電子写真感光体の特性評価装置
【課題】低速回転で帯電特性、抵抗、感度等のドラム状感光体の様々な特性評価に対応でき、かつ画像出しを実施せずに欠陥を判別可能な電子写真感光体の特性評価装置の提供。
【解決手段】少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段を備え、前記表面電位検出手段が、ガラス基材上に導電性材料を塗布してなる透明プローブであり、前記透明プローブと前記露光手段とが一体化した露光・検出ユニットを有し、前記露光・検出ユニットが前記電子写真感光体周りに複数個配置されている電子写真感光体の特性評価装置である。
【解決手段】少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段を備え、前記表面電位検出手段が、ガラス基材上に導電性材料を塗布してなる透明プローブであり、前記透明プローブと前記露光手段とが一体化した露光・検出ユニットを有し、前記露光・検出ユニットが前記電子写真感光体周りに複数個配置されている電子写真感光体の特性評価装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置に使用される電子写真感光体の特性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体（以下、「感光体」、「静電潜像担持体」と称することもある）は、複写機、レーザープリンタ等の電子写真プロセスを応用した画像形成装置において、最も重要な構成要素の一つであり、画像形成装置本体の性能を引出すために、様々な特性を満足する必要がある。そのため、感光体は出荷前に電子写真に関る様々な特性の検査が行われている。また、新規の電子写真装置用として、新規の感光体を開発する場合には、開発過程において試作した感光体の電子写真に関る様々な特性についての評価が行われており、電子写真感光体の特性評価装置についても種々提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、電子写真感光体の試料片をセットする開口部を持つターンテーブルと、該ターンテーブルを高速回転させるための手段と、ターンテーブルに対向して配置され該感光体試料片を徐々に帯電させるコロナ帯電手段と、ターンテーブルの開口部に装着された感光体試験片表面の平均帯電電位と感光体試料片に流れ込む電流を同時に計測するための手段とを有し、該電流は時間で積分され充電電荷として処理され、Ｑ＝Ｃ・Ｖの関係式より感光体試料片の静電容量を非破壊、非接触で測定する装置が提案されている。この提案によれば、感光体試料片の静電容量の測定時に高速回転するターンテーブルの感光体試料片に流れ込む電流に対する真の電流を算出し、静電容量の測定精度が向上するとされている。
【０００４】
また、特許文献２は、少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位測定手段を取り付けた作動ユニットを円筒形の感光体を母線方向に移動させて諸値を測定する感光体の特性評価方法である。前記感光体はアモルファスシリコンを主成分とする光導電層を有し、該帯電手段の有効帯電範囲が２ｃｍ〜１５ｃｍであり、該露光手段は、露光量、露光波長が可変であり、感光体の諸特性を総合的かつ高精度に評価することが可能となることが記載されている。
また、特許文献３には、電子写真感光体を高速で回転させる工程と、該電子写真感光体の感光面を帯電させる静電気帯電工程と、該電子写真感光体の感光面に光放電させる光放電工程とを有し、該電子写真感光体に流れ込む電流の電流信号を検出してＡ／Ｄ変換し、算出される該電子写真感光体の充電電荷量と、該電子写真感光体の表面電位の電位信号を検出してＡ／Ｄ変換し、求められる電子写真感光体の帯電電位とから該電子写真感光体の静電容量を求める電子写真感光体の静電容量算出方法が提案されている。この提案には、前記電子写真感光体の充電電荷量が、電流値を時間で積分した値に補正値を加えた値として静電容量を算出方法することが記載されている。
また、特許文献４には、光に反応する物体にパルス化した光を照射し、動作指令信号に応じてその光応答性を計測する装置が記載されている。
【０００５】
ここで、前記電子写真感光体に要求される特性としては、帯電能、電荷保持能、感度等が挙げられる。これらの電気的特性及び光学的特性の測定には、電子写真プロセスと同様にコロナ帯電及び露光を行うことによって特性を評価することが多い。例えば前記特性値の一つとして、電子写真感光体をコンデンサと考え、静電容量を求めて評価する方法がある。このように電子写真感光体をコンデンサと考えるモデルでは、暗中にてコロナ帯電により感光体試料に流れる電流と、この時の表面電位を同時計測し、通過電流は時間で積算され、図３中の下段のグラフで示されるように、Ｑ＝Ｃ・Ｖ（ただし、Ｑは充電電荷量、Ｖは感光体の帯電電位、Ｃは感光体の静電容量を表す）の関係より静電容量（Ｃ）を求める。
電子写真感光体にコロナ放電を施すとその表面電位は、通常、図３中の上段のグラフで示されるように立ち上がっていく。この間、感光体の充電電荷量は、図３中の中段のグラフで示されるように推移する。つまり、充電電荷量（Ｑ）は、各時間（Δｔ）あたりの各充電電荷量（ｑ１）、（ｑ２）、（ｑ３）、・・・（ｑｎ）の積算値で表され、増大していく。各充電電荷量（ｑ１）、（ｑ２）、（ｑ３）、・・・（ｑｎ）は、それぞれ時間（Δｔ）と電流（Ｉ）との積で表される積分値であり、電流（Ｉ）は実測の試料充電電流値／Ｓ（Ｓは帯電される試料の面積）で定まる。求められた充電電荷量（Ｑ）とこれに対応する表面電位（Ｖ）をプロットして直線を引き、この傾きから静電容量（Ｃ）を算出する。先行技術文献に記載されているように、この算出方法では、徐々に帯電する状況を作り出して、測定するため、高速回転させて静電容量を算出する必要がある。
【０００６】
前記特許文献１のように、被測定物となる感光体が平板等のテストピースの場合は、サンプルサイズも小さいため、高速回転させて静電容量を算出する場合に特に問題はなかった。また、前記特許文献３のように、被測定物が感光体ドラムの場合でも、ドラム直径が小さい感光体では、支持体の厚みに不均一な部分があっても、回転時に大きな問題が生じるほど振れが非常に大きくなることは無いため、高速回転させて静電容量を算出することが可能である。
しかし、ドラム直径が大きく、支持体に厚みの不均一な部分がある場合には、重量バランスの悪さにより、回転時に非常に大きな振れとなる。それによって感光体周りに配置された帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段との距離が安定化しないため、正確な計測ができない状況が発生することがある。更に、振れが大きい場合には、感光体周りに配置された帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段に接触してこれらの装置の損傷や感光体へのダメージが生じる。
そのため、振れを抑える方法として、重量バランスの悪い位置を確認し、その位置におもりを付けることで振れ量を抑え計測する方法がある。しかし、バランスの悪い部分を測定するための機構及び装置等が必要となり、また、計測する場合には、測定者の手間になるという問題もあり、低速回転で静電容量を算出することができる電子写真感光体の特性評価装置が要望されていた。
【０００７】
また、前記特許文献２及び特許文献３では、ドラム状の感光体を計測可能であり、かつ露光手段と表面電位プローブが配備されているため、感光特性を評価することが可能であり、露光手段と表面電位プローブ（表面電位センサ）は別の位置に存在しているため、ドラムを高速で回転させて感度を評価することが可能である。しかし、高速回転ができないドラム直径が大きい感光体を測定する場合には、同じようなレイアウトでは露光開始からの電位変動や露光中の電位変動を確認することが困難となるため、低速回転でも感度測定可能な特性評価装置が要望されていた。
【０００８】
また、特許文献４は、表面電位計プローブとして透明プローブを使用し、感光体の感度特性を計測することができ、停止状態で感度測定可能な特性評価装置である。しかし、この装置は、テストピースを対象とした感度測定装置であり、ドラム状の感光体を対象としておらず、また、測定時の帯電条件が一切記載されてなく、感度以外の特性評価を対象としていなかった。更に、透明プローブを使用した場合、透明プローブの位置により、ガラスの重なる枚数が違うため、透過率が違ってくるという問題がある。
【０００９】
その他、塗工時に発生した感光体の電荷発生層（ＣＧＬ）濃淡ムラを確認する場合、ドラム直径が小さい感光体に関しては外観を目視で確認することで容易に確認可能である。しかし、ドラム直径が大きくなるにしたがって、ドラム全体の濃淡ムラを確認することが困難であるため、ドラム直径が大きい感光体に関しては問題がある。そのため、ＣＧＬ濃淡ムラを確認するのに、実際に複写機に搭載し画像を出して評価する方法が取られているが、時間と手間がかかっており、ＣＧＬ濃淡ムラも容易に判断可能な電子写真感光体の特性評価装置の提供が要望されていた。
【００１０】
以上のように、高速回転による方法では、測定できるドラム直径に制約があり、このため、低速回転で帯電特性、抵抗、感度等のドラム状感光体の様々な特性評価に対応でき、かつ画像出しを実施せずにＣＧＬ濃淡ムラ等、画像の欠陥につながる問題を判別可能な電子写真感光体の特性評価装置の提供が要望されているのが現状である。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２８２０５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２９５７２号公報
【特許文献３】特開２００３−２７９６０８号公報
【特許文献４】特許第３１３６３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、低速回転で帯電特性、抵抗、感度等のドラム状感光体の様々な特性評価に対応でき、かつ画像出しを実施せずに欠陥を判別可能な電子写真感光体の特性評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段を有する電子写真感光体の特性評価装置であって、
前記表面電位検出手段が、ガラス基材上に導電性材料を塗布してなる透明プローブであり、
前記透明プローブと前記露光手段とが一体化した露光・検出ユニットを有し、
前記露光・検出ユニットが、前記電子写真感光体周りに複数個配置されていることを特徴とする電子写真感光体の特性評価装置である。
＜２＞ 透明プローブと露光手段との間に、透過率分布を補正する機能を持つ補正部材を有する前記＜１＞に記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜３＞ 補正部材が、透明プローブと同材質である前記＜２＞に記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜４＞ 透明プローブの光の透過方向に、該透明プローブと同材質のガラスが同じ枚数配置されている前記＜２＞から＜３＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜５＞ 電子写真感光体を一様に帯電可能な帯電制御機能を持つスコロトロン帯電器を有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜６＞ コロトロン帯電器と、スコロトロン帯電器とを有し、該帯電手段を評価する特性に応じて切り替えて電子写真感光体の特性を評価する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜７＞ 複数箇所における電子写真感光体の特性の評価結果に基づき、電子写真感光体の良否を判定する機能を有する前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜８＞ 電子写真感光体がドラム状であり、２００ｒｐｍ以下の低速回転で評価を行う前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると従来における諸問題を解決することができ、電子写真感光体のドラム直径に影響されずに、低速回転でも帯電特性、抵抗、感度等の様々な特性評価に対応できる。特に、感光体ドラムの直径が大きい場合に、電荷発生層（ＣＧＬ）濃淡ムラ等の画像欠陥を評価するには、実機での画像評価が必要であったが、この画像評価せずに精度良く容易に判定可能な電子写真感光体の特性評価装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の電子写真感光体の特性評価装置は、少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段を有してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
本願明細書において、「放電電流」とは、帯電手段の放電条件を決めるための値であり、測定する感光体と同形状（直径、全長、肉厚が同じ）のアルミニウム素管（感光層を塗布していない）に放電させ、その際にアルミニウム素管側に流れる電流を意味する。この放電電流によって帯電手段の出力を予め設定する。
また、本願明細書において、「高速」とは１，０００ｒｐｍ以上の速度を意味し、「低速」とは２００ｒｐｍ以下の速度を意味する。
【００１６】
−帯電手段−
前記帯電手段としては、前記電子写真感光体の表面に電圧を印加して帯電させることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えた接触帯電手段；コロトロン帯電器、スコロトロン帯電器等のコロナ放電を利用した非接触帯電手段、などが挙げられる。
これらの中でも、感光体を一様に帯電可能な帯電制御機能を持つスコロトロン帯電器が好ましい。
また、前記帯電手段として、コロトロン帯電器と、スコロトロン帯電器とを有しており、これら帯電手段を容易に切り替えることができるので、例えば静電容量算出時にはコロトロン帯電器を使用し、抵抗測定時にはスコロトロン帯電器を使用することが可能となり、評価する特性に応じて、適した帯電手段を使用することが可能になる。
【００１７】
−露光手段−
前記露光手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するため、例えばシャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもでき、照度を下げるために、ニュートラルデンシティフィルターを用いることもできる。
【００１８】
−表面電位検出手段−
前記表面電位検出手段は、ガラス基材と、該ガラス基材上に導電性材料を塗布した透明プローブが用いられる。
前記ガラス基材は、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、例えば円板状、平板状などが挙げられる。また、前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
前記導電性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばＩｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）、酸化スズ、などが挙げられる。
【００１９】
本発明においては、前記透明プローブと前記露光手段とが一体化した露光・検出ユニットを形成している。
前記透明プローブと前記露光手段との一体化の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば露光ガイドボックスを介して露光手段と透明プローブとを結合させる方法、などが挙げられる。
前記透明プローブと前記露光手段との間に、透過率分布を補正する機能を持つ補正部材を有することが好ましい。
前記補正部材としては、透明プローブと同材質であることが好ましく、前記透明プローブの光の透過方向に、該透明プローブと同材質のガラスが同じ枚数配置されていることが好ましい。
前記露光・検出ユニットは、前記電子写真感光体周りに複数個配置されており、２個以上配置することが好ましく、２〜４個がより好ましい。
これにより、複数箇所における電子写真感光体の特性の結果を得ることができ、これらの結果に基づき、電子写真感光体の良否を判定することができる。
【００２０】
前記その他の手段として、被試験試料の表面を帯電処理するための帯電手段用電源回路の制御手段、該被試験試料を光照射するための光源用電源回路の制御手段としては、特に制限はなく、従来公知のものをそのまま用いることができる。
【００２１】
−電子写真感光体−
本発明の電子写真感光体の特性評価装置に用いる電子写真感光体としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記画像形成装置の大きさ、仕様等に応じて適宜選択することができる。前記材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の無機感光体；ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体（ＯＰＣ）、などが挙げられる。
【００２２】
前記アモルファスシリコン感光体は、例えば、支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法により、ａ−Ｓｉからなる感光層を形成したものである。これらの中でも、プラズマＣＶＤ法が特に好ましく、具体的には、原料ガスを直流、高周波又はマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉからなる感光層を形成する方法が好適である。
【００２３】
前記有機感光体（ＯＰＣ）は、（１）光吸収波長域の広さ、光吸収量の大きさ等の光学特性、（２）高感度、安定な帯電特性等の電気的特性、（３）材料の選択範囲の広さ、（４）製造の容易さ、（５）低コスト、（６）無毒性、等の理由から一般に広く応用されている。このような有機感光体の層構成としては、単層構造と、積層構造とに大別される。
前記単層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
前記積層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、の他の層を有してなる。
【００２４】
前記電子写真感光体における特性としては、帯電特性（静電容量）、抵抗、感度（光減衰特性）等が挙げられる。これらの特性は、例えば以下のようにして測定することができる。
【００２５】
−静電容量の測定−
静電容量を算出する方法に関しては、上述した図３で示したように電子写真感光体をコンデンサと考えるモデルで、コロナ帯電により感光体試料に流れる電流と、この時の表面電位を計測し、通過電流は時間で積算され図３中の下段のグラフで示されるように、Ｑ＝Ｃ・Ｖ（ただし、Ｑは充電電荷量、Ｖは感光体の帯電電位、Ｃは感光体の静電容量をそれぞれ表す）の関係より静電容量（Ｃ）を求める。ただし、電子写真感光体の特性評価装置では、低速回転で測定するため、帯電手段と電位計測の場所の違いが影響を受ける。
ここで、図４に電位の推移グラフ、図５に電流の推移グラフを示す。その影響で、電位と電荷量の対応が一致するタイミングは、回転周期のタイミングしかなく、１回転周期でしか充電電荷量（Ｑ）とこれに対応する表面電位をプロットすることができない。例えば、２００ｒｐｍであれば、０．３ｓｅｃ間隔となる。更に、電位や電流は信号経路中の、ノイズフィルタ、アンプ等で信号の遅れが生じることもあり、それを補正する必要がある。その補正方法は、プロットするタイミングでの電流値に補正係数を乗じた物を充電電荷量へ足し合わせることで可能となる。これらによって求めた充電電荷量（Ｑ）と、これに対応する表面電位（Ｖ）をプロットして直線を引き、この傾きから静電容量（Ｃ）を算出する。図６に充電電荷量と表面電位の対応結果のグラフを示す。
この静電容量の算出自体は、コントローラの記憶領域に記憶された、表面電位と電流のデータを使用して、コントローラで処理が実施され、静電容量が算出できる。
【００２６】
−抵抗の測定−
前記電子写真感光体の抵抗を算出する方法については、帯電手段で感光体を所定の電位に帯電にさせ、その後の自然放電により減衰する電位（暗減衰）を一定時間サンプリングする。この帯電手段による帯電を停止してから暗減衰する電子写真感光体の帯電電位は、感光体を抵抗Ｒと、静電容量Ｃで並列した等価回路とに置き換え、暗減衰開始電位をＶ０とすると、Ｖ＝Ｖ０ｅ−ｔ／ＲＣとなる。
そこで、コントローラにより暗減衰開始電位Ｖ０と一定時間経過後の帯電電位Ｖより１／ＲＣを算出し、先に算出した静電容量Ｃから感光体の単位面積あたりの暗抵抗Ｒを算出することができる。
【００２７】
−光減衰特性の測定−
前記光減衰特性を調べるための感度は、電位が予め意図した所定の電位レベルに減衰するまでに要した時間（ｓ）と、露光光量（単色光：μＷ／ｃｍ２、白色光：ｌｘ）を乗じて算出した露光量（単色光：μＪ／ｃｍ２、白色光：ｌｘ・ｓ）で評価する。
前記電子写真感光体の特性評価装置は、光を透過しない暗箱、又は暗幕等で覆われている、暗箱又は暗幕で覆われていないと、試験時に外部環境（風、光、温度）の影響を受け、正確な特性評価が困難となる。ただし、コントローラ及び信号処理回路等、感光体ドラムの評価に影響の無い物に関しては、暗箱又は暗幕で覆う必要はない。
【００２８】
ここで、図１は、本発明の電子写真感光体の特性評価装置の一例を示す概略図である。この図１の電子写真感光体の特性評価装置は、電子写真感光体（感光体ドラム）１を露光する露光手段１０、感光体ドラム１の電位を計測する表面電位計プローブ３、感光体ドラム１を帯電するコロナ帯電手段６、該コロナ帯電手段６へ電圧を供給するための電源７、該電源７のスイッチ１１、感光体ドラム１を除電する除電用光源８、露光した光を電子写真感光体の照射面までガイドする露光ガイドボックス２を有している。
また、コロナ帯電手段６とは別に、スコロトロン帯電器１６を使用しており、スコロトロンへ電圧を供給する電源１７、電源１７のスイッチ１８を有しており、グリッドには電源１４と電源１４のスイッチ１５を有している。
【００２９】
露光手段１０と露光ガイドボックス２と表面電位計プローブ（透明プローブ）３は一体化された露光・検出ユニットを構成しており、該露光・検出ユニットは感光体周りに複数個配置されている（図１では４個）。また、透明プローブ３の背面には、図１１に示す形状の透明プローブと同材質のガラスが貼り付けられている。
図１では、感光体を一様に帯電可能な帯電制御装置として、スコロトロン帯電器を用いているが、帯電制御装置として、接触方式の帯電ローラを用いることもできるが、非接触帯電手段として、スコロトロン帯電器の方が好ましい。
【００３０】
この図１の電子写真感光体の特性評価装置では、感光体ドラム１はモーター１２によって回転する機構となっており、図１中矢印の方向に回転する。電源７から高電圧が出力され、コロナ帯電手段６によって感光体ドラム１が帯電される。帯電時に感光体ドラム１中を通過する電流が計測され、５の信号処理回路に送られる。なお、信号処理回路の中には図示されていない平滑化回路が組み込まれており、平滑化回路によって通過電流の平滑化が行われる。
その後、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換されコントローラ１３に送られデジタル信号が演算処理される。
【００３１】
また、感光体ドラム１の表面電位は、各表面電位計プローブ３からモニター部である表面電位計４にそれぞれ送られモニターされ、信号処理回路９に送られる。その後、Ａ／Ｄ変換器によって変換され、次に、コントローラ１３に送られ演算処理される。コントローラ１３には、感光体ドラム１を回転させるモーター１２内のモータードライバが接続されている。このモータードライバでは、回転数を出力する機能、回転数をリモート制御可能な機能、位置検出機能も付加されているため、回転数制御と回転数の認識と測定位置の確認も可能である。
【００３２】
感光体ドラム１周りの各露光・検出ユニットは、デジタルリレー出力によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。また、感光体の露光後電位は、露光手段１０を使用することによって、測定ができ、感光体の表面電位を取り除く場合は、除電用光源８を使用して取り除くことが可能であり、感光体ドラム１の帯電特性、光減衰特性等の特性評価が可能である。更に、コントローラ１３では、特性評価した結果を更に演算すること、演算結果から感光体の良否を判定させることも可能である。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により、何ら限定されるものではない。
【００３４】
（実験例１）
ドラム直径の違う４種類（３０ｍｍ、１００ｍｍ、１７８ｍｍ、２６２ｍｍ）のドラム状基体を用いて、以下のようにして各電子写真感光体を作製した。
＜電子写真感光体の作製＞
まず、前記ドラム状基体上に下記組成の下引き層用塗工液を用いて浸漬塗布した後、１３０℃にて２０分間乾燥を行い、厚み３．５μｍの下引き層を形成した。
次に、下記組成の電荷発生層用塗工液を用いて浸漬塗布した後、１３０℃にて２０分間乾燥を行い、厚み０．２μｍの電荷発生層を形成した。
次に、下記組成の電荷輸送層用塗工液を用いて浸漬塗布した後、１３０℃にて２０分間乾燥を行い、厚み２７μｍの電荷輸送層を形成した。以上により、電子写真感光体を作製した。
【００３５】
−下引き層用塗工液−
・酸化チタン（ＣＲ−ＥＬ、石原産業株式会社製）・・・５０質量部
・アルキッド樹脂（ベッコライトＭ６４０１−５０、固形分５０質量％、大日本インキ化学工業株式会社製）・・・１５質量部
・メラミン樹脂（Ｌ−１４５−６０、固形分６０質量％、大日本インキ化学工業株式会社製）・・・８質量部
・２−ブタノン・・・１２０質量部
【００３６】
−電荷発生層用塗工液−
・下記構造式で表される非対称ビスアゾ顔料・・・２．５質量部
【化１】
・ポリビニルブチラール（「ＸＹＨＬ」、ＵＣＣ社製）・・・０．５質量部
・メチルエチルケトン・・・１１０質量部
・シクロヘキサノン・・・２６０質量部
【００３７】
−電荷輸送層用塗工液−
・ポリカーボネート（Ｚポリカ、帝人化成株式会社製）・・・１０質量部
・下記構造式で示される電荷輸送物質・・・７質量部
【化２】
・テトラヒドロフラン・・・８０質量部
・下記構造式で示される硫黄系酸化防止剤・・・０．５質量部
【化３】
・シリコーンオイル（１００ｃｓ、信越化学工業株式会社製）・・・０．００２質量部
【００３８】
得られた各電子写真感光体の外観を目視で確認し、電荷発生層（ＣＧＬ）濃淡ムラが確認された本数と、複写機に搭載させて出力画像で判断した濃淡ムラの発生本数を評価した。結果を表１に示す。
なお、画像はハーフトーン画像を出力した際に、目視で濃淡ムラが許容範囲内であるか否かについて判断した。
【００３９】
【表１】
※目視外観検査でムラ発生と判断されている感光体は、画像検査でもムラが確認された。
表１の結果から、画像検査で発覚する濃淡ムラは、ドラム直径が大きいほど目視の外観検査で検出することが困難となっていることが分かった。そのため、感光体のドラム直径が大きい場合に、濃淡ムラを画像出力無しで確認可能な評価装置が必要であることが分かった。
【００４０】
次に、作製した感光体の内、各ドラム直径で４本を、図１に示す電子写真感光体の特性評価装置を使用し、高速回転可能の可否について、下記判断基準で評価した。結果を表２に示す。
〔判断基準〕
１，０００ｒｐｍで高速回転させた時の振れが０．４ｍｍ以下を「ＯＫ」とし、振れが０．４ｍｍを超える場合を「ＮＧ」とした。
なお、振れ計測には、非接触の変位センサ（渦電流式変位センサ）を使用した。センサ部は、キーエンス社製、ＡＮＬＯＧ ＳＥＮＳＯＲ ＡＨ−４１６（アルミニウム仕様）を使用した。
【００４１】
【表２】
表２の結果から、ドラム直径が大きくなるほど、振れが大きくなる感光体が増え、高速回転ができなくなったしまうことが分かった。これは、ドラム直径が大きいほど、重量バランスの悪さの影響を回転時に大きく受けることが原因であると考えられる。このような状況に陥った場合には、重量バランスの悪い位置を確認し、その位置におもりを付け、振れを抑えることで計測は可能となる。しかし、低速回転で計測可能であれば、そのような測定者の手間はなくなる。
【００４２】
（実施例１）
−感度の測定−
ドラム直径２６２ｍｍ、ドラム全長５３０ｍｍ、ドラムの肉厚５ｍｍのドラムに、株式会社リコー製ＩＰＳＩＯ ＣＸ８０００用感光体と同じ材料、及び処方構成の感光層を形成した感光体ドラムを使用して、下記の条件で感度測定を行った。
・ドラム回転数：２００ｒｐｍ
・表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃ
・図１に示す電子写真感光体の特性評価装置（自社で設計製作した評価装置を使用）を使用し、感度測定を実施した。
・測定方法は、まず、低速回転（２００ｒｐｍ）で、スコロトロン帯電器により、感光体を均一に−８００Ｖまで帯電させ、ドラムの回転を停止した。ドラム停止後に露光し、感度測定を実施した。
・特性評価装置としては、露光手段にはシャープ社製のＧＨ０６５５０Ｂ２ＢのＬＤを使用し、スコロトロン帯電器に使用する電源は、グリッド及びワイヤともＴＲＥＫ社製の高圧電源Ｍｏｄｅｌ１６１０Ｅ、表面電位計はＴＲＥＫ社製のＭｏｄｅｌ３７０、表面電位計プローブ（透明プローブ）はＴＲＥＫ社製のＭｏｄｅｌ３６２９Ａ、コロトロン帯電器に使用する電源は、ＴＲＥＫ社製の高圧電源Ｍｏｄｅｌ６１０Ｅ、帯電手段はスコロトロン帯電器及びコロトロン帯電器とも内製品、除電用光源には林時計工業株式会社製の特注ラインＬＥＤ（波長６６０ｎｍ）、モーターはオリエンタル社製のモーターユニットＤＸ６１５０ＳＤ、コントローラは、デル社製のＰＣ（Ｏｐｔｉｐｌｅｘ ＧＸ２７０）、Ａ／Ｄ変換はナショナルインスツルメンツ社製のＰＣＩ−６０２５Ｅ、デジタル出力はナショナルインスツルメンツ社製のＰＣＩ−６５０３、それ以外の信号処理回路等は全て内製した電子写真感光体の特性評価装置を使用した。
なお、表面電位計プローブ（透明プローブ）は、露光ガイドボックスを介して露光手段と一体化されている。
【００４３】
（比較例１）
−感度の測定−
実施例１において、図２に示す従来の電子写真感光体の特性評価装置（自社で設計製作した評価装置）を使用した以外は、実施例１と同様にして、以下のようにして感度測定を実施した。
なお、図２の特性評価装置は、図１の特性評価装置と違い、スコロトロン帯電器は配置しておらず、露光手段はコロトロン帯電器６が１つしか配置されていない。また、表面電位プローブ３は露光部先端には配置しておらず、感光体１の真下に取り付けられている。更に表面電位プローブ３としては通常のプローブ（透明プローブではない）を使用している。
・測定方法は、まず、低速回転（２００ｒｐｍ）で、コロトロン帯電器により、感光体を複数回回転させ−８００Ｖになるまで帯電させる。その後、低速回転のまま露光し、感度測定を実施した。
・特性評価装置としては、露光手段にはシャープ社製のＧＨ０６５５０Ｂ２ＢのＬＤを使用し、コロトロン帯電器に使用する電源は、グリッド及びワイヤともＴＲＥＫ社製の高圧電源Ｍｏｄｅｌ １６１０Ｅ、表面電位計はＴＲＥＫ社製のＭｏｄｅｌ３４４、表面電位計プローブはＴＲＥＫ社製のＭｏｄｅｌ６０００Ｂ−７Ｃ、帯電手段は内製したコロトロン帯電器とも内製品、除電用光源には林時計工業株式会社製の特注ラインＬＥＤ（波長６６０ｎｍ）、モーターはオリエンタル社製のモーターユニットＤＸ６１５０ＳＤ、コントローラは、デル社製のＰＣ（Ｏｐｔｉｐｌｅｘ ＧＸ２７０）、Ａ／Ｄ変換には、ナショナルインスツルメンツ社製のＰＣＩ−６０２５Ｅ、デジタル出力はナショナルインスツルメンツ社製のＰＣＩ−６５０３、それ以外の信号処理回路等は全て内製して製作した特性評価装置を使用した。
【００４４】
実施例１で測定した表面電位推移グラフを図７、比較例１で測定した表面電位推移グラフを図８に示す。ただし、図７の結果は、１つの露光・検出ユニットの結果である。
図７及び図８の結果から、図７のように時間と共に電位が徐々に低下する状況を正確に把握できているため、感度が正確に計算できる。一方、図８では、電位の時間変化は階段状となっており、正確に把握できておらず、感度を正確に計算できない。
したがって、露光手段と表面電位プローブの位置が離れている状態で、低速回転で計測を実施する方法（比較例１）では、感度を正確に計測できないことが分かった。これに対し、露光手段と表面電位プローブの位置が同じ位置であり、かつ停止状態で感度測定を実施する方法（実施例１）では、感度を精度良く測定可能であることが分かった。実施例１では、露光・検出ユニットが複数個配置されているため、複数箇所の感度測定も可能となることが分かった。
【００４５】
次に、図１の電子写真感光体の特性評価装置で使用する透明プローブの透過率について調査した。図９は透明プローブの正面概略図、図１０は透明プローブの上面概略図であり、１９は振動電極、２０は導電性材料でコーティングされたガラス、２１は開口部、２２はガラス基材を示し、位置によってガラスの枚数が違っていることが分かった。
【００４６】
（実施例２）
−照度の測定−
実施例１と同じ電子写真感光体の特性評価装置を使用し、透明プローブの背面には、図１１に示す形状の透明プローブと同材質のガラスを貼り付けた。その状態で照度分布を計測した。
図１１のガラスは、ガラス全体のサイズはプローブと同サイズ（２１．８９ｍｍ×２１．８９ｍｍ）であり、振動電極１９と同サイズ分カットされているが、開口部２１サイズ領域分（直径４．９７８ｍｍ）はガラスが残された形状となっている。また、２枚の振動電極の間で、かつ開口部領域と重なる部分には、ガラスをもう１枚貼り付けた構造となっている。
【００４７】
（実施例２ａ）
−照度の測定−
実施例１と同じ電子写真感光体の特性評価装置を使用して照度分布を計測した。ただし、追加のガラス貼り付けは無かった。
【００４８】
実施例２及び実施例２ａとも、照度分布の測定は、透明プローブを通過した光（６５５ｎｍＬＤ光）を光パワーメーター（ＹＯＫＯＧＡＷＡ社製、Ｍｏｄｅｌ３２９２）で計測し、透明プローブを通過しない状態の結果との比率から照度分布を確認した。照度分布の測定は、図１２に示すように、Ａ地点からＢ地点までの透過光を計測した。
実施例２での照度分布の結果を図１４、実施例２ａでの照度分布の結果を図１３にそれぞれ示す。
図１３及び図１４の結果から、精度の良い計測を行うためには透明プローブを使用して計測する場合は、透明プローブと露光手段との間に透明プローブの透過分をカバーするように同材質の補正部材を取り付ける必要があることが分かった。
【００４９】
次に、画像形成装置（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏ ＭＦ７０７０）に搭載された感光体ドラム（ドラム直径１００ｍｍ、ドラム全長３６０ｍｍ、ドラムの肉厚１．２ｍｍ）を３本使用して、−８００Ｖにおける抵抗測定を行った（ドラム回転数は２００ｒｐｍ、表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃ）。
【００５０】
（実施例３）
−抵抗の測定−
実施例２と同じ電子写真感光体の特性評価装置を使用し、以下のようにして抵抗測定を実施した。感光体の帯電は、スコロトロン帯電器を使用した（グリッド電圧：−８１０Ｖ、ワイヤ印可電圧：−５．７ｋＶ）。
【００５１】
（実施例３ａ）
実施例２と同じ電子写真感光体の特性評価装置を使用し、以下のようにして抵抗測定を実施した。ただし、スコロトロン帯電器は配置されておらず、感光体の帯電は、コロトロン帯電器を使用した（ワイヤ印可電圧：−５．２ｋＶ）。
【００５２】
＜抵抗の測定＞
抵抗の測定は、低速（２００ｒｐｍ）で回転し、所定の電位に到達するまで帯電を実施した。その後、回転を停止させ、下記の抵抗測定方法で抵抗を算出した。実施例３及び実施例３ａとも、−８１０Ｖから−７９０Ｖに減衰するまでの時間から、抵抗を算出するため、−８１０Ｖを超えた時点で帯電を切り測定した。抵抗測定開始電圧と、抵抗算出結果を表４に示す。
−抵抗測定方法−
帯電手段で感光体を所定の電位に帯電にさせ、その後の自然放電により減衰する電位（暗減衰）を一定時間サンプリングした。この帯電手段による帯電を停止してから暗減衰する電子写真感光体の帯電電位は、感光体を抵抗Ｒと、静電容量Ｃで並列した等価回路とに置き換え、暗減衰開始電位をＶ０とすると、Ｖ＝Ｖ０ｅ−ｔ／ＲＣとなる。そこで、コントローラにより暗減衰開始電位Ｖ０と一定時間経過後の帯電電位Ｖより１／ＲＣを算出し、先に算出した静電容量Ｃから感光体の単位面積あたりの暗抵抗Ｒを算出した。
【００５３】
【表４】
表４の結果から、感光体を一様に帯電可能なスコロトロン帯電器が付いていない状態（実施例３ａ）では、帯電切断電位を一定にすることがやや困難であった（感光体を一様に帯電可能なスコロトロン帯電器が付いていない状態では、１回転毎に表面電位が階段状に上昇するため、所定の表面電位にすることが困難となるため）。その結果、暗抵抗算出結果にも違いが出るため、精度の高い計測結果を得るためには、感光体を一様に帯電可能な帯電制御機能が付いたスコロトロン帯電器が必要であることが分かった。また、帯電手段をスコロトロン帯電器とコロトロン帯電器とを容易に切り替え可能であるため、静電容量算出時にはコロトロン帯電器を使用し、抵抗測定にはスコロトロン帯電器を使用することが可能となり、評価する特性に応じて、適した帯電手段を使用することが可能になる。
【００５４】
（実施例４）
−感度の測定−
実験例１の表１のドラム直径２６２ｍｍの感光体ドラム２０本の内、画像検査でムラが判明した４本と、画像検査でムラが判明しなかった４本について図１の電子写真感光体の特性評価装置を使用し、以下のようにして感度を計測した。結果を表５に示す。
＜感度の測定方法＞
感度の測定は、低速（２００ｒｐｍ）で回転させた状態で、スコロトロン帯電器１６で感光体を−８００Ｖに帯電した。その後、回転を停止させ、感光体周りに配置された４つの露光・検出ユニットで感度を計測した。なお、感度は、−８００Ｖから−１５０Ｖまで光減衰させたときの感度を算出した。
【００５５】
【表５】
表５の結果から、出力画像にムラが確認される感光体については、測定位置の違いによる感度のバラツキが大きいことが分かった。目視の外観検査で濃淡ムラが確認されないもので、画像を出力することで画像ムラが確認される感光体に関しても、図１の電子写真感光体の特性評価装置を使用し、測定位置の違いによる感度のバラツキを確認することで、問題の有無が判断できる。また、使用するモーターには位置検出機能が付いているため、その機能を利用して複数回計測することで感光体の感度分布を確認することも可能になった。
【００５６】
次に、株式会社リコー製のｉｍａｇｉｏ ＭＦ７０７０に搭載された感光体ドラム（ドラム直径１００ｍｍ、ドラム全長３６０ｍｍ、ドラムの肉厚１．２ｍｍ）を使用して評価に費やす時間を計測した。ドラム回転数は２００ｒｐｍ、表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃであった。計測結果を表６に示す。
【００５７】
（実施例５）
実施例４の電子写真感光体の特性評価装置を使用した。この特性評価装置は、露光・検出ユニット間の感度バラツキを計測可能な機能と、露光・検出ユニット間のバラツキをコントローラに接続されたモニターへ表示させて、電子写真感光体の良否を判定する機能とを有している。
【００５８】
（実施例５ａ）
実施例４の電子写真感光体の特性評価装置を使用した。この特性評価装置は、各露光・検出ユニットの感度結果を出力する機能のみを有している。
【００５９】
（比較例５ｂ）
電子写真感光体について、実験例１と同様にして画像検査を行い評価した。結果を表６に示す。
【００６０】
【表６】
表６の結果から、露光・検出ユニット間の感度バラツキを計測する良否判定機能が付いている場合は、評価時間が短縮されることが分かった。また、本発明の電子写真感光体の特性評価装置を使用することにより、非破壊乃至非接触で評価可能であるため、評価による感光体の損傷を防ぐことも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の電子写真感光体の特性評価装置は、低速回転で帯電特性、抵抗、感度等のドラム状感光体の様々な特性評価に対応でき、かつ画像出しを実施せずに欠陥を判別可能であり、実機での画像評価をせずに精度良く容易に電子写真感光体の特性を評価可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、従来の電子写真感光体の特性評価装置の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、静電容量算出方法を説明するための説明図である。
【図４】図４は、本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置で低速回転時（２００ｒｐｍ）に計測した表面電位推移比較グラフである。
【図５】図５は、本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置で低速回転時（２００ｒｐｍ）に計測した通過電流推移比較グラフである。
【図６】図６は、本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置で算出した充電電荷量と表面電位の結果を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例１での表面電位推移グラフである。
【図８】図８は、比較例１での表面電位推移グラフである。
【図９】図９は、本発明の電子写真感光体の特性評価装置に用いる透明プローブの概略正面図である。
【図１０】図１０は、図９の透明プローブの概略上面図である。
【図１１】図１１は、実施例２で使用するガラスの形状を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例２及び実施例２ａで測定した照度分布概略図である。
【図１３】図１３は、実施例２ａでの照度分布の結果を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施例２での照度分布の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１ 電子写真感光体（感光体ドラム）
２ 露光ガイドボックス
３ 表面電位計プローブ（透明プローブ）
４ 表面電位計
５ 信号処理回路
６ コロナ帯電手段
７ 電源
８ 除電用光源
９ 信号処理回路
１０ 露光手段
１１ 電源スイッチ
１２ モーター
１３ コントローラ
１４ 電源
１５ 電源スイッチ
１６ スコロトロン帯電器
１７ 電源
１８ 電源スイッチ
１９ 振動電極
２０ 導電性材料でコーティングされたガラス
２１ 開口部
２２ ガラス基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置に使用される電子写真感光体の特性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体（以下、「感光体」、「静電潜像担持体」と称することもある）は、複写機、レーザープリンタ等の電子写真プロセスを応用した画像形成装置において、最も重要な構成要素の一つであり、画像形成装置本体の性能を引出すために、様々な特性を満足する必要がある。そのため、感光体は出荷前に電子写真に関る様々な特性の検査が行われている。また、新規の電子写真装置用として、新規の感光体を開発する場合には、開発過程において試作した感光体の電子写真に関る様々な特性についての評価が行われており、電子写真感光体の特性評価装置についても種々提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、電子写真感光体の試料片をセットする開口部を持つターンテーブルと、該ターンテーブルを高速回転させるための手段と、ターンテーブルに対向して配置され該感光体試料片を徐々に帯電させるコロナ帯電手段と、ターンテーブルの開口部に装着された感光体試験片表面の平均帯電電位と感光体試料片に流れ込む電流を同時に計測するための手段とを有し、該電流は時間で積分され充電電荷として処理され、Ｑ＝Ｃ・Ｖの関係式より感光体試料片の静電容量を非破壊、非接触で測定する装置が提案されている。この提案によれば、感光体試料片の静電容量の測定時に高速回転するターンテーブルの感光体試料片に流れ込む電流に対する真の電流を算出し、静電容量の測定精度が向上するとされている。
【０００４】
また、特許文献２は、少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位測定手段を取り付けた作動ユニットを円筒形の感光体を母線方向に移動させて諸値を測定する感光体の特性評価方法である。前記感光体はアモルファスシリコンを主成分とする光導電層を有し、該帯電手段の有効帯電範囲が２ｃｍ〜１５ｃｍであり、該露光手段は、露光量、露光波長が可変であり、感光体の諸特性を総合的かつ高精度に評価することが可能となることが記載されている。
また、特許文献３には、電子写真感光体を高速で回転させる工程と、該電子写真感光体の感光面を帯電させる静電気帯電工程と、該電子写真感光体の感光面に光放電させる光放電工程とを有し、該電子写真感光体に流れ込む電流の電流信号を検出してＡ／Ｄ変換し、算出される該電子写真感光体の充電電荷量と、該電子写真感光体の表面電位の電位信号を検出してＡ／Ｄ変換し、求められる電子写真感光体の帯電電位とから該電子写真感光体の静電容量を求める電子写真感光体の静電容量算出方法が提案されている。この提案には、前記電子写真感光体の充電電荷量が、電流値を時間で積分した値に補正値を加えた値として静電容量を算出方法することが記載されている。
また、特許文献４には、光に反応する物体にパルス化した光を照射し、動作指令信号に応じてその光応答性を計測する装置が記載されている。
【０００５】
ここで、前記電子写真感光体に要求される特性としては、帯電能、電荷保持能、感度等が挙げられる。これらの電気的特性及び光学的特性の測定には、電子写真プロセスと同様にコロナ帯電及び露光を行うことによって特性を評価することが多い。例えば前記特性値の一つとして、電子写真感光体をコンデンサと考え、静電容量を求めて評価する方法がある。このように電子写真感光体をコンデンサと考えるモデルでは、暗中にてコロナ帯電により感光体試料に流れる電流と、この時の表面電位を同時計測し、通過電流は時間で積算され、図３中の下段のグラフで示されるように、Ｑ＝Ｃ・Ｖ（ただし、Ｑは充電電荷量、Ｖは感光体の帯電電位、Ｃは感光体の静電容量を表す）の関係より静電容量（Ｃ）を求める。
電子写真感光体にコロナ放電を施すとその表面電位は、通常、図３中の上段のグラフで示されるように立ち上がっていく。この間、感光体の充電電荷量は、図３中の中段のグラフで示されるように推移する。つまり、充電電荷量（Ｑ）は、各時間（Δｔ）あたりの各充電電荷量（ｑ１）、（ｑ２）、（ｑ３）、・・・（ｑｎ）の積算値で表され、増大していく。各充電電荷量（ｑ１）、（ｑ２）、（ｑ３）、・・・（ｑｎ）は、それぞれ時間（Δｔ）と電流（Ｉ）との積で表される積分値であり、電流（Ｉ）は実測の試料充電電流値／Ｓ（Ｓは帯電される試料の面積）で定まる。求められた充電電荷量（Ｑ）とこれに対応する表面電位（Ｖ）をプロットして直線を引き、この傾きから静電容量（Ｃ）を算出する。先行技術文献に記載されているように、この算出方法では、徐々に帯電する状況を作り出して、測定するため、高速回転させて静電容量を算出する必要がある。
【０００６】
前記特許文献１のように、被測定物となる感光体が平板等のテストピースの場合は、サンプルサイズも小さいため、高速回転させて静電容量を算出する場合に特に問題はなかった。また、前記特許文献３のように、被測定物が感光体ドラムの場合でも、ドラム直径が小さい感光体では、支持体の厚みに不均一な部分があっても、回転時に大きな問題が生じるほど振れが非常に大きくなることは無いため、高速回転させて静電容量を算出することが可能である。
しかし、ドラム直径が大きく、支持体に厚みの不均一な部分がある場合には、重量バランスの悪さにより、回転時に非常に大きな振れとなる。それによって感光体周りに配置された帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段との距離が安定化しないため、正確な計測ができない状況が発生することがある。更に、振れが大きい場合には、感光体周りに配置された帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段に接触してこれらの装置の損傷や感光体へのダメージが生じる。
そのため、振れを抑える方法として、重量バランスの悪い位置を確認し、その位置におもりを付けることで振れ量を抑え計測する方法がある。しかし、バランスの悪い部分を測定するための機構及び装置等が必要となり、また、計測する場合には、測定者の手間になるという問題もあり、低速回転で静電容量を算出することができる電子写真感光体の特性評価装置が要望されていた。
【０００７】
また、前記特許文献２及び特許文献３では、ドラム状の感光体を計測可能であり、かつ露光手段と表面電位プローブが配備されているため、感光特性を評価することが可能であり、露光手段と表面電位プローブ（表面電位センサ）は別の位置に存在しているため、ドラムを高速で回転させて感度を評価することが可能である。しかし、高速回転ができないドラム直径が大きい感光体を測定する場合には、同じようなレイアウトでは露光開始からの電位変動や露光中の電位変動を確認することが困難となるため、低速回転でも感度測定可能な特性評価装置が要望されていた。
【０００８】
また、特許文献４は、表面電位計プローブとして透明プローブを使用し、感光体の感度特性を計測することができ、停止状態で感度測定可能な特性評価装置である。しかし、この装置は、テストピースを対象とした感度測定装置であり、ドラム状の感光体を対象としておらず、また、測定時の帯電条件が一切記載されてなく、感度以外の特性評価を対象としていなかった。更に、透明プローブを使用した場合、透明プローブの位置により、ガラスの重なる枚数が違うため、透過率が違ってくるという問題がある。
【０００９】
その他、塗工時に発生した感光体の電荷発生層（ＣＧＬ）濃淡ムラを確認する場合、ドラム直径が小さい感光体に関しては外観を目視で確認することで容易に確認可能である。しかし、ドラム直径が大きくなるにしたがって、ドラム全体の濃淡ムラを確認することが困難であるため、ドラム直径が大きい感光体に関しては問題がある。そのため、ＣＧＬ濃淡ムラを確認するのに、実際に複写機に搭載し画像を出して評価する方法が取られているが、時間と手間がかかっており、ＣＧＬ濃淡ムラも容易に判断可能な電子写真感光体の特性評価装置の提供が要望されていた。
【００１０】
以上のように、高速回転による方法では、測定できるドラム直径に制約があり、このため、低速回転で帯電特性、抵抗、感度等のドラム状感光体の様々な特性評価に対応でき、かつ画像出しを実施せずにＣＧＬ濃淡ムラ等、画像の欠陥につながる問題を判別可能な電子写真感光体の特性評価装置の提供が要望されているのが現状である。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２８２０５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２９５７２号公報
【特許文献３】特開２００３−２７９６０８号公報
【特許文献４】特許第３１３６３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、低速回転で帯電特性、抵抗、感度等のドラム状感光体の様々な特性評価に対応でき、かつ画像出しを実施せずに欠陥を判別可能な電子写真感光体の特性評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段を有する電子写真感光体の特性評価装置であって、
前記表面電位検出手段が、ガラス基材上に導電性材料を塗布してなる透明プローブであり、
前記透明プローブと前記露光手段とが一体化した露光・検出ユニットを有し、
前記露光・検出ユニットが、前記電子写真感光体周りに複数個配置されていることを特徴とする電子写真感光体の特性評価装置である。
＜２＞ 透明プローブと露光手段との間に、透過率分布を補正する機能を持つ補正部材を有する前記＜１＞に記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜３＞ 補正部材が、透明プローブと同材質である前記＜２＞に記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜４＞ 透明プローブの光の透過方向に、該透明プローブと同材質のガラスが同じ枚数配置されている前記＜２＞から＜３＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜５＞ 電子写真感光体を一様に帯電可能な帯電制御機能を持つスコロトロン帯電器を有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜６＞ コロトロン帯電器と、スコロトロン帯電器とを有し、該帯電手段を評価する特性に応じて切り替えて電子写真感光体の特性を評価する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜７＞ 複数箇所における電子写真感光体の特性の評価結果に基づき、電子写真感光体の良否を判定する機能を有する前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
＜８＞ 電子写真感光体がドラム状であり、２００ｒｐｍ以下の低速回転で評価を行う前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると従来における諸問題を解決することができ、電子写真感光体のドラム直径に影響されずに、低速回転でも帯電特性、抵抗、感度等の様々な特性評価に対応できる。特に、感光体ドラムの直径が大きい場合に、電荷発生層（ＣＧＬ）濃淡ムラ等の画像欠陥を評価するには、実機での画像評価が必要であったが、この画像評価せずに精度良く容易に判定可能な電子写真感光体の特性評価装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の電子写真感光体の特性評価装置は、少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段を有してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
本願明細書において、「放電電流」とは、帯電手段の放電条件を決めるための値であり、測定する感光体と同形状（直径、全長、肉厚が同じ）のアルミニウム素管（感光層を塗布していない）に放電させ、その際にアルミニウム素管側に流れる電流を意味する。この放電電流によって帯電手段の出力を予め設定する。
また、本願明細書において、「高速」とは１，０００ｒｐｍ以上の速度を意味し、「低速」とは２００ｒｐｍ以下の速度を意味する。
【００１６】
−帯電手段−
前記帯電手段としては、前記電子写真感光体の表面に電圧を印加して帯電させることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えた接触帯電手段；コロトロン帯電器、スコロトロン帯電器等のコロナ放電を利用した非接触帯電手段、などが挙げられる。
これらの中でも、感光体を一様に帯電可能な帯電制御機能を持つスコロトロン帯電器が好ましい。
また、前記帯電手段として、コロトロン帯電器と、スコロトロン帯電器とを有しており、これら帯電手段を容易に切り替えることができるので、例えば静電容量算出時にはコロトロン帯電器を使用し、抵抗測定時にはスコロトロン帯電器を使用することが可能となり、評価する特性に応じて、適した帯電手段を使用することが可能になる。
【００１７】
−露光手段−
前記露光手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するため、例えばシャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもでき、照度を下げるために、ニュートラルデンシティフィルターを用いることもできる。
【００１８】
−表面電位検出手段−
前記表面電位検出手段は、ガラス基材と、該ガラス基材上に導電性材料を塗布した透明プローブが用いられる。
前記ガラス基材は、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、例えば円板状、平板状などが挙げられる。また、前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
前記導電性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばＩｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）、酸化スズ、などが挙げられる。
【００１９】
本発明においては、前記透明プローブと前記露光手段とが一体化した露光・検出ユニットを形成している。
前記透明プローブと前記露光手段との一体化の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば露光ガイドボックスを介して露光手段と透明プローブとを結合させる方法、などが挙げられる。
前記透明プローブと前記露光手段との間に、透過率分布を補正する機能を持つ補正部材を有することが好ましい。
前記補正部材としては、透明プローブと同材質であることが好ましく、前記透明プローブの光の透過方向に、該透明プローブと同材質のガラスが同じ枚数配置されていることが好ましい。
前記露光・検出ユニットは、前記電子写真感光体周りに複数個配置されており、２個以上配置することが好ましく、２〜４個がより好ましい。
これにより、複数箇所における電子写真感光体の特性の結果を得ることができ、これらの結果に基づき、電子写真感光体の良否を判定することができる。
【００２０】
前記その他の手段として、被試験試料の表面を帯電処理するための帯電手段用電源回路の制御手段、該被試験試料を光照射するための光源用電源回路の制御手段としては、特に制限はなく、従来公知のものをそのまま用いることができる。
【００２１】
−電子写真感光体−
本発明の電子写真感光体の特性評価装置に用いる電子写真感光体としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記画像形成装置の大きさ、仕様等に応じて適宜選択することができる。前記材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の無機感光体；ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体（ＯＰＣ）、などが挙げられる。
【００２２】
前記アモルファスシリコン感光体は、例えば、支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法により、ａ−Ｓｉからなる感光層を形成したものである。これらの中でも、プラズマＣＶＤ法が特に好ましく、具体的には、原料ガスを直流、高周波又はマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉからなる感光層を形成する方法が好適である。
【００２３】
前記有機感光体（ＯＰＣ）は、（１）光吸収波長域の広さ、光吸収量の大きさ等の光学特性、（２）高感度、安定な帯電特性等の電気的特性、（３）材料の選択範囲の広さ、（４）製造の容易さ、（５）低コスト、（６）無毒性、等の理由から一般に広く応用されている。このような有機感光体の層構成としては、単層構造と、積層構造とに大別される。
前記単層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
前記積層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、の他の層を有してなる。
【００２４】
前記電子写真感光体における特性としては、帯電特性（静電容量）、抵抗、感度（光減衰特性）等が挙げられる。これらの特性は、例えば以下のようにして測定することができる。
【００２５】
−静電容量の測定−
静電容量を算出する方法に関しては、上述した図３で示したように電子写真感光体をコンデンサと考えるモデルで、コロナ帯電により感光体試料に流れる電流と、この時の表面電位を計測し、通過電流は時間で積算され図３中の下段のグラフで示されるように、Ｑ＝Ｃ・Ｖ（ただし、Ｑは充電電荷量、Ｖは感光体の帯電電位、Ｃは感光体の静電容量をそれぞれ表す）の関係より静電容量（Ｃ）を求める。ただし、電子写真感光体の特性評価装置では、低速回転で測定するため、帯電手段と電位計測の場所の違いが影響を受ける。
ここで、図４に電位の推移グラフ、図５に電流の推移グラフを示す。その影響で、電位と電荷量の対応が一致するタイミングは、回転周期のタイミングしかなく、１回転周期でしか充電電荷量（Ｑ）とこれに対応する表面電位をプロットすることができない。例えば、２００ｒｐｍであれば、０．３ｓｅｃ間隔となる。更に、電位や電流は信号経路中の、ノイズフィルタ、アンプ等で信号の遅れが生じることもあり、それを補正する必要がある。その補正方法は、プロットするタイミングでの電流値に補正係数を乗じた物を充電電荷量へ足し合わせることで可能となる。これらによって求めた充電電荷量（Ｑ）と、これに対応する表面電位（Ｖ）をプロットして直線を引き、この傾きから静電容量（Ｃ）を算出する。図６に充電電荷量と表面電位の対応結果のグラフを示す。
この静電容量の算出自体は、コントローラの記憶領域に記憶された、表面電位と電流のデータを使用して、コントローラで処理が実施され、静電容量が算出できる。
【００２６】
−抵抗の測定−
前記電子写真感光体の抵抗を算出する方法については、帯電手段で感光体を所定の電位に帯電にさせ、その後の自然放電により減衰する電位（暗減衰）を一定時間サンプリングする。この帯電手段による帯電を停止してから暗減衰する電子写真感光体の帯電電位は、感光体を抵抗Ｒと、静電容量Ｃで並列した等価回路とに置き換え、暗減衰開始電位をＶ０とすると、Ｖ＝Ｖ０ｅ−ｔ／ＲＣとなる。
そこで、コントローラにより暗減衰開始電位Ｖ０と一定時間経過後の帯電電位Ｖより１／ＲＣを算出し、先に算出した静電容量Ｃから感光体の単位面積あたりの暗抵抗Ｒを算出することができる。
【００２７】
−光減衰特性の測定−
前記光減衰特性を調べるための感度は、電位が予め意図した所定の電位レベルに減衰するまでに要した時間（ｓ）と、露光光量（単色光：μＷ／ｃｍ２、白色光：ｌｘ）を乗じて算出した露光量（単色光：μＪ／ｃｍ２、白色光：ｌｘ・ｓ）で評価する。
前記電子写真感光体の特性評価装置は、光を透過しない暗箱、又は暗幕等で覆われている、暗箱又は暗幕で覆われていないと、試験時に外部環境（風、光、温度）の影響を受け、正確な特性評価が困難となる。ただし、コントローラ及び信号処理回路等、感光体ドラムの評価に影響の無い物に関しては、暗箱又は暗幕で覆う必要はない。
【００２８】
ここで、図１は、本発明の電子写真感光体の特性評価装置の一例を示す概略図である。この図１の電子写真感光体の特性評価装置は、電子写真感光体（感光体ドラム）１を露光する露光手段１０、感光体ドラム１の電位を計測する表面電位計プローブ３、感光体ドラム１を帯電するコロナ帯電手段６、該コロナ帯電手段６へ電圧を供給するための電源７、該電源７のスイッチ１１、感光体ドラム１を除電する除電用光源８、露光した光を電子写真感光体の照射面までガイドする露光ガイドボックス２を有している。
また、コロナ帯電手段６とは別に、スコロトロン帯電器１６を使用しており、スコロトロンへ電圧を供給する電源１７、電源１７のスイッチ１８を有しており、グリッドには電源１４と電源１４のスイッチ１５を有している。
【００２９】
露光手段１０と露光ガイドボックス２と表面電位計プローブ（透明プローブ）３は一体化された露光・検出ユニットを構成しており、該露光・検出ユニットは感光体周りに複数個配置されている（図１では４個）。また、透明プローブ３の背面には、図１１に示す形状の透明プローブと同材質のガラスが貼り付けられている。
図１では、感光体を一様に帯電可能な帯電制御装置として、スコロトロン帯電器を用いているが、帯電制御装置として、接触方式の帯電ローラを用いることもできるが、非接触帯電手段として、スコロトロン帯電器の方が好ましい。
【００３０】
この図１の電子写真感光体の特性評価装置では、感光体ドラム１はモーター１２によって回転する機構となっており、図１中矢印の方向に回転する。電源７から高電圧が出力され、コロナ帯電手段６によって感光体ドラム１が帯電される。帯電時に感光体ドラム１中を通過する電流が計測され、５の信号処理回路に送られる。なお、信号処理回路の中には図示されていない平滑化回路が組み込まれており、平滑化回路によって通過電流の平滑化が行われる。
その後、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換されコントローラ１３に送られデジタル信号が演算処理される。
【００３１】
また、感光体ドラム１の表面電位は、各表面電位計プローブ３からモニター部である表面電位計４にそれぞれ送られモニターされ、信号処理回路９に送られる。その後、Ａ／Ｄ変換器によって変換され、次に、コントローラ１３に送られ演算処理される。コントローラ１３には、感光体ドラム１を回転させるモーター１２内のモータードライバが接続されている。このモータードライバでは、回転数を出力する機能、回転数をリモート制御可能な機能、位置検出機能も付加されているため、回転数制御と回転数の認識と測定位置の確認も可能である。
【００３２】
感光体ドラム１周りの各露光・検出ユニットは、デジタルリレー出力によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。また、感光体の露光後電位は、露光手段１０を使用することによって、測定ができ、感光体の表面電位を取り除く場合は、除電用光源８を使用して取り除くことが可能であり、感光体ドラム１の帯電特性、光減衰特性等の特性評価が可能である。更に、コントローラ１３では、特性評価した結果を更に演算すること、演算結果から感光体の良否を判定させることも可能である。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により、何ら限定されるものではない。
【００３４】
（実験例１）
ドラム直径の違う４種類（３０ｍｍ、１００ｍｍ、１７８ｍｍ、２６２ｍｍ）のドラム状基体を用いて、以下のようにして各電子写真感光体を作製した。
＜電子写真感光体の作製＞
まず、前記ドラム状基体上に下記組成の下引き層用塗工液を用いて浸漬塗布した後、１３０℃にて２０分間乾燥を行い、厚み３．５μｍの下引き層を形成した。
次に、下記組成の電荷発生層用塗工液を用いて浸漬塗布した後、１３０℃にて２０分間乾燥を行い、厚み０．２μｍの電荷発生層を形成した。
次に、下記組成の電荷輸送層用塗工液を用いて浸漬塗布した後、１３０℃にて２０分間乾燥を行い、厚み２７μｍの電荷輸送層を形成した。以上により、電子写真感光体を作製した。
【００３５】
−下引き層用塗工液−
・酸化チタン（ＣＲ−ＥＬ、石原産業株式会社製）・・・５０質量部
・アルキッド樹脂（ベッコライトＭ６４０１−５０、固形分５０質量％、大日本インキ化学工業株式会社製）・・・１５質量部
・メラミン樹脂（Ｌ−１４５−６０、固形分６０質量％、大日本インキ化学工業株式会社製）・・・８質量部
・２−ブタノン・・・１２０質量部
【００３６】
−電荷発生層用塗工液−
・下記構造式で表される非対称ビスアゾ顔料・・・２．５質量部
【化１】
・ポリビニルブチラール（「ＸＹＨＬ」、ＵＣＣ社製）・・・０．５質量部
・メチルエチルケトン・・・１１０質量部
・シクロヘキサノン・・・２６０質量部
【００３７】
−電荷輸送層用塗工液−
・ポリカーボネート（Ｚポリカ、帝人化成株式会社製）・・・１０質量部
・下記構造式で示される電荷輸送物質・・・７質量部
【化２】
・テトラヒドロフラン・・・８０質量部
・下記構造式で示される硫黄系酸化防止剤・・・０．５質量部
【化３】
・シリコーンオイル（１００ｃｓ、信越化学工業株式会社製）・・・０．００２質量部
【００３８】
得られた各電子写真感光体の外観を目視で確認し、電荷発生層（ＣＧＬ）濃淡ムラが確認された本数と、複写機に搭載させて出力画像で判断した濃淡ムラの発生本数を評価した。結果を表１に示す。
なお、画像はハーフトーン画像を出力した際に、目視で濃淡ムラが許容範囲内であるか否かについて判断した。
【００３９】
【表１】
※目視外観検査でムラ発生と判断されている感光体は、画像検査でもムラが確認された。
表１の結果から、画像検査で発覚する濃淡ムラは、ドラム直径が大きいほど目視の外観検査で検出することが困難となっていることが分かった。そのため、感光体のドラム直径が大きい場合に、濃淡ムラを画像出力無しで確認可能な評価装置が必要であることが分かった。
【００４０】
次に、作製した感光体の内、各ドラム直径で４本を、図１に示す電子写真感光体の特性評価装置を使用し、高速回転可能の可否について、下記判断基準で評価した。結果を表２に示す。
〔判断基準〕
１，０００ｒｐｍで高速回転させた時の振れが０．４ｍｍ以下を「ＯＫ」とし、振れが０．４ｍｍを超える場合を「ＮＧ」とした。
なお、振れ計測には、非接触の変位センサ（渦電流式変位センサ）を使用した。センサ部は、キーエンス社製、ＡＮＬＯＧ ＳＥＮＳＯＲ ＡＨ−４１６（アルミニウム仕様）を使用した。
【００４１】
【表２】
表２の結果から、ドラム直径が大きくなるほど、振れが大きくなる感光体が増え、高速回転ができなくなったしまうことが分かった。これは、ドラム直径が大きいほど、重量バランスの悪さの影響を回転時に大きく受けることが原因であると考えられる。このような状況に陥った場合には、重量バランスの悪い位置を確認し、その位置におもりを付け、振れを抑えることで計測は可能となる。しかし、低速回転で計測可能であれば、そのような測定者の手間はなくなる。
【００４２】
（実施例１）
−感度の測定−
ドラム直径２６２ｍｍ、ドラム全長５３０ｍｍ、ドラムの肉厚５ｍｍのドラムに、株式会社リコー製ＩＰＳＩＯ ＣＸ８０００用感光体と同じ材料、及び処方構成の感光層を形成した感光体ドラムを使用して、下記の条件で感度測定を行った。
・ドラム回転数：２００ｒｐｍ
・表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃ
・図１に示す電子写真感光体の特性評価装置（自社で設計製作した評価装置を使用）を使用し、感度測定を実施した。
・測定方法は、まず、低速回転（２００ｒｐｍ）で、スコロトロン帯電器により、感光体を均一に−８００Ｖまで帯電させ、ドラムの回転を停止した。ドラム停止後に露光し、感度測定を実施した。
・特性評価装置としては、露光手段にはシャープ社製のＧＨ０６５５０Ｂ２ＢのＬＤを使用し、スコロトロン帯電器に使用する電源は、グリッド及びワイヤともＴＲＥＫ社製の高圧電源Ｍｏｄｅｌ１６１０Ｅ、表面電位計はＴＲＥＫ社製のＭｏｄｅｌ３７０、表面電位計プローブ（透明プローブ）はＴＲＥＫ社製のＭｏｄｅｌ３６２９Ａ、コロトロン帯電器に使用する電源は、ＴＲＥＫ社製の高圧電源Ｍｏｄｅｌ６１０Ｅ、帯電手段はスコロトロン帯電器及びコロトロン帯電器とも内製品、除電用光源には林時計工業株式会社製の特注ラインＬＥＤ（波長６６０ｎｍ）、モーターはオリエンタル社製のモーターユニットＤＸ６１５０ＳＤ、コントローラは、デル社製のＰＣ（Ｏｐｔｉｐｌｅｘ ＧＸ２７０）、Ａ／Ｄ変換はナショナルインスツルメンツ社製のＰＣＩ−６０２５Ｅ、デジタル出力はナショナルインスツルメンツ社製のＰＣＩ−６５０３、それ以外の信号処理回路等は全て内製した電子写真感光体の特性評価装置を使用した。
なお、表面電位計プローブ（透明プローブ）は、露光ガイドボックスを介して露光手段と一体化されている。
【００４３】
（比較例１）
−感度の測定−
実施例１において、図２に示す従来の電子写真感光体の特性評価装置（自社で設計製作した評価装置）を使用した以外は、実施例１と同様にして、以下のようにして感度測定を実施した。
なお、図２の特性評価装置は、図１の特性評価装置と違い、スコロトロン帯電器は配置しておらず、露光手段はコロトロン帯電器６が１つしか配置されていない。また、表面電位プローブ３は露光部先端には配置しておらず、感光体１の真下に取り付けられている。更に表面電位プローブ３としては通常のプローブ（透明プローブではない）を使用している。
・測定方法は、まず、低速回転（２００ｒｐｍ）で、コロトロン帯電器により、感光体を複数回回転させ−８００Ｖになるまで帯電させる。その後、低速回転のまま露光し、感度測定を実施した。
・特性評価装置としては、露光手段にはシャープ社製のＧＨ０６５５０Ｂ２ＢのＬＤを使用し、コロトロン帯電器に使用する電源は、グリッド及びワイヤともＴＲＥＫ社製の高圧電源Ｍｏｄｅｌ １６１０Ｅ、表面電位計はＴＲＥＫ社製のＭｏｄｅｌ３４４、表面電位計プローブはＴＲＥＫ社製のＭｏｄｅｌ６０００Ｂ−７Ｃ、帯電手段は内製したコロトロン帯電器とも内製品、除電用光源には林時計工業株式会社製の特注ラインＬＥＤ（波長６６０ｎｍ）、モーターはオリエンタル社製のモーターユニットＤＸ６１５０ＳＤ、コントローラは、デル社製のＰＣ（Ｏｐｔｉｐｌｅｘ ＧＸ２７０）、Ａ／Ｄ変換には、ナショナルインスツルメンツ社製のＰＣＩ−６０２５Ｅ、デジタル出力はナショナルインスツルメンツ社製のＰＣＩ−６５０３、それ以外の信号処理回路等は全て内製して製作した特性評価装置を使用した。
【００４４】
実施例１で測定した表面電位推移グラフを図７、比較例１で測定した表面電位推移グラフを図８に示す。ただし、図７の結果は、１つの露光・検出ユニットの結果である。
図７及び図８の結果から、図７のように時間と共に電位が徐々に低下する状況を正確に把握できているため、感度が正確に計算できる。一方、図８では、電位の時間変化は階段状となっており、正確に把握できておらず、感度を正確に計算できない。
したがって、露光手段と表面電位プローブの位置が離れている状態で、低速回転で計測を実施する方法（比較例１）では、感度を正確に計測できないことが分かった。これに対し、露光手段と表面電位プローブの位置が同じ位置であり、かつ停止状態で感度測定を実施する方法（実施例１）では、感度を精度良く測定可能であることが分かった。実施例１では、露光・検出ユニットが複数個配置されているため、複数箇所の感度測定も可能となることが分かった。
【００４５】
次に、図１の電子写真感光体の特性評価装置で使用する透明プローブの透過率について調査した。図９は透明プローブの正面概略図、図１０は透明プローブの上面概略図であり、１９は振動電極、２０は導電性材料でコーティングされたガラス、２１は開口部、２２はガラス基材を示し、位置によってガラスの枚数が違っていることが分かった。
【００４６】
（実施例２）
−照度の測定−
実施例１と同じ電子写真感光体の特性評価装置を使用し、透明プローブの背面には、図１１に示す形状の透明プローブと同材質のガラスを貼り付けた。その状態で照度分布を計測した。
図１１のガラスは、ガラス全体のサイズはプローブと同サイズ（２１．８９ｍｍ×２１．８９ｍｍ）であり、振動電極１９と同サイズ分カットされているが、開口部２１サイズ領域分（直径４．９７８ｍｍ）はガラスが残された形状となっている。また、２枚の振動電極の間で、かつ開口部領域と重なる部分には、ガラスをもう１枚貼り付けた構造となっている。
【００４７】
（実施例２ａ）
−照度の測定−
実施例１と同じ電子写真感光体の特性評価装置を使用して照度分布を計測した。ただし、追加のガラス貼り付けは無かった。
【００４８】
実施例２及び実施例２ａとも、照度分布の測定は、透明プローブを通過した光（６５５ｎｍＬＤ光）を光パワーメーター（ＹＯＫＯＧＡＷＡ社製、Ｍｏｄｅｌ３２９２）で計測し、透明プローブを通過しない状態の結果との比率から照度分布を確認した。照度分布の測定は、図１２に示すように、Ａ地点からＢ地点までの透過光を計測した。
実施例２での照度分布の結果を図１４、実施例２ａでの照度分布の結果を図１３にそれぞれ示す。
図１３及び図１４の結果から、精度の良い計測を行うためには透明プローブを使用して計測する場合は、透明プローブと露光手段との間に透明プローブの透過分をカバーするように同材質の補正部材を取り付ける必要があることが分かった。
【００４９】
次に、画像形成装置（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏ ＭＦ７０７０）に搭載された感光体ドラム（ドラム直径１００ｍｍ、ドラム全長３６０ｍｍ、ドラムの肉厚１．２ｍｍ）を３本使用して、−８００Ｖにおける抵抗測定を行った（ドラム回転数は２００ｒｐｍ、表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃ）。
【００５０】
（実施例３）
−抵抗の測定−
実施例２と同じ電子写真感光体の特性評価装置を使用し、以下のようにして抵抗測定を実施した。感光体の帯電は、スコロトロン帯電器を使用した（グリッド電圧：−８１０Ｖ、ワイヤ印可電圧：−５．７ｋＶ）。
【００５１】
（実施例３ａ）
実施例２と同じ電子写真感光体の特性評価装置を使用し、以下のようにして抵抗測定を実施した。ただし、スコロトロン帯電器は配置されておらず、感光体の帯電は、コロトロン帯電器を使用した（ワイヤ印可電圧：−５．２ｋＶ）。
【００５２】
＜抵抗の測定＞
抵抗の測定は、低速（２００ｒｐｍ）で回転し、所定の電位に到達するまで帯電を実施した。その後、回転を停止させ、下記の抵抗測定方法で抵抗を算出した。実施例３及び実施例３ａとも、−８１０Ｖから−７９０Ｖに減衰するまでの時間から、抵抗を算出するため、−８１０Ｖを超えた時点で帯電を切り測定した。抵抗測定開始電圧と、抵抗算出結果を表４に示す。
−抵抗測定方法−
帯電手段で感光体を所定の電位に帯電にさせ、その後の自然放電により減衰する電位（暗減衰）を一定時間サンプリングした。この帯電手段による帯電を停止してから暗減衰する電子写真感光体の帯電電位は、感光体を抵抗Ｒと、静電容量Ｃで並列した等価回路とに置き換え、暗減衰開始電位をＶ０とすると、Ｖ＝Ｖ０ｅ−ｔ／ＲＣとなる。そこで、コントローラにより暗減衰開始電位Ｖ０と一定時間経過後の帯電電位Ｖより１／ＲＣを算出し、先に算出した静電容量Ｃから感光体の単位面積あたりの暗抵抗Ｒを算出した。
【００５３】
【表４】
表４の結果から、感光体を一様に帯電可能なスコロトロン帯電器が付いていない状態（実施例３ａ）では、帯電切断電位を一定にすることがやや困難であった（感光体を一様に帯電可能なスコロトロン帯電器が付いていない状態では、１回転毎に表面電位が階段状に上昇するため、所定の表面電位にすることが困難となるため）。その結果、暗抵抗算出結果にも違いが出るため、精度の高い計測結果を得るためには、感光体を一様に帯電可能な帯電制御機能が付いたスコロトロン帯電器が必要であることが分かった。また、帯電手段をスコロトロン帯電器とコロトロン帯電器とを容易に切り替え可能であるため、静電容量算出時にはコロトロン帯電器を使用し、抵抗測定にはスコロトロン帯電器を使用することが可能となり、評価する特性に応じて、適した帯電手段を使用することが可能になる。
【００５４】
（実施例４）
−感度の測定−
実験例１の表１のドラム直径２６２ｍｍの感光体ドラム２０本の内、画像検査でムラが判明した４本と、画像検査でムラが判明しなかった４本について図１の電子写真感光体の特性評価装置を使用し、以下のようにして感度を計測した。結果を表５に示す。
＜感度の測定方法＞
感度の測定は、低速（２００ｒｐｍ）で回転させた状態で、スコロトロン帯電器１６で感光体を−８００Ｖに帯電した。その後、回転を停止させ、感光体周りに配置された４つの露光・検出ユニットで感度を計測した。なお、感度は、−８００Ｖから−１５０Ｖまで光減衰させたときの感度を算出した。
【００５５】
【表５】
表５の結果から、出力画像にムラが確認される感光体については、測定位置の違いによる感度のバラツキが大きいことが分かった。目視の外観検査で濃淡ムラが確認されないもので、画像を出力することで画像ムラが確認される感光体に関しても、図１の電子写真感光体の特性評価装置を使用し、測定位置の違いによる感度のバラツキを確認することで、問題の有無が判断できる。また、使用するモーターには位置検出機能が付いているため、その機能を利用して複数回計測することで感光体の感度分布を確認することも可能になった。
【００５６】
次に、株式会社リコー製のｉｍａｇｉｏ ＭＦ７０７０に搭載された感光体ドラム（ドラム直径１００ｍｍ、ドラム全長３６０ｍｍ、ドラムの肉厚１．２ｍｍ）を使用して評価に費やす時間を計測した。ドラム回転数は２００ｒｐｍ、表面電位・通過電流サンプリング間隔：０．０１ｓｅｃであった。計測結果を表６に示す。
【００５７】
（実施例５）
実施例４の電子写真感光体の特性評価装置を使用した。この特性評価装置は、露光・検出ユニット間の感度バラツキを計測可能な機能と、露光・検出ユニット間のバラツキをコントローラに接続されたモニターへ表示させて、電子写真感光体の良否を判定する機能とを有している。
【００５８】
（実施例５ａ）
実施例４の電子写真感光体の特性評価装置を使用した。この特性評価装置は、各露光・検出ユニットの感度結果を出力する機能のみを有している。
【００５９】
（比較例５ｂ）
電子写真感光体について、実験例１と同様にして画像検査を行い評価した。結果を表６に示す。
【００６０】
【表６】
表６の結果から、露光・検出ユニット間の感度バラツキを計測する良否判定機能が付いている場合は、評価時間が短縮されることが分かった。また、本発明の電子写真感光体の特性評価装置を使用することにより、非破壊乃至非接触で評価可能であるため、評価による感光体の損傷を防ぐことも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の電子写真感光体の特性評価装置は、低速回転で帯電特性、抵抗、感度等のドラム状感光体の様々な特性評価に対応でき、かつ画像出しを実施せずに欠陥を判別可能であり、実機での画像評価をせずに精度良く容易に電子写真感光体の特性を評価可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、従来の電子写真感光体の特性評価装置の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、静電容量算出方法を説明するための説明図である。
【図４】図４は、本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置で低速回転時（２００ｒｐｍ）に計測した表面電位推移比較グラフである。
【図５】図５は、本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置で低速回転時（２００ｒｐｍ）に計測した通過電流推移比較グラフである。
【図６】図６は、本発明に係る電子写真感光体の特性評価装置で算出した充電電荷量と表面電位の結果を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例１での表面電位推移グラフである。
【図８】図８は、比較例１での表面電位推移グラフである。
【図９】図９は、本発明の電子写真感光体の特性評価装置に用いる透明プローブの概略正面図である。
【図１０】図１０は、図９の透明プローブの概略上面図である。
【図１１】図１１は、実施例２で使用するガラスの形状を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例２及び実施例２ａで測定した照度分布概略図である。
【図１３】図１３は、実施例２ａでの照度分布の結果を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施例２での照度分布の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１ 電子写真感光体（感光体ドラム）
２ 露光ガイドボックス
３ 表面電位計プローブ（透明プローブ）
４ 表面電位計
５ 信号処理回路
６ コロナ帯電手段
７ 電源
８ 除電用光源
９ 信号処理回路
１０ 露光手段
１１ 電源スイッチ
１２ モーター
１３ コントローラ
１４ 電源
１５ 電源スイッチ
１６ スコロトロン帯電器
１７ 電源
１８ 電源スイッチ
１９ 振動電極
２０ 導電性材料でコーティングされたガラス
２１ 開口部
２２ ガラス基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段を有する電子写真感光体の特性評価装置であって、
前記表面電位検出手段が、ガラス基材上に導電性材料を塗布してなる透明プローブであり、
前記透明プローブと前記露光手段とが一体化した露光・検出ユニットを有し、
前記露光・検出ユニットが、前記電子写真感光体周りに複数個配置されていることを特徴とする電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項２】
透明プローブと露光手段との間に、透過率分布を補正する機能を持つ補正部材を有する請求項１に記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項３】
補正部材が、透明プローブと同材質である請求項２に記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項４】
透明プローブの光の透過方向に、該透明プローブと同材質のガラスが同じ枚数配置されている請求項２から３のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項５】
電子写真感光体を一様に帯電可能な帯電制御機能を持つスコロトロン帯電器を有する請求項１から４のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項６】
コロトロン帯電器と、スコロトロン帯電器とを有し、該帯電手段を評価する特性に応じて切り替えて電子写真感光体の特性を評価する請求項１から５のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項７】
複数箇所における電子写真感光体の特性の評価結果に基づき、電子写真感光体の良否を判定する機能を有する請求項１から６のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項８】
電子写真感光体がドラム状であり、２００ｒｐｍ以下の低速回転で評価を行う請求項１から７のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項１】
少なくとも帯電手段、露光手段、及び表面電位検出手段を有する電子写真感光体の特性評価装置であって、
前記表面電位検出手段が、ガラス基材上に導電性材料を塗布してなる透明プローブであり、
前記透明プローブと前記露光手段とが一体化した露光・検出ユニットを有し、
前記露光・検出ユニットが、前記電子写真感光体周りに複数個配置されていることを特徴とする電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項２】
透明プローブと露光手段との間に、透過率分布を補正する機能を持つ補正部材を有する請求項１に記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項３】
補正部材が、透明プローブと同材質である請求項２に記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項４】
透明プローブの光の透過方向に、該透明プローブと同材質のガラスが同じ枚数配置されている請求項２から３のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項５】
電子写真感光体を一様に帯電可能な帯電制御機能を持つスコロトロン帯電器を有する請求項１から４のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項６】
コロトロン帯電器と、スコロトロン帯電器とを有し、該帯電手段を評価する特性に応じて切り替えて電子写真感光体の特性を評価する請求項１から５のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項７】
複数箇所における電子写真感光体の特性の評価結果に基づき、電子写真感光体の良否を判定する機能を有する請求項１から６のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【請求項８】
電子写真感光体がドラム状であり、２００ｒｐｍ以下の低速回転で評価を行う請求項１から７のいずれかに記載の電子写真感光体の特性評価装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１３】
【図１４】
【図３】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１３】
【図１４】
【図３】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２９２２５８（Ｐ２００８−２９２２５８Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３７１５２（Ｐ２００７−１３７１５２）
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２３日（２００７．５．２３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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