JPS6262295B2 - - 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に及び除電器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、あらかじめ設定し
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３９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、以上のような現像液などを用いる雰
囲気で使用される表面電位計においてはその液体
による湿度の影響が重要な問題となる。すなわ
ち、第７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図と同一部分又は相
当する部分には同一符号が付されている。図にお
いて符号５１で示すものは検出抵抗、５２はイン
ピーダンス交換用のFET、５３，５４は抵抗、
５５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FET５２によつ
てインピーダンス変換して出力端子５５に取出し
ている。

このような回路構成がプリント基板４７上に形
成されているわけであるが、測定電極４８から
FET５２に至るプリント基板上のパターンとア
ースパターン間が高い湿度の影響で、インピーダ
ンスを持つようになると信号が出力端子５５で減
衰してしまう。すなわち、チヨツパ電極４６の開
閉によつて測定電極４８に誘起される電流は極め
て微少なため、抵抗５１は高抵抗にならざるを得
ない。実際の例では抵抗５１は100MΩが選ばれ
るが、測定電極４８とシールド電極間の電気抵抗
はこれに対して十分大きいことが望まれる。常温
常湿では測定電極及びシールド電極間の電気抵抗
は1000MΩ以上であることが満足されるが、湿度
の増加と共に急激に抵抗が低下し、温度35℃、湿
度95％では10MΩ以下となり、電位信号は1/10以
下に減衰してしまう。

このような欠点を除去するものとして電極部分
やハンダ付部分を除いてプリント基板４７上に形
成された電極パターンをマスキングし、必要部分
以外に防湿用樹脂を塗付したのち、マスキングを
はがす等の方法が採用されているが、このような
方法を採用すると作業が煩雑となり、確実な防
水・防湿処理を行なうことができないという欠点
があつた。

本発明の目的は極めて簡単な構造により確実な
防水及び防湿効果を得ることができるように構成
したプリント基板を備えた表面電位計を提供する
にある。

本発明においては上記の目的を達成するために
プリント基板を構成するハード基板上にフレキシ
ブルな基板を接着する構成を採用した。

以下図面に示す実施例と共に本発明の詳細を説
明する。

第８図以下は本発明の一実施例を説明するもの
で、第８図及び第９図はプリント基板４７を構成
するハード基板５６を説明するもので、このハー
ド基板５６はエポキシ樹脂等のガラス繊維を積層
して形成されており、その両側面には部品取付
用、アース用、その他の導電パターン５７が銅箔
等によつて形成されている。このハード基板５６
の部品取付側となる側面には第１０図に示すよう
なフレキシブルプリント基板５８が接着される。
このフレキシブルプリント基板５８はポリイミド
樹脂等から形成されており、その表面には所定の
パターンを有する銅箔からなる導電パターン５９
が形成されている。このフレキシブルプリント基
板５８の上面には第１１図に示すようなカバーレ
イ６０が貼着される。このカバーレイ６０もポリ
イミド樹脂等の絶縁性樹脂からフレキシブルなシ
ート状に形成されており、ハンダ付けを必要とす
る部分あるいはスルーホール等を形成する必要が
ある部分にはそれぞれの形状に応じた開口部６１
が所定個数形成されている。従つて、フレキシブ
ルプリント基板５８の導電パターン５９はポリイ
ミド樹脂等からなるフレキシブルな基板とカバー
レイとの間でサンドイツチされたことになり必要
部分以外は完全にカバーされ絶縁されている。

第１２図は測定電極４８が形成された側のハー
ド基板の一部を説明するもので、この測定電極４
８はハード基板５７上に貼着されたボリイミド樹
脂からなるベース６２上に銅箔等により所定のパ
ターンとして形成されており、このベース６２上
には第１３図に示すようなカバーレイ６３が貼着
される。このカバーレイ６３もポリイミド樹脂な
どから成形されており、測定電極４８が露出する
部分には開口部６３ａが形成され、スルーホール
が形成される部分に対応して透孔６３ｂが形成さ
れている。従つてこのようにして形成されたプリ
ント基板４７は第１４図に一部を拡大して示すよ
うに電極部分及びハンダ付部分以外の導電パター
ンはポリイミド樹脂からなるベースと同材質から
なるカバーレイによる完全に密封されたサンドイ
ツチ構造となつており、完全な防水、防湿構造を
実現することができる。

本実施例は以上のような構造を有するため防
水、防湿という初期の目的が達成されるほか、ハ
ード基板にフレキシブルプリント基板を接着剤等
により貼着するだけであるため、従来のように所
要部分をマスキングしたのち防湿用樹脂を塗付
し、しかる後マスキングをはがす等の煩雑な作業
は全く必要でなくなる。またハード基板はフレキ
シブルプリント基板の支持板の役割と、シールド
電極の役割を果すが、測定電極４８が形成された
フレキシブル基板であるベース６２の接着される
部分においてはハード基板上に銅箔が形成されて
おらずフレキシブル基板の分布用量に基く電位信
号の減衰を防いでいる。

以上の説明から明らかなように本発明によれば
プリント基板のベースとなるハード基板の側面に
測定電極あるいはハンダ付を必要とする部分以外
の導電パターンをカバーレイを貼着することによ
り完全に被覆したフレキシブルプリント基板を貼
着した構造を採用しているため、完全な防水、防
湿構造を実現でき電極パターン間でのリークを防
止し、出力信号の減衰を防ぐことができる表面電
位計を得ることができる。

【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図は表面電位計の信号取出し部
分を説明する回路図、第８図及び第９図はハード
基板の平面図及び縦断側面図、第１０図以下は本
発明の一実施例の要部を説明するもので、第１０
図はフレキシブルプリント基板の平面図、第１１
図はカバーレイの平面図、第１２図は測定電極が
形成されたベースの平面図、第１３図は測定電極
用のカバーレイの平面図、第１４図はフレキシブ
ルプリント基板の一部拡大縦断側面図である。 ７……ドラム、３０……表面電位計、４０ａ，
４０ｂ……振動片、４６……チヨツパ電極、４７
……プリント基板、４８……測定電極、５６……
ハード基板、５８……フレキシブルプリント基
板、５９……導電パターン、６０，６３……カバ
ーレイ、６１，６３ａ……開口部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定物と測定電極との間を断続的に遮蔽
   し、表面電位信号を取り出すようにした表面電位
   計において、測定電極が形成されたプリント基板
   に所定の導電パターンを有するフレキシブルプリ
   ント基板を貼着し、さらに測定電極およびハンダ
   付け部分以外の導電パターンを所定の開口部を有
   し絶縁性でかつフレキシブルなシート状のカバー
   レイを貼着することにより被覆したことを特徴と
   する表面電位計。