JPH0763803A - 非接触型表面電位計 - Google Patents
非接触型表面電位計Info
- Publication number
- JPH0763803A JPH0763803A JP21402993A JP21402993A JPH0763803A JP H0763803 A JPH0763803 A JP H0763803A JP 21402993 A JP21402993 A JP 21402993A JP 21402993 A JP21402993 A JP 21402993A JP H0763803 A JPH0763803 A JP H0763803A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor element
- detected
- sample
- crystal
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 感光体などの表面電位を非接触で測定する表
面電位計において、機械的な位置のずれによる影響をな
くすとともに、センサプローブの小型化を図り、容易に
被検出試料に近づけるようにし、またセンサ素子及び装
置の小型化を図る。 【構成】 センサ素子11をポッケルス結晶と偏光子,
波長板及び検光子とで構成する。また、被検出試料1に
対向して配置する検知電極13を設けるとともに、この
検知電極13とセンサ素子11の結晶との間に絶縁層2
1を設け、検知電極13と絶縁層21の電極12aとセ
ンサ素子11の電極12bとを直列に接続する。そし
て、センサ素子11内のポッケルス結晶を通過した光の
強度から、信号処理部15にて被検出試料1の表面電位
を求める。
面電位計において、機械的な位置のずれによる影響をな
くすとともに、センサプローブの小型化を図り、容易に
被検出試料に近づけるようにし、またセンサ素子及び装
置の小型化を図る。 【構成】 センサ素子11をポッケルス結晶と偏光子,
波長板及び検光子とで構成する。また、被検出試料1に
対向して配置する検知電極13を設けるとともに、この
検知電極13とセンサ素子11の結晶との間に絶縁層2
1を設け、検知電極13と絶縁層21の電極12aとセ
ンサ素子11の電極12bとを直列に接続する。そし
て、センサ素子11内のポッケルス結晶を通過した光の
強度から、信号処理部15にて被検出試料1の表面電位
を求める。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、PPC(plain pape
r copier) 、FAX(facsimile)等に使用されている感
光体などの表面電位を非接触で測定する非接触型表面電
位形に関するものである。
r copier) 、FAX(facsimile)等に使用されている感
光体などの表面電位を非接触で測定する非接触型表面電
位形に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9は非接触で表面電位の測定を行う従
来の表面電位形の測定原理を示す構成図である。同図に
おいて、1は複写機の感光体などの被検出試料で、電源
2により+(正)に帯電されている。
来の表面電位形の測定原理を示す構成図である。同図に
おいて、1は複写機の感光体などの被検出試料で、電源
2により+(正)に帯電されている。
【0003】3はセンサ部のケースで、測定用の小窓4
が設けられており、この小窓4の内側に一対の音叉型の
振動子5が配設されている。6は小窓4の内側に配設さ
れた検出電極である。
が設けられており、この小窓4の内側に一対の音叉型の
振動子5が配設されている。6は小窓4の内側に配設さ
れた検出電極である。
【0004】図10は上記センサ部の構造を模式的に示
したものである。一対の振動子5は、圧電素子(圧電セ
ラミックス)7が接着された音叉8に一体的に構成され
ており、圧電素子7には駆動回路9から交流電圧が印加
されるようになっている。また、検出電極6の出力はプ
リアンプ10により増幅され、不図示の信号処理回路に
入力されるように構成されている。
したものである。一対の振動子5は、圧電素子(圧電セ
ラミックス)7が接着された音叉8に一体的に構成され
ており、圧電素子7には駆動回路9から交流電圧が印加
されるようになっている。また、検出電極6の出力はプ
リアンプ10により増幅され、不図示の信号処理回路に
入力されるように構成されている。
【0005】上記のような表面電位計において、被検出
試料1の表面電位を測定しようとする場合は、ケース3
の小窓4を被検出試料1の表面に向けてセットする。こ
の時、コロナ放電等により被検出試料1の表面に電荷が
あると、その表面より図9の破線で示すような電気力線
Aが検出電極6に向けて出ている。この電気力線Aは、
ケース3の小窓4を通して検出電極6に達しているが、
ここで被検出試料1と検出電極6との間の距離を一定値
に固定しておき、電気力線Aを何らかの方法でチョッパ
し、面積Sの検出電極6に到達する電気力線Aの時間的
変化量を上記信号処理回路に組み込まれたFETのゲー
トに入力して検出することにより、被検出試料1の表面
電位を知ることができる。
試料1の表面電位を測定しようとする場合は、ケース3
の小窓4を被検出試料1の表面に向けてセットする。こ
の時、コロナ放電等により被検出試料1の表面に電荷が
あると、その表面より図9の破線で示すような電気力線
Aが検出電極6に向けて出ている。この電気力線Aは、
ケース3の小窓4を通して検出電極6に達しているが、
ここで被検出試料1と検出電極6との間の距離を一定値
に固定しておき、電気力線Aを何らかの方法でチョッパ
し、面積Sの検出電極6に到達する電気力線Aの時間的
変化量を上記信号処理回路に組み込まれたFETのゲー
トに入力して検出することにより、被検出試料1の表面
電位を知ることができる。
【0006】すなわち、上記電気力線Aのチョッパの一
つの方式として、図9の例では交流方式を用いており、
安定した振動数をもつ音叉8に圧電素子7を貼り付け、
この圧電素子7に交流電圧を印加して振動子5を矢印B
方向に振動させ、これにより電気力線Aをチョッピング
している。この時、静電場における上記被検出試料1と
検出電極6を誘電率εa の空気層が入った電極間隔rの
平板コンデンサと見做すと、このコンデンサの静電容量
Cと電荷Qは、印加電圧(被検出試料1の電位)をVと
すると、C=εa S/r、Q=CVとなる。
つの方式として、図9の例では交流方式を用いており、
安定した振動数をもつ音叉8に圧電素子7を貼り付け、
この圧電素子7に交流電圧を印加して振動子5を矢印B
方向に振動させ、これにより電気力線Aをチョッピング
している。この時、静電場における上記被検出試料1と
検出電極6を誘電率εa の空気層が入った電極間隔rの
平板コンデンサと見做すと、このコンデンサの静電容量
Cと電荷Qは、印加電圧(被検出試料1の電位)をVと
すると、C=εa S/r、Q=CVとなる。
【0007】上式の関係から、電気力線Aのチョッピン
グによるコンデンサの漏れ電流Iの変化を求め、これを
交流信号電圧として検出する。この電流Iは、
グによるコンデンサの漏れ電流Iの変化を求め、これを
交流信号電圧として検出する。この電流Iは、
【0008】
【数1】
【0009】で表される。この時、C=一定とすると、
【0010】
【数2】
【0011】となる。そして、これを交流信号電圧とし
てプリアンプ10により増幅し、被検出試料1の表面電
位を相対的に求めている。
てプリアンプ10により増幅し、被検出試料1の表面電
位を相対的に求めている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の非接触型表面電位計にあっては、電気力線
の通る小窓に対して検出電極の位置やチョッパ位置がず
れると、出力レベルが所定値より変化し、正確な表面電
位の測定ができないという問題点があった。
ような従来の非接触型表面電位計にあっては、電気力線
の通る小窓に対して検出電極の位置やチョッパ位置がず
れると、出力レベルが所定値より変化し、正確な表面電
位の測定ができないという問題点があった。
【0013】また、小窓を有しているため、実際に機械
に組み込んで使用する際、例えばトナーなどがケース内
に入って圧電式の音叉に悪影響を及ぼし、リークの発生
や感度低下を招くなどの問題点があった。
に組み込んで使用する際、例えばトナーなどがケース内
に入って圧電式の音叉に悪影響を及ぼし、リークの発生
や感度低下を招くなどの問題点があった。
【0014】この発明は、上記のような問題点に着目し
てなされもので、正確な表面電位の測定ができ、防塵構
造が可能で、トナー等によるリークの発生を防止するこ
とができ、且つセンサプローブの小型化を図ることがで
きるとともに、センサプローブのクリーニングが容易
で、またセンサ素子部及び装置の小型化が可能な非接触
型表面電位計を提供することを目的としている。
てなされもので、正確な表面電位の測定ができ、防塵構
造が可能で、トナー等によるリークの発生を防止するこ
とができ、且つセンサプローブの小型化を図ることがで
きるとともに、センサプローブのクリーニングが容易
で、またセンサ素子部及び装置の小型化が可能な非接触
型表面電位計を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明の非接触型表面
電位計は、印加電圧に応じて光の屈折率が変化するポッ
ケルス結晶を用いたセンサ素子と、被検出試料の表面に
対向して配置される検知電極とを備え、前記センサ素子
と検知電極との間に絶縁層を設けて、検知電極とこの絶
縁層の電極とセンサ素子の電極とを直列に接続し、前記
センサ素子のポッケルス結晶を通過した光の強度から前
記被検出試料の表面電位を検出する信号処理部を具備し
たものである。
電位計は、印加電圧に応じて光の屈折率が変化するポッ
ケルス結晶を用いたセンサ素子と、被検出試料の表面に
対向して配置される検知電極とを備え、前記センサ素子
と検知電極との間に絶縁層を設けて、検知電極とこの絶
縁層の電極とセンサ素子の電極とを直列に接続し、前記
センサ素子のポッケルス結晶を通過した光の強度から前
記被検出試料の表面電位を検出する信号処理部を具備し
たものである。
【0016】また、上記センサ素子の結晶から出射され
た光を透過光と反射光に分離する偏光ビームスプリッタ
を設けるとともに、その入射光の強度変化をキャンセル
するための除算器を信号処理部に内蔵したものである。
た光を透過光と反射光に分離する偏光ビームスプリッタ
を設けるとともに、その入射光の強度変化をキャンセル
するための除算器を信号処理部に内蔵したものである。
【0017】
【作用】この発明の非接触型表面電位計においては、光
学式のセンサが使用されているので、機械的な位置関係
の影響を受けることなく測定でき、また防塵構造とする
ことができる。
学式のセンサが使用されているので、機械的な位置関係
の影響を受けることなく測定でき、また防塵構造とする
ことができる。
【0018】また、検知電極のみのセンサプローブと他
の部分とを分けることができるので、センサプローブの
小型化を図ることができ、センサプローブのクリーニン
グも容易である。
の部分とを分けることができるので、センサプローブの
小型化を図ることができ、センサプローブのクリーニン
グも容易である。
【0019】更に、検知電極とセンサ素子との間に絶縁
層が設けられているので、センサ素子に印加される電圧
が大きくなり、センサ素子及び装置を小型なものにする
ことができる。
層が設けられているので、センサ素子に印加される電圧
が大きくなり、センサ素子及び装置を小型なものにする
ことができる。
【0020】
【実施例】図1はこの発明の一実施例による非接触型表
面電位計の概略構成を示す図である。図において、1は
表面電位を測定すべき被検出試料、11は印加電圧に応
じて光の屈曲率が変化するポッケスル(Pockels) 結晶を
用いたセンサ素子で、一側は絶縁層21を介して電極1
2aが設けられ、他側は直接電極12bが平行に設けら
れている。
面電位計の概略構成を示す図である。図において、1は
表面電位を測定すべき被検出試料、11は印加電圧に応
じて光の屈曲率が変化するポッケスル(Pockels) 結晶を
用いたセンサ素子で、一側は絶縁層21を介して電極1
2aが設けられ、他側は直接電極12bが平行に設けら
れている。
【0021】13は被検出試料1の表面に対向して配置
される検知電極で、この検知電極13とセンサ素子11
との間に上記絶縁層21が介装され、検知電極13と絶
縁層21の電極12aとセンサ素子11の電極12bと
が直列に接続された構造となっている。また、検知電極
13の端部はリード線14を通して一方の電極12aと
電気的に接続されており、他方の電極12bは接地され
ている。15はセンサ素子11内のポッケルス結晶を通
過した光の強度から被検出試料1の表面電位を検出する
信号処理部である。
される検知電極で、この検知電極13とセンサ素子11
との間に上記絶縁層21が介装され、検知電極13と絶
縁層21の電極12aとセンサ素子11の電極12bと
が直列に接続された構造となっている。また、検知電極
13の端部はリード線14を通して一方の電極12aと
電気的に接続されており、他方の電極12bは接地され
ている。15はセンサ素子11内のポッケルス結晶を通
過した光の強度から被検出試料1の表面電位を検出する
信号処理部である。
【0022】上記検知電極13は、例えば銅,真鍮,ア
ルミニウム等の金属板で形成され、その端部に上記リー
ド線14が接続されている。そして、この検知電極13
が被検出試料1と平行に距離d1をもって配置され、被
検出試料1の表面電位に応じた電圧がこの検知電極13
及び絶縁層21を介してセンサ素子11に印加され、そ
の印加電圧に応じてセンサ素子11内を通過した出射光
の強度が変化する。したがって、この出射光の強度より
被検出試料1の表面電位を信号処理部15にて求めるこ
とができる。
ルミニウム等の金属板で形成され、その端部に上記リー
ド線14が接続されている。そして、この検知電極13
が被検出試料1と平行に距離d1をもって配置され、被
検出試料1の表面電位に応じた電圧がこの検知電極13
及び絶縁層21を介してセンサ素子11に印加され、そ
の印加電圧に応じてセンサ素子11内を通過した出射光
の強度が変化する。したがって、この出射光の強度より
被検出試料1の表面電位を信号処理部15にて求めるこ
とができる。
【0023】図2は上記構成のセンサ部の等価回路を示
す図である。図に示すように、被検出試料1と検知電極
13との間の空気層のコンデンサ容量C1と、絶縁層2
1のコンデンサ容量C2と、センサ素子11のコンデン
サ容量C3との直列回路となっている。
す図である。図に示すように、被検出試料1と検知電極
13との間の空気層のコンデンサ容量C1と、絶縁層2
1のコンデンサ容量C2と、センサ素子11のコンデン
サ容量C3との直列回路となっている。
【0024】次に、上述の非接触型表面電位計の測定原
理について詳細に説明する。図3はその測定原理を示す
図であり、被検出試料1は、電源2により正または負
(ここでは正とする)に表面が帯電されている。またポ
ッケルス(Pockels) 結晶を主体としたセンサ素子11
は、上述のように印加電圧(被検出試料1の表面電位)
に応じて光の屈折率(透過率)が変化する。このセンサ
素子11は、三方晶系のうち単軸晶系のLiTaO3 結
晶と偏光子,波長板,検光子で構成されており、電圧が
印加されると、その印加電圧に応じて光の屈折率が線形
的に変化し、これを通過した出射光の強度が印加電圧に
依存する性質を有している。
理について詳細に説明する。図3はその測定原理を示す
図であり、被検出試料1は、電源2により正または負
(ここでは正とする)に表面が帯電されている。またポ
ッケルス(Pockels) 結晶を主体としたセンサ素子11
は、上述のように印加電圧(被検出試料1の表面電位)
に応じて光の屈折率(透過率)が変化する。このセンサ
素子11は、三方晶系のうち単軸晶系のLiTaO3 結
晶と偏光子,波長板,検光子で構成されており、電圧が
印加されると、その印加電圧に応じて光の屈折率が線形
的に変化し、これを通過した出射光の強度が印加電圧に
依存する性質を有している。
【0025】また、図2中、16はセンサ素子11の内
部を通過した光を受光するPIN−フォトダイオード
(PIN−PD)を有した受光部、17は受光部16の
出力を増幅するアンプで、増幅された信号は信号処理回
路(演算部を含む)18に入力され、この信号処理回路
18にてセンサ素子11からの光の強度から被検出試料
1の表面電位が検出される。
部を通過した光を受光するPIN−フォトダイオード
(PIN−PD)を有した受光部、17は受光部16の
出力を増幅するアンプで、増幅された信号は信号処理回
路(演算部を含む)18に入力され、この信号処理回路
18にてセンサ素子11からの光の強度から被検出試料
1の表面電位が検出される。
【0026】図4は図3の表面電位計による測定動作を
示す図である。センサ素子11と被検出試料1との位置
関係は図4の(a)に示すようになっており、センサ素
子11を静電場中に置き、その端面より偏光子を通して
光を入射させ、出射光の強度を測定する。
示す図である。センサ素子11と被検出試料1との位置
関係は図4の(a)に示すようになっており、センサ素
子11を静電場中に置き、その端面より偏光子を通して
光を入射させ、出射光の強度を測定する。
【0027】この時、入射光はまず偏光子を通して直線
偏光に変換され、センサ素子11内の長さLの結晶の内
部を通過して楕円偏光に変換される。図4の(b)はそ
の様子を示したものであり、X−Z面のZ軸(C−軸)
に対して45°の波長入の直線偏波光を入射させると、
この直線偏波光がX方向とY方向の屈曲率nx ,nyの
nx =ny ,nz の違いにより上記結晶内部を通過する
際、楕円偏光に変換される。
偏光に変換され、センサ素子11内の長さLの結晶の内
部を通過して楕円偏光に変換される。図4の(b)はそ
の様子を示したものであり、X−Z面のZ軸(C−軸)
に対して45°の波長入の直線偏波光を入射させると、
この直線偏波光がX方向とY方向の屈曲率nx ,nyの
nx =ny ,nz の違いにより上記結晶内部を通過する
際、楕円偏光に変換される。
【0028】ここで、実際にはセンサプローブの小型化
を図る目的で、図5に示すように、検知電極13を設け
ることが提案されている。この検知電極13は、被検出
試料1の表面に対向して配置されるもので、その一端部
はリード線14により電極12aに接続されている。図
6はその等価回路を示したものである。
を図る目的で、図5に示すように、検知電極13を設け
ることが提案されている。この検知電極13は、被検出
試料1の表面に対向して配置されるもので、その一端部
はリード線14により電極12aに接続されている。図
6はその等価回路を示したものである。
【0029】前述の被検出試料1とセンサ素子11との
間の空気層はコンデンサ容量をC1、センサ素子11の
コンデンサ容量をC2とすれば、これらの直列つなぎと
見なすことができ、図6の(b)に示す各々の電位差V
1とV3の関係は、被検出試料1とセンサ素子11の反
対側の電極面との間の距離をd1、結晶の厚さとをdと
すると、
間の空気層はコンデンサ容量をC1、センサ素子11の
コンデンサ容量をC2とすれば、これらの直列つなぎと
見なすことができ、図6の(b)に示す各々の電位差V
1とV3の関係は、被検出試料1とセンサ素子11の反
対側の電極面との間の距離をd1、結晶の厚さとをdと
すると、
【0030】
【数3】
【0031】で表される。
【0032】但し、εは結晶の比誘電率である。
【0033】また、全体の電圧Vは、 V=V1+V3 ……(2) である。
【0034】すなわち、上記被検出試料1と電極12b
との間の距離d1を一定として、被検出試料1の表面電
位が変化すると、電極12a,12b間の電位も変化
し、この電位の大きさに応じて光が光路長Lのセンサ素
子11の内部を通過した時の出射光の強度が変化する。
したがって、このセンサ素子11の出射光の強度を検出
し、その検出電圧を求めれば、上記d1,Lの値がわか
っているので、被検出試料1の表面電位を知ることがで
きる。
との間の距離d1を一定として、被検出試料1の表面電
位が変化すると、電極12a,12b間の電位も変化
し、この電位の大きさに応じて光が光路長Lのセンサ素
子11の内部を通過した時の出射光の強度が変化する。
したがって、このセンサ素子11の出射光の強度を検出
し、その検出電圧を求めれば、上記d1,Lの値がわか
っているので、被検出試料1の表面電位を知ることがで
きる。
【0035】しかし、上記の場合には被検出電圧範囲に
制限がある。つまり、センサ素子11のLiTaO3 の
結晶は比誘電率εが大きく、ε=43(理論値)となる
ため、例えば検出距離d1=2mmで結晶の厚さを0.5
mmとすると、結晶間(電極12a,12b間)に印加さ
れる電圧は、50V時で0.38V、200V時で1.
52Vとなる。したがって、この状況下では、結晶の光
路長Lが大きくなり、小型化が困難である。
制限がある。つまり、センサ素子11のLiTaO3 の
結晶は比誘電率εが大きく、ε=43(理論値)となる
ため、例えば検出距離d1=2mmで結晶の厚さを0.5
mmとすると、結晶間(電極12a,12b間)に印加さ
れる電圧は、50V時で0.38V、200V時で1.
52Vとなる。したがって、この状況下では、結晶の光
路長Lが大きくなり、小型化が困難である。
【0036】また、上記光路長Lと結晶間の印加電圧V
z の関係は、位相差をδとすると、
z の関係は、位相差をδとすると、
【0037】
【数4】
【0038】となる。
【0039】但し、 λ=測定波長 ne =異常光の屈折率 no =常光の屈折率 γ33,γ13=電気光学定数 この時、前述の直線偏光から楕円偏光に変換されるため
には、π/4〜π/2までの位相差が生ずるようにLと
Vz を決める必要がある。そして、結晶の厚さd=0.
5mm,検出距離d1=2mmとした時、結晶に印加される
電圧Vz は(1),(2)式により求める。この結果、
上述のように50V時0.38V程度となる。この状況
下では結晶のサイズが大きくなり、しかも、光強度の変
化を検出するのは難しい。
には、π/4〜π/2までの位相差が生ずるようにLと
Vz を決める必要がある。そして、結晶の厚さd=0.
5mm,検出距離d1=2mmとした時、結晶に印加される
電圧Vz は(1),(2)式により求める。この結果、
上述のように50V時0.38V程度となる。この状況
下では結晶のサイズが大きくなり、しかも、光強度の変
化を検出するのは難しい。
【0040】そこで、本実施例では図1に示すように、
センサ素子11と検知電極13との間に絶縁層21を設
けており、これにより合成コンデンサ容量を下げて、結
晶に印加される電圧を大きくしている。したがって、空
気層の電圧降下が小さくなり、図2の等価回路に示すよ
うに、電荷量をQとすれば、Q=CVより、
センサ素子11と検知電極13との間に絶縁層21を設
けており、これにより合成コンデンサ容量を下げて、結
晶に印加される電圧を大きくしている。したがって、空
気層の電圧降下が小さくなり、図2の等価回路に示すよ
うに、電荷量をQとすれば、Q=CVより、
【0041】
【数5】
【0042】となる。
【0043】但し、 ε0 =真空の誘電率 ε1 =空気層の誘電率 ε2 =絶縁層の誘電率 ε3 =結晶の誘電率 S1,S2,S3=各コンデンサの電極面積
【0044】
【数6】
【0045】今、PPC、FAX等の被検出電位をV=
50〜1000Vとし、50V時V3 =3Vminとす
ると、比誘電率ε1 =1,ε2 =2,ε3 =32.7
(LiTaO3 結晶),検出測定距離d1=2mm、絶縁
層の厚みd2=0.1mm、結晶の厚みd3=0.5mmと
して、測定波長λP =670mmの時、結晶の光路長Lは
(3)式より、位相差δ=π/2の場合L=11.68
mmである。
50〜1000Vとし、50V時V3 =3Vminとす
ると、比誘電率ε1 =1,ε2 =2,ε3 =32.7
(LiTaO3 結晶),検出測定距離d1=2mm、絶縁
層の厚みd2=0.1mm、結晶の厚みd3=0.5mmと
して、測定波長λP =670mmの時、結晶の光路長Lは
(3)式より、位相差δ=π/2の場合L=11.68
mmである。
【0046】この条件下にて、S2=S3=11×2mm
2 の場合は、検知電極面積S1=240mm2 となる。こ
の時、結晶に印加される電圧V3は、 V=50V 時 V3=3V V=200V 時 V3=12V V=1000V時 V3=60V である。
2 の場合は、検知電極面積S1=240mm2 となる。こ
の時、結晶に印加される電圧V3は、 V=50V 時 V3=3V V=200V 時 V3=12V V=1000V時 V3=60V である。
【0047】したがって、今まで結晶の光路長L≒5
7.50mm(誘電度なし)となっていたのが、11.6
8mmとなり、V3がそれぞれ 0.38V→3V 1.52V→12V 12V→60V となる。
7.50mm(誘電度なし)となっていたのが、11.6
8mmとなり、V3がそれぞれ 0.38V→3V 1.52V→12V 12V→60V となる。
【0048】このように、センサ素子11の結晶上に絶
縁層21を介装することにより、結晶に印加される電圧
が大きくなり、結晶の光路長及び検知電極面積を小さく
することができる。したがって、センサ素子11及び装
置を小型なものにすることができ、簡易測定器、計測器
としての構成が容易である。
縁層21を介装することにより、結晶に印加される電圧
が大きくなり、結晶の光路長及び検知電極面積を小さく
することができる。したがって、センサ素子11及び装
置を小型なものにすることができ、簡易測定器、計測器
としての構成が容易である。
【0049】なお、上記の例では絶縁層21を結晶の上
に貼合わせているが、図2の等価回路からわかるよう
に、検知電極13の上に貼合わせても同じ効果が得られ
る。
に貼合わせているが、図2の等価回路からわかるよう
に、検知電極13の上に貼合わせても同じ効果が得られ
る。
【0050】また図7に示すように、検知電極13のみ
のセンサプローブ19と、光学系(センサ素子11)及
び信号処理部15からなる本体20とに分離し、それら
をリード線14によって結線した光学式の表面電位計を
実現することができる。
のセンサプローブ19と、光学系(センサ素子11)及
び信号処理部15からなる本体20とに分離し、それら
をリード線14によって結線した光学式の表面電位計を
実現することができる。
【0051】このため、従来のように機械的な位置のず
れによる影響はなく、簡単に正確な表面電位の測定がで
き、また防塵構造が可能で、トナー等によるリークの発
生を防止することができる。
れによる影響はなく、簡単に正確な表面電位の測定がで
き、また防塵構造が可能で、トナー等によるリークの発
生を防止することができる。
【0052】更に、上記のように検知電極13のみのセ
ンサプローブ19と他の光学系及び信号処理系を含む本
体20とに分離できるので、被検出試料1の表面近くに
センサプローブ19を近づけることが可能であり、セン
サプローブ19の小型化を図ることができるとともに、
センサプローブ19のクリーニングも容易である。
ンサプローブ19と他の光学系及び信号処理系を含む本
体20とに分離できるので、被検出試料1の表面近くに
センサプローブ19を近づけることが可能であり、セン
サプローブ19の小型化を図ることができるとともに、
センサプローブ19のクリーニングも容易である。
【0053】また、ここで、図5の原理図から、出射光
の強度Iは、
の強度Iは、
【0054】
【数7】
【0055】で表され、IO が変化すればIも変化す
る。すなわち、入射光の強度IO が変化しないように入
射光の安定性をはかる必要があり、光源の定電圧、定電
流を考慮する必要がある。
る。すなわち、入射光の強度IO が変化しないように入
射光の安定性をはかる必要があり、光源の定電圧、定電
流を考慮する必要がある。
【0056】このため、図8に示すように、偏光板23
とセンサ素子11の結晶内Lを通過し、波長板24を通
った光を、PBS(偏光ビームスプリッタ)25にて透
過光(P波)と反射光(S波)に分け、その光の強度の
比をとる。このようにすれば、入射光IO の変動は無視
することができる。
とセンサ素子11の結晶内Lを通過し、波長板24を通
った光を、PBS(偏光ビームスプリッタ)25にて透
過光(P波)と反射光(S波)に分け、その光の強度の
比をとる。このようにすれば、入射光IO の変動は無視
することができる。
【0057】この場合、PIN−フォトダイオード16
a,16bは2ケとなり、アンプ17を通った信号は信
号処理部15に除算回路を追加して処理をする。またこ
のように構成することで、光源22の駆動回路が簡単に
なる。
a,16bは2ケとなり、アンプ17を通った信号は信
号処理部15に除算回路を追加して処理をする。またこ
のように構成することで、光源22の駆動回路が簡単に
なる。
【0058】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、光学
式のセンサ素子を使用し、また検知電極を設けて、これ
とセンサ素子との間に絶縁層を設けた構成としたため、
機械的な位置のずれによる影響はなく、簡単に正確な表
面電位の測定ができ、また防塵構造とすることができる
という効果がある。
式のセンサ素子を使用し、また検知電極を設けて、これ
とセンサ素子との間に絶縁層を設けた構成としたため、
機械的な位置のずれによる影響はなく、簡単に正確な表
面電位の測定ができ、また防塵構造とすることができる
という効果がある。
【0059】また、検知電極のみのセンサプローブと他
の光学系及び信号処理系を含む本体とに分離できるの
で、センサプローブの小型化を図ることができるととも
に、センサプローブのクリーニングが容易になるという
効果がある。
の光学系及び信号処理系を含む本体とに分離できるの
で、センサプローブの小型化を図ることができるととも
に、センサプローブのクリーニングが容易になるという
効果がある。
【0060】更に、センサ素子上に絶縁層を設けること
で空気層の電圧降下が小さくなり、したがってセンサ素
子に印加される電圧が大きくなり、センサ素子及び装置
を小型なものにすることができるという効果がある。
で空気層の電圧降下が小さくなり、したがってセンサ素
子に印加される電圧が大きくなり、センサ素子及び装置
を小型なものにすることができるという効果がある。
【図1】 この発明の一実施例を示す概略構成図
【図2】 図1のセンサ部の等価回路図
【図3】 図1の電位計の測定原理を示す構成図
【図4】 図2の電位計の測定動作を示す説明図
【図5】 検知電極を設けた場合の構成図
【図6】 図5のセンサ部の等価回路図
【図7】 図1の電位計の全体構成を示すブロック図
【図8】 偏光ビームスプリッタを使用した場合の説明
図
図
【図9】 従来例を示す構成図
【図10】 図9のセンサ部の構造を示す斜視図
1 被検出試料 11 センサ素子 12a,12b 電極 13 検知電極 15 信号処理部 25 PBS(偏光ビームスプリッタ)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 非接触型表面電位計
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、PPC(plain pape
r copier) 、FAX(facsimile)等に使用されている感
光体などの表面電位を非接触で測定する非接触型表面電
位計に関するものである。
r copier) 、FAX(facsimile)等に使用されている感
光体などの表面電位を非接触で測定する非接触型表面電
位計に関するものである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】図9は非接触で表面電位の測定を行う従
来の表面電位計の測定原理を示す構成図である。同図に
おいて、1は複写機の感光体などの被検出試料で、電源
2により+(正)に帯電されている。
来の表面電位計の測定原理を示す構成図である。同図に
おいて、1は複写機の感光体などの被検出試料で、電源
2により+(正)に帯電されている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】
【数6】
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0046
【補正方法】変更
【補正内容】
【0046】この条件下にて、S2=S3=11×2mm
2 の場合は、検知電極面積S1=232mm2 となる。こ
の時、結晶に印加される電圧V3は、 V=50V 時 V3=3V V=200V 時 V3=12V V=1000V時 V3=60V である。
2 の場合は、検知電極面積S1=232mm2 となる。こ
の時、結晶に印加される電圧V3は、 V=50V 時 V3=3V V=200V 時 V3=12V V=1000V時 V3=60V である。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0047
【補正方法】変更
【補正内容】
【0047】したがって、今まで結晶の光路長L≒5
7.50mm(誘電体なし)となっていたのが、11.6
8mmとなり、V3がそれぞれ 0.38V→3V 1.52V→12V 12V→60V となる。
7.50mm(誘電体なし)となっていたのが、11.6
8mmとなり、V3がそれぞれ 0.38V→3V 1.52V→12V 12V→60V となる。
Claims (2)
- 【請求項1】 印加電圧に応じて光の屈折率が変化する
ポッケルス結晶を用いたセンサ素子と、被検出試料の表
面に対向して配置される検知電極とを備え、前記センサ
素子と検知電極との間に絶縁層を設けて、検知電極とこ
の絶縁層の電極とセンサ素子の電極とを直列に接続し、
前記センサ素子のポッケルス結晶を通過した光の強度か
ら前記被検出試料の表面電位を検出する信号処理部を具
備したことを特徴とする非接触型表面電位形。 - 【請求項2】 センサ素子の結晶から出射された光を透
過光と反射光に分離する偏光ビームスプリッタを設ける
とともに、その入射光の強度変化をキャンセルするため
の除算器を信号処理部に内蔵したことを特徴とする請求
項1記載の非接触型表面電位形。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21402993A JPH0763803A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 非接触型表面電位計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21402993A JPH0763803A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 非接触型表面電位計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0763803A true JPH0763803A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16649103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21402993A Pending JPH0763803A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 非接触型表面電位計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0763803A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58113765A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-06 | Mitsubishi Electric Corp | 直流電界測定装置 |
JPH0194270A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-12 | Murata Mfg Co Ltd | 表面電位検出装置 |
JPH03156379A (ja) * | 1989-04-12 | 1991-07-04 | Hamamatsu Photonics Kk | 高感度電圧検出装置 |
JPH0560818A (ja) * | 1991-08-31 | 1993-03-12 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 光方式の電界測定装置 |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP21402993A patent/JPH0763803A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58113765A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-06 | Mitsubishi Electric Corp | 直流電界測定装置 |
JPH0194270A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-12 | Murata Mfg Co Ltd | 表面電位検出装置 |
JPH03156379A (ja) * | 1989-04-12 | 1991-07-04 | Hamamatsu Photonics Kk | 高感度電圧検出装置 |
JPH0560818A (ja) * | 1991-08-31 | 1993-03-12 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 光方式の電界測定装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4524322A (en) | Fiber optic system for measuring electric fields | |
US4894607A (en) | Surface potential detecting apparatus | |
KR100717703B1 (ko) | 전계 센서 및 그 조정 방법 | |
JPH112648A (ja) | 光ファイバを有する電気光学電圧センサ | |
WO1993012435A1 (en) | Optical voltage and electric field sensor based on the pockels effect | |
US4668085A (en) | Photo-elastic sensor | |
JP3489701B2 (ja) | 電気信号測定装置 | |
JPH0763803A (ja) | 非接触型表面電位計 | |
US5635831A (en) | Optical voltage and electric field sensor based on the pockels effect | |
JPH06207958A (ja) | 非接触型表面電位計 | |
CN112880803B (zh) | 光学环境振荡侦测***及应用其的光学量测方法 | |
JPH0727808A (ja) | 非接触型表面電位計 | |
KR100606420B1 (ko) | 검출기 삽입형 광 전압검출기 | |
JPH08304498A (ja) | 非接触型表面電位計及び表面電位測定方法 | |
JPH06258368A (ja) | 表面電位計測装置 | |
JPH09127168A (ja) | 非接触型表面電位計及び表面電位測定方法 | |
JPH07181211A (ja) | 表面電位計測装置 | |
JPS5824721B2 (ja) | イタアツトウノケイソクソウチ | |
JPH0560818A (ja) | 光方式の電界測定装置 | |
Zhu et al. | Two-dimensional optical measurement techniques based on optical birefringence effects | |
JP3046874B2 (ja) | 光電圧・電界センサ | |
SU1092438A1 (ru) | Устройство дл измерени магнитных полей | |
KR860001475B1 (ko) | 진공 전기기기의 진공도 감시장치 | |
JPH09251036A (ja) | 光電界センサ及びこれを用いた光計器用変圧器 | |
JPS59119334A (ja) | 圧力センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970218 |