JPH0560060B2

JPH0560060B2 -

Info

Publication number: JPH0560060B2
Application number: JP8572475A
Authority: JP
Inventors: Suneringu Kurisutofuaa; Jon Danieru Josefu; Edowaado Banton Maachin
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1984-04-13
Filing date: 1985-04-05
Publication date: 1993-09-01
Also published as: JPS60231175A; US4835461A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は面上の電荷を検知するための小形偏向
器（マイクロデフレクタ）応用プローブに係り、
特に、かかるプローブを具備する改良された静電
電圧計に関する。

従来の技術面上の電荷、例えばゼログラフイ装置の光導電
面上の電荷を測定するために静電電圧計が用いら
れている。即ち、ゼログラフイ装置の作動条件、
及び装置構成部材の調節、修理または変換の必要
性を決定するために、ゼログラフイ修理中に一つ
または複数の場所において光導電面上の電荷を測
定することが望ましい場合が屡々ある。事実、若
干のゼログラフイ装置においては、静電電圧計が
装置に組み込まれて一体的部品となつており、該
装置は帰還ループを用い、上記静電電圧計によつ
て検知された電荷状態に従つて一つまたは複数の
装置処理構成部材を自動的にリセツトすることを
可能ならしめている。

静電型の電圧計においては、電荷の測定を要す
る面との機械的接触のないことが望ましい。上述
したゼログラフイ装置のような用途においては、
このことは、比較的傷つき易い光導電面の損傷ま
たは掻き傷を防止するうえにおいて重要なことで
ある。電荷を測定されるべき面に対向してこれか
ら間隔をおき、該面とは接触していない静電電圧
計は、電荷測定中の上記面で形成される容量関係
に基づいて働く。この面自体が、事実上、コンデ
ンサの一方の極板を形成し、プローブの感知電極
が第２の極板を形成する。プローブ電極上に蓄積
した電荷を、検知された電荷を表わす信号に翻訳
するために、回路が設けられる。

発明の目的本発明の目的は、面上の電荷を測定するため
の、小形偏向器すなわちマイクロデフレクタ形プ
ローブ具備の改良された静電電圧計を提供するこ
とにある。

発明の構成本発明に係る面上の電荷を測定するための静電
電圧計は、(a)小形の偏向式感知装置を有するプロ
ーブを含み、該感知装置は、基体と、基体上
に設けられた可撓フインガで、該フインガの一部
が、基体上に間隔をおいて配置されて電圧の印加
により基体に近づいたり離れたりするように偏向
できる可撓フインガと、フインガ上にあつてフ
インガが偏向するとフインガと共に前記基体に近
づいたり離れたりするように移動する感知電極
で、上記面上の電荷を表わす電荷が感知電極に生
じてフインガが基体に近づいたり離れたりする偏
向運動をするように、上記面に対して容量を与え
る関係で間隔をおいて対向する端面を有する感知
電極とを具備し、(b)更に、上記フインガの偏向
を、上記面上の電荷を表わす信号に変換する偏向
変換手段を含むことを特徴としている。

また、本発明によれば、上記の静電電圧計であ
つて、前記プローブが、フインガ上に別々の従動
及び感知電極を具備しており、基体と両電極が協
同して基体と各電極との間に個々に容量関係を形
成し、従動電極は上記面に対して容量関係になる
と該面上の電圧を表わす電荷が従動電極上に生じ
てフインガを偏向させ、このフインガの偏向は基
体と感知電極との間の容量関係を変化させ、偏向
変換手段が、基体と感知電極との間の容量の変化
を面上の電圧を表わす信号に変換することを特徴
とする静電電圧計が提供される。

以下、本発明をその実施例について図面を参照
して詳細に説明する。

実施例第１図に、本発明にかかる小形偏向器すなわち
マイクロデフレクタ１２を具備する静電電圧計
（ESV）１０を示す。当業者が知つているよう
に、ESVは一般に、ゼログラフイ式の複写機
（図面せず）の光導電面３５上の電荷の値を感知
するために用いられる。かかる複写機において
は、光導電面３５を、コロトロンのような適当な
帯電手段によつて所定の値に一様に帯電させ、そ
の後、複写中の原画に対して露光する。上記光導
電面上に形成された静電潜像を、その後、現像
し、そしてこの現像した画像をコピーシートへ転
写して定着する。上記光導電面３５をクリーニン
グし、そして再び帯電させて上記の過程を繰返
す。

複写機においては、ゼログラフイ処理中の或る
時点で光導電面３５上の電荷を測定することが望
ましいかまたは必要となる場合が屡々あり、この
測定のために、ESVのプローブを光導電面３５
に対する所定の作動関係の場所に置く。ESVに
よつて測定された電荷は、使用者または操作員の
目に見えるように計器または目盛尺上に指示され
るか、または、複写機制御器に直接入力され、一
つまたは複数のゼログラフイ処理用構成部材、例
えば帯電コロトロンのような部材の作動レベルを
設定または調節する際に上記制御器によつて使用
される。

本明細書においては本発明を複写機に用いた場
合について説明するが、本発明はこれに限定され
るものではなく、表面上の電荷を測定すべきあら
ゆる場合に用いることができる。

ESV１０のプローブ１２は、堅い基体（また
はチツプ）１６内の凹所１５に対向して片持ばり
式に配置された可撓フインガ１４の形式の小形偏
向器すなわちマイクロデフレクタを用いている。
好ましくは、基体１６はシリコンで形成され、可
撓フインガ１４は二酸化シリコンを具備する。電
極２０が、フインガ１４に対向する基体１６の面
１９上に設けられており、該電極２０は、例え
ば、基体１６の面１９を硼素でドーピングするこ
とによつて形成される。或いはまた、電極２０を
省き、基体１６の導電率のみに依存するようにし
てもよい。基体１６（または、電極を用いる場合
には電極２０）は線路１７によつて適当な基準電
圧源（V_REF）は接続される。後で解るように、基
体１６は、それのみで、または電極２０と組み合
わさつて、以後、基準電極２１と呼ぶ電極を形成
する。

小形偏向器となるフインガ１４は、シリコンチ
ツプの片面を酸素と反応させて所望の深さの二酸
化シリコン層を形成することによつて形成され
る。選択的エツチングを用い、上記二酸化シリコ
ン層の下に横たわつているシリコン材料を除去し
て凹所１５を設け且つフインガ１４を形成する。
外面２７′がミラー様の反射面となつている電極
２７がフインガ１４上に設けられている。電極２
７は、好ましくは、クロム及び金のような適当な
金属でフインガ１４の外面２３を被覆することに
よつて形成される。電極２７の下部は参照番号３
０において大形となつてほぼ矩形状の電荷感知ま
たはプローブ面３３を提供している。このプロー
ブ面は、ESV１０の使用または取付けに際して
光導電面３５との電荷感知関係に配置可能であ
る。縦横それぞれ0.0508mm（0.002インチ）及び
0.0508mmのプローブ面３３が満足であることが認
められた。電極２７はフインガ１４と共に、以下
においては可撓感知電極２９と呼ぶ電極を形成す
る。この可撓感知電極は上述の基準電極２１に対
して間隔をおいてその上に横たわつている関係に
なつている。

小形偏向器（マイクロデフレクタ）となるフイ
ンガ１４は静電的偏向原理に基づいて働く。基準
電極２１と感知電極２９との間の電圧の差によつ
て静電力が生じ、該静電力が可撓感知電極２９を
基準電極２１へ向かつて彎曲または偏向させる。
感知電極２９が受ける彎曲または偏向の程度は電
極２１と２９との間の電圧差に応じて定まり、そ
して、基準電極２１上の電圧（V_REF）は既知であ
るから、感知電極２９の彎曲または偏向の程度は
電極２９上の電圧の尺度となる。従つて、光導電
面３５上の電荷は感知電極２９の偏向の関数とな
る。

光導電面３５上の電荷を目に見える指示または
読出し可能とするために、発光ダイオード
（LED）のような適当な光源４０が設けられてい
る。LED４０は、上記フインガの非支持端部に
至近する感知電極２９の外部反射面２７′上に光
のビーム４１を投射するように配置されている。
例えばホトダイオードから成る適当な光検知器４
５が、電極２９が所定の大きさの彎曲を受けると
きに電極２９によつて反射される光を遮るように
配置されている。好ましくは、LED４０及び検
知器４５は、検知器４５が電極２９の一杯の偏向
に対応するように、電極２９に対して配置され
る。例えば、面３５上の電荷電位（V_p/r）から上
記基準電圧（V_REF）を減じたものが約500ボルト
であり、プローブ面３３と光導電面３５との間の
間隔が約0.152mm（約0.006インチ）であるとき
に、電極２９の一杯の偏向（即ち、約5°）が生ず
る。

後で解るように、ESV１０は、使用に際して
は、検知器４５が応答する感知電極２９の偏向が
既知の電荷の値を表わすように校正される。

検知器４５の信号出力は線路４６へ送られる。
この線路は、視覚的読取りが望まれる場合には、
計器のような適当な視覚的デイスプレイに接続さ
れる。ESV１０を複写機の制御器に対する構成
部品または入力装置として用いる場合は、線路４
６上の上記信号は上記制御器へ送られ、該制御器
はこれに応答し、一つまたは複数の複写機処理用
構成部材、例えば帯電コロトロン（図示せず）の
ような部材を、光導電面３５を帯電させるように
調節またはリセツトする。

第１図に示す実施例においては、１個の光検知
器４５を用いている。基準電圧（V_REF）が固定し
ている場合には、この構成を用いて、光導電面３
５上の電荷（V_p/r）から、基準電極２１がバイア
スがけされる電圧を減じたものが、所定のしきい
電圧（V_thres）よりも大きくなる時を検知するこ
とができる。このしきい電圧は検知器４５の物理
的存在位置によつて定まる。この場合には、しき
い値（V_thres）は上記プローブの機械的及び電気
的の各パラメータによつて定まる。画像読取りま
たは最小帯電状態の確認のような若干の用途に対
しては、或る一つのしきい値に関する検知で十分
であるが、他の用途においては、光導電面３５上
の電荷（V_p/r）の実際の大きさを指示する出力装
置を設けることが望ましい。

第２図に示す実施例においては、上記と同様参
照番号は同様部材を示しており、上記目的のため
の帰還装置を図示してある。即ち、第２の検知器
４５′が、感知電極２９の偏向が変化するにつれ
て該電極２９からの反射光がたどる弧状路に沿う
所定の場所に配置されている。

検知器４５及び４５′の出力は、線路４７及び
４８により、適当な差動増巾器４９の＋及び−の
各入力端子へ送られる。増巾器４９の出力は、検
知器４５及び４５′から該増巾器の＋及び−の各
入力端子ヘ送られた信号入力間の差を表わすもの
であり、適当な抵抗５０を介して信号積分回路５
２へ送られる。回路５２は増巾器４９の信号出力
を基準電圧（V_REF）で積分し、調節済み基準電圧
出力を基準電極２１へ、及び信号出力を線路４６
へ送る。

第２図の実施例の作動について説明すると、光
導電面３５上の現在の電荷が、感知電極２９を、
該電極から反射した光が検知器４５と４５′との
間に落ちるという無効位置へ偏向させているもの
と仮定する。面３５がこの電荷に（または、
ESV１０の作動公差によつて定まる所定範囲内
に）保持されている限りは、検知器４５または４
５′からは信号が出力されない。光導電面３５の
電荷に所定の変化が生ずると、これに伴つて電荷
電位が上昇または低下して電極の偏向がこれに対
応して増大または減少し、感知電極２９の面２
７′から反射した光は該当する検知器４５または
４５′に当たる。増巾器４９は上記応答する検知
器４５または４５′からの信号に応答して信号を
出力し、該信号は回路５２によつて基準電圧
（V_REF）で積分され、調節済み基準電圧を基準電
極２１に与えて感知電極２９を上記無効位置へ復
帰させる。同時に、上記の変化した基準電圧は線
路４６を通じて適当な計器（図示せず）へ出力さ
れ、光導電面３５上の測定された電荷を視覚的に
読取ることのできるようにする。

或いはまた、線路４６上の信号を複写機制御器
へ入力し、一つまたは複数の複写機ゼログラフイ
処理構成部材の調節に用いてもよい。

以上においては検知器の対45，45′を示してあ
るが、感知電極２９からの光反射路に沿う適当な
場所に追加の検知器を設けてもよい。この場合に
は、検知器４５及び４５′に対して示してある出
力回路の構成を適当に変形して追加の入力を受入
れるようにする。或いはまた、検知器４５及び４
５′を省き、これに代えて、電荷結合素子
（CCD）のような相互間隔をおく光感知素子を有
する１個の検知器を設けてもよい。

プローブの電荷感知面３３が光導電面３５から
間隔をおいている距離は、プローブ１２と光導電
面３５との間の容量結合を決定するものである。
間隔的独立性が望まれる用途に対しては、プロー
ブ１２を第３図及び第４図に示す如くに変形して
被変調感知電極を提供する。この構造において
は、静電力に機械的に応答する感知電極２９の能
力を利用して電極２９の所望の機械的振動運動を
提供する。

第３図及び第４図について説明すると、同じ参
照番号は同じ部材を示しており、縁領域６４によ
つて電極２０から電気的に隔離された第２の電極
６１をフインガ１４上に設けることによつて感知
電極２９を変形してある。第２の電極６１は線路
６２によつて電圧追従回路６０の発振器６３の出
力端子に接続され、第１の電極２０は線路６５に
よつて回路６０の前置増巾器部７０に接続されて
いる。第２の電極６１に対する発振器６３の信号
出力により、感知電極２９が振動させられる。即
ち、上記発振器の信号の周波数に同期して光導電
面３５に対して近接離隔する。

感応穴６７を有する導電性接地平面部材または
底板６６が、光導電面３５に対向し且つこれに対
する所定の間隔関係に配置されている。板６６は
線路６８によつて回路共通端子６９に接続され、
前置増巾器７０の出力端子は増巾器７３に接続さ
れている。増巾器７３の出力端子は位相感応復調
器７４の一つの入力端子に接続され、復調器７４
の他の入力端子は発振器６３の出力端子に接続さ
れている。復調器７４の出力は、抵抗７５を通
り、出力端子を接地させている積分器７６へ行
く。適当な計器７７が積分器７６の出力端子及び
回路共通端子６９との間に接続されている。

例えば、光導電面３５上の電荷が或る正の電位
にある場合には、交流信号が、即ち、感知電極２
９と光導電面３５との間の分離が変化するにつれ
て逆比的に変化し、また面３５と回路共通端子６
９との間の直流電位の差に比例する交流信号が、
前置増巾器７０によつて出力され、増巾器７３に
よつて増巾され、そして復調器７４に入力され
る。復調器７４は、上記増巾器の出力の同相成分
に比例する直流電圧を発生し、該直流電圧は積分
器７６に与えられてその出力（即ち、アース電
位）を回路共通端子６９に対して負となす。従つ
て、回路共通端子６９及び板６６はアースに対し
て正とならしめられる。

板６６が正になると、前置増巾器部７０の信号
出力が低下する。この過程は、前置増巾器部７０
の出力が、回路共通端子６９と面３５との間のゼ
ロ電圧差に対応するゼロになるまで継続する。第
２図の実施例におけると同じように、回路共通端
子６９に対する電位の変化は計器７７上で読取ら
れる。

図示の例においては、分離した駆動用の電極、
即ち電極６１を用いて振動を感知電極２９へ伝達
しているが、その代りに、圧電トランスジユーサ
のような振動源を、この目的のために、感知電極
２９に機械的に結合してもよい。この形式の構成
においては、上記振動源は、上記可撓感知電極の
固有共振周波数にあるかまたはこれに近いもので
あることが望ましい。

第５図及び第６図にゼログラフイ式多機能複写
機１００を示す。この複写機は、「コピー」モー
ドにおいては原画書類のコピーを作り、「書込み」
モードにおいては画像信号入力に従つてこの複写
機の感光体の光導電面上に画像を書込み、「読取
り」モードにおいては上記感光体上の静電潜像を
画像信号に変換するという働きをなす。「読取り」
モードにおける作動に対しては、複写機１００は
小形偏向器をアレイ１０２として用い、これによ
り、上記複写機の感光体上の静電潜像電荷パター
ンを検知または読取り、そしてこの画像電荷パタ
ーンを該画像を表わす画像信号に変換する。小形
偏向器アレイ１０２の構造及び作動原理は前述の
ESVプローブと同様である。

複写機１００は、図示の例においてはドラムの
形式の感光体１０３を有す。ベルトまたはウエブ
のような他の形式の感光体であつてもよい。画像
形成の準備として感光体１０３を帯電させる帯電
ステーシヨン１０４が設けられている。「コピー」
モードにおける作動のために、帯電ステーシヨン
１０４の下流にレンズ付露光ステーシヨン１０６
が設けられている。この露光ステーシヨンにおい
て、帯電済みの感光体１０３は複写中の原画書類
（図示せず）の光像にさらされる。

「書込み」モードにおける作動のために、例え
ばレーザ１１２から引き出される高強度電磁放射
線ビーム１１０によつて感光体１０３をラスタ走
査する書込みステーシヨン１０８が露光ステーシ
ヨン１０６の下流に設けられている。ビーム１１
０は、適当な手段（図示せず）により、画像信号
入力に従つて変調され、この変調済みビームが感
光体１０３の光導電面を露光し、画像信号入力に
よつて表わされる静電潜像を作る。「読取り」モ
ードにおける作動のために、書込みステーシヨン
１０８に隣接して読取りステーシヨン１０９が設
けられている。この読取りステーシヨンにおい
て、感光体１０３の光導電面上の静電潜像がアレ
イ１０２によつて読取られ、後で解るように、画
像信号に変換される。

感光体１０３上に作られた潜像を現像する現像
ステーシヨン１１４が読取りステーシヨン１０９
の下流に設けられており、その後に、現像済みの
画像をコピーシート１１８に転写する転写ステー
シヨン１１６が設けられている。残留している現
像剤は、帯電ステーシヨン１０４における帯電に
先立つて、クリーニングステーシヨン１２０にお
いて感光体１０３から除去される。

感光体１０３を横切つてビーム１１０を走査ま
たは掃引するために、多角形体（図示せず）のよ
うな適当な手段が設けられており、書込みステー
シヨン１０８において感光体１０３上にビーム１
１０を合焦させるためにレンズ（図示せず）のよ
うな適当な光学素子が設けられている。「読取り」
または「書込み」のいずれかのモードにおける選
択的作動を可能ならしめるために、ビーム１１０
の通路内に光学デフレクタ１２６が設けられてお
り、デフレクタ１２６は、第６図に示す破線位置
へ動かされると、書込みステーシヨン１０８にお
いて感光体１０３上に当たる通路に沿つてビーム
１１０を導く。図示の実線位置にあるときには、
光学デフレクタ１２６は読取りステーシヨン１０
９におけるアレイ１０２上へ上記ビームを導く。
後で解るように、アレイ１０２から反射した光を
捕集または捕捉するために、管状のコレクタ１３
０が感光体１０３に隣接して設けられている。コ
レクタ１３０内の適当な光検知器１３１が、コレ
クタ１３０によつて捕捉された光線を、走査され
た静電潜像を表わす電気信号に変換する。

小形偏向器（マイクロデフレクタ）アレイ１０
２は、長く伸びた基体１４２上に相並んで配置さ
れた個別可撓フインガ１４０のアレイを具備して
おり、基体１４２の縦軸は光受容体１０３の移動
方向とほぼ垂直方向に延びている。フインガ１４
０の偏向を受容するために、長く伸びた凹所１４
３が、基体１４２内に、フインガ１４０の遊端部
の下に形成されている。前述したように、基体１
４２は好ましくはシリコンであつてフインガ１４
０は二酸化シリコンであり、フインガ１４０のア
レイ及び凹所１４３は選択的エツチングのような
方法で形成される。

各可撓フインガ１４０はその上に導電性感知電
極１４５を有しており、電極１４５は互いに電気
的に隔離されている。電極１４５は、クロム及び
金のような適当な金属または金属化合物からなつ
ており、適当な方法でフインガ１４０の外面に形
成される。感知電極１４５は断面が直角形状であ
り、その垂下脚部１５０上に電荷感知面１４９が
設けられている。マイクロデフレクタアレイ１０
２の設置に際しては、電極１４５の電荷感知面１
４９を、感光体１０３の面に向け、且つこれに対
する所定間隔の容量関係に配置する。可撓フイン
ガ１４０に対向する基体１４２の部分の上には導
電性基準電極１４７が設けられている。或いはま
た、電極１４７を省き、その代りとして、基体１
４２の導電率に依存するようにしてもよい。感知
電極１４５のアレイの全体的巾は、走査すべき光
導電面の巾と少なくとも等しくあることが好まし
い。

「読取り」モードにおける複写機１００の作動
中は、「コピー」または「書込み」のいずれかの
モードにおける複写機１００の作動によつて作ら
れる感光体１０３上の静電潜像が小形偏向器（マ
イクロデフレクタ）アレイ１０２に対向して通過
するにつれて、感光体１０３の光導電面上の画像
電荷を表わす電荷が上記光導電面に対向する感知
電極１４５上に誘起される。前述したように、感
知電極１４５と基準電極１４７との間の電荷の差
が変化すると、その影響を受ける感知電極１４５
の偏向の程度が比例的に変化する。

感光体１０３上の静電潜像の各線が小形偏向器
（マイクロデフレクタ）アレイ１０２の下を通過
するにつれて、アレイの個々の感知電極１４５
は、電極の電荷感知面１４９に対向する上記感光
体の面部分上の電荷に応じて種々の程度に偏向す
る。同時に、ビーム１１０が上記感知電極のアレ
イを横切つてラスタ走査し、その光は、個々の電
極１４５により、その時の電極偏向の程度に従う
方向に反射される。感光体１０３の光導電面上の
予め定められている画像電荷値を表わす所定の偏
向をなしている電極１４５によつて反射される光
を遮つて捕集するように、コレクタ１３０が配置
されている。コレクタ１３０の検知器１３１は、
捕集された光パルスを、一つの画像電荷値（即ち
「１」）を表わす電気信号に変換する。光が捕集さ
れない所では、検知器１３１の画像信号出力は第
２の電荷値（即ち「０」）を表わす。

次々に続く画像信号を互いに弁別するために、
適当なクロツク手段（図示せず）が設けられてお
り、上記感知電極のアレイを横切るビーム１１０
の走査と同期して検知器１３１を周期的にイネー
ブルするようになつている。

「読取り」モードにおける作動中に高強度の走
査ビーム１１０の擬似反射にさらされないように
保護するために、適当な光吸収用ストツプ１５０
を設けておくことが好ましく、これにより、コレ
クタ１３０に打ち当たる角度以外の角度でアレイ
から反射した光を遮る。

第７図及び第８図について説明すると、プロー
ブ１２は、フインガ２１４を有する二重素子形マ
イクロデフレクタ２１３を有す。上記フインガは
好ましくは二酸化シリコンであり、内部従動電極
２２５及び外部可変容量電極２２６を上に有して
いる。外部電極２２６はほぼＵ字形であり、電極
２２５及び２２６を互いに電気的に隔離するため
に、間隙２２７によつて内部電極２２５から分離
されている。

電極２２５及び２２６は、好ましくは、フイン
ガ２１４の外面をクロム及び金のような適当な金
属で所望の電極パターンに被覆することによつて
形成される。基体１６から10μmの距離（Ｄ）の
間隔をおく100μmの自立長（Ｌ）を有するフイン
ガ２１４を有し、0.5μmの厚さ（Ｔ）を有し、電
極２２５及び２２６が厚さ15μmのクロム及び厚
さ35μmの金を有している小形偏向器が適当であ
るということが認められた。

プローブ１２はピツクアツプ電極２２８を有
す。このピツクアツプ電極は、金のような適当な
導電性金属で形成されており、並列の組合せとな
つている分圧コンデンサ２２１及びマイクロデフ
レクタ２１３の従動電極２２５に導電体２２９で
電気的に接続されている。ピツクアツプ電極２２
８は、例えば矩形のような任意の適当な形状、及
び所望の面積の電荷感知面を提供するように選定
された大きさのものである。ESV１０の使用に
際しては、ピツクアツプ電極２２８を、面３５に
対して所定間隔の容量関係に配置する。

分圧コンデンサ２２１は２つの機能をなす。
V_pR−V_REFの値は数百ボルトの程度であり、これ
は、小形偏向器２１３が正常に受容できる値より
も高いから、電極２２８と従動電極２２５との間
の電圧V_PR−V_REFを分割することが必要である。
容量型分圧の法則によれば、２つの直列コンデン
サの両端に印加された電圧のうちの小部分が、こ
の大きくなつた容量の両端に現われる。実際上
に、従動電極２２５の容量（C_DR）は、ピツクア
ツプ電極２２８の容量（C_PE）と比較すると、比
較的小さい。それで、所望の分割比を提供するよ
うに、分圧コンデンサ２２１の容量（C_VD）をC_PE
よりも大きく選定する。C_VD＞C_PE＞C_DRとなるか
ら、分圧コンデンサ２２１はまた、従動電極２２
５を横切つて現われる電圧を、光受容体上の電圧
V_PRの変化の結果として生ずる容量（C_DR）の変
化に対して不感応ならしめる。上記の効果はいず
れも、従動電極上の電圧V_DRと光受容体上の電圧
V_PRとの間の関係に含まれる。即ち、 V_DR＝C_PE／C_PE＋（C_DR＋C_VD）×（V_REF−V_PR）であり、ここに、 C_PE はピツクアツプ電極２２８の容量、 C_DR は従動電極２２５の容量、 C_VD は分圧コンデンサ２２１の容量、 V_PR は光導電面３５上の電圧、 V_REF は基体１６に印加される基準電圧で
ある。

C_VD≫C_DR であるから、 V_DR＝C_PE／C_PE＋C_VD×（V_REF−V_PR）となる。

シヤツタ２３０が、ピツクアツプ電極２２８と
面３５との間に定期的に介在するように設けられ
ている。好ましくは、シヤツタ２３０は、適当な
シヤツタ駆動モータ２３２の軸２３１上に回転可
能に支持された板状半円形の金属部品からなる。
モータ２３２に通電するとシヤツタ２３０は所定
の速度で回転し、後で解るように、ピツクアツプ
電極２２８と面３５との間に定期的に介入する。
導電体２３４がシヤツタ２３０を電圧源２１８に
接続している。

例えば容量型分圧器を具備する適当な信号処理
回路２３９が設けられている。導電体２３８が可
変容量電極２２６を信号処理回路２３９の入力端
子に接続している。光導電面３５上のESV１０
によつて測定された電圧を視覚的に目盛りで読取
ることのできるようにするために、上記信号処理
回路の出力端子を、図では電圧計２４０として示
してある適当な読取り装置に接続してある。或い
はまた、ESV１０を前述の複写機制御器内に組
み込み、回路２３９の信号出力を上記複写機制御
器が使用し、感知された電圧に従つて一つまたは
複数の複写機構成部材を制御するようにしてもよ
い。

次に、使用について説明する。シヤツタ２３０
は引つ込んでいるものとする。ESV１０のプロ
ーブ１２を光導電面３５との作動的関係に配置
し、ピツクアツプ電極２２８を上記面から所定距
離の間隔をおかせ、基準電圧（V_REF）を小形偏向
器２１３の基体１６に印加する。可撓性のフイン
ガ２１４は、光導電面３５上の電圧（V_PR）によ
つて定まる量だけ彎曲または偏向する。信号処理
回路２３９は、面３５上の電圧を表わす信号を出
力する。

従動電極２２５上の電荷V_DRが変化すると、フ
インガ２１４の偏向量の変化及び可変容量電極２
２６と基体１６との間の容量の対応的変化が誘発
される。信号処理回路２３９はこれに応答し、光
導電面３５上の電圧の尺度としての電極２２６の
容量の変化を反映する信号を出力する。前述した
ように、回路２３９の信号出力は、電圧計２４０
のような適当な計器によつて読取ることができ
る。或いはまた、上記信号を複写機制御器に入力
し、一つまたは複数の複写機処理用構成部材を調
節するために上記制御器が使用する。

初期作動の前に、及び作動中定期的に、例えば
電荷漏減に基づくドリフトに適応するためにプロ
ーブ１２を校正することが必要である。それで、
始動時に、及び作動中定期的に、モータ２３２に
通電してシヤツタ２３０を比較的低速で（即ち、
10秒ごとに１回）回転させ、これにより、校正の
目的でシヤツタ２３０をピツクアツプ電極２２８
と光導電面３５との間に介入させる。シヤツタ２
３０がピツクアツプ電極２２８に対向する位置に
来ると、電極２２５と基体１６とで形成されるコ
ンデンサを横切る電圧がなくなる。そこで、可変
容量電極２２６上の電荷を計器２４０を用いて読
取り、ESV１０が正しく調節されているかどう
かを測定することができる。

第９図及び第１０図の実施例においては、プロ
ーブの構造は、プローブ１２に対する外来的ノイ
ズの影響、即ち、高周波振動、周囲温度状態、等
の形式をとるノイズの影響を補償するように設計
されている。この実施例においては、第２の小形
偏向器２１３′が基体１６上に小形偏向器２１３
と並んで設けられており、この小形偏向器２１
３′は、基体１６内の第２の凹所１５′に対向して
片持ちばり式に配置された可撓フインガ２１４′
を有す。可撓フインガ２１４′は前述のフインガ
２１４と同じ構造であり、内部従動電極２２５′
及び外部可変容量電極２２６′を有している。

この実施例においては、第７図及び第８図の実
施例について説明したと同じように、小形偏向器
（マイクロデフレクタ）２１３は電荷感知装置と
して働き、その従動電極２２５は導電体２２９に
よつてピツクアツプ電極２２８に接続され、可変
容量電極２２６は導電体２３８によつて信号処理
回路２３９に接続されている。小形偏向器（マイ
クロデフレクタ）２１３′の可変容量電極２２
６′は導電体２５０によつて第２の信号処理回路
２５１に接続され、その従動電極２２５′は接続
なしのままになつている。信号処理回路２３９に
おけると同じように、回路２５１は容量型分圧器
を具備している。

信号処理回路２３９及び２５１の出力端子は導
電体２５４及び２５５によつて適当な差動増巾器
２５６の＋及び−の各入力端子に接続されてい
る。増巾器２５６の出力端子は、前述したよう
に、電圧計２４０のような使用機器に接続され
る。

第９図及び第１０図の実施例における小形偏向
器（マイクロデフレクタ）２１３の作動は第７図
及び第８図の実施例について説明したものと同じ
であり、ピツクアツプ電極２２８と光導電面３５
との間に形成される容量関係により、面３５上の
電圧を表わす電荷がフインガ２１４の従動電極２
２５上に生ずる。フインガ２１４の偏向に変化が
生ずると、可変容量電極２２６と基体１６との間
の容量関係が変化し、信号処理回路２３９はこれ
に応答し、光導電面３５上の電圧を表わす信号を
増巾器２５６の＋入力端子へ出力する。

小形偏向器（マイクロデフレクタ）２１３′の
フインガ２４４′は、基体１６に基準電圧（V_REF）
が印加されると偏向し、その従動電極２２５′及
び可変容量電極２２６′上に、前述の仕方で、電
荷が誘発される。可変容量電極２２６′上の電荷
は信号処理回路２５１によつて処理れ、増巾器２
５６の−入力端子に入力される。

小形偏向器（マイクロデフレクタ）２１３′の
フインガ２１４′の偏向が、例えば、周囲温度状
態の変化、機械的振動、等（本明細書においては
一般にノイズと呼ぶ）によつて変化すると、フイ
ンガ２１４′と基体１６との間の容量が変化し、
その結果、可変容量電極２２６′上の電荷が変化
する。その結果、増巾器２５６の−入力端子に対
する信号処理回路２５１の信号出力が変化する。
信号処理回路２３９及び２５１からの信号出力を
集積する増巾器２５６はこれに応答し、上記ノイ
ズに対する補償状態に出力信号を調節する。

以上においては第２の凹所１５′を図示し且つ
これについて説明したが、両フインガ２１４及び
２１４′を受入れることのできる適当な長さの共
通凹所を設けてもよい。また、従動電極及び可変
容量電極（第７図及び第８図の実施例においては
２２５及び２５６、第９図及び第１０図の実施例
においては２２５，２２５′及び２２６，２２
６′）の機能を逆にし、電極２２６，２２６′が従
動電極として働き、電極２２５，２２５′が可変
容量電極として働くようにしてもよい。

発明の効果本発明によれば、直接電荷レベルを検出する従
来の静電電圧計と比較すると、可撓フインガの撓
みが大きく、例えば、感光体の電荷レベルすなわ
ち帯電量の検出が容易に且つ正確にできる。特
に、可撓フインガは、基体に対して近づく方向だ
けでなく離れる方向にも撓み、一方向にしか撓ま
ないものに対して倍も大きく撓み、そのため、感
光体面等の電荷のレベルをそれだけ精度高く検出
できる。

また、本発明では、プローブに、感知電極だけ
でなく、従動電極を設けた静電電圧計が提供さ
れ、これによれば、容量型分圧器を構成すること
によつて、感光体面等の電荷レベルをより精度高
く検出できるようにしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の小形偏向器式（マイクロデフ
レクタ形）プローブ具備の静電電圧計の側面図、
第２図は帰還ループを設けてある本発明にかかる
小形偏向器式（マイクロデフレクタ形）プローブ
の第２の実施例を示す側面図、第３図は本発明に
かかる小形偏向器式プローブを間隔不感応性とな
すために該プローブと共に用いるための変形した
感知電極の斜視図、第４図は第３図に示すプロー
ブを作動させるための静電圧追従回路の論理線
図、第５図は画像走査装置として用いるために変
形した小形偏向器式（マイクロデフレクタ形）プ
ローブの詳細を示す側面図、第６図は第５図に示
すプローブを具備する静電式複写機の側面図、第
７図は、プローブと検知器との間の光学路の形成
に依存することなしに電荷を電子的に検知するた
めの他の二素子プローブの側面図、第８図は第７
図の二素子プローブを示す拡大部分斜視図、第９
図は、外来ノイズの存在に対する補償がなされる
ようにした二素子プローブの第２の実施例の斜視
図、第１０図は第９図に示すノイズ補償式二素子
マイクロデフレクタ形プローブのための略回路図
である。１２……プローブ、１４，１４０……可撓フイ
ンガ、１６，１４２……基体、１７……バイアス
用線路、２０，１４７……基準電極、２９，１４
５……感知電極、４０……光源、４５，４５′，
１３１……光検知器、６３……発振器、６７……
感応穴、１０３……感光体、１２６……光学デフ
レクタ、１３０……コレクタ、２１３，２１３′
……二素子形小形偏向器、２２１……分圧コンデ
ンサ、２２５，２２５′……従動電極、２２６，
２２６′……可変容量電極、２２８……ピツクア
ツプ電極、２３０……シヤツタ、２３２……シヤ
ツタ駆動モータ、２５６……差動増巾器。

Claims

【特許請求の範囲】１面上の電荷を測定するための静電電圧計にお
いて、 (a) 小形の偏向式感知装置を有するプローブ１２
を含み、該感知装置は、基体１６と、上記基体上に設けられた可撓フインガ１４
であつて、該フインガの一部が、基体上に間
隔をおいて配置されて電圧の印加により基体
に近づいたり離れたりするように偏向できる
可撓フインガ１４と、上記フインガ上にあつてフインガが偏向す
るとフインガと共に前記基体に近づいたり離
れたりするように移動可能である感知電極２
９であつて、上記面上の電荷を表わす電荷が
該感知電極に生じてフインガが基体に近づい
たり離れたりする偏向運動をするように、上
記面３５に対して容量を与える関係で間隔を
おいて対向する端面３３を有する感知電極２
９とを具備し、 (b) 更に、上記フインガの偏向を、上記面上の電
荷を表わす信号に変換する偏向変換手段４０，
４５を含むことを特徴とする静電電圧計。２基体上の基準電極２０と、フインガを感知電
極と一緒に予め偏向させるとともにプローブの感
度を上げるように基準電極を所定の基準電圧にバ
イアスする手段１７とを備えたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の静電電圧計。３変換手段が、電磁放射線ビームをフインガ上
に当てて該ビームをフインガによつて反射する手
段４０と、フインガによつて反射されたビームを
検知する検知器手段４５とを具備し、ビームはフ
インガの所定位置への偏向により検知器上へ反射
され、該検知器手段の信号出力が面上の所定電荷
を表わすことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の静電電圧計。４検知器手段が、フインガが相異なる所定位置
へ偏向したときにビームを検知する少なくとも２
つの検知器４５，４５′を具備し、各検知器の信
号出力が面上の相異なる所定の電荷を表わすこと
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の静電電
圧計。５フインガを振動させる手段６３が設けられ、
感知電極を感知電極ブローブと面との間の空間的
関係に対して不感にすることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の静電電圧計。６感知電極プローブが走査用開口６７を具備し
ていることを特徴とする特許請求の範囲第５項記
載の静電電圧計。７面上の電荷を測定するための静電電圧計にお
いて、 (a) 小形の偏向式感知装置を有するプローブを含
み、該感知装置は、基体と、該基体上に設
けられた可撓フインガであつて、該フインガの
一部が、基体上に間隔をおいて配置されて電圧
の印加により基体に近づいたり離れたりするよ
うに偏向できる可撓フインガと、該フインガ
上にあつてフインガが偏向するとフインガと共
に前記基体に近づいたり離れたりするように移
動可能である感知電極であつて、上記面上の電
荷を表わす電荷が該感知電極上に生じてフイン
ガが基体に近づいたり離れたりする偏向運動を
するように、上記面に対して容量を与える関係
で間隔をおいて対向する端面を有する感知電極
とを具備し、 (b) 更に、上記フインガの偏向を、上記面上の電
荷を表わす信号に変換する偏向変換手段を含ん
でおり、 (c) 前記プローブが、フインガ上に別々の従動及
び感知電極２２５，２２６を具備しており、基
体と該電極が協同して基体と各電極との間に
個々に容量関係を形成し、従動電極が面に対し
て容量関係になると面上の電圧を表わす電荷が
従動電極上に生じてフインガを偏向させ、この
フインガの偏向は基体と感知電極との間の容量
関係を変化させ、偏向変換手段が、基体と感知
電極との間の容量の変化を面上の電圧を表わす
信号に変換することを特徴とする静電電圧計。８ノイズによる容量の変化を反映する信号を提
供する基体上の第２の小形偏向器２１３′と、第
１の小形偏向器の信号出力を第２の小形偏向器の
信号出力で調節して第１の小形偏向器の信号出力
をノイズに対して補正する手段２５６とを備えた
ことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の静
電電圧計。