位Ｅ２に保持され
る．ここで電位センサの電位Ｅ２と被測定物８の電位Ｅ
１の間に例えばＥ２ ＜Ｅ．の電位差が生じると、非測
定物８と検出電極部１１との間の電界を機械振動子１に
よってピッチングするため、検出電極１１には電圧信号
が発生する。そのため積分回路７の出力電位が上昇し、
出力トランジスタ１８のベース電圧を上げる．従って出
力トランジスタ１８に流れる電流が増加し、エミッタ電
位Ｅ２が上昇しＥｌ＝Ｅ２となる点でバランスする。つ
まり電位センサの電位Ｅ２は、常に被測定物の電位Ｅ！
と同電位になるように作動し、測定距離に依存しない出
力が得られる。出力トランジスタ１８は、高耐圧品を使
用し出力は必要に応じて分圧抵抗２０により所望する電
位に分圧し出力する。
力線１０を放射する．機械振動子１は検出用圧電セラミ
ック２と駆動用圧電セラミック３および振動子駆動回路
４により同有周波数で振動し、機械振動子１によって電
気力線１０が周期的に遮断される。非遮断電気力線は検
出電極部１１に到達し微小な交流電圧信号となりブリア
ンプ１２でインピーダンス変換され、更に交流増幅回路
５により所定のレベルに増幅される。同期検波回路６で
は、交流増幅回路５の出力を振動子の駆動信号のタイミ
ングでスイッチングしてＶ流する．整流された直流出力
は積分回路７で積分され、出力トランジスタ１８のベー
ス電位を制御する．出力トランジスタ１８のコレクタは
、電位センサの出力端子になっており、外部から高圧直
流電源が供給される。特に複写機やレーザービームプリ
ンタに使用する場合は、装置内部のコロナ放電用高圧電
源が接続される．出力トランジスタ１８のエミッタは、
電位センサのゲース１６．機械振動子１，振動子駆動回
路４，交流増服回路５，同期検波回路６，積分回路７の
すべてがフローティングされた基準電位Ｅ２に保持され
る．ここで電位センサの電位Ｅ２と被測定物８の電位Ｅ
１の間に例えばＥ２ ＜Ｅ．の電位差が生じると、非測
定物８と検出電極部１１との間の電界を機械振動子１に
よってピッチングするため、検出電極１１には電圧信号
が発生する。そのため積分回路７の出力電位が上昇し、
出力トランジスタ１８のベース電圧を上げる．従って出
力トランジスタ１８に流れる電流が増加し、エミッタ電
位Ｅ２が上昇しＥｌ＝Ｅ２となる点でバランスする。つ
まり電位センサの電位Ｅ２は、常に被測定物の電位Ｅ！
と同電位になるように作動し、測定距離に依存しない出
力が得られる。出力トランジスタ１８は、高耐圧品を使
用し出力は必要に応じて分圧抵抗２０により所望する電
位に分圧し出力する。
なお本実施例では電位センサ電源に一次．二次が絶縁さ
れたＤＣ／ＤＣコンバータを使用したが、電池等を用い
ても可能であることはいうまでもない。
れたＤＣ／ＤＣコンバータを使用したが、電池等を用い
ても可能であることはいうまでもない。
以上説明したように本発明は、電位センサ内の高耐圧出
力トランジスタのコレクタに外部から高圧直流電源を供
給する回路構成とし、被測定物と電位センサ間の電位差
を増幅，積分して出力トランジスタのエミッタ電位を制
御することで、被測定物からの距離に依存しない出力が
得られる他、高圧発生部が不要であるため、高性能であ
りながら部品点数か少なく小型化が可能になるという効
果を有する。
力トランジスタのコレクタに外部から高圧直流電源を供
給する回路構成とし、被測定物と電位センサ間の電位差
を増幅，積分して出力トランジスタのエミッタ電位を制
御することで、被測定物からの距離に依存しない出力が
得られる他、高圧発生部が不要であるため、高性能であ
りながら部品点数か少なく小型化が可能になるという効
果を有する。
第１図は本発明の一実施例のブロック図，第２図（ａ＞
は従来の電気力線検出部平面の断面図．第２図（ｂ）は
従来の電気力線検出部側面の断面図，第３図は従来の電
位センサの一例を示すブロック図である． １・・・機械振動子、２・・・検出用圧電セラミック、
３・・・駆動用圧電セラミック、４・・・振動子駆動回
路、５・・・交流増幅回路、６・・・同期検波回路、７
・・・積分回路、８・・・被測定物、９・・・被測定物
電位制定用電源、１０・・・電気力線、１１・・・検出
電極部、１２・・・プリアンプ部、１３・・・整流回路
、１４・・・平滑回路、１５・・・検出孔、１６・・・
電気力線検出部ケース、１７・・・基板、１８・・・出
力トランジスタ、１９・・・負荷抵抗、２０・・・分圧
抵抗、２１・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ．
は従来の電気力線検出部平面の断面図．第２図（ｂ）は
従来の電気力線検出部側面の断面図，第３図は従来の電
位センサの一例を示すブロック図である． １・・・機械振動子、２・・・検出用圧電セラミック、
３・・・駆動用圧電セラミック、４・・・振動子駆動回
路、５・・・交流増幅回路、６・・・同期検波回路、７
・・・積分回路、８・・・被測定物、９・・・被測定物
電位制定用電源、１０・・・電気力線、１１・・・検出
電極部、１２・・・プリアンプ部、１３・・・整流回路
、１４・・・平滑回路、１５・・・検出孔、１６・・・
電気力線検出部ケース、１７・・・基板、１８・・・出
力トランジスタ、１９・・・負荷抵抗、２０・・・分圧
抵抗、２１・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ．
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非測定物電位設定電源により電位が設定された被測
定物が放射する電気力線を周期的に遮断し非遮断電気力
線を抽出し、該非遮断電気力線を前記電気力線遮断周期
と同周期で検波・積分した該検波直流出力を増幅する出
力増幅器とによる電位測定装置における電位測定方法に
おいて、前記電位測定装置が前記被測定物電位設定電源
と異るフローティング電源で作動し、該電位測定装置の
出力電位が前記被測定物電位設定電源と同電位になるよ
う作動することを特徴とする電位測定方法。 ２、非測定物電位設定電源により電位が設定された被測
定物から放射される電気力線を周期的に遮断する電気力
線遮断部と、該電気力線遮断部の非遮断電気力線を受け
る検出電極部と、該検出電極部に発生した交流電圧信号
をインピーダス変換するプリアンプ部と、前記電気力線
遮断部、検出電極部およびプリアンプ部を実装する基板
と、該基板を収容するケースと、前記電気力線遮断部を
励振させる駆動部とを有する電位センサにおいて、前記
プリアンプ部の出力を増幅する交流増幅部と、該交流増
幅部の出力を前記電気力線遮断部を励振する周期と同周
期で位相検波・整流する同期検波部と、該同期検波部の
出力を積分する積分部と、該積分部の出力で制御される
直流増幅部と、前記各部を動作させるフローティング電
源とを有し、前記検出電極部に発生する交流電圧信号が
零になるように作動することを特徴とする電位センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305990A JPH03216563A (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 電位測定方法と電位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305990A JPH03216563A (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 電位測定方法と電位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03216563A true JPH03216563A (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=11822561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1305990A Pending JPH03216563A (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 電位測定方法と電位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03216563A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57147068A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-10 | Canon Inc | Surface potential sensor |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP1305990A patent/JPH03216563A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57147068A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-10 | Canon Inc | Surface potential sensor |
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