[发明专利]表面电位传感器以及复印机

说明书

技术领域

本发明涉及表面电位传感器和复印机，具体而言，涉及利用作用在与对象物体之间的静电力来测量对象物体的表面电位的表面电位传感器和具有该表面电位传感器的复印机。

背景技术

在复印机、打印机、液晶显示设备等各种机器中，对特定部分的表面电位进行测量。例如，在静电复印机中，当反复使用感光鼓时，感光鼓的带电电压逐渐下降。当感光鼓的带电电压下降到一定程度时，潜像的质量下降，从而调色剂(toner)的上色情况恶化，或者产生色相不均匀等，由此，印刷的质量下降。因此，在以往，通过利用表面电位传感器对利用带电器实现了带电后的感光鼓的带电电压进行测量来监视感光鼓的劣化情况和寿命。而且，当感光鼓的带电电压变得小于等于规定值时，例如发出警告而促使用户更换感光鼓。

(断续型电位传感器)

存在多种表面电位传感器，其中一种是断续型的表面电位传感器。图1是用于说明断续型表面电位传感器11的测量原理的示意图。表面电位传感器11在外壳12内具有检测电极13，检测电极13经由电阻Rs接地。在外壳12内，与检测电极13相对置地开口有窗部14。此外，在检测电极13与窗部14之间设置有断续装置(chopper)15。断续装置15保持接地电位，而且具有一对屏蔽板16，用于屏蔽穿过窗部14而朝向检测电极13的静电场。屏蔽板16以固定周期振动，周期性地进行屏蔽板16之间的开闭。当以窗部14朝向带电物体17的方式设置表面电位传感器11时，从带电物体17发出的静电场从窗部14入射至表面电位传感器11内，然后穿过屏蔽板16之间而到达检测电极13，但是由于屏蔽板16周期性地进行开闭，因此到达检测电极13的静电场的入射面积(电力线的数量)发生变动。

该表面电位传感器11利用静电感应现象，当检测电极13接收到从带电物体17发出的強度为E₀(与带电物体17的带电电位V₀成正比。)的静电场时，在检测电极13中产生感应电荷q。但是，在这样的静止状态下不能够检测出电信号，因此，在带电物体17与检测电极13之间设置断续装置15，利用断续装置15的开闭周期性地改变静电场的入射面积。当通过断续装置15周期性地改变静电场的入射面积时，感应电荷q也同样周期性地变化，位移电流I_S从检测电极13向接地位置(ground)流动。该位移电流I_S通过电阻Rs转换成交流电压信号V_S。由此，通过测量交流信号V_S能够检测出带电物体17的带电电位V₀。作为这样的断续型表面电位传感器，公知有例如在专利文献1中公开的装置。

但是，在这样的断续型表面电位传感器中，用于使静电场的入射面积周期性地变化的断续装置是必不可少的。为了开闭断续装置，必须具有机械式促动器(actuator)，因此，难以实现表面电位传感器的小型化。例如，在专利文献1所公开的表面电位传感器中，需要如专利文献1的图15所示的音叉型部件。该音叉型部件在前端部设置一对屏蔽板，在基部安装压电振子，利用音叉型部件放大压电振子的振动(使压电振子产生共振)而使断续装置开闭，该音叉型部件与断续装置相比也是相当大的部件。

如此，在断续型表面电位传感器中，因为需要用于使断续装置开闭的机械式促动器(音叉型部件)，所以无法实现MEMS化，表面电位传感器的小型化变得困难，而且制造成本也提高，还需要将该部件组装在表面电位传感器中的操作。

如此，由于断续型表面电位传感器具有大的尺寸和相当长的长度，因此，即使要用于测量复印机的感光鼓的带电电位，在复印机内确保沿感光鼓的宽度方向移动的空间也是不可能的。另外，由于用于驱动断续装置的促动器受到影响，因此无法使表面电位传感器移动。因此，通过该表面电位传感器，只能监测感光鼓的一个位置的外周，在检测感光鼓的劣化这方面可靠性低。另一方面，在商用复印机等中，追求与活版印刷机相匹敌的印刷质量，因此要求对整个感光鼓进行检查。

(静电感应型表面电位传感器)

作为其他的表面电位传感器，存在利用作用在与带电物体之间的静电力的装置。作为这样的传感器，存在例如在专利文献2中所公开的装置。在该表面电位传感器中，可动电极板位于呈框状的支撑构件内，而且该可动电极板呈悬臂状地受到一对梁部的支撑。在梁部上，设置有用于检测梁部的挠曲量的应变仪。

当可动电极板与带电物体相对置时，通过作用在二者之间的静电吸引力，可动电极板被带电物体吸引，因此，可以利用应变仪检测出此时的梁部的挠曲量，从而基于利用应变仪测量出的梁部的挠曲量计算出带电物体的电位。