DE3509710C2

DE3509710C2 - Electrostatic voltmeter

Info

Publication number: DE3509710C2
Application number: DE19853509710
Authority: DE
Inventors: Joseph John Daniele; Christopher Snelling
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1984-04-13
Filing date: 1985-03-18
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2005-03-19
Also published as: GB2157838B; DE3509710A1; GB2157838A; GB8509461D0

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrostatisches Voltmeter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit dem Ladungen auf einer Oberfläche nachgewiesen werden können. Weiterhin betrifft sie die Verwendung eines elektrostatischen Voltmeters in einem Kopiergerät/Drucker mit mehreren Funktionen gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 16.The invention relates to an electrostatic voltmeter according to the preamble of claim 1, with the charges on one Surface can be detected. Furthermore, it affects the use of an electrostatic voltmeter in one Copier / printer with multiple functions according to the Ober concept of claim 16.

Elektrostatische Voltmeter werden zur Messung von Ladungen auf einer Oberfläche verwendet, beispielsweise auf der photoleiten den Oberfläche in einem xerographischen System. Es ist oft wünschenswert, die Ladung auf einer photoleitenden Oberfläche an einer oder auch an mehreren Stellen während des xero graphischen Prozesses festzustellen, um so die Betriebszustände des Systems bestimmen zu können oder auch festzustellen, ob einzelne Bauteile des Systems verstellt, gewartet oder ersetzt werden müssen. In einigen xerographischen Systemen wird ein elektrostatisches Voltmeter eingebaut und zum integralen Be standteil des Systems gemacht, wobei ein Rückkopplungskreislauf gebildet wird, der es erlaubt, einen oder mehrere Bauteile des Systems automatisch entsprechend den Ladungszuständen, die von dem elektrostatischen Voltmeter gemessen werden, zu schalten.Electrostatic voltmeters are used to measure charges a surface used, for example on the photoconductor the surface in a xerographic system. It is often desirable to charge on a photoconductive surface in one or more places during the xero graphical process so as to determine the operating states to determine the system or to determine whether individual system components adjusted, serviced or replaced Need to become. In some xerographic systems, a electrostatic voltmeter installed and for integral loading made part of the system, using a feedback loop is formed, which allows one or more components of the Systems automatically according to the state of charge by measured with the electrostatic voltmeter.

Es ist klar, daß elektrostatische Voltmeter deshalb wünschens wert sind, weil sie keinen physikalischen Kontakt mit der Ober fläche, deren Ladung sie messen sollen, nötig machen. In den oben erwähnten xerographischen Systemen ist das deshalb wichtig, weil auf diese Art und Weise die relativ empfindliche Photode tektoroberfläche vor Beschädigungen oder Kratzern bewahrt werden kann. Die elektrostatische Voltmetersonde, die der Fläche, deren Ladung gemessen werden soll, gegenüberliegend an geordnet wird, ohne mit dieser Fläche in Kontakt zu kommen, funktioniert auf der Basis der kapazitiven Kopplung, die mit der Oberfläche, deren Ladung gemessen werden soll, entsteht, wobei die Oberfläche selbst eine Platte eines Kondensators bil det, dessen zweite Platte von der Sondennachweiselektrode ge bildet wird. Es ist ein Schaltkreis vorgesehen, um die auf der Sondenelektrode gesammelte Ladung in ein Signal umzuwandeln, welches die gemessene Ladung repräsentiert.It is clear that electrostatic voltmeters are therefore desirable are worth because they have no physical contact with the waiter area, the charge of which you should measure. In the the xerographic systems mentioned above is so important because in this way the relatively sensitive photode Protect the surface of the detector from damage or scratches can be. The electrostatic voltmeter probe that the Area whose charge is to be measured on the opposite side is arranged without coming into contact with this surface, works on the basis of the capacitive coupling that with the surface, the charge of which is to be measured, the surface itself bil a plate of a capacitor det, whose second plate ge from the probe detection electrode is forming. A circuit is provided to the on the Converting probe electrode collected charge into a signal which represents the measured charge.

Ein elektrostatisches Voltmeter mit kapazitiver Kopplung ist aus der DE 30 15 859 C2 bekannt. Bei einem derartigen elektro statischen Voltmeter wird nach dem Zerhackerprinzip eine zwischen der zu messenden Oberfläche und einer Meßelektrode an geordnete Abschirmfläche, die am vorderen Ende eines frei tragenden Armes, der in Schwingung versetzt wird, oszilliert, wodurch ein elektrisch oszilliertes Signal der Meßelektrode entnommen werden kann, dessen Amplitude der Potentialdifferenz zwischen der Meßelektrode und der zu messenden Oberfläche pro portional ist. Das bekannte elektrostatische Voltmeter weist konventionelle Komponenten, wie Leiterplattenplantinen, Stimm gabelteile und Haltepodeste mit Schraubvorrichtung makro skopischer Dimension auf.An electrostatic voltmeter with capacitive coupling is known from DE 30 15 859 C2. With such an electro static voltmeter becomes a chopper between the surface to be measured and a measuring electrode orderly shielding surface that is free at the front end supporting arm, which is made to oscillate, oscillates, whereby an electrically oscillated signal from the measuring electrode can be seen, the amplitude of the potential difference between the measuring electrode and the surface to be measured per is portional. The known electrostatic voltmeter has conventional components, such as printed circuit boards, voice fork parts and support platforms with screwing device macro scopic dimension.

Ein ähnliches, auf dem Zerhackerprinzip basierendes elektro statisches Voltmeter ist aus der US 43 70 616 bekannt.A similar electro based on the chopper principle static voltmeter is known from US 43 70 616.

Eine Lichtablenkvorrichtung mit einem auf einem Haltepodest be festigten, zugeschnittenen Halbleitersubstratteil in der Form eines freitragenden Armes ist aus der US 3 614 677 bekannt. Dort wird ein auf den Halbleitersubstratarm eingestrahlter Lichtstrahl reflektiert und von einem Detektor nachgewiesen, der die Anwesenheit oder die Abwesenheit des reflektierten Lichtstrahls in Abhängigkeit von der Resonanzfrequenz des mit tels einer auf dem Arm angebrachten Vorrichtung oszillierten Substrats ermittelt.A light deflection device with a be on a support platform consolidated, cut semiconductor substrate part in the form a cantilever arm is known from US 3,614,677. There is an irradiated on the semiconductor substrate arm Light beam reflected and detected by a detector, which reflected the presence or absence of the Light beam depending on the resonance frequency of the by means of a device attached to the arm Determined substrate.

In dem Artikel von K.E. Petersen "Dynamic Micromechanics on Silicon: Techniques and Devices" in IEEE Transactions on electron devices, Band ED-25, Nr. 10, Oktober 1978, Seiten 1241-1250, wird die Herstellung von freitragenden Armen auf einem Siliziumsubstrat in Mikrobauweise unter Verwendung der in der IC-Fertigung bekannten Verfahren gelehrt. Freitragende Arme werden in der Größenordnung von wenigen Mikrometer Dicke und im Bereich von 50 µm Länge in Form einer metallbeschichteten, länglichen Siliziumdioxidschicht, die zur Bildung des frei tragenden Arms unterätzt wird, gebildet, wobei durch Aufbrin gung eines Potentials auf die Metalloberfläche auf der Sili ziumdioxidschicht der freitragende Arm gegenüber dem Silizium substrat ausgelenkt wird. Der freitragende Arm wird in einer Anwendung als Lichtablenkeinheit verwendet, um einen einge strahlten, von der Metalloberfläche reflektierten Lichtstrahl in Abhängigkeit von der Ablenkung des Armes durch eine nach folgende Blendenöffnung hindurchtreten zu lassen oder auszu blenden.In the article by K.E. Petersen "Dynamic Micromechanics on Silicon: Techniques and Devices "in IEEE Transactions on electron devices, volume ED-25, No. 10, October 1978, pages 1241-1250, is the manufacture of cantilever arms a silicon substrate in micro-construction using the in the IC manufacturing known methods. Cantilever arms are of the order of a few micrometers thick and in Area of 50 µm in length in the form of a metal-coated, elongated silicon dioxide layer that is used to form the free bearing arm is undercut, formed by Aufbrin potential on the metal surface on the sili Ziumdioxidschicht the cantilever arm against the silicon substrate is deflected. The cantilever arm is in one Application used as a light deflector to turn one on beamed beam of light reflected from the metal surface depending on the deflection of the arm by an after let the following aperture pass through or out dazzle.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbesser tes elektrostatisches Voltmeter zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.It is the object of the present invention to improve to create the electrostatic voltmeter. This task will by those specified in claim 1 Features resolved. Special embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen weiter beschrieben und erläutert:The invention will be further explained in the following with the aid of the drawings described and explained:

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein elektro statisches Voltmeter mit einer erfindungsgemäßen Mikro ablenkersonde; Fig. 1 shows a schematic representation of an electrostatic voltmeter with a micro deflector probe according to the invention;

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Mikroab lenkersonde nach der Erfindung, wobei ein Rückkopp lungskreis vorgesehen ist; Fig. 2 shows a second embodiment of a Mikroab steering probe according to the invention, wherein a feedback circuit is provided;

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht in einheitlichem Maßstab eine abgewandelte Nachweiselektrode zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Mikroablenkersonde, die die Sonde abstandsunabhängig macht; Fig. 3 shows in a perspective view in a uniform scale, a modified detection electrode for use with the invention Mikroablenkersonde which makes the probe regardless of distance;

Fig. 4 zeigt einen Schaltplan eines elektrostatischen Spannungsfolgerschaltkreises zum Betrieb der in Fig. 3 gezeigten Sonde; Fig. 4 shows a circuit diagram of an electrostatic voltage follower circuit for operating the probe shown in Fig. 3;

Fig. 5 zeigt Details einer Mikroablenkersonde, die zur Bildabtastung verwendet werden kann; Figure 5 shows details of a micro deflector probe that can be used for image scanning;

Fig. 6 zeigt in einer schematischen Ansicht einen elektrostatischen Kopierer/Drucker mit einer wie in Fig. 5 dargestellten Mikroablenker sonde; Fig. 6 shows a schematic view of an electrostatic copier / printer with a micro deflector as shown in Fig. 5;

Fig. 7 zeigt in einer schematischen Ansicht eine alternierende Doppelelement-Mikroablenkersonde um elektrische Ladungen elektronisch nachzu weisen, ohne daß zwischen Probe und Detektor ein optischer Weg entstehen muß; FIG. 7 shows a schematic view of an alternating double-element micro deflector probe for electronically detecting electrical charges without the need for an optical path between the sample and the detector;

Fig. 8 zeigt in einer vergrößerten Teilansicht mit einheitlichem Maßstab Einzelheiten der Doppelelement-Mikroablenkersonde nach Fig. 7; FIG. 8 shows, in an enlarged partial view on a uniform scale, details of the double-element micro deflector probe according to FIG. 7;

Fig. 9 zeigt in einer Ansicht mit einheitlichem Maßstab ein zweites Ausführungsbeispiel einer Doppelelement- Mikroablenkersonde, bei der das Fremdrauschen des Systems kompensiert wird und Fig. 9 shows in a view on a uniform scale a second embodiment of a double element micro deflector, in which the external noise of the system is compensated for and

Fig. 10 zeigt einen schematischen Schaltkreis zur Rauschunterdrückung bei einer Doppelelement- Mikroablenkersonde, wie sie in Fig. 9 ge zeigt ist. Fig. 10 shows a schematic circuit for noise suppression in a double element micro deflector, as shown in Fig. 9 ge.

In Fig. 1 ist ein elektrostatisches Voltmeter oder ESV, welches eine erfindungsgemäße Mikroablenkersonde 12 umfaßt, gezeigt und im Ganzen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Fachmann weiß, daß üblicherweise ESV^s verwendet werden, um den Ladungszustand auf einer photo leitenden Oberfläche, die im Ganzen mit dem Bezugszeichen 35 versehen ist, bei einem xerographischen Kopierer oder einem nicht dargestellten Drucker Verwendung findet. Bei solchen Kopierern oder Druckern wird die photo leitende Oberfläche 35 gleichmäßig auf einen vorbe stimmten Wert mit geeigneten Aufladeeinrichtungen, wie z. B. einem Korotron, aufgeladen und danach wird ent sprechend einem zu vervielfältigenden Original belichtet. Das latente elektrostatische Bild, das auf der photo leitenden Oberfläche entsteht, wird danach entwickelt und das entwickelte Bild auf ein Kopieblatt übertragen und dort fixiert. Die photoleitende Oberfläche 36 wird gesäubert und wieder aufgeladen, so daß der Prozeß von neuem beginnen kann.In Fig. 1 is an electrostatic voltmeter or ESV comprising a Mikroablenkersonde 12 according to the invention is shown and designated generally by the reference numeral 10. The skilled worker knows that usually ESV ^s are used to find the state of charge on a photoconductive surface, which is provided on the whole by the reference numeral 35, wherein a xerographic copier or printer use, not shown. In such copiers or printers, the photoconductive surface 35 is evenly adjusted to a predetermined value using suitable charging devices, such as, for. B. a corotron, charged and then exposed accordingly to be reproduced original. The latent electrostatic image that arises on the photoconductive surface is then developed and the developed image is transferred to a copy sheet and fixed there. The photoconductive surface 36 is cleaned and recharged so that the process can begin again.

Bei Kopierern oder Druckern ist es oft wünschenswert oder notwendig, die Ladung auf der photoleitfähigen Oberfläche 35 an einigen Stellen im Verlauf des xerographischen Prozesses festzustellen. Zu diesem Zweck wird eine Sonde eines ESV in bestimmter Art und Weise der photoleitenden Oberfläche 35 zugeordnet. Die von dem ESV gemessene La dung kann über ein Meßgerät oder über eine Skala so sichtbar gemacht werden, daß der Benutzer oder die Be triebsperson dieses sieht. Dieses Signal kann aber auch direkt in den Maschinenregelkreis eingegeben werden, so daß eine entsprechende Betriebszustandsteuerung eines oder mehrerer für die Durchführung des xerographischen Pro zesses benötigten Bauteile, wie z. B. eines Ladungskorotrons, erhalten wird. Die Erfindung ist zwar im Zusammenhang mit einem Kopierer oder einem Drucker beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Anwendungsfälle beschränkt, sondern kann überall da verwendet werden, wo ein La dungszustand auf einer Oberfläche gemessen werden soll.With copiers or printers, it is often desirable or necessary to determine the charge on the photoconductive surface 35 at some points in the course of the xerographic process. For this purpose, a probe of an ESV is assigned to the photoconductive surface 35 in a specific manner. The charge measured by the ESV can be made so visible on a measuring device or on a scale that the user or the operator can see it. However, this signal can also be entered directly into the machine control loop, so that a corresponding operating state control of one or more components required for carrying out the xerographic process, such as, for. B. a charge corotron is obtained. Although the invention has been described in connection with a copier or a printer, it is not restricted to these applications, but can be used wherever a state of charge on a surface is to be measured.

Die Sonde 12 des ESV 10 weist einen Mikroablenker auf, der die Form eines beweglichen Fingers 14 hat, und der in der Art eines freitragenden Armes gegenüber einer Aussparung 15 in einer festen Basis oder einem Chip 16 angeordnet ist. Bevorzugt wird die Basis 16 aus Silizium hergestellt, während der bewegliche Finger 14 ein Siliziumdioxid umfaßt. Auf der Oberfläche 19 der Vertiefung 16 kann gegenüberliegend dem Finger 14 eine Elektrode 20 ausgebildet sein, in dem beispielsweise die Oberfläche 19 der Vertiefung 15 bordotiert wird. Alternativ dazu kann die Elektrode 20 auch weggelassen werden und die Elektrodenwirkung allein aufgrund der Leitfähigkeit der Basis 16 beruhen. An die Basis 16 (oder an die Elektrode 20, wenn sie verwendet wird) wird ein geeignetes Bezugspotential (V_ref) über die Leitung 17 angelegt. Wie erkannt werden wird, bildet die Basis 16 allein oder in Zusammenhang mit der Elek trode 20 das, was im folgenden als Referenzelektrode 21 bezeichnet wird.The probe 12 of the ESV 10 has a micro deflector which has the shape of a movable finger 14 and which is arranged in the manner of a cantilever arm opposite a recess 15 in a fixed base or a chip 16 . The base 16 is preferably made of silicon, while the movable finger 14 comprises a silicon dioxide. An electrode 20 can be formed on the surface 19 of the depression 16 opposite the finger 14 , in which the surface 19 of the depression 15 is, for example, boron-doped. Alternatively, the electrode 20 can also be omitted and the electrode effect based solely on the conductivity of the base 16 . A suitable reference potential (V _ref ) is applied to the base 16 (or to the electrode 20 , if used) via the line 17 . As will be seen, the base 16, alone or in connection with the electrode 20 , forms what is referred to below as the reference electrode 21 .

Der Mikroablenker 13 kann dadurch gebildet werden, daß die Oberfläche eines Silziumchips oxidiert wird, so daß eine Siliziumdioxidschicht mit einer gewünschten Tiefe erhalten wird. Zum Entfernen des Siliziummaterials, welches unter der Siliziumdioxidschicht liegt, kann ein selektives Ätzverfahren verwendet werden, um die Ver tiefung 15 und den messenden Finger 14 zu bilden. Auf dem Finger 14 wird eine Elektrode 27 vorgesehen, deren äußere Oberfläche 27′ eine spiegelähnliche re flektierende Fläche ist. Die Elektrode 27 kann bevor zugt dadurch erhalten werden, daß man die äußere Ober fläche 23 des Fingers 14 mit einem geeigneten Metall, wie z. B. Chrom und Gold, überzieht. Der untere Teil der Elektrode 27 ist bei 30 vergrößert, so daß er ein im wesentlichen rechteckiges Ladungsnachweisende oder eine Sondenoberfläche 33 bildet, die zur Verwendung an der photoleitenden Oberfläche 35 bei der Verwendung oder Anordnung des ESV 10 so angebracht wird, daß sie deren Ladungen nachweist. Es hat sich herausgestellt, daß eine 0,005 × 0,005 cm große Sondenoberfläche 33 aus reicht. Zusammen mit dem Finger 14 bildet die Elektrode 27 das, was im folgenden als bewegliche Nachweiselek trode 29 bezeichnet wird, die in einem Abstand über der zuvor erwähnten Bezugselektrode 21 liegt.The micro deflector 13 can be formed by oxidizing the surface of a silicon chip so that a silicon dioxide layer having a desired depth is obtained. To remove the silicon material that lies beneath the silicon dioxide layer, a selective etching process can be used to form the recess 15 and the measuring finger 14 . On the finger 14 , an electrode 27 is provided, the outer surface 27 'is a mirror-like re reflecting surface. The electrode 27 can be obtained before given that the outer upper surface 23 of the finger 14 with a suitable metal, such as. B. chrome and gold plated. The lower portion of electrode 27 is enlarged at 30 to form a substantially rectangular charge detection end or probe surface 33 which is attached for use on photoconductive surface 35 when using or disposing ESV 10 to detect its charges . It has been found that a 0.005 × 0.005 cm probe surface 33 is sufficient. Together with the finger 14 , the electrode 27 forms what is hereinafter referred to as the movable detection electrode 29 , which is at a distance above the reference electrode 21 mentioned above.

Der Mikroablenker 12 funktioniert nach dem elektro statischen Ablenkungsprinzip, d. h. eine Potential differenz zwischen der Bezugselektrode 21 und der Nachweiselektrode 29 führt zu einer elektrostatischen Kraft, die ein Verbiegung bzw. Ablenkung der beweg lichen Nachweiselektrode 21 auf die Bezugselektrode 21 zu zur Folge hat. Da der Biege- oder Ablenkungs winkel, den die Nachweiselektrode 29 durchläuft, ab hängig von der Potentialdifferenz zwischen den Elek troden 21 und 29 ist und da die Spannung (V_ref) der Bezugselektrode 21 bekannt ist, ist der Grad der Ver biegung oder Ablenkung der Nachweiselektrode 29 ein Maß für die Spannung auf der Elektrode 29. Entsprechend ist die Ladung auf der photoleitenden Oberfläche 35 eine Funktion der Ablenkung der Nachweiselektrode 29.The Mikroablenker 12 operates according to the electrostatic deflection principle, that is, a potential difference between the reference electrode 21 and detection electrode 29 leads to an electrostatic force, to have a bending or deflection of the moving union detection electrode 21 to the reference electrode 21 result. Since the bending or deflection angle through which the detection electrode 29 passes is dependent on the potential difference between the electrodes 21 and 29 and since the voltage (V _ref ) of the reference electrode 21 is known, the degree of bending or deflection is the United detecting electrode 29 is a measure of the voltage on the electrode 29th Accordingly, the charge on the photoconductive surface 35 is a function of the deflection of the detection electrode 29 .

Um eine Sichtanzeige oder -ausgabe der Ladung der photoleitenden Oberfläche zu ermöglichen, wird eine geeignete Lichtquelle 40, wie z. B. eine lichtemittierende Diode oder LED vorgesehen. LED 40 ist so angeordnet, daß sie einen Lichtstrahl 41 auf die äußere reflek tierende Oberfläche 27′ der Nachweiselektrode 29 in der Nähe des freien Endes des Fingers richtet. Ein ge eigneter Lichtdetektor 45, der z. B. eine Photodiode umfassen kann, ist so angeordnet, daß er das Licht, welches von der Elektrode 29 reflektiert wird, wenn die Elektrode 29 eine vorbestimmte Auslenkung durch laufen hat, aufnimmt. Vorzugsweise ist die LED 40 und der Detektor 45 in Bezug auf die Elektrode 29 so ange ordnet, daß der Detektor 45 auf die volle Ablenkung der Elektrode 29 anspricht. Wenn z. B. das Ladungs potential auf der Oberfläche 35 (Vp/r) abzüglich des Bezugspotentials (V_ref) ungefähr 500 Volt beträgt und der Abstand zwischen der Sondenoberfläche 33 und der photoleitfähigen Oberfläche 35 ca. 0,15 mm ist, wird die volle Ablenkung der Elektrode 29 (d. h. ca. 5°) erreicht.In order to enable a visual display or output of the charge of the photoconductive surface, a suitable light source 40 , such as e.g. B. a light emitting diode or LED is provided. LED 40 is arranged so that it directs a light beam 41 onto the outer reflecting surface 27 'of the detection electrode 29 near the free end of the finger. A suitable light detector 45 , the z. B. may comprise a photodiode, is arranged so that it receives the light which is reflected by the electrode 29 when the electrode 29 has a predetermined deflection. Preferably, the LED 40 and the detector 45 are arranged with respect to the electrode 29 so that the detector 45 responds to the full deflection of the electrode 29 . If e.g. B. the charge potential on the surface 35 (Vp / r) minus the reference potential (V _ref ) is approximately 500 volts and the distance between the probe surface 33 and the photoconductive surface 35 is approximately 0.15 mm, the full deflection of the Electrode 29 (ie approx. 5 °) reached.

Es ist klar, daß das ESV 10 zum Gebrauch so geeicht wird, daß die Ablenkung der Nachweiselektrode 29, die der Detektor 45 feststellt, einem bekannten Ladungsniveau zugeordnet ist.It is clear that the ESV 10 is calibrated for use so that the deflection of the detection electrode 29 , which the detector 45 detects, is associated with a known charge level.

Der Signalausgang des Detektors 45 wird über eine Lei tung 46, mit einer geeigneten Sichtanzeige, wie z. B. einer Meßskala, verbunden, wenn eine visuelle Ablesung gewünscht ist. Wenn das ESV 10 als Bauteil in den Kopier- oder Maschinenregelkreis einbezogen sein soll, wird das auf der Leitung 46 er haltene Signal einer Regeleinrichtung zugeführt, die zum Verstellen oder zum Setzen bestimmter Zustände von Bauteilen des Gerätes dient und z. B. das Ladungs korotron (nicht dargestellt) zur Aufladung der photo leitenden Oberfläche 35 schaltet.The signal output of the detector 45 is via a Lei device 46 , with a suitable display, such as. B. a measuring scale, if a visual reading is desired. If the ESV 10 is to be included as a component in the copying or machine control circuit, the signal he receives on line 46 is fed to a control device which serves to adjust or set certain states of components of the device and, for. B. switches the charge corotron (not shown) for charging the photo-conductive surface 35 .

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel ver wendet einen einzelnen Lichtdetektor 45. Wenn die Be zugsspannung festgelegt ist, kann diese Anordnung für die Messung verwendet werden, wenn die Ladung der photoleitenden Oberfläche 35 (Vp/r) minus dem Vor spannungspotential (V_ref) der Bezugselektrode 21 größer als ein vorbestimmtes Schwellwertpotential (V_Schwell) ist, wobei das letztere durch die physikalische Anordnung des Detektors 45 bestimmt ist. In diesem Fall ist der Schwellwert (V_Schwell) durch die mechanischen und elek trischen Parameter der Sonde festgelegt. Zwar kann für einige Anwendungsfälle wie z. B. zum Ablesen eines Bildes oder Feststellung von sehr kleinen Ladungszuständen die Messung in Bezug auf einen Schwellwert ausreichend sein, in anderen Anwendungsfällen kann es aber auch wünschens wert sein, einen Ausgang zu erhalten, der die tat sächliche Ladungsgröße auf der photoleitenden Ober fläche 35 (Vp/r) angibt.The embodiment shown in FIG. 1 uses a single light detector 45 . If the loading is set zugsspannung, this arrangement can be used for measurement when the charge of the photoconductive surface minus the 21 35 (Vp / r) against voltage potential (V _ref) of the reference electrode is greater than a predetermined threshold potential (V _threshold), the latter being determined by the physical arrangement of the detector 45 . In this case, the threshold (V _threshold) is determined by the mechanical and elec trical parameters of the probe. Although for some applications such. B. for reading an image or determining very small charge states, the measurement with regard to a threshold value may be sufficient, but in other applications it may also be desirable to obtain an output which shows the actual charge size on the photoconductive surface 35 ( Vp / r) indicates.

Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 2 dar gestellt ist, wo gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile bezeichnen, ist ein für diese Zwecke geeignetes Rückkoppelsystem dargestellt. Dabei wird ein zweiter Detektor 45′ an einer vorbestimmten Stelle entlang des Bogenweges angeordnet, dem das Licht folgt, welches von der Nachweiselektrode 29 reflektiert wird, wenn die Elektrode 29 eine Auslenkung erfährt.In one embodiment, as shown in Fig. 2, where the same reference numerals designate corresponding parts, a feedback system suitable for these purposes is shown. In this case, a second detector 45 'are arranged at a predetermined position along the arc path followed by the light which is reflected from the detection electrode 29 when the electrode 29 undergoes a deflection.

Die Ausgänge der Detektoren 45, 45′ werden über Lei tungen 47, 48 mit Plus- und Minuseingängen eines ge eigneten Differentialverstärkers 49 verbunden. Der Aus gang des Verstärkers 49, der der Differenz zwischen den Signaleingängen der Detektoren 45, 45′ an seinen Plus- und Minuseingängen entspricht, gelangt über einen ge eigneten Widerstand 50 zu einem Signalintegratorschalt kreis 52. Der Schaltkreis 52 integriert den Signalaus gang des Verstärkers 49 mit der Bezugsspannung (V_ref) und sorgt so für einen angeglichenen Referenzspannungs eingang an der Bezugselektrode 21 und für einen Signal ausgang über die Leitung 46.The outputs of the detectors 45 , 45 'are connected via lines 47 , 48 to positive and negative inputs of a suitable differential amplifier 49 . The output of the amplifier 49 , which corresponds to the difference between the signal inputs of the detectors 45 , 45 'at its plus and minus inputs, passes through a suitable resistor 50 to a signal integrator circuit 52nd The circuit 52 integrates the signal output of the amplifier 49 with the reference voltage (V _ref ) and thus ensures an equalized reference voltage input at the reference electrode 21 and for a signal output via the line 46 .

Zum Betrieb des in Fig. 2 dargestellten Ausführungs beispiel sei angenommen, daß die Ladung auf der photo leitenden Oberfläche 35 die Nachweiselektrode 29 zu einer Auslenkung bis zu einer Nullstellung veranlaßt, wo das von ihre reflektierte Licht zwischen die De tektoren 45 und 45′ fällt.For operation of the embodiment shown in Fig. 2 it is assumed that the charge on the photoconductive surface 35 causes the detection electrode 29 to deflect to a zero position, where the light reflected by it between the detectors 45 and 45 'falls.

Der Ausgang eines Verstärkers 73 ist, wie in Fig. 4 gezeigt, an einen Eingang eines phasenempfindlichen Demodulators 74 angeschlossen, während der zweite Eingang des Demodulators 74 mit dem Ausgang eines Oszilla tors 63 verbunden ist. Der Ausgang des Demodulators 74 gelangt über einen Widerstand 75 zu einem Integrator 76, der einen an Erde gelegten Ausgang aufweist. Zwischen dem Ausgang des Integrators 76 und einem Schaltungsnull 69 wird ein geeignetes Meßgerät 77 angeschlossen.The output of an amplifier 73 is, as shown in FIG. 4, connected to an input of a phase-sensitive demodulator 74 , while the second input of the demodulator 74 is connected to the output of an oscillator 63 . The output of the demodulator 74 passes through a resistor 75 to an integrator 76 which has an output connected to ground. A suitable measuring device 77 is connected between the output of the integrator 76 and a circuit zero 69 .

Wenn z. B. die Ladung auf der photoleitenden Oberfläche 35 irgendein positives Potential hat, wird ein Wechsel spannungssignal, welches umgekehrt zur Veränderung des Abstandes zwischen der Nachweiselektrode 29 und der photoleitenden Oberfläche 35 variiert und welches pro portional zur Potentialdifferenz zwischen der Ober fläche 35 und dem Schaltungsnull 69 ist, vom Vorver stärker 70 erzeugt, wird von dem Verstärker 73 ver stärkt und dann als Eingang an den Demodulator 74 ge geben. Der Demodulator 74 erzeugt ein positives Gleich spannungspotential, welches proportional zu den in Phase liegenden Komponenten des Verstärkerausgangs ist. Dieses Signal gelangt zum Integrator 76 und führt dazu, daß der Ausgang (d. h. Masse) bezüglich des Schaltungsnulls 69 negativ wird. Demzufolge wird das Schaltungsnull 69 und eine Platte 66 bezüglich Masse positiv. Die positiv aufgeladene Platte 66 reduziert das Ausgangssignal eines Vorverstärkers 70. Dieser Prozeß setzt sich fort, bis der Ausgang des Vorverstärkers 70 zu Null wird, was einer Potentialdifferenz zwischen dem Schaltungsnull 69 und der Oberfläche 35 von Null entspricht. Wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Veränderung des Potentials am Schaltungsnull 69 mit Hilfe des Meßgerätes 77 angezeigt werden. If e.g. B. the charge on the photoconductive surface 35 has any positive potential, an AC voltage signal, which varies inversely to change the distance between the detection electrode 29 and the photoconductive surface 35 and which is proportional to the potential difference between the upper surface 35 and the circuit zero 69th is generated by the Vorver 70 , is amplified by the amplifier 73 and then give ge as an input to the demodulator 74 . The demodulator 74 generates a positive direct voltage potential which is proportional to the in-phase components of the amplifier output. This signal passes to integrator 76 and causes the output (ie ground) to become negative with respect to circuit zero 69 . As a result, circuit zero 69 and a plate 66 become positive in terms of ground. The positively charged plate 66 reduces the output signal of a preamplifier 70 . This process continues until the output of preamplifier 70 becomes zero, which corresponds to a zero potential difference between circuit zero 69 and surface 35 . As in the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the change in the potential at the circuit zero 69 can be displayed with the aid of the measuring device 77 .

Anstelle einer getrennt angetriebenen Elektrode, d. h. einer Elektrode 61, die zur Erzeugung von Schwingungen an der Nachweiselektrode 29 verwendet wird, kann auch eine Vibrationsquelle wie z. B. ein piezoelektrischer Wandler mechanisch mit der Nachweiselektrode 29 zum selben Zweck verbunden sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Schwingungsquelle bevorzugt so gewählt, daß sie bei oder in der Nähe der natürlichen Resonanzfrequenz der beweglichen Nachweiselektrode liegt.Instead of a separately driven electrode, ie an electrode 61 , which is used to generate vibrations on the detection electrode 29 , a vibration source such as. B. a piezoelectric transducer mechanically connected to the detection electrode 29 for the same purpose. In this embodiment, the vibration source is preferably selected so that it is at or near the natural resonance frequency of the movable detection electrode.

In den Fig. 5 und 6 ist ein xerographischer Mehr funktionskopierer/Drucker dargestellt und im Gesamten mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet. Das Gerät arbeitet in einem Kopiermodus so, daß es Kopien eines Original dokumentes erzeugt. In einem WRITE-Modus werden Bilder auf der photoleitenden Oberfläche des Kopierers/Druckers mit Photorezeptor entsprechend eines Bildsignalseingangs erzeugt und in einem READ-Modus werden die latenten elektrostatischen Bilder auf dem Photorezeptor in Bildsignale umgewandelt. Zum Betrieb im READ-Modus verwendet der Kopierer/Drucker 100 eine Mikroablenker reihe 102, um die latenten elektrostatischen Ladungs muster auf dem Photorezeptor des Kopierers/Druckers abzulesen und die Bildladungsmuster in Bildsignale entsprechend des Bildes umzuwandeln. Die Mikroablenker reihe 102 ist in ihrem Aufbau und in ihrer Funktionsweise der zuvor beschriebenen Mikroablenkersonde ESV ähnlich.In FIGS. 5 and 6 is shown and designated as a whole by the reference numeral 100, a xerographic multi-function copier / printer. The device works in a copy mode so that it creates copies of an original document. In a WRITE mode, images are generated on the photoconductive surface of the copier / printer with a photoreceptor in accordance with an image signal input, and in a READ mode the latent electrostatic images on the photoreceptor are converted into image signals. To operate in READ mode, the copier / printer 100 uses a micro-deflector array 102 to read the latent electrostatic charge patterns on the photoreceptor of the copier / printer and to convert the image charge patterns into image signals corresponding to the image. The micro deflector series 102 is similar in structure and function to the previously described micro deflector probe ESV.

Der Kopierer/Drucker 100 (im folgenden kurz Kopierer ge nannt) weist einen Photorezeptor 103 auf, der in diesem Beispiel die Form einer Walze hat. Es können natürlich auch Stoff- oder Bänderphotorezeptoren in Betracht kommen. Es ist eine Aufladestation 104 vorgesehen, an der der Photorezeptor 103 in Vorbereitung für den Abbildungs prozeß aufgeladen wird. Zum Betrieb im COPY-Modus ist stromabwärts der Aufladestation 104 eine Licht/Linsen belichtungsstation 106 angeordnet. Dort wird der aufgeladene Photorezeptor 103 entsprechend eines zu kopie renden, nicht dargestellten Originaldokumentes belichtet.The copier / printer 100 (hereinafter referred to as copier) has a photoreceptor 103 , which in this example has the shape of a roller. Of course, fabric or ribbon photoreceptors can also be considered. A charging station 104 is provided at which the photoreceptor 103 is charged in preparation for the imaging process. For operation in COPY mode, a light / lens exposure station 106 is arranged downstream of the charging station 104 . There, the charged photoreceptor 103 is exposed in accordance with an original document, not shown, to be copied.

Für den Betrieb im WRITE-Modus ist eine Schreibstation 108 stromabwärts der Belichtungsstation 106 vorgesehen, an der der Photorezeptor 102 mit einem Strahl 110, der eine elektromagnetische Strahlung hoher Intensität hat, die beispielsweise von einem Laser 112 erzeugt wird, abge rastert wird. Der Strahl 110 wird mit geeigneten, nicht dargestellten Mitteln entsprechend eines Bildsignalaus gangs moduliert. Der modulierte Strahl belichtet die photoleitende Oberfläche des Photorezeptors 103 und er zeugt ein latentes elektrostatisches Bild entsprechend dem Bildsignaleingang. Für den Betrieb im READ-Modus wird die Lesestation 109 vorgesehen, die angrenzend an die Schreibstation 108 angeordnet ist. Dort wird das latente elektrostatische Bild auf der photoleitenden Oberfläche des Photorezeptors 103 von einer Reihe 102 gelesen und in Bildsignale umgewandelt, wie noch deut lich wird. Die Entwicklerstation 114 ist stromabwärts der Ablesestation 109 angeordnet. Dort wird das latente Bild, welches auf dem Photorezeptor 103 erzeugt wurde, entwickelt. Im Anschluß daran folgt eine Übertragungs station 116, wo das zuvor entwickelte Bild auf ein Kopieblatt 118 übertragen wird. Die restlichen Ent wicklerteile werden an einer Reinigungsstation 120 vor dem Aufladen an der Aufladestation 104 vom Photo rezeptor 103 entfernt.For operation in WRITE mode, a writing station 108 is provided downstream of the exposure station 106 , on which the photoreceptor 102 is scanned with a beam 110 having high-intensity electromagnetic radiation, which is generated, for example, by a laser 112 . The beam 110 is modulated with suitable means, not shown, in accordance with an image signal output. The modulated beam exposes the photoconductive surface of the photoreceptor 103 and creates a latent electrostatic image corresponding to the image signal input. The reading station 109 , which is arranged adjacent to the writing station 108 , is provided for operation in READ mode. There the latent electrostatic image on the photoconductive surface of the photoreceptor 103 is read by a row 102 and converted into image signals, as will become clear. The developer station 114 is arranged downstream of the reading station 109 . There, the latent image that was generated on the photoreceptor 103 is developed. This is followed by a transfer station 116 , where the previously developed image is transferred to a copy sheet 118 . The remaining developer parts are removed from the photo receptor 103 at a cleaning station 120 before charging at the charging station 104 .

Es sind geeignete Mittel, wie z. B. ein nicht darge stelltes Polygon vorgesehen, um den Strahl 110 über den Photorezeptor 103 zu fahren, und es sind ebenfalls geeignete optische Elemente, wie eine nicht dargestellte Linse, vorgesehen, um den Strahl 110 an der Schreib station 108 auf den Photorezeptor 103 zu fokussieren. Um die Möglichkeit zu schaffen, wahlweise entweder im READ oder im WRITE-Modus zu arbeiten, ist ein optischer Ablenker 126 im Weg des Strahls 110 vorgesehen. Wenn der Ablenker 126 die wie in Fig. 6 gestrichelt dargestellte Position einnimmt, wird der Strahl 110 auf einen Weg ge lenkt, auf dem er auf den Photorezeptor 103 an der Schreib station 108 auftrifft. Wenn die in durchgängigen Linien ge zeigte Position eingenommen wird, lenkt der optische Ab lenker 126 den Strahl auf die Reihe 102 der Lesestation 109. Ein röhrenartiger Kollektor 130 ist in der Nähe des Photorezeptors 103 angeordnet und sammelt oder fängt das von der Reihe 102 reflektierte Licht ein, wie zu sehen ist. Ein geeigneter Lichtdetektor 131 in dem Kollektor 130 wandelt die Lichtstrahlen, die vom Kollektor 130 eingefangen werden, in elektrische Signale um, die re präsentativ für das latente elektrostatische aufgezeichnete Bild sind.Suitable means such. B. a not Darge presented polygon is provided to drive the beam 110 over the photoreceptor 103 , and there are also suitable optical elements, such as a lens, not shown, provided to the beam 110 at the writing station 108 to the photoreceptor 103 focus. In order to make it possible to work either in READ or in WRITE mode, an optical deflector 126 is provided in the path of the beam 110 . When the deflector 126 assumes the position shown in dashed lines in FIG. 6, the beam 110 is directed onto a path in which it strikes the photoreceptor 103 at the writing station 108 . When the position shown in solid lines is taken, the optical deflector 126 directs the beam onto the row 102 of the reading station 109 . A tubular collector 130 is positioned near the photoreceptor 103 and collects or captures the light reflected from the row 102 , as can be seen. A suitable light detector 131 in the collector 130 converts the light rays that are captured by the collector 130 into electrical signals that are representative of the latent electrostatic recorded image.

Die Mikroablenkerreihe 102 umfaßt eine Reihe von einzelnen beweglichen Fingern 140, die nebeneinander auf einer länglichen Basis 142 angeordnet sind. Die Längsachse der Basis 142 erstreckt sich in einer im wesentlichen senkrecht zur Bewegung des Photorezeptors 103 gelegenen Richtung. Um die Ablenkung der Finger 140 zu ermöglichen ist in der Basis unter dem freien Ende der Finger 140 eine längliche Vertiefung 143 ausgebildet. Wie zuvor be schrieben ist die Basis 142 bevorzugt aus Silizium, während die Finger 140 aus Siliziumdioxid sind. Wie ebenfalls schon zuvor beschrieben, werden die Fingerreihen 140 und die Vertiefungen 143 auf der Basis für ein selektives Ätz verfahren erzeugt.The micro-deflector row 102 comprises a row of individual movable fingers 140 arranged side by side on an elongated base 142 . The longitudinal axis of the base 142 extends in a direction substantially perpendicular to the movement of the photoreceptor 103 . To the deflection of the fingers 140 allow the fingers 140 is formed an elongated recess 143 in the base below the free end. As previously described, base 142 is preferably made of silicon, while fingers 140 are made of silicon dioxide. As also previously described, the rows of fingers 140 and the depressions 143 are generated on the basis of a selective etching process.

Jeder bewegliche Finger 140 hat eine leitende Nachweis elektrode 145. Die einzelnen Elektroden 145 sind elektrisch voneinander isoliert. Die Elektroden 145 können jedes geeignete Metall oder jede geeignete Metallkombination wie z. B. Chrom und Gold enthalten und werden auf der Außenfläche der Finger 140 mit hierfür geeigneten Ver fahren erzeugt. Die Nachweiselektroden 145 haben eine rechtwinkelige Form, im Querschnitt betrachtet, und eine Ladungsnachweisoberfläche 149, die auf einem sich von dort wegerstreckenden Fuß 150 ausgebildet ist. Die Mikroab lenkerreihe 102 wird so installiert, daß die Ladungs nachweisoberflächen 145 der Elektroden 145 auf die Ober fläche des Photorezeptors 103 weisen und unter Erzielung einer kapazitiven Kopplung in einem Abstand dazu liegen. Der Abschnitt der Basis 142, der den beweglichen Fingern 140 gegenüberliegt, kann mit einer leitenden Bezugs elektrode 147 versehen sein. Alternativ dazu kann auf die Elektrode 147 auch verzichtet werden und die Leit fähigkeit der Basis 142 anstatt dessen verwendet werden. Die Gesamtbreite der Nachweiselektrodenreihe 145 ent spricht bevorzugt wenigstens der Breite der photoleiten den Oberfläche, die abgetastet werden soll.Each movable finger 140 has a conductive detection electrode 145 . The individual electrodes 145 are electrically insulated from one another. The electrodes 145 may be any suitable metal or combination of metals such as e.g. B. contain chrome and gold and are generated on the outer surface of the fingers 140 with suitable Ver drive. The detection electrodes 145 have a rectangular shape when viewed in cross section, and a charge detection surface 149 formed on a foot 150 extending therefrom. The Mikroab handlebar row 102 is installed so that the charge detection surfaces 145 of the electrodes 145 point to the upper surface of the photoreceptor 103 and are at a distance from it to achieve capacitive coupling. The portion of the base 142 which faces the movable fingers 140 may be provided with a conductive reference electrode 147 . Alternatively, the electrode 147 can be omitted and the conductivity of the base 142 can be used instead. The total width of the row of detection electrodes 145 preferably speaks at least the width of the photoconductive surface to be scanned.

Wenn während des Betriebs des Kopierers 100 im READ-Modus ein latentes elektrostatisches Bild auf dem Photorezeptor 103, welches sowohl im Betriebsmodus COPY als auch im Be triebsmodus READ erzeugt wird, die Mikroablenkerreihe 102 gegenüberliegend überstreicht, wird auf den dem Photorezeptor gegenüberliegenden Nach weiselektroden 145 eine Ladung induziert, die der Bildladung auf der photolei tenden Oberfläche des Photorezeptors entspricht. Wie zuvor beschrieben, ändert sich die Ablenkung einer damit beaufschlagten Nachweiselektrode 145 proportional, wenn der Ladungsunter schied zwischen der Nachweiselektrode 145 und der Bezugs elektrode 147 variiert. Da jede latente elektrostatische Bildreihe auf dem Photorezeptor 103 unter der Mikroab lenkerreihe 102 hindurchgeführt wird, werden die einzelnen Nachweiselektroden 145 der Reihe verschieden stark ent sprechend der Ladung auf der Photorezeptoroberfläche abge lenkt, die jeder Ladungsnachweisoberfläche 145 einer Elek trode gegenüberliegt. Gleichzeitig rastert der Strahl 110 die Nachweiselektrodenreihe ab, so daß die einzelnen Elek troden Licht in Richtungen reflektieren, die dem Ausmaß der einzelnen Ablenkungen der Elektroden zu dieser Zeit entsprechen. Der Kollektor 130 dient dazu, das an den Elektroden 145 reflektierte Licht aufzunehmen und zu sammeln, welches einer vorbestimmten Ablenkung entspricht, die wiederum einem vorbestimmten Bildladungszustand auf der photoleitenden Oberfläche des Photorezeptors 103 ent spricht. Der Detektor 131 des Kollektors 130 wandelt das eingefangene Licht in elektrische Signale um, die dem hohen Bildladungszustand entsprechen (d. h. "1"). Wenn kein Licht eingefangen wird, nimmt das Ausgangssignal des Detektors 131 ein zweites Ladungsniveau (d. h. "0") ein. Um die einzelnen Bildsignale voneinander unter scheiden zu können sind geeignete nicht dargestellte Takteinrichtungen vorgesehen, um den Detektor 31 synchron zur Abtastbewegung des Strahls 110 über dem Nachweiselektrodenreihe periodisch anzusteuern. Zum Schutz gegen eine Belichtung aufgrund einzelner Re flexionen des Hochintensitätsabtaststrahls 110 während des Lesemodus ist vorzugsweise eine geeignete Lichtab sorptionsblende 150 vorgesehen, die dasjenige Licht, welches von der Mikroablenkerreihe 102 in solche Winkel reflektiert wurde, daß es nicht mehr auf den Kollektor 130 trifft, ausblendet.If, during operation of the copier 100 in READ mode, a latent electrostatic image on the photoreceptor 103 , which is generated in both the COPY operating mode and in the READ operating mode, sweeps across the micro-deflector row 102 , detection electrodes 145 opposite the photoreceptor are covered Charge induced, which corresponds to the image charge on the photoconductive surface of the photoreceptor. As described above, the deflection of a detection electrode 145 loaded therewith changes proportionally when the charge difference between the detection electrode 145 and the reference electrode 147 varies. Since each latent electrostatic image row on the photoreceptor 103 is passed under the micro deflector row 102 , the individual detection electrodes 145 of the row are deflected to different extents according to the charge on the photoreceptor surface, which is opposite each charge detection surface 145 of an electrode. At the same time, the beam 110 scans the row of detection electrodes so that the individual electrodes reflect light in directions that correspond to the extent of the individual deflections of the electrodes at that time. The collector 130 serves to receive and collect the light reflected at the electrodes 145 , which corresponds to a predetermined deflection, which in turn speaks a predetermined image charge state on the photoconductive surface of the photoreceptor 103 . The detector 131 of the collector 130 converts the captured light into electrical signals that correspond to the high image charge state (ie "1"). If no light is captured, the output of detector 131 assumes a second charge level (ie, "0"). In order to be able to distinguish the individual image signals from one another, suitable clock devices (not shown) are provided for periodically actuating the detector 31 synchronously with the scanning movement of the beam 110 over the row of detection electrodes. To protect against exposure due to individual reflections of the high-intensity scanning beam 110 during the reading mode, a suitable light-absorbing diaphragm 150 is preferably provided which hides the light which was reflected by the micro-deflector row 102 in such an angle that it no longer strikes the collector 130 .

Die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Sonde 12 besitzt einen Doppelelementen-Mikorablenker 213 mit einem Finger 214, der bevorzugt aus Siliziumdioxid besteht und eine innere angetriebene Elektrode 225 und eine äußere Elektrode 226 mit veränderlicher Kapazität darauf aufweist. Die äußere Elektrode 226 ist allgemein U-förmig und von der inneren Elektrode 225 durch einen Raum 227 abgetrennt, der dazu dient, die Elektroden 225 und 226 voneinander elektrisch zu isolieren.The probe 12 shown in FIGS . 7 and 8 has a double element micro deflector 213 with a finger 214 , which is preferably made of silicon dioxide and has an inner driven electrode 225 and an outer electrode 226 with variable capacitance thereon. Outer electrode 226 is generally U-shaped and is separated from inner electrode 225 by a space 227 that serves to electrically isolate electrodes 225 and 226 from one another.

Die Elektroden 225, 226 werden bevorzugt dadurch ge bildet, daß die äußere Oberfläche des Fingers 214 in dem gewünschten Elektrodenmuster mit geeigneten Metallen wie z. B. Chrom und Gold überzogen wird. Es hat sich als geeignet herausgestellt, einen Finger 214 eines Mikro ablenkers mit einer freibleibenden Länge (L) von 100 µm, einem Abstand (D) zur Basis 216 von 10 µm, einer Dicke von 0,5 µm und mit Elektroden 125, 226 einer Dicke von 15 nm Chrom und 35 nm Gold zu verwenden.The electrodes 225 , 226 are preferably formed by the fact that the outer surface of the finger 214 in the desired electrode pattern with suitable metals such as. B. chrome and gold plated. It has been found suitable to use a finger 214 of a micro deflector with a free length (L) of 100 microns, a distance (D) to the base 216 of 10 microns, a thickness of 0.5 microns and with electrodes 125 , 226 one 15 nm of chromium and 35 nm of gold should be used.

Die Sonde 12 hat auch eine Aufnehmerelektrode 228, die aus jedem geeigneten leitfähigen Material, wie z. B. Gold, hergestellt sein kann und die elektrisch an eine Parallel schaltung eines Spannungsteilerkondensators 221 und der angetriebenen Elektrode 225 des Mikroablenkers 213 über die Leitung 229 angeschlossen ist. Die Aufnehmerelektrode 228 kann jede Form und Größe haben, z. B. kann sie recht eckig sein, die geeignet ist, eine ladungsnachweisende Oberfläche für einen gewünschten Bereich zu bilden. Bei der Verwendung eines ESV 10 wird die Aufnehmer elektrode 228 in einem zur kapazitiven Kopplung vorbe stimmten Abstand zur Oberfläche 35 angeordnet.The probe 12 also has a pickup electrode 228 made of any suitable conductive material, such as. B. Gold, can be made and is electrically connected to a parallel circuit of a voltage divider capacitor 221 and the driven electrode 225 of the micro deflector 213 via line 229 . Pickup electrode 228 can be of any shape and size, e.g. B. it can be quite angular, which is suitable for forming a charge-detecting surface for a desired area. When using an ESV 10 , the transducer electrode 228 is arranged at a predetermined distance from the surface 35 for capacitive coupling.

Der Spannungsteilerkondensator 221 hat zwei Funktionen. Weil V_PR-V_ref einige 100 Volt betragen kann, was höher sein kann, als normalerweise von einem Mikroablenker 213 bewerkstelligt werden könnte, ist es notwendig, die Spannung V_PR-V_ref zwischen der Elektrode 228 und der angetriebenen Elektrode 225 zu teilen. Die Gesetze der kapazitiven Spannungsteilung zeigen, daß der kleinere Spannungsanteil bei zwei in Serie geschalteten Konden satoren über die größere Kapazität abfällt. In der Praxis ist die Kapazität der angetriebenen Elektrode 225 (C_DR) verglichen mit der Kapazität der Aufnehmerelektrode 228 (C_PE) relativ gering. Es wird daher die Kapazität des spannungsteilenden Kondensators 221 (D_HD) größer als (D_PE) gewählt, um die gewünschte Teilungsrate zu erhalten. Da C_VD < C_PE < C_DR ist, sorgt der Spannungsteilerkonden sator 221 dafür, daß die Spannung, die über die ange triebene Elektrode 225 abfällt, gegenüber Kapazitäts schwankungen (C_DR) unempfindlich ist, die aus Spannungs schwankungen des Photorezeptors V_PR resultieren können. Die beiden oben stehenden Wirkungen ergeben sich aus dem in der Gleichung dargestellten Zusammenhang zwischen der Spannung der angetriebenen Elektrode V_DR und der Spannung auf dem Photorezeptor V_PR:The voltage divider capacitor 221 has two functions. Because V _PR -V _{ref can be} several 100 volts, which may be higher than would normally be accomplished by a micro deflector 213 , it is necessary to divide the voltage V _PR -V _ref between electrode 228 and driven electrode 225 . The laws of capacitive voltage division show that the smaller voltage component with two capacitors connected in series drops over the larger capacity. In practice, the capacity of the driven electrode 225 (C _DR ) is relatively small compared to the capacity of the pickup electrode 228 (C _PE ). The capacitance of the voltage dividing capacitor 221 (D _HD ) is therefore chosen to be larger than (D _PE ) in order to obtain the desired division rate. Since C _VD <C _PE <C _DR , the voltage divider capacitor 221 ensures that the voltage drop across the driven electrode 225 is insensitive to capacitance fluctuations (C _DR ) resulting from voltage fluctuations of the photoreceptor V _PR can. The two effects above result from the relationship shown in the equation between the voltage of the driven electrode V _DR and the voltage on the photoreceptor V _PR :

wobei C_PE die Kapazität der Aufgreifelektrode 228,
C_DR die Kapazität der angetriebenen Elektrode 225,
C_VD die Kapazität des spannungsteilenden Kondensators 221,
V_PR die Spannung auf der photoleitenden Oberfläche 35 und
V_ref die Bezugsspannung 218, die auf die Basis 216 gegeben wird, ist.
Da C_VD » als C_DR ist, ergibt sichwhere C _{PE is} the capacitance of pick-up electrode 228 ,
C _DR the capacity of the driven electrode 225 ,
C _VD the capacitance of the voltage dividing capacitor 221 ,
V _PR the voltage on the photoconductive surface 35 and
V _{ref is} the reference voltage 218 applied to the base 216 .
Since C _VD »is as C _DR , it follows

Ein Verschluß 230 wird periodisch zwischen die Aufgreif elektrode 228 und die Oberfläche 35 geschoben. Vorzugs weise umfaßt der Verschluß 230 eine Platte in der Art eines halbkreisförmigen Metallteiles, der mit einer Dreh welle eines geeigneten Verschlußtreibermotors 232 ver bunden ist. Durch die Energiebeaufschlagung des Motors 232 dreht sich der Verschluß 230 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, so daß der Verschluß 230 periodisch zwischen der Aufnehmerelektrode 228 und der Oberfläche 35 liegt. Die Leitung 34 verbindet den Verschluß 230 mit der Potentialquelle 218.A closure 230 is periodically pushed between the pick-up electrode 228 and the surface 35 . Preferably, the shutter 230 comprises a plate in the manner of a semicircular metal part which is connected to a rotating shaft of a suitable shutter driver motor 232 . By energizing the motor 232 , the shutter 230 rotates at a predetermined speed so that the shutter 230 is periodically between the pickup electrode 228 and the surface 35 . The line 34 connects the shutter 230 to the potential source 218 .

Ein geeigneter, signalverarbeitender Schaltkreis 239, der z. B. einen kapazitiven Spannungsteiler umfassen kann, ist ebenfalls vorgesehen. Der Leiter 238 verbindet die Elektrode 226 variabler Kapazität mit dem Eingang des Signalverarbeitungsschaltkreises 239. Der Ausgang des signalverarbeitenden Schaltkreises kann mit einer ge eigneten Ausgabeeinrichtung, hier als Voltmeter 214 dargestellt, verbunden sein, so daß die von dem ESV 10 auf der photoleitfähigen Oberfläche 35 gemessene Spannung visuell auf der Skala abgelesen werden kann. Alternativ dazu kann das ESV 10 in den zuvor erwähnten Maschinen steuerkreis integriert sein, so daß der Signalausgang des Schaltkreises 39 von dem Maschinensteuerkreis dazu verwendet werden kann, einen oder mehrere der Maschinen bauteile entsprechend der gemessenen Spannung zu steuern. Zum Betrieb und vorausgesetzt, daß der Verschluß 230 weggeschwenkt ist, wird die Sonde 12 des ESV 10 in Wechselwirkung mit der photoleitenden Oberfläche 35 gebracht, wobei die Aufnehmerelektrode 228 von dieser Oberfläche einen vorbestimmten Abstand einnimmt und es wird eine Referenzspannung auf die Basis 216 des Mikroablenkers 213 gegeben. Der bewegliche Finger 214 verbiegt sich oder schlägt um einen Betrag aus, der von der Spannung auf der photoleitenden Oberfläche 35 (V_PR) abhängt. Der Signalverarbeitungsschaltkreis 239 gibt ein Aus gangssignal ab, das der Spannung auf der Oberfläche 35 entspricht.A suitable signal processing circuit 239 , the z. B. may include a capacitive voltage divider is also provided. Conductor 238 connects variable capacitance electrode 226 to the input of signal processing circuit 239 . The output of the signal processing circuit can be connected to a suitable output device, shown here as voltmeter 214 , so that the voltage measured by the ESV 10 on the photoconductive surface 35 can be read visually on the scale. Alternatively, the ESV 10 can be integrated in the aforementioned machine control circuit so that the signal output of the circuit 39 from the machine control circuit can be used to control one or more of the machine components according to the measured voltage. For operation and provided that the shutter 230 is pivoted away, the probe 12 of the ESV 10 is brought into interaction with the photoconductive surface 35 , the pickup electrode 228 being at a predetermined distance from this surface and a reference voltage on the base 216 of the micro deflector Given 213 . The movable finger 214 bends or deflects by an amount that depends on the voltage on the photoconductive surface 35 (V _PR ). The signal processing circuit 239 outputs an output signal which corresponds to the voltage on the surface 35 .

Ein Wechsel in der Ladung V_DR auf der angetriebenen Elek trode 225 ruft einen Wechsel im Auslenkungsgrad des Fingers 214 hervor. Eine entsprechende Änderung in der Kapazität zwischen der variablen Kapazitätselektrode 226 und der Basis 216 ist die Folge. Der Signalver arbeitungsschaltkreis 239 spricht darauf an und gibt ein Ausgangssignal ab, welches die Veränderung der Kapazität der Elektrode 226 als Maß der Spannung auf der photoleitenden Oberfläche 35 angibt. Wie bereits erläutert, kann das Ausgangssignal des Schaltkreises 239 über ein geeignetes Meßgerät, wie z. B. ein Volt meter 240, zur Anzeige gebracht werden. Alternativ dazu kann das Signal dem Maschinensteuerkreis zugeführt wer den und von diesem Steuerkreis verwendet werden, um eines oder mehrere der während des Verfahrens eingesetzten Bauteile in den gewünschten Betriebszustand zu bringen.A change in the charge V _DR on the driven electrode 225 causes a change in the degree of deflection of the finger 214 . A corresponding change in capacitance between the variable capacitance electrode 226 and the base 216 is the result. The signal processing circuit 239 is responsive thereto and outputs an output signal which indicates the change in the capacitance of the electrode 226 as a measure of the voltage on the photoconductive surface 35 . As already explained, the output signal of the circuit 239 via a suitable measuring device, such as. B. a volt meter 240 , are displayed. Alternatively, the signal can be supplied to the machine control circuit and used by this control circuit to bring one or more of the components used during the process into the desired operating state.

Sowohl vor der Inbetriebnahme als auch während des Be triebes ist es notwendig, die Sonde 12 zu eichen, so daß ein Wegdriften beispielsweise aufgrund eines Ladungs schwundes, kompensiert wird. Für diese Eichzwecke wird der Motor 232 am Anfang und periodisch während des Be triebes gestartet, um den Verschluß 230 mit einer rela tiv langsamen Geschwindigkeit zu drehen (d. h. einmal pro 10 Sekunden)und den Verschluß 230 zwischen die Auf nehmerelektrode 228 und die photoleitende Oberfläche 35 zu schieben. Durch das Dazwischenschieben des Ver schlusses 230 vor die Aufnehmerelektrode 228 wird be wirkt, daß über dem von der Elektrode 225 und der Basis 216 gebildeten Kondensator keine Spannung erscheint. Die Ladung auf der variablen Kapazitätselektrode 226 kann nun mit Hilfe des Meßgerätes 240 abgelesen wer den und es kann so festgestellt werden, ob das ESV 10 richtig geeicht ist.Both before commissioning and during operation, it is necessary to calibrate the probe 12 so that a drift away, for example due to a charge, is compensated for. For these calibration purposes, the motor 232 is started initially and periodically during operation to rotate the shutter 230 at a relatively slow speed (ie, once every 10 seconds) and the shutter 230 between the receiver electrode 228 and the photoconductive surface 35 to push. By interposing the closure 230 in front of the pick-up electrode 228 , it acts that no voltage appears across the capacitor formed by the electrode 225 and the base 216 . The charge on the variable capacitance electrode 226 can now be read with the aid of the measuring device 240 and it can thus be determined whether the ESV 10 is correctly calibrated.

Im in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungs beispiel ist eine Sondenbauweise dargestellt, die dazu dient, alles Fremdrauschen zu kompensieren, wie es z. B. durch hochfrequente Schwingungen durch die Umgebungs temperatur usw. an der Sonde entstehen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein zweiter Mikroablenker 213′ längs des Mikroablenkers 213 auf der Basis 216 vorge sehen. Der Mikroablenker 213′ hat einen beweglichen Fin ger 214′, der freitragend gegenüberliegend einer zweiten Vertiefung 215′ in der Basis 216 angeordnet ist. Der be wegliche Finger 214′ ist mit dem Finger 214, der zuvor beschrieben wurde, identisch und hat eine innere ange triebene Elektrode 225′ und eine äußere variable Kapa zitätselektrode 226′.In the embodiment shown in FIGS . 9 and 10, a probe construction is shown, which serves to compensate for all extraneous noise, such as. B. by high frequency vibrations caused by the ambient temperature, etc. on the probe. In this embodiment, a second micro deflector 213 'along the micro deflector 213 on the base 216 is seen easily. The micro deflector 213 'has a movable fin ger 214 ', which is arranged cantilevered opposite a second recess 215 'in the base 216 . The movable finger 214 'is identical to the finger 214 described above and has an inner driven electrode 225 ' and an outer variable capacitance electrode 226 '.

Bei diesem Ausführungsbeispiel dient der Mikroablenker 213 als Ladungsnachweiseinheit mit seiner angetriebener Elektrode 225, die über den Leiter 229 mit der Aufnehmer elektrode 228 verbunden ist, während die Elektrode 226 veränderlicher Kapazität über den Leiter 238 mit dem Signalverarbeitungsschaltkreis 239 verbunden ist, wie das bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Aus führungsbeispiel bereits beschrieben worden ist. Die Elektrode 226′ mit veränderlicher Kapazität des Mikroab lenkers 213′ wird über den Leiter 250 mit einem zweiten Signalverarbeitungsschaltkreis 251 verbunden, während dessen angetriebene Elektrode 225′ nicht angeschlossen wird. Wie im Falle des Signalverarbeitungsschaltkreises 239 kann der Schaltkreis 251 einen kapazitiven Spannungs teiler umfassen.In this embodiment, the micro deflector 213 serves as a charge detection unit with its driven electrode 225 , which is connected to the pickup electrode 228 via the conductor 229 , while the variable capacitance electrode 226 is connected to the signal processing circuit 239 via the conductor 238 , as in that in FIG has been guide for FIGS. 7 and 8 shown from already described. The electrode 226 'with variable capacity of the micro link 213 ' is connected via the conductor 250 to a second signal processing circuit 251 , while the driven electrode 225 'is not connected. As in the case of signal processing circuit 239 , circuit 251 may include a capacitive voltage divider.

Die Ausgangsanschlüsse der signalverarbeitenden Schalt kreise 239, 251 werden über Leiter 254, 255 mit dem Plus- und Minuseingang eines geeigneten Differential verstärkers 256 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 256 wird beispielsweise wie beschrieben von einem Volt meter 240 aufgegriffen.The output connections of the signal processing circuits 239 , 251 are connected via conductors 254 , 255 to the plus and minus inputs of a suitable differential amplifier 256 . The output of amplifier 256 is picked up by a volt meter 240 , for example, as described.

Der Betrieb des Mikroablenkers 213 nach dem in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist derselbe, wie das in Verbindung mit den Fig. 7 und 8 beschrieben worden ist. Die kapazitive Kopplung, die zwischen der Aufnehmerelektrode 228 und der photo leitenden Oberfläche 35 hergestellt wird, sorgt auf der angetriebenen Elektrode 225 des Fingers 214 für eine Ladung, die der Spannung auf der Oberfläche 35 ent spricht. Alle Änderungen hinsichtlich der Auslenkung des Fingers 214 führen zu einer Veränderung der kapa zitiven Kopplung zwischen der variablen Kapazitätselek trode 226 und der Basis 216. Der Signalverarbeitungs schaltkreis 239 spricht darauf an und gibt ein Ausgangs signal an den Pluseingang des Verstärkers 256 ab, welches die Spannung auf der photoleitenden Oberfläche 35 widerspiegelt.The operation of the micro deflector 213 according to the embodiment shown in FIGS . 9 and 10 is the same as that described in connection with FIGS. 7 and 8. The capacitive coupling that is established between the pick-up electrode 228 and the photoconductive surface 35 provides a charge on the driven electrode 225 of the finger 214 that speaks to the voltage on the surface 35 . Any changes in the deflection of the finger 214 lead to a change in the capacitive coupling between the variable capacitance electrode 226 and the base 216 . The signal processing circuit 239 responds to it and outputs an output signal to the positive input of the amplifier 256 , which reflects the voltage on the photoconductive surface 35 .

Der Finger 214′ des Mikroablenkers 213′ wird beim An legen eines Bezugspotentials (V_ref) an die Basis 216 abgelenkt und es wird eine Ladung sowohl auf der an getriebenen als auch auf den Elektroden mit variabler Kapa zität 225′, 226′ in der beschriebenen Art und Weise induziert. Die Ladung auf der variablen Kapazitäts elektrode 226′ wird von dem Signalverarbeitungsschalt kreis 251 ausgewertet und an den Minuseingang des Ver stärkers 256 gegeben. Wenn der Finger 214′ des Mikro ablenkers 213′, z. B. aufgrund der Veränderungen in der Umgebungstemperatur oder aufgrund mechanischer Schwingungen usw. (hier allgemein als Rauschen bezeichnet), eine Ablenkung erfährt, verändert sich die Kapazität zwischen dem Finger 214′ und der Basis 216, was zu einer Veränderung in der Ladung der Elektrode 226′ mit variabler Kapazität führt. Als Folge davon verändert sich auch das Ausgangssignal des Signalverarbeitungsschalt kreises 251, welches am Minuseingang des Verstärkers 256 anliegt. Der Verstärker 256, der die Signaleingänge von beiden signalverarbeitenden Schaltkreisen 239 und 251 integriert, spricht hierauf an und erzeugt ein das Rauschen kompensierendes Ausgangssignal.The finger 214 'of the micro deflector 213 ' is deflected when applying a reference potential (V _ref ) to the base 216 and there is a charge both on the driven and on the electrodes with variable capacitance 225 ', 226 ' in the described Way induced. The charge on the variable capacitance electrode 226 'is evaluated by the signal processing circuit 251 and given to the minus input of the amplifier 256 United. If the finger 214 'of the micro deflector 213 ', z. B. due to changes in the ambient temperature or due to mechanical vibrations, etc. (here generally referred to as noise), undergoes a deflection, the capacitance between the finger 214 'and the base 216 changes , resulting in a change in the charge of the electrode 226th 'Leads with variable capacity. As a result, the output signal of the signal processing circuit 251 changes , which is present at the negative input of the amplifier 256 . The amplifier 256 , which integrates the signal inputs from both signal processing circuits 239 and 251 , responds to this and generates an output signal that compensates for the noise.

Während hier eine zweite Vertiefung 215′ dargestellt und beschrieben ist, ist es klar, daß auch eine ge meinsame Vertiefung einer geeigneten Länge für beide Finger 214 und 214′ vorgesehen sein kann. Auch kann die Funktion der angetriebenen und der eine variable Kapazität aufweisenden Elektroden (225, 226 in den Fig. 7 und 8 und 225, 225′ und 226, 226′ in den Fig. 9 und 10) umgekehrt werden, so daß die Elektrode 226 (226′) als angetriebene Elektrode und die Elektrode 225 (225′) als die Elektrode variabler Kapazität wirkt.While a second recess 215 'is shown and described here, it is clear that a common recess of a suitable length for both fingers 214 and 214 ' can also be provided. Also, the function of the driven and the variable capacity electrodes ( 225 , 226 in Figs. 7 and 8 and 225 , 225 'and 226 , 226 ' in Figs. 9 and 10) can be reversed so that the electrode 226 ( 226 ′) acts as the driven electrode and the electrode 225 ( 225 ′) acts as the variable capacity electrode.

Claims

1. Electrostatic voltmeter for measuring charges on a surface ( 35 ) with a probe device ( 12 ) with a movable finger ( 14 ), characterized in that the movable finger ( 14 ) is arranged at a distance above a base ( 16 ), so that part of the finger can be deflected with respect to the base when a potential is applied between the finger and the base,
that a detection electrode ( 29 ) is provided on the finger ( 14 ) which moves together with the finger when the finger is deflected, the detection electrode having a probe surface ( 30 ) which lies opposite the surface ( 35 ) to be measured and is capacitive this is coupled so that a charge proportional to the charge on the surface ( 35 ) is generated on the detection electrode in order to cause a deflection movement of the finger with respect to the base,
that the probe device has a micro design,
that a device ( 40 ) is provided to allow a beam ( 41 ) of electromagnetic radiation to strike the finger ( 14 ), which is reflected by the finger, and
that the beam reflected from the finger is detected by a detection device ( 45 ) for detecting a plurality of positions of the beam, the beam being reflected upon the deflection of the finger to a specific location of the detection device ( 45 ), whereby an output signal the detection device corresponds to a specific charge on the surface to be measured ( 35 ).

2. voltmeter according to claim 1, characterized by a reference electrode ( 20 ) on the base and by means ( 17 ) to bias the reference electrode with a predetermined reference potential so that the finger is deflected in advance and the sensitivity of the probe device is increased.

3. voltmeter according to claim 2, characterized in that the detector device comprises at least two detectors ( 45 , 45 ') in order to detect the beam upon deflection of the finger at different positions in ver, the signal output of the detectors different predetermined charges on the upper area indicates.

4. voltmeter according to claim 1, characterized in that the Detector means comprises a first detector to detect the beam when deflecting the finger at a first position have, the signal output of the first detector one in front indicates certain first charge on the surface, and one second detector, which detects the beam when the fin gers detected at a second position, the signal output of the second detector a predetermined second charge on the Surface indicates.

5. voltmeter according to claim 1, characterized by a device ( 63 ) to cause the finger to oscillate, and so to make the detection electrode relatively independent of the spatial relationship between the probe surface of the detection electrode and the surface.

6. voltmeter according to claim 5, characterized in that the Vibration device comprises a device with which a oscillating reference potential can be given to the base can.

7. voltmeter according to claim 6, characterized in that a scanning aperture ( 67 ) is provided in the probe device with the detection electrode.

8. voltmeter according to claim 1, characterized in that the probe device separately from each other a driven and a detecting electrode ( 225 , 226 ) on the finger, wherein the base and the electrodes cooperate so that they have a capacitive coupling between the base and each Fabricate the electrode individually so that when the driven electrode is capacitively coupled to the surface, a charge representative of the voltage on the surface is generated on the driven electrode to deflect the finger, with the deflection of the finger causing the capacitive coupling between the base and the detecting electrode is changed, and such a deflection conversion device converts this change in the capacitive coupling between the base and the detecting electrode into a signal which reflects the voltage on the surface.

9. voltmeter according to claim 8, characterized in that the detecting electrode is generally U-shaped, and that the driven electrode within the detecting electrode and is arranged at a distance from the detecting electrode, so that the detecting electrode from the driven electrode is electrically insulated.

10. voltmeter according to claim 8, characterized in that the device with which the driven electrode is capacitively coupled to the surface comprises a pickup electrode ( 228 ) which can be arranged at a predetermined distance from the surface, the capacitive coupling between the surface and the pickup electrode is formed, and includes means for electrically connecting the pickup electrode to the driven electrode.

11. voltmeter according to claim 10, characterized by a United circuit ( 30 ) which is slidable between the pickup electrode and the upper surface, and which is connected to the calibration of the probe device with a predetermined voltage, and by a device ( 232 ) to the To periodically slide the closure between the transducer electrode and the surface, wherein the interposition of the closure between the transducer electrode and the surface leads to a certain deflection of the finger, which can be used to calibrate the probe device.

12. Voltmeter according to claim 8, characterized in that a capacitive device ( 221 ) is connected in parallel to the driven electrode in order to control the state of charge of the driven electrode.

13. voltmeter according to claim 8, characterized by a second deflector unit ( 213 ') in micro-design on the basis which generates a signal which reflects capacitive changes caused by noise and by means ( 256 ) for the output signal of the first deflector unit to match the output signal of the second deflector unit so that the noise in the output signal of the first deflector unit is compensated for.

14. voltmeter according to claim 13, characterized in that the second deflector unit next to the first mentioned deflector is arranged.

15. voltmeter according to claim 13, characterized by a ver extended depression, the flexible finger of the second Ab handlebar unit next to the movable finger of the first deflector unit is arranged.

16. Voltmeter according to one of claims 1 or 2 for use in a copier / printer with many functions and with a photoreceptor ( 103 ), characterized in that the copier / printer can optionally be operated in a first copying mode to be latent electrostatic charge images of originals on the photoreceptor can be operated in a second writing mode to scan the photo receptor with a light beam passed over it, the light beam being modulated in accordance with the image signals to produce latent electrostatic images from the image signals on the photoreceptor and can be operated in a third reading mode to scan the latent electrostatic images on the photoreceptor and convert the images into image signals, the copier / printer comprising:

a) a carrier device ( 142 ),
b) a plurality of movable charge-receiving fingers ( 140 ) which are arranged in a linear row on the carrier device, each finger having an unsupported part which can be deflected with respect to the carrier device in accordance with a charge potential thereon, and the flexible row of fingers for capacitive coupling is arranged with the photoreceptor and the electrostatic charge images located thereon, so that corresponding discrete deflections of the finger are achieved corresponding to the image charge state on the fingers opposite the locations on the photoreceptor,
c) by a collecting device ( 130 ) for collecting the reflected light from those fingers which have a predetermined deflection, and
d) by means ( 131 ) to convert the light captured by the collecting means into image signals corresponding to the latent images on the photoreceptor.

17. A voltmeter according to claim 16, characterized by a pointing electrode ( 145 ) on each finger, the pointing electrodes having a reflecting surface to improve the reflection of the beam.

18. voltmeter according to claim 16, characterized by an direction to the carrier device with a specific reference to bias potential, which makes the fingers uniform in advance be directed.

19. Voltmeter according to claim 16, characterized by an direction with which a beam optionally in the second write mode on the photoreceptor or in the third reading mode on the Row of fingers can be directed.