(57)【要約】【課題】比較的感度の高い電位測定装置、及びその作製方法を提供することである。【解決手段】電位測定装置100は、揺動中心軸を中心に揺動可能に設けられた揺動体104と、揺動体104に設置された検知電極111と、揺動体104を揺動させる様に駆動するための駆動手段102、124と、検知電極111に接続された信号検出手段120を有する。揺動体104が凹部129を有し、凹部129の底面に検知電極111が設置されている。揺動体104を電位測定対象に対向させて配置して駆動手段102、124により揺動体104を揺動させるとき、検知電極111に現れる信号を信号検出手段120で検出して測定対象の電位を測定する。揺動体104が揺動したとき、検知電極104が測定対象に対して隠れて陰になるため、検知電極111と電位測定対象との間の結合容量が比較的大きく変化させられ、大きな出力信号を検知電極111から得られ、電位測定の感度を高くできる。【選択図】図1
2007292896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動中心軸を中心に揺動可能に設けられた揺動体と、前記揺動体に設置された検知電極と、前記揺動体を揺動させる様に駆動するための駆動手段と、前記検知電極に接続された信号検出手段を有し、
前記揺動体が凹部を有し、前記凹部の底面に前記検知電極が設置されることを特徴とする電位測定装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記検知電極が設置されていない方の前記揺動体の面上に設置された第1の磁界発生部分と、該揺動体の面に対向する位置に設置された第2の磁界発生部分を含み、前記第1の磁界発生部分と第2の磁界発生部分は引力或いは斥力を及ぼし合い、前記第1の磁界発生部分と第2の磁界発生部分のうちの少なくとも一方が電磁コイルであることを特徴とする請求項1に記載の電位測定装置。
【請求項３】
前記第1の磁界発生部分と第2の磁界発生部分は、夫々、永久磁石と電磁コイル、又はその逆、又は軟磁性体と電磁コイル、又はその逆、又は電磁コイルと電磁コイルであることを特徴とする請求項2に記載の電位測定装置。
【請求項４】
前記揺動体は、基板に弾性支持部を介して揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電位測定装置。
【請求項５】
前記基板がシリコンからなり、前記弾性支持部がねじりバネであることを特徴とする請求項4に記載の電位測定装置。
【請求項６】
前記凹部は、前記揺動体の前記揺動中心軸を挟んだ両側の部分の一方に設けられ、その底面に前記検知電極が設置されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電位測定装置。
【請求項７】
請求項4乃至6のいずれかに記載の電位測定装置の作製方法であって、
前記基板から前記揺動体と前記弾性支持部を形成する工程と、
前記揺動体に前記凹部を形成する工程と、
前記凹部の底面に前記検知電極を形成する工程と、
前記検知電極が形成されていない方の前記揺動体の面上に前記第1の磁界発生部分を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電位測定装置の作製方法。
【請求項８】
請求項1乃至6のいずれかに記載の電位測定装置と、前記電位測定装置より得られる出力信号を処理する信号処理装置と、画像形成手段を備え、
前記電位測定装置の検知電極の形成された部分が前記画像形成手段の電位測定の対象と対向して配置され、前記画像形成手段が前記信号処理装置の信号処理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、測定対象の電位を非接触で測定することが可能な電位測定装置、電位測定装置を有する画像形成装置などに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、常に安定した画質を得るためには、どの様な環境下でも感光ドラム表面の電位分布が適当に（典型的には均一に）なる様に感光ドラム表面を帯電しておく必要がある。このため、感光ドラム表面の電位を電位測定装置で測定し、その結果を利用して感光ドラム表面の電位を均一に保つ様にフィードバック制御を行う機能を画像形成装置に搭載することが、従来、しばしば行われている。
【０００３】
画像形成装置に用いられる電位測定装置として、次の様な構造の装置が提案されている（特許文献1参照）。図5は、この電位測定装置500の構造を示す上面図である。この電位測定装置500では、支持基板501と一体に揺動体504と2本のねじりバネ502、503が形成され、揺動体504が2つの検知電極511、512を有する。揺動体504の形状は、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’に対して線対称である。検知電極511、512は、夫々、中心線A-A’に対して対称に配置されている。また、検知電極511、512は、夫々、電極配線513、514によって、支持基板501上に設置された取り出し電極515、516に接続されている。取り出し電極515、516は、夫々、配線517、518によって、差動増幅器520に接続されている。
【０００４】
この電位測定装置500の電位測定方法の例について、図5(a)のB-B’断面図である図5(b)を用いて説明する。ここでは、測定対象表面521に対向して電位測定装置500が設置されている。測定対象表面521は、例えば、感光ドラムである。電位測定装置500は、電気的に接地された導電性のケース522内に配置されている。図5(b)は、揺動体駆動機構（不図示）によって揺動体504を揺動させた状態をも破線で示す。揺動体504を周期的に揺動することで、検知電極511、512と測定対象表面521との距離及び結合容量を周期的に変化させ、測定対象表面521の電位情報を含んだ信号電流を差動増幅器520から取り出すことができる。
【特許文献１】特開2004-301555号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の如き揺動体を有する電位測定装置において、更なる性能向上を試み、高感度の電位測定装置、その作製方法、及びこれを有する画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の電位測定装置は、揺動中心軸を中心に揺動可能に設けられた揺動体と、前記揺動体に設置された検知電極と、前記揺動体を揺動させる様に駆動するための駆動手段と、前記検知電極に接続された信号検出手段を有する。ここにおいて、前記揺動体が凹部を有し、前記凹部の底面に前記検知電極が設置されている。そして、前記揺動体を電位測定対象に対向させて配置して前記駆動手段により前記揺動体を揺動させるとき、前記検知電極に現れる信号を前記信号検出手段で検出して前記電位測定対象の電位を測定する。
【０００７】
また、上記課題に鑑み、本発明の電位測定装置の作製方法は、前記基板から前記揺動体と前記弾性支持部を形成する工程と、前記揺動体に前記凹部を形成する工程と、前記凹部の底面に前記検知電極を形成する工程と、前記検知電極が形成されていない方の前記揺動体の面上に前記第1の磁界発生部分を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、上記課題に鑑み、本発明の画像形成装置は、前記電位測定装置と、前記電位測定装置より得られる出力信号を処理する信号処理装置と、画像形成手段を備えている。ここにおいて、前記電位測定装置の検知電極の形成された部分が前記画像形成手段の電位測定の対象と対向して配置され、前記画像形成手段が前記信号処理装置の信号処理結果を用いて画像形成の制御を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電位測定装置によれば、前記揺動体が凹部を有し、この凹部の底面に前記検知電極が設置されていることで、揺動体が揺動したとき、検知電極が電位測定対象に対して陰になる。そのため、揺動体が揺動するとき、検知電極と電位測定対象との間の静電結合容量を比較的大きく変化させられるので、大きな出力信号を検知電極から得られ、電位測定の感度を高くすることができる。また、揺動体の駆動周波数の2倍の周波数で静電結合容量を変化させられると共に、揺動体の駆動周波数の2倍の周波数に比例する大きさの出力信号を検知電極から得られ、この点でも、電位測定の感度を高くすることができる（こうできる理由は後述する）。
【００１０】
また、本発明の電位測定装置は、上記の本発明の作製方法により、半導体プロセスなどを用いて比較的容易且つ高精度に作製することができる。更に、上記電位測定装置を画像形成装置に用いることで、画像形成装置の性能向上や安定した画像形成動作を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態を説明する。電位測定装置の一実施形態は、測定対象に対向して配される揺動中心軸を中心に揺動可能に設けられた揺動体と、揺動体に設置された検知電極と、揺動体を揺動させる様に駆動するための駆動手段と、検知電極に接続された信号検出手段を有する。ここで、揺動体が少なくとも1つの凹部を有し、この凹部の底面に検知電極が設置されている。そして、揺動体を電位測定対象に対向させて配置して駆動手段により揺動体を揺動させるとき、検知電極に現れる信号を前記信号検出手段で検出して電位測定対象の電位を測定する。
【００１２】
典型的には、前記凹部は、前記揺動体の揺動中心軸を挟んだ両側の部分の一方に設けられ、その底面に前記検知電極が設置されている。前記駆動手段としては、揺動体を前記揺動中心軸を中心に揺動できるものであれば如何なる構造のものでもよいが、典型的には、電磁駆動手段である。この電磁駆動手段は、前記検知電極が設置されていない方の前記揺動体の面上に設置された第1の磁界発生部分と、この揺動体の面に対向する位置に設置された第2の磁界発生部分を含む。ここで、引力或いは斥力を及ぼし合う第1の磁界発生部分と第2の磁界発生部分は、夫々、永久磁石と電磁コイル、又はその逆、又は軟磁性体と電磁コイル、又はその逆、又は電磁コイルと電磁コイルである。電磁駆動手段を電磁コイルと電磁コイルで構成する場合、各電磁コイルに流す電流を適宜制御することにより揺動体を揺動中心軸を中心に揺動できる様に電磁コイルの配置位置と数を適当に選定する必要がある。
【００１３】
前記電磁駆動手段中に永久磁石を用いる構成とするとき、エネルギー効率の良い揺動体の揺動駆動を可能とする電位測定装置を提供できる。永久磁石の代わりに、軟磁性体（鉄、ニッケル、コバルト、パーマロイ（登録商標）など）を用いることもできる。この場合、蒸着やスパッタ、めっき等の様々な成膜手段を利用することができ、作り易く設計の自由度を高くすることができる。
【００１４】
前記信号検出手段は、増幅手段や電流・電圧変換手段などを含んで構成することができる。
【００１５】
典型的には、前記揺動体は、基板にねじりバネなどの弾性支持部を介して揺動可能に支持される。ねじりバネなどの弾性支持部は1つでもよいが（後述の実施例参照）、揺動体を間に挟んで一直線上に一対設けられる形態も採り得る。前記基板は、例えば、シリコンからなる。基板がシリコンからなることで、強アルカリ溶液によるウェットエッチングや、フッ素系ガスによるドライエッチングによって、高精度に基板に開口を形成して、ねじりバネなどの弾性支持部や揺動体を形成することができる。
【００１６】
上記の如き電位測定装置は、典型的には、基板から揺動体と弾性支持部（例えば、ねじりバネ）とを形成する工程と、揺動体に凹部を形成する工程と、凹部に検知電極を形成する工程と、揺動体に第1の磁界発生手段を形成する工程を含む製法で作製できる。こうして、半導体プロセスなどを用いて比較的容易且つ高精度に電位測定装置を作製することができる。
【００１７】
本実施形態の電位測定装置によれば、揺動体が凹部を有し、この凹部の底面に検知電極が設置されているので、揺動体が揺動したとき、検知電極の少なくとも一部が電位測定対象に対して隠れて陰になる。そのため、揺動体が揺動するとき、検知電極と電位測定対象との間の静電結合容量を大きく変化させられるので、大きな出力信号を検知電極から得られ、電位測定の感度を高くできる。
【実施例】
【００１８】
以下、図面に沿って、より具体的な本発明の実施例を説明する。
【００１９】
（第1の実施例）
図1を用いて、本発明の第1の実施例に係る電位測定装置100を説明する。図1(a)は上面図、図1(b)は図1(a)におけるA-A’断面図である。図1に示す様に、電位測定装置100は、半導体プロセスなどを用いるMEMS技術によって作製されるチップ部131と電磁コイル部132とが治具122に設置されている構造を有する。これらの大きさは、例えば、縦5mm、横5mm、高さ3mm程度である。
【００２０】
チップ部131について図1(a)と図1(b)を用いて説明する。ここで、チップ部131は、揺動体104とねじりバネ134と支持基板105とが一体となった構造を有する。揺動体104は、揺動可能な様にねじりバネ134を介して支持基板105に支持されている。ここでは、基板105の厚さt1=200μmとした。支持基板105は、揺動体104を形作る開口126を有する。揺動体104は、揺動中心軸B-B’を挟んで両側にある2つの表面の一方に複数の凹部129を有し、その底面のみに検知電極111を有することを特徴としている。検知電極111及び凹部129の大きさは、例えば、a=1.4mm、b=2.0mmである。支持基板105と揺動体104とはシリコンからなり、表・裏面は二酸化シリコン106が成膜され、電気的に絶縁されている。
【００２１】
膜104の中央の裏面には、棒状の磁性体である永久磁石102が軸A-A’に沿って設置されている。永久磁石102の着磁方向は、軸B-B’を挟んで図1(b)に示しているN極とS極を結ぶ方向である。その方向は、N極とS極の位置が逆であっても構わない。永久磁石102は、サマリウムコバルト、ネオジウム鉄ボロン等の硬磁性体を着磁した材料から構成される。ここでは、1本の永久磁石102を示しているが、同方向に着磁された複数の永久磁石を並列して設置することもできる。検知電極111（ここでは複数の部分からなる）は、電極配線113によって全ての部分が接続されて、支持基板105上に設置された取り出し電極115に接続されている。取り出し電極115は、配線117によって増幅器120に接続されている。
【００２２】
次に、電磁コイル部132について説明する。電磁コイル部132は、電磁コイル124と電磁コイル基板123とからなる。電磁コイル124は、XY平面（z軸に垂直で紙面に垂直な平面）に沿って円形状に配線（不図示）が巻かれており、電流源125から電力を供給することによって、電流の方向に依って電磁コイル124の上面にN極又はS極が現れる。電磁コイル124の配線は、銅やアルミニウムの様に低抵抗な金属で構成され、その巻数は数十回から数百回程度である。電磁コイル124の大きさは、直径d1=3mm、高さt2=2mmとした。電磁コイル基板123は、鉄やパーマロイ（登録商標）等の強磁性体からなり、電磁コイル124を支持する役割と、電磁コイル124から発生する磁場を遮蔽することで必要個所に集中させてその強度を増す役割とを持つ。揺動体104の中心と電磁コイル124の中央とは、XY平面上で略一致するようにアライメントされている。治具122は電気的に接地されている。
【００２３】
本実施例の電位測定装置100の電位測定動作について、図1(a)と図1(b)及び図1(a)のA-A’断面図である図2を用いて説明する。図2では、測定対象121の表面に対向して電位測定装置100が設置されている。図2は、電磁コイル124に電流源125を用いて電力を供給することで、揺動体104を揺動させた状態を示す。測定対象121は、例えば、プリンタや複写機に利用される感光ドラムである。ここでは、検知電極111で検知できる電位について説明する。
【００２４】
本実施例の電位測定装置100は、いわゆる機械式交流電界誘導型と呼ばれる方式である。この方式では、測定対象121の表面の電位は、検知電極111から取り出される電流の大きさの関数であり、次の式で与えられる。
i=dQ/dt=d[CV]/dt・・・（1）
ここで、Qは検知電極111上に現れる電荷量、Cは検知電極111と測定対象121の表面間の静電結合容量、Vは測定対象121の表面の電位である。
【００２５】
また、揺動体104が周期的に揺動すると、結合容量Cは、
C=C0・sin(ω・ｔ)・・・（2）
と表すことができる（C0：容量の変化係数）。
【００２６】
式（1）と式（2）から、検知電極111に誘導される微小な電荷Qが微小電流iとして取り出されるとすると、iは次式で表すことができる（ｆ=揺動周波数、ω=2πｆ）。
i= dQ/dt=ω・C0・V・cos(ω・ｔ)=2π・ｆ・C0・V・cos(ω・ｔ)・・・（3）
式（3）から、電位測定装置からの検出信号は、結合容量の変化係数C0と揺動周波数ｆ及び測定対象121の表面の電位Vにより決定されることが分かる。つまり、この式から、検出信号に基づいて電位Vが測定できることが分かる。また、結合容量の変化係数C0と揺動周波数ｆが大きい方が、微小電流iを大きくとることができるので、これらは測定感度に係ることが分かる。
【００２７】
他方、この結合容量Cは、次の式で与えられる。
C=AS/x・・・（4）
ここで、Aは、検知電極111と測定対象121の表面間の物質の誘電率などに係る比例定数、Sは検知電極111の面積、xは検知電極111と測定対象121の表面間の距離である。
【００２８】
本実施例では、揺動体104の揺動中心軸B-B’から外れて配置された凹部129の底面のみに検知電極111が設置されている。そのため、揺動体104が揺動した時、検知電極111と測定対象121の表面間の距離xが小さく或いは大きくなると共に、検知電極111の少なくとも一部が測定対象121の表面に対して隠れて陰になり、Sは見かけ上、小さくなる。従って、結果的には、揺動体104がいずれの方向に揺動した時も、結合容量Cが小さくなり、揺動体104が傾斜しない位置を取る時に結合容量Cが最も大きくなる。こうして、結合容量Cの変化（振幅）を大きくとることができ（つまり、上記C0を大きくできる）、（1）の式より、微小電流iを大きくとることができる。
【００２９】
更に、上記の如き結合容量Cの周期的な変化においては、揺動体104がいずれの方向に揺動した時も結合容量Cが小さくなるので、結合容量Cの変化の周波数は、揺動体104の揺動周波数ｆの2倍になる。以上のことより、式（3）において、ｆが2ｆに置き換わると共にC0を大きくできる結果となって、微小電流iを大きくとることができて、測定感度を高められる。また、ωも2ωに置き換わって微小電流iの周波数も大きくなる。
【００３０】
次に、揺動体104の駆動方法に関して説明する。電流源125から電磁コイル124に電流を流すと、電磁コイル124の上面及び下面に電磁コイル124に流れる電流の方向に対応した磁極が発生する。図2では、上面がN極、下面がS極とした。発生する磁界Hは、電磁コイル124を流れる電流Iと、電磁コイル124の巻数Nとの積に比例する。磁界Hは永久磁石102の各磁極に作用して各磁極に夫々引力と斥力を及ぼし、揺動体104が軸B-B’を中心として揺動する。発生するトルクTは永久磁石102の磁化mと磁界Hの積として表される。従って、発生するトルクTは電磁コイル124を流れる電流Iに比例することが分かる。なお、永久磁石102を軟磁性体に置き換えることもできる。ただし、この場合は、軟磁性体と電磁コイル124との間に生じる力は引力のみであるので、軟磁性体は、例えば、図1における軸B-B’の左または右側にのみ配する必要がある。
【００３１】
図2は、上に説明した方法により、揺動体104を揺動させた状態を示す。揺動体104が周期的に揺動することで、上述した様に、検知電極111と測定対象121の表面との距離及び結合容量が周期的に変化し、測定対象121の表面の電位を含んだ信号電流を検知電極111に発生させることができる。
【００３２】
ここにおいて、電磁コイル124に電流源125を用いて交流を流すことで、揺動体104を連続的に変形させることができる。また、揺動体104の共振周波数で駆動することにより、揺動体104の揺動量及び周波数を大きくとることができる。つまり、上記結合容量の変化（振幅）と変化の周波数が大きくなり、測定対象121の表面の電位を含んだ信号電流の振幅と周波数を大きくすることができる。
【００３３】
次に、図1(a)におけるA-A’断面を表す図3を用いて、チップ部131の作製プロセスを説明する。但し、プロセスを分かり易くするために、寸法は誇張して示している。
【００３４】
（1）まず、材料が単結晶シリコンである支持基板105（厚さ：200μm程度）の両面に、熱酸化炉等を用いて、二酸化シリコン106を1μm程度成膜する。（図3(a)）
【００３５】
（2）表面にノボラック系のレジスト133を厚さ8μm程度塗布して、フォトリソグラフィを行い、ドライエッチングのマスクを形成する。次に、フッ素系ガスによる反応性イオンエッチング等を用いて二酸化シリコン106をパターニングする。更に、次に、シリコンである支持基板105に、誘導結合型プラズマ及びＢＯＳＣＨプロセスを用いたＲＩＥを行い、深さ100μm程度の凹部129を形成する。（図3(b)）
【００３６】
ここで、ＢＯＳＣＨプロセスとは、エッチングガスと側壁保護用ガスを交互に供給し、エッチングと側壁保護を切換えることにより、シリコンを選択的に且つ異方性良くエッチングする方式である。本方式のＲＩＥを用いることで、側壁が垂直な凹部129を形成することができる。具体的には、エッチングガスにＳＦ６（六弗化硫黄）を使用し、側壁保護用ガスにはＣ４Ｆ８（八弗化四炭素）を使用する。そして、ＲＦパワー：1800W、バイアスパワー：30W、ガス流量：ＳＦ６＝300sccm（Standard
Cubic Centimeter）及びＣ４Ｆ８＝150sccm、ＳＦ６／Ｃ４Ｆ８ガス切替時間：7秒／2秒、基板温度：10℃、エッチング時間：20分という条件でエッチングを行うと良い。
【００３７】
（3）レジストを除去し、洗浄する。その後、材料が単結晶シリコンである支持基板105の両面に、熱酸化炉等を用いて、二酸化シリコン106を1μm程度成膜する。ここで、熱酸化法を用いているため、二酸化シリコン106は凹部129にも均一に成膜される。（図3(c)）
【００３８】
（4）表面の二酸化シリコン106上に電極として、チタンを50Å程度成膜した後、金を1000Å程度、蒸着、スパッタ等で成膜する。次に、ヨード液を用いたウェットエッチングを用いてパターニングし、検知電極111とする。（図3(d)）
【００３９】
（5）支持基板105の表面に、ノボラック系のレジスト133を厚さ8μm程度塗布して、フォトリソグラフィを行い、ドライエッチングのマスクを形成する。次に、シリコンである支持基板105に、誘導結合型プラズマ及びＢＯＳＣＨプロセスを用いたＲＩＥを行い、エッチングストッパーとして機能する表面の二酸化シリコン106を露出させる。（図3(e)）
【００４０】
（6）フッ素系ガスによる反応性イオンエッチング等を用いて露出している二酸化シリコン106をエッチングし、開口126を形成する。その後、レジストを除去する。更に、検知電極111のある面とは反対側の面上に、直径0.2mm、長さ1.8mmの硬磁性体の線材を接着し、更に磁化することで永久磁石102とする。永久磁石102は、希土類磁石の粉末をペースト状の接着剤に混ぜたものを塗布して固化する方法によって形成してもよい。（図3(f)）。
【００４１】
本実施例の電位測定装置によれば、検知電極と電位測定対象との間の静電結合容量を大きく変化させることができるので大きな出力信号を検知電極から得られ、電位測定の感度を高くできる。また、揺動体の駆動周波数の2倍の周波数で静電結合容量を変化させることができて、この点でも、電位測定の感度を高くすることができる。
【００４２】
（第2の実施例）
本発明の第2の実施例を説明する。本実施例の電位測定装置200の構造について、図4を用いて説明する。図4(a)は電位測定装置200の上面図であり、図4(b)は図4(a)におけるA-A’断面図である。
【００４３】
図4中、電位測定装置200はチップ部131と電磁コイル部132を有する。チップ部131の基本的な構成、駆動方法、作製方法は前述の第1の実施例と同様であり、説明は省略する。
【００４４】
本実施例は、第1の実施例とは、開口126とねじりバネ134の形状が異なっている。また、電磁コイル部132が、チップ部131と同様に、MEMS技術によって作製されていることを特徴としている。電磁コイル部132は、チップ部131と一体に作製してもよいし、電磁コイル部132はチップ部131とを別々に作製して接合してもよい。
【００４５】
ここで、電磁コイル部132において、コイル配線128が絶縁体127を介して開口126の回りを周回している。図4(b)では、コイル配線128は簡単のために4周分が示されているだけであるが、実際には、例えば、数十回周回している。電磁コイル部132をMEMS技術を用いて作製することで、永久磁石102と電磁コイル部132とを近接して配置することができ、設計の自由度を高められる。また、電磁コイル部132から発生する磁束を永久磁石102に対して効果的に作用させることができ、エネルギー効率が良い。更に、電磁コイル部132と永久磁石102とを精密に位置決めすることができ、省エネルギー化に繋げることができる。
【００４６】
本実施例でも、電磁コイル基板123は、第1の実施例で説明したものと同じ役割を担うが、ここでは容易に薄くすることができる。その他の点は、第1の実施例と同様である。
【００４７】
（第3の実施例）
本発明の第3の実施例として、本発明の電位測定装置を用いた画像形成装置の構成例を説明する。本実施例の画像形成装置を図5に示す。感光ドラム21の周辺に、帯電器制御装置17により制御可能な帯電器16、本発明の電位測定装置15、露光器18、トナー供給器19が設置されている。
【００４８】
感光ドラム21の帯電量を制御する機構は、帯電器制御装置17、帯電器16、本発明の電位測定装置15で構成されている。帯電器16には帯電器制御装置17が接続されており、更に帯電器制御装置17には本発明の電位測定装置15が接続されている。
【００４９】
本実施例の画像形成装置の基本的な動作原理を以下に説明する。
帯電器16で感光ドラム21の表面を帯電し、露光器18を用いて感光ドラム21の表面を露光することにより潜像が得られる。この潜像にトナー供給器19によりトナーを付着させることにより、潜像が現像されたトナー像を得る。このトナー像を、被印刷物体送り装置である送りローラー20と感光ドラム21で挟まれた被印刷物体22に転写し、被印刷物体22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。帯電器制御装置17が信号処理装置を構成し、帯電器16、露光器18、感光ドラム21などが画像形成手段を構成する。
【００５０】
本実施例の画像形成装置において、感光ドラム21の帯電量を制御する機構の動作原理は次の通りである。本発明の電位測定装置15は、帯電後の感光ドラム21の表面電位を測定し、感光ドラム21の表面電位の測定信号を帯電器制御装置17に出力する。帯電器制御装置17は、感光ドラム21の表面電位の測定信号を受けて、帯電後の感光ドラム21の表面電位が所望の値になる様に帯電器16の帯電電圧をフィードバック制御する。これにより、感光ドラム21の安定した帯電が実現され、安定した画像形成を達成することができる。なお、この際、本発明の電位測定装置15の測定信号は、例えば、露光器18にフィードバックされてこれを制御する様に使用することもできる。
【００５１】
上記画像形成装置において、検知電極が、電位測定対象面と対向して配置され、画像形成手段が、電位測定装置15から信号を受けて処理する信号処理装置の信号処理結果を用いて画像形成の制御を行うことで、画質が安定した画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の電位測定装置の第1の実施例を説明する図であり、(a)は上面図、(b)は(a)におけるA-A’断面図である。
【図２】電位測定方法を説明する図1(a)におけるA-A’断面図である。
【図３】本発明の電位測定装置の第1の実施例の作製方法の一例を説明する図である。
【図４】本発明の電位測定装置の第2の実施例を説明する図であり、(a)は上面図、(b)は(a)におけるA-A’断面図である。
【図５】本発明の画像形成装置の第3の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の背景技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
15、100、200：電位測定装置
17：信号処理装置（帯電器制御部）
21、121：測定対象（測定対象表面、感光ドラム）
102：駆動手段（磁界発生部分、永久磁石）
104：揺動体
105：支持基板
111：検知電極
120：信号検出手段（増幅器）
124、128：駆動手段（磁界発生部分、電磁コイル、コイル配線）
134：弾性支持部（ねじりバネ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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