(57)【要約】【課題】アクチュエーターに起因するノイズの検出信号への影響を少なくできる電位測定装置である。【解決手段】電位測定装置は、測定対象１１１と対向させて配置される検知電極１０１と、検知電極１０１近傍に配された参照電極１０３を有し、測定対象１１１に対して参照電極１０３を常にほぼ静電的にシールドするための静電シールド構造１０５が配されている。容量変調手段１０５−１０８により検知電極１０１と測定対象１１１間の静電結合容量を変調することで、検知電極１０１上に発生する電気信号と参照電極１０３上に発生する電気信号を用いて、測定対象１１１の電位を測定する。【選択図】図１
2006317358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象と対向させて配置される検知電極と、該検知電極近傍に配された参照電極を有し、測定対象に対して参照電極を常にほぼ静電的にシールドするための静電シールド構造が配され、容量変調手段で検知電極と測定対象間の静電結合容量を変調することにより、検知電極上に発生する電気信号と参照電極上に発生する電気信号を用いて、測定対象の電位を測定することを特徴とする電位測定装置。
【請求項２】
前記参照電極は、前記検知電極とほぼ同一の形状を有する請求項１記載の電位測定装置。
【請求項３】
前記静電シールド構造は、参照電極と測定対象の間に来る様に配されて接地されている請求項１または２記載の電位測定装置。
【請求項４】
前記容量変調手段は、検知電極と測定対象間の静電結合容量を機械的に変調する請求項１乃至３のいずれかに記載の電位測定装置。
【請求項５】
前記容量変調手段は、測定対象から検知電極に放射される電気力線を一定の周期で遮るチョッパーとその駆動機構である請求項４記載の電位測定装置。
【請求項６】
前記チョッパーとその駆動機構は、検知電極と参照電極が配された半導体基板上に設置されている請求項５記載の電位測定装置。
【請求項７】
前記容量変調手段は、ねじりバネによって軸支されてねじりバネを中心に揺動可能な揺動体を有し、検知電極と参照電極は揺動体の面上に配され、検知電極と測定対象との距離を揺動体の揺動により変化させて検知電極と測定対象との間の静電容量を変化させることで、検知電極上に電気信号を発生させる請求項４記載の電位測定装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電位測定装置と画像形成手段を備え、前記電位測定装置の検知電極の面が画像形成手段の電位測定の対象となる面と対向して配置され、画像形成手段が電位測定装置の信号検出結果を用いて画像形成の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知電極に誘起される電気量によって、測定対象の電位を測定する非接触型の電位測定装置、及び複写機、プリンタ等に適用可能なその電位測定装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、感光ドラムを有し電子写真方式によって画像形成を行う画像形成装置においては、常に安定した画質を得るために、どのような環境下でも感光ドラムの電位を適当に（典型的には、均一に）帯電しておく必要がある。このため、感光ドラムの帯電電位を電位測定装置を用いて測定し、その結果を利用して感光ドラムの電位を均一に保つ様にフィードバック制御を行っている。
【０００３】
従来の電位測定装置としては、非接触式電位測定装置があり、ここでは機械式交流電界誘導型と呼ばれる方式がしばしば用いられる。この方式では、測定対象の表面の電位は、電位測定装置に内蔵される検知電極から取り出される電流iの大きさの関数であり、次の式で与えられる。
【０００４】
【数１】
2006317358.tif 000003
【０００５】
ここで、Qは検知電極上に現れる電荷量、Cは検知電極と測定対象間の結合容量、Vは測定対象の表面の電位である。また、この容量Cは、次の式で与えられる。
【０００６】
【数２】
2006317358.tif 000004
【０００７】
ここで、Aは物質の誘電率などに係る比例定数、Sは検知電極面積、xは検知電極と測定対象間の距離である。
【０００８】
これらの関係を用いて、測定対象の表面の電位Vを測定するのであるが、検知電極上に現れる電荷量Qを正確に測定するには、検知電極と測定対象間の容量Cの大きさを周期的に変調するのがよいことが、これまでに分かっている。すなわち、検知電極上に現れる電荷量Qは非常に小さな値で、周囲に存在する雑音の影響を受けやすい。このため、微小なQを正確に測定するために、適当な手段で検知電極と測定対象間の結合容量Cの大きさを周期的に変調し、測定された信号から同じ周波数成分を検波することによって必要な信号を得るという同期検波方式がしばしば用いられるのである。
【０００９】
この容量Cの変調方法としては、下記の方法が知られている。
第１の方法は、測定対象と検知電極間に、接地されたフォーク形状のシャッターを挿入し、シャッターを測定対象の表面と平行な方向に周期的に動かすことで、測定対象と検知電極間の結合容量Cの変調を実現している（特許文献１参照）。
【００１０】
また、他の例では、測定対象と対向する位置に開口部を有した金属のシールド材を配置すると共に、フォークの形状をした振動素子の先端に検知電極を設けて該検知電極の位置を上記開口部直下で平行に変化させることで、検知電極に達する電気力線の数を変調し、静電容量Cの変調を行っている（特許文献２参照）。
【００１１】
他方、電子写真式画像形成装置を小型化するためには、感光ドラムの小径化、ドラム周りの高密度化が必要であり、電位測定装置も小型化、薄型化が求められている。しかしながら、前述の現状の機械式交流電界誘導型のセンサでは、センサ構造体の内部体積は、その殆どがフォーク状シャッター或いはフォーク状振動素子を振動させるための駆動機構等の組み立て部品によって占められている。従って、電位測定装置の小型化には、これら駆動機構の小型化が必須である。
【００１２】
こうした小型化の要求に沿って、近年、Micro  Electro  Mechanical  System（ＭＥＭＳ）技術と呼ばれる半導体加工技術を利用して微細な機械構造を半導体基板上に形成する試みが報告されており、該技術を用いた機械交流電界誘導型電位測定装置の報告もなされている。その典型的な例として、半導体加工技術で作製した微細な開口部を有するシャッター構造を検知電極の直上で振動させて測定対象の電位の測定を試みるものがある（特許文献３参照）。
【特許文献１】米国特許第４，７２０，６８２号明細書
【特許文献２】米国特許第３，８５２，６６７号明細書
【特許文献３】米国特許第６，１７７，８００号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記従来技術を用いた機械式交流電界誘導型の電位測定装置において、フォーク状のシャッター或いは開口部が形成されたシャッターを検知電極の直上で振動させるために、電磁力、圧電素子による発生力、もしくは静電力がしばしば用いられる。
【００１４】
前述の例で示した一般的な電位測定装置においては、フォーク状シャッターに圧電素子を取り付け、圧電素子に印加した電圧によって発生する機械的振動を利用してフォークを振動させる。この際、圧電素子には十数Vから数十V以上の交流電圧を印加するため、この電圧により、検知電極に交流ノイズが発生し検出信号に重畳されやすくなる。このノイズは検出信号と同じ周波数成分を有することが多いため、検出信号からこのノイズを取り除くことは容易とは言い難い。
【００１５】
同様に、電磁石を用いて、前述のフォーク状シャッターを振動させる方式においても、検出信号は、電磁石を駆動させるための電流により発生するノイズの影響を受けやすい。さらに、前述の例で示したＭＥＭＳ技術においても、例えば、櫛歯型静電アクチュエーターと呼ばれる振動機構に数Vから百数十V程度の変調された電圧を印加することで、シャッターを振動させる。ＭＥＭＳ技術を用いた素子では、小型化のために、アクチュエーター部と検知電極が例えば１ｍｍ以内と近接されて設置されることが多いため、駆動信号によって発生するノイズの影響を大きく受けやすい。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題に鑑み、本発明の電位測定装置は、測定対象と対向させて配置される検知電極と、検知電極近傍に配された参照電極を有し、測定対象に対して参照電極を常にほぼ静電的にシールドするための静電シールド構造が配され、容量変調手段で検知電極と測定対象間の静電結合容量を変調することにより、検知電極上に発生する電気信号と参照電極上に発生する電気信号を用いて、測定対象の電位を測定することを特徴とする。参照電極としては、適当な面積と形状を有するものであれば、程度の差こそあれ、信号ノイズ低減の効果を発揮するが、検知電極と参照電極に発生するノイズの大きさをほぼ等しくする為には、典型的には、、参照電極は検知電極とほぼ同一の形状を有するようにすると良い。
【００１７】
本発明の構成は、前述した従来技術を用いたチョッパーを用いて結合静電容量を変調する電位測定装置のほかに、検知電極と測定対象の距離を変調することで結合静電容量を変調する方式の電位測定装置にも適用することが可能である。
【００１８】
例えば、前記容量変調手段は、ねじりバネによって軸支されてねじりバネを中心に揺動可能な揺動体を有し、検知電極と参照電極はほぼ同一面積・形状で揺動体の面上に配され、検知電極と測定対象との距離を揺動体の揺動により変化させて検知電極と測定対象との間の静電容量を変化させることで、検知電極上に電気出力信号を発生させて検出し、さらに  参照電極と電位測定対象との間に、接地された静電シールド構造を導入することで、参照電極にはアクチュエーター（容量変調手段）由来のノイズのみ発生するようにする。
【００１９】
また、上記課題に鑑み、本発明の画像形成装置は、上記の電位測定装置と画像形成手段を備え、電位測定装置の検知電極の面が画像形成手段の電位測定の対象となる面と対向して配置され、画像形成手段が電位測定装置の信号検出結果を用いて画像形成の制御を行うことを特徴とする。画像形成手段は、複写機能、印刷機能、或いはファクシミリ機能などを有し得る。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、測定対象に対向して設置される検知電極上には、測定対象の電位に起因する信号出力と電磁、圧電、静電等のアクチュエーター（容量変調手段）に起因するノイズの和の信号が生じる。従って、この信号から、検知電極に近接して設置される参照電極上に発生するノイズ信号の成分を除き去るような処理を行うことで、アクチュエーターに起因するノイズの検出信号への影響を少なくすることができる。典型的には、検知電極と参照電極がほぼ同一の形状を有し、さらに近接して設置されるため、アクチュエーターに起因して検出・参照両電極上に発生するノイズの大きさをほぼ等しくすることが可能である。この結果、装置を小型化して、アクチュエーターと検知電極の距離が近接するような電位測定装置においても、電位測定対象の電位を比較的高い測定精度、感度、信頼性で測定できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施形態１）
本発明の第１の実施の形態を図１と図２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電位測定装置の全体構成を示す。図１において、平板状の基板１００の表面上には、信号検知電極１０１、検知電極用配線１０２、参照電極１０３、参照電極用配線１０４が形成されている。検知電極１０１及び参照電極１０３の上部には、測定対象１１１が設置されている。また、基板１００と測定対象１１１の間において、周期的に振動する振動体１０５、振動体を振動させるための駆動機構１０７、および振動体を検知・参照両電極１０１、１０３に接触しないように中空に保持するための機構１０８が基板１００上に設置されている。この振動体１０５は開口１０６を有する。振動体１０５と開１０６の組み合わせは、上記従来技術におけるシャッターに相当するため、以下、シャッターとも称する。ここで、振動体１０５は、参照電極１０３に対して、常に参照電極１０３と測定対象１１１の間に来る様に配されて接地されている静電シールド構造の機能を有する。
【００２２】
信号検知電極１０１で発生した信号は、配線１０２を通じて、検知信号検出回路１０９に、そして参照電極１０３で発生した信号は、配線１０４を通じて、検知信号検出回路１１０に、それぞれ出力される。
【００２３】
図２−１、図２−２は、第１の実施形態の電位測定装置の動作中における、検知電極１０１、参照電極１０３、振動体１０５、開口１０６の位置関係を、断面図を用いて模式的に表したものである。図２−１の状態で、測定対象１１１に電圧が印加されると、電気力線２０１が測定対象１１１から検知電極１０１に向けて放出される。この状態で、電気力線２０１の一部が、シャッター（これはアースされている）に設けられた開口１０６を通じて、検知電極１０１に到達する。この電気力線は、検知電極１０１上に電荷を誘起する。このとき、測定対象１１１の有する電位の大きさに応じて、検知電極１０１上に発生する電荷量は変化する。この状態は、検知電極１０１に対してシャッターがオープンである状態と定義できる。
【００２４】
一方、図２−２の状態は、駆動機構１０７により、振動体１０５の開口部１０６が検知電極１０１と参照電極１０３の間に位置するよう移動した後の状態を示している。測定対象１１１から放出される電気力線２０１は、振動体１０５によって遮られ、検知電極１０１に到達しない。この状態は、検知電極１０１に対してシャッターがクローズである状態と定義できる。
【００２５】
ところで、ＭＥＭＳ技術を用いたような小型の電位測定装置では、駆動機構１０７として櫛歯型静電アクチュエーターと言われる構造をしばしば用いる。この機構においては、数V〜百数十V程度の高電圧を必要とするため、静電的な電磁場２０２が発生し、その結果、検知電極１０１と参照電極１０３にノイズが発生する。
【００２６】
本実施形態で説明しているＭＥＭＳ技術を用いた静電型シャッター構造では、一般的に、シャッターの振動振幅は数μｍ〜２０μｍと小さいため、検知電極１０１と参照電極１０３間の距離は、おおむね１００μｍ以下と非常に小さい。それに対し、各電極と静電アクチュエーター１０７の距離は、数百μｍからおおよそ１ｍｍ程度である。そのため、静電アクチュエーターで発生したノイズは、互いに近傍にあってほぼ同一形状の検知電極１０１と参照電極１０３それぞれに、ほぼ同じ大きさ・位相で発生する。
【００２７】
本実施形態において、静電アクチュエーター（駆動機構１０７）に正弦波的な駆動信号を印加して、シャッター構造の開閉動作を正弦波的に行うとする。検知電極１０１および参照電極１０３上には、静電アクチュエーターから発生する電磁波によって、次の式で表されるノイズ信号が発生する。
【００２８】
【数３】
2006317358.tif 000005
【００２９】
ここで、Ｎ（ｔ）は、時刻ｔで各電極（検知電極１０１および参照電極１０３）に発生するノイズ信号、Ｎ0は比例定数、ωは、静電アクチュエーターに印加された正弦波信号の角周波数である。
【００３０】
検知電極１０１には、測定対象１１１の電位、シャッターに設けられた開口１０６と検知電極１０１の位置関係、測定対象１１１から放出される電気力線から、次の式で表される信号が生じる。
【００３１】
【数４】
2006317358.tif 000006
【００３２】
ここで、Ｓ0（ｔ）は、時刻ｔで検知電極１０１上に発生する測定対象１１１により誘起される信号の大きさ、Ａは比例定数、Ｃは検知電極１０１と測定対象１１１間で生じる結合容量の最大値、Ｖは測定対象１１１の電位、φ0は位相差項である。
【００３３】
これより、検知電極１０１上には、測定対象１１１からの電気力線とアクチュエーターからのノイズにより、次式で表される信号Ｓ１０１が発生する。
【００３４】
【数５】
2006317358.tif 000007
【００３５】
一方、参照電極１０３上に発生する信号Ｓ１０３は、測定対象１１１由来の信号は殆ど発生しないため、ノイズ由来の信号のみ生じ、次式のようになる。
【００３６】
【数６】
2006317358.tif 000008
【００３７】
よって、図１で示された検知信号検出回路１０９および参照電極回路１１０と適切な演算回路（例えば、差動増幅回路）を用いることで、次の式のようになる。
【００３８】
【数７】
2006317358.tif 000009
【００３９】
こうして、ノイズＮ（ｔ）の影響を受けない（ないし低下させた）測定対象１１１由来の信号Ｓ（ｔ）のみを得ることができる。
【００４０】
本実施形態において、電位測定装置の製造の際に生じる誤差等で、検知電極１０１および参照電極１０３に生じるアクチュエーター由来のノイズにより生じる信号の大きさが異なる場合も考えられる。この場合、検知電極１０１上に生じるノイズ由来の信号をＮ１０１(t)、参照電極１０３上に生じるノイズ由来の信号をＮ１０３（ｔ）とすると次式が成立する。
【００４１】
【数８】
2006317358.tif 000010
【００４２】
ここで、αは比例定数である。αは、製造誤差による電極の配置、形状等の影響を受けるため、個別の電位測定装置固有の値となるが、経時変化はしない。したがって、個別の装置に関してαの値を求め、適切な演算回路で処理することで、（７）式と同等の処理を（９）式により行うことが可能で、最終的に測定対象１１１由来の信号Ｓ’（ｔ）のみを得ることができる。
【００４３】
【数９】
2006317358.tif 000011
【００４４】
ここで、（９）式の記号で、添え字「’」の付くものは、本実施形態における電位測定装置で、製造誤差を含んだ場合を意味する。
【００４５】
こうして、本実施形態において、検知電極と参照電極がほぼ同一の形状を有し、さらに近接して設置されるため、アクチュエーターに起因して検出・参照両電極上に発生するノイズの大きさをほぼ等しくでき、この結果、装置を小型化して、アクチュエーターと検知電極の距離が近接するような電位測定装置においても、電位測定対象の電位を比較的高い測定精度、感度、信頼性で測定できるようになる。
【００４６】
（実施形態２）
本発明の第２の実施形態を図３、図４−１、図４−２に基づいて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態で示した検知電極、参照電極、振動体に設けられた開口部の組み合わせが、同一基板上に多数個設置された構造を有することを特徴としている。
【００４７】
一般に、電位測定装置の検出感度を上げるためには、検知電極の面積を大きくすることが一つの手段である。しかし、検知電極の面積を大きくすると、測定対象からの電気力線を変調するためのチョッパーも大きくなり、消費電力の増大や、駆動周波数の低下等の不都合が生じる。そこで、小さな検知電極を多数並べて、検知電極の総面積を大きくする方法を用いると、大面積の検知電極を用いる方法と同様に検出感度を上げられる。ここで、分割された各々の検知電極に小型のチョッパーを備え付けることで、チョッパーの大きさは小さくでき、消費電力の増大や、駆動周波数の低下等を防ぐことが可能となる。
【００４８】
しかし、単に第１の実施形態で示したチョッパーと駆動機構を複数個設置した場合、全てのチョッパーが同時に同一の動作を行なうように制御するには、複雑な制御機構が必要となる。そこで、本実施形態では、多数個のチョッパーを並べる代わりに、多数の窓の開いた構造を有する単一のシャッター（振動体）を使用する。
【００４９】
図３は、第２の実施形態に係る電位測定装置の全体構成を示す。本実施形態においては、各構成要素は  基本的に第１の実施形態で示された対応するものと同一の名称と機能を有する。すなわち、平板状の基板３００は１００、信号検知電極３０１は１０１、検知電極用配線３０２は１０２、参照電極３０３は１０３、参照電極用配線３０４は１０４、振動体３０５は１０５、開口部３０６は１０６、駆動機構３０７は１０７、保持機構３０８は１０８、検知信号検出回路３０９は１０９、参照電極用回路３１０は１１０、と読み替えて、説明できる。第２の実施形態では、検知電極３０１、参照電極３０３、開口３０６は、複数組周期的に配置されている。
【００５０】
図４−１、図４−２は、第２の実施形態の電位測定装置の動作中における、検知電極３０１、参照電極３０３、振動体３０５、開口３０６の位置関係を、断面図を用いて模式的に表したものである。
【００５１】
測定対象３１１から放出される電気力線４０１は、シャッターがオープン状態のとき、シャッターに設けられた複数の開口３０６を通じて、検知電極３０１に到達する（図４−１の状態）。一方、シャッターがクローズ状態では、この電気力線４０１は、検知電極３０１上には到達しない（図４−２の状態）。この際に、オープン・クローズいずれの状態においても、電気力線４０１は参照電極３０３に到達しないように配置されている。
【００５２】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、振動体３０５を周期運動させるためのアクチュエーター３０７から発生する電磁波４０２により、検知電極３０１、参照電極３０３には、それぞれノイズ成分信号が発生する。しかし、第１の実施形態で説明したものと同じ手法を用いることで、検出信号からノイズ成分を除去することが可能となる。
【００５３】
（実施形態３）
本発明の第３の実施形態を図５乃至図７に基づいて説明する。図５は、本発明の第３の実施形態に係る電位測定装置の構成を示す。支持基板５００の中央部には開口部５０１が形成され、開口部５０１の中央中空部分には、２本のねじりバネ５０２、５０３により、平板状の揺動体５０４が支持されている。揺動体５０４は、ねじりバネ５０２、５０３の長軸方向の中心線を結んだ中心線A−A’に対し、線対称の構造を有する。
【００５４】
揺動体５０４の一方の表面には、２個のほぼ同一形状の平板状の検知電極５０５と参照電極５０６が同じく中心線A−A’に対して線対称に配置されている。両電極５０５と５０６は、ねじりバネ５０２の上に形成された両電極配線５０７と５０８によって、支持基板５００上に形成された取り出し電極５０９と５１０とそれぞれ接続されている。両取り出し電極５０９と５１０は、外部の適切な回路（上記の検知信号検出回路、参照電極回路を参照）と接続されている（図示せず）。
【００５５】
図５のB-B’断面図である図６は、図５で示した電位測定装置を測定対象表面６０４に対して配置した状態を表している。揺動体５０４は、これと対向する測定対象表面６０４が実質的に平面的である場合には、中立の位置においてこれとほぼ平行になる様に配置される。図６において、６０２は電位測定装置を収めるケースであり、導電性の材料で形成され、アースに接地されている。揺動体５０４を支える支持基板５００は、適切な装着冶具６０１によって、ケース６０２に固定されている。この設置されたケース６０２には、検知電極５０５と測定対象表面６０４の間に来る部分に開口部６０３が形成されている。一方、参照電極５０６と測定対象表面６０４の間は、ケース６０２によって、完全に遮蔽される様になっている。これが、上記静電シールド構造となる。
【００５６】
この電位測定装置に適切な揺動体駆動機構を加え、揺動体５０４とねじりバネ５０２、５０３の形状、材料などを適切に選ぶことで、揺動体５０４をねじりバネ５０２、５０３の中心軸線Cを回転中心として、周期的に揺動させられる。これらが、上記容量変調手段を構成する。
【００５７】
図７は、揺動体５０４が揺動している様子を、B-B’断面図で模式的に示したものである。図５（１）は、揺動体５０４が静止状態あるいは揺動中に静止状態と同じ位置に達したときの状態（中立の状態）を示す。
【００５８】
この図７（１）の状態で、測定対象６０４が電位を有すると、測定対象６０４から電気力線７０１が放出され、ケース６０２に設けられた開口６０３を通じて、電気力線６０１が検知電極５０５に到達する。そして、前述の式(１) および(２) を組み合わせて得られる次式（１０）に相当する電荷Qが検知電極５０５上に誘起される。
【００５９】
【数１０】
2006317358.tif 000012
【００６０】
ここで、Qは検知電極５０５上に現れる電荷量、Cは検知電極５０５と測定対象６０４間の結合容量、Vは測定対象６０４の表面の電位、Aは比例定数、Sは検知電極５０５の面積、ｘは検知電極５０５と測定対象表面６０４間の距離である。
【００６１】
図７（２）は、揺動体５０４が揺動し、検知電極５０５と測定対象６０４までの平均距離が最も小さくなった状態を表している。他方、図７（３）は、揺動体５０４の揺動の状態が変化して検知電極５０５と測定対象６０４の平均距離が最も大きくなった状態である。このように、揺動体５０４を周期的に適切に揺動することで、検知電極５０５と測定対象表面６０４間の平均距離ｘを変調することができる。この結果、(１０)式で表される検知電極５０５上の電荷Qを変調し、この信号を処理することで測定対象表面６０４の電位を得ることが可能となる。
【００６２】
一方、前述の揺動体５０４の動作の間、参照電極５０６の位置も揺動体５０４の揺動とともに変化するが、ケース６０２が測定対象表面６０４から放出される電気力線を遮蔽する。そのため、参照電極５０６上には、測定対象表面６０４の電位に相当する電荷が殆ど誘起されない。
【００６３】
第１及び第２の実施形態と同様に、第３の実施形態においても、揺動体５０４を揺動するために静電気力あるいは電磁力を用いたアクチュエーターを使用する。したがって、そのアクチュエーターから電磁波７０２が発生し、検知電極５０５と参照電極５０６にノイズ成分信号が発生する。しかし、第１の実施形態で説明したものと同じ手法を用いることで、検出信号からノイズ成分を除去することが可能となる。ここでも、アクチュエーターに対して、検知電極５０５と参照電極５０６はほぼ同じ位置関係になっている。
【００６４】
（実施形態４）
図８は第４の実施形態の画像形成装置を説明する図である。図８は、本発明による電位測定装置を用いた電子写真現像装置の感光ドラム周辺の模式図である。感光ドラム８０８の周辺に、帯電器８０２、電位測定装置８０１、露光機８０５、トナー供給機８０６が設置されている。帯電器８０２で、ドラム８０８の表面を帯電し、露光機８０５を用いて感光ドラム８０８表面を露光することで潜像が得られる。この潜像にトナー供給機８０６によりトナーを付着させ、トナー像を得る。そして、このトナー像を転写物送りローラー８０７と感光ドラム８０８で挟まれた転写物８０９に転写し、転写物上のトナーを固着させる。これらの工程を経て画像形成が達成される。
【００６５】
この構成において、ドラム８０８の帯電状態を本発明の小型で高性能の電位測定装置８０１で測定し、信号処理装置８０３で信号を処理し、例えば、高電圧発生器８０４にフィードバックをかけて帯電器８０２を制御する。これにより、安定したドラム帯電が実現され、安定した画像形成が実現される。この際、感光ドラム８０８の回転に同期して電位測定装置８０１の出力をモニタすることで、感光ドラム上の電位分布を計測できる。そして、この計測された電位分布に基づき、感光ドラム８０８に露光する光の量を制御するか、帯電器８０２を制御することで、画像のムラを少なくできる。
【００６６】
本発明の電位測定装置は、複数の機器(例えば、ホストコンピューター、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、１つの機器（例えば、複写機、ファクシミリ装置）からなる装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態の電位測定装置の構造、及びそれと測定対象との位置関係を示す図である。
【図２−１】本発明の第１の実施形態の電位測定装置が動作している際の、検知電極、参照電極とシャッターの配置関係を示す断面図である。
【図２−２】本発明の第１の実施形態の電位測定装置が動作している際の、検知電極、参照電極とシャッターの配置関係を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の電位測定装置の構造、及びそれと測定対象との位置関係を示す図である。
【図４−１】本発明の第２の実施形態の電位測定装置が動作している際の、検知電極、参照電極とシャッターの配置関係を示す断面図である。
【図４−２】本発明の第２の実施形態の電位測定装置が動作している際の、検知電極、参照電極とシャッターの配置関係を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の電位測定装置の概観上面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の電位測定装置と測定対象との位置関係を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態で、揺動体が揺動している際の各部品と測定対象の位置関係を説明する図である。
【図８】本発明の電位測定装置が組み込まれた画像形成装置の一実施形態の模式的な構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００、３００、５００・・基板
１０１、３０１、５０５・・検知電極
１０３、３０３、５０６・・参照電極
１０５、３０５、５０４・・振動部材（シャッター、揺動体、容量変調手段）
１０７、３０７・・アクチュエーター（駆動機構、容量変調手段）
１１１、３１１、６０４、８０８・・測定対象表面（測定対象、感光ドラム）
２０２、４０２、７０２・・電磁場（雑音由来）
１０５、３０５、６０２・・静電シールド構造（振動部材、電位測定装置用ケース）
８０１・・電位測定装置
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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